JP7121177B2

JP7121177B2 - 防水層のピンホール検査が可能な防水構造

Info

Publication number: JP7121177B2
Application number: JP2021155985A
Authority: JP
Inventors: 浩章田丸; 雅弘亀井; 和広安部
Original assignee: 田島ルーフィング株式会社
Priority date: 2017-01-20
Filing date: 2021-09-24
Publication date: 2022-08-17
Anticipated expiration: 2037-01-20
Also published as: JP7041464B2; JP2022001731A; JP2018115530A

Description

本発明は、防水材の施工時に使用される導電性プライマーおよびこれを用いた建築物の防水構造に関し、さらに詳しくは電気放電現象による防水層のピンホール検査を可能にする導電性プライマーおよび該導電性プライマーを用いた防水構造に関する。

従来、ビルの屋上等の建築物の防水施工ではアスファルト系の防水シートや、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィンあるいはゴム等の高分子系の防水シート、またはウレタン等の塗膜防水が利用されている。これらの防水層にピンホールがあると建物の雨漏りの原因となるため、通常は防水層施工後に水張り試験を行い、ピンホール検査を実施する。しかし、近年、実際に水を使用する水張り試験に代わり、電気放電現象を利用したピンホールの検査が行われるようになってきている。当該検査では、高電圧を発生させる探傷器と防水シートの下に導電層を設けることが必要である。該導電層に関しては、防水シートの表面に一定間隔の線状導電部を配置する方法（特許文献１）やＰＥＴフィルムに金属蒸着膜を設ける方法（特許文献２および特許文献３）が知られている。

特開昭５８－２０１０４２号公報特開２００３－２５３８２２号公報特開２００５－１４６７７５号公報

しかしながら、防水シートに線状導電部を設けることや、金属蒸着のＰＥＴフィルムを使うことは、多くの手間とコストがかかるため、容易でかつ施工現場で導電層を設ける方法が求められている。また、従来の探傷試験は機械式固定方法に限定されているという問題があった。
そこで、本発明は接着工法で、施工現場で容易に形成することができる、高電圧探傷器でピンホール検査ができる防水構造の提供を目的とする。

上記課題に鑑み鋭意検討した結果、バインダー樹脂と導電フィラーとを含有したプライマーを用いて下地上に該プライマー層を設け、その上に防水層を設けた防水構造において、該プライマー層に導電性を持たせることで、電気放電現象を利用した探傷試験器によりピンホール検査できることを見出し、本発明を完成するに至った。

本件第一発明は、バインダー樹脂と導電フィラーとを含む防水施工用導電性プライマーであって、該導電性プライマーのＪＩＳＫ６９１１に従って測定した表面電気抵抗が１×１０¹～１×１０⁸Ωであることを特徴とする。
本件第二発明は、高電圧式探傷器によるピンホール検査が可能な防水構造であって、前記防水構造は防水層および導電性プライマー層を含み、導電性プライマー層が前記導電性プライマーの硬化物からなることを特徴とする。

