(57)【要約】【課題】供用され老朽化又は損傷を受けた用・排水路用コンクリート構造物の少なくとも水と接する表面を低コストで補修して供用期間を延長し、また、該用・排水路の表面から、環境汚染の水質規制の対象である鉛が水中に溶出することのない用・排水路用コンクリート構造物、及びその補修方法を提供することである。【解決手段】末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを含有する主剤と、活性水素含有化合物及び非鉛系触媒、好ましくは有機酸ビスマス塩触媒を含有する硬化剤とをコンクリート構造物の表面にスプレーで塗布し、塗膜を形成させた用・排水路用コンクリート構造物であり、用・排水路用コンクリート構造物の老朽化又は損傷した表面上に、この塗膜を形成させる用・排水路用コンクリート構造物の補修方法である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを含有する主剤と、活性水素含有化合物及び非鉛系触媒を含有する硬化剤とを用・排水路用コンクリート構造物の表面にスプレーで塗布し、塗膜を形成させた用・排水路用コンクリート構造物。
【請求項２】
主剤及び／又は硬化剤に使用される可塑剤が、アジピン酸ジイソノニルエステル又は脂肪酸エステルである請求項１に記載の用・排水路用コンクリート構造物。
【請求項３】
少なくとも水と接する表面が老朽化又は損傷した用・排水路用コンクリート構造物の表面を、末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを含有する主剤と、活性水素含有化合物及び非鉛系触媒を含有する硬化剤とをスプレーで塗布し、塗膜を形成させることを特徴とする用・排水路用コンクリート構造物の補修方法。
【請求項４】
主剤及び／又は硬化剤に使用される可塑剤が、アジピン酸ジイソノニルエステル又は脂肪酸エステルである請求項３に記載の用・排水路用コンクリート構造物の補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２液型ポリウレタン組成物からなる塗膜で被覆した用・排水路用コンクリート構造物に関する。詳しくは、用・排水路等に適用される水と接する表面を有するコンクリート構造物であって、その表面が２液型ポリウレタン組成物をスプレーで塗布したポリウレタン塗膜である用・排水路用コンクリート構造物、及び施工当初では係る塗膜の表面を有しない用・排水路用コンクリート構造物を用・排水路に供用し、その供用中に老朽化又は損傷した表面に２液型ポリウレタン組成物をスプレーしてポリウレタン塗膜を形成させることを特徴とする用・排水路用コンクリート構造物の表面を補修する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
用・排水路は、公共用や農産業用に必要な水を採り入れたり、使用済又は不要な水を排出したりする水路であり、水の流れを調整したり、水路の側壁を保護したりするために施工されるもので、一般にコンクリート構造物が適用されている。
このような用・排水路用のコンクリート構造物は、プレキャスト・コンクリート又はコンクリートの現場打ちにより構築される。施工された用・排水路は、コンクリート構造物の目的と効果が持続する期間供用される。
用・排水路として供用されたコンクリート構造物の表面は、供用年月の経過と共に老朽化し、又、特に排水路は、流水中の汚染生物、微小固形物等により劣化するのが避けられない。特に、急流河川やダムに構築する放水路や排水路は、流下土砂の掃流力が大きく、土砂による摩耗や衝撃による損傷を受け、水の流れにさまざまな影響を与える。
【０００３】
このように老朽化したり、損傷したりしたコンクリート構造物は、用・排水路の供用寿命を延長するために補修する必要がある。
このような場合、損傷したコンクリート構造物を新たな構造物と取替える方法がある。しかしながら、コンクリート構造物の取替えは、大規模な工事となり構造物の費用、作業コスト等が大きくなってしまうことがある。
一方、自然環境保全の面から水質規制の基準は益々厳しくなっていく傾向にあり、コンクリート構造物から水質汚染の原因となる物質の水中への溶出についても配慮しなければならない。
【０００４】
このような状況に於いて、用・排水路用のコンクリート構造物が水と接する表面から水質規制の対象となるような微量物質が水中に溶出することがなく、かつ損傷した用・排水路用のコンクリート構造物が水と接する表面を大規模な施工方法で改修することなく、老朽化したり損傷したりしたコンクリート構造物を低コストで補修する施工方法が要請されている。
