JP2014214306A - コンクリートクラック補修用塗料組成物、該塗料組成物を含有する塗料液及び塗膜並びに該塗膜の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コンクリートに発生するクラックを容易に補修する実用的な塗料組成物を提供する。【解決手段】 （Ａ）植物性油脂３〜５質量％、（Ｂ）石油系油脂２０〜４０％重量％および（Ｃ）変性シリコン６０〜６５％重量％を含有するコンクリートクラック補修用塗料組成物。（但し、（Ａ）植物性油脂、（Ｂ）石油系油脂および（Ｃ）変性シリコンの合計を１００重量％とする。）本発明の塗料組成物は、コンクリートクラックへの浸透性と接着性がよく、防水性、耐酸性の表面特性を有し、耐久性の高い塗膜を形成することが可能である。【選択図】なし

Description

本発明は、コンクリートクラック補修用塗料組成物、該塗料を含有する塗料並びに該塗膜の製造方法に関する。

近年環境の変化特に酸性雨等による石材劣化が著しい。コンクリート構造物は、製造時において、川砂不足のため海砂を使用しており、内部に微量の塩分を含有する。又酸性雨の影響でコンクリート内部へ浸透し、コンクリート内部は、アルカリ性から中性化して、酸性化へ変化する。ここに至るとコンクリート構造物はボロボロとなり倒壊する。
また、コンクリートそのものの材料特性として、硬化後の時間経過と共にわずかではあるが収縮する性質を有するため、構造物全体として何らかのクラックを生じる可能性が大きいと言う宿命的な欠陥を有するものである。

このため、従来から、コンクリート構造物長寿命化の一つとしてクラック補修に的を絞った技術開発が行われている。

いろいろなコンクリート構造物に発生するクラックには、ごく表面的なヘアクラックから構造物を貫通したクラックまで様々なものがある。クラックの発生した箇所は、構造的に不連続となり、内部へ水や炭酸ガス、塩分などの侵入を許容し、構造物の機能が損なわれることとなる。そのためのコンクリートクラック補修方法には、表面処理工法、注入工法、充填工法などがあるが、この中で特に、表面処理工法はクラック発生初期に効果的にコンクリートの劣化を抑制・防止する方法として注目されている。

従来の表面処理工法は、クラックに沿ってコンクリート表面に被膜を設ける方法で、０，２ｍｍ以下の開き幅の小さいクラックの、構造的な機能回復を目的としない補修に用いられる。主にポリウレタン、ポリサルサイド、シリコン系または、ポリマーセメント、セメントモルタル、エポキシ系等の材料が用いられる。
しかし樹脂特有の収縮固化や紫外線劣化の影響でクラックに対して密着度が不足する。そのために補修部分から、水分が浸入して悪影響を起している。

本発明の目的は、従来の表面処理工法の問題点を解決し、０．３ｍｍ以内のクラックをコンクリート内部から耐久的に修復する塗料組成物を提供することである。

本発明者の研究を重ねた結果、植物性油脂、石油系油脂、および特定の変性シリコンの混合比率を好適な一定範囲内とすることにより、均一組成の塗料組成物を得ることができ、該塗料組成物からなる塗膜は、上記課題を解決することを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は以下の発明に係るものである。
＜１＞ （Ａ）植物性油脂：３〜５質量％、（Ｂ）石油系油脂：２０〜４０質量％および（Ｃ）変性シリコン：６０〜６５質量％を含有することを特徴とするコンクリートクラック補修用塗料組成物。
（但し、（Ａ）植物性油脂、（Ｂ）石油系油脂および（Ｃ）変性シリコンの合計を１００質量％とする。）
＜２＞ （Ａ）植物性油脂が、脂肪酸ナトリウムである前記＜１＞記載のコンクリートクラック補修用塗料組成物。
＜３＞ さらに（Ｂ）石油系油脂が、パラフィンワックスである前記＜１＞または＜２＞記載のコンクリートクラック補修用塗料組成物。
＜４＞ さらに（Ｃ）変性シリコンが、シリコン変性アクリル系ポリオール樹脂である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載のコンクリートクラック補修用塗料組成物。
＜５＞ 前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載したコンクリートクラック補修用塗料組成物を、溶剤に分散してなる塗料液。
＜６＞ 前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載したコンクリートクラック補修用塗料組成物を含んでなる塗膜。
＜７＞ 前記＜５＞記載の塗料液を、塗布することを特徴とするコンクリートクラック補修用塗膜の製造方法。

本発明によれば、塗布対象物への浸透性はよく、コンクリートクラック内部での炭酸カルシュウム結晶やケイ酸カルシウム結晶などが発生しやすい特性を有し、耐久性のあるコンクリート補修用塗料組成物が提供される。

本発明は（Ａ）植物性油脂：３〜５質量％、（Ｂ）石油系油脂：２０〜４０質量％および（Ｃ）変性シリコン：６０〜６５質量％を含有することを特徴とするコンクリートクラック補修用塗料組成物に係るものである。
以下、本発明のコンクリートクラック補修用塗料組成物の構成成分について説明する。

