(57)【要約】【課題】遮水シート表面の砂、泥、油といった汚染または劣化した表面層を簡単な作業で除去することができ、融着による接合強度をかなり大きなものとすることができる遮水シートの接合方法の提供を課題とする。【解決手段】熱可塑性ポリウレタンからなる遮水シート１、２同士を熱融着する遮水シートの接合方法であって遮水シート１、２の接合面３、４に対してジメチルホルムアミドとメチルエチルケトンもしくはテトラヒドロフランを混合した混合溶剤を塗布して乾燥させた後に接合面３、４同士を熱融着する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性ポリウレタンからなる遮水シート同士を熱融着する遮水シートの接合方法において、少なくとも片方の遮水シートの接合面に対して、ジメチルホルムアミドにメチルエチルケトンもしくはテトラヒドロフランを混合した混合溶剤を塗布して乾燥させた後に接合面同士を熱融着することを特徴とする遮水シートの接合方法。
【請求項２】
混合溶剤中のジメチルホルムアミド：メチルエチルケトンもしくはテトラヒドロフランの比が１５：８５〜８０：２０の範囲内である請求項１記載の遮水シートの接合方法。
【請求項３】
混合溶剤中のジメチルホルムアミド：メチルエチルケトンもしくはテトラヒドロフランの比が１５：８５〜５０：５０の範囲である請求項１記載の遮水シートの接合方法。
【請求項４】
混合溶剤を塗布した後の乾燥工程として風を吹き付けることにより強制乾燥を行なう請求項１〜３記載の遮水シートの接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物処分場、貯水池、ダムなどに用いる遮水シートの接合方法に係り、詳しくは熱可塑性ウレタンシートを強固に接合する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、歯器物最終処分場における環境汚染と安全性の問題がクローズアップされている。廃棄物最終処分場は厚生省の指針に遮水性を施すように義務付けられている。一般的には、遮水シートによる表面遮水工法が多く採用されている。
【０００３】
この表面遮水工法は、工地基盤の安定性、遮水シ−トの敷設工事の確実性、遮水シートの耐久性、維持管理の確実性が必要である。
【０００４】
表面遮水工の今までの問題は、施工時点では問題がなかったとしても、湧き水などによって洗掘された場合や地盤沈下によって安定な基盤の確保が困難であった。遮水シートが環境条件によって左右されやすいため、下地への敷設性、シートの接合性、耐クリープ性等を考慮したような確実な施工ができないこともあった。
【０００５】
そういった環境の中で熱可塑性ウレタンからなる遮水シートがシート同士の接合を熱融着により行なえること、熱膨張率が小さいので環境温度に左右されにくく、耐外傷性や耐久性にも優れていることから用いられている（特許文献１）。
【０００６】
このような廃棄物処分場で用いられる場合には、廃棄物中の有害成分の外部への漏洩を防ぐ必要性が極めて高いこと、また下地の沈下によって遮水シートに大きな応力がかかることもあり、遮水シート同士の接合部には高い接合強度が要求される。
【０００７】
ところが、遮水シートの接合はシート表面の汚染状況に左右され、たとえ砂、泥、ほこり、油などが表面に付着した状態であったり、シートの表面に酸化被膜を形成した状態であったりするとそのまま熱融着しても十分な接合強度を得ることができない。従来遮水シートの接合部分を濡れ雑巾などで拭き取るといった方法が採られていたが、水分が乾くまでに時間がかかるといった問題や汚れの種類によっては水では拭き取れないという問題もあった。
【０００８】
特許文献２には遮水シートの接合面を有機溶媒で浄化することによって、接合強度を向上させる方法が開示されている。
【０００９】
また、特許文献３には遮水シートの接合面に表面保護テープを取り付けておき、接合する際にその表面保護テープを除去してから接合するといった方法が開示されている。
【００１０】
特許文献４には遮水シートを接合する際に研磨具により接合面の遮水シート表層部を研磨除去してから接合する方法が開示されている。
【００１１】
【特許文献１】特開平６−４６５号公報
【特許文献２】特開２０００−２６９３７５号公報
【特許文献３】特開２００１−３４０８２５号公報
【特許文献４】特開２００２−１８３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献３では遮水シートに別途表面保護テープを積層配置しなければならないために、コスト的に不利であることと、シートの敷設現場で除去した表面保護テープがゴミとなってしまうことがある。
