JPH05331752A - 地盤適応性に優れた止水シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 上層シートが不織繊維布、中層シートが織
布、下層シートがプラスチックフォームシート、または
上層シートが不織繊維布、中層シートがプラスチックフ
ォームシート、下層シートが織布の組合せで積層すると
ともに、上記不織繊維布と織布またはプラスチックフォ
ームシートとの間に粒状の高吸水性無機物質を挟持した
状態で、上層シートと下層シートとがニードルパンチ加
工によって中層シートおよび中間層を介して一体に形成
された複合シート。 【効果】 高吸水性無機物質層の下面側に衝撃吸収効果
の高いプラスチックフォームシートを一体に備えている
ために、瓦礫、砂利及び砕石などが多く混じった過酷な
地盤上に直接敷設しても優れた止水効果が期待できる
上、接着剤などを使用していないために吸水膨潤下にお
けるせん断抵抗が向上するとともに、柔軟性に富み敷設
性や敷均性が向上する。また、柔軟性が高いので製品の
長尺化も可能になるなどのメリットがある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、土木工事等に用いる止
水シートに関する。更に詳しくは、池、河川等の漏水防
止、止水工事等の各種土木工事において、瓦礫、砂利、
砕石などが多く混じった過酷な地盤上にも直接敷設する
ことが可能な、地盤適応性の高い止水シートに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開平３ー５９１５４号公報に開
示されているごとく、上下二層の繊維層間に吸水性無機
物質の粒状物を挟持すると共に、上下の繊維層間をニー
ドルパンチなどの手段を用いて一体化した止水シートが
提案されている。しかしながら、止水シートの敷設を必
要とする池、河川及びトンネルなどの地盤は一般に、瓦
礫、砂利及び砕石などが多く、砂質土、粘性土及び砂質
土と粘性土の混合物だけからなる地盤は殆どないのが実
情である。

【０００３】このため、ニードルパンチタイプの不織繊
維シートや編織布などを上下二層の構成繊維材料とし、
二層の繊維層間にベントナイトなどの吸水性無機物質の
粒状物を挟持させた上、上下の繊維層間をニードルパン
チなどの手段で一体化させたタイプのこれらの止水シー
トは、瓦礫、砂利及び砕石などの障害物の鋭利なエッジ
によって被覆繊維層が破れて吸水性物質が漏出したり、
あるいは吸水膨潤してゲル状になった吸水性物質が、前
記障害物の突起によって部分的に不規則に移動してシー
ト中の吸水性物質の層の厚さにバラツキを生じさせ、厚
さの薄くなった部分から漏水を引き起こすことが多かっ
た。

【０００４】これらの欠点を解消しようとして下層側の
繊維材料の厚さを増したものが試みられているが、止水
シート自体が硬くなってしまって取扱性が悪くなる上
に、大幅なコストの上昇をも招くなどの問題があった。
このような問題があるために、止水シートの実際の敷設
工事では施工現場の地盤上に、予め見かけ厚さが５ｍｍ
〜１０ｍｍの範囲にある衝撃保護用の厚手の硬質不織布
シートや編織物のシートなどを敷いて、その上に止水シ
ートを敷設するというコスト高で、かつ手間のかかる施
工方法をとっているのが実情である。

【０００５】

【発明が解決すべき課題】本発明の目的は、瓦礫、砂利
及び砕石などが多く混じった過酷な地盤上でも、止水性
能の低下がない上、柔軟で施工性に富み、かつ安価な止
水シートを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記事情に
鑑み、鋭意研究を行った結果、中層または下層シートを
衝撃吸収性に優れた材料で構成することによって前記の
目的が、達成されることを見いだし、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明は、上層、中層、下層の三層の
シートと高吸水性無機物質の中間層よりなる止水シート
であって、上記上層シートが不織繊維布、上記中層シー
トが織布、上記下層シートがプラスチックフォームシー
ト、または上記上層シートが不織繊維布、上記中層シー
トがプラスチックフォームシート、上記下層シートが織
布であり、しかも上記高吸水性無機物質が上記不織繊維
布と上記織布または上記プラスチックフォームシートと
の間に挟持され、かつ上記上層シートと上記下層シート
とがニードルパンチ加工によって、上記中層シートおよ
び上記中間層を介して一体に形成されていることを特徴
とする地盤適応性に優れた止水シート、である。

