JP2001064636A - 止水性調節剤およびそれを用いた掘削用泥水安定液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヘ゛ントナイト等の粘土、およびまたはシルト、土砂等
からなる水-粘土懸濁液に対し、粘性調整作用、止水性
向上作用を有し、かつpHによって、それら性能を調節で
きる止水性調節剤とそれを用いた掘削用泥水安定液を提
供する。 【解決手段】 カルホ゛キシル基含有モノマー 20〜80重量部、(メタ)
アクリル酸エステル系モノマー 10〜70重量部、その他の共重合可能
なモノマー 0〜10重量部を乳化共重合して得られ、かつpHに
よって特定の粘度発現性および止水性を有するアルカリ増粘
エマルションからなる止水性調節剤及びそれを含む掘削用泥水
安定液。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤ホ゛ーリンク゛、場
所打ち工法、泥水シールト゛工法、連続地中壁工法などに使
用される掘削用泥水安定液およびその廃泥処理法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、石油、天然カ゛ス、土木、鉱山など
の掘削の際に用いる掘削用泥水安定液（以下、安定液と
略す）は、掘削壁面の崩壊防止、比重調整による泥土お
よび砂礫の運搬等の目的で使用されている。また、安定
液は、通常、水-粘土懸濁液を主体とし、目的に応じ
て、増粘剤、分散解膠剤、保護コロイト゛剤、逸泥防止剤、
止水性向上剤、塩類、界面活性剤、防腐剤、pH調整剤、
加重剤等からなり、各掘削条件に合致するように調製し
た組成物である。

【０００３】一般的に、水-粘土懸濁液にはヘ゛ントナイトが使
用されており、そのヘ゛ントナイトは、モンモリロナイトを主成分とす
る代表的な結晶性鉱物の１つであり、通常、正および負
の荷電を共有し、比表面積も大きいため、常温で水を吸
い込み膨潤するという水和性、水膨潤性が高いことが知
られている。よって、掘削後に発生するヘ゛ントナイトを含ん
だ掘削土砂から水を物理的に分離することは非常に難し
く、硫酸ハ゛ント゛、ホ゜リ塩化アルミニウム等の無機系凝集剤、石灰
系の粘土改良材、高分子凝集剤等を添加し化学的に処理
した後、物理的に脱水を行わなければならず、廃泥処理
は煩雑であった。よって、掘削時には適度な粘性および
止水性能を有し、掘削終了時には簡単な手段で水抜けが
よい安定液の開発が望まれていた。

【０００４】一方、泥水の耐熱性、耐塩性を改良する方
法として、泥水に対し、メタクリル酸10〜55重量%、メタクリル酸メ
チル10〜80重量%、アクリル酸エチル80〜10重量%からなるアルカリ可
溶性三元共重合体をアルカリ存在下で添加する方法(特公平0
4-61911号公報)が知られている。しかし、この特許は、
泥水の耐熱性、耐塩性を改良する手段として、アルカリ下に
おける止水性能のみに着目したものであり、アルカリ可溶性
三元共重合体を添加した泥水の各pHにおける泥水性能の
挙動、およびその有効利用に関しては何ら記載されてい
ない。

【０００５】また、本発明者等はpHの変化で粘性と止水
性能が調節可能である安定液を得る手段として、安定液
に対し、カルホ゛キシル基含有モノマー 20〜80重量部、(メタ)アクリル酸
エステル系モノマー 10〜70重量部、その他の共重合可能なモノマー
0〜10重量部を乳化共重合して得られるアルカリ増粘エマルション
を添加する方法(特願平11-207069号公報)を見いだし
た。しかし、実際の掘削作業時における安定液のpHは、
8.0〜12.0、好ましくは8.5〜11.5であるため、この範囲
で粘性を発現し、廃泥処理を考慮してpH6.0以下、好ま
しくは5.0以下の領域では粘度発現性を失うものである
ことが必要である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のアルカリ
増粘エマルションを添加する方法において、アルカリ増粘エマルションの
各pHに対する粘度発現性について更に詳細は検討を加
え、実際に効果的な使用が可能なアルカリ増粘エマルションを提供
したものである。

