JP6525060B2 - 防水シート及びそれを用いた防水施工方法 - Google Patents

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Description

本発明は、コンクリート構造物、モルタル構造物、金属製構造物の少なくとも1種を含む排水構造や排水設備、あるいは道路や鉄道などの遊間から雨水が逃げるようになっている構造の構造物端部、工場、一般家屋などを含む建屋などにある防水を必要とする箇所において、少なくとも対象物の一部を覆うように液密に貼り付けることにより、水分の浸入を防ぎ、かつ対象物の劣化を防止、あるいは経時劣化を進行しにくくさせるのに有効に用いられる、高強度な物理的特性を有する防水シート及びそれを用いた防水施工方法に関する。
一般道路、高速道路、鉄道路において、橋梁部、トンネル等も含め、路面に雨水が溜まらないように、様々な工夫がなされている。例えば、道路において路肩近傍には排水溝あるいは導水部が併設されていて、路肩側にゆるやかに傾斜をつけて雨水が路肩側に流れるように誘導し、道路外部に流れていくような構造が採用されている。また、道路間あるいは橋梁部と通常の路面との遊間等に継目を設け、その継目を経由し雨水が排出するような構造が用いられている。このような構造物は、鉄鋼製のものやコンクリート製のものなど多様であるが、水分の影響で、錆の発生や強度低下、構造物の剥離・脱落のような劣化が他の部位に比べて発生しやすくなるおそれがある。
防水を主目的とする場合、上記構造物への水分の浸入がないように防水処理を行う。処理方法としては、防水用に補強シートを用いる。特許文献1によると、未加硫ブチルゴム混合物を補強シート上に塗布し密着させ、溶剤を蒸発させ、外表面により充填剤比の高い皮膜を有するゴム混合物を形成させ、外表面側にコンクリート壁を形成させる。補強シートとコンクリート壁とをゴム混合物を介して接着して一体化させる。大深度地下のコンクリート壁を覆う高い機械的強度を有する止水壁が得られるが、大掛かりな方法となる。
また、特許文献2では、貯水池、河岸工事、プール、廃棄物埋立処分場のアスファルト防水に、繊維強化熱可塑性樹脂シートを防水層とする複合防水シートが使用される。防水層は合成樹脂、ブチルゴム、アスファルト等をマトリックスとして、強化繊維、熱可塑性樹脂、緩衝層を含み、強化繊維は容積含有率30〜85%で一方向長繊維からなる。2〜10枚を積層して使用するので、施工としては複雑になる。
更には、特許文献3では、FRP防水シートが使用されるが、被施工面となる目地近傍部の両端縁表面をある範囲の粗面に仕上げる工程を必要とする。特許文献4ではアスファルト系シートに補強性繊維を埋設した遮水シートが用いられるが、空気が介在しないように密着状態で敷設する必要があり、敷設に熟練した技能を要求される。
いずれも、誰でもが簡便に防水できるわけではなく、また、補強されたシートのため、シート自体に伸縮性がなく、被施工面が地震などによるひび割れ、ずれが発生したり、寒暖による収縮膨張によるずれに対して、追従しにくいため、長期使用により防水シート自体が被施工面とずれたり、破損する可能性がある。
特開2011−007030号公報 特許第3197459号公報 特開2000−119404号公報 特開2001−314831号公報
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、破損しにくく、被施工面の割れやずれに対しても追従可能な防水シート及びそれを用いた防水施工方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、道路の排水構造や排水設備本体及びその端部などの防水施工する箇所に対して、これを覆って補強性繊維によって補強された強度な物理的特性を有し、特に半透明性を有して被覆施工後も被施工箇所の色調を識別できるゴムシート、好ましくはシリコーンゴムシートを主成分とする防水シートを液密に貼り付けることにより、前記防水施工箇所への水分の浸入を防ぎ、劣化を防止あるいは劣化の進行を大幅に遅延させ得ることを知見した。また、前記ゴムシートの片面にアスカーC硬度が15以下の粘着層を形成すること、特に粘着層としてシリコーンゲルを主成分とする低粘度かつ高粘着の粘着層を形成することにより、前記防水すべき被施工面に対して従来品より広い範囲で追従して、被施工面に発生するひび割れ、ずれに対して、それらが発生した後も、防水機能を保持することができることを見出し、本発明をなすに至った。
従って、本発明は下記の防水シート及びその施工方法を提供する。
〔1〕
基材層の片面に粘着層が形成されてなる防水シートであって、基材層はシリコーンゴムシート内に補強性繊維層が埋設されてなるゴムシートからなり、引張り強さが15MPa以上、かつ引裂き強さが30kN/m以上であり、かつ粘着層の硬度がアスカーC硬度計で1未満であることを特徴とする防水シート。
〔2〕
前記基材層を形成するゴムシートはシリコーンゴム組成物の硬化物からなり、かつ補強性繊維は、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、炭化珪素繊維の少なくともひとつから選択されたものであることを特徴とする〔1〕記載の防水シート。
〔3〕
補強性繊維層は、糸の番手が縦、横とも5〜600tex、密度が10〜150本/25mm、厚さが0.02〜0.6mm、張力が70N/25mm以上である平織又は朱子織の層であり、全光線透過率が50〜99%である〔1〕又は〔2〕記載の防水シート。
〔4〕
基材層が、補強性繊維のクロスの両面にそれぞれシリコーンゴム組成物を塗布し、これを硬化することによって形成されたシリコーンゴムシート内に補強性繊維層が埋設されてなるものであり、該基材層を25℃において面方向に引張った時の変位量が5mm未満であり、厚さが0.2〜3mmである〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の防水シート。
〔5〕
前記粘着層は付加反応硬化型シリコーン組成物の硬化物からなり、硬化物の硬さがアスカーC硬度計で1未満、かつモルタルテストピースに対する粘着力が、5N/25mm以上であることを特徴とする〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の防水シート。
