JPH0611537B2 - 塗膜防水層 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は建物の屋根の防水層に関する。

〔従来の技術とその問題点〕

従来、鉄筋コンクリートのマンションや公団のアパート
等の建物の平屋根を防水施工し、漏水を防ぐ目的でアス
ファルト防水、モルタル防水、シート防水、塗膜防水等
の各種の防水工事が行われている。特に近年建築工法の
進歩に伴い塗膜防水工事がめざましい伸びを見せてき
た。これは複雑な形状面の施工が容易で、しかもシーム
レスな防水層が得られる等極めて作業性に優れている。
特に近年大都市を中心に、学校、ビル、マンション等の
屋上防水施工を行い、その上にテニスやバレーボール等
のスポーツ施設や遊び場所を設けて利用することが多
い。これらの目的に適した防水性能及び物性を有するも
のとしてウレタン系防水材料が主に使用されている。

一般にウレタン系塗膜防水材料は、無溶剤型であるため
一回の塗布で厚い塗膜が得られる、冬期低温下でも施工
可能である、得られる塗膜は耐水性に優れており、反発
弾性が大きく、歩行感がよく、磨耗にも強い等すぐれた
特徴を有している。しかし反面、下地の乾燥状態、平滑
さの程度によって接着ムラ、気泡が生じ、下地に亀裂が
生じた場合、その部分にゼロスパンテンションがかかる
為にクリープ破断を生じ、漏水トラブルが発生する、ま
た下地が湿っていると施工後経時的に接着面の剥離によ
るフクレが生じやすい等の欠点がある。更に既設のアス
ファルト露出防水を改修する場合、アスファルト防水層
に直接ウレタンを塗布するとアスファルト溜分がブリー
ドし、付着性を低下させるとともにウレタン防水層を汚
染しベタつきのひどいものになり、耐久性が著しく低下
してしまう。その為、既設のアスファルト防水層を全面
撤去しポリマーセメントモルタル等により下地調整する
必要がある。

これらの欠点を解決する方法として、一般に接着力の改
良、補強材による複合塗膜防水工法等が採られている
が、未だ満足するものではない。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明者等はこれらの課題を解決する為に種々検討を重
ねた結果、耐水性能に優れた不飽和ポリエステル樹脂と
ウレタン樹脂との優れた付着性を見出し本発明に到達し
た。

即ち、本発明は不飽和単量体と不飽和ポリエステル樹脂
の硬化物よりなる下層と、ポリウレタン樹脂よりなる上
層よりなる塗膜防水層である。

本発明の塗膜防水層は不飽和単量体と不飽和ポリエステ
ル樹脂の混合物を下層として塗布、硬化し、その上にポ
リウレタン樹脂防水材を塗布、硬化することにより得ら
れ、下地に亀裂が生じた場合にかかるゼロスパンテンシ
ョンや繰り返し疲労に対し強固な抵抗性を有し、又下地
が湿っていてもフクレが生じないし、歩行感に優れ耐磨
耗性もよい。更に既設アスファルト露出防水の改修工事
では付着力が低下することなく、アスファルト溜分によ
るブリードも防止することが出来る。

本発明に用いられる不飽和ポリエステル樹脂はアルコー
ル化合物とカルボン酸化合物（酸無水物、カルボン酸の
アルキルエステル化合物を含む）の縮合、付加反応によ
り得ることが出来るが、その中でも特にジオール成分及
びジカルボン酸成分から誘導されたものが好ましい。更
に好ましくはジカルボン酸全量に対し、末端に１〜25モ
ル％の不飽和酸を有し、かつ不飽和ポリエステル樹脂の
鎖中には不飽和結合を含有しないか、又は含有しても全
ジカルボン酸に対する不飽和カルボン酸の割合が 8.0モ
ル％以下が好ましい。末端の不飽和酸量が25モル％より
も多いと硬化物の伸びが著しく低下してしまいゴム弾性
を損ない硬くなり下地の亀裂に追従出来なくなる。末端
の不飽和量が１モル％よりも少ないと不飽和ポリエステ
ル樹脂中の架橋点が少なくなり、ゲル化が悪くなり、い
つまでもベタ付きが生じ上塗りのウレタン塗膜防水材料
との付着性が悪くなる。又、鎖中の不飽和結合量が 8.0
モル％よりも多いと低温で塗膜の性質が硬くなり伸びが
なくなって脆くなる。

