JP3571280B2 - 保護管付地下埋設ケーブル用止水材及び止水方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、保護管付地下埋設ケーブル用の止水材並びに止水方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電力ケーブルや光ファイバーケーブル等のケーブルは地下に埋設されるケースが増加している。これらのケーブルは通常塩化ビニル、プラスチック、金属パイプ等の保護管内にケーブル挿入され埋設されているが、保護管の継目や保護管のひび割れ等から管内に地下水等が浸入することが多々あり、この水が保護管内やマンホール内に堆積すると、ケーブルの点検や修理時にマンホール内の水を汲み上げても保護管内の水がマンホール内に侵入してくるため、汲み上げだけで数日を有する等の莫大な労力や時間を要したり、マンホール内に常時侵入してくる水を下水として逐次排出・処理する必要がある等の問題点があった。
そこで▲１▼マンホールへの出口直前部分のケーブルと保護管の間に、モルタルまたはゴム製のパッキンを設けてマンホール内への水の浸入を防ぐ方法。▲２▼パッキントとして水膨潤性ウレタンを使用する方法、▲３▼親水性ウレタンのプレポリマーと硬化剤を配管とケーブルの間隙に挿入し内部で硬化させる方法、▲４▼膨張率が８倍以上の吸水性繊維等を圧縮した板状の水膨潤材料を使用する方法（特開平６−２９２３２０）、▲５▼吸水性樹脂を布帛で挟んだシートをケーブルに巻き付けて保護管との間隙を埋め、マンホール内への水の浸入を防ぐ方法（特開平１０−０５１９３５）等が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、▲１▼の方法ではモルタルがひび割れて止水性能ができなかったり、パッキンと保護管及びケーブルの間に隙間が生じて洩れが止まらずマンホール内に水が堆積する場合が多い。また▲２▼の方法では、水膨潤性のウレタンが膨潤して止水が可能となるまでに数日を有するため、止水までの時間が長すぎる問題や、通常ケーブルや保護管のサイズが統一されていないため実際の保護管やケーブルに合わせて水膨潤性ウレタンの大きさを調整する必要がある等の問題点があった。▲３▼の方法では、通常保護管内には常時水が存在するため、硬化途中で水道ができてしまい、隙間を完全には埋めることができないため、実際には殆ど効果がないなどの問題点があった。
更に▲４▼、▲５▼の方法では、通常のアニオン系を主体とする吸水性繊維や吸水性樹脂を用いているため、通常の地下水に対しては初期の止水性は良好であるものの、長期間のうちに地下水中に含まれるＣａ、Ｍｇ、Ｆｅ等の多価金属イオンなどにより吸水性樹脂が経時的に高度に架橋されてしまい樹脂の吸収量が大幅に低下し徐々に水漏れが生じる問題があった。また、海岸線に近い場所や過去に海であった干拓地などではＣａ、Ｍｇイオンをかなり多く含有する海水や海水に近い水が保護管内に侵入してくるための通常のアニオン性単量体構成成分を主体とする吸水性繊維や樹脂では膨潤量が不充分で初期も止水性が不十分という問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の問題点を改良した止水材を得るべく鋭意検討した結果、特定の吸水性樹脂を所定量封入したテープ状及び／または帯状の止水材は、上記問題を起こすことがなくほぼ完全な止水が可能であることを見出し本発明に到達した。
すなわち本発明は、少なくとも一部が透水性を有する外装材中にアクリルアミドとアクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドとの共重合体架橋物であって、アクリルアミドの量が合計モノマーに対して３４．８８〜８０重量％であるカチオン性吸水性樹脂が１，０００〜４，０００ｇ／ｍ2の目付量で封入されてなるテープ状及び／又は帯状の構造体であって、該構造体の厚みが０.１〜５ｃｍであり、巾が０．３〜３０ｃｍであり、長さが０．１〜１００ｍである保護管付き地下埋設ケーブル用止水材；少なくとも一部が透水性を有する外装材中にアクリル酸ナトリウムの含有量が０．８〜１０質量％のアクリルアミド重合体の架橋物からなる吸水性樹脂が１，０００〜４，０００ｇ／ｍ2の目付量で封入されてなるテープ状及び／又は帯状の構造体であって、該構造体の厚みが０.１〜５ｃｍであり、巾が０．３〜３０ｃｍであり、長さが０．１〜１００ｍである保護管付き地下埋設ケーブル用止水材；保護管内に３本構造を有する地下埋設ケーブルの、３本のケーブルの隙間を埋める、少なくとも一部が透水性を有する外装材中に、アクリル酸ナトリウムの含有量が０．８〜１０質量％のアクリルアミド重合体の架橋物からなる吸水性樹脂及び／又はアクリルアミドとアクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドとの共重合体架橋物であって、アクリルアミドの量が合計モノマーに対して３４．８８〜８０重量％であるカチオン性吸水性樹脂が封入されてなる断面Ｙ字形若しくは三つ葉形の構造体からなることを特徴とするＣＶＴ止水用芯材；並びに該止水材、芯材を用いた止水方法である。
【０００５】
すなわち、ケーブル保護管内に浸入した水がたとえ多価金属塩を含む水や海水であっても本発明の止水材に達すると、止水材中のノニオン性及び／又はカチオン性吸水性樹脂が速やかに吸水膨潤し、また長期間に渡り膨潤を維持することによって保護管内の間隙を封鎖し、従来得られなかった十分な止水性能を発揮することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明において、止水を行うために膨張剤としてノニオン性及び／又はカチオン性の吸水性樹脂を少なくとも一部が透水性を有する外装材中に封入する。
本発明に用いるノニオン性の吸水性樹脂としては、アクリル酸ナトリウムの含有量が０．８〜１０質量％のアクリルアミド重合体の架橋物からなる吸水性樹脂が例示できるが、アクリル酸ナトリウムの含有量が５重量％以下が更に好ましい。アクリル酸ナトリウムの含有量が１０重量％を超えると、地下水や海水などに含まれる多価金属イオンによりアニオン性分が徐々に架橋されて該吸水性樹脂の吸収量の低下を招き、漏水が生じる場合がある。
【０００７】
本発明に用いるカチオン性の吸水性樹脂は、アクリルアミドとアクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドとの共重合体架橋物等を例示することができる。
【０００８】
このカチオン性の吸水性樹脂におけるカチオン性モノマー（ａ）とノニオン性モノマー（ｂ）及び必要により加えることができるアニオン性モノマー（ｃ）の比率は、（ａ）２０〜６５．１２重量％／（ｂ）３４．８８〜８０重量％／（ｃ）０〜１０重量％である。ノニオン性の吸水性樹脂と同様にアニオン性モノマーの含有量が１０重量％以上になると、地下水や海水などに含まれる多価金属イオンによりアニオン性分が徐々に架橋されて該吸水性樹脂の吸収量の低下を招き、漏水が生じる場合がある。
これらノニオン性の吸水性樹脂及びカチオン性の吸水性樹脂の中で、カチオン性吸水性樹脂は地下水、海水、多価金属塩を含有する水などに対する吸収量がノニオン性の吸水性樹脂に比べ高く、その結果止水材の膨潤度合いも大きくなり、同一添加量では速やかな止水が可能であり、また添加量を減らしても止水が可能であるので更に好ましい。
これらノニオン性の吸水性樹脂及び／又はカチオン性の吸水性樹脂は、本発明において１種を使用しても良いし、２種以上を併用して使用しても良い。
【０００９】
これら吸水性樹脂の架橋方法は、通常の方法で良く、例えば分子内に２重結合を２ヶ以上有する重合性架橋剤［Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアリルエーテルなど］をモノマーの重合時に添加し共重合させ架橋体を得る方法；分子内にモノマー、ポリマーと反応しうる官能基を２ヶ以上有する反応性架橋剤［ポリイソシアネート類（ＭＤＩ、ＴＤＩなど）、ポリグリシジル化合物（エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレートなど）、ポリオール類（グリセロール、ポリグリセロールなど）、ポリアミン類（ポリエチレンイミン、エチレンジアミン、テトラエチレンペンタミンなど）など］をモノマー重合前、重合後、あるいは未架橋のポリマーを作成した後などの任意の段階で添加し、必要により加熱し架橋体を得る方法；ポリマーの種類にもよるが、未架橋のポリマーを通常１００℃以上、好ましくは１３０℃以上に加熱し熱架橋させ架橋物をえる方法などを例示することができる。
