JPH07229125A - 水のう - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 洪水時などに止水材料として用いる水のうの
改良。 【構成】 エチレンオキシドを主体とする樹脂の吸水性
架橋シート１を、不織布やネットなどの通水層２を介し
て複数枚重ね、透水性の袋３内に収納したことを特徴と
する水のう。 【効果】 吸水性、放水性が共に優れ、吸水前はコンパ
クトで吸水後は十分膨らんで水のうとして機能し、使用
後は乾燥して焼却することができる。また吸水材料がシ
ート状であるため、取扱いが容易となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、洪水時に地下鉄などへ
の浸水を防止するなどの止水材料として使用する水のう
に関し、詳しくは、吸水して膨潤するエチレンオキシド
を主体とする樹脂の架橋シートを利用した水のうに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、洪水などの水災害の防止策と
して、土砂を詰めた土のうを積み上げることが行なわれ
ているが、最近では、吸収した水でゲル化膨潤する高吸
水性ポリマを袋に詰めて利用する吸水性ゲル水のうが用
いられている。

【０００３】

【発明が解決すべき課題】土のうは、災害時の悪天候の
中で短時間に多数の袋に土砂を充填し、積み上げる作業
を必要とし、その困難さから機能を十分に発揮できない
場合があった。

【０００４】また、土のうの欠点を改良した吸水性ゲル
水のうは、吸水してはじめて寸法的に膨脹して大きくな
り、重量も約２０ｋｇとなるように設計されているか
ら、吸水前は軽量、コンパクトで取扱いや保管が非常に
容易である利点がある。

【０００５】しかし、高吸水性ポリマ粉末を単に袋詰め
したもの（特開昭６１−１６９５０９）や、高吸水性ポ
リマと繊維物質とを混合加圧成形した粉体を袋詰めした
もの（特開昭６２−１３３２０４）は、粉末・粒体が袋
の一隅に片寄ったり、吸水初期において凝固状態になっ
たポリマが袋内を移動し、段積みや持ち運びに極めて不
都合であった。

【０００６】さらにこの欠点を改良するため、高吸水性
ポリマをシート化する技術も開示されており（特開平３
−２８６０１０）、確かに袋内の移動は防げるが、高吸
水性ポリマは吸水能力が大きくかつ保水性にも優れてい
ることを特徴としており、水のうとしての役割を果たし
た後、かえってその保水性の良さから一旦吸った水をほ
とんど放すことができないため、後の処理としては産業
廃棄物として埋め立てるしかなく、環境問題が顕在化し
ている今日では問題がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明はこの問題を解決
し、吸水能力が高く、かつ放水性に優れ、製造や取扱い
も容易な水のうを提供するものであって、その要旨は、
エチレンオキシドを主体とする樹脂の架橋シートを、通
水層を介して複数枚重ね、透水性の袋内に収納したこと
を特徴とする水のうにある。

【０００８】また、エチレンオキシドを主体とする樹脂
の架橋シートに表裏貫通部を設けることにより水の浸透
を速めた水のうを提供するものである。さらには、架橋
シートに紫外線吸収剤を０．１重量％以上含有させるこ
とにより数回の再使用を可能にした水のうを提供するも
のである。

【０００９】以下、本発明を詳細に説明する。図１は本
発明水のうの一例の断面図であって、多数枚の架橋シー
ト１が通水層２を介して重ねられ、透水性の袋３内に封
入されたものである。４は袋周囲のシール部である。こ
こで、架橋シート１は吸水して膨脹する層であって、エ
チレンオキシドを主体とする樹脂の架橋シートからな
る。エチレンオキシドを主体とする樹脂は水溶性である
が、これを適度に架橋することにより水不溶性となって
高い吸水性を示すようになる。

【００１０】そしてこの架橋シート１は、一般の高吸水
性ポリマ、例えばポリアクリル酸系の樹脂などが吸水性
は優れているものの放水性に劣るのとは異なり、吸水性
はやや低いものの優れた放水性を示す。また一般の高吸
水性ポリマとは異なり、海水や泥水などのイオンを多く
含む水に対しても吸収能力が低下せず、被吸収物を選ば
ない。また、吸水性を有するにもかかわらず吸湿性が低
く、空気中の湿気を吸ってべとつくなどの不具合を生じ
ない。

