JP2004107708A - パイプ構造物内部封止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】種々の大きさ、形状からなるパイプ構造物の内部を簡単な手法で封止でき、しかも、その後の封止状態を長期間維持できる封止構造とすることができる、パイプ構造物内部封止方法を提供する。
【解決手段】ポリオキシアルキレンポリオール樹脂、有機ポリイソシアネート樹脂、発泡剤及び防錆剤からなる密封剤組成物をパイプ構造物の上部開口部よりパイプ下方に向けて注入し、発泡させることを特徴とするパイプ構造物内部封止方法、並びに、密封剤組成物が、ポリオキシアルキレンポリオール樹脂、発泡剤及び防錆剤からなるポリオール成分と、有機ポリイソシアネート樹脂成分の２成分からなることを特徴とする上記パイプ構造物内部封止方法。
【選択図】　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パイプ構造物内部封止方法に関し、腐食の原因となる降雨水（酸性雨を含む）、飛来海塩粒子の侵入などを防止し、パイプ構造物を使用する送電鉄塔の耐久寿命を延長させるためのパイプ構造物内部封止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、送電鉄塔などのパイプ構造物は、例えば、水平材や斜材などに、溶融亜鉛メッキ処理をした中空なパイプを使用して組み立てられているが、その設置環境上、パイプ構造物内面に錆が発生し、腐食が確認されている。
【０００３】
そこで、上記パイプ構造物の中空部を充填密封することにより、パイプ内部への腐食原因となる降雨水や、飛来海塩粒子の進入を封止することが課題となっている。ひとつの方法として、コンクリートの流し込みという方法も考えられるが、送電鉄塔の設置環境を考えた場合、パイプ内部へのコンクリート注入作業が、大掛りになるため実用的でない。また端部開口部のみを、パテ埋めしたり、ゴム状の成形物を詰める等の方法もあるが、手間がかかり、また弾性を有しないものはパイプとの間に隙間ができ易く、そこに水が侵入し、完全な防錆効果が得られないという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、種々の大きさ、形状からなるパイプ構造物の内部を簡単な手法で封止でき、しかも、その後の封止状態を長期間維持できる封止構造とすることができる、パイプ構造物内部封止方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記目的を達成させるため、鋭意研究した結果、ポリオキシアルキレンポリオール樹脂、有機ポリイソシアネート樹脂、発泡剤及び防錆剤からなる密封剤組成物を用いて、パイプ構造物の上部開口部より、該密封剤をパイプ下方に向けて注入し、発泡させることで上記目的が達成されることを見出し、本発明に到達した。
【０００６】
即ち、本発明のパイプ構造物内部封止方法は、ポリオキシアルキレンポリオール樹脂、有機ポリイソシアネート樹脂、発泡剤及び防錆剤からなる密封剤組成物をパイプ構造物の上部開口部よりパイプ下方に向けて注入し、発泡させることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
【０００８】
本発明で使用するポリオキシアルキレンポリオール樹脂としては、ポリオキシアルキレン構造を有し、２以上の、例えば４〜８個の水酸基を有する化合物である。
【０００９】
このようなポリオキシアルキレンポリオール樹脂としては、例えば、エチレングリコールや、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、ソルビトール、シュガーなどの多価アルコールや、トリエタノールアミンや、エチレンジアミンに、エチレンオキサイドや、プロピレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドの１種又は２種以上を付加重合して得ることができる。
【００１０】
これらのポリオキシアルキレンポリオール樹脂は単独又は２種以上混合して使用できるが、反応性を高めるため多価アルコールにプロピレンオキサイドを付加重合して得たポリオキシプロピレンポリオールの末端をエチレンオキサイドでキャップしたものが好ましい。
