トンネル工学報告集, 第29巻, Ⅰ-27,2019.11.

トンネル内装となるシート工の付着性の評価
鈴木俊雄 1・大橋将太 2・道上剛幸 3・林承燦 4・木村定雄 5
1 正会員

2 学生会員

3

正会員

金沢工業大学 大学院 環境土木工学専攻（〒924-0838 白山市八束穂 3-1）
E-mail: b6901660@planet.kanazawa-it.ac.jp

株式会社ケー・エフ・シー 技術部 技術研究所（〒347-0838 埼玉県加須市大桑 1-19）
E-mail: michigami.takayuki@kfc-net.co.jp
45

中日本高速道路株式会社（〒914-0838 敦賀市新井川 17 号字稲荷藪）
E-mail: t.suzuki.an@c-nexco.co.jp

正会員

正会員

株式会社 デーロスジャパン（〒921-8005 石川県金沢市間明町 2-70）
E-mail: sclim@deros-japan.co.jp

金沢工業大学教授 工学部 環境土木工学科（〒924-0838 白山市八束穂 3-1）
E-mail: s.kimura@neptune.kanazawa-it.ac.jp

道路トンネルでは，通行車両の視環境の確保や視線誘導および照明効果の向上を目的として内装工が設置されている．
従来，この内装工はタイル直張り工やパネル浮かし張り工が適用されてきた．設置されている内装工をみると，タイルの割れやはく離，または浮かし張り工の胴縁の腐食などの変状がみられる．
そこで，筆者らはタイルを主材とする内装工に代わるものとしてシート材を用いた内装シート工の適用を考えた．
本稿はシート工の適用にあたり，シート工の基本性能の一つである付着性を引きはがし粘着性としてとらえ，その基本特性とこれを把握するための試験法を提案するものである．

Key Words: tunnel interia system, deterioration of tunnel lining, interior seet, rsistance of peeling-off

2. 内装工の変状例

1. はじめに道路トンネルでは，通行車両の視環境の確保や視線現在，設置されている内装工の変状例を写真-１に示誘導および照明効果の向上を目的として覆工コンクリ

す 2)．タイル直張り工では，覆工のひび割れに沿ったートの側壁下部に内装工が設置されている．すなわち，タイルの破損，接着不良および接着材の経年劣化に伴内装工を施すことによって，トンネル壁面の輝度を保うタイルのはく離・はく落がある．パネル浮かし張り

持し，前方車両の視認性や走行の快適性を確保してい工では，漏水による取付金具の腐食とそれに伴う内装る．さらに，内装工には， 構造上の強度はもとより，板の脱落，さらに，清掃荷重による枠の変形などの変耐火性，耐蝕性，耐候性および耐久性が求められる1)．

状がある．中でも，タイル直張り工の変状は，トンネ

この内装工にはタイルを主材とする直張り工や浮かしル本体工である覆工に生じるひび割れとの関係性が強張り工が適用されている．ここで，経年したトンネル

い．とくに，タイルのどの位置に覆工ひび割れが生じの点検結果をみると，タイルの割れ，はく離，またはるかによって，タイルの破損状況は異なり，また，接浮かし張り工の胴縁の腐食などの変状が散見され，そ着不良によっても接着抵抗性は低下する 3)．

れらはトンネル変状の多くを占める．
そこで，筆者らはタイルを主材とする内装工に代わるものとしてシート材を用いた内装工（以下，シートタイルの割れ工と称す）の適用を考えた．本稿はシート工の適用にタイルのはく落

あたり，採用実績のないシート工の基本性能の一つである付着性を引きはがし粘着性としてとらえ，その基本特性とこれを把握するための試験法を提案するもの

漏水状況である．

胴縁の腐食

写真-1 内装工の変状例-1-3. シート工の引きはがし粘着試験法の考え方

粘着剤の厚みは，それぞれ 0.05mm および 0.3mm である．

(1) シート工の構成と引きはがし粘着性

粘着シートのコンクリート平板への貼付は，プライマー処理後 48 時間とした．写真-2 は粘着シートの貼付a) シート工の構成
シートを主材とするシート工は図-１に示す層構成となっている．図中，コンクリートは覆工コンクリート状況の例を示したものである．
粘着シートの幅は 24mmとし 4)，引きはがし区間長はをモデル化したものであり，その表面からプライマー150mm，把持長は 100mm とした．なお，把持長は引き層，粘着剤層およびシート層の重層構造となっている．

