CN1776115A - 土木建筑用片状物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供土木建筑用片状物，该片状物的抽拔性得以显著改良，能够高效简便地应用于现场作业。具有由两个或两个以上基材夹有润滑剂层结构的土木建筑用片状物，该基材中至少一个基材的动表面摩擦系数(μ)小于或等于0.45；具有由两个或两个以上基材夹有润滑剂层结构的土木建筑用片状物，该基材中的至少一个基材为格子状基材。

Description

土木建筑用片状物
技术领域
本发明涉及土木建筑用片状物。具体地说，涉及在建筑领域或土木工程领域中用于从地基或水固性组合物中抽拔钢材等作业的土木建筑用片状物。
背景技术
在建筑领域或土木工程领域的基础工程中，于地基中埋设防止坍塌的防护壁等结构物时，一般采用直接将钢板桩等钢材(支持体)埋设于地基中的方法。然后，在将钢材埋设在地基中之后，根据需要向地基中压入水泥浆或生混凝土等水固性组合物，或是做成挖掘孔注入水固性组合物后埋入作为芯材的H型钢材。不过，要根据进行基础工程的周围的地下水情况决定是否使用水固性组合物。
由于租地等原因而在日后再进行地下工程时，为了使这种在基础工程中使用的钢材不会成为障碍，或是为了再度利用这些钢材，希望从地基中抽拔出钢材，不过从地基或水固性组合物中抽拔钢材需要相当大的力量(拉力)。
于是人们纷纷提出了通过在钢材表面预先涂布石蜡或润滑油，或是在钢材表面涂布含有吸水性树脂的处理剂，从而能够容易地抽拔钢材的技术。例如，在特开昭62-174418号公报(第1、2页，图1)中公开了吸水润滑带，其背面具有粘贴面，表面和背面之间具有通过混合吸水聚合物和再湿性粘合剂并进行干燥固化得到的再湿性润滑层。实施例中记载了采用非织布/再湿性润滑层/牛皮纸/胶粘剂层/剥离纸结构的吸水润滑带。然而，对于这种吸水润滑带来说，还需进一步进行研究，以便通过更充分地提高其与钢材的接触面的滑动性，而在土木建筑领域中能够高效地进行抽拔钢材作业等作业。
并且在日本专利第3274421号公报(第1、3页)中公开了一种覆盖材料，其是在片状基材上形成了包含特定的碱性水可溶型树脂的树脂层的覆盖材料。将此覆盖材料用于从水固性组合物的固化物中抽拔钢材等临时埋设物的作业，通过溶解于水固性组合物所含的水中的碱性水可溶型树脂，在片状基材与水固性组合物的固化物之间形成易剥离层，因此能够降低抽拔作业中的拉力，从而提高该作业的可操作性。然而，对于这种覆盖材料来说，还需进一步进行研究，以进一步提高钢材在水固性组合物的固化物中的抽拔性，从而能够更加简单有效地进行现场作业。
发明内容
鉴于上述现状，本发明的目的是提供一种土木建筑用片状物，其使抽拔性得到显著改良，并能够高效简便地进行现场作业。
本发明的发明人对于改善抽拔作业的技术进行了各种各样的探讨，首先注意到，通过使用片状物以代替涂布剂，不仅能够简化在钢材上的涂布(粘贴)作业，还能防止涂布不均匀或是涂布剂往下滴从而实现作业整体的高效化。还注意到，摩擦片(注册商标，FRC片)等具有能发挥润滑效果的层的片状物以其润滑效果降低钢材与地基或水固性组合物的固化物之间的摩擦力，在提高抽拔作业的效率上非常有用。然后发现，若将此片状物、发挥润滑效果的润滑剂层夹在2个或2个以上的基材之间，由于能够防止润滑剂的脱落，从而能够充分发挥其润滑效果。进一步还发现，若所述基材中的至少一个基材具有特定的动表面摩擦系数，则由于能够降低表面摩擦阻力，从而能大幅度地提高滑动性。本发明的发明人发现通过这些的协同效果能够显著改善抽拔性，从而能够巧妙地解决上述课题。并且发现若所述基材的至少一个基材为格子状基材，就能显著地改善抽拔性，在提高作业效率方面非常有用。即，通过使用格子状基材可以使润滑剂和钢材之间的接触面积更加合适，而且由于孔能够发挥所谓的锚定效果，与钢材等粘贴时不仅可以充分地发挥粘附力，抽拔时还能发挥出色的滑动性，从而构成了本发明。
即，本发明涉及一种具有由两个或两个以上基材夹有润滑剂层的结构的土木建筑用片状物，所述基材中至少一个基材的动表面摩擦系数(μ)小于或等于0.45。
本发明还涉及一种具有由两个或两个以上基材夹有润滑剂层的结构的土木建筑用片状物，所述基材中的至少一个基材为格子状基材。
下面对本发明进行详细说明。
本发明的土木建筑用片状物用于粘贴在钢材等土木建筑物上，具有由两个或两个以上的基材夹有润滑剂层的结构，由于具有这样的结构能够充分防止润滑剂从片状物上脱落，因此能够充分保持并发挥润滑剂的性能，提高抽拔时的滑动性。
所述土木建筑用片状物具有的形态是，(1)基材中至少一个基材的动表面摩擦系数(μ)小于或等于0.45(下文也称为“形态(1)”)；(2)基材中至少一个基材为格子状基材(下文也称为“形态(2)”)。另外，也可以是组合了这两种形态的形态，即，基材中的至少一个基材为动表面摩擦系数(μ)小于或等于0.45的格子状基材。
对于满足所述形态(1)和/或(2)的至少一个基材，适宜的是与钢材等土木建筑物相接触一侧的基材，即能够粘贴在该建筑物表面的基材。
