JPS6076588A - スチ−ルセグメント用目地シ−ル材 - Google Patents

スチ−ルセグメント用目地シ−ル材

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JPS6076588A
JPS6076588A JP18374683A JP18374683A JPS6076588A JP S6076588 A JPS6076588 A JP S6076588A JP 18374683 A JP18374683 A JP 18374683A JP 18374683 A JP18374683 A JP 18374683A JP S6076588 A JPS6076588 A JP S6076588A
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water
group
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宏 宮本
Kotaro Yoshida
耕太郎 吉田
Ryozo Umazume
馬詰 亮三
Yutaka Kawahara
河原 裕
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Sanyo Chemical Industries Ltd
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Sanyo Chemical Industries Ltd
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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】 本発明は、スチールセグメント用目地シール材に関する
。さらに詳しくは、土木建築工事等に□おいて用いられ
るスチールセグメント間の空隙に充堪され、優れた防水
性を発揮する水膨潤性のスチールセグメント用目地シー
ル材に関する。
従来、このような水膨潤性を有する目地シール材あるい
はコーキング材としては、エチレングリコール、プロピ
レングリコール、グリセリンなどにエチレンオキシド(
EO) 、フロピレンオキシド(PO)を付加したオキ
シエチレン/オキシプロピレン共重合系ポリエーテルポ
リオールとトリレンジイソシアネート(TDI)とを反
応させたものがある。しかし、このものは耐塩基性すな
わち塩基(苛性ソーダ、アンモニア、を機アミンなど)
性水溶液中での耐加水分解性が悪く、塩基性の水中での
長期の使用に耐えなかった。ま゛た、このものは水膨潤
後の物性が大きく低下するため、水膨潤後は物理的な力
により切断、亀裂が生じ、漏水の原因となる問題があっ
た。さらに、このものは水膨潤前においても、70〜8
0 kg / cl 0以上に加圧すると亀裂が生じ、
漏水の原因となる問題があった。
本発明者らは、上記問題点の解消を目的として鋭意検討
した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、ポリオキシアルキレンエーテル(
a)および必要により他の多官能活性水素含有化合物か
らなる活性水素成分(A)と、育成ポリイソシアネート
成分(B)とからの水膨潤性ウレタン樹脂よりなり、(
a)の少なくとも一部としてフェニレン基含有ポリオキ
シアルキレンエーテル(a+)を用い、(B)として脂
肪族および/または脂環式ポリイソシアネ−1・を用い
ることを特徴とする水膨潤性スチールセグメント用目地
シール材である。
本発明におけるポリオキンアルキレンエーテル(a)の
少なくとも一部として用いられるフェニレン基含有ポリ
オキシアルキレンエーテル(al)としては、一般式、 H(OA)n OAr −0−(AO)mH(11(式
中、Arは台、剥−および/または−o−Y−o−であ
り、Yは炭素数1〜5のアルキレン基、炭素数1〜5の
弗素置換アルキレン基および一5o2−からなる群より
選ばれる基である。Aは炭素数2〜4のアルキレン基で
ある。m + nは2〜50である。)で示される化合
物が挙げられる。
