JP2003012893A - エポキシ樹脂組成物およびそれを用いたコンクリート構造体の補修・補強方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、保存中にシリカ粒子の分散安定性低
下も、粘度低下もない上に、揺変性の低下も起こさない
安定性に優れたエポキシ樹脂組成物およびそれを用いた
コンクリート構造体の補修・補強方法を提供せんとする
ものである。 【解決手段】本発明のエポキシ樹脂組成物は、少なくと
も次の構成要素［Ａ］、［Ｂ］および［Ｃ］からなるこ
とを特徴とするものである。 ［Ａ］エポキシ樹脂 ［Ｂ］シリカ粒子 ［Ｃ］無機塩基物質 また、本発明のコンクリート構造体の補修・補強方法
は、かかるエポキシ樹脂組成物を主剤とし、これと硬化
剤を混合して得られる混合物（硬化性エポキシ樹脂組成
物）を含浸せしめた補強用繊維基材を、コンクリート構
造体の表面に張り付けるか、あるいは、該硬化性エポキ
シ樹脂組成物を介して、ＦＲＰ板または鋼板をコンクリ
ート構造体の表面に張り付けるか、または、コンクリー
ト構造体のヒビ割れ部分に注入するかのいずれかの処理
を施した後、該硬化性エポキシ樹脂組成物を硬化せしめ
ることを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、分散安定性、粘度
および揺変性の安定性に優れたエポキシ樹脂組成物およ
びそれを用いたコンクリート構造体の補修・補強方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】液状のエポキシ樹脂からなる組成物（主
剤）と、液状のアミン化合物や酸無水物などから成る硬
化剤を混合して得られる硬化性エポキシ樹脂組成物は、
常温硬化が可能、無溶剤で使用可能、硬化時の気体発生
がない、硬化後の諸物性が優れるなどの利点から、部材
の接着、塗料、プライマー、シーリング剤、注型材料、
繊維強化複合材料のマトリックス樹脂などの用途に広く
用いられている。

【０００３】さらにエポキシ樹脂組成物は、コンクリー
ト、モルタル等への付着力が優れていることから、特に
土木建築分野では、橋梁、トンネル、建物等のコンクリ
ート構造体の経時劣化、地震による損傷に対する補修
や、より大きな地震を想定した耐震基準の見直しなどに
よる補強のために液状のエポキシ樹脂組成物を用いた工
法が用いられる。このような補修・補強には、例えば鋼
板を補強箇所の表面に硬化性エポキシ樹脂組成物を用い
て張り付ける鋼板補強方法や、例えば特開昭６３−３５
９６７号広報に示されるようにＦＲＰを補強箇所の表面
に硬化性エポキシ樹脂組成物を用いて張り付けたりする
方法、また、例えば特開平３−２２４９０１号公報に示
されるように補強箇所の表面に硬化性エポキシ樹脂組成
物を含浸した強化繊維を張り付けて補修・補強を行う方
法が開示されている。

【０００４】主剤と硬化剤を混合して得られる硬化性エ
ポキシ樹脂組成物を、部材の接着や塗料として、また、
コンクリート構造体の補修・補強目的で用いる場合、垂
直面や天井面に厚く塗る必要が生じる場合があるが、こ
の場合は樹脂のたれ落ちを防ぐ手段が必要となる。

【０００５】たれ落ちを防ぐために、従来用いられてき
た手段としては、主剤に粒子状揺変性付与剤を配合する
手法が挙げられる。この方法は、二液を混合した液体の
揺変性により、厚く塗ってもたれ落ちが生じにくくする
効果を持つ。粒子状揺変性付与剤としては一般的にシリ
カ粒子が用いられているが、その場合、経時変化ととも
に主剤中のシリカ粒子の分散状態が変化し、粘度低下、
さらには揺変性の低下を起こし、たれ落ちが生じるとい
う問題点があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の背景に鑑み、シリカ粒子の分散安定性低下も、粘
度低下もない上に、揺変性の低下も起こさない安定性に
優れたエポキシ樹脂組成物およびそれを用いたコンクリ
ート構造体の補修・補強方法を提供せんとするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、次のような手段を採用するものであ
る。すなわち本発明のエポキシ樹脂組成物は、少なくと
も次の構成要素［Ａ］、［Ｂ］および［Ｃ］からなるこ
とを特徴とするものである。

【０００８】［Ａ］エポキシ樹脂 ［Ｂ］シリカ粒子 ［Ｃ］無機塩基物質 また、本発明のコンクリート構造体の補修・補強方法
は、かかるエポキシ樹脂組成物を主剤とし、これと硬化
剤を混合して得られる混合物（硬化性エポキシ樹脂組成
物）を含浸せしめた補強用繊維基材を、コンクリート構
造体の表面に張り付けるか、あるいは、該硬化性エポキ
シ樹脂組成物を介して、ＦＲＰ板または鋼板をコンクリ
ート構造体の表面に張り付けるか、または、コンクリー
ト構造体のヒビ割れ部分に注入するかのいずれかの処理
を施した後、該硬化性エポキシ樹脂組成物を硬化せしめ
ることを特徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明は、前記課題、つまりシリ
カ粒子の分散安定性低下も、粘度低下もない上に、揺変
性の低下も起こさない安定性に優れたエポキシ樹脂組成
物について、鋭意検討し、揺変性付与剤としてシリカ粒
子を含むエポキシ樹脂組成物に無機塩基物質という特定
な物質を配合することにより、かかる課題を一挙に解決
することを究明したものである。