在所述形态(1)中，应当有至少1个基材所具有的动表面摩擦系数(μ)小于或等于0.45，设定在此范围内就可以进一步提高土木建筑用片状物的滑动性，显著改善抽拔时的作业。优选其小于等于0.3，更优选其小于等于0.2，进一步优选其小于等于0.15。
所述动表面摩擦系数(M)是指以M＝F/W(F：平均阻力(g)，W：垂直负荷(g))所表示的值，可以根据下述测定条件计算。
(动表面摩擦系数的测定条件)
测定机：表面性测定机(HEIDON-14，新东科学社制造)
平面压头的规格：ASTM规格
垂直负荷：100g
移动速度：75mm/分钟
安装于移动台的铁板规格：JIS G3141-1996，冷间压延钢板，厚0.6mm×70mm×150mm，日本试板大阪社制造
在平面压头上缠绕固定试验片，注意要没有松弛，然后在移动台上安装铁板。
对于所述形态(1)的基材，只要动表面摩擦系数在所述范围内，就没有特殊限制，对于其材质可以列举为合成树脂的膜或片状物、纸、木材、割纤维非织布、针刺式非织布、扁纱纤维织物、棉织物、麻织物、带状织物、合成树脂织物、湿纺织物、金属体、水固性组合物的固化体、涂膜体等。其中，优选合成树脂的膜或片状物。
在所述形态(2)中，应当有至少1个基材为格子状，若具有这样的形态，润滑剂层和钢材之间的接触面积较为适合，并且由于孔能够发挥所谓的锚定效果，能够使其与钢材等的粘附性或滑动性更加充分。这样不仅在粘贴在钢材等上时可以充分地与钢材等粘附，抽拔时还能发挥滑动性，从而达到显著改善作业效率的目的。
在本发明中，“格子状基材”是指，通过在纵横方向连续地累积纤维(优选细长纤维)而具有形成格子状的孔的基材，具体地说就是，以平均纤维宽(h：mm)除以平均纤维的厚度(t：mm)得到的值作为格子纤维系数(k：k＝h/t)，该值为2～10000。若k小于2，则格子状基材的摩擦减低效果下降，桩子的抽拔性可能会降低；若k大于10000，则与润滑剂层的粘着力降低，可能会发生由于润滑剂层脱落引发的抽拔性降低，或是使本发明的土木建筑用片状物的制造和加工变得困难。优选其下限为3，上限为5000；更优选其下限为4，上限为500；特别优选其下限为5，上限为50。
对于所述格子状基材的制造方法没有特殊限制，可以通过如下得到，例如，将厚度小于等于1mm的纤维(膜)分割成宽为0.1mm～10mm的细长膜，将此细长膜在纵向、横向的方向连续地累积并粘接。具体地说就是，将聚乙烯膜分割成数毫米单位的细长膜，通过在纵向和横向的方向连续地累积并进行热融粘接就能够得到(日本塑料社制造，LX14，单位面积质量39g/m3，厚度0.11mm)。并且，也可以通过在平滑的膜上连续均匀地打通多数的孔来制作。
在所述格子状基材中，格孔(孔)的形状以四边形为主，也可以是其他的多边形或是星形、圆形、椭圆形，四边形中包括菱形或平行四边形。
而且对于格孔的大小(格宽)，优选孔的边的宽度下限为0.1mm，上限为10mm。若小于0.1mm，抽拔性可能会不够，若大于10mm，可能会易于剥落。更优选其下限为0.5mm，上限为5mm；进一步优选其下限为1mm，上限为3mm。
只要格孔的大小在所述范围内，为了得到所述格子状基材所应用的细长纤维的宽度可以适当设定，例如，优选其下限为0.1mm，上限为10mm。更优选其下限为0.5mm，上限为5mm；进一步优选其下限为1mm，上限为3mm。
在所述格子状基材中，对于其材质没有特殊限制，可以列举为尼龙(聚酰胺)、聚缩醛、特氟隆(注册商标)(聚四氟乙烯)、聚乙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯等。其中，优选使用聚乙烯。
对于所述格子状基材，还优选其动表面摩擦系数(μ)小于或等于0.45。更优选其小于等于0.3，进一步优选其小于等于0.2，特别优选其小于等于0.15。另外，虽然这样的低摩擦系数基材与润滑剂层的复合化通常被认为很困难，但通过将其制为格子状基材就可以实现复合化，能够充分提高在土木建筑领域中的可操作性。
在本发明的土木建筑用片状物中，只要至少1个基材满足所述形态(1)和/或(2)就可以，对于其他基材没有特殊限制，但优选其所具有的强度能够禁得住进行土木建筑领域的基础作业时产生的各种外力，例如，由于承受钢材或水固性组合物的重量所产生的拉力或剪应力、埋设钢材时产生的冲击力或拉力、与水固性组合物之间的摩擦力等。即，优选其由那些具备即使遭受外力也不会破损的强度的材质构成。对于这样的其他基材，既可以使用符合所述动表面摩擦系数的基材或格子状基材，也可以使用合成树脂膜、纸、木材、割纤维非织布、针刺式非织布、扁纱纤维织物、棉织物、麻织物、带状织物、合成树脂织物、湿纺织物等。既可以单独使用这些材料，也可以组合(复合)使用2种或2种以上。其中，考虑到后述的制法的效率，优选使用纤维织物或棉织物。可以根据需要，在所述材料中形成切痕或孔，至于切痕或孔的形状、大小、个数、形成位置，只要是基材能够维持在承受了所述外力时也不会破损的强度，可以在此范围内进行设定。另外，所述其他基材，应当是隔着润滑剂层与接触钢材等土木建筑物的一侧相对侧的基材。
