JP5121259B2

JP5121259B2 - 塗装方法

Info

Publication number: JP5121259B2
Application number: JP2007058543A
Authority: JP
Inventors: 憲人牧田; 賢治原田
Original assignee: Bec Co Ltd
Current assignee: Bec Co Ltd
Priority date: 2007-03-08
Filing date: 2007-03-08
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2027-03-08
Also published as: JP2008221036A

Description

本発明は、コンクリート、セメントモルタル等の多孔性無機質材料に対する塗装方法に関するものである。

従来、建築物や土木構造物等の基材として用いられているコンクリート、セメントモルタル等の多孔性無機質材料に、吸水防止性を付与し、耐久性を向上させる方法として、浸透性吸水防止材を塗付する方法が広く用いられている。

浸透性吸水防止材は、多孔性無機質材料の中に浸透して撥水層を形成するものである。よって、このような浸透性吸水防止材を塗付することで、外部から基材への水や炭酸ガス等の浸入を遮断し、基材の中性化による強度低下を防止し、さらに基材内部に存在する鉄骨あるいは鉄筋の腐食を抑制する効果等を発揮することができる。また、基材内部のカルシウム成分の移行による基材表層でのエフロレッセンス発生を防止することもできる。

このような浸透性吸水防止材としては、シラン系化合物を主成分とするもの（例えば特開昭６３−２５６５８１号）等が知られている。しかしながら、このような浸透性吸水防止材を塗付するのみでは、十分な撥水性、吸水防止性等が得られない場合があり、実用上改善の余地がある。

特開昭６３−２５６５８１号公報

本発明はこのような問題点に鑑みなされたもので、多孔性無機質材料に優れた吸水防止性等を付与することができる簡便な塗装方法を提供することを目的とするものである。

このような課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討の結果、第１工程として浸透性吸水防止材を塗付した後、第２工程として特定の表面処理液を塗付する方法に想到し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明の塗装方法は、以下の特徴を有するものである。

１．多孔性無機質材料の表面に対し、
第１工程として浸透性吸水防止材を塗付した後、
第２工程として、テトラアルコキシシラン化合物を０．１〜５０重量％含有し、樹脂成分の含有比率が２０重量％未満である表面処理液を塗付することを特徴とする塗装方法。
２．前記第１工程における浸透性吸水防止材は、アルキル基の炭素数が１〜１８であるアルキルアルコキシシラン化合物を０．１〜５０重量％含有するものであることを特徴とする１．記載の塗装方法。

本発明では、各工程においてそれぞれ特定の材料を用いることにより、多孔性無機質材料の吸水防止性等を高めることができ、ひいては中性化、強度低下、エフロレッセンス発生等を防止することもできる。このような本発明の効果は、単に浸透性吸水防止材を重ね塗りした場合、あるいは表面処理液を重ね塗りした場合等では得られ難いものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

本発明は、建築物、土木構造物等を構成する多孔性無機質材料に対して適用するものである。塗装対象となる基材としては、例えば、コンクリート、モルタル、プラスター、セメントモルタル、ＰＣパネル、ＡＬＣパネル、押出成形セメント板、窯業系サイディングボード、珪酸カルシウム板等が挙げられる。

本発明では、第１工程として、多孔性無機質材料の表面に対し浸透性吸水防止材を塗付する。浸透性吸水防止材としては、このような吸水防止効果が発揮可能な材料であれば特に制限されず使用できるが、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等を主成分とする樹脂系浸透性吸水防止材；アルキルシリコネート化合物を主成分とするシリコネート系浸透性吸水防止材；加水分解性シラン化合物及び／またはその縮合物を主成分とするシラン系浸透性吸水防止材、等が挙げられる。本発明では、この中でもシラン系浸透性吸水防止材が好ましく使用できる。シラン系浸透性吸水防止材としては、オルガノアルコキシシラン化合物、オルガノアセトキシシラン化合物、オルガノハロゲンシラン化合物、オルガノジシラン化合物、オルガノシランカルボン酸化合物、オルガノシランチオール化合物、オルガノシリコンイソシアナート化合物、オルガノシリコンイソチオシアナート化合物等、あるいはこれらの縮合物を主成分とするもの等が挙げられる。

