JPH02180983A - 半流動性シール材 - 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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は半流動性シール材（以下、単に「シール材」
という、）に関し、例えば第１図に示したシールド掘進
機のテールシール部２０のシール材１０として好適なも
のである。このテルルシール部２０は、第２図の如く、
外層がシール板層１６であり、その内側層が金網２１（
請求の範囲のｒ網体」に対応する；材質を金属（ステン
レス鋼）以外とすることができる。）を備えたワイヤー
ブラシ層１７である一対のテールシーリング１９から構
成されている。図中の符号２３はセグメント（シールド
掘進機が穿設したトンネルの周壁を補強する部材）であ
る。

〈従来の技術〉 従来、この種のシール材１０は、炭化水素油の中へ粘性
樹脂（増ちょう剤）、無機充填剤及び閉塞用フィラーが
混和されてなる。無機充填剤はシール材１０の比重を、
水の比重（＝１）より大きくするために配合され、コス
ト低減の見地から炭酸カルシウムを用いることが多い。

このようなシール材の具体的配合例（出願人の商品「ハ
イドロシール」）は、以下のようになる３０モーター油
　　　　　　２０重量％４６マシン油　　　　　　　１
０重量％ボリブブタ（粘性樹脂）　　１５重量％アスベ
スト　　　　　　　　　１５重量％合成繊維　　　　　
　　　　　８！！量％（ポリアクリロニトリル繊維） 炭酸カルシウム　　　　　　３２重量％かかる配合のシ
ール材ｌＯによれば、−数的な条件で使用されるシール
ド掘進機のテールシール部２０に充填するシール材１０
として充分なシール性能が得られていた。

ここに、シール材１０のシール性能は、シールリング１
９間へのシール材ＩＯの残留能力にかかつている。つま
り、シール材１０がシールリング１９即ち、金網２１を
備えたワイヤーブラシ層１７から抜は難いほどテールシ
ール部２０のシール能力は高くなる。

以下、シール材１０のワイヤーブラシ層１７等に対する
抜は難さを「シール材の透過抵抗」という。

シール材１０の透過抵抗を高めるため従来では、上記配
合の如く、シール材１０へ繊維材（合成繊維）を配合し
ていた（実公昭６３−２９０３８号公報、特開昭６２−
１９０２８０号公報参照）。この繊維材はワイヤーブラ
シ層１７に絡み付いて、そのすき間、特に金網２１の目
を塞ぐことでシール材１０の透過抵抗を高めている。

この明細書で、かかる作用を奏する配合剤を［閉塞用フ
ィラー」という。

そして、従来のシール材１０は下記（ア）、（杓の性質
をもつ（第４表参照）。

（ア）繊維材の配合量が増すにつれて、そのシール材１
０の透過抵抗が向上すること。

シール材１０の透過抵抗は表中の水圧テストの結果に対
応している。この水圧テストは、第２図に示した耐水圧
試験装置３１を用いて行なった（他の表についても同じ
、）。

この耐水圧試験装置３１について説明するならば、符合
３５は基板であり、貫通孔３３（直径し１；５０！１ｍ
）が１つあけられている。基板５の上面には貫通孔３３
と軸を同じくして内側シリンダ３７が配設されている。

この内側シリンダ３７は更に、油圧シリンダ４５内へ挿
着されている。

かかる構成の耐水圧試験装置３１にたいし、内側シリン
ダ３７内へステンレス鋼製の金網３９（２０メツシユ）
を敷いて、その上へ各シール材１０（厚さＬ２：２０ｍ
ｍ）を充填し、更に、内側シリンダ３７が一杯になるま
で水４１を充填する。

符合４３は油であり、図示しない油圧系により任意の圧
力がかけられる。

そして、油圧を除徐に上げて水４１が貫通孔３３から噴
出したときの油圧を測定し、水圧テストの結果とした。

勿論、金網３９の破損は発生しなかった。

なお、実際のテールシール部では、同一のシール材を通
用した場合、この水圧テストの結果の略１／３に当る耐
水圧性があると推定される。

（イ）繊維材の配合量が増すにつれて、そのシール材１
０のポンプ能が低下すること。

第４表において「ポンプ能」は以下のように判断した。

ベール缶−杯分の各シール材を７ｋｇ／ｃ＋ｓ２の吐出
能力のある千ノボンブを使用して送給したところ、２０
分以内で全量を送給できたとき「○」、６０分以上かか
ったとき「×」とした、なお、ポンプの吐出側には、口
径６部、長さ５ｍのゴムホースを取り付けた。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記配合のシール材１０には、下記の解
決すべき課題があった。

■繊維材を閉塞用フィラーとして使用した場合には、炭
化水素油へｉａ　ｉａ材を混和すると、それらが絡みあ
って収束する性質（いわゆる団子状になる）があるため
、金網２１のあみ目等に対する閉塞が不均一になるおそ
れがある。