ジオール成分は主にジヒドロキシ化合物からなるが、部
分的には例えば、20モル％までのトリオール化合物等の
ポリヒドロキシ化合物を含んでいてもよく、この場合に
は例えばモノヒドロキシ化合物を配合することにより平
均官能基数をジヒドロキシ化合物相当に調整するのが適
当である。

ジヒドロキシ化合物としては、エチレングリコール、ジ
エチレングリコール、プロピレングリコール、 1,3ブタ
ンジオール、 1,4ブタンジオール、ネオペンチルグリコ
ール等の脂肪族ジアルコール、 4,4−ジヒドロキシジシ
クロヘキシルプロパン等の脂環族ジヒドロキシ化合物や
ビスフェノールＡのエチレンオキサイド若しくはプロピ
レンオキサイドのようなアルキレンオキサイド付加物等
の芳香族ジヒドロキシ化合物が例示できる。

ポリヒドロキシ化合物としてはトリメチロールプロパ
ン、グリセリン、ペンタエリスリトール等が挙げられ
る。

モノヒドロキシ化合物として、例えばメチルアルコー
ル、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−
ブチルアルコール、 iso−ブチルアルコール、ノニルア
ルコール等の脂肪族モノアルコール、ヘキサノール等の
脂環族モノアルコールやベンジルアルコール等の芳香族
モノアルコールが挙げられる。

カルボン酸化合物としてはアジピン酸、セバチン酸、フ
タル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、
3,6−エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、テト
ラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テ
トラクロール無水フタル酸等の飽和酸や無水マレイン
酸、マレイン酸、フマル酸、メサコン酸、シトラコン
酸、イタコン酸、塩素化マレイン酸、アクリル酸、メタ
アクリル酸等の不飽和酸が１種若しくは２種以上用いら
れる。

本発明に用いられる不飽和単量体は不飽和ポリエステル
樹脂と共重合可能なもので、例えばスチレン、ビニルト
ルエン、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）
アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ
−ブチル（メタ）アクリレート、 iso−ブチル（メタ）
アクリレート、tert−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ
−オクチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル
（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレー
ト、ステアリル（メタ）アクリレート、（メチル）グリ
シジル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル
（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）
アクリレート等があり、１種又は２種以上の組合わせに
て用いられる。これらの使用量は作業性、可とう性、硬
度、耐候性、、溶剤性乾燥性等の使用用途に応じて10〜
70重量％の範囲である。

かかるポリエステル樹脂には塗膜性能の向上や硬化速度
を速くするために、高分子化合物、可塑剤、硬化触媒
（架橋開始剤、架橋開始助剤等）を必要によって添加す
ることが可能である。使用できる高分子化合物として
は、製造原価を低減させたり、塗装材料として使用した
場合の塗装性能ないしは塗膜性能を向上させるために混
合されるもので、たとえばアクリル樹脂、ポリエステル
樹脂、ポリウレタン樹脂、スチレン−アリルアルコール
共重合体、ポリエチレン或いはワックス等を挙げること
が出来る。また可塑剤としては、ジオクチルフタレー
ト、ジブチルフタレート、ブチルフタリルブチルグリコ
レート、リン酸トリクレジル、塩素化パラフィン等が挙
げられる。またアスファルト等の石油精製時のボトム残
査や石炭タール等の歴清物も塗膜性能の向上や下地との
なじみをよくする為に添加することが出来る。

必要に応じて添加される硬化新媒は硬化方法により適宜
選択することが出来る。電子線等の高エネルギーを用い
る場合には特に重合開始剤は必要ないが、光や紫外線を
用いれば周知の光増感剤が重合開始剤として必要であ
り、又熱エネルギーや遠赤外線を用いれば重合開始剤と
して過酸化ベンゾイル、メチルエチルケトンパーオキサ
イド、ジターシャリボチルパーオキサイド、ラウロイル
パーオキサイド、キュメンハイドロパーオキサイド等の
過酸化物が適当であり、重合開始助剤としてナフテン酸
コバルト等の金属石鹸、ジメチルアニリン等の３級アミ
ン、ナトリウムメチラート等のアルコラート、ラウリル
メルカプタン、Ｎ−エチルメタトルイジン等が適当であ
る。

