JPH03190907A - 改良されたレドックス触媒 - Google Patents
改良されたレドックス触媒Info
- Publication number
- JPH03190907A JPH03190907A JP32989589A JP32989589A JPH03190907A JP H03190907 A JPH03190907 A JP H03190907A JP 32989589 A JP32989589 A JP 32989589A JP 32989589 A JP32989589 A JP 32989589A JP H03190907 A JPH03190907 A JP H03190907A
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- JP
- Japan
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- iron
- redox catalyst
- gel
- water
- catalyst
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- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
- Polymerization Catalysts (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は主として水溶性エテノイドの重合硬化に利用さ
れる改良されたレドックス触媒に関するものであり、本
発明のレドックス触媒は特に地盤の強化、地下水の止水
、地下室やトンネルのような地下コンクリート構造物の
漏水クラックの補修、地下埋設管の漏水の補修などに使
用される水溶性エテノイドを重合硬化させてゲル状組成
物を生成せしめるために有用なものであり、土木、建築
業において広く利用されるものである。
れる改良されたレドックス触媒に関するものであり、本
発明のレドックス触媒は特に地盤の強化、地下水の止水
、地下室やトンネルのような地下コンクリート構造物の
漏水クラックの補修、地下埋設管の漏水の補修などに使
用される水溶性エテノイドを重合硬化させてゲル状組成
物を生成せしめるために有用なものであり、土木、建築
業において広く利用されるものである。
地盤土粒子の間隙や地盤の孔隙、コンクリートや岩のク
ラック、埋設管継目の欠陥部に粘土鉱物やセメン1−の
懸濁液あるいはけい酸ナトリウム(水ガラス)とその硬
化剤からなるゲル化可能な溶液を注入し硬化させて間隙
や孔隙をゲル状組成物で充填し、強化ならびに止水を図
ることは古くから行なわれている。しかしながら、これ
らのゲル状組成物はそれ自体の耐久性が劣ったり緻密さ
が不充分であったり、あるいは駆体に対する接着力が不
足であったりして満足出来るものがないので、近年は有
機高分子系の組成物が注目されている。上記有機高分子
系の組成物は間隙や孔隙に注入されるまでは流動性のよ
い液体で、所定時間後に固化してゲル状組成物を生成す
るものである。
ラック、埋設管継目の欠陥部に粘土鉱物やセメン1−の
懸濁液あるいはけい酸ナトリウム(水ガラス)とその硬
化剤からなるゲル化可能な溶液を注入し硬化させて間隙
や孔隙をゲル状組成物で充填し、強化ならびに止水を図
ることは古くから行なわれている。しかしながら、これ
らのゲル状組成物はそれ自体の耐久性が劣ったり緻密さ
が不充分であったり、あるいは駆体に対する接着力が不
足であったりして満足出来るものがないので、近年は有
機高分子系の組成物が注目されている。上記有機高分子
系の組成物は間隙や孔隙に注入されるまでは流動性のよ
い液体で、所定時間後に固化してゲル状組成物を生成す
るものである。
代表的なものとして、液状エポキシ樹脂とその硬化剤、
ポリイソシアネートとその硬化剤、水溶性エテノイドと
レドックス触媒からなる組成物等があげられる。しかし
エポキシ樹脂は粘性が大きくて細隙に浸透し難く、また
弾力性に乏しくて間隙の変動に追随出来ないので、効果
