JP3605433B2 - Drainable pavement coating composition and drainable pavement surface forming composition - Google Patents
Drainable pavement coating composition and drainable pavement surface forming composition Download PDFInfo
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、公園、歩道、駐車場あるいは車道等のアスファルト舗装部、コンクリート舗装部の表層部に、排水機能を付与させた舗装面を形成しうる塗料組成物に関するものであり、とくに、薄膜でも硬化性、施工性に優れ、かつ、耐久性、耐候性良好な排水性能を備えた舗装面を形成しうる塗料組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、公園、歩道、駐車場あるいは車道等の舗装材としては、アスファルト、コンクリートが用いられており、この舗装材より形成した舗装面は、優れた撥水性、弾力性、耐衝撃性を有し、基材に対する粘着性も良好で、しかも安価に大量供給しうる舗装材であることから、優れた舗装材として広く使用されている。しかしながら、近年、この舗装材にて公園や歩道に形成した舗装面に生ずる水たまりをなくすことや、景観の改善、舗装面の明色化、照り返し防止能を付与する目的で、アスファルトやコンクリートの舗装面の表層部に多量の骨材を塗料組成物を混合した組成物にて排水層を形成し、排水層中の多数の骨材粒子間に間隙を形成せしめ、その間隙内部に水を容易に浸透させる方法が提供されている。
【0003】
また、車道においても水はねや、ハイドロプレーニング現象を低減する目的で同様なものが提供されている。これらの舗装面の形成に用いられる塗料組成物としては、その成分の違いにより、アスファルト系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂がよく知られている。なかでもアスファルト系樹脂は安価で大量供給できること、撥水性、耐衝撃性舗装面を形成でき、舗装面の基材に対する粘着性は優れているが、高温下において剛性が低下しやすく、その排水性が低下しやすいこと、また、骨材間の結合強度が弱いため、自動車のタイヤなどの摩擦力により骨材が舗装面より取れてしまう現象が発生するとともに、太陽光線や酸素の作用を受け劣化しやすい難点がある。
【0004】
エポキシ系樹脂は骨材との密着性がよく、耐水性にも優れているが、耐候性が劣るとともに、5℃以下のような低温下で舗装面を施工すると、この組成物より形成した舗装面の硬化時間が著しく遅く、現場施工性が悪いという難点がある。
【0005】
アクリル系樹脂より形成した舗装面は5℃以下の低温下でも、短時間で硬化するという特徴を有しており、現場施工性に優れ、得られる舗装面の耐候性も優れているが、骨材に対する塗料組成物の混合量を低減させたものにて舗装面を形成すると骨材の表面に形成される塗膜は薄膜となり、空気中の酸素による硬化阻害を受け、排水性舗装表面の硬化が不十分なものとなったり、得られる排水舗装面の内部または底部が硬化しないという難点があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、公園、歩道あるいは車道等のアスファルトやコンクリート舗装の表層部に、排水機能を付与した舗装部を形成させうる塗料組成物であり、従来不可能と考えられていた薄膜でも十分な硬化性を有し、短時間で硬化するという優れた施工性を有するとともに、耐久性、耐候性に優れた排水性舗装面を形成しうる塗料組成物を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の特徴は、アスファルト、コンクリート等の表層部に骨材と塗料組成物との混合物を一定厚さに積層、硬化せしめ、排水機能を付与した舗装面を形成するに際し、(メタ)アクリル酸エステルモノマー (a) (以下、成分 (a) という) 30 〜 65 重量%、成分 (a) に溶解もしくは膨潤する重合体 (b) (以下、成分 (b) という)5〜 30 重量%、ウレタンポリ(メタ)アクリレート (c) (以下、成分 (c) という) 10 〜 60 重量%、融点が 40 〜 80 ℃のパラフィンワックス (d) (以下、成分 (d) という) 0.5 〜2重量%、およびシランカップリング剤 (e) (以下、成分 (e) という) 0.1 〜5重量%からなる排水性舗装用塗料組成物(以下、塗料組成物という)、および骨材 100 重量部に対し、前述した塗料組成物5〜 20 重量部を配合してなる排水性舗装面形成用組成物(以下、排水舗装用組成物という)にある。
【0008】
本発明に用いられる成分 (a)の具体例としては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸−n-ブチル、(メタ)アクリル酸−t-ブチル、(メタ)アクリル酸−2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸−n-ノニル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフリフラル、(メタ)アクリル酸−2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸−2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸−4-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸等の(メタ)アクリル酸モノマー、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3-ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート等のアルカンジオールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等のポリオキシアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0009】
成分 (a)としては、成分 (b) を溶解ないし膨潤させうること、本発明の組成物の塗工作業性を良好なものとするとの観点から、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、とくに(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸−n-ブチル、メタアクリル酸−2-エチルヘキシル、アクリル酸−2-エチルヘキシルを用いることが望ましい。
【0010】
成分 (a)の使用量は、本発明の塗料組成物中30〜65重量%で用いられ、好ましくは36〜60重量%である。この範囲の割合で成分 (a)を含む本発明の塗料組成物は成分(b) の溶解性、膨潤性も良好であり、得られる塗料組成物の塗工作業性も良好なものとなる。
【0011】
成分(b)は成分(a)に溶解もしくは膨潤可能な重合体、共重合体であり、本発明の塗料組成物を粘度調節し、この組成物を用いて形成した舗装面の硬化時間の短縮、この組成物より形成する塗膜の耐久性向上を目的として用いられるものである。