【００１０】本発明におけるエポキシ樹脂組成物を構成
する構成要素［Ａ］であるエポキシ樹脂とは、分子内に
複数のエポキシ基を有する化合物またはその複数種の混
合物を指す。

【００１１】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、ビスフェノールＦ型エポ
キシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビフェニ
ル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ノボラ
ック型エポキシ樹脂、フルオレン骨格を有するエポキシ
樹脂、フェノール化合物とジシクロペンタジエンの共重
合体を原料とするエポキシ樹脂、ジグリシジルレゾルシ
ノール、テトラキス（グリシジルオキシフェニル）エタ
ン、トリス（グリシジルオキシフェニル）メタンのよう
なグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、テトラグリシジ
ルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジルアミノフ
ェノール、トリグリシジルアミノクレゾール、テトラグ
リシジルキシレンジアミンのようなグリシジルアミン型
エポキシ樹脂、ビニルシクロヘキセンジエポキシドなど
の脂環式エポキシ樹脂、１，６−ヘキサンジオールジグ
リシジルエーテル、ネオペンチレングリコールジグリシ
ジルエーテル、１，４−ブタンジオールジグリシジルエ
ーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテ
ル、グリセロールポリグリシジルエーテルなどの脂肪族
エポキシ樹脂が好ましく用いられる。

【００１２】かかるエポキシ樹脂の中でも、好ましくは
室温で液状のものを選択して用いる。かかる液状のエポ
キシ樹脂を用いることにより、該組成物を液状のものと
することができ、それだけ実施態様を自由に選択するこ
とができる。

【００１３】かかる室温で液状のエポキシ樹脂は、単独
で用いてもよいし、その複数種を混合したものを用いて
もよい。また、さらには、かかる室温で液状のエポキシ
樹脂に、室温で固形であるエポキシ樹脂を混合したもの
を使用してもよいが、この場合も、エポキシ樹脂組成物
として液状であるものが好ましく使用されることには変
わりはない。

【００１４】このようなエポキシ樹脂は、主剤中に、好
ましくは５０〜９９．５重量％、より好ましくは７０〜
９９．５重量％、特に好ましくは８０〜９９．５重量％
配合されるものである。

【００１５】本発明のエポキシ樹脂組成物において、反
応性希釈剤を添加・配合することができる。かかる反応
性希釈剤は、該組成物を低粘度とするために有効であ
る。かかる反応性希釈剤としては、フェニルグリシジル
エーテル、ブチルグリシジルエーテル、アリルグリシジ
ルエーテル、スチレンオキシド、オクチレンオキシドな
どの分子内に一個のエポキシ基を有する化合物を好まし
く使用することができる。かかる反応性希釈剤は、主剤
あたり、好ましくは４５重量％以下、好ましくは２５重
量％以下であれば配合することもできる。

【００１６】また、本発明のエポキシ樹脂組成物には、
エポキシ基を有しないが硬化剤の成分（アミン化合物な
ど）と反応し得る化合物を添加剤として配合することが
できる。そのような化合物としては、ヘキサメチレンジ
イソシアネートやトリレンジイソシアネートなどのイソ
シアネート類、さらに、アミン化合物とマイケル付加反
応を行うα、β−不飽和カルボニル化合物、例えばアク
リル酸エステルやアクリルアミド誘導体を使用すること
ができる。アクリル酸エステルは低温硬化性の改良に有
効であり、アクリルアミド誘導体は揺変性の改良、ある
いは接着性の向上に有効である。かかる添加剤は、主剤
あたり、好ましくは３０重量％以下、より好ましくは２
０重量％以下の範囲で配合することができる。

【００１７】本発明のエポキシ樹脂組成物には、その他
の成分として、可塑剤、染料、有機顔料や無機充填剤、
高分子化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、カップリン
グ剤、界面活性剤などを適宜配合することもできる。

【００１８】本発明のエポキシ樹脂組成物の構成要素
［Ｂ］であるシリカ粒子は、溶解法により得られるシリ
カ粒子（フューズドシリカ）、ケイ素の気相反応により
得られるシリカ粒子、ゾルゲル法により得られるシリカ
粒子、燃焼加水分解法などにより得られるシリカ粒子
（フュームドシリカ）などを使用することができる。ま
た、液相反応により得られるシリカが液体分散媒に分散
したコロイドであるシリカゾルを用いることもできる。
かかるシリカゾルを用いる場合は、他成分とシリカゾル
を混合した後、分散媒を熱や真空で除去する方法で調製
する。