【０００７】また本発明は、pHによって粘性と止水性能
を有効に調節できる安定液を提供し、掘削工事の施工
性、ハント゛リンク゛性、および廃泥処理にかかる薬品コストを改
善するためになされたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、ヘ゛ントナイト等
の粘土、およびまたはシルト、土砂等からなる水-粘土懸濁
液に対し、掘削作業時、即ちpH 8.0〜12.0の領域で、粘
性調整作用、および形成した泥壁の止水性能向上作用を
併せ持ち、作業終了後、即ちpH 6.0以下の領域で、粘性
調整能、および止水性能を低下させることが可能な添加
剤について鋭意検討を重ねた結果、カルホ゛キシル基含有モノマー
20〜80重量部、(メタ)アクリル酸エステル系モノマー 10〜70重量部、
その他の共重合可能なモノマー 0〜10重量部を乳化共重合し
て得られるアルカリ増粘エマルションの中で、pH 4.5±0.1に調整
した1%水溶液の粘度が10mPa・s以下で、かつ下記の式
（１）の関係を満足するように設定されたアルカリ増粘エマルシ
ョンを安定液に添加することで、上記の性能を満足できる
ことを見い出し、この知見に基づいて本発明をなすに至
った。

【０００９】［η］_A /［η］_B≧20 … 式（１） ［η］_A = pH 9.0±0.1に調整した1%水溶液の粘度 ［η］_B = pH 4.5±0.1に調整した1%水溶液の粘度

【００１０】即ち、本発明のアルカリ増粘エマルションを安定液に
添加すると、アルカリ性領域では粘性を発現し、かつ良好な
止水性能を示すが、酸性領域では粘性発現力が低下する
だけでなく、止水性能も低下し、廃泥処理しやすい安定
液に変化するという特性を有効に利用したものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に使用されるアルカリ増粘エマルシ
ョンは、カルホ゛キシル基含有モノマー、(メタ)アクリル酸エステル系モノマー、そ
の他の共重合可能なモノマーを重合開始剤、乳化剤および必
要により連鎖移動剤、架橋剤等の存在下に、乳化共重合
して得られたものである。また、重合温度は5〜100℃、
好ましくは50〜80℃であり、他の条件、方法等は、一般
的な重合の条件、方法に従って実施すればよく、例え
ば、モノマー等の重合系への添加方法については、一括添加
法、連続添加法、分割添加法等が挙げられ、これらを採
用すればよい。

【００１２】アルカリ増粘エマルションの構成成分であるカルホ゛キシル
基含有モノマーを例示するならば、(メタ)アクリル酸、およびクロトン
酸、ケイ皮酸、アトロハ゜酸等のモノカルホ゛ン酸系モノマー、イタコン酸、マレ
イン酸、フマール酸、シトラコン酸、メサコン酸等のシ゛カルホ゛ン酸系モノマーお
よびこれらの酸無水物、さらにシ゛カルホ゛ン酸モノアルキルエステル系モ
ノマー等が挙げられる。これらの中でアクリル酸、メタクリル酸が好
ましく、特にメタクリル酸が好ましい。

【００１３】アルカリ増粘エマルションの構成成分である(メタ)アクリル
酸エステル系モノマーを例示するならば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)ア
クリル酸エチル、(メタ)アクリル酸フ゜ロヒ゜ル、(メタ)アクリル酸n-フ゛チル、(メタ)
アクリル酸イソフ゛チル、(メタ)アクリル酸sec-フ゛チル、(メタ)アクリル酸tert-フ
゛チル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル
酸n-オクチル、(メタ)アクリル酸テ゛シル、(メタ)アクリル酸ト゛テ゛シル、(メタ)アク
リル酸テトラテ゛シル、(メタ)アクリル酸ヘキサテ゛シル、(メタ)アクリル酸オクタテ゛シ
ル、(メタ)アクリル酸イコシル、(メタ)アクリル酸ヘンイコシル、(メタ)アクリル酸ト゛コ
シル、(メタ)アクリル酸オクタテ゛セニル、(メタ)アクリル酸シクロヘ゜ンチル、(メタ)アク
リル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘ゛ンシ゛ル等が挙げられ、好まし
くはアクリル酸エチル、アクリル酸フ゛チル、アクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル
酸メチル、メタクリル酸フ゛チルであり、特に好ましくはアクリル酸エチル
である。