この好適な成分 (b) の例としては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸−n-ブチル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステルの単独重合体、または共重合体が挙げられる。
本発明の塗料組成物の硬化性、作業性を良好にするという観点から、成分 (b) は、好ましくは、ガラス転移温度(Tg)が50℃以上、重量平均分子量(Mw)が30,000〜90,000の範囲なる特性を備えた重合体である。ガラス転移温度(Tg)が50℃以上、重量平均分子量(Mw)が30,000〜90,000なる重合体を用いて得られる本発明の塗料組成物は、その硬化性が良好であり、適切な粘度を有しているため、その作業性は極めて良好である。
【0012】
成分 (b) の使用量は、本発明の塗料組成物中5〜30重量%で用いられ、好ましくは10〜30重量%の範囲である。
成分 (b) を多く含む組成物から形成した舗装部はその硬化時間を短縮することができるが、組成物の可使時間が短くなりすぎ、その作業性が悪くなる。また、逆に、成分 (b) の使用量が少ない組成物は、その硬化性が悪くなる。
【0013】
本発明の塗料組成物に用いる成分 (c) は特に限定されないが、例えば1分子中に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネートと、1分子中に2個以上の水酸基を有するポリオールと、水酸基含有(メタ)アクリレートとを公知の方法で反応して得られるものが挙げられる。
【0014】
用い得る1分子中に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネートとしては、例えば、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4'−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4'−ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等や、該化合物と水やトリメチロールプロパン等とのアダクト化合物や三量体環化合物等がある。
【0015】
1分子中に2個以上の水酸基を有するポリオールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリヘキサメチレングリコール等のポリアルキレングリコール類、あるいは、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフラン等のアルキレンオキサイドを例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-ブタンジオール等の多価アルコールに付加して得られるポリエーテルポリオール類や、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テトラヒドロフタル酸、コハク酸、マレイン酸、フマール酸、アジピン酸、セバシン酸、トリメリット酸等の多塩基酸やその無水物と、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-ブタンジオール等の多価アルコールとの縮合反応により得られるポリエステルポリオール、上記多価アルコールとカージュラーE(シェル化学社製)、n-ブチルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル等のエポキシ化合物と上記多塩基酸との反応によって得られるポリエステルポリオール等が挙げられる。
【0016】
水酸基含有(メタ)アクリレートとしては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ε−カプロラクトン−β−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート付加物等が挙げられる。
【0017】
成分 (c)として好ましいものは、1分子中に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネートとしてイソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4'−ジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネートより選ばれる少なくとも1種のポリイソシアネートを用い、1分子中に2個以上の水酸基を有するポリオールとしてポリカプロラクトンジオール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールより選ばれるものを用い、水酸基含有(メタ)アクリレートとして、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートを用いて得たウレタンポリ(メタ)アクリレート類である。
【0018】
成分(c)の使用量は、本発明の塗料組成物中10〜60重量%、好ましくは15〜60重量%の範囲である。この範囲の割合で成分 (c) を含む本発明の塗料組成物は、硬化性、塗工作業性が良好で、かつ、耐久性に優れた舗装面を得ることができる。
成分 (c) を合成するための反応としては、一般に用いられるウレタン化反応を用いることができる。例えば、ジラウリン酸−n-ブチル錫等の錫系の触媒を用いて、前記三成分(1分子中に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート、1分子中に2個以上の水酸基を有するポリオール、および水酸基含有(メタ)アクリレート)の混合物を室温から80℃の温度で混合攪拌することで、容易に目的とするウレタンポリ(メタ)アクリレートを得ることができる。この反応は無溶剤でも行うことができ、また、イソシアネートに不活性な溶媒またはモノマー中でも行うことができる。
【0019】
成分 (d) は、融点が40〜80℃のものであり、本発明の塗料組成物より形成した塗膜の硬化時の表面硬化性を向上させる。使用されるパラフィンワックスとしては、融点の異なる二種以上のパラフィンワックスを併用することが好ましい。
成分(d)の使用量は、本発明の塗料組成物中 0.5〜2重量%の範囲である。この範囲の割合で成分 (d) を含む本発明の塗料組成物より形成した塗膜は空気中の酸素による硬化阻害もなく、その硬化性は良好であり、優れた性能を備えた舗装面を形成することができる。
【0020】
また、本発明の塗料組成物には、骨材の密着性を付与する目的でシランカップリング剤を添加する。シランカップリング剤としては公知のいかなるものでも用いることができ、例えば、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、γ−メタクロキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が例示できる。これらシランカップリング剤は本発明の塗料組成物中 0.1〜5重量%なる割合で用いる。
【0021】
本発明の塗料組成物を硬化させるには、重合開始剤と促進剤の組合せによる公知のレドックス触媒を用いて硬化させることができる。重合開始剤としてはジアシルパーオキサイド、アルキルパーオキサイド、ケトンパーオキサイド、アゾ化合物等が使用できるが、ジアシルパーオキサイドが好ましく、とくにベンゾイルパーオキサイドが好適である。
