(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒子径が０．１〜５μｍであるカーボンブラックを１０〜４０質量％含有する熱可塑性合成樹脂からなる、太さが０．１〜１．５ｍｍの多数の導電性連続フィラメントが網状に重ね合わされ、その交差点で融着接着されて一体化して網状体を形成しており、該網状体が、目付けが１００ｇ／ｍ2 以上で、導電性を有すること特徴とする導電性網状体。
【請求項２】
網状体の表面電気抵抗が、１×１０5 Ω／ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の導電性網状体。
【請求項３】
熱可塑性合成樹脂がプロピレン又はエチレンの単独重合体および／又は共重合体であることを特徴とする請求項１又は２記載の導電性網状体。
【請求項４】
網状体が、実質厚み０．１〜４ｍｍの平面状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の導電性網状体。
【請求項５】
網状体が、実質厚み０．１〜４ｍｍで、厚み方向断面において凹凸状に波打っており、見掛けの厚みが４〜５０ｍｍで該網状体の凹凸によって大きな空隙を形成したマット形状の立体網状体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の導電性網状体。
【請求項６】
網状体の少なくとも一面に平面状シートが接着されて一体化し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導電性網状体。
【請求項７】
平面状シートがポリエステル系スパンボンド不織布であることを特徴とする請求項６記載の導電性網状体。
【請求項８】
網状体の少なくとも一面に非導電性のマット形状の立体網状体が接着さ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導電性網状体。
【請求項９】
網状体の少なくとも一面に、厚み方向に凹凸の突起が多数形成されている熱可塑性フィルムが接着さ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導電性網状体。
【請求項１０】
立体網状体が、厚み方向断面においてプリーツ状で、長さ方向に整然と平行して配列している連続した複数の畦部と溝部とが、交互に形成されているプリーツ形状の立体網状体であることを特徴とする請求項５または８記載の導電性網状体。
【請求項１１】
平均粒子径が０．１〜５μｍであるカーボンブラックを１０〜４０質量％含有する熱可塑性合成樹脂からなる、太さが０．１〜１．５ｍｍの多数の導電性連続フィラメントが網状に重ね合わされ、その交差点で融着接着されて一体化した目付けが１００ｇ／ｍ2 以上である導電性網状体に、該網状体の幅方向に間欠的に、耐硫化水素性繊維からなる導電性糸条が配され、長さ方向に該糸条が伸びており、および／または、幅方向に蛇行しながら長さ方向に伸びている一本または複数本の前記導電性糸条が配されて、前記網状体の樹脂で圧着されて一体化していることを特徴とする導電性網状体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性を有した網状体に関する。さらに詳しくは、廃棄物処分場からの有害物質の地下水汚染防止を目的として、廃棄物処分場の底面に遮水シートが設置されているが、当該遮水シートの破損により有害物質の散逸を防止するため、遮水シート／中間層／遮水シートの構成の遮水構造体を用いたダブルライナー工法があり、該中間層に不織布／平面導電体／不織布として電気的に漏水を検知するものと、立体網状体として通気性もしくは圧力検知によって漏水を検知し、その部分へベントナイトなどの止水材を注入して、遮水効果を修復する２つのダブルライナー工法があり、後者も立体網状体に電気的漏水検知機能を付与することが求められており、本発明の導電性網状体は、かかる電気的検知法に好適に用い得る網状体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物処分場からの有害物質の地下水汚染防止のため、廃棄物処分場の底面は遮水構造体で形成され、その上部に廃棄物層から逸流する汚水を集め排水する面状排水材が使用されている。該面状排水材には、特公昭５８−９１８６号公報や特開平１１−２４７０６０号公報開示されているフィラメントが融着接着して一体化し、かつ全体的に凹凸状になって一定の厚みを持ったマツト状の立体網状体が使用されている。
【０００３】
