JP4608955B2 - ポリマーセメント組成物 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート構造物などを施工する際に施工物への防水性の付与を目的として使用され、非タック性に優れる、接着性、施工性及び耐候性に優れたポリマーセメント組成物に関する。さらに塗布などによりコンクリートに被覆可能な防水用のポリマーセメント組成物に関する。

コンクリート構造物の屋上、地下、ベランダなどに防水性を付与するため、樹脂エマルジョンなどにセメントを配合したポリマーセメント組成物が施工されている。

特許文献１には、炭素数４〜１２のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートから選ばれる１種又は２種以上の単量体２０〜９５重量％、メチル（メタ）アクリレート又はエチル（メタ）アクリレートから選ばれる１種又は２種以上の単量体０．１〜２０重量％及び（メタ）アクリル酸から選ばれる１種又は２種の単量体０．１〜５重量％を必須構成単量体とする重合体がカチオン性又はノニオン性界面活性剤により水に乳化分散されているエマルションと、該エマルション固形分１００重量部に対して５０〜５００重量部の無機質水硬性物質からなる仮防水用防水材組成物が開示されている。

特許文献２には、炭素数４〜１２のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートから選ばれた１種以上の単量体３０〜９８重量％、（メタ）アクリル酸０．１〜３重量％及びグリシジル（メタ）アクリレート０．１〜５重量％を必須構成単量体とし、かつガラス転移温度が−２０℃以下である重合体がカチオン性又はノニオン性の界面活性剤により水に乳化分散されているエマルションと、無機質水硬性物質からなることを特徴とする防水材組成物が開示されている。

特許文献３には、建造物の表面に、下塗材として下記組成物（１）を施工した後、その塗膜表面上に防水材として下記組成物（２）を施工することを特徴とする湿潤面用防水工法が開示されている。
（１）全固形分を基準にして、１〜５０重量％のエポキシ樹脂と５〜９９重量％のセメントを含有し、かつこれらの合計量が４０重量％以上である組成物。
（２）炭素数４〜１２のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートから選ばれる１種以上の単量体、（メタ）アクリル酸及びグリシジル（メタ）アクリレートを必須構成単量体とし、かつガラス転移点は−２０℃以下である重合体が、界面活性剤により水に乳化分散されているエマルションと、無機質水硬性物質とからなる組成物。

特許文献４には、建造物の表面に下記（１）からなる下塗材を施工し、その塗膜表面上に下記（２）からなる防水材を施工する防水施工法が開示されている。
（１）特定のアルキル（メタ）アクリレート、メチルアクリレート又はエチルアクリレート及び（メタ）アクリル酸を必須構成単量体とする重合体のエマルションと、無機質水硬性物質からなる組成物。
（２）特定のアルキル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート及びＮ−メチロール（メタ）アクリルアミド又はＮ−アルコキシメチル（メタ）アクリルアミドを必須構成単量体とし、かつＴｇ点が−２０℃以下である重合体のエマルションと、無機質水硬性物質からなる組成物。

特開平７−２６８１６６号公報 特開平７−２６８１６７号公報 特開平７−３１７０９４号公報 特開平７−２９２８７６号公報

コンクリート防水用のポリマーセメント組成物の必要な特性としては、施工性、接着性、不透水性、耐水性及び下地ひび割れ追従性などがあり、特に防水性能の面から重要な特性としては、コンクリートのひび割れに追従できる下地ひび割れ追従性が考えられる。接着性、不透水性、耐水性及び下地ひび割れ追従性の性質を向上させる目的で、ポリマーセメント組成物に含まれるアクリル系樹脂エマルジョンの含有量を増加させると、得られる被膜にタックが発生し、施工性に問題が起きることが考えられる。

本発明は、コンクリート防水用のポリマーセメント組成物として必要な特性である接着性、不透水性、耐水性及び下地ひび割れ追従性を有し、さらにタックを軽減し、施工性に優れるアクリル系樹脂エマルジョンを用いるポリマーセメント組成物の提供を目的とする。

本発明者は、ポリマーセメント組成物に含まれるアクリル系樹脂エマルジョンの重量平均分子量が、低温化での伸び及び、ポリマーセメント組成物の硬化物のタックに影響を及ぼすことを見出した。

本発明は、アルミナセメント及びアクリル系樹脂エマルジョンを含むポリマーセメント組成物であり、アクリル系樹脂エマルジョンが、（１）メチル（メタ）アクリレート及びエチル（メタ）アクリレートから選ばれる成分９〜３５質量％、（２）炭素数４〜１０のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレート５０〜８０質量％、及び、（３）ＯＨ基、ＣＯＯＨ基及び／又はアミド結合を有する（メタ）アクリレート０．１〜１１質量％を含み、グリシジル（メタ）アクリレートを含まない単量体組成物から得られるものであり、アクリル系樹脂エマルジョンの重量平均分子量（Ｍｗ）が、２２００００以上であることを特徴とするポリマーセメント組成物を提供することである。

本発明のポリマーセメント組成物の好ましい態様を示す。アクリル系樹脂エマルジョンのガラス転移温度は、０℃以下であることが好ましい。

アクリル系樹脂エマルジョンの固形分１００質量部に対し、アルミナセメントを３〜１７５質量部含むことが好ましく、さらに好ましくは充填材を含み、アルミナセメントと充填材の合計量２０〜３５０質量部を含むことが好ましい。ポリマーセメント組成物は、コンクリート防水用であることが好ましい。ポリマーセメント組成物の乾燥時間が、１時間以上、かつ４時間４５分以下であることが好ましい。

