(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一種類の硬化可能エポキシ樹脂と、このエポキシ樹脂のための少なくとも１個の反応希釈剤、アミン硬化剤、及び１個又はそれ以上の無機充填剤を含有し、前記アミン硬化剤を前記硬化可能エポキシ樹脂及び反応希釈剤から反応を阻止するよう分離状態にした硬化可能２成分モルタル物質において、前記反応希釈剤は、２個の結合手を有する二官能性の網状結合エポキシ官能基及び３個の結合手を有する三官能性の網状結合エポキシ官能基を混合した、エポキシ官能性を有する反応希釈剤としたことを特徴とする硬化可能２成分モルタル物質。
【請求項２】
前記反応希釈剤は、少なくとも一種類のジグリシジルエーテル及び少なくとも一種類のトリグリシジルエーテルを混合した反応希釈剤を含有し、この反応希釈剤混合物の平均エポキシ官能性を２以上とした請求項１記載の硬化可能２成分モルタル物質。
【請求項３】
前記反応希釈剤は、
ａ）グリセリントリグリシジルエーテル、ペンタエリトリットテトラグリシジルエーテル、及び／又はトリメチロールプロパントリグリシジルエーテルと、
ｂ）１，４‐ブタンジオールジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、及び／又はプロピレングリコールジグリシジルエーテルと、
の混合物を含有した請求項１又は２に記載の硬化可能２成分モルタル物質。
【請求項４】
二官能性反応希釈剤と三官能性反応希釈剤との重量比率を、１：９９〜９９：１の範囲とした請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の硬化可能２成分モルタル物質。
【請求項５】
前記反応希釈剤又は反応希釈剤混合物が５〜３５重量％の範囲の量を含有した請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の硬化可能２成分モルタル物質。
【請求項６】
硬化可能エポキシ樹脂と網状結合機能のある反応希釈剤との重量比率を９９：１〜５０：５０の範囲とした請求項５記載の硬化可能２成分モルタル物質。
【請求項７】
前記モルタル物質内における網状結合機能を有しない部分は、前記モルタル物質に対する重量％が少なくとも３重量％とした請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載の硬化可能２成分モルタル物質。
【請求項８】
前記モルタル物質内における充填剤部分を３０容積％以下の範囲の値とした請求項１〜７のうちのいずれか一項に記載の硬化可能２成分モルタル物質。
【請求項９】
前記無機充填剤は、水性媒体中でアルカリ性を示すものとした請求項１〜８のうちのいずれか一項に記載の硬化可能２成分モルタル物質。
【請求項１０】
前記無機充填剤は、炭酸塩、硫酸塩、酸化物、アルカリ土類金属のアルミン酸塩若しくは珪酸塩、及び／又はセメントを含有するものとした請求項９記載の硬化可能２成分モルタル物質。
【請求項１１】
前記アルカリ性反応を示す無機充填剤は、モルタル物質に対する重量％が１〜４０重量％の範囲の量を含むものとした請求項９又は１０記載の硬化可能２成分モルタル物質。
【請求項１２】
前記セメントが、ポートランドセメント及び／又は酸化アルミニウム含有セメントを含有するものとし、前記酸化アルミニウム含有セメントは、アルミン酸セメント又はアルミナセメントとした請求項１０に記載の硬化可能２成分モルタル物質。
【請求項１３】
硬化可能なエポキシ樹脂として、多価アルコール及び／又はフェノールよりなるポリグリシジルエーテルを含有するとした請求項１〜１２のうちのいずれか一項に記載の硬化可能２成分モルタル物質。
【請求項１４】
アミン硬化剤として、脂肪族、シクロ脂肪族、及び／又は芳香脂肪族のアミン又はポリアミンを含有するものとした請求項１〜１３のうちのいずれか一項に記載の硬化可能２成分モルタル物質。
【請求項１５】
反応希釈剤における反応性アミンの水素原子の数と、エポキシ樹脂のエポキシ基の数との比を、２：１〜０．８：１の範囲とした請求項１〜１４のうちのいずれか一項に記載の硬化可能２成分モルタル物質。
【請求項１６】
前記モルタル物質の構成成分を着色し、混合前の状態における前記モルタル物質が、前記モルタル物質を適用する基礎構造と区別がつくようにした請求項１〜１５のうちのいずれか一項に記載の硬化可能２成分モルタル物質。
