(57)【要約】  本発明は、運動競技場（１３６）用のポリウレタン舗装（１２９）の製造方法に関する。本方法は、ポリウレタンを生成する反応性成分を提供（５０２）することであって、反応性成分は、ポリオール混合物であるＡ成分（９０２）及びイソシアネート混合物であるＢ成分（９０４）及び水（９１４）を含み、Ｂ成分は、  ２，２'メチレンジフェニルジイソシアネート（９２２）；  ジフェニルメタン−２，４'−ジイソシアネート（９２４）；  ジフェニルメタン−４，４'−ジイソシアネート（９２６）；及び  イソシアネートプレポリマー（９３２）；を含み、  反応性成分を混合（５０４）して、液体ポリウレタン反応混合物（１２９）を生成すること；  固化した後はポリウレタン舗装として使用されるポリウレタン反応混合物（１２８）を、反応混合物において生じる化学反応により固体ポリウレタンフォームが生成されてしまう前に、運動競技場の地面（１０３）に塗布（５０６）すること、を含む。
2019521265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運動競技場用のポリウレタン舗装を製造する方法であって、
ポリウレタンを生成する反応性成分を提供すること；
前記反応性成分を混合して、液体ポリウレタン反応混合物を生成すること；
固化した後は前記ポリウレタン舗装として使用される前記液体ポリウレタン反応混合物を、前記液体ポリウレタン反応混合物において生じる化学反応により固体ポリウレタンフォームが生成されてしまう前に、前記運動競技場の地面に塗布すること、
を含む方法において、
前記反応性成分は、ポリオール混合物であるＡ成分及びイソシアネート混合物であるＢ成分及び水を含み、前記Ｂ成分は、
前記Ｂ成分の０．１重量％〜３．２重量％の量の２，２'メチレンジフェニルジイソシアネート；
ジフェニルメタン−２，４'−ジイソシアネート；
ジフェニルメタン−４，４'−ジイソシアネート；及び
前記Ｂ成分の５４重量％〜７０重量％の量のイソシアネートプレポリマー；を含む、
方法。
【請求項２】
添加する前記水の量は、前記Ａ成分の０．１〜１．５％であり、特に、前記Ａ成分の０．４％〜０．６％である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記水は、前記Ａ成分の構成要素（ingredient）として前記液体ポリウレタン反応混合物に添加される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記水は、自由な非ゼオライト結合状態（in a free, non-zeolitbound form）で前記液体ポリウレタン反応混合物及び／又は前記Ａ成分に添加される、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記Ａ成分にモレキュラーシーブ材料を添加して、前記Ａ成分から全ての水分を吸収及び除去すること、
任意選択で、前記水を前記Ａ成分の構成要素として前記液体ポリウレタン反応混合物に添加する場合には、前記Ａ成分から水分を除去した後に前記水を添加すること、をさらに含む、
請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記モレキュラーシーブ材料は第１ゼオライトである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記Ｂ成分は、それぞれ１つ又は複数のＮＣＯ基を備えるモノマーとポリマーとの混合物を含み、前記Ａ成分のポリオールは、１つ又は複数のＯＨ基を含み、前記Ｂ成分中のＮＣＯ基及び前記Ａ成分の前記ポリオール中のＯＨ基は、ＮＣＯ／ＯＨのモル比が１．１４：１〜１．１８：１、特に１．１５〜１．１７：１の範囲である、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記液体ポリウレタン反応混合物に第２ゼオライトを添加することをさらに含み、
前記第２ゼオライトは前記水に浸漬して、前記液体ポリウレタン反応混合物の生成後６０分以内に前記水の少なくとも２０％を前記液体ポリウレタン反応混合物に脱着するようにした、
請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記運動競技場の前記地面の温度を取得することをさらに含み、
前記第２ゼオライトの量は、測定された周囲の前記温度に応じて定まり、前記温度が高くなるにつれて前記液体ポリウレタン反応混合物に添加した前記水を吸収した前記第２ゼオライトの量が多くなる、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
ＭＤＩプレミックスを作成することにより、及び
前記ＭＤＩプレミックスとプレミックスポリオールとを混合してＭＤＩプレミックス成分及びプレミックスポリオールに前記Ｂ成分を生成させることにより、
Ｂ成分を生成すること、をさらに含み、
前記ＭＤＩプレミックスは、
前記ＭＤＩプレミックスの０．３重量％〜７％、好ましくは前記ＭＤＩプレミックスの４重量％〜７重量％の量の２，２'−メチレンジフェニルジイソシアネート； 
前記ＭＤＩプレミックスの１０重量％〜３５重量％の量のジフェニルメタン−２，４'−ジイソシアネート；
前記ＭＤＩプレミックスの１０重量％〜４５重量％の量のジフェニルメタン−４，４'−ジイソシアネート；及び
前記ＭＤＩプレミックスの０重量％〜３０重量％の量の、２つ以上のジイソシアネートモノマーからなるＭＤＩ−ポリマーを含み、
前記Ｂ成分は、
芳香族イソシアネートプレポリマー；及び
前記プレミックスポリオール及び前記プレミックスの未反応遊離体を含む、
請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記Ｂ成分のＮＣＯ含有量は、Ｂ成分の１．５重量％〜１８重量％の間である、請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記Ｂ成分の前記ＮＣＯ含有量は、前記Ｂ成分の９重量％〜１４重量％の間であり、例えば１０重量％である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記Ａ成分のポリオールの粘度が２５００〜３５００ｍＰａｓ／２５℃である、先行する請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記地面は、コンクリート、土壌、又は木材でできており、
前記液体ポリウレタン反応混合物は、接着層の非存在下で、前記地面に直接塗布される、
請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記液体ポリウレタン反応混合物を前記地面に塗布することは、
前記液体ポリウレタン反応混合物の第１のレーンを前記地面に塗布すること、
前記第１のレーンの前記固体ポリウレタンフォームが固化する前に、前記液体ポリウレタン反応混合物の第２のレーンを前記地面に塗布することであって、前記第２のレーンの側縁が前記第１のレーンの側縁と接触しているように、塗布すること、
を含む、
請求項１から１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記液体ポリウレタン反応混合物は、車両により、又はユーザが運ぶ装置により前記地面に塗布される、請求項１から１５のいずれか１項に記載の方法であって、
前記液体ポリウレタン反応混合物を前記地面に塗布するのに用いる前記車両又は前記装置の位置及び／又は速度を自動的に測定すること；及び
前記車両又は前記装置を運んでいる前記ユーザの位置及び速度に応じて、混合する前記反応性成分のタイプ及び／又は量を自動的に調節して前記液体ポリウレタン反応混合物を生成すること、
をさらに含む方法。
【請求項１７】
塗布した前記固体ポリウレタンフォームが固化又は硬化した後にシールコーティングを塗布することさらに含み、該シールコーティングは、好ましくは、ポリウレタン地面の複数のレーンを被覆することにより、隣接するレーンを相互に接合する任意の操作を省略するものである、請求項１から１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
運動競技場用のポリウレタン舗装を製造するシステムであって、該システムは、
ポリオール混合物であるＡ成分；
イソシアネート混合物であるＢ成分であって、
前記Ｂ成分の０．１重量％〜３．２重量％の量の２，２'メチレンジフェニルジイソシアネート；
ジフェニルメタン−２，４'−ジイソシアネート；
ジフェニルメタン−４，４'−ジイソシアネート；及び
前記Ｂ成分の５４重量％〜７０重量％の量のイソシアネート・プレポリマー、を含む、Ｂ成分；
前記Ｂ成分と異なる容器に収容されている水、
液体ポリウレタン反応混合物を生成する前記Ａ成分、前記Ｂ成分、及び前記水を混合するミキサー；及び
前記ミキサーに連結したノズルであって、その固化後は前記ポリウレタン舗装として用いられることになる前記液体ポリウレタン反応混合物における化学反応により固体ポリウレタンフォームが生成されてしまう前に、前記液体ポリウレタン反応混合物を前記運動競技場の地面に塗布するノズル；
を備える、システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のシステムを含む可搬性装置。
【請求項２０】
請求項１８に記載のシステムを含む車両。
【請求項２１】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法により製造した運動競技場のポリウレタン舗装。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリウレタン舗装（flooring）、特に、運動場（スポーツ）用のポリウレタン舗装を製造するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、弾性舗装を提供するのに望ましいクッション性及び弾性を有する弾性舗装の製造について記載されている。開示されている材料は、大部分が独立気泡で、発泡倍率が１．０５〜２．０倍、密度が０．６〜１．２ｇ／ｃｍ３のフォームポリウレタン樹脂中に、軟質の発泡体チップを含有する。この材料を、基盤上に塗布して下層とする。発泡ポリウレタン樹脂は、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを主成分とする主剤と、活性水素化合物、無機充填剤、触媒及びその他の助剤よりなる硬化剤との混合物中に、シリコーン整泡剤の存在下で、不活性ガスを機械的かつ均一に混合分散させて得られる。
【０００３】
特許文献２は、弾性積層体の製造プロセスに関し、イソシアネート基を含有するプレポリマーを含むポリウレタン結合剤（バインダー）を顆粒状の細胞状ポリウレタンエラストマー及び、オプションで、さらなるプラスチック顆粒及び十分な水を混合する。これにより、イソシアネートを含有するプレポリマーの重量を基準として、少なくとも２０重量％の水が、ポリマー混合物に添加される。
【０００４】
特許文献３に記載の発明は、ポリメチレンポリ（フェニルイソシアネート）に基づくポリイソシアネートに関し、また、このポリイソシアネートを用いて基盤上にポリウレタンバッキングを製造してポリウレタンバッキングを製造する方法に関する。ポリイソシアネートは、官能値が約２．４未満、イソシアネート基含有率が２５％〜３０％、ウレタン含有率が約２％〜６％であり、ポリウレタンポリ（フェニルイソシアネート）として、４，４'−メチレンビス（フェニルイソシアネート）を約５％〜２５％含有し、２，２'−及び２，４'−メチレンビス（フェニル−イソシアネート）を約２０％〜５０％含有する。