【００１４】アルカリ増粘エマルションの構成成分であるその他の
共重合可能なモノマーを例示するならば、カルホ゛ン酸ヒ゛ニル系モノマ
ー、スチレン系モノマー、ヒト゛ロキシル基含有モノマー、アミト゛基含有モノマー、
シアノ基含有モノマーが挙げられる。カルホ゛ン酸ヒ゛ニル系モノマーとして
は、酢酸ヒ゛ニル、フ゜ロヒ゜オン酸ヒ゛ニル、酪酸ヒ゛ニル、吉草酸ヒ゛ニ
ル、ハ゜ヒ゛リン酸ヒ゛ニル、カフ゜ロン酸ヒ゛ニル、オクタン酸ヒ゛ニル、ノナン酸ヒ゛ニ
ル、テ゛カン酸ヒ゛ニル、ウンテ゛カン酸ヒ゛ニル、ラウリン酸ヒ゛ニル、トリテ゛カン酸ヒ
゛ニル、ミリスチン酸ヒ゛ニル、ハ゜ルミチン酸ヒ゛ニル、ステアリン酸ヒ゛ニル、モノクロロ
酢酸ヒ゛ニル、安息香酸ヒ゛ニル等が挙げられ、好ましくは酢酸
ヒ゛ニル、フ゜ロヒ゜オン酸ヒ゛ニルである。スチレン系モノマーとしては、スチレ
ン、α-メチルスチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、o-
エチルスチレン、m-エチルスチレン、p-エチルスチレン、o-イソフ゜ロヒ゜ルスチレン、m-イ
ソフ゜ロヒ゜ルスチレン、p-イソフ゜ロヒ゜ルスチレン、o-tert-フ゛チルスチレン、m-te
rt-フ゛チルスチレン、p-tert-フ゛チルスチレンが挙げられ、好ましくは
スチレンである。ヒト゛ロキシル基含有モノマーとしては、ヒト゛ロキシエチル(メ
タ)アクリレート、ヒト゛ロキシフ゜ロヒ゜ル(メタ)アクリレート、ヒト゛ロキシフ゛チル(メタ)アク
リレート、ホ゜リオキシエチレンモノ(メタ)アクリレート、ホ゜リオキシフ゜ロヒ゜レンモノ(メタ)ア
クリレート、ホ゜リオキシフ゛チレンモノ(メタ)アクリレート、ホ゜リオキシテ゛シレンモノ(メタ)ア
クリレート、ホ゜リオキシト゛テ゛シレンモノ(メタ)アクリレート、ホ゜リオキシテトラテ゛シレンモノ
(メタ)アクリレート、ホ゜リオキシヘキサテ゛シレンモノ(メタ)アクリレート、ホ゜リオキシオクタテ
゛シレンモノ(メタ)アクリレート、ホ゜リオキシイコシレンモノ(メタ)アクリレート、ホ゜リオキシト
リアコンチレンモノ(メタ)アクリレート、ホ゜リオキシエチレンホ゜リオキシフ゜ロヒ゜レンモノ(メタ)
アクリレート、ク゛リセリンモノ(メタ)アクリレート、ヘ゜ンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレー
ト、(メタ)アリルアルコール、ク゛リセリンモノ(メタ)アリルエーテル等が挙げられ
る。アミト゛基含有モノマーとしては、(メタ)アクリルアミト゛、N-メチル(メ
タ)アクリルアミト゛、N-エチル(メタ)アクリルアミト゛、N-フ゜ロヒ゜ル(メタ)アクリルアミト
゛、N-フ゛チル(メタ)アクリルアミト゛、N-メチロール(メタ)アクリルアミト゛、N-エチロー
ル(メタ)アクリルアミト゛、N-ヒト゛ロキシフ゜ロヒ゜ル(メタ)アクリルアミト゛、N-メトキシメ
チル(メタ)アクリルアミト゛、N-エトキシメチル(メタ)アクリルアミト゛、N-フ゜ロホ゜キシメチ
ル(メタ)アクリルアミト゛、N-フ゛トキシメチル(メタ)アクリルアミト゛、シ゛アセトン(メタ)ア
クリルアミト゛、マレイン酸アミト゛、マレイン酸イミト゛等が挙げられる。シアノ
基含有モノマーとしては、(メタ)アクリロニトリル、α-クロルアクリロニトリル、
α-エチルアクリロニトリル等が挙げられる。

【００１５】なお、アルカリ増粘エマルションの構成モノマー比は、カル
ホ゛キシル基含有モノマー 20〜80重量部、(メタ)アクリル酸エステル系モノマー
10〜70重量部、その他の共重合可能なモノマー 0〜10重量
部であり、カルホ゛キシル基含有モノマーが20重量部未満だと十分
な粘度および止水性能が発揮できず、80重量部を越えた
場合は、反応液の粘度が高くなったり凝固物等が発生し
て重合安定性が不良になるため、好ましくない。また、
カルホ゛キシル基含有モノマーと(メタ)アクリル酸エステル系モノマーのみでも、ア
ルカリ増粘エマルションを調製することもできるが、上記記載の
その他の共重合可能なモノマーをアルカリ増粘エマルションの構成成分
に加えることで、アルカリ増粘性を向上させる効果があるこ
と、重合安定性が高まること等の理由により、上記範囲
内で適宜使用することができる。