〔6〕
前記基材層上に粘着層が形成された前記防水シートを、モルタルテストピースに貼り付けて1時間後に、モルタルテストピースを面方向に引張った時の変位量が10mm以上であることを特徴とする〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の防水シート。
〔7〕
基材層の厚さが0.2〜3mm、粘着層の厚さが0.5〜3mm、防水シート全体の厚さが0.7〜6mmであり、対象物に貼り付けた後に、被貼着面の色調が識別できるレベルの透明性を有しており、かつシート全体の全光線透過率が50〜99%であることを特徴とする〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の防水シート。
〔8〕
〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載の防水シートの粘着層を、水分の浸入を防止する箇所を含む部分に液密に被覆すると共に、隣接する防水シートを重なり部分の幅を5mm以上として液密に重ね合せて貼着するようにした防水シートの防水施工方法。
〔9〕
防水シートを、水分の浸入を防止する箇所にプライマーなしに直接貼着するようにし、かつ貼着した防水シートの側端縁部の少なくとも一部をシーリング施工するようにした〔8〕記載の防水シートの防水施工方法。
〔10〕
防水シートを施工する箇所が壁高欄の遊間部である〔8〕又は〔9〕記載の防水施工方法。
〔11〕
防水シートを施工する箇所が、土台上の屋外タンクのタンクプレート部とタンク壁体との縁部からタンクプレートの表面部及び土台表面に至る部分である〔8〕又は〔9〕記載の防水施工方法。
本発明が提供する防水シートは、補強層を含むため従来の防水シートに比べて破損しにくく、かつ片面に粘着層を有することで、被施工面の割れやずれに対しても追従可能である。またシリコーンを主成分としている場合、耐候性、耐熱性、耐寒性に優れるため、より長期にわたり防水シートとしての機能を保持し得る。
本発明に係る防水シートの一実施例を示す断面図である。 本発明に係る防水シートの防水施工方法の一実施例を示し、(a)は遊間をもって並設された壁高欄の斜視図、(b)はこれら壁高欄を防水シートで覆って配置した状態の斜視図である。 本発明に係る防水シートの防水施工方法の一実施例を示し、(A)は屋外タンクを防水シートで覆って配置した状態の概略断面図であり、(B)は概略平面図であり、(C)は防水シート相互を重ね合せて接合した状態を示す断面図である。
本発明の防水シートは、補強性繊維(補強層)により補強されたゴムシート基材層の片面に粘着層が形成されてなるもので、コンクリート構造物、モルタル構造物、金属製構造物の少なくとも1種を含む排水構造や排水設備、あるいは道路や鉄道などの遊間から雨水が逃げるようになっている構造の構造物端部、工場、一般家屋などを含む建屋などにある防水を必要とする箇所において、少なくとも対象物の一部を覆うように粘着層を液密に貼り付けることにより、水分の浸入を防ぎ、かつ対象物の劣化を防止、あるいは経時劣化を進行しにくくさせるのに有効に用いられる、高強度な物理的特性を有する防水シートである。
工期の大幅な短縮が可能になるには、作業現場で硬化させるタイプのものよりも既に加硫させてシート状にしたタイプの方が好ましい。かかる点から、本発明の防水シートは、補強層を含む基材層と、該基材層の片面に成形される粘着層とからなる複層構造を有し、長期使用可能であり、耐候性を有する。なお、本発明の防水シートは未使用或いは使用直前まで粘着層がカバーフィルムにより保護されていることが好ましい。
本発明の防水シートを構成する基材層は、シートの作製や施工時の取り扱い性を考慮するとゴム(エラストマー)であることが好ましい。エラストマーの種類は、耐熱性、耐候性、耐寒性を考慮すると、シリコーンゴム、EPDMゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、天然ゴムなどが好例として挙げられる。更に使用環境が寒冷から猛暑までなりうることを想定すると、シリコーンゴムがより好ましい。
上記シリコーンゴムシートは、有機過酸化物硬化型、付加反応硬化型、紫外線硬化型、又は電子線硬化型のシリコーンゴム組成物を用いてこれを硬化することによって形成し得る。この場合、いずれの硬化型のものでもよいが、成形が加熱により短時間でできる点から付加(ヒドロシリル化)反応硬化型のシリコーンゴム組成物又は有機過酸化物硬化型のシリコーンゴム組成物から得られたものが好ましい。
有機過酸化物硬化型シリコーンゴム組成物として、アルケニル基を1分子中に2個以上有するオルガノポリシロキサンに硬化剤として有機過酸化物を硬化有効量(通常、上記オルガノポリシロキサン100質量部に対し1〜10質量部)配合したものが用いられる。有機過酸化物としては、パラ−メチルベンゾイルパーオキサイド、オルト−メチルベンゾイルパーオキサイドに代表されるアシル系有機過酸化物や、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(ターシャリーブチルパーオキシ)へキサンに代表されるアルキル系有機過酸化物や、パーカーボネート系有機過酸化物、パーオキシケタール系有機過酸化物などが挙げられる。
付加加硫の場合は、1分子中に少なくとも2個以上のアルケニル基を有するオルガノシロキサンポリマーに、1分子中に、アルケニル基と反応する官能基を少なくとも2個以上有する化合物を触媒存在下で反応させて行なう。ヒドロシリル化反応が、この場合の好例として挙げられる。この付加反応硬化型シリコーンゴム組成物は、ビニル基に代表されるアルケニル基を1分子中に2個以上有するアルケニル基含有オルガノポリシロキサンと、SiH基を2個以上、好ましくは3個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン(通常、アルケニル基に対するSiH基のモル比が0.5〜4となる量)と、白金又は白金化合物に代表される白金族金属系付加反応触媒(通常、アルケニル基含有オルガノポリシロキサンに対し白金族金属として1〜1,000ppm)とを含有するものが用いられる。
