JP3789925B2 - 無溶剤形有光沢舗装材 - Google Patents

Description

本発明は、路面や床面における意匠性と耐候性に優れた有光沢舗装材に関するものであり、特にその施工において、環境破壊を生じ難く、施工作業性にも優れるものである。

従来、コンクリート、アスファルト等の無味乾燥な路面や床面に、色彩や模様を付与して美観を向上させる手法が行われている。このような目的のために使用される材料としては、一般にポリウレタン系、エポキシ樹脂系、不飽和ポリエステル系、メチルメタクリレートオリゴマー系等の各種の床面被覆用塗料組成物が用いられている。これらは各樹脂の特性に応じた特徴を有しており、路面に施工する場合には、通常はこれらの樹脂に、着色材料としての顔料や着色骨材を配合し、さらに充填材としての無機・有機粉粒体を配合して、塗膜厚を大きくした舗装材として使用する場合が多かった。着色材料は、塗膜に模様を形成させ、意匠性を向上させることが目的であり、充填材は、塗膜の硬度を高くし、耐摩耗性を向上させることや、塗膜の付着強度を高め、膨れを防止することなどが目的である。

また、路面においては、降雨による路面の濡れや油汚れが付着する場合があり、その際に舗装材表面が非常に平滑で摩擦抵抗が少ない場合には、スリップ事故を生じることがあるので、着色材料や充填材料として適度な大きさの骨材を配合して、塗膜表面に凹凸を形成して、床面でのスリップ防止効果を付与することも行われている。

このようなスリップ防止効果は、前述のように適度な骨材を舗装材中に配合しておくが、この際に舗装材の骨材／樹脂比率が小さいと、舗装材表面の骨材が樹脂に覆われてしまい、凹凸が形成しにくいため、骨材に対する樹脂の比率を比較的小さくしている。また、樹脂を多くする場合には、舗装材の未乾燥時に、その表面に骨材を散布して凹凸を形成する場合もある。

その結果、このような充填材を多量に配合する塗り床材料は、その塗膜表面における微細な凹凸により、一般に光沢が失われ、乾いた感じの艶消し状態になっており、その意匠性においても深みがなく平面的な印象のものであった。

このような艶消し感を解消するためには、単純に樹脂を増量するか、上塗りとして有光沢の透明塗膜を積層する方法があるが、単純に樹脂を増量した場合は、樹脂に対しての骨材の比率が相対的に低下するため、特に床面においては樹脂中で重力により骨材が沈降する部分が生じ、塗膜表面においては逆に樹脂が多く存在する部分が生じ光沢むらとなる。一方、有光沢の透明塗膜を積層する場合は、施工工程が一つ増えることになり、昨今の工期短縮の流れに逆行することになる。

また、樹脂を増量したり、有光沢の透明塗膜を積層する場合には、塗膜表面に樹脂分が非常に多量存在することになり、水や油の存在下でスリップしやすくなったり、耐摩耗性が悪い場合には、光沢を長期にわたって持続することは困難であった。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、このような艶消しで乾いた感じの平面的な印象を改善し、雨上がりの石畳のような、濡れ色で深みのある印象の床面を形成する施工工程の簡単なノンスリップタイプの舗装材料を得ることである。

このような課題を解決するために、本発明者は、使用する樹脂に対する骨材量を規定し、樹脂と混合した時の全光線透過率が７０％以上である透明骨材と着色骨材を使用することにより、含有する骨材の沈降を防止し、光沢むらが無く、深みのある、しっとりとした濡れ色の塗膜を形成する舗装材となることを見出し本発明を完成した。

すなわち、
１．（ａ）粘度が０．１〜１０．０Ｐａ・ｓである無溶剤形透明樹脂、硬化剤、（ｂ）該樹脂と混合した時の下記の全光線透過率が７０％以上である透明骨材、（ｃ）着色骨材を含有し、該樹脂重量１００重量部に対して、（ｂ）と（ｃ）が合わせて２００〜６００重量部の比率で、かつ透明骨材に対する着色骨材の重量比率が１：０．５〜２．５となることを特徴とする無溶剤形有光沢舗装材。
全光線透過率：JISK 7105「プラスチックの光学的特性試験方法」5.5「光線透過率及び全光線反射率」に規定する積分球式光線透過率測定装置を用いて、測定法Ａに準拠して、試料を５ｍｍ厚のガラス製セルに充填して、全光線透過率を測定した。
２．透明骨材と着色骨材の粒子径がそれぞれ０．１〜５．０ｍｍであることを特徴とする１．に記載の無溶剤形有光沢舗装材。