【請求項１７】
２個の隔室、又は２以上の隔室を有する隔室装置により構成成分を反応阻止状態に分離し、反応のための使用条件の下に持ち運び可能に収納した請求項１〜１６のうちのいずれか一項に記載の硬化可能２成分モルタル物質。
【請求項１８】
請求項１〜１７のうちのいずれか一項に記載の２成分モルタル物質を、孔内におけるアンカー手段の固定に使用することを特徴とする２成分モルタル物質の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一種類の硬化可能エポキシ樹脂と、このエポキシ樹脂のための少なくとも１個の反応希釈剤、アミン硬化剤、及び１個又はそれ以上の無機充填剤、並びに、場合によって硬化触媒、流動助成剤、揺変剤、安定剤、拡散剤、反応速度調整剤、網状結合剤を含有し、前記アミン硬化剤を前記硬化可能エポキシ樹脂及び反応希釈剤から反応を阻止するよう分離状態にした硬化可能２成分モルタル物質、並びにこの２成分モルタル物質をアンカーロッドのようなアンカー手段を孔内に固定するのに使用する使用方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
硬化可能なエポキシ樹脂及びアミン硬化剤よりなる有機性の硬化可能２成分モルタル物質はこれまで長く知られており、粘着剤、ワニスラッカー、填隙用又はアンカーロッドのようなアンカー手段をドリル孔、だぼ孔等に固定するパテ物質として使用されてきた。このようなモルタル物質を、特に、野外の建築現場で使用する際には困難があった。即ち、モルタル物質は一方では低温での取扱性がよく、他方では高温での表面流れ（漏れ）が少なくなければならず、同時に処理時間を長くとれ、更に、低温で大きな荷重が加わったときでも迅速かつ完全な硬化を生じ、硬化した部分の形状不変性が良好でなければならないためである。このような矛盾した特性を満足するためには他の対策を施さない限り不可能であった。これまでのモルタル物質では、低温での取扱性をよくするためには、低粘性成分を多くし、充填剤を少なくし、また粗めの充填剤を設けるとよいが、このことは高温で荷重が加わった状態での表面流れを少なくするには問題がある。逆に、処理時間を長くとれるようにするには、反応しない又は網状結合しない希釈剤を多くし、反応成分を少量にするとよいが、このことは硬化時間を短くするには悪影響が出る。
【０００３】
ドイツ特許出願第１９８３２６６９．６号には、ポリエポキシ、ポリアミン、ポリアセトアセタート及び金属化合物即ち金属陽イオンの化合物、並びに場合によっては、充填剤、希釈剤、硬化触媒、流動化助成剤、網状結合剤、着色剤等のより一般的な構成成分を含有する硬化可能エポキシ物質が記載されている。これによれば、ポリアセトアセタートは反応希釈剤として、液状ポリエポキシ及び金属化合物の高い粘性を低下させ、無機質の孔壁に対する反応性をよくすることができる。
【０００４】
同様に、ドイツ特許出願第１９８８２６６８．８号には、硬化可能な有機構成成分及び硬化可能な無機構成成分、並びに硬化剤を有する硬化可能な２成分モルタル物質が記載されており、この硬化剤は硬化可能な各構成成分から反応しないように分離状態に保たれ、適用時又は使用時に活性化するようにしている。このモルタル物質は、硬化可能構成成分としてのエポキシ樹脂及び微細粒子セメントと、硬化剤としてのアミン及びアルカリ水ガラスを含有している。この無機／有機モルタル物質は、セメントを硬化させるために水を必要とし、水はセメント全体に行き渡らせることが必要であるが、このことは、例えば亀裂が発生したり、アンカーロッドとモルタルとの間の隙間に水が浸入したりすると、鋼鉄製のアンカーロッドの腐食を招く。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、従来のシステムよりも取扱性が良好な、特に、低温で処理時間を長くとれ、硬化時間が短く、高温でも表面流れ（漏れ）が少なく硬化状態を維持し、熱に対する形状安定性がよく、また化学的安定性が高く、低温（−５℃）〜高温（６０℃）まで高い荷重支持能力を示し、好適な実施例では腐食保護作用のある硬化可能２成分モルタル物質を得るにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は特許請求の範囲の請求項１の硬化可能２成分モルタル物質により解決することができる。この請求項１に従属する従属項はこの発明の実施例、並びに天然又は人工の岩石の孔にアンカー手段を固定するためのこのようなモルタル物質の使用方法に関連する。