また用・排水路表面は年間を通じて常時水と接している部分もあり、喫水線付近では水に浸かった後、直射日光により乾燥状態になるサイクルを常時繰り返しており、更に喫水線より上の水と接していない部分も存在する。このような過酷な条件下において耐久性に優れた塗膜が要請されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、供用され老朽化又は損傷を受けた用・排水路コンクリート構造物の少なくとも水と接する表面を低コストで補修して、用・排水路としての供用期間を延長し、また、該用・排水路コンクリート構造物の表面から、水質規制の対象となる微量物質が水中に溶出することなく、また高耐久性の塗膜が吹付けられた用・排水路用コンクリート構造物、並びにその補修方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意検討し、用・排水路用コンクリート構造物の表面を、末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを含有する主剤と、活性水素含有化合物及び非鉛系触媒を含有する硬化剤とをコンクリート構造物の表面にスプレーで塗布してポリウレタン塗膜を形成させることにより、水質規制の対象となるような微量成分の水中への溶出の懸念が不要である塗膜を有するコンクリート構造物、並びに用・排水路用として供用されて、その水と接する表面が老朽化又は損傷したコンクリート構造物を、その表面に前記塗膜を形成させることにより、低コストでコンクリート構造物を補修し、その供用期間を延長できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、１．末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを含有する主剤と、活性水素含有化合物及び非鉛系触媒を含有する硬化剤とを用・排水路用コンクリート構造物の表面にスプレーで塗布し、塗膜を形成させた用・排水路用コンクリート構造物、及び、２．少なくとも水と接する表面が老朽化又は損傷した用・排水路用コンクリート構造物の表面を、末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを含有する主剤と、活性水素含有化合物及び非鉛系触媒を含有する硬化剤とをスプレーで塗布し、塗膜を形成させることを特徴とする用・排水路用コンクリート構造物の補修方法であり、特に非鉛系触媒が有機酸ビスマス塩である用・排水路用コンクリート構造物、及び用・排水路用コンクリート構造物の補修方法である。
また、主剤及び／又は硬化剤に使用される可塑剤が、アジピン酸ジイソノニルエステル又は脂肪酸エステルである上記１に記載の用・排水路用コンクリート構造物、又は上記２に記載の用・排水路用コンクリート構造物の補修方法である。
【発明の効果】
【０００７】
用・排水路は、通常、コンクリート構造物で施工される。係る水路は供用年月の経過と共に老朽化、また流水中の土砂その他の固形物により損傷を受ける。
本発明は、老朽化又は損傷を受けたコンクリート構造物を低コストで補修することができる方法であり、補修されたポリウレタン塗膜を有するコンクリート構造物は、ポリウレタン塗膜のウレタン化触媒として非鉛系触媒を使用できるので、塗膜から環境保全上問題となる鉛成分が水中へ溶出することはない。また、鉛含有化合物を触媒として使用した場合、通常、ポリウレタン塗膜層上にさらに形成させたトップコートにより、問題となる鉛成分の水中への溶出を抑制することがあるが、本発明の塗膜ではトップコート層が必ずしも必要ではない。すなわち、本発明は、用・排水路用のコンクリート構造物の老朽や損傷を低コストで補修し、水路の供用期間を延長し、かつ用・排水の水質に好ましくない影響を与えることがない塗膜で被覆されたコンクリート構造物であり、かつ施工工数及びコスト面でも有利な補修方法を提供することができる。
またこの方法により補修されたコンクリート構造物表面のポリウレタン塗膜は、耐久性、特に耐水性に優れており、長年の供用に対しても物性が低下しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明で言う用・排水路用コンクリート構造物は、用水路又は排水路用の水と接する表面を有するコンクリート製の構造物である。例えば、農業用ダムや溜池から田圃や圃場に用水を供給する用水路、及び使用した水を排水する排水路等で、用水を効果的に利用し、排水するため水の流れを調整する構造物として製造され、使用されるコンクリート製の構造物である。
その材料や形等は、実際に製造され実用されているもの、又はプレキャスト・コンクリート構造物であっても、施工現場でコンクリート打ちして作られるコンクリート構造物であっても、用・排水路に使用可能なものであれば特に限定されない。