が長続きしない欠点を持っている。また、ポリイソシア
ネートは一1= 2 人体に有害であるし、生成ゲルは1作法度で加水分解し
て効果がなくなることが報告されている様に耐久性が乏
しい材料である。−力水溶性エテノイドとしてはアクリ
ルアミドが代表的なものであるが、そのモノマーは人体
に対して有害であるため、到底本目的に使用出来るもの
ではない。
ポリイソシアネートとその硬化剤、水溶性エテノイドと
レドックス触媒からなる組成物等があげられる。しかし
エポキシ樹脂は粘性が大きくて細隙に浸透し難く、また
弾力性に乏しくて間隙の変動に追随出来ないので、効果
が長続きしない欠点を持っている。また、ポリイソシア
ネートは一1= 2 人体に有害であるし、生成ゲルは1作法度で加水分解し
て効果がなくなることが報告されている様に耐久性が乏
しい材料である。−力水溶性エテノイドとしてはアクリ
ルアミドが代表的なものであるが、そのモノマーは人体
に対して有害であるため、到底本目的に使用出来るもの
ではない。
本発明者らは、特開昭62−129376号、特開昭6
2−181388号で有害性の小さい材料であるアクリ
ル酸塩またはメタクリル酸塩とポリエチレングリコール
ジアクリレ−1〜またはポリエチレングリコールジメタ
クリレートからなる薬液を提案し、その有効性が認めら
れつ\ある。この薬液は酸化剤と還元剤からなる、いわ
ゆるレドックス触媒で重合硬化するものであって、液体
がゲル状に変化するまでの時間、つまりゲルタイムはレ
ドックス触媒における酸化剤と還元剤の組合せと濃度で
調節される。
2−181388号で有害性の小さい材料であるアクリ
ル酸塩またはメタクリル酸塩とポリエチレングリコール
ジアクリレ−1〜またはポリエチレングリコールジメタ
クリレートからなる薬液を提案し、その有効性が認めら
れつ\ある。この薬液は酸化剤と還元剤からなる、いわ
ゆるレドックス触媒で重合硬化するものであって、液体
がゲル状に変化するまでの時間、つまりゲルタイムはレ
ドックス触媒における酸化剤と還元剤の組合せと濃度で
調節される。
」法認従来の水溶性エテノイドを重合硬化させるだめの
レドックス/!l!+1媒においては、−船釣に同じゲ
ルタイムを得るのに温度の低い冬期には触媒量を増す必
要があるし、ゲルタイムを短くする場合にも多量の触媒
を要するので、経済性の面から改善が求められている。
レドックス/!l!+1媒においては、−船釣に同じゲ
ルタイムを得るのに温度の低い冬期には触媒量を増す必
要があるし、ゲルタイムを短くする場合にも多量の触媒
を要するので、経済性の面から改善が求められている。
本発明者らは−1−記従来の課題を解決するための手段
として、鉄および/または銅の水溶性塩とキレート剤と
をレドックス触媒と併用するとゲル化物の物性を損うこ
となくゲルタイムの大幅な短縮、あるいは酸化剤の著し
い節減が出来ることを見出して本発明を完成した。
として、鉄および/または銅の水溶性塩とキレート剤と
をレドックス触媒と併用するとゲル化物の物性を損うこ
となくゲルタイムの大幅な短縮、あるいは酸化剤の著し
い節減が出来ることを見出して本発明を完成した。
以下に本発明の詳細な説明する。
レドックス触媒は酸化剤と還元剤の組合せからなるもの
で、本発明に用いられるものは水溶性であることが好ま
しく、酸化剤としては過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウ
ム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩が賞月され、過ホ
ウ酸す1ヘリウムなどを併用することも可能である。セ
メント構造物が=3 施工対象の場合は過硫酸アンモニウムを使用するとアン
モニアを生成することがあるので、避けることが望まし
い。
で、本発明に用いられるものは水溶性であることが好ま
しく、酸化剤としては過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウ
ム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩が賞月され、過ホ
