JP4580082B2 - 立体網状体およびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立体網状体に関する。さらに詳しくは、廃棄物処分場の底面止水材として、遮水シート／立体網状体／遮水シートの構成の遮水構造体を用いたダブルライナー工法があり、本発明は、前記した立体網状体に関係する土木資材であって、土圧が掛かって常に厚味方向に圧縮応力が掛った状態で空隙を確保する機能が要求される部材で、該立体網状体は、廃棄物処分場の底面止水材としての遮水構造体として用いた時、上部の遮水シートが破れて、該立体網状体が確保している空隙に廃水が漏れだした時、何らかの方法でその漏水を検知して、漏水を検知した場合、該空隙にベントナイトなどの止水材を注入して、遮水効果をより確保するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特許第１５０８３１１号公報に見られる様な、立体網状体が、実質厚みが０．１〜４ｍｍの薄い網状体が、厚み方向断面において凹凸状に波打っており、見掛けの厚みが４〜５０ｍｍで、該網状体の凹凸によって大きな空隙を形成したマット形状の立体網状体が公知であり、該立体網状体は、廃棄物処分場において、その底面は漏水によって地下水の汚染を防止するための遮水構造体で形成され、ダブルライナー工法では、上記した遮水シート／立体網状体／遮水シートの構成の遮水構造体が用いられている。該立体網状体には、特公昭５８−９１８６号公報や特開平１１−２４７０６０号公報開示されているフィラメントが融着接着して一体化し、かつ全体的に凹凸状になって一定の厚みを持ったマツト状の立体網状体として使用され、また、この立体網状体を利用した特開平５−１１８１９６号公報に見られるンネルやコンクリートの擁壁の裏面から湧出する水を導水して排水する面状排水材が当該排水材がプラスチック製で軽量のため、施工が簡単で多用されている。
【０００３】
また、上記廃棄物処分場の遮水構造体として、セメント打ちなどの剛性工法に比べ、ゴムシートやプラスチックシートを止水材として用いるのが、簡単であり、従来から行なわれてきたが、当該シートが破損して漏水する問題があり、これらを改良する試みがなされ、上下に不透水膜を配置し中層に排水材を設け、該排水材より逸流水が生じた場合に、当該排水材に不透水剤を注入して遮水を完璧なものとする、遮水構造のチェックと補修を兼ねたダブルライナー工法の排水材を挟んだ遮水材、また、前記遮水構造体として、取り扱いが容易な様に、本発明の様な空隙の大きい立体網状体を用い、該立体網状体にベントナイトなどの水によって容易に膨潤する物質を止水材を散布する考案が、特開平６−３４１１２４号公報、特開平５−１０４８号公報や特開平４−１４６３１９号公報が開示されており、さらには、これらの止水効果が減じた部分が生じて漏水を発生させた場合まで想定して止水する特開平７−１１９１３０号公報が開示されているが、いずれの場合であっても、立体網状体に、より耐圧性のものが望まれてきた。
【０００４】
このため、本発明者らは、より耐圧性のプリーツ形状の立体網状体をすでに提案したが、前記した漏水を検知する機能も立体網状体に要求され始めた。この漏水検知には、耐圧性はないが検知材として導電性繊維を混綿した導電性不織布を立体網状体の代わりに用い、廃棄物処分場の埋め立て部分の地表に、一方の電極を、もう一方の電極を遮水シートに挟まれた導電性不織布として、該遮水シートが破損し、導電性不織布に漏水した場合、両電極間が繋がり、漏水を検知するものがあるが、漏水した箇所を止水材で復旧する機能はない。
【０００５】
【発明が解決しょうとする課題】
