JP2011127288A - 屋外施設用舗装体の製法およびそれに用いられる表面仕上げ材、並びにそれによって得られる屋外施設用舗装体 - Google Patents

Abstract

【課題】安全な作業で、優れた物性を備えた凹凸ある舗装面を簡単に形成することのできる屋外施設用舗装体の製法と、それに用いられる表面仕上げ材と、その製法によって得られる屋外施設用舗装体とを提供する。
【解決手段】その表面が平坦でＪＩＳ Ａ硬度が４０〜６５のポリウレタンベース層１０の上に、個別に計量された特定のＡ剤とＢ剤とを、２液型スプレーマシンを用いて混合状態で吹き付けることにより、高低差２．０ｍｍ以上の凹凸表面１１を有するポリウレタン表面仕上げ層１２を形成するようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、屋外施設用舗装体の製法およびそれに用いられる表面仕上げ材、並びに上記製法によって得られる屋外施設用舗装体に関するものである。

全天候型陸上競技場、多目的運動場、公園や遊歩道等の屋外施設における舗装面は、（１）その外観を、長期間にわたって美麗に維持すること、（２）その面が果たす機能に応じて必要な特性を付加すること、（３）これらの施設の利用者の安全を確保すること、等の要求に応じるために、弾性舗装体からなるベース層の表面に、各種の表面仕上げ材を用いて凹凸ある表面層を形成することによって仕上げられることが多い。

このような舗装仕上げ方法としては、例えば図３に示すように、平坦なポリウレタン舗装弾性体１の表面に、ポリウレタン発泡体粒子２を含む二液硬化型のポリウレタン樹脂組成物３を吹き付けて凹凸に塗装する方法（特許文献１参照）が知られている。

また、表面層を凹凸に仕上げるのではなく、例えば図４に示すように、ベース層として、加硫ゴムやウレタンエラストマー等の弾性チップ４をウレタン系のバインダー５で接着した弾性マット６を用い、その凹凸面の上に、弾性チップを含まない速硬化型ウレタンエラストマーの表層７を形成する方法（特許文献２参照）や、同じく、特定の発泡ポリウレタン樹脂中に軟質発泡体のチップを含有する材料を基盤上に塗布して下層とし、その上に非発泡のポリウレタン材料を積層してなる弾性舗装材（特許文献３参照）も提案されている。

特公昭５７−５５８４６号公報 特開昭６３−３０４８０４号公報 特開平１１−８１２１０号公報

しかしながら、上記特許文献１のように、弾性粒子（チップ）を含有するポリウレタン組成物をスプレーノズル等から噴射して凹凸仕上げ面に得る方法では、その吹き付け面に弾性粒子を均一に分布させることが容易でなく、また目的とする高低差の凹凸面を得ることも容易でないという問題がある。そして、凹凸を構成する弾性粒子が経時的に脱落するおそれがあり、耐久性の点においても問題がある。

一方、上記特許文献２，３のように、下層表面の凹凸を損なうことなく、その上に表層を形成する場合は、流動性に優れ、しかも凹凸の底に流れ込まないような粘性を備えた表層用の仕上げ材を調製する必要があり、そのコントロールが容易でなく、最終的に得られる凹凸面の高低差が小さいものとならざるを得ないという問題がある。

さらに、ポリウレタン組成物を用いる多くの表面仕上げ材には、従来から、そのウレタンプレポリマー成分として、トリレンジイソシアネート（以下「ＴＤＩ」という）が汎用されているが、上記ＴＤＩは、ジフェニルメタンジイソシアネート（以下「ＭＤＩ」という）に比べて、常温における空気中の飽和蒸気圧が高く、スプレー作業に際してはその蒸気を吸い込む可能性が高い。このため、作業環境の安全衛生や作業者の安全の点から、ＴＤＩに代えてＭＤＩを使用することが検討されているが、ＭＤＩはＴＤＩに比べて、本質的にポリオール成分との反応が早く、そのコントロールが困難なため、Ａ剤とＢ剤の混合液をスプレーノズル等から噴射させてむらなく凹凸面を形成することはできないという問題がある。

また、従来から、ポリウレタン組成物に対し優れた架橋剤として使用されてきた３，３′−ジクロロ−４，４′−ジアミノジフェニルメタン（以下「ＭＯＣＡ」という）も、人体に対し発ガン性を有するおそれがあることから、ＭＯＣＡを使用しない新しい舗装方法が、各種検討されている。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、上記ＴＤＩやＭＯＣＡを用いることなく安全な作業で、優れた物性を備えた凹凸ある舗装面を簡単に形成することのできる屋外施設用舗装体の製法と、それに用いられる表面仕上げ材と、その製法によって得られる屋外施設用舗装体との提供を、その目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、凹凸表面を有するポリウレタン表面仕上げ層が形成された屋外施設用舗装体の製法であって、その表面が平坦でＪＩＳ Ａ硬度が４０〜６５のポリウレタンベース層の上に、個別に計量された下記のＡ剤とＢ剤とを、２液型スプレーマシンを用いて混合状態で吹き付けることにより、高低差２．０ｍｍ以上の凹凸表面を有するポリウレタン表面仕上げ層を形成するようにした屋外施設用舗装体の製法を第１の要旨とする。
（Ａ剤）ＭＤＩとポリオールとの反応によって得られる末端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し、弾性チップを含まず、３０℃における粘度（ＢＨ式７号ロータ、２０ｒｐｍ）が１，０００〜１０，０００ｍＰａ・ｓに調製された組成物。
（Ｂ剤）ポリオールを主成分とし、架橋剤、充填剤、触媒、無機揺変剤を含有し、弾性チップを含まず、３０℃における粘度（ＢＨ式７号ロータ、２０ｒｐｍ）が７０，０００〜２００，０００ｍＰａ・ｓに調製された組成物。

