JPS5893775A - シ−ルドセグメント組付け用親水性止水材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシールドセグメント組付は用親水性止水材に関
する。

従来のシールドセグメントの組付は用止水材を大きく分
類す不と、（１）非発泡の固型止木材、（２）独立気泡
固型止木材に区分され、（１）の止水材としては例えば
固型ブチル止水材、固型タール系止水材、（２）の止木
材としては例えばポリエチレン独立発泡止木材、ゴム系
独立発泡止木材が挙げられる。これらの止木材が使用さ
れている理由は通気性が全くなく水を透過しないこと、
また固型ブチル止水材轡のように流動変形するものであ
ることが絶対に必要であると考えられていたためである
。

しかしながら、これ゛らの止水材を実際に現場で施工す
ると、止水性が劣り大きく洩水することが多く、止水性
が優れかつ施工性の高い止木材が要望されている。

従来の止木材を使用して施工した場合における止水につ
いて詳細に検討した結果、次の事が分った。

（１）　　特に粘着性を有する固型ブチル止木材は、セ
グメントを坑道内に搬入し組付けるまでの間に、砂、小
石はこヤ等が付着し止水材表面に隙間を生−じ九り、ま
たは小石等の表面に隙間があり九やするため、これらの
隙間から洩水することが多い。

（２）　　坑道内へ運び込む時、セグメントに取付けた
止木材が、固型止木材であるとワイヤー勢に接して圧縮
され復元し難いため、組付は後その部分に隙間が生ずる
。

（５）　　セグメントとセグメンＦ間に従来の固型のひ
ずみの小さい止木材を使用してセグメントをＩリング単
位でシールドジヤツキを用いて組付けて行くと、ジヤツ
キによる加圧及び圧力除去の繰返しによ抄、セグメント
の移動が起り、セグメント間に挿入さ九た止木材が十分
に復元追従できず、セグメント間の間隙に隙間を生じ、
この部分から浅水することが多い。このことは、裏どめ
材を注入する以前でも水が存在すると浅水することで分
かるが、水がない場合は裏どめ材の注入時にセグメント
の間から裏ごめ材が流出することからも分かる。

（４）　　セグメンＦの寸法精度のバラツキ及び組付は
時のボルトの綿付けの違い、ｆた特にシールドトンネル
のカーブ部分等により、設計通ねの均一組付は精度が得
られない丸め、硬さの大きい止水材ではセグメント間の
特に大きな応力のか隙間が生ずる。

（５）　　セグメントの組付は時にセグメントに設けら
れたボルト穴を合せる丸め、挿入セグメントを繰返し移
動させる。固さが大きい固型止木材はこの繰返し移動時
に摩擦抵抗が大きいため、止木材が変形したりあるいは
セグメントから剥離し隙間が生ずる。

（６）　　セグメントの坑道内へ搬入する過程で、硬さ
の大きい固型止木材は、周囲の物及びセグメント間の衝
突によって土木材自身の体積を減ず。ることによる逃け
がとれずセグメントから止水材がはげた鰺あるいは破れ
たりして隙間が生ずる。

ポリエチレンやゴムの発泡体も独立気泡のため上記と同
様に対応できず、固を止木材と同様にセグメントの組立
時および搬入時に破れ一＃、、鰺、セグメントから剥れ
たりする事が多い。

（ハ　固型ブチル止水材は高温時に熱変形を起して所定
の貼付は位置に定位しない場合があ鰺、さらに、形状が
不均一となり部−分前に隙間が生ずる。

以上のように、従来の止木材は理論的には完全止水でき
るように考えられるが、実際には止水し難いことを知見
した。

本発明者は前記のような問題点を解決すべく研究の結果
、従来のシールドセグメント用止木材の定説であった非
発泡体であるか、あるいは少々くとも発泡体では独立気
泡体でかけれｄならないと盲う条件を麿えし、連続気泡
体がよく、その連続気泡体は下記の条件を満足するもの
であることが好ましいことが分かった。

