JPH0971661A

JPH0971661A - 遮水用複合シート

Info

Publication number: JPH0971661A
Application number: JP7228912A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Kishimoto; 隆之岸本
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 1995-09-06
Filing date: 1995-09-06
Publication date: 1997-03-18

Abstract

(57)【要約】【課題】孔が開いた際にシート厚さ方向に膨れて下地
とのフィット性が失われるとともに、膨潤部分の強度が
低下する。【解決手段】短繊維３を混入した水膨潤性ゴムシート
１を防水シート２の両面に積層する。短繊維３の混入割
合を水膨潤性ゴムシート１を構成する練りゴム１００重
量部に対し１０〜３０重量部に設定する。短繊維３のシ
ート厚さ方向の配向率を５０％以上に設定する。これに
より、複合シートＡの強度低下を招くことなくシート厚
さ方向の膨れを小さくて下地へのフィット性を良くす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する利用分野】本発明は、廃棄物処理場、人
口貯水池、河川の堤防、鉄筋コンクリート建築物の屋
上、地下鉄の駅舎及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の改良に関し、特に
施行時又は使用時に鋭角突起物との接触により生じた孔
の拡大を防止し、かつこの孔を自動的に塞ぐことができ
る自己修復性を有する遮水用複合シートに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、鉄筋コンクリート建築物の屋
上防水、人口貯水池の漏水防水、廃棄物処理場における
汚水の遮断等のために、ゴムやプラスチック製の遮水用
シートが使用されているが、これらの遮水用シートは、
敷設面に露出したり廃棄物に含まれる鋭角突起物に接す
ると孔が開き、この孔から例えば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っ
て周辺環境に大きな悪影響を与える等、その機能を果た
さなくなることがある。

【０００３】このような遮水用シートの孔開きを防止す
るために、織物や不織布の繊維シートでゴムシートを補
強した複合シートが提案されている。

【０００４】しかし、この複合シートは伸びが２０％以
下と小さいため、敷設面の凹凸にフィットし難く、特に
引張力が働いた状態で敷設面の凹凸に当たると引裂き破
損が生じ易いという問題がある。

【０００５】また、例えば特開平６−１８５０３２号公
報に開示されているように、織物や不織布よりも伸びが
大きい編物の繊維シートを用いた複合シートも提案され
ているが、この場合も鋭角突起物あるいは釘やガラス片
等の鋭利物品に接すると、その接触部に応力が集中して
孔が開き、対策としては十分ではない。

【０００６】そこで、最近では、例えば特開平５−２５
４０６２号公報、特開平６−２８６０６２号公報、特開
平６−２８６０６３号公報等に開示されているように、
水を吸収することにより膨潤する性質を有する水膨潤性
物質が配合された水膨潤性ゴムシートを防水シートの両
面に積層することにより、シートに孔が開いても、上記
水膨潤性ゴムシートの性質によってこの孔を自動的に塞
ぎ、水や汚染物質が孔から漏出しないようにした自己修
復性を有する遮水用複合シートが提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の自己修
復性を有する複合シートでは、孔が開いた時の自己修復
において、膨潤部分のシート厚さ方向の膨れによって下
地とのフィット性が失われ、しかも膨潤部分の強度が膨
潤していない通常部に比して著しく低下し、膨潤部分と
通常部との界面で破損が生ずるおそれがあった。

【０００８】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、シート厚さ方向の膨れ
が小さくて下地へのフィット性が良く、しかも膨潤部分
が強度低下しない自己修復性を有する遮水用複合シート
を提供しようとすることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、水膨潤性ゴムシートに短繊維を混入し、
その混入量と配向率とを特定したことを特徴とする。

【００１０】具体的には、水を吸収することにより膨潤
する性質を有する水膨潤性物質が配合された水膨潤性ゴ
ムシートと、該水膨潤性ゴムシートの少なくとも片面に
積層された防水シートとからなる遮水用複合シートを対
象とし、次のような解決手段を講じた。

