(57)【要約】【課題】植生土壌中において優れた均一分散性を具備する法面緑化用補強繊維。【解決手段】表面に濡れ性付与剤を付着せしめたポリアミド系短繊維。濡れ性付与剤は、好ましくは潤滑剤及び界面活性剤を含み、潤滑剤としては、１価アルコールと１価カルボン酸とのエステルが、界面活性剤としては非イオン系界面活性剤が好適である。濡れ性付与剤１０重量部には２〜９重量部の潤滑剤と０．５〜８重量部の界面活性剤とを含んだものがく、繊維表面には繊維重量の０．８〜１．６重量％の濡れ性付与剤を付着させるとよい。植生土壌中における分散性が向上し、植生土壌の移動、流亡を効果的に防止することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に濡れ性付与剤を付着せしめたポリアミド系短繊維であることを特徴とする法面緑化用補強繊維。
【請求項２】
濡れ性付与剤が、潤滑剤及び界面活性剤を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の法面緑化用補強繊維。
【請求項３】
潤滑剤が、１価アルコールと１価カルボン酸とのエステルであることを特徴とする請求項１又は２に記載の法面緑化用補強繊維。
【請求項４】
界面活性剤が、非イオン系界面活性剤であることを特徴とする請求項１、２、又は３に記載の法面緑化用補強繊維。
【請求項５】
濡れ性付与剤１０重量部には、２〜９重量部の潤滑剤と０．５〜８重量部の界面活性剤とが含まれていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の法面緑化用補強繊維。
【請求項６】
法面緑化用補強繊維の表面には、前記補強繊維重量の０．８〜１．６重量％の濡れ性付与剤が付着されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の法面緑化用補強繊維。
【請求項７】
濡れ性付与剤の水中脱落率が、付着させた濡れ性付与剤量の７５重量％以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の法面緑化用補強繊維。
【請求項８】
単糸繊度が１〜５０ｄｔｅｘ、平均繊維長が５〜５０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の法面緑化用補強繊維。
【請求項９】
伸度が１５〜７０％であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の法面緑化用補強繊維。
【請求項１０】
引張強度が少なくとも３ｃＮ／ｄｔｅｘであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の法面緑化用補強繊維。
【請求項１１】
ポリアミド系短繊維が、２５ｍｍ当たり１０山を超えない捲縮を付与された捲縮繊維であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の法面緑化用補強繊維。
【請求項１２】
表面が、請求項１〜１１のいずれかに記載の法面緑化用補強繊維を含有する植生土壌に覆われて形成されていることを特徴とする繊維補強緑化法面。
【請求項１３】
植生土壌に含まれる法面緑化用補強繊維の量が、植生土壌１ｍ３当たり１００〜２，０００ｇであることを特徴とする請求項１２に記載の繊維補強緑化法面。
【請求項１４】
法面緑化用補強繊維を含有する植生土壌を用いて形成されている表面部分の厚さが、５〜１００ｍｍであることを特徴とする請求項１２または１３に記載の繊維補強緑化法面。
【請求項１５】
請求項１〜１１のいずれかに記載の法面緑化用補強繊維を植生土壌に混合して法面を形成することを特徴とする繊維補強緑化法面施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、道路・河川の堤防の建設や宅地造成などに伴って形成される法（のり）の表面層を強化し、法面を緑化するために植生土壌に混合して使用する法面緑化用補強繊維、前記の法面緑化用補強繊維を用いた繊維補強緑化法面、及び前記繊維補強緑化法面の施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
