JP6857076B2

JP6857076B2 - 塗床用水硬性ポリマーセメント組成物の硬化促進剤組成物及び硬化促進方法

Info

Publication number: JP6857076B2
Application number: JP2017087174A
Authority: JP
Inventors: 裕之田口; 一平森; 鈴木　宏一; 宏一鈴木
Original assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Current assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Priority date: 2017-04-26
Filing date: 2017-04-26
Publication date: 2021-04-14
Anticipated expiration: 2037-04-26
Also published as: JP2018184320A

Description

本発明は、ポリオール、ポリイソシアネート、希釈剤、セメント、骨材及び水を含有してなる塗床用水硬性ポリマーセメント組成物にその施工時に添加して硬化を促進する塗床用水硬性ポリマーセメント組成物の硬化促進剤組成物に関する。

塗床用水硬性ポリマーセメント組成物は、熱水による洗浄を高頻度で行ない且つ年中無休状態で稼動する食品工場床等の下地コンクリート上に直接塗付され硬化して塗り床と成るものであるが、特に冬季の１５℃以下の低温時に施工すると硬化が遅延し、施工翌日にも硬化が不十分となって床として使用できない場合があるという課題がある。

これに対して、実用上十分な可使時間を持ち、低温硬化性に優れる硬化性ポリマーセメント組成物が提案されている。該硬化性ポリマーセメント組成物は、ポリオール、触媒、ポリイソシアネート、セメント、骨材及び水を含有して成る硬化性ポリマーセメント組成物において、触媒としてイミダゾール化合物及びジモルホリノジエチルエーテルを用いることを特徴とする硬化性ポリマーセメント組成物である（特許文献１参照）。

また、良好な仕上がり外観を与えるポリウレタン系セメント組成物として、（ａ）水硬性セメント、（ｂ）骨材、（ｃ）イソシアネート基を含む化合物、（ｄ）水、（ｅ）３級アミン化合物触媒、および（ｆ）活性水素含有化合物（ただし水および３級アミン化合物触媒を除く）、を必須成分とするポリウレタン系セメント組成物が提案されている（特許文献２参照）。

特開２００４−６７４１９号公報特開平１１−７９８２０号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の３級アミン化合物、イミダゾール化合物、ジモルホリノジエチルエーテルを使用すると、十分な硬化促進効果が得られない場合があり、また可使時間が短くなって施工が出来なくなる場合があるという課題がある。

本発明が解決しようとする課題は、１５℃以下のいずれの温度下においても、材料を混合後に下地コンクリート上に施工可能な所謂可使時間を十分に有すると共に８時間以内に硬化して塗り床として使用が可能となり、硬化後の塗膜（塗り床）に炭酸ガス等による膨れ、発泡（ピンホール）がなく、さらには塗膜（塗り床）の性能が低下することがない、塗床用水硬性ポリマーセメント組成物の硬化促進剤組成物及び硬化促進方法を提供することにある。

上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、ポリオール、ポリイソシアネート、希釈剤、セメント、骨材及び水を含有してなる塗床用水硬性ポリマーセメント組成物の硬化促進剤組成物であって、２−（ジメチルアミノ）エタノールとＮ−（３−アミノプロピル）モルホリンとから成り、２−（ジメチルアミノ）エタノールは４５〜６５重量部、Ｎ−（３−アミノプロピル）モルホリンは３５〜５５重量部から成ることを特徴とする塗床用水硬性ポリマーセメント組成物の硬化促進剤組成物を提供する。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の塗床用水硬性ポリマーセメント組成物の硬化促進剤組成物を塗床用水硬性ポリマーセメント組成物のポリイソシアネート１００重量部に対して１．５〜１８．０重量部配合することを特徴とする塗床用水硬性ポリマーセメント組成物の硬化促進方法を提供する。