【０００７】本発明の地盤適応性に優れた止水シートの
製法は、下層シートにプラスチックフォームシート、
中層シートに織布、または下層シートに織布、中層シー
トにプラスチックフォームシートを重ねて敷き、ついで
中層シート上に粒状の高吸水性無機物質を均一な厚さ
に撒布し、中間層の高吸水性無機物質の層の上に厚手
の不織繊維布を重ねてから、上層シートの厚手不織繊
維布側から下層シート側にニードルを刺し込んで、中間
層を含む全てのシート間を上層シートの繊維によって交
絡させ、一体化する方法などがあげられる。

【０００８】本発明の止水シートの上層シートに用いら
れる不織繊維布は、不織布などであることが必要であ
る。、上層シートの構成繊維はニードルパンチ加工によ
って下層シートと交絡一体化させることができる繊維で
あることが必須なためである。不織繊維布を形成する繊
維は、短繊維であってもまた長繊維であってもよいが、
シート間の接合強力および止水シートの引っ張り強力を
向上させる上から、長繊維を用いることがより好まし
い。不織繊維布の形態は、ニードルパンチ加工が施され
たものであっても、また単にウェブであっても、あるい
はまたキルティング加工やその他の加工が施されたもの
であってもよい。

【０００９】本発明に用いる不織繊維布の材料としては
各種の繊維素材を用いることができるが、止水シートが
長期間にわたって水分と接触する状態にあることから、
ポリエステルやポリアリレート、ポリオレフィン系など
の繊維を用いることは耐水性向上の点から極めて好まし
い。また、不織繊維布の厚さはニードルパンチ加工にお
けるシート間の剥離強力向上の観点から、ある程度以上
の厚さがあることが好ましい。本発明においては２ｍｍ
〜５ｍｍ程度が好ましい。目付けは１５０ｇ／ｍ² 〜４
００ｇ／ｍ² 程度が好ましい。

【００１０】本発明に用いる中層シートおよび下層シー
トの構成材料は、それぞれ下層シートおよび中層シート
によって異なる。すなわち、中層シートが織布である場
合には、下層シートは プラスチックフォームシートで
あることが必要であり、またその反対に中層シートがプ
ラスチックフォームシートである場合には、下層シート
は織布であることが必要である。

【００１１】中層シートおよび下層シートには、特に
止水シート敷設時に加わる高い引っ張り荷重に十分に耐
え得る強力と伸び変形に対する高い抵抗機能、過酷な
地盤にも十分に耐え得る高い衝撃吸収機能、交絡され
た繊維を強固に保持して止水シートの一体性を高める機
能の三点が要求されるが、織布は厚みを大幅に増すこと
なく強力と変形抵抗性および止水シートの一体性を効果
的に付与することが可能な可とう性の材料であり、プラ
スチックフォームシートは衝撃吸収性に優れた可とう性
の材料であるためであり、本発明にとって重要な要素で
ある。

【００１２】織布の材質としては、耐水性を備えた各種
の繊維材料を用いることができるが、ポリエステルやポ
リオレフィン系の繊維材料は機能およびコストの点から
特に好ましい。織布の引っ張り強力は、好ましくは５ｃ
ｍ幅当り５０ｋｇ以上、更に好ましくは８０ｋｇ以上、
最も好ましくは１００ｋｇ以上であり、用いる繊維材料
の形態はマルチフィラメント、モノフィラメント、スリ
ットヤーンなどいずれであってもよい。なお、織布の織
り組織は著しい組織ズレを伴うものでない限り特に限定
されない。

