JP7698414B2 - Chemical composition for consolidating natural ground - Google Patents
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Description
本発明は、地山固結用薬液組成物に係り、特に、環式構造を有する活性水素基含有有機化合物と脂肪族系ポリイソシアネート化合物とを組み合わせて、高強度の固結体を与え得る、反応活性に優れた、環境汚染の少ないウレタン系の地山固結用薬液に関するものである。 The present invention relates to a liquid composition for consolidating ground, and in particular to a urethane-based liquid for consolidating ground that combines an active hydrogen group-containing organic compound having a cyclic structure with an aliphatic polyisocyanate compound to produce a high-strength consolidated body, has excellent reactivity, and is less likely to pollute the environment.
従来から、地山の不安定な岩盤や地盤の安定強化のための地盤改良用途や、人工構造物のクラックや空隙を充填する空洞充填用途において採用される方策の一つとして、無機乃至有機系グラウトを注入して、地山等を固結せしめる方法が知られており、例えば、特開平4-283290号公報においては、そのようなグラウトの一つとして、ケイ酸ソーダ水溶液(A)と、ポリイソシアネート及び、ポリイソシアネートとは反応しないが、ケイ酸ソーダ水溶液で加水分解されて、ケイ酸ソーダ水溶液及び/又はポリイソシアネートと反応する反応性希釈剤からなるポリイソシアネート組成物(B)とからなる注入薬液組成物が、知られている。また、特開平5-78667号公報においては、岩盤固結用薬液として、水及びケイ酸のアルカリ金属塩を主成分とするA液と、イソシアネートプレポリマーを主成分とするB液とを組み合わせてなる二液タイプの発泡ウレタン樹脂が明らかにされ、更に、特開2016-175982号公報においては、水ガラスとポリオールとを配合し、更に水を加えて調製されるA液と、ポリイソシアネートを必須成分とするB液とからなる二液型地山固結用薬液において、かかるA液中の水含有量を規制し、また、水とポリオールとが所定割合となるように調製すると共に、分散剤を、更に添加してなる構成のものが、提案されている。 A method of injecting inorganic or organic grout to consolidate natural ground has been known for some time as a method for ground improvement to stabilize and strengthen unstable bedrock or ground, or for filling cracks or voids in man-made structures. For example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 4-283290 discloses, as one such grout, an injection liquid composition comprising an aqueous solution of sodium silicate (A) and a polyisocyanate composition (B) made of a reactive diluent that does not react with polyisocyanate but is hydrolyzed by the aqueous solution of sodium silicate and reacts with the aqueous solution of sodium silicate and/or polyisocyanate. In addition, JP 5-78667 A discloses a two-component type urethane foam resin as a bedrock consolidation liquid, which is a combination of Liquid A, whose main components are water and an alkali metal salt of silicate, and Liquid B, whose main component is an isocyanate prepolymer. Furthermore, JP 2016-175982 A proposes a two-component type bedrock consolidation liquid, which is made by combining Liquid A, which is prepared by blending water glass and polyol and adding water, and Liquid B, whose essential component is polyisocyanate, in which the water content in Liquid A is regulated and the ratio of water to polyol is adjusted to a specified ratio, and a dispersant is further added.
そして、それら固結用薬液におけるB液の主成分であるポリイソシアネートとしては、分子中に2個以上のイソシアネート基を有する各種の有機系イソシアネート化合物やその変性体(プレポリマー)が使用され得るとされているのであるが、反応活性や得られる固結体の強度等の観点から、実用的には、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(クルードMDI)、ポリメリックMDI、トリレンジイソシアネート(TDI)等の芳香族系のポリイソシアネート化合物が用いられているのである。けだし、ヘキサメチレンジイソシアネートやイソホロンジイソシアネート等の脂肪族系のポリイソシアネート化合物をポリイソシアネート成分として用いて構成したB液を、前述の如きA液と組み合わせて、固結用薬液を構成した場合にあっては、それらA液とB液との反応が遅く、そのために、大量の漏水や湧水を止水する際に、注入した薬液の一部が漏水や湧水と共に流出することで、水の白濁や泡立ち等の問題が惹起されて、環境に悪影響をもたらすようになることに加えて、A液とB液の反応によって形成される固結体の強度や難燃性も充分ではなく、そのために、地山の安定強化や空洞充填の目的に充分に応え得るものではなかったのである。 And as the polyisocyanate, which is the main component of Liquid B in these consolidation liquids, various organic isocyanate compounds having two or more isocyanate groups in the molecule or their modified products (prepolymers) can be used. However, from the standpoint of reaction activity and the strength of the resulting solidified body, aromatic polyisocyanate compounds such as diphenylmethane diisocyanate (MDI), polymethylene polyphenylene polyisocyanate (crude MDI), polymeric MDI, and tolylene diisocyanate (TDI) are used in practice. In particular, when liquid B, which is made using an aliphatic polyisocyanate compound such as hexamethylene diisocyanate or isophorone diisocyanate as the polyisocyanate component, is combined with liquid A as described above to make a consolidation liquid, the reaction between liquid A and liquid B is slow, and as a result, when stopping a large amount of water leakage or spring water, some of the injected liquid flows out along with the water, causing problems such as clouding and foaming of the water, which have a negative impact on the environment. In addition, the strength and flame resistance of the solidified body formed by the reaction of liquid A and liquid B are insufficient, and therefore it is not sufficient to meet the objectives of stabilizing and strengthening the ground or filling cavities.
上述の如き事情を背景にして、本発明者らが、ポリイソシアネートとして脂肪族系ポリイソシアネート化合物を用いてなる固結用薬液について種々検討した結果、かかる脂肪族系ポリイソシアネート化合物に対して、活性水素基含有化合物として、環式構造を有する活性水素基含有有機化合物を組み合わせ、更に触媒として、少なくともカルボン酸金属塩を用いることによって、上述の如き脂肪族系ポリイソシアネート化合物を用いた際における問題が、悉く解消され得る、ことを見出し、本発明を完成するに至ったのである。 In light of the above circumstances, the inventors of the present invention have conducted various studies on consolidation liquids using aliphatic polyisocyanate compounds as polyisocyanates. As a result, they have discovered that by combining such aliphatic polyisocyanate compounds with an active hydrogen group-containing organic compound having a cyclic structure as an active hydrogen group-containing compound, and further using at least a metal carboxylate as a catalyst, all of the problems that arise when using aliphatic polyisocyanate compounds as described above can be eliminated, and have completed the present invention.
従って、本発明の解決課題とするところは、反応活性に優れ、環境汚染の少ないウレタン系の地山固結用薬液組成物を提供することにあり、また他の課題とするところは、高強度で且つ柔軟性に優れ、靭性や難燃性の高い固結体を形成し得る、漏水や湧水等の水に接触した際の白濁化や泡立ちの如き問題を惹起することのない、ウレタン系地山固結用薬液を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is therefore to provide a urethane-based liquid composition for consolidating ground that has excellent reactivity and causes little environmental pollution. Another problem is to provide a urethane-based liquid for consolidating ground that can form a solidified body that has high strength and excellent flexibility, and is highly tough and flame-resistant, and does not cause problems such as clouding or foaming when it comes into contact with water from leaks or springs.
そして、本発明は、上記した課題を解決するために、以下に列挙せる如き各種の態様において、好適に実施され得るものであるが、また、以下に記載の各態様は、任意の組合せにおいて、採用可能である。なお、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに何等限定されることなく、明細書全体の記載から把握される発明思想に基づいて理解されるものであることが、考慮されるべきである。 The present invention can be suitably implemented in various aspects as listed below in order to solve the above problems, and each aspect described below can be adopted in any combination. It should be noted that the aspects and technical features of the present invention are not limited to those described below, but should be understood based on the inventive concept grasped from the entire description of the specification.
先ず、本発明の第一の態様は、活性水素基含有化合物と触媒とを必須の成分として含有するA液と、ポリイソシアネートを必須の成分として含有するB液とからなる地山固結用薬液組成物にして、前記A液が、前記活性水素基含有化合物として、環式構造を有する活性水素基含有有機化合物を少なくとも含有し、且つ前記触媒として、カルボン酸金属塩を少なくとも含有すると共に、前記B液が、前記ポリイソシアネートとして、脂肪族系ポリイソシアネート化合物を少なくとも含有していることを特徴とする地山固結用薬液組成物にある。 First, the first aspect of the present invention is a liquid composition for consolidating ground, comprising liquid A containing an active hydrogen group-containing compound and a catalyst as essential components, and liquid B containing a polyisocyanate as an essential component, wherein liquid A contains at least an active hydrogen group-containing organic compound having a cyclic structure as the active hydrogen group-containing compound, and at least a carboxylate metal salt as the catalyst, and liquid B contains at least an aliphatic polyisocyanate compound as the polyisocyanate.
また、本発明の第二の態様は、前記活性水素基含有有機化合物の環式構造が、芳香環式構造、脂環式構造、又は複素環式構造を有していることにある。 In a second aspect of the present invention, the cyclic structure of the active hydrogen group-containing organic compound has an aromatic cyclic structure, an alicyclic structure, or a heterocyclic structure.
さらに、本発明に従う第三の態様は、記活性水素基含有有機化合物として、フェノール系化合物を用いることにある。 Furthermore, a third aspect of the present invention is to use a phenolic compound as the active hydrogen group-containing organic compound.
更にまた、本発明に従う第四の態様は、記活性水素基含有有機化合物として、フェノール樹脂を用いることにある。 Furthermore, a fourth aspect of the present invention is to use a phenol resin as the active hydrogen group-containing organic compound.
加えて、本発明の第五の態様は、前記活性水素基含有有機化合物における環式構造の割合が、15質量%以上であるように構成されている。 In addition, the fifth aspect of the present invention is configured such that the proportion of cyclic structures in the active hydrogen group-containing organic compound is 15% by mass or more.
そして、本発明に従う第六の態様は、前記A液中における活性水素基の総モル数(X)と、前記B液中におけるイソシアネート基のモル数(Y)との比(X/Y)が、0.3~3.0であるように構成されている。 The sixth aspect of the present invention is configured such that the ratio (X/Y) of the total number of moles of active hydrogen groups in the A liquid (X) to the number of moles of isocyanate groups in the B liquid (Y) is 0.3 to 3.0.
また、本発明の第七の態様は、前記脂肪族系ポリイソシアネート化合物がプレポリマーであり、且つ、5質量%未満の残留モノマー含有率であるように構成されている。 In a seventh aspect of the present invention, the aliphatic polyisocyanate compound is a prepolymer and has a residual monomer content of less than 5% by mass.
さらに、本発明の第八の態様は、前記脂肪族系ポリイソシアネート化合物のプレポリマーが、ペンタメチ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、オクタ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、及びビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンからなる群より選ばれた脂肪族系ポリイソシアネート化合物より誘導されたアダクト体、ビウレット体、アロファネート体及びイソシアヌレート体の何れかであることである。 Furthermore, in an eighth aspect of the present invention, the prepolymer of the aliphatic polyisocyanate compound is any one of an adduct, a biuret, an allophanate, and an isocyanurate derived from an aliphatic polyisocyanate compound selected from the group consisting of pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, octamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and bis(isocyanatomethyl)cyclohexane.
加えて、本発明に従う第九の態様は、触媒として、更に3級アミンを含有せしめられていることにある。 In addition, a ninth aspect of the present invention is that a tertiary amine is further contained as a catalyst.
更にまた、本発明の第十の態様は、前記A液及び/又は前記B液に、更に難燃剤が含有せしめられているように構成されている。 Furthermore, in a tenth aspect of the present invention, the liquid A and/or the liquid B further contain a flame retardant.
そして、本発明の第十一の態様は、前記A液及び前記B液が、それぞれ、25℃の温度下において6000mPa・s以下の粘度を有していることにある。 The eleventh aspect of the present invention is that the liquid A and the liquid B each have a viscosity of 6000 mPa·s or less at a temperature of 25°C.
そして、このような本発明に従う地山固結用薬液組成物の構成によれば、以下に列挙せる如き各種の効果が、奏され得ることとなる。
(1)反応活性に優れ、環境汚染の少ないウレタン系地山固結用薬液が提供され、そのような薬液の使用によって、高強度で且つ柔軟性に優れ、靭性や難燃性の高い固結体が有利に形成され得ることとなる。
(2)地山に対して薬液を注入した後、直ちに、硬化反応が進行するようになるところから、環境への薬液の流出を抑えて、漏水や湧水の白濁や泡立ちを有利に低減することが出来る。
(3)触媒としてカルボン酸金属塩が用いられ、これに、3級アミン触媒が併用されることにより、水の存在下においても反応速度に影響を受け難くなり、迅速に、目的とする固結体を形成することが出来ることから、その実用性が有利に高められ得ることとなる。
(4)B液の必須成分であるポリイソシアネートとして、脂肪族系ポリイソシアネート化合物、中でも、脂肪族系ポリイソシアネート化合物のプレポリマーを使用することによって、強固な固結体を有利に形成することが出来ると共に、薬液注入現場における作業環境の汚染も、効果的に抑制乃至は回避することが可能となる。
According to the constitution of the liquid composition for natural ground consolidation according to the present invention, various effects as listed below can be achieved.
