JPH11349656A

JPH11349656A - 土木・建築用ポリウレタン組成物及びポリウレタン塗膜

Info

Publication number: JPH11349656A
Application number: JP10161019A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Terakawa; 克美寺川
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1998-06-09
Filing date: 1998-06-09
Publication date: 1999-12-21
Anticipated expiration: 2018-06-09
Also published as: JP4083292B2

Abstract

(57)【要約】【課題】環境保全面から安全で、且つ安価な硬化触媒
を使用し、しかも硬化物が建材として適用される場所に
応じた特性を従来と同程度以上に発揮できる土木・建築
用ポリウレタン組成物及び環境に優しく且つ優れた物性
を有する土木・建築用ポリウレタン塗膜を提供する。【解決手段】イソシアネート基を有するウレタンプレ
ポリマーを主剤とし、ポリオール化合物及びポリアミン
化合物を硬化剤とする土木・建築用ポリウレタン組成物
において、硬化触媒として、カルボン酸の亜鉛塩を含有
する。ポリウレタン塗膜は、ポリウレタン樹脂１００重
量部あたり亜鉛０．１５〜２．５ｍｍｏｌを含有してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、実験室、工場、テ
ニスコート、体育館、弾性歩行路、屋上、駐車場等に敷
設されたコンクリート、モルタル、又はクッション性床
材や内壁パネル材等の建築下地材の目止めや表面平坦化
材、プライマー、トップコート等として用いられる土木
・建築用ポリウレタン組成物、及び当該組成物を用いて
形成される土木・建築用ポリウレタン塗膜に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】実験
室、工場、テニスコート、体育館、プールサイド、陸上
競技場、歩行路、駐車場などの床は、一般に、コンクリ
ート、モルタル、あるいはクッション層を有する下地材
表面にポリウレタン床を敷設して、下地を目止めした
り、平坦化するとともに、床に耐摩耗性、クッション
性、防水性、耐候性などを付与している。

【０００３】ポリウレタン床材は、他の床材に比べて耐
摩耗性に優れ、また弾性を有するため、床上での運動の
衝撃を和らげる必要がある床（特にテニスコートや体育
館など）に好適であり、ポリウレタンの原材料を適宜工
夫することにより、耐溶剤性、防水性、耐候性、美観な
どを付与することもできるので、塗り床材料として優れ
ている。

【０００４】しかし、ポリウレタン組成物を床材等の建
築材として使用する場合、硬化物が床材などの用途に応
じて要求される特性を有するだけでなく、塗布時のポリ
ウレタン組成物の物性も施工性の観点から重要である。
すなわち、粘度が高すぎることなく、ポットライフを確
保でき、しかも同一塗料の塗り工程可能な時間が長く
（以下、ポットライフ及び塗り工程可能時間が十分であ
ることをまとめて「良好な作業性」という）、しかも常
温で速く乾くこと（速硬化性）が要求される。

【０００５】硬化物の物性を確保しつつ、速硬化性及び
作業性を確保した土木・建築用ポリウレタン組成物とし
ては、予めポリマー化したウレタンプレポリマーに、硬
化剤として有機ポリアミン化合物、硬化触媒としてスズ
や鉛を含む有機金属化合物を用いたものが従来より知ら
れている。

【０００６】しかし、これらはポットライフ又は、塗り
初めてからその塗った面を修正及び重ね塗りが可能な時
点までの時間（以下、この時間を「塗り工程可能時間」
という）が十分とは言えず、作業性の点からは改善が望
まれている。また、近年の環境保全の観点から、環境に
優しい材料が望まれるようになり、鉛は使用しないこと
が求められている。このため、従来のポリウレタン組成
物の速硬化性、作業性、硬化物の特性（特に弾性、耐摩
耗性等）を損なうことなく、且つ環境に優しい硬化触媒
を用いたポリウレタン組成物、すなわち、鉛含有化合物
の代替品としての新たな硬化触媒が求められている。

【０００７】鉛を含有しないポリウレタン組成物とし
て、特開平４−６５４１７号公報に、ウレタンプレポリ
マー、有機ポリアミン化合物、ポリヒドロキシル化合
物、有機酸、カルボン酸ビスマスを含有したポリウレタ
ン組成物が提案されている。これは、硬化触媒としてカ
ルボン酸鉛を用いたポリウレタン組成物の作業性を改良
したものとして提案されているが、カルボン酸ビスマス
は硬化物の物性を確保しており、しかも鉛を含有してい
ないので環境面に関する要求を満足し得る。

