JPH0474309B2

JPH0474309B2 -

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Publication number: JPH0474309B2
Application number: JP61103651A
Authority: JP
Priority date: 1986-05-06
Filing date: 1986-05-06
Publication date: 1992-11-25
Also published as: JPS62260785A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、コンクリート打放し面やラスモルタ
ル面等の素地面に積層表層を施す工法に関し、特
に、素地がひび割れを生じた場合にも、塗材にひ
び割れを発生させることなく、しかも難燃性の表
層をコンクリート系素地面に形成させ得る実用性
の優れた施工方法に関するものである。〔従来の技術〕従来、コンクリート面やラスモルタル面は、経
時的にひび割れが発生する現象が避けられなかつ
た。このひび割れは、外見上好ましくはないばか
りでなく長期的には構築物の耐久性を損うので、
逐次充てん補修される。一方、このようなひび割
れの発生に対応して、コンクリート系素地面に無
機系の厚付け塗材を積層させたり、ゴム系樹脂を
含む有機系塗材を吹付けて表層形成が行われるよ
うになつた。しかし、一般に、無機系塗材は伸長
性がないため、素地の経時的な乾燥ひび割れにつ
れて容易に同様のひびわれを形成するので、その
表層形成効果は実質的に失われる。また、有機系
塗材は、素地のひび割れに対しては、そのゴム状
弾性に基づく柔軟性ないし伸長性によつて、追随
的にひび割れることのない経時的に安定な塗層を
形成するが、燃え易いという欠点を有し、コンク
リート系不燃構造物の表面への適用材としては、
不適切なものである。〔発明が解決しようとする問題点〕このように、コンクリート等の下地のひび割れ
に対してもひび割れを形成しない性質と耐燃焼性
とは相反するものであつて、両性質を同時に満た
す積層塗材の開発こそまたれるところである。従つて、本発明の目的は、該素地面のひび割れ
現状に対してもひび割れを発生せず且つ難燃性の
積層表層を提供することにある。また、他の目的
は、そのような塗層を形成させる効果的施工方法
を提供するにある。本発明のその他の目的ないし
特徴は、以下の記載から一層明らかになるであろ
う。〔問題点を解決するための手段〕本発明者らは、上記目的を達成し得る積層用塗
材及びその形成方法について多くの実験研究を重
ねた結果、実用的に極めて望ましい積層施工方法
を見出した。すなわち、本発明は、セメント系素地表面に、
セメントと該セメント100重量部当たり、細骨材
100〜350重量部及びガラス転移温度−20℃以下の
アクリル系樹脂のエマルシヨン100〜250重量部
（樹脂固形分）を含有して成る水性下塗材を、多
孔質ハンドローラで塗布し、次いで、その下塗材
層の上に、顔料と該顔料100重量部当たりコロイ
ダルシリカ３〜10重量部及びガラス転移温度−20
℃以下のアクリル系樹脂のエマルシヨン７〜30重
量部（樹脂固形分）を含有して成る水性上塗材を
多孔質ハンドローラで塗布することを特徴とする
セメント系素地面へのシリカ質系塗材の積層施工
方法を提供する。本発明の方法は、セメント系素地面に、上記の
特定組成から成る水性下塗材とコロイダルシリカ
を含有する特定組成の水性上塗材とを順次積層し
て形成される組合せ複合表層に技術的特徴を有す
るものである。その積層される組合せ下塗材と上
塗材の組成のいずれかが上記各組成範囲を逸脱す
る場合には、難燃性と伸長性を同時に満足するセ
メント系素地面への優れた保護効果は得られない
のであつて、本発明は、かかる特定の組合せ組成
の積層に基づく実用的効果に発明性を主張するも
のである。本発明において、セメント系素地面とは、コン
