(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートに、パンチングにより形成した孔径が１ないし１０ｍｍの孔を開口率５ないし２０％の範囲となるように、平均的に分散して設けたことを特徴とする土木用フィルター。
【請求項２】
前記シートが孔径が１ｍｍ未満の細孔を有する請求項１記載の土木用フィルター。
【請求項３】
前記シートが不織布である請求項１記載の土木用フィルター。
【請求項４】
突起を有するコアシートの少なくとも片面に請求項１ないし３のいずれか１項記載の土木用フィルターを覆ってなることを特徴とする土木用排水材。
【請求項５】
突起を有するコアシートがエンボスシートである請求項４記載の土木用排水材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土粒子の流出がなく、長期に使用しても良好の通水性を保持することの出来る土木用フィルター及びこれを用いた土木用排水材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
土木用フィルターは、河川の吸い出し防止に代表されるような土質の異なる２種類以上の土層間に敷設し、水等の液体の土層間移動に伴う土粒子の移動防止に使用されるものである。一方、土木用フィルターを用いた土木用排水材は、グランドの排水、擁壁の排水、暗渠の排水、盛土内余剰水の排水などに使用されるものである。
【０００３】
従来の土木用フィルターは、単に細孔を有する不織布を使用することが多く、また、この土木用フィルターを用いた土木用排水材は、エンボスシート等の突起を有するシートに、その片面あるいは両面に不織布を張りつけたものが使用されている。また、土木用排水材として、実公昭５３−３３３６３号公報に記載されたものが知られている。この従来の土木用排水材は、合成樹脂製エンボス板からなる基板のエンボス非開口側に多孔質ポリオレフィンシートからなる天板が接合されてなるものである。
【０００４】
そして、これら従来の土木用排水材は、その不織布あるいは天板に接した土質中に含まれる水を通し、土木用排水材内の水路に導き、速やかに他に排出するものである。したがって、多量の水を短時間に通過させ得ると共に、土砂、小石等の流入を出来るだけ防いで、不織布あるいは多孔質ポリオレフィンシートからなる天板の目詰りや天板と基板との間に出来る水路の閉塞を起こさないようしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の土木用排水材に使用されている不織布あるいは多孔質ポリオレフィンシートでは、長期に亙って使用すると、開孔部へ土砂が入り込んだり、有機物が付着して、微生物の発生による二次的目詰りが生じてしまう。
また、仮に、前記先行技術記載の孔径０．５ないし５ｍｍの孔のある多孔質ポリオレフィンシートを使用しても、その開口率はたかだか５％未満であるから、上記目詰りを起こすことが懸念される。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、多量の水を短時間に通過させ得ると共に長期に使用しても、土砂、小石等の流入を防ぎ目詰りを防止することのできる土木用フィルター及びこれを用いた土木用排水材を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の土木用フィルター及びこれを用いた土木用排水材は、上記課題を解決するために提案されたものであって、下記の構成からなることを特徴とするものである。
すなわち、
本発明によれば、シートに、パンチングにより形成した孔径が１ないし１０ｍｍの孔を開口率５ないし２０％、より好ましくは７ないし１５％の範囲となるように、平均的に分散して設けたことを特徴とする土木用フィルターが提供される。
この発明によれば、孔径が１ないし１０ｍｍと大きいので、通水初期は微細な土粒子や有機物を微量流出させ、比較的粒径の大きな土粒子によるブリッジング層を土木用フィルター表面に形成させることができ、その後は水がブリッジング層を通ることになるから、微細な土粒子による目詰り、微生物の発生による二次的目詰りが生じないという特徴がある。
【０００８】
また、本発明によれば、前記シートが孔径が１ｍｍ未満の細孔を有することを特徴とする土木用フィルターが提供される。
この発明によれば、開口率５ないし２０％、より好ましくは７ないし１５％の範囲にある１ないし１０ｍｍの孔は、濾過抵抗がほとんどないから、通水開始時は１ｍｍ未満の細孔にはほとんど水が流れず、１ないし１０ｍｍの孔に主に水が通って、微細な土粒子や有機物を微量流出させて比較的粒径の大きな土粒子によるブリッジング層を土木用フィルター表面に形成させることができ、その後はブリッジング層を通り、１ｍｍ未満の細孔及び１ないし１０ｍｍの孔を水が通ることになるから、通水性が高まりかつ微細な土粒子による目詰り、微生物の発生による二次的目詰りが生じないという特徴がある。
