JP2015227541A - 外壁タイル剥落防止構造及び外壁タイル剥落防止工法及びこれらに使用する脂環式ポリアミン - Google Patents

Abstract

【課題】建築物のコンクリート外皮に貼付けられたタイルの意匠性を損なうことなく、該タイルの剥落を防止することができる外壁タイル剥落防止構造及び外壁タイル剥落防止工法及びこれらに使用する脂環式ポリアミンを提供する。
【解決手段】外壁タイル面または目地にアンカーピンを打ち込んでアンカーピンをコンクリート躯体に固着し、該アンカーピンの頭部及び外壁タイル面及び目地にアミノ基含有アクリル樹脂とエポキシシランを含むシリコンアクリル樹脂プライマーを塗付して透明プライマー層を形成し、該透明プライマー層の上に、無黄変イソシアネートプレポリマーと脂環式ポリアミンと補強短繊維と光安定剤と紫外線吸収剤を含む透明なポリウレア樹脂塗材を塗付して透明補強層を形成し、該透明補強層の上に、光安定剤と紫外線吸収剤とを含むアクリルシリコン樹脂塗材を塗付して透明保護層を形成したことを特徴とする外壁タイル剥落防止構造である。
【選択図】図１

Description

本発明は、既存の建築物に施工された外壁タイルが、地震等の振動や接着層の経年劣化により躯体から剥離して地上等に落下することを防止する外壁タイル剥落防止構造及び外壁タイル剥落防止工法及びこれらに使用する脂環式ポリアミンに関する。

従来、コンクリート建築物には、コンクリートの中性化の効果的防止や、意匠性の付与等を目的としてコンクリート外皮面にタイルを貼り付ける場合がある。しかし、タイルのコンクリート外皮への貼り付けはセメントモルタルを主体とした貼付けモルタルを使用することが多いため、自動車の通行や地震、風による振動や貼付けモルタルの冷熱繰り返しや水分による経年劣化等により、タイルがコンクリート外皮より剥離して地上等に落下することがある。

これを防止するため、建築物用外壁の施工方法及びその外壁が提案されている（特許文献１）。該建築物用外壁の施工方法は、基礎外壁の表面にタイルを配設した建築物用外壁において、前記タイルの浮きによる剥離のある部位の表面に下地材としてのラテックスモルタルを薄く塗布し、その後、その表面にネットを配置し、次に該ネットの上から前記基礎外壁にピンを打ち込み、その頭部の周囲に広がる一枚のフランジで前記ネットを押えると共に、該ネットの面と前記ピンの頭部とを略面一にし、次いで、該ピンおよび前記ネットの上面に、該ネットおよび前記ピンがかくれるように、再度、ラテックスモルタルを塗布することを特徴とするものである。また、特許文献１のその外壁とは、基礎外壁の表面にタイルを配設した建築物用外壁において、前記タイルの表面にラテックスモルタルの薄い層を形成し、該ラテックスモルタルの上面にネットを配設すると共に、該配設したネットの複数箇所を、頭部に、周囲に広がる一枚のフランジを備えたピンによって押え、該ピンを前記基礎外壁に固定し、該ピンの頭部と前記ネットの面とを略面一に配置し、該ネットの上にラテックスモルタルの層を形成したことを特徴する建築物用外壁である。

一方、既存外装タイル壁面の持つ色調や色合いの外観を残したまま、タイル片の剥落防止効果を効果的に付与し、意匠性を回復し、汚れ防止機能を付与し、防水性の強化を図ることが可能な、既存外装タイル壁面の補修方法が提案されている（特許文献２）。かかる既存外装タイル壁面の補修方法は、既存外装タイル壁面に透明性プライマーを塗付してプライマー層を形成し、該プライマー層に透明アクリル系樹脂エマルションを主成分とする主材塗料を複数回塗布して主材層を形成し、該主材層に透明性トップコート塗料を塗布してトップコート層を形成する既存外装タイル壁面の補修方法であって、前記主材塗料には、補強短繊維が配合され、粘度が２００００〜７００００ｍＰａ・ｓであり、チキソトロピー指数が４．０〜１０．０であることを特徴とする既存外装タイル壁面の補修方法である。

特公平８−１４１８２号公報 特開２００７−２４７２７９号公報

しかしながら、特許文献１に示される建築物用外壁の施工方法及びその外壁は、タイル表面にラテックスモルタルを少なくとも２層塗布するため、意匠性を有するタイルがラテックスモルタルで覆われることになってタイルによって付与された意匠が損なわれるという課題があり、またネットを捩れや弛みの無いように全面に配置する必要があるため、その施工が難しい、という課題がある。

また、特許文献２に示される既存外装タイル壁面の補修方法は、透明アクリル系樹脂エマルションを主成分とする主材塗料を複数回塗布して主材層を形成するため、施工工程が多いという課題があり、また施工温度で造膜させることが必要な一液型のアクリル系樹脂エマルションを塗布するため、該アクリル系樹脂のガラス転移温度Ｔｇは低く、建物の南面等で直射日光が当たる部位において補修面が５０℃以上となる場合は、その温度における引張強度は低いものとなり、仮に塗布厚みが薄い部分があると、その部分では剥落しようとするタイルを十分に保持する剛性が不足する場合があるという課題がある。また補修面の温度上昇がない場合であっても、主材層は複数回塗布されたアクリル系樹脂エマルションが乾燥成膜した層であるため、初期の引張強度を高くすることは難しく、結果として長期間による紫外線の影響で、剥落状態にあるタイルを十分に保持する剛性が不足する場合があるという課題がある。

