JPH09111114A - 土壌安定化ポリウレタン系発泡樹脂用組成物、及び該組成物を用いた土壌安定化方法 - Google Patents
土壌安定化ポリウレタン系発泡樹脂用組成物、及び該組成物を用いた土壌安定化方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 公知の無機−有機複合系における、固結の際
の大きな内部発熱、生成発泡固結体の不均質性、不安定
性、及び物性を改善すると共に、反応速度が適当で土壌
への浸透性や充填性にも優れ、土壌を安定化しうるポリ
ウレタン系発泡樹脂用組成物、及び該組成物を用いた土
壌安定化方法を提供する。 【解決手段】 無機系混合物として、ケイ酸塩水溶液及
び／又は水性シリカゾル、カップリング剤、アミン系触
媒、発泡材及び場合により界面活性剤からなり、有機系
混合物として、有機ポリイソシアネートと官能基数２〜
８の活性水素基含有化合物、モノアルコールからなるＮ
ＣＯ基末端プレポリマー及び粘度調整剤からなる。
の大きな内部発熱、生成発泡固結体の不均質性、不安定
性、及び物性を改善すると共に、反応速度が適当で土壌
への浸透性や充填性にも優れ、土壌を安定化しうるポリ
ウレタン系発泡樹脂用組成物、及び該組成物を用いた土
壌安定化方法を提供する。 【解決手段】 無機系混合物として、ケイ酸塩水溶液及
び／又は水性シリカゾル、カップリング剤、アミン系触
媒、発泡材及び場合により界面活性剤からなり、有機系
混合物として、有機ポリイソシアネートと官能基数２〜
８の活性水素基含有化合物、モノアルコールからなるＮ
ＣＯ基末端プレポリマー及び粘度調整剤からなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ケイ酸塩水溶液及
び／又は水性シリカゾルとＮＣＯ基末端プレポリマーと
を主成分とする土壌安定化ポリウレタン系発泡樹脂用組
成物、及び該組成物を用いた土壌安定化方法に関する。
び／又は水性シリカゾルとＮＣＯ基末端プレポリマーと
を主成分とする土壌安定化ポリウレタン系発泡樹脂用組
成物、及び該組成物を用いた土壌安定化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ケイ酸アルカリ金属塩の水溶液か
ら、酸又は潜在的酸の作用によって、無機質のシリカゲ
ルプラスチックを製造出来ることが知られている。水ガ
ラスからは軽量フォームプラスチックも製造される。こ
れらの製品は加熱時に高い寸法安定性を有し、完全に不
燃性であるが、砕け易く、強度は小さく、且つ完全に固
化するまでは耐水性に乏しい。一方、有機ポリイソシア
ネートと活性水素基含有化合物からポリウレタン樹脂や
ポリ尿素樹脂が製造できることは公知である。これら
は、発泡性土壌安定化樹脂として広く使用されており、
硬化速度、樹脂密度、物理的特性等を広く変化させるこ
とが可能である。例えば、特開平７−９７５６６号公報
には、止水用薬剤としてジイソシアネートとポリエーテ
ルグリコールとを反応させて得られるＮＣＯ基含有プレ
ポリマーを、硬化促進剤を含有する金属塩水溶液と混合
して用る発明が開示されている。しかし、無機プラスチ
ックに比較すると極めてコスト高になり、外気温による
原材料の粘度変化が大きく、作業性が劣っている。そこ
で、これらの無機質のプラスチックと有機質の樹脂の欠
点を互いに改善する技術が種々提案されている。例え
ば、特公昭６２−２１０３９号公報には、親水性ポリオ
キシアルキレンポリオールと有機ポリイソシアネートを
反応させた末端ＮＣＯ基含有ウレタンプレポリマーを含
有する主剤と、ケイ酸ソーダ又はポルトランドセメント
類の希薄水溶液を含有する硬化剤を使用する地盤安定処
理工法が開示されている。また、特開平４−２８３２９
０号公報には、ケイ酸ソーダ水溶液とポリイソシアネー
ト及び反応性希釈剤等とから成る土質等の安定化用注入
薬液組成物、並びにこれを使用した地盤の安定強化止水
工法が記載されている。これに類似した発明として、特
公平７−７２２７１号公報には、特開平４−２８３２９
０号公報の発明において、ポリイソシアネート及び反応
性希釈剤のかわりに、有機ポリイソシアネートとポリオ
キシアルキレンモノ又はポリオールを反応させたＮＣＯ
基含有親水性ウレタンプレポリマーを使用した技術が開
示されている。更に、特開平５−７８６６７号公報に
は、ケイ酸アルカリ金属塩の水溶液とイイソシアネート
プレポリマーを主成分とする岩盤固結用薬液が開示され
ている。
ら、酸又は潜在的酸の作用によって、無機質のシリカゲ
ルプラスチックを製造出来ることが知られている。水ガ
ラスからは軽量フォームプラスチックも製造される。こ
れらの製品は加熱時に高い寸法安定性を有し、完全に不
燃性であるが、砕け易く、強度は小さく、且つ完全に固
化するまでは耐水性に乏しい。一方、有機ポリイソシア
ネートと活性水素基含有化合物からポリウレタン樹脂や
ポリ尿素樹脂が製造できることは公知である。これら
は、発泡性土壌安定化樹脂として広く使用されており、
硬化速度、樹脂密度、物理的特性等を広く変化させるこ
とが可能である。例えば、特開平７−９７５６６号公報
には、止水用薬剤としてジイソシアネートとポリエーテ
ルグリコールとを反応させて得られるＮＣＯ基含有プレ
ポリマーを、硬化促進剤を含有する金属塩水溶液と混合
して用る発明が開示されている。しかし、無機プラスチ
ックに比較すると極めてコスト高になり、外気温による
原材料の粘度変化が大きく、作業性が劣っている。そこ
で、これらの無機質のプラスチックと有機質の樹脂の欠
点を互いに改善する技術が種々提案されている。例え
ば、特公昭６２−２１０３９号公報には、親水性ポリオ
キシアルキレンポリオールと有機ポリイソシアネートを
反応させた末端ＮＣＯ基含有ウレタンプレポリマーを含
有する主剤と、ケイ酸ソーダ又はポルトランドセメント
類の希薄水溶液を含有する硬化剤を使用する地盤安定処
理工法が開示されている。また、特開平４−２８３２９
０号公報には、ケイ酸ソーダ水溶液とポリイソシアネー
ト及び反応性希釈剤等とから成る土質等の安定化用注入
薬液組成物、並びにこれを使用した地盤の安定強化止水
工法が記載されている。これに類似した発明として、特
公平７−７２２７１号公報には、特開平４−２８３２９
０号公報の発明において、ポリイソシアネート及び反応
性希釈剤のかわりに、有機ポリイソシアネートとポリオ
キシアルキレンモノ又はポリオールを反応させたＮＣＯ
基含有親水性ウレタンプレポリマーを使用した技術が開
示されている。更に、特開平５−７８６６７号公報に
は、ケイ酸アルカリ金属塩の水溶液とイイソシアネート
プレポリマーを主成分とする岩盤固結用薬液が開示され
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来公知の無機−有機複合系においては、固結の際に大
きな内部発熱が生じ、生成する（発熱）固結体は不均
質、不安定であり、その物性も不十分である。本発明者
等は、このような公知技術の問題点を改善するため、土
壌安定化ポリウレタン系発泡樹脂を得るに際し、無機系
水性液とＮＣＯ基末端プレポリマーからなる有機系との
複合系において、土壌安定化樹脂として要求される特性
について鋭意研究検討した結果、無機−有機複合系にカ
ップリング剤とアミン系触媒と粘度調整剤と場合より界
面活性剤を併用することにより、前記従来技術の欠点を
改善できるだけでなく、反応速度が適当で土壌への浸透
性や充填性にも優れ、土壌を安定化しうることを見出
し、本発明を完成するに至った。
従来公知の無機−有機複合系においては、固結の際に大
きな内部発熱が生じ、生成する（発熱）固結体は不均
質、不安定であり、その物性も不十分である。本発明者
等は、このような公知技術の問題点を改善するため、土
壌安定化ポリウレタン系発泡樹脂を得るに際し、無機系
水性液とＮＣＯ基末端プレポリマーからなる有機系との
複合系において、土壌安定化樹脂として要求される特性
について鋭意研究検討した結果、無機−有機複合系にカ
ップリング剤とアミン系触媒と粘度調整剤と場合より界
面活性剤を併用することにより、前記従来技術の欠点を
改善できるだけでなく、反応速度が適当で土壌への浸透
性や充填性にも優れ、土壌を安定化しうることを見出
し、本発明を完成するに至った。
【０００４】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、
（Ａ）ケイ酸塩水溶液及び／又は水性シリカゾル、カッ
