(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮水性材料で形成された第１シート及び第２シートの間に中間層を有する遮水シートの当該中間層として用いられる遮水用材料であって、ウレタン樹脂又はエポキシ樹脂からなり、このウレタン樹脂又はエポキシ樹脂が、前記第１シート及び第２シートの間に液状原料が注入され、硬化することによって得られ、（１）厚さ方向の透水係数が１０-6ｃｍ／ｓｅｃ以下であり、（２）５ｋｇｆ／ｃｍ2での厚さ変形率が５０〜９８％であることを特徴とする遮水用材料。
【請求項２】
前記液状原料の２０℃での粘度が１０００ポイズ以下である請求項１記載の遮水用材料。
【請求項３】
遮水性材料で形成された第１シート及び第２シートの間に中間層を有する複合遮水シートであって、中間層として請求項１又は２に記載の遮水用材料を用いたことを特徴とする複合遮水シート。
【請求項４】
比重が１以上である請求項３記載の複合遮水シート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遮水用材料、特に地中への透水を遮断するための遮水用材料及びそれを用いた複合遮水シートに関する。
【０００２】
【従来技術】
廃棄物最終処分場、ラグーン、貯水池等に施される遮水工には、塩化ビニール、ゴム、高密度又は低密度ポリエチレン、エチレンビニルアセテート等の材料を用いた一重構造の遮水シートが使用されている。ところが、上記のような一重構造では、廃棄物に混じる鉄筋、鉄くず片、岩石等により遮水シートに穴が開き、遮水構造が破壊されるおそれがある。
【０００３】
かかる問題を解消するために多重構造を採用することが提案されている。例えば、ベントナイト、ソイルセメント等の遮水性土質層で遮水層を形成して、その上から遮水シートを敷設する方法（特開平１１−１０１０５号）等が知られている。
【０００４】
しかしながら、この方法では、遮水層の耐久性が不十分であり、改善の余地がある。すなわち、廃棄物の重量、地盤変動等により遮水層が部分的に加圧された場合、遮水層が変形して凹凸が生じたり、ひび割れが発生することによって遮水性土質層の遮水性破壊あるいは遮水シートの破断が起こりやすくなるという問題がある。
【０００５】
この問題を回避するには、不陸がないように基礎地盤を均一に構築することが必要となるが、そのように施工しようとすると莫大な手間がかかる。特に、陸上よりも作業面で制約を受ける海洋処分場の遮水工において、遮水層を均一にすることは、施工性、経済性等の点からみて現実的に不可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のようなことから、部分的な加圧により容易に崩壊されない遮水層を形成できる材料の開発が切望されているのが現状である。
【０００７】
従って、本発明の主たる目的は、特に、耐久性に優れた遮水層を与える遮水用材料を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、従来技術の問題に鑑み、鋭意研究を重ねた結果、特定の材料を遮水用材料として用いることにより、上記目的を達成できることを見出し、ついに本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、下記の遮水用材料及びそれを用いた複合遮水シートに係るものである。
【００１０】
１．（１）厚さ方向の透水係数が１０-6ｃｍ／ｓｅｃ以下であり、（２）５ｋｇｆ／ｃｍ2での厚さ変形率が５０〜９８％であることを特徴とする遮水用材料。
【００１１】
２．遮水性材料で形成された第１シート及び第２シートの間に中間層を有する複合遮水シートであって、中間層として上記第１項の遮水用材料を用いたことを特徴とする複合遮水シート。
【００１２】
【発明の実施の形態】
１．遮水用材料
本発明の遮水用材料は、（１）厚さ方向の透水係数が１０-6ｃｍ／ｓｅｃ以下であり、（２）５ｋｇｆ／ｃｍ2での厚さ変形率が５０〜９８％であることを特徴とする。
【００１３】
本発明材料の厚さ方向の透水係数は通常１０-6ｃｍ／ｓｅｃ以下、好ましくは１０-10ｃｍ／ｓｅｃ以下である。このような範囲に設定することによって、本発明材料が粘土層以上の高い遮水性能を発揮することができる。透水係数が１０-6ｃｍ／ｓｅｃを超える場合は所望の遮水性能が得られなくなるおそれがある。なお、透水係数の下限は特に制限されないが通常１０-10ｃｍ／ｓｅｃ程度とすれば良い。
【００１４】
本発明材料は、５ｋｇｆ／ｃｍ2での厚さ変形率が５０〜９８％（好ましくは６０〜９８％）である。変形率が５０％未満である場合又は９８％を超える場合は、投入される廃棄物の重み、地底の地盤変形等により変形・ひび割れして所望の遮水性能が発揮されなくなるおそれがある。
【００１５】
