JPS6251223B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、アルカリシリケート系の塗膜形成用
組成物、特に建築物や建築物の材料の表面に優れ
た塗膜を形成せしめるための組成物に関するもの
である。 近年、無機高分子の発展に伴い、建築物や建築
用材料の表面仕上材としてアルカリシリケート系
塗布材が種々市場に現われてきている。 アルカリシリケート単独、あるいは単に骨材を
添加して成る材料を塗布した場合、乾燥により成
膜せしめることができるが、耐水性が全くなく、
水中含浸すると短時間で塗膜は容易に溶解してし
まい、そのままでは塗布材として用いることがで
きない。 従来かような欠点を改良するために、アルカリ
シリケートに硬化剤を配合することが行なわれて
おり、用いられている硬化剤としては、多価金属
塩（リン酸アルミニウム、ポリリン酸アルミニウ
ム、炭酸鉛等）、多価金属酸化物（酸化アルミニ
ウム、酸化鉛、酸化亜鉛、酸化マグネシウム
等）、両性金属粉（アルミニウム、亜鉛、シリカ
等）、複合金属水酸化物（LiAlH₄、NaBH₄）及び
酸、酸性塩、有機酸塩等である。 しかし、これら硬化剤を配合した塗布材では耐
水性及び適切な作業可使時間いう、２つの特性を
併せ備えているものはない。 つまり硬化剤を多く添加すれば、耐水性は向上
するが、作業可使時間が短かくなり、短時間でゲ
ル化してしまう為、作業できず、一方硬化剤の量
が少なくなると耐水性に乏しく、塗布材として用
いる事ができない。 本発明者らは、これらの欠点を改良する為に研
究した結果、主剤としてのアルカリシリケートに
硬化剤として適当量のセメントペーストを用い、
さらに亀裂防止等の為に骨材を添加する事によつ
て、適切な作業可使時間で耐水性の極めて優れた
塗膜が得られる事を見い出し、本発明を完成する
に到つた。 即ち、本発明はアルカリシリケートとアルカリ
シリケート100重量部（以下部と略す）に対し、
骨材５〜300部とセメントペースト１〜100部（固
形分）とから成る事を特徴とする塗膜形成用組成
物である。 本発明に於いて硬化剤として、セメントペース
トを用いる理由は、ペースト中に溶出してきてい
るセメントの各種成分によつて、アルカリシリケ
ート主体の塗膜に耐水性を付与する為である。こ
れはアルカリシリケートをセメントペースト中に
溶出しているセメント構成成分により架橋し、さ
らにセメントがアルカリシリケートの影響で除々
に凝結し、水和反応を起こし、著じるしく耐水性
のある塗膜を形成するものである。ここでセメン
トをペースト状としないで、粉状状態でアルカリ
シリケート水溶液に添加するとセメント粒子が団
粒状に固結してしまい、硬化剤としての役割を果
たさなくなるばかりか、塗膜も不均一なものとな
り不良である。本発明に於いてセメントペースト
の添加量は固形分でアルカリシリケート100部に
対し、１〜100部である必要があり、セメントペ
ーストの配合量が１部未満では耐水性がほとんど
改良されず、数時間水中含浸すると形成した塗膜
は溶解してしまう欠点がある。 又セメントペーストの配合量が100部を越える
と、形成した皮膜の耐水性は極めて優れている
が、可使時間が短かく、わずか数分でゲル化して
しまい塗布作業ができないという欠点がある。セ
メントペーストは、セメント100部に対して水20
〜50部を添加してスラリー状としたものが好まし
く用いられる。 この場合、セメントに対する水の量が少ない場
合、完全にスラリー状とすることができず、それ
をシリケートに添加しても均一に混和されず、一
部擬凝結した形で残るため、塗膜の耐水性が不良
となる傾向にあり、一方水の量が多くなると水分
が多くなり、塗膜に亀裂が生じる傾向にある。 セメントペーストの添加量として、耐水性のあ
る皮膜を形成し、尚かつ適切な作業可使時間をも
たせるための更に好ましい添加量はアルカリシリ
ケート100部に対して５〜70部であり、さらに好
ましくは10〜50部である。 本発明に於て、骨材の添加量はアルカリシリケ
ート100部に対して５〜300部であり、配合量が５
部未満では塗膜の亀裂発生を防ぐことができず、
塗膜形成後に多くの亀裂が表面に現われて不良で
あり、一方300部を越えるとバインダーとしての
アルカリシリケート量が不足して、粘結効果がで
ない為に、塗膜強度が低下する欠点がある。 骨材の更に好ましい添加量は、アルカリシリケ
ート100部に対して10〜250部、特に好ましくは50
〜150部である。 本発明に於いて用いられるアルカリシリケート
としては、珪酸ソーダ、珪酸カリウム、珪酸リチ
ウム、第４アンモニウムシリケートなどがある
が、アルカリシリケート自体の耐水性を考慮して
