(57)【要約】【課題】従来のポリマーセメント組成物は、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るので、平滑な表面仕上げとなると考えられている。ところがこのとき、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るので、反り上がり現象や表層の亀裂誘発が潜在的に含まれることがわかった。【解決手段】本発明は、前記のような課題を解決するために、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、前記のような課題を解決できた。【選択図】なし。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステルポリオール、疎水性イソシアネート及び水硬性セメントを含む骨材を主成分とする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】
前記ポリエステルポリオールの分子量が１０００〜３０００で両末端に水酸基を持ち、かつアルキレン側鎖を持つ請求項１記載のポリウレタン系セメント組成物。
【請求項３】
前記疎水性イソシアネートがポリフェニレンポリメチルポリイソシアネートである請求項１または、２記載のポリウレタン系セメント組成物。
【請求項４】
ポリエステルポリオール、疎水性イソシアネート及び水硬性セメントを含む骨材を主成分とする前記ポリウレタン系セメント組成物の硬化後の収縮応力が４．０±２．０（Ｎ／ｍｍ２）である請求項１から３のいずれかに記載のポリウレタン系セメント組成物。
【請求項５】
ポリエステルポリオール、疎水性イソシアネート及び水硬性セメントを含む骨材を主成分とするポリウレタン系セメント組成物を基体に塗布、硬化させることを特徴とするポリウレタン系セメント組成物の施工法。
【請求項６】
前記ポリエステルポリオールの分子量が１０００〜３０００で両末端に水酸基を持ち、かつアルキレン側鎖を持つ請求項５記載のポリウレタン系セメント組成物の施工法。
【請求項７】
前記疎水性イソシアネートがポリフェニレンポリメチルポリイソシアネートである請求項５または６記載のポリウレタン系セメント組成物の施工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、施工現場での混合作業が行いやすく、作業性、性能、仕上がり外観にムラが生じにくい、耐熱性、耐熱水性、耐磨耗性、耐衝撃性などの要求される床などの施工に使用されるポリウレタン系セメント組成物とポリウレタン系セメント組成物の施工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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が要求されるため、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た（特公昭５６−５７０４号）。
【０００３】
しかしながら、強化樹脂系の施工は、ほぼ１ヶ月を要するコンクリートの硬化、乾燥を待って施工する必要があるため工期が長くなる、コンクリートの乾燥が不完全であるとコンクリート中から揮発した水蒸気が表面を被覆している樹脂防水層や強化樹脂層を突き上げるために膨れが生じて施工不良問題になる、強化樹脂層の施工では施工が多工程に亘るために施工期間が長くなるといった問題があった。
【０００４】
また、樹脂モルタル系の床の施工など、特にウレタン系樹脂を使用した施工の場合には、配合した直後から樹脂の硬化が進行するために可使時間が短く、施工しづらいという問題がある。さらに、ウレタン樹脂の硬化剤として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などが例示されるが、前者は毒性、刺激臭があり適さない、後者は前者より毒性は低いものの結晶化しやすく冬季においては保温若しくは加熱あるいは溶剤に溶解した状態での使用が必要になる。更に、ＭＤＩプレポリマーなどは粘度が高くて作業性が悪い、耐熱性、耐磨耗性などの性能が良くないなどの課題があった。
【０００５】
エポキシ樹脂系の樹脂モルタルを使用した場合には硬化時間が長くて施工に適さない、施工後に硬化剤に使用するアミン類などが施工後に放出されるために、臭気が残り好かれない。電子部品の工場などの床では硬化後に放出されるガスが電子部品の製造工程で悪影響を及ぼすなどの問題があった。
【０００６】
一方、施工現場での混合操作にて均一に分散しやすく、作業性・性能・仕上がり外観にムラが生じにくいセメント組成物として水硬性セメント、水、セメント減水剤、ポリオールおよび２個以上のイソシアネート基を含む化合物からなるポリウレタン系セメント組成物（特開平８−１６９７４４号、特開平１１−７９８２０号）が提案されている。
【０００７】
しかし、実際の現場においては個々に施工環境が異なり、特に冬場の施工における低温硬化性や、工程上の養生時間の硬化時間短縮が要求される場合がある。上記のような複数の反応が同時に進行して硬化する系において、各反応を制御し、優れた機能を損なわず、かつ仕上がり外観や施工作業性に影響をあたえず様々な施工環境に対応するための適当な硬化反応調整剤が望まれていた。
