JPH04227987A - 水非相溶性溶媒含有ポリウレタンプレポリマー組成物 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水含有構造物封止用グラ
ウトの調製に有用なポリウレタンプレポリマー組成物に
関する。

【０００２】土壌圧密の用途および構造物の封止用グラ
ウトとして種々のポリウレタンプレポリマー組成物が長
期間にわたり用いられていた。スピーチ（Ｓｐｅｅｃｈ
）の米国特許第３，９８５，６８８号にはケーブルで下
水を押し通す下水パッカー（Ｐａｃｋｅｒ）装置を用い
て下水ライン中に典型的に圧入されるフォームポリウレ
タングラウトが記載されている。この下水パッカーはそ
れぞれのジョイントで停止し、膨張させることによりジ
ョイントの反対側における封止を形成する。グラウトを
このパッカーの中央部より注入することによりジョイン
トを封止し、グラウトの硬化の後にこのパッカーは収縮
し次のジョイントに移動する。通常はフォームグラウト
はこの型のパッカーで取り扱うことは困難である。何故
なら、プレポリマーと水との反応の間にこのフォームは
約１００％を越える体積膨張を示すからである。この過
剰な膨張によりフォームのパッカー中への過剰な逆流が
生じ、その結果このパッカーが下水ライン中に固定され
る現象が生じる。

【０００３】アサオ（Ａｓａｏ）らの米国特許第３，７
１９，０５０号に記載のような他のポリウレタンプレポ
リマー組成物はゲルであり、プレポリマーと水との反応
の間に約５０％を越える体積膨張を示さない。このアサ
オの組成物の問題点は、所望の良好なゲルを提供するた
めには、このプレポリマーを、プレポリマー１部に対し
て８または９部の水と反応させなければならないことで
ある。このような反応物の割合により、この特別のグラ
ウト生成物を用いるためには特別な圧入装置が必要とな
る。

【０００４】上述のグラウト組成物は全て水相溶性溶媒
中のプレポリマー溶液として提供されている。明らかに
、これは水非相溶性溶媒が反応工程において水と良好に
混合せず不良なグラウトが生成すると考えられてきたこ
とに因る。

【０００５】水非相溶性溶媒を用いる化学土壌圧密組成
物は「スコッチ−シール（Ｓｃｏｔｃｈ−Ｓｅａｌ）５
６２０」ケミカルグラウトがあり、ＭＮ、セント・ポー
ル（Ｓｔ．Ｐａｕｌ）、３Ｍ社より市販されている。こ
の組成物は高い初期粘度（約６，０００ｃｐｓ）を有す
る。しかしながら、水／組成物割合約１０：１〜２０：
１で水と混合することにより低粘度となり良好な土壌浸
透性を示す。この高い初期粘度のためにこの組成物は通
常のグラウト圧入装置により圧入することが困難であり
、したがって、下水グラウトとして用いることは不適切
である。この組成物はブチルベンジルフタレート中に８
０％のポリウレタンプレポリマーを含有する。

【０００６】下水封止組成物として用いられる他の組成
物はアクリルアミドベースのものである。この組成物は
通常は水と１：１の割合で混合した液体状で漏出箇所お
よびその周辺の土壌中に圧入することにより、硬化ゲル
を形成し漏出を防止する。水と１：１の割合で混合後圧
入し硬化させるアクリルアミドまたはアクリレート型封
止組成物を用いるために米国および他の国々において多
くの下水封止装置が設計されている。

【０００７】

【発明の要旨】驚くべきことに、約１０％を上回り約５
０％を下回るプレポリマー固形分含有量において水非相
溶性有機溶媒または水非相溶性有機混合溶媒を用いるこ
とにより、約１：１の割合で水と混合した場合に優れた
性能を示すグラウトが提供されることが見い出された。 これらのポリウレタンプレポリマー組成物は素早くゲル
化し、水相溶性溶媒におけるポリウレタンプレポリマー
よりも低コストで提供される利点を有する。水非相溶性
溶媒または混合溶媒が低い揮発性を有する場合は、この
ポリウレタンプレポリマー組成物はグラウトの使用中に
おける安全性への配慮を軽減可能であること、および、
硬化後のグラウトの収縮が低減されること、というさら
なる利点を有する。

