アンカーボルト固定用カプセル
【課題】打撃を伴わない回転のみでも、回転・打撃でも施工が可能なアンカーボルト固定用カプセルの提供。
【解決手段】破砕可能な容器に、硬化可能な粘性液体樹脂組成物、骨材、及び硬化剤を封入した、打撃を伴わない回転のみでも、回転・打撃でも施工が可能なアンカーボルト固定用カプセルであって、前記粘性液体樹脂組成物の粘度が０．５Ｐａ・ｓ以上１０Ｐａ・ｓ未満であり、そして前記骨材として、平均圧壊強度が１０Ｎ／ｍｍ２以上１００Ｎ／ｍｍ２以下であり、かつ、平均粒径が０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下である無機粒子を用いることを特徴とする前記アンカーボルト固定用カプセル。
【解決手段】破砕可能な容器に、硬化可能な粘性液体樹脂組成物、骨材、及び硬化剤を封入した、打撃を伴わない回転のみでも、回転・打撃でも施工が可能なアンカーボルト固定用カプセルであって、前記粘性液体樹脂組成物の粘度が０．５Ｐａ・ｓ以上１０Ｐａ・ｓ未満であり、そして前記骨材として、平均圧壊強度が１０Ｎ／ｍｍ２以上１００Ｎ／ｍｍ２以下であり、かつ、平均粒径が０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下である無機粒子を用いることを特徴とする前記アンカーボルト固定用カプセル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート、岩盤等に穿孔し、その孔内にアンカーボルトや異形棒鋼などの固定部材を固着するためのアンカーボルト固定用カプセルに関する。本発明は、より詳しくは、破砕可能な容器に、硬化可能な粘性液体樹脂組成物、骨材、及び硬化剤を封入した、打撃を伴わない回転のみでも、回転・打撃でも施工が可能なアンカーボルト固定用カプセルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンクリートや岩盤等に穿孔し、その孔内にボルトや異形棒鋼（以下、単に「アンカーボルト」ともいう。）などの固定部材を固着するためには、まず母材に穿孔し、孔内に残った切粉や、孔壁に付着したコンクリート粉を除去し、その孔内にアンカーボルト固定用カプセル（以下、単に「カプセル」ともいう。）を挿入し、ハンマードリルなどの埋め込み機械でアンカーボルトを回転、又は回転・打撃させながら埋め込む。これにより、カプセル内の樹脂と硬化剤が混合されアンカーボルトを固着することができる。
【０００３】
このようなカプセルは、筒状のガラス管内に硬化可能な粘性液体樹脂組成物（以下、単に「樹脂組成物」ともいう。）と骨材、及び内容器に封入された硬化剤を配した二重容器構造のアンカーボルト用固着剤が一般的であり、アンカーボルトをハンマードリルで回転・打撃し埋め込み固着するものがある（例えば、以下の特許文献１参照）。
しかしながら、このようなカプセルは、主に、ハンマードリルなどの埋め込み機械でアンカーボルト回転・打撃させながら埋め込むことにより使用されているため、打撃を伴わない回転のみでの施工では、施工抵抗が高く施工時間が長くなったり、出力の小さい埋め込み機械では途中で止まり埋め込みが困難になったりするという問題がある。
【０００４】
一方、近年、ハンマードリルにより回転・打撃で埋め込む場合、打撃により振動や騒音が発生するため、マンション、学校、病院など居住中、稼働中の建築物の工事、例えば、耐震改修工事では、施工時の振動や騒音のために施工できる時間や期間が制限されるという問題がある。そこで、樹脂組成物の粘度が１０Ｐａ・ｓ以上２００Ｐａ・ｓ以下及び／又はチキソトロピー係数が１．１以上５．０以下である、打撃を伴わない回転施工用のアンカーボルト固定用カプセルも発明されている（以下、特許文献２参照）。
しかしながら、一般的なカプセルの製造方法では、従来の容器内に樹脂組成物を充填した後、骨材を投入し、骨材を沈降させた後に密閉する製造方法が採られるが、樹脂組成物の粘度が高くチキソトロピー性があるため、樹脂組成物の流動性に乏しく、容器への充填性が悪く、さらには骨材が沈降し難いという問題がある。そこで、樹脂組成物の粘度、チキソトロピー性を低下させる目的で樹脂組成物を加温する必要があった。この場合、一般的には樹脂組成物中には重合性モノマー、特に一般的にはスチレンがなどの低分子量で引火性の低い重合モノマーが混合されているため、加温によりかかる重合モノマーが引火しやすくなったり、該重合モノマーの蒸気が発散したりする。このように、特許文献２に記載されたカプセルを一般的な製造方法で製造するには、その製造工程において安全衛生上の問題がある。
【０００５】
このため、特許文献２に記載されたカプセルは樹脂組成物を加温しない製造方法として、予め樹脂組成物と骨材を混合してから容器に充填する方法で製造される。この場合、樹脂組成物と骨材の混合物を充填するために充填速度が遅く生産性に劣るものとなる。さらに、樹脂組成物と骨材の混合物を充填するためには特殊なポンプが必要である。さらに、樹脂組成物中に骨材が混合されていると、樹脂組成物中における骨材の分散に偏りがあった場合に樹脂組成物量と骨材量のバラツキも大きくなり、製品としてバラツキの多いものになる。したがって、樹脂組成物を加温せず、予め樹脂組成物と骨材を混合してから容器に充填する方法の製造コストは、結果的に上がってしまう。
【０００６】
また、一般にガラス管等に樹脂組成物が充填されたカプセルのシェルフライフ（消費期限）は、該樹脂組成物の流動性を目視確認して判定していたが、樹脂組成物と骨材の混合物には、流動性がないため、この方法では、シェルフライフの確認ができないという問題もある。
【０００７】
さらに、予め樹脂組成物と骨材を混合してから容器に充填されたカプセルでは、アンカーボルトの埋め込み時において、該樹脂組成物の粘度が高いため、コンクリート壁面との濡れが悪くなる。これを回避するためには、孔内の孔壁のコンクリート粉を除去するために金属製のブラシを使用しなければならない。また、金属製のブラシを使用したとしても、該樹脂組成物に流動性がないため、コンクリート壁の凹凸に樹脂組成物が入り込みにくく、硬化養生後のアンカーの引張強度は低くなってしまう。
【０００８】
さらに、特許文献２のカプセルには骨材を含有させることもできるとされている。骨材を含有しない場合は打撃を伴わない回転のみでの施工は可能であるが、ハンマードリルによる回転・打撃施工では施工時間が短くなりすぎて、結果、樹脂と硬化剤との混合が不十分となりアンカーの引張強度が低下する。
【０００９】
骨材を含有する場合は、骨材の種類として、マグネシアクリンカー、又は、ガラス、セラミック等の人工の無機骨材や硅石、大理石、御影石、珪砂、石英等の天然の無機系骨材、硬質プラスチック製の有機系骨材を用いることができるとあるが、骨材の平均圧壊強度までは限定していない。
【００１０】
一般的な骨材では圧壊強度が高いため、骨材粒径を２ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下に限定せざるを得なくなる。この場合、打撃を伴わない回転のみの施工は可能であるが、ハンマードリルによる回転・打撃施工では施工時間が短くなりすぎて、結果、樹脂と硬化剤との混合が不十分となりアンカーの引張強度が低下する。特にコンクリートにアンカーボルトを埋め込むために穿孔する場合、鉄筋にあたり、鉄筋を避けるために斜めに穿孔することがしばしばあるが、この場合、穿孔径が基準より大きくなるために引張強度の低下は顕著となる。
【００１１】
さらには、カプセルは埋め込まれるアンカー筋の径により、それぞれ対応したサイズのカプセルを用意する必要がある。この場合、骨材平均粒径２ｍｍ以下と限定した場合、Ｄ１９（外径１９ｍｍ）以上のアンカー筋の場合では、アンカー筋と穿孔径のクリアランスが大きくなるためにハンマードリルによる回転・打撃施工では施工時間が短くなりすぎて主剤と硬化剤の混合が不十分となり引張強度の低下は免れられない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特公昭６２−３７０７６号公報
