JP7344104B2

JP7344104B2 - 構造物の保護方法

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Publication number: JP7344104B2
Application number: JP2019219905A
Authority: JP
Inventors: 幹雄清水; 哲郎寺岡; 大輔宮本; 雅行神山; 佳裕梅田
Original assignee: Mitsui Chemicals Industrial Products Ltd
Current assignee: Mitsui Chemicals Industrial Products Ltd
Priority date: 2019-12-04
Filing date: 2019-12-04
Publication date: 2023-09-13
Anticipated expiration: 2039-12-04
Also published as: JP2021087917A

Description

本発明は、構造物の保護方法に関するものであり、より詳細には、構造物表面を保護すると共に、欠陥や損傷が生じた場合には目視による確認や、破片の剥落等を防止し得る構造物の保護方法に関する。

コンクリート構造物等においては、施工時の欠陥、地震や衝突による損傷、中性化、塩害、アルカリ骨材反応などの化学的劣化などに基づき、コンクリート部材の一部が破片として剥落することがある。このようなコンクリート片の剥落防止のために、従来、鉄板等の金属でコンクリート表面を覆う方法を始めとして、ガラスクロス、合成樹脂繊維シート、炭素繊維シートなどの連続繊維シートを、合成樹脂系材料あるいはセメントなどの無機系材料を用いてコンクリート表面に貼りつける工法が提案され、実施されてきた。

繊維シートを用いた剥落防止システムでは、補強のためにガラスクロスやビニロンなどの連続繊維シートが組み合わされているため、繊維シートを保持する合成樹脂を透明化することにより、層形成後にもコンクリートの劣化度を診断するための重要な手法である目視診断が可能にはなるが、繊維シートの部分を透明化することは困難であり、格子状の不透明部分が外観上残り、目視診断のし易さを阻害すると共に、美観上見苦しい仕上がりとなるという問題点があった。

このような問題を解決するために、下記特許文献１には、コンクリート構造物の表層に、粘度が２０～５０００ｍＰａ・ｓの範囲にあり、硬化時の引張強度が１ＭＰａ以上の透明エポキシ樹脂プライマーを塗布し、その上に、硬化時の引張強度が５ＭＰａ以上、引張破断伸びが５０～８００％であるポリウレタン又はポリウレアの硬化性組成物をコテ、ヘラ又はこれに準ずる施工機械にて塗りつけ、プライマー層と厚みが０．８～４ｍｍのポリウレタン又はポリウレアの層からなり、光学くし２ｍｍ幅の条件下でＪＩＳＨ８６８６－２に準拠して測定した透過光像鮮明度Ｃ値が５０％以上である積層部を形成させること特徴とするコンクリート表面構造体の構築方法が提案されている。
また下記特許文献２には、コンクリート構造物の表層に、粘度が２０～５０００ｍＰａ・ｓの範囲にあり、硬化時の引張強度が１Ｎ／ｍｍ^２以上のエポキシ樹脂プライマーを塗布し、その上に、硬化時の引張強度が７Ｎ／ｍｍ^２以上、引張破断伸びが５０～８００％であるポリウレタン又はポリウレアの硬化性組成物を吹きつけ、厚みが０．８～４ｍｍのポリウレタン又はポリウレア層を形成させることを特徴とするコンクリート表面構造体の構築方法が提案されている。

特開２００５－２１３８４４号公報特開２００５－２１３８４２号公報

上記特許文献１記載のコンクリート表面構造体の構築方法によれば、透明性を長期にわたって維持することが可能で、目視診断が容易な塗膜を形成可能であると共に、繊維シートを使用する工法のように、シートの切断や貼り付け等が不要であることから、施工が容易であるという利点がある。しかしながら、コテやヘラ、或いはこれに準ずる機械で施工する必要があることから、欠陥部分の部分的な修復等には好適に使用できるとしても、構造物に広範囲にわたって施工する場合には、効率的ではなかった。
その一方上記特許文献２記載のコンクリート表面構造体の構築方法では、スプレー塗装によりコンクリート構造体に広範囲に効率よく塗装することができるが、スプレー塗装に用いられる被覆材は硬化時間が短いことから、吐出時に巻き込んだ気泡が抜ける前に塗膜が硬化してしまい、気泡により塗膜が不透明になってしまうという問題があった。

従って本発明の目的は、構造体の欠陥による破片の剥落を防止できると共に、長期にわたって透明性を維持可能な保護被覆を、スプレー塗装により均一且つ容易に形成可能な構造物の保護方法を提供することである。

