JP4823879B2 - 保水性シート - Google Patents

Description

ヒートアイランド現象を緩和させることができる、保水性、耐火性、耐候性に優れた保水性シートに関する。

近年、ヒートアイランド現象緩和のため、輻射熱の軽減効果を利用した屋上緑化、壁面緑化や、水の気化熱による冷却効果を利用した屋根材、道路基材が注目されている。

特に緑化技術としては、特に家屋や建造物（ビル）の屋上、壁面、ベランダ、テラスなどに芝生等の植物を敷設する試みが盛んに行われているが、しかし、このような家庭の庭やベランダ、建造物の屋上、壁面に芝生等の植物を敷設する場合、運搬作業の煩雑さや周囲環境への土の飛散等が懸念されることから、植栽用土壌の代替として、合成樹脂発泡体や不織布等を主体に構成された植栽用基材が提案されている。

また打ち水の原理を利用し、屋根や道路などに散水することも試みられているが、屋根材や舗装材はそもそも水を一定に保持しない構造となっているため、長時間の効果は少ない。

基材への散水を頻繁に行うことがなく、植物の安定な育成を促すためには、優れた保水性を有する基材が必要であり、特許文献１では親水性ポリエステル繊維を用いた保水性に優れた不織布が提案されている。

しかしながら親水性ポリエステル繊維からなる不織布は耐火性能がなく、耐候性にも乏しいため、建物の屋根材などでは長期使用することはできない。
特開２００４−１５４０２６号公報

本発明は上記背景技術に鑑みなされたもので、十分な保水性を有し、かつ耐火性、耐候性に優れた保水性シートを提供することを目的とする。

本発明者は、鋭意研究した結果、上層と下層の２層からなる保水性シートにおいて、該上層が、顔料を０．０１〜２重量％含有する合成繊維からなる、目付が５０〜１０００ｇ／ｍ²の繊維構造体であり、該下層が、不燃性繊維からなるカバーファクターが０．３０〜０．８０の織物であることを特徴とする保水性シートにより上記目的を達成できることを見出した。

本発明によれば、十分な保水性を有し、かつ耐火性、耐候性に優れた保水性シートを提供することができる。また、本発明の保水性シートでは、上記特性に加え、抱えきれなくなった余剰水が適度に冷却対象物に浸透する効果により、ヒートアイランド現象を緩和させることができる。

本発明の保水性シートは、前述したように建物の屋根、壁面、ベランダ、テラス、道路などで長期使用に適した保水性シートである。また、上記保水性シートは、時々散水を行うことによりこの水を保持し、また、雨水を保持して、ヒートアイランド現象を緩和させることができるものである。

本発明の保水性シートは、上層と下層の２層からなる保水性シートである。本発明においては、該上層と該下層がそれぞれ以下の構成を有していることが肝要であり、かかる層の組み合わせとしたとき、本発明の目的とする、優れた保水性、耐火性、耐候性を同時に達成することができる。

すなわち、本発明の保水性シートは、下層では水が抜け難く、上層では耐候性を維持しながら水を十分取り込んで優れた保水効果を発揮する構造となっている。

したがって、上層は、顔料を０．０１〜２重量％含有する合成繊維からなる、目付が５０〜１０００ｇ／ｍ²の繊維構造体とする必要がある。

上層の繊維構造体の目付が５０ｇ／ｍ²未満の場合は十分な保水性や耐候性が得られない。一方、上記目付が１０００ｇ／ｍ²を超えると、保水量が多くなり過ぎシートが弛み易くなる。また、繊維構造体の目付を上記範囲とすることで、保水性シートの成形性や取扱性の点でも良好なものとなる。好ましい繊維構造体の目付は１００〜５００ｇ／ｍ²である。

また、上記繊維構造体に用いる合成繊維において顔料の含有量が０．０１未満の場合は十分な耐候性が得られず、一方、含有量が２重量％を超えても合成繊維の強度が低下するだけで耐候性の効果はそれほど高くならない。好ましい顔料の含有量は０．０５〜０．８重量％である。

上記顔料としては無機顔料、有機顔料のいずれも用いることができ、具体的には酸化チタン、カーボンブラックなどを好ましく採用することができる。なお顔料は２種類以上を組合わせてもよい。

上記繊維構造体としては、織物、編物、不織布などを挙げることができるが、特に不織布が嵩高な構造とし保水効率を高くすることができる点で好ましい。

また、上記繊維構造体を構成する合成繊維としては、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリオレフィン繊維、芳香族ポリアミド繊維があげられるが、加工性、力学特性、耐候性などから特にポリエステル繊維が好ましい。

なお、上記の合成繊維は単繊維の繊度は、１〜２００ｄｔｅｘであることが保水性および加工性の点から好ましい。

一方、本発明においては、下層として、不燃性繊維からなるカバーファクターが０．３０〜０．８０の高密度の織物を用いる必要があり、これにより高い耐火性と保水性を同時に達成することができる。

