JPS63301286A - モルタルライニング用シ−リング材 - 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〕 本発明は水道管内面のモルタルライニング層上にこれを
塗布することにより、モルタルライニング層の耐久性を
増大させ、引いては水道管内面の腐蝕を防止するのに役
立つモルタルライニング用シーリング材に関する。

〔従来の技術〕

ダクタイル鋳鉄管や鋼管等の金属性水道管内面の腐蝕防
止には、水道管内面にタールエポキシ樹脂塗料、エポキ
シ樹脂粉体塗料又はポリエチレン樹脂粉体塗料等をコー
ティングする方法があるが、一般にはこれ等の樹脂塗料
をコーティングする代わりにセメントモルタルライニン
グを施す方法が広く用いられる。このセメントモルタル
ライニング法の場合には、セメントモルタル中のアルカ
リ分が溶出するという問題があり、これを防止するため
、モルタルライニング表面に例えばアクリル樹脂エマル
ジョン又は塩化ビニル樹脂等のコーティングを施すこと
が常法とされる。

〔本発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記したモルタルライニング表面にアク
リル樹脂エマルジョン又は塩化ビニル樹脂等のコーティ
ングを施す方法では、管内を流れる水の水質によっては
、例えばＰＨが７以下の酸性水や遊離炭酸を含有する浸
食性水等の場合にはコーティング層に存在するピンホー
ル等の欠陥部を通ってモルタルライニング中のセメント
のアルカリ分が溶出し、長期間の間にモルタルライニン
グを劣化させ、その結果としてモルタルライニング層上
のコーティング皮膜の密着力が低下し、水の流れ方向の
変化や流速の強弱等の物理的変化によってコーティング
皮膜が剥離し、遂には水道管内面の腐蝕をまねくおそれ
があった。

この場合、モルタルライニング層上にコーティングする
上記アクリル樹脂エマルジッン又は塩化ビニル樹脂に代
わり、より一層皮膜強度、耐水性、耐アルカリ性、密着
性に優れたウレタン樹脂やエポキシ樹脂等の高価な樹脂
コーティングを用いることが考えられるが、この場合で
もコーティング皮膜の剥離が時間的に延長されるだけで
水道管のように長期間使用されるものでは、根本的な剥
離防止までには至らない。

〔間邪点を解決する手段〕

そこで、本発明者等はモルタルライニング層上に樹脂皮
膜を形成して水道管内面の腐蝕を防止せんとする着想を
１８０度転換し、モルタルライニング層上に塗布した場
合塗布された成分がモルタルライニング層中に浸透しモ
ルタルライニング層中に吸着され、モルタルライニング
層中のセメント成分と反応することによりモルタルライ
ニング中のアルカリ分の溶出を防止することにより管内
面の腐蝕を防止する方法の研究、実験を重ねた結果とし
て、この目的を達成することが出来るモルタルライニン
グ用シーリング材を発明した。

即ち、本発明のモルタルライニング用シーリング材は、
エチレン性不飽和モノマーからなる重合体１０〜９５重
量％正、金属石鹸１〜８０重量％と、シランカップリン
グ剤０．００１〜５重量％と、シリコーン１〜８０重量
％とからなる組成物からなり、有効成分１〜１５重量％
であることを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明の上記シーリング材は、エチレン性不飽和モノマ
ーからなる重合体、例えば後述のアクリル樹脂等を有機
溶剤に溶解させて得られるアクリル樹脂溶液中に金属石
鹸、シランカップリング剤及びシリコーンを加え有機溶
剤中の有効固形分濃度１〜１５重量％、好ましくは濃度
３〜１０重量％に調整することにより容易に得られる。

本発明において使用する重合体のエチレン性不飽和モノ
マーとしてはメタクリル酸、アクリル酸等の不飽和−塩
基酸、あるいはマレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の
不飽和多塩基酸あるいはその無水物あるいはそのモノア
ルキルエステルモノマー、メタクリル酸メチル、メタク
リル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブ
チル、メタクリル酸イソブチル等のメタクリル酸のアル
キルエステルモノマー、アクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アク
リル酸２エチルヘキシル等のアクリル酸のアルキルエス
テルモノマー、アクリル酸２ヒドロキシエチル、アクリ
ル酸２ヒドロキシプロピル、メタクリル酸２ヒドロキシ
エチル、メタクリル酸２ヒドロキシプロピル等のヒドロ
キシモノマー、スチレン、α−メチルスチレン等の芳香
族モノマーがある。