プリング剤、アミン系触媒及び発泡剤からなる無機系混
合物と、（Ｂ）有機ポリイソシアネートと官能基数２〜
８の活性水素基含有化合物、モノアルコールを併用して
反応させて得られるＮＣＯ基末端プレポリマー及び粘度
調整剤からなる有機系混合物、とから成る土壌安定化ポ
リウレタン系発泡樹脂用組成物である。
（Ａ）ケイ酸塩水溶液及び／又は水性シリカゾル、カッ
プリング剤、アミン系触媒及び発泡剤からなる無機系混
合物と、（Ｂ）有機ポリイソシアネートと官能基数２〜
８の活性水素基含有化合物、モノアルコールを併用して
反応させて得られるＮＣＯ基末端プレポリマー及び粘度
調整剤からなる有機系混合物、とから成る土壌安定化ポ
リウレタン系発泡樹脂用組成物である。
【０００５】本発明は、（Ａ）ケイ酸塩水溶液及び／又
は水性シリカゾル、カップリング剤、アミン系触媒、発
泡剤及び界面活性剤からなる無機系混合物と、（Ｂ）有
機ポリイソシアネートと官能基数２〜８の活性水素基含
有化合物、モノアルコーを併用して反応させて得られる
ＮＣＯ基末端プレポリマー及び粘度調整剤からなる有機
系混合物、とから成る土壌安定化ポリウレタン系発泡樹
脂用組成物である。
は水性シリカゾル、カップリング剤、アミン系触媒、発
泡剤及び界面活性剤からなる無機系混合物と、（Ｂ）有
機ポリイソシアネートと官能基数２〜８の活性水素基含
有化合物、モノアルコーを併用して反応させて得られる
ＮＣＯ基末端プレポリマー及び粘度調整剤からなる有機
系混合物、とから成る土壌安定化ポリウレタン系発泡樹
脂用組成物である。
【０００６】本発明は、（Ａ）ケイ酸塩水溶液及び／又
は水性シリカゾル、カップリング剤、アミン系触媒及び
発泡剤からなる無機系混合物と、（Ｂ）有機ポリイソシ
アネートと官能基数２〜８の活性水素基含有化合物、モ
ノアルコーを併用して反応させて得られるＮＣＯ基末端
プレポリマー、粘度調整剤及び界面活性剤からなる有機
系混合物、とから成る土壌安定化ポリウレタン系発泡樹
脂用組成物である。
は水性シリカゾル、カップリング剤、アミン系触媒及び
発泡剤からなる無機系混合物と、（Ｂ）有機ポリイソシ
アネートと官能基数２〜８の活性水素基含有化合物、モ
ノアルコーを併用して反応させて得られるＮＣＯ基末端
プレポリマー、粘度調整剤及び界面活性剤からなる有機
系混合物、とから成る土壌安定化ポリウレタン系発泡樹
脂用組成物である。
【０００７】本発明は、（Ａ）ケイ酸塩水溶液及び／又
は水性シリカゾル、カップリング剤、アミン系触媒、発
泡剤及び界面活性剤からなる無機系混合物と、（Ｂ）有
機ポリイソシアネートと官能基数２〜８の活性水素基含
有化合物、モノアルコーを併用して反応させて得られる
ＮＣＯ基末端プレポリマー、粘度調整剤及び界面活性剤
からなる有機系混合物、とから成る土壌安定化ポリウレ
タン系発泡樹脂用組成物である。
は水性シリカゾル、カップリング剤、アミン系触媒、発
泡剤及び界面活性剤からなる無機系混合物と、（Ｂ）有
機ポリイソシアネートと官能基数２〜８の活性水素基含
有化合物、モノアルコーを併用して反応させて得られる
ＮＣＯ基末端プレポリマー、粘度調整剤及び界面活性剤
からなる有機系混合物、とから成る土壌安定化ポリウレ
タン系発泡樹脂用組成物である。
【０００８】本発明は、ＮＣＯ基末端プレポリマーが、
ジフェニルメタンジイソシアネート及び／又はポリフェ
ニレンポリメチレンポリイソシアネートと、エチレンオ
キシドユニットを６０〜９５重量％含有する分子量５０
０〜５０００のポリエーテルグリコールと炭素数４〜５
０のモノアルコールとを併用し、反応させて得られるＮ
ＣＯ基末端プレポリマーである土壌安定化ポリウレタン
系発泡樹脂用組成物である。
ジフェニルメタンジイソシアネート及び／又はポリフェ
ニレンポリメチレンポリイソシアネートと、エチレンオ
キシドユニットを６０〜９５重量％含有する分子量５０
０〜５０００のポリエーテルグリコールと炭素数４〜５
０のモノアルコールとを併用し、反応させて得られるＮ
ＣＯ基末端プレポリマーである土壌安定化ポリウレタン
系発泡樹脂用組成物である。
【０００９】また本発明は、前記の土壌安定化ポリウレ
タン系発泡樹脂用組成物を土壌に注入して固結させるこ
とを特徴とする土壌安定化方法である。
タン系発泡樹脂用組成物を土壌に注入して固結させるこ
とを特徴とする土壌安定化方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明に使用される（Ａ）ケイ酸
塩水溶液について、例えばケイ酸塩水溶液は一般に水ガ
ラスと呼ばれているもので、二酸化ケイ素を２０〜４０
重量％、酸化ナトリウムを５〜２０重量％含有する水溶
液が好ましい。本発明に最も適したものは二酸化ケイ素
を２８〜３２重量％、酸化ナトリウムを１１〜１３重量
％含有する水ガラスである。水性シリカゾルとしては、
固形分としてシリカを１５〜２０重量％含有し水を分散
媒とする透明性の膠質液である。本発明においては、水
性シリカゾル単独あるいはこれとケイ酸塩水溶液の併用
より、ケイ酸塩水溶液とくにケイ酸ソーダ水溶液を単独
で使用するほうが生成発泡樹脂の物性上好ましい。
塩水溶液について、例えばケイ酸塩水溶液は一般に水ガ
ラスと呼ばれているもので、二酸化ケイ素を２０〜４０
重量％、酸化ナトリウムを５〜２０重量％含有する水溶
液が好ましい。本発明に最も適したものは二酸化ケイ素
を２８〜３２重量％、酸化ナトリウムを１１〜１３重量
％含有する水ガラスである。水性シリカゾルとしては、
固形分としてシリカを１５〜２０重量％含有し水を分散
媒とする透明性の膠質液である。本発明においては、水
性シリカゾル単独あるいはこれとケイ酸塩水溶液の併用
より、ケイ酸塩水溶液とくにケイ酸ソーダ水溶液を単独
で使用するほうが生成発泡樹脂の物性上好ましい。
【００１１】本発明に使用されるカップリング剤として
は、チタネート系カップリング剤、シラン系カップリン
グ剤等が挙げられ、これにより（Ａ）無機系混合物と
（Ｂ）有機系混合物との相溶性を向上させて、土壌への
浸透性や充填性に優れた均質な発泡性樹脂を形成しう
る。このうちシラン系カップリング剤が特に好ましい。
これらは単独又は２種以上の混合物として使用すること
ができる。カップリング剤の使用量は、ＮＣＯ基末端プ
レポリマー１００重量部に対して０．０５〜１０重量部
が好ましく、更に好適には０．１〜５．０重量部であ
る。
は、チタネート系カップリング剤、シラン系カップリン
グ剤等が挙げられ、これにより（Ａ）無機系混合物と
（Ｂ）有機系混合物との相溶性を向上させて、土壌への
浸透性や充填性に優れた均質な発泡性樹脂を形成しう
る。このうちシラン系カップリング剤が特に好ましい。
これらは単独又は２種以上の混合物として使用すること
ができる。カップリング剤の使用量は、ＮＣＯ基末端プ
レポリマー１００重量部に対して０．０５〜１０重量部
が好ましく、更に好適には０．１〜５．０重量部であ
る。
【００１２】チタネート系カップリング剤としては、例
えばテトラ−ｎ−ブトキシチタン、テトライソプロポキ
シチタン、ビス［２−［（２−アミノエチル）アミノ］
エタノレート］［２−［（２−アミノエチル）アミノ）
エタノレート−０］（２−プロパノレート）チタニウ
ム、トリス（イソオクタデカノエート−０）（２−プロ
パノレート）チタニウム、ビス（ジトリデシルホスファ
イト−０″）テトラキス（２−プロパノレート）ジハイ
ドロゼンチタネート、ビス（ジオクチルホスファイト−
０”）テトラキス（２−プロパノレート）ジハイドロゼ
ンチタネート、トリス（ジオクチルホスファイト−
０″）（２−プロパノレート）チタニウム、ビス（ジオ
クチルホスファイト−０″）［１，２−エタンジオレー
ト（２−）−０，０’］チタニウム、トリス（ドデシル
ベンゼンスルフォネート−０）（２−プロパノレート）
チタニウム、テトラキス［２，２−ビス［（２−プロペ
ニルオキシ）メチル］−１−ブタノレートチタネート等
が挙げられる。具体的には例えば、味の素製のプレンア
クトＫＲ ＴＴＳ、ＫＲ ４６Ｂ、 ＫＲ ５５、ＫＲ
４１Ｂ、ＫＲ ３８Ｓ、ＫＲ １３８Ｓ、ＫＲ ２３８
Ｓ、３３８Ｘ、ＫＲ １２、ＫＲ ４４、ＫＲ ９Ｓ
Ａ、ＫＲ ３４Ｓ等が挙げられる。
えばテトラ−ｎ−ブトキシチタン、テトライソプロポキ
シチタン、ビス［２−［（２−アミノエチル）アミノ］
エタノレート］［２−［（２−アミノエチル）アミノ）
エタノレート−０］（２−プロパノレート）チタニウ
ム、トリス（イソオクタデカノエート−０）（２−プロ
パノレート）チタニウム、ビス（ジトリデシルホスファ
