JP2001158881A - Urethane composition for filling cavity - Google Patents

Urethane composition for filling cavity

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JP2001158881A
JP2001158881A JP34353799A JP34353799A JP2001158881A JP 2001158881 A JP2001158881 A JP 2001158881A JP 34353799 A JP34353799 A JP 34353799A JP 34353799 A JP34353799 A JP 34353799A JP 2001158881 A JP2001158881 A JP 2001158881A
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liquid
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urethane composition
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Shuji Ikaga
修治 伊香賀
Osamu Wakizaka
治 脇坂
Shinya Uda
信也 宇田
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Sumitomo Riko Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a urethane composition which is used for filling cavities, is lightweight, can be prepared at a low cost, and can be applied with a compact application installation in a short time. SOLUTION: This urethane composition for filling cavities comprises a liquid A containing as a main component a polyol component having the below- described characteristics (a) to (c) and a liquid B containing an isocyanate component as a main component, and having an NCO index of 120 to 200. (a) The polyol component contains a multi-functional polyol having the functional group number of 3 or more as a main component. (b) The average functional group number is set to a range of 2 to 3.5. (c) The average hydroxyl group value is set to a range of >=200 and <350.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、老朽化した既設ト
ンネルの覆工コンクリート背面に存在する空洞等を充填
してトンネルをリフォームするための空洞充填用ウレタ
ン組成物に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a urethane composition for filling a cavity or the like existing on the back of lining concrete of an aging existing tunnel to remodel the tunnel.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、老朽化した既設トンネルは、覆
工コンクリート背面に空洞が存在する場合が多く、この
空洞部に地山の応力が集中して、崩落等のおそれがあ
る。そこで、このようなトンネルのリフォームを目的と
して、空洞に空洞充填剤を充填する工法が一般的に行わ
れている。上記空洞充填剤としては、従来より、無機系
のモルタル系充填剤や、有機系のウレタン系充填剤等が
用いられている。
2. Description of the Related Art In general, an aging existing tunnel often has a cavity in the back of lining concrete, and the stress of the ground is concentrated in the cavity, and there is a risk of collapse. Therefore, for the purpose of reforming such a tunnel, a method of filling a cavity with a cavity filler is generally performed. As the cavity filler, conventionally, an inorganic mortar filler, an organic urethane filler, and the like have been used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記モ
ルタル系充填剤は、コストが安価である反面、材料比重
が大きく、老朽化した覆工コンクリートに対して重量的
な負荷が大きく、また施工設備が大掛かりで施工時間が
長く作業性に劣るという難点がある。一方、上記ウレタ
ン系充填材は、発泡密度が小さく軽量で、施工設備がコ
ンパクトで短期施工が可能であるが、材料コストが高い
という難点がある。
However, the above-mentioned mortar-based filler is inexpensive, but has a large material specific gravity, a heavy weight load on aged lining concrete, and requires a large amount of construction equipment. There is a drawback that it takes a long time to construct and is inferior in workability. On the other hand, the urethane-based filler has a small foaming density, is light in weight, has a compact construction facility, and can be constructed for a short period of time, but has a drawback of high material cost.

【0004】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、軽量かつ低コストで、施工設備がコンパクトで
短期施工が可能である空洞充填用ウレタン組成物の提供
をその目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a urethane composition for filling a cavity, which is lightweight, low-cost, compact in construction equipment, and capable of short-term construction.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の空洞充填用ウレタン組成物は、下記の
(a)〜(c)の特性を備えたポリオール成分を主成分
とするA液と、イソシアネート成分を主成分とするB液
とからなり、かつ、NCOインデックスが120〜20
0の範囲に設定されているという構成をとる。 (a)官能基数が3以上の多官能ポリオールを主成分と
する。 (b)平均官能基数が2〜3.5の範囲に設定されてい
る。 (c)平均水酸基価が200以上350未満の範囲に設
定されている。
In order to achieve the above object, the urethane composition for filling voids according to the present invention comprises a polyol component having the following characteristics (a) to (c) as a main component. A liquid and a B liquid containing an isocyanate component as a main component, and having an NCO index of 120 to 20.
The configuration is such that it is set in the range of 0. (A) A polyfunctional polyol having three or more functional groups is a main component. (B) The average number of functional groups is set in the range of 2 to 3.5. (C) The average hydroxyl value is set in a range of 200 or more and less than 350.

【0006】本発明者らは、発泡倍率40倍程度のウレ
タン系充填剤を開発し、これについて特許出願を行って
いるが(特願平11−87195号)、モルタル系充填
剤と比べると、コスト的には不充分である。そこで、本
発明者らは、ウレタン系充填剤の軽量性および簡易施工
性を生かしつつ、モルタル系充填剤並みの低コストを実
現するべく、鋭意研究を重ねた。その結果、官能基数が
3以上の多官能ポリオールを主成分とし、平均官能基数
が2〜3.5で、かつ、平均水酸基価が200以上35
0未満である特定のポリオール成分を用い、しかも、N
COインデックスを120〜200の範囲に設定する
と、発泡倍率が50倍程度になり、モルタル系充填剤並
みの低コストを実現できることを見出し、本発明に到達
した。
The present inventors have developed a urethane-based filler having an expansion ratio of about 40 times, and filed a patent application (Japanese Patent Application No. 11-87195), but compared with a mortar-based filler. The cost is insufficient. Therefore, the present inventors have intensively studied to realize a low cost equivalent to a mortar-based filler while utilizing the light weight and simple workability of the urethane-based filler. As a result, a polyfunctional polyol having a number of functional groups of 3 or more is a main component, the average number of functional groups is 2 to 3.5, and the average hydroxyl value is 200 or more and 35 or more.
When a specific polyol component less than 0 is used and N
When the CO index is set in the range of 120 to 200, the expansion ratio becomes about 50 times, and it has been found that the cost can be reduced as low as the mortar filler.

