(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の高炉スラグを含有する安定化された高炉スラグ水性懸濁液を主剤の主要成分とし、該懸濁液の水硬反応を誘発させる珪酸ナトリウムもしくは炭酸ナトリウム、炭酸カリウムが溶解したアルカリ性液体を水硬反応誘発剤として、前記主剤と水硬反応誘発剤とを別々にパッケージしてなることを特徴とする高炉スラグ系２剤型塗料。
＜主剤の主要成分＞
Ａ）高炉スラグ水性懸濁液の総重量を１００重量％として、１０〜６０重量％以上の高炉スラグ含有量を有する高炉スラグ高含有量高炉スラグ懸濁液０．５重量％〜４２重量％
Ｂ）高炉スラグ水性懸濁液の総重量を１００重量％として、高炉スラグ水性懸濁液中のリン含有化合物を含むブロッキング剤０．１重量％〜２０重量％
Ｃ）高炉スラグ水性懸濁液の総重量を１００重量％として、高炉スラグ水性懸濁液中のリン含有化合物とは異なるブロッキング剤０．３重量％〜５重量％
Ｄ）保水剤
Ｅ）界面張力調整剤
Ｆ）粘度（粘稠）調整剤
Ｇ）着色顔料
Ｈ）機能性顔料
Ｉ）体質顔料
Ｊ）抗菌剤
Ｋ）溶媒
【請求項２】
前記リン含有化合物を含むブロッキング剤は、少なくとも一つのメタリン酸、亜リン酸、リン酸、ホスホン酸及び水と反応させることにより、これらの化合物のいずれかを形成することができる任意の化合物から選択されるリン含有化合物を含む薬剤ブロッキングであり
前記高炉スラグ水性懸濁液の総重量を１００重量％として、リン含有化合物を含むブロッキング剤を０．１重量％〜２０重量％含むことを特徴とする請求項１に記載の高炉スラグ系２剤型塗料。
【請求項３】
前記メタリン酸、亜リン酸、リン酸またはホスホン酸を形成し得る化合物は、リンペントキシド、ピロリン酸、トリポリリン酸、アミノトリメチレンホスホン酸、２−アミノエチルホスホン酸、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、テトラメチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ヘキサメチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ホスホン酸ペンタメチレンジエチレントリアミン、ホストリカルボン酸、Ｎ−（ホスホノメチル）イミノジ酢酸、２−カルボキシエチルホスホン酸、２−ヒドロキシホスホノカルボン酸から選ばれ、
またリン酸系以外のホウ酸塩化合物ではメタホウ酸ナトリウム、四ホウ酸ナトリウム、十三酸化二ナトリウム八ホウ素四水和物等から選ばれる、ことを特徴とする請求項２に記載の高炉スラグ系２剤型塗料。
【請求項４】
前記高炉スラグ水性懸濁液中のリン含有化合物とは異なるホウ酸並びにホウ酸塩化合物からなるブロッキング剤は、高炉スラグ水性懸濁液の総重量を１００重量％として、０．３重量％〜５重量％含むことを特徴とする請求項１に記載の高炉スラグ系２剤型塗料。
【請求項５】
前記主剤の水硬反応を誘発する水硬反応誘発剤は、珪酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムを含む水への溶解度が高く、高アルカリ水溶液となる物質からなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の高炉スラグ系２剤型塗料。
【請求項６】
前記主剤の水硬反応を誘発する水硬反応誘発剤は、水溶液としたときに白華（エフロレッセンス）の析出原因となるフリーのカルシウムイオンが存在しやすいカルシウム塩化合物や水酸化カルシウムに変化する物質を使用しないことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の高炉スラグ系２剤型塗料。
【請求項７】
以下の高炉スラグを含有する安定化された高炉スラグ水性懸濁液を主剤の主要成分とし、珪酸ナトリウムを主成分とする水硬反応誘発剤を用い、前記主剤と水硬反応誘発剤とを一緒にパッケージしてなることを特徴とする高炉スラグ系１剤型塗料。
＜主剤の主要成分＞
Ａ）高炉スラグ水性懸濁液の総重量を１００重量％として、１０〜６０重量％以上の高炉スラグ含有量を有する高炉スラグ高含有量高炉スラグ懸濁液０．５重量％〜４２重量％
Ｂ）高炉スラグ水性懸濁液の総重量を１００重量％として、高炉スラグ水性懸濁液中のリン含有化合物を含むブロッキング剤０．１重量％〜２０重量％
Ｃ）高炉スラグ水性懸濁液の総重量を１００重量％として、高炉スラグ水性懸濁液中のリン含有化合物とは異なるブロッキング剤０．３重量％〜５重量％
Ｄ）保水剤
Ｅ）界面張力調整剤
Ｆ）粘度（粘稠）調整剤
Ｇ）着色顔料
Ｈ）機能性顔料
Ｉ）体質顔料
Ｊ）抗菌剤
Ｋ）溶媒
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は常温で硬化可能な高炉スラグを主成分とする高炉スラグ系２剤型もしくは１剤型水性塗料と高炉スラグを主要成分とする液体懸濁液からなる液状の無機系素材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に「無機系塗料」とは、有機樹脂（アクリル・ウレタン・シリコン・フッ素など人工的につくられた樹脂）がメインではなく、鉱物（セラミックまたはケイ素が主成分であることが多い）を主成分としている塗料のことをいう。
しかしながら、従来の無機系塗料はいずれも無機系素材だけでは常温の下での結合力（バインダー効果）並びに造膜性が劣るため塗膜になりにくいので、常温の下での結合力並びに造膜性に優れる樹脂成分が多く配合されている。
【０００３】
本発明者らは、ほとんどの成分が無機系素材で構成し、結合力（バインダー効果）並びに造膜性を有機樹脂に依存しないアルミナセメント系塗料を開発するために鋭意研究してきた結果、予め「スラリー」（懸濁体のことで、液体中に鉱物や汚泥などが混ざっている混合物のこと。）と呼ばれる水硬性結合剤を含有するアルミナセメントを含む水性懸濁液、すなわち流体懸濁液からなる液状の無機系素材の利用に想到し、本発明のアルミナセメント系塗料を完成させるに至ったものである。
【０００４】
そのような流体懸濁液に関して好適なものとしては、ＫＥＲＮＥＯＳ社（フランス）製のＥＸＡＬＴ（エクザルト商品名）が挙げられる。このＥＸＡＬＴは、水に浮かせたアルミナセメントといえるものであり、アルミナセメントを液体化したために粉体でなく、ＥＸＡＬＴを利用すれば、いままでにない液体アルミナセメントの塗料が作れるのである。
【０００５】
なお、前記流体懸濁液の安定化は、ブロッキング剤（または阻害剤）を添加することにより、水硬性結合剤の水和を停止させることにより行われる。少なくとも一つのメタリン酸、亜リン酸、リン酸、ホスホン酸及び水と反応させることにより、これらの化合物のいずれかを形成することができる任意の化合物から選択されるリン含有化合物を含む既知のブロッキング剤が、アルミナセメントを含む水硬性バインダーベースの水性懸濁液を安定化するために用いられている。
また、前記したブロッキング剤としてホウ酸及びホウ酸塩化合物を使用することが可能である。
一般にセメント粉体は粒子が大きく（小さくても１００〜４００ミクロン）、薄く塗れない。一方、液体化（４０ミクロン）することにより薄塗が可能になり、またこのアルミナセメント系塗料を用いれば塗面に種々の意匠を付与することも可能となるのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許公開２０１４−０３４３１９４号公報
【特許文献２】特許第６５２１４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者らは、前記アルミナセメント系塗料に関連してアルミナセメントを高炉スラグに置き換えた場合について鋭意研究したところ、高炉スラグを用いた場合でもアルミナセメントの場合と同様の効果が得ることができたのであって、本発明の目的は、高炉スラグを主要成分とする液体懸濁液からなる液状の無機系素材と、その流体懸濁液を用いた高炉スラグ系２剤型もしくは１剤型水性塗料を提供することである。
すなわち、流体懸濁液は数週間から数か月、好ましくは少なくとも１ヶ月間、より好ましくは２ヶ月、またはそれ以上、最も好ましくは少なくとも６カ月間の期間において液状を保持したままであり、また約１５℃（室温）から５５℃（高温）の範囲の温度で保存されていても液状懸濁液のままであるということである。もちろん、保存期間や輸送中に分離することはない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち本発明の高炉スラグ系２剤型塗料もしくは１剤型水性塗料は、以下の高炉スラグを含有する安定化された高炉スラグ水性懸濁液を主剤の主要成分とし、該懸濁液の水硬反応を誘発させる珪酸ナトリウムもしくは炭酸ナトリウム、炭酸カリウムが溶解したアルカリ性液体を水硬反応誘発剤として、前記主剤と水硬反応誘発剤とを別々にパッケージングしてなることを特徴とするものである。
＜主剤の成分＞
Ａ）高炉スラグ水性懸濁液の総重量に対して重量１０〜６０重量％以上の高炉スラグ含有量を有する高炉スラグ高含有量高炉スラグ懸濁液で、主剤の組成中に０．５重量％〜４２重量％
ここで使用する高炉スラグとは、生成される炉の種類に関係なく、以下の成分と性状（比表面積・活性度指数・粒子径）を有しているものである。
［参考表１］
0006675030.tif 000002
［参考表２］
0006675030.tif 000003
Ｂ）高炉スラグ水性懸濁液中のリン含有化合物を含むブロッキング剤の量は、０．１重量％〜２０重量％
Ｃ）高炉スラグ水性懸濁液中のリン含有化合物とは異なるブロッキング剤、例えばホウ酸及びホウ酸塩化合物からなるブロッキング剤の量は、０．３〜５％、好ましくは０．３〜２．５％
Ｄ）保水剤
ここで保水剤というものは、有機質の繊維や多孔質の鉱物および多糖類等の単に吸水性が高くて保水性を有する物質だけでなくい、水の蒸発を抑える作用のある有機溶剤や有機樹脂等の油性物質をも含む。
Ｅ）界面張力調整剤
一般に塗料の添加剤として利用される分散剤、レベリング剤、消泡剤、抑泡剤、湿潤剤等が含まれる。
Ｆ）粘度（粘稠）調整剤
ここでの粘度（粘欄）調整剤とは、近年一般に塗料で使用されている人工的に合成されている化学物質だけでなく、左官材、染色材、漆器材、皮革加工材、木工加工材、加工食品材等の業界で、従来から使用されている天然由来の物質も含まれる。
Ｇ）着色顔料
ここで着色顔料と言う場合、塗料分野やインキ分野で一般に用いられている彩色を目的として添加している無機顔料並びに有機顔料で、固形粉末顔料若しくは溶媒に分散させ液体とした加工顔料である。
また、陶器や磁器などの釉薬に使用される焼成顔料も、薬品並びに紫外線による退色がない理由から、好適な着色顔料である。
Ｈ）機能性顔料
ここで機能性顔料と言う場合、光輝性、蓄光性、蛍光性、光干渉性、透明性、特定波長の反射（吸収）性等の光学的な機能を有する顔料。
また、黒鉛粉や金属粉並びに酸化金属粉等の導電体若しくは半導体としての電気的な機能を有する顔料や犠牲腐食性や金属イオンに配位して錯体やキレート構造を作り腐食速度を遅延する等の電気化学的機能を有した防錆効果のある顔料である。
Ｉ）体質顔料
ここで体質顔料とは、従来の厚膜化や仕上がり時の肉痩せ防止を日的とした固形分の増量だけでなく、密実な塗膜形成を目的として添加するシリカフューム、フライアッシュ等の微細粒子のフィラーや反応硬化性を有する石膏、アルミナセメント、高炉スラグ、珪酸塩、水酸化カルシウムなども含み、また、塗膜の靭性を付与させる日的で添加する、針状や鱗片状の結晶鉱物及び繊維形状の無機・有機物質も含まれる。
Ｊ）抗菌剤、防腐剤、防錆剤
ここで抗菌剤、防腐剤、防錆剤とは、一般的に塗料用とじて使用される化学的に合成した薬剤だけでなく、植物から抽出されるポリフェノール類などの天然由来物質も含む。
また、防錆剤としては、直接の防錆機能はないが、錆が発生しやすい湿った環境（電解質に覆われた状態）を防ぐために、鋼材に接する塗膜を疎水性にするシラン系化合物も含む。
Ｋ）溶媒
本発明での溶媒は、水を意味するが、水へ多価アルコール類や多糖類、共沸点効果がある有機溶剤を混合して、蒸発並びに沸点の調整をした混合液も溶媒として含む。
【０００９】
本発明の高炉スラグ系２剤型塗料の主剤の主要成分である高炉スラグ水性懸濁液において、前記リン含有化合物を含むブロッキング剤は、少なくとも一つのメタリン酸、亜リン酸、リン酸、ホスホン酸及び水と反応させることにより、これらの化合物のいずれかを形成することができる任意の化合物から選択されるリン含有化合物を含む薬剤ブロッキングであり、前記高炉スラグの総重量に対してリン含有化合物またはホウ酸及びホウ酸塩化合物を０．１重量％〜２０重量％含むことをも特徴とするものである。
