JP2018059301A - セメントアスファルトてん充層の補修用組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
CAモルタルてん充層が外部に露呈する外周部分は、てん充層にしみ込んだ水分が凍結・融解を繰り返すことによる凍害によって劣化が早められるため、当該外周部分は比較的短期間のうちに補修が必要となる。
従来、てん充層の劣化部分を削り取った後、ポリウレタン系樹脂補修材料を充填する補修方法が提案されている。例えば、財団法人鉄道総合研究所の編集・発行に係る「スラブ軌道各部補修の手引き」(平成27年12月第3版)、第II章(合成樹脂によるてん充層および突起周辺部補修の手引き)には、このような従来方法が示されている。
しかしながら、前記した鉄道総合研究所の規格において合格(硬化収縮率が5%以下)であったとしても、実際のスラブ軌道の補修においては、樹脂硬化物が厚く、樹脂の硬化発熱及び硬化収縮により、コンクリートへの接着が弱くなり、ひどい場合は剥離に至るという問題がある。
すなわち、本発明は、下記のとおりのものである。
[1]ウレタンアクリレート樹脂、骨材、硬化剤、及びチオール化合物を含有することを特徴とする、スラブ式軌道のセメントアスファルトモルタルてん充層補修用組成物。
[2]前記チオール化合物が2官能以上のものである、前記[1]に記載の組成物。
[3]前記チオール化合物が、前記ウレタンアクリレート樹脂100重量部に対して、0.5重量部以上20重量部以下で含有される、前記[1]又は[2]に記載の組成物。
本実施形態のセメントアスファルトモルタルてん充層補修用組成物は、ウレタンアクリレート樹脂、骨材、硬化剤、及びチオール化合物を含む。
[ウレタンアクリレート樹脂]
ウレタンアクリレート樹脂は、ウレタン(メタ)アクリレートとラジカル重合性モノマーを配合したものである。
ウレタン(メタ)アクリレートは、特に限定されるものではなく、例えば、ポリイソシアネートとポリヒドロキシ化合物又は多価アルコール類とを反応させた後に、更に水酸基含有(メタ)アクリル化合物、及び必要に応じて水酸基含有アリルエーテル化合物を反応させることによって得ることができるラジカル重合性不飽和基含有オリゴマーであることができ、また、水酸基含有(メタ)アクリル化合物とポリヒドロキシ化合物又は多価アルコール類とを反応させた後、更にポリイソシアネートを反応させても得ることができる。
上記ウレタン(メタ)アクリレートの原料として用いられるポリイソシアネートとして、具体的には、2,4−トリレンジイソシアネート及びその異性体、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートナフタリンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、バノックD−750、クリスボンNK(商品名;大日本インキ化学工業株式会社製)、テスモジュールL(商品名;住友バイエル社製)、コロネートL(商品名;日本ポリウレタン社製)、タケネートD102(商品名;武田薬品社製)、イソネート143L(商品名;三菱化学社製)等が挙げられるが、特に限定されるものではない。これらのポリイソシアネートは、一種類のみを用いてもよいし、適宜二種類以上を混合してもよい。
ウレタンアクリレート樹脂は、上記ウレタン(メタ)アクリレートに、ラジカル重合性モノマーを配合したものである。
ラジカル重合性モノマーとしては、通常、スチレンモノマーや(メタ)アクリル酸メチルが用いられる。これ以外のラジカル重合性モノマーの具体例としては、スチレンのα−,ο−,m−,p−アルキル,ニトロ,シアノ,アミド,エステル誘導体、クロルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼンなどのスチレン系モノマー、ブタジエン、2,3−ジメチルブタジエン、イソプレン、クロロプレンなどのジエン類、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸−n−プロピル、(メタ)アクリル酸−i−プロピル、(メタ)アクリル酸−n−ブチル、(メタ)アクリル酸−sec−ブチル、(メタ)アクリル酸−tert−ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ネオペンチル、(メタ)アクリル酸イソアミル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸シクロペンチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2−メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボロニル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メタ)アクリル酸アリル、(メタ)アクリル酸プロパギル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ナフチル、(メタ)アクリル酸アントラセニル、(メタ)アクリル酸アントラニル、(メタ)アクリル酸ピペロニル、(メタ)アクリル酸サリチル、(メタ)アクリル酸フリル、(メタ)アクリル酸フルフリル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフリル、(メタ)アクリル酸ピラニル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸フェネチル、(メタ)アクリル酸クレジル、(メタ)アクリル酸−1,1,1−トリフルオロエチル、(メタ)アクリル酸パーフルオロエチル、(メタ)アクリル酸パーフルオロ−n−プロピル、(メタ)アクリル酸トリフェニルメチル、(メタ)アクリル酸クミル、(メタ)アクリル酸3−(N,N−ジメチルアミノ)プロピル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシプロピルなどの(メタ)アクリル酸エステル類、(メタ)アクリル酸アミド、(メタ)アクリル酸N,N−ジメチルアミド、(メタ)アクリル酸N,N−ジエチルアミド、(メタ)アクリル酸N,N−ジプロピルアミド、(メタ)アクリル酸N,N−ジ−i−プロピルアミド、(メタ)アクリル酸アントラセニルアミドなどの(メタ)アクリル酸アミド、(メタ)アクリル酸アニリド、(メタ)アクリロイルニトリル、アクロレイン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、N−ビニルピロリドン、ビニルピリジン、酢酸ビニルなどのビニル化合物、シトラコン酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸ジエチルなどの不飽和ジカルボン酸ジエステル、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−ラウリルマレイミド、N−(4−ヒドロキシフェニル)マレイミドなどのモノマレイミド化合物、N−(メタ)アクリロイルフタルイミドなどが挙げられる。
ウレタンアクリレート樹脂に使用される骨材として、具体的には、シリカ、珪藻土、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化スズ、酸化アンチモン、フェライト類、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、炭酸バリウム、ドーソナイト、ハイドロタルサイト、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、石膏繊維、ケイ酸カルシウム(ウォラストナイト、ゾノトライト)、タルク、クレー、マイカ、モンモリロナイト、ベントナイト、活性白土、セピオライト、イモゴライト、セリサリト、ガラス繊維、ガラスビーズ、シリカ系バルン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、炭素バルン、木炭粉末、各種金属粉、チタン酸カリウム、MOS、チタン酸ジルコン酸鉛、アルミニウムボレート、硫化モリブデン、炭化ケイ素、ステンレス繊維、ホウ酸亜鉛、各種磁性粉、スラグ繊維、テフロン(登録商標)粉、木粉、パルプ、ゴム粉、アラミドなど各種繊維などが挙げられるが、特に限定されるものではない。これら骨材は、一種類のみを用いてもよいし、適宜二種類以上を混合してもよい。また、同一種類の平均粒子径の異なる2つの以上を混合してもよい。
硬化性樹脂の硬化に使用される硬化剤は、10℃以下の冬季施工条件下で、該樹脂を硬化させることができるものであり、このような硬化剤の例としては、ケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアリルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシエステル、パーオキシジカーボネートに分類されるものが挙げられ、また、アゾ化合物も有効である。具体例としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、3−イソプロピルヒドロパーオキサイド、t−ブチルヒドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジクミルヒドロパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、イソブチルパーオキサイド、3,3,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド、アゾビスイソブチロニトリル、アゾジカルボンアミドなどが挙げられる。
