JPH0229636B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、少なくとも外部に開口する空間を有
し、該空間の開口面積の合計が壁要素の外側表面
積の５％より大きい壁要素、とくに軽量構造要素
用の耐候性被覆に関する。

建物正面および外壁はすぐれた熱絶縁効果を有
する建築材料を必要とし、それはなかでも多数の
一般に開口した孔によつて達成することができ
る。この群に属する材料には例えばセメントで結
合した木毛、ガラスコンクリートもしくは軽石の
レンガおよびタイルが含まれる。このタイプの建
築材料は広く用いられている。風雨にさらされた
壁の場合には、それらが有機成分を含むときに水
分の影響のもとで腐るか、あるいは霜と雨によつ
て破壊するという重大な欠点を伴う。

この種の損傷を避けるために、表面は通常プラ
スターを塗る。外壁は水により硬化するプラスタ
ーを必要とし、多くの場合２層セメントもしくは
石灰セメントプラスターの形で適用され、第一層
は例えばステアレートのようなはつ水性の添加物
を含んでいる。

軽量壁のプラスター塗布には問題がないわけで
はない。それは労働の激しい作業であり、ある程
度までしか合理化することはできない。プラスタ
ー塗布は、天候条件にかかわらず、すなわち風お
よび雨の中で建築現場において働かねばならない
熟練労働者を必要とする。これは鉱物にもとつい
たプラスターを用いてパネルもしくはボードをあ
らかじめ製造することに成功していないからであ
る。なぜなら、引張強度の欠如から、パネルは輸
送と加工の間に避けられないたるみの影響下でク
ラツクが発生し、パネルの品質の低下を生じ、そ
れはある場合には重大であり、パネルはまつたく
使用できない。それに加えて、輸送重量は５〜50
Kg／m²増加し、熱絶縁値は低下する。これらはさ
らに鉱物にもとずいたプラスターの使用に不利な
因子である。

軽量構造パネルに対して合成樹脂で結合したプ
ラスターを使用する試みもまたなされている。

多くの軽量建築材料の孔がかなり大きいことか
らみて、合成樹脂プラスターの消費量は非常に高
く、経済的な使用はもはや可能ではない。

従つて、本発明の目的は、低い重量と高いレベ
ルの表面水の不透過性とを組み合わせ、高い百分
率の開口を有する軽量建築材料に経済的に適用す
ることができ、プリハブの構造要素の場合には加
工中の意図しない変形にも高品質の表面と充分な
弾性とを組み合わせる、風雨にさらされる壁と構
造要素のための、耐候性で美的な魅力がある被覆
を与えることである。

本発明によつて、この目的は、耐水性の目的の
ために要素の外側の部分をポリウレタン組成物で
被覆し、硬化の間に体積を30〜300％増加させる
ことで達成される。

構造要素の外側に開口する開放空間へポリウレ
タン組成物が浸透し、続いて30〜300％の、好ま
しくは100〜200％の体積の増加を行ない、軽量構
造要素と強固な結合を確立し、表面水に対するシ
ールに丁度充分なだけの最小限の厚さの被覆でさ
えももはやはがれないことは、熟練者にとつて驚
くべきことである。設計された被覆のうちの５％
より多く、好ましくは10〜30％の空間の必要な開
口面積は一般に軽量構造要素の実際の製作の間に
生成する。しかしながら、続いて対応するみぞも
しくは孔を導入することもまた可能である。薄い
層は例えばこてによつて構造要素に直接塗布して
もよく、体積の増加の後にのみその最終の厚さを
得る。材料の消費は最小限度である。寸法の大き
な軽量構造パネルでさえ工場においてコーテイン
グすることができる。なぜなら、それらは表面が
衝撃抵抗性であり、破壊に対してきわめて安定な
ので輸送中でさえ品質が保証されるからである。
材料の顕著な性質はまた品質をまつたく低下させ
ることなしに現場でさらに加工することを可能に
する。