【0007】なお、本発明において、ポリオール成分を
主成分とするとは、A液がポリオール成分のみからなる
場合も含む趣旨であり、同様に、イソシアネート成分を
主成分とするとは、B液がイソシアネート成分のみから
なる場合も含む趣旨である。また、官能基数が3以上の
多官能ポリオールを主成分とするとは、ポリオール成分
が多官能ポリオールのみからなる場合も含む趣旨であ
る。
In the present invention, the phrase "contains a polyol component as a main component" is intended to include the case where the solution A comprises only a polyol component. This is intended to include the case of only consisting of In addition, the expression that a polyfunctional polyol having three or more functional groups as a main component includes a case where the polyol component is composed of only a polyfunctional polyol.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を詳
しく説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail.

【0009】本発明の空洞充填用ウレタン組成物は、特
定のポリオール成分を主成分とするA液と、イソシアネ
ート成分を主成分とするB液とからなり、かつ、NCO
インデックスが120〜200の範囲に設定されてい
る。
The urethane composition for filling voids according to the present invention comprises a liquid A containing a specific polyol component as a main component and a liquid B containing a isocyanate component as a main component.
The index is set in the range of 120 to 200.

【0010】上記ポリオール成分は、官能基数が3以上
の多官能ポリオールを主成分とするものである。上記多
官能ポリオールとしては、特に限定はなく、例えば、ポ
リエチレングリコール,ポリプロピレングリコール,ト
リメチロールエタン,トリメチロールプロパン,ヘキシ
レングリコール,ヒマシ油等のアルキレングリコール
や、グリセリン,ソルビトール,蔗糖,エチレンジアミ
ン,ジエタノールアミン,トリエタノールアミン等の多
官能性の活性水素化合物を基剤としてこれらを単独でも
しくは2種以上併せて用いた化合物に、エチレンオキサ
イド,プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイド
を開環重合させたポリエーテルポリオール等があげられ
る。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられ
る。
The above-mentioned polyol component is mainly composed of a polyfunctional polyol having three or more functional groups. The polyfunctional polyol is not particularly limited, and examples thereof include alkylene glycols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, trimethylolethane, trimethylolpropane, hexylene glycol, castor oil, glycerin, sorbitol, sucrose, ethylenediamine, diethanolamine, and the like. Polyether polyols obtained by ring-opening polymerization of alkylene oxides such as ethylene oxide and propylene oxide with a compound using these compounds alone or in combination of two or more based on polyfunctional active hydrogen compounds such as triethanolamine. Is raised. These may be used alone or in combination of two or more.

【0011】上記多官能ポリオールの数平均分子量(M
n)は、400〜1500の範囲が好ましく、特に好ま
しくは500〜1000である。すなわち、Mnが40
0未満であると、発泡時の内部発熱温度が高くなりすぎ
たり、独泡性が高くなるためフォームの収縮が大きくな
り、逆に1500を超えると、プレミックス粘度が高く
なるため施工性が悪くなり、また硬化後の材料強度が低
下する傾向が見られるからである。
The number average molecular weight (M
n) is preferably in the range of 400 to 1500, particularly preferably 500 to 1000. That is, Mn is 40
If it is less than 0, the internal heat generation temperature at the time of foaming becomes too high or the foaming property becomes high, so that the foam shrinks. This is because the strength of the material after curing tends to decrease.

【0012】なお、上記ポリオール成分には、上記多官
能ポリオールとともに、官能基数が3未満のポリオール
(低官能ポリオール)を併用することも可能である。こ
のように、多官能ポリオールと低官能ポリオールとを併
用する場合、多官能ポリオールの配合割合は、ポリオー
ル成分全体の25重量%以上に設定することが好まし
く、特に好ましくは50重量%以上である。すなわち、
多官能ポリオールの割合が25重量%未満であると、発
泡時のセルの崩壊や、内部発熱温度の増大等の問題が生
じやすくなるからである。
In addition, the polyol component may be used in combination with a polyol having a functional group of less than 3 (low-functional polyol) together with the polyfunctional polyol. As described above, when the polyfunctional polyol and the low-functional polyol are used in combination, the blending ratio of the polyfunctional polyol is preferably set to 25% by weight or more of the entire polyol component, and particularly preferably 50% by weight or more. That is,
If the proportion of the polyfunctional polyol is less than 25% by weight, problems such as collapse of cells at the time of foaming and increase in internal heat generation temperature are likely to occur.

