(57)【要約】【課題】コスト高騰を引き起こすような特殊な設備を必要とすることなく、塗布型ライニングの品質規格D1種の規格を満足する遠心力鉄筋コンクリート管で安価に製造できる、新規な製造方法及び該方法における使用に適したウレタン樹脂組成物を提供する。【解決手段】イソシアネート成分、ポリオール成分及び触媒成分を含み、作業雰囲気温度での樹脂粘度が１００ｍＰａ・ｓ〜１００００ｍＰａ・ｓであり、作業雰囲気温度における硬化時間が５分〜３時間の範囲内である、遠心力鉄筋コンクリート管の内面樹脂ライニング用ウレタン樹脂組成物、並びに、遠心力鉄筋コンクリート管を回転させながら、該コンクリート管の内面に、該ウレタン樹脂組成物を流し延べして硬化させることを特徴とする、内面ライニング遠心力鉄筋コンクリート管の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
イソシアネート成分、ポリオール成分及び触媒成分を含み、作業雰囲気温度での樹脂粘度が１００ｍＰａ・ｓ〜１００００ｍＰａ・ｓであり、作業雰囲気温度における硬化時間が５分〜３時間の範囲内である、遠心力鉄筋コンクリート管の内面樹脂ライニング用ウレタン樹脂組成物。
【請求項２】
遠心力鉄筋コンクリート管を回転させながら、該コンクリート管の内面に、請求項１に記載のウレタン樹脂組成物を流し延べして硬化させることを特徴とする、内面ライニング遠心力鉄筋コンクリート管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心力鉄筋コンクリート管の内面樹脂ライニング用ウレタン樹脂組成物、及び内面樹脂ライニング遠心力鉄筋コンクリート管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転するコンクリート管内に２液混合のスプレー機でポリウレタン樹脂を吹き付けてライニング層を形成したウレタンライニング管が市販されている。
【０００３】
しかしながら、この様なウレタンライニング管を製造するためには、２液混合装置やスプレー機設備などの設備が必要となり、ウレタンライニング管のコスト高騰の原因となっている。
【０００４】
また、スプレーによる吹きつけ法によって膜厚500μm以上の塗膜を形成する場合には、１回の吹きつけでは塗膜のタレが生じるために平滑な塗膜を形成することは困難である。このため、複数回塗り付けを行わなければならず、タレが生じる前に硬化する硬化時間の短い樹脂が用いられている。この様な樹脂を用いる場合には硬化時間が短いため特殊な攪拌吹きつけ装置が必要となる。さらに、スプレー法では、吹きつけの際に塗料中に気泡が多く巻き込まれ、これが塗膜のピンホールの原因となるという問題点がある。
【０００５】
また、一般に市販されているウレタンライニング管のウレタン樹脂は、ポリオキシアルキレンポリオールを主成分とするものであるが、ポリオキシアルキレンポリオールは親水性が強く、発泡してピンホールの原因となりやすい。
【０００６】
以上の様な点から、従来のスプレー法によるウレタンライニング管の製造方法では、日本下水道事業団が平成14年に規定した塗布型ライニングの品質規格D1種の基準を満足することは困難である（非特許文献１）。
【非特許文献１】下水道コンクリート構造物の腐食抑制技術及び防食技術指針・同マニュアル（日本下水道事業団）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記した従来技術の現状に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、コスト高騰を引き起こすような特殊な設備を必要とすることなく、上記した塗布型ライニングの品質規格D1種の基準を満足する遠心力鉄筋コンクリート管で安価に製造できる、新規な製造方法及びこの方法における使用に適したウレタン樹脂組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記した目的を達成すべく鋭意研究を重ねてきた。