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発明の名称 現場施工型弾性舗装材
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−164108(P2001−164108A)
公開日 平成13年6月19日(2001.6.19)
出願番号 特願平11−346493
出願日 平成11年12月6日(1999.12.6)
代理人 【識別番号】100075155
【弁理士】
【氏名又は名称】亀井 弘勝 (外2名)
【テーマコード(参考)】
4J002
4J034
4J038
【Fターム(参考)】
4J002 AC002 AC132 CK041 EG046 EN026 EN036 EN046 EN106 ER007 ER026 EU136 EU217 EU236 EZ046 FD156 GL00 
4J034 BA08 CA14 CA15 CA16 CB03 CB04 CB05 CB07 CC02 CE02 CE04 DC50 DG03 DG04 DG08 DG12 HA02 HC03 HC12 HC17 HC22 HC46 HC52 HC54 HC61 HC65 HC67 HC71 HC73 JA42 KA01 KB04 KC17 KC18 KD02 KD12 KE02 MA22 QA05 QB11 QB13 QC03 RA10
4J038 CA002 DG051 DG111 DG131 DG271 DG281 DJ012 JB03 JB08 JB09 JB18 JB30 JB32 JB38 JB39 JC38 JC40 JC42 KA04 KA19 KA20 NA11 NA23 PA20 PB05
発明者 石田 孝明 / 溝口 哲朗 / 寺川 克美 / 山口 聡
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】ゴムチップ、湿気硬化型ポリウレタン樹脂、アミン系触媒または有機金属化合物系触媒、および水と反応してアミンを生成する化合物とを含有することを特徴とする現場施工型弾性舗装材。
【請求項2】水と反応してアミンを生成する化合物がポリアミンとケトンもしくはアルデヒドとの反応生成物、ポリイミンとケトンもしくはアルデヒドとの反応物のいずれかである請求項1記載の現場施工型弾性舗装材。
【請求項3】ゴムチップがファイバー状または/および粒状である請求項1記載の現場施工型弾性舗装材。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、湿気硬化型ポリウレタン樹脂を用いる速硬化性の弾性舗装材に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ゴルフ場、プール施設の歩経路、テニスコート、陸上競技場等の体育施設、学校の校庭、あるいはジョギング走路等の公園施設等に種々の樹脂舗装がなされている。中でも、湿気硬化型のウレタン樹脂による舗装は施工が容易で、耐磨耗性、平滑性、美装性等の特性に優れていることから広く用いられている。一方、湿気硬化型ポリウレタンは、硬化速度のコントロールが難しく、施工に支障をきたさない範囲でできる短期間に硬化することが望まれている。例えば、交通量の多い車道において、その車道を低騒音車道へ改修工事を行う場合、工事開始から通行可能になるまでの時間ができるだけ短いことが要求されるが、従来の湿気硬化型ウレタン舗装材ではこの要望に対応することは難しい。湿気硬化型ウレタン樹脂の硬化速度をはやくするためには、水をまく、触媒を用いるなどの方法が挙げられるが、いずれも水との急激な反応により発泡が起こり、硬化した舗装体の機械的物性を損ねることが多い。また、ウレタン樹脂の分子に親水性基を導入し、水との反応を促進させる方法もあるが、硬化した舗装体の耐水性が劣ることがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、湿気硬化型ポリウレタン樹脂を用いる舗装において、硬化速度をはやめてしかも満足する状態の舗装体を得るには未だ改善すべき点が残されている。