所述其他基材还应当是透水性较高的物质。这样的话，当作为润滑剂层使用吸水性树脂时，吸水性树脂更易膨润，因此，不仅能够进一步防止钢材等与地基或水固性组合物的固化物等的粘接，还能在抽拔作业时更充分地发挥润滑效果。对于透水性高的基材，既可以是构成该基材的材料本身具有较高的透水性，也可以通过形成所述的切痕或孔等来提高透水性。
对于用于本发明的土木建筑用片状物的基材(满足所述形态(1)或(2)的基材及其他基材)，其厚度根据材质(材料)等进行适当设定即可，没有特殊限制，优选其下限为0.01mm，上限为10mm。若小于0.01mm，可能无法维持充分承受外力的强度；若大于10mm，可能无法赋予片状物以足够的柔软性，并且由于片状物体积过大，也存在不易使用不易保管的问题。更优选其下限为0.05mm，上限为8mm；进一步优选其下限为0.2mm，上限为5mm。
另外，可以根据材质或厚度等适当设定这些基材的单位面积质量，优选其下限为1g/m2，上限为10000g/m2。更优选其下限为10g/m2，上限为1000g/m2。
对于所述基材的拉伸强度没有特殊限制，优选大于或等于1kgf/2.5cm。若小于1kgf/2.5cm，可能会无法维持充分承受外力的强度。更优选其大于或等于10kgf/2.5cm，进一步优选其大于或等于30kgf/2.5cm。
另外，对于所述拉伸强度可按如下方法测定，将基材割断成宽2.5cm，长20cm的大小，将在离子交换水中浸渍30分钟后充分润湿的基材作为试验片，按照JIS L 1096-1999(一般织物试验方法)的拉伸(拉伸强度)试验方法使用低速伸长拉伸试验机，拉伸速度为20mm/min，夹紧位置间隔为10cm。而且，由试验机得到的测定值(单位：kgf/2.5cm)越大，说明基材的拉伸强度也越大。
并且，只要夹有润滑剂层的基材中的至少一个基材为摩擦系数小于或等于0.45μm的基材或格子状基材，对于本发明中另一侧的基材没有特殊限制。另一侧的基材可以是各种钢材(桩子)或沉箱。即，不必在作业之前就将润滑剂层夹在2个基材之间，优选在作业时将润滑剂层夹在2个基材之间。此时，润滑剂层介于摩擦系数小于或等于0.45μm的基材或格子状基材和用于降低与各种钢材(桩子)或沉箱等的摩擦的主体表面之间。
下面对于本发明的土木建筑用片状物中的润滑剂层进行说明。
所述润滑剂层是含有润滑剂(润滑剂组合物)的层，其具有抑制地基或水固性组合物与钢材等的粘着和摩擦的作用效果。对于润滑剂，只要是能够发挥润滑性的物质，没有特殊限制，可以列举为吸水性树脂、石蜡、润滑油、焦油、柏油等油类或是膨润土等矿物，也可以使用这些中的1种或至少2种。其中，吸水性树脂较为适宜，而且，含有吸水性树脂和水的树脂组合物、含有吸水性树脂和用于将该吸水性树脂粘附于钢材等的粘合剂树脂的树脂组合物也较为适宜。对于粘合剂树脂特别优选碱性水可溶型树脂，本发明较为适宜的一个形态就是所述润滑剂层含有的树脂组合物中含有吸水性树脂和碱性水可溶型树脂。另外，也可以根据需要含有溶剂。
通过使用含有所述吸水性树脂和碱性水可溶型树脂的树脂组合物，如果本发明的土木建筑用片状物介于显碱性的水固性组合物和钢材等之间，此时，能够减少因吸水性树脂吸水膨胀时阻碍体积膨胀的可能性，能够充分发挥吸水性树脂的吸水性能，从而吸水性树脂充分地吸水膨胀。于是，进一步充分地抑制钢材等和水固性组合物的固化物之间的粘结。另一方面，由于碱性水可溶型树脂与水固性组合物的接触面上发生水泥的固化延迟，树脂组合物和地基或水固性组合物的固化物之间能够形成易剥离层，因此从地基或水固性组合物的固化物中抽拔钢材时能够更加充分地降低拉力，从而能够进一步提高该作业的可操作性。
在含有所述吸水性树脂和碱性水可溶型树脂的树脂组合物中，对于吸水性树脂和碱性水可溶型树脂的质量比(吸水性树脂/碱性水可溶型树脂)，可以根据这些成份的构成或组合、作业环境等条件适当设定，优选1/99～99/1。更优选10/90～90/10，进一步优选25/75～75/25。
对于所述吸水性树脂，优选其吸水膨胀并且与其重量相比吸收离子交换水的倍率大于或等于3倍(25℃，1小时)。更优选该吸收倍率大于或等于10倍。作为这样的吸水性树脂，优选聚(甲基)丙烯酸交联体、聚(甲基)丙烯酸盐交联体、具有磺酸基的聚(甲基)丙烯酸酯交联体、具有聚环氧基的聚(甲基)丙烯酸酯交联体、聚(甲基)丙烯酰胺交联体、(甲基)丙烯酸盐和(甲基)丙烯酰胺的共聚交联体、(甲基)丙烯酸羟烷基酯和(甲基)丙烯酸盐的共聚交联体、聚二氧戊烷交联体、交联聚环氧乙烷、交联聚乙烯吡咯烷酮、磺化聚苯乙烯交联体、交联聚乙烯吡啶、淀粉-聚(甲基)丙烯腈接枝共聚物的皂化物、淀粉-聚(甲基)丙烯酸(盐)接枝交联共聚物、聚乙烯醇和无水马来酸(盐)的反应生成物、交联聚乙烯醇磺酸盐、聚乙烯醇-丙烯酸接枝聚合物、聚异丁烯马来酸(盐)交联聚合物等以交联剂将水溶性或亲水性化合物(单体和/或聚合物)交联形成的合成吸水性树脂；明胶、琼脂等天然膨润性物质中的1种或至少2种。其中，优选使用以交联剂将水溶性或亲水性化合物交联形成的合成吸水性树脂，由此，膨润倍率、水可溶比例、吸水速度、强度等的平衡性良好，并且也能够更容易地调节此平衡。