本発明は次の実施態様を含む。
［１］バインダー樹脂と導電フィラーとを含む防水施工用導電性プライマーであって、該導電性プライマーのＪＩＳＫ６９１１に従って測定した表面電気抵抗が１×１０¹～１×１０⁸Ωである、導電性プライマー。
［２］バインダー樹脂がウレタン系、アスファルト系、クロロプレン系、エポキシ系、ニトリル系およびアクリル系からなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする［１］に記載の導電性プライマー。
［３］バインダー樹脂が二液硬化型ウレタン系樹脂であることを特徴とする［１］に記載の導電性プライマー。
［４］二液硬化型ウレタン系樹脂が、ポリイソシアナート化合物を含む主剤と、アクリルポリオール樹脂組成物を含む硬化剤とからなることを特徴とする［３］に記載の導電性プライマー。
［５］バインダー樹脂が一液硬化型ウレタン系樹脂であることを特徴とする［１］に記載の導電性プライマー。
［６］一液硬化型ウレタン樹脂が、トリレンジイソシアナート骨格を含むウレタンプレポリマーからなることを特徴とする［５］に記載の導電性プライマー。
［７］バインダー樹脂がアスファルト系樹脂であることを特徴とする［１］に記載の導電性プライマー。
［８］バインダー樹脂がクロロプレンゴム系樹脂であることを特徴とする［１］に記載の導電性プライマー。
［９］バインダー樹脂が二液硬化型エポキシ系樹脂であることを特徴とする［１］に記載の導電性プライマー。
［１０］二液硬化型エポキシ系樹脂が、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を含む主剤と、変性脂肪族ポリアミンを含む硬化剤とからなることを特徴とする［９］に記載の導電性プライマー。
［１１］バインダー樹脂がニトリル系樹脂であることを特徴とする［１］に記載の導電性プライマー。
［１２］ニトリル系樹脂が中高ニトリルゴムからなることを特徴とする［１１］に記載の導電性プライマー。
［１３］導電フィラーが金属酸化物、金属、導電性高分子およびカーボンブラックからなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする［１］～［１２］のいずれかに記載の導電性プライマー。
［１４］導電フィラーがカーボンブラックであることを特徴とする［１３］に記載の導電性プライマー。
［１５］導電フィラーの含有量がバインダー樹脂１００質量部に対し０．５～５．０質量部であることを特徴とする［１］～［１４］のいずれかに記載の導電性プライマー。
［１６］高電圧式探傷器によるピンホール検査が可能な防水構造であって、前記防水構造は防水層および導電性プライマー層を含み、導電性プライマー層が［１］～［１５］のいずれかに記載の導電性プライマーの硬化物からなることを特徴とする防水構造。
［１７］防水層と導電性プライマー層の間に接着剤層を含む［１６］に記載の防水構造。
［１８］防水層が防水シートまたは塗膜防水層であることを特徴とする［１６］または［１７］に記載の防水構造。
［１９］防水シートがポリ塩化ビニルシート、ポリオレフィンシート、ゴムシートおよびアスファルトシートからなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする［１８］に記載の防水構造。
［２０］塗膜防水層がウレタン系塗膜防水層、アスファルト系塗膜防水層、エポキシ系塗膜防水層およびポリエステル系塗膜防水層からなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする［１８］に記載の防水構造。

本発明によれば、施工が容易で、電気的、強度的に安定な導電性プライマー層を設けることができ、導電性プライマー層を利用することで高電圧式探傷器によるピンホール検査が可能な防水構造を提供できる。

図１は、本発明の防水構造の一例の模式断面図である。図２は、本発明の防水構造の別の例の模式断面図である。図３は、高電圧式探傷器によるピンホール検査の概略図である。

本件第一発明は、バインダー樹脂と導電フィラーとを含む防水施工用導電性プライマーであって、該導電性プライマーのＪＩＳＫ６９１１に従って測定した表面電気抵抗が１×１０¹～１×１０⁸Ωであることを特徴とする。

本発明の導電性プライマーは、防水施工に用いられるものである。防水施工とは、建築物の屋根などに防水構造を設ける工事をいう。防水構造は、下地上にプライマー層を設け、その上に防水層を設けた構造などをいう。

本発明の導電性プライマーは、バインダー樹脂を含む。
バインダー樹脂としては、有機溶剤系、水系のいずれのバインダー樹脂も使用することができ、有機溶剤系のバインダー樹脂としては、ウレタン系、アスファルト系、クロロプレン系、エポキシ系、ニトリル系、アクリル系、スチレンブタジエン系などを挙げることができ、ウレタン系およびエポキシ系のバインダー樹脂は一液型、二液型のいずれをも使用することができる。水系のバインダー樹脂としては、エマルション型のウレタン系、アスファルト系、クロロプレン系、エポキシ系、ニトリル系、アクリル系、スチレンブタジエン系などが挙げられる。好ましい二液硬化型ウレタン系樹脂としては、ポリイソシアナート化合物を含む主剤とアクリルポリオール樹脂組成物を含む硬化剤とからなる二液硬化型ウレタン系樹脂が挙げられる。好ましい一液硬化型ウレタン系樹脂としては、トリレンジイソシアナート骨格を含むウレタンプレポリマーからなる一液硬化型ウレタン系樹脂が挙げられる。ここで、トリレンジイソシアナート骨格とは、トリレンジイソシアナートの２個のイソシアナート基（－ＮＣＯ）を－ＮＨＣＯ－に変更した化学構造をいう。好ましいクロロプレン系樹脂としては、クロロプレンゴム系樹脂が挙げられる。好ましい二液硬化型エポキシ系樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を含む主剤と変性脂肪族ポリアミンを含む硬化剤とからなる二液硬化型エポキシ系樹脂が挙げられる。好ましいニトリル系樹脂としては、中高ニトリルゴムからなるニトリル系樹脂が挙げられる。なかでも好ましいバインダー樹脂は、二液硬化型ウレタン系樹脂である。その市販品としては、田島ルーフィング株式会社製アクリルウレタン系二液硬化型プライマー「ＶＴプライマー」などが挙げられる。

