JP2017039623A

JP2017039623A - 水硬性ポリマーセメント組成物

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Publication number: JP2017039623A
Application number: JP2015162391A
Authority: JP
Inventors: 裕之田口; Hiroyuki Taguchi; 鈴木　宏一; Koichi Suzuki; 宏一鈴木; 晃太鹿志村; Kota Kashimura
Original assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Current assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Priority date: 2015-08-20
Filing date: 2015-08-20
Publication date: 2017-02-23

Abstract

【課題】食品工場床で行われているような熱水による洗浄を模擬的に再現した評価方法を行っても十分な防かび性を有すると共に、該熱水が繰り返し流下することによる耐熱衝撃性に優れ、また重量物が落下しても剥離しないような耐衝撃性を有する水硬性ポリマーセメント組成物を提供する。
【解決手段】ポリオール、ポリイソシアネート、セメント、骨材及び水を含有してなる水硬性ポリマーセメント組成物であって、ポリオールはヒマシ油変性３官能ポリオールとビスフェノールＡ骨格を有する４官能ポリオールとから成り、ヒマシ油変性３官能ポリオールは水酸基当量が２５０〜４００であり、ビスフェノールＡ骨格を有する４官能ポリオールは水酸基当量が２５０〜４５０であり、セメント及び骨材の合計部数は組成物全体１００重量部中の７５〜９０重量部であり、ベンズイミダゾール系化合物から成る防かび剤を含むことを特徴とする水硬性ポリマーセメント組成物である。
【選択図】なし

Description

本発明は、熱水による洗浄を高頻度で行う食品工場床に適した水硬性ポリマーセメント組成物に関し、特には熱水と冷水の繰り返し流下による熱衝撃性に優れると共に、防かび性に優れる水硬性ポリマーセメント組成物に関する。

従来、耐熱水性、耐摩耗性、耐衝撃性に優れる樹脂セメント組成物として、分子量が１０００〜３０００で両末端に水酸基を持ち、側鎖を持つポリエステルポリオールとポリフェニルポリメチルポリイソシアネート並びに水硬性セメントを含む骨材とが配合されていることを特徴とする樹脂セメント組成物が提案されている（特許文献１）。

特開２００４−２９２２０９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の樹脂セメント組成物は、耐熱水性に優れるとはいっても、あくまで硬化物を９０℃の熱水に２８日間浸漬し、その外観の変化を目視で評価して異常なしと判断するものであり、該評価方法は、実際に例えば食品工場床で行われている熱水による洗浄を模擬的に再現した評価方法ではなく、食品工場床として使用するためには、該食品工場床で行われているような熱水による洗浄を模擬的に再現した評価方法にて、この評価結果が良好と判断される必要があるという課題がある。

また、特許文献１に記載の樹脂セメント組成物は、仮に該食品工場床で行われているような熱水による洗浄を模擬的に再現した評価方法により評価すると、防かび性が十分ではないという課題がある。

本発明が解決しようとする課題は、食品工場床で行われているような熱水による洗浄を模擬的に再現した評価方法を行っても十分な防かび性を有すると共に、該熱水が繰り返し流下することによる耐熱衝撃性に優れ、また重量物が落下しても剥離しないような耐衝撃性を有する水硬性ポリマーセメント組成物を提供することにある。

請求項１記載の発明は、ポリオール、ポリイソシアネート、セメント、骨材及び水を含有してなる水硬性ポリマーセメント組成物であって、ポリオールはヒマシ油変性３官能ポリオールとビスフェノールＡ骨格を有する４官能ポリオールから成り、ヒマシ油変性３官能ポリオールは水酸基当量が２５０〜４００であり、ビスフェノールＡ骨格を有する４官能ポリオールは水酸基当量が２５０〜４５０であり、セメント及び骨材の合計部数は組成物全体１００重量部中の７５〜９０重量部であり、ベンズイミダゾール系化合物から成る防かび剤を含むことを特徴とする水硬性ポリマーセメント組成物を提供する。

請求項２記載の発明は、ポリイソシアネートはポリメチルポリフェニルポリイソシアネートであることを特徴とする請求項１記載の水硬性ポリマーセメント組成物を提供する。

本発明の水硬性ポリマーセメント組成物は、食品工場床で行われているような熱水による洗浄が行われても、剥離や割れ等が発生しないような十分な耐熱衝撃性を有するという効果がある。また、同様の洗浄を行っても防かび性を長期に亘って保持する効果があり、特に食品工場床としての用途に優れるという効果がある。さらには、重量物が落下しても剥離しないような耐衝撃性を有する効果がある。

