(57)【要約】【解決手段】水硬性セメント、水、ポリオール、イソシアネート化合物を含むポリウレタン系セメント組成物に尿素が含まれること、またポリオールエマルジョンに尿素が配合されることで、硬化時表面に形成される樹脂層に、光沢を抑える要素の水硬性セメントの取り込みが抑えられ、硬化物が高光沢表面となるポリウレタン系セメント組成物となる。【効果】ポリウレタン系セメント組成物が硬化して得られる表面は高光沢となり、耐汚染性が高いものとなり、過酷な条件下で使用されても容易に汚れを除去できる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水硬性セメント、水、ポリオール、イソシアネート化合物を含むポリウレタン系セメント組成物であって、尿素を含むことを特徴とするポリウレタン系セメント組成物。
【請求項２】
上記水とポリオールがエマルジョンとなっており、このエマルジョンに尿素が配合されることを特徴とする請求項１に記載のポリウレタン系セメント組成物。
【請求項３】
上記ポリウレタン系組成物の使途が塗床であること特徴とする請求項１乃至２いずれか記載のポリウレタン系セメント組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高光沢となるポリウレタン系セメント組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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塗り床材は、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。
【０００３】
水硬性セメント、水、セメント減水剤、及び、硬化して樹脂となり得る成分からなるセメント組成物は施工現場での混合にて均一に分散されやすく、作業性・性能・仕上がり外観にムラが生じにくいことが開示されている。（特許文献１）
【０００４】
（ａ）水硬性セメント、（ｂ）骨材、（ｃ）イソシアネート基を含む化合物、（ｄ）水、（ｅ）３級アミン化合物触媒、および、（ｆ）活性水素含有化合物（ただし水および３級アミン化合物触媒を除く）、を必須成分とするポリウレタン系セメント組成物が良好な仕上がり外観となることが開示されている。（特許文献２）
【０００５】
水硬性セメント、水、骨材、ひまし油系ポリオール等の疎水性のポリオール、及び、ひまし油系ポリオール等の疎水性ポリオールとジイソシアネート化合物の反応で得られるイソシアネート基末端プレポリマーを含有するイソシアネート成分からなるポリマーセメント組成物が高耐久性塗り床材となることを開示している。（特許文献３）
【０００６】
ポリエステルポリオール、イソシアネート化合物並びに水硬性セメントを含む骨材を配合してなる樹脂セメント組成物により、塗膜厚みが５ｍｍ以下においても、表面の樹脂成分だけからなる層と骨材を含む中心部の層の収縮率が異ならず、反り上がり現象や表層の亀裂誘発ななくなることが開示されている。（特許文献４）
【０００７】
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が光沢度が５．０以上となり、耐汚染性すなわち汚染除去性が高いことが開示されている。（特許文献５）
【特許文献１】特開平８−１６９７４４号公報
【特許文献２】特開平１１−７９８２０号公報
【特許文献３】特開２０００−７２５０７号公報
【特許文献４】特開２００５−４７７１９号公報
【特許文献５】特開２００７−２５４１７９号公報
【０００８】
しかし、前記特許文献５を採用するとＮＣＯ％を低減させ、硬化物の強度が低下し、不具合を生じることがあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
解決しようとする課題は、高光沢となり、耐汚染性が高いポリウレタン系セメント組成物の提供である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、水硬性セメント、水、ポリオール、イソシアネート化合物を含むポリウレタン系セメント組成物であって、尿素を含むことを特徴とするポリウレタン系セメント組成物で、高光沢となり、耐汚染性が高いものとなる。
請求項２の発明は、  上記水とポリオールがエマルジョンとなっており、このエマルジョンに尿素が配合されることを特徴とする請求項１に記載のポリウレタン系セメント組成物で、上記効果が最も有効なものとなる。
請求項３の発明は、上記ポリウレタン系組成物の使途が塗床であること特徴とする請求項１乃至２いずれか記載のポリウレタン系セメント組成物で、本発明の効果が最も発揮される使途となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のポリウレタン系セメント組成物は、高光沢で耐汚染性が高いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
