JP3561993B2

JP3561993B2 - 床用セメント硬化性組成物及びその硬化方法

Info

Publication number: JP3561993B2
Application number: JP31091494A
Authority: JP
Inventors: 仁郎川添; 一郎亀村; 康典田代
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1994-12-14
Filing date: 1994-12-14
Publication date: 2004-09-08
Anticipated expiration: 2019-09-08
Also published as: JPH08169740A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、床用セメント硬化性組成物及びその硬化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
短時間（典型的には一日以内）の床施工に使用できる迅速硬化能力を持ったセメント硬化性組成物は、従来から知られている。例えば英国特許第１１９２８６４号には、必須成分として水硬性セメント、シリカ充填剤、水、及びポリイソシアネート化合物を含有する迅速硬化セメント硬化性組成物が記述されている。かかる組成物は一般的に、その他の成分として、活性水素化合物を含んでいる。これらのセメント硬化性組成物は、きわめて迅速に硬化し、施工してから、ほんの僅かの時間で硬化し、新しい床面や壁を提供できる。
【０００３】
このようなセメント硬化性組成物は、施工直前に構成成分を混合するまで、活性水素化合物成分とポリイソシアネート成分との少なくとも２成分に分けることが必要である。さらにこれらの成分を混合する作業を容易にかつ確実に行うため、この種のセメント硬化性組成物における活性水素化合物成分は、水性分散液の状態で保存されていることが好ましい。しかし、該水性分散液の保存安定性は必ずしもよいものではなかった。
【０００４】
このために、特開平２−２４７２１４号は、ポリヒドロキシアミンとエトキシ化アルキルフェノールと脂肪酸からなる安定剤系を提案している。この安定剤系を用いた活性水素化合物成分含有水性分散液は確かに安定性は実用上充分なものであるが、その配合が複雑であり、さらに使用されるポリヒドロキシアミンは一般的に高価であり工業的には使用しづらい。
【０００５】
さらに、この活性水素化合物成分含有水性分散液は、一般的に疎水性のポリイソシアネート成分と親水性の水硬性セメント成分とを施工現場にて強制的に混合して、セメント硬化性組成物を提供するが、これは混合不良となりやすい。しかも混合が不十分な場合、同時に進行するウレタン化反応、ウレア化反応及びセメント水和反応に部分的なばらつきが起き、該組成物を延展（コテ等で伸ばし、拡げて、均らすこと、以下同じ）した際には、性能及びその仕上がり外観（コテむらや光沢）の異常が生じやすいという問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来技術の前述の問題点の解消にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の問題点を解決すべくなされた下記の発明である。
【０００８】
（ａ）活性水素含有化合物、（ｂ）水、及び（ｃ）セメント減水剤からなる第１成分、（ｄ）水硬性セメントからなる第２成分、（ｅ）２以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物からなる第３成分、の少なくとも３成分からなる床用セメント硬化性組成物であって、（ａ）活性水素含有化合物として、ひまし油又は水素化ひまし油を用い、（ｅ）２以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物として、粗ＭＤＩを用い、（ｂ）水の使用量が（ａ）活性水素含有化合物に対して５〜３００重量％、（ｃ）セメント減水剤の使用量が（ａ）活性水素含有化合物に対して０．１〜５重量％、（ｄ）水硬性セメントの使用量が（ａ）活性水素含有化合物に対して１０〜５００重量％、かつ、（ｅ）２以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物の使用量が（ａ）活性水素含有化合物に対して１０〜５００重量％であることを特徴とする床用セメント硬化性組成物。
【０００９】
