JP4416423B2 - 塗床層の形成方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、道路、歩道、公園、広場、庭、スポーツ施設、建築物屋上等の透水性が必要とされる床面に適用できる塗床層の形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
透水性塗床材は、床面の排水性を高めること、あるいは雨水を地中に還元すること等を目的として用いられている。
従来、透水性塗床材としては、例えば、特開平8−92909号公報に記載のもののように、粒子径が大きな骨材(通常数ミリ〜十数ミリ)を少量の樹脂で結合させたタイプのものがよく用いられている。このようなタイプの透水性塗床材は、骨材粒子どうしの間に空隙を形成させることによって透水性を付与しているものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の透水性塗床材においては、上述のように骨材間の空隙によって透水性を付与させるため、樹脂の量は骨材粒子どうしが接着し得る程度(いわゆる点接着の状態)に抑制されている。このため、骨材に対する樹脂量が必ずしも十分とは言えず、形成された塗床面は、歩行等の衝撃によって骨材が取れやすく、十分な強度が得られにくい。樹脂量が少ないことにより、下地への付着性が十分でない場合もある。また、従来の透水性塗床材では、骨材間に空隙を形成させるため、骨材の粒子径が大きなものを用いており、形成された床表面に凹凸が現れてしまい、平滑性の高い面を得ることが困難となっている。
さらに、従来の透水性塗床材を施工する際には、コテを用いて材料を塗り広げたり、コテで塗付面を均したりすることが難しく、施工に手間がかかるという問題もある。
本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、平滑性が高く、十分な強度及び付着性を有する塗床層を効率良く形成できる方法を得ることを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
このような問題を解決するため、本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、特定の親水性樹脂被膜中に、特定の骨材を適度に分散させた塗床材を用いることが有効であることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【0005】
即ち、本発明は下記の塗床層の形成方法に係るものである。
1.床面に対し、
(A)硬化被膜の水に対する接触角が70度以下である親水性反応硬化型樹脂、
(C)平均粒子径50〜1000μmの骨材
(D)平均粒子径100μm以下の多孔質骨材
を含有し、(C)成分と(D)成分の体積比率が100:0.1〜100:5であり、単位体積当たりの骨材比率が55〜80体積%の被膜を形成する塗床材を塗付することを特徴とする塗床層の形成方法。
2.床面に対し、
(A)硬化被膜の水に対する接触角が70度以下である親水性反応硬化型樹脂、
(C)平均粒子径50〜1000μmの骨材
(D)平均粒子径100μm以下の多孔質骨材
(E)中空粒子
を含有し、(C)成分と(D)成分の体積比率が100:0.1〜100:5であり、単位体積当たりの骨材比率が55〜80体積%の被膜を形成する塗床材を塗付することを特徴とする塗床層の形成方法。
3.(A)成分が、(a)主剤及び(b)硬化剤からなる2液反応硬化型樹脂であり、これらの少なくとも一方が水溶性化合物または水分散性化合物であることを特徴とする1.または2.に記載の塗床層の形成方法。
4.(a)成分が自己乳化型エポキシ樹脂、(b)成分が自己乳化型ポリアミン化合物であることを特徴とする3.に記載の塗床層の形成方法。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態に基づき詳細に説明する。
【0007】
[親水性反応硬化型樹脂]
親水性反応硬化型樹脂(以下「(A)成分」という)は、(C)成分及び(D)成分の結合材としてはたらくとともに、本発明塗床層に透水性を付与するために重要な役割を果たす成分である。