【００１０】
本発明の高炉スラグ系２剤型塗料の主剤の主要成分である高炉スラグ水性懸濁液において、前記メタリン酸、亜リン酸、リン酸またはホスホン酸を形成し得る化合物は、リンペントキシド、ピロリン酸、トリポリリン酸、アミノトリメチレンホスホン酸、２−アミノエチルホスホン酸、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、テトラメチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ヘキサメチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ホスホン酸ペンタメチレンジエチレントリアミン、ホストリカルボン酸、Ｎ−（ホスホノメチル）イミノジ酢酸、２−カルボキシエチルホスホン酸、２−ヒドロキシホスホノカルボン酸、またホウ酸及びホウ酸塩化合物のメタホウ酸ナトリウム、四ホウ酸ナトリウム、十三酸化二ナトリウム八ホウ素四水和物から選ばれることをも特徴とするものである。
【００１１】
本発明の高炉スラグ系２剤型塗料の主剤の主要成分である高炉スラグ水性懸濁液において、前記高炉スラグは、アルミナ含有高炉スラグであり、高炉スラグ水性懸濁液にリン含有化合物の相対重量０．５〜２０重量％含むことをも特徴とするものである。
【００１２】
本発明の高炉スラグ系２剤型塗料において、前記主剤の水硬反応を誘発する水硬反応誘発剤は、珪酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムを含む水への溶解度が高く、高アルカリ水溶液となる物質からなることをも特徴とするものである。
なお、本発明の高炉スラグ系２剤型塗料において、前記主剤の水硬反応を誘発する水硬反応誘発剤の珪酸ナトリウムは、水溶液中でアニオンとして多価金属イオンに配位することが知られている珪酸塩であるので、躯体内及び塗膜（塗料）中のカルシウムイオンの溶出を抑制する効果を持つものである。
【００１３】
本発明の高炉スラグ系２剤型塗料において、前記主剤の水硬反応を誘発する水硬反応誘発剤は、水溶液としたときに白華（エフロレッセンス）の析出原因となるフリーのカルシウムイオンが存在しやすいカルシウム塩化合物や水酸化カルシウムに変化する物質を使用しないことをも特徴とするものである。
【００１４】
本発明の高炉スラグ系１剤型塗料において、以下の高炉スラグを含有する安定化された高炉スラグ水性懸濁液を主剤の主要成分とし、珪酸ナトリウムを主成分とする水硬反応誘発剤と用い、前記主剤と水硬反応誘発剤とを一緒にパッケージしてなることを特徴とするものである。
＜主剤の主要成分＞
Ａ）アルミナの含有量が１．９重量％〜１６．５重量％以上の高炉スラグが、水性懸濁液の総重量に対して３０重量％以上含有する高炉スラグ懸濁液で、主剤組成中０．５重量％〜４２重量％
Ｂ）高炉スラグ水性懸濁液中のリン含有化合物を含むブロッキング剤の量は、０．１重量％〜２０重量％
Ｃ）高炉スラグ水性懸濁液中のリン含有化合物とは異なるブロッキング剤、例えばホウ酸及びホウ酸塩化合物からなるブロッキング剤の量は、０．３〜５％、好ましくは０．３〜２．５％
Ｄ）保水剤
ここで保水剤というものは、有機質の繊維や多孔質の鉱物および多糖類等の単に吸水性が高くて保水性を有する物質だけでなくい、水の蒸発を抑える作用のある有機溶剤や有機樹脂等の油性物質をも含む。
Ｅ）界面張力調整剤
一般に塗料の添加剤として利用される分散剤、レベリング剤、消泡剤、抑泡剤、湿潤剤等が含まれる。
Ｆ）粘度（粘稠）調整剤
ここでの粘度（粘欄）調整剤とは、近年一般に塗料で使用されている人工的に合成されている化学物質だけでなく、左官材料、染色材料、漆器材料、皮革加工材料、木工加工材料、食品添加物等で、従来から使用されている天然由来の物質も含まれる。
Ｇ）着色顔料
ここで着色顔料と言う場合、塗料分野やインキ分野で一般に用いられている彩色を目的として添加している無機顔料並びに有機顔料で、固形粉末顔料若しくは溶媒に分散させ液体とした加工顔料である。
また、陶器や磁器などの釉薬に使用される焼成顔料も、薬品並びに紫外線による退色がない理由から、好適な着色顔料である。
Ｈ）機能性顔料
ここで機能性顔料と言う場合、光輝性、蓄光性、蛍光性、光干渉性、透明性、特定波長の反射（吸収）性等の光学的な機能を有する顔料。
また、黒鉛粉や金属粉並びに酸化金属粉等の導電体若しくは半導体としての電気的な機能を有する顔料や犠牲腐食性や金属イオンに配位して錯体やキレート構造を作り腐食速度を遅延する等の電気化学的機能を有した防錆効果のある顔料である。
Ｉ）体質顔料
ここで体質顔料とは、従来の厚膜化や仕上がり時の肉痩せ防止を日的とした固形分の増量だけでなく、密実な塗膜形成を目的として添加するシリカフューム、フライアッシュ等の微細粒子のフィラーや反応硬化性を有する石膏、アルミナセメント、高炉スラグ、珪酸塩、水酸化カルシウムなども含み、また、塗膜の靭性を付与させる日的で添加する、針状や鱗片状の結晶鉱物及び繊維形状の無機・有機物質も含まれる。
Ｊ）抗菌剤、防腐剤、防錆剤
ここで抗菌剤、防腐剤、防錆剤とは、一般的に塗料用とじて使用される化学的に合成した薬剤だけでなく、植物から抽出されるポリフェノール類などの天然由来物質も含む。
また、防錆剤としては、直接の防錆機能はないが、錆が発生しやすい湿った環境（電解質に覆われた状態）を防ぐために、鋼材に接する塗膜を疎水性にするシラン系化合物も含む。
Ｋ）溶媒
本発明での溶媒は、水を意味するが、水へ多価アルコール類や多糖類、共沸点効果がある有機溶剤を混合して、蒸発並びに沸点の調整をした混合液も溶媒として含む。
【発明の効果】
【００１５】
以下に本発明の高炉スラグ系塗料の効果を詳述する。
１）主材（主要成分）である高炉スラグの持つ一般のセメントと異なる性能をそのまま液体で使える。（普通ポルトランドセメントのような粉体の水硬性反応物質では長期間液状にすることは不可能であり、また、通常の使用で硬化した固化体であっても、耐火性能、早強性能、耐蝕性能、耐薬品性能等の性能は望めない。）
ａ．樹脂と違い熱を加えなくても常温の下で、液状の水硬反応誘発剤と混和するだけで高炉スラグ固化体の持つ強度発現（鉛筆硬度約４Ｈ以上）が可能。このように高炉スラグの強度発現は大きいが、樹脂系塗料の場合は、熱を加えないと強度発現が難しい。
ｂ．主材（主要成分）が高炉スラグであるため無機系素材の持つ強さが発揮されて、超耐久性塗料（塗膜）ができる。
ｃ．主要成分が高炉スラグであるため遮塩性があり、塩害の発生する海辺や寒冷で凍結防止剤（塩化カルシウム）の散布が頻繁な地域の構築物への仕上げに適している。
ｄ．通常のポルトランドセメントは酸に弱いが、高炉スラグは酸に強く、酸性雨、ＣＯ2ガス、ＮＯｘガス、ＳＯｘガスの影響によるコンクリートの中性化を防ぐことができる。
ｅ．主要成分が高炉スラグであるため紫外線（ＵＶ）の影響を受けず、長期に渡って良好な塗膜を保つ。
ｆ．高炉スラグは耐摩耗性が高いので、風で絶えず砂塵に曝される壁面へ塗装し塗膜が形成されると、傷付き難くなり、粉塵の付着（塗膜に食い込む）に起因する汚れを防止できる。
ｇ．主要成分が高炉スラグなので裸火による燃焼がない。従って火事の発生によって塗膜の発火が生じない為、塗膜からの引火による延焼を防ぐことができる。
ｈ．ほとんど有機物質で構成された有機樹脂系塗料と違い、燃焼し難く、高熱でもガス化しない無機成分で構成されているので、高温に曝されてもガスを発生しない塗料並びに塗膜ができる。
ｉ．普通ポルトランドセメントを用いた仕上げ材は、水を加えた後の可使時間（常温で１〜２時間程度）が短く施工性が悪いが、本発明の高炉スラグ系２剤型塗料は可使時間が、市販の２液反応硬化型塗料の可使時間（８時間以上）と同等になるため、施工性が良い。
なお、水硬反応を誘発させるアルカリ性硬化剤組成物を珪酸ナトリウムと限定することにより、現場での作業が簡便で、主剤と硬化剤の配合ミス（硬化剤の入れ忘れ）を防げる１剤型塗料が実現できる。
ｊ．リン酸系化合物は、還元作用（酸化防止作用）を有し、また棚酸は殺菌作用を有している。
更には、リン酸系化合物の鉄イオンに配位して錯体を形成し、金属の溶出（腐食）を遅らせる作用や赤錆（酸化第二鉄を不動態の黒錆（四酸化三鉄Ｆｅ3Ｏ4）に変化させる還元作用を有している。これにより、塗料の貯蔵安定性に寄与するだけでなく、造膜後の塗膜性能に防錆性をも付与することができる。
上記の作用に鑑みて、塗料中に含まれる水をはじめとする、有機化合物の腐敗を長期間抑制する防腐剤としての役割を発揮する。
また、塗料中に配合される天然由来の微細骨材・体質顔料等の鉱物系粉体に含有する微量鉄分の、導出による変色（錆汁）を抑制する効果もある。
【００１６】
２）液体で塗料が作れるため、現場でセメント入り粉体を水で撹拌しなくてよい。もちろん液体化により、現場でハンドミキサーにて簡単に撹拌するのみで所定の配合を得ることができる。
一方、無機材料が粉体の場合はモルタルミキサー（大きい、重い）などでの撹拌が必要となる上、粉体は埃が発生し、水の計量も必要で職人への負担が大である。
３）液体で作る塗料は工場において液体顔料で着色ができ、正確な色彩ができる。仮に塗料が粉体の場合、着色にも粉顔料を施工現場で添加して使うため顔料の分散が難しく、正確な着色も大変な時間が掛かる。しかも粉体顔料は通常顔料分散が難しく、工場にてプレミキシングした場合でも混合時間が短いと色顔料の分散不良や凝集した顔料が解れないために施工時で顔料の筋が発生したり、撹拌時間で色が変わったりすることもある。一方、液体で作る塗料はそのような問題はなく容易な撹拌で安定した色彩を得ることができる。
４）従来の有機樹脂を主要成分とする塗料では、塗装下地の含水率が高い場合やアルカリ度が高い場合、さらには、施工環境が高湿度下である場合は、施工は不可能であるが、本発明の高炉スラグ系塗料は、前記のような条件下でも施工が可能で、意匠的にも問題なく仕上がり、性能も十分満たした塗膜を形成する。
５）本発明の高炉スラグ系塗料は、常温の下で硬化させた塗膜でも高い硬度と高い強度が得られるが、熱を加えるとさらに硬度と強度を増す性質がある。この性質を利用すれば、従来の、ほとんど有機物質で構成された有機樹脂系塗料を用いられている工業用品へ、従来、不可能とされていた硬度や強度の発現が可能となり本分野での適用が可能である。特に、従来の、ほとんど有機物質で構成された有機樹脂系塗料が、高い硬度及び高い強度を得るのに、数百℃の加熱が必要なところを本発明の高炉スラグ系塗料は百℃未満の加熱で高い硬度と高い強度が得られる。前記から工業塗料としても性能面や省エネルギーの面でも利用価値は高い。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】珪酸塩が水溶液中でオルトケイ酸イオン（ＳｉＯ44）、ピロケイ酸イオン（Ｓｉ2Ｏ76）等のアニオンとして多価金属イオン（カルシウムイオン、鉄イオン、アルミニウムイオン等）に配位し、ゲル構造をつくる特性を示すものである。
【図２】メタルハライドランプから照射される紫外線領域の波長を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下この発明の高炉スラグ系２剤型塗料の実施の形態について実施例を用いて詳細に説明する。
本発明の高炉スラグ系２剤型塗料においては、高炉スラグの水分散体であって、アルカリ性水溶液の存在下で水硬性反応が誘発される水分散型高炉スラグを主剤の主要成分として含むものである。
前記高炉スラグは、石灰（ＣａＯ）とシリカ（ＳｉＯ2）を主成分としている。その他の成分として、高炉スラグはアルミナ（Ａ１2Ｏ3）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と少量の硫黄（Ｓ）を含み、高炉スラグは酸化鉄（ＦｅＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を含有している。高炉スラグの場合、金属元素（例えば鉄など）が酸化物の形でスラグ中に取り込まれているが、精錬時間が短く石灰含有量が高いため、副原料の石灰の一部が未溶解のまま遊離石灰（ｆｒｅｅ−ＣａＯ）として残るものもある。
