(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シラン系のメチル／フェニルタイプのアルコキシオリゴマーと、
ビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂主剤と変性脂肪族ポリアミン系硬化剤とからなる二液硬化型エポキシ樹脂と、
前記アルコキシオリゴマーまたはその加水分解反応生成物との反応性を有する部分と、前記エポキシ樹脂の硬化剤との反応性を有する部分とを備えるカップリング剤であるエポキシシランと、を含み、
前記アルコキシオリゴマー及び前記エポキシシランを合わせた重量配合割合は２０〜３０％であるコンクリート用表面処理材をコンクリート表面に塗布することを特徴とするコンクリート表面の処理方法。
【請求項２】
コンクリート用表面処理材であって、
シラン系のメチル／フェニルタイプのアルコキシオリゴマーと、
ビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂主剤と変性脂肪族ポリアミン系硬化剤とからなる二液硬化型エポキシ樹脂と、
前記アルコキシオリゴマーまたはその加水分解反応生成物との反応性を有する部分と、前記エポキシ樹脂の硬化剤との反応性を有する部分とを備えるカップリング剤であるエポキシシランと、を含み、
前記アルコキシオリゴマー及び前記エポキシシランを合わせた重量配合割合は２０〜３０％であることを特徴とするコンクリート表面処理材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート用表面処理材およびこの表面処理材を用いたコンクリート用不陸修正材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、コンクリートの表面処理材（プライマー樹脂）として、有機系塗料等の樹脂が一般的である。かかるプライマーは、乾燥下地には良好に付着するものの湿潤下地には付着しないため、専ら、乾燥下地用として用いられている。一方、湿潤下地への適用を可能とした湿潤下地専用プライマーも市販されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の湿潤下地専用プライマーは、親水性の高い有機溶剤（イソプロピルアルコール等）で樹脂を希釈することにより湿潤下地との親和性が図られている。その結果、プライマーの樹脂濃度が低くなり、コンクリート下地の水分によって剥れや膨れが生じ易くなってしまう。このため、塗布直後は湿潤下地に付着しても、時間の経過と共に、下地水分の影響を受けて付着劣化を生じて剥れてしまうことが多い。また、従来の湿潤下地専用プライマーは、ある程度濡れているような水分非飽和状態の湿潤面には比較的良好に付着するものの、表面が濡れ色を示すような飽和水分湿潤下地には付着しない。また、湿潤専用プライマーであるため、乾燥下地には適用されない。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、コンクリートの飽和水分湿潤下地および乾燥下地の何れに対しても強固に付着するコンクリート用表面処理材を提供することを目的とする。また、このような表面処理材を用いたコンクリート用不陸修正材を提供することをも目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載された発明に係るコンクリート用表面処理方法は、
シラン系のメチル／フェニルタイプのアルコキシオリゴマーと、
ビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂主剤と変性脂肪族ポリアミン系硬化剤とからなる二液硬化型エポキシ樹脂と、
前記アルコキシオリゴマーまたはその加水分解反応生成物との反応性を有する部分と、前記エポキシ樹脂の硬化剤との反応性を有する部分とを備えるカップリング剤であるエポキシシランと、を含み、