ウ酸す1ヘリウムなどを併用することも可能である。セ
メント構造物が=3 施工対象の場合は過硫酸アンモニウムを使用するとアン
モニアを生成することがあるので、避けることが望まし
い。
また還元剤としては、トリエタノールアミン、ジメチル
アミノプロピオニトリル、エリソルビン酸すI−リウム
、Lアスコルビン酸、グルコース、亜硫酸塩、チオ尿素
、チオ硫酸ナトリウム、ロンガリット等があり、二種以
」二併用することも出来る。
アミノプロピオニトリル、エリソルビン酸すI−リウム
、Lアスコルビン酸、グルコース、亜硫酸塩、チオ尿素
、チオ硫酸ナトリウム、ロンガリット等があり、二種以
」二併用することも出来る。
本発明に用いられる鉄または銅の水溶性塩は硫酸塩、塩
酸塩、硝酸塩、酢酸塩などが好ましく、二種以上を併用
してもよい。また水溶性鉄塩は2価と3価があるが、ど
ちらでも効果は変わらない。
酸塩、硝酸塩、酢酸塩などが好ましく、二種以上を併用
してもよい。また水溶性鉄塩は2価と3価があるが、ど
ちらでも効果は変わらない。
金属イオンに配位してキレート化合物をつくる薬剤で、
グリシン、アセチルアセトン、EDTA(エチレンジア
ミン四酢酸とそのナトリウム塩)、NTA にトリロ三
酢酸)等があり、本発明にはEDTA、NTAが好まし
く用いられる。
グリシン、アセチルアセトン、EDTA(エチレンジア
ミン四酢酸とそのナトリウム塩)、NTA にトリロ三
酢酸)等があり、本発明にはEDTA、NTAが好まし
く用いられる。
本発明のレドックス触媒の組合せは、接触する物質、経
済性、安全性などの諸条件を考慮して選択する。鉄およ
び/または銅塩やキレ−1−剤もエテノイドの種類や配
合によって効果が異なるので、事前の実験で選択する。
済性、安全性などの諸条件を考慮して選択する。鉄およ
び/または銅塩やキレ−1−剤もエテノイドの種類や配
合によって効果が異なるので、事前の実験で選択する。
本発明者等の研究によれば、エテノイド溶液中の鉄およ
び/または銅属イオンの濃度は0.5〜50ppm、好
ましくはコ〜2o ppmで、Q 、 5 ppm以下
では酸化剤の量を節減し難いし、50PPmを越えると
キレート剤を用いても一旦生成したゲルが数十時間後に
軟弱になったり液状化してしまう。一方キレート剤を使
用しないで鉄および/または銅イオンのみを用いた場合
、ゲルの液状化や軟弱化が起こる9、キレート剤の濃度
は金属イオンの2〜200倍、好ましくは5〜100倍
である。この範囲以下ではゲルの液状化を防ぐことが困
難であるし、この範囲を越えるとゲルタイムを短縮する
効果が目立たなくなるか、かえって長くなるので不都合
である。
び/または銅属イオンの濃度は0.5〜50ppm、好
ましくはコ〜2o ppmで、Q 、 5 ppm以下
では酸化剤の量を節減し難いし、50PPmを越えると
キレート剤を用いても一旦生成したゲルが数十時間後に
軟弱になったり液状化してしまう。一方キレート剤を使
用しないで鉄および/または銅イオンのみを用いた場合
、ゲルの液状化や軟弱化が起こる9、キレート剤の濃度
は金属イオンの2〜200倍、好ましくは5〜100倍
である。この範囲以下ではゲルの液状化を防ぐことが困
難であるし、この範囲を越えるとゲルタイムを短縮する
効果が目立たなくなるか、かえって長くなるので不都合
である。
また重合反応に際しては、エテノイド、還元剤、−
一
酸化剤の3成分が接触する以前に鉄および/または銅イ
オンとキレ−1〜剤が接触するとゲルタイム短縮効果が
なくなることがあるので、還元剤側にキレート剤、酸化
剤側に鉄および/または銅イオンを存在させておきエテ
ノイドの存在下で両者を混合するのが好ましい。酸化剤
とキレート剤、還元剤と鉄および/または銅イオンを混
在させても差し支えない。
オンとキレ−1〜剤が接触するとゲルタイム短縮効果が
なくなることがあるので、還元剤側にキレート剤、酸化
剤側に鉄および/または銅イオンを存在させておきエテ
ノイドの存在下で両者を混合するのが好ましい。酸化剤
とキレート剤、還元剤と鉄および/または銅イオンを混
在させても差し支えない。
