JP7698522B2 - Ground grouting liquid composition - Google Patents
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Description
本発明は、地盤注入用薬液組成物に係り、特に、ケイ酸塩水溶液及び触媒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2液型の地盤注入用薬液組成物において、その高温発泡特性を改善する技術に関するものである。 The present invention relates to a liquid chemical composition for ground injection, and in particular to a technology for improving the high-temperature foaming characteristics of a two-liquid liquid chemical composition for ground injection consisting of liquid A containing an aqueous silicate solution and a catalyst as essential components, and liquid B containing a polyisocyanate as an essential component.
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、ポリオールとポリイソシアネートとを組み合わせてなる発泡性ポリウレタン材料を用い、それを注入して、発泡・硬化せしめる工法が、採用されてきている。 A method of injecting inorganic or organic grout to consolidate the natural ground has been known for use in ground improvement applications for stabilizing and strengthening unstable rock or ground, and for filling cracks and voids in man-made structures. For example, a method has been adopted in which a foamable polyurethane material made by combining polyol and polyisocyanate is injected and allowed to foam and harden.
ところで、そのような発泡性ポリウレタン材料の注入による固結工法にあっては、ポリオールとポリイソシアネートとのウレタン化反応によって、有機物(樹脂)主体の発泡硬化体を生成するものであるところから、火気による火災の発生等の問題が内在し、また、その材料自体が高価となるものであるために、施工費用が高騰する等の問題も内在するものであった。 However, in the solidification method by injecting such foamable polyurethane material, a foamed hardened material mainly made of organic matter (resin) is produced by the urethane reaction between polyol and polyisocyanate, so there are inherent problems such as the risk of fire due to open flames, and because the material itself is expensive, there are also inherent problems such as soaring construction costs.
このため、特開平5-78667号公報や特開2004-075754号公報等においては、従来のポリオール主体の有機物よりも材料費が安価なものとなるアルカリケイ酸塩水溶液を主成分とするA液と、ポリイソシアネートを主成分とするB液とからなる注入薬液が提案され、それら2液を注入して、発泡・硬化せしめることにより、無機物と有機物の複合発泡硬化体を形成するようにして、従来の発泡性ポリウレタン材料より高い難燃性を発揮せしめ得ることが、明らかにされている。 For this reason, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 5-78667 and 2004-075754 propose injection liquids consisting of Liquid A, whose main component is an aqueous alkali silicate solution, which is less expensive than conventional polyol-based organic materials, and Liquid B, whose main component is polyisocyanate. It is made clear that by injecting these two liquids and foaming and hardening them, a composite foamed and hardened body of inorganic and organic materials is formed, which can exhibit higher flame retardancy than conventional foamable polyurethane materials.
しかしながら、それらA液とB液とからなる注入薬液にあっては、夏場の施工時において、薬液が外気温により30~40℃の高温となる場合があり、それによって、地山の固結作業に大きな影響をもたらす恐れがあった。即ち、高温下において、アルカリケイ酸塩水溶液(水ガラス)とポリイソシアネートとが反応する場合にあっては、水とポリイソシアネートとの反応が促進されるようになることによって、A液とB液との反応による発泡・硬化によって形成される反応生成物(発泡体)の強度が充分に発現しない状態において、発泡が始まるようになるのである。そして、反応生成物の硬化が惹起されるまでに、セルの破泡や破断が惹起されることとなるのであり、そのために、発泡終了段階において、得られた発泡硬化体が強度不足となるところから、自重によって萎んでしまったり、発泡セルの粗大化や不均一化によって、発泡硬化体の強度低下が引き起こされたりする等の問題が、惹起されるようになるのである。 However, in the case of injection solutions consisting of liquid A and liquid B, the liquid may reach high temperatures of 30 to 40°C during construction in the summer depending on the outside air temperature, which may have a significant impact on the consolidation work of the ground. In other words, when an alkali silicate aqueous solution (water glass) reacts with a polyisocyanate at high temperatures, the reaction between water and polyisocyanate is accelerated, and foaming begins in a state in which the strength of the reaction product (foam) formed by the foaming and hardening caused by the reaction of liquid A and liquid B is not fully developed. Then, before the hardening of the reaction product occurs, the cells break or are broken, and as a result, at the end of the foaming stage, the obtained foamed hardened body has insufficient strength, and problems such as shrinking under its own weight or the strength of the foamed hardened body decreasing due to the coarsening and unevenness of the foam cells are caused.
ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、高温下においても安定した発泡特性を発揮し得る地盤注入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、ケイ酸塩水溶液及び触媒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2液型の地盤注入用薬液組成物において、その反応によって形成される発泡体の強度を有利に確保しつつ、その発泡の安定性を高め、更には圧縮強度に優れた発泡体を得ることの出来る技術を提供することにある。 The present invention has been made against the background of the above-mentioned circumstances, and the problem to be solved is to provide a liquid composition for ground injection that can exhibit stable foaming properties even at high temperatures. Another problem is to provide a technology that can obtain a foam with excellent compressive strength while advantageously ensuring the strength of the foam formed by the reaction of a two-liquid liquid composition for ground injection consisting of liquid A containing an aqueous silicate solution and a catalyst as essential components, and liquid B containing a polyisocyanate as essential component.
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、上記した課題を解決するべく、本発明は、ケイ酸塩水溶液及び触媒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液とからなる地盤注入用薬液組成物において、前記B液における必須の成分たるポリイソシアネートとして、芳香族ポリイソシアネートが用いられてなると共に、前記A液が、前記触媒として、3級アミンを含有し、更に、1級及び/又は2級アミノ基含有化合物を含有していることを特徴とする地盤注入用薬液組成物を、その第一の態様とするとものである。 First, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides, in its first aspect, a liquid composition for ground injection, which is composed of liquid A containing an aqueous silicate solution and a catalyst as essential components, and liquid B containing a polyisocyanate as an essential component, in which an aromatic polyisocyanate is used as the polyisocyanate, which is an essential component of liquid B, and in which liquid A contains a tertiary amine as the catalyst, and further contains a primary and/or secondary amino group-containing compound.
また、本発明の第二の態様は、前記1級及び/又は2級アミノ基含有化合物として、1分子内に1級及び/又は2級アミノ基を二つ以上有するポリアミン化合物を用いるものである。 In addition, the second aspect of the present invention uses a polyamine compound having two or more primary and/or secondary amino groups in one molecule as the primary and/or secondary amino group-containing compound.
さらに、本発明に従う第三の態様によれば、前記1級及び/又は2級アミノ基含有化合物は、1級及び/又は2級アミノ基を0.5~50mmol/gの割合で有していることを特徴とする。 Furthermore, according to a third aspect of the present invention, the primary and/or secondary amino group-containing compound is characterized in that it has primary and/or secondary amino groups in a ratio of 0.5 to 50 mmol/g.
加えて、本発明の第四の態様は、前記1級及び/又は2級アミノ基含有化合物が、芳香族アミン化合物であることを特徴とする。 In addition, the fourth aspect of the present invention is characterized in that the primary and/or secondary amino group-containing compound is an aromatic amine compound.
そして、本発明に従う第五の態様は、前記1級及び/又は2級アミノ基含有化合物が、前記ポリイソシアネートの100質量部に対して、0.01~20質量部の割合において、含有せしめられていることにある。 The fifth aspect of the present invention is that the primary and/or secondary amino group-containing compound is contained in an amount of 0.01 to 20 parts by mass per 100 parts by mass of the polyisocyanate.
また、本発明の第六の態様は、前記触媒としての3級アミンが、アルコール性水酸基を有していることを特徴とするものである。 The sixth aspect of the present invention is characterized in that the tertiary amine as the catalyst has an alcoholic hydroxyl group.
さらに、本発明の第七の態様は、前記A液が、更に、ポリオールを含有していることを特徴とする。 The seventh aspect of the present invention is characterized in that the liquid A further contains a polyol.