本発明によれば、イソシアネート基を２個以上有するウレタンプレポリマーを主成分とするＡ液と、水酸基及び／又はアミノ基を２個以上有する硬化剤を主成分とするＢ液とを、組み合わせて成る被覆材を、２液混合衝突型スプレーを用いて構造物表面に吹付け被覆する構造物の保護方法であって、下記式（１）で計算されるＧの値が、Ｇ≦１２３の条件を満たすことを特徴とする構造物の保護方法が提供される。
Ｇ＝（Ｐ／η）^１／２／Ｄ・・・（１）
式中、Ｄは２液混合衝突型スプレーに使用するミックスチャンバーのオリフィス径（インチ（１インチは２５．４ｍｍ））であり、Ｐは２液混合衝突させる際の前記Ａ液及び前記Ｂ液の圧力（ｐｓｉ（１ｐｓｉは６．８９×１０ ^－３ＭＰａ））を示し、両液の圧力の値に差がある場合は高い方の値であり、ηは２液混合衝突させる際の前記Ａ液及び前記Ｂ液の粘度（ｍＰａ・ｓ）を示し、両液の粘度の値に差がある場合は低い方の値である。

本発明の構造物の保護方法によれば、
１．前記Ａ液及び前記Ｂ液のそれぞれが、シランカップリング剤を含有しない、もしくは１重量％未満の量で含有すること、
２．前記構造物が、コンクリート構造物、自然石構造物、組積構造物、金属構造物又は木構造物であること、
３．前記被覆材を、構造物表面に直接吹付け被覆すること、
４．前記被覆材を０．５～３ｍｍの厚みで被覆すること、
５．前記被覆材により形成された被膜の１ｍｍ厚みにおける隠蔽率が３０％未満であること、
が好適な態様である。

本発明の構造物の保護方法によれば、イソシアネート基を２個以上有するウレタンプレポリマーを主成分とするＡ液と、水酸基及び／又はアミノ基を２個以上有する硬化剤を主成分とするＢ液とを組み合わせて成る被覆を、２液混合衝突型スプレーを用い、所定の吐出圧力で吐出することにより、気泡を抱き込むことなく透明性に優れた被膜を構造物表面に形成することができる。また塗工性にも優れ、平滑且つ均一な厚みの被覆を効率よく形成することができる。
本発明の構造物の保護方法によれば、コンクリート構造物、自然石構造物、組積構造物、金属構造物又は木構造物等の構造物表面を保護可能であり、透明性に優れているため被膜を通して構造物表面を長期にわたって目視可能であると共に、構造物に欠陥が生じた場合でも表面剥落を有効に防止することができる。

実施例１における厚みと隠蔽率により算出される２次の多項式近似曲線を示す。

（被覆材）
本発明の構造物の保護方法においては、イソシアネート基を２個以上有するウレタンプレポリマーを主成分とするＡ液と、水酸基及び／又はアミノ基を２個以上有する硬化剤を主成分とするＢ液とを、組み合わせて成るポリウレア又はポリウレタンから成る被覆材を用いる。
Ａ液を構成するウレタンプレポリマーとしては、イソシアネート基を１分子中に２個以上有するポリイソシアネート化合物と、イソシアネート基と反応する活性水素を１分子中に２個以上有する化合物とを反応させることによって得ることができる。特に活性水素化合物として、アルコール性水酸基を１分子中に２個以上有するポリオール化合物、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あるいはその他のポリオール等を１種又は２種以上組み合わせて形成させたウレタンプレポリマーが好適である。

ウレタンプレポリマーの調製に使用できる上記ポリ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、１，５－ペンタメチレンジイソシアネート、２，２，４－トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンメチルエステルジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート類；１，４－シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、４，４’－ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、水添トリレンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、水添ｍ－キシリレンジイソシアネート、水添ｐ－キシリレンジイソシアネート等の脂環式ポリイソシアネート類；ｐ－フェニレンジイソシアネート、２，４－トルエンジイソシアネート、２，６－トルエンジイソシアネート、３，３’－ジメチルジフェニル－４，４’－ジイソシアネート、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ｍ－キシリレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネートのような芳香族ジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート類；上記各ポリイソシアネートをカルボジイミド変性又はイソシアヌレート変性したもの等が挙げられ、これらは単独で又は二種以上混合して用いることができる。これらの中では、透明性、耐変色性の観点から脂肪族又は脂環族のポリイソシアネートを使用するのが好ましい。

ウレタンプレポリマーの調製に使用可能なポリエーテルポリオールの具体例としては、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレンオキシプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール、ポリオキシヘキサメチレングリコールなどの他に、活性水素を二個以上有する低分子量活性水素化合物、例えばビスフェノールＡ、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、１，６－ヘキサンジオール等のジオール類；グリセリン、トリメチロールプロパン、１，２，６－ヘキサントリオール等のトリオール類；アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン等のアミン類等の一種又は二種以上の存在下でプロピレンオキサイド及び／又はエチレンオキサイドを開環重合させて得られるランダム共重合体を挙げることができる。