【特許文献２】特開２００３−５６０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明が解決しようとする課題は、製造性が良く、貯蔵安定性に優れ、施工性が良く、高強度にアンカーボルトを固着できる、打撃を伴わない回転のみでも回転・打撃でも施工が可能なアンカーボルト固定用カプセルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、前記した従来技術の問題を解決すべく、鋭意検討し実験を重ねた結果、破砕可能な容器に、硬化可能な粘性液体樹脂組成物、骨材、及び硬化剤を封入し、該粘性液体樹脂組成物の粘度を０．５Ｐａ・ｓ以上１０Ｐａ・ｓ未満とし、さらに該前記骨材として、平均圧壊強度が１０Ｎ／ｍｍ２以上１００Ｎ／ｍｍ２以下、かつ、平均粒径が０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下である無機粒子を用いることにより、前記課題を解決しうることを見出し、かかる知見に基づき本願発明を完成するに至った。
【００１５】
すなわち、本願発明は、以下のとおりのものである。
［１］破砕可能な容器に、硬化可能な粘性液体樹脂組成物、骨材、及び硬化剤を封入した、打撃を伴わない回転のみでも回転・打撃による施工が可能なアンカーボルト固定用カプセルであって、前記粘性液体樹脂組成物の粘度が０．５Ｐａ・ｓ以上１０Ｐａ・ｓ未満であり、そして前記骨材として、平均圧壊強度が１０Ｎ／ｍｍ２以上１００Ｎ／ｍｍ２以下であり、かつ、平均粒径が０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下である無機粒子を用いることを特徴とする前記アンカーボルト固定用カプセル。
【００１６】
[２]前記骨材が多結晶質である、前記[１]に記載のアンカーボルト固定用カプセル。
【００１７】
［３］前記骨材の体積が、硬化可能な粘性液体樹脂組成物の体積の１．２〜２．２倍である、前記［１］又は[２]に記載のアンカーボルト固定用カプセル。
【００１８】
［４］前記硬化可能な粘性液体樹脂組成物が、エポキシアクリレート樹脂を主成分とするものである、前記［１］〜［３］のいずれかに記載のアンカーボルト固定用カプセル。
【００１９】
［５］前記エポキシアクリレート樹脂が、メタクリル基及びアクリル基の２種類の反応性官能基を持つものである、前記［１］〜［４］のいずれかに記載のアンカーボルト固定用カプセル。
【発明の効果】
【００２０】
本願発明に係るアンカーボルト固定用カプセルは、打撃を伴わない回転のみでも回転・打撃でも施工が可能であり、かつ、製造性が良く、貯蔵安定性に優れ、施工性が良く、高強度にアンカーボルトを固着することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本願発明について詳細に説明する。
本願発明に用いることのできる「破砕可能な容器」は、運搬又は保管時には破損せず、内容物の漏れがないように封入でき、アンカーボルト埋め込み時に回転のみでも破砕されるものであればよく、ガラス、陶磁器、合成樹脂、紙などの材料から作られる。特に、ガラスや陶磁器のような無機成分からなる容器の場合は、アンカーボルト埋め込み時に小さく破砕されるため、骨材としての働きも持つ。また、容器の形状は、特に限定しないが、円筒、角管等の筒状、球体、立方体、直方体などが挙げられるが、好ましくは、円筒状のものを使用する。
【００２２】
本願発明に用いることのできる「硬化可能な粘性液体樹脂組成物の主成分」としては、ラジカル硬化型のエポキシアクリレート樹脂、ビニルエステル樹脂、ビニルウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。一般的には、硬化時間の早いラジカル硬化型樹脂が使用される。「硬化可能な粘性液体樹脂組成物の主成分」は、好ましくは、耐アルカリ性に優れたエポキシアクリレート樹脂であり、特に好ましくは特開２００８−７６７２号公報に記載された、耐アルカリ性に優れ、貯蔵安定性の良いメタクリル基及びアクリル基の２種類の反応性官能基を持ったエポキシアクリレート樹脂である。
【００２３】
また、「硬化可能な粘性液体樹脂組成物」の粘度は、０．５Ｐａ．ｓ以上１０Ｐａ・ｓ未満、好ましくは０．５以上５Ｐａ・ｓ以下である。前記した主成分に、重合性モノマー、硬化促進剤、必要に応じて重合禁止剤、着色剤、顔料、紫外線吸収剤、界面活性剤、充填材、チキソトロピー化剤等を添加、混合して、「硬化可能な粘性液体樹脂組成物」を調製する。
【００２４】
粘度は、具体的にはＪＩＳ Ｋ６８３３（粘度測定）又はこれに準じた粘度測定方法によって測定される。例えば、２０℃において、東機産業（株）製 ＴＶＥ−３３Ｅ型粘度計 ０．５ｒｐｍで測定される。
粘度が０．５Ｐａ・ｓ未満では天井面や壁面にアンカーボルトを施工した際に液ダレの原因となり、一方、１０Ｐａ・ｓ以上では製造時の樹脂組成物の充填性や骨材沈降性が劣るために製造性が悪くなる。
【００２５】
「硬化可能な粘性液体樹脂組成物」のチクソトロピー性は、特に限定されないが、チクソトロピー係数が高いとカプセル製造時の樹脂充填性、骨材沈降性に劣るため、２未満であることが好ましい。
【００２６】
「硬化可能な粘性液体樹脂組成物」の調製に使用する重合性モノマーは特に限定しないが、ビニルモノマー、アクリルモノマー、アクリル酸エステル等がある。例えば、スチレン、ビニルトルエン、メタクリル酸メチル、ジアリルイソフタレート、トリアリルイソシアヌレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ビニルピロリドン、フェニルマレイミド、エチレングリコールジメタアクリレート、ジエチレングリコールジメタアクリレート、トリメタアクリル酸トリメチロールプロパン、２，５−ジメルスチレン、ｐ−クロロスチレン、マレイン酸ジメチルが挙げられ、一般的にはスチレンが用いられる。また、重合性モノマーの混合量は特に限定されないが、前記樹脂組成物中に１０〜７０ｗｔ％の割合で配合される。
【００２７】
「硬化可能な粘性液体樹脂組成物」の調製に使用する硬化促進剤としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｐ−トルイジン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアニリン等の窒素置換基がアルキル基である芳香族アニリン類や、オクタン酸コバルト、ナフテン酸コバルト、コバルト／アミン混合促進剤が挙げられるが、引張強度、貯蔵安定性の観点から、N，N−ジヒドロキシプロピル−ｐ−トルイジン、N，N−ジヒドロキシエチル−ｐ−トルイジンなどの水酸基を有する芳香族第３級アミンを使用することが好ましい。
【００２８】
「硬化可能な粘性液体樹脂組成物」の調製に使用する重合禁止剤としては、キノン類、ハイドロキノン類、フェノール類、例えば、ベンゾキノン、ｐ−ベンゾキノン、ｐ−トルキノン、ｐ−キシロキノン、ナフトキノン、２，６−ジクロロキノン、ハイドロキノン、トリメチルハイドロキノン、ｐ−ｔ−ブチルカテコール、２，５−ジ−ｔ−ブチルハイドロキノン、モノメチルハイドロキノン、ｐ−メトキシフェノール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ハイドロキノンモノメチルエーテル等を必要量添加することができる。キノン類はアミン類との着色等の変化することがあるため、ハイドロキノン類、フェノール類を添加することが好ましい。
【００２９】
「硬化可能な粘性液体樹脂組成物」の調製に使用する着色剤、顔料、紫外線吸収剤は、太陽光線による樹脂の重合を防止する耐光安定化剤として必要に応じ添加する。これらの添加剤として、レーキ顔料、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、高級有機顔料及び無機顔料、その単品又はそれらの混合物が挙げられ、例えば、「トナーイエロー」、「トナーブラウン」、「トナーグリーン」（武田薬品（株）製）、「カラーテックスブラウン」、「カラーテックスオレンジ」、「カラーテックスマロン」（山陽色素（株）製）、「オプラスエロー」（オリエント化学（株）製）を添加することができる。
【００３０】