前記アルコキシオリゴマー及び前記エポキシシランを合わせた重量配合割合は２０〜３０％であるコンクリート用表面処理材をコンクリート表面に塗布することを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２に記載された発明は、コンクリート用表面処理材であって、
シラン系のメチル／フェニルタイプのアルコキシオリゴマーと、
ビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂主剤と変性脂肪族ポリアミン系硬化剤とからなる二液硬化型エポキシ樹脂と、
前記アルコキシオリゴマーまたはその加水分解反応生成物との反応性を有する部分と、前記エポキシ樹脂の硬化剤との反応性を有する部分とを備えるカップリング剤であるエポキシシランと、を含み、
前記シラン系のアルコキシオリゴマー及び前記エポキシシランを合わせた重量配合割合は２０〜３０％であることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態において、コンクリート用表面処理材（プライマー）は、アルコキシシラン、エポキシ樹脂、および、カップリング剤を含み、カップリング剤は、オキシシランまたはその加水分解反応生成物との反応性を有する部分と、エポキシ樹脂の主剤または硬化剤との反応性を有する部分とを備える。アルコキシシランとして、例えば、トリメトキシヘキシルシランを用いた場合、以下に述べるように、湿潤コンクリート面に塗布されると、コンクリート表面に存在する水分により加水分解反応して、ヘキシルシラントリオールを生成する。そして、このヘキシルシラントリオールが脱水縮合反応してポリシロキサンを生成し、コンクリート表面に付着した皮膜を形成させる。エポキシ樹脂は、コンクリート表面に生成される皮膜を厚くかつ高強度のものとするために配合され、これにより、皮膜の剥れや膨れが防止される。また、アルコキシシランとエポキシ樹脂との混合親和性は低いが、カップリング剤が例えばエポキシシランの場合、前者と共通のシラノール基および後者と共通のエポキシ基を有しているため、両者に共通する一種の溶媒として機能し、両者を十分に混合させる。
【００１０】
アルコキシシラン、例えば、トリメトキシヘキシルシランは、その化学式がＣ6Ｈ13Ｓｉ（ＯＣＨ3）3で表される。このうちＣ6Ｈ13Ｓｉは疎水部分であり、（ＯＣＨ3）3は親水部分である。
【００１１】
アルコキシシランは水分の存在下で、次式で表されるように、加水分解によりシラノールのヘキシルシラントリオールＣ6Ｈ13Ｓi（ＯＨ）3を生成する。
Ｃ6Ｈ13Ｓｉ（ＯＣＨ3）3＋３Ｈ2Ｏ  →  Ｃ6Ｈ13Ｓｉ（ＯＨ）3＋３ＣＨ3ＯＨ
【００１２】
このヘキシルシラントリオールＣ6Ｈ13Ｓi（ＯＨ）3が次式の脱水縮合反応を起こすことにより、ポリシロキサンが生成される。
【化１】
0004759208.tif 000002
【００１３】
なお、アルコキシシランの表面張力は水の表面張力よりも十分に小さいため、アルコキシシランはコンクリート面の水分と置換し易く、湿潤下地表面の水分と置換しながら下地に含浸し、また、下地に含まれる水分による上記の加水分解反応および脱水縮合反応は円滑に進行する。
【００１４】
カップリング剤としては、次式で表されるように、シラノール基Ｓｉ（ＯＨ）3と、エポキシ基を備えるもの（エポキシシラン）を用いる。
【化２】
0004759208.tif 000003
【００１５】
このカップリング剤は、シラノール基Ｓｉ（ＯＨ）3の部分において、次式のように、上記化１に示す脱水縮合反応に混じってヘキシルシラントリオールＣ6Ｈ13Ｓi（ＯＨ）3と反応する。
【化３】
0004759208.tif 000004
【００１６】
上記した式のシラノール基のＯＨ基（水酸基）はシラノールどうしの脱水縮合反応を生じ、また、一部はエポキシ樹脂のエポキシ基と反応して高分子化する。一方、カップリング剤に含まれるエポキシ基は、エポキシ樹脂の硬化剤であるアミン系樹脂と反応する。
