(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
糖アルコール及び／又は糖と、水膨潤性を示す天然又は合成の粘土鉱物と、を含有する止水用ペーストであって、前記糖アルコール及び／又は糖３０〜１００重量部含有する溶液１００重量部に対し、水膨潤性を示す天然又は合成の粘土鉱物を１０〜４００重量部混合してなることを特徴とする止水用ペースト。
【請求項２】
前記水膨潤性を示す天然又は合成の粘土鉱物がベントナイトであることを特徴とする請求項１に記載の止水用ペースト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防水工事、補修等に使用される止水材に関するものである。詳しくは、優れた止水性と自己シール性、経時安定性に富む水膨潤性粘土鉱物を主剤とし、更に、作業性に優れた可塑性を有する止水ペーストに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有機系止水材として塩化ビニル等の樹脂系止水材、ゴム系、アスファルト系止水材が、建築物や地下構造物の止水工事に使用されてきた。また、無機系の止水材としては、セメント系、ベントナイトを主としたスメクタイト系が使用されてきた。止水材の形状は止水工事の行われる場所により、シート状であったりパネル状、帯状、ペースト状のものが使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
止水材は、構造物に取り込まれたなかで、長期間の止水性能を安定的に示す事が最大の性能となる。しかし、従来の有機系止水材は、コンクリートとの親和性が低いため、止水材とコンクリートの間に微細な隙間が発生しやすく、その隙間から毛細管現象により水が浸透してしまう問題が有った。また、膨潤性ゴムの場合、ゴムの膨潤圧により、硬化前のコンクリートに作用し、細かいクラックを生じる可能性を指摘されている。これら有機系の止水材は、数10年で劣化し、初期の止水性能を保持することが出来ない。一方、無機系止水材であるセメント系止水材は、劣化の問題はないが、有機系止水材同様自己シール性を有さないため、止水部分が破損した場合、その部分から水が浸入してしまい、安定的な止水効果を期待することは出来ない。
【０００４】
スメクタイト系止水材は、劣化の問題もなく、膨潤することによる自己シール性を示すため、長期間の安定した止水性能を示す特徴がある。従来より、スメクタイトの主な粘土鉱物であるベントナイトを、粉状もしくは粒状に加工したものを、シート状もしくはパネル状にして止水材として使用されてきた。しかし、止水工事を行う際に、シート及びパネルでは、狭い部分や複雑な形状部分での止水工事は不可能で、ウレタンやシリコン、アスファルトを主成分とした有機系止水ペーストが併用されているが、この有機系止水ペーストでは長期間の止水効果は保証されない。
【０００５】
また、一部、ベントナイトをゲル化させて使用するものも提案されているが、すでにゲル化され、水に対して膨潤しないため、自己シール性が低く、施工後雨水により流れやすい上、新たなクラックに対し隙間を埋めることが出来ず、安定的な止水効果は期待できない。従って、水に対する膨潤力を維持したまま、ペーストにすることが望ましいが、その方法として、鉱油を用いたペーストが提案されている。（特開平8-231956）しかし、この種のペーストは、ペーストから鉱油が流出して施工部分を汚染する上、場合によっては外部へ流出し環境を汚染する恐れもある。また、グリスを扱うようで、匂いも強く、機具や手に付着した際の洗浄も大変で、取り扱いも煩わしかった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を鑑み、鋭意研究した結果、水膨潤性を有する粘土鉱物を主成分とし、鉱油を使用せず、水溶解性が有りながら、水膨潤能力を有するペースト状の止水材を発明するに至った。
本発明の止水ペーストは、糖アルコール及び／又は糖と、水膨潤性を示す天然又は合成の粘土鉱物と、を含有する止水ペーストであって、前記糖アルコール及び／又は糖３０〜１００重量％含有する溶液１００重量部に対し、水膨潤性を示す天然又は合成の粘土鉱物を１０〜４００重量部混合してなることを特徴とする。
前記水膨潤性粘土鉱物は、ベントナイトが特に好適である。
【０００７】
本発明の止水ペーストにおいては、糖アルコール及び／又は糖は、水分活性値が低く、水膨潤性を示す天然又は合成の粘土鉱物を分散させてもこれらの水膨潤性を示す天然又は合成の粘土鉱物は、溶液中で容易に膨潤することがない。