加えて、本発明に従う第八の態様は、前記A液及びB液が、それぞれ、25℃の温度下において400mPa・s以下の粘度を有していることを特徴とする。 In addition, the eighth aspect of the present invention is characterized in that each of the liquids A and B has a viscosity of 400 mPa·s or less at a temperature of 25°C.
このように、本発明に従う地盤注入用薬液組成物においては、B液における必須の成分たるポリイソシアネートとして、芳香族ポリイソシアネートが用いられると共に、A液中の必須の成分たる触媒として、3級アミンを含有し、更にA液には、1級及び/又は2級アミノ基含有化合物が含有せしめられてなるものであるところから、それらA液とB液との反応を効果的に進行せしめ得て、夏場の高温(30~40℃)下での施工に際しても、反応初期において発泡が安定して進行せしめられ得ることとなり、以て、反応生成物(発泡体)の架橋が有利に促進され得ることとなるのであり、以て、反応生成物の強度等の特性の安定性を高めると共に、発泡体セルを均一にして、反応生成物の萎みを効果的に防止することが出来ることとなるのである。 In this way, in the liquid composition for ground injection according to the present invention, an aromatic polyisocyanate is used as the polyisocyanate, which is an essential component of Liquid B, and a tertiary amine is contained as the catalyst, which is an essential component of Liquid A. Furthermore, Liquid A contains a primary and/or secondary amino group-containing compound, so that the reaction between Liquid A and Liquid B can be effectively promoted, and foaming can be stably promoted in the early stages of the reaction even during construction at high temperatures in summer (30 to 40°C), thereby advantageously promoting crosslinking of the reaction product (foam), thereby increasing the stability of the properties such as strength of the reaction product, and uniforming the foam cells, effectively preventing shrinkage of the reaction product.
特に、本発明に従う地盤注入用薬液組成物の構成によれば、A液とB液との反応に際して、生じる反応生成物の強度を有利に確保しつつ、発泡せしめることが可能となるのであり、以て、発泡途中における強度を含んで、反応生成物の強度等の特性の安定性を効果的に高めると共に、発泡体セルを均一にして、特に高温時(30~40℃)での発泡体の萎みを効果的に抑制することが出来ることに加えて、発泡体中における架橋を促進させることによって、反応によって生じる発泡体たる反応生成物の圧縮強度を有利に高め得ることとなるのである。 In particular, the composition of the liquid composition for ground injection according to the present invention makes it possible to advantageously ensure the strength of the reaction product produced during the reaction between liquid A and liquid B while foaming, thereby effectively increasing the stability of the properties such as the strength of the reaction product, including the strength during foaming, and also making the foam cells uniform, effectively suppressing shrinkage of the foam, particularly at high temperatures (30 to 40°C). In addition, by promoting crosslinking in the foam, it is possible to advantageously increase the compressive strength of the reaction product, which is a foam produced by the reaction.
要するに、本発明は、A液とB液とからなる2液型のウレタン系薬液組成物において、かかるA液には、必須の成分たるケイ酸塩水溶液に加えて、触媒としては3級アミンを用い、更に、そのような3級アミン触媒と併用してなる形態において、1級及び/又は2級アミノ基含有化合物を架橋剤として含有せしめると共に、B液における必須の成分たるポリイソシアネートとして、芳香族ポリイソシアネートを用いることとしたことにより、それらA液とB液との反応を効果的に進行せしめて、反応生成物(発泡体)をより一層安定して形成せしめ得るようにしたものであり、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 composition consisting of liquid A and liquid B, in which liquid A contains a tertiary amine as a catalyst in addition to the silicate aqueous solution as an essential component, and further contains a primary and/or secondary amino group-containing compound as a crosslinking agent in combination with the tertiary amine catalyst, and uses an aromatic polyisocyanate as the polyisocyanate as an essential component in liquid B, thereby effectively promoting the reaction between liquid A and liquid B and forming a reaction product (foam) more stably, and thus has a major feature in that it has been able to advantageously achieve the intended purpose.
そして、そのような本発明に従う薬液組成物を構成する2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ケイ酸塩水溶液は、可溶性のケイ酸化合物の水溶液であって、所謂水ガラスとも、称されるものである。ここで、かかるケイ酸化合物としては、例えば、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、メタケイ酸ナトリウム、メタケイ酸カリウム、ケイ酸リチウム、ケイ酸アンモニウム等を挙げることが出来るが、その中でも、本発明にあっては、入手が容易で、安価なケイ酸ナトリウム(ケイ酸ソーダ)が、好適に用いられることとなる。そして、ケイ酸ナトリウムを用いる場合においては、SiO2/Na2Oのモル比は、2.0~4.0の範囲内であることが望ましい。このモル比が2.0よりも小さくなると、1級及び/又は2級アミノ基含有化合物や反応触媒等の添加剤との相溶性が悪化し、ゲル状物の生成等が惹起され易くなるところから、長期保存が困難となるのである。また、モル比が4.0よりも大きくなると、液の分散安定性が低下し、更に凝固点が高くなって、冬季に使用出来なくなる等の問題を惹起する恐れがある。 The silicate aqueous solution contained as one of the essential components in the liquid A, which is one of the two liquids constituting the chemical liquid composition according to the present invention, is an aqueous solution of a soluble silicic acid compound, also called water glass. Examples of such silicic acid compounds include sodium silicate, potassium silicate, sodium metasilicate, potassium metasilicate, lithium silicate, and ammonium silicate. Among them, sodium silicate (sodium silicate), which is easy to obtain and inexpensive, is preferably used in the present invention. When sodium silicate is used, the molar ratio of SiO 2 /Na 2 O is preferably within the range of 2.0 to 4.0. If this molar ratio is less than 2.0, the compatibility with additives such as primary and/or secondary amino group-containing compounds and reaction catalysts is deteriorated, and gel-like substances are easily generated, making long-term storage difficult. On the other hand, if the molar ratio is greater than 4.0, the dispersion stability of the liquid decreases and the freezing point increases, which may cause problems such as making the liquid unusable in winter.
ところで、上述の如きケイ酸ナトリウム水溶液である水ガラスとしては、各種のものが市販されており、本発明にあっては、そのような市販品を適宜に選択して用いることが出来る。なお、ケイ酸ナトリウムの水溶液に関しては、JIS規格(JIS K 1408)にて規定され、1号、2号、3号等として知られているところであるが、また、このJIS規格に準拠して配合されたものであれば、4号や5号等や、1.5号や2.5号等の配合のものであっても、それらを用いることが可能である。更に、そのような水溶液の形態にある水ガラス中における固形成分の割合は、JIS規格の各号や、水ガラスの種類等に応じて種々異なるものとなるが、A液の安定性や固結特性等の観点から、一般に、20~60質量%程度とされ、好ましくは30~50質量%の割合の固形成分を含有する水ガラスが、有利に用いられることとなる。 By the way, various kinds of water glass, which is an aqueous solution of sodium silicate as described above, are commercially available, and in the present invention, such commercially available products can be appropriately selected and used. Incidentally, aqueous solutions of sodium silicate are specified in the JIS standard (JIS K 1408) and are known as No. 1, No. 2, No. 3, etc., but as long as they are formulated in accordance with this JIS standard, it is also possible to use those with formulations such as No. 4, No. 5, No. 1.5, No. 2.5, etc. Furthermore, the proportion of solid components in the water glass in the form of such an aqueous solution varies depending on the JIS standard number and the type of water glass, but from the viewpoint of the stability and solidification characteristics of the A liquid, it is generally about 20 to 60 mass %, and preferably water glass containing 30 to 50 mass % of solid components is advantageously used.
また、かかるA液には、B液との反応を促進させるための触媒が、必須の成分として含有せしめられるのであるが、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。 In addition, a catalyst for promoting the reaction with liquid B is contained as an essential component in liquid A, and in the present invention, a tertiary amine catalyst is particularly advantageously used.
