説明

ボックスカルバート接合用接着剤組成物

【課題】ボックスカルバート同士の接着性に優れしかも低弾性で止水性に優れるボックスカルバート用接着剤を提供する。
【解決手段】アクリル系組成物からなり、その硬化体の破断伸びが100%から1000%であることを特徴とするボックスカルバート用接着剤組成物であり、好ましくは、アクリル系組成物が、単独重合物のガラス転移温度が0℃以下である(メタ)アクリル酸エステルを含有し、無機フィラーを含有し、可塑剤を含有し、更に、2液性であることを特徴とする前記のボックスカルバート用接着剤組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ボックスカルバート接合用接着剤組成物に関し、低弾性率でボックスカルバート同士の接合部が変形を受けても止水性を保持できて良好なボックスカルバート接合用接着剤組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
ボックスカルバート接合部の耐震性能は、接合部が軸方向に規定量変位してもボックスカルバート接合部周辺のコンクリートが破壊されないことで規定されており、従来はこの性能を満たす鋼棒等や可撓継手が用いられてきた。
【0003】
一方、ボックスカルバートは地下に埋設されたり、河川あるいは農業用水等に使用されるため、接合部には止水性も求められ、鋼棒等の場合には止水材等を併用し(例えば特許文献1)、可撓継手には継手そのものに止水性が付与されたもの(例えば特許文献2)が知られている。また、組立式マンホールでは、耐震性を出すために低弾性率接着剤を用いて接合する場合がある(例えば特許文献3)。
【特許文献1】特開2001−040746号公報
【特許文献2】特開2000−008504号公報
【特許文献3】特開平14−004312号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、ボックスカルバートを止水材等を併用して鋼棒等で接合する場合には、施工が複雑になったり、ボックスカルバートに加工を施す必要があり、可撓継手を用いる場合には地震や不等沈下等による変位で止水機能が損なわれたりする等の課題があった。
【0005】
本発明は、従来技術の問題を解決することを課題とし、ボックスカルバート同士を接合し、しかも隣接するボックスカルバート同士が位置変化を生じても、止水性が保持できる低弾性率のボックスカルバート用接着剤組成物を提供することを目的になされたものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
即ち、本発明は、破断伸びが100%から1000%であるアクリル系組成物からなり、アクリル系組成物が、単独重合物のガラス転移温度が0℃以下である(メタ)アクリル酸エステルを含有してなり、アクリル系組成物が無機フィラーを含有してなり、アクリル系組成物が可塑剤を含有してなり、2液性のアクリル系組成物からなるボックスカルバート用接着剤組成物である。
【発明の効果】
【0007】
本発明のボックスカルバート用接着剤組成物は、ボックスカルバート同士の接着性に富むと同時に、低弾性率の硬化体を与えるので、簡単な接着工法によって、ボックスカルバート接合部に求められている耐震性能と止水性を付与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
本発明において、接着剤組成物の硬化体について、破断伸びが100%から1000%であることが本質的である。本発明者の検討結果に基づけば、破断伸びが100%未満では本発明の目的を達成することが必ずしもできないし、1000%を超える場合にはボックスカルバートの接合部に塗布時に液だれを発生したりすることがあるので好ましくない。そして、前記特性の接着剤組成物は、以下説明の通りに、アクリル系組成物を用いて達成することができ、しかもアクリル系接着剤組成物の特徴である低温度でも硬化する等の特徴を発揮できる特徴が発揮される。
【0009】
本発明において、アクリル系組成物に関しては、その硬化体の破断伸びが100%から1000%であればどのようなものでも構わないが、単独重合物のガラス転移温度が0℃以下である(メタ)アクリル酸エステルを選択することが低弾性率の硬化体を得やすいので、好ましい。
【0010】
単独重合物のガラス転移温度が0℃以下である(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、フェノール(エチレンオキサイド)2モル変性アクリレート、フェノール(エチレンオキサイド)4モル変性アクリレート、ノニルフェノール(エチレンオキサイド)4モル変性アクリレート、ノニルフェノール(プロピレンオキサイド)2.5モル変性アクリレート、2−エチルヘキシルカルビトールアクリレートなどが挙げられる。これらは、硬化物の性質の調整を目的として単独で用いても良いし、2種類以上混合して用いても良い。
【0011】
