JP3201511B2

JP3201511B2 - コンクリート用表面仕上げ材料

Info

Publication number: JP3201511B2
Application number: JP08378696A
Authority: JP
Inventors: 政史阿知波; 伸谷川; 三高長谷川; 武尚服部; 信直村上; 肇岡本; 只禄五島; 平野　　竜行
Original assignee: Takenaka Corp; Toagosei Co Ltd
Current assignee: Takenaka Corp; Toagosei Co Ltd
Priority date: 1996-04-05
Filing date: 1996-04-05
Publication date: 2001-08-20
Anticipated expiration: 2016-04-05
Also published as: JPH09278562A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート用表
面仕上げ材料、詳しくはモルタルを含む硬化コンクリー
トの表面仕上げ材料であって、一材で浸透性吸水防止剤
（撥水剤）と当該撥水層の耐候性を補完する成膜剤（コ
ート剤）との機能とを併わせ持ったところのコンクリー
ト用表面仕上げ材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来使用されているモルタルを含む硬化
コンクリート用表面仕上げ材料としては、必要に応じて
下地処理されたコンクリート表面に、吸水防止層付与を
目的としたシラン系化合物からなる浸透性吸水防止剤の
所謂撥水剤を１ないし２回塗布し、次に濡れ色防止、耐
久性及び意匠性付与を目的とした成膜性を有する溶剤系
のアクリルウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂あるい
はフッ素樹脂塗装材等の所謂コート材を１〜３回重ねて
塗布し、仕上げるのが一般的である。つまり、機能の異
なる二材を別工程でもって塗重ねていって撥水層の上を
コート材層が覆う所謂複合仕上材層を仕上げるものとな
っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、同種材料の塗
重ね工程はおおむね１日以内であるが、異種材料を塗重
ねる前記表面仕上げ方法では１〜２日が必要なため、施
工工程が天候に左右されやすく、工程も煩雑になり易
い。又、このような施工工程の多さから、工事費に占め
る施工費の割合が大きくなり、施工品質への影響も否め
ない。更に、使用材料によっては各工程内、工程間の処
理面と無処理面との判別が困難であることから、無駄塗
りしがちとなり使用量が多くなり易い。加えて、この種
の材料にあっては、有機溶剤を使用した材料がほとんど
であるため、人体への悪影響や環境汚染などが懸念され
ている。シラン系化合物がコンクリート等の建築・土木
材料の浸透性吸水防止材として有用であることは広く知
られており、表面のみに防水性を与える撥水剤に比べ
て、浸透性吸水防止材はコンクリート等の表層部に厚い
疎水層を設けるため吸水防止性能が長期にわたって持続
し、塩分や水分の浸透による種々の劣化現象を抑制でき
る。一般的には、これらシラン系化合物を種々の溶剤で
希釈したものを用いていたが、このような溶剤型の組成
物は用いる溶剤の毒性、揮発性および引火性等の性質に
よりその使用範囲に制限があった。例えば、比較的毒性
の少ないイソプロピルアルコールを溶剤に用いた場合、
蒸発が急速であるため基材への浸透が制限される等の問
題点があった。逆に揮発しにくい溶剤を用いた場合は塗
工面が湿潤状態になり乾燥し難く、また、一般的に溶剤
型は濡れたコンクリート表面には塗布できない等の問題
点があった。

【０００４】そこで、近年これら材料の水性化が提案さ
れ、実用化されつつあるが、シラン系化合物からなる浸
透性吸水防止剤及び成膜機能を有するアクリルシリコン
樹脂共に、アルコキシシリル基を含有するとしているた
め、水性化による該基の加水分解性に由来する貯蔵安定
性の低下及び水性化の際に使用する乳化剤に起因する耐
水性等の低下等に問題がある。つまり、各材の水性化に
ついてのみでも未だこれらを満たす材料が実用化されて
いないのが現状である。

【０００５】なお、複数塗り所謂リコート性の良否は、
品質確保上極めて重要であるが、従来のものにあって
は、先行塗布剤の表面形成膜によって浸透が阻害される
ため一般的にリコート性は良好ではない。本発明は、叙
上の実情に鑑みなされたもので、シラン系化合物からな
る浸透性吸水防止剤及び成膜機能を有するアクリルシリ
コン樹脂の水性化を達成すると共に、これ等機能の異な
る二材を混合して一材にして、１材の塗布でもって一気
に複合仕上材層を形成し得て、施工費並びに材料使用量
の大幅低減を奏することができると共にリコート性が良
好な画期的なコンクリート用表面仕上げ材の提供を目的
とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のコンクリート用表面仕上げ材は、ミクロ懸濁
重合により得られたアルコキシシリル基を有するアクリ
ル系共重合体及び加水分解性の官能基を有するシラン化
合物の水性乳濁液からなるとしたものである。上記の水
性乳濁液は、ミクロ懸濁重合により得られたアルコキシ
シリル基を有するアクリル系共重合体の水性乳濁液及び
加水分解性の官能基を有するシラン化合物の水性乳濁液
を混合して得られたものとすると良い。

【０００７】上記のアルコキシシリル基を有するアクリ
ル系共重合体の水性乳濁液は、水性媒体中で好ましくは
ｐＨ緩衝剤の存在下に、下記ラジカル重合性成分ａ〜ｄ
をミクロ懸濁重合により共重合させてなるものである。ａ：ラジカル重合性基を有するアルコキシシランｂ：上記成分ａと共重合可能なビニル単量体ｃ：分子の片末端に上記成分ａと共重合可能なラジカル
重合性基を有する平均縮合度が３以上のポリエステル又
はポリアルキレンオキシドｄ：一般式；Ｚ−（ＡＯ）_n−Ｙで表わされるラジカル重合性界面活性剤式中、Ｚは上記成分ａと共重合可能なラジカル重合性二
重結合を有する構造単位、ＡＯはオキシアルキレン基、
ｎは２以上の整数、Ｙはイオン解離性基を示す。

