JPS60146858A - ポリイソシアネートの粉末化の方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 液状イソシアネートは八木を加えると化学的に重合反応
してに酸化炭素を生成すると共に強力な接着力を伴いな
から１硬化する性質を有している。この反応は１アルカ
リの存在下においてはさらに強力に促進される。

セメントに水を加えると硬化することは良く知られてい
るが１そのとき強アルカリ液を生成して液状イソシアネ
ートの硬化に最適のアルカリ環境と１水の存在によるイ
ソシアネートの重合反応のための条件を満たすから、イ
ソシアネートとセメントとの混用は液状イソシアネート
の硬化物を得るための最適な条件での環境を与える。

このときの生成過程を化学式で示すと次のとおシである
。

管 Ｃ＝Ｏ ン すなわちセメントは１剛性の高い硬化物を得られるが硬
化が遅く接着力も低い。しかしイソシアネートと組合わ
せることによって短時間で高強度が得られ１かつ硬化物
に柔軟性を与えて衝撃強度を向上することもできるから
有利である。

他の一方の組合わせるべき材料であるイソシアネートは
１水と遭遇すると短時間で硬化して接着力は強いが剛性
は低く、（水だけで反応硬化させた物）発泡するからち
密な硬化物は得られない。セメントとイソシアネートと
水との王者の混合並用によってのみ良質の硬化物が短時
間で得られる。

さらに述べるならば１イソシアネートと水との反応によ
り発生する二酸化炭素は、セメント中のアルカリ土類金
属酸化物と反応して１炭酸塩を形成するため）現象とし
ての発泡はおこらない。又１セメントと水とによる強ア
ルカリ　（水）がイソシアネートの硬化促進のための触
媒として有効に作用して１ち密でかつ剛性の高い硬化物
を速かに得るととができる。

仁のようにして出来た硬化物の利用は１その範囲が広く
為工期の短縮や作業環境の改善および材料の節減など多
くの社会的利益を与える。

その利用の有効々−例は、従来の材料の欠点であった接
着面での水分の存在が問題とならなくなることで、コン
クリートの実際の施工現場における作業条件を大幅に改
善するものである。すガわち湿潤面へのコンクリートの
打継ぎ）モルタルの吹付＼　トンネル巻立覆工の工期短
縮およびモルタルにイソシアネートを加えることによる
コンクリートの硬化促進などである。

しかしながら１実際の利用に当り施工上の多くの未解決
の問題がある。それはイソシアネートが液状で高粘度物
であるため計量がめんどうで〜時間がかかることである
。イソシアネートの添加量は一般にセメントに対してｔ
Ｉｏ％〜／θ０％で１モルタルとしたときの全体量に対
してＳ％〜コθ％であるから、均一な分散が得にくいこ
となど取扱い上不便な点が多い。

コンクリートの打継ぎにモルタルとイソシアネート混合
体（ポリマーモルタル）を利用するとき）化メンＹ・砂
・水を予め混合したモルタル中にイソシアネートを加え
ようとすると、液状イソシアネートは計量容器の周壁に
粘シつき、正確な量を計れないのみならず１その粘性の
ため計量した全量を加えるため長時間を要するので）イ
ソシアネートによるポリマーモルタルのゲルタイムの内
に全量の添加がてきないから施工のだめの可使時間を確
保するξとができｈい。また）この理由のためＡ良好な
分散も得られない。液状イソシアネートを用いる方法で
は不正確ガ量の添加による大ざっばな施工しか行うこと
ができないから）品質のバラツキが大きく）実際工事に
用いるには不都合が多い。吹付モルタルとして用いる場
合も同様である。

もし液状イソシアネートを粉末化することができれば）
これらの問題は全て解決できる。本発明はこのような必
要に応えるための方法に関するものである。

イソシアネートの粉末化は多くの利点があるが、その状
態はどのようであっても常に高反応性であり、ラジカル
でｈければならガい。このことは使用上効果を十分に発
揮させるだめの必須条件である。

