JP2011190427A - ライニング組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】引張強度や引張弾性率が高く、かつ、引張破断伸びが高いライニング層を形成するライニング組成物を提供すること。
【解決手段】アミン価の異なる複数種のジアミンの混合物を主成分とする第一成分と、ジイソシアネートを主成分とする第二成分とを主成分とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、管内に樹脂を充填して、ピグ等を介して樹脂を圧送することにより、管内面をライニングするためのライニング組成物に関する。
既設ガス管や水道管の内面に樹脂のライニングを施工して、管更生を行う工法は過去に開発されて、導入されてきた。ライニング組成物としては、エポキシ樹脂が最も一般的に使用されている。
しかし、エポキシ樹脂は剛性が高く、管との密着性が良く、土圧や水圧に対する保形性に優れているが、伸びが小さく可撓性が十分でないため、不等沈下や地震等により管のネジ継手部が大きく変位したとき等に、き裂が発生しやすく変位に追従することができなかった。
そこで、特許文献1に記載されているようにエポキシ樹脂の他に、柔らかいウレタン樹脂を2層積層する工法が提案されている。外面の第一層は従来のエポキシ樹脂で、内面の第二層にウレタン樹脂をライニングして、万一不等沈下や地震等により、管のネジ継手部が大きく変位したときに、第一層が破損しても、第二層が変位に追従して、流体の漏洩を防止する。しかしながら、もし、不等沈下や地震等により、第一層が破損した場合、第二層にて一時的にガスや水道の漏洩は防ぐことができるが、第二層だけでは土圧や水圧に長期間放置することは困難であり、改修を行うことが必要である。
また、2回ライニングするために工程が複雑になる。さらに、第一層が硬化した後、第二層をライニングするので、施工に時間がかかる。第一層が完全に硬化しないうちに第二層をライニングすると界面にて第一層と第二層の成分が混じり合って所定の性能が確保できない場合が生じる。
そこで、第一層が完全に硬化していない状態でも、第二層をライニングできるように、特許文献2では、第一層をライニング後、表面に第一層と同じ成分の硬化物粉体を塗布したり、第一層の表面のみを冷却したりする方法等を提案している。第一層と第二層に境界があると、界面での剥離の問題があり界面強度等を上げる必要がある。その改良方法が記述されている。
また、特許文献3では、高強度で保形性の高い第一ライニング層とその内面に伸張性の高い第二ライニング層を形成する方法で、第二層にポリイソブチレン骨格の変性シリコーン樹脂を主成分とし、フッ素化合物を副成分とする材料を提案している。
いずれの方法も、不等沈下や地震等により、第一ライニング層が破損した場合、第二ライニング層にて一時的にガスや水道の漏洩は防ぐことができるが、長期間放置することは困難であり、すぐに改修を行うことが必要である。土圧や水圧に対する保形性と不等沈下や地震等による変位追従性との両方の特性を完全には満足できていない。さらに、地中埋設管の場合、どの位置でそのような状況になっているのかを検査することも極めて困難である。
特開2001−54762号公報 特開2002−79176号公報 特開2004−267904号公報
現行のエポキシ樹脂は引張強度や引張弾性率が高く、土圧や水圧に対する保形性には優れているが、引張破断伸びが著しく低く、不等沈下や地震等による変位追従性が全くない。一方、シリコーン樹脂や汎用のウレタン樹脂は引張破断伸びが高く、不等沈下や地震等による変位追従性には優れているが、引張強度や引張弾性率が著しく低く、土圧や水圧に対する保形性に問題がある。上記特許文献2、3では、ライニング層を2層設ける方法を取っているが、そもそも、ライニングを2度に分けて行う方法は施工工程が煩雑であるため、本発明は両者の良い性能を満足する樹脂を用いて、1回のライニングで上記種々のライニング層の物性が達成できれば、材料費低減や施工の手間を削減することができるので好ましいと考えられる。
本発明の目的は、上記実情に鑑み、引張強度や引張弾性率が高く、かつ、引張破断伸びが高いライニング層を、例えば1回のライニング作業で形成できるライニング組成物を提供することにある。
尚、ライニング層の土圧や水圧に対する保形性は、管に直径10mmの孔を開けて、1kg/cm2の圧力を負荷したとしても、ライニング層が管から剥離して扁平や座屈することなく、10年間相当ライニング層が健全にあることが求められている。