道路・河川の堤防の建設、宅地造成などに伴って形成される法は、従来、単にその強化を目的に、表面層をコンクリートブロックやモルタル等で固めて施工することが多かった。しかし、最近では法面（以下、法の表面層及び／又はその表面の意）の強化と共に自然環境の保護と外観の維持にも配慮し、法面に適当な植物を育成してその緑化を図る試みのなされることが多くなった。法面を強化し緑化するには、金網やプラスチックネット等のネットを法に敷設した後、ネット上から基盤材に保水材、肥料、植物の種子等を混入したいわゆる植生土壌を吹き付け、法の表面層を形成する手段がある。さらに植生土壌の移動や流亡を防止するため、植生土壌中に補強繊維を混入して施工される法面も少なくない。
【０００３】
前記の補強繊維には、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリアクリロニトリル繊維、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維や（例えば、特許文献１参照）、木毛繊維、ヤシ繊維、木質建設廃材、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等の粗大繊維（例えば、特許文献２参照）が使用されている。これらの補強繊維中、合成繊維は、腐食し難いので長期にわたって法面を保護することができ急傾斜法面を緑化するようなときに向くとされている。また、天然繊維は、腐食して植生土壌と同化するので肥料としての効用が期待でき、かつ法面に残らないので環境汚染のおそれがないという利点がある。さらに、環境汚染にやさしい補強繊維として、生分解性ポリエステル等の生分解性高分子を素材とする生分解性繊維が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１４６２８８号公報
【特許文献２】特開２００１−２２０７５２号公報
【特許文献３】特開平１０−２０４８８２号公報
【発明が解決しようとする課題】
前記の法面緑化用補強繊維は、植生土壌中にあって植物の根の成長を妨げることなく植生土壌を固定し、法面に加わる剪断力や引張力から法面を保護する効果が求められている。そのためには、補強繊維が植生土壌中に均一に分散し法面全体を均一に強化することが極めて重要である。ところが、前記の法面緑化用補強繊維を含め、従来の補強繊維はいずれも植生土壌への分散性が悪く、毛玉になって植生土壌中における補強繊維の極端な偏在を生じさせやすい。このために風雨によって植生土壌が部分的に移動し、あるいは流亡して法面に欠陥部分が発生することが少なくなかった。にも拘わらず、従来の植生土壌中での補強繊維分散性向上対策は決して十分ではなく補強繊維による顕著な補強効果を期待することができない。使用条件によっては分散性に欠けた法面緑化用補強繊維の使用が、かえって法面の強化に逆効果をもたらす場合すら見られることが判った。
【０００５】
そこで本発明は、植生土壌中において優れた均一分散性を有する法面緑化用補強繊維を製造し、さらに、長期に亘って植生土壌の移動、流亡がなく全体が安定した安全な補強・緑化法面、及びその容易な施工方法を提供するために研究した結果、完成されたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は表面に濡れ性付与剤を付着せしめたポリアミド系短繊維であることを特徴とする法面緑化用補強繊維を提供する。前記の濡れ性付与剤は、好ましくは潤滑剤及び界面活性剤を含み、潤滑剤としては、１価アルコールと１価カルボン酸とのエステルが好適であり、界面活性剤としては非イオン系界面活性剤が好適である。