【００１３】
特許文献４では遮水シートの表面を研磨することによって劣化していない新しい面を露出させることができ、その面同士を接合することによって接合強度を上げることはできるが、遮水シートの表面を研磨するのに研磨装置などを必要とし手間がかかってしまうことや研磨屑の発生などの問題がある。
【００１４】
特許文献２の方法は有機溶媒による拭き取りで、中では比較的簡単な作業であるということはできるが、使用する溶媒の種類によっては十分な接合強度を得ることができないといったことがある。
【００１５】
そこで本発明では、様々な形態の汚れや劣化した熱可塑性ウレタンの遮水シートに適用することができ、比較的簡単に行なえるので作業性やコスト的にも有利であり、しかも接合強度の面でも優れた遮水シートの接合方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
熱可塑性ポリウレタンからなる遮水シート同士を熱融着する遮水シートの接合方法において、少なくとも片方の遮水シートの接合面に対して、ジメチルホルムアミドにメチルエチルケトンもしくはテトラヒドロフランを混合した混合溶剤を塗布して乾燥させた後に接合面同士を熱融着することを特徴とする。
【００１７】
請求項２では、混合溶剤中のジメチルホルムアミド：メチルエチルケトンもしくはテトラヒドロフランの比が１５：８５〜８０：２０の範囲内である遮水シートの接合方法としている。
【００１８】
請求項３では、ジメチルホルムアミド：メチルエチルケトンもしくはテトラヒドロフランの比が１５：８５〜５０：５０の範囲である遮水シートの接合方法としている。
【００１９】
混合溶剤を塗布した後の乾燥工程として風を吹き付けることにより強制乾燥を行なう遮水シートの接合方法。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１によると熱可塑性ウレタンからなる遮水シートの接合面に対して、ジメチルホルムアミドにメチルエチルケトンもしくはテトラヒドロフランを混合した混合溶剤を塗布することによって、接合面の遮水シート表面が溶解して汚染または劣化した表面層を除去することができ、表面層を除去した状態で熱融着するので融着による接合強度をかなり大きなものとすることができる。しかも、混合溶剤を塗布するだけなので手間やコストの面でもわずかなもので済ませることができる。
【００２１】
請求項２では塗布する混合溶剤の中のジメチルホルムアミド：メチルエチルケトンもしくはテトラヒドロフランを１５：８５〜８０：２０しており、より効果的に遮水シートの汚染または劣化した表面層を除去することができる。
【００２２】
請求項３ではジメチルホルムアミド：メチルエチルケトンもしくはテトラヒドロフランを１５：８５〜５０：５０の範囲としており、溶剤を塗布した後の乾燥時間も短くて済み、より作業性の面で優れているといえる。
【００２３】
混合溶剤を塗布した後の乾燥工程として風を吹き付け強制乾燥を行なうことで混合溶剤の乾燥時間を短縮することができる。また、乾燥時に発生する結露水を乾燥できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は本発明の接合方法により２枚の遮水シート１、２を接合するところの断面図であり、図２は熱融着しているところの斜視概要図、図３は接合後の断面図である。
【００２５】
熱可塑性ウレタンからなる遮水シート１および遮水シート２の端部を重ね合わせて接合する場合の接合面３、４の少なくとも片方、好ましくは両方に対してジメチルホルムアミドにメチルエチルケトンもしくはテトラヒドロフランを混合した混合溶剤を塗布して乾燥させた後に熱融着したものである。
【００２６】
遮水シートは表面に砂、泥、油などの汚れが付着していたり、表面が参加して被膜を形成していたりすることがあり、その状態のまま熱融着しても十分な接合強度を得られないことがあったが、前記のように熱可塑性ウレタンからなる遮水シート同士を熱融着にて接合するに際して、接合面３、４に対して、ジメチルホルムアミドにメチルエチルケトンもしくはテトラヒドロフランを混合した混合溶剤を塗布することによって、表面に付着した汚れを除去することができるのみならず表面を溶解して酸化被膜も除去することができるので、熱融着の接合強度を向上させることができ廃棄物処分場に用いる遮水シートの接合部として十分な接合強度を得ることができる。
【００２７】
本発明において、混合溶剤中にジメチルホルムアミドとメチルエチルケトンもしくはテトラヒドロフランが含まれることが必須の要件であるが、それ以外の溶剤が加わることを制限するものではなく、前記必須の溶剤を含んでいれば本発明の範囲である。また、ジメチルホルムアミド：メチルエチルケトンもしくはテトラヒドロフランは１５：８５〜８０：２０の範囲であることが好ましい。