その結果、粘度及び硬化時間を特定の範囲に調整したウレタン樹脂組成物を用い、従来から遠心力鉄筋コンクリート管の製造に用いられている遠心成形機を利用して、コンクリート管を回転させながら、該ウレタン樹脂組成物をコンクリート管の内面に流し延べし、ゴムべら等でならしを行いながら硬化させる方法によれば、ピンホールの少ない平滑なウレタンライニング管が短時間に低コストで得られることを見出した。
【０００９】
即ち、本発明は、下記の遠心力鉄筋コンクリート管の内面樹脂ライニング用ウレタン樹脂組成物、及び内面樹脂ライニング遠心力鉄筋コンクリート管の製造方法を提供するものである。
１．  イソシアネート成分、ポリオール成分及び触媒成分を含み、作業雰囲気温度での樹脂粘度が１００ｍＰａ・ｓ〜１００００ｍＰａ・ｓであり、作業雰囲気温度における硬化時間が５分〜３時間の範囲内である、遠心力鉄筋コンクリート管の内面樹脂ライニング用ウレタン樹脂組成物。
２．  遠心力鉄筋コンクリート管を回転させながら、該コンクリート管の内面に、上記項１に記載のウレタン樹脂組成物を流し延べして硬化させることを特徴とする、内面ライニング遠心力鉄筋コンクリート管の製造方法。
【００１０】
本発明のウレタン樹脂組成物は、遠心力鉄筋コンクリート管の内面樹脂ライニング用として使用されるのである。
【００１１】
処理対象の遠心力鉄筋コンクリート管は、ヒューム管とも称されており、遠心力を利用して締め固めた鉄筋コンクリート管である。このコンクリート管は、通常の鉄筋コンクリート管に比べて密度が高く、強度が高いという特質を持っており、主に、下水道管や道路排水管などに用いられている。通常、内径が２５０〜３０００ｍｍ程度、長さが２ｍ程度の範囲のものが用いられている。
【００１２】
本発明のウレタン樹脂組成物は、この様な遠心力鉄筋コンクリート管の内面樹脂ライニング用として用いられるものである。
【００１３】
本発明のウレタン樹脂組成物は、イソシアネート成分、ポリオール成分及び触媒成分を必須成分とするものであって、作業雰囲気温度での樹脂粘度を１００ｍＰａ・ｓ〜１００００ｍＰａ・ｓ、硬化時間を５分〜３時間に調整されたものである。
【００１４】
該樹脂組成物におけるイソシアネート成分としては、2個以上のイソシアネート基を含む化合物が好ましく、特に、低分子量ポリイソシアネート、イソシアネート基末端プレポリマー等が好ましい。これらの内で、低分子量ポリイソシアネートの具体例としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等の脂肪族系ポリイソシアネート；、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4，4'−ジイソシアネート（ＭＤＩ）、ポリフェニルポリイソシアネート（クルードＭＤＩ）等の芳香族ポリイソシアネート等を挙げることができる。また、ウレチジオン変性体、イソシアヌレート変性体、カルボジイミド変性体、ビュレット変性体であってもよい。イソシアネート基末端プレポリマーとしては、低分子量ポリイソシアネートと後述するポリオールとを、化学量論比よりはイソシアネート基過剰で反応させることにより得られるものが好ましい。これらのイソシアネート成分は、一種単独又は二種以上混合して用いることができる。
【００１５】
本発明では、イソシアネート成分としては、芳香族ポリイソシアネートが好ましく、特に、作業性、硬化性の面からポリフェニルポリイソシアネート（クルードＭＤＩ）が好ましい。
【００１６】