例えば、実用されている農業用水路コンクリート製品としての各種サイズのベンチフリューム、ベンチボックス及び水路用Ｌ型等の用・排水路用コンクリート構造物があげられる。また、用水路やダム又は溜池等の側壁に用いられるブロック状のコンクリート構造物であってもよい。
本発明の補修方法で言うコンクリート構造物は、用・排水路として供用されたコンクリート構造物の表面が、供用年月の経過と共に老朽化又は損傷したものである。
特に、排水路は、流水中の汚染生物、微小から大小さまざまな固形物等により劣化するのが避けられない。急流の河川やダムに構築される放水路や排水路のコンクリート構造物は、流下土砂の掃流力が大きく、土砂による摩耗や衝撃による損傷が大きい。
【０００９】
本発明に係るポリウレタン塗膜は、末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを含有する主剤と、活性水素含有化合物及び非鉛系触媒を含有する硬化剤、すなわち、２液硬化型ポリウレタン組成物をスプレー工法により塗布し、反応させて得られる。
主剤で用いる末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーは、イソシアネート基を有する化合物、例えば、芳香族イソシアネート、脂肪族イソシアネート、脂環族イソシアネート、それらの混合物又はウレタンプレポリマー等有機イソシアネート化合物の変成物等と、イソシアネートと反応する活性水素を有する化合物、すなわち、分子末端に２個以上の水酸基を有するポリオール化合物やポリアミン化合物等の活性水素含有化合物とを反応させて得られる。
イソシアネート基を有する化合物としては、例えば、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）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、１，５‐ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、液状ジフェニルメタンジイソシアネート（液状ＭＤＩ）、トリレンジイソシアネートの粗製物（クルードＴＤＩ）、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートの粗製物（クルードＭＤＩ）等の芳香族イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）等の脂肪族イソシアネート、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、水添ＸＤＩ（Ｈ６ＸＤＩ）、水添ＭＤＩ（Ｈ１２ＭＤＩ）、水添テトラメチルＸＤＩ、ノルボルナンジイソシアネートメチル（ＮＢＤＩ）等の脂環族ポリイソシアネートが挙げられる。
【００１０】
また、これらのイソシアネートを用いたイソシアネート基末端プレポリマー、カルボジイミド変成体、ウレトニミン変成体、アシル尿素ジイソシアネート、イソシアヌレート変成体、トリメチロールプロパンアダクト体、ビウレット変成物及びアロファネート変成体等も挙げられる。
好ましくは、ＭＤＩ系ポリイソシアネート及び／又はその変成体である。これらイソシアネート基を有する化合物は、単独で使用しても、又は２種以上を混合して使用してもよい。
【００１１】
イソシアネートと反応する活性水素を含有する化合物（単に活性水素含有化合物と言うこともある）は、分子末端に２個以上の水酸基を有するポリオール化合物やポリアミン化合物であり、通常のポリウレタン樹脂組成物の調製に用いられる活性水素含有化合物である。
例えば、比較的低分子量の多価アルコールとして、エチレングリコール（ＥＧ）、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、プロピレングリコール（ＰＧ）、ジプロピレングリコール（ＤＰＧ）、１，３−ブタンジオール（１，３−ＢＤ）、１，４−ブタンジオール（１，４−ＢＤ）、ネオペンチルグリコール（ＮＰＧ）、４，４’−ジヒドロキシフェニルプロパン、４，４’−ジヒドロキシフェニルメタン等の２価アルコール、グリセリン、１，１，１−トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）、１，２，５−ヘキサントリオール、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）等の３価アルコール、ペンタエリスリトール、グルコース、シュークロース、ソルビトール等の４価以上の多価アルコールが挙げられる。
【００１２】
