JP2003003153A - 構造物亀裂封止材及びそれを用いる施工法 - Google Patents

構造物亀裂封止材及びそれを用いる施工法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 均一な泡硬化物を生じ、優れた止水効果を示
し、しかも環境汚染を引き起こさない構造物亀裂封止材
を提供することを目的としている。 【解決手段】 ウレタンプレポリマー含有構造物亀裂封
止材において、(A)分子末端にイソシアネート基を有
するウレタンプレポリマーと(B)減粘剤としてトリメ
リット酸エステル及び安息香酸エステルを含有すること
を特徴とする構造物亀裂封止材。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、土木建築分野におい
て、特に天井、床、壁面等の構造物に発生した亀裂を封
止し水の浸透、侵入を防止するに適した亀裂封止材に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、構造物は建設直後より地震や
基礎地盤の不等沈下などのさまざまな作用により、屋上
部、床版部、躯体部、柱部、天井部等のあらゆる箇所に
亀裂が発生し、雨水、地下水、海水等が浸透して漏水、
湧水を発生することが多い。
【0003】これらの構造物の亀裂の封止に対して従来
より(イ)急結セメントを押し当てて充填固着する方
法、(ロ)セメントミルクを注入する方法、(ハ)エポ
キシ樹脂を注入する方法、(ニ)各種シーリング材をコ
ーキングする方法、(ホ)ポリイソシアネート化合物を
注入する方法が知られている。
【0004】しかし、(イ)急結セメントを押し当てて
充填固着する方法は表面部分の亀裂のみの固着で内部は
何ら充填封止されていない。(ロ)セメントミルクを注
入する方法にあっては微細亀裂には注入できなかった
り、漏水部においては注入したセメントミルクの流出が
発生したり、硬化までに時間がかかる等の問題がある。
(ハ)エポキシ樹脂を注入する方法では亀裂深度深いと
完全充填にを必要としたり、漏水中の亀裂にあっては亀
裂部への接着不良の発生や注入素材の漏出を引き起こ
す。(ニ)各種シーリング材をコーキングする方法にあ
っては、注入に際して亀裂を事前にVカット状に処理
し、乾燥させてからコーキングする必要があり、亀裂部
が湿潤状態では施工出来ない問題がある。
【0005】また、(ホ)ポリイソシアネート化合物を
注入する方法では漏水中の亀裂に注入すると水との反応
で発泡硬化進行し最深部への充填封止が可能であるもの
の、内部に大空隙が存在すると該部分に注入されたポリ
イソシアネート化合物の外周部が反応し内部に水が侵入
出来ない状態が発生し、未硬化部分が生じて亀裂部の補
強作用を損なう問題がある。その問題を解決するため
に、特開平1−249883号が開示されているが、そ
の際に減粘剤を添加することも提案されているものの、
発泡後の泡の大きさや硬度に於いて反応硬化物の均一性
に欠けるものであり、しかも使用する減粘剤によっては
硬化物から遊離し環境を阻害する事が判った。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、均一な泡硬
化物を生じ、優れた止水効果を示し、しかも環境汚染を
引き起こさない構造物亀裂封止材を提供することを目的
としている。
【課題を解決するための手段】本発明は、ウレタンプレ
ポリマー含有構造物亀裂封止材において、(A)分子両
末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー
と(B)減粘剤としてトリメリット酸エステル及び安息
香酸エステルを含有することを特徴とする構造物亀裂封
止材及びその封止材で構造物の亀裂を処理することを特
徴とする施工法に関する。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明でのウレタンプレポリマー
(A)とは、分子末端にイソシアネート基を有するもの
