JP6513272B1 - 土砂および流動化処理土などの粘着、密着、または固着の防止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トラックの荷台やベルトコンベア、連続改良機等の面に土砂が粘着、密着、または固着するのを防止でき、かつ現場での取り扱い性に優れた、建設現場で発生する土砂および流動化処理土などの粘着、密着、または固着の防止剤、及び、それを用いた防止方法を提供すること。【解決手段】高分子電解質のディスパージョンまたはエマルションである、建設現場で発生する土砂および流動化処理土などの粘着、密着、または固着の防止剤。前記高分子電解質は、カルボン酸塩とアクリルアミドとの共重合体であることが好ましい。前記ディスパージョンまたはエマルションが、水、有機溶剤、及び、界面活性剤を含むことが好ましい。【選択図】なし

Description

本発明は、トラックの荷台やベルトコンベア、連続改良機等の、土砂と接する面に、建設現場で発生する土砂および流動化処理土などの粘着、密着、または固着することを防止するための防止剤、及び、それを用いた防止方法に関する。

シールド工事、推進工事、浚渫工事などの建設工事や工場から排出される泥状土や、高含水の軟弱土等の土砂、あるいは、流動化処理土など（以下では、両者をまとめて単に「土砂」ともいう）は、ダンプトラックにて搬送されることが多いが、ダンプトラックの荷台から土砂を落とす際、粘着、密着、または固着性のある土砂の一部が荷台に粘着、密着、または固着して、荷台から剥離しない問題があった。このように土砂が荷台に粘着、密着、または固着していると、次回の運搬量が減少することになり、運搬効率が低下する。

従来、このような土砂の荷台への粘着、密着、または固着を防止するために、予め荷台に古紙やブルーシートを敷いておき、当該古紙やブルーシートの上に土砂を積載することが行なわれていた。しかし、このような方法は古紙やブルーシートを荷台に装着したり取り外したりするのに手間が必要となり、作業性が悪いという問題があった。また、古紙やブルーシートを用いても、粘着、密着、または固着性の高い土砂を多量に積載した場合には、やはり土砂が粘着、密着、または固着してしまい、粘着、密着、または固着の防止性能を改善する必要があった。

古紙等を利用せずに土砂の粘着、密着、または固着を防止する方法として、特許文献１では、粉末水溶性高分子、粉末酸、及び、粉末炭酸／重炭酸塩を含む、粉末状の配合物である摩擦被膜形成剤を、土砂と接触する壁面に供給して該壁面に予め摩擦低下被膜を形成する方法が記載されている。

特許第６２８７０９１号公報

特許文献１に記載の方法では、粉末状の薬剤を器壁に供給するものであるため、土砂を運搬する工事現場で、トラックの荷台に該薬剤を供給しようとすると、粉末が風に舞うなどして、均一に供給することが難しく、現場での取り扱い性に困難があった。

本発明は、上記現状に鑑み、トラックの荷台やベルトコンベア、連続改良機等の面に土砂や流動化処理土などが粘着、密着、または固着するのを防止でき、かつ現場での取り扱い性に優れた、建設現場で発生する土砂および流動化処理土などの粘着、密着、または固着の防止剤、及び、それを用いた、建設現場で発生する土砂および流動化処理土などの粘着、密着、または固着の防止方法を提供することを課題とする。

本発明者らは、高分子電解質のディスパージョン又はエマルションを液体タイプの、建設現場で発生する土砂および流動化処理土などの粘着、密着、または固着の防止剤とすることで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、高分子電解質のディスパージョンまたはエマルションである、建設現場で発生する土砂および流動化処理土などの粘着、密着、または固着の防止剤に関する。好ましくは、前記高分子電解質が、カルボン酸塩の重合体またはカルボン酸塩とアクリルアミドとの共重合体である。好ましくは、前記ディスパージョンまたはエマルションが、水、有機溶剤、及び、界面活性剤をさらに含む。

また本発明は、前記粘着、密着、または固着の防止剤を、土砂と接しようする面に予め塗布することを含む、粘着、密着、固着の防止方法、あるいは、前記粘着、密着、または固着の防止剤を、土砂と接しようする面に塗布した後、その塗布面に、水、又は、界面活性剤を含む水を供給することを含む、粘着、密着、または固着の防止方法にも関する。

本発明によれば、液状の薬剤を予めトラックの荷台等の面に塗布しておくことで、当該面に土砂や流動化処理土などが粘着、密着、または固着するのを効率よく防止することができる。また、薬剤が液状のものであるので、風に舞ったりすることがなく、均一に塗布することが容易であり、工事現場等での取り扱い性に優れている。本発明の粘着、密着、または固着の防止剤は安全性の高い材料を使用しており、人体や環境に悪影響がない。本発明の粘着、密着、または固着の防止剤は少量を一度散布することで、土砂および流動化処理土などの粘着、密着、または固着の防止効果を複数回発揮することができるため、ランニングコストを抑制でき、経済性に優れている。