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(分子量:173.3、沸点:198℃)、N,N,N’-トリメチルアミノエチルエタノールアミン(分子量:146.2、沸点:207℃)、ビス(ジメチルアミノエチル)エーテル(分子量:160.3、沸点:189℃)、N,N,N’-トリメチルアミノエチルピペラジン(分子量:171.3、沸点:96℃/12mmHg)、N,N-ジメチルアミノエトキシエタノール(分子量:133.2、沸点:95℃/15mmHg)、トリエチルアミン(分子量:101.2、沸点:89.3℃)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(分子量:116.2、沸点:120℃)、N,N,N’,N’-テトラメチルプロパンジアミン(分子量:130.2、沸点:145℃)、N,N,N’,N’-テトラメチルヘキサメチレンジアミン(分子量:172.3、沸点:210℃)、トリエチレンジアミン(分子量:112.2、沸点:174℃)、33%トリエチレンジアミン・67%ジプロピレングリコール(分子量:112.2、沸点:199℃)、N,N-ジメチルアミノヘキサノール(分子量:145.3、沸点:117℃/12mmHg)、N,N-ジメチルアミノエタノール(分子量:89.1、沸点:133℃)、N-メチル-N’-ヒドロキシエチルピペラジン(分子量:144.2、沸点:55℃/1.5mmHg)、N-メチルモルフォリン(分子量:101.2、沸点:116℃)、1-メチルイミダゾール(分子量:82.1、沸点:198℃)、1,2-ジメチルイミダゾール(分子量:96.1、沸点:205℃)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(分子量:265.4、沸点:135℃/1mmHg)、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(分子量:342.6、沸点:141℃)等が挙げられる。 Specific examples of foaming catalysts include N,N,N',N",N"-pentamethyldiethylenetriamine (molecular weight: 173.3, boiling point: 198°C), N,N,N'-trimethylaminoethylethanolamine (molecular weight: 146.2, boiling point: 207°C), bis(dimethylaminoethyl)ether (molecular weight: 160.3, boiling point: 189°C), N,N,N'-trimethylaminoethylpiperazine (molecular weight: 171.3, boiling point: 96°C/12 mmHg), N,N-dimethylaminoethoxyethanol (molecular weight: 133.2, boiling point: 95°C/15 mmHg), and triethylamine (molecular weight: 101.2, boiling point: 89.3°C). The resinification catalyst includes N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine (molecular weight: 116.2, boiling point: 120°C), N,N,N',N'-tetramethylpropanediamine (molecular weight: 130.2, boiling point: 145°C), N,N,N',N'-tetramethylhexamethylenediamine (molecular weight: 172.3, boiling point: 210°C), triethylenediamine (molecular weight: 112.2, boiling point: 174°C), 33% triethylenediamine/67% dipropylene glycol (molecular weight: 112.2, boiling point: 199°C), N, Examples of the solvent include N-dimethylaminohexanol (molecular weight: 145.3, boiling point: 117° C./12 mmHg), N,N-dimethylaminoethanol (molecular weight: 89.1, boiling point: 133° C.), N-methyl-N'-hydroxyethylpiperazine (molecular weight: 144.2, boiling point: 55° C./1.5 mmHg), N-methylmorpholine (molecular weight: 101.2, boiling point: 116° C.), 1-methylimidazole (molecular weight: 82.1, boiling point: 198° C.), and 1,2-dimethylimidazole (molecular weight: 96.1, boiling point: 205° C.). Further examples of isocyanurate catalysts include 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol (molecular weight: 265.4, boiling point: 135°C/1 mmHg) and N,N',N"-tris(dimethylaminopropyl)-hexahydro-s-triazine (molecular weight: 342.6, boiling point: 141°C).
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。特に、これら3級アミンの中でも、アルコール性水酸基を有するものが、本発明の目的をよりよく達成する上において、有利に用いられることとなる。また、かかる3級アミンの分子量が低くなると、揮発し易く、発泡時の反応熱や施工環境下における気温等によって、臭気を発生する問題を惹起するようになるところから、分子量が104以上、好ましくは110以上である3級アミンが、好適に用いられる。更に、発泡時の反応熱に基因する臭気の発生を抑えるべく、常圧時における沸点が100℃以上である3級アミンが、有利に用いられることとなる。 These catalysts may be used alone or in combination of two or more. Furthermore, among these, foaming catalysts or resinification catalysts are preferably used. In particular, among these tertiary amines, those having an alcoholic hydroxyl group are advantageously used in order to better achieve the object of the present invention. Furthermore, if the molecular weight of such a tertiary amine is low, it is prone to volatilization, and problems such as odor generation due to reaction heat during foaming and temperature in the construction environment are caused. Therefore, tertiary amines having a molecular weight of 104 or more, preferably 110 or more, are preferably used. Furthermore, in order to suppress the generation of odor caused by reaction heat during foaming, tertiary amines having a boiling point of 100°C or more at normal pressure are advantageously used.
なお、かくの如きA液に含有せしめられる触媒としての3級アミンの量としては、一般に、ポリイソシアネートの100質量部に対して0.05~5質量部の割合において、好ましくは0.1~3質量部の割合において、適宜に決定されることとなる。なお、この触媒としての3級アミンの含有量が0.05質量部よりも少なくなると、反応に対する寄与が低下し、反応生成物の強度を充分に確保し得なくなる問題があり、一方、5質量部よりも多くなると、反応が進み過ぎて、異常反応が惹起され、注入作業中に薬液が固化し、充分な発泡を行い難くなる等の問題が惹起されるようになる。 The amount of tertiary amine as a catalyst contained in such liquid A is generally determined appropriately at a ratio of 0.05 to 5 parts by mass, preferably 0.1 to 3 parts by mass, per 100 parts by mass of polyisocyanate. If the content of tertiary amine as a catalyst is less than 0.05 parts by mass, there is a problem that the contribution to the reaction is reduced and the strength of the reaction product cannot be sufficiently ensured, while if it is more than 5 parts by mass, the reaction will proceed too far, causing an abnormal reaction, the liquid will solidify during the injection operation, and problems such as difficulty in achieving sufficient foaming will occur.
また、かかるA液には、必要に応じて、触媒として、上記した3級アミンに加えて、公知の金属触媒や第四アンモニウム塩触媒等を、適宜に含有せしめることも可能である。そこにおいて、金属触媒としては、公知のものを特に制限なく用いることが出来、例えば、ナトリウム、カリウム、カルシウム、錫、鉛、ビスマス、亜鉛、鉄、ニッケル、ジルコニウム、コバルト等の有機酸金属塩や有機金属錯体を用いることが出来る。そして、その中で、有機酸金属塩としては、酢酸、オクチル酸、ネオデカン酸、ナフテン酸、ロジン酸等と上記金属との塩が挙げられ、また有機金属錯体としては、アセチルアセトン等と上記金属との錯体が挙げられる。具体的には、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、オクチル酸カリウム、オクチル酸ビスマス、オクチル酸鉛、オクチル酸鉄、オクチル酸錫、オクチル酸カルシウム、オクチル酸亜鉛、オクチル酸ジルコニウム、ネオデカン酸ビスマス、ネオデカン酸亜鉛、ネオデカン酸鉛、ネオデカン酸コバルト、ジブチル錫ジオクテート、ジブチル錫ジラウリレート;アセチルアセトン鉄、アセチルアセトン亜鉛、アセチルアセトンジルコニウム、アセチルアセトンニッケル、アセチルアセトン錫等を挙げることが出来る。これらの金属塩や金属錯体は、その取扱い性の向上のため、ミネラルスピリット、有機酸、グリコール類、エステル類等の希釈剤に溶解させたものとして、用いてもよい。また、これらの金属触媒は、単体で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの中でも、好ましくは、カリウム、錫、鉛、ビスマス又は亜鉛の酢酸塩、オクチル酸塩、ネオデカン酸塩、ラウリル酸塩や、アセチルアセトン錯体が挙げられ、より好ましくはカリウム、錫、ビスマスを金属として用いた触媒が、好適に用いられることとなる。 In addition to the above-mentioned tertiary amine, the A solution may contain a known metal catalyst or a quaternary ammonium salt catalyst as a catalyst, if necessary. Any known metal catalyst may be used without any particular restrictions as the metal catalyst, and for example, organic acid metal salts or organic metal complexes of sodium, potassium, calcium, tin, lead, bismuth, zinc, iron, nickel, zirconium, cobalt, etc. may be used. Among these, examples of organic acid metal salts include salts of the above metals with acetic acid, octylic acid, neodecanoic acid, naphthenic acid, rosin acid, etc., and examples of organic metal complexes include complexes of the above metals with acetylacetone, etc. Specifically, sodium acetate, potassium acetate, potassium octylate, bismuth octylate, lead octylate, iron octylate, tin octylate, calcium octylate, zinc octylate, zirconium octylate, bismuth neodecanoate, zinc neodecanoate, lead neodecanoate, cobalt neodecanoate, dibutyltin dioctate, dibutyltin dilaurate; iron acetylacetone, zinc acetylacetone, zirconium acetylacetone, nickel acetylacetone, tin acetylacetone, etc. may be mentioned. These metal salts and metal complexes may be used after being dissolved in a diluent such as mineral spirits, organic acids, glycols, esters, etc., in order to improve their handling properties. Moreover, these metal catalysts may be used alone or in combination of two or more kinds. Among these, preferred are acetates, octylates, neodecanoates, laurates, and acetylacetone complexes of potassium, tin, lead, bismuth, or zinc, and more preferably, catalysts using potassium, tin, or bismuth as the metal are preferably used.
