光硬化型プリプレグ及び該光硬化型プリプレグの硬化状態判別方法
【課題】簡便に且つ正確に硬化状態を判別することができる光硬化型プリプレグ及び光硬化型プリプレグの硬化確認方法を提供する。
【解決手段】光重合開始剤を含む樹脂１を繊維質基材２に含浸させてシート状に形成され、特定波長の光を照射することによって硬化する光硬化型プリプレグＡにおいて、照射した光によって色調が変化するフォトクロミック材料を備えてなるマーカー部３が、表面Ａ２の一部に設けられている。また、このマーカー部３が光硬化型プリプレグＡの端部４側に設けられている。
【解決手段】光重合開始剤を含む樹脂１を繊維質基材２に含浸させてシート状に形成され、特定波長の光を照射することによって硬化する光硬化型プリプレグＡにおいて、照射した光によって色調が変化するフォトクロミック材料を備えてなるマーカー部３が、表面Ａ２の一部に設けられている。また、このマーカー部３が光硬化型プリプレグＡの端部４側に設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光照射によって硬化する樹脂を繊維質基材に含浸させてシート状に形成した光硬化型プリプレグ及び該光硬化型プリプレグの硬化状態判別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トンネル、橋梁などの補修、補強、コンクリート片剥落防止対策や、下水道施設などの補修、補強、コンクリート防食対策、さらには、管渠・水路などの流量増大のために施されるコンクリート表面の粗度係数の低減対策として、例えばガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維などの繊維シートを、樹脂を含浸させながら貼り付ける繊維シート貼付工法が用いられている。この繊維シート貼付工法では、例えば、コンクリート表面の不陸修正を行った後にプライマーや下塗り材を塗布し、樹脂（含浸樹脂）を含浸させつつ繊維シートを貼り付けてゆき、必要に応じて複数の繊維シートを樹脂の含浸を繰り返し行ないながら積層してゆく。このとき、繊維シートと下層の樹脂（下塗り材や下層の含浸樹脂）の間に気泡が介在して密着性が低下することがないように入念な脱泡作業を行いながら繊維シートを貼り付けることが重要であり、特に下水道施設のコンクリート防食対策に適用する場合には、樹脂層の厚さやピンホールの発生が防食性能に大きく影響するため、熟練工による作業を必要とする。
【０００３】
これに対し、予め、工場で光重合開始剤を含む樹脂をガラス繊維などの繊維質基材に含浸させてシート状に形成した、いわゆる光硬化型プリプレグが実用化されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。この光硬化型プリプレグは、例えば、２種の光重合開始剤を混入した樹脂を繊維質基材に含浸させ、未硬化状態（Ａステージ状態）の樹脂と繊維質基材をＰＥＴ（polyethylene terephthalate）フィルムなどの透明フィルムで挟んで形成される。また、工場で、特定波長の紫外線もしくは可視光を照射し、１種の光重合開始剤のみを反応させて一部の樹脂の硬化を進め、増粘化を図った状態（不完全硬化状態、Ｂステージ状態）にして形成される。そして、Ｂステージ状態の光硬化型プリプレグを現場に搬入し、透明フィルムを取り除いてコンクリート表面に貼り付け、残りの１種の光重合開始剤が反応する特定波長の光を現場で照射することによって樹脂を完全に硬化させ、コンクリート表面に光硬化型プリプレグが好適に設置される。
【０００４】
このような光硬化型プリプレグにおいては、予め工場で繊維質基材に樹脂を含浸させ、Ｂステージ化して形成されるため、現場で比較的短時間で硬化させることができ、また、均一な厚さでピンホールがなく、熟練工を要することなしに容易に且つ短期間で貼り付けることができる。
【０００５】
一方で、光硬化型プリプレグの硬化確認は、照射する光の照度の測定や照射時間を管理することで行なわれ、また、硬化後にハンマーなどを用いた打音検査によって行われている。このため、特にトンネルの覆工など高所に貼り付けた光硬化型プリプレグの硬化状態を確認する際には、検査員が高所作業車などを用いて近接する必要が生じ、検査に時間が掛かるという問題があった。また、特に複数の光硬化型プリプレグを広範囲にわたって設置した場合には、全ての光硬化型プリプレグに対して正確に硬化状態を判別できない場合があった。
【０００６】
これに対し、例えば特許文献３に開示された光硬化型プリプレグにおいては、紫外線によって色調が変化する色素を光硬化型プリプレグの樹脂及び／又はコンクリート表面に塗布するプライマーに混入しておき、光照射とともに変化する色素の色調を指標として光硬化型プリプレグの硬化状態を判別できるようにしている。また、この光硬化型プリプレグにおいては、色素が光照射によって有色から無色透明に変化するものとされ、これにより、照射した光が色素で遮られて樹脂の硬化が阻害されることを防止している。
【特許文献１】特許第３４７９２０２号公報
【特許文献２】特開昭６３−１８６７４４号公報
【特許文献３】特開昭６０−１２３５３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の色素を混入した光硬化型プリプレグにおいては、樹脂の硬化の進行とともに、光硬化型プリプレグの全体が徐々に無色透明に変化するため、例えばトンネルや下水道施設の管渠など薄暗い作業環境下で貼り付けを行なう場合には、その色調変化が目視で確認しにくく、光硬化型プリプレグの硬化状態を正確に捉えることができないという問題があった。
【０００８】
また、一般に、光を照射する光源をシート状の光硬化型プリプレグの略中央に対向配置し、この光源から出射した光が光硬化型プリプレグの全面に照射されるようにして、光硬化型プリプレグの硬化作業を行なう。このため、光源からの離間距離が小さい光硬化型プリプレグの中央側に比べ、離間距離が大きくなる端部側への光の照度が相対的に小さくなり、中央側の色調変化を捉えて光硬化型プリプレグが完全硬化したと誤認してしまうおそれがある。すなわち、端部側が中央側に対し遅れて無色透明に変化してゆくことになるため、完全に無色透明に変化していない状態の端部側を、完全に無色透明に変化したものとして誤認しやすいという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記事情を鑑み、簡便に且つ正確に硬化状態を判別することができる光硬化型プリプレグ及び光硬化型プリプレグの硬化状態判別方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【００１１】
本発明の光硬化型プリプレグは、光重合開始剤を含む樹脂を繊維質基材に含浸させてシート状に形成され、特定波長の光を照射することによって硬化する光硬化型プリプレグにおいて、照射した前記光によって色調が変化するフォトクロミック材料を備えてなるマーカー部が、表面の一部に設けられていることを特徴とする。
【００１２】
この発明においては、フォトクロミック材料によって、マーカー部を有色から他の有色に変化させることができ、また、変化する色調をフォトクロミック材料の種類や照射する光の波長に応じて選択することができる。これにより、表面の一部に設けたマーカー部の色調変化を例えば薄暗い作業環境下でも正確に捉えることができ、このようなマーカー部の色調変化を指標にすることで硬化状態の誤認を防止できる。
【００１３】
また、本発明の光硬化型プリプレグにおいては、前記マーカー部が端部側に設けられていることが望ましい。
【００１４】
この発明においては、マーカー部の色調変化を捉えることで、照射した光によって中央側に対し遅れて硬化する端部側の硬化状態を捉えることができ、これにより、光硬化型プリプレグ全体が完全硬化したことを正確に捉えることができる。
【００１５】
さらに、本発明の光硬化型プリプレグにおいては、前記光硬化型プリプレグが平面視方形状に形成され、隅角部の近傍に、もしくは平行する２辺のそれぞれの近傍に各辺に沿って、前記マーカー部が設けられていることがより望ましい。
【００１６】
この発明においては、特に硬化が遅れる隅角部の近傍や、平行する２辺の近傍に各辺に沿ってマーカー部を設けることで、確実に上記効果を得ることができる。
【００１７】
また、本発明の光硬化型プリプレグにおいては、前記マーカー部が、線状もしくはスポット状の複数の前記フォトクロミック材料を隙間をあけて配置して形成されていることが望ましい。
【００１８】
この発明においては、光硬化型プリプレグの光を照射する側の表面にマーカー部を設けた場合でも、照射した光を、複数のフォトクロミック材料の隙間を通じてマーカー部を設けた部分の樹脂に照射させることができる。これにより、有色に変化するマーカー部で光が遮られ樹脂の硬化不良が生じることを確実に防止できる。
