JP3936013B2

JP3936013B2 - Binder composition for soil pavement, soil pavement, natural soil pavement method, and soil pavement structure

Info

Publication number: JP3936013B2
Application number: JP5758597A
Authority: JP
Inventors: 伸彦若野; 浩司福井; 正樹四方; 正市金子; 紀夫西村
Original assignee: Nippon Road Co Ltd; Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp; Nippon Road Co Ltd
Priority date: 1996-06-13
Filing date: 1997-03-12
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2017-03-12
Also published as: JPH10140156A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐久性、耐水性、耐変色性、舗装可能な十分長い可使時間を取ることができる土舗装材用結合材組成物、土舗装材、自然土舗装方法、及び舗装構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
土を用いた舗装は古くから現在に至るまで広く利用されている。天然に産する単一土を用いた舗装から、透水性、保水性、弾力性等が要求される舗装の場合には数種類の土、砂、砂利等を混合した混合土、化学的な結合で補強された二和土（土と石灰の混合）、三和土（土、石灰と砂利の混合）等の改良土が住居の庭、競技・球技用の運動場、公園、或いは道路舗装用として広く用いられている。このように身近で多く使われている理由には土が簡単にしかも安く入手出来、舗装方法においても新設、補修も簡単で且つ経済的に舗装できるできることが挙げられる。また土を用いた舗装は身体に優しく、スポーツ競技場で特にその評価は高く、高分子舗装材が多用されている現在に於いて土舗装が持つ特有の自然感が受け入れられ、例えばアンツーカやクレー舗装が行われている所以である。
【０００３】
しかし土舗装体は、凍害を受け易く、且つ風雨に弱点を持っている。即ち、凍結すると舗装体が崩壊し、雨が降るとぬかるみ、勾配があると土が流されるという欠点に加えて、乾燥して風が吹くと土埃を巻き上げ土埃公害を与えるこが悩みとされている。
【０００４】
このような欠点のために、冬期や降雨時と降雨直後は土舗装の庭、競技・球技用の運動場は前述の理由で通常使用は制限されている。また、都会の建築物密集地にある公園、運動場を土で舗装したものは、乾燥して風が吹くと土埃が起ち折角の自然土舗装も嫌われる結果となっている。
【０００５】
このような凍害と風雨による土の欠点を解消するために、表層がハードなアスファルトコンクリート、或いは一般的なコンクリートで舗装したり、ソフトな高分子物質により競技・球技用の運動場、公園を全天候型に舗装する方法は既に知られているところである。しかし、これらは、土舗装体と比較すると前者は固くて身体になじみ難く、後者は逆に粘弾性面から観て自然感にほど遠い特性を有している。
【０００６】
このような欠点を解消して自然土舗装に近く、且つ耐久性のある土を用いた舗装がこれまでに種々工夫され研究されている。既に、その一つの方法として土に水性樹脂分散物を混合して転圧するか、土の上から散布して土を自然固結に近い状態に固める舗装方法が開発されている。しかし、この方法はエマルジョンを用いるため固結舗装直後に雨が降ると硬化性が遅いのと耐水性が乏しいために崩壊流失しやすく、特に低温の冬期においては凍害が避けられず、その欠点は顕著になる。また完全に固結した舗装体においても必ずしも耐水性が優れているとはいい難いために耐久性が満足されていない。
【０００７】
また、上記水性樹脂分散物の耐水性を改良して、適度な弾性を付与して自然土舗装に近い舗装方法として液状ウレタン樹脂を用いる舗装が提案されているが、未だ市場では本格採用に至っていない。その理由は、液状ウレタン樹脂中に遊離のイソシアネート基を有するため土中の水分とイソシアネートが反応して固化が速く進むために、舗装工程中の混合、敷き均し、転圧等に必要な時間（可使時間）を確保することができないことにある。特に高温の夏期には水分とイソシアネートの反応が一段と速くなり可使時間が極端に短くなって舗装前に固結してしまう等の可使時間の調節が不可能なことが原因である。現状ではこの可使時間の改良手段が不可能なために採用に至っていないのが実状である。
【０００８】
一般的な舗装において、舗装面積が小規模の場合は舗装しようとする直近場所で材料を混合することができるが、大面積の場合や舗装箇所が付近に点在する場合には材料の混合基地を適当な場所に設けて、アスファルト舗装の場合と同様にそこから施工場所にトラックで一般道路を経由して、運搬する方法が取られるため、混合されたものが運搬に要する十分な可使時間を有していることが最も重要視される。
【０００９】
特開昭５８−１８１９０３号公報、特開昭６２−１９０７号公報に土舗装に関する発明が記載されているが、いずれも水性樹脂分散物が結合剤の主体であり、ポリイソシアネート化合物が硬化剤として組み合わされている。よって、配合上の水性樹脂分散物／ウレタンの固形分比においては１以上で水性樹脂分散物の方が多くなっている。また前者の発明では、可使時間の確保がが４０分以内であり、この方法が適用できるものは舗装面積が小規模で舗装しようとする直近場所での混合舗装に限られ、アスファルト舗装の場合と同様に混合場所から舗装場所に一般道路を経由して運搬する舗装方法は可使時間が不足しとても使用できない。該発明の可使時間が短い理由は、用いているポリイソシアネートが単量体であり水分とイソシアネートの反応がより速いためのものであると推察される。後者の発明は、可使時間も実施例によると、前者より僅かに長い６０分以内程度であって、前述の欠点を満足していない。その理由も同様である。
【００１０】
一方、土舗装体が人に優しく周辺の環境にマッチするには自然土色が維持されることが要求されている。ウレタン系樹脂を土舗装体用の結合剤に使用する場合の最大の問題は、変色し易いことにあり、この樹脂を土粒子と混合して、所定場所に敷き均して次の工程の転圧処理に移行するまでの極めて短い時間帯においてさえグレースケール値４以上に相当する顕著な変色を生じるものであった。そして、そのまま転圧して硬化させて、表面舗装とした場合には、変色域や変色斑が舗装面の一面に発生する結果となり、本来この種の土舗装体において重視される「使用した土本来の色調や風合いの表出」という要請には応えられないことになり、景観との相応性も損なわれてしまうことが問題であった。
【００１１】
このウレタン系結合剤の変色は、その原因は明らかでないが、日射の強い高湿度の環境条件下で特に発生しやすいことが認められた。この現象は、無黄変性の高級ウレタン樹脂塗料の分野で賞用されている脂肪族ポリウレタンを使用した場合においてさえ見られる欠点となっている。従って、変色の問題は、各種ウレタン系樹脂を土舗装体用の結合剤として使用する場合に解決すべきものとして残されていた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、耐水性、耐久性、耐変色性に優れ、可使時間を長くとれる土舗装材用結合材組成物、土舗装材、これによる舗装方法及び土舗装構造体にある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、このように土舗装体の自然感を保持させて、且つ耐水性、耐久性、耐変色性を満足させる土舗装方法について鋭意研究の結果、遊離のイソシアネート基を有する液状のウレタン樹脂と水性樹脂分散物からなる土舗装材用結合材によって、直射日光下での環境にあっても黄変しない安価で且つアスファルト舗装の場合と同様に合材混合場所から舗装場所に一般道路を経由して運搬可能な十分な可使時間を確保できる結合材を見い出し本発明を完成するに至った。
