JP2003089787A - 掘削用泥水調整剤および泥水安定液とそれを用いた廃泥処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カルボキシメチルセルロースナトリウム塩と
同等の止水性能を有し、かつ泥水に対する粘性付与作用
の高い掘削用泥水調整剤を提供する。 【解決手段】 カチオン基を導入したカルボキシメチル
セルロースナトリウム塩を含有することを特徴とする掘
削用泥水調整剤、及び泥水に対して該調整剤を特定量添
加してなる掘削用泥水安定液、さらには、該泥水安定液
に凝集剤を添加して、固液分離を行うことを特徴とする
廃泥処理法を提供する。

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、泥水加圧シールト゛工法、土圧系シールト゛工法、小
口径推進工法、弧状推進工法、連続地中壁工法などに使
用される掘削用泥水調整剤、それを添加した掘削用泥水
安定液、さらに掘削用泥水安定液の廃泥処理方法に関す
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、泥水を主体とし、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、泥水にはヘ゛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
共有しており、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。

【０００４】しかし、近年、使用済みの安定液を廃棄す
る際の廃泥処理の簡便さよりヘ゛ントナイトの含有量を減らし
た安定液が用いられている。安定液中のヘ゛ントナイトの含有
量を減らすと、安定液の粘度が低下するだけでなく、掘
削壁面の崩落を防止する作用が低下したり、ヘ゛ントナイトが
沈降してしまい、安定液として用いることが出来なくな
るという問題があった。

【０００５】そこで、通常、このような問題を解決する
ために、安定液には、増粘剤が添加されているが、特に
粘度付与作用および止水性能を有するカルホ゛キシメチルセルロースナト
リウム塩(以下、CMCと略す)が一般に使用されている。ここ
でいう止水性能とは、安定液によって、掘削壁面に形成
されるマット゛ケーキ(泥膜)により水抜けを防止する機能(濾水
量低減作用)であり、CMCを添加すると薄いマット゛ケーキで、
濾水量を低減することができる。

【０００６】しかし、市販されているCMCは、1%水溶液
粘度が1〜15000mPa・s程度であり、また、カルホ゛キシメチル基の
置換度が高くなるにつれて、その粘度発現性は低下する
傾向がある。よって、さらに泥水の粘度を高める場合に
は、CMCを増添しなければならず、コストアッフ゜に繋がるた
め、CMCの粘性付与作用の向上が求められていた。

【０００７】また、CMCの添加により、掘削時における
安定液の止水性能は著しく向上した結果、掘削後に発生
する掘削土砂を含む安定液から水を物理的に分離するこ
とは非常に難しくなり、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
大量に添加し化学的に処理した後、テ゛カンターやフィルターフ゜レス
等により物理的に脱水を行わなければならず、廃泥処理
コストは増大する傾向があった。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。

【０００８】一方、CMC以外の増粘剤としては、有機合
成高分子系のものが使用されており、例示するならば、
特開平09-310069号公報記載のアニオン型(メタ)アクリルアミト゛共重
合体、特公平04-61911号公報記載のアクリル系ホ゜リマー、等が
挙げられる。

【０００９】しかし、有機合成高分子系の増粘剤は、そ
の生分解性が低く、環境に対して悪影響を与える恐れが
ある。現に、ホ゜リアクリルアミト゛系の増粘剤および凝集剤は、
残留するアクリルアミト゛モノマーの毒性の問題から、自然界で大量
に使用することは好ましいことではなく、例えば、厚生
省環境衛生局水道課編の「浄水場排水処理施設の手引
き」よれば、浄水工程でのホ゜リアクリルアミト゛系の凝集剤の使
用を禁じている。

【００１０】従って、特に湖沼のような閉鎖系水域や、
下流に上水道の取り入れ口のあるような河川での、ホ゜リア
クリルアミト゛系の増粘剤および凝集剤の使用は、避ける必要
があった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来技術の問題を解決するために創案されたものであ
り、泥水に対し、CMCの有する止水性能を維持しつつ粘
性付与作用を高める掘削用泥水調整剤を提供するために
なされたものである。さらに、安定液の廃泥処理におけ
る固液分離性を高め、かつ薬品コストを削減することを目
的とする。