また、不等沈下や地震等による変位追従性に関しては、(社)日本ガス協会の耐震設計指針が定められており、(社)日本ガス協会の耐震設計指針では、水平方向5cm、鉛直方向2.5cmの変位に対して継手部の追従性が要求されている。つまり、ネジ継手部が地震により破断し、管が水平方向に5cmずれても、ライニング層は健全で、かつ、ライニング層単独で、自立できることが求められている。
土圧や水圧に対する保形性と不等沈下や地震等による変位追従性の両方の特性を満足させることがライニング層の要求性能として最も重要である。本発明においては、土圧や水圧に対する保形性の代表物性として、材料の引張弾性率および引張強度を選定し、不等沈下や地震等による変位追従性の代表物性として、材料の引張破断伸びを選定し、好適なライニング層を与えるライニング組成物の物性を検討した。
阪神・淡路大震災ときに、ポリエチレン管については全く損傷がなかったという事例が報告されている。この事例に基づき、材料の引張弾性率600MPa(ポリエチレン管相当)および引張強度20MPa(ポリエチレン管相当)、材料の引張破断伸び200%(PVC管相当)を着目物性のガイドラインと考える。これらのガイドラインの1/2の物性値をすべて確保できると、ライニング層としてバランスが良いと考えられる。
本発明者らは、種々のライニング組成物を検討した結果、ジアミンを主成分とする第一成分と、ジイソシアネートを主成分とする第二成分との反応により構成されるウレア樹脂を選択した場合、ライニング層に必要な上記物性を得るために調整すべきパラメータとして、ジアミン成分として用いる第一成分のアミン価が有力なパラメータとなり、このアミン価を調節することによって引張強度や引張弾性率が高いウレア樹脂、および、引張破断伸びが高いウレア樹脂を得ることができることを見出した。即ち、前記第一成分に、アミン価の高いジアミンを用いると引張強度や引張弾性率の高いウレア樹脂が得られ、逆にアミン価の低いジアミンを用いると引張破断伸びの高いウレア樹脂が得られることを見出した。しかしながら、アミン価を設定するだけでは、これらの物性を両立することができるウレア樹脂を得られないことがわかり、さらに、鋭意研究の結果、前記第一成分として複数のアミン価のジアミン成分の混合物を用いることによって、上記課題を達成することができることを新たに見出した。
〔構成1,2〕
上記課題を解決するための本発明のライニング組成物は、アミン価の異なる複数種のジアミンの混合物を主成分とする第一成分と、ジイソシアネートを主成分とする第二成分とからなる。
また、さらに、前記第一成分が第一アミンおよび第二アミンを主成分として含有するとともに、前記第一アミンが、アミン価50以上100未満(mgKOH)のポリテトラメチレンオキシドジ−p−アミノベンゾエートであり、前記第二アミンが、アミン価100以上500未満(mgKOH)のポリテトラメチレンオキシドジ−p−アミノベンゾエートであることが好ましい。
〔作用効果1,2〕
つまり、上記新知見によると、複数のアミン価のジアミン成分を第一成分として用い、第二成分としてのイソシアネートと混合すると、反応させ硬化させたウレア系のライニング組成物は、伸びと強度との両物性を満足することがわかった。アミンの分子量としては、高分子量成分(アミン価の小さな成分)が硬化物に伸びを付与し、低分子量成分(アミン価の大きな成分)が強度、固さを付与し、混合されても互いの特性を損なうことなく、高い引張強度や引張弾性率、高い引張破断伸びが実現される。
また、ジアミンとしては、特に限定されず、例えば、芳香族ジアミン類又はポリアミン類、例えばジメチルチオトルエンジアミン、トリメチレングリコールジ−p−アミノベンゾエ−ト、ポリテトラメチレンオキシドジ−p−アミノベンゾエ−ト、ポリテトラメチレンオキシドモノ−p−アミノベンゾエ−ト、ポリプロピレンオキシドジ−p−アミノベンゾエ−ト、ポリプロピレンオキシドモノ−p−アミノベンゾエ−ト、1,2−ビス(2−アミノフェニルチオ)エタン、4,4′−メチレンビスアニリン、ジエチルトルエンジアミン、5−tert−ブチル−2,4−および3−tert−ブチル−2,6−トルエンジアミン、5−tert−アミル−2,4−および3−tert−アミル−2,6−トルエンジアミンならびにクロロトルエンジアミン等が例示される。
なかでも、特に好ましくは、少なくともアミン価が50以上500未満(mgKOH/g)のポリテトラメチレンオキシドジ−p−アミノベンゾエート(Polytetramethylene oxide Di−p−aminobenzoate)を1種以上含む。
