JP2013011075A

JP2013011075A - 土表面保護シート及びそれを備えた植生体

Info

Publication number: JP2013011075A
Application number: JP2011143247A
Authority: JP
Inventors: Tomoki Aihara; 知己合原
Original assignee: RONTAI CO Ltd
Current assignee: RONTAI CO Ltd
Priority date: 2011-06-28
Filing date: 2011-06-28
Publication date: 2013-01-17

Abstract

【課題】新たな土表面保護シート及びそれを備えた植生体を提供する。
【解決手段】土表面保護シート１０は、２枚の水解性不織布１１，１２を重ねて構成された不織布体１３と、不織布体内に分散された非水溶性の熱融着パウダー１４と高吸水性高分子樹脂１５を有し、熱融着パウダーを加熱して溶融し、該溶融した熱融着パウダーにより２枚の水解性不織布を部分的に接着して形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、土木工事等によって裸地化された切土斜面又は盛土斜面の表面侵食を防止する土表面保護シート及びそれを備えた植生体に関する。

不織布を含む土表面保護シートの一態様として、特許文献１に、はっ水性繊維を絡み合せて形成された嵩の高い表土保護シートが提案されている。この特許文献１の表土保護シートは、太さ数デニールの微細なはっ水性繊維を用いて形成されており、柔軟性を有し、厚みが５ｍｍ〜４０ｍｍで、シート内部の隙間（空間）が面方向の導水路を形成するようにしてある。そのため、この表土保護シートは、裸地化した斜面の凹凸によくフィットし、土壌とのなじみがよく、構成している繊維が土粒子と絡まって土表面に良好に固定でき、シートの内部に形成された排水路によって雨水が地面に吸水される前に速やかに排出されることから、斜面の侵食が防止される、といった効果がある。

特許２７６４２２２号公報

しかし、この表土保護シートに使用される不織布は厚みが５ｍｍ〜４０ｍｍもあって非常に嵩が高いことから、シートの保管や運搬に大きなスペースを要し、不経済であるという欠点がある。

そこで、本願発明は、係る問題を解決した新たな土表面保護シート及びそれを備えた植生体を提供するもので、この土表面保護シートは、２枚の水解性不織布を重ねて構成された不織布体と、上記不織布体内に分散された非水溶性の熱融着パウダー及び高吸水性高分子樹脂を有し、上記熱融着パウダーを加熱して溶融し、該溶融した熱融着パウダーにより、上記２枚の水解性不織布を部分的に接着したことを特徴とする。

この土表面保護シートによれば、不織布の厚みが比較的小さくても、施工後に高吸水性高分子樹脂が雨水を吸収して膨張し、その膨張した高吸水性高分子樹脂が２枚の不織布の間を押し広げて、それらの間に比較的大きな間隙（排水路）を形成する。２枚の不織布は熱融着パウダーを溶融して部分的に接着しているため、不織布がバラバラになることはない。この効果により、特許文献１に記載された嵩の高い表土保護シートと同等の排水性とそれに起因する斜面の侵食防止効果を確保できる。また、膨張により不織布を構成する繊維間の距離が広がり、繊維間の摩擦が減少することによって、不織布及び不織布体の柔軟性が増す。その結果、裸地斜面の凹凸になじむ形で不織布が地面に定着し、加えて高吸水性高分子樹脂の吸水による重みで不織布の地面に対する密着性は更に増す。不織布体が地面に密着することにより、土粒子を固定し、更に不織布の繊維が土粒子に絡んでこの流出を防止する。

この土表面保護シートにおいて、水解性不織布は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルなどのはっ水繊維からなり、雨水などにより繊維間の結合力が弱まって分散し易い不織布である。不織布には、それを構成する繊維をランダムに配向したランダムウェブと、所定の方向に向けてほぼ平行に配置したパラレルウェブなどがあるが、パラレルウェブはその繊維が一方向に配向されているため、その配向方向を斜面の勾配方向に向けることで不織布中を流れる水の受ける抵抗が減少し、その結果、斜面の余剰水を素早く排水できるという利点がある。

不織布を構成する繊維は数デシテックスの太さで、例えば３．３デシテックスや６．６デシテックス程度であることが望ましい。これら繊細な繊維は土の粒子と絡み合い、その流出を防止する。

不織布の厚みは、保管や運搬のためのスペースを出来るだけ少なくする一方、必要な機能と強度を確保するため、０．１〜２．４ｍｍであることが望ましく、この不織布を2枚を重ねた不織布体も５mm未満であることが望ましい。