【０００７】
前記の濡れ性付与剤１０重量部には、２〜９重量部の潤滑剤と０．５〜８重量部の界面活性剤とを含んだものが望ましく、前記法面緑化用補強繊維の表面には、被付着補強繊維重量の０．８〜１．６重量％の濡れ性付与剤を付着させるとよい。そして、法面緑化用補強繊維に付着させた濡れ性付与剤の水中脱落率が、付着させた濡れ性付与剤量の７５重量％以上になるものが効果的である。
【０００８】
前記のポリアミド繊維としては、単糸繊度が１〜５０ｄｔｅｘ、平均繊維長が５〜５０ｍｍが好適である。伸度としては、１５〜７０％、引張強度は少なくとも３ｃＮ／ｄｔｅｘを有することが望ましい。捲縮ポリアミド繊維を用いてもよいが、２５ｍｍ当たり１０山を超えない捲縮を付与された繊維が好ましい。
【０００９】
つぎに、本発明は、前記したいずれかの法面緑化用補強繊維を含有する植生土壌に覆われて形成されていることを特徴とする繊維補強緑化法面を提供する。本発明繊維補強緑化法面において、植生土壌に含まれる法面緑化用補強繊維の量は植生土壌１ｍ３当たり１００〜２，０００ｇが好ましく、法面緑化用補強繊維を含有する植生土壌を用いて形成されている表面部分の厚さは５〜１００ｍｍが好ましい。そして本発明は、前記した法面緑化用補強繊維のいずれかをを植生土壌に混合して法面を形成することを特徴とする繊維補強緑化法面施工方法を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明について実施形態例をあげながら具体的に説明する。前記したように本発明においては、法面緑化用補強繊維として表面に濡れ性付与剤を付着せしめたポリアミド系短繊維を使用する。本発明において濡れ性付与剤の「付着」の語は、繊維表面への単なる物理的な付着に限定されるものではなく、化学的現象を伴う付着処理を含み、ときとして付着のメカニズムが不明確な場合もあるが、これらもまた本発明に含まれる。付着量自体は、ＪＩＳ  Ｌ  １０９６「一般織物試験方法」８．３５「油脂分」の規定に準拠して求めた量である。
【００１１】
さて、前記のように従来の法面緑化用補強繊維は、素材によって若干の差があるものの一般に施工後の植生土壌中での分散性がよくなかった。ポリアミド系繊維を混入した場合にも、使用条件によっては分散性が十分ではなく施工後の植生土壌面に強化むらを生じ、風雨によって植生土壌が部分的に移動したり、流亡して法面に欠陥部分が発生することがあった。しかし、各種の素材について分散性向上を目的に各種の表面処理を試み、実用化試験を行った結果、濡れ性付与剤を付着させたポリアミド短繊維の分散性が極めて良好であることが見出された。本発明はこの事実にもとづいて完成された部分が大きい。
【００１２】
本発明の法面緑化用補強繊維に使用してポリアミド系短繊維の表面に付着させる濡れ性付与剤は、法面緑化用補強繊維を植生土壌と混合し、あるいは分散させるときにその植生土壌に含まれている水に溶解して前記繊維表面の濡れを容易にし、補強繊維の分散性を向上させる作用を有するものである。そのような濡れ性付与剤として、潤滑剤と界面活性剤とを含むものが好適である。
【００１３】
本発明に使用するポリアミド系繊維としては、たとえばナイロン６、ナイロン６６、ナイロン４６があげられる。ポリアミド系繊維は、もともと親水性であるので、一般に植生土壌中における分散性、植生土壌との親和性や引張強度等の特性に優れ、なかでもナイロン６を好ましく用いることができる。
【００１４】
潤滑剤としては、１価アルコールと１価カルボン酸とのエステル、多価アルコールと１価カルボン酸とのエステルなどを用いることができる。とくに、オレイルオレートやラウリルオレートなどの１価アルコールと１価カルボン酸とのエステルが好ましく用いられる。
【００１５】