促進剤としては、第三級アミンが好ましく、具体的には、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジメチル−p-トルイジン、N,N-ジエチル−p-トルイジン、N,N-ジ(ヒドロキシエチル)−p-トルイジン、N,N-ジ(2-ヒドロキシプロピル)−p-トルイジン等の一種または二種以上の組合せが望ましい。
【0022】
本発明に用いる塗料組成物には、必要に応じて、ベンゾトリアゾール誘導体等の紫外線吸収剤、ヒンダートアミン系光安定剤、酸化防止剤、ハイドロキノン等の重合禁止剤、消泡剤、レベリング剤、アエロジル等のチクソトロピック性付与剤、炭酸カルシウム等の耐湿顔料、酸化クロム、ベンガラ等の無機顔料、フタロシアニンブルー等の有機顔料等を任意の割合で添加することができる。また、塗膜に柔軟性を付与させる目的で、ジオクチルフタレート、ジイソブチルアジペート、トリ−2-エチルヘキシルトリメテート、ジブチルマレエート、塩素化パラフィン、エポキシ化大豆油等に代表される可塑剤を添加してもよい。
【0023】
本発明の排水舗装用組成物は、前述した塗料組成物と骨材を配合してなる。ここで用いられる骨材としては、とくに限定されるものではなく、粘土を高温焼成した球状セラミック、天然石、砕石等いかなるものでも用いることができ、これらの骨材は単独で、あるいは任意の割合で混合して用いてもよい。その中でも、排水性舗装面の仕上がり外観の点から、用いる骨材の最大粒子径が舗装面の施工厚みの1/2以下の粒子径のものを用いるのが好ましい。
【0024】
本発明の排水舗装用組成物は、骨材 100重量部に対して塗料組成物5〜20重量部の範囲で添加される。このような配合割合であれば、骨材と塗料組成物との混合性がよく、それらが分離することなく、その施工性は良好であり、良好な性能を備えた排水性舗装面を形成することができる。より好ましくは5〜10重量部の範囲である。
【0025】
【実施例】
以下、本発明を製造例、実施例、比較例を挙げ、具体的に説明する。とくに断りのない限り、本発明はこれらの例に限定されるものではない。なお、実施例中の部はすべて重量部を示す。また、評価結果を表1に示した。
【0026】
[ウレタンポリ(メタ)アクリレートの製造例1]
攪拌機、温度計、冷却管付きの1リットルフラスコにテトラメチルキシリレンジイソシアネート 248g(1モル)、ポリカプロラクトンジオール 420g( 0.8モル)、メタクリル酸メチル 244g、ジラウリル酸ジ−n-ブチル錫0.21gを加え、60℃で4時間反応した後、さらに2-ヒドロキシエチルアクリレート58g( 0.5モル)、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.01gを加え、60℃で6時間反応し、イソシアネート反応率が98%であることを確認した後、反応を停止し、メタクリル酸メチルを25重量%含有するウレタンジアクリレート UA-1 を得た。
【0027】
[ウレタンポリ(メタ)アクリレートの製造例2]
製造例1と同様の装置にイソホロンジイソシアネート 222.3g(1モル)、ポリテトラメチレンエーテルグリコール 438g( 0.5モル)、メタクリル酸メチル264g、ジラウリン酸ジ−n-ブチル錫0.24gを加え、60℃で4時間反応した後、さらに2-ヒドロキシエチルメタアクリレート 130g(1モル)、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.02gを加え、以下、製造例1と同様にし、メタクリル酸メチルを25重量%含有するウレタンジメタアクリレート UA-2 を得た。
【0028】
[ウレタンポリ(メタ)アクリレートの製造例3]
製造例1と同様の装置に、ジシクロヘキシルメタン−4,4'−ジイソシアネート265g(1モル)、ポリテトラメチレンエーテルグリコール 438g( 0.5モル)、メタクリル酸メチル 278g、ジラウリン酸ジ−n-ブチル錫0.21gを加え、60℃で4時間反応させた後、さらに2-ヒドロキシエチルメタアクリレート 130g(1モル)、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.02gを加え、以下製造例1と同様にし、メタクリル酸メチルを25重量%含有するウレタンジメタアクリレート UA-3 を得た。
【0029】
[実施例1]
攪拌機、温度計、冷却管付きの1リットルフラスコにメタクリル酸メチル30部、メタクリル酸−n-ブチル20部、ウレタンジアクリレート UA-1 を20部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン3部、融点 115°Fのパラフィンワックス 0.5部、融点 130°Fのパラフィンワックス 0.5部、N,N-ジ(2-ヒドロキシプロピル)−p-トルイジン1部、ハイドロキノン 0.005部を加え、攪拌しながらメタクリル酸メチル/メタクリル酸−n-ブチル=40/60共重合体(Tg=50℃、Mw=60,000)30部を徐々に加え、全量投入後、60℃、2時間加熱、溶解した後、冷却し、塗料組成物を得た。得られた塗料組成物8部にカドックスB-CH50[化薬アクゾ(株)製、ベンゾイルパーオキサイド(純度50%品)]0.24部を加え、さらに3〜5mmサイズの天然石を 100部加え、混合攪拌し、コンクリート上に歩道用として、排水舗装層が1cm厚となるよう施工し、その性能の評価結果を表1に示した。
【0030】
[実施例2]
実施例1と同様の装置にメタクリル酸メチル34部、アクリル酸−2-エチルヘキシル20部、ウレタンジアクリレート UA-1 16部と、メタクリル酸メチル/メタクリル酸−n-ブチル=60/40共重合体(Tg=66℃、Mw=40,000)30部を徐々に加え、他は実施例1と同様にして全量投入後、60℃、2時間加熱、溶解し、冷却することにより塗料組成物を得た。得られた塗料組成物8部に触媒としてカドックスB-CH50[化薬アクゾ(株)製]0.24部を加え、さらに骨材としてセラリュウ(香蘭社製、最大粒径3mmの球状セラミック)を 100部加え、混合攪拌し、コンクリート上に歩道用として、排水舗装層が1cm厚となるよう施工し、その性能の評価結果を表1に示した。
【0031】
[実施例3]
実施例1と同様の装置にメタクリル酸メチル25部、メタクリル酸−2-エチルヘキシル20部、ウレタンジアクリレート UA-1 を40部、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン1部、融点 115°Fのパラフィンワックス 0.5部、融点 130°Fのパラフィンワックス 0.5部、N,N-ジ(2-ヒドロキシプロピル)−p-トルイジン 1.5部、ハイドロキノン 0.005部を加え、攪拌しながらメタクリル酸メチル/アクリル酸−n-ブチル=92.5/7.5 共重合体(Tg=87℃、Mw=60,000)15部を徐々に加え、全量投入後、60℃、2時間加熱、溶解した後、冷却し、塗料組成物を得た。得られた塗料組成物8部にカドックスB-CH50[化薬アクゾ(株)製]0.24部を加え、さらに砕石6号を 100部加え、混合攪拌し、アスファルト上に車道用として、排水舗装層が4cm厚となるよう施工し、その性能の評価結果を表1に示した。
【0032】
[実施例4]
メタクリル酸メチル25部、アクリル酸−2-エチルヘキシル20部、ウレタンジメタアクリレート UA-2 40部を用いる他は実施例3と同様にして排水舗装用組成物を作り、同様にして排水舗装層を形成し、その性能の評価結果を表1に示した。