ウレタンプレポリマーの調製に使用可能なポリエステルポリオールとしては、例えば多塩基酸と多価アルコールを脱水縮合させて得られる重合体；ヒドロキシカルボン酸と多価アルコールの縮合体；ラクトンの開環重合体等が好適に用いられる。上記多塩基酸としては、例えばアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、コハク酸、二量化リノレイン酸、マレイン酸、等を挙げることができる。また多価アルコールとしては、例えばビスフェノールＡ、エチレングリコール、１，２－プロピレングリコール、１，４－ブタンジオール、１，６－ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール等のジオール類；グリセリン、１，１，１－トリメチロールプロパン、１，２，６－ヘキサントリオール等のトリオール類が用いられ得る。より具体的には両末端がジオール成分であるポリエチレンアジぺート、ポリテトラメチレンアジペート、ポリヘキサメチレンアジペート、ポリテトラメチレンセバケート、ポリ（ジエチレングリコールアジペート）、ポリ（ヘキサメチレングリコール－１，６－カーボネート）、ポリカプロラクトンなどを例示することができる。

ウレタンプレポリマーの調製に使用可能なその他のポリオールとしては、例えばアクリルポリオール、水素添加されたポリブタジエンポリオール、ヒマシ油の誘導体、トール油の誘導体、ポリマーポリオール、ポリカーボネートポリオール等の他、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、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール等の低分子ポリオール等も好適に用いられる。

これらポリオール化合物としては、数平均分子量が１００～１０，０００、とくに３００～５０００のものが好ましく、所望に応じ単独であるいは二種以上混合して用いることができる。

ウレタンプレポリマーは、ポリオール化合物中に含まれるヒドロキシル基１モルに対して、ポリイソシアネート化合物中に含まれるイソシアネート基が１モルを越える割合で、すなわち、化学当量比（ＮＣＯ／ＯＨ）が１を越える配合として、ポリオール化合物と、ポリイソシアネート化合物とを、必要に応じて加熱して、反応させることで得ることができる。このようなウレタンプレポリマーは、通常、その分子両末端にイソシアネート基を有する。ウレタンプレポリマーとして、ポリオール化合物中に含まれるヒドロキシル基とポリイソシアネート化合物中に含まれるイソシアネート基の化学当量比（ＮＣＯ／ＯＨ）を１．６～２０の割合でポリオール化合物とポリイソシアネート化合物とを反応させ、２３℃において液状を呈するものが、作業性、硬化物の物性等といった点からより好ましい。

本発明の構造物の保護方法に使用する被覆材は、上記ウレタンプレポリマーを主成分とするＡ液と、水酸基及び／又はアミノ基を２個以上有する硬化剤を主成分とするＢ液と、必要に応じその他添加剤とを配合した硬化性組成物を硬化させることによって形成させることができる。
ウレタンプレポリマーを硬化させる、水酸基及び／又はアミノ基を２個以上有する化合物としては、分子量が１８～１００００、好ましくは３０～５０００である化合物が好ましく、例えば、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、１，４－ブチレングリコール、１、６－へキシレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、１，２，４－トリヒドロキシブタン、１，２，３，４－テトラヒドロキシブタン、１，２，６－トリヒドロキシヘキサン、１，１，１－トリメチロールエタン、ペンタエリトリトール、ポリカプロラクトン、フラクトース、キシリトール、アラビトール、ソルビトール及びマンニトールなどの多価アルコール；エタノールアミンのような低分子アミノアルコール；アンモニア、ヒドラジン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレエンヘキサミン、ｍ－フェニレンジアミン、２，４－トルエンジアミン、２，６－トルエンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、ジメチルチオトルエンジアミン、Ｎ，Ｎ‘－ビス（ｓｅｃ－ブチルアミノ）ジフェニルメタン、３，３′－ジクロロ－４、４′－ジアミノ－ジフェニルメタンなどの低分子ポリアミン化合物、また先に挙げたウレタンプレポリマーの調製の際に使用できる、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールなどのポリオール；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等のアルキレンオキサイド又はその混合物を反応させて得られるポリエーテル末端に有するヒドロキシル基をアンモニアと反応させてアミノ基に置換することによって得られるポリオキシエチレンジアミン、ポリオキシプロピレンジアミン、ポリオキシブチレンジアミンなどのポリエーテルポリアミンを挙げることができる。これら硬化剤の中では、ポリエーテルポリオール又はポリエーテルポリアミンを使用することが好ましいが、ポリエーテルポリオール又はポリエーテルポリアミンに他の１種類以上の低分子ポリオール又は低分子ポリアミンを組み合わせて使用することもできる。
これら硬化剤として、ウレタンプレポリマーに含まれるイソシアネート基１モルに対して、低分子化合物中の活性水素が、約０．８モル以上の割合、好ましくは約０．９５～１．２モルとなるように硬化剤が添加される。