また、界面活性剤としては、非イオン系、カチオン系、アニオン系のいずれであってもよい。なかでも、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油エーテルやポリオキシエチレンラウリルエーテルなどの非イオン系界面活性剤が好ましく用いられる。これらの潤滑剤や界面活性剤は、それぞれ１種で用いてもよく、その複数種を混合して用いてもよい。また、これらの潤滑剤や界面活性剤には、必要によって消泡剤や防腐剤等の機能性添加剤を配合することができる。
【００１６】
付着手段にとくに限定されるものはなく、たとえば、ポリアミド繊維の製糸工程において、オイリングノズルやオイリングロールを利用し所要の濡れ性付与剤を付着させて濡れ性を付与し、所望の長きにカットして本発明の法面緑化用補強繊維短繊維とすることができる。また、ポリアミド系繊維のトウを濡れ性付与剤に浸漬した後、所望の長きにカットし、あるいは所望の長さに切断したポリアミド系短繊維を濡れ性付与剤に浸漬、又は濡れ性付与剤と混合してもよい。通常、濡れ性付与剤は所要の成分を混合してポリアミド繊維に付着させるが、条件によっては所要の成分を分割し複数回で付着させることもできる。
【００１７】
潤滑剤と界面活性剤とを混用する場合の混合割合は、好ましくは潤滑剤２〜９重量部に対して界面活性剤０．５〜８重量部を使用する。潤滑剤が少なすぎると製糸工程での単糸切れ、毛羽等が発生し強度が低下しやすく、多すぎると植生土壌中における法面緑化用補強繊維の分散性を低下させる傾向がある。また、界面活性剤は、少なすぎると植生土壌中における分散性が低下し、多すぎると製糸工程での単糸切れ、毛羽等が発生し強度が低下しやすくなる。
【００１８】
ポリアミド繊維に対する濡れ性付与剤の付着量は、被付着繊維重量の０．８〜１．６重量％が好ましく、とくに０．９〜１．３６重量％が好ましい。濡れ性付与剤は、植生土壌への分散時にその植生土壌に含まれている水に溶解し、法面緑化補強繊維の分散性を向上させると考えられるが、付着量が少なすぎると溶解する濡れ性付与剤の絶対量が少なくなるため、前記補強繊維の分散性が低下する傾向にある。一方、多すぎると付着加工時に飛び散ったり、その粘性のために付着加工中の補強繊維がロール等に巻き付くなどして加工性が阻害される。
【００１９】
また、濡れ性付与剤の水中脱落率は７５％以上が好ましい。滞れ性付与剤の水中脱落率は、植生土壌中における補強繊維の分散性を判断する１つの指標であって、高くなるほど分散性は向上する。本発明における水中脱落率の測定方法を説明する。２５℃の蒸留水１，０００ｍｌを容器に入れ、マグネチックスターラなどの適宜の攪拌機で攪拌しながら、濡れ性付与剤の付着量Ｗ１の補強繊維３ｇを投入する。２分間の攪拌後、前記補強繊維を蒸留水から分離し、濡れ性付与剤の残存付着量Ｗ２（ｇ）を測定する。当初の付着量Ｗ１（ｇ）と測定した残存付着量Ｗ２（ｇ）とから、次式によって水中脱落率を求める。
【００２０】
水中脱落率（％）＝［（Ｗ１−Ｗ２）／Ｗ１］×１００
つぎに、本発明に係る法面緑化用補強繊維の、あるいはそのために使用する短繊維の形態等について説明する。これらの繊維としては単糸繊度が１〜５０ｄｔｅｘのものが好ましい。単糸繊度が小さくなりすぎると、凝集しやすくなって植生土壌中における分散性が悪くなり、法面の連結性が乏しくなって法面の強度が低下する上に施工性も悪くなる。また、大きすぎると植生土壌との接着面積が小さくなり、所要の補強効果を得られなくなる。より好ましい単糸繊度は５〜３０ｄｔｅｘである。
【００２１】
前記本発明法面緑化用補強繊維等の平均繊維長は、５〜５０ｍｍが好ましく、より好ましくは１５〜３０ｍｍである。平均繊維長が、短すぎれば植生土壌の面連結性が低くなり、長すぎると植生土壌中における分散性が悪くなる傾向がある。なお、平均繊維長の異なる２種類もしくはそれ以上の種類の補強繊維を併用することによって、植生土壌中における分散性が向上することがある。併用する場合、併用する補強繊維の平均繊維長の比が、１：１．５〜４倍程度のものを用いるのが好ましい。
【００２２】
