土木建築材料用吸水防止材
【課題】 土木建築材料に塗布した場合に、長期間にわたって吸水防止性能を維持するだけでなく、塗布表面のクラックの発生を防止し、塗膜の剥がれや白化を阻止することができる吸水防止材を提供する。
【解決手段】 （Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物、（Ｂ）モンモリロナイトに第４級アンモニウムイオンを反応させて得られ、１０００℃での強熱減量が３３〜５０％である有機ベントナイト、（Ｃ）乾燥調整剤、および（Ｄ）疎水性シリカを含む土木建築材料用吸水防止材。
【解決手段】 （Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物、（Ｂ）モンモリロナイトに第４級アンモニウムイオンを反応させて得られ、１０００℃での強熱減量が３３〜５０％である有機ベントナイト、（Ｃ）乾燥調整剤、および（Ｄ）疎水性シリカを含む土木建築材料用吸水防止材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木建築材料用吸水防止材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物が、土木建築材料に吸水防止材として有用であることは広く知られており、一般的には、これらアルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物を種々の有機溶剤で希釈した有機溶剤型の吸水防止材や、アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物を水中乳化させたエマルション型の吸水防止材が用いられている。しかしながら、このような有機溶剤型もしくはエマルション型の吸水防止材は、大半のものが、有効成分が５０質量％以下で残りを有機溶剤または水が占めるため、溶液粘度が１００ｍＰａ・ｓ以下と低く、１回で塗布できる有効成分の量が４０〜８０ｇ／ｍ２と少ないので、規定量（２００〜３００ｇ／ｍ２）塗布するためには２〜５回重ね塗りすることが必要である。また、粘度が低いために、基材に塗布した場合、垂直面では垂れ流れによるロスが生じ易く、天井面などへの塗布は不可能であり、作業性の面で制約が多く課題となっている。さらに、これらの有機溶剤型もしくはエマルション型の吸水防止材を基材に塗布した場合、アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物の一部が、基材の外へ揮発するので、塗布したアルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物の全量を基材中に浸透させることができず、基材中にアルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物の深い浸透層を形成できないといった問題もある。このような問題を解決するため、塗布量を増やすことが試みられているが、塗布回数が増え、作業コストの上昇を招き経済的でない。
【０００３】
一方、上記問題を解決するために、アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物に、無機鉱物、水溶性高分子および吸水性樹脂の少なくとも１種と極性溶媒とを加えた吸水防止材が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、この吸水防止材は、土木建築材料の表面に施工した際、膨潤していた無機鉱物が乾燥収縮して塗布表面にクラック（割れ）を発生させる。特に冬季のような低温時においては、収縮度合いが大きい傾向にあり、クラックの発生が多くなる傾向がある。塗布表面にクラックが発生すると、塗膜が剥がれたり、白化したりして、外観の意匠性が悪くなる問題がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２２１５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、土木建築材料に塗布した場合に、長期間にわたって吸水防止性能を維持するだけでなく、塗布表面のクラックの発生を防止し、塗膜の剥がれや白化を阻止することができる吸水防止材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意検討した結果、（Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物と、（Ｂ）モンモリロナイトに第４級アンモニウムイオンを反応させて得られ、１０００℃での強熱減量が３３〜５０％である有機ベントナイトと、（Ｃ）乾燥調整剤と、（Ｄ）疎水性シリカとを含む吸水防止材を用いると、長期間にわたって吸水防止性能を維持するだけでなく、塗布表面のクラックの発生を防止し、塗膜の剥がれや白化を阻止することを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、下記に示すとおりの土木建築材料用吸水防止材を提供するものである。
【０００９】
項１． （Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物、（Ｂ）モンモリロナイトに第４級アンモニウムイオンを反応させて得られ、１０００℃での強熱減量が３３〜５０％である有機ベントナイト、（Ｃ）乾燥調整剤、および（Ｄ）疎水性シリカを含む土木建築材料用吸水防止材。
【００１０】
項２． （Ｂ）モンモリロナイトに第４級アンモニウムイオンを反応させて得られ、１０００℃での強熱減量が３３〜５０％である有機ベントナイトの使用量が、（Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物１００質量部に対して、３〜１３質量部である項１に記載の土木建築材料用吸水防止材。
【００１１】
項３． （Ｃ）乾燥調整剤の使用量が、（Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物１００質量部に対して、１〜５質量部である項１または２に記載の土木建築材料用吸水防止材。
【００１２】
項４． （Ｄ）疎水性シリカの使用量が、（Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物１００質量部に対して、０．１〜２質量部である項１〜３のいずれか１項に記載の土木建築材料用吸水防止材。
【００１３】
項５． アルキルアルコキシシランが、一般式（１）；
Ｒ１ｎＳｉ(ＯＲ２)４−ｎ （１）
（式中、Ｒ１は炭素数１〜２０のアルキル基を示し、Ｒ２は炭素数１〜４のアルキル基を示す。ｎは１または２である。）で表される化合物である項１〜４のいずれか１項に記載の土木建築材料用吸水防止材。
【００１４】
項６． （Ｃ）乾燥調整剤が、沸点１５０℃以上、かつ、水１Ｌに対する溶解度が１００ｇ以上の有機溶媒である項１〜５のいずれか１項に記載の土木建築材料用吸水防止材。
【００１５】
項７． ２０℃における粘度が１，０００〜１０，０００ｍＰａ・ｓである項１〜６のいずれか１項に記載の土木建築材料用吸水防止材。
【００１６】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１７】
（Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物
本発明で用いられるアルキルアルコキシシランとしては、特に限定されないが、下記一般式（１）で表される化合物が好適に用いられる。
Ｒ１ｎＳｉ(ＯＲ２)４−ｎ （１）
式中、Ｒ１は炭素数１〜２０のアルキル基を示し、Ｒ２は炭素数１〜４のアルキル基を示す。ｎは１または２である。
【００１８】
上記炭素数１〜２０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基等が挙げられる。これらの中でも、置換基の疎水性が高く、得られる土木建築材料用吸水防止材の吸水防止性を高くする観点から、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基が好ましい。
【００１９】