吸水性樹脂の形状については特に限定はないが例えば、粒状、顆粒状、造粒状、リン片状、塊状、パール状などである。
吸水性樹脂の粒子の粒度分布についても特に限定はないが、通常平均粒径で１〜２，０００ミクロン、好ましくは５０〜１０００ミクロンの粒子である。
【００１０】
本発明において、外装材に封入する該ノニオン性及び／またはカチオン性の吸水性樹脂の目付量は、外装材の厚みや材質、外装材の巾、吸水性樹脂の種類などにもよるが、通常５００〜５０００ｇ／ｍ２、好ましくは１０００〜４０００ｇ／ｍ２である。吸水性樹脂の目付量が、５００ｇ未満では、使用する吸水性樹脂の種類にもよるが止水材の膨潤が不充分で、完全な止水ができない場合がある。一方、目付量が５０００ｇを超えると外装材から該吸水性樹脂がこぼれる場合がありまた非経済的である。
【００１１】
本発明に用いられる外装材は、水膨潤性吸水性樹脂に水が接触できるように、少なくとも一部透水性を有する部分が必要である。外装材のすきまから水が浸入可能であるだけでもよいが、速やかに水を吸収できるようにするためには、外装材の少なくとも一部に透水性があって、且つ該吸水性樹脂が吸水膨潤した時においても破れが生じない程度の、湿潤強度及び湿潤状態での柔軟性を有する素材であることが好ましい。このため、布帛及びメッシュフィルムなどが好ましい。透水性を有する部分の面積が外装材全体の面積の内占める割合は２５％以上、好ましくは５０％以上、特に好ましくは７５％以上である。外装材の常態強度は縦／横とも２ｋｇ／ｃｍ以上、好ましくは３ｋｇ／ｃｍ以上あれば取り扱い上の問題は生じない。湿潤強度（２５℃のイオン交換水に１分浸漬後の引張強度）は０．０５ｋｇ／ｃｍ以上、好ましくは０．１ｋｇ／ｃｍ以上必要である。
布帛としては、上記の湿潤強度があるものであれば特に限定は無く、任意の合成繊維（ポリエステル、ポリアミド、ビニロン、アクリル繊維など）、半合成繊維（アセテート、レーヨンなど）、天然繊維（綿、絹、羊毛など）、これらの混合品（混紡品など）などすべての繊維素材が適用できる。また織物であっても不織布であってもよい。また、メッシュフィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のシートに微細な穴を数多く開けたもの等が挙げられる。穴の大きさは透水性があれば特に限定はないが、好ましくは０．１〜２ｍｍ、特に好ましくは０．１〜１ｍｍである。
【００１２】
また、水を吸収した水膨潤性吸水性樹脂が包装材内で偏り無く膨張するためには、面積当りの樹脂量がほぼ均一に挟み込まれた状態で、吸水性樹脂が外装材に固定されることが望ましく、そのために上記の素材中ではフェルト状の不織布が特に好ましい。フェルトとしては織フェルト、プレスフェルト、ニードルパンチフェルト等、一般にフェルトと称されるものであり、例えば、「産業用繊維資材ハンドブック」（日本繊維機械学会、３６２頁〜３８１頁）に記載されているものが使用できる。フェルトの目付量は特に制限はないが、５０〜５００ｇ／ｍ２が好ましく、特に９０〜３００ｇ／ｍ２が好ましい。
【００１３】
本発明において、止水材の作成方法は、所定量の吸水性樹脂を封入できかつ構造体の大きさが所定の寸法にできるものであれば特に限定はないが、例えば、２枚の外装材のシートの間に吸水性樹脂を添加し必要により所定の大きさに裁断したもの、所定の大きさの袋状の外装材中に吸水性樹脂を添加・封入したものなどが好ましい例として挙げることができる。
また、本発明の止水材は、吸水性樹脂が膨潤後も止水材から押し出されないように、少なくとも該止水材の長さ方向の開口部は、樹脂が挟まれた状態で封鎖されていることが望ましい。
吸水性樹脂の膨潤時の押し出しを防止する方法としては、例えば、開口部の布帛を構成する繊維の一部あるいは全部を熱融着繊維にしてヒートシールする方法、縫製による方法、ホットメルト等の接着剤を使用する方法及び開口部をフィルム状のもので挟み、ヒートシールや接着剤で固着する方法、開口部をを包み込むようにヘムを用いて縫製等で取り付ける方法などが例示でき、吸水性樹脂が吸水膨潤後に押し出されなければ、何れの方法を選んでもよいが、吸水性樹脂の押し出しをほぼ完全に防止するためにはヘム止めする方法が更に好ましい。
この時のヘムの材質は特に制限はないが、水膨潤した時においても破れが生じない程度の、湿潤強度及び湿潤状態での柔軟性を有する素材であることが好ましい。このため、前記の布帛、メッシュフィルム及びスパンボンドが好ましく。特にスパンボンドが好ましい。
更に、本発明の止水材は、該外装材中に水膨潤性吸水性樹脂がほぼ均一に添加された状態のもとで該外装材間をニードルパンチやヒートシールなどの方法で部分的に固定し外装材中での吸水性樹脂の流動・偏在を抑制・防止し、水を吸収した時に吸水性樹脂がシート内で偏り無く膨張させることも可能である。
【００１４】
本発明の止水材の形状としては、作業性の面から、止水対象断面の形状に合わせて適当な大きさに切って使用できる様、切断可能なテープ状又は帯状であることが望ましい。
止水材の寸法については、通常厚さ０．１〜５ｃｍ、巾０．３ｃｍ〜３０ｃｍ、長さ０．１〜１００ｍであることが望ましい。好ましくは厚さ０．２〜３ｃｍ、巾０．５〜２０ｃｍ、長さ０．５〜５０ｍである。厚さが０．１ｃｍ未満では所定量の吸水性樹脂または吸水性繊維が添加できず止水効果が不充分な場合があるため好ましくなく、一方厚みが５．０ｃｍを超えると止水材が厚すぎてケーブルと保護管の隙間にうまく止水材が充填できない場合がある。
止水材の幅に関しては、幅が０．３ｃｍ未満であると止水材が細すぎて止水効果が不充分な場合があり、一方幅が３０ｃｍを超えると保護管のかなり内部まで止水材を押し込む必要があり作業性が低下する。
長さに関しては、０．１ｍ未満では止水材が短すぎてケーブルと保護管の隙間を埋めることができず止水効果が不充分となり、一方長さが１００ｍを超えると止水材が大きすぎてマンホールの様な狭い環境での作業性が著しく低下する。
【００１５】
本発明の止水材を用いた止水方法について説明する。電力ケーブルや光ファイバーケーブル等の地下埋設ケーブルは、通常、塩化ビニルパイプ、陶管、ヒューム管等の保護管で保護されているが、保護管のひび割れの発生や継ぎ手のシール部のシール不良によって、地下水（場合によっては海水）が管内に浸入する場合が多い。該止水材は、保護管のシール部に外巻きして水の浸入を防止するために用いることも可能であるが、後述する図１のように地下埋設ケーブルのマンホールへの出口直前部分に、ケーブルと保護管の隙間に介在させて用いる方が、マンホール内への水の浸入するのを防止するという目的に対して効果的である。その理由は、水が保護管のどの部分から浸入するにせよ、水がマンホールへの入口直前で止水材に接触することにより、止水材に封入された吸水性樹脂が膨潤して止水材が膨張する事により、保護管とケーブルとの間隙を完全に封鎖し、マンホール内に水が侵入することを防止できるからである。
【００１６】
上記の止水材の設置方法は、通常保護管とケーブルの大きさがマチマチである場合が多いため、図２の様に保護管の手前での膨潤前の止水材をマンホール内のケーブルに巻き付けて、ケーブルと保護管の空隙をほぼ埋めることのできる大きさに合わせてテープ又は帯状の止水材を切断した後、ケーブルと保護管の間に挿入する方が止水をより完全に行うために好ましい。
通常この様にして止水材を設置するため、止水材は空隙に合わせて任意の大きさ及び形状で用いることが可能である方が好ましく、そのためには、ロール状に巻いたテープ状又は帯状であることが望ましい。テープ状又は帯状であればケーブルの周囲に巻き付けていき、ほぼ保護管の内径に達したところで切断して用いることができる。またテープ状又は帯状のものをロール状に巻いておくことにより止水材がコンパクトにできるため、多数のケーブルが存在するマンホールの狭い環境においても、ケーブルの周囲にうまく巻き付けることができる。
【００１７】
上記に様に、電力ケーブルや光ファイバーケーブル等の地下埋設ケーブルは、通常、塩化ビニルパイプ、陶管、ヒューム管等の保護管で保護されているが、各保護管に存在する実際のケーブルの本数は、通常１本だけの単ケーブルの場合と３本のケーブルを縒った３重ケーブル（慣用名：ＣＶＴ、以下ＣＶＴと記載する）の２種類があるのが一般的である。