(1) A urethane-based ground consolidation liquid that has excellent reactivity and causes little environmental pollution is provided, and by using such a liquid, a solidified body that has high strength, excellent flexibility, toughness, and flame retardancy can be advantageously formed.
(2) After the chemical solution is injected into the ground, the hardening reaction begins immediately, which prevents the chemical solution from leaking into the environment and advantageously reduces the cloudiness and foaming of leaking water and spring water.
(3) A metal carboxylate is used as a catalyst. By using a tertiary amine catalyst in combination with this, the reaction rate is less affected even in the presence of water, and the desired solidified body can be formed quickly, thereby advantageously enhancing its practicality.
(4) By using an aliphatic polyisocyanate compound, particularly a prepolymer of an aliphatic polyisocyanate compound, as the polyisocyanate, which is an essential component of the B liquid, a strong solidified body can be advantageously formed, and pollution of the working environment at the site where the chemical solution is injected can be effectively suppressed or avoided.
要するに、本発明は、A液とB液とからなる二液型のウレタン系薬液組成物において、かかるA液の必須の成分たる活性水素基含有化合物として、環式構造を有する活性水素基含有有機化合物を含有せしめると共に、触媒として、カルボン酸金属塩を少なくとも含有せしめる一方、B液における必須の成分であるポリイソシアネートとして、脂肪族系ポリイソシアネート化合物、特に、脂肪族系ポリイソシアネート化合物のプレポリマーを含有せしめるようにしたことにより、脂肪族系ポリイソシアネート化合物であっても、優れた反応活性が効果的に実現され得ると共に、高強度な固結体が有利に形成され得ることとなったのであり、以て、所期の目的を有利に達成し得たところに、大きな特徴を有しているのである。 In short, the present invention is a two-liquid type urethane liquid chemical composition consisting of liquid A and liquid B, in which liquid A contains an active hydrogen group-containing organic compound having a cyclic structure as the active hydrogen group-containing compound that is an essential component of liquid A, and at least a metal carboxylate as a catalyst, while liquid B contains an aliphatic polyisocyanate compound, particularly a prepolymer of an aliphatic polyisocyanate compound, as the polyisocyanate that is an essential component of liquid B. This makes it possible to effectively achieve excellent reaction activity even with an aliphatic polyisocyanate compound, and to advantageously form a high-strength solidified body, and thus has a major feature in that it has been able to advantageously achieve the intended purpose.
ところで、そのような本発明に従う薬液組成物を構成する二液のうちの一つであるA液において、その必須の成分の一つとして含有せしめられる活性水素基含有化合物たる、環式構造を有する活性水素基含有有機化合物は、分子内に環状構造乃至は環式構造を有すると共に、ヒドロキシル基やアミノ基の如き活性水素基を有する有機化合物であり、その環式構造としては、芳香環式、脂環式、複素環式等の構造を挙げることが出来るが、その中でも、芳香環式、脂環式、複素環式の化合物が好ましく、芳香環式がより好ましく用いられることとなり、特に、芳香環構造に対して、直接に、ヒドロキシル基やアミノ基が結合した構造を有する化合物であることが望ましい。このうち、官能基が2つ以上の多官能のものがより望ましい。また、そのような活性水素基含有有機化合物における環式構造の割合、換言すれば、1分子中の含有比率が、一般に、15質量%以上、好ましくは25質量%以上、更に好ましくは35%以上となる化合物を用いることが望ましく、更に、かかる活性水素基含有有機化合物は、2官能以上の化合物であることが望ましく、加えて、その分子量は、50~10000、好ましくは80~5000、より好ましくは100~3000の範囲内であることが望ましく、それによって、本発明の目的がより一層有利に達成され得ることとなる。 In the liquid A, which is one of the two liquids constituting the medicinal liquid composition according to the present invention, the active hydrogen group-containing organic compound having a cyclic structure, which is an active hydrogen group-containing compound contained as one of its essential components, is an organic compound having a cyclic structure or a cyclic structure in the molecule and having an active hydrogen group such as a hydroxyl group or an amino group. Examples of the cyclic structure include aromatic ring, alicyclic, and heterocyclic structures. Among these, aromatic ring, alicyclic, and heterocyclic compounds are preferred, and aromatic ring structures are more preferred. In particular, compounds having a structure in which a hydroxyl group or an amino group is directly bonded to an aromatic ring structure are desirable. Among these, polyfunctional compounds having two or more functional groups are more desirable. In addition, it is desirable to use a compound in which the proportion of cyclic structures in such an active hydrogen group-containing organic compound, in other words the content ratio in one molecule, is generally 15% by mass or more, preferably 25% by mass or more, and more preferably 35% by mass or more. Furthermore, it is desirable for such an active hydrogen group-containing organic compound to be a bifunctional or higher functional compound, and in addition, it is desirable for the molecular weight to be within the range of 50 to 10,000, preferably 80 to 5,000, and more preferably 100 to 3,000, which makes it possible to achieve the object of the present invention even more advantageously.
なお、かくの如き環式構造を有する活性水素基含有有機化合物は、特に限定されるものではなく、例えば、芳香環式、脂環式又は複素環式の構造を有する、フェノール類、アルコール類、アミン類、チオール類等の、公知の各種の化合物の中から、適宜に選定されることとなる。 The active hydrogen group-containing organic compound having such a cyclic structure is not particularly limited, and may be appropriately selected from various known compounds, such as phenols, alcohols, amines, and thiols, having aromatic, alicyclic, or heterocyclic structures.
具体的には、フェノール、クレゾール、キシレノール、ヒドロキノン、カテコール、レゾルシノール、ピロガロール、フロログルシノール、アルキルヒドロキノン、ジアルキルヒドロキノン、トリアルキルヒドロキノン、テトラアルキルヒドロキノン、ジヒドロキシナフタレン等の低分子量のフェノール系化合物や、フェノールやクレゾール等のフェノール系化合物とアルデヒドやケトンとを反応させて得られる、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、ベンジリックエーテル型フェノール樹脂等の高分子量のフェノール系化合物からなるフェノール系化合物;ベンジルアルコール、メチルベンジルアルコール、フェネチルアルコール、ヒドロキシベンジルアルコール、ヒドロキシフェネチルアルコール、メトキシフェニルメタノール、ベンゼンジメタノール、ベンゼンジエタノール、1,4-ビス(α-ヒドロキシイソプロピル)ベンゼン等の芳香族アルコール類;1級及び/又は2級のアミノ基を有する、アニリン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシリレンジアミン、トルエンジアミン、メチレンジアニリン、ジアミノジフェニルエーテル、トリメチルフェニレンジアミン、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、アミノベンジルアミン、メチレンビス(エチルメチルアニリン)、メチレンビス(ジエチルアニリン)等の芳香族アミン類;シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、ジメチルシクロヘキサノール、シクロヘキサンメタノール、シクロヘキサンエタノール、シクロブタンジオール、シクロペンタンジオール、シクロヘキサンジオール、シクロヘプタンジオール、シクロオクタンジオール、ヒドロキシプロピルシクロヘキサノール、ジシクロヘキサンジオール、ブチルシクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジエタノール、イノシトール等の脂環式アルコール類;シクロヘキサンジアミン、ノルボルネンジアミン、イソホロンジアミン、ビス(アミノメチル)ノルボルナン、ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン、ジアミノジシクロヘキシルメタン、ビスアミノメチルシクロヘキサン等の脂環式アミン類;ジヒドロキシピリジン、スクロース、グルコシド、メラミン、ソルビタン、ソルビタンモノラウレート等の複素環式化合物;環状構造を有するヒドロキシル基含有化合物や、1級又は2級アミン類とアルキレンオキサイドとを反応させて得られるポリオールであって、例えば、フェノール系化合物、フェノール樹脂、芳香族アルコール類、環状糖類等を開始剤として、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを反応せしめて得られる反応生成物であるポリエーテルポリオール類等を挙げることが出来る。 Specifically, phenolic compounds consisting of low molecular weight phenolic compounds such as phenol, cresol, xylenol, hydroquinone, catechol, resorcinol, pyrogallol, phloroglucinol, alkylhydroquinone, dialkylhydroquinone, trialkylhydroquinone, tetraalkylhydroquinone, dihydroxynaphthalene, and high molecular weight phenolic compounds such as bisphenol A, bisphenol F, novolac type phenolic resin, resol type phenolic resin, and benzylic ether type phenolic resin obtained by reacting phenolic compounds such as phenol and cresol with aldehydes or ketones; benzyl alcohol, methylbenzyl Aromatic alcohols such as alcohol, phenethyl alcohol, hydroxybenzyl alcohol, hydroxyphenethyl alcohol, methoxyphenylmethanol, benzenedimethanol, benzenediethanol, and 1,4-bis(α-hydroxyisopropyl)benzene; aromatic alcohols having primary and/or secondary amino groups, such as aniline, phenylenediamine, tolylenediamine, xylylenediamine, toluenediamine, methylenedianiline, diaminodiphenyl ether, trimethylphenylenediamine, diethyltoluenediamine, dimethylthiotoluenediamine, N,N'-bis(sec-butylamino)diphenylmethane, aminobenzylamine, and methylenebis( aromatic amines such as cyclohexanol, methylcyclohexanol, dimethylcyclohexanol, cyclohexanemethanol, cyclohexaneethanol, cyclobutanediol, cyclopentanediol, cyclohexanediol, cycloheptanediol, cyclooctanediol, hydroxypropylcyclohexanol, dicyclohexanediol, butylcyclohexanediol, cyclohexanedimethanol, cyclohexanediethanol, inositol, and other alicyclic alcohols; cyclohexanediamine, norbornenediamine, isophoronediamine, bis(aminomethyl) Alicyclic amines such as norbornane, bis(4-aminocyclohexyl)methane, diaminodicyclohexylmethane, and bisaminomethylcyclohexane; heterocyclic compounds such as dihydroxypyridine, sucrose, glucoside, melamine, sorbitan, and sorbitan monolaurate; hydroxyl group-containing compounds having a cyclic structure, and polyols obtained by reacting primary or secondary amines with alkylene oxides, such as polyether polyols, which are reaction products obtained by reacting ethylene oxide or propylene oxide with phenolic compounds, phenolic resins, aromatic alcohols, and cyclic sugars as initiators.
そして、本発明にあっては、上記した活性水素基含有有機化合物の中でも、低分子量や高分子量のフェノール系化合物を含む各種のフェノール系化合物が、その中でも、特にフェノール樹脂が、環式構造である芳香環の密度が高いものであるところから、有利に採用され、これによって、形成される固結体が燃え難く、また高強度を得ることが容易となる。更に、そのようなフェノール樹脂としては、一般に、200~10000、300~5000、400~3000の範囲内の重量平均分子量を有するものが、好適に用いられることとなる。 In the present invention, among the above-mentioned active hydrogen group-containing organic compounds, various phenolic compounds including low-molecular-weight and high-molecular-weight phenolic compounds are advantageously used, and among them, phenolic resins in particular are advantageously used because they have a high density of aromatic rings, which are cyclic structures, and this makes it easier for the solidified body formed to be flame-resistant and to obtain high strength. Furthermore, such phenolic resins that generally have a weight-average molecular weight in the ranges of 200 to 10,000, 300 to 5,000, or 400 to 3,000 are preferably used.
また、本発明を構成するA液における必須成分の他の一つとして、触媒が、更に用いられることとなるが、本発明にあっては、そのような触媒のうちの少なくとも一つとして、カルボン酸金属塩が用いられることとなる。このようなカルボン酸金属塩を用いることにより、上記した活性水素基含有有機化合物と脂肪族系ポリイソシアネート化合物との反応において、その反応速度を実用に適した速度に速めることが可能となるのである。ここにおいて、そのような本発明における触媒の一つとして必須の成分であるカルボン酸金属塩とは、有機カルボン酸のカルボキシル基における水素を、錫、鉛、亜鉛、鉄、銅、ニッケル、コバルト、マンガン、ジルコニウム、ビスマス等の金属に置き換えてなる形態の化合物であって、具体的には、カルボン酸錫、カルボン酸鉛、カルボン酸亜鉛、カルボン酸鉄、カルボン酸銅、カルボン酸ニッケル、カルボン酸コバルト、カルボン酸マンガン、カルボン酸ジルコニウム、カルボン酸ビスマス等を挙げることが出来る。 In addition, a catalyst is further used as another essential component in the A solution constituting the present invention, and in the present invention, a metal carboxylate is used as at least one of such catalysts. By using such a metal carboxylate, it is possible to increase the reaction rate in the reaction between the above-mentioned active hydrogen group-containing organic compound and the aliphatic polyisocyanate compound to a practically suitable rate. Here, the metal carboxylate, which is an essential component as one of the catalysts in the present invention, is a compound in which the hydrogen in the carboxyl group of the organic carboxylic acid is replaced with a metal such as tin, lead, zinc, iron, copper, nickel, cobalt, manganese, zirconium, or bismuth, and specific examples include tin carboxylate, lead carboxylate, zinc carboxylate, iron carboxylate, copper carboxylate, nickel carboxylate, cobalt carboxylate, manganese carboxylate, zirconium carboxylate, and bismuth carboxylate.