【００１１】すなわち、本発明の第１の解決手段は、水
膨潤性ゴムシートに短繊維を混入する。その際、該短繊
維を水膨潤性ゴムシートを構成する練りゴム１００重量
部に対し１０〜３０重量部混入する。さらに、該短繊維
の配向率をシート厚さ方向に５０％以上になるように設
定したことを特徴とする。

【００１２】上記水膨潤性物質としては、水を吸収する
ことにより膨潤する性質を有するものであり、例えば、
橋かけ酢酸ビニル／アクリル酸塩系ポリマー、イソブチ
レン／マレイン酸塩系ポリマー、デンプン／アクリル酸
塩系ポリマー、ビニルアルコール／アクリル酸塩系ポリ
マー、デンプン／アクリル繊維加水分解物系ポリマー、
橋かけビニルアルコール系ポリマー、橋かけＣＭＣ（カ
ルボキシメチルセルロース）等が挙げられる。

【００１３】上記水膨潤性ゴムシートを構成するマトリ
ックスゴムとしては、例えば、ＥＰＤＭ（エチレンプロ
ピレンゴム）、ブチルゴム、ウレタンゴム等が好ましい
が、これに限らず、他の合成ゴム、天然ゴム、熱可塑性
エラストマー等を適宜選定して用いることもできる。

【００１４】上記短繊維としては、例えば、綿、絹、羊
毛等の天然繊維、ナイロン、アラミド、ポリエステル、
アクリル、ビニロン等の合成繊維、ガラス、炭素、ボロ
ン、鋼、ステンレス、銅、アルミナ等の無機繊維や金属
繊維が挙げられ、特にアラミド繊維が好適に用いられ
る。これらの繊維は、通常、レゾルシン−ホルマリン溶
液等で接着処理した後、所定長さにカットして練りゴム
に混入分散される。

【００１５】この練りゴムとは、上記マトリックスゴム
に水膨潤性物質をカーボンブラック等の補強剤やシリ
カ、炭酸カルシウム、タルク、クレイ等の充填剤と共に
ロールや押出し機で混練り混合して得られるものであ
る。

【００１６】なお、必要に応じてゴム用伸展油、ゴム薬
品及びゴム用添加剤が配合される。ゴム用伸展油として
は、アロマチック系、ナフテン系、パラフィン系のもの
が好ましい。また、ゴム用薬品及びゴム用添加剤として
は、硫黄、パーオキサイド等の架橋剤、亜鉛華、ステア
リン酸等の加硫促進助剤、加硫促進剤、アミン系、フェ
ノール系、硫黄系リン系等の老化防止剤、紫外線吸収
剤、オゾン劣化防止剤、粘着付与剤、可塑剤等が各々の
使用目的に応じて使用される。

【００１７】上記水膨潤性ゴムシートは、この練りゴム
に短繊維を混入分散させ、シート出しすることにより得
られるものである。

【００１８】練りゴム１００重量部に対して短繊維を１
０〜３０重量部混入したのは、１０重量部未満では短繊
維混入の効果が十分に発揮されないからであり、一方、
３０重量部を超えると加工性が悪くなって短繊維を練り
ゴムに均一に分散させることが困難になるからである。

【００１９】上記短繊維の配向率をシート厚さ方向に５
０％以上になるように設定したのは、５０％よりも小さ
くなると、吸水時のシート厚さ方向の膨潤が大きくなっ
て下地へのフィット性が悪くなるからである。なお、シ
ート長さ方向及びシート幅方向の短繊維配向率は、２０
％以下になるように設定することが水による膨潤の方向
に異方性を持たせる上で好ましい。短繊維のシート厚さ
方向の配向率は、本出願人が既に特公平６−５１２９３
号公報、特公平６−７３８９４号公報として特許出願し
ているように、成形ダイの通路に間隔の狭い絞り部とそ
れに続く間隔の広い解放部とを設けるなどして通路形状
や通路内径を工夫し、この成形ダイの開口率を調整する
ことで任意の値に設定することができるものである。