【０００８】しかし、カルボン酸ビスマスは高価である
ため、大量に使用する土木・建築用ポリウレタン組成物
には広く使用されるに至ってないのが実情である。ま
た、カルボン酸ビスマスを触媒に用いた場合、硬化時間
を短くしようとするとポットライフ及び／又は塗り工程
可能時間も短くなって作業性が劣るという二律背反的な
傾向がカルボン酸鉛の場合よりも強く、ポリウレタンの
配合組成及び仕様条件の設定が容易でない。

【０００９】さらに、環境面で問題となりにくい鉄、ナ
トリウム、ジルコニウム等の有機金属塩では硬化反応に
対する触媒機能が不十分で、硬化時間が一般に長くな
り、しかも硬化物の物性が鉛塩触媒を用いた場合よりも
劣っている。このため、硬化触媒の主流は鉛塩であると
いうのが実情である。

【００１０】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、環境保全面か
ら安全で、且つ安価な硬化触媒を使用し、しかも硬化物
が建材として適用される場所に応じた特性を従来と同程
度以上に発揮できる土木・建築用ポリウレタン組成物及
び環境に優しく且つ優れた物性を有する土木・建築用ポ
リウレタン塗膜を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、種々の有
機酸の金属塩を鋭意検討した結果、硬化物の物性を従来
と同程度以上確保し、且つ作業性、速硬化性に優れる鉛
塩代替品となる硬化触媒を見い出し、本発明を完成し
た。

【００１２】すなわち、本発明の土木・建築用ポリウレ
タン組成物は、イソシアネート基を有するウレタンプレ
ポリマーを主剤とし、ポリオール化合物及びポリアミン
化合物を硬化剤とする土木・建築用ポリウレタン組成物
において、硬化触媒として、カルボン酸の亜鉛塩を含有
することを特徴とする。

【００１３】前記亜鉛塩は、飽和脂肪族カルボン酸又は
脂環族カルボン酸の亜鉛塩であることが好ましく、また
前記亜鉛塩は、前記ウレタンプレポリマー及び前記ポリ
オール化合物及び前記ポリアミン化合物の含有総量１０
０重量部に対して、０．１５〜２．５ｍｍｏｌとなる量
だけ含有していることが好ましい。また、塩を形成して
いない有機酸と同種類の有機酸を含有することが好まし
い。

【００１４】本発明の土木・建築用ポリウレタン塗膜
は、ポリウレタン樹脂１００重量部あたり亜鉛０．１５
〜２．５ｍｍｏｌを含有していることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の土木・建築用ポリウレタ
ン組成物は、イソシアネート基を有するウレタンプレポ
リマーを主剤とし、ポリオール化合物及びポリアミン化
合物を硬化剤とし、硬化触媒としてカルボン酸の亜鉛塩
を含有するものである。

【００１６】主剤として用いられるウレタンプレポリマ
ーは、ポリオールとポリイソシアネートとの反応により
合成される。

【００１７】合成するのに用いられるポリイソシアネー
ト化合物としては、イソシアネート基を２以上有するも
のであればよく、トリレンジイソシアネート、ジフェニ
ルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニル
ポリイソシアネート、トリジンジイソシアネート、ナフ
タリンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネ
ート（ＨＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤ
Ｉ）、水添キシリレンジイソシアネート（Ｈ₆ ＸＤ
Ｉ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、テト
ラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、
水添ジフェニルメタンジイソシアネート（Ｈ₁₂ＭＤＩ）
などの脂肪族、脂環族、芳香族、芳香脂肪族ジイソシア
ネート化合物を１種又は２種以上を用いることができ、
硬化物として要求される物性に応じて適宜選択すればよ
い。例えば耐候性が要求される場合には非黄変性イソシ
アネート（脂肪族、脂環族イソシアネート）を用いるこ
とが好ましい。

【００１８】ウレタンプレポリマーを合成するのに用い
られるポリオールとしては、水酸基を複数有するもので
あれば、低分子化合物、高分子化合物の如何を問わな
い。低分子のポリオールとしては、例えば、エチレング
リコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコ
ール、ブチレングリコール、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、
１，６−ヘキサンジオール等のジオール；グリセリン、
トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールなどのト
リオールが挙げられる。高分子のポリオールとしては、
ポリエーテルポリオール；ポリエステルポリオール；ア
クリルポリオール；フェノール樹脂ポリオール；エポキ
シポリオール；ブタジエンポリオール；ポリエステル−
ポリエーテルポリオール；アクリル誘導体、スチレン等
のビニル基付加ポリマーポリオール、ウレア分散ポリオ
ール等が挙げられる。

