JP2018104543A - Crack propagation inhibition resin composition and cured article thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、亀裂進展抑制樹脂組成物に関する。
より詳しくは、本発明は、鋼構造物の亀裂箇所に塗布され硬化することで構造物に発生した前記亀裂の進展を抑制する亀裂進展抑制樹脂組成物及びその硬化物に関する。
The present invention relates to a crack growth inhibiting resin composition.
More specifically, the present invention relates to a crack progress suppressing resin composition that suppresses the progress of the crack generated in the structure by being applied to a crack portion of the steel structure and cured, and the cured product thereof.
我が国の高度経済成長期に建築され、建築後５０年以上が経過しつつある橋梁や建築物等のインフラストラクチャーに対して、近年、その老朽化の進展が懸念されている。しかしながら、これらの建築物の多くは我が国の社会基盤インフラを担っていることもあり、安易な建替えや取り壊し、或いはインフラ機能を停止させての本格的な補修補強等の工事ができないことが多い。さらに、補修を必要とする社会基盤インフラは年々増加の一途をたどっていることから、補修や補強工事を行う上で案件について優先順位をつけて対応せざるを得なく、工事待ちの案件の維持管理を如何に行うかが危急の課題となっている。このため、これら老朽化した建築物に対して、簡便な補修や補強施工を可能とし、且つ、工事が行われるまでの期間において充分な補強機能を発現する材料の提供が求められている。 In recent years, there has been concern over the deterioration of infrastructure such as bridges and buildings that were built during the period of high economic growth in Japan and have been in operation for more than 50 years. However, many of these buildings may be responsible for Japan's social infrastructure, and there are many cases where construction such as easy rebuilding or demolition or full-scale repair and reinforcement by stopping the infrastructure function is not possible. . In addition, infrastructure infrastructure that requires repairs has been increasing year by year, so it is necessary to prioritize projects for repairs and reinforcement work, and to maintain projects that are waiting for construction. How to manage is an urgent issue. For this reason, it is required to provide a material that can be easily repaired and reinforced for these aging buildings and that exhibits a sufficient reinforcing function during the period until the construction is performed.
補修や補強工事においては、主にセメント材料が多用されているが、コンクリートを用いた土木建築が対象であり、下地との接着性が問題となるため、垂直に塗工する場合や、天井に塗工する場合は、別途にセメントを密着させるための鉄筋や金網等の付属付帯物の施工が必要となり、工事が複雑になるという問題点を有している。
また、鋼構造物については、老朽化による損傷部分に鋼板で当て板補強を施すことが主に行われているが、多くは作業エリアが狭隘で重機が使用しにくく、施工条件的に厳しいために作業が大掛かりにならざるを得ず、施工品質を保つことが難しいという問題がある。
In repair and reinforcement work, cement materials are mainly used, but it is intended for civil engineering construction using concrete, and adhesion to the ground becomes a problem, so when applying vertically or on the ceiling In the case of coating, it is necessary to construct ancillary accessories such as a reinforcing bar and a wire net for adhering the cement separately, and there is a problem that the construction becomes complicated.
In addition, steel structures are mainly reinforced with steel plates to the damaged parts due to aging, but in many cases the work area is narrow and heavy machinery is difficult to use, and the construction conditions are severe. However, there is a problem that it is difficult to maintain the construction quality because the work must be large.
これらの問題点に対して、最近、繊維強化されたプリプレグを建築構造物の表面に貼り付けて、剛性を維持した補修工法が開発されている。この方法は、補修対象とする構造部材と貼り付ける繊維強化されたプリプレグの引張弾性率値から設計することによって、構造部材等に発生した亀裂の進展を抑制する効果が簡便に得られることを可能とする。
しかしながら、建築物の構造は必ずしも平面ばかりではなく、凹凸部やリブ部などが存在するため、作業現場で大きなシートを貼り付ける繊維強化されたプリプレグの貼り付け工法は必ずしも好ましくない場合があり、改良を求められている。
To solve these problems, recently, a repair method has been developed in which a fiber-reinforced prepreg is attached to the surface of a building structure to maintain rigidity. By designing from the tensile modulus value of the structural member to be repaired and the fiber reinforced prepreg to be applied, this method can easily obtain the effect of suppressing the progress of cracks generated in the structural member. And
However, because the structure of the building is not necessarily flat, there are uneven parts and ribs, etc., so the fiber reinforced prepreg application method of attaching a large sheet at the work site may not always be preferable and improved Is required.
そこで、繊維強化されたプリプレグシートを鋼構造物の形状や発生亀裂の状況に併せて加工して貼り付けることによって前記の問題点を克服しようとしたものが特許文献１に開示されている手法である。しかしながら、本法は作業現場での細かい作業は高コストや安全面において必ずしも好ましい方策とはいえない。 Therefore, in the technique disclosed in Patent Document 1, an attempt is made to overcome the above-mentioned problems by processing and pasting a reinforced prepreg sheet in accordance with the shape of the steel structure and the state of the generated crack. is there. However, in this method, fine work at the work site is not always a preferable measure in terms of cost and safety.
また、これらの工法は、繊維強化されたプリプレグを下地に貼り付けるに際して、好ましい接着剤を用いる必要があり、この接着剤の選定次第では貼り付け施工後に繊維強化されたプリプレグが剥がれてしまい、充分な亀裂進展抑制効果を得られない等の問題も発生している。 In addition, these methods need to use a preferable adhesive when a fiber-reinforced prepreg is attached to the base. Depending on the selection of the adhesive, the fiber-reinforced prepreg may be peeled off after the application, There is also a problem that the effect of suppressing the crack growth is not obtained.
特許文献２では、これまでの提案材料の長所と問題点を克服すべく、ポリマーセメント比を調整することにより、鋼構造物とモルタル層のせん断力に対する剛性がほぼ等しくなる厚さとなるような吹き付け型の補修材料を提案している。
しかしながら、特許文献２の方法は剛性を得ることは可能であっても、セメントという脆性材料を用いるため、例えば常に振動等に晒される鋼橋等の建築物では吹付け材料自体の強度や、吹付け材料と補強を必要とする被鋼構造物との接着強度の面で、必ずしも充分とはいえない要素を有している。
In Patent Document 2, in order to overcome the advantages and problems of the proposed material so far, by adjusting the polymer cement ratio, the spraying is performed so that the rigidity of the steel structure and the mortar layer is almost equal to the shearing force. Propose repair materials for molds.
However, although the method of Patent Document 2 can obtain rigidity, it uses a brittle material called cement. For example, in a building such as a steel bridge that is constantly exposed to vibration, the strength of the spray material itself, In terms of the adhesive strength between the attachment material and the steel structure requiring reinforcement, it has elements that are not necessarily sufficient.
また、特許文献３及び４では、これまでの提案材料の長所と問題点を克服すべく、熱硬化性樹脂に繊維状フィラーを添加した複合材料系にすることによって、建物外壁や建物基礎等に簡便に塗工による補強を行う方法を提案している。しかしながら、この方法では、繊維状フィラーの配向によっては著しい強度や弾性率の偏向性が生じてしまい、対象とする建築物に対して、必ずしもバランス良い補強が得られない可能性が生ずるばかりでなく、当該方法で提案されているガラス繊維やロックウール繊維は無機系フィラーである為に比重が高く、例えば外壁に垂直に厚さをもって塗工する場合などに、自重によって垂れてきたりするなど、実施工性の面での不具合が生じやすく、必ずしも充分とは言えない問題点を有している。 Further, in Patent Documents 3 and 4, in order to overcome the advantages and problems of the proposed materials so far, by using a composite material system in which a fibrous filler is added to a thermosetting resin, it can be applied to a building outer wall or a building foundation. A simple method of reinforcement by coating is proposed. However, in this method, depending on the orientation of the fibrous filler, a significant strength and elastic modulus are deflected, which may not necessarily provide a balanced reinforcement for the target building. The glass fiber and rock wool fiber proposed by the method are high in specific gravity because they are inorganic fillers. For example, when coated with a thickness perpendicular to the outer wall, the glass fiber or rock wool fiber may hang down due to its own weight. Problems in terms of workability are likely to occur, and there are problems that are not necessarily sufficient.
更に、特許文献５及び６においても、構造物の塗工型の補修材料として熱硬化性樹脂にアクリル樹脂組成物を応用した方法が提案されている。本方法は樹脂組成物粘度が低く、混合時に繊維状フィラーが“だま”になり難いなどの良好な現場作業性と、硬化物の強度や弾性率の均一性が良好なことを特徴としている。しかし、本出願はあくまでコンクリート建造物の剥落防止を目的としているのであって、特に鋼構造物のような高強度構造物に発生した亀裂に対する補修に用いるには樹脂組成物が強度不足であることが否めない。 Further, Patent Documents 5 and 6 also propose a method in which an acrylic resin composition is applied to a thermosetting resin as a coating material for a structure coating type. This method is characterized by a low viscosity of the resin composition, good on-site workability such that the fibrous filler is less likely to be “dull” during mixing, and good uniformity of the strength and elastic modulus of the cured product. However, this application is only for the purpose of preventing the concrete structure from peeling off, and that the resin composition has insufficient strength to be used for repairing cracks generated in a high-strength structure such as a steel structure. I can't deny it.
以上の通り、特に鋼建築構造物等に発生した疲労亀裂に対して、樹脂組成物やセメント系材料の塗工、或いは強化物の貼り付けによる一時的な亀裂の進展抑制を図った事例は存在するものの、垂直塗工や天井部への塗工においても自重で垂れてきたり剥がれたりすることのない軽量で且つ接着性に優れる塗工型材料を使用し、簡便かつ施工時の作業負担の少ない施工方法で、亀裂進展の大幅な抑制向上を実現した事例は見られない。 As described above, there are examples of temporary crack growth suppression by applying resin composition or cement-based material, or by applying reinforcements, especially for fatigue cracks occurring in steel building structures, etc. However, it is lightweight and does not drop or peel off due to its own weight in vertical coating or ceiling coating, and it uses a coating material that is excellent in adhesion and is simple and has a low work load during construction. There have been no cases where the construction method has achieved significant improvements in crack growth.
