JP7153995B1 - 塗布剤の塗布方法、繊維シート、及び繊維シートの施工方法 - Google Patents
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- E04G23/02—Repairing, e.g. filling cracks; Restoring; Altering; Enlarging
Abstract
Description
(連続繊維シート10の構成)
まず、本実施形態に係る連続繊維シート10について説明する。図1は、連続繊維シート10及び剥離シート40を示す斜視図である。図2は、連続繊維シート10及び剥離シート40を示す断面図(図1におけるA-A線断面図)である。図3は、連続繊維シート10及び剥離シート40を構造物90に対して施工する施工方法を示す図である。
剥離シート40は、接着剤80にて構造物90に含浸接着される剥離シートである。具体的には、剥離シート40は、連続繊維シート10上に重ねられた状態で、連続繊維シート10と共に構造物90に接着剤80にて押し付けながら含浸接着されるか、もしくは、連続繊維シート10が接着剤80にて構造物90に含浸接着された後に、連続繊維シート10に上塗り塗布された接着剤80に押し付けながら含浸接着される。すなわち、剥離シート40は、硬化前の液状である接着剤80を含浸可能とされている。さらに剥離シート40は、通気可能となっている。本実施形態では、剥離シート40は、硬化前の液状である接着剤80が進入可能で、且つ気体が通過可能な複数の孔又は隙間を有している。
次に、連続繊維シート10を構造物90に対して施工する連続繊維シートの施工方法について説明する(図3参照)。本施工方法は、連続繊維シート10により構造物90の補強又は補修を行う施工方法ともいえる。また、本施工方法は、接着剤80を塗布する接着剤80の塗布方法を含んでいる。本施工方法は、プライマー塗布工程と、不陸修正材塗布工程と、接着工程と、剥離シート接着工程(第一工程の一例)と、剥離工程(第二工程の一例)と、仕上げ工程と、を有している。
次に、本実施形態の作用効果を説明する。
なお、剥離強度は好ましくは8N/cmであり、より好ましくは5N/cmである。
前述の施工方法では、接着工程にて構造物90に貼り付けられた連続繊維シート10上に剥離シート40を貼り付け、押し付けながら含浸接着しているが、剥離シート接着工程の変形例として構造物90に貼り付けられた連続繊維シート90に重ねて剥離シート40を貼り付け、脱泡したのちに接着剤80を上塗りしてもよい。
本実施形態では、プライマー60、不陸修正材70及び接着剤80として、アミン類を硬化剤とする常温硬化型の液状エポキシ樹脂を用いた例を示したが、これに限られず、塗布剤の一例としては、例えば、アクリル樹脂といったエポキシ樹脂以外の常温硬化性樹脂等の樹脂であってもよく、種々の材料を用いることができる。なお、アミン類を硬化剤としない塗布剤を用いた場合では、アミンブラッシング現象は生じないが、この場合でも、例えば、塗布剤の表面に異物が付着する場合や、塗布剤の表面が変質する場合が考えられ、塗布剤の表面層を除去することで、塗布剤表面の接着性を確保するという効果を発揮しうる。
本試験では、前述の実施形態の剥離シート40に対し、「アミンブラッシング層89(プライマー60の表面層62)の除去が可能であるか」、「プライマー60、不陸修正材70表面の接着性能」、「剥離シート40の剥離状態」、「剥離シート40の剥離強度」、「剥離シート40を接着する際の作業性」及び「塗布面の仕上がり性」の評価を行った。具体的には、本試験では、実施例1~7及び比較例1~5について、以下に示す条件にて、図5A、図5B及び図5Cに示す施工方法で施工した場合の評価を行った(図7参照)。
剥離シート40の材質:ポリエステル
剥離シート40の形態:織布
剥離シート40の厚み:小(0.077mm)
剥離シート40の目付:90g/m2
プライマー60の種類:常温硬化型の液状エポキシ樹脂
