JPS62260785A - シリカ質系塗材の積層施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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表面
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った。このひび割
れは、外見上好ましくないばかりでなく、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は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
うになった。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
様のひび割れを形成するので、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
によって、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
のであって、両性質を同時に満たす積Ｍ塗材の開発こそ
またれるところである。

従って、本発明の目的は、該素地面のひび割れ現象に対
してもひび割れを発生せず且つ薙燃性の積層表層を提供
するにある。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１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１０
０〜３５０重足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ョン１００〜２５０型片部（ｖ
！！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１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３〜１
０重量部及びガラス転移温度−２０℃以下のアクリル系
樹脂のエマルション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横築構造材面を包
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
量部当たり、細骨材を１００〜３５０重旦部及びガラス
転移温度が一２０℃以下のアクリル系樹脂のエマルショ
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って、単
味系セメント又は混合系セメントのいずれでもよく１例
えば白色ポルトランドセメント。

高炉セメン１〜．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１粒径０．６薗以下
の微細状骨材であって、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、水性エマルショ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°Ｃ以下
であることが重要である。−２０’Ｃ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
び割れに伴って、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ョン
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って容易
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　〇ｌ＋
２＝ＣＩ−ＧＯＯＲ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って、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は一５
４℃）及び２−エチルへキシルアクリレート（単独重合
体のＴｇは一８５°Ｃ）である。また、硬質松脂を与え
る単量体としては、例えば、スチレン（単独重合体のＴ
ｇは＋１ｏｏｃ）、アクリロニトリル（同Ｔｇは＋１０
０℃）及び一般式ＣＨ，＝Ｃ（ＣＨ，）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
系樹脂のエマルションの塩安定性（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’ｒｇは＋１０３℃）、メタクリル酸（同Ｔｇは＋１
３０℃）、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９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ョン
の樹脂のガラス転移温度が一２０℃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酎える塗材
層が得られ難いので、好ましくない。従って、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ョンは、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
ことによっ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％の水性エマルションとして提
供される。このような本発明の方法に用い得るアクリル
系樹脂エマルションは、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重量部当たりの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ョンの
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
ンション伸びが１．０ｍ以下となるので、セメント系素
地のひび割れに対応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
ートが低下するので好ましくない。好ましい範囲は１２
０〜２２０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°Ｃ以下のアクリル系樹脂のエマルションを樹
脂固形分として７〜３０ｆｆｉｉＰ！！含有して成る江
燃性の優わた水性塗材が、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、着色顔料でも
非看色顔料でもよく、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って生成したポリシラノ
ールを安定化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く用いられるコロイダルシ
リカは１例えば、５〜Ｌｏｏｍμ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
ルションは、前記下塗材の場合と同様に、ガラス転移温
度が一２０℃以下のアクリル系樹脂のエマルションであ
ることが重要であって、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ョンが用いられる
。

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、二酸化アンチモン。

塩化パラフィ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１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１例えば、ＪＩＳ
Ａ１３２１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
が重要であって、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重量部未満では、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ョン
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、５１１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１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。

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１本発明の方法においては、各塗材は、吹
付は等によらず、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である。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、従来得られなかっ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１例えば１〜２圃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
マルショ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ッコ仕上
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
ションペイント等のトッ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
ないセメント系構築物素地面に、難燃性で且つ長期間に
わたって、ひび割れ等の現象を伴わ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ョンは、
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って製造されたものである。

月！」 ２−エチルへ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（ガラス転移温度バー５
０℃）の５３重量％水性二マルション旦！づ ２−エチルへ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（ガラス転移温度は一４
０℃）の５０ｊｌ　ｉ％水性エマルション旦ｌ慣 ２−エチルへキシルアクリレ−１〜とスチレンの重量比
が、４０　：　６０の共重合樹脂（ガラス転移温度は一
５°Ｃ）の５０重量％水性エマルションまた、上塗材に
使用したコロイダルシリカは。

Ｄ　ｕｐｏｎｔ社製のルドックスｌｌ５−４０　（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５Ｉ−５０（５０重量％の
水性剤で。

