JP2016113854A - 弾性舗装体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(組成物A)ポリイソシアネートとポリオールとを含有し、実質的に気泡を含有しない2液常温硬化性ポリウレタン組成物。
(組成物B)ポリイソシアネートとポリオールとを含有し、5〜40体積%の気泡を含有する2液常温硬化性ポリウレタン組成物。
気泡含有率(体積%)=100−(ウレタン硬化後の密度÷気泡を含まないウレタン硬化前の液比重)×100
(組成物A)ポリイソシアネートとポリオールとを含有し、実質的に気泡を含有しないポリウレタン組成物。
(組成物B)ポリイソシアネートとポリオールとを含有し、5〜40体積%の気泡を含有するポリウレタン組成物。
上記組成物Aに用いる材料のうち、ポリイソシアネートとしては、TDI、モノメリックMDI、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、それらのウレタンプレポリマー、もしくはポリメリックMDIがあげられ、これらを単独でまたは混合して用いることができる。
上記組成物Aは、上記のポリイソシアネートを汎用の撹拌混合機を用い、ポリオール等と混合することにより硬化反応が開始される。このポリイソシアネートとポリオールの混合物のNCOインデックスは、100〜150に設定することが好適である。NCOインデックスとは、ポリオール中の全活性水素基濃度に対する、ポリイソシアネート中のイソシアネート基濃度の当量比とする。また、組成物Aは、組成物Bと混合することが必要なため、比較的長くポットライフを確保できるようにすることが好ましく、40〜60分とすることが好ましい。
上記組成物Bに用いる材料のうち、ポリイソシアネートとしては、TDI、ポリメリックMDI、モノメリックMDI、HDI、IPDIもしくはそれらのウレタンプレポリマー等があげられ、なかでも、ポリメリックMDI,モノメリックMDI,TDIとポリオールを反応させたウレタンプレポリマー,モノメリックMDIとポリオールを反応させたウレタンプレポリマー,ポリメリックMDIとポリオールを反応させたウレタンプレポリマーが好適に用いられ、これらを単独でまたは混合して用いることができる。
上記組成物Bは、上記のポリイソシアネートを、ポリオール等と混合することにより硬化反応が開始される。このポリイソシアネートとポリオールの混合物のNCOインデックスは、100〜150に設定することが好適である。また、気泡を含有する組成物とするため、泡立てミキサー等を用いて混合することが必要である。上記組成物Bの気泡の含有の程度は、その硬化体における密度を測定することにより示すことができ、その硬化体における密度は、特に制限を設けるものではないが、0.6〜1.4g/cm3であることが好ましい。なお、上記密度は、例えば、ポリウレタン組成物(組成物B)を、所定の容器に流し入れ、硬化反応を完了させて試験片を作製し、その試験片に対し、JIS K6268に準じて測定することで得ることができる。
下記の表1に記載された(a−1)および(a−2)を、それぞれ別個に作製した後、これらを混合することにより組成物Aを作製した。なお、(a−1)は、イソシアネート〔トルエンジイソシアネート(2,4付加物/2,6付加物=65/35)〕とブレンドポリオール(平均分子量2000のポリオキシプロピレングリコールと平均分子量4000のポリオキシプロピレントリオールとの混合物)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作製した、末端イソシアネート基を有するTDI系のウレタンプレポリマーである。また、(a−2)のブレンドポリオールとして、平均分子量2000のポリオキシプロピレングリコールとこれと同量の平均分子量4000のポリオキシプロピレントリオールとの混合物を用い、MbOCAとして、3、3’―ジクロロ―4,4’―ジアミノジフェニルメタンを用いている。この組成物Aのポットライフは、40分であった。
下記の表2に記載された(b−1)および(b−2)を、それぞれ別個に作製した後、これらを混合することにより組成物Bを作製した。すなわち、下記の表2に記載されたポリメリックMDIを(b−1)とし、下記の表2に示す材料を混合した(b−2)を作製し、これらを不二空機社製エアー撹拌機UT2204/φ30mm3枚羽根付を用いて、気泡が充分に組成物中に含有されるよう1分間撹拌混合して、気泡を含有する組成物Bを作製した。この組成物Bのポットライフは、7分であった。また、この組成物Bの硬化体の密度は0.8g/cm3であり、気泡の含有率は20体積%であった。
組成物Aにおいては(a−1)と(a−2)とを不二空機社製エアー撹拌機UT2204/φ70mm3枚羽根付で気泡が巻き込まれないように混合撹拌してから、組成物Bにおいては(b−1)と(b−2)とを組成物Aと同様に混合してから、それぞれの反応混合物の流動性がなくなるまでの時間をポットライフとした。
気泡を含有するポリウレタン組成物(組成物B)を、別途用意した金型の容器(サイズ:70mm×70mm×15mm)に流し入れ、硬化反応を完了させて試験片を作製した。この試験片に対し、JIS K6268に準じて密度(g/cm3)を測定した。
上記で作製した組成物Aに骨材(ゴムチップ;最大粒径3mm、平均粒径2.5mm)を18重量部加え2分撹拌し、これに組成物B(不二空機社製エアー撹拌機UT2204/φ30mm3枚羽根付で1分撹拌して作製したもの)を後記の表3に示す配合割合で加え、さらに不二空機社製エアー撹拌機UT2204/φ70mm3枚羽根付を用いて1分間撹拌混合した。そして、この混合物を金型(サイズ:300mm×300mm×9.5mm)に流し込み、コテを用いて表面を平滑に仕上げることにより、厚み9.5mmの弾性舗装体を得た。
