JP6309256B2 - 水中における補修箇所の修復方法及び水中における補修箇所の修復材 - Google Patents

Description

本発明は、淡水・海水を問わず、貯水池、廃棄物最終処理池等の内壁に生じた破損等の補修の必要のある箇所を水中において修復する方法及び水中で使用される修復材に関する。

従来、貯水池や廃棄物最終処理池等の内壁に生じた破損に対して修復をする方法が、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されている。
特許文献１では、破損箇所から高密度ベントナイトマットを挿入し、他の高密度ベントナイトマットにより、破損箇所を挟んで接合させることが開示されているが極めて作業効率が悪いという問題がある。
また、特許文献２には、熱可塑性樹脂遮水シートの補修箇所に、水中で接合剤を塗布して、その上に他の熱可塑性樹脂遮水シートを積層した後、圧着して接合剤を硬化させることが開示されている。
しかしながら、水中における接合剤の塗布は極めて作業性が悪いという問題があった。また、特許文献２記載の発明は、補修部位が熱可塑性樹脂である場合にのみ限られており、適用できる補修箇所や貯水池等の種類が限定されて汎用性がないという問題があった。更にまた、補修部位が熱可塑性樹脂に限定されているにもかかわらず、接着強度が十分ではないことが実験的に判明した。

特開２００３−０１０８１０号公報 特許第４８２５７１１号公報

そこで、本願発明は、極めて施工性に優れ、補修部位の幅広い材質に対応することができ、しかも、接着強度が十分な水中における補修箇所の修復方法及び水中における補修箇所の修復材を提供することを目的とする。

本発明の水中における補修箇所の修復方法は、請求項１に記載の通り、加硫した合成ゴム又は合成樹脂から構成された保護シートを、針入度４０〜６０の未加硫のブチルゴムを主材とする合成ゴムシートを介して水中で押圧して水中の補修すべき箇所に付着させることを特徴とする。
請求項２記載の補修箇所の修復方法は、請求項１において、前記合成ゴムシートは、厚さ０．８ｍｍ以上とし、前記保護シートは、加硫した合成ゴムシート、複合シート、又は、透明若しくは半透明のＣＰＰ、ＰＥＴ若しくはＰＰから構成される合成樹脂シートであることを特徴とする。
請求項３記載の補修箇所の修復方法は、請求項１又は２において、前記押圧時の荷重は０．０１２ｋｇ／ｃｍ^２以上であり、前記荷重は１６時間以上継続して加えることを特徴とする。
請求項４記載の補修箇所の修復方法は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の発明において、前記補修箇所は、ゴムを主材として構成されていることを特徴とする。
また、本発明の水中における補修箇所の修復材は、請求項５記載の通り、針入度４０〜６０の未加硫のブチルゴムを主材とする合成ゴムシートに、加硫した合成ゴム又は合成樹脂から構成された保護シートを積層したことを特徴とする。
請求項６記載の水中における補修箇所の修復材は、請求項５において、前記合成ゴムシートは、厚さ０．８ｍｍ以上とし、前記保護シートは、加硫した合成ゴムシート、複合シート、又は、透明若しくは半透明のＣＰＰ、ＰＥＴ若しくはＰＰから構成される合成樹脂シートであることを特徴とする。

本発明によれば、水中において、貯水池等の破損等が生じた修復箇所を極めて効率良く修復することができる。また、修復箇所は、ゴム、樹脂、コンクリート等をはじめとして広い範囲で適用できる。また、本発明によれば、修復箇所を高い強度で補修することができる。

本発明の水中における補修箇所の修復方法は、貯水池、廃棄物処分場等を始め貯水可能な構造物において、淡水・海水等を貯水した状態で、その構造物の内壁や底面に生じた孔や亀裂等の破損を修復することを可能とするものである。