(A)成分によって形成される被膜は、硬化被膜の水に対する接触角が70度以下、好ましくは65度以下であることが必要である。(A)成分の被膜がこのような親水性を有さない場合は、透水機能を発揮させることが困難となる。なお、硬化被膜の水に対する接触角は、樹脂をアルミニウム板に0.125mmの厚みで塗付し、温度20℃、相対湿度65%雰囲気下にて72時間乾燥させた後に、接触角計で測定される値である。
(A)成分は、反応硬化性を有するものであり、1液タイプ、2液タイプのいずれも使用することができるが、強度、付着性等を考慮すると2液タイプのほうが好ましい。(A)成分が反応硬化性を有さない場合は、強度、付着性、耐摩耗性等において十分な物性を得ることができない。
【0008】
(A)成分としては、(a)主剤(以下「(a)成分」という)、及び(b)硬化剤(以下「(b)成分」という)からなる2液反応硬化型樹脂で、これらの少なくとも一方が水溶性化合物または水分散性化合物であることが望ましい。このような態様では、(a)成分と(b)成分とを混合することで、これらの一方が疎水性であっても、親水性を高くすることが可能となる。
水分散性化合物としては、エマルション型化合物、強制乳化型化合物、自己乳化型化合物等があげられる。形成される塗床材層の耐水性等を考慮すると、自己乳化型化合物が好適に用いられる。
【0009】
(a)成分、(b)成分の組合せとしては、例えば、エポキシ−アミン、ポリオール−イソシアネート、カルボキシル−エポキシ、カルボキシル−金属イオン、カルボキシル−カルボジイミド、カルボキシル−オキサゾリン、カルボニル−ヒドラジド等があげられる。このうち、エポキシ−アミン、ポリオール−イソシアネート等の組み合わせが好適に用いられる。
【0010】
エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂、環式脂肪族エポキシ樹脂等、あるいはこれらをポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂等で変性したもの等をあげることができる。
【0011】
アミン化合物としては、例えば、例えば脂肪族ポリアミン、脂環式ポリアミン、芳香族ポリアミン、ポリアミド、ポリアミドアミン、複素環状アミンなど、またはこれらの変性物などが使用できる。
【0012】
ポリオールとしては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、フェノールレジンポリオール、エポキシポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、ポリエステル−ポリエーテルポリオール、ウレア分散ポリオール、カーボネートポリオール等があげられる。
【0013】
イソシアネートとしては、例えば、トルエンジイソシアネート(TDI)、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート(pure−MDI)、ポリメリックMDI、キシリレンジイソシアネート(XDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、水添XDI、水添MDI等のイソシアネートモノマーをアロハネート、ビウレット、2量化(ウレチジオン)、3量化(イソシアヌレート)、アダクト化、カルボジイミド反応等により、誘導体化したもの、及びそれらの混合物等を使用することができる。
【0014】
(a)成分と(b)成分の混合比率は、それぞれの反応性官能基の当量比が100:10〜400となるように配合されることが望ましい。
【0015】
本発明では、優れた透水性、強度、付着性、耐摩耗性等が得られることから、特に、(a)成分が自己乳化型エポキシ樹脂、(b)成分が自己乳化型ポリアミン化合物であることが望ましい。
【0016】
[骨材]
本発明に用いる骨材(以下「(C)成分」という)は、平均粒子径が50〜1000μm、好ましくは100〜800μm、さらに好ましくは200〜600μmのものである。平均粒子径が50μmより小さい場合は十分な透水性を得ることができず、また作業性が低下する傾向となる。1000μmより大きい場合は平滑性の高い床面を形成することができず、膜厚を薄くすることも困難である。
