(57)【要約】【課題】厚さ方向に対する圧縮強度、回復性に優れ、通水性、通気性が良好であり、土砂を保持する性能に優れ、かつ、軽量であるため作業性に優れた土木用または植生用の敷設材を提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂の溶融線条の多数本をノズルから下方に紡出し、これらの線条を未固化の状態で紡出速度より遅い引取速度で引き取ることにより曲りくねらせ、隣接線条との接触点を融着させ、かつ冷却して得られた空隙率が８０〜９７％の立体網状構造体であり、前記熱可塑性樹脂が下記（ａ）、（ｂ）の特性を有し、かつ立体網状構造体が、０．２ｋｇ／ｃｍ２の荷重を１０分間かけて除荷重１０分後の厚みが、元の厚みの９０％以上を保持することを特徴とする土木用または植生用の敷設材。（ａ）曲げ弾性率：１００〜１３００ＭＰａ　　（ＪＩＳ　Ｋ　６７５８に準拠）、（ｂ）メルトフローレート：５〜２０ｇ／１０ｍｉｎ　　（ＪＩＳ　Ｋ　６７５８に準拠）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂が溶融してなる線条の多数本をノズルから下方に向って紡出し、これらの線条を未固化の状態で紡出速度より遅い引取速度で引き取ることにより曲りくねらせ、隣接線条との接触点を融着させ、かつ冷却することによって得られた空隙率が８０〜９７％の立体網状構造体であり、前記熱可塑性樹脂が下記（ａ）、（ｂ）の特性を有し、かつ立体網状構造体が、０．２ｋｇ／ｃｍ２の荷重を１０分間かけて除荷重１０分後の厚みが、元の厚みの９０％以上を保持することを特徴とする土木用または植生用の敷設材。
（ａ）曲げ弾性率　　　　　　１００〜１３００ＭＰａ　　（ＪＩＳ　Ｋ　６７５８に準拠）
（ｂ）メルトフローレート　　５〜２０ｇ／１０ｍｉｎ　　（ＪＩＳ　Ｋ　６７５８に準拠）
【請求項２】
請求項１に記載の立体網状構造体の少なくとも片面に、平面網状体が接着されてなることを特徴とする土木用または植生用の敷設材。
【請求項３】
平面網状体の網目寸法が１０〜１００ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載の土木用または植生用の敷設材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土木用または植生用の空隙を有する敷設材に関する。特に屋上緑化等に用いられる排水材の基材として、または、植生において植物の種子の流出を防止することのでき、植生用敷設物などとして利用できる、敷設材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
屋上緑化用の敷設材としては、太めの剛毛繊維を接着剤で接着強化した積層状構造物や太繊度の合成繊維不織布等が使用されている。しかし、これらの構造物では圧縮抵抗が十分でないため圧縮変形が生じ易く、通水路が小さくなり排水能力が低下したり、緑化用土壌の保持性能が小さくなるという欠点がある。
【０００３】
また、立体網状構造体において、圧縮強度、回復性に優れた構造物を得るためには、三次元構造体のストランドを太くする、あるいはストランドの充填密度を高くする必要があった。このため、必然的に三次元構造体の目付が重くなり、取り扱い性が悪くなる欠点があった。また空隙が小さくなるため、網状体にフィルター効果を期待した場合には目詰まりが起こりやすく、網状体に土砂保持性能を期待した場合には、土砂充填性が悪くなり、植生用土壌保持材などとして使用した場合には、目が細かいために植物の育成が妨げられる問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した欠点を改良する事を目的としてなされたものであり、厚さ方向に対する圧縮強度、回復性に優れ、通水性、通気性が良好であり、土砂を保持する性能に優れ、かつ、軽量であるため作業性に優れた土木用または植生用の敷設材を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は以下の構成を採用するものである。