ここで、前記第一成分に、アミン価の高いジアミンを用いると引張強度や引張弾性率の高いウレア樹脂が得られ、アミン価としては、500(mgKOH/g)程度の高アミン価のものまで用いられ、アミン価の低いジアミンを混合することにより、伸びを適正値に調整できる。逆にアミン価の低いジアミンを用いると引張破断伸びの高いウレア樹脂が得られ、アミン価としては、50(mgKOH/g)程度の低アミン価のものまで用いられ、アミン価の高いジアミンと混合することにより、硬さを十分なものに調整することができる。また、アミン価100(mgKOH/g)程度のものは、単独で用いた場合に、十分ではないが比較的高い硬さと伸びを発現していたので、高アミン価、低アミン価の境界は100(mgKOH/g)として設定することにより、両者を混合したときにそれぞれの特性を発揮しうるものとなると考えられる。
尚、ジイソシアネート化合物としては、1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、4,4′−ジベンジルイソシアネート、ジアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、テトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ブタン−1,4−ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4−ジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、m−テトラメチルキシリレンジイソシアネートやダイマ−酸のカルボキシル基をイソシアネート基に転化したダイマ−ジイソシアネート等がその代表例としてあげられる。
〔構成3〜6〕
尚、前記第一成分が、アミン価270以上のアミンからなる第三アミンを含有しても良く、前記第一成分が、フッ素系界面活性剤(剥離材)を含有しても良く、前記第一成分が脂肪酸アミド(チクソ化材)を含有しても良い。また、前記第二成分のジイソシアネートが、5以上60未満(NCO%)のものであることが好ましい。
〔作用効果3〕
また、一般にライニング層としては、耐水性、硬化前の流動性および硬化性(以下ライニング施工性という)、既設管からの剥離性が求められる。
耐水性は、ライニングを施した既設管の接続部が緩んだりヒビが入ったりして水漏れ等が発生した場合に、前記季節感の外部から浸入した水によって前記ライニング層が劣化する場合があるため、水との接触によっても耐久性が低下しないことが求められる。これは、前記ライニング組成物に第三アミンを添加することによって向上することができる。ここで、前記第三アミンのアミン価としては、270以上とすることで十分な耐久性を付与することができるので好ましく、さらに好ましくは400以上である。
尚、第一成分に含まれても良い第三アミンとしては、例えば、モノアミンとして、メチル・アミン、エチル・アミン、(n−およびイソ−)プロピル・アミン、(n−、イソ−、t−)ブチル・アミン、(n−、イソ−、t−などの)ペンチル・アミン、(n−、イソ−、t−などの)ヘキシル・アミン、(n−、イソ−、t−などの)オクチル・アミン、(n−、イソ−、t−などの)ノニル・アミン、(n−および枝分かれの)デシル・アミン、(n−および枝分かれの)ウンデシル・アミン、(n−および枝分かれの)オクタデシル・アミン、(n−および枝分かれの)ヘキサデシル・アミン、(n−および枝分かれの)ドデシル・アミン、ジメチル・アミン、ジエチル・アミン、ジ(n−およびイソ−)プロピル・アミン、ジ(n−、イソ−、t−)ブチル・アミン、ジ(n−、イソ−、t−などの)ペンチル・アミン、ジ(n−、イソ−、t−などの)ヘキシル・アミン、ジ(n−、イソ−、t−などの)シクロヘキシル・アミン、ジ(n−、イソ−、t−などの)ヘプチル・アミン、ジ(n−、イソ−、t−などの)オクチル・アミン、ジ(n−、イソ−、t−などの)デシル・アミン、ジ(n−、イソ−、t−などの)オクタデシル・アミン、ジ(n−、イソ−、t−などの)ドデシル・アミン、シクロヘキシル・アミン、2,3−ジメチル−1−シクロヘキシル・アミン、ピペリジン、ピロリジンなどのC1−C22又は高級線形アミン、任意の枝分かれアミン、又は任意の環状脂肪族アミン、脂肪族/芳香族アミン(例えば、長い又は付加的なアルキル鎖を有するベンジル・アミン又は類似物質)、アニリン、アニシジンなどの如き芳香族アミン、ロジン・アミン、デヒドロアビエチル・アミン、ジヒドロアビエチル・アミン、ヒドロアビエチル・アミンなどの溶融環状アミン、及び、例えば、アダマンチル(adamantyl)アミン;イソニペコトアミド(isonipecotamide)、ポリオキシアルキレンモノアミン(polyoxyalkylenemonoamine)、ジ−又はトリアミン;3,3’−ジアミノ−N−メチル−ジプロピルアミンなどを
