JPH0688328A

JPH0688328A - 排水基材及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0688328A
Application number: JP24187892A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nishida; 孝西田; Takanari Inoue; 敬也井上
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1992-09-10
Filing date: 1992-09-10
Publication date: 1994-03-29

Abstract

(57)【要約】【目的】軟弱地盤などに好適な圧縮特性、排水能力、
耐薬品性に優れた排水基材を提供する。【構成】繊度２０００〜４００００デニールの熱可塑
性樹脂の線条が直径１０〜３０ｍｍのランダムなループ
を形成してなり、線条の接点で接着し、空隙率８０〜９
７％、厚さ２〜６ｃｍの平板状の排水基材及びその製造
方法

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軟弱地盤、液状化地盤
の排水材の基材として、圧縮特性、排水能力、耐薬品性
に優れた排水基材及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、地盤を改良するために種々の排水
工法が行なわれている。例えば、土中に砕石等を敷設し
て地盤の間隙水圧の上昇により土粒子間の間隙水を砕石
部分を通して集水し、排水施設により排水する工法、ま
た、チューブ管の周囲に多数の穴をあけ、地盤の余剰間
隙水をその穴からチューブ内に集水し、排水する工法、
さらに一定の厚さの不織布に溝を設けて集水し、排水す
る工法などがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、砕石等を用い
る場合には砕石を充填する作業が面倒であり、また、入
手も困難であり、さらにコストが非常に高くなる欠点が
ある。また、排水能力が充分でない。また、チューブ管
を用いる工法では、多数の穴を設けることにより、埋設
後の土による圧力に耐えられずに破壊し、排水能力が失
なわれてしまう欠点がある。さらに、不織布を用いる工
法では、圧縮特性に弱く、そのため排水能力も不充分で
あった。本発明は、かかる従来の工法における排水基材
の短所のない排水基材及びその製造方法を提供すること
を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために次の手段をとるものである。すなわち、
本発明は、繊度２０００〜４００００デニールの熱可塑
性樹脂の線条が直径１０〜３０ｍｍのランダムなループ
を形成してなる三次元構造の立体網状構造物からなり、
該立体網状構造物の空隙率が８０〜９７％の範囲にあ
り、該線条の接点が接着しており、前記立体網状構造物
の厚さが２〜６ｃｍであることを特徴とする排水基材、
押出加工温度におけるメルトフローレートが３ｇ／１０
分〜３０ｇ／１０分であるオレフィン系熱可塑性樹脂の
線条多数本を、下向きのノズルより溶融状態で押し出し
て自然降下させ、溶融状態のままでこれらの各線条をラ
ンダムなループ状となし、該線条の接点において接着さ
せた後、一対のコンベアの一部が冷却用水の水面より出
るように且つ該水面に対して４５°〜９０°になるよう
に設置した該一対のコンベアの間で前記溶融状態にある
線条を挟みこみ空隙率が８０〜９７％になるように前記
一対のコンベアの速度を調節しながら引き取ると同時に
溶融線条を水中に浸漬し、固化させて三次元構造の線条
集合体を製造することを特徴とする排水基材の製造方
法、オレフィン系熱可塑性樹脂の繊度２０００〜４００
００デニールの線条多数本を下向きのノズルより溶融状
態で押し出して自然降下させ、溶融状態のままでこれら
の各線条を直径１０〜３０ｍｍのランダムなループ状に
なるように冷却水面との距離を調節し、前記各線条の接
点において接着させた後、一部が冷却用水の水面に出る
ように且つ水面に対して４５°〜９０°の角度をつけて
設置した間隙が２〜６ｃｍの一対のコンベアにより前記
溶融状態にある線条を挟みこみ、空隙率が８０〜９０％
になるようにコンベア速度を調節しながら引き取ると同
時に溶融線条を水中に浸漬、固化させて三次元構造の線
条集合体を製造することを特徴とする排水基材の製造方
法である。

