(57)【要約】【課題】水のせき止め効果、軽量性および施工性に優れる止水材およびその使用を提供する。【解決手段】外袋と該外袋内に封入してなる吸水材とを有する止水材であって、前記吸水材が複数の区画に仕切られている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外袋と該外袋内に封入してなる吸水材とを有する止水材であって、前記吸水材が複数の区画に仕切られていることを特徴とする止水材。
【請求項２】
キルティングにより前記吸水材が仕切られている、請求項１に記載の止水材。
【請求項３】
１区画の大きさが面積で２〜６００ｃｍ２の範囲内である、請求項１または請求項２に記載の止水材。
【請求項４】
前記吸水材が繊維を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の止水材。
【請求項５】
前記吸水材が吸水性繊維である、請求項１〜４のいずれかに記載の止水材。
【請求項６】
止水材がさらに、金属またはプラスチックからなる遮水版を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の止水材。
【請求項７】
仕切られている面が地面に対して垂直になるように使用する、請求項１〜６のいずれかに記載の止水材の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水のせき止め効果、軽量性および施工性に優れる止水材およびその使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
水位が急激に上昇して、周囲が冠水したり浸水するようなおそれが生じる場合には、その危険個所に土嚢等の止水材を積んで水の侵入を阻止することが一般的に行われている。例えば、袋内に袋内に土砂などを入れて袋の口を縛り、緊急時の応急的な措置として危険個所に配置する方法などである。
しかしながらこの方法では、本法の場合、都市部では土砂の調達や溜めておく場所の確保が難しく、土砂の詰め込み作業が重労働で時間がかかり、後処理の際に土砂を取り出すのに手間がかかるという問題がある。
【０００３】
その解決策として、土砂は使用せず袋内に水膨潤性吸水樹脂などを入れておき、使用時には袋ごと水に浸漬して前記樹脂を膨潤させ、土嚢にする方法が提案されている。
しかしながらこの方法では、複数積み上げて使用する際、積み上げ状態が不安定で隙間が生じやすく水が侵入した場合その隙間から水が漏れるという課題や積み上げた際に加重により膨潤した内容物が袋から漏れ出すといった課題があった。
【０００４】
かかる課題を解決するために、膨潤したときにブロック状となる様にガゼット部を形成させる方法や、通水性を備える外袋と外袋内に収納された水分解性材料等からなる内袋を要した方法などが提案されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
これら方法を用いることで、内容物の漏出や水漏れを防ぐことができるが、非吸水状態では軽いために強風等で散乱しやすく安定性に乏しいこと、更には膨潤した際に隙間がない様にするために、予め保水させた重い状態で積み上げる必要があり、作業性が悪いという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１３１９３７号公報
【特許文献２】特開２００３−２０１７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、水のせき止め効果、軽量性および施工性に優れる止水材およびその使用を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は上記の課題を達成するため鋭意検討した結果、外袋と該外袋内に封入してなる吸水材とを有する止水材において、吸水材を複数の区画に仕切ることにより、水のせき止め効果だけでなく軽量性および施工性にも優れる止水材が得られることを見出し、さらに鋭意検討を重ねることにより本発明を完成するに至った。