用いることができる。
なかでも、特に好ましくは、アミン価400以上の4,4′−メチレン−ビス(2−クロロアニリン)[MOCA]、トリメチレンビス(4−アミノベンゾエート)[CUA−4]、ビス(4−アミノ−2,3−ジクロロフェニル)メタン[TCDAM]、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン[BAPP]、4,4′−メチレンビス(2−エチル−6−メチルアニリン)[MED−J]、4,4′−メチレンビス(2,6− ジエチルアニリン)[M−DEA]等が好適に用いられる。
〔作用効果4〕
剥離性は、例えば、地震ときに、管とライニング層を剥離させると、ライニング層の伸びが前記管により規制されずに、より有効に発揮されるというものであり、剥離剤(内部離型剤)の添加により向上することができる。
上記第一成分に含まれても良い剥離剤としては、フッ素化合物、長鎖アルキル基を結合したアクリル酸系、ポリエステル系、ポリアミド系等の如き高分子化合物とオルガノポリシロキサン系化合物等が好適に用いられる。
なかでも特に好ましくは、フッ素化合物、オルガノポリシロキサン系化合物等が好適に用いられる。
〔作用効果5〕
ライニング施工性は、ライニング組成物が硬化する前に、管の周方向にライニング組成物が垂れてライニング層の肉厚が不均一にならないように、適度な流動性と、硬化速度を兼ね備えることが好ましいというものであり、チクソ化材(揺変剤)の添加により向上することができる。
上記第一成分に含まれても良いチクソ化材としては、脂肪酸アミドが好適に用いられ、例えば、脂肪酸アミド系化合物としては、ラウリン酸アミド、ミスチリン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、エルカ酸アミド、モンタン酸アミド、ステアリルエルカ酸アミド、オレイルパルミチン酸アミド、メチレンビス(ステアリン酸アミド)、エチレンビス(ミスチリン酸アミド)、エチレンビス(ステアリン酸アミド)等の高級脂肪酸アミド系化合物等が挙げられる。
なかでも特に好ましくは、ステアリン酸アミド、パルミチン酸アミド等が好適に用いられる。
〔作用効果6〕
また、上記第二成分として用いられるジイソシアネート成分は、ウレア樹脂の降伏応力に関与し、NCO%が、5以上60未満のイソシアネートが使用でき、好適な硬さおよび伸びのウレア樹脂を与える。このような方法で作成し、硬化させたライニング組成物は、引張強度5MPa以上、伸び150%以上となり、ライニング層として好適に用いられるものとなるので好ましい。
なかでも特に好ましくは、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等が好適に用いられる。
したがって、本発明のライニング組成物により、伸びと強度を両立するライニング層をライニング施工性高く、かつ、1工程で形成可能となり、通常ときは、土圧に対する十分な保形成を有することにより、管からの漏洩を抑止し、一方、地震ときには管本体が破損した場合でも、ライニング層が伸縮性能に基づき、管からの漏れを防止すことができる。
管内ライニング方法を示す概略図 土圧耐久性試験方法を示す概略図 引張試験を示す概略図
以下に、本発明のライニング組成物を説明する。尚、以下に好適な実施例を記すが、これら実施例はそれぞれ、本発明をより具体的に例示するために記載されたものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変更が可能であり、本発明は、以下の記載に限定されるものではない。
本発明のライニング組成物は、アミン価の異なる複数種のジアミンの混合物を主成分とする第一成分と、ジイソシアネートを主成分とする第二成分とを主成分として形成される。