そして、本発明は、そのなかでも、特に、上記Ａ剤、Ｂ剤として、この２剤を混合して得られる混合液のポットライフが５〜２０秒、タックフリータイムが１５０秒以下となる反応性を有するものを用いるようにした屋外施設用舗装体の製法を第２の要旨とする。

また、本発明は、それらのなかでも、特に、上記Ａ剤に用いられるウレタンプレポリマーが、平均ヒドロキシル官能基数２〜４、平均分子量２，０００〜８，０００であってポリエーテル鎖中のポリオキシエチレン鎖の含有量が３０重量％以下であるポリエーテルポリオールと、ＭＤＩとの反応から得られるイソシアネート基末端プレポリマーであって、ＮＣＯ含有量が３〜１０重量％の範囲内である屋外施設用舗装体の製法を第３の要旨とし、上記Ｂ剤に用いられるポリオールが、平均ヒドロキシル官能基数２〜４、ＯＨ価２０〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇ、平均分子量２，０００〜８，０００であってポリエーテル鎖中のポリオキシエチレン鎖の含有量が３０重量％以下であるポリエーテルポリオールである屋外施設用舗装体の製法を第４の要旨とする。

さらに、本発明は、それらのなかでも、特に、上記Ｂ剤に用いられる架橋剤が、芳香族アミン系架橋剤である屋外施設用舗装体の製法を第５の要旨とし、上記ポリウレタンベース層がＭＤＩとポリオールとの反応によって得られるものである屋外施設用舗装体の製法を第６の要旨とし、上記Ａ剤が、有機揺変剤を０．１〜２．６重量％含有するものである屋外施設用舗装体の製法を第７の要旨とする。

そして、本発明は、上記第１の要旨である屋外施設用舗装体の製法に用いられる表面仕上げ材であって、下記のＡ剤とＢ剤からなる表面仕上げ材を第８の要旨とする。
（Ａ剤）ＭＤＩとポリオールとの反応によって得られる末端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し、弾性チップを含まず、３０℃における粘度（ＢＨ式７号ロータ、２０ｒｐｍ）が１，０００〜１０，０００ｍＰａ・ｓに調製された組成物。
（Ｂ剤）ポリオールを主成分とし、架橋剤、充填剤、触媒、無機揺変剤を含有し、弾性チップを含まず、３０℃における粘度（ＢＨ式７号ロータ、２０ｒｐｍ）が７０，０００〜２００，０００ｍＰａ・ｓに調製された組成物。

また、本発明は、そのなかでも、特に、上記Ａ剤とＢ剤とが、この２液を混合して得られる混合液のポットライフが５〜２０秒、タックフリータイムが１５０秒以下となる反応性を有するものである表面仕上げ材を第９の要旨とする。

さらに、本発明は、それらのなかでも、特に、上記Ａ剤に用いられるウレタンプレポリマーが、平均ヒドロキシル官能基数２〜４、平均分子量２，０００〜８，０００であってポリエーテル鎖中のポリオキシエチレン鎖の含有量が３０重量％以下であるポリエーテルポリオールと、ＭＤＩとの反応から得られるイソシアネート基末端プレポリマーであって、ＮＣＯ含有量が３〜１０重量％の範囲内である表面仕上げ材を第１０の要旨とし、上記Ｂ剤に用いられるポリオールが、平均ヒドロキシル官能基数２〜４、ＯＨ価２０〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇ、平均分子量２，０００〜８，０００であってポリエーテル鎖中のポリオキシエチレン鎖の含有量が３０重量％以下であるポリエーテルポリオールである表面仕上げ材を第１１の要旨とする。

そして、本発明は、それらのなかでも、特に、上記Ｂ剤に用いられる架橋剤が、芳香族アミン系架橋剤である表面仕上げ材を第１２の要旨とし、上記Ａ剤が、有機揺変剤を０．１〜２．６重量％含有するものである表面仕上げ材を第１３の要旨とする。

また、本発明は、上記第１〜第７のいずれかの要旨である製法によって得られる屋外施設用舗装体であって、その表面が平坦でＪＩＳ Ａ硬度が４０〜６５のポリウレタン硬化体からなるベース層の上に、弾性チップを含まず高低差２．０ｍｍ以上の凹凸表面を有し、破断伸び率が５００％以上のポリウレタン表面仕上げ層が形成されている屋外施設用舗装体を第１４の要旨とする。

さらに、本発明は、そのなかでも、特に、舗装体の物性が、変位量０．６〜２．２ｍｍ、衝撃吸収率３４〜５１％であり、陸上競技場の舗装体として用いられる屋外施設用舗装体を第１５の要旨とする。

すなわち、本発明の屋外施設用舗装体の製法は、ＭＤＩを主成分とし粘度が特定の範囲に設定されたウレタンプレポリマー系組成物（Ａ剤）と、粘度が特定の範囲に設定された特殊なポリオール系組成物（Ｂ剤）とを、個別に計量した上で、２液型スプレーマシンを用いて混合状態で吹き付けることにより、２．０ｍｍ以上という大きな高低差の凹凸表面を有するポリウレタン表面仕上げ層（以下、単に「表面仕上げ層」という）を得るようにしたものである。この方法によれば、従来のように、ベース層の表面に凹凸を形成し、その上に凹凸形状に沿って表面仕上げ層を形成したり、弾性チップによって凹凸が付与された表面仕上げ層を形成したりする必要がなく、平坦なベース表面上に、高低差のある凹凸を、短時間で均一に形成していくことができ、非常に作業性がよい。しかも、Ａ剤が、ＴＤＩではなくＭＤＩを主成分としているため、作業者や周辺環境に対して安全性を確保することができる。また、得られるポリウレタン表面仕上げ層は、弾性チップを含有しないため、長期の経時において弾性チップとポリウレタン樹脂間の密着性が低下し弾性チップが脱落する等の問題が生じないことから、非常に耐久性に優れている。

