JP2005126987A - 防水シートの固定方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】加硫ゴムからなる防水シートを、熱融着によって固定プレートに固定できるようにすることで機械的固定工法にて貫通孔を開けることなく、従来よりも作業的にも簡略に固定することができる防水シートの固定方法を提供する。
【解決手段】防水シート４としては広幅防水シートを使用し、表面に熱可塑性樹脂からなる被覆材６を積層した導体からなる固定プレート２を下地にアンカー３で固定してその上から前記防水シート４を重ね合わせた状態で防水シートの上から電磁誘導加熱することによって固定プレート２を加熱し、被覆材６を溶融させ防水シート４と固定プレート２を融着することによって防水シートを下地に固定する。
【選択図】図１

Description

本発明はコンクリート下地などに防水層を形成するための防水工法にかかわり、特に既存の下地に左右されることなく防水層を形成することのできる機械的固定工法に採用される防水シートの固定方法に関する。
コンクリートなどからなる下地に防水層を形成するための防水シートを固定する方法として機械的固定方法がある。機械的固定工法は通常接着剤を用いずに下地に対して防水シートを固定するため下地の状態に左右されずに敷設作業を行うことができ、しかも局所的にしか固定されていないことから、下地が水分を含んだ状態であって水蒸気を発生することがあったとしても外部に排気しやすいといった利点がある。
しかし、下地との固定の際に防水層となるシートにアンカー部材を通す貫通孔を設けることになるので、防水の面では不安な要素を含んでいる。また、防水層に設ける貫通孔をできるだけ小さくしたり、その孔を塞いでしまったりするような方法がある。例えば防水シートの素材として塩化ビニル樹脂などの合成樹脂を用い、固定プレートとしては鋼板の表面に塩化ビニルを貼り付けたものを用いて、防水シートの上から防水シートと固定プレートの間に溶剤を注射針のようなもので注入し、溶剤で防水シートおよび固定プレート表面の合成樹脂を溶かすことによって溶着するといった方法が特許文献１に提案されている。この方法では、防水シートの貫通孔は極めて小さな孔であり、溶剤を注入することによってその孔も塞ぐことができる。
他に、固定プレートを熱可塑性樹脂単体で製造したものや、金属せいの固定プレート本体に塩化ビニル樹脂をコーティングして、その上に重ねた同素材の塩化ビニル樹脂からなる防水シートを熱融着すると言った方法も採られている。
更に特許文献２には上面に熱溶着材層を有する導体片を下地に固着し、その上から防水シートを重ねて防水シートの上から電磁誘導加熱することによって導体片を加熱し、熱溶着材層を溶かして防水シートを熱融着するといった方法が開示されている。
特開昭５３−３１３２４号公報 特開平４−２５４６４９号公報
しかし、塩化ビニルなどの合成樹脂からなる防水シートは、耐候性に劣るという決定があり、長期にわたって使用すると防水シート表面にクラックを生じて、漏水の問題に発展する可能性が考えられ、早期に防水シートの改修を必要とするといったことにもなる。また、素材として熱収縮が大きく、季節の変化に伴う温度変化よる寸法安定性に乏しいため、しわの発生といった外観上の問題、塩素を含んでいるために環境上の問題もある。
防水シートとして合成樹脂以外に良く用いられる加硫ゴムシートは、合成樹脂製のシートと比べてそのような問題は少なく、加硫ゴムシートを用いて上記のような電磁誘導加熱をつかった下地への固定が望ましい。
また、防水シートとなる加硫ゴムシートは未加硫ゴムシートをカレンダーなどでシートとし連続加硫装置などを用いて順次加硫することによって製造する。長さ方向については必要に応じて長尺のシートとすることができるものの、幅方向については通常１〜２ｍ幅程度のものである。それを現場において接合するという作業が入ることによって、防水シートの敷設作業は工数的にも大きなものとなり、電磁誘導加熱の採用により防水シートの下地への固定を簡略化と並んで簡略化が望まれている作業の１つであった。
