JP2016020413A - 屋上アスファルト系防水材層保護用塗料組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】屋上や屋根に風雨の影響で花粉や土壌成分が堆積することがあるが，この屋上堆積物質が風雨などの影響で体積変化し，その際に下地の防水層とその保護層となる塗膜を引張り割れさせる現象が発生する。本発明は，花粉，土壌成分などの屋上堆積物質が多く積った際，先の原因により引張り割れを発生させない耐マッドカーリング特性を有する保護層を形成する屋上アスファルト系防水材層保護用水系２液形塗料組成物を提供する。
【解決手段】
屋上アスファルト系防水材層保護用水系２液形塗料組成物であって、水系塗料組成物と硬化剤を含み、水系塗料のポリマーは水酸基を含有するポリマーであり、硬化剤がイソシアネートである耐マッドカーリング特性を有する保護層を形成する屋上アスファルト系防水材層保護用水系２液形塗料組成物。

【選択図】図２

Description

本発明は、屋上アスファルト系防水材層保護用塗料組成物に関し、より詳しくは、屋上アスファルト系防水材層保護用二液型塗料組成物、とくに、屋上アスファルト系防水材層保護用水性二液型塗料組成物に関するものである。

ダム、貯水池等の水利用アスファルト混合物において、最上部に堆積した土砂、塵埃等が、湿潤、乾燥、収縮のプロセスを経てめくれあがり、その直下の舗装表面にキレツ、剥脱飛散等の損傷が見出されることがある。これは特に水位の変動よって冠水、乾燥の繰り返しを受ける箇所において著しい。また、平屋屋根に設けられたアスファルトルーフィング防水層においてもこのような現象が見出される。この場合、雨水等による流出のためか、往々にして堆積物の存在が認められず、損傷を受けた防水層表面が、あたかも乾き上った水田のごとく、めくれあがりの症状を呈していることからマッドカーリング現象と続称される（非特許文献１）。
また、現在では、ビルの屋上防水にアスファルトシートが使用されている。その保護塗料として、1液型アクリルエマルション系水性塗料を塗装している。

この1液型アクリルエマルション系の保護塗料を塗装すると、春には、表面に砂埃以外に花粉などが堆積し、この花粉は糖質のため、雨水で粘着性を示し、乾燥すると収縮する性質がありますので、乾湿サイクルが続くとその乾燥応力によりアスファルト防水材を破壊して表面に亀裂が発生し、表層がめくれ上がる現象（マッドカーリング現象）が発生します。この解決策としては、現状使用している保護塗料を厚く塗装することでかなり改善できるのですが、完全ではありません。

1液型エマルション系の保護塗料を塗装して、塗膜の硬さや伸びなどを考慮した塗料を種々検討しましたが、通常使用される膜厚では良好な結果を示すものがありません。

そこで当社塗料の中で耐マッドカーリング性の良い塗膜を研究したところ、とくに水性の二液ウレタン塗料、水性二液アクリル−シリコーン塗料が、花粉が全く付着せず非常に良好な結果を示すことを見出したものであります。

高橋、児玉他「アスファルト舗装のマッドカーリング現象」第１５回日本道路会議論文集ｐ５０１〜５０２（１９８３）

本発明は、アスファルト防水材を破壊して表面に亀裂が発生し、表層がめくれ上がる現象（マッドカーリング現象）が発生しない屋上アスファルト系防水材層保護用塗料組成物を提供する。

すなわち、本発明は、屋上アスファルト系防水材層保護用水系２液形塗料組成物であって、水系塗料組成物と硬化剤を含み、水系塗料のポリマーは水酸基やカルボキシル基等のイソシアネートと架橋できる官能基を含有するポリマーであり、硬化剤がイソシアネートである耐マッドカーリング特性を有する保護層を形成する屋上アスファルト系防水材層保護用水系２液形塗料組成物である。
また、本発明の屋上アスファルト系防水材層保護用水系２液形塗料組成物においては、水系塗料のポリマーが、アクリル系ポリマー若しくはアクリル−シリコーン系ポリマーとすることができる。

さらに、本発明の屋上アスファルト系防水材層保護用水系２液形塗料組成物においては、水系塗料のポリマーの水酸基価が８〜１２０とすることが好ましい。
またさらに、本発明の屋上アスファルト系防水材層保護用水系２液形塗料組成物においては、水系塗料のポリマー：硬化剤の質量比が、１００：２５〜１５であることが好ましい。
また、本発明の屋上アスファルト系防水材層保護用水系２液形塗料組成物は、所望により、さらに、顔料、分散剤、凍結防止剤、防腐剤、消泡剤、増粘剤、造膜助剤等の塗料用添加剤のいずれかを含んでも良い。

