(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面と法面を備えた凹部内面に沿って防水シートを配設して形成された防水構造物であって、
前記底面には防水シート（ａ）が配設され、前記法面には防水シート（ｂ）が配設され、前記防水シート（ａ）と前記防水シート（ｂ）は異種材料であり、かつ前記防水シート（ａ）と前記防水シート（ｂ）は端部を重畳して端部重畳面の直接熱融着接合と押出接合により接合されており、前記押出接合は、重畳面において下側のシートになる、前記防水シート（ａ）または前記防水シート（ｂ）のいずれか一方の防水シートの構成材料を接着剤として、上側シートの非重畳面から他方の下側シートの重畳面に及ぶ第一接着層を形成し、さらに重畳面において上側のシートになる防水シートの構成材料を接着剤として、上側の防水シートの非重畳面から前記第一接着層に及ぶ第二接着層を形成することにより接着されたものである防水構造物。
【請求項２】
前記防水シート（ａ）の弾性率が、前記防水シート（ｂ）の弾性率より高いことを特徴とする請求項１記載の防水構造物。
【請求項３】
異種材料の防水シート（ａ）と防水シート（ｂ）の端部を重畳して接合する防水シートの接合方法であって、
直接熱融着接合方法と押出接合方法を使用し、前記押出接合方法は、重畳面において下側のシートになる、前記防水シート（ａ）または前記防水シート（ｂ）のいずれか一方の防水シートの構成材料を接着剤として、上側シートの非重畳面から他方の下側シートの重畳面に及ぶ第一接着層を形成し、さらに当該重畳面において上側のシートになる防水シートの構成材料を接着剤として、上側になる防水シートの非重畳面から前記第一接着層に及ぶ第二接着層を形成することにより接着するものである防水シートの接合方法。
【請求項４】
前記防水シート（ａ）の弾性率が、前記防水シート（ｂ）の弾性率より高いことを特徴とする請求項３記載の防水シートの接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異種材料の防水シートを使用した防水構造物および防水シートの接合方法に関するものである。これら本発明に係わる防水シートは、具体的には、貯水池、産業廃棄物処理場等において貯留水の流失、汚染水の地下水への混入や河川水への混入の防止に用いられる遮水シートや屋根の防水シート等として用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
貯水池や産業廃棄物処理場等において貯留水の流出を防止する手段として地面に掘削して形成した穴の底面と周囲に沿ってゴムやプラスチックのシート、いわゆる防水シートを施工し、これを接着して水の流失を防止することが行われている。その際、多量の水や廃棄物が蓄積されたり、重量物を投入した際の衝撃的な力が加わっても、シートの接着が破壊して水が漏洩しないような強固な接着が要求される。
【０００３】
かかる要求を充たすために、従来は接着が容易であり、かつ高い接着強度が得られる、同種の材料を底面と法面に使用する防水シートの接合方法と防水構造物が採用されていた。
【０００４】
しかし、一般に、貯水池、産業廃棄物処理場等の形状は、断面が逆台形であり、ほぼ平坦な底面と、傾斜を有する法面を備えており、法面は形状がまちまちで、しかも平坦面に仕上げることが底面より難しい。従って、法面に施工する防水シートは、かかる凹凸に沿いやすいように可とう性の高い低弾性率材料で構成されることが要求される。かかる低弾性率の防止シートとしては、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ、ＥＰＤＭ）、ポリオレフィン／ＥＰＲアロイ等が知られているが、いずれも防水シートとしては高コストの材料である。
【０００５】
一方、低コストの防水シートとしては高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン等が知られているが、これらは高弾性率であり、防水シートの剛性が高く、可とう性に欠けるため、法面に施工すると、掘削面の凹凸との間に空隙を生じ、好ましいものではない。
