JPH10204373A

JPH10204373A - 二次覆工用塗工液

Info

Publication number: JPH10204373A
Application number: JP2600097A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Endo; 雅裕遠藤; Shunji Kishimoto; 俊司岸本; Yoshiyuki Kawamura; 良之河村; Tatsuya Okamoto; 達也岡本; Kozo Takemura; 幸三竹村; Takashi Suda; 隆須田
Original assignee: NISSHIN BOSUI KOJI KK; Dainippon Shikizai Kogyo Co Ltd; Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: NISSHIN BOSUI KOJI KK; Dainippon Shikizai Kogyo Co Ltd; Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 1997-01-24
Filing date: 1997-01-24
Publication date: 1998-08-04

Abstract

(57)【要約】【課題】水分等の影響を受けることなく、施工性
に優れた二次覆工を形成することができる。【解決手段】第一液に配合されるエポキシ樹脂として
は、ビスフェノールＡ型およびビスフェノールＦ型のよ
うなビスフェノール型エポキシ樹脂や、ウレタン、ポリ
サルファイド等で変性した変性エポキシ樹脂等が使用さ
れる。また、第二液に配合される硬化剤成分としては、
メタキシレンジアミン、イソホロンジアミン、ポリエチ
レンポリアミン等の脂肪族ポリアミン、複素環式ポリア
ミン、ジアミノジフェニルメタン等の芳香族ポリアミ
ン、また、これらをエポキシで変性したアミン類等が使
用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシールドトンネル等
に二次覆工を施すために用いられる塗工液に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】シールドトンネルの構築に当っては、従
来、セグメントを用いたプレハブ構造で一次覆工を行
い、その補強、防食、蛇行修正、防水などを兼ねた仕上
げとして、コンクリートを打設して二次覆工を行ってい
る。コンクリートによる二次覆工では、必要以上に大き
なトンネルを掘削しなければならず、土砂の排出量やコ
ンクリートの使用量が多くなり、また、乾燥に長時間を
要するという問題点が指摘されている。

【０００３】一方、上記問題点を解決する試みもなされ
ており、例えば、コンクリートに代えて、ポリウレタン
系、その他の合成樹脂材料を使用した二次覆工材が提案
されている。当該二次覆工材によれば、コンクリート二
次覆工材による前記問題点は改善されるものの、ポリウ
レタン系二次覆工材では、イソシアネート成分を使用す
るために水との反応性が大きく、湿潤面での使用では樹
脂成分の硬化が十分に進まないという欠点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、水分等の影
響を受けることなく、施工性に優れた二次覆工を形成す
ることのできる塗工液を提供することを発明が解決しよ
うとする課題とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る二次覆工用
塗工液は、常温硬化型エポキシ樹脂成分を配合した第一
液と、その硬化剤成分を含む第二液とからなることを特
徴とする。

【０００６】前記エポキシ樹脂成分は、ウレタン変性エ
ポキシ樹脂またはポリサルファイド変性エポキシ樹脂で
あることが好ましい。前記第一液には、反応性希釈剤や
非反応性希釈剤等の弾性付与成分が配合されていること
が好ましい。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて説明する。

【０００８】本発明に係る二次覆工用塗工液は、シール
ドトンネルに施された一次覆工の表面をサンダー、サン
ドブラスト等の通常の前処理を行った後に施工するのが
好ましい。なお、一次覆工には格別の制限はなく、セグ
メントのプレハブ構造などでよい。

【０００９】本発明の塗工液において、第一液に配合さ
れるエポキシ樹脂は、常温硬化型エポキシ樹脂組成物と
して慣用されているものの中から任意に選択することが
できる。例えば、ビスフェノールＡ型およびビスフェノ
ールＦ型のようなビスフェノール型エポキシ樹脂や、ウ
レタン、ポリサルファイド等で変性した変性エポキシ樹
脂等が使用される。これらのエポキシ樹脂は単独で用い
てもよいし、二種以上混合して用いてもよい。

