JPH0246076B2 - Shiirudosuishinkohoyogenmazaisoseibutsu - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、シールド推進工法用減摩剤組成物に
関する。詳言すれば、水100重量部に対して、油
中水型共重合体エマルジヨン、または予め極圧添
加剤、潤滑剤、鉱・動・植物油、乳化剤を配合し
たビニル系モノマーの単独及び共重合体エマルジ
ヨン（0.2〜10重量部）と鉱物質（２〜20重量
部）、から構成されるシールド推進工法用減摩剤
組成物を提供するものである。 シールド推進工法は、コンクリートや鋳鉄製管
体を油圧ジヤツキで地中に押し込み、電力線、電
信電話線、上下水道等の地下隧道を構築する工法
であり、地表開削を伴わないので、交通や商業活
動への影響が比較的少ないことから多用されてい
る。 この工法においては、地中に管体を押し込む工
法であるため、推進した管体本数（距離）に応じ
て押し込みに要する推進力は増大するので、管体
や推進ジヤツキを取り付けた反力壁の強度の面か
ら推進距離は限定されるという問題がある。 推進されるべき距離は、長いほど施工上の能率
は良好なので、距離延長を目的に推進距離に応じ
て、推進管の間に数個の中間ジヤツキを設置して
推進力を増加させる方法も採用されている。しか
し、中間ジヤツキの設置は推進操作が煩雑とな
り、作業効率を著しく低下させるので、多数の中
間ジヤツキ設置は好ましくない。 他の方法として減摩剤の注入があり、減摩剤と
して、水にベントナイト、CMC（カルボキシメチ
ルセルローズ）、ポリアクリル酸ソーダ、界面活
性剤、鉱物油等を分散させた高粘稠液体を推進管
と地山との間隙に注入してすべり抵抗を減少させ
る方法が特公昭48−1906号公報に提案されてい
る。 この方法は、推進力の減少に比較的高い効果を
期待できるが、数種類の材料を調合するので、減
摩剤の調製が煩雑である。また、減摩剤は高粘稠
性であることから、減摩剤調製専用の溶解機が必
要であり、かつCMCやポリアクリル酸ソーダ等
の糊剤は粉末状品を用いることから、完全溶解に
は長時間を要し、不充分な溶解状態では減摩効果
が大幅に低下する等の欠点があり、調合が容易で
短時間で調製でき、満足すべき減摩効果を有する
減摩剤組成物の開発が待たれていた。 本発明者は、これら減摩剤組成物に関して、鋭
意研究の結果、水100重量部に対して、ビニル系
モノマーの単独及び共重合体エマルジヨン、また
は予め極圧添加剤、潤滑剤、鉱動植物油、乳化剤
を配合した油中水型重合体エマルジヨン（0.2〜
10重量部）と鉱物質（２〜20重量部）から構成さ
れるシールド推進工法用減摩剤組成物を提供する
に至つたものである。 本発明における減摩剤は、水分散液としてまた
は鉱物質との併用で使用されるが、調合は極めて
簡単であり、また水に減摩剤を添加すると、乳化
剤の作用により容易に水中へ分散し短時間で高粘
稠液が得られ、優れた減摩効果を有する減摩剤を
得ることができ、従来から使用されてきた減摩剤
の欠点を完全に解消したものである。本発明にお
ける減摩剤は、鉱物油中に、ビニル系モノマーを
乳化剤で乳化分散させた後、触媒を添加して乳化
重合し、極圧添加剤や潤滑剤あるいはポリマー濃
度の調整と潤滑性を増加させる鉱物油、動植物油
や水分散性を高める乳化剤等を添加して調整でき
る。 この乳化重合には、特公昭52−39417号公報、
および米国特許第3171805号明細書等に示された
乳化重合方法が使用できる。 本発明の重合時に使用する鉱物油には、トルエ
ン、灯油、軽油、ナフサ、流動パラフイン等が使
用できる。 重合終了後、ポリマー濃度の調整と潤滑性増加
を目的に添加される鉱物油には、前記鉱物油およ
び動植物油としては比較的低融点のウールグリー
ス、鯨油等や大豆油、ナタネ油、ヤシ油、パーム
油等が使用できる。 ビニル系モノマーには、アクリルアミド、アク
リル酸、アクリル酸メチル、メタクリル酸、メタ
クリル酸メチル、無水マレイン酸等の単独および
共重合物であつて、重合物は水溶性であるものが
使用できる。 重合時の乳化剤には、石油スルフオン酸塩、ア
ルキルおよびアルキルアリルスルフオン酸塩、ア
ルキルおよびアルキルアリルエトキシレート、ソ
ルビタン脂肪酸エステル、ポリアルキレングリコ
ールエーテル等が使用できる。また、極圧添加
剤、潤滑剤としては、塩素化脂肪酸、塩素化脂肪
酸エステル、硫化脂肪、硫化脂肪酸、有機モリブ
デン化合物、有機燐化合物、ポリアルキレングリ
コール、石油スルホン酸塩等を挙げることができ
る。 重合触媒は、油溶性であることが好ましいが、
水不溶でも触媒作用を充分に有するものであれ
ば、制限はなく、一般に2.2′−アゾビスイソブチ
ロニトリロやベンジルパーオキサイド等が使用さ
れる。 ビニル系モノマーの単独及び共重合体エマルジ
ヨン中の重合体濃度は、一般に10〜60％で重合で
きるが、重合後鉱物油や動植物油を添加して重合
体濃度を適宜希釈することができる。重合終了
後、潤滑剤や極圧添加剤、乳化剤等も適宜添加す
ることもでき、また重合に悪影響を与えない範囲
で重合時に添加することもできる。 本発明における減摩剤は、重合体濃度が高くて