チオール化合物は、特に限定されるものではない。チオール化合物としては、例えば、デカンチオール、ドデカンチオール、オクタンチオール、ヘキサデカンチオール等の単官能チオール化合物、テトラエチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)、1,4−ビス(3−メルカプトブチリルオキシ)ブタン等の2官能チオール化合物、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)、トリス−[(3−メルカプトプロピオニルオキシ)−エチル]−イソシアヌレート、1,3,5−トリス(3−メルカプトブチリルオキシエチル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトブチレート)、トリメチロールエタントリス(3−メルカプトブチレート)等の3官能チオール化合物、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)等の4官能チオール化合物、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトプロピオネート)等の6官能チオール化合物などが挙げられる。チオール化合物としては、保存安定性の観点から、2官能以上のチオール化合物が好ましく、より好まくは2官能チオール化合物乃至4官能チオール化合物である。
ウレタンアクリレート樹脂は、多官能チオール化合物を、1種単独又は2種以上を組み合わせて含んでもよい。
ウレタンアクリレート樹脂には、必要に応じて芳香族3級アミン類やコバルト金属石鹸のような硬化促進剤やその助剤を配合することができる。また、重合禁止剤、可塑剤、ワックス、界面活性剤、カップリング剤、消泡剤、レベリング剤、顔料、湿潤剤、沈降防止剤等の添加剤の配合することもできる。
硬化促進剤やその助剤として使用される芳香族3級アミン類は特に限定されるものはなく、例えば、以下のようなものが挙げられる:N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジメチル−p−トルイジン、N,N−ジ(β−ヒドロキシエチル)アニリン、N,N−ジ(β−ヒドロキシプロピル)アニリン、N,N−ジ(β−ヒドロキシプロピル)−p−トルイジン、N,N−ジヒドロキシプロピル−p−トルイジン、N,N−ジイソプロピロール−p−トルイジン等。これらから選ばれた1種又は2種以上が使用できる。芳香族3級アミン類の添加量は、ウレタンアクリレート樹脂100重量部に対して、0.1〜5.0重量部、好ましくは0.5〜3.0重量部である。
硬化促進剤及びその助剤として使用されるコバルト金属石鹸は特に限定されるものではなく、例えば、以下のようなものが挙げられる:ナフテン酸コバルト、オクチル酸コバルト、水酸化コバルト等。これらに、芳香族3級アミン類を混合して使用することもできる。コバルト金属石鹸の添加量は、ウレタンアクリレート樹脂100重量部に対して、0.1〜5.0重量部、好ましくは0.5〜3.0重量部である。
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反応し、着色等の変化を起こすことがあるため、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。
可塑剤としては、例えば、ジブチルフタレート、ジ−2−エチルヘキシルフタレート、ジトリデシルフタレート等のフタル酸エステル類;アジピン酸ビス(2-エチルヘキシル)、アジピン酸ジオクチル、アジピン酸ジイソノニル、アジピン酸ジイソデシル等のアジピン酸エステル類;塩素化パラフィン等のパラフィン類;アルキルスルホン酸フェニルエステル、アジピン酸ポリエステル等が挙げられる。但し、上記のパラフィン類は、パラフィンワックスを含まないものである。また、可塑剤は、一種単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。可塑剤を添加する場合の含有量は、ウレタンアクリレート樹脂100重量部に対して、1〜20重量部が好ましく、2〜10重量部がより好ましい。可塑剤の含有量が20重量部以下であれば、補修用組成物を硬化させた際の柔軟性が良好となる。
ワックスとしては公知のものを使用することができる。具体例としては融点が40〜80℃程度のパラフィンワックスやBYK−S−750、BYK−S−740、BYK−LP−S6665(ビックケミー(株)製)などが挙げられ、異なる融点のものを組み合わせて使用してもよい。添加量は、通常、上記の樹脂100重量部に対して0.1〜3.0重量部である。また、樹脂中にアリル基を有する場合、コバルト類との組み合わせで乾燥性を向上させることも有効である。