【００１９】かかるシリカ粒子がエポキシ樹脂組成物
（主剤）に配合されることで、硬化剤と混合して得られ
る硬化性エポキシ樹脂組成物が降伏値をもつ流体（すな
わち塑性流体）となり、かつ揺変性を有するようにな
る。降伏値とは、流動が起こる最小の剪断応力を意味す
る。したがって十分な降伏値をもつ塑性流体は、厚く塗
布しても自重により垂れ落ちることがなくなる。揺変性
とは、等温状態において剪断変形を与えることによっ
て、見かけ粘度が一時的に低下し、静置して時間がたつ
と元の見かけ粘度が回復する性質である。これらの性質
を付与することにより、硬化性エポキシ樹脂組成物は、
厚く塗布しても垂れ落ちにくく、しかも塗布における作
業性が良好なものとなる。一方、主剤自体の降伏値や揺
変性は、大きいと容器から取り出すことが困難になるの
で、小さいことが好ましい。シリカ粒子は、エポキシ樹
脂に分散した状態、すなわち主剤単独の状態では、降伏
値や揺変性は小さく、硬化剤を配合すると降伏値や揺変
性が大きくなるという、上記の要請を満たす性質を有す
る。

【００２０】これらのシリカ粒子の中でも、フュームド
シリカが、揺変性付与効果が特に大きいことから、好ま
しく用いられる。通常の製法で製造されたシリカ粒子は
親水性表面をもつ。かかる親水性シリカ粒子を、表面を
シリコーンオイルやシランカップリング剤で処理するこ
とにより疎水性シリカ粒子を得ることができる。本発明
においては、親水性シリカ粒子も疎水性シリカ粒子も好
ましく用いられるが、親水性のシリカ粒子の方が、揺変
性付与効果が大きいため、特に好ましく用いられる。

【００２１】かかるシリカ粒子の市販品としては、フュ
ームドシリカの“アエロジル”（日本アエロジル社）、
ケイ素の気相反応により得られるシリカ粒子である“ア
ドマファイン”（アドマテックス社）、フューズドシリ
カの“デンカ溶解シリカ”（電気化学工業）などを、好
ましく使用することができる。シリカゾルとしては“ス
ノーテックス”（日産化学）などを使用することができ
る。

【００２２】かかるシリカ粒子は、外表面積が大きいほ
ど揺変性付与効果が大きいため、平均一次粒子径は、好
ましくは５〜２００ｎｍ、さらに好ましくは５〜４０ｎ
ｍであることがよい。

【００２３】かかる構成要素［Ｂ］であるシリカ粒子の
配合量は、構成要素[Ａ]１００重量部に対して０．５〜
１２重量部が好ましく、１〜１０部がより好ましく、１
〜７部が特に好ましい。かかるシリカ粒子の配合量が
０．５重量部より少ない場合は、硬化剤と混合したとき
降伏値や揺変性が不十分になり、また、１２重量部より
多い場合は、主剤の粘度が高くなりすぎて、取り扱い性
が悪くなる傾向がある。

【００２４】また、本発明のエポキシ樹脂組成物構成要
素［Ｃ］である無機塩基物質としては、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カル
シウム、水酸化ベリリウムなどを使用することができる
が、特に水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムから選
ばれた少なくとも１種がより好ましく用いられる。かか
る無機塩基物質は、主剤に配合されるシリカ粒子の分散
を安定化させることができ、かつ、たれ落ち防止効果を
持続させることができるという特殊な機能を発揮するも
のである。

【００２５】このような無機塩基物質は、本発明のエポ
キシ樹脂組成物中に好ましくは０．１〜４０ｐｐｍ、特
に好ましくは０．１〜３０ｐｐｍ配合される。かかる配
合量が０．１ｐｐｍより少ない場合、主剤中のシリカ粒
子の分散性を安定化させる効果が少なく、また、４０ｐ
ｐｍより多い場合、主剤の粘度が高くなりすぎて、取り
扱い性が悪くなりがちであり、またシリカ粒子の分散を
安定化させる効果も却って低下する。

【００２６】本発明のエポキシ樹脂組成物は、粘度が高
すぎると容器から取り出す際の作業性が損なわれるの
で、１５０ポアズ以下の粘度を有することが好ましい。

【００２７】本発明におけるエポキシ樹脂組成物と共に
用いる硬化剤は、エポキシ樹脂を硬化させ得る化合物、
またはこれからなる組成物を指す。エポキシ樹脂を硬化
させうる化合物としては、アミン化合物、メルカプタン
化合物、酸無水物などが好ましく使用される。特に室温
硬化性や硬化物物性の点でアミン化合物が好ましく用い
られる。

