特許 6842054 水性エマルション、及び止水工法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6842054

(24)【登録日】2021年2月24日

(45)【発行日】2021年3月17日

(54)【発明の名称】水性エマルション、及び止水工法

(51)【国際特許分類】

   C09K 3/10 20060101AFI20210308BHJP

   E04G 23/02 20060101ALI20210308BHJP

【ＦＩ】

   C09K3/10 E

   C09K3/10 D

   E04G23/02 B

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-134059(P2016-134059)

(22)【出願日】2016年7月6日

(65)【公開番号】特開2018-2942(P2018-2942A)

(43)【公開日】2018年1月11日

【審査請求日】2019年6月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(73)【特許権者】

【識別番号】513067473

【氏名又は名称】株式会社ＭＡＳＵＤＡ

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】一色国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】小川 晴果

(72)【発明者】

【氏名】平田 隆祥

(72)【発明者】

【氏名】水上 卓也

(72)【発明者】

【氏名】片岡 弘安

(72)【発明者】

【氏名】富井 孝喜

(72)【発明者】

【氏名】桝田 隆

(72)【発明者】

【氏名】竹内 義昭

【審査官】 中野 孝一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−０７０５５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２０４５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０８４４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１４４９７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２７００３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２４７０７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２０９１８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０９Ｋ３／１０−３／１２、

Ｅ０４Ｇ２３／００−２３／０８、

Ｃ０８Ｇ１８／００−１８／８７、

Ｃ０８Ｇ７１／００−７１／０４、

Ｃ０８Ｋ３／００−１３／０８、

Ｃ０８Ｌ１／００−１０１／１４、

Ｃ０９Ｄ１／００−１０／００、

Ｃ０９Ｄ１０１／００−２０１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水と、ヒドロキシル基を有した分子構造のアクリル樹脂固形分と、アニオン系界面活性剤と、を有することを特徴とする水性エマルション。
（但し、前記アクリル樹脂固形分の内容物としてシクロアルキル基含有重合性単量体を含む水性エマルション、前記アクリル樹脂固形分の内容物としてエポキシ樹脂を含む水性エマルション、前記アクリル樹脂固形分の内容物として有機溶剤を含む水性エマルション、前記水性エマルションの内容物として多価メルカプト化合物を含む水性エマルション、前記水性エマルションの内容物として撥水剤を含む水性エマルション、前記水性エマルションの内容物として架橋剤を含む水性エマルション、前記水性エマルションの内容物として（B）一般式（Ｉ）
M2O・XSiO2・aq （Ｉ）
（式中、Mは周期率表第1A族に属するアルカリ金属を表し、Xは2〜4.5の正の値、aqは水溶液を表す。）で示される水溶性珪酸塩を含む水性エマルション、を除く。）

【請求項2】

請求項１に記載の水性エマルションであって、
前記樹脂固形分の重量平均分子量は、１０００よりも大きく２００００００以下であることを特徴とする水性エマルション。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の水性エマルションであって、
水溶性高分子を含んでいないことを特徴とする水性エマルション。

【請求項4】

請求項１乃至３の何れかに記載の水性エマルションであって、
前記樹脂固形分の水酸基価は、１〜１００の範囲に含まれていることを特徴とする水性エマルション。

【請求項5】

請求項１乃至４の何れかに記載の水性エマルションと、液状のウレタンプレポリマーとを、止水対象部材における止水対象部分に注入することによって、前記止水対象部分を止水することを特徴とする止水工法。

【請求項6】

請求項５に記載の止水工法であって、前記ウレタンプレポリマーは、ウレタン樹脂と上水道水の総重量に対してウレタン樹脂を１０重量％の濃度で添加した時の硬化時間が、常温（２０℃）で３０分以上となる遅延硬化型であることを特徴とする止水工法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、止水物を形成するための水性エマルション、及び当該水性エマルションを用いた止水工法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、コンクリート等のセメント組成体からなる建物躯体が乾燥収縮や経年劣化などでひび割れして、そのひび割れ部から雨水や地下水などの水が建物内に侵入することがある。そして、その場合、当該ひび割れ部等の止水対象部分に薬液を注入して止水物を形成して漏水を止める止水工事がなされる。

【0003】

この止水工法として、一つの薬液を止水対象部分に注入する一液型の止水工法がある。例えば、当該薬液としてウレタンプレポリマーを注入する工法や、同薬液として水性エマルションを注入する工法がある。