前記した特公昭５８−９１８６号公報や特開平１１−２４７０６０号公報開示されているフィラメントが融着接着して一体化し、かつ全体的に凹凸状になって一定の厚みを持ったマツト状になった立体網状体、また、最近、本発明者らが開発したより軽量で空隙率が高く従来の排水材より圧縮応力が大きいプリーツ形状の立体網状体は、軽量でも厚み方向への剛直性と耐圧性の向上できたが、漏水の検知機能は配慮されておらず、何らかの検知機能を別途設けなければならない問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、土圧が掛かって常に厚味方向に圧縮応力が掛かる用途で、従来の排水材より圧縮応力が大きくて、高加重下でも厚みの減少量が少なく高い空隙率を保持できる立体網状体に、前記遮水構造体として用いた時、漏水検知機能を与え、漏水箇所の遮水復旧と漏水検知機能をダブルライナー工法の遮水構造体に持たせ、より安全な廃棄物処分場を提供することにある。
【０００７】
なお、前記した導電性不織布は、炭素繊維や金属繊維などの導電性繊維を混綿して不織布化する手法で作成されるため、不織布として導電性を確保するには、該繊維同士が接触して、不織布全体として導電性繊維の網目を構成する都合上、該導電性繊維を少なくとも１０〜２０重量％混綿しないと導電性を確保できない問題がある。前記した導電性繊維は大半が剛直で、混綿に欠くことのできないカード掛けの大きな問題もあり、安価には導電性不織布を作れない大きな問題がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
フィラメントが融着接着して一体化し、かつ厚み方向に凹凸状になって一定の厚みを持ったマツト状の、耐圧性で透水性の立体網状体が、長さ方向に単位幅当たり数条の導電性糸条が配置され、かつ、これら糸条間を蛇行などした導電性糸条で接触交差させて、粗い目の導電性ネットで一表面および／または一表面の近傍を占められて、全体として導電性機能が付与され、該導電性ネットを保護するため、不織布や遮水シートが、接着されている立体網状体である。
【０００９】
さらには、電気的にピックアップするため、長さ方向に間欠的に、全幅に渡る導電性帯が設けられており、本来、導電性糸条間を蛇行などした導電性糸条で長さ方向の通電性の完全さを確保しているが、このバックアップも、長さ方向の途中に任意に設けることで行なわしめると共に、長さ方向での切断の自由性を高め、できるだけ切断をこの導電性帯で行なわしめ、立体網状体の接続の必要な時は、この導電性帯同士を導電物で接続して全体の通電性を容易に確保することができる。
【００１０】
なお、電気的にピックアップできる導電性帯は、長さ方向に間欠的に多数入っていても良く、さらには、短い一定間隔であっても良いため、請求項８記載の任意な間隔で設置できる金属バーの使用と共に、以下に記載する彫刻金型の、それぞれの単独使用や併用など、必要に応じ選択して実施すると良い。
【００１１】
前記した彫刻金型とは、連続フィラメントを集積する金型に、幅方向の全幅に渡る凸部を彫刻したものであり、連続フィラメント集積する前に、該凸部上に金属バーを用いた場合と同じく、予め導電性糸条や導電性テープをセットし、圧着ロールで、平面体の接着と同時に、未固化状態の連続フィラメントで圧着して一体化させることで上記導電性帯が容易に形成できる。
【００１２】
なお、使用する金属バーは、全幅に渡って０．３〜２ｍｍｍｍ厚みで、幅が３〜５０ｍｍのものが最適である。
【００１３】
具体的には、熱可塑性合成樹脂からなる、太さが０．１〜１．５ｍｍの多数の連続フィラメントが網状に重ね合わされ、その交差点で融着接着されて一体化した、実質厚みが０．１〜４ｍｍの網状体を形成し、該網状体が、厚み方向断面において凹凸状に波打っており、見掛けの厚みが４〜５０ｍｍで、該網状体の凹凸によって大きな空隙を形成したマット形状の立体網状体であって、該立体網状体の幅方向に間欠的に導電性糸条が配され、長さ方向に該糸条が伸びており、該糸条に接触交差する様に１本または複数本の導電性糸条が配され、粗いネット状の導電性ネットワークが形成され、該導電性糸条条の側の立体網状体の表面に平面体を張りつけてある、導電性を特徴とする立体網状体が、本発明の立体網状体である。
