JP6245395B1 - 防水シート用改質アスファルト組成物及び防水シート - Google Patents

防水シート用改質アスファルト組成物及び防水シート Download PDF

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Abstract

【課題】低比重でありつつ、耐折曲げ性及び耐荷重性に優れた防水シートを実現し得る防水シート用改質アスファルト組成物を提供する。【解決手段】防水シート用改質アスファルト組成物は、アスファルトと、オレフィン系熱可塑性樹脂と、中空粒子とを含む。オレフィン系熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、87,000g/モル〜115,000g/モルである。オレフィン系熱可塑性樹脂のメルトボリュームフローレイトは、1.5cm3/10分〜100cm3/10分である。【選択図】図1

Description

本発明は、例えば、防水シート等に好適に用いられる防水シート用改質アスファルト組成物及びそれを用いた防水シートに関する。
従来、建造物や構造物等に防水性を付与するものとして、防水シートが用いられている。例えば、トーチ工法には、基材と、基材の両面上に設けられた改質アスファルト層とを有する防水シートが用いられる(例えば、特許文献1を参照。)。
トーチ工法では、まず、基材と、改質アスファルト組成物層とを含む積層体からなる防水シートを予め作製し、その防水シートの改質アスファルト組成物層を加熱することにより当該組成物層の表面を融解させて、防水シートを構造物の壁面や屋上面、屋根の勾配面等に融着させる工法のことである。なお、防水シートの施工方法としては、トーチ工法以外にも、改質アスファルト組成物を含む塗膜防水材を常温で塗工し、乾燥又は硬化させる工法も知られている。
特開平11−336266号公報
予め作製した防水シートを施工面に融着又は貼付する場合、防水シートの搬送の容易性、施工の容易性等を向上する観点から、防水シートの比重を低くして、防水シートの軽量化を図ることが好ましい。防水シートの比重を低くするためには、防水シートの改質アスファルト層に使用する防水シート用改質アスファルト組成物の比重を低くすることが好ましい。従って、低比重な防水シート用改質アスファルト組成物が求められている。
また、防水シートの低温特性を向上する観点から、防水シートの耐折曲げ性を改善したいという要望がある。
さらに、施工された防水シートに荷重が加わった際に塑性変形しないように、耐荷重性を改善したいという要望もある。
本発明の主な目的は、低比重でありつつ、耐折曲げ性及び耐荷重性に優れた防水シートを実現し得る防水シート用改質アスファルト組成物を提供することにある。
本発明に係る防水シート用改質アスファルト組成物は、アスファルトと、オレフィン系熱可塑性樹脂と、中空粒子とを含む。オレフィン系熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、87,000g/モル〜115,000g/モルである。オレフィン系熱可塑性樹脂のメルトボリュームフローレイトは、1.5cm/10分〜100cm/10分である。
本発明に係る防水シート用改質アスファルト組成物では、防水シート用改質アスファルト組成物におけるアスファルトの含有量が、40質量%〜90質量%であることが好ましい。
本発明に係る防水シート用改質アスファルト組成物は、フライアッシュバルーン、シラスバルーン、パーライトバルーン、ガラスバルーン及びセラミックバルーンからなる群から選ばれた少なくとも1種の中空粒子を含むことが好ましい。
本発明に係る防水シート用改質アスファルト組成物では、中空粒子の106μmふるい残分量が35質量%以下であることが好ましい。中空粒子のかさ比重が0.05g/cm〜0.25g/cmであることが好ましい。中空粒子の浮水率が40質量%以上であることが好ましい。
本発明に係る防水シート用改質アスファルト組成物の190℃における粘度が2,000mPa・s〜12,000mPa・sであることが好ましい。
本発明に係る防水シート用改質アスファルト組成物では、アスファルトが、ストレートアスファルトを含むことが好ましい。アスファルトの25℃における針入度が150〜200であることが好ましい。
本発明に係る防水シートは、上記本発明に係る防水シート用改質アスファルト組成物を含むアスファルト組成物層と、アスファルト組成物層が上に形成された基材とを備える。
