JPH0686591B2 - 表面処理剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は表面処理剤に関し、さらに詳しく言うと、浸透
性を有するとともに、防水性、透湿性に優れ、たとえば
コンクリート、モルタル、繊維、木材、金属等の表面処
理に好適に利用することのできる表面処理剤に関する。

［従来技術および発明が解決しようとする課題］ たとえば建築・土木分野、繊維分野、鉄鋼分野等におい
ては、部材に防水性を付与したり、部材の耐侯性の向上
を図ることを目的として表面処理剤が使用される。

特に建築・土木分野においては、近年、コンクリートの
緻密性が低く、外部からコンクリート内部に水が浸透す
ることによりコンクリートの劣化が生じ、社会問題化し
ている。

緻密なコンクリートが得られない一つの原因としては、
コンクリート建造物が高層化し、ポンプ輸送等の施工方
法が導入されたのに伴ない、流動性向上のため含水率を
高めたコンクリートが打設されるようになったことにあ
る。

そこで、緻密なコンクリートを得るために、流動性を損
なわずに含水率を下げることのできる減水剤等の開発が
行なわれてきており、ある程度の成果を収めるに至って
いる。

しかし、これとは別に、最近では種々のトラブルの原因
となる外部から浸透する水を遮断するために、コンクリ
ートの表面に塗布するだけでコンクリートの内部に浸透
し、防水性を付与することのできる表面処理剤の開発が
活発化している。

ところで、コンクリート外壁の防水処理に従来より用い
られてきたものの一つである塗膜タイプの防水剤として
は一般にアクリルゴム系防水剤およびエポキシ系防水剤
が知られているが、これらにおいては、塗膜を形成する
ためには多量に塗布しなければならないこと、素地の風
合いを生かせないこと、結露防止に充分な透湿性がない
こと等の欠点がある。

さらに、塗膜であるが故にいずれも紫外線の影響を強く
受け易く耐侯性が充分ではないという問題もある。

そこで、特に耐侯性の向上を図るうえで有利であると考
えられる浸透型の防水剤の開発が盛んに行なわれるに至
っている。

そして、この浸透型の防水剤としては、たとえばアクリ
ルエマルジョン系、シリコーン系、シラン系等の種々の
ものが市販されている。

しかしながら、これらにおいてはいずれも一長一短があ
り、防水性を付与することはできても結露防止に充分な
透湿性を備えるものではない。

したがって、浸透性を有し、防水性、透湿性を兼ね備え
た表面処理剤が望まれている。

本発明は、前記の事情に基いてなされたものである。

本発明の目的は、浸透性を有するとともに、防水性、透
湿性に優れた表面処理剤を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために、本発明者が鋭意検討を重ね
た結果、特定のシリカゾルを含有する特定の表面処理剤
は、浸透性を有するとともに、防水性、透湿性に優れ、
たとえばコンクリート、モルタル、繊維、木材等からな
る部材の表面処理剤として好適に利用可能であり、特に
コンクリート、モルタル等の表面処理に用いると、躯体
の通気性を損なうことなく防水性を付与することが可能
であることを見い出して、本発明に到達した。

本発明の構成は、コロイダルシリカの疎水化率が１％以
上となるように前記コロイダルシリカの表面を高級アル
コールで処理してなる疎水性シリカゾルを有効成分とし
て含有することを特徴とする表面処理剤である。

前記疎水性シリカゾルは、コロイダルシリカ表面のシラ
ノール基を有機疎水基で置換して得られる疎水性コロイ
ダルシリカを有機溶剤に分散してなるものである。

具体的には、たとえば、コロイダルシリカ水溶液に酸を
添加することによりpHを１〜２に調整し、低級アルコー
ルを加えて共沸脱水した後、高級アルコールを添加して
加熱、還流を行なってコロイダルシリカを疎水化し、さ
らに低級アルコールを蒸留により留去してから、アルコ
ールアミンを加えて中和することにより得られることが
できる。

前記コロイダルシリカとしては、特に制限はなく、たと
えば水ガラスを用いた酸分解電解透析法、解膠法、イオ
ン交換法、ケイ酸エチルを用いた加水分解法などの方法
により得られるものを、いずれも好適に用いることがで
きる。

前記低級アルコールとしては、たとえばメタノール、エ
タノール、プロパノール、ブタノール、アミノアルコー
ルなどを挙げることができるが、特に限定するものでは
ない。

前記高級アルコールとしては、たとえばヘキサノール、
ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、カプリルア
ルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコー
ル、セチルアルコール、ステアリルアルコールなどが挙
げられる。

前記アルコールアミンとしては、たとえばN,N−ジメチ
ルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミ
ン、N,N−ジプロピルエタノールアミンなどが挙げられ
る。