(日鉄ケミカル&マテリアル製FP-NS)
プライマー60の硬化剤:アミン類
プライマー60の塗布量:200g/m2
剥離シート40の材質:ポリエステル
剥離シート40の形態:織布
剥離シート40の厚み:小(0.077mm)
剥離シート40の目付:90g/m2
パテの種類:常温硬化型の液状エポキシ樹脂
(日鉄ケミカル&マテリアル製FE-Z)
パテの硬化剤:アミン類
パテの塗布量:1000g/m2
剥離シート40の材質:ポリエステル
剥離シート40の形態:織布
剥離シート40の厚み:小(0.050mm)
剥離シート40の目付:57g/m2
パテの種類:常温硬化型の液状エポキシ樹脂
(日鉄ケミカル&マテリアル製 FB-C1S)
パテの硬化剤:アミン類
パテの塗布量:1000g/m2
剥離シート40の材質:ポリエステル
剥離シート40の形態:織布
剥離シート40の厚み:小(0.050mm)
剥離シート40の目付:57g/m2
パテの種類:常温硬化型の液状エポキシ樹脂
(日鉄ケミカル&マテリアル製 FE-Z)
パテの硬化剤:アミン類
パテの塗布量:1000g/m2
剥離シート40の材質:ナイロン
剥離シート40の形態:織布
剥離シート40の厚み:小(0.090mm)
剥離シート40の目付:65g/m2
プライマー60の種類:常温硬化型の液状エポキシ樹脂
(日鉄ケミカル&マテリアル製FP-NS)
プライマー60の硬化剤:アミン類
プライマー60の塗布量:200g/m2
剥離シート40の材質:ナイロン
剥離シート40の形態:織布
剥離シート40の厚み:小(0.090mm)
剥離シート40の目付:65g/m2
パテの種類:常温硬化型の液状エポキシ樹脂
(日鉄ケミカル&マテリアル製FE-Z)
パテの硬化剤:アミン類
パテの塗布量:1000g/m2
剥離シート40の材質:ナイロン
剥離シート40の形態:織布
剥離シート40の厚み:大(0.195mm)
剥離シート40の目付:110g/m2
プライマー60の種類:常温硬化型の液状エポキシ樹脂
(日鉄ケミカル&マテリアル製FP-NS)
プライマー60の硬化剤:アミン類
プライマー60の塗布量:200g/m2
剥離シート40:有さない
プライマー60の種類:常温硬化型の液状エポキシ樹脂
(日鉄ケミカル&マテリアル製FP-NS)
プライマー60の硬化剤:アミン類
以上のように、比較例1では、剥離シート40が設けられていない連続繊維シート10を用いた。
剥離シート40:有さない
パテの種類:常温硬化型の液状エポキシ樹脂
(日鉄ケミカル&マテリアル製 FE-Z)
パテの硬化剤:アミン類
パテの塗布量:1000g/m2
以上のように、比較例2では、剥離シート40が設けられていない連続繊維シート10を用いた。
剥離シート40:有さない
パテの種類:常温硬化型の液状エポキシ樹脂
(日鉄ケミカル&マテリアル製 FE-Z)
パテの硬化剤:アミン類
パテの塗布量:1000g/m2
以上のように、比較例3では、剥離シート40が設けられていない連続繊維シート10を用いた。
剥離シート40の材質:ナイロン
剥離シート40の形態:織布
剥離シート40の厚み:過大(0.290mm)
剥離シート40の目付:195g/m2
プライマー60の種類:常温硬化型の液状エポキシ樹脂
(日鉄ケミカル&マテリアル製FP-NS)
プライマー60の硬化剤:アミン類
プライマー60の塗布量:200g/m2
剥離シート40の材質:ナイロン
剥離シート40の形態:織布
剥離シート40の厚み:過大(0.290mm)
剥離シート40の目付:195g/m2
パテの種類:常温硬化型の液状エポキシ樹脂
(日鉄ケミカル&マテリアル製FE-Z)
パテの硬化剤:アミン類
パテの塗布量:1000g/m2
低温高湿環境下で養生された構造物90から剥離シート40を剥離することで、(剥離シート40を構造物90から剥離することで、)プライマー60の表面に発生したアミンブラッシング層が除去できるか否かを確認した。アミンブラッシング層を除去できない場合を、図7の表において「C」とした。アミンブラッシング層を除去できる場合を、図7の表において「A」とした。
