JP2003127269A - ウレタン系硬質被覆構造体 - Google Patents

ウレタン系硬質被覆構造体

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JP2003127269A
JP2003127269A JP2001323391A JP2001323391A JP2003127269A JP 2003127269 A JP2003127269 A JP 2003127269A JP 2001323391 A JP2001323391 A JP 2001323391A JP 2001323391 A JP2001323391 A JP 2001323391A JP 2003127269 A JP2003127269 A JP 2003127269A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリアミドアミン硬化エポキシ樹脂プライマ
ー層を用いることにより、ウレタン系硬質被覆構造体と
下地との接着性を改良し、耐据え切り性を改良する。 【解決手段】 上から(A)ウレタン系硬質被覆層、
(B)ポリアミドアミン硬化エポキシ樹脂プライマー
層、(C)コンクリート層もしくはエポキシ樹脂がコー
ティングされた基体層の少なくとも3つの層を有する被
覆構造体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、床材または舗装材およ
びそれらの類似物に有用な被覆構造体に関する。
【0002】
【従来の技術】ウレタン系硬質被覆用樹脂は、伸び性、
冬場の硬化性に優れ、一般に使用されているエポキシ系
被覆材とほぼ同様の機械物性を有し、かつエポキシの欠
点である脆さ、アミンなどの有害性等がない新規な被覆
材として注目されている。
【0003】しかしながら、トリレンジイソシアネート
(TDI)系プレポリマーと活性水素化合物、例えば3,
3'-ジクロロ-4,4'-ジアミノジフェニルメタン(MBOCA)
やポリプロピレングリコール(PPG))反応を利用した
汎用ウレタン系の軟質被覆材の施工で、一般的に使用さ
れているプライマー(湿気硬化型ウレタンプライマーな
ど)では、たびたび下地もしくはエポキシ樹脂コーティ
ング基体との接着不良による、層間剥離が発生してい
た。例えば、新規なウレタン系硬質被覆用樹脂を工場塗
り床用途に用いた場合、フォークリフトのタイヤを定位
置で据え切っただけで塗り床上面の被覆体が離れてしま
い、接着性が劣るという問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、基体とウレ
タン系硬質被覆層との間にポリアミドアミン硬化エポキ
シ樹脂プライマー層を入れることにより、ウレタン系硬
質被覆構造体と下地との接着性を改良し、耐据え切り性
を改良した(床材の層間剥離を防いだ)構造体を提供す
ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決するため鋭意研究した結果、ウレタン系硬質被覆構
造体のコンクリートもしくはエポキシ樹脂がコーティン
グされた基体との接着性をポリアミドアミン硬化エポキ
シ樹脂を使用することにより上記欠点を克服し耐据え切
り性を改良するに至った。
【0006】即ち、本発明は、上から (A)ウレタン系硬質被覆層 (B)ポリアミドアミン硬化エポキシ樹脂プライマー層 (C)コンクリート層もしくはエポキシ樹脂がコーティ
ングされた基体層 の少なくとも3つの層を有する被覆構造体を提供する。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の被覆構造体を構成するウ
レタン系硬質被覆層(A)は、芳香族系ポリオール(a
−1)および/または芳香族系または脂環族系のポリイ
ソシアネートを主成分として得られる硬質ポリウレタン
からなるものである。即ち、ウレタン系硬質被覆層
(A)としては、芳香族系ポリオールおよび芳香族系ま