上記炭素数１〜４のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。これらの中でも、アルキルアルコキシシランの反応性が高く、容易に縮合でき、得られる土木建築材料用吸水防止材の吸水防止性を高くする観点から、メチル基、エチル基、プロピル基が好ましい。
【００２０】
このようなアルキルアルコキシシランの具体例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ペンチルトリメトキシシラン、ペンチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、ヘプチルトリメトキシシラン、ヘプチルトリエトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、ノニルトリメトキシシラン、ノニルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ウンデシルトリメトキシシラン、ウンデシルトリエトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、ドデシルトリエトキシシラン、トリデシルトリメトキシシラン、トリデシルトリエトキシシラン、テトラデシルトリメトキシシラン、テトラデシルトリエトキシシラン、ペンタデシルトリメトキシシラン、ペンタデシルトリエトキシシラン、ヘキサデシルトリメトキシシラン、ヘキサデシルトリエトキシシラン、ヘプタデシルトリメトキシシラン、ヘプタデシルトリエトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、オクチルメチルジメトキシシラン、オクタデシルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。
【００２１】
これらの中でも、入手が容易であり、得られる土木建築材料用吸水防止材の吸水防止性を高くする観点から、一般式（１）中のＲ１で示されるアルキル基の炭素数が６以上でしかもＲ２で示されるアルキル基の炭素数が１〜３のヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシランが好適に用いられる。これらのアルキルアルコキシシランは、部分縮合物または混合物として用いることもできる。
【００２２】
（Ｂ）有機ベントナイト
本発明で用いられる有機ベントナイトは、１０００℃での強熱減量が３３〜５０％であるものであれば特に限定されないが、得られる土木建築材料用吸水防止材の疎水性を高めて、吸水防止性を高くする観点から、強熱減量が３４〜４９％であるものが好ましい。
【００２３】
１０００℃での強熱減量が３３〜５０％である有機ベントナイトとしては、例えば、天然の親水性層状粘土鉱物であるモンモリロナイトを主成分とし、これに、トリメチルステアリルアンモニウム、ジメチルステアリルベンジルアンモニウム、ジメチルジオクタデシルアンモニウム等の第４級アンモニウムイオンを反応させ疎水化したもの等が挙げられる。
【００２４】
このような有機ベントナイトは、一般に市販されており、例えば、エスベンＷＸ（強熱減量３９．０％）、エスベンＮ−４００（強熱減量３９．３％）、エスベンＮＸ（強熱減量４１．８％）、エスベンＮＺ（強熱減量３７．９％）（いずれも株式会社ホージュンの製品）等が挙げられる。
【００２５】
本発明の吸水防止材を土木建築材料に塗布した場合、アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物は基材内部へ浸透し、一方、有機ベントナイトが基材表面に残る。その結果、有機ベントナイトが、いわゆる「ふた」のような役割をして土木建築材料の内部へ浸透しつつあるアルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物の揮発を抑え、ほぼ全量を土木建築材料の内部へ浸透させることができると考えられる。この時、有機ベントナイトの１０００℃まで加熱したときの強熱減量が３３〜５０％である、言い換えると、有機成分の含有量が３３〜５０％と高いので、ベントナイト層状間にアルキルアルコキシシランが配位し易く、吸水防止材が高粘度となる。その結果、塗布作業時の温度の影響を受けにくく、３０℃以上の高温時でも良好に塗布でき、０℃でも凍結することなく塗布可能である。さらに、吸水防止性が極めて良好になるので、長期にわたって水の浸透抑制はもちろんのこと、塩化物イオンの浸透抑制効果も向上させることができる。
【００２６】
１０００℃での強熱減量が３３％未満だと、得られる吸水防止材の粘度が低く、１回で塗布できる塗布量が少なく、さらに３０℃以上の高温条件下で塗布した場合、垂れ流れによるロスが多く、塗布作業性に悪影響を与える。また、塗布後の吸水防止性が弱く、持続性もない。さらに、塩化物イオンの浸透抑制効果が劣るといった現象もみられる。一方、１０００℃での強熱減量が５０％を超えると、層状粘度鉱物であるモンモリロナイトの含有割合が減るために増粘効果が低下し、この場合も、得られる吸水防止材の粘度が低くなる。特に、３０℃以上の高温条件下で塗布した場合、垂れ流れによるロスが多く、塗布作業性に悪影響を与える。また、塗布後の吸水防止性が弱く、持続性もない。さらに、塩化物イオンの浸透抑制効果が劣るといった現象もみられる。
【００２７】
この有機ベントナイトの使用量は、（Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物１００質量部に対して、３〜１３質量部であるのが好ましく、得られる土木建築材料用吸水防止材に適度な粘度を与えて作業性を向上させる観点から、４〜１２質量部であるのがより好ましく、経済的な観点から、５〜１０質量部であるのが特に好ましい。使用量が３質量部未満の場合、得られる土木建築材料用吸水防止材の粘度が低く、一度に多くの塗布ができないばかりか、有機ベントナイトがアルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物の揮発防止のフタとして機能しにくく基材内部に深く浸透することができないため、吸水防止性能を長期間維持することができないおそれがある。また、使用量が１３質量部を超える場合、得られる土木建築材料用吸水防止材の粘度が高くなりすぎて、基材への施工が困難となるおそれがある。
【００２８】
（Ｃ）乾燥調整剤
本発明で用いられる乾燥調整剤としては、特に限定されないが、沸点が１５０℃以上、かつ、水１Ｌに対する溶解度が１００ｇ以上の有機溶媒であることが好ましい。具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール等のグリコール類；γ−ブチロラクトン、γ−カプロラクトン等のラクトン類；ジメチルスルホキシド、Ｎメチルピロリドン、ジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性溶媒等が挙げられる。これらの中でも、経済性、安全性の観点から、γ−ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、が好適に用いられる。
【００２９】
本発明においては、これらの乾燥調整剤を１種単独で使用することもでき、または２種以上を併用することもできる。
【００３０】
この乾燥調整剤の使用量は、（Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物１００質量部に対して、１〜５質量部であるのが好ましく、適度な乾燥状態と粘度を維持する観点から、２〜４質量部であるのがより好ましい。使用量が１質量部未満の場合、塗布表面のクラックを防ぐことができないおそれがある。また、使用量が５質量部を超える場合、得られる吸水防止材の粘度が低く、１回で塗布できる塗布量が少なく、さらに３０℃以上の高温条件下で塗布した場合、垂れ流れによるロスが多く、塗布作業性に悪影響を与えるおそれがある。
【００３１】
（Ｄ）疎水性シリカ粉末
本発明で用いられる疎水性シリカ粉末としては、特に限定されるものではなく、例えば、原料の四塩化ケイ素を１０００℃以上の火焔法の乾式法で製造し、親水性のシリカ（ＳｉＯ２）を得た後、これに、シラン類やジメチルジクロロシラン、ジメチルポリシロキサン、メタクリロキシシラン、ヘキサメチルジシラザン等のシロキサン類等で表面処理したもの等が挙げられる。