紫外線加硫(=紫外線硬化、UV硬化)は、光重合開始剤を含むゴムコンパウンドに200〜400nmの波長の紫外線を照射して、数秒〜数十秒で硬化させる方法である。照射する波長は254nm,365nmが代表的である。光重合開始剤は、公知のものでよく、Irgacure 184(BASF社製)が例示される。
電子線加硫(=電子線硬化、EB硬化)は、人工的に電子を加速し、電子線のもつエネルギーをビームとして利用し硬化させる方法である。加硫は加速電圧と浸透深さによって調整する。電子線加硫装置としては、岩崎電気社製が例示される。
また、上記シリコーンゴム組成物としては、市販品を用いてもよく、例えば有機過酸化物硬化型シリコーンゴム組成物として、信越化学工業株式会社製KE−971−U、KE−675−U等が、付加反応硬化型シリコーンゴム組成物として、信越化学工業株式会社製KE−551−U、KE−1990−50、KE−1300T等が用いられる。
上記ゴムシートのゴム物性は、基材全体として補強層の物性に依存するので、特に限定されないが、硬化した状態でゴム特性を示すものであればよい。その目安は、触感で極端なべたつきがないのが好ましい。ゴム物性は、JIS K6249に準拠した測定方法において、デュロメータータイプA硬さが10〜90、引張り強さが2MPa以上、特に2〜15MPa、伸びが50〜800%、引裂き強さが2kN/m以上、特に2〜40kN/mであることが好ましい。これらの物性の範囲を外れた場合、防水シート表面に傷や破損が生じやすくなる可能性がある。
前記基材は、補強性繊維によりなる補強層が含まれる。構造的には、前記ゴムシートの表面に積層していてもよいが、シート全体が反ったり歪んだりしにくいように、補強層の両側にゴムシートが配置しているものが好ましい。
この場合、補強性繊維による補強層の両面にそれぞれ基材ゴムシートを形成するためのシリコーンゴム組成物を塗布し、このシリコーンゴム組成物を硬化することによって基材を形成することができるが、シリコーンゴム組成物として液状の組成物を用い、これを上記補強層の両面に塗布することにより、液状の組成物が補強層の両面からそれぞれ補強層を形成する補強性繊維の網目に浸入し、両液体組成物が一体になった状態で硬化させることが好ましく、これによりシリコーンゴム基体中に補強層が埋設された状態の基材を得ることが基材が一体化し、シート表面が剥離しにくくなる点で好ましい。
補強性繊維としては、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、炭化珪素繊維等が挙げられる。これらのうち少なくともひとつであることが好ましい。繊維の規格は特に限定されないが、構成する糸の番手は縦、横とも5〜600tex、密度は10〜150本/25mm、厚さは0.02〜0.6mm、張力は70N/25mm以上であればよく、平織、朱子織等が好ましい。平面状の繊維を1枚置いたときに、下面が透けてみえる外観を有しているものが好ましい。透明性の程度は、JIS K7105の規定に準じて測定した全光線透過率が50〜99%とすることが好ましく、更に好ましくは60〜99%である。50%より低いと透明性が損なわれる。また、防水シートの意匠性の点からも透明性を有している方が好ましい。
上記補強性繊維により補強されたゴムシートは、引張り強さが15MPa以上であり、通常100MPa以下、好ましくは20〜100MPa、より好ましくは50〜100MPaであり、引裂き強さは30kN/m以上であり、通常200kN/m以下である。
本発明の防水シートは、上記基材に粘着層を積層したもので、例えば図1に示したように、補強性繊維による補強層12の両面にそれぞれ上記ゴムシート11,11を積層してなる基材層10に対し、その一方のゴムシート11上に粘着層20を積層した防水シート100が挙げられる。この場合、ゴムシート11,11はそれぞれ補強層12内に侵入して補強層12内で互に連結していることが好ましい。なお、基材の構成は、上記図1の例に限定されない。
ここで、粘着層は、従来公知のシリコーン組成物を用いてもよいが、その組合せや成形条件は従来提案されてきたものとは範囲が異なり、下記の特徴を有する。シリコーン組成物は、下記(A)〜(D)成分
(A)1分子中に少なくとも2個の珪素原子と結合するアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサン、
(B)好ましくはR2 3SiO1/2単位(式中、R2は非置換又は置換の1価炭化水素基であるが、R2はアルケニル基を含む)とSiO2単位とを主成分とする樹脂質共重合体、
(C)珪素原子と結合する水素原子(SiH基)を少なくとも2個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、
(D)付加反応触媒
を含有してなる、硬化物が表面粘着性を有する付加硬化型シリコーン組成物が好ましく、粘着層は、その硬化物から形成することが好ましい。
上記付加硬化型シリコーン組成物の(A)成分は、1分子中に少なくとも平均2個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンであり、この(A)成分のオルガノポリシロキサンとしては、下記平均組成式(I)
1 aSiO(4-a)/2 (I)
で示されるものが用いられる。
式中、R1は互いに同一又は異種の炭素数1〜10、好ましくは1〜8の非置換又は置換の1価炭化水素基であり、aは1.5〜2.8、好ましくは1.8〜2.5、より好ましくは1.95〜2.05の範囲の正数である。ここで、上記R1で示される珪素原子に結合した非置換又は置換の1価炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等のアルキル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基、オクテニル基等のアルケニル基や、これらの基の水素原子の一部又は全部をフッ素、臭素、塩素等のハロゲン原子、シアノ基等で置換したもの、例えばクロロメチル基、クロロプロピル基、ブロモエチル基、トリフロロプロピル基、シアノエチル基等が挙げられるが、全R1の90モル%以上がメチル基であることが好ましい。