【０００８】本発明の組成物は水非相溶性有機溶媒また
は混合溶媒、および末端イソシアネート基を有する水溶
性ポリウレタンポリマーを含有する。このポリウレタン
プレポリマーはポリエーテル化合物と有機ポリイソシア
ネートとを反応させることにより形成される。このポリ
エーテル化合物は少なくとも２個の末端活性水素基を有
し、数平均分子量は約３，０００〜２０，０００の範囲
であり、エチレンオキシド単位と高アルキレンオキシド
単位とを少なくとも約１：１のモル比でランダムに有す
る。この高アルキレンオキシド単位には３個以上の炭素
原子が含有され、好ましくはプロピレンオキシド、ブチ
レンオキシド、ペンチレンオキシド、ヘキシレンオキシ
ドおよびこれらの混合物からなる群から選択される。こ
のポリエーテル化合物を少なくとも２個の末端イソシア
ネート基を有する必要量の有機ポリイソシアネート化合
物と反応させることにより約５：１〜約１．０５：１．
０のＮＣＯ：ＯＨ比が提供される。

【０００９】硬化工程においては、本発明の組成物は５
０％を下回る体積膨張を示し、好ましい例では体積膨張
は３０％を下回る。体積膨張が少ないことにより封止さ
れるジョイントに対するグラウトの機械的な接着が提供
されるので望ましい。

【００１０】

【発明の構成】添付の図面に沿って図１から説明する。 図１において、１０の番号により一般の下水ラインを示
す。この下水ラインは下水ラインへの水の侵入が生じう
るジョイント１１を有する。この下水ライン１０中には
パッカー１２が設置されている。これは空気により膨張
させうるけれども図１においては畳んだ状態で示される
膨張可能ダイヤフラム部分１３、１４、１６を有する。 パッカーのダイヤフラム部分を膨張させる空気はホース
１７、１８および１９により導入され、それぞれのホー
スは３個のパッカーダイヤフラム部分にそれぞれ配され
ている。本発明のプレポリマー混合物はホース２０を通
してパッカーに導入され、反応のために必要な水または
十分な水を含むラテックスはホース２１を通して導入さ
れる。全てのホースはバンド１５により束ねられている
。パッカー１２はパッカーに取り付けられたケーブル２
２ａおよび２２ｂにより位置決めされ、このケーブルは
例えば、ウインチのような外部のパッカー移動装置に連
結されている。

【００１１】図２では、パッカー１２の外側ダイヤフラ
ム部分１３および１４を膨張させて、ジョイント１１を
分離し、ジョイントの部分に円状または環状のキャビテ
ィ２３が形成される。本発明の封止組成物が決められた
量で水と共にキャビティ２３中に注入される。この際に
、例えば２本の個別噴霧流を衝突させることのような手
段を用いることにより短時間での混合および反応を確実
に行わせる。

【００１２】注入の短時間後（例えば、３０秒後）に、
キャビティ２３においてゲル２４の形成が開始され、図
３に示すように中央部１６を膨張させることにより反応
中のゲルをジョイント１１中に圧入する。約５〜２００
０秒後に、ゲル２４は最大粘度に達し、ジョイント１１
を封止するゲル体が形成される。パッカー１２は収縮さ
れ、ケーブル２２ａおよび２２ｂによって次のジョイン
トに移動され、そこで上記の操作が繰り返される。

【００１３】図４においては下水パッカー２６は折り畳
み状態で示す膨張可能ダイヤフラム部分２７および２８
を有する。膨張可能ダイヤフラム２７および２８はエア
ホース３１によりパッカー２６に導入される空気により
膨張される。本発明のプレポリマー混合物はホース３０
により導入され、プレポリマーの反応に必要とされる水
、または十分な水を含むラテックスおよび必要に応じて
添加される十分な水を含むフィラーはホース２９を通し
て導入される。パッカー２６はパッカーに取り付けられ
たケーブル２２ａおよび２２ｂにより位置決めされ、こ
のケーブルは例えばウインチのようなパッカー移動手段
に連結されている。

【００１４】図５においてはパッカー２６の膨張可能部
分２７および２８を膨張させることによりジョイント１
１を分離し、パッカーの壁と下水ラインの内壁とに囲ま
れるジョイントの部分に円状または環状のキャビティ３
３が形成される。制御された量の本発明の封止組成物が
水またはラテックスおよび必要に応じて添加されるフィ
ラー材料と共にキャビティ３３中に注入される。これら
の成分は独立したパッカーオリフィス３４および３５を
通して圧力制御流として導入される。一方のオリフィス
からはプレポリマーが導入され、他方からは水またはラ
テックスおよび必要に応じて添加されるフィラー成分が
導入される。この流体が混合される際に反応が生じゲル
形成封止組成物が形成される。

