(57)【要約】【課題】除草剤を使用せずに、建造物外面（多孔質材表面）の植生物を簡単に除草さらには防草（小生物発生抑止）ができ、かつ、その防草効果も長期間維持できる水性処理剤を提供すること。【解決手段】コンクリート等の無機多孔質材の植生物防除に使用される無機多孔質材の水性処理剤。気孔充填成分としてケイ酸アルカリ（水ガラス）を除草・防草成分として水溶性フッ化アルカリを、ケイ酸アルカリ流出抑制成分としてアルキルケイ酸アルカリ等のシリコーン系撥水剤を含有する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機多孔質材表面に適用される水性処理剤であって、
ケイ酸アルカリ（有効成分）１〜１５％、水溶性フッ化アルカリ（有効成分）０．２〜５％及び撥水剤（有効成分）２〜２０％を含有するとともに、前記ケイ酸アルカリに対する倍率が前記水溶性フッ化アルカリ：０．０５〜０．６倍、前記撥水剤：０．５〜６倍であること、を特徴とする水性処理剤。
【請求項２】
前記ケイ酸アルカリが、ケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウム及びケイ酸リチウムの群から選択される１つ以上であることを特徴とする請求項１記載の水性処理剤。
【請求項３】
前記水溶性フッ化アルカリが、フッ化カリウム及びフッ化ナトリウムの一方又は双方であるとともに、前記撥水剤が、アルキルケイ酸アルカリ及び反応性シリコーンオイルの群から選択される１以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の水性処理剤。
【請求項４】
前記アルキルケイ酸アルカリがメチルケイ酸カリウムであることを特徴とする請求項３記載の水性処理剤。
【請求項５】
植生物が発生している無機多孔質材表面の植生物防除方法であって、ケイ酸アルカリ１〜１５％（有効成分）、水溶性フッ化アルカリ（有効成分）０．２〜５％及び撥水剤（有効成分）２〜２０％を含有するとともに、前記ケイ酸アルカリに対する倍率が、前記水溶性フッ化アルカリ：０．０５〜０．６倍、前記撥水剤：０．５〜６倍である水性処理剤を無機多孔質表面に塗布して、前記植生物を枯死させ、該枯死植生物を雨水又は散水除去することを特徴とする無機多孔質材表面の植生物防除方法。
【請求項６】
前記水性処理剤の塗布を、前記ケイ酸アルカリと前記フッ化アルカリとの混合液の第一塗布工程と、撥水剤の第二塗布工程との二段階で行うことを特徴とする請求項５記載の無機多孔質材表面の植生物防除方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋外環境にさらされる無機多孔質材表面の水性処理剤及び植生物防除方法に係る。
【０００２】
ここで、無機多孔質材としては、セメント・コンクリート製品、石膏製品、ケイ酸カルシウム板、瓦、煉瓦、および石材などを挙げることができる。
なお、以下の説明で、配合・組成単位は、特に断らない限り、質量単位とする。
【背景技術】
【０００３】
コンクリートのような無機多孔質材で形成された建造物外面は、屋外環境にさらされ、表面気孔に起因して、水分とともに、埃、泥土、油脂成分、酸性成分、有機物、胞子および種子などが侵入し易いので植生物の培地となる。このため、経年的には建造物外面に植生物が生育して建造物の景観を損ねる。
【０００４】
このため、建造物表面の植生物を防除するための除草剤散布等の諸作業が必要であった。除草剤には毒性が強いものが多いので、人畜には有害であり、除草剤が拡散、流出すると環境汚染が起こる原因になり、その植生物の防除作用の相対的に短いもの（例えば、数カ月〜１年）が多く、１〜２年置きに行う必要があった。