【００２８】かかるアミン化合物としては、脂肪族アミ
ン、芳香族アミン、イミン、さらに塩基性窒素を含む複
素環化合物などの化合物を使用することができるが、特
に脂肪族ポリアミンが好ましく使用される。具体的に
は、例えば、エチレンジアミン、１，２−プロパンジア
ミン、１，３−プロパンジアミン、１，４−ジアミノブ
タン、ヘキサメチレンジアミン、２，５−ジメチル−
２，５−ヘキサンジアミン、２，２，４−トリメチルヘ
キサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエ
チレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタ
エチレンヘキサミン、４−アミノメチルオクタメチレン
ジアミン、３，３’−イミノビス（プロピルアミン）、
３，３’−メチルイミノビス（プロピルアミン）、ビス
（３−アミノプロピル）エーテル、１，２−ビス（３−
アミノプロピルオキシ）エタン、メンセンジアミン、イ
ソホロンジアミン、ビスアミノメチルノボルナン、ビス
（４−アミノシクロヘキシル）メタン、１，２−ジアミ
ノシクロヘキサン、３，９−ビス（３−アミノプロピ
ル）−２，４，８、１０−テトラオキサスピロ［５，
５］ウンデカン、Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジン
である。芳香環を持つアミンでも、ｍ−キシレンジアミ
ン、テトラクロロ−ｐ−キシレンジアミンなどが好まし
く用いられる。

【００２９】また、重合脂肪酸（リノール酸などの不飽
和脂肪酸の２量体あるいは３量体）と、エチレンジアミ
ン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、
テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン
などのポリアミンとの反応から得られる、いわゆるポリ
アミドアミンや、ポリエチレングリコール、ポリプロピ
レングリコールなどのポリエーテルの両末端にアミノア
ルキル基を導入した化合物や、ポリジメチルシロキサン
やポリメチルフェニルシロキサンなどのシリコーン化合
物の両末端にアミノアルキル基を導入した化合物なども
好ましく用いることができる。また、さらに、かかるア
ミン化合物をマンニッヒ反応、エポキシ化合物、アクリ
ロニトリル、アクリル酸エステルの付加反応などにによ
り変性した変性アミンもアミン化合物として用いること
ができる。

【００３０】かかるアミン化合物は、単独であっても、
複数の化合物の混合物であってもよいが、作業性の面か
ら室温で液状であるものが好ましい。アミン化合物が複
数の化合物である場合、室温で固形の成分を含んでも良
いが、少なくとも一成分は室温で液状のものを用いて、
混合物が室温で液状になるよう処方することが好まし
い。かかるアミン化合物の粘度は、２５℃において５０
ポアズ以下であることが好ましく、１〜３０ポアズであ
ることがより好ましい。

【００３１】本発明の硬化剤には、アミン化合物以外の
エポキシ樹脂を硬化しうる化合物、例えばメルカプタン
化合物などが溶解あるいは分散されていてもよい。

【００３２】アミン化合物を用いる場合、硬化促進剤と
して、フェノール化合物をさらに配合してもよい。かか
るフェノール化合物としては、ジイソプロピルフェノー
ル、ノニルフェノールなどが好ましく用いられる。

【００３３】さらに、本発明の硬化剤には、主剤と同様
に粒子状揺変性付与剤を配合することができる。かかる
粒子状揺変性付与剤としては、各種の無機粒子が用いら
れる。具体的にはシリカ、アルミナ、アルミニウムとケ
イ素の混合酸化物、酸化チタン、軽質炭酸カルシウム、
スメクタイト系粘度鉱物（モンモリロナイト、バイデラ
イト、ベントナイト、ヘクトライト、サポナイトな
ど）、セピオライト、カーボンブラックなどの粒子が好
ましく使用され、特にシリカ粒子が好ましく使用され
る。ここでいうシリカは、前記構成成分Ｂのシリカ粒子
と同じであってもよく、異なっていてもよい。硬化剤と
主剤とは主成分が異なるため、分散性や粘度の点から異
なる粒子状揺変性付与剤もしくはシリカ粒子を配合する
ことが好ましい場合がある。

【００３４】かかる粒子状揺変性付与剤を硬化剤に配合
する場合、その配合量は、硬化剤１００重量部に対し
て、好ましくは１〜２０重量部、より好ましくは１〜１
５重量部の範囲であるのがよい。その配合量が、１重量
部より少ない場合は、主剤と混合した場合の増粘効果が
得られにくく、２０重量部より多い場合は、硬化剤の粘
度が高くなりすぎて、取り扱い性が悪くなりがちであ
る。

【００３５】本発明の硬化剤には、さらに、その他の成
分として、可塑剤、染料、有機顔料や無機充填剤、高分
子化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、カップリング
剤、界面活性剤などを適宜配合することもできる。

【００３６】本発明における主剤もしくは硬化剤に、シ
リカ粒子他の揺変性付与剤を配合する場合、３本ロール
やホモミキサーを用いて主剤もしくは硬化剤にあらかじ
め配合しておくことが好ましい。ただし、揺変性をさら
に高めるために、主剤と硬化剤を混合する際に、さらに
シリカ粒子もしくは他の揺変性付与剤を追加して配合す
ることもできる。

【００３７】硬化性エポキシ樹脂組成物の粘度および硬
化反応速度は、温度に依存する。そのため、通常１５〜
２０℃程度の幅の使用温度範囲を定め、その範囲内の作
業環境において使用される。使用温度範囲は用途に応じ
て定められる。使用温度範囲の設定の典型的な例として
は、夏季の使用を前提とした１５〜３５℃の範囲、冬季
の使用を前提とした５〜２０℃の範囲が挙げられる。