本発明材料としては、上記の透水係数及び変形率を充足するものであれば特に限定されず、公知の材料を使用することができる。例えば、有機材料、無機材料及びこれらの混合物のいずれも使用することができる。有機材料としては、例えばポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリウレタン等の樹脂類、天然ゴム、イソプレン、ブチルゴム、ネオプレン等のゴム類等を挙げることができる。これら有機材料はエラストマーを好適に使用することもできる。また、無機材料としては、例えばセメント・コンクリート、石膏、粘土類、珪酸及びその塩類等が挙げられる。これらは１種又は２種以上で用いることができる。特に、本発明では、樹脂類を使用することが好ましく、その中でもポリウレタンが好ましい。
【００１６】
また、本発明材料の一部又は全部として、気孔率１０％以上、好ましくは１０〜５０％の発泡体を好適に使用することができる。このような材料としては、例えば発泡ポリウレタン、発泡スチロール、発泡エポキシ樹脂等を挙げることができる。
【００１７】
本発明材料では、上記透水係数及び厚さ変形率を維持できる範囲内において、増量材等を必要に応じて配合することもできる。例えば、金属系充填材（鉄球、鉄粉等）、無機系充填材（砂利、石膏、セメント、ベントナイト等）、有機系充填材（ポリマー塊、ポリマーパウダー等）を適宜配合することができる。これらは廃材等も使用することができる。配合量は、用いる増量材の種類等に応じて適宜設定すれば良いが、通常は本発明材料中１０〜７０体積％程度とすれば良い。
【００１８】
増量材としては、特に、水膨潤性材料を使用することが好ましい。上記材料は、水分を吸収して体積膨張するものであれば特に限定されない。例えば、アクリル系高分子材料等の有機材料、ベントナイト等の無機材料を使用できる。これらは市販品を用いることもできる。本発明では、特にポリビニルアルコール系高分子材料及びアクリル系高分子材料の少なくとも１種を好適に用いることができる。ポリビニルアルコール系高分子材料としては、例えばポリビニルアルコール及びその誘導体が挙げられる。また、アクリル系高分子材料としては、例えばアクリル系樹脂、ポリメタクリル酸メチル等が挙げられる。
【００１９】
本発明の遮水用材料の形態は特に限定的ではなく、使用目的等に応じて適宜設計すれば良い。特に、廃棄物最終処分場、ラグーン、貯水池等における施工のように、地中への透水を遮断するために基礎地盤上に敷設して施工する場合には、厚さ１０ｍｍ以上（好ましくは１０〜１０００ｍｍ）のシート状とすることが好ましい。
【００２０】
本発明の遮水用材料は、特に、遮水性材料で形成された第１シート及び第２シートの間に中間層を有する複合遮水シートの当該中間層として用いられることが好ましい。これによって、より優れた遮水性、施工性等を発揮することができる。
【００２１】
上記の複合遮水シートについては、その型式、大きさ等は特に限定されない。第１シート及び第２シートを構成する遮水性材料自体も限定されず、公知のもの又は市販品を使用することができる。例えば、合成ゴム系遮水性シート、合成樹脂系遮水性シート、アスファルト系遮水シート、ベントナイト系遮水性シート等を使用することができる。なお、第１シートと第２シートの材質等は同一であっても良いし、あるいは互いに異なっていても良い。
【００２２】
本発明材料は、予めシート状に成形したものも使用できるが、好ましくは本発明材料の液状原料を用い、現場で予め敷設された第１シート及び第２シートの間に液状原料を注入することによっても形成できる。すなわち、本発明材料は、液状原料から得られるものであることが好ましい。この場合、施工時における液状原料の粘度は通常１０００ポイズ以下（２０℃）、好ましくは１００ポイズ以下（２０℃）とする。液状原料としては、熱可塑性樹脂等のように遮水用材料そのものが液化しているもののほか、二液型ポリウレタン等のように反応等により遮水用材料を構成し得る成分からなるものであっても良い。例えば、遮水用材料の液状原料を用い、その液状原料を混合しながら注入することによりはじめて遮水用材料が第１シート及び第２シートの間で形成されるようにしても良い。遮水用材料の形成は、反応硬化、膨潤、結晶化、発泡、高粘度化等のいずれの形態によるものであっても良い。このように、本発明材料の原料として、液状原料を用いる場合には、施工性、経済性、作業性等の点で非常に有利になる。
２．複合遮水シート
本発明の複合遮水シートは、遮水性材料で形成された第１シート及び第２シートの間に中間層を有する複合遮水シートであって、中間層として本発明の遮水用材料を用いたことを特徴とする。
【００２３】
遮水性材料で形成された第１シート及び第２シートは、前記１でも説明したとおり、公知のもの又は市販品を使用することができる。
【００２４】