【0033】
[比較例1]
実施例1で用いたウレタンジアクリレート UA-1 の代わりに、トリエチレングリコールジメタアクリレート15部を用いる他は実施例1と同様にして排水舗装層を形成し、その性能の評価結果を表1に示した。
【0034】
[比較例2]
実施例1と同様の装置にメタクリル酸メチル20部、アクリル酸−2-エチルヘキシル20部、トリメチロールプロパントリメタアクリレート10部、メタクリル酸メチル/メタクリル酸−n-ブチル=60/40共重合体(Tg=66℃、Mw=40,000)50部を用いる他は、実施例2と同様にして排水舗装層を形成し、その性能の評価結果を表1に示した。
【0035】
[比較例3]
実施例1と同様の装置にメタクリル酸メチル55部、ペンタエリスリトールテトラアクリレート20部、メタクリル酸メチル/アクリル酸−n-ブチル=92.5/7.5共重合体(Tg=87℃、Mw=60,000)25部を用いる他は、実施例3と同様にして排水舗装層を形成し、その性能の評価結果を表1に示した。
【0036】
[比較例4]
実施例3で用いた塗料組成物からパラフィンワックスを除去する以外は実施例3と同様にして排水舗装層を形成し、その性能の評価結果を表1に示した。
【0037】
[比較例5]
実施例3で用いた塗料組成物からγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを除去する以外は実施例3と同様にして排水舗装層を形成し、その性能の評価結果を表1に示した。
【0038】
[比較例6]
実施例1と同様の装置にメタクリル酸メチル55部、アクリル酸−2-エチルヘキシル25部、ウレタンジアクリレート UA-1 5部、メタクリル酸メチル/メタクリル酸−n-ブチル=40/60共重合体(Tg=50℃、Mw=60,000)15部を用いる他は、実施例3と同様にして舗装層を形成し、その性能を評価した結果を表1に示した。
【0039】
[比較例7]
実施例1と同様の装置にメタクリル酸メチル10部、アクリル酸−2-エチルヘキシル5部、ウレタンジアクリレート UA-1 75部、メタクリル酸メチル/メタクリル酸−n-ブチル=60/40共重合体(Tg=65℃、Mw=40,000)10部を用いる他は、実施例2と同様にして組成物を得たが、その粘度が高く、その後の塗装作業ができなかった。
【0040】
【表1】
表1中に示した舗装面の水の浸透性は、次のごとくして測定した。
浸透性:JIS A 5403(石綿スレート)に規定されている内径35mm、高さ 300mmのガラス管を図1に示すようにセットした後、試験体表面から 250mmの高さに相当する水(約 240ml)を素早くガラス管に入れ、水が全部浸透するまでの時間をストップウォッチで測定し、これを浸透時間とした。
指触乾燥性:室温20℃、舗装面施工後、20℃1時間放置後の指触乾燥度より判定。
曲げ強度、圧縮強度:JIS R 5201に準じて測定した。
接着強度:建研式接着強度試験法にて測定した。
耐候性:舗装面の屋外暴露1カ月後の目視判定。
耐水性:舗装面を20℃の水中に1ケ月浸漬後の状態を目視判定。
【0041】
【発明の効果】
本発明の塗料組成物に骨材を混合したものを、アスファルトやコンクリート等の表層部に一定厚さに積層、硬化させることにより、排水機能を備えた舗装面を形成させることができる。また、従来不可能と考えられていた薄膜でも十分な硬化性を有し、短時間で硬化するという優れた施工性を有するとともに、耐久性、耐候性に優れた排水性舗装面を形成しうる組成物を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】排水性舗装面の水の浸透性を測定する試験法の概略図である。
【符号の説明】
1 ・・・・・・ 試験体(排水性舗装層)
2 ・・・・・・ ガラス管
3 ・・・・・・ ガラス管シール部
4 ・・・・・・ 舗装面支持台[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a coating composition capable of forming a pavement surface having a drainage function on a surface layer portion of an asphalt pavement portion such as a park, a sidewalk, a parking lot or a roadway, and a concrete pavement portion. The present invention relates to a coating composition which is excellent in curability and workability, and can form a pavement surface having excellent drainage performance with excellent durability and weather resistance.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, asphalt and concrete have been used as pavement materials for parks, sidewalks, parking lots or roadways, and the pavement surface formed from this pavement material has excellent water repellency, elasticity, and impact resistance. Since it is a pavement material that has good adhesiveness to a substrate and can be supplied in large quantities at low cost, it is widely used as an excellent pavement material. However, in recent years, asphalt and concrete pavement have been used for the purpose of eliminating puddles generated on pavement surfaces formed in parks and sidewalks with this pavement material, improving the landscape, lightening the pavement surface, and imparting anti-reflection ability. A drainage layer is formed with a composition in which a large amount of aggregate is mixed with a coating composition on the surface of the surface, and a gap is formed between a large number of aggregate particles in the drainage layer, and water is easily injected into the gap. A method of infiltration is provided.
