JP2001172597A - ポリオレフィン系防水シートとコンクリート構造物の接着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ポリオレフィン樹脂もしくはオレフィン系熱可
塑性エラストマーからなる防水シートと、コンクリート
構造物との接合において、前処理を必要とせず、優れた
接着力を有し、施工性がよく、施工後のシートの剥がれ
を防止する。 【解決手段】ポリオレフィン樹脂もしくはオレフィン系
熱可塑性エラストマーからなる防水シートと、コンクリ
ート構造物との接着にあたり、防水シート面に塩素含有
率１５〜４０重量％の塩素化ポリプロピレン１００重量
部に対して、エポキシ樹脂当量が２００±５０ｇ／ｅｑ
のエポキシ樹脂を１００重量部配合した固形分３〜１５
％の溶液又はイソブチレンとｐ−メチルスチレン共重合
体の臭素化物を主成分とする固形分３〜１５％の溶液を
プライマーとして塗布し、一方、コンクリート構造面に
アミン又はアミド硬化エポキシ接着剤を用いて接着す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、防水シートの接着
方法に係り、詳しくは通常、熱融着又は機械的なビス止
めにより接合するポリオレフィン樹脂やオレフィン系熱
可塑性エラストマーからなる防水シートのコンクリート
構造物との接着剤による接着方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー
（以下、ポリオレフィン系ＴＰＥと略記する）は近年、
ゴム製品製造における省力化ならびに省エネルギー化、
更には環境問題への配慮、即ち、ポリオレフィン系ＴＰ
Ｅの無公害性、リサイクル性よりゴム製品中のシェアー
が着実にアップして来ており、土木防水の分野において
も貯水池や廃棄物処理場等の下地に防水の目的で使用さ
れている。

【０００３】しかしながら、ポリオレフィン樹脂やポリ
オレフィン系ＴＰＥという素材は非極性で化学的に極め
て不活性な高分子であるため、その接着性は極めて悪
く、実用に耐える良好な接着剤はなかった。そのため、
これらポリオレフィン系ＴＰＥの接着ではシート同士の
接着においては一般に熱融着による接着が、又シートと
コンクリート構造物との接着においては機械的なビス止
め等の接着方法が利用されている。

【０００４】ところが、上記熱融着による接着を採用し
た場合は、加熱設備が必要であるということからコスト
的に不利であるということが云えるし、また、接着作業
時に高温でシート材料を熱融着しなければならないた
め、現場での作業に関して安全性の面で問題がある。更
に、溶融時間、温度、湿度、圧着力のばらつきによる接
着力のムラが発生し易いという欠点もあった。また、機
械的なビス止めでは防水シートに穴をあけるため、シー
トとコンクリート構造物を接合固定後、ビス止め部を更
に防水のためシールなどの処置が必要とされ、工程上、
問題があった。

【０００５】一方、接着剤による接着方法としては、コ
ンクリート及び鉄板構造物の接着では一般にエポキシ系
接着剤が有効に使用されているが、これらはポリオレフ
ィン系防水シートへの接着性が悪く、ポリオレフィン系
防水シートとコンクリート構造物の接着では実用にかな
う良好な接着方法はなかった。

【０００６】そのため、化学的接着方法として、ポリオ
レフィン樹脂やポリオレフィン系ＴＰＥシートの表面を
化学的酸化剤、コロナ放電、火炎あるいはオゾンガスな
どで酸化した後に接着剤を用いて接着するという方法が
採られているが、かかる方法では均一な処理が行えず、
工程上、問題がある。