イト−０″）テトラキス（２−プロパノレート）ジハイ
ドロゼンチタネート、ビス（ジオクチルホスファイト−
０”）テトラキス（２−プロパノレート）ジハイドロゼ
ンチタネート、トリス（ジオクチルホスファイト−
０″）（２−プロパノレート）チタニウム、ビス（ジオ
クチルホスファイト−０″）［１，２−エタンジオレー
ト（２−）−０，０’］チタニウム、トリス（ドデシル
ベンゼンスルフォネート−０）（２−プロパノレート）
チタニウム、テトラキス［２，２−ビス［（２−プロペ
ニルオキシ）メチル］−１−ブタノレートチタネート等
が挙げられる。具体的には例えば、味の素製のプレンア
クトＫＲ ＴＴＳ、ＫＲ ４６Ｂ、 ＫＲ ５５、ＫＲ
４１Ｂ、ＫＲ ３８Ｓ、ＫＲ １３８Ｓ、ＫＲ ２３８
Ｓ、３３８Ｘ、ＫＲ １２、ＫＲ ４４、ＫＲ ９Ｓ
Ａ、ＫＲ ３４Ｓ等が挙げられる。
【００１３】シラン系カップリング剤としては、例えば
γ−メタクリロキシプリピルトリメトキシシラン、ビニ
ルトリエトキシシランなどのビニルシラン化合物やβ−
（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ンなどのエポキシシラン化合物やγ−アミノプロピルト
リエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノ
プロピルメチルジメキシシランなどのアミノシラン化合
物やγ−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどの
メルカプトシラン化合物等が挙げられる。具体的には例
えば、日本ユニカー製のＡ−１７４、Ａ−１８７等が好
ましい。
γ−メタクリロキシプリピルトリメトキシシラン、ビニ
ルトリエトキシシランなどのビニルシラン化合物やβ−
（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ンなどのエポキシシラン化合物やγ−アミノプロピルト
リエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノ
プロピルメチルジメキシシランなどのアミノシラン化合
物やγ−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどの
メルカプトシラン化合物等が挙げられる。具体的には例
えば、日本ユニカー製のＡ−１７４、Ａ−１８７等が好
ましい。
【００１４】アミン系触媒としては、好適には、長鎖の
アミン類、イミダゾール類を例示することができる。長
鎖のアミン類としては、例えば、ｎ−ブチルアミン、ｎ
−オクチルアミン、ｎ−ドデシルアミン、ｎ−ヘキサメ
チルアミン等の一級アミンや、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｎ−
ドデシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｎ−テトラデシル
アミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｎ−ヘキサデシルアミン、
Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｎ−オクタデシルアミン等の三級ア
ミンが挙げられる。また、イミダゾール類としては例え
ば、１ーメチルイミダゾール、２−メチルイミダゾー
ル、１，２−ジメチルイミダゾール、２−エチル−４−
メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダ
ゾール、１−イソブチル−２−メチルイミダゾール等が
挙げられる。これらは単独又は２種以上の混合物として
使用することができる。これらのアミン系触媒の使用量
は、ケイ酸塩水溶液及び／又は水性シリカゾル１００重
量部に対して０．１〜１０重量部が好ましい。
アミン類、イミダゾール類を例示することができる。長
鎖のアミン類としては、例えば、ｎ−ブチルアミン、ｎ
−オクチルアミン、ｎ−ドデシルアミン、ｎ−ヘキサメ
チルアミン等の一級アミンや、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｎ−
ドデシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｎ−テトラデシル
アミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｎ−ヘキサデシルアミン、
Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｎ−オクタデシルアミン等の三級ア
ミンが挙げられる。また、イミダゾール類としては例え
ば、１ーメチルイミダゾール、２−メチルイミダゾー
ル、１，２−ジメチルイミダゾール、２−エチル−４−
メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダ
ゾール、１−イソブチル−２−メチルイミダゾール等が
挙げられる。これらは単独又は２種以上の混合物として
使用することができる。これらのアミン系触媒の使用量
は、ケイ酸塩水溶液及び／又は水性シリカゾル１００重
量部に対して０．１〜１０重量部が好ましい。
【００１５】発泡剤としては、水のほかに、アセトン、
イソヘプタン、ヘキサン、メチレンクロライド、尿素、
ホウ砂、ホウ酸、ニトロエタン等が挙げられる。環境保
護の目的からは、水が最も好ましい。この使用量は、ケ
イ酸塩水溶液及び／又は水性シリカゾル１００重量部に
対して０．１〜１０重量部が好ましい。
イソヘプタン、ヘキサン、メチレンクロライド、尿素、
ホウ砂、ホウ酸、ニトロエタン等が挙げられる。環境保
護の目的からは、水が最も好ましい。この使用量は、ケ
イ酸塩水溶液及び／又は水性シリカゾル１００重量部に
対して０．１〜１０重量部が好ましい。
【００１６】界面活性剤は、（Ａ）無機系混合物と
（Ｂ）有機系混合物との混合操作において、分散や発泡
のための整泡剤等としての性能も有している。このよう
な界面活性剤は、例えば、エチレンオキシド、プロピレ
ンオキシド、ブチレンオキシド、等のアルキレンオキシ
ドの必要な数を含有するポリグリコールエーテルと、少
なくとも１個の反応性水素原子を含有する有機化合物と
を縮合することによって得られる。この少なくととも１
個の反応性水素原子を含有する有機化合物としては、ア
ルコール、フェノール、チオール、第一又は第二アミ
ン、カルボン酸又はスルホン酸、それらのアミドや、１
個以上のアルキル置換基を有するフェノール系化合物の
ポリアルキレンオキシド誘導体を挙げることができる。
好ましい界面活性剤としては、プルロニック型界面活性
剤を挙げることができる。これは一般には、ブチレンオ
キシド、アミレンオキシド、フェニルエチレンオキシ
ド、シクロヘキセンオキシド、プロピレンオキシド、又
はそれらの混合物のような、１，２−アルキレンオキシ
ドまたは置換アルキレンオキシドをアルカリ触媒の存在
下で重合させて、水に不溶性のポリアルキレングリコー
ルを製造し、次いで同条件下でエチレンオキシド等の必
要なモル数と縮合して得られる。更に、トリプロピレ
ン、テトラプロピレン、ペンタプロピレン、ジトリブチ
レン、トリイソブチレン、テトラブチレン、プロピレン
イソブチレン及びトリブテン等のようなポリオレフィン
と一酸化炭素及び水素との触媒反応によって生成するア
ルデヒドを還元して得られるアルコールに、必要なモル
数のエチレンオキシドを反応させて得られる非イオン性
界面活性剤等を挙げることができる。また、シリコーン
系界面活性剤を挙げることができ、これには、活性水素
基を含有するものと含有しないものがある。好ましいの
は活性水素基を含有しないものである。例えば、各種の
シロキサンポリアルキレンオキシドブロック共重合体が
挙げられる。具体的には、ユニオンカーバイド製のＬ−
５３４０、テー・ゴールドシュミット製のＢ−１４５
１、Ｂ−８４０７等を挙げることができる。このような
界面活性剤は、（Ａ）無機系混合物及び／又は（Ｂ）有
機系混合物に添加することができる。界面活性剤の使用
量は、ＮＣＯ基末端プレポリマー１００重量部に対して
０．０５〜５重量部が好ましい。
（Ｂ）有機系混合物との混合操作において、分散や発泡
のための整泡剤等としての性能も有している。このよう
な界面活性剤は、例えば、エチレンオキシド、プロピレ
ンオキシド、ブチレンオキシド、等のアルキレンオキシ