【００１４】
基本的には、本発明の立体網状体はより耐圧性が求められているため、その使用する金型を断面が三角の頂点をわずか切断除去した様な、台形のブロックが平面上に配置されており、該台形の上辺と底面がそれぞれ同一の平面上にある形状の金型を用いるのが都合良く、該金型でブロックが長さ方向に平行して密に設置されたものが最も都合が良く、この金型で作られた、厚み方向断面において、プリーツ状で長さ方向に整然と平行して配列している連続した複数の畦部と溝部とが、交互に形成されているプリーツ形状の立体網状体が最適である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について実施例の図示に基づいて以下に説明する。図１に本発明の一実施形態である多数のプリーツ断面構造を持つ立体網状体に、本発明の間歇的間隔、特に任意の間隔に導電性帯を作る金属バーを設置している製造装置の側面概略図を示す。ただし該金属バーには導電性帯が乗せてあるものとする。図２は図１Ａ部の斜め方向から見た拡大斜視図である。
【００１６】
本発明による網状体の形態は、例えば図３で図示するものであり、該網状体は、一定幅（間隔）で巻いた導電性糸条を複数本繰り出し圧着ロールと金型間で押さえて、金型と同調させる様になし、多数の連続フィラメント１を溶融紡糸の紡糸口金２より、三角柱を寝かした形状が刻まれている金型４上に吐出して、金型上または金型上空に位置した導電性糸条に絡ませながら網状に重ねてその交点を溶融接着させ、さらに圧着ロールに添わせて平面体を供給し、これらを金型の凸面上部に圧着ローラー６で押しつけて、金型の凸部上の融着接着した網状体で圧着、一体化させると共に、凸部上の融着接着した網状体をさらに圧着させて、立体網状体の整形と畦部上端の補強を行なって、プリーツ状の立体網状体として、該立体網状体の畦下部と溝上部に三角柱形状の大きな空隙を有するマット形状の立体網状体で、導電性糸条で電気的検出を可能としたものである。
【００１７】
さらには、長さ方向に間欠的に、幅方向に横断する畦部を持つ金型または、金型上に金属バーを設置した金型を用い、該畦部または金属バー上に導電性帯を仮設置して、圧着ロールで未固化網状体で圧着して、ピックアップ帯とすることも容易にできる。
【００１８】
本発明の立体網状体は、その巻きの長さ方向の両端に該ピックアップ帯を具備するのが好ましく、この両端は幅を１０〜５０ｍｍにするのが利便上好ましい。したがって、この場合、幅も任意に決定できる、金属バーの使用が好ましい。また、従来の金型は全幅に渡る凸部が彫刻されていないため、金属バーの使用は、従来の金型が流用でき、かつ、間隔の設定に自由度が大きいので極めて好ましい。なお、ピックアップ帯は必然的にフラットな帯となり、折り曲げ、巻き上げや切断部分としても大変都合が良く、特に、耐圧性向上用途では、整然と並列して配されたプリーツ形状の、立体網状体の表層を一辺と仮想した三角断面構造によって、厚み方向への圧縮力を受けとめることで耐圧性を向上させる効果を発揮させ、加えて、当該三角断面構造をプリーツ状に横方向に整然と配置することで、耐圧性に寄与する該三角断面構造を最大限に組み込むことによって、全体としての耐圧強度を大幅に向上させ得るのであるが、耐圧性向上につれ、立体網状体の剛直性も高くなり、折り曲げや巻き上げが不可能となる。そこで、間歇的な、好ましくは一定間隔毎に、より好ましくは任意の間隔で、折り曲げと接着に便利なフラット部を設ける必要があり、前記した手法で結果としてフラットとなる導電性帯を一定間隔でもうけるのが都合が良いが、場合によっては導電性帯でなく、単なるフラット部としても不都合ではない。