以下本発明について詳細に説明する。

本発明の水硬性ポリマーセメント組成物は、ポリオール、ポリイソシアネート、セメント、骨材及び水を含有してなる水硬性ポリマーセメント組成物であって、ポリオールはヒマシ油変性３官能ポリオールとビスフェノールＡ骨格を有する４官能ポリオールから成り、ヒマシ油変性３官能ポリオールは水酸基当量が２５０〜４００であり、ビスフェノールＡ骨格を有する４官能ポリオールは水酸基当量が２５０〜４５０であり、セメント及び骨材の合計部数は組成物全体１００重量部中の７５〜９０重量部であり、ベンズイミダゾール系化合物から成る防かび剤を含むことを特徴とする水硬性ポリマーセメント組成物であり、必要に応じてこれらの他に、顔料や希釈剤、及び分散剤、消泡剤等の添加剤が配合することができる。

本発明の水硬性ポリマーセメント組成物に使用されるポリオールは、ヒマシ油変性３官能ポリオールとビスフェノールＡ骨格を有する４官能ポリオールから成る。

本発明の水硬性ポリマーセメント組成物に使用されるヒマシ油変性３官能ポリオールは、ヒマシ油及びその誘導体で、例えばヒマシ油脂肪酸のジグリセライド、モノグリセライド及びそれらの混合物であり、水酸基数が３のポリオールである。本発明に使用するヒマシ油変性３官能ポリオールの水酸基当量は、２５０〜４５０が好ましく、２５０未満では水系ポリウレタン組成物としての硬化が速くなって作業性が不良となり、４５０超では水系ポリウレタン組成物として硬化後の強度が不十分となる。

本発明の水硬性ポリマーセメント組成物に使用されるビスフェノールＡ骨格を有する４官能ポリオールは、ビスフェノールＡ骨格を有するポリエポキシ化合物に活性水素化合物を反応させて得られるエポキシ開環ポリオールであり、水酸基当量は２５０〜４５０が好ましい。水酸基当量が２５０未満では水系ポリウレタン組成物としての硬化が速くなって作業性が不良となり、４５０超では水系ポリウレタン組成物として硬化後の強度が不十分となる。

本発明の水硬性ポリマーセメント組成物に使用するポリイソシアネートは、作業性が良好となり、また低温での速硬化性さらには硬化後の強度が高いことより、４，４´−ジフェニルメタンジイソシアネートからなるポリメリックＭＤＩ（ポリメチルポリフェニルポリイソシアネート）を使用することが好ましく、ＮＣＯ当量は１００〜１５０が好ましい。ＮＣＯ当量が１００未満では硬化物が発泡による膨れが生じる等で仕上がりが不良となり、ＮＣＯ当量が１５０超では硬化後の強度が不十分となる。もちろん、他の脂肪族ポリイソシアネートや芳香族ポリイソシアネートや脂環式ポリイソシアネート等も使用することもでき、また併用することも可能である。

ポリオール及びアルコール化合物の水酸基一個に対するイソシアネート基の数は、５．５〜６．５が好ましく、５．５未満では硬化が遅延し、６．５超では硬化物に炭酸ガスによる発泡が生じる場合がある。

本発明の水硬性ポリマーセメント組成物に使用するベンズイミダゾール系化合物から成る防かび剤は、熱に対する安定性とｐＨに対する安定性が高いため、熱水洗浄が行われ、組成物としてセメントを含有する本水硬性ポリマーセメント組成物に適する防かび剤として使用される。市販品として１０％水懸濁液としてコートサイドＤ２（商品名、日本エンバイロケミカルズ株式会社製）がある。ベンズイミダゾール系化合物から成る防かび剤の配合量は、組成物全体１００重量部に対して０．０１〜０．１重量部が好ましい。０．０１重量部未満では防かび効果が不十分であり、０．１重量部超ではコスト高と成る。

本発明の水硬性ポリマーセメント組成物に使用するセメントは、本発明の水系ポリウレタン組成物が床下地コンクリートに塗布し美観を付与することを目的としているため、特定の色調が付与できるように、主として白色ポルトランドセメントを使用することが好ましい。他に普通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を併用することができる。セメントの配合量は組成物全体１００重量部中の５〜１０重量部である。

本発明の水硬性ポリマーセメント組成物に使用する骨材には、粒子径が１．０〜３．０ｍｍのガイシ粉末と、粒子径が０．６〜２．３６ｍｍの硅砂と、粒子径が０．２１〜１．１８ｍｍの硅砂と、粒子径が０．１５〜０．８５ｍｍの硅砂を併用して使用する。ガイシ粉末は、ガイシの生産工場において破損若しくは廃棄されたガイシを粉砕処理したもので、陶磁器の持つ強度、耐摩耗性、耐熱性などを床に付与する効果がある。粒子径が１．０ｍｍ未満では床下地コンクリートへの塗布作業性が悪くなり、３．０ｍｍ超では組成物中への分散性及び硬化後の塗膜表面の凹凸が大きくなりすぎる。