また、本発明の製法において、Ａ剤、Ｂ剤として、この２剤を混合して得られる混合液のポットライフが５〜２０秒、タックフリータイムが１５０秒以下となる反応性を有するものを用いた場合には、とりわけ２液の反応性が高く、かつその制御性に優れるため、非常に短時間で、凹凸ある表面仕上げ層を形成することができ、好適である。また、反応が早く樹脂物性の発現も早いため、すぐにつぎの作業に取りかかることができ、全体の工期を短縮することができるという利点を有している。

さらに、本発明の製法において、特に、上記Ａ剤に用いられるウレタンプレポリマーは、平均ヒドロキシル官能基数２〜４、平均分子量２，０００〜８，０００であってポリエーテル鎖中のポリオキシエチレン鎖の含有量が３０重量％以下であるポリエーテルポリオールと、ＭＤＩとの反応から得られるイソシアネート基末端プレポリマーであって、ＮＣＯ含有量が３〜１０重量％の範囲内であることが好適であり、上記Ｂ剤に用いられるポリオールは、平均ヒドロキシル官能基数２〜４、ＯＨ価２０〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇ、平均分子量２，０００〜８，０００であってポリエーテル鎖中のポリオキシエチレン鎖の含有量が３０重量％以下であるポリエーテルポリオールであることが好適である。

そして、本発明の製法において、特に、上記Ｂ剤に用いられる架橋剤が、芳香族アミン系架橋剤、より望ましくはジエチルトルエンジアミン（以下「ＤＥＴＤＡ」という）である場合には、安全性に問題のあるＭＯＣＡを用いることなく、安全で効率よく作業を進めることができる。

また、本発明の製法において、下地となるポリウレタンベース層は、ＭＤＩとポリオールとの反応によって得られるものであることが、表面仕上げ層との成分が共通となって好適である。そして、上記Ａ剤が、有機揺変剤を０．１〜２．６重量％含有するものである場合には、より均一な凹凸形状が分布し、かつ優れた物性の表面仕上げ層を得ることができる。

さらに、本発明の表面仕上げ材によれば、上記本発明の屋外施設用舗装体の製法を、効率よく実施することができる。

そして、本発明の屋外施設用舗装体は、高低差２．０ｍｍ以上の凹凸表面を有し、弾性舗装体として優れた物性の表面仕上げ層が形成されているため、その舗装面上で、歩行や運動を行う人が安全に、しかも機能的に動くことができる。

また、本発明の屋外施設用舗装体において、特に、舗装体の物性が、変位量０．６〜２．２ｍｍ、衝撃吸収率３４〜５１％であり、陸上競技場の舗装体として用いられるものは、国際陸上競技連盟が定める規格（ＩＡＡＦ規格）を満足する優れた品質を備えているため、国際陸上競技大会等、高い水準の競技大会に供することができる。

本発明の一実施の形態である製法の説明図である。 本発明の一実施の形態である製法の説明図である。 従来の弾性舗装材の表面仕上げ構造の一例を示す説明図である。 従来の弾性舗装材の表面仕上げ構造の他の例を示す説明図である。

つぎに、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

まず、本発明に用いられる表面仕上げ材は、ポリイソシアネートとポリオールとの反応によって得られる末端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Ａ剤と、ポリオールを主成分とし架橋剤、充填剤、触媒および無機揺変剤を含有するＢ剤とを組み合わせてなるポリウレタン組成物によって構成されている。

上記Ａ剤の主成分であるウレタンプレポリマーに用いられるイソシアネートとしては、ＭＤＩ類が用いられる。なかでも、モノメリックＭＤＩを用いることが好適である。モノメリックＭＤＩとしては、４，４′−ＭＤＩだけでなく、２，４′−ＭＤＩや２，２′−ＭＤＩも含まれる。しかし、これらの異性体を多く使用すると、反応性の低下や物性の低下が懸念されるため、これらを使用する場合は、モノメリックＭＤＩ中、７０重量％以下の割合で使用することが好ましい。なお、７０重量％以上の２，４′−ＭＤＩや２，２′−ＭＤＩを含むモノメリックＭＤＩを入手することは、経済的な理由からも好ましくない。

そして、上記モノメリックＭＤＩは、単独で用いてもよいし、ＭＤＩの多量体であるポリメリックＭＤＩやモノメリックＭＤＩの変性体と組み合わせて使用することもできる。しかし、これらの使用は、ウレタンプレポリマーの粘度が高くなりすぎるおそれがあり、また物性、特に伸び率が低下する問題もあるため、これらを使用する場合、モノメリックＭＤＩに対し５０重量％以下の割合で使用することが好ましい。

また、本発明に用いられるウレタンプレポリマーにおいて、上記ポリイソシアネートとともに用いられるポリオールとしては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリオキシテトラメチレングリコール、ポリカプロラクタンポリオール、ポリエステルポリオール等があげられ、なかでも、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールに、プロピレンオキサイド、エチレンオキサイド等を付加重合して得られるポリオキシアルキレンポリオールが好適に用いられる。そして、そのなかでも、特に好ましいのは、平均ヒドロキシル官能基数２〜４、平均分子量２，０００〜８，０００であり、かつポリエーテル鎖中のポリオキシエチレン鎖の含有量が３０重量％以下であるポリエーテルポリオールが好適である。

すなわち、平均ヒドロキシル官能基数が２未満、ＯＨ価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満、または平均分子量が８，０００を超える場合は、ポリウレタンの硬化が著しく阻害されるのであり、平均ヒドロキシル官能基数が４超、ＯＨ価が１００ｍｇＫＯＨ／ｇ超、または平均分子量が２，０００未満の場合は、硬化したポリウレタンの硬度が高くなりすぎて、好ましくない。また、ポリエーテル鎖中のポリオキシエチレン鎖の含有量が３０重量％を超えると、スプレー施工時に、水分の影響によるボイドや粘着等の欠陥が起きやすくなり、やはり好ましくない。