【０００８】
かくして、本発明によれば「外袋と該外袋内に封入してなる吸水材とを有する止水材であって、前記吸水材が複数の区画に仕切られていることを特徴とする止水材。」が提供される。
その際、キルティングにより前記吸水材が仕切られていることが好ましい。また、１区画の大きさが面積で２〜６００ｃｍ２の範囲内であることが好ましい。また、前記吸水材が繊維を含むことが好ましい。また、前記吸水材が吸水性繊維であることが好ましい。また、止水材がさらに、金属またはプラスチックからなる遮水版を含むことが好ましい。
また、本発明によれば、仕切られている面が地面に対して垂直になるように使用する、前記の止水材の使用が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、水のせき止め効果、軽量性および施工性に優れる止水材およびその使用が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の止水材の１例の断面図である。
【図２】本発明の止水材の１例の平面図である。
【図３】本発明の止水材の１例の平面図である。
【図４】キルティング加工を施していない様子を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。本発明の止水材は、外袋と該外袋内に封入してなる吸水材とを有する止水材であって、前記吸水材が複数の区画に仕切られている。区画数は限定されないが２〜１０００（より好ましくは５０〜５００）の範囲が好ましい。また、止水材の大きさしては幅２０〜２００ｃｍ（より好ましくは２０〜８０ｃｍ）、長さ５０〜３００ｃｍ（より好ましくは７０〜２００ｃｍ）の範囲が好ましい。
【００１２】
ここで、吸水材が仕切られてない場合は、使用の際、吸水材が吸水による重量増加に伴い下部に移動し下部の重量や厚さが増加するため水のせき止め効果が低下し好ましくない。これに対し、本発明の止水材では、吸水材が複数の区画に仕切られているので、吸水材が吸水しても自重により移動することがなく止水材全体においてほぼ均一な厚みを有し均一な耐圧性を保ち、優れた水のせき止め効果が得られる。
【００１３】
本発明の止水材において外袋を構成する布帛としては、透水性のある布帛が好ましく、防水加工を施していない布帛や防水フィルムを積層していない布帛が好ましい。例えば、それ自体が透水性である不織布、織物、編物等の他に、ビニール等のフィルムに多数の小孔を設けて通水できるようにしたもの等を適用することもできる。不織布としては、スパンボンド法、水流交絡法等により得られるポリプロピレン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、アクリル、ポリアミド等の繊維からなるものが好ましい。特に長繊維からなる不織布が優れた強度を有し好ましい。織物や編物としては、セルロース繊維、タンパク繊維等の天然繊維を用いたものの他に、ビスコース法レーヨン等の再生繊維、酢酸セルロース繊維等の半合成繊維、ポリアミド、ポリエステル、アクリル等の合成繊維を素材としたものを用いることができる。また、外袋は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）ボトル等を回収して再生された再生樹脂または生分解性高分子を素材として形成することもできる。この場合には、省資源性に優れ、緊急時のみならず、全地球規模の環境問題にも配慮したものとなる。特に再生樹脂を用いた場合には、資源の有効利用を図ることができ、生分解性高分子を用いた場合には、水土嚢の使用後に、土中などに細断しそのまま廃棄することもできるので、その後の処理が容易になると共に、環境汚染などの恐れを回避できる。再生樹脂は、家庭等で発生する使用済みのＰＥＴボトルなどのプラスチック容器やポリアミド、ポリオレフィン等のオフスペック等の廃樹脂を再生した樹脂であり、これを素材として、繊維状にしたもの等が外袋として用いられる。生分解性高分子は、微生物によって分解される高分子である。生分解性高分子として、微生物により発酵合成される３−ヒドロキシブチレートを主成分とするポリエステルや、ペプチド結合、多糖のエーテル結合などを有した合成高分子などが例示される。