本発明は、ノンスリップ効果を付与せんがために、充填材を多量に配合する塗り床材料において、その塗膜表面における微細な凹凸により、一般に光沢が失われ、乾いた感じの艶消し状態になり、その意匠性においても深みがなく平面的な印象となるのを、無溶剤形透明樹脂と透明骨材を混合した場合の光透過率を特定範囲に調整し、なおかつ透明骨材と着色骨材の比率と無溶剤形透明樹脂に対する骨材全体量を規定することにより、舗装材塗膜において、透明樹脂と透明骨材とが一体化して見え区別ができなくするものである。その結果、透明樹脂と透明骨材が光を透過するとともに光を反射するため、これら両者が全体として樹脂部分であるかのような光沢が生じ、通常、このような光沢を付与するために設けるクリヤートップコートを省略するという工程短縮の効果が得られるものである。

以下、本発明をその実施の形態に基づき詳細に説明する。

本発明における無溶剤形透明樹脂とは、樹脂そのものが流動性を有し、かつ透明なことが特徴である。透明とは隠蔽しないということであり、混合する着色骨材を樹脂が覆っても着色骨材の色相を認識することができる程度であればよい。樹脂の粘度は、透明骨材や着色骨材の混合しやすさや、施工作業性を考慮すると０．１〜１０．０Ｐａ・ｓ程度である。０．１Ｐａ・ｓより低いと流動性が高く厚みをつけ難くなる。逆に１０．０Ｐａ・ｓより高いと鏝塗りの際に平滑な表面を形成し難くなる。

このような無溶剤形透明樹脂としては、ウレタン系、エポキシ系、不飽和ポリエステル系、メチルメタクリレートオリゴマー系等があげられる。

例えば、ポリウレタン系としては、硬化剤にトリレンジイソシアネート等のポリイソシアネート化合物を、主剤としてポリエーテルポリオール等のポリオール類を使用した二液形、もしくはトリレンジイソシアネート等のポリイソシアネート化合物をプレポリマー化した一液湿気硬化形がある。

また、エポキシ樹脂系としては、ビスフェノールＡ型またはビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等を主成分とする主剤部と、ポリアミン系化合物を主成分とする硬化剤部からなる二液形のエポキシ樹脂バインダーがある。

さらに、複数のエポキシ基を含有するエポキシ化合物でポリオールを変性したエポキシ変性ポリオール樹脂がある。これは、エポキシ樹脂の強靭さを有しながら、エポキシ樹脂における黄変の問題を改善し、ポリウレタン樹脂の柔軟性を合わせ有するものである。

つぎに、不飽和ポリエステル系としては、多塩基酸と多価アルコールを反応させてつくった不飽和ポリエステルを、これと重合する単量体に溶解した樹脂を主成分とする不飽和ポリエステル樹脂を主剤とし、過酸化物を主体とする硬化剤と金属触媒を主成分とする促進剤の組み合わせによるバインダーがある。
特に不飽和ポリエステル系舗装材では、その硬化機構が酸化還元によるラジカル形成とその重合開始によるものであるところから、ラジカル生成を阻害する大気中の酸素の存在は、硬化不良の原因となる。従って、さらにパラフィンワックスを混入して、塗装直後の塗膜と大気との接触を回避する遮蔽剤としている。

つぎに、メチルメタクリレートオリゴマー系は、硬化機構的には不飽和ポリエステルと同様であるが、反応性が非常に高く硬化剤として過酸化物のみを用いて（金属触媒を使用しない）硬化させる。また、硬化機構が同様のため、同様にパラフィンワックスを混入して、塗装直後の塗膜と大気との接触を回避している。

次に、本発明において用いる透明骨材としては、ガラスビーズ、ガラス粉砕物、溶融シリカ、寒水石等の無機物、スチレン樹脂ビーズ、アクリル樹脂ビーズ等の有機物があげられるがこれらに限定されるものではなく、以下に述べる条件を満たす透明骨材であればよい。