そこで、本発明の目的は、湿気硬化型ポリウレタン樹脂を用いて施工から使用可能な状態になるまでの時間が短い弾性舗装体を得るための弾性舗装材を提供することにある。具体的には、湿気硬化型ポリウレタン樹脂を用いた弾性舗装路等の施工にあたりその養生期間を短縮することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の課題を解決するために、本発明者らは種々検討を重ねた結果、本発明を完成したものである。すなわち、本発明は、1)ゴムチップ、湿気硬化型ポリウレタン樹脂、アミン系触媒または有機金属化合物系触媒、および水と反応してアミンを生成する化合物とを含有することを特徴とする現場施工型弾性舗装材、2)水と反応してアミンを生成する化合物がポリアミンとケトンもしくはアルデヒドとの反応生成物、ポリイミンとケトンもしくはアルデヒドとの反応物のいずれかである上記1)項記載の現場施工型弾性舗装材、および3)ゴムチップがファイバー状または/および粒状である上記1)項記載の現場施工型弾性舗装材、である。
【0005】本発明の弾性舗装材を用いて舗装体を施工するとき、施工時の硬化が促進され、しかも発泡などの悪影響を抑えることができるので、現場施工型舗装材として極めて有用である。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の弾性舗装材は、上記のように、ゴムチップ、湿気硬化型ポリウレタン樹脂、アミン系触媒または有機金属化合物系触媒、および水と反応してアミンを生成する化合物とを含有することから構成される。前記ゴムチップは、舗装体に低騒音性、透水性、適度な弾性等を付与するために使用される。その原料はゴム製品であれば特に限定されないが、その使用目的を考慮して、タイヤ屑、不要となったゴルフボール、その他ゴム製品等の廃ゴムの粉砕物、ゴム製品の製造工程で生じる廃ゴムの粉砕物等を再利用することができる。その形状は、上記の機能を付与するために、ファイバー状あるいは粒状などの粉砕物でよい。中でも、直径2〜10mmの粒状ゴムチップを70重量%以上含んだゴムチップを用いると、透水性、平滑性、耐磨耗性等の面から好ましい。
【0007】湿気硬化型ポリウレタン樹脂は、ポリイソシアネートとポリオールを反応させて得られる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剤とし、湿気(水分)と反応して硬化する性能を有するものである。本発明においては、通常、舗装用として使用されている湿気硬化型のポリウレタン樹脂であれば、特に限定することなく使用できる。前記ウレタンプレポリマーの原料となるイソシアネート化合物としては、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)、ポリメリックMDI、液状MDIなどの変性MDI、水素添加TDI、水素添加MDI、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、ナフタレンジイソシアネート(NDI)、トリフェニルメタントリイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネートなどが挙げられる。
【0008】ポリウレタンプレポリマーは常法により合成されたものが用いられる。例えば、イソシアネート化合物まれるイソシアネート基(NCO)と、ポリオール中に含まれる水酸基(OH)との当量比(NCO/OH)がNCO/OH=1.3〜10となる割合で上記両者を配合し、およそ50〜120℃で3〜10時間程度、反応させることによって合成される。なおこの反応には、公知の触媒、溶剤、可塑剤などを使用してもよい。
【0009】前記ポリオールとしては、イソシアネート化合物と反応することにより末端イソシアネート基型ポリウレタンプレポリマーを生成するものであれば特に限定されないが、平均分子量50〜6,000で平均官能基数が2〜4の従来公知のものが挙げられる。たとえば、低分子量の2価または3価アルコール類、ポリエーテルポリオール類、縮合ポリエステルポリオール類、重合ポリエステルポリオール類などの、2個以上の水酸基を有する種々のポリオールが、いずれも使用できる。