本発明のレドックス触媒はアクリル酸塩またはメタクリ
ル酸塩(以下両者を併せて(メタ)アクリル酸塩という
)とポリエチレンクリコールジアクリレートまたはポリ
エチレングリコールジメタクリレ−1−(以下両者を併
せてポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレ−1へ
という)を有効成分とする地盤安定用薬液の硬化剤とし
て有用である。
ル酸塩(以下両者を併せて(メタ)アクリル酸塩という
)とポリエチレンクリコールジアクリレートまたはポリ
エチレングリコールジメタクリレ−1−(以下両者を併
せてポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレ−1へ
という)を有効成分とする地盤安定用薬液の硬化剤とし
て有用である。
」法認地盤安定用薬液の成分である(メタ)アクリル酸
塩とはアクリル酸またはメタクリル酸のナトリウム、カ
リウム等のアルカリ金属塩、カルシウム、マグネシウム
等のアルカリ土類金属塩、亜鉛、アルミニウム等の金属
塩などのことであり、本発明にとり好ましいものはナト
リウム、マグネシウム、アルミニウム塩であり、より好
ましくはナトリウムまたはマグネシウム塩である。これ
らの(メタ)アクリル酸塩は比較的安価で、水溶性も大
きく、レドックス触媒で容易に重合して弾力性のあるゲ
ルを与える。
塩とはアクリル酸またはメタクリル酸のナトリウム、カ
リウム等のアルカリ金属塩、カルシウム、マグネシウム
等のアルカリ土類金属塩、亜鉛、アルミニウム等の金属
塩などのことであり、本発明にとり好ましいものはナト
リウム、マグネシウム、アルミニウム塩であり、より好
ましくはナトリウムまたはマグネシウム塩である。これ
らの(メタ)アクリル酸塩は比較的安価で、水溶性も大
きく、レドックス触媒で容易に重合して弾力性のあるゲ
ルを与える。
上記地盤安定用薬液のもう一つの成分であるポリエチレ
ングリコールジ(メタ)アクリレートは、ポリエチレン
グリコールとアクリル酸またはメタクリル酸を酸触媒の
存在で反応して得られるもので、本発明にとり好ましい
ものは良好な水溶性を示すもので、平均分子量300〜
700のポリエチレングリコールからのジエステルであ
る。それらは例えば、ポリエチレングリコールNo、4
00(平均分子量380−420)、No、600 (
平均分子量570〜630)等のポリエチレングリコー
ルとアクリル酸またはメタクリル酸とのジエステルであ
り、それらは不純物として若干量のモノエステルを含有
しているものであっても差し支えない。
ングリコールジ(メタ)アクリレートは、ポリエチレン
グリコールとアクリル酸またはメタクリル酸を酸触媒の
存在で反応して得られるもので、本発明にとり好ましい
ものは良好な水溶性を示すもので、平均分子量300〜
700のポリエチレングリコールからのジエステルであ
る。それらは例えば、ポリエチレングリコールNo、4
00(平均分子量380−420)、No、600 (
平均分子量570〜630)等のポリエチレングリコー
ルとアクリル酸またはメタクリル酸とのジエステルであ
り、それらは不純物として若干量のモノエステルを含有
しているものであっても差し支えない。
(メタ)アクリル酸塩とポリエチレングリコールジ(メ
タ)アクリレートの比率ならびに濃度は、ゲル物性を大
きく支配するので施工目的により選択する。例えば柔軟
性や弾力性を望む場合には(メタ)アクリル酸塩の比率
を高め、接着性を期待する場合はマグネシウム塩を使用
し、寸法安定性を重視する場合はポリエチレングリコー
ルジ(メタ)アクリレートの比率を高くする。またゲル
強度が重要な場合は高濃度の配合が好ましい。
タ)アクリレートの比率ならびに濃度は、ゲル物性を大
きく支配するので施工目的により選択する。例えば柔軟
性や弾力性を望む場合には(メタ)アクリル酸塩の比率
を高め、接着性を期待する場合はマグネシウム塩を使用
し、寸法安定性を重視する場合はポリエチレングリコー
ルジ(メタ)アクリレートの比率を高くする。またゲル
強度が重要な場合は高濃度の配合が好ましい。