【００１４】
本発明の止水材において吸水材としては、蒸留水の吸収倍率が吸水材重量の２倍以上（より好ましくは１０〜１００倍）のものが好ましい。
かかる吸水材としては、デンプン−アクリロニトリルグラフト重合体加水分解物、デンプン−アクリル酸グラフト重合体、デンプン−スチレンスルホン酸グラフト重合体、デンプン−ビニルスルホン酸グラフト重合体、デンプン−アクリルアミドグラフト重合体などのデンプン系高吸水性樹脂、セルロース−アクリロニトリルグラフト重合体、セルロース−スチレンスルホン酸グラフト重合体、カルボキシメチルセルロースの架橋体などのセルロース系高吸水性樹脂、ヒアルロン酸、アガロースなどのその他多糖類系高吸水性樹脂などの天然高分子類、ポリビニルアルコール架橋重合体、ＰＶＡ吸水ゲル凍結・解凍エラストマーなどのポリビニルアルコール系高吸水性樹脂、ポリアクリル酸塩、ポリアクリル酸塩架橋体、アクリル酸重合部分ナトリウム塩架橋物、アクリル酸塩−ビニルアルコール共重合体（具体的には、アクリル酸メチル−酢酸ビニル共重合体ケン化物）、ポリアクリロニトリル系重合体ケン化物、ヒドロキシエチルメタクリレートポリマー（ＨＥＭＡ）、デンプン／アクリル酸グラフト共重合体、デンプン／アクリロニトリルグラフト共重合体のケン化物、セルロース／アクリル酸グラフト共重合体、ポリアクリルアミド及びその部分加水分解物、などのアクリル系高吸水性樹脂、無水マレイン酸系（共）重合体、ビニルピロリドン系重合体、その他の付加重合体系高吸水性樹脂などの合成高分子類などが例示される。
【００１５】
なお吸水材は粉末状、顆粒状の物が一般的だが、繊維状の物の方が吸水材の外袋からの漏出を防止する点と袋内での移動を抑制する点で有用である。吸水材の繊維状物の例としては架橋ポリアクリル酸ナトリウム塩系繊維、アクリル繊維を後加工によりその表面を加水分解させた吸水性繊維などがあげられる。架橋ポリアクリル酸ナトリウム塩系繊維の例としては、特開昭６３−１５９４０５号公報にカルボン酸基を持つビニルモノマーとカルボン酸基と反応してエステル架橋結合を形成し得るヒドロキシル基を持つビニルモノマーの共重合体からなり、カルボン酸基の一部がナトリウム塩を形成しているポリマーからなる繊維が例示される。また、アクリル繊維の表面を加水分解して吸水性を付与する方法は、特開平１−１８３５１５号公報に例示される。これらの繊維は単独でまたは２種以上を併用してもよい。これらの吸水性繊維の市販品としては、例えば帝人（株）製、商品名「ベルオアシス（登録商標）」や東洋紡（株）製、商品名「ランシール」（登録商標）などがあげられる。特に「ベルオアシス（登録商標）」は架橋ポリアクリル酸ナトリウム塩系繊維であり、純水の吸水率は繊維重量対比５０００ｗｔ％であり、さらに該繊維は吸水速度が速く素早く保水させることができること、また他の高吸水性樹脂粉末物と異なり該繊維を含む繊維状物は多量の微粉末が流出することない点、袋内での移動を抑制する点で好ましい。
【００１６】
また、流出を防ぐ方法としてベントナイトを混合してもよい。ベントナイトは、吸水し膨潤するとともに増粘する性質を有していることから、外袋からの吸水材の漏出を防止する点で効果的である。前述外袋を部分的に接合する際に生じたミシン糸孔からの漏出が気になる場合はベントナイトとの混合使用は効果的である。ベントナイトはモンモリロナイトを主成分とするものであって、どのようなものでも使用できる。具体的には、例えばナトリウムベントナイト、カルシウムベントナイト、炭酸ナトリウムやシュウ酸ナトリウムなどによる活性ベントナイトなどが好ましい。なお、吸水材とベントナイトの重量配合比は、吸水性樹脂を１としたとき、０．１〜１０が好適である。ベントナイトの配合比が、１０以上の場合、吸水材の膨潤による十分な体積膨張性を得ることができないこと、また、０．１以下であれば、増粘による膨潤物の外袋からの漏出を阻害できにくいためである。
