JP5586428B2

JP5586428B2 - 土木用シート

Info

Publication number: JP5586428B2
Application number: JP2010254038A
Authority: JP
Inventors: 孝次真鍋; 清治吉田
Original assignee: CI Kasei Co Ltd
Current assignee: CI Kasei Co Ltd
Priority date: 2010-11-12
Filing date: 2010-11-12
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2030-11-12
Also published as: JP2012102593A

Description

本発明は、トンネル建設等に使用され、遮水性を有する土木用シートに関する。

トンネルをいわゆるＮＡＴＭ工法により建設する際には、まず、発破作業等により地山を掘削し、掘削により生じた土砂を速やかに排出させた後、掘削面にコンクリートを吹き付ける。次いで、硬化後のコンクリートを穿孔し、ロックボルトを埋め込んで地山に固定する。その後、コンクリートの表面に、遮水性を有する土木用シートを貼り合わせ、その土木用シートの表面にコンクリート構造体を設けて、トンネルを得る。
上記工法において使用する土木用シートとしては、例えば、遮水性、柔軟性、強度、価格の点から、軟質ポリ塩化ビニル材料からなる層を有するシートを使用することがある。特に、トンネル建設においては、土木用シートの傷付きを容易に検知できることから、軟質ポリ塩化ビニル材料からなる層が、表面側の白色層と、裏面側の黒色層とで構成された土木用シートを使用することがある（例えば、特許文献１参照）。

特公平５−６８５６６号公報

上記のように、土木用シートが白色層と黒色層を有することで、土木用シートの傷付きを目視により検知することが可能になっているが、検知できるのは傷の有無のみであった。しかし、全体にわたって遮水性が高いトンネルを建設するためには、損傷の程度、すなわち傷付き深さまで検知することが求められるが、そのような土木用シートは知られていなかった。
また、土木用シートが重いと、作業者に大きな負担を与えることになるが、従来の土木用シートは必ずしも軽量ではなかった。そのため、土木用シートの軽量化が求められていた。
そこで、本発明は、傷付き深さを検知でき、また軽量化された土木用シートを提供することを目的とする。

［１］ポリオレフィン系樹脂を主成分として含有する基材層と、該基材層の一方の面に設けられ、ポリオレフィン系樹脂を主成分として含有する表面層とを備え、
表面層は、白色着色剤を含有する白色層と、黒色着色剤を含有する灰色層または黒色層と、アルミニウム顔料を含有する銀色層とからなる３層の着色層を有する積層構造であることを特徴とする土木用シート。
［２］前記基材層の他方の面に設けられた不織布を備えることを特徴とする［１］に土木用シート。

本発明の土木用シートは、傷付き深さを検知でき、また軽量化されている。

本発明の土木用シートの一実施形態例を示す断面図である。

本発明の土木用シートの一実施形態例について説明する。
図１に、本実施形態例の土木用シートを示す。本実施形態例の土木用シート１は、基材層１０と、基材層１０の一方の面に設けられた表面層２０と、基材層１０の他方の面に設けられた不織布３０とを備える。

（基材層）
基材層１０は、ポリオレフィン系樹脂を主成分として含有する層であり、主に遮水性を得るための層である。
基材層１０に含まれるポリオレフィン系樹脂としては、高圧法低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−αオレフィン共重合体、ポリプロピレンが挙げられ、高圧法低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体が好ましく使用される。

土木用シート１をトンネル建設に使用する場合には、基材層１０としてエチレン−酢酸ビニル共重合体を主成分とするものを使用する。その際、基材層１０に含まれるエチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル単位含有量は５〜２５質量％であることが好ましく、１０〜２０質量％であることがより好ましい。酢酸ビニル単位含有量が５質量％以上であれば、不織布３０を熱溶着により接着する場合に熱溶着性が高くなり、酢酸ビニル単位含有量が２５質量％以下であれば、適度な剛性を確保できるため、施工性が良好になる。

基材層１０においては、ポリオレフィン系樹脂以外に、必要に応じて、オレフィン系エラストマーやスチレン系エラストマーなどが少量含まれても構わない。
ただし、基材層１０におけるポリオレフィン系樹脂の含有量は５０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましく、１００質量％であることが特に好ましい。基材層１０におけるポリオレフィン系樹脂の含有量が５０質量％以上であれば、柔軟性、熱溶着性、耐引き裂き性を向上させることができる。