これらの成分は、地殻や天然岩石、鉱物など自然界に存在するものであり、化学組成は普通ボルトランドセメントに類似している。高炉スラグの形状や物理的特性は、一般の砕石または砂と似ているが、化学成分や冷却プロセスの違いなどにより、スラグ特有の幅広い性質を持たせることができる。本発明では、高炉スラグの幅広い性質の一つである、アルカリ刺激があると硬化することを利用している。
【００１９】
本発明の高炉スラグ系２剤型塗料の主剤の主要成分である高炉スラグ水性懸濁液において、ブロッキング剤としては、少なくとも一つのメタリン酸、亜リン酸、リン酸、ホスホン酸、ホウ酸及び水と反応させることにより、これらの化合物のいずれかを形成することができる任意の化合物から選択されるリン含有化合物とホウ酸塩化合物を含む。
前記ブロッキング剤は、前記高炉スラグ水性懸濁液総重量中に対してリン含有化合物を０．１重量％〜２０重量％含むものであって、安定化された懸濁液を生成することができる。
【００２０】
本発明の高炉スラグ系２剤型塗料の主剤の主要成分である高炉スラグ水性懸濁液において、前記メタリン酸、亜リン酸、リン酸、ホスホン酸またはホウ酸を形成し得る化合物は、リンペントキシド、ピロリン酸、トリポリリン酸、アミノトリメチレンホスホン酸、２−アミノエチルホスホン酸、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、テトラメチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ヘキサメチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ホスホン酸ペンタメチレンジエチレントリアミン、ホストリカルボン酸、Ｎ−（ホスホノメチル）イミノジ酢酸、２−カルボキシエチルホスホン酸、２−ヒドロキシホスホノカルボン酸、ホウ酸、メタホウ酸ナトリウム、四ホウ酸ナトリウム、十三酸化二ナトリウム八ホウ素四水和物から選ぶことができる。
【００２１】
前記少なくとも一つのホスホン酸およびメタリン酸、亜リン酸、リン酸、ホウ酸と水とを反応させることにより、これらの化合物のいずれかを形成することができる任意の化合物としてはカルボン酸が挙げられる。このカルボン酸としては、好ましくは、クエン酸、酒石酸、アスパラギン酸等のアミノ酸（より選択され、かつそのようなおよびその塩などの鉱酸から選択することができる。例えばグルタミン酸）、マンデル酸、フミン酸、フルボ酸、キナ酸がある。
もちろん、前記少なくとも一つのホスホン酸、ホウ酸、メタリン酸、亜リン酸、リン酸と水とを反応させることにより、これらの化合物のいずれかを形成することができる任意の化合物から選択される少なくとも一つの化合物と少なくとも１つのカルボン酸との配合がある。
【００２２】
前記高炉スラグ水性懸濁液は、さらにカルボン酸等のリン含有化合物とは異なるブロッキング剤を含むことができる。
このようなブロッキング剤は、高炉スラグ水性懸濁液の総重量中の０．３〜５重量％から、好ましくは０．３〜２．５重量％の配合とすることができる。
また高炉スラグ水性懸濁液はさらに、リン含有化合物とは異なるブロッキング剤を含むことができ、そのような場合にはリン含有化合物の量は、追加のブロッキング剤の存在下で最小であってもよい。
【００２３】
なお本発明の水性懸濁液において、良好な安定性を得るためにリン含有化合物の最小の最適量は、水硬性結合剤の高炉スラグ中に存在するアルミナの含量に反比例するものと考えられる。また、アルミナ含有高炉スラグの安定化は、高炉スラグ水性懸濁液を５０℃で保存されていても６ヶ月以上続くことが判明した。
【００２４】
本発明の高炉スラグ系２剤型塗料において、前記安定化された高炉スラグ水性懸濁液は、アルミナの含有量が１．９重量％〜１６．５重量％以上の高炉スラグが、水性懸濁液の総重量に対して３０重量％以上含有する高炉スラグ懸濁液で、懸濁液にリン含有化合物及び／または、ホウ酸塩化合物の相対重量０．５〜２０重量％含むものである。
【００２５】
メタリン酸３（ＣＡＳ登録番号：３７２６７−８６−０）またオルトリン酸、数１の化合物と呼ばれる亜リン酸（数２）、数１のリン酸、数３：ＨＰ（＝Ｏ）のホスホン酸、およびそれらのＰ−ヒドロカルビル誘導体から選ぶことができ、水と反応して、これらの化合物のいずれかを形成することができる任意の化合物が挙げられる。
【数１】
0006675030.tif 000004
【数２】
0006675030.tif 000005
【数３】
0006675030.tif 000006
また水と反応させることにより、これらの化合物のいずれかを形成し得る化合物としては、特にメタリン酸、亜リン酸、リン酸、ホスホン酸及びヒドロニウムイオン（Ｈと接触して形成することができる化合物に対応することができるもの）、リン酸が挙げられ、水と接触してメタリン酸に変換することが可能である。
【００２６】
さらに、リン酸に加水分解する可能性がある次の化合物を挙げることができる。
例えば、五酸化リンまたは数４の無水リン酸、二リン酸、数１の化合物と呼ばれるピロリン酸、数５のトリポリリン酸、リン酸に加水分解することができる。
【数４】
0006675030.tif 000007
【数５】
0006675030.tif 000008
なお、リン含有化合物とは異なるブロッキング剤としては、数６のホウ酸及びホウ酸塩化合物としては、数７のメタホウ酸ナトリウム、数８の四ホウ酸ナトリウム、数９の十三酸化二ナトリウム八ホウ素四水和物等が挙げられる。
【数６】
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【数７】
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【数８】
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【数９】
0006675030.tif 000012
【００２７】
また、以下の例において実証されるように、リン含有化合物及び／またはホウ酸塩化合物は、ブロッキング剤として作用する。このように高炉スラグベースの高炉スラグ水性懸濁液の溶解を遮断するために、比較的低容量でブロッキングを可能にする。そしてこのようなブロッキング剤を用いることにより、高炉スラグ水性懸濁液は長期間（１ヶ月以上の）にわたって安定し、比較的高温（例えば５０℃）でも効果を発揮する。
【００２８】
前記ブロッキング剤としてのリン含有化合物も、大幅に高炉スラグ水性懸濁液のｐＨ値を下げることが可能である。好ましくは、ｐＨ値は安定化された高炉スラグ水性懸濁液を得るため、望ましくは９未満であり、７以上８未満、特に６．５未満であることが望ましい。
【００２９】
特に、必要とされる高炉スラグの総重量に対しリン含有化合物及び／又はホウ酸塩化合物の相対重量は、少なくとも６ヶ月の寿命を得るためには好ましくは約１〜１０重量％が必要であると考えられる。
また、本発明に従って使用されるアルミナ含有高炉スラグは、高炉スラグ水性懸濁液中の含有量が１５％〜７５重量％の範囲、より好ましくは高炉スラグの総重量に対して３０重量％〜７２重量％までの範囲を有していることが望ましい。
【００３０】
また、アルミナ含有高炉スラグ懸濁液に使用する高炉スラグの化学成分組成は、以下が望ましい。
［参考表３］
0006675030.tif 000013
本発明において、前記水硬性結合剤はさらに、カルシウム硫酸塩を含んでいてもよい。カルシウム硫酸塩は、無水型あるいは半水和型石膏、石膏、またはこれらの混合物から選択される化合物から誘導することができる。
前記高炉スラグ水性懸濁液は、硫酸カルシウムの０〜５０重量％、好ましくは５〜３０重量％を高炉スラグ水性懸濁液の総重量に対して含んでいることができる。
【００３１】
本発明において、前記高炉スラグおよびカルシウム硫酸の併用は、エトリンガイトのバインダーを形成することができる。
前記エトリンガイトは、ＳＯ42-とＨ2Ｏが存在するセメント水和時に、アルミネート相（アルミン酸三カルシウム、３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3）とＳＯ42-とＨ2Ｏが反応し、生成される水和物をいう。化学式では３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・３ＣａＳＯ4・３２Ｈ2Ｏで示される。
【００３２】
本発明で使用される高炉スラグ水性懸濁液は、保水剤等の追加の添加剤を含んでいてもよい。これらの添加剤は、好ましくは、保水剤、界面張力調整剤、レオロジー剤（粘度（粘稠）調整剤）および殺菌剤から選択されるだけでなく、可塑剤、抗発泡剤および増粘剤を含むことができる。
前記保水剤としては、有機質の繊維や多孔質の鉱物及び多糖類等の単に吸水性が高くて、保水性を有する物質だけではなく、水の蒸発を抑える作用のある、有機溶剤や有機樹脂等の油性物質も含むものである。
また界面張力調整剤としては、一般に塗料やインキの添加剤として利用される、分散剤、レベリング剤、消泡剤、抑泡剤、湿潤剤等が含まれる。
特に、高炉スラグ水性懸濁液で使用するのに適した分散剤としてはソカラン（登録商標、ＢＡＳＦジャパン株式会社製）等があり、配合割合は高炉スラグ水性懸濁液の総重量の０．１〜３重量％から、好ましくは０．５〜１重量％、または水硬性結合剤の総重量の０．１〜５重量％から、好ましくは０．６〜１．８重量％である。
【００３３】
流動化剤は、好ましくは粘土（ベントナイトなどのキサンタンガム、ウエランガム）、澱粉由来のエーテル、グアー由来のエーテル類、ポリアクリルアミド、カラギーナン、寒天、または鉱物製品などの有機製品から選択され、それらの混合物でもよい。
流動化剤の配合割合は、高炉スラグ水性懸濁液の総重量の０．１〜１重量％、好ましくは０．２５〜０．５重量％、または水硬性結合剤の総重量の０．２〜２重量％、好ましくは０．２５〜１．４重量％である。
【００３４】
抗菌剤または殺生物剤は、メチルイソチアゾリノン（ＭＩＴ）およびベンゾイソチアゾリノン（ＢＩＴ）のようなイソチアゾリノンファミリーの化合物、ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。
また、上記の化合物は抗菌または殺生物効果が優れる反面、人体への毒性に懸念がある。その対策として、抗菌または殺生物効果を持つ植物由来のポリフェノール群の安息香酸、エラグタンニン、カテコール、カルコン、カルコナリン、カルコナリンゲニ、ヒドロキノン等のフラボノイド系化合物類が挙げられる。
抗菌剤または殺生物剤の配合割合は、アルミナセメント水性懸濁液の総重量の０．００５〜０．１重量％、好ましくは０．００１〜０．０２重量％、または水硬性結合剤の総重量の０．０１〜０．２重量％、好ましくは０．０２〜０．０４重量％である。
もちろん、前記抗菌剤または殺生物剤として有機質を酸化によって分解する作用のある酸化チタン等の光触媒反応物質、銀イオン等の金属イオン等を含むことができる。
【００３５】
高性能減水剤は、ポリホスホネート、高重合ポリエチレングリコール、ポリカルボキシレート、高重合ポリエチレングリコールのＰＣＰおよびポリアクリレートまたはアクリル酸及びアルコキシ−アクリル酸のコポリマー、およびそれらの混合物から構成される。
【００３６】
本発明の高炉スラグ水性懸濁液は、有機樹脂を含むことができる。したがって、前記高炉スラグ水性懸濁液と少なくとも一つの有機樹脂とを含む結合組成物として使用してもよい。
好ましくは、この結合組成物は高炉スラグ水性懸濁液の０〜９０重量％の有機樹脂を含んでいてもよい。
このような有機樹脂としては、ラテックスタイプのポリマー及びコポリマーを含む、好ましくはポリマー樹脂である。
【００３７】
本発明の高炉スラグ水性懸濁液は、他の組成物を形成するために、充填剤を含むことができる。
そのようなフィラーとしては、鉱物または本質的に有機およびケイ質化合物から選択することができ、高炉スラグ、カーボネート化合物（炭酸カルシウム、ドロマイト）、顔料、酸化チタン、パーライトまたはバーミキュライトのような光反射性の充填材（砂、石英、ヒュームドシリカ）がある。
前記顔料としては、第１に着色顔料が挙げられ、塗料分野やインキ分野で一般に用いられている、彩色を目的として添加している無機顔料並びに有機顔料で、固形粉末顔料若しくは溶媒に分散させ液体とした加工顔料である。また、陶器や磁器などの釉薬に使用される焼成顔料も、薬品並びに紫外線による退色がない理由から、好適な着色顔料である。
また第２に機能性顔料が挙げられ、ここで機能性顔料とは、光輝性、蓄光性、蛍光性、光干渉性、透明性、特定波長の反射（吸収）性等の光学的な機能を有する顔料。