【００１５】図６に示すように、ゲル２４の形成がキャ
ビティ３３内で開始されジョイント１１中に圧入され、
少量は周囲の土壌に混入する。

【００１６】図７においては膨張可能部分２７および２
８が収縮した状態を示す。この収縮の後に、ケーブル２
２ａおよび２２ｂによりパッカー２６は次のジョイント
に移動され上記の操作が繰り返される。

【００１７】本発明の組成物に用いられる溶媒は水非相
溶性であり、ポリウレタンプレポリマーと相溶性である
。全割合で水と相溶しうる溶媒を相溶可能と定義する。 逆に、全割合で水と混合することが不可能な溶媒を本発
明組成物に用いられるような水非相溶性溶媒と定義する
。好ましくは、選択される溶媒は、溶媒／水割合１：１
０を下回る量で水と混合された場合に分離相を形成する
。さらに好ましくは、この水非相溶性溶媒は１：１００
を下回る溶媒／水割合で水と混合された場合に分離相を
形成する。プレポリマーと適合可能な溶媒はヒドロキシ
ル基または第１または第２アミンのようなプレポリマー
と反応しうる活性水素基を含有しない。

【００１８】予想に反して、本発明のプレポリマー組成
物は水と非常に良好に混合する。水非相溶性溶媒の疎水
性の程度が大きい程プレポリマーは水と容易に混合する
と考えられる。本発明の組成物のプレポリマーはそれ自
体が水相溶性なので、最終的なグラウトを調製するため
に導入する水は溶媒よりもプレポリマーに対してより高
い親和性を示す。一般に、プレポリマー組成物を素早く
均一に撹拌することにより良好なグラウトが形成される
。水相溶性溶媒を用いた場合は水と混合した場合に透明
またはかすんだ組成物となるけれども、水非相溶性溶媒
を含む組成物は水の添加により乳白色となる。このこと
は二相系であることを示す。短時間の混合の後に水は親
水性プレポリマー相に吸収される。種々の希釈プレポリ
マーの粘度は水相溶性溶媒を含む同様の組成物の粘度と
ほぼ同一である。しかしながら、ゲル化時間はより短時
間である。

【００１９】本発明のグラウト組成物において水非相溶
性溶媒を用いることにより水と短時間で反応することに
よりゲルを形成する低粘度グラウトを調製することが可
能となった。このゲル化時間が短いことは土壌への過剰
の浸透が好まれない場合または望まれない場合は大きな
利点である。本発明の組成物のゲル化時間が短いという
特性は流水が存在する用途において特に利点となる。

【００２０】水非相溶性溶媒を用いることによりこれま
でよりも低コストでグラウトを提供することが可能とな
る。何故なら、溶媒の選択範囲が広がるからである。本
発明で用いられる溶媒にはプレポリマーとの相溶性のみ
が必要とされ水と相溶性である必要はない。このような
考慮を必要とせずに追加溶媒を用いうるので、高い引火
点、および安全性に関する他の要因のような他の考慮を
より容易に調整することが可能である。本発明で用いる
溶媒は非極性または比較的低極性であることが好ましい
。低極性溶媒はより速い硬化速度を提供する傾向がある
。硬化後のグラウトの収縮を最小限にするために選択さ
れる溶媒は無視可能な程度の蒸発速度を有することが好
ましい。２０℃におけるこのような溶媒の蒸発圧は好ま
しくは約１０ｍｍＨｇを下回り、さらに好ましくは約３
ｍｍＨｇを下回る。好ましいことに、低揮発性溶媒は無
臭であり危険な蒸気を発しない。