また、上記廃棄物処分場の遮水構造体として、セメント打ちなどの剛性工法に比べ、ゴムシートやプラスチックシートを止水材として用いるのが、簡単であり、従来から行なわれてきたが、前記剛性工法に比べ、シート類は施工時や埋め立て時に重機で破損する可能性が高く、破損すると、漏水する問題があり、これらを改良する試みがなされ、上下に止水シート材を配置し中層に、圧力や通気性などの流体検知法による漏水検知する手法の、立体網状体や凹凸フィルムなどの多孔性体や、漏水の電気的検知法による平面導電体を配するダブルライナー工法が一般的に施工されている。
【０００４】
電気的検知法による平面導電体は、漏水の検知が簡易であるが、漏水箇所の検知の後の修復に難があり、多孔性体との併用の方向が望ましいとされている。この漏水検知には、検知材として導電性繊維を混綿した導電性不織布や不織布とアルミニウムホイルなどの金属箔を一体化した導電性不織布を止水シート材に挟んだ遮水構造体とし廃棄物処分場の埋め立て部分の地表に、一方の電極を、もう一方の電極を遮水シートに挟まれた導電性不織布として、該止水シートが破損し、導電性不織布に漏水した場合、両電極間が繋がり、漏水を検知するものであり、導電性不織布を区切ることで漏水箇所ゾーンを特定したり、漏水規模を、該導電性不織布の電気抵抗で検知する応用も考えられる。
【０００５】
【発明が解決しょうとする課題】
本発明者らは、前記したダブルライナー工法において、もっぱら漏水箇所の復旧機能に焦点を当てた止水シート材に挟まれる多孔性体である立体網状体の発明に注力し、特公昭５８−９１８６号公報や特開平１１−２４７０６０号公報開示されているフィラメントが融着接着して一体化し、かつ全体的に凹凸状になって一定の厚みを持ったマツト状になった立体網状体、また、最近、本発明者らが開発したより軽量で空隙率が高く従来の排水材より圧縮応力が大きいプリーツ形状の立体網状体は、軽量でも厚み方向への剛直性と耐圧性の向上できたが、漏水の検知機能は配慮されておらず、何らかの検知機能を別途設けなければならない問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、まず第一に、多孔性の網状体に導電性を持たせ、簡易に漏水検知ができる上記廃棄物処分場の遮水構造体の構成平面素材を提供することであり、第二の目的は、土圧が掛かって常に厚味方向に圧縮応力が掛かる用途で、従来の排水材より圧縮応力が大きくて、高加重下でも厚みの減少量が少なく高い空隙率を保持できる立体網状体に、前記遮水構造体として用いた時、漏水検知機能を与え、漏水箇所の遮水復旧と漏水検知機能をダブルライナー工法の遮水構造体に持たせ、より安全な廃棄物処分場を提供することにある。
【０００７】
なお、前記した導電性不織布は、炭素繊維や金属繊維などの導電性繊維を使用している場合は、混綿して不織布化する手法で作成されるため、不織布として導電性を確保するには、該繊維同士が接触して、不織布全体として導電性繊維の網目を構成する都合上、該導電性繊維を少なくとも１０〜２０重量％混綿しないと導電性を確保できない問題がある。前記した導電性繊維は大半が剛直で、混綿に欠くことのできないカード掛けの大きな問題もあり、安価には導電性不織布を作れない大きな問題がある。また、導電素材としてアルミニウムホイルなどの金属箔を一体化して作った導電性不織布は、用いる用途が廃棄物処分場の遮水構造体であり、硫化水素などのガスでの腐食が避けられず、長期の導電性保持に問題がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、平均粒子径が０．１〜５μｍであるカーボンブラックを１０〜４０質量％含有する熱可塑性合成樹脂からなる、太さが０．１〜１．５ｍｍの多数の導電性連続フィラメントが網状に重ね合わされ、その交差点で融着接着されて一体化しており、目付けが１００ｇ／ｍ2 以上である、導電性を特徴とする網状体であって、当該カーボンブラックの添加によって、導電性連続フィラメントの表面電気抵抗が、１×１０5 Ω／ｃｍ以下となっている網状体である。
【０００９】
さらには、さらに導電性が良い炭素繊維やステンレス繊維などの耐硫化水素性繊維の糸条が付加されて、導電性が強化されている網状体であり、具体的には、該網状体の連続フィラメントが未固化状態にある時に、上記糸条に圧着して、導電性網状体と一体化させて得ることができる。この場合は、導電性網状体の表面電気抵抗が、１×１０5 Ω／ｃｍを若干超えても特に問題は無く、網状体全体として１×１０5 Ω／ｃｍ以下となっていれば良い。
【００１０】