【００１１】また薄いシート状に熱成形できるため、表
面積が大きくなり放水性がさらに優れており、かつコン
パクト化が可能である。各々の架橋シート１の厚みとし
ては、３０〜５００μｍで適当であり、さらには５０〜
２００μｍがよい。その理由は、３０μｍよりも薄い
と、吸水時に十分膨脹せず、５００μｍよりも厚いと放
水性に劣るためである。

【００１２】また本用途では、シート状にすることから
袋の中で片寄ってしまうなどの不都合は無くなり、使用
前後とも板状の形状を保持しているので段積みや持ち運
びに便利である。また、その良好な放水性から何日か放
置するだけで元の水を含まない状態に戻るため、放水後
の寸法も小さくまた重量も軽くなり取扱いが非常に楽に
なる。さらには、架橋シート１が炭素、酸素、水素のみ
からなるため、放水後焼却処理が可能であり、また再利
用も可能となる。

【００１３】本発明における架橋シート１は上記の通り
放水性に優れるが、その特徴を十分生かし、さらには、
災害時に水のうに急速に吸水させて短時間で膨脹させ得
るよう、シート間への水の浸入を容易にして吸水速度を
速くするため、架橋シート１を必要枚数重ねる際、その
間に通水層２を介在させることが特に有効である。

【００１４】ここでいう通水層２としては、天然繊維、
合成繊維などでできた不織布、織布、紙などポーラスで
毛細管現象により水の通路を確保できるものや、熱可塑
性プラスチックの押出成形によるネット製品、熱可塑性
繊維の網目状織物、金網などが適している。不織布、紙
などはそれ自体少量ではあるが瞬間的な吸水性を有して
いるので、吸水速度を速める効果もある。また、プラス
チックネットなどの綱状物は空隙が大きいため水のう内
部への浸水速度が速くなる。通水層２としては異種のも
のを２種以上組み合わせて使用することもできる。

【００１５】また、水のうの吸水速度を速めるには、架
橋シート１に孔やスリツト（切り込み）などの表裏貫通
部を設けたり、発泡化したりして、表面積増大、吸水膨
脹の容易化を図ることも有効である。

【００１６】特に、孔や切り込みなどの表裏貫通部を設
けるのが好ましく、中でもスリツト（切り込み）を入れ
るのが好ましい。すなわちスリツトを入れるのは操作上
簡単に行なうことができ、また貫通孔などと違い架橋シ
ート材料が除去されないので材料を有効に利用して吸水
能力が最大に発揮される。さらには、スリツトにより架
橋シートの各部分が動きやすくなり、吸水による膨脹が
妨げられないため吸水が速くなる。スリツトにより、重
ねた架橋シート間に水が浸透しやすくなるとともに、ス
リツトの切断面からも吸水が進む。

【００１７】スリットとスリツトの間隔は５ｍｍ〜１０
ｍｍ程度が良く、長さはシートの幅または長さに応じて
シートを切断しない範囲で設ければ良い。スリット間隔
が５ｍｍ未満であると吸水性は向上するが、架橋シート
自体の取扱いが困難となり、スリット間隔が１０ｍｍを
越すと、吸水性能向上効果がやや小さくなる。

【００１８】スリツトは、シートの幅または長さ方向に
沿って多数平行に設けたり、比較的短いスリツトを千鳥
状に形成するなど任意に配置することができるが、シー
トの各部分が動きやすくなる程度の長さ、密度に設ける
のが好ましい。スリットは通常のやり方で設ければよ
く、少量であればカツターナイフで手作業で設けても良
い。スリツトなどの表裏貫通部を設けた場合にも、架橋
シートが吸水膨脹して密着しやすいので、前述の通水層
２を介して重ねるのが好ましい。

【００１９】透水性の袋３としては、天然繊維、合成繊
維などでできた不織布、これらの材料やプラスチックの
スリットヤーンなどからなる織布、微細な孔を有するプ
ラスチック有孔シートなど、強度に富む透水性材料が使
用できる。架橋シート１と通水層２との積み重ね体は、
架橋シート１の吸水膨脹を許容するようある程度の余裕
を持って透水性の袋３内に収納される。