【０００５】
特許文献４に記載の発明は、Ａ）結合ウレタン基を含有し、ＮＣＯ基の含有量が２０重量％〜３０重量％である液体ポリイソシアネート混合物反応と、Ｂ）比較的高分子量のポリヒドロキシ化合物とを反応させることにより、ＣＦＣを含まない、可撓性ポリウレタンフォーム又は成形フォームを調製するプロセスに関するものである。
【０００６】
例えば、競技用トラック（athletic track）又は安全公園（safety playground）等の運動場用舗装は、一般にポリウレタンから作られている。
【０００７】
運動場用舗装の設置は、一般に、作成済みの（プレハブの）ＰＵロールマットをその目的地において展開し、ＰＵロールマットをポリウレタン接着剤で床に接着することにより行う。製造工場内におけるＰＵマットの製造においては、一般に数分以内の迅速な化学反応を起こさせて、発泡固体ＰＵ層を生成することを含みうる。プレハブのＰＵロールは、運動場工場において製造し、ＰＵロールを設置しようとする運動エリアまで輸送し、長距離を経由する場合もある。ＰＵロールマットを展開した後は、各レーンの端縁を相互に連結して封止し各レーン間に開隙が生じるのを防ぐ必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−８１２１０号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００８０５４９６２号明細書
【特許文献３】米国特許第００５５５８９１７号明細書
【特許文献４】米国特許第００５５９６０６３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、各独立請求項に規定するような、運動競技場用のポリウレタン（ＰＵ）舗装を製造する、改良された方法及びシステムを提供することである。本発明の各実施形態は、各従属請求項に規定する。本発明の各実施形態は、相互に排他的なものでない限りにおいて、自由に組み合わせることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一態様において、本発明は、運動競技場用のポリウレタン舗装を製造する方法に関する。本方法は、ポリウレタンを生成する反応性成分を提供することであって、反応性成分は、ポリオール混合物であるＡ成分及びイソシアネート混合物であるＢ成分及び水を含み、
Ｂ成分は、
Ｂ成分の０．１重量％〜３．２重量％の量の２，２'メチレンジフェニルジイソシアネート；
ジフェニルメタン−２，４'−ジイソシアネート；
ジフェニルメタン−４，４'−ジイソシアネート；及び
Ｂ成分の５４重量％〜７０重量％の量のイソシアネートプレポリマー；を含み、
反応性成分を混合して液体ポリウレタン反応混合物を生成することであって、混合することにより、ポリウレタン及びＣＯ２ガスを徐々に生成する化学反応をトリガして、ＣＯ２ガスが反応混合物及びそれに含有されるポリウレタンポリマーを発泡させる、混合すること；
固化した後はポリウレタン舗装として使用されるポリウレタン反応混合物を、反応混合物において生じる化学反応により固体ポリウレタンフォームが生成されてしまう前に、運動競技場の地面に塗布すること、
を含む。
【００１１】
上述した各特徴は、様々な理由から有利である。すなわち、追加的な反応性成分として水を使用することで、徐々に反応するＰＵ反応混合物であり運動競技場の地面に直接塗布可能なＰＵ反応混合物から、インサイチュ（ｉｎ−ｓｉｔｕ）のＰＵフォームを生成することが可能となる。したがって、プレハブＰＵロールを目的地まで輸送する際の関連経費を節減することができ、又は少なくとも削減することができる。水はふんだんに利用することができ、かつ他の２つの反応性成分が重量単位当りに占める体積は、プレハブの発泡ＰＵロールよりも小さい。よって、輸送コスト及び取扱コストが削減される。
【００１２】
さらに、各反応性成分が反応することによりＰＵが生成され、同時に、十分な量のＣＯ２が生じてフォーム生成用の発泡剤として作用する。ＭＤＩモノマー（２，２'−メチレンジフェニルジイソシアネート、ジフェニルメタン−２，４'−ジイソシアネート、及びジフェニルメタン−４，４'−ジイソシアネートの組み合わせを含む）の特定混合物を有するＢ成分及び当該各モノマーから生じたイソシアネートポリマーを用いることの利点としては、上記特定反応性混合物とＡ成分及び水との反応が比較的緩やかに維持されることが挙げられる。これは、特定の理論に拘束されるものではないが、ＭＤＩモノマー、特に、２，２'メチレンジフェニルジイソシアネートの立体的特性により、Ａ成分のＯＨ基との反応速度が減少するためであると推定される。よって、ＰＵポリマー生成のプロセスが遅延し、水とＢ成分の各構成要素（ingredients）との間の競合反応により、反応混合物を発泡させるＣＯ２泡を生成する時間が十分に得られる。ＣＯ２泡は、反応混合物を発泡させて、無発泡ＰＵ塊ではなく、ＰＵフォームを生成する。
【００１３】
一般に、反応性成分の反応すなわちフォームの発生は、反応性成分を反応槽において混合する際に当該反応槽中で開始し、ＰＵ反応混合物を地面に塗布した後も数分〜数時間にわたり継続する。フォーム生成速度がＰＵを形成する化学反応の速度と一致するように、水の量及び／又は溶媒又は他の物質の量及びタイプを選択する。これは、少なくとも、ＰＵフォームを生成する遊離体（educts）の大部分が実際に反応してＰＵフォームに変わるまでは、ＣＯ２が生成されることを意味する。これにより、発泡剤として作用するＣＯ２泡の量が減少することによりフォームが崩壊する前に、フォームを固体ＰＵフォームに確実に変えてしまうことができる。
【００１４】
一般に、反応混合物は、その生成後１５分以内、好ましくは１分以内に地面に塗布する。フォームの生成は直ちに開始し、反応混合物は地面に塗布された時点で多少のＣＯ２泡を既に含んでいるが、この時点における反応混合物の最大の特徴は、（粘稠）液体であることには変わりがない。ＣＯ２ガス及びＰＵポリマーを生成するための化学反応は継続するが、地面に塗布したＰＵ液はさらに粘性が増加してゆき、最終的には固体フォーム相に変化する。
【００１５】
さらに有利な態様において、ＰＵ反応混合物は地面に直接塗布可能であり、ＰＵ層と地面との間に追加の接着層を設ける必要はない。これは、インサイチュで生成したフォームは、少なくとも床に塗布した直後は、地面の細かい亀裂に浸透することができるような粘度の液体であるため、ＰＵが完全に固化したときにＰＵ床（舗装）が機械的に修復されるためである。
【００１６】
さらに有利な態様において、地面と舗装層との間に、地面の表面の凹凸を補償するための付加的な平坦化層を必要はない。なぜなら、塗布したＰＵ反応混合物及び結果として生じるＰＵフォームが、地面上に十分な量まで塗布されれば、地面の凹凸に充填されて均等化することになるからである。
【００１７】
さらに有利な態様において、隣接するレーンの端縁を封止又は接続するための付加的なステップは不要である。なぜなら、フォームが固化してしまう前に、複数の隣接するレーンを塗布すればよいからである。この場合、隣接するレーンの非固化フォームは、自動的に統合し、連続した継ぎ目のない運動舗装（sport floor）を形成することになるためである。隣接するＰＵ混合物のレーン又はＰＵフォームのレーンが自動的に接続されることにより、２つのレーンの隣接する端縁における亀裂の発生防止を担保する。亀裂があると水が浸透して舗装を損傷しうる。
【００１８】
「反応遅延性」ＭＤＩ混合物及び対応するプレポリマーを含むＢ成分と追加的な反応性成分としての水とを混合することにより、２つの競合反応（ＣＯ２泡を発生する「発泡反応」及びＰＵポリマーを生成する「ゲル化反応」が、並行して徐々に行われ、それにより、ＣＯ２ガスが十分に発生して、ポリウレタンを発泡させ、又は少なくともゲル化反応が継続する限りにおいてＰＵの崩壊を少なくとも防ぐのに十分な量である。
【００１９】
よって、本発明の各実施形態によれば、運動場用のＰＵ舗装をより早く少ない労働力で生成することができる。本発明の各実施形態によれば、大規模なシームレスのスポーツ床材を生成することができ、当該床材は自動的に地面における表面不整を補償して、粘着層を全く使用せずに地面にしっかりと接着することができる。
【００２０】
無発泡の床材とは対照的に、本発明の各実施形態によれば、クッション（緩衝）性及び弾性のある運動競技場用舗装を製造することができる。
【００２１】
無発泡の舗装は、特に低温において硬化し脆弱になることがわかった。本発明の各実施形態によれば、地面に印加された任意の力に対し、３５％超のクッション性を有する発泡ＰＵ系運動競技場を提供可能となる。よって１００ニュートンの力を舗装上に印加すると、本発明の各実施形態によるＰＵをベースとしてインサイチュで発泡させた運動競技場により緩衝されて、６５ニュートンの力になる。
【００２２】
反応性成分の混合物は、さらに、溶媒、顔料、充填剤等の１つ又は複数の添加物を含みうる。これを反応混合物ともいう。発泡及びＰＵ生成プロセスは反応混合物を生成した直後に開始するため、反応混合物中の遊離体の大部分は未反応でありＰＵ又はＣＯ２とはなっていないが、この反応混合物を（液体）「ＰＵフォーム」と呼ぶこともできる。
【００２３】
さらに有利な態様において、本発明の各実施形態によるＰＵ形成は、反応混合物に水を添加することにより行うため、ＰＵ反応混合物を機械的に発泡させるための機械は不要である。これは、機械的にＰＵを発泡させる機械は高価であり、及び／又は常に利用不可能な場合であるとは限らないため、有利である。
【００２４】
さらに有利な態様において、本発明の各実施形態による方法は、特に５℃〜４０℃の範囲の項温度範囲において、適用可能であることがわかっており、したがって、多くの異なる気候帯及び広温度範囲において、屋外運動競技場用ＰＵ舗装の生成に使用することができる。よって、本方法は、屋外運動競技場用のＰＵ系舗装を生成するのに特に好適である。それと比較すると、当該技術分野において、ＰＵ系発泡運動競技場舗装を生成する工場ベースのアプローチは、比較的狭く高い温度範囲に基づくものである。一般に、工場で（水を含まない反応混合物を用いて）生成したＰＵフォームは、その発泡プロセスを１８０℃の緩衝温度で６分間で完了させたものである。対照的に、本発明の各実施形態により生成したフォームが固化するのは、３０分経過後、またひいては１時間〜数時間経過後であり、「硬化」（「完全に硬化」）するのは、数日後又は１週間後である。よって、本発明の各実施形態では、「反応遅延性」反応混合物を用いて発泡ＰＵを生成する。
【００２５】
各実施形態によれば、反応性成分を混合してから１時間後には水の６０％超が反応してＣＯ２となっているように、また、成分ＢのＮＣＯ基の５０％超が成分Ｂのポリオールのヒドロキシ基と反応して固体ポリウレタンフォームとなっているように、水の量及び２，２'−メチレンジイソシアネートの量を選択する。一般に、固体ＰＵフォームは、反応性成分を混合してから３０分を経過する前に完成することはない。よって、特定の反応混合物の反応速度は遅延し、ＰＵ反応混合物を複数のレーンにインサイチュで塗布することが可能となり、塗布されたＰＵ反応混合物は一定の時間間隔を置いて自動的に固化することになるため、反応混合物がまだ液体の間に複数のレーンに塗布することが可能となる。
【００２６】
各実施形態によれば、ジ−ｎ−オクチル錫ネオデカノエートを触媒として反応混合物に添加し、ポリオール及びＢ成分の重付加反応に触媒作用を及ぼす。触媒の量は、Ａ成分と水との混合物の０．０００８重量％〜０．００１１重量％である。