このようなフェニレン基含有ポリオキシアルキレンエー
テル(al)は、フェニレン基を含有スるポリオール類
にアルキレンオキシドを付加させることによって得られ
る。− フェニレン基を含有するポリオール類としては、2価フ
ェノールたとえば、ハイドロキノン、レゾルシン、カテ
コールなど;およびビスフェノール類たとえば、4.4
′−ジヒドロキシビフェニル、ビスフェノールA(2,
2′−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン〕、ビ
スフェノールB〔2,2′−ビス(4−ヒドロキシフェ
ニル)ブタ刈、ビスフェノールFC2,2’−ビス(4
−ヒドロキシフェニル)メタン〕、ビスフェノールS 
(2,2″−ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン
〕および2.2′−ビス(4−ヒドロキシフェニル)へ
キサフルオロプロパンが挙げられる。これらのうち好ま
しいものは、ハイドロキノンおよびビスフェノール八で
ある。
アルキレンオキシドとしては、炭素数2〜4のアルキレ
ンオキシド、たとえばエチレンオキシド(EO)、プロ
ピレンオキシド(PO)、ブチレンオキシド(1,2−
i2,3−;1,3−ブチレンオキシド)などの一種ま
たは二種以上が挙げられる。これらのうち好ましいもの
は、EO2EOとPOの併用系、およびPOである。
アルキレンオキシドの付加モル数(オキシアルキレン基
の数)は、通常2〜50、好ましくは2〜30である。
またそれぞれのアルキレンオキシドは、フェニレン基を
有するポリオール類のフェノール性水酸基に1モル以上
付加している。付加モル数が2未満のときは、末端の水
酸基がフェノール性のためNGO基との反応性が極端に
低下する。また、50より多いとエーテル結合が多くな
り、耐酸性および耐塩基性に悪影響を及ぼす。二種以上
のアルキレンオキシドを用いて付加させる場合、その付
加方法は順次付加する方法、混合して付加する方法のい
ずれでもよい。
フェニレン基含有ポリオキシアルキレンエーテル(al
)の他の例としては、芳香族アミン類(アニリンなどの
モノアミン、トリレンジアミン、ジフェニルメタンジア
ミンなどのポリアミン)、アミノフェノールIJ(P−
アミノフェノールなど)などのような少なくとも2個の
活性水素原子を有する芳香族化合物の上記同様のアルキ
レンオキシド付加物が挙げられる。
(a)成分において、フェニレン基含有ポリオキシアル
キレンエーテル(al)に加えて必要により使用される
他のポリオキシアルキレンエーテルとしては、低分子ポ
リオール(エチレングリコール、プロピレングリコール
、l、4−ブタンジオール、ジエチレングリコール、シ
クロヘキシレングリコール、N−メチルジェタノールア
ミンなどの2官能ポリオール、グリセリン、トリメチロ
ールプロパン、トリエタノールアミン、ペンタエリスリ
トール、ソルビトール、シュークローズなどの3官能以
上のポリオールなど)および/またはアミン類(アミノ
アルコールたとえばモノエタノールアミン、脂肪族ポリ
アミン、たとえばエチレンジアミン、ジエチレントリア
ミン、脂環式ポリアミンたとえばイソホロンジアミン、
複素環式ポリアミンたとえばアミノエチルピペラジンな
ど)のアルキレンオキシド〔炭素数2〜4のアルキレン
オキシド、たとえばEO,、PO、ブチレンオキシドな
どの一種または二種以上の(ランダムおよび/またはブ
ロック)〕付加物、アルキレンオキシドの開環重合物(
テトラヒドロフランの開環重合、加水分解によるポリテ
トラメチレンエーテルグリコールなど)などが挙げられ
る。これらのうち好ましいものは、2−L3価アルコー
ル(特にエチレングリコール、プロピレングリコールお
よびグリセリン)のEOとPOとの付加物(ランダムお
よび/またはブロック付加物)である。
(A)成分において、他の多官能活性水素含有化合物と
しては、低分子ポリオールおよび/または低分子ポリア
ミンが使用できる。低分子ポリオールとしては、グリコ
ール(エチレングリコール、プロピレングリコール、ブ
チレングリコールなど);トリオール(グリセリン、ト
リメチロールプロパン、トリメチロールエタン);およ