本発明において用いられるウレタン樹脂は常温にて反応
する２液型のウレタンプレポリマーと硬化剤を反応させ
てなるもので、ウレタンプレポリマーはイソシアネート
基（−NCO ）含有量が２〜10重量％、特に３〜６重量％
のものを用いるのが好ましい。イソシアネート基含有量
が２重量％未満では塗膜の物性は低下する傾向にあり、
10重量％を越えると発泡して防水層の機能を損なう傾向
にある。硬化剤としては、水、プロピレンオキサイドを
主原料とするポリエーテルポリオール、芳香族アミン等
が単独または２種以上に混合されて用いられる。

硬化剤中にカーボンブラック、チタン白等の顔料を添加
したり、硬化剤の分散性を改良するために分散剤を添加
することが出来る。さらに老化防止剤、酸化防止剤、沈
降防止剤の外に、錫、鉛、マンガン等の有機塩等を触媒
として添加することも出来る。

ウレタンプレポリマーと硬化剤を混合して使用する場
合、ウレタンプレポリマーの活性イソシアネート基と硬
化剤の活性水素当量比は 1：0.5〜 1：1.5、特に 1：0.
8〜1：1.2が好ましい。

本発明の塗膜防水層を形成するには下地に不飽和単量体
と不飽和ポリエステル樹脂の混合物をゴムベラ、ハケ、
ローラー等の施工器具やスプレー等の機械塗装等の通常
の塗装手段により塗装、硬化し、その上にウレタンプレ
ポリマーと硬化剤の混合物を同様塗布、硬化すればよ
い。

必要に応じて防水層の効果を更に一層高める目的で織布
や不織布等の繊維製品や発泡プラスチック製品と複合化
されていてもよい。この場合、繊維製品はポリエステル
防水層、ポリウレタン防水層のいづれと、又両者と複合
化されていてもよいが、下地のムーブメントに対応する
ためには下層のポリエステル防水層と複合化されている
方が好ましい。

繊維製品としてはガラス繊維、ポリエステル繊維、ビニ
ロン繊維等の織布やポリエステル繊維等の不織布があ
り、発泡プラスチックとしては発泡ポリエチレン、発泡
ポリプロピレン、発泡ウレタン等が挙げられる。

〔実施例〕

以下、実施例、参考例、比較例により本発明を更に詳細
に説明するが、これにより発明を限定するものではな
い。以下において部は特記する以外は重量基準である。
なお、実施例、比較例の試験結果をまとめて表に掲げ
た。

参考例−１ 厚み 5cm、寸法30×30cmのコンクリート歩道板を１日間
20℃の水中に浸漬して取出し、湿砂の上にのせて、コン
クリート歩道板の表面の水分をウエスにて軽く拭き取り
砂が乾燥しないように注水して湿潤状態の下地材を作成
した。

参考例−２ 寸法 400mm× 200mm、厚み 6mmの石綿スレート板の長辺
方向中央部の裏面に幅 1mm、深さ 5mmの切込みを入れ、
繰り返し疲労試験用試験下地材とした。

比較例−１ 主剤としてポリプロピレングリコールとトルエンジイソ
シアネートを主成分とする活性イソシアネート基含有量
５％のウレタンプレポリマー 100部、硬化剤として 4,4
−メチレン−ビス−２−クロロアニリン（MOCA）45部、
ポリプロピレングリコール（分子量3000） 335部を溶融
加熱せしめたものに、炭酸カルシウム 500部、酸化クロ
ム 100部、触媒としてオクチル酸鉛 5部、老化防止剤と
してノクラックNBC （大内新興K.K.）10部、消泡剤とし
てTSA−720（東芝シリコーンK.K.） 5部を混合してポリ
ウレタン塗膜防水材(A) を得た。

ポリウレタン塗膜防水材(A) 200部を計量して、ゴムベ
ラにて 2mm厚みに参考例−１にて作成した湿潤面下地に
塗布し、 168時間、20℃にて湿潤状態を保ちながら養生
した後、外観の状態を観察した。

