【手続補正書】
【提出日】平成21年8月28日(2009.8.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂にて形成された合成繊維の織編物にて構成されているシートに対して、石や砂利などの塊状物が、前記熱可塑性樹脂の熱融着によって接着されていることを特徴とする土木資材。
【請求項２】
合成繊維は、繊維横断面において芯部と鞘部とを備えた複合繊維であり、前記鞘部の熱融着によって塊状物がシートに接着されていることを特徴とする請求項１記載の土木資材。
【請求項３】
熱可塑性樹脂がポリ乳酸であることを特徴とする請求項１または２記載の土木資材。
【請求項４】
熱可塑性樹脂にて形成された合成繊維の織編物にて構成されているシート上に、この熱可塑性樹脂の融点以上の温度に加熱された石や砂利などの塊状物を投入して、この塊状物を、前記熱可塑性樹脂の熱融着によって、前記シートに接着させることを特徴とする土木資材の施工方法。
【請求項５】
合成繊維として、繊維横断面において芯部と鞘部とを備えた複合繊維を用い、前記鞘部の熱融着によって塊状物をシートに接着させることを特徴とする請求項４記載の土木資材の施工方法。
【請求項６】
熱可塑性樹脂としてポリ乳酸を用いることを特徴とする請求項４または５記載の土木資材の施工方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】土木資材、その施工方法
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木資材、その施工方法に関し、特に、護岸、法面保護および景観装飾などに利用される土木資材、その施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、護岸や法面保護を目的に、コンクリートが使用されている。これに対し、近年、より自然に優しい工法として、自然石や、施工現場で発生した石や砂利などを利用したシートが採用されている。
【０００３】
例えば、特許文献１や特許文献２には、結合子が使用されることで、塊状石材をマット状のシートに固定する方法が開示されている。しかし、この方法では、事前に塊状石材をシートに仮止めするための接着剤を付与する工程や、塊状石材に穴を開ける工程や、結合子により結合する工程が必要となる。さらに、このような工程を施工現場で発生した石材に対して施すことが必要であるが、施工現場であるがゆえにその対応が取りにくいなどの欠点がある。
【０００４】
上記のほかに、特許文献３や特許文献４には、モルタルや接着剤を介して塊状物を網目シートに接着する方法が開示されている。しかし、モルタルや接着剤を介して接着する方法では、モルタルから発生するアルカリ成分や接着剤から発生する環境汚染物質に懸念が残るだけでなく、塊状物を予め別の場所で接着することで作成されたシートを施工現場まで運搬し敷設することが必要で、現場での施工が困難である。
【特許文献１】特開２００３−３２１８２２号公報
【特許文献２】特開２００５−１３９７０８号公報
【特許文献３】特開２００５−３４４４７９号公報
【特許文献４】特開平１１−３０３０８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような従来法では、上述のように工程が複数で作業性が不良である。さらに勾配がある現場での作業が困難である。
【０００６】
本発明は、この様な現状に鑑みてなされたもので、現場発生した石や砂利などの塊状物を他の現場へ移動させること無くシートに固定できるようにすることで、作業性が良好な土木資材、その施工方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、このような課題を解決するために鋭意検討した結果、熱可塑性樹脂からなるシート上に、この熱可塑性樹脂の融点以上に加熱された石や砂利などの塊状物を投入してシート上に熱融着するという工法を見出し、本発明に到達した。