たは脂環族系のポリイソシアネートのいずれか一方を少
なくとも主成分として使用してなるものであり、好まし
くは両者を使用してなるものである。両者を使用しない
場合には、例えば芳香族系ポリオールと反応するポリイ
ソシアネートとしては、脂肪族系ポリイソシアネートを
使用し、芳香族系または脂環族系のポリイソシアネート
と反応するポリオールとしては、脂肪族系または脂環族
系のポリオールを使用することができる。
【0008】上記芳香族系ポリオール(a−1)として
は、芳香環を有する多価アルコールであり、代表的なも
のとしては、例えばビスフェノールAのアルキレンオキ
サイド付加物、ビスフェノール系エポキシ化合物と天然
油もしくはその誘導体との反応物が挙げられる。
【0009】また、脂肪族系または脂環族系のポリオー
ルとしては、エチレングリコ−ル、プロピレングリコ−
ル、ブチレングリコ−ル、ペンタンジオール、ヘキサン
グリコ−ル、ネオペンチルグリコ−ル、シクロヘキサン
ジメタノ−ル、2−メチル−1,3−プロパンジオ−
ル、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオ−
ル、ジエチレングリコ−ル、ジプロピレングリコ−ル、
トリエチレングリコ−ル、トリプロピレングリコ−ル、
ジブチレングリコ−ル、ポリエチレングリコ−ル、ポリ
プロピレングリコ−ル、ポリテトラメチレングリコ−
ル;ポリアルキレンエーテルジオール、ポリエステルジ
オール、ポリカーボネートジオール、ポリラクトンジオ
ールなどを挙げることができる。
【0010】上記芳香族系または脂環族系のポリイソシ
アネートとしては、シクロヘキサン−1,3−及び1,
4−ジイソシアネ−ト、1−イソシアナト−3−イソシ
アナトメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン
(イソホロンジイソシアネ−ト)、ビス−(4−イソシ
アナトシクロヘキシル)メタン(水添MDI)、2−及
び4−イソシアナトシクロヘキシル−2´−イソシアナ
トシクロヘキシルメタン、1,3−及び1,4−ビス−
(イソシアナトメチル)−シクロヘキサン、ビス−(4
−イソシアナト−3−メチルシクロヘキシル)メタン、
1,3−及び1,4−テトラメチルキシリデンジイソシ
アネ−ト、2,4−及び/または2,6−ジイソシアナ
トトルエン(TDI)、2,2´−、2,4´−及び/
または4,4´−ジイソシアナトジフェニルメタン(M
DI)、1,5−ナフタレンジイソシアネ−ト、p−及
びm−フェニレンジイソシアネ−ト、ダイメリルジイソ
シアネ−ト、キシリレンジイソシアネ−ト、ジフェニル
−4,4´−ジイソシネ−ト、ポリメチレンフェニルポ
リイソシアネート、カルボジイミド変性液状MDI、ポ
リメリックMDI等がある。また、上掲した如き各種の
ポリイソシアネートのニ量体化合物、ビューレットまた
はイソシアヌレート構造を有する三量体化合物や、ポリ
イソシアネートとポリオールとの付加反応化合物や、既
知の方法により得られる種々の変性体なども使用でき
る。
【0011】また、脂肪族系ポリイソシアネートとして
は、テトラメチレンジイソシアネ−ト、ヘキサメチレン
ジイソシアネ−ト、ドデカメチレンジイソシアネ−トな
どを挙げることができる。
【0012】本発明でのウレタン系硬質被覆層(A)と
しては、ポリオール成分として芳香族系ポリオール(a
−1)と天然油もしくはその誘導体(a−2)とを用い
ると、エポキシ被覆材同等の機械物性が得られるととも
に表面性が優れることから好ましい。特に、芳香族系ポ
リオール(a−1)がビスフェノール系エポキシ化合物
と高級脂肪酸との反応物および/またはビスフェノール
系エポキシ化合物とアルキレンオキサイドとの反応物が
好ましい。
【0013】上記ビスフェノール型エポキシ樹脂として
特に代表的なものを例示すれば、ビスフェノールA、ビ
スフェノールFなどの各種ビスフェノール類の化合物
に、エピクロルヒドリンを反応させて得られる化合物
