JPH10120764A

JPH10120764A - エポキシ樹脂注入材

Info

Publication number: JPH10120764A
Application number: JP30859996A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Tanaka; 茂男田中; Manabu Kirino; 学桐野; Minami Hanada; 南花田; Manabu Inoue; 学井上
Original assignee: ThreeBond Co Ltd
Current assignee: ThreeBond Co Ltd
Priority date: 1996-10-15
Filing date: 1996-10-15
Publication date: 1998-05-12
Anticipated expiration: 2016-10-15
Also published as: JP3440723B2

Abstract

(57)【要約】【課題】橋脚等の補強工法における作業環境、特に外
気及び被着体の温度に左右されることなく、必要特性を
満足させるエポキシ樹脂注入材を提供すること。【解決手段】第１の発明では、（Ａ）ビスフェノール
型エポキシ樹脂、もしくは（Ａ）ビスフェノール型エポ
キシ樹脂と（Ｂ）反応性希釈剤の混合物から構成される
主剤に対し、（Ｃ）ポリアミドアミン及び（Ｄ）芳香族
変性アミンの混合物から構成される硬化剤を添加するよ
うにした。また、第２の発明では、（Ａ）ビスフェノー
ル型エポキシ樹脂、もしくは（Ａ）ビスフェノール型エ
ポキシ樹脂と（Ｂ）反応性希釈剤の混合物から構成され
る主剤に対し、（Ｃ）ポリアミドアミン、（Ｄ）芳香族
変性アミン、及び（Ｅ）脂肪族変性ポリアミンの混合物
から構成される硬化剤を添加するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速道路、鉄道等
の橋脚の耐震補強工事に用いられるエポキシ樹脂注入材
に関し、特に橋脚等の補強の為に、橋脚とこれに巻き付
けられた鋼板との間隙に注入充填して、これらを強固に
接着固定するエポキシ樹脂注入材に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地震などの災害から高速道路、鉄
道等の橋脚を守るために、これらの耐震補強の必要性が
指摘されている。そのため、これらの耐震補強の工法と
して既存のコンクリート橋脚構造物に対し、数ｃｍの隙
間をもたせて補強用鋼板を固定し、この隙間にエポキシ
樹脂を注入充填して硬化接着し、橋脚自体の強度を上げ
る耐震補強工事が行われている。

【０００３】ところで、これらの工法において使用され
るエポキシ樹脂に求められる特性としては、低粘度、高
強度（特に圧縮強度）、適切なポットライフ等が上げら
れ、注入に際しては、四季を通して作業するために、外
気温、躯体温度等の影響を受けにくいことも重要であ
る。

【０００４】このような目的にあったエポキシ樹脂とし
て、例えば、低温時の硬化性を得るために特開昭６３−
６３７１６に開示されるような、エポキシ樹脂とメルカ
プタン系硬化剤との組み合わせからなるエポキシ樹脂組
成物や、複素環状ジアミン硬化剤との組み合わせからな
るエポキシ樹脂組成物が用いられてきた。また、高強度
を得るためには芳香族ポリアミン硬化剤との組み合わせ
からなるエポキシ樹脂が用いられてきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、メルカ
プタン系硬化剤を用いた場合は、高強度が得られないこ
と、ポットライフが短いため注入時の粘度が上昇してし
まうこと、硬化時の発熱が大きいため樹脂の焦げ付きが
発生してしまう（特に夏期）ことなどの問題があり、ま
た、複素環状ジアミン硬化剤を用いた場合は、硬化物の
収縮が大きいことや、硬化物が脆いこと、被着体との接
着性が悪いこと等の問題があった。さらに、芳香族ポリ
アミン系硬化剤を用いた場合は、硬化速度の立ち上がり
が遅く、最終的な樹脂強度も低い値に留まってしまい必
要とされる強度が得られない、という問題があった。

