(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多価アルコール成分と不飽和多価カルボン酸成分を重縮合してなる不飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート及びジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートの中から選ばれる多官能モノマーの１種以上を５〜１５重量部配合したことを特徴とするボルト固定用固着剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、コンクリート、岩盤等にアンカーボルトを固着するためのボルト固定用固着剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アンカーボルトの固着方法としてコンクリート等の基材に穿孔し、その孔に容器に収容した固着剤を装填して、ハンマードリル等に接合したアンカーボルトに回転衝撃を与えながらアンカーボルトを挿入し、容器を破砕し容器に収容された固着剤を硬化させ、アンカーボルトを固着する方法が知られている。
この方法に用いられる固着剤としては、ガラス製容器中に液状不飽和ポリエステル樹脂を主成分とする樹脂を充填し、更にこの容器中に過酸化ベンゾイル等の有機過酸化物を主成分とする硬化剤をガラス管内に密封したものを収容してなる固着剤が知られている。
【０００３】
不飽和ポリエステル樹脂は、適度の粘性を持ち、取り扱い面で優れており、かなりの固着強度を発揮する上、不飽和ポリエステル樹脂を構成する多価カルボン酸や多価アルコールを選択することによって固有の性能が得られるので実用化されている。該固着剤の要求性能としては、一般的に耐アルカリ性及び固着強度が挙げられるが、低温時、特に冬期における固着強度の発現性も重要な要求性能の一つである。
つまり、現場の作業工程の効率化を考えた場合、低温時においてもできるだけ速い固着強度の発現が望まれるのは言うまでもない。
【０００４】
本発明者等は、耐アルカリ性や常温での固着強度の向上を目的として、特開平５−５１５７２号公報において多価アルコール成分としてトリシクロデカンジメタノール（以下、ＴＣＤ−ＤＭと略記することがある）を用いることを提案した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこの方法は、低温時での固着強度の発現性は十分に考慮されておらず、より一層の改善が望まれていたのである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
しかるに本発明者等は上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、多価アルコール成分と不飽和多価カルボン酸成分を重縮合してなる不飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート及びジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートの中から選ばれる多官能モノマーの１種以上を５〜１５重量部配合したボルト固定用固着剤が、かかる目的を達成し得ることを見出し本発明を完成するに至った。
【０００７】
本発明におけるボルト固定用固着剤は、不飽和ポリエステル樹脂にイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート及びジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートの中から選ばれる多官能モノマーを１種以上配合したことが最大の特徴で、これにより、低温時の固着強度の発現性が優れ、特に該多官能モノマーの配合量が不飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して５〜１５重量部である時上記の効果を最大限に発揮することが判明した。
【０００８】
以下、本発明の固着剤を具体的に説明する。本発明の固着剤の主成分である不飽和ポリエステル樹脂は不飽和多価カルボン酸、多価アルコール成分及び必要に応じて空乾性を付与したい時は多価アルコールアリルエーテル成分を縮合させて製造されるもので、多価アルコール成分としてはビスフェノールＡ型アレキレンオキサイド付加物、ＴＣＤ−ＤＭ（特にトリシクロ［５，２，１，０2.6］シクロデカンジメタノール）、１，４−シクロヘキサンジメタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、１，２−ブチレングリコール、２，３−ブチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトールなどが挙げられる。
【０００９】