【００１９】
さらに、本発明の光硬化型プリプレグにおいては、前記マーカー部が、透明フィルム基材に前記フォトクロミック材料を積層して形成され、前記表面に貼り付けて設けられてもよい。
【００２０】
この発明においては、予め別途形成したマーカー部を工場や現場で光硬化型プリプレグに貼り付けることができる。これにより、光硬化型プリプレグの形状や大きさ、現場環境などに応じて、光硬化型プリプレグの硬化状態を正確に判別できる任意の位置に自由にマーカー部を設けることができる。
【００２１】
また、本発明の光硬化型プリプレグにおいては、前記フォトクロミック材料が、可視光領域の異なる２以上の波長のそれぞれの前記光に反応して色調を変化させるものであってもよい。
【００２２】
この発明においては、Ｂステージ化する際に照射する特定波長の光によってマーカー部を任意の選択色にすることができ、そして、現場で照射する特定波長の光によってマーカー部をさらに別の任意の選択色に変化させることができる。これにより、光硬化型プリプレグを貼り付ける作業環境に応じて、作業者がマーカー部の色調変化を判別しやすい色にすることができる。
【００２３】
本発明の光硬化型プリプレグの硬化状態判別方法は、光重合開始剤を含む樹脂を繊維質基材に含浸させてシート状に形成され、特定波長の光を照射することによって硬化する光硬化型プリプレグの硬化状態を判別する方法であって、前記光の照射領域内に、該光の照射によって色調が変化するフォトクロミック材料を備えるマーカー部を設け、該マーカー部の変化した色調を指標にして硬化状態を判別することを特徴とする。
【００２４】
この発明においては、フォトクロミック材料によって、マーカー部を有色から他の有色に変化させることができ、また、変化する色調をフォトクロミック材料の種類や照射する光の波長に応じて選択することができる。これにより、光の照射領域内に設けたマーカー部の色調変化を例えば薄暗い作業環境下でも正確に捉えることができ、このようなマーカー部の色調変化を指標にすることで光硬化型プリプレグの硬化状態を正確に判別することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の光硬化型プリプレグ及び光硬化型プリプレグの硬化状態判別方法によれば、有色から他の有色に変化することでマーカー部の色調変化を確実に目視で確認することができ、これにより、薄暗い作業環境下や高所に貼り付けた光硬化型プリプレグに対しても、簡便に且つ正確にその硬化状態を判別することができる。また、広範囲に複数の光硬化型プリプレグを貼り付けた場合においても、各光硬化型プリプレグに設けたマーカー部の色調変化を捉えることで、簡便に且つ正確に全ての光硬化型プリプレグの硬化状態を判別することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図１から図５を参照し、本発明の第１実施形態に係る光硬化型プリプレグ及び光硬化型プリプレグの硬化状態判別方法について説明する。本実施形態は、トンネル、橋梁、下水道施設などのコンクリート構造物の補修、補強、コンクリート片剥落防止対策やコンクリート防食対策、さらに、管渠・水路などの流量増大のために施されるコンクリート表面の粗度係数の低減対策などに用いられる光硬化型プリプレグ及びこの光硬化型プリプレグの硬化状態判別方法に関するものである。
【００２７】
本実施形態の光硬化型プリプレグＡは、図１及び図２に示すように、樹脂（光硬化性樹脂）１を例えばガラスマット、ガラスクロスなどの繊維質基材２に含浸させて、シート状且つ平面視矩形状に形成されている。また、本実施形態において、繊維質基材２に含浸させる樹脂１は、モノマー、オリゴマー、安定剤などの添加剤等とともに、２種の光重合開始剤を含んで構成されている。そして、この樹脂１は、可視光領域の２つの特定波長の光をそれぞれ照射することで硬化するものであり、すなわち、可視光領域のある１つの特定波長の光を照射した際には、１種の光重合開始剤が感光して反応し一部の樹脂１を重合連鎖させて硬化させる。そして、さらに可視光領域の他の特定波長の光を照射することによって、残りの１種の光重合開始剤が感光して反応し、未硬化の樹脂１を重合連鎖させて硬化させる。これにより、本実施形態の光硬化型プリプレグＡは、異なる２つの特定波長の光を２段階で照射することによって完全に硬化する。
【００２８】
一方、本実施形態の光硬化型プリプレグＡには、図１に示すように、コンクリート構造物の表面（コンクリートの表面）に貼り付ける一面Ａ１と反対の他面（表面Ａ２）の一部に、フォトクロミック材料３ａを備えてなるマーカー部３が設けられている。このマーカー部３は、平面視矩形状の光硬化型プリプレグＡの４つの隅角部４ａ近傍（端部４側）にそれぞれ設けられ、平面視円形状に形成されている。また、各マーカー部３は、図３に示すように、表面Ａ２にスポット状に塗布した複数のフォトクロミック材料３ａが隙間をあけた状態で集合配置されて形成されている。すなわち、各マーカー部３のスポット状の複数のフォトクロミック材料３ａは、互いに不連続に設けられている。
【００２９】
ここで、各マーカー部３を形成するフォトクロミック材料３ａは、例えばアゾベンゼン類、スピロプラン類、スピロオキサジン類、ジアリールエテン類、フルギド類、クロメン類などのフォロクロミック分子、すなわち、光の作用により、分子量を変えることなく可視光吸収スペクトルの異なる異性体に可変する分子からなり、前記可視光領域のある１つの特定波長の光を照射すると、結合形式あるいは電子状態に変化が生じて、可視光吸収スペクトルが変化し色調が変化する。また、さらに前記可視光領域の他の特定波長の光を照射すると、さらに可視光吸収スペクトルが変化して他の色調に変化する。また、本実施形態におけるフォトクロミック材料３ａは、光硬化型プリプレグＡの樹脂１に混入した２種の光重合開始剤に対応しており、可視光領域のある１つの特定波長の光照射によって、１種の光重合開始剤が感光し樹脂１の一部が硬化するとともに、ある有色の色調に変化し、残りの１種の光重合開始剤を感光させる異なる特定波長の光を照射した際には、他の有色の色調に変化する。
【００３０】
具体的に、本実施形態におけるフォトクロミック材料３ａにフルギド化合物を用いた場合、例えば、表１に示すように、３８０ｎｍ以下の波長の光（紫外線）を照射すると黒色に変化し、さらに４２０ｎｍ前後の波長の光（可視光線）を照射すると、黒色から青色に変化する。また、黒色のフォトクロミック材料３ａに５４０ｎｍ前後の波長の光（可視光線）を照射すると緑色に変化し、さらに４２０ｎｍ前後の波長の光（可視光線）を照射すると、緑色からシアン色に変化する。黒色のフォトクロミック材料３ａに６７６ｎｍ前後の波長の光（可視光線）を照射すると赤色に変化し、さらに４２０ｎｍ前後の波長の光（可視光線）を照射すると、赤色からマゼンタ色に変化する。また、黒色のフォトクロミック材料３ａに５４０ｎｍ前後の波長の光（可視光線）と６７６ｎｍ前後の波長の光（可視光線）を照射すると黄色に変化し、さらに４２０ｎｍ前後の波長の光（可視光線）を照射すると、黄色から白色に変化する。すなわち、このようなフォロクロミック材料３ａを用い、特定波長の光を照射することによって、マーカー部３の色調を有色から他の有色に変化させることができ、また、照射する光の波長を選択することで、変化する色調を選択することができる。
【００３１】
【表１】
【００３２】
そして、上記のようなマーカー部３を備えた光硬化型プリプレグＡの製造は、図４に示すように、工場にて、繊維質基材２を巻き回したロール５から繊維質基材２を引き出すとともに、樹脂槽６に貯留した２種の光重合開始剤を含む樹脂１に浸漬通過させて、樹脂１を繊維質基材２に含浸させる。また、このとき、繊維質基材２の両面側にそれぞれ配置され、ＰＥＴフィルムなどの透明フィルム７を巻き回した一対のロール８からそれぞれ透明フィルム７が引き出される。そして、上下一対の転圧ローラー９の間に、繊維質基材２及び両透明フィルム７を通過させ、樹脂１を含浸させた繊維質基材２を挟むように両透明フィルム７をそれぞれ密着させる。
【００３３】
ここで、本実施形態においては、樹脂１を含浸させた繊維質基材２（光硬化型プリプレグＡ）の表面Ａ２に密着する透明フィルム７（７ａ）の一面７ｂに、予め、例えば黒色のフォトクロミック材料３ａが塗布または印刷されてマーカー部３が設けられている。このため、光硬化型プリプレグＡの表面Ａ２に透明フィルム７ａを密着させた段階で、マーカー部３が密着する。なお、このマーカー部３（フォトクロミック材料３ａ）は、透明フィルム７ａよりも光硬化型プリプレグＡの樹脂１に対する接着力が大きく、透明フィルム７ａを剥がすことにより光硬化型プリプレグＡの表面Ａ２に転移（または複写）される。
【００３４】