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.
また、このような第四アンモニウム塩からなる触媒としては、各種のものが市販されており、例えば、U-CAT18X、U-CAT2313(サンアプロ社製)、カオーライザーNo.410、カオーライザーNo.420(花王株式会社製)等を挙げることが出来る。 In addition, various catalysts made of such quaternary ammonium salts are commercially available, such as U-CAT18X, U-CAT2313 (manufactured by San-Apro Co., Ltd.), Kao Raiser No. 410, and Kao Raiser No. 420 (manufactured by Kao Corporation).
加えて、本発明に従うA液には、必須成分の更なる他の一つとして、1級及び/又は2級のアミノ基を有するアミン化合物である1級及び/又は2級アミノ基含有化合物が、架橋剤として含有せしめられることとなる。ここで、1級及び/又は2級アミノ基含有化合物としては、1級及び/又は2級アミノ基を結合・含有する化合物であれば、特に限定されるものではなく、例えば、脂肪族アミン化合物、脂肪族ポリアミン化合物、芳香族アミン化合物、芳香族ポリアミン化合物、アミノ酸、アルカノールアミン等を挙げることが出来る。 In addition, the A liquid according to the present invention contains, as yet another essential component, a primary and/or secondary amino group-containing compound, which is an amine compound having a primary and/or secondary amino group, as a crosslinking agent. Here, the primary and/or secondary amino group-containing compound is not particularly limited as long as it is a compound that bonds and contains a primary and/or secondary amino group, and examples thereof include aliphatic amine compounds, aliphatic polyamine compounds, aromatic amine compounds, aromatic polyamine compounds, amino acids, alkanolamines, etc.
具体的には、脂肪族アミン化合物としては、ブチルアミン、オクチルアミン、ドデシルアミン等の直鎖状アミノ基含有化合物や、シクロヘキシルアミン等の脂環式アミノ基含有化合物、ピペリジン等の環状アミノ基含有化合物を挙げることが出来、また、脂肪族ポリアミンとしては、ブタンジアミン、へキサンジアミン、オクタンジアミン、ポリエーテルアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ヒドラジン、1,2-ジアミノプロパン、1,3-ジアミノプロパン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ジエチレントリアミン等の直鎖状アミノ基含有化合物や、シクロヘキサンジアミン、ノルボルネンジアミン、4,4’-ジアミノシクロヘキシルメタン、イソホロンジアミン、ビスアミノメチルシクロヘキサン等の脂環式アミノ基含有化合物、ピペラジン等の環状アミノ基含有化合物、キシリレンジアミン等の芳香環を有する脂肪族アミノ基含有化合物を挙げることが出来る。更に、芳香族アミン化合物としては、アニリン、トルイジン、アニシジン、メチルアニリン等のアミノ基含有化合物を挙げることが出来る。また、芳香族ポリアミン化合物としては、トルエンジアミン、メチレンジアニリン、フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、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、4,4’-メチレンビス(N-sec-ブチルアニリン)、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)等のアミノ基含有化合物を挙げることが出来る。更に、アミノ酸としては、リシン、バリン、アスパラギン等の分子内にカルボキシル基とアミノ基を含有する化合物を挙げることが出来、加えて、アルカノールアミン化合物としては、エタノールアミン、ヘキサノールアミン、ジエタノールアミン等の、分子内にアミノ基とヒドロキシル基を有する化合物を挙げることが出来る。加えて、水、エチレングリコール、プロピレングリコール等にプロピレンオキサイドおよび/またはエチレンオキサイドを付加重合して得たポリオキシアルキレングリコール類のヒドロキシル基をアミノ基に変換して得られるポリオキシアルキレンジアミンや、グリセリン、トリメチロールプロパン等にプロピレンオキサイドおよび/またはエチレンオキサイドを付加重合して得たポリオキシアルキレントリオール類のヒドロキシル基をアミノ基に変換して得られるポリオキシアルキレントリアミンを挙げることが出来る。そして、これら1級及び/又は2級のアミノ基を有するアミン化合物は、単独で用いられる他、2種類以上を組み合わせて用いることも出来る。 Specifically, examples of aliphatic amine compounds include linear amino group-containing compounds such as butylamine, octylamine, and dodecylamine, alicyclic amino group-containing compounds such as cyclohexylamine, and cyclic amino group-containing compounds such as piperidine. Examples of aliphatic polyamines include linear amino group-containing compounds such as butanediamine, hexanediamine, octanediamine, polyetheramine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, hydrazine, 1,2-diaminopropane, 1,3-diaminopropane, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, and diethylenetriamine, alicyclic amino group-containing compounds such as cyclohexanediamine, norbornenediamine, 4,4'-diaminocyclohexylmethane, isophoronediamine, and bisaminomethylcyclohexane, cyclic amino group-containing compounds such as piperazine, and aliphatic amino group-containing compounds having an aromatic ring such as xylylenediamine. Further, examples of aromatic amine compounds include amino group-containing compounds such as aniline, toluidine, anisidine, and methylaniline. Further, examples of aromatic polyamine compounds include amino group-containing compounds such as toluenediamine, methylenedianiline, phenylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylether, trimethylphenylenediamine, diethyltoluenediamine, dimethylthiotoluenediamine, 4,4'-methylenebis(N-sec-butylaniline), aminobenzylamine, and methylenebis(ethylmethylaniline). Further, examples of amino acids include compounds containing a carboxyl group and an amino group in the molecule such as lysine, valine, and asparagine. In addition, examples of alkanolamine compounds include compounds having an amino group and a hydroxyl group in the molecule such as ethanolamine, hexanolamine, and diethanolamine. In addition, examples of the polyoxyalkylene diamines include those obtained by converting the hydroxyl groups of polyoxyalkylene glycols obtained by addition polymerization of propylene oxide and/or ethylene oxide to water, ethylene glycol, propylene glycol, etc., into amino groups, and those obtained by converting the hydroxyl groups of polyoxyalkylene triols obtained by addition polymerization of propylene oxide and/or ethylene oxide to glycerin, trimethylolpropane, etc., into amino groups. These amine compounds having primary and/or secondary amino groups can be used alone or in combination of two or more types.