以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
本発明の土砂および流動化処理土などの粘着、密着、または固着の防止剤（以下、「粘着等防止剤」ともいう）は液体タイプのものであり、高分子電解質が、水及び／又は有機溶媒中に分散又は乳化してなる、ディスパージョンまたはエマルションから構成される。液体タイプのものであるため、現場で塗布作業をする際に、粉塵が立つことがなく、均一に塗布することが容易であり、作業性に優れたものである。本願において、ディスパージョンとは、高分子電解質の粒子が水及び／又は有機溶媒中に分散してなるものをいい、エマルションには、高分子電解質が水に溶解し油中に分散している油中水型（Ｗ／Ｏタイプ）と、高分子電解質が油に溶解し、水中に分散している水中油型（Ｏ／Ｗタイプ）がある。このうち、使用性や安定性の観点から、油中水型エマルションが好ましい。

本発明で使用可能な高分子電解質としては、主に両性高分子、カチオン性高分子、ノニオン性高分子のいずれでもよい。具体的には、アクリル酸ナトリウム等のカルボン酸塩の単独重合体、カルボン酸塩とアクリルアミドとの共重合体、スルホン酸塩とアクリルアミドとの共重合体、アルキルアミノアクリレート塩とアクリルアミドとの共重合体、アルキルアミノメタクリレート塩とアクリルアミドとの共重合体等が挙げられる。このうち、ポリカルボン酸塩系物質、すなわち、カルボン酸塩の重合体、及び、カルボン酸塩とアクリルアミドとの共重合体が好ましい。

前記カルボン酸塩とアクリルアミドとの共重合体におけるカルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、カルボキシメチルセルロース等を挙げることができる。

前記スルホン酸塩とアクリルアミドとの共重合体におけるスルホン酸としては、例えば、アクリルアミド２−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸等を挙げることができる。

前記アルキルアミノアクリレート塩とアクリルアミドとの共重合体におけるアルキルアミノアクリレート塩としては、アクリル酸ジメチルアミノエチル、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、アクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、アクリロイル２−ヒドロキシプロピルリド等を挙げることができる。

前記アルキルアミノメタクリレート塩とアクリルアミドとの共重合体におけるアルキルアミノメタクリレート塩としては、メタアクリル酸ジメチルアミノエチル、ジメチルアミノプロピルメタアクリルアミド、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、メタクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、メタアクリロイル２−ヒドロキシプロピルリド等を挙げることができる。

高分子電解質の分子量は特に限定されないが、例えば、粘度法により測定した固有粘度から算出される分子量が１０００万〜２０００万の範囲にあるものであってもよい。

本発明の建設現場で発生する土砂および流動化処理土などの粘着、密着、または固着の防止剤中の高分子電解質の濃度は特に限定されず、作業性や製造コスト等を考慮して適宜決定すればよいが、例えば、０．１重量％〜５０重量％程度であり、好ましくは１重量％〜４８重量％であり、より好ましくは５重量％〜４５重量％であり、さらに好ましくは１０重量％〜４５重量％であり、特に好ましくは３０重量％〜４２重量％である。本発明の粘着等防止剤はディスパージョンまたはエマルションから構成されるものであるので、特許文献１に開示されているような粉末状の配合物を、単に水と混合したものとは異なっている。本発明の粘着等防止剤によると、高分子電解質を高濃度で（例えば、限界濃度（約５０重量％程度）まで）均一に配合することが可能となる。

前記ディスパージョンまたはエマルションを構成するために、水、及び／又は、有機溶剤が含有される。使用される有機溶剤としては、エマルションの安定性やコスト等を考慮して適宜決定することができるが、例えば、ミネラルスピリット、トルエン、酢酸エチル等の炭化水素系溶剤が挙げられる。

また、本発明の粘着等防止剤を構成するディスパージョンまたはエマルションは、界面活性剤を含むものであってもよい。ここで使用可能な界面活性剤としては特に限定されず、一般に知られている界面活性剤を使用することができるが、ノニオン系の界面活性剤が好ましい。具体的な種類としては、例えば、ソルビタンモノオレートなどのソルビタン系界面活性剤、オレイン酸系等の脂肪酸類、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩等の高級アルコール類等が挙げられる。界面活性剤の含有量は、ディスパージョンまたはエマルションを形成できる範囲で当業者が適宜決定することができる。

本発明の好ましい実施形態では、ディスパージョンまたはエマルションは、高分子電解質のほか、水、有機溶剤、及び、界面活性剤を含む。ディスパージョンまたはエマルションの形態を保持する限り、他の成分を含有してもよいが、含有しなくともよい。