前記コロイダルシリカの疎水化率［コロイダルシリカ表
面の全OH基に対する有機疎水基（OR基）の割合の百分
率］は、通常、１％以上、好ましくは３％以上、さらに
好ましくは８％以上である。この疎水化率が１％未満で
あること、防水性が充分ではない。

前記の疎水化したコロイダルシリカを分散させる前記有
機溶剤の好適例としては、前記高級アルコールを挙げる
ことができる。前記高級アルコールは前記コロイダルシ
リカの疎水化に用いたものをそのまま用いてもよいし、
前記コロイダルシリカの疎水化に用いたものとは相違す
るものを用いてもよいが、前記コロイダルシリカの疎水
化に用いたものをそのまま用いれば、前記疎水性シリカ
ゾルの調製工程を簡略化することができる。

本発明の表面処理剤は、通常、前記疎水性シリカゾル原
液をさらに適当な溶剤で稀釈して用いる。

前記溶剤としては、たとえば水、メタノール、エタノー
ル、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘプタ
ノール、オクタノール等のアルコール；ベンゼン、トル
エン、キシレン、エチルベンゼン、クメン、シクロヘキ
サン、エチルシクロヘキサン、デカリン等の炭化水素；
ジエチルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビニ
ルエーテル、アニソール、ジオキサン、グリコールメチ
ルエーテル、グリコールエチルエーテル、グリコールブ
チルエーテル等のエーテル；アセトン、メチルエチルケ
トン、２−ペンタノン、３−ペンタノン、メチルイソブ
チルケトン、２−ヘプタノン、４−ヘプタノン、ジイソ
ブチルケトン、アセトニルアセトン、メシチルオキシド
等のケトン；ミネラルスピリット等の工業ガソリン、灯
油等の石油化学系溶剤などが挙げられる。

これらは一種単独で使用してもよいし、二種以上を混合
して使用してもよい。

前記溶剤を使用する場合、前記疎水性シリカゾルの濃度
は、通常、0.1％以上、好ましくは１％以上である。前
記疎水性シリカゾルの濃度が0.1％未満であると、本発
明の目的が達成されないことがある。

さらに、本発明の表面処理剤は、前記疎水性シリカゾル
および前記溶剤とともに、必要に応じて乳化剤、樹脂混
合物などを含有していてもよい。

前記乳化剤としては、たとえば、脂肪酸セッケン、エー
テルカルボン酸およびその塩、高級脂肪酸とアミノ酸の
縮合物（Ｎ−アシルサルコシン酸塩、Ｎ−アシルグルタ
ミン酸塩等）、高級アルキルスルホン酸塩、α−オレフ
ィンスルホン酸塩、高級脂肪酸エステルのスルホン酸
塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、高級脂肪酸アミドの
スルホン酸塩、アルキルアリルスルホン酸塩、アルキル
ベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸
塩、アルキルアリルスルホン酸塩のホルマリン縮合物、
高級アルコール硫酸エステル塩、アルキルおよびアルキ
ルアリルエーテル硫酸エステル塩、高級脂肪酸エステル
の硫酸エステル塩、高級脂肪酸アルキロールアミドの硫
酸エステル塩、硫酸化油、リン酸エステル塩等のアイノ
ン界面活性剤；アルキルアミン塩、ポリアミンおよびア
ミノアルコール脂肪酸誘導体、アルキル四級アンモニウ
ム塩（アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキル
ジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルア
ンモニウム塩等）、環式四級アンモニウム塩（アルキル
ピリジジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、ジア
ルキルモルホリニウム塩等）、水酸基を有する四級アン
モニウム塩、エーテル結合を有する四級アンモニウム
塩、アミド結合を有する四級アンモニウム塩等のカチオ
ン界面活性剤；エーテル型非イオン界面活性剤、エーテ
ルエステル型非イオン界面活性剤、エステル型非イオン
界面活性剤、ブロックポリマー型非イオン界面活性剤、
含窒素型非イオン界面活性剤等のノニオン界面活性剤な
どを挙げることができるが、特に限定するものではな
い。

前記乳化剤を使用する場合の使用割合は、前記疎水性シ
リカゾルと前記稀釈剤との合計100重量部に対して、通
常0.1〜10重量部、好ましくは0.1〜５重量部である。

前記樹脂混合物としては、特に制限はなく、たとえば酢
酸ビニルエマルジョン、塩化ビニル系エマルジョン、塩
化ビニル塩化ビニリデン系エマルジョン、アクリル系エ
マルジョンなどが挙げられる。

前記樹脂混合物を使用する場合の使用割合は、前記疎水
性シリカゾルと前記稀釈剤との合計100重量部に対し
て、通常、１〜100重量部、好ましくは５〜100重量部で
ある。