本発明の課題は、従来のセメントやポリマーセメント、樹脂組成物又は繊維強化型プリプレグでは実現できなかった簡便な施工方法と力学物性を実現する塗工型の補修材料を提供することである。ここで、塗工とは、補修材料を、各種作業現場において塗布することをいう。
本発明の課題は、より具体的には、老朽化した鋼建築構造物等の鋼材に発生した亀裂の進展抑制に対して、簡便で、施工時の作業負担の少ない修復補強工法を可能とする亀裂進展抑制樹脂組成物及びそれを用いた亀裂進展抑制方法を提供することである。
The subject of this invention is providing the coating type repair material which implement | achieves the simple construction method and mechanical physical property which were not realizable with the conventional cement, polymer cement, the resin composition, or the fiber reinforced prepreg. Here, coating refers to applying a repair material at various work sites.
More specifically, the object of the present invention is to enable a repair and reinforcement method that is simple and less burdensome during construction for suppressing the progress of cracks in steel materials such as aging steel building structures. It is to provide a crack growth inhibiting resin composition and a crack growth inhibiting method using the same.
本発明の発明者は上記課題について改善すべく鋭意検討した結果、常温硬化型の熱硬化性樹脂と特定のフィラー形状に選定された繊維状フィラー及び非球状状フィラーを、特定の配合比率で混合し、硬化後の樹脂組成物の引張弾性率と硬化後の樹脂組成物と一般構造用鋼材とのせん断強度を特定の強度以上のものとすることにより、垂直塗工による硬化接着が可能で且つ優れた亀裂進展抑制を可能にする亀裂進展抑制樹脂組成物を実現した。
即ち、本発明の発明者は、常温硬化型の熱硬化性樹脂及び強化充填剤を含有する樹脂組成物であって、前記樹脂組成物は前記強化充填剤として非球状粒子フィラーと強化繊維フィラーを式Ｉの配合比で全組成物中１５〜６５質量％含み、構造物の亀裂箇所に塗布し硬化させることで前記構造物を補強する亀裂進展抑制樹脂組成物とすることにより、本発明を完成するに至ったのである。
The inventor of the present invention diligently studied to improve the above problems, and as a result, mixed a room temperature curable thermosetting resin, a fibrous filler selected for a specific filler shape, and a non-spherical filler at a specific blending ratio. By setting the tensile elastic modulus of the cured resin composition and the shear strength between the cured resin composition and the general structural steel material to a specific strength or higher, curing adhesion by vertical coating is possible and A crack growth-inhibiting resin composition that enables excellent crack growth inhibition has been realized.
That is, the inventor of the present invention is a resin composition containing a room temperature curable thermosetting resin and a reinforcing filler, and the resin composition includes a non-spherical particle filler and a reinforcing fiber filler as the reinforcing filler. The present invention is completed by forming a crack growth-inhibiting resin composition containing 15 to 65% by mass in the total composition at the compounding ratio of Formula I and reinforcing the structure by applying and curing the cracked portion of the structure. It came to do.
本願発明は、以下の（１）〜（７）に存する。
（１）常温硬化性を有する樹脂組成物と強化充填剤を含み、前記強化充填剤が非球状粒子フィラーと強化繊維フィラーを式Ｉの配合比で全組成物中１５〜６５質量％含有する、構造物の亀裂箇所に塗布され硬化することで前記構造物を補修することを特徴とする樹脂組成物。
非球状粒子フィラーの配合量／繊維状フィラーの配合量＝１〜１０ ・・・式（Ｉ）
（２）強化充填剤の非球状粒子フィラーが破砕状、針状、平板状または鱗片状の無機フィラーである上記（１）に記載の樹脂組成物。
（３）強化繊維フィラーが繊維長が３ｍｍ以上の炭素繊維またはガラス繊維、バサルト繊維、ＳｉＣ等のセラミック繊維や、アラミドやセルロース繊維などの有機繊維から選択される少なくとも１種である上記（１）又は（２）に記載の常温硬化性を有する樹脂組成物。
（４）樹脂組成物が２液硬化型のエポキシ樹脂組成物、アクリル樹脂組成物及びウレタン樹脂組成物のうちいずれか１種を含む上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載の常温硬化性の樹脂組成物。
（５）更に密着改善剤またはカップリング剤を全組成物中０．１〜５．０質量％含有することを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載の常温硬化性を有する樹脂組成物。
（６）補修を行う構造物がコンクリート構造物もしくは鋼構造物である上記（１）〜（５）に記載の樹脂組成物。
（７）構造物に生じた亀裂の全部又は一部を覆うように厚さ１ｍｍ以上の塗膜を形成し、常温で硬化させることにより構造物を補修する上記（１）〜（６）のいずれか１つに記載の常温硬化性を有する樹脂組成物。
The present invention resides in the following (1) to (7).
(1) It includes a resin composition having room temperature curing properties and a reinforcing filler, and the reinforcing filler contains a non-spherical particle filler and a reinforcing fiber filler in a composition ratio of 15 to 65% by mass in the total composition. A resin composition, wherein the structure is repaired by being applied to a cracked portion of the structure and cured.
Blending amount of non-spherical particle filler / blending amount of fibrous filler = 1 to 10 Formula (I)
(2) The resin composition as described in (1) above, wherein the non-spherical particle filler of the reinforcing filler is a crushed, needle-like, flat plate-like or scale-like inorganic filler.
(3) The above (1), wherein the reinforcing fiber filler is at least one selected from carbon fibers or glass fibers having a fiber length of 3 mm or more, basalt fibers, ceramic fibers such as SiC, and organic fibers such as aramid and cellulose fibers. Or the resin composition which has normal temperature curability as described in (2).
(4) The resin composition according to any one of (1) to (3), wherein the resin composition includes any one of a two-component curable epoxy resin composition, an acrylic resin composition, and a urethane resin composition. Room temperature curable resin composition.
(5) The room temperature curing according to any one of (1) to (4) above, further comprising 0.1 to 5.0% by mass of an adhesion improving agent or a coupling agent in the total composition. Resin composition.
(6) The resin composition according to the above (1) to (5), wherein the structure to be repaired is a concrete structure or a steel structure.
(7) Any of the above (1) to (6), in which a coating having a thickness of 1 mm or more is formed so as to cover all or part of the cracks generated in the structure, and the structure is repaired by curing at room temperature The resin composition which has normal temperature curability as described in any one.
本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物によれば、簡便で、施工時の作業負担の少ない方法により、鋼建築構造物等に発生した疲労亀裂に対する亀裂進展抑制が可能となる。
本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物は、亀裂を有する構造物表面において、亀裂の一部又は全部を覆って一定の厚さで塗布され、硬化することにより亀裂箇所に固着し、構造物の亀裂が進展することを抑制する力を生じる。
本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物は、同じ組成の樹脂組成物で、構造物に塗布・盛り付けする厚さ及び形状を変化させることにより、構造物を補強する部分の断面積及び接着面積等を変化させることができる。従って、同じ組成の樹脂組成物で、異なる構造物の亀裂が進展する力に抗する力を生じることができる。
According to the crack growth-suppressing resin composition of the present invention, it is possible to suppress crack growth against fatigue cracks generated in a steel building structure or the like by a simple method with less work burden during construction.
The crack growth-inhibiting resin composition of the present invention is applied on the surface of a structure having cracks so as to cover a part or all of the cracks with a certain thickness, and is fixed to the cracked part by curing, thereby cracking the structure. This produces a force that suppresses the development of
The crack propagation inhibiting resin composition of the present invention is a resin composition having the same composition, and by changing the thickness and shape applied to the structure, the cross-sectional area of the portion that reinforces the structure, the adhesion area, etc. Can be changed. Therefore, the resin composition having the same composition can generate a force that resists the force by which cracks of different structures progress.
〔亀裂進展抑制樹脂組成物〕
本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物は、構造物の亀裂箇所に塗布し、硬化させることで亀裂を有する構造物を補修し、補強するために用いる。
本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物は、常温硬化型の熱硬化性樹脂、繊維状フィラー及び非球状粒子フィラーを含有する。後述する通り、繊維状フィラーと、非球状粒子フィラーとの配合比は、所定の値の範囲内のものである。
本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物は、硬化前常温において粘度が２５℃で５〜２０００Ｐａ・ｓである。本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物は、好ましくは粘度が２５℃で５０〜２０００Ｐａ・ｓの状態である。
本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物の粘度が前記範囲であることで、前記樹脂組成物は、塗工時に塗布した前記樹脂組成物が適度に形状を変えることができると同時に型が崩れるまでに一定の時間を要するため、成形が容易になる。
また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、前記樹脂組成物は、２０００Ｐａ・ｓよりも高粘度で、流動性を有さず粘度が測定できないものであっても良い。
本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物は、硬化前に増粘することにより、粘度が２５℃で５〜２０００Ｐａ・ｓになるものであってもよい。
本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物は、１液性又は２液性であっても良く、それ以上の複数の成分を混合して使用するものであっても良い。例えば、繊維状フィラーを、使用前に混合するものであっても良い。
本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物は、塗布される際、前記樹脂組成物中含有される非球状粒子フィラー及び強化繊維フィラーが塗布面に平行な方向に近い方向に配向する。従って、前記樹脂組成物中の樹脂マトリックスとフィラーとが、球状粒子又は繊維状フィラーのみを用いる場合よりも強力に相互作用すると共に、非球状粒子フィラー及び強化繊維フィラーが伸長する力に抗する応力を生じ、硬化した樹脂組成物全体として塗布面に平行な引張力に抗する弾性及び応力を生じる。このため、前記樹脂組成物には、塗布面に平行な引張力に対する極めて大きい強度が生じる。その結果、本発明の樹脂組成物は、鋼構造物の表面に亀裂を覆って塗布される等、亀裂進展方向への鋼構造物の変形を抑制する態様で塗布されることにより、亀裂進展を抑制することができる。
本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物には、亀裂が進展する方向への鋼構造物の変形を抑制するために用いることにおいて、その塗布の形態又は方法に制限はない。
[Crack Progression Resin Composition]
The crack growth-inhibiting resin composition of the present invention is used for repairing and reinforcing a structure having a crack by applying it to a crack portion of the structure and curing it.
The crack growth inhibiting resin composition of the present invention contains a room temperature curable thermosetting resin, a fibrous filler, and a non-spherical particle filler. As will be described later, the blending ratio of the fibrous filler and the non-spherical particle filler is within a predetermined value range.
The crack growth inhibiting resin composition of the present invention has a viscosity of 5 to 2000 Pa · s at 25 ° C. at room temperature before curing. The crack growth inhibiting resin composition of the present invention preferably has a viscosity of 50 to 2000 Pa · s at 25 ° C.
When the viscosity of the crack growth inhibiting resin composition of the present invention is within the above range, the resin composition can be appropriately changed in shape while the resin composition applied at the time of coating is broken. Since a certain time is required, molding becomes easy.
