(57)【要約】【課題】ボードドレーンの圧密沈下による、破損や透水性の低下を防止する。【解決手段】表面に長手方向に沿って延びる複数の溝条21、21aを有する帯状の芯体2と、該芯体2の表面に接合され溝条21、21aの開口を覆って該開口との間に透水路4を形成するシート状のフィルター3とによって構成させるボードドレーン1において、芯体2は澱粉系物質配合樹脂によって形成されて親水基を有している。【選択図】図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に長手方向に沿って延びる複数の溝条(21)(21a)を有する帯状の芯体(2)と該芯体(2)の表面に接合され溝条(21)(21a)の開口を覆って該開口との間に透水路(4)を形成するシート状のフィルター(3)とによって構成されるボードドレーン(1)において、芯体(2)に親水基を有しているボードドレーン。
【請求項２】
芯体(2)は澱粉系物質配合樹脂によって形成されている、請求項1に記載のボードドレーン。
【請求項３】
澱粉系物質配合樹脂は、澱粉系物質をα化させポリオレフィン樹脂と連続相に微細均一に分散させた混合物である、請求項2に記載のボードドレーン。
【請求項４】
澱粉系物質配合樹脂は、澱粉系物質の配合率が重量比で30〜60%である、請求項2又は3に記載のボードドレーン。
【請求項５】
フィルター(3)も澱粉系物質配合樹脂にて形成されている、請求項1乃至4の何れかに記載のボードドレーン。
【請求項６】
芯体(2)及び／又はフィルター(3)は分解性添加剤を含んでおり、土中自然環境下で完全分解性を有する、請求項1乃至5の何れかに記載のボードドレーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟弱地盤改良用のボードドレーンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軟弱地盤改良用のボードドレーンは、表面に長手方向に沿って延びる複数の溝条を有する長尺帯状の芯体と、該芯体の表面に接合され溝条の開口を覆って該開口との間に透水路を形成するシート状のフィルターとによって構成されている。
芯体をポリオレフィン樹脂で形成した一般的なボードドレーン(特許文献1)や、芯体をポリ乳酸樹脂で形成した生分解性ボードドレーン(特許文献2)が実用されている。
ボードドレーンが軟弱地盤中の過剰間隙水圧を地表面に排水させる透水路として効果を発揮していることは公知である。
【０００３】
【特許文献１】特開昭63−67321号公報
【特許文献２】特開2004−100443号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一般的にボードドレーンは、土圧が高くなる大深度施工や、高含水比地盤で圧密沈下量が大きく、ボードドレーンの変形が大きい等、透水断面が多少小さくなる場合、透水路を流れる水の圧力損失が大きくなり、排水量が低下することが、圧密遅延の要因となることがある。
【０００５】
生分解性ボードレーンは、構成ポリマーとして乳酸を含んだ樹脂が使用されているが、コンポスト土壌等、土壌温度が50〜60℃の中高温域では分解が早いが、常温での分解が遅い。
又、生分解性ボードドレーンは、柔軟性に欠けるため、施工中に破断が生じたり、圧密沈下の際にボードドレーンが屈曲して、透水性が著しく低下する虞れがある。
又、生分解性ボードドレーンの素材は一般のボードドレーンの素材に比べて高価であるから、ボードドレーンの厚みを薄くして価格を抑えている。このため、透水路の断面が小さくなり、透水性が損なわれている。
本発明は、上記問題を解決できるボードドレーンを明らかにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項1は、表面に長手方向に沿って延びる複数の溝条(21)(21a)を有する帯状の芯体(2)と、該芯体(2)の表面に接合され溝条(21)(21a)の開口を覆って該開口との間に透水路(4)を形成するシート状のフィルター(3)とによって構成されるボードドレーン(1)において、芯体(2)は親水基を有しているため、芯体(2)の吸水、拡散性により、効果的に排水することができる。
【０００７】
請求項2は、請求項1のボードドレーンにおいて、芯体(2)は澱粉系物質配合樹脂によって形成されている。
【０００８】
