JP2000282021A

JP2000282021A - 掘削用泥水安定液

Info

Publication number: JP2000282021A
Application number: JP11093538A
Authority: JP
Inventors: Koji Hosokawa; 幸司細川; Kazuo Tamura; 和男田村; Shinji Sato; 伸治佐藤; Hiroaki Nanba; 宏彰難波
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2000-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】逸泥防止作用、および止水性向上作用を有す
る掘削用泥水安定液を提供する。【解決手段】水不溶性かつカルボキシメチル化度 0.1
〜0.5のカルボキシメチルセルロースナトリウム塩を掘
削用泥水安定液100重量部に対し、0.05〜10重量部に添
加する。

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-ヘ゛ントナイト懸濁液を主体とし、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】この安定液に逸泥防止作用を付与するため
には、無機繊維、合成繊維、天然繊維、再生繊維等の繊
維物質を添加する方法（特開平5-140559号公報）、ハ゜ルフ
゜あるいは解繊故紙を添加する方法（特開昭58-57490号
公報）が知られている。しかし、これらの添加剤を安定
液に添加しても、逸泥防止作用は見られても、止水性向
上作用は見られなかった。一方、安定液に止水性向上作
用を付与するためには、一般的にヘ゛ントナイトの濃度を高め
るか、カルホ゛キシメチルセルロースナトリウム塩（以下、Na-CMCと略す）
に代表される水溶性高分子の添加量を上げることで対応
されてきた。

【０００４】しかし、これらの対応では、安定液の粘性
が上昇して、ハント゛リンク゛しにくくなったり、ヘ゛ントナイトの濃
度を高めた場合では、大量の土砂を産業廃棄物として処
理しなければならず、処理場所の確保や処理コストが問題
となっていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な問題を解決するために、安定液に逸泥防止作用、およ
び止水性向上作用を付与する簡単な方法を提供し、掘削
工事の施工性を向上させるものである。

【０００６】

【発明を解決するための手段】本発明者は、安定液の泥
壁形成時における逸泥防止作用、および形成した泥壁の
止水性向上作用を併せ持つ添加剤について鋭意検討を重
ねた結果、水不溶性かつカルホ゛キシメチル化度0.1〜0.5のNa-CM
Cを安定液に添加することで、両者の性能を改善しうる
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。

【０００７】

【発明実施の形態】本発明に使用される水不溶性かつカル
ホ゛キシメチル化度0.1〜0.5のNa-CMCは、溶媒法または水媒法
いずれかの方法で製造されたものであり、その製造方法
は、公知の方法、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を行い、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する方法で製造される。また、場合に
より洗浄工程を経たものでもかまわない。カルホ゛キシメチル化
度が0.1未満では、セルロース中にカルホ゛キシメチル化された水との
親和性の高い膨潤部分が少なくなり、止水性向上作用が
見られなくなる。また、カルホ゛キシメチル化度が0.5より高くな
ると水に完全に溶解するようになり好ましくない。

【０００８】なお、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等が例示
される。

【０００９】水不溶性かつカルホ゛キシメチル化度0.1〜0.5のNa-
CMCの添加量は、水-ヘ゛ントナイト懸濁液100重量部に対し、0.
05〜10重量部、好ましくは0.1〜7重量部である。添加量
が0.05重量部未満では止水性向上作用が見られず、ま
た、10重量部を越えると、安定液の流動性が低下するた
め好ましくない。

【００１０】本発明における水-ヘ゛ントナイト懸濁液とは、水
100重量部に対し、ヘ゛ントナイト１〜30重量部、好ましくは２
〜20重量部を添加してなるものである。ヘ゛ントナイト添加量
が１重量部未満では泥壁形成が不十分となり、泥壁の崩
壊、または止水性能が見られず、また、30重量部を越え
ると水-ヘ゛ントナイト懸濁液の比重が上昇し、ハント゛リンク゛しにく
くなるため好ましくない。

【００１１】本発明において、使用可能な水溶性高分子
は、特に水可溶性かつカルホ゛キシメチル化度0.5〜2.0のNa-CMC
が好適であるが、他のものとして、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、アルキ゛ン酸ソータ゛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。

【００１２】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が、その添加量は、水-ヘ゛ントナイト懸
濁液100重量部に対し、0.05〜20重量部、好ましくは0.1
〜15重量部である。水溶性高分子の添加量が水-ヘ゛ントナイト
懸濁液100重量部に対して0.05重量部よりも少ないと、
安定液の増粘効果が小さいため、所定の粘性に調整する
ことが困難となり、一方、水溶性高分子の添加量が水-ヘ
゛ントナイト懸濁液100重量部に対して20重量部よりも多い
と、微妙な添加量の変動で安定液の粘性が急激に変化す
るため、粘性の調整が困難となる。

【００１３】また、本発明において、上記した水-ヘ゛ントナ
イト懸濁液、水溶性高分子、水不溶性かつカルホ゛キシメチル化度
0.1〜0.5のNa-CMCのほかに、分散剤、防腐剤、pH調整剤
を必要に応じて任意に選定することができる。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】