【００２７】
２，２'−メチレンジイソシアネート及び水の適正量は、成分Ｂ中及び成分Ｂを作成するのに用いたプレミックス中の２，２'−メチレンジイソシアネートの量を種々変化させ、水の量をＡ成分の０．１〜１．５重量％の範囲内、特に、０．４〜０．６重量％の範囲内で種々変化させていくつかの予備試験をすることにより、容易に求めることができる。
【００２８】
ＭＤＩモノマーの上記特定混合物から生成したＢ成分中の２，２'−メチレンジイソシアネートモノマー及びプレポリマーは、ＰＵ反応混合物の反応速度に強い影響を与えることがわかった。前記モノマー及び水の最適量は、Ａ成分のポリマーのタイプの特性に応じて求めることができ、その他のＭＤＩモノマー及びプレミックスポリマーがあればその特性及び量に応じて求めることができる。水の量は、一般に、上記の特定範囲内にあることになり、２，２'−メチレンジイソシアネートの最適量は、特定の量の水、例えば、Ａ成分の０．５％を用い、２，２'−メチレンジイソシアネートの量を種々に変化させてその反応速度を試験することにより、容易に求めることができる。
【００２９】
各実施形態によれば、Ａ成分の化合物としての反応混合物に水を添加する。
【００３０】
各実施形態によれば、添加する水の量は、Ａ成分の０．１重量％〜1．５重量％であり、好ましくは、Ａ成分の０．４重量％〜０．６重量％、例えば０．５重量％である。Ａ成分の０．５％は、一般に、反応混合物の全量の０．２％〜０．３％に相当する。これは、前記水の量で、ＰＵが凝固する前にＰＵ反応混合物を発泡させてＰＵフォームを形成するのに十分な量のＣＯ２ガスを生成することができることになるため、有利である。よって、高弾性ＰＵフォームを生成することができる。
【００３１】
一般に、Ａ成分は、ポリオール及び複数の他の物質、例えば、添加剤などを含むが、これらは、多くの場合、Ａ成分の全量の数％にも満たない。ポリオールと水は相互に反応しないため、ポリオール／水混合物として１つの同じ容器に入れることができる。既に水を含むＡ成分を用いることにより、反応遊離体の取り扱いが容易になり、反応混合物の作成が容易になりうる。代案として、水とＡ成分をそれぞれ別々の容器、例えば、別々の箱又はボトルに入れ、Ｂ成分と共に反応槽に添加して、反応性成分の混合物を得る。いくつかの例において、Ｂ成分又はＡ成分を含む容器を反応槽として用いる。
【００３２】
各実施形態によれば、水は、自由な非ゼオライト結合状態（in a free, non-zeolitbound form）で、反応混合物及び／又はＡ成分に添加する。したがって、Ａ成分の製造者、又は、人工芝業界での必需物質（requirements）に標準的なＡ成分を採用する企業は、水を上記特定範囲の量でＡ成分に添加することができる。これにより、運動競技場の現場での取り扱いが容易になる。成分Ａと成分Ｂの２つの成分だけを混合すればよいからである。Ａ成分は、適量の水（水は、成分Ａのポリオールとは反応せず、モノマー、ＭＤＩモノマーのイソシアネート基及びＢ成分のプレポリマーと反応することになる）を予め含むことができる。運動施設での反応成分の取扱が非常に容易になりうる。
【００３３】
各実施形態によれば、本方法は、モレキュラーシーブ材料をＡ成分に添加して、Ａ成分から水分を吸収又は除去することを含む。例えば、モレキュラーシーブ材料は３Åモレキュラーシーブ材料とすることができる。
【００３４】
いくつかの実施形態によれば、モレキュラーシーブ材料は第１ゼオライト種であり、例えば、大量の水を急速に吸収し、かつ水を非常にゆっくりと脱着させるようにしたゼオライトである。例えば、第１ゼオライトはアルミノ珪酸ナトリウムであり、その例として、Ｎａ１２Ａｌ１２Ｓｉ１２Ｏ４８・２７Ｈ２Ｏ、ゼオライトＡ、Ｎａ１６Ａｌ１６Ｓｉ3２Ｏ96・１６Ｈ２Ｏ、Ｎａ１２Ａｌ１２Ｓｉ１２Ｏ４８・ｑＨ２Ｏ、Ｎａ３８４Ａｌ３８４Ｓｉ３８４Ｏ１５３６・５１８Ｈ２Ｏがある。
【００３５】
任意選択で、水をＡ成分の構成要素として混合物に添加する場合には、Ａ成分から水分を除去した後に水を添加する。Ａ成分から水を除去すれば、ＣＯ２ガスを生成するためにＡ成分又は反応混合物にさらなる反応成分として後に添加する水を、指定量と正確に一致した量で反応混合物中に確実に存在させることができるため、有益である。水の量は場合により重要である。なぜなら、水の量が多すぎると、多くのＣＮＯ基が反応してＰＵを形成せずにＣＯ２となり、その結果得られるＰＵフォームの反発性と機械的耐久性が制限されるからである。水の量が少なすぎると、発生するＣＯ２ガスの量が不十分となり、弾性ＰＵフォームを形成できなくなる。
【００３６】
いくつかの実施例によれば、規定量の水を（意図的に）Ａ成分又は反応混合物に添加する前に、Ａ成分からモレキュラーシーブ材料を除去する。これにより、ＣＯ２泡を生成するため成分Ａ又は反応混合物に故意に添加した水をモレキュラーシーブ材料が吸収しないようにすることができる。代案として、モレキュラーシーブ材料がＡ成分の含有する水分で完全に浸漬される正確な量まで、モレキュラーシーブ材料をＡ成分に添加する。例えば、モレキュラーシーブ材料の状態は、モレキュラーシーブ材料の容量まで水を吸収した際のモレキュラーシーブ材料の色の変化により容易に確認することができ、Ａ成分中の全水分を吸収されて新たに添加したモレキュラーシーブ材料の色が変わらなくなったことがわかったら、Ａ成分へのモレキュラーシーブ材料の添加を直ちに停止することができる。他の実施例によれば、Ａ成分の構成要素中の水分を吸収するのに必要なモレキュラーシーブ材料の量は、経験的及び／又は体験学習的（ヒューリスティック）に求められる。例えば、Ａ成分は、増量剤（extender）として特定の植物油を、特定のポリオール及び特定の充填材（filling material）を含むことができ、Ａ成分の構成要素中の水分を完全に吸収可能なモレキュラーシーブ材料の量は、経験的及び／又は体験学習的（ヒューリスティック）に求めることができる。例えば、特定の種類のＡ成分に一般的に含まれる水分としての水の量が０．４％である場合には、Ａ成分の１重量％の第１ゼオライトをＡ成分に添加することができ、第１ゼオライトはその重量の４０％までの水を吸収することができる。そして、規定量の水に浸漬したゼオライトをさらに添加することにより、規定量の水を脱着し、徐々に放出して反応混合物の他の成分と反応させる。よって、いくつかの実施形態において、反応混合物の反応成分として用いた水を、第２ゼオライトとして添加する。これらの実施形態において、反応成分として用いる水を「見込水（further water）」とも称する。反応成分として用いる水は、他の反応混合物成分に含まれ得る不確定量の水（「水分」）と同一ではない場合があるためである。
【００３７】
各実施形態によれば、Ｂ成分は、モノマーとポリマーの混合物を含み、モノマーとポリマーはそれぞれ１つ又は複数のＮＣＯ基を含む。Ａ成分のポリオールは、１つ又は複数のＯＨ基を含む。Ｂ成分中のＮＣＯ基及びＡ成分（水を除く）中のＯＨ基のＮＣＯ／ＯＨモル比は、１．１４：１〜１．１８：１の範囲であり、例えば、１．１５：１〜１．１７：１の範囲である。このような比とすることで、適正な量のＮＣＯ基を水と反応させて発泡剤としてのＣＯ２を確実に生成することができ、適正な量のＮＣＯ基をＡ成分中のポリオールと反応させてＰＵポリマーを確実に生成することができる。例えば、Ｂ成分中のＭＤＩモノマー、ＭＤＩポリマー、及びプレポリマーの総量及びＡ成分中のポリオールとのＮＣＯ／ＯＨモル比は１．１６：１とすることができる。これは、反応混合物において、（全く水を含まないＡ成分のポリオールにより得られる）ＯＨ基１００個に対する（Ｂ成分により得られる）ＮＣＯ基の数が１１６であることを意味する。これは、余剰分の１６のＮＣＯ基が水と反応して、発泡剤として作用するＣＯ２ガス泡を生成することができることを意味する。よって、水及びポリオールのＯＨ基が、Ｂ成分のＮＣＯ基と「競合し」、ゼオライトから放出される水がなくなるまで、又は反応混合物中にイソシアネートがなくなるまで、ＣＯ２が発生する。
【００３８】
各実施形態によれば、本方法は、Ａ成分とＢ成分との重付加反応に触媒作用を及ぼす触媒を添加することを含む。反応混合物に添加する触媒の量は、反応混合物を生成してから少なくとも３０分経過するまでは固体ポリウレタンフォームが生成されないようにする量とする。一般に、このような触媒の量は、人工芝製造工場においてＰＵフォームマットの製造に用いられる先の触媒の量の約半分である。これにより、ＰＵポリマーの生成を確実に遅延させることができ、無発泡ＰＵ塊ではなくＰＵフォームを確実に生成することができる。
【００３９】
例えば、重付加反応用の触媒は、ジ−ｎ−オクチル錫ネオデカノエートとすることができ、その量は、Ａ成分と水との組み合わせの０．０００８重量％〜０．００１１重量％、例えばＡ成分及び水の０．００１重量％とすることができる。触媒は、Ａ成分の構成要素としてもよく、又は反応混合物を生成しているときに別個に添加してもよい。代案として、触媒は、ジラウリン酸ジ−ブチル錫又はアミン触媒とすることができ、特に、第３アミン触媒とすることができる。アミン触媒の例としては、ＰｏｌｙＣａｔＤＢＵ及びＰｏｌｙＣａｔ４がある。好ましくは、製造工場において人工芝用のＰＵを生成するために用いられるアミン触媒の量の半分以下の量のアミン触媒を添加することにより、触媒の特定の量は、使用した溶媒それぞれのタイプに応じて定めることができる。
【００４０】
上記特定の範囲内の量の触媒を用いて、ゲル化反応の速度を制御することは有利である。触媒により、ＰＵフォームを生成する化学反応を数時間以内に確実に終了させることができるからである。例えば、ＰＵフォーム生成反応は、ＰＵ反応混合物を地面に塗布してから６時間以内に終了するが、最初の１０分間では終了しないようにする。よって、Ｂ成分の分子のＮＣＯ基をポリオールのＯＨ基と結合することにより、ＰＵを生成する反応速度を制御して、ＰＵポリマーの生成が早過ぎたり（「早過ぎ」とは、ゼオライトが水の大部分をまだ吸収しており、ＰＵが生成され凝固したときに、初期に生成されたＣＯ２の量が少なく、十分なＰＵフォームを生成できずに、未固化のＰＵが崩壊する原因となって、舗装の弾性がなくなる速度を意味する）、遅過ぎたり（「遅過ぎ」とは、遅い段階でＰＵが凝固し得るため、水の大部分が既に反応してＣＯ２泡になり、ＰＵフォームが固化するときには、ＣＯ２泡が反応混合物から放出されてしまっているため、舗装の弾性がなくなる速度を意味する）しないことを担保することができる。
【００４１】
各実施形態によれば、本方法は、さらに、反応混合物に第２ゼオライトを添加することをさらに含む。第２ゼオライトは水（反応混合物の反応性成分として使用したものであり、反の成分の一つに「水分」として既に含まれる水に加えて、又はかわりに添加されうるものであるため「見込水（further water）」とも称する）に浸漬し、反応混合物の生成後６０分以内に水量の少なくとも２０％を脱着するようにする。第１ゼオライト及び第２ゼオライトを組み合わせ、規定量の水を反応混合物に自由な形態で添加することにより、添加する水の量を確実に求めることができ、高精度で制御でき、その結果生じるＰＵフォームの特性、特に弾性の再現性を向上することができる。
【００４２】