本発明において、鉄および/または銅塩とキレート剤と
をレドックス触媒と併用すると、酸化剤が低温かつ低濃
度でも速やかに分解される。したがって 本発明になる
、微量の鉄および/または銅塩とキレート剤とを併用し
たレドックス触媒は低濃度の使用でエテノイドモノマー
水溶液を低温でも速やかに重合硬化させ、生成するゲル
状組成物のゲル物性を損なうこともない。
をレドックス触媒と併用すると、酸化剤が低温かつ低濃
度でも速やかに分解される。したがって 本発明になる
、微量の鉄および/または銅塩とキレート剤とを併用し
たレドックス触媒は低濃度の使用でエテノイドモノマー
水溶液を低温でも速やかに重合硬化させ、生成するゲル
状組成物のゲル物性を損なうこともない。
実施例1
50m]中にアクリル酸マグネシウム7゜5g、平均分
子量400のポリエチレングリコールジアクリレート3
.5g、エリソルビン酸ナトリウム0.5g、エチレン
ジアミン四酢酸2ナトリウム0.01 gを含むA液と
、50m1中に過硫酸アンモニウム1g、銅0.000
2gに相当する硫酸銅を含むB液を混合した時の20’
Cにおけるゲルタイムは23秒であった。この混合液中
の銅イオンの濃度は約2 ppm、エチレンジアミン四
酢酸2ナトリウムの濃度は約1.00ppmである。銅
イオンに対するエチレンジアミン四酢酸2す1−リウム
の量は50倍である。なお生成したゲルを10日間保存
したが変化は見られなかった。
子量400のポリエチレングリコールジアクリレート3
.5g、エリソルビン酸ナトリウム0.5g、エチレン
ジアミン四酢酸2ナトリウム0.01 gを含むA液と
、50m1中に過硫酸アンモニウム1g、銅0.000
2gに相当する硫酸銅を含むB液を混合した時の20’
Cにおけるゲルタイムは23秒であった。この混合液中
の銅イオンの濃度は約2 ppm、エチレンジアミン四
酢酸2ナトリウムの濃度は約1.00ppmである。銅
イオンに対するエチレンジアミン四酢酸2す1−リウム
の量は50倍である。なお生成したゲルを10日間保存
したが変化は見られなかった。
比較例1
実施例1において、エチレンジアミン四酢酸2ナトリウ
ムと硫酸鋼を除いた時のゲルタイムは100秒であった
。
ムと硫酸鋼を除いた時のゲルタイムは100秒であった
。
比較例2
1〇−
比較例1.において、過硫酸アンモニウム3.5gを使
用した時のゲルタイムは1分49秒であった。
用した時のゲルタイムは1分49秒であった。
実施例2〜4
実施例1.において、銅イオンの濃度を変えて20°C
におけるゲルタイムを測定した結果を第1−表に示す。
におけるゲルタイムを測定した結果を第1−表に示す。
第1表
第2表
実施例7〜10
実施例1において、銅イオンに対するエチレンジアミン
四酢酸2ナトリウムの比率を変えて20℃におけるゲル
タイムを測定した結果を第3表に示す。
四酢酸2ナトリウムの比率を変えて20℃におけるゲル
タイムを測定した結果を第3表に示す。
実施例5,6
実施例】−において、銅イオンに変えて鉄イオンを使用
した場合の20’Cにおけるゲルタイムを測定した結果
を第2表に示す。
した場合の20’Cにおけるゲルタイムを測定した結果
を第2表に示す。
実施例1−において、アクリル酸マグネシウムに変えて
アクリル酸す1〜リウム7.5g、エリソルビン酸す1
−リウムに変えてチオ硫酸ナトリウム2g、1−リエタ
ノールアミン0.5 g、過硫酸アンモニラ11に変え
て過硫酸ナトリウム5gを用いた場合、ならびに比較例
として銅イオンとキレート剤を除いた場合の20”Cに
おけるゲルタイl\を測定した結果を第4表に示す。
アクリル酸す1〜リウム7.5g、エリソルビン酸す1
−リウムに変えてチオ硫酸ナトリウム2g、1−リエタ
ノールアミン0.5 g、過硫酸アンモニラ11に変え
て過硫酸ナトリウム5gを用いた場合、ならびに比較例
として銅イオンとキレート剤を除いた場合の20”Cに
おけるゲルタイl\を測定した結果を第4表に示す。
第4表
実施例12.比較例4
実施例]−において、アクリル酸マグネシウムに変えて
メタクリル酸マグネシウム7.5g、ポリエチレングリ
コールジメタクリレート3.5g、エリソルビン酸ナト