針入度４０〜６０のブチルゴムを主材とする未加硫の合成ゴムシートは、水中の補修すべき箇所に、加硫した合成ゴム又は合成樹脂の保護シートを介して水中で押圧して付着させる。
未加硫の合成ゴムシートは、修復箇所となる亀裂や孔とその周辺とを含む領域に付着させることができ、修復箇所を防水できる程度の粘度、粘着性及び弾性等の物性を有しているものであれば特に制限はない。
この合成ゴムシートを構成するブチルゴムの配合の一例を挙げると、ＩＩＲ２１〜２８重量％、カーボン１９〜２３重量％等とすることができる。
合成ゴムシートの空気中で加圧されていない状態の厚さは、厚さ０．８ｍｍ以上とすることが好ましい。０．８ｍｍ未満であると、被着部位の細かな凹凸を吸収できないからである。尚、合成ゴムシートの厚さは、２．４ｍｍを超えると止水として機能しない無駄な部分が生じるため、コストを考慮すれば２．４ｍｍ以下とすることが好ましい。

保護シートは、加硫した合成ゴムシート、複合シート、透明若しくは半透明のＣＰＰ、ＰＥＴ若しくはＰＰから構成される合成樹脂シートの他に、アルミニウム箔等の金属箔又は紙等を使用することができ、貼り付け時に被着部位の凹凸を吸収、或いは、被着部位の形状に沿うようにして変形できる程度の可撓性を有する。
前記加硫した合成ゴムシートは、弾性を備えたものであればよく、例えば、ＥＰＤＭ及びＩＩＲの合成ゴム材料に、カーボン、加硫剤、プロセスオイル等を添加して得たものを使用することができる。また、複合シートは、JISA6008に記載の基布その他を積層した複合ルーフィングシートのことをいうものとする。尚、ＥＰＤＭが主材の合成ゴム材料の場合には、ＩＩＲを添加することが好ましい。成形後の外観が良好となり、軟化剤のブリード（吐出）の少ない長期に亘って弾性を確保することができるからである。
また、前記合成樹脂シートは、破断強度２０〜５０Ｎ程度の樹脂シートが望ましく、キャスティングポリプロピレン、ポリエチレン、オリエンテッドポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂を使用することができる。尚、この樹脂シートを透明乃至は半透明のものを使用すれば、施工部位が上側から透かしてみることができるので、施工上好ましい。

本発明の修復方法及び修復材において、保護シートと未加硫の合成ゴムシートとは、接合されるが、接合する場所は、水中でなくても空気中において予め接合しておいて、水中で被着部位に付着させるようにしてもよい。

補修すべき箇所についても、例えば、ゴムや合成樹脂等の特に制限はない。尚、未加硫の合成ゴムシートの被着部位がゴムを主材としたものである場合には、修復材の接合剤の合成ゴムシートに含まれる可塑剤が被着部位側に移行して接合の度合いがより高められるため、被着部位はゴムを主材に構成されていることが好ましい。

本発明において、未加硫の合成ゴムシートと被着部位との間の水は、押圧により除去されて、水中で未加硫の合成ゴムシートの一部が被着部位に付着し、その後に、継続して押圧（錘等によって荷重をかける）するか、或いは、水圧がかかることにより、被着部位と未加硫の合成ゴムシートとの間の水が徐々に排出されて、これらの付着面積が増えることになるので、荷重の大きさは０．０１２ｋｇ／ｃｍ^２以上とすることが好ましく、また、荷重継続時間も１６時間以上とすることが好ましい。荷重が０．０１２ｋｇ／ｃｍ^２未満であると、付着に時間がかかり過ぎるためである。また、荷重をかける時間が１６時間よりも短いと未加硫の合成ゴムシートと被着部位との間に存在している水の除去が不十分となり未加硫の合成ゴムシートと被着部位との接合が安定しないからである。
尚、上記した荷重を錘によって加える場合には、複数の箇所に防水施工を施した後に、それらの錘を取り除く作業は非常に手間がかかるので、錘を載せたままにすることが好ましい。