【００１９】
本発明の連続フィラメントに使用する素材は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルおよびナイロン６などのポリアミドなどの熱可塑性樹脂で、柔軟性を強化するためこれらの共重合体はさらに好ましく、これらのポリマーブレンドしたものやポリマーアロイも好ましい。
【００２０】
本発明の連続フィラメントの太さは、強度と剛性の面から０．１〜１．５ｍｍが好ましく１．５ｍｍより太いと、本発明の網状体を成形しにくく、０．１ｍｍより細いと剛性に問題が出やすくなるため好ましくない。
【００２１】
また、本発明の立体網状体の目付けは用途によるが、概ね１００〜３０００ｇ／ｍ² の範囲であり、耐圧性強化を意図する場合は、連続フィラメントの強度と本数の積による耐圧強度の問題があり、１５０〜１５００ｇ／ｍ² が好ましく、土壌の保持を意図する場合はその厚みにもよるが、２００〜１５００ｇ／ｍ² が好ましい。
【００２２】
本発明の立体網状体の厚みは、耐圧性強化を意図する場合は、４〜４０ｍｍが好ましく、土壌の保持を意図する場合は、２０〜５０ｍｍが用途的に好ましい。なお５０ｍｍを超えると、連続フィラメントが金型に接触して、冷やされて到達しにくくなって不揃いとなるし、融着接着不良で、事実上製造が困難であるので好ましくない。
【００２３】
本発明に用いる金型は、圧着ロール６を用いる都合上、金型上面と底面が平行で、金型の凸部上面はすべての凸部上面が同一平面にあることが好ましい。
【００２４】
本発明に用いる導電性糸条は、耐薬品性に優れた炭素繊維、銅やアルミニウムなどの通電性に優れた金属線や金属繊維、これら金属のメッキ繊維であって、マルチフィラメント、モノフィラメント、紡績糸やスプリットヤーンなど、通電性の糸条を言い、耐腐食性ガスで炭素繊維、コスト的に多芯銅線が好ましく、銅線にあっては、銅箔を両面ポリエチレンコートしたスプリットヤーンや、水溶性樹脂で被覆されたものが、腐食性ガス対策上好ましい。また、導電性テープはこれらの織り編み物、不織布や紙を言う。
【００２５】
張りつける平面体は、ポリエチレンなどの遮水シートや、スパンボンドやニードルパンチ、スパンレースや含浸接着した不織布等が好適であり、不織布の場合は、経済的に、２０〜３００ｇ／ｍ² 目付けのポリエチレンテレフタレートスパンボンド不織布が特に好ましい。
【００２６】
本発明の立体網状体は可撓性ネットで補強されているのも好ましく、該可撓性ネットは、網目が１５〜５０ｍｍ□の漁網などの編みたてネット、スプリットヤーンを使用する寒冷紗、マルチまたはモノフィラメントなどの糸条を縦と横方向に織ったり引き揃えたものやスクリムネットなどが都合良く用いられ、強度補強の点でポリエチレンテレフタレート製漁網が特に好ましい。
【００２７】
（作用） 本発明の立体網状体は連続したフィラメントで構成されており、水などの液体は容易に網状体を通過さすことができ、廃棄物処分場の底面漏水検知と漏水補修に極めて利便性が良く、導電性不織布を使用している物に比べ、導電体が集合した状態の糸条を用いているため耐腐食ガスによる影響を受けにくいことと、単に市場にある導電性体を使用しているため、大変経済的であり、不織布ではその剛直性のため用いれなかった導電体も比較的自由に使用できる利点もある。
【００２８】
【実施例】