また、硬化物の性質の調整を目的として、単独重合物のガラス転移温度が0℃以下である(メタ)アクリル酸エステルに、単独重合物のガラス転移温度が0℃以下であることにこだわらず他の(メタ)アクリル酸エステルを併用しても良い。このような(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(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、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニロキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらは単独で用いても良いし、2種類以上混合して用いても良い。尚、(メタ)アクリル酸エステル中における、単独重合物のガラス転移温度が0℃以下である(メタ)アクリル酸エステルの割合は50質量%以上あることが好ましく、70質量%以上であることが一層好ましい。
【0012】
本発明に用いるアクリル系組成物には、硬化物の性質の調整を目的として、例えばアクリルゴム粉末、アクリル樹脂粉末、ABS樹脂粉末、ニトリルゴム、石油樹脂などを添加することが出来る。これらは単独で用いても良いし、2種類以上混合して用いても良い。
【0013】
本発明に用いるアクリル系組成物には無機フィラーを適宜配合することができる。無機フィラーとしては、例えば珪砂、フライアッシュ、ヒュームドシリカ、溶融シリカ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化鉄、アルミナ、クレー、ベントナイト、炭酸カルシウム、ガラスビーズなどが挙げられる。これらはアクリル系組成物の粘性の調整あるいは硬化物の性質の調整を目的として単独で用いても良いし、2種類以上混合して用いても良い。
【0014】
無機フィラーの含有量が多すぎると本発明の目的である破断伸びが小さくなる傾向があるので、(メタ)アクリル酸エステル100質量部に対して200質量部以下、特に150質量部以下で用いることが好ましい。
【0015】
本発明に用いるアクリル系組成物が含有する可塑剤としては、例えばフタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジ−2−エチルヘキシル、フタル酸ジイソノニルなどのフタル酸エステル類、アジピン酸ジ−2−エチルヘキシル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジ−2−エチルヘキシルなどの脂肪酸二塩基酸エステル類、リン酸トリブチル、リン酸トリ−2−エチルヘキシルなどのリン酸エステル類、塩素化パラフィン、エポキシ系可塑剤、ゴム用可塑剤などの所謂可塑剤として市販されているものが挙げられる。また、大豆油、ヤシ油、パーム油、アマニ油、綿実油、ナタネ油、キリ油、ヒマシ油などの油脂類も用いることができる。ただし、これらの中で環境ホルモン様物質とされている可塑剤は環境や人体、生物に対する悪影響の観点から用いることは好ましくなく、アクリル系組成物に用いている(メタ)アクリル酸エステルに対し相溶性が悪い可塑剤も硬化物から分離する可能性があるので用いることは好ましくない。油脂類のうち、乾性油に分類される不飽和脂肪酸のグリセリンエステルは、アクリル系組成物をラジカル重合反応で硬化させる際に、重合開始系と酸素の影響を受けて硬化するため、本発明に用いることが好ましいが、ラジカル重合時に連鎖移動を起こし硬化物の分子量を低下させて硬化物強度が低下する傾向があり、大量に用いることは好ましくない。本発明の目的である破断伸び100%から1000%であるアクリル系組成物を得るためには、(メタ)アクリル酸エステル100質量部に対して20質量部以下、特に0.5〜10質量部用いることが好ましい。
【0016】
本発明のアクリル系組成物が使用されるボックスカルバート接合は、通常屋外での土木工事として実施されるが、その際の取り扱い易さを考慮すると、本発明に用いるアクリル系組成物は、硬化反応を開始させるためのラジカル重合開始剤を含有する液剤Aと、ラジカル重合開始剤の分解を促進する還元性金属化合物を含有する液剤Bから構成される2液性のものであることが好ましい。
【0017】
液剤Aに用いられるラジカル重合開始剤としては、例えば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、アセチルアセトンパーオキサイドなどのケトンパーオキサイド類、1,1−ビス(ターシャリーブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2−ビス(ターシャリーブチルパーオキシ)オクタンなどのパーオキシケタール類、ターシャリーブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイドなどのハイドロパーオキサイド類、ジターシャリーブチルパーオキサイド、ターシャリーブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイドなどのジアルキルパーオキサイド類、その他の所謂有機過酸化物を用いることができるが、通常の環境温度では無視出来るほど自然分解速度が小さく、液剤Aの中で(メタ)アクリル酸エステルと共存しても保存安定性のよいクメンハイドロパーオキサイドを用いることが好ましい。(メタ)アクリル酸エステル100質量部に対して5質量部を超えると皮膚刺激性が増加したり保存安定性が低下したりするので好ましくなく、0.1質量部未満では硬化不良を起こす場合があるので1から5質量部で用いることが好ましい。