【０００８】
また本発明者らは、このような課題を解決するために鋭意検討した結果、第１の熱可塑性樹脂からなるシート上に、第２の熱可塑性樹脂と、石や砂利などの塊状物とを、第２の熱可塑性樹脂の融点以上に加熱した状態で投入してシート上に熱融着する工法を見出し、本発明に到達した。
【０００９】
すなわち本発明は、下記を要旨とするものである。
【００１０】
（１）熱可塑性樹脂にて形成された合成繊維の織編物にて構成されているシートに対して、石や砂利などの塊状物が、前記熱可塑性樹脂の熱融着によって接着されていることを特徴とする土木資材。
【００１１】
（２）合成繊維は、繊維横断面において芯部と鞘部とを備えた複合繊維であり、前記鞘部の熱融着によって塊状物がシートに接着されていることを特徴とする（１）の土木資材。
【００１２】
（３）熱可塑性樹脂がポリ乳酸であることを特徴とする（１）または（２）の土木資材。
【００１３】
（４）熱可塑性樹脂にて形成された合成繊維の織編物にて構成されているシート上に、この熱可塑性樹脂の融点以上の温度に加熱された石や砂利などの塊状物を投入して、この塊状物を、前記熱可塑性樹脂の熱融着によって、前記シートに接着させることを特徴とする土木資材の施工方法。
【００１４】
（５）合成繊維として、繊維横断面において芯部と鞘部とを備えた複合繊維を用い、前記鞘部の熱融着によって塊状物をシートに接着させることを特徴とする（４）の土木資材の施工方法。
【００１５】
（６）熱可塑性樹脂としてポリ乳酸を用いることを特徴とする（４）または（５）の土木資材の施工方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、良好な作業性のもとで、また現場で発生した石や砂利などの塊状物を他の現場へ移動させること無く、塊状物がシートに固着した土木資材を敷設することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１８】
本発明で使用する熱可塑性樹脂にて形成されたシートは、繊維を製編織した織編物である。この熱可塑性樹脂の融点以上に加熱された石や砂利などの塊状物が投入された際に融解し、この塊状物と接着するものであれば良い。
【００１９】
シートは、繊維を製編織した織編物であるので、収縮の大きなフィルム状のシートに比べてより良好な接着性を発揮することができる。また織編物のシートであるため、雨などに晒された時に、フィルム状のシートに比べて透水性が良好であるために雨水が逃げやすく、溜まり水ができる可能性が低くなる。最も好ましい形態は編物であり、比較的密度が込んだ織物よりも透水性が良好になる可能性がある。織物において、透水性を向上させようとして織物密度を粗くし過ぎると、織物を構成する糸条がずれる可能性があり、見栄えが不良になるだけでなく、塊状物が接着する箇所がランダムになりしっかりと固定しない箇所が生じやすくなる。模紗組織などのある程度ずれない織組織で固定する方法が有用であるが、目合いが３ｃｍ以上になると、やはりずれが生じてくる。編物の組織は特に制限するものではないが、蛙又、無結節編では１箇所が切断されると編み地全体の強力が不良となるため、１箇所の切断が連覇しにくいラッセル編み組織が好ましい。
【００２０】