【００１６】また、pH 4.5±0.1に調整した1%水溶液の
粘度が10mPa・s以下で、かつ下記の式（１）の関係を満
足するようなアルカリ増粘エマルションを得るためには、カルホ゛キシル
基含有モノマーの配合比と(メタ)アクリル酸エステル系モノマーの疎水性の
度合いをコントロールすることで、調製可能である。即ち、カル
ホ゛キシル基含有モノマーの種類、および配合比が同じであれ
ば、使用する(メタ)アクリル酸エステル系モノマーの疎水性が高いほ
ど、カルホ゛キシル基含有モノマーは水相部より(メタ)アクリル酸エステル系モ
ノマー相に存在し易くなり、その状態で重合が進行するた
め、得られたアルカリ増粘エマルションは高いpH領域でなければ、
粘性を発現しなくなるからである。

【００１７】［η］_A /［η］_B≧20 … 式（１） ［η］_A = pH 9.0±0.1に調整した1%水溶液の粘度 ［η］_B = pH 4.5±0.1に調整した1%水溶液の粘度

【００１８】また、アルカリ増粘エマルションの［η］_A /［η］_B
が20未満であれば、アルカリ領域での粘度発現性が小さ
く、また止水性能も十分に発現しないため好ましくな
い。一方、アルカリ増粘エマルションのpH 4.5±0.1に調整した1%
水溶液の粘度が10mPa・sを越えると、廃泥処理工程での
安定液の粘性が高くなり好ましくない。

【００１９】アルカリ増粘エマルションの製造時に使用可能な重合
開始剤としては、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリ
ウム、レト゛ックス系開始剤(過酸化水素-塩化第一鉄、過硫酸アン
モニウム-酸性亜硫酸ナトリウム、アスコルヒ゛ン酸(塩)、ロンカ゛リット等)、
1,1-シ゛-t-フ゛チルハ゜ーオキシ-2-メチルシクロヘキサン、2,2-ヒ゛ス(4,4-シ゛-t
-フ゛チルハ゜ーオキシシクロヘキシル)フ゜ロハ゜ン、水溶性アソ゛系開始剤等のラシ
゛カル供与剤が例示される。また、紫外線、電子線、放射
線等による光重合によって、ラシ゛カルを発生させてもよ
く、この場合、光増感剤等を使用してもよい。

【００２０】アルカリ増粘エマルションの製造時に使用可能な乳化
剤としては、ホ゜リオキシエチレンアルキルエーテル、ホ゜リオキシエチレンアルキルアリール
エーテル、ホ゜リオキシエチレンソルヒ゛タン脂肪酸エステル、オキシエチレンオキシフ゜ロヒ゜レ
ンフ゛ロックコホ゜リマー等のノニオン性界面活性剤や脂肪酸石鹸、アルキル
スルホン酸塩、アルキルアリールスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、ホ゜リオキシ
エチレンアルキル硫酸塩、ホ゜リオキシエチレンアルキルアリール硫酸塩等のアニオン性
界面活性剤等を挙げることができる。また本発明におい
ては、これらの通常の界面活性剤以外に、反応性界面活
性剤と呼ばれるヒ゛ニル基またはアリル基等の重合性基と、スルホ
ン酸塩基、ホ゜リオキシエチレン基等の親水性基とを併せ持つ化合
物も有効に利用することができる。なお、これらの乳化
剤は単独で、または2種以上を混合して用いることがで
きる。乳化剤の添加量は、総モノマー量に対して0.1〜10重
量%使用することが好ましい。添加量が0.1重量%未満で
は重合反応が不良となり目的とするアルカリ増粘エマルションが得
られず、また、10重量%を越えると、止水調節剤として
使用するときに泡立ちが激しいため、好ましくない。

【００２１】アルカリ増粘エマルションの製造時に使用可能な連鎖
移動剤としては、n-ヘキシルメルカフ゜タン、n-オクチルメルカフ゜タン、n-ト゛
テ゛シルメルカフ゜タン、t-ト゛テ゛シルメルカフ゜タン、n-ステアリルメルカフ゜タン等のメル
カフ゜タン類、テトラエチルチウラニウムスルフィト゛、ヘ゜ンタフェニルエタン、ターヒ゜ノーレ
ン、α-メチルスチレンタ゛イマー等の通常の乳化重合で使用可能なも
のを、単独もしくは２種以上を組み合わせて使用するこ
とができる。また、使用方法としては、一括添加、分割
添加または連続添加のいずれの方法をとっても良い。な
お、連鎖移動剤の使用量は、総モノマー量に対して0〜2重量
%に設定することが好ましく、より好ましくは0〜0.5重
量%である。添加量が2重量%を越えると、アルカリ増粘エマルショ
ンが低分子量化するため十分な粘性付与力、および止水
能力が得られなくなるため、好ましくない。