一般に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が、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と考えられている。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。この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、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し易くし、また、除去を困難にしている原因となっている。
【００１３】
本発明はポリウレタン系セメント組成物が、尿素を含むことにより、光沢が上がり、耐汚染性が向上することを特徴とし、その作用は次の様に推定される。
塗布してから硬化する間に形成される樹脂皮膜は主にポリオールとイソシアネートさらに配合により疎水性希釈剤からなっている。一方、水硬性成分は水とセメント等の無機成分から構成される。組成物に尿素が含まれることにより、水硬性成分が樹脂皮膜中に取り込まれた際イソシアネート基がビウレット化により架橋し、疎水性を高め、水硬性成分の取り込みを抑制する。
一方、尿素は親水性が高いため、水溶性ポリオールのように樹脂皮膜中に積極的に水硬性成分を介入させるような弊害がない。また、他の水溶性アミンのように急激にイソシアネートと反応することもないので充分な可使時間を確保できる。
このため、樹脂皮膜の形成が強固なものとなり、光沢が高く塗装ムラの出にくい組成物になると考えられる。
この作用・効果は組成物のゲル化速度や疎水性相互作用に影響を受けると考えられ、使用される環境等、特に温度によって効果は変わり、構成される材料は適宜選択する。
上記作用・効果により、ポリウレタン系セメント組成物が求められる過酷な条件下で使用、特に車両等が通行する部位において、通常のメンテナンスで容易に汚れを除去できる。
【００１４】
ポリオール組成物
本発明のポリオール組成物は、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオール、エポキシ変性ポリオール等の二基以上の水酸基を持つポリオールを使用することができる。中でも疎水性のものが好ましく、例として、ひまし油変性ポリオールがあげられる。
具体的な製品として、住友バイエルウレタン（株）ディスモフェン１１４５、ディスモフェン１１５０などがある。
ポリオール組成物中にはポリオールを水に分散させる、或いはポリオールに水を分散させる形態で水を含むことが出来、ポリオールの種類によっては単独でその中に水を分散させることが可能なものもあるが、場合によってポリオールエマルジョンの安定性のため、ノニオン系界面活性剤を乳化剤として含むことができる。
またポリオール組成物中には、塗装作業性確保のためや、発泡によるフクレの制御のために希釈剤、仕上り向上のために消泡剤、レベリング剤等の添加剤を配合できる。
ポリオール組成物中の水の比率は４０〜１０重量％の範囲であることが望ましい。水分が４０重量％を超えると硬化物の強度低下や微細クラック、光沢低下などを誘発し、１０重量％を下回ると組み合わせて使用するセメント成分の分散が不十分となりやすく望ましくない。
ポリオール組成物が水を含有する形態の場合、この水分に尿素を溶解させておくことができ、このことにより施工時の配合量や分散度合いのブレを抑制することができる。
【００１５】
イソシアネート化合物
イソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、水添化ジフェニルメタンジイソシアネート、水添化トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等が使用できるが、好ましい例としては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）を含有するものがあげられる。
また、ポリメリックＭＤＩを含有するイソシアネートはＭＤＩモノマーを含む場合がほとんどであり、それには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）と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）の構造異性体が存在する。２、４’−ＭＤＩは光沢を下げる効果があるのでイソシアネート化合物中で５％未満であることが望ましい。
具体的な製品として、ポリメリックＭＤＩを含有するものとして、スミジュール４４Ｖ１０、スミジュール４４Ｖ２０（以上  住友バイエルウレタン（株）、商品名）やコロネート３５２０、ＭＲ−１００（以上  日本ポリウレタン（株）、商品名）などがあり、２、４’−ＭＤＩを含有するものとしては、ＢＡＳＦＩＮＯＡＣ（株）：ルプラネートＭＩがあげられる。
【００１６】