【００３８】本発明において、主剤と硬化剤を混合して
得られる硬化性エポキシ樹脂組成物の粘度は、使用温度
範囲において好ましくは１００〜３００ポアズの範囲に
あることが好ましい。該硬化性エポキシ樹脂組成物の粘
度が１００ポアズ未満であると、前記硬化性エポキシ樹
脂組成物を垂直面や天井面に塗布した場合に、たれ落ち
が起こることがある。

【００３９】降伏値を有する流体の見かけ粘度粘度は、
剪断速度に依存して異なる値となる。上述の粘度は、Ｊ
ＩＳ−Ｚ−８８０３における、円すい−平板形回転粘度
計による粘度測定方法に準拠し、剪断速度1.915s^-1で測
定した値を用いる。後述する実施例では、円すい−平板
形回転粘度計として、東機産業（株）製Ｅ型粘度計TVE-
30Hを用いた。

【００４０】硬化性エポキシ樹脂組成物は、使用温度範
囲におけるカッソン粘度が、６０ポアズ以下であること
が好ましく、１〜４０ポアズの範囲内にあることが更に
好ましい。カッソン粘度が６０ポアズを越えると、ロー
ラーで塗布する際に、塗布量が極端に減少したり、ロー
ラーが円滑に回転しなくなるなど作業性を極端に悪化さ
せる。

【００４１】また、かかるエポキシ樹脂組成物は、カッ
ソン降伏値が１０Ｐａ以上であることが好ましく、１５
Ｐａ以上であることがより好ましく、１８〜２５Ｐａで
あることが特に好ましい。カッソン降伏値が１０Ｐａ未
満の場合、前記エポキシ樹脂組成物を垂直面や天井面に
塗布したときに樹脂のたれ落ちが発生しやすいため好ま
しくない。

【００４２】なお、ここにいうカッソン粘度とカッソン
降伏値とは、ニュートン流体の中に固体粒子を分散させ
た懸濁液のレオロジー特性を理論的に扱う式として著名
なカッソン（Casson）方程式（式１）中で使用される特
性値をいう。

【００４３】 τ^0.5＝τ_y ^0.5＋η∞^0.5×γ^0.5 ・・・・・(1) ここで、τ：剪断応力（Pa）、γ：剪断速度（ｓ^-1）η
∞：カッソン粘度（Ｐａ・ｓ）、τ_y：カッソン降伏値
（Pa）である。

【００４４】より詳しくは、カッソン粘度とは、剪断速
度無限大に外挿した時の見かけ粘度に相当し、カッソン
降伏値とは懸濁液の流動を開始させるために必要な最小
の剪断応力を意味する主剤、すなわちシリカ微粒子を配
合したエポキシ樹脂組成物において、シリカ微粒子の分
散状態が不安定であると、長期保管した主剤を硬化剤と
配合して得られる硬化性エポキシ樹脂組成物のカッソン
降伏値が低下するという現象がみられる。また、降伏値
の発現と揺変性の発現は、シリカ粒子の構造形成という
共通のメカニズムをもつため、降伏値が低下する場合
は、揺変性も低下し、降伏値が変化しない場合は揺変性
も変化しない。したがって、降伏値の安定性は、揺変性
の安定性の指標とみなせる。

【００４５】本発明のエポキシ樹脂組成物（主剤）を、
２５℃で１年保管後、硬化剤と混合して得られる硬化性
エポキシ樹脂組成物のカッソン降伏値は、保管前の主剤
を硬化剤と混合して得られる硬化性エポキシ樹脂組成物
のカッソン降伏値の８０％以上の値を保持していること
が好ましく、９０％以上の値を保持していることがさら
に好ましい。

【００４６】また、主剤の経時変化に関して、高温で保
管することで、促進試験を行うことができる。例えば、
主剤および硬化剤をそれぞれ４０℃で４０日間保管する
ことで、室温で１年間保管した場合の経時変化を予測す
ることができる。したがって、本発明のエポキシ樹脂組
成物（主剤）を４０℃で４０日間保管した後に硬化剤と
混合して得られる硬化性エポキシ樹脂のカッソン降伏値
は、保管前の主剤を硬化剤と混合して得られる硬化性エ
ポキシ樹脂組成物のカッソン降伏値の８０％以上を保持
していることが好ましく、９０％以上の値を保持してい
ることがさらに好ましい。

【００４７】本発明のエポキシ樹脂組成物（主剤）と硬
化剤を混合して得られる硬化性エポキシ樹脂組成物は次
のようなコンクリート構造体を補修・補強する用途に好
ましく用いられる。主剤と硬化剤は、施工ごとに混合さ
れ、混合して得られた硬化性エポキシ樹脂組成物は、施
工温度に応じて定められた可使時間以内に使用される。
可使時間を越えた場合、反応の進行により粘度が増大
し、作業性を損なうことがある。