【００１９】上記ポリエーテルポリオールは、活性水素
原子を持つ開始剤とアルキレンオキサイドとの反応によ
って得ることができるもので、ポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエ
ーテルグリコール、エチレンオキサイド／プロピレンオ
キサイド共重合体、テトラヒドロフラン／エチレンオキ
サイド共重合体、テトラヒドロフラン／プロピレンオキ
サイド共重合体等が挙げられる。

【００２０】上記ポリエステルポリオールは、アジピン
酸、グルタル酸、フマル酸、テレフタル酸等の二塩基酸
とグリコール又はトリオールとの脱水縮合によって得ら
れる縮合系ポリエステルポリオール；ε−カプロラクタ
ム、α−メチル−ε−カプロラクタムなどのラクタムの
開環重合によって得られるラクトン系ポリエステルポリ
オール；環状ジオールを用いて合成されるポリカーボネ
ートジオールのいずれであってもよい。縮合系ポリエス
テルポリオールとしては、ポリエチレンアジペート、ポ
リジエチレンアジペート、ポリテトラメチレンアジペー
ト、ポリネオペンチルアジペート、ポリヘキサメチレン
アジペート、ポリメチルペンタンアジペート、ポリヘキ
サメチレンドデカンジオエートなどが挙げられる。ラク
トン系ポリエステルポリオールとしては、ポリ−ε−カ
プロラクトン、ポリ−β−メチル−δ−バレロラクトン
等が挙げられる。

【００２１】上記アクリルポリオールは、適宜水酸基を
導入したアクリル共重合体をいい、具体的には、ハード
セグメントを構成するメタクリル酸エステル等、ソフト
セグメントを構成するアクリル酸等、水酸基導入のため
のβ−ヒドロキシエチルメタアクリレート等を共重合し
たコポリマーが挙げられる。

【００２２】上記ポリブタジエンポリオールとしては、
末端に水酸基を有するブタジエン及びそれらの共重合体
（スチレン、アクリロニトリルなどを適宜共重合）、さ
らにこれらの水素添加物を挙げることができる。

【００２３】更に上記ポリオールをブロック共重合又は
グラフト共重合したものや、上記ポリオールにおいて
（メタ）アクリル酸や（メタ）アクリル酸エステル等の
アクリル誘導体やスチレン等のビニル基含有モノマーを
適宜共重合成分として用いたポリオールが挙げられる。

【００２４】以上のようなポリオールは、ウレタンプレ
ポリマーの合成のために１種類だけ用いてもよいし、２
種以上併用することもできる。

【００２５】本発明の組成物に用いられるウレタンプレ
ポリマーは、末端にイソシアネート基を有するように、
上記イソシアネート化合物とポリオールとをＯＨ／ＮＣ
Ｏの値が１以上、好ましくは０．７〜０．５の割合で混
合反応させて得られるもので、重量平均分子量が１００
〜１００００程度のものが好ましく、より好ましくは５
００〜５０００程度である。

【００２６】またウレタンプレポリマーの製造条件は特
に限定されず、通常のウレタンプレポリマーの製造条件
に従って合成すればよい。すなわち、触媒存在下又は無
触媒で、反応温度５０〜１００℃程度、常圧下で反応さ
せればよい。

【００２７】本発明のポリウレタン組成物に用いられる
硬化剤は、ポリオール化合物とポリアミン化合物であ
る。ポリオールとポリアミンの双方を用いる理由は、ポ
リアミン単独では硬化物の強度が向上する反面、弾性、
柔軟性が低下し、特に弾性床材に用いる場合には床下地
のクッション性を損なうことにもなり兼ねないからであ
る。また、ポリアミンの価格はポリオールの価格の３〜
５倍もするため、コストアップの原因となるからであ
る。一方、ポリオールのみでは、硬化物の強度が不足す
る傾向にあって耐摩耗性、耐傷つき性が低下し、特に床
材としての特性が不満足なものになるからである。