【００１７】
本発明の止水材は、吸水材を挟み込んだ状態で、部分的に外袋どうしを接合し内部を固定する様な形態で構成されている。吸水材は前記高吸水樹脂・吸水繊維と繊維材料とを複合した構成であってもよい。たとえば吸水材は、不織布、織布等の繊維質シートに高吸水性樹脂を保持させ複数層積層させて用いる方法や、吸水性繊維とポリエステル系捲縮短繊維と熱接着性複合短繊維とで構成されたウエブを積層、加熱処理することで得られた高吸水繊維構造体でもよい。
【００１８】
前者は水を吸収させることによる膨潤方向を積層させる厚み方向に限定させることができると共に、所定の形に保持させることのできる形態保持性を有し、止水材を設置する際の安定性を高めて、非常時の際の作業効率を向上させることができること、また吸水させた後の厚みばらつきが少なくなるので、均一な耐圧性を保ち高いせきとめ効果を実現することができ有用である。また後者は予め熱接着性複合短繊維を混合し所定厚になる様に加熱冷却処理することで、前者よりも低密度、嵩厚の吸水材を得ることができ、より止水材を設置する際の安定性を高めるという点、高吸水性樹脂を保持させるための接着材等を使用しないため素材保有の吸水性を固持できる点、吸水材が低密度であるため挟み込んだ状態で部分的に外袋どうしを接合固定する加工性の点でより有用である。なお、吸水材に用いられる不織布、織布、その他繊維材料は特に限定はなく、また吸水性繊維の混合比も特に限定しないが、吸水時の膨潤厚みやその均一性の点で吸水性繊維は４０％以上好ましくは５０％以上であることが好ましい。
【００１９】
吸水性繊維は水を大量に吸収し膨潤ゲル化し、それにより遮水性外袋の内部に収納されている吸水性繊維を含む吸水材は、吸水前に比べて１．５倍以上に体積変化しかつ密度は１０〜３０倍に増加することで高弾性となり、貯水量が増加し水圧が増した場合でも、十分なせき止め効果が得られることになる。吸水性繊維の混率が小さすぎると吸水後の密度が小さくなりすぎ十分なせき止めが得られないおそれがある。
【００２０】
本発明の止水材は例えば以下の方法により製造することができる。例えば、２枚の布の間に吸水材を挟み、ミシン縫いでクロス目や格子状等の指し縫いにする（「キルティング加工」、「キルト加工」とも称される。）ことで、繊維脱落と繊維の移動が抑制された止水材を得ることができる。
【００２１】
また、外袋を部分的に接合するその他の方法としてはミシン縫い以外に、超音波キルト加工機（「ピンソニック加工」とも称される。）を用いて作製する方法もある。超音波キルト加工は異素材同士の接着が可能で、具体的には２枚の布の間に吸水不織布を挟んだ状態で２００００回／分程度の超音波による振幅運動をクロス目状等に与えることで、摩擦エネルギーによって発生する熱により素材間を融着させ、嵩厚の一体型の吸水構造体を得る方法である。
【００２２】
本方法で作製すると、ミシンによりキルト加工で発生する糸孔が生じず、糸孔からの水抜けが生じにくいメリットはあるが、接着加工の関係から４０ｍｍ以上の高嵩厚の止水材を得るのは困難というデメリットを有する。どの加工方法を用いるかは使用目的、使用時に必要な遮水壁の厚みにより選ぶことができるが、汎用性面かつ糸孔からの吸水材の脱落抑制は代替手段であることから、ミシンによるキルト加工が好ましい。
【００２３】
なお前記キルト加工、ピンソニック加工で部分的に接合された接合部位（図１）は緻密で薄状となるため、２枚の布の間に挟まれた吸水材の袋内での移動を防ぎ吸水時均一な厚みを有する止水材を得る点で有用だが、その形状は直線状、曲線状、また直線状と曲線状とを組み合わせ連続的に施す形状などそのパターンに限定されるものではない。
【００２４】
ただし、その接合部位で区切られたセルの面積は、小さすぎると吸水材の膨潤を妨げ吸水量低下を招き耐圧性が低くなり、逆に大きすぎると吸水材の袋内での移動を防ぎきれず均一な耐圧性が保たれなくなり高いせき止め効果が失われるおそれがあるため、１区画の大きさが面積で２〜６００ｃｍ２の範囲になることが好ましい。