本発明の導電性プライマーは、導電フィラーを含む。
導電フィラーとしては、電気伝導性を示し、かつバインダー樹脂に分散するものであれば使用でき、たとえば、金属酸化物、金属、導電性高分子、カーボンブラックを挙げることができる。金属酸化物としては、導電性の酸化亜鉛、酸化インジウム錫などを挙げることができる。金属としては、金、銀、ニッケル、銅、亜鉛、アルミニウム、ステンレスなどの金属のパウダー、フレークまたは繊維を挙げることができる。導電性高分子としては、ポリアニリン、ポリピロールなどを挙げることができる。なかでも、分散性、コスト、電気抵抗性からカーボンブラックが好ましい。
カーボンブラックの例としては、ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製のケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ、ＥＣ６００ＪＤ等が挙げられる。
上記の中でも、導電性、分散性、化学的安定性などの点から、ＢＥＴ比表面積８００～１３００ｍ²／ｇのケッチェンブラックが好ましい。

本発明の導電性プライマーは、ＪＩＳＫ６９１１に従って測定した表面電気抵抗が１×１０¹～１×１０⁸Ωであり、好ましくは１×１０¹～１×１０⁷Ωであり、より好ましくは１×１０²～１×１０⁶Ωであり、さらに好ましくは１×１０³～１×１０⁵Ωである。表面電気抵抗が大きすぎると、十分な電流が流れず、探傷試験ができなくなる。逆に、表面電気抵抗が小さすぎると、すなわち導電フィラーが多すぎると、塗布性、接着性が悪くなる。表面電気抵抗は、導電フィラーの種類および含有量を適宜選択することによって調整することができる。

導電フィラーの含有量は、所望の表面電気抵抗が得られる限り限定されないが、バインダー樹脂１００質量部に対し、好ましくは０．５～５．０質量部であり、より好ましくは１．０～４．０質量部であり、さらに好ましくは１．５～３．０質量部である。導電フィラーの含有量が少なすぎると、十分な導電性を確保できなくなり、導電フィラーの含有量が多すぎると、塗布性、密着性が確保できなくなる。

導電性プライマーの粘度は、下地の表面に塗布することができる限り限定されないが、好ましくは１０～５０００ｍＰａ・ｓであり、より好ましくは１０～４０００ｍＰａ・ｓであり、さらに好ましくは１０～３０００ｍＰａ・ｓである。粘度が小さすぎたり、大きすぎたりすると、塗布性、作業性が悪くなる。