【０００９】
また、本発明によれば、前記シートが不織布であることを特徴とする土木用フィルターが提供される。
不織布の場合は、孔径が１ｍｍ未満の細孔に相当する空隙がすでに有るから、これに１ないし１０ｍｍの孔を開ければ良いので加工が容易となる。
【００１０】
また、本発明によれば、突起を有するコアシートの少なくとも片面に上記の土木用フィルターを覆ってなることを特徴とする土木用排水材が提供される。
この発明によれば、上述の土木用フィルターの特性をそのまま生かした土木用排水材になる。
【００１１】
また、本発明によれば、突起を有するコアシートがエンボスシートである土木用排水材が提供される。
この発明によれば、エンボスシートに上述の土木用フィルターを単に貼るだけで良いから加工が容易となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を挙げて本発明を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明の土木用フィルターを示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。両図において、本発明の土木用フィルター１は、シート２に、孔径が１ないし１０ｍｍの孔３を開口率５ないし２０％、より好ましくは７ないし１５％の範囲となるように、平均的に分散して設けたものである。
【００１３】
前記シート２は、ポリオレフィンシート、例えば、ポリプロピレン、低密度または高密度のポリエチレン、ポリスチレンなどが使用されが、ポリプロピレンが使用されることが多い。このシート２には、孔径が１ないし１０ｍｍの孔３が開口率５ないし２０％の範囲となるように、５ないし２０ｍｍ間隔でほぼ規則正しく配列されている。したがって、土木用フィルター１は、例えば、ポリプロピレンなどのシート２に、５ｍｍの孔３を所定間隔でパンチングして開けることにより容易に得ることが出来る。
【００１４】
この孔３は、孔径が１ないし１０ｍｍの範囲であるが、好ましくは５ないし７ｍｍであり、通常５ないし７ｍｍの範囲で適宜選択されることが多い。この孔３の孔径が１ないし１０ｍｍの範囲にあると、土木用フィルター１に通水しその初期に微細な土粒子や有機物を微量流出させ、比較的粒径の大きな土粒子によるブリッジング層を土木用フィルター１表面に早期に形成させることができ、その後はこのブリッジング層を通ることになるから、微細な土粒子による目詰り、微生物の発生による二次的目詰りが生じない。また孔形は、三角、四角等の多角形でも差し支えないが、円形が好ましい。
【００１５】
この孔３の孔径が１ｍｍ未満であると、従来の不織布によるものとさほど変わらないものとなり目詰りし易く、しかも多数の孔３を開けなければならないから、開口率５ないし２０％にするのが厄介である。この孔３の孔径が１０ｍｍより大きいと、比較的粒径の大きな土粒子も抜けてしまうことになり、この土粒子によるブリッジング層を土木用フィルター表面に形成させることができない。したがって、濾過後の濾液の濁度が大きく、しかも孔３の中に土粒子が入り込み逆に目詰りを起こし易くなる。
【００１６】
図３、４は本発明の他の実施形態を示すもので、この土木用フィルター１ａと図１、２の実施形態との相違点は、シート２に孔径が１ｍｍ未満の細孔４を開口率にして数％開けた点にある。この土木用フィルター１ａの１ないし１０ｍｍの孔３には濾過抵抗がほとんどなく、１ｍｍ未満の細孔４には濾過抵抗があるから、通水開始時は細孔４には水がほとんど流れず、孔３を主に水が通過して、微細な土粒子や有機物を微量流出させて比較的粒径の大きな土粒子によるブリッジング層を土木用フィルター１ａ表面に形成させることができ、その後はブリッジング層を通り、孔３及び細孔４を水が通ることになるから、その分通水性が高まりかつ微細な土粒子による目詰り、微生物の発生による二次的目詰りが生じない。他の構成作用については図１、２の実施形態と同様であるからその説明を省略する。
【００１７】
この土木用フィルター１ａは、例えば、ポリプロピレンに造孔剤としてアゾジカーボンアミドを０．５重量％配合して押出機中で溶融、混練し、長さ方向に２倍のドラフトを施し、孔径が１ｍｍ未満の細孔４が開口率４％程度のシートを得、パンチングして開け、孔径が５ｍｍの孔の開口率が１０％とすることにより得ることが出来る。
【００１８】
図５，６は本発明の他の実施形態を示すもので、この土木用フィルター１ｂと図１、２の実施形態との相違点は、前記シート２の代わりに不織布（例えば、旭エンジニアリング、Ａ型不織布）５を用いた点にある。不織布５には適度な大きさの孔、例えば１ｍｍ未満の細孔に相当する空隙が存在していれば良い。したがって、この土木用フィルター１ｂは、ポリプロピレンなどの不織布５に、孔径５ｍｍの孔３を所定間隔でパンチングして開けることにより容易に得ることが出来る。他の構成ならびに作用については、図１、２及び３、４の実施形態と同様であるからその説明を省略する。
