(57)【要約】  本開示の実施形態によると、防水ラミネートは、水圧源に対して配置された第1の表面および前記第1の表面に対向する第2の表面を有するドレインボード；水圧表面にドレインボードをセキュアする、ドレインボードの第2の表面に対して配置された締結具プレートであって、伝導性要素および熱可塑性樹脂を含む締結具プレート；およびジオテキスタイルに隣接する熱可塑性表面を含み、吸水性材料を保持する自己回復性水圧バリアであって、この熱可塑性表面が、締結具プレートに誘導溶接されたバリアを含む。
2014503715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水圧源に対して配置された第1の表面および前記第1の表面に対向する第2の表面を有するドレインボード；
水圧表面にドレインボードをセキュアする、ドレインボードの第2の表面に対して配置された締結具プレートであって、伝導性要素および熱可塑性樹脂を含む締結具プレート；および
ジオテキスタイルに隣接する熱可塑性表面を含み、吸水性材料を保持する自己回復性水圧バリアであって、この熱可塑性表面が、締結具プレートに誘導溶接されるバリア
を含む防水ラミネート。
【請求項２】
前記ドレインボードを前記水圧源にセキュアする固定部材（機械的締結具）をさらに含み、固定部材の少なくとも一部が、前記締結具プレートおよび前記ドレインボードを貫通し、前記水圧源に至る、請求項1に記載の防水ラミネート。
【請求項３】
前記ドレインボードが、ジオテキスタイルを含み、前記ジオテキスタイルが前記水圧源に対して配置される、請求項1に記載の防水ラミネート。
【請求項４】
前記ドレインボードがさらに、前記ジオテキスタイルに接着された排水コアを含む、請求項3に記載の防水ラミネート。
【請求項５】
前記排水コアがジオネットを含む、請求項4に記載の防水ラミネート。
【請求項６】
前記排水コアがディンプルコアを含む、請求項4に記載の防水ラミネート。
【請求項７】
前記水圧源が、路床擁壁および／または支保工壁を含む、請求項1に記載の防水ラミネート。
【請求項８】
前記水圧源が、トンネル壁を含む、請求項1に記載の防水ラミネート。
【請求項９】
前記水圧源が、前記ドレインボードに水圧力を供給する、請求項1に記載の防水ラミネート。
【請求項１０】
前記締結具プレートが、本質的に、前記熱可塑性樹脂から製造されたプレート様主要部材、および前記主要部材に接着される伝導性要素で製造される伝導性シートからなる、請求項1に記載の防水ラミネート。
【請求項１１】
前記伝導性シートが、プレート様主要部材内に層として提供される、請求項10に記載の防水ラミネート。
【請求項１２】
前記締結具プレートが、セキュア表面、溶接表面を有し、前記伝導性要素を含む伝導性支持体を含み；前記溶接表面が前記熱可塑性樹脂を保持する、請求項1に記載の防水ラミネート。
【請求項１３】
前記自己回復性水圧バリアが、熱可塑性表面を保持する不透水性層を含み、前記不透水性層が、前記ジオテキスタイルに接着され；前記吸水性材料が、前記ジオテキスタイル中に含浸され、前記不透水性層に接着される、請求項1に記載の防水ラミネート。
【請求項１４】
前記不透水性層がさらに、熱可塑性表面を保持する熱可塑性層、ならびに前記ジオテキスタイルおよび前記吸水性材料に接着する接着剤層を含む、請求項13に記載の防水ラミネート。
【請求項１５】
前記自己回復性水圧バリアが、前記熱可塑性表面と前記ジオテキスタイルとの間に吸水性材料を保持する、請求項1に記載の防水ラミネート。
【請求項１６】
前記吸水性材料が、高吸収性ポリマー、粘土、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項1に記載の防水ラミネート。
【請求項１７】
前記吸水性材料が、塩水膨潤性組成物を含む、請求項1に記載の防水ラミネート。
【請求項１８】
前記塩水膨潤性組成物が、
約30重量％〜約60重量％のスメクタイト粘土；
約5重量％〜約25重量％の部分架橋アクリルアミド／部分中和アクリル酸コポリマー；
約3重量％〜約15重量％の少なくとも1つのエラストマー樹脂；
約5重量％〜約30重量％のカチオン性凝集剤；および
約0.5重量％〜約25重量％の少なくとも1つの、前記エラストマー樹脂のための一次可塑剤
を含む、請求項17に記載の防水ラミネート。
【請求項１９】
水圧源に曝され、ドレインボードに保持される水圧表面；
締結具プレートによって固定位置に保持されるドレインボード；
自己回復性水圧バリアによって保持される熱可塑性表面に溶接される締結具プレート
を含む、防水ラミネート。
【請求項２０】
ドレインボードによって保持される水圧表面；
自己回復性水圧バリアによって保持される乾燥表面；および水圧表面と乾燥表面との間に配置され；
ドレインボードに付着され、自己回復性水圧バリアに溶接される締結具プレート
を含む、防水ラミネート。
【請求項２１】
個々に伝導性要素および熱可塑性樹脂を含む複数の締結具プレート；
ジオテキスタイルに隣接し、吸水性材料を保持する熱可塑性層を含む自己回復性水圧バリア；
を含む、防水ラミネートであって、ここでこの自己回復性水圧バリアが、熱可塑性層と熱可塑性樹脂との間に形成される複数の誘導溶接部によって複数の締結具プレートに隣接する、防水ラミネート。
【請求項２２】
誘導溶接部が、3つの熱作用ゾーン；締結具プレートゾーン；融合ゾーン；および自己回復性水圧バリアゾーンを含み；前記締結具プレートゾーンが、前記融合ゾーンまたは前記自己回復性水圧バリアゾーンのいずれかの個々の体積よりも大きい体積を含む、請求項21に記載の防水ラミネート。
【請求項２３】
前記締結具プレートゾーンが、前記熱可塑性樹脂の体積とほぼ同一の広がりをもつ、請求項22に記載の防水ラミネート。
【請求項２４】
水圧源にセキュアされた締結プレートに対して自己回復性水圧バリアの熱可塑性表面を配置する工程；および次いで
この熱可塑性表面および締結プレートを誘導溶接する工程
を含む、防水ラミネートを調製する方法。
【請求項２５】
前記締結プレートを前記水圧源にセキュアする工程をさらに含む、請求項24に記載の方法。
【請求項２６】
前記締結具プレートが、固定部材に前記締結具プレートを貫通させ、水圧源に至らせることにより、前記水圧源にセキュアされる、請求項25に記載の方法。
【請求項２７】
前記固定部材が、コンクリート締結具、スクリュー、ドライブピン、およびネイルからなる群から選択される、請求項26に記載の方法。
【請求項２８】
前記水圧源と前記締結プレートとの間にドレインボードを配置する工程；および次いで
コンクリート締結具、スクリュー、ドライブピン、およびネイルからなる群から選択される固定部材に前記締結具プレートおよびドレインボードを貫通させ、前記水圧源に至らせることによって、前記締結プレートを前記水圧源にセキュアする工程
をさらに含む、請求項24に記載の方法。
【請求項２９】
前記熱可塑性表面の重複層を含む継ぎ目をシールする工程をさらに含む、請求項24に記載の方法。
【請求項３０】
前記自己回復性水圧バリアを通して構造アンカーを提供する工程をさらに含む、請求項24に記載の方法。
【請求項３１】
固定部材を締結具プレートに通す火薬作動または空気式作動によって、締結プレートを水圧源に固定する工程；および次いで
自己回復性水圧バリアを前記締結プレートに誘導溶接する工程
を含む、防水ラミネートを調製する方法。
【請求項３２】
排水材料をトンネル壁および／または天井に対して配置する工程であって、この排水材料が、前記トンネル壁および／または天井に対して配置される第1の表面、ならびに露出した第2の表面を有するものである、工程；
この排水材料を、トンネル壁および／または天井に、複数の締結具プレートおよびこの締結具プレートおよび排水材料を通して延び、トンネル壁および／または天井に接着された固定部材を用いて取り付ける工程であって、この締結具プレートが、伝導性要素および熱可塑性樹を含むものである、工程；および
自己回復性水圧バリアをこの締結具プレートに誘導溶接する工程であって、この自己回復性水圧バリアが、吸水性材料およびジオテキスタイルに隣接する不透水性熱可塑性層を含むものである、工程
を含むトンネルを防水する方法。
【請求項３３】
ショットクリートをトンネル中の掘削岩石に適用し、平滑化されたトンネル壁および／または天井を形成する工程；およびこのショットクリートを硬化する工程をさらに含み、前記排水材料が、平滑化されたトンネル壁および／または天井に対して配置される、請求項32に記載の方法。
【請求項３４】
前記ジオテキスタイルに対してコンクリートを適用し、内部トンネル壁および／または天井を形成する工程；および前記コンクリートを硬化する工程をさらに含む、請求項32に記載の方法。
【請求項３５】
止水板をすべてのコンクリートジョイントに適用する工程をさらに含む、請求項34に記載の方法。
【請求項３６】
前記排水材料を前記トンネル床に対して配置する工程であって、この排水材料が、前記トンネル床に対して配置される第1の表面および露出した第2の表面を有するものである、工程；および
前記不透水性熱可塑性層を前記排水材料に対して配置することによって、前記排水材料を、前記自己回復性水圧バリアで覆う工程
をさらに含む、請求項32に記載の方法。
【請求項３７】
防水ラミネートを、擁壁および／または支保工壁に適用する方法であって、
擁壁および／または支保工壁に対して排水材料を配置する工程であって、この排水材料が、擁壁および／または支保工壁に対して配置される第1の表面および露出した第2の表面を有するものである、工程；
複数の締結具プレートおよび締結具プレートおよび排水材料を通して延び、擁壁および／または支保工壁に接着された固定部材を用いて、排水材料を擁壁および／または支保工壁に取り付ける工程であって、この締結具プレートが、伝導性要素および熱可塑性樹脂を含むものである、工程；および
自己回復性水圧バリアをこの締結具プレートに誘導溶接する工程であって、この自己回復性水圧バリアが、吸水性材料およびジオテキスタイルに隣接した不透水性熱可塑性層を含むものである、工程
を含む方法。
【請求項３８】
前記ジオテキスタイルに対してコンクリートを適用し、防水化された路床壁を形成する工程；および前記コンクリートを硬化する工程をさらに含み；ここで前記コンクリートが、前記ジオテキスタイルに結合する、請求項37に記載の方法。
【請求項３９】
透水性シート；および
透水性シートに付着された締結具プレートであって、熱可塑性接着剤および金属レセプタを含む締結具プレート
を含む締結具一体化ドレインボード。
【請求項４０】
前記締結具プレートが、接着剤によって透水性シートに付着される、請求項39に記載の締結具一体化ドレインボード。
【請求項４１】
前記接着剤が、前記熱可塑性接着剤である、請求項40に記載の締結具一体化ドレインボード。
【請求項４２】
複数の締結具プレートをさらに含む、請求項39に記載の締結具一体化ドレインボード。
【請求項４３】
前記締結具プレートが、前記透水性シートに一定間隔で配置される、請求項42に記載の締結具一体化ドレインボード。
【請求項４４】
金属レセプタおよび熱可塑性接着剤を含む締結具プレートを透水性シートに固定する工程を含む、締結具一体化ドレインボードを製造する方法。
【請求項４５】
透水性シートに対して金属レセプタを配置する工程；
熱可塑性接着剤をこの金属レセプタに適用する工程；および
この熱可塑性接着剤を十分な温度に加熱し、この金属レセプタと透水性シートとの間に粘着性接着を形成する工程
を含む、締結具一体化ドレインボードを製造する方法。
【請求項４６】
水圧源に対して、締結具プレートを含む締結具一体化ドレインボードを配置する工程；
固定部材の少なくとも一部を締結具プレートに貫通させることによって、固定部材を火薬作動または空気式作動させ、この締結具一体化ドレインボードを水圧源にセキュアさせる工程；および次いで
自己回復性水圧バリアをこの締結具プレートに誘導溶接する工程
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
2010年11月8日に出願された米国仮特許出願整理番号61/411,002の35U.S.C§119(e)に基づく利益がここで請求され、その開示全体を参考として本明細書で援用する。
【０００２】
本開示は、路床防水に応用でき、好ましくは防水されるべき構造要素の注入または配置の前に自己回復性防水バリアを形成することに応用できる。
【背景技術】
【０００３】
従来は、緩衝／排水層（複数可）にわたって配置された熱可塑性固定アンカーに膜が溶接され；次いで熱可塑性の膜防水シートが、ハンドヘルド空気溶接設備により固定アンカーに溶接される。これは、固定アンカーにアクセスしてそれらを熱可塑性防水膜に溶接するために、吊設されたシートの頂部、底部または側部から吊設された膜の後ろに回るインストーラを必要とする。他の突き抜けない方法も存在するが；すべて膜の裏側にアクセスする必要がある。この工程は、時間を消費するだけでなく、足場および／または限定空間にて作業する場合特に、危険を伴うこともある。
【発明の概要】
【０００４】
防水膜に突き抜けない様式での支保工に対する防水膜の取り付けには、従来からいくつかの解決策があり、これらは小さい膜シートまたはパネルサイズには有利なものである。大きな予め製作されたパネルまたは工場で製作されたパネルは、追加の工程および／または設備を必要とするという問題がある。これらの追加の工程は、設置効率を下げ、追加設備と合わせて設置コストを増大させる。大きな支保工壁に大きな予め製作されたパネルを配置することは、防水膜パネルの裏側へのアクセスを必要とする。通常、これは、その頂部にて付着されるパネルを底部から持ち上げ、利用可能な締結タブにかけることができるようにすることが必要である。この工程は、膜パネルを吊設するために使用される設備；通常ある種のクレーンまたはリフトを操作するために必要とされる時間を大幅に増大させる。あるいは、別の方法は、膜の裏側にアクセスして、熱可塑性膜を熱可塑性締結ディスクに溶接することが必要である。掘削岩石トンネルについてはさらに、構造の限定空間および逆アーチ構成のために、通常の膜設置方法が問題となる。あらゆる他の防水用途とは異なり、掘削岩石トンネルは、頭上の支保工；具体的には閉鎖半径を有する支保工表面に、防水膜を固定する必要がある唯一のタイプの防水である。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本開示の実施形態による水圧源に対する防水ラミネートの断面図である。
【図２】本開示の実施形態による自己回復性水圧バリアを有する防水ラミネートの断面図である。
【図３Ａ】本開示の実施形態による締結具一体化ドレインボードの実施形態の3つの断面図である。
【図３Ｂ】本開示の実施形態による締結具一体化ドレインボードの実施形態の3つの断面図である。
【図３Ｃ】本開示の実施形態による締結具一体化ドレインボードの実施形態の3つの断面図である。
【図３Ｄ】本開示の実施形態による締結具一体化ドレインボードの外観の概略図である。
【図４】掘削岩石トンネルの内部領域を防水するために使用される本開示による防水ラミネートの概略図である。
【図５】掘削岩石トンネルにおける本開示の実施形態による防水ラミネートの締結プレート部分の概略図である。
【図６】図5の締結プレート部分の拡大概略図である。
【図７】本開示の実施形態による自己回復性防水ラミネートおよび所望による防水要素を通して位置付けられた補強の概略図である。
【図８】本開示の実施形態による、塩水膨潤性材料および製造方法の例を示す。
【図９】本開示の実施形態による水圧バリアの塩水中のSAP膨潤（welling）を示すグラフである。
【図１０】(A)は、本開示の実施形態による水圧バリアを製造する装置および方法を例示する概略図である。(B)〜(D)は、(A)に示される製造方法の異なる点における水圧バリアの断面画像である。
【図１１】本開示の実施形態による水圧バリアを製造する装置および方法を例示する概略図である。
【図１２】本開示の実施形態による水圧バリアの配置を例示する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本発明は、以下の本発明の詳細な説明およびそこに提示される実施例を参考としてより容易に理解され得る。本発明は、記載される特定の構成成分、物品、プロセスおよび／または条件がもちろん変動し得るので、これらに限定されないことは言うまでもない。また、本明細書に使用される技術用語は、特定実施形態を記載するためだけのものであり、限定を意図するものではないことは言うまでもない。