また、本発明の水中における補修箇所の修復材は、上記説明した未加硫の合成ゴムシートに、同じく上記説明した加硫した合成ゴム又は樹脂の保護シートを積層したものである。

以下に示す配合の未加硫のブチルゴムを用意して試験をした。
Ａ．配合例
・配合１（アサヒゴム社製、型番：４０Ｔ）
ＩＩＲ１００質量部、カーボン１００質量部、充填材として炭酸カルシウム１８７．５質量部、粘着材として合成樹脂（Ｃ５系のタッキファイヤー）２２．５質量部、軟化剤としてポリブテン（日石社製 「ＨＶ−１００」）５０質量部を配合して、針入度４０として、未加硫のブチルゴムテープの配合。
・配合２（アサヒゴム社製、型番：６０Ｔ）
ＩＩＲ１００質量部、カーボン１００質量部、充填材１８７．５質量部、粘着材として合成樹脂２２．５質量部、軟化剤６０質量部を配合して、針入度６０として、未加硫のブチルゴムを主材とする合成ゴム配合。
・配合３（アサヒゴム社製、型番：８０Ｔ）
ＩＩＲ１００質量部、カーボン１００質量部、充填材１８７．５質量部、粘着材として合成樹脂２２．５質量部、軟化剤８０質量部を配合して、針入度８０として、未加硫のブチルゴムを主材とする合成ゴム配合。

Ｂ．以下の比較試験を行った。
［試験１：引張試験］
ＥＰＤＭゴム間に補強用繊維を埋め込んで加硫した後に８０ｍｍ×１００ｍｍ×１．５ｍｍに成形したゴム製ルーフィングシート（バンドー化学社製 繊維補強シート）を２枚用意して、下側のゴム製ルーフィングシートを被着部位とし、上側のゴム製ルーフィングシートを保護シートと想定した。これらが８０ｍｍ×２５ｍｍの領域で重ねるようにして、その間に水中において、上記配合１〜３で構成された未加硫のブチルゴムを主材とする合成ゴムシートを挟みこみ、重ね合わされたシートの上から荷重を加えた後、大気中に取り出して、粘着されていたゴム製ルーフィングシート同士を剥離して被着部位側となるゴム製ルーフィングシート側に残存していた未加硫のブチルゴムを主材とする合成ゴムシートの残存面積を測定した。
水中では錘を使用して荷重を加えるようにした。本実施例では３００ｇと６００ｇの錘を使用し、シートが重複する領域の単位面積当たりの荷重は表１に示す通り、０．０１２ｋｇ／ｃｍ^２及び０．０２４ｋｇ／ｃｍ^２とした。また、荷重を加える時間は１６時間〜７２時間とした。
実施例４についてのみ、被着部位及び保護シートとして、ＩＩＲ４．５重量部、ＥＰＤＭ３４．５重量部、カーボン２２重量部、充填材として炭酸カルシウム２１重量部、軟化剤としてオイル（出光興産社製 「ＰＳ−１８０」）、並びに、加硫剤、加硫促進剤等７重量部から構成したＥＰＤＭゴムを加硫した後に、８０ｍｍ×１００ｍｍ×１．５ｍｍに成形したゴムシートを２枚使用した。また、ブチルゴムを主材とする未加硫の合成ゴムシートは、表１に示す通り、配合１の合成ゴム配合を使用し、その厚さを１．６ｍｍとした。
水温は、表１に示す通り５℃、２５℃、４０℃で行った。
尚、表１中、「荷重をかけて放置した時間（時間）後の密着割合（％）」とは、上記説明した通り、単位面積当たりの荷重「０．０１２ｋｇ／ｃｍ^２及び０．０２４ｋｇ／ｃｍ^２」を、所定時間（「１６、２４、４８及び７２（時間）」）加えた場合の上記重複した領域（２５ｍｍ×２５ｍｍ）に残存していた未加硫のブチルゴムを主材とする合成ゴムシートの残存面積を百分率で表示したものである。
また、表１中「−」は測定していないことを示す。