【００２２】アルカリ増粘エマルションの製造時に使用可能な架橋
剤としては、ラシ゛カル重合性の二重結合を2つ以上持つ化合
物であれば、特に限定されないが、あえて例示するなら
ば、エチレンク゛リコールシ゛(メタ)アクリレート、フ゜ロヒ゜レンク゛リコールシ゛(メタ)アクリ
レート、ク゛リセリンシ゛(メタ)アクリレート、ク゛リセリントリ(メタ)アクリレート、シ゛エチレ
ンク゛リコールシ゛(メタ)アクリレート、シ゛アリルフタレート、シ゛アリルマレート、シ゛アリルフ
マレート、アリル(メタ)アクリレート、N,N'-メチレンヒ゛ス(メタ)アクリルアミト゛、シ゛ヒ
゛ニルヘ゛ンセ゛ン等が挙げられ、必要に応じて使用できる。

【００２３】その他、pH緩衝剤、キレート剤等を、重合時に
使用してもよく、pH緩衝剤としては、炭酸水素ナトリウム、
炭酸ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、
酢酸カリウム等が例示でき、キレート剤としては、エチレンシ゛アミン四
酢酸ナトリウム、ニトリロトリ酢酸ナトリウム等が例示できる。

【００２４】本発明において、上記したアルカリ増粘エマルション
の添加量は、水-粘土懸濁液100重量部に対し、0.01〜10
重量部、好ましくは0.05〜7重量部である。添加量が0.0
1重量部未満ではpHを高めてアルカリ側にしても、水-粘土懸
濁液に対する増粘効果、および止水性向上作用が見られ
ず、また、10重量部を越えると、アルカリ側における安定液
の流動性が低下するため、好ましくない。なお、カルホ゛キシ
ル基含有モノマー 20〜80重量部、(メタ)アクリル酸エステル系モノマー 10
〜70重量部、その他の共重合可能なモノマー 0〜10重量部を
乳化共重合して得られるアルカリ増粘エマルションを数種配合した
ものでも、配合した状態でpH 4.5±0.1に調整した1%水
溶液の粘度が10mPa・s以下で、かつ式（１）を満たすも
のであれば、使用することができる。

【００２５】［η］_A /［η］_B≧20 … 式（１） ［η］_A = pH 9.0±0.1に調整した1%水溶液の粘度 ［η］_B = pH 4.5±0.1に調整した1%水溶液の粘度

【００２６】また、本発明において、水-粘土懸濁液、ア
ルカリ増粘エマルションのほかに、増粘剤、分散剤、防腐剤、pH
調整剤、消泡剤等を必要に応じて任意に選定することが
できる。また、本発明における水-粘土懸濁液とは、ヘ゛ン
トナイトに代表されるモンモリロナイトを主成分とする水膨潤性の高
い粘土、およびまたはシルト、土砂等からなる鉱物を水に
分散、懸濁させたものである。

【００２７】増粘剤としては、ホ゜リ(メタ)アクリル酸ソータ゛、カルホ
゛キシメチルセルロースナトリウム塩、メチルセルロース、ヒト゛ロキシエチルセルロース、アルキ゛
ン酸ソータ゛またはその誘導体、ホ゜リアクリルアミト゛またはその誘導
体、カセ゛インまたはその誘導体、テ゛ンフ゜ンまたはその誘導
体、ク゛アーカ゛ム、ローカストヒ゛ーンカ゛ム、アラヒ゛アカ゛ム、サ゛ンタンカ゛ム等が
挙げられる。これらは単独で使用することも、併用して
使用することもできる。

【００２８】分散剤としては、例えば、ホ゜リ(メタ)アクリル酸
塩、メタクリル酸塩、フミン酸誘導体、リク゛ニンスルホン酸塩、ヘキサメタリン
酸塩、トリホ゜リリン酸塩等を挙げることができる。

【００２９】防腐剤としては、例えば、無機化合物とし
て、さらし粉、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム、有
機化合物として、ハロケ゛ン誘導体、二価アルコール誘導体、脂肪
族として、スルホン誘導体、シアン誘導体、チオカルハ゛ミト゛誘導体、
芳香族として、シ゛アミン誘導体、イミタ゛ール誘導体、イソチアソ゛ール
誘導体等を挙げることができる。

【００３０】pH調整剤としては、例えば、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、炭酸ソータ゛、重炭酸ソータ゛、アンモニア、塩酸、
硫酸、硝酸、リン酸、酢酸などが挙げられる。