そして、それらカルボン酸金属塩のうちのカルボン酸錫としては、より具体的には、酢酸錫、酪酸錫、オクチル酸錫、ナフテン酸錫、オレイン酸錫、ラウリン酸錫、オクタン酸第一錫、ジラウリン酸第一錫、ジパルミチン酸第一錫、ジステアリン酸第一錫、ジオレイン酸第一錫、ビス(ネオデカン酸)錫、ステアリン酸錫、安息香酸錫等が挙げられる。また、カルボン酸鉛としては、酢酸鉛、酪酸鉛、オクチル酸鉛、ナフテン酸鉛、オレイン酸鉛、オクタン酸鉛、ネオデカン酸鉛、ラウリン酸鉛、ステアリン酸鉛、安息香酸鉛等が挙げられる。更に、カルボン酸亜鉛としては、酢酸亜鉛、酪酸亜鉛、オクチル酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、オレイン酸亜鉛、オクタン酸亜鉛、ネオデカン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、安息香酸亜鉛等が挙げられる。 Among these metal carboxylates, more specific examples of tin carboxylates include tin acetate, tin butyrate, tin octylate, tin naphthenate, tin oleate, tin laurate, tin octanoate, tin dilaurate, tin dipalmitate, tin distearate, tin dioleate, tin bis(neodecanoate), tin stearate, and tin benzoate. Examples of lead carboxylates include lead acetate, lead butyrate, lead octylate, lead naphthenate, lead oleate, lead octanoate, lead neodecanoate, lead laurate, lead stearate, and lead benzoate. Examples of zinc carboxylates include zinc acetate, zinc butyrate, zinc octylate, zinc naphthenate, zinc oleate, zinc octanoate, zinc neodecanoate, zinc laurate, zinc stearate, and zinc benzoate.
加えて、カルボン酸鉄としては、酢酸鉄、酪酸鉄、オクチル酸鉄、ナフテン酸鉄、オレイン酸鉄、オクタン酸鉄、ネオデカン酸鉄、ラウリン酸鉄、ステアリン酸鉄、安息香酸鉄等が挙げられ、またカルボン酸銅としては、酢酸銅、酪酸銅、オクチル酸銅、ナフテン酸銅、オレイン酸銅、オクタン酸銅、ネオデカン酸銅、ラウリン酸銅、ステアリン酸銅、安息香酸銅等が挙げられる。更に、カルボン酸ニッケルとしては、酢酸ニッケル、酪酸ニッケル、オクチル酸ニッケル、ナフテン酸ニッケル、オレイン酸ニッケル、オクタン酸ニッケル、ネオデカン酸ニッケル、ラウリン酸ニッケル、ステアリン酸ニッケル、安息香酸ニッケル等が挙げられ、またカルボン酸コバルトとしては、酢酸コバルト、酪酸コバルト、オクチル酸コバルト、ナフテン酸コバルト、オレイン酸コバルト、オクタン酸コバルト、ネオデカン酸コバルト、ラウリン酸コバルト、ステアリン酸コバルト、安息香酸コバルト等が挙げられる。 In addition, examples of iron carboxylates include iron acetate, iron butyrate, iron octoate, iron naphthenate, iron oleate, iron octanoate, iron neodecanoate, iron laurate, iron stearate, and iron benzoate, while examples of copper carboxylates include copper acetate, copper butyrate, copper octoate, copper naphthenate, copper oleate, copper octanoate, copper neodecanoate, copper laurate, copper stearate, and copper benzoate. Further, examples of nickel carboxylates include nickel acetate, nickel butyrate, nickel octylate, nickel naphthenate, nickel oleate, nickel octanoate, nickel neodecanoate, nickel laurate, nickel stearate, and nickel benzoate, and examples of cobalt carboxylates include cobalt acetate, cobalt butyrate, cobalt octylate, cobalt naphthenate, cobalt oleate, cobalt octanoate, cobalt neodecanoate, cobalt laurate, cobalt stearate, and cobalt benzoate.
更にまた、カルボン酸マンガンとしては、酢酸マンガン、酪酸マンガン、オクチル酸マンガン、ナフテン酸マンガン、オレイン酸マンガン、オクタン酸マンガン、ネオデカン酸マンガン、ラウリン酸マンガン、ステアリン酸マンガン、安息香酸マンガン等が挙げられる。また、カルボン酸ジルコニウムとしては、酢酸ジルコニウム、酪酸ジルコニウム、オクチル酸ジルコニウム、ナフテン酸ジルコニウム、オレイン酸ジルコニウム、オクタン酸ジルコニウム、ネオデカン酸ジルコニウム、ラウリン酸ジルコニウム、ステアリン酸ジルコニウム、安息香酸ジルコニウム等が挙げられ、更に、カルボン酸ビスマスとしては、酢酸ビスマス、酪酸ビスマス、オクチル酸ビスマス、ナフテン酸ビスマス、オレイン酸ビスマス、オクタン酸ビスマス、ネオデカン酸ビスマス、ラウリン酸ビスマス、ステアリン酸ビスマス、安息香酸ビスマス等が挙げられる。 Furthermore, examples of manganese carboxylates include manganese acetate, manganese butyrate, manganese octylate, manganese naphthenate, manganese oleate, manganese octanoate, manganese neodecanoate, manganese laurate, manganese stearate, and manganese benzoate. Examples of zirconium carboxylates include zirconium acetate, zirconium butyrate, zirconium octylate, zirconium naphthenate, zirconium oleate, zirconium octanoate, zirconium neodecanoate, zirconium laurate, zirconium stearate, and zirconium benzoate. Examples of bismuth carboxylates include bismuth acetate, bismuth butyrate, bismuth octylate, bismuth naphthenate, bismuth oleate, bismuth octanoate, bismuth neodecanoate, bismuth laurate, bismuth stearate, and bismuth benzoate.
特に、本発明にあっては、上記した多数のカルボン酸金属塩の中でも、カルボン酸ビスマスが、反応速度が速くて、毒性がない等の特徴を有しているところから、有利に用いられることとなる。 In particular, in the present invention, among the many metal carboxylates mentioned above, bismuth carboxylate is advantageously used because it has characteristics such as a fast reaction rate and no toxicity.
なお、このような触媒の一つとして用いられるカルボン酸金属塩の使用量は、その触媒としての機能を有効に発揮させるべく、一般に、A液中の活性水素基含有化合物の100質量部に対して、0.1~10質量部程度、好ましくは0.3~5質量部の範囲内において、選択されることとなる。このカルボン酸金属塩の使用量が少なくなり過ぎると、活性水素基含有化合物とポリイソシアネートとの反応速度が遅くなり過ぎる等の問題があり、一方、その使用量が多くなり過ぎると、かかる反応速度が速くなり過ぎる等の問題を惹起する。 The amount of metal carboxylate used as one of such catalysts is generally selected within the range of about 0.1 to 10 parts by mass, preferably 0.3 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the active hydrogen group-containing compound in Solution A, in order to effectively exert its catalytic function. If the amount of metal carboxylate used is too small, problems such as the reaction rate between the active hydrogen group-containing compound and the polyisocyanate becoming too slow can occur, while if the amount used is too large, problems such as the reaction rate becoming too fast can occur.
加えて、本発明に従うA液には、上記したカルボン酸金属塩と共に、公知の各種の他の触媒、即ち、3級アミン触媒や第四アンモニウム塩等の反応触媒が必要に応じて含有せしめられ得るが、本発明にあっては、特に、3級アミン触媒が有利に用いられることとなる。このような3級アミン触媒の併用によって、水の存在下においても、本発明に従う薬液組成物は、その反応速度に影響を受け難くなるのである。従って、本発明に従う薬液組成物を注入する現場において、実質的に水が存在しない場合と、水が存在する場合とにおける反応時間の差が小さくなるという特徴を発揮するのである。 In addition, in addition to the above-mentioned metal carboxylate, the solution A according to the present invention may contain various other known catalysts, i.e., reaction catalysts such as tertiary amine catalysts and quaternary ammonium salts, as necessary. In the present invention, a tertiary amine catalyst is particularly advantageously used. By using such a tertiary amine catalyst in combination, the reaction rate of the chemical composition according to the present invention is less affected even in the presence of water. Therefore, at the site where the chemical composition according to the present invention is injected, the difference in reaction time between when there is substantially no water and when there is water is small.
ここで、3級アミン触媒としては、水との接触により発泡が意図される場合において、ポリイソシアネートと水との反応を促進する作用を有する泡化触媒、ポリイソシアネートとポリオールとの反応を促進する作用を有する樹脂化触媒、更には、ポリイソシアネートの三量化を促進する作用を有するイソシアヌレート化触媒等があり、それらは、何れも、公知のものの中から、適宜に選択されることとなる。 The tertiary amine catalyst may be a foaming catalyst that promotes the reaction between polyisocyanate and water when foaming is intended upon contact with water, a resinification catalyst that promotes the reaction between polyisocyanate and polyol, or an isocyanurate catalyst that promotes the trimerization of polyisocyanate. All of these are appropriately selected from known catalysts.
具体的には、泡化触媒としては、N,N,N’,N”,N”-ペンタメチルジエチレントリアミン、N,N,N’-トリエチルアミノエチルエタノールアミン、ビス(ジメチルアミノエチル)エーテル、N,N,N’-トリメチルアミノエチルピペラジン、N,N-ジメチルアミノエトキシエタノール、トリエチルアミン等を挙げることが出来る。また、樹脂化触媒には、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルプロパンジアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルヘキサンジアミン、トリエチレンジアミン、33%トリエチレンジアミン・67%ジプロピレングリコール、N,N-ジメチルアミノヘキサノール、N,N-ジメチルアミノエタノール、N-メチル-N’-ヒドロキシエチルピペラジン、N-メチルモルフォリン、1-メチルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール等が挙げられる。更に、イソシアヌレート化触媒としては、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、N,N’,N”-トリス(ジメチルアミノプロピル)-ヘキサヒドロ-s-トリアジン等が挙げられる。これらの触媒は、単独で使用しても、又は2種以上を併用しても、何等差し支えない。更に、これらの中でも、泡化触媒又は樹脂化触媒が好適に用いられる。 Specific examples of foaming catalysts include N,N,N',N",N"-pentamethyldiethylenetriamine, N,N,N'-triethylaminoethylethanolamine, bis(dimethylaminoethyl)ether, N,N,N'-trimethylaminoethylpiperazine, N,N-dimethylaminoethoxyethanol, and triethylamine. Examples of resinification catalysts include N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine, N,N,N',N'-tetramethylpropanediamine, N,N,N',N'-tetramethylhexanediamine, triethylenediamine, 33% triethylenediamine/67% dipropylene glycol, N,N-dimethylaminohexanol, N,N-dimethylaminoethanol, N-methyl-N'-hydroxyethylpiperazine, N-methylmorpholine, 1-methylimidazole, and 1,2-dimethylimidazole. Further, examples of isocyanurate catalysts include 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol and N,N',N"-tris(dimethylaminopropyl)-hexahydro-s-triazine. These catalysts may be used alone or in combination of two or more. Furthermore, among these, foaming catalysts or resinification catalysts are preferably used.
なお、このようなA液に含有せしめられる3級アミン触媒の使用量としては、一般に、活性水素基含有化合物の100質量部に対して、0.5~10質量部、好ましくは0.8~5質量部の割合において決定されることとなる。この触媒含有量が0.5質量部よりも少なくなると、反応に対する寄与が低下し、水の存在下における反応速度の向上に充分に寄与し難くなるからであり、また、10質量部よりも多くなると、反応が速くなり過ぎて、反応速度の制御が困難となる等の問題が惹起されるようになる。更に、このような3級アミン触媒を前記したカルボン酸金属塩触媒と共に用いる場合において、カルボン酸金属塩:3級アミンの比率(質量比)は、一般に5:1~1:5程度、好ましくは3:1~1:3程度とされることとなる。 The amount of the tertiary amine catalyst contained in the A solution is generally determined to be 0.5 to 10 parts by mass, preferably 0.8 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the active hydrogen group-containing compound. If the catalyst content is less than 0.5 parts by mass, the contribution to the reaction is reduced and it becomes difficult to sufficiently contribute to improving the reaction rate in the presence of water. If the catalyst content is more than 10 parts by mass, the reaction becomes too fast, causing problems such as difficulty in controlling the reaction rate. Furthermore, when such a tertiary amine catalyst is used together with the above-mentioned carboxylate metal salt catalyst, the ratio (mass ratio) of carboxylate metal salt: tertiary amine is generally about 5:1 to 1:5, preferably about 3:1 to 1:3.
