JP4087932B2

JP4087932B2 - Composition for bonding bundled fiber sheet and reinforcing method

Info

Publication number: JP4087932B2
Application number: JP31249097A
Authority: JP
Inventors: 睦男久保; 定小野; 敏也前田; 幸彦大井川
Original assignee: Shimizu Corp; Alpha Kogyo KK
Current assignee: Shimizu Corp; Alpha Kogyo KK
Priority date: 1997-11-13
Filing date: 1997-11-13
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2017-11-13
Also published as: JPH11140416A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集束繊維シートを対象物に接着するための組成物に関するものである。またその組成物を用いたコンクリート構築物等の対象物の補強物の補強方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート橋梁などコンクリート構築物の補強工法として、従来の鋼板接着による補強工法に代えて、炭素繊維をエポキシ樹脂で集束させた集束炭素繊維シートをコンクリート構造物の補強すべき面にエポキシ樹脂接着剤を用いて１層または多層に接着し、硬化させる工法が採用されるようになってきている。この工法によれば、従来の鋼板接着による補強工法に比し格段に軽量化が図られかつ作業性が良く、しかもコンクリート構築物の曲げ耐力、疲労寿命、変形靱性の工場が期待できる。
【０００３】
この目的のエポキシ樹脂接着剤の代表的な例は、たとえばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂主剤と硬化剤とからなる二液型のエポキシ樹脂接着剤である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の二液型のエポキシ樹脂接着剤を用いてコンクリート面に集束炭素繊維シートを接着した場合には、必ずしも初期の補強が充分にはなされず、信頼性に欠けることがあった。
【０００５】
そこで本発明者らは、その原因を追求すべく、従来の二液型のエポキシ樹脂接着剤を用いてコンクリートブロックに集束炭素繊維シートを接着し、その上に他のコンクリートブロックを接着してから、これを破壊する試験を行って、破壊がコンクリートで生ずるかあるいは接着個所で生ずるかにつき観察したところ、接着個所で破壊する割合が多いこと、またその破壊後の炭素繊維シートの状態の観察では、炭素繊維シートが素線間剥離を起こしていることが判明した。
【０００６】
本発明者らは、この原因がエポキシ樹脂接着剤が集束炭素繊維シートの素線間に充分には浸透しないためではないかと考え、エポキシ樹脂主剤や硬化剤の選択、さらには相当量の反応性希釈剤の併用により、接着剤の粘度を低下させて浸透性不足を解消しようと試みたが、このような手段による低粘度下では浸透性は若干しか向上せず、しかもたとえ浸透が図られても破壊試験を行ったときには依然として素線間剥離が見られ、根本的な解決策にはなりえなかった。
【０００７】
加えて従来のエポキシ樹脂接着剤を用いたときには、集束炭素繊維シートが剛性を有するため、コンクリート面に接着剤を塗布してから集束炭素繊維シートを貼り、その上から接着剤を塗布し、さらにその上から集束炭素繊維シートを接着しても、集束炭素繊維シートが柔軟化せず、コンクリート面と集束炭素繊維シートとの間や、集束炭素繊維シートと集束炭素繊維シートとの間に隙間が空くという問題点があることも判明した。
【０００８】
いずれにせよ、従来のエポキシ樹脂接着剤によっては、集束炭素繊維シート接着による補強工法の有利さが必ずしも充分には生かされていないのが実状である。
【０００９】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、集束繊維シートをコンクリート等の対象物に強固にかつその対象物の表面に沿うように接着するためのエポキシ樹脂系の組成物を提供すること、およびその組成物を用いた対象物（殊にコンクリート構築物）の補強方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の集束繊維シート接着用組成物は、補強繊維に樹脂を付着または含浸させて集束させた集束繊維シートを対象物に接着するための組成物であって、該組成物が、主要成分がエポキシ樹脂主剤（Ａ）および硬化剤（Ｂ）からなると共に、さらに必須成分として非重合性の有機溶剤（Ｃ）を含浸し、かつ組成物全体に占める有機溶剤（Ｃ）の割合が１〜２０重量％であり、該有機溶剤（Ｃ）が、複素環式アルコール、脂肪族飽和アルコール、環状エーテル、脂肪族エーテル、脂肪族飽和ケトン、芳香族炭化水素、エチレングリコールのモノエーテル、飽和脂肪酸のエステル、脂肪族ニトロ化合物、カーボネートのいずれか又はこれらの２種以上を含むものであることを特徴とするものである。
本発明の補強方法は、補強繊維に樹脂を付着または含浸させて集束させた集束繊維シートを、上記の組成物を用いて対象物に接着することを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の集束繊維シート接着用組成物およびそれを用いた補強方法を詳細に説明する。まず、集束繊維シートについて説明する。
〈集束繊維シート〉
集束繊維シートは、補強繊維に樹脂を付着または含浸させて集束させたシートである。ここで補強繊維としては、炭素繊維、ボロン繊維、シリコンカーバイド繊維、ガラス繊維、有機高強力繊維（アラミド繊維等）などがあげられ、これらの繊維はロービング、ロービングクロス、ストランドマット、ヤーン、ファブマットをはじめとする適量の形態で取り扱われる。集束のための樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ビニルエステル樹脂、アリル樹脂などの熱硬化性樹脂が用いられ、場合によっては熱可塑性の樹脂を併用することもある。これらの中では、素線径がたとえば７〜１０μｍ程度の炭素繊維にエポキシ樹脂が付着または含浸されてシート状に集束整列されている集束炭素繊維シートが特に重要である。
【００１２】
図１は、本発明に用いるに好適な強化シートの例を示す分解斜視図である。該強化シートは、補強繊維１の素線が密に並べられ、樹脂が付着又は含浸されて集束されている集束繊維シートＳ、殊に集束炭素繊維シート、の片面にばらけ防止（仮止め）のための目の粗いクロス２が接着され、さらにその上からシート相互間の粘着を防止するための離型シート（離型紙など）３が被覆されている形態のシートである。集束繊維シートＳに離型シート３が被覆されている場合は、コンクリート構築物等の対象物の面上に塗布された接着用組成物の上に、集束繊維シートＳの側を貼り付けた後、離型シート３を取り除く。離型シート３を取り除いた後、クロス２の上から接着用組成物を塗布して、補強繊維１の周りの空隙及びクロス２の空隙に接着用組成物を更に含浸させることができる。