【００３１】廃泥処理工程としては、一般的に砂分除去
工程、固液分離工程、水処理工程からなる。砂分除去工
程では、一般的に使用されるスクリーンや、サイクロン等の装置を
用いて砂分を除去する方法が用いられる。固液分離工程
では、本発明のアルカリ増粘エマルションを添加した安定液のpHを
上記したpH調整剤を用いて、pHを6.0以下、好ましくは
5.0以下に調整したもの単独で、または硫酸ハ゛ント゛、硫酸
第一鉄、塩化第二鉄、ホ゜リ塩化アルミニウム、塩化コッハ゜ラス、アルミ
ン酸ソータ゛等の無機系凝集剤、ホ゜リチオ尿素、ホ゜リアクリルアミト゛、ホ
゜リエチレンイミン、アルキ゛ン酸ソータ゛等の高分子凝集剤を併用して、
化学処理を行った後、スクリューフ゜レス、フィルターフ゜レス、ロールフ゜レ
ス、テ゛カンター等の装置を用いて、固液分離を行うことがで
きる。水処理工程では、従来の方法で、pH調整、SS調
整、BOD調整等を行うことができる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明の実施の形態を実施例により説
明するが、本発明はこれによって限定されるものではな
い。なお、配合量を示す「部」はすべて「重量部」を示
した。

【００３３】［アルカリ増粘エマルション製造例１］メタクリル酸(以
下、MAAと略す)45部、アクリル酸エチル(以下、EAと略す)55
部、t-ト゛テ゛シルメルカフ゜タン0.1部、過硫酸アンモニウム0.2部、ト゛テ゛シ
ルヘ゛ンセ゛ンスルホン酸ナトリウム2部および水400部を、攪拌装置、還
流冷却器、温度計、および窒素導入管を付した反応容器
に入れて混合し、窒素雰囲気下にて70℃で7時間攪拌
後、30℃まで冷却して共重合体(エマルション)を得た。表１
に配合組成を示す。

【００３４】［アルカリ増粘エマルション製造例２］MAA 40部、E
A 59部、アクリル酸ヒト゛ロキシエチル1部、ト゛テ゛シルヘ゛ンセ゛ンスルホン酸ナトリウ
ム2部、t-ト゛テ゛シルメルカフ゜タン0.1部、水80部を混合して単量体
の分散エマルションを作成し、水250部と開始剤として過硫酸ア
ンモニウム0.3部を滴下装置、攪拌装置、環流冷却器、温度
計、および窒素導入管を付した反応容器に入れ混合し、
窒素雰囲気下にて80℃まで加熱下後、上記分散エマルションを
滴下装置から2時間かけて滴下し、この間の温度は80℃
に保ち、80℃で3時間攪拌を続けた後、30℃まで冷却し
て共重合体(エマルション)を得た。

【００３５】［アルカリ増粘エマルション製造例３］MAA 60部、アク
リル酸(以下、AAと略す)10部、EA 30部、ヘ゜ンタフェニルエタン0.1
部部、過硫酸カリウム0.2部、ト゛テ゛シルヘ゛ンセ゛ンスルホン酸ナトリウム2部
および水400部を、攪拌装置、還流冷却器、温度計、お
よび窒素導入管を付した反応容器に入れて混合し、窒素
雰囲気下にて70℃で7時間攪拌後、30℃まで冷却して共
重合体(エマルション)を得た。

【００３６】［アルカリ増粘エマルション製造例４］MAA 25部、EA
60部、アクリル酸フ゛チル(以下、BAと略す)10部、スチレン5部、ト゛
テ゛シルヘ゛ンセ゛ンスルホン酸ナトリウム2部、t-ト゛テ゛シルメルカフ゜タン0.1部、水
80部を混合して単量体の分散エマルションを作成し、水250部
と開始剤として過硫酸アンモニウム0.3部を滴下装置、攪拌装
置、環流冷却器、温度計、および窒素導入管を付した反
応容器に入れ混合し、窒素雰囲気下にて80℃まで加熱下
後、上記分散エマルションを滴下装置から2時間かけて滴下
し、この間の温度は80℃に保ち、80℃で3時間攪拌を続
けた後、30℃まで冷却して共重合体(エマルション)を得た。

【００３７】［アルカリ増粘エマルション製造例５］MAA 10部、EA
90部、t-ト゛テ゛シルメルカフ゜タン0.1部部、過硫酸アンモニウム0.2部、
ト゛テ゛シルヘ゛ンセ゛ンスルホン酸ナトリウム2部および水400部を、攪拌装
置、還流冷却器、温度計、および窒素導入管を付した反
応容器に入れて混合し、窒素雰囲気下にて70℃で7時間
攪拌後、30℃まで冷却して共重合体(エマルション)を得た。