【０００６】そのため、本発明では上記の課題を解決
し、橋脚などの補強工法における作業環境、特に外気及
び被着体の温度に左右されることなく、必要特性を満足
させるようなエポキシ樹脂注入材を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１では（Ａ）ビスフェノール型エポキシ樹
脂、もしくは（Ａ）ビスフェノール型エポキシ樹脂と
（Ｂ）反応性希釈剤の混合物から構成される主剤に対
し、（Ｃ）ポリアミドアミン及び（Ｄ）芳香族変性アミ
ンの混合物から構成される硬化剤を添加して構成される
エポキシ樹脂注入材を用いるようにした。また、請求項
２では、（Ａ）ビスフェノール型エポキシ樹脂、もしく
は（Ａ）ビスフェノール型エポキシ樹脂と（Ｂ）反応性
希釈剤の混合物から構成される主剤に対し、（Ｃ）ポリ
アミドアミン、（Ｄ）芳香族変性アミン、及び（Ｅ）脂
肪族変性ポリアミンの混合物から構成される硬化剤を添
加して構成されるエポキシ樹脂注入材を用いるようにし
た。

【０００８】本発明に使用される（Ａ）ビスフェノール
型エポキシ樹脂としては、下記一般式（１）で示される
主鎖にビスフェノール骨格を有し、分子の末端及び／ま
たは側鎖にエポキシ基を持つ化合物が上げられる。こら
れのビスフェノール型エポキシ樹脂として好ましいもの
としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が上げられ
る。

【０００９】

【化１】（ＲはＨまたはＣＨ_３ｎは平均で０〜２）

【００１０】また、本発明に使用される（Ａ）ビスフェ
ノール型エポキシ樹脂の粘度は、２〜１５Ｐａ・ｓ（２
５℃）の範囲が適当である。１５Ｐａ・ｓよりも高粘度
であると被着体間の隙間への充填が困難になったり、
（Ｂ）の反応性希釈剤を多量に使用する必要が生じ、硬
化物の強度が低下する場合がある。

【００１１】本発明に使用される（Ａ）ビスフェノール
型エポキシ樹脂の具体例としては、商品名エピコート＃
８０６、＃８０７、＃８２７、＃８２８（以上、油化シ
ェルエポキシ社製）、商品名エポミックＲ１３９、Ｒ１
４０（以上、三井石油化学工業社製）、商品名アラルダ
イトＧＹ−２５０、ＧＹ−２６０（以上、日本チバガイ
ギー社製）など汎用のビスフェノール型エポキシ樹脂が
挙げられ、求める粘度により種々の選択が可能である。

【００１２】次に、本発明に使用できる（Ｂ）の反応性
希釈剤は、（Ａ）のエポキシ樹脂の粘度や硬化物の物性
を調整するために使用される。この反応性希釈剤として
は、例えば下記一般式（２）、（３）、（４）で示され
るようなアルキルモノグリシジルエーテルやアルキレン
ジグリシジルエーテルが挙げられる。具体的には例え
は、商品名ＹＥＤ１１１、ＹＥＤ１１６、ＹＥＤ１２
２、ＹＥＤ２０５、ＹＥＤ２１６（以上、油化シェルエ
ポキシ社製）、商品名デナコールＥＸ−１１１、ＥＸ−
１２１、ＥＸ−１４１、ＥＸ−１４６、ＥＸ−２１１、
ＥＸ−２１２（ナガセ化成工業社製）などが挙げられ、
好ましくは、１，６ヘキサジオールジグリシジルエーテ
ルのような２官能以上のタイプのものである。

【００１３】

【化２】（ｎは１〜２０の整数）

【００１４】

【化３】（ｎは１〜２０の整数）

【００１５】

【化４】（ｎは１〜９の整数）

【００１６】次に、上記（Ａ）のエポキシ樹脂と（Ｂ）
の反応性希釈剤との混合比は、使用する（Ａ）のエポキ
シ樹脂の種類によって異なるが、（Ａ）：（Ｂ）が、７
０：３０〜１００：０（重量部）であることが好まし
い。（Ｂ）の反応性希釈剤の混合比が３０重量％を越え
ると、硬化物の樹脂強度が小さくなり、初期硬化性も悪
くなるといった不具合が生じる。