（１）熱可塑性合成樹脂が溶融してなる線条の多数本をノズルから下方に向って紡出し、これらの線条を未固化の状態で紡出速度より遅い引取速度で引き取ることにより曲りくねらせ、隣接線条との接触点を融着させ、かつ冷却することによって得られた空隙率が８０〜９７％の立体網状構造体であり、前記熱可塑性合成樹脂が下記（ａ）、（ｂ）の特性を有し、かつ立体網状構造体が、０．２ｋｇ／ｃｍ２の荷重を１０分間かけて除荷重１０分後の厚みが、元の厚みの９０％以上を保持することを特徴とする土木用または植生用の敷設材。
（ａ）曲げ弾性率　　　　　　１００〜１３００ＭＰａ　　（ＪＩＳ　Ｋ　６７５８に準拠）
（ｂ）メルトフローレート　　５〜２０ｇ／１０ｍｉｎ　　（ＪＩＳ　Ｋ　６７５８に準拠）
（２）前記（１）記載の立体網状構造体の少なくとも片面に、平面網状体が接着されてなることを特徴とする土木用または植生用の敷設材。
（３）平面網状体の網目寸法が１０〜１００ｍｍであることを特徴とする（２）に記載の土木用または植生用の敷設材。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明における熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂などで前記の特性（ａ）及び（ｂ）を満足する熱可塑性樹脂又はそれらの組成物であれば、特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂の中から選ばれるホモポリマーまたは、コポリマーが好ましい。これらは２種類以上のポリマーを混合して用いてもよい。中でも耐薬品性、機械的特性に優れるポリプロピレン系樹脂が好適であり、ポリプロピレン系のエラストマーがより好ましい。また、ポリエステル系ポリマー、ポリエステルエラストマー、ポリウレタン系ポリマーも好適に使用される。
【０００７】
ポリエステル系ポリマーとしてはテレフタル酸を主たる酸成分とし、少なくとも１種のグリコ一ル、好ましくはエチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコールから選ばれる少なくとも一種のアルキレングリコールをグリコール成分とするポリエステルが好ましい。また、テレフタル酸成分の一部を他の２官能性カルボン酸成分で置換したポリエステルであってもよく、および／またはグリコール成分の一部を主成分以外の上記グリコールもしくは他のジオール成分で置換したポリエステルであってもよい。ここで使用されるテレフタル酸以外の２官能カルボン酸としては、例えばイソフタル酸、ナフタリンジカルボン酸、ジフエニルカルボン酸ジフエノキシエタンジカルボン酸、β−ヒドロキシエトキシ安息香酸、ｐ−オキシ安息香酸、アジピン酸、セバシン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸の芳香族、脂肪族、脂環族の二官能性カルボン酸を挙げることが出来る。これらの中から選ばれるホモポリマー、またはコポリマーが好ましく、これらは２種類以上のポリマーを混合して用いても良い。
【０００８】
