JPS6320372A - 水蒸気選択透過性防水用塗材 - 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、構造物の表面に適用して、水蒸気選択透過性
、防水性の優れた塗膜を形成し得る塗材に関し、特に、
比較的薄い塗層て、優れた防水性、水蒸気透過性、及び
炭酸ガス遮断性能等の所望のガス選択透過性塗装を形成
し得ると共に、優れた耐候性と伸長性の塗層を提供し得
る塗材に関するものである。

〔従来の技術とその問題点〕

一般に、居住等の構造物の外壁は、外部環境と室内環境
とをコントロールする役割を有し、通常、１）防水性（
水不透過性） ２）水蒸気透過性 ３）炭酸ガス遮断性 等の諸性能を兼備することが要求される。また、このよ
うな塗層は、表装として適用されることに関連して、更
に、優れた耐汚染性、経時的変色。

退色に対する抵抗性、各種表装仕上げ性の良好な塗装形
成材であることが要望される。

かかる実用上の要求に応じて、近年、構造物の外壁塗装
においても、防水機能を有するアクリレート系樹脂のエ
マルションを用いる塗膜防水工法が広く採用されるよう
になった。構造材コンクリートは、寒期に、その壁内に
結露水が侵入して凍結すると、コンクリートの破壊を引
き起こすので、コンクリート内部への水の浸透を防止す
ることは極めて重要な技術的事項であって、かかる観点
から、塗膜防水工法に用いられる塗膜防水材については
、特に防水性の優れたアクリレート系合成樹脂のエマル
ションが用いられた。そのような防水性重視の塗材にあ
っては、通常、しばしば水蒸気透過性機能が損なわれ、
例えば、冬期には、外部環境と室内の環境とのコントロ
ールバランスがくずれて、室内の壁体表面に結露した湿
分のために、壁面にかびが発生したり凍害などの望まし
くない状況が発生する現象が避けられなかった。また、
かかる外壁のコンクリートは、熱伝導率が上昇し、換言
すれば断熱性が低下し、そのため暖房費が高くつくとい
う不利益な結果を招来する。

更に、単に水蒸気透過性を付与する構造材のための無機
高分子系充水塗膜防水工法は、形成される塗膜の柔軟性
及び防水性が低く、あるいは炭酸ガス遮断性の低い塗層
を提供するので、劣化を防止し得るコンクリート構造物
を形成させることは、実質的に固着である。

従って、本発明の目的は、外層に要求される前記性能１
）ないし３）を兼備した実用的に極めて望ましいコンク
リート構造物の外壁用の塗材を提供することにある。ま
た、他の目的は、素地のひび割れに対してもひび割れる
ことのない適切な伸長性を有し、コンクリートの保護層
として望ましい塗材を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、上記目的を達成する塗材について試作研
究を重ねた結果、実用的に極めて好適な塗材を開発した
。

すなわち、本発明は、炭素原子数６〜１０のアルキル基
を有するアクリル酸アルキルエステルと該エステル１０
０重量部に対して、ビニルアルコキシシラン類及びグリ
シドキシアルコキシシラン類から選択される共単量体１
〜１０重量部とを重合して得られるガラス転位点が一３
０℃以下の共重合体のエマルションを主要成分として成
る水蒸気選択透過性の優れた防水用塗材を提供する。

本発明において、主要成分であるエマルション中に含有
されるアクリル系共重合体は、後に説明する方法により
測定されるガラス転位点（以下。

Ｔｇと略記することがある）が、−３０℃以下であるこ
とが重要であって、Ｔｇがこれより高いと、従来のセメ
ント系リシン仕上材や合成樹脂エマルション系リシン仕
上材と同じ程度以上の水蒸気透過性が得られ難く、ある
いは同等の水蒸気透過性が得られたとしても、温度の低
下と共に該透過性が著しく低減し、また更に、従来の塗
膜防水組成物程度の柔軟性が得られないので不都合であ
る。