【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。

【００１８】製造例１回転数を100rpmに調節した二軸ニータ゛ーに99%イソフ゜ロハ゜ノール10
44部と水酸化ナトリウム88.8部を水156部に溶解したものとを
加え、市販の溶解ハ゜ルフ゜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゜ロハ゜ノール90部に溶解したモノクロル酢酸28部を添
加し、30分で70℃に昇温し、90分間反応させ、水不溶性
かつカルホ゛キシメチル化度0.23のNa-CMCを得た。

【００１９】製造例２回転数を100rpmに調節した二軸ニータ゛ーに99%イソフ゜ロハ゜ノール11
40部と水酸化ナトリウム79.5部を水189部に溶解したものとを
加え、市販の精製リンターを絶乾で200部仕込んだ。30℃で9
0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゜ロハ゜ノール90部に溶解したモノクロル酢酸61部を添加
し、30分で70℃に昇温し、90分間反応させ、水不溶性か
つカルホ゛キシメチル化度0.48のNa-CMCを得た。

【００２０】製造例３回転数を100rpmに調節した二軸ニータ゛ーに99%イソフ゜ロハ゜ノール12
70部と水酸化ナトリウム83.5部を水192部に溶解したものとを
加え、市販の溶解ハ゜ルフ゜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゜ロハ゜ノール140部に溶解したモノクロル酢酸83.0部
を添加し、30分で70℃に昇温し、90分間反応させ、水可
溶性かつカルホ゛キシメチル化度0.56のNa-CMCを得た。

【００２１】安定液調整例１清水1000ml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水-ヘ゛ントナイト懸濁液を作液し、安定液
とした。

【００２２】安定液調整例２清水1000mlに対してヘ゛ントナイト（浅間ヘ゛ントナイト、豊順鉱業
製）を100g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-ヘ゛ントナイト懸濁液を作液し、安定
液とした。

【００２３】安定液調整例３清水1000ml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水-ヘ゛ントナイト懸濁液を作液した。この
水-ヘ゛ントナイト懸濁液1000mlに対してNa-CMC（テルホ゜リマー30、
日本製紙製、カルホ゛キシメチル化度1.35）を1gを添加して、300
0rpmで60分間攪拌し、安定液とした。

【００２４】実施例１安定液100部に対し、製造例１で製造したNa-CMC 7部
を添加し、600rpmで60分攪拌後、安定液試験（ファンネル粘
度、見掛け粘度測定、止水性試験）を行った。

【００２５】実施例２安定液100部に対し、製造例１で製造したNa-CMC 1部
を添加し、600rpmで60分攪拌後、安定液試験を行った。

【００２６】実施例３安定液100部に対し、製造例１で製造したNa-CMC 0.3
部を添加し、600rpmで60分攪拌後、安定液試験を行っ
た。

【００２７】実施例４安定液100部に対し、製造例２で製造したNa-CMC 0.5
部を添加し、600rpmで60分攪拌後、安定液試験を行っ
た。

【００２８】比較例１安定液100部を600rpmで60分攪拌後、安定液試験を行
った。

【００２９】比較例２安定液100部を600rpmで60分攪拌後、安定液試験を行
った。

【００３０】比較例３安定液100部を600rpmで60分攪拌後、安定液試験を行
った。

【００３１】比較例４安定液100部に対し、製造例２で製造したNa-CMC 15部
を添加し、600rpmで60分攪拌後、安定液試験を行った。

【００３２】比較例５安定液100部に対し、製造例３で製造したNa-CMC 5部
を添加し、600rpmで60分攪拌後、安定液試験を行った。

【００３３】比較例６安定液100部に対し、粉末セルロース（KCフロック W-100G、日
本製紙製）8部を添加し、600rpmで60分攪拌後、安定液
試験を行った。

【００３４】比較例７安定液100部に対し、脱脂綿3部を添加し、600rpmで60
分攪拌後、安定液試験を行った。

【００３５】［試験法］ 1)カルホ゛キシメチル化度（DS）の測定方法試料約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。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) 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 2)水不溶解性試験試料2gを水100ml中に入れ、スターラーで30分間攪拌後、その
状態を目視で判断した。なお、評価は以下のように定め
た。完全溶解−×、一部溶解または不溶−○ 3)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。見掛け粘度の測定法 6段変速のファンVGメーターModel35で測定し、600rpmの読みの1
/2の値を見掛け粘度とした。止水性能の測定法 API規格による濾過試験器を使用して、室温下30分間、3
kg/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。

【００３６】

【表１】表１

【００３７】

【発明の効果】水不溶性かつカルホ゛キシメチル化度 0.1〜0.5の
カルホ゛キシメチルセルロースナトリウム塩を掘削用泥水安定液に添加する
ことで、逸泥防止作用のみならず、止水性向上作用も付
与でき、掘削工事の施工性を向上させることができる。

───────────────────────────────────────────────────── 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 日本製紙株式会社化成品開発研究所内 (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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水-ベントナイト懸濁液100重量部に対
し、水不溶性かつカルボキシメチル化度0.1〜0.5のカル
ボキシメチルセルロースナトリウム塩0.05〜10重量部を
添加してなる掘削用泥水安定液。
【請求項２】水-ベントナイト懸濁液100重量部に対
し、水溶性高分子0.05〜20重量部、水不溶性かつカルボ
キシメチル化度 0.1〜0.5のカルボキシメチルセルロー
スナトリウム塩0.05〜10重量部を添加してなる掘削用泥
水安定液。