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体若しくは混合して使用される。
なお、施工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、淡色に仕上ることが可能になる。
セメント成分は光沢を下げる効果があるのでポリオールとイソシアネート化合物の合計を超えない範囲が望ましく、また組成物中の水分を下回らない範囲が望ましい。水硬セメントは硅砂等を含まない状態でも使用できるが、塗材の寸法安定性が向上し、また、施工上の塗布厚みを安定させるためあらかじめ硅砂、ガイシ粉末等を混合しておき、プレミックス骨材として使用することが好ましい。硅砂等の骨材の粒径・量は前記、寸法安定性、塗布厚みの安定、作業性等で適宜選択する。一般に水硬セメントに対して０〜１２００重量％、ポリオールとイソシアネート化合物の合計重量に対して０〜６００重量％の範囲で使用できる。
【００１７】
添加剤その他
各組成物中には、希釈剤や消泡剤、流動化剤、界面活性剤等の添加剤や、着色剤さらに硅砂、消石灰、ガイシ粉末などの骨材を必要に応じて含むことができる。水や尿素は施工時に後添加することもできるが、あらかじめ水溶液にておくことが望ましい。
【００１８】
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に結果を記す。
【００１９】
実施例・比較例構成原料
ディスモフェン１１５０  商品名、住友バイエルウレタン(株)、ひまし油変性ポリオール、水酸基価：１６５ｍｇＫＯＨ／ｇ
ハイゾールＳＡＳ２９６  商品名、新日本石油(株)、高沸点芳香族系炭化水素化合物  希釈剤
ＢＹＫ−０５７  商品名、ビックケミー(株)、ポリマー型消泡剤
エマルゲン１１１８Ｓ−７０  商品名、花王(株)、  ノニオン系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ＨＬＢ：１６．４  
尿素  和光純薬工業(株)、ＪＩＳ試薬特級
ミリオネートＭＲ−１００  商品名、日本ポリウレタン工業（株）、ポリメリックＭＤＩ、ＮＣＯ含有量３１％、２、４’−ＭＤＩ含有量１％以下
【実施例１】
【００２０】
ディスモフェン１１５０を３５重量部、ハイゾールＳＡＳ２９６を３３．５重量部、ＢＹＫ−０５７を１重量部、エマルゲン１１１８Ｓ−７０を１重量部加え、これに水道水を２９重量部に尿素を０．５重量部加えて溶解させた水溶液をディスパー型撹拌機で撹拌しながら投入し、２分間撹拌してエマルジョンを得、これを実施例１のポリオールエマルジョンとした。
【実施例２】
【００２１】
実施例１の尿素を１．０重量部と変えた以外実施例１と同じく行い実施例２のポリオールエマルジョンとした。
【実施例３】
【００２２】
実施例１の尿素を２．０重量部と変えた以外実施例１と同じく行い実施例３のポリオールエマルジョンとした。
【実施例４】
【００２３】
実施例１の尿素を５．０重量部と変えた以外実施例１と同じく行い実施例４のポリオールエマルジョンとした。
【００２４】
比較例１
実施例１の尿素を無添加とした以外実施例１と同じく行い比較例１のポリオールエマルジョンとした。
【００２５】
【表１】
2010058997.tif 000002
【００２６】
試験体
実施例・比較例のポリオールエマルジョンとイソシアネート化合物としてミリオネートＭＲ−１００を、さらに白色ポルトランドセメント１００重量部に硅砂６号と硅砂５号をそれぞれ１５０部ずつ加えて混合した水硬性セメント混合物をそれぞれ２３℃の雰囲気下に一晩放置した後、ポリオールエマルジョン：ミリオネートＭＲ−１００：水硬性セメント混合物を重量比で１：１：４に混合、ディスパー型撹拌機にて２分間撹拌したものをＪＩＳ  Ａ５４３０に適合する３００×３００ｍｍスレート平板に、厚さ４．０ｍｍになるように金コテにて塗布し、２３℃の雰囲気下でそれぞれ７日間静置したものを試験体とした。
【００２７】
６０度光沢度
実施例・比較例の各試験体を、ＪＩＳ  Ｋ５６００−４−７の試験法に則り、光沢度計（日本電色工業(株)製：ＰＧ−１）を用いて６０度鏡面光沢度を測定した。
【００２８】
汚染試験
ΔＥ＊ａｂの数値を求めて、非汚染部（下記保護部）と色差が少ない。ΔＥ＊ａｂが小さいものが耐汚染性が良好であることを示す。
６０度鏡面光沢度測定で用いた試験体の半面をセロハンテープでマスキングした後、汚染物質を乾燥ウエスで塗りつけた。これを、中性洗剤を用いて水洗いし、乾燥させ、マスキングを除去し、保護した部分と汚染された部分の色差を色彩色差計（ミノルタ(株)製：ＣＲ−４００）にて測定した。
汚染物質はＪＩＳ  Ｚ８９０１に規定される３種の硅砂を５０重量部、８種の関東ロームを２５重量部、１２種のカーボンブラックを２５重量部配合したものを用いた。
色差測定は、ＪＩＳ  Ｚ８７３０に規定される方法に準拠し行い、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系による色差ΔＥ＊ａｂを測定した。