【0017】
(C)成分としては、平均粒子径が上記範囲内であれば、特に限定されず、天然品、人工品のいずれも使用することができる(但し、後述の(D)多孔質骨材は除く)。具体的には、例えば、珪砂、砂利、ガラスビーズ、樹脂ビーズ、金属粒、あるいは岩石、ガラス、陶磁器、焼結体、コンクリート、モルタル、プラスチック、ゴム等の破砕品等が挙げられる。このような骨材に着色を施したものも使用することができる。様々な色の骨材を適宜混合することにより、意匠性を高めることもできる。
【0018】
[多孔質骨材]
本発明に用いる多孔質骨材(以下「(D)成分」という)は、平均粒子径が100μm以下、好ましくは5〜100μmの開気泡型ものである。本発明では、この(D)成分を含むことにより、施工時の作業性、特にコテ作業性を高めることができる。また、形成される塗床層が適度な保水性を有するようになるため、水の気化熱による冷却効果を発揮することもできる。(D)成分の平均粒子径が100μmより大きい場合は作業性向上効果が得られにくくなる。
【0019】
(D)成分としては、例えば、シリカゲル、ゼオライト、硫酸ナトリウム、アルミナ、アロフェン、珪藻土、珪質頁岩、セピオライト、アタバルジャイト、モンモリロナイト、ゾノライト、イモゴライト、大谷石粉、活性白土、炭、活性炭、木粉、多孔質合成樹脂粒等が挙げられる。これらは1種または2種以上で使用することができる。このうち本発明では、特に珪藻土が好適である。
【0020】
本発明では、(C)成分と(D)成分の体積比率が100:0.1〜100:5、好ましくは100:0.5〜100:2となるように両成分を混合する。(D)成分がこの比率から外れる場合は、作業性向上効果が得られにくくなる。
【0021】
[中空粒子]
本発明では、さらに、中空粒子(以下「(E)成分」という)を含有することが好ましい。(E)成分としては、中空構造を有するものであり、その構造に着目すると開気泡型中空粒子と閉気泡型中空粒子に分類される。このうち本発明の中空粒子とは、閉気泡型中空粒子のことをいう。閉気泡型中空粒子の内部構造は、粒子1個当たり1個の中空を有する単一中空型であってもよいし、粒子1個当たり2個以上の中空を有する多中空型であってもよい。
(E)成分を含有することにより、施工時の作業性、特にコテ作業性をより高めることができる。
【0022】
(E)成分としては、例えば、中空セラミックビーズ、中空樹脂ビーズ等が挙げられる。中空セラミックビーズを構成するセラミック成分としては、例えば、珪酸ソーダガラス、アルミ珪酸ガラス、硼珪酸ソーダガラス、カーボン、アルミナ、シラス、黒曜石等が挙げられる。中空樹脂ビーズを構成する樹脂成分としては、例えば、アクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリル−スチレン共重合樹脂、アクリル−アクリロニトリル共重合樹脂、アクリル−スチレン−アクリロニトリル共重合樹脂、アクリロニトリル−メタアクリロニトリル共重合樹脂、アクリル−アクリロニトリル−メタアクリロニトリル共重合樹脂、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合樹脂等が挙げられる。これらは1種または2種以上で使用することができる。
本発明では、特に、中空セラミックビーズであることが好ましく、セラミック成分としては、特に、珪酸ソーダガラス、アルミ珪酸ガラス、硼珪酸ソーダガラスが好ましい。
(E)成分の形状としては、球形、楕円球形、偏平球形等が挙げられる。このうち球形のものを用いた場合、施工時の作業性、特にコテ作業性をより高めることができ好ましい。
【0023】
(E)成分の平均粒子径は通常0.5〜600μm、好ましくは5〜300μmである。平均粒子径がこのような範囲であることにより、作業性、仕上がり性がより向上する。
【0024】
(C)成分と(E)成分の体積比率は、好ましくは100:10〜100:70、さらに好ましくは100:15〜100:50となるように混合する。