ポリオール成分としては、ヒマシ油系ポリオール（ヒマシ油、ヒマシ油のアルキレンオキサイド付加物、ヒマシ油またはヒマシ油脂肪酸と低分子ポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール等のポリオールとのエステル交換物、ヒマシ油のジオール型の部分脱水化物や部分アシル化物、これらの水添物等）、ポリブタジエン系ポリオール、水添ポリブタジエン系ポリオール等を用いることができる。また、これらのポリオールの他に、炭化水素系ポリオール、ダイマー酸ポリオール、芳香族系ポリオール、その水添物、ポリオール型キシレンホルムアルデヒド樹脂等を加えても良い。また、短中鎖ジオールとして、炭素数2〜40のジオール等の疎水性のポリオールを加えても良い。これらのポリオールは、2種以上組み合わせても良い。
【００１７】
イソシアネート成分とポリオール成分との割合は、特に限定的ではないが、通常、ＮＣＯ基／ＯＨ基の当量比が０．９〜１．１程度となる範囲とすればよい。
【００１８】
本発明のウレタン樹脂組成物では、特に、イソシアネート成分としてポリフェニルポリイソシアネート（クルードＭＤＩ）を用い、ポリオール成分としてヒマシ油系ポリオールを用いることが好ましい。この様な成分を組み合わせて用いることによって、疎水性に優れたウレタン樹脂ライニングを作業性良く形成することができる。
【００１９】
触媒成分としては、錫系、アミン系、イミダゾール系等の市販ウレタン用触媒を用いることができる。触媒成分の使用量は、目的とする硬化時間などに応じて適宜決めればよいが、通常、イソシアネート成分とポリオール成分の合計量１００重量部に対して１重量部以下とすればよく、好ましくは、0.001〜１重量部程度とすればよい。
【００２０】
本発明のウレタン樹脂組成物には、更に、必要に応じて、可塑剤を加えても良い。可塑剤としては、公知の成分を用いることができる。特に、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジイソノニル、アジピン酸ジオクチル、リン酸エステル、脂肪酸エステル、ひまし油、流動パラフィン、アルキル多環芳香族炭化水素等の疎水性の可塑剤を用いることが好ましい。可塑剤は、一種単独又は二種以上混合して用いることができる。
可塑剤の添加量は、ウレタン樹脂組成物が目的とする粘度範囲となるように適宜決めればよい。但し、可塑剤の添加量が多すぎると、良好な塗膜を形成できないので、イソシアネート成分とポリオール成分の合計量100重量部に対して、50重量部程度以下とすることが好ましく、20重量部程度以下とすることがより好ましい。
更に、本発明のウレタン樹脂組成物には、必要に応じて、骨材を添加してもよい。骨材としては、公知の無機系骨材、有機系骨材等を使用でき、無機系骨材が好ましい。
【００２１】
無機系骨材としては、川砂、珪砂などの天然珪酸質、ガラス、セラミックス、電融アルミナ、炭化珪素、炭酸カルシウム、層状粘度鉱物、合成スメクタイト、カオリン、タルク、マイカ、ベントナイト、ヘクトライト、クレー、セリサイト、アスベスト、ガラス繊維粉、炭素繊維粉、アラミド繊維粉、ナイロン繊維粉、アクリル繊維粉、ガラス繊維粉、ガラスバルーン、シラスバルーン、石炭粉、アクリル樹脂粉、フェノール樹脂粉、金属粉末、セラミック粉末、ゼオライト、スレート粉等の充填剤などの無機材料を粉砕したもの等を使用できる。骨材は、一種単独又は二種以上混合して用いることができる。
【００２２】
骨材の添加量は、イソシアネート成分とポリオール成分の合計量100重量部に対して、50重量部程度以下とすることが好ましく、20重量部程度以下とすることがより好ましい。
【００２３】
