JPH0752292A - 遮水用自己修復性複合シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 合成高分子材料からなる土木建築用遮水シー
トにおいて、その軽量化により取扱を容易にし、かつ施
工中および使用中に生じた穴の拡大を防止し、かつ上記
の穴を漏水との接触によりシート自体の吸水膨張性で自
己修復させ、しかも敷設面の凹凸に対するフィット性を
良好に維持して遮水用シートとしての信頼性を高める。 【構成】 発泡倍率１．１〜１０倍、水に浸漬１０時間
後の体積膨張率５０〜１０００％、水に浸漬１０時間後
の膨張圧１〜５０kg／cm² の水膨張性発泡シート１２の
表裏両面に通常のゴムまたは樹脂からなる遮水性の外面
シート１１を積層して積層後の破断伸度を５０％以上、
引裂強度を１０kg／cm以上とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、廃棄物処理場、人工
貯水池、河川の堤防、鉄筋コンクリート建築物の屋上、
地下鉄の駅舎および地下埋設物等に漏水防止のために敷
設される土木建築用の遮水シートであって、施工時また
は使用時に鋭角物との接触により生じた穴の拡大を防止
し、かつこの穴を自動的に塞ぐことができる遮水用自己
修復性複合シートに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記の廃棄物処理場や鉄筋コンクリート
建築物の屋上等に漏水防止のために敷設される土木建築
用遮水シートとして、塩化ビニル系、ポリエチレン系、
合成ゴム系およびアスファルト系等の合成高分子材料か
らなるシートが多く採用されている。これらの合成高分
子材料からなる遮水シートは、いずれも１００〜６００
％の伸度を有し、金属系遮水シートに比して敷設面の凹
凸にフィットし易く、かつ外力による破損を軽減するこ
とができる反面、敷設面の岩石や砕石等の鋭角状物に接
した場合に裂傷を生じ易かった。

【０００３】この裂傷を防ぐため、上記の合成高分子材
料シートを織物または不織布等の繊維シートで補強した
複合シートも開発されているが、この複合シートは、引
張り伸度が２０％以下であるため、合成高分子材料製遮
水シートに比して敷設面の凹凸にフィットし難く、特に
引張り力が働いた状態で鋭角物に当たった場合は、引裂
き破損が生じ易かった。

【０００４】そこで、織物や不織布に比して伸度の大き
い編物を基布とした複合シートが開発されるようになっ
たが、この場合も敷設面の鋭角部または釘、ガラス、刃
物等の鋭利物品に接すると、その接触部に応力が集中し
て穴が開けられ、この穴から廃棄物中の汚染物質が水と
共に流れ出し、地下水や河川を汚染する原因となり、周
辺環境に大きな悪影響を与えるという問題があった。

【０００５】これらの問題を解決するため、水との接触
により膨張する性質を備えた水膨張性ゴムまたは水膨張
性樹脂からなる水膨張性シートの表裏両面に通常のゴム
または樹脂からなる遮水性の外面シートを積層し、得ら
れた複合シートを所望の箇所に敷設し、この複合シート
が破損されない通常の条件下では、外面シートで水膨張
性シートを保護して遮水の目的を達成し、この複合シー
トに穴が発生した場合は、穴から侵入する水に水膨張性
シートが接することにより、水膨張性シートを膨張させ
て穴を塞ぎ、水の侵入を防止することが試みられた。し
かし、この場合は、複合シートの重量が増大し、その取
扱が困難になるという問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記のよ
うな合成高分子材料からなる土木建築用遮水シートを改
良して該シートに、施工中および使用中に生じた穴の拡
大を防止する機能、および上記の穴を漏水との接触によ
りシート自体の吸水膨張性で自己修復する機能を付与
し、しかも敷設面の凹凸に対するフィット性を良好に維
持し、もって遮水用シートとしての信頼性を高めると共
に、上記シートを軽量化し、その取扱を容易にしたもの
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
発泡倍率１．１〜１０倍、水に浸漬１０時間後の体積膨
張率５０〜１０００％、水に浸漬１０時間後の膨張圧１
〜５０kg／cm² の水膨張性ゴム発泡体または水膨張性樹
脂発泡体からなる水膨張性発泡シートの表裏両面に通常
のゴムまたは樹脂からなる遮水性の外面シートが積層さ
れ、得られた複合シート全体の破断伸度が５０％以上、
引裂強度が１０kg／cm以上であることを特徴とする遮水
用自己修復性複合シートである。

