JP3223551B2

JP3223551B2 - ポリウレタン舖装仕上げ方法

Info

Publication number: JP3223551B2
Application number: JP00561492A
Authority: JP
Inventors: 正市金子; 進高橋
Original assignee: Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 1991-01-17
Filing date: 1992-01-16
Publication date: 2001-10-29
Anticipated expiration: 2016-10-29
Also published as: JPH0533305A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、塗装作業性、表面凹凸
性、及びスベリ抵抗値に優れたポリウレタン舗装表面の
仕上げ方法に関し、特にウレタン樹脂によって舖装され
た陸上競技用のグランド表面の仕上げ方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】陸上競技場の表面は常に適度の硬さと平
滑な表面を保つことが必要であり、極度の乾燥，湿潤，
凍結などから保護されることが望ましい。かかる目的で
従来から実施されている方法としては、砂礫を用いて行
う表面舖装方法がある。この方法は、砂礫の入手が容易
であり、舖装工事も比較的簡単であることから、広く実
施されているが、排水，撒水，ロールかけ，ブラッシン
グ、さらに雑草の除去などの絶えざる手入れを必要とす
る欠点がある。

【０００３】最近、砂礫舖装の欠点を補う方法として、
ウレタン樹脂を用いる舖装方法が考案され、実施されて
いる。この方法は、例えばトリレンジイソシアネートを
ポリエーテルポリオールで変性したイソシアナート基含
量２．５〜１０％程度のウレタンプレポリマーにポリア
ミン類、ポリエーテルポリオール類などを加えて硬化さ
せ、弾性体を得る方法であるが、実際にはウレタンプレ
ポリマーと予め無機質充填材、着色剤、老化防止剤、希
釈剤などを加えて変性したポリアミン類またはポリエー
テルポリオール類とを所定の割合で混合した所謂二液性
ウレタンを舖装すべきグランドに所定の厚さに流しこ
み、硬化させる方法である。かくして施工されたウレタ
ン樹脂舖装のグランドは、天候に左右されることなく使
用できることから、全天候型陸上競技場と呼ばれてい
る。

【０００４】しかし、ウレタン樹脂で舖装された運動施
設はその表面が平滑ではあるが吸水性に乏しいために、
わずかの降雨によっても表面が湿潤状態となり、スベリ
易くなる欠点がある。

【０００５】かかるウレタン樹脂舖装の欠点を改善する
ために、ウレタン樹脂舖装表面に凹凸模様を付ける方法
が考案された。この方法は、流動性のウレタン樹脂組成
物を用いて舖装された平滑な舖装表面に、未だその樹脂
組成物が完全に硬化しないうちに、直径が１〜１０mm程
度の合成樹脂粒子、特にウレタンチップを撒布し、固着
させる方法である。この方法は、舖装表面のスベリ抵抗
を高め、また舖装表面にある程度のクッション性を与え
る上に効果がある。さらにこの凹凸舖装表面は、入射光
線を乱反射するので、グランド上のプレーヤーに反射光
線による暉しさを感じさせないという効果がある。

【０００６】しかしながら、かかる方法の欠点は、予め
打設されたウレタン樹脂組成物の粘度が硬化の進行程度
によって異なるために、該樹脂組成物層表面に撒布され
た合成樹脂粒子の樹脂組成物層内への浮沈程度を一定に
コントロールすることが困難である点にある。すなわ
ち、ウレタン樹脂組成物層の硬化が十分に進行している
場合には、撒布された合成樹脂粒子は浮上した状態で固
着されるために、小さな衝撃によっても脱落しやすく、
また逆の場合には、合成樹脂粒子は沈降した状態で固着
されるために、凹凸の舖装表面が形成されないと云う欠
点がある。

【０００７】これに対し、ポリウレタン舖装表面のスベ
リ抵抗を高める為に揺変性賦与剤を加えて変性した多成
分型の硬化性ウレタン塗装機を用いて粒状に吹付けて凹
凸の硬化表面を得る方法が知られている（特公昭５６−
４０２０５号公報、特開平２ー２７００３号公報）。