In addition, the resin composition may have a viscosity higher than 2000 Pa · s, no fluidity, and a viscosity that cannot be measured without departing from the gist of the present invention.
The crack growth inhibiting resin composition of the present invention may have a viscosity of 5 to 2000 Pa · s at 25 ° C. by thickening before curing.
The crack growth-inhibiting resin composition of the present invention may be one-component or two-component, or may be a mixture of a plurality of more components. For example, a fibrous filler may be mixed before use.
When the crack growth inhibiting resin composition of the present invention is applied, the non-spherical particle filler and the reinforcing fiber filler contained in the resin composition are oriented in a direction close to a direction parallel to the application surface. Therefore, the resin matrix and filler in the resin composition interact more strongly than when only spherical particles or fibrous fillers are used, and stress that resists the stretching force of non-spherical particle fillers and reinforcing fiber fillers. The cured resin composition as a whole produces elasticity and stress that resists the tensile force parallel to the coated surface. For this reason, the resin composition has a very high strength against a tensile force parallel to the coated surface. As a result, the resin composition of the present invention is applied in such a manner as to suppress the deformation of the steel structure in the crack propagation direction, such as being applied to the surface of the steel structure so as to cover the crack, thereby preventing the crack growth. Can be suppressed.
There is no restriction | limiting in the form or method of application | coating in using in order to suppress the deformation | transformation of the steel structure to the direction where a crack progresses, in the crack progress suppression resin composition of this invention.
〔常温硬化型の熱硬化性樹脂〕
本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物には、常温硬化性を有する液状の熱硬化性樹脂が使用されるが、塗布面への接着性や硬化物の強度等の条件を満たすのであれば樹脂種に特に制限はなく、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂等の種々の樹脂が使用可能である。
これらの中でもエポキシ樹脂およびアクリル樹脂が塗布面との接着性及び硬化物の強度、常温硬化性の観点から好ましいものであるが、より好ましくは、エポキシ樹脂が好適に用いられる。
前記エポキシ樹脂は、液状であり、１分子中に２個以上のエポキシ基を有する化合物が好ましい。前記エポキシ樹脂は、例えば、ポリオールから得られるグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、活性水素を複数有するアミンより得られるグリシジルアミン型エポキシ樹脂、ポリカルボン酸より得られるグリシジルエステル型エポキシ樹脂や、分子内に複数の２重結合を有する化合物を酸化して得られるポリエポキシドなどが用いられる。かかるエポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂、トリグリシジル−ｐ−アミノフェノール、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジル−４，４’−メチレンジアニリンなどのグリシジルアミン型エポキシ樹脂、レゾルシンジグリシジルエーテル、トリグリシジルイソシアヌレート等を挙げることができるが、性能並びに経済性上、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビスフェノールＡＤ型、クレゾールノボラック型のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂等の２官能以上の液状エポキシ樹脂が好ましい。ただし、これらエポキシ樹脂は単独使用に限定されるわけではなく、２種類以上の液状エポキシ樹脂を組み合せて用いても良く、固形のエポキシ樹脂と液状エポキシ樹脂を組み合わせて用いても良い。
なお、液状エポキシ樹脂を単独で用いる場合、樹脂の粘度は２５℃で０．０１〜５０Ｐａ・ｓの範囲にあることが望ましく、より好ましくは１〜２５Ｐａ・ｓである。粘度が０．０１Ｐａ・ｓ以下であると、亀裂進展抑制樹脂組成物としたときに塗工時に垂れやすくなるほか、必要な強度が得られない等の問題がある。また、粘度が５０Ｐａ・ｓ以上であるとフィラーの混練がし難くなるほか、亀裂進展抑制樹脂組成物の粘度が高すぎて塗工が出来なくなる問題が起きる。さらに、複数のエポキシ樹脂を組み合せて用いる場合、樹脂の粘度は２５℃で０．０１〜５０Ｐａ・ｓの範囲にあることが望ましく、より好ましくは１〜２５Ｐａ・ｓである。粘度が０．０１Ｐａ・ｓ以下であると、亀裂進展抑制樹脂組成物としたときに塗工時に垂れやすくなるほか、必要な強度が得られない等の問題がある。また、粘度が５０Ｐａ・ｓ以上であるとフィラーの混練がし難くなるほか、亀裂進展抑制樹脂組成物の粘度が高すぎて塗工が出来なくなる問題が起きる。
なお、本発明の実施例に係る亀裂進展抑制樹脂組成物の粘度の測定は、ＪＩＳ Ｋ ７２３３ エポキシ樹脂及び硬化剤の粘度試験方法に準じて行うことができる。
[Normal temperature curable thermosetting resin]
A liquid thermosetting resin having a room temperature curing property is used for the crack propagation suppressing resin composition of the present invention, but if the condition such as the adhesiveness to the coated surface and the strength of the cured product is satisfied, the resin type There are no particular restrictions, and various resins such as epoxy resins, polyurethane resins, acrylic resins, and polyester resins can be used.
Among these, an epoxy resin and an acrylic resin are preferable from the viewpoints of adhesion to a coated surface, strength of a cured product, and room temperature curability, and more preferably, an epoxy resin is preferably used.
The epoxy resin is liquid and is preferably a compound having two or more epoxy groups in one molecule. Examples of the epoxy resin include glycidyl ether type epoxy resins obtained from polyols, glycidyl amine type epoxy resins obtained from amines having a plurality of active hydrogens, glycidyl ester type epoxy resins obtained from polycarboxylic acids, A polyepoxide obtained by oxidizing a compound having a double bond is used. Examples of such epoxy resins include bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, bisphenol AD type epoxy resins, bisphenol S type epoxy resins and other bisphenol type epoxy resins, biphenyl skeleton epoxy resins, and naphthalene skeleton epoxy resins. , Epoxy resins having a dicyclopentadiene skeleton, phenol novolac epoxy resins, novolac epoxy resins such as cresol novolac epoxy resins, triglycidyl-p-aminophenol, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4 Glycidylamine type epoxy resins such as 4,4'-methylenedianiline, resorcin diglycidyl ether, triglycidyl isocyanurate, and the like. Phenol A type, bisphenol F type, bisphenol AD type, cresol novolak type bifunctional or more liquid epoxy resins such as glycidyl ether type epoxy resins are preferred. However, these epoxy resins are not limited to single use, and two or more kinds of liquid epoxy resins may be used in combination, or a solid epoxy resin and a liquid epoxy resin may be used in combination.
In addition, when using a liquid epoxy resin independently, it is desirable for the viscosity of resin to exist in the range of 0.01-50 Pa.s at 25 degreeC, More preferably, it is 1-25 Pa.s. When the viscosity is 0.01 Pa · s or less, there is a problem that, when a crack propagation inhibiting resin composition is used, it tends to sag during coating and the required strength cannot be obtained. In addition, when the viscosity is 50 Pa · s or more, the filler is difficult to knead, and the viscosity of the crack growth inhibiting resin composition is too high to cause coating. Further, when a plurality of epoxy resins are used in combination, the viscosity of the resin is desirably in the range of 0.01 to 50 Pa · s at 25 ° C., more preferably 1 to 25 Pa · s. When the viscosity is 0.01 Pa · s or less, there is a problem that, when a crack propagation inhibiting resin composition is used, it tends to sag during coating and the required strength cannot be obtained. In addition, when the viscosity is 50 Pa · s or more, the filler is difficult to knead, and the viscosity of the crack growth inhibiting resin composition is too high to cause coating.
In addition, the measurement of the viscosity of the crack progress suppression resin composition which concerns on the Example of this invention can be performed according to the viscosity test method of a JISK7233 epoxy resin and a hardening | curing agent.
前記ポリウレタン樹脂は、ポリイソシアネートとポリオールとの重合を含む反応によって生じる樹脂であれば制限はない。前記ポリイソシアネートは、例えば、芳香脂肪族ポリイソシアネート、 脂肪族ポリイソシアネート、 脂環族ポリイソシアネートが挙げられる。前記ポリオールは、分子中に複数の水酸基を有する分子であり、前記ポリイソシアネートとポリオールとの重合を含む反応を生じ、硬化するものが挙げられる。 The polyurethane resin is not limited as long as it is a resin produced by a reaction including polymerization of polyisocyanate and polyol. Examples of the polyisocyanate include araliphatic polyisocyanate, aliphatic polyisocyanate, and alicyclic polyisocyanate. The said polyol is a molecule | numerator which has a some hydroxyl group in a molecule | numerator, The thing which produces the reaction containing superposition | polymerization with the said polyisocyanate and polyol, and hardens | cures is mentioned.
前記アクリル樹脂は、アクリル基、メタクリル基等の炭素―炭素の２重結合にカルボニル基が結合し、前記カルボニル基の他方に酸素原子が結合した基（Ｃ＝Ｃ−ＣＯ−Ｏ）の残基を有するモノマーの反応を含む重合反応により生じる樹脂であれば、特に制限はない。
１液性であっても２液性であっても良いが、保存性等からは２液硬化型が好ましく、市販品であればデンカ社製ロックタイトや３Ｍ社製Ｓｃｏｔｃｈ−Ｗｅｌｄなどが挙げられる。また、有機過酸化物を含有する重合可能なアクリル系液状組成物（Ａ液）と、有機過酸化物を分解してラジカルを発生させる硬化開始剤を含有する重合可能なアクリル系液状組成物（Ｂ液）をそれぞれ作成し、混合・硬化させてもよい。
前記重合可能なアクリル系液状組成物に使用されるアクリル系モノマーは、アクリレートと呼称される少なくとも分子中に（メタ）アクリル基を有するメタクリル酸エステルとアクリル酸エステルであり、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリアクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、メトキシ化シクロトリエン（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、アルキルオキシポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、カプロラクトン変成テトラフルフリル（メタ）アクリレート、エトキシカルボニルメチル（メタ）アクリレート、フェノールエチレンオキシド変成アクリレート、パラクミルフェノールエチレンオキシ変成アクリレート、ノニルフェノールエチレンオキシド変成アクリレート、ノニルフェノールポロピレンオキシド変成アクリレート、２−エチルヘキシルカルビトールアクリレート、ポリグリセロールジ（メタ）アクリレート、ポリブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４ブタンジオール（メタ）アクリレート、１，６ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（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、ジペンタエシルリトールペンタ（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、トリペンタエリスリトールポリ（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート（ローム アンド ハース社製ＱＭ６５７）、１、２−ポリブタジェン変成ジメタクリレート（日本曹達社製ＴＥ２０００）、エポキシ（メタ）アクリレート（大阪有機化学社製ビスコート＃５４０、共栄社化学社製エポキシエステル３０００Ａ）、ポリエステル（メタ）アクリレート（東亜合成社製アロニックスＭ−６１００）、ウレタンアクリレート（東亞合成社製アロニックスＭ−１１００、共栄社化学社製ＵＡ−３０６Ｈ）、アクリルニトリルブタジエンメタクリレート（宇部興産社製ＨｙｃａｒＶＴＢＮ）などが挙げられる。これらは単独で使用しても良いが、２種類以上を組合わせて使用することが好ましい。
The acrylic resin is a residue of a group (C═C—CO—O) in which a carbonyl group is bonded to a carbon-carbon double bond such as an acryl group or a methacryl group, and an oxygen atom is bonded to the other of the carbonyl group. If it is resin produced by the polymerization reaction including reaction of the monomer which has this, there will be no restriction | limiting in particular.