保護管内のケーブルの本数が１本の場合は、上記の方法でほぼ完全に止水することができるが、ＣＶＴの場合は、ケーブルの外周に単純に止水材を巻き付け保護管内に挿入しただけでは、止水材が膨潤しても、図３に示した様に保護ケーブルとケーブルの間の隙間や止水材とケーブルの間の隙間を完全には封鎖できない場合が多く、その部分から漏水が起こる場合がある。
従って、ＣＶＴの止水に関しては、本発明の止水材をケーブル外周に巻き付ける他に、その隙間を埋める別の水膨潤性の芯材などを止水部分のケーブル間に挟み込んだ後、該止水材をケーブルに巻き付けた方が好ましい。
【００１８】
水膨潤性の芯材としては、該止水材と同様な水膨潤性の素材であって、ケーブル間の隙間及びケーブルと止水材の隙間を埋めることのできるものであれば特に限定はないが、例えば、本発明の止水材を短く切って図４−１の様に各々のケーブルに巻き付け芯材とし更にその外側から該止水材を巻き付ける方法、該止水材の一部短く切断して図４−２の様にケーブル間の隙間に挿入した後別の該止水材をケーブルの周囲に巻き付ける方法、予め別途図５の様な該吸水性樹脂を添加した芯材を作成しておき、これをケーブル間に挿入した後、該止水材を巻き付ける方法などを例示することができる。
芯材の大きさに関しては、該間隙を埋められる大きさで有れば特に限定はないが、芯材を使用する場合は、ＣＶＴの各ケーブルの直径前後より若干大きな３辺のハネを持つ芯材が好適であり、特に三つ葉型の芯材（図５−２、３）が止水効果も十分であり、設置も短時間で行えるため好適に使用することができる。
芯材の長さに対しても、目的の止水ができれば特に限定はないが、該止水材の巾と同じ程度０．３〜３０ｃｍ程度のものが作業性もよく、止水効果も十分であるため好適に使用することができる。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例及び比較例により本発明を更に説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは無い。
本発明及び比較の止水材に使用した吸水性樹脂及び吸水性繊維に使用するモデル地下水及び人工海水に対する初期及び繰り返し後吸水量験を下記の方法で試験した。以下、特に定めない限り、％は質量％を示す。
【００２０】
［モデル地下水の初期及び繰り返し後吸収量］
ビーカーにイオン交換水１０００ｇに、塩化カルシウム０．１ｇ、塩化マグネシウム０．０５ｇ及び硫酸第一鉄０．０５ｇを添加し均一に溶解してモデル地下水とした。
このモデル地下水１０００ｇに吸水性樹脂または吸水性繊維１．００ｇを添加し、マグネティックスターラーを用いて１時間撹拌した後、７５μｍの目開きを持つナイロンスクリーンを用いて膨潤した吸水性樹脂及び繊維をロ別し、過剰の地下水を水切りし、ナイロンスクリーン上の吸水性樹脂及び繊維の重量を測定して、モデル地下水の初期吸収量（ｇ／ｇ）とした。
ナイロンスクリーン上の吸水性樹脂又は繊維を全量ビーカーに入れ、更に新たに作成したモデル地下水１０００ｇを添加し、１時間撹拌した後、再度７５μｍのナイロンスクリーンを用いて再度膨潤した吸水性樹脂及び繊維をろ別した。
同様な操作を計１０回繰り返し、１０回目の吸収量をモデル地下水の繰り返し後吸収量（ｇ／ｇ）とした。
【００２１】
［人工海水の初期吸収量と繰り返し後吸収量］
市販の「アクアマリン」（人工海水の商標、八洲薬品社製）１０００ｇに吸水性樹脂または吸水性繊維１．００ｇを添加し、マグネティックスターラーを用いて１時間撹拌した後、７５μｍの目開きを持つナイロンスクリーンを用いて膨潤した吸水性樹脂及び繊維をロ別し、過剰の地下水を水切りし、ナイロンスクリーン上の吸水性樹脂及び繊維の重量を測定して、人工海水の初期吸収量（ｇ／ｇ）とした。
ナイロンスクリーン上の吸水性樹脂又は繊維を全量ビーカーに入れ、更に新たに作成した人工海水１０００ｇを添加し、１時間撹拌した後、再度７５μｍのナイロンスクリーンを用いて再度膨潤した吸水性樹脂及び繊維をろ別した。
同様な操作を計１０回繰り返し、１０回目の吸収量を人工海水の繰り返し後吸収量（ｇ／ｇ）とした。
【００２２】
実施例１
３リットルの断熱重合槽にアクリルアミド５０％水溶液９９６ｇとアクリル酸ナトリウム４ｇ、メチレンビスアクリルアミド０．１ｇ及びイオン交換水１０００ｇを添加し、内容物を均一に溶解した後、５℃迄冷却した。
内容物に窒素を通じ、溶存酸素を除去した後、１％過酸化水素水溶液１ｇ、０．１％Ｌ−アスコルビン酸水溶液２ｇ及び１％アゾＶ−５０水溶液（和光純薬社製）３ｇを添加し重合を開始させた。
１０時間後、内容物を取り出し、ミートチョッパーで含水ゲルを細分化した後、１００℃の通風式乾燥機を用いて乾燥させ、乾燥物を１００〜１０００μｍに粉砕してノニオン性吸水性樹脂（１）を得た。このノニオン性吸水性樹脂（１）のモデル地下水及び人工海水における初期吸収量及び繰り返し後吸収量を測定した。その結果を表１に示す。
フェルト状のポリエステル不織布（目付量：１５０ｇ／ｍ２、厚み約１ｍｍ）のに、ノニオン性吸水性樹脂（１）を１２００ｇ／ｍ２となるよう均一に散布した。 その上にもう１枚の上記不織布を重ね、２枚の不織布をニードルパンチで固定した後、巾１０ｃｍ、長さ３ｍに裁断した。
外周をポリエステル製のスパンボンド（巾約３ｃｍ）を用いて、ヘム止めし、本発明の止水材（Ａ）を作成した。止水材の厚みは４ｍｍであった。
【００２３】
参考例１
実施例１で用いたノニオン性吸水性樹脂（１）の代わりにＰＮＶＡ ＮＡ−０１０（Ｎ−ビニルアセトアミドの架橋重合体からなる吸水性樹脂、昭和電工社製）をノニオン性吸水性樹脂（Ｓ）として用いた。ノニオン性吸水性樹脂（Ｓ）のモデル地下水及び人工海水における初期吸収量及び繰り返し後吸収量を測定した。その結果を表１に示す。
実施例１のノニオン性吸水性樹脂（１）の代わりにノニオン性吸水性樹脂（Ｓ）を用いた以外は実施例１と同様にして本発明の止水材（Ｔ）を作成した。
【００２４】
実施例２
３リットルの断熱重合槽にアクリルアミド５０％水溶液６００ｇとアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドの７０％水溶液８００ｇ、メチレンビスアクリルアミド０．１ｇ及びイオン交換水６００ｇを添加し、内容物を均一に溶解したのち、５℃まで冷却した。
内容物に窒素を通じ、溶存酸素を除去した後、１％過酸化水素水溶液１ｇ、０．１％Ｌ−アスコルビン酸水溶液２ｇ及び１％アゾＶ−５０水溶液３ｇを添加し重合を開始させた。
１０時間後、内容物を取り出し、ミートチョッパーで含水ゲルを細分化した後、１００℃の通風式乾燥機を用いて乾燥させ、乾燥物を１００〜１０００μmに粉砕してカチオン性吸水性樹脂（２）を得た。このカチオン系吸水性樹脂（２）のモデル地下水及び人工海水における初期吸収量及び繰り返し後吸収量を測定した。その結果を表１に示す。
実施例１で用いたノニオン性吸水性樹脂（１）の代わりにカチオン性吸水性樹脂（２）を用いた以外は実施例１と同様にして本発明の止水材（Ｂ）を作成した。
【００２５】
比較例１
実施例１で用いたノニオン性吸水性樹脂の代わりに、アニオン性吸水性樹脂（イ）（サンウエットＩＭ−５０００Ｄ、三洋化成工業社製）を用いた。このアニオン性吸水性樹脂（イ）のモデル地下水及び人工海水における初期吸収量及び繰り返し後吸収量を測定した。その結果を表１に示す。
実施例−１で用いたノニオン性吸水性樹脂（１）の代わりにアニオン性性吸水性樹脂（イ）を用いた以外は実施例１と同様にして比較の止水材（ａ）を作成した。
【００２６】
比較例２
実施例１で用いたノニオン性吸水性樹脂の代わりに、アニオン性吸水性単繊維（ロ）（商品名：ベルオアシス、カネボウ合繊（株）製）を用いた。このアニオン性吸水性単繊維（ロ）のモデル地下水及び人工海水における初期吸収量及び繰り返し後吸収量を測定した。その結果を表１に示す。
ポリエステル短繊維（目付量：３００ｇ／ｍ２）とアニオン性吸水性単繊維（ロ）（目付量１２００ｇ／ｍ２）を混合・積層し、加熱圧縮して、厚み約５ｍｍの吸水性不織布を得た。この吸水性不織布を巾１０ｃｍ、長さ３ｍに裁断し、比較の止水材（ｂ）を作成した。
【００２７】
比較例３
３リットルの断熱重合槽にアクリルアミド５０％水溶液５００ｇとアクリル酸ナトリウム５００ｇ、メチレンビスアクリルアミド０．１ｇ及びイオン交換水１０００ｇを添加し、内容物を均一に溶解したのち、５℃まで冷却した。