請求項3は、請求項2において、澱粉系物質配合樹脂は、澱粉系物質を糊化(α化)させポリオレフィン樹脂と連続相に微細均一に分散させた混合物である。
【０００９】
請求項4は、請求項2又は3に記載のボードドレーンにおいて、澱粉系物質配合樹脂は、澱粉系物質の配合率が重量比で30〜60%である。
【００１０】
請求項5は、請求項1乃至4の何れかに記載のボードドレーンにおいて、フィルター(3)も澱粉系物質配合樹脂にて形成されている。
【００１１】
請求項6は、請求項1乃至5の何れかに記載のボードドレーンにおいて、芯体(2)及び／又はフィルター(3)は樹脂を分解する分解性添加剤を含んでおり、土中自然環境下で完全分解性を有している。
又、現場条件に応じて分解速度の制御が可能である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項1のボードドレーンは、芯体(2)とフィルター(3)との間に形成される透水路(4)に加えて、芯体(2)自体に親水基を有するので、芯体(2)の吸水、拡散性により、地盤中の水を効果的に排水することができる。
【００１３】
請求項2のボードドレーンの芯体(2)は樹脂に配合する澱粉系物質として、余剰米を有効活用する。
食用に生産される米は、食料飢饉等に備えて一定量は備蓄する必要があるが、現在、供給過剰状態となっており、余剰米は年々増加の一途をたどっている。このため安価な米を用いることができ、又、処分に窮していた消費期限を過ぎた余剰米を有効に利用することができる。
【００１４】
又、ボードドレーン打設後の時間の経過に伴って、芯体(2)中の澱粉系物質が腐食して芯体(2)の肉厚にミクロ的な連続空隙が生じ、芯体(2)の肉厚自体の排水性能が向上する。他方、該空隙は芯体(2)の強度を低下させて破壊を容易ならしめるため、地盤への掘削工事、シールド工事等の後工事に、残存ボードドレーンが邪魔になることを防止できる。
又、芯体(2)の肉厚に生じた連続空隙が補助的な透水路となり、ボードドレーンの排水能力を向上させることができる。
【００１５】
請求項3のボードドレーンでは、澱粉系物質配合樹脂は、ポリオレフィン系樹脂とともに加熱混練することにより、澱粉質を糊化(α化)させ連続相に微細均一に分散させた後、さらに脱水された複合材料を使用することで、高温での流動性が損なわれないので、芯体(2)の押出成形に好都合である。
特に、澱粉系物質が粒状の玄米又は精米であること、又は／及び、前記加熱混練をする工程において、前記加熱混練温度における飽和蒸気圧よりも低くかつ大気圧よりも高い設定圧力で混練物を脱水する工程を含むこと、により調整した複合材料は、糊化した澱粉質がより微細均一に分散するため、とりわけ好都合である。
更に、ポリオレフィン樹脂単体で形成した芯体と同程度の伸びを有し、脆くない芯体を形成できるので、ボードドレーン(1)の打設時に、芯体(2)が破損したり、圧密沈下によって  芯体(2)が挫屈することを防止することができる。
ポリオレフィン樹脂自体は、ボードドレーンの材料として従来より使用されており、価格面と性能面で現状ではそれ以上のものはない。
【００１６】
ボードドレーンは、澱粉系物質配合樹脂の澱粉系物質の配合比によって、脆性、澱粉系物質の分解性、透水性を調整できるが、後述の如く、澱粉系物質の配合率が重量比で30~60%が望ましい。
【００１７】
請求項5のボードドレーンは、フィルター(3)も澱粉系物質配合ポリオレフィン樹脂にて形成されているから、フィルター(3)自体が、泥水を濾過する機能に加えて、親水性による水の透水機能を有するので、ボードドレーンの排水機能を高めることができる。
【００１８】
請求項6のボードドレーンは、分解性添加剤を含んだ芯体及び／又はフィルターは土中でさらに分解するから、地盤への掘削工事、シールド工事等の後工事に好都合である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明のボードドレーン(1)は、従来のボードドレーンと同様にして、表面に長手方向に沿って平行に延びる複数の溝条(21)(21a)の開口を覆って該開口との間に透水路(4)を形成するシート状のフィルター(3)とによって構成される。
【００２０】
芯体(2)は、厚み約4mm、幅長さ約95mmで、表裏両面に多数の溝条(21)(21a)が芯体(2
)の長手方向に沿って平行に形成されている。幅方向に隣り合う溝条(21)(21a)は、深溝条(21)と浅溝条(21a)が交互に並んでおり、一方の面の深溝条(21)と他方の面の浅溝条(21a)は溝底壁(22)を共用している。