【００１２】

【発明を解決するための手段】本発明者は、泥水に対し
て、CMCの有する止水性能を維持しつつ粘性付与作用を
高める天然物を発底原料とした添加剤について鋭意検討
を重ねた結果、カチオン基を導入したカルホ゛キシメチルセルロースナトリウム
塩（以下カチオン化CMCと略）が掘削用泥水調整剤として有
効であることを見いだした。

【００１３】また、本発明は、カルホ゛キシメチル基の置換度
（以下CM-DSと略）がク゛ルコース残基当たり0.4〜2.0、かつカ
チオン基の置換度（以下CT-DSと略）がク゛ルコース残基当たり0.
01〜0.30であることを特徴とするカチオン化カルホ゛キシメチルセルロース
ナトリウム塩を必須成分として含有することを特徴とする掘
削用泥水調整剤である。

【００１４】さらに、本発明は、泥水100重量部に対
し、上記の掘削用泥水調整剤を0.01〜10重量部添加して
なる掘削用泥水安定液である。

【００１５】また、本発明は、上記掘削用泥水安定液10
0重量部に対し、無機系凝集剤および／または高分子凝
集剤0.01〜10重量部を添加し、固液分離を行うことを特
徴とする廃泥処理方法である。

【００１６】

【発明実施の形態】本発明のカチオン化CMCは、CMCを発底原
料としカチオン化反応を行うか、セルロースを発底原料としカチオン
化反応、次いでカルホ゛キシメチル化反応を行うか、カチオン化反応
とカルホ゛キシメチル化反応を同時に行うことで製造される。即
ち、カチオン化反応はカルホ゛キシメチル化反応の前後または同時の
どの時期で反応しても良い。

【００１７】セルロース原料としては、晒または未晒木材ハ゜ル
フ゜、精製リンター、酢酸菌等の微生物によって生産されるセル
ロース等の天然セルロースや、セルロースを銅アンモニア溶液、モルホリン誘導
体等何らかの溶媒に溶解し、改めて紡糸された再生セルロー
ス、および上記セルロース系素材を酸加水分解、アルカリ加水分
解、酵素分解、爆砕処理、振動ホ゛ールミル処理等によって解
重合処理した微細セルロースまたは機械的に処理した微細セルロ
ースが例示される。

【００１８】CMCは、溶媒法または水媒法いずれかの方
法で製造された市販品だけでなく、公知のカルホ゛キシメチル化
方法、例えば、セルロース原料を水酸化ナトリウムなどのアルカリでマー
セル化し、次いでモノクロル酢酸またはモノクロル酢酸ナトリウムでエーテル
化後に得られた未乾燥未精製CMCも使用可能である。ま
た、カチオン化したセルロースをカルホ゛キシメチル化することも、上記の
方法で同様にすることができる。

【００１９】本発明では、CM-DSが0.4〜2.0であるCMCが
好ましい。これは、CM-DSが0.4未満であれば、水に対す
る溶解性が不足し、泥水に対する粘度付与性が劣るため
に好ましくなく、また、2.0を越えても、泥水性能に変
化が見られず、逆にコストアッフ゜に繋がるために好ましくな
いからである。

【００２０】カチオン化反応は、上記セルロースまたはCMCを発底
原料に対し、3〜20重量倍の低級アルコール、具体的にはメタノー
ル、エタノール、n-フ゜ロヒ゜ルアルコール、イソフ゜ロヒ゜ルアルコール、n-フ゛タノール、
イソフ゛タノール、第3級フ゛タノール等の単独、または2種以上の混合
物と水の混合媒体と発底原料のク゛ルコース残基当たり0.01〜
10倍モルの水酸化アルカリ金属、具体的には水酸化ナトリウム、水
酸化カリウムを使用し、低級アルコールと水の合計に対する低級ア
ルコールの割合が75〜95重量%からなる組成の混合媒体中で
発底原料をマーセル化処理後、カチオン化剤を発底原料のク゛ルコース
残基当たり0.01〜5.0倍モル添加し、反応温度30〜90℃、
好ましくは40〜80℃、かつ反応時間30分〜10時間、好ま
しくは1時間〜4時間反応させ、CT-DSが0.01〜0.30にな
るように調節するのが好ましい。