本発明における浸透性吸水防止材は、上述の成分が媒体に溶解ないし分散した溶液であり、乳化剤等によって分散されたものであってもよい。浸透性吸水防止材における媒体としては特に限定されず、芳香族炭化水素系溶剤を主成分とする強溶剤系、脂肪族炭化水素系溶剤を主成分とする弱溶剤系、水を主成分とする水性系等の各種形態が使用可能である。なお、主成分となる溶剤は、通常それぞれの媒体中に５０重量％以上（好ましくは７０重量％以上）含まれていればよい。

このような浸透性吸水防止材において、その主成分となる化合物の含有比率は、通常０．１〜５０重量％、好ましくは１〜３０重量％、より好ましくは２〜２０重量％である。この含有比率が低すぎる場合は、吸水防止性が不十分となりやすく、逆に高すぎる場合は、耐汚染性等に悪影響を与えるおそれがある。

本発明における浸透性吸水防止材としては、特に、アルキル基の炭素数が１〜１８であるアルキルアルコキシシラン化合物を０．１〜５０重量％（好ましくは１〜３０重量％、より好ましくは２〜２０重量％）含有するものが好適である。このようなアルキルアルコキシシラン化合物は、珪素原子にアルキル基とアルコキシル基が結合した化合物であり、例えば下記式（１）で示される化合物及び／またはその縮合物を使用することができる。
Ｒ^１−Ｓｉ（ＯＲ^２）_３（１）
（式中Ｒ^１、Ｒ^２はアルキル基を示す。Ｒ^１の炭素数は１〜１８。）

具体的に、アルキルアルコキシシランとしては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ペンチルトリメトキシシラン、ペンチルトリエトキシシラン、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、ヘプチルトリメトキシシラン、ヘプチルトリエトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、ノニルトリメトキシシラン、ノニルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ウンデシルトリメトキシシラン、ウンデシルトリエトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、ドデシルトリエトキシシラン、トリデシルトリメトキシシラン、トリデシルトリエトキシシラン、テトラ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、ペンタデシルトリメトキシシラン、ペンタデシルトリエトキシシラン、ヘキサデシルトリメトキシシラン、ヘキサデシルトリエトキシシラン、ヘプタデシルトリメトキシシラン、ヘプタデシルトリエトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン等が挙げられる。これらの縮合物としては、平均縮合度１〜１０程度のものが使用できる。

アルキルアルコキシシラン化合物としては、アルキル基の炭素数が１〜１８（好ましくは３〜１２、より好ましくは５〜８）のものを使用する。アルキル基は、その一部がハロゲン等で置換されたものであってもよい。アルキル基の炭素数がこのような範囲内であれば、目地部の吸水防止性を高めることが可能となる。アルキルアルコキシシラン化合物におけるアルコキシル基としては、その炭素数が１〜８（好ましくは１〜４、より好ましくは１〜２）のものを使用すればよい。

このような浸透性吸水防止材においては、アルキルアルコキシシラン化合物の作用を十分に発揮させるため、樹脂成分はあまり多く混合しないことが望ましく、アルキルアルコキシシラン化合物よりも低い含有比率とすることが望ましい。樹脂成分の含有比率は、通常２０重量％未満（好ましくは１０重量％以下）であり、樹脂成分を含まない形態も好適である。

第１工程の浸透性吸水防止材は、本発明の効果を著しく阻害しない範囲内において、例えば着色剤、増粘剤、湿潤剤、凍結防止剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、抗菌剤、分散剤、消泡剤、樹脂、紫外線吸収剤、酸化防止剤、触媒等を含むものであってもよい。浸透性吸水防止材は、上述の各成分を常法により均一に混合することで製造することができる。