反応混合物に徐々に水を放出する第２ゼオライトを添加することが特に有益となるのは、周囲温度が高い場合に、徐々にだが継続してイソシアネートと反応してＣＯ２泡を生成する水を追加的に添加する場合である。適正な量及びタイプの第２ゼオライトを選択することにより、ＣＯ２の生成を促進して、粘性の減少及びＰＵ重合速度の増加を数時間にわたり抑制することができる。反応性成分を乾燥するために用いる第１ゼオライトは水を強力に吸収して、水を非常にゆっくり放出するか全く放出しないゼオライトとすることができる。一方、第２ゼオライトは、反応混合物に添加された後３０分から６０分以内に、その結合水のかなりの部分、例えば２０％以上を継続して脱着するゼオライトとすることが一般的である。
【００４３】
各実施形態によれば、本方法は、さらに、運動競技場の地面の温度を取得することを含む。例えば、ＰＵ反応混合物を運動競技場上に塗布するのに用いる装置又は車両に、温度計を設けてもよく、又は、インターネット接続されて、運動競技場の現在温度データを気象サービスから抽出するように構成したデータ処理ユニットを設けてもよい。当該装置又はデバイスには、例えば、当該装置又はデバイスの現在位置を自動的に判別可能とし、インターネットを通じ１つ又は複数の気象サービスから運動競技場についての現在気象データを抽出することを可能とするＧＰＳモジュールを含むこともできる。第２ゼオライトの量は、測定した周囲温度に応じて決まる。高温になるほど、反応混合物に添加された（さらなる）水を吸収した第２ゼオライトの量が増える。Ａ成分及びＢ成分の特定の組み合わせ毎に適切な量を実験的に求めることができ、例えば、いくつかの準備試験は異なる温度で行う。
【００４４】
異なる温度で試験を行うことが有利でありうるのは、上記の各特徴により、非常に高温領域、例えば、ドバイ又は同様の気象条件を有する他の国において、本方法を適用することが可能となるためである。一般に、本願明細書に記載の方法は、非常に広い温度領域範囲上に適用することができる。しかしながら、地面の温度と周囲温度が非常に高温の場合、２つの影響が生じ、何らの適切な対策によりこれらを補償しない場合には、結果として弾性の低いＰＵフォーム（固化中に存在するＣＯ２の量が不十分）が生成されてしまう。影響の１つとして、温度上昇に伴い、ＰＵ反応混合物の粘性が低下する。よって、ＣＯ２泡がＰＵ反応混合物の表面に非常に早く到達してしまい、ＰＵ反応混合物内に滞在している時間が短くなり、したがって、発泡剤として作用する時間も短くなる。第２の態様において、Ａ成分におけるポリオールとＢ成分におけるイソシアナート分子との間の付加反応の速度は、反応混合物の温度上昇に伴って上昇する。
【００４５】
よって、ＣＯ２は反応混合物に長時間とどまって可撓性固体フォームの作成を可能とするものであるが、周囲温度が高い結果、十分なＣＯ２ガスが生成される前にＰＵポリマーの大部分が形成されてしまう場合がある。第２ゼオライトから継続的に放出される水を添加することにより、上記２つの反応促進効果を補償することができる。すなわち、水が徐々に継続して放出されることにより、ＰＵポリマーが生成される間、混合物において十分な量のＣＯ２を生成することができる。ウレタン結合を生成する化学反応が継続する間は少なくともゼオライトから継続して水が放出されるように、第２ゼオライトのタイプ及び量を選択する。例えば、第２ゼオライトは、水和クリノプチロライトゼオライト（カリ斜プチロル沸石）、アルミノケイ酸ナトリウム、アルミノケイ酸カルシウム、アルミノケイ酸ナトリウム等とすることができる。第２ゼオライトは、水吸収容量が高く、及び／又は水脱着速度が速いことが好ましい。
【００４６】
いくつかの実施例によれば、本方法は、さらに、運動競技場の地面の現在時刻における現在温度及び将来時刻における将来温度を取得することを含む。例えば、現在時刻は、ＰＵ反応混合物を塗布する車両又は装置の温度計により測定しうるし、及び／又は気象サービスからインターネット経由で抽出しうる。同様に、将来温度は、例えばＧＰＳデータ等の現在地情報を装置又は車両からインターネットサービスに送信することにより上記気象サービスから抽出しうる。将来温度が予測され受信される将来時刻は、通常、現在時刻から２〜２４時間経過後の範囲内である。選択的に、現在温度及び将来温度が５℃〜４０℃の範囲内にある場合には、追加のゼオライト結合水を全く添加することなく、本明細書に記載の反応混合物を塗布してもよい。しかしながら、現在温度又は将来温度が３０℃を超える場合には、第２ゼオライトをゼオライト結合水と共に反応混合物に添加することが有益であり、重付加反応の間中十分な量のＣＯ２の生成を担保することができる。少なくとも現在温度又は将来温度が４０℃を超えるか、又は超えると予想される場合には、その容量一杯まで水に浸漬した第２ゼオライトを反応混合物に添加して、ＣＯ２の生成量を増加させる。
【００４７】
各実施形態によれば、本方法は、Ｂ成分を生成することを含み、Ｂ成分の生成は、ＭＤＩプレミックスを作成し、ＭＤＩプレミックス９４０とプレミックスポリオールとを混合して、ＭＤＩプレミックス成分及びプレミックスポリオールにＢ成分を生成させることにより行う。
ＭＤＩプレミックスは、
ＭＤＩプレミックスの０．３重量％〜７重量％、好ましくはＭＤＩプレミックスの４重量％〜７重量％の２，２'−メチレンジフェニルジイソシアネート；
ＭＤＩプレミックスの１０重量％〜３５重量％のジフェニルメタン−２，４'−ジイソシアネート、
ＭＤＩプレミックスの１０重量％〜４５重量％のジフェニルメタン−４，４'−ジイソシアネート、及び
ＭＤＩプレミックスの０重量％〜３０重量％の２つ以上の上記ジイソシアネートモノマーからなるＭＤＩポリマー、を含み、
Ｂ成分は、
芳香族イソシアネートプレポリマー；及び
プレミックスポリオールとプレミックスの未反応遊離体、を含む。
【００４８】
そして、Ｂ成分プレミックスの成分を相互に反応させ（反応は室温で予め行ってもよく、及び／又はＰＵポリマー化学の分野において既知の標準的な手法にしたがってＢ成分のプレポリマーを生成してもよい）、Ｂ成分を生成する。結果として生じるＢ成分は、プレミックスポリオール及びＭＤＩプレミックス中の遊離体から生成された芳香族イソシアネートプレポリマーを含む。生成されるプレポリマーの量は、Ｂ成分の５４重量％〜７０重量％であり、プレミックスポリオール及びプレミックス中の未反応遊離体の量は、Ｂ成分の３０重量％〜４６重量％である。各ＭＤＩモノマー（２，２'−メチレン−ジフェニルジイソ−シアネート、ジフェニルメタン−２，４'−ジイソシアネート、及びジフェニルメタン−４，４'−ジイソシアネート）の相対量は、通常、この反応中に大きく変化することはない。一部のモノマーは、相互に反応して「ＭＤＩポリマー」を形成し、ＭＤＩプレミックスは「ＭＤＩポリマー」を含有してもよい。モノマー及びＭＤＩポリマーは、例えば、ポリマーポリオール等のプレミックスポリマーと反応して、Ｂ成分の構成要素であるプレポリマー（本明細書においてはプレミックスプロダクトともいう）を形成することになる。
【００４９】
プレミックスポリオール、すなわち、プレポリマーの生成に用いるポリオールは、Ａ成分のポリオールと同じタイプとすることができる。しかしながら、異なるポリオールであって、好ましくは同様の分子量を有するものを用いることができる。例えば、プレミックスポリオールは、ポリエーテルポリオールとすることができ、Ａ成分のポリオールはポリエチレンとすることができる。
【００５０】
上記所与の量の範囲は、５℃〜４０℃の広い温度範囲にわたってインサイチュのＰＵフォームを制御された反作用的に発生させるのに特に適していることがわかった。
【００５１】
各実施形態によれば、Ｂ成分中のＮＣＯ含有量は、Ｂ成分の１．５重量％〜１８重量％の間であり、特に、９重量％〜１４重量％の間であり、例えばＢ成分の１０重量％である。
【００５２】
各実施形態によれば、ＭＤＩプレミックスは、イソシアネートモノマーの混合物を含み、任意選択で、ＭＤＩポリマーを含み、イソシアネートプレポリマーを生成するのに用いる。ＭＤＩプレミックスは、ＭＤＩプレミックスの１．０重量％〜７重量％の２，２'−メチレン−ジフェニル−ジイソ−シアネートを含む。この特定の量の２，２'−メチレン−ジフェニル−ジイソ−シアネートは、ＰＵ重合の反応速度を遅延させるのに特に有効であることがわかった。
【００５３】
各実施形態によれば、Ｂ成分中のＮＣＯ含有量は、Ｂ成分の全重量に対する、未反応ＭＤＩモノマー（２，２'−メチレンジフェニルジイソシアネート、ジフェニルメタン−２，４'−ジイソシアネート、及びジフェニルメタン−４，４'−ジイソシアネート）及びＭＤＩポリマーの重量比、すなわち、ＰＵ生成に用いることのできるＢ成分のイソシアネート含有量の測定値（measure）である。
【００５４】
Ｂ成分のプレポリマーにおけるＮＣＯ含有量を上記のように特定し、及び／又は、Ｂ成分の２，２'ＭＤＩモノマーの量を上記のように特定することは、特に有利である。なぜなら、このような組み合わせとした結果、発泡ＰＵの発生を遅延させ、それにより、反応混合物が即時に爆発する危険を冒すことなく、反応混合物を管理下で地面へ塗布することの妨げとなる反応混合物の体積膨張もなく、反応混合物を地面に塗布することができるからである。
【００５５】
各実施形態によれば、Ｂ成分は、上記３つのＭＤＩモノマー、ＭＤＩ系ポリマー、プレミックスポリマー（上記４つの成分（compounds）を、「Ｂ成分遊離体」ともいう）の異性体混合物及び上記４つの成分（「生産物」（"products"））のうち２以上から生成されたＮＣＯ末端プレポリマーを含む。結果として生じるＢ成分の役４０重量％が、上記４つの未反応遊離体を含むことができ、Ｂ成分の約６０％が、プレポリマー形態の上記遊離体の反応生成物からなってもよい。
【００５６】
本明細書で使用する「ＮＣＯ含有量がＺ％の物質混合物Ｍ」という表現は、関数「Ｚ＝（ＭＤＩポリマー及び未反応ＮＣＯモノマーの重量×１００％）／物質混合物Ｍの総重量」を意味する。
【００５７】
ポリウレタンプレポリマーは、ジイソシアネートモノマーの余剰をプレミックスポリオールと組み合わせることにより形成される。ジイソシアネートモノマーのＮＣＯ基の１つは、プレミックスポリオールのＯＨ基の１つと反応する。ポリオールの他端は、別のジイソシアネートと反応する。結果として生じるプレポリマーは、両端にイソシアネート基を有する。このプレポリマーはジイソシアネートそのものであり、ジイソシアネートのように反応するが、いくつかの重要な差異がある。元のジイソシアネートと比べ、プレポリマーは分子量が大きく、粘度が高く、イソシアネートの重量含有量（％ＮＣＯ）が低く、蒸気圧が低い。各プレポリマーは、製造工場において制御された条件下で作成することができる。乾燥窒素雰囲気により、大気水分からイソシアネートを保護し、ポリオールを酸化から保護する。
【００５８】
上記の異性体ＭＤＩモノマー混合物、及び反応して上記ＮＣＯ含有量を有するプレポリマーとなる各モノマーのポリオール−ＯＨ基及びモノマーのＮＣＯ基の相対量は、有利である。なぜなら、これらの要素により、プレポリマーの粘度が比較的高くなるからである。高粘度であり立体的特性を有するプレポリマーにより、結果としてＰＵフォーム生成が遅延することで、反応混合物に水を添加しても生じた水による即時かつ著しい体積膨張をトリガしない。さらなる有利な態様において、Ｂ成分の一部であるプレポリマーの粘度を高くすることで、ガス泡が反応混合物から逃散する速度を遅くすることができる。一般に、触媒は、プレポリマー反応に用いられない。プレポリマーは、上記ＭＤＩモノマー混合物を撹拌し、約６０℃に加熱することにより生成すればよい。そして、ポリオールを低速で添加し、ＭＤＩ混合物を液体のまま維持し、発熱量を制御する。反応の進捗は、ＮＣＯの割合（％）及び粘度を周期的に測定することによりモニタすることができる。所与の割合（％）のＮＣＯを有するプレポリマーを形成するのに必要なイソシアネート及びポリオールの量は、ポリオール当量Ｘ、イソシアネート当量Ｙ、及びプレポリマーにおける所望のＮＣＯの割合（％）Ｎから、（分数として）計算することができる。プレミックスポリオール、イソシアネート（ＭＤＩモノマーの形で得られる）それぞれの当量を混合すると、０％のＮＣＯプレポリマーが得られることになる。ＭＤＩモノマーのポリオールに対する相対量を増加することにより、％ＮＣＯの割合を０よりも大きくすることができる。