そして、このような未硬化状態（Ａステージ状態）の樹脂１と繊維質基材２を透明フィルム７で挟んだ状態の光硬化型プリプレグＡを、１種の光重合開始剤を感光させる可視光ランプ１０ａを備えたライトユニット１０に通過させる。このとき、可視光ランプ１０ａから例えば６７６ｎｍ前後の特定波長の光が照射され、これにより、一部の樹脂１が重合連鎖して硬化し、光硬化型プリプレグＡが不完全硬化状態のＢステージ化されるとともに、マーカー部３の例えば黒色のフォトクロミック材料３ａが赤色に変化する。そして、ライトユニット１０を通過してＢステージ化した光硬化型プリプレグＡは、カッター１１ａなどで裁断され所定の長さ及び幅寸法で形成される。なお、このように裁断するとともに、図１に示すように、光硬化型プリプレグＡの４つの隅角部４ａのそれぞれの近傍にマーカー部３が配置される。
【００３５】
ついで、上記のように製造された光硬化型プリプレグＡをコンクリート表面に貼り付けて設置する方法を説明するとともに、本実施形態の光硬化型プリプレグＡ及び該光硬化型プリプレグＡの硬化状態判別方法の作用及び効果について説明する。
【００３６】
上記のように予めＢステージ化した光硬化型プリプレグＡを現場に搬入し、透明フィルム７を剥がして取り除く。このとき、透明フィルム７ａにフォトクロミック材料３ａを塗布して形成され、Ｂステージ化により赤色になったマーカー部３は、光硬化型プリプレグＡの露出した表面Ａ２に転移する。
【００３７】
そして、不陸修正を行いプライマー及び下塗り材を塗布したコンクリート表面に光硬化型プリプレグＡを貼り付け、脱泡作業を行なって設置する。ここで、貼付け作業時の光硬化型プリプレグＡは、Ｂステージ状態（不完全硬化状態）で柔軟性を備えているため、貼付け作業が容易に行なえる。
【００３８】
ついで、光硬化型プリプレグＡを硬化させるための可視光ランプをシート状の光硬化型プリプレグＡの略中央に対向配置し、この可視光ランプから出射した光が光硬化型プリプレグＡの全表面Ａ２に照射されるようにする。すなわち、光の照射領域内に光硬化型プリプレグＡが配されるように可視光ランプを配置する。
【００３９】
そして、可視光ランプから例えば４２０nm前後の特定波長の光を照射するとともに、光硬化型プリプレグＡの残りの１種の光重合開始剤が感光し、未硬化の樹脂１が重合連鎖して硬化し始める。このとき、可視光ランプからの離間距離が小さい中央側、すなわち光の照度が大きくなる部分が先行して硬化してゆき、可視光ランプからの離間距離が大きい端部４側が、遅れて硬化してゆく。また、本実施形態においては、最も遅れて硬化する光硬化型プリプレグＡの４つの隅角部４ａのそれぞれの近傍に設けられたマーカー部３が、特定波長の光の照度および照射時間に応じて、光照射前の赤色から徐々にその色調をマゼンタ色に変化させてゆく。
【００４０】
このとき、光硬化型プリプレグＡの硬化作業を行なう作業員は、マーカー部３の変化する色調を目視で確認し、例えば図５に示すような、予め特定波長の光の照度及び照射時間に対応し、且つ未硬化の樹脂１の硬化状態に対応して作成した色見本１２と対比する。そして、色見本１２に示された樹脂１が完全硬化した状態におけるマーカー部３の色調（マゼンタ色）と、光硬化型プリプレグＡに設けられているマーカー部３の色調が一致したことを確認することによって、光硬化型プリプレグＡの遅れて硬化する端部４側（隅角部４ａ側）の樹脂１が完全に硬化したことを確認できる。そして、このように端部４側の樹脂１硬化を確認することで、マーカー部３を指標に光硬化型プリプレグＡ全体が完全硬化したことを正確に判別できる。
【００４１】
また、マーカー部３が有色（例えば赤色）から他の有色（例えばマゼンタ色）に変化するため、且つ表１に示したように、光硬化型プリプレグＡを設置する作業環境に応じて有色の色調を選択できるため、従来の混入した色素が樹脂硬化とともに無色透明に変化する光硬化型プリプレグと比較して、その色調変化を容易に且つ正確に捉えることができる。これにより、例えばトンネルや下水道施設の管渠など薄暗い作業環境下で貼り付けを行なう場合においても、その色調変化が目視で確認しやすく、このマーカー部３の色調変化を指標として光硬化型プリプレグＡの硬化状態を正確に捉えることができる。
【００４２】
さらに、本実施形態において、光硬化型プリプレグＡに設けたマーカー部３が、光硬化型プリプレグＡの表面Ａ２にスポット状に塗布した複数のフォトクロミック材料３ａの集合によって形成されているため、すなわち、各マーカー部３のスポット状の複数のフォトクロミック材料３ａが互いに隙間をあけて不連続に設けられているため、照射した光をフォトクロミック材料３ａの隙間を通じて、マーカー部３を設けた部分の深部側の樹脂１に確実に照射させることができ、有色に変化するマーカー部３で光が遮られて深部側の樹脂１が未硬化の状態で残ってしまうことを防止できる。これにより、光硬化型プリプレグＡに硬化不良が生じることを確実に防止できる。
【００４３】
さらに、フォトクロミック材料３ａが、可視光領域の異なる２以上の特定波長のそれぞれの光に反応して色調を変化させるものであるため、Ｂステージ化する際に照射する特定波長の光によってマーカー部３を任意の選択色にすることができ、そして、現場で照射する特定波長の光によってマーカー部３をさらに別の任意の選択色に変化させることができる。これにより、光硬化型プリプレグＡを貼り付ける作業環境に応じて、作業者がマーカー部３の色調変化を判別しやすい色にすることができる。
【００４４】
したがって、本実施形態の光硬化型プリプレグＡ及び光硬化型プリプレグＡの硬化状態判別方法によれば、有色から他の有色に変化することでマーカー部３の色調変化を確実に目視で確認することができ、これにより、薄暗い作業環境下や高所に貼り付けた光硬化型プリプレグＡに対しても、簡便に且つ正確にその硬化状態を判別することができる。また、広範囲に複数の光硬化型プリプレグＡを貼り付けるような場合においても、各光硬化型プリプレグＡに設けたマーカー部３の色調変化を捉えることで、簡便に且つ正確に全ての光硬化型プリプレグＡの硬化状態を判別することが可能である。
【００４５】
以上、本発明に係る光硬化型プリプレグ及び光硬化型プリプレグの硬化状態判別方法の第１実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、平面視矩形状に形成した光硬化型プリプレグＡの４つの隅角部４ａのそれぞれの近傍にマーカー部３が設けられているものとしたが、マーカー部３は、遅れて硬化する光硬化型プリプレグＡの端部４側に設けられていればよく、例えば、図６に示すように、光硬化型プリプレグＡの平行する２辺４ｂ側の端部４に、この２辺４ｂに沿って連続的に設けられていてもよい。
【００４６】
また、本実施形態では、マーカー部３が、スポット状の複数のフォトクロミック材料３ａを隙間をあけて集合配置することによって形成されているものとしたが、図６に示すように、線状の複数のフォトクロミック材料３ａを隙間をあけて集合配置して形成されていてもよい。
【００４７】
さらに、マーカー部３は、必ずしも複数のフォトクロミック材料３ａを隙間をあけて集合配置して形成しなくてもよく、例えばマーカー部３を小さく形成しても色調変化を正確に捉えることができる場合や、照射した光の回折や照射した光による樹脂１の重合連鎖によってマーカー部３を設けた部分の樹脂１が確実に硬化する場合には、連続したフォトクロミック材料３ａでマーカー部３が構成されてもよい。
【００４８】
これに関連して、本実施形態では、光硬化型プリプレグＡの光が照射される側の表面（他面）Ａ２にマーカー部３を設けるものとしたが、コンクリート表面に貼り付けられる側の光硬化型プリプレグＡの一面（表面）Ａ１にマーカー部３を設けてもよい。この場合には、光硬化型プリプレグＡを透過した光によってマーカー部３の色調変化が生じるため、マーカー部３を設けることによる光の遮断が生じることがなく、連続したフォトクロミック材料３ａでマーカー部３を形成しても確実に光硬化型プリプレグＡに硬化不良が生じることを防止できる。
【００４９】
また、本実施形態では、光硬化型プリプレグＡが平面視矩形状に形成されているものとしたが、照射した光による樹脂１硬化に遅れが生じる端部４側にマーカー部３が設けられていれば、特に光硬化型プリプレグＡの平面視形状を限定する必要はない。
【００５０】
ついで、図７から図９を参照し、本発明の第２実施形態に係る光硬化型プリプレグ及び光硬化型プリプレグの硬化状態判別方法について説明する。本実施形態は、第１実施形態と同様、トンネル、橋梁、下水道施設などの補修、補強、コンクリート防食対策などに用いられる光硬化型プリプレグ及び光硬化型プリプレグの硬化状態判別方法に関するものである。よって、ここでは、第１実施形態に共通する構成に対して同一符号を付し、その詳細についての説明を省略する。