■昨今のシールド掘進機はより大型化される傾向にある
ので、テールシール部２０も大容量となり、大量のシー
ル材！０が必要とされている。また、昨今のシールド掘
進機はより地下深くで使用される傾向にあるので、テー
ルシール部２０のシール性能を向上させるため、シール
材１０により高い透過抵抗が要求されている。

そこで、従来のシール材１０では、後者の要求を満足す
るために繊維材の配合量を多くすることとなる。しかし
そうすると、シール材１０のポンプ能が低下する。更に
は、シール材１０中へ配合された繊維材の影響でポンプ
に故障が多発するという不具合もあった。

従って、このシール材１０をテールシール部２０へ充填
する作業か手作業となっていた。シールド掘進機の口径
が１０メートル以上になると、手作業によるシール材１
０の充填作業は数日にも及ぶこととなる。また、長時間
シールド掘進機を作動させると、徐々にではあるがシー
ル材１０はワイヤーブラシ層１７を透過していく、する
と、テールシール部２０の内圧が低下してそのシール性
能が低下するので、シール材１０を補給しなくてはなら
ない、この場合にも、シール材１０の充填作業が手作業
であるため、シールド掘進機を一旦停止させなければな
らなかった。これでは作業効率が悪い。

このように、従来のシール材１０は２律背反な性質をも
っていたので、テールシール部２０の大型化、及び地下
深い条件での使用に適用することができなかった。

そこでこの発明は、透過抵抗が高く、かつポンプ能のよ
いシール材を提供することを目的とするく課題を解決す
るための手段〉 本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究を重ね
てきた結果、下記構成の本発明のシール材に想到した。

即ち、炭化水素油、増ちょう剤及び前記テールシール部
のワイヤブラシ層及び／又は網体のすき間を塞ぐ閉塞用
フィラーを混和してなる半流動性シール剤であって、閉
塞用フィラーとして、鱗片状物質を配合したことを特徴
とする。

これにより、シール材の透過抵抗及びそのポンプ能が向
上する。

鱗片状物質の配合量を２，５〜２５重量％とじたとぎに
、上記効果が良く発揮される。

前記閉塞用フィラーとして、鱗片状物質と繊維材とを併
用することもできる。

これにより、従来のシール材を改質する（透過抵抗及び
そのポンプ能を向上させる。）ことができる。

鱗片状物質としてマイカを使用すると、上記効果が向上
する。

ちょう度調整剤として、親油性樹脂細片を配合すると、
ポンプ能を維持した状態でシール材のちょう度を調整す
ることができる。

非繊維材である羽毛を０．１〜１重１％配合すると、シ
ール材にのびが出る。

〈手段の詳細な説明〉 以下、上記手段の各成分について詳細に説明する。

（１）炭化水素油 炭化水素油は、後述の増ちょう剤として粘性樹脂を用い
る場合には、鉱物油系中質油（１０マシン油以上）を使
用し、その配合量は全体の５〜３５重量％とする。更に
好ましくは１０〜３０重量％である。配合量が５重量％
未満であるとシール材のちょう度が小さくなり（硬くな
り）すぎて、そのポンプ能が低下するので好ましくない
、一方、３５重量％を越えるとシール材のちょう度が大
きくなり（柔らかくなり）すぎて、透過抵抗が低下する
ので好ましくない。

増ちょう剤として、石鹸を用いる場合（グリースになる
。）には、グリースが中圧用（ＪＩＳＫ　　２２２０　
一般用グリース２種）以上の耐圧性能を備えるよう適宜
選択する。

（２）増ちょう剤 増ちょう剤には、（２−１）粘性樹脂と（２−２）石鹸
が挙げられる。

（２−１）粘性樹脂は、前記炭化水素油へ溶解したとき
所望の粘性を生じさせるものを使用する。つまり、この
粘性樹脂は炭化水素油に対する増ちょう剤とみることが
できる。この粘性樹脂にはポリブタン、アイソタクチッ
クポリプロピレン（分子量；３万）等を挙げることがで
きる。

粘性樹脂の配合量は、５〜２５重量％とする。

更に好ましくは１３〜１９重量％である。配合量が５重
量％未満であると、シール材のちょう度が大きくなり（
柔らかくなり）すぎて、透過抵抗が低下するので好まし
くない、一方、２５重量％をこえると、シール材のちょ
う度が小さくなり（硬くなり）すぎて、そのポンプ能が
低下するので好ましくない。