【００４８】例えば、コンクリート構造体の表面に、前
記硬化性エポキシ樹脂組成物を塗布し、その上に、強化
繊維の一方向シート、クロスなどのシート状補強用繊維
基材を張り付け、さらにその上に前記硬化性エポキシ樹
脂組成物を塗布した後、含浸ローラーがけして補強繊維
基材に樹脂含浸し、必要に応じてこれを繰り返した後
に、前記エポキシ樹脂組成物を硬化させる、いわゆるハ
ンドレイアップ法によりコンクリート構造体を補修・補
強することができる。

【００４９】また、補修用繊維基材として、強化繊維の
ストランドを用い、それに前記硬化性エポキシ樹脂組成
物を含浸しながら柱等のコンクリート構造体の表面にス
パイラル状に巻き付けて後に、前記硬化性エポキシ樹脂
組成物を硬化させる、いわゆるフィラメントワインディ
ング法によりコンクリート構造体を補修・補強すること
もできる。

【００５０】ここで用いる強化繊維としては、例えば炭
素繊維、芳香族ポリアミド繊維、ガラス繊維、ボロン繊
維、アルミナ繊維、ステンレス繊維およびシリコーンカ
ーバイド繊維が挙げられるが、これらの繊維を二種以上
混合して用いてもかまわない。本発明においては、特に
比強度および比弾性率に優れるため、炭素繊維が好まし
く用いられる。

【００５１】また、ＦＲＰ板や鋼板をコンクリート構造
体の表面に張り付ける際の組成物として、前記エポキシ
硬化性樹脂組成物を介して張り付け、その後硬化させる
ことにより、コンクリート構造体を補修・補強すること
もできる。

【００５２】または、前記エポキシ硬化性樹脂組成物
を、コンクリート構造体のひび割れ部分に注入して後、
前記硬化性エポキシ樹脂組成物を硬化せしめてコンクリ
ート構造体を補修・補強することもできる。

【００５３】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明をより具体的に
説明する。 ［測定・評価方法］本実施例中、主剤、硬化剤及び硬化
性エポキシ樹脂組成物の粘度、カッソン粘度、カッソン
降伏値、塗膜たれ落ち評価は次の方法で行った。なお、
本実施例に示した組成は、使用温度範囲５〜２０℃を想
定したもので、これらの測定は１０℃において行った。 （１）主剤、硬化剤およびエポキシ樹脂の粘度測定 ＪＩＳ Ｚ８８０３における、円すい−平板形回転粘度
計による粘度測定方法に準拠し，標準コーンローター
（1#34'×R24）を装着した東機産業（株）製Ｅ型粘度計
TVE-30Hを用いて、１０℃における粘度を回転速度０．
５回転／分で測定した。この条件における剪断速度は、
１．９１５ｓ^-1である。 （２）エポキシ樹脂のカッソン粘度、カッソン降伏値 標準コーンローターを装着した東機産業（株）製Ｅ型粘
度計TVE-30Hを用い、１０℃において、次の（ａ）〜
（ｃ）の手順で測定した。 （ａ）回転数２０回転／分で一分間剪断を与え剪断応力
を測定する。 （ｂ）回転数を５回転／分に減少し、１分間剪断を与え
剪断応力を測定する。 （ｃ）（ｂ）と同様に、２．５回転／分、１．０回転／
分、０．５回転／分と回転数を減少させ、各１分間ずつ
剪断を与え剪断応力を測定する。

【００５４】上記（ｂ）、（ｃ）項で得られた剪断速度
γ（回転数に３．８３を乗ずることにより得られる）に
対する剪断応力τの測定データについて、前記（式１）
に基づき、γ^0.5に対するτ^0.5の直線回帰を行い、得ら
れた一次式の傾きの２乗をカッソン粘度とし、切片の２
乗をカッソン降伏値として求めた。 （３）エポキシ樹脂組成物の塗膜たれ落ち評価 主剤と硬化剤を混合して得られた硬化性エポキシ樹脂組
成物を１０℃で垂直に立てかけたスレート板にローラー
を用いて樹脂目付６００ｇ／ｍ²で塗布し、１０℃で１
日間放置した後、たれ落ちの有無を目視で評価した。 ［原料］実施例および比較例では、下記の市販化成品を
原料として用いた （１）エポキシ樹脂 (a)“エピコート”８２８ ジャパンエポキシレジン(株)製 ビスフェノールＡ型エ
ポキシ樹脂 (b)“エピコート”８０７ ジャパンエポキシレジン(株)製 ビスフェノールＦ型エ
ポキシ樹脂 (c)YED-216 ジャパンエポキシレジン(株)製 1,6-ヘキサンジオール
ジグリシジルエーテル (d)ヘロキシ６８ ジャパンエポキシレジン(株)製 ネオペンチレングリコ
ールジグリシジルエーテル （２）アミン化合物 (a)“ＮＢＤＡ” 三井化学(株)製 ビスアミノメチルノルボルナン (b)“VESTAMIN” IPD ヒュルスAG製 イソホロンジアミン （３）シリカ粒子 (a)“アエロジル”380 日本アエロジル(株)製 親水性フュームドシリカ 粒径
７ｎｍ （４）無機塩基化合物 (a)水酸化ナトリウム 和光純薬(株)製 （実施例１）下記原料をホモミキサー（特殊機化工業製
分散機）を用いて調合して主剤を得た。なお、以下、配
合比の単位の「部」は重量部を示すものとする。溶液濃
度は、溶質／溶液の質量百分率で表すものとする。