上記多価アルコール成分の中でもビスフェノールＡ型アレキレンオキサイド付加物、ＴＣＤ−ＤＭ（特にトリシクロ［５，２，１，０２．６］シクロデカンジメタノール）が好適に用いられ、該アルキレンオキサイドとはエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドであり、ビスフェノールＡ型エチレンオキサイド付加物とは、化１で表され、ビスフェノールＡ型プロピレンオキサイド付加物とは、化２で示される化合物である。
ここでｎ，ｍはいずれも１以上の整数を示し、ｎ，ｍの上限は特に制限されないが、実用的には１≦ｎ，ｍ≦３の付加物が好適に用いられる。
【００１０】
【化１】
0003619538.tif 000002
【００１１】
【化２】
0003619538.tif 000003
【００１２】
ビスフェノールＡ型アルキレンオキサイド付加物の含有量は、多価アルコール成分中に好ましくは３０〜７０重量％で、更に好ましくは３５〜５０重量％、特に好ましくは４０〜４５重量％であり、該付加物が過少になると耐食性及び硬化時の収縮が大きく、逆に過多になると粘度が高くなり、作業性の問題により分子量が抑制されるため固着強度の低下が大きくなる傾向にある。
また、ＴＣＤ−ＤＭの含有量は好ましくは７０〜３０重量％で、更に好ましくは６０〜３５重量％、特に好ましくは５０〜４０重量％であり、ＴＣＤ−ＤＭが過少になると耐アルカリ性が低下し、逆に過多になると硬化性が悪くなり固着強度の低下を招く傾向にある。
【００１３】
更に、上記のビスフェノールＡ型アレキレンオキサイド付加物及びＴＣＤ−ＤＭ以外の多価アルコール成分としては、１，４−シクロヘキサンジメタノール、プロピレングリコール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、１，２−ブチレングリコール、２，３−ブチレングリコール等が耐アルカリ性の点から好適に用いられ、これらの成分の含有量は多価アルコール成分中に１０〜５５重量％の中から好適に選択される。
【００１４】
一方、本発明の不飽和多価カルボン酸成分としては、特に限定されず、無水マレイン酸、マレイン酸、無水イタコン酸、イタコン酸、フマール酸、テトラヒドロフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、ヘット酸、シトラコン酸などの不飽和多価カルボン酸等が挙げられ、これらの中でもフマール酸、無水マレイン酸等が重要である。
【００１５】
更に本発明においては、得られる不飽和ポリエステル樹脂に空乾性を付与する必要がある時には、多価アルコールアリルエーテル成分を使用する。多価アルコールアリルエーテル成分としては、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ペンタエリスリトールジアリルエーテル、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、トリメチロールプロパンモノアリルエーテル、トリメチロールエタンジアリルエーテル、トリメチロールエタンモノアリルエーテル、グリセリンジアリルエーテル、グリセリンモノアリルエーテル、テトラメチロールシクロヘキサノールジアリルモノクロチルエーテル、ヘキサメチロールメラミンジアリルクロチルエーテル、ヘキサントリオールジアリルエーテル、ペンタエリスリトールジアリルクロチルエーテル、テトラメチロールシクロヘキサノールトリアリルエーテル、テトラメチロールシクロヘキサノンジアリルエーテル、ヘキサメチロールメラミンテトラアリルエーテルなど分子中に少なくとも１個の水酸基を有するアリルエーテルが例示できる。また必要であれば同一の目的のために、ジシクロペンタジエンも使用することが出来る。
【００１６】
多価アルコールアリルエーテル成分は、アリル基として、多塩基酸成分１モルに対して０．０５モル以上、好ましくは０．２モル以上用いることが望ましく、０．０５モル未満では空乾性が不足する。上限は反応限界まで可能である。
上記各成分は、常法に従い、不活性ガス雰囲気下温度１８０〜２２０℃程度で反応させることにより、目的とする不飽和ポリエステル樹脂が取得できる。本発明においては数平均分子量５００以上、好ましくは１５００〜３０００の不飽和ポリエステル樹脂が好適に使用される。
【００１７】
本発明では、上記の不飽和ポリエステル樹脂に架橋性モノマーとしてイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート及びジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートの中から選ばれる多官能モノマーを１種以上配合することが最大の特徴で該モノマーの配合により本発明特有の効果を得ることができる。
イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート及びジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートは、具体的には下記の化３、化４及び化５で示される化合物である。
【００１８】