本発明のポリマーセメント組成物は、コンクリートに被覆可能な防水用のポリマーセメント組成物であり、硬化後に得られる硬化層はタックの低減された、防水性に優れるものである。本発明のポリマーセメント組成物をコンクリート層に積層することにより、防水性を有し、タックの低いコンクリート構造体を得ることができる。

アルミナセメントは、耐火物用、土木用、建築用などいずれの用途のアルミナセメントでも問題なく使用出来、アルミナの含有量も特に制限はなく用いることが出来る。アルミナセメントは、鉱物組成が異なるものが数種知られ市販されているが、何れも主成分はモノカルシウムアルミネートであり、市販品はその種類によらず使用することができる。本発明のポリマーセメント組成物において、アクリル系樹脂エマルジョンの固形分１００質量部に対し、アルミナセメントを好ましくは３〜１７５質量部、さらに好ましくは５〜１５０質量部、より好ましくは１０〜１００質量部、特に好ましくは３０〜７０質量部含むことにより、（１）水和反応により組成物の乾燥を促進させ、硬化した塗膜の耐水性及び強度確保に優れ、（２）アクリル系樹脂エマルジョンの固形分１００質量部に対し、アルミナセメントの含有量が、上記範囲より小さい場合は組成物の硬化乾燥時間、強度が不十分となり、また上記範囲より大きい場合ポットライフが短く、また粘度が上昇して作業性、施工性に支障を来す場合があり好ましくない。本発明のポリマーセメント組成物では、塗膜の乾燥時間が、１〜４．７５時間、好ましくは１．５〜４．５時間、さらに好ましくは２〜４．５時間とすることができ、施工性に優れる。

充填材は、珪砂、スラグ粉、フライアッシュ、石灰石粉、タルク、カオリン、アルミナ粉、酸化チタン、水酸化アルミニウム、マイカ、パイロフィライト、ゼオライト、シリカゲルなどを添加して用いることが出来、これらの充填材を１種又は２種以上用いることが出来る。特に珪砂の場合、表面精度の面から５〜７号の硅砂を使用することが好ましい。

本発明のポリマーセメント組成物において、アクリル系樹脂エマルジョンの固形分１００質量部に対し、充填材が１０〜３００質量部、好ましくは３０〜２６０質量部、さらに好ましくは５０〜２３０質量部、特に好ましくは１００〜２００質量部含むことにより、アクリル系樹脂エマルジョンの固形分に対する充填材の配合量が上記範囲より小さいとタック低減効果が小さく、大きいと粘度上昇のため作業性、施工性に支障を来すために好ましくない。

本発明のポリマーセメント組成物において、アクリル系樹脂エマルジョンの固形分１００質量部に対し、アルミナセメントと充填材とを含む粉体を好ましくは２０〜３５０質量部、さらに好ましくは３５〜３００質量部、より好ましくは５５〜２７５質量部、特に好ましくは９０〜２５０質量部を含むことが好ましい。アルミナセメントと充填材とを含む粉体が、アクリル系樹脂エマルジョンの固形分に対して含まれる割合が、上記範囲より大きい場合、得られるポリマーセメント組成物の粘度が高くなり施工性が低下するとともに、十分な下地ひび割れ追従性が得られないため好ましくなく、上記範囲より小さい場合、十分な下地ひび割れ追従性が得られるが、塗膜強度が低下すること、塗膜のタックが強くなるなど好ましくない。

アクリル系樹脂エマルジョンは、重量平均分子量（Ｍｗ）が２２００００以上、好ましくは２５００００以上、さらに好ましくは３２００００以上、より好ましくは４１００００以上、特に好ましくは４３００００以上である。アクリル系樹脂エマルジョンの重量平均分子量（Ｍｗ）が上記範囲より小さい場合、得られるポリマーセメント組成物の硬化物のタックが大きく好ましくない。アクリル系樹脂エマルジョンの重量平均分子量（Ｍｗ）の上限は、特に限定されるものではないが、下地ひび割れ追従性の観点より、好ましくは１５０００００以下、更に好ましくは１２０００００以下、より好ましくは１００００００以下である。ここで、アクリル系樹脂エマルジョンの重量平均分子量とは、アクリル系樹脂エマルジョン中に含有されるポリマー成分の重量平均分子量をいう。

アクリル系樹脂エマルジョンのガラス転移温度は、好ましくは０℃以下、さらに好ましくは−１０〜−６０℃の範囲、より好ましくは−２０〜−５０℃の範囲、特に好ましくは−３０〜−４５℃の範囲であることが、得られるポリマーセメント組成物の硬化物のタック低減かつ伸び率確保の両面を得るために好ましい。ここで、アクリル系樹脂エマルジョンのガラス転移温度とは、アクリル系樹脂エマルジョン中に含有されるポリマー成分のガラス転移温度をいう。