ガラス転位点ＴＫの測定は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）
や熱機械分析装置（ＴＭＡ）などの熱分析装置を用いて
測定する方法が知られているが、例えば、単量体の単独
重合体のＴｇがわかっている場合には、昭和５３年８月
２０日に（株）高分子刊行会から発行された新高分子文
庫１４０′高分子エマルションの物性と応用」の第６６
〜６８ページに記載されるように、次式によって求める
ことができる。

１　／　Ｔ　ｇ　”　Ｗ　ｘ　／　Ｔ　ｇ　ｚ　＋　Ｗ
　２　／　Ｔ　ｇ　まただし、Ｗ工＋Ｗよ＝１である。

註）上記式中の符号； Ｗ工：第１の単量体の重量分率 Ｗ２：第２の単量体の重量分率 Ｔｇｌ：第１の単量体の単独重合体のＴｇ（’　ｋ）Ｔ
ｇｘ：第２の単量体の単独重合体のＴｇ（’　ｋ）本発
明の後記具体例のおけるＴｇは、上記式によって計算し
たものである。

本発明に係るエマルションは、分散樹脂のＴｇの限定に
関連して、アクリル酸エステルとして、アルコール部の
アルキル基は炭素原子が６〜１０個のアクリレートが主
として用いられる。これらの７クリレート類は、Ｔｇが
一４０℃以下であって、それらに包含される単量体は、
例えば、ｎ−へキシルアクリレート（Ｔｇ　ニー５８℃
）ｔｎ−へブチルアクリレート（−５８℃）、２−エチ
ルへキシルアクリレ−ト（−６８℃Ｌ　ｎ−オクチルア
クリレート（−６５℃）。

ｎ−ノニルアクリレート（−５９℃）　＋　１３０−ノ
ニルアクリレート（−５０℃）及びデシルアクリレート
（−４２℃）等が代表的である。括弧内には、それぞれ
の単量体の単独重合体のＴｇを示した。これらは単独で
も、また、二種以上を組合せて用いてもよい。

また、本発明の塗材に用いられるビニルアルコキシシラ
ン類とグリシドキシアルコキシシラン類の代表的なもの
としては、例えば、ビニルトリエトキシシラン、ビニル
トリス（２−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリ
ロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシ
プロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピ
ルメチルジェトキシシラン等を挙げることができる。こ
れらのシラン化合物は、上記特定のアクリレートとの共
重合に供されるが、単独でも、二種以上を併用すること
もできる。その量はアクリレート１００重量部当たり１
〜１０重量部である。１重量部未満では、共重合樹脂の
水蒸気透過性、塗膜の疎水化、付着性、耐候性が不充分
となり、更に、塗膜表面の粘着性や耐汚染性も期待でき
なくなるので好ましくない。また、シラン化合物が１０
重量部を超えると、該化合物の含有量の増大に見合う添
加効果が得られないので、工業的に不利である。実用的
には５重量部以下が好ましく用いられる。

このシラン化合物類の単独重合体のＴｇは明らかではな
いが、前記のアクリレートとの共重合体のＴｇは、周知
測定方法により、該シラン化合物類が１０重量部以下で
あれば、そのアクリレート単独重合体のＴｇと実質的に
殆ど変わらないことが確認された。

また、本発明のアクリレート系エマルションの共重合体
には、更に、他のビニル系単量体を５０重量部以下導入
することができる。かかるビニル系共単量体としては、
例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレ
イン酸、スチレン、メタクリル酸メチル、アクリロニト
リル、酢酸ビニル、エチレンなどを挙げることができる
。これらは一種または二種以上を組合せてしようできる
。

しかし、第三成分としてのこれらビニル系単量体の種類
と量は、共重合体のＴｇを考慮して選択されねばならな
いことは当然である。

本発明の塗材には、更に、骨材や着色顔料を添加して好
都合に用いることができる。これらの顔料の混用におい
ては、その組成物の顔料体積濃度（ＰＶＣ）を５０％以
下に調製することが望ましく、塗層の柔軟性を考慮する
ときは、４０％以下とすることが好ましい。