粒径２１〜３０ｍμの商品名）である。

ｌ且Ｌ２屋 上皇■ 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。

第　　１　　表 一構戎成分＼試料Ｎｏ、　　下■　　下ζ′　　下゛Ｓ
）セメント　　　　　　１００　　１００　　１ｏ。

細骨材　　　　　　　２５２　　３００　　１４７Ｅｍ
−１（固形分）　　　　１４３　　２００　　　８０（
水　分）　　　　１２７．１７７　　　７１［添加剤コ 防水剤　　　　０．７’　　１　　０．５界面活性剤　
　　　　１．８　　２．５　　１．２５合成繊維　　　
　　　３．６　　７．５　　２．５防腐剤　　　　０．
２５　０，３５　０．１８消泡剤　　　　２．５　３．
５　１．７５上　　　水　　　　　　　　１１．５　　
　１６，２　　　２０．８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細骨材　：　　
　　　　　下■　　下■　−下］範ルチル型チタン白　
　１０．７　　１５　　　５滑　　　石　　　　　　　
　　　　３，６　　　　５　　　　　２．５炭酸カルシ
ウム　　　　１３１　　１３０　　１４０水酸化アルミ
ニウム　１０７　　１５０　　　−防水剤　：　カルシ
ウｔ１ステアレート界面活性剤：　アニオン系とノニオ
ン系との重量比が４：６の混合系 合成ｉ哉維：　ポリエステル系繊維 上」湛 下記第２表に示すような各構成成分から成る下塗材三種
（上・［Ｆ］、上■、上Ｉ■、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。

＠２表 構成成分＼試料Ｎｏ、上■　上（の　上■　上・■　上
■顔　　料　　　　　　１００　　１００　　１００　
　１００　　　ｔｏ。

シリカ＋ｌ５−４０　　　５．３　　−　　−　　−　
　−５Ｉ−５０６６−Ｌｌ、４ Ｅｍ−１（固形分）　　　２６．７　−　　−ｍ−（水
　分）　　　２３．７　−一一− Ｅｍ−２（固形分）　　　−１４，９−２０，８１６，
３（水　分）　　　−１４，９−２０，８１６，３Ｅｍ
−３（固形分）−−１４，９−− （水　分）　　　−−１４，９−− ［添加剤］ 界面活性剤　　　　０．６５　０．４５　０．４５　０
．４５　０．３増粘剤　　　０．６５０．４５　０．４
５０．４５　０．５合成選維　　　　　２．６　　−　
　−　　−　　−高沸点溶剤　　　　６．６　３．０　
　３．０　３．０　　３．３上　　水　　　　　　７．
９　　１．６　　１．６　　　！、６　　１．８な、む
、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、ノニオン系会合性のものを
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。

顔−牲：　　　　　」因とりがＬＪ号Ｌ−ヒ徂　ユ１ル
チル型チタン白　１６．７　１４．９　１４．９　１４
．９　１６．３水酸化アルミニウム６６．５　２０．８
　　−　　−　　２２．９炭酸カルシウム　　１６，７
　６４．３　８５．１　８５．１　６０．８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／ｒｒｌ’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（・？２燥）が
１．０〜１．２ｋｇ／ｍになるように、同様にハントロ
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［５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。

生煮」り、　び品τ判　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（ｌサイク
ルは、２０°Ｃ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６．０　ｋｇｆ／ｄ以上であること。

（２）ひび割れ性； ＪＩＳ　Ａ　６９１０の試験方法（風速４ｍ／ｓｅｅで
、他の条件はｅ４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１０
００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％１ｉｌＨ及び雰囲気の炭酸
ガス濃度５％の試験条件下に１力月静置し、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、３ｍ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°Ｃ１相対湿度６５％
ＲＨの雰囲気下において、引張り速度５ｍｍ／ｍｉｎで
試料を引張り、破断時の伸び（ゼロスパンテンション）
を測定する。

実用的には、１．０ｏｎ以上であること。

実施例　１〜２及び比較例１〜４ 前記下塗材三種及び下塗材三種を用いて、上記手順によ
り各種組合せの積層塗装を行い、温度２０°Ｃ２相対湿
度６５％ＲＨの調整室において１〜１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
行った。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。

第　　３　　表 〔実施例〕　１　２〔比較例）１　　２　　３　　４下
塗材　　　　　　■　　■　　　■　　■　　■　　■
上塗材　　　　　　■　　■　　　■　　■　　■　　
■〔テスト項目〕 付着強さ：標準時　７．１　７．５　　８．９　７．３
　７．８　７．５（ｋｇｆ／、ｎ）温冷繰返　８．２　
６．８　１０．２　８．６　８．８　９．８燃焼性：温
度・時 間・面積（’Ｃｘ分）　　７２　２０２　　１７８　　
３８０　４３０　３１０発煙旦（ＣＡ）　　　　１０ｇ
　　５６．６　　８２　　４４．３　４６゜９　３４．
４伸長性：　（伸び）　　１．１　１．２　　０．８　
　０．９　１．５　０．７なお、上記の実施例１〜２及
び比較例１〜４の各組合せ積層材は、ひび割れ性試験と
中性化試験にすへて合格し、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２０側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６イずつ積層施
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、本発明の方法によって形
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 (1)

【特許請求の範囲】
1. １、セメント系素地表面に、セメントと該セメント１０
   ０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ョ
   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ョン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。