优选所述吸水性树脂为具有非离子性基和/或磺酸(盐)基的吸水性树脂。更优选具有酰胺基或羟烷基的吸水性树脂，可以列举为(甲基)丙烯酸盐和(甲基)丙烯酰胺的共聚交联体、(甲基)丙烯酸羟烷基酯和(甲基)丙烯酸盐的共聚交联体等。这些形态下，能够提高对碱性水或海水等含有金属离子的水的吸水性，抽拔作业更加容易，并且降低与地基之间的摩擦。
对于所述吸水性树脂，也可以使用将含有具有水溶性的乙烯类不饱和单体和必要的交联剂的单体成分聚合得到的树脂。由于聚合(共聚)乙烯类不饱和单体的吸水性树脂对水的彭润性更出色并且非常廉价，通过使用这样的吸水性树脂，能够极其容易且经济地进行钢材的抽拔作业。另外，对于所述交联剂没有特殊限制。而且，通过向直链的高分子中添加交联剂或是通过照射电子束进行交联，也能够得到吸水性树脂。
作为所述乙烯类不饱和单体，可以使用丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸、柠康酸、乙烯磺酸、(甲基)丙烯磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、2-(甲基)丙烯酰基乙烷磺酸、2-(甲基)丙烯酰基丙烷磺酸、及这些单体的碱金属盐或铵盐；N，N-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、及其季化物；(甲基)丙烯酰胺、N，N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、2-羟基乙基(甲基)丙烯酰胺、二丙酮(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰吗啉等(甲基)丙烯酰胺类、及这些单体的衍生物；2-(甲基)丙烯酸羟乙酯、2-(甲基)丙烯酸羟丙酯等(甲基)丙烯酸羟烷基酯；单(甲基)丙烯酸聚乙二酯、单(甲基)丙烯酸聚丙二酯、单(甲基)丙烯酸甲氧基聚乙二酯、单(甲基)丙烯酸甲氧基聚丙二酯等单(甲基)丙烯酸聚烷二酯；N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-乙烯丁二酰亚胺等N-乙烯基单体；N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基-N-甲基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基-N-甲基乙酰胺等N-乙烯基酰胺单体；乙烯基甲基醚等1种或至少2种。
所述乙烯类不饱和单体中，优选具有非离子性基和/或磺酸(盐)基的乙烯类不饱和单体，例如可以使用2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、2-(甲基)丙烯酰基乙烷磺酸、2-(甲基)丙烯酰基丙烷磺酸、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸羟烷基酯、单(甲基)丙烯酸甲氧基聚乙二酯等的1种或至少2种。聚合含有这些的单体成分得到的吸水性树脂对碱性水或海水等含有金属离子的水具有非常出色的膨润性，因此优选使用，通过使用该吸水性树脂，更容易进行抽拔作业，能够减少与地基之间的摩擦。
在所述吸水性树脂中合用至少2种乙烯类不饱和单体的情况下，优选具有非离子性基和/或磺酸(盐)基的乙烯类不饱和单体占全部单体成分的比例大于或等于1质量％。若小于1质量％，可能不会进一步提高抽拔钢材作业的可操作性。更优选其大于或等于10质量％。
另外，对于合用至少2种乙烯类不饱和单体时的优选组合没有特殊特殊限制，可以例举为，丙烯酸钠等(甲基)丙烯酸碱金属盐和丙烯酰胺的组合、(甲基)丙烯酸碱金属盐和单(甲基)丙烯酸甲氧基聚乙二酯的组合等。
所述吸水性树脂可以通过聚合(共聚)所述单体成分得到，对于其聚合(共聚)方法没有特殊限制，可以按照通常使用的方法进行。并且，可以根据本发明的土木建筑用片状物的使用用途、作业环境、与基材的组合等条件适当设定吸水性树脂的平均分子量、形状、平均粒径、以及具有所述吸水性树脂的润滑层的厚度和涂布量，没有特殊的限制。优选平均粒径的上限为1000μm。若超过1000μm，则用于形成润滑层的涂布性不充分，并且润滑层上的吸水性树脂的分布不均，可能不会成为润滑性能出色的树脂。更优选其上限为500μm，进一步优选其上限为200μm。并且，优选其下限为1μm。更优选其下限为5μm，进一步优选其下限为10μm。
在具有良好的所述润滑剂层形态的树脂组合物中，碱性水可溶型树脂是指，在显酸性或中性的水中不溶解但在显碱性的水中溶解的树脂。在这里，“显中性的水”是pH值在6～8范围内的水，“显酸性的水”是pH值小于该中性范围的水，“显碱性的水”是pH值大于该中性范围的水。