この場合、R1のうち少なくとも2個はアルケニル基(炭素数2〜8のものが好ましく、更に好ましくは2〜6である)であることが必要である。なお、アルケニル基の含有量は、全有機基(即ち、上記の非置換又は置換の1価炭化水素基)R1中、0.00001〜0.05mol/g、好ましくは0.00001〜0.01mol/gとすることが好ましい。このアルケニル基は、分子鎖末端の珪素原子に結合していても、分子鎖途中の珪素原子に結合していても、両者に結合していてもよいが、少なくとも分子鎖両末端の珪素原子に結合したアルケニル基を含有するものが好ましい。アルケニル基の含有量が0.00001mol/gより少ないと、十分なゴム物性が得られなくなってしまい、0.05mol/gより多いと、硬度が高くなりすぎて粘着力が低下してしまうおそれがある。
重合度については特に制限はないが、常温で液状のものが好ましい。通常、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算の平均重合度が50〜20,000、好ましくは100〜10,000、より好ましくは100〜2,000程度のものが好適に使用される。
また、このオルガノポリシロキサンの構造は基本的には主鎖がジオルガノシロキサン単位(R1 2SiO2/2)の繰り返しからなり、分子鎖両末端がトリオルガノシロキシ基(R1 3SiO1/2)又はヒドロキシジオルガノシロキシ基((HO)R1 2SiO1/2)で封鎖された直鎖状構造を有するが、部分的には分岐状の構造、環状構造などであってもよい。
(B)成分の樹脂質共重合体(即ち、三次元網状構造の共重合体)は、R2 3SiO1/2単位及びSiO2単位を主成分とする。ここで、R2は非置換又は置換の1価炭化水素基であり、炭素数1〜10、特に1〜8のものが好ましく、R2で示される1価炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等のアルキル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基、オクテニル基等のアルケニル基や、これらの基の水素原子の一部又は全部をフッ素、臭素、塩素等のハロゲン原子、シアノ基等で置換したもの、例えばクロロメチル基、クロロプロピル基、ブロモエチル基、トリフロロプロピル基、シアノエチル基等が挙げられる。
(B)成分の樹脂質共重合体は、上記R2SiO1/2単位及びSiO2単位のみからなるものであってもよく、また必要に応じ、R2 2SiO単位やR2SiO3/2単位(R2は上記の通り)をこれらの合計量として、全共重合体質量に対し、50%以下、好ましくは40%以下の範囲で含んでよいが、R2 3SiO1/2単位とSiO2単位とのモル比[R2 3SiO1/2/SiO2]は0.5〜1.5、特に0.5〜1.3が好ましい。このモル比が0.5より小さくても、1.5より大きくても十分なゴム硬度・強度が得られなくなってしまう。更に、(B)成分の樹脂質共重合体は、好ましくは1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有し、アルケニル基の含有量が0.0001mol/g以上であり、好ましくは0.0001〜0.001mol/gの範囲である。アルケニル基の含有量が0.0001mol/gより少ないと、十分なゴム物性が得られなくなってしまい、0.001mol/gより多いと、硬度が高くなりすぎて粘着力が低下してしまうおそれがある。
上記樹脂質共重合体は、常温(25℃)で流動性を有する液状(例えば10mPa・s以上、好ましくは50mPa・s以上)のものでも、流動性のない固体状のものであってもよい。固体状の場合は、トルエンなどの有機溶媒に溶解した状態であってもよい。この樹脂質共重合体は、通常適当なクロロシランやアルコキシシランを当該技術において周知の方法で加水分解することによって製造することができる。
上記(A)、(B)成分の配合量は、(A)、(B)成分の合計を100質量部とした場合、(A)成分は20〜100質量部、好ましくは20〜90質量部、特に30〜90質量部の範囲が、また(B)成分は0〜80質量部、好ましくは10〜80質量部、特に10〜70質量部の範囲が好ましい。(A)成分が少なすぎる、即ち(B)成分が多すぎると、ゴム物性が著しく低下してしまう。粘着性、強度の点から、(A)成分に(B)成分を併用することが好ましい。
(C)成分は、珪素原子と結合する水素原子(SiH基)を1分子中に少なくとも2個、好ましくは3個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンであり、分子中のSiH基が前記(A)成分及び(B)成分中の珪素原子に結合したアルケニル基とヒドロシリル化付加反応により架橋し、組成物を硬化させるための硬化剤として作用するものである。この(C)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、下記平均組成式(II)
3 bcSiO(4-b-c)/2 (II)
(式中、R3は炭素数1〜10の非置換又は置換の1価炭化水素基である。また、bは0.7〜2.1、cは0.001〜1.0で、かつb+cは0.8〜3.0を満足する正数である。)
で示され、1分子中に少なくとも2個(通常2〜200個)、好ましくは3〜100個、より好ましくは3〜50個の珪素原子結合水素原子を有するものが好適に用いられる。ここで、R3の1価炭化水素基としては、R1で例示したものと同様のものを挙げることができるが、脂肪族不飽和基を有しないものが好ましい。また、bは好ましくは0.8〜2.0、cは好ましくは0.01〜1.0、b+cは好ましくは1.0〜2.5であり、オルガノハイドロジェンポリシロキサンの分子構造は、直鎖状、環状、分岐状、三次元網目状のいずれの構造であってもよい。この場合、1分子中の珪素原子の数(又は重合度)は2〜300個、特に4〜150個程度の室温(25℃)で液状のものが好適に用いられる。なお、珪素原子に結合する水素原子は分子鎖末端、分子鎖の途中のいずれに位置していてもよく、両方に位置するものであってもよいが、反応速度が速い分子鎖末端にあるものが好ましい。即ち、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、(CH32HSiO1/2単位とSiO4/2単位とからなる共重合体、(CH32HSiO1/2単位とSiO4/2単位と(C65)SiO3/2単位とからなる共重合体などが挙げられる。