本発明が解決しようとする課題は、建築物のコンクリート外皮に貼付けられたタイルの意匠性を損なうことなく、該タイルの剥落を防止し、施工工程数が従来より少なく、また透明補強層の初期の強度を高くすることによって、建築物の外壁面の温度が上昇したり、紫外線により透明補強層の劣化が生じた場合であっても、十分にタイルの剥落を防止することができる外壁タイル剥落防止構造及び外壁タイル剥落防止工法及びこれらに使用する脂環式ポリアミンを提供することにある。

請求項１記載の発明は、外壁タイル面または目地にアンカーピンを打ち込んでアンカーピンをコンクリート躯体に固着し、該アンカーピンの頭部及び外壁タイル面及び目地に、アミノ基含有アクリル樹脂とエポキシシランを含むシリコンアクリル樹脂プライマーを塗付して透明プライマー層を形成し、該透明プライマー層の上に、無黄変イソシアネートプレポリマーと脂環式ポリアミンと補強短繊維と光安定剤と紫外線吸収剤を含む透明なポリウレア樹脂塗材を塗付して透明補強層を形成し、該透明補強層の上に、光安定剤と紫外線吸収剤を含むアクリルシリコン樹脂塗材を塗付して透明保護層を形成したことを特徴とする外壁タイル剥落防止構造を提供する。

請求項２記載の発明は、外壁タイル面または目地にアンカーピンを打ち込んでアンカーピンをコンクリート躯体に固着し、該アンカーピンの頭部及び外壁タイル面及び目地に、アミノ基含有アクリル樹脂とエポキシシランを含むシリコンアクリル樹脂プライマーを塗付して透明プライマー層を形成し、該透明プライマー層の上に、無黄変イソシアネートプレポリマーと脂環式ポリアミンと補強短繊維と光安定剤と紫外線吸収剤を含む透明なポリウレア樹脂塗材を塗付して透明補強層を形成し、該透明補強層の上に、光安定剤と紫外線吸収剤を含むアクリルシリコン樹脂塗材を塗付して透明保護層を形成することを特徴とする外壁タイル剥落防止工法を提供する。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の外壁タイル剥落防止構造の光安定剤はヒンダードアミン系光安定剤であり、紫外線吸収剤はヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤であることを特徴とする請求項１記載の外壁タイル剥落防止構造を提供する。

請求項４記載の発明は、請求項２記載の外壁タイル剥落防止工法の光安定剤はヒンダードアミン系光安定剤であり、紫外線吸収剤はヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤であることを特徴とする請求項２記載の外壁タイル剥落防止工法を提供する。

請求項５記載の発明は、脂環式ポリアミンは式I：

（式中Ｘはイソシアネート基に対して不活性であり、脂環式炭化水素に結合したｍ個の第１級アミノ基を含む数平均分子量８８〜４００の有機ポリアミンから第１級アミノ基を除去することにより得られるｍ価基であり、Ｒ_１及びＲ_２は同一または異なっていて、炭素原子数１〜１８の有機基であり、ｍは少なくとも２の整数である）で表される１種以上のポリアミンであることを特徴とする請求項１または請求項３に記載の外壁タイル剥落防止構造を提供する。

請求項６記載の発明は、脂環式ポリアミンは前記式Iで表される１種以上のポリアミンであることを特徴とする請求項２または請求項４記載の外壁タイル剥落防止工法を提供する。

請求項７記載の発明は、請求項１または請求項３記載の外壁タイル剥落防止構造に使用する脂環式ポリアミンであって、前記式Iで表される１種以上のポリアミンであることを特徴とする脂環式ポリアミンを提供する。

請求項８記載の発明は、請求項２または請求項４記載の外壁タイル剥落防止工法に使用する脂環式ポリアミンであって、前記式Iで表される１種以上のポリアミンであることを特徴とする脂環式ポリアミンを提供する。

本発明の請求項１、請求項３及び請求項５記載の外壁タイル剥落防止構造は、外壁タイル面または目地にアンカーピンを打ち込んでアンカーピンをコンクリート躯体に固着するため、外壁タイルは直接アンカーピンでコンクリート躯体に固定されるか目地を介してコンクリート躯体に固定される効果がある。またアンカーピンの頭部と外壁タイル面及び目地にアミノ基含有アクリル樹脂とエポキシシランを含むシリコンアクリル樹脂プライマーを塗付して透明プライマー層を形成し、該透明プライマー層の上には透明なポリウレア樹脂塗材が塗付されて透明補強層が形成されるため、透明補強層は透明プライマー層とアンカーピン頭部とアンカーピンを介してコンクリート躯体と一体化する効果がある。特に透明補強層を形成しているポリウレア樹脂塗材は従来のアクリル系樹脂エマルションと比較してより高強度であるため、壁面の温度が上昇して透明補強層の温度が上昇しても高い剛性を保持し、確実に外壁タイルの剥落を防止する効果がある。

また、透明補強層は補強短繊維を含むため、無黄変イソシアネートと脂環式ポリアミンが反応して形成される塗膜を補強短繊維がさらに補強する効果があり、特に透明補強層が南側壁面にある際、日射により透明補強層の温度が上昇しても強度低下が少なく、確実に外壁タイルの剥落を防止する効果がある。

また、透明補強層を形成するポリウレア樹脂塗材は、無黄変イソシアネートと脂環式ポリアミンの反応により成膜し、本発明で使用する脂環式ポリアミンは超速硬化である脂肪族アミンと比較して反応が遅いため鏝等で施工できるという効果がある。また一般的に可使時間を確保するために使用されるが硬化反応が遅い芳香族アミンと比較して、硬化塗膜は黄変することが少ないという効果がある。

また透明補強層の上にはアクリルシリコン樹脂塗材を塗布して形成された透明保護層を有し、透明補強層と透明保護層には光安定剤と紫外線吸収剤を含むため、透明補強層及び透明保護層は紫外線の劣化を受けにくく、長期にわたって強度の低下が少ないという効果があり、上記同様に長期にわたって確実に外壁タイルの剥落を防止する効果がある。