具体的には、例えば、前記第一成分が第一アミンおよび第二アミンを主成分として含有するとともに、前記第一アミン(AA)として、アミン価50以上100未満(mgKOH)のポリテトラメチレンオキシドジ−p−アミノベンゾエートを用い、前記第二アミン(AB)として、アミン価100以上500未満(mgKOH)のポリテトラメチレンオキシドジ−p−アミノベンゾエートを用いる。これら第一、第二成分に、さらに第三アミン(B)、剥離材(C)、チクソ化剤(D)を混合した後、このライニング組成物を管に流し込み、図1に示すような方法で、発泡ゴムのピグを用いてライニングを行い、3日放置した結果、良好なライニング層A3が得られた。
図1におけるライニング方法を詳述すると、下記の手順で行う。
図1(a)に示すように、ライニング区間の両端位置を掘削してピット10,11を形成し、各ピット10,11内に露出させたガス管Pを切除して、一方のピット10側のガス管Pの端部内側に未硬化の上記ライニング組成物A0を充填するとともに、ピグ1を装着する。次に、図1(b)に示すように、一方のピット10側のガス管P端部に空気供給ホース2を接続して、空気供給ホース2から供給される加圧空気でピグ1を移動させてライニング組成物A0を圧送する。これにより、ガス管Pの内面P1に未硬化樹脂層A2が積層される。そして、常温で未硬化樹脂層A2を硬化させて、ライニング層A3とし、ガス管Pの内面P1をライニングする。
得られたライニング層の土圧に対する耐久性は、図2のようにして測定した。
〔試験1〕
つまり、まず、ライニングすべき管Pの一部に10mm径の貫通孔21を形成するとともに、その貫通孔21を閉塞した状態で前記ライニング層A3を形成する。その後、貫通孔21の閉塞を解除すると、前記貫通孔21が前記ライニング層A3で閉塞された状態のライニングされた管Pが得られる。この管の貫通孔21に対し、サドル継手22を水密に取付け、加圧装置23を使用して前記サドル継手22より水を1kg/cm2の圧力で圧入して、ライニング層が破壊するまでの時間を測定することにより評価した。
また、得られたライニング層の耐震性は、図3のようにして測定した。
〔試験2〕
つまり、まずライニングすべき管Pの一部を切断した後、テープによりつなぎあわせておき、前記ライニング層A3を形成する。次にテープを剥がして前記管の接続を解除し、切断された管同士を離間させる。このとき、前記ライニング層の伸びが十分であれば、管同士の間に生じる隙間は、前記ライニング層により接続状態が維持される。またこのときの材料の引張強度および伸びは、別途同じ材料で作成した平板からダンベル型引張試験片を作成して引張強度を測定することにより、破断強度、破断伸びを求めて評価した。
また、得られたライニング層の引張強度、伸び、降伏応力は、以下のようにして測定した。
〔試験3〕
得られたライニング層の引張強度、伸び、降伏応力は、別途同様の組成の平板を作成し、これからダンベル型の引張試験片を作成し、引張試験機を用いて測定した。
この結果、土圧に対する耐久性として、0.1MPaで3000時間以上ライニング層の破壊、変形等が見られず、良好な状態を保持した。また、引張強度として、管同士を50mm変位させた際にも、ライニング層の破壊が見られず、良好な結果が得られた。
以下に、実際に調整したライニング組成物の実施例を具体的に示すが、これらは、本発明をより具体的に説明するための具体例であって、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。(以下実施例全体的に整理しなおしました。)
〔実施例1〕(AA+AB+B1+C+D+Eのライニング組成物)
ジアミン(A)として、アミン価84.4mgKOH/gおよびアミン価122.2mgKOH/gのポリテトラメチレンオキシドジ−p−アミノベンゾエ−ト(それぞれAA、AB)および、アミン(B)として、アミン価420mgKOH/gの芳香族アミン(B1:4,4′−メチレン−(2−クロロアニリン)[MOCA])を重量比6:2:2の割合で混合し、剥離剤としてフッ素系界面活性剤(C:フタージェント208G(株式会社ネオス社製))3質量%、チクソ化剤として脂肪酸アミド(D:T−1700(伊藤製油製))3質量%を攪拌し、よく混合し、第一成分とした。
これに対して、第二成分のとしてのNCO%が38%のジイソシアネート(E=E1:イソホロンジイソシアネート)を、AA+AB+B1を10質量部として3.47質量部混合し、ライニング組成物とした。
このライニング組成物の物性を上記試験1〜3により測定した。結果は、表1に示すように引張強度約18MPa、伸び230%となり、硬さ、伸びともに良好であった。
〔実施例2〕(AA+ABの試験結果)
ジアミン(A)として、アミン価84.4mgKOH/gおよびアミン価122.2mgKOH/gのポリテトラメチレンオキシドジ−p−アミノベンゾエ−ト(AA、AB)を重量比3:1の割合で混合し、第一成分とした。
