JP2007254179A

JP2007254179A - 塗り床材及びそれに用いるポリウレタン系セメント組成物

Info

Publication number: JP2007254179A
Application number: JP2006077874A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Ishizuka; 俊行石塚; Masahiro Uchida; 昌宏内田; Satoshi Yamaguchi; 聖史山口
Original assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Current assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Priority date: 2006-03-21
Filing date: 2006-03-21
Publication date: 2007-10-04

Abstract

【課題】光沢度が５．０以上となり、耐汚染性すなわち汚染除去性が高いポリウレタン系セメント組成物を提供する。
【解決手段】水硬性セメント、水、ポリオール、骨材、イソシアネート化合物を含むポリウレタン系セメントにおいて、硬化後の６０度鏡面光沢度が５．０以上９０以下である塗り床材、ポリオールが水分散性であり、イソシアネート化合物がポリメリックＭＤＩで、このポリメリックＭＤＩの２，４’−ＭＤＩが６重量％以下でかつＮＣＯ重量％を２５％以下であるポリウレタン系セメント組成物とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、床などの施工に使用されるポリウレタン系セメント組成物に関するものである。

従来、厨房室、試験室、薬品・化学工場、電子回路の工場などの床には防水性、耐熱性、耐薬品性、耐熱水性並びに耐衝撃強度などの機能を付加させるため、打設したコンクリート表面に強化樹脂を施工した複合床や、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂とセメントとを配合した樹脂モルタル系の床が施工されている。特に、水硬性セメント、水、ポリオールおよびイソシアネート化合物からなるポリウレタン系セメント組成物は、熱や機械的な衝撃強度に優れるため、大きな負荷のかかる部位の床に施工される。
ポリウレタン系セメント組成物では、セメント減水剤により、分散の均一性から作業性・性能・仕上がり外観にムラが生じ難くなることを見出している。（特許文献１）前記と同じく、さらに３級アミン化合物触媒、活性水素含有化合物を併用により、硬化調整し、外観仕上がりを改善している。（特許文献２）また、疎水性のポリオールとジイソシアネート化合物を反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマーを使うことにより、硬化塗膜が必要以上に固くならず、また硬化収縮しても反り上がりや表層の亀裂が発生しなくなることを見出している。（特許文献３）ポリエステルポリオール、疎水性イソシアネート化合物により、硬化収縮を抑え、その硬化物の収縮応力が４．０±２．０Ｎ／ｍｍ^２の範囲である時に、反り上がり現象や表層の亀裂誘発が無いことを見出している。（特許文献４）
これらポリウレタン系セメント組成物の硬化物は、光沢のあるものはなく、光沢のあるものが望まれている。また、水硬性セメントと水とを含まない樹脂に比べ、表層に汚れが付着しやすく、除去も困難であるという問題があった
特開平８−１６９７４４号公報特開平１１−７９８２０号公報特開２０００−７２５０７号公報特開２００５−４７７１９号公報

ポリウレタン系セメント組成物は過酷な条件下で使用されることが多く、特に車両等が通行する部位においては、通常のメンテナンスで容易に汚れを除去できることが求められていた。

本発明が解決しようとする課題は光沢度が５．０以上となり、耐汚染性すなわち汚染除去性が高いポリウレタン系セメント組成物の提供にある。

請求項１の発明は水硬性セメント、水、ポリオール、骨材、イソシアネート化合物を含むポリウレタン系セメントにおいて、硬化後の６０度鏡面光沢度が５．０以上９０以下である塗り床材であり、耐汚染性すなわち汚染除去性が高く床材として美観維持、メンテナンス性に優れる。

請求項２の発明は請求項１記載の塗り床材の組成物おいて、ポリオールが水分散性であり、イソシアネート化合物がポリメリックＭＤＩで、このポリメリックＭＤＩの２，４’−ＭＤＩ含有率が６％以下でかつＮＣＯ重量％を２５％以下であるポリウレタン系セメント組成物であり、床材として仕上がりが高光沢となり、耐汚染性すなわち汚染除去性が高く床材として美観維持、メンテナンス性に優れる。