１つの特別な具体例において、空間はアンダー
カツトを有する。

構造要素中には多数の空間が存在する。構造要
素をある面に沿つて切断すると、その切断面近傍
に位置する空間が切断されて外部に通じる開口が
形成される。この場合空間がアンダーカツトを有
するという。多くの場合空間が球形である。この
球の中心から構造要素の表面までの距離が球の半
径よりも小さい場合にアンダーカツトが形成され
る。

空間がアンダーカツトをする場合、表面から透
過したポリウレタン組成物は体積の増加後くさび
となり、薄い被覆を強固に保持する。これらのア
ンダーカツトを有する空間は製作された孔、部分
的に被覆された空孔もしくはアンダーカツトの孔
およびみぞの形で続いて作られたくぼみからなつ
てよい。必要な投錨（anchoring）の深さは材料
に依存した熱によつて引きおこされる応力と機械
的な応力によつて決められる。

もう１つの具体例において、被覆は最終硬化の
前にしほ付け（emboss）する。

しほ付け工具を用いて、完成した構造構成要素
に特別な効果を与える目的で構造要素の表面に模
様を付けることが可能である。

もう１つの具体例において、被覆に最終硬化の
前に鉱物にもとづいた粒を与える。

硬化する前に鉱物にもとづく粒を被覆の上に散
布することによつて、構造要素の美的外観を著し
く改良することが可能である。

１つの可能な具体例において、被覆は難燃性添
加物を含む。

火災の危険は難燃性添加物によつて減少する。

本発明による被覆の製造に対して用いられるポ
リウレタン組成物はポリウレタンの化学において
それ自体公知の１成分系もしくは２成分系であ
る。

１成分系を用いる場合、本発明によれば、有機
ポリイソシアナート化合物とイソシアナート反応
性水素原子を有する準化学量論量の化合物との、
イソシアナートのイソシアナート反応性基に対す
る当量比1.5：１〜15：１の反応生成物が特に好
適に使用され、ポリイソシアナートの大過剰量を
用いるときには髄意薄膜蒸発等によつてプリポリ
マーの製造後取り除かれる。

２成分系を用いる場合、有機ポリイソシアナー
トは一般に約0.8：１〜1.2：１の当量比でイソシ
アナート反応性基を含んでいる化合物と組み合わ
せて用いる。この場合に、反応成分は用いる直前
に混合する。硬化は、イソシアナート基とイソシ
アナート反応性基との間で自発的に起こるイソシ
アナート付加反応によつて達成される。NCOプ
レポリマーを用いる場合、それらはサブストレー
ト中に含まれる水との反応によつて硬化するのが
好ましい。

ポリウレタンの化学において普通用いられるタ
イプのどのようなイソシアナートでもNCOプレ
ポリマーの製造に対してとそしてまた２成分系に
おける反応成分としての両方に用いることがで
き、このようなポリイソシアナートの例はヘキサ
メチレンジイソシアナート、１−イソシアナート
−３，３，５−トリメチル−５−イソシアナトメ
チルシクロヘキサン、２，４−および２，６−ト
リレンジイソシアナートならびにこれらの異性体
の混合物、４，4′−ジフエニルメタンジイソシア
ナートおよび４，4′−ジシクロヘキシルメタンジ
イソシアナートである。NCO基を含んでいるビ
ウレツト、ウレトジオン、３量体および上記のモ
ノマーポリイソシアネートのほかの反応成分物を
用いることもまた可能である。

イソシアナート反応性水素原子を含んでおり、
イソシアナート付加反応において少なくとも２の
官能性を有するいかなる化合物でもNCOプレポ
リマーの製造に対して、そしてまた２成分系にお
ける反応成分としての両方に用いられる。水酸基
もしくはスルフヒドリル基を含んでおり、150〜
10000の範囲、好ましくは1000〜5000の範囲の分
子量を有する対応する重合もしくは重縮合物を用
いるのが好ましい。このような重合もしくは重縮
合物の例は、例えば水、アンモニア、エチレンジ
アミン、エチレングリコール、トリメチロールプ
ロパン、グリセロール、ペンタエリスリトール、
ソルビトール、亜リン酸およびホスホン酸のよう
に活性水素原子を含んでいる二官能性もしくは多
官能性スターター分子を用いた、エチレンオキシ
ドおよび／またはプロピレンオキシドのようなア
ルキレンオキシドの重合、共重合もしくはブロツ
ク共重合によつて得られるタイプのポリウレタン
の化合においてそれ自体公知のポリエーテルポリ
オールである。例えば酸触媒を用いて得られる、
ホルムアルデヒドと上記のタイプのジオールもし
くはポリオールとの重縮合物のようなポリアセタ
ールを用いることもまた可能である。