【０００８】この発明の水膨張性発泡シートを構成する
水膨張性ゴム発泡体または水膨張性樹脂発泡体は、発泡
倍率１．１〜１０倍、水に浸漬１０時間後の体積膨張率
５０〜１０００％、同じく水に浸漬１０時間後の膨張圧
１〜５０kg／cm² のものであり、例えば、吸水性に優れ
たパルプ、ベントナイト、デンプン類、セルロース類な
どの天然材料、またはポリアクリル酸塩系、デンプン・
アクリル酸、酢ビ・アクリル酸共重合体、ポリエチレン
オキサイド系、イソブチレン・無水マレイン酸共重合
体、ＰＶＡ・無水マレイン酸共重合体、アクリル酸塩・
アクリルアミド共重合体、ＣＭＣ系等の高吸水性ポリマ
ー類をそれぞれ単独で、または併用してゴムまたは樹脂
に混合して製造することができる。

【０００９】上記のゴムとしては、天然ゴムおよびＩ
Ｒ、ＳＢＲ、ＢＲ、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ、ＩＩＲ、Ｂｒ−
ＩＩＲ、塩素化ＩＩＲ、塩素化ポリエチレンゴム、ＣＳ
Ｍ、ＣＲ、ＮＢＲ、ＦＰＭ、Ｑなどの各種合成ゴムが単
独またはゴムブレンド体として用いられる。また、樹脂
としては、ＰＶＣ、高密度ポリエチレン、架橋ポリエチ
レン、塩素化ポリエチレンその他のオレフィン系樹脂が
単独または併用して用いられる。そして、上記の水膨張
性ゴムまたは水膨張性樹脂からなる発泡体は、シート状
に成形されるが、その厚みは０．５〜２０mmが好まし
い。

【００１０】なお、上記のゴムとして、水に接触するま
では微加硫または半加硫の状態に維持され、水と接触す
ることにより加硫が完結する性質の水架橋性ゴムを使用
することができる。この場合は、ＣＳＭ、塩素化ポリエ
チレン、ハロゲン化ＩＩＲ、ハロゲン化ＥＰＤＭおよび
マレイン酸等の反応基をグラフトした各種の合成ゴムに
前記の吸水性材料と共に水架橋剤、例えばビニル系シラ
ン、メタクリロキシ系シラン、エポキシ系シラン、アミ
ノ系シラン、メルカプト系シランおよびクロロプロピル
系シラン等のシランカップリング剤が添加され、硫黄等
の熱加硫剤の添加量が少なくされる。また、上記の水架
橋性ゴムに代えて、活性シラン基を有するオレフィン系
樹脂等の水架橋性樹脂を使用することができる。

【００１１】上記水膨張性発泡シートの表裏両面に積層
される外面シートは、遮水性を有し、かつ中間層の水膨
張性発泡シートを保護するものであり、その弾性率は３
〜５００kg／cm² が、また厚みは０．５〜２０mmがそれ
ぞれ好ましい。なお、この外面シートは、上記の水膨張
性発泡シートに使用したゴムの外、ＰＶＣ、高密度ポリ
エチレン、低密度ポリエチレン、架橋ポリエチレン、塩
素化ポリエチレン、ＥＶＡその他のオレフィン系樹脂等
で成形することができる。