另外，关于所述碱性水可溶型树脂在碱性水中的溶解程度，优选其按下述评价试验计算求得的减少率为50％～100％。更优选其为60％～100％，进一步优选其为70％～100％。
(碱性水中的溶解性评价试验)
将能够用双轴压出机制得的粘合剂树脂挤压成直径5mm、长5mm的圆柱状球粒成形体，用其进行测定。将10g该成形体投入装有500g 0.4质量％浓度NaOH水溶液的1L烧杯中，使用直径为40mm的4叶片搅拌机于25℃以300rpm搅拌24小时。之后对于粘合剂树脂的成形体中溶解于碱性水的质量从原来的成形体中的减少率进行评价。即，对搅拌24小时后没能溶解而残留下来的树脂成分进行过滤和清洗，计算干燥后的质量，对于进行溶解性试验之前的原有的粘合剂树脂的质量中的减少率(％)(原有质量-溶解性试验之后的质量)/(原有质量)进行评价。
并且，即使不制成球粒形状，只要是小于等于5mm的任意形状的成形体显示出对于碱性水的溶解性，也在所述碱性水可溶型树脂的范围内。
对于所述碱性水可溶型树脂可以使用以下树脂中的1种或至少2种，即，具有羧酸基、磺酸基、磷酸基等取代基的树脂；含有酚类羟基的线性酚醛树脂；聚乙烯酚树脂等。其中，考虑到其在碱性水中的溶解性、经济性及树脂组合物的各种物性等较为出色，优选共聚α，β-不饱和羧酸类单体和α，β-不饱和羧酸类单体以外的乙烯类单体而得到的树脂。
另外还可以使用作为具有羧酸基的树脂的羟丙基甲基纤维素苯二甲酸酯、羟丙基甲基纤维素乙酸琥珀酸酯、乙酸纤维素六氢苯二甲酸酯、羟丙基甲基纤维素乙酸苯二甲酸酯、羟丙基甲基纤维素六氢苯二甲酸酯等纤维素衍生物。
作为所述α，β-不饱和羧酸类单体，可以例举为丙烯酸、甲基丙烯酸等α，β-不饱和单羧酸；衣康酸、马来酸、富马酸等α，β-不饱和二羧酸；马来酸酐、衣康酸酐等α，β-不饱和二羧酸酐；马来酸单酯、富马酸单酯、衣康酸单酯等α，β-不饱和二羧酸单酯等，可以使用1种或至少2种。其中，考虑到其柔软性和韧性出色，优选丙烯酸和/或甲基丙烯酸。
对于所述乙烯类单体，可以例举为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸硬脂酯等碳原子数为1～18的一元醇和(甲基)丙烯酸的酯；丙烯腈、甲基丙烯腈等含有腈基的乙烯类单体；丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺等含有酰胺基的乙烯类单体；丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯等含有羟基的乙烯类单体；甲基丙烯酸缩水甘油酯等含有环氧基的乙烯类单体；丙烯酸锌、甲基丙烯酸锌等α，β-不饱和羧酸的金属盐；苯乙烯、α-甲基苯乙烯等芳香族乙烯类单体；乙酸乙烯等脂肪族乙烯类单体；氯乙烯、溴乙烯、碘乙烯、偏氯乙烯等含有卤基的乙烯类单体；烯丙基醚类；马来酸酐、马来酸单烷基酯、马来酸二烷基酯等马来酸衍生物；富马酸单烷基酯、富马酸二烷基酯等富马酸衍生物；顺丁烯二酰亚胺、N-甲基顺丁烯二酰亚胺、N-硬脂基顺丁烯二酰亚胺、N-苯基顺丁烯二酰亚胺、N-环己基顺丁烯二酰亚胺等顺丁烯二酰亚胺衍生物；衣康酸单烷基酯、衣康酸二烷基酯、衣康酸酰胺类、衣康酸酰亚胺类、衣康酸酰胺酯类等衣康酸衍生物；乙烯、丙烯等链烯类；丁二烯、异戊二烯等二烯类等；可以使用1种或至少2种。
由于柔软性、耐气候性和韧性出色，这些乙烯类单体中优选丙烯酸烷基酯和/或甲基丙烯酸烷基酯。更优选与碳原子数为1～18的一元醇和(甲基)丙烯酸酯化得到的(甲基)丙烯酸烷基酯。而且，相对于所用的乙烯类单体总量100质量％，优选(甲基)丙烯酸烷基酯的使用量为30质量％～100质量％，由此能够进一步提高树脂组合物的柔软性、耐气候性和韧性。更优选其为50质量％～100质量％。
至于所述α，β-不饱和羧酸类单体和乙烯类单体的质量比，相对于两者的总量100质量％，优选α，β-不饱和羧酸类单体大于或等于9质量％，这样能够进一步提高在碱性水中的溶解性。而且，优选α，β-不饱和羧酸类单体的范围为9质量％～40质量％，此时得到的碱性水可溶型树脂不仅在碱性水中的溶解性出色，其柔软性、耐气候性和韧性也特别出色。
所述碱性水可溶型树脂可以通过聚合(共聚)所述α，β-不饱和羧酸类单体和乙烯类单体等单体成分得到，聚合(共聚)可以按照通常使用的方法进行。
可以根据构成地基的土壤、水固性组合物的构成、碱性水的pH、作业环境等适当设定所述碱性水可溶性树脂等的粘合剂树脂的重均分子量(Mw)，优选其下限为1万，上限为200万。在此范围内能够更加充分地发挥对于钢材的粘附性和可操作性。更优选其下限为3万，进一步优选其下限为5万，特别优选其下限为10万。并且，更优选其上限为150万，进一步优选其上限为100万，特别优选其上限为90万。
另外，所述重均分子量(Mw)是如下测定的值：使用TSK标准聚乙烯PS-寡聚体试剂盒(Tosoh公司制造)作为分子量校正用标准物质，使用四氢呋喃(含有稳定剂，和光纯药工业社制造，特级试药)作为溶剂，用高速GPC装置HLC-8120GPC(Tosoh公司制造)测定。
