JP5373556B2

JP5373556B2 - 耐熱性塗床の施工方法

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Publication number: JP5373556B2
Application number: JP2009252899A
Authority: JP
Inventors: 雅司森川; 直哉根本; 貴弘野瀬; 勇一作田
Original assignee: 株式会社エービーシー商会
Priority date: 2009-11-04
Filing date: 2009-11-04
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2029-11-04
Also published as: JP2011099207A

Description

本発明は、耐熱性塗床の施工方法に関し、更に詳細には、食品工場の床や、厨房の床などの熱水を繰り返し使用する環境下にも耐え得る、表面平滑性に優れる耐熱性塗床の施工方法に関する。

食品工場・厨房床など熱水を繰り返し使用する過酷な条件の床には、耐熱性、耐熱水衝撃性、耐衝撃性、耐薬品性、耐磨耗性等に優れるポリウレタン系セメントモルタル組成物が採用される機会が多くなっている。

このポリウレタン系セメントモルタル組成物は、水硬性セメント、水、ポリオール、イソシアネート化合物および骨材からなるものであり、現場で上記各成分を混合することにより、水と水硬性セメントの水和反応、ポリオールとイソシアネートとのウレタン化反応およびイソシアネートと水による炭酸ガスの発生を伴うウレア化反応が同時に進行し、硬化する。そして、硬化後の上記組成物は硬く、耐摩耗性に優れ、加えて耐熱性や耐薬品性に優れることから、食品工場、化学工場、機械工場をはじめとする工場床等、産業床における耐久性に優れた床材として使用されている。

しかしながら、このポリウレタン系セメントモルタル組成物は、耐磨耗性、耐衝撃性、耐熱性などの性能に優れるものの、水硬性セメント、水、ポリオール、イソシアネート化合物の硬化反応時に生じる組成物の大きな収縮のため、床洗浄に使う蒸気や熱水の影響により表面に亀裂が発生しやすいという問題がある。従って、使用する熱水の温度が６０℃を超える場所の床材として利用する場合は、硬化収縮の影響を少なくするために、反応に寄与しない骨材成分を増量して組成物の収縮を小さくし、表面のクラックや下地コンクリートからの剥離を防止する必要があった。

上記のポリウレタン系セメントモルタル組成物に配合される骨材成分としては、粒径１〜４ｍｍの硅砂や碍子屑がよく用いられている。骨材成分の粒径がこれよりも小さいと材料中の骨材が下に沈みやすくなり、表面には収縮しやすい樹脂成分が多く残る原因となり、逆にこれよりも大きいと塗床材の施工性を著しく低下させる原因になりやすい。

従って、床洗浄に使う蒸気や熱水に対して耐久性を発揮するためには、上記のポリウレタン系セメントモルタル組成物の表面が、粒径１〜４ｍｍの骨材と樹脂がバランスよく配置された状態が好ましく、仕上がった床材表面は適度な凹凸を持つことが特長となっている。

ところで、床材表面の凹凸は、床が水で濡れている際にはすべりの抑制効果が発揮されるが、その反面、凹凸は汚れや雑菌の繁殖原因の一つとしてあげられることから、ＨＡＣＣＰ対応の食品工場床としては、本来床の仕上げは平滑面であることが求められ、平滑性を有する耐熱性塗床材が食品工場を中心にますます重要となってきている。

そこで、ポリウレタン系セメントモルタル組成物を用いて表面の平滑性を確保することが求められており、このような平滑性のある表面は骨材を適宜調整し、組成物に流動性を与えて施工することによって得ることが可能となる。しかしその場合は、骨材配合量の低下に伴う、繰り返しの熱の作用による収縮力に対して対応できるだけの柔軟性を付与することが必要となる。

従来、ポリウレタンベース組成物に柔軟性を付与する方法としては、活性水素含有化合物とイソシアネートとの配合比率を限定し、収縮を緩和する方法や（特許文献１）、ポリウレタンベース組成物の流動パラフィンを混入する方法（特許文献２）などが提案されているが、これらの方法では、いずれも充分な表面の平滑性が得られていないというのが現状である。

また、ポリウレタンベース組成物に配合されるイソシアネート化合物としては、作業性、硬化性の面から次の一般式（Ｉ）

（ｎは、０ないし４の数を示す）
で表される多核ポリフェニレンポリメチルポリイソシアネート、（以下、「粗ＭＤＩ」と略す）が一般的であるが、この粗ＭＤＩをイソシアネート化合物として使用する場合の別の課題として、反応硬化後の塗膜の色安定性の問題が挙げられる。すなわち、粗ＭＤＩの原料は、褐色となっているものが多く、また、祖ＭＤＩ自体が室内照明や殺菌投などから発する紫外線により変色しやすいため、明彩色系の色合いをもつ床材での利用には限界があった。