ドの必要な数を含有するポリグリコールエーテルと、少
なくとも１個の反応性水素原子を含有する有機化合物と
を縮合することによって得られる。この少なくととも１
個の反応性水素原子を含有する有機化合物としては、ア
ルコール、フェノール、チオール、第一又は第二アミ
ン、カルボン酸又はスルホン酸、それらのアミドや、１
個以上のアルキル置換基を有するフェノール系化合物の
ポリアルキレンオキシド誘導体を挙げることができる。
好ましい界面活性剤としては、プルロニック型界面活性
剤を挙げることができる。これは一般には、ブチレンオ
キシド、アミレンオキシド、フェニルエチレンオキシ
ド、シクロヘキセンオキシド、プロピレンオキシド、又
はそれらの混合物のような、１，２−アルキレンオキシ
ドまたは置換アルキレンオキシドをアルカリ触媒の存在
下で重合させて、水に不溶性のポリアルキレングリコー
ルを製造し、次いで同条件下でエチレンオキシド等の必
要なモル数と縮合して得られる。更に、トリプロピレ
ン、テトラプロピレン、ペンタプロピレン、ジトリブチ
レン、トリイソブチレン、テトラブチレン、プロピレン
イソブチレン及びトリブテン等のようなポリオレフィン
と一酸化炭素及び水素との触媒反応によって生成するア
ルデヒドを還元して得られるアルコールに、必要なモル
数のエチレンオキシドを反応させて得られる非イオン性
界面活性剤等を挙げることができる。また、シリコーン
系界面活性剤を挙げることができ、これには、活性水素
基を含有するものと含有しないものがある。好ましいの
は活性水素基を含有しないものである。例えば、各種の
シロキサンポリアルキレンオキシドブロック共重合体が
挙げられる。具体的には、ユニオンカーバイド製のＬ−
５３４０、テー・ゴールドシュミット製のＢ−１４５
１、Ｂ−８４０７等を挙げることができる。このような
界面活性剤は、（Ａ）無機系混合物及び／又は（Ｂ）有
機系混合物に添加することができる。界面活性剤の使用
量は、ＮＣＯ基末端プレポリマー１００重量部に対して
０．０５〜５重量部が好ましい。
【００１７】本発明においては、無機系混合物（Ａ）中
に更に分散剤、増粘剤、老化防止剤、耐熱性付与剤、坑
酸化剤等を添加することができる。
に更に分散剤、増粘剤、老化防止剤、耐熱性付与剤、坑
酸化剤等を添加することができる。
【００１８】本発明におけるＮＣＯ基末端プレポリマー
を製造するための有機ポリイソシアネートとしては、例
えばｐ−フェニレンジイソシアネート、ｍ−フェニレン
ジイソシアネート、１，３−キシリレンジイソシアネー
ト、１，４−キシリレンジイソシアネート、１，４−ナ
フチレンジイソシアネート、１，５−ナフチレンジイソ
シアネート、４，４′−ジフェニルエーテルジイソシア
ネート、２−ニトロジフェニルー４，４′−ジイソシア
ネート、２，２′−ジフェニルプロパン−４，４′−ジ
イソシアネート、３，３′−ジメチルジフェニルメタン
−４，４′−ジイソシアネート、４，４′−ジフェニル
プロパンジイソシアネート、ＴＤＩ、ジフエニルメタン
ジイソシアネート（以下、ＭＤＩと略す）、ポリフェニ
ルメタンポリイソシアネート（以下、ポリメリックＭＤ
Ｉと略す）等の芳香族ポリイソシアネート類や、テトラ
メチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシア
ネート等の脂肪族ジイソシアネート類や、水素添加ＴＤ
Ｉ、水素添加ＭＤＩ、イソホロンジイソシアネート等の
脂環族ジイソシアネート類等が挙げられる。更に有機ポ
リイソシアネートとして、これらのＮＣＯ基の一部をビ
ウレット、アロファネート、カルボジイミド、オキサゾ
リドン、アミド、イミド等に変性したものも使用するこ
とができる。これらは、単独又は２種以上の混合物とし
て使用することができる。これらのうち、好ましい有機
ポリイソシアネートは、ＭＤＩ、ポリメリックＭＤＩ、
これらの異性体、これらの粗製混合物等のＭＤＩ系ポリ
イソシアネートであり、更に好ましくは、ＭＤＩ及び／
又はポリメリックＭＤＩで、ポリメリックＭＤＩはＭＤ
Ｉを３０〜５５重量％及びベンゼン環を３個以上有する
ＭＤＩ系多核縮合体を７０〜４５重量％含む混合物であ
る。
を製造するための有機ポリイソシアネートとしては、例
えばｐ−フェニレンジイソシアネート、ｍ−フェニレン
ジイソシアネート、１，３−キシリレンジイソシアネー
ト、１，４−キシリレンジイソシアネート、１，４−ナ
フチレンジイソシアネート、１，５−ナフチレンジイソ
シアネート、４，４′−ジフェニルエーテルジイソシア
ネート、２−ニトロジフェニルー４，４′−ジイソシア
ネート、２，２′−ジフェニルプロパン−４，４′−ジ
イソシアネート、３，３′−ジメチルジフェニルメタン
−４，４′−ジイソシアネート、４，４′−ジフェニル
プロパンジイソシアネート、ＴＤＩ、ジフエニルメタン
ジイソシアネート（以下、ＭＤＩと略す）、ポリフェニ
ルメタンポリイソシアネート（以下、ポリメリックＭＤ
Ｉと略す）等の芳香族ポリイソシアネート類や、テトラ
メチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシア
ネート等の脂肪族ジイソシアネート類や、水素添加ＴＤ
Ｉ、水素添加ＭＤＩ、イソホロンジイソシアネート等の
脂環族ジイソシアネート類等が挙げられる。更に有機ポ
リイソシアネートとして、これらのＮＣＯ基の一部をビ
ウレット、アロファネート、カルボジイミド、オキサゾ
リドン、アミド、イミド等に変性したものも使用するこ
とができる。これらは、単独又は２種以上の混合物とし
て使用することができる。これらのうち、好ましい有機
ポリイソシアネートは、ＭＤＩ、ポリメリックＭＤＩ、
これらの異性体、これらの粗製混合物等のＭＤＩ系ポリ
イソシアネートであり、更に好ましくは、ＭＤＩ及び／
又はポリメリックＭＤＩで、ポリメリックＭＤＩはＭＤ
Ｉを３０〜５５重量％及びベンゼン環を３個以上有する
ＭＤＩ系多核縮合体を７０〜４５重量％含む混合物であ
る。
【００１９】本発明のＮＣＯ基末端プレポリマーを得る
ための官能基数２〜８の活性水素基含有化合物として
は、例えば、エチレングリコール、プロパンジオール、
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、トリメチレングリコール、テトラメチレン
グリコール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレン
グリコール、ネオペンチルグリコール、３−メチル−
１，５−ペンタンジオール、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、シュクローズ、グ
ルコース、フラクトースソルビトール等の単独又は２種
以上の混合物、及びエチレンジアミン、プロピレンジア
ミン、ジエチレントリアミン、トルエンジアミン、メタ
フェニレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、キシ
リレンジアミン等の単独又は２種以上の混合物、あるい
は、これらを開始剤としてエチレンオキシド、プロピレ
ンオキシド、ブチレンオキシド、アミレンオキシド、グ
リシジルエーテル、メチルグリシジルエーテル、ｔーブ
チルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル
等のモノマーの一種又は２種以上を公知の方法により付
加重合することによって得られたものが挙げられる。こ
れらは単独又は２種以上の混合物として使用することが
できる。これらの分子量は、２５０〜５０００であるこ
とが好ましい。このうち、好ましい活性水素基含有化合
物は、エチレンオキシドユニットを６０〜９５重量％含
有する分子量５００〜５０００のポリエーテルグリコー
ルである。活性水素基含有化合物は、有機ポリイソシア
ネート１００重量部に対して１〜２０重量部使用するの
が好ましく、特に２〜１８重量部使用するのが好まし
い。
ための官能基数２〜８の活性水素基含有化合物として
は、例えば、エチレングリコール、プロパンジオール、
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、トリメチレングリコール、テトラメチレン
グリコール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレン
グリコール、ネオペンチルグリコール、３−メチル−