内容物に窒素を通じ、溶存酸素を除去した後、１％過酸化水素水溶液１ｇ、０．１％Ｌ−アスコルビン酸水溶液２ｇ及び１％アゾＶ−５０水溶液３ｇを添加し重合を開始させた。
１０時間後、内容物を取り出し、ミートチョッパーで含水ゲルを細分化した後、１００℃の通風式乾燥機を用いて乾燥させ、乾燥物を１００〜１０００μｍに粉砕してアニオン性成分を５０％含有する比較の吸水性樹脂（ハ）を得た。この比較の吸水性樹脂（ハ）のモデル地下水及び人工海水における初期吸収量及び繰り返し後吸収量を測定した。その結果を表１に示す。
実施例−１で用いたノニオン性吸水性樹脂（１）の代わりに比較の吸水性樹脂（ハ）を用いた以外は実施例１と同様にして比較の止水材（ｃ）を作成した。
【００２８】
実施例１〜２及び比較例１〜３で作成した本発明の止水材（Ａ）〜（Ｂ）及び比較の止水材（a）〜（ｃ）を用いて、モデル地下水及び人工海水での単ケーブルを想定したの止水試験を下記の方法で行った。その結果を表２示す。
［単ケーブルの止水試験］
保護管を想定した内径１３ｃｍ、長さ１ｍの塩ビ製パイプの中に外径４ｃｍ、長さ３ｍの電力ケーブルを挿入した。止水材を塩ビパイプの外側の電力ケーブルに押しつけながらきっちりと巻き付け、巻き付けた止水材の直径が約１３ｃｍに達したところで、止水材を切断した。切断した止水材を電力ケーブルに沿って滑らせ、保護管を想定した塩ビ製パイプの中にきっちりと挿入したクランプなど用いて、塩ビパイプが垂直になる様に固定（挿入した止水材は塩ビパイプの下部に位置）し、塩ビパイプの上部から、該モデル地下水を１リットル／分の速度でポンプを用いて供給した。
モデル地下水の供給を始めてから、塩ビパイプ下部から漏れていた地下水が完全に止水できた時間を初期止水時間とした。完全に下部からの漏水が停止したら、モデル地下水の供給量を１リットル／１０分の供給量に減少させ、更にモデル地下水の供給を１４０時間継続し、再度塩ビパイプ下部からの漏水が起こるかどうかを観察した。漏水が起こった場合は、その時間を記録した。
モデル地下水の代わりに、人工海水を用いて同様な試験を行った。
【００２９】
実施例４
実施例−１で作成した止水材（Ａ）を長さ３０ｃｍに切断し、約１０ｃｍ毎に中心部集めて縫製し、図６−２に示した様な一辺が約４．５ｃｍで巾が１０ｃｍの三つ葉状の芯材を作成した。
保護管を想定した内径１３ｃｍ、長さ１ｍの塩ビ製パイプの中に外径４ｃｍ、長さ３ｍの電力ケーブル３本を縒ったＣＶＴケーブルを挿入した。
実施例−４で作成した芯材を塩ビパイプの内側の３本ケーブルの間に挟み込んだ。止水材（Ａ）を塩ビパイプの外側の電力ケーブルに押しつけながらきっちりと巻き付け、巻き付けた止水材の直径が約１３ｃｍに達したところで、止水材を切断した。
切断した止水材を電力ケーブルに沿って滑らせ、ケーブル間に芯材を差し込んだ位置まで、保護管を想定した塩ビ製パイプの中にきっちりと挿入した。
クランプなど用いて、塩ビパイプが垂直になる様に固定（挿入した止水材は塩ビパイプの下部に位置）し、塩ビパイプの上部から、該モデル地下水を１リットル／分の速度でポンプを用いて供給した。
モデル地下水の供給を始めてから、塩ビパイプ下部から漏れていた地下水が完全に止水できた時間を初期止水時間とした。
完全に下部からの漏水が停止したら、モデル地下水の供給量を１リットル／１０分の供給量に減少させ、更にモデル地下水の供給を１４０時間継続し、再度塩ビパイプ下部からの漏水が起こるかどうかを観察した。漏水が起こった場合は、その時間を記録した。
モデル地下水の代わりに、人工海水を用いて同様な試験を行った。
比較として、芯材を使用せずに止水材（Ａ）のみを用いて、ＣＶＴケーブルを用いて同様な止水試験を行った。その結果を、ＣＶＴケーブル止水試験として、表３に記載する。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】
【表３】
【００３３】
表１、２から以下のことが明らかである。
(i)本発明の止水材に使用するノニオン性吸水性樹脂（１） 及びカチオン性吸水性樹脂（２）は、比較の吸水性樹脂（イ）〜（ロ）に比べ人工海水に対する吸収量が高く、また地下水や人工海水での吸収量が長期的にも殆ど変化しない。
(ii)本発明の止水材（Ａ）〜(Ｂ)は、比較の止水材（a）〜（ｃ）に比べ、長期間にわたり漏水を起こさず安定した止水効果を発現できる。
(iii)膨潤性の芯材を併用 することにより、 ＣＶＴケーブルを用いた保護管つき地下埋設ケーブルに関しても、安定した止水効果を発現できる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の保護管付地下埋設ケーブル用止水材は以下の効果を奏する。
(i)本発明の保護管付地下埋設ケーブル用止水材は、地下水や海水等に対しても従来得られなかった長期間にわたり優れた止水性能を有する。
(ii)柔軟な素材を使用し、且つ任意に大きさの調整が可能なため、保護管の径やケーブルの径が異なった場合でも、簡易に大きさの調整が可能である。また、隙間に沿って膨潤することができるので、従来起こりやすかった水道の形成を膨潤によって防止することができる。
(iii)保護管内の水を利用して、素材が膨潤することにより止水が可能となるため、初期にセットしておくだけで、保護管内に何時水が浸入してきても、それに合わせて随時止水効果を発揮できる。
(iv)更に、芯材等用いることにより、 一つの保護管内に複数のケーブルを有するＣＶＴケーブルなどの止水にも十分対応できる。
(v)保護管付地下埋設ケーブル用の止水材として、簡便な方法で利用できる。
(vi)本発明の止水方法を用いることにより、従来ケーブルの交換時などに莫大な時間と費用を要したマンホール内の排水などに関して、その時間や費用を大幅に低減できる。
以上のことから、電力ケーブル、光ファイバーケーブル等の保護管付地下埋設ケーブル用止水材並びに止水方法として有用である
【００３５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の止水材を設置する位置を示した断面図である。
【図２】本発明の止水材を保護管内に設置する方法を示した図である。
【図３】止水材のみをＣＶＴケーブルに設置した断面図である。
【図４】止水材の短片をＣＶＴケーブルに挟み込んだ断面図である。
【図５】芯材の構造及びＣＶＴケーブルへの挿入法を示した断面及び斜視図である。
【符号の説明】
１：マンホール
２：ケーブル保護管
３：地下埋設ケーブル
４：止水材
５：ＣＶＴケーブルの構造
６：止水材とケーブル及びケーブル間の隙間
７：止水材の短片
８：芯材
９：外装材
１０：吸水性樹脂
【発明の属する技術分野】
本発明は、保護管付地下埋設ケーブル用の止水材並びに止水方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電力ケーブルや光ファイバーケーブル等のケーブルは地下に埋設されるケースが増加している。これらのケーブルは通常塩化ビニル、プラスチック、金属パイプ等の保護管内にケーブル挿入され埋設されているが、保護管の継目や保護管のひび割れ等から管内に地下水等が浸入することが多々あり、この水が保護管内やマンホール内に堆積すると、ケーブルの点検や修理時にマンホール内の水を汲み上げても保護管内の水がマンホール内に侵入してくるため、汲み上げだけで数日を有する等の莫大な労力や時間を要したり、マンホール内に常時侵入してくる水を下水として逐次排出・処理する必要がある等の問題点があった。
そこで▲１▼マンホールへの出口直前部分のケーブルと保護管の間に、モルタルまたはゴム製のパッキンを設けてマンホール内への水の浸入を防ぐ方法。▲２▼パッキントとして水膨潤性ウレタンを使用する方法、▲３▼親水性ウレタンのプレポリマーと硬化剤を配管とケーブルの間隙に挿入し内部で硬化させる方法、▲４▼膨張率が８倍以上の吸水性繊維等を圧縮した板状の水膨潤材料を使用する方法（特開平６−２９２３２０）、▲５▼吸水性樹脂を布帛で挟んだシートをケーブルに巻き付けて保護管との間隙を埋め、マンホール内への水の浸入を防ぐ方法（特開平１０−０５１９３５）等が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、▲１▼の方法ではモルタルがひび割れて止水性能ができなかったり、パッキンと保護管及びケーブルの間に隙間が生じて洩れが止まらずマンホール内に水が堆積する場合が多い。また▲２▼の方法では、水膨潤性のウレタンが膨潤して止水が可能となるまでに数日を有するため、止水までの時間が長すぎる問題や、通常ケーブルや保護管のサイズが統一されていないため実際の保護管やケーブルに合わせて水膨潤性ウレタンの大きさを調整する必要がある等の問題点があった。▲３▼の方法では、通常保護管内には常時水が存在するため、硬化途中で水道ができてしまい、隙間を完全には埋めることができないため、実際には殆ど効果がないなどの問題点があった。
