JP2005036602A

JP2005036602A - あと施工アンカー用樹脂組成物

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Publication number: JP2005036602A
Application number: JP2003276996A
Authority: JP
Inventors: Makoto Ikuno; 真生野; Takuji Shimizu; 卓爾清水
Original assignee: Japan Composite Co Ltd; N Pat Co Ltd
Current assignee: Japan Composite Co Ltd; N Pat Co Ltd
Priority date: 2003-07-18
Filing date: 2003-07-18
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2023-07-18
Also published as: JP4516290B2

Abstract

【課題】硬化収縮が少なく、優れた固着力を発揮することのできるあと施工アンカー用樹脂組成物を提供する。
【解決手段】既存の部材に穿孔してその内部にアンカー部材を固着するために用いられ、硬化剤成分を含まないあと施工アンカー用樹脂組成物であって、ウレタン変性されたエポキシアクリレート、ウレタン変性された不飽和ポリエステル、ウレタン変性されたポリエステルアクリレートよりなる群から選択される１種以上のウレタン変性ラジカル重合性オリゴマーと、ラジカル重合性モノマーとを含むことを特徴とするあと施工アンカー用樹脂組成物である。

Description

本発明は、既存のコンクリート製部材等を穿孔して、この孔の内部にアンカーボルトや差筋等のアンカー部材を固着する（あと施工アンカー）ためのあと施工アンカー用樹脂組成物に関する。また、本発明はこの樹脂組成物を用いて得られたあと施工アンカー用カプセルおよび注入式カートリッジにも関するものである。

土木、建築、機械分野等で、既に製造されたコンクリート製の構造物（以下、母材という）に対し、後から、アンカーボルトや差筋等のアンカー部材を埋設しなければならなくなる場面が日常的に多く見られる。このような場合に行うアンカーを「あと施工アンカー」と呼ぶが、あと施工アンカー工法には、金属製のアンカー部材を母材に打設する方法と、固着剤を利用する接着系アンカー工法がある。接着系アンカー法は、アンカー部材を母材に穿った孔の内部に装入して、孔壁部とアンカー部材を固着剤（硬化性樹脂と硬化剤の混合物、その他各種配合物を含む）で強固に接着し、固着強度を確保する方法である。

接着系アンカー法には、施工現場で硬化性樹脂と硬化剤等を混合して、穿孔中に流し込む方法もあるが、カプセルタイプとカートリッジタイプが、作業効率がよく、周囲環境の汚染も少ない等の利点のため多用されている。カプセルタイプの固着剤とは、カプセル内に硬化性樹脂と硬化剤とが混ざらないように分封され、必要に応じて骨材等が充填されているものである。そして、母材の穿孔内部にカプセルを入れ、アンカー部材を装入することによりカプセルを破砕させ、中身の硬化性樹脂と硬化剤とを混合して硬化反応を起こさせる。一方、カートリッジタイプとは、硬化性樹脂と硬化剤とが別々の充填部に充填されて一体化されたものであり、先端に先細ノズルを装着してディスペンサーに取り付けて中身を押し出すことで、ノズル内で硬化性樹脂と硬化剤とを混合し、これを母材の穿孔内に注入し、硬化させる、というものである。

これらの接着系アンカーに用いられる硬化性樹脂は、常温での硬化反応が可能なこと、カートリッジで注入可能な流動性、あるいは孔の内部に広がり得る流動性を有していること、母材と強固に固着できること等が要求される。従来は、硬化性樹脂としては不飽和ポリエステル樹脂（例えば、特許文献１等）やエポキシアクリレート樹脂（例えば、特許文献２等）等のラジカル重合性オリゴマーが用いられてきたが、不飽和ポリエステルアクリレートや飽和ポリエステルアクリレート等も使用されるようになってきた。
特開昭６０−１８８４８４号特開昭６０−２８４７８号