【0013】上記低官能ポリオールとしては、特に限定
はなく、例えば、ポリエチレングリコール(エチレング
リコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコ
ール、テトラエチレングリコール等)、ポリプロピレン
グリコール(プロピレングリコール、ジプロピレングリ
コール等)、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン
アルキルモノオール、1,2−ブタンジオール、1,3
−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、プロパン
ジオール等があげられる。これらは単独でもしくは2種
以上併せて用いられる。
The low-functional polyol is not particularly limited, and may be, for example, polyethylene glycol (ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, etc.), polypropylene glycol (propylene glycol, dipropylene glycol, etc.), polyoxyethylene. Polyoxypropylene alkyl monol, 1,2-butanediol, 1,3
-Butanediol, 1,4-butanediol, propanediol and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

【0014】上記多官能ポリオールを主成分とするポリ
オール成分の平均官能基数は、2〜3.5の範囲に設定
する必要があり、好ましくは2.5〜3.3である。す
なわち、平均官能基数が2未満であると、樹脂強度が低
下するためフォームの圧縮強度が低く、発泡時にセルが
崩壊しやすくなり、逆に3.5を超えると、セルの独泡
性が高くなるため成形後のフォーム収縮が大きくなるか
らである。
The average number of functional groups of the polyol component containing the above-mentioned polyfunctional polyol as a main component must be set in the range of 2 to 3.5, and is preferably 2.5 to 3.3. That is, when the average number of functional groups is less than 2, the resin strength is reduced, so that the compressive strength of the foam is low, and the cells are apt to collapse at the time of foaming. This is because foam shrinkage after molding becomes large.

【0015】また、上記ポリオール成分の平均水酸基価
は200以上350未満の範囲に設定する必要があり、
好ましくは200〜300である。すなわち、平均水酸
基価が200未満であると、樹脂強度が低下するためフ
ォームの圧縮強度が低く、また発泡時のセル崩壊が生じ
やすく、逆に350以上であると、セルの独泡性が高く
なるため成形後のフォーム収縮が大きくなるからであ
る。
The average hydroxyl value of the polyol component must be set in the range of 200 or more and less than 350,
Preferably it is 200-300. That is, when the average hydroxyl value is less than 200, the resin strength is reduced, so that the compressive strength of the foam is low, and also the cell collapse at the time of foaming is easy to occur. This is because foam shrinkage after molding becomes large.

【0016】なお、上記A液には、上記特定のポリオー
ル成分に加えて、ヌレート化触媒、アミン触媒、水等を
併用することが好ましい。
It is preferred that the above-mentioned liquid A be used in combination with a nullating catalyst, an amine catalyst, water and the like in addition to the above-mentioned specific polyol component.

【0017】上記ヌレート化触媒は、いわゆるイソシア
ネート三量化触媒であり、イソシアネートを三量化して
ハードセグメントを構成するために用いられる。このよ
うなヌレート化触媒としては、例えば、オクチル酸カリ
ウム、酢酸カリウム、トリス−(ジメチルアミノプロピ
ル)ヘキサヒドロ−s−トリアジン等があげられる。こ
れらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。なか
でも、ヌレート化率やコストの点で、オクチル酸カリウ
ムが好適に用いられる。
The above-mentioned nullation catalyst is a so-called isocyanate trimerization catalyst, and is used for trimerizing isocyanate to form a hard segment. Examples of such a nullation catalyst include potassium octylate, potassium acetate, tris- (dimethylaminopropyl) hexahydro-s-triazine and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Above all, potassium octylate is preferably used in terms of the rate of nullation and cost.

【0018】上記ヌレート化触媒の配合割合は、上記A
液とB液の合計量中0.5〜4重量%の範囲に設定する
ことが好ましく、特に好ましくは1〜2重量%である。
すなわち、上記ヌレート化触媒の割合が0.5重量%未
満であると、ハードセグメントを構成するイソシアネー
ト三量体の割合が少なくなり、圧縮強度が低下するおそ
れがあり、逆に4重量%を超えると、ヌレート化率が高
くなることにより脆性が増し、また反応速度が著しく速
くなり、充填性、施工性が悪化するおそれがあるからで
ある。
The mixing ratio of the above-mentioned nullating catalyst is
It is preferably set in the range of 0.5 to 4% by weight in the total amount of the liquid and the liquid B, particularly preferably 1 to 2% by weight.
That is, when the proportion of the nullating catalyst is less than 0.5% by weight, the proportion of the isocyanate trimer constituting the hard segment is reduced, and the compressive strength may be reduced. This is because brittleness is increased due to an increase in the rate of nullation, and the reaction rate is significantly increased, which may deteriorate the filling property and the workability.

