(57)【要約】【課題】固着剤の硬化時の体積収縮を低減し、アンカーボルトなどの固定部材を強固に固着させることができる固着剤の提供。【解決手段】ラジカル硬化型樹脂；有機過酸化物；水と反応して体積増加する膨張材；及び水；を含有する建築構造物用固着剤であって、該ラジカル硬化型樹脂１００部に対して、該膨張材５〜１００部が含有され、かつ、水／膨張材の重量比が０．０５〜１．０である、前記建築構造物用固着剤。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジカル硬化型樹脂；有機過酸化物；水と反応して体積増加する膨張材；及び水；を含有する建築構造物用固着剤であって、該ラジカル硬化型樹脂１００部に対して、該膨張材５〜１００部が含有され、かつ、水／膨張材の重量比が０．０５〜１．０である、前記建築構造物用固着剤。
【請求項２】
前記膨張材が、カルシウムサルフォアルミネート（CSA）系、生石灰系、第2族元素酸化物、及び第2族元素硫酸化物からなる群から選ばれる、請求項１に記載の建築構造物用固着剤。
【請求項３】
無機フィラーをさらに含有する、請求項１又は２に記載の建築構造物用固着剤。
【請求項４】
前記無機フィラーのモース硬度が４以上である、請求項３に記載の建築構造物用固着剤。
【請求項５】
前記無機フィラーの表面に疎水性処理が施されている、請求項３又は４に記載の建築構造物用固着剤。
【請求項６】
ラジカル重合性単量体をさらに含有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の建築構造物用固着剤。
【請求項７】
あと施工アンカーの固定に用いる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の建築構造物用固着剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート、岩盤等の母材に穿孔し、その穿孔の中にアンカーボルトなどの固定部材を固定するための建築構造物用固着剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ラジカル硬化型樹脂である不飽和ポリエステル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリエステルアクリレート樹脂等の重合開始剤には、有機過酸化物が用いられている。有機過酸化物は、使用目的、使用温度によって区分されて用いられており、低温、常温域においては、しばしば芳香族アミン類等の硬化促進剤と併用されている。
【０００３】
有機過酸化物を硬化剤とするラジカル硬化型樹脂の用途は、耐食ライニング、シートの接着剤、金型成形、樹脂アンカー用の主剤等多岐にわたっている。樹脂アンカー用の樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシアクリレート樹脂が一般的である。樹脂アンカーはアンカーボルトをコンクリート構造物や岩盤等に埋め込み、設備等を設置する用途に用いられており、硬化可能な粘性液体樹脂と硬化剤の二成分系、又は骨材、充填剤を加えた三成分系のものを有し、ガラスやフィルムに入ったカプセルをアンカーボルトや鉄筋をハンマーで打ち込んだり、ハンマードリル等で回転・打撃を与えながら埋め込んだりするカプセルタイプと、ハードケースやフィルム等に封入された主剤と硬化剤をディスペンサーで押し出してスタティックミキサーで混合する注入タイプがある。
【０００４】
前者のカプセルタイプとは、穿孔のなかに固着剤入りカプセルを挿入し、アンカーボルト等に打撃、回転を与えながら、カプセルを破砕し、固着剤の主剤と硬化剤を混合することにより固定部材を固定するタイプである。このタイプに用いられているカプセルとしては、以下の特許文献１〜３に記載されるものが知られている。
【０００５】
次に、後者の注入タイプとしては、現場調合式のものとカートリッジ式のものとがある。現場調合式のものでは、それぞれの容器に入った主剤と硬化剤を混合し穿孔のなかに注入し、固定部材を固定する。また、カートリッジ式のものでは、カートリッジ中の主剤と硬化剤を、ハンドガンや油圧等の力で適量ずつ吐出し、スタティックミキサー等の混合機により混合された固着剤を穿孔のなかに注入し、固定部材を固定する。このタイプとしては、以下の特許文献４に記載されるものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公昭６２−３７０７６号公報
【特許文献２】特開昭６１−２４３８７６号公報
【特許文献３】特開昭６１−２５４６８１号公報