【０００７】
範囲は、本明細書において、「約」または「おおよそ」1つの特定値から、および／または「約」または「おおよそ」別の特定値までとして表現されてもよい。こうした範囲が表現される場合、別の実施形態は、その1つの特定値から、および／またはさらに別の特定値までを含む。同様に、値が先行詞「約」の使用により近似値として表現される場合、特定値は別の実施形態を形成することが理解される。
【０００８】
ここで、好ましくは水圧源が路床（地下）である場合の水圧源から構造的特徴を防水する材料および方法について記載する。路床水圧源の例としては、擁壁、支保工壁、素掘り岩石壁およびトンネル；および地下水と接触し、好ましくは地下水面にてまたは地下水面下にある多孔質セメント（例えばショットクリートコーティング）が挙げられる。通常、水圧源は、地下水が流れ得る路床構造である。さらなる例としては、切断または掘込み岩石壁、掘削岩石トンネル、掘込み土壌、基礎埋め戻し、掘込み領域の崩壊を防ぐために直立させた擁壁および／または支保工壁が挙げられる。
【０００９】
以下の参照番号は、図1から7に対応する。
【００１０】
第1の実施形態において、防水ラミネート1000は、水圧源1003に対して配置された第1の表面1002および第1の表面に対向する第2の表面1004を有するドレインボード1001；水圧表面1003にドレインボード1001をセキュアし、ドレインボード1001の第2の表面1004に対して配置された締結具プレート1005であって、伝導性要素1006および熱可塑性樹脂1007を含む締結具プレート1005；およびジオテキスタイルに隣接する熱可塑性表面1009を含み、吸水性材料を保持する自己回復性水圧バリア1008を含み、この熱可塑性表面1009は、締結具プレートに誘導溶接される。さらに、ドレインボードは、固定部材（例えば、機械的締結具）によって水圧源にセキュアでき、ここで固定部材の少なくとも一部は、締結具プレートおよびドレインボードを貫通し、水圧源に至る。
【００１１】
ドレインボードは、排水材料、好ましくは水が流れることができるジオテキスタイルを含む材料である。ドレインボードは、ジオテキスタイルを含むことができ、または全体としてジオテキスタイルであり得る。ジオテキスタイルを含むドレインボードの例としては、AQUADRAIN製品、例えば製品番号G20、10X、15X、15XP、18H、20H、30H、G20、および100BD（すべてCETCO，Hoffman Estates，イリノイから入手可能）；GEOTEX3201およびGEOTEX1701（PROPEX GEOSYNTHETICS，Chattanooga，テネシーから入手可能）が挙げられるが、これらに限定されない。ドレインボードのあらゆる用途において、ジオテキスタイルは、水圧源に対して配置される。
【００１２】
ドレインボードはさらに、ジオテキスタイルに接着される排水コアを含むことができる。排水コアは、支持カラムおよび排水領域を有する3次元の、好ましくは耐水性の材料であることができ、本明細書においてはディンプルコアと呼ばれる。ジオテキスタイルは、支持カラムに結合され、部分的には粒子状フィルタとして機能し、排水または水の流れが生じ得る内部ドレインボード空間を規定する。あるいは、排水コアは、ジオネットであり得、1つの例ではジオネットは、ジオテキスタイル層間に配置され得る。通常、ドレインボードは、水圧源がドレインボードに、好ましくは透水性ジオテキスタイル部分に水圧力を供給する場所に配置される。
【００１３】
本明細書において、締結具プレートは、伝導性要素および熱可塑性樹脂を含む。好ましくは、締結具プレートは、本質的に、熱可塑性樹脂から製造されたプレート様主要部材、および主要部材に接着される伝導性要素で製造される伝導性シートからなる。1つの例において、伝導性シートは、プレート様主要部材内に層として提供され得る。別の例において、締結具プレートは、セキュア表面、溶接表面を有し、伝導性要素を含む伝導性支持体を含むことができ、ここで溶接表面は熱可塑性樹脂を保持する。締結具プレートの複数の例が市販されており、例えば、米国特許第6,640,511号明細書および同第6,338,232号明細書に示されており、それらの開示全体を参考として本明細書において援用する。
【００１４】
自己回復性水圧バリア1008は、ジオテキスタイル1011に隣接し、吸収性材料1012を保持する熱可塑性表面1009を含むことができる。熱可塑性表面1009は、好ましくは熱可塑性層1010によって保持され、この層はより好ましくは不透水性層である。熱可塑性の不透水性層1010は、ジオテキスタイル1011に接着される。例えば、熱可塑性層は、ジオテキスタイルに結合する接着剤層1013を含むことができ、この接着剤層はさらに、吸水性材料を接着できる。1つの例において、自己回復性水圧バリアは、熱可塑性表面とジオテキスタイルとの間に吸水性材料を保持し、例えば吸水性材料は、熱可塑性層に接着できる。別の例において、ジオテキスタイルは、吸水性材料に含浸される。別の例において、自己回復性水圧バリアは、熱可塑性層、吸水性層、およびジオテキスタイルを含み；ここで吸水性層は、ジオテキスタイルを熱可塑性層に接着させる。
【００１５】
自己回復性水圧バリアの吸水性材料は、高吸収性ポリマー、粘土、およびこれらの混合物からなる群から選択できる。1実施形態では、吸水性材料は、塩水膨潤性組成物であり得る。塩水膨潤性組成物の1例は、約30重量％〜約60重量％のスメクタイト粘土；約5重量％〜約25重量％の部分架橋アクリルアミド／部分中和アクリル酸コポリマー；約3重量％〜約15重量％の少なくとも1つのエラストマー樹脂；約5重量％〜約30重量％のカチオン性凝集剤；および約0.5重量％〜約25重量％の少なくとも1つの、エラストマー樹脂のための一次可塑剤を含む。
【００１６】
自己回復性水圧バリアの1実施形態では、記載された自己回復性水圧バリアは、アクリルアミド／部分中和アクリル酸、特にカリウムおよび／またはナトリウムアクリレートの部分架橋（水不溶性）コポリマーである農業等級高吸収性ポリマーが、高伝導度の水または多価イオン含有汚染水と接触した場合に、例外的で予測できない程度に自由膨潤するという見解に基づく。自己回復性水圧バリアは、部分架橋アクリルアミド／アクリレート／アクリル酸コポリマーを含むことができ、高伝導度の塩含有水に対する防水に使用される。より詳細には、部分架橋アクリルアミド／アクリレート／アクリル酸コポリマーは、防水性ジオテキスタイル物品としてシートまたはロール形態に組み込まれる；または米国特許第4,534,926号明細書に開示されるベントナイト粘土の代わりに本明細書に記載される農業等級SAPを用いることによって、防水性コンクリートジョイントなどのための変形可能なパテ様粘稠物品に組み込まれる（米国特許第4,534,926号明細書を参照、参考として援用している）。本明細書に記載されるシートまたはロール形態のジオテキスタイル製造品は、自己回復性（設置中または設置後に隣接水バリアシートまたはフィルムに生じる切断部、クラックおよび亀裂をシールする）であり、2つの水バリア基材、例えばコンクリートセクション間、および高伝導度塩水と接触する隣接ジオコンポジットライナー間の継ぎ目（seem）をシールするのに特に有効である。
【００１７】
自己回復性水圧バリアは、好ましくは多層ジオコンポジット物品であり、これはポリマー性バリア層、織布層または不織布層、および部分架橋アクリルアミド／アクリレート／アクリル酸コポリマーの中間層を含むことができ、これが高伝導度水と接触する場合に十分自由膨潤して、クラックまたは破裂がポリマー性バリア層に生じた場合に、閉じ込められたコポリマーが、塩水接触時に十分膨潤し、クラックまたは破裂を満たし、クラックまたは破裂を回復させ、さらなる塩水漏出を防止する。
【００１８】
別の実施形態において、防水ラミネートは、水圧源に曝され、ドレインボードに保持される水圧表面を含むことができる；このドレインボードは、締結具プレートによって固定位置で保持され；この締結具プレートは、自己回復性水圧バリアによって保持される熱可塑性表面に溶接される。
【００１９】
さらに別の実施形態において、防水ラミネートは、ドレインボードによって保持される水圧表面；自己回復性水圧バリアによって保持される乾燥表面；および水圧表面と乾燥表面との間に配置され；ドレインボードに付着され、自己回復性水圧バリアに溶接される締結具プレートを含むことができる。
【００２０】
さらに別の実施形態において、防水ラミネートは、個々に伝導性要素および熱可塑性樹脂を含む複数の締結具プレート；およびジオテキスタイルに隣接し、吸水性材料を保持する熱可塑性層を含む自己回復性水圧バリアを含むことができ、ここでこの自己回復性水圧バリアは、熱可塑性層と熱可塑性樹脂との間に形成される複数の誘導溶接部によって複数の締結具プレートに隣接する。通常、誘導溶接部は、3つの熱作用ゾーン：締結具プレートゾーン、融合ゾーン、および自己回復性水圧バリアゾーンを含む。好ましくは、締結具プレートゾーンは、融合ゾーンまたは自己回復性水圧バリアゾーンのいずれかの個々の体積よりも大きい体積を有する。加えて、締結具プレートゾーンは、好ましくは熱可塑性樹脂の体積とほぼ同一の広がりを有し、すなわち、好ましくは、熱可塑性樹脂全体は、溶接プロセスの間に加熱され、締結具プレート（熱作用を受けた）ゾーンを形成する。
【００２１】
防水ラミネートの調製方法を本明細書においてさらに示す。この方法は、水圧源にセキュアされた締結プレートに対して自己回復性水圧バリアの熱可塑性表面を配置する工程；および次いで熱可塑性表面および締結プレートを誘導溶接する工程を含み得る。この方法はさらに、締結プレートを水圧源にセキュアする工程を含み得る。例えば、固定部材を締結具プレートに貫通させ、水圧源に至らせることによる締結プレートを水圧源にセキュアする工程。固定部材は、締結プレートを水圧源に保持できる機械的締結具から選択でき、これらとしては、コンクリート締結具、スクリュー、ドライブピン、およびネイルが挙げられる。この方法はさらに、水圧源と締結プレートとの間にドレインボードを配置する工程、および次いで締結プレートを水圧源に固定部材を用いてセキュアする工程を含み得、この工程は固定部材を締結具プレートおよびドレインボードに貫通させ、水圧源に至らせることによる。さらになお、この方法は、自己回復性水圧バリアの重複層または隣接層間、例えば熱可塑性表面の重複層間のいずれかの継ぎ目をシールする工程を含むことができる。
【００２２】
別の実施形態において、この方法は、例えば、固定部材を締結具プレートに通して火薬作動または空気式作動することによって締結具プレートを水圧源に固定する工程；および次いで自己回復性水圧バリアを締結プレートに誘導溶接する工程を含む。火薬作動は、例えば火薬作動されたネイルガンを使用することによって達成でき、その複数の例が市販されている。同様に、空気式作動は、例えば空気式ネイルまたはスクリューガンを使用することによって達成でき、その複数の例が市販されている。
【００２３】
さらに別の実施形態において、この方法は、トンネル壁および／または天井に対して排水材料を配置する工程であって、この排水材料は、トンネル壁および／または天井に対して配置される第1の表面、および露出された第2の表面を有するものである、工程；この排水材料をトンネル壁および／または天井に、複数の締結具プレート、ならびに締結具プレートおよび排水材料を通って延び、トンネル壁および／または天井に接着される固定部材を用いて取り付ける工程であって、この締結具プレートが、伝導性要素および熱可塑性樹脂を含むものである、工程；ならびに自己回復性水圧バリアを締結具プレートに誘導溶接する工程であって、この自己回復性水圧バリアが、吸水性材料およびジオテキスタイルに隣接する不透水性熱可塑性層を含むものである、工程を含むトンネルの防水方法であり得る。
【００２４】
トンネルの防水方法はまた、ショットクリートをトンネル中の掘削岩石に適用し、平滑化されたトンネル壁および／または天井を形成する工程；およびショットクリートを硬化する工程を含むことができ；ここでこの排水材料は、平滑化されたトンネル壁および／または天井に対して配置される。なおさらに、トンネルの防水方法は、ジオテキスタイルに対してコンクリートを適用し、内部トンネル壁および／または天井を形成する工程；およびコンクリートを硬化する工程を含むことができる。追加的に、トンネルの防水方法は、止水板をすべてのコンクリートジョイントに適用する工程を含むことができる。
【００２５】
トンネル設計のフロー特徴に依っては、トンネルの防水方法は、トンネル床に対して排水材料を配置する工程であって、この排水材料がトンネル床に対して配置される第1の表面および露出した第2の表面を有するものである、工程；および不透水性熱可塑性層を排水材料に対して配置することによって、この排水材料を自己回復性水圧バリアで覆う工程を含むことができる。防水がトンネルの床に適用しない状況では、防水されていない領域を通ってトンネルに侵入し得る水を除去するためにポンプシステムを設置できる。
【００２６】
さらに別の実施形態において、この方法は、防水ラミネートを、擁壁および／または支保工壁に適用する方法であり得、この方法は、擁壁および／または支保工壁に対して排水材料を配置する工程であって、この排水材料が、擁壁および／または支保工壁に対して配置される第1の表面および露出した第2の表面を有するものである、工程；排水材料を擁壁および／または支保工壁に、複数の締結具プレートならびに締結具プレートおよび排水材料を通して延び、擁壁および／または支保工壁に接着された固定部材を用いて取り付ける工程であって、この締結具プレートが、伝導性要素および熱可塑性樹脂を含むものである、工程；および自己回復性水圧バリアをこの締結具プレートに誘導溶接する工程であって、この自己回復性水圧バリアが、吸水性材料およびジオテキスタイルに隣接した不透水性熱可塑性層を含むものである、工程を含む。擁壁および／または支保工壁を防水するこの方法は、ジオテキスタイルに対してコンクリートを適用し、防水化された路床壁を形成する工程；およびコンクリートを硬化する工程を含むことができ；ここでこのコンクリートが、ジオテキスタイルに結合する。
【００２７】
上記で開示された実施形態のさらなる実施形態は、防水ラミネートを通る構造アンカーを提供する工程を含む。構造アンカーを提供する1例は、水圧源に載置ホールを提供する工程、載置ホールにアンカーの少なくとも一部を固定する工程（例えばエポキシを載置ホールの内部表面に適用する工程）、熱可塑性フランジをアンカーにわたって、載置ホールおよび水圧源に対して提供する工程、熱可塑性フランジを自己回復性水圧バリアと重複させる工程、自己回復性水圧バリアの熱可塑性表面を熱可塑性フランジに熱溶接する工程（例えば温風溶接、誘導溶接）のうち、すべてまたはいくつかの工程を含むことができる。この方法はさらに、溶接部をパッチフランジ（例えば、CETCO，Hoffman Estates，イリノイから入手可能なCORTEX PATCH）と重複させる工程；および／またはシーラントを継ぎ目およびジョイントに適用する工程（例えばCETCO，Hoffman Estates，イリノイから入手可能なCETSEAL）を含むことができる。好ましくは、アンカーは、自己回復性水圧バリアに対してコンクリートを提供する前に加えられる構造要素（例えば構造補強材）の取り付けに十分な距離をおいて水圧源から延びる。
【００２８】
さらに別の実施形態において、構造を防水する先行の材料および方法は、締結具一体化ドレインボードを使用できる。こうした締結具一体化ドレインボードは、締結具プレートがそこに接着されたドレインボードである。例えば、締結具一体化ドレインボードは、透水性シート；および透水性シートに付着された締結具プレート；熱可塑性接着剤および金属レセプタを含む締結具プレートを含むことができる。締結具プレートは、接着剤、例えば粘着剤、ポリウレタン接着剤、エポキシ接着剤、シリコーン接着剤、熱可塑性接着剤によって；1クリップまたは複数のクリップによって；透水性シートを通って延びるバーブによって；またはこれらの組み合わせによって透水性シートに付着できる。締結具一体化ドレインボードのサイズによっては、それは、好ましくは複数の締結具プレートを含む。例えば、締結具プレートは、透水性シート上で一定間隔にて、例えば中央の3フィートから4フィートにて配置され得る。例えば、得られた締結具一体化ドレインボードが、幅約4フィートに長さ4フィート超の面積を有する場合（多くの場合ドレインボードは4’x52’ロールとして販売される）、この締結具プレートは、中央に一体化され（いずれかの縁部から約2フィート）、締結具一体化ドレインボードの長さに沿って約3〜約4フィートにて間隔をあける。例えば、ドレインボードが非ロール加工シート材料である場合、締結具プレートは、ドレインボード上にて規則的なグリッドパターンで、例えば中央にて約1フィート〜約4フィートで一体化され得る。あるいは、締結具プレートの間隔は、例えば縁部からの距離に応じて増大し得る。