【０００７】また、更にこれらの前処理なしに接着する
方法としては接着性のよい、プライマー組成物が種々提
案され、例えば環化ゴム、芳香族石油樹脂、エチレン酢
酸ビニル共重合体及び塩素化ポリプロピレン等よりなる
プライマー組成物が提案されている。しかし、これらの
プライマー組成物は接着剤との併用系であるため、作業
性に問題があり、十分なものとは云えなかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者らは
ポリオレフィン系ＴＰＥに前処理を全く行わず、耐久性
に優れ、高い接着性能を有する接着剤組成物について鋭
意研究を重ね、その結果、イソブチレンとｐ−メチルス
チレン共重合体の臭素化物（ＥＸＰＲＯ）、特に臭素及
びベンジル基の含有量が０．４〜１．３モル％で、ムー
ニー粘度ＭＬ_{１＋ ８}（１２５℃）が３０〜５５であるＥ
ＸＰＲＯがポリオレフィン系ＴＰＥに対し優れた接着性
能を有することを知見し、かつ、同様に塩素含有率１５
〜４０重量％の塩素化ポリプロピレン１００重量部に対
して、エポキシ当量が２００±５０ｇ／ｅｑのエポキシ
樹脂を１〜１０重量部配合した固形分率３〜１５％の塩
素化ポリプロピレン溶液がポリオレフィン系ＴＰＥに対
し耐久性に優れ、高い接着性能を有することを見出し、
それぞれ特願平１０−２０１２４７号，特願平１１−２
１２９７２号として先に提案した。

【０００９】本発明は上記の提案に係るプライマーを更
に発展させ、上記２つのプライマーが活性な臭素及び塩
素を有すること、また、これらのハロゲンが一般にコン
クリート構造物の接着剤に使用されているエポキシ接着
剤のアミン及びアミド硬化剤と容易に反応することに着
目し、ポリオレフィン系防水シートとコンクリート構造
物との接着について検討を行い、その結果、実用上問題
のない良好な接着力を有する接着方法を見出し、これを
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】即ち、上記目的に適合す
る本発明接着方法の特徴は、ポリオレフィン樹脂もしく
はオレフィン系熱可塑性エラストマーからなる防水シー
トとコンクリート構造物の接着において、防水シート面
にイソブチレンとｐ−メチルスチレン共重合体の臭素化
物単独又は該臭素化物１００重量部に対し天然又は合成
ゴムを１０〜１００重量部含む固形分３〜１５％の溶液
もしくは塩素含有率１５〜４０重量％の塩素化ポリプロ
ピレン１００重量部に対して、エポキシ当量が２００±
５０ｇ／ｅｑのエポキシ樹脂を１〜１０重量部配合した
固形分率３〜１５％の溶液をプライマーとして塗布する
一方、コンクリート構造物面にアミン又はアミド硬化エ
ポキシ接着剤を使用して接着することにある。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、更に本発明の具体的実施形
態について詳述する。

【００１２】先ず、本発明はポリオレフィン樹脂もしく
はオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）からな
る防水シートと、コンクリート構造物との接着である。
ここで、本発明で接合される上記ポリオレフィン樹脂あ
るいはオレフィン系熱可塑性エラストマーは、具体的に
はポリオレフィン樹脂は高密度ポリエチレン、低密度ポ
リエチレン、ポリプロピレンなどが挙げられ、オレフィ
ン系熱可塑性エラストマーとしては、ポリエチレンやポ
リプロピレンとエチレンプロピレンゴムをブレンドした
り、両者をモノマーベースで共重合させたものであり、
樹脂とゴムの両方の性質を併せもつものが挙げられる。

【００１３】このオレフィン系熱可塑性エラストマーの
具体例としては、例えば商品名ＴＰＲ（ユニロイヤル社
製）、Ｔｅｌｃａｒ（ＢＦ Ｇｏｏｄｒｉｃｈ Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ社製）、Ｓｏｍｅｌ（デュポン社製）、ＴＰ
Ｏ（Ｅｘｘｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製）、エスプレン
（住友化学社製）などがある。そして、本発明は上記ポ
リオレフィン樹脂もしくはオレフィン系熱可塑性エラス
トマーからなる防水シートをコンクリート構造物と接着
する際に防水シート面にプライマーを塗布するが、この
プライマーとしては１つはイソブチレンとｐ−メチルス
チレン共重合体の臭素化物を主成分とするものである。

【００１４】このイソブチレンとｐ−メチルスチレン共
重合体の臭素化物は単独でも使用することができるが、
イソブチレンとｐ−メチルスチレン共重合体の臭素化物
１００重量部に対して天然又は合成ゴムを１０〜１００
重量部含むブレンド物として用いることもできる。この
ようにゴムを所定量配合することは、初期接着力を高め
ることができ、施工性の面や施工後のシートの剥がれな
どを防止する面で頗る有利である。