【００３２】
このような疎水性シリカ粉末は、一般に市販されており、例えば、アエロジルＲ８０５、アエロジルＲ９７２、アエロジルＲ７１１、アエロジルＲ２０２、アエロジルＲＹ５０、アエロジルＲＹ３００、アエロジルＲＸ３００（いずれも日本アエロジル株式会社の製品）等が挙げられる。
【００３３】
これらの疎水性シリカは、１種単独あるいは２種以上を混合して使用してもよい。
【００３４】
さらに、本発明で用いられる疎水性シリカ粉末は、特に、粒子径が７〜４０μｍ、比表面積が５０〜３００ｍ２／ｇであることが好ましい。粒子径と比表面積は逆比例の傾向を示し、粒子径が小さいことは、すなわち比表面積が大きいことを意味する。この粒子径が７μｍ未満（比表面積が３００ｍ２／ｇを超える）であれば、得られる土木建築材料用吸水防止材を施工した土木建築材料表面での凹凸形成が不足したり、紫外線保護の役割機能が低下するおそれがある。一方、粒子径が４０μｍを超える（比表面積が５０ｍ２／ｇ未満）と、土木建築材料表面での凹凸形成が過剰となり、意匠性が悪くなるおそれがある。粒子径が７〜４０μｍ、比表面積が５０〜３００ｍ２／ｇである疎水性シリカ粉末としては、前記一般に市販されている商品の中では、アエロジルＲ８０５、アエロジルＲ９７２、アエロジルＲ７１１、アエロジルＲ２０２（いずれも日本アエロジル株式会社の製品）等が該当する。
【００３５】
この疎水性シリカ粉末の使用量は、（Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物１００質量部に対して、０．１〜２質量部であるのが好ましく、土木建築材料用吸水防止材を調製する際の分散性、得られる土木建築材料用吸水防止材を施工した土木建築材料表面保護の観点から、０．２〜１．５質量部であるのがより好ましく、経済的な観点から、０．３〜１．５質量部であるのが特に好ましい。使用量が０．１質量部未満の場合、有機ベントナイトの分散性が悪く、吸水防止材の調製に時間を要するとともに、施工後の吸水防止性が低くなるおそれがある。また、使用量が２質量部を超える場合、吸水防止材を調製する際の粉立ちが激しく、作業環境を悪化させるおそれがある。
【００３６】
（Ｅ）粘度調整剤
本発明の土木建築材料用吸水防止材においては、粘度を調整し塗布作業性を向上させる観点から、粘度調整剤を含むことが好ましい。
【００３７】
本発明で用いられる粘度調整剤としては、特に限定されないが、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、アセトニトリル等のニトリル類等が挙げられる。これらの中でも、工業的に入手が容易で、経済的な観点から、エタノール、イソプロピルアルコールが好適に用いられる。
【００３８】
本発明においては、これらの粘度調整剤を、１種単独で使用することもでき、または２種以上を併用することもできる。
【００３９】
粘度調整剤を使用する場合の使用量は、（Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物１００質量部に対して、５質量部以下であるのが好ましく、得られる土木建築材料用吸水防止材に適度な粘度を与えて作業性を向上させる観点から、４質量部以下であるのがより好ましく、土木建築材料に塗布した際に深くまで浸透しやすい観点から、１〜３質量部であるのが特に好ましい。使用量が５質量部を超える場合は、得られる吸水防止材の粘度が低く、１回で塗布できる塗布量が少なく、さらに３０℃以上の高温条件下で塗布した場合、垂れ流れによるロスが多く、塗布作業性に悪影響を与えるおそれがある。
【００４０】
本発明の土木建築材料用吸水防止材は、例えば、（Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物、（Ｂ）有機ベントナイト、（Ｃ）乾燥調整剤、および（Ｄ）疎水性シリカ粉末、ならびに必要により（Ｅ）粘度調整剤を、室温下で、ホモミキサー、ウルトラディスパーザー、高圧ホモジナイザー等のせん断力の強い撹拌機を用いて混合分散させることにより製造することができる。
【００４１】
本発明の土木建築材料用吸水防止材の粘度は、２０℃で１，０００〜１０，０００ｍＰａ・ｓであるのが好ましく、１，１００〜７，０００ｍＰａ・ｓであるのがより好ましい。２０℃における粘度が１，０００ｍＰａ・ｓ未満だと、塗布作業時の気温が３０℃以上になった場合に５００ｍＰａ・ｓ以上の粘度を確保できず、１回の塗布で１ｍ２あたり２００ｇ以上塗布することが困難となり、作業性に悪影響を与えるおそれがある。また、２０℃における粘度が１０，０００ｍＰａ・ｓを超えると、流動性が無くなり、塗布作業が困難になるおそれがある。
【００４２】
なお、本発明における粘度とは、Ｂ型粘度計（東京計器製）を使用し、測定温度２０℃、ローターＮｏ．４、３０ｒｐｍの条件で測定した値をいう。
【００４３】
本発明の土木建築材料用吸水防止材を調製する際には、防腐剤、防カビ剤、防藻剤、防蟻剤、紫外線吸収剤等を副次的に添加してもよい。
【００４４】
本発明の吸水防止材を土木建築材料に塗布するには、ローラー、刷毛、スプレー等のいずれも用いることができるが、マスチックローラーによる塗布が好ましい。また、塗布後の乾燥方法としては、室温下に放置して乾燥させてもよいし、天日乾燥、加熱乾燥によってもよい。
【００４５】
本発明の土木建築材料用吸水防止材は、通常、１ｍ２あたり３００〜５００ｇを１回で塗布可能である。また、一度塗布が完了した面へ再塗布しても、組成中に水を含有していないためにハジキ現象を起こすこともなく、２回以上の重ね塗りが可能である。この時の浸透深さは、塗り重ね回数を増やすごとに増していく。この特長により、本発明の土木建築材料用吸水防止材は、新設の土木建築材料に塗布するだけでなく、新設時に本発明の吸水防止材を塗布した土木建築材料に、数年後に再塗布することも可能である。
【００４６】
本発明の吸水防止材を塗布する土木建築材料としては、例えば、打放しコンクリート、軽量コンクリート、プレキャストコンクリート、軽量発泡コンクリート（ＡＬＣ）、モルタル、目地モルタル、石綿セメント板、パルプセメント板、木毛セメント板、セメント系押出成形板、ガラス繊維入りセメント板（ＧＲＣ）、カーボン繊維入りセメント板、珪酸カルシウム板、石膏ボード、ハードボード、漆喰、石膏プラスター、ドロマイトプラスター、ブロック、レンガ、タイル、瓦、天然石、人工石、ガラスウール、ロックウール、セラミックファイバー等が挙げられる。また、本発明の吸水防止材は、木材、合板、パーティクルボード等の有機質材料を主成分とする材料に使用しても問題ない。
【００４７】
本発明の土木建築材料用吸水防止材は、塗布作業時の温度の影響を受けにくく、気温が０℃〜４０℃の範囲において塗布可能である。また、本発明の土木建築材料用吸水防止材を塗布すると、良好な吸水防止性および基材内部への浸透性により、激しい風雨による雨水の漏水、酸性雨による材料の劣化、汚れのしみ込み、海水および凍結防止剤による塩害、寒冷地における凍害、材料中の塩の溶出による白華等の水に起因する種々の問題を長期にわたって解決することができる。
【００４８】
本発明の土木建築材料用吸水防止材が、塗布表面のクラックの発生を防止できる理由は明らかではないが、以下に基づくものと推測される。すなわち、通常、土木建築材料用吸水防止材を塗布直後は、膨潤していた無機鉱物が乾燥収縮し、塗布表面に割れが発生する。特に、冬季にはこの傾向が大きくなり、剥がれや白化を起こし、外観を損なうことが少なくない。この時、土木建築材料用吸水防止材に乾燥調整剤が含まれていると、穏やかでゆっくりとした乾燥状態を長時間保つとともに、躯体内部への吸水防止成分侵入を促進するためだと推測される。
【発明の効果】
【００４９】
本発明の吸水防止材は、土木建築材料への浸透性に非常に優れ、土木建築材料の表層部に深い浸透層を形成することにより、高い吸水防止性を付与するとともに、非常に長期間にわたって水、塩分等の侵入を防止し、さらに、塗布表面のクラックの発生を防止し、塗膜の剥がれや白化を阻止するため、材料の素地、風合いを変えることなく、土木建築材料を長期間保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、実施例および比較例により更に詳しく本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００５１】