そこで本発明では加硫ゴムからなる防水シートであっても固定プレートに強固に被覆することができ、同様の素材からなる防水シートとの熱融着を可能にし、しかもゴムシートのような優れた耐候性をもった防水シートを、機械的固定工法で貫通孔を開けることなく従来よりも作業的にも簡略に固定することができる防水シートの固定方法を提供するものである。
上記のような目的を達成するために、下地にゴム製の防水シートを敷設し、防水シートの所用位置を下地に固定する防水シートの固定方法において、防水シートとしては複数枚のゴムシートを予め接合して得られた広幅防水シートを使用し、少なくとも防水シートと接する側の表面に熱可塑性樹脂からなる被覆材を積層した導体からなる固定プレートを下地にアンカー固定し、その上から前記防水シートを重ね合わせた状態で防水シートの上から電磁誘導加熱することによって固定プレートを加熱し、被覆材を溶融させ防水シートと固定プレートを融着することによって防水シートを下地に固定することを特徴とする。
請求項２では、固定プレートの被覆材を構成する熱可塑性樹脂材料が、ポリプロピレン、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリエチレンから選ばれてなるいずれかである防水シートの固定方法としている。
請求項３では、被覆材の厚みが０．０５〜０．２ｍｍであるの防水シートの固定方法としている。
加硫ゴムからなる防水シートであっても固定プレートに強固に被覆することができ、同様の素材からなる防水シートとの熱融着を可能にし、しかもゴムシートのような優れた耐候性をもった防水シートを、機械的固定工法で貫通孔を開けることなく従来よりも作業的にも簡略に固定することができる。
請求項２のようにこれらの熱可塑性樹脂材料を用いることによって、加硫ゴムとの融着したときの接着力が高く、防水シートをより強固に下地に固定することができるものである。
請求項３のように固定プレートに被覆する被覆材の厚みを所定の厚みとすることによって、電磁誘導加熱によって加熱し、溶融状態になった被覆材が十分に防水シート表面の凹になった部分にも流れ込み、より広い面積で融着することができるので、固定プレートと防水シートとの間の接着力は高いものとなり、ひいては防水シートの下地への固定も強固なものとなる。
以下、添付図面にしたがって本発明の具体的な実施態様を説明する。
図１は、本発明の防水シートの固定方法を施したところを示す断面図である。
加硫ゴムからなる防水シートを敷設しようとするコンクリートなどからなる下地１に、まず防水シート用固定プレート２をアンカー部材３で所定間隔をもって固定配置する。配置する防水シート用固定プレート２を数は、下地１の状態にもより、特に決まった数があるわけではないが、防水シート４が風などの影響で浮き上がったりしないように十分に下地１に固定される必要があり、通常１〜４個／ｍ2程度の範囲で均等に配置する。
防水シート用固定プレート２を配置したら、次に加硫ゴムからなる防水シート４をその上から覆い被せるように配置する。防水シート４は、１〜２ｍ幅のシートをジョイントし、現場の広さの防水シート４を形成し全面に配置する。
そして、防水シート用固定プレート２は図２に示すように表面は熱可塑性の被覆材で覆われており、防水シート４と重なっている部分で、防水シート４の上から電磁誘導加熱器Ｄで金属製のプレート本体５を加熱して表面に被覆材６を融解することによって防水シート４に孔を開けることなく防水シート用固定プレート２を融着固定している。電磁誘導加熱により被覆材を融解した後に、防水シート上から０．０５〜５．０ＭＰａ、通常は０．０５〜０．５ＭＰａの圧力で５〜６０秒押さえることによって、防水シートと防水シート用固定プレート２は融着される。５．０ＭＰａを超えるような圧力で押さえると圧力で防水シート４が薄くなってしまったり破損したりするといった問題や、防水シート用固定プレート２が変形してしまうといった問題があるので好ましくない。