図１に、本発明の防水構造の一例の模式断面図を示す。防水構造１は、下地２の上に導電性プライマー層３が設けられ、導電性プライマー層３の上に防水層４が設けられている。下地２としては、コンクリート、金属屋根下地、木造屋根下地、断熱材下地などを挙げることができる。導電性プライマー層３は、導電性プライマーの硬化物からなる。防水層４としては、防水シートおよび塗膜防水層を挙げることができる。防水シートとしては、ポリ塩化ビニルシート、ポリオレフィンシート、ゴムシート、アスファルトシートなどを挙げることができる。防水シートの具体例としては、田島ルーフィング株式会社製ポリ塩化ビニルシート「ビュートップ」などが挙げられる。塗膜防水層としては、ウレタン系塗膜防水層、アスファルト系塗膜防水層、エポキシ系塗膜防水層、ポリエステル系塗膜防水層、変性シリコーン系塗膜防水層などを挙げることができる。
導電性プライマー層３の厚さは、導電性が得られ、かつプライマーとしての機能を発揮できる限り限定されないが、好ましくは１０～１０００μｍであり、より好ましくは２０～５００μｍであり、さらに好ましくは３０～１５０μｍである。導電性プライマー層３の厚さが薄すぎると、非導電性の領域が形成される可能性があり好ましくなく、導電性プライマー層３の厚さが厚すぎると、好ましい硬化が得られない場合があり、あるいはコストが上がってしまい不適である。
防水層４の厚さは、素材によっても最適な厚さは異なり、防水機能が発揮できる限り限定されないが、好ましくは０．２～１０．０ｍｍであり、より好ましくは１．０～７．５．０ｍｍであり、さらに好ましくは１．５～５．０ｍｍである。

図２に、本発明の防水構造の別の例の模式断面図を示す。図２の防水構造１は、下地２の上に導電性プライマー層３が設けられ、導電性プライマー層３の上に接着剤層５が設けられ、接着剤層５の上に防水層４が設けられている。防水層４としてウレタン防水層やアスファルト防水層を用いる場合など、接着剤層５を設けなくても導電性プライマー層３と防水層４の接着が十分確保できる場合は、必ずしも接着剤層５を設ける必要はないが、接着剤層５を設けることにより導電性プライマー層３と防水層４の接着をより強固にすることができる。防水層４として防水シートを用いる場合には、接着剤層５を設けることが好ましい。接着剤層５に用いる接着剤としては、充分な接着力が得られる限り限定されないが、エポキシ系、ウレタン系、アスファルト系、クロロプレン系、ニトリル系、シリコーン系、変性シリコーン系などが挙げられる。接着剤層５の厚さは、充分な接着力が得られる限り限定されないが、好ましくは０．１ｍｍ～５．０ｍｍであり、より好ましくは０．１～３．５ｍｍであり、さらに好ましくは０．１～２．０ｍｍである。

防水構造１は、たとえば、コンクリートなどの下地２の表面に、導電性プライマーを塗布し、硬化させた後、必要に応じて接着剤を塗布し、防水シートなどの防水層４を設けることにより、施工することができる。
導電性プライマーの塗布量は、前述の導電性プライマー層３の厚さが得られる量である限り限定されないが、好ましくは１０～１０００ｇ／ｍ²であり、より好ましくは５０～６００ｇ／ｍ²であり、さらに好ましくは１００～２００ｇ／ｍ²である。

図３に高電圧式探傷器によるピンホール試験の概要を示す。高電圧式探傷器１１は交流１００Ｖを直流０～２５ｋＶに変圧し、防水層４の絶縁破壊電圧以下かつ空気の絶縁破壊電圧以上の電圧をブラシ電極１２と導電性プライマー層３の間にかけると、ピンホールがある箇所で火花１３が飛ぶので、シートのピンホールを検出することができる。なお、高電圧式探傷器１１のマイナス極をアースしておけば、必ずしも高電圧式探傷器１１のマイナス極を導電性プライマー層３に接続しておく必要はない。

以下、実施例および比較例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。

実施例１
アクリルポリオール樹脂化合物を含む硬化剤（田島ルーフィング株式会社製，品名：ＶＴプライマー硬化剤）１００質量部に、ケッチェンブラック（ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ）を１．５質量部添加して攪拌し、カーボン入り硬化剤を調製した。
次いで、調製したカーボン入り硬化剤１０１．５質量部と、ポリイソシアナート化合物を含む主剤（田島ルーフィング株式会社製，品名：ＶＴプライマー主剤）５０質量部とを混合して攪拌し、導電性プライマーを調製した。
調製した導電性プライマーの電気抵抗をＪＩＳＫ６９１１に従って測定した。測定結果を表１に示す。
調製した導電性プライマーをスレート板にローラー刷毛を使って１５０ｇ／ｍ²塗布し、乾燥させ、導電性プライマー層を得た。該導電性プライマー層の上にポリ塩化ビニル製防水シート（田島ルーフィング株式会社製ビュートップ）を張り付け、カッターナイフで人為的に１～１０ｍｍの傷を付け、高電圧式探傷機（株式会社サンコウ電子研究所製探傷試験器ＴＯ－２５０Ｄ）を用いて試験を５回行い、傷を検知できるか否かを調べた。結果を表１に示す。表１中、探傷試験の欄の○は５回の試験中５回とも傷を検知できたことを示し、△は５回の試験中１回以上４回以下で傷を検知できたことを示し、×は傷を検知できなかったことを示す。

