JPH10219661A - 可撓性膜製起伏堰用高強度ゴム引布 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 堰高の高い可撓性膜製起伏堰（ゴム堰）の信
頼性、耐久性、施工性等を高めるために、薄くて軽く、
少ない積層数でゴム堰用膜材に要求される強度を確保で
きる高強度ゴム引布を提供することである。 【解決手段】 強度部材となる織布３をアラミド繊維で
作る。また、その織布３の経糸方向の引張強さを８００
ｋｇｆ／ｃｍ以上、緯糸方向の引張強さを経糸方向引張
強さの２／３以上とし、この織布３を被覆ゴム５で覆っ
て目的の高強度ゴム引布１となす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は可撓性膜製起伏堰の
包被材料として用いられる高強度ゴム引布に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】可撓性膜製起伏堰（以下、ゴム堰と称
す）は、図４に示すように、可撓性膜製の包被９を河川
等の流れを横断する方向に取り付けて堰体を形成し、そ
の堰体の内部に空気または水等の流体を供給排出するこ
とにより、堰体の膨張起立と収縮倒伏を行うようになっ
ている。８は下部工、１０はゴム堰である。

【０００３】上記包被を形成する可撓性膜（以下、膜材
と称す）には、通常、ナイロンやポリエステル等の有機
繊維の織布にゴムを被覆して成るゴム引布を１層以上積
層したものが用いられており、前記有機繊維の材質とし
て特に一般的なのがナイロンである。

【０００４】一般に、膜材に必要な引張強さ（以下、単
に強度と称し、特に断らない場合は経糸方向の強度を示
す）はゴム堰の高さによって異なり、堰高が高くなるに
つれて高い強度が必要となる。ゴム堰の一般的な高さは
その必要強度が４００ｋｇｆ／ｃｍ程度となる３ｍ以下
であり、通常強度が２００ｋｇｆ／ｃｍの織布を用いた
ゴム引布を２層積層し、接着一体化して用いるが、近年
増加しつつある堰高が３ｍ越えるゴム堰の場合、例えば
堰高６ｍのゴム堰用膜材には約１６００ｋｇｆ／ｃｍの
強度が必要となる。つまり従来の織布を用いた場合には
そのゴム引布を８層積層しなければならない。このた
め、膜材は剛性が増加して柔軟性が低下し、耐屈曲疲労
性が大幅に低下するうえ、厚く、重くなるため運搬や施
工が困難なものとなる。また積層回数が大幅に増えるこ
とにより接着面積が大幅に増加して信頼性に劣るうえ、
工数の増加により経済性の面でも不利である。

【０００５】従来、上記の問題点を解消するため、ナイ
ロン繊維からなるより高強度の織布を用いたゴム引布を
膜材に適用し、ゴム引布の積層数を減らす試みがなされ
ている（たとえば特開昭５６−６４８６０）。しかし、
これらの改良された織布でも、その強度は高々４００ｋ
ｇｆ／ｃｍであり、特に堰高が６ｍを越えるような場合
には上記問題点を大幅に解消するものではない。つまり
前述の堰高６ｍのゴム堰にこの織布からなるゴム引布を
用いたとしてもその積層数は４層に減るだけであり、接
着面の信頼性や経済性の点で若干の改良が見られるもの
の、例えば接着の信頼性は従来の積層数２の場合と比較
して依然低い。また、強度に応じて織布の厚み、重量が
増すことにより膜材の厚み、重量は従来とほぼ同じとな
るため、運搬性や施工性、耐屈曲疲労性がほとんど改良
されない問題があった。またナイロン織布で実現できる
強度が、織機の能力上６００ｋｇｆ／ｃｍ程度と低く、
積層数をある以上は減らせないという問題もあった。

【０００６】そこで、この発明は、堰高の高い起伏堰の
信頼性、耐久性、施工性等を高めるために、薄くて軽
く、少ない積層数で膜材に要求される強度を確保できる
高強度ゴム引布を実現して提供することを課題としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明では、ゴム堰用ゴム引布の強度部材である
織布の材質をナイロン繊維やポリエステル繊維に対して
２倍以上の強度を持つアラミド繊維とし、そのアラミド
繊維製織布の経糸方向の引張強さを８００ｋｇｆ／ｃｍ
以上、緯糸方向の引張強さを経糸方向引張強さの２／３
以上としたのである。

【０００８】この織布にゴムを被覆して構成される本発
明の高強度ゴム引布は、織布の織組織がバスケット織で
あるものが望ましい。

【０００９】また、織布を構成する経糸の打ち込み本数
と緯糸の打ち込み本数との比（緯糸本数／経糸本数）
が、０．５〜０．８の範囲にあるもの、織布を構成する
原糸の繊度が３０００デニール以上であるもの、織布を
構成する緯糸の繊度が経糸の繊度よりも小さいものも好
ましい。