実施例１
デシルトリメトキシシラン１００質量部、有機ベントナイト（(株)ホージュン製「エスベンＮ−４００」、１０００℃における強熱減量３９．３％）６．７質量部、γ−ブチロラクトン２．２質量部、疎水性シリカ粉末（日本アエロジル(株)製「アエロジルＲ９７２」）０．６質量部、およびイソプロピルアルコール１．７質量部を、ホモミキサーを用いて高速撹拌して本発明の吸水防止材を得た。得られた吸水防止材の２０℃における溶液粘度は１，６００ｍＰａ・ｓで、３０℃における溶液粘度は１，１００ｍＰａ・ｓであった。
【００５２】
実施例２
オクチルトリエトキシシラン１００質量部、有機ベントナイト（(株)ホージュン製「エスベンＮＸ」、１０００℃における強熱減量４１．８％）９．１質量部、ジメチルスルホキシド２．３質量部、疎水性シリカ粉末（日本アエロジル(株)製「アエロジルＲ８０５」）１．１質量部、およびイソプロピルアルコール１．１質量部を、ホモミキサーを用いて高速撹拌して本発明の吸水防止材を得た。得られた吸水防止材の２０℃における溶液粘度は２，０００ｍＰａ・ｓで、３０℃における溶液粘度は１，５００ｍＰａ・ｓであった。
【００５３】
実施例３
ヘキシルトリメトキシシラン１００質量部、有機ベントナイト（(株)ホージュン製「エスベンＮＸ」、１０００℃における強熱減量４１．８％）７．８質量部、ジメチルスルホキシド２．２質量部、および疎水性シリカ粉末（日本アエロジル(株)製「アエロジルＲ８０５」）１．１質量部を、ホモミキサーを用いて高速撹拌して本発明の吸水防止材を得た。得られた吸水防止材の２０℃における溶液粘度は２，０００ｍＰａ・ｓで、３０℃における溶液粘度は１，５００ｍＰａ・ｓであった。
【００５４】
比較例１
オクチルトリエトキシシラン１００質量部、有機ベントナイト（(株)ホージュン製「エスベンＮＸ」、１０００℃における強熱減量４１．８％）９．１質量部、疎水性シリカ粉末（日本アエロジル(株)製「アエロジルＲ８０５」）１．１質量部、およびイソプロピルアルコール１．１質量部を、ホモミキサーを用いて高速撹拌して本発明の吸水防止材を得た。得られた吸水防止材の２０℃における溶液粘度は１，９００ｍＰａ・ｓで、３０℃における溶液粘度は１，４００ｍＰａ・ｓであった。
【００５５】
比較例２
ヘキシルトリメトキシシラン１００質量部、有機ベントナイト（(株)ホージュン製「エスベンＮＸ」、１０００℃における強熱減量４１．８％）７．８質量部、および疎水性シリカ粉末（日本アエロジル(株)製「アエロジルＲ８０５」）１．１質量部を、ホモミキサーを用いて高速撹拌して本発明の吸水防止材を得た。得られた吸水防止材の２０℃における溶液粘度は３，０００ｍＰａ・ｓで、３０℃における溶液粘度は２，５００ｍＰａ・ｓであった。
【００５６】
［試験例１］
ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じたモルタル板（７０×７０×２０ｍｍ）を６０℃で４８時間乾燥したものを供試体として使用し、これに実施例および比較例で得られた吸水防止材をモルタル板の７０×７０ｍｍの面に１回塗布した（１面のみ塗布）。この時の塗布量が４００ｇ／ｍ２に達していない場合は再度重ね塗りを行い、最終塗布量が４００ｇ／ｍ２に達するまで重ね塗りを行った。得られた試験体を温度２０℃、相対湿度６５％ＲＨの恒温恒湿機内で７日間養生した後、浸透深さ、および吸水比を測定した。
【００５７】
各項目の測定方法は以下の通りで、各測定を行う前に、塗布面を上面とした場合に側面となる４面（７０×２０ｍｍの面）をエポキシ樹脂で封止した。吸水比の評価において、何も塗布していないものを対照とした。また、吸水比については促進耐候性試験の前後で測定を行った。
【００５８】
（１）浸透深さ
７０×７０×２０ｍｍの供試体を７０×３５×２０ｍｍの大きさのものが２枚得られるように２分割し、その分割面に水を噴霧し、吸水防止材が浸透している部分（水が浸透しない部分）の厚さを測定した。結果を表１に示す。
【００５９】
（２）吸水比
供試体および無塗布供試体を、塗布面を下にして水中に浸漬（浸漬深さ５ｍｍ）し、１日後に水中から取り出し、余剰水を乾いた布で拭き取った後、質量（ｇ）を測定し、下式により吸水比を算出した。
吸水比＝［塗布供試体の水浸漬後の質量(ｇ)−塗布供試体の水浸漬前の質量(ｇ)］／［無塗布供試体の水浸漬後の質量(ｇ)−無塗布供試体の水浸漬前の質量(ｇ)］
なお、吸水比が０．１以下の場合、吸水防止性に優れていると判断できる。結果を表１に示す。
【００６０】
さらに、供試体を、サンシャインウェザーメーター（スガ試験機株式会社の商品名：デューサイクルサンシャインスーパーロングライフウェザーメーターＷＥＬ−ＳＵＮ−ＤＣＨ型）を用いて、ブラックパネル温度：６３℃、湿度：５０％、降雨条件：６０分中１２分降雨の試験条件で、促進耐候性試験を２，０００時間実施した。促進耐候性試験後の供試体の吸水比を、上記と同様に評価した。結果を表１に示す。
【００６１】
［試験例２］
ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じたモルタル板（７０×７０×２０ｍｍ）を温度１０℃、または−１０℃の低温恒温槽（Ｆｕｋｕｓｈｉｍａ株式会社の商品名：低温インキュベーター）内で２４時間養生したものを供試体として使用し、これに実施例および比較例で得られた吸水防止材をモルタル板の７０×７０ｍｍの面に１回塗布した（１面のみ塗布）。この時の塗布量が４００ｇ／ｍ２に達していない場合は再度重ね塗りを行い、最終塗布量が４００ｇ／ｍ２に達するまで重ね塗りを行った。得られた試験体を、１０℃、または−１０℃の低温恒温槽内で１ヶ月養生した後、剥がれ状態を観察した。
【００６２】
（３）剥がれ試験評価
得られた供試体の塗布表面を、目視にて観察した。評価基準は以下のようにした。結果を表１に示す。
○：供試体表面にクラックが無い
×：供試体表面にクラックが発生している
【００６３】
【表１】
【００６４】
表１より、実施例１〜３の吸水防止材は、浸透深さが深く、吸水防止性に優れているだけでなく、特に低温においてもクラックの発生が抑制されていることがわかる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木建築材料用吸水防止材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物が、土木建築材料に吸水防止材として有用であることは広く知られており、一般的には、これらアルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物を種々の有機溶剤で希釈した有機溶剤型の吸水防止材や、アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物を水中乳化させたエマルション型の吸水防止材が用いられている。しかしながら、このような有機溶剤型もしくはエマルション型の吸水防止材は、大半のものが、有効成分が５０質量％以下で残りを有機溶剤または水が占めるため、溶液粘度が１００ｍＰａ・ｓ以下と低く、１回で塗布できる有効成分の量が４０〜８０ｇ／ｍ２と少ないので、規定量（２００〜３００ｇ／ｍ２）塗布するためには２〜５回重ね塗りすることが必要である。また、粘度が低いために、基材に塗布した場合、垂直面では垂れ流れによるロスが生じ易く、天井面などへの塗布は不可能であり、作業性の面で制約が多く課題となっている。さらに、これらの有機溶剤型もしくはエマルション型の吸水防止材を基材に塗布した場合、アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物の一部が、基材の外へ揮発するので、塗布したアルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物の全量を基材中に浸透させることができず、基材中にアルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物の深い浸透層を形成できないといった問題もある。このような問題を解決するため、塗布量を増やすことが試みられているが、塗布回数が増え、作業コストの上昇を招き経済的でない。