はがし試験時の把持長さである．

シート層と粘着剤層は事前に一体成形される層である．
一般に，このようなシートは，粘着シートや粘着テー粘着シートの貼付は 圧着ローラー（質量 2000g）を用いて，2 往復（転圧速度 10±0.5mm/sec）の転圧処プとして取り扱われており，これを粘着シートと呼ぶ理を施した 4)．

ことにする．

d) 引きはがし試験b) 引きはがし粘着性粘着シートを貼付した後，7 日間の気中養生を施しシート層と粘着剤層が一体成形される粘着シートのて，引きはがし試験を実施した． 写真-3 は引きはがし

引きはがし粘着試験法は，JIS Z 0237 に規定されている．

試験の状況を示したものである．粘着シートの貼付面

しかしながら，この規定はSUS304鋼鈑を母材とする規と引きはがし方向の角度をはがし角度とし，はがし角度 90°および 180˚の両ケースで引きはがした．また，引格であることから，直接これを母材がコンクリートとなる場合に適用することはできない．

き上げ速度（変位制御）は 5mm/sec で一定とし，引きはがし長さ 150mm まで引きはがした．

そこで，この試験法を参考にして，コンクリートが母材となる粘着シートの引きはがし粘着性を把握するシート層

シート材の選定と貼付からなるシート工の粘着性を評

粘着剤層価するための試験法について吟味した．以下にはその24プライマー層詳細を示す．なお，本稿で示す試験法は原則として室100内における引きはがし試験を対象としている．
コンクリート(2) 引きはがし粘着性の試験法a) コンクリートの表面処理

300

コンクリートの表面処理，プライマー層の形成および150ための試験法を検討した．すなわち，対象となる母材

10300

覆工コンクリートをモデル化したコンクリート平板（300×300×60mm）は，JIS A 5371 を用いることを基本

図-1 シート工の層構成とした．コンクリート平板の表面はサンドペーパー

写真-2 粘着シートの貼付状況の例（＃80）のディスクサンダーを用いて，凹凸が約0.5mm となるように研磨した．その後，表面を水洗いし，気中養生（温度 23℃±2℃，湿度 65％±10％）で48 時間の自然乾燥を施した．また，高周波容量式水分計によって表面水分率を測定した．本試験では 1 つのコンクリート平板あたり，5 か所で測定し，その平均表面水分率は 5±2％であった．
b) プライマー層の形成
本試験では，二液混合エポキシ樹脂（主剤:硬化剤=2:1）をプライマーとして用いた．その塗布量は75g/m2 とし，刷毛塗りの一層とした．その後 48 時間の気中養生を施した．
c) 粘着シートの選定と貼付本試験で用いた粘着シートは，ほぼ透明なポリエステル系であり，その片面には粘着剤が一体成形されてa) 90°の場合b) 180°の場合

写真-3 引きはがし試験の状況

いる．粘着剤はアクリル樹脂系である．シートおよび-2-引きはがし時間(sec)0

Aはく離: シート層内のはく離

シート層

粘着剤層
プライマー層51015202530

Bはく離: シートと粘着剤層間のはく離
Cはく離: 粘着剤層内のはく離

80

Dはく離: 粘着剤層とプライマー層間のはく離
Eはく離: プライマー層内のはく離
Fはく離: プライマー層とコンクリート間のはく離

60

荷重(N)

G破壊: 母材コンクリートの破壊

コンクリート

1枚目
2枚目
3枚目

40

図-2 はく離形式の種類
Dはく離

20Bはく離4. 引きはがし粘着性の評価法

00204060

80

100120140160

引きはがし長さ (ｍｍ)

