JPS63280717A - ウレタン樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は植物性微細繊維および／または植物性粉粒が添
加されたウレタン樹脂組成物に関する。

［従来の技術およびその問題点コ 近年、建築分野においてクッション床や遮音床の需要が
増大してきており、かかる床材などには、コルクや合成
樹脂フオームなどと合板とが貼合されたものが使用され
ている。これら床材などの用途に使用される材料は遮音
性やひずみなどの性能に加えて経済性が要求されている
。

しかしながら、コルクは高価であり、また合成樹脂フオ
ームは圧縮永久ひずみがわるく、合板と貼合したばあい
には、熱膨張率や含水時の寸法変化率が合板と異なるな
どの原因により床板がそったり、はがれたりするなどの
問題がある。

また防水材、舗装材、床材、壁材などの用途には、種々
の有機化合物や無機化合物が使用されているが、近年、
弾力性、耐摩耗性、機械的性質、作業性や経済性などの
点よりポリウレタン系樹脂が多量に使用されてきている
。これらの材料の品質、施工仕様、施工技術などについ
ては、それぞれＪＩＳ　、　ＪＡＳＳ、技能士制度など
によりレベルアップ体制が図られ、今や安定した形で適
用、貢献されているのが実情である。とくに従来は構造
物の屋上については防水機能のみで済まされていたが、
省エネルギーを目的に断熱効果を兼ね、また最近のスポ
ーツ人口の増加によるスポーツ施設関係の需要増大など
により、スポーツ施設としての舗装材や床材などの機能
をも満たすことが要求されている。当然のことながら、
防水材と舗装材は、その機能を異にし、材料特性も異な
るものである。

防水材には、躯体の下地亀裂、目地などの繰返しムーブ
メントによく追従し、耐候性や耐久性などに優れている
ことが要求される。

一方、舗装材には耐摩耗性、美観、平滑性とともに衝撃
吸収、分散性などに優れていることが要求される。

既存のポリウレタン系樹脂および工法を適用して、この
両者を兼ね備えた材料をえようとするばあい、防水材機
能を満足させるためには、ポリウレタン系樹脂を多く使
用しなければならない。その結果、不経済なうえ、柔ら
かくなりすぎ運動性が疎外され、フクレなどが生じゃす
い。また舗装材機能を満足させるためには、下地亀裂へ
の追従性が不充分で漏水などが生じやすい。さらに断熱
効果をあげるためには、硬質ポリウレタンフォーム、発
砲ポリスチレンフオームなどをウレタン樹脂の下部層ま
たは上部層へ挿入する断熱工法を採用したばあい、運動
負荷がかかると断熱層の損傷が発生し、漏水の原因とな
るという問題がある。

また、特開昭５９−１０８９３２号公報に開示されてい
るようにウレタンプレポリマーを水の存在下でバインダ
ーとして使用する方法があるが、該方法によれば、タイ
ヤゴムチップ、ポリウレタンエラストマーのチップや塩
化ビニルのチップのように疎水性の粉体のバインダーと
しては問題はないが、植物性粉粒のような吸水性物質の
バインダーとして用いたばあい、吸水した下地材の上に
さらにウレタン樹脂を施行したときにしばしば下地の水
分がフクレの原因となりクレーム品となることがあるの
で不適当である。

一方、特開昭８１−２８８７１８号公報に開示されてい
るように疎水性の高い液状ジエン系ウレタンは工学的製
法を考えたばあい、親水性の植物性粉粒とは混合しにく
い欠点がある。また主鎖中の二重結合が酸化されやすく
、経時とともに成型品またはシートの硬度が上ってゆき
、飾装材、防水材のように弾性、クラック追従性の要求
される用途には適していない。