各溝条(21)(21a)は溝幅は2mm弱である。
【００２１】
本発明の特徴は、芯体(2)自体が親水基を有しており、芯体(2)自体が吸水、拡散性を持つ点である。
【００２２】
芯体(2)は、澱粉系物質配合樹脂によって形成されている。
澱粉系物質配合樹脂は、下記の公知の方法で製造する。
熱可塑性樹脂と、含水処理した澱粉系物質とを、高圧、高温度下で、澱粉系物質が糊化(α化)して熱流動性をもつまで混練する。
樹脂及び澱粉形物質との相溶性を向上させるため、飽和カルボン酸、不飽和カルボンサン等の相溶化剤を添加してもよい。
更に、上記澱粉系物質を含む流動体を、高圧、高温度下で混練し、生成した糊化澱粉系物質を破砕して澱粉系物質粒とし、この澱粉系物質を流動性体の全体に均一に分散させる。
次に、大気圧以下の低圧でかつ前記澱粉系物質分散流動体が熱流動する高温に調整された脱気下で、澱粉系物質分散流動体に含まれる水分を蒸発させて無水流動体を生成する。
上記無水流動体を、流動性が失われる低温環境で固め、この塊からペレットを形成する。
【００２３】
上記ペレットを押出成形機に投入して、芯体を押出成形する。
押出成形機のシリンダー、アダプター、ダイス温度は、120〜180℃とする。
ダイス温度は、150℃以下とすることが望ましい。これは、成形材料である澱粉系物質配合樹脂中の澱粉系物質がこげることを防止して、臭気の発生を抑えることができるからである。
【００２４】
実施例で用いる樹脂は、芯体の素材として従来より用いられているポリオレフィン樹脂とした。
又、澱粉系物質として、米、小麦、トウモロコシ、馬鈴薯、甘藷等から選択できるが、実施例では米を選択した。米は食用に適さない米、例えば、余剰米、又は備蓄している備蓄米のうち消費期限が切れたものでよい。
澱粉系物質配合ポリオレフィン樹脂の、米率は30〜60%とした。
米率とは、澱粉系物質配合樹脂に含まれる米の重量%を示す。
【００２５】
[ボードドレーン(1)の引張強度]
米率を上げると、芯体の引張強度は増加するが脆性が増す。
表1に米率30%と50%の芯体(2)を用いたボードドレーン(1)の引張試験結果を示す。
【００２６】
【表１】
2010126972.tif 000003
【００２７】
・試験条件
試験機械容量  ：ロードセル式  5kN
引張速度      ：500mm/分
試験片        ：長尺ボードドレーンを40cm長さに切断したもの
チャック間距離：25cm
・比較ボードドレーンとは、従来の一般的なボードドレーンである(以下、同じ)。
・最大点荷重とは、ボードドレーンが破断したときの荷重である。
・米率30％と米率50％については、夫々、サンプル数3の平均値である
【００２８】
比較ボードドレーンの破断時伸びは10〜35％を示すが、米率30~50%では、その範囲にあり、地中での圧密期間中に、比較ドレーンボードと同等の追従性を有す。
しかし米率70%では、後述の如くボードドレーン形状の製造が困難であったため、ダンベル形状で引張試験を行った結果、破断時伸びが0.93%であり、ボードドレーンを地盤に打設する際、及び圧密沈下時にボードドレーンが破断する虞れがある。
米率が60%以上であると、澱粉系物質配合ポリオレフィン樹脂の流動性が悪くなり、芯体(1)を押出し成形することが困難である。
米率が60%未満では、澱粉系物質配合ポリオレフィン樹脂の流動性が良好で、芯体を能率的且つ、歩留まりよく、押出し成形できる。
【００２９】
[ボードドレーンの澱粉系物質の分解性]
ボードドレーン(1)の澱粉形物質の分解性については、ボードドレーン(1)の施工条件等により、必要な分解性（速度、分解率）が異なる。
打設後、一定期間（一般には3ヶ月〜1年）はドレーンとしての性能を維持し、その後数年で分解させることを要求されることが多い。
上記要求に応えるには分解性を制御することが必要であるが、米率を変化させること、及びポリオレフィン樹脂を分解させる添加剤を加えることで分解性を調整することができる。
表2に、比較ボードドレーンと、米率30％と米率50％の芯体(2)を用いたボードドレーン(1)の土中分解性試験の結果を示す。この試験は、地中で1ヶ月間と3ヶ月間経過したボードドレーン(1)を取り出して、引張試験を行い、当初の引張強度に対する割合を示したものである。
【００３０】
【表２】
2010126972.tif 000004