【００２１】本発明に用いうる水非相溶性溶媒の具体例
には、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ｎ−プロピ
ル、酢酸イソブチル、酢酸ｎ−ブチル、イソブチルイソ
ブチレート、酢酸２−エチルヘキシル、エチレングリコ
ールジアセテート、「エクセート（Ｅｘｘａｔｅ）９０
０」溶媒（ＴＸ、ヒューストン（Ｈｏｕｓｏｎ）、エク
ソン社（Ｅｘｘｏｎ　　Ｃｏｒｐ．）より市販されてい
るＣ９アセテート）および「エクセート１０００」溶媒
（ＴＸ、ヒューストン、エクソン社より市販されている
Ｃ１０アセテート）のような水非相溶性エステル；　メ
チルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルイ
ソアミルケトン、メチルｎ−アミルケトン、ジイソブチ
ルケトン、シクロヘキサノンおよびイソホロンのような
水非相溶性ケトン；　アセトアルデヒド、ｎ−ブチルア
ルデヒド、クロトンアルデヒド、２−エチルヘキサアル
デヒド、イソブチルアルデヒド、およびプロピオンアル
デヒドのような水非相溶性アルデヒド；　エチル３−エ
トキシプロピオネートのような水非相溶性エーテルエス
テル；　トルエン、キシレン、および「アムスコ−ソル
ブ（ＡＭＳＣＯ−ＳＯＬＶ）Ｇ」溶媒（ＩＬ、シャウム
バーグ（Ｓｃｈａｕｍｂｅｒｇ）、ウノカル社（Ｕｎｏ
ｃａｌ　Ｃｏｒｐ．）より市販されている芳香族炭化水
素溶媒）のような水非相溶性芳香族炭化水素；　１，１
，１−トリクロロエタンのような水非相溶性ハロ炭化水
素；　プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテ
ート（ＴＮ、キングスポート（Ｋｉｎｇｓｐｏｒｔ）、
イーストマン・ケミカル・プロダクツ社（Ｅａｓｔｍａ
ｎ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，　Ｉｎｃ．
）より「エクタソルブ（Ｅｋｔａｓｏｌｖｅ）Ｒ　ＰＭ
アセテート）の商品名で市販されている）、エチレング
リコールモノエチルエーテルアセテート（ＴＮ、キング
スポート、イーストマン・ケミカル・プロダクツ社より
「ＥＥアセテート」の商品名で市販されている）、エチ
レングリコールモノブチルエーテルアセテート（ＴＮ、
キングスポート、イーストマン・ケミカル・プロダクツ
社より「エクタソルブＲ　ＥＢアセテート」の商品名で
市販されている）、およびジエチレングリコールモノブ
チルエーテルアセテート（ＴＮ、キングスポート、イー
ストマン・ケミカル・プロダクツ社より「エクタソルブ
Ｒ　ＤＢアセテート」の商品名で市販されている）のよ
うな水非相溶性グリコールエーテルエステル；　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、ジオクチルフタレート、ジオクチルテレフタレート
、ブチルオクチルフタレート、ブチルベンジルフタレー
ト、およびアルキルベンジルフタレート（ＭＯ、セント
・ルイス（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ）、モンサント社（Ｍｏｎ
ｓａｎｔｏ　Ｃｏｒｐ．）より「サンティサイザー（Ｓ
ａｎｔｉｃｉｚｅｒ）２６１」の商品名で市販されてい
る）のような水非相溶性フタレート可塑剤；　および、
ジオクチルアジペート、トリエチレングリコールジ−２
−エチルヘキサノエート、トリオクチルトリメリテート
、グリセリルトリアセテート、グリセリル／トリプロピ
オニン、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジ
オールジイソブチレート、ＨＢ−４０溶媒（ＭＯ、セン
ト・ルイス、モンサント社より市販されている部分水素
化ターフェニル可塑剤）および「メサモル（Ｍｅｓａｍ
ｏｌｌ）」溶媒（ＰＡ、ピッバーグ（Ｐｉｔｔｓｂｕｒ
ｇｈ）、モーベイ・ケミカル社（Ｍｏｂａｙ　Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ　Ｃｏ．）より市販されているフェノールのア
ルキルスルホン酸エステル）のような他の水非相溶性可
塑剤が挙げられる。

【００２２】本発明の組成物を実際に適用するにあたっ
て水とプレポリマー組成物との反応比として１：１の割
合を用いる。何故なら、当該技術分野における大部分の
グラウト用装置はこの割合でのみ圧入が可能だからであ
る。通常の状態で少なくとも１０％の圧入比の変動が観
察されることが理解されるべきである。

【００２３】本発明のプレポリマー組成物は約１：１の
割合で水と反応することによりゲルを形成する。このゲ
ルは、ゲル生成中において約５０％、好ましくは約３０
％を下回る膨張を示すウレタンヒドロゲルマトリックス
として定義される。膨張の程度は、予め決められた体積
の反応物をビーカーに入れ、ゲル化の後に少なくとも１
５分間隆起させ、次いでゲルの水置換体積を素早く測定
することにより評価される。