また、ポリエステルエラストマーとしては、ポリエステル−ポリエーテルブロック共重合体、ポリエステル−ポリエステル型ブロック共重合体等が挙げられる。上記ポリエステル−ポリエーテルブロック共重合体は、ポリエステル成分をハードセグメント、ポリエーテル成分をソフトセグメン卜とし、両者が交互に繰り返し並んでいることにより、ゴム状弾性体の性質を有するブロック共重合体である。このようなポリエステル単位を構成する酸及びアルコールは、それぞれ主として芳香族ジカルボン酸、及び炭素数２〜１５のアルキレングリコールである。ジカルボン酸の具体例としては、テレフタル酸、エチレンビス（ｐ−オキシ安息香酸）、ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸等が挙げられる。アルコールの具体例としてはエチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、２，２−ジメチルトリメチレングリコール、へキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノ一ル、シクロヘキサンジエタノ一ル、べンゼンジメタノ一ル、ベンゼンジエタノ一ル等が挙げられる。上記の酸及びアルコールとしては、繊維形成能を有する程度の分子量のポリエステルにした場合の融点が、１５０℃以上になるものが適している。上記ブロック共重合体のソフトセグメントであるポリエーテル単位は、平均分子量が５００〜５０００程度のポリオキシアルキレングリコールである。このポリオキシアルキレングリコール単位は、アルキレン基が２〜９個の炭素原子を有するオキシアルキレン基をモノマー単位とする。具体的にはポリ（オキシエチレン）グリコール、ポリ（オキシプロピレン）グリコール、ポリ（オキシテトラメチレン）グリコール等が好適な例として挙げられる。ポリエーテルは、単独、ランダム共重合体、ブロック共重合体、または２種以上のポリエーテルの混合物であっても良い。さらに、ポリエーテルの分子鎖中に少量の脂肪族基、芳香族基等を有していても良い。また、イオウ、窒素、リン等を有する改質ポリエーテルでもよい。
【０００９】
ポリエステルポリエーテルブロック共重合体には、ポリエーテル単位が１〜８５質量％、好ましくは５〜８０質量％の割合で、ポリエステル単位が９９〜１５質量％、好ましくは９５〜２０質量％の割合で含有される。ポリエステル型ブロック共重合体としては、結晶性芳香族ポリエステルとラクトン類との反応によって得られるものが挙げられる。結晶性芳香族ポリエステルとしては、エステル結合、またはエステル結合とエーテル結合とを主として有するポリマーであって、少なくとも一種の芳香族基を主たる繰り返し単位として有し、分子末端に水酸基を有するものが挙げられる。この結晶性芳香族ポリエステルとしては、高重合度のポリマーを形成した場合の融点が１５０℃以上になるものが好ましい。
【００１０】
本発明で用いられるポリウレタンとしては、通常の溶媒（ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等）の存在または不存在下に、（Ａ）　数平均分予量１０００〜６０００の末端水酸基を有するポリエーテル及びまたはポリエステル、（Ｂ）　有機ジイソシアネートを主成分とするポリイソシアネートとを反応させて、両末端がイソシアネート基であるプレポリマーをまず製造（反応促進剤、触媒、反応抑制剤を必要に応じて使用することもできる；後段反応においても同じ）し、次いで液状態で、　（Ｃ）ジアミンを主成分とするポリアミンにより鎖延長して得る方法が代表例である。前記の方法において、各成分を一度に系に添加して反応せしめてもよいし、各成分を分割して多段で反応せしめてもよい。また、モノアミンのような末端停止剤を反応の中期または終期に添加反応せしめてもよい。（Ａ）　のポリエステル、ポリエーテル類としては従来公知のポリテトラメチレングリコール、ポリブチレンアジぺート共重合ポリエステル等が使用でき、数平均分子量として１０００〜６０００のものが好ましいが、より好ましくは１３００〜５０００のものもある。（Ｂ）　のポリイソシアネートしては、従来公知のポリイシソアネートが用いることができるが、ジフエニルメタン−４，４’−ジイソシアネートのようなイソシアネートを主体とし、必要に応じて、従来公知のトリイソシアネート等を微量添加使用してもよい。また（Ｃ）　のポリアミンとしては、エチレンジアミン、１，２−プロピレンジアミン等の公知のジアミンを主体とし、必要に応じて微量のトリアミン、テトラクミンを併用してもよい。これらのウレタン系ポリマーは、単独で、または２種以上混合して用いてもよい。また、要求される特性からポリアミド系、ＡＢＳ系などの樹脂を選択することも出来る。