本発明で用いる防水シート４は、広幅防水シートを用いている。広幅防水シートとは図３に示すように複数枚のゴムシートを幅方向に接合したものであり、接合部７はゴムシートを２０〜６０ｍｍ程度の重ね代とって重ね合わせ、未加硫ゴムからなるキュアテープ８を介在し加熱加圧することによって接合したものである。
防水シート４の素材として用いられるものは、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）、イソプレン・イソブチレン共重合体（ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等を加硫したゴムを用いることができるが、耐候性に優れるとともに良好なゴム弾性を有するＥＰＤＭが好ましい。そして、上記のようなポリマーに対してカーボンブラック、オイル、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤、顔料、充填剤などを配合して幅１〜１．５ｍ程度のシート状に成形し、加硫缶などを用いて加熱加圧して加硫したものである。
防水シート４の厚みとしては、０．８〜２．５ｍｍ程度の厚みのものが用いられる。１．０ｍｍ未満であると強度的に不足し、２．５ｍｍを超える厚みになると接合部において段差が大きくなり過ぎて外観を損ねたりシート同士接合部の浮きなどの問題が発生したりするので好ましくない。また、防水シートの表面には、２０〜２００μｍ深さの凹凸パターンを有するものを用いている。
加硫ゴムシートは製造工程における加硫時に帆布からなるライナーで挟持した状態で加圧加熱していることから、前記のようにシートの表面に２０〜２００μｍ程度の凹凸パターンができてしまう。よって、被覆材６と接合する場合に加熱して溶融した被覆材６が防水シート表面の凹凸に十分流れ込むことができないと、高い接合強度を得ることができない。
キュアテープ８を使ってゴムシート４ａ、４ｂを接合するのは、図４に示すようにクッション材９を有するプレス機を用いて次のような手順で行う。まずプレス金型の下金型１０の上に一方のゴムシート２ａの幅方向端部を重ね合わせる。両方のゴムシート４ａ、４ｂの重ね合わせ部にキュアテープ８を介在させ上金型１１を降下させて接合部７を、所定時間加熱加圧することによって接合が完了し図５のような段差のない接合部７となる。
キュアテープ８として用いることができるのは、ＥＰＤＭおよびＥＰＤＭとブチルゴム（ＩＩＲ）のブレンドゴムに適宜カーボンブラック、オイル、加硫剤、加硫促進剤などを配合して未加硫状態のゴムを接合部７の幅に応じて幅１０〜４０ｍｍ、厚み１〜３ｍｍ程度のテープとしたものである。
未加硫ゴムからなるキュアテープ８を上下金型１１、１０の加熱加圧により、接合部横方向にフローさせ、加硫加圧完了後には両方のゴムシート４ａ、４ｂ端部の段差のない緩やかな形状の接合部７を形成する。この場合キュアテープ８の粘度、厚みおよびクッション材９の硬度、厚み並びに加圧力によってフロー性は異なってくる。接合部７を滑らかな形状にするにはキュアテープ８のムーニー粘度は１５〜４５程度とすることが好ましい。
またキュアテープ８の厚みについては接合するゴムシート４ａ、４ｂの厚みの１．１〜２倍程度とすることがフロー状態を良好にする上で好ましい。薄すぎると接合部７に段差を生じてしまう。接合部７を滑らかに仕上げるためにはクッション材９の選定は重要であり、ゴム板、不織布、フォーム材などゴムシート４ａ、４ｂの厚みよりも硬度の低いものが好ましい。
本発明の防水シート用固定プレート２は電磁誘導加熱によって加熱されるようにステンレス、亜鉛メッキ鋼板、ガルバニウム鋼板などの導体金属から構成されており、径がφ６０〜１００ｍｍ程度の円形または正方形、矩形などのプレート本体６と、その少なくとも防水シート１と接する表面を覆う被覆材６からなっている。