さらに、本発明法面緑化用補強繊維等の伸度は、１５〜７０％が好ましく、２０〜５０％であればなお好ましい。伸度は、低すぎても高すぎても植生土壌の面連結性が低下し、植生土壌の移動や流亡のおそれが増大し、あるいは補強効果が低下する。また、引張強度は、風雨等の外力による植生土壌の移動や流亡の抵抗力に関係し、ある程度の抵抗力を得るためには３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上を有するものが好ましい。
【００２３】
本発明法面緑化用補強繊維は、捲縮を有するものであってもよい。捲縮のある繊維を用いれば植生土壌との接着性が向上し、面連結性が向上する利点がある。しかし、捲縮数が多すぎれば分散性が低下してくるので、１０山／２５ｍｍを超えないものを用いるのが適当である。
【００２４】
本発明法面緑化用補強繊維と植生土壌との混合は、オムニミキサー、複合リボンミキサー、コンクリートミキサー等を用いて行うことができる。植生土壌は、例えば、パーク堆肥、ビートモス等の基盤材、パーライト、ゼオライト等の保水材、水溶性合成高分子、合成樹脂等の接合剤、高度化成肥料、緩効性肥料等の肥料、芝草等の植物の種子等を混合し調整して準備する。
【００２５】
本発明法面緑化用補強繊維を植生土壌に混合して施工した法面表面層では、植生土壌１ｍ３当たり１００〜２，０００ｇの本発明法面緑化用補強繊維が含まれたものがよい。好ましくは、植生土壌１ｍ３当たり４００〜１，５００ｇを含ませる。前記補強繊維含有量が少な過ぎれば表面層の面連結性が低下し、植生土壌の移動、流亡が発生しやすくなる。また、多過ぎると植生土壌中における分散性が悪くなって、前記と同様に植生土壌の移動、流亡が発生しやすくなる。
【００２６】
法の表面層における本発明法面緑化用補強繊維を含んだ植生土壌の厚さは、通常、５〜１００ｍｍ程度が適当である。植生土壌の厚さが薄いと植生土壌が風雨で流されたり吹き飛はされたりして元の法面が露出し、法の強化、緑化の目的を達成できず外観を損なう結果になる。あまり厚すぎても材料や施工コストがかさむばかりではなく、植生土壌の締まりが悪くなってその移動や流亡のおそれが発生する。なお、植生土壌の施工する前に、元の法面にプラスチックネット、合成繊維ネット、金網等のネットを敷設して補強し、その上を植生土壌で覆えば法はさらに安定し好ましい。
【００２７】
図１は本発明に係る繊維補強緑化法面の断面を模式的に例示した図である。元の法面１にプラスチックネット２を敷設し、その上を植生土壌３が覆い表面層を形成している。プラスチックネット２はアンカーピン４によって元の法面１に固定されている。補強繊維５は、植物の種子６を含む植生土壌３中に分散して含まれている。
【００２８】
前記の本発明法面緑化用補強繊維を混合した植生土壌を法に施工するのに特別の工法を必要としない。法面への吹付工法などを施工条件に従って適宜に選択すればよい。例えば、吹付工法の場合、植生土壌と所定量の前記補強繊維とを含む混合物に適量の水を加え、吹付ノズル等を用いて行う。また、補強繊維を混合した植生土壌を法面形成機械を用いて転圧被覆したり、ローラコンパクダーなどで転圧することもできる。本発明の法面緑化補強繊維およびそれを用いた施工方法は、多くの土木工事における法面に対して適用することができる。たとえば、高速道路や一般道路等における法面、河川の堤防・護岸等の法面、宅地造成等における法面、公園等の法面や、山間部の急傾斜地に適用することができる．
【００２９】
【実施例】
つぎに本発明を実地に試験したので以下にその結果を説明する。
【００３０】
実施例１
植生土壌として基盤材と保水材、すなわちバーク堆肥：５０重量％、ピートモス：４０重量％、パーライト：１０重量％とをプレミックスした  商品名“チューブソイル”（（株）チューブ製）を２００リットル、接合剤として合成樹脂製接合剤商品名”クリコート”（  栗田工業（株）製）を１０．２ｋｇ、肥料として緩効性肥料商品名”ハイコントロール”（  チッソ旭肥料（株）製）を０．６ｋｇ、種子として芝草１０．６ｇを用いた。