【0010】とくに好適なポリオールとしては、たとえばエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコールなどの、低分子量の2価または3価アルコール類、 ポリ(オキシプロピレン)グリコール、ポリ(オキシプロピレン)トリオール、ポリ(オキシプロピレン)テトラオール、ポリ(オキシプロピレン)ポリ(オキシエチレン)グリコール、ポリ(オキシプロピレン)ポリ(オキシエチレン)トリオール、ポリ(オキシテトラメチレン)グリコールなどのポリアルキレンエーテルポリオール類、などが挙げられる。これらはそれぞれ単独で使用される他、2種以上を併用することもできる。
【0011】上記のうちポリアルキレンエーテルポリオール類の平均分子量は、常温で低粘度の液状を呈する200〜8000程度、とくに300〜6000程度であるのが好ましい。本発明において、湿気硬化型ポリウレタン樹脂は、舗装作業のし易いものであることを要するが、例えばその粘度は常温(25℃付近)において0.1〜50Pa・sであることが好ましく、1〜30Pa・sであるとさらに好ましい。粘度が0.1Pa・sに達しないときは、舗装作業時にポリウレタン樹脂がたれる状態になり、また50Pa・sを越えると作業性が劣ってくることからいずれも好ましくない。
【0012】湿気硬化型ポリウレタン樹脂の具体例としては、例えば住友ゴム工業(株)製の製品名C−923B[ポリオールとしてプロピレングリコールを、イソシアネートとしてTDIおよびMDIを用いて得られたNCO末端プレポリマー、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)1%以上、粘度:2200〜3800mPa・s(25℃)]が挙げられる。本発明におけるアミン系触媒および有機金属化合物系触媒は、湿気硬化型ポリウレタン樹脂の硬化を促進する作用を有する触媒であれば、特に限定されない。このようなアミン系触媒としては、トリエチルアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルプロパン1,3−ジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサン−1,6−ジアミン、N,N,N’,N’’,N’’−ペンタメチルジプロピレン−トリアミン、N,N,N’,N’’,N’’−ペンタメチルジジエチレントリアミン、テトラメチルグアニジン、トリエチレンジアミン、N,N’−ジメチルピペラジン、N−メチル,N’−(2−ジメチルアミノ)−エチルピペラジン、N−メチルホルモリン、N・(N'−ジメチルアミノエチル)−モルホリン、1,2−ジメチルイミダゾール、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエトキシエタノール、N,N,N'−トリメチルアミノエチル−エタノール、N−メチル−N'−(2ヒドロキシエチル)−エタノールアミン、N−メチル−N'−(2−ヒドロキシエチル)−ピペラジン、N−(2ヒドロキシエチル)モルホリン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテルまたはエチレングリコールビス(3−ジメチル)−アミノプロピルエーテル等が挙げられる。これらの中でも、とりわけトリエチルアミンが好ましい。
【0013】また上記有機金属化合物系触媒としては、オクテン酸鉛、オクチル酸鉛、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫メルカプチド、ジブチル錫チオカルボキシレート、ジブチル錫ジマレート、ジオクチル錫メチルメルカプチドまたはジオクチル錫チオカルボキシレートが挙げられる。これらの中でも、とりわけジブチル錫ジラウレートが好ましい。本発明における水と反応してアミンを生成する化合物は、湿気硬化型ポリウレタン樹脂の硬化を触媒により促進させたときにしばしば問題となる、発泡を抑え、舗装体の強度低下を防止する作用を有する。この化合物としては、次の各一般式で表わされるケチミン、エナミン、アルジミン、オキサゾリジン化合物等が挙げられる。
【0014】ケチミン化合物【0015】
【化1】