第１の工程では、このような浸透性吸水防止材を基材に均一に塗装する。塗装器具は特に限定されず、刷毛、スプレー、ローラー等公知の塗装器具を使用することができる。浸透性吸水防止材を塗装する際の所要量は、基材の種類・状態等を勘案して適宜設定すればよいが、通常３０〜５００ｇ／ｍ^２（好ましくは８０〜２００ｇ／ｍ^２）程度である。浸透性吸水防止材の塗付、乾燥は、通常常温で行えばよい。本発明では、浸透性吸水防止材の乾燥後、次工程の塗装を行うことができる。工程間の間隔は、通常１時間以上１０日以内、好ましくは３時間以上７日以内である。

なお、本発明では、上記第１の工程の前処理として、基材に対し洗浄等の処理を行うこともできる。洗浄処理は、基材に対し各種洗浄剤を塗付した後、水洗いする方法等を採用すればよい。

本発明における第２工程では、テトラアルコキシシラン化合物を０．１〜５０重量％含有する表面処理液を塗付する。この表面処理液は、前述の浸透性吸水防止材との相乗効果によって、撥水性、吸水防止性等を飛躍的に高める作用を発揮するものであり、基材の中性化、強度低下、エフロレッセンス発生、汚染等の抑制にも有効にはたらくものである。

第２工程における表面処理液を構成する成分のうち、テトラアルコキシシラン化合物としては、下記式（２）で示されるテトラアルコキシシラン及び／またはその縮合物、あるいはそのアルキル基の一部をポリオキシアルキレン基等で変性したもの等を使用することができる。
Ｓｉ（ＯＲ^３）_４（２）
（式中Ｒ^３はアルキル基を示す。）

このようなテトラアルコキシシランとしては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラｎ−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラｎ−ブトキシシラン、テトライソブトキシシラン、テトラｓｅｃ−ブトキシシラン、テトラｔ−ブトキシシラン等が挙げられ、炭素数の異なるアルコキシル基が混在するものも使用できる。これらの縮合物としては、通常、平均縮合度１〜２０（好ましくは２〜１０）程度のものが使用できる。

テトラアルコキシシラン化合物におけるアルコキシル基としては、その炭素数が１〜８（好ましくは１〜４、より好ましくは１〜２）のものであればよい。このようなアルコキシル基を有するものを使用すれば、本発明の効果を安定的に得ることが可能となる。

表面処理液におけるテトラアルコキシシラン化合物の含有比率は、通常０．１〜５０重量％、好ましくは０．５〜２０重量％、より好ましくは１〜１０重量％である。テトラアルコキシシラン化合物の含有比率が、上記範囲よりも低すぎる場合は、吸水防止性等において十分な効果が得られ難くなり、逆に高すぎる場合は、仕上り性等に悪影響を与えるおそれがある。

本発明における表面処理液は、上記テトラアルコキシシラン化合物が媒体に溶解ないし分散した溶液であり、乳化剤等によって分散されたものであってもよい。表面処理液における媒体は特に限定されず、芳香族炭化水素系溶剤を主成分とする強溶剤系、脂肪族炭化水素系溶剤を主成分とする弱溶剤系、水を主成分とする水性系等の各種形態が使用可能である。主成分となる溶剤は、通常それぞれの媒体中に５０重量％以上（好ましくは７０重量％以上）含まれていればよい。

また、表面処理液は、本発明の効果を著しく阻害しない範囲内において、例えば樹脂成分、着色剤、増粘剤、湿潤剤、凍結防止剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、抗菌剤、分散剤、消泡剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、触媒等を含むものであってもよい。本発明における表面処理液は、これらの成分を常法により均一に混合することで製造することができる。なお、本発明の表面処理液では、テトラアルコキシシラン化合物の作用を十分に発揮させるため、樹脂成分はあまり多く混合しないことが望ましく、テトラアルコキシシラン化合物よりも低い含有比率とすることが望ましい。樹脂成分の含有比率は、通常２０重量％未満（好ましくは１０重量％以下）であり、樹脂成分を含まない形態も好適である。

第２の工程では、このような表面処理液を基材に均一に塗装する。塗装器具は特に限定されず、刷毛、スプレー、ローラー等公知の塗装器具を使用することができる。表面処理液を塗装する際の所要量は、基材の種類・状態等を勘案して適宜設定すればよいが、通常１０〜３００ｇ／ｍ^２（好ましくは３０〜１５０ｇ／ｍ^２）程度である。表面処理液の塗付、乾燥は、通常常温で行えばよい。

