JPH0551572A - ボルト固定用固着剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、低温硬化性、固着強度及び耐アルカ
リ性が効果的に向上したボルト固定用固着剤を提供する
ことにある。 【構成】多価アルコール成分としてトリシクロデカンジ
メタノールを有する不飽和ポリエステル樹脂を主成分と
するボルト固定用固着剤

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンクリート、岩盤等
にアンカーボルトを固着するためのボルト固定用固着剤
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、アンカーボルトの固着方法として
コンクリート等の基材に穿孔し、その孔に容器に収容し
た固着剤を装填しハンマードリル等に接合したアンカー
ボルトに回転衝撃を与えながらアンカーボルトを挿入
し、容器を破砕し容器に収容された固着剤を硬化させ、
アンカーボルトを固着する方法が知られている。この方
法に用いられる固着剤としては、ガラス製容器中に液状
不飽和ポリエステル樹脂を主成分とする樹脂を充填し、
更にこの容器中に過酸化ベンゾイル等の有機過酸化物を
主成分とする硬化剤をガラス管内に密封したものを収容
してなる固着剤が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】不飽和ポリエステル樹
脂は適度の粘性を持ち、取り扱い面で優れており、かな
りの固着強度を発揮する上、不飽和ポリエステル樹脂を
構成する多価カルボン酸や多価アルコールを選択するこ
とによって固有の性能が得られるので実用化されている
のであるが、耐アルカリ性に対して劣っており改善の余
地があった。

【０００４】耐アルカリ性が不足すると、アンカーボル
ト固着部の樹脂硬化物がコンクリート中に含まれるアル
カリ成分によって侵食され、アンカーボルト打設後時間
の経過と共に徐々に固着力が低下していくという欠点が
生ずる。故に耐アルカリ性を改善すべく研究が重ねら
れ、ビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物を縮
合成分とした不飽和ポリエステル樹脂が目的に合致する
ことが見出されたが、ビスフェノールＡアルキレンオキ
サイド付加物は、固着剤中の架橋性モノマーとの架橋反
応が悪く該不飽和ポリエステル樹脂を主成分とするボル
ト固定用固着剤の低温硬化性及び固着強度を低下させる
難点を伴うのである。

【０００５】低温硬化性が不足するということは、冬場
など低温雰囲気中において、十分なボルトの固着力を得
るために長時間が必要となって作業性が劣るという欠点
となり、固着強度の不足は使用範囲が限定され、又安全
面、経済面等に悪影響を及ぼし産業上非常に不利であ
る。一般に、架橋性モノマーと架橋反応を起こし易いも
のは、耐アルカリ性が悪く、硬化性及び固着強度と耐ア
ルカリ性とは相反する要求物性ではあるが、これらの物
性を同時に満たすことは、ボルト固定用固着剤の実用化
にあたり是非とも解決しなければならない課題である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】しかるに本発明者等は上
記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、多価アル
コール成分としてトリシクロデカンジメタノール（以
下、ＴＣＤ−ＤＭと略記する）を有する不飽和ポリエス
テル樹脂を主成分とするボルト固定用固着剤が、かかる
目的を達成し得ることを見出し本発明を完成するに至っ
た。

【０００７】本発明におけるボルト固定用固着剤は不飽
和ポリエステル樹脂に多価アルコール成分としてＴＣＤ
−ＤＭを導入したことにより、低温硬化性、固着強度及
び多価アルカリ性の要求物性を同時に満たすことに成功
し、更には耐アルカリ性を強化する目的でビスフェノー
ルＡアルキレンオキサイド付加物を縮合成分とした不飽
和ポリエステル樹脂においても多価アルコール成分とし
てＴＣＤ−ＤＭを導入すれば耐アルカリ性を保持したま
ま、低温硬化性及び固着強度を効果的に向上させる特質
を示すことが判明した。