【００１１】
これらのポリマーは、線条の状態で冷却し、固化されることによって剛性を有し優れた圧縮特性を発現するものである。線条の直径は０．１〜１０ｍｍであり、特に０．３〜５．０ｍｍの範囲の線条が優れる。０．３ｍｍ未満であると得られた立体網状構造体の圧縮特性が不足する傾向があり、土木用排水材として用いた場合、土中埋設後に上方からの荷重により形状が保持できなくなり排水能力が低下する傾向がある。細い線条で耐圧保持性能を得るためには、多くの繊維を使用する必要があり、目付の増加による作業性の低下、土砂の充填性能を低下させることとなる。５．０ｍｍを超えると圧縮特性は十分満足されるが立体網状構造体の質量が増加し、生産性、埋設現場での作業性も悪くなる傾向がある。０．５〜３．０ｍｍの範囲が特に好適である。
【００１２】
立体網状構造体の厚さは、５〜６０ｍｍであることが好ましい。５ｍｍ未満では土木用途に用いた際には耐圧性が、クッション材として用いた際にはクッション性が、緑化資材として用いた場合には、土砂の保持量が少なくなるので、好ましくは８ｍｍ以上である。また６０ｍｍより大きい場合、嵩高さ、質量が増加し、作業性、取り扱い性が悪くなる傾向がある。より好ましくは１０〜５０ｍｍである。
【００１３】
立体網状構造体の空隙率を８０〜９７％の範囲内にすることによりバランスの取れた圧縮特性と排水能力、土壌保持能力を付与することができる。空隙率が８０％未満である場合、目付が非常に重くなり、また土木用排水材として使用した際には、短期間での排水能力が低下する不具合が生じる。また、緑化用資材として使用した場合は、土砂が充填されず、緑化の機能を果たさないので好ましくない。９７％を超えると土木用として用いた際には、当初の排水能力は優れているが、圧縮特性が不足して土圧に耐えられなくなり、最終的には排水能力が低下する。緑化用資材として用いた場合でも、同様に土圧により空隙が減少し、また空隙が大きすぎて、土壌保持性能が低くなる。好ましい空隙率は８５〜９７％であり、より好ましくは８８〜９５％である。
【００１４】
緑化用資材に用いる際に要求される耐圧縮特性は、０．２ｋｇ／ｃｍ２の荷重を１０分間かけ、除荷重して１０分後の厚みが、元の厚みの９０％以上の圧縮回復性である。この耐圧性能を有していることにより、施工時に重機が走行した際、あるいは人が歩行した際においても、厚み、空隙率を保つことが出来る。回復率としては、１０分後に９５％以上あることがより好ましい。
【００１５】
本発明を達成するために、使用される熱可塑性樹脂のメルトフローレートと弾性係数はそれぞれ、５〜２０　ｇ／１０ｍｉｎ、１００〜１３００ＭＰａ　の範囲である。使用される樹脂は、目標とする最終製品に応じて設定されれば良いが、溶融押出−固化による三次元網状態を形成する場合、使用する樹脂のメルトフローレートと弾性係数を所定の範囲に収めておくことで弾性係数が特に好ましくなる。メルトフローレートが所定の範囲をはずれると、三次元網状態の形成が難しくなるために好ましくない。より好ましくは７〜１５ｇ／ｍｉｎである。
【００１６】
弾性係数が１００ＭＰａ　よりも小さい場合、少しの荷重により変形を生じるため、例えば緑化資材用途で使用した場合、土砂を充填しただけで厚みを減少させてしまう傾向がある。弾性係数は大きい方が回復率が高くなり好ましいが、高すぎると荷重に対して材料破壊を引き起こす可能性があるので、好ましくは１２００ＭＰａ　以下である。