【特許文献４】特開昭５９−２４７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術の固着剤のラジカル硬化型組成物は、有機過酸化物との反応により硬化するが、硬化時に体積収縮が起こるため、穿孔内の固着剤と母材との間に隙間が生じ、十分な固着強度を得ることができなかったり、強度の低下を引き起こしたりするという問題がある。
かかる状況下、本発明が解決しようとする課題は、固着剤の硬化時の体積収縮を低減し、アンカーボルトなどの固定部材を強固に固着させることができる固着剤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意検討し、実験を重ねた結果、固着剤に、水と反応して体積増加することができる膨張材を所定割合で含有せしめることにより、固着剤と母材との間に隙間が生じ、十分な固着強度を得ることができなかったり、強度の低下を引き起こしたりするという問題が回避しうることを予想外に見出し、本発明を完成するに至ったものである。
すなわち、本発明は、以下のとおりのものである。
【０００９】
［１］ラジカル硬化型樹脂；有機過酸化物；水と反応して体積増加する膨張材；及び水；を含有する建築構造物用固着剤であって、該ラジカル硬化型樹脂１００部に対して、該膨張材５〜１００部が含有され、かつ、水／膨張材の重量比が０．０５〜１．０である、前記建築構造物用固着剤。
［２］前記膨張材が、カルシウムサルフォアルミネート（CSA）系、生石灰系、第2族元素酸化物、及び第2族元素硫酸化物からなる群から選ばれる、前記［１］に記載の建築構造物用固着剤。
［３］無機フィラーをさらに含有する、前記［１］又は［２］に記載の建築構造物用固着剤。
［４］前記無機フィラーのモース硬度が４以上である、前記［３］に記載の建築構造物用固着剤。
［５］前記無機フィラーの表面に疎水性処理が施されている、前記［３］又は［４］に記載の建築構造物用固着剤。
［６］ラジカル重合性単量体をさらに含有する、前記［１］〜［５］のいずれかに記載の建築構造物用固着剤。
［７］あと施工アンカーの固定に用いる、前記［１］〜［６］のいずれかに記載の建築構造物用固着剤。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る建築構造物用固着剤は、固着剤の硬化時の体積収縮を低減し、アンカーボルトなどの固定部材を強固に固着させる効果を発揮する。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
本実施形態の建築構造物用固着剤は、ラジカル硬化型樹脂；有機過酸化物；水と反応して体積増加する膨張材；及び水；を含有する建築構造物用固着剤であって、該ラジカル硬化型樹脂１００部に対して、該膨張材５〜１００部が含有され、かつ、水／膨張材の重量比が０．０５〜１．０であることを特徴とする。
【００１２】
ラジカル硬化型樹脂としては、特に制限はなく、エポキシアクリレート樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリエステルアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。
【００１３】
有機過酸化物は、特に制限はなく、ジアシルパーオキサイド類、ケトンパーオキサイド類、ヒドロパーオキサイド類、ジアルキルパーオキサイド類、パーオキシケタール類、アルキルパーエステル類及びパーオキシカーボネート類等であり、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド等があり、最も一般的にはベンゾイルパーオキサイド（ＢＰＯ、過酸化ベンゾイル）が挙げられる。有機過酸化物は、一般に硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム等の無機物、ジメチルフタレート、ジブチルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、シリコーンオイル、流動パラフィン、重合性モノマー、水などの希釈剤で希釈して用いられる。
【００１４】
水と反応して体積膨張する膨張材は、特に制限はないが、好ましくはカルシウムサルフォアルミネート（CSA）系、生石灰系、第2族元素酸化物、及び第2族元素硫酸化物からなる群から選ばれる。本実施形態においては、固着剤中の膨張材の使用割合はラジカル硬化型樹脂１００部に対して、５〜１００部であり、好ましくは１０〜８０部である。
水は、特に制限はなく、飲料水、イオン交換水、蒸留水、超純水であることができる。本実施形態においては、固着剤中の水の使用割合は、水／膨張材の重量比０．０５〜１．０であり、好ましくは０．１〜０．８である。
【００１５】