本発明に用いられるウレタンプレポリマーは、上記ポリイソシアネートとポリオールとを用い、例えば、つぎのようにして得ることができる。すなわち、まず、上記ポリイソシアネートを、ポリオールに対し過剰となる割合で、ポリオールと混合する。そして、所定温度（例えば５０〜１２０℃）で撹拌することにより、目的とするウレタンプレポリマーを得ることができる。

上記ウレタンプレポリマーにおけるイソシアネート含有量（以下「ＮＣＯ％」という）は、３．０〜１０．０重量％、なかでも、４．０〜６．０重量％に設定することが好適である。すなわち、ＮＣＯ％が低すぎると、ウレタンプレポリマーの粘度が大きくなり、Ｂ剤との混合が困難になる。また、得られる表面仕上げ層に粘着性が残留するおそれもある。一方、ＮＣＯ％が高すぎると、反応の進行が早くなって表面に粘着性が残留する時間は短くなるが、反応が早すぎて吹き付け施工が困難になるおそれがある。また、ＮＣＯ％が高すぎても、低すぎても、Ａ剤とＢ剤の混合比率のバランスが悪くなり、混合不具合が発生する危険性が高くなり、好ましくない。

また、本発明に用いられるＡ剤には、上記ウレタンプレポリマーとともに、必要に応じて、無機揺変剤や有機揺変剤を配合することができる。上記無機揺変剤や有機揺変剤は、チクソトロピック性を上げることに効果を発揮する。その結果、その混合液をスプレーすることによって、より効果的に、表面仕上げ層に凹凸形状を付与することができる。

なお、無機揺変剤や有機揺変剤は、その添加のしやすさから、通常、Ｂ剤側に配合されるが、Ｂ剤の粘度がすでに充分に高く、スプレーマシン等の可動のために限界にあり、Ｂ剤側のチクソトロピック性の調整だけでは表面仕上げ層の凹凸形成が不充分になるおそれがある場合には、Ａ剤側に無機揺変剤や有機揺変剤を配合することが非常に有効である。

ただし、Ａ剤の主成分はＮＣＯ基末端のウレタンプレポリマーであるため、無機揺変剤を使用すると、粘度の調整が難しいこと、無機揺変剤に含まれている水分を完全に除外することが困難なこと（水分が残存しているとウレタンプレポリマーと反応する）、無機揺変剤が分離しやすいことから、主として有機揺変剤を用いることが好適である。

上記有機揺変剤は、ウレタンプレポリマーと反応を起さない構成であることが重要であり、反応性の高い水酸基やアミノ基のような活性水素を含有しておらず、液状であることが望ましい。このような有機揺変剤としては、例えばポリエステルエーテル系化合物があげられる。そして、上記有機揺変剤の配合量は、Ａ剤全体に対し、０．１〜２．６重量％に設定することが好ましい。有機揺変剤が少なすぎると、有機揺変剤を配合する効果に乏しく、有機揺変剤が多すぎても、必要以上の効果は得られないからである。

そして、上記有機揺変剤とともに無機揺変剤を用いる場合は、無機揺変剤中から、あるいは無機揺変剤の分散過程で、Ａ剤中に水分を持ち込まないよう充分注意することが重要である。

また、上記Ａ剤には、可塑剤や消泡剤等、必要に応じて適宜の添加剤を配合することができる。上記可塑剤としては、ジイソノニルフタレート（以下「ＤＩＮＰ」という）、ジイソノニルアジペート（以下「ＤＩＮＡ」という）、ジオクチルフタレート、ジオクチルアジペート等があげられる。上記消泡剤としては、ジメチルシロキサン系消泡剤、ポリアクリレート系消泡剤等があげられる。

これらの必須成分および任意成分からなるＡ剤の粘度は、１，０００〜１０，０００ｍＰａ・ｓ／３０℃に設定することが必要で、より好ましくは、３，０００〜６，０００ｍＰａ・ｓ／３０℃である。粘度が低すぎると、チクソトロピック性が充分に発揮できず、反応させた後の凹凸形状の形成に不利になる。また粘度が高すぎると、スプレーマシンによる吹き付け施工が困難になりやすいからである。

なお、本発明における「粘度」とは、Ｂ型粘度計〔ＢＨ式〕によって、７号ロータ、２０ｒｐｍ、３０℃の条件で測定される値をいう。

一方、本発明のＢ剤の主成分に用いられるポリオールは、好ましくは、平均ヒドロキシル官能基数２〜４、ＯＨ価２０〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇ、平均分子量２，０００〜８，０００であり、かつポリエーテル鎖中のポリオキシエチレン鎖の含有量が３０重量％以下であるポリエーテルポリオールである。なお、上記ポリオールの種類は、Ａ剤のウレタンプレポリマーに用いるポリオールと同じであっても異なっていてもよい。

上記ポリオールが、平均ヒドロキシル官能基数が２未満、ＯＨ価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満、および平均分子量が２，０００未満の場合は、ポリウレタンの硬化が著しく阻害されるのであり、平均ヒドロキシル官能基数が４超、ＯＨ価が１００ｍｇＫＯＨ／ｇ超、および平均分子量が８，０００超の場合は、硬化したポリウレタンの硬度が高くなりすぎることから、好ましくない。また、ポリエーテル鎖中のポリオキシエチレン鎖の含有量が３０重量％を超えると、スプレー施工時に、水分の影響によるボイドや粘着等の欠陥が起きやすくなり、やはり好ましくない。