「硬化可能な粘性液体樹脂組成物」の調製に使用する界面活性剤としては、アニオン型、カチオン型、ノニオン型、両性型が挙げられるが、水中での引張強度の安定に効果のあるアニオン型のものが好ましい。アニオン型界面活性剤は、カルボン酸塩として、アルキルエーテルカルボン酸塩「ビューライトＥＡＣ」（三洋化成（株）製）等、スルホン酸塩として、ジアルキルスルホコハク酸塩「サンセパラ１００」（三洋化成（株）製）等、アルキルアリルスルホコハク酸塩、アルキルスルホ酢酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩等、硫酸エステル塩として、アルキルアリル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、リン酸エステル塩として、アルキルエーテルリン酸塩等が挙げられる。特に好ましくは、界面活性剤を樹脂添加した場合、樹脂のゲル化を促進しないジアルキルスルホコハク酸塩又はアルキルアリルスルホコハク酸塩を使用することが望ましい。これらアニオン型界面活性剤としては、１価及び２価の金属塩又はアンモニウム塩が好ましく、特にナトリウム塩がより好ましい。界面活性剤の使用量は特に限定されないが、強度の点で主剤に対し１０ｗｔ％以下に抑えることが好ましい。また、界面活性剤は反応性単量体や溶剤に溶解して用いてもよい。
【００３１】
「硬化可能な粘性液体樹脂組成物」の調製に使用する充填材やチキソトロピー化剤は、配合してもしなくても構わないが、配合する場合には、石英砂、硅砂、硅粉、シリカ、炭酸カルシウム、石膏、ガラスフレーク、ガラスマイクロバルーン、フラッシュアイ、マイカ、火山灰、シラス、シラスバルーン、コンクリート粉、発泡コンクリート粉、セメント、カーボンブラック、アルミナ、鉄、アルミニウム等を用いることができる。充填材の添加量は、前記樹脂の主成分の粘度、重合性モノマー量、その他添加物の量によって異なるために特に限定されないが、樹脂組成物の流動性を失わないようにするために、樹脂組成物の粘度が０．５Ｐａ・ｓ以上１０Ｐａ・ｓ未満となるように混合される。
【００３２】
本願発明に用いることのできる「骨材」の材質は、特に限定しないが、天然硅石、大理石、御影石、石英などの天然砕石や、ガラスビーズ、ガラスカレット、セラミックボール、マグネシアクリンカーなどの人工骨材などの無機粒子から選ばれる。「骨材」の材質としては、天然硅石がコスト的に最も好ましい。さらに好ましくは１ｍｍ以下の単結晶が集合凝結した結合した多結晶質の天然硅石である。
【００３３】
骨材の平均圧壊強度は、１０Ｎ／ｍｍ２以上１００Ｎ／ｍｍ２以下であり、好ましくは２０Ｎ／ｍｍ２以上７０Ｎ／ｍｍ２以下であり、より好ましくは２０Ｎ／ｍｍ２以上５０Ｎ／ｍｍ２以下である。圧壊強度が１０Ｎ／ｍｍ２未満では容器が大割れするため、アンカーボルトの固着強度が低下し、一方、１００Ｎ／ｍｍ２を超えると埋め込み時の抵抗が上がるため、回転のみでの施工ができなくなる。
【００３４】
骨材の平均圧壊強度は、島津製作所（株）製 小型卓上試験機 ＥＺ−Ｔｅｓｔや万能試験機の圧縮試験により、粒径が約２ｍｍの粒子を圧縮破壊試験することによって測定することができる。得られた圧縮荷重を骨材の断面積で除した値を圧壊強度とする。
骨材圧壊強度ができるだけ低い方が施工性は良好となるが、一般的に圧壊強度の低い無機粒子の真密度は１．０ｋｇ／ｍ３未満と低く真比重が軽いため、骨材沈降性が悪く製造性に劣り、アンカーボルトの固着強度も低くなる。
【００３５】
そこで、骨材粒の１粒１粒の中に網目状にクラックが入った骨材や、１ｍｍ以下の結晶が集合凝結した骨材、多孔質の骨材を使用することもできる。沈降性が良好な骨材、例えば真密度が２．５ｋｇ／ｍ３以上である骨材であっても、平均圧壊強度は１０〜１００Ｎ／ｍｍ２であれば、埋め込み時ドリルの回転により網目状のクラック部や結合部、骨材内部の微細な多孔部から粉砕され、打撃を伴わない回転だけでアンカーボルトが施工でき、アンカーボルトの高い固着強度を発揮することができる。
このような骨材を使用する場合、骨材粒の全体の５０％以上、好ましくは８０％以上の粒子に、網目状クラックがあるか、１ｍｍ以下の単結晶が集合凝結した多結晶質ものが好ましい。
【００３６】
特に好ましくは多結晶質の天然硅石である。多結晶質の天然硅石を使用することにより、打撃を伴わない回転のみの施工の場合は、結晶の結合部から骨材が破壊されるために施工抵抗が小さくなる。一方で、骨材粒径を使用するアンカー筋と孔壁のクリアランスに対して十分な大きさとすることができるために、適当な施工抵抗を付与することができ回転・打撃で施工した場合でも、十分な埋め込み時間で主剤と硬化剤の混合が確実に行われる。
【００３７】
骨材の粒径は、平均粒径として０．３〜５ｍｍであることが好ましい。平均粒径０．３ｍｍ未満では容器の破砕性が悪くなり、容器が大割れするためにアンカーの固着強度の低下につながり、一方、５ｍｍ超えでは、埋め込み時の抵抗が上がり打撃を伴わない回転施工では施工できなくなる。骨材の粒径は、アンカーボルトのサイズによって変動するが、好ましくは、アンカーボルトと穿孔のクリアランス（片側分）の０．２〜１．５倍の平均粒径である。
【００３８】
本発明においては、使用する骨材の体積は、好ましくは、硬化可能な粘性液体樹脂組成物の体積の１．２〜２．２倍である。容器がガラス管や陶器の場合には、これらのも骨材に相当する量として考慮する必要がある。また、樹脂組成物内に無機充填剤を含む場合は、無機充填剤も骨材に相当する量として考慮する。使用する骨材の体積は、より好ましくは、硬化可能な粘性液体樹脂組成物の体積の１．５倍〜２．０倍である。１．２倍未満の場合、天井面や壁面にアンカーボルトを施工した際に液ダレの原因や、樹脂組成物と硬化剤の混合不良となり引張強度低下の原因となり、一方、２．２倍を超えると、埋め込み時の抵抗が上がり打撃を伴わない回転施工は施工できなくなり、さらには、樹脂組成物と骨材の混合物がパサツキ、埋め込み後コンクリート孔壁が濡れないため、引張強度の低下の原因となる。
【００３９】
本願発明に用いることのできる「硬化剤」としては、ジアシルパーオキサイド類、ケトンパーオキサイド類、ヒドロパーオキサイド類、ジアルキルパーオキサイド類、パーオキシケタール類、アルキルパーエステル類及びパーオキシカーボネート類等の有機化酸化物、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド等が挙げられ、一般的にはベンゾイルパーオキサイドが用いられる。また、この硬化剤は、一般的に、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム等の無機物、ジメチルフタレート、ジブチルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、シリコーンオイル、流動パラフィン、銃合性モノマー、水などの希釈剤で希釈して用いられる。これら硬化剤は、樹脂組成物とは隔離して配置するため内容器に充填されるか、粒状、棒状などに成型され表面に皮膜を形成して使用される。
【００４０】
本願発明に係るカプセルの製造方法は特には限定しないが、容器に樹脂組成物を充填後、内容器に収容された硬化剤及び／又は成型した硬化剤、骨材等を充填し、骨材及び硬化剤が沈降した後に溶閉又はキャップする工程が一般的であり、製造性がよい。また容器を合成樹脂フィルムでヒートシールにより密閉する方法もある。
【００４１】
本願発明に係るアンカーボルト固定用カプセルは、施工抵抗が小さく、打撃を伴わない回転施工用の電気ドリルを用いて施工が可能である。また、負荷電流が小さいため埋め込み機械として出力が例えば８００以下程度の、好ましくは６００Ｗ以下のものが使用でき、機械に対する負荷が小さいため機械の破損も防止できるほか、埋め込み時間も短いために埋め込み中の発生音の発生期間も短縮される。
すなわち、打撃を伴わない回転施工をすることで、低振動、低騒音での施工が可能であり、これにより、マンション、学校、病院など居住中、稼働中の建築物の工事、例えば耐震改修工事での使用に好適である。
【００４２】
当然ながら、本願発明に係るアンカーボルト固定用カプセルは、回転・打撃による施工も可能である。振動や騒音を気にしなくて良い現場では、ハンマードリルや振動ドリル、削岩機などの穿孔機械をそのまま使用して回転・打撃によりアンカーボルトを施工することもできる。