本発明によれば、低比重でありつつ、耐折曲げ性及び耐荷重性に優れた防水シートを実現し得る防水シート用改質アスファルト組成物を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る防水シートの模式的断面図である。
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
図1は、本実施形態に係る防水シート1の模式的断面図である。図1に示す防水シート1は、例えば、構造物の壁面や屋上面、屋根の勾配面等に取り付けられ、それらに防水機能を付与する部材である。
防水シート1は、シート状又は板状の基材10と、防水シート用改質アスファルト組成物層20とを有する。防水シート1は、例えば、防水シート用改質アスファルト組成物層20を構造物の壁面や屋上面等に粘着、貼付又は融着することにより用いることができる。例えば、防水シート用改質アスファルト組成物層20を構造物の壁面等に粘着させて防水シート1を使用する場合は、防水シート用改質アスファルト組成物層20の表面が粘着性を有していることが好ましい。その場合、防水シート用改質アスファルト組成物層20の上に剥離層を設けてもよい。
(基材10)
基材10は、防水シート用改質アスファルト組成物層20を補強する機能を有している。好ましい基材10の具体例としては、例えば、織布、不織布、フィルム等が挙げられる。なかでも好ましく用いられる基材10としては、合成樹脂繊維からなる不織布が挙げられる。具体的には、より好ましく用いられる基材10としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル、ナイロン6やナイロン66等のポリアミド、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン等を含む繊維からなる不織布が挙げられる。
(防水シート用改質アスファルト組成物層20)
防水シート用改質アスファルト組成物層20は、基材10の上に設けられている。もっとも、本発明は、この構成に限定されない。例えば、防水シート用改質アスファルト組成物層20と基材10と防水シート用改質アスファルト組成物層20とをこの順に積層して防水シートを作製してもよい。防水シート用改質アスファルト組成物層20は、アスファルトと、オレフィン系熱可塑性樹脂と、中空粒子とを含む。
(1)アスファルト
防水シート用改質アスファルト組成物層20のアスファルトは、一般的な防水シートに使用可能なアスファルトであれば特に限定されない。防水シート用改質アスファルト組成物層20のアスファルトは、防水シート1に要求される特性等に応じて適宜選択することができる。
防水シート用改質アスファルト組成物層20のアスファルトは、ストレートアスファルトを含むことが好ましく、60質量%以上含むことがより好ましく、80質量%以上含むことがさらに好ましく、実質的にストレートアスファルトからなることがなお好ましく、ストレートアスファルトからなることがさらに好ましい。また、防水シート用改質アスファルト組成物層20のアスファルトは、25℃における針入度が150〜200であることが好ましい。
ここで、「ストレートアスファルト」とは、原油を常圧又は減圧雰囲気下において蒸留することによりガソリン、灯油、軽油、潤滑油などを取り除いて得られるものである。
ストレートアスファルトとしては、25℃における針入度が150〜200程度のストレートアスファルトが好適に用いられる。なお、25℃における針入度は、JIS K 2207−1996「石油アスファルト」に準拠して測定することができる。
防水シート用改質アスファルト組成物層20におけるアスファルトの含有量は、40質量%〜90質量%であることが好ましく、50質量%〜80質量%であることがより好ましく、60質量%〜80質量%であることがさらに好ましく、65質量%〜75質量%であることがさらに好ましい。防水シート用改質アスファルト組成物層20におけるアスファルトの含有量が少なすぎると、防水シート用改質アスファルト組成物の粘度が高くなりすぎ、防水シートの成形が困難となる場合がある。防水シート用改質アスファルト組成物層20におけるアスファルトの含有量が多すぎると、防水シート用改質アスファルト組成物層20の感温性が高くなり、耐久性が低下する場合がある。