【００２０】本発明水のうは、上記の通り吸水性、放水
性ともに優れているが、水のうとして役立てるために
は、例えば吸水後の重量で２０ｋｇ程度、厚みで１５ｃ
ｍ程度となるように設計することが必要であることか
ら、袋の中心部に存在する水まで完全に放水させようと
すると多大の時間が必要となる。そこで、該水のうの放
水能力を十二分に活かすため、上記架橋シート１と通水
層２とを複数枚重ね合わせて小袋に収納し、この小袋を
複数個外袋に封入するようにして、水のうとして使用し
た後放水させる際には、例えばジッパーなどが取り付け
られた外袋をあけて複数個の小袋を取り出し乾燥させる
とさらに有効である。

【００２１】エチレンオキシドを主体とする樹脂からの
架橋シート１の成形は、樹脂をシート成形し、電離性放
射線などを照射して架橋して得ることができる。シート
成形は、通常の熱可塑成形、例えば押出成形により容易
に行なうことができる。シート中には、熱安定剤、酸化
防止剤、着色剤などを必要に応じ含有させることができ
る。

【００２２】シートの架橋は、電離性放射線または紫外
線を照射して行なうことができる。電離性放射線として
は電子線、γ線、Ｘ線などを利用することができる。照
射は、窒素などの不活性ガスで置換するなどした実質上
無酸素の状態で行うのが好ましい。

【００２３】電離性放射線の照射量は、吸収線量で３〜
２０Ｍｒａｄの範囲が適当である。３Ｍｒａｄ未満で
は、吸水時にゲル化部分が多いため、寸法拡大も大きく
なく、水のうとしての役割を果たすことができず、２０
Ｍｒａｄを越えて照射しても、吸水能力がそれ以上改良
されない。吸収線量で３〜２０Ｍｒａｄの範囲であれ
ば、吸水能力も大きく、また袋の中での寸法拡大も大き
く、吸水前はコンパクトで吸水後は袋を十分膨らますこ
とができ、本用途に適している。また、架橋剤を添加し
て熱で架橋させることもできる。

【００２４】ここで、エチレンオキシドを主体とする樹
脂としては、各種のものを用い得るが、下記の（Ａ）及
び（Ｂ）の化合物を反応させた、重量平均分子量５万以
上の樹脂が好ましい。 （Ａ）活性水素基を２個有する有機化合物に、エチレン
オキシドを主体とするアルキレンオキシドを付加重合し
た重合体。 （Ｂ）多価カルボン酸類化合物およびジイソシアネート
化合物の少なくとも一方。 この樹脂は、熱可塑成形性に優れているので、シート加
工などの成形が容易で厚みも自由に選択でき、大量生産
に適している。

【００２５】上記の活性水素基を２個有する有機化合物
としては、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ビスフェノールＡ、アニリンポリプロピレングリコ
ール、ポリテトラメチレングリコールなどが挙げられ
る。また、これらに付加加重させるエチレンオキシドを
主体とするアルキレンオキシドは、エチレンオキシド単
独、またはエチレンオキシドを７０％以上含む、プロピ
レンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシド、
α−オレフィンエポキシドなどとの混合物が挙げられ
る。

【００２６】上記（Ａ）は、活性水素基を２個有する有
機化合物にエチレンオキシドを主体とするアルキレンオ
キシドをブロックまたはランダムに付加重合して得られ
るが、その反応生成物（Ａ）の重量平均分子量は１００
０以上、好ましくは５０００〜３００００とする。

【００２７】上記（Ａ）と反応させる化合物（Ｂ）のう
ち、多価カルボン酸類化合物としては、フタル酸、イソ
フタル酸、テレフタル酸、セバシン酸、ダイマー酸、ピ
ロメリット酸などのカルボン酸、これらの無水物、また
はカルボン酸低級アルキルエステルを挙げることができ
る。またジイソシアネート化合物としては、トリレンジ
イソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、
イソホロンジイソシアネート、キシリデンジイソシアネ
ートなどが挙げられる。

【００２８】上記（Ａ）と（Ｂ）を反応させて得られる
エチレンオキシドを主体とする樹脂は、重量平均分子量
を５万以上、特に５万〜３０万とするのがよく、５万未
満では得られるシートの強度やシートへの成形性に劣
り、３０万を越えると溶融粘度が高くなりシート成形が
困難になる。