（１）　　水不溶性の吸水性樹脂を４〜１２０重量％（
ただし、 を表わす。）混在させた連続気泡体であるもの−（２）
　　引張強さが０．３　Ｋｙ／ｃｍ２以上で、３０　％
圧縮時の硬さがＩＯ９〜１０００　ｔ　／ｃｔａ２であ
る屯の。

（５１Ａ　％ＦＫ　カ／　ｅｅ／ｃｍ２．６６Ｃ以上で
あるもの。この通気度は、見かけ密度が０．０ｔ　ｆ／
Ｃ−以上は非圧縮時の通気度であり、見かけ密度が０−
０１ｔ／Ｃ１１Ｓ未満の時はみかけ密度が０．Ｏ４ｆ／
Ｃいとなるように圧縮した状態における通気度であるも
の。

以上の条件を備えたものは、その通気性のために、柔軟
性が高く、圧縮硬さも低く、圧縮後の復元性も高い。さ
らＫこの連続気泡発泡体中に水が浸入してくると、これ
に含まれている吸水性樹脂が吸水１１１１Ｌ、発泡体内
の空隙を埋め、密度が近似的に７に近づいて高止水性を
発揮するようになる。

本発明における連続気泡発泡体としては、ゴムまたはプ
ラスチック、例えはエチレン・プロピレンゴム、クロロ
プレンゴム尋の合成ゴム、天然コム、ポリアクリル樹脂
、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂叫が挙けら
れる。しかしこれに限定される屯のではなく、水不溶性
の吸水性４１１ｉｌ脂を混合し、みかけ密度がｏ、ｏコ
ル０．３０ｆ／ｃ−、セル数かＪ、Ｊｌｍ当りｑ〜１６
個、好ましくは、ｉＧ　−／４個の連続気泡発泡体を製
造することができる樹脂であればよい、この点で、ポリ
ウレタンフォームは、製造工程中にクラツシングを入れ
なくても連続気泡発泡体が製造することができ、また低
密度の発泡体が製造し易いこと、および原料が液状で製
造が容易で、短時間で製造し得られる等の利点があるの
で好ましい。

本発明でいう引張強さとは、ＪＩＢ　Ｋ　６３０／加硫
ゴム試験法による本のであり、また圧縮硬さはＪＩＳム
９１／４Ｉ硬質６レタンフオーム保温材圧縮硬さの試験
に準じ測定したものを言ら。連続気泡発泡体の引張強さ
がＯ，ｊす／ｃＩＩＩ２より小さいと、シーリングしよ
うとする部分に取付ける際、破断し取付け、にくくなる
と共に１水圧によってフオーム体が破断するので、　Ｑ
、ｊＫｙ／ｃｉｗ２以上であることが必要である。

また、ｙ％圧声時の圧縮硬さは、密着性をよくするため
に、１０　ｆ／ｃＪ以上であることが必要であり、凹凸
への追従性をよくするためには１０００９７ｃｍ２以下
であることが望ましい。

本発明において使用する水不溶性の吸水性樹脂としては
、例えば澱粉またはセルローズにアクリル系モノマーを
グラフト重合させたものおよびそのアルカリ塩、澱粉ま
たはセルローズにアクリロニトリルをグラフト重合させ
た後加水分解したもの、酢酸ビニルとアクリル酸エステ
ル共重合体のけん化物、ポリアクリル酸ソーダ架橋物、
ポリビニルアルコール無水マレイン酸変性物、カルボキ
シメチルセルローズ等が挙けられる。しかし、これに限
定されるものではなく、水に不溶性で、かつ自重のａｌ
θ倍以上の水を吸収する樹脂であれｄよく、その粒度は
３０メツシュ通過より小さいものであることが好ましい
。

水不溶性の吸水性樹脂の添加１１け、添加効果を得るた
めにはり重量％以上であること、またフオーム体の強度
低下を防ぐ丸めＫは１２０重量％以下であることが好ま
しい。

