JP6024146B2 - 保護マット - Google Patents
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Description
1.水膨潤性高分子材料を25重量%以上含有する不織布層Aと、目付が100〜800g/m2でありポリオレフィン系あるいはポリエステル系高分子繊維を主体とする不織布層Bとを、一体化した保護マット。
2.上記1の保護マットに吸水性繊維を20重量%以上含有する不織布層Cが一体化された保護マット。
3.不織布層Aに含まれる水膨潤性高分子材料が、繊度が2.2〜13dtexで、水および海水を自重の50%以上吸収することが可能なアクリル系繊維またはモダクリル繊維である上記1または2に記載の保護マット。
4.不織布層A中の水膨潤性高分子材料および/または不織布層C中の吸水性繊維が、セシウムを1g当たり0.09g以上吸着または吸塵する上記1〜3のいずれかに記載の保護マット。
使用可能なポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリ乳酸(PLA)などのホモポリマー及びそれらの共重合ポリエステルなどが例示できる。特にイソフタル酸系の共重合ポリエステルを鞘成分に、PETを芯成分にした芯鞘型繊維を水膨潤性高分子材料とあわせて用いると複数のマットの接合にライスターなどを用いて熱接着加工を行う場合に作業性が良く、接合部での漏水のリスクを小さくすることができる。
また、ポリエステルモノマーとして生物由来のエチレングリコールを成分として用いたPETを用いても物性面で問題がない。
上記繊維としては、ポリエチレンテレフタレート(pet)繊維またはポリプロピレン(pp)繊維単体の中実繊維であってよいが、低融点petとpetの2成分を含む複合繊維、またはポリエチレンとpetの2成分を含む複合繊維であることも好ましい実施形態のひとつである。複合繊維の形態としては、芯鞘構造でもサイドバイサイド構造であってもよい。不織布層bの厚みを大きくしたい場合には、中空芯鞘構造や中空サイドバイサイド構造の繊維を用いることも好ましい実施形態である。
接着強度や嵩高性を所望の値に設定する目的で複合繊維を用いる場合は、繊維の繊度は2.2〜8.9dtexであることが好ましく、3.3〜6.7dtexであることがより好ましい。
短繊維不織布では、すぐれたクッション性があるため、異物や突起物と接触した場合に高い保護性能を得ることが可能となる。一般の短繊維不織布は、嵩高性に優れるが繊維の切断端を多数有するために長繊維不織布または長繊維不織布/短繊維不織布の複合体と比較して機械的特性や貫入抵抗に劣る場合が多い。
不織布層cは、不織布層aと不織布層bの複合体のいずれか片面に張り合わせてもよいし、不織布層aと不織布層bの間に貼り合わせても良い。
そのため、本発明の保護マットを構成する不織布層A中の水膨潤性高分子材料および/または不織布層C中の吸水性繊維が、塩化セシウムを1g当たり0.09g以上吸着または吸塵することが好ましい。発明者の検討した中では、アクリル系繊維あるいはモダクリル繊維の中には選択的にセシウムを吸着する機能の高いものがあり、さらには吸水率が高いほど一度捕捉した汚染物質を離しにくいことが判明しており、これらを本発明要件を満たす保護マットの材料として使用することで、除染処理にもより安全に実施することが可能となる。
また、伸び率は30%以上であることが好ましく、50%以上であることがより好ましい。
不織布層Aは、カード法とニードルパンチ加工により製造することが一般的である。不織布層Aが、水膨潤性のアクリル系繊維またはモダクリル繊維と熱接着性芯鞘複合繊維により構成されている場合は、引き続きエアースルー法により部分的熱接着箇所を形成することが好ましい。エアースルー法の加工は、厚みを減らさずに部分的接着点を増やすことができるため、本発明の補強材の製造方法として特に好適である。加工温度は、熱接着性芯鞘複合ポリエステル系繊維の場合は、90〜150℃くらいの温度であることが好ましく、30〜40秒の熱処理を行なうことで好適な接着状態を得ることが可能となる。加工温度のセッティングは熱接着性芯鞘複合繊維の低融点成分の融点と混合率によりコントロールすることが可能である。