【０００３】
一方、上記問題を解決するために、アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物に、無機鉱物、水溶性高分子および吸水性樹脂の少なくとも１種と極性溶媒とを加えた吸水防止材が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、この吸水防止材は、土木建築材料の表面に施工した際、膨潤していた無機鉱物が乾燥収縮して塗布表面にクラック（割れ）を発生させる。特に冬季のような低温時においては、収縮度合いが大きい傾向にあり、クラックの発生が多くなる傾向がある。塗布表面にクラックが発生すると、塗膜が剥がれたり、白化したりして、外観の意匠性が悪くなる問題がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２２１５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、土木建築材料に塗布した場合に、長期間にわたって吸水防止性能を維持するだけでなく、塗布表面のクラックの発生を防止し、塗膜の剥がれや白化を阻止することができる吸水防止材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意検討した結果、（Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物と、（Ｂ）モンモリロナイトに第４級アンモニウムイオンを反応させて得られ、１０００℃での強熱減量が３３〜５０％である有機ベントナイトと、（Ｃ）乾燥調整剤と、（Ｄ）疎水性シリカとを含む吸水防止材を用いると、長期間にわたって吸水防止性能を維持するだけでなく、塗布表面のクラックの発生を防止し、塗膜の剥がれや白化を阻止することを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、下記に示すとおりの土木建築材料用吸水防止材を提供するものである。
【０００９】
項１． （Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物、（Ｂ）モンモリロナイトに第４級アンモニウムイオンを反応させて得られ、１０００℃での強熱減量が３３〜５０％である有機ベントナイト、（Ｃ）乾燥調整剤、および（Ｄ）疎水性シリカを含む土木建築材料用吸水防止材。
【００１０】
項２． （Ｂ）モンモリロナイトに第４級アンモニウムイオンを反応させて得られ、１０００℃での強熱減量が３３〜５０％である有機ベントナイトの使用量が、（Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物１００質量部に対して、３〜１３質量部である項１に記載の土木建築材料用吸水防止材。
【００１１】
項３． （Ｃ）乾燥調整剤の使用量が、（Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物１００質量部に対して、１〜５質量部である項１または２に記載の土木建築材料用吸水防止材。
【００１２】
項４． （Ｄ）疎水性シリカの使用量が、（Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物１００質量部に対して、０．１〜２質量部である項１〜３のいずれか１項に記載の土木建築材料用吸水防止材。
【００１３】
項５． アルキルアルコキシシランが、一般式（１）；
Ｒ１ｎＳｉ(ＯＲ２)４−ｎ （１）
（式中、Ｒ１は炭素数１〜２０のアルキル基を示し、Ｒ２は炭素数１〜４のアルキル基を示す。ｎは１または２である。）で表される化合物である項１〜４のいずれか１項に記載の土木建築材料用吸水防止材。
【００１４】
項６． （Ｃ）乾燥調整剤が、沸点１５０℃以上、かつ、水１Ｌに対する溶解度が１００ｇ以上の有機溶媒である項１〜５のいずれか１項に記載の土木建築材料用吸水防止材。
【００１５】
項７． ２０℃における粘度が１，０００〜１０，０００ｍＰａ・ｓである項１〜６のいずれか１項に記載の土木建築材料用吸水防止材。
【００１６】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１７】
（Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物
本発明で用いられるアルキルアルコキシシランとしては、特に限定されないが、下記一般式（１）で表される化合物が好適に用いられる。
Ｒ１ｎＳｉ(ＯＲ２)４−ｎ （１）
式中、Ｒ１は炭素数１〜２０のアルキル基を示し、Ｒ２は炭素数１〜４のアルキル基を示す。ｎは１または２である。
【００１８】
上記炭素数１〜２０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基等が挙げられる。これらの中でも、置換基の疎水性が高く、得られる土木建築材料用吸水防止材の吸水防止性を高くする観点から、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基が好ましい。
【００１９】
上記炭素数１〜４のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。これらの中でも、アルキルアルコキシシランの反応性が高く、容易に縮合でき、得られる土木建築材料用吸水防止材の吸水防止性を高くする観点から、メチル基、エチル基、プロピル基が好ましい。
【００２０】
このようなアルキルアルコキシシランの具体例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ペンチルトリメトキシシラン、ペンチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、ヘプチルトリメトキシシラン、ヘプチルトリエトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、ノニルトリメトキシシラン、ノニルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ウンデシルトリメトキシシラン、ウンデシルトリエトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、ドデシルトリエトキシシラン、トリデシルトリメトキシシラン、トリデシルトリエトキシシラン、テトラデシルトリメトキシシラン、テトラデシルトリエトキシシラン、ペンタデシルトリメトキシシラン、ペンタデシルトリエトキシシラン、ヘキサデシルトリメトキシシラン、ヘキサデシルトリエトキシシラン、ヘプタデシルトリメトキシシラン、ヘプタデシルトリエトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、オクチルメチルジメトキシシラン、オクタデシルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。
【００２１】
これらの中でも、入手が容易であり、得られる土木建築材料用吸水防止材の吸水防止性を高くする観点から、一般式（１）中のＲ１で示されるアルキル基の炭素数が６以上でしかもＲ２で示されるアルキル基の炭素数が１〜３のヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシランが好適に用いられる。これらのアルキルアルコキシシランは、部分縮合物または混合物として用いることもできる。
【００２２】
（Ｂ）有機ベントナイト
本発明で用いられる有機ベントナイトは、１０００℃での強熱減量が３３〜５０％であるものであれば特に限定されないが、得られる土木建築材料用吸水防止材の疎水性を高めて、吸水防止性を高くする観点から、強熱減量が３４〜４９％であるものが好ましい。
【００２３】