【００５１】
本実施形態においては、第１実施形態と異なり、図７及び図８に示すように、マーカー部３が、例えばＰＥＴフィルムなどの透明フィルム基材３ｂにフォトクロミック材料３ａを積層して形成されている。そして、このマーカー部３は、Ｂステージ状態の光硬化型プリプレグＢをコンクリート表面に貼り付ける際に、フォトクロミック材料３ａ側をコンクリート表面に接着する一面（表面：図２参照）Ｂ１に貼り付けて、図９に示すように、光硬化型プリプレグＢの端部４側（隅角部４ａ近傍）に（未硬化の樹脂１を硬化させる特定波長の光を照射する照射領域内に）設置される。このため、本実施形態の光硬化型プリプレグＢをコンクリート表面に貼り付けた際には、コンクリート表面に塗布したプライマー及び下塗り材と光硬化型プリプレグＢの間にマーカー部３が介装されることになる。
【００５２】
ここで、本実施形態のマーカー部３は、光硬化型プリプレグＢをＢステージ化して形成する工場で貼り付けられてもよい。また、図９のように必ずしも隅角部４ａ近傍の端部４側に貼り付けて設ける必要はなく、光硬化型プリプレグＢの形状や大きさ、現場環境などに応じて、光硬化型プリプレグＢの硬化状態を正確に判別できる任意の位置に自由にマーカー部３を貼り付けて設ければよい。
【００５３】
そして、上記のように設置した光硬化型プリプレグＢに、未硬化の樹脂１を硬化させる特定波長の光を照射することによって、残りの１種の光重合開始剤が感光して樹脂１を硬化させるとともに、光硬化型プリプレグＢを透過した光がマーカー部３に照射され、このマーカー部３の色調が変化してゆく。
【００５４】
第１実施形態と同様、光硬化型プリプレグＢの硬化作業を行なう作業員は、マーカー部３の変化する色調を目視で確認し、予め作成した図５に示すような色見本１２と対比する。そして、色見本１２に示された光硬化型プリプレグＢの樹脂１が完全に硬化した状態における色調と、マーカー部３の色調が一致したことを作業員が確認することによって、光硬化型プリプレグＢの遅れて硬化する端部４側が完全に硬化したと判別できる。
【００５５】
したがって、本実施形態の光硬化型プリプレグＢ及び該光硬化型プリプレグＢの硬化状態判別方法においては、予め別途形成したマーカー部３を光硬化型プリプレグＢに貼り付けて設けることができるため、光硬化型プリプレグＢの硬化状態を正確に判別できる任意の位置に自由にマーカー部３を設けることができ、このように設けたマーカー部３の色調変化を捉えることで、簡便に且つ正確に光硬化型プリプレグＢの硬化状態を判別することができる。
【００５６】
以上、本発明に係る光硬化型プリプレグ及び光硬化型プリプレグの硬化状態判別方法の第２実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、Ｂステージ状態の光硬化型プリプレグＢをコンクリート表面に貼り付ける際に、マーカー部３を表面Ｂ１に貼り付けて設置するものとしたが、マーカー部３の透明フィルム基材３ｂを、例えば、未硬化の樹脂１を硬化させる特定波長の光を照射する照射領域内に位置するコンクリート表面に塗布したプライマー及び下塗り材に接着して、その上から光硬化型プリプレグＢを貼り付けてもよく、このように設置した場合においても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５７】
また、マーカー部３は、第１実施形態と同様に、光硬化型プリプレグＢの光を照射する側の表面Ｂ２に貼り付けて設置されてもよい。この場合には、第１実施形態と同様に、透明フィルム基材３ｂに、スポット状あるいは線状の複数のフォトクロミック材料３ａを隙間をあけて形成することが望ましい。さらに、マーカー部３を光が照射される側に設ける場合には、Ｂステージ化した光硬化型プリプレグＢに取り付けられている透明フィルム７（図２参照）の表面に貼り付けてもよく、この場合には、光を照射する側の透明フィルム７を残した状態で光硬化型プリプレグＢをコンクリート表面に貼り付け、透明フィルム７を透過させながら光を照射して未硬化の樹脂１を硬化させるとともに、マーカー部３の色調変化を指標にして樹脂１の硬化状態を判別することができる。そして、光硬化型プリプレグＢが完全に硬化した後に、透明フィルム７を剥がして取り除くとともに有色のマーカー部３も除去できる。
【００５８】
さらに、光硬化型プリプレグＢを硬化させる光の照射領域にマーカー部３が設けられていれば本実施形態と同様の効果を得ることができるため、例えば、図１０に示すように、光硬化型プリプレグＢを設置した際に、この光硬化型プリプレグＢの端部４の外側近傍に位置するコンクリート表面Ｃ１にマーカー部３を貼り付けてもよい。このように設置した場合においても、光硬化型プリプレグＢに照射する光の照射領域Ｔ内にマーカー部３が配置されているため、マーカー部３の色調変化を捉えて光硬化型プリプレグＢの硬化状態を判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光硬化型プリプレグを示す平面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線矢視図である。
【図３】図１の光硬化型プリプレグのマーカー部を拡大した図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る光硬化型プリプレグを製造する方法の説明に用いた図である。
【図５】光硬化型プリプレグの硬化状態に対するマーカー部の色調を表す色見本を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る光硬化型プリプレグの変形例の平面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る光硬化型プリプレグに設けるマーカー部を示す平面図である。
【図８】図７のＸ−Ｘ線矢視図である。
【図９】図７及び図８のマーカー部を貼り付けた本発明の第２実施形態に係る光硬化型プリプレグを示す平面図である。
【図１０】図７及び図８のマーカー部を、光硬化型プリプレグの外側の光の照射領域内に貼り付けた状態を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 樹脂
２ 繊維質基材
３ マーカー部
３ａ フォトクロミック材料
３ｂ 透明フィルム基材
４ 端部
４ａ 隅角部
４ｂ 辺（平行する２辺）
７ 透明フィルム
１２ 色見本
Ａ 光硬化型プリプレグ
Ａ１ 一面（表面）
Ａ２ 他面（表面）
Ｂ 光硬化型プリプレグ
Ｂ１ 一面（表面）
Ｂ２ 他面（表面）
Ｃ１ コンクリート表面
Ｔ 光の照射領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光照射によって硬化する樹脂を繊維質基材に含浸させてシート状に形成した光硬化型プリプレグ及び該光硬化型プリプレグの硬化状態判別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トンネル、橋梁などの補修、補強、コンクリート片剥落防止対策や、下水道施設などの補修、補強、コンクリート防食対策、さらには、管渠・水路などの流量増大のために施されるコンクリート表面の粗度係数の低減対策として、例えばガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維などの繊維シートを、樹脂を含浸させながら貼り付ける繊維シート貼付工法が用いられている。この繊維シート貼付工法では、例えば、コンクリート表面の不陸修正を行った後にプライマーや下塗り材を塗布し、樹脂（含浸樹脂）を含浸させつつ繊維シートを貼り付けてゆき、必要に応じて複数の繊維シートを樹脂の含浸を繰り返し行ないながら積層してゆく。このとき、繊維シートと下層の樹脂（下塗り材や下層の含浸樹脂）の間に気泡が介在して密着性が低下することがないように入念な脱泡作業を行いながら繊維シートを貼り付けることが重要であり、特に下水道施設のコンクリート防食対策に適用する場合には、樹脂層の厚さやピンホールの発生が防食性能に大きく影響するため、熟練工による作業を必要とする。
【０００３】
これに対し、予め、工場で光重合開始剤を含む樹脂をガラス繊維などの繊維質基材に含浸させてシート状に形成した、いわゆる光硬化型プリプレグが実用化されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。この光硬化型プリプレグは、例えば、２種の光重合開始剤を混入した樹脂を繊維質基材に含浸させ、未硬化状態（Ａステージ状態）の樹脂と繊維質基材をＰＥＴ（polyethylene terephthalate）フィルムなどの透明フィルムで挟んで形成される。また、工場で、特定波長の紫外線もしくは可視光を照射し、１種の光重合開始剤のみを反応させて一部の樹脂の硬化を進め、増粘化を図った状態（不完全硬化状態、Ｂステージ状態）にして形成される。そして、Ｂステージ状態の光硬化型プリプレグを現場に搬入し、透明フィルムを取り除いてコンクリート表面に貼り付け、残りの１種の光重合開始剤が反応する特定波長の光を現場で照射することによって樹脂を完全に硬化させ、コンクリート表面に光硬化型プリプレグが好適に設置される。