被覆材６として用いられるものとしては、防水シート４と融着が可能な熱可塑性樹脂であることが必要になり、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンビニルアセテートなどのオレフィン樹脂やそれらを変成した塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、マレイン化エチレンビニルアセテートなどの変成オレフィン樹脂、オレフィン系熱可塑性エラストマーなどが挙げられるが、この中でも加硫ゴムと融着したときの接着強度が大きいことからポリプロピレン、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリエチレンを用いることが好ましい。
被覆材６の厚みは０．０５〜２．０ｍｍ、より好ましくは０．０５〜１．０ｍｍの範囲とする。被覆材６の厚みをこのような範囲とすることによって、前記のように防水シートの表面に２０〜２００μｍ深さの凹凸パターンを有していたとしても被覆材６の熱可塑性樹脂が加熱して溶融したときに凹凸パターンの凹部にも十分流れ込むことができるので、接着面積が広くなったことになり接着力としては大きなものを得ることができる。
被覆材６の厚みが０．０５未満であると加熱して溶融しても防水シートの凹凸パターン内に十分流れ込むことができず接着力が小さくなってしまうことと薄すぎて強度の面で不安があるという問題が挙げられる。２．０ｍｍを超えると通常の加熱状態では、シートとの接触面まで熱が伝わらず表面が溶融しない状態となるので好ましくない。また、厚みが１．０ｍｍを超えた場合には、被覆材６を防水シートの凹凸パターン内に十分流れ込むだけの溶融させるのに要する加熱時間が長くなるので、より好ましくは１．０ｍｍ以下とすることが好ましいといえる。
また、被覆材６を構成する熱可塑性樹脂は加熱して溶融したときに流れやすいものの方が防水シートの凹凸パターン内に流れ込みやすい。そこで本発明では被覆材６を構成する熱可塑性樹脂のメルトフローレート（ＭＦＲ）が０．１〜３０．０ｇ／１０ｍｉｎの範囲、より好ましくは０．２〜１０．０ｇ／１０ｍｉｎのものを用いている。被覆材６のＭＦＲが０．１ｇ／１０ｍｉｎ未満であると加熱時の流れが悪く防水シート表面の凹凸パターン内に流れ込むことができず接着力が小さくなってしまい、３０．０ｇ／１０ｍｉｎを超えると加熱後の圧着によって樹脂が周囲に溢れて樹脂の厚みが薄くなるので好ましくない。
また、プレート本体５と被覆材６とは、例えば融着や接着剤を介在するなどして固着されている。プレート本体５は、電磁誘導加熱によって加熱することのできる導体である必要があり、さらには防錆性、耐候性の高いものが好ましく、具体的には鋼板、溶融亜鉛メッキ鋼板、溶融アルミニウムメッキ鋼板、冷間圧延ステンレス鋼板、アルミニウム板、アルミニウム合金板などが挙げられる。
このプレート本体５の厚みは使用する金属の種類によっても夫々異なるが、通常０．４〜２．０ｍｍ程度のものが用いられる。０．４ｍｍ未満であると剛性が低く屋根葺材としての形状を保つことができず、防水シート４が風の負圧などで浮き上がろうとした時に破壊される可能性がある。また２．０ｍｍを超えると加工性が乏しくなる上に重量が大きくなり、防水シート４上に現れる段差が大きくなり外観を損ねることになるので好ましくない。特にステンレス鋼を用いる場合は０．５〜１．０ｍｍの厚さがもっとも好ましい。ステンレス鋼であればこの範囲で剛性も十分に得られ、また、金切りはさみで簡単に切断加工することができ、施工時の加工も容易である。
プレート本体５と被覆材６との接着は例えば次のような方法で行う。まず金属板の脱脂処理を行う。脱脂方法は、アルカリ洗浄法、溶剤洗浄法、エマルション洗浄法、電界脱脂洗浄法などの中から、使用する金属にあわせて好適なものを選択する。次に金属の防錆、粗面化を行う。化学的方法として酸洗い法、アルカリ防錆法などがあり、物理的方法としては、プラスト法、液体ホーニング法、ウォータージェット法、サンドペーパー研磨法などがあり、状況によって１つ、あるいは２つを組み合わせて用いる。