熱可塑性樹脂からなるシートの素材については、特に限定するものではなく、熱可塑性物質であれば良い。コスト面やシート材の入手しやすさを考えると汎用の熱可塑性樹脂であることが良く、たとえば、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、芳香族・脂肪族のポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ＡＢＳ系樹脂、フッ素系樹脂、塩化ビニルやビニリデンを含む塩素系樹脂およびこれらの共重合体や混合物が挙げられる。織編物を構成するために、これら樹脂の溶融紡糸繊維を用いることが好ましい。さらに好ましくは繊維化する際に比較的高い強度が得られるポリエステル系樹脂やポリアミド系樹脂を用いることができる。この合成繊維の繊度についても、特に制限するものではないが、単糸繊度が４ｄｔｅｘ以上で、かつトータル繊度が５００ｄｔｅｘ以上の繊維であると、機械的物性が良好であるため好ましい。
【００２１】
シートを構成する繊維として、たとえば、繊維横断面において芯部と鞘部とを備えた複合繊維であり、前記鞘部の熱融着によって塊状物がシートに接着されるものを用いることもできる。この場合は、熱融着の際に鞘部が溶融して塊状物の接着に供され、かつ芯部は溶融せずに繊維形態を保持するものであれば、確実な接着性とシートの形態保持性とを兼備させることができる。そのためには、鞘部を構成する熱可塑性樹脂の融点が、芯部を構成する熱可塑性樹脂の融点よりも１０℃以上低いことが好ましい。
【００２２】
芯鞘構造の複合繊維である場合に、具体的には、芯部と鞘部の熱可塑性樹脂が、芯部および鞘部ともポリエステル系樹脂であるか、または芯部および鞘部ともポリアミド系樹脂であることが、すなわち同系列の樹脂であることが、再生時や廃棄時において好都合である。具体的には、上記のポリエステル系樹脂やポリアミド系樹脂のような汎用樹脂であれば、芯部がポリエチレンテレフタレートかつ鞘部がそのコポリマーである組み合わせや、芯部がナイロン６６かつ鞘部がナイロン６である組み合わせなどを挙げることができる。芯部と鞘部とが、ともに生分解性樹脂であることも好適である。
【００２３】
生分解性樹脂すなわち生分解性を有する熱可塑性物質としては、コスト面やシート材の入手しやすさを考えると脂肪族ポリエステル樹脂が良く、ポリ乳酸やポリブチレンサクシネート樹脂およびこれらの共重合体や混合物を利用することができる。なかでも、繊維化する際に比較的高い強度が得られるポリ乳酸が特に好ましい。
【００２４】
上記の熱可塑性樹脂には、目的に応じて各種の添加剤を添加することができる。具体的には、フェノール系、有機ホスファイト系、ナスナイトなどの有機リン系およびチオエーテル系などの酸化防止剤；ヒンダードアミン系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系やベンゾエート系などの耐侯剤；ノニオン系、カチオン系、アニオン系などの帯電防止剤；ビスアミド系、ワックス系や有機金属塩系などの分散剤；アミド系、ワックス系、有機金属塩系やエステル系などの滑剤；含臭素有機系、リン酸系、三酸化アンチモン系、水酸化マグネシウム系、リン酸アンモニウム系や赤燐などの難燃剤；カーボンブラックや顔料などの着色剤などを挙げることができる。これらの添加剤は、適宜組み合わせて、材料組成物を製造するいずれかの工程で配合することができる。添加剤の配合方法としては、従来から公知の１軸もしくは２軸スクリュー押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ミキシングロールなどの混練装置を用いて所定割合に混合し、これを溶融混練して調整しても良いし、高濃度のいわゆるマスターバッチを作製し、これを希釈して使用しても良い。
【００２５】
本発明で用いる石や砂利などの塊状物としては、玉石、割栗石、現場発生した砕石およびコンクリート塊などが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００２６】