であり、通常水や空気中の水分によって発泡して硬化す
るものである。かかるウレタンプレポリマーは、(a)活
性水素化合物と(b)ポリイソシアネート化合物とをイソ
シアネート基過剰の条件で反応せしめた末端イソシアネ
ート基含有プレポリマーのことを示し、NCO/OH当
量比が好ましくは1.5以上、より好ましくは1.5〜
50.0の比率で反応させてえられるものであり、1分
子中の平均イソシアネート基数が1.5以上を有するも
のが好ましく、それ自身単独で、あるいはウレタンプレ
ポリマー(A)と(b)ポリイソシアネート化合物との混
合物として供給され、常温で液状のものが好ましい。
【0008】本発明でのウレタンプレポリマー(A)を
得る際に用いる(a)活性水素化合物としては、例えばポ
リエステルポリオール類、ポリエーテルポリオール類、
ポリエステルポリアミドポリオール類、ポリカーボネー
トポリオール類、ポリカプロラクトンポリエステルポリ
オール類、ポリブタジエンポリオール類、ポリペンタジ
エンポリオール類、ポリアクリルポリオール類、ひまし
油系ポリオール、低分子量ジオール類、トリメチロール
プロパン、グリセリン、ソルビトール、マンニトール、
ズルシトールなどより選ばれるものである。
【0009】上記低分子量ジオール類とは、分子量20
0以下のもので、例えばエチレングリコール、プロピレ
ングリコール、ブタンジオール、ジエチレングリコー
ル、ジプロピレングリコール、1,4ブタンジオール,
1,6ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ビ
スフェノールA等が挙げられる。
【0010】上記ポリエーテルポリオール類としては、
例えば該低分子量ジオール、グリセリン、トリメチロー
ルプロパン、ヘキサントリオール、トリエタノールアミ
ン、ペンタエリスリトール、エチレンジアミン、トリレ
ンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、テトラメチロ
ールシクロヘキサン、メチルグルコシド、2,2,6,
6−テトラキス(ヒドロキシルメチル)シクロヘキサノ
ール、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、メタ
フェニレンジアミン、4、4−メチレンジアニリン、ジ
エチルアミノプロピルアミン、キシリレンジアミン、ソ
ルビトール、マンニトール、シュクロース等を出発物質
としてアルキレンオキサイド、例えばエチレンオキサイ
ド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等を付
加せしめたものである。
【0011】ポリブタジエンポリオール類としては、例
えば商品名polybd R−45HT、同R−45
M、R−15HT(出光石油化学工業(株)製品)、N
ISSO−PB G-1000、G-2000(日本曹達(株)製
品)等がある。
【0012】本発明でのウレタンプレポリマー(A)を
得る際に用いる(b)のポリイソシアネート化合物として
は、例えば、4,4´−ジフェニルメタンジイソシアネ
−ト(MDIと略す)、ジアニシジンジイソシアネ−
ト、トリデンジイソシアネ−ト、メタキシリレンジイソ
シアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、フェニ
レンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシア
ネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネー
ト、水添化MDI、水添化TDIなどの如き芳香族ジイ
ソシアネート類、脂環族ジイソシアネート類の中より選
ばれた有機ポリイソシアネート化合物の単独あるいはこ
れらの混合物が挙げられるが、特にポリメチレンポリフ
ェニルポリイソシアネートが作業時の安全性、硬化反応
の安定性、耐久性の面で好ましい。