【０００８】以下、本発明の固着剤を具体的に説明す
る。本発明の固着剤の主成分である不飽和ポリエステル
樹脂は多価カルボン酸、多価アルコール成分及び必要に
応じて空乾性を付与したい時は多価アルコールアリルエ
ーテル成分を縮合させて製造されるが、本発明の効果を
得るために、多価アルコール成分としてＴＣＤ−ＤＭが
使用される。ＴＣＤ−ＤＭは多価カルボン酸１モルに対
して０.２モル以上、好ましくは０.４〜１.０モル用い
られ、０.２モル未満の場合は、硬化性及び固着強度は
十分得られるが耐アルカリ性を低下させる。

【０００９】本発明においては、更に耐アルカリ性を強
化する目的で多価アルコール成分としてＴＣＤ−ＤＭと
ビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物とを併用
することが望ましい。アルキレンオキサイドとはエチレ
ンオキサイドやプロピレンオキサイドであり、ビスフェ
ノールＡ・エチレンオキサイド付加物とは、化１で表さ
れ、ビスフェノールＡ・プロピレンオキサイド付加物と
は、化２で示される化合物である。ここでｎ，ｍはいず
れも１以上の整数を示し、ｎ，ｍの上限は特に制限され
ないが、実用的には１≦ｎ，ｍ≦３の付加物が好適に用
いられる。

【００１０】

【化１】

【化２】

【００１１】ＴＣＤ−ＤＭとビスフェノールＡアルキレ
ンオキサイド付加物とを併用する際には、ＴＣＤ−ＤＭ
／ビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物がモル
比において１以上、好ましくは１.５以上の範囲で使用
するのが望ましく、規定範囲外の場合は不飽和多価カル
ボン酸含有量が少なくなり低温硬化性及び固着強度が低
下して初期目標が達成しにくい。不飽和カルボン酸含有
量は無水マレイン酸換算で樹脂中に２８重量％以上、好
ましくは３０重量％以上が目標物性には必要である。ビ
スフェノ−ルＡアレキレンオキサイド付加物が多くなる
と粘度が高くなり、作業性の問題により分子量が抑制さ
れるため固着強度の低下が大きくなる。

【００１２】ＴＣＤ−ＤＭ及びビスフェノ−ルＡアレキ
レンオキサイド付加物以外の多価アルコール成分として
は、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエ
チレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピ
レングリコール、１,３−ブチレングリコール、２,３−
ブチレングリコール、１,６−ヘキサンジオール、２−
エチル−１,３−ヘキサンジオール、２,２,４−トリメ
チル−１,３−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコ
ール、トリメチロ−ルエタン、トリメチロールプロパ
ン、グリセリン、ペンタエリスリトールなども挙げられ
る。特に有効な多価アルコ−ル成分としては、プロプレ
ングリコ−ルである。

【００１３】次に本発明における多価カルボン酸成分と
しては、無水マレイン酸、マレイン酸、無水イタコン
酸、イタコン酸、フマール酸などの不飽和多価カルボン
酸が用いられる。これらの不飽和多価カルボン酸と共
に、無水フタル酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタ
ル酸、テトラヒドロフタル酸、テトラヒドロ無水フタル
酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、ヘット
酸、シトラコン酸、アジピン酸、セバシン酸などの飽和
多価カルボン酸を併用することもできる。

【００１４】更に本発明においては、得られる不飽和ポ
リエステル樹脂に空乾性を付与する必要がある時には、
多価アルコールアリルエーテル成分を使用する。多価ア
ルコールアリルエーテル成分としては、ペンタエリスリ
トールトリアリルエーテル、ペンタエリスリトールジア
リルエーテル、トリメチロールプロパンジアリルエーテ
ル、トリメチロールプロパンモノアリルエーテル、トリ
メチロールエタンジアリルエーテル、トリメチロールエ
タンモノアリルエーテル、グリセリンジアリルエーテ
ル、グリセリンモノアリルエーテル、テトラメチロール
シクロヘキサノールジアリルモノクロチルエーテル、ヘ
キサメチロールメラミンジアリルジアリルジクロチルエ
ーテル、ヘキサントリオールジアリルエーテル、ペンタ
エリスリトールジアリルクロチルエーテル、テトラメチ
ロールシクロヘキサノールトリアリルエーテル、テトラ
メチロールシクロヘキサノンジアリルエーテル、ヘキサ
メチロールメラミンテトラアリルエーテルなど分子中に
少なくとも１個の水酸基を有するアリルエーテルが例示
できる。また必要であれば同一の目的のために、ジシク
ロペンタジエンも使用することが出来る。