１０００℃での強熱減量が３３〜５０％である有機ベントナイトとしては、例えば、天然の親水性層状粘土鉱物であるモンモリロナイトを主成分とし、これに、トリメチルステアリルアンモニウム、ジメチルステアリルベンジルアンモニウム、ジメチルジオクタデシルアンモニウム等の第４級アンモニウムイオンを反応させ疎水化したもの等が挙げられる。
【００２４】
このような有機ベントナイトは、一般に市販されており、例えば、エスベンＷＸ（強熱減量３９．０％）、エスベンＮ−４００（強熱減量３９．３％）、エスベンＮＸ（強熱減量４１．８％）、エスベンＮＺ（強熱減量３７．９％）（いずれも株式会社ホージュンの製品）等が挙げられる。
【００２５】
本発明の吸水防止材を土木建築材料に塗布した場合、アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物は基材内部へ浸透し、一方、有機ベントナイトが基材表面に残る。その結果、有機ベントナイトが、いわゆる「ふた」のような役割をして土木建築材料の内部へ浸透しつつあるアルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物の揮発を抑え、ほぼ全量を土木建築材料の内部へ浸透させることができると考えられる。この時、有機ベントナイトの１０００℃まで加熱したときの強熱減量が３３〜５０％である、言い換えると、有機成分の含有量が３３〜５０％と高いので、ベントナイト層状間にアルキルアルコキシシランが配位し易く、吸水防止材が高粘度となる。その結果、塗布作業時の温度の影響を受けにくく、３０℃以上の高温時でも良好に塗布でき、０℃でも凍結することなく塗布可能である。さらに、吸水防止性が極めて良好になるので、長期にわたって水の浸透抑制はもちろんのこと、塩化物イオンの浸透抑制効果も向上させることができる。
【００２６】
１０００℃での強熱減量が３３％未満だと、得られる吸水防止材の粘度が低く、１回で塗布できる塗布量が少なく、さらに３０℃以上の高温条件下で塗布した場合、垂れ流れによるロスが多く、塗布作業性に悪影響を与える。また、塗布後の吸水防止性が弱く、持続性もない。さらに、塩化物イオンの浸透抑制効果が劣るといった現象もみられる。一方、１０００℃での強熱減量が５０％を超えると、層状粘度鉱物であるモンモリロナイトの含有割合が減るために増粘効果が低下し、この場合も、得られる吸水防止材の粘度が低くなる。特に、３０℃以上の高温条件下で塗布した場合、垂れ流れによるロスが多く、塗布作業性に悪影響を与える。また、塗布後の吸水防止性が弱く、持続性もない。さらに、塩化物イオンの浸透抑制効果が劣るといった現象もみられる。
【００２７】
この有機ベントナイトの使用量は、（Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物１００質量部に対して、３〜１３質量部であるのが好ましく、得られる土木建築材料用吸水防止材に適度な粘度を与えて作業性を向上させる観点から、４〜１２質量部であるのがより好ましく、経済的な観点から、５〜１０質量部であるのが特に好ましい。使用量が３質量部未満の場合、得られる土木建築材料用吸水防止材の粘度が低く、一度に多くの塗布ができないばかりか、有機ベントナイトがアルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物の揮発防止のフタとして機能しにくく基材内部に深く浸透することができないため、吸水防止性能を長期間維持することができないおそれがある。また、使用量が１３質量部を超える場合、得られる土木建築材料用吸水防止材の粘度が高くなりすぎて、基材への施工が困難となるおそれがある。
【００２８】
（Ｃ）乾燥調整剤
本発明で用いられる乾燥調整剤としては、特に限定されないが、沸点が１５０℃以上、かつ、水１Ｌに対する溶解度が１００ｇ以上の有機溶媒であることが好ましい。具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール等のグリコール類；γ−ブチロラクトン、γ−カプロラクトン等のラクトン類；ジメチルスルホキシド、Ｎメチルピロリドン、ジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性溶媒等が挙げられる。これらの中でも、経済性、安全性の観点から、γ−ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、が好適に用いられる。
【００２９】
本発明においては、これらの乾燥調整剤を１種単独で使用することもでき、または２種以上を併用することもできる。
【００３０】
この乾燥調整剤の使用量は、（Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物１００質量部に対して、１〜５質量部であるのが好ましく、適度な乾燥状態と粘度を維持する観点から、２〜４質量部であるのがより好ましい。使用量が１質量部未満の場合、塗布表面のクラックを防ぐことができないおそれがある。また、使用量が５質量部を超える場合、得られる吸水防止材の粘度が低く、１回で塗布できる塗布量が少なく、さらに３０℃以上の高温条件下で塗布した場合、垂れ流れによるロスが多く、塗布作業性に悪影響を与えるおそれがある。
【００３１】
（Ｄ）疎水性シリカ粉末
本発明で用いられる疎水性シリカ粉末としては、特に限定されるものではなく、例えば、原料の四塩化ケイ素を１０００℃以上の火焔法の乾式法で製造し、親水性のシリカ（ＳｉＯ２）を得た後、これに、シラン類やジメチルジクロロシラン、ジメチルポリシロキサン、メタクリロキシシラン、ヘキサメチルジシラザン等のシロキサン類等で表面処理したもの等が挙げられる。
【００３２】
このような疎水性シリカ粉末は、一般に市販されており、例えば、アエロジルＲ８０５、アエロジルＲ９７２、アエロジルＲ７１１、アエロジルＲ２０２、アエロジルＲＹ５０、アエロジルＲＹ３００、アエロジルＲＸ３００（いずれも日本アエロジル株式会社の製品）等が挙げられる。
【００３３】
これらの疎水性シリカは、１種単独あるいは２種以上を混合して使用してもよい。
【００３４】
さらに、本発明で用いられる疎水性シリカ粉末は、特に、粒子径が７〜４０μｍ、比表面積が５０〜３００ｍ２／ｇであることが好ましい。粒子径と比表面積は逆比例の傾向を示し、粒子径が小さいことは、すなわち比表面積が大きいことを意味する。この粒子径が７μｍ未満（比表面積が３００ｍ２／ｇを超える）であれば、得られる土木建築材料用吸水防止材を施工した土木建築材料表面での凹凸形成が不足したり、紫外線保護の役割機能が低下するおそれがある。一方、粒子径が４０μｍを超える（比表面積が５０ｍ２／ｇ未満）と、土木建築材料表面での凹凸形成が過剰となり、意匠性が悪くなるおそれがある。粒子径が７〜４０μｍ、比表面積が５０〜３００ｍ２／ｇである疎水性シリカ粉末としては、前記一般に市販されている商品の中では、アエロジルＲ８０５、アエロジルＲ９７２、アエロジルＲ７１１、アエロジルＲ２０２（いずれも日本アエロジル株式会社の製品）等が該当する。
【００３５】
この疎水性シリカ粉末の使用量は、（Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物１００質量部に対して、０．１〜２質量部であるのが好ましく、土木建築材料用吸水防止材を調製する際の分散性、得られる土木建築材料用吸水防止材を施工した土木建築材料表面保護の観点から、０．２〜１．５質量部であるのがより好ましく、経済的な観点から、０．３〜１．５質量部であるのが特に好ましい。使用量が０．１質量部未満の場合、有機ベントナイトの分散性が悪く、吸水防止材の調製に時間を要するとともに、施工後の吸水防止性が低くなるおそれがある。また、使用量が２質量部を超える場合、吸水防止材を調製する際の粉立ちが激しく、作業環境を悪化させるおそれがある。
【００３６】
（Ｅ）粘度調整剤
本発明の土木建築材料用吸水防止材においては、粘度を調整し塗布作業性を向上させる観点から、粘度調整剤を含むことが好ましい。
【００３７】
本発明で用いられる粘度調整剤としては、特に限定されないが、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、アセトニトリル等のニトリル類等が挙げられる。これらの中でも、工業的に入手が容易で、経済的な観点から、エタノール、イソプロピルアルコールが好適に用いられる。