【0013】本発明で使用する減粘剤(B)とは、通常
上記ウレタンプレポリマーが2000mPa・sec(25℃)
以上の高粘度を示し、作業性が悪いため、該プレポリマ
ーの粘度を低減するためのものであり、トリメリット酸
エステル及び安息香酸エステルを主成分とするものであ
る。また、それらの化合物のほかに他の減粘剤を本発明
の効果を損なわない範囲で併用することができる。
【0014】上記減粘剤(B)の主成分であるトリメリ
ット酸エステル及び安息香酸エステルの量的割合は、本
発明の効果を達成すれば、適宜選択できるが、重量%で
好ましくはトリメリット酸エステル/安息香酸エステル
=10〜90/10〜90、より好ましくは20〜80
/20〜80である。また、他の減粘剤を併用する場合
にはトリメリット酸エステル/安息香酸エステル/他の
減粘剤=10〜90/10〜90/0〜20(重量
%)、より好ましくは20〜80/20〜80/0〜1
5(重量%)であり、他の減粘剤としては環境汚染調査
対象物質でないものが好適に使用できる。
【0015】上記トリメリット酸エステルとしては、ト
リメリット酸のメチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘ
キシル、2−エチルヘキシル、オクチルなどのモノ−、
ジ−、トリ−アルキルエステルなどを上げることができ
るが、硬化後の泡の特性を考慮すると、トリメリット酸
の炭素数1〜4のアルキルのトリエステルが好ましい。
また、安息香酸エステルとしては、安息香酸のメチル、
エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、2−エチルヘキ
シル、オクチルなどのアルキルエステル、ジエチレング
リコールジ安息香酸エステル、ジプロピレングリコール
ジ安息香酸エステル、ポリオキシエチレングリコールジ
安息香酸エステル、ポリオキシプロピレングリコールジ
安息香酸エステルなどを上げることができるが、硬化後
の泡の特性を考慮すると、安息香酸のジアルキレングリ
コールのジエステルが好ましい。
【0016】本発明で使用され得る他の減粘剤として
は、可塑剤類、溶剤類、プロセスオイル類等より選ばれ
る単独および混合物よりなるものなどがあげられる。
【0017】かかる可塑剤類としては、例えばジオクチ
ルフタレート、ジブチルフタレート、ジエチルフタレー
ト、ジメチルフタレート、ジヘプチルフタレート、ジフ
ェニルフタレート、ジイソデシルフタレート、ジトリデ
シルフタレート、ジウンデシルフタレート、ベンジルフ
タレート、等のフタル酸エステル;ジメチルイソフタレ
ート、ジ(2ーエチルヘキシル)イソフタレート等のイ
ソフタル酸誘導体エステル;ジ2ーエチルヘキシル)テ
トラヒドロフタレート、ジオクチルテトラヒドロフタレ
ート等のテトラヒドロフタル酸エステル;ジブチルアジ
ペート、ジオクチルアジペート、ジイソデシルアジペー
ト、ジイソノニルアジペート等のアジピン酸エステル;
ジイソオクチルアゼレート、ジイソオクチルアゼレート
等のアゼライン酸エステル;ジブチルセバケート、ジオ
クチルセバケート等のセバシン酸エステル;ジブチルマ
レート、ジメチルマレート、ジオクチルマレート等のマ
レイン酸エステル;ジブチルフマレート、ジオクチルフ
マレート等のマレイン酸エステル;トリブチルトリメリ
テート、トリオクチルトリメリテート等のトリメリット
酸誘導体エステル:クエン酸エステル;イタコン酸エス
テル;オレイン酸誘導体;リシノール酸誘導体;ステア
リン酸誘導体;スルホン酸誘導体エステル、グリコール
エステル;グリセリンエステル;燐酸エステル誘導体等
が挙げられるが、環境汚染の問題を生じるものは使用し
ないほうがよく、使用したとしても問題を生じない程度
に止められる。
【0018】溶剤類として例えばアセトン、セロソルブ
アセテート、キシレン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸
ブチル、シクロヘキサノン、1、4−ジオキサン、テト