発泡体の通気度は、発泡体のみかけ密度が０．０１ｆ／
ｃ−以上の場合は非圧縮時の通気度が／ｃｃ／ｃ１１２
ｓｅｃ以上であること、ま丸見泡体のみかけ密度が０．
０６ｆ／ｃｖａ　　未満の場合は、みかけ密度が０．０
ぶｆ／ｃ−となるように圧縮した状態での通気度がｌｃ
ｃ／Ｃｍ２・ｓｅａ以上であることが望ましい。これは
止水の初期に水が発泡体中に十分浸みζむことが本発明
の止水材６特性を発揮させるために重要な条件であるか
らでパある。

第７図に通気度と止水性との関係を示す。これは各−通
気度の密度０．ＯＡｆ／ｃ−の連続気泡発泡体を用い、
厚さ１０關のものを７０％圧縮して３■とし、幅２ｔｌ
ＥＩＩでの止水圧を測定した結果である。本発明で言う
通気度とは、　ＪＩＳ　Ｌ　１０／Ｉの７ランジール型
織布試験による試料／（Ｉｎ厚さの通気度を言う。

この図が示すように、通気度が／　ｃｃ　／ｃｔａ’・
ｓｅｃより高くなつ九ところで、止水圧が大きくなり、
１Ｏｃｃ／ＣＩＩ＋２・ｓｅｃを過ぎたところからほぼ
一定に々ることが分かる。

シールド工事は通常地下数ｍから数十ｍの場所で行われ
るため、止木材の止水圧としては、凡そ／　Ｋ９／ｃｍ
２以上備えていることが必要であり、そのため通気度が
／　ＣＣ／ｅ１１２・ｓｅｃ以上あることが必要である
。みかけ密度が０．Ｑ≦ｆ／ｃ−より低い発泡体の場合
は、同一の止水圧を得るためＫは余分に圧縮する必要が
あるので、非圧縮時にはより高い通気度を有しているこ
とが望ましいが、みがけ密度がａ、（Ｉｔ　ｆ／−とな
るように圧縮した状態での通気度が／Ｃｃ／Ｃ１１２・
ｓｅａ以上であれば十分である。

この通気度は連続気泡発泡体として製造した直後の値の
ものでもよいが、製造し九後、圧縮郷の操作を繰り返し
て通気度を高め九時の通気度であってもよい。また圧縮
時における通気度は、圧縮０．７の範囲においては、通
気量は圧縮率の２乗に反比例した値となる。

連続気泡発泡体のみがけ密度は、０．０２〜０．Ｊｆ／
Ｃ１１５であることが好ましい。ｏ、ｏコｆ／ｃｍ’よ
や低いと、必要な止水圧を得るのに圧縮率を高くしなけ
ればならない。そのため非圧縮時の容積が大きくなり、
セグメントの運搬、はめ込みなどの際、じやｔＫなる。

０．Ｊｆ／ｃｘｘ　　よりも大きくなると、圧縮硬さが
大きくなり、セグメントの凹凸に対する追従性が悪くな
る。

本発明において言うみかけ密度とは、真密度と区別し、
発泡体中の空気を発泡体とみなした場合の密度である。

発泡体のセル数は、３．２關当９ダ〜／４個、より好ま
しくは６〜ｌ≦個であることが好ましい。セル数が参個
より少いと、水不溶性の吸水性樹脂の発泡体からの脱離
が顕著となる。セル数が多いほど、止水力が高くなるが
、／４個を超えるものは製造がｒＡ■である。

実施例を 次に示す配合比で、連続気泡発泡体を製造した。

ポリエーテルポリオール（ＥＰ−３３０Ｈ，三井日曹社
製）１００　　　（重量部） スミカゲルムーｐ（住人化学社製）（＠水性樹脂）３０
（１） Ｆ−コｓｒ　（信越化学社製）（シリコン界面活性剤）
コ　　　（ｌ　　　） スタナスオクトエート（吉富製薬社製）　　０．／ｊ（
＃　　）水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
コ　　（Ｉ　）ＴＤＩ　　ｔに／３３　　（日本ポリウ
レタン社製）ＪＯ，Ｉ　　（＃　　） 得られた発泡体の密度はｓ　　Ｏ−０６ｔ　／ｃ＋ｍ’
９通気度はｑ　ｃｃ／ｃｌＩ２−８ｅＯであった。