ポリエーテルポリオールとしては、例えば、比較的低分子量の多価アルコール１種又は２種以上、或はエチレンジアミン、アニリン等の低分子量のアミン化合物にエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等の１種以上又は２種以上を付加重合して得られるポリエーテルポリオール、又はテトラヒドロフランを開環重合して得られるポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＥＧ）等が挙げられる。
ポリエステルポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン等、又はその他の低分子ポリオールの１種以上とグルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ダイマー酸等又はその他の低分子ジカルボン酸やオリゴマー酸の１種又は２種以上との縮合重合及びカプロラクトン等の開環重合により得られるポリエステルポリオール等が挙げられる。
【００１３】
さらに、前記の公知のポリエステルポリオールにエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等の１種又は２種以上を付加重合して得られるポリエステルポリエーテルポリオール等が挙げられる。
ポリエーテルポリオール又はポリエステルポリオールの変成物としては、前記の公知のポリエーテルポリオール又はポリエステルポリオールにアクリロニトリル、スチレン、メチルメタクリレート等のエチレン性不飽和化合物をグラフト重合させて得たポリマーポリオール等が挙げられる。
その他のポリオールとしては、例えば、ポリカーボネートポリオール、ポリブタジエンポリオール、水添されたポリブタジエンポリオール、アクリルポリオール、エポキシポリオール、ひまし油等が挙げられる。
また、ポリアミン化合物としては、例えば、エチレンジアミン、ポリエーテルポリアミン等の脂肪族ポリアミンや芳香族ポリアミンが挙げられる。
さらに、アルカノールアミン、例えば、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）等が挙げられる。
これらの活性水素含有化合物は、１種単独で、又は２種以上を混合して用いることもできる。
【００１４】
末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーは、好ましくは、末端にイソシアネート基を含有する化合物と、活性水素含有化合物として分子末端に２個以上の水酸基を有するポリオール化合物とを、ＮＣＯ／ＯＨ比４〜２５で反応させる（なお、活性水素化合物がポリアミン化合物の場合、ＮＣＯ／Ｈ比である）。
ウレタンプレポリマーの合成方法に特に限定はないが、例えば、イソシアネート基含有化合物を、活性水素含有化合物に対して上記のＮＣＯ／ＯＨ比（又はＮＣＯ／Ｈ比）の範囲で活性水素含有化合物と一括して混合、又はどちらか一方を先に仕込み、他方を後から添加し、１０〜１２０℃、１〜１５０時間、必要により反応を速めるために公知の触媒を添加して反応させることができる。
【００１５】
上記の主剤や硬化剤では、従来からポリウレタン樹脂の製造に用いられていたプラスチックの好適な可塑剤、例えば、フタル酸ジブチルエステル（ＤＢＰ）、フタル酸ジ−ｎ−オクチルエステル（ＤｎＯＰ）、フタル酸ジ（２−エチルヘキシル）エステル（ＤＯＰ）、フタル酸ジイソノニルエステル（ＤＩＮＰ）、アジピン酸ジ（２−エチルヘキシル）エステル（ＤＯＡ）、アジピン酸ジイソノニルエステル（ＤＩＮＡ）等を使用することができる。
これらの中でも、特にアジピン酸ジイソノニルエステル（ＤＩＮＡ）は、コンクリート構造物に優れた耐久性を付与するので、最適に使用される。
また、脂肪酸エステルが優れた減粘効果を示すので、これを用いることもできる。脂肪酸エステルは、高圧２液型吹付け装置により吹付ける２液の粘度を、施工温度、反応温度等を考慮して、作業時間の短縮・作業量の減少や作業の省エネルギー化等をはかり、施工条件を作業上有利に設定できる。
【００１６】
本発明に係るポリウレタン塗膜において、必要に応じて、主剤及び／又は硬化剤に使用される脂肪酸エステルは、例えば、ステアリン酸メチルエステル、パルミチン酸メチルエステル、ラウリン酸メチルエステル、オレイン酸メチルエステル等の合成由来の脂肪酸エステル類、又は牛脂脂肪酸メチルエステル、ヌカ脂肪酸メチルエステル、植物脂肪酸メチルエステル、パルミチン酸ブチルエステル及び植物脂肪酸ブチルエステル等の天然由来の脂肪酸のエステル化物（以下、単に天然由来の脂肪酸エステルと言う）が挙げられる。好ましくは天然由来の脂肪酸エステルであり、さらに好ましくはヌカ脂肪酸エステルである。
これら可塑剤の使用量は、主剤及び硬化剤の合計量に対して、１〜２５重量％である。１重量％未満では、粘度が高すぎて、スプレー工法に好ましくなく、一方、２５重量％を超えると、硬化物の性状に好ましくない影響を与える。
【００１７】