上記硬化性樹脂においては、当然のことながら、母材とアンカー部材との固着力（引抜強度等）の大きいものが要求される。

そこで本発明では、硬化収縮を少なくして、優れた固着力を発揮することのできるあと施工アンカー用樹脂組成物の提供を課題として掲げた。

上記課題を解決した本発明は、既存の部材に穿孔してその内部にアンカー部材を固着するために用いられ、硬化剤成分を含まないあと施工アンカー用樹脂組成物であって、ウレタン変性されたエポキシアクリレート、ウレタン変性された不飽和ポリエステル、ウレタン変性されたポリエステルアクリレートよりなる群から選択される１種以上のウレタン変性ラジカル重合性オリゴマーと、ラジカル重合性モノマーとを含むことを特徴とする。

上記ウレタン変性は、エポキシアクリレート、不飽和ポリエステル、ポリエステルアクリレートのそれぞれが有しているヒドロキシル基に対し、１分子中に２個以上のイソシアネート基を有する多官能イソシアネート化合物を反応させることにより行われていることが好ましい。このウレタン変性の際には、イソシアネート基とヒドロキシル基との当量比が０．０１〜１．２となるように、多官能イソシアネート化合物とウレタン変性前のラジカル重合性オリゴマーとを反応させるとよい。

本発明には、既存の部材に穿孔し、その内部にアンカー部材を固着する際に用いられるあと施工アンカー用カプセルであって、カプセル内に、本発明のあと施工アンカー用樹脂組成物と硬化剤成分とが非接触状態で封入されているあと施工アンカー用カプセル、並びに、本発明のあと施工アンカー用樹脂組成物が充填されてなる樹脂組成物充填部と、これと別体の硬化剤成分充填部とを備えるあと施工アンカー用注入式カートリッジも包含される。

ウレタン変性を行うことで、オリゴマーの分子量が増大し、低収縮・固着力増大を達成することができた。

本発明のあと施工アンカー用樹脂組成物は、前記した固着剤の硬化性樹脂成分に該当し、ラジカル重合性オリゴマーとラジカル重合性モノマーとを必須成分とするが、硬化剤成分（ラジカル重合開始剤等）は含まない。そして、本発明においては、ウレタン変性されたラジカル重合性オリゴマーが含まれているところに特徴がある。本発明の樹脂組成物中には、用いたオリゴマー骨格が存在するので、硬化物には、エポキシアクリレート、不飽和ポリエステル、ポリエステルアクリレートそれぞれの特徴も現れる。

まず、ウレタン変性される前のラジカル重合性オリゴマーについて説明する。本発明で用いることのできるラジカル重合性オリゴマーは、エポキシアクリレート、不飽和ポリエステルおよびポリエステルアクリレートである。なお、エポキシアクリレート樹脂と言うときは、エポキシアクリレートとラジカル重合性モノマーとの混合物を意味し、エポキシアクリレートというときは、ラジカル重合性モノマーを含まないオリゴマー自体を指すものとする（他のラジカル重合性オリゴマーについても同様）。

（１）エポキシアクリレート
エポキシアクリレートは、公知のように、エポキシ化合物のエポキシ基と（メタ）アクリル酸等の不飽和一塩基酸との反応生成物であり、ビニルエステルとも呼ばれる。また、グリシジル（メタ）アクリレートのようなエポキシ基と（メタ）アクリロイル基とを有する化合物と、ビスフェノールＡのような多価フェノール類との反応によっても得ることができる。そして、エポキシアクリレートは、上記いずれの方法であってもエポキシ基の開環反応により生成したヒドロキシル基を分子中に有しているので、このヒドロキシル基を後述するウレタン変性の反応点として利用する。エポキシアクリレートは、種々のグレード品が市販されていて、入手が容易である。

なお、エポキシ化合物からエポキシアクリレートを合成する場合のエポキシ化合物としては、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル等のエポキシ化合物；ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＳ型、ビスフェノールＡＤ型、ビスフェノールＦ型等のビスフェノール型エポキシ樹脂；ビフェニル型エポキシ樹脂；脂環式エポキシ樹脂；テトラグリシジルアミノジフェニルメタン等の多官能性グリシジルアミン樹脂；テトラフェニルグリシジルエーテルエタン等の多官能性グリシジルエーテル樹脂；フェノールノボラック型エポキシ樹脂やクレゾールノボラック型エポキシ樹脂等が具体例として挙げられる。中でも、エポキシ樹脂が好ましく、特に、エポキシ当量が１００〜１０００程度のエポキシ樹脂が好ましい。より好ましいエポキシ当量は１５０〜５００である。