【０００８】上記のアルコキシシリル基を有するアクリ
ル系共重合体において、ラジカル重合性成分ａ〜ｄの共
重合割合が、それらの合計量を基準にして、ａが１〜４
０重量％、ｂが５０〜９７重量％、ｃが１〜４０重量％
及びｄが０．２〜２０重量％であると良い。上記のアル
コキシシリル基を有するアクリル系共重合体において、
ラジカル重合性成分ｂが、炭素数１〜８のアルキル基を
有する（メタ）アクリル酸アルキル、スチレン、炭素数
２〜３のヒドロキシアルキル基を有する（メタ）アクリ
ル酸とヒドロキシアルキル及びグリシジル（メタ）アク
リレートからなる群から選ばれた１種又は２種以上の単
量体であると良い。

【０００９】上記の加水分解性を有するシラン系化合物
の水性乳濁液が下記成分ｅ〜ｈを含有する水性乳濁液で
あるとしたものである。ｅ：加水分解性の官能基を有するシラン化合物ｆ：ＨＬＢ約１．５〜２０を有する乳化剤又は該乳化剤
の混合物ｇ：緩衝剤ｈ：水上記の加水分解性の官能基を有するシラン化合物ｅはそ
の乳濁液の１〜６０重量％、乳化剤ｆがｅの０．５〜５
０重量％、緩衝剤ｇがｅ、ｆ、ｇ及びｈの総重量の０．
０１〜５重量％であると良い。

【００１０】上記の加水分解性の官能基を有するシラン
化合物ｅは下記の構造式で示される化合物の単量体、二
量体、三量体、及び／又はそのオリゴマーであると良
い。Ｒ_n−Ｓｉ−（Ｒ¹)_4-n 式中、ｎは１、２あるいは３の整数である。Ｒは、アル
キル基、フェニル基等の炭化水素系置換基等の安定な疎
水性基である。Ｒ¹は、メトキシ基及びエトキシ基等の
アルコキシ基、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、アセト
キシ基、カルボキシル基、並びにイソシアネート基等の
加水分解性の置換基である。

【００１１】本発明者らは、モルタルを含む硬化コンク
リートにおける適切な表面仕上げ材料を求めるべく種々
検討していたところ、上記構成の機能の異なる硬化性ア
クリルシリコンの水性乳濁液及び加水分解性の官能基を
有するシラン化合物の水性乳濁液の混合物が、従来の材
料に比較して、貯蔵安定性、耐水性、耐久性などに優れ
ているばかりではなく、１材塗布で複合仕上材層を一気
に形成し得て、施工工程の短縮材料使用量低減化、など
が可能であることを見出し、さらにはリコート性の具備
を発見し本発明を完成するに至ったものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下説明す
る。本発明で使用するミクロ懸濁重合により得られたア
ルコキシシリル基を有するアクリル系共重合体（以下ア
クリルシリコン共重合体という）は、下記ａ〜ｄの共重
合体が好ましい。ａ：ラジカル重合性基を有するアルコキシシラン本発明における成分ａは、前記のとおり、ラジカル重合
性基を有するアルコキシシラン（以下アルコキシシラン
単量体という）であり、ビニルトリエトキシシラン、ビ
ニルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロ
ピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピル
メチルジエトキシシラン、ビニルトリプロポキシシラ
ン、ビニルメチルジプロポキシシラン、γ−メタクリロ
キシプロピルトリプロポキシシランおよびγ−メタクリ
ロキシプロピルメチルジプロポキシシラン等が挙げられ
る。

【００１３】好ましい成分ａは、アルコキシ基がメトキ
シ基またはエトキシ基であるアルコキシシラン単量体で
ある。ｂ：ビニル単量体上記成分ａと共重合させるビニル単量体ｂとしては、
（メタ）アクリル酸メチル，（メタ）アクリル酸エチ
ル，（メタ）アクリル酸ｎブチル，（メタ）アクリル酸
シクロヘキシル，（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシ
ル，（メタ）アクリル酸ラウリル，（メタ）アクリル酸
ステアリル等の（メタ）アクリル酸アルキル，（メタ）
アクリル酸２−ヒドロキシエチル，（メタ）アクリル酸
２−ヒドロキシプロピル，（メタ）アクリル酸パーフル
オロアルキル，グリシジル（メタ）アクリレート，（メ
タ）アクリル酸Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル等の（メ
タ）アクリル酸エステル類，酢酸ビニル，プロピオン酸
ビニル，スチレンおよびα−メチルスチレン等が挙げら
れる。

【００１４】好ましいビニル単量体ｂは、重合体に造膜
性を付与する単量体であり、具体的には、炭素数１〜８
のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキル，ス
チレン，炭素数２〜３のヒドロキシアルキル基を有する
（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキルおよびグリシジ
ル（メタ）アクリレートである。一方、アルコキシリル
基の加水分解を促進させる（メタ）アクリル酸のような
酸性単量体は使用しないことが望ましい。

【００１５】ｃ：ポリエステルまたはポリアルキレンオ
キシド本発明における成分ｃは、分子の片末端に上記成分ａと
共重合可能なラジカル重合性基を有する平均縮合度が３
以上のポリエステルまたはポリアルキレンオキシド（以
下これらをそれぞれポリエステル単量体およびポリアル
キレンオキシド単量体という）であり、ラジカル重合性
基としては、（メタ）アクリロイル基が好ましい。