【０００８】
さらに、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、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（特開２０００−７２５０７号）も提案されている。
【０００９】
しかし、このようなポリマーセメント組成物の硬化物は、ポリイソシアネート化合物と水との反応で生成したポリウレアに起因する、下地コンクリートよりも固い樹脂塗膜となるため、ポリマーセメント組成物の硬化物の硬化収縮により、実際の現場においては表層に亀裂が発生したり、反り上がり変形などにより下地コンクリートから剥離するという問題があった。
【００１０】
【参考文献】
【特許文献１】特公昭５６−５７０４号
【特許文献２】特開平８−１６９７４４号
【特許文献３】特開平１１−７９８２０号
【特許文献４】特開２０００−７２５０７号
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来のポリマーセメント組成物は、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るので、平滑な表面仕上げとなると考えられている。ところがこのとき、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るので、反り上がり現象や表層の亀裂誘発が潜在的に含まれることがわかった。
【００１２】
この反り上がりや表層の亀裂を防止するために、硬化収縮をできるだけ抑えるべく、ポリマーセメント組成物における水やイソシアネート化合物の含有量を減らすことも考えられるが、これにより収縮は幾分低減できるものの、混合物の粘度が上昇するために塗布作業性や表面外観を著しく悪化させるのでむしろ好ましくない。
【００１３】
そこで耐熱性や物性を保持して塗布作業性や表面外観を損なうことなく、塗膜厚みが５ｍｍ以下でも、硬化収縮しても反り上がりや表層の亀裂を発生させないポリマーセメント組成物が強く望まれていた。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記のような課題を解決するために、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ポリウレタン系セメント組成物とポリウレタン系セメント組成物の施工法に関するものである。特に、上記のポリウレタン系セメント組成物において、その硬化物の収縮応力が４．０±２．０Ｎ／ｍｍ２である時に、反り上がり現象や表層の亀裂誘発が無いことを見出した。以下詳細に説明する。
【００１５】
本発明に係わる主剤のポリオールとしては、分子量が１０００〜３０００で両末端に水酸基を持ち、アルキレン側鎖を持つポリエステルポリオール、好ましい具体例として、ブチルエチルプロパンジオール（２−ブチル−２エチル−１、３プロパンジオール）とアジピン酸の重縮合物がある。具体的な製品として協和発酵（株）：キョ−ワポール２０００ＢＡなどがある。該縮合物は分子構造に起因して耐加水分解性に優れ、常温において１〜３０Ｐａ・Ｓの粘度であることから取り扱い性が容易である。
【００１６】
硬化剤の疎水性イソシアネート化合物としては下記の一般式で表される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）を含有するものが使用に適しており、具体的な製品として、日本ポリウレタン（株）：ＤＲＣ３４７６、ＷＣ−１０３などがある。
【化１】
2005047719.tif 000002
【００１７】
主剤のポリエステルポリオール、硬化剤のポリメリックＭＤＩの配合割合は、主剤１００重量部に対して硬化剤８０〜１２０重量部が適している。８０重量部以下では作業性、塗膜硬化物の物性が劣るのため好ましくない。一方１２０重量部以上では発泡などの問題があり適さない。主剤と硬化剤とともに配合される骨材には、水硬性セメント、硅砂などの細骨材、消石灰、ガイシ粉末、流動化剤などが必要に応じて単一または、組み合わせて使用される。
【００１８】
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、施工床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、淡色の床に仕上ることが可能になり、又各種の顔料を添加することによつて各種の着色床に仕上ることが容易に実施できる。
【００１９】
上記配合の樹脂セメント組成物では、主剤のポリエステルポリオールの長い鎖状の両末端にのみ水酸基があり、かつアルキレン側鎖が存在するために立体的に反応が抑制されるほか、水硬性セメントによる吸水、細骨材などが官能基の周囲に存在するため反応抑制される。その結果、塗膜の収縮応力を低減することができ、後述する耐熱衝撃性が付与される。
【００２０】
本発明になる樹脂セメント組成物を床などに施工するには、コンクリートなど基体上にそのまま若しくはプライマー塗布したのち、該樹脂モルタル系組成物をコテ、ブラシ、ローラー等の塗布手段により厚み５ｍｍ以下にならし塗布して塗布層を形成するとともに硬化させて樹脂セメント硬化層とすることができる。