本発明に係る塗膜の形成に用いられる硬化剤は、活性水素含有化合物及び非鉛系触媒を含有してなるものである。
活性水素含有化合物としては、通常、一分子中に２以上の水酸基を有するポリオール又は一分子中に２以上のアミノ基を有するポリアミンであり、ポリオールとポリアミンとを併用してもよい。
ポリオールとしては、例えば、比較的低分子量の多価アルコール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールやポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールの変成物を挙げることができる。
【００１８】
比較的低分子量の多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール（ＥＧ）、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、プロピレングリコール（ＰＧ）、ジプロピレングリコール（ＤＰＧ）、１，３−ブタンジオール（１，３−ＢＤ）、１，４−ブタンジオール（１，４−ＢＤ）、ネオペンチルグリコール（ＮＰＧ）、４，４’−ジヒドロキシフェニルプロパン、４，４’−ジヒドロキシフェニルメタン等の２価アルコール、グリセリン、１，１，１−トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）、１，２，５−ヘキサントリオール、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）等の３価アルコール、ペンタエリスリトール、グルコース、シュークロース、ソルビトール等の４価以上の多価アルコールが挙げられる。
【００１９】
また、ポリエーテルポリオールとしては、例えば、比較的低分子量の多価アルコール１種以上にエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等の１種以上を付加重合して得られるポリエーテルポリオール及びテトラヒドロフランを開環重合して得られるポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＥＧ）等が挙げられる。
ポリエステルポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン等又はその他の低分子ポリオールの１種又は２種以上とグルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ダイマー酸等又はその他の低分子ジカルボン酸やオリゴマー酸の１種又は２種以上との縮合重合及びカプロラクトン等の開環重合して得られるポリエステルポリオール等が挙げられる。
【００２０】
ポリエーテルポリオール又はポリエステルポリオールの変成物としては、前記の公知のポリエーテルポリオール又はポリエステルポリオールにアクリロニトリル、スチレン、メチルメタクリレート等のエチレン性不飽和化合物をグラフト重合させて得たポリマーポリオール等が挙げられる。
その他のポリオールとしては、例えば、ポリカーボネートポリオール、ポリブタジエンポリオール、水添されたポリブタジエンポリオール、アクリルポリオール、エポキシポリオール、ひまし油等が挙げられる。
このようなポリエーテルポリオール又はポリエステルポリオールの変成物を活性水素含有化合物として用いる場合、その使用量は、得られるポリウレタン塗膜の目的や物性に合わせて適宜設定すれば良い。
また、ポリアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、ポリエーテルポリアミン等の脂肪族ポリアミンやジエチルトルエンジアミン、４，４’−メチレンビス−（２−クロロアニリン）等の芳香族ジアミンが挙げられる。
さらに、アルカノールアミン、例えば、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）等が挙げられる。
【００２１】
また、硬化剤に含まれる非鉛系触媒としては、非鉛系有機金属触媒、例えば、錫アセテート、錫オクトエート、錫２−エチルヘキソエート、錫ラウレート、錫マレエート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ラウレート、ジオクチル錫ジラウレート等の有機酸錫塩、例えば、下記の好ましく使用される有機酸ビスマス塩、又は例えば、Ｎ，Ｎ’，Ｎ”−ジメチルアミノヘキサヒドロトリアジン等、その他、オクチル酸カリウム、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸カルシウム、或はスルホン酸、無機酸、リン酸エステル、オキシ酸、カルボン酸等である。