【００１９】
次に、上記構成になる土木用フィルター１，１ａ，１ｂの有用性を試験により実証する。
＜実施例１＞
図７に示すように、５００ｍｍＬ×５００ｍｍＷ×５００ｍｍＨの底のない箱体１０の底部１１に本発明の土木用フィルター（孔径１ｍｍ未満の孔の開口率０％、孔径５ｍｍの孔の開口率１０％）１を枠１２により張り、その上に関東ローム（粘土１６％、乾燥密度１．５）を２５０ｍｍの高さまで充填し、水４５００ｃｃを入れて０．５時間後の排水量及び排水濁度を測定し、これを１日１回のペースで７０回繰り返して測定した。
なお、後述する表１における数値、例えば、１０サイクルの欄の「３．５〜４．５」は、１０回充填を行った時の最小値と最大値を意味する。また、表２における数値、例えば、１０サイクルの欄の「１５〜２５」は、１０回充填を行った時の最小値と最大値を意味する。
【００２０】
＜実施例２＞
箱体１０の底部１１に本発明の土木用フィルター（有効径０．５ないし４ｍｍ，平均径２ｍｍの細孔の開口率４％、孔径５ｍｍの孔を１４ｍｍ間隔で開け開口率１０％）１ａを張り、その上に関東ローム（粘土１６％、乾燥密度１．５）を２５０ｍｍの高さまで充填し、実施例１と同様に測定した。
【００２１】
＜実施例３＞
箱体１０の底部１１に市販の不織布（商品名「テクトーン＝不織布３３０１」）に、孔をパンチングで開けた（孔径１０ｍｍの孔の開口率５ないし２０％）１ｂを張り、その上に関東ローム（粘土１６％、乾燥密度１．５）を２５０ｍｍの高さまで充填し、実施例１と同様に測定した。
【００２２】
＜比較例１＞
箱体１０の底部１１に従来例のシート（孔径１ｍｍ未満の孔の開口率２％、孔径１ｍｍないし４ｍｍの孔の開口率２％）を張り、その上に関東ローム（粘土１６％、乾燥密度１．５）を２５０ｍｍの高さまで充填し、実施例１と同様に測定した。
【００２３】
＜比較例２＞
箱体１０の底部１１に開口率０％の市販の不織布（テクトーン＝不織布３３０１）を張り、その上に関東ローム（粘土１６％、乾燥密度１．５）を２５０ｍｍの高さまで充填し、実施例１と同様に測定した。
【００２４】
＜比較例３＞
箱体１０の底部１１に開口率０％の市販の不織布（パブリックドレーン＝旭エンジニアリング、Ａ型不織布）を張り、その上に関東ローム（粘土１６％、乾燥密度１．５）を２５０ｍｍの高さまで充填し、実施例１と同様に測定した。
【００２５】
以上の結果を以下の表１及び表２並びに図８及び図９に示す。
0003719818.tif 000002
【００２６】
0003719818.tif 000003
【００２７】
＜実施例４＞
関東ロームを名田島土（粘土９％、乾燥密度１．３）に置き換え、他は実施例１と全て同様の条件で測定した。
【００２８】
＜実施例５＞
関東ロームを名田島土（粘土９％、乾燥密度１．３）に置き換え、他は実施例２と全て同様の条件で測定した。
【００２９】
＜実施例６＞
関東ロームを名田島土（粘土９％、乾燥密度１．３）に置き換え、他は実施例３と全て同様の条件で測定した。
【００３０】
＜比較例４＞
関東ロームを名田島土（粘土９％、乾燥密度１．３）に置き換え、他は比較例１と全て同様の条件で測定した。
【００３１】
＜比較例５＞
関東ロームを名田島土（粘土９％、乾燥密度１．３）に置き換え、他は比較例２と全て同様の条件で測定した。
【００３２】
＜比較例６＞
関東ロームを名田島土（粘土９％、乾燥密度１．３）に置き換え、他は比較例３と全て同様の条件で測定した。
以上の結果を以下の表３及び表４並びに図１０及び図１１に示す。
【００３３】
0003719818.tif 000004
【００３４】
0003719818.tif 000005
【００３５】
上記表１，２，３，４及び図８，９，１０，１１から明らかな通り、実施例１ないし６と比較例２，５とについては目詰りを起していないと言えるが、実施例１ないし６に比べてやはり比較例２、５は劣り、実施例１ないし６の内でも実施例２、４が良い結果になっている。なお、排水濁度は、実施例及び比較例共に差がほとんど無いから、本発明の有用性が実証されている。
【００３６】
図１２，１３は土木用排水材１３を示し、突起１４を有するコアシート１５の突起１４側に上記の土木用フィルター１を張ることにより構成される。したがって、コアシート１５と土木用フィルター１との間に空間ができ、その空間は通路１６となる。土木用フィルター１を通過した水は、この通路１６を、例えば図１２の矢線方向に速やかに流れ排水されることになる。なお、コアシート１５に土木用フィルター１ａ，１ｂを張り土木用排水材としても良い。
【００３７】
また、このコアシートは突起１３が両面に凹凸状に有っても差し支えなく、この場合は土木用フィルターを両面に貼ることになる。土木用排水材をこのように構成した場合は、水はフィルターの孔を介して両面コアシート部分に入り、両面に構成された通路をそれぞれ通り、速やかに排水されることになる。さらに、突起１４が片面しかなくても、コアシート１５に孔を明けておけば、突起１４が両面に有るコアシートと同じ役割を果たすことも出来る。