【００１５】本発明で好適に用いることのできる上記イ
ソブチレンとｐ−メチルスチレン共重合体の臭素化物と
しては、臭素及びベンジル基の含有量が０．４〜１．３
モル％でムーニー粘度ＭＬ_１＋８（１２５℃）が３０〜
５５である。

【００１６】一方、イソブチレンとｐ−メチルスチレン
共重合体の臭素化物にブレンドする前記ゴムとしては、
天然ゴム、ブチルゴム、塩素化または臭素化ブチルゴ
ム、ポリイソブチレン、エチレン−プロピレン−ジエ
ン、クロロプレンゴムなどが挙げられ、これらは臭素化
物１００重量部に対し１０〜１００重量部ブレンドして
用いられる。

【００１７】なお、プライマーとしては、上記イソブチ
レンとｐ−メチルスチレン共重合体の臭素化物とゴム以
外に、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、n−ヘキ
サンなどの溶剤、接着剤の凝集力を高めるための補強剤
として、カーボンブラック、炭酸カルシウム、シリカ、
タルク、クレーなどの充填材を配合し、更に加硫剤とし
てＺｎＯ、ＭｇＯなどの金属酸化物あるいはテトラエチ
レンテトラミン、ヘキサメチレンテトラミンなどの多価
ポリアミン又はメチロール化アルキルフェノール及び臭
素化アルキルフェノールなどを配合することによって接
着力を向上することができる。更にプライマーの粘着性
向上のため以下に示すような粘着付与樹脂、可塑剤、プ
ロセスオイルが利用できる。

【００１８】即ち、脂肪族、脂環族、芳香族の石油樹
脂、並びにフェノール樹脂などのイソブチレンとｐ−メ
チルスチレン共重合体の臭素化物に相溶性のよい樹脂類
あるいはジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、
ジオクチルアジペートなどの可塑剤類、及びバラフィン
系やナフテン系のプロセスオイルを加えることによって
接着剤に粘着性を付与することができる。プライマーの
濃度は塗布性、乾燥性、接着性の点より適宜選択される
が、３〜１５％が最も適当である。

【００１９】次にコンクリート構造物に接着されるポリ
オレフィン系樹脂もしくはオレフィン系熱可塑性エラス
トマーのプライマーに使用されるもう１つに塩素化ポリ
プロピレンがあるが、これは塩素含有率が１５〜４０重
量％のものである。１５％未満の場合、溶解性が悪く、
溶液状態では使用が困難であり、４０％を超えるとポリ
オレフィン樹脂やオレフィン系熱可塑性エラストマーと
の接着性に劣り好ましくない。

【００２０】そして、この塩素化ポリプロピレンには経
時劣化を防止するために、エポキシ当量２００±５０ｇ
／ｅｑのエポキシ樹脂を塩素化ポリプロピレン１００重
量部に対して１〜１０重量部配合して、固形分率３〜１
５％の溶液としてプライマーに使用する。エポキシ樹脂
を配合することによって塩素化ポリプロピレンの経時劣
化を防止することが出来、接着力の低下を防ぐことがで
きる。

【００２１】さらに接着性向上のため、ロジンエステ
ル、脂肪族、脂環族、芳香族系石油樹脂、クマロンイン
デン樹脂等が塩素化ポリプロピレン１００重量部に対し
５〜８０重量部配合することができる。塩素化ポリプロ
ピレン溶液濃度としては塗布性と接着性より３〜１５％
が適当である。

【００２２】一方、コンクリート構造物面に使用するエ
ポキシ接着剤としては、一般的にビスフェノールＡ，Ａ
Ｄ及びＦ型のエポキシ当量（１５０〜２５０ｇ／ｅｑ）
の液状エポキシ樹脂に、反応性及び作業粘度を低下する
目的でフェニルグリシジルエーテル又はジグリシジルエ
ーテルのような反応性希釈剤あるいは非反応性のＤＯ
Ｐ，ＤＢＰ，トリクレジルホスフェート等が使用され
る。

【００２３】また、補強性及びチクソ性付与のため、炭
酸カルシウム、セメント、硫酸バリューム、砂、アルミ
ナ、タルク等が配合される。なお、使用するアミン系硬
化剤としてはエチレンジアミン、ジエチレントリアミン
のような脂肪族アミン、メタフェニレンジアミン、ジア
ミノジエチル、ジフェニルメタンのような芳香族アミ
ン、メンセンジアミン、イソホロンジアミンのような環
状アミン類あるいはこれらのポリアミン混合物、各種変
性体が用いられる。