剥離シート40の剥離後(比較例1においてはプライマー60が硬化した後、比較例2、3においては不陸修正材70が硬化した後)に連続繊維シート10を接着し、該連続繊維シートを引きはがす方法により、プライマー60や不陸修正材70の表面の接着性能を評価した。なお、評価に際しては、プライマー60の表面接着強度の場合は、不陸修正材70を設けたうえで、不陸修正材70の表面接着強度の場合は、連続繊維シート10を接着剤80にて含浸接着している。連続繊維シート10がプライマー60や不陸修正材70との界面にて剥離した場合を、図7の表において「C」とした。連続繊維シート10が剥離せずに破断した場合を、図7の表において「A」とした。
剥離シート40が連続繊維シート10に残らずに、剥離できるか否かを評価した。剥離シート40を構造物90から剥離した際に、剥離シート40が残らず、構造物90から剥離できたものを、図7の表において「A」とした。なお、実施例1~7及び比較例4、5において、剥離シート40を連続繊維シート10から剥離した際に、剥離シート40が連続繊維シート10に残ったものはなかった。
剥離シート40を剥離した際の剥離強度について測定した。剥離強度は、前述の方法により、測定した。
剥離シート40を接着する際に、剥離シート40の貼り付け作業が行いやすいか否かについて評価した。含浸接着剤80が剥離シート40の表面に樹脂が容易に染み出てこないものを図7の表において「C」とした。剥離シート40を貼り付け後、容易に樹脂が剥離シート40表面まで染み出てくる場合を、図7の表において「A」とした。
側壁面、曲面及び天井面の各々に対して施工した場合の仕上がり性について評価した。曲面は、半径20mmの曲面である。天井面に施工した場合では、塗布面に生じた凹凸の高さが1mmを超える場合を、図7の表において「C」とした。天井面に施工した場合では、塗布面に生じた凹凸の高さが1mm以下である場合を、図7の表において「A」とした。側壁面及び曲面の各々に施工した場合では、塗布面に凹凸が目視にて確認できた場合を、図7の表において「C」とした。側壁面及び曲面の各々に施工した場合では、塗布面に凹凸が目視にて確認できなかった場合を、図7の表において「A」とした。
図7の表に示されるように、比較例1、2、3では、アミンブラッシング層を除去する手段を有さないため、アミンブラッシング層が除去できない。また、比較例4、5では剥離シート40の厚みが過大であり、かつ目付も大きいために通気性が低く、樹脂が含浸されないために剥離シート40を引きはがしても表面層は、ほぼそのまま残留して(維持されて)しまうため、アミンブラッシング層が除去できない。これに対して、実施例1~7では、剥離シートの引きはがし後の重量変化にみられるように表面層が剥離シートとともに剥離されており、接着性能も良好であるため、アミンブラッシング層が確実に除去できることが確認された。また、実施例1~7では、比較例1に比べ、プライマー60や不陸修正材70表面の接着強度が向上することが確認された。一方、比較例4、5では、上述したように目付量が多く、厚みが過大であることによる通気性の低下によって今回の試験ではアミンブラッシング層の形成が抑制されたものと考えるが、よりアミンブラッシング現象が発生しやすい条件下では、剥離シート40の引き剥がし後の重量変化が殆どないことから、接着性能は大きく低下するものと思われる。なお、図7の表の総合評価において「A」は最適、「B」は適、「C」は不適である。
(連続繊維シート200の構成)
本実施形態に係る連続繊維シート200について説明する。図8は、連続繊維シート200を示す斜視図である。図9は、連続繊維シート200を示す断面図(図8におけるA-A線断面図)である。図10A、図10B及び図10Cは、連続繊維シート200を構造物90に対して施工する連続繊維シート200の施工方法を示す図である。なお、第1実施形態と同一の機能を有する部分については、同一符号を付して、適宜、説明を省略する。