【００２１】CT-DSが0.01未満であれば、CMCと比較し、
止水性能に変化は見られないが、増粘効果が得られず、
0.30を越えると、増粘効果は見られるが、止水性能が大
きく低下してしまうために好ましくない。

【００２２】本発明に使用するカチオン化剤としては、ク゛リシ
シ゛ルトリアルキルアンモニウムハライト゛あるいはそのハロヒト゛リン型のものが
使用できる。それらを例示するならば、ク゛リシシ゛ルトリメチルアン
モニウムクロライト゛、ク゛リシシ゛ルトリエチルアンモニウムクロライト゛、ク゛リシシ゛ルトリメチル
アンモニウムフ゛ロミト゛、3-クロロ-2-ヒト゛ロキシフ゜ロヒ゜ルトリメチルアンモニウムクロライト
゛、3-クロロ-2-ヒト゛ロキシフ゜ロヒ゜ルトリメチルアンモニウムフ゛ロミト゛等が挙げら
れる。この添加量は所望するCT-DSにより任意に選択さ
れるが、原料セルロースもしくはCMCのク゛ルコース残基当たり0.01
〜5.0倍モル、好ましくは0.05〜3.0倍モルが適当である。カチ
オン化剤の添加量が原料のク゛ルコース残基当たり0.01倍モル未満
であれば、CT-DSが0.01を下回るため、原料のク゛ルコース残
基当たり5.0倍モルを越えると、CT-DSが0.30を越えるため
に好ましくない。

【００２３】また、カチオン化反応の触媒として、水酸化ナト
リウム、水酸化カリウムのような水酸化アルカリ金属をカチオン化剤の
種類に応じて適宜添加される。触媒量は、カチオン化剤が第
4級エホ゜キサイト゛の場合、カチオン化剤1モル当たり0.01〜1.0モルで
あるが、カチオン化剤が第4級ハロヒト゛リンの場合、カチオン化剤1モル
当たり1.0〜3.0モルである。触媒量が0.01モル(第4級エホ゜キサイ
ト゛使用時)もしくは1.0モル(第4級ハロヒト゛リン使用時)未満の場
合、触媒量が少な過ぎて反応速度が低下し実用的ではな
く、1.0モル(第4級エホ゜キサイト゛使用時)もしくは3.0モル(第4級ハ
ロヒト゛リン使用時)を越えると、副反応が促進されるためと
考えられるが、カチオン化剤の有効利用率が著しく低下し好
ましくない。よって、反応系内の水酸化アルカリ金属の含有
量が上記範囲になるように、カチオン化剤添加前後に水酸化
アルカリ金属を添加したり、また鉱酸および有機酸で中和す
ることで触媒量を調節する。

【００２４】カルホ゛キシメチル化反応およびカチオン化反応終了
後、残存した水酸化アルカリ金属を鉱酸または有機酸により
中和後、常法により洗浄、精製、乾燥、粉砕することで
目的とするカチオン化CMCを得ることができる。

【００２５】また、従来使用されている増粘剤（ホ゜リアクリ
ル酸ソータ゛、メチルセルロース、ヒト゛ロキシエチルセルロース、カルホ゛キシメチルセルロースナ
トリウム、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）、pH調整剤(Na₂CO₃、NaHCO₃など)、純分調整剤
(食塩、Na₂SO₄、Na₂CO₃、NaHCO₃など)、分散剤(ホ゜リアクリル
酸ソータ゛など)を本発明の効果を損なわない範囲で併用す
ることができる。好ましくは、掘削用泥水調整剤中にカチ
オン化CMCが25重量％以上含有するものである。

【００２６】さらに、本発明における掘削用泥水安定液
は、上記のようにして得られたカチオン化CMCを含有する泥
水調整剤を泥水に配合したものである。すなわち、泥水
100重量部に対し、泥水調整剤を、0.01〜10重量部、好
ましくは0.03〜5重量部添加した掘削用泥水安定液であ
る。泥水調整剤の添加量が0.01重量部未満では止水性能
および粘度付与作用が小さく、また、10重量部を越える
と、著しい増粘が見られ、安定液の流動性が低下するた
めに好ましくない。又、CM-DSが0.4〜2.0かつCT-DSが0.
01〜0.30であるカチオン化CMCであれば、数種類配合して使
用することも出来る。