実施例２
ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊの添加量を０．６質量部に変更した以外は、実施例１と同様に、導電性プライマーを調製し、評価した。結果を表１に示す。

比較例１
ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊの添加量を０．２質量部に変更した以外は、実施例１と同様に、導電性プライマーを調製し、評価した。結果を表１に示す。

実施例３
ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊをライオン・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製ケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤに変更した以外は、実施例１と同様に、導電性プライマーを調製し、評価した。結果を表１に示す。

実施例４
ケッチェンブラックＥＣ３００ＪをＩＴＯ粉末（三菱マテリアル電子化成株式会社製透明導電性粉末Ｅ－ＩＴＯ）に変更した以外は、実施例１と同様に、導電性プライマーを調製し、評価した。結果を表１に示す。

実施例５
実施例４の導電フィラーの添加量を０．６質量部に変更した以外は、実施例４と同様に、導電性プライマーを調製し、評価した。結果を表１に示す。

実施例６
ケッチェンブラック１．５質量部をアルミニウム粉末（東洋アルミニウム株式会社製ＴＦＭ－Ａ０５Ｐ）６．０質量部に変更した以外は、実施例１と同様に、導電性プライマーを調製し、評価した。結果を表１に示す。

比較例２
アルミニウム粉末の添加量を３．０質量部に変更した以外は、実施例６と同様に、導電性プライマーを調製し、評価した。結果を表１に示す。

比較例３
ケッチェンブラックを添加しなかった以外は、実施例１と同様に、プライマーを調製し、評価した。結果を表１に示す。

比較例４
ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊの添加量を０．０６質量部に変更した以外は、実施例１と同様に、導電性プライマーを調製し、評価した。結果を表１に示す。

実施例７
ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊの添加量を１０．０質量部に変更した以外は、実施例１と同様に、導電性プライマーを調製し、評価した。結果を表１に示す。

実施例２１～２７および比較例２１～２４
ＶＴプライマー主剤およびＶＴプライマー硬化剤に代えて、溶剤系・アスファルト系バインダー樹脂（田島ルーフィング株式会社製，品名：アスファルトプライマー）を用い、バインダー樹脂１００質量部に、表２に示す添加量の各種導電フィラーを添加し、導電性プライマーを調製した以外は、実施例１～７および比較例１～４と同様に実施した。結果を表２に示す。

実施例３１～３７および比較例３１～３４
ＶＴプライマー主剤およびＶＴプライマー硬化剤に代えて、溶剤系・ウレタン系バインダー樹脂（田島ルーフィング株式会社製，品名：ＯＴプライマーＡ）を用い、バインダー樹脂１００質量部に、表３に示す添加量の各種導電フィラーを添加し、導電性プライマーを調製した以外は、実施例１～７および比較例１～４と同様に実施した。結果を表３に示す。

実施例４１～４７および比較例４１～４４
ＶＴプライマー主剤およびＶＴプライマー硬化剤に代えて、溶剤系・クロロプレン系バインダー樹脂（田島ルーフィング株式会社製，品名：プラストプライマー）を用い、バインダー樹脂１００質量部に、表４に示す添加量の各種導電フィラーを添加し、導電性プライマーを調製した以外は、実施例１～７および比較例１～４と同様に実施した。結果を表４に示す。