【００１１】
ポリオキシアルキレンポリオール樹脂の数平均分子量は、例えば、２００〜１０，０００、好ましくは、４００〜１，５００の範囲のものが好適である。数平均分子量が２００より小さいと、発泡体が固くて脆くなり易く、逆に１０，０００を越えると、粘度が高くなり過ぎて、発泡成形が困難になり易く、好ましくない。
【００１２】
また、ポリオキシアルキレンポリオール樹脂の水酸基価は、例えば、１１０〜６００ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは、３００〜４５０ｍｇＫＯＨ／ｍｇとするのが好ましい。
【００１３】
本発明で使用される発泡剤は、密封剤組成物がパイプの中空部に充填されたときに、密封剤組成物を発泡させて、硬化発泡後の密封剤組成物とパイプとの間で隙間なくパイプの中空部を封止できるようにするものである。
【００１４】
このような発泡剤とては、多価アルコールと、ポリイソシアネートとの硬化反応において、従来より、発泡剤として使用されるものであれば、各種の発泡剤を使用することができる。
【００１５】
このような発泡剤としては、例えば、水や、フルオロカーボン、ジクロルメタンなどが使用できる。特に好ましい発泡剤は、水である。発泡剤は、ポリオキシアルキレンポリオール樹脂１００重量部に対して、好ましくは、０．０１〜２．０重量部、特に好ましくは、０．１〜２．０重量部配合する。発泡剤の配合量が０．０１重量部未満の場合、発泡倍率が低く、中空部を密封することが難しく、また経済上好ましくない。一方、発泡剤の量が２．０重量部を越えると、セルの形成にバラツキを生じ易く、強度が低下し易いので好ましくない。発泡倍率としては、２〜１０倍、好ましくは４〜８倍が弾力性維持の面から適している。
【００１６】
本発明で使用する有機ポリイソシアネート樹脂としては、従来より使用される各種の有機ポリイソシアネート樹脂が使用できる。このようなイソシアネートとしては、例えば、２，４−トリレンジイソシアネートや、２，６−トリレンジイソシアネート、その混合物（ＴＤＩ）、４，４’−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ルポリイソシアネート（クルードＭＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（水添ＭＤＩ）、ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン（水添ＸＤＩ）、及びこれらイソシアネート類のイソシアヌレート化変性品、カルボジイミド化変性品、ビュレット化変性品などが挙げられる。
【００１７】
これら有機ポリイソシアネート樹脂のうち、クルードＭＤＩ、ＭＤＩ及びその変性品が特に好ましい。有機イソシアネートと、ポリオキシアルキレンポリオール樹脂とは、ＮＣＯ／ＯＨが、例えば、６０〜１５０、好ましくは、８０〜１２０となる範囲で混合するのが望ましい。ＮＣＯ／ＯＨが６０未満の場合には、架橋密度が低下し易く、強度及び耐久性が低下し易い。一方、ＮＣＯ／ＯＨが１５０を越えると、発泡体が脆くなり易く、好ましくない。
【００１８】
本発明で使用する防錆剤としては、アルミニウム粉末、亜鉛粉末の他、リン酸アルミニウムや、リン酸亜鉛、亜リン酸亜鉛、亜リン酸カリウム、亜リン酸カルシウム、亜リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛カルシウム、リン酸亜鉛アルミニウム、モリブデン酸亜鉛、リンモリブデン酸亜鉛、リンモリブデン酸アルミニウム、モリブデン酸カルシウム、ハイドロカルマイト等の防錆顔料が代表的なものとして挙げられ、これらは１種もしくは２種以上の混合物として用いられる。但し、クロム系、鉛系は毒性等の観点から好ましくない。これら防錆剤は樹脂（及び硬化剤）１００重量部に対して１〜８０重量部、好ましくは１０〜６０重量部添加するのが良い。１重量部未満では、防錆性が不充分で、一方８０重量部を越えると、塗料安定性が悪くなる傾向にある。
【００１９】
本発明の密封剤組成物には、必要に応じて、施工後の硬化を迅速かつ確実に行わせるための多価アルコールとポリイソシアネートとの反応触媒や、一方、硬化遅延剤としての酸性物質や、整泡剤等を添加することができる。