【０００６】
また、底面の防水シートとして低コスト品であるポリエチレンを使用し、法面に加硫エチレンプロピレンゴムを使用することが検討されており、たとえば、特開平８−２８１２３６号公報、特開平９−３９５０号公報に記載の技術が知られている。しかし、上記いずれの技術も接着にキュアシートを使用するものであり、早期に接着力を発揮させるには、加熱、加圧が必要であり、産業廃棄物処理施設等の巨大な現場における施工は困難である。またキュアシートを環境温度下にて硬化させるには、特に冬場においては長時間を必要とし、好ましいものではない。
【０００７】
また異種材料の防水シートを接合する方法としては、図１に示すように、異種材料の防水シート（ａ）および防水シート（ｂ）のそれぞれの端部を重畳して、当該端部重畳面を直接熱融着接合するとともに、防水シート（ａ）または防水シート（ｂ）と同様の構成材料を接着剤（図１では接着剤として（ａ）を採用）として押出接合により接合する方法が知られている。かかる方法によれば、重畳部の接着強度を、ある程度向上させることができるが、こうして形成された接合部の接着強度は必ずしも十分ではなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、異種材料の防水シートを優れた強度で接合した防水構造物およびかかる防水構造物を施工するための異種材料で構成された防水シートを高強度にて接合することが可能な防水シートの接合方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下示す防水構造物及び防水シートの接合方法により前記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【００１０】
すなわち、本発明は、底面と法面を備えた凹部内面に沿って防水シートを配設して形成された防水構造物であって、
前記底面には防水シート（ａ）が配設され、前記法面には防水シート（ｂ）が配設され、前記防水シート（ａ）と前記防水シート（ｂ）は異種材料であり、かつ前記防水シート（ａ）と前記防水シート（ｂ）は端部を重畳して端部重畳面の直接熱融着接合と押出接合により接合されており、前記押出接合は、重畳面において下側のシートになる、前記防水シート（ａ）または前記防水シート（ｂ）のいずれか一方の防水シートの構成材料を接着剤として、上側シートの非重畳面から他方の下側シートの重畳面に及ぶ第一接着層を形成し、さらに重畳面において上側のシートになる防水シートの構成材料を接着剤として、上側になる防水シートの非重畳面から前記第一接着層に及ぶ第二接着層を形成することにより接着されたものである防水構造物、に関する。
【００１１】
かかる本発明の防水構造物の接合部は、具体的には、図２に示すような構造をしており、重畳面において下側となる防水シート（ａ）と第一接着層（Ｘ：接着剤ａ）に、重畳面において上側となる防水シート（ｂ）が狭持され、一方、重畳面において上側となる防水シート（ｂ）と第二接着層（Ｙ：接着剤ｂ）に、前記第一接着層（Ｘ：接着剤ａ）が狭持されるようになっており、同種の材料により異種の材料を挟み込むような構造となっている。本発明では、防水構造物を構成する異種材料の防水シートの接合部を、上記のような構成とすることによって、従来のように（図１）、単に一種の接着剤により、異種材料の防水シートの重畳面を押出接合した場合に比して、飛躍的に接着強度を向上したものである。
【００１２】
かかる本発明の防水構造物によれば、たとえば、従来十分な接着強度が得られなかったポリプロピレンとポリエチレンの防水シートを高強度に接着することも可能となり、目的に応じて幅広い材料を選択した防水構造物を構築することができる。
【００１３】
なお、図２では、防水シート（ａ）が重畳面において下側となる場合を示したが、重畳面における防水シート（ａ）および防水シート（ｂ）の上下側の関係は、図２とは反対に、防水シート（ａ）の重畳面が上側となってもよい。この場合は、図２の第一接着層（Ｘ）、第二接着層（Ｙ）の構成材料である接着剤ａと接着剤ｂは、防水シート（ａ）および防水シート（ｂ）の上下側の関係に従って入れ換った構造になる。