エチレン性不飽和モノマーの内、１ないし２以上のモノ
マーからなる重合体はモルタルもしくはセメント内部に
浸透した浸透性シールコート剤Ｎおよび表面層に必要な
物理的及び化学的性質を付与するためにを用である。

本発明の目的には重合体をモルタルもしくはセメント内
部にｔ＋ｉ３させることが一層効果的であり表面層のみ
でなく浸透層を形成することによりモルタルもしくはセ
メント内部の細孔や空隙を充填することにより表面層の
接着性も向上する。

重合体が１０重量％より少ないと表面層の強度が充分で
なく、９５重■％より多いと浸透性が充分でなく数ミク
ロン以下の被覆では充分なアルカリシール性を得られず
接着性も充分でない。

なお、上記重合体のエチレン性不飽和モノマーに代えア
クリル系共重合樹脂のエチレン性不飽和カルボン酸を用
いても良く、エチレン性不飽和カルボン酸はモノマーの
１ないし２以上のモノマーと共重合することによりアク
リル系共重合樹脂にアルカリ性物質を捕捉する性質を付
与し、セメント等からのアルカリ性物質を捕捉して水中
へのアルカリ性物質の溶出を防止する効果が生じて都合
が良い。

この場合の酸価として１〜２０が好ましく、１より少な
いとアルカリ性物質の溶出を防止する効果が得られず、
２０より多いと親水性が増加しすぎ耐水性の低下を招き
不都合となる。

本発明において使用する金属石鹸としてはステアリン酸
、オレイン酸、バルミチン酸、ミリスチン酸、ラウリル
酸等の長鎖アルキル脂肪酸のアルミニウム、マグネシウ
ム、カルシウム、亜鉛等の塩がある。シーリングに撥水
性を付与し、被膜の１ａ水防水性を増す。

本発明においては１、金属石鹸は溶解状態で用いること
が望ましく、金属石鹸を溶解した状態の浸ｉ３性シール
材をモルタルもしくはセメントに塗布することにより、
表面層にｔｎ水性を付与するばかりでなくモルタルもし
くはセメント内部に浸透し内部の細孔や空隙を充填しア
ルカリ物質と結合し溶出を防ぎアルカリシール性を高め
る。

この金属石鹸の使用量を１〜８０重量％と限定した理由
は、８０重量％を越える量を使用した場合は、シーリン
グ材中において金属石鹸が析出し、シーリング材として
の安定性が悪くなるからであり、一方１重量％未満の使
用量ではモルタルライニング中のアルカリ分との配位な
らびに撥水性が不充分となるからである。

なお、金属石鹸を溶解した溶液は保存中に著しく増粘し
たりゲル化を起こすことがあるが、必要に応じてアミン
、水、アルコール等の極性物質を添加し防止することが
出来る。

本発明において使用するシランカップリング剤は、モル
タルライニング層のセメント成分中の水酸基と反応して
セメント成分とアクリル樹脂との付看性を強化させる役
目を有するもので、例えばＮ−（２−アミノエチル）３
−アミノプロピル−メチルジメトキシシラン、Ｎ−（２
−アミノエチル）　３−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン等のアミノシラン系、３−グリシドキシプロビルト
リメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジ
メトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシ
ル）エチルトリメトキシシラン等の工ｔ−ｔ−ジシラン
、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラ
ン等のビニルシラン、３−クロロプロピルトリメトキシ
シラン等のクロルシラン系がある。