また、タイルの上に施工される透明プライマー層、透明補強層、透明保護層はすべて透明であるため、意匠性を有する外壁タイルの該意匠性を保ったまま、外壁タイルの剥落を防止することができるという効果がある。

また、本発明の請求項２、請求項４及び請求項６記載の外壁タイル剥落防止工法は、上記請求項１記載の外壁タイル剥落防止構造が有する効果のほか、透明プライマー層上の透明補強層を形成する塗材は、無黄変イソシアネートプレポリマーと脂環式ポリアミンから成るポリウレア樹脂塗材であるため、鏝等で塗付可能な可使時間を有する効果がある。

また、本発明の請求項３記載の外壁タイル剥落防止構造は、特に、請求項１記載の外壁タイル剥落防止構造の光安定剤がヒンダードアミン系光安定剤であり、紫外線吸収剤がヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤であることより、長期にわたって透明補強層及び透明保護層の黄変と強度低下を防止する効果がある。

また、本発明の請求項４記載の外壁タイル剥落防止工法は、特に、請求項２記載の外壁タイル剥落防止工法の光安定剤がヒンダードアミン系光安定剤であり、紫外線吸収剤がヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤であることより、長期にわたって透明補強層及び透明保護層の黄変と強度低下を防止する効果がある。

また、本発明の請求項７記載の脂環式ポリアミンは、請求項１または請求項３記載の外壁タイル剥落防止構造に使用するものであるため、脂肪族アミンを使用した場合と比較して鏝等で塗付する際の可使時間を確保することが出来る効果があり、芳香族アミンと比較して硬化塗膜が黄変することが少ないという効果がある。

また、本発明の請求項８記載の脂環式ポリアミンは、請求項２または請求項４記載の外壁タイル剥落防止工法に使用するものであるため、脂肪族アミンを使用した場合と比較して鏝等で塗付する際の可使時間を確保することが出来る効果があり、芳香族アミンと比較して硬化塗膜が黄変することが少ないという効果がある。

本発明に係る外壁タイル剥落防止構造の断面状態図である。

以下本発明について詳細に説明する。

図１は、請求項１、請求項３または請求項５に記載の外壁タイル剥落防止構造２０の断面状態図である。１は外壁タイルが貼り付けられているコンクリート建築物の外皮であるコンクリート躯体であり、該コンクリート躯体１には貼付モルタル２により外壁タイル３が貼り付けられている。外壁タイル３のタイル面の略中央部にはアンカーピン４が打ち込まれている。

アンカーピン４は、外壁タイル３と貼付モルタル２とコンクリート躯体１に連続して穿孔されたアンカー孔５に圧入され、アンカーピン４の螺子状の足部４ａが貼付モルタル２とコンクリート躯体１部分にあるアンカー孔５に配設されている。該足部４ａの周囲にはエポキシ樹脂接着剤６が充填されて固化することで、アンカーピン４はコンクリート躯体１に固着されている。

アンカーピン４には薄いフランジ状の頭部４ｂが形成され、該頭部４ｂのフランジ部分の裏側が外壁タイル３のタイル面と当接して外壁タイル３をコンクリート躯体１側に押さえるように固着保持している。

アンカーピン４の頭部４ｂと足部４ａとの中間部分には、足部４ａの軸径より太く頭部４ｂのフランジ径より細い径のタイル圧入部４ｃが形成され、該タイル圧入部４ｃには、複数の小さなフランジ４ｄが設けられていて、アンカー孔５にアンカーピン４を圧入することで該フランジ４ｄが変形し潰されることで外壁タイル３にアンカーピン４が固着されるように成っている。

アンカーピン４の頭部４ｂ及び外壁タイル４のタイル面及び目地７には、アミノ基含有アクリル樹脂とエポキシシランを含むシリコンアクリル樹脂プライマーが塗付されて透明プライマー層８が形成され、該透明プライマー層８の上には、無黄変イソシアネートプレポリマーと脂環式ポリアミンと補強短繊維と光安定剤と紫外線吸収剤を含む透明なポリウレア樹脂塗材が塗付されて透明補強層９が形成されている。

透明補強層９の上には、光安定剤と紫外線吸収剤とを含むアクリルシリコン樹脂塗材が塗付されて透明保護層１０が形成されている。

請求項１、請求項３または請求項５記載の外壁タイル剥落防止構造２０は上記のように形成されているが、請求項２、請求項４または請求項６記載の外壁タイル剥落防止工法は、該外壁タイル剥落防止構造２０を形成するための施工方法に係る工法である。

次に、請求項１、請求項３または請求項５記載の外壁タイル剥落防止構造及び請求項２、請求項４、請求項６記載の外壁タイル剥落防止工法に使用されるシリコンアクリル樹脂プライマー、ポリウレア樹脂塗材及びアクリルシリコン樹脂塗材について詳しく説明する。

シリコンアクリル樹脂プライマー
本願発明に使用される透明プライマー層を形成するシリコンアクリル樹脂プライマーの、アミノ基含有アクリル樹脂としては、主鎖または側鎖の一部がアミン変性されたアクリル樹脂を使用することが好ましい。アミン変性されたアクリル樹脂の酸価は１．０〜１０．０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、アミン価は１０〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。アミン価が１０ｍｇ未満では、上層にくるポリウレア樹脂塗材との付着性が不十分となり、アミン価が５０ｍｇ超では硬化剤となるエポキシシランの配合量が増えてコスト高となる。なお、酸価とは、ポリマー（固形分）１ｇ中のカルボキシル基とモル当量となる水酸化カリウムのミリグラム数の実測値を意味し、また、アミン価とは、ポリマー（固形分）１ｇ中のアミノ基とモル当量となる水酸化カリウムのミリグラム数の実測値を意味する。