【００１４】
前記防水構造物において、防水シート（ａ）および防水シート（ｂ）は、底面を構成する防水シート（ａ）の弾性率が、法面を構成する防水シート（ｂ）の弾性率より高くなるように、防水シート（ａ）および防水シート（ｂ）の材料を選択するのが好ましい。
【００１５】
防水シート（ａ）、（ｂ）の材料を、弾性率が前記関係になるようなものを選択することにより、防水構造物を法面の凹凸形状に沿った形状になりやすいように施設でき、低コスト化を図ることが可能である。
【００１６】
なお、前記防水シートの弾性率の関係は、一方の防水シートが他方の防水シートに対して相対的に高弾性または低弾性の関係にあることを示し、防水シートの使用される目的に応じて、高弾性率防水シートと低弾性率防水シートが選択、組み合わされて使用される。
【００１７】
さらに、本発明は、異種材料の防水シート（ａ）と防水シート（ｂ）の端部を重畳して接合する防水シートの接合方法であって、
直接熱融着接合方法と押出接合方法を使用し、前記押出接合方法は、重畳面において下側のシートになる、前記防水シート（ａ）または前記防水シート（ｂ）のいずれか一方の防水シートの構成材料を接着剤として、上側シートの非重畳面から他方の下側シートの重畳面に及ぶ第一接着層を形成し、さらに重畳面において上側のシートになる防水シートの構成材料を接着剤として、上側になる防水シートの非重畳面から前記第一接着層に及ぶ第二接着剤層を形成することにより接着するものである防水シートの接合方法、に関する。
【００１８】
かかる接合方法により、優れた接着強度の接合面を有する防水シートが得られる。
【００１９】
前記接合方法において、防水シート（ａ）および防水シート（ｂ）は、底面を構成するト防水シート（ａ）の弾性率が、法面を構成する防水シート（ｂ）の弾性率より高くなるように、防水シート（ａ）および防水シート（ｂ）の材料を選択するのが好ましい。
【００２０】
防水シート（ａ）、（ｂ）の材料を、弾性率が前記関係になるようなものを選択することにより、防水シートを法面の凹凸形状に沿った形状になりやすいように接合でき、低コスト化を図ることが可能である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図３は地面に掘削により底面１Ａ、法面１Ｂを形成し、底面１Ａに沿って防水シート（ａ）を施工し、法面１Ｂに沿って防水シート（ｂ）を施工した防水構造物の断面の一部を示したものである。この防水構造物の法面には小段２が形成されている。
【００２２】
図３では、底面のＰにおいて防水シート（ａ）と防水シート（ｂ）の端部が重畳されている。なお、防水シート（ａ）と防水シート（ｂ）の端部は法面で重畳されていてもよいが、図３のように、法面からある程度離れた底面において防水シート（ａ）と防水シート（ｂ）の端部を重畳するのが、作業性がよく好ましい。
【００２３】
前記Ｐにおいて、重畳部には防水シート（ａ）と同様の構成材料の第一接着層（Ｘ：接着剤ａ）と防水シート（ｂ）と同様の構成材料の第二接着層（Ｙ：接着剤ｂ）が形成されている。また、法面１Ｂに沿って施工した防水シート（ｂ）の端部の重畳部には、補強および水密性確保のため、接着層（Ｚ）が形成されている。なお、接着層（Ｚ）は、防水シート（ｂ）と同様の構成材料とするのが好ましい。
【００２４】
図３における防水シート（ａ）と防水シート（ｂ）の接合部Ｐを拡大して斜視図として示したのが図４である。防水シート（ａ）と防水シート（ｂ）の端部のシート幅方向の接合部において直接熱融着接合部３が形成されている。また長尺の防水シート（ｂ）同士の端部の長さ方向の接合部においても直接熱融着接合部３が形成されている。また、防水シート（ａ）と防水シート（ｂ）のシート幅方向の端部の中央部、即ち防水シート（ｂ）同士のコーナー部近傍において押出接合が行われ、第一接着層（Ｘ：接着剤ａ）と第二接着層（Ｙ：接着剤ｂ）が形成されている。また、長尺の防水シート（ｂ）の端部の重畳部から前記コーナー部近傍に架けて押出接合が行われ、接着層（Ｚ）が形成されている。