【００１０】第一液には、必要に応じて、グリシジルエ
ーテル、グリシジルエステル、グリシジルアミン、鎖状
脂肪族エポキサイド、脂環式エポキサイド等の反応性希
釈剤やベンジルアルコール、ノニルフェノール、ブチル
ジグリコール、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレ
ート等の非反応性希釈剤、少量のトルエン、キシレン、
ケトン、アルコール等の溶剤、シリカ、タルク、炭酸カ
ルシウム、硫酸バリウム等の体質顔料、各種着色顔料や
水を配合することができる。第一液におけるこれらの最
大配合量は、反応性希釈剤で４０％、非反応性希釈剤で
３０％、体質顔料で６０％、着色顔料で３０％の範囲が
好ましい。

【００１１】二次覆工は、一次覆工セグメントの膨張、
収縮に対して追従することが要請され、従って、二次覆
工を構成するエポキシ組成物は弾性（可撓性）を有する
ことが好ましい。エポキシ樹脂組成物に弾性を付与する
方法としては、ウレタンやポリサルファイド等で変性し
たエポキシ樹脂を用いる方法、ポリエチレングリコール
ジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグ
リシジルエーテル等の二官能の長鎖の反応性希釈剤やジ
オクチルフタレート、ジブチルフタレート等の非反応性
希釈剤を用いる方法、アミン価の小さいポリアミドアミ
ン、ウレタン変性アミン、アルキルアミン、ヘキサメチ
レンジアミン変性物、メルカプタン系等の硬化剤を用い
る方法を例示することができる。更に、必要に応じてア
クリル樹脂やアクリル樹脂エマルジョン等の弾性付与成
分を用いてもよい。

【００１２】第二液に配合される硬化剤成分は、従来常
温硬化型エポキシ樹脂組成物の硬化剤として使用されて
いるもの、例えば、メタキシレンジアミン、イソホロン
ジアミン、ポリエチレンポリアミン等の脂肪族ポリアミ
ン、複素環式ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン等
の芳香族ポリアミン、また、これらをエポキシで変性し
たアミン類等の中から任意に選択することができる。こ
れらの硬化剤は単独で用いてもよいし、二種以上混合し
て用いてもよい。また、必要に応じて、フェノール、ビ
スフェノールＡ、サリチル酸、トリス（ジメチルアミノ
メチル）フェノール等の硬化促進剤や、第一液に配合さ
れる非反応性希釈剤、少量の溶剤、体質顔料、着色顔料
や水を配合してもよい。第二液におけるこれらの最大配
合量は、硬化促進剤で１０％、非反応性希釈剤で３０
％、体質顔料で６０％、着色顔料で３０％の範囲が好ま
しい。

【００１３】第一液と第二液とは、電動撹拌機またはス
タティックミキサー等の混合手段により混合した後、ス
プレー塗装する。第一液に対する第二液の混合量は、第
一液に配合されているエポキシ樹脂組成物を硬化するの
に十分な量とし、第一液と第二液の比率は一般に、１：
１〜５：１程度である。

【００１４】本発明の塗工液によりトンネルの二次覆工
を行う場合、必要に応じて予め一次覆工表面に、エポキ
シ系塗料による下地との接着性改良のためのプライマー
塗装や不陸修正のためのパテ材、素地調整材を被覆して
もよい。

【００１５】プライマーは、一液型エポキシ系塗料、二
液型エポキシ塗料のいずれでもよく、水、トルエン、キ
シレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケト
ン、アセトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルグリコ
ールアセテート、エチルグリコールアセテート等の溶剤
で希釈して用いてもよい。

