JPH0565427A - セメント系被覆組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】セメントと、シリカおよび／または高炉スラグ
の如き微粒子無機粉末と、分散剤と、アクリル系、アク
リル・スチレン系またはスチレン・ブタジエン系などに
代表される乳化重合体とを基本成分とし、さらに、必要
に応じて、細骨材および水をも含んで成る、セメント系
被覆組成物。 【効果】セメントの水和硬化体を主要バインダーとし、
その空隙を微粒子無機粉末が、さらに、その空隙を乳化
重合体が、それぞれ、充填するという斬新なる構造を有
し、得られる塗膜（硬化体）の構造が、非常に緻密であ
って、塗膜としての基材保護効果に優れ、しかも、ポリ
マーセメントの有する良好なる基材付着性、耐候性なら
びに耐薬品性などと相俟って、すぐれた被覆効果をも有
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は新規にして有用なる、セ
メント系の水性被覆組成物に関する。さらに詳細には、
セメント、特定の微粒子無機粉末、分散剤および乳化重
合体を、必要に応じ、さらに、細骨材および水をも含ん
で成る、とりわけ、基材付着性ならびに耐久性などに優
れる、セメント系の水性被覆組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】合成樹脂を主要バインダーとする塗装剤
は、美装および基材保護のために多用されている。

【０００３】しかしながら、樹脂を主要バインダーとす
る塗装剤は、長期の屋外暴露によって、樹脂それ自体の
光劣化に基ずく塗膜劣化があり、施工後において、比較
的短期のうちに補修を必要とするばかりか、合成樹脂そ
のものが、製造上、多大なエネルギーを必要とすること
より、比較的高価であるし、しかも、省エネルギーの観
点からもまた、用途や使用量が限定される。

【０００４】一方、セメントを主要バインダーとするセ
メント系塗装剤は、そのものが水性の塗装剤である処か
ら、安価であるし、しかも、光劣化が少ないという長所
をも有するものの、基材付着性が乏しく、また、塗膜、
すなわちセメント硬化体が充分に緻密になり得なく、耐
透水性などの基材保護効果が劣る処ものであるから、実
用性に劣る。

【０００５】こうした基材付着性の改良に関しては、乳
化重合体を併用する、いわゆるポリマーセメント系塗装
剤が、種々、検討されて、基材付着性こそは改良される
ものの、塗膜が充分には緻密になり得なく、基材の保護
の効果は、未だに、不十分であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そのために、本発明者
らは、上述した如き従来技術における種々の問題点を解
決し、上述した如き従来技術における種々の欠点を解消
すべく、鋭意、研究を行い、とりわけ、耐吸水性ならび
に基材付着性などを始め、セメント硬化体や鐵部材など
の塗装保護剤として優れた諸特性・諸性能を兼備した、
極めて有用なる被覆組成物の開発研究を行った。

【０００７】したがって、本発明が解決しようとする課
題は、基材付着性に優れ、かつ、塗膜が緻密であって、
耐透水性、耐凍結融解性ならびに耐薬品性などの耐久性
と、基材付着性とに優れるセメント系塗装剤を提供する
ことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上述した如き発明が解決しようとする課題に照準を合わ
せて、鋭意、検討を重ねた結果、特定の配合組成より成
るセメント系塗装剤を使用することにより、塗膜、すな
わちセメント系硬化体が、緻密であって耐久性に優れ、
しかも、基材付着性にも優れることを見い出して、ここ
に、基材付着性に優れ、かつ、塗膜が緻密であって、耐
透水性、耐凍結融解性ならびに耐薬品性などの耐久性
と、基材付着性とに優れるセメント系塗装剤という、本
発明を完成させるに到った。

【０００９】すなわち、本発明は、（ａ）セメント、
（ｂ）微粒子無機粉末、（ｃ）分散剤（ｄ）乳化重合体
を、さらに必要に応じて、（ｅ）細骨材および水もを含
んで成る、水硬性のセメント系被覆組成物を提供するも
のである。

【００１０】ここにおいて、セメントは、水と水和結晶
を形成し、本発明組成物の主要なるバインダーとなるも
のであり、硬化特性、硬化体の長期にわたる安定性なら
びに入手の容易さなどを考慮すると、普通ポルトランド
セメント、白色ポルトランドセメントまたは早強（超早
強）ポルトランドセメントなどの使用が望ましい。