【００２５】
図４におけるα−α断面の形状は図２に示すものと同様である。すなわち、第一接着層（Ｘ：接着剤ａ）は防水シート（ｂ）の非重畳面ｂ１から防水シート（ａ）の重畳面ａ１に及んで形成されている。かかる第一接着層（Ｘ）のＬ１が接着幅である。なお、防水シート（ｂ）の重畳面の反対側の非重畳面ｂ１に形成されている第一接着層の幅は特に制限されず、接着幅Ｌ１は、図２のように重畳面の幅より短くてもよく、また重畳面の幅より長くてもよい（図示せず）。重畳面ａ１に形成される第一接着層の幅も特に制限されないが、Ｌ１と同様の幅とするのが好ましい。
【００２６】
さらに、防水シート（ｂ）の構成材料を接着剤として、防水シート（ｂ）の非重畳面ｂ２から前記第一接着層（Ｘ）に及ぶ第二接着層（Ｙ）が形成されている。第二接着層の、接着幅であるＬ２は、図２のように第一接着層（Ｘ）の一部に及ぶ場合でもよく、第一接着層（Ｘ）の全域または全域を越えて防水シート（ａ）の重畳面ａ２に及んでいてもよい（図示せず）が、接着幅Ｌ２は接着幅Ｌ１と同様とするのが好ましい。非重畳面ｂ２に形成される第二接着層の幅も特に制限されないが、Ｌ２と同様の幅とするのが好ましい。
【００２７】
また、防水シート（ａ）と防水シート（ｂ）の重畳面の幅は、従来と同様と同様であり、通常５０〜１５０ｍｍ程度である。また防水シート（ａ）と防水シート（ｂ）を重畳するシートの端部とは、シートの最端部またはその近傍をいう。
【００２８】
防水シート（ａ）、（ｂ）の厚みは、特に限定されるものではないが、０．５ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましい。薄過ぎると強度が低下して高重量の廃棄物を投入した際に破断する等の問題が発生する場合があり、厚過ぎると強度的には問題はないが、施工に必要な可とう性が低下し、かつ高コストになる。より好ましくは１〜２ｍｍである。
【００２９】
また第一接着層と第二接着層の形状、厚みも特に制限されないが、形状は図２に示すような断面形状がよく、厚みは防水シートの厚みと同じまたはそれ以上とするのが好ましい。
【００３０】
防水シート（ａ）、（ｂ）としては、従来より、防水シート、遮水シートとして用いられている各種の材料を使用できる。
【００３１】
たとえば、高弾性率材料としては、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等があげられ、中弾性率材料としては、軟質ポリプロピレンアロイ（ポリプロピレン・エチレンプロピレンアロイ：ＦＰＡ）、ポリオレフィン系エラストマ−（ＴＰＯ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリウレタン（ＴＰＵ）、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）等があげられ、低弾性材料としてはエチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレンプロピレンジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）、軟質ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等があげられる。
【００３２】
なお、ポリプロピレン・エチレンプロピレンアロイシート（ＦＰＡ）は、ポリプロピレンとエチレンプロピレンゴムのアロイ状混合物であり、十分な物理強度と可とう性を有するものが使用可能である。特にポリプロピレン中にエチレンプロピレンゴムを微粒子状にて分散したアロイが好ましく、具体的にはＦＰＡ  ＣＡ７２１ＧＷ、ＦＰＡ  ＣＡ７４３ＧＡ（モンテル社製）等の使用が好適である。またＥＰＤＭシートは、一般に防水シートとして使用されるものは特に限定なく使用可能であるが、表面に凹凸を多数形成したシボを有するシートの使用が、高い接着強度が得られ、好ましい。