【００１６】一液型エポキシ塗料としては、例えば、ケ
チミンを配合したエポキシ系塗料がもちいられる。ま
た、二液型エポキシ塗料の例としては、第一液として一
般に常温硬化型のビスフェノール型エポキシ樹脂が用い
られ、第二液としては、常温硬化型エポキシ樹脂硬化剤
として慣用されているメタキシレンジアミン、イソホロ
ンジアミン、ポリエチレンポリアミン等の脂肪族ポリア
ミン、複素環式ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン
等が用いられる。上記プライマー用エポキシ系塗料に
は、上記の成分に加え、さらに通常のエポキシ系塗料に
慣用されている体質顔料、着色顔料、改質剤等の添加剤
を配合することができる。

【００１７】パテ材および素地調整材としては、二液型
のエポキシ樹脂組成物を用い、ビスフェノールＡ型、ビ
スフェノールＦ型のようなビスフェノールエポキシ樹脂
やウレタン、ポリサルファイド等で変性されたエポキシ
樹脂を主成分とした第一液と、常温硬化型エポキシ樹脂
組成物の硬化剤を主成分とした第二液とを混合して使用
する。これらのパテ材、素地調整材は、前記した弾性を
有するエポキシ樹脂成分を含有することが好ましく、更
に、体質顔料、着色顔料、改質剤等の添加剤を配合して
もよい。

【００１８】上記プライマー、パテ材、および素地調整
材は、刷毛、ローラー、エアレス塗装機、へら等の塗工
具により、所望の膜厚に塗布する。なお、パテ材中にガ
ラスクロスやカーボンクロスを貼着することにより、水
分の侵入防止と塗膜の強度向上を図ることも望ましい。

【００１９】このようにして、エポキシ樹脂組成物を主
成分とする１〜１０ｍｍ厚の塗膜により二次覆工が形成
され、当該塗膜は、一次覆工としてのコンクリートセグ
メントに対する接着強度が湿潤面でも１５ｋｇｆ／ｃｍ
²以上でコンクリート破断し、塗膜強度（ショアＤ硬
度）が４０以上、耐衝撃性が５０ｋｇ−ｃｍ以上、耐磨
耗性が８０ｍｇ以下、透水性が０．０１ｇ以下、およ
び、背面水圧試験にて異常なしとの性能が得られ、従来
のコンクリートによる二次覆工以上の耐衝撃性、耐磨耗
性、非透水性を示すものである。

【００２０】

【実施例】続いて、実施例により本発明を詳述する。

【００２１】〔二次覆工の施工〕実施例１シールドトンネルにコンクリート系セグメントを用いた
円形プレハブ構造の一次覆工を施工した後、この表面を
水洗し、ウエス等で表面水分を拭いた後、表１に示す組
成のプライマーの第一液と第二液を重量比１：１で混合
し、ローラー刷毛で塗装後、直ちに表２に示す組成の素
地調整材の第一液と第二液および骨材を重量比で４．
３：０．７：８．０の割合で混合し、スプレーで１ｋｇ
／ｍ²になるように塗装した。

【００２２】

【表１】（水系プライマー）成分組成比第一液エポキシ樹脂エマルジョン１００第二液変性ポリアミドアミン２５水７５

【００２３】

【表２】（弾性タイプ素地調整材）成分組成比第一液エポキシ樹脂エマルジョン２０アクリル樹脂エマルジョン８０第二液変性ポリアミドアミン２５水７５骨材ポルトランドセメント５０珪砂５０

【００２４】素地調整材の施工後、１日経過後、室温
（２０℃）で表３に示すパテ材の第一液と第二液を重量
比１：１で混合し、０．５ｋｇ／ｍ²になるようにゴム
ベラで塗装し、気泡を抜きながら、ガラスクロス＃２３
０を貼付けた。次に、同じ塗料で０．８ｋｇ／ｍ²の目
止めを行った。室温（２０℃）で１日硬化後、表４に示
す弾性エポキシ樹脂組成物（上塗り塗料）を０．４ｋｇ
／ｍ²塗装し、タレや凹凸のない平滑で均一な塗膜を得
た。図１は塗膜の断面図であり、塗膜全体の厚みは約
１．５ｍｍであった。