［発明が解決しようとする問題点〕 そこで本発明者らは、斜上の従来、技術の問題点に鑑み
て硬度が大きくかつ圧縮応力が小さい耐水性に優れ、床
材や壁材などに好適に使用しうる材料を見出すべく鋭意
研究を重ねた結果、従来よりとくに有効な用途が見当ら
ず、燃料などに使用されたり、あるいは廃棄されていた
木粉、もみ殻、麦殻、そば殻、木屑、繊維屑、豆粕や稲
藁を用いたウレタン樹脂組成物をこれらの材料に適用し
たばあい、意外なことに前記した問題がことごとく解決
されることを見出し、本発明を完成するに至った。

［問題点を解決するための手段］ すなわち、本発明はポリオキシアルキレンポリオール、
ポリエステルポリオールおよびポリアミンから選ばれた
少なくとも１種とポリイソシアネートとの反応によって
えられたウレタン樹脂１００重量部に対して植物性微細
繊維および／または植物性粉粒１〜１０００重量部を添
加したことを特徴とするウレタン樹脂組成物に関する。

［作用および実施例］ 本発明に用いられるウレタン樹脂は、末端イソシアネー
ト基含有ウレタンプレポリマーを主成分とする主剤と硬
化剤とを反応させることによりウレタン樹脂をつくる、
いわゆるプレポリマー法やポリイソシアネートとポリオ
キシアルキレンポリオール、ポリエステルポリオールお
よびポリアミンから選ばれた少なくとも１種とを反応さ
せることによりウレタン樹脂をつくる、いわゆるワンシ
ョット法のいずれの方法によってつくられたものであっ
てもよい。

つぎにウレタン樹脂をつくる一例としてプレポリマー法
を採用したばあいについて説明する。

前記末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーと
しては、ポリオキシアルキレンポリオールおよびポリエ
ステルポリオールから選ばれた少なくとも１種のポリオ
ールと有機ポリイソシアネート化合物を反応させたもの
があげられる。

前記ポリオキシアルキレンポリオールとしては、活性水
素基を２個以上有する化合物に、アルキレンオキシドを
付加反応させたものがあげられる。前記活性水素基を２
個以上有する化合物としては、たとえば、水、プロピレ
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、ｌ、３−ブタンジオール、■、３−ブチ
レングリコール、■、６−ヘキサンジオール、ペンタエ
リスリトール、グリセリン、トリメチロールプロパン、
ヒマシ油、モノエタノールアミン、ジェタノールアミン
、トリエタノールアミン、リン酸などがあげられる。ま
た前記アルキレンオキシドとしては、たとえばエチレン
オキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、ス
チレンオキシド、テトラヒドロフランなどがあげられる
。好ましいポリオキシアルキレンポリオールとしては活
性水素基２〜４個を存する化合物を出発物質とし、アル
キレンオキシドが付加された重量平均分子量が２００〜
１０００００のものがあげられる。

前記ポリエステルポリオールとしては、多塩基酸と水酸
基２個以上を有する多価アルコール系化合物とを酸触媒
の存在下で高温脱水反応させたものがあげられる。前記
多塩基酸としては、たとえば、フタル酸、アジピン酸、
マレイン酸などが、また水酸基２個以上を有する多価ア
ルコール系化合物としては、たとえば、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、トリメチロールプロパン、グ
リセリン、ペンタエリスリトール、カプロラクトンポリ
オール、ポリカーボネートポリオールなどがあげられる
。好ましいポリエステルポリオールとしては末端水酸基
２〜３個を有する重量平均分子量５００〜３０００のも
のがあげられる。

前記有機ポリイソシアネート化合物としては、たとえば
、ポリメチレンポリフェニルイソシアネ”−ト（以下、
粗製ＭＤＩという）、トリレンジイソシアネート（以下
、ＴＤＩ−８０という）、ジフェニルメタンジイソシア
ネート、キシレンジイソシアネート、ポリフェニルポリ
メチレンポリイソシアネート、ナフタレンジイソシアネ
ート、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、水素添加ジフェニルメタンジイソシア
ネート（水素添加ＭＤＩ　）　、低級アルコールのポリ
イソシアネートアダクト体などの単独または混合物など
があげられる。