【００２０】
このような反応触媒としては、例えば、３級アミン及び有機金属化合物などが用いられる。
【００２１】
３級アミンとしては、例えば、モノアミン類や、ジアミン類、トリアミン類、ポリアミン類、環状アミン類、アルコールアミン類、エーテルアミン類等があり、具体例としては、トリエチルアミンや、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルプロパン−１，３−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサン−１，６−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジプロピレントリアミン、テトラメチルグアニジン、Ｎ，Ｎ−ジポリオキシエチレンステアリルアミン、Ｎ，Ｎ−ジポリオキシエチレン牛脂アルキルアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルピペラジン、Ｎ−メチル−Ｎ’−（２ジメチルアミノエチル）−ピペラジン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、Ｎ−（Ｎ’，Ｎ’−ジメチルアミノエチル）−モルホリン、１，２−ジメチルイミダゾール、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエトキシエタノール、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチルアミノエチルエタノールアミン、Ｎ−メチル−Ｎ’−（２ヒドロキシエチル）−ピペラジン、Ｎ−（２ヒドロキシエチル）−モルホリン、ビス−（２ジメチルアミノエチル）エーテル、エチレングリコールビス−（３ジメチルアミノプロピル）エーテル等が挙げられる。
【００２２】
中でも、Ｎ，Ｎ−ジポリオキシエチレンアルキルアミン系化合物は、硬化物の残存タックが少なく好ましい。具体例として、Ｎ，Ｎ−ジポリオキシエチレンステアリルアミン、Ｎ，Ｎ−ジポリオキシエチレン牛脂アルキルアミン等が挙げられる。また、ヒンダードアミン型光安定剤も残存タックが少なく好ましい。これら３級アミンは２種以上を用いてもよい。
【００２３】
また、有機金属化合物としては、有機錫化合物や、有機水銀化合物、有機鉛化合物などがあり、具体的には、オクチル酸錫や、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫メルカプチド、ジブチル錫チオカルボキシレート、ジブチル錫ジマレエート、ジオクチル錫メルカプチド、ジオクチル錫チオカルボキシレート、フェニル水銀プロピオン酸塩、オクテン酸鉛等が挙げられる。
【００２４】
中でも、変色等の影響が少ない有機錫化合物が好ましく、より好ましくはジアルキル錫メルカプチド、ジアルキル錫ジカルボン酸、ジアルキル錫ビス（ジカルボン酸モノアルキルエステル）塩、ジアルキル錫（ジカルボン酸）塩等が挙げられる。
【００２５】
酸性物質としては、クエン酸や、ステアリン酸、２−エチルヘキサン酸等の有機酸が好ましい。さらに、整泡剤としては、通常の発泡ウレタンに使用される各種の整泡剤が使用できる。このような整泡剤としては、例えば、メチルポリシロキサンをベースとした整泡剤や、低活性シリコン系界面活性剤、非イオン系又はイオン系界面活性剤等を使用することができる。
【００２６】
本発明の密封剤組成物は、上記ポリオキシアルキレンポリオール樹脂、発泡剤及び防錆剤からなるポリオール成分と、有機ポリイソシアネート樹脂成分とを、使用直前に両者を混合し、パイプの上部開口部から内部に注入することによって、パイプを封鎖することができる。
【００２７】
２液を混合するのに有用な装置は、当業者には公知であり、例えば、スタティックミキサーなどを好適な装置として挙げることができる。
【００２８】
【実施例】
以下に、本発明の詳細を実施例により説明する。なお、「部」、「％」は「重量部」、「重量％」を示す。
【００２９】
（製造例１）