【００２８】
混合溶剤中にジメチルホルムアミドとメチルエチルケトンもしくはテトラヒドロフランを有することによって前記のような汚れや酸化被膜を除去する効果が十分に得られなくなる。また、ジメチルホルムアミド：メチルエチルケトンもしくはテトラヒドロフランの比率でジメチルホルムアミドの割合が１５％を切ると、遮水シートの表面を十分に溶解することができなくなるので接合強度を向上させる効果が少なくなる。逆にメチルエチルケトンの割合が２０％を切ると混合溶剤を塗布した後の乾燥時間が長くなってしまうので好ましくない。乾燥時間の長さなど作業性も含めると更に好ましい範囲はジメチルホルムアミド：メチルエチルケトンもしくはテトラヒドロフランは１５：８５〜５０：５０である。また乾燥時間を短くして作業性をより高いものとするには１５：８５〜４０：６０の範囲であることが好ましい。
【００２９】
混合溶剤の塗布は接合面３、４に刷毛や布などを用いて行なうことができる。汚れを取り除くために混合溶剤に浸した布で接合面３、４を拭ったり、接合面３、４に混合溶剤を塗布した後に布で拭ったりすることは必ずしも必須ではなく、混合溶剤を塗布して乾燥させるだけでも熱融着の接合強度を向上させる効果が認められる。
【００３０】
混合溶剤を塗布した後の乾燥の程度は、十分に乾燥させてしまうことがその後の熱融着を行なう上で望ましいが、乾燥に要する時間は気温や混合溶剤の調整等によって変化するものであり、高い気温や乾燥しやすい溶剤の調整で乾燥時間が短くなる。熱融着の際に熱風による加熱を行なうことから、条件によっては別途乾燥時間を設けなくとも熱融着の際の熱風により十分な乾燥が行なえ、そのような場合は熱風による乾燥も本発明の接合方法における乾燥の工程に相当するものである。もちろん送風機や団扇等で風を送り込んで強制的に乾燥させることも可能であり、乾燥時間を短縮することができる。また、湿度の高い時期には結露が発生しやすいが結露水を乾燥させることもできる。
【００３１】
遮水シート１、２は熱可塑性ウレタンの組成物からなるものであり、熱可塑性ウレタンとしては少なくとも１分子中に２個以上の活性水素を有するポリエステルポリオールやポリエーテルポリエーテルからなるポリオールと、ポリイソシアネートから得られる直鎖状のもので、平均分子量１０〜２０万のものが挙げられる。
【００３２】
例えば、長鎖ジポリオール、短鎖ジポリオール、そしてジイソシアネートから得られる直鎖状の熱可塑性ウレタンがあり、この場合には、長鎖ジポリオールはエラストマーのソフトセグメントになり、ジイソシアネートと短鎖ジポリオールはハードセグメントを形成する。
【００３３】
ポリオールは、エチレンングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、１，４−ブチレングリコール、１，６−ヘキサングリコール、トリメチロールプロパン等のグリコール類、グリセリン等のトリオール類等の短鎖ポリオール類、またポリ（オキシプロピレン）ポリオール、ポリ（オキシエチレン）ポリオール、ポリ（オキシエチレンプロピレン）ポリオール、ポリ（オキシテトラメチレン）グリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール等のポリエーテルポリオール、またポリ（３−メチルペンタンアジペート）ジオール、ポリ（プロピレンアジペート）ジオール、ポリ（ブチレンアジペート）ジオール、ポリ（ヘキサンアジペート）ジオール等のポリエステルポリオール、あるいはポリブタジエンポリオール等の長鎖ポリオールなどが挙げられる。これらの一種または二種以上の混合物として用いられる。
【００３４】
また、ポリイソシアネートは、例えばトリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−２，４’−ジイソシアネート、ナフタレン−１，５−ジイソシアネート、３，３’−ジメチル−４，４’−ビフェニレンジイソシアネート、公知の方法で液状化した液状ジフェニルメタンジイソシアネート（液状ＭＤＩ）、トリレンジイソシアネートの粗製物（クルードＴＤＩ）、キシレンジイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート等が挙げられる。これらは一種または二種以上混合して使用することができる。
【００３５】
本発明で使用する熱可塑性ウレタンエラストマーは、ポリエステルタイプでもポリエーテルタイプでも特に限定されるわけではなくいずれも使用することができるが、耐加水分解性が大きく、低温でも柔軟性が大きい、そして微生物分解の耐性が大きいポリエーテルタイプが遮水シートとして好ましい。