石や砂利などの塊状物を加熱する方法についても、特に制限せず、直接バーナーなどの火源を用いて加熱する方法や、乾燥機などのように雰囲気温度を加熱して塊状物を間接的に加熱する方法などが挙げられる。現場での対応として、アスファルト道路を施工する際に使用されるアスファルト混合装置などを用いることもできる。
【実施例】
【００２７】
次に本発明の実施例について詳細に説明する。
【００２８】
人工的に作った５分勾配法面に下記の各実施例のシートを用いた土木資材を敷設する試験を行った。このとき、塊状物には１５ｃｍ程度の割栗石を用いた。また加熱装置としてはアスファルトリサイクルマシーン(開盛機械工業社製、「アス太郎」)を用い、塊状物としての割栗石や熱可塑性樹脂を、後述のように各実施例ごとに異なる温度まで加熱した。土木資材の敷設に際しては、あらかじめ上記の勾配法面に各実施例のシートを２ｍ×２ｍの大きさで敷設して、５０ｃｍピッチで金属性杭にて固定した。そして、その上方より加熱しておいた割栗石を約１００ｋｇ投入し、冷却後にその接着状態を確認した。
【００２９】
（実施例１）
ナイロン６チップ（融点：２１５℃）に、チタンブラック１０質量％とヨウ化銅１質量％とを混合して、マスターチップを製造した。このマスターチップ４質量部と、マスターチップに用いたのと同じナイロン６チップ９６質量部とを混合し、エクストルダー型紡糸機を用いて溶融紡糸し延伸して、強度が８．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が２５％、乾熱収縮率が１０％の、１５９０Ｔ２１０および３１２０Ｔ４２０の原着ナイロン繊維を得た。
【００３０】
得られた３１２０Ｔ４２０の原着ナイロン繊維を鎖編糸とし、１５９０Ｔ２１０の原着ナイロン繊維を挿入糸として用い、９Ｇのラッセル編機を使用して編成した。この経編地を１８０℃で１分間熱処理して、実施例１のシートとしての、網目の一辺が２５ｍｍのネットを得た。
【００３１】
（実施例２）
実施例１と同じ方法で作製した糸条１６７０Ｔ１９２の原着ナイロン繊維を５４本撚り合わせて、網目の大きさが２５ｍｍ×２５ｍｍである蛙又網のネットを編網して、実施例２のシートとしてのネットを得た。
【００３２】
（実施例３）
実施例１と同じ方法で作製した糸条１６７０Ｔ１９２の原着ナイロン繊維を８０Ｔ／ｍで撚糸し、織物密度２４本／２．５４ｃｍ×２４本／２．５４ｃｍの平組織で製織し、実施例３のシートとしての織物を得た。
【００３３】
（実施例４）
実施例１と同じ方法で作製した糸条１６７０Ｔ１９２の原着ナイロン繊維を８０Ｔ／ｍで撚糸し、この撚糸を用いて織物密度３３本／２．５４ｃｍ×３３本／２．５４ｃｍの６本１完全の模紗組織で製織し、実施例４のシートとしての織物を得た。
【００３４】
（実施例１〜４のまとめ）
実施例１〜４のシートについて、塊状物を２２０℃まで加熱したうえで試験を行った。その結果、これら実施例１〜４のシートは、ともに割栗石がシートに良好に固定されていることが確認された。
【００３５】
なお、実施例２では、ネットの一部が完全に溶解した箇所が存在し、その箇所については網目が完全に固定されずに、シートに若干の浮き上り現象が確認された。実施例３では、試験時には特に問題は無かったが、降雨時に若干のたまり水が見られた。実施例４では、法面への敷設時に若干の目ずれが生じた。これらに対し、実施例１のラッセル編地のシートが最良であった。
【００３６】
（実施例５）
芯鞘複合繊維の芯部として、カーボンブラックを１％含有したポリエチレンテレフタレート（融点２６０℃）を用いた。同繊維の鞘部として、テレフタル酸成分とエチレングリコール成分とのモル比が１：１．１３のポリエチレンテレフタレートオリゴマーに、ε−カプロラクトンを全酸成分に対して１５モル％、および１，４−ブタンジオールを全ジオール成分に対して５０モル％の割合で添加して重合された共重合ポリエステル（融点１６０℃）を用いた。上記の各ポリエステル系重合体を芯部と鞘部に配して、芯／鞘の質量比を５０／５０とした芯鞘複合繊維からなるマルチフィラメントを、常用の複合紡糸機を用いて得た。得られた３３３０Ｔ３６０の原着ポリエステル芯鞘複合繊維を鎖編糸とし、１６７０Ｔ１２０の原着ポリエステル芯鞘複合繊維を挿入糸として用い、９Ｇのラッセル編機を使用して編成した。この経編地を１２０℃で１分間熱処理して、網目の一辺が２５ｍｍの、実施例５のシートとしてのネットを得た。