も低粘性を保持しているので、取扱いが容易であ
り、減摩剤組成物を調製する際、減摩剤を水に添
加すると、減摩剤中の乳化剤が油類を微細粒子と
して分散させるので、重合体も油類と共に微細に
分散するため、重合体の塊状化を起こし難く、短
時間で溶解させることができる。 また、組成物中の潤滑剤や極圧摩擦減少剤等も
同時に分散、溶解するので、短時間で容易に減摩
剤組成物が調製できる。 本発明における減摩剤は、単に水に分散させた
だけでも減摩効果を発揮できるが、一般には減摩
剤コストの低減と加圧下で注入した減摩剤が地山
表面で泥膜を形成し、逸失を少くすることを目的
として、ベントナイト、粘土、グラフアイト等の
鉱物質を併用することが好ましい。 以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれ
らの実施例に限定されるものでない。 （実施例中の部、％はすべて重量部、重量％を
示す。） 実施例 １ 撹拌装置、温度計、窒素導入管を備えたガラス
製反応容器に軽油20ｇとオイルエトキシレート
（3.5）2.5ｇとソルビタンモノオレート2.5ｇを
添加して溶解した後、アクリル酸モノマー36ｇを
水50ｇに溶解し、12ｇのカセイソーダで中和した
アクリル酸ソーダモノマー水溶液を調製し、反応
容器に撹拌しながら添加した。続いて窒素ガスを
導入して反応容器内の空気を窒素と置換した後、
アセトンに溶解したアゾビスイソブチロニトリル
0.01ｇを添加する。 反応容器を40℃に保持しながら３時間撹拌する
ことで、アクリル酸ソーダの重合体エマルジヨン
(A)を得た。 極限粘度は〔η〕は11.6（2N−NaoH 30℃）
であつた。 実施例 ２ 実施例１に準じ、ノルマルパラフイン（日鉱油
化(株)Ｎ−12D）100ｇとソルビタンモノラウレー
ト５ｇを添加して溶解した後、アクリル酸モノマ
ー18ｇとアクリルアミドモノマー17.3ｇを水50ｇ
に溶解し８ｇのカセイソーダで中和した。 続いて窒素ガスを導入して空気を窒素と置換し
た後、アセトンに溶解したアゾビスイソブチロニ
トリロ0.01ｇを添加する。 反応容器を40℃に保持しながら３時間撹拌する
ことで、アクリル酸ソーダとアクリルアミドとの
共重合体エマルジヨン(B)を得た。 極限粘度は〔η〕は14.6（2N−NaoH 30℃）
であつた。 実施例 ３ 実施例１および同２で得られた重合体エマルジ
ヨン(A)または(B)に油類、乳化剤、極圧添加剤を混
合して次の減摩剤(1)〜(4)を調製した。 減摩剤(1) 重合体エマルジヨン(A) 50部 大豆白絞油 40 SULFOL 500（松村石油KK製石油スルフオン
酸ソーダ） 10 減摩剤(2) 重合体エマルジヨン(A) 50部 大豆白絞油 40 エパン720（第一工業製薬KK製ポリプロピレン
グリコールポリエチレングリコールエーテル）
10 減摩剤(3) 重合体エマルジヨン(B) 50部 60スピンドル油 45 プライサーフA208B（第一工業製薬KK製アル
キルエトキシレートリン酸エステル） ５ 減摩剤(4) 重合体エマルジヨン(B) 95部 ラウリルアルコール ５ 実施例 ４ 水100部をプロペラ型羽根250rpmで撹拌しなが
らベントナイト250メツシユ品（三立ベントナイ
ト工業(株)製）10部を添加して３分間撹拌して分散
させる。 次に撹拌を続けながら、所定量の本発明減摩
剤、乳化剤等を添加し、減摩剤組成物を調製して
経時による粘性変化をRHEO METER（NRM−
2010型、不動工業(株)製）にて測定した。測定は20
℃において100mlのビーカーに減摩剤組成物100ml
採り、直径30ｍ／ｍの円盤（7.06cm²）を50ｍ／
ｍ／minの速度で下降させ、その時円盤にかかる
荷重を記録計から読み取りゲル強度とした。 また、標準砂（豊浦珪石工業(株)製）を水で湿め
らせて30ｍ／ｍの厚さに突き固めた上に60分間経
過後の上記で調製した組成物を10ｍ／ｍの厚さに
塗布し、この上にコンクリート製ブロツク（幅
100ｍ／ｍ、高さ100ｍ／ｍ、長さ200ｍ／ｍ）を
乗せ、直ちにバネ秤で引き、その時の最大静止摩
擦力を測定した。その結果を第１表に示す。 第１表に示す様に本発明減摩剤組成物は、極め
て短時間で調製することができ、一般的に使用さ
れている対照例と同等以上の減摩効果も示すこと
が判る。

【表】

【表】 実施例 ５ 機械式土圧対抗型泥水加圧セミシールド掘進機
（外径2800ｍ／ｍ）で滞水砂層を150ｍ掘進した。
減摩剤組成物として水100部に対し三立ベントナ
イト250メツシユ品10部と実施例１で得た重合体
エマルジヨン(A)１部を添加して調製した減摩剤組
成物を充填率150％で注入した結果、計画推力
2400トンに対し最大推力1850トンと推進抵抗を減
少させることができた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水100重量部に対して、ビニル系モノマーの
   単独及び共重合体エマルジヨン、または予め極圧
   添加剤、潤滑剤、鉱動植物油、乳化剤を配合した
   ビニル系モノマーの単独及び共重合体エマルジヨ
   ン（0.2〜10重量部）と鉱物質（２〜20重量部）
   から構成されるシールド推進工法用減摩剤組成
   物。