この発泡体の７０％圧縮時の止水圧は八３Ｋｙ／ＣＩ＋
２であった。なお、引張強さは八／　Ｋ９／Ｃａｔ２゜
ＳＯ％ＦＥ縮時Ｏ硬すＦｉ＃　ｆ／ｃｗｌＩ２．セル数
は３．コ■当り１個であった。

比較例を 次に示す配合比で連続気泡発泡体を製造した。

ポリエーテルポリオール（ｇＰ　−３！ＦＯＲ）１００
　　　（重量部） スミカゲルＡ−＃０　　　　　３０（１）Ｆ　−２１１
コ　（ｌ　） スタナスオクトエ−）　　　　　　　　０．２３（＃　
　）水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２．
０（＃）ＴＤＩ　　６３／Ｊ！；　　　　　　　　　　
　ＪＯ，Ｉ　（１）ｉ！４九発泡体の密度は０　、０４
　ｆ／ｃｍ１通気度はＯ９λｃｃ／ｃｓ２・ｓｅａであ
った。この発泡体の７０％圧縮時の止水圧は０，７　Ｋ
ｙ／Ｃｍ２であった。

実施例２゜ 比較例１０発泡体の通気度を繰返し圧縮により３ｃｃ／
ＣＩ＋２・ｓｅａにあげたところ、７０％圧縮時の止水
圧は八４！　Ｋｙ／ｃｍ２となった。なお、引張強さは
７八Ｊ　Ｋｌ／ｃ１１”　、　ｊ１７　％圧縮時の硬さ
は３．コｔ／””＊セル数は３．２−当ｂｉ＠であつ九
。

比゛較例２゜ 平均重合度１＋００のポリ塩化ビニル１００重量部に対
し、アゾシカ−ボンアミド〃重量部、フタル酸ジオクチ
ル３２重量部、ステアリン酸亜鉛３重量部、セル安定剤
を加え、さらにスミカゲルＡ−即（前記同様）を３０重
量部加えて、７２０°Ｃで３分間混練してシート状にし
た。これを２ｉｏ℃の熱風中で５分間加熱発泡させた。

得られた発泡体は、みかけ密度ｏ、ｏ＋　ｐ／ｃ＋ｍ　
Ｉ引張強さはｓ　Ｋｇ／ｃｗｍ２．　ｓｏ％圧縮時の硬
さ２１０　ｆ／Ｃ−、セル数３．２ｍ当外１１個であっ
た。

そしてこの通気度はｓ　　Ｏｏｅ／ｃ＋ｍ　・ｓｅｃで
７０％圧縮時の止水圧ｉｉＯ、ｌ　Ｋｙ／ｃｍ２であっ
た。

実施例＆ 比較例２０発泡体を繰り返し圧縮して、通気度を八１　
ＣＣ／Ｃ１１２・ｓｅｃにしたとコロ、ｑｏ％圧１ｉｉ
ｉ時の止水圧は１．コＫｙ／ｃｔｍ２とカつた。なお引
張９強さはｊ　Ｋｙ／ｃ＋ｍ”、ｙ％％圧縮時硬さは／
コ／ｆ／ｃ＋＋＋”　、セル数は１．？、、２１１当り
１１個であった。

以上のように、本発明の親木性止水材を、シールドセグ
メント組付用に使用すると、セグメントに密着し得る柔
軟性、セグメント間隙の時間による変動にも低圧縮歪性
、断気時にも止水性を持つ極めて優れた効果を奏するも
のである。

【図面の簡単な説明】

図面は通気度と止水性との関係図である。 特許出願人　日本発条株式会社 、−・′

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 連続気泡発泡体に水不溶性の吸水性樹脂をｑ〜／２０重
   量％（ただし、 を表わす）混在させ７）１のからなり、引張強さが０、
   ｊＫｙ／ｃ−以上、舅う圧縮時の硬さが１０９−１００
   ０ｆ　／ｃｉ＋２、みかけ密度がｏ、ｏλ〜０−Ｊｔ／
   ”’、かつ通気度が／　ｃｃ／ｃｍ’　、　ＢｅＯであ
   ることを特徴とするシールドセグメント組付は用親木性
   止木材。