本実施形態の建築構造物用固着剤は、好ましくは無機フィラーをさらに含有することができる。無機フィラーとしては、例えば、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、シリカ、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、アルミナ、酸化鉄、石英砂、珪砂、珪粉、石膏、ガラスフレーク、ガラスマイクロバルーン、セメント等の無機化合物の粉体が挙げられる。前記無機フィラーのモース硬度は、好ましくは４以上である。無機化合物の紛体としては、固着剤の樹脂との混合性、粘度及び揺変度の調節効果の観点から、粉体の表面に疎水性処理が施されているものが好ましい。粉体の粒径は、１〜１００μｍの範囲で適宜に調整することが好ましい。本実施形態の固着剤中の無機フィラーの使用割合は、ラジカル硬化型樹脂１００部に対して、無機フィラーが１００〜３００部が好ましく、より好ましくは１４０〜２６０部である。
【００１６】
本実施形態の建築構造物用固着剤は、ラジカル重合性単量体で希釈されることが好ましい。ラジカル重合性単量体とは、分子内に１個以上の重合性二重結合を有する化合物を意味する。該ラジカル重合性単量体が有する重合性二重結合の数は、好ましくは１〜４個である。ラジカル重合性単量体としては、特に制限はないが、スチレン、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、１，４-ブタンジオールジメタクリレート、１，６-ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレー 、イソボルニルメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物ジメタクリレート、トリメット酸トリアリル等が挙げられ、引火点１００℃以上のメタクリレートモノマーが好ましい。また、ラジカル重合性単量体は、有害性等の観点から、非スチレン系モノマーであることが好ましい。アクリル系モノマーよりメタクリル系モノマーの方が、皮膚刺激性や耐アルカリ性の観点からより好ましい。
【００１７】
本実施形態の固着剤には、硬化促進剤を添加してもよい。硬化促進剤としては、特に制限はなく、窒素置換基中に水酸基を有する第３級芳香族アミン類であればよく、例えば、Ｎ，Ｎ−ジ（２−ヒドロキシプロピル）−ｐ−トルイジン、Ｎ−フェニルジエタノールアミン、ｐ−トリルジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ビスヒドロキシブチル−ｐ−トルイジン等が挙げられ、少量で効果的なＮ，Ｎ−ジ（２−ヒドロキシプロピル）−ｐ−トルイジンが好ましい。また、硬化促進剤は、硬化剤と直接接触することを避ければ主剤とは別置きにして使用時に主剤に混合してもよいし、予め樹脂中に混合させて置いてもよい。その含有量は０．１〜５ｗｔ％程度を目安とすればよいが、好ましくは０．５〜１．５ｗｔ％が好ましい。硬化促進剤は単独で用いても、また、２種以上混合してもよく、更には従来一般的に用いられていたＮ，Ｎ−ジメチルアニリン、ナフテン酸コバルト等の硬化促進剤と併用して使用しても構わない。
【００１８】
固着剤には、必要に応じ、重合禁止剤、着色剤、顔料、紫外線吸収剤、界面活性剤等をさらに添加、混合することができる。
【００１９】
重合禁止剤としては、キノン類、ハイドロキノン類、フェノール類等があり、例えば、ベンゾキノン、ｐ−ベンゾキノン、ｐ−トルキノン、ｐ−キシロキノン、ナフトキノン、２，６−ジクロロキノン、ハイドロキノン、ｐ−ｔ−ブチルカテコール、２，５−ジ−ｔ−ブチルハイドロキノン、モノメチルハイドロキノン、ｐ−メトキシフェノール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ハイドロキノンモノメチルエーテル等を必要量添加することができるが、キノン類はアミン類と着色等の変化することがありハイドロキノン類、フェノール類を添加することが好ましく、最も効果的なものはクレゾール類である。
【００２０】
着色剤、顔料、紫外線吸収剤は、太陽光線等による樹脂のゲル化を防止する耐光安定化剤として必要に応じ添加する。これらの添加剤としては、レーキ顔料、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、高級有機顔料及び無機顔料、その単品やそれらの混合物が挙げられる。例えば、「トナーイエロー」、「トナーブラウン」、「トナーグリーン」（武田薬品（株）製）、「カラーテックスブラウン」、「カラーテックスオレンジ」、「カラーテックスマロン」（山陽色素（株）製）、「オプラスエロー」（オリエント化学（株）製）を添加することができる。
【００２１】