また、黒鉛粉や金属粉並びに酸化金属粉等の導電体若しくは半導体としての電気的な機能を有する顔料や犠牲腐食性や金属イオンに配位して錯体やキレート構造を作り腐食速度を遅延する等の電気化学的機能を有した防錆効果のある顔料である。
さらに第３に、体質顔料が挙げられる。ここで体質顔料というのは、従来の厚膜化や仕上がり時の肉痩せ防止を目的とした固形分の増量だけでなく、密実な塗膜形成を目的とじて添加するシリカフューム、フライアッシュ等の微細粒子のプィラーや反応硬化性を有する石膏、アルミナセメント、高炉スラグ、珪酸塩、水酸化カルシウムなども含み、また、塗膜の靭性を付与させる日的で添加する、針状や鱗片状の結晶鉱物及び繊維形状の無機・有機物質も含まれる。
そして充填剤は、組成物の総重量の１０重量％〜３０重量％、好ましくは１〜５０重量％であり、残りは高炉スラグ水性懸濁液から形成されている。
【００３８】
高炉スラグ水性懸濁液または結合組成物の硬化物形成を開始するために、ｐＨ調整剤は、単に７（この値を超えて、より高いｐＨ値より高いことが好ましく、９より高い値で培地のｐＨ値が増加するように追加する必要があり、より迅速な）はブロック解除反応を調節するためである。
【００３９】
前記ｐＨ調整剤における可能な組み合わせは、リチウム、水酸化リチウムおよびリチウム硫酸塩または炭酸塩またはナトリウムおよびフッ化消石灰のような硫酸塩または炭酸塩や珪酸塩である。
他の組み合わせとして、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムまたはアルミン酸ナトリウムは、特に硫酸塩、炭酸塩、塩化物またはフッ化物型のリチウム塩またはナトリウム塩またはカリウム塩のような促進剤と組み合わせて、ｐＨ調整剤として使用することができる。
【００４０】
次に、前述のような高炉スラグ水性懸濁液を製造するための方法について説明する。この方法は、連続的に以下のステップを踏むことを含む。
第１ステップとして、ミキシングタンクに水を導入し、凝集防止ブレードを備えた撹拌機で速度以上６００ｒｐｍ、好ましくはより高い８００ｒｐｍで、より好ましくは１０００ｒｐｍで攪拌しながらブロッキング剤を添加し、溶解が完了するまで一つ以上の分散剤（単数または複数）を追加する。
また徐々に、一つ以上の水硬性結合剤（複数可）を追加しながら撹拌を維持し、１０００ｒｐｍ以上、好ましくは３０００ｒｐｍに攪拌速度を増加させ、必要に応じてその他の成分、例えば任意に１つの以上の流動化剤および殺菌剤（複数可）を添加し、好ましくは１０〜１５分間、少なくとも５分間攪拌した。
【００４１】
前記高炉スラグ水性懸濁液が結合組成物を形成する有機樹脂を添加する場合、有機樹脂は直接高炉スラグ水性懸濁液の調製の最後に、または事後に６００ｒｐｍで混合することによって添加した。
添加する有機樹脂にＭＦＴ調整（最低造膜温度調整）が必要な場合は、造膜助剤（可塑剤）を樹脂に溶剤ショックが起きないように適宜添加した。
この方法においては、メタリン酸、亜リン酸、リン酸、ホスホン酸、ホウ酸等から選ばれた一種又は数種と水とを反応させることにより、これらの化合物のいずれかを形成することができる任意の化合物から選択される少なくとも１種のリン含有化合物からなるブロッキング剤は、前述のように添加する高炉スラグおよび／またはカルシウムスルホアルミン酸塩セメントの高炉スラグ水性懸濁液の総重量に対して、好ましくは０．１〜１５重量％、より好ましくは０．３〜１０重量％、特に好ましくは０．１〜１０重量％が好ましい。
【００４２】
混合条件、並びに成分の導入順序は、実質的に高炉スラグ水性懸濁液の品質を向上させることが可能であり、好ましくは成分を以下の順序で一緒に混合される。
１）溶媒（水）
２）ブロッキング剤
３）分散剤（界面張力調整剤）
４）高炉スラグ（ＪＩＳ Ａ ６２０６規格品  ４０００）
５）粘度（粘稠）調整剤
６）抗菌剤、防腐剤
【００４３】
すなわち、上記素材の混合手順は以下の通りである。
１）水の必要量を混合タンク（ボウル）に導入すると、上方位置に刃を備えた撹拌機内で刃の回転数を１０００ｒｐｍとして攪拌し、ブロッキング剤（または阻害剤）を追加してブロッキング剤（最大３分）が溶解するまで混合する。
２）分散剤を追加した上、分散を最適化するように一つ以上の水硬性結合剤（複数可）を追加し、その取り込み中において刃は高炉スラグ水性懸濁液の表面上に配置され、この上方位置にある刃で約１分間混ぜる。
３）その後、３０００ｒｐｍに回転速度を上昇させ、最後のコンポーネントを追加した上、低い位置にブレードを下降させて高速で１５分間混合する。その後、ミキサーをオフにして混合タンクの壁並びにブレードをこすり、残留堆積物を除去する。
これらの製造条件は効率的に分散した高炉スラグ水性懸濁液を均質化するために有効である。
【００４４】
４）前記高炉スラグ水性懸濁液またはミネラルスラリーにブロッキング剤を添加して安定化する。
その上で、ｐＨ値を測定して安定モニタリングを行う。
このようにｐＨ値を測定することは、高炉スラグ水性懸濁液の安定性を監視するための良い方法である。ブロッキング剤で安定化した水性懸濁液は、そのｐＨ値が大幅に増加および／または（ｐＫａ値＝９．２）のｐＫａに達した場合に不安定であると考えられる。この値から、油圧の設定が開始される。
【００４５】
［参考表４］
0006675030.tif 000014
室温環境において、スラリー１の初期ｐＨは徐々に範囲８＜ｐＨ＜しきい値９まで増大しているが、数ヶ月にわたって安定である。
対照的に５０℃の温度では、そのようなメカニズムは明らかに加速される。実際、ｐＨ値の増加は、ストレージの非常に最初の日から観察することができ、９のしきい値、３０日後に達成され、スラリー１は３２日目に達成される
室温で保存した場合は、安定化されたスラリーのための蓄積時間は容易に６ヶ月を超えている。対照的に、保存条件（温度＝５０℃）を変えるとすぐに蓄積時間が大幅に低減される。
【００４６】
室温環境において、スラリー２の初期ｐＨは緩やかに上昇し、その後１０日間の期間内に観察した場合、ｐＨ値が約６．４で安定化しており、この値ではスラリーは完全に安定である。
５０℃の温度でも、ｐＨ値は極めて一定しており、５〜６のｐＨ単位の範囲の値を中心としている。例えば、スラリー２は観察期間中５０℃での貯蔵の４５日後においても完全に安定である。
また４０〜５０℃における最後の月の間に行わるｐＨモニタリングを示す結果は、スラリー状況や、ｐＨ値が変化しないことを示している。したがって、５０℃で保存では６ヶ月後にも完全に安定である。
【００４７】
また安定剤としてリン酸を使用する場合、５０℃で適切な安定時間を維持しながら、リン酸の量は高炉スラグ水性懸濁液の総重量に対して０．５％未満に低下させることができることを観察することができる。
種々の「エトリンガイト系スラリー」は硫酸レートと使用硫酸塩の種類を変えることによって得た。
使用される安定化システムは、高炉スラグ水性懸濁液の総重量に対して１．２重量％でリン酸を投与したものである。高炉スラグ水性懸濁液中の水硬性結合剤の割合は、高炉スラグ水性懸濁液の総重量に対して６０重量％である。
ｐＨ値の監視において、すべてエトリンガイト系スラリーは完全にリン酸で安定化されていることを確認できる。
【００４８】
次に、高炉スラグ水性懸濁液、有機樹脂の組み合わせに基づく組成物を調製した。
これらの例においてスラリー１および２、リン酸およびラテックスタイプの一つの有機樹脂とをそれぞれ安定化して使用している。
【００４９】
組成物は５０℃で保存し、ｐＨを定期的に測定した。５０℃における貯蔵の２８日の期間の後、唯一の組成物ということを観察することができる組成物はｐＨが９．２より低く、したがって完全に安定している値で保持している。他のすべての組成物は、２８日目の前が安定化された懸濁液をベースとする組成物であり、したがって混合物の安定性の範囲は大幅に減少し、スラリーの重量の最大２０％を導入することが可能とされている。
【００５０】
室温で保存した場合、ホウ酸等のブロッキング剤で安定化されたスラリーのための蓄積時間は容易に６ヶ月を超えている。対照的に、化学的環境が変更されると蓄積時間が大幅に低下する。
前記組成物の５０℃での安定性を見るため、前記組成物は５０℃で保存し、ｐＨ値を定期的に測定した。
【００５１】
得られた結果は、４０日以上の日から５〜７のｐＨ単位の範囲内で非常に安定したｐＨ値を示している。この間、混合物のどれに対して観察しても何の変化もなかった。
結論としてはスラリーと比較して、どのストレージの温度、スラリーの化学的環境、リン酸を示し、非常に良好な結果で安定化した。
なお、その他のアルミナセメントをベースとするアルミナセメント水性懸濁液についても検査している。
スラリー６の安定剤として珪酸ナトリウムを使用する場合、スラリー１〜５のホウ酸やリン酸を安定剤として使用した場合と異なり、安定モニタリングでは、貯蔵温度及びｐＨ値範囲に依存せず、８〜１１のアルカリ性のｐＨ値範囲で安定が確認できる。
ただ、機密性が保たれた容器での貯蔵では、常温及び５０℃で６ヶ月間安定が確認できるが、機密が保たれず水分が蒸発する容器で貯蔵した場合は、一ヶ月間程度で凝集物の発生や固化等が生じ不安定となる。
これは、ホウ酸若しくはリン酸が、高炉スラグの水硬反応がアルカリ性領域で活性化する性質を酸性領域にすることで抑制するシステムとは異なり、水硬反応に関与する水分子をクラスター構造若しくは弱いゲル構造として、水硬反応に関与する水分子の挙動を著しく抑制することで、水硬反応を平衡状態に保ち安定化できるシステムと考える。
このシステムでの珪酸ナトリウム投与量は、高炉スラグ水性懸濁液中の水を珪酸ナトリウム水溶液として１０〜５０重量％の濃度範囲にすることが望ましい。
濃度が１０重量％未満だと水分子のクラスター構造若しくは弱いゲル構造が弱く、水硬反応の平衡状態が保てない。さらに、珪酸ナトリウムを水硬反応の誘発剤としての作用も含んで添加する場合は、濃度が１０重量％未満だと水硬反応が完結できない。
また、濃度が５０重量％を超えると、アルカリ性領域での活性化が強くなり、水硬反応の平衡状態が崩れ反応が促進する。
【００５２】
次に安定性の監視について説明する。
スラリーは、５０℃、時間（日数）の関数としてのｐＨの変化を観察された。高炉スラグ（６，７）に基づくスラリーに関しては、３．５％又は７％との割合を計算することにより（水硬性結合剤の量に対して２．５％または５％、高炉スラグ水性懸濁液に応じて使用されるリン酸の投与量の割合）、ｐＨが２ヶ月（６０日間）安定であった。
対照として、高炉スラグベースの水性懸濁液に基づいて、スラリー２．５％または５％、高炉スラグ水性懸濁液に応じて、リン酸の投与量を使用することを観察することができ（すなわち、３．５％または７％の割合を算出することにより水硬性結合剤の量の割合として）、スラリー安定性に影響を与えている。水硬性結合剤の量の割合としては、７％の投与量で、スラリーの良好な安定性は１．５ヶ月（４５日）を観察することができた。結論としては、ブロッキング剤としてリン酸を使用する場合、これらのスラリーは、リン酸の投与とそれに関連する高炉スラグの種類に応じて２０日から２ヶ月の範囲の期間にわたって安定化させることができることが分かる。
【００５３】
ブロッキング剤としてはホスホン酸、リン酸、カルボン酸、すなわち、クエン酸との組み合わせが使用される。
上述の例において、５０℃、（日数）時間としてのｐＨの変化を観察した。ｐＨモニタリングによれば、２５日目に停止したｐＨレベルの非常にわずかな上昇、スラリー不安定化の開始に起因するｐＨレベルのその後の緩やかな上昇に対応する第１領域が示されている。しかし、３つのブロッキング剤の組み合わせを使用する場合、良好な安定性は５０℃で約４５日間が前記システムで得られることが観察できた。
以上が本発明の高炉スラグを主成分とする高炉スラグ系２剤型の主剤（Ａ剤）もしくは１剤型水性塗料と高炉スラグを主要成分とする液体懸濁液からなる液状の無機系素材に関するものの説明であるが、本発明で言う高炉スラグ系２剤型塗料（２液型の水硬反応性無機塗料（注））とは異なる。
注）本発明を従来の仕上げ材料の形態並びに要求性能から「日本工業規格」で分類すると、主要原料が高炉スラグなので異なるが「建築物のコンクリート、セメント・モルタル面、プレキャストコンクリートなどの美装仕上げ塗りに用いる建築用候性上塗り塗料（以下、塗料という。）について規定する。この規格は、主要原料がふっ素樹脂、シリコン樹脂又はポリウレタン樹脂を用いるもので、主剤と硬化剤とを混合し硬化させる塗料に適用する」と謳われている、ＪＩＳＫ５６５８建築用耐候性上塗り塗料に類似していて、同、日本工業規格のＪＩＳＡ６９１６やＪＩＳＡ６９０９で扱われているセメント系建築用仕上げ材料とは異なる材料（２液型の水硬反応性無機塗料）である。