これに対して、第二成分としてのNCO%が38%のジイソシアネート(E=E1:イソホロンジイソシアネート)を、AA+ABを10質量部として2.17質量部混合し、ライニング組成物とした。
このライニング組成物を平板状に硬化させて試料片を作成し、ダンベル型の引張試験片を作成し、引張試験を行った結果、降伏応力が約15MPa,伸びが約250%という結果が得られ、好適な物性が発揮されることがわかった。
〔比較例〕(従来のエポキシライニング層)
管内面のライニング等に用いられるエポキシ樹脂(引張強度25MPa、伸び5%)を用いて実施例1と同様に切断した管に対してライニングを実施し、このライニング組成物の物性を上記試験1〜3により測定した。引張試験では、この結果管を50mm変位させた際には、ライニング層は破壊し、伸びが不十分であることがわかった。
〔実施例3〕(実施例1に対してCがないもの)
剥離剤であるフッ素系界面活性剤(C:フタージェント208G(株式会社ネオス社製))を加えないこと以外は、実施例1と同様の方法で、管を切断しテープでつなぎ合わせた管に対してライニングを行い、管の引張試験を行った結果、ライニング層の破壊が発生し、伸びは、実施例1のものより低下していることがわかった。
〔実施例4〕(実施例1に対してDがないもの)
チクソ化剤として脂肪酸アミド(D:T−1700(伊藤製油製))を加えないこと以外は、実施例1と同様の方法で、管に対してライニングを行い、管の引張試験を行った結果、ライニング層のタレが発生し、ライニング施工性が低下することがわかった。
〔実施例5〕(実施例1に対してB1がないもの)
アミン(B)として、アミン価420mgKOH/gの芳香族アミン(B1:4,4′−メチレン−ビス(2−クロロアニリン)[MOCA])を加えないこと以外は、実施例1と同様の方法で、φ10mmの貫通孔を開けた管に対してライニングを行い、図2に示す方法で土圧に対する耐久性試験を行った結果、ライニング層の吸水によって、ライニング層の強度が低下し、100時間以内にライニング層の破壊が発生し、ライニング層の強度は、実施例1のものより低下していることがわかった。
〔実施例6,7〕(AAとABの比率の検討)
ジアミン(A)として、アミン価84.4mgKOH/gおよびアミン価122.2mgKOH/gのポリテトラメチレンオキシドジ−p−アミノベンゾエ−ト(AA、AB)および、アミン(B)として、アミン価420mgKOH/gの芳香族アミン(B1:4,4′−メチレン−ビス(2−クロロアニリン)[MOCA])を重量比7:1:2(実施例6)、6:2:2(実施例1と同じ)、5:3:2(実施例7)の割合で混合し、剥離剤としてフッ素系界面活性剤(C:フタージェント208G(株式会社ネオス社製))3質量%、チクソ化剤として脂肪酸アミド(D:T−1700(伊藤製油製))3質量%を攪拌し、よく混合し、第一成分とした。
これに対して、第二成分としてのNCO%が38%のジイソシアネート(E=E1:イソホロンジイソシアネート)を、AA+AB+B1を10質量部として実施例6においては、3.39質量部、実施例7においては、3.56質量部混合し、ライニング組成物とした。
このライニング組成物を平板状に硬化させ、この平板から作成した試料片の物性を測定した結果、実施例6は実施例1と比較して明確に軟らかくなる傾向となり、また、実施例7は、実施例1と比較して明確に硬くなる傾向があり、ジアミンAAと、ジアミンABとして、アミン価84.4mgKOH/gおよびアミン価122.2mgKOH/gのポリテトラメチレンオキシドジ−p−アミノベンゾエ−トを用いた場合には、(AA:AB)=(7:1)〜(5:3)程度が好ましいことがわかった。
〔実施例8〕(EのNCO%の範囲の検討)
ジアミン(A)として、アミン価84.4mgKOH/gおよびアミン価122.2mgKOH/gのポリテトラメチレンオキシドジ−p−アミノベンゾエ−ト(AA、AB)、および、アミン(B)として、アミン価420mgKOH/gの芳香族アミン(B1:4,4′−メチレン−ビス(2−クロロアニリン)[MOCA])を重量比6:2:2の割合で混合し、第一成分とした。
これに対して、第二成分としてのNCO%が50%のジイソシアネート(E=E2:ヘキサメチレンジイソシアネート)を、AA+ABを10質量部として1.65質量部混合し、ライニング組成物とした。