【００３８】
本発明においては、これらの粘度調整剤を、１種単独で使用することもでき、または２種以上を併用することもできる。
【００３９】
粘度調整剤を使用する場合の使用量は、（Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物１００質量部に対して、５質量部以下であるのが好ましく、得られる土木建築材料用吸水防止材に適度な粘度を与えて作業性を向上させる観点から、４質量部以下であるのがより好ましく、土木建築材料に塗布した際に深くまで浸透しやすい観点から、１〜３質量部であるのが特に好ましい。使用量が５質量部を超える場合は、得られる吸水防止材の粘度が低く、１回で塗布できる塗布量が少なく、さらに３０℃以上の高温条件下で塗布した場合、垂れ流れによるロスが多く、塗布作業性に悪影響を与えるおそれがある。
【００４０】
本発明の土木建築材料用吸水防止材は、例えば、（Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物、（Ｂ）有機ベントナイト、（Ｃ）乾燥調整剤、および（Ｄ）疎水性シリカ粉末、ならびに必要により（Ｅ）粘度調整剤を、室温下で、ホモミキサー、ウルトラディスパーザー、高圧ホモジナイザー等のせん断力の強い撹拌機を用いて混合分散させることにより製造することができる。
【００４１】
本発明の土木建築材料用吸水防止材の粘度は、２０℃で１，０００〜１０，０００ｍＰａ・ｓであるのが好ましく、１，１００〜７，０００ｍＰａ・ｓであるのがより好ましい。２０℃における粘度が１，０００ｍＰａ・ｓ未満だと、塗布作業時の気温が３０℃以上になった場合に５００ｍＰａ・ｓ以上の粘度を確保できず、１回の塗布で１ｍ２あたり２００ｇ以上塗布することが困難となり、作業性に悪影響を与えるおそれがある。また、２０℃における粘度が１０，０００ｍＰａ・ｓを超えると、流動性が無くなり、塗布作業が困難になるおそれがある。
【００４２】
なお、本発明における粘度とは、Ｂ型粘度計（東京計器製）を使用し、測定温度２０℃、ローターＮｏ．４、３０ｒｐｍの条件で測定した値をいう。
【００４３】
本発明の土木建築材料用吸水防止材を調製する際には、防腐剤、防カビ剤、防藻剤、防蟻剤、紫外線吸収剤等を副次的に添加してもよい。
【００４４】
本発明の吸水防止材を土木建築材料に塗布するには、ローラー、刷毛、スプレー等のいずれも用いることができるが、マスチックローラーによる塗布が好ましい。また、塗布後の乾燥方法としては、室温下に放置して乾燥させてもよいし、天日乾燥、加熱乾燥によってもよい。
【００４５】
本発明の土木建築材料用吸水防止材は、通常、１ｍ２あたり３００〜５００ｇを１回で塗布可能である。また、一度塗布が完了した面へ再塗布しても、組成中に水を含有していないためにハジキ現象を起こすこともなく、２回以上の重ね塗りが可能である。この時の浸透深さは、塗り重ね回数を増やすごとに増していく。この特長により、本発明の土木建築材料用吸水防止材は、新設の土木建築材料に塗布するだけでなく、新設時に本発明の吸水防止材を塗布した土木建築材料に、数年後に再塗布することも可能である。
【００４６】
本発明の吸水防止材を塗布する土木建築材料としては、例えば、打放しコンクリート、軽量コンクリート、プレキャストコンクリート、軽量発泡コンクリート（ＡＬＣ）、モルタル、目地モルタル、石綿セメント板、パルプセメント板、木毛セメント板、セメント系押出成形板、ガラス繊維入りセメント板（ＧＲＣ）、カーボン繊維入りセメント板、珪酸カルシウム板、石膏ボード、ハードボード、漆喰、石膏プラスター、ドロマイトプラスター、ブロック、レンガ、タイル、瓦、天然石、人工石、ガラスウール、ロックウール、セラミックファイバー等が挙げられる。また、本発明の吸水防止材は、木材、合板、パーティクルボード等の有機質材料を主成分とする材料に使用しても問題ない。
【００４７】
本発明の土木建築材料用吸水防止材は、塗布作業時の温度の影響を受けにくく、気温が０℃〜４０℃の範囲において塗布可能である。また、本発明の土木建築材料用吸水防止材を塗布すると、良好な吸水防止性および基材内部への浸透性により、激しい風雨による雨水の漏水、酸性雨による材料の劣化、汚れのしみ込み、海水および凍結防止剤による塩害、寒冷地における凍害、材料中の塩の溶出による白華等の水に起因する種々の問題を長期にわたって解決することができる。
【００４８】
本発明の土木建築材料用吸水防止材が、塗布表面のクラックの発生を防止できる理由は明らかではないが、以下に基づくものと推測される。すなわち、通常、土木建築材料用吸水防止材を塗布直後は、膨潤していた無機鉱物が乾燥収縮し、塗布表面に割れが発生する。特に、冬季にはこの傾向が大きくなり、剥がれや白化を起こし、外観を損なうことが少なくない。この時、土木建築材料用吸水防止材に乾燥調整剤が含まれていると、穏やかでゆっくりとした乾燥状態を長時間保つとともに、躯体内部への吸水防止成分侵入を促進するためだと推測される。
【発明の効果】
【００４９】
本発明の吸水防止材は、土木建築材料への浸透性に非常に優れ、土木建築材料の表層部に深い浸透層を形成することにより、高い吸水防止性を付与するとともに、非常に長期間にわたって水、塩分等の侵入を防止し、さらに、塗布表面のクラックの発生を防止し、塗膜の剥がれや白化を阻止するため、材料の素地、風合いを変えることなく、土木建築材料を長期間保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、実施例および比較例により更に詳しく本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００５１】
実施例１
デシルトリメトキシシラン１００質量部、有機ベントナイト（(株)ホージュン製「エスベンＮ−４００」、１０００℃における強熱減量３９．３％）６．７質量部、γ−ブチロラクトン２．２質量部、疎水性シリカ粉末（日本アエロジル(株)製「アエロジルＲ９７２」）０．６質量部、およびイソプロピルアルコール１．７質量部を、ホモミキサーを用いて高速撹拌して本発明の吸水防止材を得た。得られた吸水防止材の２０℃における溶液粘度は１，６００ｍＰａ・ｓで、３０℃における溶液粘度は１，１００ｍＰａ・ｓであった。
【００５２】
実施例２
オクチルトリエトキシシラン１００質量部、有機ベントナイト（(株)ホージュン製「エスベンＮＸ」、１０００℃における強熱減量４１．８％）９．１質量部、ジメチルスルホキシド２．３質量部、疎水性シリカ粉末（日本アエロジル(株)製「アエロジルＲ８０５」）１．１質量部、およびイソプロピルアルコール１．１質量部を、ホモミキサーを用いて高速撹拌して本発明の吸水防止材を得た。得られた吸水防止材の２０℃における溶液粘度は２，０００ｍＰａ・ｓで、３０℃における溶液粘度は１，５００ｍＰａ・ｓであった。
【００５３】
実施例３
ヘキシルトリメトキシシラン１００質量部、有機ベントナイト（(株)ホージュン製「エスベンＮＸ」、１０００℃における強熱減量４１．８％）７．８質量部、ジメチルスルホキシド２．２質量部、および疎水性シリカ粉末（日本アエロジル(株)製「アエロジルＲ８０５」）１．１質量部を、ホモミキサーを用いて高速撹拌して本発明の吸水防止材を得た。得られた吸水防止材の２０℃における溶液粘度は２，０００ｍＰａ・ｓで、３０℃における溶液粘度は１，５００ｍＰａ・ｓであった。
【００５４】
比較例１
オクチルトリエトキシシラン１００質量部、有機ベントナイト（(株)ホージュン製「エスベンＮＸ」、１０００℃における強熱減量４１．８％）９．１質量部、疎水性シリカ粉末（日本アエロジル(株)製「アエロジルＲ８０５」）１．１質量部、およびイソプロピルアルコール１．１質量部を、ホモミキサーを用いて高速撹拌して本発明の吸水防止材を得た。得られた吸水防止材の２０℃における溶液粘度は１，９００ｍＰａ・ｓで、３０℃における溶液粘度は１，４００ｍＰａ・ｓであった。
【００５５】
比較例２
ヘキシルトリメトキシシラン１００質量部、有機ベントナイト（(株)ホージュン製「エスベンＮＸ」、１０００℃における強熱減量４１．８％）７．８質量部、および疎水性シリカ粉末（日本アエロジル(株)製「アエロジルＲ８０５」）１．１質量部を、ホモミキサーを用いて高速撹拌して本発明の吸水防止材を得た。得られた吸水防止材の２０℃における溶液粘度は３，０００ｍＰａ・ｓで、３０℃における溶液粘度は２，５００ｍＰａ・ｓであった。