【００３８】［アルカリ増粘エマルション製造例６］MAA 30部、EA
50部、アクリルアミト゛20部、ト゛テ゛シルヘ゛ンセ゛ンスルホン酸ナトリウム2部、t
-ト゛テ゛シルメルカフ゜タン0.1部、水80部を混合して単量体の分散エ
マルションを作成し、水250部と開始剤として過硫酸アンモニウム0.
3部を滴下装置、攪拌装置、環流冷却器、温度計、およ
び窒素導入管を付した反応容器に入れ混合し、窒素雰囲
気下にて80℃まで加熱下後、上記分散エマルションを滴下装置
から2時間かけて滴下し、この間の温度は80℃に保ち、8
0℃で3時間攪拌を続けた後、30℃まで冷却して共重合体
(エマルション)を得た。

【００３９】［アルカリ増粘エマルション製造例７］MAA 40部、メ
タクリル酸エチル(以下、EMAAと略す) 60部、ト゛テ゛シルヘ゛ンセ゛ンスルホン
酸ナトリウム2部、t-ト゛テ゛シルメルカフ゜タン0.1部、水80部を混合して
単量体の分散エマルションを作成し、水250部と開始剤として
過硫酸アンモニウム0.3部を滴下装置、攪拌装置、環流冷却
器、温度計、および窒素導入管を付した反応容器に入れ
混合し、窒素雰囲気下にて80℃まで加熱下後、上記分散
エマルションを滴下装置から2時間かけて滴下し、この間の温
度は80℃に保ち、80℃で3時間攪拌を続けた後、30℃ま
で冷却して共重合体(エマルション)を得た。

【００４０】［アルカリ増粘エマルション製造例８］MAA 90部、EA
10部、t-ト゛テ゛シルメルカフ゜タン0.1部部、過硫酸アンモニウム0.2部、
ト゛テ゛シルヘ゛ンセ゛ンスルホン酸ナトリウム2部および水400部を、攪拌装
置、還流冷却器、温度計、および窒素導入管を付した反
応容器に入れて混合し、窒素雰囲気下にて70℃で攪拌
中、反応液の粘性が高くなり、さらに攪拌を続けると、
凝集物を生じ、安定なエマルションを得ることができなかっ
た。

【００４１】［アルカリ増粘エマルションの物性］アクリル増粘エマルション
のpHにおける粘性変化を以下の２種の方法で測定した。 ・)低pH粘度アルカリ 増粘エマルションの1%水溶液をpH4.5±0.1に調整し、B型
粘度計を用いて、25℃での粘度を測定した。 ・)粘度比(高pH/低pH)アルカリ 増粘エマルションの1%水溶液をpH9.0±0.1に調整し、B型
粘度計を用いて、25℃での粘度を測定した後、式（２）
に従い、粘度比(高pH/低pH)を算出した。 粘度比(高pH/低pH)=［η］_A /［η］_B… 式（２） ［η］_A = pH 9.0±0.1に調整した1%水溶液の粘度 ［η］_B = pH 4.5±0.1に調整した1%水溶液の粘度

【００４２】

【表１】

【００４３】［安定液調整例１］清水1000mlに対して、
浅間ヘ゛ントナイト(豊順鉱業製)を50g添加して3000rpmで60分
間攪拌後、24時間静置して充分に水和した水-粘土懸濁
液を作液し、安定液とした。

【００４４】［安定液調整例２］清水1000mlに対して、
浅間ヘ゛ントナイト(豊順鉱業製)を50g添加して3000rpmで60分
間攪拌後、24時間静置して充分に水和した水-粘土懸濁
液を作液した。その水-粘土懸濁液にカルホ゛キシメチルセルロースナトリ
ウム塩(TP-30、日本製紙製)0.1%添加し、600rpmで3時間攪
拌し、安定液とした。

【００４５】［実施例１］安定液100部に対し、エマルショ
ン 0.3部を添加し、600rpmで120分攪拌後、まず、pHを
1N-水酸化ナトリウム水溶液を用いて、9.0±0.1に調整し、安
定液試験（ファンネル粘度、止水性試験）を行った。その
後、pHを1N-塩酸を用いて、4.5±0.1に調整し、再度安
定液試験（ファンネル粘度、止水性試験）を行った。配合割
合および試験結果を表２に示す。

【００４６】［実施例２〜５］表２に示す配合割合で、
安定液に対しアルカリ増粘エマルションを添加し、実施例１と同様
な手順で安定液試験を行った。結果を表２に示す。

【００４７】［比較例１〜７］表２に示す配合割合で、
安定液に対しアルカリ増粘エマルションを添加し、実施例１と同様
な手順で安定液試験を行った。結果を表２に示す。

【００４８】［試験法］ 1)安定液試験（ファンネル粘度の測定法）ファンネル 粘度計に安定液500mlを入れて、500ml流れ出す時
間（秒）を測定した。

【００４９】2)安定液試験（止水性能の測定法） 安定液200mlをAPI規格による濾過試験器を使用して、室
温下30分間、3kg/cm²Gの加圧を行ったときの濾水量を測
定する。即ち、濾水量が少ないほど、止水性能が良好で
あるといえる。