（ａ）活性水素含有化合物、（ｂ）水、及び（ｃ）セメント減水剤を混合してなる第１成分、（ｄ）水硬性セメントからなる第２成分、並びに（ｅ）２以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物からなる第３成分、の３成分を混合し、次いで基材に塗布し硬化させることを特徴とする床用セメント硬化性組成物の硬化方法であって、（ａ）活性水素含有化合物として、ひまし油又は水素化ひまし油を用い、（ｅ）２以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物として、粗ＭＤＩを用い、（ｂ）水の使用量が（ａ）活性水素含有化合物に対して５〜３００重量％、（ｃ）セメント減水剤の使用量が（ａ）活性水素含有化合物に対して０．１〜５重量％、（ｄ）水硬性セメントの使用量が（ａ）活性水素含有化合物に対して１０〜５００重量％、かつ、（ｅ）２以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物の使用量が（ａ）活性水素含有化合物に対して１０〜５００重量％であることを特徴とする床用セメント硬化性組成物の硬化方法。
【００１０】
【００１１】
本発明において用いられる（ｃ）セメント減水剤とは、一般にいわれるセメント減水剤であり、通常、水硬性セメント配合物であるコンクリート、モルタル又はセメントペーストの流動性及び空気量の経時による低下を防止し、その施工性、作業性を改善するために使用される。
【００１２】
このセメント減水剤としては、各種のものが知られており、ナフタレンスルホン酸塩ホルムアルデヒド縮合物系減水剤、メラミンスルホン酸塩ホルムアルデヒド縮合物系減水剤、ポリカルボン酸系減水剤、リグニンスルホン酸系減水剤、ポリスチレンスルホン酸系減水剤、フェノールホルムアルデヒド縮合物系減水剤、及びアニリンスルホン酸系減水剤からなる群から選ばれる少なくとも１種のセメント減水剤が好ましく使用できる。カルボン酸又はスルホン酸系減水剤には、それらの酸エステル系減水剤、酸塩系減水剤等を含む。
【００１３】
これらは基本的には水溶性であり分子内に疎水性部分と親水性部分をもつ界面活性剤的な性質を持ち、本発明における分散液を安定に分散させる乳化剤の役割を果たす。
【００１４】
さらに、該分散液に、（ｄ）水硬性セメントからなる第２成分及び（ｅ）２以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物からなる第３成分を混合した場合、セメント減水剤がセメント粒子の表面を被覆することでその分散を促進し、均一な混合性を改良できるという効果を有する。
【００１５】
加えて適当な流動性を得るための水分量を低減させ、セメント水和反応により生成されるアルカリ（水酸化カルシウム）で加速されるウレタン化反応・ウレア化反応を抑制し、施工作業性を考慮した場合に迅速すぎる硬化反応を遅延させうる。
【００１６】
本発明における（ａ）活性水素含有化合物としては、ひまし油又は水素化ひまし油を用いる。
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
本発明における分散液は（ａ）活性水素含有化合物、（ｂ）水、及び（ｃ）セメント減水剤を混合することにより得られる。（ｂ）水の使用量は、（ａ）活性水素含有化合物に対して５〜３００重量％である。
【００２５】
（ｃ）セメント減水剤の使用量は、（ａ）活性水素含有化合物に対して０．１〜５重量％である。
【００２６】
これらの使用割合を調整することにより、本発明の分散液の実用上の保管安定性を充分にし、さらに（ｄ）水硬性セメントからなる第２成分及び（ｅ）２以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物からなる第３成分、と混合して硬化させる際に適当な作業性を確保するだけ硬化反応を遅延させうる。
【００２７】
更に、分散液には、必要に応じていわゆる界面活性剤が含まれていてもよい。この界面活性剤の使用は、分散液の分散安定性を補助し、さらに混合時にまきこまれる空気を微細化する効果が期待できる。使用できる界面活性剤としては合成界面活性剤、樹脂酸塩系界面活性剤、タンパク系界面活性剤のいずれも使用できる。界面活性剤の種類はアニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤が単独で又は混合して使用される。
【００２８】
本発明はまた、（ａ）活性水素含有化合物、（ｂ）水、及び（ｃ）セメント減水剤からなる第１成分、（ｄ）水硬性セメントからなる第２成分、（ｅ）２以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物からなる第３成分、の少なくとも３成分からなる床用セメント硬化性組成物である。
【００２９】
（ｄ）水硬性セメントとは、水と混和することにより硬化又は凝結する構造材料の一群を示す。ポルトランドセメントや高いアルミナ含量を特徴とする迅速硬化型セメントが特に好ましい。ポルトランドセメントとしては普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、鉄及び炭素含量の低いセメントである白色ポルトランドセメント等がある。その他次のような水硬性セメントがある。
【００３０】