アクリル系樹脂エマルジョンは、公知の（メタ）アクリレート誘導体を主成分として、製造することが出来、例えば、炭素数１〜１０のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレート、ＯＨ基、ＣＯＯＨ基などの官能基やアミド結合などを有する炭素数１〜１２のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリレート（アクリル酸及びメタクリル酸）、（メタ）アクリルアミドなどの（メタ）アクリレート誘導体をモノマー成分として、これらモノマー成分を重合することにより製造することが出来る。これらのモノマー成分は１種以上用いることが出来る。アクリル系樹脂エマルジョンに含まれる固形分は、固形分中、重合体成分を主成分とするもので、重合体成分を好ましくは９０質量％以上、さらに好ましくは９３質量％以上、より好ましくは９５質量％以上、特に好ましくは９７質量％以上含むものである。アクリル系樹脂エマルジョンは、エマルジョンに含まれるポリマー成分が、架橋していないポリマー、さらに好ましくはポリマー内又はポリマー間で架橋していないポリマーを用いることにより、伸びが優れるために好ましい。尚、本明細書においては、アクリレート誘導体（アクリル酸誘導体を意味する。）及びメタクリレート誘導体（メタクリル酸誘導体を意味する。）を、（メタ）アクリレート誘導体と表す。アクリル系樹脂エマルジョンは、グリシジル（メタ）アクリレート、酢酸ビニル及びスチレンから選ばれる成分を含まないエマルジョン、例えば、グリシジル（メタ）アクリレートを含まないエマルジョン、酢酸ビニルを含まないエマルジョン、スチレンを含まないエマルジョン、グリシジル（メタ）アクリレート及び酢酸ビニルを含まないエマルジョン、グリシジル（メタ）アクリレート及びスチレンを含まないエマルジョン、酢酸ビニル及びスチレンを含まないエマルジョン、グリシジル（メタ）アクリレート、酢酸ビニル及びスチレンを含まないエマルジョンなども用いることができる。

炭素数１〜３のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートとしては、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、プロピルアクリレート及びプロピルメタクリレートなどを挙げることが出来る。炭素数４〜１０のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートとしては、ｎ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、ペンチルアクリレート、ペンチルメタクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘキシルメタクリレート、ヘプチルアクリレート、ヘプチルメタクリレート、オクチルアクリレート、オクチルメタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレートなどを挙げることが出来、これらの単量体は２種以上組み合わせて用いることが出来る。

ＯＨ基、ＣＯＯＨ基及び／又はアミド結合を有する（メタ）アクリレートとしては、分子中にＯＨ基、ＣＯＯＨ基及び／又はアミド結合を有する（メタ）アクリレートを用いることが出来、（ａ）ＣＯＯＨ基を有する（メタ）アクリレートとしては、アクリル酸、メタクリル酸などの末端や側鎖などの分子中にＣＯＯＨ基を１個有するもの、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などの末端や側鎖などの分子中にＣＯＯＨ基を２個有するものなどを挙げることが出来、（ｂ）アミド結合を有する（メタ）アクリレートとしては、アクリルアミド、メタクリルアミドなどの分子中にアミド結合を有するものを挙げることが出来、（ｃ）分子中にＯＨ基を有する（メタ）アクリレートとしては、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレートなどのヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートなどの側鎖や末端などの、分子中にＯＨ基を１個有するもの、側鎖や末端などにＯＨ基を２個以上有するものなどを挙げることが出来、これらの単量体は２種以上組み合わせて用いることが出来る。

アクリル系樹脂エマルジョンは、好ましくは（１）メチル（メタ）アクリレート及びエチル（メタ）アクリレートから選ばれる成分９〜３５質量％、（２）炭素数４〜１０のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレート５０〜８０質量％、及び、（３）ＯＨ基、ＣＯＯＨ基及び／又はアミド結合を有する（メタ）アクリレート０．１〜１１質量％を含む単量体組成物、さらに好ましくは（１）メチル（メタ）アクリレート及びエチル（メタ）アクリレートから選ばれる成分１３〜３０質量％、（２）炭素数４〜１０のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレート６０〜７９質量％、及び、（３）ＯＨ基、ＣＯＯＨ基及び／又はアミド結合を有する（メタ）アクリレート１〜１０質量％を含む単量体組成物、特に好ましくは（１）メチル（メタ）アクリレート及びエチル（メタ）アクリレートから選ばれる成分１５〜２８質量％、（２）炭素数４〜１０のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレート６５〜７７質量％、及び、（３）ＯＨ基、ＣＯＯＨ基及び／又はアミド結合を有する（メタ）アクリレート３〜９質量％を含む単量体組成物から得られること、又はこれら（１）から（３）の各成分を少なくとも１種以上必ず含むことが好ましい。

アクリル系樹脂エマルジョンは、（１）メチル（メタ）アクリレート及びエチル（メタ）アクリレートから選ばれる成分９〜３５質量％、（２）炭素数４〜１０のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレート５０〜８０質量％、（３−１）ＯＨ基及びＣＯＯＨ基を有する（メタ）アクリレート０．０５〜６質量％、及び、（３−２）アミド結合を有する（メタ）アクリレート０．０５〜５質量％とを含む単量体組成物から得られることが好ましい。さらにアクリル系樹脂エマルジョンは、（１）メチル（メタ）アクリレート及びエチル（メタ）アクリレートから選ばれる成分１３〜３０質量％、（２）炭素数４〜１０のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレート６０〜７９質量％、（３−１）ＯＨ基及びＣＯＯＨ基を有する（メタ）アクリレート１〜１０質量％、及び、（３−２）アミド結合を有する（メタ）アクリレート０．０７〜３質量％とを含む単量体組成物から得られることが好ましい。特にアクリル系樹脂エマルジョンは、（１）メチル（メタ）アクリレート及びエチル（メタ）アクリレートから選ばれる成分１５〜２８質量％、（２）炭素数４〜１０のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレート６５〜７７質量％、（３−１）ＯＨ基及びＣＯＯＨ基を有する（メタ）アクリレート３〜９質量％、及び、（３−２）アミド結合を有する（メタ）アクリレート０．０８〜１質量％とを含む単量体組成物から得られることが好ましい。

特にアクリル系樹脂エマルジョンは、（１）メチル（メタ）アクリレート及びエチル（メタ）アクリレートから選ばれる成分、（２）炭素数４〜１０のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートから選ばれる成分、（３−１）ＯＨ基を有する（メタ）アクリレートから選ばれる成分、（３−２）アミド結合を有する（メタ）アクリレートから選ばれる成分、及び、（３−３）ＣＯＯＨ基を有する（メタ）アクリレートから選ばれる成分とを必須成分として含む単量体組成物から得られることが好ましい。