【００１０】

【作用】本発明においては、できるだけ薄く、軽い織布
で高強度を確保するために、織布の材質としてアラミド
繊維を用いる。アラミド繊維は強度が２０〜２４ｇ／ｄ
（ｄ：デニール、糸の繊度（太さ）の単位）であり、ナ
イロン繊維やポリエステル繊維の強度８〜９ｇ／ｄと比
較して２倍以上である。織布の厚みや重量は織布を構成
する糸の総デニール数（単位面積当たりに存在する糸の
体積を繊度で置き換えたもの）によって決まるため、た
とえば同じ強度の織布をアラミド繊維とナイロン繊維か
らなる糸でそれぞれ製織した場合、アラミド繊維からな
る織布の厚み、重量は、ナイロン繊維からなる織布の厚
み、重量の２分の１以下となる。

【００１１】よってアラミド繊維を採用した本発明の高
強度ゴム引布を積層した膜材は、従来のナイロン繊維か
らなるゴム引布を積層したものより薄く、軽いため、耐
屈曲疲労性、運搬性、施工性の点で格段の利点がある。

【００１２】また耐磨耗性付与のために膜材外面部に存
在するゴム層を厚くしたい場合、膜材の厚みを固定する
場合にはナイロン織布を用いた膜材より十分な厚みが確
保できるし、ゴム層の厚みを固定する必要がある場合に
は、より薄い膜材で必要なゴム厚を確保できる。

【００１３】ここで、本発明において織布の強度を８０
０ｋｇｆ／ｃｍ以上としたのは以下の理由による。図３
に従来のゴム引布を用いた膜材と本発明の高強度ゴム引
布を用いた膜材の一例を示すが、例えば堰高が６ｍの場
合には膜材は１６００ｋｇｆ／ｃｍの強度が必要であ
り、従来のゴム引布（強度は４００ｋｇｆ／ｃｍ）を用
いる場合には４層の積層が必要であるのに対し、８００
ｋｇｆ／ｃｍの強度を持つ本発明の高強度ゴム引布を用
いる場合には２層の積層でよい。また、堰高に合わせて
高強度の織布を採用できるので、たとえ３２００ｋｇｆ
／ｃｍの強度が必要となる堰高８ｍのゴム堰に対して
も、１６００ｋｇｆ／ｃｍの強度を持つ本発明の高強度
ゴム引布を用いれば、２層の積層でよい。これが従来の
ゴム引布であれば、８層の積層が必要である。

【００１４】すなわち本発明では織布の強度を８００ｋ
ｇｆ／ｃｍ以上とし、堰高によって強度を自由に選択す
ることにより、堰高が６ｍ以上となる場合でも現状で一
般的な２〜３層の積層膜材と同じ積層数を適用できるの
である。よって、従来の多層積層膜材よりも耐屈曲疲労
性、各層の接着の信頼性の点で格段の利点があり、特に
後者の接着の信頼性は現状と同程度に高い。ただしナイ
ロン織布ほどではないにせよ、製織の問題上、実現可能
な強度は２０００ｋｇｆ／ｃｍ程度と制限があり、積層
数を３層以下に抑えるという観点から本発明の高強度織
布が適用できるゴム堰の最大堰高は１２ｍ（必要強度約
６０００ｋｇｆ／ｃｍ）とするのが適当である。

【００１５】また、織布の緯糸方向の引張強さを経糸方
向のそれの２／３以上としたのは、一般に図４に示すよ
うな円筒状であるゴム堰には周方向（矢印１１の方向）
を１として長手方向（矢印１２の方向）に最大でその２
／３の張力がかかるので、ゴム引布を構成する織布の緯
糸方向をこの長手方向に合わせて周方向、長手方向のそ
れぞれの張力に応じた強度をもつようにするためであ
る。

【００１６】なお、本発明の高強度ゴム引布用の織布
は、上述したようにバスケット織したものが望ましい。
これは、本発明のように繊度（太さ）の大きいコードを
利用し、打ち込み本数を多くする場合、綾織、朱子織な
どでは織布表面の凹凸及びうねりが大きくなり、被覆ゴ
ム厚を大きくしないと接着面の信頼性に関わる平滑なゴ
ム引布表面が得られない上、実際の糸の強度が糸曲がり
等の要因により原糸強度から計算されるものより小さく
なる現象、いわゆる強力利用率の低下が大きくなるから
である。