【００２９】本発明における架橋シートは放水性に優れ
ているので、使用後乾燥して再使用することが可能であ
るが、その再使用回数を増すために、架橋シートに紫外
線吸収剤を含有させるのが好ましい。すなわち、再使用
のため天日乾燥などを行なうと、再使用時には次第に吸
水能力が低下していくことが判明した。ところが架橋シ
ートに紫外線吸収剤を含有させると、再使用時の吸水能
力の低下を抑制することができることを見出だした。そ
の理由としては、天日乾燥などの際に架橋シートの架橋
部分に切断が生じてこれが吸水能力の低下につながって
おり、紫外線吸収剤の添加によりこの切断が防止される
ためと推定される。

【００３０】紫外線吸収剤としては、従来から知られて
いるものを使用することができ、例えば２（２´−ヒド
ロキシ−５´−メチルフエニル）ベンゾトリアゾール、
２（２´−ヒドロキシ−４´−オクトキシフエニル）ベ
ンゾトリアゾール、２（２´−ヒドロキシ−３´，５´
−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフエニル）ベンゾトリアゾール
などのベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤；２−ヒドロ
キシ−４−ベンジルオキシベンゾフエノン、２−ヒドロ
キシ−４−オクトキシベンゾフエノン、２，２´−ジヒ
ドロキシ−４，４´−ジメトキシベンゾフエノンなどの
ベンゾフエノン系紫外線吸収剤；フエニルサリシレー
ト、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフエニルサリシレートなどの
サリチル酸エステル系紫外線吸収剤などを用い得る。

【００３１】その含有量は、０．１重量％以上必要であ
り、０．１重量％未満では効果が小さい。また２重量％
を超えて添加しても効果増大は少なくブリードするなど
の問題も生じるので、添加量は０．１〜２重量％、好適
には０．１〜０．５重量％とするのが実用的である。

【００３２】本発明の水のうは、地下鉄や建物などへの
浸水防止などに好適に利用することができ、常時はコン
パクトで吸湿性も低いので、予め製造して倉庫などに保
管することができ、使用時にも簡単に持ち運んで積み重
ねることができる。さらに本発明においては、比重を調
整するために、無機質板、金属板などの重量の大きい材
料を内部に併用することができる。以下、実施例で説明
する。

【００３３】

【実施例】

（実施例１）エチレングリコールにエチレンオキシドを
付加せしめたポリエチレングリコール（重量平均分子量
１０，０００）１００重量部にジメチルテレフタレート
２．２重量部を配合し、ポリエステル化反応で重量平均
分子量１３０，０００の樹脂を得た。この樹脂の軟化点
は−３６℃、融点は５５℃であった。この樹脂を、口金
温度１２０℃で厚さ１００μｍのシートに押出成形した
後、吸収線量が１０Ｍｒａｄになるようにγ線照射して
架橋し、吸水性のシートを得た。

【００３４】このシートを６０ｍｍ×３０ｍｍに裁断し
たものを８枚重ねる際に、各シート間と上下面に、同寸
法のポリエチレン製ネット（厚み３５０μｍ、３ｍｍ角
の綱の目を０．５ｍｍ間隔で有するもの）を９枚配置し
た。これら全体を不織布の袋で包み込んで水のうのモデ
ルを作成した。

【００３５】このようにした作成した吸水体の厚みと重
量を測定した後、水に浸漬して十分吸水した後の厚みと
重量、およびその後１日ずつ計５日間自然放置して重量
変化により放水率を測定した。その結果を表１に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】表１に示すように、吸水性については、厚
みが４倍以上、重量も１０倍以上となり袋は十分膨らん
だ。放水性についても、吸水量が２日で約半分、５日で
ほとんど０となり、ある期間内に乾燥が可能なことがわ
かる。

【００３８】（実施例２）実施例１と同様にして得た吸
水性のシートから、 Ａ；２９０ｍｍ幅×５００ｍｍ長さに裁断したシート Ｂ；２９０ｍｍ幅×５００ｍｍ長さに裁断したシート
に、長さ方向に沿って、長さ４８０ｍｍのスリツトを１
０ｍｍ間隔で形成したシート の２種類のシートを得て、各シート２０枚と実施例１と
同じポリエチレン製ネット２１枚を交互に重ねて不織布
の小袋に収納したブロツクを作った。そして不織布の袋
に、上記ブロツクを３個、段ボール表面に鉄粉を付着さ
せた重さ２ｋｇの錘板とともに袋詰めして、総重量３．
３ｋｇの水のうを作成した。