【０００７】
本発明は、一種類の硬化可能エポキシ樹脂と、このエポキシ樹脂のための少なくとも１個の反応希釈剤、アミン硬化剤、及び１個又はそれ以上の無機充填剤、並びに、場合によって硬化触媒、流動助成剤、揺変剤、安定剤、拡散剤、反応速度調整剤、網状結合剤を含有し、前記アミン硬化剤を前記硬化可能エポキシ樹脂及び反応希釈剤から反応を阻止するよう分離状態にした硬化可能２成分モルタル物質において、網状結合作用を有するエポキシ官能基を有する反応希釈剤が少なくとも２個の結合手を有するエポキシ官能性を有するものとしたことを特徴とする。
【０００８】
驚くべきことに、少なくとも２個の結合手を有するエポキシ官能性、特に、２〜３このエポキシ官能性を有して網状結合作用のあるエポキシ官能基を有する反応希釈剤、特に二官能性反応希釈剤と三官能性反応希釈剤との混合物によれば、上述の課題を見事に解決し、網状結合反応希釈剤の存在によって、従来のモルタル物質に含有させたモノグリシジルエーテル化合物、ベンジルアルコール等の希釈剤又は溶剤の欠点を解決し、システムの填隙性を良好にし、アンカーの固定性をよくし、特に低温で必要な粘性を示し、処理時間を十分長く取れ、モルタル物質の硬化時間を迅速にすることができることが分かった。同様に、本発明によれば、高温でも荷重の下での表面流れ（漏れ）の傾向が少なくなることが分かった。
【０００９】
エポキシ官能性を有して網状結合するエポキシ官能基を含有する反応希釈剤としては、硬化剤に反応する２個のエポキシ官能基を持ち、従って、ポリマー連鎖の網状結合を生ずる化合物を意味する。
【００１０】
少なくとも２個の官能性を有して網状結合を生ずる反応希釈剤を使用することにより、二官能性又は一官能性反応希釈剤、及び２以下のエポキシ官能性を有する反応希釈剤を、孔内における構成成分の混合後の低い粘性のモルタル物質に注入して高い反応速度でより高い網状結合をもたらすこともできるようになる。
【００１１】
この結果生じたポリマーは好ましい網状結合構造を示す。同時に、このモルタル物質は亀裂、収縮、及び高温での荷重の下における表面流れ（漏れ）の傾向が少ない少量の部分を含有する。高い耐熱形状安定性、優れた耐久性、及び高温での高い荷重支持能力をもたらす。本発明による反応希釈剤を使用することによって、更に、−５℃程度の低温でも十分短い硬化時間が得られる。
【００１２】
本発明の好適な実施例においては、反応希釈剤として、少なくとも２個の結合手を有する少なくとも２の平均エポキシ官能性を生ずるため少なくとも１個のジグリシジルエーテル、又はジグリシジルエーテルと少なくとも１個のトリグリシジルエーテルとの混合物を含有させる。好適には、反応希釈剤として、ａ）グリセリントリグリシジルエーテル、ペンタエリトリットテトラグリシジルエーテル、及び／又はトリメチロールプロパントリグリシジルエーテルと、ｂ）１，４‐ブタンジオールジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、及び／又はプロピレングリコールジグリシジルエーテルと、の混合物を含有させる。更に、好適には、二官能性反応希釈剤と三官能性反応希釈剤との重量比率を、１：９９〜９９：１、好適には、３０：７０〜７０：３０の範囲とする。
【００１３】
更に、好適な実施例においては、反応希釈剤又は反応希釈剤混合物が５〜３５重量％の範囲の量を含有し、好適には、１０〜２５重量％含有するものとする。この場合、好適には、硬化可能エポキシ樹脂と網状結合機能のある反応希釈剤との重量比率を９９：１〜５０：５０、好適には、７５：２５〜５５：４５の範囲とする。
【００１４】
好適には、反応希釈剤及び場合によっては希釈媒体の量は、周囲温度に依存する粘性が、ヒルティ規準０３３３に従って測定した場合室温下で３０〜１５０Ｐａｓ，好適には、４０〜６０Ｐａｓであるとして量定する。モルタル物質の粘性はヒルティ規準０３３３に従い、回転粘度計で測定する。モルタル物質は２５０ｍｌの首広のねじ蓋付きガラス容器内に泡立てないように注意して収納する。このとき、モルタル物質は２３±１℃とし、測定装置を被検査物質の中心に沈潜させ、０〜６４回転／分の回転数でヒューレットパッカード社製のＸ‐Ｙプロッタにより流動曲線を記録することによって測定する。曲線は一定回転数でもまた全体的に低い回転数でも、一定に推移しなければならない。回転数４，８，１６、３２回転／分の低い回転数で記録した曲線を評価する。公称粘性は１６回転／分で算定される。