このライニング組成物で平板を作成し、ダンベル型の引張試験片を作成した後引張試験を行った結果、降伏応力が約15MPa,伸びが約15%という結果が得られ、NCO%が高すぎる場合は、硬化物が硬くなり、十分な伸びが得られない傾向があるという結果が得られた。
〔実施例9〕(EのNCO%の範囲の検討)
ジアミン(A)として、アミン価84.4mgKOH/gおよびアミン価122.2mgKOH/gのポリテトラメチレンオキシドジ−p−アミノベンゾエ−ト(AA,AB)および、アミン(B)として、アミン価420mgKOH/gの芳香族アミン(B1:4,4′−メチレン−ビス(2−クロロアニリン)[MOCA])を重量比6:2:2の割合で混合し、剥離剤としてフッ素系界面活性剤(C:フタージェント208G(株式会社ネオス社製))3質量%、チクソ化剤として脂肪酸アミド(D:T−1700(伊藤製油製))3質量%を攪拌し、よく混合し、第一成分とした。
これに対して、第二成分としてのNCO%が10%のジイソシアネート(E=E3:デュラネートTSE−100(旭化成))を、AA+ABを10質量部として8.25質量部混合し、ライニング組成物とした。
このライニング組成物で平板を作成し、ダンベル型の引張試験片を作成した後引張試験を行った結果,伸びが約350%という結果が得られたが、降伏点が認められず、NCO%が低すぎる場合は、硬化物が柔らかくなる傾向があるという結果が得られた。
〔実施例10〕(Bのアミンの種類の検討)
ジアミン(A)として、アミン価84.4mgKOH/gおよびアミン価122.2mgKOH/gのポリテトラメチレンオキシドジ−p−アミノベンゾエ−ト(AA,AB)および、アミン(B)として、アミン価355mgKOH/gの芳香族アミン(B2:トリメチレンビス(4−アミノベンゾエート)[CUA−4])およびアミン価272mgKOH/gの芳香族アミン(B4:2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン[BAPP])の混合物を用い、重量比でAA:AB:B2:B4=1:4:0.876:0.314で混合し、剥離剤としてフッ素系界面活性剤(C:フタージェント208G(株式会社ネオス社製))3質量%、チクソ化剤として脂肪酸アミド(D:T−1700(伊藤製油製))3質量%を攪拌し、よく混合し、第一成分とした。
これに対して、第二成分としてのNCO%が38%のジイソシアネート(E=E1:イソホロンジイソシアネート)を、AA+AB+B2+B4を10質量部として3.45質量部混合し、ライニング組成物とした。
このライニング組成物で平板を作成し、ダンベル型の引張試験片を作成した後引張試験を行った結果,降伏応力27MPa、伸びが約350%という結果が得られ、硬さ、伸びともに良好であった。また、耐水性試験(水中に1週間浸漬し、浸漬前後での物性値を比較する試験)においても物性の低下のない好適なライニングが形成されていることがわかった。
〔実施例11〕(Bのアミンの種類の検討)
さらに、ジアミン(A)として、アミン価84.4mgKOH/gおよびアミン価122.2mgKOH/gのポリテトラメチレンオキシドジ−p−アミノベンゾエ−ト(AA,AB)および、アミン(B)として、アミン価355mgKOH/gの芳香族アミン(B2:トリメチレンビス(4−アミノベンゾエート)[CUA−4])およびアミン価334mgKOH/gの芳香族アミン(B3:ビス(4−アミノ−2,3−ジクロロフェニル)メタン[TCDAM])、アミン価272mgKOH/gの芳香族アミン(B4:2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン[BAPP])の混合物を用い、重量比で、AA:AB:B2:B3:B4を1:4:0.876:0.314:0.314で混合し、剥離剤としてフッ素系界面活性剤(C:フタージェント208G(株式会社ネオス社製))3質量%、チクソ化剤として脂肪酸アミド(D:T−1700(伊藤製油製))3質量%を攪拌し、よく混合し、第一成分とした。
これに対して、第二成分としてのNCO%が38%のジイソシアネート(E=E1:イソホロンジイソシアネート)を、AA+AB+B2+B3+B4を10質量部として3.64質量部混合し、ライニング組成物とした。
このライニング組成物で平板を作成し、ダンベル型の引張試験片を作成した後引張試験を行った結果,降伏応力20MPa、伸びが約210%という結果が得られ、硬さ、伸びともに良好であった。
〔実施例12〕(Bのアミンの種類の検討)