この(C)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンの配合量は、(A)、(B)成分の合計100質量部に対して0.5〜20質量部、特に1.0〜10質量部である。配合量が少なすぎても多すぎても、十分なゴム強度が得られなくなってしまう。また、この(C)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、(A)、(B)成分中に含まれる珪素原子に結合したアルケニル基に対する(C)成分中の珪素原子に結合した水素原子(SiH基)の量がモル比で、0.5〜1.1、より好ましくは0.6〜1.0となる量で配合する。かつ100%付加架橋反応が進行すると仮定したときに、オルガノハイドロジェンの量は0.005〜0.010mol/gとなる量を配合するのが好ましい。
ここで、系内に存在するアルケニル基量に対する(C)成分のSiH基のモル比をH/Viとして示し、また、理論的架橋量とは、系内に添加された(C)成分中の珪素原子に結合した水素原子(SiH基)と、系内に存在するアルケニル基が100%反応した場合の架橋量のことである。即ちH/Viが1以下の時は、SiH基の量が、H/Viが1以上の時は、アルケニル基の量が理論的架橋量となる。これらの官能基量は、組成物設計時の計算式に基づいた量でもよいが、実測値を用いた方がより好ましい。官能基量の実測は、公知の分析方法による、水素ガス発生量或いは不飽和基の測定、NMRによる解析等によって行う。系内の官能基量は、分子内の官能基量をXmol/g、添加量がY質量部の場合、X×Ymol/gで表される。
(D)成分は、従来公知のものでよく、通常、白金又は白金化合物に代表される白金族金属系付加反応触媒(通常、(A)、(B)成分の合計アルケニル基含有オルガノポリシロキサンに対し1〜1,000ppm)とを含有するものが用いられる。
上記粘着層の硬さは、基材ゴムの硬さより小さいもので、アスカーC硬度で15以下であり、5以下が好ましく、更に好ましくは1以下である。15を超えると粘着性が低下してしまう場合がある。なお、下限は0である。
アスカーC硬度で5以下は、測定ばらつきが大きくなってしまうので、アスカーCSR−2型硬度で測定する方がより好ましい。
即ち、上記組成物(A)〜(D)の組合せを用いて得られる粘着層の硬さは、基材層の硬さよりも小さいもので、CSR−2型硬度計(高分子計器(株)製)で測定した時の硬さが50以下の正数であることが好ましい。より好ましくは10以上20以下の正数の範囲である。従来はアスカーC型硬度(SRIS0101準拠、高分子計器(株)製)で1以上の粘着層を有する防水シートが提供されてきた。本発明では、より低硬度であるアスカーC型硬度で1未満である。
このCSR−2型硬度計はアスカーC型硬度で1未満の領域の硬さを測定するのに適している。この感覚は粘着面を指で触って、粘着面からゆっくり指を離す時に、粘着面が指に追従してくるレベルの硬さである。粘着力をより大きくしようとすればするほど、粘着層の硬さはより低くする方が有利である。但し、CSR−2型硬度計で3より小さい場合、防水シートを貼着した時に、被粘着面がアスファルト、モルタルなど多孔性材質である場合、柔らかすぎて粘着層が流失してしまう問題の解決にはなり難い。また貼着作業の作業性が著しく低下してしまい好ましくない。また20より大きい場合は粘着力が大きくないので、被粘着面への貼り付きが弱く好ましくない。その硬さの管理は、後述する成形、硬化条件を管理することで行うのが実践しやすい。
粘着性の指標として、モルタルテストピースに対する粘着力を示す。モルタルテストピース((株)エンジニアリングテストサービス製、JIS R5201に準拠し作成したもの、幅50mm×長さ150mm×厚さ10mm)に後述する成形方法で作成したシートを25mm幅にカットし、シートの粘着層側を粘着し、30分間室温放置後に、剥離速度300mm/minで180°ピール試験を行う。このときの粘着力が5〜30N/25mm、特に10〜25N/25mmであることが好ましい。
更には、上記と同様に作製した試料を、室温にて水道水に24時間浸漬させ、試料を取り出して水滴を除去した直後に、剥離速度300mm/minで180°ピール試験を行った場合の粘着力が5〜20N/25mmであることが好ましい。粘着力の目安として、モルタルテストピースに対して5N/25mm未満であると、手で剥がそうとした時に軽い力で容易に剥がれてしまうが、5N/25mm以上では、容易には手で剥がれないと体感出来る。
粘着性を有する面の形成は、従来単一組成の片面をプラズマ、火炎、酸・塩基などで表面処理することによって粘着性を発現させたり、基材層の上に粘着層をディッピング、コーティング、スクリーン印刷等で積層させたりする手法もあるが、本発明では硬度の管理が困難であることに加え、所望の低硬度が得られないため好ましくない。
なお、上記基材ゴム層及び粘着層を形成する組成物には、上述した成分に加え、必要に応じて、その他の成分として、ヒュームドシリカ、沈降シリカ、石英粉、珪藻土、炭酸カルシウムのような充填剤や、カーボンブラック、導電性亜鉛華、金属粉等の導電剤、酸化鉄、酸化セリウムのような耐熱剤などの充填剤を配合してもよい。更に、窒素含有化合物やアセチレン化合物、リン化合物、ニトリル化合物、カルボキシレート、錫化合物、水銀化合物、硫黄化合物等のヒドロシリル化反応制御剤、ジメチルシリコーンオイル等の内部離型剤、接着性付与剤、チクソ性付与剤等を配合することは任意とされる。
上記防水シートの厚さは0.7〜6mm、より好ましくは0.7〜3.5mmが好ましい。そのうち基材層の厚さは、0.2〜3mm、好ましくは0.2〜1.5mmである。0.2mm未満では、シートの弾性を生かすのに不十分な場合があり、3mmを超えると、重量が大きくなり、貼り付けに影響を及ぼし、またコスト的に不利になってしまう場合が生じる。また、粘着層の厚さは、0.5〜3mmの範囲が好ましく、より好ましくは0.5〜2mmの範囲である。0.5mm未満では粘着層が貼り付ける被貼着部の表面凹凸を吸収できなくなり、3mmを超えると貼り付け面のゴム強度が粘着層に依存してしまいゴム破壊を起こす可能性がある。