【００１７】
このように、カップリング剤は、シラノール基においてアルコキシシラン、例えばトリメトキシヘキシルシランが加水分解して生成されたヘキシルシラントリオールとの反応性を示すと共に、エポキシ基においてエポキシ樹脂硬化剤との反応性を示す。すなわち、カップリング剤は、アルコキシシランおよびエポキシ樹脂硬化剤の双方と結合することで、互いに混合親和性の低いアルコキシシランとエポキシ樹脂とを結合させる一種の仲立ち機能を有する。
【００１８】
上記の如く、アルコキシシラン、エポキシ樹脂、カップリング剤（エポキシシラン）と、エポキシ樹脂の硬化剤（アミン系樹脂）を混合したエポキシシラン系樹脂を塗布することで、湿潤コンクリート面の水分と反応して、コンクリート下地に付着した皮膜を生成する。したがって、本実施形態のプライマーは、湿潤状態のコンクリート下地に対して、その湿潤状態が飽和水分状態であるか否かを問わず、高い付着性を示す。また、湿潤下地との付着性を得るために親水性溶剤で希釈することは不要であり、エポキシ樹脂の濃度が高い皮膜を形成できる。このため、表面処理材の膨れ抵抗性を向上させて下地との付着性をより強固なものとすることができる。また、乾燥下地にはエポキシ樹脂自体が付着することで、乾燥下地に対しても強固な付着性が得られる。このように、アルコキシシラン、エポキシ樹脂、および、カップリング剤を含むプライマー樹脂は、飽和水分湿潤下地および乾燥下地の双方に対して強固な付着性を有する。さらに、上述の如く、プライマーに親水性溶剤（イソプロピルアルコール等の有機系溶剤）が含まれないので有機ガスは発生せず、地下ピット等の密閉空間での作業安全性が向上する。
【００１９】
また、このようなプライマーに骨材や、必要に応じてフィラー材、増粘材を配合した不陸修正材は、湿潤下地および乾燥下地の何れにも適用が可能である。
【００２０】
なお、カップリング剤として、エポキシ基に代えてアミン基を有するもの（アミノシラン）を用いてもよい。この場合には、カップリング剤のアミン基がエポキシ樹脂の主剤と反応し、カップリング剤のシラノール基がアルコキシシランの加水分解生成物のシラノールと反応して結合することになる。
【００２１】
【実施例】
（１）プライマーの配合
表１に示す重量配合によりプライマーＩ〜IIIを作製した。なお、表中の数値の単位はｇである。
【００２２】
【表１】
0004759208.tif 000005
【００２３】
▲１▼エポキシ樹脂主剤
エポキシ樹脂主剤として、ビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂主剤であるエピコート８２８ＸＡおよびエピコート８２７（何れも油化シェルエポキシ社製）を用いた。
【００２４】
▲２▼エポキシ樹脂硬化剤
エポキシ樹脂硬化剤として、変性脂肪族ポリアミン系樹脂であるフジキュアー４２３３（富士化成工業社製）を用いた。
【００２５】
▲３▼カップリング剤
カップリング剤としてエポキシシランであるＫＢＭ４０３（信越化学工業社製）を用いた。
【００２６】
▲４▼アルコキシシラン
アルコキシシランとして、メチル／フェニルタイプのアルコキシオリゴマーであるＫＲ−２１３およびＫＲ５１０（何れも信越化学工業社製）を用いた。
【００２７】
なお、エポキシシランおよびアルコキシオリゴマーは何れもシラン系樹脂であり、本実施例では、表１の右端欄に示すように、シラン系樹脂の配合割合を２０％としている。なお、シラン系樹脂の配合割合を３０％とした場合にも、プライマーＩ〜IIIと同様の付着性が得られている。このようにシラン系樹脂を配合割合２０〜３０％と多めに配合することで、飽和水分湿潤状態のコンクリート下地への付着性が向上する。
【００２８】
▲５▼硬化触媒
アルコキシオリゴマーは水分との加水分解反応が遅いため、この反応を促進するための硬化触媒を添加した。硬化触媒としては、アルミ系触媒であるＣＡＴ−ＡＣ（信越化学工業社製）を用いたが、その他、チタン系触媒や亜鉛系触媒を用いることも可能である。
