JP7324077B2 - 被覆層、被覆層の製造方法、樹脂組成物及び被覆用組成物 - Google Patents

被覆層、被覆層の製造方法、樹脂組成物及び被覆用組成物 Download PDF

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Description

本発明は、被覆層、被覆層の製造方法及び被覆用組成物に関する。本願は、2019年1月22日に、日本に出願された特願2019-008301号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
運動競技場、各種競技用グラウンド、ゴルフ場の歩経路等には、人が運動や歩行する際に、腰、膝等に負担がかからず、しかも補修が簡便であることからゴムチップ等の弾性チップ材料を含有する被覆層が多く使用されている。
従来の被覆層として、特許文献1には、ポリウレタンプレポリマーと、硬化剤と、反応促進剤と、無機充填剤と、ゴムチップとの混合物を、スプレーガンで表面に吹き付けて形成した被覆層が記載されている。
また、特許文献2には、舗装する表面に、舗装全体の厚さよりも小さい所定厚さに硬化性樹脂材料のみを敷き均す硬化性樹脂材料塗布ステップと、この硬化性樹脂材料塗布層の硬化前に弾性チップ材料を過剰気味に散布して敷き均す弾性チップ材料過剰散布ステップと、前記硬化性樹脂材料塗布層に埋没及び付着した弾性チップ材料を除いて、付着しなかった余剰弾性チップ材料を回収機により回収する余剰弾性チップ材料回収ステップとよりなる舗装工程を、舗装全体の厚さとなるまで繰り返して形成した被覆層が記載されている。
特開平3-96504号公報 特開2004-190441号公報
しかしながら、特許文献1と2に記載の被覆層は、(メタ)アクリル系の樹脂組成物を使用していないため、その形成に時間がかかるという課題がある。
本発明は上記課題に鑑み、短時間で形成できる被覆層を提供することを課題とする。
本発明は、以下の[1]~[5]を包含する。
[1]弾性チップ層の上に表面層を備えた被覆層であって、前記弾性チップ層は、樹脂組成物(1)の硬化物と、弾性チップ材料とから構成され、前記表面層は、樹脂組成物(2)の硬化物から構成され、前記樹脂組成物(1)及び前記樹脂組成物(2)は、(メタ)アクリロイル基を有する単量体(A)と、アクリル系重合体及び(メタ)アクリロイル基を有する重合体から選ばれる少なくとも1種の重合体(B)とを含む、被覆層。
[2]前記樹脂組成物(1)及び前記樹脂組成物(2)の少なくとも一方がチオール化合物(C)を含有する、[1]に記載の被覆層。
[3]前記樹脂組成物(1)及び前記樹脂組成物(2)の少なくとも一方が、イソシアネート基及びブロック化イソシアネート基の少なくとも一方の基を有する化合物(E)を含有する、[1]又は[2]に記載の被覆層。
[4]基材上に、樹脂組成物(1)を塗工して樹脂組成物層を形成し、前記樹脂組成物層の上に、弾性チップ材料を散布して、弾性チップ層を形成する工程と、前記弾性チップ層の上に、樹脂組成物(2)を塗工して、表面層を形成する工程と、を備える、[1]~[3]のいずれか一項に記載の被覆層の製造方法。
[5](メタ)アクリロイル基を有する単量体(A)と、アクリル系重合体及び(メタ)アクリロイル基を有する重合体から選ばれる少なくとも1種の重合体(B)と、弾性チップ材料とを含む、被覆用組成物。
本発明によれば、短時間で形成できる被覆層を提供できる。
以下の用語の定義は、本明細書及び特許請求の範囲にわたって適用される。
「(メタ)アクリル」は、アクリル及びメタクリルの総称である。
「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及びメタクリレートの総称である。
「(メタ)アクリロイル基」は、アクリロイル基及びメタクリロイル基の総称である。
数値範囲を示す「~」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
<被覆層>
本実施形態の被覆層は、弾性チップ層の上に表面層を備える。本実施形態の被覆層は、土木用途等に好適に使用できる。
本実施形態において、弾性チップ層は、樹脂組成物(1)の硬化物と、弾性チップ材料とから構成される。
本実施形態において表面層は、樹脂組成物(2)の硬化物から構成される。
本実施形態において、樹脂組成物(1)及び樹脂組成物(2)は、(メタ)アクリロイル基を有する単量体(A)と、アクリル系重合体及び(メタ)アクリロイル基を有する重合体から選ばれる少なくとも1種の重合体(B)とを含む。
以下、本実施形態に用いる各成分について説明する。
≪樹脂組成物(1)≫
樹脂組成物(1)は、(メタ)アクリロイル基を有する単量体(A)(以下、単に「単量体(A)」と記す。)、アクリル系重合体及び(メタ)アクリロイル基を有する重合体から選ばれる少なくとも1種の重合体(B)(以下、単に「重合体(B)」と記す。)、とを含む。
(単量体(A))
単量体(A)は、(メタ)アクリロイル基を有する単量体である。単量体(A)としては、1分子中に(メタ)アクリロイル基を一つのみ有する単官能(メタ)アクリレート、1分子中に(メタ)アクリロイル基を2つ以上有する多官能(メタ)アクリレートが挙げられる。単量体(A)は、単官能(メタ)アクリレート及び多官能(メタ)アクリレートのいずれか一方を含んでいてもよいし、両方を含んでいてもよい。
単官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、下記のものが挙げられる。
アルキル(メタ)アクリレートとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、i-プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、i-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
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、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
窒素含有(メタ)アクリレートとしては、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
複素環含有(メタ)アクリレートとしては、グリシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、モルホリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
脂環含有(メタ)アクリレートとしては、イソボルニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロテンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
アルキル基末端(ポリ)アルキレングリコールモノ(メタ)アクリレートとしては、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、2-エトシキエチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシルカルビトール(メタ)アクリレート等が挙げられる。
芳香環含有(メタ)アクリレートとしては、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノールエチレンオキサイド変性(メタ)アクリレート、ノニルフェノールエチレンオキサイド変性(メタ)アクリレート等が挙げられる。
単官能(メタ)アクリレートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
多官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、下記のものが挙げられる。
アルキレングリコールジ(メタ)アクリレートとしては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3-プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
ポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートとしては、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
アルコキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレートとしては、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物ジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
三官能(メタ)アクリレートとしては、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トリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