［（Ａ）植物性油脂］
本発明に用いられる植物性油脂は常温において固体であり、いわゆる脂肪酸ナトリウムである。脂肪酸ナトリウムを酸化させ粉末状にして用いる。

［（Ｂ）石油系油脂］
本発明に用いられる石油系油脂は、常温において固体あるいは半固体の固形油脂であり、いわゆるパラフィンワックスやマイクロワックスなどの石油系ワックス、天然ワックス、合成ワックスのいずれを用いてもよいが、水中組成物の透水防止に好適な効果が得られ、入手が容易であるという点でパラフィンワックスが好適である。

［（Ｃ）変性シリコン］
本発明に用いられる変性シリコンは、オルガノポリシロキサンの末端にアミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシル基、オキシメチレン基などの官能基の１種または２種以上が導入されたものや、側鎖に前記官能基が導入されたもの、または末端と側鎖の両方に前記官能基が導入されたものが使用できる。

本発明の塗料組成物における成分（Ａ）、成分（Ｂ）および成分（Ｃ）の含有比率は、（Ａ）植物性油脂、（Ｂ）石油系油脂および（Ｃ）変性シリコンの合計を１００質量％とした場合において（Ａ）植物性油脂：３〜５質量％、（Ｂ）石油系油脂：２０〜４０質量％および（Ｃ）変性シリコン：６０〜６５質量％である。このような範囲であると、コンクリートクラックの隙間に炭酸カルシウム結晶やケイ酸カルシウム結晶を組成する。

本発明の塗料組成物は、溶媒中あるいは溶媒非存在下で攪拌することにより合成するができるが、通常溶媒に分散して塗料液として使用される。製造する際の各成分の配合順序は任意である。

溶媒としては、本発明の塗料組成物を分散できる溶媒であればよく、具体的には、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、および、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪酸炭化水素類を１種あるいは２種以上を混合して用いることができる。この中でも本発明の塗料組成物の安定性を高め、塗料作業性や塗膜乾燥性が好適になる観点からは、溶媒としては、メチルシクロヘキサンが好適である。

本発明の塗料液における固形成分（本発明の塗料組成物、成分（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）以外も含む）と溶媒の比率は、固形成分が均一に溶解する範囲であればよい。塗布作業性がよく、均一な塗膜を得ることができるという観点からは、固形成分の溶媒に対する比率が１０〜１５％（重量比）であることが好ましい。

本発明の塗料液を塗布する対象物としては、コンクリートや石材を始めとする無機材料の素地に好適である。

本発明の塗料液の塗布対象物への塗布方法は特に限定されず、対象となる塗布対象物の特性を考慮し、従来公知の塗布方法で行うことができる。例えば、スプレー塗装法、ロール塗装法、刷毛塗り塗装法などを適宜採用することができる。また、本発明の効果（コンクリートクラックの補修効果）は、本発明の塗料組成物が、塗布対象物の内部に浸透して発現する。

本発明の塗料液を塗布対象物に塗布した後の塗膜の乾燥時間は本発明の塗料液における組成および塗布量で変化するが、少なくとも塗布後１０分以上３０分以下にすることが可能である。１０分以上にすることで、塗膜の流動性が十分な時間保たれ、特別なレベリング処理しなくとも平坦で均一な塗膜を形成できる。

塗膜の硬化時間は、本発明の塗料液における組成および塗布量で変化するが、通常、常温下において２０分程度で硬化する。

本発明の塗膜の膜厚は、本発明の効果を得ることができれば特に限定されることでなく、通常９〜１０μｍ程度、平滑な塗膜を形成する。塗膜の厚さは塗料液濃度や塗装の繰り返しにより調整可能である。本発明の塗膜は、塗料組成物の組成や乾燥時間などにもよるが、１Ｂ程度の硬度を有し、時間の経過と共に硬度を増す傾向にある。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例中「部」、「％」は重量を基準として示す。

実施例に使用した材料は、以下のとおりである。
成分（Ａ） ：植物性油脂（脂肪酸ナトリウム）
ロケット石鹸株式会社製「サンロケット」
成分（Ｂ） ：石油系油脂
日本精鑞株式会社製「ＰＡＲＡＦＦＩＮＷＡＸ」
成分（Ｃ） ：変性シリコン
セメダイン株式会社「セメダイン８０２０」
成分（Ｄ） ：天然樹脂
ハリマ化成株式会社「ロジン」
溶媒（ａ） ：炭化水素系溶剤
新日本石油化学株式会社製「メチルシクロヘキサン」
溶媒（ｂ） ：炭化水素系溶剤
新日本石油化学株式会社製「ノルマルヘキサン」

（１）塗料液１の作製
適当量の溶媒（ａ）を入れた混合用容器に、成分（Ａ）、成分（Ｂ）、および成分（Ｃ）を下記表１の組成になるように入れ、室温で均一になるまで混合することによって、塗料液１を得た。