本発明の屋上アスファルト系防水材層保護用水系２液形塗料組成物は、耐マッドカーリング特性を有する保護層を形成し、長時間にわたってその特性を持続することが出来る。

原寸大の屋上アスファルト系防水材層の一例（上）と、白色の屋上アスファルト系防水材層保護用塗料組成物を塗布乾燥させた一例（下） 屋上アスファルト系防水材層保護表面の写真

本発明の屋上アスファルト系防水材層が適用される屋上アスファルト系防水材層とは、屋上全面に塗布硬化されるものやシート状になった厚さ約３ｍｍ〜５ｍｍのアスファルト系防水材があり、その表面に設けられている２ｍｍ〜３ｍｍの大きさの砕石が圧設された圧設砕石層の表面からなり、その上から通常は保護用塗料組成物が塗付される。（図１参照）
また、本発明で用いられる屋上アスファルト系防水材層保護用水系２液形塗料組成物であって、水系塗料組成物と硬化剤を含み、本発明で用いる水系塗料のポリマーは、水酸基を含有するポリマーが好ましく、水系塗料のポリマーが、アクリル系ポリマー若しくはアクリル−シリコーン系ポリマーである。
さらに、水系塗料のポリマーの水酸基価が８〜１２０とすることが好ましい。
水系塗料のポリマーは、数平均分子量数千〜数百万まで利用することが出来、特に分子量を特定しなくとも、バインダーとしての働きがあればすべて利用することが出来る。
本発明の水系塗料のポリマーをモノマー組成の一例を示すと、ＳＴ：スチレン、ＭＭＡ：メチルメタクリレート、ｎ−ＢＡ：ｎ-ブチルアクリレート、２ＨＥＭＡ：２−ヒドロキシエチルメタクリレート、βＨＥＡ：２−ヒドロキシエチルアクリレート、Ａａ：アクリル酸、ＫＢＭ−５０２：信越化学工業（株）３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、ＫＢＥ−５０３：信越化学工業（株）３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等を挙げることが出来る。
この様な樹脂は、市販されており、ペガールＬＯ−１０２９、ペガールＬＴ−４２０〜４２５（高圧ガス工業株式会社製）セラネートＷＳＡ−１０７０、ＷＨＷ−８２２（ＤＩＣ株式会社）、ポリデュレックスＨ７６２０等を挙げることが出来る。

また、本発明において二液型とは、塗料液とその硬化剤との組み合わせを云う。
本発明においては、塗料液とその硬化剤との組み合わせ組成物以外に、顔料、分散剤、凍結防止剤、防腐剤、消泡剤、増粘剤、造膜助剤等の塗料添加剤を含んでも良い。
顔料としては、酸化チタン、ルチル型酸化チタン、アナターゼ型酸化チタン、炭酸カルシウム、 硫酸バリウム、 ホワイトカーボン、 カーボン、 弁柄、 シアニンブルー、黄土等をあげることができる。また、体質顔料を含んでも良い。
分散剤としては、ポリカルボン酸ナトリウム塩、ポリカルボン酸アンモニウム塩、スチレン−マレイン酸共重合物のアンモニウム塩等をあげることができる。
結防止剤としては、エチレングリコール、プロピレングリコール等をあげることができる。

防腐剤としては、５−クロロ−２−メチル−４− イソチアゾリン−３−オン、１、２−ベンズイソチアゾリン−３−オン等をあげることができる。
消泡剤としては、シリコーンオイル、鉱油等をあげることができる。
増粘剤としては、セルロース誘導体、会合型ウレタン系増粘剤、ポリカルボン酸重合物等をあげることができる。

造膜助剤としては、２、２、４−トリメチル-１、３−ペンタンジオールモノイソブチレート、２、２、４−トリメチル−１、３−ペンタンジオールジイソブチラート、エチレングリコールモノブチルエーテル等をあげることができる。
以下、実施例、比較例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。