【0004】

一方、特許文献１及び２には、前者のウレタンプレポリマー注入工法が奏する即時硬化性と、後者の水性エマルション注入工法が奏する長期耐久性との両者を併せ持つ工法として、ウレタンプレポリマーと水性エマルションとを注入直前で混合する二液型止水工法が開示されている。そして、当該工法によれば、ウレタンプレポリマーを架橋して発泡硬化する反応（図３Ｃ）等に必要な水は、水性エマルションから供給されて当該ウレタンプレポリマーは比較的短時間で架橋して硬化する一方、この供給で水性エマルションの方では水が消費されることから、同エマルション中に分散する樹脂固形分同士も互いに融着し易くなって同エマルションは比較的短時間で硬化する。そのため、当該二液型止水工法によれば、即時硬化性の止水物を形成可能である。また、当該止水物は、水性エマルションの樹脂固形分由来の化学的安定性に基づいて、一液型のウレタンプレポリマー注入工法で形成される止水物よりも高い長期耐久性を奏することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１４−１８１４８６号

【特許文献2】特許第５３００１６２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、これら特許文献１及び２のどちらの二液型止水工法も、水性エマルションの樹脂固形分とウレタンプレポリマーとの間では化学反応（化学変化）が起こらない。そのため、硬化形成される止水物は、発泡ウレタン樹脂の硬化物と水性エマルションの樹脂固形分の硬化物とが互いの界面において分子間力のみで繋がったものであって、化学的には結合一体化していない。よって、かかる止水物に、より高い耐久性を期待することができず、結果、より長期的に安定した止水効果が必要な場合に対応できないという問題がある。

【0007】

また、特許文献２の二液型止水工法のように、ポリビニルアルコール等の水溶性高分子を用いて水性エマルションを乳化させた場合には、水性エマルションの樹脂固形分を覆う上記水溶性高分子が樹脂固形分同士の融着を妨げてしまって、水性エマルションが硬化し難くなるという問題がある。更に、水性エマルションとウレタンプレポリマーとの混合時には、上記水溶性高分子がウレタンプレポリマーのイソシアネート基を消費することから、ウレタンプレポリマーと水との反応を阻害してしまう。そして、その結果、ビウレット反応等が抑制されてウレタンプレポリマーが架橋し難くなって、ウレタンプレポリマー等の硬化時間が長くなるという問題も招き得る。そして、これらにより、特許文献２の止水工法では、止水効果を速やかに得ることが難しい。

【0008】

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、水性エマルションとウレタンプレポリマーとを混合して硬化形成される止水物が、止水効果を速やかに奏するようにするとともに、より長期的に安定した止水効果を得られるようにすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するための主たる発明は、
水と、ヒドロキシル基を有した分子構造のアクリル樹脂固形分と、アニオン系界面活性剤と、を有することを特徴とする水性エマルション。
（但し、前記アクリル樹脂固形分の内容物としてシクロアルキル基含有重合性単量体を含む水性エマルション、前記アクリル樹脂固形分の内容物としてエポキシ樹脂を含む水性エマルション、前記アクリル樹脂固形分の内容物として有機溶剤を含む水性エマルション、前記水性エマルションの内容物として多価メルカプト化合物を含む水性エマルション、前記水性エマルションの内容物として撥水剤を含む水性エマルション、前記水性エマルションの内容物として架橋剤を含む水性エマルション、前記水性エマルションの内容物として（B）一般式（Ｉ）
M2O・XSiO2・aq （Ｉ）
（式中、Mは周期率表第1A族に属するアルカリ金属を表し、Xは2〜4.5の正の値、aqは水溶液を表す。）で示される水溶性珪酸塩を含む水性エマルション、を除く。）
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、水性エマルションとウレタンプレポリマーとを混合して硬化形成される止水物が、止水効果を速やかに奏するようにするとともに、より長期的に安定した止水効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１Ａ乃至図１Ｄは、本実施形態の止水工法の説明図である。

【図2】同止水工法に供される注入装置２０の注入ヘッド２５の一部破断側面図である。

【図3】図３Ａ乃至図３Ｃは、第２薬液として第１従来例の水性エマルションＥ１を用いた場合の問題点などの説明図である。

【図4】図４Ａ乃至図４Ｃは、第２薬液として第２従来例の水性エマルションＥ２を用いた場合の問題点などの説明図である。

【図5】図５Ａ乃至図５Ｃは、本実施形態の水性エマルションＥ３を用いた場合の作用効果等の説明図である。

【図6】耐久性試験の耐薬品試験に供した材料の諸元を示す表１である。

【図7】耐薬品試験に供した薬品の種類を示す表２である。

【図8】引張試験結果たる引張強さのグラフである。

【図9】引張試験結果たる破断時の伸び率のグラフである。

【図10】耐熱試験及び耐水試験の温度条件等を示す表３である。

【図11】引張試験結果たる引張強さのグラフである。

【図12】引張試験結果たる破断時の伸び率のグラフである。

【図13】本実施形態の水性エマルションＥ３がＰＶＡを含んでいると硬化性が低下することを確認する試験に供した水性エマルションＥ３，Ｅ４の諸元及び試験結果を示す表４である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
水と、ヒドロキシル基を有した分子構造の樹脂固形分と、アニオン系界面活性剤と、を有することを特徴とする水性エマルションである。