なお、防水シート用改質アスファルト組成物層20は、ストレートアスファルト以外のアスファルト、例えば、ブローンアスファルト等をさらに含んでいてもよい。
(2)オレフィン系熱可塑性樹脂
オレフィン系熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、87,000g/モル〜115,000g/モルである。このため、防水シート用改質アスファルト組成物の粘度を低くし得る。また、防水シートの良好な耐折曲げ性を実現することができる。さらに、防水シートの良好な耐荷重性を実現することができる。
防水シート用改質アスファルト組成物の粘度をより低くし、防水シートの耐折曲げ性をさらに改善する観点からは、オレフィン系熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、114,000g/モル以下であることが好ましく、113,000g/モル以下であることがより好ましく、112,000g/モル以下であることがさらに好ましい。但し、オレフィン系熱可塑性樹脂の重量平均分子量が小さすぎると、防水シート用改質アスファルト組成物層20の感温性が高くなり、耐久性が低下する場合がある。また、防水シートの耐荷重性が低くなり、例えば、踏み跡等が残りやすくなる。従って、オレフィン系熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、90,000g/モル以上であることが好ましく、95,000g/モル以上であることがより好ましく、100,000g/モル以上であることがさらに好ましい。
オレフィン系熱可塑性樹脂のメルトボリュームフローレイトは、1.5cm/10分〜100cm/10分である。このため、防水シートの耐荷重性を向上し得る。防水シートの耐荷重性をより向上する観点からは、オレフィン系熱可塑性樹脂のメルトボリュームフローレイトは、60cm/10分以下であることが好ましく、20cm/10分以下であることがより好ましく、10cm/10分以下であることがさらに好ましい。但し、オレフィン系熱可塑性樹脂のメルトボリュームフローレイトが大きすぎると、防水シート用改質アスファルト組成物表面の弾性が低下する場合がある。但し、オレフィン系熱可塑性樹脂のメルトボリュームフローレイトが小さすぎると、防水シート用改質アスファルト組成物の製造時にオレフィン系熱可塑性樹脂がストレートアスファルトに均一に分散しない場合がある。従って、オレフィン系熱可塑性樹脂のメルトボリュームフローレイトは、1.8cm/10分以上であることが好ましく、2.0cm/10分以上であることがより好ましく、2.5cm/10分以上であることがより好ましい。
好ましく用いられるオレフィン系熱可塑性樹脂の具体例としては、例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)等が挙げられる。これらのオレフィン系熱可塑性樹脂の1種のみを用いてもよいし、複数種類のオレフィン系熱可塑性樹脂を混合して用いてもよい。
(3)中空粒子(フィラー)
防水シート用改質アスファルト組成物は、フィラーとして中空粒子を含む。このため、防水シート用改質アスファルト組成物の比重を低くすることができる。なお、本発明において、防水シート用改質アスファルト組成物は、中空粒子以外のフィラーをさらに含んでいてもよい。
好ましく用いられる中空粒子としては、フライアッシュバルーン、シラスバルーン、パーライトバルーン、ガラスバルーン、セラミックバルーン等が挙げられる。フィラーは、これらのうちの1種の中空粒子のみを含んでいてもよいし、複数種類の中空粒子を含んでいてもよい。
中空粒子の106μmふるい残分量は、35質量%以下であることが好ましく、32質量%以下であることがより好ましく、30質量%以下であることがさらに好ましい。中空粒子の106μmふるい残分量が多すぎると、防水シート用改質アスファルト組成物の粘度が高くなりすぎる場合がある。
中空粒子のかさ比重は、小さいことが好ましい。中空粒子のかさ比重を小さくすることにより、防水シート用改質アスファルト組成物の軽量化を図ることができるためである。従って、中空粒子のかさ比重は、0.25g/cm以下であることが好ましく、0.23g/cm以下であることがより好ましく、0.22g/cm以下であることがさらに好ましく、0.20g/cm以下であることがさらに好ましい。