Ａ液及びＢ液には、ウレタンプレポリマー及び硬化剤の他に、可塑剤、溶剤、界面活性剤、硬化促進触媒、老化防止剤、染料等の添加剤を、必要により従来公知の処方に従って配合することができる。

可塑剤としては、フタル酸エステル、アジピン酸エステル、セバシン酸エステル、アゼライン酸エステル、トリメリット酸エステル等のカルボン酸エステルの他、リン酸エステル、ノルマルパラフィン、塩素化パラフィン、アルキルベンゼン及びその他各種液状成分が挙げられ、これらは単独または２種以上混合して用いられ得る。

溶剤は、硬化性樹脂組成物の粘度を調節するために必要により使用される。溶剤は、前記Ａ液及び前記Ｂ液に反応性を示さない有機溶剤を好適に使用できる。これに限定されないが、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶剤、酢酸エチル、酢酸ｎ－ブチル、酢酸ｎ－アミル等のエステル溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン溶剤、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素溶剤、ミネラルスピリット等の石油系炭化水素溶剤、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、グリコールエーテルエステル類溶剤等を例示でき、これらの溶剤は、２種以上を混合して用いてもよい。

界面活性剤としては、消泡剤、乳化剤、粘性改良剤などの特性に応じて各種界面活性剤が単独もしくは二種以上混合して添加され得る。

ウレタンプレポリマーと硬化剤の反応を促進するための硬化促進触媒としては、Ｎ－アルキルベンジルアミン、Ｎ－アルキル脂肪族ポリアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ－アルキルピペラジン、Ｎ－アルキルモルホリン、ジモルホリノジエチルエーテル、オクテン酸錫やジブチル錫ジラウレート、有機酸鉛塩、有機酸ジルコニウム塩または有機酸ビスマス塩のような有機金属化合物等や、安息香酸、フタル酸、ｏ－クロロ安息酸等の芳香族カルボン酸、２－エチルヘキサン酸、オクチル酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸等の脂肪族カルボン酸等の有機酸が挙げられ、好ましくは２－エチルヘキサン酸が、ポリオールとの相容性に優れることから好ましい。これらは単独もしくは二種以上混合して用いられ得る。
なお、上記の硬化促進触媒は、ウレタンプレポリマーの調整の際にも使用可能であり、ウレタンプレポリマーを効率よく生産するために利用することができる。

老化防止剤は、上述した被覆材から成る被膜を、光、酸素、熱等から保護するために用いられ、老化防止剤として一般的に用いられるものには光安定剤や酸化防止剤等があり、光安定剤としてはベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、ベンゾエート系、シアノアクリレート系、ヒンダードアミン系、ニッケル系等が挙げられる。また、酸化防止剤としてはヒンダードフェノール系、アミン系、硫黄系、リン系等が挙げられる。これらは単独もしくは二種以上混合して用いることができる。特に光安定剤とヒンダードフェノール系酸化防止剤を複合して用いると、変色や白濁、表面の艶の低下を長期にわたり防止することができ、好適である。

また本発明で用いる被覆材は、構造物との密着性に優れているため、シランカップリング剤を含有する必要はないが、被覆材を構成する硬化性組成物中に１重量％未満の量でシランカップリング剤を含有してもよい。
シランカップリング剤を、硬化性組成物中に１重量％未満で含有する場合、シランカップリング剤としては、イソシアネート基含有シラン類、アミノ基含有シラン類、メルカプト基含有シラン類、エポキシ基含有シラン類、ビニル型不飽和基含有シラン類等を含有でき、エポキシ基含有シラン類を含有させる場合にはＡ液に、アミノ基含有シラン類を配合させる場合にはＢ液に含有させる。