そして、このペーストが施工後に水と接触すると、糖アルコール及び／又は糖の濃度が低下し、水膨潤性を示す天然又は合成の粘土鉱物が初めて水膨潤性を示す。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を説明する。
本発明の止水ペーストにおいては、少なくとも、止水材は、水膨潤性を有する粘土鉱物と、それをペースト化させる溶液とから構成されている。本発明に使用される粘土鉱物は、止水効果を有するものである必要が有り、水と接触することにより、自己膨潤して微細なコロイドになる必要がある。具体的には、スメクタイト系粘土鉱物及び膨潤性雲母がその特徴を有しているが、天然物であっても合成によるものでも良い。これらの粘土鉱物は、単品で使用されることも有るが、止水効果に影響無ければ混合して使用しても差し支えない。スメクタイト系粘土鉱物の一つであるベントナイトは、従来より止水材として使用される事例が多くあり、安定的な止水効果について定評が有ることから、使用するに望ましい粘土鉱物である。
【０００９】
ベントナイトには、ナトリウムタイプとカルシウムタイプのベントナイトがあり、ナトリウムタイプベントナイトは、カルシウムタイプのベントナイトよりも膨潤率が大きい。しかし、カルシウムタイプのベントナイトは、水に対する反応がナトリウムタイプのベントナイトよりも速い特性を有する。本発明における止水用ペーストに用いるベントナイトには、活性化したカルシウムタイプのベントナイトが膨潤量と膨潤速度に優れ、止水効果から見て更に望ましい。このような活性化されたカルシウムタイプのベントナイトは、例えば、カルシウムタイプベントナイトの１００重量部に対して、ソーダ灰(炭酸ソーダ）を４重量部添加し，水を加えて混練し、乾燥粉砕することによって得られる。
【００１０】
上記粘土鉱物を分散させる溶液として、糖アルコール及び／又は糖を含む溶液が使用される。この溶液を構成する成分は、糖アルコール及び／又は糖の成分の他は実質的に水分であり、任意に多価アルコールを含有してもよい。これらの溶液は水分活性値が低く、水膨潤性を有する粘土鉱物を分散させても、溶液中で容易に膨潤することは無い。使用される糖及び糖アルコールとしてはグルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース等の単糖類、ショ糖等のオリゴ糖、マルトース等の還元性二糖類、ラフィノース、ゲンチアノース、メレチトース、プランテオース、ケストース等の高級オリゴ糖、異性化糖、ソルビトール、マンニトール等の糖アルコールが使用できる。
多価アルコールとしては、水分活性値が低く、粘土鉱物の膨潤を妨げないものが好適である。具体的には、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール等が挙げられるが、プロピレングリコールが最も好適である。
これらの糖アルコール、糖は、それぞれを単独で用いられてもよく、また、糖アルコール又は糖は２種以上を混合して用いられても良い。このうち、糖アルコールから選ばれた成分の混合溶液が好ましく、特にソルビトールと他の糖アルコールが混合されている溶液が好ましい。
【００１１】
糖アルコール及び／又は糖を含む溶液は、粘土鉱物の膨潤性を考慮すると、水分活性値が０．９以下が好ましく、より好ましくは０．８以下である。ここで、水分活性値は、相対湿度測定法を用いたノバシーナ社製水分活性測定装置で測定された値を意味する。
【００１２】
本発明の止水ペーストは、前記糖アルコール及び／又は糖３０〜１００重量％含有する溶液１００重量部に対し、水膨潤性を示す天然又は合成の粘土鉱物を１０〜４００重量部混合して得られる。特に前記糖アルコール及び／又は糖３０〜１００重量％含有する溶液１００重量部に対し、水膨潤性を示す天然又は合成の粘土鉱物を５０〜２００重量部混合して得られたペーストが好ましい。最も好ましくは前記糖アルコール及び／又は糖７０〜８０重量％含有する溶液１００重量部に対し、水膨潤性を示す天然又は合成の粘土鉱物を６０〜１２０重量部混合して得られたものが好ましい。このペーストは、ペーストとしての性能に優れ、かつ安価で安全性が高い。
【００１３】
粘土鉱物と混合される溶液中の糖アルコール及び／または糖の濃度が３０〜１００重量％であり、この濃度が３０重量未満の場合、粘土鉱物が溶液中で膨潤してしまう問題がある。また、前記溶液に対する粘土鉱物の添加量が１０重量％未満では、ペーストが柔らかすぎ、また４００重量％を超えると、ペーストが硬くなりすぎ、ペーストの施工上支障が生じやすい。
【００１４】