【０００５】以下に本発明を詳細に説明する。本発明の
排水基材を構成する線条は、繊度２０００〜４００００
デニールの熱可塑性樹脂からなるものであるが、該熱可
塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなど
のポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系、
全芳香族系などの中から選ばれるホモポリマー、または
コポリマーが好ましく、また、これらは２種類以上のポ
リマーを混合して用いても良い。中でも、耐薬品性、機
械的特性に優れるポリプロピレン樹脂が好適である。ま
た、熱可塑性樹脂は線条の状態で冷却、固化された後に
おいては剛性を有し圧縮特性を有するものである。

【０００６】繊度については２０００〜４００００デニ
ールの範囲のものが優れ、２０００デニール未満になる
と、排水基材の圧縮特性が不足し土中埋設後、上方から
の荷重により形状が保持できなくなり排水能力を失なう
ので好ましくない。また、４００００デニールをこえる
と、圧縮特性が十分満足されるものの、排水基材の重量
が増加し、生産性、埋設現場での作業性も悪くなってし
まうので好ましくない。好ましくは、６０００〜３００
００デニールである。

【０００７】各線条の形状としては、直径１０〜３０ｍ
ｍとなることが好ましく、排水基材の厚さ２〜６ｃｍと
して使用するときには、小さすぎても大きすぎても、厚
さの調節が困難であり、前記の直径１０〜３０ｍｍの範
囲におさめるのが好ましい。１０ｍｍ未満になると各線
条間が接触できず、したがって線条の数を増やす必要が
あり、そのために空隙率が低下し好ましくなく、他方３
０ｍｍをこえると厚み方向に広がり、厚み調節すると空
隙率に斑が発生し好ましくない。

【０００８】また、排水基材の厚さは２〜６ｃｍが好ま
しい。２ｃｍ未満になると土圧により厚みが薄くなって
透水性が低下して好ましくなく、他方６ｃｍをこえると
製品が巻き取れなくなり、運送及び現場での施工性が悪
くなり好ましくない。さらに、前記線条は機械的特性を
均一にするためにランダムな方向性を示すのが良い。ま
た、各線条の接点においては溶融接着後、固化させるこ
とにより、より圧縮特性の優れたものとなる。

【０００９】排水基材の空隙率は８０〜９７％の範囲に
おさめるのが、バランスのとれた圧縮特性と排水能力を
与える上から好ましい。８０％未満になると、目づまり
しやすくなり短時間での排水能力の低下が起こり、９７
％をこえると排水能力は優れるものの、圧縮特性が不足
し土圧に耐えられなくなり、結局、排水能力の低下につ
ながり好ましくない。

【００１０】次に、本発明の製造方法について述べる。
本発明において用いられる熱可塑性樹脂はオレフィン系
であり、押出加工温度におけるメルトフローレートは３
ｇ／１０分〜３０ｇ／１０分である。３ｇ／１０分未満
になると一般的な押出機を用いたとき、溶融樹脂の押出
用のノズル径を大きくしなければ紡出できず、そのため
押し出された線条は太いものとなりすぎ、そのまま自然
降下させて線条をループ状にしてもループの直径が大き
くなりすぎ好適な圧縮特性が得られにくいので好ましく
ない。他方、３０ｇ／１０分をこえるとノズル径、コン
ベア速度の調節を行なっても線条が細く、ループの直径
も小さくなりコンベア速度を調節しても空隙率の小さい
ものしか得られず排水基材として目詰まりが起こりやす
いものしか得られず好ましくない。

【００１１】なお、メルトフローレートは押出加工時の
値であり、オレフィン系熱可塑性樹脂は溶融時に劣化に
よる粘度低下が発生するため、加工前のメルトフローレ
ートが３ｇ／１０分であっても押出機内中で溶融し、加
工後にメルトフローレートが大きな値になることを考慮
に入れて適切な値を選択すべきである。ここで、メルト
フローレートの測定法は、ＪＩＳＫ７２１０−１９
７６に準じたものであり、測定温度２３０℃、試験荷重
２１６０ｇでの値である。

【００１２】オレフィン系熱水可塑性樹脂を選択した理
由は、優れた圧縮特性、耐薬品性及び安価な点にある。
また、かかる樹脂としてはポリエチレン、ポリプロピレ
ンなどのポリオレフィン系の中から選ばれるホモポリマ
ーまたはコポリマーが好ましく、また、これら２種類以
上のポリマーを混合して用いて調整しても良い。なかで
も、耐薬品性、機械的特性に優れるポリプロピレン樹脂
が好適である。押出加工温度はポリオレフィン系熱可塑
性樹脂の融点の２０〜７０℃高い温度が適切であり、混
合物においては高い方の樹脂の融点で押出加工温度が決
定される。