【００４３】
負荷電流（Ａ）は、クランプテスターを使用して測定ができる。例えば、ラインスプリッター ＣＴ１０１Ａ（日置電機（株）製）とデジタルクランプハイテスター ３２８２（日置電機（株）製）を使用して測定できる。
埋め込み時間は、クランプテスターを記録計に接続するか、直接ストップウォッチ等で測定することもできる。また、負荷電流と埋め込み時間の積を施工抵抗（施工力積）（Ａ×ｓｅｃ）として測定してもよい。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
〔実施例１〕
主成分であるメタクリル基及びアクリル基の２種類の反応性官能基をもつエポキシアクリレート樹脂に、スチレンモノマーを添加し、硬化促進剤として、N，N−ジヒドロキシプロピル−ｐ−トルイジンを添加して、１．７Ｐａ・ｓとなるように配合した樹脂組成物を、外径１７ｍｍ、長さ１２０ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのガラス管容器に７．８ｇ充填した。次いで、硬化剤として炭酸カルシウムで４０％濃度に希釈したベンゾイルパーオキサイド１．２ｇを外径６ｍｍ、長さ９０ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのガラス管製内容器に封入した硬化剤管を投入し、最後に、真密度２．４ｋｇ／ｍ３、平均圧壊強度４０Ｎ／ｍｍ２、平均粒径１．８ｍｍの多結晶天然硅石１８．２ｇ（樹脂組成物の体積に対する骨材の体積が１．５５倍相当）を投入し、骨材が沈降した後に外容器を溶封して、アンカーボルト固定用カプセルを製作した。
【００４５】
まず、製造性に関して、環境温度２０℃で樹脂組成物を充填後、硬化剤管を投入し、骨材を投入し、骨材が沈降するまでの時間（分）を測定した。骨材沈降時間を、以下の表１に示す。
【００４６】
次に、施工抵抗の測定は以下の要領で行った。環境温度２０℃において、サイズ０．５×０．５×１ｍ、圧縮強度２１N／ｍｍ２のコンクリートブロックに穿孔径２０ｍｍ、穿孔長１３０ｍｍの孔を穿孔し、ブロアーとナイロンブラシを用いて孔内清掃を行い、上記カプセルを穿孔内に挿入し、先端４５度にカットした外径１６ｍｍの異形棒鋼Ｄ１６（材質ＳＤ−３４５）を電気ドリル（日立工機（株）製 ＮＵ−ＤＨ４）で、回転を与えながら孔底まで埋め込んだ。
埋め込み時に電気ドリルの負荷電流、埋め込み時間を測定し、負荷電流と埋め込み時間の積を施工抵抗（施工力積）として測定した。施工抵抗の結果を、以下の表１に示す。
【００４７】
さらに、１日の養生時間をおいた後、埋め込んだ異形棒鋼の引張強度（ｋＮ）を測定した。測定機器はアンカーボルト用引試験機ＡＮＳＥＲ−５−ＩＩＩ（旭化成ケミカルズ株式会社製）を用いて行った。結果を、以下の表１に示す。
【００４８】
〔実施例２〕
骨材が真密度２．５ｋｇ／ｍ３、平均圧壊強度３５Ｎ／ｍｍ２、平均粒径２．４ｍｍ、骨材粒子の内部に網目状クラックがある骨材が全体の８０％の粒子にあること以外は、実施例１と同じカプセルを製作し、骨材沈降時間、施工抵抗、引張強度を測定した。結果を以下の表１に示す。
【００４９】
〔実施例３〕
実施例１の樹脂組成物及び硬化剤と、実施例２の骨材を使用し、外径２８ｍｍ、長さ２０５ｍｍ、肉厚１．１ｍｍのガラス管容器に樹脂組成物を３８．５ｇ充填し、外径８ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、肉厚０．６ｍｍのガラス管製内容器に硬化剤を４ｇを封入し、骨材を９７ｇ（樹脂組成物の体積に対する骨材体積が１．７６倍相当）を投入し、骨材が沈降した後、外容器を密封したアンカーボルト固定用カプセルを製作し、実施例１と同様に骨材沈降時間を測定した。結果を以下の表１に示す。
【００５０】
施工抵抗の測定は以下の要領で行った。
サイズ０．５×０．５×１ｍ、圧縮強度２１N／ｍｍ２のコンクリートブロックに穿孔径３２ｍｍ、穿孔長２８０ｍｍの孔を穿孔し、ブロアーとナイロンブラシを用いて孔内清掃を行い、上記カプセルを穿孔内に挿入し、先端４５度にカットした外径２５ｍｍの異形棒鋼Ｄ２５（材質ＳＤ−３４５）を電気ドリル（日立工機（株）製 ＮＵ−ＤＨ４）、回転を与えながら孔底まで埋め込んだ。
実施例１同様に、負荷電流と埋め込み時間の積を施工抵抗（施工力積）として測定した。施工抵抗の結果を以下の表１に示す。また、実施例１同様に引張強度を測定した。結果を以下の表１に示す。
【００５１】
〔実施例４〕
実施例１のアンカーボルト固定用を使用し、埋め込み機械がハンマードリルＰＲ−３８Ｅ（日立工機（株）製）を使用し、回転・打撃を与えて埋め込んだ以外は実施例１と同様に、負荷電流と埋め込み時間の積を施工抵抗（施工力積）して測定した。結果を以下の表１に示す。また、実施例１と同様に引張強度を測定した結果も表１に示す。
【００５２】
〔比較例１〕
骨材が真密度３．４ｋｇ／ｍ２、平均圧壊強度１８０Ｎ／ｍｍ２、平均粒径１．８ｍｍのマグネシアクリンカーが２４．７ｇ（樹脂組成物の体積に対する骨材体積が１．５５倍相当）であること以外は実施例１と同じカプセルを製作し、骨材沈降時間、施工抵抗、引張強度を測定した。結果を以下の表１に示す。
【００５３】
〔比較例２〕
主成分であるメタクリル基及びアクリル基の２種類の反応性官能基をもつエポキシアクリレート樹脂に、スチレンモノマーを添加し、硬化促進剤として、N，N−ジヒドロキシプロピル−ｐ−トルイジンを添加した後、微粉のシリカ（商品名アエロジル３００：日本アエロジル社製を４．５ｗｔ％）添加し、樹脂組成物の粘度２８Ｐａ・ｓ、チクソトロピー係数２．８となるように配合した樹脂組成物を外径１７ｍｍ、長さ１２０ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのガラス管容器に７．９ｇ充填し、次いで、エポキシアクリレート硬化剤として炭酸カルシウムで４０％濃度に希釈したベンゾイルパーオキサイド１．２ｇを外径６ｍｍ、長さ９０ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのガラス管製内容器に封入した硬化剤管を投入し、最後に、真密度２．５ｋｇ／ｍ３、平均圧壊強度４０Ｎ／ｍｍ２、平均粒径１．８ｍｍの天然硅石を、１８．２ｇ（樹脂組成物の体積に対する骨材体積が１．５５倍相当）を投入し、骨材が沈降した後、外容器を密封して、アンカーボルト用固着材を製作した。実施例１と同じ要領で、骨材沈降時間、施工抵抗、引張強度を測定した結果を、以下の表１に示す。
【００５４】
〔比較例３〕
骨材が真密度３．４ｋｇ／ｍｍ２、平均圧壊強度１８０Ｎ／ｍｍ２、平均粒径２．５ｍｍであること以外は、実施例３と同じカプセルを製作し、骨材沈降時間、施工抵抗、引張強度を測定した。結果を以下の表１に示す。
【００５５】
〔比較例４〕
比較例２の樹脂組成物を４１ｇと、真密度２．５ｋｇ／ｍ３、平均圧壊強度４５Ｎ／ｍｍ２、平均粒径２．５ｍｍの天然硅石を９７ｇ（樹脂組成物の体積に対する骨材体積が１．８倍相当）を使用した。また、孔内清掃に金属ブラシを使用した以外は、実施例３と同じ要領で骨材沈降時間、施工抵抗、引張強度を測定した。結果を以下の表１に示す。
【００５６】
【表１】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート、岩盤等に穿孔し、その孔内にアンカーボルトや異形棒鋼などの固定部材を固着するためのアンカーボルト固定用カプセルに関する。本発明は、より詳しくは、破砕可能な容器に、硬化可能な粘性液体樹脂組成物、骨材、及び硬化剤を封入した、打撃を伴わない回転のみでも、回転・打撃でも施工が可能なアンカーボルト固定用カプセルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンクリートや岩盤等に穿孔し、その孔内にボルトや異形棒鋼（以下、単に「アンカーボルト」ともいう。）などの固定部材を固着するためには、まず母材に穿孔し、孔内に残った切粉や、孔壁に付着したコンクリート粉を除去し、その孔内にアンカーボルト固定用カプセル（以下、単に「カプセル」ともいう。）を挿入し、ハンマードリルなどの埋め込み機械でアンカーボルトを回転、又は回転・打撃させながら埋め込む。これにより、カプセル内の樹脂と硬化剤が混合されアンカーボルトを固着することができる。