【００１６】ポリエステル単量体のポリエステル部分を
形成する好ましい単量体単位は、オキシカルボン酸およ
びラクトンであり、該ポリエステル部分の好ましい平均
縮合度は、３〜１００であり、さらに好ましくは３〜８
である。また、ポリアルキレンオキシド単量体における
ポリアルキレンオキシドを形成する好ましい単量体単位
は、エチレンオキシドおよびプロピレンオキシドであ
り、該ポリアルキレンオキシドの好ましい平均縮合度
は、３〜２００である。

【００１７】ポリエステル単量体またはポリアルキレン
オキシド単量体を構成する各単量体単位の縮合度が、２
以下であると得られる硬化性エマルジョンからは、耐酸
性に優れる被膜が得られない。本発明において、特に好
ましくは、下記化１または化２で表される平均縮合度が
３〜８のポリカプロラクトンからなるポリエステル単量
体である。

【００１８】

【化１】

【００１９】

【化２】

【００２０】かかるポリエステル単量体としては、市販
品を使用してもよく、例えばダイセル化学工業（株）製
のプラクセルＦＭ３（上記化１で表されｎ＝３のも
の）、プラクセルＦＡ３（上記化２で表されｎ＝３のも
の）、プラクセルＦＭ６（上記化１で表されｎ＝６のも
の）、プラクセルＦＡ６（上記化２で表されｎ＝６のも
の）、プラクセルＦＭ８（上記化１で表されｎ＝８のも
の）およびプラクセルＦＡ８（上記化２で表されｎ＝８
のもの）等が挙げられる。

【００２１】ポリアルキレンオキシド単量体の具体例と
しては、日本油脂（株）製のブレンマーＰＰ−１０００
（片末端にメタクリロイル基が結合した縮合度５〜６の
ポリプロピレンオキシド），ＰＰ−６００（片末端にメ
タクリロイル基が縮合した縮合度９のポリプロピレンオ
キシド），ＰＰ−８００（片末端にメタクリロイル基が
結合した縮合度１２のポリプロピレンオキシド），ＰＥ
−２００（片末端にメタクリロイル基が結合した縮合度
４〜５のポリエチレンオキシド）およびＰＥ−３５０
（片末端にメタクリロイル基が結合した縮合度７〜９の
ポリエチレンオキシド）等が挙げられる。

【００２２】ｄ：ラジカル重合性界面活性剤次に、本発明における成分ｄは、下記一般式（１）で表
されるポリオキシアルキレン基とイオン解離性基を含有
するラジカル重合性界面活性剤である。Ｚ−（ＡＯ）_n−Ｙ（１）式中、Ｚは、上記成分ａと共重合可能なラジカル重合性
二重結合を有する構造単位、ＡＯはオキシアルキレン
基，ｎは２以上の整数、Ｙはイオン解離性基を示す。

【００２３】前記一般式（１）における好ましいＺは、
芳香族炭化水素基，アルキル置換芳香族炭化水素基，高
級アルキル基または脂環式炭化水素基等の疎水性基とラ
ジカル重合性二重結合とが組み合わされた構造単位であ
る。さらに、Ｚにおけるラジカル重合性二重結合として
は、（メタ）アリル基，プロペニル基またはブテニル基
等が好ましい。

【００２４】成分ｄの好ましいイオン性はアニオンであ
り、したがってＹとしては、基（ＡＯ）ｎ側にアニオン
が共有結合し、これにカチオンがイオン結合した塩が好
ましい。好ましいＹの具体例としては、−ＳＯ₃Ｎａ，
−ＳＯ₃ＮＨ₄，−ＣＯＯＮａ，−ＣＯＯＮＨ₄，−Ｐ
Ｏ₄Ｎａ₂および−ＰＯ₃（ＮＨ₄）₂等が挙げられ、
さらに好ましくは−ＳＯ₃Ｎａまたは−ＳＯ₃ＮＨ₄で
ある。

【００２５】基（ＡＯ）ｎにおけるｎとしては、３００
以下が好ましく、さらに好ましくは５〜５０である。ｎ
が５末端であると、前記単量体（ａ）中のアルコキシシ
リル基の安定性が不足し易く、一方ｎが５０を越えると
得られる硬化性エマルジョンから形成される塗膜の物性
が低下する傾向を示す。また、基（ＡＯ）ｎにおける単
位Ａ、すなわちアルキレン基としては、エチレン基また
はプロピレン基が好ましい。

【００２６】上記ラジカル重合性界面活性剤の代表例と
しては、下記化３、化４または化５等で表される化合物
が挙げられる。各式中、Ｙはいずれもイオン解離性基で
あり、その好ましい具体例は既述のとおりである。

【００２７】

【化３】

【００２８】化３中のＲとしては、炭素数６〜１８の直
鎖状または分岐状アルキル基が好ましい。

【００２９】

【化４】

【００３０】化４中のＲとしては、炭素数６〜１８の直
鎖状または分岐状アルキル基が好ましい。

【００３１】

【化５】

【００３２】化５中のＲ１は、水素原子またはメチル基
であり、またＲ２としては、炭素数８〜２４のアルキル
基が好ましい。緩衝剤について本発明においては、上記成分ａ〜ｄを水性媒体中で重合
させるに当たり、成分ａにおけるアルコキシシリル基の
安定のため、ｐＨ緩衝剤を使用することが好しい。ｐＨ
緩衝剤としては、水性媒体のｐＨを６〜１０に保持する
のに適した緩衝剤が好ましく、かかるｐＨ緩衝剤として
は、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム，りん酸−
ナトリウム，りん酸−カリウム，りん酸二ナトリウム，
りん酸三ナトリウム，酢酸ナトリウム，酢酸アンモニウ
ムおよび蟻酸ナトリウム等が挙げられる。これらの化合
物は２種以上組み合わせて使用することもできる。