【００２７】尚、本発明における泥水とは、当該分野で
周知のもので、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、また必要によってシルト、土
砂等からなる鉱物を水に分散、懸濁させた水-粘土懸濁
液である。

【００２８】カチオン化CMCを含有する泥水調整剤を泥水に
添加した場合に見られる増粘作用は、負に帯電したヘ゛ント
ナイト粒子表面とカチオン化CMCのカチオン基が静電的に結合するこ
とで、架橋が生じ、系全体が弱い凝集状態となり、CMC
単独添加系と比較して、増粘するものと推察される。

【００２９】さらに、本発明における掘削用泥水安定液
には、泥水、カチオン化CMCを含有する泥水調整剤のほか
に、増粘剤、分散剤、防腐剤、pH調整剤を、本発明の効
果を損なわない範囲で必要に応じて任意に配合すること
ができる。

【００３０】増粘剤としては、ホ゜リアクリル酸ソータ゛、メチルセルロー
ス、ヒト゛ロキシエチルセルロース、カルホ゛キシメチルセルロースナトリウム、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。

【００３１】分散剤としては、例えば、ホ゜リアクリル酸塩、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。

【００３２】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。

【００３３】pH調整剤としては、例えば、水酸化ナトリウ
ム、炭酸ソータ゛、重炭酸ソータ゛などが挙げられる。

【００３４】一般的に廃泥処理は、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、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。次い
で、固液分離工程で、使用済みもしくは未使用の安定液
を凝集処理した後、遠心脱水器、スクリューフ゜レス、フィルターフ゜レ
ス、ロールフ゜レス、ト゛ラムフ゜レス、オリハ゛ーフィルター、ヘ゛ルトフィルター、テ゛カンタ
ー等の装置を用いて、固液分離を行う。さらに、水処理
工程で、固液分離工程で得られた水に対し、pH調整、SS
調整、BOD調整等を行い、処理される。

【００３５】本発明における廃泥処理方法は、カチオン化CM
Cを含有する掘削用泥水調整剤が添加された本発明の掘
削用泥水安定液100重量部に対し、無機系凝集剤および
／または高分子凝集剤0.01〜10重量部を添加し、固液分
離を行う方法である。

【００３６】本発明のカチオン化CMCを添加した安定液は、カ
チオン化CMCのカチオン基が負に帯電したヘ゛ントナイト粒子表面と静
電的に結合することで、架橋が生じ、系全体が弱い凝集
状態下にあると推察され、その結果、泥水性能はCMC単
独添加系と比較し、同等の止水性能を有し、かつ高い粘
性付与力を示している。よって、カチオン化CMCを添加した
安定液に、無機系凝集剤および／または高分子凝集剤を
添加することで、既にヘ゛ントナイト粒子と架橋しているカチオン
化CMCに存在するアニオン基と凝集剤が静電的に結合し、さ
らに強い凝集状態を引き起こし、固液分離がし易くなる
という効果を有するものである。

【００３７】凝集剤の添加量は、掘削用泥水安定液100
重量部に対し、0.01〜10重量部である。凝集剤の添加量
が0.01重量部未満では、凝集力が弱いために脱液性に変
化が見られず、また10重量部を越えても脱液性は向上せ
ず、逆に分散剤として働くため、好ましくない。

【００３８】本発明における、無機系凝集剤および／ま
たは高分子凝集剤としては、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、およびまたはホ゜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゛等の高分子凝集剤が用い
られる。必要であれば、任意に併用することも可能であ
る。

【００３９】

【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。

【００４０】［原料CMC1〜4］ CMC1 市販のCMC（サンロース゛F1400MC、日本製紙（株）製、CM-DS
0.70、1%粘度 14400mPa・s）を用いた。