エポキシアクリレート合成時のもう一方の原料である不飽和一塩基酸としては、（メタ）アクリル酸が一般的である。

エポキシ樹脂と不飽和一塩基酸の反応は、８０〜１３０℃で反応が完了するように反応時間を適宜設定して行うとよい。反応を促進させるために、反応触媒を添加することが好ましく、また、重合反応や重合進行によるゲル化等を起こすことがないように、重合禁止剤や分子状酸素を添加しておくことが好ましい。反応触媒としては、トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン等のアミン類；テトラメチルアンモニウムクロライド、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩（これらはコバルト有機酸塩と併用することが望ましい）、塩化リチウム、オクチル酸亜鉛等の有機金属塩等が挙げられる。重合禁止剤としては、ハイドロキノン等のキノン類、ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、フェノチアジン、Ｎ−オキシル化合物等が挙げられ、適宜混合して使用できる。

（２）不飽和ポリエステル
不飽和ポリエステルは、不飽和多塩基酸を必須的に含む多塩基酸成分と、多価アルコールおよび／またはエポキシ化合物とからなる多価アルコール成分とをエステル化反応させることによって得られるオリゴマーである。

上記不飽和多塩基酸としては、（無水）マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等が代表例として挙げられる。多塩基酸成分には、飽和多塩基酸が含まれていてもよく、例えば、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、（無水）フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘット酸等が挙げられる。これらの多塩基酸は２種以上を混合して使用してもよい。

多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール等のアルキル置換アルキレングリコール類；ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール等のアルキレングリコール類の縮合物；ビスフェノールＡ、水素化ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡのアルキレンオキサイド付加物、水素化ビスフェノールＡのアルキレンオキサイド付加物等のビスフェノール類等；トリメチロールプロパンモノアリルエーテル、ペンタエリスリトールジアリルエーテル等のアリル基含有アルコール類等が挙げられる。また、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等の３価以上のアルコール類等も使用可能であり、これらを用いると、ウレタン変性の反応点が増大する。これらの多価アルコールはそれぞれ単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。

また、多価アルコール成分に含まれるエポキシ化合物としては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、アリルグリシジルエーテル、グリシジル（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡのグリシジルエーテル類等が挙げられる。これらのエポキシ化合物は単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。また、多価アルコールとエポキシ化合物を併用することももちろん可能である。

不飽和ポリエステルの合成反応は、常法通り、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下に、トルエンやキシレン等の水共沸用溶剤、蓚酸スズ等のエステル化触媒の存在下または非存在下に、１２０〜２５０℃、好ましくは１５０〜２２０℃の温度範囲に加熱し、所望の酸価または粘度（分子量）となるまで脱水縮合させる方法が挙げられる。分子量としては、１０００〜３０００が好ましい。

（３）ポリエステルアクリレート
本発明で用いることのできるポリエステルアクリレートは、ａ）不飽和ポリエステルのヒドロキシル基に、不飽和一塩基酸をエステル結合させたポリエステル（メタ）アクリレート、ｂ）不飽和ポリエステルのカルボキシル基に、前記グリシジル（メタ）アクリレートを反応させたポリエステル（メタ）アクリレート、ｃ）飽和ポリエステルのヒドロキシル基に、不飽和一塩基酸をエステル結合させたポリエステル（メタ）アクリレート、ｄ）飽和ポリエステルのカルボキシル基に、前記グリシジル（メタ）アクリレートを反応させたポリエステル（メタ）アクリレートである。なお、飽和ポリエステルは上記（２）の不飽和ポリエステルのところで例示した飽和酸と、多価アルコールとから、公知の方法により得ることができる。飽和ポリエステルの分子量は、５００〜３０００が好ましい。