【０００５】
したがって、除草剤を使用せずに、建造物外面（多孔質材表面）の植生物を簡単に防除でき、かつ、その効果も長期間維持できる無機多孔質材表面の水性処理剤及び植生物防除方法が希求されている。
【０００６】
しかし、本発明者は、そのような無機多孔質材表面の水性処理剤および植生物防除方法は、寡聞にして知らない。
なお、本発明と同様に、ケイ酸アルカリ水溶液を用いて、コンクリート等の無機多孔質材の表面改質を行う技術が、下記の如く、特許文献１〜３に記載されている。いずれも、植生物の防除を目的とするものではなく、処理剤組成も別異である。
【０００７】
特許文献１（要約等）：「コンクリート、モルタル等のセメント系仕上材を用いて形成した部材の表面にガラス化処理液（ケイ酸アルカリ含有液）を浸透させることにより上記部材表面をガラス質に変換させ、該ガラス質表面を研磨仕上げする方法。」、
特許文献２（要約等）「カルシウム系基材の湿潤養生、防塵、強化等を目的として、水溶性珪酸アルカリ化合物と、シラノール基またはシラノール基に変換可能な基を有するアクリル系樹脂とを含有する、カルシウム系無機質基材塗装用組成物。」
特許文献３（要約等）には「コンクリート面に適用して表面強化とともに撥水性を付与することを目的として、珪酸ソーダとメチルケイ酸カリウムとを含有する水性浸透性組成物。」
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３０８６８０号公報
【特許文献２】特開２００３−１１９４２９号公報
【特許文献３】特開２００４−２５６３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、除草剤を使用せずに、建造物外面（多孔質材表面）の植生物を簡単に防除でき、かつ、その効果も長期間維持できる無機多孔質材表面の水性処理剤及び植生物防除方法を提供することを目的（課題）とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る水性処理剤は、無機多孔質材の表面に適用される水性処理剤であって、ケイ酸アルカリを主成分とし、水溶性フッ化物およびシリコーン系撥水剤を副成分として含有することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明に係る無機多孔質材表面の植生物防除方法は、ケイ酸アルカリを主成分とし、水溶性フッ化物およびシリコーン系撥水剤を副成分として含有する水性処理剤を前記無機多孔質表面に塗布することを特徴とするものである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の水性処理剤を適用する無機多孔質材とは、具体的には、コンクリート建築物および構築物、セメント・コンクリート製品、石膏製品、ケイ酸カルシウム板、瓦、煉瓦、石材（墓石等）、吸水性のある焼き物（タイル）などを指し、植生物の生息が可能な培地となりうる表面状態の材料のことを意味する。
【００１３】
本発明に係る水性処理剤は、前述の如く、無機多孔質材の表面に適用される水性処理剤であって、ケイ酸アルカリ（Ａ）を主成分とし、水溶性フッ化アルカリ及びシリコーン系撥水剤を副成分（機能成分）として含有するものである。
【００１４】
（Ａ）ケイ酸アルカリ（水ガラス、シリケート）