【００３９】比較のため、市場に出ている水のう（紙と
紙との間に粉状吸水性樹脂を挟み込んだ板状体を４枚
と、上記錘板とを不織布の袋に詰めた、総重量２．５ｋ
ｇの水のう）を準備した。

【００４０】上記各水のうを水中に投入し、吸水状態を
確認しながら、吸水後の総重量が約２０ｋｇとなったと
きに引き上げ、引き上げる間での時間と、引き上げた袋
内の水を排水し、袋表面の水を軽く拭きとった後の水の
う重量を測定した。その結果を表２に示す。

【００４１】

【表２】

【００４２】表２の結果から、シートＡを用いた水のう
も従来のものよりも吸水速度が速いが、スリツト入りシ
ートＢを用いた水のうは、吸水速度が著しく速くなっ
た。

【００４３】（実施例３）実施例１の樹脂に、ベンゾト
リアゾール系紫外線吸収剤（住友化学社製スミソーブ５
１０）を０．３重量％混合した以外は実施例１と同様に
して吸水性シートを製造し、スリツトを入れて実施例２
と同様にして水のうを作成した。そして、実施例２のシ
ートＢ（紫外線吸収剤不添加）からの水のう、および実
施例２で説明した市販の水のうと対比させて以下の試験
を行った。

【００４４】１）水中に投入して、総重量が約２０ｋｇ
となるまで吸水させる。（第１回使用） ２）水中から引き上げ後、４週間天日乾燥する。 ３）再度水中に投入して、飽和するまで吸水させる。
（第２回使用） ４）水中から引き上げ後、４週間天日乾燥する。 ５）水中に投入して、飽和するまで吸水させる。（第３
回使用） 各使用毎に、吸水前後の水のう重量と吸水速度を測定し
た。その結果を表３に示す。

【００４５】

【表３】

【００４６】表３の結果から、シートＢを使用した水の
うは２回程度の再使用が可能であり、コスト低減に大き
く寄与する。さらに実施例３の水のうは、３回目の使用
でも十分な吸水性能を保持しており、圧倒的に繰り返し
性に優れていた。市販の水のうは、一度使用すると粉状
吸水性樹脂がどろどろの状態になって袋から溶け出し、
再使用は不可能であった。

【００４７】

【発明の効果】以上のように、本発明の水のうは、エチ
レンオキシドを主体とする樹脂の架橋シートを、通水層
を介して複数枚重ね、透水性の袋内に収納したことを特
徴とするから、吸水前は軽量、コンパクトで、吸水後は
十分膨らんで水のうとして機能する。そして、その優れ
た放水性により、使用後乾燥することができ、焼却処理
などが容易になる。

【００４８】また吸水材料がシート状であるため、使用
前後とも板状の形状を維持し、取扱いや積み重ねが容易
である。さらには、エチレンオキシドを主体とする樹脂
を熱可塑成形してシートを得ることにより製造も容易と
なる。

【００４９】また、表裏貫通部を設けたエチレンオキシ
ドを主体とする樹脂の架橋シートを複数枚重ね、透水性
の袋内に収納することにより、水の浸透が促進され吸水
速度を向上させることが可能になる。さらには、架橋シ
ートに紫外線吸収剤を０．１重量％以上含有させること
により、繰り返し使用しても吸水性能が保持される水の
うを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明水のうの一例の断面図。

【符号の説明】

１ 架橋シート ２ 通水層 ３ 透水性の袋

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エチレンオキシドを主体とする樹脂の架
   橋シートを、通水層を介して複数枚重ね、透水性の袋内
   に収納したことを特徴とする水のう。
2. 【請求項２】 表裏貫通部を設けたエチレンオキシドを
   主体とする樹脂の架橋シートを複数枚重ね、透水性の袋
   内に収納したことを特徴とする水のう。
3. 【請求項３】 架橋シートが、紫外線吸収剤を０．１重
   量％以上含有するものである請求項１または２記載の水
   のう。