【００４１】CMC2 市販のCMC（サンロース゛A200SH、日本製紙（株）製、CM-DS
1.36、1%粘度 2300mPa・s、）を用いた。

【００４２】CMC3 回転数を100rpmに調節した二軸ニータ゛ーに99%イソフ゜ロヒ゜ルアルコー
ル711部と水酸化ナトリウム53.5部を水89部に溶解したものと
を加え、市販の溶解ハ゜ルフ゜（NDPS、日本製紙（株）製）
を絶乾で200部仕込んだ。30℃で90分間攪拌、混合しアルカ
リセルロースを調製後、さらに、攪拌しつつ90%イソフ゜ロヒ゜ルアルコール
120部に溶解したモノクロル酢酸59.0部を添加し、30分で70℃
に昇温し、90分間反応させた。反応終了後、80%メタノールで
2回洗浄、中和、脱液、乾燥、粉砕し、CMCを得た。この
CMC（CM-DS 0.45、1%粘度189mPa・s）を用いた。

【００４３】CMC4 回転数を100rpmに調節した二軸ニータ゛ーに99%イソフ゜ロヒ゜ルアルコー
ル995部と水酸化ナトリウム123部を水150部に溶解したものと
を加え、市販の溶解ハ゜ルフ゜（NDPT、日本製紙（株）製）
を絶乾で200部仕込んだ。30℃で90分間攪拌、混合しアルカ
リセルロースを調製後、さらに、攪拌しつつ90%イソフ゜ロヒ゜ルアルコール
170部に溶解したモノクロル酢酸142部を添加し、30分で70℃
に昇温し、90分間反応させた。反応終了後、80%メタノールで
2回洗浄、中和、脱液、乾燥、粉砕し、CMCを得た。この
CMC（CM-DS 0.88、1%粘度39mPa・s）を用いた。

【００４４】［カチオン化CMC］ CMC１のカチオン化物（以下CMC1Cと略） 回転数を500rpmに調節したセハ゜ラフ゛ルフラスコに99%イソフ゜ロヒ゜ルアル
コール880部と水酸化ナトリウム11部を水120部に溶解したものと
を加え、CMC1を絶乾で200部仕込んだ。30℃で90分間攪
拌後、さらに、攪拌しつつ3-クロロ-2-ヒト゛ロキシフ゜ロヒ゜ルトリメチルア
ンモニウムクロリト゛50%水溶液84部を添加し、30分で70℃に昇温
し、60分間反応させた。反応終了後、80%メタノールで2回洗
浄、中和、脱液、乾燥、粉砕し、CM-DS 0.70、CT-DS 0.
11、1%粘度13100mPa・sのカチオン化CMCを得た。

【００４５】CMC１のカチオン化物（以下CMC1Cと略） 回転数を500rpmに調節したセハ゜ラフ゛ルフラスコに99%イソフ゜ロヒ゜ルアル
コール905部と水酸化ナトリウム20部を水95部に溶解したものと
を加え、CMC1を絶乾で200部仕込んだ。30℃で90分間攪
拌後、さらに、攪拌しつつ3-クロロ-2-ヒト゛ロキシフ゜ロヒ゜ルトリメチルア
ンモニウムクロリト゛50%水溶液145部を添加し、30分で70℃に昇温
し、90分間反応させた。反応終了後、80%メタノールで2回洗
浄、中和、脱液、乾燥、粉砕し、CM-DS 0.70、CT-DS 0.
18、1%粘度12080mPa・sのカチオン化CMCを得た。

【００４６】CMC１のカチオン化物（以下CMC1Cと略） 回転数を500rpmに調節したセハ゜ラフ゛ルフラスコに99%イソフ゜ロヒ゜ルアル
コール840部と水酸化ナトリウム5部を水160部に溶解したものと
を加え、CMC1を絶乾で200部仕込んだ。30℃で90分間攪
拌後、さらに、攪拌しつつ3-クロロ-2-ヒト゛ロキシフ゜ロヒ゜ルトリメチルア
ンモニウムクロリト゛50%水溶液28部を添加し、30分で70℃に昇温
し、60分間反応させた。反応終了後、80%メタノールで2回洗
浄、中和、脱液、乾燥、粉砕し、CM-DS 0.70、CT-DS 0.
008、1%粘度14100mPa・sのカチオン化CMCを得た。