【００２８】ここで、硬化剤に用いられるポリオールと
しては、主剤として用いるウレタンプレポリマーの合成
に用いたポリオールを用いることができる。すなわち、
水酸基を複数有するものであれば、低分子化合物、高分
子化合物の如何を問わない。低分子のポリオールとして
は、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、トリエチレングリコール、ブチレングリコール、
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、１，６−ヘキサンジオール等の
ジオール；グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキ
サントリオールなどのトリオールが挙げられる。高分子
のポリオールとしては、ポリエーテルポリオール；ポリ
エステルポリオール；アクリルポリオール；フェノール
樹脂ポリオール；エポキシポリオール；ブタジエンポリ
オール；ポリカーボネートポリオール；ポリエステル−
ポリエーテルポリオール；アクリル誘導体、スチレン等
のビニル基付加ポリマーポリオール、ウレア分散ポリオ
ール等が挙げられ、これらは１種類だけ用いてもよい
し、２種以上併用することもできる。

【００２９】本発明のポリウレタン組成物に硬化剤とし
て用いられるポリアミンは、３，３’−ジクロロ−４，
４’−ジアミノジフェニルメタン（略称：ＭＯＣＡ）、
３，５−ジメチルチオ−２，４−トルエンジアミン、
３，５−ジメチル−２，６−トルエンジアミン、ｏ−ク
ロロアニリンとホルムアルデヒドとの初期縮合物、４，
４’−メチレンビス−ｏ−クロロアニリン等の芳香族ジ
アミン類；トリエチレンテトラミン、ヘキサメチレンジ
アミンカルバメート等の脂肪族アミン類が挙げられる。

【００３０】本発明の組成物において、主剤であるウレ
タンプレポリマーのイソシアネート基と硬化剤としての
ポリアミン化合物、ポリオールとが夫々反応してポリウ
レタンとなる。ここで、本明細書にいうポリウレタンと
は、ＮＣＯ基とＯＨ基との反応により得られるＮＨＣＯ
Ｏ結合の他、アロハネート；アミンとの反応により形成
されるウレア結合、ビュレット結合を含むポリマーをい
う。

【００３１】硬化剤におけるポリオールと有機ポリアミ
ン化合物との含有割合は特に限定しないが、一般にポリ
アミンの割合を多くする程、硬化物の強度（耐摩耗性、
引張り破断強度）が増大し、ポリオールの割合が高くな
る程、硬化物の弾性、柔軟性が向上する傾向にある。よ
って硬化物に要求される物性に応じて含有比率を適宜選
択すればよいが、一般にポリオール：ポリアミンが１０
０：１０〜１００：２００が好ましく、より好ましくは
１００：２０〜１００：１００であり、さらに好ましく
は１００：４０〜１００：８０である。

【００３２】また、主剤と硬化剤との比率は、反応後に
イソシアネートが過剰に残存しない程度の量、具体的に
は、硬化剤のポリオール化合物の水酸基（ＯＨ）とポリ
アミン化合物のアミノ基（ＮＨ₂ ）の合計モル数に対す
る主剤のウレタンプレポリマーのイソシアネート基のモ
ル数の割合となるＮＣＯ／（ＯＨ＋ＮＨ₂ ）が０．８〜
１．５であること、特に１．１程度であることが好まし
い。過剰にイソシアネートが残存していると、発泡をお
こし、外観不良、物性低下（特に耐摩耗性、破断強度）
等の原因となるからである。

【００３３】本発明のポリウレタン組成物に用いられる
硬化触媒は、カルボン酸の亜鉛塩である。亜鉛塩は従来
の鉛塩やビスマス塩と同程度以上に硬化物の物性を確保
できるだけでなく、速硬化性を損なうことなく、十分な
ポットライフ及び塗り工程可能時間を確保することがで
き、しかも価格はビスマス塩の１／３程度で、組成物の
コストアップの原因にならずに済むからである。一方、
大幅なコストアップを招くことのない他の有機酸の金属
塩では、硬化反応に対する触媒機能が不十分で、速硬化
性に劣り、硬化物の強度も劣る傾向にあるからである。