珪酸二カルシウムとアルミノ亜鉄酸四カルシウムの含有率が高く、珪酸三カルシウムとアルミン酸三カルシウムの含有率が低いことを特徴とする低熱セメント；珪酸三カルシウムと珪酸二カルシウムの含有率が異常に高く、アルミン酸三カルシウムとアルミノ亜鉄酸四カルシウムの含有率が異常に低い率を特徴とする耐硫酸塩セメント；ポルトランドセメントクリンカーと顆粒状鉱滓との混合物であることを特徴とするポルトランドブラストファーネスセメント；ポルトランドセメントと、水和石灰、顆粒状鉱滓、粉砕石灰石、コロイド状粘土、珪藻土、又はその他のシリカ、ステアリン酸カルシウムとパラフィンの微粉状物のうちから選ばれた一種又は二種以上の物との混合物であることを特徴とするメーソンリーセメント；アメリカ合衆国リーハイ・ヴァレーの堆積物から得られた物であることを特徴とする天然セメント；純粋な、又は不純な形のカルシウムの酸化物であり、若干の粘土質材料を含んでおり、又は含んでいないことを特徴とする石灰セメント；石灰に５〜１０％の焼石膏を添加したことを特徴とするセレナイトセメント；火山灰、火山性珪藻土、軽石、石灰華、サントリン土又は顆粒状鉱滓と石灰モルタルとの混合物であることを特徴とする火山灰混合セメント；硫酸カルシウムの水和物による物で、焼石膏、キーンスセメント及び石膏プラスターを含有していることを特徴とする硫酸カルシウムセメント。
【００３１】
（ｄ）水硬性セメントの使用量は、（ａ）活性水素含有化合物に対して１０〜５００重量％である。
【００３２】
（ｅ）２以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物としては、粗ＭＤＩを用いる。
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【００３７】
粗ＭＤＩとして知られているものは、塩酸の存在下でホルムアルデヒドとアニリンとを反応させ調製した混合ポリアミンのホスゲン化によって得られ、異性体及び２個を超えるイソシアネート基を含むメチレン結合ポリフェニルポリイソシアネートと混り合っているジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネートよりなる。
【００３８】
【００３９】
（ｅ）２以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物の使用量は、分散液中の（ａ）活性水素含有化合物に対して１０〜５００重量％である。
【００４０】
本発明におけるセメント組成物は、充填剤、反応調整剤、消泡剤、可塑剤、硬化促進剤、導電性付与剤、瀝青を含有していてもよい。
【００４１】
充填剤としては珪質充填剤が好ましい。珪質充填剤としては、砂及び低粘土含量の砂利、ガラスの粉砕物等が挙げられ、洗浄された粒径が０．０７６ｍｍ〜４ｃｍであるものが望ましい。これらの材料は、天然の状態でも、又は、例えば染料や顔料の使用により、人工的に着色されたものでもよい。
【００４２】
上記珪質充填剤の他、プラスチックの粉砕物等の充填剤も使用できる。プラスチックの粉砕物としては、例えば無色の又は着色されたプラスチックの粉砕物のチップ、旋削屑（ｔｕｒｎｉｎｇｓ）、又は顆粒が用いることができる。射出成形その他の方法で成形された物品をトリミングする際に出るプラスチック廃物も使用できる。
【００４３】
適当なプラスチックの材料は、熱可塑性又は熱硬化性のポリマー並びにコポリマーである。例えば、ナイロンポリマー、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル／酢酸ビニルコポリマー、尿素／ホルムアルデヒドポリマー、フェノール／ホルムアルデヒドポリマー、メラミン／ホルムアルデヒドポリマー、アセタールポリマー及びコポリマー、アクリル酸ポリマー及びコポリマー、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレンターポリマー、酢酸セルロース、酢酸エステル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエチレン並びにポリプロピレンが挙げられる。
【００４４】
その他、鋸屑、木屑、軽石、ひる石、並びに例えばガラス繊維、綿、羊毛、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアクリロニトリル繊維等の天然起源又は人工起源の繊維性材料も使用できる。
【００４５】
また充填剤は、水硬性セメントと混合して使用することが特に好ましい。
【００４６】
反応調整剤としては、１価アルコール、モノカルボン酸又はエポキシ基含有化合物等の連鎖停止剤が挙げられる。純粋な又は例えばパイン油のような炭化水素と混合したテルピネオールも使用できる。
【００４７】
１価アルコールの例としては、メタノール、ヘキサノール、イソオクタノール、ノナノール、デカノール、ドデカノール、セチルアルコール等の飽和アルコール類、アリルアルコール及びプロパルギルアルコールのような不飽和アルコール類、及びそれらのアルキレンオキシド付加物が挙げられる。
【００４８】
モノカルボン酸としては、ギ酸、酢酸、エレオステアリン酸、リノレン酸、リノール酸、オレイン酸及びステアリン酸等が挙げられる。
【００４９】