【００１７】
本発明では、三次元網状構造体の少なくとも片面に、織布あるいは不織布からなる平面網状体を貼り付けることが好ましい。排水材用途に使用した際には、フィルター効果が得られ、土壌保持用の三次元網状構造体としては、土砂の流出を防ぐことができる。植生用敷設材にあっては、三次元網状構造体の上部、下部または内部に、平面網状体を平面的に一体化することによって、三次元網状構造体の強度および形態保持性を高め、さらには本敷設材を地表に敷設して上からアンカーを打ち込むだけで地面に固定でき、取扱性および施工性をも改良することができる。
【００１８】
この平面網状体は、上記三次元網状構造体で述べたものと同様の合成樹脂を溶融紡糸してなるモノフィラメント、マルチフィラメントまたはそれらの撚糸などを通常のラッセル織りなどの手法により織成して得られた四辺形、亀甲形などの網目を有する織物、不織布などの平面シート状物である。
【００１９】
ここで、平面網状体の網目寸法は、１０〜１００ｍｍであり、特に１５〜８０ｍｍの範囲にあることが好ましい。１０ｍｍ未満では植物の成長が妨げられやすくなる傾向があり、また１００ｍｍを越えると網目から立体網状構造体がはみだす傾向があり、形態保持性が阻害されやすくなる。
【００２０】
三次元網状体に平面網状体を貼り付けるためには、▲１▼製造工程で、溶融糸条に直接接触させて溶融接着させる方法、▲２▼三次元網状構造体形成後、平面網状体を接着剤で接着させる方法、▲３▼三次元網状構造体形成後、接着面の三次元網状構造体を溶融させ、平面網状体と接着させる方法等が挙げられるがこれに限定されるものではなく、所定の平面網状体を三次元網状構造体に接着させることができる方法であれば、どのような方法でも構わない。
【００２１】
【作用】
このように厚み、空隙率、使用される樹脂の性能を好適な範囲に制御することで、耐圧性、特に回復性に優れた三次元網状構造体を構成することが出来る。この構成の立体網状構造体を土木用資材として用いた場合、施工時の重機走行によっても、回復性に優れているため、その空隙率を保持でき、要求される厚み、透水係数を維持できるので好ましい。緑化用資材の土譲保持材として用いた場合も充填された土砂が流出しないので、植物育成が好適に行うことが出来る。
【００２２】
以下、実施例によって本発明を詳しく説明する。なお、本発明に用いた測定法は下記の通りである。
繊維径（ｍｍ）：ノギスにより直径（繊維径）をランダムに１０ヶ所測定し、その平均を求めた。
【００２３】
厚み（ｍｍ）：ノギスによって、網状構造体の厚さ方向をランダムに１０ヶ所測定し、その平均を求めた。
【００２４】
目付（ｇ／ｍ２）：５０ｃｍ×５０ｃｍの大きさを切り出し、そのときの重さを測定し、１ｍ２　当たりの質量に換算した。なおサンプルはランダムな場所から３ヶ所から切り出した。
【００２５】
空隙率（％）：厚み、目付から見掛け密度を求め、以下の式から計算した。
空隙率（％）＝（１−Ｐｆ／Ｐｓ）×１００
Ｐｆ：見掛け密度　　Ｐｓ：材料の比重
なお、比重は、ポリエステル系は１．３５、ポリプロピレン系は０．９８を用いた。
【００２６】
回復性試験：ＪＩＳ　Ｋ７２０８に準拠した測定法を用いた。圧縮用治具として直径１５ｃｍの円形の接触断面積を持つものを用い、サンプルに対し、０．２ｋｇ／ｃｍ２となるように、１０分間加圧を行った。除荷重１０分後、前記の厚みを測定し、試験前の厚みから試験後の厚み比率を求めた。
【００２７】
メルトフローレート：ＪＩＳ　Ｋ　６７５８に準拠して測定した。
【００２８】
弾性係数：ＪＩＳ　Ｋ　６７５８　に準拠して測定した。
【００２９】
実施例１