１，５−ペンタンジオール、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、シュクローズ、グ
ルコース、フラクトースソルビトール等の単独又は２種
以上の混合物、及びエチレンジアミン、プロピレンジア
ミン、ジエチレントリアミン、トルエンジアミン、メタ
フェニレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、キシ
リレンジアミン等の単独又は２種以上の混合物、あるい
は、これらを開始剤としてエチレンオキシド、プロピレ
ンオキシド、ブチレンオキシド、アミレンオキシド、グ
リシジルエーテル、メチルグリシジルエーテル、ｔーブ
チルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル
等のモノマーの一種又は２種以上を公知の方法により付
加重合することによって得られたものが挙げられる。こ
れらは単独又は２種以上の混合物として使用することが
できる。これらの分子量は、２５０〜５０００であるこ
とが好ましい。このうち、好ましい活性水素基含有化合
物は、エチレンオキシドユニットを６０〜９５重量％含
有する分子量５００〜５０００のポリエーテルグリコー
ルである。活性水素基含有化合物は、有機ポリイソシア
ネート１００重量部に対して１〜２０重量部使用するの
が好ましく、特に２〜１８重量部使用するのが好まし
い。
【００２０】本発明のＮＣＯ基末端プレポリマーを得る
ためのモノアルコールとしては、炭素数４〜５０のモノ
アルコールである。このモノアルコールには、直鎖状モ
ノアルコールと分岐状モノアルコールとがある。この炭
素数４〜５０の直鎖状モノアルコールとしては、アミル
アルコール、ヘキシルアルコール、ヘプチルアルコー
ル、オクチルアルコール、ノニルアルコール、デシルア
ルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコー
ル、テトラデシルアルコール、ペンタデシルアルコー
ル、ヘプタデシルアルコール、オクコデシルアルコール
（ステアリルアルコール）、ノナデシルアルコール、エ
イコシルアルコール、セリルアルコール、メリシルアル
コール、等が挙げらる。好ましい直鎖状モノアルコール
は、炭素数５〜４０である。
ためのモノアルコールとしては、炭素数４〜５０のモノ
アルコールである。このモノアルコールには、直鎖状モ
ノアルコールと分岐状モノアルコールとがある。この炭
素数４〜５０の直鎖状モノアルコールとしては、アミル
アルコール、ヘキシルアルコール、ヘプチルアルコー
ル、オクチルアルコール、ノニルアルコール、デシルア
ルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコー
ル、テトラデシルアルコール、ペンタデシルアルコー
ル、ヘプタデシルアルコール、オクコデシルアルコール
（ステアリルアルコール）、ノナデシルアルコール、エ
イコシルアルコール、セリルアルコール、メリシルアル
コール、等が挙げらる。好ましい直鎖状モノアルコール
は、炭素数５〜４０である。
【００２１】炭素数４〜５０の分岐状モノアルコールと
しては、２−エチルヘキサノール、メチル−１−ノナノ
ール、ジメチル−１−オクタノール、テトラメチル−１
−ヘキサノール、３−エチル４，５，６−トリメチルオ
クタノール、４，５，６，７−テトラメチルノナノー
ル、４，５，８−トリメチルデエノール、４，７，８−
トリメチルトリデカノール、トリデカノール、テトラデ
カノール、２−ヘキシルドデカノール、２−ヘキサデシ
ルオクタノール等が挙げらる。好ましい分岐条モノアル
コールは、炭素数４〜３５である。このようなモノアル
コールの中で特に好ましいのは、分岐状モノアルコール
である。このようなモノアルコールの使用量は、官能基
数２〜８の活性水素基含有化合物１００重量部に対して
０．５〜１０重量部使用するのが好ましい。
しては、２−エチルヘキサノール、メチル−１−ノナノ
ール、ジメチル−１−オクタノール、テトラメチル−１
−ヘキサノール、３−エチル４，５，６−トリメチルオ
クタノール、４，５，６，７−テトラメチルノナノー
ル、４，５，８−トリメチルデエノール、４，７，８−
トリメチルトリデカノール、トリデカノール、テトラデ
カノール、２−ヘキシルドデカノール、２−ヘキサデシ
ルオクタノール等が挙げらる。好ましい分岐条モノアル
コールは、炭素数４〜３５である。このようなモノアル
コールの中で特に好ましいのは、分岐状モノアルコール
である。このようなモノアルコールの使用量は、官能基
数２〜８の活性水素基含有化合物１００重量部に対して
０．５〜１０重量部使用するのが好ましい。
【００２２】本発明におけるＮＣＯ基末端プレポリマー
のＮＣＯ含量は２０〜３０重量％が好ましく、２４〜２
９重量％が更に好ましく、２５〜２８重量％が最も好ま
しい。
のＮＣＯ含量は２０〜３０重量％が好ましく、２４〜２
９重量％が更に好ましく、２５〜２８重量％が最も好ま
しい。
【００２３】本発明の粘度調整剤としては、エチレンカ
ーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボ
ネート等のカーボネート類や脂肪族カルボン酸類等が挙
げられるが、特にカーボネート類が好ましい。これらは
単独又は２種以上の混合物として使用することができ
る。このような粘度調整剤は、ＮＣＯ基末端プレポリマ
ー１００重量部に対して１〜１５重量部使用するのが好
ましい。
ーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボ
ネート等のカーボネート類や脂肪族カルボン酸類等が挙
げられるが、特にカーボネート類が好ましい。これらは
単独又は２種以上の混合物として使用することができ
る。このような粘度調整剤は、ＮＣＯ基末端プレポリマ
ー１００重量部に対して１〜１５重量部使用するのが好
ましい。
【００２４】本発明において（Ａ）無機系混合物と
（Ｂ）有機系混合物とは、有機系混合物中のＮＣＯ基末
端プレポリマーのＮＣＯ含量が無機系混合物中の活性水
素基に対して当量以下となる割合で使用するが、具体的
には、容量比で（Ａ）／（Ｂ）＝０．８〜１．２の範囲
で使用するのが好ましい。
（Ｂ）有機系混合物とは、有機系混合物中のＮＣＯ基末
端プレポリマーのＮＣＯ含量が無機系混合物中の活性水
素基に対して当量以下となる割合で使用するが、具体的
には、容量比で（Ａ）／（Ｂ）＝０．８〜１．２の範囲
で使用するのが好ましい。
【００２５】本発明による土壌安定化ポリウレタン系発
泡樹脂は、（Ａ）無機系水性混合物と（Ｂ）有機系混合
物とを公知の攪拌・混合装置を使用し、強制混合するこ
とにより得られる。これら２相関の反応性を調整する目
的で、ケイ酸塩水溶液及び／又は水性シリカゾルには、
水溶性、微臭且つ無機系混合物中で安定性の良いアミン
系触媒を併用する。
泡樹脂は、（Ａ）無機系水性混合物と（Ｂ）有機系混合
物とを公知の攪拌・混合装置を使用し、強制混合するこ
とにより得られる。これら２相関の反応性を調整する目
的で、ケイ酸塩水溶液及び／又は水性シリカゾルには、
水溶性、微臭且つ無機系混合物中で安定性の良いアミン
系触媒を併用する。
【００２６】本発明においては、（Ａ）無機系水性混合
物と（Ｂ）有機系混合物の混和性を向上させ、でき得る
限り両層の接触面積を大きくする目的で、有機ポリイソ
シアネートを活性水素基含有化合物で変性してＮＣＯ基
末端水分散型プレポリマーとし、且つ、有機相の粘度調
整、無機相との混和性の向上、混合後の液安定性の向上
等ため、活性水素基含有化合物として好適には両末端封
鎖型ポリエーテルグリコールが用いられ、好適には、分
岐状モノアルコールが併用される。一般的に非反応型の
添加剤は樹脂中に取り込まれた後、僅かづつ樹脂外へし
み出してくるのが通例であるので、土壌安定化という目
的の本発明においては好ましくない。しかし、本発明に
おいて、活性水素基含有化合物として好適な両末端封鎖
型ポリエーテルグリコールと、好適な分岐状モノアルコ
ールの併用で、樹脂外へのしみ出しはほとんど観察され
ない。本発明で得られる組成物は発泡性であり、且つ無
機及び有機の双方の良好な特性を併せ持っている。
物と（Ｂ）有機系混合物の混和性を向上させ、でき得る
限り両層の接触面積を大きくする目的で、有機ポリイソ
シアネートを活性水素基含有化合物で変性してＮＣＯ基
末端水分散型プレポリマーとし、且つ、有機相の粘度調
整、無機相との混和性の向上、混合後の液安定性の向上