【００２０】上記防水シートとしては、例えば、塩化ビ
ニル系、ポリエチレン系及び合成ゴム系のもの等が用い
られる。

【００２１】上記水膨潤性ゴムシートと防水シートとの
積層は、両者を未加硫状態で積層し、共に加硫により工
場で一体化するか、あるいは両者を別々に成形してお
き、これを工場又は敷設現場で接着処理して一体化して
もよい。

【００２２】図１及び図２に本発明に係る複合シートＡ
の２態様を示す。すなわち、図１は水膨潤性ゴムシート
１の両面に防水シート２が積層されたタイプであり、図
２は水膨潤性ゴムシート１の片面に防水シート２が積層
されたタイプであり、それぞれ目的用途によって使い分
ける。３は上記水膨潤性ゴムシート１に配合された短繊
維であり、図では便宜上、シート厚さ方向に配向する短
繊維３のみを現し、シート長さ方向及びシートは幅方向
に配向する短繊維３は省略した。

【００２３】上記の構成により、本発明の第１の解決手
段では、防水シートに孔が開くと、この孔から浸入した
水が水膨潤性ゴムシート（水膨潤性物質）に接触し、該
水膨潤性ゴムシート（水膨潤性物質）が水を吸収して膨
潤する。

【００２４】この際、上記水膨潤性ゴムシートに混入さ
れた短繊維の５０％以上がシート厚さ方向に配向してい
るため、水膨潤性ゴムシートがシート厚さ方向に膨潤し
ようとしても、上記シート厚さ方向に配向する短繊維の
接触抵抗によってその膨潤が抑制され、シート厚さ方向
には大きく膨潤しない。一方、シート長さ方向及びシー
ト幅方向に配向する短繊維はシート厚さ方向の短繊維に
比べて少ないため、その短繊維の接触抵抗は上記シート
厚さ方向に配向する短繊維に比べて小さく、水膨潤性ゴ
ムシートはシート長さ方向及びシート幅方向に大きく膨
潤する。

【００２５】これにより、膨潤部は自己修復して大きな
変形を生じず、下地とのフィット性は損なわれず、ま
た、短繊維による補強効果によって膨潤後であってもそ
の強度は低くならない。

【００２６】また、短繊維が練りゴム１００重量部に対
して１０〜３０重量部混入されていることから、短繊維
が水膨潤性ゴムシート中に均一に分散され、かつ短繊維
混入による膨潤の異方性が確保される。

【００２７】本発明の第２の解決手段は、第１の解決手
段において、水膨潤性ゴムシートを構成するマトリック
スゴム１００重量部に対し水膨潤性物質を２０〜５０重
量部配合したことを特徴とする。

【００２８】上記の構成により、本発明の第２の解決手
段では、水膨潤性物質が水膨潤性ゴムシート中に均一に
分散され、かつ膨潤による自己修復性が十分に確保され
る。

【００２９】本発明において用いられる短繊維は、水膨
潤性ゴムシート製作時の分散性、配向性、加工性および
得られるシートにおける補強効果を考慮して、繊維長が
水膨潤性ゴムシート厚の０．５〜１．５倍、特に０．７
〜１．０倍のもので、繊維長Ｌと繊維径Ｄの比Ｌ／Ｄが
４０以上で、かつ初期弾性率が４０ｇ／ｄ以上のものが
好ましく用いられる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を比較例と
共に具体的に説明する。

【００３１】（実施例１）＜練りゴムの調製＞マトリックスゴムとしてスチレンブ
タジエンゴム（日本合成ゴム社製：ＪＳＲ１７１２）、
水膨潤性物質として酢酸ビニル／アクリル酸塩系ポリマ
ーであるＫＩゲル（クラレ社製）を用いて、下記配合の
練りゴムを調製した。