Although it may be one-component or two-component, a two-component curable type is preferable from the viewpoint of storage stability, and commercially available products include Denka Loctite and 3M Scotch-Weld. In addition, a polymerizable acrylic liquid composition (liquid A) containing an organic peroxide and a polymerizable acrylic liquid composition containing a curing initiator that decomposes the organic peroxide to generate radicals ( Liquid B) may be prepared, mixed and cured.
The acrylic monomer used in the polymerizable acrylic liquid composition is a methacrylic acid ester and an acrylate ester having at least a (meth) acryl group in a molecule called acrylate, for example, methyl (meth) Acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, lauryl (meth) Acrylate, stearyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, methoxylated cyclotriene (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, polyethylene glycol (meth) acrylate, alkyloxypolypropylene glycol (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, caprolactone modified tetrafurfuryl (meth) acrylate, ethoxycarbonylmethyl (meth) acrylate, phenol ethylene oxide modified acrylate, paracumylphenol ethyleneoxy modified acrylate Nonylphenol ethylene oxide modified acrylate Nonylphenol propylene oxide modified acrylate 2-ethylhexyl carbitol acrylate, polyglycerol di (meth) acrylate, polybutylene glycol di (meth) acrylate, 1,4 butanediol (meth) acrylate, 1,6 hexanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol Di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate , Tripentaerythritol poly (meth) acrylate, dicyclopentenyloxyethyl methacrylate (QM657 manufactured by Rohm and Haas), 1,2-polybutadiene Synthetic dimethacrylate (TE2000 manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.), epoxy (meth) acrylate (Biscoat # 540 manufactured by Osaka Organic Chemical Co., Ltd., epoxy ester 3000A manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), polyester (meth) acrylate (Aronix M-6100 manufactured by Toagosei Co., Ltd.) , Urethane acrylate (Aronix M-1100 manufactured by Toagosei Co., Ltd., UA-306H manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), acrylonitrile butadiene methacrylate (HycarVTBN manufactured by Ube Industries), and the like. These may be used alone, but are preferably used in combination of two or more.
前記ポリエステル樹脂は、エステルの重合反応を含む反応により生じるものであれば本発明の趣旨を逸脱しない限り制限はないが、好ましくは、不飽和ポリエステルのラジカル重合を含む反応により生じるものが、硬化速度、シュリンクによる形状変化が少ない点等において好ましい。前記ポリエステル樹脂は、不飽和ポリエステルと、ビニル基を有するモノマーとの共重合により得られるものを含む。 The polyester resin is not limited as long as it does not depart from the gist of the present invention as long as it is generated by a reaction including an ester polymerization reaction. Preferably, the polyester resin is generated by a reaction including radical polymerization of an unsaturated polyester. It is preferable in that the shape change due to shrinking is small. The polyester resin includes those obtained by copolymerization of an unsaturated polyester and a monomer having a vinyl group.
エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂等の種々の樹脂のモノマーは、低分子量のものであっても、高分子量のものであっても良く、形状安定性や、多くの反応点を有することによる強度向上等を考慮して、適宜選択することができる。
前記樹脂の重合反応のモノマーにおける反応点となる官能基は、モノマー中１つでも重合反応が生じ硬化するのであれば本発明の目的を達し得るが、モノマー中２つ以上あることが強度向上の点で好ましい。前記モノマーは、３つ以上の多官能性モノマーであっても良く、前記官能基の数の異なる複数のモノマーの混合物であっても良い。
前記樹脂が１液性である場合は、混合の手間が不要な分施工がより簡便になるという利点がある。この場合、硬化開始は、熱硬化、湿気硬化、酸素と接触することによる好気硬化、紫外線硬化等が挙げられ、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で、特に制限はない。
前記樹脂が２液性である場合は、２液が混合されなければ反応が進行しないため保存が容易である利点がある。この場合、硬化開始は、２液の混合による硬化開始であっても、熱硬化、湿気硬化、酸素と接触することによる好気硬化、紫外線硬化等であっても良く、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で、特に制限はない。
Monomers of various resins such as epoxy resins, polyurethane resins, acrylic resins, and polyester resins may be low molecular weight or high molecular weight, and have shape stability and many reaction points. It can be selected as appropriate in consideration of the strength improvement caused by this.
The functional group serving as a reaction point in the monomer of the polymerization reaction of the resin can achieve the object of the present invention as long as the polymerization reaction occurs and cures even in one of the monomers, but the presence of two or more in the monomer improves strength. This is preferable. The monomer may be three or more polyfunctional monomers, or may be a mixture of a plurality of monomers having different numbers of functional groups.
When the resin is a one-component resin, there is an advantage that the construction can be simplified because it does not require mixing work. In this case, the curing start includes thermal curing, moisture curing, aerobic curing by contact with oxygen, ultraviolet curing, and the like, and is not particularly limited as long as it does not depart from the gist of the present invention.
When the resin is a two-component resin, there is an advantage that the storage is easy because the reaction does not proceed unless the two components are mixed. In this case, the curing may be initiated by mixing two liquids, or may be thermal curing, moisture curing, aerobic curing by contact with oxygen, ultraviolet curing, or the like, and departs from the spirit of the present invention. There is no particular limitation as long as it is not.
本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物に使用される硬化剤は、常温での硬化が可能であるものであれば酸無水物系やアミン系等、特に制限されないが、作業現場での可使時間や使用環境等を考慮するとアミン系硬化剤が好ましい。
アミン系硬化剤は、例えば、ジエチレントリアミンといった脂肪族ポリアミンやイソホロンジアミンといった脂環式ポリアミン、ジアミノジフェノルスルフォンといった芳香族アミン、およびこれらの変性物が挙げられる。
アミン系硬化剤としては、特に粘度が０．０１〜２０Ｐａ・ｓの範囲にある液状の脂肪族ポリアミンおよびその変性物が、容易な混合と常温での短時間硬化が可能なため、好適に用いることができる。また、硬化剤の配合比について特に制限はないが、主剤となるエポキシ樹脂の当量１００部に対して、硬化剤の割合が２０〜１００部になるようなアミン価を有するものが好ましい。
The curing agent used in the crack growth-inhibiting resin composition of the present invention is not particularly limited as long as it can be cured at room temperature, and is not particularly limited, such as an acid anhydride system or an amine system. In view of the use environment and the like, an amine curing agent is preferable.
Examples of the amine-based curing agent include aliphatic polyamines such as diethylenetriamine, alicyclic polyamines such as isophoronediamine, aromatic amines such as diaminodiphenylsulfone, and modified products thereof.
As the amine curing agent, a liquid aliphatic polyamine having a viscosity in the range of 0.01 to 20 Pa · s and a modified product thereof are particularly suitable because they can be easily mixed and cured at room temperature for a short time. be able to. Moreover, there is no restriction | limiting in particular about the compounding ratio of a hardening | curing agent, However, What has an amine number that the ratio of a hardening | curing agent will be 20-100 parts with respect to 100 parts of equivalent of the epoxy resin used as a main ingredient is preferable.
塗工型で且つ、亀裂進展を抑制するに充分な引張弾性率を得るためには、樹脂組成物への強化充填剤の配合が必須である。本発明者は、常温硬化型の熱硬化樹脂に対して強化充填剤として強化繊維フィラーと非繊維状無機フィラーの併用し、効果的な亀裂進展抑制効果を発現する強化繊維フィラーと非繊維状無機フィラーの配合比率を見出した。これらのフィラーの配合比率は、得られる樹脂組成物の粘度を高めるため、単に配合後の樹脂組成物の強化効果が得られるだけではなく、塗工時のダレ防止などの施工面でのメリットを得ることも可能とする。 In order to obtain a coating mold and a sufficient tensile elastic modulus to suppress crack growth, it is essential to add a reinforcing filler to the resin composition. The inventor of the present invention uses a reinforcing fiber filler and a non-fibrous inorganic filler in combination as a reinforcing filler for a room-temperature curable thermosetting resin, and exhibits an effective crack growth suppressing effect and a non-fibrous inorganic filler. The blending ratio of the filler was found. The blending ratio of these fillers increases the viscosity of the resulting resin composition, so that not only the reinforcing effect of the resin composition after blending can be obtained, but also benefits in terms of construction such as dripping prevention during coating. It is also possible to obtain.
〔強化繊維フィラー〕
本発明に係る強化繊維フィラーとは、繊維長が１ｍｍ以上の短繊維であり、炭素繊維、ガラス繊維、ロックウールファイバー、バサルト繊維、ＳｉＣやアルミナ等のセラミックス繊維等の無機繊維、アラミドやナイロン等のポリマー、セルロース等から構成される有機繊維を単独、もしくは、これらを混合物として用いることができる。前記強化繊維フィラーの中でも炭素繊維及びガラス繊維、アラミド繊維又はこれらの混合物は、製造時のハンドリングの面でより好ましく使用される。
また、本発明に係る強化繊維フィラーとして、引張弾性率の発現性上、３ｍｍ以上の長さを有し、且つ１本あたりの繊維直径が３０μｍ未満の炭素繊維、アラミド繊維のチョップドストランド繊維を用いることがさらに好ましい。なお、本発明に係る強化繊維フィラーを限定するものではないが、前記繊維状フィラー表面はマトリックス材料との親和性を向上させる表面処理、例えばエポキシ系樹脂サイジング等によるサイジング処理やシランカップリング剤等による表面処理が施されたものが好ましい。
[Reinforcing fiber filler]
The reinforcing fiber filler according to the present invention is a short fiber having a fiber length of 1 mm or more, carbon fiber, glass fiber, rock wool fiber, basalt fiber, inorganic fiber such as SiC or alumina ceramic fiber, aramid, nylon, etc. Organic fibers composed of polymers, cellulose, etc. can be used alone or as a mixture thereof. Among the reinforcing fiber fillers, carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, or a mixture thereof is more preferably used in terms of handling during production.