本発明のポリウレタン系セメント組成物により、光沢に優れる硬化物が得られ、汚染物質が付着し難く、また除去も容易となり、美観維持、メンテナンス性が優れる。

本発明は、鋭意検討の結果、従来のポリウレタン系セメント組成物は、通常３〜１０ｍｍの厚みで塗り広げることにより、塗布してから硬化する間に樹脂成分が僅かに表面に浮き上がり、樹脂皮膜を形成するが、微細な凹凸があるために汚れが付着しやすく、除去も困難となっていた。この樹脂皮膜は、光沢の低い被膜である場合が多く、微細な凹凸を持っている。ポリマーセメント組成物において、樹脂成分が表面に浮き上がり皮膜を形成するにもかかわらず、微細な凹凸が生じてしまうのは、浮き上がった樹脂分の中にセメント等の水硬性成分が微量に分散しているためと考えられるが、この微細な凹凸が煤塵、土砂、タイヤ痕等の汚染物質を付着させ易くし、また、除去を困難にしている原因となっていることが判り、硬化物の６０度鏡面光沢度が５．０以上である時に、容易に汚染を除去できることを見出した。また、ポリオールが水分散性であり、ポリメリックＭＤＩ中の２，４’−ＭＤＩが６重量％以下でかつＮＣＯ重量％を２５％以下までアダクト変性されたイソシアネートを用いることにより、硬化物の６０度鏡面光沢度が５．０以上となることを見出した。

ポリオール
本発明に係わるポリオールとしては、分子量が１０００〜３０００で水酸基を２以上持ち、主鎖が疎水基からなるポリエステルポリオールもしくはポリアルキレンポリオールであり、ひまし油変性ポリオールや二塩基酸とアルコールの重縮合系ポリエステルポリオール等があげられる。ポリオールは疎水性であることが最も好ましく、疎水性の基準としてはポリオールと水との混合比１：１で、界面活性剤等の助けなく、単独では分散しないか、或いは例え大きなエネルギー（超音波等）で分散させても、ガラス製１００ｍｌメスシリンダーに入れ、密閉して３５℃２４時間後には連続油相が目視で確認できるものとする。これらはポリオール１００重量部に対し水３０〜５０重量部、ポリオキシアルキレン型乳化剤やアルキルスルホン酸塩もしくはアルキルカルボン酸塩を乳化剤として１．５重量部以下の範囲で乳化するが、乳化剤の役目は他の添加剤で行っても良い。また可塑剤や添加剤も施工作業性、最終物性のため、添加しても良い。好ましい例として、ひまし油変性ポリオールとポリオキシアルキレン型乳化剤を用いた水分散性ポリオールが挙げられる。

イソシアネート化合物
イソシアネート化合物としては化１の一般式（ｎ＝０以上の整数）で表される多核ポリフェニレンポリメチルポリイソシアネート、（以下ポリメリックＭＤＩと略す）を含有するものが使用に適応でき、具体的な製品として、日本ポリウレタン（株）：ＷＣ−１０３、ＭＲ−１００などがある。

通常ポリメリックＭＤＩ組成物の中には二量体であるジフェニルメタンジイソシアネート（以下ＭＤＩと略す）が４０％ほど含有されているが、これには化２に示す４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（以下４，４’−ＭＤＩと略す）と化３に示す２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（以下２，４’−ＭＤＩと略す）の構造異性体が存在する。本発明においてポリメリックＭＤＩ組成物中の２，４’−ＭＤＩ成分が６％以下で、組成物中のＮＣＯ重量％を２５％以下までアルコールでアダクト変性したものを用いることにより、光沢が向上することが見出された。

アダクトするアルコールとしては、ブタノール等のアルキルアルコール、グリセリンやエチレングリコール等の多官能アルコール、その他、ひまし油変性ポリオール、二塩基酸とアルコールの重縮合系ポリエステルポリオール等が挙げられる。
ポリメリックＭＤＩ組成物中の２，４’−ＭＤＩ成分が６重量％を超えると２，４’−ＭＤＩの２位のイソシアネートが反応し難いことや疎水成分としての凝集力の弱い性質が強くなり、ガス発生等により光沢が得られず、組成物中のＮＣＯ重量％を２５％を超えると局部架橋が局部ストレスとなり、光沢平面が形成されるのを妨げると考えられ、好ましくない。

配合
水分散性ポリオールを水に分散し、エマルジョンとし配合するが、硬化剤であるポリメリックＭＤＩ組成物の固形分配合割合は、水分散性ポリオール１００重量部に対して硬化剤１００〜１８０重量部が適している。
１００重量部以下では作業性、塗膜硬化物の物性が劣るのため好ましくない。
一方硬化剤が１８０重量部を超えると発泡などの問題があり適さない。
その他組成物には、骨材として、水硬性セメント、硅砂などの細骨材、消石灰、ガイシ粉末、流動化剤などが必要に応じて単一または、組み合わせて使用される。最も多く骨材を配合する例は水分散性ポリオール１００重量部に対して７２０重量部である。