得られるポリエステルアクリレートは、ウレタン変性の反応点としてヒドロキシル基を有していなければならないので、上記ａの場合は、前記した３官能以上の多価アルコールを原料の一部として用いて不飽和ポリエステルを合成するか、不飽和一塩基酸としてヒドロキシル基含有不飽和一塩基酸を不飽和ポリエステルに反応させるとよい。ここで、ヒドロキシル基含有不飽和一塩基酸としては、マレイン酸と、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、メチル−α−（ヒドロキシメチル）アクリレート、エチル−α−（ヒドロキシメチル）アクリレート、ブチル−α−（ヒドロキシメチル）アクリレート等のヒドロキシル基含有（メタ）アクリレートとのモノエステル化合物が挙げられる。

上記ｂの場合は、不飽和ポリエステルの末端のカルボキシル基にグリシジル（メタ）アクリレートを反応させると、エポキシ基の開環によって必ずヒドロキシル基が生成するため３官能以上の多価アルコールは必要ないが、ヒドロキシル基量を増やすために用いても構わない。上記ｃの場合は、３官能以上の多価アルコールを原料の一部として用いて飽和ポリエステルを合成するか、普通の飽和ポリエステルをヒドロキシル基含有不飽和一塩基酸で変性するとよい。上記ｄの場合は、（無水）トリメリット酸、（無水）ピロメリット酸等の３官能以上の多塩基酸を原料の一部として用いて飽和ポリエステルを合成し、カルボキシル基含有飽和ポリエステルを得て、グリシジル（メタ）アクリレートを反応させる。

以上のエポキシアクリレート、不飽和ポリエステル、ポリエステルアクリレートに対して、ウレタン変性を行う。反応相手は、イソシアネート基を有する化合物であり、特に、１官能よりも２官能以上のイソシアネート化合物を用いてウレタン変性を行うと、２分子以上のオリゴマーがこの多官能イソシアネート化合物によって連結されて（鎖延長反応）、高分子量化されたオリゴマーが形成されるため、好ましい。

ウレタン変性によって、オリゴマー自体の分子量が増大しているので、硬化後は、架橋点間距離が長く、硬いが脆くない三次元硬化体となる。このため、強固な固着力が得られ、低収縮化も達成できたと考えられる。また、ウレタン変性エポキシアクリレートやヒドロキシル基含有不飽和一塩基酸を用いたポリエステルアクリレートでは、ウレタン変性の反応点となるヒドロキシル基と（メタ）アクリロイル基とが近接しているが、このことも理由は明確ではないが、低収縮化に寄与する。

多官能イソシアネート化合物の例としては、ｐ−フェニレンジイソシアネート、２，４−あるいは２，６−トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等のジイソシアネート類；トリフェニルメタントリイソシアネート、１，３，６−ヘキサメチレントリイソシアネート等のトリイソシアネート類を挙げることができる。多官能イソシアネートは、分子量が大きい方が鎖延長後のオリゴマーの分子量増大に寄与するため好ましい。ただし、芳香族多官能イソシアネートは固着力増大効果が小さいため、ＨＤＩの使用が推奨される。

ウレタン変性反応は、ジブチルチンジラウレート等の錫化合物、ジアザビシクロオクタン等のウレタン化触媒の共存下、室温〜１３０℃で反応を行えばよい。ウレタン変性反応に当たっては、溶媒を用いてもよい。溶媒を用いると、後に除去する必要があって工程が煩雑となるため、本発明の樹脂組成物の必須成分であるラジカル重合性モノマー（後述）を溶媒の代わりに用いてもよい。

ウレタン変性の際には、多官能イソシアネート化合物中のイソシアネート基と、原料オリゴマー（エポキシアクリレート、不飽和ポリエステル、ポリエステルアクリレート）中のヒドロキシル基とが、当量比で０．０１〜１．２となるように両者の量を調整して反応させることが好ましい。イソシアネート基が少なすぎるとウレタン変性の効果が出ず、多すぎると得られる生成物の粘度が高くなりすぎたり、反応中にゲル化を起こすため好ましくない。より好ましい当量比の下限は０．０５、さらに好ましい下限は０．１である。また、より好ましい上限は、０．８、さらに好ましい上限は０．６である。