多官能(メタ)アクリレートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
単量体(A)としては、上述した単官能(メタ)アクリレートの中でも、粘度を低減できることからメチルメタクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、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、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレートが好ましい。
(重合体(B))
重合体(B)は、アクリル系重合体(以下、単に「重合体(B1)」と記す。)、及び(メタ)アクリロイル基を有する重合体(以下、単に「重合体(B2)」と記す。)からなる群から選ばれる少なくとも1種の重合体である。
重合体(B1)は、(メタ)アクリロイル基を有する単量体に由来する単量体単位を有する単独重合体又は共重合体である。重合体(B1)としては、例えば、(メタ)アクリル酸(共)重合体、(メタ)アクリレート(共)重合体、(メタ)アクリル酸と(メタ)アクリレートとの共重合体、重合性二重結合を有する(メタ)アクリル系重合体が挙げられる。
(メタ)アクリル酸(共)重合体は、(メタ)アクリル酸に由来する単量体単位を有する単独重合体又は共重合体である。(メタ)アクリル酸(共)重合体としては、例えば、アクリル酸の単独重合体、メタクリル酸の単独重合体、アクリル酸とメタクリル酸との共重合体、(メタ)アクリル酸と他の単量体(ただし、(メタ)アクリレートを除く。)との共重合体が挙げられる。他の単量体としては、スチレン、α-メチルスチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル等のビニル基含有モノマーが挙げられる。他の単量体を用いる場合、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(メタ)アクリレート(共)重合体は、(メタ)アクリレートに由来する単量体単位を有する単独重合体又は共重合体である。(メタ)アクリレート(共)重合体としては、例えば、1種以上の(メタ)アクリレートのみを重合した重合体、1種以上の(メタ)アクリレートと他の単量体(ただし、(メタ)アクリル酸を除く。)との共重合体が挙げられる。他の単量体としては、スチレン、α-メチルスチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル等のビニル基含有モノマーが挙げられる。他の単量体を用いる場合、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(メタ)アクリレートとしては、単量体(A)の説明において先に例示した単官能(メタ)アクリレートが挙げられる。
重合性二重結合を有する(メタ)アクリル系重合体は、(メタ)アクリロイル基を有する単量体に由来する単量体単位を有し、かつ重合性二重結合を有する。
重合体(B2)としては、例えば、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマー、エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマーが挙げられる。ただし、(メタ)アクリロイル基を有するアクリル系重合体は、重合性二重結合を有する(メタ)アクリル系重合体として重合体(B1)に包含されるため、重合体(B2)からは除かれる。重合体(B2)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、(メタ)アクリロイル基と複数のウレタン結合とを有する化合物である。ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、例えば、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させて得られるイソシアネート基(-NCO)を有するウレタンオリゴマーと、水酸基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物とを反応させて製造することができる。
ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーの製造に用いられるポリオールとしては、例えば、下記のものが挙げられる。
ポリアルキレングリコールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、ポリヘキサメチレングリコール等が挙げられる。
2価フェノール(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等)と、アルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等)との付加反応生成物が挙げられる。
多価アルコール(エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ブチレングリコール、メチルペンタンジオール等)と、多塩基酸(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、フマル酸、アジピン酸、セバシン酸、トリメリット酸等)と、酸無水物との反応で得られるポリエステルポリオールが挙げられる。
アルキレングリコールとラクトンとから得られるポリラクトンジオールが挙げられる。
ジオール(ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、シクロヘキサンジメタノール等)と、カーボネート化剤(ホスゲン、ジメチルカーボネート等)との反応で得られるポリカーボネートジオールが挙げられる。
ポリオールは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーの製造に用いられるポリイソシアネートとしては、例えば、下記のものが挙げられる。
ポリイソシアネートとしては、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、ジシクロへキシルメタン-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が挙げられる。
ポリイソシアネートと、水、トリメチロールプロパン等とのアダクト化合物が挙げられる。
ポリイソシアネートの三量体環化化合物が挙げられる。
ポリイソシアネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーの製造に用いられる水酸基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては、例えば、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、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の水酸基含有(メタ)アクリレートが挙げられる。水酸基及び(メタ)アクリロイル基を含有する化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーの製造において、水酸基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物と、水酸基及び(メタ)アクリロイル基以外のビニル基を有する化合物(アリル基含有アルコール等)とを併用してもよい。この場合、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、(メタ)アクリロイル基に加えて、水酸基及びビニル基を有する化合物由来のビニル基を有する。
アリル基含有アルコールとしては、例えば、アリルアルコール、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノアリルエーテル、ポリエチレングリコールモノアリルエーテル、プロピレングリコールモノアリルエーテル、ジプロピレングリコールモノアリルエーテル、ポリプロピレングリコールモノアリルエーテル、グリセリンモノアリルエーテル、グリセリンジアリルエーテル、トリメチロールプロパンモノアリルエーテル、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、ペンタエリスリトールモノアリルエーテル、ペンタエリスリトールジアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテルが挙げられる。
ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマーは、(メタ)アクリロイル基と複数のエステル結合とを有する化合物である。ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマーは、例えば、多塩基酸及び多価アルコールを反応させて得られたポリエステルと、その末端水酸基又はカルボキシ基とエステル結合が可能な官能基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物とを反応させて製造することができる。