优选所述粘合剂树脂的酸值(mg KOH/g)大于或等于15。若小于15，由于在碱性水中的溶解性降低，可能会降低桩子的抽拔性或减小摩擦的效果，并且可能不会容易地进行抽拔作业。更优选大于或等于30，进一步优选大于或等于50，特别优选其大于或等于70。并且优选小于等于500。若超过500则粘合剂树脂的耐水性不充分，与雨水等显示中性或酸性pH的水相接触时可能会溶解并损伤，可能无法高效地进行钢材的埋设作业和抽拔作业。
考虑到对钢材表面的粘附性和将钢材埋设于土壤中时树脂组合物的强韧性的并存，对于所述粘合剂树脂的玻璃化转变温度，优选于-80℃～120℃中至少具有一个玻璃化转变温度(Tg)，更优选具有至少两个玻璃化转变温度。通过将玻璃化转变温度设定于所述范围，能够使润滑剂层的强度和柔软性更充分，从而进一步提高作业效率。特别优选所述粘合剂树脂的形态为，在-30℃～20℃的范围内具有低温一侧的Tg，并且在40℃～100℃的范围内的高温一侧具有至少两个玻璃化转变温度Tg，这样能够进一步提高柔软化成分和保持形状成分之间的平衡。
另外，玻璃化转变温度是指，根据示差扫描热量测定(DSC：differentialscanning calorimetry)得到的DSC微分曲线的波峰值(DSC曲线的变化点)。
在所述润滑剂层的合适形态的树脂组合物中，对于可以含有的溶剂没有特殊限制，可以使用通常用于涂料的溶剂。具体地说，可以使用甲醇、乙醇、异丙醇等醇类；苯、甲苯等芳香族烃；丙酮、丁酮等酮类；乙酸乙酯、乙酸丁酯等脂肪族酯类；乙二醇、乙二醇单甲醚等乙二醇衍生物；丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯等丙二醇衍生物中的1种或至少2种。另外，可以使用粘合剂树脂中含有的溶剂作为溶剂。
还优选所述溶剂(介质)具有溶解粘合剂树脂的性质，通过溶剂溶解粘合剂树脂，粘合剂树脂能够更均匀地分散于树脂组合物中，更能够实现其作为粘合剂树脂的性能。对于溶解粘合剂树脂的介质，优选使用极性介质。考虑到粘合剂的溶解性，更优选从醇、酮、脂肪族酯、烷基二醇中选择的至少1种。
只要不妨碍其作用效果，所述树脂组合物中也可以含有其他树脂、颜料、表面活性剂、各种稳定剂、各种填充材料等添加剂。
只要本发明的土木建筑用片状物的结构是由至少2个基材夹有润滑剂层，对于其其他的形态没有特殊限制。并且，对于制造方法没有特殊限制，优选进行连续制造。例如使用2个基材时，将润滑剂组合物附着于1个基材(基材a)的同时或是干燥该组合物之前，将另一侧的基材(基材b)连续地并在润滑剂组合物上，以制造润滑剂层夹于基材a和基材b之间的土木建筑用片状物。另外，使用格子状基材时优选基材b为格子状基材。由于用此方法能够同时进行润滑剂形成工程和基材的贴合工程，使连续制造成为可能，能够提高生产效率。并且，使用格子状基材时，由于孔的锚定效果，即使没有粘合剂也能够进行格子状基材的贴合工程。所述土木建筑用片状物的制造方法是本发明的适宜形态之一，该方法包含下述作业：将润滑剂组合物附着于1个基材的同时或是干燥该组合物之前将另一侧的基材连续地并在润滑剂组合物上的作业。
所述土木建筑用片状物中，对于在基材表面上形成润滑剂层的方法没有特殊限制，只要根据润滑剂层或基材的材质等条件适当选择即可。除了用涂布机涂布、喷涂、刷涂、辊涂外还可以例举为将基材含浸于含有润滑剂的溶液中的方法。具体地说，这些方法包括如下方法：使用含有碱性水可溶型树脂和吸水性树脂的树脂组合物时，在基材表面上将分散(溶解)二者于有机溶剂或水等的分散介质中得到的分散液(树脂溶液)进行喷雾的方法；用毛刷或辊子涂布树脂溶液的方法；将基材含浸于树脂溶液的方法；在基材表面上喷雾或涂布含有碱性水可溶型树脂的溶液或分散液之后，在该表面上均匀地撒布吸水性树脂，再在其上喷雾或涂布该溶液或分散液的方法。
对于所述润滑剂层的膜厚没有特殊限制，可以根据其成分适当设定，优选其下限为0.01mm，上限为5mm。若小于0.01mm，可能会无法充分发挥各自的层的作用效果；若超过5mm，片状物的使用性或保存性可能会不充分。更优选的下限为0.02mm，上限为1mm；进一步优选的下限为0.05mm，上限为0.5mm。
对于相对于基材的润滑剂层的比例，即相对于单位面积的基材的润滑剂的附着量没有特殊限制，可以根据二者的构成、组合和作业环境进行设定。优选其在1g/m2～10000g/m2的范围。更优选其为10g/m2～5000g/m2，进一步优选其为20g/m2～1000g/m2。另外，优选相对于基材100重量份的润滑剂的比例为1重量份～10000重量份。更优选其为10重量份～1000重量份，进一步优选其为20重量份～500重量份。