【００２９】
締結具一体化ドレインボードを調製する1実施形態は、金属レセプタおよび熱可塑性接着剤を含む締結具プレートを透水性シートに固定する工程を含むことができる。締結具一体化ドレインボードを調製する別の実施形態は、透水性シートに対して金属レセプタを配置する工程；熱可塑性接着剤を金属レセプタに適用する工程；および熱可塑性接着剤を、金属レセプタと透水性シートとの間に接着剤結合を形成するのに十分な温度に加熱する工程を含むことができる。
【００３０】
締結具一体化ドレインボードは、水圧源に対して締結具プレートを含む締結具一体化ドレインボードを配置する工程；固定部材を火薬作動または空気式作動して、締結具プレートに固定部材の少なくとも一部を貫通させることによって締結具一体化ドレインボードを水圧源にセキュアする工程；および次いで自己回復性水圧バリアを締結具プレートに誘導溶接する工程を含む方法に使用できる。この方法はさらに、上述のこうした特徴を含み得る。
【００３１】
自己回復性水圧バリアは、以下の方法および材料を含み得る；
水圧バリアの1例
米国特許第6,783,802号明細書の開示については、その全体を参考として本明細書において援用する。
【００３２】
米国特許第6,783,802号明細書の図面を参照することにより、本発明は、水圧バリア材料に関するものである。1実施形態において、水圧バリア材料は、液体モノマー−吸収剤または液体モノマー−吸着剤基材に、およびそれらの内にインターロックされた吸水性有機ポリマーおよび吸水性粘土を含有するインターロックマトリックスであり、ここで水圧バリアの製造中に基材と接触している間に、このポリマーは、インサイチュで形成され（1つ以上のモノマーから重合される）、ポリマーおよび粘土を基材にインターロックする。好ましい実施形態において、水圧バリア材料は、有機ポリマー分子、ポリマー−インターカレートされた粘土、ポリマー−インターカレートされた粘土タクトイド、剥離粘土プレートレットおよび繊維状基材、好ましくは不織布ジオテキスタイルの繊維のインターロックマトリックスである。好ましい有機ポリマーは、好ましくはポリアクリル酸のアルカリ金属塩（50〜90モル％−50〜90モル％のアクリル酸中和に対応する）およびポリアクリル酸（10〜50モル％）の混合物を含む吸水性ポリマーである。有機ポリマー、ポリマー−インターカレートされた粘土タクトイド、および粘土プレートレットを基材にインターロックすることにより、相対的に低い充填量の有機ポリマーを含有しながら、相対的に低い透水性を有する水圧バリア材料を提供することを見出した。
【００３３】
水圧バリア材料は、従来のライナーまたは水圧バリア、特にジオシンセティック粘土ライナー（GCL）に比べて、水圧バリア材料の単位重量あたりの低い透水性を与えることをさらに見出した。特に、水圧バリア材料は、1x10−9cm／秒以下の水圧伝導度を有することを見出した。さらに、水圧バリア材料は、良好な不透水性を得ると同時に、従来のGCLに比べて薄い厚さおよび低重量を有することも見出した。水圧バリア材料は、ジオ環境用途、例えば吸水性、水保持性および水の閉じ込めに特に好適であり得る。例えば、水圧バリア材料は、地下駐車場ガレージ、ショッピングモールなどのような地下水貫入を防止するための地下防水；廃棄物埋立；人工水域；他のジオ環境用途であって、低透水性の水圧バリアが必要とされる用途に使用するのに特に有用であり得る。好ましい実施形態において、有機ポリマーは、粘土、好ましくは水膨潤性粘土にインターカレートされる有機モノマーの重合から形成される。水圧バリア材料の製造方法は、重合触媒または重合開始剤を、液体−収着剤基材に、または液体−収着剤基材の1つ以上の構成成分部分、例えばジオテキスタイルの製造中にジオテキスタイル繊維に、まず適用した後、重合性有機モノマーを液体−収着剤基材内に埋め込む工程、およびインサイチュの重合性モノマーの重合を行い、水圧バリア材料を形成する工程を含む。
【００３４】
重合性モノマーは、重合性有機モノマーおよび水膨潤性粘土、例えばナトリウムスメクタイト粘土、特にナトリウムモンモリロナイトまたはナトリウムベントナイト粘土のスラリーである重合溶液から重合開始基材に適用されてスラリーを形成し、このスラリーが、後に埋め込まれるモノマーを完全に重合させるのに十分な量の有機モノマーのための重合触媒または重合開始剤を含有するように前もって処理された、例えば接触または浸漬または噴霧された多孔質基材に埋め込まれる。好ましい実施形態において、基材には、重合溶液（重合スラリー）から後に基材に埋め込まれる重合性モノマーの総重量に基づいて、少なくとも5重量％の重合開始剤、または重合触媒を充填する。より好ましくは、基材には、後に埋め込まれる重合性モノマーの重量に基づいて、少なくとも10重量％の重合開始剤および／または重合触媒を充填する。
【００３５】
重合性モノマーは、粘土添加および後続の部分中和重合性有機モノマーの粘土へのインターカレーションの前に、重合性有機モノマーの少なくとも一部の中和（最も好ましくは65〜85モル％中和）をより容易に行うために、好ましくは水7と混合され、中和剤8、例えば水酸化ナトリウムを、好ましくは粘土9の添加前に含み、スラリー形態の重合溶液を形成する。好ましくは、重合溶液はまた、ポリマーのための架橋剤を含有し、結果として重合後、この部分中和ポリマー分子は、水不溶性および水吸収性のために十分架橋される。好ましくは、重合性モノマー、水、架橋剤、および中和剤を、粘土を添加して重合溶液またはスラリーを形成する前に、粘土のインターカレーションにおける粘稠度および均質度のために、完全に混合して均質溶液を形成する。好ましい実施形態において、重合溶液混合工程は、重合溶液が実質的に均質であるように行われる。
【００３６】
粘土をモノマー溶液に添加して重合溶液または重合スラリーを形成する工程は、所望量の粘土およびモノマーの添加により、相対的に粘稠であるが、埋め込みのために重合開始基材に移動できるようなスラリーを形成させるいずれかの様式で行われてもよい。加えて、粘土を含有する重合溶液が、好ましくは混合中に剪断される、および／またはスラリーを液体−収着剤または多孔質基材に埋め込む間に剪断され、粘土プレートレット間に重合性モノマーの一部をインターカレートした後に、スラリーを基材に埋め込み、好ましくは基材が重合溶液と接触する前または同時に粘土プレートレットを部分剥離させる。
【００３７】
スラリーの混合度は、スラリーの所望の特徴によって変動する。例えば、粘土は、得られたスラリーの混合度または均質度とは無関係に、単に重合溶液と共に組み合わせられてもよい。好ましくは、混合工程は、スラリーが、触媒含有または開始剤含有多孔質基材への後の埋め込み前に、混合され、剪断されるように行われる。好ましい実施形態において、スラリーを形成するために使用される混合工程は、スラリーが実質的に均質になるように行われる。
【００３８】
粘土およびモノマーを混合して、所望の特徴のスラリーを得ることができるいずれかのミキサー16およびいずれかの混合方法が、使用されてもよい。故に、好ましい実施形態において、粘土および重合溶液を混合して、得られたスラリーが実質的に均質になるようにできるいずれかのミキサー16およびいずれかの混合プロセスが、使用されてもよい。さらに、混合工程は、所望の特徴のスラリーを得るのに十分な期間または時間長さの間行われ得る。好ましい実施形態において、混合工程は、粘土および重合溶液を混合するのに十分な時間長さの間行われて、得られたスラリーが実質的に均質になるようにする。スラリーを基材に埋め込むために基材に機械的に輸送またはポンプ輸送され得るスラリーを製造する間に、好ましくは最小限の水を均質なスラリーを得るために使用する。図1に示されるように、好ましい実施形態において、ピストンポンプアセンブリ30のピストン32を使用して、埋め込み工程のために高粘度スラリーを液体−収着剤基材に輸送する。スラリーがポンプ輸送には粘稠過ぎる場合、好ましくは基材と同じスラリー輸送幅を有するコンベヤベルトが、スラリーを基材に移動させるために使用できる。
【００３９】
上記で示されるように、モノマー埋め込み工程は、重合性有機モノマー／粘土スラリーと基材との混同を含む。
【００４０】
好ましい実施形態において、スラリーは、スラリーの基材構成成分中へのおよび／または基材構成成分間への吸収および／または吸着のために、触媒含有液体−収着剤基材内に、スラリー粘度約30,000センチポイズ〜約80,000センチポイズ、より好ましくは約40,000〜約60,000センチポイズで埋め込まれる。スラリーは、基材の厚さの少なくとも一部に受容される。基材の構成成分部分中へのまたは構成成分部分間へのスラリーの埋め込み量または埋め込み度は、水圧バリア材料を形成するために、基材の厚さの少なくとも一部分内でのモノマーの後続内部重合のために、モノマーの埋め込みがモノマーおよび粘土の構成成分部分、例えば基材の繊維間および／またはそれらの内部への混同および収着を可能にするのに十分である限り許容可能である。さらに、埋め込み度または埋め込み量は、多孔質基材の厚さの少なくとも一部分内に、得られた吸収剤ポリマーおよび粘土を結合またはインターロックすることが可能であれば十分である。
【００４１】
好ましくは、埋め込み工程は、基材およびスラリーを組み合わせてスラリーが基材の厚さの少なくとも一部分を通して均一に分配されるようにする工程を含む。スラリーは、好ましくは十分、より好ましくは実質的に均質に混合されるので、スラリーおよび基材を組み合わせることも、モノマー、モノマー−インターカレートされた粘土および剥離粘土プレートレットの基材の所望の厚さ全体にわたる分布をもたらす。より好ましくは、スラリーを、相対的に均質な水圧バリア材料の製造を促進するために多孔質基材の厚さ全体にわたって分配させる。
【００４２】
先に議論されたように、多孔質基材は、モノマーおよび適宜重合スラリーと共に含有される他のいずれかの構成成分と相溶性のいずれかの多孔質材料または物質であってもよい。多孔質基材は、重合触媒または重合開始剤の両方の少なくとも一部分、続いて重合性モノマー（複数可）および粘土を受容および保持でき、モノマーの重合時に水圧バリア材料を形成し得るものが使用されてもよい。より好ましくは、多孔質基材は、複数の繊維を有する繊維性基材から成る。繊維性基材は、モノマーの重合時に水圧バリア材料を形成できるものであればすべて使用できる。
【００４３】
好ましい実施形態において、基材はジオテキスタイル材料である。いずれの織布または不織布のジオテキスタイル材料でも使用され得、好ましくは不織布が使用されてもよい。さらに、ジオテキスタイル材料は、所望の水圧バリア材料を提供するのに適合性のあるいずれか形態であってもよい。しかし、好ましい実施形態において、繊維性基材は、少なくとも1つのジオテキスタイル材料層を含む実質的に平面のシートである。
【００４４】
好ましい実施形態において、埋め込み工程は、50重量％未満の含水量を有するスラリー、ひいてはモノマーおよび粘土を、開始剤含有または触媒含有繊維性基材の繊維間に埋め込む工程から成る。埋め込み工程は、任意の様式にて、任意の装置により行われてもよく、結果として高粘度スラリーが、基材の構成成分部分、例えば繊維間におよび／またはそれらの内部に埋め込まれる。換言すれば、スラリーは、繊維性基材の繊維間の格子空間または空隙内に埋め込まれる、または向けられることができ、および／または繊維内に吸収されることができ、および／または基材の繊維によって吸収されてもよい。例えば、スラリーは、真空、スクラブ、ローリング、水圧充填、圧力ろ過または噴霧によって繊維性基材の繊維間に埋め込まれてもよい。繊維自体が吸水性である場合、モノマーは同様に繊維に吸収される。
【００４５】
好ましい実施形態において、スラリーの少なくとも一部分は、繊維性基材の繊維間において格子空間または空隙に埋め込まれる。埋め込まれないスラリーの残りまたは残量は、繊維性基材の繊維間に分散または展延され、または繊維上または繊維の周りに分配され、スラリーの層またはコーティングを与えてもよい。後続のモノマーの重合を可能にするのに十分である基材の繊維間へのスラリーの埋め込み量または埋め込み度が、許容され得る。
【００４６】
好ましい実施形態において、スラリーのバルクまたは主要フラクションまたは割合は、基材に埋め込まれるが、スラリーの少量または微量フラクションまたは割合は、場合により基材の頂部に分散または分配されてもよい。好ましくは、基材の頂部上に分配されてもよいスラリーは、約2.0mm未満、より好ましくは約1.0mm未満、最も好ましくは約0.50mm未満の厚さを有する。
【００４７】
さらに、好ましい実施形態において、スラリーは、繊維性基材に圧縮力を適用することによって、繊維性基材の繊維間に埋め込まれる。圧縮力は、好ましくは、以下でさらに議論されるように、繊維性基材の平面に実質的に垂直な方向に適用される。圧縮力は、繊維性基材の繊維間に所望の程度または所望量のスラリーを埋め込むことになる、いずれかの様式およびいずれかの方法または装置において適用され得る。
【００４８】
例えば、圧縮力は、図1に示されるように少なくとも1対の圧力ローラー18を用いて繊維性基材に適用されてもよい。加えて、圧縮力は、真空を用いて繊維性基材に適用されてもよい。
【００４９】
埋め込み工程の後、プロセスは、モノマーの重合を行い、水圧バリア材料を形成する工程を含む。モノマーの重合は、モノマーを重合して所望の特性および特徴を有する水圧バリア材料を形成できる、および形成するのに好適な任意の様式、方法、プロセス、装置またはデバイスによって行われ得る。好ましくは、モノマーの重合は、埋め込み工程の後、連続オーブン中でモノマーを加熱することによって行われる。好ましくは、加熱工程は、水圧バリアを、水圧バリア10の乾燥重量に基づいて、約15重量％未満の湿分、より好ましくは約7〜12重量％の湿分まで乾燥するのに十分である。
【００５０】
加熱工程は、水の沸点を超えるいずれかの温度にて行われて、モノマーを重合し、水圧バリア材料を形成してもよい。しかし、加熱工程の温度は、得られた水圧バリア材料の所望の特徴および特性によって変動し得る。スラリーは、好ましくは少なくとも100oC（212°F）、より好ましくは約149℃〜約288℃、最も好ましくは約177℃〜約288℃、特に約204oC〜約260℃の温度に加熱されることを見出した。最も好ましい実施形態において、スラリーは、約232℃〜約260℃の温度に加熱される。
【００５１】
ヒーターおよび加熱プロセスは、スラリー、ひいてはモノマーを所望の温度に加熱し、基材内に埋め込まれた状態で、溶融することもなく、そうでなければ基材を分解することもなく、重合できるものであれば使用され得る。さらに、加熱工程は、所望の水バリア特性を有する水圧バリア材料を形成するのに十分な時間行われてもよい。例えば、加熱工程は、約30秒〜約2時間の期間行われてもよい。しかし、加熱工程によって重合されるモノマーの量は、加熱工程の長さおよび温度によって変動し得、これが得られた水圧バリア材料の特徴または特性に影響し得る。さらに、重合反応期間または加熱工程の実行の期間は、重合温度に対して反比例することが見出された。
【００５２】
本明細書に開示される製造方法の好ましい実施形態の重要な利点によると、モノマーの重合は、重合スラリーを基材に埋め込む前には大して起こらず、大部分の重合は、モノマーが基材に埋め込まれるまで、重合触媒または重合開始剤がモノマーから単離されているので、示される重合工程または加熱工程中に生じる。故に、好ましい実施形態において、モノマーの重合は、開始剤含有または触媒含有繊維性基材の繊維間にスラリーを埋め込む前には大して起こらない。故に、加熱工程の前に、モノマーの重合は、モノマーが開始剤充填または触媒充填基材内に埋め込まれるまで起こらない。モノマー埋め込み工程の前にモノマー重合を阻害することは、本明細書に開示される製造方法の重要な利点である。同様に、水圧バリア材料の目的とする用途によって、水圧バリア材料は、場合により被覆シートおよび／またはキャリアシート（図示せず）を含んでいてもよい。特に、被覆シートは、好ましくは基材の少なくとも片側に沿って適用され、それは、好ましい実施形態においてジオテキスタイル材料である。