ポリエステルの製造に用いられる多塩基酸としては、例えば、ヘキサヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、メチルヘキサヒドロフタル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アジピン酸等の二塩基酸が挙げられる。多塩基酸は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ポリエステルの製造に用いられる多価アルコールとしては、例えば、ネオペンチルグリコール、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF、2,2-ジエチル-1,3-プロパンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジオール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,3-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、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール及び1,10-デカンジオール等の2価アルコールが挙げられる。多価アルコールは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマーは、エポキシ樹脂と、(メタ)アクリル酸を含む単量体成分との反応物である。
エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマーの製造に用いられる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、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。エポキシ樹脂としては、固形状のもの、液状のもの等、様々なものを用いることができる。エポキシ樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマーの製造に用いられる単量体成分には、必要に応じて(メタ)アクリル酸以外の他の単量体が含まれていてもよい。他の単量体としては、(メタ)アクリル酸と共重合可能であれば特に制限されないが、例えば、単量体(A)の説明において先に例示した単官能(メタ)アクリレートが挙げられる。
重合体(B)としては、アクリル酸(共)重合体、(メタ)アクリレート(共)重合体、(メタ)アクリル酸と(メタ)アクリレートとの共重合体、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマー及びエポキシ(メタ)アクリレートオリゴマー等からなる群より選ばれる1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
≪樹脂組成物(2)≫
本実施形態に用いる樹脂組成物(2)は、前記単量体(A)と、前記重合体(B)とを含む。
樹脂組成物(2)が含む単量体(A)としては、1分子中に(メタ)アクリロイル基を一つのみ有する単官能(メタ)アクリレート、1分子中に(メタ)アクリロイル基を2つ以上有する多官能(メタ)アクリレートが挙げられる。単量体(A)は、単官能(メタ)アクリレート及び多官能(メタ)アクリレートのいずれか一方を含んでいてもよいし、両方を含んでいてもよい。
単官能(メタ)アクリレートは、樹脂組成物(2)の塗工作業性、並びに樹脂組成物(2)より得られる硬化物の硬化性、強度、耐候性、耐薬品性、耐汚染性及び耐磨耗性等これら各種物性を制御することが可能な成分である。
本明細書において「硬化性が高い」とは、硬化物表面の粘性(タック)がなくなるまでの時間が短いことを意味する。
一方、多官能(メタ)アクリレートは、樹脂組成物(2)の塗工作業性、並びに樹脂組成物(2)より得られる硬化物の耐熱性及び強度等これら各物性を制御することが可能な成分である。
なお、これら単量体(A)の具体例としては、樹脂組成物(1)と同様のものを挙げることができる。
樹脂組成物(2)が含む重合体(B)は、樹脂組成物(2)の粘度調整及び硬化時間の短縮を目的として配合されるものである。
重合体(B)としては、樹脂組成物(1)と同様のものを使用することができる。
≪任意成分≫
本実施形態において、樹脂組成物(1)及び樹脂組成物(2)の少なくとも一方は、チオール化合物(C)、重合開始剤(D)、化合物(E)を含有していてもよい。
[チオール化合物(C)]
チオール化合物(C)としては、脂肪族チオール及び芳香族チオフェノール等のチオール基を1個以上有するチオール化合物が挙げられる。
樹脂組成物(1)又は樹脂組成物(2)は、薄膜にして硬化すると空気中の酸素の影響を受けて硬化性が低下する場合があるが、チオール化合物(C)を配合すると硬化性を改善できる場合がある。また、硬化性を改善することにより、タックフリー直後の単量体(A)による臭気を低減することができる。「タックフリー直後」とは、指先で軽く触れたときに樹脂組成物が指先に付着しなくなるまで硬化した直後を意味する。
本実施形態において、チオール化合物(C)としては脂肪族チオールが好ましい。チオール化合物(C)は、1級チオール化合物、2級チオール化合物及び3級チオール化合物のいずれも使用できる。硬化性改善の観点から、1級又は2級チオール基を2個以上有する多官能チオールが好ましく、1級又は2級チオール基を3個以上有する多官能チオールがより好ましい。なお、多官能チオールとは、チオール基を2個以上有するチオール化合物であり、n官能チオールとは、チオール基がn個のチオール化合物を意味する。
1級チオール化合物の具体例としては、テトラエチレングリコールビスメルカプトアセテート、テトラエチレングリコールビス(3-メルカプトプロピオネート)等の2官能チオール;トリメチロールエタントリス(3-メルカプトプロピオネート)、トリメチロールプロパントリスメルカプトアセテート、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(4-メルカプトブチレート)、トリス-[(3-メルカプトプロピオニルオキシ)-エチル]-イソシアヌレート、トリス-[(3-メルカプトブチリルオキシ)-エチル]-イソシアヌレート、グリセロールトリス-(3-メルカプトプロピオネート)、グリセロールトリス-(4-メルカプトブチレート)等の3官能チオール;ペンタエリスリトールテトラメルカプトアセテート、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(4-メルカプトブチレート)等の4官能チオール;ジペンタエリスリトールヘキサメルカプトアセテート、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(4-メルカプトブチレート)等の4官能を超える多官能チオール、等が挙げられる。
2級チオール化合物の具体例としては、3-メルカプト酪酸等の1官能チオール;エチレングリコールビス(3-メルカプトブチレート)、プロピレングリコールビス(3-メルカプトブチレート)、ジエチレングリコールビス(3-メルカプトブチレート)、テトラエチレングリコールビス(3-メルカプトブチレート)、ブタンジオールビス(3-メルカプトブチレート)、オクタンジオールビス(3-メルカプトブチレート)、エチレングリコールビス(2-メルカプトプロピオネート)、プロピレングリコールビス(2-メルカプトプロピオネート)、ジエチレングリコールビス(2-メルカプトプロピオネート)、ブタンジオールビス(2-メルカプトプロピオネート)、オクタンジオールビス(2-メルカプトプロピオネート)、エチレングリコールビス(4-メルカプトバレレート)、ジエチレングリコールビス(4-メルカプトバレレート)、ブタンジオールビス(4-メルカプトバレレート)、オクタンジオールビス(4-メルカプトバレレート)、エチレングリコールビス(3-メルカプトバレレート)、プロピレングリコールビス(3-メルカプトバレレート)、ジエチレングリコールビス(3-メルカプトバレレート)、ブタンジオールビス(3-メルカプトバレレート)、オクタンジオールビス(3-メルカプトバレレート)、水素化ビスフェノールAビス(3-メルカプトブチレート)、ビスフェノールAジヒドロキシエチルエーテル-3-メルカプトブチレート、エチレングリコールビス(3-メルカプト-3-フェニルプロピオネート)、プロピレングリコールビス(3-メルカプト-3-フェニルプロピオネート)、ジエチレングリコールビス(3-メルカプト-3-フェニルプロピオネート)、ブタンジオールビス(3-メルカプト-3-フェニルプロピオネート)、オクタンジオールビス(3-メルカプト-3-フェニルプロピオネート)等の2官能チオール;トリメチロールエタントリス(3-メルカプトブチレート)、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトブチレート)、トリメチロールプロパントリス(2-メルカプトプロピオネート)、1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン、1,3,5-トリス[2