(1)繊度[dtex]
試料の任意の場所5点を選び、光学顕微鏡を用いて、単繊維径をn=20で測定して、全平均値(D)を求めた。ついで、平均単繊維断面積と平均比重から1万mあたりの重量に換算して繊度をdtexで示す。
(2)目付[g/m2]
JIS L 1913(2010)6.2「単位面積当たりの質量」に準拠して測定した。
(3)厚さ[mm]
JIS L 1913(2010)6.1.1「厚さ A法」に準拠し、荷重7g/cm2下で測定した。
(4)引張強さ[N/5cm]及び伸び率[%]
JIS L 1913(2010)6.3.1「引張強さ及び伸び率」に準じて測定した。
(5)貫入抵抗(N)
ASTM D−4833の規定に従って測定する。
(6)遮光率(%)
JIS L 1055(2009) A法の規定に従って測定した。
(7)セシウム吸着量(g/g-試料)
塩化セシウム100mgを100mlの純水に加えた溶液中に、試料100mgを加えて24時間スターラで攪拌した。液を濾過し、残液のCs濃度を高周波誘導結合プラズマ法(ICP法)発光分析法により測定した(CIROS−120RIGAKU装置使用)。予め作成した検量線を用いて濃度を測定し、初期濃度との差異から試料1g当たりの吸着量を測定した。
(8)吸水率(%)
直射日光の当たらない平坦な砂場の上にろ紙を敷き詰めて砂の保護マットへの付着を防止し、その上に1m角の保護マットを折り曲がりがないように敷設した。該保護マットのほぼ中心部に6kgの海水をバケツで流しこみ、3時間後にマットの重量の増加量を測定した。流し込んだ海水のどれだけが下のろ紙あるいは砂地層に流れ込んだかを測定した。
吸水性は以下の式で計算して求めた。
吸水率(%)=(3時間後の保護マット重さ−元の保護マット重さ)/6kg×100
不織布層Aとして、繊度3.9dtexの水膨潤性アクリル系繊維のランシールFK(東洋紡績株式会社製、塩化セシウム吸着量0.40g/g-試料)と5.5dtexの低融点ポリエステル複合短繊維TE5(東洋紡績株式会社製)を重量比で70:30になるように混合したウェッブをニードルパンチ加工した目付200g/m2の短繊維不織布と、不織布層Cとして、繊度4.4dtexの吸水性アクリル系繊維N−38B(東洋紡績株式会社製、セシウム吸着量0.51g/g-試料)と5.5dtexの中空アクリル短繊維(東洋紡績株式会社製)を重量比で50:50になるように混合したウェッブをニードルパンチ加工した目付200g/m2が短繊維不織布を、オルガン社製FPD1−40Sのニードルを用いてニードル突き刺し密度(突出密度)45ケ/cm2、針深度10mmでニードルパンチ複合加工を行ない2層構造の不織布を得た。次いで、不織布層Bとして、目付が200g/m2のポリエステル長繊維不織布9201HB(東洋紡績株式会社製、着色剤としてカーボン0.3%含む)をカーテンスプレー法で不織布層A側に接合(オレフィン系ホットメルト繊維10g/m2使用)した3層構造の不織布からなる保護マットを作成した。
得られた保護マットを用いた評価結果を表1に示す。
実施例1は本発明要件を満たし、機械特性に優れた保護マットであった。吸水率は100%であった。
不織布層Aとして、繊度5.6dtexの水膨潤性アクリル系繊維のランシールFJ(東洋紡績株式会社製、塩化セシウム吸着量0.46g/g-試料)と5.5dtexの低融点ポリエステル複合短繊維TE5(東洋紡績株式会社製)を重量比で35:65になるように混合したウェッブをニードルパンチ加工した目付が300g/m2の短繊維不織布と、不織布層Bとして、目付が300g/m2のポリエステル長繊維不織布9301HB(東洋紡績株式会社製、着色剤としてカーボン0.3%含む)をカーテンスプレー法で接合(オレフィン系ホットメルト繊維10g/m2使用)した2層構造の不織布からなる保護マットを作成した。
得られた保護マットを用いた評価結果を表1に示す。
実施例2は本発明要件を満たし、機械特性に優れた保護マットであった。吸水率は100%であった。