また、本発明にあっては、上述の如き1級及び/又は2級アミノ基含有化合物は、架橋剤としての機能を有効に発揮せしめる上において、1分子内に二つ以上の1級及び/又は2級アミノ基を有するポリアミン化合物であることが望ましく、特に、その反応性と難燃性等の特性を向上せしめる上において、芳香環を有するアミン化合物(芳香族アミン化合物)であることが好ましく、より望ましくは、芳香族ポリアミン化合物であり、中でも、芳香環に結合しているアミノ基の隣の位置の少なくとも一方が、アルキル基で置換されてなる構造の芳香族ポリアミン化合物が、特に好ましく用いられることとなる。また、かかる1級及び/又は2級アミノ基含有化合物の中で、1級アミノ基を含有する化合物が、より好ましく用いられることとなる。 In the present invention, the primary and/or secondary amino group-containing compound as described above is preferably a polyamine compound having two or more primary and/or secondary amino groups in one molecule in order to effectively exert the function as a crosslinking agent, and is preferably an amine compound having an aromatic ring (aromatic amine compound) in order to improve the reactivity and flame retardancy, and is more preferably an aromatic polyamine compound. Among them, an aromatic polyamine compound having a structure in which at least one of the positions adjacent to the amino group bonded to the aromatic ring is substituted with an alkyl group is particularly preferably used. Among such primary and/or secondary amino group-containing compounds, a compound containing a primary amino group is more preferably used.
加えて、本発明にあっては、上述の如き1級及び/又は2級アミノ基含有化合物の中でも、1級及び/又は2級アミノ基量が0.5~50mmol/g、好ましくは1~20mmol/g、より好ましくは3~15mmol/gである化合物が、有利に用いられることとなる。かかる1級及び/又は2級アミノ基量が0.5mmol/gよりも少なくなると、本発明の目的を充分に達成し難くなる恐れがあるからであり、また50mmol/gよりも多くなると、架橋反応が進み過ぎて、異常反応が惹起され、注入作業中において薬液が固化して、有効な発泡体が得られなくなる等の問題が惹起される恐れがある。 In addition, in the present invention, among the primary and/or secondary amino group-containing compounds as described above, compounds having a primary and/or secondary amino group amount of 0.5 to 50 mmol/g, preferably 1 to 20 mmol/g, and more preferably 3 to 15 mmol/g are advantageously used. If the primary and/or secondary amino group amount is less than 0.5 mmol/g, it may be difficult to fully achieve the object of the present invention, and if it is more than 50 mmol/g, the crosslinking reaction may proceed too far, causing an abnormal reaction, solidifying the liquid during injection, and causing problems such as not being able to obtain an effective foam.
さらに、かくの如き1級及び/又は2級アミノ基含有化合物は、一般に、B液中のポリイソシアネートの100質量部に対して、0.01~20質量部の割合となるように、A液中に含有せしめられることが望ましく、好ましくは0.05~10質量部、より好ましく0.1~5質量部の割合となるように含有せしめられることとなる。なお、その含有量が、0.01質量部よりも少なくなると、1級及び/又は2級アミノ基含有化合物におけるアミノ基と、B液中のポリイソシアネートにおけるイソシアネート基との反応が不充分となり、得られる固結体の強度が不充分となったり、かかる反応が充分に進行しないことによって、反応生成物(発泡体)の形成が不充分となる恐れがある。また、その含有量が20質量部を超えるようになると、反応生成物における架橋が進み過ぎて、異常反応が惹起され、注入作業中において固化が生じて、目的とする発泡体が形成され得なくなる恐れが惹起される。 Furthermore, such primary and/or secondary amino group-containing compounds are generally preferably contained in Liquid A in a ratio of 0.01 to 20 parts by mass, preferably 0.05 to 10 parts by mass, and more preferably 0.1 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the polyisocyanate in Liquid B. If the content is less than 0.01 parts by mass, the reaction between the amino groups in the primary and/or secondary amino group-containing compounds and the isocyanate groups in the polyisocyanate in Liquid B will be insufficient, and the strength of the resulting solidified body will be insufficient, or the reaction will not proceed sufficiently, resulting in insufficient formation of the reaction product (foam). If the content exceeds 20 parts by mass, crosslinking in the reaction product will proceed too far, causing an abnormal reaction, which will cause solidification during the injection operation, and the desired foam will not be formed.
なお、本発明に従うA液には、上述の如きアミン化合物に加えて、更に、公知の各種の活性水素基含有化合物を、必要に応じて含有せしめることが出来、中でも、ポリイソシアネート成分と反応し得る、公知の各種のポリオールが、好適に用いられることとなる。 In addition to the amine compounds described above, the solution A according to the present invention can further contain various known active hydrogen group-containing compounds as necessary. Among them, various known polyols that can react with the polyisocyanate component are preferably used.
そして、そのようなポリオールとしては、特に限定されるものではなく、従来から地山固結用薬液におけるポリオール成分として用いられているものが、同様に使用され得るところであり、例えば、公知のポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール等を挙げることが出来る。それらのポリオールは、単独で使用することが出来る他、適宜に組み合わせて併用することも可能である。また、ポリオールの添加、配合量としては、本発明の趣旨を逸脱しないように、適宜の割合が選定されることとなるが、一般に、ケイ酸塩水溶液の100質量部に対して、40質量部程度以下、好ましくは30質量部以下、より好ましくは20質量部以下とされる。 Such polyols are not particularly limited, and those that have been used as polyol components in conventional ground consolidation chemicals can be used in the same way, such as known polyether polyols and polyester polyols. These polyols can be used alone or in appropriate combinations. The amount of polyol added and mixed will be selected appropriately so as not to deviate from the spirit of the present invention, but is generally about 40 parts by mass or less, preferably 30 parts by mass or less, and more preferably 20 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the silicate aqueous solution.
なお、上述せるポリエーテルポリオールとしては、特に限定されるものではないが、例えば、少なくとも2個以上の活性水素基を有する、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価アルコール類;エチレンジアミン等のアミン類;エタノールアミン、ジエタノールアミン等のアルカノールアミン類等の化合物を出発原料として、これとエチレンオキサイドやプロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドとの付加反応により製造されたもの等を用いることが出来る。また、ポリエステルポリオールにあっても、特に限定されるものではないが、例えば、多価アルコールと、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、マレイン酸、フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ダイマー酸等のポリカルボン酸とを反応させて得られるポリカルボン酸系ポリエステルポリオール、ラクトン等を開環重合させて得られるラクトン系ポリエステルポリオール、ひまし油系ポリエステルポリオール等を挙げることが出来る。 The above-mentioned polyether polyols are not particularly limited, but examples thereof include polyhydric alcohols having at least two or more active hydrogen groups, such as ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, and pentaerythritol; amines, such as ethylenediamine; and alkanolamines, such as ethanolamine and diethanolamine, which are produced by addition reaction of the starting material with an alkylene oxide, such as ethylene oxide or propylene oxide. In addition, the polyester polyols are not particularly limited, but examples thereof include polycarboxylic acid-based polyester polyols obtained by reacting polyhydric alcohols with polycarboxylic acids, such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid, maleic acid, phthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, and dimer acid; lactone-based polyester polyols obtained by ring-opening polymerization of lactones, and castor oil-based polyester polyols.
一方、本発明の対象とする地盤注入用薬液組成物を構成する2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、上記したA液との反応により得られる反応生成物(発泡体)の強度や反応速度等の観点から、芳香族ポリイソシアネートが用いられることとなるのである。ここで、芳香族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(NCO基)を有する有機系イソシアネート化合物であり、公知の各種のものが適宜に選択されて、用いられるところであり、例えば、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)、トリレンジイソシアネート、ポリトリレンポリイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等を挙げることが出来、また、それら芳香族ポリイソシアネートのプレポリマーやイソシアヌレート変性体、カルボジイミド変性体等を挙げることができる。これらのポリイソシアネート成分は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよいが、一般的には、反応性や経済性、取扱性等の観点から、MDIやクルードMDIが好適に用いられることとなる。なお、B液中のポリイソシアネートとして、かかる芳香族ポリイソシアネートのみが用いられる他、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、他の公知のポリイソシアネート成分を併用することも可能である。 On the other hand, as the polyisocyanate, which is an essential component of the other of the two liquids constituting the ground injection liquid composition of the present invention, liquid B, an aromatic polyisocyanate is used in the present invention from the viewpoint of the strength and reaction speed of the reaction product (foam) obtained by the reaction with liquid A. Here, the aromatic polyisocyanate is an organic isocyanate compound having two or more isocyanate groups (NCO groups) in the molecule, and various known ones are appropriately selected and used. For example, diphenylmethane diisocyanate (MDI), polymethylene polyphenylene polyisocyanate (crude MDI), tolylene diisocyanate, polytolylene polyisocyanate, xylylene diisocyanate, naphthalene diisocyanate, etc. can be mentioned, and also prepolymers, isocyanurate modified products, carbodiimide modified products, etc. of these aromatic polyisocyanates can be mentioned. These polyisocyanate components may be used alone or in combination of two or more kinds, but in general, MDI and crude MDI are preferably used from the viewpoints of reactivity, economy, ease of handling, etc. In addition to using only such aromatic polyisocyanates as the polyisocyanate in liquid B, other known polyisocyanate components can also be used in combination as long as they do not deviate from the spirit of the present invention.