【0013】

かかる水性エマルションによれば、ウレタンプレポリマーと混合すると、ウレタンプレポリマーのイソシアネート基と水性エマルションの樹脂固形分のヒドロキシル基とが化学反応に基づいて化学的に直接結合して一体化し、これにより、分解し難い硬化物が形成される。よって、かかる硬化物に基づいて、止水物は、より長期的に高い耐久性を奏することができる。

【0014】

また、上記の水性エマルションの乳化は、アニオン系界面活性剤でなされている。よって、乳化のためのポリビニルアルコール等の水溶性高分子の使用を抑えることができて、これにより、当該水溶性高分子で乳化した場合に起こり得る問題を回避し易くなる。
例えば、水溶性高分子のヒドロキシル基にウレタンプレポリマーのイソシアネート基が反応することに起因して樹脂固形分のヒドロキシル基と反応すべきウレタンプレポリマーのイソシアネート基が減ってしまうことを抑制できて、これにより、上記の分解し難い硬化物を確実且つ比較的短時間で形成可能となる。また、水性エマルションの樹脂固形分同士の融着を水溶性高分子が阻害してしまうことを抑制できて、その結果、樹脂固形分の硬化を比較的短時間で行うことができる。更に、ウレタンプレポリマーと水との反応を当該水溶性高分子が妨げてしまうということを抑制できて、これにより、ウレタンプレポリマーは比較的短時間で架橋してポリウレタン樹脂の硬化物を形成することができる。そして、以上により、止水物は止水効果を速やかに奏することができる。

【0015】

かかる水性エマルションであって、
前記樹脂固形分の重量平均分子量は、１０００よりも大きく２００００００以下であるのが望ましい。

【0016】

かかる水性エマルションによれば、上記の樹脂固形分の重量平均分子量は１０００よりも大きいので、かかる樹脂固形分に基づいて、より安定した硬化物を止水物として形成可能となる。

【0017】

かかる水性エマルションであって、水溶性高分子を含んでいないのが望ましい。

【0018】

かかる水性エマルションによれば、水溶性高分子のヒドロキシル基にウレタンプレポリマーのイソシアネート基が反応することに起因して樹脂固形分のヒドロキシル基と反応すべきウレタンプレポリマーのイソシアネート基が減ってしまうことを防ぐことができる。そして、これにより、上記の分解し難い硬化物を確実且つ比較的短時間で形成可能となる。
また、水性エマルションの樹脂固形分同士の融着を当該水溶性高分子が阻害することについても防ぐことができて、その結果、樹脂固形分の硬化を比較的短時間で行うことができる。
更に、ウレタンプレポリマーと水との反応を当該水溶性高分子が妨げてしまうことについても防ぐことができて、これにより、ウレタンプレポリマーは比較的短時間で架橋してポリウレタン樹脂の硬化物を形成可能となる。

【0019】

かかる水性エマルションであって、前記樹脂固形分の水酸基価は、１〜１００の範囲に含まれているのが望ましい。

【0020】

かかる水性エマルションによれば、上記の樹脂固形分は、比較的多くのヒドロキシル基を有している。よって、当該樹脂固形分のヒドロキシル基は、ウレタンプレポリマーのイソシアネート基と速やかに化学的に直接結合して一体化することができて、これにより、分解し難い硬化物を確実に形成可能となる。

【0021】

上記の何れかに記載の水性エマルションと、液状のウレタンプレポリマーとを、止水対象部材における止水対象部分に注入することによって、前記止水対象部分を止水することを特徴とする止水工法である。

【0022】

かかる止水工法によれば、上記の水性エマルションとウレタンプレポリマーとを上記の止水対象部分に注入する。よって、上述した作用効果と同様の作用効果を奏することができて、これにより、当該止水対象部分の止水を速やかに行うことができるとともに、その止水効果を長期に亘って保つことができる。

【0023】

かかる止水工法であって、前記水性エマルションと前記液状のウレタンプレポリマーとの配合は、重量比で１００：２１〜１００：１００の範囲内となるように行われるのが望ましい。

【0024】

かかる止水工法によれば、上述した作用効果を確実に奏することができる。

【0025】

＝＝＝本実施形態＝＝＝
図１Ａ乃至図１Ｄは、本実施形態の止水工法の説明図である。また、図２は、同止水工法に供される注入装置２０の注入ヘッド２５の一部破断側面図である。
この止水工法は、止水対象部材としてのコンクリート製構造物１において止水対象部分となるひび割れ部１ｐｗに薬液を注入して当該ひび割れ部１ｐｗを埋めるものである。なお、この例では、止水対象部分１ｐｗとしてひび割れ部１ｐｗを例示しているが、何等これに限らない。すなわち、漏水が生じ得るような空隙を有した部分であれば、止水対象部分とすることができて、例えば、コンクリートの打ち継ぎ部を止水対象部分１ｐｗとしても良い。