一般式Ｍ２Ｏ・ｎＳｉＯ２で表されるものである（但し、ｎは自然数、Ｍ：Ｎａ，Ｋ，又はＬｉ。なお、ｎはＭやグレードにより異なる。例えば、Ｍ＝Ｎａの場合、ｎ＝３〜３．３）。通常、水溶液の状態で供給される。具体的には、富士化学株式会社や日本化学工業株式会社から上市されている各種水ガラス（水溶液）を入手でできる。
【００１５】
ケイ酸アルカリの処理剤中濃度は、表面浄化剤中の撥水成分の効果を阻害しない範囲で用いることが望ましく、少量過ぎると細孔を充填する効果が薄れる。ケイ酸アルカリの処理剤中濃度は、１〜１５％が好ましく、さらに好ましくは３〜１０％である。
【００１６】
（Ｂ）水溶性フッ化アルカリ：
水溶性フッ化アルカリとしては、フッ化カリウム（ＫＦ）及びフッ化ナトリウム（ＮａＦ）を挙げることができ、それらは併用してもよい。
【００１７】
前記フッ化アルカリの水性処理剤中の濃度は、フッ化物の種類（ケイ酸アルカリとの反応性や溶解度）により異なるが、安全性の観点から、低いことが望ましい。好ましくは０．２〜５％、さらに好ましくは０．５〜２．５％である。また、ケイ酸アルカリ（有効成分）に対する倍率（対ケイ酸アルカリ比）で、好ましくは０．０５〜０．６倍が、さらに好ましくは０．１〜０．３倍である。
【００１８】
なお、無機多孔質材がＣａ系の場合、フッ化物のＦ−と、無機多孔質材の気孔内に露出しているＣａ２＋とが反応して、下記の如く不溶性のフッ化カルシウムとなり、無機多孔質材に対するケイ酸アルカリの気孔充填作用を補強する。
Ｃａ２＋＋２Ｆ−→ＣａＦ２↓          （１０）
【００１９】
また、フッ素イオンはケイ酸アルカリ溶液と混合して空中に放置するとケイ酸アルカリ溶液の硬化を促進して、無機多孔質材に対する気孔充填作用を補強する。
【００２０】
（Ｃ）撥水性付与剤（撥水剤、吸水防止剤）
撥水性付与剤は、前記ケイ酸アルカリ及び水溶性フッ化物と水媒体中で相溶し、かつ、無機多孔質材の表面に撥水性を、ケイ酸アルカリが硬化完了するまでの期間（例えば、約６ヶ月）維持できるものなら、特に限定されない。すなわち、塗布施工後のケイ酸アルカリやフッ化物が壁面から流出しないように、塗布して壁面に撥水性を付与する。
【００２１】
このため、ガラス用撥水剤であるフッ素樹脂系のものも使用可能であるが、下記（１）シリコネート（アルキルケイ酸アルカリ）、（２）シリコーンオイル、及びシラン類が望ましい。特に、大気中において、炭酸ガス（ＣＯ２）乃至湿気（Ｈ２Ｏ）と脱炭酸乃至脱水縮合反応して、三次元の硬質ポリシロキサン（シリコーン樹脂）を形成するシリコネート（アルキルケイ酸アルカリや反応性シリコーンオイルが特に望ましい。これらは、低分子量で分子嵩高でなく、かつ、ケイ酸アルカリと親和性（混和性）が良好で、無機多孔質の表面に塗布された際に、ケイ酸アルカリの流出阻止作用が大きく、硬化後は、無機多孔質の表面強度の増大に寄与する。
【００２２】
すなわち、シラン類、シリコネート（アルキルケイ酸アルカリ）およびシリコーンオイルを単独乃至併用して使用することができる。ここで、硬質ポリシロキサン被膜の無機多孔質表面への形成は、必然的ではないが、架橋（高密度三次元結合）しているものが強度を確保でき望ましい。
【００２３】
具体的には、下記アルキルケイ酸アルカリ（シリコネート）（１）やシリコーンオイル（２）が望ましい。
【００２４】
（１）アルキルケイ酸アルカリ（シリコネート）：
下記構造式（１）を有するアルキルケイ酸アルカリが、ケイ酸アルカリとの相溶性が高くて望ましい。
ＲＳｉ（ＯＨ）２ＯＭ  （但し、Ｒ：ＣＨ３、ＣＨ５又はＣ６Ｈ５、Ｍ：Ｋ又はＮａ）  （１）
【００２５】
アルキルケイ酸アルカリは、下記の如く、水存在下で炭酸ガスと反応して、３次元（架橋）構造の硬質ポリシロキサンを形成する。