また、上記Ｂ剤において、上記ポリオールとともに用いられる架橋剤としては、ＤＥＴＤＡ、イソブチル−４−クロロ−３，５−ジアミノベンゾエート（ＩＣＤＡＢ）、ジメチルチオトルエンジアミン（ＤＭＴＤＡ）、１，４−ブタンジオール（１，４−ＢＤ）等があげられる。なかでも、芳香族アミン系架橋剤を用いることが、強度や伸び等の性能維持・向上効果を得る上で好適であり、特に、ＤＥＴＤＡが好ましい。

そして、上記Ｂ剤に用いられる充填剤としては、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、ゼオライト、タルク、無水石膏（ＣａＳＯ₄ ）、雲母等があげられ、単独で用いても２種以上を併用してもよい。これらの充填剤の配合量は、Ｂ剤全体に対し８０重量％以下、例えば３０〜７０重量％に設定することが好適である。

さらに、上記Ｂ剤に用いられる触媒としては、オクチル酸鉛（ＯｃｔＰｂ）、ナフテン酸鉛、ジブチル錫ジラウレート、ジメチル錫ジラウレート等があげられる。

また、上記Ｂ剤に用いられる無機揺変剤は、Ｂ剤のチクソトロピック性を上げることに作用し、前記Ａ剤と混合してスプレーする際に、より効果的に、表面仕上げ層に凹凸形状を付与することができる。このような無機揺変剤としては、脂肪酸表面処理炭酸カルシウム、カーボンブラック、コロイド状シリカ等があげられ、単独で用いても、２種以上を併用してもよい。これらの無機揺変剤の配合量は、Ｂ剤全体に対し５〜２０重量％に設定することが好ましい。無機揺変剤の配合量が少なすぎると、表面仕上げ層における凹凸形状の形成効果が乏しくなるおそれがあり、逆に、無機揺変剤の配合量が多すぎると、Ｂ剤の粘度が高くなりすぎて好ましくない。

なお、上記無機揺変剤とともに、有機揺変剤を組み合わせて用いることができる。この場合、有機揺変剤の配合量は、Ｂ剤全体に対し、１．５重量％以下に設定することが好適である。ただし、Ｂ剤に有機揺変剤を使用する際は、Ｂ剤の粘度が上がりすぎることのないよう、充填剤、無機揺変剤、および有機揺変剤の配合割合を調整することが難しい。これらの理由のため、有機揺変剤はＡ剤に配合し、充填剤と無機揺変剤はＢ剤に配合することが好ましい。

また、上記Ｂ剤には、これらの必須成分以外に、必要に応じて、着色剤、吸湿剤、消泡剤、可塑剤、安定剤、レベリング剤、改質剤等を、適宜添加することができる。上記着色剤としては、酸化第二鉄、酸化チタン、ベンガラ、酸化クロム等があげられ、吸湿剤としては、ゼオライト等があげられる。また、消泡剤としては、Ａ剤と同様、ジメチルシロキサン系消泡剤、ポリアクリレート系消泡剤等があげられ、上記可塑剤としては、Ａ剤と同様、ＤＩＮＰ、ＤＩＮＡ、ジオクチルフタレート、ジオクチルアジペート等があげられる。さらに、上記安定剤としては、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン、ベンゾチアゾール等があげられる。これらの任意成分のうち、Ａ剤においても用いられるものは、Ａ剤と同一種類のものを用いても異なる種類のものを用いてもよい。

そして、上記Ｂ剤は、好適には、上記ポリオール１５〜３０重量％、芳香族アミン系架橋剤２．５〜５．０重量％、充填剤４５〜５５重量％、触媒１〜３重量％、揺変剤１０〜１５重量％、添加剤類７〜１５重量％、の割合で混合することによって得ることができる。

このようにして得られるＢ剤の粘度は、７０，０００〜２００，０００ｍＰａ・ｓ／３０℃に設定することが必要で、より好ましくは、９０，０００〜１５０，０００ｍＰａ・ｓ／３０℃である。Ｂ剤の粘度が低すぎると、チクソトロピック性が充分に発揮できず、物性的に問題が生じやすいとともに、得られる凹凸形状の高低差が不充分になりやすい。一方、粘度が高すぎると、スプレーマシンによる吹き付け施工が困難になるからである。

また、上記Ｂ剤のチクソトロピーインデックス（以下「ＴＩ値」という）は、５．０〜８．０に設定することが好ましい。すなわち、ＴＩ値が上記範囲よりも小さいと、本発明が目的とする凹凸形状を得ることが難しい。逆に、ＴＩ値が上記範囲よりも大きいと、スプレーマシンによる吹き付け施工が困難になりやすいからである。

なお、本発明における「ＴＩ値」は、Ｂ型粘度計〔ＢＨ式〕によって、７号ロータ、２０ｒｐｍ、３０℃の条件で測定した粘度と、他の条件は同じで回転速度を２ｒｐｍに変えて測定した粘度から、下記の式（１）にしたがって求めたものである。

ＴＩ値＝〔２ｒｐｍ時の粘度〕／〔２０ｒｐｍ時の粘度〕 ……（１）

そして、上記Ａ剤、Ｂ剤は、ともにウレタンチップやゴムチップ等の弾性チップを含まないものである。すなわち、本発明は、弾性チップ不含のＡ剤とＢ剤を混合状態で、表面が平坦なウレタンベース層の表面に吹き付けることによって、凹凸形状を形成しながら硬化させ、短時間で、必要充分な凹凸表面を有する表面仕上げ層を得ることが最大の特徴である。

本発明の屋外施設用舗装体を形成するには、上記Ａ剤とＢ剤とを、互いに適宜の割合となるようそれぞれ計量して、２液型スプレーマシンに導入し、２液を混合状態で、図１に示すような、表面が平坦のポリウレタンベース層１０の表面に吹き付ける。これにより、図２に示すように、上記ポリウレタンベース層１０の上に、凹凸表面１１を有する表面仕上げ層１２を形成して、目的とする屋外施設用舗装体を得ることができる。