防水シートを形成する方法について述べる。補強層となる補強性繊維にディッピング、コーティング、カレンダー成形、スクリーン印刷などにより、ゴム層を一体化して、基材層を得る。この場合、カレンダー成形が好適に使用できるので好ましい。
上記基材層上に粘着層を積層するが、上記基材層を形成する組成物を硬化して基材層を形成した後に粘着層を形成するようにしてもよいし、基材層を形成する組成物をポリエチレンテレフタレート(PET)等のフィルム上にカレンダー成形して分出しして、未加硫の状態で粘着層を形成する組成物を補強層に積層してもよい。
粘着層を形成する組成物は、基材層を形成する組成物上に、ディッピング、コーティング、スクリーン印刷等する方法で積層シートを得る方法があり、コーティング成形が好適に使用できるので好ましい。なお、これらの硬化条件としては、80〜250℃で10秒〜1時間の範囲が好ましい。更に、低分子成分を除くなどの目的で120〜250℃で1〜100時間程度のアフターキュアを行ってもよい。
ここで、得られた防水シートは、基材層のみを面方向に引張ったときの変位量が上述したように5mm未満であるが、基材層上に粘着層が形成された防水シートをモルタルテストピースに貼り付けて24時間後に、モルタルテストピースに防水シートを貼り付けて作製した試験片の両端をオートグラフにセットし、モルタルテストピースを50mm/分の速度で面方向に引張った時の変位量が10mm以上、より好ましくは10〜50mm、更に好ましくは15〜30mmである。変位量が10mmより小さいと、追随性が悪くなり、防水性能が発揮されない場合がある。
また、上述したように、基材層の厚さが0.2〜3mm、粘着層の厚さが0.5〜3mm、防水シート全体の厚さが0.7〜6mmであるが、かかる防水シートは、対象物に貼り付けた後に、被貼着面の色調が識別できるレベルの透明性を有しており、かつシート全体の全光線透過率が50〜99%、より好ましくは60〜99%であることが好ましい。50%より低いと、被貼着面の色調の識別が困難になる。
ここで、本発明の防水シートは、雨水などの水分の浸入を防止する目的で、対象物の上に粘着層を貼着して使用することができる。その方法の一例について説明する。
高速道路等に設置されている壁高欄の遊間は、寒暖による道路の膨張・収縮を調整する役割を担っている。この遊間から、雨水などの水分が道路外へ排出する経路となるため、図2のように、壁高欄30,30を跨ぐように防水シート100が敷設される。この時、壁高欄下部は道路の一部につながっており、敷設された防水シートの上に、車両のタイヤが乗り上げることが十分に想定される。車両は、重量物であり、かつタイヤの高速回転運動により、非常に大きな力が防水シートにかかってしまう。補強層により補強された、本発明の防水シートは高強度であり、上記非常に大きな力に対して破損しにくくなっている。
また、図3のように、屋外タンク40の底部側と土台部分との境界部分への雨水浸入を防止するための防水シート100において、保守点検のため或いは定常的に、防水シートを敷設した部分が通路となり、人が通行することが想定される。繰返し踏まれることによって、防水シートが破損する可能性が考えられるが、本発明の防水シートは高強度であり、破損しにくくなっている。
この図3の防水シートの施工方法につき更に詳述すると、50は土台で、その上にタンクプレート部41が設置されている。42はタンク壁体である。なお、タンク40内には例えば石油類、アスファルト、種々のガス類等の内容物が収容される。このタンク40は通常円柱状であり、例えば直径10〜80m、高さ10〜50mの大きさを有するが、これに限定されない。防水シート100の施工に際しては、例えばタンクプレート部41と土台50との段差を埋める目的でシーラント60を施工し、防水シート100は、タンクプレート部41とタンク壁体42との縁部からタンクプレート部41の表面部、シーラント60の表面部、土台50の表面部にかけて張設するものである。また、上記防水シート100のタンクプレート部側及び土台側の端部には、それぞれシーラント60を施工しておくことができる。
防水シートの貼着は、貼着施工部分を前処理して、シートが貼着しやすいようにしてもよいが、防水シートに粘着性があるため、必ずしも貼着施工部分の前処理は必要ではない。粘着面を貼着側にして貼着を行なう。境界部分に段差が生じて、貼着面に過度なストレスがかかることが想定される場合は、段差解消のための手段を実施することが好ましい。例えば、段差にモルタルを敷設したり、バックアップ材を用いたりする方法である。
なお、上記のように防水シートを水分の浸入を防止する箇所を含む部分に液密に被覆する際に隣接する防水シートを重なり部分の幅を5mm以上、特に5〜25mm、とりわけ10〜20mmとして液密に重ね合わせて貼着することが好ましい。
また、本発明においては、防水シートをプライマーなしに直接貼着することができる。
防水シートを貼着した時に必ずしもシーリング材を用いる必要はないが、より強固に貼着させるためにシートの境界部分やシートとシートとの貼り合せ部分にシーリング材を用いてもよい。なお、シーリング材としては特に制限はなく、公知のシリコーン系、ポリサルファイド系、ポリウレタン系等のいずれのものも使用できるが、本発明の防水シート材料との親和性の点でシリコーンシーリング材が好適に用いられる。このようなシーリング材としては市販品を用いてもよく、例えばシリコーンシーリング材としては、信越化学工業(株)製のシーラントマスター300、シーラント70、シーラント701等が使用できる。
本発明の防水シートとして、粘着性のある防水シートを用いることにより、プライマーレスでの施工が可能になり、大幅に工期を短縮することができる。
従来の多くは、シーリング材を直接施工したり、或いは防水施工を特別行わなかったりしていたが、気候による寒暖の差や、天候、特に雨雪など水分が多く結露などが発生する場合、施工面が乾燥するまで施工できないといった問題点があった。本発明の防水シートを用いることにより、プライマーレスで施工できるため、接着面に水分が残っていても、ウエスなどで十分拭き取るだけで施工が可能となり、天候回復後直ちに施工が開始できるという画期的な特徴を有している。