【００１２】上記の水膨張性発泡シートおよび外面シー
トは、それぞれを単独で加硫した後、接着により積層す
ることができるが、シート状に成形した後、未加硫の状
態で重ね、しかるのち加硫して一体化することができ
る。なお、水膨張性発泡シートおよび外面シートに同じ
ゴムを使用する必要はなく、例えば、一方にＮＢＲを使
用して他方にＥＰＤＭを使用することができる。また、
水膨張性発泡シートに水膨張性ゴムを使用して外面シー
トに通常の樹脂を使用したり、水膨張性発泡シートに水
膨張性樹脂発泡体を使用して外面シートに通常のゴムを
使用したりすることができる。

【００１３】この発明は、上記の水膨張性発泡シートと
その表裏の外面シートとを積層することにより、または
この積層シートを繊維シートで補強することにより、得
られた複合シート全体の破断伸度を５０％以上、引裂き
強度を１０kg／cm以上にしたものであるが、上記の繊維
シートとしては、伸度の点から編地が好ましく、編地と
しては経編地よりも緯編地が好ましく、緯編地の中では
特に生産性の面から丸編地が好ましい。この編地を構成
する繊維は、天然繊維、半合成繊維、合成繊維のいずれ
でもよいが、特にナイロンの捲縮加工糸が好ましい。な
お、上記の繊維シートは、外面シートの表面に積層する
ことができ、また外面シート中に埋設状に設けることが
でき、また外面シートと水膨張性発泡シートとの境界面
に介在させることができ、また水膨張性発泡シート中に
埋設状に設けることができる。

【００１４】

【作用】この発明の遮水用自己修復性複合シートは、水
膨張性発泡シートの表裏両面に遮水性の外面シートが積
層されたものであるから、従来の遮水シートと同様に廃
棄物処理場その他の所望箇所に漏水防止用として敷設
し、その際に施工箇所の広さに応じて長さ方向および幅
方向に接着剤等で適宜継ぎ足し、所望の面積にして使用
することができる。その場合、水膨張性発泡シートがゴ
ムまたは樹脂の発泡体で形成されているため、複合シー
ト全体が軽量化され、取扱が容易になる。そして、上記
複合シートの破断伸度が５０％以上、引裂強度が１０kg
／cm以上であるため、敷設面の凹凸にフィットし易く、
しかも施工時の操作による破損が防止され、かつ敷設面
の岩石や砕石等の鋭角状物に接した場合に破れ難く、さ
らに破損部分の拡大が防止される。

【００１５】しかして、上記水膨張性発泡シートの表裏
両面には通常のゴムまたは樹脂からなる遮水性の外面シ
ートが積層されているため、複合シートが破損されるま
での通常の条件下では、この外面シートによって水膨張
性発泡シートが保護され、複合シート全体の遮水性が維
持される。そして、中間層に水膨張性発泡シートを有す
るので、敷設面の凹凸や廃棄物中の鋭角物によって仮に
穴が開けられた場合には、この穴から浸入する水に水膨
張性発泡シートが接することにより、水膨張性発泡シー
トが膨張して穴を塞ぎ、水の浸入が防止される。すなわ
ち、水膨張性発泡シート自体の自己修復力によって止水
される。

【００１６】ただし、複合シートの破断伸度が５０％未
満の場合は、敷設面の凹凸で、また廃棄物処理場では廃
棄物の凹凸等で破損し易くなる。また、引裂強度が１０
kg／cm未満の場合は、破損部分または穴が拡大する。そ
して、上記の複合シートを繊維シート、特に編地、好ま
しくは緯編地で補強した場合は、上記の破断伸度および
引裂強度が容易に得られ、更に丸編地を使用した場合
は、生産性の面で有利である。また、ナイロンの捲縮加
工糸からなる編地を使用することにより、伸度を一層向
上させることができ、かつ水膨張性発泡シートや外面シ
ートに対する接着性が良好になる。そして、上記の編地
を水膨張性発泡シートの中間に埋設状に設けた場合は複
合シートに反りの発生および表裏の区別が無くなって加
工が容易であり、また水膨張性発泡シートと外面シート
の境界面に介在させた場合は工数が少なくなり、生産性
の点で有利である。