２ＲＳｉ（ＯＨ）２ＯＭ＋ＣＯ２→Ｍ２ＣＯ３＋架橋ポリシロキサン
上記アルキルケイ酸アルカリとしては、信越化学工業株式会社から「ＰＯＬＯＮ−Ｃ」の商品名や旭日化成ワッカーシリコーン株式会社から「ＳＩＬＲＥＳ  ＢＳ−１６」の商品名（いずれもメチルケイ酸ナトリウム）で上市されているものを使用可能である。
【００２６】
（２）シリコーンオイル
分子量２０００以下、望ましくは１０００以下のポリシロキサン、特に反応性ポリシロキサンを使用することが望ましい。
【００２７】
具体的には、旭ワッカーシリコーン株式会社から「ＳＩＬＲＥＳ  ＢＣ２１０１J」（シランとシロキサンの混合物）や「ＳＩＬＲＥＳ  ＢＣ２１０３」（シリコーン乳濁液）、などの商品名で、信越化学工業株式会社から湿気硬化型シリコーンオリゴマー（硬化触媒添加品）として上市されている「ＫＲ２５１、ＫＲ４００、ＫＲ４００Ｆ」、さらには、同じく撥水剤として「ＰＯＬＯＮ−ＭＫ２０６」、「ＰＯＬＯＮ−ＭＦ３０、４９」等の商品名で上市されているものを使用可能である。これの類似製品は、東レダウコーニング社、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ等からも上市されている。
【００２８】
前記撥水剤は、ケイ酸アルカリの濃度が希薄にならない配合量で用いることが望ましい。通常、有効成分２〜２０（望ましくは５〜１５）％の範囲で用いる。ケイ酸アルカリ（有効成分）に対する倍率（対ケイ酸アルカリ比）で、好ましくは０．５〜６倍、さらに好ましくは１〜３倍とする。
【００２９】
上記水性処理剤は、ケイ酸アルカリ、水溶性フッ化物および撥水剤を混合し適宜粘度に水で希釈し調製する。被処理面である多孔質材表面（通常、植生物が密生している建造物表面）に直接的に散布・塗布して用いる。
なお、ケイ酸アルカリとフッ化アルカリとの混合液の第一塗布工程と、撥水剤の第二塗布工程との二段階で行ってもよい。先にケイ酸アルカリ及びフッ化アルカリが無機多孔質の表面気孔に深く浸透しやすいためである。
【００３０】
本発明の水性処理剤には、補助的に緩衝剤を添加、混合して用いてもよい。また、本発明の水性処理剤は、垂直な面に塗付する際には、急速に流下してしまう現象を防止するために、任意量の揺変剤（垂れ防止剤）および増粘剤を適宜添加してもよい。
【００３１】
さらに、必要に応じて着色剤、金属粉、繊維状物質、放射性物質（例えば、モナサイト）およびに光触媒物質（例えば、酸化チタン、酸化アンチモン）などの微粒子を本発明の多孔性材料の水性処理剤と混合・併用することができる。
【実施例】
【００３２】
次に、実施例に係る試験例群を参照試験例群とともに挙げ、更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例により何ら制約されるものではない。
なお、各試験例に用いた、試験壁面は、（ａ）コンクリート塀、（ｂ）赤瓦の屋根、（ｃ）墓石又は（ｄ）モルタル板とした。いずれも、施工後１０年以上経過し、表面に植生物（草、苔等）が混生繁茂している状態のものを使用した。試験実施場所は、沖縄県沖縄市である。
【００３３】
また、除草・防草評価試験は、下記の如く行った。
水性処理剤（薬剤）を各壁面に所定量塗布後、除草効果は、１週間経過後時に、防草効果は、３ヶ月、６ヶ月、１２ヶ月、２４ヶ月、３６ヶ月の各経過時にそれぞれ観察をして、下記基準にしたがつて評価をした。なお、防草効果は、「×」評価後は、観察を中止した。
（除草効果）
・有：草等が褐色化した枯死していた。
・無：あまり変わらず。