【００５９】
例えば、Ｂ成分の粘度は２５００〜３５００とすることができ（粘度は、主に、プレポリマーの種類により決定される。プレポリマーの種類も、ＭＤＩモノマーの種類と量に応じて決まる）、好ましくは、３２００ｍＰａｓ／２５°Ｃである。これは、当該粘度により、ＣＯ２泡を十分に長い時間間隔でＰＵ反応混合物中に確実に存在させて、可撓性ＰＵフォームの生成ができるため、有利である。所望の粘度を有するポリオールは市販品を利用可能である。
【００６０】
各実施形態によれば、Ｂ成分を生成するのに用いたイソシアネートモノマーの混合物中に含まれる２，２'−メチレン−ジフェニル−ジイソ−シアナートの含有量は１．０重量％〜７重量％である。本明細書においては、この混合物を「プレミックス」、「ＭＤＩプレミックス」又は「予備混合物」とも呼ぶ。特定のモノマー２，２'メチレンジフェニルジイソシアネートをこのような量とすることは、ＰＵポリマーを生成する重付加反応の反応速度を遅延させるのに特に有効であることがわかった。
【００６１】
いくつかの実施形態によれば、Ａ成分のポリオールは、分子量１０００〜４０００ダルトンの第１級ヒドロキシ末端ジオールＡ成分のポリオールである。例えば、上記ポリオールはポリエチレン（ＰＥ）とすればよい。
【００６２】
各実施形態によれば、Ａ成分のポリオールは、粘度が２５００〜３５００ｍＰａｓ／２５℃である。この粘度により、ＰＵ反応混合物中にＣＯ２泡が十分長い時間間隔で存在して、可撓性ＰＵフォームを確実に生成できる点で有利である。所望の粘度を有するポリオールは市販品を利用可能である。
【００６３】
いくつかの実施例によれば、装置又は車両においてＢ成分及びＡ成分は少なくとも別個に保持される。例えば、装置又は車両は、水を含むＡ成分用の第１の槽及びＢ成分用の第２の槽を備えてもよい。代案として、水は、Ａ成分の一部としてではなく、別個の反応成分として第３の槽に貯蔵してもよい。いくつかの実施例において、全ての反応性成分を所定の温度範囲で装置又は車両に保持して、スタティックミキサーを介して予め定めた比率でポンプ輸送した後、地面に塗布される。
【００６４】
例えば、地面は、コンクリート、土壌、木材、又はその他任意の材料とすることができる。反応混合物は、接着層を介さず地面に直接塗布する。反応混合物は、陥没及び窪みに浸透し、地面の陥没及び他の不規則性を平坦化（「浮き床」）するのに十分な流体であるため、接着層は必ずしも必要ではない。
【００６５】
各実施形態によれば、反応混合物を地面に塗布することは、反応混合物の第１のレーンを地面に塗布することを含む。第１のレーンのフォームが固化する前に、反応混合物の第２のレーンを塗布するが、このとき、第２のレーンの側縁が第１のレーンの側縁と接触するようにする。よって、反応混合物の平行な複数のレーンを塗布することができ、各レーンはレーン端縁で、粘度は高いが液体の状態で自動的に混合する。これにより、第１のレーン及び第２のレーンのフォームを、両レーンが固化する前に、各レーンの接触縁で混合させることができる。よって、異なるレーンを互いに封止又は接着するという追加の作業ステップは不要である。いくつかの実施例において、２つのレーンを前もって接合することなく、防水コーティングを複数のレーン上に直接塗布する。
【００６６】
各実施形態によれば、車両により、又はユーザが運ぶ装置により、反応混合物を地面に塗布する。本方法はさらに、反応混合物を地面に塗布するのに用いる車両又は装置の位置を自動的に判定すること、及び、反応混合物を生成するために混合する反応性成分の種類及び／又は量を、車両又は装置を運んでいるユーザの位置及び速度に応じて、自動的に調整することを含む。例えば、所与の時分に混合した反応性成分は人又は車両の移動速度に自動的に適合されることにより、運動競技場地面の単位面積当たり一定体積の液体ＰＵ反応混合物を確実に塗布することができる。面積単位当たりのＰＵ反応混合物の総量は、例えば、舗装の弾性等についての運動競技場の特定の要件に依存する。一般に、固化したＰＵフォームは約１ｃｍ〜５ｃｍの厚さを有することになる。
【００６７】
各実施形態によれば、本方法は、塗布したポリウレタンフォームが固化又は硬化した後に、シールコーティングを塗布することを含む。シールコーティングによりポリウレタン地面の複数のレーンを被覆することが好ましい。シールコーティングを塗布することは、（人工芝のプレハブパッチを施工（apply）する従来の方法において知られるような）隣接するレーンを相互に接合する作業を省略することを含む。
【００６８】
さらなる態様において、本発明は、システムに関する独立請求項において規定する運動競技場用のポリウレタン舗装を生成するシステムに関する。
【００６９】
例えば、当該システムは、Ａ成分、Ｂ成分、及び水を含む。Ａ成分はポリオール混合物である。Ｂ成分はイソシアネート混合物である。水は、別途添加しても、Ａ成分の一部として添加してもよい。いずれの場合も、水及びＢ成分は別の容器に収容する。本システムは、さらに、Ａ成分、Ｂ成分、及び水を混合して、液体ポリウレタンを生成するミキサー、及びノズルを備える。ミキサーにノズルを取り付けて、ポリウレタン反応混合物における化学反応により固体ポリウレタンフォームが生成されてしまう前に、当該反応混合物を運動競技場の地面に塗布する。反応混合物が固化した後、ポリウレタンフォームは運動競技場のポリウレタン舗装として用いられることになる。反応性成分及び反応混合物の組成は、ＰＵ系舗装を生成する方法として示した実施形態及び実施例をはじめとする、本明細書に記載の実施形態又は実施例に記載のもののいずれかに相当しうる。
【００７０】
さらなる態様において、本発明は、上記システムを備えた可搬性装置（portable apparatus）に関する。例えば、本装置は、少なくとも２つの別個の容器又は槽を有し、Ａ成分とＢ成分を別々に収容する。代案として、本装置は、温度計、又は遠隔の気象サービスから温度データ及び気象データを受信するネットワークインタフェースを備えるか、及び／又は、装置の位置及び速度を自動的に判定するＧＰＳモジュールを備えてもよい。上記データを自動的に用いて、単位時間当たりに混合する反応物の量、水に浸漬した第２ゼオライトであって反応混合物に添加すべき第２ゼオライトがあればその量を決定し、大雨によりＰＵフォームの塗布を延期すべきかどうか（小雨の場合は、多くの場合、ＰＵ反応混合物の塗布の妨げとはならない）を決定してもよい。
【００７１】
さらなる態様において、本発明は、上記システムを備えた車両に関する。当該車両の例としては、例えば、舗装機械が挙げられる。
【００７２】
例えば、第１の容器及び第２の容器は、箱、ボトル、又はその他の形態の容器とすることができる。各容器は、反応物、及び触媒、殺菌剤、難燃剤、顔料、充填剤料等の任意選択の添加材料を含んでもよい。少なくともＡ成分及びＢ成分は別々の容器に入れて、反応が早期に開始しないようにする。反応槽は、一体形成したノズルを備えるか、又は、代案として、ダクト経由でノズルに接続されて、反応性成分を混合して反応槽で生成したＰＵフォームをダクト又はノズル経由で地面に塗布する。例えば、第１の容器及び第２の容器は、反応槽及びノズルを備える装置又は車両と一体形成することもできる。代案として、第１の容器又は第２の容器は、別個の移動式容器、例えば輸送コンテナであるが、これらは、遊離体を提供するためのキャリアとしてのみ使用され、遊離体は反応槽に手動で添加することができる。
【００７３】
いくつかの実施によれば、装置又は車両の反応槽中に反応性成分をすべて収容することができ、地面に塗布する前に、スタティックミキサーを介して所定の比率で混合することができる。第１の容器及び第２の容器、及びノズルを、個々のダクトを介して装置又は車両の反応槽に結合することができる。反応槽はミキサーを備えていなくてもよい。この場合、ユーザは反応性成分（reaction components）を手動で混合しなければならない。任意選択で、反応槽又は反応槽を備える装置を積極的に加熱及び／又は冷却して、５℃〜４５℃の範囲の所定の温度とし、より好ましくは１０℃〜２５℃の間の温度としてもよく、又は環境温度が上記範囲内にある場合には選択的に用いてもよい。
【００７４】
塗布したＰＵ反応混合物は、一般に３０分〜数時間かかって固化及び硬化する。固化及び硬化は、環境温度で行われ、当該温度は、好ましくは、５℃〜４５℃の範囲とすべきである。
【００７５】
さらなる態様において、本発明は、本明細書に記載の実施形態及び実施例のいずれか１つに記載の方法で製造した運動競技場のＰＵ舗装に関する。
【００７６】
各実施形態によれば、フォームを地面に塗布する車両又は装置の位置及び速度を、例えば、当該車両又は装置に搭載又は接続したＧＰＳデバイス等により測定し、プロセスパラメータ（例えば、混合速度、単位時間当たりのフォーム出力量、単位時間当たりの遊離体の使用量及び反応混合物への添加量）、及び各成分の種類及び量（例えば、Ａ成分、水、Ｂ成分、触媒等）を、車両又は装置を運んでいる人の位置及び速度に応じて調節する。よって、ＰＵフォーム出力量は、例えば、車両又はＰＵフォーム塗布装置を運んでいる人の移動速度に応じて、自動的及び動的に調節することができる。こうすれば、ユーザの（不定の）移動速度に関わりなく、運動競技場の地面にＰＵフォームを均一かつ均質に確実に塗布することができる。
【００７７】
各実施形態によれば、本方法は、さらに、地面に塗布する前のフォームにゴム粒状体を混合することを含む。ゴム粒状体は、地面の弾性を一層向上することができ、生成したＰＵ系運動競技場に快適で自然な触覚を与えることができる。
【００７８】
各実施形態によれば、本方法は、さらに、ポリウレタンフォームが固化又は硬化した後に、シールコーティングを塗布することを含む。シールコーティングは、好ましくは、ポリウレタン地面の複数のレーンを被覆する。シールコーティングを塗布することは、隣接するレーンを相互に接合する作業を省略することを含む。この、異なるレーンのＰＵ端縁を互い接続する「接合／接着」ステップは回避することができる。２つのレーンのＰＵフォーム塊は、固化する前であれば、互いに接触させると自動的に混ざり合うからである。シールコーティングを塗布するステップは、ＰＵフォームが完全に硬化次第、実施することができ、一般に、１日〜数日以内に行うことができる。シールコーティングにより、ＰＵフォームの耐水性が向上する。例えば、シールコーティングはＰＵニスとすればよい。
【００７９】
さらなる有利な態様において、本発明の各実施形態は、ＰＵフォームが固化する前であっても雨に強く、少なくとも小雨又は通常の雨に対して耐性を有する。固化前のＰＵフォームの表面上に降る雨は、自動的にＰＵ保護膜を形成し、当該保護膜によりＰＵフォームの内側領域に雨が浸透するのを防ぐからである。降雨により表面が粗くなっている場合がある。しかしながら、各実施形態によれば、運動競技場の地面上で固化したＰＵフォームのこの表面は、雨滴によって生成された粗面を研磨し、平滑面を封止することにより、容易に平滑化することができる。
【００８０】
よって、さらなる有利な態様において、本発明の各実施形態によるＰＵフォームの生成に用いた反応物は、ＰＵ生成を遅延させるように選択する。雨粒等の水と直接接触することによっても、（工場ホール（factory hall）においてＰＵフォームの急速製造に用いる標準的な反応混合物の場合とは異なり）反応混合物が爆発することはない。