熱融着パウダーは、熱可塑性樹脂を主成分とした非水溶性の粉体で、限定的ではないが、例えばポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂が好適に利用される。また、熱融着パウダーを加熱したときに不織布が同じように溶融しないように、熱融着パウダーの融点は不織布を構成する繊維の融点よりも低いことが好ましい。例えば、不織布にポリエステル（融点が約２５０℃）を使用した場合、熱融着パウダーはその融点が２５０℃よりも低い材料を選択することが好ましい。さらに、熱融着パウダーの含有量は、３〜２０グラム／ｍ^２が好ましい。

２枚の水解性不織布を部分的に接着するために、例えば、表面に帯状又は所定形状（円形、四角形）の加熱用突起を備えた加熱ローラを用いることが好ましい。このようなローラを使用すれば、２枚の水解性不織布を確実且つ安定して接着できるとともに、接着領域の面積を最小限に抑え、それにより不織布の排水性を好適に維持する。

高吸水性高分子樹脂としては、でん粉系（アクリロニトリルグラフト共重合体、アクリル酸グラフト共重合体、アクリルアミドグラフト共重合体）、セルロース系（セルロース-アクリロニトリルグラフト共重合体、カルボキシメチルセルロース架橋体）、多糖類系（ヒアルロン酸）、ポリビニルアルコール系（ポリビニルアルコール架橋体、ポリビニルアルコール吸水ゲル凍結・解凍エラストマー）、アクリル酸系（アクリル酸＋ナトリウム・ビニルアルコール共重合体、ポリアクリル酸ナトリウム架橋体）、アクリルアミド系（N-置換アクリルアミド架橋体）のいずれも利用可能である。また、高吸水性高分子樹脂の含有量は、１０〜３０グラム／ｍ^２が好ましい。

本発明の他の土表面保護シートは、上記不織布体の他方の主面を覆うネットを備えていることを特徴とする。この土表面保護シートによれば、不織布体がネットで覆われるので、不織布体の浮き上がりを防止し、これを斜面上に安定して保持できる。

本発明の他の土表面保護シートは、上記熱融着パウダーを加熱した領域が所定のパターンで配置されていることを特徴とする。例えば、このパターンは格子状パターン、ドットパターンなど種々のパターンが考えられる。このような構成を採用した土表面保護シートによれば、パターンを構成する加熱領域以外の不織布は接着されていないため、その非接着領域を植物が突き抜けて成長する。

本発明の植生体は、上記土表面保護シートが、上記不織布体の他方の主面に隣接する別のシートと、上記不織布体と該シートとの間に配置された植生材料を含むことを特徴とする。植生材料には、植物種子、肥料、土壌改良材の少なくともいずれかが含まれる。当該別のシートは、不織布体に固定される。接着方法は限定的ではないが、一対のヒートローラによって不織布体と当該別のシートを加熱することにより不織布体に含まれる熱融着パウダーを溶融して、別のシートを不織布体に接着することが好ましい。なお、別のシートは、水を吸収すると分解し易い紙が利用できる。ただし、別のシートを構成する材料は紙に限らず、例えば、ＰＶＡ等の水溶性フィルムも含まれる。

このように、本発明に係る土表面保護シート及びそれを備えた植生体は、不織布が地面に密着して土粒子を固定し、不織布の繊維が土粒子に絡んでその流出を防止し、不織布の間隙を通って雨水が速やかに排水し、その結果、裸地斜面の表面侵食を防止する効果を発揮する。加えてこの土表面保護シートは厚みが５mm未満となり、土表面保護シートの保管や運搬が小スペースで済み、経済的である。

本発明に係る土表面保護シートの部分断面図。本発明に係る植生体の部分断面図。不織布の熱接着領域を示す部分拡大図。本発明と比較例の保護シートを用いた侵食試験の結果を示すグラフ。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を具体的に説明する。

図１は、本発明に係る土表面保護シート（以下、「保護シート」という。）の断面を示す。保護シート１０は、土木工事等によって裸地化された切土斜面又は盛土斜面の表面侵食を防止するために該斜面の表面に敷設されるもので、例えば、幅約１メートル、長さ１０〜５０ｍの帯状シートで、裸地斜面への施工時、その長手方向を勾配方向に沿って配置される。