また、請求項３記載の発明は、請求項１記載の硬化促進剤組成物を水に溶解させて成る塗床用水硬性ポリマーセメント組成物の硬化促進剤組成物を提供する。

また、請求項４記載の発明は、２−（ジメチルアミノ）エタノールとＮ−（３−アミノプロピル）モルホリンの混合物は５〜１５重量部、水は８５〜９５重量部から成ることを特徴とする請求項３記載の塗床用水硬性ポリマーセメント組成物の硬化促進剤組成物を提供する。

また、請求項５記載の発明は、請求項３又は請求項４記載の塗床用水硬性ポリマーセメント組成物の硬化促進剤組成物を塗床用水硬性ポリマーセメント組成物のポリイソシアネート１００重量部に対して、２−（ジメチルアミノ）エタノールとＮ−（３−アミノプロピル）モルホリンの混合物が１．５〜１８．０重量部となるように配合することを特徴とする塗床用水硬性ポリマーセメント組成物の硬化促進方法を提供する。

本発明の塗り床用水硬性ポリマーセメント組成物の硬化促進剤組成物及び硬化促進方法は、ポリオール、ポリイソシアネート、希釈剤、セメント、骨材及び水を含有してなる塗床用水硬性ポリマーセメント組成物を１５℃以下の低温時に下地コンクリート上に施工する際に該塗床用水硬性ポリマーセメント組成物に配合するが、塗床用水硬性ポリマーセメント組成物は低温になるにしたがって硬化時間が遅くなるため、これに応じて本発明の硬化促進剤組成物の配合量を増やすことで、いずれの温度下でも所定の硬化性を得ることが出来る効果がある。

また、１５℃以下のいずれの温度下においても塗床用水硬性ポリマーセメント組成物と硬化促進剤組成物を混合後に下地コンクリート上に施工可能な所謂可使時間が十分に確保されると共に８時間以内に硬化してその後塗り床として使用することが出来る効果がある。

また、硬化促進剤組成物を配合して硬化した塗膜（塗り床）には炭酸ガス等による膨れ、発泡（ピンホール）が無く、更には塗膜（塗り床）の性能が低下することが無い、という効果がある。

以下本発明について詳細に説明する。

まず、ポリオール、ポリイソシアネート、希釈剤、セメント、骨材及び水を含有してなる塗床用水硬性ポリマーセメント組成物について説明する。

塗床用水硬性ポリマーセメント組成物に使用するポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、２−メチル−１，３−プロピレングリコール、２，２−ジメチル−１，３−プロピレングリコール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２，２，４−トリメチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２−エチル−１，６−ヘキサンジオール、１，２−オクタンジオール、１，８−オクタンジオール、２−メチル−１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、１，１０− デカンジオール、１，１２−オクタデカンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の低分子量ポリオール、アンモニア及びメチルアミン、エチルアミン、アニリン、フェニレンジアミン、イソホロンジアミン等の活性水素を２個以上有する低分子量アミン化合物のエチレンオキシド重付加物又はエチレンオキサイド／プロピレンオキシド共重付加物、ひまし油系ポリオール、ビスフェノールＡ骨格を有する４官能ポリオール、ポリエンポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリシリコンポリオール等の高分子量ポリオール等を使用することが出来る。

また、塗床用水硬性ポリマーセメント組成物に使用するポリイソシアネートとしては、作業性が良好となり、また低温での速硬化性さらには硬化後の強度が高いことより、４，４´−ジフェニルメタンジイソシアネートからなるポリメリックＭＤＩ（ポリメチルポリフェニルポリイソシアネート）を使用することが好ましく、ＮＣＯ当量は１００〜１５０が好ましい。ＮＣＯ当量が１００未満では硬化物が発泡による膨れが生じる等で仕上がりが不良となり、ＮＣＯ当量が１５０超では硬化後の強度が不十分となる。もちろん、他の脂肪族ポリイソシアネートや芳香族ポリイソシアネートや脂環式ポリイソシアネート等も使用することもでき、また併用することも可能である。