エポキシ基含有化合物としては大豆油、ヒマシ油等の油脂を酸化して得られる混合脂肪酸をまず１価アルコール、ジオール又は多官能性のポリオールでエステル化し、次いで得られた混合エステルをエポキシ化することで得られるエポキシ化油脂、ジフェニロールプロパンとエピクロロヒドリンとから誘導されるビスエポキシ化合物類や、少なくとも一個のエポキシシクロヘキサン基又はエポキシシクロペンタン基を含む化合物類が挙げられる。
【００５０】
本発明のセメント組成物において、イソシアネート成分と水がセメント組成物の中で共存しているが、水硬性セメントが充分量存在しており、イソシアネート成分が水と反応した際に発生する二酸化炭素を吸収するのに充分に塩基性であることから発泡は起きにくい。しかし、該セメント組成物を硬化させる際に発泡の傾向があるなら、消泡剤が使用できる。
【００５１】
具体的には酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化バリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カドミウム、珪酸カルシウム、珪酸バリウム、珪酸ナトリウム、水酸化鉛、塩基性酢酸鉛等、金属の酸化物、水酸化物、塩基性塩、錯塩及び複塩等が好ましい。また、その他、ポリ（シロキサン）、ポリ（アルキルシロキサン）及びポリ（ジアルキルシロキサン）等も使用できる。
【００５２】
可塑剤としては、具体的にはフタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジノニル、フタル酸ブチルベンジル、リン酸トリクレジル、リン酸トリトリル、リン酸トリ（２−クロロエチル）等の可塑剤、塩素化酸炭化水素類が挙げられる。
【００５３】
硬化促進剤とは、イソシアネート基と活性水素含有基との間に反応速度を加速するとして知られている化合物である。適切な促進剤としては、例えば有機金属化合物、金属塩及び三級アミンがあり、例として、ジブチル錫ジラウレート、チタン酸テトラブチル、オクタン酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、オクタン酸第一錫、塩化第二錫、塩化第二鉄、オクタン酸鉛、オレイン酸カリ、２−エチルヘキサン酸コバルト、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、Ｎ−エチルモルホリン、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、４−ジメチルアミノピリジン、オキシプロピル化トリエタノールアミン、β−ジエチルアミノエタノール及びＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒドロキシ）エチレンジアミンが挙げられる。
【００５４】
更に導電性を付与する目的で、フェライトを使用できる。フェライトは、ＭＯ・Ｆｅ_２Ｏ_３で示される組成の鉄酸化物をいう。ここではＭはマンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛等の金属である。このフェライトは粉末として配合されるが、その粉末の大きさには特に制限はなく、通常は１０〜５００μｍ，好ましくは５０〜２００μｍのものが用いられる。フェライトの配合割合も制限はないが、通常はセメント組成物に対し、１０〜１００重量％の範囲である。
【００５５】
瀝青（この意味とするところは、原油の蒸留残渣であり、本質的には脂肪族系の性状を有し、実質上イソシアネートとの反応性を持っていないもの）を使用してもよい。これは、一般的に柔軟性と耐水性とを改善する。コールタールピッチもまたこの組成物に加えてよい。
【００５６】
本発明は、さらに、（ａ）活性水素含有化合物、（ｂ）水、及び（ｃ）セメント減水剤を混合してなる第１成分、（ｄ）水硬性セメントからなる第２成分及び（ｅ）２以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物からなる第３成分の３成分を混合し、次いで基材に塗布し硬化させることを特徴とする床用セメント硬化性組成物の硬化方法である。
【００５７】
本発明において、各種材料を混合する場合、又は、第１成分、第２成分及び第３成分の３成分を混合する場合、セメントミキサーや強制へらミキサーのような手段を使用して混合する方法が好ましい。また、該セメント組成物は例えば、こて塗り、注ぎ込み、吹きつけ、その他の適切な方法で、基材に塗布し、硬化させうる。
【００５８】
【実施例】
（実施例１）
７０部のヒマシ油（伊藤製油社製；ユーリックＨ−３０）、１．５部（重量部、以下同じ）の高性能ＡＥ減水剤（花王社製；ナフタレンスルホン酸塩ホルムアルデヒド縮合物系減水剤、マイティ２０００Ｒ）とを２７．５部の水の中で撹拌混合し、ヒマシ油の分散液を調製した。この分散液は好ましい保存安定性、高温及び低温安定性を示した。
【００５９】
この分散液１００部に、１００部の粗ＭＤＩ（日本ポリウレタン工業社製；ＭＲ１００）を混合し、１５０部の普通ポルトランドセメント及び３５０部の砂（ＪＩＳ珪砂３号／４号／６号＝１／１／１重量比）を混合して、均一な組成物が得られるまで混合した。
【００６０】