用いる珪酸ソーダとしては、そのSiO₂／Na₂Oモ
ル比が３以上のものが好ましく、特に好ましくは
４以上のものである。珪酸カリウムの場合にはそ
のSiO₂／K₂Oモル比が３以上のものが好ましく、
特に好ましくは４以上のものである。珪酸リチウ
ムの場合には、そのSiO₂／Li₂Oモル比が５以上
のものが好ましく、特に好ましくは８以上のもの
である。第４アンモニウムシリケートとしては、
例えばジメチルジエタノールアンモニウムシリケ
ート、モノメチルトリプロパノールアンモニウム
シリケート、モノメチルトリプロパノールアンモ
ニウムシリケート、ジメチルジプロパノールアン
モニウムシリケート、モノエチルトリプロパノー
ルアンモニウムシリケート等の液状品があるが、
それらのSiO₂／NR₄モル比が10以上のものが好ま
しく、特に好ましくは20以上のものである。 硬化剤として用いるセメントとしては、石灰珪
酸質セメントそして、普通ポルトランドセメン
ト、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトラ
ンドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、高
炉セメントＡ・Ｂ及びＣ種、シリカセメントＡ・
Ｂ及びＣ種、フライアツシユセメントＡ・Ｂ及び
Ｃ種、白色セメント、カラーセメント、超速硬
（ジエツト）セメント等があり、石灰アルミナ質
セメントとしてアルミナセメントがあり、好まし
くは白色セメント、普通ポルトランドセメント、
高炉セメント、アルミナセメントである。 骨材としては、硅砂、アルミナ、炭酸カルシウ
ム、アスベスト、軽石、シリカ、シヤモツト粉
末、バーミキユライト、寒水砂、プラスチツク粉
末、木粉、パルプ粉、パーライト、シラスバルー
ン、岩綿、カオリン粘土、フライアツシユ等があ
る。 さらに本発明に於いては、更に顔料、増粘剤、
撥水剤及び樹脂エマルジヨンを加える事も勿論可
能である。 顔料としては、一般の着色顔料、体質顔料であ
るが、それらの例としては、二酸化チタン、酸化
鉄、酸化クロム、リトポン、硫化亜鉛、ウルトラ
マリン青、クロムイエロー、カーボンブラツク、
陶土、雲母、鉛丹、二酸化鉛、酸化亜鉛、クロム
酸亜鉛、酸化アルミニウム等があり、その配合量
はアルカリシリケートに対して30部以下が好まし
い。 増粘剤としては、ポリアクリル酸塩、アンモニ
ア、ベントナイト、及びセルローズ系のものがあ
り、その配合量はアルカリシリケート100部に対
して10部以下が好ましい。 撥水剤としては例えばナトリウム、カリウム等
のシリコネート、有機ポリシロキサンの末端基を
親水性基に変えたシリコン油のエマルジヨン等が
あり、その配合量は５部以下が好ましい。樹脂エ
マルジヨンとしては、市販のものを適宜用いら
れ、例えば日本アクリル化学社製のプライマール
Ｍ−30、AL−55、LT87、山陽国策パルプ社製の
タフタツク400、401、協和醗酵社製のエバナール
Ｔ−790、Ｔ−810W、カネボウ・エヌエスシー社
製のＶ−5504、VC−503などがあり、これらの配
合量は固形分でアルカリシリケート100部に対し
て30部以下が好ましい。 本発明の塗膜形成用組成物は、上記各成分を必
要により添加混合することにより容易に得られ
る。混合は通常のミキサー、ニーダー等の混合機
が用いられる。 又、本発明の必須成分であるセメントは、アル
カリシリケートと一緒に混合して保存することは
できないので、作業開始前にアルカリシリケート
を主体とする主剤に、硬化剤としてのセメントペ
ーストを加えて用いる。添加に当つてはセメント
に適当量の水を加えてペースト状とした状態で主
剤に加える。 また、必須成分である骨材は、アルカリシリケ
ート系の主剤に添加してもよいし、セメント系の
硬化剤側に添加してもよいし、あるいは双方に分
割添加する事も勿論可能である。 本発明の塗膜形成用組成物は、例えばコンクリ
ート、モルタル、石コウボード、石コウプラスタ
ー、スレート板、珪酸カルシウム板、ALC板、
各種金属板、合成繊維からなる布地、壁紙等の建
築材料およびこれらから成る建築物に塗布するこ
とができる。 本発明の塗布形成用組成物は、上記の材料およ
びこれら材料から成るブロツク化建材、建築物、
構築物等の屋内外壁及び天井面に対し、優れた保
護化粧効果を発揮する。 塗布方法としては、各種ガンによつて行なう
が、ロール塗装法、カーテンフローコーター法、
はけ塗装法等によることも勿論可能である。上記
塗装法については、塗膜形成用組成物の流動特性
に対応して、また望む化粧模様に対して適宜使い
分けられるものであるが、組成物の粘度は
300cps以上（Ｂ型粘度計30rpm、ローターNo.２、