-(3-メルカプトブチリルオキシエチル)]-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオン、トリメチロールプロパントリス(4-メルカプトバレレート)、トリス-[(3-メルカプトブチリルオキシ)-エチル]-イソシアヌレート、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトバレレート)、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプト-3-フェニルプロピオネート)、トリス-2-(3-メルカプト-3-フェニルプロピオネート)エチルイソシアヌレート等の3官能チオール;、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキス(2-メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(4-メルカプトバレレート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトバレレート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプト-3-フェニルプロピオネート)等の4官能チオール;ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトブチレート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(2-メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(4-メルカプトバレレート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトバレレート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプト-3-フェニルプロピオネート)等の4官能を超える多官能チオール;等が挙げられる。
それらの中でも、1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン、1,3,5-トリス[2-(3-メルカプトブチリルオキシエチル)]-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオン、トリメチロールエタントリス(3-メルカプトブチレート)、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)等の2級多官能チオール化合物が好ましく、これらの1種以上を用いることが好ましい。
チオール化合物(C)の分子量は200~1000が好ましい。
チオール化合物(C)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。1級チオール化合物と2級チオール化合物を併用してもよい。
[重合開始剤(D)]
重合開始剤(D)としては、レドックス系重合開始剤が挙げられる。
樹脂組成物(1)又は樹脂組成物(2)が重合開始剤(D)を含有すると、レドックス系重合開始剤から発生するラジカルによって、硬化反応が進行し、硬化物とすることができる。
レドックス系重合開始剤は、還元剤(D1)と硬化剤(D2)とを併用した重合開始剤である。還元剤(D1)と硬化剤(D2)との組み合わせとしては、例えば、下記の(i)~(iv)が挙げられる。
(i)還元剤(D1):芳香族3級アミン類と、硬化剤(D2):ジベンゾイルパーオキサイドとの組み合わせ。
芳香族3級アミン類としては、例えば、下記のものが挙げられる。
N,N-ジメチル-p-トルイジン、N,N-ジエチルアニリン、N,N-ジエチル-p-トルイジン、N-(2-ヒドロキシエチル)N-メチル-p-トルイジン、N,N-ジ(2-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-トルイジン等が挙げられる。
N,N-ジ(2-ヒドロキシエチル)-p-トルイジン又はN,N-ジ(2-ヒドロキシプロピル)-p-トルイジンのエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイド付加物等が挙げられる。
芳香族3級アミン類は、p(パラ)体に限定されず、o(オルト)体、m(メタ)体でもよい。
(ii)還元剤(D1):金属石鹸類と、硬化剤(D2):ハイドロパーオキサイドとの組み合わせ。
金属石鹸類としては、例えば、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸銅、ナフテン酸マンガン、オクチル酸コバルト、オクチル酸ニッケル、コバルトアセチルアセトネート、亜鉛アセチルアセトネート、アルミニウムアセチルアセトネート、鉄アセチルアセトネート、バナジルアセチルアセトネート、バナジウムアセチルアセトネートが挙げられる。
ハイドロパーオキサイドとしては、例えば、クメンハイドロパーオキサイド、p-メンタンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3-テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイド、t-ヘキシルハイドロパーオキサイド、t-アミルハイドロパーオキサイド、2,5-ジメチルヘキサン-2,5-ジハイドロパーオキサイドが挙げられる。
(iii)還元剤(D1):チオ尿素化合物と、硬化剤(D2):ハイドロパーオキサイドとの組み合わせ。
チオ尿素化合物としては、例えば、チオ尿素、エチレンチオ尿素、N,N’-ジメチルチオ尿素、N,N’-ジエチルチオ尿素、N,N’-ジプロピルチオ尿素、N,N’-ジ-n-ブチルチオ尿素、N,N’-ジラウリルチオ尿素、N,N’-ジフェニルチオ尿素、トリメチルチオ尿素、1-アセチル-2-チオ尿素、1-ベンゾイル-2-チオ尿素が挙げられる。
(iv)還元剤(D1):チオ尿素化合物と、硬化剤(D2):モノカーボネート型過酸化物との組み合わせ。
モノカーボネート型過酸化物としては、例えば、t-ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ブチルパーオキシ2-エチルヘキシルモノカーボネート、t-ブチルパーオキシアリルモノカーボネート、1,6-ビス(t-ブチルパーオキシカルボニロキシ)ヘキサンが挙げられる。
還元剤(D1)及び硬化剤(D2)は、それぞれ1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
還元剤(D1)と硬化剤(D2)との組み合わせとしては、樹脂組成物(1)の硬化時間を短くして生産性を向上する点から、(i)の組み合わせが好ましい。(i)の組み合わせにおける芳香族3級アミン類としては、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(2-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-トルイジンが好ましい。
本実施形態においては、硬化反応を行う前は、単量体(A)、重合体(B)、化合物(C)及び、還元剤(D1)を含み、硬化剤(D2)を含まない硬化剤未配合の樹脂組成物(1)又は樹脂組成物(2)とし、硬化反応を行う直前に硬化剤(D2)を配合して硬化剤入り樹脂組成物(1)又は樹脂組成物(2)とすることが好ましい。
[化合物(E)]
本実施形態において樹脂組成物(1)及び樹脂組成物(2)の少なくとも一方は、イソシアネート基及びブロック化イソシアネート基の少なくとも一方の基を有する化合物(E)を含有することが好ましい。
化合物(E)が、イソシアネート基を有する場合には、反応性が高く、空気中の水分や単量体成分と反応しやすい。
化合物(E)を含む樹脂組成物を用いると、樹脂組成物の硬化性を向上させることができる。
これにより、施工後から短時間で本発明の被覆層から弾性チップ材料が離脱することを抑え、被覆層中の弾性チップや骨材の保持率を向上させることができる。
化合物(E)としては、例えば、ポリイソシアネート、ポリイソシアネートのブロック体、過剰なポリイソシアネートとポリオールを反応させて得られるイソシアネート基を有する重合体及び過剰なポリイソシアネート、ポリオール及びポリアミンから合成されるウレタン結合を有する重合体が挙げられる。