【００８１】
本明細書において、「ポリウレタン」（ＰＵ）は、ウレタン結合（urethane linkage）を含有する任意の種類のポリマーである。ウレタン結合（カルバマート基）は、−ＮＨ−ＣＯ−Ｏ−である。ＰＵは、イソシアネートを、ジオール等のヒドロキシ基を含有し、活性水素を有する化合物と、一般には触媒の存在下で、反応させることにより形成される。活性水素及び多くの異なるジイソシアネートを含有する化合物は多数あるため、合成可能なポリウレタンの数も大きい。ポリウレタンの具体的な特性は、特定の用途に応じて調整することができる。ポリマーは、モノマーとして知られる小さい繰り返し単位で構成される巨大分子である。一般に、これらは、側基が結合した一次長鎖主鎖分子からなる。
【００８２】
本明細書において、「車両」とは、自走式、一般的に車輪式の機械であり、手動又は自動で制御され、ＰＵ反応混合物を運動競技場の地面に塗布するのに用いられる。例えば、車両は、反応槽、遊離体用の２つ以上の層、及び生成したＰＵ反応混合物を地面に塗布するノズルを備えた舗装機械とすることができる。ＰＵ反応混合物を塗布するときは、ＰＵ反応混合物は既に生成物、すなわち、ＰＵポリマー等を有しうるが、ＰＵポリマーの大部分は、反応混合物を地面に塗布した後に生成される。
【００８３】
本明細書において、「装置」とは、ユーザによって運ばれ、反応槽で生成されたフォームを地面に適用するのに使用する可搬性デバイスである。一般に、装置は、より小さな運動競技場用にインサイチュでＰＵフォームを生成するために用いる。
【００８４】
本明細書において、「運動競技場」、「ピッチ」又は「運動場」とは、例えば、サッカー、テニス、ハンドボール、短距離走、その他の種々のスポーツ用の屋内又は屋外遊技場である。
【００８５】
本明細書において、「ゼオライト」は、例えば、微孔性のアルミノシリケートミネラルであり、一般に、数分間、数時間、ひいては数日間にわたって水を吸収し、吸収した水を放出する機能を有する。各実施形態によれば、第１ゼオライトを用いて、反応性成分、特にＡ成分を乾燥し、第２ゼオライトを反応混合物に添加して、吸収した水を徐々に放出させる。放出された水は、Ｂ成分との化学反応において反応相手となり、ＣＯ２ガスを生成する。各ゼオライトは、孔構造を有し、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、及びその他の種々のカチオンを収容する。これらの陽イオンは比較的緩く保持されており、接触溶液中で他のイオンと容易に置換することができる。いくつかの実施形態において、天然ゼオライトを用いる。他の実施形態において、工業的に生産されたゼオライトを用いる。より一般的な鉱物ゼオライトとしては、方沸石、斜方沸石、斜プチロ沸石、輝沸石、ソーダ沸石、フィリップス沸石、及び束沸石等がある。例示的な鉱物組成は、Ｎａ２Ａｌ２Ｓｉ３Ｏ１０・２Ｈ２Ｏであり、ソーダ沸石の組成である。自然発生するゼオライトは、純粋なものはほとんどない。そのため、均一性、純度の観点から、工業的に生産されたゼオライトを用いることが好ましい。
【００８６】
本明細書において、「ＮＣＯ／ＯＨモル比」又は「イソシアネート指数」とは、ポリウレタンを生成する重合化反応に用いたＡ成分及びＢ成分のポリオールの反応性基の割合である。イソシアネートの反応性基は−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ（ＮＣＯ）である。ポリオールの反応性基は−Ｏ−Ｈ（ＯＨ）である。一般に、ポリウレタンを工場で生成するときは、ＮＣＯ及びＯＨのモル比は、１又は１に非常に近く、例えば、１．０２である。本発明の各実施形態では、非常に珍しい、高いＮＣＯ／ＯＨモル比を使用する。このような高いモル比とすることで、イソシアネートが水と反応して−ＮＨ２基及びＣＯ２分子を形成する際に大量のＣＯ２を生成することができる。当該反応は、イソシアネート分子及びポリオール分子を結合してＰＵを形成する重合化反応と並行して、かつ競合して、反応性成分の混合物中で行われる。したがって、イソシアネート指数は、使用されるイソシアネートの当量の、理論当量に対する１００倍の比である。理論上の当量は、ポリオールの１当量のＯＨ基あたり１当量のイソシアネートに等しい。使用するポリオール及びイソシアネートの分子量に応じて、このイソシアネート指数は、異なる重量部のポリオール及びイソシアネート及びそれぞれの成分を混合することによって得ることができる。
【００８７】
１又は複数のポリオール中でイソシアネートを反応させてポリウレタンを形成するときは、１つのＮＣＯ基が１つのＯＨ基と反応する。ＮＣＯ基の数がＯＨ基の数と等しいとき、化学量論的ＮＣＯ：ＯＨ比１．０が得られる。一般に、この比を「指数」と呼ぶ。所与のポリオールと反応するのに必要なイソシアネートの量を求めるため、所望指数（多くの場合１）、イソシアネート当量、反応混合物に添加するポリオール、及び水の重量分率及び当量を考慮する。
【００８８】
本明細書において、「イソシアネート成分」又は「Ｂ成分」とは、少なくともイソシアネートと、任意選択で、さらなる物質、例えば１つ又は複数の異なるイソシアネート又は添加剤を含む物質又は物質混合物をいう。
【００８９】
本明細書で使用する「ポリオール成分」又は「Ａ成分」は、少なくとも１つのポリオール、例えばジオールと、任意選択で、さらなる物質、例えば１つ又は複数の異なるポリオール及び／又は添加剤を含む物質又は物質混合物をいう。任意選択で、Ａ成分は、ＣＯ２を生成する発泡反応において遊離体として用いる水を含む。ＣＯ２は、ＰＵフォームを生成する際、発泡剤として作用する。
【００９０】
本明細書において、「フォーム」とは、液体又は固体媒体中の気体のコロイド分散体をいう。フォームを地面に塗布した時点で、フォームは、例えば、ＰＵを生成しＰＵ生成が完了するまでＣＯ２を継続して発生させるのに必要な遊離体を全て含む液体粘性反応混合物等の液体媒体中の気体のコロイド分散体である。液体反応混合物の少なくとも一部は、液体ＰＵフォームを地面に塗布する瞬間既に反応してＰＵとなっている場合があるが、反応混合物の残りの部分は、まだ反応してＰＵにはなっていない。当該気体は、例えば、水とＢ成分との反応により生成されたＣＯ２とすることができる。残りの部分は、液体フォームを地面に塗布してから数時間、例えば６時間以内に反応してＰＵとなり、それにより、上記反応が完了するまでＣＯ２気体泡が継続して生成される。
【００９１】
「ヒドロキシル価」とは、遊離ヒドロキシ基を含む化学物質1グラムのアセチル化によって取り込まれた酢酸を中和するのに必要な水酸化カリウムのミリグラム数である。ヒドロキシル価は、化学物質中の遊離ヒドロキシ基含量の尺度であり、通常、化学物質１グラムのヒドロキシ含有量に相当するミリグラム単位の水酸化カリウム（ＫＯＨ）の質量単位で表される。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１ａ】インサイチュ（in-situ）で生成したＰＵフォームを運動競技場地面に適用した例を示す図である。
【図１ｂ】インサイチュ（in-situ）で生成したＰＵフォームを運動競技場地面に適用した例を示す図である。
【図２】複数のレーンを有する競技トラックを示す図である。
【図３】隣接するＰＵフォームレーンの自動的な混合を示す図である。
【図４】塗布したばかりの３つのＰＵフォームレーンを示す図である。
【図５】地面にＰＵフォームを塗布する舗装機械を示す図である。
【図６】運動場のＰＵ系舗装を生成する方法のフローチャートである。
【図７】ＰＵを生成するゲル化反応を示す図である。
【図８】発泡剤としてＣＯ２を生成する発泡反応を示す図である。
【図９】Ａ成分及びＢ成分の組成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００９３】
図１ａおよび図１ｂに、競技場地面１０３上にインサイチュで生成したＰＵ反応混合物１２８を示す。ユーザ１０２は、ダクトを介してノズル１２４に結合したミキサー１５６を有する反応槽１５４を備える可搬性装置１０１を運ぶ。このシステムは、Ｂ成分を有する第１の容器１６０及びＡ成分用の第２の容器１６２を備える。図示した例において、Ａ成分に含まれる水の量は正確に規定されているが、Ａ成分のその他の物質は、前処理ステップにおいて第１ゼオライトにより乾燥しておいてもよい。水の量及びイソシアネートの種類及び量の選択は、ＰＵフォームの生成を促進する発泡反応において、継続して十分な量のＣＯ２が生成されるように行う。任意選択で、周囲温度が高い場合には、反応混合物は、吸収した水を有する第２ゼオライトを含んで、発泡反応を促進する。第１の容器及び第２の容器は、直接ミキサー１５６に連結するか、又は反応槽１５４を介して間接的に連結することもできる。他の例において、第１の容器及び第２の容器は単なる搬送容器であればよく、反応槽に連結せず、反応物を搬送し反応槽に反応物を充填するためにのみ用いる。発泡反応により生成したＰＵ反応混合物１２８の粘度及び並行して起こるゲル化反応は、反応槽１５４中の反応混合物の特定の組成に依存する。好ましくは、粘度を十分に低くして、粘稠液であるＰＵ反応混合物又はＰＵフォーム１２８のセルフレベリングを可能として、徐々に固化して運動競技場の発泡ＰＵ系舗装１２９となる平坦なＰＵフォーム層となる。よって、不均等な地面表面、地面における損傷領域及び空洞はＰＵフォームにより満たされて、均一なＰＵフォーム層が生成され、数時間後に固化して、運動競技場のＰＵ系弾性舗装を形成する。しかしながら、粘度は、ＣＯ２泡を保持してＰＵフォームを構築可能な程度に高くなければならない。
【００９４】
ＰＵフォームは、乾燥し、完全に固化させる。温度及びその他の気象条件にもよるが、完全に固化するのは、一般に、反応性成分を混合してから１〜１５時間以内、例えば、反応性成分を混合してから６時間〜１０時間の間である。
【００９５】
水は、別の容器に収容することも、第２の容器に収容されたＡ成分の一部とすることもできる。Ａ成分、Ｂ成分、及び水は、図６に示す方法のステップ５０２において提供すればよい。例えば、上記物質は、ユーザにより提供することができ、ユーザは第１の容器及び第２の容器に当該物質を添加するか、又は反応槽に直接当該物質を添加する。
【００９６】
ステップ５０４において、反応混合物の全成分、すなわち、ポリウレタンフォームを生成する全ての反応性成分及び、任意選択で、先に述べた１つ又は複数の添加剤及び／又は充填剤をミキサーで混合する。Ａ成分、Ｂ成分、及び水を混合することにより、化学反応、特に、ＰＵポリマーを生成するゲル化反応及び発泡剤としてＣＯ２を生成する発泡反応がトリガされ、結果としてＰＵフォームが実質的に生成される。
【００９７】
反応混合物の組成については、特に、Ｂ成分中の水の量及びＭＤＩモノマーの量については、ウレタンの重合化（ゲル化）と同時にＣＯ２が発生するように選択する。イソシアネートを水と反応させることにより二酸化炭素が発生する。
【００９８】
ミキサーで反応混合物を均一に混合すると、反応混合物はＰＵポリマー及びＣＯ２ガス泡の生成を開始し、ＰＵフォームを生成する化学反応が直ちに開始しＣＯ２泡が直ちに発生しうるが、この反応混合物を「ＰＵ液」又は「ＰＵ反応混合物」という。このＰＵ反応混合物をミキサーからノズル１２４に搬送し、運動競技場の地面に直接塗布する。ユーザ１０２は、ＰＵ反応混合物を複数のレーンに塗布して、より広範囲にわたってＰＵ舗装を生成してもよい。好ましくは、ＰＵ反応混合物は屋外地面に塗布するが、屋内スポーツ競技場の舗装を生成するのに本方法を適用することもできる。固化し乾燥した状態において、ＰＵフォーム１２９は運動競技場のポリウレタン舗装として用いられる。