【0018】
液剤Aには、保存安定性を向上させる目的で重合禁止剤を少量添加することができる。例えばハイドロキノン、モノメチルハイドロキノン、カテコール、ターシャリーブチルカテコールなどが挙げられる。
【0019】
液剤Bに用いられる還元性金属化合物としては、例えばナフテン酸コバルト、オクテン酸コバルト、ナフテン酸マンガン、オクテン酸マンガン、ナフテン酸ニッケル、オクテン酸ニッケル、ナフテン酸バナジウム、オクテン酸銅などの金属石鹸を用いることが出来る。これらの金属石鹸は、金属含有量が1〜20質量%程度の範囲にあるものが一般に市販されている。これらは、単独で用いても良いし、2種類以上混合して用いても良い。(メタ)アクリル酸エステル100質量部に対して含有金属量換算で0.01質量部未満では硬化不良となる場合があり、1質量部を超える量では1質量部と同様の効果しか得られないため不経済であるので、0.1から0.5質量部で用いることことが好ましい。
【0020】
本発明の組成物には、(メタ)アクリル酸エステル類が酸素により重合阻害を受けること、すなわち嫌気性を緩和する目的で固形パラフィンを添加することが出来る。固形パラフィンの融点は40℃以上のものが好ましく、42〜70℃のものが特に好ましい。固形パラフィンは(メタ)アクリル酸エステル100質量部に対し、0.2〜5質量部用いることが好ましい。
【0021】
本発明の組成物には、シラン系カップリング剤、染料、顔料、紫外線吸収剤、防錆剤などの添加剤を必要に応じて添加することが出来る。
【実施例】
【0022】
(実施例1)
(メタ)アクリル酸エステル類として、アロニックスM−113(東亞合成社製、ノニルフェノール(エチレンオキサイド)4モル変性アクリレート)900gと、GE−610(三菱瓦斯化学社製、2−ヒドロキシエチルメタクリレート)100gを混合した。
【0023】
次いで、PARAFFINWAX115(日本精蝋精社製、融点55℃固形パラフィン)10gを上記モノマー混合液に添加し、撹拌しながら65℃に加熱して固形パラフィンを溶解させ、その後撹拌しながら30℃まで冷却した。
【0024】
前記混合液に、NS400N(日東粉化社製、炭酸カルシウム)を1000g添加して2時間攪拌混合した。
【0025】
前記の組成物を600g計量したものを2つ用意し、一方にラジカル重合開始剤としてパークミルH80(日本油脂社製、クメンハイドロパーオキサイド80%含有液)6gと、可塑剤としてアマニ油(日華油脂社製、ノンブレークアマニ油)4.5gを添加し、撹拌混合して組成物1を得た。また、残る一方にオクトライフCo12(シントーファイン社製、金属含有量12%オクテン酸コバルト)6gを添加し、撹拌混合して組成物2を得た。
【0026】
25℃の室内で組成物1を100mlのビーカーに30g計量し、これに組成物2を30g加えた後、攪拌混合したところ、1時間後には硬化していた。
【0027】
同様に組成物1と2をそれぞれ50gずつ計量して混合し、2mm厚さのシート状となるように予め作製したシリコンゴム製シートに流し込んで硬化させ、1日後このシートをJIS K 7113 に規定される2号1/2ダンベル型試験片に打ち抜き、万能試験機で引張試験を実施したところ、破断強度0.6N/mm、引張弾性率0.25N/mm、破断伸び250%であった。
【0028】
35×40×20mmの大きさに切断加工したモルタルのテストピースの40×20mmの面を8mm厚さのスペーサーを挟んで向かい合わせ、幅25mmのアルミテープで3方をシールして固定し、スペーサーを抜き取った後に組成物1と組成物2を50gずつ計量して混合したものを充填して硬化させた。この試験体を用い、万能試験機で引張試験を実施したところ、変位が5mmに達した時点でも組成物が硬化した層およびモルタルが破壊せず、5.5mmに達した時点で組成物が硬化した層が破断した。このとき、モルタルに破壊は認められなかった。
【0029】
(実施例2)
実施例1の組成物1を200g計量し、アマニ油を2g添加し、攪拌混合して組成物3を得た。35×40×20mmの大きさに切断加工したモルタルのテストピースの40×20mmの面を8mm厚さのスペーサーを挟んで向かい合わせ、幅25mmのアルミテープで3方をシールして固定し、スペーサーを抜き取った後に組成物3と2を50gずつ計量して混合したものを充填して硬化させた。この試験体を用い、万能試験機で引張試験を実施したところ、変位が5mmに達した時点でも組成物が硬化した層およびモルタルが破壊せず、6.5mmに達した時点で組成物が硬化した層が破断した。このとき、モルタルに破壊は認められなかった。