図-3 引きはがし荷重と引きはがし長さの関係 (90°の場合)(1) はく離形式の定義
シート工の層構成とはく離形式の種類を図-2 に示す．
はく離形式は 4 つの各層の層内はく離および 3 つの各0層間のはく離に分類することができる．シート層内の引きはがし時間(sec)20304050

1080

はく離（A はく離），シート層と粘着剤層間のはく離

1枚目
2枚目
3枚目（B はく離），粘着剤層内のはく離（C はく離），粘60

荷重(N)着剤層とプライマー層間のはく離（D はく離），プライマー層内のはく離（E はく離），コンクリートとプ

6040

ライマー層間のはく離（F はく離）および母材コンクリートの破壊（G 破壊）である．

20(2) はく離形式と引きはがし粘着力の評価

0Dはく離
Bはく離0a) 引きはがし荷重と引きはがし長さの関係

20406080
100 120
引きはがし長さ (ｍｍ)

140160

図-4 引きはがし荷重と引きはがし長さの関係 (180°の場合)

粘着シートの引きはがし荷重と引きはがし長さの関% (1)係を図-3 および図-4 に示す．引きはがし試験では，引きはがし長さ 150mm まではがし，引きはがし粘着力をDはく離評価した．90°の場合，最大荷重は引きはがし長さ20v
4015mmまでに生じ，その後の荷重は約 5割低下し，あるBはく離程度一定の値を保持した．180°の場合，最大荷重は引v
60

きはがし長さ 20mm までに生じ，90°と同様に，約 5 割80の荷重低下が生じ，ある程度一定の値を保持した．

100JIS Z 0237 によると，引きはがし粘着力は引きはがし長さ 50mm の荷重値とすることとしている．一方，母120

材がSUS304ではなく，コンクリートである場合，貼り140付け面積が広いこと，引きはがし中にはく離形式が異

1 枚目
2 枚目
3 枚目
写真-4 はく離の状況 (90°の場合)なる可能性があることなどを考えると，引きはがし粘着力の評価は，引きはがし長さの条件やはく離形式をDはく離考慮して定める必要がある．

20

図-3 および図-4 中には，引きはがし時間もあわせてv40示している．引きはがし長さと引きはがし時間の関係

60をみると，180°の場合，90°の場合に比べて同じ引きはBはく離がし量を得るのに 2 倍の時間を要している．これは 90°

80の場合は引きはがし中，コンクリート板が水平方向に100スライドするため，引きはがし長さと引き上げ量（変位制御）が一致するが，180°の場合はコンクリート板120が固定されているため，粘着シートの伸びにかかわら140ず，所定の引きはがし長さを得るためには 2 倍の引き1枚目
2 枚目
3枚目
写真-5 はく離の状況 (180°の場合)-3-% (1)上げ量が必要になるためである．したがって，180°の表-1 引きはがし区間ごとの荷重場合， 引きはがし速度は 2.5mm/sec となる．

引きはがし区間b) はく離形式と引きはがし粘着力の評価

平均
最大荷重

粘着シートのはく離状況を写真-4 および写真-5 に示
はがし角度す．これらは，引きはがし試験後の粘着シートの状況であり，これを観察することによって粘着シートのはく離形式を確認することができる．これらより，はがし角度の違いに関わらず，最大荷重となる引きはがし
長さの区間では D はく離が主となり，その後，B はく0~25mm25~50mm50~100mm

平
均
荷重平
均
標
準
偏差平
均
荷重平
均
標
準
偏差平
均
荷重平
均
標
準
偏差平
均
荷重平
均
標
準
偏
差

(N)

(N)

(N)

(N)

(N)

(N)

(N)

(N)

42.9

18.7
15.6

31.8
26.5

0.4
0.3

31.4
28.3

0.2
0.4

32.1
27.6

1.92.5(N)離となっている．すなわち，150mm の引きはがし長さ

90°180°を試験対象長とすると，この長さの間で異なる性状が76.7
61.6

37.9

100~150mm把握できる．ここで，引きはがし区間ごとの荷重を考察する．表-1 は引きはがし区間ごとの荷重を示したも5. おわりにのである．表中，平均最大荷重，平均荷重および平均標準偏差は 3 枚の粘着シートの平均値を示している．