【００３７】
（実施例６）
実施例５と同じ製造方法で作製した糸条１６７０Ｔ１２０の原着ポリエステル芯鞘複合繊維を５４本撚り合わせて、実施例６のシートとしての、網目の大きさが２５ｍｍ×２５ｍｍである蛙又網のネットを得た。
【００３８】
（実施例７）
実施例６と同じ製造方法で作製した糸条１６７０Ｔ１２０の原着ポリエステル芯鞘複合繊維を８０Ｔ／ｍで撚糸し、この撚糸を用いて織物密度２４本／２．５４ｃｍ×２４本／２．５４ｃｍの平組織で製織し、実施例７のシートとしての織物を得た。
【００３９】
（実施例８）
実施例６と同じ製造方法で作製した糸条１６７０Ｔ１２０の原着ポリエステル複合芯鞘繊維を８０Ｔ／ｍで撚糸し、この撚糸を用いて織物密度３３本／２．５４ｃｍ×３３本／２．５４ｃｍの６本１完全の模紗組織で製織し、実施例８のシートとしての織物を得た。
【００４０】
（実施例９）
芯鞘複合繊維の芯部として、カーボンブラックを１％含有するナイロン６６（融点２６０℃）を用いた。同繊維の鞘部として、ナイロン６（融点２１５℃）を用いた。そして、各ナイロン重合体を芯部および鞘部に配して、芯／鞘の質量比を５０／５０とした芯鞘複合繊維からなるマルチフィラメントを、常用の複合紡糸機を用いて得た。得られた３１２０Ｔ３６０の原着ナイロン芯鞘複合繊維を鎖編糸として用い、また１５９０Ｔ９０の原着ナイロン芯鞘複合繊維を挿入糸として用いて、９Ｇのラッセル編機を使用し編成した。この経編地を１２０℃で１分間熱処理して、実施例９のシートとしての、網目の一辺が２５ｍｍのネットを得た。
【００４１】
（実施例５〜９のまとめ）
実施例５〜８のシートについて、塊状物を１７０℃の設定温度で加熱した。また実施例９のシートについて、塊状物を２２０℃の設定温度で加熱した。その結果、実施例６〜９のシートともに塊状物としての割栗石が良好にシートに固定されていることが確認された。
【００４２】
なお、実施例６では、ネットの一部分が完全に溶解した箇所が存在し、その箇所については網目が完全に固定されずに、シートに若干の浮き上り現象が確認された。実施例７では、試験時には特に問題は発生しなかったが、降雨時に若干のたまり水が見られた。実施例８では、法面への敷設時に若干の目ずれが生じた。これらに対し、実施例５および９の、熱可塑性を有する素材からなる繊維で構成されたラッセル編地のシートが最良であった。
【００４３】
（実施例１０）
ポリ乳酸チップ（ネイチャーワークス社製、品番：６４００、融点：１８０℃）に、チタンブラック１０質量％とヨウ化銅１質量％とを混合して、マスターチップを製造した。このマスターチップ４質量部と、マスターチップに用いたのと同じポリ乳酸チップ９６質量部とを混合し、エクストルダー型紡糸機を用いて溶融紡糸し延伸して、強度が５．１ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が３０％、乾熱収縮が１５％の、１５９０Ｔ２１０および３１２０Ｔ／４２０の原着ポリ乳酸繊維を得た。得られた３１２０Ｔ／４２０の原着ポリ乳酸繊維を鎖編糸とし、１５９０Ｔ２１０の原着ポリ乳酸繊維を挿入糸として、９Ｇのラッセル編機を使用して編成した。この経編地を１２０℃で１分間熱処理して、実施例１０のシートとしての、網目の一辺が２３ｍｍのネットを得た。
【００４４】
（実施例１１）