Further, as the reinforcing fiber filler according to the present invention, carbon fibers having a length of 3 mm or more and a fiber diameter of less than 30 μm, and chopped strand fibers of aramid fibers are used in terms of tensile elasticity. More preferably. Although the reinforcing fiber filler according to the present invention is not limited, the surface of the fibrous filler is a surface treatment for improving the affinity with the matrix material, for example, sizing treatment by epoxy resin sizing, silane coupling agent, etc. Those subjected to surface treatment by are preferred.
〔非繊維状無機フィラー〕
本発明に係る非繊維状無機フィラーとは、長径が１ｍｍ未満のミルドファイバーや、棒状もしくは針状フィラー、破砕形状などの無定形フィラー、球状フィラー、平板もしくは鱗片状フィラーであって、例えば、炭素繊維のミルドファイバーやワラストナイト、ピッチコークスや黒鉛、アルミナ、シリカなどの粉砕物、炭酸カルシウム、溶融アルミナ、溶融シリカ、タルク、マイカ、クレー等の天然物や人工物等が例示されるが、非繊維状無機フィラーはこれらに限定されるものではない。
[Non-fibrous inorganic filler]
The non-fibrous inorganic filler according to the present invention is a milled fiber having a major axis of less than 1 mm, a rod-like or needle-like filler, an amorphous filler such as a crushed shape, a spherical filler, a flat plate or a scale-like filler, for example, carbon Examples include milled fibers and wollastonite fibers, pitch coke, pulverized products such as graphite, alumina and silica, natural products such as calcium carbonate, fused alumina, fused silica, talc, mica and clay, and artificial products. The non-fibrous inorganic filler is not limited to these.
非繊維状無機フィラーのなかでも、粒子形状が非球状粒子、例えば針状や鱗片状であるフィラーは亀裂進展抑制樹脂組成物のチクソ性を増加させて垂直部の施工を可能とすることができるために好ましく使用される。特に、平板もしくは鱗片状の無機フィラーは、形状の異方性が強いため、塗布時に塗工面に対してフィラーが平行に配向しやすく、本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物に必要とする引張弾性率等の力学特性を発現しやすいのでより好ましい。前記平板もしくは鱗片状フィラーは、タルクやマイカ、窒化ホウ素、板状アルミナ、板状シリカ等が例示されるが、本発明に係る非球状粒子フィラーとしては、更に好ましくは、鱗片状を有し、それ自身の弾性率も高く、且つ炭素系元素で構成される樹脂組成物との相溶性に優れるピッチコークス粉砕品である。
特に、石炭系タールを原料とする針状結晶性を有するピッチコークス粉砕品は、粉砕粒子の強度や弾性率が高く、且つその組成のほとんどが炭素であるため、他の無機系フィラーの場合と異なり相溶化剤等を用いなくとも強度や弾性率の発現を得ることができ、また粉砕時に容易に鱗片状になるために、本発明に係る非球状粒子フィラーとして最も好ましい非球状粒子フィラーである。
Among non-fibrous inorganic fillers, fillers having a non-spherical particle shape, such as needles or scales, can increase the thixotropy of the crack growth-inhibiting resin composition and enable the vertical portion to be constructed. Are preferably used. In particular, since the flat or scale-like inorganic filler has strong shape anisotropy, the filler tends to be oriented parallel to the coated surface during application, and the tensile elasticity required for the crack growth-inhibiting resin composition of the present invention. It is more preferable because mechanical characteristics such as rate are easily expressed. Examples of the flat plate or scale filler include talc, mica, boron nitride, plate-like alumina, plate-like silica, etc., but the non-spherical particle filler according to the present invention more preferably has a scale-like shape, This is a pitch coke pulverized product having a high elastic modulus and excellent compatibility with a resin composition composed of a carbon-based element.
In particular, pitch coke pulverized products with needle-like crystallinity made from coal-based tar have high strength and elastic modulus of the pulverized particles, and most of the composition is carbon. It is the most preferable non-spherical particle filler as the non-spherical particle filler according to the present invention because it can obtain the expression of strength and elastic modulus without using a compatibilizer etc. .
本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物に含有させて用いる非球状粒子フィラーの平均粒子径に関して特に制限はないが、平均粒子径が１〜８０μｍの範囲であると良い。好ましくは、１〜５０μｍ、より好ましくは、１〜３０μｍで、より更に好ましくは、平均粒子径５〜２０μｍである。
平均粒子径が１μｍより小さな非球状フィラーは熱硬化型樹脂混合物との混合時に著しく粘度を高めてしまうため、塗工が困難となり好ましくない。また、平均粒子径が８０μｍより大きな非球状フィラーは熱硬化型樹脂混合物の強度が得られず、好ましくない。
なお、本発明における非球状粒子フィラーの平均粒径とは、レーザー回折・散乱式の粒子径分布測定装置によって測定された非球状粒子フィラーのメジアン径（Ｄ５０）である。
Although there is no restriction | limiting in particular regarding the average particle diameter of the non-spherical particle | grain filler used by making it contain in the crack progress inhibitory resin composition of this invention, It is good in an average particle diameter being the range of 1-80 micrometers. The average particle diameter is preferably 1 to 50 μm, more preferably 1 to 30 μm, and still more preferably 5 to 20 μm.
A non-spherical filler having an average particle size of less than 1 μm is not preferable because it significantly increases the viscosity when mixed with the thermosetting resin mixture, and thus makes coating difficult. Further, a non-spherical filler having an average particle size of more than 80 μm is not preferable because the strength of the thermosetting resin mixture cannot be obtained.
In addition, the average particle diameter of the non-spherical particle filler in the present invention is the median diameter (D50) of the non-spherical particle filler measured by a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus.
〔フィラー配合量〕
本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物には、非球状粒子フィラーと繊維状フィラーが合計が、全組成物中１５〜６５質量％のフィラーが配合されている。好ましくは、３０〜６０質量％配合すると良い。フィラーの配合量が１５質量％よりも少なくなると、補強効果を得るための引張弾性率が得られず、逆に、配合量が６５質量％よりも多くなると、樹脂組成物内に発生する空隙が多くなるため、亀裂進展抑制樹脂組成物自身の強度の低下が生じてしまう。
[Filler blending amount]
In the crack growth inhibiting resin composition of the present invention, the total amount of non-spherical particle filler and fibrous filler is blended with 15 to 65% by mass of filler in the total composition. Preferably, 30-60 mass% is mix | blended. When the blending amount of the filler is less than 15% by mass, a tensile elastic modulus for obtaining a reinforcing effect cannot be obtained. Conversely, when the blending amount is more than 65% by mass, voids generated in the resin composition are generated. Therefore, the strength of the crack growth inhibiting resin composition itself is reduced.
また、本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物は、常温硬化型の熱硬化性樹脂に配合される繊維状フィラーと非球状粒子フィラーの配合比を、下式（Ｉ）で１〜１０、より好ましくは２〜８となるようにする。配合比が１未満であると、補強効果を得るために十分な引張弾性率が得られず、１０を超えると補強効果を得るために十分な引張弾性率だけでなく、引張強度も得られなくなってしまう。
非球状粒子フィラーの配合量／繊維状フィラーの配合量・・・式（Ｉ）
Moreover, the crack growth-inhibiting resin composition of the present invention preferably has a blending ratio of the fibrous filler and non-spherical particle filler blended in the room temperature curable thermosetting resin in the following formula (I), 1 to 10. Is 2-8. If the blending ratio is less than 1, sufficient tensile elastic modulus cannot be obtained to obtain a reinforcing effect, and if it exceeds 10, not only tensile elastic modulus sufficient to obtain a reinforcing effect but also tensile strength cannot be obtained. End up.
Blending amount of non-spherical particle filler / blending amount of fibrous filler: Formula (I)
本発明では、熱硬化性樹脂と繊維状フィラー及び／又は非球状粒子フィラーとの配合比は、熱硬化性樹脂１００部に対して、繊維状フィラーが３〜３０重量部、非球状粒子フィラーが１０〜１２０重量部であることが好ましく、より好ましくは、繊維状フィラーが５〜２０重量部、非球状粒子フィラーが２０〜１００重量部であることが好ましい。
繊維状フィラー及び非球状粒子フィラーの配合量が本発明の範囲内であれば施工上の問題や得られる弾性率や強度等の力学物性には問題は生じないが、前記配合比率に設計することより亀裂進展抑制効果を高めることが可能となる。
In the present invention, the mixing ratio of the thermosetting resin to the fibrous filler and / or the non-spherical particle filler is 3 to 30 parts by weight of the fibrous filler and 100% of the non-spherical particle filler to 100 parts of the thermosetting resin. The amount is preferably 10 to 120 parts by weight, and more preferably 5 to 20 parts by weight of the fibrous filler and 20 to 100 parts by weight of the non-spherical particle filler.
If the blending amount of the fibrous filler and the non-spherical particle filler is within the range of the present invention, there will be no problem in construction and mechanical properties such as the obtained elastic modulus and strength, but the blending ratio should be designed. It becomes possible to increase the crack growth suppressing effect.
〔亀裂進展抑制樹脂組成物の実施態様〕
本発明に係る実施形態のうちの一つとして、チョップド型の繊維状フィラーと非球状粒子フィラーを、常温硬化できる熱硬化性樹脂に混合することによって、接着剤等を用いることなく、現場で簡単に垂直部への塗工を可能とし、且つ構造物に発生した亀裂の進展を抑制する引張弾性率を発現できる亀裂進展抑制樹脂組成物を実現した。
以下、その実施形態について具体的に説明する。
[Embodiment of crack growth inhibiting resin composition]
As one of the embodiments according to the present invention, by mixing a chopped type fibrous filler and a non-spherical particle filler into a thermosetting resin that can be cured at room temperature, it is easy on-site without using an adhesive or the like. In addition, the present invention has realized a crack growth-inhibiting resin composition that can be applied to a vertical portion and can exhibit a tensile elastic modulus that suppresses the growth of cracks generated in a structure.
The embodiment will be specifically described below.