【００１４】
即ち、本発明は、水酸基を２個以上有するポリオールとトリレンジイソシアネートとをＮＣＯ／ＯＨ当量比で１．３以上で反応して得られる分子末端にイソシアネート基を含有する常温で液状である液状ウレタン樹脂（Ａ）と水性樹脂分散物（Ｂ）とからなり、水性樹脂分散物（Ｂ）と液状ウレタン樹脂（Ａ）との固形分での比率（Ｂ）／（Ａ）が３／１０〜１０／１０であること、を特徴とする土舗装材用結合剤組成物と、含水量が５〜１５重量％となるように調湿した土性材料（Ｃ）を有することを特徴とする土舗装材、好ましくは水性樹脂分散物（Ｂ）が、ビニル系重合単量体を重合して得られる水性樹脂分散物、或いはラバーラテックスの水性樹脂分散物であること、２０℃における可使時間が１５時間以内であること、該土舗装材を基盤上に敷き均した後、転圧をすることを特徴とする自然土舗装方法、基盤上に土舗装材を設けてなることを特徴とする土舗装構造体を提供するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の分子末端にイソシアネート基を含有する液状ウレタン樹脂（Ａ）は、常温で液状のものであり、好ましくは水酸基を２個以上有するポリオールとイソシアネート基を２個以上有するポリイソシアネートとをＮＣＯ／ＯＨ当量比で１．３以上で反応して得られるもので、遊離イソシアネート基を分子中に好ましくは２〜２０重量％含有するウレタンプレポリマー樹脂である。液状ウレタン樹脂故に、ポリイソシアネートの単量体含有比率が低いウレタンプレポリマー組成物であり、混合時の可使時間を大幅に延ばしているものと考えられる
【００１６】
水酸基を２個以上有するポリオールとは、公知慣用のエチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，４ブタンジオール、３メチルペンタンジオール、３，３ジメチロールヘプタン、トリメチロールプロパン等の単鎖ポリオール類、これら単鎖ポリオール類とアルキレンオキサイド類（例えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド等）を単独または併用で重合させたポリアルキレンエーテルポリオール類
【００１７】
あるいはフタル酸、マレイン酸、アジピン酸、ヘット酸、コハク酸、水添ダイマー酸等の二塩基酸と前述の単鎖グリコール類とのエステル化反応によって得られるポリエステルポリオール類、ポリオール類に付加重合させたイプシロンカプロラクトンのポリオール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ひまし油、ポリブタジエンポリオール、ポリオール型キシレンホルムアルデヒド樹脂の単体または混合物のポリオール類が挙げられる。これらは、好ましくは数平均分子量６０〜１６０００のものである。
【００１８】
イソシアネート基を２個以上有するポリイソシアネートとしては、例えば２，４／２，６＝８０／２０異性体比のトリレンジイソシアネート（８０／２０ＴＤＩと略す）、６５／３５ＴＤＩ、２，４−１００ＴＤＩ、ジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネート（ピュアーまたはモノメリックＭＤＩ）、ポリメリックＭＤＩ、クルードＭＤＩ、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩと略す）、トランスーシクロヘキサ１，４−ジイソシアネート（ＣＨＤＩと略す）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩと略す）、ｍ−キシレンジイソシアネート（ＸＤＩと略す）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩと略す）、ｐ−フェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩと略す）、４，４’−ジフェニルメタントリイソシアネート（デスモジュールＲＩ、バイエル社製品）等の単体若しくは混合物が使用できる。
【００１９】
また液状ウレタン樹脂（Ａ）に必要に応じて、増量剤、減粘剤としてジオクチルフタレート（ＤＯＰと略す）、ジブチルフタレート（ＤＢＰと略す）、ジオクチルアジペート（ＤＯＡと略す）、塩素化パラフィン、燐酸エステルのような一次可塑剤、或いは難燃性可塑剤等或いはウレタン樹脂の一般的希釈剤として用いられるアセトン、酢酸エチル、キシレン、トルエン、高沸点の溶剤類を単体或いは併用して混合することもできる。その粘度は、２０℃において好ましくは５０〜１０，０００ＣＰＳである。
【００２０】
本発明の液状ウレタン樹脂（Ａ）は、土性材料(C)１００重量部に対し１〜１０重量部、好ましくは２〜５重量部添加される。土性材料(C)に対する添加量が１０重量部を越えると固結体がゴムの特性を呈して自然感から離れた特性となり好ましくない。添加量が１重量部より少ないと固結強度が劣弱となり、耐水性、耐久性の実用上の性能が発揮されない。
【００２１】
本発明の水性樹脂分散物（Ｂ）は、好ましくはビニル系重合単量体を重合して得られる水性樹脂分散物或いはラバーラテックスの水性樹脂分散物である。ビニル系重合単量体を重合して得られる水性樹脂分散物とは、例えばアクリル樹脂エマルジョン、酢酸ビニルエマルジョン、エチレン／酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョン、アクリル酸エステル／スチレン共重合樹脂エマルジョン、ラバーラテックスとは、スチレン／ブタジエンラバーラテックス、アクリロニトリル／ブタジエンラバーラテックス、ポリクロロプレンラバーラテックス等が挙げられ、またこれらに保護コロイド、例えばポリビニルアルコール、セルローズ、デンプン等を含有していても良い水性樹脂分散物でポリマー組成、乳化剤の種類、樹脂分（％）には特に拘らない。しかしながら同時に使用する液状ウレタン樹脂（Ａ）に対して水性樹脂分散物(B)の樹脂固形分当たり１０〜１００重量％、好ましくは２０〜９０重量％の範囲で用いられる。
【００２２】
本発明に用いる土性材料(C)とは、岩石の物理的及び化学的風化によってできた固体粒子が、沈積したりあるいはよく固まらない状態で集積しているものをいい、有機物を含んでいる場合もあるものを云う。例えば真砂土、荒木田土、ローム、山砂、天然川砂等である。真砂土は花崗岩が風化してできた残積土であり、荒木田土は東京荒川沿岸の荒木田原に産したことから呼ばれるシルト質粘土で保水性の高い粘性土である。ロームは火山灰質粘性土で全国に分布している。
【００２３】
これらの自然土を単一または混合して使用することもでき、或いはこれらに砂、砂利を適当な比率、好ましくは５〜２０重量％を混合使用することもできる。これらの自然土中に含まれる水分は好ましくは５〜１５重量％位の範囲になるよう調湿して使用することができる。
【００２４】
このように調整した結合剤組成物は、土性材料(C)としての自然土と混合されるが、組成物中のイソシアネート基は、その−ＮＣＯ基が水性樹脂分散物（Ｂ）中の水や自然土中の含有水と反応して、徐々に重合化し硬化を始める。水性樹脂分散物中のオリゴマーもゲル化を始め、さらに水分の蒸発に伴って、硬化し、圧縮強さ、耐水性能、耐摩耗性などの優れた土舗装構造体が得られる。そして、本発明においては、イソシアネート基の硬化途上や硬化後にあっても、水性樹脂分散物の共存により、その機構は明らかでないが、ウレタン樹脂特有の変色が見られなくなるのである。
【００２５】