【００１５】多価アルコールアリルエーテル成分は、ア
リル基として、多塩基酸成分１モルに対して０.０５モ
ル以上、好ましくは０.２モル以上用いることが望まし
く、０.０５モル未満では空乾性が不足する。上限は反
応限界まで可能である。上記各成分は、常法に従い、不
活性ガス雰囲気下温度１８０〜２２０℃程度で反応させ
ることにより、目的とする不飽和ポリエステル樹脂が取
得できる。本発明においては数平均分子量５００以上、
好ましくは１５００〜３０００の不飽和ポリエステル樹
脂が好適に使用される。本発明の固着剤は上記の不飽和
ポリエステル樹脂に架橋性モノマー及び硬化剤が配合さ
れる。

【００１６】架橋性モノマーとしては、スチレン、ビニ
ルトルエン、モノクロロスチレン、α−メチルスチレ
ン、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、ア
クリル酸エステル、メタクリル酸エステル、メタクリル
酸グリシジル、２−ヒドロキシエチルメタクリレートグ
リシジルエーテル、酢酸ビニル、塩化ビニル、メチレン
ビスアクリルアミド、ジビニルベンゼン、トリメチロー
ルプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパン
トリメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレ
ート、ジプロピレングリコールのジ（メタ）アクリレー
ト、トリプロピレングリコールのジ（メタ）アクリレー
ト、１,６−ヘキサンジオールジアクリレート、ビニル
シクロヘキサンモノオキサイド、桐油、アマニ油、大豆
油、綿実油、サフラワ油、やし油など公知の不飽和ポリ
エステル用の架橋性モノマーが例示できる。

【００１７】硬化剤としては、メチルエチルケトンパー
オキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、クメン
ハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、
ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーベンゾエート
などが用いられる。また本発明の固着剤には、必要に応
じて骨材又は充填剤を混入することができる。骨材とし
ては特に限定されないが、天然砕石又はマグネシアクリ
ンカー等の人工石等を使用することができる。充填剤と
しては特に限定されないが、炭酸カルシウム、硫酸カル
シウム、無水ケイ酸、粘土等を使用することができる。

【００１８】また樹脂の硬化を促進するために硬化促進
剤を用いることができる。但し、この場合は硬化促進剤
は硬化剤と分離しておく必要がある。硬化促進剤は、例
えばジメチルアニリン、ジエチルアニリン、ジメチルパ
ラトルイジン等のアミン類、ナフテン酸コバルト、オク
トエ酸コバルト、ナフテン酸マンガン、ナフテン酸カル
シウム等の金属石鹸類、バナジルアセチルアセトネー
ト、鉄アセチルアセトネート等のキレート化合物であ
る。更に樹脂の安定性を維持するためにハイドロキノ
ン、ナフトキノン等の重合禁止剤を加えることもでき
る。

【００１９】そのほか必要に応じ、顔料（チタン白、シ
アニンブルー、クリームイエロー、ウォッチングレッ
ド、ベンガラ、カーボンブラック、アニリンブラック、
マンガンブルー、鉄黒、ウルトラマリンブルー、ハンザ
レッド、クロームイエロー、クロームグリーンなど）、
研削剤（ステアリン酸亜鉛、微粉タルクなど）、レベリ
ング剤（シリコーン、キシレン、メタノール、エタノー
ル、ブタノール、アセトン、メチルイソブチルケトン、
メチルエチルケトン、セロソルブ類、ジアセトンアルコ
ールなど）、熱可塑性樹脂（ニトロセルロース、塩化ビ
ニル−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル樹脂、アクリル
樹脂、ブチル化メラミン、ブチル化尿素など）、を配合
することもできる。