クリート打放し面、ラスモルタル面その他セメン
ト系構造材面等の経年的ひび割れを伴うであろう
不燃構築構造材面を包含する。本発明の方法に用いられる下塗材は、セメント
100重量当たり、細骨材を100〜350重量部及びガ
ラス転移温度が−20℃以下のアクリル系樹脂のエ
マルシヨンを100〜350重量部（固形分）の範囲割
合で含んでなり、主として媒体水量をコントロー
ルすることにより、多孔質ハンドローラで素地に
塗布するのに好適な粘度に調製される。ベースとするセメントは、水硬性セメントであ
つて、単味系セメント又は混合系セメントのいず
れでもよく、例えば白色ポルトランドセメント、
高炉セメント、シリカセメント、アルミナセメン
ト、普通ポルトランドセメント等を挙げることが
できる。これらは、通常、単独で用いられるが、
二種以上を組み合わせて使用することもできる。また、下塗材に配合される細骨材は、粒径0.6
mm以下の微細状骨材であつて、例えば、けい砂、
炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、クレー、
タルク等が挙げられ、また酸化チタンのような着
色顔料も好都合に用いられる。これらの細骨材
は、一種又は二種以上を組み合わせて使用でき
る。更に、水性エマルシヨンの形で下塗材に用いら
れるアクリル系樹脂は、そのガラス転移温度が、
−20℃以下であることが重要である。−20℃より
高いガラス転移温度の樹脂では、塗材層の伸長性
が不足し、素地のひび割れに伴つて、塗層に亀裂
が形成され易いので好ましくない。実用的に望ま
しいものは、−30〜−60℃のガラス転移温度を有
するアクリル系樹脂のエマルシヨンである。その
ようなアクリル系樹脂は、アクリル酸エステル又
はメタクリル酸エステル等のアクリレート系単量
体を主要構成成分とする単量体の乳化重合によつ
て容易に提供される。そのようなアクリレート系
単量体は、軟質樹脂を与えるものとしては、例え
ば、一般式CH₂＝CH−COORで表されるアクリ
ル酸エステルのアルコール部（Ｒ）の炭素数が２
〜12、好ましくは４〜８のアクリレート類であつ
て、その代表的なものは、例えばｎ−ブチルアク
リレート（単独重合体のTgは−54℃）及び２−
エチルヘキシルアクリレート（単独重合体のTg
は−85℃）である。また、硬質樹脂を与える単量
体としては、例えばスチレン（単独重合体のTg
は＋100℃）、アクリロニトリル（同Tgは＋100
℃）及び一般式CH₂＝Ｃ（CH₃）COOR′で表され
るメタクリル酸エステルのアルコール部（R′）
の炭素数が１〜４のメタクリレート類が挙げられ
るが、工業的には、スチレンやメチルメタクリレ
ート（同Tgは＋105℃）が好ましく用いられる。
更に、アクリル系樹脂のエマルシヨンの塩安定性
（化学安定性）を向上させるために、重合性有機
酸類、例えば、アクリル酸（同Tgは＋103℃）、
メタクリル酸（同Tgは＋103℃）、イタコン酸
（同Tgは＋130℃）などが使用される。本発明の
方法に用いられるガラス転移温度−20℃以下のア
クリル系樹脂は、所望のガラス転移温度に応じ
て、上記の各種単量体成分を適宜組み合わせ、更
に、乳化剤、重合開始剤、PH調整剤等を加え、水
媒体中で乳化重合することにより容易に調製する
ことができる。本発明の方法に用いられるアクリル系樹脂エマ
ルシヨンの樹脂のガラス転移温度が−20℃より高
いと、ゴム状弾性が小さく、セメント系素地のひ
び割れに耐える塗材層が得られ難いので、好まし
くない。従つて、本発明においては、ガラス転移
温度−20℃以下のものが用いられる。アクリル系樹脂エマルシヨンは、前記のよう
に、重合に供する単量体類を、従来知られた乳化
重合法で重合することによつて容易に調製するこ
とができるが、通常、樹脂濃度約45〜60重量％の
水性エマルシヨンとして提供される。このような
本発明の方法に用い得るアクリル系樹脂エマルシ