ただし、原料オリゴマー中のヒドロキシル基の量によって、反応させるべきヒドロキシル基の量は変わってくる。すなわち、原料オリゴマー中のヒドロキシル基が多い場合は、イソシアネート基の量を少なくしないとゲル化が起こり易いため、適宜、イソシアネート量を少なくする等の調整を行うとよい。

以上のようにして、本発明の樹脂組成物の必須成分であるウレタン変性ラジカル重合性オリゴマーが得られる。以上説明した中で、ラジカル重合性オリゴマーとして好ましいのは、耐アルカリ性に優れているエポキシアクリレートのウレタン変性物であり、特に、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂に（メタ）アクリル酸を付加したエポキシアクリレートを脂肪族の多官能イソシアネートで変性したものが、固着力を増大させるため好ましい。

本発明の樹脂組成物のもう一つの必須成分はラジカル重合性モノマーである。このラジカル重合性モノマーは、固着剤としての粘度を調整する役割と、硬化反応に寄与して高い固着力を発揮させる役割がある。

具体的には、スチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン等の芳香族系モノマー；酢酸ビニル；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、（ジ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレート類等が挙げられ、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。

樹脂組成物中でのラジカル重合性オリゴマーとラジカル重合性モノマーの比率は、両者の合計を１００質量％とした場合に、モノマーを２０〜８０質量％とすることが望ましい。モノマーが多すぎると硬化収縮が大きくなりがちであり、少なすぎると固着剤として必要な流動性を確保することが難しい。カプセルタイプでは、モノマー量は２０〜５０質量％（より好ましくは２０〜４０質量％）が好ましく、カートリッジタイプでは４０〜８０質量％（より好ましくは５０〜７０質量％）が好適である。

オリゴマーとモノマーのみを混合した硬化性樹脂としての粘度は、カプセルタイプの場合は、２０００ｍＰａ・ｓ以下が好ましい。２０００ｍＰａ・ｓより高粘度では、カプセル破砕後に穿孔の内部へ硬化性樹脂を拡げ得る流動性が不充分となる。カプセルに適用するときの硬化性樹脂のより好ましい粘度は５００〜１８００ｍＰａ・ｓである。一方、カートリッジタイプの場合は、５００ｍＰａ・ｓ以下が好ましい。５００ｍＰａ・ｓを超えると、無機充填材等を配合した後に高粘度となって、カートリッジから吐出しにくくなる。カートリッジに適用するときの硬化性樹脂のより好ましい粘度は３０〜４００ｍＰａ・ｓである。なお、上記粘度は、２５℃でＢ型粘度計で測定した値とする。

本発明のあと施工アンカー用樹脂組成物には、ウレタン変性ラジカル重合性オリゴマーとラジカル重合性モノマー以外に、必要に応じて各種添加剤を配合することができる。例えば、ジメチルアニリン、ジエチルアニリン、ナフテン酸コバルト、アミン類、トルイジン類等の硬化促進剤；前記した重合禁止剤；石英砂、珪砂、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、ポリマーバルーン、ガラスバルーン、シリカバルーン等の充填材；微粉シリカ、ベントナイト等の揺変剤；着色用顔料；紫外線吸収剤；界面活性剤等が挙げられる。

なお、硬化促進剤は、オリゴマーとモノマーの混合物（以下樹脂成分という）１００質量部に対し、０．１〜１．０質量部が好ましい。また、揺変剤（チクソトロピー性付与剤）は、樹脂成分１００質量部に対し、０．３〜７質量部が好ましく、より好ましくは１〜３質量部である。