従って、塗床材の施工において、表面のクラックや下地コンクリートからの剥離を防止し、平滑性の高い表面を与え、しかも長期使用によっても外観色の変化しない工法が求められていた。

特開２００２−１２４６３特開２００６−２４０９３３

本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、食品工場、厨房床材などとして長期間耐久性を確保できる表面平滑性に優れる耐熱性塗床の施工方法、更には、従来のポリウレタンベース組成物を利用した塗床と比較し、長期間色安定性に優れた上記耐熱性塗床の施工方法の提供を目的とするものである。

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、ポリウレタン系セメントモルタル組成物からなるベースモルタル層の上に、特定の樹脂組成物を含むトップコート層を塗布することにより、耐熱性、表面平滑性および光安定性を満足できる塗床が得られることを見出し、本発明を完成した。

すなわち本発明は、水硬性セメント、水、ポリオール、イソシアネート化合物および骨材を含むポリウレタン系セメントモルタル組成物によりベースモルタル層を形成した後、その上にメチルメタアクリレート系樹脂またはビニルエステル系樹脂から選ばれる樹脂と骨材を含む組成物を塗布し、トップコート層を形成することを特徴とする耐熱性塗床の施工方法である。

本発明の施工方法による耐熱性塗床は、表面平滑性に優れることから、汚れや雑菌繁殖が起こりにくい床となる。また、この塗床は、定期的に行われる熱水や蒸気による洗浄殺菌によっても長期間劣化することがない耐久性の高いものであるため、ＨＡＣＣＰやＩＳＯ２２０００対応の食品工場向けや、厨房などの床として利用できる。

本発明の耐熱性塗床の施工方法は、ポリウレタン系セメントモルタル組成物（以下、「ベース組成物」という）によりベースモルタル層を形成した後、その上にメチルメタアクリレート系樹脂またはビニルエステル系樹脂から選ばれる樹脂と骨材を含む組成物でトップコート層を形成するものである。

このベースモルタル層を形成するベース組成物は、水硬性セメント、水、ポリオール、イソシアネート化合物および骨材を含むものである。

このベース組成物において用いられる水硬性セメントは、水と混和することにより硬化または凝結するセメント類を意味し、好ましいものとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント（白色セメント）ポルトランドセメントや、高アルミナ含量の迅速硬化型セメントを挙げることができる。

また、ポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール等の親水性のポリオールや、ヒマシ油系ポリオール、ポリブタジエン系ポリオール、水添ポリブタジエン系ポリオール等の疎水性のポリオールを挙げられる。このうち、疎水性のポリオールが好ましく、更に、熱安定性、耐加水分解性、耐酸性、耐溶剤性、耐磨耗性、耐衝撃性の面からヒマシ油系ポリオールが好ましい。このヒマシ油系ポリオールのうち特に好ましいものとしては、その水酸基価８５〜３５０、官能基数２.５〜５のものを挙げることができる。

更にイソシアネート化合物としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等の脂肪族系ポリイソシアネート、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（ＭＤＩ）等を挙げることができる。

更にまた、骨材としては、公知の無機系骨材または有機系骨材が使用できるが、無機系骨材が好ましい。この無機系骨材としては川砂、珪砂などの天然珪酸質、ガラス、セラミックス、電融アルミナ、炭化珪素などの無機材料を粉砕したもの、ガラスバルーンやシラスバルーンのような無機系中空材料も使用できる。無機系骨材の粒径は、０.０５〜４ｍｍであるものが好ましい。

上記ベース組成物における水硬性セメント、水、ポリオール、イソシアネート化合物および骨材の一般的配合量および好ましい配合量は次の通りである。

成分一般的範囲好ましい範囲
水硬性セメント５〜２０９〜１２
水２〜５２〜３
ポリオール２〜５２〜３
可塑剤２〜４２〜３
イソシアネート化合物１０〜１５９〜１２
骨材６０〜８０６５〜７０

その他ベース組成物には、任意成分として、減水剤、乳化剤、分散剤、表面調整剤、顔料などを配合することができる。

一方、本発明施工方法で、トップコート層を形成する組成物（以下、「上塗組成物」という）は、常温硬化型或は熱硬化型のメチルメタアクリレート系樹脂またはビニルエステル系樹脂から選ばれる樹脂と骨材を含むものである。

このうち、メチルメタアクリレート系樹脂（以下、「ＭＭＡ樹脂」という）は、メタクリル酸エステルまたはアクリル酸エステルとの共重合体であり、その好ましい例としては低臭気性アクリルモノマーとの共重合体からなるＭＭＡ樹脂を使用した低臭気性ＭＭＡ樹脂があげられる。

（式中、Ｒ_１は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ_２はＣ_１ないしＣ_４のアルキル基を
示す）