【００１３】
〈集束繊維シート接着用組成物〉
本発明においては、上記の集束繊維シートを対象物に接着するための組成物として、主要成分がエポキシ樹脂主剤（Ａ）および硬化剤（Ｂ）からなると共に、さらに必須成分として特定量の非重合性の有機溶剤（Ｃ）を含有するものを用いる。有機溶剤（Ｃ）を特定量含有させる点が、本発明のポイントとなる特徴点である。必須成分として特定量の有機溶剤（Ｃ）のほか、任意成分としてエポキシ基含有反応性希釈剤（Ｄ）やカプリング剤（Ｅ）を配合することも可能である。
組成物全体、即ちエポキシ樹脂主剤（Ａ）と硬化剤（Ｂ）と有機溶剤（Ｃ）とエポキシ基含有反応性希釈剤（Ｄ）とカプリング剤（Ｅ）とその他の添加剤との合計量、に占めるエポキシ樹脂主剤（Ａ）と硬化剤（Ｂ）との合計量の割合は、５０〜９９重量％であることが好ましい。
【００１４】
ここでエポキシ樹脂主剤（Ａ）としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、含プロムエポキシ樹脂、フェノール・ノボラック型エポキシ樹脂、クレゾール・ノボラック型エポキシ樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、グリシジルエステル系樹脂、グリシジルアミン系樹脂、複素環式エポキシ樹脂などが例示され、これらを２個以上組み合わせて用いることもできる。これらの中では、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルアミン系樹脂が重要である。
【００１５】
硬化剤（Ｂ）としては、
・脂肪族第一アミン（脂肪族ジアミン、脂肪族ポリアミン、芳香環含有脂肪族ポリアミン、脂環ポリアミン、環状ポリアミン等）、芳香族第一アミン、第三アミン硬化剤、含リンまたは含ハロゲンアミン硬化剤、変性ポリアミンなどのアミン系硬化剤、
・ポリアミノアミド系硬化剤、
・脂肪族酸無水物、脂環式酸無水物、芳香族酸無水物、ハロゲン系酸無水物などの酸または酸無水物系硬化剤、
などの硬化剤があげられ、そのほか、ジシアンジアミド、有機酸ジヒドラジド、イミダゾール類、アミンイミド、ルイス酸またはブレンシュテッド酸塩、レゾール型フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、メラミン樹脂、イソシアネート、ブロックイソシアネートなども用いることができる。
【００１６】
有機溶剤（Ｃ）として、非重合性の有機溶剤が用いられる。非重合性とは、エポキシ樹脂主剤（Ａ）および硬化剤（Ｂ）と反応する基或いはビニル基を有さないことを意味する。有機溶剤（Ｃ）が非重合性であれば、組成物の反応性、液安定性が損なわれない。
有機溶剤（Ｃ）として、たとえば、
・ベンゼン、トルエン、キシレン、ソルベントナフタ、ソルベッソ＃１００、ソルベッソ＃１５０、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ゴム揮発油、ミネラルスピリット、シクロヘキサン等の炭化水素系溶剤、
・ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、シクロヘキサノール、２−メチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、ｎ−フルフリルアルコール等のアルコール系溶剤、
・エチレングリコール、プロピレングリコール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、ジエチルセロソルブ、ジエチルカルビトール等のグリコール系またはグリコール誘導体系溶剤、
・アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、ジアセトンアルコール、イソホロン等のケトン系溶剤、
・酢酸イソプロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸メトキシブチル、酢酸アミル等のエステル系溶剤、
・ジｎーブチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶剤、
・ニトロメタン等の含窒素溶剤、
・ジエチルカーボネート等のカーボネート系溶剤、
・メチレンクロライド、トリクロルメタン、テトラクロルメタン、１，２−ジクロルエタン、１，１−ジクロルエタン、１，１，１−トリクロルエタン、１，１，２−トリクロルエタン、１，２−ジクロルエチレン、トリクロルエチレン、テトラクロルエチレン、１，２，３−トリクロルプロパン、１，２−ジクロルプロパン、１−クロルブタン、１，２−ジプロムエタン、モノクロルベンゼン、ｏ−ジクロルベンゼン、プロムベンゼン、ｏ−ジプロムベンゼン、１，１，２−トリクロル−１，２，２−トリフルオルエタン等の含ハロゲン溶剤、
などが用いられ、これらは２種以上を混合して用いることも多い。
【００１７】
有機溶剤（Ｃ）の沸点に特に限定はないが、常圧（１気圧）で約５０〜２００゜Ｃ、特に約１００〜２００゜Ｃの沸点を持つことが好ましく、余りに低いと揮発性過多となったり引火点が低くなり、一方余りに高いと揮発性不足になるので、沸点が極端に低いものや極端に高いものを用いるときは、他の有機溶剤と混合使用してバランスをとることが好ましい。
【００１８】
また有機溶剤（Ｃ）として、エポキシ樹脂主剤（Ａ）および硬化剤（Ｂ）を溶解し、組成物の粘度を低下させ易く、また、揮発し易く、更に繊維の表面を覆っている被膜を溶解させ易いものとして、更に、作業環境の観点から、できるだけ臭気の小さいものを選ぶことが望ましい。これらの点から、本発明において使用する有機溶剤（Ｃ）としては、フルフリルアルコール等の複素環式アルコール、ブタノール等の脂肪族飽和アルコール、テトラヒドロフラン等の環状エーテル、ブチルエーテル等の脂肪族エーテル、メチルイソブチルケトン等の脂肪族飽和ケトン、トルエン等の芳香族炭化水素、メチルセロソルブ等のエチレングリコールのモノエーテル、メチルセロソルブアセテート等の飽和脂肪酸のエステル、ニトロエタン等の脂肪族ニトロ化合物、ジエチルカーボネート等のカーボネートのいずれか、又はこれらの２種以上を含むものとする。それらはいずれも前記範囲の沸点を持つ非重合性のものである。
なお、塗布された接着用組成物中の有機溶剤（Ｃ）は、その大半が蒸散し、硬化したエポキシ樹脂中に殆ど残留しない。
【００１９】
任意成分としてのエポキシ基含有反応性希釈剤（Ｄ）としては、オレフィンオキサイド、オクチレンオキサイド、ブチルグリシジルエーテル、スチレンオキサイド、フェニルグリシジルエーテル、ｐ−ブチルフェノールグリシジルエーテル、クレジルグリシジルエーテル、３−（ペンタデシル）フェニルグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル、シクロヘキセンビニルモノオキサイド、ジペンテンモノオキサイド、α−ピネンオキサイド、ｔｅｒｔ−カルボン酸のグリシジルエステル等のモノエポキシ化合物；エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ネオベンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、等の低粘度ポリエポキシ化合物；などが例示できる。