更に▲４▼、▲５▼の方法では、通常のアニオン系を主体とする吸水性繊維や吸水性樹脂を用いているため、通常の地下水に対しては初期の止水性は良好であるものの、長期間のうちに地下水中に含まれるＣａ、Ｍｇ、Ｆｅ等の多価金属イオンなどにより吸水性樹脂が経時的に高度に架橋されてしまい樹脂の吸収量が大幅に低下し徐々に水漏れが生じる問題があった。また、海岸線に近い場所や過去に海であった干拓地などではＣａ、Ｍｇイオンをかなり多く含有する海水や海水に近い水が保護管内に侵入してくるための通常のアニオン性単量体構成成分を主体とする吸水性繊維や樹脂では膨潤量が不充分で初期も止水性が不十分という問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の問題点を改良した止水材を得るべく鋭意検討した結果、特定の吸水性樹脂を所定量封入したテープ状及び／または帯状の止水材は、上記問題を起こすことがなくほぼ完全な止水が可能であることを見出し本発明に到達した。
すなわち本発明は、少なくとも一部が透水性を有する外装材中にアクリルアミドとアクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドとの共重合体架橋物であって、アクリルアミドの量が合計モノマーに対して３４．８８〜８０重量％であるカチオン性吸水性樹脂が１，０００〜４，０００ｇ／ｍ2の目付量で封入されてなるテープ状及び／又は帯状の構造体であって、該構造体の厚みが０.１〜５ｃｍであり、巾が０．３〜３０ｃｍであり、長さが０．１〜１００ｍである保護管付き地下埋設ケーブル用止水材；少なくとも一部が透水性を有する外装材中にアクリル酸ナトリウムの含有量が０．８〜１０質量％のアクリルアミド重合体の架橋物からなる吸水性樹脂が１，０００〜４，０００ｇ／ｍ2の目付量で封入されてなるテープ状及び／又は帯状の構造体であって、該構造体の厚みが０.１〜５ｃｍであり、巾が０．３〜３０ｃｍであり、長さが０．１〜１００ｍである保護管付き地下埋設ケーブル用止水材；保護管内に３本構造を有する地下埋設ケーブルの、３本のケーブルの隙間を埋める、少なくとも一部が透水性を有する外装材中に、アクリル酸ナトリウムの含有量が０．８〜１０質量％のアクリルアミド重合体の架橋物からなる吸水性樹脂及び／又はアクリルアミドとアクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドとの共重合体架橋物であって、アクリルアミドの量が合計モノマーに対して３４．８８〜８０重量％であるカチオン性吸水性樹脂が封入されてなる断面Ｙ字形若しくは三つ葉形の構造体からなることを特徴とするＣＶＴ止水用芯材；並びに該止水材、芯材を用いた止水方法である。
【０００５】
すなわち、ケーブル保護管内に浸入した水がたとえ多価金属塩を含む水や海水であっても本発明の止水材に達すると、止水材中のノニオン性及び／又はカチオン性吸水性樹脂が速やかに吸水膨潤し、また長期間に渡り膨潤を維持することによって保護管内の間隙を封鎖し、従来得られなかった十分な止水性能を発揮することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明において、止水を行うために膨張剤としてノニオン性及び／又はカチオン性の吸水性樹脂を少なくとも一部が透水性を有する外装材中に封入する。
本発明に用いるノニオン性の吸水性樹脂としては、アクリル酸ナトリウムの含有量が０．８〜１０質量％のアクリルアミド重合体の架橋物からなる吸水性樹脂が例示できるが、アクリル酸ナトリウムの含有量が５重量％以下が更に好ましい。アクリル酸ナトリウムの含有量が１０重量％を超えると、地下水や海水などに含まれる多価金属イオンによりアニオン性分が徐々に架橋されて該吸水性樹脂の吸収量の低下を招き、漏水が生じる場合がある。
【０００７】
本発明に用いるカチオン性の吸水性樹脂は、アクリルアミドとアクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドとの共重合体架橋物等を例示することができる。
【０００８】
このカチオン性の吸水性樹脂におけるカチオン性モノマー（ａ）とノニオン性モノマー（ｂ）及び必要により加えることができるアニオン性モノマー（ｃ）の比率は、（ａ）２０〜６５．１２重量％／（ｂ）３４．８８〜８０重量％／（ｃ）０〜１０重量％である。ノニオン性の吸水性樹脂と同様にアニオン性モノマーの含有量が１０重量％以上になると、地下水や海水などに含まれる多価金属イオンによりアニオン性分が徐々に架橋されて該吸水性樹脂の吸収量の低下を招き、漏水が生じる場合がある。
これらノニオン性の吸水性樹脂及びカチオン性の吸水性樹脂の中で、カチオン性吸水性樹脂は地下水、海水、多価金属塩を含有する水などに対する吸収量がノニオン性の吸水性樹脂に比べ高く、その結果止水材の膨潤度合いも大きくなり、同一添加量では速やかな止水が可能であり、また添加量を減らしても止水が可能であるので更に好ましい。
これらノニオン性の吸水性樹脂及び／又はカチオン性の吸水性樹脂は、本発明において１種を使用しても良いし、２種以上を併用して使用しても良い。
【０００９】
これら吸水性樹脂の架橋方法は、通常の方法で良く、例えば分子内に２重結合を２ヶ以上有する重合性架橋剤［Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアリルエーテルなど］をモノマーの重合時に添加し共重合させ架橋体を得る方法；分子内にモノマー、ポリマーと反応しうる官能基を２ヶ以上有する反応性架橋剤［ポリイソシアネート類（ＭＤＩ、ＴＤＩなど）、ポリグリシジル化合物（エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレートなど）、ポリオール類（グリセロール、ポリグリセロールなど）、ポリアミン類（ポリエチレンイミン、エチレンジアミン、テトラエチレンペンタミンなど）など］をモノマー重合前、重合後、あるいは未架橋のポリマーを作成した後などの任意の段階で添加し、必要により加熱し架橋体を得る方法；ポリマーの種類にもよるが、未架橋のポリマーを通常１００℃以上、好ましくは１３０℃以上に加熱し熱架橋させ架橋物をえる方法などを例示することができる。
吸水性樹脂の形状については特に限定はないが例えば、粒状、顆粒状、造粒状、リン片状、塊状、パール状などである。
吸水性樹脂の粒子の粒度分布についても特に限定はないが、通常平均粒径で１〜２，０００ミクロン、好ましくは５０〜１０００ミクロンの粒子である。
【００１０】
本発明において、外装材に封入する該ノニオン性及び／またはカチオン性の吸水性樹脂の目付量は、外装材の厚みや材質、外装材の巾、吸水性樹脂の種類などにもよるが、通常５００〜５０００ｇ／ｍ２、好ましくは１０００〜４０００ｇ／ｍ２である。吸水性樹脂の目付量が、５００ｇ未満では、使用する吸水性樹脂の種類にもよるが止水材の膨潤が不充分で、完全な止水ができない場合がある。一方、目付量が５０００ｇを超えると外装材から該吸水性樹脂がこぼれる場合がありまた非経済的である。
【００１１】
本発明に用いられる外装材は、水膨潤性吸水性樹脂に水が接触できるように、少なくとも一部透水性を有する部分が必要である。外装材のすきまから水が浸入可能であるだけでもよいが、速やかに水を吸収できるようにするためには、外装材の少なくとも一部に透水性があって、且つ該吸水性樹脂が吸水膨潤した時においても破れが生じない程度の、湿潤強度及び湿潤状態での柔軟性を有する素材であることが好ましい。このため、布帛及びメッシュフィルムなどが好ましい。透水性を有する部分の面積が外装材全体の面積の内占める割合は２５％以上、好ましくは５０％以上、特に好ましくは７５％以上である。外装材の常態強度は縦／横とも２ｋｇ／ｃｍ以上、好ましくは３ｋｇ／ｃｍ以上あれば取り扱い上の問題は生じない。湿潤強度（２５℃のイオン交換水に１分浸漬後の引張強度）は０．０５ｋｇ／ｃｍ以上、好ましくは０．１ｋｇ／ｃｍ以上必要である。