【化３】
0003619538.tif 000004
【００１９】
【化４】
0003619538.tif 000005
【００２０】
【化５】
0003619538.tif 000006
該モノマーの配合量は、上記の不飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して５〜１５重量部であることが必要で、更には８〜１２重量部が好ましく、該モノマーが過多になると耐アルカリ性が悪化し、逆に過少になると低温時の硬化性が悪くなり固着強度の低下を招く傾向にある。
【００２１】
上記以外の架橋性モノマーとしては、スチレン、ビニルトルエン、モノクロロスチレン、α−メチルスチレン、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、メタクリル酸グリシジル、２−ヒドロキシエチルメタクリレートグリシジルエーテル、酢酸ビニル、塩化ビニル、メチレンビスアクリルアミド、ジビニルベンゼン、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールのジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールのジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ビニルシクロヘキサンモノオキサイド、桐油、アマニ油、大豆油、綿実油、サフラワ油、やし油など公知の不飽和ポリエステル用の架橋性モノマーが例示でき、上記の多官能モノマーと併用することも可能である。その場合は、架橋性モノマー１００重量部に対して５〜３０重量部の範囲で好適に用いられる。
【００２２】
更に本発明のボルト固定用固着剤には、硬化剤が配合される。
硬化剤としては、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーベンゾエートなどが用いられる。
また本発明の固着剤には、必要に応じて骨材又は充填剤を混入することができる。
骨材としては特に限定されないが、天然砕石又はマグネシアクリンカー等の人工石等を使用することができる。
充填剤としては特に限定されないが、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、無水ケイ酸、粘土等を使用することができる。
【００２３】
また樹脂の硬化を促進するために硬化促進剤を用いることができる。但し、この場合は硬化促進剤は硬化剤と分離しておく必要がある。硬化促進剤は、例えばトリエタノールアミン、ジメチルアニリン、ジエチルアニリン、ジメチルパラトルイジン等のアミン類、ナフテン酸コバルト、オクトエ酸コバルト、ナフテン酸マンガン、ナフテン酸カルシウム等の金属石鹸類、バナジルアセチルアセトネート、鉄アセチルアセトネート等のキレート化合物である。
また、エステル反応時に２−ヒドロキシエチルパラトリジンを添加して分子鎖中に導入する方法もある。該方法は、固着剤の硬化時にブリード現象が起きず固着強度のバラツキが少なくなるという特性を有する。
更に樹脂の安定性を維持するためにハイドロキノン、ナフトキノン等の重合禁止剤を加えることもできる。
【００２４】
そのほか必要に応じ、顔料（チタン白、シアニンブルー、クリームイエロー、ウォッチングレッド、ベンガラ、カーボンブラック、アニリンブラック、マンガンブルー、鉄黒、ウルトラマリンブルー、ハンザレッド、クロームイエロー、クロームグリーンなど）、研削剤（ステアリン酸亜鉛、微粉タルクなど）、レベリング剤（シリコーン、キシレン、メタノール、エタノール、ブタノール、アセトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、セロソルブ類、ジアセトンアルコールなど）、熱可塑性樹脂（ニトロセルロース、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、ブチル化メラミン、ブチル化尿素など）、を配合することもできる。
【００２５】
本発明のボルト固定用固着剤の配合組成は用途に応じて広範囲に変化するが、通常は不飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して、架橋性モノマー（上記特定の多官能モノマーを含む）２５〜５０重量部、好ましくは３０〜４５重量部、硬化剤０．５〜１０重量部好ましくは１〜５重量部、骨材又は充填剤０〜５００重量部程度が実用的である。
【００２６】
本発明の固着剤の形状は、容器と該容器内に収容された不飽和ポリエステル樹脂、架橋性モノマーと該不飽和ポリエステル樹脂、架橋性モノマーとは隔離され該容器内に収容された硬化剤とからなる構成である。
固着剤の構成は、広範囲に設計可能であり特に限定されるものではないが、例えば破砕可能な外容器と破砕可能な内容器とからなり、硬化剤を密封した内容器と、不飽和ポリエステル樹脂及び架橋性モノマーと必要に応じて骨材を外容器に収容し密封したもの、あるいは不飽和ポリエステル樹脂及び架橋性モノマーを密封した内容器と、硬化剤と必要に応じて骨材を外容器に収容し密封したもの等が挙げられる。