【０００３】
このようなカプセルは、筒状のガラス管内に硬化可能な粘性液体樹脂組成物（以下、単に「樹脂組成物」ともいう。）と骨材、及び内容器に封入された硬化剤を配した二重容器構造のアンカーボルト用固着剤が一般的であり、アンカーボルトをハンマードリルで回転・打撃し埋め込み固着するものがある（例えば、以下の特許文献１参照）。
しかしながら、このようなカプセルは、主に、ハンマードリルなどの埋め込み機械でアンカーボルト回転・打撃させながら埋め込むことにより使用されているため、打撃を伴わない回転のみでの施工では、施工抵抗が高く施工時間が長くなったり、出力の小さい埋め込み機械では途中で止まり埋め込みが困難になったりするという問題がある。
【０００４】
一方、近年、ハンマードリルにより回転・打撃で埋め込む場合、打撃により振動や騒音が発生するため、マンション、学校、病院など居住中、稼働中の建築物の工事、例えば、耐震改修工事では、施工時の振動や騒音のために施工できる時間や期間が制限されるという問題がある。そこで、樹脂組成物の粘度が１０Ｐａ・ｓ以上２００Ｐａ・ｓ以下及び／又はチキソトロピー係数が１．１以上５．０以下である、打撃を伴わない回転施工用のアンカーボルト固定用カプセルも発明されている（以下、特許文献２参照）。
しかしながら、一般的なカプセルの製造方法では、従来の容器内に樹脂組成物を充填した後、骨材を投入し、骨材を沈降させた後に密閉する製造方法が採られるが、樹脂組成物の粘度が高くチキソトロピー性があるため、樹脂組成物の流動性に乏しく、容器への充填性が悪く、さらには骨材が沈降し難いという問題がある。そこで、樹脂組成物の粘度、チキソトロピー性を低下させる目的で樹脂組成物を加温する必要があった。この場合、一般的には樹脂組成物中には重合性モノマー、特に一般的にはスチレンがなどの低分子量で引火性の低い重合モノマーが混合されているため、加温によりかかる重合モノマーが引火しやすくなったり、該重合モノマーの蒸気が発散したりする。このように、特許文献２に記載されたカプセルを一般的な製造方法で製造するには、その製造工程において安全衛生上の問題がある。
【０００５】
このため、特許文献２に記載されたカプセルは樹脂組成物を加温しない製造方法として、予め樹脂組成物と骨材を混合してから容器に充填する方法で製造される。この場合、樹脂組成物と骨材の混合物を充填するために充填速度が遅く生産性に劣るものとなる。さらに、樹脂組成物と骨材の混合物を充填するためには特殊なポンプが必要である。さらに、樹脂組成物中に骨材が混合されていると、樹脂組成物中における骨材の分散に偏りがあった場合に樹脂組成物量と骨材量のバラツキも大きくなり、製品としてバラツキの多いものになる。したがって、樹脂組成物を加温せず、予め樹脂組成物と骨材を混合してから容器に充填する方法の製造コストは、結果的に上がってしまう。
【０００６】
また、一般にガラス管等に樹脂組成物が充填されたカプセルのシェルフライフ（消費期限）は、該樹脂組成物の流動性を目視確認して判定していたが、樹脂組成物と骨材の混合物には、流動性がないため、この方法では、シェルフライフの確認ができないという問題もある。
【０００７】
さらに、予め樹脂組成物と骨材を混合してから容器に充填されたカプセルでは、アンカーボルトの埋め込み時において、該樹脂組成物の粘度が高いため、コンクリート壁面との濡れが悪くなる。これを回避するためには、孔内の孔壁のコンクリート粉を除去するために金属製のブラシを使用しなければならない。また、金属製のブラシを使用したとしても、該樹脂組成物に流動性がないため、コンクリート壁の凹凸に樹脂組成物が入り込みにくく、硬化養生後のアンカーの引張強度は低くなってしまう。
【０００８】
さらに、特許文献２のカプセルには骨材を含有させることもできるとされている。骨材を含有しない場合は打撃を伴わない回転のみでの施工は可能であるが、ハンマードリルによる回転・打撃施工では施工時間が短くなりすぎて、結果、樹脂と硬化剤との混合が不十分となりアンカーの引張強度が低下する。
【０００９】
骨材を含有する場合は、骨材の種類として、マグネシアクリンカー、又は、ガラス、セラミック等の人工の無機骨材や硅石、大理石、御影石、珪砂、石英等の天然の無機系骨材、硬質プラスチック製の有機系骨材を用いることができるとあるが、骨材の平均圧壊強度までは限定していない。
【００１０】
一般的な骨材では圧壊強度が高いため、骨材粒径を２ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下に限定せざるを得なくなる。この場合、打撃を伴わない回転のみの施工は可能であるが、ハンマードリルによる回転・打撃施工では施工時間が短くなりすぎて、結果、樹脂と硬化剤との混合が不十分となりアンカーの引張強度が低下する。特にコンクリートにアンカーボルトを埋め込むために穿孔する場合、鉄筋にあたり、鉄筋を避けるために斜めに穿孔することがしばしばあるが、この場合、穿孔径が基準より大きくなるために引張強度の低下は顕著となる。
【００１１】
さらには、カプセルは埋め込まれるアンカー筋の径により、それぞれ対応したサイズのカプセルを用意する必要がある。この場合、骨材平均粒径２ｍｍ以下と限定した場合、Ｄ１９（外径１９ｍｍ）以上のアンカー筋の場合では、アンカー筋と穿孔径のクリアランスが大きくなるためにハンマードリルによる回転・打撃施工では施工時間が短くなりすぎて主剤と硬化剤の混合が不十分となり引張強度の低下は免れられない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特公昭６２−３７０７６号公報
【特許文献２】特開２００３−５６０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明が解決しようとする課題は、製造性が良く、貯蔵安定性に優れ、施工性が良く、高強度にアンカーボルトを固着できる、打撃を伴わない回転のみでも回転・打撃でも施工が可能なアンカーボルト固定用カプセルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、前記した従来技術の問題を解決すべく、鋭意検討し実験を重ねた結果、破砕可能な容器に、硬化可能な粘性液体樹脂組成物、骨材、及び硬化剤を封入し、該粘性液体樹脂組成物の粘度を０．５Ｐａ・ｓ以上１０Ｐａ・ｓ未満とし、さらに該前記骨材として、平均圧壊強度が１０Ｎ／ｍｍ２以上１００Ｎ／ｍｍ２以下、かつ、平均粒径が０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下である無機粒子を用いることにより、前記課題を解決しうることを見出し、かかる知見に基づき本願発明を完成するに至った。
【００１５】
すなわち、本願発明は、以下のとおりのものである。
［１］破砕可能な容器に、硬化可能な粘性液体樹脂組成物、骨材、及び硬化剤を封入した、打撃を伴わない回転のみでも回転・打撃による施工が可能なアンカーボルト固定用カプセルであって、前記粘性液体樹脂組成物の粘度が０．５Ｐａ・ｓ以上１０Ｐａ・ｓ未満であり、そして前記骨材として、平均圧壊強度が１０Ｎ／ｍｍ２以上１００Ｎ／ｍｍ２以下であり、かつ、平均粒径が０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下である無機粒子を用いることを特徴とする前記アンカーボルト固定用カプセル。
【００１６】
[２]前記骨材が多結晶質である、前記[１]に記載のアンカーボルト固定用カプセル。
【００１７】
［３］前記骨材の体積が、硬化可能な粘性液体樹脂組成物の体積の１．２〜２．２倍である、前記［１］又は[２]に記載のアンカーボルト固定用カプセル。
【００１８】
［４］前記硬化可能な粘性液体樹脂組成物が、エポキシアクリレート樹脂を主成分とするものである、前記［１］〜［３］のいずれかに記載のアンカーボルト固定用カプセル。
【００１９】
［５］前記エポキシアクリレート樹脂が、メタクリル基及びアクリル基の２種類の反応性官能基を持つものである、前記［１］〜［４］のいずれかに記載のアンカーボルト固定用カプセル。
【発明の効果】
【００２０】