【００５３】
好ましい実施形態において、基材は、任意の吸水性または水吸着剤シート材料であり得る。さらに、基材は、好ましくは複数の繊維を有する繊維性基材である。より好ましくは、繊維性基材はジオテキスタイル材料である。織布および不織布両方のジオテキスタイルを含む、任意の重量を有し、重合温度に耐えることができる材料から形成されるジオテキスタイル材料は、水圧バリア材料の目的用途と適合性があり、所望の水バリア特性を有する水圧バリア材料を提供するものであれば使用され得る。しかし、好ましくは、ジオテキスタイル材料は、約0.05〜0.80kg／m2、より好ましくは0.10〜0.40kg／m2、最も好ましくは0.10〜0.20kg／m2の単位重量を有する。
【００５４】
さらに、ジオテキスタイル材料は、実質的な水接触に対して保護されるべき領域に適合する任意のサイズまたは形状にて所望の水圧バリア材料を提供するのに適合性であればいずれの形態であってもよい。好ましい実施形態において、繊維性基材は、少なくとも1つの層のジオテキスタイル材料を含む実質的に平面のシートである。故に、上記で検討したように、好ましいモノマー埋め込み工程において、圧縮力は、ジオテキスタイル材料の平面に対して実質的に垂直な方向に適用される。好ましい実施形態において、繊維性基材は、ジオテキスタイル材料、例えばAmocoが製造するPETROMAT4597、PETROMAT4551またはPETROMAT4506、またはより好ましくは、2mmの厚さを有するFoss，Inc．により製造されるポリエステル材料GEO−4−REEMAY60；または別のポリエステル材料である5mmの厚さでCUMULUS Corporationにより製造される25WN040−60の層を含む。
【００５５】
好ましい実施形態において、水性重合溶液は、水、重合性有機モノマー、および水膨潤性粘土を含む。吸水性有機ポリマーを提供するために重合されることができる有機モノマーであれば使用され得る。しかし、好ましくは、有機モノマーは以下の構造式：
H2C＝CH−C−O−R
を有し、式中、Rは、アルカリ金属、H、CH3、CH2CH3、CH（CH3）2；およびこれらの混合物からなる群から選択される。
【００５６】
好ましい実施形態において、モノマーは、アクリル酸、アルカリ金属アクリレート、例えばナトリウムアクリレート、および特にこれらの混合物からなる群から選択され、重合性アクリル酸モノマーの総モルに対して、50〜90モル％のアルカリ金属アクリレートおよび10〜50モル％のアクリル酸、より好ましくは約65〜85モル％のアルカリ金属アクリレートおよび15〜35モル％のアクリル酸を含有する。
【００５７】
モノマー重合後に乾燥の必要がほとんど、ひいては全くなく、最も効率的に所望の水圧バリア材料を製造するのに十分な有機モノマー（またはポリマー）と、基材に埋め込まれた粘土との重量比は、スラリー中のモノマー、中和されたモノマーおよび粘土の総重量に基づいて、1：1〜1：5の範囲、好ましくは1：1〜1：4の範囲、最も好ましくは1：2〜1：4の範囲であるべきであることが見い出された。
【００５８】
本明細書に開示される本発明は、任意の多孔質基材、特にシート材料を、モノマー／粘土スラリーとで充填するのに有用であり、ここで多孔質基材を十分な重合触媒および／または重合開始剤と前充填した後に、ポリマーをインサイチュで重合させ、未成熟モノマー重合なしで、基材と接触させながら重合性モノマー（複数可）を完全に重合させる。
【００５９】
重合溶液はまた、好ましくはモノマーのための架橋剤を含む。有機モノマーと適合性であり、有機モノマーを架橋でき、架橋するのに好適なものであれば、いずれの架橋剤でも使用され得る。しかし、架橋剤は、好ましくはフェノールホルムアルデヒド、テレフタルアルデヒド、およびN,N’メチレンビスアクリルアミド（MBA）およびこれらの混合物からなる群から選択される。好ましい実施形態において、架橋剤は、N,N’−メチレンビスアクリルアミドを含む。
【００６０】
モノマーを所望の程度まで架橋するのに十分な量の架橋剤または架橋剤とモノマーとの比が使用され得る。しかし、上記で示されるように、使用される架橋剤の実際の量または比は、他の因子の中でも、水圧バリア材料の所望の特徴または特性（その吸水容量（WAC）を含む）によって変動する。例えば、架橋剤とモノマーとの比が増大するにつれて、得られた吸収性ポリマーの水可溶性は低下する傾向にあることを見出した。しかし、加えて、架橋剤とモノマーとの比が増大するにつれて、得られた吸収剤ポリマーのWACは低下する傾向にある。故に、所望のバランスは、水圧バリア材料を含む吸収剤ポリマーのWACと水可溶性との間で達成されなければならない。1実施形態において、スラリーに含有される架橋剤とモノマーとの重量比は、約1：100未満、好ましくは約1：1000〜約1：100、より好ましくは1：750〜1：250の範囲、最も好ましくは1：600〜1：400の範囲である。
【００６１】
さらに、重合溶液は、好ましくは酸性溶液である。具体的には、重合溶液は、好ましくは7未満のpHレベルを有する。重合溶液のpHレベルは、重合溶液を含む構成成分と適合性である酸性溶液を提供できる、任意の様式および任意の物質または化合物によって調節され得る。しかし、重合溶液は、好ましくはさらに、モノマー、例えばインサイチュで中和されたポリアクリレートを形成するアクリル酸の、好ましくは50〜100モル％、より好ましくは50〜90モル％、最も好ましくは65〜85モル％を中和するのに十分な量の腐食性化合物を含む。
【００６２】
腐食性化合物は、モノマーまたは形成されたポリマーを少なくとも部分的に中和できるものであれば使用できる。好ましくは、腐食性化合物は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、およびこれらの混合物からなる群から選択される。好ましい実施形態において、腐食性化合物は水酸化ナトリウムである。
【００６３】
先に示されたように、スラリーを形成するための量の水膨潤性粘土を、好ましくは重合溶液に添加する。上記で記載したように、水中で水和され、重合溶液と混合された後に重合性モノマーとインターカレートし、スラリーを形成できる水膨潤性粘土であれば使用され得る。好ましくは、粘土は、モンモリロナイト、サポナイト、ノントロナイト、ラポナイト、ベイデライト、鉄−サポナイト、ヘクトライト、サウコナイト、スチーブンサイト、バーミキュライト、およびこれらの混合物からなる群から選択される水膨潤性粘土である。好ましい水膨潤性粘土は、スメクタイト粘土、好ましくはナトリウムスメクタイト粘土、特にナトリウムモンモリロナイトおよびナトリウムベントナイトである。他の非水膨潤性粘土またはフィラー、例えば炭酸カルシウム、タルク、雲母、バーミキュライト、酸活性化粘土（ここで水素イオンは、ナトリウムを置き換えている）、カオリン、タルク、二酸化ケイ素、二酸化チタン、ケイ酸カルシウム、リン酸カルシウムなどは、重合溶液が、重合スラリー中の重合性モノマーの重量に基づいて少なくとも約5％の水膨潤性粘土、好ましくは少なくとも約20重量％の水膨潤性粘土を含む限り、重合溶液に添加され得る。
【００６４】
有機モノマーおよび粘土の特定重量比または相対量は、重合スラリー中のモノマー、中和されたモノマーおよび粘土の総重量に基づいて、約20重量％〜約50重量％のモノマー（中和剤を含む）および約50重量％〜約80重量％の粘土の比の範囲内になるように選択される。
【００６５】
最終的に、先に示したように、水性スラリーは、ある量の水、好ましくは新鮮な水を含む。本明細書に記載される好ましい方法および物品の重要な特徴によると、重合スラリーは、スラリーの総重量に基づいて、約50重量％未満の水、好ましくは約45重量％未満の水を含有するべきである。好ましくは、スラリーは、スラリーの総重量の約30重量％〜約50重量％の水を含む。好ましい実施形態において、スラリーは、スラリーの総重量に基づいて約35重量％〜約45重量％の水を含み、ピストン32を介するポンプ輸送を可能にする。約20重量％程度の低含水量のスラリーは、粘土全体を通してモノマーの均質分布に十分な水を提供しながら、コンベヤ（図示せず）を用いて基材に輸送されて基材に埋め込まれ得る。
【００６６】
図面を参照すると、装置および方法は、水圧バリア材料を連続的に製造するために提供される。まず、繊維性基材を含むジオテキスタイル材料の層は、重合触媒または重合開始剤20の浴を通して供給され、過剰の触媒および／または開始剤を除去するために、一対のスクイーズローラーに通される。あるいは、重合触媒および／または重合開始剤は、スプレーノズルから基材に噴霧適用され得る。好ましい実施形態によると、基材を、重合触媒および／または重合開始剤で飽和させ、続いてプロセスにリサイクルするため過剰の重合触媒および／または重合開始剤を除去するために、飽和された基材の下面に接触した真空デバイスによって飽和された基材の下面に真空を適用する。次いで、触媒充填および／または開始剤充填繊維性基材を、過剰の触媒および／または開始剤を除去した後、一対の水平に配設された埋め込みローラー間にてガイドローラーの下で供給し、そこでスラリーを触媒含有および／または開始剤含有基材中へ圧搾する（圧縮する）。
【００６７】
スラリーを、スラリー容器中で混合し、ここでこのスラリー構成成分をミキサーで混合する。混合し、好ましくはスラリー容器中で剪断すると、ミキサーは、スラリースクラッパーを含み、これを容器から上げ、この容器をトラックに沿って移動させ、結果としてこの容器は、高圧の延直移動可能なピストンを含むピストンポンプアセンブリの直下に配設される。次いで、スラリーを、スクイーズローラー間のV−形状スラリー受容樋に延展させるために、ピストンを、容器内で下方に移動させ、高粘度の低含水量のスラリーを可撓性の8インチ直径導管に通す。高粘度スラリーは、狭い導管を通過させることが困難であるため、少なくとも約4インチの直径を有する導管を使用することが好ましい。埋め込みローラー間において、基材を埋め込みローラー間に移動させるときに、スラリーを、重合開始触媒および／または開始剤を含有する繊維性基材を含むジオテキスタイルの層上に堆積させる。重合触媒および／または重合開始剤を含有するジオテキスタイル材料は、埋め込みローラーと接触しながら通過し、繊維性基材の繊維間にスラリーを埋め込むための圧縮力が与えられる。
【００６８】
次いで埋め込まれたスラリーで圧縮されたジオテキスタイルを、モノマーを重合し、得られたポリマーおよび粘土を基材にインターロックするために、ヒーターまたはオーブンに通過させる。重合は、ジオテキスタイル材料の繊維を用いて得られたポリマーおよび粘土のインターロックをもたらす。結果として、水圧バリア材料が形成される。所望により、水圧バリア材料を、続いて乾燥し、後にロール加工し、包装してもよい。
【００６９】
水圧バリア材料は、水との接触時に膨張する。水と接触する際に、繊維性基材の充満されていない空隙または間隙空間がまず、水和されたポリマーゲルで満たされる。ポリマーゲルのさらなる水和は、水圧バリア材料全体を膨張させる。さらに、20kPaの有効閉じ込め応力の標準負荷下、本明細書に記載される水圧バリア材料の水圧伝導度は、約1x10−9cm／秒以下になる傾向があることを見出した。さらに、水圧伝導度は、一般に、有効閉じ込め応力が増大するにつれて低下することがわかった。
塩水-自己回復性水圧バリア
実施例1−  以下の参照番号は、図8の(A)から(F)に対応する。
【００７０】
本明細書に使用される場合、用語「塩水」は、酸、塩基および／または好ましくは塩を含有する水溶液を指す。好ましくは、塩水は、例えばH＋、Na＋、K＋、Mg2＋、Ca2＋、および／またはAl3＋であることができるイオンを含有する。水溶液が塩水であるかどうかを決定する1つの方法は、伝導度測定による。伝導度は、溶液のイオン濃度のレベルの尺度である。解離する塩、酸または塩基が増えると、溶液の伝導度が高くなる。水または廃水では、主として溶解した塩のイオン重要であり、結果として伝導度は、廃水中の塩負荷の指数である。伝導度の測定は、一般にS／cm（またはmS／cm）で表現され、これは試験溶液のコンダクタンスと測定セルの幾何学的因子の積である。本発明の趣旨上、塩水は、15mS／cmを超える、好ましくは20mS／cmを超える、より好ましくは25mS／cmを超える伝導度を有する水として定義される。伝導度は、種々の市販の試験機器、例えば、Eutech Instruments／Oakton Instrumentsが製造するWaterproof PC300ハンドヘルドメーターを用いて測定できる。
【００７１】
好ましい実施形態において、（i）水不溶性部分架橋アクリルアミド／部分中和アクリル酸コポリマー；（ii）スメクタイト粘土；（iii）エラストマー、例えばブチルゴム；（iv）可塑剤、例えばポリブテン、ポリプロペン、ポリブタジエン、ポリイソブテンおよび／またはポリイソプロペン；および（v）カチオン性凝集剤を含有する組成物は、ロープ、ロッドまたはシート材料形状として、または水バリアシートまたはフィルムバリア層、例えばポリマーシート材料または膜層と、織布または不織布ジオテキスタイルシート材料布地層との間の層として形成または押出成型される。ポリマーシート材料層が欠陥性である、または設置中または使用中にクラックまたはホールを生じる場合に、塩水流が物品を通るのを防止するための安全層としての機能を果たすように、ポリマーシート材料層を塩水と接触するように配設し、コポリマーを膜および布地層との間のポリマーシート材料層に隣接するように配設する。あるいは、コポリマーをジオテキスタイル布地層の間隙に組み込むことにより、布地／コポリマーコンポジット層を生成させることができ、これが、ポリマーシート材料層が、欠陥性である、または設置中もしくは使用中にクラックまたはホールを生じる場合に、塩水流が物品を通るのを防止するための膜層に取り付けられた安全層としての役割を果たす。
【００７２】
部分架橋アクリルアミド／部分中和アクリル酸コポリマー、例えばSTOCKOSORBおよび／またはSTOCKOSORBS（商標）および／またはSTOCKOSORBF（商標）および／またはアクリルアミド−カリウムアクリレート−アクリル酸コポリマー、架橋された（CAS＃31212−13−2）は、同一出願人の先行出願米国特許公開番号2009／0130368に記載されているように、高伝導度溶液との接触時に実質的に自由膨潤することが見出されており、この文献の開示については、全体を参考として本明細書で援用する。試験された高伝導度水溶液の例は、1％NaCl（18mS／cmの伝導度）および合成海水（4.5％海塩；53.2mS／cmの伝導度）である。部分架橋アクリルアミド／部分中和アクリル酸コポリマーは、海水および他の廃水に共通するアニオンと組み合わせて、Ca2＋、Al3＋および他の多価カチオンのいずれかまたはそれらの組み合わせで汚染された水溶液との接触時に、実質的に自由膨潤する。組成物の完全な利点を達成するために、本明細書に記載される物品および方法、組成物に使用される部分架橋アクリルアミド／部分中和アクリル酸コポリマー、および本明細書に記載されるジオコンポジット物品は、コポリマー2グラムあたり少なくとも35ml、好ましくは少なくとも約40ml／2グラム、より好ましくは少なくとも約50ml／2グラムの、4.5重量％塩水中での自由膨潤を有するべきである。自由膨潤は、2グラムの粉末化コポリマーを100mlの目盛付きシリンダーにスプリンクルし、このシリンダーを100mlまで4.5重量％塩水で満たすことによって決定される。次いで目盛付きシリンダーの底部に沈降するコポリマーの体積を測定するが、これが自由膨潤である。
【００７３】
本明細書に記載されるコポリマーは、わずかに架橋されており、すなわち約20％未満、好ましくは約10％未満、最も好ましくは約0.01％〜約7％の架橋密度を有する。架橋剤は、最も好ましくはモノマー総重量に基づいて約7重量％未満、通常約0.1重量％未満の量で使用される。架橋ポリビニルモノマーの例としては、ジ、トリまたは他の多官能性アクリル、メタクリル、ビニルエーテルまたはアクリルアミド官能性化合物が挙げられるが、これらに限定されず、これらは架橋アクリレートポリマーに関して当該技術分野において周知である。さらに、本明細書に記載されるコポリマーは、好ましくは水不溶性である。
【００７４】