【0019】上記アミン触媒としては、例えば、トリエ
チレンジアミン、ビス−(ジメチルアミノエチル)エー
テル、テトラメチルヘキサメチレンジアミン、テトラメ
チルプロパン−1,3−ジアミン、ペンタメチルジエチ
レントリアミン、ビス(ジメチルアミノエチル)エーテ
ル、トリメチルアミノエチルピペラジン、1−メチルイ
ミダゾール、1−イソブチル−2−メチルイミダゾール
等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せ
て用いられる。このようなアミン触媒を用いると、ポリ
オールとイソシアネートの反応を促進し、イソシアネー
トのヌレート化を抑えることにより発熱反応を抑制で
き、フォームの発熱温度が低減するため、例えば、既設
トンネルの覆工コンクリート背面に存在する空洞等の充
填に用いた場合でも、空洞内に熱がたまり発火するのを
抑制することができる。
Examples of the amine catalyst include triethylenediamine, bis- (dimethylaminoethyl) ether, tetramethylhexamethylenediamine, tetramethylpropane-1,3-diamine, pentamethyldiethylenetriamine, bis (dimethylaminoethyl) ether , Trimethylaminoethylpiperazine, 1-methylimidazole, 1-isobutyl-2-methylimidazole and the like. These may be used alone or in combination of two or more. When such an amine catalyst is used, the reaction between the polyol and the isocyanate is promoted, the exothermic reaction can be suppressed by suppressing the islation of the isocyanate, and the exothermic temperature of the foam is reduced. Even when it is used to fill a cavity or the like existing in a cavity, it is possible to suppress the accumulation of heat in the cavity and the ignition.

【0020】上記アミン触媒の配合割合は、上記A液と
B液の合計量中0.1〜1重量%の範囲に設定すること
が好ましく、特に好ましくは0.2〜0.5重量%であ
る。すなわち、上記アミン触媒の割合が0.1重量%未
満であると、ポリオールとイソシアネートの反応が遅
く、所望の発泡倍率が得られないおそれがあり、逆に1
重量%を超えると、反応性が上昇し、樹脂のゲル化が早
くなりすぎて施工性が悪くなる傾向が見られるからであ
る。
The compounding ratio of the amine catalyst is preferably set in the range of 0.1 to 1% by weight, particularly preferably 0.2 to 0.5% by weight, based on the total amount of the solution A and the solution B. is there. That is, when the proportion of the amine catalyst is less than 0.1% by weight, the reaction between the polyol and the isocyanate is slow, and a desired expansion ratio may not be obtained.
If the content is more than 10% by weight, the reactivity increases, and the gelation of the resin tends to be too fast, and the workability tends to deteriorate.

【0021】上記水は、発泡剤として用いられる。上記
水の配合割合は、上記A液とB液の合計量中1.5〜5
重量%の範囲に設定することが好ましく、特に好ましく
は1.8〜2.5重量%である。すなわち、上記水の割
合が1.5重量%未満であると、所望の発泡倍率が得ら
れず、発泡圧が大きくなるおそれがあり、逆に5重量%
を超えると、フォームが脆くなり、圧縮強度が低下する
おそれがあるからである。
The above water is used as a foaming agent. The mixing ratio of the water is 1.5 to 5 in the total amount of the solution A and the solution B.
It is preferably set in the range of weight%, particularly preferably 1.8 to 2.5 weight%. That is, if the ratio of the water is less than 1.5% by weight, a desired expansion ratio cannot be obtained, and a foaming pressure may be increased.
This is because, if it exceeds, the foam becomes brittle and the compressive strength may be reduced.

【0022】また、上記A液には、整泡剤、難燃剤等を
配合しても差し支えない。上記整泡剤としては、例え
ば、ポリオキシアルキレン・ジメチルポリシロキサンコ
ポリマー、オルガノポリシロキサン、オキシエチル化高
級アルコール等があげられ、これらは単独でもしくは2
種以上併せて用いられる。上記難燃剤としては、例え
ば、トリスクロロプロピルホスフェート、トリス・β−
クロロプロピルホスフェート等があげられ、これらは単
独でもしくは2種以上併せて用いられる。
The liquid A may contain a foam stabilizer, a flame retardant or the like. Examples of the foam stabilizer include polyoxyalkylene / dimethylpolysiloxane copolymer, organopolysiloxane, oxyethylated higher alcohol, and the like.
Used in combination of more than one species. Examples of the flame retardant include trischloropropyl phosphate and tris-β-
Chloropropyl phosphate and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination of two or more.

【0023】上記A液とともに用いられるB液は、イソ
シアネート成分を主成分とする液である。
The liquid B used together with the liquid A is a liquid containing an isocyanate component as a main component.

【0024】上記イソシアネート成分としては、特に限
定はなく、例えば、ジフェニルメタン−4,4′−ジイ
ソシアネート(MDI)、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)、ヘ
キサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロン
ジイソシアネート(IPDI)、キシリレンジイソシア
ネート(XDI)等があげられる。これらは単独でもし
くは2種以上併せて用いられる。なかでも、反応硬化物
の圧縮特性が良く、また反応時の揮発性が低いという点
で、粘度90cps/25℃以下のクルードMDIが好
適に用いられる。
The isocyanate component is not particularly restricted but includes, for example, diphenylmethane-4,4'-diisocyanate (MDI), crude MDI (polymeric MDI), tolylene diisocyanate (TDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone Diisocyanate (IPDI), xylylene diisocyanate (XDI) and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Above all, crude MDI having a viscosity of 90 cps / 25 ° C. or less is preferably used in that the reaction cured product has good compression characteristics and low volatility during the reaction.