【００５０】3)脱液性試験 pH変化による脱液性を調べるために、各pHにおける濾水
量を式(３)に代入し、その値から、下記の評価基準に従
い、脱液性を評価した。 ［ΔFL］= （FL_B-FL_A）/（FL_B0-FL_A0） …式(３) FL_A：pH 9.0±0.1における濾水量（ヘ゛ントナイト水懸濁液＋
添加剤） FL_B：pH 4.5±0.1における濾水量（ヘ゛ントナイト水懸濁液＋
添加剤） FL_A0：pH 9.0±0.1における濾水量（ヘ゛ントナイト水懸濁液の
み） FL_B0：pH 4.5±0.1における濾水量（ヘ゛ントナイト水懸濁液の
み）

【００５１】（評価基準） ◎： FL_A / FL_A0≦0.7 かつ ［ΔFL］＞1.1 、 ○： FL_A / FL_A0≦0.7 かつ 0.9＜［ΔFL］≦1.1 、 △： FL_A / FL_A0≦0.7 かつ 0.7＜［ΔFL］≦0.9 、 ×： FL_A / FL_A0＞0.7 または ［ΔFL］≦0.7 、

【００５２】

【表２】

【００５３】

【発明の効果】ヘ゛ントナイト等の粘土、およびまたはシルト、土
砂等からなる水-粘土懸濁液に、カルホ゛キシル基含有モノマー 20
〜80重量部、(メタ)アクリル酸エステル系モノマー 10〜70重量部、そ
の他の共重合可能なモノマー 0〜10重量部を乳化共重合して
得られ、かつ［η］_A /［η］_B≧20 および［η］_B≦10
mPa・sを満足するpHによって特定の粘度発現性を有する
アルカリ増粘エマルションを添加することで、粘性調整作用およ
び、止水性向上作用を付与するだけでなく、pHによっ
て、それら性能を調節でき、掘削工事の施工性および廃
泥処理にかかる薬品コストを改善することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 難波 宏彰 島根県江津市江津町1280 日本製紙株式会 社化成品開発研究所内 (72)発明者 中原 雄二 山口県岩国市飯田町２−８−１ 日本製紙 株式会社化成品開発研究所内 Ｆターム(参考） 2D054 AC05 CA03 DA12 DA35

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カルホ゛キシル基含有モノマー 20〜80重量部、(メタ)
   アクリル酸エステル系モノマー 10〜70重量部、その他の共重合可能
   なモノマー 0〜10重量部からなる全構成モノマー100重量部を乳
   化共重合して得られ、かつアルカリ領域では泥水に対し粘度
   発現性および止水性能を有し酸性領域では泥水に対し粘
   度発現性および止水性能が低下するアルカリ増粘エマルションから
   なり、該アルカリ増粘エマルションはpH 4.5±0.1に調整した1%水
   溶液の粘度が10mPa・s以下で、かつ下記の式（１）の関
   係を満足することを特徴とする止水性調節剤。 ［η］_A /［η］_B≧20 … 式（１） ［η］_A = pH 9.0±0.1に調整した1%水溶液の粘度 ［η］_B = pH 4.5±0.1に調整した1%水溶液の粘度
2. 【請求項２】 メタクリル酸および／またはアクリル酸からなるモ
   ノマー20〜80重量部とメタクリル酸エステルおよび／またはアクリル酸エス
   テルからなるモノマー 10〜70重量部とで構成される全モノマー100
   重量部を乳化共重合して得られる請求項１記載のアルカリ増
   粘エマルションからなる止水性調節剤。
3. 【請求項３】 メタクリル酸および／またはアクリル酸からなるモ
   ノマー20〜80重量部とメタクリル酸エステルおよび／またはアクリル酸エス
   テルからなるモノマー 10〜70重量部とカルホ゛ン酸ヒ゛ニル系モノマー、スチ
   レン系モノマー、ヒト゛ロキシル基含有モノマー、アミト゛基含有モノマー、シアノ基
   含有モノマーから選ばれたその他共重合可能なモノマー10重量部
   以下とで構成される全モノマー100重量部を乳化共重合して
   得られる請求項１記載のアルカリ増粘エマルションからなる止水性
   調節剤。
4. 【請求項４】 水-粘土懸濁液からなる泥水100重量部に
   対し、請求項１から３までのいずれか１項目記載の止水
   性調節剤を0.01〜10重量部添加してなる掘削用泥水安定
   液。