【０００８】

【発明の解決しようとする課題】しかし、こうした多成
分型の硬化性ウレタン表面仕上げ材は、取り扱いが複雑
で、特に揺変性賦与剤の混入が煩雑である。一般に用い
られる揺変性賦与剤は、液体に加えるとよく分散して液
体の流れ特性をチキソトロピックなものに変える性質の
ある粉末であるが、具体的には直径が７〜４０ｍμの球
状若しくは無定形二酸化珪素、ベントナイトとジメチル
ジオクタデシールアンモニウム塩のごとき有機高級アン
モニウム塩との反応によって得られる２００メッシュ以
下の粉体物、及び脂肪酸金属塩で処理された炭酸カルシ
ウムなどであり液体への混合操作は非常に困難で、特に
施工前に混合しようとすると周囲に飛散すると云う衛生
美観上好ましくない問題がある。又、多成分を混合して
舖装表面仕上げ材とする時、揺変性賦与剤を有する成分
は揺変性でないもう一方の液状成分と混合が非常に難
く、均一に混合するには時間と労力を必要とする。更
に、混合した舖装表面材は、混合の不均一又は多成分の
計量、混合不十分により硬化しない、即ち未硬化部分を
生ずる場合が多々あり、その上温度による可使時間の制
約を受け、表面模様も不均一になり易いといった問題を
有している。可使時間の制約と表面模様の均一化でエマ
ルション系の一液厚塗り仕上げ材を用いることができる
が、耐水性、耐摩耗性等の耐久性が乏しいため弾性体上
の舗装仕上げ材としては用いられていない。

【０００９】

【発明を解決する為の手段】本発明者らは、上記課題を
解決する為に、鋭意研究の結果、本発明を完成するに至
ったものである。

【００１０】即ち、本発明は、基盤の上に、ポリウレタ
ン系弾性舖装材、例えば特開昭５５−８１９０３号公
報、特公昭５３−４０２５８号公報、特公昭６１−３７
４０２号公報の方法により弾性舗装体の表面を除く下層
を施工し、該舖装材が硬化した後、既に充填剤類を含有
し、貯蔵安定性が密栓容器内で常温、６ケ月以上安定な
揺変性を有する固形分５０重量％以上で、硬化性がＪＩ
ＳＺ−８７０３の標準状態（２０℃±２℃，６５±２０
％）で２４時間以内である一液性湿気硬化型ウレタン表
面仕上げ材を、さらに好ましくはトリレンジイソシアネ
ートあるいはジフェニルメタンジイソシアネートなどの
ポリイソシアネート化合物と２個以上の水酸基をもった
ポリプロピレンエーテルポリオール、ポリエチレン・プ
ロピレンエーテルポリオールあるいはグリコール類など
のポリオール類を反応させて得られる液状の物質であっ
て分子中にイソシアネート基を２個以上含むウレタンプ
レポリマーをベースとし、そのイソシアネート基含有量
が０．５〜３重量％（樹脂固形分当り）である一液性湿
気硬化型ウレタン表面仕上げ材を塗布し、凹凸のある舖
装表面とすることを特徴とするポリウレタン舖装仕上げ
方法を提供するものである。

【００１１】

【構成】本発明に用いられる揺変性を有する一液性湿気
硬化型ウレタン表面仕上げ材とは、トリレンジイソシア
ネートあるいはジフェニルメタンジイソシアネートなど
のポリイソシアネート化合物と２個以上の水酸基をもっ
たポリプロピレンエーテルポリオール、ポリエチレン・
プロピレンエーテルポリオールあるいはグリコール類な
どのポリオール類を反応させて得られる液状の物質であ
って分子中にイソシアネート基を２個以上含むウレタン
プレポリマーであり、そのイソシアネート基含有量は、
好ましくは０．５〜３重量％（樹脂固形分当り）であ
る。このウレタンプレポリマーをベースとしてもよく、
或いは特開平２−１６８号公報、特開平２−２８３７１
０号公報等により製造される加水分解により活性水素が
生成する潜在性架橋剤をウレタンプレポリマーに併用添
加してベースとしてもよい。これらのベースウレタンプ
レポリマーに炭酸カルシウム、タルク、チタン白、ベン
ガラ粉、二酸化珪素等の無機充填材、顔料、更にトルエ
ン、キシレン、ターペン、醋酸エチル等の溶剤、ジオク
チルフタレート、ジオクチルアジペート、トリクレジル
フォスフェート等の可塑剤の単独或は併用物が混合され
た長期間の保存に耐えるよう調製されたものである。