そして、そのようなポリイソシアネートとしての芳香族ポリイソシアネートは、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。この芳香族ポリイソシアネートの含有量が50質量%よりも少なくなると、反応生成物の強度が低下する問題があり、そのために、B液における芳香族ポリイソシアネートの割合は高い方が望ましく、更にはそのような芳香族ポリイソシアネートのみにて、B液を構成することも可能である。 The aromatic polyisocyanate as such a polyisocyanate 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 this aromatic polyisocyanate is less than 50% by mass, there is a problem that the strength of the reaction product decreases, so it is desirable for the ratio of aromatic polyisocyanate in Liquid B to be high, and it is also possible to constitute Liquid B only with such aromatic polyisocyanate.
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。このようなA液に対する添加剤は、ポリイソシアネートの100質量部に対して0.1~30質量部、好ましくは0.5~20質量部の割合において、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、そして減粘剤は、ポリイソシアネートの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, the above-mentioned A and B liquids constituting the ground consolidation liquid according to the present invention can be added with additives similar to those used in the past, depending on the intended use. For example, additives for A liquid can include foaming agents, foam stabilizers, flame retardants, viscosity reducers, etc. Such additives for A liquid are used in a ratio of 0.1 to 30 parts by mass, preferably 0.5 to 20 parts by mass, per 100 parts by mass of polyisocyanate. 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 polyisocyanate, 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 polyisocyanate, 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 polyisocyanate.
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、A液を構成するケイ酸塩水溶液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 silicate aqueous solution that constitutes Liquid A, and reacts with the polyisocyanate in Liquid B to generate carbon dioxide gas, so that it functions 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、例えば臭素系難燃剤、塩素系難燃剤、リン系難燃剤、ハロゲン化リン酸エステル、無機系難燃剤等が挙げられる。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。これらの中でも、環境への負荷が少なく、発泡性組成物の減粘剤としても機能する点で、リン酸エステルおよびハロゲン化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、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、トリキシレニルホスフェート等が挙げられる。また、ハロゲン化リン酸エステルとしては、例えば、トリス(クロロエチル)ホスフェート、トリス(2クロロプロピル)ホスフェート、トリス(ジクロロプロピル)ホスフェート、テトラキス(2クロロエチル)ジクロロイソペンチルジホスフェート、ポリオキシアルキレンビス(ジクロロアルキル)ホスフェート等が挙げられる。 Furthermore, examples of flame retardants include bromine-based flame retardants, chlorine-based flame retardants, phosphorus-based flame retardants, halogenated phosphate esters, inorganic flame retardants, etc. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, phosphate esters and halogenated phosphate esters are preferably used because they have a low environmental impact and also function as a viscosity reducer for the foamable composition. Examples of phosphate esters include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tributyl phosphate, trixylenyl phosphate, etc. Furthermore, examples of halogenated phosphate esters include tris(chloroethyl)phosphate, tris(2-chloropropyl)phosphate, tris(dichloropropyl)phosphate, tetrakis(2-chloroethyl)dichloroisopentyl diphosphate, polyoxyalkylene bis(dichloroalkyl)phosphate, etc.
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400mPa・s以下、好ましくは5~300mPa・s、より好ましくは10~200mPa・sとなるように、調整されることとなる。この粘度が400mPa・sよりも高くなると、地山へ注入するときの圧力損失が増大して、注入作業が困難となる等の問題を惹起するようになる。なお、そのような粘度が低くなり過ぎると、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ようになる。 Meanwhile, each of the solutions A and B prepared according to the present invention is adjusted so that its viscosity at a temperature of 25°C is 400 mPa·s or less, preferably 5 to 300 mPa·s, and more preferably 10 to 200 mPa·s. If the viscosity is higher than 400 mPa·s, problems such as increased pressure loss when injected into the ground and difficulty in injection work will occur. If the viscosity is too low, the solution will be easily diluted with water, and problems such as cloudy drainage will easily occur.
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盤注入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。なお、かかるA液とB液との混合比(A:B)は、A液中の活性酸素基含有量とB液中のNCO基含有量によって適宜に変化せしめられることとなるが、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、2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 addition, when using the liquid composition for ground injection 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 ground, rock, etc., according to a known method, and reacted and hardened to form a high-strength solidified body. The mixing ratio (A:B) of liquid A and liquid B is changed appropriately depending on the active oxygen group content in liquid A and the NCO group content in liquid B, but is generally adopted within the range of A:B = 2:1 to 1:3, preferably 1:1 to 1:2, on a mass basis. There are also no particular restrictions on the method of using liquid A and liquid B, so long as the method can reliably mix the two liquids immediately before use, and various conventionally known injection methods can be appropriately adopted.
そして、それらA液とB液とを混合したとき、本発明に従う薬液組成物にあっては、20℃において、発泡倍率が、一般に20倍以下、好ましくは3~15倍である硬化反応生成物(発泡体)が形成されるように、構成されることとなる。なお、この発泡倍率が高くなり過ぎると、生成する発泡体の圧縮強度等の特性が低下する等の問題を惹起する恐れがある。 The liquid chemical composition according to the present invention is configured so that when liquid A and liquid B are mixed, a cured reaction product (foam) is formed at 20°C with a foaming ratio of generally 20 times or less, preferably 3 to 15 times. However, if the foaming ratio becomes too high, problems such as a decrease in the compressive strength and other properties of the resulting foam may occur.
さらに、A液とB液とを混合して、発泡させたときの反応時間、換言すればライズタイムは、300秒以内であることが好ましく、その下限は20秒程度である。このライズタイムが300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、ライズタイムが余りにも短く、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ので、注意が必要である。 Furthermore, the reaction time when liquid A and liquid B are mixed and foamed, in other words the rise time, is preferably within 300 seconds, with a lower limit of about 20 seconds. If the rise time is longer than 300 seconds, problems such as the liquid flowing out into the spring water after being injected into the ground and before it solidifies can occur, causing the water to become cloudy or foaming. Note that if the rise time is too short, for example, shorter than 20 seconds, the reaction will proceed too quickly, causing problems such as blocking the injection pipe for the liquid or making it difficult to fully penetrate the ground, so care must be taken.
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液とを混合して反応硬化せしめたときの反応生成物の発泡倍率とそのライズタイム、発泡倍率比、反応生成物の圧縮強度や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「%」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 expansion ratio of the reaction product when the A and B liquids are mixed and reacted to harden, the rise time, expansion ratio ratio, compressive strength and oxygen index of the reaction product were measured or evaluated according to the following methods. In addition, the "%" and "parts" shown below are all based on mass.
(1)粘度
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に準拠して、B型粘度測定装置を用いて、測定した。
(1) Viscosity 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.