【００２４】かくしてポリオレフィン系防水シートと、
コンクリート構造物との接着において、前記ポリオレフ
ィン系防水シート面にイソブチレンとｐ−メチルスチレ
ン共重合体の臭素化物溶液又は塩素化ポリプロピレン溶
液をプライマーとして塗布し、一方、コンクリート構造
物面にアミン又はアミド硬化エポキシ接着剤を使用して
接着することにより難接着性のポリオレフィン系防水シ
ートとコンクリート構造物を双方に強固に接着し、優れ
た防水性の接着を得ることができる。

【００２５】以下、更に本発明の実施例を掲げる。

【実施例】（１）下記表１に示す配合で塩素化ポリプロ
ピレン（ＣＬ化ＰＰ）およびエポキシ樹脂、粘着性付与
樹脂、トルエンを所定量配合してミキサーで混合溶解
し、Ｐ−１〜Ｐ−３の３種類の塩素化ポリプロピレンプ
ライマーを得た。

【００２６】

【表１】

【００２７】（２）臭素及びベンジル基の含有率が０．
７５モル％でムーニー粘度ＭＬ_１＋８（１２５℃）が４
５であるＥＸＰＲＯ（エクソン化学社製のイソブチレン
とｐ−メチルスチレン共重合体の臭素化物）を用いて表
２に示す無機配合物をロールで混練りした後、樹脂又は
可塑剤とともにトルエンで溶解し、固形分１０％の、Ｐ
−４〜Ｐ−８に示すプライマーを得た。

【００２８】

【表２】

【００２９】（３）市販のエポキシ樹脂（エポキシ当量
２００及び２２０ｇ／ｅｑ）と、炭酸カルシウム、セメ
ント、ＤＯＰ、分散剤及び繊維状チクソトロピー材を用
いて表３に示す配合の主剤を得た。そして、この主剤に
対し、市販の脂肪族アミン（アミン価１９０）及び芳香
族アミン（アミン価２６０）、ポリアミドアミン（アミ
ン価２２０）を夫々表３に示したエポキシ接着剤配合
で、Ａ配合，Ｂ配合，Ｃ配合を作り、硬化させた。

【００３０】

【表３】

【００３１】実施例１ 上記（１）（２）で得たプライマーをポリオレフィン系
熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）シートに刷毛で１００
ｇ／ｍ^２塗布し、室温で１時間乾燥した。一方、前記
（３）で得たエポキシ接着剤をコンクリート板面に塗布
量１０００ｇ／ｍ^２塗布し、エポキシ接着剤が液状の状
態で上記プライマーを塗布したポリオレフィン系ＴＰＥ
シートを接合し、室温で７２時間養生した。得られた接
合物を室温及び８０℃オーブン中でそれぞれ７２時間養
生後、剥離幅２５ｍｍ、剥離速度５０ｍｍ／ｍｉｎで剥
離テストを行い、剪断剥離した。その結果を表４に示
す。

【００３２】

【表４】

【００３３】実施例２ 前記（２）と同様な処方を用いて各種合成ゴムをゴム分
１００，ステアリン酸１，軟質炭酸カルシウム２０，亜
鉛華５，ハイレツＴ−１００×３０のトルエン５％溶液
の基本配合でイソブチレンとｐ−メチルスチレン共重合
体の臭素化物（ＥＸＰＲＯ）にブレンドして１０％のプ
ライマー溶液を作成した。

【００３４】一方、上記（３）で得たＡ配合エポキシ接
着剤をコンクリート板面に塗布量１０００ｇ／ｍ^２塗布
し、エポキシ接着剤が液状の状態で前記プライマーを塗
布したポリオレフィン系ＴＰＥシートを接合した。この
接合物を４０℃オーブン中で夫々７２時間養生後、剥離
幅２５ｍｍ、剥離速度５００ｍｍ／ｍｉｎでＴ剪断剥離
テストを行い、接着力（ｋｇ／２５ｍｍ）を測定した。
その結果を表５に示す。