【００２１】
コンクリートなどの基体に樹脂防水材を塗工して床として仕上た後に、基体の含水率が１０％以上と高い場合には、基体中の水分が揮発して樹脂防水層を突き上げるために基体と樹脂防水材の層間に膨れが生じることが頻発しているが、本発明になる樹脂モルタル系組成物では密着性に優れるためにコンクリートなどの基体の含水率が１０％以上と高い状態で施工しても施工後に基体との層間に膨れや剥離が発生しない点に利点がある。また、該樹脂セメント硬化層の上に、更に樹脂塗料、樹脂コーテイング材、強化樹脂防水材、樹脂防水材などが塗工されて重層構造に仕上ることもできる。
【００２２】
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。配合について重量部を単に部として記載する。また、本発明は当然これに限定されるものではない。
【００２３】
【実施例と比較例】
実施例１
主剤として、水分散型ポリオール（住化バイエル：ＶＰＬＳ２２４８）７３部及び、ポリエステルポリオール｛協和発酵（株）：キョ−ワポール２０００ＢＡ、官能基数２、水酸基価５３〜５９ｍｇＫＯＨ／ｇ、酸化０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、粘度１８．４Ｐａ・Ｓ／２５℃｝１２部、トナー５部、消泡剤｛共栄社化学（株）：フローレンＡＣ１１６０｝１０部を配合した。硬化剤として、ＭＤＩ系疎水性イソシアネート｛日本ポリウレタン工業（株）：ＷＣ−１０３、ＮＣＯ含有量２０％｝７５部、ポリメリツクＭＤＩ（ＢＡＳＦ  ＩＮＯＡＣ：ＭＢ−５Ｓ、ＮＣＯ含有量３１％）２５部を配合した。さらに、水硬性セメント含有骨材４００部を配合して実施例１の樹脂セメント組成物を調製した。
【００２４】
実施例２
主剤として、ＶＰＬＳ２２４８を５４部及び、キョ−ワポール２０００ＢＡを３０部、トナー５部、フローレンＡＣ１１６０を１０部配合した。硬化剤をＷＣ−１０３、ＭＢ−５Ｓの変わりにＭＤＩ系疎水性イソシアネート｛日本ポリウレタン工業（株）：ＤＲＣ３４７６、ＮＣＯ含有量２０％｝１１０部のみを使用した。さらに、水硬性セメント含有骨材４００部を配合して実施例２の樹脂セメント組成物を調製した。
【００２５】
実施例３
主剤として、ＶＰＬＳ２２４８を８０部及び、可塑剤を２０部配合した。硬化剤には、ＭＢ−５Ｓを、１００部のみを使用した。さらに、水硬性セメント含有骨材４００部を配合して実施例３の樹脂セメント組成物を調製した。
【００２６】
比較例１
主剤は実施例１の配合と同一にして、硬化剤には、ＷＣ−１０３を使用せず、ＭＢ−５Ｓを、１００部のみを使用した。さらに、水硬性セメント含有骨材５００部を配合して比較例１の樹脂セメント組成物を調製した。
【００２７】
比較例２
主剤は実施例１の配合において、ＶＰＬＳ２２４８のみを１００部使用した。硬化剤には、ＷＣ−１０３を使用せず、ＭＢ−５Ｓ１００部のみを使用した。さらに、水硬性セメント含有骨材５００部を配合して比較例２の樹脂セメント組成物を調製した。
【００２８】
比較例３
主剤は実施例１の配合において、ＶＰＬＳ２２４８のみを１００部使用した。硬化剤には、ＤＲＣ３４７６を５０部、ＷＣ−１０３を５０部使用した。さらに、水硬性セメント含有骨材５００部を配合して比較例２の樹脂セメント組成物を調製した。
【００２９】
実験はまず各材料について耐熱衝撃性の評価を行い、次に塗膜が熱を受け、冷却された際の収縮を応力として測定した。
【００３０】
耐熱衝撃性試験
試験体
市販３００×３００×厚さ６０  ｍｍコンクリート平板（含水率１２％）を１５０×１５０×６０  ｍｍにカットして下地とし、各材料を所定厚さ（４．０ｍｍ）に塗布した。この試験体を２３℃７日間養生後、試験体側面及び底面をエポキシ樹脂にてシールし、実験に供した。
試験方法
１サイクルにつき９５℃の熱水を５分間と２０℃の冷水を１０分間繰り返し流すこととし、２０００サイクルまで実施し、塗膜の剥離、反り上がり、塗膜クラック等の異常が現れるまでのサイクルを測定した。
【００３１】
収縮応力試験
試験方法
上記養生により変化した試験体の長手方向の収縮歪み量Ｌ（ｍｍ）を測定する。次に、試験体を長手方向に速度１ｍｍ／分で引張り、引張り弾性係数Ｅ（Ｎ／ｍｍ２）を測定する。最後に、引張り弾性係数と収縮歪み量から次式により収縮応力を算出した。
【００３２】
【式１】
収縮応力＝Ｅ（Ｌ／ｌ）（Ｎ／ｍｍ２）
ｌ：試験体のもとの長さ（ｍｍ）
【００３３】
実施例及び比較例の樹脂セメント系組成物の収縮応力（Ｎ／ｍｍ２）並びに耐熱衝撃試験サイクルは表１の通りであった。
【００３４】
【表１】
2005047719.tif 000003
【００３５】
【発明の効果】
本発明の樹脂セメント組成物は均一な混合物となり、混合作業、塗工作業が容易になり、硬化した樹脂セメント硬化層は耐熱性に優れ、反り上がりを生じない。かつエポキシ樹脂を使用した樹脂モルタルでは問題となつている硬化剤成分などアウトガスの問題がなくなるため、厨房室、各種試験室・測定室、化学工場、電子機器工場、浴室、温泉などの床などの用途において問題なく利用できる。