また、第四アンモニウム塩としては、テトラメチルアンモニウム、メチルトリエチルアンモニウム、エチルトリメチルアンモニウム、プロピルトリメチルアンモニウム、ブチルトリメチルアンモニウム、ペンチルトリメチルアンモニウム、ヘキシルトリメチルアンモニウム、ヘプチルトリメチルアンモニウム、オクチルトリメチルアンモニウム、ノニルトリメチルアンモニウム、デシルトリメチルアンモニウム、ウンデシルトリメチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、トリデシルトリメチルアンモニウム、テトラデシルトリメチルアンモニウム、ヘプタデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ヘプタデシルトリメチルアンモニウム、オクタデシルトリメチルアンモニウム等の脂肪族アンモニウム化合物、(2-ヒドロキシプロピル)トリメチルアンモニウム、ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウム、トリメチルアミノエトキシエタノール等のヒドロキシアンモニウム化合物、1-メチル-1-アザニア-4-アザビシクロ[2,2,2]オクタニウム、1,1-ジメチル-4-メチルピペリジニウム、1-メチルモルホリニウム、1-メチルピペリジニウム等の脂環式アンモニウム化合物等が、挙げられる。これらの中でも、触媒活性に優れ、工業的に入手可能なところから、テトラメチルアンモニウム、メチルトリエチルアンモニウム、エチルトリメチルアンモニウム、ブチルトリメチルアンモニウム、ヘキシルトリメチルアンモニウム、オクチルトリメチルアンモニウム、デシルトリメチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、テトラデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、オクタデシルトリメチルアンモニウム、(2-ヒドロキシプロピル)トリメチルアンモニウム、ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウム、1-メチル-1-アザニア-4-アザビシクロ[2,2,2]オクタニウム、及び1,1-ジメチル-4-メチルピペリジニウムが、好ましく用いられることとなる。 Examples of quaternary ammonium salts include aliphatic ammonium compounds such as tetramethylammonium, methyltriethylammonium, ethyltrimethylammonium, propyltrimethylammonium, butyltrimethylammonium, pentyltrimethylammonium, hexyltrimethylammonium, heptyltrimethylammonium, octyltrimethylammonium, nonyltrimethylammonium, decyltrimethylammonium, undecyltrimethylammonium, dodecyltrimethylammonium, tridecyltrimethylammonium, tetradecyltrimethylammonium, heptadecyltrimethylammonium, hexadecyltrimethylammonium, heptadecyltrimethylammonium, and octadecyltrimethylammonium; hydroxylammonium compounds such as (2-hydroxypropyl)trimethylammonium, hydroxyethyltrimethylammonium, and trimethylaminoethoxyethanol; and alicyclic ammonium compounds such as 1-methyl-1-azania-4-azabicyclo[2,2,2]octanium, 1,1-dimethyl-4-methylpiperidinium, 1-methylmorpholinium, and 1-methylpiperidinium. Among these, tetramethylammonium, methyltriethylammonium, ethyltrimethylammonium, butyltrimethylammonium, hexyltrimethylammonium, octyltrimethylammonium, decyltrimethylammonium, dodecyltrimethylammonium, tetradecyltrimethylammonium, hexadecyltrimethylammonium, octadecyltrimethylammonium, (2-hydroxypropyl)trimethylammonium, hydroxyethyltrimethylammonium, 1-methyl-1-azania-4-azabicyclo[2,2,2]octanium, and 1,1-dimethyl-4-methylpiperidinium are preferably used because they have excellent catalytic activity and are industrially available.
なお、かくの如き第四アンモニウム塩を構成する有機酸基又は無機酸基としては、例えば、ギ酸基、酢酸基、オクチル酸基、蓚酸基、マロン酸基、コハク酸基、グルタル酸基、アジピン酸基、安息香酸基、トルイル酸基、エチル安息香酸基、メチル炭酸基、フェノール基、アルキルベンゼンスルホン酸基、トルエンスルホン酸基、ベンゼンスルホン酸基、リン酸エステル基等の有機酸基や、ハロゲン基、水酸基、炭酸水素基、炭酸基等の無機酸基が挙げられる。これらの中でも、触媒活性に優れ且つ工業的に入手可能なことから、ギ酸基、酢酸基、オクチル酸基、メチル炭酸基、ハロゲン基、水酸基、炭酸水素基、炭酸基が好ましい。 The organic acid group or inorganic acid group constituting such a quaternary ammonium salt may, for example, be a formic acid group, an acetic acid group, an octylic acid group, an oxalic acid group, a malonic acid group, a succinic acid group, a glutaric acid group, an adipic acid group, a benzoic acid group, a toluic acid group, an ethylbenzoic acid group, a methylcarbonate group, a phenol group, an alkylbenzenesulfonic acid group, a toluenesulfonic acid group, a benzenesulfonic acid group, or a phosphate ester group, or an inorganic acid group such as a halogen group, a hydroxyl group, a hydrogencarbonate group, or a carbonate group. Among these, the formic acid group, the acetic acid group, the octylic acid group, the methylcarbonate group, the halogen group, the hydroxyl group, the hydrogencarbonate group, or the carbonate group is preferred because of its excellent catalytic activity and industrial availability.
一方、本発明の対象とする地山固結用薬液組成物を構成する二液のうちの、他の一つであるB液の必須の構成成分であるポリイソシアネートとしては、本発明にあっては、脂肪族系ポリイソシアネート化合物そのものが用いられる他、かかる脂肪族系ポリイソシアネート化合物から誘導されるプレポリマー(脂肪族ポリイソシアネートプレポリマー)が、有利に用いられることとなるのである。 On the other hand, as for the polyisocyanate, which is an essential component of liquid B, the other of the two liquids that constitute the liquid ground consolidation composition that is the subject of the present invention, in the present invention, in addition to using an aliphatic polyisocyanate compound itself, a prepolymer derived from such an aliphatic polyisocyanate compound (aliphatic polyisocyanate prepolymer) is advantageously used.
ここで、脂肪族系ポリイソシアネート化合物としては、例えば、トリ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、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、1,2-プロピレンジイソシアネート、1,2-ブチレンジイソシアネート、2,3-ブチレンジイソシアネート、1,3-ブチレンジイソシアネート、2,4,4-又は2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、2,6-ジイソシアナトヘキサン酸メチル(リジンジイソシアネート)等の脂肪族ジイソシアネートや、2,6-ジイソシアナトヘキサン酸2-イソシアナトエチル、1,6-ジイソシアナト-3-イソシアナトメチルヘキサン、1,4,8-トリイソシアナトオクタン、1,6,11-トリイソシアナトウンデカン、1,8-ジイソシアナト-4-イソシアナトメチルオクタン、1,3,6-トリイソシアナトヘキサン、2,5,7-トリメチル-1,8-ジイソシアナト-5-イソシアナトメチルオクタン等の脂肪族トリイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネートの他、1,3-シクロペンテンジイソシアネート、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、1,3-シクロヘキサンジイソシアネート、3-イソシアナトメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(イソホロンジイソシアネート)、4-メチル-1,3-シクロヘキシレンジイソシアネート(水添TDI)、2-メチル-1,3-シクロヘキシレンジイソシアネート、1,3-もしくは1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(水添キシリレンジイソシアネート)若しくはその混合物、メチレンビス(4,1-シクロヘキサンジイル)ジイソシアネート(水添MDI)、ノルボルナンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネートや、1,3,5-トリイソシアナトシクロヘキサン、1,3,5-トリメチルイソシアナトシクロヘキサン、2-(3-イソシアナトプロピル)-2,5-ジ(イソシアナトメチル)-ビシクロ(2,2,1)ヘプタン、2-(3-イソシアナトプロピル)-2,6-ジ(イソシアナトメチル)-ビシクロ(2,2,1)ヘプタン、3-(3-イソシアナトプロピル)-2,5-ジ(イソシアナトメチル)-ビシクロ(2,2,1)ヘプタン、5-(2-イソシアナトエチル)-2-イソシアナトメチル-3-(3-イソシアナトプロピル)-ビシクロ(2,2,1)ヘプタン、6-(2-イソシアナトエチル)-2-イソシアナトメチル-3-(3-イソシアナトプロピル)-ビシクロ(2,2,1)ヘプタン、5-(2-イソシアナトエチル)-2-イソシアナトメチル-2-(3-イソシアナトプロピル)-ビシクロ(2,2,1)-ヘプタン、6-(2-イソシアナトエチル)-2-イソシアナトメチル-2-(3-イソシアナトプロピル)-ビシクロ(2,2,1)ヘプタン等の脂環族トリイソシアネート等の脂環族ポリイソシアネート;1,3-若しくは1,4-キシリレンジイソシアネート又はその混合物、ω,ω’-ジイソシアナト-1,4-ジエチルベンゼン、1,3-若しくは1,4-ビス(1-イソシアナト-1-メチルエチル)ベンゼン(テトラメチルキシリレンジイソシアネート)又はその混合物等の芳香脂肪族ジイソシアネートや、1,3,5-トリイソシアナトメチルベンゼン等の芳香脂肪族トリイソシアネート等の芳香脂肪族ポリイソシアネートを挙げることが出来る。 Here, examples of aliphatic polyisocyanate compounds include aliphatic diisocyanates such as trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, 1,2-propylene diisocyanate, 1,2-butylene diisocyanate, 2,3-butylene diisocyanate, 1,3-butylene diisocyanate, 2,4,4- or 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, dimer acid diisocyanate, methyl 2,6-diisocyanatohexanoate (lysine diisocyanate), 2-isocyanatoethyl 2,6-diisocyanatohexanoate, 1,6-diisocyanato-3-isocyanatomethylhexane, 1,4,8-triisocyanatooctane, 1,6,11-triisocyanatoundecane, 1,8-diisocyanato In addition to aliphatic polyisocyanates such as aliphatic triisocyanates such as anato-4-isocyanatomethyloctane, 1,3,6-triisocyanatohexane, and 2,5,7-trimethyl-1,8-diisocyanato-5-isocyanatomethyloctane, 1,3-cyclopentene diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, 1,3-cyclohexane diisocyanate, 3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate (isophorone diisocyanate), 4-methyl-1,3-cyclohexylene diisocyanate (hydrogenated TDI), 2-methyl-1,3-cyclohexylene diisocyanate, 1,3- or 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane (hydrogenated xylylene diisocyanate) or mixtures thereof, methylene bis(4,1-cyclohexane diisocyanate), alicyclic diisocyanates such as 1,3,5-triisocyanatocyclohexane, 1,3,5-trimethylisocyanatocyclohexane, 2-(3-isocyanatopropyl)-2,5-di(isocyanatomethyl)-bicyclo(2,2,1)heptane, 2-(3-isocyanatopropyl)-2,6-di(isocyanatomethyl)-bicyclo(2,2,1)heptane, Cyclo(2,2,1)heptane, 3-(3-isocyanatopropyl)-2,5-di(isocyanatomethyl)-bicyclo(2,2,1)heptane, 5-(2-isocyanatoethyl)-2-isocyanatomethyl-3-(3-isocyanatopropyl)-bicyclo(2,2,1)heptane, 6-(2-isocyanatoethyl)-2-isocyanatomethyl-3-(3-isocyanatopropyl)-bicyclo(2,2,1)heptane ) heptane, 5-(2-isocyanatoethyl)-2-isocyanatomethyl-2-(3-isocyanatopropyl)-bicyclo(2,2,1)-heptane, 6-(2-isocyanatoethyl)-2-isocyanatomethyl-2-(3-isocyanatopropyl)-bicyclo(2,2,1)heptane, and other alicyclic polyisocyanates; 1,3- or 1,4-xylylene diisocyanate or mixtures thereof, ω,ω'-diisocyanato-1,4-diethylbenzene, 1,3- or 1,4-bis(1-isocyanato-1-methylethyl)benzene (tetramethylxylylene diisocyanate) or mixtures thereof, and other aromatic aliphatic diisocyanates, such as 1,3,5-triisocyanatomethylbenzene, and other aromatic aliphatic polyisocyanates.
また、脂肪族ポリイソシアネートプレポリマーとしては、特に限定されるものではないが、例えば、ペンタメチ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、オクタメチレンジイソシアネート、ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート等の上記した脂肪族系ポリイソシアネート化合物を、活性水素基含有化合物と反応させて得られるアダクト体、ビウレット体、アロファネート体や、そのようなポリイソシアネート化合物を三量化して得られるイソシアヌレート体等が、好適に用いられることとなる。なお、イソシアヌレート体には、二量体のウレトジオン体が含まれていても、何等差支えない。そして、そのような脂肪族ポリイソシアネートプレポリマーには、固結体の強度や難燃性等の特性を考慮して、イソシアヌレート体が、より好適に用いられることとなる。 The aliphatic polyisocyanate prepolymer is not particularly limited, but for example, adducts, biuret, and allophanate obtained by reacting the above-mentioned aliphatic polyisocyanate compounds such as pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, octamethylene diisocyanate, bis(isocyanatomethyl)cyclohexane, and isophorone diisocyanate with active hydrogen group-containing compounds, and isocyanurates obtained by trimerizing such polyisocyanate compounds, are preferably used. Note that there is no problem even if the isocyanurate contains a dimer uretdione. In addition, isocyanurates are more preferably used for such aliphatic polyisocyanate prepolymers, taking into consideration the strength of the solidified body, flame retardancy, and other properties.
さらに、かかる脂肪族ポリイソシアネートプレポリマーは、上述の如き脂肪族系ポリイソシアネート化合物を用い、それを変性して得られたものであるところから、その変性物であるプレポリマー中には、原料たる脂肪族系ポリイソシアネート化合物が、未反応のモノマー成分として残留することとなるのであるが、本発明にあっては、そのような残留モノマー成分は、5質量%以下であることが好ましく、特に、1質量%以下となるように、脂肪族系ポリイソシアネート化合物のプレポリマーが、調製されることとなる。なお、かかる残留モノマー成分が多くなると、固結体の強度等の物性の低下を惹起するようになる他、施工時にモノマー成分が揮発して、作業環境を悪化せしめる等の問題が惹起されるようになる。 Furthermore, since such aliphatic polyisocyanate prepolymers are obtained by modifying the above-mentioned aliphatic polyisocyanate compounds, the raw material aliphatic polyisocyanate compounds remain as unreacted monomer components in the prepolymers, which are the modified products. In the present invention, such residual monomer components are preferably 5% by mass or less, and in particular, the prepolymers of aliphatic polyisocyanate compounds are prepared so that the residual monomer components are 1% by mass or less. If the residual monomer components are too high, the physical properties such as the strength of the solidified body will decrease, and the monomer components will volatilize during construction, causing problems such as a deterioration of the working environment.