本稿では粘着シートを用いたシート工の引きはがし

なお，各引きはがし区間ごとの 荷重および引きはがし長さの測定数は，90°の場合で 400 点/mm，180°の場合粘着力の評価法について検討した．得られた主な結論

で 800 点/mm である．平均最大荷重を見ると 90°の場合の方が 180°の場合に比べて大きな値を示している．こを示すと以下のとおりである．

れは，はがし角度の違いとともに，引きはがし速度の影響も受けていると考えられる．すなわち，JIS Z 0237

① 粘着シートの引きはがし粘着力を評価するための試験法は，母材がコンクリートである場合，JIS Z 0237に規定される引き上げ速度は 5mm/sec であり，90°の場をそのまま適用することは適切ではなく，母材とシ合はそれが引きはがし速度となるが，180°の場合の引きはがし速度は 2.5mm/sec となり，その影響も加味さート工の特性を十分に考慮する必要がある．とくに，引きはがし長は 50mm 以上とする必要がある．
② 引きはがし粘着力を評価するにあたっては，粘れている．
なお，引き上げ速度が 10mm/sec とした場合の試験も着シートの特性，プライマーの処理など,一連実施したが，引きはがし荷重が不安定となることを確認している．これより，JIS Z 0237 の規定では引き上げのシート工の影響を受けて，はく離形式が多様速度を 5mm/sec としているものと推察される．
平均最大荷重は 90°の場合が 180°の比べて約 1.2 倍大着力を評価する必要がある．

きくなっている．また，最大荷重が発生する 0～25mm

今後，異なる粘着シートを用いたり，現場条件の引きはがし区間では，両者ともに平均標準偏差が大を考慮した引きはがし試験を実施し，引きはがしきい．このことは粘着剤層とプライマー層間のはく離

粘着力の適正な評価法について検討する所存であ（D はく離）では，引きはがしが断続的に進行するたる．となる．したがって，はく離形式を加味して粘めと考えられる．
参考文献

一方，引きはがし区間が 25～50mm，50～100mm の1)区間ではシート層と粘着剤層間のはく離（B はく離）

中日本高速道路株式会社：NEXCO 設計要領第三集（トンネル編）, (3)トンネル内装工, pp.1-3, 2014. 7.

が主体をなし，これが連続的に進行しており，荷重の変動も小さい．また，100～150mm の引きはがし区間

2)

国土交通省, トンネル内装板に関する検討会，北陸地方

では，粘着シートが引張により伸張することで平均標整備局北陸技術事務所第一回検討会資料，準偏差が若干大きくなる傾向がある．このため，このhttp://www.hrr.mlit.go.jp/hokugi/file/mijika/kentousiryou.pdf, p.17,

区間では粘着シートの引張剛性の大きさが荷重の変動

2019. 8. 63)に影響を及ぼすことが推察される．
以上より，本試験の結果から，はがし角度の違いにかかわらず，粘着シートの基本的な粘着力は 25mm～100mm の引きはがし区間によって安定した値を得るこ4)とが確認できる．

-4-

鈴木，古屋，林，木村：覆工コンクリートに生じるひび割れが直張りタイルに及ぼす影響，土木学会地下空間シンポジウム 論文・報告集，Vol.24,
A2-2, 2019. 1.
JIS Z 0237：粘着テープ・粘着シートの試験法，
pp.7-12, 2009.
(2019．8．9 受付)

EVALUATION OF RESISTANCE TO PEELING-OFF INTERIOR SHEETINSTALLED IN ROAD TUNNEL
Toshio SUZUKI, Shota OHASHI, Takayuki MICHIGAMI,Lim SEUNG-CHAN and Sadao KIMURAIn road tunnels, interior panels are installed to maintain a good visual environment for vehicles passing
through them.Some interior panels have tiles attached directly, and others have panels installed with anchor
bolts.Many interior panels have fallen out of tiles and deteriorated panels after the tunnel has been in service.
The authors considered the application of interiors using sheets as an alternative to existing interior panels made mainly of tiles.
This paper describes a method for evaluating the resistance to peeling-off, which is one of the basic
performances of interior seats.

-5-