しかしながら）イソシアネートは常温域において液状で
あり１これを乾燥させたり凍結したりして粉末化しても
使用上ラジカルを保つことはできない。

本発明はイソシアネートがラジカルを保つ液状のまま、
他の乾燥固形体中に吸着含浸被覆させ、固形体の表面を
乾燥状態としたものである。このようにすると１液状イ
ソシアネートの性能を何ら変化させることなく粉体とし
て取扱うことができる。具体的な粉体化の方法につき述
べる。

本発明の要旨は多孔質粉体中に液状イソシアネートを吸
着させ１表面乾燥状態とすることであυ１このようにす
ると九多孔質粉体もイソシアネートも共に吸湿し易い状
態にあシ１イソシアネートの反応を全く阻害しない。

実施例によれば１多孔質セラミツク粉（セルベン）の粒
径／　以下の粉粒体を絶乾燥状態で回転落下式造粒機に
入れ１粒子を回転落下させ寿から）イソシアネート１０
θ重量部に対し１キシレンＳＯ〜３０θ重量部の割合で
溶解き釈したものをセルベン１００重量部に対し２０重
量部の割合と々るよう数回に分けて噴霧した。

セルベンの表面に付着したイソシアネートはセルベンの
有する細孔中に急速に吸いこまれて表面乾燥飽和状態の
粒子表面となシ為乾燥した粉粒体として取扱える状態と
なった。

他の実施例では１粒径／θθメッシの絶乾状態の炭酸カ
ルシウム粉末を、非動式ミキサー（オムニミキサー）の
中に入れ１ミキサーを運転して炭酸カルシウム粉末を空
中に浮かした状態で為イソシアネート１０θ重量部に対
してトルエフフタ０重量部の割合で混合き釈したものを
噴霧した。炭酸カルシウム粉末１０θ重量部に対して１
　トルエンでき釈した前記のイソシアネート２３重量部
才では１表面乾燥飽和状態の粉体が得られた。また）同
じくき釈した前記のイソシアネート３０重量部からｌＩ
Ｏ重量部までの間を加えたものは１多少表面が湿潤状態
となる粉体を得られた。

これら以外にも多くの方法があるが）最適の含浸状態を
得るためには粉体とイソシアネートを空中で混合し粉体
の表面にイソシアネートを均等に付着させ１適当力加熱
と送風排気を行うことである。

このようにして得られた本発明にかかる粉末化されたイ
ソシアネートの利用の一例をトンネル巻立に用いる吹付
コンクリートの場合につき述べる。

最近のトンネル工法はナトム（ＮＡＴ）＋　）が採用さ
れることが多くなりＡ吹付コンクリートによる覆工が行
なわれている。この工法のフローチャートは下記のとお
りである。

この工法によれば、乾式混合したセメントと骨材に水を
加えながらＳ〜７ツン２の圧力で壁面に吹付けるが為コ
ンクリートは粘着力や初期接着力が弱く、吹付圧による
反動でノ・ネ返り）多くのロスを生じている。その量は
）垂直壁面で７３〜３０％て天井ではｌＩＳ％に及ぶと
きもある。このため１各種のセメント用急結剤やセルロ
ーズ系の接着剤を混入する方法がとられているが、はと
んどその効果は期待されたはとではない。その上１これ
ら添加剤は有害物を含み）はね返ったセメント粉じんと
共に空気中に散乱浮遊し１作業員の人体に極めて悪影響
を及ぼしている。

このような作業環境の悪さと為材料効率の悪さを改善す
るためには為吹付コンクリートの初期接着力を高め瞬結
性を与えることが必要である。この対策としてイソシア
ネートをコンクリートに混入することは為前述の理由か
ら極めて有効な手段である。