【００３６】
そして、上記熱可塑性ウレタンエラストマーは、廃棄物最終処分場に用いる遮水シートにするために通常は紫外線吸収剤、酸化防止剤、カーボンブラックを添加して使用する場合が多い。
【００３７】
上記熱可塑性ウレタンに添加される紫外線吸収剤としては、２，２’−４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、２，２’−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系有機化合物、２−〔２’−ヒドロキシ−５’−メチル−３’−（３”，４”，５”，６”−テトラヒドロ−フタルイミジルメチル）フェニル〕ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−ベンゾトリアゾールなどのベンゾトリアゾール系有機化合物、２−シアノ−３，３’−ジフェニルアクリルなどのシアノアクリレート系有機化合物、〔２，２’−チオビス（４−ｔ−オクチルフェノレート）〕−２−エチルヘキシルアミン−ニッケルなどの金属錯塩等が挙げられる。
【００３８】
上記紫外線吸収剤の添加量は、０．１〜１．０重量％であり、０．１重量％未満の場合には紫外線の吸収が不充分であり、一方１．０重量％を越えると、遮水シート表面のブルーム等によって接着時における熱融着性が阻害される。
【００３９】
また、補強剤としてカーボンブラック２〜１０重量％が添加される。他に、酸化防止剤を添加してもよい。
【００４０】
熱融着作業は図２にも示すように熱風発生機５を用いて、混合溶剤を塗布して乾燥させた接合面を加熱しつつ接合面３、４同士を重ね合わせて、ローラー（図示しない）などを用いて転圧することによって行なうことができる。
【００４１】
次に本発明の実施例と比較例とを挙げて比較試験を行なってみた。もちろん本発明は以下の実施例の形態に限定されるものではない。
【実施例１】
【００４２】
熱可塑性ウレタンからなる１．５ｍｍ厚みの遮水シート（三ツ星ベルト社製）を用いて接合面にジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）：メチルエチルケトン（ＭＥＫ）が２０：８０の混合溶剤を刷毛で塗布して乾燥させた後に熱風発生機で接合面を加熱して熱融着による接合を行ない、その剥離強度を測定した。剥離強度の測定はＪＩＳ  Ｋ  ６８５０に準じて試験片は２５ｍｍ幅短冊状、引張速度５０ｍｍ／ｍｉｎで行なった。また混合溶剤を塗布してから乾燥までに要する時間を測定した。乾燥完了の判断は指触にて行なった。その結果を表１に示す。
【実施例２】
【００４３】
接合面に塗布する溶剤としてジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）：メチルエチルケトン（ＭＥＫ）が５０：５０の混合溶剤を用いた以外は実施例１と全く同様にして接合を行ない、剥離強度および混合溶剤が乾燥するのに要する時間を測定した。その結果を表１に示す。
【実施例３】
【００４４】
接合面に塗布する溶剤としてジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）：メチルエチルケトン（ＭＥＫ）が７５：２５の混合溶剤を用いた以外は実施例１と全く同様にして接合を行ない、剥離強度および混合溶剤が乾燥するのに要する時間を測定した。その結果を表１に示す。
【実施例４】
【００４５】
接合面に塗布する溶剤としてジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）：テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）が２０：８０の混合溶剤を用いた以外は実施例１と全く同様にして接合を行ない、剥離強度および混合溶剤が乾燥するのに要する時間を測定した。その結果を表１に示す。
【実施例５】
【００４６】
接合面に塗布する溶剤としてジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）：テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）が５０：５０の混合溶剤を用いた以外は実施例１と全く同様にして接合を行ない、剥離強度および混合溶剤が乾燥するのに要する時間を測定した。その結果を表１に示す。
【実施例６】
【００４７】