架橋コポリマー粒子についての典型的な粒径は、1ミクロンから約4000ミクロンであり得る。好ましい粒径は、200ミクロン未満である。好適なコポリマーサイズは以下を含む：
StockosorbF：  0〜200ミクロン
StockosorbS：  200〜800ミクロン
StockosorbM：  800〜2000ミクロン
StockosorbC：  2000〜4000ミクロン
Stockosorb400RD：  100〜800ミクロン
本明細書に記載される塩水防水コポリマー中のアクリルアミドおよび部分中和アクリル酸の相対量は、コポリマー中のそれぞれが約1モル％から約99モル％まで広範に変動し得る。塩水中での優れた自由膨潤の達成についての最良の結果は、アクリルアミドがコポリマーの約5％〜約95モル％、好ましくは約15％〜約85モル％、より好ましくは約55モル％〜約75モル％、さらにより好ましくは約60モル％〜約70モル％を形成する；ナトリウムおよび／またはカリウムアクリレート（部分中和アクリル酸の好ましい形態）は、コポリマーの約1モル％〜約50モル％、好ましくはコポリマーの約5モル％〜約25モル％であり；アクリル酸は、コポリマーの約0.1モル％〜約50モル％、好ましくはコポリマーの約1モル％〜約10モル％を形成する場合に得られる。当業者であれば、コポリマー中のユニットのアクリレートとアクリル酸形態間の平衡、および平衡をシフトさせるために使用される試剤と、アクリレートおよびアクリル酸ユニットとの間の平衡を認識するはずである。それによって、ポリマー鎖の最良の記載は、アクリルアミドのモルパーセンテージに左右され、これはポリマーの溶液中の酸または塩基の濃度によって変化することはない。水中の4.5％海塩において約35mL／2グラム材料を超える自由膨潤を与える他の材料組成物は、本発明に関して想定される。他のモノマーは、それが高伝導度の水を吸収するコポリマーの能力を損なわないならば、アクリル酸およびメタクリル酸エステルおよびそれらの酸を含むコポリマー、置換アクリルアミドおよびメタクリルアミド中に存在できる。
【００７５】
本発明によると、本明細書に記載される組成物は、スープ状液体から、比較的堅いパテ様で、粘着性の固体までの範囲の所望の粘稠度を有し得、新規な予測外の塩水中での膨潤容量を有する。
【００７６】
本発明の別の重要な実施形態によると、上方シート材料層は、本明細書に記載される組成物にわたって適用、接着され、ラミネート製品を形成し得る。上方シート材料層は、不透水性であるため、2つの防水層を提供できる。上方シート材料層は、理想条件および適切な設置下では、それ自体が、水または他の液体がラミネートに浸透するのを防止する。しかし、多くの場合、特に継ぎ目における、不完全な設置により、水または他の液体が防水することを目的とした不透水性層に浸透してしまうことを見出した。さらに、場合によっては、クラックまたは亀裂が「不透水性」シート材料に現れ、水を浸透させ得る。
【００７７】
全く予測外のことに、本発明のベントナイト組成物は、塩水との接触時に予測外の体積まで膨張すると同時に、不適切な設置により残ったクラック、亀裂またはギャップを永久的に満たす構造的一体性を維持し、それによって予測外の有効な安全バルブとして作用し、土製構造またはその下の建築材料に本質的にあらゆる液体が浸透することを防止するようにラミネート自体が自己回復することを確実にすることを見出した。
【００７８】
本明細書に記載される塩水膨潤性組成物は、粘着性であり、固体の安定な構造に容易に接着するので、建築材料、例えば木材、コンクリート、岩石などに適用される場合に特に有効である。
【００７９】
所望による不透水性の上方シート材料層は、任意の可撓性不透水性シート材料、例えばポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、例えばポリエチレンまたはポリプロピレンなどであり得る。一般に、不透水性シート材料の厚さは、約3mm〜約50mm程度である。離型紙または布地層は、本明細書に記載されるラミネートには必須でなく、どちらか一方により、ラミネートそのものをロール加工し、容易にロールを解き、適用することを可能にする。
【００８０】
ジオテクニカル布地は、適用容易性のために、ラミネートを土製表面に対して適用する場合に、離型紙と置き換えられる。布地は、ラミネートを土製表面に対して適用する場合に組成物シートの下面に配置され、その結果、ラミネートシートは、ラミネートシート間の有効なシーリングを提供するのに適した隣接位置にシフトされ得る。特に、布地は適切な設置を達成する以外に不透水性目的を有していないので、好適な布地であればこの目的に使用できる。好適な布地としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、プロピレン−エチレンコポリマー、ポリプロピレン−ポリアミドコポリマーなどから製造される織布および不織布透過性および不透過性布地が挙げられる。ジオテクニカル布地は、それらの生物学的および化学的耐性のために好ましい。布地の厚さは重要ではなく、こうした布地は、一般に3mm〜約30mmの厚さで利用可能である。
【００８１】
本明細書に記載される組成物および物品の完全な利点を達成するために、組成物は、ポリジエン、ポリブテン、ポリプロペン、ポリブタジエン、ポリイソブテンおよび／またはポリイソプロペンのような一次可塑剤および粘着付与剤を、組成物の少なくとも0.5重量％、好ましくは約5重量％〜約20重量％の量で含むべきである。ポリブテン、ポリプロペン、ポリブタジエン、ポリイソブテンおよび／またはポリイソプロペンと適合性のある追加の（二次）粘着付与剤は、二次可塑剤が、組成物の少なくとも約4重量％、好ましくは約5重量〜約20重量％の量で含まれる限り、追加の粘着付与のために含まれていてもよい。追加の適合性粘着付与剤は、例えば脂肪族石油炭化水素樹脂、例えばポリテルペン、水素化樹脂、および混合オレフィンを挙げることができる。本明細書に記載される組成物はまた、二次可塑剤、例えば1つ以上の低極性可塑剤、例えばエポキシ化大豆油；褐色ヒマシ油；アルキルモノエステル、例えばブチルオレエート；長鎖部分エーテルエステル、例えばブチルセルソルブオレエート；長鎖アルキルジエステル、例えばジオクチルアジペートおよび／またはジオクチルフタレート；および石油誘導可塑剤、例えば芳香族−ナフテン油、ナフテン−芳香族油、ナフテン−パラフィン油、および／またはパラフィン油を含んでいてもよい。一般に、芳香族粘着付与剤は、組成物の表面にブリードし、分離し、それによって組成物の取り扱い性および粘稠度が低下するので、一次可塑剤を含むのが好適である。他の添加剤、例えば増粘剤、フィラー、流動化剤、粘着付与剤などは、組成物に所望の物理的特性を付与するために組成物の20重量％までの総量で添加されてもよい。しかし、ケイ酸フィラー、例えばケイ酸またはケイ酸カルシウムの添加は、実質的に、本発明の組成物の水膨潤性を低下させることを見出した。従って、本質的にケイ酸フィラーを組成物に添加するべきではない。1重量％に過ぎない量で添加されるケイ酸フィラーは、組成物の水膨潤性を約10重量％低下させ；5重量％で添加されるケイ酸フィラーは、約20％の水膨潤性を低下させる。本発明の完全な利点を達成するために、ケイ酸フィラーは、あるとしても1重量％以下であるべきである。
【００８２】
流動化剤、例えば石油蒸留物または蒸発性溶媒、例えば鉱油スピリットは、本発明の組成物に添加されて、混合を助け得るが、こうした溶媒を含まない組成物構成成分を組み合わせることが好ましい。いずれの場合であっても、ポリジエン、例えばポリブテン、ポリプロペン、ポリブタジエン、ポリイソブテンおよび／またはポリイソプロペンは、周囲条件下で揮発可能な溶媒を蒸発させた後、最終組成物において、少なくとも0.5重量％の量で存在すべきである。
【００８３】
本明細書に記載される組成物および物品の重要な特徴によると、可塑剤、例えばポリブテン、ポリプロペン、ポリブタジエン、ポリイソブテンおよび／またはポリイソプロペン（「ポリオレフィン」）は完全に、スメクタイト粘土／SAPブレンド、例えばベントナイトから、約90重量％までのベントナイト／SAPブレンドの量で、ベントナイトの膨潤的特徴を阻害することなく、ウェットアウトするので、添加剤は本発明の組成物を保護するために必ずしも必要ではない。全く予測外なことに、ポリブテン、ポリプロペン、ポリブタジエン、ポリイソブテンおよび／またはポリイソプロペン構成成分は、十分な粘着性を提供しながら、スメクタイト粘土の膨潤容量を増大させ、結果として組成物は、延長された時間にわたって実質的にいずれの表面でも容易に接着できる。
【００８４】
本明細書に記載される組成物および物品に利用される好ましい粘土は、ナトリウムモンモリロナイトまたはカルシウムモンモリロナイトのいずれかであり得る。本発明の1つの重要な実施形態によると、スメクタイト粘土はベントナイトである。好ましいベントナイトは、サウスダコタおよびワイオミングのブラックヒルズ領域で一般に見出されるタイプの基本的に非水膨潤性モンモリロナイト粘土であるカルシウムベントナイトである。この粘土は、優勢な交換イオンとしてカルシウムを有する。しかし、本発明の本実施形態に従って利用されるスメクタイト、例えばベントナイト粘土はまた、他のカチオン、例えばナトリウム、カリウム、マグネシウムおよび／または鉄を含有し得る。カルシウムイオンが優勢なモンモリロナイトは、周知の「解膠」と呼ばれるプロセスを通して、ナトリウム変形体に転化できる場合がある。本発明に利用される粘土は、1つ以上の解膠ベントナイトであってもよい。コロイド状粘土はまた、ジ八面体またはトリ八面体スメクタイト群またはこれらの混合物のいずれかの構成員であってもよい。例としては、ベイデライト、ノントロナイト、ヘクトライトおよびサポナイトがある。粘土、すなわちベントナイトは、一般に水バリアパネルなどでの使用が知られているように微細に分割され、好ましくは70％の粘土が＃30メッシュシーブを通過し、より好ましくは70％の粘土が、＃50のメッシュシーブを通過し、さらにより好ましくは70％の粘土が＃100メッシュシーブを通過し、さらにより好ましくは70％の粘土が＃200メッシュシーブを通過する（ASTM D 422）。
【００８５】
本発明の原理に従って使用されるポリブテンまたはポリイソブチレン（以降「ポリブテン」）は、一般に（C4H8）nを含み、式中、nは約6〜約45の範囲であり、直鎖または分岐状であり、約300〜約2,500の範囲の平均分子量を有する。市販の有用なポリブテンは、より高分子量のモノオレフィンが優勢であり、100％のポリブテンを含むことができ、または約10％までのイソパラフィンを含むことができる。ポリブテンは、化学的に安定であり、主に流体液体であり、それらの粘着性は、分子量が増大するにつれて増大する。ポリブテンの粘度は、約25〜約4,000センチポイズの粘度範囲を有する、軽油の粘稠度から硬度に粘稠性の流体までの範囲である。低粘度のポリブテンを、水膨潤性粘土と組み合わせて、非常に粘着性で、本発明の組成物内に含まれるベントナイトの量によっては取り扱うのが困難であるスープ様粘稠度を有する組成物を与え得る。
【００８６】
本発明の原理による有用なポリプロペンまたはポリイソプロペン（以降「ポリプロペン」）は、一般に、（C3H6）mを含み、式中、mは約7〜約60の範囲であり、直鎖または分岐状であり、約300〜約2,500の範囲の分子量を有する。本発明による有用な市販のポリプロペンは、一般に非晶質の特徴があり、約10重量％までの好適な処理溶媒、例えばリグロインと組み合わせられてもよいが、ポリプロペンは、高温、すなわち200℃で、溶媒を使用せずに容易にベントナイトとブレンドされ得る。
【００８７】
本発明の好ましい実施形態による有用なポリジエンは、一般に（C5H8）xまたは（C4H6）yまたは両モノマーの組み合わせで形成されたポリマーのいずれかを含み、ここでxおよびyモノマー両方の合計は、約150〜約1100の範囲である。これらの材料の例としては、ポリブタジエンおよびポリイソプレンがあり、共通して液体ゴムと称される。液体ゴムはまた、他のモノマー、例えばスチレンとのコポリマーを含むこともできる。
【００８８】
好ましい実施形態の組成物の最大膨潤を達成するために、ポリプロペン、ポリジエンまたはポリブテンまたは混合物は、膨潤性組成物全体の約8重量％〜約30重量％の量で組成物に存在すべきである。
【００８９】
本明細書に記載される塩水膨潤性組成物は、カチオン性凝固剤またはカチオン性凝集剤を、膨潤性組成物の約5重量％〜約35重量％、好ましくは約5重量％〜約30重量％の量で含む。好適なカチオン性、ポリマー性凝集剤／凝固剤としては、ポリクアテルニウム−1（CAS＃：68518−54−7）；ポリクアテルニウム−2（CAS＃：63451−27−1）；ポリクアテルニウム−4（ヒドロキシエチルセルロースおよびジアリルジメチルアンモニウムクロリドのコポリマー）；ポリクアテルニウム−5（CAS＃：26006−22−4）；ポリクアテルニウム−6（ポリアリルジメチルアンモニウムクロリド；ポリジメチルジアリルアンモニウムクロリド；Magnafloc370（CAS＃：26062−79−3）；ポリクアテルニウム−7（CAS＃：26590−05−6）；ポリクアテルニウム−8（ポリ（（メチル，ステアリル）ジメチルアミノエチルメタクリレート）、ポリクアテルニウム−9（ポリジメチルアミノエチルメタクリレートブロミド）；ポリクアテルニウム−10（CAS＃s：53568−66−4,55353−19−0,54351−50−7,81859−24−7；68610−92−4,81859−24−7）；ポリクアテルニウム−11（ポリビニル−N−エチル−メチルピロリドニウム）；ポリ（エチジメチルアンモニウムエチルメタクリレート）スルフェートコポリマー）、ポリクアテルニウム−12（CAS＃：68877−50−9）；ポリクアテルニウム−13（CAS＃：68877−47−4）；ポリクアテルニウム−14（CAS＃：27103−90−8）；ポリクアテルニウム−15（CAS＃：35429−19−7）；ポリクアテルニウム−16（メチル−ビニルイミダゾリウムクロリドおよびビニルピロリドンの第四級アンモニウム塩）（CAS＃：95144−24−4）；ポリクアテルニウム−17（アジピン酸−ジメチルアミノプロピルアミンポリマー（CAS＃：90624−75−2）；ポリクアテルニウム−18（アゼライン酸、ジメチルアミノプロピルアミン、ジクロロエチルエーテルポリマー、CAS＃：113784−58−0）；ポリクアテルニウム−19（ポリビニルアルコール、2,3−エポキシプロピルアミンポリマー（CAS＃：110736−85−1）；ポリクアテルニウム−20（ポリビニルオクタデシルエーテル、2,3−エポキシプロピルアミンポリマー（CAS＃：110736−86−2）；ポリクアテルニウム−22（CAS＃：53694−17−0）；ポリクアテルニウム−24（ヒドロキシエチルセルロース、ラウリルジメチルアンモニウムエポキシドポリマー）；ポリクアテルニウム−27（ポリクアテルニウム−2およびポリクアテルニウム−17のコポリマー、CAS＃：131954−48−4）；ポリクアテルニウム−28（ビニルピロリドン、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミドコポリマー、CAS＃：131954−48−8）、ポリクアテルニウム−29（キトサン、CAS＃：9012−76−4）；エピクロロヒドリンと反応したプロピレンオキシドポリマー）；ポリクアテルニウム−30（メチルメタクリレート、メチル（ジメチルアセチルアンモノウムメチル）アクリレートコポリマー、（CAS＃：147398−77−4）；ポリクアテルニウム−33（CAS＃：69418−26−4）；ポリ（エチレン（ジアルキル）アンモニウム）ポリメタクリルアミドプロピルトリモニウムクロリド（CAS＃：68039−13−4）；およびポリ（2−アクリロイルオキシエチル）トリメチルアンモニウム）が挙げられる。
【００９０】
無機カチオン性凝集剤、例えばアルミニウム塩はまた、カチオン性凝固剤またはカチオン性凝集剤として使用できる。例示的なアルミニウム塩に基づく凝集剤としては、硫酸アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸マグネシウム、塩基性塩化アルミニウム（ポリ塩化アルミニウム）などが挙げられる。
【００９１】