【００３４】本発明に用いられるカルボン酸の亜鉛塩と
しては、ヘプタン酸亜鉛、オクチル酸亜鉛、ぺラルゴン
酸亜鉛、カプリン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、ミリスチン
酸亜鉛、パルミチン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛等の炭素
数が６〜１７程度の直鎖状飽和脂肪族カルボン酸の亜鉛
塩；オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等の不飽和脂
肪族のカルボン酸の亜鉛塩；ナフテン酸等の脂環族カル
ボン酸の亜鉛塩が挙げられる。尚、上記ナフテン酸は、
Ｃ_n Ｈ_2n-2Ｏ₂ で示される単環に限らず、Ｃ_nＨ_2n-4Ｏ₂
で示される二環、Ｃ_n Ｈ_2n-6Ｏ₂ で示される三環など
も含まれる。

【００３５】これらの亜鉛塩は、１種又は２種以上併用
することもできる。上記亜鉛塩のうち、直鎖状飽和脂肪
酸カルボン酸の亜鉛塩、脂環族カルボン酸の亜鉛塩がポ
ットライフ及び塗り工程可能時間と硬化時間のバランス
が特に優れている点から好ましく、最も好ましいのは、
オクチル酸亜鉛である。

【００３６】上記亜鉛塩の添加量は、塗膜形成成分、す
なわちウレタンプレポリマー及びポリオール化合物及び
ポリアミン化合物の含有総量１００重量部に対して、亜
鉛が、０．１５〜２．５ｍｍｏｌとなる量が好ましい。
より好ましくは、０．３〜２．０ｍｍｏｌ、さらに好ま
しくは０．４〜１．９ｍｍｏｌである。２．５ｍｍｏｌ
を超えると反応速度が速くなりすぎて作業性が低下する
傾向にあり、０．１５ｍｍｏｌ未満では反応促進が不十
分となって硬化が遅くなり、破断強度、耐溶剤性が低下
するからである。

【００３７】また、前記亜鉛塩は単独で触媒として用い
てもよいが、塩を形成していない有機酸，すなわちヘプ
タン酸、オクチル酸、ぺラルゴン酸、カプリン酸、ラウ
リン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸等
の炭素数が６以上の直鎖状飽和脂肪族カルボン酸；オレ
イン酸、リノール酸、リノレン酸等の不飽和脂肪族カル
ボン酸；ナフテン酸等の脂環族カルボン酸；安息香酸等
の芳香族カルボン酸；チオカルボン酸、ジチオカルボン
酸等の置換カルボン酸のうち、少なくとも１種と併用す
ることが好ましく、特に前記炭素数が６以上の直鎖状飽
和脂肪族カルボン酸、不飽和脂肪族カルボン酸、及び脂
環族カルボン酸のうち少なくとも１種と併用することが
好ましい。塩と塩を形成していない有機酸とを併用する
ことにより、硬化が速くなり、硬化物の強度も増大する
からである。

【００３８】尚、併用する有機酸は、硬化触媒に使用す
る亜鉛塩を構成する有機酸と同種類であっても異なる種
類であってもよいが、同種類であることが好ましい。ま
た、有機酸を併用する場合のカルボン酸の配合量は特に
限定しないが、主剤及び硬化剤の総量１００重量部に対
して０．０５〜５．０ｍｍｏｌ、さらに１．０〜４．０
ｍｍｏｌ、さらに２．０〜４．０ｍｍｏｌが好ましい。
有機酸の配合量が多くなりすぎると、強度増大の効果が
小さくなる上に、塗り工程可能時間も短くなるからであ
る。

【００３９】本発明の土木・建築用ポリウレタン組成物
には、さらに必要に応じて、充填剤、可塑剤、安定剤、
消泡剤、粘着付与剤など、一般に土木・建築用塗料に含
有され得る添加剤を含有してもよい。ここで、充填剤と
しては、炭酸カルシウム、カーボンブラック、クレー、
タルク、酸化チタン、生石灰、カオリンなどの無機物が
挙げられる。可塑剤としては、例えば、ジオクチルフタ
レート（ＤＯＰ）、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジ
ラウリルフタレート（ＤＬＰ）、ブチルベンジルフタレ
ート（ＢＢＰ）、ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）、ジ
イソデシルアジペート（ＤＩＤＡ）、トリオクチルホス
フェート（ＴＯＰ）、トリス（クロロエチル）ホスフェ
ート（ＴＣＥＰ）、トリス（クロロプロピル）ホスフェ
ート（ＴＤＣＰＰ）などが挙げられる。