【００１７】次に、本発明に使用できる硬化剤は、
（Ｃ）ポリアミドアミン、（Ｄ）芳香族変性アミン、
（Ｅ）脂肪族変性ポリアミンであり、（Ｃ）のポリアミ
ドアミンは、主として硬化樹脂の脆性を抑え可撓性の付
与を目的に用いるもので、合成脂肪酸、天然脂肪酸のカ
ルボン酸とポリエチレンポリアミン等に代表されるエチ
レンアミンとの反応生成物であり、これらは原料の種類
や合成時の温度勾配、反応時間により種々のものが得ら
れる。具体的には、粘度や反応性から例えば、商品名ト
ーマイド＃２３５Ａ、＃２３５Ｒ、＃２４１、＃２４
５、＃２４６１（以上、富士化成工業社製）、商品名ア
ンカマイド３７５Ａ、４００、５０６（以上、ＡＣＩジ
ャパンリミテッド社製）、商品名ＡＣＲハードナーＨ４
５１０（旭電化工業社製）などが挙げられ、好ましくは
トーマイド＃２４６１である。

【００１８】（Ｄ）の芳香族変性アミンは主として樹脂
強度の向上を目的に用いるもので、メタフェニレンジア
ミンやメチレンジアニリンなどの共融混合化や、樹脂ア
ダクトにより液状化されたものの使用が可能である。具
体的には、例えば、商品名フジキュアーＦＸＭ−８２３
Ｆ（富士化成工業社製）、エピキュアー＃１５１（油化
シェルエポキシ社製）、商品名ＡＣＲハードナーＨ３
１、Ｈ３４８６（以上、旭電化工業社製）、商品名アン
カミンＬＯ、ＬＯＳ、ＬＶ、ＬＶＳ（以上、ＡＣＩジャ
パンリミテッド社製）などが挙げられ、好ましくはフジ
キュアーＦＸＭ８２３Ｆである。

【００１９】（Ｅ）の脂肪族変性ポリアミンは主として
低温硬化性の向上を目的に用いるもので、下記一般式
（４）で表されるポリエチレンポリアミンの樹脂アダク
ト化、マンニッヒ変性、もしくは促進剤としてフェノー
ル類を添加したものが挙げられる。さらには粘度調整、
反応性の制御のため、ベンジルアルコールなどの添加も
可能である。具体的には、例えば、商品名フジキュアー
ＦＸＫ８３０、ＦＸＳ８５０、ＦＸＳ８５３（以上、富
士化成工業社製）、商品名ＡＣＲハードナーＨ３７２
５、Ｈ３８９３、Ｈ３８９４（以上、旭電化工業社
製）、商品名アンカミン１７８４、２０２１（以上、Ａ
ＣＩジャパンリミテッド社製）、商品名バーサミンＦ
８、Ｉ−３７６（以上、ヘンケル白水社製）などが挙げ
られ、好ましくはフジキュアーＦＸＳ８５３である。

【００１９】

【化５】（ｎは１〜３の整数）

【００２０】これらの硬化剤のうち（Ｃ）と（Ｄ）を混
合して使用する場合は、外気温度が１０℃以上のときに
有効に使用でき、また、（Ｃ）と（Ｄ）さらに（Ｅ）を
併用すると外気温度が５℃以下になる作業環境において
も有効に使用できる。

【００２１】ここで、（Ｃ）と（Ｄ）を混合して使用す
る場合は、（Ｃ）のポリアミドアミンと（Ｄ）の芳香族
変性アミンの混合比は両者の合計量を１００（重量部）
とした場合、前者：後者の比が、３０：７０〜７０：３
０（重量％）であり、好ましくは（Ｃ）：（Ｄ）＝４
５：５５〜５５：４５（重量％）である。（Ｃ）のポリ
アミドアミンが３０重量％未満であると硬化性が悪くな
り、硬化樹脂が脆いものとなる。反対に（Ｄ）の芳香族
変性アミンが３０重量％未満であると可使時間が短くな
り、樹脂強度が大幅に低下する。