【００１３】また、線条の繊度は２０００〜４００００
デニールが好ましい。２０００デニール未満であると排
水基材の圧縮特性が低下して土中埋設後、上方からの荷
重により形状が保持できなくなり排水能力もなくなり好
ましくない。４００００デニールをこえると圧縮特性は
十分満足されるものの排水基準現場での作業性も悪くな
り好ましくない。６０００〜３００００デニールが好ま
しい。

【００１４】一対のコンベアは冷却用水の水面に対して
４５°〜９０°、好ましくは６０°〜９０°、さらに好
ましくは６０°〜８５°になるように設置する。角度が
４５°未満になると、厚み方向から見たときの線条のル
ープの角度が小さくなり、厚み方向の圧縮強度の高いも
のが得られなくなる。

【００１５】また、前記コンベアの間隙は、２〜６ｃｍ
とする。２ｃｍ未満になると土圧により厚みが薄くなっ
て好ましくなく、６ｃｍをこえると製品の取扱性の点か
ら好ましくない。速度は押出機の樹脂、吐出量、製品の
幅、厚みにより決定される。例えば、幅５０ｃｍ、厚み
３ｃｍの製品を製造するために吐出量５００ｇ／分の押
出機を用いるとコンベヤ速度は０．２ｍ／分〜１．２ｍ
／分が好ましい。さらに、前記コンベアの上部の一部は
冷却用水の水面より上方に位置させる。所望のループ径
の線条を形成した後、冷却固化させるためである。線条
間の溶融状態での接着と厚み成形のためである。次に冷
却固化した立体網状構造物を所定の長さ、例えば２〜１
０ｍの長さに切断して用いる。

【００１６】

【実施例】

実施例１スクリュー径４０ｍｍの押出機を用いてシリンダーの温
度をホッパー側２００℃、ヘッド側２３０℃、ノズル温
度２３０℃とし、ポリプロピレン樹脂（２３０℃でのメ
ルトフローレート８ｇ／１０分）を使用し、幅方向３０
ｃｍ、厚み方向５ｃｍの範囲内に０．８ｍｍの孔３０個
を有するノズルより、０．５ｋｇ／分の吐出量にて紡出
し、ついでこのノズル吐出面より２５ｃｍ下に冷却用水
を配するとともに幅６０ｃｍのステンレス網製のエンド
レスコンベアを５ｃｍの間隔で平行に取り付けた一対の
コンベアを一部水面上に出るようにして水面に対して種
々の角度をなすべく設置した装置を用い、毎分１ｍの速
度にて水中に上記押し出された線条を引き取り、表１に
示す物性の厚さ５ｃｍ、幅３０ｃｍの図１に示す立体網
状構造物を成形し、各接点で融着した状態でそのまま水
中で固化させた後、長さ５ｍで裁断した排水基材を製造
した。この排水基材を軟弱地盤地の土中２ｍの深さに敷
設し、２ケ月後の排水基材の排水性能について表１に示
した。

【００１７】実施例２ステンレス網製のエンドレスコンベヤの速度を０．４ｍ
／分にした以外は実施例１と同様に行ない、表１にその
結果を示した。

【００１８】実施例３押出機のシリンダー温度をホッパー側２７０℃、ヘッド
側２９０℃、ノズル温度２９０℃とし、ポリエチレンテ
レフタレート樹脂を用いて実施例１と同様に行ない表１
に示した。

【００１９】比較例１〜３ポリプロピレン樹脂を用い、メルトフローレート、コン
ベア速度を表１に示すように変化させて排水基材を製造
し、実施例１と同じく土中２ｍに埋設して排水能力を調
べ表１に示した。なお、いずれの実施例、比較例にあっ
ても前記排水基材１の表面を目付１５０ｇ／ｍ² の編地
２で幅方向の側面を残して包んで性能を測った。