【００２０】
任意成分としてのカプリング剤（Ｅ）としては、シラン系カプリング剤、チタネート系カプリング剤、アルミニウム系カプリング剤、ジルコニウム系カプリング剤、クロム系カプリング剤、有機リン酸系カプリング剤などが例示できる。
【００２１】
組成物全体に占める有機溶剤（Ｃ）の割合は、１〜２０重量％、好ましくは２〜１５重量％に設定される。有機溶剤（Ｃ）の割合が余りに少ないときは、組成物の集束繊維シートに対する浸透性や対象物に対する接着強度が不足し、一方有機溶剤（Ｃ）の割合が余りに多いときは、該溶剤の揮発による収縮が過多となる。
【００２２】
任意成分であるエポキシ基含有反応性希釈剤（Ｄ）は、組成物全体に占める割合が０〜４０重量％（好ましくは０〜３０重量％、殊に１〜２０重量％）となるようにし、任意成分であるカプリング剤（Ｅ）は０〜７重量％（好ましくは０から５重量％、殊に０．１〜３重量％）となるようにすることが望ましい。
【００２３】
硬化剤（Ｂ）の割合は、その種類および使用するエポキシ樹脂主剤（Ａ）との関係で大きく異なるが、エポキシ当量／活性水素当量の比に基づく必要量に；実験的に定めた最適量を参考にして決めればよく、一般にはエポキシ樹脂主剤（Ａ）１００重量部に対し１０〜１００重量部とすることが多い。
【００２４】
上記のような量的範囲において、可使時間、硬化時間、接着性、集束繊維シートの素線間への浸透性、接着強度が好ましいものとなる。
【００２５】
組成物中には、本発明の趣旨を損なわない範囲において、可塑剤（フタル酸エステル系可塑剤、リン酸エステル系可塑剤、ジカルボン酸エステル系可塑剤、エポキシ系可塑剤、ポリエステル型可塑剤等）、軟化剤（石油樹脂、クマロン・インデン樹脂、テルペン系樹脂、ポリイソブチレン低重合物、ロジン類、フェノール類、タール類、オイル類等）をはじめとする粘度低下ないし相溶性向上のための添加剤を含有させることができる。そのほかにも、エポキシ樹脂接着剤に用いられる種々の添加剤を含有させることもできる。
【００２６】
本発明の組成物は、エポキシ樹脂主剤（Ａ）と硬化剤（Ｂ）とのニ液型とし、使用の直前に両者を混合するか、ニ頭ガン等を用いて使用と同時に両者を混合するのが通常であり、必須成分としての有機溶剤（Ｃ）、任意成分としてのエポキシ基含有反応性希釈剤（Ｄ）やカプリング剤（Ｅ）あるいはその他の添加剤は、エポキシ樹脂主剤（Ａ）と硬化剤（Ｂ）とのどちらかまたは双方（殊にエポキシ樹脂主剤（Ａ）側）に予め混合しておく。ただし、硬化剤（Ｂ）の種類あるいは用途によっては一液型とすることもできる。
【００２７】
〈対象物〉
上記の組成物を用いて集束繊維シートを接着する対象物としては、コンクリート面、金属面、ＦＲＰ面、セラミックス面、プラスチックス面などが例示される。特に重要な対象物は、構築物、殊にコンクリート構築物である。
【００２８】
〈対象物補強方法〉
対象物（殊に構築物）を補強するにあたっては、補強繊維に樹脂を付着または含浸させて集束させた集束繊維シート（殊にエポキシ樹脂で集束させた炭素繊維シート）を、上記の組成物を用いて対象物に接着する。
【００２９】
その際、まず対象物側に本発明の液状の組成物を塗布し、その上から集束繊維シートを貼り、集束繊維シートの上から組成物を１回または数回塗布し、必要に応じて次の集束繊維シートを貼ってから組成物を１回または数回塗布する作業を繰り返すのが通常である。仕上げは必ずしも必要ではないが、美観の点からモルタル仕上げや樹脂塗装仕上げなどの仕上げ処理をすることもできる。
【００３０】
〈作用〉
本発明の集束繊維シート接着用組成物を用いて集束繊維シート（殊にエポキシ樹脂で集束させた炭素繊維シート）を対象物（殊にコンクリート面）に接着すると、単に集束繊維シート自身が強化物となりかつ集束繊維シートが対象物面に接着するだけでなく、組成物中の有機溶剤（Ｃ）が集束繊維シートに浸透し、繊維の表面を覆っている被膜が一部除去されると共に組成物と置換して強固な素線間接着が図られる。そして組成物による接着力は極めて強力であるので、たとえば対象物がコンクリートである場合、破壊試験を行っても、コンクリートの表層よりもコンクリート内部で破壊する割合が多くなり、所期の補強が達成される。
【００３１】
加えて、組成物中の有機溶剤（Ｃ）が集束繊維シートに浸透することにより集束繊維シートが柔軟になる上、接着作業中に気泡も生じがたいので、対象物面に集束繊維シートが密着して沿うようになって隙間を生じなくなり、補強効果が最大限に発揮される。
また本発明の組成物を用いれば、上向き姿勢で接着作業を行っても、集束繊維シートに組成物が浸透するので、施工性が良好であるという利点もある。
【００３２】
そして、組成物中にさらにエポキシ基含有反応性希釈剤（Ｄ）を含有させるときは、接着強度の低下を抑制しながら低粘度化の調整が容易になるので作業性が向上し、またカプリング剤（Ｅ）を含有させるときは、接着強度がより向上する。
【００３３】
【実施例】
次に実施例をあげて本発明をさらに説明する。以下「部」とあるのは重量部である。
実施例１〜１３
〈集束繊維シート〉
エポキシ樹脂を集束剤として用いて、炭素繊維ストランドを一方向に引き揃えてシート化した目付量３００ｇ／ｍ²の市販の集束炭素繊維シートを準備した。なお、この集束炭素繊維シートには、ばらけ防止（仮止め）のために片面にはガラス繊維製の粗いクロスが接着してあり、さらにその上から粘着防止のために離型紙が被覆されている。
【００３４】
〈集束繊維シート接着用組成物の調製〉
エポキシ樹脂主剤（Ａ）としての液状のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（旭電化工業株式会社製の「ＥＰ−４１００」）９０部に、表１に示す有機溶剤（Ｃ）を１０部宛混合し、さらにカプリング剤の（Ｅ）の一例としてのシラン系カプリング剤１部を配合して、Ａ液となした。また硬化剤（Ｂ）として、脂肪族ポリアミン系硬化剤（トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ））とポリアミド系硬化剤（播磨化成工業株式会社製の「ニューマイド１７５０ー１０」）との重量比で１：１の混合物を準備し、Ｂ液とした。そしてＡ液１００部とＢ液３６．１部とを使用直前に混合して組成物を調製し、以下の試験に供した。
なお、Ａ液中の有機溶剤（Ｃ）の濃度は９．９重量％で、組成物全体に占める有機溶剤（Ｃ）の割合は、７．２７重量％であった。
【００３５】
〈ラップ強度の測定〉
１．離型フィルム上に上記混合後の組成物を塗布し、上記の集束炭素繊維シートを貼り付ける。
２．離型フィルムを除去し、貼り付けられた集束炭素繊維シートに上記組成物を上塗りする。
３．その上からもう１枚の集束炭素繊維シートを１００ｍｍ長さだけ重ね合わせ、その上から上記と同じ組成物を塗布する。
４．そのまま養生して、半硬化状態になったところで繊維方向に巾１２．５ｍｍに切断する。