上記したアミノ基含有アクリル樹脂のガラス転移温度は、１０℃以上５０℃未満であることが好ましい。ここでいうガラス転移温度は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いて、ＪＩＳ Ｋ ７１２１−１９８７に準拠して測定された値を意味する。このような市販樹脂としては、ＤＩＣ株式会社のＡＣＲＹＤＩＣ Ａ−９５２１（酸価＝３ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、アミン価＝２０ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｔｇ＝１５℃）がある。ガラス転移温度が１０℃未満では耐熱性が不十分となって透明補強層や下地タイルの温度が夏季に高温になると接着性が低下し、５０℃超ではタイルとの密着性が低下する。

また本願発明に使用される透明プライマー層を形成するシリコンアクリル樹脂プライマーの、アミノ基含有アクリル樹脂に併用して用いられるエポキシシランは、硬化剤として機能するものである。このようなエポキシシラン硬化剤のエポキシ当量は、固形分換算で２１０〜７４０ｇ／ｅｑの範囲であることが好ましい。なお、エポキシ当量とは、官能基（エポキシ基）１個あたりのエポキシシランの分子量の理論値である。エポキシ当量が２１０未満では硬化反応が早くなって施工性が低下し、７４０超では耐熱性が不十分となって透明補強層や下地タイルの温度が夏季に高温になると接着性が低下する。このような市販のエポキシシランとしては、ＤＩＣ株式会社のＡＣＲＹＤＩＣ Ａ−９５８５（エポキシ当量５６０ｇ／ｅｑ）、Ａ−９５８５−ＢＡ（Ａ−９５８５の溶剤のみを変更した製品）、ＦＺ−５２１（エポキシ当量５９０ｇ／ｅｑ）、ＦＺ−５２３（エポキシ当量６８０−７４０ｇ／ｅｑ）等がある。

アミノ基含有アクリル樹脂に対するエポキシシランの配合割合は、次のようにして決定する。まず、アミノ基含有アクリル樹脂１ｇに含まれるアミノ基の数を、上記アミン価（ｍｇ）と酸価（ｍｇ）の合計数（ｍｇ）をＫＯＨの分子量（ｍｇ）で除して求め、次にエポキシシラン１ｇに含まれるエポキシ基の数を、該１ｇをエポキシ当量で除して求め、アミノ基数とエポキシ基数の比が１：１となるようにそれぞれのおおよその配合部数を決定する。その上で、下地とするタイルやアンカーピンに対する付着性及び本シリコンアクリル樹脂プライマーと後述の透明補強層との付着性を実験的に確認した上で最適なエポキシシランの配合重量部数を決定する。本発明では求められたエポキシシランの配合重量部数の５０％〜１００％がアミノ基含有アクリル樹脂１００重量部に対する配合部数として好ましい。

ポリウレア樹脂塗材
本願発明に使用される透明補強層を形成するポリウレア樹脂塗材は、無黄変イソシアネートプレポリマーと脂環式ポリアミンと補強短繊維と光安定剤と紫外線吸収剤を含み、無黄変イソシアネートプレポリマーにはヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）等の脂肪族２官能イソシアネートや、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＡ）等の脂環式２官能イソシアネートや、４，４´―ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）や４，４´―メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）（水素化ＭＤＩ）等を多価アルコールでプレポリマー化したものを使用することができる。

脂環式ポリアミンは、イソホロンジアミン等の少なくとも一つのアミノ基がシクロヘキサン環等に直接結合しているポリアミンであり、第１級アミノ基を含まない第２級アミノ基のみを有するアミンが使用される。重量平均分子量（理論値）は３００〜１０００が好ましい。３００未満では可使時間が短くなって施工性が不良となり、１０００超では反応速度が低下し、指触乾燥までの時間および塗膜強度の立ち上がりが遅延する。第２級アミノ基のみを有する脂環式ポリアミンを使用することによって初めて、ポリウレア樹脂塗材を鏝等で塗付することが可能な可使時間を十分に確保することができ、さらには無黄変イソシアネートプレポリマーと組み合わせて使用することにより、硬化塗膜が紫外線で黄変することが無い。

脂環式ポリアミンは前記式Iで表され、Ｘ、Ｒ_１、Ｒ_２、ｍが上記のとおりの１種以上のポリアミンである。この脂環式ポリアミンはポリアスパラギン酸エステルまたはポリアスパルテートであり、ｍは２が好ましい。Ｘが炭素数６〜３０の２価の炭化水素基、たとえば４，４’−ジアミノジシクロヘキシルメタン（４，４’メチレンビス（シクロヘキシルアミン））、３，３’−ジメチルー４，４’−ジアミノジシクロヘキシルメタン（４，４’メチレンビス（２−メチルシクロヘキシルアミン））、１−アミノー３，３，５−トリメチルー５−アミノメチルシクロヘキサン、ヘキサヒドロ−（少なくとも２，４−ジアミノトルエンまたは２，６−ジアミノトルエンのいずれかを含む）、異性Ｃ−モノメチルジアミノジシクロヘキシルメタン及び３（４）−アミノメチルー１−メチルシクロヘキシルアミンから１級アミノ基を除去することにより得られる基を表すポリアスパラギン酸エステルを好適に使用することができる。特にはＸが４，４’−ジアミノジシクロヘキシルメタン（４，４’メチレンビス（シクロヘキシルアミン））または３，３’−ジメチルー４，４’−ジアミノジシクロヘキシルメタン（４，４’メチレンビス（２−メチルシクロヘキシルアミン））から１級アミノ基を除くことにより得ることができる２価の炭化水素基を表す式Iの化合物がより好ましい。