【0026】

図１Ａに示すように、この止水工法では、先ず、コンクリート製構造物１の近傍に注入装置２０を搬入・配置する。注入装置２０は、２液混合型の装置である。すなわち、互いに種類の異なる薬液を貯留する二つのタンク２２ｕ，２２ｅと、タンク２２ｕ，２２ｅ毎に設けられたポンプ２３ｕ，２３ｅと、各高圧ホース２４ｕ，２４ｅを介して各ポンプ２３ｕ，２３ｅから各薬液が圧送される注入器具２５としての注入ヘッド２５と、を有する。一方のタンク２２ｕには、第１薬液として液状のウレタンプレポリマーが貯留されており、もう一方のタンク２２ｅには、第２薬液として水性エマルションが貯留されている。そして、これらウレタンプレポリマーと水性エマルションとは、対応する各ポンプ２３ｕ，２３ｅによってそれぞれ別個に注入ヘッド２５へ圧送供給されるとともに、同ヘッド２５内の流路ＳＰ２５ｃ（図２）で混合されて同ヘッド２５の吐出口２５ｈから混合状態で吐出される。

【0027】

詳しくは、図２に示すように、注入ヘッド２５は、二股形状の基部２５ａと、基部２５ａに一体に設けられる基部側筒部２５ｂと、基部側筒部２５ｂに適宜な管継手２５ｊを介して略同軸且つ着脱自在に設けられる先端側筒部２５ｃと、を有する。基部２５ａには、二つの流路Ｒ２５ａｕ，Ｒ２５ａｅが設けられており、各流路Ｒ２５ａｕ，Ｒ２５ａｅには、それぞれ上記二つの高圧ホース２４ｕ，２４ｅのうちの対応する各高圧ホース２４ｕ，２４ｅが接続されている。また、これら二つの流路Ｒ２５ａｕ，Ｒ２５ａｅは基部２５ａ内の所定位置で合流して一つの流路Ｒ２５ａ１となっていて、当該一つの流路Ｒ２５ａ１は基部側筒部２５ｂの筒内流路ＳＰ２５ｂに繋がっている。そして、更に当該筒内流路ＳＰ２５ｂは、ミキサー２６内蔵の上記先端側筒部２５ｃの筒内流路ＳＰ２５ｃに繋がっている。よって、各タンク２２ｕ，２２ｅから圧送されたウレタンプレポリマー及び水性エマルションは、注入ヘッド２５内の基部２５ａ内で合流し、そして、基部側筒部２５ｂを経て先端側筒部２５ｃを通る際には、これらウレタンプレポリマーと水性エマルションとは略螺旋型の上記ミキサー２６で撹拌・混合される。そして、当該混合状態で先端側筒部２５ｃの吐出口２５ｈから吐出される。

【0028】

一方、かかる注入装置２０の搬入・配置作業と同時並行或いは相前後して、図１Ａに示すように、止水対象のコンクリート製構造物１に対し、ひび割れ部１ｐｗに繋がるように注入孔１ｈを穿孔する。なお、かかる注入孔１ｈは複数形成され、例えば、水平方向及び鉛直方向の各方向に対して２００ｍｍ等の形成ピッチで並んで形成される。

【0029】

そうしたら、図１Ｂのように、注入孔１ｈに注入ヘッド２５の先端側筒部２５ｃを差し込み、各ポンプ２３ｕ，２３ｅを起動などして、先端側筒部２５ｃの吐出口２５ｈから、ウレタンプレポリマーと水性エマルションとの混合物を吐出し、これにより当該混合物をひび割れ部１ｐｗに注入する。なお、この注入された混合物は、比較的短時間で硬化する。すなわち、ウレタンプレポリマーの発泡硬化に必要な水は、水性エマルションから供給され、他方、この供給により、水性エマルションからは水が消費されて水性エマルションは硬化する。よって、基本的に、ウレタンプレポリマーの発泡硬化が比較的短時間でなされるだけでなく、水性エマルションの硬化も比較的短時間でなされる。

【0030】

なお、注入し終えたら、各ポンプ２３ｕ，２３ｅを停止するか、或いは注入ヘッド２５内の流路Ｒ２５ａｕ，Ｒ２５ａｅを不図示のバルブで閉じる等して、吐出口２５ｈからの吐出を停止する。そして図１Ｃのように注入ヘッド２５の先端側筒部２５ｃを注入孔１ｈから抜く。そうしたら、この注入孔１ｈの水平方向又は鉛直方向の隣に位置する未注入の注入孔１ｈ（図１Ａ乃至図１Ｄでは不図示）へ移行して、当該注入孔１ｈに対して上述の注入作業を繰り返す。また、注入済みの注入孔１ｈには、図１Ｄのように、モルタル等の適宜な充填材Ｚ１を充填等して孔の無い状態に仕上げる。