リウムに変えてトリエタノールアミン2g、エチレンジ
アミン四酢酸2ナトリウムに変えて二I−ロ三酢酸を用
いた場合、ならびに比較例として銅イオンとキレ−1・
剤を除いた場合の20℃におけるゲルタイムを測定した
結果を第5表に示す。
メタクリル酸マグネシウム7.5g、ポリエチレングリ
コールジメタクリレート3.5g、エリソルビン酸ナト
リウムに変えてトリエタノールアミン2g、エチレンジ
アミン四酢酸2ナトリウムに変えて二I−ロ三酢酸を用
いた場合、ならびに比較例として銅イオンとキレ−1・
剤を除いた場合の20℃におけるゲルタイムを測定した
結果を第5表に示す。
第5表
〔発明の効果〕
レドックス触媒に鉄および/または銅イオンとキレート
剤を併用するとニブノイドの重合硬化速度が著るしく大
きくなり、したがってゲルタイムが著るしく短くなり、
あるいは同じゲルタイムを得るのに要するレドックス触
媒、なかでも酸化剤の量を著しく節減することができる
。したがって、材料の節減、レドックス触媒を溶解する
のに要する時間の短縮、酸化剤濃度の低下による注入ポ
ンプ類の腐蝕の低減等著しいコスト低減が可能となる。
剤を併用するとニブノイドの重合硬化速度が著るしく大
きくなり、したがってゲルタイムが著るしく短くなり、
あるいは同じゲルタイムを得るのに要するレドックス触
媒、なかでも酸化剤の量を著しく節減することができる
。したがって、材料の節減、レドックス触媒を溶解する
のに要する時間の短縮、酸化剤濃度の低下による注入ポ
ンプ類の腐蝕の低減等著しいコスト低減が可能となる。
なお本発明の1ノドツクス触媒は(メタ)アクリル酸塩
のみならずアクリルアミド、メタクリル3− 4 アミ1〜等の他のエテノイドの重合硬化にも有用である
ことは云うまでもない。
のみならずアクリルアミド、メタクリル3− 4 アミ1〜等の他のエテノイドの重合硬化にも有用である
ことは云うまでもない。
Claims (1)
- 鉄および/または銅の水溶性塩とキレート剤とをレドッ
クス触媒に併用したことを特徴とする改良されたレドッ
クス触媒
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32989589A JPH03190907A (ja) | 1989-12-19 | 1989-12-19 | 改良されたレドックス触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32989589A JPH03190907A (ja) | 1989-12-19 | 1989-12-19 | 改良されたレドックス触媒 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03190907A true JPH03190907A (ja) | 1991-08-20 |
Family
ID=18226457
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32989589A Pending JPH03190907A (ja) | 1989-12-19 | 1989-12-19 | 改良されたレドックス触媒 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03190907A (ja) |
Cited By (4)
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JP2015205981A (ja) * | 2014-04-18 | 2015-11-19 | ライト工業株式会社 | 止水用組成物及び止水工法 |
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-
1989
- 1989-12-19 JP JP32989589A patent/JPH03190907A/ja active Pending
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