本願発明に係るアンカーボルト固定用カプセルは、打撃を伴わない回転のみでも回転・打撃でも施工が可能であり、かつ、製造性が良く、貯蔵安定性に優れ、施工性が良く、高強度にアンカーボルトを固着することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本願発明について詳細に説明する。
本願発明に用いることのできる「破砕可能な容器」は、運搬又は保管時には破損せず、内容物の漏れがないように封入でき、アンカーボルト埋め込み時に回転のみでも破砕されるものであればよく、ガラス、陶磁器、合成樹脂、紙などの材料から作られる。特に、ガラスや陶磁器のような無機成分からなる容器の場合は、アンカーボルト埋め込み時に小さく破砕されるため、骨材としての働きも持つ。また、容器の形状は、特に限定しないが、円筒、角管等の筒状、球体、立方体、直方体などが挙げられるが、好ましくは、円筒状のものを使用する。
【００２２】
本願発明に用いることのできる「硬化可能な粘性液体樹脂組成物の主成分」としては、ラジカル硬化型のエポキシアクリレート樹脂、ビニルエステル樹脂、ビニルウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。一般的には、硬化時間の早いラジカル硬化型樹脂が使用される。「硬化可能な粘性液体樹脂組成物の主成分」は、好ましくは、耐アルカリ性に優れたエポキシアクリレート樹脂であり、特に好ましくは特開２００８−７６７２号公報に記載された、耐アルカリ性に優れ、貯蔵安定性の良いメタクリル基及びアクリル基の２種類の反応性官能基を持ったエポキシアクリレート樹脂である。
【００２３】
また、「硬化可能な粘性液体樹脂組成物」の粘度は、０．５Ｐａ．ｓ以上１０Ｐａ・ｓ未満、好ましくは０．５以上５Ｐａ・ｓ以下である。前記した主成分に、重合性モノマー、硬化促進剤、必要に応じて重合禁止剤、着色剤、顔料、紫外線吸収剤、界面活性剤、充填材、チキソトロピー化剤等を添加、混合して、「硬化可能な粘性液体樹脂組成物」を調製する。
【００２４】
粘度は、具体的にはＪＩＳ Ｋ６８３３（粘度測定）又はこれに準じた粘度測定方法によって測定される。例えば、２０℃において、東機産業（株）製 ＴＶＥ−３３Ｅ型粘度計 ０．５ｒｐｍで測定される。
粘度が０．５Ｐａ・ｓ未満では天井面や壁面にアンカーボルトを施工した際に液ダレの原因となり、一方、１０Ｐａ・ｓ以上では製造時の樹脂組成物の充填性や骨材沈降性が劣るために製造性が悪くなる。
【００２５】
「硬化可能な粘性液体樹脂組成物」のチクソトロピー性は、特に限定されないが、チクソトロピー係数が高いとカプセル製造時の樹脂充填性、骨材沈降性に劣るため、２未満であることが好ましい。
【００２６】
「硬化可能な粘性液体樹脂組成物」の調製に使用する重合性モノマーは特に限定しないが、ビニルモノマー、アクリルモノマー、アクリル酸エステル等がある。例えば、スチレン、ビニルトルエン、メタクリル酸メチル、ジアリルイソフタレート、トリアリルイソシアヌレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ビニルピロリドン、フェニルマレイミド、エチレングリコールジメタアクリレート、ジエチレングリコールジメタアクリレート、トリメタアクリル酸トリメチロールプロパン、２，５−ジメルスチレン、ｐ−クロロスチレン、マレイン酸ジメチルが挙げられ、一般的にはスチレンが用いられる。また、重合性モノマーの混合量は特に限定されないが、前記樹脂組成物中に１０〜７０ｗｔ％の割合で配合される。
【００２７】
「硬化可能な粘性液体樹脂組成物」の調製に使用する硬化促進剤としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｐ−トルイジン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアニリン等の窒素置換基がアルキル基である芳香族アニリン類や、オクタン酸コバルト、ナフテン酸コバルト、コバルト／アミン混合促進剤が挙げられるが、引張強度、貯蔵安定性の観点から、N，N−ジヒドロキシプロピル−ｐ−トルイジン、N，N−ジヒドロキシエチル−ｐ−トルイジンなどの水酸基を有する芳香族第３級アミンを使用することが好ましい。
【００２８】
「硬化可能な粘性液体樹脂組成物」の調製に使用する重合禁止剤としては、キノン類、ハイドロキノン類、フェノール類、例えば、ベンゾキノン、ｐ−ベンゾキノン、ｐ−トルキノン、ｐ−キシロキノン、ナフトキノン、２，６−ジクロロキノン、ハイドロキノン、トリメチルハイドロキノン、ｐ−ｔ−ブチルカテコール、２，５−ジ−ｔ−ブチルハイドロキノン、モノメチルハイドロキノン、ｐ−メトキシフェノール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ハイドロキノンモノメチルエーテル等を必要量添加することができる。キノン類はアミン類との着色等の変化することがあるため、ハイドロキノン類、フェノール類を添加することが好ましい。
【００２９】
「硬化可能な粘性液体樹脂組成物」の調製に使用する着色剤、顔料、紫外線吸収剤は、太陽光線による樹脂の重合を防止する耐光安定化剤として必要に応じ添加する。これらの添加剤として、レーキ顔料、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、高級有機顔料及び無機顔料、その単品又はそれらの混合物が挙げられ、例えば、「トナーイエロー」、「トナーブラウン」、「トナーグリーン」（武田薬品（株）製）、「カラーテックスブラウン」、「カラーテックスオレンジ」、「カラーテックスマロン」（山陽色素（株）製）、「オプラスエロー」（オリエント化学（株）製）を添加することができる。
【００３０】
「硬化可能な粘性液体樹脂組成物」の調製に使用する界面活性剤としては、アニオン型、カチオン型、ノニオン型、両性型が挙げられるが、水中での引張強度の安定に効果のあるアニオン型のものが好ましい。アニオン型界面活性剤は、カルボン酸塩として、アルキルエーテルカルボン酸塩「ビューライトＥＡＣ」（三洋化成（株）製）等、スルホン酸塩として、ジアルキルスルホコハク酸塩「サンセパラ１００」（三洋化成（株）製）等、アルキルアリルスルホコハク酸塩、アルキルスルホ酢酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩等、硫酸エステル塩として、アルキルアリル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、リン酸エステル塩として、アルキルエーテルリン酸塩等が挙げられる。特に好ましくは、界面活性剤を樹脂添加した場合、樹脂のゲル化を促進しないジアルキルスルホコハク酸塩又はアルキルアリルスルホコハク酸塩を使用することが望ましい。これらアニオン型界面活性剤としては、１価及び２価の金属塩又はアンモニウム塩が好ましく、特にナトリウム塩がより好ましい。界面活性剤の使用量は特に限定されないが、強度の点で主剤に対し１０ｗｔ％以下に抑えることが好ましい。また、界面活性剤は反応性単量体や溶剤に溶解して用いてもよい。
【００３１】
「硬化可能な粘性液体樹脂組成物」の調製に使用する充填材やチキソトロピー化剤は、配合してもしなくても構わないが、配合する場合には、石英砂、硅砂、硅粉、シリカ、炭酸カルシウム、石膏、ガラスフレーク、ガラスマイクロバルーン、フラッシュアイ、マイカ、火山灰、シラス、シラスバルーン、コンクリート粉、発泡コンクリート粉、セメント、カーボンブラック、アルミナ、鉄、アルミニウム等を用いることができる。充填材の添加量は、前記樹脂の主成分の粘度、重合性モノマー量、その他添加物の量によって異なるために特に限定されないが、樹脂組成物の流動性を失わないようにするために、樹脂組成物の粘度が０．５Ｐａ・ｓ以上１０Ｐａ・ｓ未満となるように混合される。
【００３２】
本願発明に用いることのできる「骨材」の材質は、特に限定しないが、天然硅石、大理石、御影石、石英などの天然砕石や、ガラスビーズ、ガラスカレット、セラミックボール、マグネシアクリンカーなどの人工骨材などの無機粒子から選ばれる。「骨材」の材質としては、天然硅石がコスト的に最も好ましい。さらに好ましくは１ｍｍ以下の単結晶が集合凝結した結合した多結晶質の天然硅石である。