次に、連続繊維シート200を構造物90に対して施工する連続繊維シートの施工方法について説明する(図10A、図10B及び図10C参照)。本施工方法は、連続繊維シート200により構造物90の補強又は補修を行う施工方法ともいえる。本施工方法は、具体的には、プライマー塗布工程と、不陸修正材塗布工程と、繊維シート接着工程と、剥離シート除去工程(剥離工程)と、を有している。
次に、本実施形態の作用効果を説明する。
本実施形態では、接着剤80として、アミン類を硬化剤とする常温硬化型の液状エポキシ樹脂を用いたが、これに限られず、接着剤の一例としては、例えば、アクリル樹脂といったエポキシ樹脂以外の常温硬化性樹脂等の樹脂であってもよく、種々の材料を用いることができる。なお、アミン類を硬化剤としない接着剤を用いた場合では、アミンブラッシング現象は生じないが、この場合でも、例えば、接着剤80の表面81に異物が付着する場合や、接着剤80の表面81が変質する場合が考えられ、接着剤80の表面層82を除去することで、接着剤80表面の接着性を確保するという効果を発揮しうる。
本試験では、前述の実施形態の連続繊維シート200に対し、「アミンブラッシング層89(接着剤80の表面層82)の除去が可能であるか」、「接着剤80表面の接着性能」、「剥離シート40の剥離状態」、「剥離シート40の剥離強度」及び「剥離シート40が設けられた連続繊維シート200を接着する際の作業性」についての評価を行った。具体的には、本試験では、実施例1~4及び比較例1~4について、以下に示す条件にて評価を行った(図11参照)。
剥離シート40の材質:ナイロン
剥離シート40の形態:織布
剥離シート40の厚み:大(0.195mm)
剥離シート40の目付:110g/m2
剥離シート40の引き裂き強度:30~40N
固定材50の種類:アクリル系接着剤(3M製 スプレーのり55)
固定材50の塗布量:1g/m2
接着剤80の種類:常温硬化型の液状エポキシ樹脂
(日鉄ケミカル&マテリアル製FP-E3P)
接着剤80の硬化剤:アミン類
接着剤80の使用量:下塗り400g/m2、上塗り200g/m2
連続繊維シート200の材質:炭素繊維
連続繊維シート200の目付:200g/m2
剥離シート40の材質:ポリエステル
剥離シート40の形態:織布
剥離シート40の厚み:小(0.077mm)
剥離シート40の目付:60g/m2
剥離シート40の引き裂き強度:14~18N
固定材50の種類:アクリル系接着剤(3M製 スプレーのり55)
固定材50の塗布量:1g/m2
接着剤80の種類:常温硬化型の液状エポキシ樹脂
(日鉄ケミカル&マテリアル製FP-E3P)
接着剤80の硬化剤:アミン類
接着剤80の使用量:下塗り400g/m2、上塗り200g/m2
連続繊維シート200の材質:炭素繊維
連続繊維シート200の目付:200g/m2
剥離シート40の材質:ポリエステル
剥離シート40の形態:織布
剥離シート40の厚み:小(0.077mm)
剥離シート40の目付:60g/m2
剥離シート40の引き裂き強度:14~18N
固定材50の種類:メッシュ材(ガラス繊維に低融点ナイロンをコーティング)
接着剤80の種類:常温硬化型の液状エポキシ樹脂
(日鉄ケミカル&マテリアル製FP-E3P)
接着剤80の硬化剤:アミン類
接着剤80の使用量:下塗り400g/m2、上塗り200g/m2
連続繊維シート200の材質:炭素繊維
連続繊維シート200の目付:200g/m2
剥離シート40の材質:ポリエステル
剥離シート40の形態:織布
剥離シート40の厚み:小(0.077mm)
剥離シート40の目付:60g/m2
剥離シート40の引き裂き強度:14~18N
固定材50の種類:メッシュ材(ガラス繊維に低融点ナイロンをコーティング)
接着剤80の種類:常温硬化型の液状エポキシ樹脂
(日鉄ケミカル&マテリアル製FP-E3P)
接着剤80の硬化剤:アミン類