本発明による防水シートは粘着力にて防水機能を発揮しているため、シート端部の固定用シール部分を除去するだけで簡単に剥がし内部を観察することができる。また、透明性を有している場合は、シートを剥がさなくても内部を観察することができるため、シート端部の固定用シール部分を除去する必要もなくなる。
また、貼り直した後も、再度粘着力で防水機能を発揮できることが大きな特徴である。
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記例で部は質量部を示す。
[実施例1]
IPCスペック1080ガラスクロス(厚さ0.23mm、糸の番手400T、密度:縦19本/25mm,横19本/25mm、張力:縦450N/25mm,横350N/25mm、平織、全光線透過率51%、日東紡績(株)製)に付加反応硬化型シリコーンゴム組成物として液状シリコーンKE−1300T/CAT−1300−L2=10/1(いずれも信越化学工業(株)製)の混合分散液をコーター装置にてガラスクロス両面に塗布し、加硫炉で150℃、15分間加熱硬化により、平均厚さ0.35mmの基材層Aを得た。
一方、両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖された平均重合度1,000のジメチルポリシロキサン92.5部、室温(25℃)で固体の(CH2=CH)(CH32SiO1/2単位、(CH33SiO1/2単位及びSiO2単位からなる樹脂質共重合体[((CH2=CH)(CH32SiO1/2単位+(CH33SiO1/2単位)/SiO2単位(モル比)=0.85、CH2=CH−基含有量:0.0008mol/g]7.5部を含む50質量%トルエン溶液を撹拌混合器に入れ、30分混合した後、トルエンを完全に留去した(アルケニル基量0.00865mol/g)。このシリコーンベース100部に、架橋剤として(CH32HSiO1/2単位とSiO2単位を主成分としたSiH基を有する樹脂質共重合体(SiH基量0.0013mol/g)を6.0部、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール0.1部を添加し、15分撹拌を続けて、シリコーンゴム組成物Aを得た。このシリコーンゴム組成物に白金触媒(Pt濃度1質量%)0.2部を混合し、粘着性シリコーン組成物Aを得た。
上記の基材層Aに、コンマコータを使用して上記粘着性シリコーン組成物Aを1.0mmになるように積層コーティングし、加熱炉で140℃、5分間加熱硬化させて、4層の積層硬化シートAを得た。得られた積層硬化シートの平均厚さは1.35mmであった。
下記に示す各方法により評価した結果を表1に示す。評価方法は以下の各実施例及び比較例も実施例1と同様である。
[実施例2]
付加反応硬化型シリコーンゴム組成物として、KE−551−U(信越化学工業(株)製)に加硫剤C−19A/1.0部、C−19B/2.5部(共に信越化学工業(株)製)を添加して2本ロールで混練りしてシリコーンゴム組成物Bを得た。カレンダー成形にて、100μmのシボ付PETフィルム上に厚さ0.5mmのシートが得られるように分出しし、実施例1と同じIPCスペック1080からなるガラスクロスにカレンダーロールにて、ガラスクロス片面に積層し、加硫炉で150℃、15分間加熱硬化を行った。次いでシリコーンゴム層を積層していないもう一方の面にもシリコーンゴム組成物Bを、カレンダーロールにて、100μmのシボ付PETフィルム上に厚さ0.5mmのシートが得られるように分出しして積層し、加硫炉で150℃、15分間加熱硬化を行い、平均厚さ1.1mmの基材層Bを得た。
片面のシボ付PETフィルムを剥離して、その上に実施例1と同様に粘着性組成物Aを積層コーティングし、加熱硬化して、平均厚さ2.1mmの4層の積層硬化シートBを得た。
[実施例3]
メタ系アラミド繊維コーネックス(帝人テクノプロダクト(株)製)をIPCスペック1080ガラスクロスの代わりに用いる他は実施例1と同様に実施して、平均厚さ1.3mmの4層の積層硬化シートCを得た。
[比較例1]
付加反応硬化型のシリコーンゴム組成物として、ミラブル型ジメチルシリコーンゴムコンパウンドKE−675−U(信越化学工業(株)製)に加硫剤C−19A/1.0部、C−19B/2.5部(共に信越化学工業(株)製)を添加して2本ロールで混練りした後カレンダー成形にて、100μmのシボ付PETフィルム上に厚さ1.0mmのシートが得られるように分出しし、未加硫シート状シリコーンゴム組成物(基材層)を得た。
片面のシボ付PETフィルムを剥離して、その上に実施例1と同様に粘着性組成物Aを積層コーティングし、基材層及び粘着層を加熱硬化して平均厚さ1.8mmの2層の積層硬化シートDを得た。
[比較例2]
実施例1と同様に基材層Aを得た。但し平均厚さ0.5mmとして、これを3層の積層硬化シートEとした。
[比較例3]
実施例1と同様に基材層Aを得た。
一方、両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖された平均重合度1,000のジメチルポリシロキサン92.5部、室温(25℃)で固体の(CH2=CH)(CH32SiO1/2単位、(CH33SiO1/2単位及びSiO2単位からなる樹脂質共重合体[((CH2=CH)(CH32SiO1/2単位+(CH33SiO1/2単位)/SiO2単位(モル比)=0.85、CH2=CH−基含有量:0.0008mol/g]7.5部を含む50質量%トルエン溶液を撹拌混合器に入れ、30分混合した後、トルエンを完全に留去した(アルケニル基量0.00865mol/g)。このシリコーンベース100部に、架橋剤として(CH32HSiO1/2単位とSiO2単位を主成分としたSiH基を有する樹脂質共重合体(SiH基量0.0013mol/g)を8.0部、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール0.1部を添加し、15分撹拌を続けて、シリコーンゴム組成物Bを得た。このシリコーンゴム組成物に白金触媒(Pt濃度1質量%)0.2部を混合し、粘着性組成物Bを得た。