【００３３】
骨材の平均圧壊強度は、１０Ｎ／ｍｍ２以上１００Ｎ／ｍｍ２以下であり、好ましくは２０Ｎ／ｍｍ２以上７０Ｎ／ｍｍ２以下であり、より好ましくは２０Ｎ／ｍｍ２以上５０Ｎ／ｍｍ２以下である。圧壊強度が１０Ｎ／ｍｍ２未満では容器が大割れするため、アンカーボルトの固着強度が低下し、一方、１００Ｎ／ｍｍ２を超えると埋め込み時の抵抗が上がるため、回転のみでの施工ができなくなる。
【００３４】
骨材の平均圧壊強度は、島津製作所（株）製 小型卓上試験機 ＥＺ−Ｔｅｓｔや万能試験機の圧縮試験により、粒径が約２ｍｍの粒子を圧縮破壊試験することによって測定することができる。得られた圧縮荷重を骨材の断面積で除した値を圧壊強度とする。
骨材圧壊強度ができるだけ低い方が施工性は良好となるが、一般的に圧壊強度の低い無機粒子の真密度は１．０ｋｇ／ｍ３未満と低く真比重が軽いため、骨材沈降性が悪く製造性に劣り、アンカーボルトの固着強度も低くなる。
【００３５】
そこで、骨材粒の１粒１粒の中に網目状にクラックが入った骨材や、１ｍｍ以下の結晶が集合凝結した骨材、多孔質の骨材を使用することもできる。沈降性が良好な骨材、例えば真密度が２．５ｋｇ／ｍ３以上である骨材であっても、平均圧壊強度は１０〜１００Ｎ／ｍｍ２であれば、埋め込み時ドリルの回転により網目状のクラック部や結合部、骨材内部の微細な多孔部から粉砕され、打撃を伴わない回転だけでアンカーボルトが施工でき、アンカーボルトの高い固着強度を発揮することができる。
このような骨材を使用する場合、骨材粒の全体の５０％以上、好ましくは８０％以上の粒子に、網目状クラックがあるか、１ｍｍ以下の単結晶が集合凝結した多結晶質ものが好ましい。
【００３６】
特に好ましくは多結晶質の天然硅石である。多結晶質の天然硅石を使用することにより、打撃を伴わない回転のみの施工の場合は、結晶の結合部から骨材が破壊されるために施工抵抗が小さくなる。一方で、骨材粒径を使用するアンカー筋と孔壁のクリアランスに対して十分な大きさとすることができるために、適当な施工抵抗を付与することができ回転・打撃で施工した場合でも、十分な埋め込み時間で主剤と硬化剤の混合が確実に行われる。
【００３７】
骨材の粒径は、平均粒径として０．３〜５ｍｍであることが好ましい。平均粒径０．３ｍｍ未満では容器の破砕性が悪くなり、容器が大割れするためにアンカーの固着強度の低下につながり、一方、５ｍｍ超えでは、埋め込み時の抵抗が上がり打撃を伴わない回転施工では施工できなくなる。骨材の粒径は、アンカーボルトのサイズによって変動するが、好ましくは、アンカーボルトと穿孔のクリアランス（片側分）の０．２〜１．５倍の平均粒径である。
【００３８】
本発明においては、使用する骨材の体積は、好ましくは、硬化可能な粘性液体樹脂組成物の体積の１．２〜２．２倍である。容器がガラス管や陶器の場合には、これらのも骨材に相当する量として考慮する必要がある。また、樹脂組成物内に無機充填剤を含む場合は、無機充填剤も骨材に相当する量として考慮する。使用する骨材の体積は、より好ましくは、硬化可能な粘性液体樹脂組成物の体積の１．５倍〜２．０倍である。１．２倍未満の場合、天井面や壁面にアンカーボルトを施工した際に液ダレの原因や、樹脂組成物と硬化剤の混合不良となり引張強度低下の原因となり、一方、２．２倍を超えると、埋め込み時の抵抗が上がり打撃を伴わない回転施工は施工できなくなり、さらには、樹脂組成物と骨材の混合物がパサツキ、埋め込み後コンクリート孔壁が濡れないため、引張強度の低下の原因となる。
【００３９】
本願発明に用いることのできる「硬化剤」としては、ジアシルパーオキサイド類、ケトンパーオキサイド類、ヒドロパーオキサイド類、ジアルキルパーオキサイド類、パーオキシケタール類、アルキルパーエステル類及びパーオキシカーボネート類等の有機化酸化物、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド等が挙げられ、一般的にはベンゾイルパーオキサイドが用いられる。また、この硬化剤は、一般的に、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム等の無機物、ジメチルフタレート、ジブチルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、シリコーンオイル、流動パラフィン、銃合性モノマー、水などの希釈剤で希釈して用いられる。これら硬化剤は、樹脂組成物とは隔離して配置するため内容器に充填されるか、粒状、棒状などに成型され表面に皮膜を形成して使用される。
【００４０】
本願発明に係るカプセルの製造方法は特には限定しないが、容器に樹脂組成物を充填後、内容器に収容された硬化剤及び／又は成型した硬化剤、骨材等を充填し、骨材及び硬化剤が沈降した後に溶閉又はキャップする工程が一般的であり、製造性がよい。また容器を合成樹脂フィルムでヒートシールにより密閉する方法もある。
【００４１】
本願発明に係るアンカーボルト固定用カプセルは、施工抵抗が小さく、打撃を伴わない回転施工用の電気ドリルを用いて施工が可能である。また、負荷電流が小さいため埋め込み機械として出力が例えば８００以下程度の、好ましくは６００Ｗ以下のものが使用でき、機械に対する負荷が小さいため機械の破損も防止できるほか、埋め込み時間も短いために埋め込み中の発生音の発生期間も短縮される。
すなわち、打撃を伴わない回転施工をすることで、低振動、低騒音での施工が可能であり、これにより、マンション、学校、病院など居住中、稼働中の建築物の工事、例えば耐震改修工事での使用に好適である。
【００４２】
当然ながら、本願発明に係るアンカーボルト固定用カプセルは、回転・打撃による施工も可能である。振動や騒音を気にしなくて良い現場では、ハンマードリルや振動ドリル、削岩機などの穿孔機械をそのまま使用して回転・打撃によりアンカーボルトを施工することもできる。
【００４３】
負荷電流（Ａ）は、クランプテスターを使用して測定ができる。例えば、ラインスプリッター ＣＴ１０１Ａ（日置電機（株）製）とデジタルクランプハイテスター ３２８２（日置電機（株）製）を使用して測定できる。
埋め込み時間は、クランプテスターを記録計に接続するか、直接ストップウォッチ等で測定することもできる。また、負荷電流と埋め込み時間の積を施工抵抗（施工力積）（Ａ×ｓｅｃ）として測定してもよい。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
〔実施例１〕
主成分であるメタクリル基及びアクリル基の２種類の反応性官能基をもつエポキシアクリレート樹脂に、スチレンモノマーを添加し、硬化促進剤として、N，N−ジヒドロキシプロピル−ｐ−トルイジンを添加して、１．７Ｐａ・ｓとなるように配合した樹脂組成物を、外径１７ｍｍ、長さ１２０ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのガラス管容器に７．８ｇ充填した。次いで、硬化剤として炭酸カルシウムで４０％濃度に希釈したベンゾイルパーオキサイド１．２ｇを外径６ｍｍ、長さ９０ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのガラス管製内容器に封入した硬化剤管を投入し、最後に、真密度２．４ｋｇ／ｍ３、平均圧壊強度４０Ｎ／ｍｍ２、平均粒径１．８ｍｍの多結晶天然硅石１８．２ｇ（樹脂組成物の体積に対する骨材の体積が１．５５倍相当）を投入し、骨材が沈降した後に外容器を溶封して、アンカーボルト固定用カプセルを製作した。
【００４５】
まず、製造性に関して、環境温度２０℃で樹脂組成物を充填後、硬化剤管を投入し、骨材を投入し、骨材が沈降するまでの時間（分）を測定した。骨材沈降時間を、以下の表１に示す。
【００４６】
次に、施工抵抗の測定は以下の要領で行った。環境温度２０℃において、サイズ０．５×０．５×１ｍ、圧縮強度２１N／ｍｍ２のコンクリートブロックに穿孔径２０ｍｍ、穿孔長１３０ｍｍの孔を穿孔し、ブロアーとナイロンブラシを用いて孔内清掃を行い、上記カプセルを穿孔内に挿入し、先端４５度にカットした外径１６ｍｍの異形棒鋼Ｄ１６（材質ＳＤ−３４５）を電気ドリル（日立工機（株）製 ＮＵ−ＤＨ４）で、回転を与えながら孔底まで埋め込んだ。