ラヒドロフラン、トルエン、ノルマルヘキサン、メチル
エチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルブチケ
トン、工業ガソリン、ソル ベントナフサ、石油エーテ
ル、石油ナフサ、石油ベンジン等が挙げられる。
【0019】プロセスオイル類としては、例えば天然テ
レピン油、サルフェートテレピン油、重テレピン油、α
ーピネン、アロオシメン、アロオシメンオキサイド、水
添テレピン低重合物、トール油、クマロン樹脂、インデ
ン樹脂、石油系パラフィン系高沸点留分、石油系ナフテ
ン系高沸点留分、石油系アロマ系高沸点留分等が挙げら
れる。
【0020】本発明で使用する(B)減粘剤の使用量
は、ウレタンプレポリマー(A)100重量部に対して
好ましくは5〜250重量部、より好ましくは10〜1
50重量部である。
【0021】本発明の亀裂封止材には、各種ウレタン樹
脂の製造時に通常使用される触媒として、イソシアネー
ト基と活性水素原子との反応を促進する公知の触媒やエ
ポキシ樹脂に使用されている公知の硬化触媒等を併用す
ることができる。
【0022】かかる触媒としては、第3級アミン化合物
類、例えばトリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ
ブチルアミン、N−ジメチルラウリルアミン、N−ジエ
チルラウリルアミン、N,N'−メチルピペラジン、N,N'−
ジメチルベンジルアミン、N-メチルモルホリン、N-エチ
ルモルホリン、トリエチレンジアミン、N-ペンタメチル
エチレントリアミン、N,N,N',N'ーテトラメチルプロピレ
ンジアミン、N-ポリメチルポリエチレンポリアミンなど
の単独および混合物のいずれのものも使用できる。
【0023】また、触媒として、イソシアネート基と活
性水素原子との反応を促進する公知の有機金属化合物
類、例えば、ナフテン酸コバルト、ナフテン鎖バリウ
ム、ナフテン酸ビスマス、ナフテン酸鉛、ナフテン酸亜
鉛、オクチル酸コバルト、オクチル酸コバルト、オクチ
ル酸バリウム、オクチル酸ビスマス、オクチル酸鉛、オ
クチル酸亜鉛、ナフテン酸スズ、オクチル酸スズ、テト
ラn−ブチルスズ、トリnーブチルズズアセテート、ジ
メチルズズクロライド、ジブチルチンジラウレート、等
の単独および混合物よりなるものから選ばれたものであ
ればいずれのものも使用できる。
【0024】本発明で使用する触媒の使用量はウレタン
プレポリマー(A)100重量部に対して好ましくは
0.01〜10重量部、より好ましくは0.1〜5重量
部である。
【0025】更に、本発明の亀裂封止材には、本発明の
効果を損なわない範囲で、ウレタンの発泡反応で通常使
用される整泡剤類、例えば日本ユニカ(株)のシリコン
L−520、L−540、L−580、L−3600、
L−5340、SZ−1649、SZ−1671、SZ
−1651等の単独および混合物よりなるものから選ば
れたものや紫外線吸収剤類、老化防止剤類、充填材類例
えばセメント、炭カル、タルク、マイカ、鉱滓、硅砂、
木粉等の単独および混合物よりなるものから選ばれたも
のであればいずれのものも使用できる。
【0026】本発明の亀裂封止材を使用する場合、注入
作業に好適である30〜1000mPa・sec(25℃)の亀
裂封止材が使用され、構造物の亀裂に該亀裂封止材を例
えば、グリスポンプ、ケミカルポンプ、噴霧器、コーキ
ングガンなどの注入器により注入し、亀裂中に存在する
水と反応せしめて発泡硬化して補修が行われる。亀裂中
に水がない場合には、予め水を亀裂面に散布してから施
工される。
【0027】本発明において施工処理される構造物とし
ては、例えば家屋、ビル、橋、道路等の構築物の天井、
床面、壁面、躯体であり、それらの素材としてはコンク
リート、モルタル、金属、合板、FRP板等である。
【0028】
【実施例】本発明を実施例にて詳細に説明する。本発明
はこれら具体的に示された実施例のみに限定されるもの
ではない。又、文中「部」、「%」は、断わりのない限