[0003]
In addition, similar devices are provided on roadways for the purpose of reducing splashing and hydroplaning. As a coating composition used for forming these pavement surfaces, asphalt-based resins, epoxy-based resins, and acrylic-based resins are well known depending on the difference in components. Above all, asphalt-based resins can be supplied in large quantities at low cost, can form water-repellent, impact-resistant pavement surfaces, and have excellent adhesion to base materials on pavement surfaces. Is easily reduced, and the bonding strength between the aggregates is weak, causing the aggregates to be removed from the pavement surface due to the frictional force of automobile tires, etc., and deteriorated by the action of sunlight and oxygen. There is a difficulty that is easy to do.
[0004]
Epoxy resins have good adhesion to aggregates and are excellent in water resistance, but have poor weather resistance, and when used on paved surfaces at low temperatures such as 5 ° C or lower, pavements formed from this composition There is a disadvantage that the hardening time of the surface is extremely slow and the workability on site is poor.
[0005]
The pavement surface made of acrylic resin has the characteristic that it cures in a short time even at a low temperature of 5 ° C or less, and has excellent on-site workability and excellent weatherability of the obtained pavement surface. When the pavement surface is formed by reducing the amount of the coating composition with respect to the material, the coating film formed on the surface of the aggregate becomes a thin film, which is hardened by oxygen in the air, and hardens the drainage pavement surface. However, there was a problem that the inside of the obtained drainage pavement surface or the bottom was not hardened.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is a coating composition capable of forming a pavement part having a drainage function on a surface layer of asphalt or concrete pavement such as a park, a sidewalk or a road, and a thin film which has been considered impossible in the past is sufficient. It is an object of the present invention to provide a coating composition that has excellent curability, has excellent workability of curing in a short time, and can form a drainable pavement surface having excellent durability and weather resistance.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
That is, the feature of the present invention, asphalt, upon mixture layered constant thickness between the aggregate and the coating composition in the surface layer of concrete or the like, allowed to cure, to form a paved surface imparted with draining function, (meth) Acrylic ester monomer (a) (hereinafter referred to as component (a) ) 30 to 65 % by weight, polymer (b) dissolved or swelling in component (a ) (hereinafter referred to as component (b) ) 5 to 30 % by weight Urethane poly (meth) acrylate (c) (hereinafter referred to as component (c) ) 10 to 60 % by weight, paraffin wax (d) having a melting point of 40 to 80 ° C (hereinafter referred to as component (d) ) 0.5 to 2 % by weight %, and a silane coupling agent (e) (hereinafter, component (e) hereinafter) 0.1 drainage pavement paint composition comprising 5 wt% (hereinafter, referred to as coating composition), and the aggregate 100 parts by weight of A set for forming a drainable pavement surface, comprising 5 to 20 parts by weight of the aforementioned coating composition. (Hereinafter referred to as drainage pavement composition) .
[0008]
Specific examples of the component (a) used in the present invention include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, (meth) ) -T-butyl acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-nonyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, methoxyethyl (meth) acrylate, Ethoxyethyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfural (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, (Meth) acrylic acid monomers such as (meth) acrylic acid, ethylene glycol di (meth) acrylate, 1,3-butylene glycol di A) alkanediol di (meth) acrylate such as acrylate, polyoxyalkylene glycol di (meth) acrylate such as diethylene glycol di (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol Examples thereof include tetra (meth) acrylate and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate.
[0009]
As the component (a) , from the viewpoint of dissolving or swelling the component (b) and improving the coating workability of the composition of the present invention, alkyl (meth) acrylates, particularly (meth) It is desirable to use methyl acrylate, n-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, and 2-ethylhexyl acrylate.
[0010]
Component (a) is used in an amount of 30 to 65% by weight , preferably 36 to 60% by weight, in the coating composition of the present invention. The coating composition of the present invention containing the component (a) in this range has good solubility and swelling of the component (b) and good coating workability of the obtained coating composition.
[0011]
Component (b) is a polymer or copolymer that can be dissolved or swelled in component (a), adjusts the viscosity of the coating composition of the present invention , and shortens the curing time of a pavement surface formed using the composition. It is used for the purpose of improving the durability of a coating film formed from this composition.
Examples of suitable components (b), for example, (meth) acrylate, (meth) acrylate, (meth) and butyl -n- acrylate (meth) homopolymers of acrylic acid alkyl esters , or copolymers thereof, et al. are.