(2)発泡倍率及びライズタイム(反応時間)
下表に示される各種のA液とB液とを、それぞれ、液温:20℃又は35℃に調整した後、下記に示される混合比において、1Lのカップに計100mlとなるように量り取り、ハンドミキシングにて400rpmで10秒間撹拌した。そして、その撹拌開始から発泡高さが最も高くなる時間までを、ライズタイム(反応時間)とした。また、かかる硬化反応終了後の反応生成物の発泡高さを目視にて測定し、発泡倍率を求めた。更に、その求められた20℃での発泡倍率と35℃での発泡倍率の倍率比を算出した。なお、20℃/35℃発泡倍率比が0.7~1.3の範囲内において、温度変化に対して安定した発泡体が得られることとなる。
(2) Expansion ratio and rise time (reaction time)
After adjusting the liquid temperature of each of the various A and B liquids shown in the table below to 20°C or 35°C, 100 ml in total was weighed into a 1 L cup at the mixing ratio shown below, and stirred for 10 seconds at 400 rpm by hand mixing. The rise time (reaction time) was determined as the time from the start of stirring to the time when the foam height reached its maximum. The foam height of the reaction product after the curing reaction was visually measured to determine the foaming ratio. Furthermore, the ratio of the foaming ratio at 20°C to the foaming ratio at 35°C was calculated. A foam stable against temperature changes was obtained when the 20°C/35°C foaming ratio was in the range of 0.7 to 1.3.
(3)高温(35℃)発泡時の発泡安定性
下表に示される組成のA液とB液とを、それぞれ、液温:35℃となるように調整した後、各表に示される混合比において、1Lのカップに合計100mlとなるように投入して、撹拌しつつ、発泡硬化させる過程を観察し、反応終了後の発泡倍率と発泡途中の最大の発泡倍率とを比較し、最大発泡倍率より収縮が10%以内のものを「◎」、20%以内のものを「○」、20%を超えるものを「×」として、その発泡安定性を評価した。
(3) Foaming stability during foaming at high temperature (35°C) Liquids A and B having the compositions shown in the tables below were adjusted to a liquid temperature of 35°C, and then mixed in the mixing ratios shown in each table to make a total of 100 ml, which was then poured into a 1 L cup. The foaming and hardening process was observed while stirring, and the foaming ratio after the reaction was completed was compared with the maximum foaming ratio during foaming. The foaming stability was evaluated by rating the shrinkage within 10% of the maximum foaming ratio as "◎", within 20% as "◯", and over 20% as "X".
(4)圧縮強度
20℃の温度に調整されたA液とB液とを、下表に示される混合比で、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、発泡倍率が3倍量となるように、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、20℃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。
(4) Compressive strength Liquid A and liquid B adjusted to a temperature of 20°C were weighed and mixed in the mixing ratio shown in the table below so that the total amount was 100 ml. 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 so that the expansion ratio was three times the amount, and after covering, it was cured for 2 hours or more. Thereafter, the reaction product removed from the mold was cured at 20°C for 24 hours or more, and the compressive strength was measured in accordance with JIS-K-7220:2006.
(5)酸素指数
上記の圧縮強度の測定に準備された発泡体を用いて、10mm×10mm×150mmのサイズの試験体を切り出し、JIS-K-7201-2に準拠して、酸素指数(%)を測定した。この酸素指数は、発泡体の難燃性を評価するものであって、その値が27%以上であれば、良好な難燃性を有しているものと判断される。
(5) Oxygen Index Using the foam prepared for the above-mentioned compressive strength measurement, a test specimen having a size of 10 mm x 10 mm x 150 mm was cut out, and the oxygen index (%) was measured in accordance with JIS-K-7201-2. This oxygen index is used to evaluate the flame retardancy of the foam, and if the value is 27% or more, it is judged to have good 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。
ケイ酸塩水溶液
:1号ケイ酸ソーダI(富士化学株式会社製品、モル比:2.1、固形分:48% に水を添加して固形分約40%に調整したもの)
:1号ケイ酸ソーダII(富士化学株式会社製品、モル比:2.1、固形分:48% に水を添加して固形分約45%に調整したもの)
:2号ケイ酸ソーダ(富士化学株式会社製品、モル比:2.5、固形分:40%)
3級アミン触媒
:カオーライザーNo.26(花王株式会社製品、N,N-ジメチルアミノエトキ シエタノール、MW:133.2)
:カオーライザーNo.1(花王株式会社製品、N,N,N’,N’-テトラメチ ルヘキサメチレンジアミン、MW:172.3)
1級/2級アミノ基含有化合物
:ポリエーテルアミンT403(ポリエーテルアミン、BASF社製品、分子量: 400、官能基:NH2 ×3)
:エタキュア100(ジエチルトルエンジアミン、アルベマール社製品、分子量: 178、官能基:NH2 ×2)
:エタキュア300(ジエチルチオトルエンジアミン、アルベマール社製品、分子 量:214、官能基:NH2 ×2)
:エタキュア420[4,4’-メチレンビス(N-sec-ブチルアニリン)、 アルベマール社製品、分子量:310、官能基:NH×2]
:n-オクチルアミン[東京化成工業株式会社製品、分子量129.3、官能基: NH2×1]
ポリオール
:PG(プロピレングリコール、東京化成工業株式会社製品)
:PP400(三洋化成工業株式会社製品、サンニックスPP400、ポリエーテ ルポリオール、分子量:400、官能基数:2)
:PP1000(三洋化成工業株式会社製品、サンニックスPP1000、ポリエ ーテルポリオール、分子量:1000、官能基数:2)
:EDP1100(株式会社ADEKA製品、ADEKAポリオールEDP110 0、ポリエーテルポリオール、分子量:1100、官能基数:4)
芳香族ポリイソシアネート
:ルプラネートM11S(BASF INOACポリウレタン株式会社製品、ポリ メリックMDI)
:ルプラネートM20S(BASF INOACポリウレタン株式会社製品、ポリ メリックMDI)
:プレポリマー(ルプラネートM11Sの100部に、上記したPP1000を5 部添加して、70℃の温度で3時間反応させて得られたもの)
脂肪族ポリイソシアネート
:タケネートD-170N(三井化学株式会社製品、ヘキサメチレンジアミンジイ ソシアネートのイソシアヌレート体)
整泡剤
:L-6970(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会 社製品、シリコーン系整泡剤)
減粘剤
:PC(東京化成工業株式会社製品、プロピレンカーボネート)
難燃剤
:TMCPP[大八化学工業株式会社製品、トリス(2-クロロプロピル)ホスフ ェート]
First, the following various raw materials were prepared as components of the A and B solutions used in the following examples and comparative examples.
Silicate aqueous solution: No. 1 sodium silicate I (product of Fuji Chemical Co., Ltd., molar ratio: 2.1, solid content: 48%; water was added to adjust the solid content to approximately 40%.)