ヨンは、市場で入手することもできる。本発明に係る下塗材には、必要に応じて、更
に、顔料、有機繊維、カルシウムステアレート、
増粘剤や高沸点溶剤のあるいは分散剤等の比較的
少量を添加して、作業性の良好な塗材に調製する
と共に、耐燃性、耐ひび割れ性、防水性を向上さ
せ、望ましい伸長性をもつ積層を形成し得る塗材
を提供することができる。本発明の方法に用いられる下塗材における細骨
材の量が、セメント100重量当たりの100重量部未
満では、塗膜が硬くなりすぎ、乾燥過程において
自己亀裂を生ずるので好ましくない。また350重
量部を超えると、初期乾燥性が悪くなり、乾燥塗
膜の性能も低下するので不都合である。好ましい
範囲は140〜300重量部である。また、下塗材中におけるアクリル系樹脂エマル
シヨンの樹脂固形分の量が、セメント100重量部
当たり100重量部未満では、塗膜の伸長性が小さ
く、ゼロスパンテンシヨン伸びが1.0.mm以下とな
るので、セメント系素地のひび割れに対する塗層
の安定な伸びが得られず、亀裂を生ずるので好ま
しくない。また、250重量部を超えると、セメン
ト系仕上材としての凝集力が失われると共に、乾
燥塗層の表面が粘着性を帯び、更に難燃グレード
が低下するので好ましくない。好ましい範囲は
120〜220重量部である。本発明においては、このようにして塗布され、
乾燥硬化した下塗布材層の面に、顔料と該顔料
100重量部当たり、コロイダルシリカ３〜10重量
部及びガラス転移温度−20℃以下のアクリル系樹
脂のエマルシヨンを樹脂固形分として７〜30重量
部含有して成る難燃性の優れた水性塗材が、下塗
材と同様に多孔質ハンドローラで塗布される。上
記下塗材の乾燥硬化は、通常、約１日の養生で充
分である。本発明方法の上塗材に用いられる顔料は、養色
顔料でも非着色顔料でもよく、例えば、酸化チタ
ン、炭酸カルシウム、けい石粉などが工業的に有
利に使用できる。また、上塗材に配合されるコロ
イダルシリカは、例えば、けい酸ナトリウムと酸
の反応によつて生成したポリシラノールを安定化
にさせて得られるようなものが好都合に用いられ
る。特に、本発明の方法に望まし用いられるコロイ
ダシリカは、例えば、５〜100ｍμの粒径を有し、
水素イオン濃度PH8.0〜11のものである。そのよ
うなコロイダルシリカは、市場で容易に入手する
ことができる。更に、上塗材に用いられるアクリ
ル系樹脂エマルシヨンは、前記下塗材の場合と同
様に、ガラス転移温度が−20℃以下にアクリル系
樹脂のエマルシヨンであることが重要であつて、
前記下塗材に用い得る樹脂類と実質的に同一の範
囲の樹脂のエマルシヨンが用いられる。本発明の方法においては、必要に応じて、上塗
材に難燃剤を添加して形成層の耐燃焼性を向上さ
せることができる。そのような難燃剤としては、
例えば、水酸化マグネシウム、三酸化アンチモ
ン、塩化パラフイン等を挙げることができる。ま
た、前記の水酸化アルミニウムは、難燃剤として
も機能し得るものである。更に、本発明の方法に用いられる上塗材には、
必要に応じて、有機繊維、増粘剤、高沸点溶剤、
あるいは分散剤等の比較的少量を添加使用するこ
とができる。上塗材層は、下塗材層に比べて層自
体の伸長性が比較的小さくてもよいが、高い難燃
性、例えば、JIS Ａ 1321に規定された建築物の
内装材料及び工法の難燃試験方法に基づく難燃３
級以上の難燃性を有することが重要であつて、上
記添加剤類は、作業性のほか、最も外装に要求さ
れる難燃性、ひび割れ防止性、防水性、伸長性等
を考慮して選択添加される。本発明方法の上塗材に用いられるコロイダルシ
リカは、顔料100重量部に対して、３〜10重量部
の範囲量である。３重量未満では、塗膜が燃え易
くなるので好ましくない。また、10重量部を超え
ると、形成塗層が硬くなり難燃性は向上するが、
反面、初期乾燥において、ひび割れが形成され易
いので実用的でない。好ましい範囲は４〜９重量
部である。また、上塗材に用いられるアクリル系樹脂エマ
ルシヨンは、その樹脂固形分が、顔料100重量部