【００５４】
本発明は、以上に詳述した高炉スラグ水性懸濁液を主要成分とする主剤（Ａ剤）と、Ａ剤の水硬反応を誘発する水硬反応誘発剤からなる硬化剤（Ｂ剤）とから本発明の高炉スラグ系２剤型塗料が形成される。
なお、本発明の高炉スラグ系２剤型塗料の製造において、上記の高炉スラグ水性懸濁液で使用しているブロッキング剤、添加剤（分散剤、流動化剤、可塑剤、抗発泡剤、増粘剤、保水剤等）、殺生物剤、フィラー類、樹脂等を追加投入する事は可能であるが、塗料としての性状並びに性能を付与するためには、以下の手法を行使する必要があり、以降その説明をする。
【００５５】
先ず、本発明の高炉スラグ系２剤型塗料の水硬反応誘発剤からなる硬化剤（Ｂ剤）の説明を詳細に以下に示す。
＜アルカリ性付与物質（硬化剤）の選定及び硬化剤の調整（塗料化）＞
高炉スラグ水性懸濁液の混濁液状態では、水硬反応が起きることなく、安定な流動性（スラリー性）液体である。
そこで、水硬反応を誘発させる物質が必要となる。
高炉スラグがアルカリ性の刺激で水硬反応を誘発することは従来から知られている。
しかし、アルカリ性の刺激を与える「水硬反応誘発剤」としての事例は乏しく、文献等の事例では水酸化ナトリウム水溶液を推奨しているが、劇物である水酸化ナトリウムを製造工程で扱うのは好ましくなく、ましては、塗装工事現場での使用は不可能である。
特に、本発明品は、高炉スラグの混濁液を主要成分とする主剤（Ａ剤）と高炉スラグの混濁液の水硬反応を誘発させるアルカリ性液体を硬化剤（Ｂ剤）とし、主剤（Ａ剤）と硬化剤（Ｂ剤）は別々にパッケージングした現場調合の２液塗料を想定しているため、アルカリ性の硬化剤（水硬反応誘発剤：Ｂ剤）は作業者が直接触れることになり、労働安全面上不適切な作業となる。
また、建築物では、アルカリ性に弱いアルミニウム製建築資材が多く使われているので、それらの建築資材を侵さない（腐食させない）アルカリ性の硬化剤（水硬反応誘発剤：Ｂ剤）であることが必要となる。
さらに、アルカリ性を呈する物質として、白華（エフロレッセンス）の発生因子となるカルシウムが電離しない物質が望ましいのは当然である。
従って、アルカリ性の硬化剤（水硬反応誘発剤：Ｂ剤）としては、カルシウム塩を含まないアルカリ性液体であることが必要となる。
【００５６】
ついては、世の中に多く存在するアルカリ性を呈する物質を水硬反応誘発の観点だけでなく、安全で無害な塗料で簡便な作業で優れた塗膜性能並びに意匠性を提供すると言った多角的な観点から下記物質を選定し、前述の課題を解決すべく検討を行なった。
【表１】
0006675030.tif 000015
１）安全性の確認
表１の濃度調整作業と法規制の対象有り無しから、危険性の有無を評価した。
【表２】
0006675030.tif 000016
２）アルカリ性を呈する物質で、アルミニウムを侵さない（腐食させない）物質
表３に記載している水溶液と比較のために、普通ポルトランドセメント２０重量部に対して水１０重量部を加えたスラリー液を表面処理なしアルミニウム板（Ａ１０５０）と硫酸陽極酸化皮膜を施したアルミニウム製サッシ枠へスポットで接触させて、２４時間後の外観変化を観察。
【表３】
0006675030.tif 000017
※水酸化ナトリウムや水酸化カリウム、水酸化カルシウム、アンモニアはアルミニウムを侵す（腐食させる）危険が高いため、本発明の硬化剤（水硬反応誘発剤）としては不適当である。
３）水硬性結合剤を含有する高炉スラグ水性懸濁液の水硬反応誘発能
前述の１）安全性の確認及び２）アルカリ性を呈する物質で、アルミニウムを侵さない（腐食させない）物質の評価結果から、高炉スラグ水性懸濁液の水硬反応を誘発させるアルカリ性液体として、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、水ガラスを含む珪酸ナトリウムついて評価を行った。なお、比較例としてアンモニアとクエン酸ナトリウム、普通ポルトランドセメントを加えている。
評価手順
ａ）高炉スラグ６０．０重量％へ水３８．６８重量％、分散剤（界面張力調整剤）１．０重量％、粘度（粘稠）調整剤０．３重量％、抗菌剤及び防腐剤０．０２重量％を加えて、高炉スラグ濃度６０重量％の表2に記載するスラリー７の組成水性懸濁液を作る。
ｂ）上記１）で作った水性懸濁液へ前述の表３に記載しているアルカリ性溶液を加え、卓上ディスパーを用いて混合したものを試料とした。
ｃ）ガラス板にガムテープを用いて仕切りを作り、前記の試料をウェット膜厚が５００μｍ（理論ドライ膜厚で約１５０μｍ）となる容量の試料を流し込み、温度２０〜２５℃、相対湿度４０〜６０％の室内に静置。
ｄ）各試料について、経時的に硬化状態を判定した。
【表４】
0006675030.tif 000018
※上記の表４の結果から、実施例の珪酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムついては、２液反応硬化型塗料としての反応速度及び硬化時間として、硬化剤（水硬反応誘発剤）に使用可能である。
なお、比較例１、２のアンモニアとクエン酸ナトリウムは、硬化時間が長く十分な硬化塗膜が得られない。
更に、比較例３、４、５の水酸化ナトリウムと水酸化カリウム及び普通ポルトランドセメントでは、短時間で水硬反応が始り水硬反応による凝集粒子が生成してしまう。
水酸化ナトリウムと水酸化カリウムの反応挙動は、普通ポルトランドセメントへ加水した場合の水硬反応と同じ挙動を示す。
以上から、珪酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムについて、本発明の２液型の水硬反応性無機塗料硬化剤（水硬反応誘発剤）として最適であると判断する。
【００５７】
４）カルシウムを電離しない物質
前述の結果から選定した珪酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムは、カルシウム塩でないので望ましい物質と言える。
特に、図１に示すように、珪酸ナトリウムのような珪酸塩は水溶液中でオルトケイ酸イオン（ＳｉＯ44-）、ピロケイ酸イオン（Ｓｉ2Ｏ76-）等のアニオンとして多価金属イオン（カルシウムイオン、鉄イオン、アルミニウムイオン等）に配位し、ゲル構造をつくる特性が知られていて、その性質を利用してコンクリートから溶出するカルシウムイオンの結晶化を抑制する目的やコンクリート内部のカルシウムイオンと反応させ表面を補強する効果を利用した、珪酸塩を主要成分とした、エフロレッセンス防止剤や劣化したコンクリートの補強材等が既に市販されている。
本発明では、前述の珪酸塩の特性を塗膜へ付与することと、主剤の主要成分の高炉スラグ中に含有する酸化カルシウムから溶出するカルシウムイオンを抑制する目的で、本発明の高炉スラグ水性懸濁液の水硬反応誘発剤（硬化剤）として有用な物質であると判断するものである。
５）水硬反応誘発剤（硬化剤）の調整（塗料化）
以下にその実施例・比較例を示す。
【表５】
0006675030.tif 000019
【表６】
0006675030.tif 000020
注１  和光純薬工業社製  試薬  水硬反応誘発物質エフロレッセンス防止剤保水効果
注２  和光純薬工業社製  試薬  水硬反応誘発物質ＪＩＳ  Ｋ１４０８−１９６６  けい酸ナトリウム（けい酸ソーダ）１号エフロレッセンス防止剤  保水効果
注３  和光純薬工業社製  試薬  水硬反応誘発物質
注４  和光純薬工業社製  試薬  水硬反応誘発物質
注５  和光純薬工業社製  試薬  水硬反応誘発物質
注６  和光純薬工業社製  試薬  水硬反応誘発物質
注７  ＡＫＺＯ  ＮＯＢＥＬ社製  繊維素誘導体  増粘効果  保水効果  チクソトロピック粘性を付与する粘弾性調整剤
注８  東亞合成社製  増粘剤  ポリアクリル酸ナトリウム  粘性コントロール  ニュートニアン粘性を付与する高増粘型粘弾性調整剤
注９  サンノプコ株式会社製増粘剤ウレタン変性ポリエーテル  ニュートニアン粘  性を付与する高増粘型粘弾性調整剤
注１０  サンノプコ株式会社製鉱物油系消泡剤
注１１  ヘンケルテクノロジーズジャパン社製アクリル樹脂エマルジョンＮＶ＝５１％  ＭＦＴ＝０℃
注１２  ＢＡＳＦジャパン社製  １液常温架橋性アクリルスチレン樹脂エマルジョン  ＮＶ＝４８％  ＭＦＴ＝６℃
注１３  ＢＹＫ社製シリコン界面活性剤  ポリエーテル変性シロキサン  表面張力調整剤  濡性・レベリング性改善
注１４  ＢＹＫ社製湿潤分散剤  顔料親和性基を有する高分子量ブロック共重合物の溶液  表面力調整剤  濡れ性・レベリング性改善
注１５  日本乳化剤株式会社  造膜助剤（エチレングリコールモノ２−エチルヘキシルエーテル）造膜助剤  樹脂の最低造膜温度（ＭＦＴ）の調整
前述の表５、６の組成物を以下の手順で製造し、２液反応硬化型塗料の硬化剤としての性状を成すか評価を行なった。
ａ）卓上ディスパーを用いて水とアルカリ付与物質を混合し、アルカリ付与物質が完全に溶解するまで撹拌を行なった。
ｂ）撹拌を続けながら消泡剤、表面張力調整剤を添加。
ｃ）撹拌を続けながら樹脂エマルジョンを添加。
ｄ）樹脂エマルジョンが溶剤ショックを起こさないように、撹拌を続けながら造膜助剤を徐々に添加した。
ｅ）撹拌を続けながら、増粘剤を加えた。
以上の手順で得られた物を造膜助剤の効果が得られるまで、１８時間エイジングさせ試料とした。
【表７】
0006675030.tif 000021
【表８】
0006675030.tif 000022
※以上の結果から、実施例６〜１７は２液反応硬化型塗料の硬化剤として使用可能と判断する。
一方、比較例６〜１１では、比較例６，７が凝集物の発生やゲルには至らないが、撹拌中の発熱が認められた事から、塗料化（流動性のある液状化）以前に製造の問題が判明した。
比較例８〜１１については、樹脂粒子の分散（エマルジョン）を不安定にして凝集させる傾向があり、塗料化（流動性のある液状化）はできなかった。
【００５８】
＜高炉スラグ水性懸濁液を主要成分とする主剤の調整（塗料化）＞
高炉スラグを水へ分散させた高炉スラグ懸濁液を用いて、主要成分が高炉スラグである高炉スラグ系２剤型塗料の主剤を調整（塗料）について以下に説明する。
以下に高炉スラグ系２剤型塗料（２液反応硬化型塗料）の主剤として最適化を図った組成例を示す。
●塗料液性状
表９〜１２に示す塗料配合で塗料を製造し、製造直後の塗料液性状と、０〜３０日間室内静置した貯蔵安定性の確認を行なった。
評価判定基準
塗料液性状…
〇：凝集物もなく均一な液体で、粘稠性（注）がある
△：凝集物もなく均一な液体だが、粘稠性（注）がない
×：液状を示しているが流動性が乏しく、粘稠性（注）がない
注）ここでの粘稠性とは、ニュートニアン性とチキソトロピー性を有する粘度のある流動液体の事で、ダイラタンシー性粘性のスラリー液体とは異なる。
貯蔵安定性…
〇〇：凝集物もなく均一な液体で、流動性がある
〇：凝集物もなく均一な液体で、増粘傾向が見られるが、撹拌すると流動性のある粘稠液体となる
△：凝集物もなく均一な液体で、増粘が高く、撹拌しても流動性が乏しい
×：凝集物を生じて、増粘が高く、撹拌しても流動性がないか、凝集物を生じた粘稠性のない液体
【表９】
0006675030.tif 000023
注１  高炉スラグ水性懸濁液  詳細は表２を参照
注２  石原産業社製  粉体酸化チタン  着色顔料
注３  横浜化成社製  分散型酸化チタン  着色加工顔料
注４  硅石  微細骨材  体質顔料
注５  ＤＣ社製  潜在水硬性微細骨材  高炉スラグ  体質顔料
注６  炭酸カルシウム  微細骨材  体質顔料
注７  昭和ＫＤＥ株式会社製  セピオライト（含水珪酸マグネシウム）  保水  繊維質を利用しての塗膜補強剤
注８  製造元：ＥＮＧＥＬＨＡＲＤ社  アタパルジャイ石  増粘効果  保水効果  チクソトロピック粘性  針状結晶を利用した補強
注９  ＢＹＫ社製湿潤分散剤  表面張力調整  濡れ性改善  レベリング性改善  分散性改善  色別れ防止
注１０  ＢＹＫ社製シリコン界面活性剤  表面張力調整  濡れ性改善  レベリング性改善  分散性改善  色別れ防止
注１１  花王株式会社製  ＪＩＳ  Ａ  ６２０４  高性能減水剤（１種）