【００２０】本発明のボルト固定用固着剤の配合組成は
用途に応じて広範囲に変化するが、通常は不飽和ポリエ
ステル樹脂１００重量部に対して、架橋性モノマー３０
〜５０重量部、好ましくは３５〜４５重量部、硬化剤
０.５〜１０重量部好ましくは１〜５重量部、骨材又は
充填剤０〜５００重量部程度が実用的である。本発明の
固着剤の形状は、容器と該容器内に収容された不飽和ポ
リエステル樹脂、架橋性モノマーと該不飽和ポリエステ
ル樹脂、架橋性モノマーとは隔離され該容器内に収容さ
れた硬化剤とからなる構成である。固着剤の構成は、広
範囲に設計可能であり特に限定されるものではないが、
例えば破砕可能な外容器と破砕可能な内容器とからな
り、硬化剤を密封した内容器と、不飽和ポリエステル樹
脂及び架橋性モノマーと必要に応じて骨材を外容器に収
容し密封したもの、あるいは不飽和ポリエステル樹脂及
び架橋性モノマーを密封した内容器と、硬化剤と必要に
応じて骨材を外容器に収容し密封したもの等が挙げられ
る。

【００２１】但し、骨材は樹脂又は硬化剤のいずれに混
在させてもよい。更には、これ以外の構成として容器に
不飽和ポリエステル樹脂及び架橋性モノマーと必要に応
じて骨材を収容し密封、容器の外壁に硬化剤を塗布した
ものも挙げられる。本発明に用いることのできる容器
は、運搬又は保管時に破壊されず、アンカーボルト挿入
時に簡単に破壊され細片となる容器であり、ガラス、陶
磁器、合成樹脂又は合成樹脂フイルムからなるものであ
る。

【００２２】

【作 用】本発明においては、多価アルコール成分と
してトリシクロデカンジメタノールを導入した不飽和ポ
リエステル樹脂を用いることによって低温硬化性、固着
強度及び耐アルカリ性が非常に向上したボルト固定用固
着剤が得られる。

【００２３】

【実 施 例】

実施例１ ［固着剤の製造］撹拌器、還流冷却器付きのフラスコに
フマール酸３７２ｇ（３.２０モル）、ＴＣＤ−ＤＭ６
７９ｇ（３.４６モル）２−ヒドロキシエチルパラトル
イジン１３.７ｇ、ヒドロキノン０.３２ｇを仕込み窒素
気流中で２００℃にて酸価２５mgＫＯＨ／ｇになるまで
反応を行ない、不飽和ポリエステル樹脂を得た。上記不
飽和ポリエステル樹脂１０００重量部にスチレンモノマ
−４９０重量部、ジエテレンアニリン２.２４重量部、
メチルハイドロキノン０.０７５重量部添加して粘度３
４００ｃｐｓ／２０℃、酸価１７mgＫＯＨ／ｇ加熱残分
６５重量％の不飽和ポリエステル樹脂を調製した。

【００２４】［硬化性］上記で得た不飽和ポリエステル
樹脂１００ｇに硫酸カルシウムにより５０％に希釈され
たベンゾイルパ−オキシド２ｇを添加して固着剤溶液を
作り表１に示す各温度において硬化時間を測定した。結
果は表１にまとめて示す。 ［固着強度］外径５mm、長さ７０mmのガラス製内容器に
硫酸カルシウムで５０％に希釈したベンゾイルパーオキ
シド０.４５重量部を密封して、外径１６mm、長さ１０
０mmのガラス製容器に収容し、更に直径２mmの天然けい
砂と上記で得た不飽和ポリエステル樹脂８.８重量部を
充填し、ナイロン製キャップで密封し固着剤を作製し
た。次に圧縮強度１５０kg／cm^２のコンクリートに内径
１９mm、長さ１１０mmの穿孔を行い、その孔内に前記の
固着剤を挿入した後、先端４５度カットのＭ１６全ネジ
ＳＣＭ４３５ボルトを電動ドリルに装着し、回転衝撃を
与えながら孔底まで挿入した。