【００４０】本発明のポリウレタン組成物は、主剤と硬
化剤との２液型である。硬化触媒及び必要に応じて添加
される上記充填剤等は、主剤に含有させてもよいし、硬
化剤に含有させてもよいし、あるいは別に保存してもよ
い。従って、本発明のポリウレタン組成物は、別々に調
製された主剤及び硬化剤（硬化触媒が別に保存されてい
る場合には更に硬化触媒）を、施工前に所定割合となる
ように混合して用いればよい。

【００４１】本発明の土木・建築用ポリウレタン組成物
の適用個所としては、耐摩耗性、弾性などのポリウレタ
ンの特性を生かせる個所であれば特に限定せず、床材、
内壁材などの種々の建材が挙げられる。また、本発明に
いう建材は家屋に限定されず、屋根のない駐車場の床材
や舗装道路面、歩行路面なども含まれる。ポリウレタン
製床材は、適度なクッション性を有するので歩行感がよ
く、しかも耐摩耗性にも優れているからである。本発明
の土木・建築用ポリウレタン組成物は、このように広範
な個所に適用される床下地材の目止めや平坦化、平滑化
のためのプレコート、床材の厚み調整のための中間コー
ト、仕上げ用のトップコートなどに好ましく用いられ
る。

【００４２】特に好適な床下地材としては、天然ゴム
（ＮＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニト
リルゴム（ＮＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエン三
元共重合体（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、
ブチルゴム（ＩＩＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）等のゴ
ム；これらのゴムチップ（例えば廃タイヤを微粉砕して
なるゴムチップ）をウレタン系バインダー等で硬化して
なるゴム状弾性体が挙げられ、これらの床下地材の目止
め、表面平坦化、滑り性、耐摩耗性付与を目的として、
本発明のポリウレタン組成物は、特に好ましく用いられ
る。

【００４３】本発明のポリウレタン塗膜は、本発明のポ
リウレタン組成物を硬化させたもので、ポリウレタン１
００重量部中に亜鉛が０．１５〜２．５ｍｍｏｌ含有さ
れている。このようなポリウレタン塗膜は、床材の目止
め層、プレコート層、中間層、トップコート層のいずれ
に用いてもよい。

【００４４】本発明のポリウレタン塗膜を目止め層、プ
レコート層、中間層として用いた床材は、クッション
性、防水性に優れている。また、トップコート層に用い
た床材の場合には、更に耐摩耗性、耐溶剤性に優れ、弾
性に優れた下地床材の変形にも追随することができるの
で、塗膜剥がれやひび割れが起こらず、しかも鉛を含有
していないので環境面からも安全である。

【００４５】

【実施例】〔評価方法〕まず、実施例で用いた評価方法
について説明する。

【００４６】作業性ポットライフ及び塗り工程可能時間で評価した。ここ
で、ポットライフとは、主剤と硬化剤を混合した後、ゲ
ル化、硬化などが起こらずに流動性を保っている時間を
いい、Ｂ型粘度計を用いて測定した粘度が５００００ｃ
ｐｓになるまでの時間（分）で表す。ポットライフが長
い程、作業性に優れていると言え、６０分以上を合格と
した。

【００４７】塗り工程可能時間とは、主剤と硬化剤を混
合してなる塗料を塗布し初めてから、塗布後の塗膜を修
正したり、又は塗布面上に更に重ね塗りしたりすること
が可能な時点までの時間を表す指標であり、この塗り工
程可能時間が長い程、塗布面の修正や重ね塗りできる時
間が長く、作業性に優れていることを示しており、０．
３時間以上を合格とした。

【００４８】塗り工程可能時間の具体的な測定方法は、
ガラス板上に主剤と硬化剤とを混合した直後の塗料を塗
布し、塗膜が形成された部分に金属ピンの先端を当接さ
せながら、該金属ピンを一定速度で移動させる。金属ピ
ンの移動により形成された塗膜に傷が発生することにな
るが、塗布後初期の塗膜では、塗膜の流動性によってピ
ンによる傷は修復されて傷のない平坦面に戻ることがで
きる。一方、塗布後、時間が経過するに連れて塗膜の流
動性が低下するため、塗膜のピンによる傷が残ったまま
となる。金属ピンの移動開始地点から、金属ピンによる
傷が残存しはじめる点までの距離を測定し、その距離を
金属ピンの移動速度で除して、金属ピンの移動開始時か
ら金属ピンによる傷が残存しはじめるまでの時間を算出
した。その時間を塗り工程可能時間（単位：時間）とし
た。