当たり、７重量部未満では、形成層の伸長性が乏
しくなり、且つ白亜化するので好ましくない。ま
た、30重量部を超えると、塗層表面が粘着性を帯
び、また、難燃性が低下するので採用できない。かかる上塗材は、下塗材を塗布し、例えば１日
養生したその硬化層表面に、多孔質ハンドローラ
を用いて同様に塗布されるので、この場合にも、
そのような塗装施工に好適な塗材になるように、
媒体水及び添加剤等を添加して、望ましい塗材粘
度及び層形成性能に調製される。コロイダルシリカは、本来、変色汚染防止性を
有するので上塗材用としての使用が考慮された
が、伸長性のポリマーセメントを下塗材として、
その上にコロイダルシリカ含有上塗材を積層する
と付着性やひび割れ性等が発生するという難があ
り、これまでコロイダルシリカ含有上塗材は実用
できなかつた。しかし、かかる従来技術概念にも
かかわらず、前記特定組成のコロイダルシリカ含
有上塗材を前記特定組成の下塗材と組み合わせる
ことにより、上記不都合を効果的に克服し得るこ
とが見出されたのであつて、本発明はかかる産業
上の利用性が高く評価されるものである。本発明の方法は、セメント系素地面に、まず、
上記のような望ましい伸長性を形成する下塗材を
ローラ塗布し、次いで、その硬化層面に、伸長性
は若干劣るが、難燃性の優れた上塗材層を形成す
る上塗材をローラ塗布して、二層を積層状に組合
せ形成させることが特徴的である。また、本発明
の方法においては、各塗材は、吹付け等によら
ず、多孔質ハンドローラにより塗布されるので、
施工作業上極めて有利てある。本発明は、このよ
うに、二塗材を組合せて積層状被覆層に形成させ
ることにより、従来得られなかつた望ましい耐ひ
び割れ性と難燃性を有する表層をセメント系構築
物素地面に簡易に形成させ得ることの発見に基づ
くもので、極めて高い実用的価値を有する。この積層表層は、実用的には、下塗材及び上塗
材とも、通常、それぞれ、例えば１〜２mm程度の
硬化層厚に形成されるが、素地面の状況により、
必要に応じて、水性エマルシヨンシーラー又は溶
剤形シーラーを塗布することができる。また、そ
の塗装においては、多孔質ハンドローラの選択に
より、上塗材を凹凸模様又はスタツコ仕上げにす
ることができ、更に、このように形成された表面
に、更に合成樹脂エナメルペイント又は合成樹脂
エマルシヨンペイント等のトツプコートを形成さ
せて、表層の白化現象を防止し、あるいは防汚性
を向上させることができる。〔作用〕本発明の方法によれば、経時的ひび割れ現象が
避けられないセメント形構築物素地面に、難燃性
で且つ長期間にわたつて、ひび割れ等の現象を伴
なうことのない安定な難燃性の積層表層を、多孔
質ハンドローラによる簡単な手作業で容易に形成
させることができるので、その実用的価値は、極
めて高い。〔実施例〕次に、具体例により、本発明を更に詳細に説明
する。各塗材の調製に用いたアクリル系樹脂エマルシ
ヨンは、次の三種類（Em−１、２、３）で、い
ずれも極めて通常の乳化重合法によつて製造され
たものである。 Em−１２−エチルヘキシルアクリレートとスチレンの
重量比が、70：30の共重合樹脂（ガラス転移温度
は−50℃）の53重量％水性エマルシヨン Em−２２−エチルヘキシルアクリレートとスチレンの
重量比が、60：40の共重合樹脂（ガラス転移温度
は−40℃）の50重量％水性エマルシヨン Em−３２−エチルヘキシルアクリレートとスチレンの
重量比が、40：60の共重合樹脂（ガラス転移温度
は−５℃）の50重量％水性エマルシヨンまた、上塗材に使用したコロイダルシリカは、
Dupont社製のルドツクスHS−40（40重量％の水
性剤で、粒径13〜14ｍμの商品名）と日本触媒化
学社製のカタロイドSI−50（50重量％の水性剤で、
粒径21〜30ｍμの商品名）である。塗材の調製下塗材下掲第１表中に示すような各構成成分から成る
下塗材三種（下、下、下）を調製した。な
お、表中の数字は重量による。