【００１１】微粒子無機粉末（ｂ）は、本発明組成物の
主要なるバインダーであるセメント硬化体の間隙を埋
め、塗膜（硬化体）を緻密にするために必須の成分であ
って、セメント粒子に比して２分の１以下の、さらに好
ましくは、５分の１以下の粒子径を有するものの使用が
望ましく、それ故に、重量平均粒子径が１０ミクロン
（μｍ）以下のものがよい。

【００１２】ただし、微粒子になればなるほど、塗膜
（硬化体）は、理論上、緻密になって来るが、配合物中
での分散が困難になり易く、また、塗装に必要な配合物
の流動性を得るためにセメント／水比が高くなり易く、
好ましくない。

【００１３】こうした観点より、粒子径が１μｍ以下の
成分を多量に含むようなものは好ましくない。当該微粒
子無機粉末（ｂ）の組成としては、たとえば、金属、金
属酸化物、硅酸質、あるいは、これらの混合焼結物など
といった広範囲なものが使用可能であり、これらの１種
もしくは２種以上の混合物として使用される。

【００１４】就中、配合物中のセメントのアルカリ性下
で水和反応に寄与するようなものの使用が望ましく、シ
リカや高炉スラグなどの使用が、特に望ましい。また、
当該微粒子無機粉末（ｂ）の使用量としては、セメント
（ａ）の１００重量部に対して１５〜２００重量部なる
範囲、さらに好ましくは、２０〜１００重量部なる範囲
内が適切である。

【００１５】次いで、前記した分散剤（ｃ）であるが、
これは前述したセメント（ａ）、微粒子無機粉末（ｂ）
の配合物中での分散を向上させ、セメント／水比を低く
保ちつつ、配合物の流動性を向上させるために使用され
る。

【００１６】ただし、空気連行性が高いものの使用は、
緻密な塗膜（硬化体）が得られにくくなるので好ましく
ない。かかる観点から、スルホン化メラミン系、ナフタ
レンスルホン酸系またはポリカルボン酸系などの、いわ
ゆる高性能分散剤（減水剤）の使用が好ましく、これら
の１種もしくは２種以上の混合物として使用される。

【００１７】当該分散剤（ｃ）の使用量としては、セメ
ント（ａ）の１００重量部に対し、固形分で、０．１〜
３重量部となる割合が好ましい。０．１重量％未満では
分散効果が不十分で、一方、３重量％を超えて使用して
も効果が飽和する処となる。

【００１８】さらには、０．５〜２重量％の範囲で使用
されるのが好ましい。ここで、得られる塗膜（硬化体）
の強度を高める観点では、スルホン化メラミン系のもの
の使用が好ましく、逆に、配合物の流動性の経時変化を
少なくし、可使時間（ポットライフ）を向上させると言
う観点では、ポリカルボン酸系のものが好ましい。

【００１９】このことから、スルホン化メラミン系とポ
リカルボン酸系の分散剤の併用は、特に好ましい。前記
した乳化重合体（ｄ）であるが、これは本発明組成物の
基材付着性、耐摩耗性ならびに耐薬品性などの耐久性を
向上させるために使用される。

【００２０】また、一般に、当該乳化重合体（ｄ）は、
粒子径が０．０５〜１μｍなる微粒子ポリマーである処
から、前述したセメント（ａ）と微粒子無機粉末（ｂ）
との水和構造の、さらに微細な空隙を充填し、得られる
塗膜を、一層、緻密にするためにも使用されるものであ
る。

【００２１】その使用量としては、セメント（ａ）の１
００重量部に対して、固形分で、３〜２５重量％となる
割合であることが望ましい。その使用量が３重量％未満
の場合には、添加効果が不十分であるし、一方、２５重
量％を超えて使用しても効果が飽和するばかりか、セメ
ント硬化体としての硬さなどの特徴も失われ易くなるの
で好ましくない。

【００２２】さらに好ましくは、４〜２０重量％の範囲
で使用されるのがよい。当該乳化重合体（ｄ）にとっ
て、ポリマーの耐アルカリ性が高いことは好ましいこと
であり、そのためにも、ポリマー組成としては、アクリ
ル系、アクリルスチレン系またはスチレンブタジエン系
重合体であることが望ましい。