本発明で使用する触媒としては、有機酸鉛触媒、例えば、鉛オクトエート、鉛２−エチルヘキソエート、鉛ナフテネート等の鉛含有化合物を除くものであり、本発明に係る塗膜中にはこれらを含まない。
非鉛系触媒の使用量は、特に限定されず、通常、ウレタン化反応の触媒として使用される量であり、金属触媒では、硬化剤中０．０１〜５重量％であり、第三級アミンでは、硬化剤中０．００１〜５重量％、好ましくは０.１〜３重量％である。
【００２２】
硬化剤に於いて、特に好ましく使用される非鉛系触媒は、有機酸ビスマス塩であり、例えば、有機酸ビスマス塩または炭素原子数８〜２０の脂肪酸ビスマス塩が挙げられる。
有機酸ビスマス塩としては、アビエチン酸、ネオアビエチン酸、ｄ−ピマル酸、イソ−ｄ−ピマル酸、ポドカルプ酸及びこれらの２種以上を主成分とする樹脂酸ビスマス等の脂環族系有機酸のビスマス塩、安息香酸、ケイ皮酸、ｐ−オキシケイ皮酸等の芳香族系有機酸のビスマス塩等が挙げられる。炭素原子数８〜２０の脂肪酸ビスマス塩としては、オクチル酸、ネオデカン酸、ネオドデカン酸等のビスマス塩が挙げられる。
有機酸ビスマス塩の使用量は、硬化剤に対して、金属ビスマスとして、０．００１〜３重量％、好ましくは０．００５〜１重量％である。
【００２３】
さらに、硬化剤中には、必要に応じて助触媒、鎖延長剤、充填剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、顔料又は染料の着色剤、分散剤等の添加剤を任意に配合してもよい。
また、用途に応じて整泡剤、発泡剤を加えることにより、発泡体として用いることもできる。これらのその他添加剤は本発明の効果を損なわない範囲であれば配合量の一部又は全量を主剤に配合しても良い。
【００２４】
本発明におけるポリウレタン塗膜は、上記の主剤及び硬化剤を高圧２液型吹付け装置により施工対象物であるコンクリート構造物の表面にスプレーで吹付けて、反応、硬化させて得られる。
この際の主剤と硬化剤の使用量は、４：１〜１：４の容量比であり、ＮＣＯ  Ｉｎｄｅｘ  （末端イシソアネート基含有ウレタンプレポリマー中のＮＣＯ基と硬化剤中の活性水素との当量比）が０．９〜１．３、好ましくは１〜１．２の範囲となるようにする。
必要により脂肪酸エステルを使用する場合、末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを含有する主剤の粘度、及び活性水素含有化合物及び非鉛系触媒を含有する硬化剤の粘度が、従来使用されていた可塑剤を使用する場合に比べ低いので、高圧２液型吹付け装置において、スプレーガンに送り込む主剤及び硬化剤の加熱温度を、より低く、適切な反応温度に合わせて設定でき、所定温度まで到達する加熱時間を短縮できる。
【００２５】
本発明におけるコンクリート構造物の表面に塗膜を形成する方法は、次のようである。
プレキャスト・コンクリート又は施工現場でコンクリート打ちして作られる用・排水路用コンクリート構造物の表面に、前述の末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを含有する主剤と、活性水素含有化合物及び非鉛系触媒を含有する硬化剤とをスプレーにより、塗膜の膜厚が平均１ｍｍ以上、好ましくは平均２ｍｍ以上となるように吹付けて反応させ塗膜を形成させる。膜厚は、通常、平均５ｍｍ以下で十分である。
なお、用・排水路用のコンクリート構造物の少なくとも水と接する表面とは、新規に施工された用・排水路用コンクリート構造物が用・排水の水路として作用するに際して、それらの水と接する内壁の表面、及び施工されたコンクリート構造物が用・排水路用として供用され、流水と接し老朽化又は損傷された表面を含む。特に、本発明の補修方法では、用・排水路として供用されその表面が老朽化又は損傷されたコンクリート構造物の水と接した表面を含む表面を言う。
【００２６】
このような老朽化又は損傷を見出されると、コンクリート構造物は、継続して供用する場合、用・排水路を使用可能な状態に戻す必要があるが、そのためには、コンクリート構造物を新規のものと取り替えて新設するか、損傷部分のみを補修してコンクリート構造物の使用寿命を延ばす方法が採用されることになる。
本発明の方法は、後者の補修する方法であり、老朽化又は損傷が見出されたとき、その水路をドライアップして、コンクリート構造物が少なくとも水と接する部分をクリーニング、養生し、前述の末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを含有する主剤と、活性水素含有化合物及び非鉛系触媒を含有する硬化剤とをスプレーにより吹付けて塗布し、反応させポリウレタン塗膜を形成させる。なお、必要により、塗膜を形成するに際して、施工するコンクリート構造物の一部乃至は全面に、通常使用されるウレタン系又はエポキシ系のプライマーを予め塗布してもよい。