注１２  ＡＫＺＯ  ＮＯＢＥＬ社製  非イオン性セルロースエーテル系繊維素誘導体  増粘効果  保水効果  チクソトロピック粘性
注１３  東亞合成社製  増粘剤  ポリアクリル酸ナトリウム  粘性コントロール  ニュートニアン粘性
注１４  サンノプコ株式会社製  増粘剤  ウレタン変性ポリエーテル  ニュートニアン粘性を付与する高増粘型粘弾性調整剤
注１５  サンノプコ株式会社製  鉱物油系消泡剤
注１６  サンノプコ株式会社製  非イオン性粉末型脱泡・抑泡剤
注１７  大阪ガスケミカルズ社製  有機窒素硫黄系化合物抗菌剤
注１８  シリコン系化合物  疎水性付与剤  防錆効果付与
注１９  ＢＡＳＦジャパン社製  １液常温架橋性アクリルスチレン樹脂エマルジョン  ＮＶ＝４８％  ＭＦＴ＝６℃  造膜補助  初期の保水性乾燥割れ防止
注２０  ヘンケルテクノロジーズジャパン社製アクリル樹脂エマルジョンＮＶ＝５１％  ＭＦＴ＝０℃  造膜補助  初期の保水性  乾燥割れ防止
注２１  旭硝子株式会社製  フッ素樹脂エマルジョン  ＮＶ＝５１％  ＭＦＴ＝３０℃  造膜補助  初期の保水性乾燥割れ防止
注２２  和光純薬工業社製  試薬  殺菌作用  防腐効果  水硬反応の遅延
注２３  和光純薬工業社製  試薬  水硬反応誘発物質  還元作用  防腐効果  防錆効果  水硬反応の遅延
注２４  日本乳化剤株式会社  造膜助剤（可塑剤）樹脂の最低造膜温度（ＭＦＴ）の調整水の蒸発抑制
【表１０】
0006675030.tif 000024
注１  高炉スラグ水性懸濁液  詳細は表２を参照
注２  石原産業社製  粉体酸化チタン  着色顔料
注３  横浜化成社製  分散型酸化チタン  着色加工顔料
注４  硅石  微細骨材  体質顔料
注５  ＤＣ社製  潜在水硬性微細骨材  高炉スラグ  体質顔料
注６  炭酸カルシウム  微細骨材  体質顔料
注７  昭和ＫＤＥ株式会社製  セピオライト（含水珪酸マグネシウム）保水・繊維質を利用しての塗膜補強剤
注８  製造元：ＥＮＧＥＬＨＡＲＤ社  アタパルジャイ石  増粘効果・保水効果・チクソトロピック粘性
注９  ＢＹＫ社製  湿潤分散剤  表面張力調整  濡れ性改善  レベリング性改善分散性改善色別れ防止
注１０  ＢＹＫ社製  シリコン界面活性剤  表面張力調整  濡れ性改善  レベリング性改善  分散性改善  色別れ防止
注１１  花王株式会社製  ＪＩＳ  Ａ  ６２０４  高性能減水剤（１種）
注１２  ＡＫＺＯＮＯＢＥＬ社製  非イオン性セルロースエーテル系繊維素誘導体  増粘効果  保水効果  チクソトロピック粘性
注１３  東亞合成社製  増粘剤  ポリアクリル酸ナトリウム  粘性コントロール  ニュートニアン粘性
注１４  サンノプコ株式会社  製増粘剤ウレタン変性ポリエーテル  ニュートニアン粘性を付与する高増粘型  粘弾性調整剤
注１５  サンノプコ株式会社製  鉱物油系  消泡剤
注１６  サンノプコ株式会社製  非イオン性粉末型脱泡・抑泡剤
注１７  大阪ガスケミカルズ社製  有機窒素  硫黄系化合物  抗菌剤
注１８  シリコン系化合物  疎水性付与剤  防錆効果付与
注１９  ＢＡＳＦ  ジャパン社製  １液常温架橋性アクリルスチレン樹脂エマルジョン  ＮＶ＝４８％  ＭＦＴ＝６℃  造膜補助  初期の保水性  乾燥割れ防止
注２０  ヘンケルテクノロジーズジャパン社製  アクリル樹脂エマルジョン  ＮＶ＝５１％  ＭＦＴ＝０℃  造膜補助  初期の保水性  乾燥割れ防止
注２１  旭硝子株式会社製  フッ素樹脂エマルジョン  ＮＶ＝５１％  ＭＦＴ＝３０℃  造膜補助  初期の保水性  乾燥割れ防止
注２２  和光純薬工業社製  試薬  殺菌作用  防腐効果  水硬反応の遅延
注２３  和光純薬工業社製  試薬  水硬反応誘発物質  還元作用  防腐効果  防錆効果水硬  反応の遅延
注２４  日本乳化剤株式会社  造膜助剤（可塑剤）  樹脂の最低造膜温度（ＭＦＴ）の調整  水の蒸発抑制
【表１１】
0006675030.tif 000025
注１  高炉スラグ水性懸濁液  詳細は、表２を参照
注２  石原産業社製  粉体酸化チタン  着色顔料
注３  柱石微細骨材  体質顔料
注４  ＫＥＲＮＥＯＳ社（フランス）製  Ｅ又ＡＬＴ  ６０Ｈ  アルミナセメント水性懸濁液
注５  ＫＥＲＮＢＯＳ社（フランス）製  ターナルホワイト  アルミナセメント粉体
注６  炭酸カルシウム  微細骨材  体質顔料
注７  昭和ＫＤＥ株式会社製  セピオライト（含水珪酸マグネシウム）保水・繊維質を利用しての塗膜補強剤
注８  製造元：ＥＮＧＥＬＨＡＲＤ社  アタパルジャイ石  増粘効果・保水効果・チクソトロピック粘性
注９  日本製紙株式会社製  セルロースパウダー  保水・繊維質を利用しての塗膜補強剤
平均繊維長さ＝４５μｍ
注１０  日本製紙株式会社製  セルロースパウダー  保水・繊維質を利用しての塗膜補強剤  平均繊維長さ＝２４μｍ
注１１  ＢＹＫ社製  湿潤分散剤  表面張力調整  濡れ性改善  レベリング性改善  分散性改善  色別れ防止
注１２  ＢＹＫ社製  シリコン界面活性剤  表面張力調整  濡れ性改善  レベリング性改善  分散性改善  色別れ防止
注１３  花王株式会製  ＪＩＳ  Ａ  ６２０４  高性能減水剤（１種）
注１４  ＡＫＺＯ  ＮＯＢＥＬ社製  非イオン性セルロースエーテル系繊維素誘導体  増粘効果  保水効果  チクソトロビック粘性
注１５  東亜合成社製  増粘剤  ポリアクリル酸ナトリウム  粘性コントロール  ニュートニアン粘性
注１６  サンノブコ株式会社製  増粘剤  ウレタン変性ポリエーテル  ニュートニアン粘性を付与する高増粘型  粘弾性調整剤
注１７  サンノプコ株式会社製  鉱物油系消泡剤
注１８  サンノプコ株式会社製  非イオン性粉末型脱泡・抑泡剤
注１９  大阪ガスケミカルズ社製  有機窒素硫黄系化合物  抗菌剤
注２０  シリコン系化合物  疎水性付与剤  防錆効果付与
注２１  ヘンケルテクノロジーズジャパン社製  アクリル樹脂エマルジョン  ＮＹ＝５１％  ＭＦＴ＝０℃  造膜補助  初期の保水性  乾燥割れ防止
注２２  和光純薬工業社製  試薬  殺菌作用  防腐効果  水硬反応の遅延  水への溶解度＝５.６ｇ／１００ｍＬ（２０℃）
注２３  和光純薬工業社製  試薬  水硬反応誘発物質  還元作用  防腐効果  防錆効果  水硬反応の遅延  水への溶解度＝５.９ｇ／１００ｍＬ（２０℃）
【表１２】
0006675030.tif 000026
注１  高炉スラグ水性懸濁液  詳細は、表２を参照
注２  石原産業社製  粉体酸化チタン  着色顔料
注３  横浜化成社製  分散型酸化チタン  着色加工顔料
注４  磁石微細骨材  体質顔料
注５  ＫＢＲＮＥＯＳ社（フランス）製  ＥＸＡＬＴ  ６０Ｈ  アルミナセメント水性懸濁液
注６  ＫＥＲＮＥＯＳ社（フランス）製  ターナルホワイト  アルミナセメント
注７  炭酸カルシウム微細骨材  体質顔料
注８  昭和ＫＤＥ株式会社製  セピオライト（含水珪酸マグネシウム）保水も繊維質を利用しての塗膜補強剤
注９  製造元：ＥＮＧＥＬ１ＡＲＤ社  アタパルジャイ石  増粘効果・保水効果・チクソトロピック粘性  針状結晶を利用した補強
注１０  ＢＹＫ社製  湿潤分散剤  表面張力調整  濡れ性改善  レベリング性改善  分散性改善  色別れ防止
注１Ｉ  ＢＹＫ社製  シリコン界面活性剤  表面張力調整  濡れ性改善  レベリング性改善  分散性改善  色別れ防止
注１２  花王株式会製  ＪＩＳ  Ａ  ６２０４  高性能減水剤（１種）
注１３  ＡＫＺＯ  ＮＯＢＥＬ社製  非イオン性セルロースエーテル系繊維素誘導体  増粘効果  保水効果  チクソトロピック粘性
注１４  東亜合成社製  増粘剤  ポリアクリル酸ナトリウム  粘性コントロール  ニュートニアン粘性
注１５  サンノプコ株式会社製  増粘剤  ウレタン変性ポリエーテル  ニュートニアン粘性を付与する高増粘型  粘弾性調整剤
注１６  サンノプコ株式会社製  鉱物油系消泡剤
注１７  サンノプコ株式会社製  非イオン性粉末型脱泡・抑泡剤
注１８  大阪ガスケミカルズ社製  有機窒素硫黄系化合物抗菌剤
注１９  ＢＡＳＦジャパン社製  シリコン系化合物  疎水性付与剤  防錆効果付与  造膜補助  初期の保水性  乾燥割れ防止
注２０  ＢＡＳＦジャパン社製  １液常温架橋性アクリルスチレン樹脂エマルジョン  ＮＶ＝４８％  ＭＦＴ＝６℃  造腹補助  初期の保水性  乾燥割れ防止
注２１  ヘンケルテクノロジーズジャバン社製  アクリル樹脂エマルジョン  ＮＶ＝５１％  ＭＦＴ＝０℃  造膜補助  初期の保水性  乾燥割れ防止
注２２  旭硝子株式会社製  フッ素樹脂エマルジョン  ＮＶ＝５１％  ＭＦＴ＝３０℃  造膜補助  初期の保水性  乾燥割れ防止
注２３  和光純薬工業社製  試薬  殺菌作用  防腐効果  水硬反応の遅延
注２４  和光純薬工業社製  試薬  水硬反応誘発物質  還元作用  防席効果  防錆効果  水硬反応の遅延
注２５  日本乳化剤株式会社  造順助剤（可塑剤）樹脂の最低造膜温度（ＭＦＴ）の調整  水の蒸発抑制
※以上から、高炉スラグ系２剤型塗料（２液反応硬化型塗料）の主剤としての塗液性状を得るためには、比較例１３、１４のように単に水分散型高炉スラグへ着色剤を加えただけでは、ダイラタンシー粘性が強いため塗液性状としては不適当である。
実施例１８〜５１の組成のように界面活性剤や粘性コントロール剤を含む増粘剤、更には、樹脂エマルジョン等の添加により、せん断速度に応じてニュートニアン性とチキソトロピー性を発現する粘稠液体になり塗液性状として最適となる。
なお、塗料液としては、垂直壁へ塗布した時の垂れ防止や仕上り面の平滑性、さらには良好な塗装作業性を発現させる上で、前述の粘性のニュートニアン性とチキソトロピー性を有する液体にすることは、重要な要素である。
【００５９】
体質顔料に、水硬性微細骨材のアルミナセメントを添加する場合、ブロッキング剤であるホウ酸またはピロリン酸四ナトリウム単独、若しくは、併用することで貯蔵安定が改善される。
貯蔵安定性の悪化は、アルカリ性で水硬反応が誘発される水分散型高炉スラグ懸濁液へ、水硬性のアルミナセメントを添加することで、アルカリ側にシフトことにより不安定になるためで、水分散型高炉スラグのブロッキング剤であるホウ酸（水への溶解度５〜６ｇ／１００ｍｌ．２０℃）またはリン化合物のピロリン酸四ナトリウム（水への溶解度５〜６ｇ／１００ｍＬ．２０℃）の添加量を過飽和となる量の添加で解決できる（実施例４６〜５１）。
ブロッキング剤の未添加若しくは過飽和状態に至らない濃度の添加量では、貯蔵安定性は保たれない（比較例１８〜２２）。
＜主剤と硬化剤の混合液性状＞
１）ポットライフ（可使時間）
前述の水硬反応誘発剤（硬化剤）実施例と高炉スラグ水性懸濁液の主剤実施例を組み合わせた塗料液（主剤・硬化剤の混合液）のポットライフ（可使時間）の確認を行なう。
確認方法は以下の手順で実施
（１）試験方法
ＪＩＳ  Ｋ５６００−２−６：１９９９「塗料一般試験方法−第２部：塗料の性状・安定性ー第６節：ポットライフ」に準拠
（２）合否の判断基準
ＪＩＳ  Ｋ５６５９−７−７：２００８「鋼構造物用耐候性塗料ポットライフ」に準拠
（３）ＪＩＳ規格では、ポットライフ（可使時間）は、５時間での評価だが、本件では実施工での使用時間を鑑みて８時間と２４時間での評価も実施した。
【表１３】
0006675030.tif 000027
【表１４】
0006675030.tif 000028
【表１５】
0006675030.tif 000029
【表１６】
0006675030.tif 000030
【表１７】
0006675030.tif 000031
注1  ＫＥＲＮＥＯＳ社（フランス）製  ターナルホワイト（粉体アルミナセメント）
注2  ３時間以内で、固化（固体）状態
※以上実施例から本発明で提案した、高炉スラグ水性懸濁液を主成分とする主剤組成物とアルカリ性水硬反応誘発剤である炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、珪酸ナトリウムを主成分とする硬化剤組成物の主剤・硬化剤の組み合わせにおいて、２液性常温反応硬化型塗料として十分なポットライフ（可使時間）を有することが確認できた。
