JP2748758B2 - 含浸性防水剤組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、防藻性を有すると共
に、吸水防止性を与える含浸性防水剤組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
含浸性防水剤組成物としては、オルガノアルコキシシラ
ン又はその加水分解物、あるいは該シランと加水分解性
シリル基を含有する他の有機けい素化合物との共加水分
解物を主剤とするものが知られている（特開昭６３−２
３６５８１号、特開平１−４４６７３号、特開平１−２
１２２８７号、西独特許第２，０２９，４４６号、同
２，２５８，９０１号、米国特許第４，４３３，０１３
号、同４，４５５，１７２号公報）。

【０００３】この種の組成物は、セメントコンクリー
ト、モルタル、ブロック、スレート、レンガ、タイル、
瓦、石材、石コウなどの無機系材料の細孔に含浸され、
その細孔中で基体との結合を持ちながら三次元化するた
めに耐久性のある防水層を形成し、従来公知のエポキシ
樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などを用いた有機高
分子系防水材料やメチルシリコネート水溶液系撥水材料
に比べて特に耐久性、信頼性の優れたものになるため、
上記の無機系材料の防水処理剤として広く利用されてい
る。

【０００４】しかしながら、これらオルガノアルコキシ
シラン又はそれらの誘導体をベースとする含浸性防水剤
組成物は上述した優れた特性を有するものの、藻類、カ
ビ類の生成を抑制する作用は持たないため、藻類、カビ
類によって汚れを生ずるという欠点がある。

【０００５】一方、藻類の発育を抑制する効果を有する
薬剤については既に公知物質もあるが、従来の防藻剤
は、これを無機系材料の表面に適用した場合、単に表面
に付着しているにすぎないために初期的な効果は示すも
のの、降雨等の水分により抽出を受け、無機材料の表面
から除去されるので好ましくない。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
耐久性のある防藻性能を与えると共に、優れた吸水防止
性を与える含浸性防水剤組成物を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者らは上
記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、下記一般
式（１）で示される有機けい素化合物と分子中に加水分
解性シリル基を有する防藻剤、特に下記式（２）で示さ
れる化合物を主剤とする防藻剤、或いは下記式（３）で
示される化合物を主剤とする防藻剤とを併用することに
より、上記有機けい素化合物はセメントコンクリート、
モルタル、レンガ、タイル、瓦、石材などの各種無機系
材料の表面と反応し、その表面で更に縮重合反応を行う
性質を有するため、防藻剤が該有機けい素化合物のネッ
トワークの中に固定され、該有機けい素化合物の持つ本
来の防水機能の他に、耐久性のある防藻性能が得られる
ことを知見し、本発明をなすに至った。

【０００８】

【化４】 （但し、式中Ｒ^１は同一又は異種の炭素数１〜１８の１
価炭化水素基、Ｒ^２は同一又は異種の炭素数１〜４の１
価炭化水素基、ａは０．２≦ａ≦１．５、ｂは１≦ｂ≦
３、ｃは０≦ｃ≦１で、１＜ａ＋ｂ＋ｃ≦４である。）

【化１２】 （但し、式中Ｒ^３，Ｒ^４はそれぞれ炭素数１〜４の１価
炭化水素基、ｎは０，１又は２である。）

【化１３】

【０００９】従って、本発明は、（Ａ）上記一般式
（１）の有機けい素化合物と（Ｂ）分子中に加水分解性
シリル基を有する防藻剤又は上記式（３）の化合物より
なる防藻剤を主剤としてなる含浸性防水剤組成物を提供
する。

【００１０】以下、本発明につき更に詳しく説明する
と、（Ａ）成分の有機けい素化合物は下記一般式（１）
で示されるものである。

【００１１】

【化５】

【００１２】上記一般式（１）において、Ｒ¹は同一又
は異種の炭素数１〜１８の１価炭化水素基、特には炭素
数３〜１４の１価炭化水素基であることが好ましく、こ
れにはｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、
イソブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−
オクチル基、２−エチルヘキシル基、ｎ−デシル基、ｎ
−ドデシル基、ｎ−テトラデシル基等が例示される。

【００１３】Ｒ²は同一又は異種の炭素数１〜４の１価
炭化水素基で、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチ
ル基などが挙げられる。また、ａはけい素原子に結合し
た１価炭化水素基の量を示すもので、０．２未満では本
発明組成物の含浸性及び撥水，防水性能が低下し、１．
５を超えると組成物の耐久性が低下することから、０．
２≦ａ≦１．５、より好ましくは０．５≦ａ≦１．２と
される数である。ｂはけい素原子に結合したＯＲ²基、
特にアルコキシ基の量を示すもので、１未満では組成物
の耐久性が低下することから、１≦ｂ≦３、より好まし
くは１．５≦ｂ≦３とされる数である。ｃはけい素原子
に結合した水酸基の量を示すもので、１を超えるとこの
化合物の安定性が低下することから、０≦ｃ≦１、より
好ましくは０≦ｃ≦０．８とされる数である。