【0016】エナミン化合物【0017】
【化2】

【0018】アルジミン化合物【0019】
【化3】

【0020】オキサゾリジン化合物【0021】
【化4】

【0022】上記の各一般式において、Rは水素または低級アルキル基(例、メチル、エチル、プロピル)を、R′およびR″は炭素数1〜15の炭化水素基を、nは1〜4の整数をそれぞれ表わす。R′およびR″は、さらに好ましくは炭素数2〜9の炭化水素基である。一般に、ケチミン、エナミンは、アミンとケトンの反応物として得られ、アルジミン、オキサゾリジンはそれぞれ、アミンとアルデヒド、イミンとアルデヒドの反応物として得られる。また、好ましくは水と反応してポリアミンを生成する化合物が用いられる。すなわち、ケチミン、エナミン、アルジミン、オキサゾリジン構造を2個以上含有する化合物が好ましく用いられる。
【0023】ケチミンの好ましい具体例としては、(エチレンジアミン/アセトン)ケチミンや、次式で表わされるXDA/MEKケチミンがあげられる。
【0024】
【化5】

【0025】エナミンの好ましい具体例としては、(エチレンジアミン/アセトン)エナミンや、次式で表わされるXDA/MEKエナミンがあげられる。
【0026】
【化6】

【0027】アルジミンの好ましい具体例としては、次式のXDA/アセトアルデヒドアルジミンがあげられる。
【0028】
【化7】

【0029】また、オキサゾリジンの好ましい具体例としては、次式のカルボニルビスエチレンイミド/アセトアルデヒドオキサゾリジンがあげられる。
【0030】
【化8】

【0031】本発明の舗装材における配合割合は、湿気硬化型ウレタン樹脂100重量部に対し、ゴムチップを300〜600重量部、好ましくは400〜500重量部、アミン系触媒または有機金属化合物系触媒を0.2〜5重量部、好ましくは0.5〜3.0重量部、および水と反応してアミンを生成する化合物を0.5〜40重量部、好ましくは1〜20重量部の割合である。本発明の弾性舗装材には、必要に応じて、珪砂、砕き石等の骨材、硫酸バリウム、タルク、マイカ、カオリンクレー、炭酸カルシウム、各種樹脂の粉砕物等の充填材、可塑剤、耐候性剤、消泡剤、着色用顔料、加水分解防止剤、レベリング剤等を配合することができる。
【0032】上記の配合成分は、施工現場において配合し常法により混練したのち、前記したようなゴルフ場、プール施設の歩経路、テニスコート、陸上競技場等の体育施設、学校の校庭、あるいはジョギング走路等の公園施設等、種々の樹脂舗装の施工に用いられる。
【0033】
【実施例】以下に、実施例、比較例および試験例をあげて本発明をさらに具体的に説明する。
実施例1湿気硬化型ウレタン樹脂として前記の住友ゴム工業(株)製の製品名:C−923を100重量部、粒状ゴムチップ(粒径:1.0〜3.36mm)400重量部、硬化触媒としてジブチル錫ジラウレート3重量部およびケチミン(XDA/MEK ケチミン)15重量部をそれぞれ取り、混練した。この混練物を200mm×200mm×10mmの型枠に施工し、硬化後、型枠より脱型し、ダンベル1号型で打ちぬいて試験試料を作製した。
【0034】比較例1実施例1において、触媒およびケチミンを配合せずに、その他は同様に処理して試験試料を作製した。
比較例2実施例1において、触媒を1重量部配合し、ケチミンを配合しないほかは同様に処理して試験試料を作製した。
【0035】比較例3実施例1において、触媒を3重量部配合し、ケチミンを配合しないほかは同様に処理して試験試料を作製した。
試験例1上記の実施例1、比較例1〜3において、型枠の施工から23.5℃で一定時間、養生後に引張試験(試験機:インテスコ201型引張試験機、引張速度:100mm/分)を行い、破壊強度を測定した。それらの試験結果を表1に示す。
【0036】
【表1】

【0037】本試験法によるとき、施工開始後6時間以内に破壊強度が0.7MPaに到達すれば、施工現場において満足する硬化速度を有するものである。実施例1の場合、施工開始後6時間で破壊強度が0.7MPaを越えており実用的に満足する結果を得ている。一方、比較例1では触媒およびケチミンを加えていないために0.7MPaを越えるのに24時間を要し、比較例2では触媒を1重量部加えているがケチミンを加えていないために0.7MPaを越えるのに24時間を要し、いずれも満足すべき結果が得られなかった。また、比較例3ではケチミンを加えずに触媒を3重量部に増やしたところ、硬化速度がそれほど速くならずに破壊強度が小さくなってしまいやはり満足すべき結果が得られなかったが、これは発泡によるものと推察される。




 

 


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