【００５６】
［試験例１］
ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じたモルタル板（７０×７０×２０ｍｍ）を６０℃で４８時間乾燥したものを供試体として使用し、これに実施例および比較例で得られた吸水防止材をモルタル板の７０×７０ｍｍの面に１回塗布した（１面のみ塗布）。この時の塗布量が４００ｇ／ｍ２に達していない場合は再度重ね塗りを行い、最終塗布量が４００ｇ／ｍ２に達するまで重ね塗りを行った。得られた試験体を温度２０℃、相対湿度６５％ＲＨの恒温恒湿機内で７日間養生した後、浸透深さ、および吸水比を測定した。
【００５７】
各項目の測定方法は以下の通りで、各測定を行う前に、塗布面を上面とした場合に側面となる４面（７０×２０ｍｍの面）をエポキシ樹脂で封止した。吸水比の評価において、何も塗布していないものを対照とした。また、吸水比については促進耐候性試験の前後で測定を行った。
【００５８】
（１）浸透深さ
７０×７０×２０ｍｍの供試体を７０×３５×２０ｍｍの大きさのものが２枚得られるように２分割し、その分割面に水を噴霧し、吸水防止材が浸透している部分（水が浸透しない部分）の厚さを測定した。結果を表１に示す。
【００５９】
（２）吸水比
供試体および無塗布供試体を、塗布面を下にして水中に浸漬（浸漬深さ５ｍｍ）し、１日後に水中から取り出し、余剰水を乾いた布で拭き取った後、質量（ｇ）を測定し、下式により吸水比を算出した。
吸水比＝［塗布供試体の水浸漬後の質量(ｇ)−塗布供試体の水浸漬前の質量(ｇ)］／［無塗布供試体の水浸漬後の質量(ｇ)−無塗布供試体の水浸漬前の質量(ｇ)］
なお、吸水比が０．１以下の場合、吸水防止性に優れていると判断できる。結果を表１に示す。
【００６０】
さらに、供試体を、サンシャインウェザーメーター（スガ試験機株式会社の商品名：デューサイクルサンシャインスーパーロングライフウェザーメーターＷＥＬ−ＳＵＮ−ＤＣＨ型）を用いて、ブラックパネル温度：６３℃、湿度：５０％、降雨条件：６０分中１２分降雨の試験条件で、促進耐候性試験を２，０００時間実施した。促進耐候性試験後の供試体の吸水比を、上記と同様に評価した。結果を表１に示す。
【００６１】
［試験例２］
ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準じたモルタル板（７０×７０×２０ｍｍ）を温度１０℃、または−１０℃の低温恒温槽（Ｆｕｋｕｓｈｉｍａ株式会社の商品名：低温インキュベーター）内で２４時間養生したものを供試体として使用し、これに実施例および比較例で得られた吸水防止材をモルタル板の７０×７０ｍｍの面に１回塗布した（１面のみ塗布）。この時の塗布量が４００ｇ／ｍ２に達していない場合は再度重ね塗りを行い、最終塗布量が４００ｇ／ｍ２に達するまで重ね塗りを行った。得られた試験体を、１０℃、または−１０℃の低温恒温槽内で１ヶ月養生した後、剥がれ状態を観察した。
【００６２】
（３）剥がれ試験評価
得られた供試体の塗布表面を、目視にて観察した。評価基準は以下のようにした。結果を表１に示す。
○：供試体表面にクラックが無い
×：供試体表面にクラックが発生している
【００６３】
【表１】
【００６４】
表１より、実施例１〜３の吸水防止材は、浸透深さが深く、吸水防止性に優れているだけでなく、特に低温においてもクラックの発生が抑制されていることがわかる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物、（Ｂ）モンモリロナイトに第４級アンモニウムイオンを反応させて得られ、１０００℃での強熱減量が３３〜５０％である有機ベントナイト、（Ｃ）乾燥調整剤、および（Ｄ）疎水性シリカを含む土木建築材料用吸水防止材。
【請求項２】
（Ｂ）モンモリロナイトに第４級アンモニウムイオンを反応させて得られ、１０００℃での強熱減量が３３〜５０％である有機ベントナイトの使用量が、（Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物１００質量部に対して、３〜１３質量部である請求項１に記載の土木建築材料用吸水防止材。
【請求項３】
（Ｃ）乾燥調整剤の使用量が、（Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物１００質量部に対して、１〜５質量部である請求項１または２に記載の土木建築材料用吸水防止材。
【請求項４】
（Ｄ）疎水性シリカの使用量が、（Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物１００質量部に対して、０．１〜２質量部である請求項１〜３のいずれか１項に記載の土木建築材料用吸水防止材。
【請求項５】
アルキルアルコキシシランが、一般式（１）；
Ｒ１ｎＳｉ(ＯＲ２)４−ｎ （１）
（式中、Ｒ１は炭素数１〜２０のアルキル基を示し、Ｒ２は炭素数１〜４のアルキル基を示す。ｎは１または２である。）で表される化合物である請求項１〜４のいずれか１項に記載の土木建築材料用吸水防止材。
【請求項６】
（Ｃ）乾燥調整剤が、沸点１５０℃以上、かつ、水１Ｌに対する溶解度が１００ｇ以上の有機溶媒である請求項１〜５のいずれか１項に記載の土木建築材料用吸水防止材。
【請求項７】
２０℃における粘度が１，０００〜１０，０００ｍＰａ・ｓである請求項１〜６のいずれか１項に記載の土木建築材料用吸水防止材。
【請求項１】
（Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物、（Ｂ）モンモリロナイトに第４級アンモニウムイオンを反応させて得られ、１０００℃での強熱減量が３３〜５０％である有機ベントナイト、（Ｃ）乾燥調整剤、および（Ｄ）疎水性シリカを含む土木建築材料用吸水防止材。
【請求項２】
（Ｂ）モンモリロナイトに第４級アンモニウムイオンを反応させて得られ、１０００℃での強熱減量が３３〜５０％である有機ベントナイトの使用量が、（Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物１００質量部に対して、３〜１３質量部である請求項１に記載の土木建築材料用吸水防止材。
【請求項３】
（Ｃ）乾燥調整剤の使用量が、（Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物１００質量部に対して、１〜５質量部である請求項１または２に記載の土木建築材料用吸水防止材。
【請求項４】
（Ｄ）疎水性シリカの使用量が、（Ａ）アルキルアルコキシシランおよび／またはその縮合物１００質量部に対して、０．１〜２質量部である請求項１〜３のいずれか１項に記載の土木建築材料用吸水防止材。
【請求項５】
アルキルアルコキシシランが、一般式（１）；
Ｒ１ｎＳｉ(ＯＲ２)４−ｎ （１）
（式中、Ｒ１は炭素数１〜２０のアルキル基を示し、Ｒ２は炭素数１〜４のアルキル基を示す。ｎは１または２である。）で表される化合物である請求項１〜４のいずれか１項に記載の土木建築材料用吸水防止材。
【請求項６】
（Ｃ）乾燥調整剤が、沸点１５０℃以上、かつ、水１Ｌに対する溶解度が１００ｇ以上の有機溶媒である請求項１〜５のいずれか１項に記載の土木建築材料用吸水防止材。
【請求項７】
２０℃における粘度が１，０００〜１０，０００ｍＰａ・ｓである請求項１〜６のいずれか１項に記載の土木建築材料用吸水防止材。
【公開番号】特開２０１０−２４３６５（Ｐ２０１０−２４３６５Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８８２９８（Ｐ２００８−１８８２９８）
【出願日】平成２０年７月２２日（２００８．７．２２）
【出願人】（０００１９５６６１）住友精化株式会社 (352)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２２日（２００８．７．２２）
【出願人】（０００１９５６６１）住友精化株式会社 (352)
【Ｆターム（参考）】
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