【００１３】プラスチックフォームシートの材質として
は、ゴム系樹脂、プラスチック系樹脂の何れも使用する
ことができる。ゴム系では天然ゴムフォーム、ＳＢＲフ
ォームなど、プラスチック系では軟質ポリウレタンフォ
ーム、ポリスチレンフォーム、ポリエチレンフォーム、
ポリプロピレンフォーム、軟質ポリ塩化ビニルフォー
ム、フェノール樹脂フォーム、ユリア樹脂フォーム、エ
ポキシ樹脂フォーム、アクリル樹脂フォーム、ナイロン
樹脂フォーム、フッ素樹脂フォームなどのシートを挙げ
ることができるが、中でもとりわけ弾性回復力に富み、
かつニードルパンチ加工時のニードルへの負荷低減を可
能にし得る軟質ポリウレタンフォームや軟質ラバーフォ
ームを用いることは本発明にとって特に好ましい効果を
もたらす。

【００１４】プラスチックフォームシートは独立気泡含
有タイプであることが好ましい。独立気泡含有タイプで
ない場合にはニードルパンチ加工時にニードルに加わる
負荷が高くなるために、ニードルの折れが発生したり、
加工時の騒音が激しくなるなどの問題が発生しやすくな
る。これらのプラスチックフォームシートの厚さは特に
限定されないが、衝撃緩衝効果、取扱性、コストなどの
点から好ましくは２ｍｍ〜６ｍｍ、更に好ましくは３ｍ
ｍ〜５ｍｍ程度とするのがよい。２ｍｍ未満では肝心の
衝撃吸収効果がうすく、また反対に７ｍｍ以上では止水
シート全体の厚みが厚くなりすぎて、ハンドリング性や
長尺化に難が生じるなどの問題があるためである。高い
衝撃吸収性と柔軟性が具備される限り、プラスチックフ
ォームシートの独立気泡率は特に限定されないが好まし
くは８０％以上、更に好ましくは９０％以上である。プ
ラスチックフォームシートの製造方法は、化学反応法、
溶剤気散法ほか各種の方法を用いることができる。

【００１５】本発明に用いる中間層の構成材料である高
吸水性無機物質は、粒状のものであることが好ましく、
水の存在下で吸水し、水和膨潤し得るものであればどの
ようなものでもよい。ベントナイト、モンモリロナイ
ト、ヘクトライト、サポナイト、バイデライト、アタパ
ルジャイト、セピオライなどの粘土鉱物の粒状物が用い
られる。なかでも、ナトリウム型ベントナイトの粒状物
を用いることは高い吸水膨潤性を得る上から特に好まし
い。

【００１６】なお、ニードルパンチ加工時に発生する高
吸水性無機物質の粉塵の飛散、落下および止水シート表
面への粉体の漏出、止水シート切断端面部からの粉体の
落下などの問題を解消する上で、高吸水性無機物質は粒
状物の形状で用いられる。粒径は平均粒径が５００ミク
ロン〜１０００ミクロン程度がとくに好ましい。５００
ミクロン以下では取扱性に難があり、反対に１０００ミ
クロン以上になるとニードルパンチ加工においてニード
ルの折れが発生しやすくなるなどの問題があるためであ
る。

【００１７】ニードルパンチ加工による三層のシートの
一体化に際しては、止水シートの吸水膨潤時のせん断抵
抗を向上させる上で、上層シートと下層シート間の接合
強力が十分に付与されることが重要である。このため、
ニードルパンチ加工の条件としてはパンチング密度と交
絡強さがポイントとなるが、パンチング密度は好ましく
は１ｃｍ²当り５個以上、更に好ましくは８個以上、最
も好ましくは１０個以上、ニードルの突き込み深さは好
ましくは１０ｍｍ〜２０ｍｍ、更に好ましくは１５ｍｍ
〜２０ｍｍである。なお、使用するニードルは、一般的
に使用されるものを用いることができる。