界面活性剤は、アニオン型、カチオン型、ノニオン型、両性型があるが、湿潤面での引張強度の安定や粘度低下に効果のあるアニオン型のものが好ましい。アニオン型界面活性剤は、カルボン酸塩としてアルキルエーテルカルボン酸塩、メタクリル酸ナトリウム-メトキシポリオキシエチレンメタクリレート共重合物等、スルホン酸塩では、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルアリルスルホコハク酸塩、アルキルスルホ酢酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩等、硫酸エステル塩では、アルキルアリル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、リン酸エステル塩ではアルキルエーテルリン酸塩等が挙げられる。使用量は特に限定されないが、強度の点で３０ｗｔ％以下に抑えることが好ましい。
【００２２】
本実施形態の建築構造物用固着剤を収容するための容器は、運搬又は保管時には破損せず、固着剤の漏れがないように封入できるものであればよく、ガラス、陶磁器、合成樹脂、紙、フィルム、金属等からなるものがあり、カプセル、カートリッジ、缶、パック状等がある。この場合、容器の形状及び材質はカプセル型及び注入型の用途に応じたものを適宜選択すればよい。また、硬化剤容器は硬化剤の特性に応じ、安全性を考慮し選択することが好ましい。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
［実施例１］
（１−１）ラジカル硬化型樹脂（ベース樹脂）の調製
ビスフェノールＡのＥＯ付加物ジメタクリレート６５ｗｔ％、ラジカル重合性単量体として、ジエチレングリコールジメタクリレート３５ｗｔ％の混合物１００ｇに、硬化促進剤としてＮ，Ｎ−ジ（２−ヒドロキシプロピル）−ｐ−トルイジン１ｇ、重合禁止剤として２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール（ＢＨＴ）０．３ｇを、攪拌機により５００ｒｐｍで２分間混合してベース樹脂を作製した。
【００２４】
（１−２）固着剤の調製
有機過酸化物として過酸化ベンゾイル３６ｗｔ％湿体品（ＢＰＯ３６％、水１１％、水酸化アルミニウム５３％）２２．２ｇ、水０．６ｇ、平均粒径２０μｍの珪砂１４１．８ｇ、平均粒径１０μｍの炭酸カルシウム１０６．４ｇ、膨張材（太平洋ハイパーエクスパン（構造用）、太平洋マテリアル（株）製）５．０ｇ、前記ベース樹脂１００．０ｇを、攪拌機により２０００ｒｐｍで２分間混合して固着剤を作製した。
【００２５】
（２）評価
（２-１）固着強度の測定
サイズ５００×５００×１０００ｍｍ、圧縮強度２４．１Ｎ／ｍｍ２のコンクリートブロックに、穿孔径１８ｍｍ、穿孔長８０ｍｍの孔を穿孔し、ブロワーとナイロンブラシを用いて孔内清掃を行った後、上記の固着剤を孔内に充填し外径１６ｍｍの全ネジボルト（材質ＳＮＢ７）を挿入して固着させた。２０℃で１時間硬化させた後、４０℃で７日間養生させ、固着強度（Ton）を測定した。結果を以下の表１に示す。
【００２６】
（２-２）固着剤硬化物の外観検査
作製した固着剤硬化物の外観を目視で観察し、以下の評価基準で評価した。
外観上の変化が見られない場合：「〇」、
硬化物が反り返ったり、小さなひびが見られたりした場合：「△」、
硬化物に割れが生じた場合：「×」。
結果を以下の表１に示す。
【００２７】
（２-３）膨張率の測定
得られた固着剤を直径７６ｍｍ、厚さ４ｍｍのステンレス型に空気を巻き込まないように流し込み、20℃で30分養生し、硬化させた。硬化後、ただちに硬化物を枠から外し、硬化物の外径をノギスで測定し、これを初期の測定値Ｒ１とした。固着剤硬化物を20℃で2週間静置し、硬化物の外径をノギスで測定し、この値をＲ２とした。Ｒ２のＲ１からの変化率を膨張率（％）＝（Ｒ２−Ｒ１）÷Ｒ１×１００とした。結果を以下の表１に示す。
【００２８】
［実施例２〜１０、比較例１〜４］
実施例１と同様に以下の表１の配合に従って、過酸化ベンゾイル３６ｗｔ％品（１１％水湿体、５３％水酸化アルミニウム品）、水、珪砂、炭酸カルシウム、膨張材、ベース樹脂を、攪拌機により２０００ｒｐｍで２分間混合して固着剤を作製した。実施例１と同様に、固着強度の測定、固着剤硬化物の外観検査、及び膨張率の測定を行った。結果を以下の表１に示す。
【００２９】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明に係る建築構造物用固着剤は、固着剤の硬化時の体積収縮を低減し、アンカーボルトなどの固定部材を強度に固着させる効果を発揮するため、コンクリート、岩盤等の母材に穿孔し、その穿孔の中にアンカーボルトなどの固定部材を固定するための建築構造物用固着剤として好適に利用可能である。