以下に実施例を示し、本発明の特徴をより明確にする。

（実施例１）
セメントモルタルからなる試験基材に対し、浸透性吸水防止材Ａ（ヘキシルトリメトキシシランと脂肪族炭化水素系溶剤の混合物、重量比率３：９７）を所要量１２０ｇ／ｍ^２で全面にスプレー塗装した後、標準状態（気温２３℃・相対湿度５０％）にて３時間乾燥させた。次いで、表面処理液Ａ（テトラメトキシシラン縮合物（平均縮合度４）と脂肪族炭化水素系溶剤の混合物、重量比率２：９８）を所要量５０ｇ／ｍ^２でスプレー塗装し、標準状態で２４時間乾燥させた。

以上の方法で得られた試験板を垂直に固定し、その試験板に対しホースを用いて１分間連続的に散水を行い、その際の撥水具合と色変化を観察した。
その結果、実施例１では優れた撥水性を示し、試験前後での色変化も認められなかった。

（実施例２）
浸透性吸水防止材として浸透性吸水防止材Ｂ（ヘキシルトリメトキシシランと脂肪族炭化水素系溶剤の混合物、重量比率８：９２）、表面処理液として表面処理液Ｂ（テトラメトキシシラン縮合物（平均縮合度８）と脂肪族炭化水素系溶剤の混合物、重量比率２：９８）を使用して、実施例１と同様の方法で試験板を作製し、試験を行った。その結果、実施例２では優れた撥水性を示し、試験前後での色変化も認められなかった。

（実施例３）
浸透性吸水防止材として浸透性吸水防止材Ｃ（ヘキシルトリメトキシシランと脂肪族炭化水素系溶剤の混合物、重量比率１２：８８）、表面処理液として表面処理液Ｃ（テトラメトキシシラン縮合物（平均縮合度４）と脂肪族炭化水素系溶剤の混合物、重量比率４：９６）を使用して、実施例１と同様の方法で試験板を作製し、試験を行った。その結果、実施例３では優れた撥水性を示し、試験前後での色変化も認められなかった。

（比較例１）
実施例１と同様の試験基材に対し、浸透性吸水防止材Ａ（ヘキシルトリメトキシシランと脂肪族炭化水素系溶剤の混合物、重量比率３：９７）を所要量１２０ｇ／ｍ^２で全面にスプレー塗装した後、標準状態にて３時間乾燥させた。次いで、再度、浸透性吸水防止材Ａを所要量１２０ｇ／ｍ^２で全面にスプレー塗装した後、標準状態で２４時間乾燥させた。
以上の方法で得られた試験板につき、実施例１と同様の試験を行ったところ、実施例に比べ撥水性が低くなり、試験後に濡れ色が生じた。

（比較例２）
実施例１と同様の試験基材に対し、表面処理液Ａ（テトラメトキシシラン縮合物（平均縮合度４）と脂肪族炭化水素系溶剤の混合物、重量比率２：９８）を所要量５０ｇ／ｍ^２で全面にスプレー塗装し、標準状態にて３時間乾燥させた。次いで、再度、表面処理液Ａを所要量５０ｇ／ｍ^２で全面にスプレー塗装した後、標準状態で２４時間乾燥させた。
以上の方法で得られた試験板につき、実施例１と同様の試験を行ったところ、実施例に比べ撥水性が低くなり、試験後に濡れ色が生じた。

Claims

多孔性無機質材料の表面に対し、
第１工程として浸透性吸水防止材を塗付した後、
第２工程として、テトラアルコキシシラン化合物を０．１〜５０重量％含有し、樹脂成分の含有比率が２０重量％未満である表面処理液を塗付することを特徴とする塗装方法。
前記第１工程における浸透性吸水防止材は、アルキル基の炭素数が１〜１８であるアルキルアルコキシシラン化合物を０．１〜５０重量％含有するものであることを特徴とする請求項１記載の塗装方法。