【００４７】CMC２のカチオン化物（以下CMC2Cと略） 回転数を500rpmに調節したセハ゜ラフ゛ルフラスコに99%イソフ゜ロヒ゜ルアル
コール900部と水酸化ナトリウム23部を水100部に溶解したものと
を加え、CMC2を絶乾で200部仕込んだ。30℃で90分間攪
拌後、さらに、攪拌しつつ3-クロロ-2-ヒト゛ロキシフ゜ロヒ゜ルトリメチルア
ンモニウムクロリト゛50%水溶液140部を添加し、30分で70℃に昇温
し、90分間反応させた。反応終了後、80%メタノールで2回洗
浄、中和、脱液、乾燥、粉砕し、CM-DS 1.36、CT-DS 0.
07、1%粘度1900mPa・sのカチオン化CMCを得た。

【００４８】CMC３のカチオン化物（以下CMC3Cと略） 回転数を500rpmに調節したセハ゜ラフ゛ルフラスコに99%イソフ゜ロヒ゜ルアル
コール810部と水酸化ナトリウム8部を水190部に溶解したものと
を加え、CMC3を絶乾で200部仕込んだ。30℃で90分間攪
拌後、さらに、攪拌しつつ3-クロロ-2-ヒト゛ロキシフ゜ロヒ゜ルトリメチルア
ンモニウムクロリト゛50%水溶液56部を添加し、30分で70℃に昇温
し、60分間反応させた。反応終了後、80%メタノールで2回洗
浄、中和、脱液、乾燥、粉砕し、CM-DS 0.45、CT-DS 0.
05、1%粘度176mPa・sのカチオン化CMCを得た。

【００４９】CMC４のカチオン化物（以下CMC4Cと略） 回転数を500rpmに調節したセハ゜ラフ゛ルフラスコに99%イソフ゜ロヒ゜ルアル
コール810部と水酸化ナトリウム12部を水190部に溶解したものと
を加え、CMC4を絶乾で200部仕込んだ。30℃で90分間攪
拌後、さらに、攪拌しつつ3-クロロ-2-ヒト゛ロキシフ゜ロヒ゜ルトリメチルア
ンモニウムクロリト゛50%水溶液142部を添加し、30分で70℃に昇温
し、60分間反応させた。反応終了後、80%メタノールで2回洗
浄、中和、脱液、乾燥、粉砕し、CM-DS 0.88、CT-DS 0.
13、1%粘度37mPa・sのカチオン化CMCを得た。

【００５０】［実施例１〜６、比較例１〜５］清水1000
mlに対してヘ゛ントナイト(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
水和した泥水を作液した。この泥水100重量部に対し、
表１に示される配合で各CMC又はカチオン化CMCを添加し、60
0rpmで120分攪拌後、安定液試験（ファンネル粘度、B型粘度
測定、止水性試験）、さらに固液分離試験を行った。結
果を表２、表３に示す。

【００５１】

【表１】表１ 配合量^※１：泥水100重量部に対する配合重量部

【００５２】

【表２】表２

【００５３】

【表３】表３ 添加量^※２：安定液100重量部に対する配合重量部。 △FL^※３：（濾水量２）−（濾水量１）ホ゜リ 塩化アルミニウム^※４：有効成分10%(酸化アルミニウム換算)の水
溶液のものを用いた。

【００５４】［試験法］ 1)カルホ゛キシメチル化度(CM-DS)の測定方法 以下に示す２種の方法により、CM-DSを求めた。なお、C
M-DSが1.0以下の場合は、硝酸メタノール法で、CM-DSが1.0を
越える場合は、灰分アルカリ法で測定した。 <硝酸メタノール法> 試料約2.0gを精秤して、300ml共栓付き三角フラスコに入れ
た。硝酸メタノール（無水メタノール１Lに特級濃硝酸100mlを加え
た液）100mlを加え、3時間振とうして、カルホ゛キシメチルセルロース
ナトリウム（Na-CMC）をカルホ゛キシメチルセルロース（H-CMC）にした。そ
の絶乾H-CMCを1.5〜2.0gを精秤し、300ml共栓付き三角フ
ラスコに入れた。80%メタノール15mlでH-CMCを湿潤し、0.1N-NaO
H100mlを加え、室温で3時間振とうした。指示薬とし
て、フェノールフタレインを用いて、0.1N-H₂SO₄で過剰のNaOHを逆
滴定した。CM-DSは次式によって、算出した。 A =（(100×F'−0.1N-H₂SO₄(ml)×F)×0.1）/H-CMCの絶
乾重量(g) CM-DS=0.162×A/(1−0.058×A) A:H-CMC1gを中和するのに必要な1N-NaOHの量(ml) F:0.1N-H₂SO₄のfactor F':0.1N-NaOHのfactor <灰分アルカリ法>試料約0.5gを精秤し、白金皿に入れ、電熱
器上で炭化した。その後、電気炉(750±25℃)で１〜２
分灼熱した。冷却後、温水で可溶分を抽出し、さらに温
水で洗浄しながら、完全に可溶分をヒ゛ーカーへ移した。温
水可溶分に0.1N-H₂SO₄100mlを加え、10分間煮沸後、冷
却し、指示薬としてフェノールフタレインを用いて、0.1N-NaOHで
過剰のH₂SO₄を滴定した。なお、CM-DSは、次式によって
算出した。 A =(100×F' − 0.1N-NaOH(ml)×F) / 試料の絶乾重量
(g) CM-DS = 162×A/(1000−80×A) F:0.1N-H₂SO₄のfactorF':0.1N-NaOHのfactor