前記ポリオールと有機ポリイソシアネート化合物の反応
割合は、ＮＣ０１０Ｈ当量比テ１．５〜１００゜好まし
くは１．８〜５であり、末端イソシアネート基含有ウレ
タンプレポリマーの遊離イソシアネート量は好ましくは
　１．５〜２０重量％である。

かくしてえられる末端イソシアネート基含有ウレタンプ
レポリマーは、主剤として用いられる。

前記硬化剤としては、たとえば、前記ポリオキシアルキ
レンポリオール、前記ポリエステルポリオール、４．４
’−メチレンビス（２−クロロアニリン）（以下、ＭＯ
ＣＡという）、ジアミノジフェニルメタン、ヒドラジン
などのポリアミン類の単独または混合物などがあげられ
る。

前記硬化剤は、通常、主剤のＮＣＯ値との当量比で配合
割合が決められる。

また前記したワンショット法によってウレタン樹脂をつ
くるばあいには、ポリオールおよびポリアミンの少なく
とも１種とポリイソシアネートとを直接反応させること
によりえられる。

前記ポリオールとしては、前記したプレポリマー法に用
いられるポリエーテルポリオールやポリエステルポリオ
ールが用いられる。前記ポリアミンとしては、たとえば
ジアミノジフェニルメタン、ヒドラジン、ポリオキシア
ルキレンポリアミン、ジアルキルトルエンジアミンなど
があげられる。前記ポリイソシアネートとじては、前記
プレポリマー法で用いられたものと同じポリイソシアネ
ートなどがあげられる。

前記ポリオールおよびポリアミンの少なくとも１種とポ
リイソシアネートの反応割合は、ＮＣ０１０Ｈ当量比で
１．８〜１０となるように調整されるのが好ましい。

前記プレポリマー法およびワンショット法のいずれの方
法によってウレタン樹脂をつくるばあいであっても、必
要に応じて無機充填剤、着色剤、触媒、可塑剤、その他
の添加剤などを該ウレタン樹脂に配合してもよい。

前記無機充填剤としては、たとえば、シリカ、パーライ
ト、シラスバルーン、ボウ硝、炭酸カルシウム、ベント
ナイト、塩化カルシウム、酸化チタン、消石灰などがあ
げられる。前記着色剤としては、たとえば、カーボン、
酸化クロム系グリーン、ベンガラなどがあげられる。前
記触媒としては、たとえば、ジブチルチンジラウレート
、スタナスオクトエート、ジブチルチンジアセテート、
オクチル酸鉛、ナフテン酸鉛などの有機金属化合物があ
げられる。前記可塑剤としては、たとえば、塩素化パラ
フィン、ジオクチルフタレート（以下、ＤＯＰという）
、ジブチルフタレート、ジオクチルアジペートやポリプ
ロピレングリコールまたはポリエチレングリコールの水
酸基を酢酸で封鎖したものなどがあげられる。その他の
添加剤としては、たとえば、液状樹脂、石油樹脂などの
改質剤、シリコン、パラフィン、鉱物油などの消泡剤、
酢酸エチル、トルエン、キシレンなどの溶剤、抗酸化剤
などがあげられる。なお、これらの無機充填剤、着色剤
、触媒、可塑剤、その他の添加剤などの混合割合は任意
であり、本発明はかかる配合割合によって限定されるも
のではない。

前記植物性微細繊維および／または植物性粉粒としては
、木粉、木屑、コルク粉、米糠、種粕、豆粕、ソバ殻、
稲わら、もみ殻、もみ殻煉炭、麦殻、コルク粉などがあ
げられ、これらのものは単独で用いてもよく、また２種
以上を混合して用いてもよい。

前記植物性微細繊維および／または植物性粉粒の大きさ
、長さまたは直径は０．１〜３０ＩＩｍであるのが好ま
しい。該範囲内にある大きさの植物性微細繊維および／
または植物性粉粒は、ポリウレタン樹脂との混合性、塗
布作業性、下地への繰返しムーブメントへの追従性、衝
撃吸収性、断熱効果、経済的効果などの諸点について優
れている。なお、該粒径などは０　、１　ｍｍ未満であ
るばあい、塗布作業性や衝撃吸収性などがわるく、また
３　０　ｍｍをこえたばあい、混合性や塗布作業性がわ
るくなり、凹凸が発生しやすい。