＜上塗り塗料の作製＞
水酸基含有スチレン―アクリル共重合樹脂エマルジョン（水酸基価６４ｍｇ／ｇ、水酸基含有スチレン―アクリル共重合樹脂のＴｇ９．２℃）１００質量部に対して、表１に示す所定量の酸化チタン、分散剤としてスチレンマレイン酸共重合物のアンモニウム塩、凍結防止剤としてエチレングリコール、防腐剤としてスラオフＥＸ（日本エンバイロケミカルズ株式会社製）、消泡剤としてシリコーンオイル、着色剤として弁柄、フタロシアニンブルー、増粘剤としてポリカルボン酸重合物を混合することで水系塗料組成物を得た。
表２中、
ＳＴ：スチレン
ＭＭＡ：メチルメタクリレート
ｎ−ＢＡ：ｎ-ブチルアクリレート
２ＨＥＭＡ：２−ヒドロキシエチルメタクリレート
βＨＥＡ：２−ヒドロキシエチルアクリレート
Ａａ：アクリル酸
ＫＢＭ−５０２：信越化学工業（株）３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン
ＫＢＥ−５０３：信越化学工業（株）３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン

＜試験片の作製＞
硬化剤として、水分散性ポリイソシアネートであるバーノックＤＮＷ−５２００（ＮＣＯ基含有量１１．４〜１２．８ｗｔ％、ＤＩＣ株式会社製）を用い実施例１で作製した水系塗料組成物と硬化剤を質量％比率で６．５／１で混合した。
次いで、実施例１で作製した水系塗料組成物と硬化剤の混合物を、砂付きアスファルトシート上に０．３ｋｇ／ｍ^２塗布した後、２３℃、５０％ＲＨの条件下で３日間乾燥させることで試験片を得た。

実施例２では、水系塗料組成物の構成成分である水酸基含有スチレンアクリル共重合エマルジョン組成を表２に示す組成に変更した以外は、実施例１と同様に水系塗料組成物による試験片を作製した。

実施例３では、水系塗料組成物の構成成分である水酸基含有スチレンアクリル共重合エマルジョン組成を表２に示す組成に変更した以外は、実施例１と同様に水系塗料組成物による試験片を作製した。

実施例４では、水系塗料組成物の構成成分である水酸基含有スチレンアクリル共重合エマルジョン組成を表２に示す組成に変更した以外は、実施例１と同様に水系塗料組成物による試験片を作製した。

実施例５では、水系塗料組成物の構成成分である水酸基含有スチレンアクリル共重合エマルジョン組成を表２に示す組成に変更した以外は、実施例１と同様に水系塗料組成物による試験片を作製した。

実施例６では、水系塗料組成物の構成成分である水酸基含有スチレンアクリル共重合エマルジョン組成を表２に示す組成に変更した以外は、実施例１と同様に水系塗料組成物による試験片を作製した。

実施例７では、水系塗料組成物の構成成分である水酸基含有スチレンアクリル共重合エマルジョン組成を表２に示すアクリル−シリコーン樹脂系エマルジョン（セラネートＷＳＡ−１０７０ ＤＩＣ株式会社）に変更し硬化剤として（ウォーターゾールＷＳＡ−９５０ＤＩＣ株式会社）を用いた以外は、実施例１と同様に水系塗料組成物による試験片を作製した。
（比較例１）

比較例１では、硬化剤を混合しなかった以外は、実施例１と同様に水系塗料組成物による試験片を作製した。
（比較例２）

比較例２では、水系塗料組成物と硬化剤の混合比率を表２に示す比率に変更した以外は、実施例１と同様に水系塗料組成物による試験片を作製した。
（比較例３）

比較例３では、水系塗料組成物の構成成分である水酸基含有スチレンアクリル共重合エマルジョン組成を表２に示す組成に変更した以外は、実施例１と同様に水系塗料組成物による試験片を作製した。
（比較例４）

比較例４では、水系塗料組成物の構成成分である水酸基含有スチレンアクリル共重合エマルジョン組成を表２に示す組成に変更した以外は、実施例１と同様に水系塗料組成物による試験片を作製した。
（比較例５）

比較例５では、水系塗料組成物の構成成分である水酸基含有スチレンアクリル共重合エマルジョン組成を表２に示すエポキシ樹脂系エマルジョン（アデカレジンＥＭ−１０１−５０、株式会社ＡＤＥＫＡ製）に変更し硬化剤としてジアミン化合物であるアデカハードナーＥＨ−8051（活性水素当量180ｇ／eq,株式会社ＡＤＥＫＡ製）を用いた以外は、実施例１と同様に水系塗料組成物による試験片を作製した。