ポリイソシアネートとしては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、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、ジシクロへキシルメタン-4,4’-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、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート等の2官能のイソシアネート;旭化成株式会社製のヘキサメチレンジイソシアネートのビュレット体(商品名:デュラネート24A-100)、ヘキサメチレンジイソシアネートのアダクト体(商品名:デュラネートP-301-75E)、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体(商品名:デュラネートTPA-100)、三井化学社製の1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンのトリメチロールプロパンアダクト体(商品名:タケネートD-120N)、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンのイソシアヌレート体(商品名:タケネートD-127N)、イソホロンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体(商品名:タケネートD-140N)、住化コベストロウレタン社製のヘキサメチレンジイソシアネートのアロファネート体(商品名:デスモジュールXP2679)等の3官能以上のイソシアネート等が挙げられる。ポリイソシアネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ポリイソシアネートのブロック体とは、ポリイソシアネートのイソシアネート基をマスキングしてイソシアネート基の反応性を制御した化合物を意味する。加熱処理や化学薬剤処理によりイソシアネート基が再生される化合物である。
ポリイソシアネートのブロック体としては、例えば、ポリイソシアネートのブロック体(商品名:デュラネートMF-K60B、旭化成株式会社製;商品名:DM-6400、明星化学工業社製;商品名:DB-980K、DIC社製)等が挙げられる。ポリイソシアネートのブロック体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
過剰なポリイソシアネートとポリオールを反応させて得られるイソシアネート基を有する重合体としては、例えば、過剰なジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネートとポリオールの反応物(商品名:ハイプレンAX-662、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー、三井化学社製;商品名:フォームライトEC-1211、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー、BASF INOAC ポリウレタン社製)が挙げられ、その他、上記の過剰なポリイソシアネートと、水、トリメチロールプロパン等とのアダクト化合物、過剰なイソシアネートの三量体環化化合物と、ポリオールを反応させて得られる化合物が挙げられる。
ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール、1,4-ブチレングリコール、1,6-ヘキサングリコール、ネオペンチルグリコール等のグリコール類や、グリセリン、トリメチロールプロパン等の低分子量ポリオール類、ポリ(オキシプロピレン)ポリオール、ポリ(オキシエチレン)ポリオール、ポリ(オキシエチレンプロピレン)ポリオール、ポリ(オキシテトラメチレン)グリコール、ポリ(カプロラクトン)ポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリ(ブチレンカーボネート)ポリオール、ポリ(ヘキサメチレンカーボネート)ポリオール、ポリ(エチレンアジペート)ジオール、ポリ(プロピレンアジペート)ジオール、ポリ(ブチレンアジペート)ジオール、ポリ(ヘキサンアジペート)ジオール等の高分子ポリオール等が挙げられる。これらは、通常、重量平均分子量が400~8000で、平均官能基数が2~6の範囲にあるものが好ましい。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ポリアミンとしては、例えばエチレンジアミン、エチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン、ポリ(オキシアルキレン)ポリアミン等の脂肪族ポリアミン、4,4’-ジフェニルメタンジアミン、2,4’-ジフェニルメタンジアミン、2,4-トリレンジアミン、2,6-トリレンジアミン、3,5-ジエチル-2,4-ジアミノトルエン、3,5-ジエチル-2,6-ジアミノトルエン、1,3,5-トリエチル-2,6-ジアミノベンゼン等の芳香族ポリアミン等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明に用いられるウレタン結合を有する重合体は、ポリイソシアネートのイソシアネート基(-NCO)が、ポリオールやポリアミン等の活性水素化合物の活性水素基(-OH,-NH等)に対し、例えば、NCO/H当量比が、イソシアネート基が過剰となる1.2~10の割合で、反応温度約40~130℃で4~10時間反応させて製造することができる。
本実施形態において、樹脂組成物(1)及び樹脂組成物(2)の少なくとも一方は、本発明の効果を損なわない範囲内であれば、上述した単量体(A)、重合体(B)、チオール化合物(C)、重合開始剤(D)及び化合物(E)以外の成分(以下、単に「他の成分」と記す。)をさらに含んでいてもよい。
他の成分としては、例えば、パラフィンワックス、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、揺変剤、消泡剤、重合禁止剤、シランカップリング剤、各種添加剤、重合開始剤(D)以外のラジカル重合開始剤(熱重合開始剤、光重合開始剤等)が挙げられる。
本実施形態において、樹脂組成物(1)及び樹脂組成物(2)の少なくとも一方には、酸素による硬化阻害を抑制するために、パラフィンワックスを加えてもよい。
パラフィンワックスの融点は、40~80℃が好ましい。融点が40℃以上であれば、樹脂組成物を硬化させる際に十分な空気遮断作用が得られ、表面硬化性が良好となる。融点が80℃以下であれば、樹脂組成物を調製する際、パラフィンワックスの樹脂組成物(1)及び樹脂組成物(2)の少なくとも一方への溶解性が良好となる。
パラフィンワックスは、融点の異なる2種以上を併用することが好ましい。融点の異なるパラフィンワックスを併用することによって、温度が変わったときであっても、十分な空気遮断作用が得られ、表面硬化性が良好となる。併用する際には、融点の差が5~20℃程度のものを併用することが好ましい。
パラフィンワックスとしては、表面硬化性を向上させる点で、有機溶剤に分散したワックスを用いてもよい。ワックスが有機溶剤に分散状態にあり、分散状態のワックスの粒子径が0.1~50μmに微粒子化されていることにより、空気遮断作用を効果的に発現する。分散状態のパラフィンワックスは市販されており、これをそのまま添加することができる。
パラフィンワックスの具体的な製品名としては、例えば、パラフィン115(カタログ記載の融点:47℃、日本精蝋(株)製)、パラフィン130(カタログ記載の融点:55℃、日本精蝋(株)製)、パラフィン150(カタログ記載の融点:66℃、日本精蝋(株)製)等が挙げられる。
本実施形態において、樹脂組成物(1)及び樹脂組成物(2)の少なくとも一方には、硬化時の収縮の低減を図るために可塑剤を加えてもよい。可塑剤としては、例えば、下記のものが挙げられる。
フタル酸エステルとしては、フタル酸ジブチル、フタル酸ジ2-エチルヘキシル等が挙げられる。
アジピン酸エステルとしては、ジ-2-エチルヘキシルアジペート、オクチルアジペート等が挙げられる。
セバシン酸エステルとしては、ジブチルセバケート、ジ-2-エチルヘキシルセバケート等が挙げられる。
アゼラインエステルとしては、ジ-2-エチルヘキシルアゼレート、オクチルアゼレート等が挙げられる。
シクロヘキサンジカルボン酸エステルとしては、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸ジイソペンチルエステル、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニルエステル等が挙げられる。
パラフィン(ただし、前述のパラフィンワックスを除く。)としては、塩素化パラフィン等が挙げられる。
可塑剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施形態において、樹脂組成物(1)及び樹脂組成物(2)の少なくとも一方には、硬化物の酸化劣化を防止するために、酸化防止剤を加えてもよい。酸化防止剤としては、例えば、下記のものが挙げられる。
フェノール系酸化防止剤としては、n-オクタデシル-3-(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、テトラキス-[メチレン-3-(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン等が挙げられる。
リン系酸化防止剤としては、トリフェニルホスファイト、トリスイソデシルホスファイト等が挙げられる。
硫黄系酸化防止剤としては、ジヘキシルスルフィド、ジラウリル-3,3’-チオジプロピオネート、ジトリデシル-3,3’-チオジプロピオネート等が挙げられる。
本実施形態において、樹脂組成物(1)及び樹脂組成物(2)の少なくとも一方には、硬化物の光劣化を抑制するために、紫外線吸収剤を加えてもよい。紫外線吸収剤としては、例えば、下記のものが挙げられる。