多価アルコールの場合、ペーストの性能と共にペーストの保管時あるいは施工時等における安全性を考慮すると、多価アルコールを１５〜５０重量％、糖アルコール及び／または糖を１５〜８５重量％含有する溶液１００重量部に対し、水膨潤性を示す天然又は合成の粘土鉱物を５０〜２００重量部混合して得られたぺーストが好ましく、より好ましくは多価アルコールを３０〜５０重量％、糖アルコール及び／または糖を４０〜５０重量％含有する溶液１００重量部に対し、水膨潤性を示す天然又は合成の粘土鉱物を６０〜１２０重量部混合して得られたぺーストが望ましい。
この際、糖、糖アルコールを含有する溶液と水膨潤性を示す天然又は合成の粘土鉱物との混合に際しては、如何なる混合機を用いても良く、室温にて容易にペーストを作製することができる。
【００１５】
このように作製された止水用ペーストは、可塑性を有し、必要に応じて形状を変え、止水を要する部分へ施工することが出来る。このペーストは、水と接触することにより糖、糖アルコールの濃度が低下し、粘土鉱物が初めて水膨潤性を示して止水効果を発現する。特に糖アルコールを使用した場合、浸透圧が高いため、速やかに水がペースト内部へ移行し、粘土鉱物が速やかに膨潤する。本発明における止水材は、止水効果を粘土鉱物の水膨潤性によるコロイド化に依存しているため、有機系止水材のように劣化の問題もなく、自己シール性を示すため、長期間の安定した止水性能を示す。また、ベントナイトは天然鉱物であるが故安全性に優れ、糖及び糖アルコールは、毒性が無く、ペーストを扱う上で、使用者に対して無害であり、仮にペーストの成分が溶出しても環境への負荷も著しく低い。その上、ペーストが水溶性であるため取り扱いも容易である。糖及び糖アルコール溶液は、凍結し難いことから、定温下においてもペーストが可塑性を有する特徴もある。
【００１６】
【実施例】
実施例に基づき、本発明を更に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、各実施例及び比較例において、膨潤量及び透水係数を測定することにより、止水効果を比較した。
＜膨潤量の測定＞
１００ml容メスシリンダーに蒸留水を１００ml入れ、試料２gを投入て２４時間後の容積を測定し、１g当たりの膨潤容積を膨潤量とした。
＜透水係数の測定＞
「透水係数」土質試験法（第3回改訂版）編集委員会編、「土質試験の方法と解説」土質工学会発行、記載の方法に準じて定水位透水試験により測定した。
【００１７】
（実施例１）
グルコース７０重量％含有する水溶液１００重量部に対し、活性化ベントナイト１００重量部を混合し、混練してペーストを得た。これを試料１とした。ペーストは、良好な可塑性を示した。得られた試料1の膨潤量を、表1に示す。また、透水係数は、4.2×10-9であった。この試料の見掛比重は1.25g/mlであった。
【００１８】
（実施例２）
ソルビトール７０重量％含有する水溶液１００重量部に対し、活性化ベントナイト１００重量部を混合し、混練してペーストを得た。これを試料２とした。ペーストは、良好な可塑性を示した。得られた試料2の膨潤量を、表1に示す。また、透水係数は、3.1×10-9であった。
【００２１】
（比較例１）
鉱油１００重量部に対し、活性化ベントナイト２００重量部を混合し、混練してペーストを得た。これを試料５とした。ペーストは、良好な可塑性を示した。得られた試料５の膨潤量を、表1に示す。
【００２２】
（比較例２）
蒸留水１００重量部に対し、活性化ベントナイト５０重量部を混合し、混練してペーストを得た。これを試料６とした。ペーストは、良好な可塑性を示した。得られた試料６の膨潤量を、表1に示す。
【００２３】
【表１】
0003683452.tif 000002
【００２４】
表1に示す膨潤量から、実施例1〜実施例２のペーストは、5倍近くの膨潤量を示していることが分かる。鉱油を用いた比較例１は、実施例よりも膨潤量が多くなっている。しかし、ベントナイトの含有量を基準にすると、実施例１〜実施例２の膨潤量は、比較例１と同等と言える。また、蒸留水を用いた比較例２は、すでにベントナイトが膨潤しているため、殆ど膨潤が観察されなかった。この様に、本発明により得られた止水ペーストは、鉱油等の油を使用せず、水溶性の性質を有しながら、良好な膨潤性を示すと共に、1.0×10-8以下の優れた透水係数を示し、止水材として優れた能力を有していることを示している。
【００２５】
【発明の効果】
本発明により得られた止水ペーストは、可塑性を有するため、あらゆる場所で使用することが出来、施工性に優れている。また、粘土鉱物を主剤としているために劣化が起こらず、膨潤することによる自己シール性を有し、長期に渡り安定した止水効果を期待できる。ペースト化剤として鉱油等の油を使用していないため、施工者にとって安全である上、環境への負荷もほとんど無い。また、ペースト化の作業が容易で、施工現場での作業も可能であり、従来の止水材の施工方法を大きく改善できるものである。