で、公知慣用のものであり、それらを単独で用いても、
二種以上併用してもよい。
【0014】一方、かかるビスフェノール型エポキシ樹
脂に反応せしめるべき高級脂肪酸としては、エチレン性
不飽和結合を有する高級脂肪酸が好適であり、その具体
例としては、リシノール酸、オレイン酸、リノール酸、
リノレン酸などのひまし油脂肪酸、大豆油脂肪酸等が挙
げられるが、さらに好ましくは、水酸基を有する高級脂
肪酸であり、リシノール酸がそれにあたることから、ひ
まし油脂肪酸の使用が望ましい。
【0015】高級脂肪酸がエチレン性不飽和結合を有す
れば、ポリオールの粘度が低減されて、被覆剤としても
使用しやすくなるが、本発明の効果を損なわない範囲に
おいては、ラウリン酸、パルミチン酸、デカン酸等のや
し油脂肪酸のような飽和高級脂肪酸を用いてもよい。
【0016】また、ビスフェノール系化合物とアルキレ
ンオキサイドとの反応物は、両者の開環重合により得る
ことができ、用いられるビスフェノール系化合物として
は、好ましくはOH基を2個有するものであり、特に代
表的なものを例示すれば、ビスフェノールA、ビスフェ
ノールB、ビスフェノールF、ビスフェノールSなどが
挙げられ、それらを単独で用いても、二種以上併用して
もよい。また、アルキレンオキサイドとしては、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
イドなどがあり、それらの混合物も使用することができ
る。尚、ビスフェノール系化合物に付加するアルキレン
オキサイドのモル数は、特に限定されないが、2〜10
モル程度が好ましい。
【0017】(a−2)成分たる、天然油もしくはその
誘導体とは、ひまし油、大豆油、やし油等の天然油およ
びそれらの誘導体を指称するものであり、なかでも、二
級水酸基を有するひまし油およびその誘導体が好まし
い。
【0018】ここでいう天然油の誘導体とは、例えば、
天然油と多価アルコール(グリセロール等)とのエステ
ル交換反応物、天然油の重合体、天然油のジシクロペン
タジエン付加物などが挙げられる。好ましくはひまし油
の誘導体であり、例えば、ひまし油と多価アルコールと
のエステル交換反応物、ひまし油の重合体、ひまし油の
ジシクロペンタジエン付加物などが挙げられる。
【0019】本発明のウレタン系硬質被覆層を構成する
ポリイソシアネートとしては、主にポリメチレンフェニ
ルポリイソシアネートを必須成分とする化合物(A−
2)が硬度が優れることから好ましい。かかる化合物
(A−2)としては、ポリメチレンフェニルポリイソシ
アネート単品もしくは脂肪族系、脂環族系または芳香族
系の各種のポリイソシアネートとの混合物である。
【0020】上記ポリオール(A−1)には、前述した
(a−1)および(a−2)以外にも、粘度低減等の目
的で必要に応じ、他のポリオールを、本発明の効果を損
なわない範囲で使用することも、一向に差し支えない。
尚、(a−1)と(a−2)水酸基当量%の比は、特に
限定されないが、(a−1)/(a−2)=4/6〜6
/4が好ましい。
【0021】ウレタン系硬質被覆層(A)を形成し得る
ポリオールとポリイソシアネートとの量比は、NCO/
OHの当量比で0.7〜1.5となるような量比が好ま
しい。
【0022】本発明のウレタン系硬質被覆層(A)を形
成するための被覆材は、上記のようなポリオール成分お
よびポリイソシアネート成分のほかに、好ましくは充填
材や各種の添加剤成分を加えてなるものである。
【0023】充填材としては、炭酸カルシウム、表面処
理炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、沈降性硫酸バ
リウム、クレー、シリカ、タルクなどが挙げられ、これ
らののみに限定されるものでない。
【0024】他の添加剤成分としては、活性アルミナ粉
末、合成ゼオライト、シリカゲル、珪藻土、消石灰、生
石灰、水酸化マグネシウム、無水石膏、塩化カルシウ