（２）試料基板１の作製
モルタル製基板（１００×１００×２０ｍｍ）上に、製造した塗布液１を乾燥膜厚が９〜１０μｍとなるよう刷毛塗りで塗布し、１日間室温で乾燥することで塗膜を形成したものを試料基板１とした。

（１）塗料液２の作製
溶媒（ａ）：溶媒（ｂ）＝８：１（重量比）に調整した適当量の混合溶媒を入れた混合容器に、成分（Ａ）、成分（Ｂ）、成分（Ｃ）および成分（Ｄ）を下記表１の組成になるように入れ、室温で均一になるまで混合することによって、塗料液２を得た。

（２）試料基板２の作製
実施例１と同様の基板上に、製造した塗布液２を乾燥膜厚が９〜１０μｍとなるよう刷毛塗りで塗布し、１日間室温で乾燥することで塗膜を形成したものを試料基板２とした。

（１）塗料液３の作製
溶媒（ａ）：溶媒（ｂ）＝５０：１（重量比）に調整した適当量の混合溶媒を入れた混合用容器に、成分（Ａ）、成分（Ｂ）、成分（Ｃ）および成分（Ｄ）を下記表１の組成になるように入れ、室温で均一になるまで混合することによって、塗料液３を得た。

（２）試料基板３の作製
実施例１と同様の基板上に、製造した塗布液３を乾燥膜厚が９〜１０μｍとなるよう刷毛塗りで塗布し、１日間室温で乾燥することで塗膜を形成したものを試料基板３とした。

実施例１〜３の評価は、次の条件で行った。評価の結果は表２に示す。

＜ひび割れ修復性能＞
本発明の塗料組成物からなるひび割れ隙間において、１５日〜１８０日間を経た状況を、目視及びマイクロスコープにて割れ幅０．０５ｍｍ以下を完治したとして評価した。
○：ひび割れ幅０．０５ｍｍ以下である。
△：ひび割れ幅０．０５〜０．１ｍｍ
×：ひび割れ幅０．１以上残存する。

実施例１については、以下の評価を行った。結果は、表３に示す。なお基板はモルタル板を使用した。

＜膜厚測定＞
ＪＩＳ Ｋ５６００−１−７（１９９９）に準拠して、磁気法にて測定した。
基板：モルタル板

＜粘度測定＞
ＪＩＳ Ｋ７１１７−７（１９９９）に準拠して、ブルックフィールド形回転粘度計による見かけ粘度の測定方法の付属書１ＳＢ形粘度計による粘度の測定方法にて測定した。但し、ローターはＢＬアダプタを用いた。
スピンドルの回転数：６０ｍｉｎ−１
試験温度：２０±０．２℃

＜蒸発速度＞
試料をピペットにより、試料量が、０．７ｇになるように濾紙の上にできるだけ均一に滴下し、試料重量の経時変化を記録した。試料重量が８０％に減少した時の時間を蒸発速度とした。
試験温度：２３±２℃
試験湿度：５０±５％ＲＨ
濾紙：Ｎｏ．５Ａ

＜硬化乾燥性＞
ＪＩＳ Ｋ５６００−１−１（１９９９）に準拠して、常温乾燥により、２０分後の塗面の乾燥状態を調べ、硬化乾燥性（時間）を求めた。
基板：モルタル板

＜塗料組成物の浸透深さ＞
塗膜を形成したモルタル板を割裂して、その断面に１％フェノールフタレイン／アルコール溶液を噴霧して、赤変していない部分を塗料組成物の浸透深さとした。
基板：モルタル板

本発明の塗料組成物は、コンクリートクラックの初期段階において、コンクリートクラックの修復を容易に実現できると共に、実用的な耐久性を有する塗膜を提供することができるため、産業上有用である。

Claims (7)

1. （Ａ）植物性油脂：３〜５質量％、（Ｂ）石油系油脂：２０〜４０質量％、および（Ｃ）変性シリコン：６０〜６５質量％を含有することを特徴とするコンクリートクラック補修用塗料組成物。
   （但し、（Ａ）植物性油脂、（Ｂ）石油系油脂、および（Ｃ）変性シリコンの合計を１００質量％とする。）
2. （Ａ）植物性油脂が、脂肪酸ナトリウムである請求項１記載のコンクリートクラック補修用塗料組成物。
3. （Ｂ）石油系油脂が、パラフィンワックスである請求項１記載のコンクリートクラック補修用塗料組成物。
4. （Ｃ）変性シリコンが、シリコン変性アクリル系ポリオール樹脂である請求項１記載のコンクリートクラック補修用塗料組成物。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のコンクリートクラック補修用塗料組成物を、溶剤に分散してなる塗料液。
6. 請求項１から４のいずれかに記載したコンクリートクラック補修用塗料組成物を含んでなるコンクリートクラック補修用塗膜。
7. 請求項５記載の塗料液を塗布することを特徴とするコンクリートクラック補修用塗膜の製造方法。