【0031】

ここで、第１薬液たる液状のウレタンプレポリマーの一例としては、遅延硬化型のウレタン樹脂を例示できる。なお、遅延硬化型のウレタン樹脂とは、ウレタン樹脂と上水道水の総重量に対してウレタン樹脂を１０重量％の濃度で添加した時の硬化時間が、常温（２０℃）で３０分以上となるものである。 但し、何等これに限らない。すなわち、遅延硬化型以外のウレタン樹脂を使用しても良い。

【0032】

一方、第２薬液たる水性エマルションとしては、従来、次の二つのものが使用されていた。すなわち、第１従来例の水性エマルションＥ１は、樹脂固形分Ｊ１としてヒドロキシル基を有さない分子構造のアクリル樹脂を、アニオン系又はノニオン系の界面活性剤Ｋ１で水Ｗに乳化させたものであり、また、第２従来例の水性エマルションＥ２は、樹脂固形分Ｊ２としてヒドロキシル基を有さない分子構造のアクリル樹脂及び石油樹脂を、界面活性剤としてのポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡとも言う）で水Ｗに乳化させたものである。

【0033】

しかし、これら第１従来例及び第２従来例の各水性エマルションＥ１，Ｅ２は、硬化形成された止水物ＳＢ１，ＳＢ２がより長期的に安定した止水効果を得難いといった問題や、止水効果を速やかに得難いといった問題を有している。図３Ａ乃至図３Ｃ及び図４Ａ乃至図４Ｃは、その問題点などの説明図である。

【0034】

先ず、図３Ａの左図に示すように、第１従来例の水性エマルションＥ１は、分散媒としての水Ｗと、アクリル樹脂（図３Ｂ）等のヒドロキシル基を有さない分子構造の樹脂固形分Ｊ１と、アニオン系又はノニオン系の界面活性剤Ｋ１と、を有している。なお、アニオン系の界面活性剤としては、Ｒ−ＳＯ₃Ｎａ等のスルホン酸塩やＲ−ＣＯＯＮａ等のカルボン酸塩を例示でき、また、ノニオン系の界面活性剤としてはポリオキシエチレンアルキルエーテルなどを例示できる。

【0035】

そして、図３Ａに示すように、かかる水性エマルションＥ１とウレタンプレポリマーＵＰＰとを混合すると、前述のように水性エマルションＥ１から供給される水Ｗが、ウレタンプレポリマーＵＰＰと反応（図３Ｃ）し、そして、ウレタンプレポリマーＵＰＰが架橋して発泡硬化し、その結果、図３Ａの右図に示すように架橋高分子の硬化物としてポリウレタン樹脂の硬化物ＫＰＵが形成される。また、水性エマルションＥ１については、上記のウレタンプレポリマーＵＰＰへの水Ｗの供給によって水Ｗが消費されるので、同水性エマルションＥ１中に分散するアクリル樹脂等の樹脂固形分Ｊ１，Ｊ１同士が互いに融着して硬化し、これにより、樹脂固形分Ｊ１の硬化物ＫＪ１が形成される（図３Ａの右図を参照）。

【0036】

しかしながら、この場合、ウレタンプレポリマーＵＰＰと樹脂固形分Ｊ１とは化学反応をしていないので、化学的に結合一体化しておらず、つまり、それぞれ別個に形成された硬化物ＫＪ１，ＫＰＵが単に混ざった状態になっているだけである。故に、図３Ａの右図に示すようにポリウレタン樹脂の硬化物ＫＰＵと樹脂固形分Ｊ１の硬化物ＫＪ１との間には大きな界面ＢＳ１が存在しており、また、当該界面ＢＳ１では概ね分子間力しか働いていないので、当該界面ＢＳ１は低強度である。よって、かかる大きな界面ＢＳ１を有する止水物ＳＢ１に対しては、より高い耐久性を期待することができず、その結果、より長期的に安定した止水効果についても期待できない。

【0037】

一方、図４Ａの左図に示すように、第２従来例の水性エマルションＥ２は、分散媒としての水Ｗと、ヒドロキシル基を有さない分子構造の樹脂固形分Ｊ２としてのアクリル樹脂（例えばアクリル酸ブチルエステル）及び石油樹脂と、界面活性剤としてのＰＶＡ（図４Ｂ）と、を有している。そして、かかる水性エマルションＥ２とウレタンプレポリマーＵＰＰとを混合した場合も、上述の第１従来例の場合と同様に水Ｗとの反応等（図３Ｃ）でウレタンプレポリマーＵＰＰが発泡硬化して、これにより、ウレタンプレポリマーＵＰＰは架橋して単独でポリウレタン樹脂の硬化物ＫＰＵが形成されるとともに、水性エマルションＥ２の方でも、樹脂固形分Ｊ２，Ｊ２同士が互いに融着して硬化して、これにより、単独で樹脂固形分Ｊ２の硬化物ＫＪ２が形成される（図４Ａの右図を参照）。そのため、この場合も、それぞれ別個に形成された硬化物ＫＰＵ，ＫＪ２が単に混ざった状態になっているだけであって、故に、図４Ａの右図に示すようにポリウレタン樹脂の硬化物ＫＰＵと樹脂固形分Ｊ２の硬化物ＫＪ２との間には大きな界面ＢＳ２が存在し、その結果、この止水物ＳＢ２に対しても、より高い耐久性を期待することはできない。