次に本発明の効果を実施例と比較例で具体的に説明する。 （実施例１〜３） 本発明の網状体は第１図に例示する装置に、図４ＡまたはＢの金型４、１４を用い、金型１４では、一定間隔毎に、幅３ｃｍ、厚さ０．８ｍｍの金属帯を全幅に渡り設置し、端を金型にビス固定したものを用いることで、効率良く製造できる。被覆していない多芯銅線７を２０ｃｍ間隔で金型上方より金型に上斜めに供給し、圧着ロールで押さえて金型速度と同調させ、該ロール６に添わせて目付け１００ｇ／ｍ² のポリエチレンテレフタレートスパンボンド不織布８を金型上に供給する様セットし、融点が１４０℃でメルトフローレートが１８ｇ／１０分のエチレンープロピレン共重合体の溶融物を、孔径０．６ｍｍの多数の紡糸ノズルが列設された紡糸口金２より繊維径が０．７ｍｍの連続フィラメント１を紡出し、等速で移動している三角柱が寝かされた形状が刻まれている金型に垂らし、前記した導電性糸条に絡ませながら、網状に重ね、その交差点を融着接着させて網状物３を形成させ、該網状物が固化しない場所に設置した、圧着ロール６で、金型をベースとし、網状物を圧着成分として、不織布８と多芯銅線７を圧着して一体化させ図３に例示する実施例１〜２の導電性を特徴とする立体網状体を得た。得られた立体網状体の諸物性を表１に示す。
【００２９】
【表１】

【００３０】
金型を図４の１６とし、金型１４と同様にして金属バーを用いて任意の間隔毎にフラット部のある実施例３の立体網状体を得た。
【００３１】
実施例１〜３の立体網状体は、何れも、長さ１０ｍでも、通電でき、実施例１の立体網状体の上下を１ｍｍのポリエチレンシートで挟み、幅方向の側面を粘土で密封した後、僅かに折り曲げ、凹型とし、電気ごてで、５ｍｍの穴を上中央部に開け、その上に、５ｃｍの厚みで腐葉土を押し固めて乗せた、この腐葉土の穴の上の位置に、リード銅線を付けた釘を３ｃｍ打ち込み、立体網状体の導電性糸条に接続した銅線に乾電池を繋ぎ、それに、豆電球を繋ぎ、前記リード銅線も接続したが、豆電球は点かなかった。そこで、２Ｌの水を入れたポリエチレン袋を用意し、上記の穴の上の辺を目がけ、袋に穴を開けて散水した。しばらくすると、豆電球が点灯し、本発明の立体網状体が検知機能を持っていることを確認した。その後、側面の粘土を外して、立体網状体の状態を確認したところ、かなりの水の漏水を目視できた。粘土で再び密閉し、上記のポリエチレンシートの穴の上の腐葉土の上に、鉄板で重しし、凹型となっているポリエチレンシートで挟まれた立体網状体の片方の端から水道水をホースで勢い良く注入すると、反対側の端からかなりの勢いで水がでてきたので、修復も可能と推定する。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の１つは、立体網状体の断面が、三角形が横に繋がったプリーツ形状で、その一辺を立体網状体の上下面と仮想する、三角形状がしっかりと固定されて耐圧性を向上させたものであるが、該網状体の内部は網状物の壁で構成されており、該網状物は熱可塑性樹脂のフィラメントで構成されているため、嵩高で、通気性と通水性に優れており、空隙率が極めて大きいため軽量で、施工場所に運びかつ施工するに便利であり、従来のものより強度が向上しているため、従来品よりきつい使用条件に耐え得ることができるため、廃棄物処分場の遮水構造体である、ダブルライナー工法の立体網状体として最適であり、さらに、電気的漏水検知機能も付与てきたため、本発明の立体網状体を用いると、より優れた遮水構造体とでき、廃棄物処分場の安全性のより向上に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の網状体の製造装置の概略図である。
【図２】図１Ａの斜上部から見た拡大図である。
【図３】本発明の立体網状体の一実施形態５を示す斜視図である。
【図４】金型の例 Ａ：プリーツ断面の立体網状体に使用する例
Ｂ：フラット部を彫刻した金型Ａ
Ｃ：従来の金型の例
ただし、ＡとＣは金属バーの未装着例
【図５】金属バーの一実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 連続フィラメント
２ 紡糸口金
３ 連続フィラメントが金型の上で融着接着した網状物