【0025】なお、上記B液には、イソシアネート成分
に加えて、反応性希釈剤等を配合しても差し支えない。
このように、イソシアネート成分と他の成分とを併用す
る場合、イソシアネート成分の配合割合は、B液全体の
50重量%以上に設定することが好ましく、特に好まし
くは80重量%以上である。
The liquid B may contain a reactive diluent in addition to the isocyanate component.
As described above, when the isocyanate component and another component are used in combination, the mixing ratio of the isocyanate component is preferably set to 50% by weight or more of the whole liquid B, and particularly preferably 80% by weight or more.

【0026】上記反応性希釈剤としては、例えば、アル
キレンカーボネート、二塩基酸エステル等があげられ、
これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。上
記アルキレンカーボネートとしては、具体的には、エチ
レンカーボネート、プロピレンカーボネート等があげら
れる。このように反応性希釈剤を用いると、分解して炭
酸ガスを発生するため発泡が安定し、また使用に適した
粘度に調整することができる。
Examples of the reactive diluent include alkylene carbonate and dibasic acid ester.
These may be used alone or in combination of two or more. Specific examples of the alkylene carbonate include ethylene carbonate and propylene carbonate. When the reactive diluent is used in this manner, the foam is stabilized because it is decomposed to generate carbon dioxide gas, and the viscosity can be adjusted to a level suitable for use.

【0027】上記イソシアネート成分を主成分とするB
液の粘度は、90cps/25℃以下に設定することが
好ましく、特に好ましくは90〜40cps/25℃の
範囲である。すなわち、粘度が90cps/25℃を超
えると、樹脂のゲル化が遅く発泡時のセルの安定性が悪
くなるため、目的とする発泡倍率が得られないからであ
る。
B containing the above isocyanate component as a main component
The viscosity of the liquid is preferably set to 90 cps / 25 ° C. or less, and particularly preferably in the range of 90 to 40 cps / 25 ° C. That is, if the viscosity exceeds 90 cps / 25 ° C., the gelation of the resin is slow and the stability of the cells during foaming is deteriorated, so that the desired foaming ratio cannot be obtained.

【0028】本発明の空洞充填用ウレタン組成物は、N
COインデックスが120〜200の範囲になるよう設
定する必要があり、好ましくは140〜180である。
すなわち、NCOインデックスが120未満であると、
成形後のフォーム収縮が大きく、強度が弱くなり、逆に
200を超えると、高発泡倍率が望めないからである。
なお、NCOインデックスとは、NCO基と活性水素合
有基(OH基)の混合比(モル比)をいう。
The urethane composition for filling a cavity according to the present invention comprises N
It is necessary to set the CO index to be in the range of 120 to 200, preferably 140 to 180.
That is, if the NCO index is less than 120,
This is because foam shrinkage after molding is large and strength is weak. Conversely, if it exceeds 200, a high expansion ratio cannot be expected.
The NCO index refers to a mixing ratio (molar ratio) between an NCO group and an active hydrogen-containing group (OH group).

【0029】本発明の空洞充填用ウレタン組成物におい
て、A液とB液の混合比は、重量比で、A液:B液=
1:1〜1:3の範囲に設定することが好ましく、特に
好ましくはA液:B液=1:1.5〜1:2.5であ
る。すなわち、B液の混合比が1未満であると、フォー
ムの圧縮強度が低下し、逆に3を超えると、フォームが
脆くなり、圧縮強度が低下するからである。
In the urethane composition for filling a cavity according to the present invention, the mixing ratio of the liquid A and the liquid B is expressed by weight ratio, liquid A: liquid B =
It is preferable to set the ratio in the range of 1: 1 to 1: 3, and it is particularly preferable that the ratio of solution A: solution B = 1: 1.5 to 1: 2.5. That is, if the mixing ratio of the B liquid is less than 1, the compressive strength of the foam decreases, and if it exceeds 3, the foam becomes brittle and the compressive strength decreases.

【0030】本発明の空洞充填用ウレタン組成物は、発
泡倍率が45倍以上であることが好ましく、特に好まし
くは発泡倍率50倍以上である。
The urethane composition for filling voids of the present invention preferably has an expansion ratio of at least 45 times, particularly preferably at least 50 times.

【0031】また、本発明の空洞充填用ウレタン組成物
は、フォームの圧縮強度が0.05Mpa以上であるこ
とが好ましく、特に好ましくは0.08Mpa以上であ
る。
In the urethane composition for filling voids of the present invention, the foam preferably has a compressive strength of 0.05 Mpa or more, particularly preferably 0.08 Mpa or more.

【0032】さらに、本発明の空洞充填用ウレタン組成
物は、コア密度(見かけ密度)が25kg/m3 以下で
あることが好ましく、特に好ましくは20kg/m3
下である。
Further, the urethane composition for filling voids of the present invention preferably has a core density (apparent density) of 25 kg / m 3 or less, particularly preferably 20 kg / m 3 or less.