【０００４】
このような光硬化型プリプレグにおいては、予め工場で繊維質基材に樹脂を含浸させ、Ｂステージ化して形成されるため、現場で比較的短時間で硬化させることができ、また、均一な厚さでピンホールがなく、熟練工を要することなしに容易に且つ短期間で貼り付けることができる。
【０００５】
一方で、光硬化型プリプレグの硬化確認は、照射する光の照度の測定や照射時間を管理することで行なわれ、また、硬化後にハンマーなどを用いた打音検査によって行われている。このため、特にトンネルの覆工など高所に貼り付けた光硬化型プリプレグの硬化状態を確認する際には、検査員が高所作業車などを用いて近接する必要が生じ、検査に時間が掛かるという問題があった。また、特に複数の光硬化型プリプレグを広範囲にわたって設置した場合には、全ての光硬化型プリプレグに対して正確に硬化状態を判別できない場合があった。
【０００６】
これに対し、例えば特許文献３に開示された光硬化型プリプレグにおいては、紫外線によって色調が変化する色素を光硬化型プリプレグの樹脂及び／又はコンクリート表面に塗布するプライマーに混入しておき、光照射とともに変化する色素の色調を指標として光硬化型プリプレグの硬化状態を判別できるようにしている。また、この光硬化型プリプレグにおいては、色素が光照射によって有色から無色透明に変化するものとされ、これにより、照射した光が色素で遮られて樹脂の硬化が阻害されることを防止している。
【特許文献１】特許第３４７９２０２号公報
【特許文献２】特開昭６３−１８６７４４号公報
【特許文献３】特開昭６０−１２３５３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の色素を混入した光硬化型プリプレグにおいては、樹脂の硬化の進行とともに、光硬化型プリプレグの全体が徐々に無色透明に変化するため、例えばトンネルや下水道施設の管渠など薄暗い作業環境下で貼り付けを行なう場合には、その色調変化が目視で確認しにくく、光硬化型プリプレグの硬化状態を正確に捉えることができないという問題があった。
【０００８】
また、一般に、光を照射する光源をシート状の光硬化型プリプレグの略中央に対向配置し、この光源から出射した光が光硬化型プリプレグの全面に照射されるようにして、光硬化型プリプレグの硬化作業を行なう。このため、光源からの離間距離が小さい光硬化型プリプレグの中央側に比べ、離間距離が大きくなる端部側への光の照度が相対的に小さくなり、中央側の色調変化を捉えて光硬化型プリプレグが完全硬化したと誤認してしまうおそれがある。すなわち、端部側が中央側に対し遅れて無色透明に変化してゆくことになるため、完全に無色透明に変化していない状態の端部側を、完全に無色透明に変化したものとして誤認しやすいという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記事情を鑑み、簡便に且つ正確に硬化状態を判別することができる光硬化型プリプレグ及び光硬化型プリプレグの硬化状態判別方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【００１１】
本発明の光硬化型プリプレグは、光重合開始剤を含む樹脂を繊維質基材に含浸させてシート状に形成され、特定波長の光を照射することによって硬化する光硬化型プリプレグにおいて、照射した前記光によって色調が変化するフォトクロミック材料を備えてなるマーカー部が、表面の一部に設けられていることを特徴とする。
【００１２】
この発明においては、フォトクロミック材料によって、マーカー部を有色から他の有色に変化させることができ、また、変化する色調をフォトクロミック材料の種類や照射する光の波長に応じて選択することができる。これにより、表面の一部に設けたマーカー部の色調変化を例えば薄暗い作業環境下でも正確に捉えることができ、このようなマーカー部の色調変化を指標にすることで硬化状態の誤認を防止できる。
【００１３】
また、本発明の光硬化型プリプレグにおいては、前記マーカー部が端部側に設けられていることが望ましい。
【００１４】
この発明においては、マーカー部の色調変化を捉えることで、照射した光によって中央側に対し遅れて硬化する端部側の硬化状態を捉えることができ、これにより、光硬化型プリプレグ全体が完全硬化したことを正確に捉えることができる。
【００１５】
さらに、本発明の光硬化型プリプレグにおいては、前記光硬化型プリプレグが平面視方形状に形成され、隅角部の近傍に、もしくは平行する２辺のそれぞれの近傍に各辺に沿って、前記マーカー部が設けられていることがより望ましい。
【００１６】
この発明においては、特に硬化が遅れる隅角部の近傍や、平行する２辺の近傍に各辺に沿ってマーカー部を設けることで、確実に上記効果を得ることができる。
【００１７】
また、本発明の光硬化型プリプレグにおいては、前記マーカー部が、線状もしくはスポット状の複数の前記フォトクロミック材料を隙間をあけて配置して形成されていることが望ましい。
【００１８】
この発明においては、光硬化型プリプレグの光を照射する側の表面にマーカー部を設けた場合でも、照射した光を、複数のフォトクロミック材料の隙間を通じてマーカー部を設けた部分の樹脂に照射させることができる。これにより、有色に変化するマーカー部で光が遮られ樹脂の硬化不良が生じることを確実に防止できる。
【００１９】
さらに、本発明の光硬化型プリプレグにおいては、前記マーカー部が、透明フィルム基材に前記フォトクロミック材料を積層して形成され、前記表面に貼り付けて設けられてもよい。
【００２０】
この発明においては、予め別途形成したマーカー部を工場や現場で光硬化型プリプレグに貼り付けることができる。これにより、光硬化型プリプレグの形状や大きさ、現場環境などに応じて、光硬化型プリプレグの硬化状態を正確に判別できる任意の位置に自由にマーカー部を設けることができる。
【００２１】
また、本発明の光硬化型プリプレグにおいては、前記フォトクロミック材料が、可視光領域の異なる２以上の波長のそれぞれの前記光に反応して色調を変化させるものであってもよい。
【００２２】
この発明においては、Ｂステージ化する際に照射する特定波長の光によってマーカー部を任意の選択色にすることができ、そして、現場で照射する特定波長の光によってマーカー部をさらに別の任意の選択色に変化させることができる。これにより、光硬化型プリプレグを貼り付ける作業環境に応じて、作業者がマーカー部の色調変化を判別しやすい色にすることができる。
【００２３】
本発明の光硬化型プリプレグの硬化状態判別方法は、光重合開始剤を含む樹脂を繊維質基材に含浸させてシート状に形成され、特定波長の光を照射することによって硬化する光硬化型プリプレグの硬化状態を判別する方法であって、前記光の照射領域内に、該光の照射によって色調が変化するフォトクロミック材料を備えるマーカー部を設け、該マーカー部の変化した色調を指標にして硬化状態を判別することを特徴とする。
【００２４】
この発明においては、フォトクロミック材料によって、マーカー部を有色から他の有色に変化させることができ、また、変化する色調をフォトクロミック材料の種類や照射する光の波長に応じて選択することができる。これにより、光の照射領域内に設けたマーカー部の色調変化を例えば薄暗い作業環境下でも正確に捉えることができ、このようなマーカー部の色調変化を指標にすることで光硬化型プリプレグの硬化状態を正確に判別することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の光硬化型プリプレグ及び光硬化型プリプレグの硬化状態判別方法によれば、有色から他の有色に変化することでマーカー部の色調変化を確実に目視で確認することができ、これにより、薄暗い作業環境下や高所に貼り付けた光硬化型プリプレグに対しても、簡便に且つ正確にその硬化状態を判別することができる。また、広範囲に複数の光硬化型プリプレグを貼り付けた場合においても、各光硬化型プリプレグに設けたマーカー部の色調変化を捉えることで、簡便に且つ正確に全ての光硬化型プリプレグの硬化状態を判別することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図１から図５を参照し、本発明の第１実施形態に係る光硬化型プリプレグ及び光硬化型プリプレグの硬化状態判別方法について説明する。本実施形態は、トンネル、橋梁、下水道施設などのコンクリート構造物の補修、補強、コンクリート片剥落防止対策やコンクリート防食対策、さらに、管渠・水路などの流量増大のために施されるコンクリート表面の粗度係数の低減対策などに用いられる光硬化型プリプレグ及びこの光硬化型プリプレグの硬化状態判別方法に関するものである。