このうち、好ましい基Ｒ_２としては、メチル基が挙げられる。また、ＭＭＡ樹脂の市販品例としては、アクリメート７５００、２７００（ディーエイチ・マテリアル株式会社製）、アクリトーンフロアーＦＴ−１３０、ＦＴ−５２３、ＴＦ−５２４、ＬＴ−９６４０（株式会社菱晃製）等が挙げられ、これらを利用することができる。

また、ビニルエステル系樹脂（以下、「ＶＥ樹脂」という）は、エポキシ樹脂にメタクリル酸を反応させて、その末端にメタクリル酸を付加したものであり、その好ましい例としては下式で表される、耐酸性、耐アルカリ性に優れたビスフェノール型ビニルエステル樹脂と低臭気性モノマーを共重合体とした低臭性ビニルエステル樹脂があげられる。

上記ＶＥ樹脂の市販品例としては、ディックライトＵＥ−５１０１−Ｌ、ＵＥ５２１０、ＵＥ−３５０５、ＵＥ−２０８３、ＵＥ−７０１６、ＵＥ−１１５０（ＤＩＣ株式会社製）、リポキシＲ８０４、Ｒ８０２、Ｒ８０６、Ｈ６００、Ｈ６１０、ＮＳＲ１１２Ｔ（昭和高分子株式会社製）等が挙げられ、これらを利用することができる。

更に上塗組成物における骨材としては、炭酸カルシウム、タルク、硅砂粉、マイカ粉、ガラスフレーク等の鱗片状、酸化チタン、硫酸バリウム、チタン酸カリウム等の繊維状粉体、柱状粉体、針状粉体が挙げられる。なお、上塗組成物で形成するトップコート層は、その平滑性が平均粗さ（Ｒａ）３０μｍ以下であることが好ましいため、この骨材の平均粒径もこれに適合するような粒径、例えば、５ないし２０μｍ程度であることが好ましい。

上記上塗組成物におけるＭＭＡ樹脂またはＶＥ樹脂および骨材の一般的および好ましい配合量は、次の通りである。

成分一般的範囲好ましい範囲
ＭＭＡ樹脂または５０〜９０７０〜８５
ＶＥ樹脂
骨材１０〜５０１５〜３０

更に上記上塗組成物には、任意成分として、着色顔料、消泡剤、分散剤などを配合することができる。着色顔料、消泡剤、分散剤などは特に限定されるものではなく、仕上げ材として良好な表面性が得られるように調整し使用できる。

本発明の塗床の施工方法は、次のようにして行われる。すなわち、まず上記したベース組成物を十分に混合し、均一とした後、木ゴテ、金ゴテなどの専用の施工道具を用いて均一な厚さとなるように施工し、硬化させることでベースモルタル層を形成する。

上記塗床が形成される基体は、主としての新設のコンクリート下地又は補修用途の既設のコンクリート下地を意味し、土木建築物などの床面を包含するものである。また、ベース組成物の混合は、モルタルミキサーや容器回転型ペール缶ミキサーなどのような混合手段を使用して行われる。更に、基体上へのベース組成物の施工は、例えば、コテ塗り、注ぎ込み、その他の適切な方法で行うことができる。

この、ベースモルタル層としては、通常１〜１０ｍｍの厚さで施工され、３〜５ｍｍの厚さで施工することが好ましい。

次いで、上記ベースモルタル層が硬化した後に、上塗組成物を塗布し、トップコート層を形成する。この上塗組成物の塗布は、ベースモルタル層の施工終了後、ベースモルタル層が表面硬化した段階であればいつでも施工は可能であるが、通常、４〜１６時間経過後に行うことが好ましい。

このトップコート層の形成は、上塗組成物を十分に混合し、均一とした後、前記ベースモルタル層上に金ゴテ、ローラー刷毛により施工することにより行われる。上塗組成物の混合は低速〜高速攪拌機で行うことができる。

このトップコート層の厚さは、通常０.１〜４ｍｍであり、好ましくは０.４〜２ｍｍである。また、その表面粗さ（Ｒａ）は、３０μｍ以下であることが好ましい。

なお、トップコート層の施工に先立ち、ベースモルタル層の表面に存在する微細な空隙の影響を防止するため、上塗組成物と同じ組成物を０.１〜０.４ｋｇ／ｍ^２程度で目止め処理を行った後に上塗層を施工することが好ましい。

以上のようにして施工された本発明の塗床は、厚さ１〜１０ｍｍのベースモルタル層上を、ＭＭＡ樹脂またはＶＥ樹脂を含有し、かつ平滑なトップコート層で厚さ０.１〜４ｍｍに被覆したものであるため、食品工場・厨房床として使用可能な表面平滑性と、耐熱性に優れた塗床となるものである。

以下、実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に何ら制約されるものではない。

実施例１〜４および比較例１、２
基体としてのコンクリート平板上に、下記表１に示すベース組成物および上塗組成物を用い、同表に示す塗り付け量でベースモルタル層とトップコート層よりなる塗床を形成した。