また、塗床用水硬性ポリマーセメント組成物に使用する希釈剤としては、アルキルスルホン酸エステル化合物、アジピン酸エステル等を単独又は併用することができ、組成物を低粘度として下地コンクリート上に容易に塗付可能する。アルキルスルホン酸エステル化合物は非フタル酸系の可塑剤であり、市販品としてメザモール（商品名、１００％アルキルスルホン酸エステル化合物、バイエル社製）がある。またアジピン酸エステルとしてはアジピン酸ジイソノニルが好ましい。上記ポリオールと希釈剤と水を混合して１液とし、主剤として形成することが好ましい。また該主剤には塗材を着色するためのトナーを配合することが出来る。この場合上記ポリイソシアネートは硬化剤となる。

また、塗床用水硬性ポリマーセメント組成物に使用するセメントとしては、塗り床として特定の色調が付与できるように、主として白色ポルトランドセメントを使用することが好ましい。勿論普通ポルトランドセメント、アルミナセメント、高炉セメント、早強ポルトランドセメントを単独又は併用することができる。

また、塗床用水硬性ポリマーセメント組成物に使用する骨材としては、粒子径が０．５〜３．０ｍｍのガイシ粉や、粒子径が０．６〜２．３６ｍｍの硅砂（３号硅砂）、粒子径が０．２１〜１．１８ｍｍの硅砂（４号硅砂）、粒子径が０．１５〜０．８５ｍｍの硅砂（５号硅砂）、粒子径が０．０５３〜０．６０ｍｍの硅砂（６号硅砂）等を使用することができる。

塗床用水硬性ポリマーセメント組成物は上記ポリオール、ポリイソシアネート、希釈剤、セメント、骨材及び水から成り、材料を混合後に金鏝等で下地コンクリート上に塗り拡げて自然にレベリングさせるセルフレベリングタイプ、ローラ刷毛で塗付するタイプ、木鏝等で押さえ込みながら表面を平滑に仕上るモルタルタイプ等があり、セメント及び骨材と、ポリオール、ポリイソシアネート、希釈剤との配合割合は、これらのタイプによって、また設計される塗膜強度、下地コンクリートとの付着強度、耐衝撃性、耐熱衝撃性によって、使用する材料や配合が決定される。

本発明の塗床用水硬性ポリマーセメント組成物の硬化促進剤組成物は、上記、ポリオール、ポリイソシアネート、希釈剤、セメント、骨材及び水を含有してなる塗床用水硬性ポリマーセメント組成物の硬化促進剤組成物であって、２−（ジメチルアミノ）エタノールとＮ−（３−アミノプロピル）モルホリンとから成り、２−（ジメチルアミノ）エタノールは４５〜６５重量部、Ｎ−（３−アミノプロピル）モルホリンは３５〜５５重量部から成り、また該硬化促進剤組成物は、さらに水に溶解して使用することができ、水に溶解することで、施工現場での配合が容易になる。水に溶解する場合は、例えば２−（ジメチルアミノ）エタノールとＮ−（３−アミノプロピル）モルホリンの混合物は５〜１５重量部、水は８５〜９５重量部とすることで、さらに取り扱いが容易となる。

また該硬化促進剤組成物は、上記材料によって設計された塗床用ポリマーセメント組成物の施工時に施工現場にて１５℃以下の低温時に配合され、配合量は、塗床用水硬性ポリマーセメント組成物中のポリイソシアネート１００重量部に対して、２−（ジメチルアミノ）エタノールとＮ−（３−アミノプロピル）モルホリンの混合物として１．５〜１８．０重量部が好ましい。１．５重量部未満では硬化促進効果が不十分であり、１８．０重量部超では可使時間が短くなり、施工が難しくなり仕上がりが不良となる場合がある。