（プライマー層）
本発明の構造物の保護方法においては、上述した被覆材が構造物との密着性に優れていることから、直接構造物表面に吹き付け被覆することが可能であるが、プライマー層を介して構造物表面に被覆材を被覆することもできる。構造物表面にプライマー層を形成することにより、プライマーが構造体の表層に浸透するため、被覆材を構造物により強固に接着することが可能になる。
プライマーとしては上述した被覆材（ポリウレア又はポリウレタン）から成る被膜との密着性に優れた、透明なエポキシ樹脂プライマーを好適に使用できる。このようなエポキシ樹脂プライマーとしては、本出願人による特開２００８－７５０３３号公報等に記載されたものを好適に使用することができ、当該公報に記載された方法により形成することができる。また、透明なウレタン樹脂プライマーなども好適に使用することができる。
プライマー層を構造物表面に形成する場合には、その厚みは、０．０２～０．４ｍｍ程度であることが好ましい。

（構造物への被覆方法）
本発明においては、上述したイソシアネート基を２個以上有するウレタンプレポリマーを主成分とするＡ液と、水酸基及び／又はアミノ基を２個以上有する硬化剤を主成分とするＢ液とを、２液混合衝突型スプレーを用いて構造物表面に吹付け被覆するが、その際、前記式（１）で計算されるＧの値がＧ≦１２３の条件を満たす範囲に調整されていることが重要である。上記範囲よりもＧの値が大きい場合には、均一な膜を形成することができるが、その一方、気泡を抱き込んでしまい、透明性に劣るようになる。

被覆材の構造物への吹付けに用いるスプレー装置としては、調圧調温計量装置と、ミックスチャンバーを備えたスプレーガン及び加温のできるホットホースからなるスプレー装置を使用することができるが、本発明においては、スプレーガンとして、２液混合衝突型スプレーを使用することが重要である。
またこの２液混合衝突型スプレーにおいては、上記範囲の液圧力でＡ液及びＢ液を混合衝突させるのに適したミックスチャンバーを選択することが好ましい。本発明においては、これに限定されないが、グラコ社製のミックスチャンバーで０００番（オリフィス径０．０２０インチ（０．５０８ｍｍ））、００番（同０．０２９インチ（０．７３７ｍｍ））、０１番（同０．０４２インチ（１．０６７ｍｍ））、０２番（同０．０５２インチ（１．３２１ｍｍ））等に相当するチャンバーサイズのミックスチャンバーを備えた２液混合衝突型スプレーガンを好適に使用することができる。特に、低吐出用の０１番（同０．０４２インチ（１．０６７ｍｍ）相当や更にオリフィス径の小さい００番（同０．０２９インチ（０．７３７ｍｍ））相当などミックスチャンバーを用いることが好適である。

本発明においては、Ａ液及びＢ液を混合衝突させる際の、具体的にはＡ液及びＢ液を上記ミックスチャンバーに導入し、２液混合衝突させる際の、それぞれの液の圧力Ｐ（ｐｓｉ（１ｐｓｉは６．８９×１０ ^－３ＭＰａ））及び粘度η（ｍＰａ・ｓ）と、２液混合衝突型スプレーに使用するミックスチャンバーのオリフィス径Ｄ（インチ（１インチは２５．４ｍｍ））とを、前述した式（１）で計算されるＧの値が、Ｇ≦１２３の条件を満たすように調整すること、すなわち使用するミックスチャンバーのオリフィス径Ｄ（インチ（１インチは２５．４ｍｍ））に応じて、Ｇ≦１２３の条件を満足するように、Ａ液及びＢ液の圧力Ｐ（ｐｓｉ（１ｐｓｉは６．８９×１０ ^－３ＭＰａ））及び粘度η（ｍＰａ・ｓ）をそれぞれ調整することが重要である。
具体的には、Ａ液及びＢ液の圧力は、２液混合衝突型スプレー装置の設定によって調整することが可能であり、また、Ａ液及びＢ液の粘度は、それぞれの液の温度設定を変えることにより調整することが可能である。
通常は、２液混合衝突型スプレー装置により両液の圧力はほぼ同じ値に調整される。また、両液の粘度差がより小さくなるように調整した方が両液の混合がより容易となるため被膜の物性も向上する。両液の粘度をより小さくなるように調整した方が両液の粘度差がより小さくなって好ましいが、両液の圧力を高く調整した場合などでは、むしろ、両液の粘度を高くした方が、気泡の抱き込みが少なく、透明性に優れた結果が得られる場合がある。
なお、両液の圧力及び粘度の数値に差異がある場合には、前記式（１）で表されるＧの値の計算を行う際、Ｇ値がとりうる最大の値となるように、圧力（Ｐ）の数値は、Ａ液、Ｂ液のいずれか高い方の数値を計算に使用し、粘度（η）の数値は、Ａ液、Ｂ液のいずれか低い方の数値を計算に使用する。
また、Ａ液とＢ液は、Ａ液及びＢ液を混合衝突させた後の材料のＪＩＳＫ－５６００－１－１に記載の評価方法による指触乾燥時間が１０秒～６０分の範囲となるように調製されていることが好ましい。