【００２７】
本実施形態の光硬化型プリプレグＡは、図１及び図２に示すように、樹脂（光硬化性樹脂）１を例えばガラスマット、ガラスクロスなどの繊維質基材２に含浸させて、シート状且つ平面視矩形状に形成されている。また、本実施形態において、繊維質基材２に含浸させる樹脂１は、モノマー、オリゴマー、安定剤などの添加剤等とともに、２種の光重合開始剤を含んで構成されている。そして、この樹脂１は、可視光領域の２つの特定波長の光をそれぞれ照射することで硬化するものであり、すなわち、可視光領域のある１つの特定波長の光を照射した際には、１種の光重合開始剤が感光して反応し一部の樹脂１を重合連鎖させて硬化させる。そして、さらに可視光領域の他の特定波長の光を照射することによって、残りの１種の光重合開始剤が感光して反応し、未硬化の樹脂１を重合連鎖させて硬化させる。これにより、本実施形態の光硬化型プリプレグＡは、異なる２つの特定波長の光を２段階で照射することによって完全に硬化する。
【００２８】
一方、本実施形態の光硬化型プリプレグＡには、図１に示すように、コンクリート構造物の表面（コンクリートの表面）に貼り付ける一面Ａ１と反対の他面（表面Ａ２）の一部に、フォトクロミック材料３ａを備えてなるマーカー部３が設けられている。このマーカー部３は、平面視矩形状の光硬化型プリプレグＡの４つの隅角部４ａ近傍（端部４側）にそれぞれ設けられ、平面視円形状に形成されている。また、各マーカー部３は、図３に示すように、表面Ａ２にスポット状に塗布した複数のフォトクロミック材料３ａが隙間をあけた状態で集合配置されて形成されている。すなわち、各マーカー部３のスポット状の複数のフォトクロミック材料３ａは、互いに不連続に設けられている。
【００２９】
ここで、各マーカー部３を形成するフォトクロミック材料３ａは、例えばアゾベンゼン類、スピロプラン類、スピロオキサジン類、ジアリールエテン類、フルギド類、クロメン類などのフォロクロミック分子、すなわち、光の作用により、分子量を変えることなく可視光吸収スペクトルの異なる異性体に可変する分子からなり、前記可視光領域のある１つの特定波長の光を照射すると、結合形式あるいは電子状態に変化が生じて、可視光吸収スペクトルが変化し色調が変化する。また、さらに前記可視光領域の他の特定波長の光を照射すると、さらに可視光吸収スペクトルが変化して他の色調に変化する。また、本実施形態におけるフォトクロミック材料３ａは、光硬化型プリプレグＡの樹脂１に混入した２種の光重合開始剤に対応しており、可視光領域のある１つの特定波長の光照射によって、１種の光重合開始剤が感光し樹脂１の一部が硬化するとともに、ある有色の色調に変化し、残りの１種の光重合開始剤を感光させる異なる特定波長の光を照射した際には、他の有色の色調に変化する。
【００３０】
具体的に、本実施形態におけるフォトクロミック材料３ａにフルギド化合物を用いた場合、例えば、表１に示すように、３８０ｎｍ以下の波長の光（紫外線）を照射すると黒色に変化し、さらに４２０ｎｍ前後の波長の光（可視光線）を照射すると、黒色から青色に変化する。また、黒色のフォトクロミック材料３ａに５４０ｎｍ前後の波長の光（可視光線）を照射すると緑色に変化し、さらに４２０ｎｍ前後の波長の光（可視光線）を照射すると、緑色からシアン色に変化する。黒色のフォトクロミック材料３ａに６７６ｎｍ前後の波長の光（可視光線）を照射すると赤色に変化し、さらに４２０ｎｍ前後の波長の光（可視光線）を照射すると、赤色からマゼンタ色に変化する。また、黒色のフォトクロミック材料３ａに５４０ｎｍ前後の波長の光（可視光線）と６７６ｎｍ前後の波長の光（可視光線）を照射すると黄色に変化し、さらに４２０ｎｍ前後の波長の光（可視光線）を照射すると、黄色から白色に変化する。すなわち、このようなフォロクロミック材料３ａを用い、特定波長の光を照射することによって、マーカー部３の色調を有色から他の有色に変化させることができ、また、照射する光の波長を選択することで、変化する色調を選択することができる。
【００３１】
【表１】
【００３２】
そして、上記のようなマーカー部３を備えた光硬化型プリプレグＡの製造は、図４に示すように、工場にて、繊維質基材２を巻き回したロール５から繊維質基材２を引き出すとともに、樹脂槽６に貯留した２種の光重合開始剤を含む樹脂１に浸漬通過させて、樹脂１を繊維質基材２に含浸させる。また、このとき、繊維質基材２の両面側にそれぞれ配置され、ＰＥＴフィルムなどの透明フィルム７を巻き回した一対のロール８からそれぞれ透明フィルム７が引き出される。そして、上下一対の転圧ローラー９の間に、繊維質基材２及び両透明フィルム７を通過させ、樹脂１を含浸させた繊維質基材２を挟むように両透明フィルム７をそれぞれ密着させる。
【００３３】
ここで、本実施形態においては、樹脂１を含浸させた繊維質基材２（光硬化型プリプレグＡ）の表面Ａ２に密着する透明フィルム７（７ａ）の一面７ｂに、予め、例えば黒色のフォトクロミック材料３ａが塗布または印刷されてマーカー部３が設けられている。このため、光硬化型プリプレグＡの表面Ａ２に透明フィルム７ａを密着させた段階で、マーカー部３が密着する。なお、このマーカー部３（フォトクロミック材料３ａ）は、透明フィルム７ａよりも光硬化型プリプレグＡの樹脂１に対する接着力が大きく、透明フィルム７ａを剥がすことにより光硬化型プリプレグＡの表面Ａ２に転移（または複写）される。
【００３４】
そして、このような未硬化状態（Ａステージ状態）の樹脂１と繊維質基材２を透明フィルム７で挟んだ状態の光硬化型プリプレグＡを、１種の光重合開始剤を感光させる可視光ランプ１０ａを備えたライトユニット１０に通過させる。このとき、可視光ランプ１０ａから例えば６７６ｎｍ前後の特定波長の光が照射され、これにより、一部の樹脂１が重合連鎖して硬化し、光硬化型プリプレグＡが不完全硬化状態のＢステージ化されるとともに、マーカー部３の例えば黒色のフォトクロミック材料３ａが赤色に変化する。そして、ライトユニット１０を通過してＢステージ化した光硬化型プリプレグＡは、カッター１１ａなどで裁断され所定の長さ及び幅寸法で形成される。なお、このように裁断するとともに、図１に示すように、光硬化型プリプレグＡの４つの隅角部４ａのそれぞれの近傍にマーカー部３が配置される。
【００３５】
ついで、上記のように製造された光硬化型プリプレグＡをコンクリート表面に貼り付けて設置する方法を説明するとともに、本実施形態の光硬化型プリプレグＡ及び該光硬化型プリプレグＡの硬化状態判別方法の作用及び効果について説明する。
【００３６】
上記のように予めＢステージ化した光硬化型プリプレグＡを現場に搬入し、透明フィルム７を剥がして取り除く。このとき、透明フィルム７ａにフォトクロミック材料３ａを塗布して形成され、Ｂステージ化により赤色になったマーカー部３は、光硬化型プリプレグＡの露出した表面Ａ２に転移する。
【００３７】
そして、不陸修正を行いプライマー及び下塗り材を塗布したコンクリート表面に光硬化型プリプレグＡを貼り付け、脱泡作業を行なって設置する。ここで、貼付け作業時の光硬化型プリプレグＡは、Ｂステージ状態（不完全硬化状態）で柔軟性を備えているため、貼付け作業が容易に行なえる。
【００３８】
ついで、光硬化型プリプレグＡを硬化させるための可視光ランプをシート状の光硬化型プリプレグＡの略中央に対向配置し、この可視光ランプから出射した光が光硬化型プリプレグＡの全表面Ａ２に照射されるようにする。すなわち、光の照射領域内に光硬化型プリプレグＡが配されるように可視光ランプを配置する。
【００３９】
そして、可視光ランプから例えば４２０nm前後の特定波長の光を照射するとともに、光硬化型プリプレグＡの残りの１種の光重合開始剤が感光し、未硬化の樹脂１が重合連鎖して硬化し始める。このとき、可視光ランプからの離間距離が小さい中央側、すなわち光の照度が大きくなる部分が先行して硬化してゆき、可視光ランプからの離間距離が大きい端部４側が、遅れて硬化してゆく。また、本実施形態においては、最も遅れて硬化する光硬化型プリプレグＡの４つの隅角部４ａのそれぞれの近傍に設けられたマーカー部３が、特定波長の光の照度および照射時間に応じて、光照射前の赤色から徐々にその色調をマゼンタ色に変化させてゆく。
【００４０】