又、参考例−２にて作成した石綿スレート板の表面の長
手方向に両端より夫々50mm控えて、ポリウレタン塗膜防
水材(A) をローラーにて 3.0mm厚みになるように塗布
し、 168時間、20℃にて養生した。その後、後述の実施
例−１と同様にして繰り返し引張り試験を行った。

又、ポリウレタン塗膜防水材(A) を寸法10cm×10cm、厚
み 5mmの石綿スレート板上に 3mm厚みに塗布して20℃、
168時間乾燥養生して JIS K7204に準じて磨耗試験を行
った。

又、ポリエステルフィルムに離型シリコーンTS M 650
（東芝シリコーンK.K.）を塗布し、その上にポリウレタ
ン塗膜防水材(A) を 3mm厚みに塗布し、20℃、 168時間
養生させた後、ポリエステルフィルムより脱離させ、内
径28.7mmの円形回転刃を用いて試験片を切り抜き、試験
時には２枚重ねて反発弾性試験をJIS K6301 に準じて行
った。

比較例−２ 攪拌機、温度計、コンデンサー付き分溜器及び窒素導入
管を備えた４つ口フラスコにジエチレングリコール 10
7.8部、無水フタル酸 74部、無水マレイン酸 49部を
仕込み、窒素気流中 210℃においてエステル化反応させ
た後、ハイドロキノン0.05部を溶解せしめたスチレン 2
19.8部に溶解させて淡黄色液体を得た。

この淡黄色液体 100部に炭酸カルシウム40部、チタンホ
ワイト10部を常温、高速攪拌下に均一に混合分散させ使
用直前に更にベンゾイルパーオキサイド 2.0部、ジメチ
ルアニリン 0.5部を配合し不飽和ポリエステル防水材
(B) を得た。

参考例−１で作成した湿潤面下地の上にローラーにて3.
0mm厚みになるように塗布し、168時間、20℃にて湿潤状
態を保ちながら養生した後、外観の状態を観察した。

又、参考例−２にて作成した石綿スレート板の表面の長
手方向に両端より夫々50mm控えて、不飽和ポリエステル
防水材(B) をローラーにて 3.0mm厚みになるように塗布
し、 168時間、20℃にて乾燥養生した。その後、実施例
−１と同様にして繰り返し引張り試験を行った。

不飽和ポリエステル防水材(B) を寸法10cm×10cm、厚み
5mmの石綿スレート板上に 3mm厚みに塗布して20℃、 1
68時間乾燥養生して JIS K7204に準じて磨耗試験を行っ
た。

又、ポリエステルフィルムに離型シリコーンTS M 650
（東芝シリコーンK.K.）を塗布し、その上にポリウレタ
ン塗膜防水材(B) を 3mm厚みに塗布し、20℃、 168時間
養生させた後、ポリエステルフィルムより脱離させ、内
径28.7mmの円形回転刃を用いて試験片を切り抜き、試験
時には２枚重ねて反発弾性試験をJIS K6301 に準じて行
った。

実施例−１ 攪拌機、温度計、コンデンサー付き分溜器及び窒素導入
管を備えた４つ口フラスコに 1,4ブタンジオール 96.3
部、無水シトラコン酸 6.7部を仕込み、温度120℃にて
反応さた後、アジピン酸 131.4部、フマール酸7.0部を
添加させ窒素気流中210℃においてエステル化反応させ
た後、ｐ−ターシャリブチルカテコール0.05部を溶解せ
しめたスチレン205部に溶解させて淡黄色液体を得た。

この淡黄色液体100部に炭酸カルシウム40部、チタンホ
ワイト10部を常温、高速攪拌下に均一に混合分散させ使
用直前に更にベンゾイルパーオキサイド 2.0部、ジメチ
ルアニリン 0.5部を配合し不飽和ポリエステル防水材
(C) を得た。

参考例−１で作成した湿潤面下地の上にローラーにて
1.0mm厚みになるように塗布し、 168時間、20℃にて湿
潤状態を保ちながら養生した。塗装３時間経過後、その
上に比較例−１にて用いた２液反応型のウレタン防水材
をゴムベラにて 2mmの厚みになるように塗布し、 168時
間、20℃にて湿潤状態を保ちながら養生した後、外観の
状態を観察した。