本発明のウレタン樹脂組成物には、更に、必要に応じて、（１）シランカップリング剤、チタンカップリング剤等の接着性付与剤（２）パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、重合ワックス、蜜ロウ、鯨ロウ、低分子量ポリオレフィン等のワックス類、（３）活性炭、ゼオライト、シリカゾル、シリカゲル、ヒュームドシリカなどの脱臭剤、（４）カーボンブラック、酸化チタン、赤色酸化鉄、鉛丹、黄鉛、ストロンチウムクロメート、チタニウムイエロー、パラレッド、紺青等の顔料または染料、（５）酢酸ブチル、トルエン、アルコール類、エーテル類、ケトン類等の溶剤、（６）消泡剤、（７）脱水剤、（８）帯電防止剤、（９）抗菌剤、（１０）防かび剤、（１１）香料、（１２）難燃剤、等の各種の添加剤を加えることができる。これらの添加剤は、必要に応じて、２種以上組み合わせて用いても良い。
【００２４】
上記した添加剤の使用量は、各成分の添加目的に応じて適宜決めればよいが、添加剤の合計量が、イソシアネート成分とポリオール成分の合計量100重量部に対して、５０重量部以下であることが好ましく、２０重量部以下であることがより好ましい。
【００２５】
本発明のウレタン樹脂組成物は、上記したイソシアネート成分、ポリオール成分及び触媒成分を必須成分として含有するものであり、作業雰囲気温度での樹脂粘度を１００ｍＰａ・ｓ〜１００００ｍＰａ・ｓ程度、好ましくは５００ｍＰａ・ｓ〜２０００ｍＰａ・ｓ程度に調整し、作業雰囲気温度における硬化時間を５分〜３時間程度、好ましくは１０分〜１時間程度に調整したものである。従って、ウレタン樹脂組成物中の各成分の配合割合は、上記樹脂粘度及び硬化時間の範囲内となるように決めることが必要である。
【００２６】
尚、本願明細書では、硬化時間は、ドライニングレコーダー法によって測定した値であり、ガラス板に樹脂組成物を５００μｍ厚に塗布し、作業雰囲気温度と同様の温度で放置した際にドライニングレコーダーのピンの引っ掻き後が無くなった時点を硬化時間とした。
【００２７】
また、樹脂粘度は、作業雰囲気温度と同様の温度において、Ｂ型粘度計にて２０回転で測定した値である。
【００２８】
本発明の製造方法は、上記したウレタン樹脂組成物を用い、処理対象の遠心力鉄筋コンクリート管を回転させながら、該コンクリート管の内面に、ウレタン樹脂組成物を流し延べして硬化させることによって、該コンクリート管の内面にライニング層を形成する方法である。
【００２９】
この様な方法によれば、コスト増の原因となる特殊な設備を要することなく、従来から遠心力鉄筋コンクリート管の製造に使用されている遠心成形機を用いて遠心力鉄筋コンクリート管の内面にウレタン樹脂ライニングを形成することができる。
【００３０】
この際、所定の樹脂粘度と硬化時間となるように設定したウレタン樹脂組成物を用い、遠心力鉄筋コンクリート管を回転させながら、ひしゃく等によって該樹脂組成物を流し込み、ゴムべら等で樹脂表面のならしを行いながら、ウレタン樹脂を適度な厚さに調整して硬化させることによって、該コンクリート管の内面にウレタン樹脂によるライニングを形成することができる。この方法では、コンクリート管を回転させながらウレタン樹脂組成物を硬化させることによって樹脂中に含まれる気泡にも遠心力が加わり、上記した樹脂粘度の樹脂組成物を用いることによって、破泡してピンホールの少ない平滑なウレタン樹脂ライニングを形成することができる。また、硬化時間を上記範囲とすることによって、硬化反応が適度な速度で進行し、平滑でピンホールのないライニングが形成される。
【００３１】
ウレタン樹脂によるライニングを形成する際のコンクリート管の回転速度は、特に限定的ではないが、例えば、５０〜１０００ｒｐｍ程度とすればよく、好ましくは１００〜５００ｒｐｍ程度とすればよい。
【００３２】
ウレタン樹脂によるライニング層の厚さについては、処理対象の遠心力鉄筋コンクリート管の大きさ、ウレタンライニングの用途などによって適宜決めればよい。上記した方法によれば、膜厚５００μｍ以上のピンホールの少ない平滑で良好なウレタン樹脂ライニングを形成することが可能である。通常、ウレタン樹脂ライニングの厚さは１〜３ｍｍ程度とすればよい。