【００２７】
但し、骨材は樹脂又は硬化剤のいずれに混在させてもよい。更には、これ以外の構成として容器に不飽和ポリエステル樹脂及び架橋性モノマーと必要に応じて骨材を収容し密封、容器の外壁に硬化剤を塗布したものも挙げられる。
本発明に用いることのできる容器は、運搬又は保管時に破壊されず、アンカーボルト挿入時に簡単に破壊され細片となる容器であり、ガラス、陶磁器、合成樹脂又は合成樹脂フイルムからなるものである。
【００２８】
【作    用】
本発明においては、多価アルコール成分と不飽和多価カルボン酸成分を重縮合した不飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して特定の多官能モノマーを５〜１５重量部配合しているため、低温時の固着強度の発現性に優れ、かつ耐アルカリ性の低下がなく、更には、ハンマー打撃方式のみ（従来は回転と打撃の両方が必要であった）で容易に施工できるケミパンチ（ケミカルアンカー・パンチタイプ）にも大変有用である。
【００２９】
【実  施  例】
実施例１
［固着剤用樹脂の製造］
撹拌器、還流冷却器付きのフラスコにフマール酸６．２モル、ビスフェノ−ルＡ型プロピレンオキサイド付加物１．４モル、トリシクロ［５，２，１，０２．６］シクロデカンジメタノール１．４モル、１，４−シクロヘキサンジメタノール１．２モル、プロピレングリコール３．５モル、及びヒドロキノンを総仕込み量の０．０３重量％になるように仕込み、窒素気流中で２３０℃にて酸価が約２０ｍｇＫＯＨ／ｇになるまで反応を行ない、不飽和ポリエステル樹脂を得た。
上記不飽和ポリエステル樹脂１００重量部にイソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリ（メタ）アクリレート１０重量部、ジメチルアニリン１．１重量部、メチルハイドロキノン０．５重量部添加してスチレンで希釈して粘度２８５０ｃｐｓ／２０℃、酸価１２ｍｇＫＯＨ／ｇ、加熱残分６７重量％の固着剤用樹脂を調製した。
【００３０】
［低温固着強度］
外径５ｍｍ、長さ７０ｍｍのガラス製内容器に硫酸カルシウムで５０％に希釈したベンゾイルパーオキシド０．４５重量部を密封して、外径１６ｍｍ、長さ１００ｍｍのガラス製容器に収容し、更に直径２ｍｍの天然けい砂と上記で得た固着剤用樹脂８．８重量部を充填し、ナイロン製キャップで密封し固着剤を作製した。
次に圧縮強度１５０ｋｇ／ｃｍ２のコンクリートに内径１９ｍｍ、長さ１１０ｍｍの穿孔を行い、その孔内に前記の固着剤を挿入した後、先端４５度カットのＭ１６全ネジＳＣＭ４３５ボルトをハンマー打撃により孔底まで挿入した。
【００３１】
次に１０℃で４８時間養生後の最大の引抜強度を測定した。
測定方法は図１に示すように、カプラー２を介して固着したボルト１の頭部にテンションバー（高張力綱棒）３を固定し、ロードセル４、ラム５及びダイヤルゲージ７を取り付け、次に油圧ポンプ６の油圧を上げ、ラム５及びテンションバー３を介してボルト１に引抜荷重をロードセル４により検知し、デジタル測定器８に表示する。
［耐アルカリ性］
コンクリート中に埋め込まれた固着剤の樹脂硬化物は、コンクリートの持つ強アルカリ性により時間の経過と共に物性が低下することが予想されるので、上記で得た固着剤用樹脂１００重量部、ベンゾイルパーオキシド２重量部を加えて、１０×７０×３ｍｍの硬化成型物を作製し、１００℃で１００時間、１０％水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬し、その重量変化を測定した。
【００３２】
実施例２〜４及び比較例１、２
表１に示す多官能モノマーを用いて、実施例１に準じて固着剤用樹脂を調製し、得られた樹脂を用いて実施例１に従い各物性を測定した。
実施例及び比較例の測定結果を表１に併せて示す。
【００３３】
【表１】
0003619538.tif 000007
【００３４】
【発明の効果】
本発明においては、多価アルコール成分と不飽和多価カルボン酸成分を重縮合した不飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して特定の多官能モノマーを５〜１５重量部配合しているため、低温時の固着強度の発現性に優れ、かつ耐アルカリ性の低下がなく、更には、ハンマー打撃方式のみ（従来は回転と打撃の両方の操作が必要であった）で容易に施工できるケミパンチ（ケミカルアンカー・パンチタイプ）にも大変有用である。
【００３５】
【図面の簡単な説明】
【図１】ボルトの引抜強度の測定装置の説明図である。
【符号の説明】
１・・・・固着したボルト、２・・・・カプラー、
３・・・・テンションバー、４・・・・ロードセル、
５・・・・ラム、６・・・・油圧ポンプ、７・・・・ダイヤルゲージ、
８・・・・デジタル測定器。
【図１】
0003619538.tif 000008