ここで不燃性繊維としては、ガラス繊維、ロックウール、炭素繊維などが好ましく挙げられるが、加工性や汎用性に優れたガラス繊維が特に好ましい。

上記織物のカバーファクターが０．３０未満の場合は、散水した水などが抜け易くなり保水性シートに十分な保水性を付与することができない。また、本発明の目的とする高い耐火性が得られない傾向にある。一方で、保水性シートで抱えきれなくなった余剰水はそのまま保水性シートを伝わって外部に流出させるよりも、保水性シートから適度にしみ出させ屋根などの冷却対象物まで浸透させた方が、ヒートアイランド現象を緩和させる上で望ましい。したがって、織物のカバーファクターを高くし過ぎると、かかる効果が得られないため、カバーファクターは０．８０以下とする必要がある。また、本発明においては、織物のカバーファクターが大きくなりすぎると、透水性が著しく低下して上層と下層の間に水が溜まり上層が浮いた状態になって美観を損ね易くなる。さらに、保水性シート自体が硬くなり屋根など敷き詰めて用いる際、凹凸にフィットし難くなり、取扱性も悪くなる傾向にある。なお、好ましい織物のカバーファクターは０．４０〜０．７０である。

本発明の保水性シートの保水量は５００ｇ／ｍ²以上であることが好ましい。ヒートアイランド対策の屋根材では、水の気化熱による冷却効果を利用するが、保水量が５００ｇ／ｍ²未満であると十分な冷却効果が得られない。上記保水量は好ましくは８００ｇ／ｍ²以上である。一方、保水量が多くなり過ぎると、吸水して保水性シートが弛み易くなるため、保水量は５０００ｇ／ｍ²以下が好ましく、２０００ｇ／ｍ²以下がより好ましい。

また、本発明の保水性シートの透水係数は１×１０^-5〜１×１０^-1ｃｍ／ｓであることが好ましい。透水係数が１×１０^-5ｃｍ／ｓ未満であると、水を透過させることは困難であり、保水しきれない余剰水を外部に流出してしまうが、透水係数を１×１０^-5ｃｍ／ｓ以上にすることにより、余剰水を冷却対象物まで浸透させることができる。また透水係数が１×１０^-1ｃｍ／ｓを超えると、５００ｇ／ｍ²以上の保水量を確保するのが困難になる。上記透水係数は好ましくは１×１０^-4〜１×１０^-2ｃｍ／ｓである。

本発明においては、上層および下層の透水係数が下記関係を満足していることが好ましい。これにより、高い保水性を維持すると共に、保水性シートとして上記透水係数を達成し易くなる。

１×１０^-4ｃｍ／ｓ＜下層の透水係数＜上層の透水係数＜５×１０^-1ｃｍ／ｓ

本発明の保水性シートは、サンシャイン耐候試験における５００時間暴露した後の強度保持率が５０％以上であり、耐候劣化が少ないことが好ましい。

上層の遮光率が８０％以上であることが好ましい。遮光率が８０％未満であると、紫外線の透過により有機物の劣化が促進されやすく、サンシャイン耐候試験における５００時間暴露した後の強度保持率を５０％以上にすることは難しくなる傾向にある。

以上に説明した保水性シートは次の方法により製造することができる。すなわち、保水性シートを製造する方法としては、上層の繊維構造体は、公知の方法により、織物、編物、不織布として成形することができる。不織布の成形においては、単繊維をカード機に通してウェブとしこれにニードルパンチやウォータージェットを施して短繊維を交絡させて不織布とする方法や、スパンボンド、メルトブローなどの方法を採用することができる。特に、本発明においては、上記のニードルパンチにより得られる不織布が嵩高性に優れ、高い保水性が得られる点で好ましい。また、下層の織物も公知の方法により成形することができる。こうして得られた上層の繊維構造体と下層の織物を積層し、縫製、接着剤による接着、熱接着などの方法を用いて両方の層をずれないよう互いに固定して保水性シートとすることができる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。なお、実施例中の各特性は下記の測定方法により評価した。
（１）単位面積質量（目付）
ＪＩＳ Ｌ−１９０８に規定される方法に準じて測定した。
（２）カバーファクター
カバーファクター（ＣＦ）は下記式により求めた。
ＣＦ＝（ｄ₁×ｎ₁）／Ｓ＋（ｄ₂×ｎ₂）／Ｓ−（ｄ₁×ｄ₂）×（ｎ₁×ｎ₂）／Ｓ
ここで、Ｓは織物の単位面積、ｄ₁はタテ糸の直径、ｄ₂はヨコ糸の直径、ｎ₁は単位面積Ｓ中に存在するタテ糸の本数、ｎ₂は単位面積Ｓ中に存在するヨコ糸の本数を示す。
（３）透水係数
ＪＩＳ Ｌ−３２０４に規定される方法に準じて測定した。
（４）遮光率
ＪＩＳ Ｌ−１０９６のＡ法によって規定される方法に準じて測定した。
（５）サンシャイン耐候試験
ＪＩＳ Ｂ ７７５１法に規定される方法に準じて測定した。
（６）保水率
シートを１０ｃｍ×１０ｃｍにカットしたサンプルを、８０℃で１２０分乾燥後、２０℃、６５％ＲＨの部屋で２４時間調湿し、この調湿後のシートの重量（Ｗ１）を測定する。次いで、該シートを２０℃の純水に浸漬し、手で十分に脱泡後、３０分間放置してから引き上げ、水滴が止まるまで放置（約２０分間）し、その重量（Ｗ２）を測定し、下記の計算式により保水率を算出した。
保水率＝（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１×１００％
（７）耐火性
シートを１０ｃｍ×１０ｃｍにカットしたサンプルを、８０℃で１２０分乾燥後、２０℃、６５％ＲＨの部屋で２４時間調湿し、該シートを７６０℃に２０分放置し、冷却した。得られたシートの表面を観察し、上記処理で発生した直径０．５ｍｍ以上のピンホールが、６ヶ未満のものを良好、６ヶ以上のものを不良と判定した。