优选将本发明的土木建筑用片状物使用在用于基础作业的钢材上。这里所指的“钢材”只要是在土木建筑领域的基础作业中用于防止坍塌的防护壁或地基等的地基基础结构体的施工，并且在使用后适宜从地基或水固性组合物中分离的埋设物(埋设于地基的基材)即可。可以例举为钢管、休谟管、H型钢、I型钢、钢管桩、铁柱、混凝土桩、竿、筒状柱(中空柱)、长尺板状的桩子钢板桩、瓦棱板等。其中优选H型钢和钢板桩。另外，对钢材的形状、长度、材质、表面粗度等没有特殊限制，既可以是表面附着有铁锈和污垢的材料，也可以是没有污垢具有平滑表面的材料。并且，也可以适用于混凝土二次制品的生产工程中使用的固定框。由于用作固定框时能够使固化物简单高效地从固定框中脱离，可以提高固定框的再利用率、进一步提高生产效率。另外，还可以适用于水平移动箱涵、水闸时使用的滑行材料、埋设于地基中的H型钢、钢板桩、钢管、混凝土桩等各类桩子表面上粘贴使用的减负摩擦用的片状材料。并且，还可以适用于沉箱作业法(罐类、贮水槽、桥墩、竖井等)或推进作业法中减小与地基之间摩擦的材料。其中，由于桩子的抽拔性(摩擦减少性)出色，特别适合用作撤桩子或对应负摩擦的材料。
通过将所述土木建筑用片状物粘贴在这些各种各样的结构物上，相对于土或水泥(水固性组合物的固化体)等，其可以方便地用作降低摩擦的材料或是防止附着的材料。本发明的土木建筑用片状物用作降低摩擦的材料和/或防止附着的材料的形态也是本发明的适宜形态之一。
适用所述土木建筑用片状物时，既可以在粘贴片状物前在钢材或固定框等对象物体上涂布接合剂或胶粘剂，也可以预先在粘贴侧的基材表面上形成接合剂层或胶粘剂层。对于接合剂和胶粘剂没有特殊限制，使用常用的物质即可，但考虑到涂布作业时的效率，优选使用合成橡胶类的溶剂型接合剂。并且，考虑到作业环境，也可以使用无臭型(无溶剂型、水型)接合剂。另外，由于本发明为片状物状，与涂布剂相比能够降低溶剂型接合剂产生的溶剂气味，并且与接合剂的涂布作业相比能够更简单地进行。
由于本发明的土木建筑用片状物具有所述结构，抽拔性(摩擦减少性)得以显著改善，即能够发挥以往产品2～3倍以上的抽拔性(摩擦减少性)，因此通过将其粘贴在用于土木建筑领域的基础工程中的各类桩子或各类生产作业中使用的固定框，能够显著提高这些作业中的效率。
具体实施方式
下面举实施例对本发明进行更详细的说明，但本发明并不只限于这些实施例。另外，没有特别注释的情况下，“份”指“重量份”，“％”指“质量％”。
在下面的制造例中，使用TSK标准聚乙烯PS-寡聚体试剂盒(Tosoh公司制造)作为分子量校正用标准物质，使用四氢呋喃(含有稳定剂，和光纯药工业社制造，特级试药)作为溶剂，用高速GPC装置HLC-8120GPC(Tosoh公司制造)测定了重均分子量(Mw)。并且按照JISK7121-1987的塑料转移温度测量方法，用示差扫描热量计DSC6200(精工电子工业社制造)测定了玻璃化转变温度(Tg)(加热速度为10℃/min)。并且，如上所述计算了动表面摩擦系数。
制造例1
[粘合剂树脂(碱性水可溶型树脂)]
按以下方法调制了碱性水可溶型树脂。即，在容量为100L且安装有温度计、搅拌桨、回流冷凝器及滴加装置的槽式反应器中，加入1.8kg丙烯酸、10.2kg丙烯酸乙酯、24g作为聚合引发剂的2，2’-偶氮二(2，4-二甲基戊腈)、及28kg作为溶剂的甲醇。并且在滴加装置中加入了2.7kg丙烯酸、5.4kg丙烯酸甲酯、9.9kg甲基丙烯酸甲酯、66g 2，2’-偶氮二(2，4-二甲基戊腈)及2kg甲醇的混合溶液。
在氮气条件下，边搅拌边加热所述甲醇溶液至65℃，反应20分钟。由此调节内容物的聚合率至72％。然后，保持内温在65℃，并用2小时的时间从滴加装置均匀地滴加所述混合溶液。滴加结束后，再于65℃使内容物进一步熟成3小时。反应结束后，通过向内容物中混合60kg丁酮，得到碱性水可溶型树脂的25质量％溶液。下文中也将此碱性水可溶型树脂称为“ASP”。
得到的碱性水可溶型树脂的酸值为117mg KOH/g。并且，该碱性水可溶型树脂的重均分子量Mw为15.6万，数均分子量Mn为6.9万。而且，用示差扫描热量机测量后观测到，玻璃化转变温度(Tg)为10℃和67℃。另外，所述粘合剂树脂于25℃的离子交换水中的溶解性小于0.5％，碱性水可溶性为100％。
制造例2
[吸水性树脂]
使用市面上销售的聚丙烯酸钠盐交联体(商品名：Aqualic CA ML-70，平均粒径为50μm，日本触媒社制造)作为吸水性树脂。下文中也将此聚丙烯酸钠盐交联体称为“SAP”。
实施例1
按照ASP(碱性水可溶型树脂)的固体成份与SAP(吸水性树脂)为1：1的重量比，混合ASP溶液和SAP，从而得到能够成为润滑剂层的润滑剂组合物(树脂溶液)。然后在剪裁为75mm×40mm大小的织布(90g/m2，厚度为0.23mm，聚酯/棉＝60/40，混纺织布)上涂布润滑剂组合物，使树脂固体成份的涂布量为120g/m2，干燥之前将格子状基材(单位面积质量为41g/m2，厚度为0.08mm，细长纤维宽0.5mm～2mm，格孔宽2mm)合在润滑剂组合物层(润滑剂层)的上方，干燥后得到样品片状物。另外，格子状基材的格纤维系数(平均纤维宽/厚度)为15.6(平均纤维宽：1.25mm，厚度：0.08mm)。该格子状基材的动表面摩擦系数如表1所示。