【００２４】本発明の組成物の固形分含有量は有機水非
相溶性溶媒中に約１０重量％を上回り約５０％を下回る
。１０％を下回る固形分含有量を有する組成物は軟質す
ぎて大部分の封止用途のためには引張り強度に欠け、さ
らにゲル化時間が長くなる。ここに示す範囲の最低の固
形分含有量を有するプレポリマー組成物は適用箇所にお
ける過剰量の水に対してより感受性となり、脆弱なグラ
ウトが形成される。約５０％を越える固形分含有量を有
する組成物は水と約１：１の割合で混合した際にゲルよ
りもむしろフォームが形成される。好ましくは、固形分
含有量は約２０〜４０％の範囲である。この範囲の固形
分含有量により実際に現場で用いる際に生じうる反応用
の水量の若干の変動をも許容する高強度のゲルが提供さ
れる。本発明の組成物は従来のポリウレタングラウト組
成物よりも低いプレポリマー含有量を有するので、現在
市販されているポリウレタングラウト組成物よりも低い
粘度を示す利点を有する。この低粘度により圧入がより
容易となるので、現在用いられているグラウト圧入装置
により良好に適合する。

【００２５】本発明の封止組成物に用いられるイソシア
ネート末端プレポリマーの調製、およびそれらと水との
反応によりポリウレアが形成される反応は開示されてお
り、例えば、米国特許第２，７２６，２１９号、同第２
，９４８，６９１号、同第３，７１９，０５０号、同第
３，９８５，６８８号、およびカナダ特許第１，０３５
，５２１号、および「ポリウレタン：化学的性質および
技術（Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓ：　　Ｃｈｅｍｉｓ
ｔｒｙ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）」、サウンデ
ルおよびフライシュ（Ｓａｕｎｄｅｒｓ　ａｎｄ　Ｆｒ
ｉｓｃｈ）、第Ｉ部、インターサイエンス出版（Ｉｎｔ
ｅｒｓｃｉｅｎｃｅ　Ｐｕｂ．）、Ｎ．Ｙ．、１９６２
年、に記載されている。

【００２６】本発明に用いられるウレタンプレポリマー
は脂肪族または芳香族ポリイソシアネートとポリエーテ
ルポリ活性水素化合物とを約５：１〜約１．０５：１の
範囲のＮＣＯ／活性水素当量割合で反応させることによ
り調製される。

【００２７】この末端活性水素基ポリエーテルポリ活性
水素化合物は、エチレングリコール、グリセリン、トリ
メタノールプロパン、トリメタノールエタン、ペンタエ
リスリトール、ソルビトール、スクロース、およびメチ
ルグルコシドのようなポリオールにより提供される。ま
た、活性水素はエチレンジアミン、エチレントリアミン
およびメチルアミンのようなアミンにより提供される。 アミン末端ポリオキシアルキレン化合物の例にはジェフ
ァーミン（Ｊｅｆｆａｍｉｎｅｓ）Ｒ（テキサス（Ｔｅ
ｘａｓ）、ベライア（Ｂｅｌａｉｒ）、テキサコ・ケミ
カル社（Ｔｅｘａｃｏ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏ．）よ
り市販されている）が挙げられる。他の活性水素含有化
合物にはカスター油、タール油、ロジンのようなカルボ
ン酸、およびアルデヒドと他の化合物（例えば、オレフ
ィン、芳香族炭化水素など）との反応により得られる少
なくとも２個の水酸基を有する化合物が挙げられる。

【００２８】水相溶性を確保するために、このポリエー
テルポリ活性水素化合物は少なくとも約５０％のエチレ
ンオキシド単位を有するポリマー主鎖を有する。一般に
、このプレポリマーは約３，０００〜２，０００、好ま
しくは５，０００〜１０，０００の範囲の分子量を有す
る。上述の水溶性イソシアネート末端プレポリマーを調
製するために有用な市販のポリオール前駆体は親水性ポ
リオールであり、例えば、「カーボワックス（Ｃａｒｂ
ｏｗａｘ）」（ＣＴ、ダンブリ（Ｄａｎｂｕｒｙ）、ユ
ニオン・カーバイド（Ｕｎｉｏｎ　Ｃａｒｂｉｄｅ）よ
り市販されている）である。ポリ（オキシエチレン−オ
キシプロピレン）ポリオール、またはヘテロ（ｈｅｔｅ
ｒｉｃ）オキシエチレン−オキシプロピレン鎖を有する
親水性ポリオールもまた用いうる。