【００２５】
本発明の止水材は、外袋の面を設置面に対して垂直方向になる様に設置使用した方が良好なせき止め効果を得る上で良い。従来土嚢はその容積の中で大面積面を設置面として複数積んで水の侵入を防ぐが、高く積み上げる程積み上げ状態が不安定になり隙間が形成されやすいという欠点がある。本発明の止水材は大面積面を設置面に対して垂直方向になる様に設置する（立てて使用する）ことで、水の流れ方向に対して隙間がなく水漏れが生じ難いという点、吸水させた後の厚みバラツキが小さいため均一な耐圧性を保ち高いせきとめ効果を実現することができる点において有用である。予め所定高さの壁を作ることを前提にして所定寸法の止水材を用意しておくと、状況に応じて地面に複数枚設置固定するだけの作業で良く、作業効率が良いという点においても有用である。また本発明の止水材は、コンクリート製の側溝を利用して設置固定しても良いし、凹部形状の地面に止水材の下方一部を埋め使用することもできる。
【００２６】
本発明の止水材において、設置面下方部位のみ部分的接合が施されていないことが好ましい。特に地面に直接止水材の一部を埋め使用する際など、部分接合されている部位が地中にあると接合部の窪み付近に水が集まり貯水量が増加した場合など底部にかかる水圧が増し、止水材は殆ど水を通さないがその窪み部を起点として生じた水圧により遮水シートを地中深くバイパスし水が漏洩するおそれがある。設置面下方部位のみ部分的接合が施されていない止水材は、吸水による非部分接合部の膨潤厚は他部位に比べてやや低いが均一な厚みに変化し水が集まる窪みなど出来ず、従って大きな水圧が生じた気配もなく良好なせきとめ効果が得られる。
【００２７】
かくして得られた止水材は、単独でコンクリート製の側溝を利用して設置固定しても良いし、地面の凹部に下方一部を埋め使用することもできるが、状況により遮水板に取り付け使用することもできる。止水材は無吸水状態では軽量であるため労力をあまりかけることなく簡単に作業が行なえる半面、地面に凹部を作り埋めるなど設置に工夫が必要である。この点例えばプラスチック製あるいは金属製のＬ字型の遮水板で予め止水材を取りつけらえる様にしたものを用いれば、吸水により膨張して重くなった遮水シートは遮水板自身の重しの役目を果たすようになり、冠水して来た水の水圧で遮水板や止水材が流されることを防ぐとともに、高さ方向に高い遮水シートと併用することで貯水量が増加し水嵩が増した場合でも水の浸入を防ぐこととなり有用である。
【００２８】
本発明の止水材は吸水材を挟み込んだ状態で、部分的に外袋どうしを接合し内部を固定する様な形態で構成されているので、水の侵入を受けた際に吸水材が素早く吸収ゲル化し、水の侵入を防ぐとともに部分的に固定されていることにより吸水材の自重による袋内の移動を防ぎ、繰り返し押し寄せる水の侵入に対して均一な耐圧性を保ち高いせきとめ効果を実現することができるものである。
【００２９】
従って、集中豪雨などの大雨で河川や貯水池などの水位が急激に上昇して、周囲が冠水したり浸水するような恐れが生じる場合や、大型プラント施設などからの事故による漏出、火災などで化学物質や放射性物質を含む汚染水が流出した場合など広範囲への流出を抑止することができる。集中豪雨等の発生などで河川や排水溝、貯水池などからの越水による住宅地や工場、地下構造物等への浸水を防止するためにも用いることができる。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例をあげて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない。なお、実施例中の各物性は下記の方法により測定したものである。
【００３１】
１）厚さ
ＪＩＳ  Ｌ１９１３により測定した。
【００３２】
２）目付け
ＪＩＳ  Ｌ１９１３により測定した。
【００３３】
３）密度
上記目付けと厚さから算出した。
【００３４】
４）吸水率