実施例５１～５７および比較例５１～５４
ＶＴプライマー主剤およびＶＴプライマー硬化剤に代えて、溶剤系・エポキシ系バインダー樹脂（コニシ株式会社製，品名：ボンドＥ２０６）を用い、ボンドＥ２０６硬化剤５０質量部に、表５に示す添加量の各種導電フィラーを添加して、導電フィラー入り硬化剤を調製し、次いで、ボンドＥ２０６主剤１００質量部とを混合して攪拌し、導電性プライマーを調製した以外は、実施例１～７および比較例１～４と同様に実施した。結果を表５に示す。

実施例６１～６７および比較例６１～６４
ＶＴプライマー主剤およびＶＴプライマー硬化剤に代えて、水系・アスファルト系バインダー樹脂（田島ルーフィング株式会社製，品名：水性プライマーＡＳ）を用い、バインダー樹脂１００質量部に、表６に示す添加量の各種導電フィラーを添加し、導電性プライマーを調製した以外は、実施例１～７および比較例１～４と同様に実施した。結果を表６に示す。

実施例７１～７７および比較例７１～７４
ＶＴプライマー主剤およびＶＴプライマー硬化剤に代えて、水系・エポキシ系バインダー樹脂（田島ルーフィング株式会社製，品名：ＯＴプライマーＡＳ水系１８）を用い、ＯＴプライマーＡＳ水系１８硬化剤５０質量部に、表７に示す添加量の各種導電フィラーを添加して、導電フィラー入り硬化剤を調製し、次いで、ＯＴプライマーＡＳ水系１８主剤１００質量部とを混合して攪拌し、導電性プライマーを調製した以外は、実施例１～７および比較例１～４と同様に実施した。結果を表７に示す。

実施例８１～８７および比較例８１～８４
ＶＴプライマー主剤およびＶＴプライマー硬化剤に変えて、溶剤系・ニトリル系バインダー樹脂（田島ルーフィング株式会社製，品名：シールドボンド）を用い、バインダー樹脂１００質量部に、表８に示す添加量の各種導電フィラーを添加し、導電性プライマーを調製した以外は、実施例１～７および比較例１～４と同様に実施した。結果を表８に示す。

表１～表８に記載した接着性・密着性は、次のようにして評価した。

［接着性・密着性の評価方法］
建築工事標準仕様書・同解説ＪＡＳＳ８防水工事「ずれ・垂れ試験」に準拠し実施した。結果を表１～表８に示す。表１～表８中、接着性・密着性の欄の○はずれや垂れが生じ無かったことを示し、×はずれや垂れが生じたことを示す。

本発明の導電性プライマーは、高電圧式探傷器でピンホール検査ができる防水構造を施工するのに好適に利用することができる。

１防水構造
２下地
３導電性プライマー層
４防水層
５接着剤層
１１高電圧式探傷器
１２ブラシ電極
１３火花

Claims

高電圧式探傷器のブラシ電極を防水層の上方に配置し、防水層の絶縁破壊電圧以下かつ空気の絶縁破壊電圧以上の電圧を、ブラシ電極と導電性プライマー層の間にかけ、防水層のピンホールのある箇所で火花を発生させることによる防水層のピンホール検査が可能な防水構造であって、前記防水構造は防水層および導電性プライマー層を含み、導電性プライマー層が導電性プライマーの硬化物からなり、導電性プライマーがバインダー樹脂と導電フィラーとを含み、導電性プライマーのＪＩＳＫ６９１１に従って測定した表面電気抵抗が１×１０^２～１×１０^６Ωであり、導電性プライマーの粘度が１０～４０００ｍＰａ・ｓであり、バインダー樹脂がアスファルト系バインダー樹脂であり、導電フィラーがＢＥＴ比表面積８００～１３００ｍ^２／ｇのケッチェンブラックであり、導電フィラーの含有量がバインダー樹脂１００質量部に対し０．５～５．０質量部であり、導電性プライマー層の厚みが２０～５００μｍであることを特徴とする防水構造。
防水層が塗膜防水層であることを特徴とする請求項１に記載の防水構造。
塗膜防水層がウレタン系塗膜防水層、アスファルト系塗膜防水層、エポキシ系塗膜防水層およびポリエステル系塗膜防水層からなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項２に記載の防水構造。