【００２９】
（２）評価方法
上記の配合で作製したプライマーＩ〜IIIをコンクリート材の乾燥下地および飽和湿潤下地に塗布し、付着試験を行なった。なお、コンクリート材として市販のコンクリート歩道板を用いた。
【００３０】
▲１▼乾燥下地への付着性評価
図１に、乾燥下地への付着性評価の手順を示す。先ず、コンクリート材を室内乾燥させたうえで、プライマー塗布面のレイタンスをディスクサンダー（＃６０）で除去し、刷毛で清掃した後、プロテイメーターで含水率を測定した。次に、プライマーを刷毛で塗布して、室内養生した後、付着試験を行なった。室内養生は、次の２つの条件で行なった。
【００３１】
条件(i)
２０℃で７日間室内養生した。この条件(i)は、プライマーとコンクリート下地との付着性を評価するためのものである。
条件（ii）
２０℃で５〜７時間室内養生してタックが消失した後、仕上用塗材を刷毛で塗布し、更に、７日間室内養生した。仕上用塗材としては、ケミクリートＥ（エービーシー商会社製の無溶剤型エポキシ樹脂；以下、ＡＥと略称）、グリップコートＧ（住友ゴム社製の無溶剤型エポキシ樹脂；以下、ＳＥと略称）、および、グリップコートＵ（住友ゴム社製の無溶剤型ウレタン樹脂；以下、ＳＵと略称）を用いた。この条件(ii)は、プライマーとコンクリート下地および仕上用塗材との付着性を評価するためのものである。
【００３２】
▲２▼飽和水分湿潤下地への付着性評価
図２に、飽和水分湿潤下地への付着性評価の手順を示す。先ず、コンクリート材を約６ヶ月間水中養生して飽和水分状態に湿潤させた後、プライマー塗布面の浮き水を拭き取った。そして、プライマー塗布面のレイタンスをディスクサンダー（＃６０）で除去した後、表面を水で洗浄した。その後、コンクリート材をビニル袋２枚に入れて側面にガムテープを巻き、この状態で１日間水中養生することで、再度、飽和湿潤状態とした。次に、プライマー塗布面のビニル袋を切り取って、表面の浮き水をウエスで拭き取り、プロテイメーターで含水率を測定した。そして、コンクリート材にプライマーを塗布し、上記した乾燥下地の場合と同じ２つの条件(i)，(ii)で室内養生した後、付着試験を行なった。
【００３３】
なお、上記のように、コンクリート材をビニル袋に入れて水中養生することで、水中養生終了後もビニル袋内に入り込んだ水がコンクリート材表面とビニル袋との間に存在する。このため、プライマー塗布中および塗布後も、塗布面の裏面は常に水と接触している。また、コンクリート材の側面にガムテープが巻かれていることで、側面からの乾燥が防止される。したがって、上記の手順によれば、水中養生後のコンクリート材の乾燥を防いで飽和水分湿潤状態を維持することができる。
【００３４】
▲３▼付着試験
付着試験は、建研式接着力試験機を用いて行なった。図３は、この試験機を用いて付着試験を行なう様子を示すものであり、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は平面図である。同図に示すように、試験機が備える矩形状のアタッチメント１０を、コンクリート材１２に塗布されたプライマー１４の表面に接着剤１６で接着すると共に、アタッチメント１０を取り囲むように、コンクリート材１２の下地の所定深さに達するまで溝１８を形成した。そして、試験機によりアタッチメント１０に上向きの荷重を加えていき、アタッチメント１０がコンクリート材１２から離脱した時点の荷重の大きさを付着力として測定した。なお、付着力の測定は例えば３回行なってそれらの平均値を求めた。また、コンクリート材１２の破断状態（破断面に占めるコンクリート下地の面積割合、および、コンクリート下地の破断厚さ）も測定した。
【００３５】
（３）試験結果
▲１▼プライマーとコンクリート下地との付着性
表２に、乾燥下地および飽和水分湿潤下地について上記条件(i)の場合の試験結果を示す。条件(i)では、コンクリート下地にプライマーを塗布した状態で付着力の試験を行なうから、表２の評価結果は、供試材とコンクリート下地との付着性を示すことになる。