組成物のＰｖＣの算出方法は、例えば次式によって求め
ることができる。

式中の記号は、次のとおりである。

Ｗｐｉ：ｉ種の顔料の重量％ Ｖｂｉ：ｉ種のエマルション重合体の重量％Ｐｐｉ：ｉ
種の顔料の比重 Ｐｂｉ：ｉ種のエマルション重合体の比重本発明におい
で用いられる着色顔料としては、例えば、酸化チタン、
亜鉛華、酸化鉄、黄鉛、酸化クロム、カドミウムイエロ
ー、カドミウムレッド、モリブデンレッド、コバルト紫
、コバルト青。

群青、紺青、銅フタロシアニンブルー、銅フタロシアニ
ングリーン、パーマネントレッド４Ｒ，ウオッチングレ
ッド、ファーストイエロー１０Ｇ等をを上げることがで
きる。また、いわゆる骨材を含む体質顔料としては、例
えば、カオリンクレー。

焼成りレー、タルク、ワラストナイト、有機ベントナイ
ト、カーボンブラック、ホワイトカーボン。

酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、マ
イカ、ポリエチレンパウダー等を挙げることができる。

これらの顔料類は、単独でも、また組み合わせて用いて
もよく、所望の外装形成に合わせて選択使用されること
はもちろんである。混用される顔料の使用量は、共重合
エマルションの樹脂固形分１００重量部当たり、通常、
３００重量部以下である。

本発明の塗材には、更に、通常、塗材に少量添加使用さ
れる各種の添加剤、例えば粘度調整剤、界面活性剤、消
泡剤、防腐剤、防かび剤、あるいはブロッキング防止剤
等を配合使用することができる。好都合に用いられる粘
度調整剤は、例えばメチルセルロース系、ヒドロキシエ
チルセルロース系、ポリアクリル酸ナトリウムなどであ
り、界面活性剤は、ポリオキシエチレンアルキルエーテ
ル、ポリアクリル酸ナトリウム、ヘキサメタりん酸ナト
リウムなどであり、また、消泡剤は、脂肪酸金属石けん
、脂肪族高級アルコール、シリコーン系のものであって
、通常、各側は樹脂固形分に対してそれぞれ３重量％以
工程度の少量が使用される。更に、必要に応じて添加さ
れるブロッキング防止剤は、例えば、ふっ素系、ポリエ
チレンワックス系、ジルコニウム系、パラジウム系、パ
ラフィンワックス系などであって、それらはエマルショ
ンの樹脂固形分１００重量部に対して、通常、５〜２５
重量％程度が添加使用される。

本発明の塗材は、通常、１０００〜５００００ｃｐｓ　
（ＢＨ型粘度計、　６０ｒｐｍｓローターＮｏ、７．２
０℃）に調整され、刷毛、エアースプレー、ローラなど
各種塗布手段により構造材面に適用することができる。

本発明の塗材は、その水蒸気選択透過性、炭酸ガス遮断
性及び防水性等の機能面から、通常、その乾燥塗膜の厚
さを、７０〜３００μ程度に形成させることが好ましい
が、顔料の使用量によって多少変動させることができる
。

本発明の塗材により形成された塗膜ないし塗層は、水蒸
気透過性及び炭酸ガス遮断性に優れ、且つ高度の防水性
を有するから、各種構造材の外表面に望ましい保護外層
を形成する。例えば、外断熱壁を含む各種サイディング
ボード外壁、コンクリート構造物、ＡＬＣ構造物の表面
保護層あるいは美装用等として極めて有用であり、また
、ＪＩＳＡ６９１０，６９１５等に規定されている被層
仕上げ塗材のフィニツシユコートとしても極めて望まし
いものであり、その実用的価値は高い。

〔実施例〕

以下、具体例により、本発明を更に詳細に説明する。

なお、具体例における各種塗材で形成された塗膜の諸物
性に測定法及びその評価は次のとおりである。

（１）防水性： ＪＩＳ　Ａ６９１０被層仕上げ塗材の透水試験５１．１
０に準じて測定：透水深さ０．５ｍＱ以下であること。

（２）水蒸気透過性； ＪＩＳ　２０２０８防湿包装材料の透湿度試験−Ａ法に
準じて測定：１００ｇ／ｒｒｉ・２４ｈｒ以上であるこ
と。

（３）炭酸ガス遮断性； Ｐ／Ｃ＝１５重量ヌのポ重量−セメントでｏ、５−厚に
全面補修されたＩｓ　Ｘ　１５　Ｘ　４５３の１／３モ
ルタルに塗材を１００μ厚に塗布したものを炭酸ガス濃
度５容量％、温度２０℃、湿度６５％の中性化試験機中
に１月間放置し１、その切断面にフェノールフタレイン
溶液を噴霧し、変色しなかった表層部の深さを測定二　
表面より１ｍ以下であること。