本発明において、透明性に優れた均一な被覆を形成するためには、Ａ液及びＢ液を混合衝突させる際の液圧力、Ａ液及びＢ液の粘度の他、吐出方向（上方、下方、水平方向）、２液混合衝突型スプレーの吐出口と構造物表面の間隔であるスプレー距離等の諸条件を適宜調整することが望ましい。例えば、スプレーの吐出方向が水平方向の場合には、スプレー距離が２０～１００ｃｍの範囲にあることが好適で、３０～８０ｃｍであることがより好適である。２０ｃｍ未満ではスプレーの吐出物が局所的に集中して厚みむらが生じやすくなり、１００ｃｍを超えると硬化が速い材料では、ミストが多量に発生したり局所的に粒子状に硬化する部分が生じて被膜の形成を阻害し被覆材の物性が低下したりする。

本発明の構造物の保護方法においては、前述したとおり、構造物の表面に直接、或いは前述したプライマー層が形成されている場合には、プライマー層上に、Ａ液及びＢ液から成る被覆材を２液混合衝突型スプレーを用いて塗工する。
被膜は、０．５～３ｍｍ、特に０．７～２．５ｍｍの厚みを有していることが好適である。上記範囲よりも被膜の厚みが薄いと、保護被覆として充分な機能を発揮できないおそれがあり、一方上記範囲よりも厚いと透明性が低下すると共に経済性にも劣るようになる。
被覆材をスプレーで吹き付ける際、スプレーガン１回往復の塗工量は、液圧力や液粘度及びミックスチャンバーのオリフィス径などにより変化するため、スプレーされた被覆材の状態を確認しながら塗工量を調整することが望ましい。特に硬化の遅い材料では、スプレーの際に巻き込まれた気泡が抜けやすくなる点では有利であるが、一度に多量に吹き付けると液ダレが生じて目標とする被膜の厚みが得られない場合があり、少量ずつを数回に分けてスプレーする必要がある。

本発明の構造物の保護方法により形成された被覆材は透明性に優れており、被膜の１ｍｍ厚みにおける隠蔽率が３０％未満である。尚、隠蔽率は、ＪＩＳＫ５６００４－１Ｂ法に準拠した隠蔽率試験紙に樹脂を１ｍｍ厚で塗工し、塗布済みフィルムの三刺激値Ｙを白色部（Ｙ_Ｗ）と黒色部（Ｙ_Ｂ）各々において測定し、隠蔽率Ｙ_Ｂ／Ｙ_Ｗを百分率で算出できる。
また本発明の構造物の保護方法により形成された被膜は、引張強度が２．３Ｎ／ｍｍ^２以上、引張破断伸びが２００％以上であり、構造物の変位に追随し、相応の応力に耐える被膜として形成することができる。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。

（実施例１）
次の方法でポリウレア樹脂のＡ液及びＢ液を調製した。
ノルボルネンジイソシアネート（商品名：コスモネートＮＢＤＩ、三井化学ＳＫＣポリウレタン社製）４８．０重量部と数平均分子量２０００のポリオキシプロピレングリコール（商品名：アクトコールＤ－２０００、三井化学ＳＫＣポリウレタン社製）２６．０重量部及び数平均分子量３０００のポリオキシプロピレングリコール（商品名：アクトコールＤ－３０００、三井化学ＳＫＣポリウレタン社製）２６．０重量部を、１００℃において４時間反応させ、ＮＣＯ基含有率１７重量％のＡ液を得た。
一方、数平均分子量２０００のポリエーテルジアミン（商品名：ジェファーミンＤ－２０００、ハンツマン社製）７７．４重量部、ジエチルトルエンジアミン（商品名：エタキュアー１００、アルベマール社製）２２．１重量部、老化防止剤として３種混合液状安定剤（商品名：チヌビンＢ７５、ＢＡＳＦ社製）０．５重量部を混合し、Ｂ液を得た。

Ａ液及びＢ液をそれぞれ粘度１００ｍＰａ・ｓになるように加温し、２液衝突混合型スプレー機として、グラコ社製スプレー装置Ｈ－４０に、グラス・クラフト社製プロブラーガン（オリフィス径が０．０２９インチ（０．７３７ｍｍ）の同社製ミックスチャンバー００番を使用）を取り付けて使用し、水平に置いたプロピレンシートに対してスプレー距離６０ｃｍで上方向から、２液混合衝突させる際の前記Ａ液及び前記Ｂ液のそれぞれの液圧力６００ｐｓｉ（４．１３ＭＰａ）で、１～４回の往復回数で吹付け、厚みが異なる４種のポリウレアシートを作製した。前記Ａ液及び前記Ｂ液の液圧力は、事前にスプレーの試し吹きを行い、前記Ａ液及び前記Ｂ液のそれぞれの液圧力が６００ｐｓｉ（４．１３ＭＰａ）となるよう予め調整した。なお、スプレーで吹付けが終了した後の室温における被覆材の指触乾燥時間は３０分であった。