【００１８】次に、図１を用いて本発明の止水シートの
製造方法および構造の一例について説明する。最初に、
下層シート５として軟質発泡ポリウレタンシートを敷
き、その上に中層シート４としてポリプロピレンのスリ
ットヤーンを用いて織成した平織りの織布を敷き重ね
る。次いで、中間層３としてナトリウム型の粒状ベント
ナイトを均一な厚さに積層し、その上に上層シート２の
不織繊維布としてポリエステル長繊維製ニードルパンチ
不織布を重ねて、重ね合わせシート状物とする。次に、
上記重ね合わせシート状物の上層側からニードルパンチ
加工を施して上層シートと下層シートの間を交絡させる
上層シートのポリエステル長繊維６で連結され、一体化
された止水シート１を得ることができる。 次に、図１
および図２を用いて本発明の止水シートの作用効果につ
いて説明する。

【００１９】ここで、図２は礫地盤上に敷設されて吸水
膨潤状態（上載圧加圧下）にある本発明の一例である図
１の止水シートの模式的な断面図、図３は礫地盤上に敷
設されて吸水膨潤状態（上載圧加圧下）にある従来の止
水シートの模式的な断面図である。本発明の止水シート
１は礫７の突起頂点部（イ）に於ける局部的な集中荷重
に対しても、プラスチックフォームシート５の高度なク
ッション機能によって集中荷重が吸収緩和されるため
に、その上側に位置し吸水膨潤してゲル化状態にある高
吸水性無機物質３（実質的にナトリウム型の粒状ベント
ナイト）の層の厚みは全く変化することがなく、安定か
つ高い止水効果が得られるのである。

【００２０】反対に、従来の止水シート８は、礫７の突
起頂点部（イ）に於ける局部的な集中荷重に対して、下
層側の繊維シートがこれを吸収緩和することができない
ために、礫７の突起頂点部（イ）と相接してその上側に
位置し、吸水膨潤してゲル化状態にある高吸水性無機物
質３の層の厚みが、礫７の突起頂点部（イ）付近で薄く
なり、このために漏水が発生しやすくなる。

【００２１】

【実施例】以下に、実施例によって本発明を具体的に説
明する。なお、止水性能の評価は以下の方法によって行
った。止水性能試験図４に概要を示す透水試験装置９を
用いＪＩＳ Ａー１２１８の定水位試験法を準用して透
水試験を実施し、透水係数ｋを求めた。

【００２２】加圧可能な内径５０ｃｍ、深さ３０ｃｍの
大型透明円筒の最下層に乾燥状態の標準砂１０を１ｃｍ
の厚さで充填し締め固めた後、その上に見掛け粒径が概
ね５ｍｍ〜１５ｍｍの範囲に分布する砕石を平均的に混
ぜ合わせ約２ｃｍの厚さに敷均した。この砕石層１１の
上に、ほぼ円筒の内径に合わせて円形にサンプリングし
た実施例１および比較例１で得られた止水シート１の下
層側が砕石層に接触するように止水シート１を載置する
とともに、円筒内面と止水シート１との境界面に漏水を
防止する目的で、粒状のナトリウム型ベントナイトを撒
布した。次いで、止水シート１の上に標準砂１０を１ｃ
ｍの厚さで載置した。

【００２３】その上に注水して貯水層１２を設け、７２
時間静水圧で放置して止水シート１を十分に吸水膨潤さ
せた上、密閉系とした上でエアー１３を注入して３ｋｇ
／ｃｍ²の低水圧状態下で、止水シート１を透過してく
る透水量（ｃｃ）Ｑを測定して透水係数ｋを、Ｋ＝Ｑ×
ｔ／Ａ×ΔＨ×Ｔ で求めた（但し、Ｔ；時間（ｓｅ
ｃ）、Ａ；断面積（ｃｍ²) 、t ; 資料厚み（ｃｍ）、
ΔＨ; 水頭（ｃｍ） )。