(防草効果：植生物発生抑制効果)
・◎：壁面に草等の発生全くなし。
・〇：壁面に草等がほとんど発生せず。
・△：壁面に草等が粗生している。
・×：壁面に草等が密生している。
【００３４】
＜参照試験例群＞
本発明で使用する各成分（薬剤）の単独使用による（１）除草効果（枯死効果）、（２）防草持効果（植生物発生抑制効果）を確認するための試験を行った。
【００３５】
表１に示す各薬剤（水性薬剤）を、前記（ａ）コンクリート塀に塗布量約１６０ｇ／ｍ２をスプレー塗布した。そして、前述の除草・防草評価試験を行った。
【００３６】
（１）参照試験例１０月群（フッ化アルカリ又はフッ化アルカリ土類）：
参照試験例１−１（ＫＦ水溶液）は、１週間後除草効果が見られ、草等発生抑制効果は３ヶ月までであった。参照試験例１−２（ＣａＦ２水溶液）は、１週間後除草効果がほとんど観察されず、汚染植物発生抑制効果は３ヶ月までは若干観察されたが、６ヶ月以降は全く観察されなかった。
【００３７】
（２）参照試験例２群（ケイ酸アルカリ：水ガラス、シリケート）：
参照試験例２−１（ケイ酸ナトリウム）、参照試験例２−２（ケイ酸カリウム）、参照試験例２−３(ケイ酸リチウム)のいずれも、除草効果が観察され、汚染植物発生抑制効果は３ヶ月までは若干観察されたが、６ヶ月以降は全く観察されなかった。
【００３８】
（３）参照試験例３群（撥水性付与剤、硬質ポリシロキサン形成剤）
参照試験例３−２は、除草効果が観察されたが、参照試験例３−１、３−２、３−４のいずれもが、除草効果がほとんど見られなかった。参照試験例３−１（シラン系撥水剤）及び参照試験例３−３（アルキルケイ酸アルカリ（シリコネート）系撥水剤）は、植物発生抑制効果は１２ヶ月までは若干得られたが、２４ヶ月経過時には全く見られなかった。また、参照試験例３−２（シリコネート系撥水剤）及び参照試験例(シリコーン系撥水剤)は、汚染植物発生抑制効果は６ヶ月までは若干観察されたが、１２ヶ月経過時には全く観察されなかった。
【００３９】
以上から、本発明の必須成分である、フッ化アルカリやシリケートでは、除草効果は得られるものの、防草効果はほとんど、特に長期にわたってはほとんど得られないことが分かった。なお、フッ化アルカリ（ＦＫ）に短期間ではあるが、ある程度防草効果が得られるのは、気孔に浸透したフッ素イオンが根乃至種まで死滅させてしまうためと推定される。これに対してアルカリイオンは露出植生物のみ死滅させるものと推定される。
【表１】
2019026491.tif 000002
【００４０】
＜実施例試験例群＞
各実施例の水性処理剤を、表２に示す各薬剤を表示の組成で撹拌混合して調製した。なお、各薬剤の処理剤１００％に対する有効成分換算の組成を示すとともに、ケイ酸アルカリ（水ガラス）（有効成分）に対するＦＫ及び撥水剤の有効成分倍率を括弧内表記する。
【表２】
2019026491.tif 000003
【００４１】
（１）第一試験例群（除草・防草試験）：
各実施例における（１）除草効果、（２）防草効果を確認するために、試験壁を、（ａ）コンクリート塀、（ｂ）赤瓦の屋根又は（ｃ）墓石として、各実施例の水性処理剤を、参照試験例と同様、塗布量約１６０ｇ／ｍ２となるようにスプレー塗布した。そして、それらについて、前述の除草・防草評価試験を行った。
【００４２】
評価結果を示す表３から、実施例１〜４のいずれも、植生物が密集している状態のコンクリート塀、赤瓦の屋根、及び墓石のいずれについても、植生物の生育不能となり（枯れ）、３ヶ月経過以降３６ヶ月経過しても植生物の発生が観察されなかった。すなわち、いずれの実施例も、除草効果及び長期にわたる防草効果を有することが確認できた。