2-ヒドロキシベンゾフェノンの誘導体としては、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-オクチルオキシベンゾフェノン等が挙げられる。
2-(2’-ヒドロキシ-5’-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-3’,5’-ジターシャリイブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、又はこれらのハロゲン化物等が挙げられる。
フェニルサリシレート、p-ターシャリイブチルフェニルサリシレート等が挙げられる。
本実施形態において、樹脂組成物(1)には、樹脂組成物(1)中に後述する弾性チップ材料を配合した際の沈降を抑制するために、揺変剤を加えてもよい。揺変剤としては、例えば、下記のものが挙げられる。
有機系揺変剤としては、ウレタンウレア系揺変剤、脂肪酸アマイド、有機ベントナイト等が挙げられる。
無機系揺変剤としては、微粒子シリカ等が挙げられる。
本実施形態において、樹脂組成物(1)及び樹脂組成物(2)の少なくとも一方には、樹脂組成物中の気泡を取り除くために、消泡剤を加えてもよい。消泡剤としては、例えば、特殊アクリル系重合物を溶剤に溶解させたアクリル系消泡剤、特殊ビニル系重合物を溶剤に溶解させたビニル系消泡剤等が挙げられる。
消泡剤の具体的な製品名としては、例えば、下記のものが挙げられる。
楠本化成(株)製のディスパロンシリーズ:OX-880EF、OX-881、OX-883、OX-8040、1922、1927、P-410EF、P-420、P-425、PD-7、1970、230、230HF、LF-1982等が挙げられる。
ビックケミー・ジャパン(株)製のBYK-052、BYK-1752等が挙げられる。
本実施形態において、樹脂組成物(1)及び樹脂組成物(2)の少なくとも一方には、樹脂組成物の貯蔵安定性を向上するために、重合禁止剤を加えてもよい。重合禁止剤としては、例えば、ヒドロキノン、2-メチルヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノールが挙げられる。
本実施形態において、樹脂組成物(1)及び樹脂組成物(2)の少なくとも一方には、樹脂組成物と後述する骨材との密着性を向上するために、シランカップリング剤を加えてもよい。シランカップリング剤としては、例えば、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-(グリシドキシプロピル)トリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシランが挙げられる。
本実施形態において、樹脂組成物(1)及び樹脂組成物(2)の少なくとも一方には、樹脂組成物の硬化性を向上するために、熱重合開始剤を加えてもよい。熱重合開始剤としては、公知の過酸化物、アゾ化合物が挙げられる。
本実施形態において、樹脂組成物(1)及び樹脂組成物(2)の少なくとも一方には、樹脂組成物の硬化性を向上するために、公知の光重合開始剤を加えてもよい。
[各成分の配合量]
樹脂組成物(1)における単量体(A)の含有量は、単量体(A)の含有量と重合体(B)の含有量との合計100質量%中、30~90質量%が好ましく、35~85質量%がより好ましく、50~70質量%がさらに好ましい。単量体(A)の含有量は多いほど樹脂組成物(1)の粘度が低くなり、少ないほど樹脂組成物(1)の硬化性が良好となる。
重合体(B)として重合体(B1)を含む場合、重合体(B1)の含有量は、単量体(A)の含有量と重合体(B)の含有量との合計100質量%中、5~50質量%が好ましく、15~35質量%がより好ましい。重合体(B1)の含有量が多いほど樹脂組成物(1)の硬化時間を短縮し、重合体(B1)の含有量が少ないほど樹脂組成物(1)の粘度が低くなる傾向がある。
重合体(B)として重合体(B2)を含む場合、重合体(B1)の含有量は、単量体(A)の含有量と重合体(B)の含有量との合計100質量%中、10~70質量%が好ましく、15~65質量%がより好ましい。重合体(B2)の含有量が多いほど樹脂組成物(1)の表面硬化性が向上し、重合体(B1)の含有量が少ないほど樹脂組成物(1)の粘度が低くなる傾向がある。
2種以上の重合体(B)を併用する場合、重合体(B)の合計の含有量は、単量体(A)の含有量と重合体(B)の含有量との合計100質量%中、10~70質量%が好ましく、15~65質量%がより好ましい。重合体(B)の含有量が多いほど樹脂組成物(1)の表面硬化性が向上し、重合体(B)の含有量が少ないほど樹脂組成物(1)の粘度が低くなる傾向がある。
樹脂組成物(1)がチオール化合物(C)を含む場合、チオール化合物(C)の含有量は、単量体(A)の含有量と重合体(B)の含有量との合計100質量部に対して、0.05~2質量部が好ましく、0.1~1.5質量部がより好ましい。チオール化合物(C)の含有量が多いほど樹脂組成物(1)を薄膜で硬化させたときの硬化性が良好になる傾向があり、チオール化合物(C)の含有量が少ないほど、チオール化合物(C)は比較的高価であるので、樹脂組成物(1)の経済性が向上する傾向がある。
樹脂組成物(1)が還元剤(D1)を含む場合、還元剤(D1)の含有量は、単量体(A)の含有量と重合体(B)の含有量との合計100質量部に対して、0.1~10質量部が好ましく、0.2~5質量部がより好ましく、0.3~3質量部がさらに好ましい。還元剤(D1)の含有量が多いほど樹脂組成物(1)の硬化性が良好となる。還元剤(D1)の含有量が少ないほど樹脂組成物(1)のゲル化時間が長くなり、樹脂組成物(1)の撹拌作業を行いやすくなる。
樹脂組成物(1)が硬化剤(D2)を含む場合、硬化剤(D2)の含有量は、単量体(A)の含有量と重合体(B)の含有量との合計100質量部に対して、0.1~10質量部が好ましく、0.2~5質量部がより好ましく、0.3~3質量部がさらに好ましい。硬化剤(D2)の含有量が多いほど樹脂組成物(1)の硬化性が良好となるため、樹脂組成物(1)の硬化時間を短縮する。硬化剤(D2)の含有量が少ないほど、ゲル化時間が長くなり、樹脂組成物(1)の撹拌作業を行いやすくなる。
樹脂組成物(1)が化合物(E)を含む場合、化合物(E)の含有量は、単量体(A)の含有量と重合体(B)の含有量との合計100質量部に対して、5~40質量部が好ましく、10~30質量部がより好ましい。
化合物(E)の含有量が多いほど、弾性チップ材料散布後の弾性チップ材料の離脱を抑え、被覆層中の弾性チップや骨材の保持率を向上させることができる。化合物(E)の含有量が少ないほど、樹脂組成物(1)の粘度が低くなる傾向がある。
本発明の樹脂組成物(1)の粘度は塗工作業性、基材となるアスファルト、コンクリート表面の傾斜や作業性を考慮し、1000~4000mPa・Sが好ましく、1500~3500mPa・Sがより好ましい。
樹脂組成物(2)における単量体(A)の含有量は、単量体(A)の含有量と重合体(B)の含有量との合計100質量%中、50~90質量%が好ましく、60~85質量%がより好ましく、65~80質量%がさらに好ましい。単量体(A)の含有量は多いほど樹脂組成物(2)の粘度が低くなり、少ないほど硬化性が良好となり、かつ、硬化物に強度、耐候性、耐薬品性、耐汚染性及び耐磨耗性等を付与することができる。
重合体(B)として重合体(B1)を含む場合、重合体(B1)の含有量は、単量体(A)の含有量と重合体(B)の含有量との合計100質量%中、10~50質量%が好ましく、15~35質量%がより好ましい。重合体(B1)の含有量が多いほど樹脂組成物(2)の硬化時間を短縮し、重合体(B1)の含有量が少ないほど樹脂組成物(2)の粘度が低くなる傾向がある。
重合体(B)として重合体(B2)を含む場合、重合体(B2)の含有量は、単量体(A)の含有量と重合体(B)の含有量との合計100質量%中、10~70質量%が好ましく、15~65質量%がより好ましい。重合体(B2)の含有量が多いほど樹脂組成物(2)の表面硬化性の向上し、重合体(B2)の含有量が少ないほど樹脂組成物(2)の粘度が低くなる傾向がある。
2種以上の重合体(B)を併用する場合、重合体(B)の合計の含有量は、単量体(A)の含有量と重合体(B)の含有量との合計100質量%中、10~70質量%が好ましく、15~65質量%がより好ましい。重合体(B)の含有量が多いほど樹脂組成物(2)の表面硬化性の向上し、重合体(B)の含有量が少ないほど樹脂組成物(2)の粘度が低くなる傾向がある。
樹脂組成物(2)がチオール化合物(C)を含む場合、チオール化合物(C)の含有量は、単量体(A)の含有量と重合体(B)の含有量との合計100質量部に対して、0.05~2質量部が好ましく、0.1~1.5質量部がより好ましい。チオール化合物(C)の含有量が多いほど樹脂組成物(2)を薄膜で硬化させたときの硬化性が良好になる傾向があり、チオール化合物(C)の含有量が少ないほど、チオール化合物(C)は比較的高価であるので、樹脂組成物(2)の経済性が向上する傾向がある。
樹脂組成物(2)が還元剤(D1)を含む場合、還元剤(D1)の含有量は、単量体(A)の含有量と重合体(B)の含有量との合計100質量部に対して、0.1~10質量部が好ましく、0.2~5質量部がより好ましく、0.3~3質量部がさらに好ましい。還元剤(D1)の含有量が多いほど樹脂組成物(2)の硬化性が良好となる。還元剤(D1)の含有量が少ないほど樹脂組成物(2)のゲル化時間が長くなり、樹脂組成物(2)の撹拌作業が行いやすくなる。