以下、実施例及び比較例にて具体的に説明する。

［実施例及び比較例］
ポリオールＡとして、水酸基当量が３５０のヒマシ油系３官能ポリオールを３５〜４０重量部と、水酸基当量が３６０のビスフェノールＡ骨格を有する４官能ポリオールを３〜８重量部と、希釈剤としてアルキルスルホン酸エステル化合物（メザモール；商品名、バイエル社製）を２０〜２５重量部と、水（イオン交換水）３０重量部を混合して全体として１００重量部とした水酸基当量７３０の、ポリオールと希釈剤と水との混合物を使用し、ポリオールＢとして、分子量が１０００〜３０００であって両末端に水酸基を持ち且つアルキレン側鎖を持つポリエステルポリオールであって、水酸基当量が５００〜１５００のポリエステルポリオール（例えば、２−ブチル−エチル−１、３プロパンジオールとアジピン酸の重縮合物）を使用し、希釈剤としてアジピン酸ジイソノニルを使用し、これらポリオールＡとポリオールＢと希釈剤に着色剤であるトナーを使用して表１又は表２の配合にしたがって混合して主剤とし、ポリイソシアネートとしてＮＣＯ当量１３５のポリメリックＭＤＩ（ポリメチルポリフェニルポリイソシアネート）ルプラネートＭＢ−５Ｓ（商品名、ＢＡＳＦＩＮＯＡＣポリウレタン株式会社製、ＮＣＯ重量％：３２％）を使用して硬化剤とし、骨材Ａとして東北硅砂４号、骨材Ｂとして東北硅砂５号、骨材Ｃとして東北硅砂６号、骨材Ｄとして粒子径が０．５〜１．５ｍｍのガイシ粉を使用し、セメントとして市販白セメントを使用し、これら骨材Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、とセメントを混合して骨材部として表１又は表２に示す配合にて、それぞれ実施例１乃至実施例９、参考例１、比較例１乃至比較例１２の塗床用水硬性ポリマーセメント組成物を調製した。実施例１乃至実施例３及び実施例７乃至実施例９及び参考例１及び比較例１乃至比較例１２の塗床用水硬性ポリマーセメント組成物は主剤：硬化剤：骨材部の配合比が１：１：４（重量比）であり、実施例４乃至実施例６及び参考例２の塗床用水硬性ポリマーセメント組成物は主剤：硬化剤：骨材部の配合比が１：１：１０（重量比）である。

硬化促進剤組成物の配合及び配合量は、表１又は表２に示すとおりであり、各成分と水を混合し、塗床用水硬性ポリマーセメント組成物１００重量部に対して１重量部又は２重量部又は３重量部を配合して実施例１乃至実施例９及び比較例１乃至比較例１２とし、参考例１は主剤：硬化剤：骨材部の配合比が１：１：４の塗床用水硬性ポリマーセメント組成物のみ、参考例２は同１：１：１０の塗床用水硬性ポリマーセメント組成物のみとした。硬化促進剤組成物として水に溶解したことにより、塗床用水硬性ポリマーセメント組成物に対して１％、２％、３％（重量％）と配合することができ、これにより施工現場にて容易に計量し混合することを可能としている。

なお主剤：硬化剤：骨材部の配合比が１：１：４の塗床用水硬性ポリマーセメント組成物は下地コンクリート上に金鏝等で４ｍｍ程度の厚さに塗り拡げ、自然にレベリングするセルフレベリングタイプであり、主剤：硬化剤：骨材部の配合比が１：１：１０の塗床用水硬性ポリマーセメント組成物は、下地コンクリート上に木鏝等で押さえ込みながら表面を平滑に仕上るモルタルタイプである。