また特にアミノシラン系は金属石鹸を溶解した２８液の
ゲル化を防止する効果が高く本発明に有用である。

上記シランカップリング剤の添加量を０．００１重量％
〜５重量％とするのは０．００１重量％より少ないと浸
透性、接着性及びゲル化防止効果が不充分であり、５重
量％より多いと浸透性が過剰となり、モルタル等の表面
への連続した撥水層が形成しにくくなり、充分なアルカ
リシール性を得るにはシール材を多量に用いる必要が生
じ、またモルタル等の表面状態のむらによる浸透むらに
より仕上がり表面にむらが生じ外観が損なわれるからで
ある。

本発明におけるシリコーンとしては、ジメチルシリコー
ン、メチルハイドロジエンシリコーン、メチルメトキシ
シリコーン、メチルフェニルシリコーン等がある。

このシリコーンはモルタル等内部に浸透してｔ。

水性の被膜を形成し、セメン）ｍｌを包み水溶性物質の
溶出を防止する。

この添加量を１〜９０重量％とするのは、１重量％より
少ないとセメント内部に浸透し撥水性の被膜を形成する
には不充分となり、９帽１％より多いとｔａ水性は充分
であるが浸透性が良くなるためモルタル等の表面への連
続した被覆層の形成が不充分となり、数ミクロン以下の
被覆では充分なアルカリシール性が得られないからであ
る。

本発明におけるシール材はスプレー、刷毛塗り等の方法
により塗布し、被覆するモルタル等の状態により有効成
分、溶剤組成を調整し、モルタル内部に浸透させかつ数
ミクロン以下の表面層を形成せしめるのが適当である。

この表面層はモルタル内部の漫ｉ３層と数ミクロン以下
の１ｎ水防水性の表面層からなり、水浸漬時の凍結融解
繰り返しの接着性および遊離炭酸水浸漬時の接着性及び
アルカリシール性を有する内面被覆モルタルライニング
管もしくはセメント系管を得ることが出来る。

なお、塗装時、塗装性向上のため必要に応じて消泡剤、
レベリング剤等の添加剤を用いてもよい。

このシーリング材の調整において使用される溶剤の組成
は、樹脂組成、塗装方法などによって適宜選択されるべ
きであるが、溶剤以外の固形分濃度は１〜１５重量％で
あることが要求される。その理由は１５重量％以上にな
ると、シーリング材を放置する時、特に低温時における
安定性が悪くなるほか、シーリング材のモルタルライニ
ング層への浸透性が不充分となり、シーリング材として
の効果を発揮しないからである。好ましい濃度は３〜１
０重量％である。

〔実施例〕

以下に、本発明のシーリング材を実施例により更に詳細
に説明する。なお実施例中の部又は％はすべて重量部又
は重量％を示す。

実施例１゜ ステアリン酸アルミニウム０．５部と有Ｉｍ溶剤（イソ
プロピルアルコール／トルエン＝　５　／９５重量比）
　４２．３５部を６０℃に加温し攪拌溶解した。

次いでこれを室温まで冷却し、サイラエースＳ−３３０
（チッソ製、シランカップリング剤）０．０１部を加え
撹拌し、次にダイヤナールＬＲ−１１７３（三菱レイヨ
ン類、アクリル樹脂、不揮発分３５゛％）７．１４部、
ＴＭＳ−８１０（東芝シリコーン製、シリコーン、有効
成分５％）５０部を加え、攪拌混合した。

このものは重合体／金属石鹸／シランカップリング剤／
シリコーン＝４５．３／９．２１０．２／４５．３　（
重量比）であり、有効成分５．５％であった。

実施例２゜ ステアリン酸アルミニウム１．５部と有機溶剤（イソプ
ロピルアルコール／トルエン−５／９５１１１比）　６
９．７５部を６０℃に加温し攪拌溶解した。

次いでこれを室温まで冷却し、サイラエースＳ−３３０
（チッソ製、シランカップリング剤）０．０５部を加え
攪拌し、次にダイヤナールＬＲ−６８９（三菱レイヨン
類、アクリル樹脂、不揮発分４０％）１８．７５部、Ｋ
Ｃ−８８（信越化学製、シリコーン、有効成分１０％）
１０部を加え、攪拌混合した。