２０℃、６５％ＲＨの恒温恒湿槽中に一晩（１２時間以上）静置調湿後、蒸留水中に１０分間浸漬その後金網上に静置し水滴が３０秒待っても落ちないことを確認してその重量を測定、絶乾重量との差を絶乾重量で割って吸水率を算出した。
【００３５】
５）止水テスト
３０ｃｍ四方の空間ができるように止水材を折り曲げかつ地面に高さ方向５ｃｍ程度埋めて設置。約３０ｃｍ四方の壁内に約５Ｌの水を流し込み止水材を通して水が漏れてくるかどうか、壁内に貯水できているかどうかという観点で目視観察した。なお、漏れ状況に関しては、〇、△、×の３段階評価を実施した。
【００３６】
［実施例１］
高吸水繊維（帝人（株）製ベルオアシス；単繊維繊度１０ｄｔｅｘ）、熱融着性繊維（単繊維繊度２．２ｄｔｅｘ）、ポリエステル繊維（単繊維繊度２．２ｄｔｅｘ）を７０：２０：１０の重量比率で混綿し、ローラーカードを通して、クロスラッパーで積層した後、熱風熱処理機にて１５０℃×３分間熱処理し、厚さ１５ｍｍ、密度４０ｋｇ／ｍ３の膨潤性吸水材を得た。
得られた膨潤性吸水材は、親水性加工を施したスパンボンド不織布（旭化成社製エルタスアクア（商品名）ＰＡ３０１８）を両面に配した状態で図１、図２のように５ｃｍの格子状（面積２５ｃｍ２）になる様にキルティング加工を施し止水材（幅５０ｃｍ、長さ１００ｃｍ、）を得た。なお止水材はその端部を生地にてヘム加工を施した。
【００３７】
本品の吸水前後の厚み、密度は表１の通りで、吸水後は格子状に均一に吸水膨潤しており平面全体に密度差が少ない高密度の止水材になっていることを確認した。
さらに本品を格子状のキルティング加工を施した面が地面に対して垂直になるよう（すなわち、止水材の幅５０ｃｍが高さ方向になるよう）に設置し、止水テストを実施したところ、止水材の最下部キルト目付近の地中から若干水漏れが生じていたが全体としては殆ど止水材からの水漏れはなく良好な止水効果を確認できた。
【００３８】
［実施例２］
図３のように設置面下方部５ｃｍのみにはキルティング加工を施さず、他の箇所はキルティング加工を施したこと以外は、実施例１と同様にして止水材を得た。
本品を用いて、前記実施例１と同様にして止水テストを実施したところ、止水材の最下部からも水漏れは生じず、また止水材で囲まれた空間は貯水できていることを目視し極めて良好な止水効果があることを確認した。
【００３９】
［比較例１］
図４のように格子状のキルティング加工を施さないこと以外は、実施例１と同様にして止水材を作製した。
本品を用いて同様に止水テストを行った結果、設置面下方部は大きく膨潤変形し、漏れは見受けられなかったが、止水材上部全体から徐々に水が漏れてくることを視認、止水効果が小さいことを確認した。
【００４０】
［比較例２］
実施例１で得た膨潤性吸水材を内包する様に、親水性加工を施したスパンボンド不織布で配しその端部を熱シール機にてシールし３０ｃｍ×０．２５ｃｍ寸法の止水材を得た。これを高さ２５ｃｍになる様に積み重ね止水テストを実施したところ、水の水圧で止水材が流され、かつ流されない様に固定しても当該品と土の隙間からまた当該品同士の隙間から水が大量に漏れる状況を確認した。
【００４１】
［実施例３］
実施例１において、高吸水繊維、熱融着繊維、ポリエステル繊維の重量比率をこの順で３０：２０：５０にて吸水性繊維構造体を作製した以外は、実施例１と同様にして止水材を作製した。
本品の吸水前後の厚み、密度は表１の通りで、吸水後は格子状に均一に吸水膨潤しているが、膨潤後の厚みは小さかった。
本品を用いて、前記同様止水テストを行った結果、止水材上部全体から徐々に水が漏れてくることを視認、止水効果が小さいことを確認した。
【００４２】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明によれば、水のせき止め効果、軽量性および施工性に優れる止水材およびその使用が提供され、その工業的価値は極めて大である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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