【００５５】 “エピコート”８２８ ５００部 YED-216 ４５０部 “アエロジル”３８０ ５０部 １％水酸化ナトリウムメタノール溶液 ０．５部 この主剤の粘度は１３０ポアズでああった。

【００５６】下記原料をホモミキサーを用いて調合して
硬化剤を得た。

【００５７】 “ＮＢＤＡ” ２１０部 “アエロジル”３８０ １６部 この硬化剤の粘度は２０ポアズであった。

【００５８】得られた主剤１０００部と硬化剤２２６部
を混合して硬化性エポキシ樹脂組成物を得た。この組成
物の粘度は１８３ポアズであり、カッソン粘度は８．８
ポアズ、カッソン降伏値は２１Ｐａであった。硬化性エ
ポキシ樹脂をスレート板に塗布し、たれ落ちを評価した
ところ、塗膜のたれ落ちはなかった。また、ローラー塗
布時の作業性も良好であった。

【００５９】さらに、４０℃で４０日保管した主剤を硬
化剤と上記と同一比率で混合して得られた硬化性エポキ
シ樹脂組成物の粘度は１７８ポアズであり、カッソン粘
度は９．１ポアズ、カッソン降伏値は１９Ｐａであっ
た。硬化性エポキシ樹脂組成物をスレート板に塗布し、
たれ落ちを評価したところ、調製直後の主剤を用いた硬
化性エポキシ樹脂組成物と同様に塗膜のたれ落ちはなか
った。

【００６０】（実施例２）下記原料をホモミキサーを用
いて調合して主剤を得た。

【００６１】 “エピコート”８０７ ５００部 ヘロキシ６８ ４５０部 “アエロジル”３８０ ５０部 １％水酸化ナトリウムメタノール溶液 ０．５部 この主剤の粘度は８５ポアズであった。

【００６２】下記原料をホモミキサーを用いて調合して
硬化剤を得た。

【００６３】 “VESTAMIN” IPD ２６７部 “アエロジル”３８０ ２０部 この硬化剤の粘度は２０ポアズであった。

【００６４】得られた主剤１０００部と硬化剤２８７部
を混合して硬化性エポキシ樹脂組成物を得た。この組成
物の粘度は１５２ポアズであり、カッソン粘度は７．５
ポアズ、カッソン降伏値は１９Ｐａであった。得られた
硬化性エポキシ樹脂組成物をスレート板に塗布し、たれ
落ちを評価したところ、塗膜のたれ落ちはなかった。

【００６５】さらに、４０℃で４０日保管した主剤を硬
化剤と上記と同一比率で混合して得られた硬化性エポキ
シ樹脂組成物の粘度は１４３ポアズであり、カッソン粘
度は７．７ポアズ、カッソン降伏値は１８Ｐａであっ
た。得られた硬化性エポキシ樹脂組成物をスレート板に
塗布し、たれ落ちを評価したところ、調製直後の主剤を
用いた硬化性エポキシ樹脂組成物と同様に塗膜のたれ落
ちはなかった。

【００６６】（比較例１）下記原料をホモミキサー（特
殊機化工業製分散機）を用いて調合して主剤を得た。

【００６７】 “エピコート”８２８ ５００部 YED-216 ４５０部 “アエロジル”３８０ ５０部 この主剤の粘度は１３２ポアズであった。

【００６８】下記原料をホモミキサーを用いて調合して
硬化剤を得た。

【００６９】 “ＮＢＤＡ” ２１０部 “アエロジル”３８０ １６部 この硬化剤の粘度は１５ポアズであった。

【００７０】得られた主剤１０００部と硬化剤２２６部
を混合して硬化性エポキシ樹脂組成物を得た。この組成
物の粘度は１７８ポアズであり、カッソン粘度は８．６
ポアズ、カッソン降伏値は２０Ｐａであった。硬化性エ
ポキシ樹脂をスレート板に塗布し、たれ落ちを評価した
ところ、塗膜のたれ落ちはなかった。また、ローラー塗
布時の作業性も良好であった。

【００７１】さらに、４０℃で４０日保管した主剤を硬
化剤と混合して得られた硬化性エポキシ樹脂組成物の粘
度は１０３ポアズであり、カッソン粘度は９．３ポア
ズ、カッソン降伏値は８Ｐａであ。得られた硬化性エポ
キシ樹脂組成物をスレート板に塗布し、たれ落ちを評価
したところ、塗膜のたれ落ちがみられた。

【００７２】（比較例２）下記原料をホモミキサーを用
いて調合して主剤を得た。

【００７３】 “エピコート”８０７ ５００部 ヘロキシ６８ ４５０部 “アエロジル”３８０ ５０部 １％水酸化ナトリウムメタノール溶液 ５部 この主剤の粘度は２５３ポアズであり、粘稠なため取り
扱い性は良好ではなかった。