り重量基準である。
【0029】プレポリマー1の合成 1Lフラスコにポリメチレンポリフェニルイソシアネー
ト(日本ポリウレタン工業(株)製商品名ミリオネート
MR−200)を860g、分子量500のポリエーテ
ルポリオール(大日本インキ化学工業(株)製商品名ハ
イプロックスRQ500)70g、を秤量して80℃に
て4時間反応させたところ、褐色の粘度4000mPa・se
c(25℃)、遊離イソシアネート基含量が27%を示
す樹脂が得られた。
【0030】プレポリマー2の合成 2Lフラスコにポリメチレンポリフェニルイソシアネー
ト(日本ポリウレタン工業(株)製商品名ミリオネート
MR−200)を956g、分子量1000のポリエー
テルポリオール(大日本インキ化学工業(株)製商品名
ハイプロックスDP−1000)242g、を秤量して
80℃にて4時間反応させたところ、褐色の粘度120
0mPa・sec(25℃)、遊離イソシアネート基含量が2
3%を示す樹脂が得られた。
【0031】
【発泡試験】各実施例の樹脂100部にNN’ージメチ
ルラウリルアミン0.5部とシリコンSZ−1649を
0.3部、を加えて均一に混合した系に水10部を加え
スパチュラにて10秒混合して発泡硬化試験を行った。
硬化した泡の形状が均一か不均一かを調べた。
【0032】
【貯蔵試験】各実施例の樹脂200gガラス瓶250m
Lに秤量し、50℃恒温糟に3週案静置し系の安定性を
試験した。
【0033】
【封止試験】幅50×縦300×横300(mm)湿潤
状態のコンクリート板2枚を重ねて隙間部外周を急結セ
メントでシールした状態で亀裂モデルを作成し、隙間端
部より発泡硬化性試験の水を添加しない調整液を注入し
て充填状態を試験した。
【0034】
【水漬試験】発泡硬化試験の硬化物を24時間水中に漬
けて、水面上への遊離物の発生が有るか無いかを試験し
た。
【0035】実施例1 プレポリマー1を100部とトリブチルトリメリテート
(大日本インキ化学工業(株)製商品名モノサイザーT
BTM 以下TBTMと略す)/ジエチレングリコール
ジベンゾエート(大日本インキ化学 工業(株)製商品
名モノサイザーPB−3以下PB−3と略す)=2/8
(重量比)混合物100部を秤量混合したものは褐色の
粘度460mPa・sec(25℃)、遊離イソシアネート基
含量が13%を示す樹脂が得られた。
【0036】実施例2 プレポリマー1を100部とTBTM/PB−3=8/
2(重量比)混合物100部を秤量混合したものは褐色
の粘度550mPa・sec(25℃)、遊離イソシアネート
基含量が12.8%を示す樹脂が得られた。
【0037】実施例3 プレポリマー1を100部とTBTM/PB−3=5/
5(重量比)混合物100部を秤量混合したものは褐色
の粘度500mPa・sec(25℃)、遊離イソシアネート
基含量が13.1%を示す樹脂が得られた。
【0038】実施例4 プレポリマー2を60部とTBTM/PB−3/2、
2、4トリメチルー1、3ペンタンジオールジイソブチレ
ート(イーストマンコダック(株)商品名コダフレック
スTXIBプラスチックサイザー以下TXIBと略す)
=68/17/15(重量比)混合物140部を秤量混
合したものは褐色の粘度60mPa・sec(25℃)、遊離
イソシアネート基含量が7.2%を示す樹脂が得られ
た。
【0039】実施例5 プレポリマー2を60部とTBTM/PB−3=5/5
(重量比)混合物140部を秤量混合したものは褐色の
粘度150mPa・sec(25℃)、遊離イソシアネート基
含量が6.9%を示す樹脂が得られた。
【0040】比較例1 プレポリマー1を100部とDBPを100部秤量混合
したものは褐色の粘度260mPa・sec(25℃)、遊離
イソシアネート基含量が12.8%を示す樹脂が得られ
た。
【0041】比較例2 プレポリマー1を100部とDOPを100部秤量混合
したものは褐色の粘度580mPa・sec(25℃)、遊離
イソシアネート基含量が13.0%を示す樹脂が得られ
た。