各例で作製した試験片上にスギ花粉水溶液を０．７ｋｇ／ｍ^２塗布し、３５℃の条件下で１６時間乾燥させた後、塗膜の割れ、亀裂、捲れの有無、スギ花粉の付着状態の目視評価を行った。更に、スギ花粉を十分に水で湿潤し、３５℃で１６時間乾燥させる工程を１サイクルとして、合計６サイクルの乾湿サイクルを繰り返し実施した後、塗膜の割れ、亀裂、捲れの有無、スギ花粉の付着状態の目視評価を行った。尚、各例の評価結果を表２に示す。

表２より、比較例１では、砂付きアスファルトシートを破壊し、塗膜の割れ、亀裂、捲れが発生しているのに対し、規定量の硬化剤を混合した実施例１では塗膜の割れ、亀裂、捲れは発生せず、スギ花粉の塗膜上への付着も認められないことを確認した。
更に、水酸基含有スチレンアクリル共重合エマルジョンの水酸基価を８．５ｍｇ／gに減量した実施例２や水酸基価を１６．６ｍｇ／gに減量した実施例３では塗膜の割れ、亀裂、捲れの発生はほぼ認められず、十分な効果が得られることを確認した。実施例２に関しては部分的に花粉の付着を確認した。また、水酸基価を８５．８ｍｇ／gに増量した実施例４や水酸基価を１０７．３ｍｇ／ｇに増量した実施例５においても塗膜の割れ、亀裂、捲れの発生は認められなかった。実施例５に関しては部分的に花粉の付着を確認した。
更に、水酸基含有化合物を変更した実施例６においても塗膜の割れ、亀裂、捲れの発生は認められないことを確認し、水系塗料組成物の構成成分である水酸基含有スチレンアクリル樹脂エマルジョンが範囲内の水酸基を含有することで塗膜の割れ、亀裂、捲れの発生を抑制する効果があることを確認した。図２参照

また、水酸基含有スチレンアクリル共重合エマルジョンをアクリル−シリコーン樹脂系エマルジョンに変更した実施例７においても塗膜の割れ、亀裂、捲れの発生は認められないことを確認した。一方、硬化剤の混合比率を変更した比較例２では反応硬化が不十分な為、砂付きアスファルトシートを破壊し、塗膜の割れ、亀裂、捲れの発生が確認され十分な効果が得られないことを確認した。更に水酸基含有スチレンアクリル共重合エマルジョンの水酸基価を４．２mｇ／gに減量した比較例３や水酸基を含有しない比較例４においても塗膜の割れ、亀裂、捲れの発生が確認され、水系塗料組成物の構成成分である水酸基含有スチレンアクリル樹脂エマルジョンが範囲内の水酸基を含有することで塗膜の割れ、亀裂、捲れの発生を抑制する効果があることを確認した。さらに、水酸基含有スチレンアクリル共重合エマルジョンをエポキシ樹脂系エマルジョンに変更した比較例５においては、塗膜の割れ、亀裂、捲れの発生が抑制されるものの、十分な効果が得られないことを確認した。

本発明の耐マッドカーリング特性を有する保護層を形成する屋上アスファルト系防水材層保護用水系２液形塗料組成物は、近年やはりの大型屋上施設の建設、屋上の緑化等屋上の利用価値を高め、産業上の利用可能性が高いものである。

Claims (5)

1. 屋上アスファルト系防水材層保護用水系２液形塗料組成物であって、水系塗料組成物と硬化剤を含み、水系塗料のポリマーは水酸基を含有するポリマーであり、硬化剤がイソシアネートである耐マッドカーリング特性を有する保護層を形成する屋上アスファルト系防水材層保護用水系２液形塗料組成物。
2. 水系塗料のポリマーが、アクリル系ポリマー若しくはアクリル−シリコーン系ポリマーである請求項１に記載した屋上アスファルト系防水材層保護用水系２液形塗料組成物。
3. 水系塗料のポリマーの水酸基価が８〜１２０である請求項１又は請求項２に記載した屋上アスファルト系防水材層保護用水系２液形塗料組成物。
4. 水系塗料のポリマー：硬化剤の質量比が、１００：２５〜１５である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載した屋上アスファルト系防水材層保護用水系２液形塗料組成物。
5. 屋上アスファルト系防水材層保護用水系２液形塗料組成物が、さらに、顔料、分散剤、凍結防止剤、防腐剤、消泡剤、増粘剤、造膜助剤のいずれかを含んでなる請求項１〜４に記載した屋上アスファルト系防水材層保護用水系２液形塗料組成物。
   
   

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