【００３２】（重量部）スチレンブタジエンゴム１００カーボンブラック３６デキシークレー３６アロマ系オイル１４．５酸化亜鉛３．６ステアリン酸０．７ＫＩゲル３６加硫促進剤０．９硫黄１．５上記練りゴム１００重量部に対し短繊維としてメタ系ア
ラミド繊維であるコーネックス（帝人社製：繊維長
（Ｌ）２ｍｍ、繊維径（Ｄ）０．０４ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝５
０）を２０重量部加え、押出し機で混合分散させ、Ｚ配
向（シート厚さ方向の配向）用ダイスを用いて厚さ２ｍ
ｍのシートに成形した。このシートをスチールバンド式
ロータリープレス機に通して加硫し、水膨潤性ゴムシー
トを得た。この水膨潤性ゴムシートから長さ５０ｍｍ×
幅５０ｍｍ×厚さ２ｍｍの試料を採取し、水に浸漬して
平衡膨潤に達した時（２３°×７２時間後）の３次元各
方向の膨張率を測定した。そして、次の式により短繊維
のシート厚さ方向の配向率を求めた。

【００３３】Ｈ_z＝｛（１／Ｖ_z）／（１／Ｖ_x＋１／
Ｖ_y＋１／Ｖ_z）｝×１００Ｈ_z：短繊維のシート厚さ方向の配向率Ｖ_x：シートの長さ方向の膨張率Ｖ_y：シートの幅方向の膨張率Ｖ_z：シートの厚さ方向の膨張率ここで、膨潤率＝｛（膨潤後の寸法／膨潤前の寸法）−１｝×１
００次いで、この水膨張性ゴムシートの表裏両面に厚さ１．
５ｍｍのエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）よりなる
防水シートをブチルゴムよりなる自然加硫タイプのジョ
イントテープにて接着し、総厚５ｍｍの複合シートを
得、この得られた複合シートを図３に示す耐水圧試験装
置Ｂにセットして耐水圧性を調べた。

【００３４】その要領を説明するに、まず、上下２枚の
プレート１１間に弾性材１２を介装してなるクランプ治
具１３中央の直径６０ｍｍのセット孔１３ａに複合シー
トＡを対応させ、その外周部を上記２枚のプレート１１
で挟んだ状態で上記クランプ治具１３を容器１４の上方
開口部に対応させ、ボルト１５を締め付けることでクラ
ンプ治具１３を容器１４にセットするとともに、複合シ
ートＡをクランプ治具１３で挟持する。次いで、針状の
シート破損治具１６で上記複合シートＡに直径１．０ｍ
ｍと直径６．０ｍｍの孔を開け、上記シート破損治具１
６を孔に貫入したままの状態と、貫入後引き抜いた状態
とで容器１４内の水Ｗに０ｋｇｆ／ｃｍ²から３ｋｇｆ
／ｃｍ²の水圧Ｐをかけていき、漏水発生時の水圧Ｐを
水圧ゲージ１７で調べた。その結果を表１に示す。

【００３５】（実施例２）防水シートを水膨潤性ゴムシ
ートの片面に積層した以外は、実施例１と同様にして水
膨潤性ゴムシート及び複合シートを得、実施例１と同様
に評価した。その結果を表１に示す。

【００３６】（実施例３）短繊維であるコーネックスの
混入量を１０重量部にしたことと、防水シートを水膨潤
性ゴムシートの片面に積層した以外は、実施例１と同様
にして水膨潤性ゴムシート及び複合シートを得、実施例
１と同様に評価した。その結果を表１に示す。

【００３７】（実施例４）短繊維であるコーネックスの
混入量を３０重量部にしたことと、防水シートを水膨潤
性ゴムシートの片面に積層した以外は、実施例１と同様
にして水膨潤性ゴムシート及び複合シートを得、実施例
１と同様に評価した。その結果を表１に示す。

【００３８】（比較例１）短繊維であるコーネックスの
混入量を５重量部にしたことと、防水シートを水膨潤性
ゴムシートの片面に積層した以外は、実施例１と同様に
して水膨潤性ゴムシート及び複合シートを得、実施例１
と同様に評価した。その結果を表１に示す。