【００１４】この（Ａ）成分の有機けい素化合物はモノ
マー（単量体）であってもポリマー状のオルガノポリシ
ロキサンであってもよいが、このものは分子量が２００
０を超えると基体への含浸性が低下するようになるの
で、分子量が２０００以下のものとすることが好まし
い。なお、上記有機けい素化合物はその１種を単独で用
いてもよく、２種以上の混合物であってもよい。

【００１５】次に、本発明の含浸性防水剤組成物を構成
する（Ｂ）成分の防藻剤は、第１に、下記式（３）で示
されるものである。

【００１６】

【化６】

【００１７】本発明の（Ｂ）成分の防藻剤としては、そ
の分子中に加水分解性シリル基を含有する化合物である
ことが更に好ましい。加水分解性シリル基は、セメント
コンクリート、モルタル、ブロック、スレート、レン
ガ、タイル、瓦、石材、石コウなどの無機系材料との親
和性に優れ、更にはこれら無機系材料の金属元素と≡Ｓ
ｉ−Ｏ−Ｍ−（Ｍは金属元素）結合を通じて接合するこ
ともできるため、防藻剤が無機系材料に固定化されるこ
とになり、効果の持続性が飛躍的に向上する。また、こ
の加水分解性シリル基は、（Ａ）成分の有機けい素化合
物に含まれるアルコキシシリル基又はシラノール基と縮
重合して共重合シロキサンポリマーを形成することがで
きるため、防藻機能が不溶性のポリシロキサン中に保持
された形になるので、本発明の組成物が更に耐久性、耐
水性に優れるという有利性が得られる。

【００１８】このような分子中に加水分解性シリル基を
含有する化合物としては、下記式（２）で示されるもの
が好適に用いられる。

【００１９】

【化７】 （式中、Ｒ^３，Ｒ^４はそれぞれ炭素数１〜４の１価炭化
水素基、ｎは０，１又は２である。）

【００２０】このような加水分解性シリル基を含有する
化合物は、例えばシランカップリング剤として知られて
いる、分子中に加水分解性シリル基とアミノ基、エポキ
シ基、イソシアネート基、メタクリル基、ビニル基、メ
ルカプト基に代表される有機反応基を有する有機けい素
化合物と、該有機反応基と化学的に反応する官能基を有
する防藻薬剤とを反応させることにより合成することが
できる。このような反応の具体例としては、下記一般式
で表わされるイソシアネート基含有アルコキシシランと
水酸基、１級又は２級アミノ基、メルカプト基、アミド
基、尿素基等の活性水素を含有する防藻薬剤との反応が
示される。

【００２１】

【化８】 （式中、Ｒ³，Ｒ⁴及びｎは上記と同様の意味を示し、Ｚ
は防藻薬剤残渣である。）

【００２２】これらの加水分解性シリル含有化合物は単
独でも防藻剤として薬効を示すが、効果の持続性から、
本発明の有機けい素化合物と組み合わせて使用すること
が好ましい。

【００２３】この（Ｂ）成分の添加量は、前記した
（Ａ）成分としての有機けい素化合物９０〜９９．９重
量部に対して０．１重量部未満では少量すぎて目的とす
る防藻性能が得られ難く、１０重量部を超えた量として
も、もはやそれ以上の防藻性能の向上は得られず、むし
ろ本発明の組成物によって形成される被膜の耐久性が低
下する場合があるので、１０〜０．１重量部の範囲とす
ることが好ましい。

【００２４】本発明の含浸性防水剤組成物は、上記した
（Ａ）成分と（Ｂ）成分の所定量を均一に混合すること
によって得ることができるが、これには溶媒を添加する
こともでき、この溶媒としては、メタノール，エタノー
ル，イソプロパノール，ｎ−ブタノール，ｓ−ブタノー
ルなどのアルコール類、ｎ−ヘキサン，シクロヘキサ
ン，ｎ−オクタンなどの脂肪族炭化水素、トルエン，キ
シレンなどの芳香族炭化水素、アセトン，メチルエチル
ケトン，メチルイソブチルケトンなどのケトン類、酢酸
エチル，酢酸プロピル，酢酸ブチルなどのエステル類、
ケロシン，石油エーテル，リグロイン，ソルベントナフ
サ，灯油などの多成分混合溶媒などからなる有機溶媒、
更には水などが例示される。なお、溶媒は１種のみを使
用しても２種以上の混合系でもよい。