このとき、光硬化型プリプレグＡの硬化作業を行なう作業員は、マーカー部３の変化する色調を目視で確認し、例えば図５に示すような、予め特定波長の光の照度及び照射時間に対応し、且つ未硬化の樹脂１の硬化状態に対応して作成した色見本１２と対比する。そして、色見本１２に示された樹脂１が完全硬化した状態におけるマーカー部３の色調（マゼンタ色）と、光硬化型プリプレグＡに設けられているマーカー部３の色調が一致したことを確認することによって、光硬化型プリプレグＡの遅れて硬化する端部４側（隅角部４ａ側）の樹脂１が完全に硬化したことを確認できる。そして、このように端部４側の樹脂１硬化を確認することで、マーカー部３を指標に光硬化型プリプレグＡ全体が完全硬化したことを正確に判別できる。
【００４１】
また、マーカー部３が有色（例えば赤色）から他の有色（例えばマゼンタ色）に変化するため、且つ表１に示したように、光硬化型プリプレグＡを設置する作業環境に応じて有色の色調を選択できるため、従来の混入した色素が樹脂硬化とともに無色透明に変化する光硬化型プリプレグと比較して、その色調変化を容易に且つ正確に捉えることができる。これにより、例えばトンネルや下水道施設の管渠など薄暗い作業環境下で貼り付けを行なう場合においても、その色調変化が目視で確認しやすく、このマーカー部３の色調変化を指標として光硬化型プリプレグＡの硬化状態を正確に捉えることができる。
【００４２】
さらに、本実施形態において、光硬化型プリプレグＡに設けたマーカー部３が、光硬化型プリプレグＡの表面Ａ２にスポット状に塗布した複数のフォトクロミック材料３ａの集合によって形成されているため、すなわち、各マーカー部３のスポット状の複数のフォトクロミック材料３ａが互いに隙間をあけて不連続に設けられているため、照射した光をフォトクロミック材料３ａの隙間を通じて、マーカー部３を設けた部分の深部側の樹脂１に確実に照射させることができ、有色に変化するマーカー部３で光が遮られて深部側の樹脂１が未硬化の状態で残ってしまうことを防止できる。これにより、光硬化型プリプレグＡに硬化不良が生じることを確実に防止できる。
【００４３】
さらに、フォトクロミック材料３ａが、可視光領域の異なる２以上の特定波長のそれぞれの光に反応して色調を変化させるものであるため、Ｂステージ化する際に照射する特定波長の光によってマーカー部３を任意の選択色にすることができ、そして、現場で照射する特定波長の光によってマーカー部３をさらに別の任意の選択色に変化させることができる。これにより、光硬化型プリプレグＡを貼り付ける作業環境に応じて、作業者がマーカー部３の色調変化を判別しやすい色にすることができる。
【００４４】
したがって、本実施形態の光硬化型プリプレグＡ及び光硬化型プリプレグＡの硬化状態判別方法によれば、有色から他の有色に変化することでマーカー部３の色調変化を確実に目視で確認することができ、これにより、薄暗い作業環境下や高所に貼り付けた光硬化型プリプレグＡに対しても、簡便に且つ正確にその硬化状態を判別することができる。また、広範囲に複数の光硬化型プリプレグＡを貼り付けるような場合においても、各光硬化型プリプレグＡに設けたマーカー部３の色調変化を捉えることで、簡便に且つ正確に全ての光硬化型プリプレグＡの硬化状態を判別することが可能である。
【００４５】
以上、本発明に係る光硬化型プリプレグ及び光硬化型プリプレグの硬化状態判別方法の第１実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、平面視矩形状に形成した光硬化型プリプレグＡの４つの隅角部４ａのそれぞれの近傍にマーカー部３が設けられているものとしたが、マーカー部３は、遅れて硬化する光硬化型プリプレグＡの端部４側に設けられていればよく、例えば、図６に示すように、光硬化型プリプレグＡの平行する２辺４ｂ側の端部４に、この２辺４ｂに沿って連続的に設けられていてもよい。
【００４６】
また、本実施形態では、マーカー部３が、スポット状の複数のフォトクロミック材料３ａを隙間をあけて集合配置することによって形成されているものとしたが、図６に示すように、線状の複数のフォトクロミック材料３ａを隙間をあけて集合配置して形成されていてもよい。
【００４７】
さらに、マーカー部３は、必ずしも複数のフォトクロミック材料３ａを隙間をあけて集合配置して形成しなくてもよく、例えばマーカー部３を小さく形成しても色調変化を正確に捉えることができる場合や、照射した光の回折や照射した光による樹脂１の重合連鎖によってマーカー部３を設けた部分の樹脂１が確実に硬化する場合には、連続したフォトクロミック材料３ａでマーカー部３が構成されてもよい。
【００４８】
これに関連して、本実施形態では、光硬化型プリプレグＡの光が照射される側の表面（他面）Ａ２にマーカー部３を設けるものとしたが、コンクリート表面に貼り付けられる側の光硬化型プリプレグＡの一面（表面）Ａ１にマーカー部３を設けてもよい。この場合には、光硬化型プリプレグＡを透過した光によってマーカー部３の色調変化が生じるため、マーカー部３を設けることによる光の遮断が生じることがなく、連続したフォトクロミック材料３ａでマーカー部３を形成しても確実に光硬化型プリプレグＡに硬化不良が生じることを防止できる。
【００４９】
また、本実施形態では、光硬化型プリプレグＡが平面視矩形状に形成されているものとしたが、照射した光による樹脂１硬化に遅れが生じる端部４側にマーカー部３が設けられていれば、特に光硬化型プリプレグＡの平面視形状を限定する必要はない。
【００５０】
ついで、図７から図９を参照し、本発明の第２実施形態に係る光硬化型プリプレグ及び光硬化型プリプレグの硬化状態判別方法について説明する。本実施形態は、第１実施形態と同様、トンネル、橋梁、下水道施設などの補修、補強、コンクリート防食対策などに用いられる光硬化型プリプレグ及び光硬化型プリプレグの硬化状態判別方法に関するものである。よって、ここでは、第１実施形態に共通する構成に対して同一符号を付し、その詳細についての説明を省略する。
【００５１】
本実施形態においては、第１実施形態と異なり、図７及び図８に示すように、マーカー部３が、例えばＰＥＴフィルムなどの透明フィルム基材３ｂにフォトクロミック材料３ａを積層して形成されている。そして、このマーカー部３は、Ｂステージ状態の光硬化型プリプレグＢをコンクリート表面に貼り付ける際に、フォトクロミック材料３ａ側をコンクリート表面に接着する一面（表面：図２参照）Ｂ１に貼り付けて、図９に示すように、光硬化型プリプレグＢの端部４側（隅角部４ａ近傍）に（未硬化の樹脂１を硬化させる特定波長の光を照射する照射領域内に）設置される。このため、本実施形態の光硬化型プリプレグＢをコンクリート表面に貼り付けた際には、コンクリート表面に塗布したプライマー及び下塗り材と光硬化型プリプレグＢの間にマーカー部３が介装されることになる。
【００５２】
ここで、本実施形態のマーカー部３は、光硬化型プリプレグＢをＢステージ化して形成する工場で貼り付けられてもよい。また、図９のように必ずしも隅角部４ａ近傍の端部４側に貼り付けて設ける必要はなく、光硬化型プリプレグＢの形状や大きさ、現場環境などに応じて、光硬化型プリプレグＢの硬化状態を正確に判別できる任意の位置に自由にマーカー部３を貼り付けて設ければよい。
【００５３】
そして、上記のように設置した光硬化型プリプレグＢに、未硬化の樹脂１を硬化させる特定波長の光を照射することによって、残りの１種の光重合開始剤が感光して樹脂１を硬化させるとともに、光硬化型プリプレグＢを透過した光がマーカー部３に照射され、このマーカー部３の色調が変化してゆく。
【００５４】
第１実施形態と同様、光硬化型プリプレグＢの硬化作業を行なう作業員は、マーカー部３の変化する色調を目視で確認し、予め作成した図５に示すような色見本１２と対比する。そして、色見本１２に示された光硬化型プリプレグＢの樹脂１が完全に硬化した状態における色調と、マーカー部３の色調が一致したことを作業員が確認することによって、光硬化型プリプレグＢの遅れて硬化する端部４側が完全に硬化したと判別できる。
【００５５】
したがって、本実施形態の光硬化型プリプレグＢ及び該光硬化型プリプレグＢの硬化状態判別方法においては、予め別途形成したマーカー部３を光硬化型プリプレグＢに貼り付けて設けることができるため、光硬化型プリプレグＢの硬化状態を正確に判別できる任意の位置に自由にマーカー部３を設けることができ、このように設けたマーカー部３の色調変化を捉えることで、簡便に且つ正確に光硬化型プリプレグＢの硬化状態を判別することができる。
【００５６】
以上、本発明に係る光硬化型プリプレグ及び光硬化型プリプレグの硬化状態判別方法の第２実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、Ｂステージ状態の光硬化型プリプレグＢをコンクリート表面に貼り付ける際に、マーカー部３を表面Ｂ１に貼り付けて設置するものとしたが、マーカー部３の透明フィルム基材３ｂを、例えば、未硬化の樹脂１を硬化させる特定波長の光を照射する照射領域内に位置するコンクリート表面に塗布したプライマー及び下塗り材に接着して、その上から光硬化型プリプレグＢを貼り付けてもよく、このように設置した場合においても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５７】