び4価以上のポリオール(ペンタエリスリトール、ソル
ビトール、マンニトール、蔗糖など)が挙げられる。
また、低分子ポリアミンとしては、脂環式ポリアミン(
イソホロンジアミンなど)、脂肪族ポリアミン(エチレ
ンジアミン、ジエチレントリアミンなど)、芳香族ジア
ミン(トリレンジアミン、ジエチルトリレンジアミン、
4.4′−ジアミノ−3,3′−ジクロロジフェニルメ
タン、ジフェニルメタンジアミンなど)が挙げられる。
ポリオキシアルキレンエーテル(a)は少なくとも一部
がオキシエチレン単位を有するものが好ましく、(a)
中のオキシエチレン含量は(a)の合針重量に基づいて
通常30%以上、好ましくは40〜80%である。オキ
シエチレン含量が30%未満では膨潤率が不足し、スチ
ールセグメント間隙に目開きを生じた場合、その空隙を
充填しきれず、漏水の原因となる。
また、(a)の平均水酸基当量(二種以上のポリエーテ
ルポリオールを用いた場合はそれらの平均水酸基当量の
平均値)は、通常600〜4,000、好ましくは80
0〜3,000である。平均水酸基当量が600未満で
は膨潤率が不足し、4,000を超えると膨i41+&
の物性が低下し、いずれも漏水の原因となる。
本発明において、有機ポリイソシアネート成分(B)と
して用いられる脂肪族および/または脂環式ポリイソシ
アネート類としては、炭素数(NCO基中の炭素を除く
)2〜12の脂肪族ジイソシアネート、炭素数4〜15
の脂環式ジイソシアネート、およびこれらジイソシアネ
ートの変性物(カーボジイ文ド基、ウレトジオン基、ウ
レトジオン基、ウレア基、ビューレット基および/また
はイソシアヌレート基含有変性物など)が使用できる。
このようなポリイソシアネートとしては、エチレンジイ
ソシアネート、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(HDI)、ドデカメチレ
ンジイソシアネート、l、6゜11−ウンデカントリイ
ソシアネート、2.2.4−トリメチルヘキサンジイソ
シアネート、リジンジイソシアネート、2,6−ジイツ
シアネートメチルカプロエート、ビス(2−イソシアネ
ートエチル)フマレート、ビス(2−イソシアネートエ
チル)カーボネート、2−イソシアネートエチル−2,
6−ジイツシアネートヘキサノエート;イソホロンジイ
ソシアネート(IPDI)、ジシクロへキシルメタンジ
イソシアネート(水添MDI)、シクロヘキシレンジイ
ソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネー
ト(水添TDI)、ビス(2−イソシアネートエチル)
4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボキシμ−1−1
HD■の水変性物、IPDIの3量化物など;およびこ
れらの二種以上の混合物が挙げられる。これらのうちで
好ましいものは、HDI、IPDIおよび水添M’DI
である。
本発明において、脂肪族および/または脂環式ジイソシ
アネートに代えて芳香族ジイソシアネー1へを使用した
場合には、耐塩基性〔塩基(苛性ソーダ、アンモニア、
有機アミンなど)性水溶液中での耐加水分解性〕が悪く
、したがって塩基性の水中で使用すると加水分解により
劣化し、漏水の原因となる。
本発明の目地シール材は、少なくとも一部としてフェニ
レン基含有ポリオキシアルキレンエーテル(al)を用
いたポリオキシアルキレンエーテル(a)および必要に
より他の多官能活性水素含有化合物からなる活性水素成
分(A)と、脂肪族および/または脂環式ジイソシアネ
ートを用いた有機ポリイソシアネート成分(B)とより
なり、(A)と(B)とを反応させることにより製造す
ることができる。
本発明の目地シール材における有機ポリイソシアネート
成分(B)と活性水素成分(A)の使用割合は、NCO
/活性水素含有基比で通:* 0.7〜1.5、好まし
くは0.9〜1.3である。
本発明の目地シール材において、(a+)の含量は、(
A)と(B)との合計重量に基づいて通常16%以上、
好ましくは20%以上である。(al)の含量が16%