【００４９】速硬化性（時間）塗布後、５℃に保持したときの硬化するまでの時間を、
ドライングレコーダで測定した。硬化時間が短い程、速
硬化性が優れており、２４時間以下を合格とした。

【００５０】下地追随性ポリウレタン組成物をクッション性床材に適用する場
合、下地材であるクッション性床材のクッション性に基
づく変形に追随できることが求められる。追随できない
場合、塗膜が剥がれたり、塗膜にひびがはいったりする
ことになるからである。

【００５１】下地追随性は、引張破断強度及び破断時の
伸び率で評価した。引張り破断強度（Ｔｂ）、破断時伸
び率（Ｅｂ）は、ＪＩＳＫ６３０１に従ってを測定し
た。

【００５２】Ｔｂが２０ｋｇｆ／ｃｍ² 以上を合格と
し、３９ｋｇｆ／ｃｍ² 以上を良好とした。また、Ｅｂ
が４００％以上のものを合格とした。

【００５３】耐溶剤性４０℃のトルエンに２４時間浸漬し、浸漬前の体積（Ｖ
₀ ）と浸漬後の体積（Ｖ₁ ）から、膨潤率（％）（ΔＶ
＝（Ｖ₁ ―Ｖ₀ ）／Ｖ₀ ×１００）を求めた。膨潤率
（ΔＶ）の値が小さい程、耐溶剤性に優れており、１０
０％以下を合格とした。

【００５４】〔ポリウレタン組成物の配合組成〕硬化触
媒以外は、表１に示すような配合組成とした。ここで主
剤としては、トリレンジイソシアネートとポリプロピレ
ングリコールを、ＮＣＯ／ＯＨの割合が２となるように
混合反応させて得られるウレタンプレポリマー（ＴＤＩ
／ＰＰＧプレポリマー）を用いた。

【００５５】硬化剤としては、３，３′−ジクロロ−
４，４′−ジアミノジフェニルメタン（ＭＯＣＡ）及び
ポリプロピレングリコールを用いた。

【００５６】

【表１】

【００５７】〔硬化触媒の金属塩の種類〕表２に示すよ
うな各種有機金属塩を硬化触媒として用いたポリウレタ
ン組成物Ｎｏ．１〜８の作業性、速硬化性、下地追随
性、耐溶剤性を測定した。配合組成と併せて、測定結果
を表２に示す。

【００５８】尚、触媒は夫々下記濃度のミネラルスピリ
ット溶液を用いた。樹脂分１００重量部に対する金属量
が０．９０〜１．０ｍｍｏｌとなるような量とした。表
２中に示す触媒の配合量は実際に用いた溶液の配合量
（重量部）を示し、触媒量は塗膜形成成分（ＴＤＩ／Ｐ
ＰＧポリマー、ＭＯＣＡ、ポリプロピレングリコールの
総量）１００重量部に対する金属の量（ｍｍｏｌ）を示
している（以下、本実施例の表について同様）。

【００５９】・オクチル酸亜鉛：亜鉛含有量８％のミネ
ラルスピリット溶液・オクチル酸鉛：鉛含有量３８％のミネラルスピリット
溶液・オクチル酸鉄：鉄含有量８％のミネラルスピリット溶
液・オクチル酸マンガン：マンガン含有量８％のミネラル
スピリット溶液・オクチル酸ジルコニウム：ジルコニウム含有量６％の
ミネラルスピリット溶液・オクチル酸ビスマス：ビスマス含有量１３％のミネラ
ルスピリット溶液・ジブチルスズジラウレート：スズ含有量４５％・ｏ−フェニルフェノールナトリウム：ナトリウム含有
量１％のｏ−フェニルフェノールナトリウムのキシレン
／メチルエチルケトン溶液

【００６０】

【表２】

【００６１】表２から、速硬化性を満足できたのは、オ
クチル酸の金属塩だけであった。しかし、オクチル酸の
金属塩であっても、鉛塩は作業性（ポットライフ）と耐
溶剤性が劣り、鉄塩は耐溶剤性と下地追随性が劣り、マ
ンガン塩は耐溶剤性が劣り、ビスマス塩は作業性（ポッ
トライフ及び可使時間）、下地追随性、耐溶剤性に劣っ
ていた。