５．室温×７０％ＲＨの条件で７日間養生後、両端側にアルミタブを接着し、試験片とする。
６．ＪＩＳＫ７０７３（炭素繊維強化プラスチックの引張試験方法）に準じ、速度２ｍｍ／ｍｉｎの条件で破断荷重値を測定し、試験片巾と炭素繊維換算厚みで除して強度を求める。
【００３６】
〈接着強度の測定〉
１．コンクリート面上に上記の組成物を塗布し、塗布した前記組成物の上に集束炭素繊維シートを貼り付けた後、硬化させる。
２．貼り付けた集束炭素繊維シートの上面をサンドペーパーで面荒らしし、エポキシ樹脂接着剤で４ｃｍ角の鋼製アタッチメントを接着する。
３．接着剤硬化後、ダイアモンドカッターで４隅をコンクリート層に届くように切り込みを入れ、建研式接着試験機をセットして、アタッチメントを引き剥がす。
４．アタッチメントが剥がれたときの荷重を読み取り、接着面積で除して接着強度を求めると共に、どの部分で破壊したか（コンクリート母材が破壊したか、コンクリートと集束炭素繊維シートとの界面で破壊したか）を確認する。
【００３７】
用いた有機溶剤（Ｃ）の種類とともに、測定結果を表１に示す。表１中、混合溶剤１はトルエン（沸点１１０゜Ｃ）／メチルエチルケトン（沸点７９．６゜Ｃ）／ｎ−ブタノール（沸点１１７．７゜Ｃ）の重量比で１：１：１の混合物、混合溶液２はトルエン／ｎ−ブタノール／メチルイソブチルケトン（沸点１１５．９゜Ｃ）の重量比で１：１：１の混合物、混合溶剤３はトルエン／メチルイソブチルケトン／メチルセロソルブアセテート（沸点１４４゜Ｃ）の重量比で１：１：１の混合物である。
【００３８】
〈集束炭素繊維シートに対する浸透性試験〉
先に述べた集束炭素繊維シート（１プライ、目付量３００ｇ／ｍ²）を２００ｍｍ×２００ｍｍの大きさに裁断し、温度１５℃において、上記の組成物各６００ｇを用いて下記の手順により接着操作を行った。
【００３９】
１．コンクリート面にローラー刷毛で組成物を塗布する。
２．１枚目の炭素繊維シートを貼り、離型紙を除去する。
３．その上から組成物を塗布し、５分間、放置する。
４．再度その上から組成物を塗布する。
５．ゴムベラで押え、５分間、放置する。
６．その上から組成物を塗布する。
７．上記２〜６の操作をさらに２回繰り返す。
【００４０】
浸透性の評価は、実用性の観点から、○（有効）、△（やや劣る）、×（劣る）の３段階で判定した。○は、組成物が集束炭素繊維シート内に確実に含浸し、内部の気泡は認められず、また切断面を観察するとシートの繊維は毛状にならず組成物の含浸が充分になされていることが確認できる場合である。
【００４１】
【表１】

【００４２】
コンクリート構築物の補強工法における集束炭素繊維シートの接着剤の要求特性は、ラップ強度が３５５００Kgf/cm²以上、接着強度が母材破壊である。しかるに、表１のデータからも裏付けられるように、有機溶剤（Ｃ）の適量の配合はそのような要求特性を充分に満たしていることがわかる。なおデータは省略してあるが、Ａ液に代表的なエポキシ基含有反応性希釈剤（Ｄ）の一例としてのブチルグリシジルエーテル（阪本薬品工業株式会社製の「ＢＧＥ−Ｃ」）を追加配合したときは、表１と同等またはそれを若干上回る結果が得られた。
【００４３】
比較例１〜６
〈集束繊維シート〉
集束繊維シートとして、実施例１〜１３と同じものを用いた。
【００４４】
〈集束繊維シート接着用組成物の調製〉
エポキシ樹脂主剤（Ａ）としての液状のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（旭電化工業株式会社製の「ＥＰ−４１００」）８５部に、後述のエポキシ基含有反応性希釈剤（Ｄ）１５部およびカプリング剤（Ｅ）の一例としてのシラン系カップリング剤１部を配合して、Ａ液となした。また硬化剤（Ｂ）として、脂肪族ポリアミン系硬化剤［トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）］とポリアミド系硬化剤（播磨化成工業株式会社製の「ニューマイド１７５０−１０」）との重量比で１：１の混合物を準備し、Ｂ液とした。Ａ液１００部とＢ液３４．５〜３９．１部（組成物中のエポキシ当量／活性水素当量の比を調節するため、エポキシ基含有反応性希釈剤（Ｄ）の種類に合わせて変量）とを使用直前に混合して組成物を調製し、以下の試験に供した。
【００４５】
〈エポキシ基含有反応性希釈剤（Ｄ）〉
エポキシ基含有反応性希釈剤（Ｄ）としては、モノエポキシ化合物である下記の市販品を用いた。
・ＢＧＥ−Ｃ（坂本薬品工業株式会社製）
・ＰＧＥ（坂本薬品工業株式会社製）
・ＥｐｏｎｉｔｔｏＡ−６（日東化成株式会社製）
・ＥＸ−１１１（長瀬化成株式会社製）
・ＨｅｌｏｘｙＷＣ−８（ローヌブーラン社製）
【００４６】
〈試験結果〉
以下実施例と同様にして、浸透性、ラップ強度、接着強度を測定した。結果を表２に示す。表２中、Ｂ液［硬化剤（Ｂ）］の配合量は、エポキシ樹脂主剤（Ａ）とエポキシ基含有反応性希釈剤（Ｄ）との合計量１００部に対するものである。なお、比較例１は、エポキシ基含有反応性希釈剤（Ｄ）を配合しなかった場合であり、硬化剤（Ｂ）の配合量はエポキシ樹脂主剤（Ａ）１００部に対するものである。
【００４７】
【表２】

【００４８】
表２から、有機溶剤（Ｃ）を使用することなくエポキシ基含有反応性希釈剤（Ｄ）のみを配合した場合は、集束繊維シートに対する接着剤の要求特性を備えることが難しいことがわかる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の集束繊維シート接着用組成物を用いて集束繊維シート（殊にエポキシ樹脂で集束させた炭素繊維シート）を対象物（殊に構築物、なかんずくコンクリート面）に接着すれば、強力かつ信頼性ある接着がなされ、所期の補強目的が達成できる。接着作業に際しては気泡が生じがたく、また対象物面に集束繊維シートが密着して沿うようになって隙間を生じなくなり、補強効果が最大限に発揮される。さらには、上向き姿勢で接着作業を行っても、集束繊維シートに組成物が浸透するので、施行性が良好である。有機溶剤（Ｃ）の使用はコスト的にも負担にならず、またその配合量は特定量で少量であるので、硬化時に過度の収縮を起こさないし、エポキシ樹脂の硬化物中に殆ど残留しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の補強方法に用いる強化シートの例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
Ｓ・・集束繊維シート、１・・補強繊維、２・・クロス、３・・離型シート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a composition for bonding a bundled fiber sheet to an object. Moreover, it is related with the reinforcement method of the reinforcement of target objects, such as a concrete structure using the composition.