なお、ベースモルタル層の塗布は、ベース組成物を木ゴテにより材料を配り、金ゴテによる表面押えを行い、ベースモルタル層の施工後１６〜２４時間経過後に目止め処理を行い、目止め処理後１〜４時間経過後にトップコート層の塗布を、金ゴテにより行った。

注１）ケミクリートＭトップコート基剤、（株式会社エービーシー商会）
引張強度（２５ＭＰａ）、伸び率（５％）、低臭タイプ
注２）ケミクリートＶ基剤、（株式会社エービーシー商会）
引張強度（４０ＭＰａ）、伸び率（３％）、低臭タイプ
注３）平均粒径２０ミクロン
注４）平均粒径２０ミクロン
注５）平均粒径４５ミクロン
注６）ケミクリートＭトナー（株式会社エービーシー商会）着色顔料
注７）８％ナフテン酸コバルト
注８）クメン酸パーオキサイド他混合過酸化物
注９）主剤として、水分散型ポリオール（住化バイエル：ＶＰＬＳ２２４８）
７３部、ポリエステルポリオール｛協和発酵株式会社：キョ−ワポール
２０００ＢＡ、官能基数２、水酸基価５３〜５９ｍｇＫＯＨ／ｇ、酸化
０.５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、粘度１８.４Ｐａ・Ｓ／２５℃｝１２部、
トナー５部、消泡剤｛共栄社化学株式会社：フローレンＡＣ１１６０｝
１０部を配合した。
注10）硬化剤として、ＭＤＩ系疎水性イソシアネート｛日本ポリウレタン工業
株式会社：ＷＣ−１０３、ＮＣＯ含有量２０％｝７５部、ポリメリツク
ＭＤＩ（ＢＡＳＦＩＮＯＡＣ：ＭＢ−５Ｓ、ＮＣＯ含有量３１％）２５
部を配合した。
注11）骨材１として、水硬性セメント含有骨材９００部（骨材の最大粒形約５
ｍｍ以下）
注12）骨材２として、水硬性セメント含有骨材５００部（骨材の最大粒形約１
ｍｍ以下）

得られた各塗床について、その表面粗さ（Ｒａ）を測定後、紫外線照射試験、耐衝撃性試験および冷熱繰り返し試験を行った。それぞれの試験は、下記方法により実施した。この結果を表２に示す。

（イ）紫外線照射試験：
殺菌灯１灯を各塗床表面から高さ２００ｍｍの位置に設置し、これで照射した。殺菌灯には株式会社東芝製「殺菌ランプＧＬ１５」を使用した。
（ロ）耐衝撃性試験：
塗床表面から高さ１ｍの位置より１ｋｇの鋼球を３０回落下させ、塗床の破損状況を観察した。
（ハ）冷熱繰り返し試験：
各塗床表面に９５℃熱水を１分間、１０℃冷水を１４分間流し、これを１サイクルとし、各サイクル後の表面状態を観察した。

この結果から、従来一般的に実施してきたポリウレタン系組成物に流動性を与え表面を平滑に仕上げた塗床（比較例２）よりも、表面粗さが小さく、かつ温冷繰り返しに耐性を持ち、紫外線による変退色性に優れた塗床であることが明らかになった。

本発明により得られた塗床は、熱水によるクラックなどの発生がなく、表面平滑性に優れ、耐熱性を有すると共に長期間の色安定性にも優れたものである。

従って、本発明の塗床の施工方法は、食品工場の床や、厨房床などとして有利に利用することができるものである。

以上

Claims

水硬性セメント、水、ポリオール、イソシアネート化合物および骨材を含むポリウレタン系セメントモルタル組成物によりベースモルタル層を形成した後、その上にメチルメタアクリレート系樹脂またはビニルエステル系樹脂から選ばれる樹脂と骨材を含む組成物を塗布し、その仕上がり表面粗さ（Ｒａ）が、３０μｍ以下となるようトップコート層を形成することを特徴とする耐熱性塗床の施工方法。
ベースモルタル層の厚さが、１〜１０ｍｍである請求項１記載の耐熱性塗床の施工方法。
トップコート層の厚さが、０.１〜４ｍｍである請求項１または２記載の耐熱性塗床の施工方法。
水硬性セメント、水、ポリオール、イソシアネート化合物および骨材を含むポリウレタン系セメントモルタル組成物によりベースモルタル層を形成した後、その上にメチルメタアクリレート系樹脂またはビニルエステル系樹脂から選ばれる樹脂と骨材を含む組成物を塗布し、トップコート層を形成することにより施工され、その表面粗さ（Ｒａ）が、３０μｍ以下であることを特徴とする食品工場ないし厨房用耐熱性塗床。