【００２２】次に、上記（Ｃ）と（Ｄ）さらに（Ｅ）を
併用する場合には、これらの混合割合は（Ｃ）と（Ｄ）
ならびに（Ｅ）の全体量を１００（重量部）とした場合
（Ｃ）が１０〜４０（重量％）、（Ｄ）が１０〜３０
（重量％）、（Ｅ）が３０〜７０（重量％）の範囲内で
構成され、特に（Ｃ）：（Ｄ）：（Ｅ）＝１５〜２５：
１５〜２５：５５〜６５（重量％）であることが好まし
い。（Ｃ）のポリアミドアミンが１０重量％未満である
と硬化物の可撓性が小さくなるため、脆くなり、また、
４０重量％を越えると硬化物の強度が低下する。また、
（Ｄ）の芳香族変性アミンが１０重量％未満であると樹
脂強度が低下し、３０重量％を越えると低温時硬化性が
大幅に悪くなる。（Ｅ）の脂肪族変性ポリアミンが３０
重量％未満であると低温時硬化性が悪くなり、７０重量
％越えると可使時間が短くなり、樹脂強度も低下する。

【００２３】次に、（Ａ）のエポキシ樹脂単独、もしく
は（Ａ）のエポキシ樹脂と（Ｂ）の反応性希釈剤の混合
物として構成される主剤と、上記した（Ｃ）＋（Ｄ）ま
たは（Ｃ）＋（Ｄ）＋（Ｅ）から構成される硬化剤との
混合比は、前者１００重量部に対して後者３０〜８０重
量部が適当である。この範囲を逸脱すると初期硬化性が
悪くなり、樹脂強度が低下する。

【００２４】本発明はさらに、必要に応じて各種添加剤
を加えることができる。例えば、充填材、着色剤、安定
剤であり、こられは、本発明の目的を逸脱しない程度に
任意に添加することができる。

【００２５】次に、本発明のエポキシ樹脂注入材を製造
する際の行程を説明する。本剤及び硬化剤とも原料を秤
量し、室温にて均一になるまで混合を行うことにより調
製され、必要と有れば加熱混合も可能である。

【００２６】次に、本発明のエポキシ樹脂注入材を使用
する際の行程について説明する。混合攪拌機に規定配合
量の本剤及び硬化剤を入れ、充分均一に混合した注入材
を予め下地処理のなされている被着構造体に対し、注入
ポンプを用いて注入する。この際混合後の注入材には可
使時間があるので、特に一度に多量の混合を行った場合
は可使時間に留意し素早い作業が必要となる。また混
合、注入作業に際しては、気泡の混入が硬化樹脂の強度
低下の原因となるので気泡の混入をなるべく抑える必要
がある。

【００２７】

【発明の実施の形態】

【実施例】表１及び表２に示すような配合割合（重量
部）からなるエポキシ樹脂組成物について下記に示すよ
うな評価試験を実施した。評価基準としては表３に示す
ような首都高速道路公団の補修用エポキシ樹脂施工基準
におけるエポキシ樹脂品質確認試験規格値を用いた。た
だし規格値の存在しないものに関しては、表４に示す評
価基準を適用した。

【００２８】評価試験（１）粘度測定（作業性）：主剤及び硬化剤を混合後、
ただちにＢＨ型回転粘度計により測定した。（２）可使時間：主剤及び硬化剤を混合した後、時間と
共に変化する温度を測定し、時間−温度曲線（硬化発熱
曲線）を得た。この曲線において急激な温度上昇が始ま
るまでの時間の７０％、もしくは温度の立ち上がりが明
確でない場合、最高発熱温度までの時間の５０％をもっ
て可使時間とした。（３）圧縮強度：ＪＩＳ−Ｋ−６９１１（熱硬化性プラ
スチック一般試験方法）に準じて試験を行った。ただし
試験片の形状は一辺２０±０．５ｍｍの立方体とした。（４）最高発熱温度：前述した硬化発熱曲線におけるピ
ーク温度を最高発熱温度とした。（５）硬化性：主剤及び硬化剤を混合した後、２４時間
放置後の表面硬化性をタックの残り具合により評価し
た。