そして、上述の如き脂肪族系ポリイソシアネート化合物やそのプレポリマーは、B液中に、一般に、50~100質量%の割合において、好ましくは70~100質量%、より好ましくは80~100質量%の割合において含有せしめられることとなる。この脂肪族系ポリイソシアネート化合物やそのプレポリマーの含有量が、50質量%よりも少なくなると、固結体の強度が低下する問題があり、そのために、B液における脂肪族系ポリイソシアネート化合物やそのプレポリマーの割合は高い方が望ましく、そのような脂肪族系ポリイソシアネート化合物やそのプレポリマーのみにて、B液を構成することも、可能である。なお、B液中には、公知の芳香族ポリイソシアネートを、10質量%を超えない範囲で含有せしめることも可能である。 The aliphatic polyisocyanate compound or its prepolymer as described above is generally contained in Liquid B at a ratio of 50 to 100% by mass, preferably 70 to 100% by mass, and more preferably 80 to 100% by mass. If the content of the aliphatic polyisocyanate compound or its prepolymer is less than 50% by mass, there is a problem that the strength of the solidified body decreases. Therefore, it is desirable that the ratio of the aliphatic polyisocyanate compound or its prepolymer in Liquid B is high, and it is also possible to constitute Liquid B only with such aliphatic polyisocyanate compound or its prepolymer. It is also possible to contain a known aromatic polyisocyanate in Liquid B in a range not exceeding 10% by mass.
ところで、本発明に従う地山固結用薬液を構成する、上述の如きA液及びB液には、その使用目的に応じて、従来と同様な添加剤を添加せしめることが可能である。例えば、A液に対する添加剤としては、発泡剤、整泡剤、難燃剤、減粘剤等を挙げることが出来る。それらA液に対する添加剤は、一般に、活性水素基含有有機化合物の100質量部に対して、0.1~50質量部程度、好ましくは0.5~40質量部程度の割合において、適宜に用いられることとなる。また、B液に対する添加剤としては、整泡剤、難燃剤、減粘剤等を挙げることが出来、その中で、整泡剤は、ポリイソシアネート成分の100質量部に対して0.05~5質量部、好ましくは0.1~3質量部の割合となるように用いられ、減粘剤は、ポリイソシアネート成分の100質量部に対して0.5~60質量部、好ましくは1~40質量部の割合となるように用いられ、また難燃剤は、ポリイソシアネート成分の100質量部に対して、1~50質量部、好ましくは5~40質量部の割合となるように、用いられることとなる。 Incidentally, conventional additives can be added to the above-mentioned A and B liquids consolidating the ground according to the present invention, depending on the intended use. For example, additives for A liquid can include foaming agents, foam stabilizers, flame retardants, viscosity reducers, etc. These additives for A liquid are generally used in an appropriate ratio of about 0.1 to 50 parts by mass, preferably about 0.5 to 40 parts by mass, per 100 parts by mass of the active hydrogen group-containing organic compound. Additives for the B liquid include foam stabilizers, flame retardants, viscosity reducers, etc., of which the foam stabilizer is used in an amount of 0.05 to 5 parts by mass, preferably 0.1 to 3 parts by mass, per 100 parts by mass of the polyisocyanate component, the viscosity reducer is used in an amount of 0.5 to 60 parts by mass, preferably 1 to 40 parts by mass, per 100 parts by mass of the polyisocyanate component, and the flame retardant is used in an amount of 1 to 50 parts by mass, preferably 5 to 40 parts by mass, per 100 parts by mass of the polyisocyanate component.
それら添加剤の中で、発泡剤としては、水、炭化水素、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロクロロフルオロオレフィン等の公知のものを用いることが可能である。この発泡剤は、特に限定されるものではないが、水が好適に用いられる。この水は、薬液組成物の適用される地山からも供給されるものであって、B液のポリイソシアネートと反応して、炭酸ガスを発生するものであるところから、発泡剤として機能するものである。 Of these additives, known foaming agents such as water, hydrocarbons, hydrofluorocarbons, hydrofluoroolefins, and hydrochlorofluoroolefins can be used. The foaming agent is not particularly limited, but water is preferably used. This water is also supplied from the ground to which the chemical composition is applied, and reacts with the polyisocyanate of Liquid B to generate carbon dioxide gas, thereby functioning as a foaming agent.
また、整泡剤は、A液とB液との反応によって形成されるフォームのセル構造を均一に整えるために用いられるものである。この整泡剤としては、例えばシリコーン、非イオン系界面活性剤、ポリオキシアルキレン変性ジメチルポリシロキサン、ポリシロキサンオキシアルキレン共重合体、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ヒマシ油エチレンオキシド付加物、ラウリル脂肪酸エチレンオキシド付加物等が挙げられ、これらの中でも、シリコーン及び非イオン系界面活性剤が好ましく用いられる。これらは、単独で用いられてもよく、2種以上を併用して、用いられてもよい。また、整泡剤の中では、シリコーン系整泡剤がより好ましく、ポリオキシアルキレン変性ジメチルポリシロキサン、ポリシロキサンオキシアルキレン共重合体等が好ましい。 The foam stabilizer is used to uniformly adjust the cell structure of the foam formed by the reaction of liquid A and liquid B. Examples of the foam stabilizer include silicone, nonionic surfactants, polyoxyalkylene-modified dimethylpolysiloxane, polysiloxane oxyalkylene copolymer, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, castor oil ethylene oxide adduct, lauryl fatty acid ethylene oxide adduct, etc., and among these, silicone and nonionic surfactants are preferably used. These may be used alone or in combination of two or more. Among the foam stabilizers, silicone-based foam stabilizers are more preferable, and polyoxyalkylene-modified dimethylpolysiloxane, polysiloxane oxyalkylene copolymer, etc. are preferable.
さらに、難燃剤としては、液状の難燃剤や粉状の難燃剤を使用することが出来る。そして、それら難燃剤は、A液やB液の何れにも分散、含有せしめることが可能である。また、これらの難燃剤は、単独で用いられてもよく、2種以上を併用して用いられてもよい。特に、発泡性組成物の減粘剤としても機能する点から、液状の難燃剤を用いるとよく、更に、液状の難燃剤と粉状の難燃剤を併用することで、難燃性の更なる向上を図ることが出来る。 Furthermore, as the flame retardant, a liquid flame retardant or a powder flame retardant can be used. These flame retardants can be dispersed and contained in either Liquid A or Liquid B. These flame retardants can be used alone or in combination of two or more. In particular, it is preferable to use a liquid flame retardant, since it also functions as a viscosity reducer for the foamable composition. Furthermore, by using a liquid flame retardant and a powder flame retardant in combination, it is possible to further improve the flame retardancy.
そして、液状の難燃剤としては、リン酸エステルや臭素含有難燃剤等が挙げられ、環境への負荷が少ないことから、リン酸エステルが好ましく用いられる。なお、リン酸エステルとしては、モノリン酸エステルや縮合リン酸エステル等を例示することが出来る。 Liquid flame retardants include phosphate esters and bromine-containing flame retardants, with phosphate esters being preferred because they have a low environmental impact. Examples of phosphate esters include monophosphate esters and condensed phosphate esters.
また、モノリン酸エステルとしては、例えば、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリ(2-エチルヘキシル)ホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、トリス(イソプロピルフェニル)ホスフェート、トリス(フェニルフェニル)ホスフェート、トリナフチルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェート、ジフェニル(2-エチルヘキシル)ホスフェート、ジ(イソプロピルフェニル)フェニルホスフェート、モノイソデシルホスフェート、2-アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、2-メタクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、ジフェニル-2-アクリロイルオキシエチルホスフェート、ジフェニル-2-メタクリロイルオキシエチルホスフェート、メラミンホスフェート、ジメラミンホスフェート、メラミンピロホスフェート、トリフェニルホスフィンオキサイド、トリクレジルホスフィンオキサイド、メタンホスホン酸ジフェニル、フェニルホスホン酸ジエチル、レジルシノールビス(ジフェニルホスフェート)、ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)、ホスファフェナンスレン、トリス(β―クロロプロピル)ホスフェート等を、挙げることが出来る。 Examples of monophosphate esters include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tributyl phosphate, tri(2-ethylhexyl)phosphate, tributoxyethyl phosphate, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, trixylenyl phosphate, tris(isopropylphenyl)phosphate, tris(phenylphenyl)phosphate, trinaphthyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, xylenyl diphenyl phosphate, diphenyl(2-ethylhexyl)phosphate, di(isopropylphenyl)phenyl phosphate, monoisodecyl phosphate, 2-acryloyl phosphate, Examples of such phosphates include 2-methacryloyloxyethyl acid phosphate, diphenyl-2-acryloyloxyethyl phosphate, diphenyl-2-methacryloyloxyethyl phosphate, melamine phosphate, dimelamine phosphate, melamine pyrophosphate, triphenylphosphine oxide, tricresylphosphine oxide, diphenyl methanephosphonate, diethyl phenylphosphonate, resylcinol bis(diphenyl phosphate), bisphenol A bis(diphenyl phosphate), phosphaphenanthrene, and tris(β-chloropropyl)phosphate.
さらに、縮合リン酸エステルとしては、例えば、トリアルキルポリホスフェート、レゾルシノールポリフェニルホスフェート、レゾルシノールポリ(ジ-2,6-キシリル)ホスフェート(大八化学工業社製、商品名:PX-200)、ハイドロキノンポリ(2,6-キシリル)ホスフェート並びにこれらの縮合物等を、挙げることが出来る。前記したもの以外の市販の縮合リン酸エステルとしては、例えば、レゾルシノールポリフェニルホスフェート(商品名:CR-733S)、ビスフェノールAポリクレジルホスフェート(商品名:CR-741)、芳香族縮合リン酸エステル(商品名:CR747)、レゾルシノールポリフェニルホスフェート(ADEKA社製、商品名:アデカスタブPFR)、ビスフェノールAポリクレジルホスフェート(商品名:FP-600、FP-700)等を、挙げることが出来る。 Furthermore, examples of condensed phosphate esters include trialkyl polyphosphate, resorcinol polyphenyl phosphate, resorcinol poly(di-2,6-xylyl) phosphate (manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd., product name: PX-200), hydroquinone poly(2,6-xylyl) phosphate, and condensates thereof. Examples of commercially available condensed phosphate esters other than those mentioned above include resorcinol polyphenyl phosphate (product name: CR-733S), bisphenol A polycresyl phosphate (product name: CR-741), aromatic condensed phosphate ester (product name: CR747), resorcinol polyphenyl phosphate (manufactured by ADEKA Corporation, product name: Adekastab PFR), bisphenol A polycresyl phosphate (product names: FP-600, FP-700), etc.
加えて、臭素含有難燃剤としては、例えば、ヘキサブロモベンゼン、ペンタブロモトルエン、ヘキサブロモビフェニル、デカブロモビフェニル、ヘキサブロモシクロデカン、デカブロモジフェニルエーテル、オクタブロモジフェニルエーテル、ヘキサブロモジフェニルエーテル、ビス(ペンタブロモフェノキシ)エタン、エチレン-ビス(テトラブロモフタルイミド)、テトラブロモビスフェノールA等のモノマー有機臭素化合物;臭素化ビスフェノールAを原料として製造されたポリカーボネートオリゴマー、前記のポリカーボネートオリゴマーとビスフェノールAとの共重合物等の臭素化ポリカーボネート;臭素化ビスフェノールAとエピクロルヒドリンとの反応によって製造されるジエポキシ化合物、臭素化フェノール類とエピクロルヒドリンとの反応によって得られるモノエポキシ化合物等の臭素化エポキシ化合物;ポリ(臭素化ベンジルアクリレート);臭素化ポリフェニレンエーテル;臭素化ビスフェノールA、塩化シアヌール及び臭素化フェノールの縮合物;臭素化(ポリスチレン)、ポリ(臭素化スチレン)、架橋臭素化ポリスチレン等の臭素化ポリスチレン;架橋又は非架橋臭素化ポリ(-メチルスチレン)等のハロゲン化された臭素化合物ポリマー等を、挙げることが出来る。 In addition, examples of bromine-containing flame retardants include monomeric organic bromine compounds such as hexabromobenzene, pentabromotoluene, hexabromobiphenyl, decabromobiphenyl, hexabromocyclodecane, decabromodiphenyl ether, octabromodiphenyl ether, hexabromodiphenyl ether, bis(pentabromophenoxy)ethane, ethylene-bis(tetrabromophthalimide), and tetrabromobisphenol A; brominated polycarbonates such as polycarbonate oligomers produced using brominated bisphenol A as a raw material, and copolymers of the polycarbonate oligomers and bisphenol A; carboxylates; brominated epoxy compounds such as diepoxy compounds produced by the reaction of brominated bisphenol A with epichlorohydrin, and monoepoxy compounds obtained by the reaction of brominated phenols with epichlorohydrin; poly(brominated benzyl acrylate); brominated polyphenylene ether; condensates of brominated bisphenol A, cyanuric chloride, and brominated phenol; brominated polystyrenes such as brominated (polystyrene), poly(brominated styrene), and crosslinked brominated polystyrene; and halogenated bromine compound polymers such as crosslinked or non-crosslinked brominated poly(methylstyrene).
