JP2006265367A

JP2006265367A - 防水シート

Info

Publication number: JP2006265367A
Application number: JP2005085070A
Authority: JP
Inventors: Seiji Yoshida; 清治吉田
Original assignee: CI Kasei Co Ltd
Current assignee: CI Kasei Co Ltd
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2006-10-05

Abstract

【課題】引張強さ、低温時の伸び及び溶着性に優れた防水シートを提供すること。
【解決の手段】（Ａ）架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマー１５〜４０重量％及び（Ｂ）線状低密度ポリエチレン６０〜８５重量％、又は（Ａ）１５〜４０重量％、（Ｂ）４０〜８５重量％及び（Ｃ）結晶性ポリプロピレン系共重合体樹脂０〜２０重量％からなる組成物を成形加工してなることを特徴とする。

Description

本発明は、架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマーと線状低密度ポリエチレンからなる２成分系の組成物、及びさらに結晶性ポリプロピレン系共重合体樹脂を加えた３成分系の組成物を成形加工してなる、機械的物性と熱溶着加工性に優れた防水シートに関する。

池、ダム、トンネルなどの土木工事における防水施工法としては、一般に、モルタル防水法、アスファルト防水法、シート防水法等が知られている。

モルタル防水法は、セメントモルタルに防水剤を混合して、モルタル自体に防水性を付与し、施工現場で塗布する工法であるが、塗布条件等により防水効果に差を生じたり、防水層自体に亀裂を生じ易いなどの欠点がある。
アスファルト防水法は、加熱溶融したアスファルトを、フェルト、ルーフィングなどと交互に積層して防水層を作る工法であるが、熱工法の為、火災の危険や、アスファルト自体が耐候性、耐熱性、下地追随性に劣るなどの欠点がある。
また、シート防水法は、加硫ゴム等のシートを、主に接着剤で貼り付けて防水層を形成する工法であり、耐候性、耐薬品性、下地追随性など防水シートとして要求される多くの性質を満足させる反面、接着剤に溶剤が使用される場合は作業者の安全衛生上の問題があり、また、シート間の接着が不完全になり易いという施工面での欠点を持っている。

このシート防水法の欠点を改良する方法として、近年は、熱融着可能な熱可塑性エラストマーの防水シートが用いられるようになってきている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
特開昭５９−１８７４１号公報特許第３０１５８０８号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているシートなどにおいては、通常、充分な融着強度を得るためには熱融着時に大きな面圧を必要とする。したがって、構造物のコーナーや立上り部などでの手操作による熱融着に頼る箇所では、熱融着時の面圧を大きくすることができないため、剪断剥離変形等が生じやすく、その結果、防水効果が減じられる恐れがあり、また、このようなシートでは融着強度の融着温度依存性が大きく、施工現場での外気温や、融着温度条件の影響を受けやすいという問題もあった。すなわち融着温度が低目だと融着強度のバラツキが大きく漏水の原因となり、逆に融着剥離力を高めるために融着温度を高目にすると、シートの表面が焼け焦げて、融着強度は逆に低くなる。
特許文献２には、より低い面圧で大きな融着強度が得られ、融着温度依存性の少ない防水シートが開示されているが、引張強さと低温時の伸びが不十分であり、溶着性のより一層の改善も要望されていた。

本発明は、上記問題点を解消するためになされたもので、引張強さ、低温時の伸び及び溶着性に優れた防水シートを提供することを目的としてなされたものである。

本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマーに線状低密度ポリエチレンを特定の比率で配合した２成分系の組成物、及びさらに結晶性ポリプロピレン系共重合体樹脂を特定の比率で配合した３成分系の組成物を用いることにより、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明に係る防水シートは、
（Ａ）架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマー１５〜４０重量％及び（Ｂ）線状低密度ポリエチレン６０〜８５重量％からなる組成物を成形加工してなることを特徴とし、また、
（Ａ）架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマー１５〜４０重量％、（Ｂ）線状低密度ポリエチレン４０〜８５重量％及び（Ｃ）結晶性ポリプロピレン系共重合体樹脂０〜２０重量％からなる組成物を成形加工してなることを特徴とする。