本発明の表面処理剤を、たとえばコンクリート、モルタ
ルなどの部材に塗布する方法としては、たとえばハケ塗
り法、スプレー法、ローラータッチ法、バーコーター
法、浸漬法などが挙げられる。

たとえばこれらの方法により部材の表面に塗布された表
面処理剤は、部材の内部に浸透して、透湿性を確保しつ
つ防水性の付与を達成する。

このような特長を有する本発明の表面処理剤は、たとえ
ばコンクリート、モルタル、繊維、木材、鋼材等の表面
処理に好適に利用可能であり、特にコンクリート、モル
タルの表面処理に好適に利用可能である。

［実施例］ 次に本発明の実施例および比較例を示し、本発明につい
て、さらに具体的に説明する。

（実施例１） シリカコロイド水溶液（シリカ濃度20％）50gに濃硫酸1
gを滴下撹拌し、これにイソプロパノール300gを添加混
合した後、共沸脱水を行なって水を抜きながら２時間反
応させ、さらにラウリルアルコール50gを添加して８時
間還流した。これを濃縮して疎水化率15.3％、シリカ濃
度16％のC₁₂オルガノシリカゾルを得た。

得られたC₁₂オルガノシリカゾルにN,N−ジメチルエタノ
ールアミン4gを加えて中和させることにより表面処理剤
原液とした。

この表面処理剤原液をイソプロパノールで稀釈して原液
濃度３％の稀釈物を調製して表面処理剤とした。

次いで、得られた表面処理剤について透水試験および透
湿試験を行なった。

塗布量および結果を第１表に示す。

なお、透水試験および透湿試験は、それぞれ次のように
して行なった。

透水試験；表面処理剤をフレキ板（100×100×6mm）に
塗布して、24時間乾燥させてからJIS A6910に準じて透
水試験を行なった。

透湿試験；表面処理剤を円形１−３モルタル板（80φ×
20mm）に塗布して、24時間乾燥させてからJIS Z208に準
じて透湿試験を行なった。

（比較例１） 前記実施例１における透水試験において使用したのと同
様のフレキ板につき、本発明の表面処理剤を塗布しない
で前記実施例１に準じて透水試験を行なうとともに、前
記実施例１における透湿試験において使用したのと同様
の円形１−３モルタル板につき、本発明の表面処理剤を
塗布しないで前記実施例１に準じて透湿試験を行なっ
た。

結果を第１表に示す。

（参考例） 前記実施例１で調製した表面処理剤を、円形１−３モル
タル板（80φ×20mm）に塗布して、塗布量と透水率との
関係および塗布量と透湿率との関係を求めた。

塗布量と透水率との関係を第１図に示し、塗布量と透湿
率との関係を第２図に示す。

なお、表面処理剤で処理する前の生地モルタルの透水率
は7.5ml/24hrであり、透湿率は81g/m²・24hrであった。

（評価） 実施例１の結果および比較例１の結果から、本発明の表
面処理剤を塗布したフレキ板もしくはモルタル板におい
ては透水性が低下していく防水性が向上しているととも
に、透湿性の低下が小さくて通気性が充分に確保されて
いることを確認した。また、第１図からも明らかなよう
に、塗布量を多くしても透水性の低下には変化が見られ
ないことから本発明の表面処理剤は少ない使用量で防水
性を付与することができ、充分に実用に供することがで
きることを確認した。さらに、第２図からも明らかなよ
うに、塗布量を多くしても透湿性の低下は小さいことか
ら、大量に使用した場合にも充分な通気性が確保される
ことを確認した。

［発明の効果］ 本発明によると、 （１） 特定のシリカゾルを有効成分として含有するの
で、透湿性を損ねないで防水性を付与することができる
とともに、浸透性に優れ、 （２） しかも浸透性を有し、塗膜を形成するものでは
ないので、少量の使用で充分な防水性を発揮するととも
に、作業性が良好であり、かつ良好な耐侯性を有してい
て、 （３） 特にコンクリート、モルタル等の多孔質建築・
土木の表面処理に用いると、躯体の通気性を損なうこと
なく防水性を付与することができるので、外部からの水
の浸透を防ぎつつ結露の発生を招くことがない、 等の利点を有する工業上有用な表面処理剤を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の表面処理剤についての塗布量と透水率
との関係を示すグラフ、第２図は同じく塗布量と透湿率
との関係を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コロイダルシリカの疎水化率が１％以上と
   なるように前記コロイダルシリカの表面を高級アルコー
   ルで処理してなる疎水性シリカゾルを有効成分として含
   有することを特徴とする表面処理剤。