さらに、水と反応したポリイソシアネートは、尿素結合により重合化するが、その過程で少量ながら炭酸ガスが発生し、そのガスの一部は舗装硬化体の組織内に気泡として残留して、舗装面に適度の柔らかさを付与するのに役立つのである。
【００２６】
これらの評価は、舗装面にゴルフボールを１ｍの高さから落下させて反発係数（跳ね返り高さ）を測定することによって行うことができ、土に近い舗装程反発係数が低く、コンクリートやゴム体は反発係数が高い傾向となる。
【００２７】
本発明の土舗装材は、繊維を混合しても良い。繊維は固結舗装体のひび割れ発生や舗装端部の欠落を防止するのに有用で、有機短繊維、天然繊維として、例えば紙、パルプ、羊毛、絹、木綿、麻、セルロース等や人造繊維のナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン、ウレタン、アクリル、ビニロン等の繊維で、好ましくは繊維長が３〜５０ｍｍで繊維の太さは特に限定されない短繊維を補強のために土性材料(C)１００重量部に対して、好ましくは０．００５〜０．０５重量部程度単体または併用して使用することができる。
【００２８】
本発明では、液状ウレタン樹脂（Ａ）、水性樹脂分散物（Ｂ）を上述の配合範囲になるよう土性材料(C)と混合して土舗装材として土舗装構造体の施工に供される。この土舗装材は、(A)〜(C)を混合してから舗装可能な可使時間が２０℃で３０分以上１２時間以内、好ましくは６０分以上１０時間以内の性質を有するもので、舗装上を歩行可能になる時間が舗装後２４時間以内、好ましくは１８時間以内の性質を有するものである。
【００２９】
又、土舗装構造体の土舗装材固結物は、ＪＩＳＲ５２０１での圧縮強度が４Kg/cm²より大きいものであることが好ましい。これより小さいと舗装構造体の端部に人が乗ると崩壊しやすくなり好ましくない。
【００３０】
また、本発明の土舗装材を用いる舗装方法としては、基盤上に樹脂が浸透しやすいように土性材料(C)を敷き均した上から、液状ウレタン樹脂（Ａ）と水性樹脂分散物（Ｂ）の混合物を散布する簡易な方法でも良い。
【００３１】
本発明の土性材料(C)との混合方法は、モルタルミキサー、パークミル等の一般舗装の混合に用いられる混合機を用いて混合し、一定の厚さに敷き均した後、アスファルト舗装等に用いられる一般的な転圧ローラにて、１回以上転圧舗装をすることができる。
【００３２】
本発明の舗装をしようとする基盤とは、砕石転圧層、アスファルトコンクリート層、コンクリート、モルタルコンクリート等特に問わない。例えば、土、コンクリート、モルタルなどこれらに類する建築、土木等に一般的に用いられている下地、または金属、木材等の下地も挙げられる。またこれら基盤には、既に塗布されたウレタン塗膜材、エポキシ塗膜材、重合性塗膜材が形成されている場合を含むものであり、また合成高分子系の敷物、例えばＰＶＣ製のタイル、シートまたはゴム製のタイル、シート或いはこれらに類似するタイル、シート状材が接着剤で基盤に貼られている既存のものも基盤に含むものである。基盤上に舗装する自然土舗装層の厚さは、特に拘らないが１〜１００mm、好ましくは１５ｍｍ以上１００mm以下が好ましい、より好ましくは２０〜８０mmである。
【００３３】
本発明の土舗装材を用いた土舗装構造体は、屋内・屋外競技・球技用の運動場、公園、ジョギングコースの歩経路或いは自転車道路、屋上舗装、道路舗装用として、身体に優しく自然感を活かせる用途に広く用いることができる。
【００３４】
【作用】
結合剤の無変色機構は、必ずしも明らかでないが、結合剤を自然土粒と混合して土舗装に長期使用した場合の舗装面の変色を防止して舗装面に自然土本来の色調を保持させるのである。
【００３５】
【実施例】
以下本発明を実施例及び比較例により説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、例中の「部」、「％」は断りのない限り重量部を表す。
［分子末端にイソシアネート基を含有する液状ウレタン樹脂（Ａ）の調製］
【００３６】
（製造例１）
温度計、攪拌機、不活性ガス導入口を備えた２リットルの四つ口フラスコにハイプロックスＴＧ−３０００（大日本インキ化学工業株式会社製：ポリプロピレンエーテルトリオール、水酸基価５６．１）６６０部、ハイプロックスＤＰ−２０００（大日本インキ化学工業株式会社製：ポリプロピレンエーテルグリコール、水酸基価５６．１）５４０、１、３ブチレングリコール２７部、ジオクチルフタレート１７６部、８０／２０ＴＤＩを３５５部を仕込み８０℃で５時間反応を行い液状ウレタン樹脂（Ａー１）を得た。
【００３７】
得られた性状は外観：淡黄色液体、遊離ＮＣＯ％：５．３、粘度：５０００ＣＰＳ（２０℃）であった。
【００３８】
（製造例２）
（製造例例１）と同様な２リットルの四つ口フラスコにハイプロックスＤＰ−１５００（大日本インキ化学工業株式会社製：ポリプロピレンエーテルグリコール、水酸基価７４．８）５００部、ＮＩＳＳＯーＰＢＧ−２０００（日本曹達製：ポリブタジエングリコール、分子量２０００）２５０部、１、３ブチレングリコール９部、８０／２０ＴＤＩを２０７部を仕込み８０℃で５時間反応を行い液状ウレタン樹脂（Ａー２）を得た。
【００３９】
得られた性状は外観：淡黄色液体、遊離ＮＣＯ％：５．２、粘度：９０００ＣＰＳ（２０℃）であった。
【００４０】
（製造例３）
（製造例１）と同様な２リットルの四つ口フラスコにハイプロックスＴＧ−３０００（大日本インキ化学工業株式会社製：ポリプロピレンエーテルトリオール、水酸基価５６．１）２４０部、ハイプロックスＤＰ−２０００（水酸基価５６．１）４００部、ミリオネートＭＲー２００（日本ポリウレタン製：粗製ジフェニルメタンジイソシアネート）８１０部を仕込み８０℃で５時間反応を行い液状ウレタン樹脂（Ａー３）を得た。
【００４１】
得られた性状は外観：褐色液体、遊離ＮＣＯ％：１５．２、粘度：７６００ＣＰＳ（２０℃）であった。
【００４２】
（製造比較例１）
ミリオネートＭＲー２００（日本ポリウレタン製の粗製ジフェニルメタンジイソシアネート）を比較用に用いた。
【００４３】
性状は外観：褐色液体、固形分：１００％、遊離ＮＣＯ％：３１．０、粘度：２００ＣＰＳ（２０℃）であった。
【００４４】
［用いた土、水性樹脂分散物（Ｂ）］
＜土＞
真砂土：５メッシュの篩いを通過させた含水量１０〜１２％のもの
荒木田土：５メッシュの篩いを通過させた含水量１０〜１２％のもの
【００４５】
＜水性樹脂分散物（Ｂ）＞
水性樹脂分散物（Ｂ−１）：エバデイックＥＶ−１５（大日本インキ化学工業株式会社製、エチレン／酢酸ビニル共重合タイプ、樹脂分５５％）
水性樹脂分散物（Ｂ−２）：ボンコート５４９５（大日本インキ化学工業株式会社製、アクリル／スチレン共重合タイプ、樹脂分５５％）
【００４６】
（実施例１〜７、比較例１〜５）
［舗装可使時間と固結強度測定用試験体の調製］１リットルのプラスチック製ビーカーに表１の配合により、土と液状ウレタン樹脂（Ａ）、水性樹脂分散物（Ｂ）を加えてスパチュラにて均一になるよう混合し、舗装可使時間を計るために一定時間が経過した後、固結物の圧縮強度と曲げ強度測定用金属製型枠４０×４０×１６０ｍｍ３本に混合物を充填し、固結比重１．８±０．１になるように突き固めたものを試験体として作成した。
【００４７】
結果を表２に示した。
【００４８】
＜評価試験方法＞
［圧縮・曲弾性率］
上記試験体調製方法により作製した固結体４０×４０×１６０ｍｍを用い「セメントの物理試験方法」ＪＩＳＲ５２０１に規定する試験方法によりｎ＝３の試験を行い平均値で示した。
【００４９】
［固結物の常態及び耐水性試験］
常態物性：上記試験体調製方法により作製した固結体を２０℃、湿度６５％の室内にて７日間養生したもの
耐水性：上記試験体調製方法により作製した固結体を２０℃、湿度６５％の室内にて７日間養生した後、２０℃の水中に７日間浸漬して取り出し、更に２０℃、湿度６５％の室内に２４時間放置したもの試験値は常態値に対する次式の保持率で示した。
【００５０】