【００２５】次に常温での固着力のテストとして２０時
間養生後の最大の引抜強度及び１mm引抜強度を測定し
た。測定方法は図１に示すように、カプラー２を介して
固着したボルト１の頭部にテンションバー（高張力綱
棒）３を固定し、ロードセル４、ラム５及びダイヤルゲ
ージ７を取り付け、次に油圧ポンプ６の油圧を上げ、ラ
ム５及びテンションバー３を介してボルト１に引抜荷重
をロードセル４により検知し、デジタル測定器８に表示
する。結果はまとめて表２に示す。 ［耐アルカリ性］コンクリート中に埋め込まれた固着剤
の樹脂硬化物は、コンクリートの持つ強アルカリ性によ
り時間の経過と共に物性が低下することが予想されるの
で、上記で得た不飽和ポリエステル樹脂１００重量部、
ベンゾイルパーオキシド２重量部を加えて、１０×７０
×３mmの硬化成型物を作製し、１００℃で５０時間、１
０％水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬し、その重量変化
を測定した。その結果を表３にまとめて示す。

【００２６】実施例２ 撹拌器、還流冷却器付きのフラスコにフマール酸４６２
ｇ（３.９８モル）、ＴＣＤ−ＤＭ４３０ｇ（２.１９モ
ル）、プロピレングリコール１６７ｇ（２.１９モ
ル）、２−ヒドロキシエチルパラトルイジン１３.０ｇ
を仕込み窒素気流中で２００℃にて酸価２１mgＫＯＨ／
ｇになるまで反応を行ない、不飽和ポリエステル樹脂を
得た。該不飽和ポリエステル樹脂１０００重量部にスチ
レンモノマー４９５重量部、ジエチレンアニリン２.２
４重量部、メチルハイドロキノン０.０７５重量部添加
して粘度３７６０ｃｐｓ／２０℃、酸価１３.５mgＫＯ
Ｈ／ｇ、加熱残分６５重量％の不飽和ポリエステル樹脂
を調製した。得られた樹脂を用いて実施例１に従い各物
性を調べた。結果はまとめて表１、表２、表３に各々示
す。

【００２７】実施例３ 撹拌器、還流冷却器付きのフラスコにフマ−ル酸３５１
ｇ（３.１８モル）、フタル酸２４ｇ（０.１５９モ
ル）、ＴＣＤ−ＤＭ６１２ｇ（３.１２モル）ビスフェ
ノールＡプロピレンオキサイド付加物（新日本理化社
製，Ｐ−２０）５５ｇ（０.１６モル）２−ヒドロキシ
エチルパラトルイジン１３ｇを仕込み窒素気流中で２１
０℃にて酸価２５mgＫＯＨ／ｇになるまで反応を行な
い、以下実施例１に準じて希釈を行い粘度６７００ｃｐ
ｓ／２０℃、酸価１６.８mgＫＯＨ／ｇ、加熱残分６５
重量％の樹脂を調製した。得られた樹脂を用いて同例１
に従い各物性を調べた。結果はまとめて表１、表２、表
３に各々示す。

【００２８】実施例４ 撹拌器、還流冷却器付きのフラスコに無水マレイン酸３
６３ｇ（３.７０モル）、ＴＣＤ−ＤＭ２９１ｇ（１.４
８モル）、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド付加
物（新日本理化社製，Ｐ−２０）１９１ｇ（０.５６モ
ル）、プロピレングリコール１５５ｇ（２.０４モル）
２−ヒドロキシエチルパラトルイジン１３ｇを仕込み窒
素気流中で２００℃にて酸価２１mgＫＯＨ／ｇになるま
で反応を行ない、以下実施例１に準じて希釈を行い粘度
３４００ｃｐｓ／２０℃、酸価１４.０mgＫＯＨ／ｇ、
加熱残分６５重量％の樹脂を調製した。得られた樹脂を
用いて同例１に従い各物性を調べた。結果はまとめて表
１、表２、表３に各々示す。