接着剤80の使用量:下塗り800g/m2、上塗り400g/m2
連続繊維シート200の材質:炭素繊維
連続繊維シート200の目付:600g/m2
剥離シート40:有さない
接着剤80の種類:常温硬化型の液状エポキシ樹脂
(日鉄ケミカル&マテリアル製FP-E3P)
接着剤80の硬化剤:アミン類
以上のように、比較例1では、剥離シート40が設けられていない連続繊維シート200を用いた。
剥離シート40の材質:ポリエステル
剥離シート40の形態:織布
剥離シート40の厚み:小(0.077mm)
剥離シート40の目付:60g/m2
剥離シート40の引き裂き強度:14~18N
固定材50の種類:液状エポキシ系接着剤(ブラシ塗布)
(日鉄ケミカル&マテリアル製FP-NS)
固定材50の塗布量:15g/m2
接着剤80の種類:常温硬化型の液状エポキシ樹脂
(日鉄ケミカル&マテリアル製FP-E3P)
接着剤80の硬化剤:アミン類
剥離シート40の材質:ナイロン
剥離シート40の形態:織布
剥離シート40の厚み:過大(0.290mm)
剥離シート40の目付:195g/m2
剥離シート40の引き裂き強度:140~150N
固定材50の種類:アクリル系接着剤(3M製 スプレーのり55)
固定材50の塗布量:1g/m2
接着剤80の種類:常温硬化型の液状エポキシ樹脂
(日鉄ケミカル&マテリアル製FP-E3P)
接着剤80の硬化剤:アミン類
接着剤80の使用量:下塗り400g/m2、上塗り200g/m2
連続繊維シート200の材質:炭素繊維
連続繊維シート200の目付:200g/m2
剥離シート40の材質:ナイロン
剥離シート40の形態:織布
剥離シート40の厚み:過大(0.290mm)
剥離シート40の目付:195g/m2
剥離シート40の引き裂き強度:140~150N
固定材50の種類:メッシュ材(ガラス繊維に低融点ナイロンをコーティング)
接着剤80の種類:常温硬化型の液状エポキシ樹脂
(日鉄ケミカル&マテリアル製FP-E3P)
接着剤80の硬化剤:アミン類
接着剤80の使用量:下塗り800g/m2、上塗り400g/m2
連続繊維シート200の材質:炭素繊維
連続繊維シート200の目付:600g/m2
剥離シート40を連続繊維シート200から剥離することで、接着剤80の表面81に発生したアミンブラッシング層が除去できるか否かを確認した。アミンブラッシング層を除去できない場合を、図11の表において「C」とした。アミンブラッシング層を除去できる場合を、図11の表において「A」とした。
剥離シート40の剥離後(比較例1においては接着剤80が硬化した後)に二層目となる連続繊維シート200を接着し、該記連続繊維シート200を引きはがす方法により、接着剤80表面の接着性能を評価した。二層目の連続繊維シート200が一層目との界面にて剥離した場合を、図11の表において「C」とした。二層目の連続繊維シートが剥離せずに破断または連続繊維シート層間で破壊した場合を、図11の表において「A」とした。
剥離シート40が連続繊維シート200に残らずに、剥離できるか否かを評価した。剥離シート40を連続繊維シート200から剥離した際に、剥離シート40が残らず、連続繊維シート200から剥離できたものを、図11の表において「A」とした。
剥離シート40を剥離した際の剥離強度について測定した。剥離強度は、前述の方法により、測定した。
剥離シート40が設けられた連続繊維シート200を接着する際に、連続繊維シート200の貼り付け作業が行いやすいか否かについて評価した。接着剤80を連続繊維シートに含浸接着できなかったり、過大な空気だまりや樹脂だまりが発生した場合を、図11の表において「C」とした。作業において小さな空気だまりや樹脂だまり、剥離シートの浮きなどが発生した場合を、図11の表において「B」とした。前記の現象が発生しなかった場合を、図11の表において「A」とした。