樹脂組成物(2)が硬化剤(D2)を含む場合、硬化剤(D2)の含有量は、単量体(A)の含有量と重合体(B)の含有量との合計100質量部に対して、0.1~10質量部が好ましく、0.2~5質量部がより好ましく、0.3~3質量部がさらに好ましい。硬化剤(D2)の含有量が多いほど樹脂組成物(2)の硬化性が良好となるため、樹脂組成物(2)の硬化時間を短縮する。硬化剤(D2)の含有量が少ないほど、ゲル化時間が長くなり、樹脂組成物(2)の撹拌作業を行いやすくなる。
樹脂組成物(2)が化合物(E)を含む場合、化合物(E)の含有量は、単量体(A)の含有量と重合体(B)の含有量との合計100質量部に対して、5~40質量部が好ましく、10~30質量部がより好ましい。
化合物(E)の含有量が多いほど、弾性チップ材料散布後の弾性チップ材料の離脱を抑え、被覆層中の弾性チップや骨材の保持率を向上させることができる。化合物(E)の含有量が少ないほど、樹脂組成物(2)の粘度が低くなる傾向がある。
本発明の樹脂組成物(2)は弾性チップ材料散布後の弾性チップ材料の離脱を抑えるために用いられる。その粘度は50~500mPa・Sが好ましく、100~300mPa・Sがより好ましい。粘度が50mPa・S以上であると塗工作業性が良好となり、500mPa・S以下であると塗布厚が厚くなりすぎず、被覆層としての効果を得ることができる。
本実施形態において、樹脂組成物(1)及び樹脂組成物(2)は、単量体(A)、重合体(B)及び還元剤(D1)、必要に応じてチオール化合物(C)、化合物(E)及び他成分を混合して硬化剤未配合の樹脂組成物を調製し、硬化反応を行う直前に硬化剤(D2)を硬化剤未配合の樹脂組成物に配合する方法によって重合反応を開始し、樹脂組成物の硬化物を得る方法が好ましい。
硬化剤を追加で配合した後の養生温度は、-10℃~65℃であることが好ましく、10~60℃であることがより好ましく、15~55℃であることがさらに好ましい。-10~65℃とすることで、樹脂組成物の硬化反応が十分に進行し、硬化物の特性が良好となる。養生時間は、養生温度によって異なるが、10分間~24時間が好ましい。
硬化物中の気泡を抑制するために、硬化剤を追加で配合した後に、真空脱泡や振動脱泡等を実施してもよい。
≪弾性チップ材料≫
本実施形態に用いられる弾性チップ材料としては、例えば、天然ゴム(NR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、ピリジンブタジエンゴム(PBR)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(IR)、クロロプレンゴム(CR)、スチレンイソプレンゴム(SIR)、ブチルゴム(IIR)、エチレンプロピレンゴム(EPR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、ウレタンゴム(UR)等を粒状にしたゴムチップが挙げられる。また、産業廃棄物として排出される自動車タイヤ等の各種弾性体をチップ化したものを再利用することもできる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。弾性チップ材料中に着色顔料、補強剤、充填材、老化防止剤等を添加してもよい。弾性チップ材料の形状は、球状、多面体、不定形等特に限定されるものではないが、粒子径としては0.2~6mm、好ましくは0.3~4mmのものが好適に用いられる。
本実施形態において、弾性チップ層は、樹脂組成物(1)と弾性チップ材料とが均一に混合して存在していてもよい。また、弾性チップ材料は、弾性チップ層の表面層側に偏在していてもよく、表面層と弾性チップ層との界面のみに存在していてもよい。
≪骨材≫
本発明の被覆層は、弾性チップ層と表面層との界面付近に骨材を有していてもよい。本実施形態において骨材とは、弾性チップ材料以外に弾性を有さない材料を意味する。
骨材を含有することで、被覆層に滑り止め機能を付与することができる。骨材の具体例としては、例えば以下ものが挙げられる。砂、硅砂、川砂、寒水石、エメリー、大理石、炭酸カルシウム、カオリン、ベントナイト、マイカ、タルク、炭化珪素粉、窒化珪素粉、窒化ほう素粉、アルミナ、スラグ、ガラス粉末、セラミック骨材、陶器屑、着色骨材等。これら骨材は、1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
また、骨材の粒径は樹脂組成物の硬化物の厚みにもよるが、ふるい分けによる粒径で5mm以下が好ましく、3mm以下がより好ましく、2mm以下がさらに好ましい。骨材の粒子径が5mm以下であると、柔軟性が得られやすい。
<被覆層の製造方法>
本発明の被覆層は、基材として、特にアスファルトやコンクリート舗装面を対象とし、これらの表面を被覆することにより製造できる。
被覆層の製造方法は、基材上に、樹脂組成物(1)を塗工して樹脂組成物層を形成し、樹脂組成物層の上に、弾性チップ材料を散布して、弾性チップ層を形成する工程と、樹脂組成物(2)を塗工して、表面層を形成する工程と、を備える。
例えば、まず基材に樹脂組成物(1)を塗工し、次にゲル化する前に弾性チップ材料を散布する。下地面のアスファルトやコンクリート舗装に塗工した塗布厚は0.5mm~2mmであることが好ましく、1mm~1.8mmであることがより好ましい。塗布厚が薄すぎると硬化性が低下し、弾性チップ材料の離脱量が多くなる傾向にあり、厚すぎるとコストが上がる。なお、弾性チップ材料の散布は、下層が見えなくなる様に、手撒きあるいは散布機を用いて過剰に散布し、樹脂組成物(1)が硬化した後に、余剰の弾性チップ材料を回収する。
余剰の弾性チップ材料の回収後、弾性チップ材料表面に、下層表面と弾性チップ材料表面との隙間を埋めながら、樹脂組成物(2)を塗工する。弾性チップ材料に塗工される上層の塗布厚は0.3mm~2mmであることが好ましく、0.5mm~1mmであることがより好ましい。塗布厚が薄すぎると、硬化性が低下し、弾性チップ材料の離脱量が多くなる傾向にあり、厚すぎると、被覆層としての効果が低くなる。
樹脂組成物(1)及び樹脂組成物(2)の塗工手段としては、ローラー、金ゴテ、刷毛、自在ボウキ、塗装機(スプレー塗装機等)等を用いる公知の塗工方法が挙げられる。
また、樹脂組成物の塗工時の温度は-30℃~60℃が好ましく、-10℃~40℃がより好ましく、施工性の点から、硬化時間は20分間~50分間の範囲が好ましい。
硬化時間が20分間以上であると、良好な塗装作業性、弾性チップ材料のグリップ性が得られ、50分間以下であると基材であるアスファルトやコンクリート舗装等との良好な付着性が得られる。
硬化時間は還元剤(D1)及び硬化剤(D2)の量を塗工時の温度に応じて調整することができる。このような被覆層の製造方法により、弾性チップ材料を上層と下層との境界付近に存在させ、より弾性チップ材料が脱離しにくい被覆層を得ることができる。
<被覆用組成物>
本発明の被覆用組成物は、(メタ)アクリロイル基を有する単量体(A)と、アクリル系重合体及び(メタ)アクリロイル基を有する重合体から選ばれる少なくとも1種の重合体(B)とを含む樹脂組成物と弾性チップ材料とを含む。
樹脂組成物としては、前述の樹脂組成物(1)及び樹脂組成物(2)を使用することができる。
また、本発明の被覆用組成物は、弾性チップ材料以外に骨材を含有してもよい。
本発明の被覆用組成物における樹脂組成物の含有量は、弾性チップ材料と骨材の含有量との合計100質量部に対して、5質量部~100質量部が好ましく、10質量部~35質量部がより好ましい。樹脂組成物の含有量が多いほど樹脂組成物と弾性チップ材料及び骨材が接着し、弾性チップ材料が剥離しにくくなる。樹脂組成物の含有量が少ないほど、被覆層表面が滑りにくくなる。
得られた樹脂組成物は、ローラー、金ゴテ、刷毛、自在ボウキ、塗装機(スプレー塗装機等)等を使用して基材上に塗工する。樹脂組成物の塗布厚としては、目的に応じて選択すればよいが、好ましくは3mm~50mm程度である。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。なお、各実施例及び比較例中「部」は「質量部」を意味する。実施例に先立って、各種測定方法及び、重合体の合成例を説明する。なお、実施例1~4、及び9は参考例である。
<樹脂組成物の特性>
(粘度)
樹脂組成物の液温を23℃とし、B型粘度計を用いて粘度を測定した。
[合成例1:重合体(P-1)の合成]
攪拌機、冷却管、温度計を備えた重合装置内に、脱イオン水135部、及び分散剤としてポリビニルアルコール(ケン化度80モル%、重合度1,700)0.4部を加えて攪拌し、ポリビニルアルコールを完全に溶解した後、一旦攪拌を停止した。メチルメタクリレート60部、n-ブチルメタクリレート40部、重合開始剤として2,2’-アゾビス-2-メチルブチロニトリル0.2部、連鎖移動剤としてn-ドデシルメルカプタン0.8部、電解質として炭酸ナトリウム0.1部を加えて再度攪拌し、75℃に昇温して2.5時間反応させた。さらに、98℃に昇温して1.5時間保持した後、反応を終了させた。