【0033】つぎに、本発明の空洞充填用ウレタン組成
物を用いた空洞充填工法について、図面にもとづき具体
的に説明する。図1に示すように、地山1で空洞2が生
じた場合は、パイプ3の先端側をトンネル4の覆工コン
クリート5から空洞2内に挿入する。つぎに、充填剤注
入装置(図示せず)により、パイプ3を介して空洞2内
に本発明の空洞充填用ウレタン組成物を充填する。する
と、上記空洞充填用ウレタン組成物が発泡硬化してフォ
ームとなり、このフォームにより空洞2が充填される。
この工法によれば、空洞2がフォームにより充填される
ため、地山1の応力を緩和させて崩落等を防止したり、
突き上げ力を抑えてひび割れ等の発生を防止したりする
ことができる。
Next, a method for filling a cavity using the urethane composition for filling a cavity of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, when the cavity 2 is formed in the ground 1, the tip side of the pipe 3 is inserted into the cavity 2 from the lining concrete 5 of the tunnel 4. Next, the cavity filling urethane composition of the present invention is filled into the cavity 2 through the pipe 3 by a filler injection device (not shown). Then, the urethane composition for filling a cavity is foamed and cured to form a foam, and the cavity 2 is filled with the foam.
According to this method, since the cavity 2 is filled with the foam, the stress of the ground 1 is relaxed to prevent collapse or the like,
It is possible to prevent the occurrence of cracks or the like by suppressing the pushing force.

【0034】なお、本発明の空洞充填用ウレタン組成物
の用途は、老朽化した既設トンネルのリフォーム用に限
定されるものではなく、例えば、浮き桟橋に存在する空
洞等の充填に用いることも可能である。
The use of the urethane composition for filling a cavity according to the present invention is not limited to the renovation of an aging existing tunnel. For example, the urethane composition may be used for filling a cavity existing in a floating pier. It is.

【0035】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。
Next, examples will be described together with comparative examples.

【0036】まず、実施例および比較例に先立ち、下記
に示す材料を準備した。
First, prior to Examples and Comparative Examples, the following materials were prepared.

【0037】〔多官能ポリオールa〕 トリメチロールプロパンベースポリオール(武田薬品工
業社製、アクトコールG−250)〔水酸基価(OH
V)=250、Mn=670、官能基数(f)=3〕
[Polyfunctional polyol a] Trimethylolpropane-based polyol (Actocol G-250, manufactured by Takeda Pharmaceutical Company Limited) [hydroxyl value (OH
V) = 250, Mn = 670, number of functional groups (f) = 3]

【0038】〔多官能ポリオールb〕 プロピレンオキサイドを付加したトリレンジアミンベー
スポリオール(武田薬品工業社製、アクトコールDT−
250)〔OHV=255、Mn=880、f=4〕
[Polyfunctional polyol b] Tolylenediamine-based polyol to which propylene oxide has been added (Actocol DT- manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd.)
250) [OHV = 255, Mn = 880, f = 4]

【0039】〔多官能ポリオールc〕 エチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイドを付加
したエチレンジアミンベースポリオール(武田薬品工業
社製、アクトコールGR−11)〔OHV=450、M
n=670、f=4〕
[Polyfunctional polyol c] Ethylenediamine-based polyol to which ethylene oxide and propylene oxide are added (Actocol GR-11, manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd.) [OHV = 450, M
n = 670, f = 4]

【0040】〔多官能ポリオールd〕 トリメチロールプロパンベースポリオール(武田薬品工
業社製、アクトコール32−160)〔OHV=16
0、Mn=1052、f=3〕
[Polyfunctional polyol d] Trimethylolpropane-based polyol (Actocol 32-160, manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd.) [OHV = 16
0, Mn = 1052, f = 3]

【0041】〔低官能ポリオールe〕 ポリプロピレングリコール(武田薬品工業社製、アクト
コールP−400)〔OHV=280、Mn=400、
f=2〕
[Low-functional polyol e] Polypropylene glycol (Actocol P-400, manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd.) [OHV = 280, Mn = 400,
f = 2]

【0042】〔低官能ポリオールf〕 ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンモノブチルエ
ーテル(ライオン社製、レオソルブ703B)〔OHV
=245、Mn=229、f=1〕
[Low Functional Polyol f] Polyoxyethylene polyoxypropylene monobutyl ether (Leosolve 703B manufactured by Lion Corporation) [OHV
= 245, Mn = 229, f = 1]

【0043】〔アミン触媒a〕 テトラメチルヘキサメチレンジアミン(花王社製、カオ
ライザーNo.1)
[Amine catalyst a] Tetramethylhexamethylenediamine (Kaolyzer No. 1 manufactured by Kao Corporation)

【0044】〔アミン触媒b〕 N,N,N′,N″,N″−ペンタメチルジエチレント
リアミン(花王社製、カオライザーNo.3)
[Amine catalyst b] N, N, N ', N ", N" -pentamethyldiethylenetriamine (Kaolyzer No. 3 manufactured by Kao Corporation)

【0045】〔ヌレート化触媒〕 オクチル酸カリウム(東栄化工社製、ヘキソエートカリ
K−13、カリウム含有量:13重量%)
[Nulating catalyst] Potassium octylate (Hexoate potassium K-13, manufactured by Toei Chemical Co., potassium content: 13% by weight)

【0046】〔整泡剤〕 ポリオキシアルキレン・ジメチルポリシロキサンコポリ
マー(日本ユニカー社製、SZ−1627)
[Foam stabilizer] Polyoxyalkylene / dimethylpolysiloxane copolymer (SZ-1627, manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.)