しかしながら、実際の使用にあたり１前記フローチヤー
トのどの部分でイソシアネートを混入するとしても１イ
ソシアネートが水とセメントに触れると瞬結するため九
吹付ノヅルの先端から壁面に吹付けられる以前に硬化を
始め１ノヅルをつまらせてしまう。まだ若し１ノヅルの
中でイソシアネートを混入するとしても）イソシアネー
トの量が極めて少ないため）均質な混合分散が得られな
いためと１骨材との比重の差が大きいため為材料の飛行
速度が異なシ）吹付壁面の材料が均質とならない。即ち
）イソシアネートの多い部分は早く硬化するが）少ない
部分ははね返りが改善されない。

そこで）本発明にかかるイソシアネートを吸着させたプ
レポリマー含有の粉末を）セメントモルタル中のセメン
トに対して）゛δ〜コθ重量部の樹脂比となるように混
合して使用すると）イソシアネートを乾燥粉末として取
扱えるから）前記フローチャートにおける細骨羽の一部
として混合が可能となシ１現在使用されているほとんど
の吹付装置を何ら改良しないで１そのまま利用して吹付
作業をすることができる。この方法で施工するとき社１
混合された吹付材料に吹付機の最終段階で水が加えられ
るから１水に触れると直ちに反応するイソシアネートが
粒子中に含有されているため）反応する時間が適度に遅
延して１壁面に到達直前に反応を開始し）吹付コンクリ
ートの粘性を高め１粘着力と急速な硬化反応により１は
ね返りを少なくシ、硬化後のコンクリートの物性をも改
善する。

実験によれば亀水・セメント比６０％の１＝２モルタル
にイソシアネートを一〇秦添加したときの硬化物は曲げ
接着強さｑｏ’／２で縮収ｍ 縮率０．２２％となった。この値はプレーンコンクリー
トに比して大幅に性能を向上させたものである。

このような方法で吹付けられる吹付コンクリートは１は
ね返り量が極めて少くなり１空気中に飛散することも少
なくなるから）作業環境を大幅に改善し使用材料の効率
化を高め為材質を向上するから社会的に大きく貢献でき
る発明である。

手続神正書 昭−５９年１２月７日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和６９年特許願第００１７３１９号 ２、発明の名称 液状インシアネートの粉末化の方法 ８・補正をする者 事件との関係　特許出願人 中希望ヶ丘１１６番地 （〒２４１） ４、補正の対象 明細書中３、発明の詳細な説明」 いてはさらに強力に促進される。セメントに水を加える
と強アルカリ性を呈するが為イソシアネートが水又は湿
分と反応して重合する際為アルカリの存在は触媒として
働き重合反応を推進するので１イソシアネート・セメン
ト・水の三成分の併用はイソシアネートの重合硬化物を
短時間で得ることができる最適な方法となる。

イソシアネートと活性水素との反応は極めて複雑で一つ
の反応が起こると次々に他の反応が連鎖的に進行し最終
の重合物に到達する。

それらの反応の一例をあげれば次の様なものである。

Ｒ−Ｎｅｏ　＋）Ｉ　Ｏ→Ｒ−ＮＨＣＯＯＨ（カルバミ
ック酸）Ｒ−ＮＨＣＯＯＨ→Ｒ−ＮＨ２＋Ｃｏ２丁　（
７ミン）Ｒ−ＮＨ＋Ｒ’−Ｎ００→Ｒ’−ＮＨＣＯＮＨ
−Ｒ（ウレア）０ＣＮＨ−Ｒ−ト　・）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液状イソシアネートにトルエン、キシレン、ベンゼン力
   どの芳香族系または酢酸エチル、酢酸ブチル等の直鎖系
   溶剤並びにフロン系の溶剤を加えて溶解分散させ）粘度
   を低くして多孔物質への含浸性を向上させたものを、炭
   酸カルシウム為ケイ酸カルシウム）炭酸ヤグネシウム１
   アルミナＡ水酸化アルミニウム九又は多孔質セラミック
   等の粉末に加えて混合かくはんすることにより為それぞ
   れの有孔物質の毛管現象によシ吸着含浸被覆させること
   より成る液状イソシアネートの粉末化の方法