(E)成分が100:10より少ない場合は、施工時の作業性、特にコテ作業性をより高めることが困難となる。100:70より多い場合は、割れ等が発生する場合がある。
【0025】
本発明では、形成される被膜において単位体積当たりの骨材比率が55〜80体積%、好ましくは60〜75体積%となるように、(A)成分と骨材((C)成分、(D)成分及び(E)成分)を混合する。なお本発明では、(E)成分も骨材に含まれる。
この比率が55体積%より小さいと、透水性が低下し、さらにノンスリップ性が低下する傾向となる。80体積%より大きいと、骨材が取れやすくなり、十分な強度が得られず、また下地への付着性が低下し、作業性も低下する傾向となる。
なお、本発明における単位体積当たりの骨材比率は、下記式にて理論的に算出される値であり、空隙は除外されるものである。
【0026】
【数1】
Figure 0004416423
【0027】
本発明の塗床材においては、上述の成分の他、通常塗床材に使用可能な添加剤、例えば、繊維、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、消泡剤、増粘剤等を使用することもできる。また、本発明の塗床材組成物は、樹脂量が多く、骨材の粒子径が比較的小さいため、顔料による着色を行うことも可能である。
【0028】
[形成方法]
本発明は、道路、歩道、公園、広場、庭、スポーツ施設、建築物屋上等の透水性が必要とされる床面に適用することができる。具体的な材質としては、例えば、硬質の土面や石面、コンクリート、モルタル、アスファルト等が挙げられる。また、インターロッキング、ポーラスコンクリート等の既存の透水性床面を改修、改装する目的で用いることもできる。
このような床面に対し、必要に応じ下地の整備、補修、処理等を行った後、上述の塗床材を金ごて等を用いて均一に塗付することにより塗床層が形成できる。樹脂として、水溶性化合物または水分散性化合物を用いた場合は、水を用いて希釈することが可能となり、環境面においても好ましいものである。
塗床層の乾燥膜厚は、通常1mm以上、好ましくは2〜4mmである。本発明においては、骨材の粒子径が比較的小さいため、このように薄塗りすることも可能である。
乾燥は常温にて行えばよいが、加熱することもできる。
【0029】
本発明では、上述の塗床材によって形成された塗床層に対し、樹脂液を浸透・硬化させることにより耐汚染性を高めることができる。ここで使用する樹脂液としては、固形分が50重量%以下であって該固形分中のシリコン成分量がSiO換算で0.5〜50重量%である樹脂液が好適である。このような樹脂成分は、水に対する接触角が70度以下の被膜を形成することが可能である。仮に、硬化直後における接触角が70度を超える場合であっても、大気中の水分や降雨等で供給される水と接触することで反応が進行し、接触角を70度以下に低下させることができる。なお、SiO換算とは、Si−O結合をもつ化合物を、完全に加水分解した後に、900℃で焼成した際にシリカ(SiO)となって残る重量分にて表したものである。
【0030】
樹脂液を塗床層に十分浸透させるため、樹脂液の固形分は50重量%以下(さらには40重量%以下)に設定することが望ましい。樹脂液の固形分は、溶媒を用いて調整することができる。固形分が50重量%より大きい場合は、塗床層の透水性が損われるおそれがある。固形分の下限は特に限定されないが、固形分が小さすぎると、塗付量や塗付回数を増やさなければ耐汚染性の効果が発揮できない点で不利である。固形分の好適な範囲は5〜40重量%、さらに好ましくは10〜35重量%である。なお、ここで言う固形分とは、JIS K5407の「4.加熱残分」によって求められる値である。
さらに、樹脂液の浸透性を高めるためには、樹脂液における樹脂成分として溶解型樹脂を使用することが望ましい。溶解型樹脂は、溶媒に樹脂成分が溶解した形態であり、比較的小さな分子量を有するものである。具体的にその重量平均分子量は70000以下、さらには3000〜30000であることが望ましい。
【0031】