（４）伸長性； ＪＩＳＡ６９１０複層仕上げ塗材の伸長最伸長性試験に
準じて、温度２０℃で測定：伸びが１２部以上であるこ
と。

（５）耐候性試験； ＪＩＳ　Ａ６９１０複層仕上げ塗材の耐候性試験５．１
２に準じて、カーボンサンシャインウエザオメーターに
おいて２０００時間照射し、外観の状態をａ察；主とし
て変色がないこと。

実施例　１ ２−エチルへキシルアクリレート（２−ＥＨＡ）　１０
０重量部とビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラ
ン（ｉｓｏ−ＮＡ）　２重量部を通常の乳化重合法によ
って重合した樹脂濃度約６０重量％の合成樹脂エマルシ
ョンに、エマルション中の樹脂固形分１００重量部当た
り、酸化チタン２０重量部、ヒドロキシエチルセルロー
ス１重量部、ポリアクリル酸ナトリウム１重量部及びポ
リオキシエチレンアルキルエーテル０．３重量部を加え
、更に、消泡剤として脂肪酸金属せっけん０．５重量部
、ふっ素糸ブロッキング防止剤２０重量部及び防腐剤０
．２重量部を加えて、充分均一になるまでかきまぜ、塗
材を調製した。

調製された塗材をエアースプレーガンを用いて。

乾燥塗膜の厚さが１２０μになるように、それぞれの試
験用板に噴霧塗布した。

それぞれの試験片を標準状態（２０℃、　Ｒ８６０％）
で７日間放置、乾燥したのち、得られた塗膜の諧性能を
測定した。それらの結果を、後記第３表に示す。

実施例　２〜４ 実施例１の方法に準じて、下掲第１表に示すような三種
のエマルションを調製し、それぞれのエマルションを第
２表に示す各種添加剤を配合して塗材を調製した。この
各塗材を実施例１と同様に操作して試験片を作り、それ
ぞれの塗膜について各種物性を測定した。それらの結果
を実施例１のそれと共に、第３表にまとめて示す。なお
、表中の部数及び％は、ことわり無いかぎり重量に基づ
くものである。

第　　　１　　　表 エマルション　　実施例　　実施例　　実施例２−ＥＩ
ＩＡ　　　　　　１００　　　１００ｉｓｏ−ＮＡ　　
　　　　　　　　　　　　　１００ＭＡＡ　　　　　　
　１０　　　　５　　　　５Ｓｔ　　　　　　　　　　
　　　３０ ＭＭＡ　　　　　　　１０　　　　　　　　　２０ＶＴ
−Ｓｉ　　　　　　　２ γ−ＧＰＳｉ　　　　　　　　　　　１　　　　１Ｔｇ
（’Ｃ）　　　　−５１−３８−３５樹脂固形分（％）
　　　６０　　　　５５　　　　５５ただし、表中の略
号は次のとおり。

ＭＡＡ：メタクリル酸 Ｓｔ：　スチレン ＨＭＡ：　メチルメタクリレート ＶＴ−５ｉ　：　ビニルトリス（２−メトキシエトキシ
）シランγ−ＧＰＳｉ：　γ−グリドキシプロピルトリ
メトキシシラン第　　２　　表 （樹脂固形分）　　　　１００　　　１００　　　１０
０酸化チタン　　　　　　１００　　　１００　　　　
−カオリンクレー　　　　　５０−一 ）ＩＥ−セルロース　　　　　　２　　　　２　　　−
ＰＡ−Ｎａ　　　　　　　　　　　３　　　　　２　　
　　−ＰＯＥ−エーテル　　　　　０．４　　　０．６
　　　−金属石けん　　　　　　１，０　　　１．０　
　　−ふっ素糸− ブロッキング防止剤　　−２０− ただし、表中の略号は、次の通りである。