【００３３】
防水シート（ａ）、（ｂ）は、前記例示のものを適宜に選択して使用するが、防水シート（ａ）は、防水シート（ｂ）より弾性率が高いものがよい。特に、防水シート（ａ）としては高弾性率材料が好ましく、防水シート（ｂ）としては、低弾性率材料が好ましい。
【００３４】
次いで、前記防水構造物を実現しうる、直接熱融着接合方法と押出接合方法を使用した防水シートの接合方法について説明する。
【００３５】
本発明にいう直接熱融着接合は、異種材料の防水シートの重畳面の接触面を加熱して溶融し、溶融状態で外面側から加圧圧接して接着する方法であり、接着剤を使用しない接合方法である。
【００３６】
直接熱融着接合は、公知の直接熱融着接合装置を使用して行うことが好ましく、高温の熱鏝をシート接合面に当接させて溶融、接合する装置である自走式接合機、高温の熱風をシート接合面に吹き付けて溶融、接合する装置である自走式接合機等の使用が好適である。これらの接合機はＬＥＩＳＴＥＲ社製等が市販されており、好適に使用可能である。
【００３７】
なお、直接熱融着接合は、接合する防水シートの非重畳面、すなわち外面同士を押圧した際に、シート剛性の低いシートがより大きな伸び歪を発生し、圧力が開放されると収縮し、接合面が湾曲を発生するという問題を生じる。かかる接合面の湾曲は、接合部に歪を生じる結果となり、外観上も問題があり、また防水構造物に投入した物による衝撃力、応力により接着剥離が発生する場合もあって好ましいものではない。このような問題を避けるために、前記直接熱融着接合方法は、重畳して接合する防水シートの、よりシート剛性の低い防水シートの非重畳面に高剛性テープを貼着して行うことができる。
【００３８】
高剛性のテープは、ポリエチレンテレフタレートテープ、ポリアラミド系樹脂テープ等の樹脂テープ、アルミニウムテープ等の金属テープが例示されるが、低価格で耐熱性がよいという点でアルミニウムテープの使用が好ましい。
【００３９】
上述の直接熱融着接合で用いる自走式接合機は、２ｍ／ｍｉｎにも及ぶ速度で防水シートの接合が行え、しかも高い接着強度が得られる。従って、防水シートの接合部の８０〜９０％程度は、自走式接合機を使用した直接熱融着接合が行われる。ただし、直接熱融着接合は重畳して接合するシート面を加熱する必要があり、シート間をある程度広げなければならない。ところが、角部を有し、４隅を接合するような箇所においては、１方向に直接熱融着接合が行えるが、これと直交する方向は、既に一部が接合されており、熱融着を行うことができない。このような箇所については、シート間隔を広げることができないので押出接合が行われる。
【００４０】
押出接合方法は、このような特に防水構造物のコーナー部等の、自走式接合機による接合が行えない部位、すなわち自走接合機による直接熱融着接合だけではシール性が十分得られない可能性の有る部位において、自走接合機による直接熱融着接合と併せて行われる。
【００４１】
押出接合機としては公知の押出接合機が使用可能であるが、具体的には、ポータブル押出接合機（ＭＵＮＳＣＨ社製）の使用が好適である。押出接合に用いられる接着剤は、ペレット状、ロッド状等の形状にて押出接合機に供される。
【００４２】
具体的な防水シート（ａ）、（ｂ）の押出接合は、まず上側に位置する防水シートの端縁に沿って第一接着層を形成する接着剤を所定幅に押し出して、上側シートの非重畳面と下側シートの重畳面の双方に当該接着剤を押し出して接合することによって上記異種の防水シートを接合した後、上側に位置する防水シートの非重畳面の第一接着層に沿って第二接着層を形成する接着剤を所定幅に押し出して上側に位置する防水シートの非重畳面と前記第一接着層の双方に当該接着剤を押し出して接合する。
【００４３】
押出接合において第一接着層、第二接着層を形成する接着剤は、接合する防水シート（ａ）または防水シート（ｂ）の構成材料と同様のものが用いられる。図２でいえば、第一接着層（Ｘ）の接着剤には防水シート（ａ）と同様の構成材料が用いられ、第二接着層（Ｙ）には防水シート（ｂ）と同様の構成材料が用いられる。