内径２ｍｍ、間隔８ｍｍ、３列千鳥になるように配した紡糸ノズルを、スクリュー径４０ｍｍの単軸押出機に装着した。紡糸温度を２６５℃とし、３０ｋｇ／時の吐出量にて押し出した。なお、使用した樹脂はポリエステル系エラストマー（ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコールとテレフタル酸の共重合体）を用いた。この樹脂の温度２３０℃でのメルトフローレートは、２０ｇ／１０ｍｉｎ、弾性係数は２８９ＭＰａ　である。この紡糸ノズルより１５ｃｍ下の冷却水中へ自由落下させ、落下速度よりも遅い速度で巻き取ることで、ループ状のストランドが融着固化して形成された空隙率９０％の立体網状体を得た。
この立体網状体は、回復率が９４％であった。このことから、施工時の圧力に対しても、良好な回復性を有する敷設材が得られた。
【００３０】
実施例２
実施例１と同様の設備を用い、空隙率９０％の立体網状体を形成した。但し、使用した樹脂は、ポリエステル系エラストマーで、この樹脂の２３０℃でのメルトフローレートは、１５ｇ／ｍｉｎ、弾性係数は１２６７ＭＰａ　である。　この紡糸ノズルより１５ｃｍ下の冷却水中へ自由落下させ、落下速度よりも遅い速度で巻き取ることで、ループ状のストランドが融着固化して形成された立体網状体を得た。
この立体網状体は、回復率が９８％であった。このことから、施工時の圧力に対しても、良好な回復性を有する敷設材が得られた。
【００３１】
実施例３
内径２ｍｍ、間隔１４ｍｍの１列の直線配列のノズルからポリプロピレン系エラストマー２２０℃の紡糸温度で押し出した。この樹脂の温度１９０℃でのメルトフローレートは９ｇ／ｍｉｎ、弾性係数は１１００ＭＰａ　である。この紡糸ノズルから２０ｃｍ下の冷却水中へ自由落下させ、落下速度よりも遅い速度で巻き取ることで、ループ状のストランドが溶融固化して形成された空隙率９４％の立体網状体を得た。但し、糸条が水面に触れるまでの間で、ポリプロピレン製の不織布（厚み１０ｍｍ）を同時に流し込み、片面に不織布を貼り付けた立体網状体を得た。この立体網状体は、回復率が９８％であった。このことから、施工時の圧力に対しても、良好な回復性を有する敷設材が得られた。
【００３２】
比較例１
内径１ｍｍ、間隔　５ｍｍ、７列千鳥になるように配した紡糸ノズルを用いポリエチレングリコールとテレフタル酸との共重合体からなるポリエステル樹脂（固有粘度＝０．６）を用いた以外は、実施例１と同様に行った。この樹脂は、紡糸温度２５０℃でのメルトフローレートは３０ｇ／１０ｍｉｎ、弾性係数は８３００ＭＰａ　である。この紡糸ノズルより１５ｃｍ下の冷却水中へ自由落下させ、落下速度よりも遅い速度で巻き取ることにより、ランダムループ状のストランドが融着固化して形成された空隙率８８％の立体網状体を得た。
この網状体は、回復率が８５％であった。このことから、施工時の圧力に対しても、良好な回復性を有さず、本発明には適さないものであった。
【００３３】
比較例２
内径３ｍｍ、間隔３０ｍｍ、厚み方向に対して直角になるように１列にノズル孔を配した紡糸ノズルを、スクリュー径４０ｍｍの単軸押出機に装着した。なお、使用した樹脂はポリプロピレン（２３０℃のメルトフローレートが８ｇ／１０ｍｉｎ、弾性係数が１６００ＭＰａ）であった。紡糸温度を２５０℃とし、３０ｋｇ／時の吐出量にて押し出した。この紡糸ノズルより２０ｃｍ下の冷却水中へ自由落下させ、落下速度よりも遅い速度で巻き取ることで、ループ状の空隙率９２％の立体網状体を得た。この立体網状体は、回復率が８８％であった。このことから、施工時の圧力に対しても、良好な回復性を有さず、本発明には適さないものであった。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、厚さ方向に対する圧縮強度、回復性に優れ、通水性、通気性が良好であり、土砂を保持する性能に優れ、かつ、軽量であるため作業性に優れ、土木用または植生用の敷設材として好適である。また、少なくとも片面に平面網状体を接着させることにより、より優れたフィルター効果や土壌保持性能が得られる。