（表面層）
本実施形態例で使用される表面層２０は、基材層１０側から、着色剤を含有しない第１透明層２１、アルミニウム顔料を含有する銀色層２２、黒色着色剤を含有する灰色層２３、白色着色剤を含有する白色層２４、および着色剤を含有しない第２透明層２５を有する。
表面層２０を構成する各層２１〜２５は、ポリオレフィン系樹脂を主成分として含有する。好ましくはポリオレフィン系樹脂の含有量が８０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上、特に好ましくは９５質量％以上である。ポリオレフィン系樹脂の含有量が１００質量％に近づく程、基材層１０との接着性がより向上する。
ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン（高圧法低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン）、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−αオレフィン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体などが挙げられる。これらは１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
また、各層２１〜２５は、ポリオレフィン系樹脂以外に、各種添加剤（例えば、酸化防止剤、安定剤、滑剤等）を含有してもよい。

第１透明層２１は、基材層１０の主成分の樹脂と同じ樹脂を含有することが好ましい。例えば、基材層１０がエチレン−酢酸ビニル共重合体を主成分とする場合には、第１透明層２１は、前記ポリオレフィン系樹脂の中でも、基材層１０との接着性の点から、エチレン−酢酸ビニル共重合体が好ましい。第１透明層２１がエチレン−酢酸ビニル共重合体を主成分とする場合には、基材層１０との密着性がより高くなることから、エチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル単位含有量が３〜１５質量％であることが好ましい。
灰色層２３、白色層２４および第２透明層２５については、前記ポリオレフィン系樹脂の中でも、柔軟性の点から、低密度ポリエチレンが好ましく、直鎖状低密度ポリエチレンがより好ましい。直鎖状低密度ポリエチレンとしては、チーグラー・ナッタ触媒を用いて得た直鎖状低密度ポリエチレン、シングルサイト触媒を用いて得た直鎖状低密度ポリエチレンのいずれも使用することができる。

第１透明層２１および第２透明層２５は、着色剤を含有しないため、強度の低下が抑えられており、顔料や着色剤を含有する銀色層２２、灰色層２３および白色層２４を保護することができる。
銀色層２２におけるアルミニウム顔料の含有量は、銀色層２２における低密度ポリエチレンを１００質量部とした際の３〜２０質量部であることが好ましく、４〜１５質量部であることがより好ましい。アルミニウム顔料の含有量が３質量部以上であれば、充分に着色でき、２０質量部以下であれば、銀色層２２を容易に形成できる。
本実施形態例では、灰色層２３は、ポリオレフィン系樹脂と黒色着色剤とに加え、土木用シート１を製造する際に発生した規格外材や端切れ材が配合されている。規格外材および端切れ材は酸化チタン顔料やアルミニウム顔料を含有するため、規格外材または端切れ材が配合されると、黒色着色剤を含んでも黒色にはならず、灰色になる。
灰色層２３に含まれる黒色着色剤としては、例えば、カーボンブラック、黒鉛などの炭素材料が挙げられる。灰色層２３における黒色着色剤の含有量は、灰色層２３における低密度ポリエチレンを１００質量部とした際の３〜３０質量部であることが好ましく、４〜１５質量部であることがより好ましい。黒色着色剤の含有量が３質量部以上であれば、充分に着色でき、３０質量部以下であれば、灰色層２３を容易に形成できる。
白色層２４に含まれる白色着色剤としては、例えば、酸化チタン顔料、炭酸カルシウム顔料などが挙げられる。白色層２４における白色着色剤の含有量は、白色層２４における低密度ポリエチレンを１００質量部とした際の５〜８０質量部であることが好ましく、３０〜５０質量部であることがより好ましい。白色着色剤の含有量が５質量部以上であれば、充分に着色でき、８０質量部以下であれば、白色層２４を容易に形成できる。
各層２１〜２５の厚さは特に制限されないが、例えば、１０〜２５μｍとすることができ、１２〜２２μｍとすることが好ましい。

（不織布）
不織布３０は、土木用シート１を地山等に貼り付けた際に接する層であり、緩衝性を付与し、土木用シート１の強度を高めると共に、地下水を排出するための流路になるものである。
不織布３０を構成する繊維としては、ポリアミド（ナイロン）繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維などが挙げられる。
不織布３０は、各種製造方法（例えば、ニードルパンチ法、スパンボンド法、ガード積層法等）で得られたものを用いることができる。
不織布３０の厚さは０．５〜１０ｍｍであることが好ましく、１．０〜７．０ｍｍであることがより好ましい。不織布３０の厚さが０．５ｍｍ以上であれば、凹凸面であっても隙間の形成を防止でき、１０ｍｍ以下であれば、地下水の排出性をより高くできる。
不織布３０の目付けは５０〜７００ｇ／ｍ^２であることが好ましく、８０〜５００ｇ／ｍ^２であることがより好ましい。