式Iで表される脂環式ポリアミンはＲ_１及びＲ_２がメチル、エチル、ｎ−ブチルまたは２−エチルヘキシルが好ましく、式Ｘ−（−ＮＨ_２）ｍで表される１級ポリアミンを式Ｒ_１ＯＯＣ−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯＲ_２で表されるマレイン酸エステルまたはフマル酸エステルと反応させることにより製造される。

４，４’メチレンビスシクロヘキシルアミン１モルをマレイン酸ジエチル２モルとを反応させて得られる、第２級アミノ基のみを有する脂環式ポリアミンは、４，４’−メチレンビスシクロヘキシルアミン・マレイン酸ジエチル付加物として市場に供給され、その重量平均分子量（Ｍｗ）は５４８（理論値）、粘度２０００ｍＰ・ｓ／２３℃である。また、４，４’メチレンビス（２−メチルシクロヘキシルアミン）１モルとマレイン酸ジエチル２モルとを反応させて得られる、第２級アミノ基のみを有する脂環式ポリアミンとしては、４，４’−メチレンビス（２−メチルシクロヘキシルアミン）・マレイン酸ジエチル付加物として市場に供給され、その重量平均分子量（Ｍｗ）は５７８（理論値）、粘度；２０００ｍＰ・ｓ／２３℃である。

無黄変イソシアネートプレポリマーには、上記のようにヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）等の脂肪族２官能イソシアネートや、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＡ）等の脂環式２官能イソシアネートや、４，４´―ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）や４，４´―メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）（水素化ＭＤＩ）等を多価アルコールでプレポリマー化したものを使用することができ、ＮＣＯ重量％は、５重量％〜２０重量％が好ましく、より好ましくは１０重量％〜１５重量％である。５重量％未満では塗膜強度が不十分となり、２０重量％超では塗膜の伸びが低下する。１０重量％未満では塗膜強度が不十分となる傾向があり、１５重量％超では塗膜の伸びが低下する傾向がある。市販の無黄変イソシアネートプレポリマーとしては、デュラネートＴＳＥ１００（商品名、ＨＤＩ系イソシアネートプレポリマー、重量平均分子量（Ｍｗ）；６０００、ＮＣＯ重量％；１２重量％、旭化成ケミカルズ（株）製）がある。

無黄変イソシアネートプレポリマーのＮＣＯ基と脂環式アミンの活性水素基の当量比（ＮＣＯ基／活性水素基）は１.０〜１．４が好ましく、より好ましくは１．１〜１．３である。１．０未満では主剤と硬化剤を混合後の粘度上昇が速くなり可使時間が短くなる。１．４超では指触乾燥までの時間および塗膜強度の立ち上がりが遅延する。１．１未満では主剤と硬化剤を混合後の粘度上昇が速くなり可使時間が短くなる傾向があり、１．３超では指触乾燥までの時間および塗膜強度の立ち上がりが遅延する傾向がある。

無黄変イソシアネートプレポリマーと脂環式ポリアミンは、既に形成された透明プライマー層の上に該ポリウレア樹脂塗材を塗付する直前に十分に混合して使用する。

本願発明に係るポリウレア樹脂塗材に含まれる補強短繊維は、平均繊維長２５〜１００μｍ、繊維径１〜２０μｍのビニロン、ナイロン、ガラス製の短繊維を使用することができ、無黄変イソシアネートプレポリマー及び脂環式ポリアミンの合計１００重量部に対して１０重量部以上２０重量部以下を配合することにより、透明補強層の透明性を保持しながら該透明補強層の強度を向上させることができる。１０重量部未満では透明補強層の強度向上が不十分であり、２０重量部超では透明補強層の透明性が低下する。市販の短繊維としてはミルドファイバーＥＦＤＥ−５０−３１（商品名、ガラス短繊維、平均繊維長５０μｍ、繊維径６μｍ、表面シランカップリング剤処理、セントラル硝子株式会社製）がある。

本願発明に係るポリウレア樹脂塗材は、さらに光安定剤と紫外線吸収剤を含むことにより、長期間紫外線に曝されても透明補強層の強度の低下が生じない。光安定剤にはヒンダードアミン系光安定剤を使用することができ、紫外線吸収剤にはヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤を使用することができる。市販のヒンダードアミン系光安定剤としては、ＴＩＮＵＶＩＮ２９２（商品名、化学名；ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート）、チバ・ジャパン株式会社製）が、市販のヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤としては、ＴＩＮＵＶＩＮ４００（商品名、化学名；２−（４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−１，３，５−トリアジン−２−イル）−５−ヒドロキシフェニルとオキシランとの反応生成物、チバ・ジャパン株式会社製）がある。

アクリルシリコン樹脂塗材
本願発明に係る透明保護層を形成する際に使用されるアクリルシリコン樹脂塗材は、アルコキシシリル基を有するアクリルシリコンオリゴマーを主剤とし、硬化剤にスズ系の硬化触媒を使用することができ、既に形成された透明補強層の上に該アクリルシリコン樹脂塗材を塗付する直前に主剤と硬化剤を均一に混合してローラ刷毛等により塗付する。主剤のアルコキシシリル基は硬化剤のスズ系の硬化触媒により架橋されて安定なシロキサン結合を形成し、優れた耐久性を発現する。

アルコキシシリル基の含有量は、２重量％〜３０重量％が好ましい。２重量％未満では耐候性が低下し、３０重量％超では粘度増加により作業性が低下する。市販のアルコキシシリル基を有するアクリルシリコンオリゴマーとしては、カネカゼムラックＹＣ４３８３（商品名、シロキサン架橋形反応性ポリマー、粘度４０００ｍＰ・ｓ／２３℃、アルコキシリル基含有量；１５重量％、株式会社カネカ製）がある。市販のスズ系の硬化触媒としては、ＢＴ４０５Ｚ（商品名、化学名；有機錫化合物、有効錫成分；１．３％、株式会社カネカ製）がある。