本発明は、耐圧性の良い導電性立体網状体であり、漏水箇所が検知された場所をその空隙に不透水材を注入して修復できる機能を持つ素材となすことであり、本発明の網状体を構成する導電性連続フィラメントを、凹凸が彫刻された金型上に流下させて、その交点を融着接着させながら、冷却固化させて、一体化と付型をさせた立体網状体としたものであり、さらには、産業廃棄物処分場の底面を構成する遮水構造体として用いるため、通常より耐圧性が求められているため、その使用する金型を断面が三角の頂点をわずか切断除去した様な、台形のブロックが平面上に配置されており、該台形の上辺と底面がそれぞれ同一の平面上にある形状の金型を用いるのが都合良く、該金型でブロックが長さ方向に平行して密に設置されたものが最も都合が良く、この金型で作られた、厚み方向断面において、プリーツ状で長さ方向に整然と平行して配列している連続した複数の畦部と溝部とが、交互に形成されているプリーツ形状の立体網状体が最適である。
【００１１】
なお、本発明の基本の網状体は、前記金型が平らなものを用い、好ましくは、平滑平ロールで該平らな金型に網状体を押しつけて、実質厚みが０．１〜４ｍｍのシート状としたもので、スパンボンド不織布や不透水層としてのポリエチシートとの張り合わせには、該平滑平ロールにこれらを添わせて供給し、該平滑平ロールで圧着させると容易に一体化したものとできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について実施例の図示に基づいて以下に説明する。図１に本発明の一実施形態であるシート状の網状体に、ポリエステルスパンボンド不織布を張り合わせた、不織布と複合された導電性網状体の製造装置の側面概略図を示す。図２は図５Ｃの凹凸が彫刻された金型を用いた、導電性立体網状体の製造装置の側面概略図を示す。
【００１３】
本発明による導電性網状体の形態は、例えばシート形状の網状体の図３、立体網状体の図４で例示するものであり、共に、前者は図５Ａのフラット形状の金型を、後者は図５Ｃに例示する凹凸が彫刻された金型を用いており、図２に基付いて説明すると、平均粒子径が０．１〜５μｍであるカーボンブラックを１０〜４０質量％練り込んだ熱可塑性合成樹脂からなる、太さが０．１〜１．５ｍｍの多数の連続フィラメント１を溶融紡糸の紡糸口金２より、三角柱を寝かした形状が刻まれている金型４上に吐出して、網状に重ねてその交点を溶融接着させ、さらに圧着ロール６に添わせて平面体を供給し、これらを金型の凸面上部に圧着ローラー６で押しつけて、金型の凸部上の融着接着した網状体で圧着、一体化させると共に、凸部上の融着接着した網状体をさらに圧着させて、立体網状体の整形と畦部上端の補強を行なって、プリーツ状の立体網状体として、該立体網状体の畦下部と溝上部に三角柱形状の大きな空隙を有するマット形状の立体網状体で、該網状体を構成している導電性の導電性連続フィラメントで電気的検出を可能としたものである。
【００１４】
本発明の連続フィラメントに使用する素材は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルおよびナイロン６などのポリアミドなどの熱可塑性樹脂で、柔軟性を強化するためこれらの共重合体はさらに好ましく、これらのポリマーブレンドしたものやポリマーアロイも好ましい。
【００１５】
本発明の連続フィラメントは、上記素材が平均粒子径が０．１〜５μｍであるカーボンブラックを１０〜４０質量％含有することで、導電性を持つことを特徴としており、含有結果として表面電気抵抗が、１×１０5 Ω／ｃｍ以下となっている。本発明に使用するカーボンブラックは、ワックスなどで表面処理されていないものが好ましく、マスターバッチを使用して作成する場合は、安価品を使用すると上記条件を満足することが多い。また、その粒子径は、０．１〜５μｍの平均粒子径のものが好ましく、細かすぎると分散しすぎてカーボン粒子間の接触が悪くなり過剰に添加しないと導電性が確保しにくく、大きすぎても粒子の接触不良で同様な状態となるので、いずれも、少ない添加量で導電性を確保するためには好ましくない。カーボンブラックの添加量は、１０〜４０質量％が好ましく、１５〜２５質量％がより好ましい。１０質量％未満では、極端に導電性が低下し、４０質量％以上では、連続フィラメントの形成が困難となるし、強度の低下が著しく好ましくない。
【００１６】