１１Ｅ−セルロース：　ヒドロキシエチルセルロースＰ
Ａ−Ｎａ：ポリアクリル酸ナトリウムＰＯＥ−エーテル
：ポリオキシエチレンアルキルエーテル第　　　３　　
　表 測定項目　　実施例１　実施例２　実施例３　実施例４
透水性（ｓＱ）　　　　０，２　　　０．５　　　０．
３　　　０．１透湿性（ｇ／ｍ２４ｈｒ）　４５０　　
　２８０　　　１５０　　　２６０ＣＯ，遮断性（ａｍ
）　　　０　　　　０　　　　０　　　　０伸長性（％
）　　　　４８０　　　１２０　　　１８０　　　６０
０耐候性（良好）　　良好　　　良好　　良好　　　良
好比較例　ｌ 前記実施例１に準じて、第４表に示す本発明外の各種塗
材を調製し、それぞれの塗膜の諸物性を測定した。合成
樹脂エマルションの組成、それぞれに各種添加剤を配合
し、混和して調製された塗材及びそれぞれの各種物性測
定結果を下掲第４表及び第５表に示す。

第　　４　　表 エマルション　　比較例　比較例　　比較例　　比較例
ｎ−ＢＡ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１
００ＭＡＡ　　　　　　　　５　　　１０　　　　５　
　　　５Ｓｔ　　　　　　　　　　　　　　　　　６０
ＭＭＡ　　　　　　　Ｉｓ　　　　１０　　　　　　　
　　２０ＶＴ−５ｉ　　　　　　　　　　　２　　　　
　　　　０．５添加剤（部） 酸化チタン　　　１００　　　５０　　　１００　　　
１００カオリンクレー　　　　　　４００ ＨＥ−セルロース　　　２　　３　　　　２　　　２Ｐ
Ａ−Ｎａ　　　　　　　　２　　　３　　　　　２　　
　　　２ＰＯＥ−二−チル　　０．６　　１．０　　　
０．６　　　０．６金属石けん　　　　１．０　　３．
０　　　１．０　　　１．０ふっ素系−ブロッ キング防止剤　　　２０ 各塗材から得られた塗膜の諸性能を次表に示した。

第　　　５　　　表 Ｈ１ｌｌ定項目　　比較例１　比較例２　比較例３　比
較例４透水性（ｍ１２）　　　　０．２　　　４，２　
　　０．３　　　０．１透湿性（ｇ／ｍ２４ｈｒ）　　
９０　　　　７５０　　　１２０　　　４０ＣＯ２遮断
性（ｍｍ）　　　０　　　　１０　　　　０　　　　０
伸長性（％）　　　　２９０　　　　０　　　５０　　
　２００耐候性（良好）　　良好　　　良好　　　黄変
　　　良好〔発明の効果〕 上記具体例から理解されるように、本発明の塗材は、外
装材として要求される諸性能を兼備するので、実用的に
極めて望ましく、本発明外の塗材が、いずれかの所望性
能を欠くことを考慮すれば、本発明のものが顕著に優れ
た産業上の利用性を有することは明白である。

特許出願人　　　　恒和化学工業株式会社□・二二」

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、炭素原子数６〜１０のアルキル基を有するアクリル
   酸アルキルエステルと該エステル１００重量部に対して
   、ビニルアルコキシシラン類及びグリシドキシアルコキ
   シシラン類から選択される共単量体１〜１０重量部とを
   重合して得られるガラス転位点が−３０℃以下の共重合
   体のエマルションを主要成分として成る水蒸気選択透過
   性の優れた防水用塗材。 ２、共重合体に、更に他のビニル系単量体が、上記エス
   テル１００重量部当たり、５０重量部以下導入されて成
   る特許請求の範囲第１項記載の塗材。 ３、共重合体エマルションに顔料を添加し、その顔料体
   積濃度を４０％以下に調整して成る特許請求の範囲第１
   項記載の塗材。