【００２９】実施例５ 撹拌器、還流冷却器付きのフラスコに無水マレイン酸３
７３ｇ（３.８０モル）、ＴＣＤ−ＤＭ３７３ｇ（１.９
０モル）、プロピレングリコ−ル１５９ｇ（２.０９モ
ル）ペンタエリスリトールトリアリルエーテル９７ｇ
（０.３８モル）を仕込み窒素気流中で２００℃にて酸
価１５.０mgＫＯＨ／ｇになるまで反応を行ない、以下
実施例１に準じて希釈を行い粘度３０００ｃｐｓ／２０
℃、酸価１０.０mgＫＯＨ／ｇ、加熱残分６５重量％の
樹脂を調製した。得られた樹脂を用いて同例１に従い各
物性を調べた。結果はまとめて表１、表２、表３に各々
示す。

【００３０】対照例１ 無水マレイン酸３２０ｇ（３.２６モル）と無水フタル
酸２６０ｇ（１.７６モル）、プロピレングリコ−ル４
２０ｇ（５.５２モル）２−ヒドロキシエチルパラトル
イジン１３ｇを仕込み窒素気流中で２００℃にて酸価２
３mgＫＯＨ／ｇになるまで反応を行い、以下実施例１に
準じて希釈を行い粘度３２００ｃｐｓ／２０℃、酸価１
５mgＫＯＨ／ｇ、加熱残分６５重量％の不飽和ポリエス
テル樹脂を調製した。上記で得た樹脂を用いて、同例に
従い各物性を測定した。結果は表１、表２、表３に各々
示す。

【００３１】対照例２ 無水マレイン酸３２２ｇ（３.２８モル）、ビスフェノ
−ルＡプロピレンオキサイド付加物５０８ｇ（１.４８
モル）プロピレングリコ−ル１７０ｇ（２.２３モル）
２−ヒドロキシエチルパラトルイジン１３ｇを仕込み窒
素気流中２００℃にて酸価２８mgＫＯＨ／ｍになるまで
反応を行い、以下実施例１に準じて希釈を行い粘度３４
００ｃｐｓ／２０℃、酸価１８.５mgＫＯＨ／ｇ、加熱
残分６５重量％の不飽和ポリエステル樹脂を調製した。
上記で得た樹脂を用いて、同例に従い各物性を調べた。
結果は表１、表２、表３に各々示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】

【表３】

【００３５】

【発明の効果】本発明は多価アルコール成分としてトリ
シクロデカンジメタノールを導入した不飽和ポリエステ
ル樹脂を用いることによって耐アルカリ性がよく低温硬
化性、固着強度が非常に向上したボルト固定用固着剤が
製造可能である。

【００３６】

【図面の簡単な説明】

【図１】ボルトの引抜強度の測定装置の説明図である。

【符号の説明】

１・・・・固着したボルト、２・・・・カプラー、３・
・・・テンションバー、４・・・・ロードセル、５・・
・・ラム、６・・・・油圧ポンプ、７・・・・ダイヤル
ゲージ、８・・・・デジタル測定器。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多価アルコール成分としてトリシクロデカ
   ンジメタノールを有する不飽和ポリエステル樹脂を主成
   分とするボルト固定用固着剤
2. 【請求項２】多価カルボン酸１モルに対して０.２モル
   以上のトリシクロデカンジメタノールを有する請求項１
   記載の不飽和ポリエステル樹脂を主成分とするボルト固
   定用固着剤
3. 【請求項３】多価アルコール成分としてトリシクロデカ
   ンジメタノールとビスフェノールＡアルキレンオキサイ
   ド付加物を有する不飽和ポリエステル樹脂を主成分とす
   るボルト固定用固着剤
4. 【請求項４】トリシクロデカンジメタノール／ビスフェ
   ノールＡアルキレンオキサイド付加物がモル比において
   １以上である請求項３記載の不飽和ポリエステル樹脂を
   主成分とするボルト固定用固着剤