布帛としては、上記の湿潤強度があるものであれば特に限定は無く、任意の合成繊維（ポリエステル、ポリアミド、ビニロン、アクリル繊維など）、半合成繊維（アセテート、レーヨンなど）、天然繊維（綿、絹、羊毛など）、これらの混合品（混紡品など）などすべての繊維素材が適用できる。また織物であっても不織布であってもよい。また、メッシュフィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のシートに微細な穴を数多く開けたもの等が挙げられる。穴の大きさは透水性があれば特に限定はないが、好ましくは０．１〜２ｍｍ、特に好ましくは０．１〜１ｍｍである。
【００１２】
また、水を吸収した水膨潤性吸水性樹脂が包装材内で偏り無く膨張するためには、面積当りの樹脂量がほぼ均一に挟み込まれた状態で、吸水性樹脂が外装材に固定されることが望ましく、そのために上記の素材中ではフェルト状の不織布が特に好ましい。フェルトとしては織フェルト、プレスフェルト、ニードルパンチフェルト等、一般にフェルトと称されるものであり、例えば、「産業用繊維資材ハンドブック」（日本繊維機械学会、３６２頁〜３８１頁）に記載されているものが使用できる。フェルトの目付量は特に制限はないが、５０〜５００ｇ／ｍ２が好ましく、特に９０〜３００ｇ／ｍ２が好ましい。
【００１３】
本発明において、止水材の作成方法は、所定量の吸水性樹脂を封入できかつ構造体の大きさが所定の寸法にできるものであれば特に限定はないが、例えば、２枚の外装材のシートの間に吸水性樹脂を添加し必要により所定の大きさに裁断したもの、所定の大きさの袋状の外装材中に吸水性樹脂を添加・封入したものなどが好ましい例として挙げることができる。
また、本発明の止水材は、吸水性樹脂が膨潤後も止水材から押し出されないように、少なくとも該止水材の長さ方向の開口部は、樹脂が挟まれた状態で封鎖されていることが望ましい。
吸水性樹脂の膨潤時の押し出しを防止する方法としては、例えば、開口部の布帛を構成する繊維の一部あるいは全部を熱融着繊維にしてヒートシールする方法、縫製による方法、ホットメルト等の接着剤を使用する方法及び開口部をフィルム状のもので挟み、ヒートシールや接着剤で固着する方法、開口部をを包み込むようにヘムを用いて縫製等で取り付ける方法などが例示でき、吸水性樹脂が吸水膨潤後に押し出されなければ、何れの方法を選んでもよいが、吸水性樹脂の押し出しをほぼ完全に防止するためにはヘム止めする方法が更に好ましい。
この時のヘムの材質は特に制限はないが、水膨潤した時においても破れが生じない程度の、湿潤強度及び湿潤状態での柔軟性を有する素材であることが好ましい。このため、前記の布帛、メッシュフィルム及びスパンボンドが好ましく。特にスパンボンドが好ましい。
更に、本発明の止水材は、該外装材中に水膨潤性吸水性樹脂がほぼ均一に添加された状態のもとで該外装材間をニードルパンチやヒートシールなどの方法で部分的に固定し外装材中での吸水性樹脂の流動・偏在を抑制・防止し、水を吸収した時に吸水性樹脂がシート内で偏り無く膨張させることも可能である。
【００１４】
本発明の止水材の形状としては、作業性の面から、止水対象断面の形状に合わせて適当な大きさに切って使用できる様、切断可能なテープ状又は帯状であることが望ましい。
止水材の寸法については、通常厚さ０．１〜５ｃｍ、巾０．３ｃｍ〜３０ｃｍ、長さ０．１〜１００ｍであることが望ましい。好ましくは厚さ０．２〜３ｃｍ、巾０．５〜２０ｃｍ、長さ０．５〜５０ｍである。厚さが０．１ｃｍ未満では所定量の吸水性樹脂または吸水性繊維が添加できず止水効果が不充分な場合があるため好ましくなく、一方厚みが５．０ｃｍを超えると止水材が厚すぎてケーブルと保護管の隙間にうまく止水材が充填できない場合がある。
止水材の幅に関しては、幅が０．３ｃｍ未満であると止水材が細すぎて止水効果が不充分な場合があり、一方幅が３０ｃｍを超えると保護管のかなり内部まで止水材を押し込む必要があり作業性が低下する。
長さに関しては、０．１ｍ未満では止水材が短すぎてケーブルと保護管の隙間を埋めることができず止水効果が不充分となり、一方長さが１００ｍを超えると止水材が大きすぎてマンホールの様な狭い環境での作業性が著しく低下する。
【００１５】
本発明の止水材を用いた止水方法について説明する。電力ケーブルや光ファイバーケーブル等の地下埋設ケーブルは、通常、塩化ビニルパイプ、陶管、ヒューム管等の保護管で保護されているが、保護管のひび割れの発生や継ぎ手のシール部のシール不良によって、地下水（場合によっては海水）が管内に浸入する場合が多い。該止水材は、保護管のシール部に外巻きして水の浸入を防止するために用いることも可能であるが、後述する図１のように地下埋設ケーブルのマンホールへの出口直前部分に、ケーブルと保護管の隙間に介在させて用いる方が、マンホール内への水の浸入するのを防止するという目的に対して効果的である。その理由は、水が保護管のどの部分から浸入するにせよ、水がマンホールへの入口直前で止水材に接触することにより、止水材に封入された吸水性樹脂が膨潤して止水材が膨張する事により、保護管とケーブルとの間隙を完全に封鎖し、マンホール内に水が侵入することを防止できるからである。
【００１６】
上記の止水材の設置方法は、通常保護管とケーブルの大きさがマチマチである場合が多いため、図２の様に保護管の手前での膨潤前の止水材をマンホール内のケーブルに巻き付けて、ケーブルと保護管の空隙をほぼ埋めることのできる大きさに合わせてテープ又は帯状の止水材を切断した後、ケーブルと保護管の間に挿入する方が止水をより完全に行うために好ましい。
通常この様にして止水材を設置するため、止水材は空隙に合わせて任意の大きさ及び形状で用いることが可能である方が好ましく、そのためには、ロール状に巻いたテープ状又は帯状であることが望ましい。テープ状又は帯状であればケーブルの周囲に巻き付けていき、ほぼ保護管の内径に達したところで切断して用いることができる。またテープ状又は帯状のものをロール状に巻いておくことにより止水材がコンパクトにできるため、多数のケーブルが存在するマンホールの狭い環境においても、ケーブルの周囲にうまく巻き付けることができる。
【００１７】
上記に様に、電力ケーブルや光ファイバーケーブル等の地下埋設ケーブルは、通常、塩化ビニルパイプ、陶管、ヒューム管等の保護管で保護されているが、各保護管に存在する実際のケーブルの本数は、通常１本だけの単ケーブルの場合と３本のケーブルを縒った３重ケーブル（慣用名：ＣＶＴ、以下ＣＶＴと記載する）の２種類があるのが一般的である。
保護管内のケーブルの本数が１本の場合は、上記の方法でほぼ完全に止水することができるが、ＣＶＴの場合は、ケーブルの外周に単純に止水材を巻き付け保護管内に挿入しただけでは、止水材が膨潤しても、図３に示した様に保護ケーブルとケーブルの間の隙間や止水材とケーブルの間の隙間を完全には封鎖できない場合が多く、その部分から漏水が起こる場合がある。
従って、ＣＶＴの止水に関しては、本発明の止水材をケーブル外周に巻き付ける他に、その隙間を埋める別の水膨潤性の芯材などを止水部分のケーブル間に挟み込んだ後、該止水材をケーブルに巻き付けた方が好ましい。
【００１８】
水膨潤性の芯材としては、該止水材と同様な水膨潤性の素材であって、ケーブル間の隙間及びケーブルと止水材の隙間を埋めることのできるものであれば特に限定はないが、例えば、本発明の止水材を短く切って図４−１の様に各々のケーブルに巻き付け芯材とし更にその外側から該止水材を巻き付ける方法、該止水材の一部短く切断して図４−２の様にケーブル間の隙間に挿入した後別の該止水材をケーブルの周囲に巻き付ける方法、予め別途図５の様な該吸水性樹脂を添加した芯材を作成しておき、これをケーブル間に挿入した後、該止水材を巻き付ける方法などを例示することができる。
芯材の大きさに関しては、該間隙を埋められる大きさで有れば特に限定はないが、芯材を使用する場合は、ＣＶＴの各ケーブルの直径前後より若干大きな３辺のハネを持つ芯材が好適であり、特に三つ葉型の芯材（図５−２、３）が止水効果も十分であり、設置も短時間で行えるため好適に使用することができる。