本発明によれば、常温及び高温時の引張強さと低温時の伸びが大きく、かつ、溶着性に優れた防水シートが得られるものである。

以下、本発明につき、具体的に詳述する。
本発明で使用される（Ａ）架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマーは、特開昭４８−２６８３８号公報、特開昭５２−１３５４１号公報および特開昭５３−１４９２４０号公報などに記載されている。このうちエチレン含有量が６５〜９０重量％であり、ヨウ素価２０以下、１００℃ムーニー粘度（ＭＬ₁₊₄１００℃）が７０以上のエチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム（ＥＰＤＭ）５０〜９０重量％と，プロピレン系重合体１０〜５０重量％を有機過酸化物の存在下でバンバリーミキサー、一軸混練機、二軸混練機などを用いて動的加硫して得た架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマーが好ましい。
更に好ましくは、エチレン含有量が７０〜８５重量％、ヨウ素価が５〜１０、ＭＬ₁₊₄１００℃が７０以上のＥＰＤＭ７０〜８５重量％とプロピレン系重合体１５〜３０重量％を有機過酸化物の存在下でバンバリーミキサー、一軸混練機、二軸混練機などを用いて、１８０℃以上で動的加硫して得た部分架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマーが好ましい。なお架橋効率をたかめる為に用いる架橋助剤や、流動性向上を目的として鉱物油系軟化剤を２〜２５重量％架橋反応の前又は後で添加することが好ましい。

本発明で使用される（Ｂ）線状低密度ポリエチレンは、メタロセン触媒又はチーグラー触媒の存在下にエチレンと炭素数４〜１２のα−オレフィンとを重合して得られる共重合体であり、０．９０〜０．９３ｇ／ｃｍ³の密度を有するものが望ましく、また、そのメルトフローレート（ＭＦＲ）は、０．３〜３ｇ／１０分の範囲内にあることが望ましい。
具体的には、メタロセン触媒系のものとして、三井化学社製のエボリューＳＰ２０２０、ＳＰ１５２０、ＳＰ２５２０などが挙げられ、チーグラー触媒系のものとして、日本ユニカー社製のタフセンＴＵＦ２０５０、ＴＵＦ２０３２、ＴＵＦ２０６０、出光石油化学社製のモアテック０１３４、０１３８、０１４４、三井化学社製のウルトゼックス１５２０Ｌ、１０２２Ｌ、２５２０などが挙げられる。

これら（Ａ）架橋型熱可塑性エラストマーと（Ｂ）線状低密度ポリエチレンは、それぞれ１５〜４０重量％と６０〜８５重量％の割合で用いられる。
（Ａ）熱可塑性エラストマーが１５重量％より少ないと、シートの柔軟性が失われ、また、（Ｂ）線状低密度ポリエチレンが６０重量％より少ないと、シートの引張強さや伸びが十分でない。

本発明においては、上記の（Ａ）架橋型熱可塑性エラストマー及び（Ｂ）線状低密度ポリエチレンに（Ｃ）結晶性ポリプロピレン系共重合体樹脂を加えた３成分の組成物を用いることができる。
（Ｃ）結晶性ポリプロピレン系共重合体樹脂としては、プロピレンとエチレン又は炭素数４以上のα−オレフィン、例えば１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテンなどの少なくとも１種、好ましくはエチレンと１−ブテン共重合体、又はエチレンとプロピレンの共重合体が用いられる。

上記の３成分は、（Ａ）１５〜４０重量％、（Ｂ）６０〜８５重量％及び（Ｃ）０〜２０重量％、好ましくは３〜１５重量％の割合で用いられる。
（Ｃ）結晶性ポリプロピレン系共重合体樹脂を配合することにより溶着性が向上するが、配合比率が２０重量％以上になると、シートの柔軟性が低下し、下地追随性が悪化するとともに、低温での破断伸びの低下による耐寒性の低下が認められるようになる。

シート成形材料としての組成物の調製は、（Ａ）架橋タイプのオレフィン系熱可塑性エラストマー、（Ｂ）線状低密度ポリエチレン、及び／又は（Ｃ）結晶性ポリプロピレン系共重合体樹脂、必要に応じてオイル、カーボンブラック、あるいは炭酸カルシウムなどの充填剤を（Ａ）及び（Ｂ）、又は（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）の合計１００重量部あたり７０重量部以下、好ましくは４０重量部以下、耐候剤、加工助剤、顔料などを、バンバリーミキサー、１軸押出機、２軸押出機などの混練装置を用いて、約１５０〜２５０℃、好ましくは１９０〜２２０℃の温度で１〜３０分間溶融混練することにより行われる。混合の順序については特に制限はない。