40℃に冷却した後、得られた水性懸濁液を目開き45μmのナイロン製濾過布で濾過し、濾過物を脱イオン水で洗浄し、脱水した後、40℃で16時間乾燥して、粒状ビニル系重合体(重合体P-1)を得た。
得られた粒状ビニル系重合体のガラス転移温度(Tg)は65℃、重量平均分子量は160000であった。
[合成例2:重合体(P-2)の合成]
合成例1の反応において、重量平均分子量を42000とした以外は合成例1の共重合体(P-1)と同様にして合成し、Tg65℃、重量平均分子量42000の粒状ビニル系重合体(重合体P-2)を得た。
(樹脂組成物の調製)
<樹脂組成物(S-1)の調製>
攪拌機、温度計、冷却管付きの1Lフラスコに、単量体(A)としてMMA45.0部、2-エチルヘキシルアクリレート(以下「2-EHA」と略す)13.0部及びトリエチレングリコールジメタクリレート(日油(株)製、ブレンマーPDE-150、以下「PDE-150」と略す)2.0部と、還元剤(D1)としてN,N-ジ(2-ヒドロキシエチル)-p-トルイジン(以下「PTEO」と略す)0.6部と、他の成分としてパラフィン-110(日本精蝋(株)製、パラフィンワックス(以下「P-110」と略す))0.25部、パラフィン-130(日本精蝋(株)製、パラフィンワックス(以下「P-130」と略す))0.25部、パラフィン-150(日本精蝋(株)製、パラフィンワックス(以下「P-150」と略す))0.1部、アデカサイザー(登録商標)P300((株)ADEKA製)20.0部、JF-77(城北化学(株)製)(以下、「JF-77」と略す)0.3部及びヒドロキノン(以下「HQ」と略す)0.005部を投入した後、攪拌しながら、重合体(B)として重合体(P-1)20.0部を投入した。引き続き、60℃で2時間加熱して溶解した。溶解を確認後、40℃に冷却し、チオール化合物(C)として、添加剤-1(ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)1.0部を投入し、樹脂組成物(S-1)を得た。得られた樹脂組成物(S-1)の配合組成を表1に示す。
<樹脂組成物(S-2)~(S-10)の調製>
表1に記載の配合組成にすること以外は、樹脂組成物(S-1)の調製と同様にして樹脂組成物(S-2)~(S-10)を得た。
表中の略号は下記の通りである。
MMA:メチルメタクリレート。
2-EHA:2-エチルヘキシルアクリレート。
PDE-150:トリエチレングリコールジメタクリレート(日油(株)製)。
P-1:合成例1で製造したMMA/n-ブチルメタクリレート=60/40の共重合体、重量平均分子量は160000。
P-2:合成例2で製造したMMA/n-ブチルメタクリレート=60/40の共重合体、重量平均分子量は42000。
RUA-012:ウレタンアクリレートオリゴマー(亜細亜工業(株)製)。
添加剤-1:ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)。
P-110、P-130、P-150、:パラフィンワックス(日本精蝋(株)製)。
PTEO:N,N-ジ(2-ヒドロキシエチル)-p-トルイジン。
ハイプレン(登録商標)AX-662:イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(三井化学(株)製)。
アデカサイザー(登録商標)P300:アジピン酸ポリエステル系可塑剤((株)ADEKA製)。
JF-77:紫外線吸収剤(城北化学工業(株)製)。
HQ:ヒドロキノン。
BHT:2-6-ジ-t-ブチル4-メチルフェノール。
[実施例1]
得られた樹脂組成物(S-1);100部に、過酸化ベンゾイル(化薬アクゾ社製、パーカドックスCH-50L、純度50%)を2部加え混合し、密粒アスファルト板(サイズ:300×300×50mm 大有建設(株)製)に塗布厚1.6mmになるようコテで塗装し、樹脂組成物層(1)を形成した。直ちにゴムチップ(篠田ゴム工業(株)製、EPDMカラーゴムチップ(粒径1~3mm)を240g及び滑り止め用の骨材(美州興産(株)製、セラサンドA1粒、粒径2~3.3mm)を60g散布し、30分後に固着していないゴムチップ及び骨材(約150g)を除去し、弾性チップ層を形成した。弾性チップ層の上に、樹脂組成物(S-6);100部に過酸化ベンゾイルを2部加えて混合し、ゴムチップと骨材の表面にウーローラー(大塚刷毛製造(株)製塗装用ローラー)で塗布厚0.6mmになるよう塗装し、表面層を形成した。こにより、密粒アスファルト板上に被覆層を形成した。
[実施例2~8、比較例1]
表1に示す構成とした他は、実施例1と同様にして密粒アスファルト板上に被覆層を形成した。
(被覆層完成時間)
実施例1の手法で被覆層を形成するのに要する時間を測定した。被覆層完成時間は、硬化物表面のタック有無により確認し、以下の基準で硬化性を評価した。それらの結果を表1に示す。表1中の(H)は、被覆層を形成するのに要した時間(単位:時間)を意味する。
○:2時間未満でタックがなくなる
△:2時間以上、8時間未満でタックがなくなる
×:8時間以上でタックがなくなる
(臭気の評価)
評価者の嗅覚により、施工時及びタックフリー直後の臭気を下記の基準で評価した。
○:微かに単量体の臭気があるもの
△:単量体の臭気があるもの
×:単量体の臭気が明らかに多いもの
(ゴムチップ及び骨材の保持率)
恒温槽付き小型ラベリング試験機(ニッケン社製)を用い、一定荷重を載荷したゴム輪を回転させたときのゴムチップ及び骨材の保持率を測定した。
まず、密粒アスファルト板上に被覆層を形成し、評価板を作製した。
得られた評価板を以下の試験条件で評価した。結果を表1に示す。
(試験条件)
試験体駆動方式:回転速度:30rpm、回転数:100回
載荷輪荷重:25kg ゴム硬度60のゴム輪(黒色)使用
測定温度:23℃
(評価方法)
保持率(%)=((初期ゴムチップ及び骨材量-試験後ゴムチップ及び骨材量)/初期ゴムチップ及び骨材量)×100
Figure 0007324077000001
表1に示すように、比較例1は、単量体(A)及び重合体(B)を含まない樹脂組成物を使用した為、硬化性が不良となって被覆層完成時間が長かった。
[実施例9]
樹脂組成物(S-1);100部に、過酸化ベンゾイルを2部加え混合し、次いでゴムチップ(篠田ゴム工業(株)製、EPDMカラーゴムチップ)500部を混合し、密粒アスファルト板(サイズ:300×300×50mm 大有建設(株)製)に塗布厚10mmになるようコテで塗装し、弾性チップ層を作成した。
得られた弾性チップ層表面は、30分後にタックがなくなり、モノマー臭気が少ない被覆層が得られた。
弾性チップ層の上に、樹脂組成物(S-8);100部に過酸化ベンゾイルを2部加えて混合したものをウーローラー(大塚刷毛製造(株)製塗装用ローラー)で塗布厚0.6mmになるよう塗装し、表面層を形成した。

Claims (6)

  1. 弾性チップ層の上に表面層を備えた被覆層であって、
    前記弾性チップ層は、樹脂組成物(1)の硬化物と、弾性チップ材料とから構成され、
    前記表面層は、樹脂組成物(2)の硬化物から構成され、
    前記樹脂組成物(1)及び前記樹脂組成物(2)は、(メタ)アクリロイル基を有する単量体(A)と、アクリル系重合体及び(メタ)アクリロイル基を有する重合体から選ばれる少なくとも1種の重合体(B)とを含み、
    前記樹脂組成物(2)が、イソシアネート基及びブロック化イソシアネート基の少なくとも一方の基を有する化合物(E)を含有する、被覆層。
  2. 前記樹脂組成物(2)中、前記化合物(E)の含有量は、前記単量体(A)の含有量と前記重合体(B)の含有量との合計100質量部に対して、5~40質量部である、請求項1に記載の被覆層。
  3. 前記樹脂組成物(1)及び前記樹脂組成物(2)の少なくとも一方がチオール化合物(C)を含有する、請求項1又は2に記載の被覆層。
  4. 基材上に、前記樹脂組成物(1)を塗工して樹脂組成物層を形成し、前記樹脂組成物層の上に、前記弾性チップ材料を散布して、前記弾性チップ層を形成する工程と、
    前記弾性チップ層の上に、前記樹脂組成物(2)を塗工して、前記表面層を形成する工程と、を備える、請求項1~3のいずれか一項に記載の被覆層の製造方法。
  5. 弾性チップ層を被覆するための樹脂組成物であって、
    前記弾性チップ層は、樹脂組成物(1)の硬化物と、弾性チップ材料とから構成され、
    当該樹脂組成物が、イソシアネート基及びブロック化イソシアネート基の少なくとも一方の基を有する化合物(E)を含有する樹脂組成物(2)であり、
    前記樹脂組成物(1)及び前記樹脂組成物(2)は、(メタ)アクリロイル基を有する単量体(A)と、アクリル系重合体及び(メタ)アクリロイル基を有する重合体から選ばれる少なくとも1種の重合体(B)とを含む、樹脂組成物。
  6. (メタ)アクリロイル基を有する単量体(A)と、アクリル系重合体及び(メタ)アクリロイル基を有する重合体から選ばれる少なくとも1種の重合体(B)と、弾性チップ材料と、イソシアネート基及びブロック化イソシアネート基の少なくとも一方の基を有する化合物(E)と、を含む、弾性チップ層被覆用組成物。
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