また、粉状の難燃剤としては、赤リン、リン酸塩含有難燃剤、スズ酸塩含有難燃剤、ホウ素含有難燃剤、金属水酸化物や金属酸化物等が挙げられ、取扱いが容易な点で赤リン、ホウ素含有難燃剤、金属水酸化物が好ましく用いられる。なお、赤リンとしては、公知の赤リンを使用することが可能である。 Examples of powdered flame retardants include red phosphorus, phosphate-containing flame retardants, stannate-containing flame retardants, boron-containing flame retardants, metal hydroxides, metal oxides, etc., and red phosphorus, boron-containing flame retardants, and metal hydroxides are preferably used because of ease of handling. As the red phosphorus, known red phosphorus can be used.
そこにおいて、リン酸塩含有難燃剤としては、モノリン酸塩、ピロリン酸塩、ポリリン酸塩等のリン酸塩を挙げることが出来る。モノリン酸塩としては、例えば、リン酸アンモニウム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム等のアンモニウム塩、リン酸一ナトリウム、リン酸二ナトリウム、リン酸三ナトリウム、亜リン酸一ナトリウム、亜リン酸二ナトリウム、次亜リン酸ナトリウム等のナトリウム塩、リン酸一カリウム、リン酸二カリウム、リン酸三カリウム、亜リン酸一カリウム、亜リン酸二カリウム、次亜リン酸カリウム等のカリウム塩、リン酸一リチウム、リン酸二リチウム、リン酸三リチウム、亜リン酸一リチウム、亜リン酸二リチウム、次亜リン酸リチウム等のリチウム塩、リン酸二水素バリウム、リン酸水素バリウム、リン酸三バリウム、次亜リン酸バリウム等のバリウム塩、リン酸一水素マグネシウム、リン酸水素マグネシウム、リン酸三マグネシウム、次亜リン酸マグネシウム等のマグネシウム塩、リン酸二水素カルシウム、リン酸水素カルシウム、リン酸三カルシウム、次亜リン酸カルシウム等のカルシウム塩、リン酸亜鉛、亜リン酸亜鉛、次亜リン酸亜鉛等の亜鉛塩等を、挙げることが出来る。ポリリン酸塩としては、例えば、ポリリン酸アンモニウム、ポリリン酸ピペラジン、ポリリン酸メラミン、ポリリン酸アンモニウムアミド、ポリリン酸アルミニウム等を挙げることが出来る。 In this regard, examples of the phosphate-containing flame retardant include phosphates such as monophosphates, pyrophosphates, polyphosphates, etc. Examples of the monophosphates include ammonium salts such as ammonium phosphate, ammonium dihydrogen phosphate, and diammonium hydrogen phosphate; sodium salts such as monosodium phosphate, disodium phosphate, trisodium phosphate, monosodium phosphite, disodium phosphite, and sodium hypophosphite; potassium salts such as monopotassium phosphate, dipotassium phosphate, tripotassium phosphate, monopotassium phosphite, dipotassium phosphite, and potassium hypophosphite; lithium salts such as monolithium phosphate, dilithium phosphate, trilithium phosphate, monolithium phosphite, dilithium phosphite, and lithium hypophosphite; barium salts such as barium dihydrogen phosphate, barium hydrogen phosphate, tribarium phosphate, and barium hypophosphite; magnesium salts such as monohydrogen magnesium phosphate, magnesium hydrogen phosphate, trimagnesium phosphate, and magnesium hypophosphite; calcium salts such as calcium dihydrogen phosphate, calcium hydrogen phosphate, tricalcium phosphate, and calcium hypophosphite; and zinc salts such as zinc phosphate, zinc phosphite, and zinc hypophosphite. Examples of polyphosphates include ammonium polyphosphate, piperazine polyphosphate, melamine polyphosphate, ammonium amide polyphosphate, and aluminum polyphosphate.
また、スズ酸塩含有難燃剤としては、例えば、スズ酸亜鉛、スズ酸バリウム、スズ酸ナトリウム、スズ酸カリウム、スズ酸コバルト、スズ酸マグネシウム等を挙げることが出来る。 Examples of stannate-containing flame retardants include zinc stannate, barium stannate, sodium stannate, potassium stannate, cobalt stannate, magnesium stannate, etc.
さらに、ホウ素含有難燃剤としては、ホウ砂、酸化ホウ素、ホウ酸、ホウ酸塩等を挙げることが出来る。具体的に、酸化ホウ素としては、三酸化二ホウ素、三酸化ホウ素、二酸化二ホウ素、三酸化四ホウ素、五酸化四ホウ素等を例示することが出来る。また、ホウ酸塩としては、ホウ酸リチウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム、ホウ酸セシウム等のホウ酸アルカリ金属塩;ホウ酸マグネシウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸バリウム等のホウ酸アルカリ土類金属塩;ホウ酸ジルコニウム、ホウ酸亜鉛、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸アンモニウム等を、例示することが出来る。 Furthermore, examples of boron-containing flame retardants include borax, boron oxide, boric acid, and borate salts. Specific examples of boron oxide include diboron trioxide, boron trioxide, diboron dioxide, tetraboron trioxide, and tetraboron pentoxide. Examples of borates include alkali metal borate salts such as lithium borate, sodium borate, potassium borate, and cesium borate; alkaline earth metal borate salts such as magnesium borate, calcium borate, and barium borate; zirconium borate, zinc borate, aluminum borate, and ammonium borate.
そして、金属水酸化物としては、例えば、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化鉄、水酸化ニッケル、水酸化ジルコニウム、水酸化チタン、水酸化亜鉛、水酸化銅、水酸化バナジウムや水酸化スズ等を挙げることが出来る。加えて、金属酸化物としては、例えば、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化チタン等を挙げることが出来る。 Examples of metal hydroxides include magnesium hydroxide, calcium hydroxide, aluminum hydroxide, iron hydroxide, nickel hydroxide, zirconium hydroxide, titanium hydroxide, zinc hydroxide, copper hydroxide, vanadium hydroxide, and tin hydroxide. In addition, examples of metal oxides include zinc oxide, aluminum oxide, and titanium oxide.
加えて、減粘剤は溶剤として用いられ、A液又はB液に溶解されて、それらの液を減粘する働きを有するものであって、そのような機能を有するものである限りにおいて、特に限定されるものではなく、例えば、メタノール、エタノール等のアルコール類、エチルセルソルブ、ブチルセルソルブ等のエーテル類、プロピレンカーボネート等の環状エステル類、ジカルボン酸メチルエステル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル類、石油系炭化水素類等が挙げられる。これらは、単独で用いられてもよく、2種以上を併用して、用いられてもよい。 In addition, the viscosity reducer is used as a solvent, and is dissolved in liquid A or liquid B to reduce the viscosity of those liquids. As long as it has such a function, there are no particular limitations on the type of viscosity reducer, and examples of such viscosity reducers include alcohols such as methanol and ethanol, ethers such as ethyl cellosolve and butyl cellosolve, cyclic esters such as propylene carbonate, esters such as dicarboxylic acid methyl esters and ethylene glycol monomethyl ether acetate, petroleum hydrocarbons, etc. These may be used alone or in combination of two or more types.
ところで、本発明に従って調製されるA液及びB液は、それぞれ、25℃の温度下における粘度が6000mPa・s以下、好ましくは10~5000mPa・s、より好ましくは20~3500mPa・sとなるように、調整されることとなる。この粘度が6000mPa・sよりも高くなると、A液やB液が粘調な液となり、混合時の流動性が悪くなる他、圧送時の流動性も悪くなり、注入圧の上昇を引き起こす恐れがある等の問題を惹起するようになる。なお、そのような粘度が20mPa・sよりも低くなると、水に希釈され易くなり、排水の白濁等の問題が惹起され易くなる。また、それらA液やB液は、そのポンプ圧送時において、粘度を低減させるべく、ヒーターを用いて温度調整されてもよく、外気温に応じて0~50℃に加温されるようにすることも、可能である。 Meanwhile, the A and B liquids prepared according to the present invention are adjusted so that their viscosities at 25°C are 6000 mPa·s or less, preferably 10 to 5000 mPa·s, and more preferably 20 to 3500 mPa·s. If the viscosity is higher than 6000 mPa·s, the A and B liquids become viscous, and the fluidity during mixing is poor, as well as the fluidity during pumping is poor, which may cause problems such as an increase in injection pressure. If the viscosity is lower than 20 mPa·s, the A and B liquids are easily diluted with water, which may cause problems such as clouding of the wastewater. In addition, the temperature of the A and B liquids may be adjusted using a heater to reduce the viscosity when pumped, and it is also possible to heat them to 0 to 50°C depending on the outside air temperature.
また、かくの如きA液とB液とから構成される、本発明に従う地山固結用薬液組成物の使用に際しては、それら両液が、使用時に混合されて、目的とする地山、地盤、岩盤等に対して、公知の手法に従って注入され、反応硬化せしめられることにより、高強度の固結体が形成されることとなるのである。そこで、かかるA液とB液との混合比は、環式構造を有する活性水素基含有有機化合物によって導入されることとなるA液中の活性水素基(OH基、NH2 基)の合計含有量(総モル数:X)と、ポリイソシアネートによって導入されるB液中のイソシアネート基(NCO基)の含有量(モル数:Y)によって、適宜に変化せしめられることとなるが、一般に、モル比において、X/Y=0.3~3.0、好ましくは0.3~2.8、より好ましくは0.4~2.4の範囲内において採用されることとなる。なお、かかるモル比(X/Y)が0.3よりも少なくなると、形成される固結体に充分な強度を付与することが困難となり、地山を充分に改良出来ない恐れがあり、一方、3.0よりも多くなると、反応が充分に進行せずに、固結体の強度や柔軟性が不充分となる恐れがある。 In addition, when using the liquid composition for natural ground consolidation according to the present invention, which is composed of such liquid A and liquid B, the two liquids are mixed at the time of use, injected into the target natural ground, ground, rock, etc. according to a known method, and reacted and hardened to form a high-strength solidified body. The mixing ratio of liquid A and liquid B is appropriately changed depending on the total content (total number of moles: X) of active hydrogen groups (OH groups, NH2 groups) in liquid A that will be introduced by the active hydrogen group-containing organic compound having a cyclic structure, and the content (number of moles: Y) of isocyanate groups (NCO groups) in liquid B that will be introduced by polyisocyanate, but is generally adopted in the range of X/Y = 0.3 to 3.0, preferably 0.3 to 2.8, more preferably 0.4 to 2.4 in terms of molar ratio. If the molar ratio (X/Y) is less than 0.3, it becomes difficult to impart sufficient strength to the formed solidified body, and there is a risk that the natural ground cannot be sufficiently improved. On the other hand, if the molar ratio is more than 3.0, the reaction does not proceed sufficiently, and the strength and flexibility of the solidified body may be insufficient.
このように、本発明に従うA液とB液とを混合するに際しては、A液中の活性水素基含有量とB液中のイソシアネート基含有量を考慮しつつ、それらの混合比(A:B)が適宜に決定されることとなるが、一般に、質量基準にて、A:B=2:1~1:3、好ましくは、1:1~1:2の範囲内において、採用されることとなる。また、それらA液やB液の使用方法についても、それらの使用の直前に、二液の混合が確実に行なわれ得る手法であれば、特に制限はなく、従来から公知の各種の注入手法が、適宜に採用されることとなる。 In this way, when mixing liquid A and liquid B according to the present invention, the mixing ratio (A:B) is appropriately determined taking into consideration the active hydrogen group content in liquid A and the isocyanate group content in liquid B, but generally, a ratio of A:B of 2:1 to 1:3, preferably 1:1 to 1:2, is adopted on a mass basis. There are also no particular limitations on the method of using liquid A and liquid B, so long as the method ensures that the two liquids are mixed immediately before use, and any of the various conventionally known injection methods may be appropriately adopted.
さらに、A液とB液とを混合したときの反応時間(混合から硬化するまでの時間)は、薬液温度が25℃であるときに、600秒以内であることが好ましく、より好ましくは20~360秒である。この反応時間が600秒よりも長くなると、地山に注入後、固結するまでに、薬液が湧水中に流出して、水の白濁や泡立ちを惹起する等の問題が生じるようになる。なお、反応時間が余りにも短く、例えば、20秒よりも短くなると、反応が進み過ぎて、薬液の注入管を閉塞させる問題や、充分に地山に浸透させ難くなる等の問題が惹起されるようになる。 Furthermore, the reaction time (the time from mixing to hardening) when liquid A and liquid B are mixed is preferably within 600 seconds when the liquid temperature is 25°C, and more preferably 20 to 360 seconds. If the reaction time is longer than 600 seconds, problems such as the liquid flowing out into the spring water after being injected into the ground and before it hardens can occur, causing the water to become cloudy or foam. If the reaction time is too short, for example, shorter than 20 seconds, the reaction will proceed too quickly, causing problems such as blocking the liquid injection pipe and making it difficult to fully penetrate the ground.