【００２９】ゲル形成においてより良好な架橋を提供す
るためには１分子に２個を越えるイソシアネート官能を
有することが好ましい。さらに好ましくは、このプレポ
リマーは中心トリオール部分より３個のポリエーテル分
岐を有する。または、このような架橋はポリエーテル主
鎖の末端の多官能末端部分により促進されるか、プレポ
リマー組成物中にトリメチロールプロパンのような架橋
剤を含有させることにより促進される。さらに、２個を
越える平均イソシアネート官能を有するポリイソシアネ
ートを使用することにより良好なゲルマトリックス形成
が提供される。

【００３０】本発明に用いられ、上述のイソシアネート
末端プレポリマーを調製するのに用いうるポリイソシア
ネートには従来の脂肪族および芳香族ポリイソシアネー
トが包含される。好ましいポリイソシアネートは芳香族
ポリイソシアネートである。何故なら、それらから形成
されるプレポリマーは一般に水とより速く反応するから
である。この目的に用いうる最も有用なポリイソシアネ
ート化合物の一例はトリレンジイソシアネート、特に８
０重量％のトリレン−２，４−イソシアネートと２０重
量％のトリレン−２，６−イソシアネートとの混合物で
あり、２，４−と２，６−異性体との６５：３５混合物
もまた使用可能である。用いうる他の有用なポリイソシ
アネート化合物は、トリレンジイソシアネートの他の異
性体、ヘキサメチレン−１，６−ジイソシアネート、ジ
フェニル−メタン−２，４’−ジイソシアネート、ジフ
ェニル−メタン−４，４’−ジイソシアネート、ｍ−ま
たはｐ−フェニレンジイソシアネートおよび１，５−ナ
フタレンジイソシアネート、またはこれらの混合物であ
る。また、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネー
トのようなポリマーポリイソシアネートも用いうる。 市場で入手可能なポリマーポリイソシアネートの例には
モンジュ（Ｍｏｎｄｕｒ）ＴＭＭＲＳ、ＭＲＳ−２およ
びＭＲＳ−１０（ＰＡ、ピッツバーグ、モーベイ・ケミ
カル社より入手可能）が包含される。有用な市販のポリ
イソシアネートは、キルク（Ｋｉｒｋ）およびオスマー
（Ｏｔｈｍｅｒ）によるエンサイクロペディア・オブ・
ケミカル・テクノロジー（Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ　
ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）、第
２版、第１２巻、第４６、４７頁、インターサイエンス
出版（Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ　Ｐｕｂ．）、１９６
７年、に列挙されている。最も好ましくは、このイソシ
アネートは吸入することにより人体に害を与えないよう
に低揮発性である。

【００３１】本発明のポリウレタンプレポリマーは室温
において液状またはグリース状またはペースト状固体で
ある。これらは水の存在下で反応性であり、高い程度の
弾性を有する架橋、非水溶性、水含有ゼラチン状固体を
形成する。プレポリマーを水の存在下にゲルに転換する
反応時間は１分を下回る程度から数時間にわたる程度で
ある。

【００３２】本発明の封止組成物に追加のフィラー材料
を添加することにより、より高い圧迫強度を有する耐収
縮性硬化封止組成物が提供される。この目的のためには
全ての多くのフィラー組成物が特に効果的であることが
見い出されている。有用なフィラーとしては約５００μ
ｍを下回る粒子寸法、好ましくは１〜５０μｍの粒子寸
法を有し、０．１〜４．０、好ましくは１．０〜３．０
の範囲の比重を有する非水溶性微粒子状フィラー材料が
包含される。本発明の硬化封止組成物のフィラー含有量
は硬化封止組成物１００重量部に対してフィラー６０重
量部程度、好ましくは１００重量部に対して５〜２０重
量部である。

【００３３】このポリウレタンゲルを補強する好適な方
法は米国特許第４，３１５，７０３号に記載のような水
性ポリマーラテックスとプレポリマーとを混合すること
である。 本実施態様においてはフィラーをゲルの水成分と共に最
終的なポリウレタンゲルに導入する。本発明の封止剤中
には他の追加の成分も含有される。また、これらをゲル
を形成する際の水成分に添加してもよい。例えば、ゲル
の寿命を延長し、種々の細菌による腐食を防止するため
に種々の細菌剤が添加されうる。種々の目的のために他
の活性成分も添加しうる（例えば、植物の根の侵食防止
剤など）。組成物の粘度、反応時間、および調製された
ゲルの安定性に悪影響を与えないようにフィラーおよび
他の添加剤を選択するに当たり注意が必要である。