樹脂液を塗床層に浸透させる際には、例えば、ローラー、刷毛、スプレー等の塗装器具を使用することができる。樹脂液の使用量は塗床層の乾燥膜厚に応じて適宜設定すればよい。樹脂液の使用量は概ね0.05〜0.5kg/mである。
樹脂液を塗床層に浸透させた後の硬化は、通常常温にて行えばよいが、加熱することも可能である。
【0032】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特徴をより明確にする。
【0033】
(実施例1)
表1に示す原料のうち、樹脂としては、樹脂▲2▼と樹脂▲4▼を混合したもの(混合重量比2:3)を用いた。この樹脂をアルミニウム板に0.125mmの厚みで塗付し、温度20℃、相対湿度65%雰囲気下(以下、標準状態という)にて72時間乾燥させた後、硬化被膜の水に対する接触角を接触角計「CA−DT」(協和界面科学社製)で測定したところ、その接触角は60度であった。
上記樹脂▲2▼、▲4▼の混合物に対し、表1に示す骨材▲2▼を、被膜の単位体積当たりの骨材比率が68体積%となるように混合して、塗床材1を得た。この塗床材1について下記の方法にて試験を行った。
【0034】
【表1】
Figure 0004416423
【0035】
○透水性試験
150×150×6mmのスレート板に、乾燥膜厚が3.0mmとなるように塗床材を塗付し、標準状態において7日間養生したものを試験体とした。
作製した試験体にスポイドで水を約10mlスポットした後、経時的にその状態を観察した。評価は、1時間後に水がなくなったものを○、1〜6時間後に水がなくなったものを△、6時間後に水が残っているものを×、とした。
【0036】
○耐衝撃性試験
70×70×20mmの標準モルタルの表面に、乾燥膜厚が3.0mmとなるように塗床材を塗付し、標準状態において7日間養生したものを試験体とした。
砂を敷き詰めた上に、作製した試験体の塗装面を上に向け置き、塗装面より30cmの高さから1kgの鉄球を落下させ、被膜の状態の変化を目視にて観察した。
このとき被膜に異常が認められないものを○、異常(骨材の離脱、被膜の割れ、剥離等)が認められるものを×、として評価を行った。
【0037】
○作業性試験
1810×910×3mmのスレート板に、乾燥膜厚が3.0mmとなるように塗床材をコテ塗りし、スレート板全面を塗り終えるまでの施工時間を測定した。また、硬化後の被膜の仕上り性を観察した。
評価は、施工時間が15分以下で仕上り性が良好なものを「○」、施工時間は15分以下であるが仕上り性に劣るものを「△」、施工時間が15分を超えるものを「×」とした。
【0038】
結果を表2に示す。
【0039】
【表2】
Figure 0004416423
【0040】
塗床材1は、透水性、耐衝撃性、作業性のいずれにおいても優れた結果となった。
【0041】
(実施例2)
表2に示すように樹脂、骨材を組み合わせた塗床材2を用いて、実施例1と同様にして試験を行った。塗床材2は、透水性、耐衝撃性、作業性のいずれにおいても優れた結果となった。
【0042】
(実施例3)
表2に示すように樹脂、骨材を組み合わせた塗床材3を用いて、実施例1と同様にして試験を行った。塗床材3は、透水性、耐衝撃性に優れており、作業性においてはより優れた結果となった。
【0043】
(比較例1)
表2に示すように樹脂、骨材を組み合わせた塗床材4を用いて、実施例1と同様にして試験を行った。塗床材4は、作業性に劣る結果となった。
【0044】
(比較例2)
表2に示すように樹脂、骨材を組み合わせた塗床材5を用いて、実施例1と同様にして試験を行った。塗床材5は、耐衝撃性及び作業性に劣る結果となった。
【0045】
(比較例3)
表2に示すように樹脂、骨材を組み合わせた塗床材6を用いて、実施例1と同様にして試験を行った。塗床材6は、十分な透水性を得ることができなかった。
【0046】
(比較例4)
表2に示すように樹脂、骨材を組み合わせた塗床材7を用いて、実施例1と同様にして試験を行った。塗床材7は、凹凸が目立つ仕上りとなった。
【0047】
(比較例5)
表2に示すように樹脂、骨材を組み合わせた塗床材8を用いて、実施例1と同様にして試験を行った。塗床材8は、十分な透水性を得ることができなかった。
【0048】
(比較例6)