【００２３】また、一般に、乳化重合体には乳化剤が含
まれており、配合物の混練時に空気を連行し易いので、
消泡剤を併用することが好ましい。そのさいの使用量と
しては、当該乳化重合体（ｄ）の固形分に対して０．１
〜３重量％の範囲がよい。

【００２４】細骨材（ｅ）としては、一般的には、水和
に寄与しないセメント（ｃ）よりも大きな粒子径を有す
るものであってよく、それらのうちでも特に代表的なも
ののみを例示するにとどめれば、天然砂、硅砂、硅石
粉、陶磁器粉またはガラスビーズの如き無機系粉粒体な
どであり、塗面状態の調整やセメントの硬化収縮の緩和
などのために、必要に応じて、セメント（ａ）の１００
重量部に対して２００重量部以下となるように使用され
る。

【００２５】次に、水であるが、前述した分散剤（ｃ）
および／または乳化重合体（ｄ）が、水を含む液状のも
のであれば、これら前述の各成分中に含まれる水の量を
も含めて、セメント／水なる比が０．２〜０．４５、つ
まり、２０〜４５重量％となるような範囲内で使用され
るのがよい。

【００２６】２０％未満の場合には、セメントの水和が
不十分であって、得られる塗膜（硬化体）の強度が充分
発現され得なくなるし、一方、４５％を超える場合に
は、どうしても、水のブリードのために、やはり、強度
が発現され得なくなるので、いずれの場合も好ましくな
い。

【００２７】さらに、塗膜への着色が必要な場合には、
各種の着色顔料の使用が可能であるが、その場合の使用
量としては、セメント（ａ）の１００重量部に対して、
３０重量％以下で充分であり、その種類としては、顔料
の退色を考慮して、無機顔料を主体に使用することが望
ましい。

【００２８】なお、本発明のセメント系被覆組成物の乾
燥硬化過程において、収縮によるクラックの防止が必要
なる場合には、収縮防止剤や繊維補強剤などの添加は望
ましいものであり、該収縮防止剤としては、早強性をも
有する石膏系のものの使用が特に望ましく、その使用量
としては、セメント（ａ）の１００重量部に対して、
０．２〜１０重量％の範囲内が、さらに好ましくは、
０．２〜５重量％の範囲内が適切である。

【００２９】また、上記した繊維補強剤として特に代表
的なもののみを例示するにとどめれば、ポリビニルアル
コール繊維、ガラス繊維、カーボン繊維、アスベスト繊
維、金属繊維、セルロース繊維、ポリイミド繊維または
ナイロン繊維の如き、有機ないしは無機の各種の繊維な
どであり、これらの１種もしくは２種以上の混合物とし
て、セメント（ａ）の１００重量部に対して０．０５〜
３重量％の範囲で、使用されるのが好ましい。

【００３０】本発明の組成物には、さらに、必要に応じ
て、防錆剤、増粘剤または界面活性剤などをはじめ、各
種の溶剤などの、公知慣用の添加剤が使用される。ま
た、美観や夜光性の付与などをはじめ、弾性、軽量化な
らびに電磁波の反射ないしは吸収などの種々の機能性付
与のために、天然石粒、ガラスビーズ、ゴムチップまた
は発泡ポリスチレンビーズ・パーミュキュライトなどの
有機−ないしは無機軽量骨材、各種の金属・金属酸化物
およびそれらの焼結物などの粒状の添加剤も、必要に応
じて、使用され得る。

【００３１】組成物の混練前の形態として、粉末化分散
剤や粉末化乳化重合体などを使用して、粉体混合物と水
という組合せも、勿論、可能である。使用にさいして
は、材料を調合したのちに、充分、混練分散せしめる必
要がある。

【００３２】塗装方法は特に制限はないが、それらのう
ちでも特に代表的なもののみを例示するにとどめれば、
エアスプレー（ガン）、エアレススプレー、刷毛、コ
テ、ローラー、ロールコーター、シャワーリング、ディ
ッピングまたは流し込み（セルフレベリング）などであ
る。