保護シート１０は、複数のシート材料を重ねて構成されている。実施形態では、保護シート１０は、２枚の不織布１１，１２を重ねて構成された不織布体１３を備えている。不織布１１，１２は、雨水などにより繊維間の結合力が弱まって分散し易いという性質（水解性）を有する。不織布１１，１２には、繊維をランダムに配向したランダムウェブではなく、繊維を所定の方向に向けてほぼ平行に配置したパラレルウェブが好適に利用される。不織布１１，１２を構成する繊維は、太さ数デシテックスのはっ水性繊維を含むことが好ましい。はっ水性繊維は、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル等の吸湿性の低い繊維であることが好ましい。不織布１１，１２に適度な大きさの空隙（後に排水路の一部となる）を確保するために、繊維は適度な剛性を有することが好ましい。繊維の太さは、斜面との密着性（土粒子との絡み）を確保するために、例えば３．３〜６．６デシテックス程度であることが好ましい。各不織布１１，１２の目付量は、柔軟性を維持するために、２５グラム／ｍ^２程度が好ましい。不織布１１，１２の厚みは、保管及び運搬のためのスペースを出来るだけ少なくする一方で、必要な機能と強度を確保するために、０．１ｍｍ〜２．４ｍｍであることが好ましい。２枚の不織布を重ねた厚みは５mm以下であることが好ましい。不織布１１，１２の厚みは同じである必要はなく、一方を他方よりも厚くしてもよい。

熱融着パウダー１４には、限定的ではないが、例えばポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂が好適に利用される。高吸水性高分子樹脂１５には、限定的ではないが、でん粉系（アクリロニトリルグラフト共重合体、アクリル酸グラフト共重合体、アクリルアミドグラフト共重合体）、セルロース系（セルロース-アクリロニトリルグラフト共重合体、カルボキシメチルセルロース架橋体）、多糖類系（ヒアルロン酸）、ポリビニルアルコール系（ポリビニルアルコール架橋体、ポリビニルアルコール吸水ゲル凍結・解凍エラストマー）、アクリル酸系（アクリル酸＋ナトリウム・ビニルアルコール共重合体、ポリアクリル酸ナトリウム架橋体）、アクリルアミド系（N-置換アクリルアミド架橋体）が利用可能である。

熱融着パウダー１４は、後に説明するように、２枚の不織布１１，１２を接着（熱接着）するため、また、不織布体１３の表面と裏面（両主面）にそれぞれ植生用紙（第１、第２のシート）１６，１７を接着（熱接着）するために利用されるもので、その目的から含有量は３〜２０グラム／ｍ^２に調整される。高吸水性高分子樹脂１２は、後に説明するように、雨水等の水を高吸水性高分子樹脂１２が吸収して膨張することで２枚の不織布の間に比較的大きな空隙（排水路）を形成するために利用されるもので、その目的から含有量は１０〜３０グラム／ｍ^２に調整される。

熱融着パウダー１４の融点は、不織布１１，１２の融点よりも低いことが好ましい。例えば、不織布１１，１２にポリエステル（融点が約２５０℃）を使用した場合、熱融着パウダー１４はその融点が２５０℃よりも低い材料を選択することが好ましい。

植生用紙１６，１７には、植物の発芽及び生長を阻害しないように、水を吸収することによって容易に分解するシートを利用することが好ましい。

このような構成を備えた保護シート１０は、熱融着パウダー１４と高吸水性高分子樹脂１５を含む不織布体１３の表面と裏面に植生用紙１６，１７を配置した後、図示しないヒートローラによって加熱し、その熱によって熱融着パウダー１４を溶融し、この溶融した熱融着パウダー１４によって、２枚の不織布１１と１２、不織布体１３と上下の植生用紙１６，１７を接着する。

図示しないが、ヒートローラは、その外周面に格子状に凸状の加熱部を一定のパターンで配置した又は突起（例えば、外周加圧面の平面形状が円形又は四角形）を一定のパターンで配置したもので、保護シート１０はこれらの加熱部に押圧された部分領域でのみ加熱され、その加熱領域（図３に符号１９で示す領域）に存在する熱融着パウダー１４を溶融し、その溶融物によって２枚の不織布１１と１２及び不織布体１３と上下の植生用紙１６，１７が接着される（図３参照）。

保護シート１０は、図１に示すように、上部植生用紙１６の上にネット１８又はわら（図示せず）を配置してもよい。このネット１８又はわらは、接着剤によって上部植生用紙１６に接着してもよい。ネットが熱可塑性材料で形成されている場合、ヒートローラ又はホットエアを用いてネットを部分的に溶融して接着してもよい。

ネット１８は、植物の生育を妨げない程度の目合いサイズを有することが好ましい。具体的には、縦・横８〜２５ｍｍの目合いを有するネットが使用される。また、ネット１８の材料は、安価で比較的耐候性の高いポリエチレンを使用することが望ましい。