粒子径が０．６〜２．３６ｍｍの硅砂は３号硅砂が、粒子径が０．２１〜１．１８ｍｍの硅砂は硅砂４号が、粒子径が０．１５〜０．８５ｍｍの硅砂は５号硅砂がそれぞれ該当する。粒子径が１．０〜３．０ｍｍのガイシ粉末と粒子径が０．６〜２．３６ｍｍの硅砂と、粒子径が０．２１〜１．１８ｍｍの硅砂と、粒子径が０．１５〜０．８５ｍｍの硅砂の併用比率は、重量で０．９〜１．１：０．９〜１．１：１．８〜２．２：１．８〜２．２が床下地コンクリートへの塗布作業性と強度発現及び耐衝撃性の観点から好ましい。ガイシ粉末及びこれらの硅砂の合計量が組成物全体に対する割合は、組成物全体１００重量部中７５〜９０重量部である。７５重量部未満では硬化物表面に樹脂が浮いて防滑性が低下し、９０重量部超では塗布作業性が不良となる。

本発明の水硬性ポリマーセメント組成物には、上記のほかに消石灰を配合することが好ましい。該消石灰は、ポリイソシアネートと水とのウレア反応で発生する炭酸ガスを吸収し、組成物が床下地コンクリート上に塗布され硬化するまでに発生する炭酸ガスが特定部分に集中して塗膜を押上げて膨れを生じさせることを抑制する効果がある。

以下，実施例及び比較例にて具体的に説明する。

実施例
水酸基当量が３５０のヒマシ油変性３官能ポリオールを３５〜４０重量部と、水酸基当量が３６０のビスフェノールＡ骨格を有する４官能ポリオールを３〜８重量部と、希釈剤としてスルホン酸エステル化合物（メザモール；商品名、バイエル社製）を２０〜２５重量部と、水（イオン交換水）３０重量部とを含み全体として１００重量部となり水酸基当量７３０である、ポリオールと希釈剤と水との混合物２６４重量部に、ベンズイミダゾール系化合物から成る防かび剤としてコートサイドＤ２（１０％水懸濁液）６重量部と着色トナー３０重量部を混合して実施例の水硬性ポリマーセメント組成物の主剤とした。なお、該主剤の市販品としてＪＪ−５００Ａ（商品名、アイカ工業株式会社製）がある。またポリイソシアネートとして、ポリメリックＭＤＩ（ポリメチルポリフェニルポリイソシアネート）ルプラネートＭＢ−５Ｓ（商品名、ＢＡＳＦＩＮＯＡＣポリウレタン株式会社製、ＮＣＯ重量％：３１．４〜３２．６％）３００重量部を実施例の水硬性ポリマーセメント組成物の硬化剤とした。また骨材には、ガイシ粉末として粒子径１．０〜３．０ｍｍのセルベン（商品名、株式会社オクムラセラム製）４５０重量部と、粒子径０．６〜２．３６ｍｍの硅砂：乾燥硅砂３号（商品名、篠沢硅砂工業株式会社製）４５０重量部と、粒子径０．２１〜１．１８ｍｍの硅砂：東北硅砂４号（商品名、東北硅砂株式会社製）９００重量部と、粒子径０．１５〜０．８５ｍｍの硅砂：東北硅砂５号（商品名、東北硅砂株式会社製）９００重量部を使用し、セメントとして白色ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）を２７０重量部を使用して実施例の水硬性ポリマーセメント組成物の骨材及びセメントとした。

骨材とセメントは、上記ガイシ粉末と３種類の硅砂と白色ポルトランドセメントを予め均一に混合し、さらにこれらの他に消石灰３０重量部を加えて実施例の水系ポリウレタン組成物のセメント骨材部とした。床下地コンクリートへの塗布及び下記評価項目の評価に当たっては上記実施例の主剤３００重量部と実施例の硬化剤３００重量部と実施例のセメント骨材部３０００重量部を配合して均一に混合したものを、実施例の水硬性ポリマーセメント組成物とした。

比較例１
上記実施例のベンズイミダゾール系化合物から成る防かび剤に代えて有機ヨウ素系化合物から成る防かび剤であるコートサイドＰＨ２（商品名、日本エンバイロケミカル株式会社製）を使用した以外は、実施例と同一にしたものを比較例１の水硬性ポリマーセメント組成物とした。

上記実施例において、ベンズイミダゾール系化合物から成る防かび剤に代えて実施例に示すポリオールを使用した以外は、実施例と同一にしたものを比較例２の水硬性ポリマーセメント組成物とした。