【００５１】
［ゴルフボールの反発係数］
厚さ５０×３００×３００ｍｍのコンクリート歩道板上に土とそれぞれ適量の液状ウレタン樹脂（Ａ）、水性樹脂分散物（Ｂ）を加えて混合したものを厚さ５０ｍｍで固結比重１．８±０．１になるように突き固めたものを２０℃、湿度６５％の室内に７日間養生したものを試験体として、１ｍの高さからゴルフボールを落下させて、その跳ね返り高さを次式で計算して反発係数を測定した。
【００５２】

【００５３】
舗装体の配合例
【表１】

【００５４】
混合１０分後に固結強度測定用試料を調製した舗装体の強度
【表２】

【００５５】
混合１、５時間後に固結強度測定用試料を調製した舗装体の強度
【表３】

【００５６】
混合１０、１５時間後に固結強度測定用試料を調製した舗装体の強度
【表４】

【００５７】
（比較例６）ウレタン系液状樹脂｛三洋化成工業（株）製「サンプレンＢＤ−０４Ｂ」｝１００部にキシロール、メチルエチルケトン、酢酸エチル、フタル酸ジブチルをそれぞれ別個に５０部を添加して攪拌し、４種類の均一な溶液に調製した。これらの各４部を真砂土（奈良県柳生産、含水率１０．０％）１００部に加えて、よく混練して土性配合物を作り、これをスレート板上に厚さ５０ｍｍ程度に敷き均して、秋季直射日光下へ静置し、時間の経過に従って表面の色調の変化を観察した。この結果、すべての配合物が、５〜１５分の経過で表面が濃褐色系の色調に変化し（グレースケール４〜５相当）、配合直後の色調とは大きく異なっていた。変色した表層部を除去すると、内部は混練直後の色調を維持していたが、そのまま直射日光下へ静置しておくと、再び著しく変色した。
【００５８】
（実施例８）３種類のウレタン樹脂液｛(1)三洋化成工業（株）製「サンプレンＢＤ−０４Ｂ」、(2)大日本インキ化学工業（株）製「パンデックスＴＰ−１２３３」、(3)住友バイエルウレタン（株）製「スミジュール」｝各１００部に対して、キシロール、酢酸エチル、フタル酸ジオクチルをそれぞれ２０部づつ加えて攪拌し、合計９種類の粘稠な樹脂液を調製した。
【００５９】
これらの樹脂液に対して、（イ）ＳＢＲラテックス｛中外商工（株）製：「ワンコートミックス」｝、（ロ）エチレン酢酸ビニルエマルジョン｛（株）クラレ製：「パンフレックスＯＭ４０００Ｃ」｝、（ハ）アクリル酸エステルエマルジョン｛コニシ（株）製「ボンドＣＡＴ２０２」｝を、固形分濃度比（水性樹脂分散物／ウレタン系樹脂）０／１０〜２０／１０の範囲で段階的に増加させた混合物を作り、これを真砂土（奈良県柳生産、含水率１０．８％）１００部に対してそれぞれ、２、３、７及び１０部の各割合で添加して、よく混練し、スレート板上に厚み２．０ｍｍになるように敷き均して試験用舗装体とした。
【００６０】
この舗装体を、直射日光下で静置して時間の経過に伴う表面の色調の変化を観察した。その結果、水性樹脂分散物／ウレタン系樹脂の混合比０／１０の場合が変色に至るまでの時間が５分程度で最も短く、変色の程度もグレースケール値４．５で最も大きかった。水性樹脂分散物／ウレタン系樹脂の混合比が大きくなるにつれて、変色に至るまでの時間が長くなり、変色の程度も小さくなった。この傾向は、使用した水性樹脂分散物、ウレタン系樹脂の種類と組み合わせ、使用した真砂土に対する添加量に殆ど影響されなかった。
【００６１】
さらに水性樹脂分散物が混合比１０／１０を過ぎると変色防止の効果こそ発揮するけれども、これを締め固めて舗装層とした場合における耐久性（固結強度）が低下することになる。従って、防変色性と耐久性との両方の特性を勘案して結合剤組成物とする必要があり、このためには、水性樹脂分散物／ウレタン系樹脂の混合比を３／１０〜１０／１０とするのが最適であると結論することができる。
【００６２】
（実施例９）ウレタン樹脂｛大日本インキ化学工業（株）製「パンデックスＴＰ−１２３３」｝、１００部に対して、フタル酸ジブチル３０部を加えて攪拌して樹脂液に調製した。この樹脂液１００部に予め水で希釈した水性樹脂分散物としてエチレン酢酸ビニルエマルジョン｛（株）クラレ製：「パンフレックスＯＭ４０００Ｃ」固形分３５％｝をそれぞれ、(1)５０部（水性樹脂分散物／ウレタン系樹脂の混合比２／１０）、(2)７０部（同混合比３／１０）、(3)１００部（同混合比５／１０）、(4)１５０部（同混合比７／１０）、(5)２００部（同混合比９／１０）、(6)２５０部（同混合比１１／１０）、(7)３００部（同混合比１４／１０）、(8)３５０部（同混合比１６／１０）の割合で添加して、攪拌して８種類の混合液に調節した。
【００６３】
これらの混合液４部を真砂土（奈良県柳生産、含水率１３．１％）１００部に混合して機械混練し、予め転圧しておいた砕石路盤上に厚さ８０ｍｍ程度に敷き均して、約１時間後にローラー転圧して土舗装面とした。
【００６４】
この作業は、気温２５℃の直射日光下で実施したものであるが、混練土の敷き均しのあとの段階はもとより、当該期間における表面への降雨降雪にも拘らず、土舗装として充分に機能していた。他方(1)の舗装面は経時的な変色が大きく、硬めの仕上がりで舗装面には不向きであり、(6)〜(8)の舗装面は変色こそ見られないものの、舗装体としては強度不足の状態で、水性樹脂分散物(B)の過多のため降雨水によって随所に浸食を受けていた。
【００６５】
【発明の効果】
本発明は、分子末端にイソシアネート基を含有する液状ウレタン樹脂(A)と水性樹脂分散物(B)、土性材料(C)の混合物からなる舗装材で、可使時間を長く取ることが出来、できた舗装体も耐水性、耐久性に優れることから、競技・球技用の運動場、公園、ジョギングコースの歩経路或いは簡易道路舗装用として、身体に優しく自然感を活かせる用途に広く用いることができる。
【００６６】
本発明の土舗装材用結合剤は、必要な可使時間の確保を自然土中に含有する水分とエマルジョン中の水分子が液状ウレタン樹脂(A)のイソシアネート基との反応において、水性樹脂分散物(B)がイソシアネート基を包み込んで保護すると推測され、そのためにイソシアネート基と水の反応が遅延されることと、液状ウレタン樹脂(A)がポリイソシアネートの単量体含有比率が低いウレタンプレポリマー組成物であることが可使時間を大幅に延ばしているものと考えられる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a binder composition for a soil pavement material, a soil pavement material, a natural soil pavement method, and a pavement structure that can take durability, water resistance, discoloration resistance, and a sufficiently long pot life that can be paved. .
[0002]
[Prior art]
Pavement using soil has been widely used since ancient times. In the case of pavement that requires natural permeability, water permeability, water retention, elasticity, etc., it is possible to mix several types of soil, sand, gravel, etc. Reinforced soil such as reinforced Niwa soil (mixture of soil and lime), Sanwa soil (mixture of soil, lime and gravel), etc. is widely used for gardens of residences, sports / sports fields, parks, or road paving It is used. The reason why the soil is widely used in this way is that the soil can be obtained easily and inexpensively, and the paving method can be newly established and repaired easily and economically. Also, pavement using soil is gentle on the body, and its evaluation is particularly high in sports stadiums. The peculiar natural feeling of soil pavement is accepted in the present when polymer pavement is widely used. This is why paving is being performed.
[0003]
However, soil pavements are susceptible to frost damage and are vulnerable to wind and rain. In other words, in addition to the disadvantage that the pavement collapses when it freezes, it becomes muddy when it rains, and the soil is washed away when there is a gradient, it also raises concerns about causing dust pollution when the wind blows dry and blows. Yes.
[0004]
Due to these drawbacks, normal use is limited for dirt pavement gardens and sports / ball game playgrounds in the winter, during and after the rain. In addition, parks and playgrounds in urban densely built-up areas are paved with soil, and when dry and wind blows, dirt is generated and natural soil paving is disliked.
[0005]
In order to eliminate the disadvantages of soil caused by frost damage and wind and rain, the surface layer is paved with hard asphalt concrete or general concrete, and the sports / ball game playground and park are all weather type with soft polymer material. The method of paving is already known. However, these are harder and harder to adapt to the body than the soil pavement, and the latter has characteristics that are far from natural when viewed from the viscoelastic surface.
[0006]
Various ideas have been devised and researched so far to solve such drawbacks and to use soil that is durable and close to natural soil pavement. As one of the methods, a pavement method has been developed in which an aqueous resin dispersion is mixed with the soil and rolled, or sprayed from the soil to harden the soil to a state close to natural consolidation. However, since this method uses an emulsion, if it rains immediately after consolidated paving, the curability is slow and the water resistance is poor, so it tends to collapse, especially in the cold winter season, frost damage is unavoidable, its disadvantage is Become prominent. Further, even in a completely consolidated pavement, the durability is not satisfied because it is not necessarily excellent in water resistance.
[0007]
In addition, pavement using liquid urethane resin has been proposed as a pavement method close to natural soil pavement by improving the water resistance of the above aqueous resin dispersion and imparting moderate elasticity, but has yet to be fully adopted in the market Not in. The reason is that the liquid urethane resin has a free isocyanate group, so the moisture in the soil reacts with the isocyanate and the solidification proceeds quickly, so the time required for mixing, leveling, rolling, etc. during the paving process This is because (pot life) cannot be secured. This is due to the fact that the reaction of moisture and isocyanate becomes much faster especially in the hot summer season, and the pot life cannot be adjusted such that the pot life is extremely short and solidifies before paving. The actual situation is that it has not been adopted because it is impossible to improve the pot life at present.