上記組成物Aと組成物Bの配合割合を、後記の表3のとおりに変更した以外は、実施例1と同様にして弾性舗装体を得た。
組成物Bを用いない以外は、実施例1と同様にして弾性舗装体を得た。すなわち、比較例1のものは、実質的に気泡を含有していないポリウレタン組成物からなっている。
組成物Bを用いず、整泡剤(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアル社製のNIAX SILICONE L-6900)を2重量部用いた以外は、実施例1と同様にして弾性舗装体を得た。すなわち、比較例2のものは、気泡を含有するポリウレタン組成物を一度に作製し弾性舗装体とする、従来品と同等のものである。
上記実施例1における組成物Aの(a−1)と組成物Bの(b−1)とを混合したものを(c−1)とし、上記実施例1における組成物Aの(a−2)と組成物Bの(b−2)とを混合したものを(c−2)としてそれぞれ調整し、これらの(c−1)と(c−2)とを気泡が入るように一度に混合する以外は、実施例1と同様にして弾性舗装体を得た。すなわち、比較例3のものは、実施例1と組成自体は同じものの、気泡を含有するポリウレタン組成物を一度に作製し弾性舗装体とする、従来品と同等のものである。
上記組成物Aに骨材を加えず、組成物Aと組成物Bの配合割合を後記の表4のとおりに変更した以外は、実施例1と同様にして弾性舗装体を得た。
上記組成物Bのブレンドポリオールの全量を、表5に示すものに変更した以外は、実施例6と同様にして弾性舗装体を得た。
*2:三洋化成工業社製、FH2202/水酸基価56 /Mw2000/官能基数2
*3:三洋化成工業社製、FF3320/水酸基価56 /Mw3000/官能基数3
*4:三洋化成工業社製、FF3550/水酸基価34 /Mw5000/官能基数3
*5:三洋化成工業社製、FF4430/水酸基価58 /Mw4000/官能基数4
上記実施の形態とは別に、実施例1〜13および比較例1〜3で用いた混合組成物(ポリウレタン組成物)を、型内面にてテフロン(登録商標)加工を施した、縦300mm×横300mm×深さ15mmのアルミ型(離型剤は不使用、常温)に注入して成形し、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9.5mmのシートを得た。このシートに対し、IAAFに準じて引張強度(MPa)および伸び率(%)を測定した。
上記実施例1〜13および比較例1〜3で得られた各弾性舗装体に対し、IAAF基準に定める衝撃吸収試験機を垂直に設置し、所定の高さ(55mm±0.25mm)から20Kg±0.1Kgの鎮を落下させ、その衝撃吸収率(%)を測定した。この測定においては、初回の衝撃吸収値は除外し、その後60秒の間隔を空けて2回測定した値の平均を算出して、各弾性舗装体の衝撃吸収率(%)とした。
上記実施例1〜3および比較例2,3で得られた各弾性舗装体の垂直断面を、キーエンス社製デジタル顕微鏡VHX(倍率25倍)を用いて観察し、下記の指標にしたがって弾性舗装体の気泡の含有状態を評価した。なお、比較例1は気泡を含有していないため、評価を行っていない。また、「気泡」は、断面観察において有底孔として認められるものであり、「大きな気泡」とは、その最大径が2mm以上のものを意味している。
○:全体に細かな気泡がまんべんなく見られ、大きな気泡を認めない。
×:細かい気泡が少なく、一部分に大きな気泡が見られる。
実施例1,比較例3で作製した弾性舗装体の上に、それぞれ下記の表6に示す組成の主剤および硬化剤からなるポリウレタン組成物を流し込み、厚み2.5mmとなるようレーキを用いて表面を平滑に仕上げて中塗り弾性層を形成し、実施例14および比較例4とした。
実施例14,比較例4の弾性舗装構造の中塗り弾性層の上に、さらに、1.5mmのウレタンエンボスシートを積層し、それぞれ実施例15および比較例5とした。
Claims (5)
- 気泡を分散含有するポリウレタン弾性舗装体を製造する方法であって、下記の組成物Aおよび組成物Bをそれぞれ作製し、これらの配合割合を調整して混合することにより、弾性舗装体に含有される気泡量を制御することを特徴とする弾性舗装体の製造方法。
(組成物A)ポリイソシアネートとポリオールとを含有し、実質的に気泡を含有しない2液常温硬化性ポリウレタン組成物。
(組成物B)ポリイソシアネートとポリオールとを含有し、5〜40体積%の気泡を含有する2液常温硬化性ポリウレタン組成物。 - 上記組成物Aと組成物Bとの配合割合が、組成物A100重量部に対し、組成物Bが5〜50重量部である請求項1記載の弾性舗装体の製造方法。
- 上記組成物Bが、その硬化体における密度が0.6〜1.4g/cm3となるよう調整されている請求項1または2のいずれか一項に記載の弾性舗装体の製造方法。
- 上記組成物Bに用いるポリオールが、官能基数2〜4のポリエーテルポリオールである請求項1〜3のいずれか一項に記載の弾性舗装体の製造方法。
- 上記組成物Bに用いるポリイソシアネートが、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(ポリメリックMDI),ジフェニルメタンジイソシアネート(モノメリックMDI),トリレンジイソシアネート(TDI)とポリオールを反応させたウレタンプレポリマー,モノメリックMDIとポリオールを反応させたウレタンプレポリマー,ポリメリックMDIとポリオールを反応させたウレタンプレポリマーからなる群から選ばれた少なくとも一つである請求項1〜4のいずれか一項に記載の弾性舗装体の製造方法。
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