このようにして製造された保護シート１０は、巻回されて運搬に適した状態に梱包される。この状態で、不織布体１３に含まれる熱融着パウダー１４と高吸水性高分子樹脂１５は、不織布体１３の表面と裏面に配置された植生用紙１６，１７でその脱落が防止される。

切土又は盛土の斜面に敷く場合、巻回された保護シート１０を解き、斜面上に展開する。このときも、不織布体１３に含まれる熱融着パウダー１４と高吸水性高分子樹脂１５は、不織布体１３の表面と裏面に配置された植生用紙１６，１７でその脱落が防止される。敷設後、適当な固定具を用いて、保護シート１０は斜面上に固定される。

保護シート１０は、降雨時、法面の侵食を効果的に防止する。具体的に説明すると、斜面に降った雨は、保護シート１０の不織布体１３に含まれている高吸水性高分子樹脂１５に吸収される。水を吸収した高吸水性高分子樹脂１５は自重の数百倍〜数千倍の水を吸収して膨張し、不織布１１と１２の間に比較的大きな排水経路を形成する。また、水を吸収した高吸水性高分子樹脂１５を含む保護シート１０はその自重が１０〜１００倍に増加し、斜面の起伏に沿って変形し、斜面に密着する。

そのため、斜面に降った雨は、不織布体１３に形成された排水経路を通って素早く斜面から排水される。また、斜面に密着した保護シート１０は、土砂の流出を阻止する。

図２は、図１に示す保護シート１０において、下部不織布１２と下部植生用紙１７との間に植生材料を収容した、本発明に係る植生体２０を示す。この植生体２０に含まれる植生材料は、種子２１、肥料２２、土壌改良材２３の少なくとも一つである。また、肥料、土壌改良材の少なくとも一つを、不織布１１、１２の間に配置することも可能である。

実験

降雨時の侵食防止効果を実験によって確認した。実験には、本発明に係る保護シート（実施例）と比較用の保護シート（比較例）を使用した。

本発明の保護シートは、２枚のポリエステル製不織布（２５g／ｍ^２）を重ねて不織布体を形成し、その上面と下面には植生用紙を、更にその上面にはポリエチレン製のネットを配置したものであった。不織布体の厚みは４ｍｍ程度であった。比較例の保護シートは、１枚のポリエステル製不織布（４５ｇ／ｍ^２）で、上面にはポリエチレン製のネットが配置したものであった。不織布の厚みは１０ｍｍ程度であった。

人工斜面は、４５度の傾斜板上にまさ土を盛り付けて形成した。

この人工斜面上に、本発明と比較例の保護シートを張り付け、約１００ｍｍ／時間の降水量で６０分間散水し、その間に斜面から流出した水のＳＳ（浮遊物質量）を計測した。結果を図４のグラフに示す。

図示した計測値では、流出水のＳＳ（浮遊物質量）は、厚み４ｍｍの本発明品の方が、厚み約１０ｍｍの比較例よりも少ない結果となった。

この実験から、本発明に係る保護シート及びそれを備えた植生体によれば、厚みが比較例の半分以下であっても、比較例と同等もしくは同等以上の斜面の侵食を抑える効果があることが理解できる。

１０：土表面保護シート、１１、１２：不織布、１３：不織布体、１４：熱融着パウダー、１５：高吸水性高分子樹脂、１６、１７：植生用紙（第１、第２のシート）、１８：ネット、１９：加熱領域、２０：植生体、２１：種子、２２：肥料、２３：土壌改良材。

Claims

２枚の水解性不織布を重ねて構成された不織布体と、
上記不織布体内に分散された非水溶性の熱融着パウダー及び高吸水性高分子樹脂を有し、
上記熱融着パウダーを加熱して溶融し、該溶融した熱融着パウダーにより上記２枚の水分解性不織布を部分的に接着したことを特徴とする土表面保護シート。
上記熱融着パウダーを加熱した領域が所定のパターンで配置されていることを特徴とする請求項１の土表面保護シート。
上記不織布体の主面を覆うネットを備えていることを特徴とする請求項１又は２の土表面保護シート。
上記不織布がパラレルウェブであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの土表面保護シート。
上記不織布を構成する繊維が、太さ数デシテックスの撥水性繊維を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかの土表面保護シート。
請求項１〜５のいずれかの土表面保護シートを有し、上記土表面保護シートにおける上記不織布体と、上記不織布体の一方の主面に隣接する別のシートとの間に植生材料が配置されていることを特徴とする植生体。