[0002]
[Prior art]
As a reinforcement method for concrete structures such as concrete bridges, instead of the conventional reinforcement method by bonding steel plates, an epoxy resin adhesive is used on the surface of the concrete structure to which the carbon fiber sheets are bundled with epoxy resin. Therefore, a method of adhering to one layer or multiple layers and curing is being adopted. According to this construction method, it is possible to expect a factory that is significantly lighter in weight and has better workability than the conventional reinforcement method using steel plate bonding, and that has the bending strength, fatigue life, and deformation toughness of the concrete structure.
[0003]
A typical example of the epoxy resin adhesive for this purpose is a two-pack type epoxy resin adhesive comprising, for example, a bisphenol A type epoxy resin main component and a curing agent.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the focused carbon fiber sheet is bonded to the concrete surface using a conventional two-pack type epoxy resin adhesive, the initial reinforcement is not always sufficient, and reliability may be lacking.
[0005]
Therefore, in order to pursue the cause, the present inventors bonded a focused carbon fiber sheet to a concrete block using a conventional two-pack type epoxy resin adhesive, and then bonded another concrete block thereon. , A test to break this, and observed whether the breakage occurs in the concrete or at the bonded location, there is a large proportion of failure at the bonded location, and in the observation of the state of the carbon fiber sheet after the failure It was found that the carbon fiber sheet caused peeling between strands.
[0006]
The present inventors consider that this is because the epoxy resin adhesive does not sufficiently permeate between the strands of the focused carbon fiber sheet, select an epoxy resin main agent and a curing agent, and a considerable amount of reactivity. Attempts were made to reduce the viscosity of the adhesive by using a diluent in combination to eliminate the lack of permeability, but the permeability was only slightly improved under such low viscosity by such means, and even though penetration was achieved. However, when the destructive test was conducted, the separation between the strands was still seen, and it could not be a fundamental solution.
[0007]
In addition, when the conventional epoxy resin adhesive is used, since the focused carbon fiber sheet has rigidity, the adhesive is applied to the concrete surface, and then the focused carbon fiber sheet is applied, and then the adhesive is applied thereon. Even if the focused carbon fiber sheet is bonded from above, the focused carbon fiber sheet does not soften, and there is a gap between the concrete surface and the focused carbon fiber sheet, or between the focused carbon fiber sheet and the focused carbon fiber sheet. It was also found that there was a problem of vacancy.
[0008]
In any case, the actual situation is that the advantages of the reinforcing method by the bonded carbon fiber sheet bonding are not always fully utilized depending on the conventional epoxy resin adhesive.
[0009]
The present invention has been made in view of such a situation, and an epoxy resin-based composition for firmly bonding a bundled fiber sheet to an object such as concrete and along the surface of the object is provided. It is an object of the present invention to provide a method for reinforcing an object (particularly a concrete structure) using the composition.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The composition for adhering a bundled fiber sheet of the present invention is a composition for adhering a bundled fiber sheet that has been bundled by attaching or impregnating a resin to a reinforcing fiber, and the composition comprises a main component as a main component. It consists of an epoxy resin main component (A) and a curing agent (B), and further impregnates a non-polymerizable organic solvent (C) as an essential component, and the proportion of the organic solvent (C) in the entire composition is 1 to 20 % By weight The organic solvent (C) is a heterocyclic alcohol, aliphatic saturated alcohol, cyclic ether, aliphatic ether, aliphatic saturated ketone, aromatic hydrocarbon, ethylene glycol monoether, ester of saturated fatty acid, aliphatic One of nitro compounds and carbonates, or two or more of these It is characterized by this.
The reinforcing method of the present invention is characterized in that a bundled fiber sheet obtained by bundling a reinforcing fiber by adhering or impregnating a resin is bonded to an object using the above composition.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the composition for bonding bundled fiber sheets of the present invention and the reinforcing method using the same will be described in detail. First, the bundled fiber sheet will be described.
<Bundled fiber sheet>
The bundled fiber sheet is a sheet obtained by bundling a reinforcing fiber by adhering or impregnating a resin. Here, examples of the reinforcing fiber include carbon fiber, boron fiber, silicon carbide fiber, glass fiber, organic high-strength fiber (aramid fiber, etc.), and these fibers are roving, roving cloth, strand mat, yarn, fab mat. It is handled in an appropriate amount form including Thermosetting resins such as epoxy resin, unsaturated polyester resin, phenol resin, polyimide resin, vinyl ester resin, allyl resin are used as the resin for bundling. In some cases, a thermoplastic resin may be used in combination. is there. Among these, a focused carbon fiber sheet in which an epoxy resin is attached or impregnated on a carbon fiber having a strand diameter of, for example, about 7 to 10 μm and is focused and aligned in a sheet shape is particularly important.
[0012]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of a reinforcing sheet suitable for use in the present invention. The reinforcing sheet is prevented from being scattered (temporarily fixed) on one side of a bundled fiber sheet S, in particular, a bundled carbon fiber sheet, in which the strands of the reinforcing fibers 1 are densely arranged and are adhered or impregnated with a resin. For example, a release sheet (release paper or the like) 3 for preventing the adhesion between the sheets is coated from above. When the release sheet 3 is coated on the bundling fiber sheet S, after sticking the bundling fiber sheet S side on the bonding composition applied on the surface of the object such as a concrete structure, The release sheet 3 is removed. After removing the release sheet 3, the adhesive composition can be applied from above the cloth 2, and the adhesive composition can be further impregnated in the voids around the reinforcing fibers 1 and the voids of the cloth 2.
[0013]
<Composition for bundling fiber sheet bonding>
In the present invention, as a composition for adhering the above-described bundled fiber sheet to an object, the main components are the epoxy resin main component (A) and the curing agent (B), and further, a specific amount of non-polymerized as an essential component. Using a water-soluble organic solvent (C). The point that the organic solvent (C) is contained in a specific amount is a feature point of the present invention. In addition to a specific amount of the organic solvent (C) as an essential component, an epoxy group-containing reactive diluent (D) or a coupling agent (E) can be blended as an optional component.
The total amount of the entire composition, that is, the epoxy resin main component (A), the curing agent (B), the organic solvent (C), the epoxy group-containing reactive diluent (D), the coupling agent (E), and other additives, It is preferable that the ratio of the total amount of the epoxy resin main component (A) and the curing agent (B) in 50 to 99% by weight.