【００２４】

【実施例１】上層シートとして単繊維繊度が２ｄ、目付
けが２５０ｇ／ｍ² であるポリエステル長繊維のニード
ルパンチ不織布（商標：ポシブル、旭化成工業（株）
製）、中間層の材料として平均粒径が６００ミクロンの
粒状のナトリウム型ベントナイト（商標：スーパークレ
イ、豊順洋行（株）製米国ワイオミング州産高純度ベン
トナイト）を目付け５Ｋｇ／ｍ²で、中層シートとして
タテ方向の引っ張り強度が８０ｋｇ／５ｃｍ幅を有する
平織のポリエチレンスリットヤーン使いの織布（商標：
サンテック、旭化成工業（株）製）、下層シートとして
厚さが５ｍｍの軟質ポリウレタンフォームシート（商
標：エアライトフォーム、独立気泡率：８５％、日清紡
績（株）製）を用いて、上層側からパンチング密度１０
個／１ｃｍ²、ニードルの突き込み深さ１５ｍｍ、ニー
ドル種ＦＰＤ−１・＃２５の条件でニードルパンチ加工
を施して止水シートを作製した。次いで得られた止水シ
ートの止水性評価を行った。結果を表１に示す。

【００２５】

【実施例２】中層シートと下層シートとを差し替えた以
外は実施例１と同様の構成で止水シートを作製した。次
いで得られた止水シートの止水性評価を行った。結果を
表１に示す。

【００２６】

【比較例１】軟質ポリウレタンフォームシートを用いな
かった以外は実施例１と同様の構成で止水シートを作製
した。次いで得られた止水シートの止水性評価を行っ
た。結果を表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】結果が示すごとく、実施例１、２の本発明
の止水シートは、瓦礫、砂利、砕石などが多く混じった
過酷な地盤上で高圧力を負荷しても、比較例１の止水シ
ートに比べて著しく高い止水性能を示すことが判明し
た。

【００２９】

【発明の効果】本発明の止水シートは、高吸水性無機物
質層の下面側に衝撃吸収効果の高いプラスチックフォー
ムシートを一体に備えているために、瓦礫、砂利、砕石
などが多く混じった過酷な地盤上に直接敷設しても優れ
た止水効果が期待できる上、接着剤などを使用していな
いために吸水膨潤下におけるせん断抵抗が向上するとと
もに、柔軟性に富み敷設性や敷均性が向上する。また、
柔軟性が高いので製品の長尺化も可能になるなど、優れ
た点が多いため土木工事の発展に寄与するところが大き
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の止水シートの構造の一例を模式的に示
す断面図。

【図２】礫地盤上に敷設されて吸水膨潤状態（上載圧加
圧下）にある本発明の一例である図１の止水シートの模
式的な断面図。

【図３】礫地盤上に敷設されて吸水膨潤状態（上載圧加
圧下）にある従来の止水シートの模式的な断面図。

【図４】透水試験装置の概要の断面を示す説明図。

【符号の説明】

１ 本発明の止水シート ２ 上層シート ３ 中間層（高吸水性無機物質） ４ 中層シート ５ 下層シート ６ 交絡させた繊維 ７ 礫 ８ 従来の止水シート ９ 透水試験装置 １０ 標準砂 １１ 砕石層 １２ 貯水層 １３ エアー イ 礫の突起頂点部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上層、中層、下層の三層のシート材と粒
   状の高吸水性無機物質の中間層よりなる止水シートであ
   って、上記上層シートが不織繊維布、上記中層シートが
   織布、上記下層シートがプラスチックフォームシート、
   または上記上層シートが不織繊維布、上記中層シートが
   プラスチックフォームシート、上記下層シートが織布で
   あり、しかも上記高吸水性無機物質が上記不織繊維布と
   上記織布または上記プラスチックフォームシートとの間
   に挟持され、かつ上記上層シートと上記下層シートとが
   ニードルパンチ加工によって、上記中層シートおよび上
   記中間層を介して一体に形成されていることを特徴とす
   る地盤適応性に優れた止水シート。