このようにして得られた屋外施設用舗装体の表面仕上げ層１２は、Ａ剤とＢ剤の反応性が早く、ポットライフも短いものでありながら、Ａ剤とＢ剤がともに適度な粘度に設定された特殊な構成になっているため、２液型スプレーマシンからの吹き付けによって、ポリウレタンベース層１０の上に、つぎつぎとむらなく凹凸を形成しつつ硬化したものであり、凹凸表面１１の高低差が２．０ｍｍ以上、という優れた形状を有している。そして、その物性も、破断伸び率が５００％以上という、屋外施設用舗装体として非常に優れたものとなる。そして、上記凹凸表面が、ゴムチップ等の弾性粒子を含まないものであるため、スパイク等で繰り返し衝撃を受けても、弾性粒子の脱落等による摩耗がなく、長期にわたって、その特性が維持されるという利点を有する。

なお、上記屋外施設用舗装体の製法において、Ａ剤とＢ剤を混合した際の反応性は、ポットライフが５〜２０秒、タックフリータイムが１５０秒以下、より好ましくは６０秒以下であることが、必要な凹凸高低差のある表面仕上げ層を得るために好適である。反応性がこれ以上高いと、スプレーする際にマシントラブルが起こりやすくなり、逆に、反応性が低いと、スプレー直後の樹脂形状保持力が弱く、必要な凹凸高低差のある表面仕上げ層が得られにくくなるからである。

そして、上記のような好ましい反応性を得るには、Ａ剤とＢ剤を混合する際の混合比率を、そのイソシアネートと活性水素の当量比が０．９〜１．４となるように設定することが好適である。すなわち、上記当量比が０．９未満では、得られる表面仕上げ層の硬度や耐久性等の物性が低下するおそれがあり、逆に、上記当量比が１．４を超えると、伸び率が低下したりタックフリータイムが長くなりすぎるおそれがあるからである。

また、上記屋外施設用舗装体の製法において、表面仕上げ材を吹き付けるポリウレタンベース層１０は、ポリウレタンを主成分とし、ＪＩＳ Ａ 硬度が４０〜６５の層であればよい。硬度がこの範囲から外れると、いかに表面仕上げ材を調整しても、好ましい物性の舗装体を得ることは困難となる。なお、上記ポリウレタンベース層１０は、ポリウレタンのみで構成される必要はなく、例えば、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ブタジエン等、他の樹脂成分やゴム成分が混合されていても差し支えない。新規に施工する場合のポリウレタンベース層としては、施工時の安全衛生上の観点から、ＴＤＩプレポリマーやＭＯＣＡを使用する材料ではなく、ＭＤＩプレポリマーや非ＭＯＣＡ系架橋剤の材料を選択することが好ましい。

さらに、上記屋外施設用舗装体の製法において用いられる２液型スプレーマシンは、Ａ剤とＢ剤を各個別に本体内に導入し、混合状態で吐出できるようになっているものが好適である。そして、高圧タイプであっても低圧タイプであってもよく、２液の混合液を吐出する場合のエア圧や吐出量も、その液性や目的とする表面仕上げ層１２の厚み等に応じて、適宜に設定される。

このようにして得られる本発明の屋外施設用舗装体は、屋外に設置される各種施設に用いられるものであり、より具体的には、陸上競技場や公園、遊歩道、ジョギング走路、多目的運動場、テニスコート等に設けられる人工面等に対する舗装仕上げ、防水仕上げ等に好適に用いることができる。

しかも、本発明によれば、得られる屋外施設用舗装体を、変位量０．６〜２．２ｍｍ、衝撃吸収率３４〜５１％となるよう仕上げることができる。これらの値は、ＩＡＡＦ規格を満足するものであるため、国際陸上競技大会等、高い水準の競技大会に供することができる。

つぎに、本発明の実施例について、比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、これらの実施例に限るものではない。なお、以下に示す成分組成は、すべて重量基準である。

＜Ａ剤の調製＞
下記の表１、表２に記載されたモノメリックＭＤＩ（４，４′−ＭＤＩ含量が６０％のもの）とポリオール等を窒素雰囲気下で混合し、８０℃で２０時間反応させた後冷却することにより、末端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Ａ剤（Ａ−１〜Ａ−８）を得た。

＜Ｂ剤の調製＞
下記の表３、表４に記載されたポリオール等を高速回転撹拌機で混合することにより、ポリオールを主成分とするＢ剤（Ｂ−１〜Ｂ−７）を得た。

〔実施例１〕
Ａ剤としてＡ−１、Ｂ剤としてＢ−１を用い、混合比（イソシアネートと活性水素の当量比）を１．２５とした。混合液の反応性は、ポットライフが１２秒、タックフリータイムが５０秒であった。このＡ剤とＢ剤を、２液型スプレーマシン（グラコ製、ハイドラキャット ＨＰ）を用いて混合状態で、表面が平坦なポリウレタンベース層（ＪＩＳ Ａ硬度５０）の表面に、２．５ｋｇ／ｍ² の吹き付け量でスプレーし、養生硬化させることにより表面仕上げ層を形成して、目的とする舗装体を得た。この表面仕上げ層の表層は、凹凸高低差が２．５ｍｍであり、屋外施設用舗装材として使用するに優れたものが得られた。また、この表面仕上げ層からなる舗装体の物性は、変位量が１．０ｍｍ、衝撃吸収率が３５．２％であり、ＩＡＡＦ規格を満足するものであった。また、別途このＡ剤とＢ剤とを混合して得られたシートの破断伸び率は６５０％であり、要求値（５００％以上）を満足するものであった。