芯材の長さに対しても、目的の止水ができれば特に限定はないが、該止水材の巾と同じ程度０．３〜３０ｃｍ程度のものが作業性もよく、止水効果も十分であるため好適に使用することができる。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例及び比較例により本発明を更に説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは無い。
本発明及び比較の止水材に使用した吸水性樹脂及び吸水性繊維に使用するモデル地下水及び人工海水に対する初期及び繰り返し後吸水量験を下記の方法で試験した。以下、特に定めない限り、％は質量％を示す。
【００２０】
［モデル地下水の初期及び繰り返し後吸収量］
ビーカーにイオン交換水１０００ｇに、塩化カルシウム０．１ｇ、塩化マグネシウム０．０５ｇ及び硫酸第一鉄０．０５ｇを添加し均一に溶解してモデル地下水とした。
このモデル地下水１０００ｇに吸水性樹脂または吸水性繊維１．００ｇを添加し、マグネティックスターラーを用いて１時間撹拌した後、７５μｍの目開きを持つナイロンスクリーンを用いて膨潤した吸水性樹脂及び繊維をロ別し、過剰の地下水を水切りし、ナイロンスクリーン上の吸水性樹脂及び繊維の重量を測定して、モデル地下水の初期吸収量（ｇ／ｇ）とした。
ナイロンスクリーン上の吸水性樹脂又は繊維を全量ビーカーに入れ、更に新たに作成したモデル地下水１０００ｇを添加し、１時間撹拌した後、再度７５μｍのナイロンスクリーンを用いて再度膨潤した吸水性樹脂及び繊維をろ別した。
同様な操作を計１０回繰り返し、１０回目の吸収量をモデル地下水の繰り返し後吸収量（ｇ／ｇ）とした。
【００２１】
［人工海水の初期吸収量と繰り返し後吸収量］
市販の「アクアマリン」（人工海水の商標、八洲薬品社製）１０００ｇに吸水性樹脂または吸水性繊維１．００ｇを添加し、マグネティックスターラーを用いて１時間撹拌した後、７５μｍの目開きを持つナイロンスクリーンを用いて膨潤した吸水性樹脂及び繊維をロ別し、過剰の地下水を水切りし、ナイロンスクリーン上の吸水性樹脂及び繊維の重量を測定して、人工海水の初期吸収量（ｇ／ｇ）とした。
ナイロンスクリーン上の吸水性樹脂又は繊維を全量ビーカーに入れ、更に新たに作成した人工海水１０００ｇを添加し、１時間撹拌した後、再度７５μｍのナイロンスクリーンを用いて再度膨潤した吸水性樹脂及び繊維をろ別した。
同様な操作を計１０回繰り返し、１０回目の吸収量を人工海水の繰り返し後吸収量（ｇ／ｇ）とした。
【００２２】
実施例１
３リットルの断熱重合槽にアクリルアミド５０％水溶液９９６ｇとアクリル酸ナトリウム４ｇ、メチレンビスアクリルアミド０．１ｇ及びイオン交換水１０００ｇを添加し、内容物を均一に溶解した後、５℃迄冷却した。
内容物に窒素を通じ、溶存酸素を除去した後、１％過酸化水素水溶液１ｇ、０．１％Ｌ−アスコルビン酸水溶液２ｇ及び１％アゾＶ−５０水溶液（和光純薬社製）３ｇを添加し重合を開始させた。
１０時間後、内容物を取り出し、ミートチョッパーで含水ゲルを細分化した後、１００℃の通風式乾燥機を用いて乾燥させ、乾燥物を１００〜１０００μｍに粉砕してノニオン性吸水性樹脂（１）を得た。このノニオン性吸水性樹脂（１）のモデル地下水及び人工海水における初期吸収量及び繰り返し後吸収量を測定した。その結果を表１に示す。
フェルト状のポリエステル不織布（目付量：１５０ｇ／ｍ２、厚み約１ｍｍ）のに、ノニオン性吸水性樹脂（１）を１２００ｇ／ｍ２となるよう均一に散布した。 その上にもう１枚の上記不織布を重ね、２枚の不織布をニードルパンチで固定した後、巾１０ｃｍ、長さ３ｍに裁断した。
外周をポリエステル製のスパンボンド（巾約３ｃｍ）を用いて、ヘム止めし、本発明の止水材（Ａ）を作成した。止水材の厚みは４ｍｍであった。
【００２３】
参考例１
実施例１で用いたノニオン性吸水性樹脂（１）の代わりにＰＮＶＡ ＮＡ−０１０（Ｎ−ビニルアセトアミドの架橋重合体からなる吸水性樹脂、昭和電工社製）をノニオン性吸水性樹脂（Ｓ）として用いた。ノニオン性吸水性樹脂（Ｓ）のモデル地下水及び人工海水における初期吸収量及び繰り返し後吸収量を測定した。その結果を表１に示す。
実施例１のノニオン性吸水性樹脂（１）の代わりにノニオン性吸水性樹脂（Ｓ）を用いた以外は実施例１と同様にして本発明の止水材（Ｔ）を作成した。
【００２４】
実施例２
３リットルの断熱重合槽にアクリルアミド５０％水溶液６００ｇとアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドの７０％水溶液８００ｇ、メチレンビスアクリルアミド０．１ｇ及びイオン交換水６００ｇを添加し、内容物を均一に溶解したのち、５℃まで冷却した。
内容物に窒素を通じ、溶存酸素を除去した後、１％過酸化水素水溶液１ｇ、０．１％Ｌ−アスコルビン酸水溶液２ｇ及び１％アゾＶ−５０水溶液３ｇを添加し重合を開始させた。
１０時間後、内容物を取り出し、ミートチョッパーで含水ゲルを細分化した後、１００℃の通風式乾燥機を用いて乾燥させ、乾燥物を１００〜１０００μmに粉砕してカチオン性吸水性樹脂（２）を得た。このカチオン系吸水性樹脂（２）のモデル地下水及び人工海水における初期吸収量及び繰り返し後吸収量を測定した。その結果を表１に示す。
実施例１で用いたノニオン性吸水性樹脂（１）の代わりにカチオン性吸水性樹脂（２）を用いた以外は実施例１と同様にして本発明の止水材（Ｂ）を作成した。
【００２５】
比較例１
実施例１で用いたノニオン性吸水性樹脂の代わりに、アニオン性吸水性樹脂（イ）（サンウエットＩＭ−５０００Ｄ、三洋化成工業社製）を用いた。このアニオン性吸水性樹脂（イ）のモデル地下水及び人工海水における初期吸収量及び繰り返し後吸収量を測定した。その結果を表１に示す。
実施例−１で用いたノニオン性吸水性樹脂（１）の代わりにアニオン性性吸水性樹脂（イ）を用いた以外は実施例１と同様にして比較の止水材（ａ）を作成した。
【００２６】
比較例２
実施例１で用いたノニオン性吸水性樹脂の代わりに、アニオン性吸水性単繊維（ロ）（商品名：ベルオアシス、カネボウ合繊（株）製）を用いた。このアニオン性吸水性単繊維（ロ）のモデル地下水及び人工海水における初期吸収量及び繰り返し後吸収量を測定した。その結果を表１に示す。
ポリエステル短繊維（目付量：３００ｇ／ｍ２）とアニオン性吸水性単繊維（ロ）（目付量１２００ｇ／ｍ２）を混合・積層し、加熱圧縮して、厚み約５ｍｍの吸水性不織布を得た。この吸水性不織布を巾１０ｃｍ、長さ３ｍに裁断し、比較の止水材（ｂ）を作成した。
【００２７】
比較例３
３リットルの断熱重合槽にアクリルアミド５０％水溶液５００ｇとアクリル酸ナトリウム５００ｇ、メチレンビスアクリルアミド０．１ｇ及びイオン交換水１０００ｇを添加し、内容物を均一に溶解したのち、５℃まで冷却した。
内容物に窒素を通じ、溶存酸素を除去した後、１％過酸化水素水溶液１ｇ、０．１％Ｌ−アスコルビン酸水溶液２ｇ及び１％アゾＶ−５０水溶液３ｇを添加し重合を開始させた。
１０時間後、内容物を取り出し、ミートチョッパーで含水ゲルを細分化した後、１００℃の通風式乾燥機を用いて乾燥させ、乾燥物を１００〜１０００μｍに粉砕してアニオン性成分を５０％含有する比較の吸水性樹脂（ハ）を得た。この比較の吸水性樹脂（ハ）のモデル地下水及び人工海水における初期吸収量及び繰り返し後吸収量を測定した。その結果を表１に示す。
実施例−１で用いたノニオン性吸水性樹脂（１）の代わりに比較の吸水性樹脂（ハ）を用いた以外は実施例１と同様にして比較の止水材（ｃ）を作成した。
【００２８】
実施例１〜２及び比較例１〜３で作成した本発明の止水材（Ａ）〜（Ｂ）及び比較の止水材（a）〜（ｃ）を用いて、モデル地下水及び人工海水での単ケーブルを想定したの止水試験を下記の方法で行った。その結果を表２示す。
［単ケーブルの止水試験］
保護管を想定した内径１３ｃｍ、長さ１ｍの塩ビ製パイプの中に外径４ｃｍ、長さ３ｍの電力ケーブルを挿入した。止水材を塩ビパイプの外側の電力ケーブルに押しつけながらきっちりと巻き付け、巻き付けた止水材の直径が約１３ｃｍに達したところで、止水材を切断した。切断した止水材を電力ケーブルに沿って滑らせ、保護管を想定した塩ビ製パイプの中にきっちりと挿入したクランプなど用いて、塩ビパイプが垂直になる様に固定（挿入した止水材は塩ビパイプの下部に位置）し、塩ビパイプの上部から、該モデル地下水を１リットル／分の速度でポンプを用いて供給した。