また、本発明の樹脂組成物には、骨材として、上記充填材以外にも、石英等の天然石の破砕物、マグネシアリンカー、ガラス、セラミック、プラスチック等を配合することが望ましい。カートリッジ式の場合は、珪砂や炭酸カルシウム等のノズルから吐出可能な大きさの骨材を添加するとよい。上を向いて施工する際に問題となる液だれ現象の防止に効果的である。この場合、骨材は、樹脂成分１００質量部に対し、１００〜５００質量部添加することが望ましい。本発明の樹脂組成物は液だれ性に優れているので、揺変剤や骨材を適量添加することで、優れた耐液だれ性を発揮する。耐液だれ性（チクソトロピー性）の指標として、例えば、回転粘度計で、回転数２０ｒｐｍのときの粘度η２０と２ｒｐｍの粘度η２を測定する方法がある。η２／η２０が５を超えると、チクソトロピー性に優れ、液だれしない。η２０は、５０〜１２０ｍＰａ・ｓが望ましく、η２は３００ｍＰａ・ｓ以上が望ましい。

一方、カプセルタイプの場合は、０．５〜５ｍｍ程度の大きめの骨材を添加するとよい。カプセルの破壊に役立つと共に、固着剤を穿孔内へ拡げる効果も有するためである。また、カプセル容器自体も、破砕後に骨材として作用する。骨材（容器も含めて）は、固着剤、硬化剤を封入した後のカプセルの全質量中、５０〜９０質量％となるように調整することが好ましく、７０〜８５質量％とすることがより好ましい。

本発明のあと施工アンカー用樹脂組成物は、カプセルタイプの固着剤、注入カートリッジ式の固着剤いずれにも使用可能であり、本発明には、あと施工アンカー用カプセルとあと施工アンカー用注入式カートリッジも包含される。

カプセルタイプとする場合には、外側のカプセルの内部に、硬化剤を小さな別のカプセルに封入する等して、樹脂組成物とは非接触状態で入れておく。これらのカプセルの素材は、ガラスが望ましいが、アンカー施工時に破砕すれば、プラスチック等他の素材であってもよい。

硬化剤としては、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオクトエート等の有機過酸化物が使用可能である。硬化剤は、樹脂成分１００質量部に対し、１〜２０質量部（より好ましくは３〜１０質量部）が好ましい。硬化剤は、溶液状にしておいてもよい。このとき用い得る溶剤は、シリコーンオイル、ジメチルフタレート等のフタレート類、炭化水素、流動パラフィン等である。また、硬化剤に、揺変剤や硫酸カルシウム、炭酸カルシウム等の無機充填材を添加した形態で使用してもよい。

カプセルの大きさ、形状等は、用いられるアンカー部材に応じて、適宜決定される。また、あと施工アンカー用カプセル分野における公知の付加技術は、全て、本発明のカプセルに適用することができる。

一方、注入式カートリッジは、公知のように、本発明の樹脂組成物が充填された樹脂組成物充填部と、これと別体の硬化剤成分充填部とを備え、これらが一体化されたものであり、先端に先細ノズルを装着してディスペンサーに取り付けて中身を押し出すことで、ノズル内で樹脂組成物と硬化剤とを混合する。硬化剤は、カプセルタイプに用いたものと同じものが使用でき、溶液状で充填しておくことが望ましい。あと施工アンカー用注入式カートリッジ分野における公知の付加技術は、全て、本発明のカートリッジに適用することができる。

本発明のあと施工アンカー用カプセルおよび注入式カートリッジは、土木、建築、機械分野等で、既に製造されたコンクリート製の構造物に対し、後から、アンカーボルトや差筋等のアンカー部材を固着する際に好適である。人造構造物のみならず、岩盤等の自然物に対しても適用可能である。

以下、本発明を実施例により、具体的に説明する。なお実施例中の部および％は質量基準である。

実施例１
撹拌機、還流冷却管、空気導入管、温度計を備えた反応容器に、重合禁止剤としてジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール（ＢＨＴ）１．０部と、触媒としてトリエチルベンジルアンモニウムクロライド（ＴＥＢＡＣ）１．０部を入れ、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名「エポミックＲ−１４０」；三井化学社製；エポキシ当量１８７）７４８部とメタクリル酸（三菱瓦斯化学社製）３４４部を加えて、１１０〜１２０℃で酸価が２０を切るまで反応させた。その後、反応容器の内温を８０℃まで下げ、ジエチレングリコールジメタクリレート（ＤＥＧＤＭ）１１９９部を加えて、エポキシアクリレートの合成反応を終了させた。