本発明の粘着等防止剤を構成するディスパージョンまたはエマルションは、ディスパージョンまたはエマルション中に高分子電解質が均一に分散されているので、特許文献１で必須成分として開示されている粉末酸や、粉末炭酸／重炭酸塩のいずれも含有する必要がなく、これらを含有しないものであってよい。これにより、粉末酸や粉末炭酸／重炭酸塩を用いなくとも、被膜形成性能の高い粘着、密着、固着の防止剤を使用できる利点がある。また、本発明の防止剤は、粉末水溶性高分子粒子を使用するものではないので、特許文献１で懸念されているママコが生成する恐れもない。さらに、本発明の粘着等防止剤は、硫酸アルミニウム等の腐食性のある成分を含有する必要もない。

本発明の粘着等防止剤を構成するディスパージョンまたはエマルションが示すｐＨは特に限定されないが、安全性の観点から、中性〜弱アルカリ性であることが好ましく、具体的には、６．０〜９．０程度であることが好ましい。

本発明の粘着等防止剤を構成するディスパージョンまたはエマルションの製造方法は特に限定されず、一般的に知られているディスパージョンまたはエマルションの製造方法を用いることができる。例えば、界面活性剤を用いた界面化学的手法や、ミキサー、ミル、ホモジナイザー、高圧乳化装置等を用いた機械的手法等により、本発明の粘着等防止剤を構成するディスパージョンまたはエマルションを製造することができる。

本発明の粘着等防止剤は、ダンプトラックの荷台等の適用面に、適当な散布手段（例えば、ジョウロ、杓、噴霧器、塗装機）などを使って散布すればよい。特に、土砂が粘着、密着、または固着しやすい箇所（例えば、凹面や角）に十分に散布することが好ましい。散布量は適宜決定することができるが、一例として、積載量が１０トンのダンプトラックの場合、５００〜１ｋｇ程度であってよい。

本発明の粘着等防止剤は、適用面に散布した後、直ちに粘着、密着、または固着の防止効果を発揮することができるので、散布後、そのまま土砂を積載してもよいが、粘着、密着、または固着の防止効果を高めるために、散布後の適用面に水を撒くことで、粘着等防止剤に含まれる高分子電解質を膨潤させて、その後、土砂を積載することが好ましい。イオン系高分子が膨潤することでゲル膜を形成し、当該ゲル膜によって、土砂と適用面の直接的な接触を回避し、かつ、高分子電解質が潤滑剤として作用し、土砂と適用面の摩擦を低減させて、土砂の滑り性を向上させることができる。また、適用面を水で濡らした後に、本発明の粘着等防止剤を散布してもよい。なお、粘着等防止剤を散布した後、当該防止剤が乾燥してしまうと粘着、密着、または固着防止効果が低下する場合があるが、その場合でも、水を播くことで、再び効果を発現するようになる。

水を播く時には、界面活性剤を含む水を使用してもよい。界面活性剤を含む水を散布すると、粘着、密着、または固着の効果が向上するため好ましい。使用可能な界面活性剤としては特に限定されず、一般に知られている界面活性剤を使用することができるが、例えば、ラウリルエーテル硫酸塩やα−オレフィンスルホン酸塩などのアニオン系の界面活性剤や、ベタイン型、アルキルベタイン型などの両性界面活性剤を用いることが好ましい。この場合、水に含まれる界面活性剤の濃度は特に限定されず、例えば、０．０１重量％〜１０重量％である。

本発明の粘着等防止剤は、粘着、密着、または固着性の高い土砂、例えば、粘着土や、含水率の高い土砂（具体的には、シールド掘削土、浚渫土、汚泥、混合廃棄物や、流動化処理土など）に対して好適に使用することができ、これら粘着、密着、または固着性の高い土砂に対して優れた粘着、密着、または固着の防止効果を発揮することができる。

本発明の粘着等防止剤を適用する対象は、ダンプトラックの荷台が主であるが、これに限定されるわけではない。土砂が粘着、密着、または固着しやすく当該粘着、密着、または固着により作業効率が悪化するものに対して広く適用することができる。具体例としては、バックホウ、ずり鋼車、ベルトコンベヤ、ケーシングドリル、土砂スロープ、重機バケット等が挙げられる。

本発明の粘着等防止剤は、土砂を積載する前に適用面に散布すればよいが、積載の度に散布しなくともよい。本発明の粘着等防止剤は、一度散布した後、土砂の積載と荷卸しを複数回（例えば３〜４日）繰り返しても、粘着、密着、または固着の防止効果を発揮することができる。そのため、例えば、午前に１回、午後に１回散布すれば、本発明による優れた粘着、密着、または固着の防止効果を終日、得ることができる。