透明骨材は、舗装材として使用する無溶剤形透明樹脂と混合した時の全光線透過率が、７０％以上であることが必要である。透明骨材の全光線透過率がこの範囲にあることで、舗装材塗膜において、透明樹脂と透明骨材とが一体化して見え塗膜に深みを付与する。また、透明樹脂と透明骨材が光を透過するとともに光を反射するため、これら両者が全体として樹脂部分であるかのような光沢が生じることになる。透明骨材を無溶剤形透明樹脂と混合した時の、全光線透過率の差が７０％より低い場合には、透明骨材が透明樹脂より分離して認識され、全体として透明樹脂の光沢が失われると共に、光の透過性が悪くなるため、深みの無い平面的な意匠となってしまう。

この全光線透過率は、前述のように測定するものであるが、詳述すると、透明骨材と無溶剤形透明樹脂を混合したものを厚さ５ｍｍのガラス製セルに充填し、これに超音波振動を与えて、セル中の気泡を除き、透明骨材が最密充填し、その間隙を樹脂が満たしている状態において、積分球式光線透過率測定装置を用いて測定したものである。このような測定装置としては、例えば、島津製作所製「分光光度計ＵＶ−２２００」本体に、積分球付属装置（島津製作所製「ＩＳＲ−２４０Ａ形」）を取り付けて測定することができる。

また、透明骨材はその粒子径を特に限定するものではないが、本発明におけるノンスリップ効果や高光沢を十分に発揮させるためには、０．１〜５．０ｍｍの範囲に留めることが望ましい。粒子径が０．１ｍｍより小さい場合は、ノンスリップ効果が低下するとともに、骨材全体の比表面積が相対的に増大する結果、無溶剤形透明樹脂が透明骨材に奪われる量が増大することになり、形成される舗装材塗膜の表面において、樹脂の減少による光沢の低下が発生することになる。逆に粒子径が５．０ｍｍより大きい場合は、透明骨材と樹脂との比率により、樹脂が比較的多量の場合には、骨材全体の比表面積が相対的に減少する結果、形成される舗装材塗膜の表面において、部分的に樹脂が多く現れ、光沢むらを生じ、樹脂が比較的少量の場合には、骨材間に空きが生じ、平滑な感じが失われ、砂利を敷いたような凹凸状になる。

次に、着色骨材は、珪砂、川砂、山砂、大理石粉砕物、花崗岩粉砕物、黒曜石粉砕物、石灰岩粉砕物、陶磁器粉砕物、ガラスビーズ、ガラス粉砕物等やこれらの表面に着色コーティングを施したもの等である。

この着色骨材も、その粒子径は０．１〜５．０ｍｍが望ましい。粒子径が０．１ｍｍより小さい場合、５．０ｍｍより大きい場合は、前述の透明骨材同様となるが、特に０．１ｍｍより小さい場合は、形成される舗装材塗膜の意匠が、めりはりの無い不明瞭な模様となる。

透明骨材と着色骨材の配合量は、透明骨材と着色骨材を合わせて、無溶剤形透明樹脂１００重量部に対して２００〜６００重量部である。２００重量部より少ないと、相対的に樹脂が多くなるため、流動性が高まり過ぎて鏝塗り時の塗装作業性が悪くなる。逆に６００重量部より多くなると、相対的に樹脂が少なくなるため、流動性が低くなり鏝塗り時の塗装作業性が悪くなり、平滑面を形成することが困難になる。このとき無溶剤形透明樹脂の重量は、硬化剤を含めたバインダー全体の固形分重量である。

さらに本発明では、透明骨材と着床着色骨材の重量比率が、透明骨材に対する着色骨材の比率で、１：０．５〜２．５となることが必要である。透明骨材に対して着色骨材が０．５より少ないと、舗装材塗膜において相対的に透明骨材が目立つ傾向になり、塗膜が透けた軽薄な外観となってしまう。一方、着色骨材が２．５より多いと、舗装材塗膜の透けは無くなり重厚感はあるが、透明感や深みのない平面的な外観になってしまう。