【００７４】下記原料をホモミキサーを用いて調合して
硬化剤を得た。

【００７５】 “VESTAMIN” IPD ２６７部 “アエロジル”３８０ ２０部 この硬化剤の粘度は２０ポアズであった。

【００７６】得られた主剤１００５部と硬化剤２８７部
を混合して硬化性エポキシ樹脂組成物を得た。この組成
物の粘度は１８８ポアズであり、カッソン粘度は９．２
ポアズ、カッソン降伏値は１９Ｐａであった。硬化性エ
ポキシ樹脂をスレート板に塗布し、たれ落ちを評価した
ところ、塗膜のたれ落ちはなかった。また、ローラー塗
布時の作業性も良好であった。

【００７７】さらに、４０℃で４０日保管した主剤を硬
化剤と上記と同一比率で混合して得られた硬化性エポキ
シ樹脂組成物の粘度は１３０ポアズであり、カッソン粘
度は９．５ポアズ、カッソン降伏値は１１Ｐａであっ
た。得られたエポキシ樹脂組成物をスレート板に塗布
し、たれ落ちを評価したところ、塗膜のたれ落ちがみら
れた。

【００７８】

【発明の効果】本発明によれば、分散安定性と粘度安定
性が共に優れ、さらには降伏値や揺変性の安定性にも優
れたエポキシ樹脂組成物を再現性よく提供することがで
きるので、接着剤や塗料、さらに注型材料、複合材料マ
トリックスなどの用途に好適な材料を提供することがで
きる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｋ 3/36 Ｃ０８Ｋ 3/36 ４Ｊ００２ Ｃ０９Ｊ 163/00 Ｃ０９Ｊ 163/00 ４Ｊ０４０ Ｃ０９Ｋ 3/10 Ｃ０９Ｋ 3/10 Ｌ Ｅ０４Ｇ 23/02 Ｅ０４Ｇ 23/02 Ｂ Ｄ // Ｅ０１Ｄ 21/00 Ｅ０１Ｄ 21/00 Ｆターム(参考） 2D059 GG02 GG40 2E176 AA01 BB03 BB14 BB15 BB16 4F072 AA04 AA07 AA09 AB06 AB09 AB10 AB11 AD23 AD28 AE04 AE06 AE23 AF06 AG03 AH02 AH25 AL09 AL17 4G028 CA01 CB02 4H017 AA04 AB08 AD06 AE03 4J002 CD001 CD051 CD061 DE057 DJ016 FD016 FD157 GJ02 GL00 4J040 EC031 EC061 EC071 EC081 EC121 EC171 EC261 HA146 KA03 KA22 KA42 LA03 MA02 MA06 MA10 MB06 NA12 PA40

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも次の構成要素［Ａ］、［Ｂ］お
   よび［Ｃ］からなることを特徴とするエポキシ樹脂組成
   物。 ［Ａ］エポキシ樹脂 ［Ｂ］シリカ粒子 ［Ｃ］無機塩基物質
2. 【請求項２】前記構成要素［Ｂ］が、平均一次粒子径が
   ５〜２００ｎｍのシリカ粒子であることを特徴とする請
   求項１に記載のエポキシ樹脂組成物。
3. 【請求項３】前記構成要素［Ｂ］が、親水性のシリカ粒
   子であることを特徴とする請求項１または２に記載のエ
   ポキシ樹脂組成物。
4. 【請求項４】前記構成要素［Ｂ］が、該エポキシ樹脂
   ［Ａ］１００重量部に対して０．５〜１２重量部含有さ
   れていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記
   載のエポキシ樹脂組成物。
5. 【請求項５】前記構成要素［Ｃ］が、水酸化ナトリウム
   および水酸化カリウムから選ばれた少なくとも１種であ
   ることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のエ
   ポキシ樹脂組成物。
6. 【請求項６】前記構成要素［Ｃ］が、該エポキシ樹脂
   ［Ａ］１００重量部に対して０．５〜５０ｐｐｍ含有さ
   れていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記
   載のエポキシ樹脂組成物。
7. 【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載のエポキシ
   樹脂組成物と硬化剤の混合物を含浸せしめた補強用繊維
   基材を、コンクリート構造体の表面に張り付けた後、該
   エポキシ樹脂組成物を硬化せしめることを特徴とするコ
   ンクリート構造体の補修・補強方法。
8. 【請求項８】請求項１〜６のいずれかに記載のエポキシ
   樹脂組成物と硬化剤の混合物を介して、ＦＲＰ板または
   鋼板をコンクリート構造体の表面に張り付けた後、該エ
   ポキシ樹脂組成物を硬化せしめることを特徴とするコン
   クリート構造体の補修・補強方法。
9. 【請求項９】該請求項１〜６のいずれかに記載のエポキ
   シ樹脂組成物と硬化剤の混合物を、コンクリート構造体
   のヒビ割れ部分に注入した後、該エポキシ樹脂組成物を
   硬化せしめることを特徴とするコンクリート構造体の補
   修・補強方法。