【００３３】さらに好ましいｐＨ緩衝剤は、少量の添加
でｐＨが安定する炭酸水素ナトリウムである。ｐＨ緩衝
剤の好適な使用量は、水に対して０．０１〜５重量％で
ある。上記重合性成分ａ〜ｄの好ましい共重合割合は、
それらの合計量を基準にして、ａが１〜４０重量％，ｂ
が５０〜９７重量％，ｃが１〜４０重量％およびｄが
０．２〜２０重量％であり、さらに好ましくは、ａが３
〜２０重量％，ｂが５０〜９３重量％，ｃが３〜３０重
量％およびｄが０．５〜５重量％である。

【００３４】上記成分ａの共重合割合が、１重量％未満
であると良好な硬化性が発現せず、一方４０重量％を越
えると貯蔵安定性が低下し易い。成分ｂの割合が、５０
重量％未満であると得られる硬化性エマルジョンの遣膜
性および被膜の基材に対する密着性等が劣る。成分ｃの
共重合割合が、１重量％未満であると得られる硬化性エ
マルジョンから形成される被膜の耐酸性が低く、一方４
０重量％を越えると被膜の耐候性が低下し易い。また、
成分ｄの割合が、０．２重量％未満であると重合安定性
が低下し易く、一方２０重量％を越えると被膜の耐水性
が不足する。

【００３５】重合方法について本発明においては、単量体及び油溶解性重合開始剤から
なる微粒子が水性媒体中に分散した水性分散体を、加熱
された水性媒体中に供給し、単量体を重合させる、ミク
ロ懸濁重合により行う。

【００３６】以下、ミクロ懸濁重合の概要について説明
する。ミクロ懸濁重合をするためには、まず単量体およ
び油溶性重合開始剤からなる微細粒子を、ｐＨ緩衝剤を
溶解した水性媒体中に分散させる。この単量体等の水性
媒体への分散操作において、界面活性剤の前記成分ｄ
は、ｐＨ緩衝剤と同様に事前に水性媒体に溶解させてお
いても良い。水性媒体と分散させる単量体の割合は、単
量体１００重量部当たり水性媒体２０〜１５０重量部程
度が適当である。

【００３７】上記微細粒子の水性媒体中への分散におい
ては、回転式ホモミキサー、高圧式乳化分散機（通常ホ
モジナイザーと称されている）またはタービン型ミキサ
ー等を用いる分散方法が採用できる。上記操作により、
１μｍ以下の粒径の微細粒子を得ることができる。さら
に好ましい粒径は０．２〜０．０５μｍである。単量体
の水性分散粒子が小さいほど、得られる重合体エマルジ
ョンにおける重合体分散粒子も小さくなり、それから形
成される被膜は耐溶剤性および耐水性に優れる。

【００３８】上記操作によって得られる、単量体等から
なる微細粒子の水性分散体（以下単量体エマルジョンと
いう）を、重合開始剤の分解温度以上に加熱された水性
媒体中に供給して、成分ａ〜ｄを共重合させる。重合容
器に予め仕込んでおく水性媒体の好ましい量は、単量体
エマルジョン１００重量部当たり１０〜５０重量部であ
る。重合温度は、通常４０〜１００℃程度であり、好ま
しくは７０〜９０℃である。

【００３９】ミクロ懸濁重合に使用される油溶性ラジカ
ル重合開始剤としては、２０℃の水に対する溶解度が１
０重量％以下のものが好ましく、例えば２，２′−アゾ
ビスイソプチロニトリル、２，２′−アゾビス−２，４
ジメチルバレロニトリル、１−アゾビス−１−シクロヘ
キサンカルボニトリルおよびジメチル−２，２′−アゾ
ビスイソブチレート等のアゾ系開始剤、ラウロイルパー
オキシド、ベンゾイルパーオキシド、ジクミルパーオキ
シド、シクロヘキサノンパーオキシドジ−ｎ−プロピル
パーオキシジカルボネートおよびｔ−ブチルパーオキシ
ビバレート等の有機過酸化物が代表例として挙げられ
る。その使用量は、成分ａ〜ｄの合計量に対して０．１
〜１０重量％が好ましく、さらに好ましくは０．５〜５
重量％である。

【００４０】上記ミクロ懸濁重合により得られる本発明
の硬化性エマルジョンは、温度６０℃で１ヶ月間放置し
ても安定なエマルジョン状態を維持し、しかも良好な硬
化性能を保持している。触媒についてアルコキシシリル基が加水分解することによって生じる
シラノール基の縮合反応を促進するために、使用前に触
媒を添加することが好ましく、かかる触媒としては、イ
ソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロ
ピルトリ（ジオクチルピロホスフェート）チタネート等
の有機チタネート化合物、またはジオクチル酸錫、ジブ
チル錫ジラウレート、ジブチル錫マレート等の有機錫化
合物、またはパラトルエンスルォン酸等の有機酸が挙げ
られる。

【００４１】アクリルシリコン共重合体の水性乳濁液に
おいて、アクリルシリコン共重合体の濃度としては０．
１〜７０重量％が好ましく、より好ましくは５〜５０重
量％である。本発明の加水分解性の官能基を有するシラ
ン化合物の水性乳濁液は下記成分ｅ〜ｈを含有するもの
である。

【００４２】ｅ：シラン化合物本発明で用いられる加水分解性の官能基を有するシラン
化合物（以下単に「シラン化合物」と称する。）として
は、下記の構成式で示される化合物の単量体、二量体、
三量体、またはそのオリゴマーなどがある。Ｒ_n−Ｓｉ−（Ｒ¹)_4-n ここで、ｎは１，２あるいは３の整数である。Ｒは安定
な疎水性基であり、例えば、アルキル基、フェニル基及
びベンジルなどの炭化水素系の置換基であり、中でも、
飽和アルキル基が疎水性の点で好ましい。