水硬性セメント
水硬性セメントはポルトランドセメント、アルミナセメント、高炉セメント、早強ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメントなどが単独若しくは混合して使用される。
水硬性セメントは骨材中の大凡４０重量％配合される。
なお、施工床の色調を特定色に設定したい場合には白色ポルトランドセメントが使用されれば、淡色の床に仕上ることが可能になり、又各種の顔料を添加することによって各種の着色床に仕上ることが容易に実施できる。

上記配合のポリウレタン系セメント組成物では、硬化剤のイソシアネート中の２，４’−ＭＤＩ含有率とＮＣＯ重量％を制御することにより、形成される樹脂皮膜は微細な凹凸が少ない皮膜となり、硬化物の表面光沢を向上させることができる。
その結果、汚染物質が付着し難く、除去も容易である硬化物を与える。

以下、本発明について実施例、比較例により詳細に説明する。表１に実施例・比較例の結果を示す。また、本発明は当然これに限定されるものではない。

水分散性ポリオールとして、ＶＰＬＳ２２４８（住化バイエルウレタン（株）製、ポリオールエマルジョン固形分７０重量％）１００重量部、硬化剤として、ＷＣ−１０３（日本ポリウレタン工業（株）製ポリメリックＭＤＩ系イソシアネート、ＮＣＯ含有量２０％、２，４’−ＭＤＩ含有量１％以下）１００重量部、骨材（硅砂６０％と水硬性セメント４０％）４００重量部を小型ディスパーで約２分間撹拌して、ポリウレタン系セメント組成物を調製し、これを４ｍｍ厚となるようにフレキシブルボードに流し込んだ後、金コテで押さえて、２３℃Ｒ．Ｈ．５０％で７日間静置して実施例１の試験片とした。

実施例１の硬化剤を、ＭＲ−１００（日本ポリウレタン工業（株）製ポリメリックＭＤＩ系イソシアネート、ＮＣＯ含有量３１％、２，４’−ＭＤＩ含有量１％以下）８８．５重量％に、ｎ−ブタノール１１．５重量％加え、窒素雰囲気下、２３℃水浴中で振とう撹拌しながら２４時間反応させ、ＮＣＯ重量％を２０％まで落としたものを１００重量部とし、他は実施例１と同じとし、実施例２の試験片とした。

実施例１の硬化剤を、ＭＲ−１００（日本ポリウレタン工業（株）製ポリメリックＭＤＩ系イソシアネート、ＮＣＯ含有量３１％、２，４’−ＭＤＩ含有量１％以下）９４．３重量％に、グリセリン５．７重量％加え、窒素雰囲気下、２３℃水浴中で振とう撹拌しながら２４時間反応させ、ＮＣＯ重量％を２０％まで落としたものを１００重量部としたものとし、他は実施例１と同じとし、実施例３の試験片とした。

実施例１の硬化剤を、ＭＲ−１００（日本ポリウレタン工業（株）製ポリメリックＭＤＩ系イソシアネート、ＮＣＯ含有量３１％、２，４’−ＭＤＩ含有量１％以下）６１．９重量％に、Ｍ−５Ｓ（ＢＡＳＦＩＮＯＡＣポリウレタン(株)製、ポリメリックＭＤＩ系イソシアネート、ＮＣＯ含有量３１％、２，４’−ＭＤＩ含有量２０％）２６．６重量％を、さらにｎ−ブタノール１１．５重量％を加え、窒素雰囲気下、２３℃水浴中で振とう撹拌しながら２４時間反応させ、２，４’−ＭＤＩ含有率５．３％で、ＮＣＯ重量％を２０％まで落としたものを１００重量部とし、他は実施例１と同じとし、実施例４の試験片とした。

実施例１の硬化剤を、ＭＲ−１００（日本ポリウレタン工業（株）製ポリメリックＭＤＩ系イソシアネート、ＮＣＯ含有量３１％、２，４’−ＭＤＩ含有量１％以下）６６重量％に、Ｍ−５Ｓ（ＢＡＳＦＩＮＯＡＣポリウレタン(株)製、ポリメリックＭＤＩ系イソシアネート、ＮＣＯ含有量３１％、２，４’−ＭＤＩ含有量２０％）２８．３重量％を、さらにｎ−ブタノール５．７重量％を加え、窒素雰囲気下、２３℃水浴中で振とう撹拌しながら２４時間反応させ、２，４’−ＭＤＩ含有率５．７％で、ＮＣＯ重量％を２５％まで落としたものを１００重量部とし、他は実施例１と同じとし、実施例５の試験片とした。

比較例１
実施例１の硬化剤を、ＭＲ−１００（日本ポリウレタン工業（株）製ポリメリックＭＤＩ系イソシアネート、ＮＣＯ含有量３１％、２，４’−ＭＤＩ含有量１％以下）１００重量部とした以外実施例１と同じとし、比較例１の試験片とした。

