樹脂系補修材の作業性改善と低臭化の検討㈱NIPPO

総合技術部 技術研究所〇大住 隼斗㈱NIPPO

関東第二支店試験所

吉田 章吾

理研香料ホールディングス㈱ 技術部

林 桂太

１．はじめに道路の維持管理に用いられる補修材料は、アスファルト系やセメント系に加え、高い耐久性が期待される樹脂系補修材も商品化されている。樹脂系補修材料は、一般的に２液硬化型が多く、これらは可使時間に制約があるため、段差補修などの広く平滑に仕上げるような作業に手間を要す箇所では作業性の向上が課題である。
本報告は、ゼロ擦り付けなどの薄く広く平滑に施工する用途を目的として、作業を容易にする改良を検討したものであり、メタクリル系樹脂の課題である低臭化について検討した結果も併せて報告するものである。
２．作業性の改善
２－１検討材料と検討方針

樹脂(主剤)

モルタル用骨材

本検討は、写真-1 に示すパッケージ型のメタクリル系常温樹脂モルタル樹脂(硬化剤)

補修材 1)について、流動性の向上を検討した。
流動性の向上には、樹脂量の増加や樹脂の粘性を下げる方法が考えられるが、両者は製品価格の上昇に影響する。このため、使用する細骨材の粒子形状に着目して流動性を高める検討を行った。

撒き砂

写真-1 荷姿(20kg/セット・箱)

表-1 評価方法

２－２評価方法
評価方法は表-1 に示すとおりである。フロー試験は、石粉のフ評価項目

流動性

骨材の粒子形状

フロー試験
評価方法

(参考：石粉のフロー性試験方法、舗装調査・試験法便覧)

最小密度・最大密度試験(JIS A 1224:2009)

評価指標

フロー面積(cm2)

最大・最小密度比(最大密度/最小密度)

目標値

500cm2以上(アンケート結果より)-ロー性試験方法(舗装調査・試験法便覧)により、補修材の広がり面積を測定した。試験状況は、写真-2に示すとおりであり、目標値は作硬化剤用計量カップ

写真-2 フロー試験

業員のアンケート調査より、敷き均し易いと感じるフロー面積であった 500cm2 以上とした。また、細骨材の粒子形状の評価は、砂の最大密度・最小密度試験(JIS A 1224:2009)により算出した、最大・最小密度比(最大密度/最小密度)により評価した。一般的に丸みを帯びた骨材は、自然に骨材粒子の分布が均一になり易いため、最大・最小密度比は小さくなると考えられる。
２－３骨材の粒子形状と流動性の関係
細骨材は産地の異なる 8 種類のものを用いた。最大・最小密度比とフロー面積の関係は図-1 に示すとおりであり、最大・最小密度比が小さいほど材料の流動性が向上する結果となった。
表-2 流動性評価の試験結果
目標：500m2 以上

試料名

従来品

ABC

D

産 地

福岡県

岐阜県

栃木県

熊本県

フロー面積
(cm2)

183

237247148415

最小密度(g/cm3)

1.292

1.315

1.319

1.253

最大密度(g/cm3)

1.554

1.561

1.581

最大・最小密度比

1.20

1.19

1.20

GFE

茨城県

島根県

247551330

1.415

1.330

1.4411.3491.523

1.675

1.567

1.669

1.612

1.22

1.181.181.161.19

愛知県① 愛知県②

フロー面積
(写真)

図-1

骨材形状と流動性また、試験結果をまとめると表-2 のとおりであり、最もフロー面積が大きく、目標を満足する細骨材は「試料 F」となった。
２－４改良結果
改良前後の施工状況は写真-3 に示すとおりであり、流動性は従来品の２倍以上改善した。改良品の材料性状は表-3 に示すとおりであり、５℃の低温でも１時間以内に硬化し、コンクリート並みの強度があると同

写真-3 施工状況(左：改良前、右：改良後)

表-3 混合物性状試験結果

時に変形追従性にも優れる特性

項目

測定値

圧縮強度(MPa)31.1を確認した。また、ゼロ擦り付け

曲げ強度(MPa)

14.8

時の仕上がり状況は写真-4 に示

曲げ破断ひずみ(×10 -3)

10.2

すとおりである。流動性の向上に

付着接着強度(MPa)より、「ゼロ擦り付け」のし易さに

備考
JIS R 5201
舗装調査試験法便覧B005
試験温度：-10(℃)

Con面

2.90

破壊形式

母体凝集破壊

As面

1.27

破壊形式

母体凝集破壊建研式引張接着試験

動的安定度Ds(回/mm)

63,000

舗装調査試験法便覧B003

すり減り量

(cm2)

0.01

舗装調査試験法便覧B002

材料温度5(℃)

50

材料温度30(℃)

40

加えて、混合の容易性、施工の迅速性、仕上がりの均一性が向上し硬化時間(分)た。さらに写真-5 に示す強制すえ切り試験におい

表-4 6 段階刺激強度ても補修材が飛散することは無く、改良前と同等刺激強度(メタクリル酸メチルの刺激強度)の飛散抵抗性と付着性を有する事を確認している。

0３．低臭化の検討

1３－１検討方針

2

刺激を全く感じない刺激を僅かに感じる刺激が低減されたことがはっきりとわかる刺激が少しでも弱くなったと感じる低臭化は、液体の消臭剤を主剤樹脂に添加する3ことで試みた。消臭剤の消臭方法は化学的消臭と4刺激を非常に強く感じる

5無添加のものより刺激を強く感じる

感覚的消臭に分けられるが、本検討では、硬化物へ

写真-4 ゼロ擦り付け状況-

写真-5 強制すえ切り試験
6段階臭気強度
強の影響も考慮し、感覚的消臭を採用した。また、感覚的消臭の中でも、ペアリ

従来品ングと言われる手法を利用した。ペアリングはメタクリル系樹脂のような強4.1

い臭いに対しても、添加量を少量で抑えられるという利点がある。

3.2

消臭剤添加

３－２評価方法
2.1

芳香消臭脱臭剤協議会によると、消臭剤の効力は、嗅覚測定で判断し、その基準はブランクと比較し「6 段階臭気強度」もしくは「9 段階快・弱-1.3

3.6-2.9不快度」が 1 段階以上軽減していることとしている。本検討では、同基準に加え、メタクリル系樹脂特有の刺激臭を評価するため、表-4 に示す「6 段階刺激強度」を独自に作製し、３種類の指標により評価した。
３－３嗅覚測定結果

6段階刺激強度

9段階快・不快度

図-2 嗅覚測定結果(平均値)

嗅覚測定は、室内にて実使用状況を再現し、20 名の被験者により行った。嗅覚測定結果は、図-2 に示すとおりである。図より、消臭剤を添加することで、各指標の値は減少する結果となった。特に、快・不快および刺激強度の値が 1 段階以上軽減しており、使用時における作業環境の改善に有効であると考えられる。
４．おわりに本検討では樹脂系補修材の作業性改善を目的に細骨材の粒子形状に着目することで、耐久性と経済性にも優れた補修材の開発に至った。また、ペアリングの原理を利用した消臭剤を添加することで、臭気が低減し、メタクリル系樹脂の課題でもある刺激臭の低減にも有効であることを確認した。今後は、消臭剤を添加した長期安定性等の検討を行っていく方針であるが、耐久性の向上とともに作業性や作業環境の改善により、道路維持の一助になる事を期待する。
参考文献

1)吉田他：常温樹脂系角欠け・段差補修材の開発, 第 32 回日本道路会議一般論文集,2017.10