【００４３】Ｒ¹は加水分解性の置換基等であり、メト
キシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、ヒドロキシル
基、ハロゲン原子、アセトキシ基、カルボキシル基、イ
ソシアネート基等が挙げられる。本発明においては、貯
蔵安定性、取扱いの容易さからアルコキシ基が好まし
い。なお、Ｒ及びＲ¹とも、複数個ある場合には、それ
ぞれ同一でも違っていてもよい。

【００４４】本発明において有用であるシラン化合物の
具体例としては、次のものを挙げることができる。メチ
ルトリメトキシシラン，メチルトリエトキシシラン，エ
チルトリメトキシシラン，エチルトリエトキシシラン，
ジメチルジメトキシシラン，ジメチルジトリエトキシシ
ラン，エチルトリ−ｎ−プロポキシシラン，ブチルトリ
メトキシシラン，ブチルトリエトキシシラン，ブチルジ
メトキシシラン，イソブチルトリメトキシシラン，イソ
ブチルトリエトキシシラン，イソブチルトリメトキシシ
ラン，ヘキシルトリメトキシシラン，ヘキシルトリエト
キシシラン，シクロヘキシルトリメトキシシラン，ベン
ジルトリメトキシシラン，フェニルトリメトキシシラ
ン，オクチルトリメトキシシラン，オクチルトリイソプ
ロポキシシラン，２−エチルヘキシルトリメトキシシラ
ン，デシルトリメトキシシラン，ドデシルトリメトキシ
シラン，テトラデシルトリエトキシシラン等、あるいは
これらの二量体、三量体及びその他のオリゴマーの単体
及び混合物がある。

【００４５】本発明において、これらの化合物の中で
は、アルキルアルコキシシランが好ましく、特に好まし
いものは、アルキルトリアルコキシシランである。シラ
ン化合物は、単独で使用しまたは２種以上を併用するこ
とが可能であり、水性乳濁液の他の構成成分である乳化
剤と水とともに混合されて水性乳濁液ないしはそれに近
い状態で使用することが好ましい。

【００４６】シラン化合物の量は、水性乳濁液中に１〜
６０重量％存在するのが好ましく、１〜４０重量％であ
るのがより好ましい。水性乳濁液中のシラン化合物の平
均粒子径は、１０μｍ以下に調整することが好ましく、
１μｍ以下がより好ましい。ｆ：乳化剤本発明に用いられる乳化剤は、前記シラン化合物を水中
に乳化・分散させる目的で使用されるものであり、シラ
ン化合物を乳化分散できるものならば、ノニオン性、ア
ニオン性及びカチオン性の何れのタイプのものも使用で
きる。又、乳化剤は単独または２種以上を併用すること
もできる。

【００４７】中でもノニオン性乳化剤を用いたシラン系
化合物の水性乳濁液は乳化安定性が優れており好まし
い。アニオン性乳化剤やカチオン性乳化剤を用いた場合
には、シラン化合物の加水分解縮合が比較的早く発生
し、効力が低下するため、調整後速やかに使用するのが
好ましい。本発明において、好適に使用されるノニオン
性乳化剤としては、ＨＬＢ＝１．５〜２０のものが好ま
しく、この範囲から外れると乳濁液が分離し易くなる。
より好ましくは、ＨＬＢ＝４〜１５である。

【００４８】本発明において好適に使用されるノニオン
性乳化剤の具体例としては、ポリオキシエチレンラウリ
ルエーテル，ポリオキシエチレンオクチルフェニルエー
テル，ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル，ポ
リオキシエチレン誘導体，ソルビタンモノラウレート，
ソルビタンモノステアレート，ソルビタンモノステエレ
ート，ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート，
ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート等が挙
げられ、これらと他の乳化剤を混合して使用してもよ
い。

【００４９】乳化剤は、シラン化合物に対して０．５〜
５０重量％の範囲で使用するのが好ましく、より好まし
くは、１〜２０重量％の範囲である。０．５重量％未満
では、乳濁液が分離し易く、５０重量％を超えると得ら
れた組成物の性能が低下し易い。乳化剤の種類及び配合
物の濃度の選択は、使用するシラン化合物又はそれらの
混合物により変化するため、必要に応じて実験的に検
討、決定することが好ましい。

【００５０】ｇ：緩衝剤シラン化合物と乳化剤から調整した水性乳濁液は、ｐＨ
によって加水分解反応を起こし、その性能を低下させる
恐れがある。このような加水分解性の成分を含有する乳
濁液を安定化させるために、乳濁液のｐＨを特定範囲内
に緩衝化し、シラン化合物の安定性を保持するための緩
衝剤を使用することが望ましい。

【００５１】水性乳濁液のｐＨの範囲としては６〜８が
好ましく、そのｐＨ範囲で水性乳濁液は加水分解反応に
対して安定化する。本発明で好ましい緩衝剤の例として
は、有機酸，無機酸，塩基及びそれらの塩類が挙げら
れ、具体的な化合物としては、炭酸水素ナトリウム，炭
酸ナトリウム，炭酸アンモニウム，ほう酸ナトリウム，
リン酸ナトリウム，硫酸ナトリウム，酢酸ナトリウム，
酢酸アンモニウム，モノ−，ジ−あるいはトリエタノー
ルアミン，アニリン，ケイ酸ナトリウムなどが挙げられ
る。中でも、安全性，低価格などの面から、炭酸水素ナ
トリウムが最も好ましい。

【００５２】緩衝剤は単独または２種以上を併用するこ
とができる。緩衝剤の量は、前記目的を達成するために
広範囲に設定することができるが、一般的には乳濁液中
の濃度が０．０１〜５重量％であるのが好ましい。ｈ：水本発明の表面仕上げ材料は、前記アクリルシリコン共重
合体及びシラン化合物の水性乳濁液であり、分散媒であ
る水は、脱イオン水，水道水などが使用可能である。