【００３１】
また、法面緑化用補強繊維は、単糸繊度８ｄｔｅｘ、平均繊維長５ｍｍ、伸度２８％、引張強度５．５ｃＮ／ｄｔｅｘのナイロン６繊維の表面に、６４重量％のオレイルオレートを潤滑剤として、２５重量％のポリオキシエチレン硬化ヒマシ油エーテルを界面活性剤として含む濡れ性付与剤を、補強繊維の１．１重量％付着させ、本発明法面緑化用補強繊維を得た。得られた前記補強繊維について濡れ性什与剤の水中脱落率を測定したところ８８％であった。
【００３２】
この法面緑化用補強繊維が植生土壌１ｍ３当り７５０ｇになるように配合し水を加えて混合し、４５度の法面に厚さが約３０ｍｍになるように吹き付け、本発明繊維補強緑化法面に施工した。施工して６０日の後、前記法面に１ｍの高さから、法面ｍ２当たり４９，０００Ｐａの圧力の水を１．９２ｍｌ／分散布しながら、植生土壌の所定の経過時間ごとの植生土壌流出状況を目視により観察した。観察結果を表１に示す。
【００３３】
実施例２
ナイロン６繊維の平均繊維長が２５ｍｍのものに変えた以外は実施例１と同様の条件で、法面緑化用補強繊維を製造し、植生土壌に混合し法面に吹き付けて本発明繊維補強緑化法面を施工した。この法面に対して実施例１と同様の試験を行ったので、その結果を表１に示す。
【００３４】
実施例３
法面の施工に先立って元の法面に目の大きさが５ｃｍのプラスチックネットを敷設した以外は実施例１と同じ条件で、本発明繊維補強緑化法面を施工した。この法面に対して実施例１と同様の試験を行ったので、その結果を表１に示す。
【００３５】
比較例１
植生土壌に本発明繊維補強緑化法面を混合しなかった以外は実施例１と同じ条件で、繊維補強緑化法面を施工した。この法面に対して実施例１と同様の試験を行ったので、その結果を表１に示す。
【００３６】
比較例２
植生土壌に補強繊維を混合しなかった以外は実施例３と同じ条件で、繊維補強緑化法面を施工した。この法面に対して実施例１と同様の試験を行ったので、その結果を表１に示す。
【００３７】
比較例３
本発明法面緑化用補強繊維に代えて濡れ性付与剤の付着していないナイロン６繊維を植生土壌に混合した以外は実施例１と同じ条件で、繊維補強緑化法面を施工した。この法面に対して実施例１と同様の試験を行ったので、その結果を表１に示す。
【００３８】
比較例４
本発明法面緑化用補強繊維に代えて濡れ性付与剤の付着していないナイロン６繊維を用いた以外は実施例３と同じ条件で、繊維補強緑化法面を施工した。この法面に対して実施例１と同様の試験を行ったので、その結果を表１に示す。
【００３９】
意外なことに、補強繊維を混合していない植生土壌を使用して表面層を形成した比較例２の法面と比較すると、濡れ性付与剤が付着していない補強繊維を混合した本比較例法面における植生土壌の流出状況の方が、むしろ好ましくない結果になった。補強繊維の偏在によるものと考えられる。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
【発明の効果】
本発明の法面緑化用補強繊維は、ポリアミド系短繊維を用いその表面に濡れ性付与剤を付着させたことによって植生土壌中における分散性が向上させ、これを混合した植生土壌を利用する繊維補強緑化法面では、植生土壌の移動、流亡を効果的に防止することができるようになった。また、本発明の法面緑化施工方法は、分散性に優れた補強繊維を用いるので、施工を極めて容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る繊維補強緑化法面の断面を模式的に示した図
【符号の説明】
１：元の法面                    ２：プラスチックネット
３：植生土壌                    ４：アンカーピン
５：法面緑化用補強繊維          ６：植物の種子
【図１】
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