【００２５】

【表３】（パテ材）成分組成比第一液ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂４０ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル２０炭酸カルシウム３０ルチル型酸化チタン５カーボン０．１添加剤（無機系揺変剤）４．９第二液メタキシレンジアミンエポキシ変性物１５ポリアミドアミン１５ベンジルアルコール１５炭酸カルシウム４５酸化チタン５添加剤（無機系揺変剤）５

【００２６】

【表４】（上塗り塗料）成分組成比第一液ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂５０ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル２５沈降性硫酸バリウム１０ルチル型酸化チタン４．６カーボン０．１添加剤（無機系揺変剤）５添加剤（消泡剤）０．３第二液メタキシレンジアミンエポキシ変性物５０ベンジルアルコール１０タルク３５酸化チタン３添加剤（無機系揺変剤）２

【００２７】実施例２実施例１と同様の一次覆工を施工した後、この表面を水
洗し、ウエスで表面の水分を拭き取った後、表５に示す
溶剤系プライマーの第一液と第二液を重量比１：１で混
合し、ローラー刷毛で塗装した。次いで、表６に示す素
地調整材の第一液と第二液および骨材を重量比で４．
３：０．７：８．０の割合で混合し、１ｋｇ／ｍ²にな
るようにスプレー塗装した。

【００２８】

【表５】（溶剤系プライマー）成分組成比第一液ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂５０（エポキシ当量：約４５０）キシレン２５ノルマルブタノール２５第二液変性ポリアミドアミン５０キシレン２５ノルマルブタノール２５

【００２９】

【表６】（弾性タイプ素地調整材）成分組成比第一液エポキシ樹脂エマルジョン２０アクリル樹脂エマルジョン８０第二液変性脂肪族ポリアミン２５水７５骨材ポルトランドセメント５０珪砂５０

【００３０】素地調整材の施工後、１日経過した後、室
温（２０℃）で表７に示すパテ材の第一液と第二液を重
量比１：１で混合し、０．５ｋｇ／ｍ²になるようにゴ
ムベラで施工後、気泡を抜きながら、ガラスクロス＃２
３０を貼り付けた。次に、同じ塗料で１．０ｋｇ／ｍ²
で目止めをした。室温（２０℃）で１日硬化後、表８に
示すポリサルファイド変性弾性エポキシ樹脂組成物（上
塗り塗料）を０．６ｋｇ／ｍ²塗装し、タレや凹凸のな
い平滑で均一な塗膜を得た。塗膜全体の厚みは約２ｍｍ
であった。

【００３１】

【表７】（パテ材）成分組成比第一液ポリサルファイド変性エポキシ樹脂４０ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル２０炭酸カルシウム３０ルチル型酸化チタン５カーボン０．１添加剤（無機系揺変剤）４．９第二液メタキシレンジアミンエポキシ変性物１５ポリアミドアミン１５ベンジルアルコール１５炭酸カルシウム４５酸化チタン５添加剤（無機系揺変剤）５

【００３２】

【表８】（上塗り塗料）成分組成比第一液ポリサルファイド変性エポキシ樹脂５０ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル２５沈降性硫酸バリウム１０ルチル型酸化チタン４．６カーボン０．１添加剤（無機系揺変剤）５添加剤（消泡剤）０．３第二液メタキシレンジアミンエポキシ変性物５５ベンジルアルコール５タルク３５酸化チタン３添加剤（無機系揺変剤）２

【００３３】実施例３実施例２において、上塗り塗料として表９に示すウレタ
ン変性弾性エポキシ樹脂組成物を０．６ｋｇ／ｍ²塗装
した以外は実施例２と同様にして、厚さ約２ｍｍで、平
滑で均一な二次覆工塗膜を得た。