[0008]
In general pavement, if the pavement area is small, the material can be mixed at the nearest place to be paved, but if the area is large or the pavement is scattered nearby, the material mixing base As in the case of asphalt pavement, there is a method of transporting from there to a construction site via a general road, so that the mixed potable time required for transportation is sufficient. It is most important to have
[0009]
JP-A-58-181903 and JP-A-62-1907 describe inventions related to dirt pavement. In both cases, an aqueous resin dispersion is a main component of a binder, and a polyisocyanate compound is used as a curing agent. It is combined. Therefore, in the solid content ratio of the aqueous resin dispersion / urethane in the blending, the aqueous resin dispersion is larger at 1 or more. In the former invention, the pot life can be secured within 40 minutes, and this method can be applied only to the mixed pavement in the nearest place where the pavement area is small and the asphalt pavement. In the same way as the pavement method of transporting from the mixing place to the pavement place via the general road, the usable time is insufficient and it cannot be used very much. The reason for the short pot life of the invention is presumed to be that the polyisocyanate used is a monomer and the reaction between moisture and isocyanate is faster. In the latter invention, according to the embodiment, the pot life is slightly shorter than 60 minutes, which is slightly longer than the former, and does not satisfy the above-mentioned drawbacks. The reason is the same.
[0010]
On the other hand, it is required that the natural pavement be maintained in order for the pavement to be friendly to people and match the surrounding environment. The biggest problem when using urethane-based resin as a binder for pavement is that it easily discolors. This resin is mixed with soil particles, spread on a predetermined place, leveled and transferred to the next step. Even in a very short time period until the shift to the pressure treatment, a noticeable discoloration corresponding to a gray scale value of 4 or more occurred. And when it is rolled and hardened as it is to form a surface pavement, discoloration areas and discoloration spots will occur on one side of the pavement surface, which is primarily considered important in this type of soil pavement. It was a problem that the request of “expression of original color and texture” could not be met, and the suitability with the landscape was also impaired.
[0011]
Although the cause of this discoloration of the urethane-based binder is not clear, it was recognized that the discoloration of the urethane-based binder is particularly likely to occur under high humidity environmental conditions with strong sunlight. This phenomenon is a disadvantage that is seen even when an aliphatic polyurethane, which has been used in the field of non-yellowing high-grade urethane resin paints, is used. Therefore, the problem of discoloration has been left as a problem to be solved when various urethane resins are used as binders for clay pavements.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a binder composition for a soil pavement material, a soil pavement material, a pavement method using the same, and a soil pavement structure that are excellent in water resistance, durability, and discoloration resistance and can be used for a long period of time.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
As a result of earnest research on the soil pavement method that maintains the natural feeling of the soil pavement and satisfies the water resistance, durability, and discoloration resistance as described above, the present inventors have found a liquid having a free isocyanate group. A roadway from the mixed material mixing place to the pavement area as well as in the case of asphalt pavement, as well as in the case of asphalt pavement, with a binder for earth pavement material consisting of urethane resin and aqueous resin dispersion, which does not turn yellow even in an environment under direct sunlight The present inventors have completed the present invention by finding a binding material that can secure a sufficient pot life that can be transported via a cable.
[0014]
That is, the present invention Obtained by reacting a polyol having two or more hydroxyl groups with tolylene diisocyanate at an NCO / OH equivalent ratio of 1.3 or more. Contains an isocyanate group at the molecular end Liquid at room temperature It consists of a liquid urethane resin (A) and an aqueous resin dispersion (B). The ratio (B) / (A) in the solid content of the aqueous resin dispersion (B) and the liquid urethane resin (A) is 3/10 to 10/10. A pavement material comprising a binder composition and a soil material (C) conditioned to a moisture content of 5 to 15% by weight; Preferably, the aqueous resin dispersion (B) is an aqueous resin dispersion obtained by polymerizing a vinyl-based polymerization monomer, or an aqueous resin dispersion of rubber latex. The pot life at 20 ° C is within 15 hours, A natural soil pavement method characterized in that the soil pavement material is spread on a base and then rolled, and a soil pavement structure comprising a soil pavement on the base is provided. It is.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The liquid urethane resin (A) containing an isocyanate group at the molecular terminal of the present invention is a liquid at room temperature, and preferably contains a polyol having two or more hydroxyl groups and a polyisocyanate having two or more isocyanate groups in NCO / It is a urethane prepolymer resin obtained by reacting at an OH equivalent ratio of 1.3 or more, and containing 2 to 20% by weight of free isocyanate groups in the molecule. Because it is a liquid urethane resin, it is a urethane prepolymer composition with a low polyisocyanate monomer content, which is thought to significantly extend the pot life during mixing.
[0016]
The polyol having two or more hydroxyl groups is a known single chain such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,4 butanediol, 3 methylpentanediol, 3,3 dimethylolheptane, trimethylolpropane and the like. Polyalkylene ether polyols obtained by polymerizing polyols, these single-chain polyols and alkylene oxides (for example, ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, styrene oxide, etc.) alone or in combination.
[0017]
Alternatively, it can be subjected to addition polymerization to polyester polyols and polyols obtained by esterification reaction of dibasic acids such as phthalic acid, maleic acid, adipic acid, het acid, succinic acid, hydrogenated dimer acid and the above-mentioned single chain glycols. Polyols of epsilon caprolactone, polytetramethylene ether glycol, castor oil, polybutadiene polyol, polyol type xylene formaldehyde resin alone or as a mixture. These preferably have a number average molecular weight of 60 to 16000.