: No. 1 sodium silicate II (product of Fuji Chemical Co., Ltd., molar ratio: 2.1, solid content: 48%, water was added to adjust the solid content to approximately 45%)
: No. 2 sodium silicate (product of Fuji Chemical Co., Ltd., molar ratio: 2.5, solid content: 40%)
Tertiary amine catalyst: Kao Raiser No. 26 (Kao Corporation product, N,N-dimethylaminoethoxyethanol, MW: 133.2)
: Kao Raiser No. 1 (Kao Corporation product, N,N,N',N'-tetramethylhexamethylenediamine, MW: 172.3)
Primary/secondary amino group-containing compound: Polyetheramine T403 (polyetheramine, BASF product, molecular weight: 400, functional group: NH 2 × 3)
: Ethacure 100 (diethyltoluenediamine, product of Albemarle, molecular weight: 178, functional group: NH2 x 2)
: Ethacure 300 (diethylthiotoluenediamine, Albemarle product, molecular weight: 214, functional group: NH2 x 2)
: Ethacure 420 [4,4'-methylenebis(N-sec-butylaniline), manufactured by Albemarle Corporation, molecular weight: 310, functional group: NH x 2]
: n-Octylamine [product of Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., molecular weight 129.3, functional group: NH 2 × 1]
Polyol: PG (propylene glycol, product of Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
PP400 (Sanyo Chemical Industries, Ltd. product, Sannix PP400, polyether polyol, molecular weight: 400, number of functional groups: 2)
: PP1000 (product of Sanyo Chemical Industries, Ltd., Sannix PP1000, polyester polyol, molecular weight: 1000, number of functional groups: 2)
: EDP1100 (A product of ADEKA Corporation, ADEKA Polyol EDP1100, polyether polyol, molecular weight: 1100, number of functional groups: 4)
Aromatic polyisocyanate: Lupranate M11S (BASF INOAC Polyurethanes Co., Ltd. product, Polymeric MDI)
: Luplanate M20S (BASF INOAC Polyurethanes Co., Ltd. product, polymeric MDI)
Prepolymer (obtained by adding 5 parts of the above-mentioned PP1000 to 100 parts of Luplanate M11S and reacting at a temperature of 70° C. for 3 hours)
Aliphatic polyisocyanate: Takenate D-170N (Mitsui Chemicals, Inc. product, isocyanurate of hexamethylenediamine diisocyanate)
Foam stabilizer: L-6970 (Momentive Performance Materials Japan LLC product, silicone-based foam stabilizer)
Viscosity reducer: PC (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. product, propylene carbonate)
Flame retardant: TMCPP [product of Daihachi Chemical Industry Co., Ltd., tris(2-chloropropyl)phosphate]
(実施例1~19)
-A液の調製-
上記で準備した各種の原料、即ち、ケイ酸塩水溶液、3級アミン触媒、1級/2級アミノ基含有化合物及びポリオールを、それぞれ、下記表1~表4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1~19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25℃での粘度を測定し、その結果を、下記表1~表4に示した。
(Examples 1 to 19)
- Preparation of solution A -
The various raw materials prepared above, i.e., the silicate aqueous solution, the tertiary amine catalyst, the primary/secondary amino group-containing compound, and the polyol, were uniformly mixed in the various combinations and blending ratios shown in Tables 1 to 4 below, to prepare various A-liquid blend compositions according to Examples 1 to 19. The viscosities of the obtained A-liquid blend compositions at 25°C were then measured, and the results are shown in Tables 1 to 4 below.
-B液の調製-
上記で準備した各種の原料、即ち芳香族ポリイソシアネート、整泡剤、減粘剤及び難燃剤を、下記表1~表4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1~19に係る各種の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25℃での粘度を測定し、その結果を、下記表1~表4に示した。
- Preparation of solution B -
The various raw materials prepared above, i.e., aromatic polyisocyanate, foam stabilizer, viscosity reducer, and flame retardant, were uniformly mixed in the various combinations and blending ratios shown in Tables 1 to 4 below to prepare various B liquid blend compositions according to Examples 1 to 19. The viscosity of the obtained B liquid blend compositions at 25°C was then measured, and the results are shown in Tables 1 to 4 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~表4に示される混合比率において、常温下(20℃)で又は高温下(35℃)で均一に混合して、反応せしめた後、前述の評価手法に従って、各種評価試験を行ない、それらの結果を、下記表1~表4に示した。
-Reaction of solution A and solution B-
The A and B solutions obtained above were mixed uniformly in the mixing ratios shown in Tables 1 to 4 at room temperature (20°C) or at a high temperature (35°C) to react with each other, and then various evaluation tests were carried out according to the above-mentioned evaluation methods. The results are shown in Tables 1 to 4 below.
(比較例1)
実施例1において、1級/2級アミノ基含有化合物を添加しないこと以外は、実施例1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5に示した。
(Comparative Example 1)
The tests were carried out in the same manner as in Example 1, except that the primary/secondary amino group-containing compound was not added. The results are shown in Table 5 below.
(比較例2)
実施例13において、1級/2級アミノ基含有化合物を添加しないこと以外は、実施例13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5に示した。
(Comparative Example 2)
Tests were carried out in the same manner as in Example 13, except that the primary/secondary amino group-containing compound was not added. The results are shown in Table 5 below.
(比較例3)
実施例1において、3級アミン触媒を添加しないこと以外は、実施例1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5に示した。
(Comparative Example 3)
The tests were carried out in the same manner as in Example 1, except that the tertiary amine catalyst was not added. The results are shown in Table 5 below.
(比較例4)
実施例1において、芳香族ポリイソシアネートに代えて脂肪族ポリイソシアネートであるタケネートD-170Nを用いたこと以外は、実施例1と同様の手法に従って、それぞれ試験を行い、その得られた結果を、下記表5に示した。
(Comparative Example 4)
Tests were carried out in the same manner as in Example 1, except that Takenate D-170N, an aliphatic polyisocyanate, was used instead of the aromatic polyisocyanate in Example 1, and the results are shown in Table 5 below.
かかる表1~表4の結果より明らかなように、実施例1~19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300秒以下となる、反応活性に優れたものであると共に、約3倍以上の発泡倍率において、高い圧縮強度と優れた酸素指数(難燃性)を有する硬化生成物(発泡体)を形成し得るものであり、しかも、35℃の高温発泡時における反応時間や発泡倍率に優れており、それによって、20℃/35℃発泡倍率比が0.7~1.3の範囲内となるものであって、温度変化に対して安定した発泡体を形成せしめ得る結果を示すものであった。 As is clear from the results in Tables 1 to 4, the liquid chemical compositions consisting of Liquid A and Liquid B according to the present invention in Examples 1 to 19 all have excellent reaction activity with a reaction time of 300 seconds or less, and can form a hardened product (foam) with high compressive strength and excellent oxygen index (flame retardancy) at an expansion ratio of about 3 times or more. Furthermore, they have excellent reaction time and expansion ratio when expanded at a high temperature of 35°C, and as a result, the 20°C/35°C expansion ratio ratio is within the range of 0.7 to 1.3, showing the result that a foam stable against temperature changes can be formed.
これに対して、表5に示される如く、比較例1~4において調製された、A液とB液からなる薬液組成物にあっては、圧縮強度や酸素指数(難燃性)に十分な硬化生成物(発泡体)が得られず、しかも、35℃での高温発泡時の発泡体の収縮が著しいことに加えて、20℃/35℃発泡倍率比が0.7~1.3の範囲から外れて、温度変化に対する安定した発泡体の形成を期待し難いものであることが明らかとなった。なお、比較例3に係る薬液組成物にあっては、3級アミン触媒が添加されていないために、得られる硬化生成物(発泡体)は崩れやすくて、脆い状態のものとなり、圧縮強度や酸素指数の測定が出来ないものであった。また、脂肪族ポリイソシアネートを用いた比較例4においては、常温発泡時のライズタイムが300秒を越えるものとなり、反応時間が長い問題に加えて、発泡倍率が低く、且つ圧縮強度が充分でない等の問題を有するものであった。 In contrast, as shown in Table 5, the liquid chemical compositions prepared in Comparative Examples 1 to 4, consisting of Liquid A and Liquid B, did not produce a cured product (foam) with sufficient compressive strength or oxygen index (flame retardancy), and in addition, the foam significantly shrunk when foamed at high temperature at 35°C, and the 20°C/35°C foaming ratio ratio was outside the range of 0.7 to 1.3, making it difficult to expect the formation of a foam that was stable against temperature changes. In the liquid chemical composition of Comparative Example 3, since no tertiary amine catalyst was added, the cured product (foam) obtained was easily crumbled and brittle, making it impossible to measure the compressive strength or oxygen index. In Comparative Example 4, which used an aliphatic polyisocyanate, the rise time during foaming at room temperature exceeded 300 seconds, and in addition to the problem of a long reaction time, there were problems such as a low foaming ratio and insufficient compressive strength.
Claims (8)
前記B液における必須の成分たるポリイソシアネートとして、芳香族ポリイソシアネートが用いられてなると共に、前記A液が、前記触媒として、3級アミンを含有し、更に、1級及び/又は2級アミノ基含有化合物を含有していることを特徴とする地盤注入用薬液組成物。 A liquid composition for ground injection comprising liquid A containing an aqueous silicate solution and a catalyst as essential components, and liquid B containing a polyisocyanate as an essential component,
A ground injection liquid composition, characterized in that an aromatic polyisocyanate is used as the polyisocyanate, which is an essential component of the B liquid, and the A liquid contains a tertiary amine as the catalyst and further contains a primary and/or secondary amino group-containing compound.
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