さらに本発明においては、公知の着色顔料、体質顔料、添加剤等を本発明の効果を損なわない限りにおいて適宜配合することが可能である。

このような着色顔料としては、酸化チタン、酸化亜鉛、カーボンブラック、酸化第二鉄（べんがら）、クロム酸鉛（モリブデートオレンジ）、黄鉛、黄色酸化鉄、オーカー、群青、コバルトグリーン等の無機系顔料、アゾ系、ナフトール系、ピラゾロン系、アントラキノン系、ペリレン系、キナクリドン系、ジスアゾ系、イソインドリノン系、ベンツイミダゾール系、フタロシアニン系、キノフタロン系等の有機顔料があげられる。

体質顔料としては、重質炭酸カルシウム、クレー、カオリン、タルク、沈降性硫酸バリウム、炭酸バリウム、ホワイトカーボン、珪藻土等があげられる。

添加剤としては、可塑剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、消泡剤、レベリング剤、顔料分散剤、沈降防止剤、たれ防止剤、艶消し剤、紫外線吸収剤等があげられる。

また、本発明の適用下地としては、通常舗装材を施工する下地であれば特に限定されるものではないが、例えば、コンクリート、アスファルト、ＰＣ板等があげられる。

本発明の舗装材の施工は、まず下地面に、必要に応じて、一般的にこの種の舗装材に用いられるエポキシ系、ポリエステル系、湿気硬化形ウレタン等のプライマーを塗付して、舗装材と下地面との密着性を十分なものにしておく必要がある。これに続いて本発明の舗装材を、主として鏝により塗り広げる。

また、孔空き型紙や目地棒を使用したデザイン工法の場合には、プライマー塗付に続いて、目地部分の色彩を形成する目地色下塗材を塗付した後に、該孔空き型紙または目地棒を貼着し、本発明の舗装材を塗り広げ、塗膜硬化後に該孔空き型紙または目地棒剥離除去する。

以下に本発明の効果を明確にするため、実施例、比較例をあげて説明する。
＜試験方法＞
表１に示した各原料を使用して、表２に示した配合にて舗装材を製造し、下記の試験を行った。このとき予め透明樹脂と透明骨材の混合物について、前述した、島津製作所製「分光光度計ＵＶ−２２００」本体に、積分球付属装置（島津製作所製「ＩＳＲ−２４０Ａ形」）を取り付けて全光線光透過率を測定し、同じく結果を表２に示した。

（作業性試験）
製造した各舗装材を予め湿気硬化形ウレタン樹脂系プライマーを塗装した６０×６０ｃｍのスレート板に１．５ｍｍの厚みで鏝にて塗付し、鏝塗作業性を比較した。このとき作業性が非常に良好なものを◎、特に問題がないものを○、平滑面が形成し難い、鏝滑りが悪い等、作業性不良のものを×として評価した。

（外観深み試験）
作業性試験で作製した試験体を目視にて観察し、舗装材塗膜表面意匠の奥行きや深みの有無を評価した。非常に深みのあるものを◎、若干深みを感じるものを○、深みが無く平面的な感じのものを×として評価した。

（外観光沢試験）
作業性試験で作製した試験体を目視にて観察し、舗装材塗膜表面の光沢の程度を評価した。高光沢のものを◎、光沢のあるものを○、光沢を感じられないものを×として評価した。

（すべり抵抗性）
製造した各舗装材を、予め湿気硬化形ウレタン樹脂系プライマーを塗装した３０×３０ｃｍのスレート板に１．５ｍｍの厚みで鏝にて塗付し、常温にて３日間養生後に、携帯用滑り抵抗測定器を用いてすべり抵抗値を測定した。