これらの組成物からのシート成形は、一般的なシート成形法で可能である。即ち１６０〜２５０℃の温度でＴダイから溶融樹脂組成物を押出す方法、あるいはバンバリーミキサーやニーダー等で軟化温度以上に加熱溶融させた樹脂組成物をカレンダーロール等でシート状に成形する方法である。なおＴダイシート成形時の押出機は真空ベント機構を備えた装置が好ましい。また、シートの厚みは０．２〜５ｍｍ、好ましくは０．５〜３ｍｍである。

本発明における防水シートは熱可塑性という特徴を活かして例えば次のような用い方ができる。
長さ２５ｍ×幅２ｍ×厚さ１．５ｍｍのシートを用い、施工現場において、熱風機、自走式熱風溶着機などを用いて互いに端部を熱融着させて一体シートを作ったり、場合によってはシートを成形した工場内において、熱風機、ヒートシーラーなどを用いて端部を熱融着させた巾広シートを作製し、ゴルフ場の池、ダム、トンネル、用水路などの各種土木用防水工事や、建物の屋上防水など従来の各種防水シート用途対象物の全てに有効に適用される。
次に実施例により具体的に本発明の実施態様を明らかにする。

以下、実施例によって本発明の内容を具体的に説明するが、本発明は、これら実施例によって限定されるものではない。
なお、これらの実施例における物性値は、以下に示す方法で測定した。

（１）引張強さ
ＪＩＳＡ−６００８（２００２）に従い、シートの長手方向及び幅方向の引張強さ（Ｎ／ｃｍ²）を２０℃と６０℃の温度条件下で測定する。

（２）伸び率
ＪＩＳＡ−６００８（２００２）に従い、シートの長手方向及び幅方向の伸び率（％）を２０℃と−２０℃の温度条件下で測定する。

（３）手動機溶着性
日本道路公団仕様ＪＨ７０６に従い、手動式溶着機＜ハンドライスター＞（ライスター社製）を用いて、１０ｃｍの幅で重ね合わせた２枚のシートの端部を、溶着幅２５ｍｍ、熱風温度４１０℃、溶着速度０．５ｍ／分にて溶着し、剪断剥離強度（Ｎ／２５ｍｍ）を測定する。

（４）自動機溶着性
日本道路公団仕様ＪＨ７０６に従い、自走式溶着機＜ツイニー＞（パーカー社製）を用いて、１０ｃｍの幅で重ね合わせた２枚のシートの端部を、溶着幅２５ｍｍ、熱風温度５００℃、溶着圧６００Ｎ、溶着速度２ｍ／分にて溶着し、剪断剥離強度（Ｎ／２５ｍｍ）を測定する。

〔実施例１〕
エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴム（ＥＰＤＭ）とポリプロピレンの動的架橋組成物に鉱物油系軟化剤を添加した、架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマー〔Ｉ〕（住友化学工業社製、商品名「ＴＰＥ５２８０」）１０重量部、架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマー〔ＩＩ〕（住友化学工業社製、商品名「ＴＰＥ４６５２」）１０重量部、メタロセン触媒系線状低密度ポリエチレン〔Ｉ〕（三井化学社製、商品名「エボリューＳＰ２０２０、密度：０．９１５ｇ／ｃｍ³）７０重量部、重質炭酸カルシウム（丸尾カルシウム社製、商品名「スーパーＳＳ」）５重量部、カーボンブラック（東京インキ社製、商品名「ＰＥＭ８０８０」、濃度：５０重量％）５重量部及び添加剤０．７重量部を配合し、二軸混練機（神戸製鋼所社製、４ＦＣＭ）で溶融混練してペレット状組成物とした。
なお、上記添加剤は、フェノール系酸化防止剤０．３重量部、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤０．２重量部、ヒンダードアミン系光安定剤０．１重量部及びエルカ酸アミド系滑剤０．１重量部からなり、以下の実施例及び比較例においても同一の添加剤を同量配合した。
ベント孔を有する１１５ｍｍφ押出機の先端に幅２．５ｍｍのＴダイを有するシート成形機を用いて、上記ペレットを１８０〜２００℃で溶融し、８０℃の表面温度を有するキャスティングドラム上に押出し、厚さ１．５ｍｍ、幅２．６ｍのシートを成形した。
得られたシートの引張強さと伸び率を測定するとともに、溶着機により熱溶着させた２枚のシートの剥離強度を測定した。結果を表１に示す。