本発明複合遮水シートのシート全体としての比重は特に限定されず、製品の用途、使用目的等に応じて適宜設定すれば良い。例えば、海洋処分場を遮水施工する場合は、通常１以上、好ましくは１．３以上の比重であることが好ましい。比重の調整は、例えば前記の増量材の種類の選定等により実施できる。
【００２５】
複合遮水シート１による施工は、例えば図１に示すように、廃棄物最終処分場に法面（基礎地盤）に第１シート及び第２シートを敷設する。各シートは、敷設の際に熱融着、高周波ウェルダー、接着、縫製等の公知の連結方法により複数連結することができる。また、この連結作業は、予め所定の長さになるように工場等において実施することもできる。次いで、中間層として遮水用材料の液状原料を注入装置用５から注入ホース６を経て注入される。水膨潤性材料を用いる場合は、例えば水膨潤性材料を予め水と混合し、これと液状原料とを混合し、得られた混合物を注入すれば良い。なお、第１シートと第２シートとの縁端部は注入された液状原料が漏れないように熱融着、接着等により接合する。液状原料を注入した後、注入ホースを取り出し、注入された液状原料により遮水用材料が形成（硬化）されることによって施工が完了する。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、特定の物性をもつ材料を遮水用材料、特に地中への透水を遮断するために基礎地盤上に施工される遮水用材料として用いるので、優れた耐久性を発揮することができる。特に、遮水性材料で形成された第１シート及び第２シートの間に中間層を有する複合遮水シートの当該中間層という特定の用途に用いる場合には、より優れた遮水性を発揮することができる。
【００２７】
また、２０℃での粘度が１０００ポイズ以下である液状原料から得られる遮水用材料を用いる場合には、現場での注入による遮水層の形成が可能となるので、作業性、施工性、経済性等の面においても非常に有利である。特に、作業面で多くの制約がある海洋処分場での遮水工事にとって有効である。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例を示し、本発明の特徴とするところをより一層明確にする。但し、本発明の範囲は、これら実施例に限定されるものではない。
【００２９】
実施例１〜３
第１シート及び第２シートとして軟質ＰＶＣ（塩化ビニル樹脂）シートを用い、両シートを積層した。両シートの縁端部は、液状原料の注入口以外の部分を熱融着して袋状とした。次いで、両シート間の距離（厚さ）が５０ｍｍとなるように、表１に示す遮水用材料（液状）を注入口から両シート間に注入し、この材料を硬化させた。
【００３０】
遮水用材料の注入直前及び硬化後（注入後３日間経過後）の粘度（２０℃）を測定した。また、硬化後の遮水用材料の厚さ方向の透水係数及び厚さ変形率を測定した。これらの結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
0004500911.tif 000002
【００３２】
なお、エポキシ樹脂は商品名「ボンドＥ２４２０」（コニシ（株）製）、ポリウレタンは商品名「Ｕ−８０００（二液タイプ）」（横浜ゴム製）をそれぞれ使用した。
【００３３】
また、表１中の粘度、透水係数、厚さ変形率、ひび割れ発生の有無については以下の方法により測定した。
・粘度
２０℃での粘度をＢ型粘度計で測定した。
・透水係数
遮水用材料の厚さ方向（５０ｍｍ）の透水係数について、ＪＩＳ−Ａ−１２１８の規定に準じて測定した。
・厚さ変形率
遮水用材料に５ｋｇ／ｃｍ2の荷重を負荷し、１時間後の厚さを調べ、その値をもとの厚さで除した値を示した。
・ひび割れ発生の有無
１ｍの高さから遮水用材料上に１０ｋｇ（直径約１４ｃｍ）の鉄球を落下させ、材料表面のひび割れの発生の有無を肉眼で観察した。
【００３４】
試験例１
実施例２において増量材を使用した場合の水膨潤性を調べた。
【００３５】
まず、増量材として表２に示す材料を実施例２のエポキシ樹脂と同体積量用い、これと増量材の２００％（重量比）の水とを混合した。次いで、この混合物とエポキシ樹脂とを混合して遮水用材料を調製した後、この遮水用材料（液状）を実施例２と同様にして注入し、硬化させた。
【００３６】
水膨潤性は、各材料の体積増加率により評価した。なお、体積増加率は、下記式により求めた。
【００３７】
体積増加率（％）＝
［（材料及び水混合後の体積−エポキシ樹脂の体積）／材料体積］×１００
【００３８】
【表２】
0004500911.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明複合遮水シートを用いた施工方法の一例を示す図である。
【図１】
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