未満では水膨潤前および水膨潤後の物性が低下し、さら
には耐薬品性も低下するため長期的な止水効果に問題が
生じる。
また、本発明の目地シール材の製造は、活性水素成分(
A)と有機ポリイソシアネート成分(B)とを直接反応
させて行ってもよいが、予め活性水素成分(A)の一部
と有機ポリイソシアネート成分(B>とを常法(70〜
130℃)で反応させ、末端NGO含有1.5〜15%
のNGO末端ウレタンプレポリマーとし、かかるNGO
末端ウレタンプレポリマーと活性水素成分(A)の残り
とを反応させて製造してもよい。(A)と(B)との反
応条件は通常70〜130℃で0.5〜5時間である。
本発明の目地シール材には場合により触媒を含有させて
もよい。この触媒としては、一般にイソシアネート基と
活性水素化合物との反応を促進する従来公知の触媒、た
とえば有機金属触媒(ジブチル錫ジラウレート、オクチ
ル酸鉛、スタナスオクトエートなど)および/または3
級アミン化合物(トリエチルアミン、トリエチレンジア
ミンなど)などを用いることができる。
本発明の目地シール材には、配合剤、たとえばフィラー
(タルク、ベントナイト、炭酸カルシウム、リトポン、
シリカ、マイカなど)、着色剤(顔料、たとえばチタン
白、ベンガラ、カーボンブラック、クロムグリーンなど
)、紫外線吸収剤、酸化防止剤、可塑剤(DOP、DB
Pなど)、たれ防止剤(超微粉末シリカ、アスベストな
ど)などを加えることもできる。添加量はフィラーの場
合、ウレタン組成物に対して通常O〜60%、好ましく
は0〜25%である。また、水不溶性吸水性樹脂(特開
昭52−149190号、特開昭51−125468号
、特開昭52−25886号、特開昭5159690号
公報などに記載のもの)を加えることもできる。
本発明の目地シール材は、スチールセグメント間隙の形
状、および使用目的に応じて種々の形状や大きさくたと
えば、厚み2讃宵〜201−、中5鰭〜501−の帯状
など)をとることができ、そのまま間隙に押し込むか、
または接着剤、たとえばクロロプレン系接着剤、ウレタ
ン系接着剤などによってスチールセグメントに貼り付け
て使用することもできる。
本発明の目地シール材は、スチールセグメント間の空隙
にあり、水に接すると水を吸収して自重の1.5〜10
倍(150〜1 、000%)に膨潤し、スチールセグ
メントと目地シール材間のわず力1な空隙をも完全に充
填するため、優れた止水効果を発揮する。
本発明の目地シール材は、スチールセグメント間に目開
きが生じた場合もその大きな膨潤力により空隙を充填し
、優れた止水効果を発揮する。
本発明の目地シール材は、耐薬品性が良好で、たとえば
塩基性のセメント水に接するかまたはこれを吸収しても
加水分解などによる劣化【よ起こらず、止水効果が低下
することはない。
本発明の目地シール材は、水膨潤後の物性の低下も少な
く、膨潤後に切断や亀裂も生じにく(、したがって、長
期(1年以上)にわたって止水すJ果を維持する。
さらに、本発明の目地シール材は100kg/cdGに
圧縮しても亀裂が生じないため、スチールセグメントを
組み立てる際の推進圧によっても劣化することはない。
以下、実施例および比較例により本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
実施例中の膨潤率は、(〔水浸漬1日後のスチールセグ
メント用目地シール材の重量(g))/ C水浸漬前の
スチールセグメント用目地シール材の重量(g) ) 
l X100である。
実施例1 ビスフェノールAにEOとPOのEO/PO重量比60
/40の混合物を付加させて得た平均分子量2.000
のポリエーテルグリコール1,000gにIPD I 
111g (NC’010H比=1)とジブチル錫ジラ
ウレート1gを加え、120℃で2時間反応硬化させ、
厚み3 ml、 rlJ2Qwの帯状ウレタン樹脂成型
品を得た。本品を本発明の目地シール材として用いな。
この目地シール材の長さ5CI11のものについて膨潤
率を測定したところ420%であった。さらに、この目
地シール材をトンネル覆工用スチールセグメント接合部
の目地シール材として適用したところ、スチールセグメ
ント接合部よりの漏水は認められなかった。