【００５３】本発明のアクリルシリコン共重合体及びシ
ラン化合物の水性乳濁液において、アクリルシリコン共
重合体の水性乳濁液中の濃度は５〜７０重量％が好まし
く、より好ましくは１５〜６０重量％である。又、シラ
ン化合物の水性乳濁液中の濃度は５〜６０重量％が好ま
しく、より好ましくは８〜４５重量％である。アクリル
シリコン共重合体の濃度が５重量％より低いと１回塗布
当たりの膜厚がうすくなるため、施工回数が増加し、経
済的でないことがある。又、濃度が７０重量％より高い
場合は、膜厚が厚くなり、白化などの障害をおこす可能
性がある。一方、シラン化合物の濃度が５重量％より低
いと下地内への浸透性が低下することがあり、濃度が６
０重量％より高い場合には、アクリルシリコン共重合体
の硬化及び塗膜の性能が低下する恐れがある。

【００５４】本発明の表面仕上げ材料は、好ましくは前
記アクリルシリコン共重合体の水性乳濁液及びシラン化
合物の水性乳濁液を通常の方法により混合することで製
造することができ、工場あるいは施工現場ですることが
可能である。その際には、所定濃度に調製するために、
蒸留水、脱イオン水、水道水などで希釈して使用するこ
とも可能である。アクリルシリコン共重体の水性乳濁液
とシラン化合物の水性乳濁液の配合割合は、それぞれの
成分が前記好ましい割合となる様であれば、任意の割合
が可能である。

【００５５】本発明の表面仕上げ材料には、上記成分の
他に目的に応じて各種の添加剤を添加することも可能で
ある。例えば、乳濁液中における黴の発生を防ぐ防黴
剤，殺生物剤，消泡剤，潤滑剤，付着剤，増粘剤，撥水
付与剤としてフッ素ポリマー及びシリコーンポリマー，
造膜肋剤およびカラークリアー顔料等の顔料等を併用で
き、さらに必要に応じて、垂れ防止剤，沈降防止剤，消
泡剤またはシランカップリング剤，光安定剤，紫外線吸
収剤，レベリング剤等の塗料添加剤も添加できる。

【００５６】本発明の塗装方法は、モルタルを含む硬化
コンクリートに対する当該表面仕上げ材料の塗装方法と
しては、スプレー塗装，ローラー塗装，刷毛塗り塗装な
どが挙げられる。本発明の表面仕上げ材料は、水性であ
りながら２度塗り（リコート）が可能である。本発明の
表面仕上げ材料は、種々のコンクリートに適用でき、例
えば硬化したセメントコンクリート、セメントモルタル
等が挙げられ、特に打放しコンクリートに有効に適用さ
れるものである。

【００５７】

【作用】本発明の表面仕上げ材料が前述の優れた効果を
有する理由は、次の通りであると推定される。本発明の
表面仕上げ材料は、アクリルシリコン共重合体及びシラ
ン化合物を含有する。該表面仕上げ材料をコンクリート
表面へ塗布すると、表面仕上げ材料中のアクリルシリコ
ン共重合体はそのアルコキシシリル基同士が加水分解及
び縮合により結合し、３次元網状構造を形成して、得ら
れる塗膜に耐水性、耐候性、耐酸性及び強靱性を付与す
る。これと同時にシラン化合物は、前記アクリルシリコ
ン共重合体に比べ分子量が小さいため、該シラン化合物
のみがコンクリート中に浸透し、この後加水分解及び縮
合によりコンクリート中のシラノール基と結合して、コ
ンクリートに疎水層を形成する。さらに、本発明の表面
仕上げ材料では、コンクリート表面付近のシラン化合物
のみならず、アクリルシリコン共重合体中に含まれるシ
ラン化合物もコンクリートの中に浸透することができる
のは、アクリル系共重合体の架橋時間とシラン化合物の
それとのバランスが良いこと（共にコンクリートのアル
カリ中では架橋時間が好適に遅滞する）と、例えアクリ
ルシリコン共重合体がある程度架橋した後であっても、
シラン化合物の分子量がアクリルシリコン共重合体より
小さいので、前記アクリルシリコン共重合体の間隙を縫
ってコンクリート中に浸透するためである。なお、硬化
コンクリートとの間の親和力はシラン化合物の方は大な
るためより深層に浸透し、他方、アクリルシリコン共重
合体の方は小なるためと分る量大なるために表層に止ま
る。

【００５８】又、本発明の表面仕上げ材料は、水系の表
面仕上げ材料でありながら２度塗り（リコート）が可能
である。これは、前記の通りアクリルシリコン共重合体
の架橋の完了までにある程度の時間を要するため、表面
仕上げ材料をコンクリート表面に塗布した後にアクリル
シリコン共重合体が完全に架橋し、撥水性を発現してし
まう前であれば、該塗膜上にさらに表面仕上げ材料をリ
コートすることが可能なのであり、さらにリコートした
表面仕上げ材料中のシラン化合物も、下塗りした前記ア
クリル系共重合体の間隙を縫ってコンクリート中に浸透
することができる。

【００５９】かかる１材塗布で一気に複合仕上材層の形
成の実現は、当然のことながら施工能率を高めると共に
表面コート層の視認の容易さから塗布の確認ができて無
駄な塗布が避けられて使用量の低減が図られ、施工費の
大幅低減を可能とし、さらに、リコートが可能なため品
質確保を容易に達成するものである。

【００６０】

【実施例】次に、実施例及び比較例並びに接着性試験を
挙げて、本発明を更に具体的に説明するが、本発明は実
施例のみに限定されるものではない。なお、実施例及び
比較例における部はすべて重量部であり、実施例におけ
る試験方法は以下に示す通りである。