実施例１０と同じ製造方法で作製した糸条１６７０Ｔ１９２の原着ポリ乳酸繊維を５４本撚り合わせて、実施例１２のシートとしての、網目の大きさが２５ｍｍ×２５ｍｍである蛙又網のネットを編網した。
【００４５】
（実施例１２）
実施例１０と同じ製造方法で作製した糸条１６７０Ｔ１９２の原着ポリ乳酸繊維を８０Ｔ／ｍで撚糸し、織物密度２４本／２．５４ｃｍ×２４本／２．５４ｃｍの平組織で製織して、実施例１２のシートとしての織物を得た。
【００４６】
（実施例１３）
実施例１０と同じ製造方法で作製した糸条８３０Ｔ７０の原着ポリ乳酸繊維を８０Ｔ／ｍで撚糸し、この撚糸を用いて織物密度３３本／２．５４ｃｍ×３３本／２．５４ｃｍの６本１完全の模紗組織で製織し、実施例１３のシートとしての織物を得た。
【００４７】
（実施例１４）
芯鞘複合繊維の芯部に配するポリ乳酸系重合体として、乳酸のＬ体が９９モル％、Ｄ体が１モル％の比率で共重合された共重合ポリ乳酸（カーギルダウ社製、品番：６２００、融点：１７０℃）にカーボンブラックを１質量％含有させたものを用意した。一方、鞘部に配するポリ乳酸系重合体として、乳酸のＬ体が９２モル％、Ｄ体が８モル％の比率で共重合された共重合ポリ乳酸（カーギルダウ社製、品番：６３００、融点；１３０℃）を用意した。これらのポリ乳酸系重合体を用いて、溶融複合紡糸機にて、芯／鞘の質量比が５０／５０である芯鞘複合繊維のマルチフィラメント（強度：４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度：３０％、乾熱収縮率：１４％）を得た。得られた３１２０Ｔ４２０の原着ポリ乳酸繊維を鎖編糸として用い、１５９０Ｔ２１０の原着ポリ乳酸繊維を挿入糸として用い、９Ｇのラッセル編機を使用して編成した。この経編地を１００℃で１分間熱処理して、実施例１４のシートとしての、網目の一辺が２３ｍｍのネットを得た。
【００４８】
（実施例１０〜１４のまとめ）
実施例１０〜１４のシートについて、塊状物を実施例１０〜１３では１８５℃まで加熱し、また実施例１４では１４５℃まで加熱したうえで試験を行った。その結果、これらの実施例１０〜１４のシートは、ともに割栗石がシートに良好に固定されていることが確認された。
【００４９】
なお、実施例１１のシートでは、ネットの一部が溶解した箇所が発生し、その箇所については網目が完全に固定されずに、シートに若干の浮き上り現象が確認された。実施例１２では、試験時には特に問題は無かったが、降雨時に若干のたまり水が見られた。実施例１３では法面敷設時に若干の目ずれが生じた。これらに対し、実施例１０および１４の生分解性を有する熱可塑性素材からなる繊維で構成されたラッセル編地のシートが最良であった。
【００５０】
また実施例１０〜１４のシートは、生分解性を有していることから、長期間放置することにより、シート自体が分解され、より自然に近い景観を生み出すことが可能となるだけでなく、環境にも優しい施工が可能であった。
【００５１】
（実施例１５）
実施例５と同じ製造製法で作製したネットを、実施例１５のシートとした。このネットは、実施例５と同様に、芯部のポリエチレンテレフタレートの融点は２６０℃であり、鞘部の共重合ポリエステルの融点は１６０℃であった。投入材料としては、割栗石と、共重合ポリエステル（融点１６０℃）チップとを用いた。共重合ポリエステルチップは、テレフタル酸成分とエチレングリコール成分とのモル比が１：１．１３のＰＥＴオリゴマーに、ε−カプロラクトンを全酸成分に対して１５モル％、および１，４−ブタンジオールを全ジオール成分に対して５０モル％の割合で添加して重合されたものであった。そして、割栗石に対して共重合ポリエステルチップを１質量％の割合で混合し、１９０℃×２分間加熱したものを使用した。
【００５２】
実施例１５のシートは、割栗石がシートに良好に固定されていることが確認された。