【００１２】本発明に用いられる一液性湿気硬化型ウレ
タンの特性としては粘度（２５℃，cps) ３,０００〜
３００,０００で揺変性を有していることが好ましい。
表面仕上げ材の固形分（％）は、５０重量％以上で特に
６０〜９０重量％が好ましい。固形分が５０％より小さ
いものだと硬化時に収縮して表面層にひび割れ現象を起
し易い。９０％より大きい場合は硬化が遅くなると云う
欠点を呈する。塗布後の硬化性（２０℃±２℃，６５％
±２０ＲＨ，膜厚２mm±１mm）は、２４時間以内に表面
指触乾燥し、ゴム弾性を呈することが好ましい。塗膜の
機械的強度は好ましくは硬度（ＪＩＳＡ）４０〜８０、
引張り強さ１０〜５０kgf/cm² 、破断伸び３００〜１０
００％、引裂強さ１０〜２０kgf/cm等の強度を有してい
ることが好ましい（ＪＩＳＫ−６３０１に準ずる試験法
で測定）。

【００１３】本発明の一液性湿気硬化型ウレタン表面仕
上げ材を塗布して凹凸表面を形成させようとする時、こ
の一液性湿気硬化型ウレタン表面仕上げ材に前記の球状
若しくは無定形二酸化珪素やゴム状弾性体等の粒状物を
混入させて塗布することもできる。ゴム状弾性体の粒状
物の材質は、ポリウレタン、ＥＰＴ、ＳＢＲ等好ましく
はポリウレタンで、発泡体、無孔質体の粉砕物を問わな
い。粒状物とは、好ましくは粒径０．１mm程度の粉状か
ら粒径５mm程度までのものが適宜使用できる。

【００１４】又、本発明の一液性湿気硬化型ウレタン表
面仕上げ材は、既に充填剤を含有し、貯蔵安定性が密栓
容器内で、常温で６ケ月以上安定な揺変性を有するもの
であることが好ましい。この場合の貯蔵安定性とは、該
表面仕上げ材を密栓容器に注入して窒素置換して、常温
（２５℃）で放置した時、充填前の粘度に対して、開封
後の粘度が、５０％より多く増加していない状態を、貯
蔵安定性に優れたものとした。

【００１５】該表面仕上げ材の塗布方法は、ローラー、
ハケ塗りの他に表面が凹凸になるようリシンガンの如き
小さなノズルから舖装表面に粒状に噴射する小型のスプ
レー器具か或は大型の吹付け機械（西独、アレナ・エラ
ストバウ社製のストラクチャーマチックＳ１００Ｅ）等
が使用できる。

【００１６】更に耐候性向上の上塗り材として一般的に
用いられているアクリルウレタン塗料、アクリルシリコ
ン塗料、フツ素系塗料等の耐候性塗料が塗布されてもよ
い。本発明の一液性の湿気硬化型ウレタン表面仕上げ材
は、硬化反応を起させる為の他の成分を加えることな
く、大気中の水分と反応する自己硬化型である為、混合
操作、計量ミスによる前記未硬化等の欠点を有しない。
その為、取扱い施工が大巾に改善され、又、可使時間の
制約も受けない為、均一な表面模様が得られる。

【００１７】本発明により形成される舗装表面は、特に
陸上競技用のグランドに用いられるが、ジョギングに利
用されうる遊歩道、公園の舗装表面としても用いる事が
できる。

【００１８】以下に本発明の実施例を示すが、文中
「部」、「％」は、重量基準である。参考例＜一液性湿気硬化型ウレタン表面仕上げ材の調整
＞炭酸カルシウム（日東粉化工業（株）製ＮＳ−２００）
９００ｇ、ベンガラ粉９０ｇ、二酸化珪素（日本アエロ
ジル（株）製アエロジル＃２００）１００ｇを真空、加
熱混練が出来る５リットルのプラネタリーミキサーに秤
り、キシレン５００ｇを加えて均一に混合後、８０／２
０トリレンジイソシアネート２０ｇを加えて室温で１時
間混合して乾燥窒素ガスを充満させて一夜放置した。