【００３４】例えば、第３アミン触媒、２，４，６−ト
リジメチルアミノメチルフェノール、１，４−ジアザビ
シクロ（２，２，２）−オクタン、トリエチルアミン、
または他のアミンのような塩基触媒、およびウレタン技
術分野で触媒として知られている金属化合物を添加する
ことにより通常の下水温度（典型的には約１０℃）にお
ける硬化時間が低減される。この第３アミンは典型的に
は用いられる水に反応物として添加されるかまたはプレ
ポリマー組成物に添加される。どちらの場合にも、第３
アミンはプレポリマーの約０．１〜１．０重量％の量で
用いられる。少量で用いられる塩基性触媒は硬化フォー
ムの物理特性に悪影響を与えることなく硬化速度を促進
する。

【００３５】

【実施例】以下の非限定的な実施例により本発明をさら
に説明する。全てのプレポリマー組成物は種々の溶媒中
で以下に示す種々の濃度でプレポリマーＡを用いて調製
した。

【００３６】プレポリマーＡ 　　塩化ベンゾイル（最終組成物の約０．０５８重量％
）を室温で窒素雰囲気下で１当量の約５０００Ｍ．Ｗ．
ポリエーテルトリオール（「ポリ（Ｐｏｌｙ）Ｇ８３−
８４」オリン社（Ｏｌｉｎ　Ｃｏｒｐ．）より市販され
ているエチレンオキシドとプロピレンオキシドとのコポ
リマー）と混合した。その後、２．３５当量の２，４−
トリレエンジイソシアネートと２，６−トリレンジイソ
シアネートとの８０：２０混合物（モーベイ社より市販
されているモンジュＴＭＴＤ−８０）を素早く添加し得
られる混合物を激しく撹拌した。滴定により反応の終点
が確認されるまでこの混合物を８０〜８５℃に維持した
。

【００３７】

【表１】 記：（１）「エクタソルブ・ＤＥ・アセテート（Ｅｋｔ
ａｓｏｌｖｅ　ＤＥ　Ａｃｅｔａｔｅ）」はイーストマ
ン・ケミカル社（Ｅａｓｔｍａｎ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　
Ｃｏ．）から入手可能なジエチレングリコールモノエチ
ルエーテルアセテートである。（２）「ウカー・ＰＭ・
アセテート（Ｕｃａｒ　ＰＭ　Ａｃｅｔａｔｅ）」はユ
ニオン・カーバイド社より入手可能なプロピレングリコ
ールモノメチメチルエーテルアセテート（水溶性＝５．
６％）である。（３）「アムスコ・スーパー・ハイ・フ
ラッシュ・ナフサ（Ａｍｓｃｏ　Ｓｕｐｅｒ　Ｈｉｇｈ
　ＦｌａｓｈＮａｐｈｔｈａ）はウノカル・ケミカルズ
（Ｕｎｏｃａｌ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から入手可能な
芳香族炭化水素溶媒（水溶性＝「無視可能」）である。 （４）「アムスコ・ソルブ（Ａｍｓｃｏ−Ｓｏｌｖ）Ｇ
」はウノカル・ケミカルズから入手可能な芳香族炭化水
素溶媒（水溶性＝「無視可能」）である。（５）「エク
セート９００」および「１０００」はエクソン・ケミカ
ル社より入手可能なＣ９およびＣ１０アセテートエステ
ル（水非相溶性）である。

【００３８】

【表２】 記：（１）プレポリマー溶液と蒸留水との１：１体積比
混合物のゲル化時間。（２）ＨＢ−４０はモンサント社
より入手可能な部分水素化ターフェニルである。（３）
メサモル・プラスティサイザー（Ｍｅｓａｍｏｌｌ　Ｐ
ｌａｓｔｉｃｉｚｅｒ）はモーベイ・ケミカル社より入
手可能なフェノールのアルキルスルホン酸エステルであ
る。（４）サンティサイザー１６０はモンサント社より
入手可能なブチルベンジルフタレートである。（５）サ
ンティサイザー２６１はモンサント社より入手可能なア
ルキルベンジルフタレートである。