［隠蔽率］
上記４種のポリウレアシートのそれぞれについて任意の３点の厚みを測定した。次いで、この４種のポリウレアシートをＪＩＳＫ５６００４－１Ｂ法に準拠した隠蔽率試験紙に乗せ、厚みを測定した３点の位置について、三刺激値Ｙを白色部（ＹＷ）と黒色部（ＹＢ）において各々測定し、隠蔽率ＹＢ／ＹＷを百分率で得た。また、ポリウレアシートを乗せずに測定をしたものをブランクとした。各シートにおける厚みと隠蔽率を表１に示す。

次いで表１に示した厚みと隠蔽率より算出される２次の多項式近似曲線（図１）から、１ｍｍ厚みにおける隠蔽率を算出した。結果を表２に示す。

［引張特性］
上記４種のポリウレアシートのうち、４回往復で吹付けることにより得られたポリウレアシートにつき、ＪＩＳＫ６２５１に準拠して引張特性を評価したところ、引張強度が１８．３Ｎ／ｍｍ^２、引張破断伸びが４６７％であった。

（実施例２）
Ａ液及びＢ液のそれぞれの液圧力が１０００ｐｓｉ（６．８９ＭＰａ）となるよう予め調整したこと、並びにＡ液及びＢ液をそれぞれ粘度１５０ｍＰａ・ｓになるように加温したこと以外は実施例１と同様にしてポリウレアシートを作成し、１ｍｍ厚みにおける隠蔽率の評価を行った。結果を表２に示す。

（実施例３）
Ａ液及びＢ液のそれぞれの液圧力が５５０ｐｓｉ（３．７９ＭＰａ）となるよう予め調整したこと、並びにＡ液及びＢ液をそれぞれ粘度１００ｍＰａ・ｓになるように加温したこと以外は実施例１と同様にしてポリウレアシートを作成し、１ｍｍ厚みにおける隠蔽率の評価を行った。結果を表２に示す。

（実施例４）
Ａ液及びＢ液のそれぞれの液圧力が１７００ｐｓｉ（１１．７１ＭＰａ）となるよう予め調整したこと、並びにＡ液及びＢ液をそれぞれ粘度２５０ｍＰａ・ｓになるように加温したこと以外は実施例１と同様にしてポリウレアシートを作成し、１ｍｍ厚みにおける隠蔽率の評価を行った。結果を表２に示す。

（実施例５）
グラス・クラフト社製プロブラーガンで使用するミックスチャンバーをオリフィス径が０．０４２インチ（１．０６７ｍｍ）の同社製ミックスチャンバー０１番と交換し、Ａ液及びＢ液のそれぞれの液圧力が１１００ｐｓｉ（７．５８ＭＰａ）となるよう予め調整し、並びにＡ液及びＢ液をそれぞれ粘度１００ｍＰａ・ｓ及び５０ｍＰａ・ｓになるように加温したこと以外は実施例１と同様にしてポリウレアシートを作成し、１ｍｍ厚みにおける隠蔽率の評価を行った。結果を表２に示す。

（比較例１）
Ａ液及びＢ液のそれぞれの液圧力が８００ｐｓｉ（５．５１ＭＰａ）となるよう予め調整し、Ａ液及びＢ液をそれぞれ粘度５０ｍＰａ・ｓになるように加温したこと以外は実施例１と同様にして１ｍｍ厚みにおける隠蔽率の評価を行った。結果を表２に示す。

（比較例２）
Ａ液及びＢ液のそれぞれの液圧力が２０００ｐｓｉ（１３．７８ＭＰａ）となるよう予め調整し、Ａ液及びＢ液をそれぞれ粘度１５０ｍＰａ・ｓになるように加温したこと以外は実施例１と同様にして１ｍｍ厚みにおける隠蔽率の評価を行った。結果を表２に示す。