本願発明のアクリルシリコン樹脂塗材は、光安定剤と紫外線吸収剤が含まれ、長期間紫外線に曝されても透明補強層の強度の低下が生じない。光安定剤にはヒンダードアミン系光安定剤を使用することができ、紫外線吸収剤にはヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤を使用することができ、市販品は上記の通りである。

以下、実施例及び比較例にて具体的に説明する。

実施例
透明プライマー層を形成するシリコンアクリル樹脂プライマーのアミノ基含有アクリル樹脂としてＡＣＲＹＤＩＣ Ａ−９５２１を、エポキシシランとしてＡＣＲＹＤＩＣ Ａ−９５８５を使用して表１に示す配合にて主剤と硬化剤とした。主剤と硬化剤の重量配合比は１３：１であり、主剤と硬化剤を均一に混合してシリコンアクリル樹脂プライマーとした。

透明補強層を形成するポリウレア樹脂塗材として、無黄変イソシアネートプレポリマーにデュラネートＴＳＥ１００（商品名、ＨＤＩ系イソシアネートプレポリマー、重量平均分子量（Ｍｗ）；６０００、旭化成ケミカルズ（株）製）を使用して主剤とし、脂環式ポリアミンＡとして上記４，４’−メチレンビスシクロヘキシルアミン・マレイン酸ジエチル付加物（重量平均分子量（Ｍｗ）：５４８（理論値）、粘度２０００ｍＰ・ｓ／２３℃）を、脂環式ポリアミンＢとして上記４，４’−メチレンビス（２−メチルシクロヘキシルアミン）・マレイン酸ジエチル付加物（重量平均分子量（Ｍｗ）：５７８（理論値）、粘度；２０００ｍＰ・ｓ／２３℃）を、補強短繊維にミルドファイバーＥＦＤＥ−５０−３１を、光安定剤にＴＩＮＵＢＩＮ２９２を、紫外線吸収剤にＴＩＮＵＶＩＮ４００を、その他に消泡剤としてフローレンＡＣ−３０３（商品名、アクリル系消泡剤、共栄社化学株式会社製）を、沈降防止剤としてＢＹＫ４０５（商品名、株式会社ビックケミー社製）を、補強短繊維との濡れ性を上げるため湿潤剤としてＳＨ６０２０（商品名、アミノシラン、東レ・ダウコーニング社製）を表１に示す所定重量部配合して硬化剤とした。該ＳＨ６０２０の配合により透明補強層が日射により高温度になっても塗膜強度が保持される効果がある。主剤と硬化剤の重量配合比は２０：１６．６であり、これらの主剤と硬化剤とで実施例のポリウレア樹脂塗材を得た。

透明保護層を形成するアクリルシリコン樹脂塗材として、アルコキシシリル基を有するアクリルシリコンオリゴマーに、カネカゼムラックＹＣ４３８３を使用し、光安定剤にＴＩＮＵＢＩＮ２９２を、紫外線吸収剤にＴＩＮＵＶＩＮ４００を、その他に石油系希釈剤としてターペンシンナー＃５０を、消泡剤としてＢＹＫ−０６６Ｎ（商品名、シリコン系消泡剤、株式会社ビックケミー社製）を表１に示す所定重量部を配合して主剤とした。また硬化触媒ＢＴ４０５Ｚを硬化剤とした。主剤と硬化剤の重量配合比は１９：１であり、これらの主剤と硬化剤とで実施例のアクリルシリコン樹脂塗材を得た。

比較例
比較例の透明プライマー層を形成する塗材として上記実施例のシリコンアクリル樹脂プライマーを使用し、比較例の透明補強層を形成する塗材として、樹脂固形分が５０％の透明アクリルエマルション（ブチルアクリレート／メチルメタクリレート共重合体、粘度５０Ｐａ・ｓ／２０℃、Ｔ．Ｉ値（ＪＩＳ Ａ ６０２４ チキソトロピックインデックス：５．７）、ナイロン短繊維（繊維長５ｍｍ）２重量％含有）を使用した。

評価方法

引張強度
２３℃、ＲＨ５０％条件下にて、透明補強層を形成する実施例及び比較例の塗材を厚さ２ｍｍでシート状に塗り広げ7日間養生後ＪＩＳ Ｋ ６２５１加硫ゴムの引張試験方法規定の２号ダンベル片形状に成型した。その後、同試験方法に従い引張速度５００ｍｍ／分で引っ張り、破断時の強度を引張強度（ＭＰａ）とした。試験は２３℃及び６０℃にて行なった。

モルタル付着強度
２３℃、ＲＨ５０％下にて、７０ｍｍ×７０ｍｍ×２０ｍｍのモルタル試験板（ＪＩＳ Ｒ ５２０１ １０．４規定）の表面をサンディング処理し、その処理面に対し、実施例の場合は、シリコンアクリル樹脂プライマー０．０８ｋｇ／ｍ^２を塗布し乾燥後ポリウレア樹脂塗材０．７ｋｇ／ｍ^２を２回塗りし、乾燥後さらにアクリルシリコン樹脂塗材を０．０８ｋｇ／ｍ^２で２回塗りして、7日間養生したのちに、ＪＩＳ Ａ ６９０９ ７．９ 付着強さ試験に準拠して付着強さを測定した。比較例の場合は、シリコンアクリル樹脂プライマーを０．０８ｋｇ／ｍ^２で塗布し乾燥後、透明アクリルエマルションを０．５ｋｇ／ｍ^２で塗り広げ、乾燥後、同一の材料を０．８ｋｇ／ｍ^２で塗り広げ、さらに乾燥後、同一の材料を０．８ｋｇ／ｍ^２で塗り広げて乾燥させ、次にアクリルシリコン樹脂塗材を０．１ｋｇ／ｍ^２で２回（層）塗布し７日間養生したのちに、ＪＩＳ Ａ ６９０９ ７．９ 付着強さ試験に準拠して付着強さを測定した。すべての試験体でモルタル板が破壊したため、その付着強さをモルタル付着強度（ＭＰａ）とした。試験は２３℃にて行なった。