等ため、活性水素基含有化合物として好適には両末端封
鎖型ポリエーテルグリコールが用いられ、好適には、分
岐状モノアルコールが併用される。一般的に非反応型の
添加剤は樹脂中に取り込まれた後、僅かづつ樹脂外へし
み出してくるのが通例であるので、土壌安定化という目
的の本発明においては好ましくない。しかし、本発明に
おいて、活性水素基含有化合物として好適な両末端封鎖
型ポリエーテルグリコールと、好適な分岐状モノアルコ
ールの併用で、樹脂外へのしみ出しはほとんど観察され
ない。本発明で得られる組成物は発泡性であり、且つ無
機及び有機の双方の良好な特性を併せ持っている。
【００２７】例えばケイ酸アルカリ金属塩の水溶液を、
ＭＤＩのような低分子量イソシアネートと反応させる
と、イソシアネート基が水と反応し、生成した二酸化炭
素が物質中で発泡に寄与し、二酸化炭素の一部は周囲の
ケイ酸塩水性相と反応して界面をゲル化する。この様に
して得られた発泡体は、発泡したポリ尿素の非凝集帯を
含有するケイ酸発泡体の性質を有しており、砕け易く、
強度は小さい。また、量的に大過剰のジイソシアネート
を使用した場合は、得られる生成物はポリ尿素発泡体で
あり、その中に非凝集性のケイ酸塩層が分散することに
なる。そのため、この生成物はシリカを充填したポリ尿
素発泡体の性質を示し、砕け易く、無機質としての耐火
性も乏しい。
ＭＤＩのような低分子量イソシアネートと反応させる
と、イソシアネート基が水と反応し、生成した二酸化炭
素が物質中で発泡に寄与し、二酸化炭素の一部は周囲の
ケイ酸塩水性相と反応して界面をゲル化する。この様に
して得られた発泡体は、発泡したポリ尿素の非凝集帯を
含有するケイ酸発泡体の性質を有しており、砕け易く、
強度は小さい。また、量的に大過剰のジイソシアネート
を使用した場合は、得られる生成物はポリ尿素発泡体で
あり、その中に非凝集性のケイ酸塩層が分散することに
なる。そのため、この生成物はシリカを充填したポリ尿
素発泡体の性質を示し、砕け易く、無機質としての耐火
性も乏しい。
【００２８】本発明の特徴は、２種の相のコロイド状分
布と相互浸透にあり、それがキセロゾルの特性である強
度な特有の表面相互作用又は界面相互作用を可能にす
る。このコロイド状の形態は、ケイ酸塩水溶液及び／又
は水性シリカゾルと混合される物質が、カップリング剤
と末端基がＮＣＯ基の水分散型プレポリマーであっては
じめて得ることが出来るのである。このようなＮＣＯ基
末端プレポリマーとカップリング剤等との併用によっ
て、水性無機相と有機相が均質に分布し、その結果、化
学的相互作用が増加し、新しい複合材料が得られる。こ
れらの併用によって、コロイド繊維構造を生成し、その
結果、２種の相は凝集相として存在することができ、均
質な複合物質が得られることになり、無機質及び有機質
各々の利点が充分に発揮されることになる。
布と相互浸透にあり、それがキセロゾルの特性である強
度な特有の表面相互作用又は界面相互作用を可能にす
る。このコロイド状の形態は、ケイ酸塩水溶液及び／又
は水性シリカゾルと混合される物質が、カップリング剤
と末端基がＮＣＯ基の水分散型プレポリマーであっては
じめて得ることが出来るのである。このようなＮＣＯ基
末端プレポリマーとカップリング剤等との併用によっ
て、水性無機相と有機相が均質に分布し、その結果、化
学的相互作用が増加し、新しい複合材料が得られる。こ
れらの併用によって、コロイド繊維構造を生成し、その
結果、２種の相は凝集相として存在することができ、均
質な複合物質が得られることになり、無機質及び有機質
各々の利点が充分に発揮されることになる。
【００２９】粘度調整剤は、強制混合される２液の混和
性を向上させることを目的として、２液の粘度を出来う
る限り接近させる様選択使用される。水性無機相には必
要に応じてカルボキシルメチルセルロースのような水溶
性の増粘剤類が添加され、有機相には粘度調整剤が粘度
を低下させ浸透性を改善するために添加される。
性を向上させることを目的として、２液の粘度を出来う
る限り接近させる様選択使用される。水性無機相には必
要に応じてカルボキシルメチルセルロースのような水溶
性の増粘剤類が添加され、有機相には粘度調整剤が粘度
を低下させ浸透性を改善するために添加される。
【００３０】本発明の（Ａ）無機系混合物と（Ｂ）有機
系混合物からなる土壌安定化ポリウレタン系発泡樹脂用
組成物は、空隙やクラックの多い軟質ないし不安定な地
盤、岩盤、破砕帯層等の土壌に注入し固結させるが、注
入固結する方法については特に限定はなく、公知の方法
はいずれも採用しうる。例えば、（Ａ）無機系混合物及
び（Ｂ）有機系混合物の注入量、圧力、配合比等をコン
トロールしうる比例配合ポンプを用い、（Ａ）無機系混
合物と（Ｂ）有機系混合物とを別々のタンクに入れ、岩
盤等の所定箇所（例えば、所定間隔で穿設された複数の
孔）に、予め固定されたスタチックミキサーや逆止弁等
を内装した有孔のロックボルトや注入ロッドを通して、
この中に前期タンク内の各成分を加圧注入し、スタチッ
クミキサーを通して、所定量の各成分を均一に混合し、
不安定な岩盤や地盤等の所定の土壌に注入浸透、硬化さ
せて固結安定化する方法を挙げることができる。また例
えば、トンネルの天盤部に注入する場合には、注入に先
立ち、例えば所定の間隔でレッグオーガー等を用いて削
孔し、所定の深さ、削孔角度の注入孔を設け、この注入
孔にスタチックミキサー及びロックボルトを挿入し、こ
のロックボルトの口元を、注入薬液の逆流を防ぐため
に、急結セメントや発泡硬質ポリウレタン樹脂を予め含
浸させたウエス等を用いてシールし、前記組成物を前記
と同様の方法で注入する。一般に、注入孔１個あたり前
記組成物は３０〜２００ｋｇ注入される。
系混合物からなる土壌安定化ポリウレタン系発泡樹脂用
組成物は、空隙やクラックの多い軟質ないし不安定な地
盤、岩盤、破砕帯層等の土壌に注入し固結させるが、注
入固結する方法については特に限定はなく、公知の方法
はいずれも採用しうる。例えば、（Ａ）無機系混合物及
び（Ｂ）有機系混合物の注入量、圧力、配合比等をコン
トロールしうる比例配合ポンプを用い、（Ａ）無機系混
合物と（Ｂ）有機系混合物とを別々のタンクに入れ、岩
盤等の所定箇所（例えば、所定間隔で穿設された複数の
孔）に、予め固定されたスタチックミキサーや逆止弁等
を内装した有孔のロックボルトや注入ロッドを通して、
この中に前期タンク内の各成分を加圧注入し、スタチッ
クミキサーを通して、所定量の各成分を均一に混合し、
不安定な岩盤や地盤等の所定の土壌に注入浸透、硬化さ
せて固結安定化する方法を挙げることができる。また例
えば、トンネルの天盤部に注入する場合には、注入に先
立ち、例えば所定の間隔でレッグオーガー等を用いて削
孔し、所定の深さ、削孔角度の注入孔を設け、この注入
孔にスタチックミキサー及びロックボルトを挿入し、こ
のロックボルトの口元を、注入薬液の逆流を防ぐため
に、急結セメントや発泡硬質ポリウレタン樹脂を予め含
浸させたウエス等を用いてシールし、前記組成物を前記
と同様の方法で注入する。一般に、注入孔１個あたり前
記組成物は３０〜２００ｋｇ注入される。
【００３１】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明により、従来
公知の無機−有機複合系の土壌安定化のための薬液にお
いて生じ易い欠点、すなわち発泡体としての不均質化、
不安定化、砕け易さや、不必要な内部発熱等を容易に解
決することが可能になり、更に、粘度や反応速度が適当
で土壌への浸透性や充填性に優れかつ難燃性（の無機、
有機双方の特性）を有する発泡性樹脂を得ることができ
る。また、本発明の土壌安定化工法により、山岳トンネ
ル、大断面トンネル堀削工事、大深度地下土木工事等に
おいて、土壌を広範囲に確実にしかも高強度に安定化し
止水することができる。
公知の無機−有機複合系の土壌安定化のための薬液にお
いて生じ易い欠点、すなわち発泡体としての不均質化、
不安定化、砕け易さや、不必要な内部発熱等を容易に解
決することが可能になり、更に、粘度や反応速度が適当
で土壌への浸透性や充填性に優れかつ難燃性（の無機、
有機双方の特性）を有する発泡性樹脂を得ることができ
る。また、本発明の土壌安定化工法により、山岳トンネ
ル、大断面トンネル堀削工事、大深度地下土木工事等に
おいて、土壌を広範囲に確実にしかも高強度に安定化し
止水することができる。
【００３２】