【００３３】塗膜の膜厚も特に制限はないが、本発明組
成物の特徴を、充分、発現し得るように、用途、目的な
らびに被塗物に応じて、乾燥膜厚で、平均、０．１〜５
ｍｍ程度の範囲内が適切である。

【００３４】乾燥方法としても特に制限はなく、常乾
（気乾養生）でも、加熱ないしは強制乾燥でもよい。さ
らに、セメントの硬化を早めるために、蒸気養生ないし
はオートクレーブ養生によるのもよい。

【００３５】かくして得られる、本発明のセメント系被
覆組成物の用途としては、合成樹脂をベースとする塗料
の適応範囲が、そのすべてであって、特に制限はない
が、それらのうちでも好ましい用途として、特に代表的
なもののみを例示するにとどめれば、セメントコンクリ
ートの躯体（構造物）、床・陸屋根（平面部）や成型体
などへの表面保護をはじめ、さらには、硅酸カルシウム
板、木質セメント板、セメントアスベスト板の如き、各
種の壁材・屋根材の表面保護などが挙げられる。

【００３６】さらに、セメントが有するアルカリ性によ
る防錆効果を利用して、各種の鉄部材の防錆被覆剤とし
て利用するのもよい。なお、本発明組成物の塗膜の上
に、合成樹脂を主要バインダーとする塗料を重ね塗りし
ても良いことは、勿論である。

【００３７】

【実施例】次に、本発明を実施例および比較例により、
一層、具体的に説明するが、特に断りのない限り、すべ
て重量基準であるものとする。

【００３８】［配合］後述する粉体材料を、予めドライ
ブレンドし、それに乳化重合体、水、分散剤または消泡
剤などの液状材料を加え、ホモディスパー（高速撹拌
機）にて、充分、混練せしめた。

【００３９】セメント／水比は、配合物粘度がストマー
粘度で、９０±１５ＫＵとなるように調整した。配合を
第１表に示す。

【００４０】［応用試験］上記の配合物を、下記の基材
に、乾燥膜厚が１±０．１ｍｍとなるように塗布し、２
０℃で、かつ、６５％ＲＨなる条件で１４日間乾燥した
のち、塗面以外をアクリルウレタン系シーリング剤でシ
ーリングし、各種の性能評価の試験に供した。

【００４１】それらの結果は、まとめて、第２および３
表に示す。

【００４２】基材………Ａ；フレキシブルボード（厚さ
３ｍｍ、野沢スレート（株）製品）Ｂ；未処理磨き軟鋼
板（日本テストパネル（株）製品）

【００４３】［試験方法］ （１）耐吸水性………基材ごと水中に全没せしめ、２４
時間後の重量変化より算出。 （２）耐透水性………塗面の上に、直径が２０ｍｍなる
ガラス管を立てて、周りをシーリングし、管内に、水を
１０ｃｍの高さまで入れ、１日後の水の減量を、水柱高
さで以て測定。 （３）耐酸性…………２％稀硫酸中に基材ごと全没せし
め、３日後の状態変化を目視により判定。 （４）耐摩耗性………テーバ摩耗試験機（Ｈ２２摩耗輪
を使用し、荷重を５００ｇとし、１００回転）にて試験
後の摩耗減量を測定。 （５）基材付着性……４×４ｃｍなるアタッチメントを
取り付け、テンシロン試験機にて測定。 （６）耐凍結融解性…基材ごと水中に全没せしめ、−２
０℃に４時間、次いで、４０℃に４時間という連続した
過程を以て、これを１サイクルとし、３００サイクル試
験後の状態を目視により判定。 （７）防錆性…………ソルトスプレー試験機にて５００
時間に亘る試験後の状態を目視により判定。 （８）促進耐候性……サンシャインウェザーメーターに
て２，０００時間に及ぶ試験後の状態を目視により判
定。