【００４３】
これら表３の観察結果は、表１の観察結果から想定される効果をはるかに超えるものといえる。
【表３】
2019026491.tif 000004
【００４４】
（２）第二試験例群（摩耗試験）：
下記モルタル板及び赤瓦を３個ずつ用意し、実施例１〜４の水性処理剤を表示の量をスプレー塗布し、摩耗試験体を調製した。
・モルタル板：ポルトランドセメントと川砂の重量比率が１：３であるモルタル合材を磨耗試験用型枠に流し込み、室温で２８日間養生して調製した板状体（１００×１００×２５ｍｍ）。
・赤瓦：名幸花鉢(株)製の板状体（１００×１００ｍｍの平面大きさに裁断したもの）。
【００４５】
各試験体（３個ずつ）についてテーパー型摩耗試験機（荷重：０．５ｋｇｆ）を用いて１０００回転後の摩耗量（ｇ）を測定し、３個の平均値を測定結果として、表４に示す。
【００４６】
本試験の結果、実施例１〜４のいずれの施工したモルタル板及び赤瓦の磨耗量は溶液が無塗布のモルタル板（ブランク）と比較すると、明らかに少なく、耐磨耗性が付与されたことが判明した。
【表４】
2019026491.tif 000005
【００４７】
（３）第三試験例群（撥水性試験）：
実施例の水性処理剤の防水性付与効果を検証するために、モルタル板、耐火煉瓦（ＳＫ３２）、および御影石の各被塗布体（いずれも平面大きさ：１００×１００ｍｍ）に、表示の各実施例の水性処理剤を１５０ｇ／ｍ２相当量を塗付して各試験体を各３個ずつ調製した。
各試験体を各無塗布試験体とともに、７日間室温で放置した後に屋外に３０日間曝した後に水中に浸漬し、２４時間後に取り出して吸水率（３個の平均値）を測定するとともに、無塗布に対する吸水比（無塗布を１００％として）を求めた。
【００４８】
その結果を示す表５から、吸水率の高い無機多孔質材でも（試験例９、１０）、吸水比は無塗布のものに比べて明らかに低下することが確認できた。
さらに屋外に放置し、６ヶ月、１２ヶ月、１８ヶ月および２４ヶ月毎に撥水性の有無を観察した。
観察結果を示す表５から、いずれの実施例ともに、６ヶ月は撥水性を十分に維持できることが確認できた。
【表５】
2019026491.tif 000006
【００４９】
以上の試験結果から、本発明に係る各実施例の水性処理剤が、無機建造物壁面の繁茂植生物を除草（枯らし）、その後も、長期的に植生物の発生を抑制して建造物の景観維持効果があり、さらには、セメントモルタルや、赤瓦のような吸水性が高い無機多孔質材の表面磨耗性および吸水性を改善できることが判明した。
【００５０】
本発明の多孔性材料の表面浄化剤の施工方法は、植生物が群生した状態の多孔質物質あるいは、自然劣化した多孔性材料の表面に直接的に散布・塗布（または浸漬して含侵せしめる）することで達成でき、具体的には刷毛塗り、手動スプレー機器（農薬散布器）による噴霧、如雨露による散水さらには浸漬などの簡単な方法で施工でき、特殊な装置を必要としないで施工できる。
【００５１】
また、本発明の多孔性材料の表面浄化剤は、群生する植生物に直接的に噴霧あるいは散布するだけで植生物を枯死させることができ、その植生物の発生を断つ防草効果を奏する。
【００５２】
さらにまた、本発明の水性処理剤は、植生物が密生している経年建造物表面ばかりでなく、コンクリート建築物および構築物、セメント製品、石材製品、煉瓦塀、瓦屋根など、屋外の多孔性材料にあらかじめ塗布しておくと、植生物の発生を抑止でき（防草効果を奏し）、さらには風化、劣化を回避できる効果も得られるものである。