以下に、本発明の実施例や比較例を幾つか示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記した具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加え得るものであることが、理解されるべきである。 Below, we will present some examples and comparative examples of the present invention to clarify the present invention in more detail, but it goes without saying that the present invention is not limited in any way by the description of such examples. Furthermore, it should be understood that in addition to the examples below and the specific description above, various changes, modifications, improvements, etc. can be made to the present invention based on the knowledge of those skilled in the art, as long as they do not deviate from the spirit of the present invention.
なお、以下の実施例及び比較例において得られたA液とB液の特性(粘度)と共に、それらA液とB液とを混合したときの混合性、それらA液とB液とを水中で反応・発泡せしめた後の水の白濁度合い、A液とB液とを混合して反応硬化せしめたときの反応時間、反応生成物の圧縮強度及び曲げ強度、水の存在下/不存在下における発泡倍率、そして反応生成物の酸素指数については、それぞれ、以下の手法に従って、測定乃至は評価した。また、以下に示す「%」、「比率」及び「部」は、何れも、質量基準にて示されるものである。 In addition to the properties (viscosity) of the A and B liquids obtained in the following examples and comparative examples, the mixability of the A and B liquids when mixed, the degree of cloudiness of the water after the A and B liquids are reacted and foamed in water, the reaction time when the A and B liquids are mixed and reacted and hardened, the compressive strength and flexural strength of the reaction product, the foaming ratio in the presence/absence of water, and the oxygen index of the reaction product were each measured or evaluated according to the following methods. In addition, the "%", "ratio", and "parts" shown below are all based on mass.
(1)粘度の測定
実施例及び比較例において得られたA液及びB液の粘度を、それぞれ、JIS-K-7117-1:1999に準拠して、B型粘度測定装置を用いて、測定した。
(1) Viscosity Measurement The viscosities of the A and B liquids obtained in the Examples and Comparative Examples were measured using a B-type viscometer in accordance with JIS-K-7117-1:1999.
(2)混合性の評価
25℃の温度に調整されたA液とB液とを、各実施例及び各比較例に規定される混合比において、300mlのカップに、合計100部となるように収容した後、直ちに、スパーテルにて20秒間混合し、その混合開始から混合後の様子を観察した。そして、A液とB液とが20秒経過時点において充分に混合している場合は〇、混合途中で増粘等によって、混合がやや不充分な場合を△、途中で増粘等により混合が充分ではなく、固結物にムラがある場合を×として、評価した。
(2) Evaluation of Mixability Liquid A and liquid B adjusted to a temperature of 25°C were placed in a 300 ml cup at a mixing ratio specified in each Example and Comparative Example to make a total of 100 parts, and immediately mixed with a spatula for 20 seconds, and the state of the mixture was observed from the start of mixing to after mixing. The mixture was evaluated as follows: ◯ if liquid A and liquid B were sufficiently mixed after 20 seconds, △ if the mixture was slightly insufficient due to thickening during mixing, and × if the mixture was not sufficient due to thickening during mixing and there was unevenness in the solidified product.
(3)白濁性の評価
25℃の温度に、それぞれ、調整されたA液とB液とを、各実施例及び比較例において採用される混合比において、全量が100mlとなるよう計量して、混合した。次いで、その混合の後、直ちに、2Lのディスカップに収容された25℃の水1L中に、それらA液及びB液の混合物を投入し、反応が収まるまで静置した。そして、かかる反応が終了した後、目視にて水の様子を観察し、反応が収まった直後において、白濁が認められない場合を○、反応が収まった後1時間以内に白濁が認められなくなった場合を△、反応が収まった後1時間以上経過した後においても、白濁が認められる場合を×として、それぞれ評価した。
(3) Evaluation of turbidity The A and B liquids, each adjusted to a temperature of 25°C, were weighed and mixed in a total amount of 100 ml at the mixing ratio adopted in each Example and Comparative Example. Then, immediately after the mixing, the mixture of the A and B liquids was poured into 1 L of water at 25°C contained in a 2 L disc cup, and allowed to stand until the reaction subsided. After the reaction was completed, the state of the water was visually observed, and the evaluation was performed as follows: ○ if no turbidity was observed immediately after the reaction subsided, △ if turbidity was not observed within 1 hour after the reaction subsided, and × if turbidity was observed even after 1 hour or more had passed after the reaction subsided.
(4)反応時間の測定
25℃の温度に調整されたA液とB液とを、各実施例及び比較例において採用される混合比で混合して、反応を開始させた後、その形成される反応生成物からガスが発生し、発泡高さが変化しなくなるまでの時間、又は反応生成物に串を刺して、内部まで刺さらなくなるまでの時間を測定し、その何れか遅い方を、反応時間とした。
(4) Measurement of reaction time Liquid A and liquid B adjusted to a temperature of 25° C. were mixed in a mixing ratio adopted in each of the Examples and Comparative Examples to initiate the reaction. The reaction time was determined as the time until gas was generated from the reaction product and the foam height no longer changed, or the time until a skewer could no longer be pierced into the reaction product, whichever was later.
(5)圧縮強度試験・曲げ強度試験
25℃の温度に調整されたA液とB液とを、各実施例及び比較例において採用される混合比にて、全量が100mlとなるよう計量して、混合した。次いで、かかる混合の後、直ちに、内径:50mm、高さ:100mmの有底円筒型内に、所定量のA液及びB液の混合物を投入し、蓋をした後、2時間以上養生した。その後、脱型した反応生成物を、25℃の温度にて24時間以上養生し、JIS-K-7220:2006に準拠して、圧縮強度の測定を行なった。
(5) Compressive Strength Test/Flexural Strength Test Liquid A and liquid B adjusted to a temperature of 25° C. were weighed and mixed in a total amount of 100 ml at the mixing ratio adopted in each Example and Comparative Example. Then, immediately after such mixing, a predetermined amount of the mixture of liquid A and liquid B was poured into a bottomed cylindrical mold with an inner diameter of 50 mm and a height of 100 mm, and after closing the lid, curing was performed for 2 hours or more. Thereafter, the reaction product removed from the mold was cured at a temperature of 25° C. for 24 hours or more, and the compressive strength was measured in accordance with JIS-K-7220:2006.
また、曲げ強度については、上記と同様にして得られた反応生成物からなる試験体を用いて、JIS-K-7221:2006に準拠して、測定を行なった。 The bending strength was measured in accordance with JIS-K-7221:2006 using test specimens made of the reaction product obtained in the same manner as above.
(6)発泡倍率の測定
25℃の温度に調整されたA液とB液とを、各実施例及び比較例において採用される混合比にて、全量が100mlとなるようにそれぞれ計量して、それらを、2Lのディスカップに収容し、充分に混合撹拌して、硬化せしめた。そして、硬化反応終了後の反応生成物の発泡高さを測定し、発泡倍率を求めた。
(6) Measurement of Expansion Ratio Liquid A and liquid B adjusted to a temperature of 25°C were weighed out in the mixing ratio adopted in each Example and Comparative Example so that the total amount was 100 ml, and these were placed in a 2 L disc cup and thoroughly mixed and stirred to harden. Then, the foam height of the reaction product after the hardening reaction was measured to obtain the expansion ratio.
(7)水存在下での反応時間及び発泡倍率の測定
各実施例及び比較例におけるA液に、更に、整泡剤:B8450(エボニック社製)の0.5部と水2部を添加して、上記の(4)反応時間の測定及び(6)発泡倍率の測定と同様にして、水存在下における反応時間及び発泡倍率を、それぞれ求めた。
(7) Measurement of reaction time and expansion ratio in the presence of water To the solution A in each of the examples and comparative examples, 0.5 parts of a foam stabilizer: B8450 (manufactured by Evonik) and 2 parts of water were further added, and the reaction time and expansion ratio in the presence of water were determined in the same manner as in the above (4) Measurement of reaction time and (6) Measurement of expansion ratio.
(8)酸素指数(難燃性)の評価
各実施例及び比較例における25℃の温度に調整されたA液に、更に、整泡剤:B8450(エボニック社製)の0.5部と水2部とを添加し、これに、25℃の温度に調整したB液を、各実施例及び比較例において採用する割合において混合した後、直ちに、250mm×100mm×50mmの型内に3倍発泡となる量において投入し、そして、蓋をした後、2時間以上養生した。その後、脱型し、25℃にて24時間以上養生した後、得られた反応生成物から試験体を切り出し、JIS-K-7201-2:2007に準拠して、それぞれの試験体の酸素指数を測定した。なお、この酸素指数が大となる程、難燃性が良好であることを示している。
(8) Evaluation of oxygen index (flame retardancy) 0.5 parts of foam stabilizer: B8450 (manufactured by Evonik) and 2 parts of water were further added to the A liquid adjusted to a temperature of 25 ° C. in each example and comparative example, and the B liquid adjusted to a temperature of 25 ° C. was mixed with this in the ratio adopted in each example and comparative example, and immediately poured into a 250 mm × 100 mm × 50 mm mold in an amount that would result in 3 times the foaming, and then, after covering, curing for 2 hours or more. After that, the mold was removed and cured at 25 ° C. for 24 hours or more, and then a test specimen was cut out from the obtained reaction product, and the oxygen index of each test specimen was measured in accordance with JIS-K-7201-2:2007. Note that the larger the oxygen index, the better the flame retardancy.
先ず、以下の実施例及び比較例において用いられるA液又はB液の構成成分として、以下の各種原料を、準備した。
ポリオール:フェノール樹脂(下記の合成方法に従って調製されたもの)
:レゾルシノール(東京化成工業株会社製、芳香環含有量:69%)
:PF300[旭有機材株式会社製、フェノール樹脂系ポリオール(EOPO 付加物)、芳香環含有量:46%]
:シクロヘキサンジメタノール(三洋化成工業株式会社製、1,4-シクロヘ キサンジメタノール、脂肪環含有量:57%)
:ソルビタンモノラウレート(富士フィルム和光純薬株式会社、ソルビタンモ ノラウレート、複素環含有量:20%)
:PP-400[三洋化成工業株式会社製、サンニックス PP-2000(
ポリエーテルポリオール、分子量400、官能基数2)、環式構造不含]
:450ED[AGC株式会社製、エクセノール 450ED(ポリエーテル ポリオール、分子量400、官能基数4)、環式構造不含]
ポリアミン:ジエチルトルエンジアミン(アルベマール社製、エタキュア100、芳香環 含有量:41%)
触媒:ビスマス触媒(日本化学産業株式会社製、オクチル酸ビスマス、ビスマス濃度:2 5%)
:スズ触媒(日本化学産業株式会社製、ジブチル錫ジオクテート)
:カオーライザーNo.26(花王株式会社製、3級アミン触媒)
:カオーライザーNo.390(花王株式会社製、3級アミン触媒)
減粘剤:PC(東京化成工業株式会社製、プロピレンカーボネート)
:DOP(東京化成工業株式会社製、ジオクチルフタレート)
難燃剤:リン酸エステル(大八化学工業株式会社製、トリス(クロロプロピル)ホスフェ ート)
:赤燐(燐化学工業株式会社製、ノーバエクセル140)
:ホスフィン酸塩(クラリアント・ケミカルズ社製、EXOLIT OP-935 )
:水酸化アルミニウム(日本軽金属製、水酸化アルミニウム)
ポリイソシアネート
:HDIヌレート(三井化学株式会社製、タケネートD-170N、ヘキサメチレ ンジイソシアネートプレポリマー、ヌレート型、NCO率:21%)
:HDIビウレット(三井化学株式会社製、タケネートD-165N、ヘキサメチ レンジイソシアネートプレポリマー、ビウレット型、NCO率:23.5%)
:PDIヌレート(三井化学株式会社製、スタビオD-476N、ペンタメチレン ジアミンプレポリマー、ヌレート型/アロファネート型の混合、NCO率:23 .5%)
:XDI(三井化学株式会社製、タケネート500、キシリレンジイソシアネート 、NCO率:47%)
:MDI(錦湖三井化学社製、コスモネートM-200、ポリメリックMDI、N CO率:31%)
First, the following various raw materials were prepared as components of the A and B solutions used in the following examples and comparative examples.
Polyol: Phenolic resin (prepared according to the synthesis method below)
Resorcinol (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., aromatic ring content: 69%)
PF300 [Asahi Organic Chemicals Co., Ltd., phenolic resin polyol (EOPO adduct), aromatic ring content: 46%]
Cyclohexanedimethanol (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., 1,4-cyclohexanedimethanol, alicyclic content: 57%)
: Sorbitan monolaurate (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Sorbitan monolaurate, heterocyclic content: 20%)
: PP-400 [Sanyo Chemical Industries, Ltd., Sannix PP-2000 (
Polyether polyol, molecular weight 400, functional group number 2), no cyclic structure]
: 450ED [AGC Co., Ltd., Excelol 450ED (polyether polyol, molecular weight 400, functional group number 4), does not contain a cyclic structure]
Polyamine: diethyltoluenediamine (Albemarle Corporation, Ethacure 100, aromatic ring content: 41%)
Catalyst: Bismuth catalyst (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd., bismuth octylate, bismuth concentration: 2.5%)
: Tin catalyst (Nihon Kagaku Sangyo Co., Ltd., dibutyltin dioctate)
: Kao Raiser No. 26 (Kao Corporation, tertiary amine catalyst)
: Kao Raiser No. 390 (Kao Corporation, tertiary amine catalyst)
Viscosity reducer: PC (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., propylene carbonate)
: DOP (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., dioctyl phthalate)
Flame retardant: Phosphate ester (Daihachi Chemical Industry Co., Ltd., tris(chloropropyl)phosphate)
:Red phosphorus (Nova Excel 140, manufactured by Rinkagaku Kogyo Co., Ltd.)