【0038】

更に、この第２従来例の場合には、図４Ａの左図に示すように、水性エマルションＥ２は、樹脂固形分Ｊ２の外周を覆うＰＶＡのヒドロキシル基（水酸基、ＯＨ基）に基づいて乳化しているが、ここで、ＰＶＡ中にヒドロキシル基が存在することから、図４Ｃに示すように、当該ヒドロキシル基がウレタンプレポリマーＵＰＰのイソシアネート基と反応してしまい、その結果、水Ｗと反応（図３Ｃ）すべきウレタンプレポリマーＵＰＰが減ってしまう。そのため、この場合には、ウレタンプレポリマーＵＰＰが架橋し難くなってしまい、これにより、硬化形成されるポリウレタン樹脂の硬化物ＫＰＵの分子量が小さくなってしまう。そして、その結果、かかる硬化物ＫＪ２，ＫＰＵからなる止水物ＳＢ２は、安定した止水効果を奏することが困難となる。また、図４Ａの左図に示すように、水性エマルションＥ２の樹脂固形分Ｊ２はＰＶＡで覆われていることから、当該ＰＶＡが樹脂固形分Ｊ２，Ｊ２同士の融着を妨げてしまって、その結果、水性エマルションＥ２が硬化し難くなって硬化時間が長くなり、これにより、止水効果を速やかに得ることが困難である。

【0039】

そこで、本実施形態では、次のような組成の水性エマルションＥ３を使用している。すなわち、図５Ａの左図に示すように、この水性エマルションＥ３は、分散媒としての水Ｗと、分子末端にヒドロキシル基（水酸基、ＯＨ基）を有した分子構造（分子式）の樹脂固形分Ｊ３（図５Ｂ）と、アニオン系界面活性剤Ｋ３と、を有している。

【0040】

そして、このような組成の水性エマルションＥ３によれば、ウレタンプレポリマーＵＰＰと混合すると、図５Ｃに示すような化学反応に基づいてウレタンプレポリマーＵＰＰのイソシアネート基と水性エマルションＥ３の樹脂固形分Ｊ３のヒドロキシル基とが化学的に直接結合して一体化して、これにより、分解し難い硬化物ＫＪ３ＰＵが形成される。よって、かかる硬化物ＫＪ３ＰＵに基づいて、図５Ａの右図の止水物ＳＢ３は、より長期的に高い耐久性を奏することができる。また、ウレタンプレポリマーＵＰＰ及び樹脂固形分Ｊ３の大半は上記の反応で消費されるので、水Ｗとの反応（図３Ｃ）で個別形成されるポリウレタン樹脂の硬化物ＫＰＵの量は、同図５Ａの右図に示すように少なくなり、また、同様に水性エマルションＥ３の樹脂固形分Ｊ３，Ｊ３同士の融着で個別形成される樹脂固形分Ｊ３の硬化物ＫＪ３の量も、同図５Ａの右図に示すように少なくなる。そのため、これらの界面ＢＳ３の大きさも小さくなって、このことも、上記の止水物ＳＢ３の耐久性の向上に有効に寄与する。

【0041】

また、図５Ａの左図に示すように、この水性エマルションＥ３は、アニオン系界面活性剤Ｋ３で乳化されている。そのため、乳化のためのＰＶＡ等の水溶性高分子の使用を抑えることができて、この例では、水溶性高分子を使用していない。すなわち、水性エマルションＥ３は、ＰＶＡ等の水溶性高分子を含んでいない。
よって、ＰＶＡ等の水溶性高分子のヒドロキシル基にウレタンプレポリマーＵＰＰのイソシアネート基が反応することに起因して樹脂固形分Ｊ３のヒドロキシル基と反応すべきウレタンプレポリマーＵＰＰのイソシアネート基が減ってしまう問題を防ぐことができる。そして、これにより、ウレタンプレポリマーＵＰＰとの混合時に、上記の分解し難い硬化物ＫＪ３ＰＵを確実且つ比較的短時間で形成可能となる。また、水性エマルションＥ３の樹脂固形分Ｊ３，Ｊ３同士の融着を当該水溶性高分子が阻害する問題についても防ぐことができて、その結果、樹脂固形分Ｊ３の硬化も比較的短時間で行うことができる。更に、ウレタンプレポリマーＵＰＰと水Ｗとの反応を当該水溶性高分子が妨げてしまう問題についても防ぐことができて、これにより、ウレタンプレポリマーＵＰＰは比較的短時間で架橋してポリウレタン樹脂の硬化物ＫＰＵを形成可能となる。そして、以上の結果、ひび割れ部１ｐｗの止水を速やかに行うことができる。