【００３９】

【表３】 記：（１）ニアックス（Ｎｉａｘ）Ａ−９９はユニオン
・カーバイドより入手可能な第３アミン触媒である（水
に添加）。（２）トリエタノールアミンは水に添加した
。

【００４０】

【表４】 （１）ＩＬ、シャウムバーグ、ウノカル社より市販され
ている芳香族炭化水素溶媒 （２）ＴＸ、ヒューストン、エクソン社より市販されて
いるＣ９アセテート（３）ＴＸ、ヒューストン、エクソ
ン社より市販されているＣ１０アセテート （４）ＰＡ、ピッツバーク、モーベイ・ケミカル社より
市販されているフェノールのアルキルスルホン酸エステ
ル

【００４１】表１に列挙した全ての溶媒はプレポリマ
ーと適合し透明低粘度溶液を提供したけれども、非極性
溶媒は最も速い硬化速度を提供した。

【００４２】同様の結果を表２に示す。ここでは、フタ
レートよりも比較的非極性ＨＢ−４０可塑剤を用いた場
合により短時間のゲル化時間で油様ではない良好なゲル
が得られた。しかしながら、ＨＢ−４０可塑剤を含むプ
レポリマー溶液はかすみがあり均一とするためには撹拌
が必要であった。

【００４３】表３によりウレタンプレポリマー含有量を
１５％に低減した場合でも許容可能な１：１ゲルが得ら
れることが示された。しかしながら、１５％においては
ゲル化時間が延長された。この表の結果より第３アミン
触媒を添加することによりゲル化時間が短縮されること
が示された。過剰量の触媒の添加（＃５）によりゲル形
成が乏しくなることに注意する必要がある。この試料に
おいては気泡が放出されており、このことはイソシアネ
ートと水とが反応してアミンを形成することにより二酸
化炭素が放出されたことを示す。明らかに、このアミン
は生成すると同時にイソシアネートと反応しておらず、
その結果乏しいゲル生成となる。

【００４４】表４の硬化膨張評価結果より、高揮発性お
よび低揮発性の両方の溶媒により望ましい、膨張の範囲
のフォームゲルグラウトが得られることが示された。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　３部構成のパッカーを下水ライン（断面と
して示す）のジョイント部分に位置させた状態を示す上
面図である。

【図２】　　図１のパッカーの両端部を膨張させること
によりジョイントを分離させ、ジョイント部分において
形成される環状キャビティーをゲルで満たした状態を示
す上面図である。

【図３】　　完全膨張させることによりゲルをキャビテ
ィーからジョイントへ圧入した状態の図１のパッカーを
示す上面図である。

【図４】　　２部構成のパッカーを下水ライン（断面と
して示す）のジョイント部分に位置させた状態を示す上
面図である。

【図５】　　図４の２部構成パッカーの両端部を膨張さ
せることによりジョイントを分離させ、ジョイント部分
において膨張パッカー表面と下水ライン内面との間に環
状キャビティーを形成させた状態を示す上面図である。

【図６】　　図５で説明したキャビティーをゲルで満た
した状態の図４のパッカーを示す上面図である。

【図７】　　ゲル材料をジョイント領域および周囲土壌
に流入させた後に収縮させた状態の図４のパッカーを示
す上面図である。

【符号の説明】

１０…下水ライン、 １２、２６…下水パッカー、 １３、１４、１６、２７、２８…膨張可能ダイヤフラム
部分、２３、３３…環状キャビティー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　水非相溶性有機溶媒または水非相溶性
   混合溶媒、および以下の（ｉ）と（ｉｉ）との反応によ
   り形成される末端イソシアネート基を有する水溶性ポリ
   ウレタンプレポリマーを含有し、該水非相溶性有機溶媒
   または水非相溶性混合溶媒中に１０％を上回り５０％を
   下回るプレポリマー固形分含有量を有する封止組成物：
   （ｉ）エチレンオキシド単位と３個以上の炭素原子を有
   する高アルキレンオキシド単位とを少なくとも１：１の
   モル比でランダムに有し、少なくとも２個の末端活性水
   素基を有する、３，０００〜２０，０００の範囲の数平
   均分子量のポリマー化合物；（ｉｉ）５：１〜１．０５
   ：１のＮＣＯ：ＯＨ比を提供するために十分な量の少な
   くとも２個の末端イソシアネート基を有する有機ポリイ
   ソシアネート化合物。