【００１７】しかして、水膨張性発泡シートの発泡倍率
が１．１倍未満の場合は、軽量化の目的がほとんど達成
されず、反対に１０倍を超えた場合は、柔らか過ぎて穴
を塞いだ後の緊張性が不足し、止水性が低下する。ま
た、水膨張性発泡シートの水に浸漬１０時間後の体積膨
張率が５０％未満の場合は、目的の止水効果が得られ
ず、反対に１０００％を超えた場合は、製造時または敷
設後に水分の影響を受け易く、安定した修復機能の付与
が困難になる。また、傷穴からの水の浸入も過多とな
り、新たな切り傷を招き易い。

【００１８】また、水膨張性発泡シートの膨張圧が１kg
／cm² 未満の場合は、穴を遮蔽したときの緊張を保つこ
とができず、穴を補修した後の耐水圧が小さくて漏水し
易く、反対に５０kg／cm² を超えた場合は、吸水時に水
膨張性発泡シート自体の膨張圧で複合シートを破損させ
たり、変形させたりする結果になる。そして、上記の水
膨張性発泡シートを水架橋性のゴム発泡体で形成したと
きは、破れに伴う穴を膨張で塞ぎながら架橋が進行する
ので、止水完了後に水に溶解することがなく、止水効果
が持続される。

【００１９】

【実施例】

実施例１ 図１に示すように、遮水性の外面シート１１、水膨張性
発泡シート１２、繊維シート１３および上記同様の外面
シート１１が上から順に積層された遮水用自己修復性複
合シート１０を製造した。上下の外面シート１１は、Ｅ
ＰＤＭによって厚み０．７mmのシート状に成形した。ま
た、水膨張性発泡シート１２は、下記の配合物をバンバ
リーミキサーで混練りし、空冷した後、シート押出機を
用いて厚み１．２mmのシート状に成形した。また、繊維
シート１３は、ナイロンの捲縮加工糸（１４０デニー
ル）からなる天竺組織の丸編地（目付量２７０ｇ／
ｍ² ）を使用した。そして、上記未加硫の外面シート１
１、未加硫・未発泡の水膨張性シート、繊維シート１３
および未加硫の外面シート１１を重ね、５kg／cm² の面
圧を加えて１８０℃、１５分間の加硫を施し、同時に発
泡させた。

【００２０】 表 １ ＥＰＤＭ（三井石油社製、品番「３０４５」） １００部 亜鉛華 ５部 ステアリン酸 １部 クマロン樹脂 ３部 ＳＲＦブラック ５０部 クレー １５部 プロセスオイル ２０部 イオウ ２部 促進剤ＴＴ １．５部 促進剤ＰＺ １．５部 促進剤Ｍ １．０部 高吸水性樹脂 １００部 発泡剤 ４部 ただし、表１中のＴＴはテトラチウラム・ジスルフィ
ド、ＰＺはジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、Ｍは２−
メルカプトベンゾチアゾール、高吸水性樹脂は株式会社
クラレ製、商品名「ＫＩゲル２０１Ｋ−Ｆ２」である。
また、発泡剤は、アゾジカルボンアミドとジニトロペン
タメチルテトラミンとの混合物である。

【００２１】得られた実施例１の遮水用自己修復性複合
シート１０について、その物性を試験したところ、該複
合シート１０の破断伸度は１２５％であり、引裂強度は
３５kg／cmであった。また、上記の遮水用自己修復性複
合シート１０から剥離して得られた水膨張性発泡シート
１２の発泡倍率は２．０であり、水に浸漬１０時間後の
体積膨張率は５００％、同じく水に浸漬１０時間後の膨
張圧は１２kg／cm² であった。また、外面シート１１の
弾性率は３０kg／cm² であった。また、繊維シート１３
の破断伸度は、積層前において１８０％であった。ただ
し、体積膨張率は、水膨張性発泡シート１２の試験片
（厚み２mm、直径５０mm）を常温の水道水に浸漬し、１
０時間後の測定値から算出した。また、膨張圧は、上記
の試験片を同様に水道水に浸漬し、押さえ板を介してロ
ードセルで測定し、その経時変化を記録し、１０時間後
の数値をもって膨張圧とした。