ム、合成ハイドロタルサイト、活性炭、活性白土の如き
吸湿剤、アゾ系、銅フタロシアニン系、弁柄、黄鉛、酸
化チタン、亜鉛華またはカーボンブラックの如き有機な
いしは無機系の着色顔料、および、鉛丹、鉛白、塩基性
クロム酸塩、塩基性硫酸鉛、ジンククロメート、亜鉛末
またはMIOの如き防錆顔料、さらには、チキソ付与
剤、レベリング剤、吸湿剤、シランあるいはチタネート
系カップリング剤などの各種助剤をも、必要に応じて、
添加することができる。さらに必要に応じ、ジブチルチ
ンジラウレートまたはジブチルチンジアセテートの如き
有機金属化合物や各種アミン類などの硬化触媒を始め、
ジオクチルフタレート、アスファルト、またはタールの
如き可塑剤成分や、A重油または芳香族炭化水素の如き
石油系希釈剤成分などを、本発明の効果を損なわない範
囲で使用することも、一向に、差し支えない。
【0025】本発明に於けるポリアミドアミン硬化エポ
キシ樹脂プライマー層(B)は、エポキシ基を有する化
合物(B―1)に硬化触媒である、アミド結合を有し、
エポキシ基と反応し得る活性水素を有するポリアミドア
ミン(B−2)を添加して得られるプライマー層であ
る。
【0026】前記(B−1)のエポキシ基を有する化合
物とは、分子中に少なくとも1個のエポキシ基を有する
化合物であり、好ましくは、分子中に少なくとも2個の
エポキシ基を有する化合物である。
【0027】ここでいうエポキシ基を有する化合物(B
―1)として特に代表的なものを例示すれば、ビスフェ
ノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグ
リシジルエーテル、(ポリ)エチレンジグリシジルエー
テル、(ポリ)プロピレンジグリシジルエーテル、ネオ
ペンチルグリコールジグリシジルエーテル、トリメチロ
ールプロパンジ(トリ)グリシジルエーテル、1,6−
ヘキサンジグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエ
ーテル、ブチルグリシジルエーテル、ヘキシルグリシジ
ルエーテルなどのエポキシ基を有する化合物の単体ある
いは混合物をいう。また、前記(B−2)のポリアミド
アミン系化合物とは、脂肪族ポリアミンもしくは芳香族
ポリアミンとジカルボン酸もしくはモノカルボン酸から
得られ、アミド結合を有し、エポキシ基と反応し得る活
性水素を有する化合物である。
【0028】上記脂肪族ポリアミンおよび芳香族ポリア
ミンとして代表的なものを例示すれば、エチレンジアミ
ン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、
テトラエチレンペンタミン、アミノエチルピペラジン、
メチルイミノビスプロピルアミン、メタキシリレンジア
ミン、イソホロンジアミン、ポリオキシプロピレンジア
ミン、ポリオキシプロピレントリアミン、1,3−ビス
アミノメチルシクロヘキサン、ベンジルエチレンジアミ
ン、オレイルアミン、メタフェニレンジアミン、4,4
−ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスル
フォン、4−クロロ−O−フェニレンジアミンなどであ
る。
【0029】また、ここでいうジカルボン酸もしくはモ
ノカルボン酸として代表的なものを例示すれば、ダイマ
ー酸、コハク酸、アジピン酸、テレフタル酸、イソフタ
ル酸、トール油脂肪酸、大豆油脂肪酸などである。
【0030】尚、エポキシ基を有する化合物(B―1)
に対するポリアミドアミン(B−2)の添加量は、エポ
キシ基/ポリアミドアミンのエポキシ基と反応しうる活
性水素の当量比で、0.5〜2.0が好ましい。
【0031】本発明に於けるエポキシ樹脂がコーティン
グされた基体層(C)は、コンクリート、金属、木材な
どの基体にエポキシ樹脂をコーティングしたものであ
る。
【0032】基体層(C)にコーティングされるエポキ
シ樹脂としては、前記したエポキシ基を有する化合物
(B−1)のうちの2官能以上のエポキシ基を有する化