〔実施例２〕
実施例１で使用した架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマー〔Ｉ〕と架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマー〔ＩＩ〕とメタロセン触媒系線状低密度ポリエチレン〔Ｉ〕をそれぞれ１０重量部、１０重量部、５０重量部、結晶性ポリプロピレン系共重合体樹脂〔Ｉ〕（住友化学工業社製、商品名「ノーブレンＳ１３１」、プロピレン・エチレンランダム共重合体）５重量部、実施例１で使用した重質炭酸カルシウムとカーボンブラックをそれぞれ２０重量部、５重量部を配合し、実施例１と同様にしてペレット状組成物とした。上記組成物を用いて実施例１と同様にしてシート状とした。
得られたシートの引張強さと伸び率と剥離強度を実施例１と同様にして測定した。結果を表１に示す。

〔実施例３〕
実施例１で使用した架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマー〔Ｉ〕と架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマー〔ＩＩ〕とメタロセン触媒系線状低密度ポリエチレン〔Ｉ〕をそれぞれ１０重量部、１５重量部、３５重量部、実施例２で使用した結晶性ポリプロピレン系共重合体樹脂〔Ｉ〕１２重量部、実施例１で使用した重質炭酸カルシウムとカーボンブラックをそれぞれ２０重量部、８重量部を配合し、実施例１と同様にしてペレット状組成物とした。
上記組成物を用いて実施例１と同様にしてシート状とした。
得られたシートの引張強さと伸び率と剥離強度を実施例１と同様にして測定した。結果を表１に示す。

〔比較例〕
実施例１で使用した架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマー〔Ｉ〕と架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマー〔ＩＩ〕をそれぞれ１０重量部、１５重量部、実施例２で使用した結晶性ポリプロピレン系共重合体樹脂〔Ｉ〕２２重量部、超低密度ポリエチレン（エチレン・ブテン−１共重合体、住友化学工業社製、商品名「ＶＬ２００」）２５重量部、実施例１で使用した重質炭酸カルシウムとカーボンブラックをそれぞれ２０重量部、８重量部を配合し、実施例１と同様にしてペレット状組成物とした。
上記組成物を用いて実施例１と同様にしてシート状とした。
得られたシートの引張強さと伸び率と剥離強度を実施例１と同様にして測定した。結果を表１に示す。

表１に示すとおり、各実施例において得られたシートは、引張強さ、伸び率及び剥離強度のいずれにおいても、比較例のシートより優れたものであり、特に実施例１及び２のシートは、常温及び高温の引張強さと低温の伸び率において、格段に高い数値を示している。

Claims

（Ａ）架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマー１５〜４０重量％及び（Ｂ）線状低密度ポリエチレン６０〜８５重量％からなる組成物を成形加工してなることを特徴とする防水シート。
（Ａ）架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマー１５〜４０重量％、（Ｂ）線状低密度ポリエチレン４０〜８５重量％及び（Ｃ）結晶性ポリプロピレン系共重合体樹脂０〜２０重量％からなる組成物を成形加工してなることを特徴とする防水シート。
（Ｃ）結晶性ポリプロピレン系共重合体樹脂の配合比率が３〜１５重量％である請求項２に記載の記載の防水シート。
（Ａ）架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマーが、エチレン−プロピレン−非共役ジエン系ゴムとポリプロピレンからなる混合物を有機過酸化物存在下で動的部分架橋してなるエラストマーである請求項１〜３のいずれかに記載の記載の防水シート。
（Ｂ）線状低密度ポリエチレンが０．９０〜０．９３ｇ／ｃｍ³の密度を有する請求項１〜４のいずれかに記載の防水シート。
（Ｃ）結晶性ポリプロピレン系共重合体樹脂がポリプロピレンとエチレンまたは炭素数４以上のα−オレフィンからなるランダム又はブロック共重合体樹脂である請求項２〜５のいずれかに記載の防水シート。
請求項１又は２に記載の組成物に対し、（Ａ）及び（Ｂ）、又は（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）の合計１００重量部あたり７０重量部以下の充填剤が添加された組成物を成形加工してなる防水シート。