アクリル系樹脂エマルジョンは、（１）メチル（メタ）アクリレート及びエチル（メタ）アクリレートから選ばれる成分として、メチルアクリレート及びメチルメタクリレートから選ばれる成分を、（２）炭素数４〜１０のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートとして、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ｎ−ブチルアクリレート及びｎ−ブチルメタクリレートから選ばれる成分を、（３）ＯＨ基、ＣＯＯＨ基及び／又はアミド結合を有する（メタ）アクリレートとして、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、メタクリル酸、アクリル酸、アクリルアミド及びメタクリルアミドから選ばれる成分を必須成分として含むことが好ましい。さらにアクリル系樹脂エマルジョンは、（１）メチル（メタ）アクリレート及びエチル（メタ）アクリレートから選ばれる成分として、メチルアクリレート及びメチルメタクリレートから選ばれる成分を、（２）炭素数４〜１０のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートとして、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ｎ−ブチルアクリレート及びｎ−ブチルメタクリレートから選ばれる成分を、（３−１）ＯＨ基及びＣＯＯＨ基を有する（メタ）アクリレートとして、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、メタクリル酸及びアクリル酸から選ばれる成分、及び、（３−２）アミド結合を有する（メタ）アクリレートとして、アクリルアミド及びメタクリルアミドから選ばれる成分を必須成分として含むことが好ましい。

アクリル系樹脂エマルジョンは、（１）メチル（メタ）アクリレート及びエチル（メタ）アクリレートから選ばれる成分、（２）炭素数４〜１０のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレート及び（３）ＯＨ基、ＣＯＯＨ基及び／又はアミド結合を有する（メタ）アクリレートの（メタ）アクリレート誘導体を除く他の（メタ）アクリレート誘導体、エチレンなどの炭素数２〜１０のα−オレフィン類、酢酸ビニル、炭素数９〜１１の合成脂肪酸であるバーサチック酸のビニルエステル（ベホバ類）などのビニルエステル類、スチレンなどの芳香族ビニル類、塩化ビニルなどのハロゲン化ビニル類、ブタジエンなどのジエン類などの（メタ）アクリレート誘導体と共重合可能な成分を、本発明の特性を損なわない範囲で添加して用いることが出来る。

アクリル系樹脂エマルジョンは、アクリル系樹脂エマルジョンを除く他の（メタ）アクリレート誘導体、エチレンなどの炭素数２〜１０のα−オレフィン類、酢酸ビニル、炭素数９〜１１の合成脂肪酸であるバーサチック酸のビニルエステル（ベホバ類）などのビニルエステル類、スチレンなどの芳香族ビニル類、塩化ビニルなどのハロゲン化ビニル類、ブタジエンなどのジエン類などから製造されるエマルジョンを、本発明の特性を損なわない範囲で添加して用いることが出来る。アクリル系樹脂エマルジョンの重合体は、用いるエマルジョンに含まれる重合体中の７０質量％以上、さらに８０質量％以上、特に９０質量％以上含まれていることが好ましい。

アクリル系樹脂エマルジョンは、公知の製造方法により得ることができ、重量平均分子量（Ｍｗ）を２２００００以上に調整したものを用いることができる。例えば、乳化剤の存在下に、重合開始剤を用いて、水又は含水溶媒中で合成樹脂の原料となる重合性モノマーを乳化重合する方法などにより製造することができる。アクリル系樹脂エマルジョンは、水又は含水溶媒を含まない粉末状の合成樹脂粒子を含み、粉末状の合成樹脂粒子を用いると、水又は含水溶媒を除いた全成分を一つのパッケージとすることができ、施工現場では水を添加するだけで使用できるので便利である。

乳化剤としては、公知のものを用いることができ、アニオン性、ノニオン性、カチオン性又は両性の界面活性剤やポリビニルアルコール等の保護コロイドなどを挙げることができる。重合開始剤としては、水又は含水溶媒中でラジカル重合などの重合ができるものが好ましく、過酸化水素、過酢酸、過硫酸又はこれらのアンモニウム塩や硫酸塩等の水溶性の過酸化物やその塩などを挙げることができる。また、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、２，２’−アゾビスイソブチルニトリルなどの有機過酸化物、メタ亜硫酸ナトリウムやピロ亜硫酸ナトリウムなどの還元剤を併用することができる。重合開始剤の使用量は、重量平均分子量（Ｍｗ）が２２００００以上のアクリル系樹脂エマルジョンが製造できる範囲であれば適宜選択できる。

アクリル系樹脂エマルジョンは、エマルジョン中に含まれる固形分量又は重合体量は、適宜選択することができるが、エマルジョン１００質量部中、３０〜８０質量部が好ましく、４０〜６０質量部がより好ましい。３０質量部未満だと伸びが不足するおそれがあり、８０質量部を越えると粘度が大きすぎて作業性が低下したり、塗膜を均一に形成できないおそれが考えられる。

アクリル系樹脂エマルジョンは、公知の乳化剤や保護コロイドを用いることができ、例えば、ポリビニルアルコール、セルロース誘導体などの水溶性高分子、非イオン界面活性剤、カチオンやアニオンなどのイオン性界面活性剤などの乳化剤や保護コロイドを用いることが出来る。