上記の基材層Aに、コンマコータを使用して上記粘着性組成物Bを1.0mmになるように積層コーティングし、加熱炉で140℃、5分間加熱硬化させて、平均厚さ1.35mmの4層の積層硬化シートFを得た。
[比較例4]
フッ素系樹脂にアルミ箔と保護フィルムとが積層されている構造を有する基材層に、合成ゴム系の粘着層が更に積層されてなるガードフロン(東海アルミ箔(株)製)を用いた。
評価項目
[透明性]
施工後に、被貼着面の色調が確認できるものは○、確認できないものは×とした。また、JIS K7105の規定に準じて全光線透過率を測定した。
測定装置:スガ試験機(株)製直読ヘイズコンピューターHGM−2
[強度]
引張り強さが30MPa以上、引裂き強さが50kN/m以上のものは○、いずれか一方を満足しないものは△、いずれも満足しないものは×とした。
[追従性]
50mm×100mmの形状の防水シートサンプルに、その粘着層に対してモルタルテストピース2枚を並べた片面上に均等の面積になるように貼り付け、24時間室温放置し、ゼロスパンから最大20mmまで引張った時に、シートが剥がれずに追従する変位量が10mm以上であるものを○、5〜10mmを△、5mm未満を×とした。
測定装置:島津オートグラフ、引張り速度:50mm/min.,モルタルテストピース形状:50mm×72mm×厚さ10mm
[防水性能]
次の3項目の評価において、全て○のものは○、1〜2項目×のものは△、全て×のものは×とした。
・防水性
防水性の評価には、上記のようにして得た縦20cm×長さ100cmの防水シートを用い、上記の防水シートを屋外タンクの土台とタンクプレート部との境界部分に図3のように連続して敷設した。その際、シーラントはシーラントマスター300を使用し、各防水シートの外周より2cmまで保護部材又は土台と接着した。
施工後屋外環境下において1ヶ月間で雨水の浸入がないものは○、雨水の浸入があるものは×とした。
・長期防水性
施工後屋外環境下において6ヶ月間で雨水の浸入がないものは○、雨水の浸入があるものは×とした。
・浸水後の貼着度合
モルタルテストピース上面に、30mm×50mmの形状の防水シートサンプルを貼り付け、24時間室温放置した。バットの中にテストサンプルを置き、モルタル部分を水道水に浸漬させ、防水シートサンプルは直接水道水に浸漬しないように静置して室温放置した(水深5〜7mm)。24時間経過しても剥がれが確認されなければ○、24時間以内に剥がれが確認されたものは×とした。
モルタルテストピース形状:50mm×150mm×厚さ10mm
Figure 0006525060
10 基材層
11 ゴム組成物(シート)
12 補強性繊維(補強層)
20 粘着層
100 防水シート
30 壁高欄
41 タンクプレート部
42 タンク壁体
50 土台
60 シーラント

Claims (11)

  1. 基材層の片面に粘着層が形成されてなる防水シートであって、基材層はシリコーンゴムシート内に補強性繊維層が埋設されてなるゴムシートからなり、引張り強さが15MPa以上、かつ引裂き強さが30kN/m以上であり、かつ粘着層の硬度がアスカーC硬度計で1未満であることを特徴とする防水シート。
  2. 前記基材層を形成するゴムシートはシリコーンゴム組成物の硬化物からなり、かつ補強性繊維は、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、炭化珪素繊維の少なくともひとつから選択されたものであることを特徴とする請求項1記載の防水シート。
  3. 補強性繊維層は、糸の番手が縦、横とも5〜600tex、密度が10〜150本/25mm、厚さが0.02〜0.6mm、張力が70N/25mm以上である平織又は朱子織の層であり、全光線透過率が50〜99%である請求項1又は2記載の防水シート。
  4. 基材層が、補強性繊維のクロスの両面にそれぞれシリコーンゴム組成物を塗布し、これを硬化することによって形成されたシリコーンゴムシート内に補強性繊維層が埋設されてなるものであり、該基材層を25℃において面方向に引張った時の変位量が5mm未満であり、厚さが0.2〜3mmである請求項1〜3のいずれか1項記載の防水シート。
  5. 前記粘着層は付加反応硬化型シリコーン組成物の硬化物からなり、硬化物の硬さがアスカーC硬度計で1未満、かつモルタルテストピースに対する粘着力が、5N/25mm以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の防水シート。
  6. 前記基材層上に粘着層が形成された前記防水シートを、モルタルテストピースに貼り付けて1時間後に、モルタルテストピースを面方向に引張った時の変位量が10mm以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の防水シート。
  7. 基材層の厚さが0.2〜3mm、粘着層の厚さが0.5〜3mm、防水シート全体の厚さが0.7〜6mmであり、対象物に貼り付けた後に、被貼着面の色調が識別できるレベルの透明性を有しており、かつシート全体の全光線透過率が50〜99%であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載の防水シート。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項記載の防水シートの粘着層を、水分の浸入を防止する箇所を含む部分に液密に被覆すると共に、隣接する防水シートを重なり部分の幅を5mm以上として液密に重ね合せて貼着するようにした防水シートの防水施工方法。
  9. 防水シートを、水分の浸入を防止する箇所にプライマーなしに直接貼着するようにし、かつ貼着した防水シートの側端縁部の少なくとも一部をシーリング施工するようにした請求項8記載の防水シートの防水施工方法。
  10. 防水シートを施工する箇所が壁高欄の遊間部である請求項8又は9記載の防水施工方法。
  11. 防水シートを施工する箇所が、土台上の屋外タンクのタンクプレート部とタンク壁体との縁部からタンクプレートの表面部及び土台表面に至る部分である請求項8又は9記載の防水施工方法。
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