【0042】

なお、ヒドロキシル基を有した分子構造の樹脂固形分Ｊ３としては、図５Ｂに示すようなヒドロキシル基を有した分子構造のアクリル樹脂を例示できて、ここでは、これが使用されている。但し、ヒドロキシル基を有した分子構造の樹脂固形分Ｊ３であれば、何等これに限らない。例えば、アクリル酸エステル系、スチレンアクリル酸エステル系、エチレン酢酸ビニル系、ポリプロピオン酸エステル系、ポリプロピレン系、ポリエチレン系、ポリエステル系、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）系、クロロプレンゴム（ＣＲ）系、天然ゴム（ＮＲ）系等から構成される樹脂固形分でも良い。

【0043】

また、望ましくは、上記樹脂固形分Ｊ３の重量平均分子量を、１０００よりも大きくすると良く、より望ましくは１０００００以上にすると良い。そして、このようにすれば、この樹脂固形分Ｊ３に基づいて、より安定した硬化物ＫＪ３ＰＵ，ＫＪ３を形成可能となる。また、架橋反応たる重合反応を円滑に行う観点から、上記樹脂固形分Ｊ３の重量平均分子量を２００００００以下にすると良く、望ましくは１５０００００以下にすると良い。

【0044】

更に、上記樹脂固形分Ｊ３の水酸基価は、１〜１００の範囲であり、望ましくは、２０〜８０の範囲である。そして、このような範囲であれば、樹脂固形分Ｊ３は、比較的多くのヒドロキシル基を有している。そのため、当該樹脂固形分Ｊ３のヒドロキシル基は、ウレタンプレポリマーＵＰＰのイソシアネート基と速やかに化学的に直接結合して一体化し得て、これにより、分解し難い硬化物ＫＪ３ＰＵを確実に形成可能となる。

【0045】

また、混合時の水性エマルションＥ３とウレタンプレポリマーＵＰＰとの配合比については、重量比で例えば１００：２１〜１００：１００の範囲から選択される。

【0046】

図６乃至図９は、本実施形態の水性エマルションＥ３とウレタンプレポリマーＵＰＰとを混合して硬化形成される止水物ＳＢ３の耐久性試験の説明図である。なお、ここでは比較例として、第１従来例の水性エマルションＥ１とウレタンプレポリマーＵＰＰとを混合して硬化形成される止水物ＳＢ１の耐久性試験も行っている。また、図６の表１には、試験に供した材料の諸元を示している。

【0047】

先ず、図６の表１に示す本実施形態及び第１従来例の各水性エマルションＥ３，Ｅ１を準備し、また、ウレタンプレポリマーＵＰＰとしてウレタン樹脂を準備した。そして、本実施形態及び第１従来例の各水性エマルションＥ３，Ｅ１を、それぞれウレタン樹脂と、１．５：１の混合比率（重量比）で混合することにより、１ｍｍ厚の硬化体をそれぞれ作製した。そして、各硬化体を１４日間養生後、ダンベル状３号の抜き型で各硬化体から試験片を打ち抜いて作製し、その後、各試験片を、図７の表２の何れか一つの薬品に９１日浸漬した。そして、引張試験の前日に薬品から各試験片を取り出して常温気中環境下で一晩乾燥させた後に、５００ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で各試験片に対して引張試験を行った。なお、表２の薬品については、止水物が晒される使用環境を想定して選択した。

【0048】

図８及び図９に引張試験結果を示す。なお、図８は、引張強さのグラフであり、図９は、破断時の伸び率のグラフである。また、図８及び図９のどちらのグラフも、上段の棒グラフが、本実施形態の水性エマルションＥ３の試験片の引張試験結果であり、下段の棒グラフが、第１従来例の水性エマルションＥ１の試験片の引張試験結果である。

【0049】

図８を見ると、何れの薬品に対しても、本実施形態の水性エマルションＥ３の試験片の引張強さの方が、第１従来例の水性エマルションＥ１の試験片の引張強さよりも高くなっている。また、図９を見ると、破断時の伸び率（％）についても、本実施形態の水性エマルションＥ３の試験片の方が第１従来例の水性エマルションＥ１の試験片よりも高くなっている。よって、本実施形態の水性エマルションＥ３を用いて硬化形成される止水物ＳＢ３が、想定される使用環境においても高い耐久性を発揮することを確認できた。

【0050】

なお、ここでは、かかる耐久性試験を、上記の耐薬品性の観点だけでなく耐熱性及び耐水性の観点からも行っている。詳しくは次の通りである。

【0051】

先ず、上述の耐薬品試験と同様に、図６の表１の本実施形態及び第１従来例の各水性エマルションＥ３，Ｅ１をそれぞれウレタン樹脂と混合することによって１ｍｍ厚の硬化体をそれぞれ作製した。そして、各硬化体を１４日間養生後、ダンベル状３号の抜き型で各硬化体から試験片を打ち抜いて作製した。