本発明の連続フィラメントの太さは、強度と剛性の面から０．１〜１．５ｍｍが好ましく１．５ｍｍより太いと、本発明の網状体を成形しにくく、０．１ｍｍより細いと剛性に問題が出やすくなるため好ましくない。また本発明のシート状網状体の目付けは用途によるが、概ね１００〜１０００ｇ／ｍ2 であり、空隙を有する立体網状体は、用途によるが、概ね１００〜３０００ｇ／ｍ2 の範囲であり、耐圧性強化を意図する場合は、連続フィラメントの強度と本数の積による耐圧強度の問題があり、２５０〜１５００ｇ／ｍ2 が好ましい。なお、本発明の目的の網状体は、導電性の確保をするため、フィラメントの太さを細くして、フィラメント密度を上げても、その目付けが１００ｇ／ｍ2 を下回ると、繊維構成本数が不足して繊維の交点が不足し導電性の確保が困難となり好ましくない。
【００１７】
本発明の導電性、および本発明に用いる非導電性の立体網状体の厚みは、耐圧性強化を意図するには、４〜５０ｍｍが好ましく、なお５０ｍｍを超えると、連続フィラメントが金型に接触して、冷やされて到達しにくくなって不揃いとなるし、融着接着不良で、事実上製造が困難であるので好ましくない。なお、本発明に用いる金型は、圧着ロール６を用いる都合上、金型上面と底面が平行で、金型の凸部上面はすべての凸部上面が同一平面にあることが好ましい。
【００１８】
本発明に用いる導電性糸条は、耐薬品性に優れた炭素繊維、ステンレスなどの耐硫化水素性の通電性に優れた金属線や金属繊維、これら金属のメッキ繊維であって、マルチフィラメント、モノフィラメント、紡績糸やスプリットヤーンなど、通電性の糸条を言う。
【００１９】
張りつける平面体は、ポリエチレンなどの遮水シートや、スパンボンドやニードルパンチ、スパンレースや含浸接着した不織布を言い、不織布の場合は、経済的に、２０〜３００ｇ／ｍ2 目付けのポリエチレンテレフタレートスパンボンド不織布が特に好ましい。また、厚み方向に凹凸の突起が多数形成されている熱可塑性フイルムを接着したものであってもよい。該フイルムとしては、市販されているものが適宜採用されるが、例えばタキロン社製の「ジオグリッド」が好適である。
【００２０】
本発明の立体網状体は可撓性ネットで補強されているのも好ましく、該可撓性ネットは、網目が１５〜５０ｍｍ□の漁網などの編みたてネット、スプリットヤーンを使用する寒冷紗、マルチまたはモノフィラメントなどの糸条を縦と横方向に織ったり引き揃えたものやスクリムネットなどが都合良く用いられ、強度補強の点でポリエチレンテレフタレート製漁網が特に好ましい。
【００２１】
（作用）  本発明の網状体は、通電性を生じるカーボンブラックが適当量添加され、少なくとも表面電気抵抗が、１×１０5 Ω／ｃｍの通電性を保有しているため、廃棄物処分場の底面に、遮水シートに挟んで、ダブルライナー工法の遮水構造体とすると、当該遮水シートが破損して漏水した場合、電気的な検出によって、極めて容易に、漏水の可否、工夫によって漏水場所まで特定可能になり、都合良く用いることができる。また、本発明の網状体を立体網状体形状とするか、立体網状体と組み合わせることで、当該立体網状体が連続したフィラメントで構成されており、水などの液体は容易に網状体を通過さすことができ、廃棄物処分場の底面漏水検知と漏水補修に極めて利便性が良い。具体的には、導電性不織布を使用している物に比べ、遮水シート間の空隙を大きく確保できるため、ベントナイト懸濁液などの遮水性物質を漏水箇所に送り込んで漏水修復が容易にできる。さらには、金属箔を使用した導電性不織布を使用している物に比べ、本発明の網状体は、導電性素材としてカーボンブラックを用いているため耐腐食ガスによる影響を受けにくいことと、単に市場にある導電性体を使用しているため、大変経済的である。
【００２２】
【実施例】
次に本発明の効果を実施例と比較例で具体的に説明する。
（実施例１〜３、比較例１〜２）  本発明の網状体は第１図に例示する装置に、図５Ａのフラット金型４を用い、斜め上方から圧着ロール６に添わせて目付け８０ｇ／ｍ2 のポリエチレンテレフタレート製スパンボンド不織布を供給する様セットし、融点が１４０℃でメルトフローレートが１８ｇ／１０分のエチレンープロピレン共重合体に、平均粒子径が１μｍであるカーボンブラック（大日本インキ社製ＰＥＯＮＹ  ＢＬＡＣＫ  Ｆ３０９４０を使用）を表１の割合で練り込んだ樹脂の溶融物を、孔径１ｍｍ、５ｍｍピッチで多数の紡糸ノズルが複数列列設された紡糸口金２より連続フィラメント１を紡出し、等速で移動しているフラット金型４に垂らし、網状に重ね、その交差点を融着接着させて網状物３を形成させ、該網状物が固化しない場所に設置した、圧着ロール６で、金型をベースとし、網状物を圧着成分として、不織布８を圧着して一体化させ図３に例示する実施例１〜３の導電性を特徴とする網状体を得た。同様にして比較例１〜２の網状体を得た。尚、表１におけるＣＢはカーボンブラックを示す。
【００２３】
【表１】