実施例2 ハイドロキノンにEOとPOのEO/PO重量比70/
30の混合物を付加させて得た平均分子!1゜500の
ポリエーテルグリコール1,000gに水添MDi 1
75g (NcOloHkk、=1)とジブチル錫ジラ
ウレート1gを加え、120℃で2時間反応硬化させ、
厚み3鶴、中20m−の帯状ウレタン樹脂成型品を得た
。本品を本発明の目地シール材として用いた。この目地
シール材の長さ5clIOものについて膨潤率を測定し
たところ320%であった。
実施例3 下記プレポリマー1 、000 gと下記硬化剤188
g(NGO10H比−1)を混合し、120℃で2時間
反応硬化させ、厚み3龍、中20龍のウレタン樹脂成型
品を得た。本品を本発明の目地シール材として用いた。
(プレポリマー) ビスフェノールAにPOを付加させて得た平均分子量6
00のポリエーテルグリコール232gと、エチレング
リコールにEOとPOのEO/’PO重量比80/20
の混合物を付加させて得た平均分子量4.000のポリ
エーテルグリコール516 gに、IPDI 252g
 (NGO10H比−2,2)を加え、審決にて反応さ
せ、NC0%が5.2%のウレタンプレポリマー(以下
、ウレタンプレポリマー■と称する。)を得た。
(硬化剤) ビスフェノールAにPOを付加させて得た平均分子量3
00のポリエーテルグリコール1B6 gとオクタン酸
鉛2g上を混合したものを硬化剤として用いた。
この目地シール材について膨潤率を測定したところ、2
80%であった。さらに、この目地シール材をトンネル
覆工用スチールセグメント接合部の目地シール材として
適用したところ、スチールセグメント接合部よりの漏水
は認められなかった。
実施例4 実施例3に記載のウレタンプレポリマー■1.000g
とジエチルトルエンジアミン108g(NCO/活性水
素基比−1)とを混合し、120℃で2時間反応硬化さ
せて、厚み3m、巾20mmの帯状ウレタン樹脂成型品
を得た。本品を本発明の目地シール材として用いた。こ
の目地シール材長さ5CI11のものについて膨潤率を
測定したところ220%であった。
実施例5 実施例3に記載のウレタンプレポリマー■1,000g
に、1.4−ブタンジオール56g (NGO10H比
−1)とオクチル酸鉛0.5gを加え、120℃で2時
間反応硬化させて、厚み3日−1中201−の帯状ウレ
タン樹脂成型品を得た。本品を本発明の目地シール材と
して用いた。この目地シール材の長さ5cI11のもの
についてIll ili! :$を測定したところ39
0%であった。さらに、この目地シール材を1−ンネル
覆工用スチールセグメント接合部の目地シール材として
適用したところ、スチールセグメント接合部よりの漏水
は認められなかった。
比較例I 下記プレポリマー1 、000 gと下記硬化剤734
g(NGO10’H比−160)とを混合し、120℃
で2時間反応硬化させて、厚み3mm、中20mmの帯
状ウレタン樹脂成型品を得た。
(プレポリマー) グリセリンにEOとpoのEO/PO重量比5゜150
の混合物を付加さセて得た平均分子量3,000のポリ
エーテルトリオール172gに、プロピレングリコール
にEOとPOのEO/PO重it比80/20の混合物
を付加させて得たポリエーテルジオール689gとトリ
レンジイソシア不−1139gとを加工、80℃にて6
時間反応させ、NC0%が3.08%のウレタンプレポ
リマーを得た。
(硬化剤) グリセリンにPOを付加させて得た平均分子量3.00
0のポリエーテルトリオール733gとジブチル錫ジラ
ウレー)1gを混合したものを硬化剤として用いた。
本ウレタン樹脂成型品長さ5Cのものについて膨潤率を
測定したところ、150%であった。、5比較例2 エチレングリコールにEOとPOのEO/PO重量比6
0/40の混合物を付加させて得た平均分子量2,00
0のポリエーテルグリコール1,000gに、I PD
 I 111g (NGO10H比−1)とジブチル錫
ジラウレート1gとを加え、120°Cで2時間反応硬
化させて、厚み3mm、中20−Sの帯状ウレタ ゛ン
樹脂成型品を得た。このウレタン樹脂成型品長さ5cm