[0018]
Examples of polyisocyanates having two or more isocyanate groups include 2,4 / 2,6 = 80/20 isomer ratio tolylene diisocyanate (abbreviated as 80/20 TDI), 65/35 TDI, 2,4-100 TDI, diphenylmethane 4,4'-diisocyanate (pure or monomeric MDI), polymeric MDI, crude MDI, hexamethylene diisocyanate (abbreviated as HDI), transcyclohexa-1,4-diisocyanate (abbreviated as CHDI), isophorone diisocyanate (abbreviated as IPDI) ), M-xylene diisocyanate (abbreviated as XDI), naphthalene diisocyanate (abbreviated as NDI), p-phenylene diisocyanate (abbreviated as PPDI), 4,4′-diphenylmethane triisocyanate (Desmodulation) RI, is alone or a mixture of Bayer's products), and the like can be used.
[0019]
In addition, as necessary for the liquid urethane resin (A), dioctyl phthalate (abbreviated as DOP), dibutyl phthalate (abbreviated as DBP), dioctyl adipate (abbreviated as DOA), chlorinated paraffin, phosphate ester Acetone, ethyl acetate, xylene, toluene, high-boiling solvents used as a general plasticizer such as a primary plasticizer, a flame retardant plasticizer, or a urethane resin can be mixed alone or in combination. . The viscosity is preferably 50 to 10,000 CPS at 20 ° C.
[0020]
The liquid urethane resin (A) of the present invention is added in an amount of 1 to 10 parts by weight, preferably 2 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the soil material (C). If the amount added with respect to the earth material (C) exceeds 10 parts by weight, the solidified body exhibits the characteristics of rubber and is undesirably deviated from the natural feeling. If the amount added is less than 1 part by weight, the consolidation strength becomes poor and the practical performance of water resistance and durability is not exhibited.
[0021]
The aqueous resin dispersion (B) of the present invention is preferably an aqueous resin dispersion obtained by polymerizing a vinyl polymer monomer or an aqueous resin dispersion of rubber latex. Examples of aqueous resin dispersions obtained by polymerizing vinyl polymerization monomers include acrylic resin emulsions, vinyl acetate emulsions, ethylene / vinyl acetate copolymer resin emulsions, acrylate / styrene copolymer resin emulsions, rubber latexes, and the like. Styrene / butadiene rubber latex, acrylonitrile / butadiene rubber latex, polychloroprene rubber latex, and the like, and these are water-based resin dispersions that may contain protective colloids such as polyvinyl alcohol, cellulose, starch, etc. There are no particular restrictions on the composition, type of emulsifier, and resin content (%). However, it is used in the range of 10 to 100% by weight, preferably 20 to 90% by weight, based on the resin solid content of the aqueous resin dispersion (B) with respect to the liquid urethane resin (A) used at the same time.
[0022]
The soil material (C) used in the present invention is a material in which solid particles formed by physical and chemical weathering of rocks are deposited or accumulated in a state that does not solidify well, and contains organic matter. Something that can be. For example, pure sand, Arakida soil, loam, mountain sand and natural river sand. Pure sand soil is a residual soil made by weathering granite, and Arakida soil is a silty clay called high-water-retaining viscous soil that originates from Arakidahara on the Arakawa coast of Tokyo. ROHM is a volcanic ash cohesive soil distributed throughout the country.
[0023]
These natural soils can be used singly or as a mixture, or sand and gravel can be used in an appropriate ratio, preferably 5 to 20% by weight. The moisture contained in these natural soils can be used by adjusting the humidity so that it is preferably in the range of about 5 to 15% by weight.
[0024]
The binder composition prepared in this way is mixed with natural soil as a soil material (C), and the isocyanate group in the composition has a —NCO group as water in the aqueous resin dispersion (B). It reacts with water contained in natural soil and gradually polymerizes and begins to harden. The oligomer in the aqueous resin dispersion also starts to gel, and further hardens as the water evaporates, so that an excellent pavement structure having excellent compressive strength, water resistance, wear resistance and the like is obtained. In the present invention, even if the isocyanate group is in the course of curing or after curing, due to the coexistence of the aqueous resin dispersion, the mechanism is not clear, but discoloration specific to the urethane resin is not observed.
[0025]
In addition, the polyisocyanate that has reacted with water is polymerized by urea bonds, but a small amount of carbon dioxide gas is generated in the process, and part of the gas remains as bubbles in the structure of the hardened pavement, resulting in a paved surface. It is useful for imparting moderate softness to the skin.
[0026]
These evaluations can be performed by dropping a golf ball from a height of 1 m on the pavement surface and measuring the coefficient of restitution (bounce height). Tends to have a high coefficient of restitution.
[0027]
The soil pavement material of the present invention may be mixed with fibers. The fiber is useful for preventing cracking of the consolidated pavement and the loss of the pavement edge. Organic short fibers and natural fibers such as paper, pulp, wool, silk, cotton, hemp, cellulose, and artificial fibers Nylon, polyester, polypropylene, urethane, acrylic, vinylon, etc., preferably 3-50 mm fiber length and fiber thickness is not particularly limited Short fiber for reinforcement to 100 parts by weight of soil material (C) On the other hand, it is preferable to use about 0.005 to 0.05 parts by weight alone or in combination.
[0028]
In the present invention, the liquid urethane resin (A) and the aqueous resin dispersion (B) are mixed with the earth material (C) so as to be in the above-mentioned blending range and used for the construction of the earth paving structure as the earth paving material. . This earth pavement material has the property that the pot life that can be paved after mixing (A) to (C) is 30 ° C. or more and 12 hours or less at 20 ° C., preferably 60 minutes or more and 10 hours or less, The time when walking on the pavement is within 24 hours, preferably within 18 hours after pavement.
[0029]
Moreover, the soil paving material consolidated product of the soil paving structure has a compressive strength of 4 kg / cm in JISR5201. ² Larger ones are preferred. If it is smaller than this, it tends to collapse when a person gets on the edge of the pavement structure, which is not preferable.