【００３８】
以上、本発明の実施形態を図面に基づき説明したが、具体的な構成はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、変更、追加をした構成が本発明に包含されることは理解されるであろう。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１の発明によれば、パンチングにより形成した孔径が１ないし１０ｍｍと大きいので、通水初期は微細な土粒子や有機物を微量流出させ、比較的粒径の大きな土粒子によるブリッジング層を土木用フィルター表面に形成させることができ、その後はブリッジング層を通ることになるから、微細な土粒子による目詰り、微生物の発生による二次的目詰りが生じない。したがって、土木用フィルターとしての役割を長期にわたり維持でき都合が良い。
【００４０】
請求項２の発明によれば、１ないし１０ｍｍの孔は、濾過抵抗がほとんどないから、通水開始時は１ｍｍ未満の細孔にはほとんど流れず、１ないし１０ｍｍの孔に主に水が通って、微細な土粒子や有機物を微量流出させて比較的粒径の大きな土粒子によるブリッジング層を土木用フィルター表面に形成させることができ、その後はブリッジング層を通り、１ｍｍ未満の細孔及び１ないし１０ｍｍの孔を水が通ることになるから、通水性が高まりかつ微細な土粒子による目詰り、微生物の発生による二次的目詰りが生じない。したがって、上述と同様になお一層土木用フィルターとしての役割を長期にわたり維持できて都合が良い。
【００４１】
請求項３の発明によれば、孔径が１ｍｍ未満の細孔に相当する空隙がすでに有るから、単に不織布に１ないし１０ｍｍの孔を開ければ良いので加工が極めて容易となる。
【００４２】
請求項４の発明によれば、上述の土木用フィルターの特性をそのまま生かした土木用排水材になる。したがって、土木用排水材としての役割を長期にわたり維持でき都合が良い。
【００４３】
請求項５の発明によれば、エンボスシートに上述の土木用フィルターを単に貼るだけで良いから加工が極めて容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である土木用フィルターを示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態である土木用フィルターを示す平面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態である土木用フィルターを示す平面図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図７】実験装置を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施例と比較例とにおける排水量と経過日数との関係を示す特性図である。
【図９】本発明の実施例と比較例とにおける排水濁度と経過日数との関係を示す特性図である。
【図１０】本発明の実施例と比較例とにおける排水量と経過日数との関係を示す特性図である。
【図１１】本発明の実施例と比較例とにおける排水濁度と経過日数との関係を示す特性図である。
【図１２】本発明の一実施形態である土木用排水材を示す斜視図である。
【図１３】図１２のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ  土木用フィルター
２              シート
３              孔
４              細孔
５              不織布
１０            箱体
１１            底
１２            枠
１３            土木用排水材
１４            突起
１５            コアシート
１６            通路
【図１】
0003719818.tif 000006
【図２】
0003719818.tif 000007
【図３】
0003719818.tif 000008
【図４】
0003719818.tif 000009
【図５】
0003719818.tif 000010
【図６】
0003719818.tif 000011
【図７】
0003719818.tif 000012
【図８】
0003719818.tif 000013
【図９】
0003719818.tif 000014
【図１０】
0003719818.tif 000015
【図１１】
0003719818.tif 000016
【図１２】
0003719818.tif 000017
【図１３】
0003719818.tif 000018