前記植物性微細繊維および／または植物性粉粒は、前記
ウレタン樹脂１００重量部に対して１〜１００重量部含
有されるように調整される。該植物性繊維および／また
は植物性粉粒の含有量は１重量部未満であるばあい、え
られるウレタン樹脂組成物の衝撃吸収性、断熱効果およ
び経済的効果などがわるくなり、また１００重量部をこ
えたばあい、体積比が増大し、塗布作業性がわるくなる
ので好ましくない。

本発明のウレタン樹脂組成物をたとえば、建築資材に用
いるばあいには、前記ウレタン樹脂組成物を必要に応じ
てあらかじめプライマーが塗布されたコンクリートなど
に塗布するのかよい。さらに必要に応じてこれらの層を
２層または３層以上に積層してもよい。また本発明のウ
レタン樹脂中の下部層または上部層に他のポリウレタン
樹脂層を形成させてもよい。

かかる建築資材の具体的用途としては、防水兼舗装材、
床材や壁材、天井材および農業用資材、自動車や家庭用
電気製品などの部品などがあげられる。

かくしてえられる建築資材は、優れた断熱効果を兼ね備
えた防水機能および舗装材機能を有することから、防水
兼舗装材、床材または壁材などの中間層材や表面仕上材
として最適であり、したがって、スポーツ施設用屋内運
動場をはじめ屋外コート、遊歩道、建築用床や建築用壁
などへの利用が可能である。

さらに、走行者、歩行者などの転倒による創傷を少なく
することも可能である。

つぎに本発明のウレタン樹脂ｉｆｆ放物を製造例および
実施例に基づいて説明するが、本発明はかかる製造例お
よび実施例のみに限定されるものではない。

製造例１ 重量平均分子ｍ　２０００のポリオキシプロピレングリ
コール５１重量部と重量平均分子ｍ３０００のポリオキ
シプロピレントリオール３４重量部の混合物を脱水した
後、撹拌下でＴＤＩ−８０１５重量部を添加し、１００
℃で２時間反応させて遊離イソシアネート基３．７％含
有のウレタンプレポリマー（以下、Ａ−１という）をえ
た。

製造例２ 重量平均分子ｆｉｌｋ１０００のポリテトラメチレング
リコール５５重量部を１２０℃で６０分間減圧脱水し、
これを酢酸エチル２５重量部、ヘキサメチレンジイソシ
アネート２０重量部およびジブチルチンジラウレー）　
　Ｑ、０１重量部を仕込んだ反応層へ温度６０℃で３０
分間かけて徐々に添加し滴下終了後、さらに７０℃で６
０分間反応させて遊離インシアネートＭ、５．５％含有
の固形分７５％の低粘度液状ウレタンプレポリマー（以
下、＾−２という）をえた。

製造例３ 平均分子ｆｆｉ　３０００のポリオキシプロピレントリ
オール１２重量部およびＫＥ−８５０（液状樹脂、日本
石油化学■製）２０重量部に、ＭＯＣＡ　３．７重量部
を加熱溶解させて、これに炭酸カルシウム５４重量部、
カーボン３重量部、ＤＯＰ　３重量部、オクチル酸鉛１
．３重量部およびターシャリ−ブチルフェノール少量を
配合し、配合比の合計量を１００重量部としたものを３
本ロールでよく混合し、黒色粘稠液状の硬化物（以下、
Ｂ−１という）をえた。

製造例４ アクリル酸メチルとヒドロキシエチルアクリレートを共
重合させた重量平均分子ｆｆｉ　４５０００のアクリル
ポリオール５０重量部、キシレン４０重量部、酸化クロ
ム系グリ−２１０重量部をよく混合分散し、グリーン色
低粘性液状硬化剤（以下、Ｂ−２という）をえた。