次工程の化成処理は、金属の種類によって異なるが、リン酸塩皮膜、クロム酸塩皮膜、シュウ酸塩皮膜、カップリング材処理皮膜を施す。そして被覆材６とをウレタン系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤などを用いて接着する。被覆材６はプレート本体５と防水シート４と接する面にのみ配置していてもよいが、全面を覆っていても構わず、プレート本体５から被覆材６が剥離しにくくなるということでは好ましいといえる。
また、融着する場合でもプレート本体５の表面を前記のように処理し、ホットメルト型接合材を介在して熱融着するか、プレート本体５に直接被覆材６を融着するなどが可能である。
プレート本体５と被覆材６との間の固定強度を高めるために、図６に示すような構造をとることも可能である。プレート本体５には表裏面を貫く少なくとも一つの貫通孔１２があり、プレート本体５を覆う被覆材６が貫通孔１２に入り込むとともに裏面の被覆材６と一体になっており、被覆材６をプレート本体５に物理的・機械的に固定している。このような固定方法によって金属との接着性に乏しい素材でも十分に強固に固定することができるので、もちろん防水シート４の固定に用いることができる。
また、被覆材６のプレート本体５への固定方法として上記には表裏面を完全に被覆して貫通孔１２において両者を一体化する構成を示したが、表面の被覆材６は防水シート４と融着の役目を果たすことからある程度の面積を必要とするものの、裏面の被覆材６は表面の被覆材６と貫通孔１２において一体化し、被覆材６をプレート本体５に固定することができる働きをしさえすればよく、全面を覆っていなくても図７のように裏面に張り出し部１３を有する形状としても構わない。この場合、表面に被覆している部分と裏面の張り出し部１３の間で被覆材６がプレート本体５に機械的に固定されることになる。
次に、本発明防水シートの下地への固定方法を種々の条件で実施し、防水シートと固定プレートとの接合強度を比較した。
実施例１では防水シートとしてはガラス繊維からなる基布を積層して補強したＪＩＳ Ａ６００８一般複合タイプの加硫ゴム系ＥＰＤＭからなり、厚み１．５ｍｍのものを用いた。防水シート用固定プレートとしてはプレート本体に亜鉛鋼板製の厚み０．６ｍｍ、直径がφ６５ｍｍの円形のプレートを用い、ＴＰＯからなる厚み０．１ｍｍの被覆材をプレート本体の上に接着剤を介して重ね、ヒートラミネート装置にて積層被覆し被覆材とした。アンカー部材としては４．５ｍｍのステンレスネジと６．０ｍｍのナイロンプラグを用いた。
固定プレートを下地にアンカー部材を用いて固定し、その上から前記仕様の防水シートを重ね合わせ、電磁誘導加熱によって固定プレートと防水シートを融着した。加熱後に防水シートの上から加熱部分を０．１１ＭＰａの圧力で１５秒間抑えている。
冷却し融着が完了した後、防水シートと防水シート用固定プレートとを接着部が破壊するまで引張り、接合強度を測定した。測定条件としては、剥離速度５０ｍｍ／ｍｉｎ、測定温度２１℃であった。その結果を表１に示す。
実施例２としては、防水シート用固定プレートに用いる被覆材の厚みを０．１５ｍｍにした以外は実施例１と同じ条件で行った。同様に、冷却し融着が完了した後、防水シートと防水シート用固定プレートとの接合強度を測定した。
実施例３としては、防水シート用固定プレートに用いる被覆材の厚みを０．２ｍｍにした以外は実施例１と同じ条件で行った。同様に、冷却し融着が完了した後、防水シートと防水シート用固定プレートとの接合強度を測定した。
実施例４としては、防水シート用固定プレートに用いる被覆材の厚みを０．３ｍｍにした以外は実施例１と同じ条件で行った。同様に、冷却し融着が完了した後、防水シートと防水シート用固定プレートとの接合強度を測定した。
実施例５としては、防水シート用固定プレートに用いる被覆材の厚みを１．０ｍｍにした以外は実施例１と同じ条件で行った。同様に、冷却し融着が完了した後、防水シートと防水シート用固定プレートとの接合強度を測定した。