[0030]
Further, as a pavement method using the soil pavement material of the present invention, a liquid urethane resin (A) and an aqueous resin dispersion ( A simple method of spraying the mixture of B) may be used.
[0031]
The mixing method with the soil material (C) of the present invention is mixed using a mixing machine used for mixing general pavement such as a mortar mixer, park mill, etc., spread to a certain thickness, and then applied to asphalt pavement etc. Rolling pavement can be carried out once or more with a general rolling roller used.
[0032]
The base to be paved according to the present invention is not particularly limited, such as a crushed stone rolling layer, an asphalt concrete layer, concrete, mortar concrete and the like. For example, foundations generally used for constructions similar to these, such as earth, concrete, mortar, civil engineering, etc., or foundations such as metal, wood, etc. may be mentioned. In addition, these bases include cases in which already applied urethane coating material, epoxy coating material, and polymerizable coating material are formed, and synthetic polymer rugs such as PVC tiles. In addition, a sheet or rubber tile, a sheet or a similar tile, or an existing material in which a sheet-like material is attached to the substrate with an adhesive is also included in the substrate. The thickness of the natural soil pavement layer to be paved on the base is not particularly limited, but is 1 to 100 mm, preferably 15 mm or more and 100 mm or less, more preferably 20 to 80 mm.
[0033]
The soil pavement structure using the soil pavement material of the present invention is used for indoor / outdoor sports / ball game playgrounds, parks, walking paths of jogging courses, bicycle roads, rooftop pavements, and road pavements. It can be widely used for applications that can be utilized.
[0034]
[Action]
The mechanism of the discoloration of the binder is not necessarily clear, but when the binder is mixed with natural soil grains and used for a long period of time in soil pavement, it prevents the discoloration of the paved surface and keeps the natural color of the natural soil on the paved surface. It is.
[0035]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited thereto. In the examples, “parts” and “%” represent parts by weight unless otherwise specified.
[Preparation of Liquid Urethane Resin (A) Containing Isocyanate Group at Molecular Terminal]
[0036]
(Production Example 1)
HIPROX TG-3000 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc .: Polypropylene ether triol, hydroxyl value 56.1), 660 parts high, in a 2 liter four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer and inert gas inlet Prox DP-2000 (Dainippon Ink & Chemicals, Inc .: Polypropylene ether glycol, hydroxyl value 56.1) 540, 1, 3 butylene glycol 27 parts, dioctyl phthalate 176 parts, 80/20 TDI 355 parts were charged at 80 ° C. Reaction was performed for 5 hours to obtain a liquid urethane resin (A-1).
[0037]
The obtained properties were appearance: pale yellow liquid, free NCO%: 5.3, viscosity: 5000 CPS (20 ° C.).
[0038]
(Production Example 2)
Hyprox DP-1500 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc .: polypropylene ether glycol, hydroxyl value 74.8), 500 parts, NISSO-PB G- in a 2-liter four-necked flask similar to (Production Example 1) 2000 (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd .: polybutadiene glycol, molecular weight 2000) 250 parts, 1, 3 butylene glycol 9 parts, 207 parts 80/20 TDI were charged and reacted at 80 ° C. for 5 hours to obtain a liquid urethane resin (A-2). .
[0039]
The obtained properties were appearance: pale yellow liquid, free NCO%: 5.2, viscosity: 9000 CPS (20 ° C.).
[0040]
(Production Example 3)
Hyprox TG-3000 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc .: polypropylene ether triol, hydroxyl value 56.1), 240 parts, Hyprox DP-2000 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) Hydroxyl value 56.1) 400 parts and Millionate MR-200 (manufactured by Nippon Polyurethane: crude diphenylmethane diisocyanate) 810 parts were charged and reacted at 80 ° C. for 5 hours to obtain a liquid urethane resin (A-3).
[0041]
The obtained properties were appearance: brown liquid, free NCO%: 15.2, viscosity: 7600 CPS (20 ° C.).
[0042]
(Production Comparative Example 1)
Millionate MR-200 (crude diphenylmethane diisocyanate made from Nippon Polyurethane) was used for comparison.
[0043]
The properties were appearance: brown liquid, solid content: 100%, free NCO%: 31.0, viscosity: 200 CPS (20 ° C.).
[0044]
[Used soil, aqueous resin dispersion (B)]
<Sat>
Pure sand soil: 10-12% water content through a 5 mesh screen
Arakida soil: 10% to 12% water content through a 5 mesh screen
[0045]
<Aqueous resin dispersion (B)>
Aqueous resin dispersion (B-1): Evadic EV-15 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd., ethylene / vinyl acetate copolymer type, resin content 55%)
Aqueous resin dispersion (B-2): Boncoat 5495 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc., acrylic / styrene copolymer type, resin content 55%)
[0046]
(Example 1 7 Comparative Examples 1 to 5 )
[Preparation of test specimen for measuring pavement working time and consolidation strength] Add a soil, liquid urethane resin (A), and aqueous resin dispersion (B) to a spatula by mixing 1 liter of plastic beaker with the composition shown in Table 1. After a certain period of time to measure the pavement working time, the mixture is filled into three metal molds 40 × 40 × 160 mm for measuring the compressive strength and bending strength of the consolidated product, A sample that had been consolidated so as to have a consolidated specific gravity of 1.8 ± 0.1 was prepared as a test specimen.
[0047]
The results are shown in Table 2.
[0048]
<Evaluation test method>
[Compression and flexural modulus]
Using the consolidated body 40 × 40 × 160 mm produced by the above-described test body preparation method, a test of n = 3 was performed by the test method specified in “Physical Test Method for Cement” JIS R5201, and the average value was shown.
[0049]
[Normal and water resistance test of consolidated product]
Normal physical properties: Congealed body prepared by the above specimen preparation method was cured for 7 days in a room at 20 ° C and 65% humidity
Water resistance: The solidified body prepared by the above-described test specimen preparation method was cured in a room at 20 ° C. and a humidity of 65% for 7 days, then dipped in water at 20 ° C. for 7 days, and further removed at 20 ° C. and a humidity of 65%. The test value for 24 hours left in the room was indicated by the retention rate of the following equation with respect to the normal value.
[0050]