（製造方法）
上記土木用シート１は、例えば、以下の方法により製造される。
まず、第１透明層２１を形成する樹脂材料、銀色層２２を形成する樹脂材料、灰色層２３を形成する樹脂材料、白色層２４を形成する樹脂材料および第２透明層２５を形成する樹脂材料を多層成形して、フィルム状の表面層２０を得る。ここで、多層成形としては、多層インフレーション成形、多層押出成形等が適用される。
次いで、基材層１０を形成する樹脂材料を押出成形して溶融状態のフィルムを作製し、その溶融状態のフィルムに表面層２０を、溶融状態のフィルムの一方の面に表面層２０の第１透明層２１が接するように重ね、圧着して、基材層１０と表面層２０との積層体を得る。
次いで、その積層体の基材層１０側の面にホットメルト系接着剤を部分的（点状または線状）に塗布し、不織布３０を重ねて接合して、土木用シート１を得る。

また、上記製造方法以外の方法でも土木用シート１を製造することもできる。
例えば、基材層１０を予め作製し、基材層１０の一方の面に表面層２０を積層した後、基材層１０の他方の面に不織布３０を積層して得てもよい。
基材層１０を予め作製し、基材層１０の他方の面に不織布３０を積層した後、基材層１０の一方の面に表面層２０を積層して得てもよい。
また、基材層１０の一方の面に、第１透明層２１、銀色層２２、灰色層２３、白色層２４および第２透明層２５を順次形成または積層した後、基材層１０の他方の面に不織布３０を積層して得てもよい。
また、基材層１０の他方の面に不織布３０を積層した後、基材層１０の一方の面に、第１透明層２１、銀色層２２、灰色層２３、白色層２４および第２透明層２５を順次形成または積層して得てもよい。

（作用効果）
上記土木用シート１は、基材層１０および表面層２０によって遮水性を発揮することができる。
基材層１０に含まれるポリオレフィン系樹脂は比重が小さい。具体的には、ポリオレフィン系樹脂の比重は０．９０〜０．９５であり、軟質ポリ塩化ビニルの比重１．２〜１．４よりも小さい。したがって、基材層１０が、比重の小さいポリオレフィン系樹脂を含有することにより、軽量化できるため、土木用シート１を施工する作業者の作業負担を軽減できる。さらに、基材層１０がポリオレフィン系樹脂を含有することにより、不織布３０の熱溶着が容易になる。
また、表面層２０が、色が各々異なる３層（銀色層２２、灰色層２３、白色層２４）を有するため、表面層２０に誤って傷が付けられた際には、それらの層の色によって傷が視認される。しかも、深さ方向に異なる色が配置されているため、傷の深さを検知できる。具体的には、傷が白色層２４に達した場合には傷が白く見え、傷が灰色層２３に達した場合には傷が黒く見え、傷が銀色層２２に達した場合には傷が銀色に見え、傷が第１透明層２１に達した場合には不織布３０が見える。このように、土木用シート１によれば、傷の深さを検知できるため、傷の深さに応じて傷を処置することができ、全体にわたって遮水性を向上させることができる。
また、表面層２０はポリオレフィン系樹脂を含有する層であるため、ポリオレフィン系樹脂を含有する基材層１０との接着性に優れる。
また、土木用シート１では、白色層２４によって光を反射させることができるため、トンネル内に施工された場合に、光量が少なくてもトンネル内を明るくし、作業性を向上させることができる。
また、厚い基材層１０に着色剤を配合しなくてもよく、着色剤の使用量を少なくすることができるため、コストを下げることができる。

なお、本発明は、上記実施形態例に限定されない。
例えば、上記実施形態例では、灰色層２３に規格外品あるいは端切れ品が配合されていたが、これらは配合されていなくてもよい。その場合には、黒色に発色する黒色層になる。
また、表面層２０は第１透明層２１、第２透明層２５を有していなくてもよい。
また、土木用シート１が不織布３０を備えていなくても構わない。

本発明の土木用シートは、例えば、トンネル建設の際にコンクリート吹き付け面に貼り付ける遮水シート、廃棄物最終処分場用の遮水シート、貯水池用の遮水シートなどに使用することができる。

１土木用シート
１０基材層
２０表面層
２１第１透明層
２２銀色層
２３灰色層
２４白色層
２５第２透明層

Claims

ポリオレフィン系樹脂を主成分として含有する基材層と、該基材層の一方の面に設けられ、ポリオレフィン系樹脂を主成分として含有する表面層とを備え、
表面層は、白色着色剤を含有する白色層と、黒色着色剤を含有する灰色層または黒色層と、アルミニウム顔料を含有する銀色層とからなる３層の着色層を有する積層構造であることを特徴とする土木用シート。
前記基材層の他方の面に設けられた不織布を備えることを特徴とする請求項１に土木用シート。