本発明のポリマーセメント組成物は、乾燥時間や流動性を調整するため、又は本発明の特性を損なわない範囲で添加剤を含むことが出来る。添加剤としては、一般的に用いられる凝結遅延剤、凝結促進剤などの凝結速度調整剤、消泡剤、増粘剤、減水剤又は流動化剤などを挙げることが出来る。本発明の防水用ポリマーセメント組成物は、硬化膜の強度を向上させる目的で、ガラス繊維、炭素繊維などの無機繊維や有機繊維を含むことができる。

本発明のポリマーセメント組成物は、硬化膜の強度や防水性を向上させる目的で、消泡剤を含むことが好ましい。消泡剤は、シリコン系、アルコール系、ポリエーテル、フッ素系などの合成物質又は植物由来の天然物質など、公知のものを用いることが出来る。消泡剤の添加量は、本発明の特性を損なわない範囲で添加することができ、アルミナセメント及びエマルジョンの固形分と、必要に応じて添加されるタルクや珪砂などの固形分との合計量１００質量部に対して、２質量部以下、特に０．２質量部以下が好ましい。消泡剤の添加量は、上記より多く添加する場合、消泡効果の向上がみとめられない場合がある。

増粘剤は、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどのセルロース系、ゼラチン、ベクチンなどの蛋白質系、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコールなどの水溶性ポリマー系、ラテックス系などを用いることが出来、特にセルロース系などを用いることが出来る。増粘剤の添加量は、本発明の特性を損なわない範囲で添加することができ、水硬性成分１００質量部に対して０．０１〜２質量部、さらに０．０５〜１．５質量部、特に０．１〜１質量部含むことが好ましい。増粘剤の添加量が多くなると、流動性の低下を招く恐れがあり好ましくない。

凝結速度調整剤としては、凝結促進を行う成分である凝結促進剤、凝結遅延を行う成分である凝結遅延剤などを用いることが出来る。凝結速度調整剤としては、凝結促進剤及び凝結遅延剤を併用して用いることが好ましい。凝結促進剤と凝結遅延剤を併用添加することで、例えば、３０分以上の可使時間を可能とする流動保持性と、その後の速やかな硬化により、即日の軽歩行及び翌日の仕上材施工を可能とする速硬性・速乾性が確保できる。さらに、低温から高温の広範囲において上記の超速硬性、流動保持性及び優れた硬化体性状の両立が可能である。

凝結促進剤としては、公知の凝結促進剤を用いることが出来る。凝結促進剤の一例として、炭酸リチウム、塩化リチウム、硫酸リチウム、硝酸リチウム、水酸化リチウム、酢酸リチウム、酒石酸リチウム、リンゴ酸リチウム、クエン酸リチウムなどの有機酸などの、無機リチウム塩や有機リチウム塩などのリチウム塩を用いることが出来る。特に炭酸リチウムは、効果、入手容易性、価格の面から好ましい。凝結促進剤としては、特性を妨げない粒径を用いることが好ましく、粒径は５０μｍ以下にするのが好ましい。特にリチウム塩を用いる場合、リチウム塩の粒径は５０μｍ以下、さらに３０μｍ以下、特に１０μｍ以下が好ましく、粒径が上記範囲より大きくなるとリチウム塩の溶解度が小さくなるために好ましくなく、特に顔料添加系では微細な多数の斑点として目立ち、美観を損なう場合がある。

凝結遅延剤としては、公知の凝結遅延剤を用いることが出来る。凝結遅延剤の一例として、硫酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム及び酒石酸、リンゴ酸、クエン酸、グリコール酸などのオキシカルボン酸、又はそのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩などを用いることが出来る。特に重炭酸ナトリウムや酒石酸ナトリウムは、効果、入手容易性、価格の面から好ましい。なお、添加量が多いと、流動性の低下、硬化不良を招き表面不良が生じることがあるので、注意が必要である。

凝結速度調整剤は、用いるポリマーセメント組成物に応じて、特性を損なわない範囲で適宜添加することができ、凝結促進剤及び凝結遅延剤の成分、添加量及び混合比率を適宜選択して、流動性、可使時間を調整することができる。凝結速度調整剤は、流動性及び可使時間の調整に用いる場合、リチウム塩及び／又はナトリウム塩の合量が、水硬性成分１００質量部に対して０．０５〜５質量部、さらに０．１〜２質量部、特に０．３〜０．７質量部の範囲で添加することが好ましい。

減水剤は、ナフタレン系、メラミン系、ポリカルボン酸系などを用いることが出来、併用する増粘剤との最適な組合わせとなるのは、ポリカルボン酸系が好ましい。減水剤の添加量は、本発明の特性を損なわない範囲で添加することができ、水硬性成分１００質量部に対して０．０１〜０．２質量部、さらに０．０２〜０．２質量部、特に０．０５〜０．２質量部が好ましい。

流動化剤とは、流動性を向上させる混和剤で公知の流動化剤を用いることが出来る。流動化剤の一例として、リグニン系、メラミン系、ポリカルボン酸系などを用いることが出来る。このうち流動性の向上効果が大きいポリカルボン酸系が好ましい。流動化剤の添加量は、本発明の特性を損なわない範囲で添加することができ、水硬性成分１００質量部に対して０．０１〜１質量部、さらに０．０２〜０．５質量部、特に０．０５〜０．５質量部が好ましい。

本発明のポリマーセメント組成物は、（１）コンクリート層に、本発明のポリマーセメント組成物の硬化物層を積層することによりコンクリート構造体を得ることが出来、さらに（２）コンクリート層にプライマーの硬化物層を設け、さらにポリマーセメント組成物の硬化物層の順に積層することによりコンクリート構造体を得ることが出来る。コンクリート層は、モルタル又はコンクリートを固化させた層である。