プレポリマーを製造するための好ましいポリイ
ソシアナートは４，4′−ジフエニルメタンジイソ
シアナートならびに４，4′−および２，4′−ジフ
エニルメタンジイソシアナートの異性体混合物で
ある。とくに適当なポリイソシアナート混合物は
(a)２，2′−ジイソシアナトジフエニルメタン０〜
５％、(b)２，4′−ジイソシアナトジフエニルメタ
ン20〜80％、好ましくは30〜70％ならびに(c)４，
4′−ジイソシアナトジフエニルメタンおよび／ま
たはジフエニルメタン系列の二官能性以上のポリ
イソシアナート80〜20％、好ましくは70〜30％か
らなる。この好ましいポリイソシアナート混合物
は20℃において200cp以下の粘度を有する。好ま
しいポリイソシアナート混合物の特別な利点は、
それが面倒な結晶化現象がまつたく起らずに、無
溶剤のプライマー組成物の製造を可能にするとい
う事実である。

遊離のイソシアナート基を含んでいる反応成生
物は公知の方法で、上記の量比で成分を15〜100
℃において好ましくは20〜50℃において反応させ
ることによつて製造する。このようにして得られ
た反応生成物は一般に20℃において1000〜10000
ｍpa.sの粘度を有する。

本発明による方法で用られるプライマー組成物
は一般に20〜100重量％、好ましくは30〜60重量
％の上記の反応生成物を含む。

それに加えて、プライマー組成物は助剤および
添加物、例えば第三級アミンもしくは有機金属化
合物のようなポリウレタンの化学において普通用
いられるタイプの触媒、とくに例えばリン酸エス
テルのように建築材料のアルカリ性成分に対する
抵抗性を特徴とするタイプの可塑剤、そしてまた
クロロスルホン化パラフインとフエノールおよび
フエノール誘導体との反応生成物、粉末の形もし
くはペーストの形の顔料、例えば砂、カオリン、
チヨーク、硫酸バリウム、二酸化ケイ素のような
無機充填剤、乳化剤、難燃剤、老化防止剤または
接着促進剤を含んでよい。二酸化炭素の発生によ
つて作り出された発泡構造はまたポリウレタン発
泡体の化学においてそれ自体公知のポリエーテル
ポリシロキサンによつて安定化してもよい。本発
明による方法で用いられるプライマー組成物は大
部分無溶剤系であるにかかわらず、原則として例
えば酢酸エチル、酢酸ブチルもしくはキシレンの
ような溶剤を用いることが可能である。

例えば高度に分散したシリカもしくはアスベス
ト繊維のような通常の無機増粘剤をプライマー組
成物のペースト状コンシステンシーを調節するた
めに用いてよい。化学反応性増粘剤の使用が本発
明による方法に対してとくに好ましい。４，4′−
ジフエニルメタンジイソシアナートもしくは２，
4′−ジフエニルメタンジイソシアナートとの異性
体混合物にもとづいた好ましいジイソシアナート
の場合には、４％までのジエチルトリレンジアミ
ンもしくはほかの立体障害のある芳香族ジアミン
の添加によつて、イソシアナート基との化学反応
によりペースト状のコシンステンシーが得られ
る。少なくとも20％の２，４−ジフエニルメタン
ジイソシアナートを含んでいる異性体混合物は加
工に対して著しく有利な低い粘性を示す。