但し、中空粒子のかさ比重が小さすぎると、中空粒子の強度が低くなり、防水シート用改質アスファルト組成物を製造する際の攪拌工程において中空粒子が破損し、かえって防水シート用改質アスファルト組成物の比重が高くなることがある。従って、中空粒子のかさ比重は、0.05g/cm以上であることが好ましく、0.07g/cm以上であることがより好ましく、0.10g/cm以上であることがさらに好ましく、0.15g/cm以上であることがさらに好ましい。
防水シート用アスファルト組成物層20に含まれる中空粒子の浮水率は、40質量%以上であることが好ましく、45質量%以上であることがより好ましく、50質量%以上であることがさらに好ましく、60質量%以上であることがさらに好ましい。中空粒子の浮水率が少なすぎると、防水シート用改質アスファルト組成物を十分に軽量化できない場合がある。
中空粒子は、防水シート用改質アスファルト組成物に、アスファルトとオレフィン系熱可塑性樹脂との合量100質量部に対して、1質量部以上含まれていることが好ましく、3質量部以上含まれていることがより好ましく、5質量部以上含まれていることがさらに好ましい。防水シート用改質アスファルト組成物に含まれる中空粒子が少なすぎると、改質アスファルトの軽量化が困難となる場合がある。但し、改質アスファルトに含まれている中空粒子が多すぎると、防水シート用改質アスファルト組成物の粘度が高くなりすぎ、防水シートの成形が困難となる場合がある。従って、中空粒子は、防水シート用改質アスファルト組成物に、アスファルトとオレフィン系熱可塑性樹脂との合量100質量部に対して、30質量部以下含まれていることが好ましく、20質量部以下含まれていることがより好ましく、15質量部以下含まれていることがさらに好ましい。
下記の実施例及び比較例の結果からも分かるように、重量平均分子量が87,000g/モル〜115,000g/モルであり、かつメルトボリュームフローレイトが1.5cm/10分〜100cm/10分であるオレフィン系熱可塑性樹脂と、中空粒子とを含ませることにより、低比重でありつつ、優れた耐折曲げ性や耐荷重性を有する防水シート用改質アスファルト組成物を実現することができる。
優れた耐荷重性を実現する観点からは、オレフィン系熱可塑性樹脂のメルトボリュームフローレイトが、60cm/10分以下であることが好ましく、20cm/10分以下であることがより好ましく、10cm/10分以下であることがさらに好ましく、5cm/10分以下であることがさらに好ましい。
優れた成形性を実現する観点からは、防水シート用改質アスファルト組成物の190℃における粘度が2,000mPa・s〜12,000mPa・sであることが好ましく、190℃における粘度が3,000mPa・s〜10,000mPa・sであることがより好ましい。なお、防水シート用改質アスファルト組成物の粘度が低すぎると、防水シート製造時の成形性が悪化する。具体的には防水シート用改質アスファルト組成物層20の厚みにむらが生じ易くなり、製造された防水シートの防水性が低下する場合がある。また、防水シートを構造物の施工面に融着する場合に、防水シート用改質アスファルト組成物層20の表面をバーナーで炙ったときに、防水シート用改質アスファルト組成物層20が飛散してしまう場合がある。
軽量な防水シート1を実現する観点からは、防水シート用改質アスファルト組成物の比重は、0.90g/cm以下であることが好ましく、0.88g/cm以下であることがより好ましく、0.86g/cm以下であることがさらに好ましい。但し、防水シート用改質アスファルト組成物の比重が低すぎると、防水シートの耐風圧性が低下する場合がある。従って、防水シート用改質アスファルト組成物の比重は、0.40g/cm以上であることが好ましく、0.50g/cm以上であることがより好ましい。
構造物の施工面に融着する場合の防水シート用改質アスファルト組成物の融解性の観点から、防水シート用改質アスファルト組成物の軟化点は170℃以下であることが好ましく、165℃以下であることがより好ましい。また、高温環境下における施工後の防水シート用改質アスファルト組成物にだれが発生するおそれがあることから、防水シート用改質アスファルト組成物の軟化点は140℃以上であることが好ましく、145℃であること以上がより好ましく、150℃以上であることがさらに好ましく、155℃であること以上がさらに好ましい。