【００１５】
この実施例によれば、モルタル物質に関して網状結合機能を有しない部分を少なくとも３重量％とする。モルタル物質に対して溶媒は３重量％とする。網状結合しない希釈剤として、例えば、フェニルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、ｏ‐クレシルグリシジルエーテル、ｐ‐３‐ブチルグリシジルエーテル、２‐エチルヘキシルグリシジルエーテル、Ｃ１２／Ｃ１４‐アルキルグリシジルエーテル、Ｃ１３／Ｃ１５‐アルキルグリシジルエーテル、ベンジルアルコール等を含有させる。
【００１６】
本発明によるモルタル物質における無機充填剤は、好適には、３０容積％、より好適には、２０容積％とし、必要な反応希釈剤の投入により少ない充填剤の含有量でも高い強度が得られる。無機充填剤の容積百分比率の決定は、先ずモルタル物質の比重を測定し、この後９５０℃で物質を灰化すると無機充填剤のみが残存する。残存した充填剤の重量及び比重を測定することによってモルタル物質における無機充填剤の容積百分比率が計算される。
【００１７】
この実施例においては、上記無機充填剤は、水性媒体中でアルカリ性を示すものとし、好適には、この無機充填剤として、炭酸塩、硫酸塩、酸化物、アルカリ土類金属のアルミン酸塩若しくは珪酸塩、及び／又はセメントを含有させる。水なしで硬化する好適な実施例のモルタル物質に含有させたアルカリ性を示す充填剤、特にセメントは、凝固硬化するのではなく、充填剤としてまた鋼鉄製のアンカー素子の腐食を阻止するアルカリ成分として作用する。この場合、意外にも、不慮の湿気の侵入の際に、この存在するセメントが湿気と反応して局部的に凝固硬化し、アルカリｐＨ値が原因となって凝固したモルタル物質に接触する鋼鉄表面に不動態化を生ずることが分かった。このようにして、予想外の腐食保護が得られ、このことは、モルタル物質の硬化の際に水を使用するセメントが水と直接反応する従来のモルタル物質では不可能であった。
【００１８】
アルカリ性を示す充填剤、特に、セメントを、モルタル物質のうち１〜４０重量％、好適には、２〜１０重量％の範囲の量を含むものとし、セメントとして、ポートランドセメント及び／又は酸化アルミニウム含有セメントを含有したものとし、当該酸化アルミニウム含有セメントは、アルミン酸セメント又はアルミナセメントとする。
【００１９】
好適な２成分モルタル物質においては、硬化可能なエポキシ樹脂として、多価アルコール及び／又はフェノールよりなるポリグリシジルエーテル、好適には、エチレングリコール、グリセリン及びビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦ及び／又はノボラックを含有するジグリシジルエーテルとする。本発明の好適な実施例に使用する硬化可能エポキシ樹脂のエポキシ当量は、約１５０〜２０００、好適には、１７０〜４００の範囲の値とするとよい。適当なポリエポキシ化合物としては、例えば、エポキシ樹脂ハンドブック（１９６７年ネビル出版発行、リー著）に記載されている。
【００２０】
本発明によるモルタル物質に含有させるアミン硬化剤としては、脂肪族、シクロ脂肪族、及び／又は芳香脂肪族のアミン又はポリアミン、好適には、アルキレンポリアミン及び／又はマンニッヒ塩基とする。例えば、エチレンジアミン、イソフォロンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、テラエチレンペントアミン、ｍ‐キシレンジアミン等とする。特に好適には、このようなアミン硬化剤は、ポリアルキレンポリアミンのようなポリアミンと、ホルムアルデヒドのようなアルデヒドと、１個又はそれ以上のフェノールを含有する高い反応性を示すマンニッヒ塩基との縮合によって、またフェノールの残留含有物のない及び毒性のない縮合体により形成することができる。
【００２１】