【００１７】通常、バスケット織の強力利用率は９０〜
１００％であるが、綾織、朱子織の場合にはこの値が７
０〜８０％にまで低下する。また、平織は表面の平滑性
や強力利用率の点でバスケット織同様優れるが、バスケ
ット織に比べ打ち込み本数に制限があるため本発明の目
標強度を達成するためにはコードの繊度をバスケット織
の場合に比べ大きくしなければならず、その結果として
表面の平滑性、強力利用率がバスケット織の場合に比べ
劣ることとなる。強力利用率が低くなるとより太い糸を
使用しなければ必要強度を確保できないため、結果的に
厚みや重量が増加する傾向となる。つまりバスケット織
はこれらの点で最もバランスに優れた構造であるといえ
る。

【００１８】また、必要強度の条件さえ満たせば織布を
構成する経糸の打ち込み本数と緯糸の打ち込み本数は自
由に選択できるが、その比（緯糸本数／経糸本数）は
０．５〜０．８の範囲にあることが望ましい。例えば経
糸の繊度と緯糸の繊度が大きく異なる場合や緯糸方向の
強度が経糸方向の強度と同じかそれ以上となる場合にこ
の比が範囲外となるが、それぞれ表面の平滑性、重量、
厚み、経済性の面で範囲内のものと比較して不利とな
る。

【００１９】さらに本発明では、原糸の繊度を３０００
ｄ以上とすることが望ましい。通常、原糸を撚り合わせ
て１本の糸とする場合、この原糸の繊度（太さ）は大き
い方がよい。つまり一般に高強度の織布を得ようとする
とこれを構成する糸は非常に太くなるが、ある程度以上
太くなると強力利用率の低下が見られ、その程度は原糸
の撚り合わせ数が多いほど大きい。即ち、原糸の繊度が
大きいほど、ある太さのコードを構成する原糸の撚り合
わせ数を少なくでき、効果的に必要強度の織布を得るこ
とができるのである。この点で、本発明では原糸の繊度
を３０００ｄ以上とすることが望ましく、強力利用率が
高くより細い糸で高強度を実現できるため、３０００ｄ
以下の織布を用いる場合に比べて厚み、重量の点で大き
な利点がある。

【００２０】また本発明のように糸の繊度が大きくなる
場合、その強力利用率の低下をできるだけ抑えるために
は緯糸の繊度を若干経糸より小さくすることも有効な手
法となる。この差があまりに大きいと前述したように平
滑性の点で不利となったり、必要強度が達成できなくな
る問題もあるが、緯糸の繊度を経糸より小さくすること
で経糸の糸曲がりを小さく抑えることができるため、強
力利用率の保持に効果的である。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１に、本発明の高強度ゴム引布
の実施形態を示す。この高強度ゴム引布１は、アラミド
繊維製の織布３に合成ゴムを被覆して（５が被覆ゴム）
作られている。織布３は、経糸方向、緯糸方向の各引張
強さについて、必要条件（前者が８００ｋｇｆ／ｃｍ以
上、後者が前者の２／３以上）を満たしたものが用いら
れている。

【００２２】図２は、図１のものと同一強度の従来のゴ
ム引布であり、ナイロン繊維製織布４に合成ゴムを被覆
して作られている。この図１、図２から分かるように、
本発明のゴム引布は従来品に比べて厚みｔがほぼ半減す
るほか、重量も大巾に軽減される。

【００２３】図３は、図１、図２のゴム引布を用いて作
られた堰高６ｍのゴム堰用膜材である。図１の本発明の
ゴム引布１を用いた図３（ａ）の膜材６は、ゴム引布の
積層数が２であるのに対し、図２のゴム引布２を用いた
図３（ｂ）の膜材７は同一強度得るための積層数が倍の
４層となっており、両者の厚み、剛性、接着面の面積等
に大きな差が出る。

【００２４】

【実施例１】堰高６ｍのゴム堰に用いる膜材には、１６
００ｋｇｆ／ｃｍ（経糸方向）の強度をもたせる必要が
ある。その強度を２層のゴム引布（図３（ａ）の構造）
で確保するために、経糸方向の引張強さが８００ｋｇｆ
／ｃｍ以上となる表１のＮo.１〜Ｎo.４のアラミド繊維
製織布を設計、製織し、それぞれの構造、性能、その織
布を用いたゴム引布を積層して膜材とした場合の性能を
比較した。比較例としては製品での使用実績があるナイ
ロン繊維を用いた織布を選択した。結果を表１に併せて
示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】この表１の積層数、重量、厚みは、膜材と
した場合のものであって、その他は、一層当たりのゴム
引布の構造、特性を表している。