この組成物を下地に塗布し床面を形成するように施工したところ、延展（コテ等で伸ばし、拡げて、均らす）が容易であった。該床面は施工後２４時間以内でその床を歩行できるようになった。
【００６１】
（実施例２）
４２部のヒマシ油（ユーリックＨ−３０）、３０部のフタル酸ブチルベンジルと、１．４部の高性能ＡＥ減水剤（マイティ２０００Ｒ）、及び、０．５部のポリシロキサン系消泡剤（信越化学工業社製；ＫＭ８９）を、２５．６部の水の中で撹拌混合し、ヒマシ油の分散液を調製した。この分散液は好ましい保存安定性、高温及び低温安定性を示した。
【００６２】
この分散液１００部に、１００部の粗ＭＤＩ（日本ポリウレタン工業社製；ＭＲ３５０）を混合し、１３５部の白セメント（日本セメント社製）、３５０部の砂（上記珪砂４号）、及び１５部の酸化クロム顔料（バイエル社製；ＧＮ）を加え、均一な組成物が得られるまで混合した。
【００６３】
得られた組成物を下地に塗布し、床面を形成するために延展したところ、延展が容易であった。該床面は施工後２４時間以内に歩行可能となり、ムラがなく均一で良好な仕上がり外観を示した。
【００６４】
（比較例１〜２）
実施例１又は実施例２において、高性能ＡＥ減水剤（マイティ２０００Ｒ）を配合しない以外は同様に行って分散液を調製したところ、ただちに分離を生じた。さらにこの分散液を使用して同様に組成物を調製したところ、混合直後に急激な粘度上昇が始まり、充分な流動性が得られず、施工して、コテむらが目立ち、１日後の硬化表面には著しいふくれ、ピンホールが見られた。
【００６５】
【発明の効果】
本発明における、セメント組成物配合用分散液は保存安定性が非常に良好である。また、該分散液は水硬性セメント及びポリイソシアネート化合物からなる成分と混合する際の混合性が良好である。更にこれらを混合してなるセメント組成物は、施工が容易である。

Claims

（ａ）活性水素含有化合物、（ｂ）水、及び（ｃ）セメント減水剤からなる第１成分、（ｄ）水硬性セメントからなる第２成分、（ｅ）２以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物からなる第３成分、の少なくとも３成分からなる床用セメント硬化性組成物であって、
（ａ）活性水素含有化合物として、ひまし油又は水素化ひまし油を用い、（ｅ）２以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物として、粗ＭＤＩを用い、
（ｂ）水の使用量が（ａ）活性水素含有化合物に対して５〜３００重量％、（ｃ）セメント減水剤の使用量が（ａ）活性水素含有化合物に対して０．１〜５重量％、（ｄ）水硬性セメントの使用量が（ａ）活性水素含有化合物に対して１０〜５００重量％、かつ、（ｅ）２以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物の使用量が（ａ）活性水素含有化合物に対して１０〜５００重量％であることを特徴とする床用セメント硬化性組成物。
（ｃ）セメント減水剤が、ナフタレンスルホン酸塩ホルムアルデヒド縮合物系減水剤、メラミンスルホン酸塩ホルムアルデヒド縮合物系減水剤、ポリカルボン酸系減水剤、リグニンスルホン酸系減水剤、ポリスチレンスルホン酸系減水剤、フェノールホルムアルデヒド縮合物系減水剤、及びアニリンスルホン酸系減水剤からなる群から選ばれる少なくとも１種のセメント減水剤である請求項１に記載の床用セメント硬化性組成物。
（ａ）活性水素含有化合物、（ｂ）水、及び（ｃ）セメント減水剤を混合してなる第１成分、（ｄ）水硬性セメントからなる第２成分、並びに（ｅ）２以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物からなる第３成分、の３成分を混合し、次いで基材に塗布し硬化させることを特徴とする床用セメント硬化性組成物の硬化方法であって、
（ａ）活性水素含有化合物として、ひまし油又は水素化ひまし油を用い、（ｅ）２以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物として、粗ＭＤＩを用い、
（ｂ）水の使用量が（ａ）活性水素含有化合物に対して５〜３００重量％、（ｃ）セメント減水剤の使用量が（ａ）活性水素含有化合物に対して０．１〜５重量％、（ｄ）水硬性セメントの使用量が（ａ）活性水素含有化合物に対して１０〜５００重量％、かつ、（ｅ）２以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物の使用量が（ａ）活性水素含有化合物に対して１０〜５００重量％であることを特徴とする床用セメント硬化性組成物の硬化方法。
（ｃ）セメント減水剤が、ナフタレンスルホン酸塩ホルムアルデヒド縮合物系減水剤、メラミンスルホン酸塩ホルムアルデヒド縮合物系減水剤、ポリカルボン酸系減水剤、リグニンスルホン酸系減水剤、ポリスチレンスルホン酸系減水剤、フェノールホルムアルデヒド縮合物系減水剤、及びアニリンスルホン酸系減水剤からなる群から選ばれる少なくとも１種のセメント減水剤である請求項３に記載の床用セメント硬化性組成物の硬化方法。