のものについて膨潤率を測定したところ640%であっ
た。
試験例1 実施例1〜5および比較例1〜2の目地シール材につい
て、下記の止水試験−(1)および止水試験=(n)を
行い、止水性能を調べた。
止水試験−(1) 止水試験−(1)を、図1によって説明する。
鋼製止水試験冶具(1)にjvさ3mm、1120曹■
、長さ35cII+の本発明のスチールセグメント用目
地シール材(2)を小面ポンドG2(クロロプレン系接
着剤;コニシ製)にて継手面に貼り付けた後、圧力針(
3)付きの鋼ll1l蓋(4)をボルトナンド(5)に
て取り付けて供試体とした。この供試体を、20トン、
19トンおよび18トンの順で図1の鋼製蓋(4)アム
スラーにより3分間隔にてそれぞれ3分間づつ載荷した
。次いで、供試体に水を満たし、水圧ポンプ(6)にて
35kg/’cJGまで加圧し、その後本水圧を3分間
保持し、漏水の有無を試験した。さらに、水圧を5 k
g / c艷Gに3ケ月間保持し漏水の有無を試験した
。その後、供試体を解体し、目地シール材の劣化状態を
調べた。結果を表−1に示す。
止水試験−(n) 図1の(1)、(4)間の外周上の一部にjワざ4璽曹
のスペーサーを1枚入れ、前記と同様の方法で供試体を
作製した。次いで、供試体に水を満たし、水圧ポンプ(
6)にて35 kg / cJ Gまで加圧し、その後
本水圧を3分間保持し、漏水の有無を試験した。さらに
、水圧を5 kg / c4 Qに3ケ月間保持し、漏
水の有無を試験した。結果を表−1に示す。
表−1 址水試験結恥
【図面の簡単な説明】
第1図は止水試験装置の断面図である。 1・・・・・・鋼製止水試験冶具、2・・・・・・目地
シール材6・・・・・・水圧ポンプ 特許出願人 新日本製鉄株式会社 三洋化成工業株式会社 代 理 人 弁理士 船越 康弘

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 ポリオキシアルキレンエーテル(a)および必要
    により他の多官能活性水素含有化合物からなる活性水素
    成分(A)と、有機ポリイソシアネート成分(B)とか
    らの水膨潤性ウレタン樹脂よりなり、(a)の少なくと
    も一部としてフェニレン基含有ポリオキシアルキレンエ
    ーテル(a+)を用い、(B)として脂肪族および/ま
    たは脂環式ポリイソシアネートを用いることを特徴とす
    るスチールセグメント用目地シール材。 2、(a菫)が一般式、 H(OA)n OAr O(AO>mH+It(式中、
    Arは+、【Hyおよび/または4−Y−o−であり、
    Yは炭素数1〜5のアルキレン基、炭素数1〜5の弗素
    置換アルキレン基および一5o2−からなる群より選ば
    れる基である。Aは炭素数2〜4のアルキレン基である
    。m+nは2〜50である。)で示される化合物である
    特許請求の範囲第1項記載の目地シール材。 3、(a+)を(A)と(B)との合計重量に基づいて
    16%以上用いる特許請求の範囲第1項または第2項記
    載の目地シール材。 4、(a)の少なくとも一部がオキシエチレン単位を有
    する特許請求の範囲第1項〜第3項のいずれかに記載の
    目地シール材。 5、(a)のオキシエチレン含量が(a)の合、 計重
    量に基づいて30%以上である特許請求の範囲第4項記
    載の目地シール材。 6、(B)がヘキサメチレンジイソシアネート、イソボ
    ロンジイソシアネートおよびジシクロヘキシルメタンジ
    イソシアネートからなる群より選ばれる化合物である特
    許請求の範囲第1項〜第5項のいずれかに記載の目地シ
    ール材。 7、(A)と(B)とを、NCO/活性水素含有基比0
    .7〜1.5の割合で含有する特許請求の範囲第1項〜
    第6項のいずれかに記載の目地シール材。
JP18374683A 1983-10-01 1983-10-01 スチ−ルセグメント用目地シ−ル材 Granted JPS6076588A (ja)

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