不織布層Aとして、繊度5.6dtexのポリエステル繊維よりなる目付100g/m2の短繊維不織布にポリエチレン樹脂パウダーと水膨潤性のある衛材用ホットメルトパウダー(どちらも粒径約1mm)を重量比で60:40になるように混合して均一に、散布量が200g/m2となるよう散布した。次に、その上に不織布層Cとして、繊度4.4dtexの吸水性アクリル系繊維N−38B(東洋紡績株式会社製、セシウム吸着量0.51g/g-試料)と5.5dtexの中空アクリル短繊維(東洋紡績株式会社製)を重量比で50:50になるように混合したウェッブをニードルパンチ加工した目付100g/m2が短繊維不織布を重ねて、フェルトカレンダー機で160℃の温度で加熱処理をして一体化した。さらに、不織布層Bとして、目付が300g/m2のポリエステル長繊維不織布9301HBをカーテンスプレー法で不織布層A側に接合(オレフィン系ホットメルト繊維10g/m2使用)した3層構造の不織布からなる保護マットを作成した。
得られた保護マットを用いた評価結果を表1に示す。
実施例3は本発明要件を満たし、機械特性に優れた保護マットであった。吸水率は100%であった。
目付が550g/m2のポリエステル長繊維不織布9551HB(東洋紡績株式会社製)を保護マットとして用いた評価結果を表1に示す。
従来例は、機械特性に優れた保護マットであったが、吸水率は8%であり、殆どの水がろ紙や砂地層に流れ出してしまい本発明の目的を満足しなかった。
目付が5600g/m2(カタログ値)の市販のベントナイト系シート(ポリプロピレン不織布の表皮貼り付け品、セシウム吸着量0.087g/g-試料)を用いて実施例1と同じ評価を行った結果を表1に示す。
比較例1は吸水率は45%であったが、これはほぼマット端部より水が流れ出したことが原因であり、下のろ紙には濡れはなく、海水の浸透は無かった。目付が重いために敷設には時間がかかるとともに複数のシートのつなぎ面での漏水が懸念された。
繊度3.9dtexの水膨潤性アクリル系繊維のランシールFJ(東洋紡績株式会社製、セシウム吸着量0.46g/g-試料)と5.5dtexの低融点ポリエステル複合短繊維TE5(東洋紡績株式会社製)を重量比で20:80になるように混合したウェッブをニードルパンチ加工した目付が200g/m2の短繊維不織布と、繊度3.3dtexの吸水性アクリル系繊維N−38B(東洋紡績株式会社製、塩化セシウム吸着量0.51g/g-試料)と5.5dtexの中空アクリル短繊維(東洋紡績株式会社製)を重量比で50:50になるように混合したウェッブをニードルパンチ加工した目付が200g/m2の短繊維不織布とを、オルガン社製FPD1−40Sのニードルを用いてニードル突き刺し密度(突出密度)45ケ/cm2、針深度10mmでニードルパンチ複合加工を行ない2層構造の不織布を得た。次いで、目付が200g/m2で白色のポリエステル長繊維不織布9201H(東洋紡績株式会社製)をカーテンスプレー法で不織布層A側に接合(オレフィン系ホットメルト繊維10g/m2使用)した3層構造の不織布からなる保護マットを作成した。
得られた保護マットを用いた評価結果を表1に示す。
比較例2は機械特性に優れた保護マットであったが、吸水率は38%であった。
Claims (3)
- 自重の30〜200倍の水を吸収する水膨潤性高分子材料である繊度が2.2〜13dtexのアクリル系繊維またはモダクリル繊維を25重量%以上含有する不織布層Aと、目付が100〜800g/m2でありポリオレフィン系あるいはポリエステル系高分子繊維を主体とする不織布層Bと、水を自重の0.5〜3倍吸収し、セシウムを1g当たり0.09g以上吸着する吸水性繊維を20重量%以上含有する不織布層Cとを、一体化した液状汚染物質の拡散や漏洩を防ぐマット。
- 貫入抵抗が500N以上である請求項1に記載の液状汚染物質の拡散や漏洩を防ぐマット。
- 不織布層A中の水膨潤性高分子材料であるアクリル系繊維またはモダクリル繊維が、セシウムを1g当たり0.09g以上吸着する請求項1または2に記載の液状汚染物質の拡散や漏洩を防ぐマット。
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