: Phosphinate (Clariant Chemicals, EXOLIT OP-935)
: Aluminum hydroxide (Nippon Light Metal Co., Ltd., Aluminum hydroxide)
Polyisocyanate: HDI nurate (Mitsui Chemicals, Takenate D-170N, hexamethylene diisocyanate prepolymer, nurate type, NCO ratio: 21%)
: HDI biuret (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., Takenate D-165N, hexamethylene diisocyanate prepolymer, biuret type, NCO ratio: 23.5%)
: PDI nurate (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., Stabio D-476N, pentamethylene diamine prepolymer, mixture of nurate type/allophanate type, NCO ratio: 23.5%)
: XDI (Mitsui Chemicals, Takenate 500, xylylene diisocyanate, NCO ratio: 47%)
: MDI (Kinko Mitsui Chemicals, Cosmonate M-200, polymeric MDI, NCO ratio: 31%)
-フェノール樹脂の合成-
還流器、温度計及び撹拌機を備えた三つ口反応フラスコ内に、フェノールの50部とオルソクレゾールの50部(フェノール/オルソクレゾール=50/50)とを、92%パラホルムアルデヒドの51.9部及び二価金属塩としてナフテン酸亜鉛の0.15部と共に、仕込み、還流温度で90分間反応を行なった後、100部の水で水洗して、水層を除去し、その後、加熱濃縮して、水分含有量が1%以下のフェノール樹脂(オルソクレゾール変性ベンジルエーテル型のフェノール樹脂)を得た。なお、この合成したフェノール樹脂は、遊離フェノール類1%以下、ホルムアルデヒド0.1%以下の含有量を示すものであった。また、芳香環含有量は、65%であった。
- Synthesis of phenolic resin -
In a three-necked reaction flask equipped with a reflux condenser, a thermometer, and a stirrer, 50 parts of phenol and 50 parts of orthocresol (phenol/orthocresol=50/50) were charged together with 51.9 parts of 92% paraformaldehyde and 0.15 parts of zinc naphthenate as a divalent metal salt, and the mixture was reacted at reflux temperature for 90 minutes. The mixture was then washed with 100 parts of water to remove the water layer, and then heated and concentrated to obtain a phenolic resin (orthocresol modified benzyl ether type phenolic resin) with a water content of 1% or less. The synthesized phenolic resin had a free phenol content of 1% or less and a formaldehyde content of 0.1% or less. The aromatic ring content was 65%.
(実施例1~19)
-A液の調製-
上記で準備した各種の原料、即ち、活性水素基含有有機化合物(ポリオール、ポリアミン)、触媒、減粘剤及び難燃剤を、それぞれ、下記表1~表2に示される各種の組み合わせ及び配合割合において、均一に混合せしめて、実施例1~20に係る各種のA液配合組成物を、それぞれ、調製した。そして、その得られたA液配合組成物の粘度を測定し、その結果を、下記表1~2に示した。
(Examples 1 to 19)
- Preparation of solution A -
The various raw materials prepared above, i.e., active hydrogen group-containing organic compounds (polyol, polyamine), catalyst, viscosity reducer, and flame retardant, were uniformly mixed in the various combinations and blending ratios shown in Tables 1 and 2 below to prepare various A-liquid blend compositions according to Examples 1 to 20. The viscosities of the obtained A-liquid blend compositions were then measured, and the results are shown in Tables 1 and 2 below.
-B液の調製-
上記で準備した各種のポリイソシアネートを用いて、その100%からなるB液配合組成物を、それぞれ、調製した。そして、この得られたB液配合組成物の粘度を測定し、その結果を、下記表1~2に示した。
- Preparation of solution B -
Using each of the polyisocyanates prepared above, a liquid B blend composition consisting of 100% of each of the polyisocyanates was prepared. The viscosity of each of the liquid B blend compositions was measured, and the results are shown in Tables 1 and 2 below.
-A液とB液の反応-
上記で得られたA液とB液とを、表1~2に示される割合において組み合わせて、常温下で、均一に混合して、反応せしめた後、前述せる評価手法に従って、各種の評価試験を行ない、それらの結果を、下記表1~2に示した。
-Reaction of solution A and solution B-
The A and B solutions obtained above were combined in the ratios shown in Tables 1 and 2, and were uniformly mixed and reacted at room temperature. Various evaluation tests were then carried out according to the evaluation methods described above, and the results are shown in Tables 1 and 2 below.
(比較例1)
実施例2において、触媒としてビスマス触媒を添加しないこと以外は、実施例2と同様の手法に従って、それぞれ試験を行なった。そして、その得られた結果を、下記表2に示した。
(Comparative Example 1)
The tests were carried out in the same manner as in Example 2, except that no bismuth catalyst was added as the catalyst in Example 2. The results are shown in Table 2 below.
(比較例2)
実施例2において、フェノール樹脂に代えて、環式構造を有していないポリエーテルポリオール(450ED)を用いたこと以外は、実施例2と同様の手法に従って、それぞれ試験を行なった。そして、その得られた結果を、下記表2に示した。
(Comparative Example 2)
The tests were carried out in the same manner as in Example 2, except that a polyether polyol (450ED) not having a cyclic structure was used instead of the phenol resin in Example 2. The results are shown in Table 2 below.
(比較例3)
実施例2において、ポリイソシアネート成分として用いたHDIヌレートに代えて、脂肪族系ポリイソシアネート化合物ではない、芳香族系ポリイソシアネートであるMDIを用いたこと以外は、実施例2と同様の手法に従って、それぞれ試験を行なった。そして、その得られた結果を、下記表2に示した。
(Comparative Example 3)
Tests were carried out in the same manner as in Example 2, except that MDI, which is an aromatic polyisocyanate and not an aliphatic polyisocyanate compound, was used instead of HDI nurate used as the polyisocyanate component in Example 2. The results are shown in Table 2 below.
かかる表1~表2の結果より明らかなように、実施例1~20における、本発明に従うA液とB液からなる薬液組成物にあっては、何れも、反応時間が600秒以下となる、反応活性に優れたものであると共に、良好な混合性を有し、高い圧縮強度と曲げ強度に優れた固結体を形成し得るものであり、しかも、白濁試験において、良好な結果を示すものであった。 As is clear from the results in Tables 1 and 2, the liquid chemical compositions in Examples 1 to 20, which are made of Liquid A and Liquid B according to the present invention, all have excellent reaction activity with a reaction time of 600 seconds or less, good mixability, and can form solidified bodies with high compressive strength and bending strength, and also show good results in the cloudiness test.
これに対して、比較例1~3において調製された、A液とB液からなる薬液組成物のうち、比較例1に係る薬液組成物にあっては、硬化反応に時間がかかり、反応活性に劣り、固結体の圧縮強度や曲げ強度において、劣るものであることが認められた。また、比較例2に係る薬液組成物にあっては、白濁試験において劣るものとなり、更に、比較例3に係る薬液組成物にあっては、混合性が不良であって、得られる固結体の圧縮強度や曲げ強度が劣るものであることが認められた。 In contrast, among the liquid chemical compositions prepared in Comparative Examples 1 to 3, consisting of liquid A and liquid B, the liquid chemical composition according to Comparative Example 1 was found to take a long time for the hardening reaction, to have poor reactivity, and to have poor compressive strength and bending strength of the solidified body. The liquid chemical composition according to Comparative Example 2 was found to have poor results in the cloudiness test, and the liquid chemical composition according to Comparative Example 3 was found to have poor mixability, and to have poor compressive strength and bending strength of the solidified body obtained.
-水の存在下における反応時間と発泡倍率の変化-
実施例1、実施例5~7、実施例11、実施例16~17及び比較例1~3で調製された薬液組成物を用いて、それぞれのA液に、更に整泡剤:B8450(エボニック社製)の0.5部と水の2部を添加して、B液と混合することにより反応せしめ、その反応時間と発泡倍率を調べて、その結果を、下記表3に示した。なお、参考までに、水の不存在下においてA液とB液とを反応して得られた表1~2に示される結果を、水の不存在下における反応時間及び発泡倍率として、表4に示した。
- Change in reaction time and foaming ratio in the presence of water -
Using the liquid chemical compositions prepared in Example 1, Examples 5 to 7, Example 11, Examples 16 to 17, and Comparative Examples 1 to 3, 0.5 parts of a foam stabilizer: B8450 (manufactured by Evonik) and 2 parts of water were further added to each of the liquid A components, and the components were mixed with liquid B to react, and the reaction time and the expansion ratio were investigated, and the results are shown in the following Table 3. For reference, the results shown in Tables 1 and 2 obtained by reacting liquid A with liquid B in the absence of water are shown in Table 4 as the reaction time and expansion ratio in the absence of water.
かかる表3の結果から明らかな如く、本発明に従う各実施例に係る薬液組成物においては、水の不存在下における反応時間に対する水の存在下における反応時間の変化率(倍)が小さく、それ故に、A液とB液との反応が、水の影響を受け難いことを示している。これに対して、比較例2や比較例3においては、水の存在下における反応時間の変化率が大きく、それ故に、A液とB液との反応が、水によって大きな影響を受けることは明らかである。 As is clear from the results in Table 3, in the liquid chemical compositions of each Example according to the present invention, the rate of change (times) of reaction time in the presence of water relative to the reaction time in the absence of water is small, which indicates that the reaction between Liquid A and Liquid B is less susceptible to the effects of water. In contrast, in Comparative Examples 2 and 3, the rate of change of reaction time in the presence of water is large, which indicates that the reaction between Liquid A and Liquid B is significantly affected by water.
-酸素指数による難燃性の検討-
実施例4~8及び実施例21~23と比較例2において調製されたA液及びB液を用いて、発泡・硬化させて得られた発泡生成物(固結体)について、それぞれ、酸素指数を測定し、その結果を、下記表4に示した。
- Examination of flame retardancy based on oxygen index -
The oxygen index of each of the foamed products (solidified bodies) obtained by foaming and curing the A and B liquids prepared in Examples 4 to 8, Examples 21 to 23, and Comparative Example 2 was measured, and the results are shown in Table 4 below.
かかる表4の結果より明らかなように、本発明に従うA液とB液からなる、実施例4~8及び実施例21~23に係る薬液組成物にあっては、酸素指数が、比較例2に係る薬液組成物から得られる発泡固結体に比べて、大きな値を有しており、これによって、難燃性の良好な発泡固結体を与えるものであることを認めた。 As is clear from the results in Table 4, the liquid chemical compositions of Examples 4 to 8 and Examples 21 to 23, which are made of Liquid A and Liquid B according to the present invention, have a larger oxygen index than the foamed solid obtained from the liquid chemical composition of Comparative Example 2, and this indicates that they provide a foamed solid with good flame retardancy.
Claims (12)
前記A液が、前記活性水素基含有化合物として、環式構造を有する活性水素基含有有機化合物を少なくとも含有し、且つ前記触媒として、カルボン酸金属塩(但し、脂肪酸アルカリ金属塩を除く)を少なくとも含有すると共に、前記B液が、前記ポリイソシアネートとして、脂肪族系ポリイソシアネート化合物を少なくとも含有していることを特徴とする地山固結用薬液組成物。 A liquid composition for natural ground consolidation comprising liquid A containing an active hydrogen group-containing compound and a catalyst as essential components, and liquid B containing a polyisocyanate as an essential component,
The liquid composition for consolidating ground is characterized in that the liquid A contains at least an active hydrogen group-containing organic compound having a cyclic structure as the active hydrogen group-containing compound, and at least a metal salt of a carboxylic acid (excluding an alkali metal salt of a fatty acid) as the catalyst, and the liquid B contains at least an aliphatic polyisocyanate compound as the polyisocyanate.
前記A液が、前記活性水素基含有化合物として、フェノール樹脂を少なくとも含有し、且つ前記触媒として、カルボン酸金属塩を少なくとも含有すると共に、前記B液が、前記ポリイソシアネートとして、脂肪族系ポリイソシアネート化合物を少なくとも含有していることを特徴とする地山固結用薬液組成物。 A liquid composition for natural ground consolidation comprising liquid A containing an active hydrogen group-containing compound and a catalyst as essential components, and liquid B containing a polyisocyanate as an essential component,
A liquid composition for consolidating natural ground, characterized in that the A liquid contains at least a phenolic resin as the active hydrogen group-containing compound and at least a carboxylic acid metal salt as the catalyst, and the B liquid contains at least an aliphatic polyisocyanate compound as the polyisocyanate.
The liquid composition for rock mass consolidation according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the liquid A and the liquid B each have a viscosity of 6000 mPa·s or less at a temperature of 25°C.
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