好ましくは、カチオン性凝固剤またはカチオン性凝集剤は、ポリジメチルジアリルアンモニウムクロリド（ポリDADMAC）である。ポリDADMACは、種々の商標名で販売されており、それらの1つは、CIBAから入手可能なMagnafloc370である。カチオン性ポリマーの固有粘度は、一般に少なくとも約0.2、好ましくは0.5〜3の範囲、最も好ましくは0.8〜2.4dl／gの範囲であることが好ましい。分子量の観点で表される場合、分子量は、約200万未満、より好ましくは約1.500万未満、最も好ましくは約100万未満であるのが好ましいが、一般に約100,000を超え、好ましくは約500,000を超えるべきである。
【００９２】
カチオン性凝固剤またはカチオン性凝集剤は、好ましくは少なくとも1重量％、より好ましくは少なくとも3重量％、なおもより好ましくは少なくとも5重量％、さらにより好ましくは少なくとも7重量％のカチオン性原子含有量を有する。カチオン性原子含有量は、ポリマー鎖中／上にカチオン性電荷を持つ原子の総原子重量をポリマーの分子量で除し、100を乗じた、重量％として表される尺度である。説明例として、ポリマーポリ（DADMAC）中のカチオン性窒素原子はすべて、第四級アンモニウムイオンであり、それによってカチオン性原子含有量（ここでは、カチオン性窒素含有量）は、ポリ（DADMAC）のサンプルの元素分析によって、またはポリマーの重量平均分子量のいずれかによって決定できる。元素分析は、ポリマーのサンプル中の窒素原子の重量％、すなわちカチオン性原子含有量を提供する。ポリDADMACは、約8.7重量％のカチオン性原子含有量を有する。
【００９３】
本発明の別の重要な特徴によると、膨潤性組成物の総重量に基づいて約1重量％〜約20重量％の量でのエラストマーの添加は、実質的に材料のシーリング能力を低減することなく、組成物の取り扱い性を増大させることを見出した。本発明のこの実施形態の完全な利点を達成するために、エラストマーは、組成物の総重量に基づいて約2重量％〜約10重量％の量で含まれるべきである。驚くべきことに、水膨潤性粘土、例えばベントナイト、ポリプロペンおよび／またはポリジエンおよび／またはポリブテン、およびエラストマーを含有する組成物の素練りまたは剪断、すなわちシグマブレンダにおけるものが、実際のところ、組成物の膨潤容量を増大させ、良好な粘着性を保持することを見出した。
【００９４】
本質的に、少なくとも100％の伸び率を有し、および少なくとも500％の伸び率を有する本発明の重要な特徴によるエラストマーが、本発明のベントナイト組成物に使用され、実質的に取り扱い性、粘着性および組成物および製造品の構造一体性を改善できる。部分架橋エラストマーは、こうした特性を必要とする粘稠度、取り扱い性および物品の構造一体性を改善するのに最も好適であることを見出したが、架橋されていないエラストマーも有用であり、特に、他の組成物構成成分との素練りおよび混合中にブレンダ、すなわちシグマブレンダ内で生じた熱に供される場合に、わずかに架橋され得るポリマーも有用である。有用な非架橋エラストマーとしては、スチレンブロックコポリマー（S−TPE）、ポリエステルブロックコポリマー（COPE）、ポリウレタン（TPE）、ポリエーテルブロックアミド（PEBA）、およびより新しい技術、例えばポリオレフィンエラストマー（POE）およびポリオレフィンプラストマー（POP）として既知のエチレンまたはプロピレン系コポリマーを挙げることができる。完全架橋エラストマーは、それらの伸長能が、水和中にベントナイトを完全に膨張させるのには不十分なため、一般に本発明組成物に組み込むには好適ではない。しかし、少なくとも100％伸び率を有するエラストマーであれば、好適であり、本発明の範囲内に含まれる。
【００９５】
本明細書に記載される組成物および物品の完全な利点を達成するために、エラストマーは、少なくとも500％の伸び率を有するへきであり、ベントナイトと、ポリプロペン、ポリジエンおよび／またはポリブテンとを密接に接触させることを対象とする本発明の実施形態の原理に従って見出された新規な予測外のベントナイトの膨潤を可能にする。組成物に組み込むための追加の好適なエラストマーとしては、アタクチックポリプロピレン；エチレン−プロピレンコポリマー；エチレン−ブテンコポリマー；エチレン−ヘキセンコポリマー；エチレン−オクテンコポリマー；エチレン−コ−酢酸ビニルコポリマー；エチレン、プロピレン、および非共役ジエン（EPDM）のターポリマー；エチレンおよび酢酸ビニルのコポリマー；エチレンおよびメタクリレートのコポリマー；熱可塑性ウレタン；熱可塑性加硫剤；熱可塑性ポリエステル；スチレン−ブタジエンコポリマー；塩素化ポリエチレン；クロロスルホン化ポリエチレン；ニトリルゴム（NBR）；合成および天然ゴム、ハロゲン化ブチルゴム、およびある一定の「硬化」度を付与する目的でターポリマーを形成するために添加されるジビニルベンゼンを有する部分架橋ブチルゴムからなる群から選択されるエラストマー樹脂が挙げられるが、これらに限定されず、。エラストマーは、破砕は必要とされないが、混合時間を減少させるためにベントナイトおよびポリプロペンおよび／またはポリブテンとの素練りの前に破砕され得る。ベントナイト組成物全体にわたるエラストマーの素練りおよび均質フローは、任意の所望の形状、すなわちペレット形態のエラストマーを用いて、例えばシグマブレンダにて達成できる。
【００９６】
本明細書に記載される組成物および物品の別の重要な特徴によると、本明細書に開示されるベントナイト組成物は、植物乾燥油とビニルトルエンのコポリマーなどの組成物上にスキンを形成できる添加剤を含むことができる。スキン層を含有する組成物は、組成物が、意図される位置にセキュアされるために粘着性を必要としない場合はいつでも有用である。粘着性が所望される場合、任意の好適な粘着付与剤の表面コーティングがスキン全体に適用されてもよい。
【００９７】
本明細書に記載される組成物および物品のさらに別の重要な実施形態によると、水膨潤性組成物は、組成物の総重量に基づいて、水膨潤性粘土、例えばベントナイトを、約35重量％〜約90重量％の量、エラストマーを約1重量％〜約20重量％の量、およびエラストマーと相溶性であり、エラストマーを可塑化できる任意の可塑剤を約8重量％〜約50重量％の量で含むように提供される。
【００９８】
本明細書に記載される組成物、物品および方法の完全な利点を達成するために、組成物は、例えばロープの形態である場合には可撓性であるべきであり、例えば2つの隣接するコンクリートセクション間における位置への好都合な巻き解きのために、および導管の周りを包むためにそれ自体がロール加工できるべきであり；組成物は、少なくとも100％（少なくとも100％重量増加1）の高塩分濃度（4.5重量％の海塩）水における膨潤％を有するべきであり；組成物は、高塩分濃度水に不透水性であるべきであり、すなわち高塩分濃度水は、ASTM  D5887で測定される場合に1x10−7cm／秒以下の速度、好ましくは5x10−9cm／秒以下の速度にて、組成物に浸透するべきである。（1  ［（水和重量−乾燥重量）／乾燥重量］×100＝≧100%）
さらに、完全な利点を達成するために、アニオン性の水不溶性アクリル系コポリマー／カチオン性ポリマーモル比は、約（0.25〜4）／1、好ましくは約（0.5〜2）／1、より好ましくは約（2〜3）／2、最も好ましくは3／2の範囲であるべきである。カチオン性ポリマーは、スメクタイト粘土上に負の電荷部位とイオン性相互作用すると思われ、それによって粘着性形態にて、および初期に配設された適切な位置に組成物を膨潤の間も維持する。しかし、予測外なことに、これらの相互作用は、高塩分濃度塩水の高電解質含有量の存在下で維持される。
【００９９】
粘稠性の低い組成物、例えばペースト粘稠度が、より小さい空隙および隙間に浸透するために所望される場合、組成物は、追加のポリブテン、ポリジエン、ポリプロペン、または他の油を、例えば組成物の総重量に基づいて約18重量％〜約35重量％の量で含むことができると共に、粘土を組成物の約40重量％〜約45重量％、コポリマーを約9重量％〜約15重量％、およびカチオン性凝集剤を約14重量％〜約20重量％で維持する。
【０１００】
構成成分の好適な量および比は、粘着性；高い膨潤を達成し；膨潤中および膨潤後の崩壊を防止する。例えば：
【０１０１】
【表１】
2014503715.tif 000003
【０１０２】
【表２】
2014503715.tif 000004
【０１０３】
インタクトネスを粘着試験によって測定した。約80グラムの塩水膨潤性組成物を、平衡膨潤範囲に到達するまで水和させるが、これは、普通は1から2週間の水和時間後に生じた。膨潤サンプルを、9.5ミリメートル開口部および0.34ミリメートル直径のワイアメッシュを有するシーブ上に16インチの高さから滴下した。サンプルの粘着％は、スクリーンによって捕捉されたサンプルの質量を、滴下前のサンプルの質量で除し、100を乗じて決定された。75〜100％の質量がスクリーンに保持されたサンプルは、格付け4が与えられた。50〜74％の質量がスクリーンに保持されたサンプルは、格付け3が与えられた。25〜49％の質量がスクリーンに保持されたサンプルは、格付け2が与えられた。25％未満の質量がスクリーンに保持されたサンプルは、格付け1が与えられた。
【０１０４】
エラストマーのための可塑剤は、本明細書に記載される組成物について任意の添加剤である。可塑剤は、エラストマーの作用性を改善し、エラストマーを延ばし、粘土が湿潤される場合にエラストマーが水膨潤性粘土の膨張を伴って再配置でき、粘土表面を十分湿潤させて、エラストマーが相当量の粘土（約90重量％まで）を受容可能にし、エラストマー全体にわたって均質な粘土分布を与える。
【０１０５】
少なくとも100％の伸び率を有するエラストマーは、エラストマーが、組成物の総重量に基づいて少なくとも8重量％の量で少なくとも1つの可塑剤を含む限り、粘土を実質的に膨張させることができることを見出した。エラストマーは、粘土の膨潤性を実質的に阻害することなく、組成物に対して非常に良好な構造一体性を提供する。エラストマーは、完全にではなく、部分的にであるが、架橋されるべきであり、例えばブチルゴム、スチレン−ブタジエン、他の合成および天然ゴム、エチレン−プロピレンコポリマー、エチレンおよびプロピレンターポリマーが挙げられる。
【０１０６】
他の好適な可塑剤は、比較的低極性の可塑剤であり、それらとしてはエポキシ化油、例えばエポキシ化大豆油；褐色ヒマシ油；アルキルモノエステル、例えばブチルオレエート；長鎖部分エーテルエステル、例えばブチルセルソルブオレエート；長鎖アルキルジエステル、例えばジオクチルアジペート；およびジオクチルフタレートおよび石油誘導可塑剤、例えば芳香族−ナフテン系油；ナフテン系−芳香族油；ナフテン系−パラフィン系油；およびパラフィン系油が挙げられる。
【０１０７】
本明細書に記載される組成物および物品のこの実施形態の完全な利点を達成するために、可塑剤は、組成物の少なくとも10重量％の量で組成物中に含まれ、エラストマーを可塑化し、ベントナイトを完全に湿潤するべきである。可塑剤は、一般に約15重量％〜約30重量％の量で含まれる。
【０１０８】
ここで図面、最初に図8(A)から(E)を参照すると、装置は、米国特許第4,534,925号明細書に開示されるように、本明細書に記載される組成物をロッドおよびシート形態に押出成型するための概略形態にて例示され、その開示については、全体を参考として本明細書で援用する。スメクタイト粘土と；ポリプロペンおよび／またはポリジエンおよび／またはポリブテン；部分架橋アクリルアミド／部分中和アクリル酸コポリマー；およびカチオン性凝集剤との緊密混合物を含む組成物12を、エラストマー、例えばブチルゴムとの均質ブレンドで、シグマブレンダ14にて完全にブレンドし、エラストマーを完全に素練りし、押出機16に均質粘土組成物を提供する。押出機16のオージェ18は、ベントナイト組成物を任意の所望の形状、例えば図8(B)に示されるロッド形態のダイ開口部20に通して、長方形ロープ22に形成させる。ロープ22は、コンベヤモーター26によって種々の所定の速度で駆動できるコンベヤ24上に向けられる。押出成型されたロープ22がダイ開放部20から出る速度に対してコンベヤ24の速度を変動させることによって、ロープをわずかに延伸または圧縮させ、押出成型された粘土組成物の寸法を変動させることができる。コンベヤ24は、押出機16のダイ開口部20を通って押出成型されているロープ22の表面に対して接触するように、好適なコンベヤベルト28およびコンベヤベルト28にわたって向かう離型紙30の連続供給部を含む。離型紙30上のロープ22は、ロープが離型紙上に押出成型されるときに、巻取ローラー32の周りに巻き取られ、コイル状のロープ様形態の組成物を提供する。
【０１０９】
同様に、図8(E)に示されるように、押出機16は、伸長されたダイ開口部34を含むことにより、図8(F)に示されるようにシート形態22aの組成物を提供し得、このシートは、好適な切断ステーション（図示せず）にてある長さに切断されてもよく、または図8(E)に示されるようにシートコイル35に形成されてもよい。図8(E)に示されるように、コンベヤは、離型紙36の第2の連続供給部を含むことにより、上方および下方離型シートの間にベントナイトシートを狭持させ得る。第2の離型紙供給部36は、エラストマーを含まない組成物および粘着性および構造一体性が劣る組成物に関して特に望ましい。1実施形態において、水溶性フィルムは、同一出願人の米国特許第5,580,630号明細書に従って製造および適用されるように1つの主要表面に適用され、その開示については、全体を参考として本明細書で援用する。
【０１１０】
図8(C)および(D)は、スメクタイト粘土、例えばナトリウムまたはカルシウムベントナイト、ポリプロペンおよび／またはポリジエンおよび／またはポリブテン、部分架橋アクリルアミド／部分中和アクリル酸コポリマー、カチオン性凝集剤，および水和前および水和後のエラストマーを含む図8(B)のロープ22の一部を示す。図8(C)の比較的方形の面を有する3次元ブロック39は、塩水での水和時に、すべての表面に沿って外側にそれ自体再生して、図8(C)に示されるように近似寸法を有する中心コアまたはブロックをもたらし、おおよそ同じ寸法を有する6つの追加ブロック40によって囲まれる。本明細書に記載される組成物についてあらゆる表面から外側に膨潤する容量を維持する能力は、組成物がエラストマー性材料を含む場合に特に有用である。少なくとも100％伸び率を有するエラストマー性材料は、延伸して膨張粘土およびコポリマーと共に流れ、比較的良好な構造一体性を有する周囲の個々の膨潤ベントナイト／コポリマー構造を形成し、これが所与の亀裂または他の構造上の損傷に侵入して、水の漏出経路をシールすることができる。
【０１１１】
スメクタイト粘土は、組成物中に、押出成型可能な組成物の総重量に基づいて、好ましくは約40重量％〜約50重量％の量；部分架橋アクリルアミド／部分中和アクリル酸コポリマーは、好ましくは約10重量％〜約20重量％の量；カチオン性凝集剤は、好ましくは約5重量％〜約35重量、より好ましくは約15重量％〜約30重量％の量；エラストマーは、好ましくは約5重量％〜約10重量％の量；ポリブテン（またはポリイソブチレン）および／またはポリプロペン（またはポリイソプロペン）、および／またはポリジエンは、好ましくは約8重量％〜約17重量％の量で含有されるべきであることが結論づけられた。45〜50重量％の粘土含有量および高パーセンテージのカチオン性凝集剤、例えば15〜20重量％と共に、高パーセンテージのエラストマーは、押出成型された組成物のインタクトネスを増大させることに留意すべきである。膨潤の増大は、組成物の総重量に基づいて、高パーセンテージの部分架橋アクリルアミド／部分中和アクリル酸コポリマー、例えば15重量％〜20重量％、および低パーセンテージのカチオン性凝集剤、例えば5重量％〜27重量％、低パーセンテージのスメクタイト粘土、例えばカルシウムベントナイト、例えば45重量％〜約50重量％にて促進される。
【０１１２】
塩水-自己回復性水圧バリア
実施例2−以下の参照番号は図9〜12に対応する。
【０１１３】
伝導度は、溶液のイオン濃度のレベルの尺度である。解離する塩、酸または塩基が増えると、溶液の伝導度が高くなる。水または廃水では、主として溶解した塩のイオンが重要であり、結果として伝導度は、廃水中の塩負荷の指数である。伝導度の測定は、一般にS／cm（またはmS／cm）で表現され、これは試験溶液のコンダクタンスおよび測定セルの幾何学的因子の積である。本発明の趣旨上、高伝導度の水は、1mS／cmを超える伝導度を有する水として定義される。伝導度は、種々の市販の試験機器、例えば、Eutech Instruments／Oakton Instrumentsが製造するWaterproof PC300ハンドヘルドメーターを用いて測定できる。