（比較例３）
次の方法でポリウレア樹脂のＡ液及びＢ液を調製した。
４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート（商品名：コスモネートＰＨ、三井化学ＳＫＣポリウレタン社製）５５．０重量部と数平均分子量２０００のポリオキシプロピレングリコール（商品名：アクトコールＤ－２０００、三井化学ＳＫＣポリウレタン社製）４５．０重量部を、８０℃において４時間反応させ、ＮＣＯ基含有率１７重量％のＡ液を得た。
一方、数平均分子量２０００のポリエーテルジアミン（商品名：ジェファーミンＤ－２０００、ハンツマン社製）６０．４重量部、数平均分子量５０００のポリエーテルトリアミン（商品名：ジェファーミンＴ－５０００、ハンツマン社製）７．０重量部、ジエチルトルエンジアミン（商品名：エタキュアー１００、アルベマール社製）２２．１重量部、老化防止剤として３種混合液状安定剤（商品名：チヌビンＢ７５、ＢＡＳＦ社製）０．５重量部を混合し、Ｂ液を得た。

前記Ａ液及び前期Ｂ液をそれぞれ粘度７０ｍＰａ・ｓ及び３０ｍＰａ・ｓになるように加温し、２液衝突混合型スプレー機として、グラコ社製スプレー装置Ｈ－４０に、グラス・クラフト社製プロブラーガン（オリフィス径が０．０２９インチ（０．７３７ｍｍ）の同社製ミックスチャンバー００番を使用）を取り付けて使用し、水平に置いたプロピレンシートに対してスプレー距離７０ｃｍで上方向から、２液混合衝突させる際の前記Ａ液及び前記Ｂ液のそれぞれの液圧力１５００ｐｓｉ（１０．３４ＭＰａ）で、１～４回の往復回数で吹付け、厚みが異なる４種のポリウレアシートを作製した。前記Ａ液及び前記Ｂ液の液圧力は、事前にスプレーの試し吹きを行い、前記Ａ液及び前記Ｂ液のそれぞれの液圧力が１５００ｐｓｉ（１０．３４ＭＰａ）となるよう予め調整した。なお、スプレーで吹付けが終了した後の室温における被覆材の指触乾燥時間は２５秒であった。結果を表２に示す。

Ａ液及びＢ液のそれぞれの液圧力が９００ｐｓｉ（６．２０ＭＰａ）となるよう予め調整し、Ａ液及びＢ液をそれぞれ粘度７０ｍＰａ・ｓおよび３０ｍＰａ・ｓになるように加温したこと以外は比較例３と同様にして１ｍｍ厚みにおける隠蔽率の評価を行った。結果を表２に示す。

表２に示すとおり、２液混合衝突型スプレーに使用するミックスチャンバーのオリフィス径Ｄ（インチ（１インチは２５．４ｍｍ））、２液混合衝突させる際のＡ液及びＢ液のそれぞれの液圧力をＰ（ｐｓｉ（１ｐｓｉは６．８９×１０ ^－３ＭＰａ））、２液混合衝突させる際のＡ液及びＢ液のそれぞれの液粘度をη（ｍＰａ・ｓ）から、前記式（１）で計算されるＧの値が１２３以下となる条件を選ぶことにより隠蔽率が低下した。

Claims

イソシアネート基を２個以上有するウレタンプレポリマーを主成分とするＡ液と、水酸基及び／又はアミノ基を２個以上有する硬化剤を主成分とするＢ液とを、組み合わせて成る被覆材を、２液混合衝突型スプレーを用いて構造物表面に吹付け被覆する構造物の保護方法であって、
下記式で計算されるＧの値が、Ｇ≦１２３の条件を満たすことを特徴とする構造物の保護方法。
Ｇ＝（Ｐ／η）^１／２／Ｄ
式中、Ｄは２液混合衝突型スプレーに使用するミックスチャンバーのオリフィス径（インチ（１インチは２５．４ｍｍ））であり、Ｐは２液混合衝突させる際の前記Ａ液及び前記Ｂ液の圧力（ｐｓｉ（１ｐｓｉは６．８９×１０ ^－３ＭＰａ））を示し、両液の圧力の値に差がある場合は高い方の値であり、ηは２液混合衝突させる際の前記Ａ液及び前記Ｂ液の粘度（ｍＰａ・ｓ）を示し、両液の粘度の値に差がある場合は低い方の値である。
前記Ａ液及び前記Ｂ液のそれぞれがシランカップリング剤を含有しない、もしくは１重量％未満の量で含有する請求項１記載の構造物の保護方法。
前記構造物が、コンクリート構造物、自然石構造物、組積構造物、金属構造物又は木構造物である請求項１又は２記載の構造物の保護方法。
前記被覆材を、構造物表面に直接吹付け被覆する請求項１～３の何れかに記載の構造物の保護方法。
前記被覆材を０．５～３ｍｍの厚みで被覆する請求項１～４の何れかに記載の構造物の保護方法。
前記被覆材により形成された被膜の１ｍｍ厚みにおける隠蔽率が３０％未満である請求項１～５の何れかに記載の構造物の保護方法。