耐紫外線性
２３℃、ＲＨ５０％条件下にて、実施例の場合はポリウレア樹脂塗材を厚さ２ｍｍでシート状に塗り広げ、乾燥後さらにアクリルシリコン樹脂塗材を０．０８ｋｇ／ｍ^２で２回塗りして、7日間養生する。比較例の場合は透明アクリルエマルションを厚さ２ｍｍ、０．５ｋｇ／ｍ^２で塗り広げて乾燥させ、乾燥後、同一の材料を０．８ｋｇ／ｍ^２で塗り広げ、さらに乾燥後、同一の材料を０．８ｋｇ／ｍ^２で塗り広げて乾燥させ、次にアクリルシリコン樹脂塗材を０．１ｋｇ／ｍ^２で２回（層）塗布し７日間養生する。これらのシート状の硬化物をスーパーＵＶテスター（型式：ＳＵＶ−Ｗ１５１、岩崎電気製、照射条件：水冷式メタルハライドランプ使用、温度６３℃、湿度５０％、照度１００ｍＷ／ｃｍ^２）にて１８０時間連続照射した後、ＪＩＳ Ｋ ６２５１加硫ゴムの引張試験方法規定のダンベル２号片形状に成型した。その後、外観を目視にて確認すると同時に、同試験方法に従い引張速度５００ｍｍ／分で引っ張り、破断時の強度を引張強度（ＭＰａ）とした。試験は２３℃にて行なった。

曲げ強度
ＪＩＳ Ｒ ５２０１ １０．４に規定のモルタル板（１００ｍｍ×２００ｍｍ×３０ｍｍ）を長手方向の中心部に載荷して２分割する。その破断面をつき合わせて固定した表面をサンディング処理し、その処理面に対し、実施例の場合は、シリコンアクリル樹脂プライマー０．０８ｋｇ／ｍ^２で塗布し乾燥後ポリウレア樹脂塗材０．７ｋｇ／ｍ^２を２回塗りし、乾燥後さらにアクリルシリコン樹脂塗材を０．０８ｋｇ／ｍ^２で２回塗りして、7日間養生したのちに、載荷速度を１．６７ｍｍ／分で、４点曲げ方式にて曲げ試験を行い曲げ強度（Ｎ）を測定した。上側の荷重スパンは５０ｍｍ、下側の荷重スパンは１５０ｍｍとした。比較例の場合は、シリコンアクリル樹脂プライマーを０．０８ｋｇ／ｍ^２で塗布し乾燥後、透明アクリルエマルションを０．５ｋｇ／ｍ^２で塗り広げ、乾燥後、同一の材料を０．８ｋｇ／ｍ^２で塗り広げ、さらに乾燥後、同一の材料を０．８ｋｇ／ｍ^２で塗り広げて乾燥させ、次にアクリルシリコン樹脂塗材を０．１ｋｇ／ｍ^２で２回（層）塗布し７日間養生したのちに、同様の試験を行い曲げ強度（Ｎ）を測定した。

押し抜き最大荷重
ＪＩＳ Ａ ５３７２（プレキャスト鉄筋コンクリート製品）付属書５に規定する上ぶた式Ｕ形側溝（ふた）の１種呼び名３００（４００×６００×６０ｍｍ）（以下、「Ｕ形ふた」という。）のコンクリート中央部裏面を、φ１００ｍｍの形状かつ５５ｍｍ±３ｍｍの深さで、コンクリート用コアカッターにより切り込みを入れた。表面を、サンディング処理し、この処理面に対し実施例については、上記実施例記載のシリコンアクリル樹脂プライマーをローラ刷毛にて０．０８？ｋｇ／ｍ^２塗付し乾燥させる。次に上記実施例記載のポリウレア樹脂塗材を金鏝にて０．７ｋｇ／ｍ^２均一に塗付し、さらに上記実施例記載のポリウレア樹脂塗材を金鏝にて０．７ｋｇ／ｍ^２均一に塗付する。次に上記実施例記載のアクリルシリコン樹脂塗材を０．０８ｋｇ／ｍ^２塗付し、指触乾燥後さらに上記実施例記載のアクリルシリコン樹脂塗材を０．０８ｋｇ／ｍ^２塗付する。２３℃、ＲＨ５０％条件下にて7日間養生して、押し抜き最大荷重測定用試験体を得た。その後、ＪＨＳ ４２４−２００４ はく落防止の押し抜き試験方法に準じて試験を行ない、最大荷重を押し抜き最大荷重（ＫＮ）とした。
比較例については、シリコンアクリル樹脂プライマーをローラ刷毛にて０．０８ｋｇ／ｍ^２で塗布し乾燥後、透明アクリルエマルションを０．５ｋｇ／ｍ^２で塗り広げ、乾燥後、同一の材料を０．８ｋｇ／ｍ^２で塗り広げ、さらに乾燥後、同一の材料を０．８ｋｇ／ｍ^２で塗り広げて乾燥させ、次にアクリルシリコン樹脂塗材を０．１ｋｇ／ｍ^２で２回（層）塗布し２３℃、ＲＨ５０％条件下にて７日間養生したのちに、同様の試験を行った。

可使時間
実施例のポリウレア樹脂塗材について、主剤と硬化剤をそれぞれ２３℃に調製し、主剤と硬化剤を混合直後にＢ型回転粘度計７号ローター２０ｒｐｍで粘度を測定して初期粘度とし、その後５分毎に粘度を測定し、初期粘度の２倍の粘度に到達するまでの時間を可使時間として算出した。