【００２７】
また、本発明のコンクリート構造物表面のポリウレタン塗膜及び補修したポリウレタン塗膜は、その表面に更なるトップコート層を施工する必要はない。
使用する硬化剤中の触媒が鉛系触媒であれば、塗膜から鉛成分の水中への溶出を抑えるためにトップコートを施工する。しかし、用・排水路において、流水中の汚染生物、微小乃至さまざまな固形物により、トップコート層の状態を施行当初のままに長く維持することは困難であり、塗膜表面の状況を正常に維持管理する必要がある。このようなトップコート層は、施工の初期コスト及び塗膜表面のメンテナンスのためのコストが嵩む。
これに対して、本発明に係る塗膜では、塗膜から鉛成分が水中へ溶出することがないので、トップコート層を施工しなくても用・排水路としての効果にはなんら支障はない。また、トップコート層の施工を必要としないので、本発明の補修方法は施工コストを削減できる。しかしながら、必要により通常の方法によってトップコートを施してもなんら差し支えない。
【００２８】
老朽化又は損傷したコンクリート構造物を新規な構造物と取り替えて新設する方法は、プレキャスト・コンクリート構造物では、取り替えること自体は簡単であるが、施工されていたコンクリート構造物の除去工事、新しいコンクリート構造物を生産現場から施工現場まで搬送し、それを設置する工事等、時間と工事の手間を必要とする方法であった。
これに対して、本発明の方法は、老朽化又は損傷が見出されたコンクリート構造物が設置されていた現場での施工工事が可能な方法であり、簡便で、経済的に施工ができる。
すなわち、水と接する表面が損傷してコンクリート構造物が発見された時、水流を止めて損傷した表面を清掃し・乾燥した後、前記の２液型ポリウレタン組成物をスプレーで吹付け塗膜を形成させる簡便な方法である。
【００２９】
従来、ポリウレタン樹脂からなる防水性塗膜は、ウレタン化反応の触媒として使用されていた、例えば、鉛等の金属化合物の金属が塗膜から水中に溶出すると、環境水を汚染するものとして問題視されていたが、本発明におけるコンクリート構造物表面のポリウレタン塗膜は、水質規制の対象となる鉛の水中への溶出がない。また、本発明に係るポリウレタン塗膜は、紫外線吸収剤を含有するようなトップコート層を施工することが必ずしも必要ではなく、トップコート層がなく塗膜が見掛け上、変色することがあっても、用水路としての効果にはなんら影響はない。むしろ、施工の初期コストや維持管理のためのコストを低減できる。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明の具体的な実施例を以下に説明する。しかしながら、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
実施例１
プレキャスト・コンクリート構造物を用いた水路として１０年間供用された用水路が、変色し傷ついているのを発見した。その水路を一時的に堰きとめ、その部分の水を排出し、コンクリート構造物の水と接していた内壁を清掃し、乾燥させた。
その後、コスモネートＰＨ（ピュアＭＤＩ：三井武田ケミカル社製）４１．７３１重量部、コスモネートＬＫ（カルボジイミド変性ＭＤＩ；三井武田ケミカル社製）１０．４３２重量部、及びアクトコールＤ−２０００（数平均分子量２０００のポリプロピレンエーテルジオール：三井武田ケミカル社製）４２．８３６重量部とをファインエステルＲ−１０００（ヌカ脂肪酸エステル：ミヨシ油脂社製）５．０００重量部の存在下にて９０℃、３時間反応させて得られたＮＣＯ％９．４、粘度４５０ｍＰａ・ｓ／２５℃のプレポリマーである主剤（Ａ）と、アクトコールＤ−１０００（数平均分子量１０００のポリプロピレンエーテルジオール：三井武田ケミカル社製）８３．７０１重量部、Ｅｔｈａｃｕｒｅ＃１００（ジエチルトルエンジアミン：アルベマール浅野製）１５．２４９重量部、プキャットＢ−７（樹脂酸ビスマス：ビスマス金属含有量７％：日本化学産業製）０．５００重量部、２−エチルヘキサン酸０．０５０重量部、チヌビンＢ−７５（３種混合液状安定剤：チバガイギー社製）０．５００重量部を混合、粘度３００ｍＰａ・ｓ／２５℃の混合液を調整した硬化剤（Ｂ）とを用い、主剤（Ａ）と硬化剤（Ｂ）をＡ／Ｂ＝１／１（容量比）、ＮＣＯ  Ｉｎｄｅｘ  １．１にて、ガスマー社製Ｈ−２０スプレーマシンを用いて吹付を行った。スプレーマシンへの送液はグラコ社製サプライポンプ（エアー駆動２：１タイプ）に空気圧０．５ＭＰａをかけて行った。スプレーマシンは静止時圧力１４ＭＰａ、スプレー時圧力１０〜１２ＭＰａで使用した。
液の温度調整は主剤プライマリーヒーター６０℃、硬化剤プライマリーヒーター６０℃、ホースヒーター６０℃に設定した。