また、本発明では亀裂進展抑制樹脂組成物の力学物性を損なわない範囲内で、マトリックス樹脂に用いる熱硬化性樹脂以外の熱硬化性樹脂や無機フィラー、有機フィラーの併用混合、粘度調整のための反応性希釈剤、フィラーの沈降を抑制するための揺変剤、分散性や接着性向上のためのシランカップリング剤、紫外線防止剤、熱劣化防止剤、酸化防止剤、流動調整剤、染料や顔料等の色材等の添加剤を併用混合しても良い。特に、補強物が鋼構造物である場合、密着性向上のためにシランカップリング剤を添加すると良い。用いるシランカップリング剤に、特に制限はないが、密着性向上更には組成物の貯蔵安定性の観点からグリシジル基を含有するものが好ましい Further, in the present invention, the thermosetting resin other than the thermosetting resin used for the matrix resin, the inorganic filler, the combined use of the organic filler, and the viscosity adjustment, as long as the mechanical properties of the crack growth inhibiting resin composition are not impaired. Reactive diluents, thixotropic agents for suppressing sedimentation of fillers, silane coupling agents for improving dispersibility and adhesion, UV inhibitors, thermal degradation inhibitors, antioxidants, flow regulators, dyes, etc. Additives such as pigments and other colorants may be used in combination. In particular, when the reinforcement is a steel structure, a silane coupling agent may be added to improve adhesion. Although there is no restriction | limiting in particular in the silane coupling agent to be used, What contains a glycidyl group from a viewpoint of the adhesive stability improvement and the storage stability of a composition is preferable.
本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物は、樹脂モノマーと硬化剤があらかじめ配合されている１液型の樹脂組成物でも良いが、熱硬化性樹脂（主剤）と硬化剤が別々に提供され、作業者が作業直前に両者を混合する二液型の樹脂組成物であることが好ましい。二液型とすることによって、反応性の高い硬化剤を用いることができ、現場での短時間の施工が可能となる他、主剤と硬化剤を別々に保管するため、保管条件に特に制限なく長期保管でき、必要に応じて速やかに施工を行うことができる。
〔密着改善剤〕
密着改善剤は、強化充填材とマトリックス樹脂や、樹脂組成物と塗工面との界面における接着性を向上させるためのものであって、ポリマーカップリング剤（例えばＢＹＫ社製、ＢＹＫ−４５１０等）やシランカップリング剤等が挙げられる。本発明においては取り扱いの容易さなど面からシランカップリング剤が密着改善剤として好ましく、グリシジルシラン系やイミダゾールシラン系のシランカップリング剤の接着力向上効果が大きいことからこれらの使用がより好ましい。
なお、密着改善剤としてシランカップリング剤を添加する場合、その添加量は本発明のエポキシ樹脂組成物１００重量部に対して０．１〜５．０重量部、好ましくは０．３〜２．０重量部が適する。シランカップリング剤の添加量を上記範囲内とすることにより、本発明のエポキシ樹脂組成物の粘度を必要以上に低下させることなく強化充填材や被塗工面との接着力を向上させることができる。
密着改善剤は、上記シランカップリング剤だけでなく、接着強度を改善し、亀裂進展抑制樹脂組成物の硬化後の物性を阻害しないものであれば、特に制限はない。
密着改善剤は、例えば、プライマーとして塗布された時に、接着強度を向上する成分を含む剤が挙げられる。密着改善剤が亀裂進展抑制樹脂組成物中に含有されることで、接着面にも密着改善剤が存在することになり、接着強度が改善され得る。
好ましくは、鋼材の表面の金属原子又は金属酸化物と相互作用し、金属表面に配位するものが好ましい。具体的には、トリアジン系化合物、イミダゾール系化合物等が挙げられる。
The crack growth-inhibiting resin composition of the present invention may be a one-component resin composition in which a resin monomer and a curing agent are blended in advance, but a thermosetting resin (main agent) and a curing agent are provided separately, and work It is preferable that it is a two-component resin composition in which a person mixes both immediately before work. By using a two-component type, it is possible to use a highly reactive curing agent, enabling on-site construction in a short time, and storing the main agent and the curing agent separately, so there are no particular restrictions on storage conditions It can be stored for a long time, and can be quickly constructed as needed.
[Adhesion improver]
The adhesion improving agent is for improving the adhesion at the interface between the reinforcing filler and the matrix resin, or the resin composition and the coating surface, and is a polymer coupling agent (for example, BYK-4510, manufactured by BYK). And silane coupling agents. In the present invention, a silane coupling agent is preferable as an adhesion improving agent from the viewpoint of ease of handling, and the use of these is more preferable because the effect of improving the adhesive strength of a glycidylsilane-based or imidazolesilane-based silane coupling agent is large.
In addition, when adding a silane coupling agent as a contact | adherence improving agent, the addition amount is 0.1-5.0 weight part with respect to 100 weight part of epoxy resin compositions of this invention, Preferably 0.3-2. 0 parts by weight is suitable. By making the addition amount of the silane coupling agent within the above range, it is possible to improve the adhesive force with the reinforcing filler and the coated surface without unnecessarily reducing the viscosity of the epoxy resin composition of the present invention. .
The adhesion improving agent is not particularly limited as long as it improves not only the silane coupling agent but also the adhesive strength and does not hinder the physical properties after curing of the crack growth inhibiting resin composition.
Examples of the adhesion improving agent include an agent containing a component that improves adhesive strength when applied as a primer. When the adhesion improving agent is contained in the crack propagation inhibiting resin composition, the adhesion improving agent is also present on the adhesion surface, and the adhesive strength can be improved.
Preferably, those that interact with metal atoms or metal oxides on the surface of the steel and coordinate to the metal surface are preferred. Specific examples include triazine compounds and imidazole compounds.
〔製造方法〕
本発明を限定するものではないが、本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物の製造においては、一般のヘリカルミキサーやヘンシェルミキサー、ダルトン型ミキサー、遠心分離ミキサー等の混合機を使用することが好ましい。これらの混合において減圧すると、混合物に内包される気泡が除去できるため、より好ましい。
〔Production method〕
Although the present invention is not limited, it is preferable to use a mixer such as a general helical mixer, Henschel mixer, Dalton mixer, and centrifugal mixer in the production of the crack growth inhibiting resin composition of the present invention. It is more preferable to reduce the pressure in these mixings because the bubbles included in the mixture can be removed.
また、本発明を限定するものではないが、本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物は、野外の施工現場での塗工作業性の簡便さより、樹脂と硬化剤は塗工作業直前に混合することが好ましい。例えば、本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物は、主剤樹脂ワニス又は硬化剤へ繊維状又は／及び粒子状フィラーを事前に混合した混合物を準備し、塗工作業直前にその混合物に必要量の主剤樹脂ワニス又は硬化剤を添加混合して用いることが好ましい。なお、その際、事前に準備する混合物は、主剤と繊維状フィラーと粒子状フィラーを混合したものでもよく、どちらか一方を混合し、且つ用いる硬化剤にもう一方のフィラーを混合したものを準備する方法でもよい。より好ましくは、主剤／硬化剤双方に非球状フィラーを混合しておき、両者を施工現場で混合した後、繊維状フィラーを添加／混合し、使用する方法を用いることで、混練時の繊維状フィラーの欠損を最小限に塗止めることが出来、本組成物の期待効果を高めることが出来る。 In addition, although the present invention is not limited, the resin composition and the curing agent should be mixed immediately before the coating work because of the ease of the coating workability in the outdoor construction site. Is preferred. For example, the crack growth inhibiting resin composition of the present invention is prepared by preparing a mixture in which a fibrous or / and particulate filler is mixed in advance with a main resin varnish or a curing agent, and a necessary amount of the main agent is added to the mixture immediately before the coating operation. It is preferable to add and mix a resin varnish or a curing agent. At that time, the mixture prepared in advance may be a mixture of the main agent, fibrous filler and particulate filler, prepared by mixing one of them and mixing the other filler with the curing agent to be used. It is also possible to do it. More preferably, the non-spherical filler is mixed in both the main agent / curing agent, both are mixed at the construction site, and then the fibrous filler is added / mixed, and the method used is used to obtain the fibrous state at the time of kneading. Filler defects can be minimized and the expected effect of the composition can be enhanced.
施工時の簡便性を考えれば、２液の混合にはハンディータイプのミキサーを用いるほか、手作業で混合する方法が適するが、このとき、２液のうちの主剤の粘度が５〜５０００、硬化剤の粘度が０．２〜２００Ｐａ・ｓの範囲にあり、両者の粘度比（粘度（主剤）／粘度（硬化剤））が１〜５００であることが適しており、さらに主剤が２０〜５００、硬化剤が０．５〜５０、両者の粘度比が２０〜２００であることが好ましい。このように、２液の粘度が所定範囲内であることによって、施工現場で実際に混合操作を行っても配合むらが生じにくく、かつ施工後には充分な亀裂進展抑制効果を発揮する樹脂組成物を得ることができる。 Considering the convenience during construction, in addition to using a handy type mixer for mixing the two liquids, a manual mixing method is suitable, but at this time, the viscosity of the main component of the two liquids is 5 to 5000, and curing is performed. It is suitable that the viscosity of the agent is in the range of 0.2 to 200 Pa · s, the viscosity ratio (viscosity (main agent) / viscosity (curing agent)) of the two is 1 to 500, and the main agent is 20 to 500. The curing agent is preferably 0.5 to 50, and the viscosity ratio between the two is preferably 20 to 200. Thus, since the viscosity of the two liquids is within a predetermined range, even if the mixing operation is actually performed at the construction site, uneven blending hardly occurs, and after the construction, a resin composition that exhibits a sufficient crack growth suppressing effect Can be obtained.
施工現場での主剤／硬化剤の混合方法については特に制限するものではないが、ドラム缶装着型の混合機や、ハンディタイプの混合機で混合する方法が、簡便で、施工時の作業負担が少ないという観点から好ましい。ドラム缶装着型の混合機の例としては、清健製マゼール等が、ハンディタイプの混合機の例としては、ハンディタイプの大塚刷毛製マザール等が挙げられる。ただし、繊維状フィラーを配合以降の混合操作は、混合機を使用せず手作業で行うことが望ましい。 The mixing method of the main agent / curing agent at the construction site is not particularly limited, but the method of mixing with a drum can-mounted mixer or handy-type mixer is simple and reduces the work load during construction. It is preferable from the viewpoint. An example of a drum can type mixer is Seike's mazel, and an example of a handy type mixer is a handy type Otsuka brush mazar. However, the mixing operation after blending the fibrous filler is preferably performed manually without using a mixer.