一方比較例のアルカリ性水硬反応誘発剤として水酸化ナトリウム、水酸化カリウムを主成分とする硬化剤組成物では、ポットライフ（可使時間）は、ＪＩＳ  Ｋ５６５９−７−７：２００８「鋼構造物用耐候性塗料ポットライフ」には適合せず、実際の塗装工事での使用は不可能である。
さらに、普通ポルトランドセメントの水分散液または高炉スラグの水分散液は、２液性常温反応硬化型塗料で求められているポットライフ（可使時間）以前に、見かけの硬化（固化）反応が終了してしまう。
なお上記実施例で、アルカリ性水硬反応誘発剤である珪酸ナトリウムを主成分とする硬化剤組成物との組み合わせにおいて、ポットライフ（可使時間）が著しく延びる事が明らかとなり、その点については本発明の特質性を表しており、次節以降で本発明での「アルミナセメント系２剤型塗料」と題して、塗料形態として２剤での塗料化を提案しているが、１剤の塗料化も可能であることも説明する。
従って、本発明が２剤型塗料（２液性常温反応硬化型塗料）に限定されるものではなく、１剤型塗料（１液性常温反応硬化型（自己架橋型若しくは自己硬化型）塗料）も含むものである。
【００６０】
２）１剤型塗料（１液性常温反応硬化型（自己架橋型若しくは自己硬化型）塗料）化の説明
（１）評価手順
ａ）貯蔵安定性
密閉できる容器に、上記で調整した試料を入で１、２、３ヶ月室内（温度２３±２℃及び相対湿度５０±５％）の下で保管し、試料液の外観を観察。
ｂ）塗装作業性
貯蔵期間１、２、３ヶ月の試料液について、刷毛、ローラー、エアースプレーについて塗装作業性の確認を行なった。
ｃ）水硬性結合剤の高炉スラグの水硬反応の確認
貯蔵期間１、２、３ヶ月の試料液をエアースプレーで用いてスレート板へ塗装し、室内（温度２３±２℃及び相対湿度５０±５％）で７日間養生を施した物を試験体として、１週間の煮沸試験を実施。
更に、煮沸試験後の付着性をＪＩＳＫ５６００−５−６：１９９９塗料一般試験方法−第５部：塗膜の機械的性質ー第６節：付着性（クロスカット法）に準拠して実施した。
（格子数は２５マスで、格子間隔は４ｍｍで実施使用したテープは規格外の粘着力の高い梱包用布テープを用いた）
なお、比較例としてスレート板へ普通ポルトランドセメントを用いたモルタルを塗布した板、高炉スラグを用いたモルタルを塗布した板、及び他社製のアクリルウレタン樹脂エマルジョン系塗料をメーカーの推奨する塗装仕様による塗装を施した板を煮沸試験毎に加えて試験を実施した。
注）無機物の高炉スラグの水硬反応が十分に進んだ塗膜であれば、煮沸水に浸漬したままでも異常は生じないが、樹脂によって形成された塗膜の場合、早期に膨れや剥がれ等の外観異常が発生する過去の知見から、高炉スラグ水硬反応の確認に煮沸試験を実施した。
【表１８】
0006675030.tif 000032
注1  エアースプレーの口径は2.0ｍｍの物を使用
注2  分類評価は、JIS K5600-5-6-8-3の表 1 に準拠
【表１９】
0006675030.tif 000033
注1  ＫＥＲＮＥＯＳ社（フランス）製 ＥＸＡＬＴ 60H  アルミナセメント水性懸濁液
注2  ＫＥＲＮＥＯＳ社（フランス）製ターナルホワイト  粉体アルミナセメント
注3  市販品の普通ポルトランドセメント
注4  水硬反応確認については、比較例24〜28については、試料が固化して試験体の作製できず
注5  エアースプレーの口径は2.0ｍｍの物を使用
注6  分類評価は、JIS K5600-5-6-8-3の表 1 に準拠
注7  日本ペイント社製
下塗り：ニッペパーフェクトフィラー
上塗り：オーデフレシュ Ｕ100-２
塗装方法は、メーカーの塗装仕様に準拠
※上記の実施例において、水硬性結合剤を含有する高炉スラグ水性懸濁液を主成分とする主剤組成物と珪酸ナトリウムを主成分とする水硬反応を誘発させるアルカリ性硬化剤組成物の混合液は、３ヶ月後でも塗装に支障なく、煮沸水に浸漬しても異常がなかった。
これは、３ヶ月間高炉スラグの潜在的な水硬反応性が消失せず、更には珪酸ナトリウムを主成分とする主剤の水硬反応を誘発する効果が機能した事を意味し、それにより得られた塗膜は比較例と比較して樹脂を主成分とする有機塗膜とは異なり、セメント系固化物に近似した性質の塗膜を形成した。
以上から、本発明において水硬性結合剤を含有する高炉スラグ水性懸濁液を主成分とする主剤組成物と珪酸ナトリウムを主成分とする水硬反応を誘発させるアルカリ性硬化剤組成物を混合した塗料液は、１剤化での反応硬化が可能となり、塗料市場にある１剤型塗料（１液性常温反応硬化型（自己架橋型若しくは自己硬化型）塗料）となり得る事を示唆する。
３）特質すべく塗膜の性能
（１）湿潤面に対しての付着性
「建築工事標準仕様書・同解説 JASS18 塗装工事」では、塗装素地の含水率を厳しく制限し、湿潤状態の素地への施工は不可とされている。
しかし、本開発塗料は水硬反応成分の高炉スラグを主要成分としているため、湿潤状態の素地への付着性が十分に確保できる。    
上記表13〜16に記載する主剤・硬化剤の混合液を試料として、普通ポルトランドセメント/７号珪砂/水＝1部/3部/0.5部で配合したモルタルが湿潤状態の内に塗装し、翌日と7日後の付着性を確認した。
ａ）評価手順
前述の比率でモルタルを練り、深さ20ｍｍの型枠に流し込み、室内（ 温度23±2℃及び相対湿度 50±5 %）の下に３時間静置。
指触で固化を確認後注1、表13〜16の試料を400g/ｍ2/2回の量を刷毛で塗布して、翌日と7日後の付着性をJIS K5600-5-6: 1999 塗料一般試験方法ー第 5 部：塗膜の機械的性質ー第 6 節：付着性（クロスカット法）注2  に準拠して実施。
さらに、7日後の塗膜の外観を観察。
注1）指触での確認以外に、株式会社ケツト科学研究所社製 コンクリ
ート・モルタル水分計ＨI-520-2 （測定範囲：モルタル：0〜15％）で15％超のエラー表示を確認。
通常有機樹脂系塗料では、コンクリートやモルタル素地へ塗装する
場合、「建築工事標準仕様書・同解説 JASS18 塗装工事」では素地の含水率を10％以下としている。
注2）使用したテープは本規格外の粘着力の強い、梱包用布テープを使用した。(格子数は25マスで、格子間隔は4ｍｍで実施）。
ｂ）判定基準
・外観  
目視による観察で、塗膜の艶、色調、皺等の異常の有無を確認
〇：異常なし  ×：失沢、色調の変化及びムラ、皺等の異常がある
・付着性
JIS K5600-5-6: 1999 塗料一般試験方法ー第 5 部：塗膜の機械的性質ー第 6 節：付着性（クロスカット法）の8-3の表 1 に記載されている分類に準拠。
比較例として、他社のアクリルウレタン樹脂エマルション系塗料注を加えた。                
注）日本ペイント社製
下塗り：ニッペパーフェクトフィラー
上塗り：オーデフレシュ Ｕ100-２
塗装方法は、メーカーの塗装仕様に準拠
【表２０】
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【表２１】
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【表２２】
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【表２３】
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【表２４】
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注  日本ペイント社製
下塗り：ニッペパーフェクトフィラー
上塗り：オーデフレシュ Ｕ100-２
塗装方法は、メーカーの塗装仕様に準拠
※以上から、本開発塗料は塗装下地の含水率が高く湿潤状態の内に塗装しても、十分な付着性を発現し、意匠性にも異常がない結果が得られた。
これは、既存の有機樹脂系塗料が抱えている諸問題、具体的には常時高含水率を維持している土木構築物（擁壁、橋桁、トンネル壁等）への塗装、更には、吸水性の高い人工骨材（軽量骨材）を多く含む軽量プレキャストコンクリート板への塗装は膨れや剥がれが生ずることから、有機樹脂系塗料では殆ど避けられている現状を本開発塗料は解決できる仕上げ材料である。
（２）アルミニウム系素材への施工適合性
一般的に、普通ポルトランドセメントを主成分とする材料は、強いアルカリ性を有するのでアルミニウム（表面処理を施したアルミニウムも含む）製素材へは腐食作用があるため、施工されない。
また、窓やドア等で使用されているアルミサッシで施されている硫酸陽極酸化皮膜へは、主要成分が有機樹脂で構成している塗料は十分な付着性が得られず改修現場の塗装では避けられている。
以下に、実施例でアルミニウムへの腐食性と付着性の評価を記する。
上記表に記載する主剤・硬化剤の混合液を試料として、アルミニウム板に塗布して試験体とし付着性の評価は、JIS K5600-5-6: 1999 塗料一般試験方法ー第 5 部：塗膜の機械的性質ー第 6 節：付着性（クロスカット法）に準拠し注、アルミニウムに対しての腐食性は、試料を塗布した直後の状態の観察と水道水に1ヶ月浸漬した試験体の外観変化によって評価を行なった。
注  使用するテープは、規格外の粘着力の強い梱包用布テープを使用
ａ）評価手順                  
アルミサッシで使用されている合金Ａ6063（Al−Mg−Si系合金）と同合金を陽極酸化皮膜（硫酸皮膜（シルバー） ）を施した物注1を基材とし、上記表に記載する主剤・硬化剤の混合液を400g/ｍ2/2回の量を塗布し、7日間温度23±2℃及び相対湿度50±5 %の室内で養生をした物を試験体とした。
なお、比較例として、普通ポルトランドセメント/７号珪砂/水＝1部/3部/0.5部で配合したモルタルを前述の基材へウェット膜厚1.5ｍｍ塗布した物と、溶剤系2液性常温反応硬化型フッ素樹脂塗料及び油性塗料注2を前述の基材へメーカーの標準仕様書に従い塗布した物を加えて、評価を実施した。
水浸漬試験においては、試験体の側面と裏面は素地は露出した状態で試験を実施。
注1  封孔処理を施した物
注2  溶剤系2液常温反応硬化型フッ素樹脂塗料
AGCコーテック株式会社製  金属系素材へのフッ素樹脂塗料仕上げ用
下塗：ボンエポコート #35HＢ 溶剤系2液常温反応硬化型エポキシ樹脂塗料
中塗：ボンフロン#2000HＢ中塗  溶剤系2液常温反応硬化型ウレタン樹脂塗料  
上塗：ボンフロンGT#2000ＳR上塗  溶剤系2液常温反応硬化型フッ素樹脂塗料  
油性塗料                  
株式会社アサヒペン社製  シリコン変性アルキド樹脂塗料
１回塗り仕上げ  所要量＝0.1ｌ/ｍ2
ｂ）判定基準
・腐食性の有無
塗布直後の状態を目視により観察。
〇：塗液が基材に接触しても反応なし
×：塗液が基材に接触するとガスの発生を伴う反応が起きる
浸水試験後は、素地の露出部分を目視により観察。
〇：異常を認めない
×：腐食による変色や溶出の痕跡等の異常が認められる
・付着性
JIS K5600-5-6: 1999 塗料一般試験方法ー第 5 部：塗膜の機械的性質ー第 6 節：付着性（クロスカット法）の8-3の表 1 に記載されている分類に準拠。
【表２５】
0006675030.tif 000039
【表２６】
0006675030.tif 000040
【表２７】
0006675030.tif 000041
【表２８】
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【表２９】
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※以上から、従来のセメント系仕上げ材では、腐食の問題でアルミニウム系素材への施工は不可能であり、また、従来の、有機樹脂系塗料では、陽極酸化皮膜に対し付着性不良で施工を避けていたアルミニウム系素材に対して、本発明塗料は、腐食もなく、陽極酸化皮膜に対しての一次並び二次の付着性能に問題がない事から十分に施工は適応できると思われる。  
（３）耐紫外線性
従来の有機樹脂系塗料は、主要成分である有機樹脂の結合力で塗膜を形成しているため、耐紫外線性は、含有する樹脂に依存するため、限界がある。
一方、本発明塗料は塗膜形成を高炉スラグの水硬反応によって無機物の結晶化に依存するので、耐紫外線性は、有機樹脂系塗料を遙かに超える。
身近な具体例としては、ＲＣ構造の構築物が紫外線に曝されながら、50〜100年も崩壊せず存在しているのに対して、有機樹脂系塗料は、耐紫外線性に優れるフッ素樹脂塗料でさえ、20年を超えれば失沢並びに樹脂の分解現象であるチョーキングが現われる。