なお、上記実施例１における各物性値は、それぞれ下記の方法によって得られた値である。

〔凹凸高低差〕
表面仕上げ層の表面の任意の１０個所における高低差を計測し、その平均値（ｍｍ）を算出した。

〔変位量〕
ＩＡＡＦ基準試験方法に従って、ＩＡＡＦ基準に定める垂直歪試験機を舗装体面上に垂直に設置し、所定の高さから２０ｋｇ鎮を落下させて、変位量を計測した。

〔衝撃吸収率〕
ＩＡＡＦ基準試験方法に従って、ＩＡＡＦ基準に定める衝撃吸収試験機を舗装体面上に垂直に設置し、所定の高さから２０ｋｇ鎮を落下させて、衝撃吸収値を計測した。

〔破断伸び率〕
Ａ剤とＢ剤を混合後、これを、型内面にフッ素樹脂加工を施した、縦３００ｍｍ×横１５０ｍｍ×深さ２ｍｍのアルミ型（離型剤は不使用、常温）により成型し、２３℃×７日（もしくは２３℃×１日＋５０℃×１日）の間、養生を行うことにより、厚み２ｍｍのシートを得た。このシートに対し、ＪＩＳ−Ｋ６２５１に準じて破断伸び率（％）を測定した。

〔実施例２〜８、比較例１〜６〕
上記実施例１と同様にして、前記８種類のＡ剤と７種類のＢ剤とを、後記の表５〜表８に示すように組み合わせて用いることにより、目的とする表面仕上げ層からなる舗装体を得た。

これらの実施例品、比較例品の物性等について下記のとおり評価し、その結果を後記の表５〜表８に併せて示した。

〔反応性〕
ポットライフ：Ａ剤とＢ剤を混合してから、反応混合物の流動性がなくなるまでの時間 （秒）
タックフリータイム：Ａ剤とＢ剤を混合してから、表面を指で触った時に、粘着がなく なるまでの時間（秒）

〔表面層の粘着性〕
上記タックフリータイムが１５０秒以下である場合を「○」、１５０秒を超える場合を「×」として評価した。

〔混合性〕
Ａ剤とＢ剤を２液型スプレーマシンを用いて混合状態で吐出する際の混合状態を、肉眼で観察し、○…良好、×…不良、の２段階で評価した。

〔凹凸高低差〕
実施例１の場合と同様、表面仕上げ層の表面の任意の１０個所における高低差を計測し、その平均値（ｍｍ）を算出した。

〔凹凸パターン〕
表面仕上げ層の表面における凹凸パターンを肉眼で観察し、○…均一でむらがない、×…不均一でむらがある、の２段階で評価した。

上記の結果から、下記のように考察することができる。

〔Ａ剤ポリイソシアネートのＮＣＯ％の影響〕
Ａ剤中のポリイソシアネートのＮＣＯ％が３．０〜１０．０％では良好な表面が得られた（実施例２、３）が、１２．０％では均一な表面が得られなかった（比較例１）。また、ＮＣＯ％が小さくなるとともに、Ａ剤の粘度も大きくなっており、使用できるＡ剤の粘度範囲も１，０００〜１０，０００ｍＰａ・ｓ／３０℃であると考えられる。

〔Ａ剤中の揺変剤の効果〕
Ａ剤中の有機揺変剤量が０．１〜２．６部（０．１〜２．５３％）の場合は何れも表面層の凹凸高低差が２．０ｍｍ以上であったが（実施例１、４、５）、有機揺変剤を含まない場合は凹凸高低差は０．５ｍｍしかなかった（比較例２）。また、有機揺変剤を３．４部（３．２９％）に増やしても、高低差には、増量効果はみられなかった（実施例６）。

〔Ｂ剤の粘度の影響〕
Ａ剤にＡ−１を用い、Ｂ剤の粘度が７６，０００〜１４７，０００ｍＰａ・ｓ／３０℃の場合は良好な表面層が得られた（実施例１、７、８）が、粘度が２３，０００ｍＰａ・ｓ／３０℃だと表面層の凹凸高低差が１．０ｍｍしかなかった（比較例３）。また、粘度が２００，０００ｍＰａ・ｓ／３０℃を超えると均一な表面層が得られなかった（比較例４、５）。

〔Ｂ剤中の揺変剤の効果〕
使用する無機揺変剤量が増えるとともに、Ｂ剤の粘度は増加している（実施例７、実施例１、実施例８、比較例４）。したがって、無機揺変剤を使用することは、本発明に必要なＢ剤の粘度を得るために、効果的である。しかしながら、Ｂ剤に無機揺変剤とともに有機揺変剤を併用すると、粘度が使用上限を超えやすい（比較例５）。このため、有機揺変剤はＡ剤に使用することが好ましい。

〔反応性の影響〕
ポットライフが２５秒、タックフリータイムが１７０秒のものをスプレーして表面仕上げ層を得たが、その凹凸高低差は０．５ｍｍしかなかった（比較例６）

〔実施例９〜１２〕
Ａ剤としてＡ−１、Ｂ剤としてＢ−１を用い、Ａ剤とＢ剤を混合する際のイソシアネートと活性水素の当量比を、０．８、０．９、１．３、１．５の４通りに変更した。それ以外は、実施例と同様にして、４種類の実施例９〜１２とした。これらの結果から、上記当量比は、０．９〜１．４の範囲が適当であることがわかった。すなわち、当量比が０．９未満だと、反応が充分に進まないため、得られる表面仕上げ層の硬度が低下する等、その物性が不充分なものとなってしまった。また、当量比が１．４を超えた場合は、伸び率が低下したり、タックフリータイムが長くなり表面仕上げ層の硬化後に粘着が残りやすくなった。

本発明は、全天候型陸上競技場、多目的運動場、公園や遊歩道等の屋外施設における舗装体として、好適に用いることができる。

１０ ポリウレタンベース層
１１ 凹凸表面
１２ 表面仕上げ層

Claims (15)