【００３５】

【表５】

【００３６】上記表４及び表５より本発明接着方法によ
り接着されたポリオレフィン系ＴＰＥシートとコンクリ
ート構造物は充分な接着力を有し、優れた接着性能が得
られることが分かる。

【００３７】

【発明の効果】本発明は以上説明した如く、ポリオレフ
ィン樹脂やオレフィン系熱可塑性エラストマーからなる
防水シートをコンクリート構造物と接着する際に防水シ
ート面にイソブチレンとｐ−メチルスチレン共重合体の
臭素化物単独あるいは天然、合成ゴムを含むブレンド体
の固形分３〜１５％の溶液又は塩素含有率１５〜４０％
の塩素化ポリプロピレンに対しエポキシ当量２００±５
０ｇ／ｅｑのエポキシ樹脂を１〜１０重量部配合した固
形分３〜１５％の溶液をプライマーとして塗布すると共
に、コンクリート構造面にアミン又はアミド硬化エポキ
シ接着剤を用いる方法であり、ポリオレフィン樹脂やオ
レフィン系熱可塑性エラストマーからなる防水シートの
接合に、ＥＸＰＲＯあるいは塩素化ポリプロピレン溶液
をプライマーとし、コンクリート構造物にアミン又はア
ミド硬化エポキシ接着剤を併用することにより、従来、
接着剤による接着が困難であったポリオレフィン樹脂や
オレフィン系熱可塑性エラストマーからなる防水シート
のコンクリート構造物との接合に優れた接着力を発揮
し、酸化などの前処理を必要とせず、耐久性に優れると
共に施工性がよく、かつ加熱作業を必要とすることもな
く安全で、しかも極めて防水シール性に優れた接着を可
能ならしめる顕著な効果を発揮する。

【００３８】また、上記イソブチレンとｐ−メチルスチ
レン共重合体の臭素化物は１００重量部に対して天然又
は合成ゴムを１０〜１００重量部配合し、ブレンド物と
して用いることにより、一方、塩素化ポリプロピレンは
エポキシ樹脂を１〜１０重量部配合することによって初
期接着力を高めることができ、施工性の面や施工直後の
シートの剥がれなどを防止することができる硬化を有す
る。かくして、近時、環境面からその利用が進められる
ポリオレフィン樹脂やオレフィン系熱可塑性エラストマ
ーからなる防水シートの接着に顕著な実効が期待され
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０９Ｊ 125/16 Ｃ０９Ｊ 125/16 Ｅ０４Ｄ 5/14 Ｅ０４Ｄ 5/14 Ｅ (72)発明者 久保 恒雄 神戸市西区平野町中津字北川589 広野化 学工業株式会社中津工場内 Ｆターム(参考） 4J040 CA011 CA012 CA151 CA152 DA101 DA121 DA122 DA131 DA132 DA141 DA142 DB071 EC001 EC002 EG002 GA03 HC01 HC10 JA02 JB11 LA07 MA06 MA11 MB03 MB09 NA12 PA09 PA10 PA26

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリオレフィン樹脂もしくはオレフィン系
   熱可塑性エラストマーからなる防水シートと、コンクリ
   ート構造物の接着において、防水シート面にイソブチレ
   ンとｐ−メチルスチレン共重合体の臭素化物単独又は該
   臭素化物１００重量部に対して天然又は合成ゴムを１０
   〜１００重量部含む固形分３〜１５％の溶液をプライマ
   ーとし塗布し、一方、コンクリート構造物面にアミン又
   はアミド硬化エポキシ接着剤を使用して接着することを
   特徴とするポリオレフィン系防水シートとコンクリート
   構造物の接着方法。
2. 【請求項２】ポリオレフィン樹脂もしくはオレフィン系
   熱可塑性エラストマーからなる防水シートとコンクリー
   ト構造物の接着において、防水シート面に塩素含有率１
   ５〜４０重量％の塩素化ポリプロピレン１００重量部に
   対して、エポキシ当量が２００±５０ｇ／ｅｑのエポキ
   シ樹脂を１〜１０重量部配合した固形分率３〜１５％の
   溶液をプライマーとして塗布し、一方、コンクリート構
   造物面にアミン又はアミド硬化エポキシ接着剤を使用し
   て接着することを特徴とするポリオレフィン系防水シー
   トとコンクリート構造物の接着方法。