【００１９】翌日平均分子量２０００、水酸基数２個、
水酸基価５６．１（mg KOH/g) のポリオキシプロピレン
ポリオール５００ｇと平均分子量３０００、水酸基数３
個、水酸基価５６．１（mg KOH/g) エチレンオキサイド
含有量５重量％のポリオキシエチレンプロピレンポリオ
ール１０００ｇ、キシレン５００ｇ、ジフェニルメタン
ジイソシアネート３６９ｇを加えて窒素気流中８０℃４
時間反応した後、真空脱泡して以下の物性を呈する一液
湿気硬化型ウレタン表面仕上げ材を得た。外観：ベンガラ色ペースト状ＮＣＯ％：１．５０粘度（ＢＨ型回転粘度計１０r.p.m)：８６,０００cps 粘度（〃２０r.p.m)：４５,０００cps 固形分％：７５硬化性（２０℃，６５％ＲＨ，膜厚２mm）：１２時間貯蔵安定性：１２ケ月変化なし厚さ２mmの塗膜の物性をＪＩＳＫ−６３０１「加硫ゴム
物理試験法」に準じて測定実施例１（１）舖装材の調整二液硬化型ウレタン舖装材は次の製法により得た。プレ
ポリマー成分はグリセリンベースポリオキシプロピレン
トリオール（ＯＨ価５６）３８．２８部、ポリオキシプ
ロピレングリコール（同上）３８．２８部、およびジエ
チレングリコール２．４４部から成るポリオール混合物
と、２，４／２，６−（８０／２０）トリレンジイソシ
アネート２１．００部とを、窒素気流中で８０℃の温度
において６時間反応せしめて得られた末端イソシアネー
ト基を有するＮＣＯ％：５．２５で粘度（２５℃）６,
０００cps のウレタンプレポリマーを得た。

【００２０】他方硬化剤成分は、ポリオキシプロピレン
グリコール（ＯＨ価３５．６）７０部、メチレンビスオ
ルソクロロアニリン１０部、ジオクチルフタレート２０
部、ベンガラ粉５部、重質炭酸カルシウム９１部、ウレ
タン化反応触媒として、鉛含有量２４％のオクチル酸鉛
３部、安定剤１部を予備混合した後、三本ロールで均質
になるまで混練して調製した。この硬化剤の粘度（２５
℃）は７,６００cpsであった。

【００２１】上記ウレタンプレポリマーと硬化剤を用い
ウレタンプレポリマー：硬化剤を１：２で撹拌混合した
ものをあらかじめプライマーを塗布したアスファルトコ
ンクリート基盤に均一に流し、厚さ１３mmのポリウレタ
ン弾性舖装体を作製した。（２）表面仕上げ工程２４時間経過後、参考例で得た一液性湿気硬化型ウレタ
ン表面仕上げ材１００重量部、キシレン１０重量部、粒
径１〜２mm、無孔質体のポリウレタンチップ１５重量部
の混合物を射出口に口径４mm、吐出圧６kg/cm²に調整し
たリシンガンで１．５kg/m² 吹付けた。塗布物は２０
℃、６５％ＲＨの条件下で１２時間以内に硬化し、形成
された厚さは０．３〜２．５mm、直径０．２〜４mmの凸
部を有する陸上競技場の表面仕上げとして適当な凹凸表
面を得た。

【００２２】上記操作で得られた表面層の効果を表−１
に示した。実施例２実施例１と同様の操作でアスファルトコンクリート基盤
に厚さ１３mmのポリウレタン弾性舖装体を作製した。２
４時間経過後、実施例１で得た一液性の湿気硬化型ウレ
タン１００重量部にキシレン５重量部を加えたものを射
出口径６mm，吐出圧６kg/cm²に調整したリシンガンで
１．５kg/m² 吹付けた。塗布物は２０℃、６５％ＲＨの
条件下で１２時間以内に硬化し、得られた表面はエンボ
ス状の滑らかな凹凸で、陸上競技場の表面として適した
ものであった。表面層の効果を表−１に示した。

【００２３】比較例１実施例１と同様の操作でプライマーを塗布したアスファ
ルトコンクリート基盤に厚さ１３mmのポリウレタン弾性
舖装体を作製した。

【００２４】２４時間経過後、実施例１（１）で得た二
液硬化型ウレタン用のプレポリマーを主剤として、硬化
剤成分はポリオキシプロピレングリコール（ＯＨ価３
５．６）７０部、メチレンオルソクロロアニリン１０
部、ジブチルフタレート４０部、ベンガラ粉５部、重質
炭酸カルシウム６５部、アエロジル＃２００６部、ウ
レタン化触媒として鉛含有量２４％のオクチル酸鉛３
部，安定剤１部を予備混合した後、３本ロールで均一に
なるまで混練して調製した。この硬化剤は、チクソトロ
ピック性を有していた。

【００２５】この主剤：硬化剤：キシレン＝５０：１０
０：１０の比率で混合したものを実施例２のリシンガン
で１．５kg/m² 前記舖装体の上に吹付けた。塗布物は１
２時間以内に硬化したが、均一性に乏しい凹凸表面とな
り、美観と均一性を要求される舖装表面には不適な仕上
りであった。