製造例５ 重量平均分子量４０００のポリプロピレングリコール６
７重量部、重量平均分子ｆｆ１３５０のポリオキシプロ
ピレントリオール３３重量部、麦殻４０重量部、もみ殻
４０重量部、ジブチルチンジラウレー）　　０．０１重
量部を充分に混合して粘性の液体（以下、Ｂ−３という
）をえた。

実施例１ 上記でえられたＢ−３４７００重量部とＴＤＩ−８０４
７０重量部および粗製ＭＤＩ　　４７０重量部を約３分
間ミキサーで撹拌し、金型（深さ：５ｍｍ、幅：　１０
００ｍｍ、長さ：　１００１００Ｏに流し込み、８０℃
で３時間加熱硬化させた。えられた成形板と厚さ５　ｍ
ｍの合板とをウレタン接着剤（モノタック２４２Ｂ　、
第一工業製薬■製）で貼合した。

えられた複合板についてＪＩＳ　Ａ　１４１９に基づき
床衝撃試験を行なったところ、Ｌ−５５−４号に合格し
た。つぎに厚さＬｏａｍの前記と同じ合板に前記と同条
件で床衝撃度を測定したところ、Ｌ−６５−６号であり
、本発明の組成物によってえられた成形板は遮音性が優
れていることが判明した。

実施例２ 前記えられたＡ−１およびＢ−１を重量比１：２で混合
した後、該混合物中にもみ殻（平均粒径：３關）が１０
重量％含有されるように調整して下塗剤をえた。スレー
ト板（厚さ：８關、５０ａｎＸＳ　Ｑ　ｃｍ角）にコテ
でブライマー（ポリフレックスＰＲ；−液性ウレタンブ
ライマー；第一工業製薬■製）を塗布し、下地を調整し
く塗布量：０．５ｋｇ／ｒｆ）　、２時間養生させた後
、前記でえられた下塗剤をコテで２回に分けて塗布した
（塗布ｆｆｉ　：　　６．０ｋｇ／ｒｒ？）。１日養生
させ、仕上げ剤としてトップコート（Ａ−２とＢ−２を
重量比でに８で混合したもの）を塗布しく塗布量０．２
ｋｇ／ｄ）、舗装材（床供試体）をつくった。

７日間硬化養生した後、舗装材の物性を測定した。その
結果を第１表に示す。なお、物性は下記の方法にしたが
って測定した。

（表面硬度） ＪＩＳ　Ｋ　８３０１に準じて測定した。

（２５％圧縮応力） ＪＩＳ　Ｋ　１３３０１に準じて測定した。

（ゴルフボール反発係数） ゴルフボールを１ｍの高さよりえられた舗装材上に落下
させ、反発した高さを百分率（％）で示した。

（熱伝導率） ＪＩＳ　Ａ　１４０８に準じて測定した。

（運動時の硬さ） 男子大人１０人かえられた舗装材上でジャンプして着地
したときの硬さの感触を５段階で評価し、硬いコンクリ
ート床上でジャンプしたときの評価を１とし、着地した
ときにもっとも良好な感触かえられたときの評価を５と
した。

（８０℃温水７日間浸漬） えられた舗装材を８０℃の温水中で７日間浸した後の状
態を目視により観察した。

（総合評価） 以上の結果を基にして総合評価を行なった。

なお、評価基準はつぎのとおりである。

◎：運動時の快適性に優れている。

×：快適性に欠けている。

比較例１ 実施例２において、下塗剤としてもみ殻が含有されてい
ないものを用いた他は実施例２とまったく同様にして舗
装材をえた。えられた舗装材の物性を実施例２と同様に
して求めた。その結果を第１表に示す。

［以下余白コ 第１表より明らかなごとく、本発明の実施例２でえられ
た舗装材は、もみ殻を含有しない比較例１でえられた舗
装材と比較したばあい、圧縮応力に対する負荷が小さく
、ゴルフボール反発係数、運動時の硬さなどから衝撃吸
収が良好で、運動時の快適性に優れていること、さらに
熱伝導率から断熱効果が優れていることが認められる。