実施例６としては、防水シート用固定プレートに用いる被覆材の厚みを１．８ｍｍにした以外は実施例１と同じ条件で行った。同様に、冷却し融着が完了した後、防水シートと防水シート用固定プレートとの接合強度を測定した。
比較例１
比較例１としては、防水シート用固定プレートに用いる被覆材の厚みを０．０２ｍｍにした以外は実施例１と同じ条件で行った。同様に、冷却し融着が完了した後、防水シートと防水シート用固定プレートとの接合強度を測定した。
比較例２
比較例２としては、防水シート用固定プレートに用いる被覆材の厚みを２．５ｍｍにした以外は実施例１と同じ条件で行った。同様に、冷却し融着が完了した後、防水シートと防水シート用固定プレートとの接合強度を測定した。
Figure 2005126987
表１の結果から被覆材の厚み０．０５〜２．０ｍｍで本発明の範囲内である実施例１〜６までは、剥離強度の数値が高く強固に融着できているということがわかるのに対して、比較例１では被覆材が薄すぎて防水シート表面の凹凸に樹脂が入りきらず凸部のみでの接着となり、初期における接合強度は得られているが長期に渡って維持できない。また比較例２では逆に被覆材の厚みが厚すぎて通常の加熱状態では表面が十分に溶融できず、やはり強度が得られていないということがわかる。
次に防水シート用固定プレートを電磁誘導加熱にて加熱した後の押さえ圧力を変化させて接合を行い、その時の接合強度を比較してみた。
電磁誘導加熱した後の防水シートの自重でかかる圧力以外に圧力をかけなかった以外は実施例２と同じように接合し、その時の接合強度を測定した。結果を表２に示す。
電磁誘導加熱した後の防水シートの上から０．０５ＭＰａの圧力をかけた以外は実施例２と同じように接合し、その時の接合強度を測定した。結果を表３に示す。
電磁誘導加熱した後の防水シートの上から０．３５ＭＰａの圧力をかけた以外は実施例２と同じように接合し、その時の接合強度を測定した。結果を表３に示す。
Figure 2005126987
表２の結果から加熱後の押さえ圧力を所定の範囲内にすることで、界面剥離することなく十分な接合強度を得ることができることがわかる。
建築物の屋上などコンクリート下地などに防水層を形成する防水工法に用いることができる。
本発明の防水シートの固定方法を実施したところの断面図である。 固定プレートの断面図である。 広幅防水シートの平面図である。 上下金型間に接合部を配置したところの側面図である。 接合後の接合部を示す側面図である。 固定プレートの別の形態を示す断面図である。 固定プレートの更に別の例を示す断面図である。
符号の説明
１ 下地
２ 防水シート用固定プレート
３ アンカー部材
４ 防水シート
５ プレート本体
６ 被覆材
７ 接合部
８ キュアテープ
９ クッション材
１０ 上金型
１１ 下金型
１２ 貫通孔
Ｄ 電磁誘導加熱器

Claims (3)

  1. 下地にゴム製の防水シートを敷設し、防水シートの所用位置を下地に固定する防水シートの固定方法において、防水シートとしては複数枚のゴムシートを予め接合して得られた広幅防水シートを使用し、少なくとも防水シートと接する側の表面に熱可塑性樹脂からなる被覆材を積層した導体からなる固定プレートを下地にアンカー固定し、その上から前記防水シートを重ね合わせた状態で防水シートの上から電磁誘導加熱することによって固定プレートを加熱し、被覆材を溶融させ防水シートと固定プレートを融着することによって防水シートを下地に固定することを特徴とする防水シートの固定方法。
  2. 固定プレートの被覆材を構成する熱可塑性樹脂材料が、ポリプロピレン、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリエチレンから選ばれてなるいずれかである請求項１記載の防水シートの固定方法。
  3. 被覆材の厚みが０．０５〜０．２ｍｍである請求項１〜２記載の防水シートの固定方法。
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