【００３９】（比較例２）短繊維のシート厚さ方向の配
向率を５０％以下にしたことと、防水シートを水膨潤性
ゴムシートの片面に積層した以外は、実施例１と同様に
して水膨潤性ゴムシート及び複合シートを得、実施例１
と同様に評価した。その結果を表１に示す。

【００４０】（比較例３）短繊維であるコーネックスの
混入量を４０重量部にしたが、短繊維が練りゴムに均一
に分散せず、押出し成形によりシートを成形するのも困
難であったため、シート製作を断念した。

【００４１】（比較例４）防水シートのみを耐水圧試験
装置にセットし、実施例１と同様に評価した。その結果
を表１に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】表１より明らかなように、実施例１〜４で
は、水膨潤性ゴムシートの厚さ方向の膨潤が少なく、防
水シートの耐水圧性も優れていた。このことは、シート
厚さ方向に５０％以上配向された短繊維の接触抵抗によ
り水膨潤性ゴムシートのシート厚さ方向の膨張が抑制さ
れるとともに、短繊維による補強効果により膨潤後の強
度低下が抑制されることによるものである。

【００４４】これに対し、比較例１では、短繊維のシー
ト厚さ方向の配向率が５０％を超えているものの、短繊
維の混入量が５重量部と少ないことから、短繊維混入に
よる補強効果が十分に得られず、水膨潤性ゴムシートの
３次元方向の全てにおいて大きく膨潤し、防水シートの
耐水圧性も低下していた。

【００４５】比較例２では、短繊維のシート厚さ方向の
配向率が３８％で５０％に満たず、短繊維のシート厚さ
方向の接触抵抗が十分に得られず、水膨潤性シートがシ
ート厚さ方向に大きく膨潤し、耐水圧性も低下してい
た。

【００４６】比較例４では、短繊維で補強された水膨潤
性ゴムシートがなく防水シート単層であるため、耐水圧
性に最も劣っていた。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る本
発明によれば、防水シートの少なくとも片面に積層され
る水膨潤性ゴムシートに短繊維をシート厚さ方向に５０
％以上配向させたので、シート厚さ方向への膨潤過多を
防止できるとともに、従来生じていた強度不足を解消す
ることができる。また、上記水膨潤性ゴムシートを構成
する練りゴム１００重量部に対し短繊維を１０〜３０重
量部混入したので、水膨潤性ゴムシートに対する短繊維
の分散性を良くすることができ、かつ短繊維混入による
膨潤の異方性を確保することができる。

【００４８】請求項２に係る本発明によれば、水膨潤性
ゴムシートを構成するマトリックスゴム１００重量部に
対し水膨潤性物質を５〜３０重量部配合したので、水膨
潤性物質を水膨潤性ゴムシート中に均一に分散させるこ
とができ、かつ膨潤による自己修復性を十分に確保する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】水膨潤性ゴムシートの両面に防水シートが積層
された遮水用複合シートの断面図である。

【図２】水膨潤性ゴムシートの片面に防水シートが積層
された遮水用複合シートの断面図である。

【図３】耐水圧試験装置の断面図である。

【符号の説明】

１水膨潤性ゴムシート２防水シート３短繊維Ａ複合シート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水を吸収することにより膨潤する性質を
有する水膨潤性物質が配合された水膨潤性ゴムシート
と、該水膨潤性ゴムシートの少なくとも片面に積層された防
水シートとからなる遮水用複合シートであって、上記水膨潤性ゴムシートには、短繊維が水膨潤性ゴムシ
ートを構成する練りゴム１００重量部に対し１０〜３０
重量部混入され、該短繊維の配向率は、シート厚さ方向に５０％以上にな
るように設定されていることを特徴とする遮水用複合シ
ート。
【請求項２】水膨潤性物質は、水膨潤性ゴムシートを
構成するマトリックスゴム１００重量部に対し２０〜５
０重量部配合されていることを特徴とする請求項１記載
の遮水用複合シート。