アンカーピン付着性
タイル固着用アンカーピンＪＢ−ＴＡ（商品名、ＳＵＳ３０４製、アイカ工業株式会社製）に固着する頭部キャップの平面部（アクリルシリコン樹脂塗膜）にシリコンアクリル樹脂プライマーを０．０８ｋｇ／ｍ^２で塗布し乾燥後７日間２３℃にて養生後、カッターナイフの刃の先端を頭部フランジ部と硬化したシリコンアクリル樹脂プライマー層の界面に沿って入り込ませ、その際のシリコンアクリル樹脂プライマー層の剥離の状態を評価した。評価は以下によって行なった。
○：入り込ませたカッターナイフの刃の先端の周囲に剥離が生じない。
△：入り込ませたカッターナイフの刃の先端に周囲にわずかに剥離部分がある。
×：入り込ませたカッターナイフの刃の先端の周囲の全体に剥離が生じている。

タイル／透明補強層の付着性
市販磁器タイル オーロラペール５０・２Ｔ ＰＬ−１００（商品名、９５×４５ｍｍ、厚さ７ｍｍ、Ｉ類（磁器質）、株式会社 Ｄａｎｔｏ社製）に上記シリコンアクリル樹脂プライマー０．０８ｋｇ／ｍ^２を塗布し、乾燥後ポリウレア樹脂塗材０．７ｋｇ／ｍ^２を１回塗りし、２３℃７日間乾燥後、磁器タイルとポリウレア樹脂塗材との間に皮スキを挿入して該ポリウレア樹脂塗材を強制的に分離剥離させた。剥離したポリウレア樹脂塗材と磁器タイル表面を目視で観察することにより、タイルとシリコンアクリル樹脂プライマー（プライマー層）との付着性及びシリコンアクリル樹脂プライマー（プライマー層）とポリウレア樹脂塗材（透明補強層）との付着性を判定した。付着性が良好であるものを○、それ以外を×と判断した。

評価結果
評価結果を表２に示す。

１ コンクリート躯体
２ 貼付モルタル
３ 外壁タイル
４ アンカーピン
４ａ 足部
４ｂ 頭部
４ｃ 圧入部
４ｄ フランジ
５ アンカー孔
６ エポキシ樹脂接着剤
７ 目地
８ 透明プライマー層
９ 透明補強層
１０ 透明保護層
２０ 外壁タイル剥落防止構造

Claims (8)

1. 外壁タイル面または目地にアンカーピンを打ち込んでアンカーピンをコンクリート躯体に固着し、該アンカーピンの頭部及び外壁タイル面及び目地に、アミノ基含有アクリル樹脂とエポキシシランを含むシリコンアクリル樹脂プライマーを塗付して透明プライマー層を形成し、該透明プライマー層の上に、無黄変イソシアネートプレポリマーと脂環式ポリアミンと補強短繊維と光安定剤と紫外線吸収剤を含む透明なポリウレア樹脂塗材を塗付して透明補強層を形成し、該透明補強層の上に、光安定剤と紫外線吸収剤を含むアクリルシリコン樹脂塗材を塗付して透明保護層を形成したことを特徴とする外壁タイル剥落防止構造。
2. 外壁タイル面または目地にアンカーピンを打ち込んでアンカーピンをコンクリート躯体に固着し、該アンカーピンの頭部及び外壁タイル面及び目地に、アミノ基含有アクリル樹脂とエポキシシランを含むシリコンアクリル樹脂プライマーを塗付して透明プライマー層を形成し、該透明プライマー層の上に、無黄変イソシアネートプレポリマーと脂環式ポリアミンと補強短繊維と光安定剤と紫外線吸収剤を含む透明なポリウレア樹脂塗材を塗付して透明補強層を形成し、該透明補強層の上に、光安定剤と紫外線吸収剤を含むアクリルシリコン樹脂塗材を塗付して透明保護層を形成することを特徴とする外壁タイル剥落防止工法。
3. 請求項１記載の外壁タイル剥落防止構造の光安定剤はヒンダードアミン系光安定剤であり、紫外線吸収剤はヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤であることを特徴とする請求項１記載の外壁タイル剥落防止構造。
4. 請求項２記載の外壁タイル剥落防止工法の光安定剤はヒンダードアミン系光安定剤であり、紫外線吸収剤はヒドロキシフェニルトリアジン系紫外線吸収剤であることを特徴とする請求項２記載の外壁タイル剥落防止工法。
5. 脂環式ポリアミンは式I：
   

   

   
   （式中Ｘはイソシアネート基に対して不活性であり、脂環式炭化水素に結合したｍ個の第１級アミノ基を含む数平均分子量８８〜４００の有機ポリアミンから第１級アミノ基を除去することにより得られるｍ価基であり、Ｒ_１及びＲ_２は同一または異なっていて、炭素原子数１〜１８の有機基であり、ｍは少なくとも２の整数である）で表される１種以上のポリアミンであることを特徴とする請求項１または請求項３に記載の外壁タイル剥落防止構造。
6. 脂環式ポリアミンは前記式Iで表される１種以上のポリアミンであることを特徴とする請求項２または請求項４記載の外壁タイル剥落防止工法。
7. 請求項１または請求項３記載の外壁タイル剥落防止構造に使用する脂環式ポリアミンであって、前記式Iで表される１種以上のポリアミンであることを特徴とする脂環式ポリアミン。
8. 請求項２または請求項４記載の外壁タイル剥落防止工法に使用する脂環式ポリアミンであって、前記式Iで表される１種以上のポリアミンであることを特徴とする脂環式ポリアミン。
   
   

Images