［実施例１］
短繊維の繊度が２２ｄｔｅｘ、繊維長が５１ｍｍであり、顔料としてカーボンブラックを０．５重量％含有するポリエチレンテレフタレート短繊維（帝人ファイバー株式会社製）をカーディング工程にて開繊して得たウェブに、ニードルパンチ処理を２００ポイント／ｃｍ²の条件により強制交絡処理を施し、目付が３５０ｇ／ｍ²の上層に用いる不織布を作成した。この上層に用いる不織布の遮光率は９５％、透水係数は５×１０^-1ｃｍ／ｓであった。

さらに、６７５ｄｔｅｘのガラスヤーン（ユニチカグラスファイバー株式会社製）を用いて、タテ糸密度が４２本／ｉｎｃｈ、ヨコ糸密度が３２本／ｉｎｃｈ、カバーファクター（ＣＦ）が０．４６、目付が２１０ｇ／ｍ²の下層に用いる平織物を製織し作成した。

上記の下層に用いる平織物の上に、上層に用いる不織布を積層し、両端部を縫製して保水性シートを得た。得られた保水性シートの物性を表１に示す。

［実施例２，３、比較例１］
ポリエチレンテレフタレート短繊維のカーボンブラックの含有量を表１のように変更した以外は実施例１と同様にして保水性シートを得た。結果を表１に示す。

［実施例４，５，６、比較例２］
ポリエチレンテレフタレート短繊維の量を変更し、上層に用いる不織布の目付を表１のように変更した以外は実施例１と同様にして保水性シートを得た。結果を表１に示す。

［実施例７，８、比較例３］
ガラスヤーンの製織条件を変更し、下層に用いる平織物のタテ糸密度、ヨコ糸密度、カバーファクターを表１のように変更した以外は実施例１と同様にして保水性シートを得た。結果を表１に示す。

［比較例４］
上層に用いる不織布の目付および下層に用いる平織物のタテ糸密度、ヨコ糸密度、カバーファクターを表１のように変更した以外は実施例１と同様にして保水性シートを得た。結果を表１に示す。

本発明の保水性シートは、十分な保水性を有し、かつ耐火性、耐候性に優れている。また、上記保水性シートは、時々散水を行うことによりこの水を保持し、また、雨水を保持し、ヒートアイランド現象を緩和させることができる。このため、建物の屋根、壁面、ベランダ、テラス、道路などにおいて長期安定して使用することができる。

Claims (7)

1. 上層と下層の２層からなる保水性シートにおいて、該上層が、顔料を０．０１〜２重量％含有する合成繊維からなる、目付が５０〜１０００ｇ／ｍ²の繊維構造体であり、該下層が、不燃性繊維からなるカバーファクターが０．３０〜０．８０の織物であることを特徴とする保水性シート。
2. 上層および下層の透水係数が下記関係を満足する請求項１記載の保水性シート。
   １×１０^-4ｃｍ／ｓ＜下層の透水係数＜上層の透水係数＜５×１０^-1ｃｍ／ｓ
3. 下層を構成する不燃性繊維が、ガラス繊維である請求項１または２記載の保水性シート。
4. 上層の遮光率が８０％以上である請求項１〜３のいずれかに記載の保水性シート。
5. 上層の繊維構造体が、顔料としてカーボンブラックを含有するポリエステル繊維からなる不織布である請求項１〜４のいずれかに記載の保水性シート。
6. 保水性シートの保水量が５００〜５０００ｇ／ｍ²、かつ保水性シートの透水係数が１×１０^-5〜１×１０^-1ｃｍ／ｓである請求項１〜５のいずれかに記載の保水性シート。
7. サンシャイン耐候試験において５００時間暴露した後の保水性シートの強度保持率が５０％以上である請求項１〜６のいずれかに記載の保水性シート。