【００５５】2)カチオン化度(CT-DS)の測定方法ケルタ゛ール 分析法に従い、窒素含有量（％）を測定し、CT-D
Sを次式によって、算出した。なお、次式は、カチオン化剤
として、ク゛リシシ゛ルトリメチルアンモニウムクロライト゛あるいはそのクロロヒト゛
リン型を用いた場合の式である。 CT-DS = (162+80×(CM-DS))×B/(1400-151.6×B) B:窒素含有量（％）

【００５６】３)泥水試験 ＜ファンネル粘度の測定法＞ファンネル粘度計に25±0.2℃に温調
した安定液500mlを入れて、500ml流れ出す時間（秒）を
測定した。即ち、流れ落ちる時間が長いほど、粘度が高
いといえる。 ＜B型粘度の測定法＞25±0.2℃に温調した安定液のB型
粘度を測定し、計測開始から、3分後の粘度を計測し
た。 ＜止水性能の測定法＞25±0.2℃に温調した安定液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した。
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。 ４)固液分離試験 固液分離性を調べるために、実施例１〜５及び比較例１
〜６で得られた安定液に、表３記載の凝集剤を所定量添
加し、600rpmでさらに10分攪拌後、止水性能の測定法と
同様の手法で、濾水量を測定し、廃泥処理を施す前後の
濾水量の差を調べた。即ち、濾水量の差(△FL)が大きい
ほど、固液分離がし易くなり、廃泥処理が容易であると
いえる。

【００５７】

【発明の効果】本発明により、CMCと同等の止水性能を
有し、かつ泥水に対する粘性付与作用の高い掘削用泥水
調整剤を提供することができる。さらに、それを含有す
る掘削用泥水安定液としても有用である。また、本発明
の安定液を使用することで、掘削作業後における固液分
離の優れた廃泥処理方法を提供することができ、廃泥処
理にかかる薬品コスト改善のためにも産業上有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 伸治 島根県江津市江津町1280 日本製紙株式会 社内化成品開発研究所内 Ｆターム(参考） 4D059 AA09 BE55 BE56 DA16 DA17 DA18 DA23 DA24 DA70 DB11 DB16 DB23 DB24

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カチオン基を導入したカルホ゛キシメチルセルロースナトリウム
   塩を含有することを特徴とする掘削用泥水調整剤。
2. 【請求項２】 カチオン基を導入したカルホ゛キシメチルセルロースナトリウム
   塩が、ク゛ルコース残基当たり0.4〜2.0のカルホ゛キシメチル基の置換
   度を有し、かつク゛ルコース残基当たり0.01〜0.30のカチオン基の
   置換度を有する請求項１記載の掘削用泥水調整剤。
3. 【請求項３】 泥水100重量部に対し、請求項１又は２
   記載の掘削用泥水調整剤を0.01〜10重量部添加してなる
   掘削用泥水安定液。
4. 【請求項４】 請求項３記載の掘削用泥水安定液100重
   量部に対し、無機系凝集剤および／または高分子凝集剤
   0.01〜10重量部を添加し、固液分離を行うことを特徴と
   する廃泥処理方法。