【００２０】

【表１】

【００２１】表１から明らかなように、実施例１、２に
おいては適切なコンベア速度により空隙率、圧縮強度が
高く土中埋設後も優れた排水性を保持しつづけている。
ポリエチレンテレフタレートを使用した実施例３も同様
である。総合的に実施例１〜３は優れていた。しかし、
ポリプロピレンの低粘度品を使用した比較例１ではルー
プ径が小さく、また、空隙率も低下し、圧縮強度が高い
ものの埋設前及び土中埋設後の排水性が悪い。また、コ
ンベア速度を遅くしたため空隙率が大幅に低下した比較
例２も同様であった。比較例３ではコンベア速度を速く
しすぎたために空隙率が極端に上がり、線条間での接着
点も減少し圧縮強度が低い。そのため土中埋設後土圧に
よりつぶれてしまい、殆ど排水基材としての機能を持た
なかった。総合性能は実施例１が一番良く、ついで実施
例３、２、比較例１、２、３の順であった。

【００２２】なお、表１で圧縮強度（Ｔｏｎ／ｍ² ）
は、厚みを半分になるまで圧縮したときの強度をい
い、測定器は５ｍｍ／分の定速圧縮試験器（テンシロ
ン）を用いた。また、土中２ｍの深さに埋設した後２ケ
月経過の排水能力は、５０ｃｍ×５０ｃｍの排水基材の
上に厚さ２ｍまで細砂を敷きつめ、その上から水を流
し、排水基材を通る透過量の大小によって判定した。○
は排水性が良い、×は排水性が悪いを示す。

【００２３】

【発明の効果】本発明の排水基材は、圧縮特性に優れ、
したがって大きな土圧のかかる深度が深い土中での軟弱
地盤、液状化地盤などの改良土木工事に好適に使用さ
れ、また、内部導水路が確保できるため、排水能力にす
ぐれ、耐薬品性にすぐれているため、暗渠、盛土、トン
ネル、法面等の排水材、河川、ダムなどの底面保護材と
して多方面の用途に使用が可能であり、建築、土木用途
に多大の貢献をもたらすものである。また、製造方法
は、上記の排水基材を安価に確実に製造しうるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排水基材の一部切欠き斜視図である。

【符号の説明】

１排水基材２編地

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊度２０００〜４００００デニールの熱
可塑性樹脂の線条が直径１０〜３０ｍｍのランダムなル
ープを形成してなる三次元構造の立体網状構造物からな
り、該立体網状構造物の空隙率が８０〜９７％の範囲に
あり、該線条の接点が接着しており、前記立体網状構造
物の厚さが２〜６ｃｍであることを特徴とする排水基
材。
【請求項２】押出加工温度におけるメルトフローレー
トが３ｇ／１０分〜３０ｇ／１０分であるオレフィン系
熱可塑性樹脂の線条多数本を、下向きのノズルより溶融
状態で押し出して自然降下させ、溶融状態のままでこれ
らの各線条をランダムなループ状となし、該線条の接点
において接着させた後、一対のコンベアの一部が冷却用
水の水面より出るように且つ該水面に対して４５°〜９
０°になるように設置した該一対のコンベアの間で前記
溶融状態にある線条を挟みこみ空隙率が８０〜９７％に
なるように前記一対のコンベアの速度を調節しながら引
き取ると同時に溶融線条を水中に浸漬し、固化させて三
次元構造の線条集合体を製造することを特徴とする排水
基材の製造方法。
【請求項３】オレフィン系熱可塑性樹脂の繊度２００
０〜４００００デニールの線条多数本を下向きのノズル
より溶融状態で押し出して自然降下させ、溶融状態のま
までこれらの各線条を直径１０〜３０ｍｍのランダムな
ループ状になるように冷却水面との距離を調節し、前記
各線条の接点において接着させた後、一部が冷却用水の
水面に出るように且つ水面に対して４５°〜９０°の角
度をつけて設置した間隙が２〜６ｃｍの一対のコンベア
により前記溶融状態にある線条を挟み込み、空隙率が８
０〜９７％になるようにコンベア速度を調節しながら引
き取ると同時に溶融線条を水中に浸漬、固化させて三次
元構造の線条集合体を製造することを特徴とする排水基
材の製造方法。