【００２２】次に、上記実施例１の遮水用自己修復性複
合シート１０から直径２６０mmの円板を切り取って試験
片とし、その周縁内側の直径２２０mmの円に沿って６個
のボルト孔（直径１８．６mm）を等間隔に開け、図２に
示すように、該試験片１０ａに１４メッシュの金網１５
を重ねて試験台１６上に押さえリング１７、ボルト１８
およびナット１９で固定した。そして、試験台１６の中
央に設けた孔に給水パイプ２０を接続した。

【００２３】上記の試験片１０ａに金網１５の上から釘
（直径２．５mm、長さ１４．４mm）２１を突き刺し、そ
の状態で上記の給水パイプ２０から圧力３kg／cm² の高
圧水を供給して試験片１０ａと試験台１６との間に送入
したところ、１５分後において水洩れは全く認められな
かった。次いで、上記の釘２１を抜き取ったところ、水
洩れはいったん発生したが、４５分後において若干の水
洩れが認められる程度となり、９０分後に水洩れが完全
に停止した。

【００２４】上記実施例１の遮水用自己修復性複合シー
ト１０における水膨張性発泡シート１２を省略したこと
を除き、他は実施例１と全く同様にして上下の外面シー
ト１１、１１と中間の繊維シート１３とからなる比較例
１の遮水シートを製造し、この遮水シートから実施例と
同じ大きさの試験片を切り取り、実施例１と同様に試験
台１６に取付け、この比較例１の試験片に釘２１を刺し
て圧力１kg／cm² の高圧水を供給したところ、１５分経
過しても水洩れが止まらなかった。次いで、釘２１を抜
き取ったところ、水洩れが一層激しくなり、全く停止し
なかった。

【００２５】実施例２ 上下の外面シート１１として高密度ポリエチレンからな
る厚み１．０mmのシートを、また中間の水膨張性発泡シ
ート１２として下記の表２の配合からなる水架橋性ゴム
をそれぞれ用い、繊維シート１３を省略して遮水用自己
修復性複合シート１０を製造した。すなわち、表２の配
合物をバンバリーミキサーで混練りし、空冷した後、シ
ート押出機を用いて厚み１．０mmのシート状に成形し、
その上下両面に上記の高密度ポリエチレンからなる外面
シート１１を重ね、３kg／cm² の付加圧力を加えて上記
３層のシートを密接させ、続いて１kg／cm² の面圧下に
おいて１６０℃、１５分間の加硫を行い、同時に発泡さ
せ、しかるのち８０℃まで冷却して実施例２の遮水用自
己修復性複合シート（厚み４mm、発泡倍率２．０）を得
た。

【００２６】 表 ２ 塩素化ブチルゴム（日本合成ゴム社製「１０６６」）１００部 カーボンＨＡＦ ５０部 プロセスオイル ３０部 パラフィン ２部 亜鉛華 ５部 ステアリン酸 １部 高吸水性樹脂（日本触媒社製「アクアリックCS-7S 」１００部 水架橋剤 ７部 発泡剤 ４部 ただし、上記の高吸水性樹脂は日本触媒社製「アクアリ
ックＣＳ−７Ｓ」、水架橋剤はγ−メルカプトプロピル
トリメトキシシラン（信越化学工業社製「シランカップ
リングＫＢＭ８０３」）、発泡剤はアゾジカルボンアミ
ドとジニトロペンタメチルテトラミンとの混合物であ
る。

【００２７】得られた実施例２の遮水用自己修復性複合
シートについて、その物性を試験したところ、破断伸度
は５００％であり、引裂強度は７０kg／cmであった。ま
た、水膨張性発泡シート１２の水に浸漬１０時間後の体
積膨張率は４６０％、同じく水に浸漬１０時間後の膨張
圧は１１kg／cm² であった。また、高密度ポリエチレン
からなる外面シートの弾性率は、３０００kg／cm² であ
った。