【００６２】従って、作業性、速硬化性、下地追随性、
及び耐溶剤性のいずれも満足できたのはオクチル酸の亜
鉛塩だけであった。

【００６３】〔亜鉛塩を構成する有機酸の種類〕硬化触
媒として、種々の有機酸の金属塩を用いたポリウレタン
組成物（Ｎｏ．９〜１２）、オクチル酸亜鉛の配合量を
変えたポリウレタン組成物（Ｎｏ．１３〜１７）につい
て、作業性、速硬化性、下地追随性、耐溶剤性を測定し
た。測定結果を表３に示す。参照のためにＮｏ．１の結
果も併せて示す。

【００６４】尚、ポットライフについては、オクチル酸
亜鉛の含有量が多いＮｏ．１７以外、いずれも６０分以
上あって、合格レベルであった。

【００６５】

【表３】

【００６６】表３から、ジチオカルボン酸の塩、安息香
酸の塩は速硬化性が劣り、またジチオカルボン酸の塩の
場合、破断強度は合格レベルであったが、良好なレベル
ではなかった。従って、亜鉛塩としては、飽和脂肪族の
カルボン酸、脂環族のカルボン酸が好適であることがわ
かる。

【００６７】Ｎｏ．１３〜１７から、オクチル酸亜鉛を
触媒として用い、速硬化性及び硬化物の特性を満足する
ためには、塗膜形成成分１００重量部あたりの亜鉛量が
０．１〜３．５ｍｍｏｌが好適であることがわかる。

【００６８】〔有機酸併用の効果〕亜鉛量が０．９６ｍ
ｍｏｌのオクチル酸亜鉛に、オクチル酸を表４に示す量
だけ併用したポリウレタン組成物Ｎｏ．１８〜２０につ
いて、塗り工程可能時間、速硬化性、下地追随性、耐溶
剤性を測定した。測定結果を表４に示す。尚、参照のた
めにＮｏ．１の結果も併せて示す。

【００６９】

【表４】

【００７０】表４から、塩を形成していないオクチル酸
の併用により、若干速硬化性が向上し、また硬化物の破
断強度も向上できることがわかる。

【００７１】

【発明の効果】本発明の土木・建築用ポリウレタン組成
物は、従来の土木・建築用ポリウレタン組成物と比べて
硬化物の物性を損なうことなく、また塗装時の作業性及
び速硬化性にも優れ、しかもコストアップを招くことな
く、鉛化合物を用いない環境に優しい材料である。従っ
て、本発明のポリウレタン組成物は、硬化物の耐久性、
強度とともに、塗布時の作業性、乾燥性も重視されるよ
うな用途、さらには環境面からの安全性も重視される用
途、具体的には歩行路、屋上、駐車場等の屋外；工場、
実験室、家屋等の屋内の床材等の土木・建築分野の塗料
として好適である。

【００７２】本発明のポリウレタン塗膜は、人体に有害
な鉛が含まれておらず、下地追随性に優れるので、特に
変形が大きいクッション性下地材に組合わせて用いられ
る床材用塗膜として有用である。また耐溶剤性にも優れ
ているので、工場、実験室、家屋の床材用塗膜に適して
いる。さらに、本発明のポリウレタン塗膜は、形成に際
して作業性、施工性に優れているので、工場や実験室の
床のような大面積に塗布する場合にも便利である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】イソシアネート基を有するウレタンプレ
ポリマーを主剤とし、ポリオール化合物及びポリアミン
化合物を硬化剤とする土木・建築用ポリウレタン組成物
において、硬化触媒として、カルボン酸の亜鉛塩を含有することを
特徴とする土木・建築用ポリウレタン組成物。
【請求項２】前記亜鉛塩は、飽和脂肪族カルボン酸又
は脂環族カルボン酸の亜鉛塩である請求項１に記載の土
木・建築用ポリウレタン組成物。
【請求項３】前記亜鉛塩は、前記ウレタンプレポリマ
ー及び前記ポリオール化合物及びポリアミン化合物の含
有総量１００重量部に対して、０．１５〜２．５ｍｍｏ
ｌとなる量だけ含有している請求項１又は２に記載の土
木・建築用ポリウレタン組成物。
【請求項４】塩を形成していない有機酸を含有する請
求項１〜３のいずれかに記載の土木・建築用ポリウレタ
ン組成物。
【請求項５】ポリウレタン樹脂１００重量部あたり亜
鉛０．１５〜２．５ｍｍｏｌを含有している土木・建築
用ポリウレタン塗膜。