【0047】〔難燃剤〕 トリス・β−クロロプロピルホスフェート(大八化学工
業社製、TMCPP)
[Flame retardant] Tris β-chloropropyl phosphate (TMCPP, manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.)

【0048】〔イソシアネート成分〕 クルードMDI(BASFイノアック社製、ルプラネー
トMB−5S)〔粘度:50cps/25℃〕
[Isocyanate Component] Crude MDI (Lupranate MB-5S, manufactured by BASF Inoac) [Viscosity: 50 cps / 25 ° C.]

【0049】[0049]

【実施例1〜10、比較例1〜6】下記の表1〜表3に
示すA液,B液の各成分を同表に示す割合で配合し、A
液およびB液をそれぞれ別々に調製した。
Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 6 The components of Solution A and Solution B shown in Tables 1 to 3 below were blended in the proportions shown in the same table.
Liquid and liquid B were separately prepared.

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】[0051]

【表2】 [Table 2]

【0052】[0052]

【表3】 [Table 3]

【0053】このようにして得られた実施例および比較
例のA液,B液を所定の割合で1000mlディスカッ
プに混合し、攪拌装置(ホモディスパー)を用いて、液
温20℃で5000rpm×6秒間攪拌し反応させ、発
泡特性の評価を行った。また、最高発熱温度と実質発泡
倍率50倍の確認については、9リットルの容器を用い
所定量のウレタンを注入して評価した。これらの結果
を、後記の表4〜表6に併せて示した。
The liquids A and B of the examples and comparative examples thus obtained were mixed at a predetermined ratio in a 1000 ml disc cup, and were stirred at a liquid temperature of 20 ° C. and 5000 rpm × using a stirrer (homodisper). The mixture was stirred for 6 seconds to react, and the foaming characteristics were evaluated. Further, the confirmation of the maximum heat generation temperature and the substantial expansion ratio of 50 times was performed by injecting a predetermined amount of urethane into a 9-liter container. These results are also shown in Tables 4 to 6 below.

【0054】〔クリームタイム(C.T)〕ミキシング
完了後混合体が泡化を開始し、白濁状のクリーム状液体
となり液体が膨張開始する寸前までの時間を測定した。
[Cream Time (CT)] After the mixing was completed, the mixture started to foam, turned into a cloudy creamy liquid, and the time until the liquid started to expand was measured.

【0055】〔ライズタイム(R.T)〕クリーム状液
体が膨張し泡状物質となりつつ成長し、膨張が完了する
までの時間を測定した。
[Rise Time (RT)] The time required for the creamy liquid to expand and grow into a foamy substance and to complete the expansion was measured.

【0056】〔最高発熱温度〕9リットルの容器中に温
度センサーを入れ、記録計を用いて最高発熱温度を測定
した。
[Highest exothermic temperature] A temperature sensor was placed in a 9-liter container, and the maximum exothermic temperature was measured using a recorder.

【0057】〔実質50倍発泡〕9リットルの容器がフ
ォームで全て満たされた場合を○、満たされなかった場
合を×とした。
[Substantially 50-fold foaming] A case where the container of 9 liters was completely filled with the foam was evaluated as ○, and a case where the container was not completely filled was evaluated as ×.

【0058】〔ひけ〕フォームを1日放置した後、ひけ
の有無を観察した。なお、ひけとは、発泡後、フォーム
内のCO2 ガスが徐々に抜け、フォームが大気圧に負け
て収縮してしまう状態をいう。そして、ひけが確認でき
なかった場合を○、ひけが確認できた場合を×とした。
[Hinage] After leaving the foam for one day, the presence or absence of sink marks was observed. Note that shrinkage refers to a state in which the CO 2 gas in the foam gradually escapes after foaming, and the foam shrinks by losing the atmospheric pressure. Then, the case where no sink mark was confirmed was evaluated as ○, and the case where sink was confirmed was evaluated as ×.

【0059】〔コア密度〕フォームのコア密度(見かけ
密度)を、ASTM D1622の記載に準じて測定し
た。
[Core Density] The core density (apparent density) of the foam was measured according to the description of ASTM D1622.

【0060】〔最大圧縮強度〕フォームを50×50m
mの大きさ(厚み50mm)に切断してサンプルを作製
し、これを圧縮速度5mm/分で、厚み方向に20%圧
縮した時の最大強度を測定した。
[Maximum compressive strength] 50 × 50 m foam
The sample was cut to a size of m (thickness: 50 mm), and the maximum strength was measured when the sample was compressed by 20% in the thickness direction at a compression speed of 5 mm / min.

【0061】[0061]

【表4】 [Table 4]

【0062】[0062]

【表5】 [Table 5]

【0063】[0063]

【表6】 [Table 6]

【0064】上記表4〜表6の結果から、実施例品は、
いずれもコア密度が小さいため軽量で、しかも高発泡
(発泡倍率50倍以上)であるため材料コストが安価で
ある。また、ひけが発生しないため、圧縮強度も優れて
いる。さらに、最高発熱温度が180℃前後であるた
め、スコーチ(やけ)を防止することができる。
From the results in Tables 4 to 6, the product of the example was
In each case, the core density is low and the weight is low, and the foaming ratio is high (expansion ratio of 50 or more), so that the material cost is low. Also, since no sink occurs, the compression strength is also excellent. Further, since the maximum heat generation temperature is about 180 ° C., scorch (burn) can be prevented.