スプレーガンはグラスクラフト社製プロブラーガンのラウンドチャンバー＃１を用いて吹付を行った。３〜５回の積層を行い厚さ約２ｍｍの塗膜を形成した。
このようにポリウレタン塗膜で補修した用水路は、施工後３日後には、堰き止めていたものを開放し、再び用水を流すことができた。
【００３１】
塗膜をコンクリート構造物から５ｃｍ×５ｃｍの大きさに剥ぎ取り、これを水道水（東京都多摩市）で１時間流水洗浄した後、精製水で３回洗浄した。次に、浸出用液（ｐＨ７．０±０．１、硬度４５±５ｍｇ／Ｌ、アルカリ度３５±５ｍｇ／Ｌ、残留塩素１．０±０．２ｍｇ／Ｌ）に浸漬し、約２３℃で２４時間静置後に浸漬した液を交換する操作を２回繰り返しコンディショニング操作を行なった。コンディショニング終了後、検体を浸出用液に浸漬し、約２３℃で７２時間静置後、得られた液を浸出液とした。また、浸出用液を同条件で静置し，空試験液とした。
誘導結合プラズマ質量分析法により、検出下限を０．００１ｍｇ／Ｌとして浸出液中のビスマス量を測定した。調製した塗膜は、このような方法で測定するビスマスの溶出量が検出限界である０．００１ｍｇ／Ｌ以下であり、水中へのビスマスの溶出量が極めて少なかった。
【００３２】
また、コンクリート構造物表面に吹付けられた塗膜を１年後、それぞれ水中部分、喫水線部分及び喫水線より上の部分を、それぞれ、コンクリート構造物から１０ｃｍ×２０ｃｍ剥ぎ取った。これをポリウレタン塗膜で補修を行なった際に作成した厚み約２ｍｍのシートと比較し、ＪＩＳＫ６２５１−１９９３加硫ゴムの引張試験方法に準拠しダンベル状３号形にて引張試験を行なった。その結果、引張強さは、補修を行なった際のシートで１０．４Ｎ／ｍｍ２、水中部分で１０．２Ｎ／ｍｍ２、喫水線部分で１０．０Ｎ／ｍｍ２、喫水線より上の部分で１０．１Ｎ／ｍｍ２であった。伸び率は、補修を行なった際のシートで５００％、水中部分で４９０％、喫水線部分で４９０％、喫水線より上の部分で４８０％であり、十分に耐久性があると認められた。
また、事前にサンプルシートにつき、後記の方法による最大８週間の温水浸漬及び熱劣化試験を行なったが、いずれも耐久性は問題ないレベルであった。
これらの結果を表１に纏めて示す。
【００３３】
比較例１
小サイズのベンチフリュームに、実施例−１中のプキャットＢ−７の代わりに、ミニコＰ−２５（オクチル酸鉛：鉛含有量２５％：活材ケミカル社製）を０．１４部使用した以外は、実施例−１と同様の方法で、塗膜を形成した。同様の方法で塗膜を剥ぎ取り、塗膜から溶出する鉛量を測定した。浸出液中に溶出した鉛量は、０．００８ｍｇ／Ｌであった。
【００３４】
実施例２
実施例１中のファインエステルＲ−１０００をアジピン酸ジイソノニルエステル（ＤＩＮＡ）に変えた以外は、同様に行なった。コンクリート構造物表面に吹付けられた塗膜を１年後、それぞれ水中部分、喫水線部分及び喫水線より上の部分を、それぞれ、コンクリート構造物から１０ｃｍ×２０ｃｍ剥ぎ取った。これをポリウレタン塗膜で補修を行なった際に作成した厚み約２ｍｍのシートと比較し、ＪＩＳＫ６２５１−１９９３加硫ゴムの引張試験方法に準拠しダンベル状３号形にて引張試験を行なった。その結果、引張強さは、補修を行なった際のシートで１０．２Ｎ／ｍｍ２、水中部分で１０．１Ｎ／ｍｍ２、喫水線部分で１０．０Ｎ／ｍｍ２、喫水線より上の部分で１０．０Ｎ／ｍｍ２であった。伸び率は、補修を行なった際のシートで５２０％、水中部分で５００％、喫水線部分で５１０％、喫水線より上の部分で４９０％であり、十分に耐久性があると認められた。
また、実施例１と同様にサンプルシートにつき、最大８週間の温水浸漬及び熱劣化試験を行なったが、いずれも耐久性は問題ないレベルであった。
これらの結果を実施例１の結果と共に表１に纏めて示す。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
注）＊１：５０℃水８週間浸漬後取り出し。サンプルシートが乾燥しないように２３℃の水に直ちに浸漬。サンプルシートが２３℃になった後、取り出して３０分内に引張試験を行なった。
＊２：５０℃水８週間浸漬後取り出し、２３℃、５５％の雰囲気にて１週間乾燥後引張試験を行なった。
＊３：８０℃８週間加熱後取り出し、２３℃、５５％の雰囲気にて１日静置後引張試験を行なった。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明のポリウレタン塗膜を有するコンクリート構造物は、塗膜自体から環境汚染の水質規制の対象である鉛成分の溶出がなく、かつ耐久性に優れたポリウレタン塗膜を有するコンクリート構造物である。又、本発明の方法で老朽化又は損傷された用・排水路用のコンクリート構造物をこのポリウレタン塗膜で補修すると低コストで補修することができ、また供用年数の向上が図れるため、産業上極めて有用である。