【００３３】
尚、樹脂ライニングの形成に先立って、遠心力鉄筋コンクリート管の内面にプライマーを塗布しても良い。該コンクリート管にウレタン樹脂によるライニングを形成する場合には、コンクリートに含まれる水分がウレタン樹脂中のイソシアネートと反応して炭酸ガスが発生してピンホールの原因となることがあるが、プライマーを形成することによって、コンクリートに含まれる水分が遮断されて、ライニングにおけるピンホールの発生を押さえることができる。プライマーとしては、例えば、１液型湿気硬化型プライマー等を用いることができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の製造方法によれば、コスト増につながるような特殊な設備を要することなく、従来から使用されている遠心力成形機を利用して遠心力鉄筋コンクリート管の内面ライニングを行うことができる。このため、低コストで、施工性よく短時間で内面ライニング遠心力鉄筋コンクリート管を製造することができる。
【００３５】
また、本発明方法によって形成されるウレタン樹脂ライニングは、平滑性に優れ、ピンホールの少ない皮膜であり、耐薬品性、耐久性等に優れたものである。
【００３６】
従って、本発明によれば、日本下水道事業団が平成14年に「下水道コンクリート構造物の腐食抑制技術及び防食技術指針・同マニュアル」で規定した塗布型ライニングの品質規格D1種の規格を満足するウレタンライニング管を、過剰な設備投資行うことなく製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
【００３８】
実施例１および比較例１〜３
遠心成形機を用いて、市販のヒューム管（寸法  径＝４００ｍｍ  有効長＝２０００ｍｍ  肉厚＝２８ｍｍ）を高速回転（３００ｒｐｍ）させながら、１液湿気硬化型プライマーを流し込み、ゴムべらでならし作業を行い、そのままの回転状態で30分養生作業を行った。その後、下記表１に示す各配合（重量部）となるように、イソシアネート成分、ポリオール成分及び添加剤をミキサーで混合攪拌した後、上記ヒューム管の回転状態を維持しながら、この混合物を流し込み、ゴムべらでならし作業を行った。そのままの回転状態で１時間養生作業を行った後、回転を停止し、該ヒューム管を遠心成形機より取り外して７日間養生を行うことによって、厚さ１ｍｍのポリウレタン樹脂ライニング層を形成した。但し、比較例２については、回転状態での養生時間を４時間とした。
【００３９】
尚、ポリオール成分としては、数平均分子量９３０、平均水酸基数２．７のヒマシ油変性ポリオール（商標名：ユーリックＨ−３５、伊藤製油（株）製）と数平均分子量２８００、平均水酸基数２．３のブタジエン系ポリオール（商標名：Ｒ−４５ＨＴ、出光興産（株）製）を用い、イソシアネート成分としてはクルードMDI（商標名：MR-200、ＮＣＯ基含有率３１％、日本ポリウレタン工業（株）製）とヘキサメチレンジイソシアネート（以下ＨＤＩ）のビュレット変性体（商品名：スミジュールＮ３２００、ＮＣＯ基含有率２３％、住化バイエルウレタン（株）製）を用いた。触媒成分としては錫系触媒としてジブチル錫ジラウレート（商品名：ＴＮ−１２、堺化学工業（株））を用いた。また、１液湿気硬化型プライマーとしては、ウレタン系プライマー（商標名：RW-10、サンユレック（株）製）を用いた。
【００４０】
【表１】
2006274039.tif 000002
【００４１】
得られたウレタンライニング管について、建研式による付着試験方法によって、ライニング層の付着試験を行った。付着試験面積は4×4ｃｍとし、付着治具はヒューム管の内面の曲率に合わせて加工したものを使用した。結果を下記表２に示す。
【００４２】
【表２】
2006274039.tif 000003