【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
るが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。特にことわりのない限り、実施例及び比較例中の
「部」及び「％」はそれぞれ「重量部」及び「重量％」
を示す。
るが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。特にことわりのない限り、実施例及び比較例中の
「部」及び「％」はそれぞれ「重量部」及び「重量％」
を示す。
【００３３】実施例１〜１８及び比較例１〜４ 表１〜表４に示すケイ酸ソーダの５０％水溶液、水、ア
ミン系触媒、及びカップリング剤必要に応じて界面活性
剤を１５分間高速混合して、（Ａ）無機系混合物を得
た。この混合物を５℃又は２５℃雰囲気下に２４時間放
置したが、液分離はみられなかった。一方、表１に示す
有機ポリイソシアネートと活性水素基含有化合物、モノ
アルコールを８０℃まで昇温したのち、３時間反応させ
て、ＮＣＯ基末端プレポリマーを得た。これに粘度調整
剤必要に応じて界面活性剤を加え（Ｂ）有機系混合物を
調整した。次に（Ａ）無機系混合物と（Ｂ）有機系混合
物を注入機のマシンタンクにそれぞれ所定量仕込み、送
液ポンプ及びスタティックミキサーを通して一定量５０
０ｍｌのビーカーに吐出し固化させて、発泡体を得た。
そのときの反応性及び発泡体の物性試験結果を表１〜表
４に示す。
ミン系触媒、及びカップリング剤必要に応じて界面活性
剤を１５分間高速混合して、（Ａ）無機系混合物を得
た。この混合物を５℃又は２５℃雰囲気下に２４時間放
置したが、液分離はみられなかった。一方、表１に示す
有機ポリイソシアネートと活性水素基含有化合物、モノ
アルコールを８０℃まで昇温したのち、３時間反応させ
て、ＮＣＯ基末端プレポリマーを得た。これに粘度調整
剤必要に応じて界面活性剤を加え（Ｂ）有機系混合物を
調整した。次に（Ａ）無機系混合物と（Ｂ）有機系混合
物を注入機のマシンタンクにそれぞれ所定量仕込み、送
液ポンプ及びスタティックミキサーを通して一定量５０
０ｍｌのビーカーに吐出し固化させて、発泡体を得た。
そのときの反応性及び発泡体の物性試験結果を表１〜表
４に示す。
【００３４】〔発泡体の物性試験方法〕 （１）発泡倍率及び発泡体外観 ＪＩＳ Ａ ９５１４に準じて行った。 発泡体外観の評価基準 ○：良好 ×：柔らかく不良 （２）一軸圧縮強度 ＪＳＦ Ｔ５１１（土壌工学会基準の土の一軸圧縮試験
方法を準拠）に準じて行った。 （３）燃焼性 ＡＳＴＭ−Ｄ−１６９２に準じて行った。
方法を準拠）に準じて行った。 （３）燃焼性 ＡＳＴＭ−Ｄ−１６９２に準じて行った。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【表２】
【００３７】
【表３】
【００３８】
【表４】
【００３９】
【表５】
【００４０】本発明の（Ｂ）有機系混合物の粘度が低い
ので、作業性が良く、また、土壌への浸透性や充填性が
良好であり、土壌の固結安定化範囲が広い。また本発明
の組成物によって得られた発泡体はいずれも均質で一軸
圧縮強度が高く、更に、発泡倍率が大きく適当であるの
で土壌の止水効果も優れている。
ので、作業性が良く、また、土壌への浸透性や充填性が
良好であり、土壌の固結安定化範囲が広い。また本発明
の組成物によって得られた発泡体はいずれも均質で一軸
圧縮強度が高く、更に、発泡倍率が大きく適当であるの
で土壌の止水効果も優れている。
【００４１】〔使用した原料の説明〕 珪酸ソーダ２号：東曹産業製 ３級アミン触媒（１）：Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｎ−ドデシ
ルアミン ３級アミン触媒（２）：Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｎ−テトラ
デシルアミン イミダゾール系触媒 ：２−メチルイミダゾール カップリング剤：日本ユニカー製、Ａ−１７４ カップリング剤：日本ユニカー製、Ａ−１８７ 界面活性剤：テー・ゴールドシュミット製、Ｂ ８４５
１ ポリメリックＭＤＩ(1) ：日本ポリウレタン工業製、ミ
リオネートＭＲ２００ ポリメリックＭＤＩ(2) ：日本ポリウレタン工業製、コ
ロネート１１０４ ＭＤＩ（１）：４，４′−ＭＤＩ ７２％、２，４′−
ＭＤＩ ２５．６％、２，２′−ＭＤＩ ２．４％の混
合物 ＰＰＧ（１）：官能基数２、分子量３５００、ＥＯ含量
８０％ ＰＰＧ（２）：官能基数２、分子量２０００、ＥＯ含量
９５％ ＰＰＧ（３）：官能基数２、分子量４００、ＥＯ含量８
０％ モノアルコール(1) ：オクチルアルコール モノアルコール(2) ：ジメチル−１−オクタノール ＥＣ ：エチレンカーボネート ＰＣ ：プロピレンカーボネート
ルアミン ３級アミン触媒（２）：Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｎ−テトラ
デシルアミン イミダゾール系触媒 ：２−メチルイミダゾール カップリング剤：日本ユニカー製、Ａ−１７４ カップリング剤：日本ユニカー製、Ａ−１８７ 界面活性剤：テー・ゴールドシュミット製、Ｂ ８４５
１ ポリメリックＭＤＩ(1) ：日本ポリウレタン工業製、ミ
リオネートＭＲ２００ ポリメリックＭＤＩ(2) ：日本ポリウレタン工業製、コ
ロネート１１０４ ＭＤＩ（１）：４，４′−ＭＤＩ ７２％、２，４′−
ＭＤＩ ２５．６％、２，２′−ＭＤＩ ２．４％の混
合物 ＰＰＧ（１）：官能基数２、分子量３５００、ＥＯ含量
８０％ ＰＰＧ（２）：官能基数２、分子量２０００、ＥＯ含量
９５％ ＰＰＧ（３）：官能基数２、分子量４００、ＥＯ含量８
０％ モノアルコール(1) ：オクチルアルコール モノアルコール(2) ：ジメチル−１−オクタノール ＥＣ ：エチレンカーボネート ＰＣ ：プロピレンカーボネート
【００４２】実施例１９ 破砕帯を有するトンネル天盤部に、４２ｍｍφビットの
レッグオーガーにより２ｍ間隔で削孔角度２５〜３５°
（トンネル堀削方向に対しての角度）で５個削孔し、こ
の孔に炭素鋼製の注入ボルト（外径２７．２ｍｍ、内径
１５ｍｍ、長さ３ｍ、静止ミキサー及び逆止弁内蔵）を
挿入し、口元部分３０ｃｍに２液硬質発泡ポリウレタン
樹脂を含浸させたメリヤス製ウエスを鉄棒で押し込みシ
ールした。次いで、この固定した各注入口に、実施例１
で調整した（Ａ）無機系混合物の水溶液と（Ｂ）有機系
混合物を表１に示す比率で、注入圧２０〜５０ｋｇ／ｃ
ｍ2 で１孔あたり８０〜１２０ｋｇ注入した。注入して
から５０分後に、堀進によりトンネル地盤の状態を調査
したところ、半径５ｍの半球状で、固結安定化してお
り、この範囲からは漏水は全く認められなかった。注入
固結部分をサンプラーで５ｃｍφ×１０ｃｍの円柱形状
にサンプリングし、一軸圧縮強度を測定したところ、１
８０ｋｇ／ｃｍ2 であつた。なお、未改良部は破砕帯の
ためサンプリングが不可能であった。
レッグオーガーにより２ｍ間隔で削孔角度２５〜３５°
（トンネル堀削方向に対しての角度）で５個削孔し、こ
の孔に炭素鋼製の注入ボルト（外径２７．２ｍｍ、内径
１５ｍｍ、長さ３ｍ、静止ミキサー及び逆止弁内蔵）を
挿入し、口元部分３０ｃｍに２液硬質発泡ポリウレタン
樹脂を含浸させたメリヤス製ウエスを鉄棒で押し込みシ
ールした。次いで、この固定した各注入口に、実施例１
で調整した（Ａ）無機系混合物の水溶液と（Ｂ）有機系
混合物を表１に示す比率で、注入圧２０〜５０ｋｇ／ｃ
ｍ2 で１孔あたり８０〜１２０ｋｇ注入した。注入して
から５０分後に、堀進によりトンネル地盤の状態を調査
したところ、半径５ｍの半球状で、固結安定化してお
り、この範囲からは漏水は全く認められなかった。注入
固結部分をサンプラーで５ｃｍφ×１０ｃｍの円柱形状
にサンプリングし、一軸圧縮強度を測定したところ、１
８０ｋｇ／ｃｍ2 であつた。なお、未改良部は破砕帯の
ためサンプリングが不可能であった。
【００４３】比較例５ 破砕帯を有するトンネル天盤部に４２ｍｍφビットのレ
ッグオーガーにより２ｍ間隔で削孔角度２５〜３５°
（トンネル堀削方向に対しての角度）で５個削孔し、こ
の孔に炭素鋼製の注入ボルト（外径２７．２ｍｍ、内径
１５ｍｍ、長さ３ｍ、静止ミキサー及び逆止弁内蔵）を
挿入し、口元部分３０ｃｍに２液硬質発泡ポリウレタン
樹脂を含浸させたメリヤス製ウエスを鉄棒で押し込みシ
ールした。次いで、この固定した各注入口に、比較例１