【００２９】これら試験時の環境温度ならびに硬化条件
は表５の通りである。これらの試験結果を表６及び表７
に示す。この試験結果から明らかなように、請求項１に
関しては実施例１〜７、好ましくは実施例２の配合物を
用いることにより発熱を抑えながら、かつ高強度を得る
ことが出来ることを見出した。また請求項２に関しては
実施例１〜７、好ましくは実施例２の配合物を用いるこ
とにより低温時の作業性に優れ、かつ良好な硬化性、強
度を得ることが出来る事を見出した。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、（Ａ）ビスフェノ
ール型エポキシ樹脂、もしくは（Ａ）ビスフェノール型
エポキシ樹脂と（Ｂ）反応性希釈剤の混合物から構成さ
れる主剤に対し、（Ｃ）ポリアミドアミン及び（Ｄ）芳
香族変性アミンの混合物から構成される硬化剤を添加し
て構成されるエポキシ樹脂組成物を用いることにより、
硬化時の急激な発熱（６０℃以下）を抑えつつかつ高圧
縮強度、適切な可使時間と作業性を得ることが可能であ
る。よって、このエポキシ樹脂組成物は春夏秋期の橋脚
補強用エポキシ樹脂として必要充分な特性を有している
といえる。

【００３１】また、（Ａ）ビスフェノール型エポキシ樹
脂、もしくは（Ａ）ビスフェノール型エポキシ樹脂と
（Ｂ）反応性希釈剤の混合物から構成される主剤に対
し、（Ｃ）ポリアミドアミン、（Ｄ）芳香族変性アミ
ン、及び（Ｅ）脂肪族変成アミンの混合物から構成され
る硬化剤を添加して構成されるエポキシ樹脂組成物を用
いることにより低温時硬化性と同時に高圧縮強度、さら
には低温時においても作業性を損なうことのない低い粘
度を得ることが可能である。よって、このエポキシ樹脂
組成物は冬期の橋脚補強用エポキシ樹脂として必要充分
な特性を有しているといえる。

【００３２】このように単独の硬化剤成分では達成しき
れない補強用エポキシ樹脂注入材としての必要特性を、
２成分もしくは３成分の硬化剤を適切な配合割合で用い
ることにより充分に達成されることが見出された。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井上学東京都八王子市狭間町1456番地株式会社スリーボンド内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）ビスフェノール型エポキシ樹脂、
もしくは（Ａ）ビスフェノール型エポキシ樹脂と（Ｂ）
反応性希釈剤の混合物から構成される主剤１００重量部
に対し、（Ｃ）ポリアミドアミン及び（Ｄ）芳香族変性
アミンの混合物から構成される硬化剤を３０〜８０重量
部を添加して構成されるエポキシ樹脂組成物であって、
前記（Ａ）：（Ｂ）の混合比が、７０：３０〜１００：
０（重量部）及び（Ｃ）：（Ｄ）の混合比が、３０：７
０〜７０：３０（重量部）であることを特徴とするエポ
キシ樹脂注入材。
【請求項２】（Ａ）ビスフェノール型エポキシ樹脂、
もしくは（Ａ）ビスフェノール型エポキシ樹脂と（Ｂ）
反応性希釈剤の混合物から構成される主剤１００重量部
に対し、（Ｃ）ポリアミドアミン及び（Ｄ）芳香族変性
アミン、（Ｅ）脂肪族変性ポリアミンの混合物から構成
される硬化剤を３０〜８０重量部を添加して構成される
エポキシ樹脂組成物であって、前記（Ａ）：（Ｂ）の混
合比が、７０：３０〜１００：０（重量部）及び（Ｃ）
と（Ｄ）ならびに（Ｅ）の混合割合が、前記（Ｃ）乃至
（Ｅ）の全体量を１００（重量部）とした場合、（Ｃ）
が２０〜４０（重量部）、（Ｄ）が１０〜３０（重量
部）、（Ｅ）が３０〜７０（重量部）の範囲内で構成さ
れることを特徴とするエポキシ樹脂注入材。