続いて、反応容器をさらに５０℃まで冷却し、触媒としてジブチルチンジラウレート（ＤＢＴＤＬ）０．３部と、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ；商品名「タケネート７００」；三井武田ケミカル社製）１０７部を容器内へ添加し、反応させた。赤外分光光度計を用いて反応の追跡を行い、イソシアネート基に由来する２４４０ｃｍ^-1付近の吸収ピークが消滅するまで合成反応を行い、消滅した時点で反応を終了させた。生成物に硬化促進剤としてジメチルアニリン１０部と、前記重合禁止剤ＢＨＴ１部を加え、ウレタン変性エポキシアクリレート樹脂Ｎｏ．１を得た。

実施例２
実施例１におけるＤＥＧＤＭに変えてトリエチレングリコールジメタクリレートを同量用いた以外は実施例１と同様にして、エポキシアクリレートの合成とウレタン変性を行い、ウレタン変性エポキシアクリレート樹脂Ｎｏ．２を得た。

実施例３
実施例１におけるＤＥＧＤＭに変えてスチレンを５９１部用いた以外は実施例１と同様にして、エポキシアクリレートの合成とウレタン変性を行い、ウレタン変性エポキシアクリレート樹脂Ｎｏ．３を得た。

実施例４
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、温度計を備えた反応容器に、無水マレイン酸６５０部、無水フタル酸６５２部、プロピレングリコール７４０部、ジエチレングリコール２６０部を入れ、窒素気流下で徐々に昇温し、２００℃に達してからこの温度で８時間反応させた。脱水量は１７２部であったので、２１３０部の不飽和ポリエステルが得られた。この不飽和ポリエステルの酸価は３５であった。不飽和ポリエステルを１００℃まで冷却し、重合禁止剤としてハイドロキノン０．４部とスチレン９６０部を容器内に添加し、縮重合を終了させた。

続いて、反応容器をさらに５０℃まで冷却し、触媒としてＤＢＴＤＬ０．３部と、ＨＤＩを７１部容器内へ添加し、イソシアネート基が消滅するまで反応させた。さらに、硬化促進剤としてジメチルアニリン１０部と、前記重合禁止剤ＢＨＴ１部を加え、ウレタン変性エポキシアクリレート樹脂Ｎｏ．４を得た。

比較例１
ＨＤＩを反応させなかった以外は実施例１と同様にして、エポキシアクリレート樹脂Ｎｏ．５を得た。

比較例２
ＨＤＩを反応させなかった以外は実施例３と同様にして、エポキシアクリレート樹脂Ｎｏ．６を得た。

比較例３
ＨＤＩを反応させなかった以外は実施例４と同様にして、不飽和ポリエステル樹脂Ｎｏ．７を得た。

性能評価
（１）注入式カートリッジタイプ
カートリッジに適用する場合の性能を評価するために、実施例１および２で得たウレタン変性エポキシアクリレート樹脂Ｎｏ．１とＮｏ．２、並びに比較例１で得たエポキシアクリレート樹脂Ｎｏ．５を用いた。撹拌装置に、それぞれ、樹脂と、揺変剤として微粉シリカ（商品名「アエロジル＃２００」；日本アエロジル社製）を加えてよく撹拌し、さらに、骨材を添加混合して、樹脂組成物を調製した。配合比は表１に示したとおりである。この樹脂組成物の粘度を２５℃で回転粘度計（２０ｒｐｍと２ｒｐｍ）で測定し、η２０と、η２、およびη２／η２０を表１に示した。また、耐液だれ性を判断するため、ガラス板に樹脂組成物を３ｃｃ垂らし、その後ガラス板を垂直に立てて５分間放置し、液だれが５ｍｍ以内のものを○、５ｍｍ以上液だれしたものを×として評価し、結果を表１に示した。