[0014]
Here, as the epoxy resin main component (A), bisphenol A type epoxy resin, bisphenol AD type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, prom-containing epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, cyclic fat Group epoxy resins, glycidyl ester resins, glycidyl amine resins, heterocyclic epoxy resins, etc. are exemplified, and two or more of these can be used in combination. Among these, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol AD type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, novolac type epoxy resin, and glycidylamine resin are important.
[0015]
As the curing agent (B),
Aliphatic primary amines (aliphatic diamines, aliphatic polyamines, aromatic ring-containing aliphatic polyamines, alicyclic polyamines, cyclic polyamines, etc.), aromatic primary amines, tertiary amine curing agents, phosphorus-containing or halogen-containing amine curing Agents, amine-based curing agents such as modified polyamines,
・ Polyaminoamide curing agent,
・ Acid or acid anhydride curing agent such as aliphatic acid anhydride, alicyclic acid anhydride, aromatic acid anhydride, halogen acid anhydride,
In addition, dicyandiamide, organic acid dihydrazide, imidazoles, amine imide, Lewis acid or Brenstead acid salt, resol type phenol resin, urea resin, melamine resin, melamine resin, isocyanate, block isocyanate, etc. Can be used.
[0016]
As the organic solvent (C), a non-polymerizable organic solvent is used. Non-polymerizable means having no group or vinyl group that reacts with the epoxy resin main component (A) and the curing agent (B). If the organic solvent (C) is non-polymerizable, the reactivity and liquid stability of the composition are not impaired.
As the organic solvent (C), for example,
Hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, xylene, solvent naphtha, Solvesso # 100, Solvesso # 150, n-hexane, n-heptane, rubber volatile oil, mineral spirits, cyclohexane,
Alcohol solvents such as n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, cyclohexanol, 2-methylcyclohexanol, benzyl alcohol, n-furfuryl alcohol,
・ Glycol or glycol derivative solvents such as ethylene glycol, propylene glycol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, diethyl cellosolve, diethyl carbitol,
-Ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, methyl cyclohexanone, diacetone alcohol, isophorone,
-Ester solvents such as isopropyl acetate, n-butyl acetate, methoxybutyl acetate, amyl acetate,
・ Ether solvents such as di-n-butyl ether and tetrahydrofuran,
・ Nitrogen-containing solvents such as nitromethane,
-Carbonate solvents such as diethyl carbonate,
-Methylene chloride, trichloromethane, tetrachloromethane, 1,2-dichloroethane, 1,1-dichloroethane, 1,1,1-trichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, 1,2-dichloroethylene, trichloro Ethylene, tetrachloroethylene, 1,2,3-trichloropropane, 1,2-dichloropropane, 1-chlorobutane, 1,2-dipromethane, monochlorobenzene, o-dichlorobenzene, prombenzene, o-diprombenzene Halogen-containing solvents such as 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane,
Etc. are used, and these are often used as a mixture of two or more.
[0017]
The boiling point of the organic solvent (C) is not particularly limited, but preferably has a boiling point of about 50 to 200 ° C, particularly about 100 to 200 ° C at normal pressure (1 atm). If the boiling point is extremely low or extremely high, it is preferable to balance it with other organic solvents. .
[0018]
In addition, as the organic solvent (C), the epoxy resin main component (A) and the curing agent (B) are dissolved, the viscosity of the composition is easily reduced, and the film covering the fiber surface is easily dissolved. Easy to do As Furthermore, from the viewpoint of the working environment, it is desirable to select one having as little odor as possible. From these points, As the organic solvent (C) used in the present invention, Heterocyclic alcohols such as furfuryl alcohol, aliphatic saturated alcohols such as butanol, cyclic ethers such as tetrahydrofuran, aliphatic ethers such as butyl ether, aliphatic saturated ketones such as methyl isobutyl ketone, aromatic hydrocarbons such as toluene, methyl Ethylene glycol monoethers such as cellosolve, esters of saturated fatty acids such as methyl cellosolve acetate, aliphatic nitro compounds such as nitroethane, carbonates such as diethyl carbonate One of Or those containing two or more of these And They are both Those having a boiling point in the above range are non-polymerizable.
In addition, most of the organic solvent (C) in the applied adhesive composition is evaporated and hardly remains in the cured epoxy resin.
[0019]
As an optional epoxy group-containing reactive diluent (D), olefin oxide, octylene oxide, butyl glycidyl ether, styrene oxide, phenyl glycidyl ether, p-butylphenol glycidyl ether, cresyl glycidyl ether, 3- (pentadecyl) ) Monoepoxy compounds such as phenyl glycidyl ether, glycidyl methacrylate, allyl glycidyl ether, cyclohexene vinyl monooxide, dipentene monooxide, α-pinene oxide, glycidyl ester of tert-carboxylic acid; ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether Neoventil glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, Li serine polyglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, low viscosity polyepoxy compound and the like; and the like can be exemplified.
[0020]
Examples of the optional coupling agent (E) include silane coupling agents, titanate coupling agents, aluminum coupling agents, zirconium coupling agents, chromium coupling agents, and organic phosphate coupling agents.
[0021]
The proportion of the organic solvent (C) in the entire composition is set to 1 to 20% by weight, preferably 2 to 15% by weight. When the proportion of the organic solvent (C) is too low, the permeability of the composition to the bundled fiber sheet and the adhesive strength to the object are insufficient, while when the proportion of the organic solvent (C) is too high, the volatilization of the solvent Excessive contraction due to.
[0022]
The optional epoxy group-containing reactive diluent (D) is such that the proportion of the total composition is 0 to 40% by weight (preferably 0 to 30% by weight, especially 1 to 20% by weight), It is desirable that the coupling agent (E) as an optional component is 0 to 7% by weight (preferably 0 to 5% by weight, particularly 0.1 to 3% by weight).
[0023]
The proportion of the curing agent (B) varies greatly depending on the type and the epoxy resin main component (A) to be used, but the required amount based on the ratio of epoxy equivalent / active hydrogen equivalent; It may be determined with reference, and in general, it is often 10 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the epoxy resin main component (A).
[0024]
In the above quantitative range, the pot life, the curing time, the adhesiveness, the permeability between the strands of the bundled fiber sheet, and the adhesive strength are preferable.
[0025]
In the composition, plasticizers (phthalate ester plasticizers, phosphate ester plasticizers, dicarboxylic ester plasticizers, epoxy plasticizers, polyester type plasticizers, etc., as long as the gist of the present invention is not impaired. ), Softeners (petroleum resins, coumarone / indene resins, terpene resins, polyisobutylene low polymer, rosins, phenols, tars, oils, etc.) to reduce viscosity or improve compatibility An agent can be included. In addition, various additives used for the epoxy resin adhesive may be contained.