合物が好ましい。かかる樹脂を用いることにより、防塵
性、美装性というメリットをもたらすことができる。
【0033】而して、本発明の被覆構造体は、ウレタン
系硬質被覆層(A)、ポリアミドアミン硬化エポキシ樹
脂プライマー層(B)およびコンクリート層もしくはエ
ポキシ樹脂がコーティングされた基体層(C)の3層か
らなるが、更に表面に防水層やトップコート層、ウレタ
ン系硬質被覆層(A)とプライマー層(B)との間に下
地クラック追従性や、フクレ発生防止を目的とした通気
緩衝シート層を設けてもよく、その他必要なものを積層
することができる。
【0034】上記の防水層は、被覆構造体の防水性向上
の目的で使用し、一般公知の防水材を用いることができ
る。例えばウレタンゴム系(市販品:大日本インキ化学
工業(株)製フラットワン等)、アクリルゴム系、クロ
ロプレンゴム系、ゴムアスファルト系等を用いることが
できる。
【0035】上記のトップコート層は、被覆構造体の美
観と耐久性維持向上の目的で使用し、一般公知のトップ
コートを用いることができる。例えばアクリルウレタン
系(市販品:大日本インキ化学工業(株)製ディックト
ップ500等)、フッ素系(市販品:旭ガラス(株)製
ルミフロン等)、アクリルシリコン系(市販品:鐘淵化
学(株)製ゼムラック等)等を用いることができる。
【0036】上記の通気緩衝シートには、防水性能を有
するものとそうでないものがある。前者は一般に防水性
緩衝シートと呼ばれ、例えば、ポリマー改質アスファル
トシートまたはゴムシート等を用いることができる。後
者は、合成樹脂発泡体シートまたは合成繊維不織布シー
ト等を用いることができる。ゴムシートとは、例えばエ
チレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレ
ン、塩化ビニル樹脂、塩素化ポリエチレン、ブチルゴム
等ものである。市販品としてはTOVASシート(大日
本インキ化学工業(株)製)やDDシート(ダイフレッ
クス(株)製)などを用いることができる。
【0037】本発明の被覆構造体は、工場、実験室、倉
庫、クリーンルームなどの床材、舗装材などに使用され
るが、それらのみに何等限定されるものではない。
【0038】
【実施例】次に、本発明を参考例、実施例および比較例
により、具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に
限定されるものではない。
【0039】(実施例1)表面を研磨した舗道板に、ポ
リアミドアミン硬化エポキシ樹脂プライマーを約0.2
kg/m塗布した。次に、ウレタン系硬質被覆層を約
1.5kg/m塗布し、温度23℃、湿度50%の環
境試験室にて2週間養生した。
【0040】(比較例1,2)表面を研磨した舗道板
に、比較例1では湿気硬化型ウレタンプライマーを、比
較例2では変性脂肪族ポリアミン硬化エポキシプライマ
ーをそれぞれ約0.2kg/m塗布した。そして、実
施例1と同様にウレタン系硬質被覆層を約1.5kg/
塗布し、温度23℃、湿度50%の環境試験室にて
2週間養生した。
【0041】(参考例1,2)表面を研磨した舗道板
に、参考例1では湿気硬化型ウレタンプライマーを、参
考例2では変性脂肪族ポリアミン硬化エポキシプライマ
ーをそれぞれ約0.2kg/m塗布した。そして、T
DI系プレポリマーと活性水素化合物(MBOCAやPPG)の
反応を利用した汎用ウレタン系軟質被覆材を約1.5k
g/m塗布し、温度23℃、湿度50%の環境試験室
にて2週間養生した。これらのサンプルを皮スキにて接
着性を確認した。また、実際の使用条件を想定し、据え
切り性試験により(フォークリフトのタイヤに400k
gf/cmの過重を加える)床材層間の接着性を評価
した。
【0042】
【表1】
【0043】(表注)PU/PR:ウレタン/プライマー層
で剥離
【0044】(実施例2)研磨した舗道板に、ウレタン
湿気硬化型プライマーを約0.2kg/m塗布した。