【００２５】また、本発明の組成物には必要に応じて、
着色剤、安定剤、油脂類、ワックス類、充填材などを添
加することができる。更に、本発明の組成物には、その
安定性を損なわない範囲においてアルコキシシリル基又
はシラノールの硬化触媒、例えば有機金属塩、金属アル
コキシド、金属キレート、有機アミン、第４級アンモニ
ウム塩などを添加してもよく、これらの添加により、被
処理物の細孔中におけるこの組成物の加水分解、縮重合
及び無機表面との反応が促進されるという効果が得られ
る。

【００２６】本発明の含浸性防水剤組成物は、セメント
コンクリート、モルタル、ブロック、スレート、レン
ガ、タイル、瓦、石材、石コウなどの無機系材料の防水
処理用に有用である。これらの材料に本発明組成物を施
工する場合はこの組成物を被処理物の表面に刷毛塗り、
ローラー塗り、流し塗り、浸漬塗りしたり、スプレー塗
布することによって行うことができる。この場合、その
塗布量は被処理物１ｍ²当りこの組成物を１〜１０００
ｇ、より好ましくは１０〜２００ｇ含浸処理すればよ
く、このように処理すれば、この組成物を構成する
（Ａ）成分が有機けい素化合物のモノマー又は低重合度
のポリマーからなるもので、表面張力の低いものである
ことから、この（Ａ）成分が被処理物の細孔に容易に浸
透し、そのＳｉＯＲ² 基、特にアルコキシシリル基の加
水分解縮重合で防水性、耐久性の優れたオルガノシロキ
サンポリマーとなり、またこのＳｉＯＲ² 基の一部が細
孔中の表面に存在するＭ−ＯＨ基（Ｍは金属原子）と化
学的に結合するために更にこの耐久性が改善され、しか
も（Ｂ）成分の防藻剤成分により防藻性が付与されるの
で、防藻性の優れた防水性をもつ無機系材料を容易に得
ることができるという有利性が与えられる。

【００２７】また、本発明の組成物は、水硬性の無機物
質を製造する際にその原料にこの組成物を添加する方法
で使用することもできる。この場合、対象となる水硬性
無機物質としては、セメントコンクリート、モルタル、
軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）、ガラス繊維補強コン
クリート（ＧＲＣ）、ケイ酸カルシウム板、石コウ等が
例示され、これらの無機系物質１００重量部に対して本
発明の組成物を例えば０．０５〜１０重量部の割合で添
加混合し、通常の方法で硬化させると、防水性、防藻性
が付与された無機系物質を容易に得ることができる。な
お、本発明の組成物をかかる水硬性無機系物質に添加す
る場合、水硬性無機物質を混合調製する際に本組成物を
そのまま添加するか、あるいは、あらかじめ水に希釈、
分散した後、これを添加することもできる。

【００２８】ここで、本発明の組成物の水分散液を調製
する場合には、本組成物の（Ａ）成分である有機けい素
化合物が本質的に水に溶解しないので、界面活性剤もし
くは加水分解触媒を添加し、分散、溶解化を計ることが
好ましい。

【００２９】

【発明の効果】本発明の含浸性防水剤組成物は、セメン
トコンクリート、モルタル、レンガ、タイル、瓦、石材
などの各種無機系材料に対し優れた吸水防止性を与える
と共に、耐久性のある防藻性能を与える。

【００３０】

【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるも
のではない。

【００３１】〔実施例、比較例〕表１に示した組成の含
浸性防水剤組成物を調製した。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１に従って調製された防藻剤を含有する
含浸性防水剤組成物（実施例１〜６）、防藻剤を含有し
ない従来型の含浸性防水剤組成物（比較例１）及び防藻
剤の溶液（比較例２）をモルタルに塗布し、評価用サン
プルを作製した。これらのサンプルについての吸水防止
性能データー、防藻性能の結果を表２に示す。また、比
較として無処理のモルタルについてのデーターも掲載し
た。

【００３４】なお、吸水防止性能、防藻性能は以下の方
法により評価した。吸水防止性能 吸水率：ＪＩＳモルタル（５０×５０×２５ｍｍ）の全
面に組成物を有効成分が１００ｇ／ｍ²になるように刷
毛塗りし、２５℃，５０％ＲＨの雰囲気下に７日間養生
した後、水道水中に２８日間全面浸漬させ、次の式で算
出した。

【００３５】

【数１】

【００３６】耐アルカリ性：吸水率テストと同様の方法
で調製したモルタル試験片を５％の水酸化ナトリウム水
溶液中に７日間全面浸漬させ次の式で算出した。

【００３７】

【数２】

【００３８】耐久性：吸水率テストと同じ方法で調製し
たモルタル試験片をサンシャインウェザーメーター（ス
ガ試験機製）中に１０００時間曝露させ、続いて水道水
中に２８日間全面浸漬させた後の吸水率を上記した吸水
率と同じ式を用いて算出した。