The curable coating composition of the present invention, from the viewpoint of improving the workability, the component (b) preferably has a glass transition temperature (Tg) of 50 ° C. or higher, a weight-average molecular weight (Mw) 30,000~90,000 It is a polymer having characteristics in the range of The coating composition of the present invention obtained by using a polymer having a glass transition temperature (Tg) of 50 ° C. or more and a weight average molecular weight (Mw) of 30,000 to 90,000 has good curability and has an appropriate viscosity. Therefore, the workability is extremely good.
[0012]
Component (b) is used in an amount of 5 to 30% by weight , preferably 10 to 30% by weight, in the coating composition of the present invention.
The pavement formed from the composition containing a large amount of the component (b) can shorten the curing time, but the pot life of the composition is too short, and the workability is poor. Conversely, a composition using a small amount of the component (b) has poor curability.
[0013]
The component (c) used in the coating composition of the present invention is not particularly limited. For example , a polyisocyanate having two or more isocyanate groups in one molecule, a polyol having two or more hydroxyl groups in one molecule, and a hydroxyl group What is obtained by reacting with the contained (meth) acrylate by a known method is exemplified.
[0014]
Examples of usable polyisocyanates having two or more isocyanate groups in one molecule include, for example, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, dicyclohexylmethane-4 , 4'-diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, phenylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, tetramethyl xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, etc. Compounds.
[0015]
Examples of the polyol having two or more hydroxyl groups in one molecule include polyalkylene glycols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, and polyhexamethylene glycol; or, for example, ethylene oxide, propylene oxide, and tetrahydrofuran. For example, polyether polyols obtained by adding an alkylene oxide such as ethylene glycol, propylene glycol, and polyhydric alcohol such as 1,3-butanediol, and, for example, phthalic acid, isophthalic acid, tetrahydrophthalic acid, and succinic acid , Maleic acid, fumaric acid, adipic acid, sebacic acid, trimellitic acid and other polybasic acids and their anhydrides, and ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol and other polyhydric alcohols Polyester polyol obtained by a condensation reaction with the above-mentioned polyhydric alcohol and Kadular E (manufactured by Shell Chemical), an epoxy compound such as n-butyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, and the above-mentioned polybasic acid And the like.
[0016]
Examples of the hydroxyl group-containing (meth) acrylate include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, and ε-caprolactone-β-hydroxyethyl (meth) acrylate adduct And the like.
[0017]
Preferred as component (c) are at least one polyisocyanate selected from isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate and tetramethylxylylene diisocyanate as polyisocyanates having two or more isocyanate groups in one molecule. with isocyanates, polycaprolactone diol as polyol having two or more hydroxyl groups in one molecule, with those selected from polytetramethylene ether glycol, as the hydroxyl group-containing (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate Urethane poly (meth) acrylates obtained by using
[0018]
The amount of component (c) used is in the range of 10 to 60% by weight , preferably 15 to 60% by weight in the coating composition of the present invention. The coating composition of the present invention containing the component (c) in the proportion in this range can obtain a pavement surface having excellent curability and coating workability and excellent durability.
As a reaction for synthesizing the component (c) , a commonly used urethane-forming reaction can be used . For example , using a tin catalyst such as n-butyltin dilaurate, the above three components (polyisocyanate having two or more isocyanate groups in one molecule, polyol having two or more hydroxyl groups in one molecule) , and mixtures of the hydroxyl group-containing (meth) acrylate) by stirring and mixing at a temperature of 80 ° C. from room temperature to obtain easily a urethane poly (meth) acrylate of interest. This reaction can be carried out without solvent, or in a solvent or monomer inert to isocyanate.
[0019]
Component (d) has a melting point of 40 to 80 ° C. and improves the surface curability of a coating film formed from the coating composition of the present invention during curing. As the paraffin wax used, it is preferable to use two or more paraffin waxes having different melting points.
Component (d) is used in an amount of 0.5 to 2% by weight in the coating composition of the present invention . The coating film formed from the coating composition of the present invention containing the component (d) at a ratio in this range has no curing inhibition due to oxygen in the air, has good curability, and has a pavement surface having excellent performance. Can be formed.
[0020]
Further, a silane coupling agent is added to the coating composition of the present invention for the purpose of imparting the adhesion of the aggregate . Any known silane coupling agent can be used, for example, vinyltrichlorosilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, .gamma.-glycidoxypropyltrimethoxysilane, .gamma.-mercaptopropyl trimethoxysilane Ru can be exemplified. These silane coupling agents are used in a proportion comprised coating composition from 0.1 to 5% by weight of the present invention.
[0021]
In order to cure the coating composition of the present invention, the coating composition can be cured using a known redox catalyst using a combination of a polymerization initiator and an accelerator. As the polymerization initiator, diacyl peroxide, alkyl peroxide, ketone peroxide, azo compound and the like can be used, but diacyl peroxide is preferable, and benzoyl peroxide is particularly preferable.
As the accelerator, a tertiary amine is preferable, and specifically, N, N-dimethylaniline, N, N-dimethyl-p-toluidine, N, N-diethyl-p-toluidine, N, N-di ( One or a combination of two or more of hydroxyethyl) -p-toluidine and N, N-di (2-hydroxypropyl) -p-toluidine is desirable.
[0022]
In the coating composition used in the present invention, if necessary, ultraviolet absorbers such as benzotriazole derivatives, hindered amine light stabilizers, antioxidants, polymerization inhibitors such as hydroquinone, defoamers, leveling agents, A thixotropic agent such as Aerosil, a moisture-resistant pigment such as calcium carbonate, an inorganic pigment such as chromium oxide and red iron, an organic pigment such as phthalocyanine blue, and the like can be added at an arbitrary ratio. Further, for the purpose of imparting flexibility to the coating film, dioctyl phthalate, diisobutyl adipate, tri-2-ethylhexyl trimetate, dibutyl maleate, chlorinated paraffin, a plasticizer represented by epoxidized soybean oil and the like is added. Is also good.