【表】上表中の構成成分の内訳は、それぞれ次のとお
りである。なお、細骨材は、試料下〜下の各
下塗材ごとに異なる下記のような複数種の配合が
使用された。それらの数字は各細骨材成分のセメ
ント100重量部に対する重量部である。セメント：白色ポルトランドセメント

【表】このように調製された下及び下は、本発明
方法に用いられる下塗材であり、下は、ガラス
転移点の高い樹脂エマルシヨンを含有する本発明
外の下塗材である。上塗材下記第２表に示すような各構成成分から成る下
塗材五種（上、上、上、上、上）を調
製した。なお、表中の数字は、セメント100重量部に対
する各成分の重量部を示す。

【表】なお、上記シリカ（コロイダル）の数字は、固
形分重量である。また、上記構成成分における界
面活性剤は、ノニオン系単独であり、増粘剤は、
ノニオ系会合性のものを用いた。更に、各上塗材
に用いた顔料の内訳は次のとおりである。

【表】ウム
炭酸カルシウム 16.7 64.3 85.1 85.1 60.8
このように調製された上及び上は、本発明
方法に係る上塗材であり、上〜７は、本発明外
で、上は含有エマルシヨンの樹脂のガラス転移
温度が高く、上はコロイダルシリカを含まず、
上か過度のコロイダルシリカを含有する本発明
外の上塗材である。これらの各種上塗材及び下塗材を用いて積層施
工した具体例について説明する。なお、試料の作製及び物性の測定法並びにそれ
らの品質判定基準は次の通りである。試料の作製：モルタル素地面に、水性下塗材を、その塗布量
（乾燥）が1.0〜1.2Kg／m²になるように、ハンド
ローラで塗装し、これを約16時間養生、乾燥させ
た後、その上に、水性上塗材を、その塗布量（乾
燥）が1.0〜1.2Kg／m²になるように、同様にハン
ドローラで塗装して約16時間養生、乾燥させた。このようにして調製した積層塗材層について、
その表層としての各種物性、性能を調べた。物性測定及び品質判定基準 (1) 付着強さ； JIS Ａ 6910の試験方法に準じて測定する。標準時（温度20℃、相対湿度65％RHの雰囲
気条件下に14日間）及び温冷繰返し10サイクル
（１サイクルは、20℃の水中18時間、−20℃の空
気中３時間、並びに50℃の空気中３時間の温冷
処理）後の付着強さが、いずれも6.0Kgｆ／cm²
以上であること。 (2) ひび割れ性； JIS Ａ 6910の試験方法（風速４ｍ／secで、
他の条件は標準状態の風洞試験）に準じて６時
間後の状態を観察する。表面にひび割れが発生しないこと。 (3) 耐候性； JIS Ａ 1415のウエザオメメーターによる
1000時間の促進試験方法に準じて測定する。ひび割れ、ふくれ、剥がれ、及び著しい変退
色（光沢低下を含む）がないこと。 (4) 中性化；温度30℃、相対湿度60℃RH及び雰囲気の炭
酸ガス濃度５％の試験条件下に１カ月静置し、
表層部の変化を調べる。表層部の中性化による変色深さが、３mm以下
であること。 (5) 燃焼性； JIS Ａ 1321の燃焼性試験方法により燃焼面
積と単位面積の燃焼における煙の量と濃度を測
定。燃焼面積が350以下で、且つ煙の濃度が、120
以下であること。（難燃３級） (6) 伸長性；オートグラフを用いて、温度20℃、相対湿度
65％RHの雰囲気下において、引張り速度５
mm／minで試料を引張り、破断時の伸び（ゼロ
スパンテンシヨン）を測定する。実用的には、1.0mm以上であること。実施例１〜２及び比較例１〜７前記下塗材三種及び上塗材五種を用いて、上記
手順により各種組合せの積層塗装を行い、温度20
℃、相対湿度65％RHの調整室において14日間養
生させた各積層試料について、それぞれの物性な
いし品質テストを行つた。それらの各塗材の組合
せとそれぞれの測定結果を下掲第３表にまとめて
示す。

【表】比較例１は、本発明外の下塗材を使用した例
で、比較例２、３及び４は、本発明外の別の上塗
材をそれぞれ用いた積層の例であり、比較例５と
６は、本発明外の下塗材の単独層と本発明の上
塗材の単独層の例であつて、比較例７は本発明
の上塗層の二度塗り積層例である。第３表から明らかなように、本発明の方法に係
る実施例１及び２は、燃焼性粗権及び伸長性試験
の両方に合格するが、本発明の下塗材及び上塗材
の組合せを逸脱する類似構成の比較例１〜７は、
燃焼性と伸長性のいずれかの試験に不合格とな
り、両性能を同時に満足する保護層は提供されな
い。また比較例４と５は、耐候性が悪いことが理
解される。なお、上記実施例１〜２は及び比較例１〜７の
各組合せ積層材は、ひび割れ性試験と中性化試験
にすべて合格し、耐候性試験もすべて良好な結果
を示した。また、上記の実施例１及び２のそれぞれの積層
塗材を、屋外の仮設家屋に形成された無数のひび
割れの発生が進行している厚さ20mmのラスモルタ
ルの壁面に、ハンドローラを用いて、それぞれを
複数個所に６m²ずつ積層施工した。それらのすべ
ての積層施工面は、１年経過後も、ひび割れの発
生は全くなく、本発明の方法によつて形成される
積層材が実用的にも極めて優れたものであること
が実証された。

Claims

【特許請求の範囲】

１セメント系素地表面に、セメントと該セメン
ト100重量部当たり、細骨材100〜350重量部及び
ガラス転移温度−20℃以下のアクリル系樹脂のエ
マルシヨン100〜250重量部（樹脂固形分）を含有
して成る水性下塗材を、多孔質ハンドローラで塗
布し、次いで、その下塗材層の上に、顔料と該顔
料100重量部当たりコロイダルシリカ３〜10重量
部及びガラス転移温度−20℃以下のアクリル系樹
脂のエマルシヨン７〜30重量部（樹脂固形分）を
含有して成る水性上塗材を多孔質ハンドローラで
塗布することを特徴とするセメント系素地面への
シリカ質系塗材の積層施工方法。