【００３１】
・試験条件は、前記表2での試験条件と同じである。
・夫々、サンプル数3の平均値である
【００３２】
表2に示すように、米率50%では3ヶ月経過すれば、引張強度は40%程度低下するが、米率30%では20%程度の低下に留まる。
3ヶ月〜1年はドレーンとしての性能を維持し、その後出来るだけ速く分解させることを考慮すると、米率30％以上とすることが望ましい。
【００３３】
表3は、試験片をダンベル片の形状とし、ポリオレフィン樹脂を分解させる添加剤入り試験片を加えた、土中分解性試験の結果を示す。
【００３４】
【表３】
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【００３５】
・試験条件
試験機械容量  ：ロードセル式  ５kN
引張速度      ：20mm/分
試験片        ：3号ダンベル形状(JIS k 6251)
標線間距離    ：20mm
・添加剤には「商品名  P-life：販売会社  ピーライフ・ジャパン・インク株式会        社」を使用した
・夫々、サンプル数3の平均値である
【００３６】
添加剤を加えたほうが、試験片の分解が速まって、試験片の強度保持率が低くなることが明らかである。
【００３７】
［ボードドレーンの透水性］
表4は、比較ボードドレーンと、米率30%と50%の芯体（2）を用いたボードドレーンの透水試験の結果を示す。試験体には30%の圧密沈下を想定し、予め30%の歪をかけている。
【００３８】
【表４】
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【００３９】
・上記試験は、図3に示す透水試験装置によって、以下の手順で行なった。
１．キャップ(51)と台座(52)の溝に試験片Sの上下、夫々10mm押し込み、ゴムス            リーブ(53)で包む。
２．セル(54)内部を水で満たし、5kPaの拘束圧をかける。
３．各弁を開き、試験片の下から上へ通水し、飽和させる。
４．動水勾配(i = h/L = 1.0)を一定に保ち、拘束圧(σｃ)120、350、500kPaで        夫々30秒間当りの流量を測定し、通水量(Q(cc/秒))から透水係数Kを求める。
透水係数Kを求める計算式
K = [Q / ( i × A × t ) ] × ηt
K：透水係数                            (cm/秒)
A：透水断面積                          (cm2)
i：温度15℃に対する補正係数            (cm)
ｔ：測定時間                         (秒)
Q：通水量                              (cc)
【００４０】
比較ボードドレーンより、米率30％の芯体を用いたボードドレーンの方が透水性に優れており、更に、米率50％の芯体を用いたボードドレーンの方が透水性に優れていることが分かる。
【００４１】
上記各試験の結果と押出し成形性から、ボードドレーン(1)の芯体(2)を形成する澱粉系物質配合樹脂の澱粉系物質(米)の占める割合は、30〜60%が望ましいことが分かる。
【００４２】
上記実施例の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
【００４３】
例えば、フィルター(3)も澱粉系物質配合樹脂にて形成することができる。この場合、フィルター(3)自体も、泥水を濾過する機能に加えて、親水性による水の透水機能を有するから、ボードドレーンの排水機能を高めることができる。
【００４４】
芯体(2)及び／又はフィルター(3)は分解性添加剤を加え、土中自然環境下でさらに分解性を有する様にすれば、地盤への掘削工事、シールド工事等の後工事に好都合である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】ボードドレーンの部分拡大斜視図である。
【図２】ボードドレーンの透水性の比較グラフである。
【図３】透水試験装置の説明図である。
【符号の説明】
【００４６】
1   ボードドレーン
2   芯体
21  溝条
22  溝底壁
3   フィルター
4   透水路
【図１】
2010126972.tif 000007
【図２】
2010126972.tif 000008
【図３】
2010126972.tif 000009