【０１１４】
好ましい実施形態において、部分架橋アクリルアミド／アクリレート／アクリル酸コポリマーは、水バリアシートまたはフィルムバリア層、好ましくはポリマーシート材料または膜層、および織布または不織布ジオテキスタイルシート材料布地層間の層として組み込まれる。ポリマーシート材料層が欠陥性である、または設置中または使用中にクラックまたはホールを生じる場合に、高伝導度水の流れが物品を通るのを防止するための安全層としての機能を果たすように、ポリマーシート材料層は、高伝導度水と接触するように配設され、コポリマーは、膜および布地層の間のポリマーシート材料層に隣接して配設される。あるいは、コポリマーは、ジオテキスタイル布地層の間隙に組み込まれ、布地／コポリマーコンポジット層を形成することができ、これが、ポリマーシート材料層が、欠陥性である、または設置中または使用中にクラックまたはホールを生じる場合に、高伝導度水の流れが物品を通るのを防止するために膜層に取り付けられた安全層としての機能を果たす。
【０１１５】
部分架橋アクリルアミド／部分中和アクリル酸コポリマー、例えばSTOCKOSORBTMおよび／またはSTOCKOSORBS（商標）は、高伝導度溶液との接触時に実質的に自由膨潤することが見出された。試験された高伝導度水溶液の例は、1％NaCl（18mS／cmの伝導度）および合成海水（4.5％海塩；53.2mS／cmの伝導度）である。部分架橋アクリルアミド／部分中和アクリル酸コポリマーは、海水および他の廃水に共通するアニオンと組み合わせて、,Na＋、Ca＋＋、Mg＋、Al＋＋＋および他の多価カチオンのいずれかまたはそれらの組み合わせで汚染された水溶液との接触時に、実質的に自由膨潤する。本明細書に記載されるジオコンポジット物品および方法の完全な利点を達成するために、ジオコンポジット物品に使用される部分架橋アクリルアミド／アクリレート／アクリル酸コポリマーは、コポリマー2グラムあたり少なくとも35ml、好ましくは少なくとも約40ml／2グラム、より好ましくは少なくとも約50ml／2グラムの、4.5重量％塩水中での自由膨潤を有するべきである。自由膨潤は、2グラムの粉末化コポリマーを100mlの目盛付きシリンダーにスプリンクルし、このシリンダーを100mlまで4.5％塩水で満たすことによって決定される。次いで目盛付きシリンダーの底部に沈降するコポリマーの体積を測定するが、これが自由膨潤である。
【０１１６】
好ましい実施形態において、塩水バリアジオコンポジットマットである多層製品およびそれらの製造方法が本明細書に記載されている。好ましい実施形態において、ジオコンポジットマットは、約0.5mm〜約200mm、好ましくは約1mm〜約100mmの厚さを有し、粉末化または顆粒状の部分架橋アクリルアミド／部分中和アクリル酸コポリマーの層を、主要表面全体にわたってその厚さの少なくとも上方部分に有するか、またはジオテキスタイルシートまたは布地材料上の別個の層に提供された、プレ形成された織布または不織布ジオテキスタイル布地材料を含む。好ましい実施形態において、粉末化または顆粒状コポリマーは、ジオテキスタイル布地またはマット材料の孔内に少なくとも部分的に配設され、上方繊維を、例えば真空吸引によって、その上でのコポリマーの堆積中に振動させて、粉末化または顆粒状コポリマーをジオテキスタイルシートまたはマットの孔へ重力および振動力によって流入させることにより、または単純に、織布または不織布（好ましくは不織布）ジオテキスタイル布地またはマットの接触表面の孔内に受容できるようにサイズ分けすることによって取り囲む。
【０１１７】
好ましい実施形態において、液体不透過性カバーシート（膜層）を、コポリマー含有ジオテキスタイル布地またはマットの上方主要面に接着させ、輸送中および設置中に粉末化または顆粒状コポリマーがジオテキスタイルシートまたはマットから離れるのを防止し、一次不透水性層を物品に提供する。場合により、コポリマー含有ジオテキスタイルシートまたはマットの縁部は、例えば、ジオテキスタイルシートまたはマットの寸法よりもわずかに大きい上方不透水性カバーシートを提供し、コポリマー含有ジオテキスタイルの縁部に余分のカバーシート材料を糊付けまたは他の方法で接着することによって、例えばそれらを一緒に熱融着することによってシールされ得る。他の縁部シーリング選択肢には、ジオテキスタイルシートまたはマットへのカバーシートの縫製、ニードルパンチング、および超音波溶接があり、または不透水性カバーシートおよび／またはジオテキスタイルシートまたはマットに糊付け、熱融着、または超音波溶接され得る別個の縁部被覆材料を適用することによる方法がある。縁部シーリング材料は、好ましくは不透液性である。
【０１１８】
部分架橋アクリルアミド／部分中和アクリル酸コポリマーの層に加えて、粉末化または顆粒状材料を、コポリマーと混合することができ、または別個の層として適用できる。追加の粉末化または顆粒状材料としては、水膨潤性ナトリウムスメクタイト粘土、有機物親和性粘土、活性炭、コークブリーズ、ゼロ価鉄、アパタイト、ゼオライト、ピートモス、ポリマー性イオン交換樹脂、ポリマー性吸着剤およびこれらの混合物が挙げられる。好ましくは、コポリマーは、不透水性シートまたはフィルムバリア層に隣接して配設され、また他の材料を含有してもよく、混合物の約80重量％までの量でそれらと混合され得る。
【０１１９】
本製造方法は、ジオコンポジット物品の製造を可能にするもので、この物品は、実質的に横方向への動きはない、構造的に安全である部分架橋アクリルアミド／アクリレート／アクリル酸コポリマーを含み、不透過性シートとジオテキスタイルとの間に別個の層として、ジオテキスタイル全体にわたって均一に分布させたか、またはジオコンポジット物品全体を通して勾配として分布させた形で膨潤材料を含有する。多層ジオコンポジット物品は、可撓性または硬質ジオコンポジット物品のいずれかを提供するように製造され得、ナトリウムスメクタイト吸水性材料を含有または含有しないゼオライトまたは有機物親和性粘土に加えて、塩水バリア膨潤性コポリマーを含む種々の改質ジオコンポジット物品の製造；顆粒状の粉末化コポリマー材料をジオテキスタイルシートまたはマット内の場所に閉じ込めるための、材料の液体不透過性フィルムまたはシートの層（複数可）のジオコンポジット物品の一方だけでなく主要表面の両方にわたる適用；バリア層の主要下面を、完全な保持のためにコポリマーまたはコポリマーを含有するジオテキスタイルシート材料に糊付けするための、固体または液体接着性材料または組成物の適用を可能にする。材料は、機械的に（縫製、ニードルパンチングまたは糊付け）、化学的、または物理的に（すなわち溶融など）接着され得る。構造は、1つ以上の硬質化材料、例えば穿孔繊維ガラスのシート；ロープ；段ボール；比較的硬質の液体透過性波形の材料、例えば波形の段ボールなどを、製造中に、ジオコンポジット物品の頂部および底部の主要面のある点またはそれらの主要面間にて、ジオコンポジット物品中またはジオコンポジット物品上に挿入して種々の可撓性または硬質性度を与え；圧密工程の必要性なしに、ジオコンポジット物品を製造する能力を提供し、およびジオテキスタイルの種々のサイズ、形状および重量を提供して、それぞれの利益を達成することによって、強化または補強できる。
【０１２０】
本明細書に記載されるコポリマーは、わずかに架橋されており、すなわち約20％未満、好ましくは約10％未満、最も好ましくは約0.01％〜約7％の架橋密度を有する。架橋剤は、最も好ましくはモノマー総重量に基づいて約7重量％未満、通常約0.1重量％の量で使用される。架橋ポリビニルモノマーの例としては、ジ、トリまたは他の多官能性アクリル、メタクリル、ビニルエーテルまたはアクリルアミド官能性化合物が挙げられるが、これらに限定されず、これらは当該技術分野において周知である。
【０１２１】
本明細書に記載される塩水防水コポリマーにおけるアクリルアミド；アクリレート；およびアクリル酸の相対量は、コポリマー中のそれぞれが約1モル％から約99モル％まで広範に変動し得る。高伝導度水中にて優れた自由膨潤を達成するための最良結果は、アクリルアミドがコポリマーの約5モル％〜約90モル％、好ましくは約15モル％〜約60モル％を形成し；ナトリウムおよび／またはカリウムアクリレートがコポリマーの約2モル％〜約50％モル％、好ましくはコポリマーの約5モル％〜約25モル％を形成し；アクリル酸が、コポリマーの約2モル％〜約50モル％、好ましくはコポリマーの約1モル％〜約10モル％を形成する。水中の4.5％海塩において約35mL／2グラム材料を超える自由膨潤を与える他の材料組成物は、本発明に関して想定される。他のモノマーは、それが高伝導度の水を吸収するコポリマーの能力を損なわないならば、アクリル酸およびメタクリル酸エステルおよびそれらの酸を含むコポリマー、置換されたアクリルアミドおよびメタクリルアミド中に存在できる。
【０１２２】
図10(A)および図11に示されるように、若干の任意の特徴を含む方法および装置を例示するが、それらの特徴それぞれが、単独で、または製品を製造するための他の特徴のいずれかと組み合わせて使用できるものであり、その製品は、部分架橋アクリルアミド／アクリレート／アクリル酸粉末化または顆粒状材料だけを有する、または複数の様々な顆粒状または粉末化材料（コポリマーを含む）を、製造されている物品の外部表面の一方または両方に添加される種々の補強材料および／またはコーティング材料と共に、またはそれを用いずに有し、種々の特徴または特性を、以降でより詳細に記載されるように、最終塩水ジオコンポジットバリア物品10に与え得る。装置は、一般に一対のローラー18および20の周りに連続的に移動するコンベヤベルト17を含み、該ローラーの少なくとも1つは、所望の速度にモーター駆動されるものであり；概して参照番号22および24によって示される1つ以上の粉末化または顆粒状材料フィードデバイスを含む。
【０１２３】
一次塩水バリアシートを提供するために使用される液体不透過性シート材料層14は、ジオテキスタイルシートまたはマット15に、一方または両方のフィードデバイス22および/または24から部分架橋アクリルアミド／アクリレート／アクリル酸コポリマー16をロードした後、プレ形成されたジオテキスタイルシートまたはマット15の上方主要表面に適用される。1実施形態において、粉末化または顆粒状コポリマー16は、ジオテキスタイル15をバイブレータ140で振動させることによって、ジオテキスタイルシートまたはマット15に浸透する。あるいは、真空を、ジオテキスタイルシートまたはマット15下で適用できる。あるいは、コポリマー16は、ジオテキスタイルシートまたはマット15の上方表面に最小限で浸透し、ジオテキスタイルシートまたはマット15と一次防水バリア層14との間に配設された別個のコポリマー層を形成する。
【０１２４】
追加の顆粒または粉末化材料を、フィード導管22または24からジオテキスタイルシートまたはマット15に適用することにより、コポリマー16の1つ以上の表面濃縮を提供し、または不透水性カバー層14を適用する前に異なる粉末化または顆粒状材料を適用することができる。一次バリア層14は、接着剤供給容器34から適用される水不溶性接着剤を用いて、好ましくはコポリマー含有ジオテキスタイルシートまたはマット15の上方主要表面に接着される。コポリマーをコンポジット構造に導入する他の非限定方法が想定され得る。代替方法としては、押出成型またはロールコーティングを介して、コポリマーのペーストまたは分散液をシートにコーティングまたは噴霧する方法；コポリマー／布地コンポジットをプレ組立して、不透水性層と後に組み合わせ、最終コンポジットを形成する方法；または所望の構造を達成する他の方法が挙げられる。
【０１２５】
図10(B)は、粉末化または顆粒状コポリマー材料16で上方主要表面上のみ満たされたジオテキスタイルまたはマット15を示す。図10(C)は、ジオテキスタイルシートまたはマット15全体を通して組み込まれたコポリマー16で満たされたジオテキスタイルシートまたはマット15を示す。図10(D)は、コポリマー16をジオテキスタイル（好ましくは不織布）シートまたはマット15の上方表面に部分的に埋め込んだ、コポリマーの別個の中間層、および接着セキュアされた上方一次不透水性シート材料層14を示す。他の材料層は、コンポジットの機械的強度の改善を補助するために、構造にコポリマーを含有させるのを補助するために、または構造の異なる層の接着を改善するために想定可能である。
【０１２６】
ここで図11を参照すると、プレ形成された高ロフトジオテキスタイルマット115を、乾燥状態での粉末化または顆粒状コポリマーで充填する1方法の概略図を示す。概して参照番号100によって指定された乾燥材料フィード装置は、受容ホッパー102から、部分架橋アクリルアミド／アクリレート／アクリル酸コポリマーを、他の粉末化または顆粒状材料、例えば有機物親和性粘土または他の材料と共にまたはそれら無しで堆積させるのに有用である。オージェ104は、受容ホッパー102の下方末端部にて配設され、それと流体連通して、コポリマー材料を導管106に通してエレベータ110の入口108に至らせる。コポリマーは、エレベータ110から放出され、エレベータ出口開口部112にて導管114を通って受容ホッパー116に至る。ホッパー116の下方部分と流体連通した一対のオージェ118および120は、コポリマーを、概して参照番号122、124および126によって指定された1つ、2つまたは3つのフィード機構に送り出し、制御された様式でコポリマーを、細長い製品コンベヤベルト134の上方に連続的に配列された1つ、2つまたは3つの連続フィードコンベヤベルト128、130および132にフィードする。
【０１２７】
コポリマーは、一般に、最終物品主要表面積1平方フィートあたり約0.1オンスから3ポンドの粉末化または顆粒状コポリマー、好ましくは物品主要表面積1平方フィートあたり約0.1オンス〜約5ポンドの粉末化または顆粒状コポリマーの量で、ジオテキスタイルシートまたはマット115全体に適用される。1実施形態によると、ロール形態138における液体不透過性可撓性シート材料136の供給は、連続製品コンベヤベルト134上方に配置され、製品コンベヤベルト134の上方表面上の液体不透過性可撓性シート材料の連続供給を提供し得る。ロール138からのシート材料136の上方表面には、接着剤容器139から液体接着剤を噴霧することができ、シート材料を、ジオテキスタイルシートまたはマット115の下面に接着させ、次いで粉末化または顆粒状コポリマーを、ジオテキスタイルシートまたはマット115上に、1つ、2つまたは3つすべてのフィードコンベヤベルト128、130および132上から堆積させる。フィードコンベヤベルト128、130および132のいずれか1つ、2つまたは3つすべては、ジオテキスタイルシートまたはマット115の一部または厚み全体を通して、同じまたは異なる粉末化または顆粒状材料を組み込むために使用され得る。振動装置140は、フィードコンベヤベルト128、130、および132のすぐ下方にて製品コンベヤベルトに連結され、ジオテキスタイルシートまたはマット115中へ、粉末化または顆粒状混入反応体材料を振動させてもよい。
【０１２８】
粉末化または顆粒状のコポリマーを、フィーダー122、124および／または126からの粒子液滴として、ジオテキスタイルシートまたはマット115の幅全体にわたって堆積させる。こうして、繊維性マット115の厚み全体または厚みの一部は、コポリマーで満たされてもよい。ダスト回収吸引デバイス144、146および148は、それぞれ連続フィードコンベヤベルト128、130および132付近に配設され、フィード機構122、124および126から発散される微細粒子を空気から一掃し、それらの粒子を廃棄用ダストコレクタ167に戻すか、および／または導管149を介して受容ホッパー102に戻す。ロール151からの第2の可撓性の不透水性シート材料150は、コポリマーフィード機構122、124および126の下流側にて、製品コンベヤベルト134上方に配設される。第2の可撓性シート材料150は、電力駆動ローラー152、電力ローラー154および156によってフィードされ、ローラー158および160に巻取られ、可撓性の不透水性シート材料150を、混入物質−反応体含有物品の頂部に配設し、ジオテキスタイルシートまたはマット115および別個のジオテキスタイル含有されたコポリマーを、ジオテキスタイルシートまたはマット115と上方可撓性不透水性一次バリア層150との間で、下方可撓性シート材料136間に配設する。接着剤容器161は、好ましくはシート材料150の表面に接着剤を適用し、シート材料150を、コポリマー含有ジオテキスタイルシートまたはマット115の上方表面に接着させる。