【００９９】
任意選択で、固化したＰＵ層１２９を、保護防水層１２７（「コーティング」）でコーティングして、例えば、舗装の耐熱性、耐紫外線性、耐降雨性、耐菌性、及びその他の要因に対する耐性（図１ｂ参照）を向上し、及び／又は舗装に所望の着色をすることができる。
【０１００】
図４に示す運動競技場ＰＵ舗装の一実施形態は、複数のレーンを含み、図３には、隣接するＰＵフォームレーンの自動的な混合を示す。ポリウレタン舗装を塗布する地面１０３は、長さ１３８及び幅１４０を有する矩形の運動競技場１３６である。地面１０３は、例えば、コンクリート打ち及び／又は平坦化等、調整済みであっても、未調整であってもよい。ユーザ１０２は、図１ａに示すような可搬性装置１０１を用いても、図５に示すような車両１００を用いて、運動場１３６の幅１４０よりも小さい幅１４２で液体フォーム１２８を塗布してもよい。したがって、ＰＵ反応混合物は、互いに接触するレーン１４４、１４６、１４８状に地面１０３に塗布され、隣接するレーン１４４、１４６、１４８は相互に接触している。第１のレーン１４４の直後に塗布される第２のレーン１４６のフォームは、レーン１４４のフォームと直ちに混合しコヒーレント塊（図３参照）が生成されて、第１のレーン１４４の側縁１５０が第２のレーン１４６の側縁１５２と接触する。側縁１３０は、レーン１４８を地面に塗布すると、レーン１４８の側縁と接触することになりうる。
【０１０１】
車両を用いた場合、当該車両には、平坦化ユニット１２６及び吐出ユニット１２６設けてもよい。平坦化装置の形状は吐出ユニット１２４よりも大きくして、平坦化ユニット１２６により、第１のレーン１４４から第２のレーン１４６の継ぎ目（transition）を平滑化できるようにする。
【０１０２】
図２に、複数のレーンを有する競技トラックの地面１０３にポリウレタン舗装用のフォームを塗布する方法の第２の実施形態を示す。本実施形態において、運動場は楕円形のトラック場である。装置１０１のユーザ又は車両１００のユーザは、トラック場を動き回ってＰＵ反応混合物１２８を塗布し、反応混合物は徐々に泡の生成を開始する。第２のレーン１４６は、第１のレーン１４４の始点に接続することにより、装置又は車両は、径方向内側に移動して、装置１００の移動経路が螺旋状になるようにする。
【０１０３】
反応混合物を地面に塗布するジオメトリに関わりなく、第１のレーン１４４のフォーム／混合物は、隣接する第２のレーン１４６を塗布したときに液体であるはずである。第１のレーン１４４及び第２のレーン１４６のフォーム１２８のそれぞれがいずれも液体であて固化していない場合、レーン１４４、１４６両方のフォームが接触ゾーンで混合し、及び／又は相互に強固に結合して、ポリウレタン舗装の連続性を向上することができる。さらに、ユーザ１０２は、車両の平坦化装置１２６又はＰＵフォームを平滑化する機械的ツールを用いて、ＰＵフォームを平滑化して、均等かつ平滑な表面１２９を製造することができる。
【０１０４】
したがって、本方法は、第１のレーン１４４が固化（硬化）する前に第２のレーン１４６を塗布することを含む。特に、高温乾燥した気象条件下において、舗装の膨張が大きい場合に重要なことは、第１のレーンを生成した後すぐに、例えば、３０分又は数時間以内に、第２のレーンを塗布して、第２のレーンを地面１０３に塗布する前に硬化プロセスが始まってしまうことがないようにすることである。
【０１０５】
早期の硬化プロセスを回避するため、ＰＵフォームを生成する反応混合物の組成及び混合プロセスのプロセスパラメータを、環境条件にカスタマイズすることができる。
【０１０６】
有利には、種々のセンサ１３２を異なる位置に分散させる。位置が不適当なセンサ１３２の環境データを補完することができるからである。例えば、一のセンサが日陰に位置するため、このセンサの温度が他の地面の温度よりも低い場合がある。例えば、混合物をカスタマイズして、プロセスパラメータにより、センサが測定した最悪の環境条件、例えば、測定した温度の中での最も高い温度を用いたフォーム堆積を可能とする。代案として、環境データのマップを作成し、このマップ又は装置１００の現在位置に基づいて混合パラメータ及びプロセスパラメータを継続してカスタマイズしてもよい。
【０１０７】
さらに、付加的な環境データ、例えば、天気予報、一日のうちの時刻又は相対湿度を考慮してもよい。プロセスの間の天気予報及び時刻により、温度上昇を予測して、混合物及びプロセスパラメータを温度上昇に適合させることができる。例えば、付加的な環境データは、気象サービスから受信すればよい。
【０１０８】
環境データは、プロセスの最初に測定してもよく、又は混合物及びプロセスパラメータを継続的に環境データに合わせて調節するため、継続して測定してもよい。環境データは制御ユニット１３４のメモリに格納すればよい。格納したデータを用いて、温度予測を向上し、又は現在の混合プロセスを制御することができる。
【０１０９】
さらなる実施形態において、付加的なセンサにより、装置１００の位置及び／速度を測定してもよい。この情報により、制御ユニット１３４は、第１のレーンと第２のレーンを塗布する時間間隔を算出し、効果に必要な時間を算出し、混合物及びフォームのプロセスパラメータを適合することができる。
【０１１０】
図５は、図１ａおよび図１ｂに示すようにＰＵ反応混合物１２８を地面に塗布する舗装機械としてのシステム１００を示す図である。ＰＵ反応混合物１２８は、本質的に、２つの反応性成分であるＢ成分及びＡ成分からなり、Ａ成分は、さらに、規定量の水を追加的な反応性成分として含む。舗装の所望の特性に応じて、例えば、化学添加剤、圧縮空気、その他の添加剤等の種々のポリウレタン形成材料を添加してもよい。各応性成分及び各添加剤の組成及び量、例えば触媒及び／又は高温を相殺するため付加的な水に浸漬した第２ゼオライトは、舗装の機械的特性、耐気象条件、水吸収性、ＰＵフォームの粘性、ＰＵフォームの安定性、硬化時間、舗装の色及びその他の特徴のほか、ＰＵポリマーの生成速度及び／又はＣＯ２の生成速度に影響を与えうる。
【０１１１】
例えば、添加剤は、乳化剤及び／又は整泡剤、例えば、高せん断抵抗シリコーン整泡剤を含んでもよい。触媒を用いて、ＮＣＯ末端プレポリマー及び／又は高分子イソシアネートとＡ成分のポリオールとの間での混合物の反応性を適度に促進しうる。さらに顔料及び紫外線安定剤を用いうる。
【０１１２】
システム１００は、ポリウレタンの基本材料用の槽（タンク）１６０、１６２を備え、第１の槽１６０はＢ成分を含み、第２の槽１６２はＡ成分及び規定量の水を含む。槽１６０、１６２はダクト１０８、１１０とともに混合装置１５６に接続されており、混合装置において各成分を混合してポリウレタン舗装用のフォーム１２８とする。ダクト１０８、１１０は、それぞれ、弁１１２、１１４を備えて、各槽１６０、１６２から混合装置１５６に流れるポリオール及びイソシアネートの量をそれぞれ定量（dose）にする。各ダクト１０８、１１０は、例えばポンプなどの供給装置を備えてもよい。図５の図示例において、装置は車両であるが、図１ａに示す可搬性装置も、図５の車両と同様又は機能的に同様の部品を備えうる。
【０１１３】
代案として、システム１００は、さらに、発泡反応用の規定量の水及び／又は種々のポリウレタン発泡剤を入れた別の槽１１６を備えることができる。別の槽１１６は、ダクト１１８とともに混合装置１５６に接続されている。ダクトは弁１２０を有する。システム１００は、ポリウレタン舗装用のフォーム１２８に添加しようとする添加剤の所望数に応じて、種々の添加剤用に種々の槽を備えてもよい。
【０１１４】
混合装置１５６は、ポリウレタンフォームを生成する反応混合物を生成する手段を備える。混合装置１0６は、ダクト１２２とともに、反応混合物１２８を地面１０３に塗布するように構成した塗布ユニット１２４に接続されている。塗布ユニット１２４には、混合物１２８を地面１０３に塗布する多様な数のノズルを設けてもよい。各ノズルは、塗布ユニット１２４の全幅にわたって等間隔に設ければよい。代案として、ノズルは、単一のノズル又はノズルの束であってもよく、ユーザはノズルを一方の側から他方の側へスムーズに移動させてＰＵフォームを地面上に均一に塗り広げる必要がありうる（図１ａ参照）。
【０１１５】
さらに、システム１００は、塗布した混合物１２８を平坦化及び平滑化する平坦化ユニット１２６を備える。平坦化ユニット１２６は、スクレーパであればよく、スクレーパはシステム（apparatus）１００の駆動方向１３０において吐出ユニット１２４の後方に位置する。平坦化ユニット１２６は、塗布したフォームの表面１２９を平滑化し、余剰のフォームを除去するように構成する。
【０１１６】
車両は、装置１００を駆動方向１３０へ駆動する駆動ユニット１３１を備える。
【０１１７】
さらに、車両１００の一部として、環境条件を測定するセンサ１３２を設けてもよい。センサ１３２は、気温、地温、相対湿度、その他の気象条件を測定するように構成する。種々のセンサを設けて種々の環境データを測定してもよい。
【０１１８】
各弁１１２、１１４、１２０、混合ユニット１５６、塗布ユニット１２４、平坦化ユニット１２６、駆動ユニット、及びセンサ１３２は、制御ユニット１３４に接続する。制御ユニット１３４は、センサ１３２が測定した環境データを受信し、受信した環境データに応じて各弁１１２、１１４、１２０、混合ユニット１０６、塗布ユニット１２４、駆動ユニット１３１、及び平坦化ユニット１２６を制御するように構成する。
【０１１９】
環境データはセンサ１３２が測定し、制御ユニット１３４に送信される。制御ユニット１３４は、各弁１１２、１１４、１２０を制御して、ポリオール、イソシアネート、水、及び添加剤の所望の混合物を混合する。さらに、混合ユニット１５６を制御することにより、ゼオライト結合水の量及び／又は触媒の量又はその他のプロセスパラメータを調節することができる。
【０１２０】
さらに、第１のレーン１４４が硬化する前に第２のレーン１４６が塗布されることを担保するように、及び／又は十分な量のＰＵフォームを確実に塗布して所望の最低限の厚さ及びＰＵ舗装の弾性に達するようにするため、制御１３４は、地面の幾何形状（ジオメトリ）、予定経路、各レーン１４４、１４６、１４８の長さ、ポリウレタン舗装の厚み、システム１００（車両又は可搬性装置）の速度を考慮して、混合物１２８を決定するプロセスを行ってもよい。
【０１２１】
所望の実施形態において、センサ１３２をシステム１００に取り付けて、装置１００の位置における環境条件を測定する。したがって、混合物及びプロセスパラメータを継続的に現在の条件に適合させて、塗布した混合物１２８から生成されるＰＵフォームの硬化時間が一定となるようにすることができる。
【０１２２】
代案として、又は加えて、静的センサを用いることができる。予め環境条件を達成し、これらの条件に合わせてフォームの混合物をカスタマイズできるようにするため、静的センサを地面１０３の様々な位置に設けることができる。これらの実施形態において、センサ１３２は、例えば、無線接続、ＷＬＡＮ接続等の任意のワイヤレス接続により制御ユニット１３４に接続すればよく、そのため、センサ１３２はトランスミッタを備え、また制御ユニット１３４はレシーバを備える。
【０１２３】