1. 凹凸表面を有するポリウレタン表面仕上げ層が形成された屋外施設用舗装体の製法であ
   って、その表面が平坦でＪＩＳ Ａ硬度が４０〜６５のポリウレタンベース層の上に、個
   別に計量された下記のＡ剤とＢ剤とを、２液型スプレーマシンを用いて混合状態で吹き付
   けることにより、高低差２．０ｍｍ以上の凹凸表面を有するポリウレタン表面仕上げ層を
   形成することを特徴とする屋外施設用舗装体の製法。
   （Ａ剤）ジフェニルメタンジイソシアネートとポリオールとの反応によって得られる末端
   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し、弾性チップを含まず、３
   ０℃における粘度（ＢＨ式７号ロータ、２０ｒｐｍ）が１，０００〜１０，０００ｍＰａ
   ・ｓに調製された組成物。
   （Ｂ剤）ポリオールを主成分とし、架橋剤、充填剤、触媒、無機揺変剤を含有し、弾性チ
   ップを含まず、３０℃における粘度（ＢＨ式７号ロータ、２０ｒｐｍ）が７０，０００〜
   ２００，０００ｍＰａ・ｓに調製された組成物。
2. 上記Ａ剤、Ｂ剤として、この２剤を混合して得られる混合液のポットライフが５〜２０
   秒、タックフリータイムが１５０秒以下となる反応性を有するものを用いるようにした請
   求項１記載の屋外施設用舗装体の製法。
3. 上記Ａ剤に用いられるウレタンプレポリマーが、平均ヒドロキシル官能基数２〜４、平
   均分子量２，０００〜８，０００であってポリエーテル鎖中のポリオキシエチレン鎖の含
   有量が３０重量％以下であるポリエーテルポリオールと、ジフェニルメタンジイソシアネ
   ートとの反応から得られるイソシアネート基末端プレポリマーであって、ＮＣＯ含有量が
   ３〜１０重量％の範囲内である請求項１または２記載の屋外施設用舗装体の製法。
4. 上記Ｂ剤に用いられるポリオールが、平均ヒドロキシル官能基数２〜４、ＯＨ価２０〜
   １００ｍｇＫＯＨ／ｇ、平均分子量２，０００〜８，０００であってポリエーテル鎖中の
   ポリオキシエチレン鎖の含有量が３０重量％以下であるポリエーテルポリオールである請
   求項３に記載の屋外施設用舗装体の製法。
5. 上記Ｂ剤に用いられる架橋剤が、芳香族アミン系架橋剤である請求項１〜４のいずれか
   一項に記載の屋外施設用舗装体の製法。
6. 請求項１記載のポリウレタンベース層がジフェニルメタンジイソシアネートとポリオー
   ルとの反応によって得られるものである請求項５記載の屋外施設用舗装体の製法。
7. 上記Ａ剤が、有機揺変剤を０．１〜２．６重量％含有するものである請求項１〜６のい
   ずれか一項に記載の屋外施設用舗装体の製法。
8. 請求項１記載の屋外施設用舗装体の製法に用いられる表面仕上げ材であって、下記のＡ
   剤とＢ剤からなることを特徴とする表面仕上げ材。
   （Ａ剤）ジフェニルメタンジイソシアネートとポリオールとの反応によって得られる末端
   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し、弾性チップを含まず、３０℃における粘度（ＢＨ式７号ロータ、２０ｒｐｍ）が１，０００〜１
   ０，０００ｍＰａ・ｓに調製された組成物。
   （Ｂ剤）ポリオールを主成分とし、架橋剤、充填剤、触媒、無機揺変剤を含有し、弾性チ
   ップを含まず、３０℃における粘度（ＢＨ式７号ロータ、２０ｒｐｍ）
   が７０，０００〜２００，０００ｍＰａ・ｓに調製された組成物。
9. 上記Ａ剤とＢ剤とが、この２液を混合して得られる混合液のポットライフが５〜２０秒
   、タックフリータイムが１５０秒以下となる反応性を有するものである請求項８記載の表
   面仕上げ材。
10. 上記Ａ剤に用いられるウレタンプレポリマーが、平均ヒドロキシル官能基数２〜４、平
    均分子量２，０００〜８，０００であってポリエーテル鎖中のポリオキシエチレン鎖の含
    有量が３０重量％以下であるポリエーテルポリオールと、ジフェニルメタンジイソシアネ
    ートとの反応から得られるイソシアネート基末端プレポリマーであって、ＮＣＯ含有量が
    ３〜１０重量％の範囲内である請求項８または９記載の表面仕上げ材。
11. 上記Ｂ剤に用いられるポリオールが、平均ヒドロキシル官能基数２〜４、ＯＨ価２０〜
    １００ｍｇＫＯＨ／ｇ、平均分子量２，０００〜８，０００であってポリエーテル鎖中の
    ポリオキシエチレン鎖の含有量が３０重量％以下であるポリエーテルポリオールである請
    求項８〜１０のいずれか一項に記載の表面仕上げ材。
12. 上記Ｂ剤に用いられる架橋剤が、芳香族アミン系架橋剤である請求項８〜１１のいずれ
    か一項に記載の表面仕上げ材。
13. 上記Ａ剤が、有機揺変剤を０．１〜２．６重量％含有するものである請求項８〜１２の
    いずれか一項に記載の表面仕上げ材。
14. 上記請求項１〜７のいずれか一項に記載された製法によって得られる屋外施設用舗装体
    であって、その表面が平坦でＪＩＳ Ａ硬度が４０〜６５のポリウレタン硬化体からなる
    ベース層の上に、弾性チップを含まず高低差２．０ｍｍ以上の凹凸表面を有し、破断伸び
    率が５００％以上のポリウレタン表面仕上げ層が形成されていることを特徴とする屋外施
    設用舗装体。
15. 舗装体の物性が、変位量０．６〜２．２ｍｍ、衝撃吸収率３４〜５１％であり、陸上競
    技場の舗装体として用いられる請求項１４記載の屋外施設用舗装体。

Images