比較例２
実施例１の硬化剤を、Ｍ−５Ｓ（ＢＡＳＦＩＮＯＡＣポリウレタン(株)製、ポリメリックＭＤＩ系イソシアネート、ＮＣＯ含有量３１％、２，４’−ＭＤＩ含有量２０％）８８．５重量％に、ｎ−ブタノール１１．５重量％を加え、窒素雰囲気下、２３℃水浴中で振とう撹拌しながら２４時間反応させ、２，４’−ＭＤＩ含有率１７．７％でＮＣＯ重量％を２０％まで落としたものを１００重量部とし、他は実施例１と同じとし、比較例２の試験片とした。

比較例３
実施例１の硬化剤を、Ｍ−５Ｓ（ＢＡＳＦＩＮＯＡＣポリウレタン(株)製、ポリメリックＭＤＩ系イソシアネート、ＮＣＯ含有量３１％、２，４’−ＭＤＩ含有量２０％）９４．３重量％に、グリセリン５．７重量％加え、窒素雰囲気下、２３℃水浴中で振とう撹拌しながら２４時間反応させ、２，４’−ＭＤＩ含有率１８．９％でＮＣＯ重量％を２０％まで落としたものを１００重量部とし、他は実施例１と同じとし、比較例３の試験片とした。

比較例４
実施例１の硬化剤を、ＭＲ−１００（日本ポリウレタン工業（株）製ポリメリックＭＤＩ系イソシアネート、ＮＣＯ含有量３１％、２，４’−ＭＤＩ含有量１％以下）６７．７重量％に、Ｍ−５Ｓ（ＢＡＳＦＩＮＯＡＣポリウレタン(株)製、ポリメリックＭＤＩ系イソシアネート、ＮＣＯ含有量３１％、２，４’−ＭＤＩ含有量２０％）２９重量％を、さらにｎ−ブタノール３．３重量％を加え、窒素雰囲気下、２３℃水浴中で振とう撹拌しながら２４時間反応させ、２，４’−ＭＤＩ含有率５．８％でＮＣＯ重量％を２７％まで落としたものを１００重量部とし、他は実施例１と同じとし、比較例４の試験片とした。

比較例５
実施例１の硬化剤を、ＭＲ−１００（日本ポリウレタン工業（株）製ポリメリックＭＤＩ系イソシアネート、ＮＣＯ含有量３１％、２，４’−ＭＤＩ含有量１％以下）４４．２重量％に、Ｍ−５Ｓ（ＢＡＳＦＩＮＯＡＣポリウレタン(株)製、ポリメリックＭＤＩ系イソシアネート、ＮＣＯ含有量３１％、２，４’−ＭＤＩ含有量２０％）４４．３重量％を、さらにｎ−ブタノール１１．５重量％を加え、窒素雰囲気下、２３℃水浴中で振とう撹拌しながら２４時間反応させ、２，４’−ＭＤＩ含有率８．８％でＮＣＯ重量％を２０％まで落としたものを１００重量部とし、他は実施例１と同じとし、比較例５の試験片とした。

試験体：市販３００×３００ｍｍフレキシブルボードに、実施例・比較例様に実施し、４ｍｍ厚さの試験片とした。

６０度鏡面光沢度測定方法：上記硬化後の試験体をＪＩＳＫ５６００−４−７の試験法に則り、光沢度計（日本電色工業：ＰＧ−１）を用いて６０度鏡面光沢度を測定した。

汚染除去性試験方法：上記試験体に下記汚染物質を乾燥ウエスで塗りつけ、中性洗剤水溶液、トルエンをそれぞれ染み込ませたウエスで汚染物質を拭き取り除去状況を目視で確認した。
汚染物質はＪＩＳＺ８９０１に規定される３種（硅砂）を５０重量部、８種（関東ローム）を２５重量部、１２種（カーボンブラック）を２５重量部配合したものを用いた。
判定基準は、中性洗剤水溶液で除去できたものを○、トルエンで除去できたものを△、トルエンで除去できなかったものを×とした。

Claims

水硬性セメント、水、ポリオール、骨材、イソシアネート化合物を含むポリウレタン系セメントを用いる塗り床材において、硬化後の６０度鏡面光沢度が５．０以上９０以下である塗り床材。
請求項１記載の塗り床材のポリウレタン系セメントにおいて、ポリオールが水分散性であり、イソシアネート化合物がポリメリックＭＤＩで、このポリメリックＭＤＩの２，４’−ＭＤＩ含有率が６％以下でかつＮＣＯ重量％を２５％以下であることを特徴とするポリウレタン系セメント組成物。