【0052】

そうしたら、各試験片を図１０の表３に示す環境下で、すなわち、気中２０℃、６０℃、−１８℃、及び、水中２０℃、−１８℃（氷中）の各環境下で９１日静置した。その後、引張試験の前日に上記の環境から各試験片を取り出して常温気中環境下で一晩乾燥させた後に、５００ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で各試験片に対して引張試験を行った。なお、表３の条件については、止水物が晒される使用環境を想定して設定した。

【0053】

図１１及び図１２に引張試験結果を示す。なお、図１１は、引張強さのグラフであり、図１２は、破断時の伸び率（％）のグラフである。また、図１１及び図１２のどちらのグラフも、上段の棒グラフが、本実施形態の水性エマルションＥ３の試験片の引張試験結果であり、下段の棒グラフが、第１従来例の水性エマルションＥ１の試験片の引張試験結果である。

【0054】

図１１を見ると、何れの条件でも、本実施形態のエマルションＥ３の試験片の引張強さの方が、第１従来例の水性エマルションＥ１の試験片の引張強さよりも高くなっている。また、図１２を見ると、破断時の伸び率（％）についても、本実施形態の水性エマルションＥ３の試験片の方が第１従来例の水性エマルションＥ１の試験片よりも高くなっている。よって、本実施形態の水性エマルションＥ３を用いて硬化形成される止水物ＳＢ３が、耐熱性及び耐水性の観点からも高い耐久性を発揮することを確認できた。

【0055】

ところで、本実施形態の水性エマルションＥ３がＰＶＡ等の水溶性高分子を含有している場合に、硬化性が低下する旨を前述したが、本願発明者等は、この点についても試験で確認している。以下、これについて説明する。

【0056】

図１３の表４に、この試験に供した材料の諸元を示す。
先ず、表４に示すように、材料として、本実施形態の水性エマルションＥ３、本実施形態の水性エマルションＥ３に更にＰＶＡを混合した水性エマルションＥ４、及び、ウレタン樹脂（表１）を準備した。そして、各水性エマルションＥ３，Ｅ４とウレタン樹脂とを３：１の混合比率（重量比）で混合して、これにより、２種類の混合物を生成した。そして、各混合物が硬化してゲル化による抵抗を感じるまでの時間を、硬化時間として測定した。なお、かかる抵抗の測定については、触診及び目視で行った。

【0057】

同表４に、試験結果たる硬化時間を併記しているが、ＰＶＡを混合した水性エマルションＥ４の場合は、ＰＶＡを未混合の水性エマルションＥ３の場合よりも硬化時間が２倍以上に長くなっている。よって、本実施形態の水性エマルションＥ３にＰＶＡを混合すると、硬化性が低下することを確認できた。

【0058】

＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。また、本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更や改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれるのはいうまでもない。例えば、以下に示すような変形が可能である。

【0059】

上述の実施形態では、止水対象部材の一例としてコンクリート製構造物１を例示したが、何等これに限らない。例えば、モルタル製構造物等のその他のセメント組成体でも良いし、これら以外のものでも良い。

【符号の説明】

【0060】

１ コンクリート製構造物（止水対象部材）、
１ｈ 注入孔、１ｐｗ ひび割れ部（止水対象部分）、
２０ 注入装置、
２２ｅ タンク、２２ｕ タンク、
２３ｅ ポンプ、２３ｕ ポンプ、
２４ｅ ホース、２４ｕ ホース、
２５ 注入ヘッド（注入器具）、
２５ａ 基部、２５ｂ 基部側筒部、２５ｃ 先端側筒部、
２５ｈ 吐出口、２５ｊ 管継手、
２６ ミキサー、
Ｒ２５ａ１ 流路、Ｒ２５ａｅ 流路、Ｒ２５ａｕ 流路、
ＳＰ２５ｂ 筒内流路、ＳＰ２５ｃ 流路、
ＵＰＰ ウレタンプレポリマー、
Ｅ１ 水性エマルション、Ｅ２ 水性エマルション、Ｅ３ 水性エマルション、
Ｅ４ 水性エマルション、
Ｗ 水、
Ｋ１ 界面活性剤、Ｋ３ 界面活性剤、
Ｊ１ 樹脂固形分、Ｊ２ 樹脂固形分、Ｊ３ 樹脂固形分、
ＫＪ１ 樹脂固形分の硬化物、ＫＪ２ 樹脂固形分の硬化物、
ＫＪ３ 樹脂固形分の硬化物、
ＫＰＵ ポリウレタン樹脂の硬化物、ＫＪ３ＰＵ 硬化物、
ＳＢ１ 止水物、ＳＢ２ 止水物、ＳＢ３ 止水物、
ＢＳ１ 界面、ＢＳ２ 界面、ＢＳ３ 界面、
Ｚ１ 充填材、

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】