４、１４、１６ 金型（ただし、１４と１６は金属バー未装着）
５ 本発明の立体網状体
６ 圧着ロール
７ 導電性糸条
８ 平面体
９、１５ 金属バー
１０ 導電性テープ
１１ フラット部
８１ 平面体と立体網状体との接着点

Claims (8)

1. 熱可塑性合成樹脂からなる、太さが０．１〜１．５ｍｍの多数の連続フィラメントが網状に重ね合わされ、その交差点で融着接着されて一体化した、実質厚みが０．１〜４ｍｍの網状体を形成し、該網状体が、厚み方向断面において凹凸状に波打っており、見掛けの厚みが４〜５０ｍｍで、該網状体の凹凸によって大きな空隙を形成したマット形状の立体網状体であって、
   該立体網状体が、厚み方向断面においてプリーツ状で、長さ方向に整然と平行して配列している連続した複数の畦部と溝部とが、交互に形成されているプリーツ形状であり、
   該立体網状体の幅方向に間欠的に導電性糸条が配され、長さ方向に該糸条が伸びており、該糸条に接触交差する様に１本または複数本の導電性糸条が配され、これらの糸条の側の立体網状体の表面に平面体を張りつけてある、導電性を特徴とする立体網状体。
2. 長さ方向に連続した畦部と、直交している畦部が長さ方向に間歇的に配され、該交差畦部に導電性糸条および／または導電性テープが配され、何れかの長さ方向に展開している導電性糸条と少なくとも一部が接触していることを特徴とする請求項１記載の立体網状体。
3. 導電性糸条が、カーボンファイバーおよび／または銅線であることを特徴とする請求項１又は２に記載の立体網状体。
4. 導電性糸条が、水溶性樹脂で被覆されている銅線であることを特徴とする請求項３記載の立体網状体。
5. 平面体がポリエチレンテレフタレートのスパンボンド不織布である請求項１〜３のいずれかに記載の立体網状体。
6. 断面が三角の頂点をわずか切断除去した様な、台形のブロックが平面上に複数配置されており、該複数の台形の上辺と底面がそれぞれ同一の平面上にある形状の金型上に、該金型を一定速度で移動させながら、幅方向に一定間隔で複数本の導電性糸条をスプールから繰り出して該金型上および／または金型上空に位置させ、幅方向で往復する様なした糸条供給装置から導電性糸条を繰り出して長さ方向に伸びている前記導電性糸条に交差させた後、該導電性糸条と金型の上から熱可塑性合成樹脂からなる、太さが０．１〜１．５ｍｍの多数の連続フィラメントが紡出され、該金型に添って連続フィラメントが網状に重ね合わされ、その交差点で融着接着されて一体化した、プリーツ形状の網状体で大きな空隙を形成したマット状の、厚みが４〜５０ｍｍの立体網状体を製造するに当たり、連続フィラメントが不十分な固化状態の位置に、該金型に押しつける圧着ロールが装着されており、該圧着ロールに添わせて平面体を供給して、平面体を圧着させて一体化させた、導電性を特徴とする立体網状体の製造方法。
7. 金型の長さ方向の任意の間隔毎に、全幅に渡って０．３〜２ｍｍ厚みで、幅が３〜５０ｍｍの金属バーが設置してある金型を用い、連続フィラメントを集積する前に、導電性糸条および／または導電性テープを該金属バーの上に乗せ、その後、連続フィラメントをこの上に積層し、圧着ロールと金属バーの間で、金属バーに積層された連続フィラメントを圧着して、該導電性糸条や導電性テープを連続フィラメントで一体化させて、電気信号のピックアップ部および／または扁平な帯状の易折り曲げ部としたことを特徴とする請求項６記載の立体網状体の製造方法。
8. 金型が、三角柱の一面が平面上にあり、該三角柱が該平面上にない稜線の上部が、該平面で平行に切断除去されており、該三角柱が長さ方向に、一定間隔で整然と配列されている形状の金型であることを特徴とする請求項６又は７に記載の立体網状体の製造方法。

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