埋め込み時に電気ドリルの負荷電流、埋め込み時間を測定し、負荷電流と埋め込み時間の積を施工抵抗（施工力積）として測定した。施工抵抗の結果を、以下の表１に示す。
【００４７】
さらに、１日の養生時間をおいた後、埋め込んだ異形棒鋼の引張強度（ｋＮ）を測定した。測定機器はアンカーボルト用引試験機ＡＮＳＥＲ−５−ＩＩＩ（旭化成ケミカルズ株式会社製）を用いて行った。結果を、以下の表１に示す。
【００４８】
〔実施例２〕
骨材が真密度２．５ｋｇ／ｍ３、平均圧壊強度３５Ｎ／ｍｍ２、平均粒径２．４ｍｍ、骨材粒子の内部に網目状クラックがある骨材が全体の８０％の粒子にあること以外は、実施例１と同じカプセルを製作し、骨材沈降時間、施工抵抗、引張強度を測定した。結果を以下の表１に示す。
【００４９】
〔実施例３〕
実施例１の樹脂組成物及び硬化剤と、実施例２の骨材を使用し、外径２８ｍｍ、長さ２０５ｍｍ、肉厚１．１ｍｍのガラス管容器に樹脂組成物を３８．５ｇ充填し、外径８ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、肉厚０．６ｍｍのガラス管製内容器に硬化剤を４ｇを封入し、骨材を９７ｇ（樹脂組成物の体積に対する骨材体積が１．７６倍相当）を投入し、骨材が沈降した後、外容器を密封したアンカーボルト固定用カプセルを製作し、実施例１と同様に骨材沈降時間を測定した。結果を以下の表１に示す。
【００５０】
施工抵抗の測定は以下の要領で行った。
サイズ０．５×０．５×１ｍ、圧縮強度２１N／ｍｍ２のコンクリートブロックに穿孔径３２ｍｍ、穿孔長２８０ｍｍの孔を穿孔し、ブロアーとナイロンブラシを用いて孔内清掃を行い、上記カプセルを穿孔内に挿入し、先端４５度にカットした外径２５ｍｍの異形棒鋼Ｄ２５（材質ＳＤ−３４５）を電気ドリル（日立工機（株）製 ＮＵ−ＤＨ４）、回転を与えながら孔底まで埋め込んだ。
実施例１同様に、負荷電流と埋め込み時間の積を施工抵抗（施工力積）として測定した。施工抵抗の結果を以下の表１に示す。また、実施例１同様に引張強度を測定した。結果を以下の表１に示す。
【００５１】
〔実施例４〕
実施例１のアンカーボルト固定用を使用し、埋め込み機械がハンマードリルＰＲ−３８Ｅ（日立工機（株）製）を使用し、回転・打撃を与えて埋め込んだ以外は実施例１と同様に、負荷電流と埋め込み時間の積を施工抵抗（施工力積）して測定した。結果を以下の表１に示す。また、実施例１と同様に引張強度を測定した結果も表１に示す。
【００５２】
〔比較例１〕
骨材が真密度３．４ｋｇ／ｍ２、平均圧壊強度１８０Ｎ／ｍｍ２、平均粒径１．８ｍｍのマグネシアクリンカーが２４．７ｇ（樹脂組成物の体積に対する骨材体積が１．５５倍相当）であること以外は実施例１と同じカプセルを製作し、骨材沈降時間、施工抵抗、引張強度を測定した。結果を以下の表１に示す。
【００５３】
〔比較例２〕
主成分であるメタクリル基及びアクリル基の２種類の反応性官能基をもつエポキシアクリレート樹脂に、スチレンモノマーを添加し、硬化促進剤として、N，N−ジヒドロキシプロピル−ｐ−トルイジンを添加した後、微粉のシリカ（商品名アエロジル３００：日本アエロジル社製を４．５ｗｔ％）添加し、樹脂組成物の粘度２８Ｐａ・ｓ、チクソトロピー係数２．８となるように配合した樹脂組成物を外径１７ｍｍ、長さ１２０ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのガラス管容器に７．９ｇ充填し、次いで、エポキシアクリレート硬化剤として炭酸カルシウムで４０％濃度に希釈したベンゾイルパーオキサイド１．２ｇを外径６ｍｍ、長さ９０ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのガラス管製内容器に封入した硬化剤管を投入し、最後に、真密度２．５ｋｇ／ｍ３、平均圧壊強度４０Ｎ／ｍｍ２、平均粒径１．８ｍｍの天然硅石を、１８．２ｇ（樹脂組成物の体積に対する骨材体積が１．５５倍相当）を投入し、骨材が沈降した後、外容器を密封して、アンカーボルト用固着材を製作した。実施例１と同じ要領で、骨材沈降時間、施工抵抗、引張強度を測定した結果を、以下の表１に示す。
【００５４】
〔比較例３〕
骨材が真密度３．４ｋｇ／ｍｍ２、平均圧壊強度１８０Ｎ／ｍｍ２、平均粒径２．５ｍｍであること以外は、実施例３と同じカプセルを製作し、骨材沈降時間、施工抵抗、引張強度を測定した。結果を以下の表１に示す。
【００５５】
〔比較例４〕
比較例２の樹脂組成物を４１ｇと、真密度２．５ｋｇ／ｍ３、平均圧壊強度４５Ｎ／ｍｍ２、平均粒径２．５ｍｍの天然硅石を９７ｇ（樹脂組成物の体積に対する骨材体積が１．８倍相当）を使用した。また、孔内清掃に金属ブラシを使用した以外は、実施例３と同じ要領で骨材沈降時間、施工抵抗、引張強度を測定した。結果を以下の表１に示す。
【００５６】
【表１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
破砕可能な容器に、硬化可能な粘性液体樹脂組成物、骨材、及び硬化剤を封入した、打撃を伴わない回転施工が可能なアンカーボルト固定用カプセルであって、前記粘性液体樹脂組成物の粘度が０．５Ｐａ・ｓ以上１０Ｐａ・ｓ未満であり、そして前記骨材として、平均圧壊強度が１０Ｎ／ｍｍ２以上１００Ｎ／ｍｍ２以下であり、かつ、平均粒径が０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下である無機粒子を用いることを特徴とする前記アンカーボルト固定用カプセル。
【請求項２】
前記骨材が多結晶質である、請求項１に記載のアンカーボルト固定用カプセル。
【請求項３】
前記骨材の体積が、硬化可能な粘性液体樹脂組成物の体積の１．２〜２．２倍である、請求項１又は２に記載のアンカーボルト固定用カプセル。
【請求項４】
前記硬化可能な粘性液体樹脂組成物が、エポキシアクリレート樹脂を主成分とするものである、請求項１〜３のいずれか１項に記載のアンカーボルト固定用カプセル。
【請求項５】
前記エポキシアクリレート樹脂が、メタクリル基及びアクリル基の２種類の反応性官能基を持つものである、請求項１〜４のいずれか１項に記載のアンカーボルト固定用カプセル。
【請求項１】
破砕可能な容器に、硬化可能な粘性液体樹脂組成物、骨材、及び硬化剤を封入した、打撃を伴わない回転施工が可能なアンカーボルト固定用カプセルであって、前記粘性液体樹脂組成物の粘度が０．５Ｐａ・ｓ以上１０Ｐａ・ｓ未満であり、そして前記骨材として、平均圧壊強度が１０Ｎ／ｍｍ２以上１００Ｎ／ｍｍ２以下であり、かつ、平均粒径が０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下である無機粒子を用いることを特徴とする前記アンカーボルト固定用カプセル。
【請求項２】
前記骨材が多結晶質である、請求項１に記載のアンカーボルト固定用カプセル。
【請求項３】
前記骨材の体積が、硬化可能な粘性液体樹脂組成物の体積の１．２〜２．２倍である、請求項１又は２に記載のアンカーボルト固定用カプセル。
【請求項４】
前記硬化可能な粘性液体樹脂組成物が、エポキシアクリレート樹脂を主成分とするものである、請求項１〜３のいずれか１項に記載のアンカーボルト固定用カプセル。
【請求項５】
前記エポキシアクリレート樹脂が、メタクリル基及びアクリル基の２種類の反応性官能基を持つものである、請求項１〜４のいずれか１項に記載のアンカーボルト固定用カプセル。
【公開番号】特開２０１１−１３７３５７（Ｐ２０１１−１３７３５７Ａ）
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３２７４１（Ｐ２０１０−１３２７４１）
【出願日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【出願人】（３０３０４６３１４）旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【出願人】（３０３０４６３１４）旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
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