コンクリート構造体の施工の一例を示すと、（１）コンクリート又はモルタルを屋上、床面又は壁に打設し、コテ、機械等で仕上げた後、コンクリート又はモルタルを硬化させてコンクリート層を形成させ、（２）プライマーの硬化物層表面に、本発明のポリマーセメント組成物をローラー、コテ及びスプレーなどを用いる一般的方法で塗布し、その後ポリマーセメント組成物を硬化させた硬化物層を形成させることにより、コンクリート構造体を施工することができる。

コンクリート構造体のプライマーの硬化物層を有する施工の一例を示すと、（１）コンクリート又はモルタルを屋上、床面又は壁に打設し、コテ、機械等で仕上げた後、コンクリート又はモルタルを硬化させてコンクリート層を形成させ、（２）コンクリート層表面に、プライマー（エマルジョンの希釈液又は希釈水溶液）をローラー、コテ及びスプレーなどを用いる一般的方法で塗布又は吹き付けを行い、その後プライマーを硬化させた硬化物層を形成させ、（３）プライマーの硬化物層表面に、本発明のポリマーセメント組成物をローラー、コテ及びスプレーなどを用いる一般的方法で塗布し、その後ポリマーセメント組成物を硬化させた硬化物層を形成させることにより、コンクリート構造体を施工することができる。

プライマーの硬化物層は、プライマーとして公知のエチレン−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン、アクリル系樹脂エマルジョンなどのエマルジョンを用いることができ、これらのエマルジョンの硬化物からなる層が好ましい。プライマーの硬化物層は、本発明のポリマーセメント組成物に含まれるアクリル系樹脂エマルジョンと同じ樹脂成分を用いることが、プライマー層と本発明のポリマーセメント組成物との層間の接着強度が優れるために好ましい。

本発明のポリマーセメント組成物は、コンクリート防水用、コンクリート床防水用、コンクリート屋上防水用などの防水用途に用いることが出来、コンクリートの被施工物表面に塗布したコンクリート構造体を得ることが出来る。本発明のポリマーセメント組成物は、病院、学校、寮構内等の公共施設、コンビニ、マンションなどの一般建築物の床、ベランダや屋上の防水に最適に用いることが出来る。

本発明のポリマーセメント組成物は、攪拌容器にエマルジョンを所定量計量し、攪拌機でエマルジョンを攪拌しながら所定量のアルミナセメント及び充填材、さらに必要に応じて各種の添加剤などを添加し、数分間攪拌・混合して調整することができる。その際水の添加は、材料分離及び塗膜物性低下の面から行わないほうが好ましい。アルミナセメント、充填材或いは添加剤などは、単独で添加しても良いし、予め他の数種と混合したものを添加しても良く、添加順序は特に選ばない。また、攪拌機は、一般的な固液攪拌機など攪拌機能を有するものを問題なく用いることが出来る。

本発明のポリマーセメント組成物及びプライマーは、ローラー、コテ及びスプレーなどを用いる一般的方法で被施工物表面に塗布して使用される。塗布膜の乾燥後にさらに同じ操作を繰り返し、複数層の塗布膜を形成させるのが好ましい。また、屋上などの施工でメッシュを塗膜間に挟んだ構造とする場合には、乾燥後の塗膜の上にメッシュを置き、メッシュの上から塗布してメッシュを固定する工程を加える工法が採用できる。さらに、最外層に別組成物を塗布・乾燥させた保護層を形成させて仕上げることも可能である。

本発明のポリマーセメント組成物は、−１０℃下地ひび割れ追従性に優れ、伸びが２ｍｍ以上、さらに好ましくは２．５ｍｍ以上である。

本発明のポリマーセメント組成物において、２０℃の可使時間は、好ましくは０．２５時間以上、さらに好ましくは０．３５時間以上、特に好ましくは０．５時間以上が、作業時間確保のために好ましい。

本発明のポリマーセメント組成物は、スラリー粘度が、好ましくは５〜１００Ｐａ・ｓ、さらに好ましくは７〜７５Ｐａ・ｓ、特に好ましくは８〜５０Ｐａ・ｓが、ダレ防止及び作業性確保のために好ましい。

以下、本発明を実施例に基づき、さらに詳細に説明する。但し、本発明は下記実施例により制限されるものでない。

（重量平均分子量Ｍｗの測定）
重量平均分子量（Ｍｗ）：エマルジョンの重量平均分子量（Ｍｗ）の測定は、ゲル浸透クロマトグラフ（ＧＰＣ）で行った。下記に測定方法を示す。
（１）測定装置：ＧＰＣ、ＨＬＣ−８０２０（東ソー社製）を使用した。
（２）測定サンプル：エマルジョンをガラス板上に薄く塗り、２３℃で２４時間乾燥させた皮膜を使用する。皮膜（ポリマー成分）を２３℃、濃度４ｍｇ／ｍｌでＴＨＦに溶解し、５μｌのＰＴＦＥ製フィルターを用いて、ろ過を行う。
（３）分子量分布測定：上記（２）の測定サンプル１００μｇを、ＧＰＣカラムＴＳＫｇｅｌ ＧＭＨＸＬ（東ソー社製）×２本に注入し、溶媒ＴＨＦ、温度４０℃、１．０ｍｌ／分の流速で行った。ＧＰＣによる測定は３０分間行った。ＧＰＣカラムにより分離された溶液中のポリマー濃度は、示差屈折計（ＲＩ）で測定した。分子量は、ポリスチレンスタンダードにより換算した。
（４）データ処理：データ処理は、測定装置付属のソフトを用いて行う。上記（３）の測定で得られたＧＰＣクロマトグラムにベースラインを引くと、装置付属のデータ処理ソフトを用いて、面積が積分され、重量平均分子量（Ｍｗ）が自動で計算される。