また、マーカー部３は、第１実施形態と同様に、光硬化型プリプレグＢの光を照射する側の表面Ｂ２に貼り付けて設置されてもよい。この場合には、第１実施形態と同様に、透明フィルム基材３ｂに、スポット状あるいは線状の複数のフォトクロミック材料３ａを隙間をあけて形成することが望ましい。さらに、マーカー部３を光が照射される側に設ける場合には、Ｂステージ化した光硬化型プリプレグＢに取り付けられている透明フィルム７（図２参照）の表面に貼り付けてもよく、この場合には、光を照射する側の透明フィルム７を残した状態で光硬化型プリプレグＢをコンクリート表面に貼り付け、透明フィルム７を透過させながら光を照射して未硬化の樹脂１を硬化させるとともに、マーカー部３の色調変化を指標にして樹脂１の硬化状態を判別することができる。そして、光硬化型プリプレグＢが完全に硬化した後に、透明フィルム７を剥がして取り除くとともに有色のマーカー部３も除去できる。
【００５８】
さらに、光硬化型プリプレグＢを硬化させる光の照射領域にマーカー部３が設けられていれば本実施形態と同様の効果を得ることができるため、例えば、図１０に示すように、光硬化型プリプレグＢを設置した際に、この光硬化型プリプレグＢの端部４の外側近傍に位置するコンクリート表面Ｃ１にマーカー部３を貼り付けてもよい。このように設置した場合においても、光硬化型プリプレグＢに照射する光の照射領域Ｔ内にマーカー部３が配置されているため、マーカー部３の色調変化を捉えて光硬化型プリプレグＢの硬化状態を判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光硬化型プリプレグを示す平面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線矢視図である。
【図３】図１の光硬化型プリプレグのマーカー部を拡大した図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る光硬化型プリプレグを製造する方法の説明に用いた図である。
【図５】光硬化型プリプレグの硬化状態に対するマーカー部の色調を表す色見本を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る光硬化型プリプレグの変形例の平面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る光硬化型プリプレグに設けるマーカー部を示す平面図である。
【図８】図７のＸ−Ｘ線矢視図である。
【図９】図７及び図８のマーカー部を貼り付けた本発明の第２実施形態に係る光硬化型プリプレグを示す平面図である。
【図１０】図７及び図８のマーカー部を、光硬化型プリプレグの外側の光の照射領域内に貼り付けた状態を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 樹脂
２ 繊維質基材
３ マーカー部
３ａ フォトクロミック材料
３ｂ 透明フィルム基材
４ 端部
４ａ 隅角部
４ｂ 辺（平行する２辺）
７ 透明フィルム
１２ 色見本
Ａ 光硬化型プリプレグ
Ａ１ 一面（表面）
Ａ２ 他面（表面）
Ｂ 光硬化型プリプレグ
Ｂ１ 一面（表面）
Ｂ２ 他面（表面）
Ｃ１ コンクリート表面
Ｔ 光の照射領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光重合開始剤を含む樹脂を繊維質基材に含浸させてシート状に形成され、特定波長の光を照射することによって硬化する光硬化型プリプレグにおいて、
照射した前記光によって色調が変化するフォトクロミック材料を備えてなるマーカー部が、表面の一部に設けられていることを特徴とする光硬化型プリプレグ。
【請求項２】
請求項１記載の光硬化型プリプレグにおいて、
前記マーカー部が端部側に設けられていることを特徴とする光硬化型プリプレグ。
【請求項３】
請求項２記載の光硬化型プリプレグにおいて、
前記光硬化型プリプレグが平面視方形状に形成され、隅角部の近傍に、もしくは平行する２辺のそれぞれの近傍に各辺に沿って、前記マーカー部が設けられていることを特徴とする光硬化型プリプレグ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光硬化型プリプレグにおいて、
前記マーカー部が、線状もしくはスポット状の複数の前記フォトクロミック材料を隙間をあけて配置して形成されていることを特徴とする光硬化型プリプレグ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の光硬化型プリプレグにおいて、
前記マーカー部が、透明フィルム基材に前記フォトクロミック材料を積層して形成され、前記表面に貼り付けて設けられていることを特徴とする光硬化型プリプレグ。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の光硬化型プリプレグにおいて、
前記フォトクロミック材料が、可視光領域の異なる２以上の波長のそれぞれの前記光に反応して色調を変化させることを特徴とする光硬化型プリプレグ。
【請求項７】
光重合開始剤を含む樹脂を繊維質基材に含浸させてシート状に形成され、特定波長の光を照射することによって硬化する光硬化型プリプレグの硬化状態を判別する方法であって、
前記光の照射領域内に、該光の照射によって色調が変化するフォトクロミック材料を備えるマーカー部を設け、該マーカー部の変化した色調を指標にして硬化状態を判別することを特徴とする光硬化型プリプレグの硬化状態判別方法。
【請求項１】
光重合開始剤を含む樹脂を繊維質基材に含浸させてシート状に形成され、特定波長の光を照射することによって硬化する光硬化型プリプレグにおいて、
照射した前記光によって色調が変化するフォトクロミック材料を備えてなるマーカー部が、表面の一部に設けられていることを特徴とする光硬化型プリプレグ。
【請求項２】
請求項１記載の光硬化型プリプレグにおいて、
前記マーカー部が端部側に設けられていることを特徴とする光硬化型プリプレグ。
【請求項３】
請求項２記載の光硬化型プリプレグにおいて、
前記光硬化型プリプレグが平面視方形状に形成され、隅角部の近傍に、もしくは平行する２辺のそれぞれの近傍に各辺に沿って、前記マーカー部が設けられていることを特徴とする光硬化型プリプレグ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光硬化型プリプレグにおいて、
前記マーカー部が、線状もしくはスポット状の複数の前記フォトクロミック材料を隙間をあけて配置して形成されていることを特徴とする光硬化型プリプレグ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の光硬化型プリプレグにおいて、
前記マーカー部が、透明フィルム基材に前記フォトクロミック材料を積層して形成され、前記表面に貼り付けて設けられていることを特徴とする光硬化型プリプレグ。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の光硬化型プリプレグにおいて、
前記フォトクロミック材料が、可視光領域の異なる２以上の波長のそれぞれの前記光に反応して色調を変化させることを特徴とする光硬化型プリプレグ。
【請求項７】
光重合開始剤を含む樹脂を繊維質基材に含浸させてシート状に形成され、特定波長の光を照射することによって硬化する光硬化型プリプレグの硬化状態を判別する方法であって、
前記光の照射領域内に、該光の照射によって色調が変化するフォトクロミック材料を備えるマーカー部を設け、該マーカー部の変化した色調を指標にして硬化状態を判別することを特徴とする光硬化型プリプレグの硬化状態判別方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１９５７４４（Ｐ２００８−１９５７４４Ａ）
【公開日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９１１６（Ｐ２００７−２９１１６）
【出願日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【出願人】（０００１８７０６８）昭和高分子株式会社 (224)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【出願人】（０００１８７０６８）昭和高分子株式会社 (224)
【Ｆターム（参考）】
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