耐荷重性の観点から、防水シート用改質アスファルト組成物の25℃における針入度は32以下が好ましく、30以下がより好ましく、26以下がさらに好ましい。さらに、防水シート用改質アスファルト組成物の50℃における針入度は86以下が好ましく、78以下がより好ましく、66以下がさらに好ましい。また、施工した下地への追従性の観点から、防水シート用改質アスファルト組成物の25℃における針入度は15以上が好ましく、18以上がより好ましい。さらに、防水シート用改質アスファルト組成物の50℃における針入度は42以上が好ましく、47以上がより好ましい。
以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。
(比較例1)
以下の原料を使用し、表1に示す質量部のストレートアスファルト(25℃における針入度:175)及びオレフィン系熱可塑性樹脂Aをビーカー内に投入し、190℃に加熱しながら400rpmの回転速度で2時間攪拌することにより溶解させた。その後、600rpmで1時間攪拌することにより防水シート用改質アスファルト組成物500gを得た。
(比較例2)
以下の原料を使用し、表1に示す質量部のストレートアスファルト(25℃における針入度:175)及びオレフィン系熱可塑性樹脂Aをビーカー内に投入し、190℃に加熱しながら400rpmの回転速度で2時間攪拌することにより溶解させた。その後、表1に示すフィラーを33質量部投入し、600rpmで1時間攪拌することにより防水シート用改質アスファルト組成物500gを得た。
(比較例3)
フィラーとして、表1に示すフィラーを16質量部用いたこと以外は、比較例2と同様にして防水シート用改質アスファルト組成物500gを得た。
(比較例4)
フィラーとして、表1に示すフィラーを16質量部用いたこと以外は、比較例2と同様にして防水シート用改質アスファルト組成物500gを得た。
(実施例1)
オレフィン系熱可塑性樹脂として表1に示すオレフィン系熱可塑性樹脂Bを用いたこと以外は、比較例3と同様にして防水シート用改質アスファルト組成物500gを得た。
(実施例2)
オレフィン系熱可塑性樹脂として表2に示すオレフィン系熱可塑性樹脂Cを用いたこと以外は、比較例4と同様にして防水シート用改質アスファルト組成物500gを得た。
(比較例5)
オレフィン系熱可塑性樹脂として表1に示すオレフィン系熱可塑性樹脂Dを用いたこと以外は、比較例3と同様にして防水シート用改質アスファルト組成物500gを得た。
(比較例6)
オレフィン系熱可塑性樹脂として表1に示すオレフィン系熱可塑性樹脂Dを用いたこと以外は、比較例4と同様にして防水シート用改質アスファルト組成物500gを得た。
なお、各実施例及び各比較例で用いたオレフィン系熱可塑性樹脂の重量平均分子量、及び、防水シート用改質アスファルト組成物に使用したフィラーの106μmふるい残分量、かさ比重、浮水率を以下の要領で測定した。結果を表1に示す。
(フィラーの106μmふるい残分量の測定方法)
JIS Z 8815「ふるい分け試験方法通則」の乾式ふるい分けの手動ふるい分けに準拠し、JIS Z 8801に規定する直径200mm、目開き106μmの試験用ふるいを用い、気体中で約40cmの試料をふるいに投入し、約20°傾斜させ、1分間に約120回の割合でふるい枠をたたいてふるい分け、残分量の重量を測定することにより、106μmふるい残分量を測定した。
(フィラーのかさ比重の測定方法)
ホソカワミクロン社製パウダテスタPT−X型を用い、試料をパウダテスタのふるいに投入し、振動させて100mlの測定用カップに自然落下状態で充填させたときの重量を測定し、かさ比重を算出した。
(フィラーの浮水率の測定方法)
15gの試料を1000mlビーカーに入れた後に水を入れ、十分に攪拌した後に静置し、水の濁りがなくなるまで置き、浮いた試料を採取し、その試料の乾燥物の重量(W)を測定し、W/15×100から浮水率を算出した。
(熱可塑性樹脂の重量平均分子量の測定方法)
0.1gの試料を10mlのODCB(オルトジクロロベンゼン)に投入し、145℃で2時間加熱することにより溶解させ、さらに、ODCBで10倍に希釈し、Waters社製アライアンスGPC/V2000を用い、重量平均分子量を測定した。
(熱可塑性樹脂のメルトボリュームフローレイトの測定方法)