［評価項目及び評価方法］

［塗膜外観］
実施例１、実施例４、実施例７、参考例１、参考例２、比較例１乃至比較例１２については１５℃環境下にて材料を混合し、実施例２、実施例５、実施例８については１０℃環境下にて材料を混合し、実施例３、実施例６、実施例９については５℃環境下にて材料を混合し、それぞれ混合後ただちに実施例４、実施例５、実施例６以外については４ｍｍ厚さに下地コンクリート上に塗り拡げて２４時間各環境下で硬化させる。実施例４、実施例５、実施例６については下地コンクリート上に７ｍｍ厚さで木鏝等で押さえ込みながら表面を平滑に仕上げて２４時間各環境下で硬化させる。それぞれ目視にて塗膜に膨れ、発泡（ピンホール）が無いものを○、塗膜に、膨れ、発泡（ピンホール）があるものを×と評価した。

［硬化性］
実施例１、実施例４、実施例７、参考例１、参考例２、比較例１乃至比較例１２については１５℃環境下にて材料を混合し、実施例２、実施例５、実施例８については１０℃環境下にて材料を混合し、実施例３、実施例６、実施例９については５℃環境下にて材料を混合し、それぞれ混合後ただちに実施例４、実施例５、実施例６及び参考例２以外については４ｍｍ厚さに下地コンクリート上に塗り拡げて８時間各環境下で硬化させる。実施例４、実施例５、実施例６及び参考例２については下地コンクリート上に７ｍｍ厚さで木鏝等で押さえ込みながら表面を平滑に仕上げて８時間各環境下で硬化させる。指触により十分に硬化し、塗膜上を歩行できる状態にあるものを○、それ以外を×と評価した。

［可使時間］
実施例１、実施例４、実施例７、参考例１、参考例２、比較例１乃至比較例１２については１５℃環境下にて材料を混合し、実施例２、実施例５、実施例８については１０℃環境下にて材料を混合し、実施例３、実施例６、実施例９については５℃環境下にて材料を混合し、それぞれ混合後１０分後に実施例４、実施例５、実施例６以外については４ｍｍ厚さに下地コンクリート上に塗り拡げ、実施例４、実施例５、実施例６については下地コンクリート上に７ｍｍ厚さで木鏝等で押さえ込みながら表面を平滑に仕上げる。それぞれの作業が良好に行なえるものを○、硬化が始まって作業が行なうことが出来ないものを×と評価した。

［圧縮強さ］
２３℃下にて７日養生後の実施例及び比較例及び参考例の塗床用水硬性ポリマーセメント組成物（実施例及び比較例については硬化促進剤組成物を含む）の硬化物について、ＪＩＳＫ６９１１の規定に準じて圧縮強さ（Ｎ/ｍｍ^２）を測定した。試験体の大きさは１３ｍｍ×１３ｍｍ×２５ｍｍとした。硬化促進剤組成物を含まないものと比較して強度の変化が１０%以内のものを○と評価し、それ以外を×と評価した。

［耐衝撃性］
２３℃下でＪＩＳＡ５３７１の３００ｍｍ×３００ｍｍ×厚さ６０ｍｍの乾燥したコンクリート平板（ケット水分計ＨＩ−５２０コンクリートレンジにて表示値５％以下）の表面に、実施例、比較例及び参考例の塗床用水硬性ポリマーセメント組成物（実施例及び比較例については硬化促進剤組成物を含む）を、実施例４、実施例５、実施例６以外については４ｍｍ厚さに下地コンクリート上に塗り拡げて７日間硬化させ試験体とする。実施例４、実施例５、実施例６については下地コンクリート上に７ｍｍ厚さで木鏝等で押さえ込みながら表面を平滑に仕上げて７日間硬化させ試験体とする。試験体中央部に高さ１ｍから１ｋｇの鋼球を３０回落下させ、塗膜に割れ、剥がれ等の異常のないものを○、割れ、剥がれ等の異常が生じたものを×と評価した。