【００３４】

【表９】（ウレタン変性弾性エポキシ塗料）成分組成比第一液ウレタン変性エポキシ樹脂５０ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル２５沈降性硫酸バリウム１０ルチル型酸化チタン４．６カーボン０．１添加剤（無機系揺変剤）５添加剤（消泡剤）０．３第二液メタキシレンジアミンエポキシ変性物５５ベンジルアルコール５タルク３５酸化チタン３添加剤（無機系揺変剤）２

【００３５】比較例１ JIS R 5201に準拠したモルタル板上に、厚さ４０ｍｍに
なるようにポルトランドセメント、豊浦標準砂および水
を５２０：１０４０：３３８の割合で混合したセメント
を塗り、室温（２０℃）で２８日間養生した。

【００３６】比較例２実施例１と同様の一次覆工を施工した後、この表面を水
洗し、ウエスで表面の水分を拭き取った後、表１０に示
すウレタン塗料の第一液と第二液を重量比１：１で混合
し、ローラー刷毛で塗工膜厚１．５ｍｍになるように塗
装して、平滑で均一な塗膜を得た。

【００３７】

【表１０】（ウレタン塗料）成分組成比第一液 3,3'- ジクロロ-4,4'-ジアミノフェニルメタン変性物４５ジオクチルフタレート１５シリカ３５ルチル型酸化チタン４．８カーボン０．１シリコーン系消泡剤０．１第二液変性トリレンジイソシアネート１００

【００３８】比較例３実施例１と同様の一次覆工を施工した後、この表面を水
洗し、ウエスで表面の水分を拭き取った後、表１１に示
すポリエステル樹脂プライマーの第一液と第二液を重量
比１００：２で混合し、ローラー刷毛で０．１５ｋｇ／
ｍ²になるように塗装した。

【００３９】

【表１１】（ポリエステル樹脂プライマー）成分組成比第一液不飽和ポリエステル樹脂液（触媒含有）１００第二液有機過酸化物１００

【００４０】６時間経過してプライマーが硬化した後、
室温（２０℃）で表１２に示すパテ材の第一液と第二液
を重量比１００：１．５で混合し、１．０ｋｇ／ｍ²に
なるようにゴムベラで塗装した。

【００４１】

【表１２】（ポリエステル樹脂パテ材）成分組成比第一液不飽和ポリエステル樹脂液（触媒含有）５０タルク５０第二液有機過酸化物１００

【００４２】６時間経過してパテ材が硬化した後、室温
（２０℃）で表１３に示すポリエステル樹脂の第一液と
第二液を重量比１００：２で混合し、０．５ｋｇ／ｍ²
になるようにローラー刷毛で塗装した。その後、ガラス
マット＃４５０（４５０ｇ／ｍ²）を皺ができないよう
に貼り付けた。次いで、前記混合調製したポリエステル
樹脂塗料を０．６ｋｇ／ｍ²になるように脱泡ローラー
にて気泡を抜きながら塗装した。１日経過してポリエス
テル樹脂が硬化した後、再度、前記混合調製したポリエ
ステル樹脂塗料を０．２ｋｇ／ｍ²になるようにローラ
ー刷毛にて塗装して、平滑で均一な塗膜を得た。

【００４３】

【表１３】（ポリエステル樹脂）成分組成比第一液不飽和ポリエステル樹脂液（触媒含有）１００第二液有機過酸化物１００

【００４４】比較例４実施例１と同様の一次覆工を施工した後、この表面を水
洗し、ウエスで表面の水分を拭き取った後、表１４に示
す高強度樹脂モルタルの第一液、第二液および骨材を重
量比２：１：６で混合し、コテで塗工膜厚３．０ｍｍに
なるように塗装して、平滑で均一な塗膜を得た。

【００４５】

【表１４】（高強度樹脂モルタル）成分組成比第一液ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂８０アルキル（Ｃ１２−１３）グリシジルエーテル１８添加剤（無機系揺変剤）１．７添加剤（消泡剤）０．３第二液メタキシレンジアミンエポキシ変性物５５ポリアミドアミン３０ベンジルアルコール１５骨材珪砂１００