[0023]
The composition for drainage pavement of the present invention is obtained by blending the above-mentioned coating composition and an aggregate. The aggregate used here is not particularly limited, and any ceramics such as spherical ceramics, natural stones, and crushed stones obtained by sintering clay at a high temperature can be used.These aggregates can be used alone or in an arbitrary ratio. You may mix and use . Among them, from the viewpoint of finished appearance of drainage pavement surface, preferably a maximum particle size of the aggregate is used as the 1/2 or less of the particle diameter of the construction thickness of pavement used.
[0024]
The drainage paving composition of the present invention is added in the range of 5 to 20 parts by weight of the coating composition per 100 parts by weight of the aggregate. With such a mixing ratio, the mixability of the aggregate and the coating composition is good, and they are not separated, their workability is good, and a drainable pavement surface having good performance is formed. be able to. It is more preferably in the range of 5 to 10 parts by weight.
[0025]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Production Examples, Examples, and Comparative Examples. The invention is not limited to these examples unless otherwise specified. All parts in the examples are parts by weight. Table 1 shows the evaluation results.
[0026]
[Production Example 1 of urethane poly (meth) acrylate]
248 g (1 mol) of tetramethylxylylene diisocyanate, 420 g (0.8 mol) of polycaprolactone diol, 244 g of methyl methacrylate, and 0.21 g of di-n-butyltin dilaurate are added to a 1-liter flask equipped with a stirrer, thermometer, and condenser. After reacting at 60 ° C. for 4 hours, 58 g (0.5 mol) of 2-hydroxyethyl acrylate and 0.01 g of hydroquinone monomethyl ether were further added and reacted at 60 ° C. for 6 hours, confirming that the isocyanate reaction rate was 98%. Thereafter, the reaction was stopped to obtain urethane diacrylate UA-1 containing 25% by weight of methyl methacrylate.
[0027]
[Production Example 2 of urethane poly (meth) acrylate]
To the same apparatus as in Production Example 1, 222.3 g (1 mol) of isophorone diisocyanate, 438 g (0.5 mol) of polytetramethylene ether glycol, 264 g of methyl methacrylate, and 0.24 g of di-n-butyltin dilaurate were added. After reacting for an hour, 130 g (1 mol) of 2-hydroxyethyl methacrylate and 0.02 g of hydroquinone monomethyl ether were further added. Thereafter, in the same manner as in Production Example 1, urethane dimethacrylate UA- containing 25% by weight of methyl methacrylate was used. I got 2.
[0028]
[Production Example 3 of urethane poly (meth) acrylate]
In the same apparatus as in Production Example 1, 265 g (1 mol) of dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, 438 g (0.5 mol) of polytetramethylene ether glycol, 278 g of methyl methacrylate, 0.21 g of di-n-butyltin dilaurate After reacting at 60 ° C. for 4 hours, 130 g (1 mol) of 2-hydroxyethyl methacrylate and 0.02 g of hydroquinone monomethyl ether were further added, and the same procedure as in Production Example 1 was carried out, containing 25% by weight of methyl methacrylate. Urethane dimethacrylate UA-3 was obtained.
[0029]
[Example 1]
30 parts of methyl methacrylate, 20 parts of n-butyl methacrylate, 20 parts of urethane diacrylate UA-1, 20 parts of urethane diacrylate UA, 3 parts of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane in a 1 liter flask equipped with a stirrer, thermometer and condenser 0.5 parts of paraffin wax at 115 ° F., 0.5 parts of paraffin wax at 130 ° F., 1 part of N, N-di (2-hydroxypropyl) -p-toluidine, 0.005 part of hydroquinone are added, and methyl methacrylate / 30 parts of n-butyl methacrylate = 40/60 copolymer (Tg = 50 ° C., Mw = 60,000) is gradually added, and after the whole amount is added, the mixture is heated at 60 ° C. for 2 hours, dissolved, cooled, and then cooled to form a coating composition. I got something. To 8 parts of the obtained coating composition was added 0.24 parts of Cadox B-CH50 [benzoyl peroxide (purity: 50%) manufactured by Kayaku Akzo Co., Ltd.], and 100 parts of 3-5 mm natural stone was further added and mixed. Stirring was performed on the concrete for use as a sidewalk so that the drainage pavement layer had a thickness of 1 cm, and the performance evaluation results are shown in Table 1.
[0030]
[Example 2]
In the same apparatus as in Example 1, 34 parts of methyl methacrylate, 20 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 16 parts of urethane diacrylate UA-1 and a copolymer of methyl methacrylate / n-butyl methacrylate = 60/40 (Tg = 66 ° C., Mw = 40,000) 30 parts were gradually added, and after adding the whole amount in the same manner as in Example 1, heating, melting, and cooling at 60 ° C. for 2 hours to obtain a coating composition. . To 8 parts of the obtained coating composition, 0.24 part of Cadox B-CH50 (manufactured by Kayaku Akzo Co., Ltd.) was added as a catalyst, and 100 parts of Sera Ryu (manufactured by Koran, spherical ceramic having a maximum particle size of 3 mm) were added as an aggregate. Then, mixing and agitation were performed, and a drainage pavement layer was constructed on concrete for use as a sidewalk so as to have a thickness of 1 cm, and the performance evaluation results are shown in Table 1.