【0065】これに対して、比較例1品は、NCOイン
デックスが大きすぎるため、所望の発泡倍率が得られ
ず、材料コストが高くなる。比較例2品は、NCOイン
デックスが小さすぎるため、ひけが発生し、強度が弱
い。比較例3品は、ポリオール成分の平均水酸基価が大
きすぎるため、ひけが発生し、強度が弱い。比較例4品
は、ポリオール成分の平均官能基数が大きすぎるため、
ひけが発生した。比較例5品は、ポリオール成分の平均
水酸基価が小さすぎるため、発泡時にセルが崩壊した。
比較例6品は、ポリオール成分の平均官能基数が小さす
ぎるため、ひけが発生した。
On the other hand, the product of Comparative Example 1 does not have a desired expansion ratio because the NCO index is too large, and the material cost is high. In Comparative Example 2, the NCO index is too small, so that sink occurs and the strength is low. In Comparative Example 3, since the average hydroxyl value of the polyol component was too large, sink marks occurred and the strength was low. In Comparative Example 4, the average number of functional groups in the polyol component was too large.
Sinking occurred. The cell of Comparative Example 5 collapsed during foaming because the average hydroxyl value of the polyol component was too small.
Comparative Example 6 had sink marks because the average number of functional groups in the polyol component was too small.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上のように、本発明の空洞充填用ウレ
タン組成物は、官能基数が3以上の多官能ポリオールを
主成分とし、平均官能基数が2〜3.5で、かつ、平均
水酸基価が200以上350未満である特定のポリオー
ル成分を用い、しかもNCOインデックスが120〜2
00の範囲に設定されている。そのため、ウレタン系充
填剤の軽量性および簡易施工性を生かしつつ、発泡倍率
が50倍程度になり、モルタル系充填剤並みの低コスト
化を図ることができる。
As described above, the urethane composition for filling voids according to the present invention has a polyfunctional polyol having a functional group number of 3 or more as a main component, has an average functional group number of 2 to 3.5, and has an average hydroxyl group. A specific polyol component having a value of 200 to less than 350 is used, and the NCO index is 120 to 2
00 is set in the range. Therefore, the expansion ratio becomes about 50 times while utilizing the light weight and simple workability of the urethane-based filler, and the cost can be reduced as low as the mortar-based filler.

【0067】なお、本発明の空洞充填用ウレタン組成物
は、最高発熱温度が従来に比べて低いため、大量に注入
しても蓄熱によるスコーチ火災を抑制することができ
る。
The urethane composition for filling voids of the present invention has a lower maximum exothermic temperature than conventional ones, so that even when injected in large quantities, it is possible to suppress scorch fire due to heat storage.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の空洞充填用ウレタン組成物を用いた空
洞充填工法の一例を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a cavity filling method using a urethane composition for filling a cavity of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇田 信也 愛知県小牧市東三丁目1番地 東海ゴム工 業株式会社内 Fターム(参考) 4H026 CA06 CB08 CC03  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shinya Uda 3-1-1 Higashi Higashi, Komaki City, Aichi Prefecture F-term (reference) 4H026 CA06 CB08 CC03

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記の(a)〜(c)の特性を備えたポ
リオール成分を主成分とするA液と、イソシアネート成
分を主成分とするB液とからなり、かつ、NCOインデ
ックスが120〜200の範囲に設定されていることを
特徴とする空洞充填用ウレタン組成物。 (a)官能基数が3以上の多官能ポリオールを主成分と
する。 (b)平均官能基数が2〜3.5の範囲に設定されてい
る。 (c)平均水酸基価が200以上350未満の範囲に設
定されている。
1. A liquid comprising a polyol component having the following characteristics (a) to (c) as a main component and a liquid B having an isocyanate component as a main component, and having an NCO index of 120 to A urethane composition for filling voids, which is set in the range of 200. (A) A polyfunctional polyol having three or more functional groups is a main component. (B) The average number of functional groups is set in the range of 2 to 3.5. (C) The average hydroxyl value is set in a range of 200 or more and less than 350.
【請求項2】 上記A液がポリオール成分に加えて、ヌ
レート化触媒とアミン触媒と水を含有するものである請
求項1記載の空洞充填用ウレタン組成物。
2. The urethane composition for filling voids according to claim 1, wherein the liquid A contains a nullation catalyst, an amine catalyst and water in addition to the polyol component.
【請求項3】 上記B液の粘度が90cps/25℃以
下に設定されている請求項1または2記載の空洞充填用
ウレタン組成物。
3. The urethane composition for filling voids according to claim 1, wherein the viscosity of the liquid B is set to 90 cps / 25 ° C. or less.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016108430A (en) * 2014-12-05 2016-06-20 日油技研工業株式会社 Composition for ground grouting chemical liquid

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