[0026]
The composition of the present invention is a two-pack type of epoxy resin main component (A) and curing agent (B), and both are mixed immediately before use, or both are mixed simultaneously with use using a two-head gun or the like. The organic solvent (C) as an essential component, the epoxy group-containing reactive diluent (D), the coupling agent (E) or other additives as an optional component are the epoxy resin main component (A) and It is previously mixed with either or both of the curing agent (B) (especially the epoxy resin main agent (A) side). However, depending on the type or application of the curing agent (B), it can be a one-component type.
[0027]
<Object>
Examples of objects to which the bundled fiber sheet is bonded using the above composition include concrete surfaces, metal surfaces, FRP surfaces, ceramic surfaces, and plastic surfaces. Particularly important objects are structures, in particular concrete structures.
[0028]
<Object reinforcement method>
When reinforcing an object (especially a structure), a bundled fiber sheet (particularly a carbon fiber sheet bundled with an epoxy resin) formed by attaching or impregnating a resin to a reinforcing fiber and using a bundle is used. Adhere to the object.
[0029]
At that time, first, the liquid composition of the present invention is applied to the object side, the bundling fiber sheet is applied thereon, the composition is applied once or several times on the bundling fiber sheet, and the following is performed as necessary. It is usual to repeat the operation of applying the composition once or several times after applying the bundled fiber sheet. Although finishing is not always necessary, finishing treatment such as mortar finishing or resin coating finishing can also be performed from the viewpoint of aesthetics.
[0030]
<Action>
When a bundled fiber sheet (especially a carbon fiber sheet bundled with an epoxy resin) is bonded to an object (especially a concrete surface) using the composition for bonding bundled fiber sheets of the present invention, the bundled fiber sheet itself is simply a reinforcement. And the bundled fiber sheet not only adheres to the surface of the object, but the organic solvent (C) in the composition penetrates the bundled fiber sheet, and the coating covering the fiber surface is partially removed and the composition And strong adhesion between the strands is achieved. And because the adhesive strength of the composition is extremely strong, for example, when the object is concrete, even if a destructive test is performed, the rate of destruction inside the concrete is higher than the concrete surface layer, and the desired reinforcement is achieved. Is done.
[0031]
In addition, since the organic solvent (C) in the composition permeates into the bundled fiber sheet, the bundled fiber sheet becomes soft and air bubbles are hardly generated during the bonding operation. As a result, the gap is not generated and the reinforcing effect is maximized.
Further, when the composition of the present invention is used, the composition penetrates into the bundled fiber sheet even when the bonding operation is performed in an upward posture, and thus there is an advantage that the workability is good.
[0032]
When the epoxy group-containing reactive diluent (D) is further contained in the composition, the workability is improved because the adjustment of the viscosity is facilitated while suppressing the decrease in the adhesive strength, and the coupling agent. When (E) is contained, the adhesive strength is further improved.
[0033]
【Example】
The following examples further illustrate the invention. Hereinafter, “parts” means parts by weight.
Examples 1-13
<Bundled fiber sheet>
Using an epoxy resin as a sizing agent, carbon fiber strands are aligned in one direction to form a sheet with a basis weight of 300 g / m ² A commercially available focused carbon fiber sheet was prepared. This bundled carbon fiber sheet is coated with a glass fiber rough cloth on one side to prevent loosening (temporary fastening), and is further coated with a release paper to prevent adhesion. Yes.
[0034]
<Preparation of bundling fiber sheet bonding composition>
90 parts of liquid bisphenol A type epoxy resin ("EP-4100" manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) as the epoxy resin main component (A) is mixed with 10 parts of the organic solvent (C) shown in Table 1, and further One part of a silane coupling agent as an example of (E) of the coupling agent was blended to prepare A liquid. Further, as the curing agent (B), the weight ratio of the aliphatic polyamine curing agent (triethylenetetramine (TETA)) and the polyamide curing agent (“Numide 1750-10” manufactured by Harima Kasei Kogyo Co., Ltd.) is 1: 1 mixture was prepared and it was set as B liquid. Then, 100 parts of A liquid and 36.1 parts of B liquid were mixed immediately before use to prepare a composition, which was subjected to the following test.
In addition, the density | concentration of the organic solvent (C) in A liquid was 9.9 weight%, and the ratio of the organic solvent (C) to the whole composition was 7.27 weight%.
[0035]
<Measurement of lap strength>
1. The composition after mixing is applied onto a release film, and the focused carbon fiber sheet is attached.
2. The release film is removed, and the composition is overcoated on the attached focused carbon fiber sheet.
3. From there, another focused carbon fiber sheet is overlapped by a length of 100 mm, and the same composition as above is applied from above.
4). It is cured as it is, and when it is in a semi-cured state, it is cut to a width of 12.5 mm in the fiber direction.
5. After curing for 7 days under the condition of room temperature x 70% RH, aluminum tabs are bonded to both ends to make a test piece.
6). According to JIS K7073 (tensile test method for carbon fiber reinforced plastic), the breaking load value is measured under the condition of a speed of 2 mm / min, and the strength is obtained by dividing by the test piece width and the carbon fiber equivalent thickness.
[0036]
<Measurement of adhesive strength>
1. The above composition is applied onto a concrete surface, and a focused carbon fiber sheet is attached onto the applied composition, and then cured.
2. The upper surface of the bonded focused carbon fiber sheet is roughened with sandpaper, and a 4 cm square steel attachment is bonded with an epoxy resin adhesive.
3. After the adhesive is cured, cut with a diamond cutter so that the four corners reach the concrete layer, set the Kenken-type adhesion tester, and peel off the attachment.
4). Read the load when the attachment is peeled off, determine the adhesive strength by dividing by the adhesion area, and at which part it was destroyed (whether the concrete base material was destroyed or at the interface between the concrete and the focused carbon fiber sheet) )
[0037]
The measurement results are shown in Table 1 together with the type of organic solvent (C) used. In Table 1, mixed solvent 1 is a 1: 1: 1 mixture by weight of toluene (boiling point 110 ° C.) / Methyl ethyl ketone (boiling point 79.6 ° C.) / N-butanol (boiling point 117.7 ° C.). Solution 2 is a 1: 1: 1 mixture by weight of toluene / n-butanol / methyl isobutyl ketone (boiling point 115.9 ° C.), and mixed solvent 3 is toluene / methyl isobutyl ketone / methyl cellosolve acetate (boiling point 144 ° C.). ) In a 1: 1: 1 mixture by weight.
[0038]
<Permeability test for focused carbon fiber sheet>
Focused carbon fiber sheet (1 ply, basis weight 300 g / m) ² ) Was cut into a size of 200 mm × 200 mm, and a bonding operation was performed at a temperature of 15 ° C. using 600 g of each of the above compositions according to the following procedure.
[0039]
1. The composition is applied to the concrete surface with a roller brush.
2. Affix a second carbon fiber sheet and remove the release paper.
3. The composition is applied from above and allowed to stand for 5 minutes.
4). The composition is applied again from above.