で調整した（Ａ）無機系混合物の水溶液と（Ｂ）有機系
混合物を表５に示す比率で、注入圧２０〜５０ｋｇ／ｃ
ｍ2 で１孔あたり８０〜１２０ｋｇ注入した。注入して
から５０分後に、堀進によりトンネル地盤の状態を調査
したところ、半径１．５ｍの半球状で、固結安定化して
いたが、僅かに漏水が認められた。注入固結部分をサン
プラーで５ｃｍφ×１０ｃｍの円柱形状にサンプリング
し、一軸圧縮強度を測定したところ、１００ｋｇ／ｃｍ
2 であつた。
ッグオーガーにより２ｍ間隔で削孔角度２５〜３５°
（トンネル堀削方向に対しての角度）で５個削孔し、こ
の孔に炭素鋼製の注入ボルト（外径２７．２ｍｍ、内径
１５ｍｍ、長さ３ｍ、静止ミキサー及び逆止弁内蔵）を
挿入し、口元部分３０ｃｍに２液硬質発泡ポリウレタン
樹脂を含浸させたメリヤス製ウエスを鉄棒で押し込みシ
ールした。次いで、この固定した各注入口に、比較例１
で調整した（Ａ）無機系混合物の水溶液と（Ｂ）有機系
混合物を表５に示す比率で、注入圧２０〜５０ｋｇ／ｃ
ｍ2 で１孔あたり８０〜１２０ｋｇ注入した。注入して
から５０分後に、堀進によりトンネル地盤の状態を調査
したところ、半径１．５ｍの半球状で、固結安定化して
いたが、僅かに漏水が認められた。注入固結部分をサン
プラーで５ｃｍφ×１０ｃｍの円柱形状にサンプリング
し、一軸圧縮強度を測定したところ、１００ｋｇ／ｃｍ
2 であつた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０９Ｋ 103:00
Claims (6)
- 【請求項１】 （Ａ）ケイ酸塩水溶液及び／又は水性シ
リカゾル、カップリング剤、アミン系触媒及び発泡剤か
らなる無機系混合物と、（Ｂ）有機ポリイソシアネート
と官能基数２〜８の活性水素基含有化合物、モノアルコ
ールを併用して反応させて得られるＮＣＯ基末端プレポ
リマー及び粘度調整剤からなる有機系混合物、とから成
る土壌安定化ポリウレタン系発泡樹脂用組成物。 - 【請求項２】 （Ａ）ケイ酸塩水溶液及び／又は水性シ
リカゾル、カップリング剤、アミン系触媒、発泡剤及び
界面活性剤からなる無機系混合物と、（Ｂ）有機ポリイ
ソシアネートと官能基数２〜８の活性水素基含有化合
物、モノアルコーを併用して反応させて得られるＮＣＯ
基末端プレポリマー及び粘度調整剤からなる有機系混合
物、とから成る土壌安定化ポリウレタン系発泡樹脂用組
成物。 - 【請求項３】 （Ａ）ケイ酸塩水溶液及び／又は水性シ
リカゾル、カップリング剤、アミン系触媒及び発泡剤か
らなる無機系混合物と、（Ｂ）有機ポリイソシアネート
と官能基数２〜８の活性水素基含有化合物、モノアルコ
ーを併用して反応させて得られるＮＣＯ基末端プレポリ
マー、粘度調整剤及び界面活性剤からな - 【請求項４】 （Ａ）ケイ酸塩水溶液及び／又は水性シ
リカゾル、カップリング剤、アミン系触媒、発泡剤及び
界面活性剤からなる無機系混合物と、（Ｂ）有機ポリイ
ソシアネートと官能基数２〜８の活性水素基含有化合
物、モノアルコーを併用して反応させて得られるＮＣＯ
基末端プレポリマー、粘度調整剤及び界面活性剤からな
る有機系混合物、とから成る土壌安定化ポリウレタン系
発泡樹脂用組成物。 - 【請求項５】 前記イソシアネート基末端プレポリマー
が、ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネート及
び／又はジフェニルメタンジイソシアネートと、エチレ
ンオキシドユニットを６０〜９５重量％含有する分子量
５００〜５０００のポリエーテルグリコールと炭素数４
〜５０のモノアルコールとを併用し、反応させて得られ
るイソシアネート基末端プレポリマーである、請求項１
〜４に記載の土壌安定化ポリウレタン系発泡樹脂用組成
物。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか一項に記載の土
壌安定化ポリウレタン系発泡樹脂用組成物を土壌に注入
して固結させることを特徴とする土壌安定化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08056859A JP3125286B2 (ja) | 1995-08-14 | 1996-02-20 | 土壌安定化ポリウレタン系発泡樹脂用組成物、及び該組成物を用いた土壌安定化方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22697695 | 1995-08-14 | ||
| JP7-226976 | 1995-08-14 | ||
| JP08056859A JP3125286B2 (ja) | 1995-08-14 | 1996-02-20 | 土壌安定化ポリウレタン系発泡樹脂用組成物、及び該組成物を用いた土壌安定化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09111114A true JPH09111114A (ja) | 1997-04-28 |
| JP3125286B2 JP3125286B2 (ja) | 2001-01-15 |
Family
ID=26397850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08056859A Expired - Fee Related JP3125286B2 (ja) | 1995-08-14 | 1996-02-20 | 土壌安定化ポリウレタン系発泡樹脂用組成物、及び該組成物を用いた土壌安定化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3125286B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6914117B2 (en) | 2001-05-21 | 2005-07-05 | Huntsman International Llc | Elastomeric polyurethane material |
| JP2011515544A (ja) * | 2008-03-28 | 2011-05-19 | バイエル・マテリアルサイエンス・アクチェンゲゼルシャフト | ２，２’−ｍｄｉベースイソシアネート混合物及びその製造と使用 |
| JP2015117304A (ja) * | 2013-12-18 | 2015-06-25 | 第一工業製薬株式会社 | 土質の安定強化止水用注入薬液組成物およびそれを用いた安定強化止水工法 |
| CN117563189A (zh) * | 2024-01-17 | 2024-02-20 | 南京大学 | 定向锁定碱渣中水溶性盐的土壤交联剂及其制备和应用 |
-
1996
- 1996-02-20 JP JP08056859A patent/JP3125286B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6914117B2 (en) | 2001-05-21 | 2005-07-05 | Huntsman International Llc | Elastomeric polyurethane material |
| JP2011515544A (ja) * | 2008-03-28 | 2011-05-19 | バイエル・マテリアルサイエンス・アクチェンゲゼルシャフト | ２，２’−ｍｄｉベースイソシアネート混合物及びその製造と使用 |
| JP2015117304A (ja) * | 2013-12-18 | 2015-06-25 | 第一工業製薬株式会社 | 土質の安定強化止水用注入薬液組成物およびそれを用いた安定強化止水工法 |
| CN117563189A (zh) * | 2024-01-17 | 2024-02-20 | 南京大学 | 定向锁定碱渣中水溶性盐的土壤交联剂及其制备和应用 |
| CN117563189B (zh) * | 2024-01-17 | 2024-04-30 | 南京大学 | 定向锁定碱渣中水溶性盐的土壤交联剂及其制备和应用 |
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|---|---|
| JP3125286B2 (ja) | 2001-01-15 |
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