好適な２成分モルタル物質においては、反応希釈剤における反応性アミンの水素原子の数と、エポキシ樹脂のエポキシ基の数との比を、２：１〜０．８：１、好適には、１．５：１〜０．９：１の範囲とする。
【００２２】
アルカリ性を示す充填剤の他の適当な充填剤としては、例えば、石英、珪酸塩、珪酸アルミニウム、鋼玉、セラミック充填剤、ガラス、炭酸塩、並びに白墨、カオリン、無機繊維等がある。場合によっては、少量の有機充填剤又は補強剤、例えば、有機繊維を添加することもできる。好適な２成分モルタル物質としては、一般的なまた専門家に既知の構成成分、例えば、硬化触媒、流動化助成剤、揺変剤、安定剤、拡散剤、反応速度を調整する調整剤、網状結合剤等を含有させることができる。
【００２３】
更に、本発明の好適な実施例によれば、構成成分を着色し、混合しない状態のモルタル物質を取り扱う基礎構造から明瞭に際立たせるようにする。例えば、モルタル物質の構成成分を着色料又は顔料とし、使用の際に練成したモルタル物質が基礎構造と明確に識別可能にし、また双方の成分の混合状態を確認することができるようにする。このようにして、構成成分が十分混合したかどうか、また孔を完全に充填できたかどうかを極めて容易に確認することができ、従って、アンカー手段の支持能力を保証することができるようになる。天候のような外部要因によって、モルタル‐コンクリートの着色による識別性は減少し、時間の経過によって色の区別は消失する。
【００２４】
本発明による２成分構成モルタル物質の好適な実施例においては、２個の隔室、又は２以上の隔室を有する隔室装置により構成成分を反応阻止状態に分離し、反応のための使用条件の下に持ち運び可能に収納する。これにより、エポキシ樹脂及びアン硬化剤から分離された反応希釈剤は、硬化可能なエポキシ樹脂と反応希釈剤は整然と含有され、他の成分としてアミン硬化剤及び場合によって硬化触媒を含有する。充填剤を一方の成分又は他方の成分に含有させ、既知の通常の構成成分を含有させることもできる。
【００２５】
２個又はそれ以上の室を有するシステムに本発明による硬化可能２成分モルタル物質を収納するためには、ガラス、合成材料、合成材料フォイル、又はセラミック製の容器の内部に収納し、この容器内で破壊可能な壁によって硬化可能な構成成分をアミン硬化剤から分離して配置する。このような容器システムを孔内に装填し、硬化反応を開始させるために、容器を閉鎖する内部の隔壁を、例えば、アンカーロッドのようなアンカー手段を打ち込むことによって破壊する。このような２個又はそれ以上の隔室システムには２個又はそれ以上のフォイル状袋体によって硬化可能な構成成分と硬化剤とを分離し、フォイル状袋体の内容物を全体的に静的ミキサーを経て孔に注入するようにすることもできる。この容器及びフォイル状袋体システムは、アミン硬化剤との反応を阻止する分離状態で硬化可能なエポキシ樹脂及び反応希釈剤を収納する。
【００２６】
本発明は、更に、このような２成分モルタル物質をアンカーロッドのようなアンカー手段を天然の又は人工の岩石に固定するのに使用する使用方法に関するものである。
【００２７】
本発明によるモルタル物質は、処理時間を長くとれ、かつ硬化時間を短くし、かつ強い強度をもたらし、更に、−５℃〜６０℃の通常の固定技術での温度範囲で高い支持能力を示し、また耐熱形状安定性、化学的安定性、モルタル物質で固定する鋼鉄又は鉄製のアンカー手段の高い腐食保護を得られる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の好適な実施の形態を示す。
【００２９】
成分Ａ
【表１】
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【００３０】
成分Ｂ
【表２】
0005043256.tif 000003
【００３１】
双方の成分Ａ及びＢは、合成材料フォイルの袋体に分離して充填し、構成成分Ｂは小さい室内に、また開口成分Ａはより大きいフォイル内に収納した。双方の構成成分Ａ及びＢを調合することによって、フォイル状袋体から絞り出した後混合ノズルで混合比Ａ：Ｂが３：１（容積比）となるようし、硬化プロセスを引き起こすようにした。
【００３２】
このモルタル物質は混合ノズルを介して孔内に注入し、アンカーロッドを挿入した後室温（２０℃）で１２時間放置して硬化させた。
【００３３】
市販のアンカーロッド（寸法モデルＭ１２）の硬化後の引張強度は５５ｋＮとなった。