滑り抵抗値の測定は、現在のところ最も利用されている振り子式の測定機器である「携帯用滑り抵抗測定器（Portable Skid-Resistance Tester）」として著名な、英国道路研究所検定付きの、MASTRAD社製TR-300を使用した。測定方法としては、振り子アームの端に取り付けたゴム製スライダーによって路面をこすり、こすった時に生じるエネルギーの損失を測定するもので、数値は、四分円の目盛に刻まれた１５０の目盛から読み取るものである。本試験器においては、滑り抵抗値の指針として、濡れた路面滑り抵抗値を示しており。ロータリーや、狭い道路で半径５００フィート（１５２．４ｍ）以下の曲線、坂道１／２０（約１０°）またはそれ以上で距離１００ヤード（９１．４４ｍ）以上の場合は、６５以上、一般的必要条件として５５以上、容易な位置、すなわち直線道路でなだらかな勾配とカーブで高さ点がなく、特別条件（混合交通特に緊急常状態を起こす危険）のない所が４５以上とされている。本発明においては、５５以上の値の場合にすべり難いとして判断した。

（耐汚染性試験）
製造した各舗装材を、予め湿気硬化形ウレタン樹脂系プライマーを塗装した３０×３０ｃｍのスレート板に１．５ｍｍの厚みで鏝にて塗付し、常温にて３日間養生後に、舗装材塗膜面を水平に保持した後、その表面に８号（粒子径０．１ｍｍ）着色珪砂を散布し、続いて試験体を垂直にし、着色珪砂の除去性を比較した。このとき完全に除去が可能なものを◎、僅かに付着し続けるものを○、多量に付着し続けるものを×として評価した。

（実施例１〜実施例３）
表３の結果から明白なように、全ての試験項目にわたって、非常に良好であった。

（比較例１〜比較例２）
表３の結果から明白なように、無溶剤形透明樹脂の粘度が、本発明における範囲を、超えているため作業性試験において、粘度が高めの比較例１では、鏝塗り時の平滑化に苦労した。また、粘度が低めの比較例２では、鏝塗りにて１．５ｍｍの膜厚にするのに苦労した。

（比較例３〜比較例４）
表３の結果から明白なように、無溶剤形透明樹脂と透明骨材を混合した場合の、光透過率が７０％より低いため、舗装材塗膜の光沢感や、外観意匠における深み感が、全く感じられなかった。

（比較例５）
表３の結果から明白なように、着色骨材の比率が透明骨材に対して少ないため、下地基材が透けてしまい、舗装材塗膜の外観意匠において深みや光沢を感じることができなかった。

（比較例６）
表３の結果から明白なように、着色骨材の比率が透明骨材に対して多いため、舗装材塗膜の外観意匠において深みや光沢を感じることができなかった。また、着色骨材が透明樹脂を吸い込む量が多いため、相対的に舗装材塗膜における樹脂の量が少なくなり、鏝塗り作業性において若干、鏝すべりが悪かった。

（比較例７）
表３の結果から明白なように、骨材の全体量が、本発明の規定する範囲を超えて多いため、相対的に舗装材塗膜における樹脂の量が少なくなり、鏝塗り作業性が悪かった。また、骨材が舗装材表面に多量に表れるため、骨材表面において微細な凹凸が生じ、深みや光沢が感じられなかった。さらに、耐汚染性においては、微細な凹凸部分に着色珪砂が多量に付着した。

（比較例８）
表３の結果から明白なように、骨材の全体量が、本発明の規定する範囲を超えて少ないため、外観において下地が透けてしまい深みを感じることができなかった。また、骨材の全体量が少ないため、相対的に樹脂が多くなり、結果として舗装材表面に樹脂が多く存在するため、すべり抵抗性が非常に低下した。

Claims (2)

1. （ａ）粘度が０．１〜１０．０Ｐａ・ｓである無溶剤形透明樹脂、硬化剤、（ｂ）該樹脂と混合した時の下記の全光線透過率が７０％以上である透明骨材、（ｃ）着色骨材を含有し、該樹脂重量１００重量部に対して、（ｂ）と（ｃ）が合わせて２００〜６００重量部の比率で、かつ透明骨材に対する着色骨材の重量比率が１：０．５〜２．５となることを特徴とする無溶剤形有光沢舗装材。
   全光線透過率：JISK 7105「プラスチックの光学的特性試験方法」5.5「光線透過率及び全光線反射率」に規定する積分球式光線透過率測定装置を用いて、測定法Ａに準拠して、試料を５ｍｍ厚のガラス製セルに充填して、全光線透過率を測定した。
2. 透明骨材と着色骨材の粒子径がそれぞれ０．１〜５．０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の無溶剤形有光沢舗装材。