このものは重合体／金属石鹸／シランカップリング剤／
シリコーン＝７４．６／］、４．９１０．５／１０．０
　（重量比）であり、有効成分１０％であった。

比較例１゜ ステアリン酸アルミニウム０．５部と有機溶剤（イソプ
ロピルアルコール／トルエン＝　５　／９５ｆｆｉｌ比
）　５１．６３部を６０℃に加温し攪拌溶解した。

次いでこれを室温まで冷却し、サイラエースＳ−３３０
（チッソ製、シランカップリング剤）０．０１部を加え
攪拌し、次にダイヤナールＬＲ−１１７３（三菱レイヨ
ン類、アクリル樹脂、不揮発分３５％）０．８６部、Ｋ
Ｃ−８８（信越化学製、シリコーン、有効成分ｌＯ％）
４７部を加え、攪拌混合した。

このものは重合体／金属石鹸／シランカップリング剤／
シリコーン＝５．４／９．１１０．２／８５．３　（重
量比）であり、有効成分５．５％であった。

比較例２゜ ステアリン酸アルミニウム０．５部と有機溶剤（イソプ
ロピルアルコール／トルエン−５／９５重１比）　８５
．２部を６０℃に加温し攪拌溶解した。

次いでこれを室温まで冷却し、サイラエースＳ−３３０
（チッソ製、シランカップリング剤）０．０１部を加え
攪拌し、次にダイヤナールＬＲ−１１７３（三菱レイヨ
ン類、アクリル樹脂、不揮発分３５％）１４．２９部、
ＫＣ−８８（信越化学製、シリコーン、有効成分１０％
）４７部を加え、攪拌混合した。

このものは重合体／金属石鹸／シランカップリング剤／
シリコーン＝９０．７／９．１１０．２／　Ｏ（重量比
）であり、有効成分５．５％であった。

比較例３゜ 有機溶剤（イソプロピルアルコール／トルエン＝　５　
／９５重量比）　４１．４２部とサイラエースＳ−３３
０（チッソ製、シランカップリング剤）０．０１部を加
え攪拌し、次にダイヤナールＬＲ−１１７３（三菱レイ
ヨン類、アクリル樹脂、不揮発分３５％）８．５７部、
Ｔ−３−８１０（東芝シリコーン製、シリコーン、有効
成分５％）５０部を加え、攪拌混合した。

このものは重合体／金属石鹸／シランカンブリング剤／
シリコーン＝５５．４／　０１０．２／４５．４　（重
量比）であり、有効成分５．５％であった。

比較例４゜ ステアリン酸アルミニウム０．５部と有機溶剤（イソプ
ロピルアルコール／トルエン＝　５　／９５重量比’）
　４２．８１部を６０℃に加温し攪拌溶解した。

次いでこれを室温まで冷却し、ダイヤナールＬＲ−１１
７３（三菱レイヨン製、アクリル樹脂、不揮発分３５％
）７．１４部、ＴＭＳ−８１０（東芝シリコーン製、シ
リコーン、有効成分５％）　５０部を加え、攪拌混合し
た。

このものは重合体／金属石鹸／シランカップリング剤／
シリコーン＝４５．４／９．１　／　０　／４５．４　
（重量比）であり、有効成分５．５％であった。

次に、上記実施例、比較例をモルタルライニング管内面
に塗装しアルカリシール性、凍結融解性、耐遊離炭酸水
性等につき試験を行ったところ第１表の結果となった。

試験は、先ず径１００龍、長さ１００　重態の上水道用
モルタルライニング管内面にシール剤を刷毛により、塗
布量１２５ｇ／　ｎ？になるよう塗布し、７日間室温乾
燥した。

その後、管の両端を密栓し管内に水道水を入れて軸方向
が水平になるように置き、アルカリシール性、耐凍結融
解繰り返し性試験を行った。

また、塗装した管を遊離炭酸水中に浸漬した。

第１表 （試験方法） アルカリシール性 水道水充填後、１日後に管内の試験水のＰＨを測定し、
上昇値を求める。なお供試水のＰＨは７．３であった。

表において○は上昇値１未満、△は同１．５未満×は同
１．５以上を示す。

耐凍結融解 一２０℃で４時間凍結し、その後管の両端の栓を抜き、
常温水に浸漬し融解させる操作を１サイクルとして１０
サイクル行う。

表においてＯは異常なし、△はブリスター発生、×は膜
割れ、剥がれ発生 耐遊離炭酸水性 炭酸ガス量０．５４！／ｗｉｎ　、水量１１　／Ｉ＋ｌ
ｉｎ　、水温１２℃、ＰＨ５，４の中に７日間浸漬する
。