実施例３および比較例２ 幅２０ｍ×長さ４０ｍの２階建鉄筋コノクリー１・Ａ棟
およびＢ棟の屋上に防水兼テニスコートを施行した。

まず、Ａ棟およびＢ棟の２棟のうちＡ棟にローラーでプ
ライマー（ポリフレックスＰＲ）　　０．２ｋｇ／　ｒ
ｒｌ’を塗布し、下地を調整した。

２時間養生させた後、杉、桧の原木を材料とする工場か
ら排出される木粉（含水率：５．９％、粒度：６０メツ
シユ以下が２０％、６０〜５２メツシユが８　、７９６
．５２〜４８メツシユが５．３％、４８メツシュ以上が
６８％、配合量：２．５％）２５重二％を含有する下塗
材（主剤Ａ−１、硬化剤Ｂ−１、主剤／硬化剤の配合割
合（重量比）　ｌ／２　、塗布Ｑ　３．Ｏｋｇ／　ｒｒ
？　）を金ゴテで２回塗布した。

翌日テニスコート内用グリーン色仕上げ材としてトップ
コート（主剤：　Ａ−３、硬化剤二Ｂ−３、主剤／硬化
剤の配合割合（重量比）：１／８、吹付ｆｆｉ　０．２
ｋｇ／ｒｒ？）を１時間間隔で各々２回吹付けた（実施
例３）。

つぎに、比較のためＢ棟に木粉を使用せず、かつ中塗材
の塗布量を４．０ｋｇ／ｒｒ？にがえた他はＡ棟と同様
にして防水兼テニスコートを施行した（比較例２）。こ
れらのテニスコートの運動性および経年変化（２年後）
を測定した。その結果を第２表に示す。

［以下余白］ 第２表　　　・ 本発明の実施例３のテニスコートは、防水兼テニスコー
トとして有用であることが認められ、一方、比較例２の
テニスコートは経年による欠陥が発生し、防水層として
間届かあり、かつテニスコートとしても腰、ひざ、かか
となどが疲れ、適さないことが判明した。

比較例３ ポリオキシプロピレングリコール（数平均分子３１２．
０００）とジフェニルメタンジイソシアネートとより合
成した末端ＮＣＯ基７．．０重量％含有のウレタンプレ
ポリマー１００重量部と実施例３で使用した木粉２５重
量部および水２５重量部を混合して実施例３と同様に金
ゴテで塗布量が３．０ｋｇ／ｄとなるように塗布した。

翌日塗布表面を観察したところ、直径約５　ｍ＋ｓ〜１
０ｃＩ１１の発泡が無数に発生していた。

このことより、吸水性の木粉を水の存在下に末端ＮＣＯ
基含有プレポリマーと混合塗布すると、均一で良好なウ
レタン樹脂がえられないことがわかる。

［発明の効果］ 本発明のウレタン樹脂組成物は、優れた断熱効果、防水
機能および舗装材機能を有することから、防水兼舗装材
、床材をはじめ壁材などの中間層材や表面仕上げ材に好
適に使用しうる。

また本発明のウレタン樹脂組成物で処理された建築材料
などには、ウレタンプレポリマーを水の存在下でバイン
ダーとして使用する方法によって吸水した下地材の上に
該ウレタンプレポリマーを施工したときに発生するフク
レなどがまったく発生しないものである。

したがってスポーツ施設用屋内運動場をはじめ屋外コー
ト、遊歩道、建築用床や建築用壁などとしても利用する
ことができる。さらに走行者、歩行者などの転倒時にお
ける創傷を少なくすることもできるという効果を奏する
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　ポリオキシアルキレンポリオール、ポリエステルポ
   リオールおよびポリアミンから選ばれた少なくとも１種
   とポリイソシアネートとの反応によってえられたウレタ
   ン樹脂１００重量部に対して植物性微細繊維および／ま
   たは植物性粉粒１〜１０００重量部を添加したことを特
   徴とするウレタン樹脂組成物。