［耐熱衝撃性］
２３℃下でＪＩＳＡ５３７１の３００ｍｍ×３００ｍｍ×厚さ６０ｍｍの乾燥したコンクリート平板（ケット水分計ＨＩ−５２０コンクリートレンジにて表示値５％以下）の表面に、実施例、比較例及び参考例の塗床用水硬性ポリマーセメント組成物（実施例及び比較例については硬化促進剤組成物を含む）を、実施例４、実施例５、実施例６及び参考例２以外については４ｍｍ厚さに下地コンクリート上に塗り拡げて７日間硬化させ試験体とする。実施例４、実施例５、実施例６及び参考例２については下地コンクリート上に７ｍｍ厚さで木鏝等で押さえ込みながら表面を平滑に仕上げて７日間硬化させ試験体とする。その後試験体中央部に９５℃熱水を５分流下させ次に２０℃の冷水を１０分流下させることを１サイクルとして、実施例４、実施例５、実施例６及び参考例２以外については２０００サイクル繰り返し、実施例４、実施例５、実施例６及び参考例２については６０００サイクル繰り返し、塗膜に剥がれ、浮き等異常が生じないものを○、異常が生じたものを×と評価した。

［付着性］
２３℃下でＪＩＳＡ５３７１の３００ｍｍ×３００ｍｍ×厚さ６０ｍｍの乾燥したコンクリート平板（ケット水分計ＨＩ−５２０コンクリートレンジにて表示値５％以下）の表面に、実施例、比較例及び参考例の塗床用水硬性ポリマーセメント組成物（実施例及び比較例については硬化促進剤組成物を含む）を、実施例４、実施例５、実施例６及び参考例２以外については４ｍｍ厚さに下地コンクリート上に塗り拡げて７日間硬化させ試験体とする。実施例４、実施例５、実施例６及び参考例２については下地コンクリート上に７ｍｍ厚さで木鏝等で押さえ込みながら表面を平滑に仕上げて７日間硬化させ試験体とする。建研式接着力試験器により、４０×４０ｍｍ部分の塗床用水硬性ポリマーセメント組成物とコンクリート平板との付着強さ（Ｎ／ｍｍ^２）を測定した。破壊状態は下地コンクリート１００％凝集破壊を○と、それ以外を×と評価した。

［評価結果］
評価結果を表３及び表４に示す。

Claims

ポリオール、ポリイソシアネート、希釈剤、セメント、骨材及び水を含有してなる塗床用水硬性ポリマーセメント組成物の硬化促進剤組成物であって、２−（ジメチルアミノ）エタノールとＮ−（３−アミノプロピル）モルホリンとから成り、２−（ジメチルアミノ）エタノールは４５〜６５重量部、Ｎ−（３−アミノプロピル）モルホリンは３５〜５５重量部から成ることを特徴とする塗床用水硬性ポリマーセメント組成物の硬化促進剤組成物。
請求項１記載の塗床用水硬性ポリマーセメント組成物の硬化促進剤組成物を塗床用水硬性ポリマーセメント組成物のポリイソシアネート１００重量部に対して１．５〜１８．０重量部配合することを特徴とする塗床用水硬性ポリマーセメント組成物の硬化促進方法。
請求項１記載の硬化促進剤組成物を水に溶解させて成る塗床用水硬性ポリマーセメント組成物の硬化促進剤組成物。
２−（ジメチルアミノ）エタノールとＮ−（３−アミノプロピル）モルホリンの混合物は５〜１５重量部、水は８５〜９５重量部から成ることを特徴とする請求項３記載の塗床用水硬性ポリマーセメント組成物の硬化促進剤組成物。
請求項３又は請求項４記載の塗床用水硬性ポリマーセメント組成物の硬化促進剤組成物を塗床用水硬性ポリマーセメント組成物のポリイソシアネート１００重量部に対して、２−（ジメチルアミノ）エタノールとＮ−（３−アミノプロピル）モルホリンの混合物が１．５〜１８．０重量部となるように配合することを特徴とする塗床用水硬性ポリマーセメント組成物の硬化促進方法。