評価項目及び評価方法

圧縮強度
２３℃下にて７日養生後の実施例、比較例１又は比較例２の水硬性ポリマーセメント組成物の硬化物について、ＪＩＳＲ５２０１の規定に準じて圧縮強さ（Ｎ/ｍｍ^２）を測定した。
耐衝撃性
２３℃下でＪＩＳＡ５３７１の３００ｍｍ×３００ｍｍ×厚さ６０ｍｍの乾燥したコンクリート平板（ケット水分計ＨＩ−５２０コンクリートレンジにて５％以下）の表面に、均一に混合した実施例、比較例１又は比較例２の水硬性ポリマーセメント組成物を厚さ６〜９ｍｍに金ゴテで塗布して７日間養生し、中央部に高さ１ｍから１ｋｇの鋼球を３０回落下させ、塗膜に割れ、剥がれ等の異常のないものを○、割れ、剥がれ等の異常が生じたものを×と評価した。

耐熱衝撃性
ＪＩＳＡ５３７１の３００ｍｍ×３００ｍｍ×厚さ６０ｍｍの乾燥したコンクリート平板（ケット水分計ＨＩ−５２０コンクリートレンジにて５％以下）を４分の１にカットして１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×厚さ６０ｍｍの試験板とし、該の試験板の表面であって４面の木口より５ｍｍ内側に深さ１０ｍｍ幅１０ｍｍの目地部を設ける。２３℃下において該目地部に、均一に混合した実施例、比較例１又は比較例２の水硬性ポリマーセメント組成物を充填しながら、厚さ６〜９ｍｍに塗布し７日間養生する。その後試験体中央部に９５℃熱水を５分流下させ次に２０℃の冷水を１０分流下させることを１サイクルとして４０００サイクル繰り返し、塗膜に剥がれ、浮き等異常が生じないものを○、異常が生じたものを×と評価した。

付着性
２３℃下でＪＩＳＡ５３７１の３００ｍｍ×３００ｍｍ×厚さ６０ｍｍの乾燥したコンクリート平板（ケット水分計ＨＩ−５２０コンクリートレンジにて５％以下）の表面に、均一に混合した実施例、比較例１又は比較例２の水硬性ポリマーセメント組成物を厚さ６〜９ｍｍに金ゴテで塗布して７日間養生し、建研式接着力試験器により、４０×４０ｍｍ部分の水系ポリウレタン組成物とコンクリート平板との付着強度を測定した。破壊状態は下地コンクリート１００％凝集破壊を○と、それ以外を×と評価した。

防かび性
２３℃下にて７日養生後の実施例、比較例１又は比較例２の水硬性ポリマーセメント組成物の硬化物について、９５℃熱水を５分流下させ次に２０℃の冷水を１０分流下させることを１サイクルとした熱衝撃を１００回と２５０回加え、その後の試験体について、ＪＩＳＺ２９１１かび抵抗性試験方法（プラスチック製品の試験（方法Ａ：乾式法）に準じ、シャーレ中の試験体（５ｃｍ×５ｃｍ）上に試験かび混合胞子を付着乾燥させた磁器素焼き板を置き、ガラス板を載せ蓋をする。２６±２℃で４週間培養し、菌糸の発育の様子を観察し、以下によって評価した。Ａ法培地は無機塩寒天培地であり、試験菌はＡｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓｎｉｇｅｒ、Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍｐｉｎｏｐｈｉｌｕｍ、Ｐａｅｃｉｌｏｍｙｃｅｓｖａｒｉｏｔｉｉ、Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａｖｉｒｅｎｓ、及びＣｈａｅｔｏｍｉｕｍｇｌｏｂｏｓｕｍである。
０：肉眼及び顕微鏡下でかびの発育は認められない。
１：肉眼でかびの発育が認められ、顕微鏡下では明らかに確認できる。
２：肉眼でかびの発育が認められ、発育部分の面積は試料の全面積の２５％未満。
３：肉眼でかびの発育が認められ、発育部分の面積は試料の全面積の２５％以上〜５０％未満。
４：菌糸はよく発育し、発育部分の面積は全面積の５０％以上。
５：菌糸の発育は激しく、試料全面を覆っている。

評価結果
評価結果を表１に示す。

Claims

ポリオール、ポリイソシアネート、セメント、骨材及び水を含有してなる水硬性ポリマーセメント組成物であって、ポリオールはヒマシ油変性３官能ポリオールとビスフェノールＡ骨格を有する４官能ポリオールとから成り、ヒマシ油変性３官能ポリオールは水酸基当量が２５０〜４００であり、ビスフェノールＡ骨格を有する４官能ポリオールは水酸基当量が２５０〜４５０であり、セメント及び骨材の合計部数は組成物全体１００重量部中の７５〜９０重量部であり、ベンズイミダゾール系化合物から成る防かび剤を含むことを特徴とする水硬性ポリマーセメント組成物。
ポリイソシアネートはポリメチルポリフェニルポリイソシアネートであることを特徴とする請求項１記載の水硬性ポリマーセメント組成物。