表2に示すように樹脂、骨材を組み合わせた塗床材9を用いて、実施例1と同様にして試験を行った。塗床材9は、耐衝撃性、作業性に劣る結果となった。
【0049】
(比較例7)
表2に示すように樹脂、骨材を組み合わせた塗床材10を用いて、実施例1と同様にして試験を行った。塗床材10は、耐衝撃性に劣る結果となった。
【0050】
(比較例8)
表2に示すように樹脂、骨材を組み合わせた塗床材11を用いて、実施例1と同様にして試験を行った。塗床材11は、十分な透水性を得ることができなかった。
【0051】
(比較例9)
表2に示すように樹脂、骨材を組み合わせた塗床材12を用いて、実施例1と同様にして試験を行った。塗床材12は、十分な透水性を得ることができなかった。
【0052】
(比較例10)
表2に示すように樹脂、骨材を組み合わせた塗床材13を用いて、実施例1と同様にして試験を行った。塗床材13は、十分な透水性を得ることができなかった。
【0053】
(比較例11)
表2に示すように樹脂、骨材を組み合わせた塗床材14を用いて、実施例1と同様にして試験を行った。塗床材14は、十分な透水性を得ることができなかった。
【0054】
(実施例4)
溶剤可溶形アクリルシリコン樹脂(固形分中のシリコン成分量(SiO換算)1.5重量%、重量平均分子量20000、固形分52重量%、溶媒:トルエン・キシレン・メタノール)100重量部、ジブチルスズジラウレート溶液(固形分5重量%、溶媒:キシレン)2重量部、溶剤(トルエン・キシレン混合物)47重量部を混合することにより、樹脂液を製造した。この樹脂液の固形分は35重量%であった。
150×150×6mmのスレート板に、乾燥膜厚が3.0mmとなるように塗床材1を塗付し、標準状態において24時間乾燥させた後、上記樹脂液を0.3kg/mの塗付量でローラー塗りすることにより浸透させ、さらに標準状態にて7日間乾燥硬化させたものを試験体とした。
作製した試験体を、汚染材料(コーヒー)に24時間浸漬した後、80℃の恒温器にて24時間放置した。恒温器から取り出した試験体を放冷した後、20℃の水に3時間浸漬し、次いで標準状態にて3時間放置した。このときの汚染の程度を試験前の試験体と比較したところ、汚染は認められなかった。
塗床材1を塗付した後、上記樹脂液を浸透・硬化させた試験体では、透水性試験及び耐衝撃性試験においても優れた結果となった。
【0055】
【発明の効果】
本発明によれば、平滑性が高く、十分な強度、付着性、透水性を有する塗床層を効率良く形成することができる。また、形成された塗床層は適度なノンスリップ性を有する。

Claims (4)

  1. 床面に対し、
    (A)硬化被膜の水に対する接触角が70度以下である親水性反応硬化型樹脂、
    (C)平均粒子径50〜1000μmの骨材
    (D)平均粒子径100μm以下の多孔質骨材
    を含有し、(C)成分と(D)成分の体積比率が100:0.1〜100:5であり、単位体積当たりの骨材比率が55〜80体積%の被膜を形成する塗床材を塗付することを特徴とする塗床層の形成方法。
  2. 床面に対し、
    (A)硬化被膜の水に対する接触角が70度以下である親水性反応硬化型樹脂、
    (C)平均粒子径50〜1000μmの骨材
    (D)平均粒子径100μm以下の多孔質骨材
    (E)中空粒子
    を含有し、(C)成分と(D)成分の体積比率が100:0.1〜100:5であり、単位体積当たりの骨材比率が55〜80体積%の被膜を形成する塗床材を塗付することを特徴とする塗床層の形成方法。
  3. (A)成分が、(a)主剤及び(b)硬化剤からなる2液反応硬化型樹脂であり、これらの少なくとも一方が水溶性化合物または水分散性化合物であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の塗床層の形成方法。
  4. (a)成分が自己乳化型エポキシ樹脂、(b)成分が自己乳化型ポリアミン化合物であることを特徴とする請求項3に記載の塗床層の形成方法。
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