【００４６】〔二次覆工塗膜の性能試験〕テスト（１）上記実施例１〜３および比較例２〜４で得られた塗膜が
硬化した後（一週間）、湿潤面への接着性を建研式の引
っ張り試験で実施した。試験結果を表１５に示すが、同
表における記号の意味は次の通りである。また、括弧内
の数値は接着強度を示す。 ○・・・コンクリート凝集破壊 ×・・・塗膜面の界面剥離

【００４７】次に、以下の強度試験を実施するため、JI
S R 5201に準拠したモルタル板上に上記実施例および比
較例と同様の塗膜を形成し、一週間後にテストした。そ
の結果を併せて表１５に示す。

【００４８】テスト（２） JIS K 5400によりデュポン衝撃試験を行った。表１５に
おける記号の意味は次の通りである。 ○・・・異常なし ×・・・亀裂の発生

【００４９】テスト（３） JIS K 7215により塗膜硬度（ショアＤ）を測定した。

【００５０】テスト（４） JIS K 5400によりテーパー磨耗試験を行った。

【００５１】テスト（５） JIS A 1404に準拠して透水性試験を行った。試験体に
は、１５０ｍｍφ×４０ｍｍに成形したモルタル板上に
各塗料を塗布して、２０℃で２８日間養生したものを用
いた。表１５中の値は３ｋｇ／ｃｍ²・１ｈｒにおける
透水量を示す。

【００５２】テスト（６） JIS A 1404に準拠して背面水圧試験を行った。１０ｍｍ
φの穴を有するフレキシブルボードを使用し、背面より
１ｋｇ／ｃｍ²の水圧をかけ、１日後の塗膜の変化を観
察した。表１５における記号の意味は次の通りである。 ○・・・異常なし ×・・・塗膜の破壊

【００５３】

【表１５】テスト（１）（２）（３）（４）（５）（６） (kg/cm² ) mg ｇ実施例１ ○ (23) ○ 50 80 0.01 ○ 実施例２ ○ (24) ○ 47 85 0.01 ○ 実施例３ ○ (22) ○ 45 88 0.01 ○ 比較例１ − (−) × − 600 15 − 比較例２ × (−) ○ 50 100 0.01 ○ 比較例３ × (−) ○ 80 100 0.00 ○ 比較例４ ○ (25) × 90 75 0.00 ○

【００５４】

【発明の効果】本発明の塗工液は、ウレタン系やポリエ
ステル系の塗料等の樹脂ライニング材と異なり、施工性
に優れ、水分等の影響を受けることなく、シールドトン
ネル等に二次覆工を形成することができる。また、形成
された塗膜は１〜１０ｍｍという薄い膜厚でも、従来の
コンクリートと同等あるいはそれ以上の強度性能を有し
ている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の塗工液を用いた二次覆工の断面図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者遠藤雅裕神奈川県横浜市神奈川区富家町１番地１株式会社熊谷組横浜支店内 (72)発明者岸本俊司神奈川県横浜市神奈川区富家町１番地１株式会社熊谷組横浜支店内 (72)発明者河村良之東京都新宿区津久戸町２番１号株式会社熊谷組東京本社内 (72)発明者岡本達也東京都新宿区津久戸町２番１号株式会社熊谷組東京本社内 (72)発明者竹村幸三東京都新宿区大久保１丁目１番10号日新防水工事株式会社内 (72)発明者須田隆茨城県猿島郡三和町大和田瀬崎1778 大日本色材工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】常温硬化型エポキシ樹脂成分を配合した
第一液と、その硬化剤成分を含む第二液とからなる二次
覆工用塗工液。
【請求項２】前記エポキシ樹脂成分がウレタン変性エ
ポキシ樹脂またはポリサルファイド変性エポキシ樹脂で
ある請求項１記載の二次覆工用塗工液。
【請求項３】前記第一液に弾性付与成分が配合されて
なる請求項１記載の二次覆工用塗工液。