カップリング剤としては公知のものを使用することができる。具体的には、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、β(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、ポリオキシエチレンプロピルトリアルコキシシラン、ポリエトキシジメチルシロキサンなどが挙げられる。
消泡剤は、作業性や、補修用組成物の硬化体の物性を安定化させる等の目的で配合される。このような消泡剤としては、公知の消泡剤が挙げられる。具体的には、例えば、特殊アクリル系重合物を溶剤に溶解させたアクリル系消泡剤、特殊ビニル系重合物を溶剤に溶解させたビニル系消泡剤等を挙げることができる。また、市販品の消泡剤としては、ディスパロンシリーズ(楠本化成株式会社製:登録商標)等が挙げられる。消泡剤は、脱泡剤と組み合わせて用いてもよい。
顔料の例としては、チタン白、亜鉛華、モリブデートオレンジ、パーマネントレッド、べんがら、黄鉛、黄土、酸化鉄、カーボンブラック等が挙げられる。
湿潤剤は、樹脂組成物と、骨材との分散性の向上や、てん充材組成物の流動性を向上させる目的で配合される。このような湿潤剤としては、例えば、市販品であるDisperbykシリーズ(商品名:103、112、163、164、166、167、182,183、184、2000、2050、2150、2163、2164:ビックケミー・ジャパン株式会社製:登録商標)や、BYKシリーズ(商品名:W969、W980、W9010:同:登録商標)等が挙げられる。
(1)付着強度
建研式引張試験(JIS−A6909)に準拠し測定した。
(2)破壊状況
上記により得られた樹脂硬化物の破壊状態を目視で観察し、下記評価基準に従って評価した:
母材破壊:モルタル舗道板の素地破壊
層間剥離:モルタル舗道板と樹脂硬化物との界面剥離
ここで、「母材破壊」の場合、接着層はモルタル舗道板の素地より高い強度を有すると推定されるため、接着性は良好であると考えられる。これに反し、「層間剥離」の場合、接着層の強度がモルタル舗道板の素地より低いと推定されるため、接着性は不良と考えられる。
ウレタン(メタ)アクリレート55%、メタクリル酸メチル30%、メタクリル系モノマー15%からなるウレタンアクリレート樹脂100重量部に、チオール化合物として単官能のドデカンチオール1%を添加し、炭酸カルシウム100重量部を加えた硬化性樹脂にパーカドックスCH−50L(商品名、化薬アクゾ社製、純度50%硬化剤)3重量部を加えて、補修用組成物を調製した。調製した補修用組成物100gを、サイズ300×300×60mmのモルタル舗道板に適用し、24時間静置して十分に硬化させた後、接着性を建研式引張試験(JIS A 6909)により評価した。結果を以下の表1に示す。
チオール化合物を2官能チオール化合物(1,4−ビス(3−メルカプトブチリルオキシ)ブタン)に代えた以外は実施例1と同様に補修用組成物を調製し、同様に評価した。結果を以下の表1に示す。
チオール化合物を3官能チオール化合物1,3,5−トリス(3−メルカプトブチリルオキシエチル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオンに代えた以外は実施例1と同様に補修用組成物を調製し、同様に評価した。結果を以下の表1に示す。
チオール化合物を4官能チオール化合物(ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)に代えた以外は実施例1と同様に補修用組成物を調製し、同様に評価した。結果を以下の表1に示す。
2官能チオール化合物(1,4−ビス(3−メルカプトブチリルオキシ)ブタン)の添加量を3%に変更した以外は実施例2と同様に補修用組成物を調製し、同様に評価した。結果を以下の表1に示す。
2官能チオール化合物(1,4−ビス(3−メルカプトブチリルオキシ)ブタン)の添加量を5%に変更した以外は実施例2と同様に補修用組成物を調製し、同様に評価した。結果を以下の表1に示す。
チオール化合物を添加なしとした以外は実施例1と同様に補修用組成物を調製し、同様に評価した。結果を以下の表1に示す。
Claims (3)
- ウレタンアクリレート樹脂、骨材、硬化剤、及びチオール化合物を含有することを特徴とする、スラブ式軌道のセメントアスファルトモルタルてん充層の補修用組成物。
- 前記チオール化合物が2官能以上のものである、請求項1記載の組成物。
- 前記チオール化合物が、前記ウレタンアクリレート樹脂100重量部に対して、0.5重量部以上20重量部以下で含有される、請求項1又は2に記載の組成物。
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