別途、ベンゾイルパーオキサイド（４０％ペースト）１０部に対し、炭酸カルシウム５部と、上記アエロジル０．０１を添加して硬化剤とした。

１０００×１０００×３５０（ｍｍ）、圧縮強度２１Ｎ／ｍｍ²のコンクリートブロックに、１４．４ｍｍφ、長さ１００ｍｍの孔をドリルで開け、切削粉をきれいに除去した後、前記樹脂組成物１０部に対し、硬化剤１部の割合で混合した固着剤を穿孔の内部に注入した。注入量は９ｃｃとした。注入後直ぐに、Ｍ１２ボルト（材質ＳＮＢ７）を挿入し、２４時間放置した後、引張試験機でボルトの引き抜き試験を行った。表１には最大引き抜き荷重（ｋＮ）を示した。

（２）カプセルタイプ
カプセルに適用する場合の性能を評価するために、実施例３および４で得たウレタン変性エポキシアクリレート樹脂Ｎｏ．３とウレタン変性不飽和ポリエステル樹脂Ｎｏ．４、並びに比較例２で得たエポキシアクリレート樹脂Ｎｏ．６と、比較例３で得た不飽和ポリエステル樹脂Ｎｏ．７を用いた。樹脂の粘度を２５℃で回転粘度計（６０ｒｐｍ）で測定し、表２に示した。

硫酸カルシウムで４０％濃度に希釈したベンゾイルパーオキサイドを、外径５ｍｍ、長さ８０ｍｍのガラス製内容器に入れて密封し、さらに、外径１３ｍｍ長さ１００ｍｍのガラス製外容器に収容し、さらに直径１．０〜３．０ｍｍの石英８ｇと、上記樹脂４ｇをそれぞれ充填し、密封してカプセルを試作した。

１０００×１０００×３５０（ｍｍ）、圧縮強度２１Ｎ／ｍｍ²のコンクリートブロックに、１４．４ｍｍφ、長さ１００ｍｍの孔をドリルで開け、切削粉をきれいに除去した後、上記カプセルを穿孔内へ入れた。続いて、先端４５度にカットされた全ネジＭ１２ｍｍボルト（材質ＳＮＢ７）を電動ハンマードリルで、回転打撃を与えながら孔底まで挿入し、２４時間放置した後、引張試験機でボルトの引き抜き試験を行った。表２には最大引き抜き荷重（ｋＮ）を示した。

Claims

既存の部材に穿孔してその内部にアンカー部材を固着するために用いられ、硬化剤成分を含まないあと施工アンカー用樹脂組成物であって、
ウレタン変性されたエポキシアクリレート、ウレタン変性された不飽和ポリエステル、ウレタン変性されたポリエステルアクリレートよりなる群から選択される１種以上のウレタン変性ラジカル重合性オリゴマーと、ラジカル重合性モノマーとを含むことを特徴とするあと施工アンカー用樹脂組成物。
上記ウレタン変性が、エポキシアクリレート、不飽和ポリエステル、ポリエステルアクリレートのそれぞれが有しているヒドロキシル基に対し、１分子中に２個以上のイソシアネート基を有する多官能イソシアネート化合物を反応させることにより行われている請求項１に記載のあと施工アンカー用樹脂組成物。
上記ウレタン変性の際、イソシアネート基とヒドロキシル基との当量比が０．０１〜１．２となるように、多官能イソシアネート化合物とウレタン変性前のラジカル重合性オリゴマーとを反応させるものである請求項２に記載のあと施工アンカー用樹脂組成物。
既存の部材に穿孔し、その内部にアンカー部材を固着する際に用いられるあと施工アンカー用カプセルであって、カプセル内に、請求項１〜３のいずれかに記載のあと施工アンカー用樹脂組成物と硬化剤成分とが非接触状態で封入されていることを特徴とするあと施工アンカー用カプセル。
既存の部材に穿孔し、その内部にアンカー部材を固着する際に用いられるあと施工アンカー用注入式カートリッジであって、請求項１〜３のいずれかに記載のあと施工アンカー用樹脂組成物が充填されてなる樹脂組成物充填部と、これと別体の硬化剤成分充填部とを備えることを特徴とするあと施工アンカー用注入式カートリッジ。