【0042】比較例3 プレポリマー1を100部とパルミチル酸メチルエステ
ルを100部秤量混合したものは褐色の粘度60mPa・se
c(25℃)、遊離イソシアネート基含量が13.0%
を示す樹脂が得られた。
【0043】比較例4 プレポリマー1を100部とTCPを100部秤量混合
したものは褐色の粘度360mPa・sec(25℃)、遊離
イソシアネート基含量が13.0%を示す樹脂が得られ
た。
【0044】比較例5 プレポリマー2を60部とDBMを140部秤量混合し
たものは褐色の粘度55mPa・sec(25℃)、遊離イソ
シアネート基含量が6.9%を示す樹脂が得られた。
【0045】比較例6 プレポリマー2を60部とセバシン酸ジオクチル(以下
DOSと略す)を140部秤量混合したものは褐色の粘
度70mPa・sec(25℃)、遊離イソシアネート基含量
が6.7%を示す樹脂が得られた。
【0046】比較例7 プレポリマー2を60部とTBTMを140部秤量混合
したものは褐色の粘度145mPa・sec(25℃)、遊離
イソシアネート基含量が6.8%を示す樹脂が得られ
た。
【0047】比較例8 プレポリマー2を60部とPB−3を140部秤量混合
したものは褐色の粘度180mPa・sec(25℃)、遊離
イソシアネート基含量が6.9%を示す樹脂が得られ
た。
【0048】比較例9 ポリメチレンポリフェニルイソシアネート(日本ポリウ
レタン工業(株)製商品名ミリオネートMR−200)
を100g、DOP(三菱化学工業(株)製)100
g、を秤量して40℃にて2時間反応させたところ、褐
色の粘度100mPa・sec(25℃)、遊離イソシアネー
ト基含量が16%を示す樹脂が得られた。この樹脂を発
泡試験、封止試験、水浸漬試験に供する場合には、樹脂
100部にNN’ージメチルラウリルアミン0.5部と
シリコンSZ−1964を0.3部、酢酸ナトリウム
0.2部を加え、他は同一に実施した。
【0049】
【表1】各試験結果
【0050】
【表2】 (表中) *1:脆さ大 *2:収縮大
【0051】以上の実施例1〜5が示すように本発明の
構造物亀裂封止材は、比較例1〜9のものの試験結果と
比較した結果、発泡硬化性、貯蔵安定性、亀裂封止性
や、水浸漬安定性に優れ遊離物の発生等がない優れたも
のであることが確認された。
【0052】
【発明の効果】本発明は、従来の地下水位以下の構造物
壁、床、天井等に発生した亀裂の封止に際し、原地盤へ
の逸出が発生しても環境水域への負荷を増大させること
なく亀裂充填層を形成出来るので、既存の各種充填材の
ように環境汚染が懸念される箇所に特に有用で、多大な
環境汚染防止処置をする事なく注入が行える大きな特徴
がある。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ウレタンプレポリマー含有構造物亀裂封止
    材において、(A)分子末端にイソシアネート基を有す
    るウレタンプレポリマーと(B)減粘剤としてトリメリ
    ット酸エステル及び安息香酸エステルを含有することを
    特徴とする構造物亀裂封止材。
  2. 【請求項2】ウレタンプレポリマー(A)がポリメチレ
    ンポリフェニルポリイソシアネートを用いて得られるこ
    とからなる請求項1記載の構造物亀裂封止材。
  3. 【請求項3】減粘剤(B)がトリメリット酸エステル及
    び安息香酸エステル以外の他の減粘剤を20重量%以下
    で含有してなる請求項1又は2記載の構造物亀裂封止
    材。
  4. 【請求項4】減粘剤(B)がトリメリット酸エステル1
    0〜90重量%及び安息香酸エステル10〜90重量%
    からなる請求項1〜3のいずれかに記載の構造物亀裂封
    止材。
  5. 【請求項5】構造物の亀裂に請求項1〜4に記載の構造
    物亀裂封止材を処理することを特徴とする施工法。
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