【００２８】また、実施例１と同様に水洩れテストを実
施したところ、釘２１を抜き取ってから７０分後におい
て若干の水洩れが認められたが、１３０分後には水洩れ
が完全に停止し、かつ１カ月後においても水洩れがな
く、止水性の長期にわたる持続性が認められた。これに
対し、上記実施例２の水膨張性発泡シート１２を省略し
た比較例２は、前記の比較例１と同様に自己修復性が全
く認められなかった。

【００２９】

【発明の効果】この発明の遮水用自己修復性複合シート
は、上記のとおり、発泡倍率１．１〜１０倍、水に浸漬
１０時間後の体積膨張率５０〜１０００％、水に浸漬１
０時間後の膨張圧１〜５０kg／cm² の水膨張性ゴム発泡
体または水膨張性樹脂発泡体からなる水膨張性発泡シー
トの表裏両面に通常のゴムまたは樹脂からなる遮水性の
外面シートが積層され、積層後の破断伸度が５０％以
上、引裂強度が１０kg／cm以上のものであるから、廃棄
物処理場等における漏水防止のための土木建築用遮水シ
ートとして使用することができ、その際に軽量で、施工
に際して取扱が容易であり、また敷設面の凹凸に対する
フィット性が良好であり、しかも施工中および使用中に
生じた穴の拡大を防止し、孔が生じた際には漏水との接
触によりシート自体の吸水膨張性で上記の穴を自己修復
することができ、そのため遮水用シートとしての信頼性
が向上する。

【００３０】そして、請求項２に記載の発明は、上記の
請求項１記載の複合シートを繊維シートで補強したもの
であるから、所望の破断伸度および引裂強度が容易に得
られる。また、請求項３に記載の発明は、上記の水膨張
性発泡シートを水架橋性のゴム発泡体で形成したもので
あるから、シートに生じた穴を膨張によって塞ぎながら
架橋が進行し、しかも止水効果が持続する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の断面図である。

【図２】水洩れ試験装置の断面図である。

【符号の説明】

１０：遮水用自己修復性複合シート １０ａ：試験片 １１：外面シート １２：水膨張性発泡シート １３：繊維シート １５：金網 １６：試験台 １７：押さえリング ２０：給水パイプ ２１：釘

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三宅 徹男 三重県津市観音寺町255呉羽ゴム工業株式 会社津工場内 (72)発明者 余川 彬夫 三重県津市観音寺町255呉羽ゴム工業株式 会社津工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発泡倍率１．１〜１０倍、水に浸漬１０
   時間後の体積膨張率５０〜１０００％、水に浸漬１０時
   間後の膨張圧１〜５０kg／cm² の水膨張性ゴム発泡体ま
   たは水膨張性樹脂発泡体からなる水膨張性発泡シートの
   表裏両面に通常のゴムまたは樹脂からなる遮水性の外面
   シートが積層され、得られた複合シート全体の破断伸度
   が５０％以上、引裂強度が１０kg／cm以上であることを
   特徴とする遮水用自己修復性複合シート。
2. 【請求項２】 発泡倍率１．１〜１０倍、水に浸漬１０
   時間後の体積膨張率５０〜１０００％、水に浸漬１０時
   間後の膨張圧１〜５０kg／cm² の水膨張性ゴム発泡体ま
   たは水膨張性樹脂発泡体からなる水膨張性発泡シートの
   表裏両面に通常のゴムまたは樹脂からなる遮水性の外面
   シートが積層され、かつ繊維シートで補強されており、
   得られた複合シート全体の破断伸度が５０％以上、引裂
   強度が１０kg／cm以上であることを特徴とする遮水用自
   己修復性複合シート。
3. 【請求項３】 水膨張性発泡シートが水との接触により
   架橋が進行する水架橋性を備えたものである請求項１ま
   たは２に記載された遮水用自己修復性複合シート。