【０１２９】
コポリマーは、粒径に拘わらず、高い伝導度の多価イオン含有塩水を吸収するように機能する。粉末化または顆粒状のコポリマーは、好ましくは約10μm〜約500μm、好ましくは約50μm〜約1,000μm、より好ましくは約50μm〜約800umの範囲の粒子サイズ、最も好ましくは約50μm〜約800μmの粒子サイズ分布を有し、50μm〜200μmの範囲では粒子を100％まで、好ましくは50μm〜200μm範囲では約10重量％〜約50重量％、200μm〜800μmのサイズ範囲では50〜90重量％の粒子を含有する。
【０１３０】
図12に示されるように、本明細書に記載される部分架橋アクリルアミド／アクリレート／アクリル酸コポリマーを含有するジオコンポジットマット物品10は、他の場合海／土壌界面200を土壌204に浸透させる海洋202による塩水浸透から土壌界面を保護するために海／土壌界面200に隣接する延直配設のために特に有効である。
【０１３１】
ジオテキスタイルシートまたはマット15または115は、織布または不織布、好ましくは不織布であり得る。ジオテキスタイルマット15または115の構成に好適な繊維としては、レーヨン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、アクリル系ポリマーおよびコポリマー、セラミック繊維、繊維ガラス、プロピレン−エチレンコポリマー、ポリプロピレン−ポリアミドコポリマー、単一モノフィラメント、ポリエチレン、ポリウレタン、綿、ジュートおよび任意の他の非生分解性または非常に遅い生分解性の繊維、好ましくは細菌学的、加水分解的および化学的抵抗性を有するものから製造される繊維が挙げられる。一部の設置において、物品の厚さは重要でなく、こうした物品は、所望の厚さ、例えば3ミルから約4インチ（1平方フィートあたり約0.1オンス〜約30ポンドの混入物質−反応体材料を含有する）を有するように形成できる。
【０１３２】
上述の製品は、種々のプロセスを適合させるための多数の方法において改質され得、製品のこうした適合性は、先行技術の水バリアと比較した場合に、主たる利益の1つである。例えば、本明細書に記載されるジオコンポジット製品は、比較的均質に粉末化または顆粒状のコポリマーと共に、重質材料、例えば金属スクリーン、または重質鉱物、例えば重晶石、酸化鉄などと共に充填されることができ、結果として製品全体は、1.0を超える比重を有し、それによって材料は、水中で容易に沈む。従って、製品は、貯水池または廃棄混入物質領域を最初に排水することなく、満たされた貯水池、廃棄混入物質領域などの底部にて土壌表面に適用できる。重質鉱物を含有する製品は、水または廃棄混入物質上方レベルにわたって巻き広げることができ、沈んで、水または液体廃棄材料の底部にて土壌表面を覆い、それによって予め存在する貯水池、廃棄汚染物質領域などをシールする際に、貯水池または廃棄混入物質の領域を最初に排水させることなく、実質的な時間、労力および費用の節約となる。
【０１３３】
別の実施形態において、本明細書に記載される製品には、非常に軽量の材料、例えば膨張バーミキュライトまたは膨張パーライトが組み込まれ、結果として製品は、水、液体廃棄物材料などにおいて実質的な浮力を有し、液体廃棄混入物質領域、例えば毒性廃棄貯水池を覆うカバーを形成し、外部化合物、ダストおよび汚物が廃棄汚染領域に侵入するのを防止する。このカバー材料の一部分は、除去または巻き戻すために適合され得るため、不透水性カバーを維持して雨水で廃棄混入領域がさらに満たされるのを防止しながら、被覆された汚染物質領域にさらなる毒性廃棄物などが添加されてもよい。
【０１３４】
本明細書に記載される製品は、本質的に単一コポリマー含有不織布布地材料であり、不透水性カバー層、例えばポリ塩化ビニル（PVC）一次バリアシートに接着され得る。好ましくは、ジオコンポジット物品は、上方バリア層、例えばポリ塩化ビニル（PVC）シート材料を含み、これが部分架橋アクリルアミド／アクリレート／アクリル酸コポリマーを含有する織布または不織布シート材料に接着セキュアされる。さらに、排水分野において使用される排水構造および他の物品は、製造中、例えば上方カバーシートの下で、この製品の内部に実際に組み込まれ得る。特定の化学物質または化学物質のクラスなどとの接触を示す除草剤、殺菌性材料、トレーサー化学物質、種々の着色剤も、本明細書に記載される物品に組み込まれ得る。
【０１３５】
製品は、スチールシートパイリング、親杭および土留矢板；親杭およびアース設置；コンクリートケーソン；土製安定化壁構造および隔膜壁構造に対する適用のための支保工壁条件に特に有効である。
【０１３６】
本明細書に記載された粉末化または顆粒状の材料で満たされたまたは部分的に満たされた製品に関する使用は、製品が完全に可撓性、比較的硬質または硬質となり得、非常に起伏のある傾いた、粗くまたは平滑な表面、ならびに延直表面、例えば水路の側部に沿った基礎壁、ダム、および石油貯蔵施設におけるような地下構造、および灌漑および水保存技術のために適用できるため、事実上無限である。
【０１３７】
本明細書に記載される部分架橋アクリルアミド／アクリレート／アクリル酸コポリマーの「回復」容量を示すために、ジオコンポジット試験品は、ジオメンブレンと布地層との間に狭持される2.96グラムのSTOCKOSORBS（部分架橋アクリルアミド／アクリレート／アクリル酸コポリマー）を含有する不織布ポリエチレンテレフタレート（PET）布地材料に、接着セキュアされた（2.30グラムのBostik Supertak Aerosol Adhesiveを用いて）0.045インチの厚さを有するPVCシート材料ジオメンブレンから調製された。PVCおよびPETシート材料は、78.54cm2の表面積を有するそれぞれ直径10cmの円形シートであった。ジオコンポジット試験品は、図12に示されるように、すべての層を通る1インチスリットで切断した。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年1月22日(2013.1.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水圧源に対して配置された第1の表面および前記第1の表面に対向する第2の表面を有するドレインボード；
水圧表面にドレインボードをセキュアする、ドレインボードの第2の表面に対して配置された締結具プレートであって、伝導性要素および熱可塑性樹脂を含む締結具プレート；および
ジオテキスタイルに隣接する熱可塑性表面を含み、吸水性材料を保持する自己回復性水圧バリアであって、この熱可塑性表面が、締結具プレートに誘導溶接されるバリア
を含む水圧源用防水ラミネート。
【請求項２】
前記ドレインボードを前記水圧源にセキュアする固定部材（機械的締結具）をさらに含み、固定部材の少なくとも一部が、前記締結具プレートおよび前記ドレインボードを貫通し、前記水圧源に至る、請求項1に記載の防水ラミネート。
【請求項３】
前記ドレインボードが、ジオテキスタイルを含み、前記ジオテキスタイルが前記水圧源に対して配置される、請求項1に記載の防水ラミネート。
【請求項４】
前記ドレインボードがさらに、前記ジオテキスタイルに接着された排水コアを含む、請求項3に記載の防水ラミネート。
【請求項５】
前記排水コアがジオネットを含む、請求項4に記載の防水ラミネート。
【請求項６】
前記排水コアがディンプルコアを含む、請求項4に記載の防水ラミネート。
【請求項７】
前記水圧源が、路床擁壁および／または支保工壁を含む、請求項1に記載の防水ラミネート。
【請求項８】
前記水圧源が、トンネル壁を含む、請求項1に記載の防水ラミネート。
【請求項９】
前記水圧源が、前記ドレインボードに水圧力を供給する、請求項1に記載の防水ラミネート。
【請求項１０】
前記締結具プレートが、本質的に、前記熱可塑性樹脂から製造されたプレート様主要部材、および前記主要部材に接着される伝導性要素で製造される伝導性シートからなる、請求項1に記載の防水ラミネート。
【請求項１１】
前記伝導性シートが、プレート様主要部材内に層として提供される、請求項10に記載の防水ラミネート。
【請求項１２】
前記締結具プレートが、セキュア表面、溶接表面を有し、前記伝導性要素を含む伝導性支持体を含み；前記溶接表面が前記熱可塑性樹脂を保持する、請求項1に記載の防水ラミネート。
【請求項１３】
前記自己回復性水圧バリアが、熱可塑性表面を保持する不透水性層を含み、前記不透水性層が、前記ジオテキスタイルに接着され；前記吸水性材料が、前記ジオテキスタイル中に含浸され、前記不透水性層に接着される、請求項1に記載の防水ラミネート。
【請求項１４】
前記不透水性層がさらに、熱可塑性表面を保持する熱可塑性層、ならびに前記ジオテキスタイルおよび前記吸水性材料に接着する接着剤層を含む、請求項13に記載の防水ラミネート。
【請求項１５】
前記自己回復性水圧バリアが、前記熱可塑性表面と前記ジオテキスタイルとの間に吸水性材料を保持する、請求項1に記載の防水ラミネート。
【請求項１６】
前記吸水性材料が、高吸収性ポリマー、粘土、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項1に記載の防水ラミネート。
【請求項１７】
前記吸水性材料が、塩水膨潤性組成物を含む、請求項1に記載の防水ラミネート。
【請求項１８】
前記塩水膨潤性組成物が、
約30重量％〜約60重量％のスメクタイト粘土；
約5重量％〜約25重量％の部分架橋アクリルアミド／部分中和アクリル酸コポリマー；
約3重量％〜約15重量％の少なくとも1つのエラストマー樹脂；
約5重量％〜約30重量％のカチオン性凝集剤；および
約0.5重量％〜約25重量％の少なくとも1つの、前記エラストマー樹脂のための一次可塑剤
を含む、請求項17に記載の防水ラミネート。
【請求項１９】
個々に伝導性要素および熱可塑性樹脂を含む複数の締結具プレート；
ジオテキスタイルに隣接し、吸水性材料を保持する熱可塑性層を含む自己回復性水圧バリア；
を含む、防水ラミネートであって、ここでこの自己回復性水圧バリアが、熱可塑性層と熱可塑性樹脂との間に形成される複数の誘導溶接部によって複数の締結具プレートに隣接する、防水ラミネート。
【請求項２０】
誘導溶接部が、3つの熱作用ゾーン；締結具プレートゾーン；融合ゾーン；および自己回復性水圧バリアゾーンを含み；前記締結具プレートゾーンが、前記融合ゾーンまたは前記自己回復性水圧バリアゾーンのいずれかの個々の体積よりも大きい体積を含む、請求項19に記載の防水ラミネート。
【請求項２１】
前記締結具プレートゾーンが、前記熱可塑性樹脂の体積とほぼ同一の広がりをもつ、請求項20に記載の防水ラミネート。
【請求項２２】
水圧源にセキュアされた締結プレートに対して自己回復性水圧バリアの熱可塑性表面を配置する工程（ここで、前記自己回復性水圧バリアは、ジオテキスタイルに隣接する熱可塑性表面を含む）；および次いで
この熱可塑性表面および締結プレートを誘導溶接する工程
を含む、防水ラミネートを調製する方法。
【請求項２３】
前記締結プレートを前記水圧源にセキュアする工程をさらに含む、請求項22に記載の方法。
【請求項２４】
前記締結具プレートが、固定部材に前記締結具プレートを貫通させ、水圧源に至らせることにより、前記水圧源にセキュアされる、請求項23に記載の方法。
【請求項２５】
前記固定部材が、コンクリート締結具、スクリュー、ドライブピン、およびネイルからなる群から選択される、請求項24に記載の方法。
【請求項２６】
前記水圧源と前記締結プレートとの間にドレインボードを配置する工程；および次いで
コンクリート締結具、スクリュー、ドライブピン、およびネイルからなる群から選択される固定部材に前記締結具プレートおよびドレインボードを貫通させ、前記水圧源に至らせることによって、前記締結プレートを前記水圧源にセキュアする工程
をさらに含む、請求項22に記載の方法。
【請求項２７】
前記熱可塑性表面の重複層を含む継ぎ目をシールする工程をさらに含む、請求項22に記載の方法。
【請求項２８】
前記自己回復性水圧バリアを通して構造アンカーを提供する工程をさらに含む、請求項22に記載の方法。
【請求項２９】
固定部材を締結具プレートに通す火薬作動または空気式作動によって、締結プレートを水圧源に固定する工程；および次いで
自己回復性水圧バリアを前記締結プレートに誘導溶接する工程
を含む、防水ラミネートを調製する方法。
【請求項３０】
排水材料をトンネル壁および／または天井に対して配置する工程であって、この排水材料が、前記トンネル壁および／または天井に対して配置される第1の表面、ならびに露出した第2の表面を有するものである、工程；
この排水材料を、トンネル壁および／または天井に、複数の締結具プレートおよびこの締結具プレートおよび排水材料を通して延び、トンネル壁および／または天井に接着された固定部材を用いて取り付ける工程であって、この締結具プレートが、伝導性要素および熱可塑性樹を含むものである、工程；および
自己回復性水圧バリアをこの締結具プレートに誘導溶接する工程であって、この自己回復性水圧バリアが、吸水性材料およびジオテキスタイルに隣接する不透水性熱可塑性層を含むものである、工程（ここで、前記不透水性熱可塑性層は、前記熱可塑性樹脂に誘導溶接されている）を含む
トンネルを防水する方法。
【請求項３１】
ショットクリートをトンネル中の掘削岩石に適用し、平滑化されたトンネル壁および／または天井を形成する工程；およびこのショットクリートを硬化する工程をさらに含み、前記排水材料が、平滑化されたトンネル壁および／または天井に対して配置される、請求項30に記載の方法。
【請求項３２】
前記ジオテキスタイルに対してコンクリートを適用し、内部トンネル壁および／または天井を形成する工程；および前記コンクリートを硬化する工程をさらに含む、請求項30に記載の方法。
【請求項３３】
止水板をすべてのコンクリートジョイントに適用する工程をさらに含む、請求項32に記載の方法。
【請求項３４】
前記排水材料を前記トンネル床に対して配置する工程であって、この排水材料が、前記トンネル床に対して配置される第1の表面および露出した第2の表面を有するものである、工程；および
前記不透水性熱可塑性層を前記排水材料に対して配置することによって、前記排水材料を、前記自己回復性水圧バリアで覆う工程
をさらに含む、請求項30に記載の方法。
【請求項３５】
防水ラミネートを、擁壁および／または支保工壁に適用する方法であって、
擁壁および／または支保工壁に対して排水材料を配置する工程であって、この排水材料が、擁壁および／または支保工壁に対して配置される第1の表面および露出した第2の表面を有するものである、工程；
複数の締結具プレートおよび締結具プレートおよび排水材料を通して延び、擁壁および／または支保工壁に接着された固定部材を用いて、排水材料を擁壁および／または支保工壁に取り付ける工程であって、この締結具プレートが、伝導性要素および熱可塑性樹脂を含むものである、工程；および
自己回復性水圧バリアをこの締結具プレートに誘導溶接する工程であって、この自己回復性水圧バリアが、吸水性材料およびジオテキスタイルに隣接した不透水性熱可塑性層を含むものである（ここで、前記不透水性熱可塑性層は、前記熱可塑性樹脂に誘導溶接されている）、工程
を含む方法。
【請求項３６】
前記ジオテキスタイルに対してコンクリートを適用し、防水化された路床壁を形成する工程；および前記コンクリートを硬化する工程をさらに含み；ここで前記コンクリートが、前記ジオテキスタイルに結合する、請求項35に記載の方法。
【請求項３７】
水圧源に対して、締結具一体化ドレインボードを配置する工程；
固定部材の少なくとも一部を締結具プレートに貫通させることによって、固定部材を火薬作動または空気式作動させ、この締結具一体化ドレインボードを水圧源にセキュアさせる工程；および次いで
自己回復性水圧バリアをこの締結具プレートに誘導溶接する工程
を含む方法（ここで、前記締結具一体化ドレインボードは、締結具を含んでいる）。
【国際調査報告】
2014503715.tif 000020
2014503715.tif 000021
2014503715.tif 000022
2014503715.tif 000023
2014503715.tif 000024