４官能、６官能及び８官能のポリオキシプロピレンポリオールを混合した水酸基価３８０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオール１００部に、アミン触媒（ＤＡＢＣＯ　３３ＬＶ）２．０部、水１．０部、整泡剤（ＳＨ−１９３：東レダウ・コーニング・シリコーン社製）１．０部、防錆顔料としてリン酸アルミニウムを２０部を加え、水酸基当量が１４０．９ｇ／ｅｑの主剤（Ａ−１）を得た。
【００３０】
（製造例２）
４官能、６官能及び８官能のポリオキシプロピレンポリオールを混合した水酸基価３８０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオール１００部に、アミン触媒（ＤＡＢＣＯ　３３ＬＶ）２．０部、水１．０部、整泡剤（ＳＨ−１９３）１．０部を加え、水酸基当量が１２８．３ｇ／ｅｑの主剤（Ａ−２）を得た。
【００３１】
＜実施例１＞
高さ１０ｍ、直径１３９．８ｍｍのパイプ内部に、主剤として（Ａ−１）と、硬化剤として有機イソシアネート（ＮＣＯ含有量３１％のポリメリックＭＤＩ）（Ｂ−１）とを、主剤／硬化剤＝１００／１００の重量比（ＮＣＯ／ＯＨ＝１０５／１００）で、ＤＯＳＯ−ＭＡＴ（エアー駆動式２液計量スタティックミキサー混合塗出機：タイヨーテクノ社製；直径１０×３２ｍｍエレメント）を用いて計量混合し、パイプ開口端部の空間に３０００ｇ注入し、発泡させ、発泡状態、密度、圧縮強度及び硬化後のパイプとの隙間の有無を調べた。また、密封したパイプ内部の防錆性を確認するためパイプを切断し、３％食塩水に３ケ月浸漬し発錆の有無を調べた。なお、測定方法は、以下の通りである。
・クリームタイム：主剤／硬化剤混合後、混合液中に反応による泡が発生し始めるまでの時間（秒）
・表面硬化時間：フォームが形成され、表面（スキン層）のタックがなくなるまでの時間（分）
・密度：硬質ウレタンフォーム保温材　ＪＩＳ　Ａ　９５１４　６．４に準拠
・圧縮強度：硬質ウレタンフォーム保温材　ＪＩＳ　Ａ　９５１４　６．７に準拠
結果を以下の表１に示す。
【００３２】
＜比較例１＞
高さ１０ｍ、直径１３９．８ｍｍのパイプ内部に、主剤として（Ａ−２）を、硬化剤として上記（Ｂ−１）を、主剤／硬化剤＝１００／１１０の重量比（ＮＣＯ／ＯＨ＝１０５／１００）で、ＤＯＳＯ−ＭＡＴを用いて計量混合し、パイプ開口端部の空間に３０００ｇ注入し、発泡させ、発泡状態、密度、圧縮強度及び硬化後のパイプとの隙間の有無を調べた。また、密封したパイプ内部の防錆性を確認するためパイプを切断し、３％食塩水に３ケ月浸漬し発錆の有無を調べた。
【００３３】
＜比較例２＞
市販されているエアゾールタイプの湿気硬化型一液硬質ウレタンフォームを発泡させ、発泡状態、密度、圧縮強度及び硬化後のパイプの隙間の有無を調べた。
【００３４】
上記試験結果を以下の表１に示す。
【００３５】
【表１】

【００３６】
試験結果より明らかなように、実施例１では管内面を完全に密封し、防錆効果も良好であるが、防錆顔料のない比較例１では、実施例１と同じような密封効果が得られたが、３％食塩水浸漬試験では点錆の発生が見られた。また、従来からあるエアゾールタイプの湿気硬化型一液ウレタンフォームを用いた比較例２では表面硬化時間が非常に長く、また、均質で緻密なフォームを形成できず不良であった。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、ポリオキシアルキレンポリオール樹脂、有機ポリイソシアネート樹脂、発泡剤及び防錆剤からなる密封剤組成物を、管内部に注入後、発泡、体積膨張することにより、短時間で、簡単に管内部全体を均等に密封封鎖することができ、密封組成物の弾力性と、防錆顔料の効果により、長期にわたり管内面の耐久性を向上できる。

Claims (3)

1. ポリオキシアルキレンポリオール樹脂、有機ポリイソシアネート樹脂、発泡剤及び防錆剤からなる密封剤組成物をパイプ構造物の上部開口部よりパイプ下方に向けて注入し、発泡させることを特徴とするパイプ構造物内部封止方法。
2. 密封剤組成物が、ポリオキシアルキレンポリオール樹脂、発泡剤及び防錆剤からなるポリオール成分と、有機ポリイソシアネート樹脂成分の２成分からなることを特徴とする請求項１に記載のパイプ構造物内部封止方法。
3. ２成分からなる密封剤組成物の混合を、２液計量スタティックミキサーで行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のパイプ構造物内部封止方法。