【００４４】［配合材料］ 普通ポルトランドセメント；大阪セメント（株）製品 白色ポルトランドセメント；小野田セメント（株）製品 早強ポルトランドセメント； 同上 微粒子無機粉末；「ファインセラメント１０Ａ」〔第一
セメント（株）製の微粒子高炉スラグ、平均粒径＝４μ
ｍ〕 同上 ；「ファインセラメント２０Ａ」（同
上、平均粒径＝６μｍ） 分散剤 ；「ＳＭＦ−３５ＡＧ」〔日産化学工業
（株）製のスルホン化メラミン系分散剤、固形分＝３５
％〕 同上 ；「ウォーターゾール ＰＣ−５６」
〔大日本インキ化学工業（株）製のポリカルボン酸系分
散剤、固形分＝３４％〕 同上 ；「マイティー １５０」〔（株）花王
製のナフタレンスルホン酸系分散剤、固形分＝４１％〕 乳化重合体 ；「ボンコート ５５０」〔大日本イン
キ化学工業（株）製のアクリル系エマルジョン、固形分
＝４０％） 細骨材 ；８号硅砂 消泡剤 ；「ノプコ ８０３４Ｌ」〔サンノプコ
（株）製品〕 収縮防止剤 ；「パルエース」〔昭和鑛業（株）製の
石膏系収縮防止剤〕 繊維補強剤 ；「ドナカーボ」〔大日本インキ化学工
業（株）製のカーボン短繊維〕 顔料 ；「タイペーク Ｒ−９３０」〔石原産
業（株）製の酸化チタン〕

【００４５】

【表１】

【００４６】

【表２】

【００４７】

【表３】

【００４８】

【発明の効果】かくして得られた本発明の組成物は、セ
メント（ａ）の水和硬化体を主要バインダーとし、その
空隙を微粒子無機粉末（ｂ）が充填し、さらに、その空
隙を乳化重合体（ｄ）のポリマー粒子が充填し、さらに
また、分散剤（ｃ）の分子が充填するという斬新なる構
造を有するものである処から、非常に緻密なる構造の塗
膜（硬化体）を与えるものである。

【００４９】したがって、本発明のセメント被覆組成物
は、塗膜としての基材保護効果に優れるし、しかも、ポ
リマーセメントの有する良好な基材付着性、耐候性なら
びに耐薬品性などと相俟って、すぐれた被覆効果をも有
するものである。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）セメント、（ｂ）微粒子無機粉末、（ｃ）分散剤
   および（ｄ）乳化重合体を、必要に応じ、さらに、
   （ｅ）細骨材および水をも含有することを特徴とする、
   セメント系被覆組成物。
2. 【請求項２】 （ａ）セメントの１００重量部に対して、それぞれ、
   （ｂ）微粒子無機粉末を１５〜２００重量％、（ｃ）分
   散剤を、固形分で０．１〜３重量％、（ｄ）乳化重合体
   を、固形分で３〜２５重量％、（ｅ）細骨材を０〜２０
   ０重量％なる範囲で含有すること、ならびに、セメント
   ／水なる比が２０〜４５％であることを特徴とする、セ
   メント系被覆組成物。
3. 【請求項３】前記したセメント（ａ）がポルトランドセ
   メントである、請求項１または２に記載のセメント系被
   覆組成物。
4. 【請求項４】前記した微粒子無機粉末（ｂ）が、シリカ
   および／または高炉スラグである、請求項１または２に
   記載のセメント系被覆組成物。
5. 【請求項５】前記した分散剤（ｃ）がスルホン化メラミ
   ン系分散剤である、請求項１または２に記載のセメント
   系被覆組成物。
6. 【請求項６】前記した分散剤（ｃ）が、スルホン化メラ
   ミン系分散剤とポリカルボン酸系分散剤との併用になる
   ものである、請求項１または２に記載のセメント系被覆
   組成物。
7. 【請求項７】前記した乳化重合体（ｄ）が、アクリル
   系、アクリルスチレン系またはスチレンブタジエン系の
   いずれかのものである、請求項１または２に記載のセメ
   ント系被覆組成物。
8. 【請求項８】前記したセメント（ａ）の１００重量部に
   対し、石膏系収縮防止剤の０．２〜１０重量％を含んで
   成る、請求項１または２に記載のセメント系被覆組成
   物。
9. 【請求項９】前記したセメント（ａ）の１００重量部に
   対し、繊維補強剤の０．０５〜 ３重量％を含んで成
   る、請求項１または２に記載のセメント系被覆組成物。
10. 【請求項１０】前記したセメント（ａ）の１００重量％
    に対し、着色顔料を３０重量％以下で含んで成る、請求
    項１または２に記載のセメント系被覆組成物。