塗膜物性の評価は以下のように行う。
（１）塗膜の乾燥時間の評価法：コテ仕上げのコンクリート表面に、プライマー（各実施例及び比較例と同じエマルジョンを用い、エマルジョンに水を添加し１０倍に希釈した液）を０．４ｋｇ／ｍ²の量で塗布し１日放置する。翌日、プライマー塗布面に、さらにポリマーセメント組成物を市販の汎用ローラー［大塚刷毛製造（株）製、ウーローラーＢ］で０．９ｋｇ／ｍ²の量で塗布し、試験体Ａを得る。試験体Ａに塗布した塗膜を、２０±３℃、湿度６５±５％の条件で硬化させ、塗膜の乾燥を指触により観察し、塗膜表面に指で触れても指に材料が付着せず、また、ローラーで重ね塗りしても１回目の材料が剥がれず支障のない状態となる時間を乾燥時間とする。

（２）タックの評価法１（引張荷重の測定）：５ｍｍ厚スレート板（５０×１５０ｍｍ）に、予めプライマー（各実施例及び比較例と同じエマルジョンを用い、エマルジョンに水を添加し１０倍に希釈した液）を０．４ｋｇ／ｍ²の量で塗布する。このスレート板のプライマー塗布面に、ポリマーセメント組成物を１．８ｋｇ／ｍ²の量で塗布し、２０±３℃、湿度６５±５％の条件で２４時間養生し、試験体Ｂを得る。タックは、２０℃及び４０℃、湿度６０％の条件で、オートグラフ（（株）東洋ボールドウイン製、ＴＥＮＳＩＬＯＮ／ＵＴＭ−Ｉ−２５００）に直径２０ｍｍのステンレス製の円柱を取付け、円柱を１ｍｍ／分の速度で固定した試験体Ｂに２ｋｇｆの荷重で３０秒間押し当て、その後円柱を上部に引き上げる際の引張荷重を測定し、その荷重の最大値をタック荷重とする。

（３）タックの評価法２（歩行による評価）：コテ仕上げのコンクリート表面に、プライマー（各実施例及び比較例と同じエマルジョンを用い、エマルジョンに水を添加し１０倍に希釈した液）を０．４ｋｇ／ｍ²の量で塗布し１日放置する。翌日、プライマー塗布面に、さらにポリマーセメント組成物を市販の汎用ローラー［大塚刷毛製造（株）製、ウーローラーＢ］で０．９ｋｇ／ｍ²の量で塗布し、試験体Ｃを得る。試験体Ｃに塗布した塗膜を、温度３５±３℃、湿度６５±５％、４時間の条件で硬化させ、硬化した塗面のうえを安全靴（（株）シモン製）で歩行し、靴底に感じる塗面のタック性を評価する。歩行した人は体重約６０ｋｇである。タック（歩行評価）の評価基準を以下に示す。◎：全く感じない、△：殆ど感じない、×：タックが強く歩行できない。

（４）下地ひび割れ追従性試験による伸びの評価法：中央に切り込みを入れた５ｍｍ厚スレート板（５０×１５０ｍｍ）に、予めプライマー（各実施例及び比較例と同じエマルジョンを用い、エマルジョンに水を添加し１０倍に希釈した液）を０．４ｋｇ／ｍ²の量で塗布する。このスレート板のプライマー塗布面に、ポリマーセメント組成物を１．８ｋｇ／ｍ²の量で塗布し、２０±３℃、湿度６５±５％の条件で２８日間養生し、試験体Ｄを得る。下地ひび割れ追従性試験による伸びの測定は、試験体Ｄを、測定温度−１０℃、湿度６０％の条件で、オートグラフ（（株）東洋ボールドウイン製、ＴＥＮＳＩＬＯＮ／ＵＴＭ−Ｉ−２５００）を用い、引張速度５ｍｍ／分の条件で行う。目視観察で塗膜に亀裂などの欠陥が生じる時の伸びを測定し、その伸びを下地ひび割れ追従性とする。

（５）ガラス転移温度：ガラス板上にアクリル系樹脂エマルジョンを適量滴下し、６０℃で１６時間乾燥し、得られた質量が９．５〜１０．５ｍｇの範囲に入った乾燥塗膜を、示差走査熱量計（島津製作所社製、ＤＳＣ−５０）を用い、ガラス転移温度を測定した。ＤＳＣの測定条件は、室温から１５０℃に１０分間で昇温し、１５０℃を１０分間保持した後に計算で得られた試料のＴｇより５０℃低い温度まで下げ、再度１５０℃まで１０分間で昇温する際に、１回目のＴｇの測定を行う。次に１回目で測定したＴｇより５０℃低い温度まで下げる際に、２回目のＴｇの測定を行い、２回目のＴｇの値をガラス転移温度とした。

（参考例１：エマルジョンＡの製造）
予め、容器にイオン交換水４２０部、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル（花王社製、エマルゲン９３５）２８部、メチルメタクリレート３２２部、２−エチルヘキシルアクリレート６１６部、ｎ−ブチルアクリレート４６２部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート４９部、メタクリル酸７部を秤量し、単量体乳化混合液を調整した。攪拌機、還流冷却器、温度計、滴下装置及び窒素ガス導入管を備えた３Ｌの反応容器に、イオン交換水５６０部、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル（第一工業製薬社製、アクアロンＲＮ−２０）７部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１１部、アクリルアミド７部を仕込み、窒素ガスで置換し、攪拌しながら内温が８３℃になるまで加温した。次に、５％過硫酸ナトリウム７０部を添加して、約３０分間初期重合を行った。同温で、先に調整した単量体乳化混合液と５％過硫酸ナトリウム７０部を同時に滴下しながら、５時間重合反応を行った。滴下終了後、さらに１時間、８３℃を保ったまま、攪拌を持続した。その後、７０℃まで温度を下げ、有機過酸化物と還元剤を用いて、未反応モノマーの重合を完結させた。その後、室温まで下げ、消泡剤、防腐剤、光安定剤、紫外線吸収剤を添加し、アンモニア水、イオン交換水でｐＨ、不揮発分を調整し、エマルジョンＡを得た。