【００４４】
なお、防水構造物の特に強固な接合が要求される箇所、水密性が要求される箇所等においては、直接熱融着接合を行った上で、さらに押出接合を行うことも好適である。
【００４５】
また、前記本発明の防水構造物並びに防水シートの接合方法において、直接熱融着接合部においては熱融着面を、また押出接合部においては接着剤塗布面を、それぞれ接合の前にディスクサンダー等の研磨手段によって研磨し、表面の酸化皮膜層を除去することが好ましい態様である。
【００４６】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
実施例１
ＦＰＡシート（厚さ２．０ｍｍ）とＨＤＰＥシート（厚さ１．５ｍｍ）のそれぞれの端部（１００ｍｍ）を、ＦＰＡシートを上にして重畳した後、ＨＤＰＥを溶融した接着剤により押出接合機（ＭＵＮＳＣＨ社製Ｕ７Ｒ）を使用して接合した。次いで、ＦＰＡを溶融した接着剤により押出接合機（ＭＵＮＳＣＨ社製Ｕ７Ｒ）を使用して接合した。
【００４７】
接合部の形状は図２と同様の形状であり、下側のＨＤＰＥシートの重畳面からＦＰＡシートの非重畳面に及んで第一接着層（Ｘ：ＨＤＰＥ）が形成されている。各シートとの接着幅Ｌ１は、約２０ｍｍである。また上側のＦＰＡシートの非重畳面から接着層（Ｘ）に及んで第二接着層（Ｙ：ＦＰＡ）が形成されている。接着幅Ｌ２は、約２０ｍｍである。
【００４８】
なお、第一接着層（Ｘ）、第二接着層（Ｙ）の形成にあたり、接着剤塗布面は、予めディスクサンダーを使用して研磨加工を行った。
【００４９】
比較例１
ＦＰＡシート（厚さ２．０ｍｍ）とＨＤＰＥシート（厚さ１．５ｍｍ）のそれぞれの端部（１００ｍｍ）を、ＦＰＡシートを上にして重畳した後、ＨＤＰＥを溶融した接着剤により押出接合機（ＭＵＮＳＣＨ社製Ｕ７Ｒ）を使用して接合した。接合部の形状は図１と同様の形状であり、下側のＨＤＰＥシートの重畳面からＦＰＡシートの非重畳面に及んで接着層（ＨＤＰＥ）が形成されている。各シートとの接着幅Ｌ１は、約２０ｍｍである。なお、接着層の形成にあたり、接着剤塗布面は、予めディスクサンダーを使用して研磨加工を行った。
【００５０】
比較例２
ＦＰＡシート（厚さ２．０ｍｍ）とＨＤＰＥシート（厚さ１．５ｍｍ）のそれぞれの端部（１００ｍｍ）を、ＦＰＡシートを上にして重畳した後、ＦＰＡを溶融した接着剤により押出接合機（ＭＵＮＳＣＨ社製Ｕ７Ｒ）を使用して接合した。接合部の形状は図１と同様の形状であり、下側のＨＤＰＥシートの重畳面からＦＰＡシートの非重畳面に及んで接着層（ＦＰＡ）が形成されている。各シートとの接着幅Ｌ１は、約２０ｍｍである。なお、接着層の形成にあたり、接着剤塗布面は、予めディスクサンダーを使用して研磨加工を行った。
【００５１】
（性能評価）
実施例および比較例で得られた接合シートについて、引張剪断強度および引張剥離強度を測定した。結果を表１に示す。
【００５２】
前記引張強度は、接合シートを接合方向に対し、直角に２５ｍｍ幅の短冊状となる試験片を作製し、オートグラフＡＧ−５００Ｃ（島津製作所製）を使用し、２０℃±２℃の温度条件下、引張速度５０ｍｍ／ｍｉｎで引張ったときの最大荷重を測定した。表１には、３回測定した結果の平均値を示す。
【００５３】
【表１】
0004186175.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の防水構造物のシート接合部の断面の一部を示した図である。
【図２】本発明の防水構造物のシート接合部の断面の一部を示した図である。
【図３】本発明の防水構造物の断面の一部を示した図である。
【図４】図３におけるＸ−Ｘ断面の構造を示した図である。
【符号の説明】
ａ：防水シート
ｂ：防水シート
Ｘ：第一接着層
Ｙ：第二接着層
【図１】
0004186175.tif 000003
【図２】
0004186175.tif 000004
【図３】
0004186175.tif 000005
【図４】
0004186175.tif 000006