接合面に塗布する溶剤としてジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）：テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）が７５：２５の混合溶剤を用いた以外は実施例１と全く同様にして接合を行ない、剥離強度および混合溶剤が乾燥するのに要する時間を測定した。その結果を表１に示す。
【比較例１】
【００４８】
接合面に塗布する溶剤としてジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）：メチルエチルケトン（ＭＥＫ）が１０：９０の混合溶剤を用いた以外は実施例１と全く同様にして接合を行ない、剥離強度および混合溶剤が乾燥するのに要する時間を測定した。その結果を表１に示す。
【比較例２】
【００４９】
接合面に塗布する溶剤としてジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）：テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）が１０：９０の混合溶剤を用いた以外は実施例１と全く同様にして接合を行ない、剥離強度および混合溶剤が乾燥するのに要する時間を測定した。その結果を表１に示す。
【比較例３】
【００５０】
接合面に塗布する溶剤としてジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）単独の溶剤を用いた以外は実施例１と全く同様にして接合を行ない、剥離強度を測定した。その結果を表２に示す。
【比較例４】
【００５１】
接合面に塗布する溶剤としてメチルエチルケトン（ＭＥＫ）単独の溶剤を用いた以外は実施例１と全く同様にして接合を行ない、剥離強度を測定した。その結果を表２に示す。
【比較例５】
【００５２】
接合面に塗布する溶剤としてメタノール単独の溶剤を用いた以外は実施例１と全く同様にして接合を行ない、剥離強度を測定した。その結果を表２に示す。
【比較例６】
【００５３】
接合面に塗布する溶剤としてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）単独の溶剤を用いた以外は実施例１と全く同様にして接合を行ない、剥離強度を測定した。その結果を表２に示す。
【比較例７】
【００５４】
接合面に塗布する溶剤としてトルエン単独の溶剤を用いた以外は実施例１と全く同様にして接合を行ない、剥離強度を測定した。その結果を表２に示す。
【比較例８】
【００５５】
接合面に塗布する溶剤としてアセトン単独の溶剤を用いた以外は実施例１と全く同様にして接合を行ない、剥離強度を測定した。その結果を表２に示す。
【比較例９】
【００５６】
接合面への溶剤の塗布を行なわなかった以外は実施例１と全く同様にして接合を行ない、剥離強度を測定した。その結果を表２に示す。
【００５７】
【表１】
2006076289.tif 000003
【００５８】
【表２】
2006076289.tif 000004
【００５９】
表1の結果からわかるように溶剤により塗布を行なわなかった比較例９と比べると溶剤を塗布したもの（比較例３〜８）は剥離強度が向上していることがわかるが、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）とメチルエチルケトン（ＭＥＫ）もしくはテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）の混合溶剤を用いた実施例１〜６では更に大きな値を示しており、本発明の効果を確認することができた。
【００６０】
さらに実施例１〜６の中で混合溶剤を塗布した後に乾燥するまでの時間を比較するとジメチルホルムアミドの比率の少ない実施例１、２、３、４において、更にその中でも実施例１、２において乾燥時間が短くなることがわかり、作業性に優れていることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は廃棄物処分場や貯水池などに用いられる熱可塑性ウレタン遮水シートにおいて漏水の問題の発生しない接合方法として適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の接合方法により遮水シートを接合するところの断面図である。
【図２】熱融着しているところの斜視概要図である。
【図３】本発明により接合後の断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１    遮水シート
２    遮水シート
３    接合面
４    接合面
５    熱風発生機
【図１】
2006076289.tif 000005
【図２】
2006076289.tif 000006
【図３】
2006076289.tif 000007