加工の目的のため、プライマー組成物は手で、
またはあらかじめ作製する場合には、機械によつ
て軽量構造成分のあらかじめぬらした表面に一般
に250〜5000ｇ／m²の量を塗布する。１つの特別
な具体例において、鉱物にもとづいた粒をプライ
マー組成物でコーテイングした表面上に薄い層で
分散させる。あるいは、プライマー塗布した面を
しほ付けする。二酸化炭素の脱離を伴う反応が５
〜30分間にわたつて起こり、１〜３時間後、プラ
イマー組成物の硬化と膨張を生ずる。硬化速度は
水のスプレーもしくは水蒸気の導入によつて増加
させることができる。硬化後、プライマーを塗布
した表面はエマルジヨンペイントもしくは溶剤含
有量によつてコーテイングしてもよい。

実施例 １ DIN1104に対応するセメントで結合した木毛
の軽量パネルを水でぬらし、次のような組成の２
成分系コーテイング用組成物をプライマー塗布す
る。

成分Ａ：トリメチロールプロパンとプロピレンオ
キシドにもとづいたポリアルキレンオキシドポ
リエーテル（分子量約600）1000ｇを安定剤と
してのポリアルキレンオキシド／ポリシロキサ
ン共重合体20ｇ、無定形シリカ100ｇおよび石
英砂（粒子径0.2mm）3000ｇと混合する。

成分Ｂ：ジブチルスズラウレート1.5ｇを触媒と
してジフエニルクレジルホスフエート148.5ｇ
に溶解したヘキサメチレンジイソシアナートに
もとづいたビウレツトポリイソシアナート
（NCO含量21.5重量％）1350ｇに加える。

加工の前に、２つの成分は互いに混合し、塗布
する。加工時間は20分であり、コーテイングした
パネル１m²あたりの材料の消費量は2.75Kgにな
る。塗りたてのコーテイングはまだ湿つているう
ちに石英の破片（０〜２mm）を散乱させる。硬化
後、作られた構造パネルは散乱され、結合された
鉱物中の別の装飾用成分を含んでいる光安定性
で、弾性があり、ざらざらした表面組織を有す
る。

実施例 ２ 実施例１の成分Ｂを粘度180ｍPa.sとNCO含量
31.5％を有するジフエニルメタンジイソシアナー
トの工業用異性体混合物900ｇによつて置きかえ
る。実施例１の成分Ａと混合した後、操作は実施
例１に記載したものと同じである。加工時間は40
分である。硬化後、プラスター状の装飾用の孔の
あいていない表面を得る。それは標準的なエマル
ジヨンペイントでコーテイングすることにより、
光と天候により損傷に対して保護される。上記の
方法によつて製造したパネルは建物正面、壁に対
して、そして天井板として適する。

実施例 ３ DIN1104による15mmのポリスチレン発泡体の
芯と５mmのセメントで結合した木毛の殻からなる
多層軽量構造パネルを水でしめらせ、次のような
組成のプライマー組成物でコーテイングする。

ポリプロピレングリコールエーテル（分子量約
1000）40ｇおよびエチレンジアミンで開始させた
ポリエーテル（分子量約3700）40ｇと反応させた
２，4′−ジイソシアナトジフエニルメタン30重量
％と４，4′−ジイソシアナトジフエニルメタン70
％の混合物（NCO含量約31％）100ｇから製造し
たポリイソシアナトプレポリマー1000ｇをポリア
ルキレングリコールエーテル90ｇ中にジエチルト
リレンジアミン10ｇの溶液と混合する。混合物は
５〜10分で固化し、チクソトロピー性のゲルを生
ずる。ゲルの生成後、石英砂（粒子径0.2mm）
2000ｇを加える。材料の消費量は1600ｇ／m²にな
る。

サブストレート中に含まれる水分がプライマー
組成物の硬化反応を開始し、体積の増加を伴う。
硬化反応は23℃で約３時間後に終る。

最終製品は弾性のある耐衝撃性で防水性のコー
テイングにより被覆された装飾性構成成分であ
る。

実施例 ４ DIN1104によるセメントで結合された木毛の
軽量木材パネル（材料の厚さ20mm）を実施例３に
よるプライマー組成物でコーテイングする。

材料の消費量は2.0Kg／m²になる。コーテイン
グは過熱水蒸気を飽和した室内で硬化する。

わずか12分後、コーテイングは、23℃でさらに
20分間冷却後、アクリラート／スチレン共重合体
にもとづいたエマルジヨンペイントが塗布できる
程度にまで硬化した。