Ｃ．表１について
（１）実施例１〜６について
針入度４０〜６０の未加硫の合成ゴムシートは、水中において、加硫した合成ゴムシートから構成された保護シート（ゴム製ルーフィングシート）を介して、被着部位（本実施例の場合は、ゴム製ルーフィングシート）に、水温が低温（５℃）〜高温（４０℃）の間で付着できていることがわかった。また、未加硫の合成ゴムシートは最低でも０．８ｍｍあれば、被着部位に問題なく付着させることができることがわかった。
（２）針入度４０の実施例１〜４について
低温（５℃）の場合には、実施例１で付着までにかかる時間が最低でも４８時間であることから、荷重を加える時間を長くする必要がわかった。また、常温（２５℃）の場合には、荷重を０．０２４ｋｇ／ｃｍ^２以上とすれば、２４時間で被着部位に付着（実施例２では１０％、実施例４では４０％）することがわかった。
実施例２及び４は、被着部位のゴムの組成が異なるものであるが、実施例４の方が実施例２に比べて付着していることから、被着部位のゴムの組成と、未加硫の合成ゴムシートの組成とが近い方が付着し易いことがわかった。
実施例２の荷重０．０１２ｋｇ／ｃｍ^２時の結果と、荷重０．０２４ｋｇ／ｃｍ^２時の結果とを比べると、荷重が０．０２４ｋｇ／ｃｍ^２の場合には、最低で２４時間で付着することがわかった。
（３）針入度６０の実施例５及び実施例６について
実施例５は低温（５℃）あっても、同じ低温の実施例１に比べて付着面積が広いことがわかった。実施例６は、高温（４０℃）の場合であるが、荷重０．０１２ｋｇ／ｃｍ^２及び０．０２４ｋｇ／ｃｍ^２のいずれも、１６時間で付着面積が、それぞれ、４０％及び５０％であることから、短時間で被着部位に付着することがわかった。
（４）比較例１〜３について
比較例３の密着割合は、実施例１〜６に対して優れているものが多かったが、次の引張試験で示す通り防水機能を果たさないことがわかった。

［試験２：剥離試験］
被着部位及び保護シートとして、ＥＰＤＭゴム間に補強用繊維を埋め込んで加硫した後に１００ｍｍ×８０ｍｍ×１．５ｍｍに成形したゴム製ルーフィングシート（バンドー化学社製 繊維補強シート）を２枚用意して、それぞれのシートの一辺が２５ｍｍの幅で重なるようにし、シート間の重複した領域（８０ｍｍ×２５ｍｍ）に、２５〜２７℃の水中で、上記配合１〜３の未加硫の合成ゴムシートを挟み荷重を２４時間加えた後に、大気中に取り出してから３０分経過後に、幅１０ｍｍ、長さ１１５ｍｍの試験片を切り出し重複した領域に剪断力がかかるように２枚のルーフィングシートを互いに離れる方向に引っ張ることにより、接着強度及び接着が破断した状態を目視にて確認し、凝集破壊している場合には、重複した領域（１０ｍｍ×２５ｍｍ）における凝集破壊領域を測定して百分率で表示した。その結果を表２に示す。尚、各配合について、サンプルは３つ用意して、それぞれのサンプルについて測定した結果を表２に示すものとした。また、表２中、「ｃｆ」は、凝集破壊でシーリング材自身が破壊したことを示すものである。

上記表２から、針入度４０及び６０の実施例７及び実施例８では、接合力が４０Ｎ／ｃｍ^２以上あり、水中で被着部位に付着した後は未加硫の合成ゴムシートが破壊されている面積は１０％以下であり、十分な防水機能があることがわかった。一方、針入度８０の比較例４は、凝集破壊した領域の割合が多いため、未加硫の合成ゴムシート自体が破壊される可能性が高く、また、接合力が４０Ｎ／ｃｍ^２未満と接着力が弱く防水機能が十分ではないことがわかった。