次に、汎用無溶剤型エポキシ樹脂を1.5kg/m
布した。7日養生後、エポキシ樹脂層にポリアミドアミ
ン硬化エポキシ樹脂プライマーを約0.2kg/m
布した。次に、ウレタン系硬質被覆層を約1.5kg/
塗布し、温度23℃、湿度50%の環境試験室にて
2週間養生した。
【0045】(比較例3、4)研磨した舗道板に、ウレ
タン湿気硬化型プライマーを約0.2kg/m塗布し
た。次に、汎用無溶剤型エポキシ樹脂を1.5kg/m
塗布した。7日養生後、エポキシ樹脂層に比較例3で
は湿気硬化型ウレタンプライマーを、比較例4では変性
脂肪族ポリアミン硬化エポキシプライマーをそれぞれ約
0.2kg/m 塗布した。そして、実施例2と同様に
ウレタン系硬質被覆層を約1.5kg/m塗布し、温
度23℃、湿度50%の環境試験室にて2週間養生し
た。
【0046】(参考例3、4)研磨した舗道板に、ウレ
タン湿気硬化型プライマーを約0.2kg/m塗布し
た。次に、汎用無溶剤型エポキシ樹脂を1.5kg/m
塗布した。7日養生後、エポキシ樹脂層に参考例3で
は湿気硬化型ウレタンプライマーを、参考例4では変性
脂肪族ポリアミン硬化エポキシプライマーをそれぞれ約
0.2kg/m 塗布した。そして、TDI系プレポリ
マーと活性水素化合物(MBOCAやPPG)の反応を利用した
汎用ウレタン系軟質被覆材を約1.5kg/m塗布
し、温度23℃、湿度50%の環境試験室にて2週間養
生した。これらのサンプルを皮スキにて接着性を確認し
た。また、実際の使用条件を想定し、据え切り性試験に
より(フォークリフトのタイヤに400kgf/cm
の過重を加える)床材層間の接着性を評価した。
【0047】
【表2】
【0048】(表注)PU/PR:ウレタン/プライマー層
で剥離
【0049】
【発明の効果】本発明は、基体とウレタン系硬質被覆層
との間にポリアミドアミン硬化エポキシ樹脂プライマー
層を入れることにより、ウレタン系硬質被覆構造体と下
地との接着性を改良し、耐据え切り性を改良した(床材
の層間剥離を防いだ)構造体を提供することができる。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】上から (A)ウレタン系硬質被覆層 (B)ポリアミドアミン硬化エポキシ樹脂プライマー層 (C)コンクリート層もしくはエポキシ樹脂がコーティ
    ングされた基体層 の少なくとも3つの層を有する被覆構造体。
  2. 【請求項2】ウレタン系硬質被覆層(A)が、(A−
    1)芳香族系ポリオール(a−1)および天然油もしく
    はその誘導体(a−2)と、(A−2)主としてポリメ
    チレンフェニルポリイソシアネートからなるポリイソシ
    アネートとを必須成分して得られるものである請求項1
    記載の被覆構造体。
  3. 【請求項3】ポリアミドアミン硬化エポキシ樹脂プライ
    マー層(B)が、(B−1)エポキシ基を有する化合物
    および(B−2)アミド結合を有し、エポキシ基と反応
    し得る活性水素を有するポリアミドアミン系化合物とを
    必須成分として得られる請求項1または2記載の被覆構
    造体。
  4. 【請求項4】芳香族系ポリオール(a−1)が、ビスフ
    ェノール系エポキシ化合物と高級脂肪酸との反応物およ
    び/またはビスフェノール系エポキシ化合物とアルキレ
    ンオキサイドとの反応物である請求項2または3記載の
    被覆構造体。
  5. 【請求項5】(B−1)エポキシ基を有する化合物が、
    2官能以上のエポキシ基を有するビスフェノール系エポ
    キシ樹脂、(B−2)アミド結合を有し、エポキシ基と
    反応しうる活性水素を有するポリアミドアミン系化合物
    が、脂肪族系ポリアミンとダイマー酸からなるポリアミ
    ドアミン化合物である請求項3または4記載の被覆構造
    体。
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