JIS K 7210「プラスチック−熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト(MFR)及びメルトボリュームフローレイト (MVR) の試験方法」のB法に準拠し、東洋精機製作所社製メルトインデクサーT−111型を用い、150℃に温度設定したシリンダ内に熱可塑性樹脂を投入して設定温度で溶解した。その後、ピストンにおもり2.16kgを載せて25mm移動する時間を測定し、JIS K 7210に規定された算出方法で、メルトボリュームフローレイトを測定した。
(評価)
実施例1,2及び比較例1〜6のそれぞれにおいて作製した防水シート用改質アスファルト組成物及びその成形物の各物性について下記の評価方法を用いて評価した。結果を表1に示す。
(粘度)
約10gの試料を190℃に加熱し、B型粘度計を用いて測定した。なお、ローターは.No.31を用いて、回転数は12rpmとした。
(比重)
50×50×2mmの試料を作製し、アルファミラージュ社製高精度電子比重計EW−300SGを用いて、気中及び水中の重量を測定することにより、比重を測定した。
(軟化点)
JIS K 2207「石油アスファルト」に準拠し、規定の環に試料を充填し、32℃のグリセリン浴中で15分間保持し、試料の中央に3.5gの球を置き、浴温を5℃/分の割合で上昇させ、球が落下したときの温度を測定することで、防水シート用改質アスファルト組成物の軟化点を測定した。
(針入度)
JIS K 2207「石油アスファルト」に準拠し、25℃及び50℃の恒温水槽で一定温度に保った試料に、規定の針が5秒間に進入する長さを測定することで、防水シート用改質アスファルト組成物の針入度を測定した。
(耐折曲げ性)
100mm×50mm×2mmの試料を作製し、JIS A 6013「改質アスファルトルーフィングシート」に準拠し、−15℃に冷却した試料にき裂が入らないことを確認した。
(耐荷重性)
まず、厚みが2mmであるシート状の試料を作製した。その試料の表面にフレーク状の天然スレートを付着させ、100℃の高温槽で一定温度に保ち、試料の上にφ20mmの環を置き、その上に1kgの重りを載せ、1分間静置し、試料に環の跡が残らないことを確認した。目視で環の跡が全く確認できない場合「○」とし、目視の角度により光の反射で僅かに環の跡が確認できる場合「△」とし、どの角度から目視しても環の跡が確認できる場合「×」とした。
Figure 0006245395

なお、表1において、
熱可塑性樹脂A:重量平均分子量が116,830g/モルであるオレフィン系熱可塑性樹脂、
熱可塑性樹脂B:重量平均分子量が110,128g/モルであるオレフィン系熱可塑性樹脂、
熱可塑性樹脂C:重量平均分子量が94,336g/モルであるオレフィン系熱可塑性樹脂、
熱可塑性樹脂D:重量平均分子量が85,338g/モルであるオレフィン系熱可塑性樹脂、
である。
1 防水シート
10 基材
20 防水シート用改質アスファルト組成物層

Claims (5)

  1. アスファルトと、
    重量平均分子量が87,000g/モル〜115,000g/モルであり、メルトボリュームフローレイトが1.5cm/10分〜100cm/10分であるオレフィン系熱可塑性樹脂と、
    中空粒子と、
    を含み、
    前記中空粒子の106μmふるい残分量が35質量%以下であり、かさ比重が0.05g/cm 〜0.25g/cm であり、浮水率が40質量%以上であり、
    190℃における粘度が2,000mPa・s〜12,000mPa・sである、防水シート用改質アスファルト組成物。
  2. 前記防水シート用改質アスファルト組成物におけるアスファルトの含有量が、40質量%〜90質量%である、請求項1に記載の防水シート用改質アスファルト組成物。
  3. フライアッシュバルーン、シラスバルーン、パーライトバルーン、ガラスバルーン及びセラミックバルーンからなる群から選ばれた少なくとも1種の中空粒子を含む、請求項1又は2に記載の防水シート用改質アスファルト組成物。
  4. 前記アスファルトが、ストレートアスファルトを含み、
    前記アスファルトの25℃における針入度が150〜200である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の防水シート用改質アスファルト組成物。
  5. 請求項1〜のいずれか一項に記載の防水シート用改質アスファルト組成物を含むアスファルト組成物層と、
    前記アスファルト組成物層が上に形成された基材と、
    を備える、防水シート。
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