[0031]
[Example 3]
In the same apparatus as in Example 1, 25 parts of methyl methacrylate, 20 parts of 2-ethylhexyl methacrylate, 40 parts of urethane diacrylate UA-1, 1 part of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, paraffin having a melting point of 115 ° F. 0.5 parts of wax, 0.5 parts of paraffin wax having a melting point of 130 ° F., 1.5 parts of N, N-di (2-hydroxypropyl) -p-toluidine, and 0.005 part of hydroquinone are added, and while stirring, methyl methacrylate / acrylic acid-n- 15 parts of a butyl = 92.5 / 7.5 copolymer (Tg = 87 ° C., Mw = 60,000) was gradually added, and after the whole amount was charged, the mixture was heated and dissolved at 60 ° C. for 2 hours, and then cooled to obtain a coating composition. The resulting coating composition Kadokkusu B-CH50 in 8 parts [Kayaku Akzo Corporation] 0.24 parts was added, further the No. 6 crushed stone 100 parts was added, were mixed and stirred, as a roadway on asphalt, drainage pavement layer Was constructed so as to have a thickness of 4 cm , and the performance evaluation results are shown in Table 1.
[0032]
[Example 4]
Except for using 25 parts of methyl methacrylate, 20 parts of 2-ethylhexyl acrylate, and 40 parts of urethane dimethacrylate UA-2, a drainage pavement composition was prepared in the same manner as in Example 3, and a drainage pavement layer was similarly formed. Table 1 shows the results of the performance evaluation .
[0033]
[Comparative Example 1]
Table in place of the urethane diacrylate UA-1, except that Ru with 15 parts of triethylene glycol dimethacrylate to form a drainage pavement layer in the same manner as in Example 1, the results of performance evaluation used in Example 1 1 is shown.
[0034]
[Comparative Example 2]
In the same apparatus as in Example 1, 20 parts of methyl methacrylate, 20 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 10 parts of trimethylolpropane trimethacrylate, methyl methacrylate / n-butyl methacrylate = 60/40 copolymer ( tg = 66 ℃, Mw = 40,000 ) except that Ru with 50 parts, a drainage pavement layer was formed in the same manner as in example 2, the evaluation results of the performance shown in Table 1.
[0035]
[Comparative Example 3]
In the same apparatus as in Example 1, 55 parts of methyl methacrylate, 20 parts of pentaerythritol tetraacrylate, and 25 parts of methyl methacrylate / n-butyl acrylate = 92.5 / 7.5 copolymer (Tg = 87 ° C., Mw = 60,000) except that Ru with the drainage pavement layer was formed in the same manner as in example 3, the evaluation results of the performance shown in Table 1.
[0036]
[Comparative Example 4]
A drainage pavement layer was formed in the same manner as in Example 3 except that paraffin wax was removed from the coating composition used in Example 3, and the performance evaluation results are shown in Table 1.
[0037]
[Comparative Example 5]
A drainage pavement layer was formed in the same manner as in Example 3 except that γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane was removed from the coating composition used in Example 3, and the performance evaluation results are shown in Table 1.
[0038]
[Comparative Example 6]
In the same apparatus as in Example 1, 55 parts of methyl methacrylate, 25 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 5 parts of urethane diacrylate UA-1 and a copolymer of methyl methacrylate / n-butyl methacrylate = 40/60 ( (Tg = 50 ° C., Mw = 60,000) A pavement layer was formed in the same manner as in Example 3 except that 15 parts were used , and the performance was evaluated.
[0039]
[Comparative Example 7]
In the same apparatus as in Example 1, 10 parts of methyl methacrylate, 5 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 75 parts of urethane diacrylate UA-1 and methyl methacrylate / n-butyl methacrylate = 60/40 copolymer ( tg = 65 ° C., except that Ru with Mw = 40,000) 10 parts has been obtained to the to the composition as in example 2, the viscosity is high, can not subsequent painting operations.
[0040]
[Table 1]
The water permeability of the pavement surface shown in Table 1 was measured as follows.
Permeability: After setting a glass tube with an inner diameter of 35 mm and a height of 300 mm specified in JIS A 5403 (asbestos slate) as shown in Fig. 1, water equivalent to a height of 250 mm from the surface of the specimen (about 240 ml) ) Was quickly put into a glass tube, and the time until all the water permeated was measured with a stopwatch, and this was defined as the permeation time.
Dryness to the touch: Room temperature: 20 ° C, judged by the dryness of the touch after leaving the pavement surface at 20 ° C for 1 hour.
Flexural strength and compressive strength: Measured according to JIS R 5201.
Adhesive strength: measured by the Kenken-type adhesive strength test method.
Weather resistance: visually judged one month after outdoor exposure of the pavement surface.
Water resistance: The condition after immersing the pavement surface in water at 20 ° C. for one month is visually judged.
[0041]
【The invention's effect】
A pavement surface having a drainage function can be formed by laminating a mixture of the coating composition of the present invention and an aggregate on a surface layer of asphalt, concrete, or the like to a certain thickness and curing the mixture. In addition, even a thin film that has been considered impossible in the past has sufficient curability, has excellent workability of curing in a short time, and can form a drainable pavement surface having excellent durability and weather resistance. A composition can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a test method for measuring water permeability of a drainable pavement surface .
[Explanation of symbols]
1 …… Test piece ( drainable pavement layer )
2 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Glass tube 3 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Glass tube sealing part 4 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Pavement surface support
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