本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物を限定するものではないが、主剤樹脂ワニスと硬化剤を混合した混合物については、粘度が２５℃で１０〜１０００Ｐａ・ｓであり、より好ましくは、粘度が２５℃で４０〜４００Ｐａ・ｓであることが、壁や天井等での塗工を簡便なものにするために好ましい。このため、塗工時の垂れ防止やハンドリング性の点で、混合直後の粘度が２５℃で８０〜４００Ｐａ・ｓであることが好ましく、１２０〜４００Ｐａ・ｓであることがより好ましく、２００〜４００Ｐａ・ｓであることが更にさらに好ましい。
また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、前記混合物は、１０００Ｐａ・ｓよりも高粘度で、流動性を有さず粘度が測定できないものであっても良い。
本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物は、熱硬化性樹脂及びフィラーを含有する樹脂組成物であるという性質上、チキソトロピー性（揺変性）を有する場合がある。
本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物を限定するものではないが、建築補修用エポキシ樹脂樹脂の規格ＪＩＳ Ａ ６０２４：２００８における中粘度形のチキソトロピー性（揺変性）のチキソトロピックインデックスが、５±１となっていることから、本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物は、同規格における測定において、４以上、好ましくは５以上のチキソトロピックインデックスを示すものであっても良い。チキソトロピックインデックスが前記範囲であることで、本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物は、塗工時に塗布した前記樹脂組成物が型崩れしにくく、塗工・成形が容易になる。
また、本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物の硬化時間は施工作業上、１０分〜５時間程度であることが好ましく、３０分〜３時間程度であることがより好ましい。また、良好な硬化状態の容易な確認方法として、主剤樹脂ワニスと硬化剤を混合した直後の混合物を水平面に対して２０ｍｍの厚さに塗工した後、２時間後の厚さの変化が２ｍｍ以内で硬化していることが好ましい。
Although it does not limit the crack progress inhibitory resin composition of this invention, about the mixture which mixed the main ingredient resin varnish and the hardening | curing agent, a viscosity is 10-1000 Pa.s at 25 degreeC, More preferably, a viscosity is 25 It is preferable to be 40 to 400 Pa · s at 0 ° C. in order to simplify the coating on the wall or ceiling. For this reason, it is preferable that the viscosity immediately after mixing is 80 to 400 Pa · s at 25 ° C., more preferably 120 to 400 Pa · s, more preferably 200 to 400 Pa in terms of prevention of sagging during coating and handling. -It is still more preferable that it is s.
In addition, the mixture may have a viscosity higher than 1000 Pa · s, no fluidity, and a viscosity that cannot be measured without departing from the spirit of the present invention.
The crack growth inhibiting resin composition of the present invention may have thixotropic properties (thixotropic properties) due to the property of being a resin composition containing a thermosetting resin and a filler.
Although it does not limit the crack progress inhibiting resin composition of the present invention, the thixotropic index of thixotropic property (thixotropic property) of medium viscosity type in the standard JIS A 6024: 2008 of the epoxy resin resin for building repair is 5 ± 1. Therefore, the crack growth inhibiting resin composition of the present invention may exhibit a thixotropic index of 4 or more, preferably 5 or more in the measurement according to the same standard. When the thixotropic index is within the above range, the resin composition applied at the time of coating of the crack growth-inhibiting resin composition of the present invention is not easily deformed, and coating and molding are easy.
In addition, the curing time of the crack growth inhibiting resin composition of the present invention is preferably about 10 minutes to 5 hours, and more preferably about 30 minutes to 3 hours in terms of construction work. In addition, as an easy confirmation method of a good cured state, after coating the mixture immediately after mixing the main resin varnish and the curing agent to a thickness of 20 mm with respect to the horizontal plane, the change in thickness after 2 hours is 2 mm. It is preferable that the resin is cured within the range.
本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物を限定するものではないが、本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物は、例えば一般構造材圧延鋼材ＳＳ４００との接着性を示す引張せん断強度が１ＭＰａ以上であることが好ましい。これ未満の引張せん断強度であっても特に著しい支障を生ずるものではないが、塗工後のはく離が生じ難い方が長期耐久性などの面で優れる場合がある。
〔塗工方法〕
本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物の塗工方法は、粘度が２５℃で１０〜１００００Ｐａ・ｓである材料を塗布することができる方法であれば特に制限はなく、一般に用いられている方法を用いることができる。
本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物は、構造物の亀裂箇所に、亀裂を覆うか、又は、亀裂を横断して塗布され、硬化することにより、亀裂進展抑制効果を生じる。
塗布する厚さは、塗工が可能であり、硬化後に十分な強度が保たれる限りにおいて、特に制限がない。本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物を、構造物の亀裂箇所に１ｍｍ以上、好ましくは２０ｍｍ以上の厚さで塗布することにより、構造物の亀裂進展を抑制する効果が高いものとなる。
また、本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物を塗布する厚さを構造物の素材に応じて変化させ、硬化後の樹脂組成物の断面積及び形状、接着面の面積を変化させることにより、異なる形状・種類の素材の亀裂進展抑制を行うことができる。
本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物は、亀裂を有する構造物の素材の表面において、亀裂の全部若しくは一部を覆って厚さ１ｍｍ以上で硬化するように塗工される。このように塗工されることにより、本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物は、亀裂が進展する力に抗するための応力を生じることができ、亀裂進展抑制効果を生じる。
硬化方法は、常温硬化が可能であるが、必要に応じて加熱する等、一般的に用いられる方法を用いることができる。
Although the crack growth suppressing resin composition of the present invention is not limited, the crack growth suppressing resin composition of the present invention has, for example, a tensile shear strength of 1 MPa or more indicating adhesion to the general structural material rolled steel SS400. Is preferred. Even if the tensile shear strength is less than this, there is no particular hindrance. However, it is sometimes better in terms of long-term durability if peeling after coating is less likely to occur.
[Coating method]
The method for applying the crack growth inhibiting resin composition of the present invention is not particularly limited as long as it is a method capable of applying a material having a viscosity of 10 to 10,000 Pa · s at 25 ° C., and a generally used method. Can be used.
The crack growth-inhibiting resin composition of the present invention produces a crack growth-inhibiting effect by covering a crack at a crack location of a structure or by applying and curing across the crack.
The thickness to be applied is not particularly limited as long as coating is possible and sufficient strength is maintained after curing. By applying the crack growth inhibiting resin composition of the present invention to a cracked portion of the structure with a thickness of 1 mm or more, preferably 20 mm or more, the effect of suppressing the crack propagation of the structure is high.
In addition, the thickness of the crack propagation suppressing resin composition of the present invention is changed according to the material of the structure, and the cross-sectional area and shape of the cured resin composition are changed by changing the area of the adhesive surface. It is possible to suppress crack growth of materials of shape and type.
The crack growth-inhibiting resin composition of the present invention is applied on the surface of the structure material having cracks so as to cover all or part of the cracks and to be cured with a thickness of 1 mm or more. By being coated in this manner, the crack growth suppressing resin composition of the present invention can generate stress for resisting the force of crack growth, and has a crack growth suppressing effect.
As the curing method, room temperature curing is possible, but a generally used method such as heating as necessary can be used.
なお、補修材の塗布に際しては密着性を向上させるために別途プライマーを使用してもよい。プライマーの種類は補修を行う鋼構造体の材質や補修材の樹脂種に応じて適宜選択されるが、例えばエポキシ樹脂系や、シランカップリング剤系のプライマーが好ましく挙げられる。 In addition, when applying the repair material, a primer may be used separately in order to improve adhesion. The type of primer is appropriately selected according to the material of the steel structure to be repaired and the resin type of the repair material. For example, an epoxy resin-based primer or a silane coupling agent-based primer is preferable.
以下、本発明の実施例に係る亀裂進展抑制樹脂組成物について実施例と比較例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例において、特にことわりのない限り各種測定、評価は下記によるものである。 Hereinafter, although the crack progress suppression resin composition which concerns on the Example of this invention is demonstrated concretely by an Example and a comparative example, this invention is not limited at all by these Examples. In the following examples, various measurements and evaluations are as follows unless otherwise specified.
機械物性（引張曲げ、引張弾性率）の測定
本発明の実施例に係る亀裂進展抑制樹脂組成物の引張曲げ強度及び引張弾性率の測定は、ＪＩＳ Ｋ ７１６２／１Ｂ プラスチック引張特性の試験方法に準じて行った。
Measurement of Mechanical Properties (Tensile Bending, Tensile Elastic Modulus) The measurement of the tensile bending strength and the tensile elastic modulus of the crack propagation inhibiting resin composition according to the example of the present invention is in accordance with the test method of JIS K 7162 / 1B plastic tensile property. I went.
せん断接着強度の測定
本発明の実施例に係る亀裂進展抑制樹脂組成物と一般構造用圧延用鋼材ＳＳ４００との引張せん断強度による接着強度の評価測定は、ＪＩＳ Ｋ ６８５０ 接着剤−剛性被着材の引張せん断接着強さ試験方法に準じて行った。
Measurement of Shear Bond Strength Evaluation and measurement of bond strength by tensile shear strength between the crack growth inhibiting resin composition according to the embodiment of the present invention and the general structural rolling steel SS400 is performed using JIS K 6850 adhesive-rigid substrate. The tensile shear bond strength test method was performed.