曲け引張試験はDIN1164によつて行ない、未
処理の木毛軽量構造パネルと比較する。

未処理 0.81N／mm² 被 覆 1.87N／mm² これから軽量構造パネルの曲げ引張強度は本発
明によるコーテイングによつて著しく増加するこ
とになる。

実施例 ５ セメントで結合した軽石のパネルのコーテイン
グを次の実施例で説明する。

湿つたサブストレートを次の組成のコーテイン
グ組成物2.1Kg／m²でコーテイングする。

２，４−トリレンジイソシアナートとポリアル
キレンオキシドポリエーテルにもとづいたプレポ
リマー（MW1000、NCO含量6.5％、粘度
165000Pa.s）1600ｇをトリレンジイソシアナー
ト／トリメチロールプロパンアダクト（NCO含
量13％）の75％溶液400ｇと混合する。

ジブチルすずジラウレート２ｇ、ポリアルキレ
ンオキシド／ポリシロキサン共重合体20ｇおよび
無定形シリカ120ｇを石英砂1600ｇとともに加え
る。

しほ付け器を塗りたてのコーテイング組成物に
適用し、硬化した後構造ができた表面コーテイン
グにレンガの模様が残る。コーテイングした軽石
パネルをレンガの形に切り、熱絶縁性化粧面とし
て用いる。

実施例 ６ 実施例３に示した組成を持つたチクソトロピー
性イソシアナート基含有プレポリマーを同量の酸
化アルミニウム水和物と混合し、こてによつて発
泡コンクリート板の水で湿つた面に塗布する。材
料の消費量は1100ｇ／m²になる。体積の増加を伴
う硬化反応は約10分後にはじまり、約５時間後に
終る。体積の増加は発泡コンクリートの孔の近く
で285％、ウエブの近くで30％になる。コーテイ
ングの表面は構造ができているが、孔がない。水
の透過試験はカーステンス（Carstens）法によつ
て行なう（「熱と湿度（Warme und
Feuchtigkeit）」、ベルリン、1960年、エルンスト
出版（Verlag Ernst）、30頁）。３日間の試験後、
水がいくらかでも吸収された様子はない。
DIN4102による火災試験は特級B1を生ずる（実
質的に非引火性）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも外部に開口する空間を有し、該空
   間の開口面積の合計が構造要素の外側表面積の５
   ％より大きい構造要素、殊に軽量構造要素用耐侯
   性被覆であつて、防水性被覆のため要素の外側が
   硬化中に30〜300％の体積増加を生じるポリウレ
   タン組成物で被覆されていることを特徴とする耐
   候性被覆。 ２ 空間がアンダーカツトを有することを特徴と
   する、特許請求の範囲第１項記載の耐候性被覆。 ３ 最終硬化の前に被覆をしぼ付けすることを特
   徴とする、特許請求の範囲第１項または第２項の
   耐候性被覆。 ４ 最終硬化の前に被覆に鉱物粒子を加えること
   を特徴とする、特許請求の範囲第１項又は第２項
   記載の耐候性被覆。 ５ 被覆が耐火性添加物を含むことを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項〜第４項の何れかに記
   載の耐候性被覆。 ６ ジフエニルメタンジイソシアナートとポリプ
   ロピレングリコールエーテルにもとづいたイソシ
   アナート基含有プレポリマーからなることを特徴
   とする、特許請求の範囲第１項〜第５項の何れか
   に記載の耐候性被覆。 ７ 最少限20％のジフエニルメタン−２，4′−ジ
   イソシアナートを含んでいるジフエニルメタン−
   ４，4′−ジイソシアナートとジフエニルメタン−
   ２，4′−ジイソシアナートの異性体混合物をイソ
   シアナート基を含んでいるプレポリマーとして用
   いることを特徴とする、特許請求の範囲第１項〜
   第５項の何れかに記載の耐候性被覆。 ８ イソシアナート基を含んでいるプレポリマー
   が立体障害のある芳香族ジアミンとの部分反応の
   結果としてゲル状であり、チクソトロピー性であ
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項〜第
   ７項の何れかに記載の耐候性被覆。