図11の表に示されるように、比較例2では、連続繊維シート200を構造物90に対して含浸接着できなかった。これは、固定材50の量が多すぎたため、接着剤80が連続繊維シート200に含浸できなかったことが原因と考えられる。このように、比較例2では、構造物90への接着性に問題があるため、作業性の評価を除く評価については行っていない。また、比較例3、4についても同様に、要求される補強効果を発揮できる程度に、連続繊維シート200を構造物90に対して含浸接着できなかった。これは、剥離シート40の厚みが過大であるため、接着剤80が連続繊維シート200に含浸できなかったことが原因と考えられる。このように、比較例3、4では、構造物90への接着性に問題があるため、作業性の評価を除く評価については行っていない。
Claims (11)
- 構造物に塗布する塗布剤にて該構造物に剥離シートを含浸接着する第一工程と、
前記剥離シートを前記構造物に含浸接着した塗布剤が硬化した後に、該塗布剤における前記剥離シートに対する前記構造物とは反対側に存在する表面層と共に該剥離シートを前記構造物から剥離する第二工程と、
を有する塗布剤の塗布方法であって、
前記第一工程において、前記塗布剤の塗布面に対して前記剥離シートを押し付けながら含浸接着することにより、該塗布剤における前記剥離シートに対する前記構造物とは反対側に存在する表面層を形成する、
塗布剤の塗布方法。 - 前記第二工程によって前記表面層と共に前記剥離シートが剥離された構造物に繊維シートを含浸接着する第三工程、
を有する請求項1に記載の塗布剤の塗布方法。 - 前記第二工程によって前記表面層と共に前記剥離シートが剥離された構造物に仕上げ層を設ける仕上げ工程、
を有する請求項1に記載の塗布剤の塗布方法。 - 前記第一工程では、前記剥離シートは、繊維シート上に重ねられた状態で、該繊維シートと共に前記構造物に前記塗布剤にて含浸接着し、
前記第二工程では、前記剥離シートを含む前記繊維シートを前記構造物に含浸接着した前記塗布剤が硬化した後に、前記剥離シートを前記表面層と共に前記構造物から剥離する、
請求項1に記載の塗布剤の塗布方法。 - 構造物の補強又は補修のために接着剤を用いて含浸接着される繊維シートであって、
前記接着剤が含浸可能な剥離シートが、前記繊維シートの片面に対して予め固定されており、
前記片面に対する反対面を前記構造物に向けた状態で前記剥離シートごと前記構造物に前記繊維シートを含浸接着した前記接着剤が硬化した後に、前記剥離シートが、前記接着剤の表面層と共に前記片面から剥離可能な繊維シート。 - 前記剥離シートは、単位幅あたりの剥離強度が、該剥離シートの引き裂き強度以下の強度で、前記片面から剥離可能である、
請求項5に記載の繊維シート。 - 前記剥離シートは、前記片面から剥離したときの剥離強度が、10N/cm以下である、
請求項5又は6に記載の繊維シート。 - 前記剥離シートは、合成繊維を平織りした織布、編地、及び不織布のいずれかである、
請求項5~7のいずれか1項に記載の繊維シート。 - 前記剥離シートは、合成ゴム系、高分子量エポキシ系、アクリル系のいずれかから選択される固定材で、前記繊維シートに剥離可能に固定されている、
請求項5~8のいずれか1項に記載の繊維シート。 - 前記接着剤が、アミン類を硬化剤とする常温硬化型の液状エポキシ樹脂であり、
前記接着剤が硬化する際に、前記接着剤の表面にアミンブラッシング層が発生した場合において、前記剥離シートが、該アミンブラッシング層と共に前記片面から剥離可能である、
請求項5~9のいずれか1項に記載の繊維シート。 - 接着剤を含浸可能な剥離シートが、片面に剥離可能に固定された繊維シートを、該片面に対する反対面を構造物に向けた状態で、該構造物に該接着剤にて含浸接着する工程と、
前記剥離シートを含む前記繊維シートを前記構造物に含浸接着した接着剤が硬化した後に、該剥離シートを該接着剤の表面層と共に前記片面から剥離する工程と、
を有する繊維シートの施工方法。
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