5. Press with a rubber spatula and leave for 5 minutes.
6). The composition is applied from above.
7). The above operations 2 to 6 are repeated twice more.
[0040]
The evaluation of penetrability was evaluated in three stages: ○ (effective), Δ (somewhat inferior), and × (poor) from the viewpoint of practicality. ○, the composition surely impregnates the focused carbon fiber sheet, no internal bubbles are observed, and when the cut surface is observed, the fiber of the sheet does not become hairy and the composition is sufficiently impregnated This is a case where it can be confirmed.
[0041]
[Table 1]

[0042]
The required characteristic of the adhesive for the focused carbon fiber sheet in the reinforcement method for concrete structures is that the lap strength is 35500 kgf / cm ² As described above, the adhesive strength is the base material destruction. However, as can be seen from the data in Table 1, it can be seen that a proper amount of the organic solvent (C) sufficiently satisfies such required characteristics. Although data is omitted, butyl glycidyl ether (“BGE-C” manufactured by Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd.) as an example of a typical epoxy group-containing reactive diluent (D) was additionally added to the liquid A. In some cases, the results were the same as or slightly higher than those in Table 1.
[0043]
Comparative Examples 1-6
<Bundled fiber sheet>
The same bundled fiber sheet as in Examples 1 to 13 was used.
[0044]
<Preparation of bundling fiber sheet bonding composition>
85 parts of a liquid bisphenol A type epoxy resin ("EP-4100" manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) as an epoxy resin main component (A), 15 parts of an epoxy group-containing reactive diluent (D) described below and a coupling agent (E) As an example, 1 part of a silane coupling agent was blended to prepare a liquid A. In addition, as a curing agent (B), a weight ratio of an aliphatic polyamine curing agent [triethylenetetramine (TETA)] and a polyamide curing agent (“Numide 1750-10” manufactured by Harima Kasei Kogyo Co., Ltd.) is 1: 1 mixture was prepared and it was set as B liquid. 100 parts of A liquid and 34.5-39.1 parts of B liquid (in order to adjust the ratio of epoxy equivalent / active hydrogen equivalent in the composition, variable according to the type of reactive diluent (D) containing epoxy group) Were mixed immediately before use to prepare a composition and subjected to the following test.
[0045]
<Epoxy group-containing reactive diluent (D)>
As an epoxy group containing reactive diluent (D), the following commercial item which is a monoepoxy compound was used.
・ BGE-C (Sakamoto Pharmaceutical Co., Ltd.)
・ PGE (Sakamoto Pharmaceutical Co., Ltd.)
・ Eponitto A-6 (manufactured by Nitto Kasei Corporation)
・ EX-111 (Nagase Kasei Co., Ltd.)
・ Heloxy WC-8 (Rhone Boulan)
[0046]
<Test results>
The permeability, lap strength, and adhesive strength were measured in the same manner as in the following examples. The results are shown in Table 2. In Table 2, the blending amount of the B liquid [curing agent (B)] is based on 100 parts of the total amount of the epoxy resin main component (A) and the epoxy group-containing reactive diluent (D). In addition, the comparative example 1 is a case where an epoxy group containing reactive diluent (D) is not mix | blended, and the compounding quantity of a hardening | curing agent (B) is a thing with respect to 100 parts of epoxy resin main ingredients (A).
[0047]
[Table 2]

[0048]
From Table 2, it can be seen that when only the epoxy group-containing reactive diluent (D) is blended without using the organic solvent (C), it is difficult to provide the required characteristics of the adhesive for the bundled fiber sheet.
[0049]
【The invention's effect】
If the bundled fiber sheet (especially carbon fiber sheet bundled with epoxy resin) is bonded to an object (especially a structure, especially a concrete surface) using the composition for bonding bundled fiber sheet of the present invention, it is strong and reliable. A certain adhesion is made, and the intended reinforcement purpose can be achieved. In the bonding operation, bubbles are not easily generated, and the bundling fiber sheet is brought into close contact with the object surface, so that no gap is generated, and the reinforcing effect is maximized. Furthermore, even if the bonding operation is performed in an upward posture, the composition penetrates into the bundled fiber sheet, so that the effectiveness is good. The use of the organic solvent (C) is not burdensome in terms of cost, and the amount of the organic solvent (C) is a specific amount, so that it does not cause excessive shrinkage during curing, and hardly remains in the cured epoxy resin.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of a reinforcing sheet used in a reinforcing method of the present invention.
[Explanation of symbols]
S ・・ Bundled fiber sheet, 1 ・・ Reinforcing fiber, 2 ・・ Cross, 3 ・・ Release sheet

Claims

補強繊維に樹脂を付着または含浸させて集束させた集束繊維シートを対象物に接着するための組成物であって、該組成物が、主要成分がエポキシ樹脂主剤（Ａ）および硬化剤（Ｂ）からなると共に、さらに必須成分として非重合性の有機溶剤（Ｃ）を含有し、かつ組成物全体に占める有機溶剤（Ｃ）の割合が１〜２０重量％であり、
該有機溶剤（Ｃ）が、複素環式アルコール、脂肪族飽和アルコール、環状エーテル、脂肪族エーテル、脂肪族飽和ケトン、芳香族炭化水素、エチレングリコールのモノエーテル、飽和脂肪酸のエステル、脂肪族ニトロ化合物、カーボネートのいずれか又はこれらの２種以上を含むものであることを特徴とする集束繊維シート接着用組成物。A composition for adhering a bundled fiber sheet obtained by adhering or impregnating a resin to a reinforcing fiber to form a bundle, the composition comprising the epoxy resin main component (A) and the curing agent (B) as main components. And a non-polymerizable organic solvent (C) as an essential component, and the proportion of the organic solvent (C) in the entire composition is 1 to 20% by weight ,
The organic solvent (C) is a heterocyclic alcohol, aliphatic saturated alcohol, cyclic ether, aliphatic ether, aliphatic saturated ketone, aromatic hydrocarbon, ethylene glycol monoether, ester of saturated fatty acid, aliphatic nitro compound A composition for adhering a bundled fiber sheet , comprising any one of carbonates, or two or more of these .

補強繊維に樹脂を付着または含浸させて集束させた集束繊維シートを、請求項１に記載の組成物を用いて対象物に接着することを特徴とする補強方法。 A reinforcing fiber sheet obtained by adhering or impregnating a reinforcing fiber with a resin and converging the resin is bonded to an object using the composition according to claim 1.

集束繊維シートが、炭素繊維からなる補強繊維にエポキシ樹脂を付着または含浸させたシートである請求項２記載の補強方法。 The reinforcing method according to claim 2, wherein the bundled fiber sheet is a sheet obtained by adhering or impregnating an epoxy resin to a reinforcing fiber made of carbon fiber.

対象物が構築物である請求項２記載の補強方法。 The reinforcing method according to claim 2, wherein the object is a structure.