［試験３：耐水圧漏水試験］
耐水圧漏水試験をするために、次の構成の実施例９及び比較例５を作成した。

（実施例９）
厚さ１．５ｍｍのルーフィングシートを直径３００ｍｍの円形に裁断して、中央部に１０ｍｍ角の穴を空けた孔空きシートを被着部位の材料とした。この孔空きシートの両面を洗剤により洗浄して、水道水で満たされた水槽内に沈めた。
上記配合４の未加硫の合成ゴムシートを厚さ０．８ｍｍ、幅１００ｍｍ、高さ１００ｍｍに成形して、厚さ１．５ｍｍ、幅３００、高さ３００ｍｍのルーフィングシートを保護シートの中央部に貼り付けて、本実施例の修復材とした。
この修復材の未加硫の合成ゴムシートを、上記した被着部位（孔空きシート）に被着させる前に、１５粒/１００ｃｍ^２（０．１５ｇ）の砂粒を散布して施工雰囲気に近づけるようにした。
そして、この修復材の未加硫の合成ゴムシートを水槽内で、孔空きシートの孔に貼り付けて、修復材の上から０．０３ｋｇ/ｃｍ^２の荷重がかかるように錘を載せて２４時間経過後に、水槽から修復材が貼り付けられた孔空きシートを取り出して実施例９とした。

（比較例５）
実施例９の未加硫の合成ゴムシートの代わりに、耐水性処方の液状タイプ瞬間接着剤（ヘンケルジャパン社製の「ロックタイトパワージェル」（登録商標））を、ルーフィングシートの中央部の１００ｍｍ×１００ｍｍの領域に、３．０ｇ／ｃｍ^２の割合で塗布したものを修復材とした以外は、実施例９と同様に処理したものを比較例５とした。

上記修復材が付着した状態の孔空きシート（実施例９及び比較例５）に、修復材の上から０．８ＭＰａ、１．０ＭＰａ、１．５ＭＰａの水圧をそれぞれ１０分加えて、孔空きシートの下方からの水漏れ及び施工性の評価を行った結果を表３に示す。

表３から、耐水性処方の接着剤では、塗布して被着部位に貼り付ける前に、硬化した結果、漏水が発生することがわかる。また、実施例９では、１．５ＭＰａの水圧がかかっても漏水がないことがわかる。
また、実施例９で使用されている未加硫のブチルゴムの配合は、実施例７と同じ配合の未加硫のブチルゴムであり、単位面積当たりの荷重が実施例７では、０．０２４ｋｇ／ｃｍ^２であり、実施例９の単位面積当たりの荷重０．０３ｋｇ／ｃｍ^２と近いため、実施例９の未加硫のブチルゴムを剥離試験をした場合にも破壊状態は１０％ｃｆ程度と推定される。このことから、実施例９の未加硫のブチルゴムは１０％ｃｆの破壊状態であるにも関わらず、十分な防水機能を発揮することがわかる。

Claims (6)

1. 加硫した合成ゴム又は合成樹脂から構成された保護シートを、針入度４０〜６０の未加硫のブチルゴムを主材とする合成ゴムシートを介して水中で押圧して水中の補修すべき箇所に付着させることを特徴とする水中における補修箇所の修復方法。
2. 前記合成ゴムシートは、厚さ０．８ｍｍ以上とし、前記保護シートは、加硫した合成ゴムシート、複合シート、又は、透明若しくは半透明のＣＰＰ、ＰＥＴ若しくはＰＰから構成される合成樹脂シートであることを特徴とする請求項１に記載の水中における補修箇所の修復方法。
3. 前記押圧時の荷重は０．０１２ｋｇ／ｃｍ^２以上であり、前記荷重は１６時間以上継続して加えることを特徴とする請求項１又は２に記載の水中における補修箇所の修復方法。
4. 前記補修箇所は、ゴムを主材として構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の水中における補修箇所の修復方法。
5. 針入度４０〜６０の未加硫のブチルゴムを主材とする合成ゴムシートに、加硫した合成ゴム又は合成樹脂から構成された保護シートを積層したことを特徴とする水中における補修箇所の修復材。
6. 前記合成ゴムシートは、厚さ０．８ｍｍ以上とし、前記保護シートは、加硫した合成ゴムシート、複合シート、又は、透明若しくは半透明のＣＰＰ、ＰＥＴ若しくはＰＰから構成される合成樹脂シートであることを特徴とする請求項５に記載の水中における補修箇所の修復材。