【0030】
(比較例1)
(メタ)アクリル酸エステル類として、GE−610(三菱瓦斯化学社製、2−ヒドロキシエチルメタクリレート)200gと、アクリエステルM(三菱レイヨン社製、メチルメタクリレート)800gを混合した。
【0031】
この組成物を300g計量したものを2つ用意し、一方にラジカル重合開始剤としてパークミルH80(日本油脂社製、クメンハイドロパーオキサイド80%含有液)3gを添加し、撹拌混合して組成物4を得た。また、残る一方にオクトライフCo12(シントーファイン社製、金属含有量12%オクテン酸コバルト)3gを添加し、撹拌混合して組成物5を得た。
【0032】
25℃の室内で組成物4を100mlのビーカーに30g計量し、これに組成物5を30g加えた後、攪拌混合したところ、1時間後には硬化していた。
【0033】
35×40×20mmの大きさに切断加工したモルタルのテストピースの40×20mmの面を8mm厚さのスペーサーを挟んで向かい合わせ、幅25mmのアルミテープで3方をシールして固定し、スペーサーを抜き取った後に組成物4と5を50gずつ計量して混合したものを充填して硬化させた。この試験体を用い、万能試験機で引張試験を実施したところ、変位が0.5mmに達した時点でモルタルにひびが入り、破壊した。
【0034】
(比較例2)
(メタ)アクリル酸エステル類として、アロニックスM−113(東亞合成社製、ノニルフェノール(エチレンオキサイド)4モル変性アクリレート)900gと、GE−610(三菱瓦斯化学社製、2−ヒドロキシエチルメタクリレート)100gを混合した。
【0035】
次いで、PARAFFINWAX115(日本精蝋精社製、融点55℃固形パラフィン)10gを上記モノマー混合液に添加し、撹拌しながら65℃に加熱して固形パラフィンを溶解させ、その後撹拌しながら30℃まで冷却した。
【0036】
前記混合液に、NS400N(日東粉化社製、炭酸カルシウム)を1000g添加して2時間攪拌混合した。
【0037】
この組成物を600g計量したものを2つ用意し、一方にラジカル重合開始剤としてパークミルH80(日本油脂社製、クメンハイドロパーオキサイド80%含有液)6gを添加し、撹拌混合して組成物6を得た。また、残る一方にオクトライフCo12(シントーファイン社製、金属含有量12%オクテン酸コバルト)6gを添加し、撹拌混合して組成物7を得た。
【0038】
35×40×20mmの大きさに切断加工したモルタルのテストピースの40×20mmの面を8mm厚さのスペーサーを挟んで向かい合わせ、幅25mmのアルミテープで3方をシールして固定し、スペーサーを抜き取った後に組成物6と7を50gずつ計量して混合したものを充填して硬化させた。この試験体を用い、万能試験機で引張試験を実施したところ、変位が3mmに達した時点で組成物が硬化した層が破断した。このとき、モルタルに破壊は認められなかった。
【産業上の利用可能性】
【0039】
本発明の組成物は、地震時にボックスカルバートの接合部が変位して5mm伸びても破壊しないために、止水性を保つことが出来、さらにその時点ではボックスカルバートに損傷を与えないため、耐震性と止水性を兼ね備えたボックスカルバート接合部を容易に提供できる。また、他のコンクリート製品の接合部にも同様の性能を付与することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
アクリル系組成物からなり、その硬化体の破断伸びが100%から1000%であることを特徴とするボックスカルバート用接着剤組成物。
【請求項2】
アクリル系組成物が、単独重合物のガラス転移温度が0℃以下である(メタ)アクリル酸エステルを含有することを特徴とする請求項1記載のボックスカルバート用接着剤組成物。
【請求項3】
アクリル系組成物が、無機フィラーを含有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のボックスカルバート用接着剤組成物。
【請求項4】
アクリル系組成物が、可塑剤を含有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のボックスカルバート用接着剤組成物。
【請求項5】
アクリル系組成物が2液性であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のボックスカルバート用接着剤組成物。

【公開番号】特開2008−1818(P2008−1818A)
【公開日】平成20年1月10日(2008.1.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−173397(P2006−173397)
【出願日】平成18年6月23日(2006.6.23)
【出願人】(000003296)電気化学工業株式会社 (1,539)
【Fターム(参考)】