モデル地下水の供給を始めてから、塩ビパイプ下部から漏れていた地下水が完全に止水できた時間を初期止水時間とした。完全に下部からの漏水が停止したら、モデル地下水の供給量を１リットル／１０分の供給量に減少させ、更にモデル地下水の供給を１４０時間継続し、再度塩ビパイプ下部からの漏水が起こるかどうかを観察した。漏水が起こった場合は、その時間を記録した。
モデル地下水の代わりに、人工海水を用いて同様な試験を行った。
【００２９】
実施例４
実施例−１で作成した止水材（Ａ）を長さ３０ｃｍに切断し、約１０ｃｍ毎に中心部集めて縫製し、図６−２に示した様な一辺が約４．５ｃｍで巾が１０ｃｍの三つ葉状の芯材を作成した。
保護管を想定した内径１３ｃｍ、長さ１ｍの塩ビ製パイプの中に外径４ｃｍ、長さ３ｍの電力ケーブル３本を縒ったＣＶＴケーブルを挿入した。
実施例−４で作成した芯材を塩ビパイプの内側の３本ケーブルの間に挟み込んだ。止水材（Ａ）を塩ビパイプの外側の電力ケーブルに押しつけながらきっちりと巻き付け、巻き付けた止水材の直径が約１３ｃｍに達したところで、止水材を切断した。
切断した止水材を電力ケーブルに沿って滑らせ、ケーブル間に芯材を差し込んだ位置まで、保護管を想定した塩ビ製パイプの中にきっちりと挿入した。
クランプなど用いて、塩ビパイプが垂直になる様に固定（挿入した止水材は塩ビパイプの下部に位置）し、塩ビパイプの上部から、該モデル地下水を１リットル／分の速度でポンプを用いて供給した。
モデル地下水の供給を始めてから、塩ビパイプ下部から漏れていた地下水が完全に止水できた時間を初期止水時間とした。
完全に下部からの漏水が停止したら、モデル地下水の供給量を１リットル／１０分の供給量に減少させ、更にモデル地下水の供給を１４０時間継続し、再度塩ビパイプ下部からの漏水が起こるかどうかを観察した。漏水が起こった場合は、その時間を記録した。
モデル地下水の代わりに、人工海水を用いて同様な試験を行った。
比較として、芯材を使用せずに止水材（Ａ）のみを用いて、ＣＶＴケーブルを用いて同様な止水試験を行った。その結果を、ＣＶＴケーブル止水試験として、表３に記載する。
【００３０】
【表１】
【表２】
【表３】
表１、２から以下のことが明らかである。
(i)本発明の止水材に使用するノニオン性吸水性樹脂（１） 及びカチオン性吸水性樹脂（２）は、比較の吸水性樹脂（イ）〜（ロ）に比べ人工海水に対する吸収量が高く、また地下水や人工海水での吸収量が長期的にも殆ど変化しない。
(ii)本発明の止水材（Ａ）〜(Ｂ)は、比較の止水材（a）〜（ｃ）に比べ、長期間にわたり漏水を起こさず安定した止水効果を発現できる。
(iii)膨潤性の芯材を併用 することにより、 ＣＶＴケーブルを用いた保護管つき地下埋設ケーブルに関しても、安定した止水効果を発現できる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の保護管付地下埋設ケーブル用止水材は以下の効果を奏する。
(i)本発明の保護管付地下埋設ケーブル用止水材は、地下水や海水等に対しても従来得られなかった長期間にわたり優れた止水性能を有する。
(ii)柔軟な素材を使用し、且つ任意に大きさの調整が可能なため、保護管の径やケーブルの径が異なった場合でも、簡易に大きさの調整が可能である。また、隙間に沿って膨潤することができるので、従来起こりやすかった水道の形成を膨潤によって防止することができる。
(iii)保護管内の水を利用して、素材が膨潤することにより止水が可能となるため、初期にセットしておくだけで、保護管内に何時水が浸入してきても、それに合わせて随時止水効果を発揮できる。
(iv)更に、芯材等用いることにより、 一つの保護管内に複数のケーブルを有するＣＶＴケーブルなどの止水にも十分対応できる。
(v)保護管付地下埋設ケーブル用の止水材として、簡便な方法で利用できる。
(vi)本発明の止水方法を用いることにより、従来ケーブルの交換時などに莫大な時間と費用を要したマンホール内の排水などに関して、その時間や費用を大幅に低減できる。
以上のことから、電力ケーブル、光ファイバーケーブル等の保護管付地下埋設ケーブル用止水材並びに止水方法として有用である
【００３５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の止水材を設置する位置を示した断面図である。
【図２】本発明の止水材を保護管内に設置する方法を示した図である。
【図３】止水材のみをＣＶＴケーブルに設置した断面図である。
【図４】止水材の短片をＣＶＴケーブルに挟み込んだ断面図である。
【図５】芯材の構造及びＣＶＴケーブルへの挿入法を示した断面及び斜視図である。
【符号の説明】
１：マンホール
２：ケーブル保護管
３：地下埋設ケーブル
４：止水材
５：ＣＶＴケーブルの構造
６：止水材とケーブル及びケーブル間の隙間
７：止水材の短片
８：芯材
９：外装材
１０：吸水性樹脂
Claims (12)
- 少なくとも一部が透水性を有する外装材中に、アクリルアミドとアクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドとの共重合体架橋物であって、アクリルアミドの量が合計モノマーに対して３４．８８〜８０重量％であるカチオン性吸水性樹脂が１０００〜４０００ｇ／ｍ2の目付量で封入されてなるテープ及び／又は帯状の構造体であって、該構造体の厚みが０．１〜５ｃｍであり、巾が０．３〜３０ｃｍであり、長さが０．１〜１００ｍである、保護管付き地下埋設ケーブル用止水材。
- 少なくとも一部が透水性を有する外装材中に、アクリル酸ナトリウムの含有量が０．８〜１０質量％のアクリルアミド重合体の架橋物からなる吸水性樹脂が１０００〜４０００ｇ／ｍ2の目付量で封入されてなるテープ及び／又は帯状の構造体であって、該構造体の厚みが０．１〜５ｃｍであり、巾が０．３〜３０ｃｍであり、長さが０．１〜１００ｍである、保護管付き地下埋設ケーブル用止水材。
- 該外装材の少なくとも一部が布帛又はメッシュフィルムである請求項１又は２記載の止水材。
- 該布帛がフェルト状の不織布である請求項３記載の止水材。
- 該テープ状及び／又は帯状の構造体が、少なくとも２枚のシートの間に該吸水性樹脂を添加し必要により所定の大きさに裁断したもの及び／又は袋状の外装材中に該吸水性樹脂を封入したものである請求項１〜４の何れか記載の止水材。
- 該外装材の少なくとも長さ方向の開口部が、ヘム止め、縫製、ヒートシール、接着剤による接着及びフィルム状のもので挟み込んだ状態でフィルムを固着する方法からなる群から選ばれる方法で封鎖されてなる請求項１〜５の何れか記載の止水材。
- 請求項１〜６の何れか記載の止水材を保護管付地下埋設ケーブルのケーブルと保護管の間に介在させる保護管付き地下埋設ケーブルの止水方法。
- 該ケーブルと保護管の間を封鎖する様にケーブル周囲を止水材で巻く請求項７記載の止水方法。
- 該地下埋設ケーブルが電力及び／又は通信ケーブルである請求項７又は８記載の止水方法。
- 保護管内に３本構造を有する地下埋設ケーブルの、３本のケーブルの隙間を埋める、少なくとも一部が透水性を有する外装材中に、アクリル酸ナトリウムの含有量が０．８〜１０質量％のアクリルアミド重合体の架橋物からなる吸水性樹脂及び／又はアクリルアミドとアクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドとの共重合体架橋物であって、アクリルアミドの量が合計モノマーに対して３４．８８〜８０重量％であるカチオン性吸水性樹脂が封入されてなる断面Ｙ字形若しくは三つ葉形の構造体からなることを特徴とするＣＶＴ止水用芯材。
- ケーブルの隙間に請求項１０記載の芯材を挟み込むと共に、
少なくとも一部が透水性を有する外装材中に、アクリル酸ナトリウムの含有量が０．８〜１０質量％のアクリルアミド重合体の架橋物からなる吸水性樹脂及び／又はアクリルアミドとアクリロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドとの共重合体架橋物であって、アクリルアミドの量が合計モノマーに対して３４．８８〜８０重量％であるカチオン性吸水性樹脂が封入されてなるテープ状及び／又は帯状の構造体からなる止水材をケーブル外周に巻き付けることを特徴とするＣＶＴの止水方法。 - 該地下埋設ケーブルのケーブル用マンホールへの出口直前部のケーブルと保護管の間に止水材を介在せしめてマンホールに水が侵入するのを防止する請求項７〜９、１１の何れか記載の止水方法。
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