[0051]
[Repulsion coefficient of golf ball]
A concrete sidewalk board with a thickness of 50 x 300 x 300 mm, and a mixture of soil and an appropriate amount of liquid urethane resin (A) and aqueous resin dispersion (B), mixed at a thickness of 50 mm and a solidification specific gravity of 1.8 ± A golf ball is dropped from a height of 1 m using a sample that has been hardened to 0.1 so that it is cured for 7 days in a room of 20 ° C. and 65% humidity. The coefficient of restitution was measured by calculation.
[0052]

[0053]
Example of pavement composition
[Table 1]

[0054]
Tensile strength of pavement after 10 minutes of mixing
[Table 2]

[0055]
The strength of the pavement that prepared the sample for consolidation strength measurement after 1 and 5 hours of mixing
[Table 3]

[0056]
The strength of the pavement which prepared the sample for consolidation strength measurement after mixing for 15 hours
[Table 4]

[0057]
(Comparative example 6 ) Urethane-based liquid resin {"Samprene BD-04B" manufactured by Sanyo Chemical Industry Co., Ltd.} Add 100 parts of xylol, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, and dibutyl phthalate separately, and stir the mixture. To a simple solution. Add 4 parts of each of these to 100 parts of pure sand (willow production in Nara Prefecture, water content 10.0%), knead well to make a soil compound, and spread it on a slate plate to a thickness of about 50 mm. On average, the sample was left under direct sunlight in autumn, and the change in surface color was observed over time. As a result, all the formulations changed to a dark brown color tone in the course of 5 to 15 minutes (equivalent to gray scale 4 to 5), which was greatly different from the color tone immediately after the formulation. When the discolored surface layer portion was removed, the inside maintained the color tone immediately after kneading, but when left in direct sunlight, the color changed significantly again.
[0058]
(Example 8 ) 3 types of urethane resin liquid { (1) "Samprene BD-04B" manufactured by Sanyo Chemical Industries, (2) Dainippon Ink & Chemicals, Inc. “Pandex TP-1233” (3) Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd. "Sumidule"} To 100 parts of each, 20 parts each of xylol, ethyl acetate and dioctyl phthalate were added and stirred to prepare a total of 9 types of viscous resin solutions.
[0059]
For these resin liquids, (i) SBR latex {manufactured by Chugai Shoko Co., Ltd .: “One Coat Mix”}, (b) ethylene vinyl acetate emulsion {manufactured by Kuraray Co., Ltd .: “Panflex OM4000C”}, ( C) Mixture in which acrylic ester emulsion {"Bond CAT202" manufactured by Konishi Co., Ltd.) is increased stepwise in a solid content concentration ratio (aqueous resin dispersion / urethane resin) in the range of 0/10 to 20/10. And add it to each part of 2, 3, 7, and 10 parts of 100 parts of pure sand (willow production in Nara, water content 10.8%), knead well, and on the slate plate A pavement for testing was prepared by laying and laying on the surface to a thickness of 2.0 mm.
[0060]
The pavement was allowed to stand in direct sunlight, and the change in surface color with time was observed. As a result, in the case of a mixing ratio of aqueous resin dispersion / urethane resin of 0/10, the time until the color change was about 5 minutes was the shortest, and the degree of color change was the largest at a gray scale value of 4.5. As the mixing ratio of the aqueous resin dispersion / urethane resin increased, the time required to change the color became longer, and the degree of color change also decreased. This tendency was hardly influenced by the amount added to the true sand soil used in combination with the type of aqueous resin dispersion and urethane resin used.
[0061]
Further, when the aqueous resin dispersion exceeds 10/10, the effect of preventing discoloration is exhibited, but the durability (consolidation strength) when this is compacted to form a pavement layer is lowered. Therefore, it is necessary to obtain a binder composition in consideration of both the characteristics of color fastness and durability, and for this purpose, the mixing ratio of aqueous resin dispersion / urethane resin is 3/10 to 10 / It can be concluded that 10 is optimal.
[0062]
(Example 9 ) Urethane resin {"Pandex TP-1233" manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.}, 100 parts, 30 parts of dibutyl phthalate was added and stirred to prepare a resin liquid. Ethylene vinyl acetate emulsion {manufactured by Kuraray Co., Ltd .: “PANFLEX OM4000C” solid content 35%} as an aqueous resin dispersion previously diluted with water in 100 parts of this resin solution, (1) 50 parts (mixing ratio of aqueous resin dispersion / urethane resin 2/10), (2) 70 parts (same mixing ratio 3/10), (3) 100 parts (same mixing ratio 5/10), (Four) 150 parts (same mixing ratio 7/10), (Five) 200 parts (same mixing ratio 9/10), (6) 250 parts (same mixing ratio 11/10), (7) 300 parts (same mixing ratio 14/10), (8) The mixture was added at a ratio of 350 parts (same mixing ratio: 16/10), and stirred to adjust to 8 types of liquid mixture.
[0063]
4 parts of these mixed liquids are mixed with 100 parts of pure sand (willow production in Nara Prefecture, water content of 13.1%), mechanically kneaded, and spread on a crushed stone roadbed that has been pre-rolled to a thickness of about 80 mm. Then, after about 1 hour, the roller was pressed to form a dirt pavement surface.
[0064]
This work was carried out in direct sunlight at an air temperature of 25 ° C, but it was sufficient as a pavement not only for the stage after the leveling of the kneaded soil but also for the rain and snow on the surface during the period. It was functioning. The other (1) The pavement surface has a large discoloration over time, is hard and unsuitable for pavement surfaces, (6) ~ (8) Although the discoloration of the pavement surface was not seen, the strength of the pavement was insufficient, and the water-based resin dispersion (B) was excessively eroded by rainwater everywhere.
[0065]
【The invention's effect】
The present invention is a pavement made of a mixture of a liquid urethane resin (A) containing an isocyanate group at the molecular end, an aqueous resin dispersion (B), and a soil material (C), and can be used for a long period of time. Since the paved body is also excellent in water resistance and durability, it should be used widely for applications that are gentle on the body and used for natural purposes, such as athletic fields for sports and ball games, parks, walking paths for jogging courses, and simple road paving. Can do.
[0066]
The binder for soil pavement material of the present invention is a water-based resin dispersion in the reaction between the water contained in natural soil and the water molecules in the emulsion with the isocyanate group of the liquid urethane resin (A) to ensure the necessary pot life. It is presumed that the product (B) wraps and protects the isocyanate group, and therefore, the reaction of the isocyanate group and water is delayed, and the liquid urethane resin (A) is a urethane prepolymer having a low polyisocyanate monomer content. It is considered that the composition greatly extends the pot life.

Claims

Liquid urethane resin (A) which is liquid at room temperature containing an isocyanate group at the molecular end obtained by reacting a polyol having two or more hydroxyl groups with tolylene diisocyanate at an NCO / OH equivalent ratio of 1.3 or more and aqueous Ri Do from the resin dispersion (B),
Binder for soil pavement characterized in that the ratio (B) / (A) of the solid content of the aqueous resin dispersion (B) and the liquid urethane resin (A) is 3/10 to 10/10 A composition;
A soil pavement material comprising a soil material (C) whose moisture content is adjusted to 5 to 15% by weight .

The soil pavement according to claim 1, wherein the aqueous resin dispersion (B) is an aqueous resin dispersion obtained by polymerizing a vinyl-based polymerization monomer, or an aqueous resin dispersion of rubber latex .

The potable material according to claim 1 or 2, wherein the pot life at 20 ° C is within 15 hours .

A natural soil pavement method, comprising rolling and compacting the soil pavement material according to any one of claims 1 to 3 on a base .

A soil pavement structure comprising the soil pavement according to any one of claims 1 to 3 provided on a base .