【００３９】防藻性能 ４０×４０×４ｍｍのモルタル片を水道水（流水）に３
日間浸漬した後、２５℃，５０％の雰囲気下に２週間放
置乾燥させた。このモルタル片の片面に組成物を有効成
分が１００ｇ／ｍ²になるように刷毛塗りし、２５℃，
５０％ＲＨの雰囲気下に７日間養生し、サンプルを調製
した。

【００４０】以上のように調製された試験体の藻類に対
する効果試験を以下の通り行った。 直径９ｃｍの殺菌シャーレに藻類用無機塩寒天培地
を入れ、凝固した後、試験体を中央部に置く。 予め液体培地で２５℃，１０００ｌｘ，２週間の条
件で培養した各種藻類の混合液を前述のシャーレ内に接
種する。 ２５℃，１０００ｌｘの陽光定温機内で４週間培養
し、藻類の発生程度を目視により調査する。

【００４１】供試藻類は緑藻類としてクロレラ・ブルガ
リス（Ｃｈｌｏｒｅｌｌａ ｖｕｌｇａｒｉｓ）、ホル
ミディウムｓ．ｐ．（Ｈｏｒｍｉｄｉｕｍ ｓ．
ｐ．）、藍藻類としてアナベナ（Ａｎａｂａｅｎａ）を
選択した。

【００４２】判定基準は以下の通りである。 − ：試験体上に藻の発生が認められない。 ± ：試験体上表面の藻の発生有無が不明確である。 ＋ ：試験体上表面の１０％以下に藻の発生が認めら
れる。 ＋＋ ：試験体上表面の１０〜５０％に藻の発生が認め
られる。 ＋＋＋：試験体上表面の５０％以上に藻の発生が認めら
れる。

【００４３】

【表２】

【００４４】表２の結果より、本発明組成物が優れた吸
水防止性能、防藻性能を有していることが認められた。

【００４５】なお、合成例として上記化合物Ｃの製造法
を示す。

【００４６】〔合成例〕還流冷却器、温度計、撹拌装置
付きの１リットルガラス反応器に３−（３，４−ジクロ
ロフェニル）−１，１−ジメチル尿素１５．００ｇ、γ
−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン１３．２
０ｇ、メチルエチルケトン５３０ｇ、ジブチル錫ジラウ
レート０．０３ｇを仕込み、乾燥窒素を通じながら８５
℃で２０時間反応を行なった。反応液の赤外吸収スペク
トル分析を行なったところ、２２００ｃｍ^-1付近のＮＣ
Ｏに起因する吸収は無かった。

【００４７】次に、反応液より溶媒のメチルエチルケト
ンを減圧蒸留し除去したところ、淡黄色の粉体が２５．
９ｇ得られた。

【００４８】このものは¹Ｈ−ＮＭＲ分析、ＩＲ分析及
び元素分析の結果より下記に示す構造であることがわか
った。

【００４９】

【化９】

【００５０】

【化１０】

【００５１】

【表３】

フロントページの続き (72)発明者 降旗 昭夫 千葉県佐倉市六崎1150−２ (72)発明者 中井田 靖 千葉県成田市吾妻３−２−６ (56)参考文献 特開 昭56−38348（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）下記一般式（１） 【化１】 （但し、式中Ｒ^１は同一又は異種の炭素数１〜１８の１
   価炭化水素基、Ｒ^２は同一又は異種の炭素数１〜４の１
   価炭化水素基、ａは０．２≦ａ≦１．５、ｂは１≦ｂ≦
   ３、ｃは０≦ｃ≦１で、１＜ａ＋ｂ＋ｃ≦４である。）
   で示される有機けい素化合物と、 （Ｂ）分子中に加水分解性シリル基を有する防藻剤を主
   剤としてなることを特徴とする含浸性防水剤組成物。
2. 【請求項２】 防藻剤が下記式（２）で示される化合物
   を主剤としてなるものである請求項１記載の組成物。 【化２】 （但し、式中Ｒ^３，Ｒ^４はそれぞれ炭素数１〜４の１価
   炭化水素基、ｎは０，１又は２である。）
3. 【請求項３】 （Ａ）下記一般式（１） 【化３】 （但し、式中Ｒ^１は同一又は異種の炭素数１〜１８の１
   価炭化水素基、Ｒ^２は同一又は異種の炭素数１〜４の１
   価炭化水素基、ａは０．２≦ａ≦１．５、ｂは１≦ｂ≦
   ３、ｃは０≦ｃ≦１で、１＜ａ＋ｂ＋ｃ≦４である。）
   で示される有機けい素化合物と、 （Ｂ）下記式（３） 【化１１】 で示される化合物よりなる防藻剤を主剤としてなること
   を特徴とする含浸性防水剤組成物。