20℃）、特に好ましくは1000〜50000ops程度にな
るように調節するのがよい。粘度が300cps未満
では皮膜時に亀裂が入つたり、垂直面で塗工した
場合、タレやすくなり、又高粘度の場合には垂直
面に対して一度に厚塗りできる利点があるが、高
粘度に過ぎるときは塗工上難点がある。 本発明に於いての施工膜厚は0.1〜10mm程度で
あり、好ましくは0.5〜５mmである。膜厚が0.1mm
以下では亀裂の発生等が生じる傾向にあり、10mm
以上では欠落等の損傷を受けやすくなる傾向にあ
る。 本発明の塗膜形成用組成物は、アルカリシリケ
ートとセメントとの硬化反応によつて塗膜の内部
まで完全に硬化する為、塗布後の未乾燥の状態で
も耐水性を発揮する。 このように形成した塗膜は、傷、欠落等の損傷
を受けにくく、耐水性、耐アルカリ性、耐亀裂
性、耐白黄性、耐チヨーキング性及び接着強度が
良好であり、長期にわたつて、建造物の保護と装
飾効果を保持することができる。 次に本発明の詳細を実施例を用いて説明する。
実施例中の部及び％は重量部及び重量％である。 又実施例における試験法は次の通りである。 (1) 作業可使時間（ポツトライフ） アルカリシリケート主体の主剤溶液に硬化剤
を水でペースト状として加え、よく撹拌した後
放置し、混合物がゲル化して吹付作業ができな
くなるまでの時間を測定する。 (2) 塗膜外観 幅10cm、長さ20cm、厚さ２cmのモルタル板に
スプレーガンを用いて作業可使時間内に塗膜形
成用組成物を３Kg／m²の量で吹きつけ、標準状
態（20℃、60％RH）で10日間乾燥後、形成塗
膜の亀裂の有無等を観察した。 (3) 吹付材の下地に対する接着力 上記(2)で作製した試験体をJIS Ａ 6910（複
層模様吹付材）の付着強さ試験の項目に従つて
標準状態及び浸水後の接着力を試験した。 (4) 含浸試験 (i) 耐水性 上記(2)で作製した試験体を水面下に１週間
含浸させた後、塗膜外観接着力及び指触によ
り塗膜強度を観察した。 (ii) 耐アルカリ性 上記(2)で作成した試験体を、消石灰で飽和
した0.1％の水酸化ナトリウム溶液に１周間
含浸させて塗膜外観、接着力及び指触により
塗膜強度を観察した。 (5) 耐候性 (i) ウエザオ処理 上記(2)で作製した試験体を、東洋理化(株)製
のWE−SUN−DC型デユーサイクルサンシ
ヤインウオザオメーターを用いて１時間に６
分間の水噴射の割合で500時間照射した後、
塗膜外観、接着力及び塗膜の強さを観察し
た。 (ii) 屋外暴露 上記(2)で作製した試験体を、南面30℃で屋
外に暴露して６ケ月後に塗膜外観、接着力及
び塗膜の強さを観察した。 実施例 １ 珪酸ソーダ100部（SiO₂／Na₂Oモル比：３）に
骨材として岩綿２部、硅砂10部、炭酸カルシウム
20部、顔料として酸化チタン２部、増粘剤として
ペントナイト１部、撥水剤として東芝シリコン(株)
製のTSW−870を0.5部、樹脂エマルジヨンとし
て、日本アクリル化学社製のプライマルＭ−30
５部を加え、通常のミキサーで１時間混練して粘
度7000cps（Ｂ型粘度計30rpm、ローターNo.２、
20℃）の粘稠なスラリーを得た。 吹付作業直前に、硬化剤として白色セメント30
部に、水５部を加えてペースト状としたものを上
記主剤に加えてよく撹拌した。得られた混合物を
上記試験法に従つて試験した結果は表−１に示す
ように良好であつた。 尚、作業可使時間（エアースプレーによる作業
が可能な時間）は30分であつた。 実施例 ２〜５ 表−１に示すような種々のアルカリシリケート
の主剤に硬化剤を実施例１のように添加して、上
記試験法に従つて性能を測定した結果は表−１に
示すように、何れも良好であつた。 比較例 １〜５ 表−２に示すように、硬化剤としてのセメント
の添加量の少ないもの（比較例１）、セメントの
添加量の多いもの（比較例２）、骨材の添加部数
の少ないもの（比較例３）及び骨材の添加部数の
多いもの（比較例４）、セメントをペースト状と
して加えなかつたもの（比較例５）について、そ
れぞれ同様に上記試験法に従つて性能を測定した
結果は表−２に示すように、耐水性不良、作業可
使時間が短かすぎたり、塗膜表面に亀裂を発生し
たり、塗膜強度がなくなりモロくなつたり、セメ
ントが団粒状となり均一な塗膜とならなかつたり
して、塗膜形成用組成物として何れも欠陥を示し
不良であつた。

【表】

【表】

【表】

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アルカリシリケートとアルカリシリケート
   100重量部に対して骨材５〜300重量部とセメント
   ペースト１〜100重量部（固形分）とより成るこ
   とを特徴とする塗膜形成用組成物。