【００６１】また、ラジカル重合性界面活性剤として使
用されたアクアロンＨＳ２０（第一工業製薬（株），商
品名）は、下記化６で表される化合物である。以下、実
施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明す
る。なお、各例における配合量を表す「部」は、「重量
部」である。

【００６２】

【化６】

【００６３】（１）供試体の作製セメントと砂の割合が重量比で１：２であるモルタルの
フローを１７０±５となるように水−セメント比を調整
したモルタルをＪＩＳＲ５２０１（セメントの物理
試験方法）に準じて練り混ぜ、ポリウレタン塗装した打
放しコンクリート用合板で１０ｍｍ厚の型枠に成型し、
１日湿空（２０℃，８０％Ｒ．Ｈ．）、６日水中（２０
℃）及び７日乾燥（２０℃，６０％Ｒ．Ｈ．）養生して
供試体を作製した。（２）表面仕上げ材料の塗布各例で得られた水性乳濁液をｍ²当たり２００ｇ塗布
し、７日乾燥（２０℃，６０％Ｒ．Ｈ．）養生した。（３）リコート性試験スレート板に各種仕上材料をｍ²当たり１００ｇ塗布
し、乾燥後，再び２回目を塗布し、液のはじき等を観察
した。（４）耐水性試験スレート板に各種仕上げ材料を塗布し、７日乾燥養生し
た後、７日間清水（２０℃）に浸漬した後の白化の有
無，水中浸漬前後までの光沢変化を測定し、耐水性とし
て評価した。なお、光沢保持率の評価は下記の通りであ
る。

【００６４】光沢保持率：１００〜８０％；○、８
０〜４０％；△、４０〜０％；× （５）浸透深さ試験モルタル板に各種仕上げ材を塗布し、１４日乾燥養生し
た後、割裂し、断面に水を噴霧して、撥水した部分の深
さを測定して、浸透深さとした。（６）吸水試験モルタル板に各種仕上材を塗布し、７日乾燥養生した
後、塗布面を下にして滑水（２０度）中に半没して、７
日後の吸水率を測定した。（７）促進耐候性試験モルタル板に各種仕上材を塗布し、７日乾燥養生した
後、サンシャインウエザーメーターに１０００時間暴露
した後の光沢変化を測定し、耐候性として評価した。な
お、光沢保持率の評価は下記の通りである。

【００６５】光沢保持率；１００〜８０％；○、８
０〜４０％；△、４０〜０％；× （８）耐酸性試験スレート板に各種仕上材を塗布し、７日乾燥養生した
後、５％硫酸を一滴滴下し、６０℃で１０分間保持し、
塗膜の状態を評価した。 ○；変化なし、 △；痕が付く、 ×；塗膜が浮く、
または剥がれる（９）裏面水浸透阻止試験モルタル板に各種仕上げ材を塗布し、７日乾燥養生した
後、塗布面と反対側の裏面を水に半没させた。１か月経
過後、塗膜の外観を観察し、塗膜の接着性試験を行っ
た。接着性試験としては、塗膜に２mm間隔で２５目の碁
盤目の切り込みを入れ、これに粘着テープを貼り付けた
のち剥がして、塗膜から剥がれた碁盤目の数を数えた
（碁盤目試験）。

【００６６】実施例１下記表１に記載の単量体、ラジカル重合性界面活性剤お
よび重合開始剤を、ｐＨ緩衝剤を溶解した水媒体に加
え、ホモミキサーで混合した後、さらにホモジナイザー
を使用し、単量体エマルジョンを調整した。

【００６７】

【表１】

【００６８】攪拌後、温度計および冷却器を備えたフラ
スコに脱イオン水４０部を仕込み、液温を８０℃に昇温
した後、水媒体を高速で攪拌しながら、上記の単量体エ
マルジョンを２時間かけて滴下した。滴下終了後、８０
℃の温度に２時間保持して重合を完結させ、ついで室温
まで冷却し、主成分濃度が４０％であるアクリルシリコ
ン共重合体の水性乳濁液を製造した。

【００６９】シラン化合物として、ヘキシルトリエトキ
シシラン２００ｇと、乳化剤としてＨＬＢ＝１５のポリ
オキシエチレンオクチルフェニルエーテル８ｇとを用
い、それらの混合物に対し、脱イオン水２９２ｇおよび
緩衝剤として炭酸水素ナトリウムを０．１％となるよう
に添加し、シラン化合物の濃度が４０％である水性乳濁
液を調整した。

【００７０】製造したアクルリシリコン共重合体及びシ
ラン化合物の水性乳濁液を、それぞれの主成分の濃度が
３０及び１０％となるように混合し、表面仕上げ材料と
した。この表面仕上げ材料の評価結果は表２に示す通
りである。

【００７１】

【表２】

【００７２】実施例２表１に示す組成の硬化性アクリルシリコンの水性乳濁液
と実施例１のシラン化合物の水性乳濁液を、それぞれの
主成分の濃度が１０％及び５％となるように蒸留水を用
いて調整し、表面仕上げ材料とした。評価結果は表２及
び表３に示す通りである。

【００７３】実施例３表１に示す組成の硬化性アクリルシリコンの水性乳濁液
と実施例１のシラン化合物の水性乳濁液を、それぞれの
主成分の濃度が３０及び１０％となるように混合し、表
面仕上げ材料とした。評価結果は表２及び表３に示す通
りである。

【００７４】実施例４表１に示す組成の硬化性アクリルシリコンの水性乳濁液
と実施例１のシラン化合物の水性乳濁液を、それぞれの
主成分の濃度が３０及び１０％となるように混合し、表
面仕上げ材料とした。評価結果は表２及び表３に示す通
りである。