【００２６】実施例３実施例１で得た凹凸の表面に、更に耐侯性向上の為の塗
り材としてアクリルウレタン系塗料のデイックトップ５
００（大日本インキ化学工業製、商品名）３００部にキ
シレン１００部、アエロジル# ２００を１０部混合した
ものを塗装ガンでm²当たり０．２kgスプレー塗布した。

【００２７】上記操作で得られた表面層の効果を表ー１
に示した。実施例４（１）舖装材の調整ポリオキシプロピレングリコール（ＯＨ価３５．６）１
５５部、液状ＭＤＩ［三菱化成ダウ（株）製、イソネー
ト１４３Ｌ）１００部とを窒素気流中で８０℃の温度に
おいて６時間反応せしめて得られた遊離イソシアネート
１０％で粘度（２５℃）３,０００cpsのウレタンプレポ
リマーを得た。

【００２８】このウレタンプレポリマーと自動車用廃タ
イヤを粉砕して得た粒径２〜３mmのゴムチップとをウレ
タンプレポリマー／ゴムチップ＝１／３．５部の割合で
混合したものをアスファルト基盤に厚さ１０mmになるよ
う平滑に敷きならして硬化させた。２４時間経過後、参
考例で得た一液性湿気硬化型ウレタン表面仕上材をm²当
たり１．５kg金ゴテでゴムチップ層の間隙を目潰しする
為に塗布した。更に２４時間経過後、実施例１で用いた
二液型ウレタンを厚さ３mmになるよう均一に流して、全
体の厚さを１３mmに調整した。（２）表面仕上げ工程実施例１の表面仕上げ工程と同様にして表面仕上げを行
った。

【００２９】上記操作で得られた表面層の効果を表ー１
に示した。

【００３０】

【表１】上表より、実施例１と２はリシンガンの中で塗装時間中
粘度の経時変化がなく、良好な塗装性であるが、比較例
１はリシンガンの中で時間と共に増粘現象が見られ塗装
性が不良であった。また塗装により仕上った表面のウレ
タン塗装混合物を混合してからの経時と仕上りを評価し
た。＜表面凹凸性評価＞ ◎：均一な凹凸表面， △：不均一な凹凸表面 ×：凹凸とならない表面＜スベリ抵抗値試験＞ポータブル型スキッドレジスタン
ステスターで、実施例１，２，３，４、比較例１の舖装
体作成７日後の表面層の乾燥，湿潤時のスベリ抵抗値を
測定した。

【００３１】

【発明の効果】本発明の舖装仕上げ方法は、一液性ウレ
タン樹脂である為、二液性、多成分系に比べ取扱いが簡
単であり、施工時間の短縮と省力化に寄与する。又、塗
装作業性も湿気硬化型であることから、硬化不良等によ
るトラブルを生ぜず良好である。更に、一般的な二液
性、多成分系ウレタンは高物性を得る為に芳香族系のポ
リアミンを使用するが、本発明の一液性ウレタンはこれ
らのポリアミンを使用しない為安全衛生上からも有用で
あり、湿気硬化型特有の尿素結合を経て硬化反応するこ
とから、物性も二液性、多成分系と同等若しくは同等以
上の性能が得られる。又、その表面も凹凸性に優れ、ス
ベリ抵抗値も優れたものである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基盤の上にポリウレタン系弾性舖装材を
施工し、該舖装材が硬化した後、既に充填剤類を含有
し、貯蔵安定性が密栓容器内で常温、６ケ月以上安定な
揺変性を有する、固形分５０重量％以上で、硬化性がＪ
ＩＳＺ−８７０３の標準状態（２０℃±２℃，６５±２
０％）で２４時間以内である一液性湿気硬化型ウレタン
表面仕上げ材を塗布し、凹凸のある舖装表面とすること
を特徴とするポリウレタン舖装仕上げ方法。
【請求項２】一液性湿気硬化型ウレタン表面仕上げ材
が、トリレンジイソシアネートあるいはジフェニルメタ
ンジイソシアネートなどのポリイソシアネート化合物と
２個以上の水酸基をもったポリプロピレンエーテルポリ
オール、ポリエチレン・プロピレンエーテルポリオール
あるいはグリコール類などのポリオール類を反応させて
得られる液状の物質であって分子中にイソシアネート基
を２個以上含むウレタンプレポリマーをベースとし、そ
のイソシアネート基含有量が０．５〜３重量％（樹脂固
形分当り）であることを特徴とする請求項１のポリウレ
タン舖装仕上げ方法。