以上について、メタルハライドランプによる紫外線の連続照射促進試験を実施した。  
なお、本試験は促進耐候性とは異なり、あくまでも紫外線エネルギーによる劣化だげに特化した評価である。
ａ）評価手順
・使用機種と設定条件
機種：メタリングウェザーメーターM6T  スガ試験機株式会社製  
波長：300〜400nm注1
放射度：2000W/m2
温度：63±3℃  
湿度：50±5%RH
照射時間：200時間連続
放射露光量：1441MJ/m2 注2
注1メタルハライドランプから照射される紫外線領域の波長で詳細は図２を参照
注2  放射露光量                  
太陽光の放射露光量
日本での太陽光の平均1年間放射露光量を4500MJ/m2（＊1）とすると、紫外・可
視・赤外の各波長毎（＊2）の放射露光量MJ/m2は下記参考表５のようになる。
［参考表５］
0006675030.tif 000044
その際の促進耐候性試験の放射照度と試験時間を下記参考表６に示す。
［参考表６］
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放射露光量に応じた試験時間を算出すると
本試験は、サンシャインカーボンアーク（サンシャイン カーボンアーク灯式耐候性試験機（ＳＷＯＭ））の5000時間相当の紫外線に曝された事になる。
ｂ）判定基準
・目視観察により、見本板（比較板）との差異の有無を評価  
【表３０】
0006675030.tif 000046
※以上から本発明塗料は、耐紫外線で有機樹脂系塗料より優れる事が明らかである。
これは、建築分野ではライフサイクルコストの低減として、塗り替え（改修工事）の周期を延ばす仕上げ材料が望まれている中で、現在、有機樹脂系塗料のフッ素樹脂塗料が塗り替え（改修工事）を30〜40年間で１回としている周期を大幅に延ばす事が可能となり、ライフサイクルコストの低減に大きく貢献できる塗料と言える。
（４）乾燥によるひび割れ抵抗性      
ａ)常温、常湿（温度23±2℃，湿度50±5 %）下での乾燥によるひび割れ抵抗性
・評価手順並びに評価基準はＪＩＳ  A 6909-7-8：2003 初期乾燥によるひび割れ抵抗性試験に準ずる。
試験体は、スレート板へ400g/ｍ2/2回の塗布量をエアースプレーで塗布した物。
比較例26と比較例5については、金鏝を使用した。
【表３１】
0006675030.tif 000047
【表３２】
0006675030.tif 000048
【表３３】
0006675030.tif 000049
【表３４】
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【表３５】
0006675030.tif 000051
ｂ）塗布量の差による乾燥によるひび割れ抵抗性
・評価手順並びに評価基準はＪＩＳ  A 6909-7-8：2003 初期乾燥によるひび割れ抵抗性試験に準ずる。
試験体は、スレート板へ200〜1000g/ｍ2/2〜5回の塗布量をエアースプレーで塗布した物。
比較として比較例29の上塗材注1と比較例32の上塗材注2を加えて試験を行なった。
比較例26と比較例5については、金鏝を使用した。
注1  日本ペイント株式会社製  アクリルウレタン樹脂エマルション系塗料  オーデフレッシュＵ１００-２
注2  AGCコーテック株式会社 製  フッ素樹脂エマルション系塗料  ボンフロン水性Ｗ＃１５００
【表３６】
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【表３７】
0006675030.tif 000053
【表３８】
0006675030.tif 000054
【表３９】
0006675030.tif 000055
【表４０】
0006675030.tif 000056
※以上から、本発明塗料は、無機物の水硬性反応の弱点である、乾燥過程でのひび割れ現象が発生せず、塗料としての造膜性を満たしている。      
更に、従来の有機樹脂系塗料より厚膜下での表面乾燥によるひび割れも発生しにくく、厚膜仕上げが可能と言える。
（５）塗膜の硬度発現  
一般に、建築用の有機樹脂系塗料は、造膜性を優先するため可塑性を持たし硬度が低いが本発明塗料は、造膜性を無機物の水硬反応に依存するため高い硬度を有する。
以下に、上記表に記載する主剤・硬化剤の混合液を試料として、スレート板へエアースプレーにより、400g/ｍ2/2回の塗布量を塗布し、温度23±2℃，湿度50±5 %の乾燥条件で24時間後と7日後の硬度を「JIS. K. 5600-5-4：1999.塗料一般試験方法ー第 5 部：塗膜の機械的性質ー第 4 節：引っかき硬度（鉛筆法） 」に準じて評価した結果を記する。
なお、比較として比較例29の上塗材注1と比較例32の上塗材注2を加えて試験を行なった。
注1  日本ペイント株式会社製  アクリルウレタン樹脂エマルション系塗料  オーデフレッシュＵ１００-２
注2  AGCコーテック株式会社 製  フッ素樹脂エマルション系塗料  ボンフロン水性Ｗ＃１５００
【表４１】
0006675030.tif 000057
【表４２】
0006675030.tif 000058
【表４３】
0006675030.tif 000059
【表４４】
0006675030.tif 000060
【表４５】
0006675030.tif 000061
※以上から、本発明塗料は硬度発現が速く、従来の有機樹脂系塗料では見いだせなかった塗膜硬度が実現できる。
これは、塗料中に含有する高炉スラグの水硬反応が有効に機能した結果と言える。  
（６）有機樹脂や有機樹脂系塗料の改質剤としての用途
上記の事例の中で、本発明塗料の実施例68、69、74、79、80、81、82、83、84、97、98、99において、水硬性結合剤を含有する高炉スラグ水性懸濁液を主成分とする主剤組成物と珪酸ナトリウムを主成分とする水硬反応を誘発させるアルカリ性硬化剤組成物を混合した状態の１剤化が可能である事がわかったので、既存の塗料やエマルション樹脂の付着強度や塗膜硬度等の改質剤としての用途展開が考えられる。
そこで、珪酸ナトリウム含有高炉スラグ水性懸濁液のスラリー6を汎用エマルション樹脂並びに既成の塗料に添加して、外観（透明感の維持）、付着性の変化と塗膜硬度変化更に塗膜のブロッキング性等の試験を実施した。
ａ）汎用の有機樹脂への添加
・試料の調整
それぞれの汎用エマルション樹脂へ水を加え固形分を30％に調整し、樹脂固形分に対して高炉スラグ分が5％、10％の量になるようにスラリー6を添加し卓上ディスパーで1500ｒｐｍの回転で撹拌したものを試料とした。
・評価方法
（ａ）混和性：試料の調整中の観察
評価基準…〇異常なし／〇△やや増粘
（ｂ）乾燥塗膜の外観：黒色塗料が塗布されたＭＤＦ板へ、上記で調整した試料を短毛ローラーで3回塗布し、14日間室内（常温）で乾燥したものを1回塗り、２回塗り、３回塗りの面を目視により観察した。
評価基準…透明性があれば 〇／均一に艶が消えていれば 〇
（ｃ）塗膜のブロッキング性：ＭＤＦ板へ、上記で調整した試料を短毛ローラーで2回塗布し、14日間室内（常温）で乾燥した試験体を塗布面同士合わせて、1500kg/ｍ2の荷重を6日間加え、ブロッキングの程度を観察した。
評価基準…〇触れただけで剥がれる／△弱い力を加えれば剥がれる／▲強い力を加えれば剥がれる／×人力では剥がれない
（ｄ）塗膜の硬度：スレート板へ、上記で調整した試料をエアースプレーで2回塗布し、14日間室内（常温）で乾燥した試験体へ以下の評価を実施。
評価基準…「JIS K 5600-5-4：1999.塗料一般試験方法ー第 5 部：塗膜の機械的性質ー第 4 節：引っかき硬度（鉛筆法） 」に準じて評価した結果を記載する。
（ｅ）貯蔵安定性：上記方法で調整した試料を密閉した容器（ガラス瓶）へ入れ、室温（18〜24℃）の部屋に３ヶ月静置した後の状態を観察。
評価基準：〇凝集物、粘度上昇がなく流動性のある液体／×凝集物、粘度上昇があり流動性の乏しい液体
【表４６】
0006675030.tif 000062
※以上の結果から、汎用樹脂に高炉スラグ水性懸濁液を少量の添加で、塗膜の硬度、塗膜のブロッキング性が著しく向上し、外観は未添加塗膜と差異を認めない事から、樹脂の改質剤としての利用価値があると言える。
ｂ）市販塗料への添加
・試料の調整
市販塗料へ塗料液100重量％に対して、高炉スラグ分が5％、10％の量になるようにスラリー6を添加し卓上ディスパーで1500ｒｐｍの回転で撹拌したものを試料とした。
・評価方法
（ａ）乾燥塗膜の外観：上記で調整した試料を短毛ローラーで2回塗布し、14日間室内（常温）で乾燥したものを1回塗り、２回塗りの面を目視により観察した。
評価基準…〇色彩未添加品と差異なし／△艶は消えているが底艶がある  〇均一に艶が消えている  ◎均一に艶が消え完全なマット感がある
（ｂ）塗膜の硬度：スレート板へ、上記で調整した試料をエアースプレーで2回塗布し、14日間室内（常温）で乾燥した試験体へ以下の評価を実施。
評価基準…「JIS K 5600-5-4：1999.塗料一般試験方法ー第 5 部：塗膜の機械的性質ー第 4 節：引っかき硬度（鉛筆法） 」に準じて評価した結果を記載する。
【表４７】
0006675030.tif 000063
※以上より、市販塗料へ高炉スラグ水性懸濁液を少量添加するだけで、完全マット感の塗膜を得ることができる。一般的に水性塗料では完全なマットにすることが難しく、底艶のある艶消ししかできない。また、パウダータイプの艶消材を使用する場合、塗料への分散をよくするため、水等の液体に分散させてから添加する必要があるが、本発明の高炉スラグ水性懸濁液のスラリー６を用いれば、直接塗料へ直接少量添加するだけで十分な艶消し効果得られる。
さらに、高炉スラグ水性懸濁液のスラリー６の添加で塗膜硬度が飛躍的に向上する現象が認められる。この現象は、高炉スラグ水性懸濁液のスラリー６の内容物の高炉スラグの潜在的な水硬反応性が珪酸ナトリウムにより十分に誘発され無機物の固化体の性質を付与した証明と考える。
上記の実施例では、JIS A 6206 規格品 4000の高炉スラグを使用しているが、それに限定するものではない。
高炉スラグの種類［参考表１］に記載、高炉スラグの品質［参考表２］に記載するものを全て含む。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明によれば、従来の無機系２剤型塗料のメリットである強度や高度、耐酸性を要求される用途のみならず、無機系２剤型塗料を用いることが難しいとされていた薄膜が必要な各種の用途にも適用することができる。
具体的には、現在構築物の外装は、美粧性の維持や構築物への保護の目的で、紫外線（ＵＶ）劣化の影響を受けやすい有機樹脂が主要成分である有機樹脂系塗料によって施工されているが、紫外線（ＵＶ）劣化の影響を受けやすい有機樹脂に依存するため美粧性の維持や構築物への保護効果は短いが、本発明の高炉スラグ系２剤型若しくは１剤型塗料で施工することにより、紫外線（ＵＶ）劣化の影響を受けることがないので、美粧性の維持や構築物への保護効果は長期にわたって維持できる。
また、建材や工業用品等で硬度や強度が乏しい素材に対して、コーティングするだけで、素材表面を鉱物や金属に近い硬度や強度に改質することができるため、素材の表面処理の用途にも利用可能である。
さらに、この発明の高炉スラグト系２剤型若しくは１剤型塗料は、いわゆる塗料の用途だけに限定されるものではなく、有機樹脂や有機樹脂系塗料に対して硬度及び強度を向上させる改質剤としても利用することができる。
【要約】
【課題】
流体懸濁液からなる液状の無機系素材を用いた高炉スラグ系塗料を提供することを目的とする。
【解決手段】
以下の高炉スラグを含有する安定化された水性懸濁液を主剤とし、該懸濁液の水硬反応を誘発させる珪酸ナトリウムもしくは炭酸ナトリウム又は炭酸カリウムが溶解したアルカリ性液体を水硬反応誘発剤として、前記主剤と水硬反応誘発剤とを別々にパッケージしてなる高炉スラグ系２剤型塗料。
＜主剤の成分＞
Ａ）高炉スラグの総重量に対して６０％以上の高炉スラグ含有量を有する高炉スラグ高含有量高炉スラグ０．５重量％〜４２重量％
Ｂ）リン含有化合物を含むブロッキング剤０．１重量％〜２０重量％
Ｃ）リン含有化合物とは異なるブロッキング剤０．３〜５％、好ましくは０．３〜２．５％
Ｄ）保水剤
その他
【選択図】なし【図１】
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【図２】
0006675030.tif 000065