0004571318.tif 000002
【００２４】
実施例１〜３の立体網状体は、何れも、長さ１０ｍでも、通電できたが、比較例１〜２は通電できなかった。さらに、実施例１の立体網状体の上下を厚み１ｍｍのポリエチレンシートで挟み、幅方向の側面を粘土で密封した後、僅かに折り曲げ、凹型とし、電気ごてで、５ｍｍの穴を上中央部に開け、その上に、５ｃｍの厚みで腐葉土を押し固めて乗せた、この腐葉土の穴の上の位置に、リード銅線を付けた釘を３ｃｍ打ち込み、立体網状体の導電性糸条に接続した銅線に乾電池を繋ぎ、それに、豆電球を繋ぎ、前記リード銅線も接続したが、豆電球は点かなかった。そこで、２Ｌの水を入れたポリエチレン袋を用意し、上記の穴の上の辺を目がけ、袋に穴を開けて散水した。しばらくすると、豆電球が点灯し、本発明の立体網状体が検知機能を持っていることを確認した。その後、側面の粘土を外して、立体網状体の状態を確認したところ、かなりの水の漏水が確認された。
【００２５】
（実施例４〜５）  本発明の網状体は第１図に例示する装置に、図５Ｃに例示する凹凸が彫刻された金型４を用い、融点が１４０℃でメルトフローレートが１８ｇ／１０分のエチレンープロピレン共重合体に、平均粒子径が１μｍであるカーボンブラックを表１の割合で練り込んだ樹脂の溶融物を、孔径１ｍｍ、５ｍｍピッチで多数の紡糸ノズルが複数列列設された紡糸口金２より連続フィラメント１を紡出し、等速で移動している三角柱が寝かされた形状が刻まれている金型４に垂らし、網状に重ね、その交差点を融着接着させて網状物を形成させ、該網状物が固化しない場所に設置した圧着ロール６で網状物７の凸部を圧迫して、より一体化させ、図４に例示する実施例４〜５の導電性を特徴とする立体網状体を得た。
【００２６】
これらの導電性は実施例１と同様であり、実施例４を実施例１と同様にして、ポリエチレンシートで挟み、漏水テストを実施したところ、実施例１と同様の良い結果を得た。さらに、粘土で再び密閉し、上記のポリエチレンシートの穴の上の腐葉土の上に、鉄板で重しし、凹型となっているポリエチレンシートで挟まれた立体網状体の片方の端から水道水をホースで勢い良く注入すると、反対側の端からかなりの勢いで水がでてきたので、修復も可能と推定する。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の導電性網状体の一つは、立体網状体の断面が、三角形が横に繋がったプリーツ形状で、その一辺を立体網状体の上下面と仮想する、三角形状がしっかりと固定されて耐圧性を向上させたものであるが、該網状体の内部は網状物の壁で構成されており、該網状物は熱可塑性樹脂のフィラメントで構成されているため、嵩高で、通気性と通水性に優れており、空隙率が極めて大きいため軽量で、施工場所に運びかつ施工するに便利であり、従来のものより強度が向上しているため、従来品よりきつい使用条件に耐え得ることができるため、廃棄物処分場の遮水構造体である、ダブルライナー工法の立体網状体として最適であり、さらに、電気的漏水検知機能も付与されているため、本発明の網状体を用いると、より優れた遮水構造体とでき、廃棄物処分場の安全性の向上に寄与できる。またベントナイト懸濁液などの遮水性物質を漏水箇所に送り込んで漏水修復が容易にでき得るものとなる。また、本発明の導電性網状体は、熱可塑性樹脂から成る網状体であるため柔軟性に優れ、劣化もなく、且つ該樹脂中に導電性素材としてカーボンブラックを含有しているため、廃棄物処分場における耐腐食ガスによる影響を受けにくく、遮水シート材として信頼性の高いものとなり得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の導電性のシート状網状体の製造装置の概略図。
【図２】  本発明の導電性の立体網状体の製造装置の概略図。
【図３】  本発明のシート状網状体の一実施形態５を示す斜視図。
【図４】  本発明の立体網状体の一実施形態７を示す斜視図。
【図５】  金型の例  Ａ：シート状網状体に使用するフラット金型
Ｂ：プリーツ断面の立体網状体に使用する例
Ｃ：フラット部を彫刻した金型Ａ
Ｄ：従来の金型の例
【符号の説明】
１  連続フィラメント
２  紡糸口金
３  連続フィラメントが金型の上で融着接着した網状物
４、１４、１５、１６  金型
５、７  本発明の導電性網状体
６  圧着ロール
８  平面状シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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