【００７５】比較例１ γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランを抜
き、表１に示す組成の硬化性アクリルシリコンの水性乳
濁液と実施例１のシラン化合物の水性乳濁液を、それぞ
れの主成分の濃度が３０及び１０％となるように混合
し、表面仕上げ材料とした。

【００７６】評価結果は表２及び表３に示す通りであ
る。比較例２実施例１におけるアクリルシリコン共重合体の水性乳濁
液のみを使用し、これを表面仕上げ材料とした。該表面
仕上げ材料についての評価結果を表２及び表３に示す。

【００７７】

【表３】

【００７８】

【発明の効果】上記の如き構成よりなる本発明のコンク
リート用表面仕上げ材料は、機能の異なる二材を一材に
して一工程で複合仕上材層の形成が可能となし、施工工
程の短縮使用量の低減などが可能であると共にリコート
性をもって高品質を確保することができる。

【００７９】さらに、水性化のもとでも貯蔵安定性、耐
水性、耐久性などに優れているばかりではなく、一材に
二つの機能を両立させることは、いずれか一方の機能を
阻害することが多々あり困難であるものだが、本発明で
は、コート層の架橋時間の好都合さから浸透機能と成膜
機能がうまくバランスし得た。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長谷川三高名古屋市港区船見町一番地の一東亞合成株式会社名古屋総合研究所内 (72)発明者服部武尚名古屋市港区船見町一番地の一東亞合成株式会社名古屋総合研究所内 (72)発明者村上信直千葉県印西市大塚１丁目５番地１株式会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者岡本肇千葉県印西市大塚１丁目５番地１株式会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者五島只禄千葉県印西市大塚１丁目５番地１株式会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者平野竜行大阪市中央区本町四丁目１番13号株式会社竹中工務店大阪本店内 (56)参考文献特開昭61−9463（ＪＰ，Ａ) 特開平６−256072（ＪＰ，Ａ) 特開平３−28182（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C04B 41/63 - 41/64 C09D 143/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ミクロ懸濁重合により得られたアルコキ
シシリル基を有するアクリル系共重合体及び加水分解性
の官能基を有するシラン化合物の水性乳濁液からなるこ
とを特徴とするコンクリート用表面仕上げ材料。
【請求項２】６０℃で１ヶ月間放置しても安定なエマ
ルジョン状態を維持する請求項１記載のコンクリート用
表面仕上げ材料。
【請求項３】ミクロ懸濁重合により得られたアルコキ
シシリル基を有するアクリル系共重合体の水性乳濁液及
び加水分解性の官能基を有するシラン化合物の水性乳濁
液を混合して得られた水性乳濁液からなることを特徴と
する請求項１、２記載のコンクリート用表面仕上げ材
料。
【請求項４】アルコキシシリル基を有するアクリル系
共重合体の水性乳濁液が、下記ラジカル重合性成分ａ〜
ｄの共重合体の水性乳濁液であることを特徴とする請求
項３記載のコンクリート用表面仕上げ材料。ａ：ラジカル重合性基を有するアルコキシシランｂ：上記成分ａと共重合可能なビニル単量体ｃ：分子の片末端に上記成分ａと共重合可能なラジカル
重合性基を有する平均縮合度が３以上のポリエステル又
はポリアルキレンオキシドｄ：一般式；Ｚ−（ＡＯ）ｎ−Ｙで表わされるラジカル重合性界面活性剤式中、Ｚは上記成分ａと共重合可能なラジカル重合性二
重結合を有する構造単位、ＡＯはオキシアルキレン基、
ｎは２以上の整数、Ｙはイオン解離性基を示す。
【請求項５】アルコキシシリル基を有するアクリル系
共重合体において、ラジカル重合性成分ａ〜ｄの共重合
割合が、それらの合計量を基準にして、ａが１〜４０重
量％、ｂが５０〜９７重量％、ｃが１〜４０重量％及び
ｄが０．２〜２０重量％である請求項４記載のコンクリ
ート用表面仕上げ材料。
【請求項６】アルコキシシリル基を有するアクリル系
共重合体において、ラジカル重合性成分ｂが、炭素数１
〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキ
ル、スチレン、炭素数２〜３のヒドロキシアルキル基を
有する（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキル及びグリ
シジル（メタ）アクリレートからなる群から選ばれた１
種又は２種以上の単量体である請求項４又は同５記載の
コンクリート用表面仕上げ材料。
【請求項７】加水分解性の官能基を有するシラン化合
物の水性乳濁液が下記成分ｅ〜ｆを含有する水性乳濁液
であることを特徴とする請求項３〜同６記載のコンクリ
ート用表面仕上げ材料。ｅ：加水分解性の官能基を有するシラン化合物。ｆ：ＨＬＢ約１．５〜２０を有する乳化剤又は該乳化剤
の混合物ｇ：緩衝剤ｈ：水
【請求項８】加水分解性の官能基を有するシラン化合
物ｅがその乳濁液の１〜６０重量％、乳化剤ｆがｅの
０．５〜５０重量％、緩衝剤がｅ、ｆ、ｇ及びｈの総重
量の０．０１〜５重量％である請求項７記載のコンクリ
ート用表面仕上げ材料。
【請求項９】加水分解性の官能基を有するシラン化合
物ｅが下記の構造式で示される化合物の単量体、二量
体、三量体、及び／又はそのオリゴマーである請求項６
〜同８記載のコンクリート用表面仕上げ材料。Ｒｎ−Ｓｉ−（Ｒ ^１） _４−ｎ式中、ｎは１、２あるいは３の整数である。Ｒは、アル
キル基、フェニル基等の炭化水素系置換基等の安定な疎
水性基である。Ｒ ^１は、メトキシ基及びエトキシ基等の
アルコキシ基、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、アセト
キシ基、カルボキシル基、並びにイソシアネート基等の
加水分解性の置換基である。