表において○は異常なし、△はブリスター発生、×は剥
がれ発生 次に、実施例２と同一組成物で、有効成分の異なるシー
ル剤を調整し、前記と同一条件で被覆管を得、同一条件
での試験を行うと共に試験後、モルタルの一部を剥がし
、走査型電子顕微鏡を用い断面を観察した。これらの結
果は第２表の通りであった。

第２表 注■　表面層厚■ 塗布量１２５ｇ／ｒｒｒで有効成分が全く浸透しない場
合の計算上の膜厚（塗膜比重１．２）注■　表面層厚■ 採取した被覆モルタル片の断面を走査型電子顕微鏡によ
り観察した値。（単位μ）第１表、第２表より明らかな
ように、本発明実施例はアルカリシール性、耐凍結融解
性、耐遊離炭酸水性に優れ、かつ有効成分を１〜１５％
とじた場合これらの効果が最も優れるが判る。

次に、本願発明において使用するエチレン性不飽和モノ
マーからなる重合体の酸価について検討を行ったところ
次の結果が得られた。

実施例１及び実施例２のアクリル樹脂の酸価は前者は３
、後者は１０であった。

これに対し、比較例１〜４の酸価は共に３であった。さ
らに比較例５として実施例１のダイヤナールＬＲ−１１
７３（三菱レイヨン類、アクリル樹脂、不揮発分３５％
、酸価３）に代えてダイヤナールＨ１？−１１２（三菱
レイヨン類、アクリル樹脂、不揮発分５０％、酸価３５
）を用い、配合量等は実施例１と同様にしてシール剤を
調整した。

また比較例６として実施例１のダイヤナールＬＲ−１１
７３（三菱レイヨン類、アクリル樹脂、不揮発分３５％
、酸価３）に代えダイヤナールＬＲ−１０３８（三菱レ
イヨン類、アクリル樹脂、不揮発分３８％、酸価０．６
）を用い、配合量等は実施例１と同様にしてシール剤を
調整した。

これらにつき前述と同様アルカリシール性、耐凍結融解
性、耐遊離炭酸水性試験をおこなったところ第３表の結
果となった。

なお第３表において実施例１．２及び比較例１〜４につ
いては第１表と同一であるので比較例５．６のみの結果
を示す。

第３表 注　（５）は比較例５を（６）は比較例６を示し、評価
は第１表と同じである。

第３表よりエチレン性不飽和モノマーからなる重合体の
酸価が１〜２０とすることが好適であることが判明した
。

〔効果〕

この発明は以上説明したようにモルタルライニング層上
に塗布するときは、シーリング材がモルタルライニング
層中に浸透し、モルタルライニング層中に吸収され、　
モルタルライニング層中のセメント成分と反応してセメ
ント成分と強固に結合し、緻密なゲル層を形成する。

このゲル層はセメント中のアルカリ分を中和すると共に
アルカリ分の溶出を防止する。従って水道管内を流れる
水のＰＨの増加も抑止すると共に水道管内面の腐蝕を防
止することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エチレン性不飽和モノマーからなる重合体１０〜
   ９５重量％と、金属石鹸１〜８０重量％と、シランカッ
   プリング剤０．００１〜５重量％と、シリコーン１〜８
   ０重量％とからなる組成物からなり、有効成分１〜１５
   重量％であるモルタルライニング用シーリング材。
2. （２）エチレン性不飽和モノマーからなる重合体がエチ
   レン性不飽和カルボン酸を共重合したアクリル系共重合
   樹脂で酸価１〜２０のアクリル系共重合樹脂である特許
   請求の範囲第１項記載のモルタルライニング用シーリン
   グ材。