【００３６】
【表２】
0004759208.tif 000006
【００３７】
表２に示す評価結果から分かるように、プライマーＩ〜IIIの何れについても、乾燥下地および飽和水分湿潤下地の両方において、１８ｋｇｆ／ｃｍ２以上の付着力が得られ、また、破断部位においてコンクリート下地が１００％を占める（つまり、プライマーはコンクリート下地との界面からは全く剥れず、コンクリート下地のみが破断する）ことが分かる。これらの結果から、本実施例のプライマーＩ〜IIIはコンクリートの乾燥下地および飽和水分湿潤下地の何れに対しても十分に強固な付着性を有すると評価できる。
【００３８】
▲２▼プライマーと仕上用塗材との付着性
表３および表４に、夫々、乾燥下地および飽和水分湿潤下地における上記条件(ii)の場合の試験結果を示す。
【００３９】
【表３】
0004759208.tif 000007
【表４】
0004759208.tif 000008
【００４０】
表３および表４に示す評価結果から分かるように、プライマーＩ〜IIIの何れについても、乾燥下地および飽和水分湿潤下地の両方において１７ｋｇｆ／ｃｍ2以上の付着力が得られ、また、破断部位においてコンクリート下地が１００％を占める（つまり、プライマーと仕上用塗材との界面からは全く剥れず、コンクリート下地のみが破断する）ことが分かる。これらの結果から、本実施例のプライマーＩ〜IIIはコンクリートの乾燥下地および飽和水分湿潤下地の何れにおいても、仕上用塗材および下地に対して十分に強固な付着性を有すると評価できる。
【００４１】
以上のように、本実施例のプライマーＩ〜IIIでは、乾燥下地および飽和湿潤下地の何れにおいても、下地および仕上用塗材の双方に対して良好な付着性を示す。
【００４２】
なお、上記実施例では、仕上用塗材として無溶剤型樹脂を用いたが、仕上用塗材が水系樹脂（例えば、東亜合成化学社製の水系一液アクリルゴム系樹脂であるアロンコートＳＴ）の場合にも十分な付着力が得られており、本実施例のプライマーは水系樹脂にも適用可能である。
【００４３】
（４）プライマーを用いた不陸調整材
上記したプライマーＩ〜IIIに、フィラーおよび骨材を配合してコンクリート用の不陸修正材を作製した。表５に、フィラーおよび骨材の配合比の一例を示す。なお、表５においては、プライマーに対する重量配合比を百分率で表している。
【００４４】
【表５】
0004759208.tif 000009
【００４５】
上記したように、プライマーＩ〜IIIは、乾燥下地および飽和水分湿潤下地の何れについても、乾燥下地および仕上用塗材の両方に対して強固な付着性を有している。このため、これらのプライマーに骨材や、必要に応じてフィラー材、増粘材を配合した不陸修正材は、乾燥下地および飽和湿潤下地の何れに対しても適用でき、また、その表面に仕上用塗材を塗り重ねることが可能である。また、上記したように、プライマーは親水性溶剤（有機系溶剤）を含んでいないから、密閉空間での作業安全性も向上する。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るコンクリート用表面処理材は、乾燥下地および湿潤下地の両方に対して強固な付着性を示す。また、本発明に係るコンクリート用不陸調整材は乾燥下地および湿潤下地の両方に適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】プライマーの乾燥下地への付着性評価の手順を示す図である。
【図２】プライマーの飽和水分湿潤下地への付着性評価の手順を示す図である。
【図３】プライマーの付着試験を行なう様子を示すものであり、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は平面図である。
【図１】
0004759208.tif 000010
【図２】
0004759208.tif 000011
【図３】
0004759208.tif 000012