以下に実施例を掲げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

以下の試験では、液体品の粘着等防止剤を使用した。当該粘着等防止剤は、アニオン性単量体としてアクリル酸塩３０〜５０ｍｏｌ％、ノニオン性単量体としてアクリルアミドを５０〜７０ｍｏｌ％となるように単量体の混合物を作成し、油中水滴型エマルジョン全量に対して、３０〜５０重量％となるように濃度を設定し、モノオレイン酸系界面活性剤を１〜５重量％、水素化精製軽質留分を１０〜３０重量％とし、重合開始剤を用いて重合させて得たエマルションである。

また、比較用の粉体品として、特許文献１に記載のアクリル酸ナトリウムとアクリルアミドの共重合体２０重量％を、炭酸塩７０重量％と、重曹１０重量％で分散させた粉末状の摩擦低下被膜剤を使用した。

鉄鋼板に粘着、密着、または固着しやすい試験対象土として、次の３種類の土砂を使用した。
（１）現場採取土１：建設現場より発生した含水比が６７．８％の砂質粘土
（２）現場採取土２：建設現場より発生した含水比が４５．３％の粘土混じりシルト
（３）模擬土：水を加えて含水比を８０．４％とした含水粘土

以上の３種類の試験対象土それぞれ５００ｍＬを、モールドを用いて成型し、径が１０ｃｍ、高さが６ｃｍの円柱状の成型体を製造した。

長さ９０ｃｍ、幅９０ｃｍの鉄鋼板を、水平面から各表に記載の角度を付けて傾斜させて設置した。該鉄鋼板の傾斜面に、本発明の液体品の粘着等防止剤（実施例１及び２）、又は、比較用の粉体品（比較例１）を３５ｇ〜４０ｇ散布し、その直後、水道水（実施例１及び比較例１）、又は、界面活性剤としてラウリルエーテル硫酸塩を０．０２重量％濃度で添加した水道水（実施例２）を噴霧して、高分子を膨潤させた。

その後、該鉄鋼板の傾斜面の上部に、前記成形体を静置し、該成形体が傾斜面を滑り落ちるか否かを下記評価基準に沿って評価した。この試験で試験対象土の成形体が滑り落ちやすいことは、土砂が鉄鋼板に粘着、密着、または固着しにくいことを意味する。結果を次の表１〜３に示す。
○：成形体が、長さ９０ｃｍの傾斜面の最下部まで滑り落ちる
△：成形体は傾斜面の一部を滑り落ちるものの、最下部までは滑り落ちることなく、途中で停止する
×：成形体を静置した位置から全く動かない。

参照例１では、鉄鋼板の表面に粘着等防止剤を散布する代わりに、古紙を敷設した後、成形体を静置して各実施例及び比較例と同様に滑りやすさを評価した。参照例２では、何ら処置を行なっていない鉄鋼板の表面に成形体を静置して各実施例及び比較例と同様に滑りやすさを評価した。

表１より、試験対象土（１）を用いた時には、本発明の液体品の粘着等防止剤を用いた実施例１及び２は、傾斜角度が３５°及び４５°のいずれでも、従来の粉体品を用いた比較例１と比較して土砂が滑りやすく、土砂の粘着、密着、または固着を防止していることが明らかである。特に、粘着等防止剤散布後に、界面活性剤を添加した水を撒いた実施例２は、未添加の水を撒いた実施例１と比較して土砂がさらに粘着、密着、または固着しにくいことが分かる。

表２より、試験対象土（２）を用いた時には、本発明の液体品の粘着等防止剤を用いた実施例１及び２は、従来の粉体品を用いた比較例１と比較して土砂が滑りやすく、土砂の粘着、密着、または固着を防止していることが明らかである。

表３より、試験対象土（３）を用いた時には、本発明の液体品の粘着等防止剤を用いた実施例１及び２は、従来の粉体品を用いた比較例１と比較して土砂が滑りやすく、土砂の粘着、密着、または固着を防止していることが明らかである。また、粘着等防止剤散布後に、界面活性剤を添加した水を撒いた実施例２は、未添加の水を撒いた実施例１と比較して土砂がさらに粘着、密着、または固着しにくいことが分かる。

Claims (3)

1. 水、有機溶剤、及び、界面活性剤を含む、高分子電解質のディスパージョンまたはエマルションを、土砂と接しようとする、トラックの荷台、ベルトコンベア、又は連続改良機の面に予め塗布した後、その塗布面に、水、又は、界面活性剤を含む水を供給し、前記高分子電解質を膨潤させてゲル膜を形成し、当該ゲル膜によって、建設現場で発生する土砂および流動化処理土などが前記面に粘着、密着、または固着するのを防止する方法。
2. 前記高分子電解質は、カルボン酸塩の重合体またはカルボン酸塩とアクリルアミドとの共重合体である、請求項１に記載の方法。
3. 前記ディスパージョンまたはエマルション中の前記高分子電解質の濃度は３０〜５０重量％である、請求項１又は２に記載の方法。