亀裂進展抑制効果の評価
中心部に、長さｌｍｍの亀裂が生じた、巾Ｌｍｍ、長さＨｍｍ、厚みｔｍｍのＳＳ４００鋼材に対して、巾Ｌｍｍ、長さ２×ｈｍｍ、厚み２×ｔｍｍの補強塗工を行った塗工修復モデルを作製し（図１）、各材料の引張強度及び引張弾性率、せん断強度の実測値を用いてシミュレーション及び測定を行い、下記条件１〜条件３を満たすものを、亀裂進展抑制効果を有するものとした。下記条件１〜条件３を満たすものであれば、実用上、鋼構造物に発生した亀裂の進展を抑制することができる。
（条件１）
下記参考文献１及び２を参考に、式１の算出値が０．５〜３の範囲に収まる。
（式１）
［（Ｌ−ｌ）×ＳＳ４００の引張弾性率×ｔ］
／［Ｌ×塗工材料の引張弾性率×２ｔ］
（条件２）
変形歪み０．１％時の塗工材料に発生する内部応力（＝「引張弾性率」×０．００１）
が塗工材料の引張強度以下である。
（条件３）
塗工材料と鋼材の界面の接着強度が、変形歪み０．１％時の塗工材料に発生する内部応力（＝「引張弾性率」×０．００１）以上である。
参考文献１ "Ｂｏｎｄｅｄ ｒｅｐａｉｒ ｏｆ ａｉｒｃｒａｆｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ"， ｅｄｉｔｅｄ ｂｙ Ａ．Ａ． Ｂａｋｅｒ ａｎｄ Ｒ． Ｊｏｎｅｓ
（Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｍｅｃｈａｎｉｃｓ， ７） Ｍ． Ｎｉｊｈｏｆｆ ， Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｏｒｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ａｎｄ Ｃａｎａｄａ， Ｋｌｕｗｅｒ Ａｃａｄｅｍｉｃ， １９８８
参考文献２ Ｍ．Ｓａｔｏ ｅｔ ａｌ．， Ａｄｖ． Ｃｏｍｐ． Ｍａｔｅｒ．， Ｖｏｌ．１１， Ｎｏ．１， ｐ５１−５９（２００２）．
Evaluation of crack growth suppression effect Reinforcement of width Lmm, length 2 × hmm, thickness 2 × tmm against SS400 steel with width Lmm, length Hmm, and thickness tmm, with a crack of 1 mm length in the center. A coated restoration model is prepared (Fig. 1), and simulation and measurement are performed using the actual measured values of tensile strength, tensile modulus, and shear strength of each material, and satisfy the following conditions 1 to 3 Has an effect of suppressing crack growth. If the following conditions 1 to 3 are satisfied, the progress of cracks generated in the steel structure can be practically suppressed.
(Condition 1)
With reference to the following references 1 and 2, the calculated value of Equation 1 falls within the range of 0.5-3.
(Formula 1)
[(L-l) × tensile elastic modulus of SS400 × t]
/ [L × tensile modulus of coating material × 2t]
(Condition 2)
Internal stress generated in the coating material when the deformation strain is 0.1% (= “tensile modulus” × 0.001)
Is below the tensile strength of the coating material.
(Condition 3)
The adhesive strength at the interface between the coating material and the steel material is not less than the internal stress (= “tensile modulus” × 0.001) generated in the coating material when the deformation strain is 0.1%.
Reference 1 "Bonded repair of air structures", edited by A.M. A. Baker and R.K. Jones
(Engineering application of fracture machinery, 7) Nijhoff, Distributors for the United States and Canada, Kluwer Academic, 1988
Reference 2 Sato et al. , Adv. Comp. Mater. , Vol. 11, no. 1, p51-59 (2002).
塗工後塗工物の実施工性の評価
垂直に立てかけたＳＳ４００製の鋼材板の中心に亀裂進展抑制樹脂組成物を塗工し、２４時間後の塗工物の下方向へのダレ量を実際に測定することにより評価を行った。
補強塗工の長さの基準となるｈは、例えば１００ｍｍのものを用いて測定を行った。
Evaluation of the workability of the coated product after coating The crack growth-inhibiting resin composition is applied to the center of the steel plate made of SS400 that is vertically leaned, and the amount of sag in the downward direction of the coated material after 24 hours Evaluation was performed by actually measuring.
H, which is a reference for the length of the reinforcing coating, was measured using, for example, 100 mm.
非球状粒子フィラーの粒子径測定
本発明に係る非球状粒子フィラーの粒子径は、レーザー回折式粒子径分布測定計（マイクロトラックＭＴ３３００ＥＸ 日機装社製）により体積基準粒子径の測定を行い、メジアン径（Ｄ５０）を平均粒子径として求めた。
Measurement of particle size of non-spherical particle filler The particle size of the non-spherical particle filler according to the present invention is measured by measuring the volume-based particle size with a laser diffraction particle size distribution meter (Microtrack MT3300EX manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). D50) was determined as the average particle size.
［実施例１〜４、比較例１〜２］
繊維状強化充填剤以外の各原料を表１に記載の重量部量り、（株）シンキー製自転公転ミキサー、あわとり練太郎 ＡＲＶ−３１０を用いて混合し、そこに繊維状強化充填剤を添加し、手作業で混合することで実施例１〜４、比較例１〜２の組成物を得た。本組成物を用い、各種物性評価を行った。その評価結果及び硬化物組成を表１に示す。
[Examples 1-4, Comparative Examples 1-2]
Each raw material other than the fibrous reinforcing filler is weighed in parts by weight as shown in Table 1, and is mixed using Shinky's rotation and revolution mixer, Aritori Kentaro ARV-310, and the fibrous reinforcing filler is added thereto. And the composition of Examples 1-4 and Comparative Examples 1-2 was obtained by mixing manually. Various physical property evaluations were performed using this composition. The evaluation results and the cured product composition are shown in Table 1.
［引張試験］
引張試験用の試験片は、亀裂進展抑制樹脂組成物をトレーの上で平板上に伸ばして、そのまま常温下で１週間放置して硬化した平板から切削加工にて作製しており、残留応力等の影響を排除して物性試験を行うべく、硬化した平板をそのままの２５℃の条件下で約一晩放置して平準化を行った。
[Tensile test]
The test piece for the tensile test is prepared by cutting a crack propagation inhibiting resin composition on a flat plate on a tray and leaving it to stand at room temperature for one week as it is. In order to eliminate the influence of the above and to conduct a physical property test, the cured flat plate was allowed to stand for about one night under the condition of 25 ° C. and leveled.
［せん断接着強度］
せん断接着強度測定試験片は、亀裂進展抑制樹脂組成物を厚さ０．７５ｍｍで５０ｍｍの長さで塗工した一般構造用圧延鋼材ＳＳ４００（幅３２ｍｍ×長さ１００ｍｍ×厚さ３ｍｍ）を２枚重ねとすることにより接着し、引張試験用の平板同様にそのまま２５℃の条件下で１週間放置することにより試験片を作製した。
[Shear bond strength]
Two pieces of rolled steel SS400 (width 32 mm × length 100 mm × thickness 3 mm) for general structure coated with a crack growth-inhibiting resin composition with a thickness of 0.75 mm and a length of 50 mm were used as the shear bond strength measurement test pieces. The specimens were bonded by stacking and left as they were at 25 ° C. for one week in the same manner as a tensile test flat plate to prepare a test piece.
［亀裂進展抑制効果］
亀裂進展抑制効果については、硬化後の樹脂組成物が、引張強度が、３０ＭＰａ以上、引張弾性率が、５ＧＰａ以上、せん断接着強度が、１ＭＰａ以上を全て満たす場合を亀裂進展抑制効果：有（○）、これらの何れかの値が満たないものを、亀裂進展抑制効果：無（×）とした。
[Crack growth suppression effect]
Regarding the crack growth inhibiting effect, the cured resin composition has a crack growth inhibiting effect when the tensile strength is 30 MPa or more, the tensile modulus is 5 GPa or more, and the shear bond strength is 1 MPa or more. ), Those not satisfying any of these values were regarded as crack growth inhibiting effects: none (x).
［施工性］
施工性については、亀裂進展抑制樹脂組成物を巾１０ｍｍ、長さ５００ｍｍのＳＳ４００製鋼材片の中央部に上下長さ方向１００ｍｍ、塗工厚み２０ｍｍの仕様にて塗工し、塗工後２４時間経過時の塗工物のダレ量が２０ｍｍ以内であれば○、２０ｍｍ以上で×とした。
[Workability]
As for workability, the crack growth-inhibiting resin composition was applied to the center part of a SS400 steel piece having a width of 10 mm and a length of 500 mm according to the specifications of a vertical length direction of 100 mm and a coating thickness of 20 mm, and 24 hours after coating. When the sagging amount of the coated product at the time was within 20 mm, it was evaluated as “good”, and when it was 20 mm or more, it was evaluated as “x”.
＊２ ＦＸＤ８２１Ｆ 脂肪族ポリアミン系硬化剤（Ｔ＆Ｋ ＴＯＫＡ製）
＊３ Ａ１８７ ｇ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（モメンティブ製）
＊４ ＰＣ粉Ａ 粉砕ピッチコークス、平均粒径（Ｄ５０） 約２０μｍ
＊５ Ｋ１ 微粉タルク（平均粒径約８μｍ、日本タルク製、ミクロエースＫ１）
＊６ ＲＤ−２０ 粉砕シリカ（平均粒径約６μｍ、龍森製、ヒューズレックスＲＤ−２０）
＊７ ＸＮ−８０Ｃ−０６Ｓ ６ｍｍチョップド炭素繊維（日本グラファイトファイバー製）
* 2 FXD821F Aliphatic polyamine curing agent (manufactured by T & K TOKA)
* 3 A187 g-Glycidoxypropyltrimethoxysilane (Momentive)
* 4 PC powder A ground pitch coke, average particle size (D50) approx. 20μm
* 5 K1 fine powder talc (average particle size of about 8 μm, manufactured by Nippon Talc, Microace K1)
* 6 RD-20 ground silica (average particle size of about 6μm, manufactured by Tatsumori, Furex RD-20)
* 7 XN-80C-06S 6mm chopped carbon fiber (manufactured by Nippon Graphite Fiber)
表１の結果より、本発明の亀裂進展抑制樹脂組成物は実施工性が良好であり、比較例の組成物に比べ、引張強度及び引張弾性率共に実施例の樹脂組成物に比べ大きい値となり、亀裂進展抑制効果が得られている。一方、比較例の樹脂組成物では塗工物の実施工性に何らかの問題があるうえに亀裂進展抑制効果も得られていない。これより、本発明の効果は明瞭である。 From the results shown in Table 1, the crack growth-inhibiting resin composition of the present invention has good workability, and both the tensile strength and the tensile elastic modulus are larger than those of the resin compositions of the examples compared to the compositions of the comparative examples. In addition, the effect of suppressing crack growth is obtained. On the other hand, in the resin composition of the comparative example, there are some problems in the workability of the coated material, and the effect of suppressing crack propagation is not obtained. Thus, the effect of the present invention is clear.
本発明は、建築構造物、屋内構造物等の補修、造形等の建築・建設分野で用いることができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in the field of building / construction such as repair of building structures, indoor structures, and modeling.
Claims (7)
非球状粒子フィラーの配合量／繊維状フィラーの配合量＝１〜１０ ・・・式（Ｉ） A structure containing a resin composition having room temperature curing properties and a reinforcing filler, wherein the reinforcing filler contains 15 to 65% by mass of a non-spherical particle filler and a reinforcing fiber filler in the total composition at a compounding ratio of formula I A resin composition characterized in that the steel structure is repaired by being applied to a cracked portion and cured.
Blending amount of non-spherical particle filler / blending amount of fibrous filler = 1 to 10 Formula (I)
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