使用合成橡胶类接合剂将得到的样品片状物粘在铁板上，注意使格子状基材与铁板相接触，将此铁板垂直插入500ml容器中的深为35mm的水泥土浆层。放置2天后，一边测量抽拔负荷一边从已固化的水泥土层中抽拔铁板。实验条件如下。结果如表1所示。
(实验条件)
铁板：JIS G3101-2004(SS-400)标准试验板，厚4.5mm×70mm×70mm，日本试板公司制造。
水泥土浆构成：水泥/水/笠冈粘土/彭润土＝100/300/270/10(重量比)。
抽拔负荷的测定机器：数字拉力张力测试仪RX-20，AikohEngineering公司制造。
实施例2
除了以织布(90g/m2，厚度为0.23mm，聚酯/棉＝60/40，混纺织布)代替格子状基材外，用与实施例1同样的方法测量抽拔负荷。织布的动表面摩擦系数及测量结果如表1所示。
实施例3
除了以水溶性树脂(不易糊(糨糊)，不易糊工业社制造)代替混合ASP溶液和SAP得到的组合物用作润滑剂外，用与实施例1同样的方法测量抽拔负荷。测量结果如表1所示。
实施例4
除了重叠使用2张实施例1中使用的样品片状物外，用与实施例1同样的方法测量抽拔负荷。测量结果如表1所示。
实施例5
在实施例1中将样品片状物粘在铁板上之前，先涂布880g/m2的树脂溶液(该树脂溶液通过按照ASP的固体成份与SAP为1∶1的重量比混合得到)，然后再在上面粘样品片状物。除此之外用与实施例1同样的方法测量抽拔负荷。测量结果如表1所示。
[表1]
  实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5
片状物的形态   布/润滑剂层/格子状基材   布/润滑剂层/布   布/润滑剂层/格子状基材 双层   合用ASP/SAP涂布
  抽拔负荷(t/m2)   0.13   0.3   0.18   0.11   0.11
  基材的动表面摩擦系数   0.16   0.33   0.16   0.16   0.16
表1中，“基材的动表面摩擦系数”是指，粘在铁板一侧的基材的动表面摩擦系数。
实施例6
在长为1200mm的H-300×300×10×15的H型钢材(高度300mm、宽度300mm、腰厚10mm、边厚15mm)上粘贴2张实施例1中得到的宽1m×长1m的样品片状物，将此H型钢材插入直径为650mm、高1200mm的圆筒状容器(有底)中深为1000mm的水泥土浆层中。放置1个月后，一边使用弹簧秤测量抽拔负荷一边从已固化的水泥土浆层中抽拔铁板。实验条件如下。结果如表2所示。
(实验条件)
水泥土浆构成：水泥/水/笠冈粘土/彭润土＝600/2500/1600/60(重量比)(压缩强度：20kg/cm2)。
抽拔负荷的测定机器：叉式升降机
实施例7
除了使用实施例2中得到的样品片状物以代替实施例1中得到的样品片状物外，用与实施例6同样的方法测量抽拔负荷。结果如表2所示。
[表2]
  实施例6   实施例7
  片状物的形态   与实施例1相同   与实施例2相同
  抽拔负荷(t/m2)   0.2   0.5
  基材的动表面摩擦系数   0.16   0.33
比较例1
在剪裁为75mm×40mm大小的织布(90g/m2、厚度为0.23mm、聚酯/棉＝60/40，混纺织布)上涂布实施例1中得到的润滑剂组合物，使树脂固体成份的涂布量为120g/m2，干燥后得到样品片状物。织布的动表面摩擦系数如表3所示。
将得到的样品片状物粘在铁板上，注意使织布与铁板相接触，将此铁板垂直插入500ml容器中的深为35mm的水泥土浆层中。放置2天后，一边测量抽拔负荷一边从已固化的水泥土层中抽拔铁板。实验条件与实施例1相同。结果如表3所示。
比较例2
除了使用聚乙烯(PE)膜代替织布外，用与比较例1同样的方法尝试进行了测量抽拔负荷的试验，但是润滑剂组合物从聚乙烯膜上脱落，没能制成样品片状物。聚乙烯膜的动表面摩擦系数如表3所示。
比较例3
除了使用实施例1中所使用的格子状基材代替织布外，用与比较例1同样的方法尝试进行了测量抽拔负荷的试验，但是润滑剂组合物从格子状基材上脱落，没能制成样品片状物。
[表3]
  比较例1   比较例2   比较例3
片状物的形态 润滑剂层/布 润滑剂层/PE   润滑剂层/格子状基材
抽拔负荷(t/m2) 0.34   未能制成样品脱落   未能制成样品脱落
  基材的动表面摩擦系数 0.33 0.2 0.16

Claims (2)

1.土木建筑用片状物，其具有由两个或两个以上基材夹有润滑剂层的结构；其特征为，所述基材中至少一个基材的动表面摩擦系数(μ)小于或等于0.45。
2.土木建筑用片状物，其具有由两个或两个以上基材夹有润滑剂层的结构；其特征为，所述基材中至少一个基材为格子状基材。
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