【００２７】この表１からわかる通り、実施例Ｎo.１〜
Ｎo.４は、積層数（小さいほど柔軟性、耐屈曲疲労性、
積層面の信頼性に優れる）、重量（小さいほど運搬性、
施工性に優れる）、厚み（薄いほど柔軟性、耐屈曲疲労
性に優れる）のいずれの点においても比較例より優れて
いる。

【００２８】また、実施例Ｎo.１とＮo.２〜Ｎo.４との
比較から、織組織が平織の物より２×２バスケット織の
方が効率よく糸を打ち込めるため、軽量化、薄肉化の点
で優れることがわかった。

【００２９】さらに、同じ２×２バスケット織でも糸本
数の比（緯糸本数÷経糸本数の式で求まる緯／経密度
比）が０．５〜０．８の範囲にあれば（Ｎo.２は範囲
外、Ｎo.３、４は範囲内）経糸の強力利用率が向上する
ことによって重量、厚みを低減できることがわかった。

【００３０】また、原糸として３０００ｄ以上の繊度を
持つもの（Ｎo.４）を選択すれば３０００ｄ未満のもの
（Ｎo.２、３）より経糸の強力利用率が向上し、さらな
る重量、厚みの低減につながることを確認した。

【００３１】

【実施例２】堰高１０ｍのゴム堰に用いる膜材には４５
００ｋｇｆ／ｃｍの引張強さが必要なため、この膜材を
構成するのに適当なアラミド繊維を用いた織布（実施例
Ｎo.５、Ｎo.６）を製作し、性能を比較した。その結果
を表２に示す。この表２に示す通り、この場合にも本発
明の高強度ゴム引布は従来のものより十分優れた性能を
示すことを確認した。また緯糸あるいは経糸の繊度を他
方より小さくすることにより強力利用率が向上し、更な
る重量、厚みの低減につながることがわかった。

【００３２】

【表２】

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、経糸方向の引張強さ
を８００ｋｇ／ｃｍ以上、緯糸方向の引張強さを経糸方
向のそれの２／３以上となしたアラミド繊維性の高強度
織布を可撓性膜製起伏堰の膜材の強度部材として用いる
ことにより、特に堰高が６ｍ以上の場合の膜材の重量や
厚み、コストを従来よりも大幅に低減することができ、
膜材性能やその信頼性、運搬性、施工性を格段に向上さ
せることができる。

【００３４】また、アラミド繊維はクリープが非常に小
さいため、本発明によりナイロン繊維から成る膜材に存
在した堰高精度の低下の問題をほぼ完全に解消すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の高強度ゴム引布の実施形態を示す断
面図

【図２】図１のゴム引布と強度を同じにした従来のゴム
引布の断面図

【図３】図１ゴム引布を積層して成る堰高６ｍのゴム堰
用膜材（ａ）と、図２のゴム引布で構成される同一ゴム
堰用膜材（ｂ）を比較して示す図

【図４】可撓性膜製起伏堰（ゴム堰）の正面図

【符号の説明】

１ 本発明の高強度ゴム引布 ２ ナイロン織布を用いた従来のゴム引布 ３ アラミド繊維の織布 ４ ナイロン繊維の織布 ５ 被覆ゴム ６ この発明のゴム引布で作られた堰高６ｍのゴム堰用
膜材 ７ 従来のゴム引布で作られた堰高６ｍのゴム堰用膜材 ８ 下部工 ９ 包被 １０ ゴム堰 １１ ゴム堰の周方向（織布の経糸方向） １２ ゴム堰の長手方向（織布の緯糸方向）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 経糸方向の引張強さを８００ｋｇｆ／ｃ
   ｍ以上、緯糸方向の引張強さを経糸方向の引張強さの２
   ／３以上としたアラミド繊維製の高強度織布に、ゴムを
   被覆して成る可撓性膜製起伏堰用高強度ゴム引布。
2. 【請求項２】 織布の織組織がバスケット織であること
   を特徴とする請求項１に記載の可撓性膜製起伏堰用高強
   度ゴム引布。
3. 【請求項３】 織布を構成する経糸の打ち込み本数と緯
   糸の打ち込み本数との比（緯糸本数／経糸本数）が、
   ０．５〜０．８の範囲にあることを特徴とする請求項１
   又は２に記載の可撓性膜製起伏堰用高強度ゴム引布。
4. 【請求項４】 織布を構成する原糸の繊度が３０００デ
   ニール以上であることを特徴とする請求項１、２又は３
   に記載の可撓性膜製起伏堰用高強度ゴム引布。
5. 【請求項５】 織布を構成する緯糸の繊度が経糸の繊度
   よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれ
   かに記載の可撓性膜製起伏堰用高強度ゴム引布。