又、参考例−２にて作成した石綿スレート板の表面の長
手方向に両端より夫々50mm控えて不飽和ポリエステル樹
脂防水材(C) をローラーにて 1.0mm厚みになるように塗
布し、塗装３時間後に上記ポリウレタン塗膜防水材(A)
をゴムベラにて 2mm厚みに塗布し、 168時間、20℃にて
養生した。試験前に試験片の塗面を下側にして、長手方
向の両端を板厚約 4mmのスペーサーで支持して置き、中
央部を塗膜を傷つけないよう軽く加圧して石綿スレート
板を割った後、油圧サーボ疲労試験器（鷲宮製作所K.
K.）にて伸び幅が 0から 3mmまで周期約6秒で繰り返し
引張り試験を行った。

又、不飽和ポリウレタン防水材(C) を寸法10cm×10cm、
厚み 5mmの石綿スレート板上に 1mm厚みに塗布し、塗装
３時間後に上記ポリウレタン塗膜防水材(A) をゴムベラ
にて 2mm厚みに塗布して20℃、 168時間養生して JIS K
7204に準じて磨耗試験を行った。

又、ポリエステルフィルムに離型シリコーンTSM 650
（東芝シリコーンK.K.）を塗布し、その上にポリウレタ
ン塗膜防水材(A) を 3mm厚みに塗布し、塗装３時間後に
ポリウレタン塗膜防水材(C) をゴムベラにて 2mm厚みに
塗布して20℃、 168時間乾燥養生させた後、ポリエステ
ルフィルムより脱離させ、内径28.7mmの円形回転刃を用
いて試験片を切り抜き、試験時には試験片を２枚重ねて
打撃端がポリウレタン塗膜に触れるように設置し反発弾
性試験をJIS K6301 に準じて行った。

実施例−２ 攪拌機、温度計、コンデンサー付き分溜器及び窒素導入
管を備えた４つ口フラスコにジエチレングリコール 11
3.4部、無水マレイン酸 3.9部を仕込み、温度 120℃に
て反応させた後、セバチン酸 173.7部、メサコン酸13.0
部を添加させ窒素気流中 210℃においてエステル化反応
させた後、ハイドロキノン0.05部を溶解せしめたスチレ
ン 268部に溶解させて淡黄色液体を得た。この淡黄色液
体 100部に炭酸カルシウム10部、チタンホワイト 5部を
常温、高速攪拌下に均一に混合分散せしめた。使用直前
に更にベンゾイルパーオキサイド 2.0部、パラトルイジ
ン 0.5部を配合して不飽和ポリエステル樹脂防水材(D)
を得た。

実施例−１において用いた不飽和ポリエステル防水材
(C) の代わりに不飽和ポリエステル防水材(D) を用いる
外は実施例−１と同様にして湿潤状態で養生後の塗膜外
観、繰り返し疲労、耐磨耗性、反発弾性を測定した。

実施例−３ 実施例−１において用いた不飽和ポリエステル防水材
(C) の代わりに比較例−２にて作成した不飽和ポリエス
テル防水材(B) を用いる外は実施例−１と同様にして湿
潤状態で養生後の塗膜外観、繰り返し疲労、耐磨耗性、
反発弾性を測定した。

〔発明の効果〕 実施例からも明らかなように、ポリウレタン樹脂あるい
はポリエステル樹脂単独の防水層は湿潤面に塗装すると
ふくれやピンホールが発生したり、物性が劣っている。
これに対して本発明の防水層はかかる欠点がなく、屋根
用の防水層として極めて適したものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】不飽和単量体と不飽和ポリエステル樹脂の
   硬化物よりなる下層と、ポリウレタン樹脂よりなる上層
   よりなる塗膜防水層。
2. 【請求項２】不飽和ポリエステル樹脂がジカルボン酸全
   量に対し末端に１〜25モル％の不飽和酸を含有し、且つ
   ８モル％以下の不飽和酸を鎖中に含有することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の塗膜防水層。