ジアミン(A)として、アミン価84.4mgKOH/gおよびアミン価122.2mgKOH/gのポリテトラメチレンオキシドジ−p−アミノベンゾエ−ト(AA,AB)および、アミン(B)として、アミン価355mgKOH/gの芳香族アミン(B2:トリメチレンビス(4−アミノベンゾエート)[CUA−4])およびアミン価397mgKOH/gの芳香族アミン(B5:4,4′−メチレンビス(2−エチル−6−メチルアニリン)[MED−J])の混合物を用い、重量比でAA:AB:B2:B5=1:4:0.876:0.314で混合し、剥離剤としてフッ素系界面活性剤(C:フタージェント208G(株式会社ネオス社製))3質量%、チクソ化剤として脂肪酸アミド(D:T−1700(伊藤製油製))3質量%を攪拌し、よく混合し、第一成分とした。
これに対して、第二成分としてのNCO%が38%のジイソシアネート(E=E1:イソホロンジイソシアネート)を、AA+AB+B2+B5を10質量部として3.59質量部混合し、ライニング組成物とした。
このライニング組成物で平板を作成し、ダンベル型の引張試験片を作成した後引張試験を行った結果,降伏応力22MPa、伸びが約250%という結果が得られ、硬さ、伸びともに良好であった。
〔実施例13〕(Bのアミンの種類の検討)
ジアミン(A)として、アミン価84.4mgKOH/gおよびアミン価122.2mgKOH/gのポリテトラメチレンオキシドジ−p−アミノベンゾエ−ト(AA,AB)および、アミン(B)として、アミン価355mgKOH/gの芳香族アミン(B2:トリメチレンビス(4−アミノベンゾエート)[CUA−4])およびアミン価361mgKOH/gの芳香族アミン(B6:4,4′メチレンビス(2,6−ジエチルアニリン)[M−DEA])の混合物を用い、重量比でAA:AB:B2:B6=1:4:0.876:0.314で混合し、剥離剤としてフッ素系界面活性剤(C:フタージェント208G(株式会社ネオス社製))3質量%、チクソ化剤として脂肪酸アミド(D:T−1700(伊藤製油製))3質量%を攪拌し、よく混合し、第一成分とした。
これに対して、第二成分としてのNCO%が10%のジイソシアネート(E)を、AA+AB+B2+B6を10質量部として3.59質量部混合し、ライニング組成物とした。 このライニング組成物で平板を作成し、ダンベル型の引張試験片を作成した後引張試験を行った結果,降伏応力21MPa、伸びが約250%という結果が得られ、硬さ、伸びともに良好であった。
〔まとめ〕
このようにして得られたライニング組成物の物性評価を表1にまとめた。
Figure 2011190427
表1より、本発明のライニング組成物は、二種のジアミン成分を含有する第一成分を用いるので、前記二種のジアミンの特性がいずれも生かされ、高い引張強度と高い引張破断伸びを兼ね備えたライニング層を形成することができていることがわかる。
また、第三アミン、フッ素系界面活性剤、脂肪酸アミドは、引張強度と引張破断伸び以外の施工性にかかわる物性を改善する上で役立てられていることがわかる。さらに、第三アミンとしては、アミン価270以上のものであれば好適に使用することができ、また、ジイソシアネート(E)としては、NCO%5以上60未満程度のものが好適に利用できることもわかった。
1 ピグ
2 空気供給ホース
P ガス管
P1 内面
A ライニング組成物
A2 未硬化樹脂層
A3 ライニング層

Claims (6)

  1. アミン価の異なる複数種のジアミンの混合物を主成分とする第一成分と、ジイソシアネートを主成分とする第二成分とを主成分とするライニング組成物。
  2. 前記第一成分が第一アミンおよび第二アミンを主成分として含有するとともに、前記第一アミンが、アミン価50以上100未満(mgKOH)のポリテトラメチレンオキシドジ−p−アミノベンゾエートであり、前記第二アミンが、アミン価100以上500未満(mgKOH)のポリテトラメチレンオキシドジ−p−アミノベンゾエートである請求項1に記載のライニング組成物。
  3. 前記第一成分が、アミン価270以上のアミンからなる第三アミンを含有する請求項1又は2に記載のライニング組成物。
  4. 前記第一成分が、フッ素系界面活性剤を含有する請求項1〜3のいずれか1項に記載のライニング組成物。
  5. 前記第一成分が脂肪酸アミドを含有する請求項1〜4のいずれか1項に記載のライニング組成物。
  6. 前記第二成分のジイソシアネートが、NCO%5以上60未満のものである請求項1〜5のいずれか1項に記載のライニング組成物。
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