図６は、運動場のＰＵ系舗装を生成する方法のフローチャートである。ステップ５０２において、反応物質、すなわち、少なくともポリオール、イソシアネート、及び水、及び任意選択で、１つ又は複数の添加剤を、例えば、各反応物質を異なる容器１６０、１６２に充填することにより、提供する。各反応物質及びオプションで１つ又は複数の添加剤を添加し異なる容器に分配して、それぞれの容器中の物質が基本的に相互に反応しないようにする。そして、ステップ５０４において、自動混合デバイス又は人間が操作するメカニカルミキサーを用いて、各反応物質を混合して、１つ又は複数の化学反応、例えば、ゲル化反応及び発泡反応をトリガして、発泡剤であるＣＯ２により形成されるＰＵポリマーを生成する。ＰＵフォームを化学的に生成するＰＵ反応混合物を運動場の地面に塗布する。
【０１２４】
ポリウレタン反応混合物を地面に塗布後、オプションで、地面を所定粗さまで平滑化及び平坦化する。いくつかの例において、ＰＵフォームの粘度を小さくしてセルフレベリングを可能とする。平滑化及び平坦化プロセスの後、ポリウレタンフォームは硬化する。オプションで、固化し硬化したＰＵ層をさらに保護層１２７でコーティングする。２つの隣接するレーンの端縁を相互にアニールする別個のステップは不要である。
【０１２５】
ここでも、この塗布は、図５に示す例のように完全に自動で行ってもよく、又は、可搬性ＰＵフォーム塗布装置を使用するユーザ１０２により半自動的に行ってもよい。
【０１２６】
図７に、ＰＵを生成するゲル化反応を示す。ポリウレタンを生成するため、重付加反応を行う。この種の化学反応において、Ｂ成分中のイソシアネートモノマー及びプレポリマーは、反応性末端基を含んでいる。具体的には、ジイソシアネート（ＯＣＮ−Ｒ−ＮＣＯ）が、本明細書においてジオール（ＨＯ−Ｒ−ＯＨ）として表されるＡ成分のポリオールと反応する。本反応の第１のステップにより、結果として２つの分子が化学結合し、反応性アルコール（ＯＨ）が一端に、反応性イソシアネート（ＮＣＯ）が他端に残される。これらの基がさらに他のモノマーと反応して、さらに大きく長い分子を形成する。これは一般に急速なプロセスであり、高分子量材料を形成する。本発明の各実施形態によれば、反応性成分及び／又は触媒の選択により、ＰＵポリマーを生成する反応（ゲル化反応）を遅延させることができる。基本的には、反応性成分を混合して後１時間又は数時間後、例えば、１〜１０時間後にＰＵポリマーフォームが構築され固化するように、反応を遅延させる。
【０１２７】
図８に、発泡剤としてのＣＯ２を生成する発泡反応を示す。二酸化炭素を生成する反応においては、水がイソシアネートと反応して、不安定なカルバミン酸をまず生成し、その後カルバミン酸が二酸化炭素とアミンに分解される。アミンは、さらに多くのイソシアネートと反応して置換尿素が得られる。水の分子量は非常に低いため、水の重量パーセントが低くても、水のモル比は高い場合があり、多量の尿素が生成される。尿素は反応混合物にあまり溶解しない。
【０１２８】
反応混合物中に水が存在するため、イソシアネートは水と反応して尿素結合及び二酸化炭素ガスを形成し、結果として生じるポリマーは、ウレタン結合及び尿素結合の両方を含有する。この反応を発泡反応という。
【０１２９】
図９に、本発明のいくつかの実施形態によるＰＵフォームを生成する反応混合物の組成を示す。図示した実施形態において、水は、Ａ成分９０２の構成要素として、反応混合物に添加される。
【０１３０】
以下に、反応混合物ＲＭとして、Ａ成分９０２及びＢ成分９０４の量（「重量部」として特定）の異なる４つの実施例ＲＭ１〜ＲＭ４を示す。
【表１】
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【０１３１】
例えば、ポリオール９０６のヒドロキシル価は１５５〜１８０ｍｇＫＯＨ／ｇポリオール９０６でありうる。示した例において、ポリオールは、Ａ成分中のポリオールの構成比は約５４重量％であるため、Ａ成分中のポリオールの構成比に応じて、「完全な」Ａ成分中のヒドロキシル価は増量／減少する。
【０１３２】
よって、第１の実施例ＲＭ１によれば、ポリオール９０６価が１５５ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１８０ｍｇＫＯＨ／ｇであるＡ成分の１００重量％を、反応生成物を生成するためのＮＣＯ含有量が１０％であるＢ成分の８０重量％に混合することにより、イソシアネート指数を１．１６とすることができる。
【０１３３】
各実施形態によれば、Ａ成分のポリオール９０６は、ポリエーテルポリオール又はポリエステルポリオールである。ポリオールは分岐することができる。ポリオールは、一級末端水酸基ジオールとすることができる。例えば、ポリオール９０６の分子量は１０００〜４０００ダルトンとすることができ、例えば１１９０ダルトンとすることができる。ポリオール９０６の粘度は２５００〜３５００ｍＰａｓ／２５℃であることが好ましい。いくつかの実施例によれば、ポリオールの酸価は最大３であり、及び／又は密度は１．０ｇ／ｃｍ３である。酸価（すなわち「中和価」）は、化学物質１ｇを中和するのに必要な水酸化カリウム（ＫＯＨ）のミリグラム単位の質量である。酸価は、脂肪酸等の化合物中又は化合物の混合物中のカルボン酸基の量の尺度である。ポリオール９０６は、例えば、ポリエーテルポリオール、例えば、ポリプロピレングリコールとすることができる。ポリエーテルポリオールは、例えば、酸化プロピレンから製造すればよく、良好なコヒーレンス特性を有するＰＵを生成できるという利点を有しうる。代案として、ポリオールは、ポリエステルプロピルとすることができ、（非ＰＵ地面に対し）良好な接着特性を有するＰＵを生成できるという利点を有しうる。ポリオールは、ポリエステル−ポリオールと、ポリエーテルポリオールとの混合物とすることもでき、生成されたＰＵフォームの接着性能とコヒーレンス性能とを良好に両立することができるという利点を有する。
【０１３４】
次に、本発明の各実施形態を参照してＡ成分をより詳細に説明する。ここで、「％」を付して示す値は、「Ａ成分の重量％」である。
５４％ポリオール９０６、例えば、ポリエチレン；各実施形態によれば、Ａ成分のポリオール９０６は、ポリエステルポリオール又はその混合物である。そのヒドロキシル価は、１５５〜１８０ｍｇＫＯＨ／ｇ／ｇポリオールである；
３１％充填剤９０８、例えば、炭酸カルシウム；
７．６％増量剤９１０、例えば、ひまし油；
０．５％水９１４；好ましくは、Ａ成分の他の構成要素を例えば第１ゼオライト等で乾燥させてから規定量の自由水及び／又は第２ゼオライト結合水を添加することにより、非常に正確な量の水を添加する；
７．４％その他の物質９１２、例えば：
４．５％無機及び／又は有機顔料９１６、例えば、酸化鉄顔料、酸化チタン等；
２．４％のその他物質９１８、例えば、ＰＵ重付加反応の０．００１％触媒、例えば、ジ−ｎ−オクチル錫ネオデカノエート、０．１４％界面活性剤及び乳化剤、水添加前にＡ成分を乾燥するのに使用した第１ゼオライトの残部。
【０１３５】
各実施形態によれば、Ａ成分は、さらに、水に浸漬した０．５〜２％の第２ゼオライトを含む（よって、増量剤の量も適合させる）。第２ゼオライト結合水を第１ゼオライトがさらに吸収しないようにするため、第１ゼオライトは、乾燥プロセス後にＡ成分から除去するか、又は不活性化する。代案として、第１ゼオライトは、第２ゼオライトが水を脱着する速度よりも、給水速度が非常に遅いゼオライトであり、脱着した水がＢ成分と反応してＣＯ２になる速度よりも給水速度が遅いゼオライトである。第２ゼオライトは、反応混合物を地面に塗布する直前に添加すればよい。よって、第２ゼオライトにより提供される付加的な水を第１ゼオライトが吸収するのに十分な時間はないことになる。
【０１３６】
界面活性剤及び乳化剤を用いて、液体成分を乳化し、フォームの気泡の大きさを制御し、また気泡構造を安定化してＰＵフォームの崩壊及び面欠陥を防ぐ。硬質フォーム界面活性剤は、非常に微細な気泡構造及び閉気泡構造を生成するように設計される。軟質フォーム界面活性剤は、反応生成量を安定させる一方で、同時に開気泡含量を最大化してフォームの収縮を防ぐ。よって、ＰＵフォームの生成に用いる反応混合物は、実際には、粘度及びフォーム泡特性を変更し、フォームに色付けし、充填剤として機能し、又はその他の技術的目的のための付加的物質の大部分を含む。
【０１３７】
各実施形態によれば、Ｂ成分９０４は、４０重量％のＭＤＩプレミックス９４０を約６０重量％のプレミックスポリオール９３０と反応させることにより生成する。プレミックスポリオールは、ポリエーテルポリオールとすればよい。例えば、プレミックスポリオールの分子量は約２０００ダルトンとすればよく、ヒドロキシル価は、３０〜１６０ｍｇＫＯＨ／ｇポリオールの範囲内、例えば、５５ｍｇＫＯＨ／ｇとすればよい。いくつかの例示的な実施形態において、プレミックスポリオール９３０と、Ａ成分のポリオール９０６とは同一タイプとすることができる。
【０１３８】
各実施形態によれば、Ｂ成分を生成するＭＤＩプレミックス９４０であって、プレポリマーを生成するために添加する前のＭＤＩプレミックス９４０は以下を含む：
・ＭＤＩプレミックスの０．３〜７重量％：２，２'−メチレンジフェニルジイソシアネート９２２、好ましくは、ＭＤＩプレミックスの４重量％〜７重量％；
・ＭＤＩプレミックスの１０重量％〜３５重量％：ジフェニルメタン−２，４'−ジイソシアネート９２４；
・ＭＤＩプレミックスの１０重量％〜４５重量％：ジフェニルメタン−４，４'−ジイソシアネート９２６；
・ＭＤＩプレミックスの０重量％〜３０重量％：２つ以上のモノマー９２２〜９２６を相互に反応させることにより作成したＭＤＩポリマー９２８。
【０１３９】
プレミックスポリオール９３０をＭＤＩプレミックスに添加し混合することにより、遊離体９２２〜９３０の総量の少なくとも一部が反応してプレポリマー９３２、この場合は芳香族イソシアネートプレポリマーとなることになる。プレポリマーは、比較的粘性があり、ＰＵ生成反応において用いられる「標準的な」プレポリマーと比べ、ポリオールに対する反応性が遅い。
【０１４０】
プレミックスポリオールとＭＤＩモノマーとＭＤＩポリマーとの反応が均衡状態に達したら、生じた溶液をＢ成分として用いることができる。Ｂ成分９０４は、未反応遊離体（ＭＤＩモノマー９２２、９２４、９２６、任意選択でＭＤＩポリマー９２８、及びプレミックスポリオール９３０）と、プレミックスポリオールを添加した際にプレミックスにおいて起こる化学反応の反応生成物としてのプレポリマー９３２との混合物を含む。一般に、Ｂ成分の約６２重量％が、プレポリマー９３２からなり、Ｂ成分の約３８重量％が未反応遊離体９２０からなる。
【０１４１】
よって、実際には、各実施形態によれば、Ｂ成分は以下を含む：
・Ｂ成分の０．１重量％〜２．８重量％：２，２'−メチレンジフェニルジイソシアネート９２２；
・Ｂ成分の１０重量％〜２０重量％：ジフェニルメタン−２，４'−ジイソシアネート９２４；
・Ｂ成分の１０重量％〜２５重量％：ジフェニルメタン−４，４'−ジイソシアネート９２６；
・Ｂ成分の０重量％〜１６重量％：２つ以上のモノマー９２２〜９２６を相互に反応させて作成したＭＤＩポリマー９２８。
・Ｂ成分の６２重量％：芳香族イソシアネート−プレポリマー、例えば（１，２−プロパンジオール、１−イソシアネート−２−（４−イソシアネートフェニル）メチルベンゼン、１、１−メチレンビス−４−イソシアネートベンゼン、メチルオキシラン（酸化プロピレン）、及びオキシラン）。
【０１４２】
Ｂ成分は、いくつかの例によれば、粘度が３２００ｍＰａｓ／２５°Ｃである。いくつかの例において、イソシアネートの密度は１．１５ｇ／ｃｍ３である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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