（参考例２：エマルジョンＢの製造）
予め、容器にイオン交換水４２０部、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル（花王社製、エマルゲン９３５）２８部、メチルメタクリレート３２２部、２−エチルヘキシルアクリレート６１６部、ｎ−ブチルアクリレート４６２部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート６０部、メタクリル酸７部、アクリルアミド７部を秤量し、単量体乳化混合液を調整した。攪拌機、還流冷却器、温度計、滴下装置及び窒素ガス導入管を備えた３Ｌの反応容器に、イオン交換水５６０部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（花王社製、ネオペレックスＧ−６５）２．８部を仕込み、窒素ガスで置換し、攪拌しながら内温が８３℃になるまで加温した。先に調整した単量体乳化混合液を全体の０．７重量％を量り取り、反応容器に添加した。５分後、５％過硫酸ナトリウム１４部を添加して、初期重合を行った。同温で、残りの単量体乳化混合液と５％過硫酸ナトリウム７０部とを同時に滴下しながら、５時間重合反応を行った。滴下終了後、さらに１時間、８３℃を保ったまま、攪拌を持続させた。その後、７０℃まで温度を下げ、有機過酸化物と還元剤を用いて、未反応モノマーの重合を完結させた。その後、室温まで下げ、消泡剤、防腐剤、光安定剤、紫外線吸収剤を添加し、アンモニア水、イオン交換水でｐＨ、不揮発分を調整し、エマルジョンＢを得た。

（エマルジョンＣの製造）
触媒として５％過硫酸アンモニウムを用い、触媒量を４２部を使用し、重合温度を７８℃とした以外は、上記エマルジョンＢの製造と同様の方法でエマルジョンを製造した。

（エマルジョンＤの製造）
触媒として５％過硫酸アンモニウムを用い、触媒量を４２部を使用し、重合温度を７３℃とした以外は、上記エマルジョンＢの製造と同様の方法でエマルジョンを製造した。

（エマルジョンＥの製造）
触媒として５％過硫酸ナトリウムを用い、触媒量を４２部を使用し、重合温度を７８℃とした以外は、上記エマルジョンＢの製造と同様の方法でエマルジョンを製造した。

（重量平均分子量及びガラス転移温度の測定）
上記で得たエマルジョンＡからＥの重量平均分子量及びガラス転移温度の測定を行い、結果を表１に示す。

［実施例１〜３、比較例１及び２］
（１）原料は、以下の物を用いた。
・アルミナセメント：市販アルミナセメント（ＪＩＳ・Ｒ−２５１１による第３種）。
・珪砂：市販の珪砂７号。

（２）ポリマーセメント組成物の調製
２Ｌのポリ容器にエマルジョン、アルミナセメント及び硅砂を、表２に示す配合割合（合計１２５０ｇ）で加え、０．１５ＫＷ攪拌機を使用し１３００ｒｐｍの条件下で３分間混合し、ポリマーセメント組成物を得た。得られたポリマーセメント組成物は、塗膜の乾燥時間、タック評価及び下地ひび割れ追従性の評価を行い、結果を表２に示す。表２の配合割合において、エマルジョンは固形分量である。

実施例１〜３のポリマーセメント組成物は、タック荷重が小さく、−１０℃ゼロスパンが３ｍｍ程度有し、乾燥時間も２時間程度である。

本発明のポリマーセメント組成物は、非タック性に優れ、接着性、施工性及び耐候性に優れたポリマーセメント組成物であるため、コンクリート構造物などを施工する際に、施工物に防水性を付与するために好適に利用することができる。

Claims (5)

1. アルミナセメント及びアクリル系樹脂エマルジョンを含むポリマーセメント組成物であり、
   アクリル系樹脂エマルジョンが、
   （１）メチル（メタ）アクリレート及びエチル（メタ）アクリレートから選ばれる成分９〜３５質量％、
   （２）炭素数４〜１０のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレート５０〜８０質量％、及び、
   （３）ＯＨ基、ＣＯＯＨ基及び／又はアミド結合を有する（メタ）アクリレート０．１〜１１質量％を含み、
   グリシジル（メタ）アクリレートを含まない単量体組成物から得られるものであり、
   アクリル系樹脂エマルジョンの重量平均分子量（Ｍｗ）が、２２００００以上であることを特徴とするポリマーセメント組成物。
2. アクリル系樹脂エマルジョンのガラス転移温度が、０℃以下であることを特徴とする請求項１に記載のポリマーセメント組成物。
3. アクリル系樹脂エマルジョンの固形分１００質量部に対し、アルミナセメントを３〜１７５質量部含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のポリマーセメント組成物。
4. ポリマーセメント組成物は、さらに充填材を含み、アクリル系樹脂エマルジョンの固形分１００質量部に対し、アルミナセメントと充填材の合計量２０〜３５０質量部を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリマーセメント組成物。
5. ポリマーセメント組成物が、コンクリート防水用であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のポリマーセメント組成物。