（２−２）石鹸には、グリースを構成する一般的な金属
石鹸（カルシウム石鹸等）が適用される。配合量も一般
的な量である。

なお、粘性樹脂と石鹸とを併用することができる。

（２）閉塞用フィラー 閉塞用フィラーとしては、マイカ、グラファイト、窒化
はう素等の鱗片状物質を配合する。これらの１種又は２
種以上を用いることができる。

かかる鱗片状物質の配合量は（第１表参照）、３〜２５
重量％とする。更に好ましくは５〜２０重量％である。

配合量が３重量％未満になると、シール材の透過抵抗が
低下するので好ましくない２５重量％をこえて配合する
のは経済的でない閉塞用フィラーとして鱗片状物質と繊
維材とを併用した場合（第３表参照）には、当該鱗片状
物質の配合量は、０．５〜８重量％となる。更に好まし
くは２．４〜７．０重量％である。この場合、繊維材の
配合量はポンプ能を阻害しない程度（１〜９重量％）と
する、鱗片状物質の配合量が８重量％を越えるとポンプ
能が低下するので好ましくない（実施例１５参照）、配
合量が０．５重量％未満になると、シール材に所望の透
過抵抗を付与するためには、繊維材の配合量が多なるの
で、結果としてポンプ能の低下を来すので好ましくない
、繊維材の配合量が９重量％を越えると、ポンプ能が低
下するので好ましくない、配合量が１重量％未満では、
閉塞用フィラーとしての役目が無いに等しくなる。

閉塞用フィラーの平面径は、ワイヤーブラシ層１７の金
網２５の目より大台いものとする。−数的には１〜１０
ｍｍの範囲である。

閉塞用フィラーとしてマイカを用いた場合には、他の物
質へ吸着しやすいマイカの特性により、シール材の透過
抵抗が特に向上する。

このマイカには、シロウンモ、ベニウンモ、ソーダウン
モ、セリサイト、バナジウンモ、イライト等のシロウン
モ系列のもの、クロウンモ、キンウンモ、テツクンモ、
チンワルドウンモ等のクロウンモ系列のものを挙げるこ
とができる。更には、カイリョク石、セラトン石等を用
いることもできる。

（２の２）羽毛の配合（第３表の２参照）非繊維材とし
て羽毛を配合することができる。

これにより、シール材にのびが出ることとなる。

羽毛の配合量は０．１〜１重量％とする。配合量が０．
１重量％未満となると、シール材にのびを与える作用が
発揮されない、一方、１重量％を越えて配合すると、羽
毛がポンプに絡み付き、シール材のポンプ能が低下する
おそれがあるので、好ましくない。

（３）　ちょう度調整剤（第２表参照）親＼油性の合成
樹脂細片を配合すると、ポンプ能（表では水圧テストの
結果）を何ら変えることな（ちょう度調整をすることが
できる。親油性の合成樹脂にはポリアクリロニトリル、
ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリビニル等を挙げる
ことができる。そしてその大きさは、１０■ｌ以下とす
ることが好ましい、細片の形状は特に限定されないが、
面積を大きくする見地から短繊維状、顆粒状又はベレッ
ト状とすることが好ましい。

配合量は、炭化水素油の配合量及び目標とするちょう度
に対応して適宜決定される。

（４）他の充填材 炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク。

アスベスト、ケミベスト（三井石油化学工業（株）の商
品）、ベントナイト、シリカ等の無機充填材を増量剤又
はちょう度調整剤として配合することができる。

そのほか、酸化防止剤、染料又は顔料等の助剤を配合す
ることができる。

（５）シール材の調製 以上説明した各成分を通常の混和機により混和して、こ
のシール材は調製される。そのとき、ちょう度（ＪＩＳ
　　Ｋ　　２２２０　（２５℃）二表も含めて以下同じ
、）を１６０〜３００とする。

以上説明したシール材をワイヤーブラシ層１７間へ充填
すると、シール材中の閉塞用フィラーが各ワイヤーブラ
シのすぎ間、及び特に金網２１の目を塞ぐ、これにより
、シール材の透過抵抗が確保されることとなり、テール
シール部２ｏには十分なシール性が備えられる。

〈発明の作用・効果〉 以上説明したように、この発明のシール材は、閉塞用フ
ィラーとして鱗片状物質を用いることを特徴としている
。

このように、閉塞用フィラーとして鱗片状物質を用いる
と、鱗片状物質がワイヤーブラシ層のすき間、特に網体
の目を塞ぐ、従って、ワイヤーブラシ層に対する透過抵
抗がシール材に付与され、テールシール部のシール性が
確保される。

ここで、繊維材のみを閉塞用フィラーとした従来のシー
ル材と比較をすると、従来のシール材においても繊維材
がワイヤーブラシ層等へからまってそのすき間を閉塞し
ていた。しかし、炭化水素油中において、繊維材は相互
に絡みあって収束する性質（いわゆる団子状になる）が
あるため、ワイヤーブラシ層等のすき間に対する閉塞が
不均一になるおそれがあった。一方、鱗片状物質は均一
に分散する。従って、鱗片状物質を配合したシール材は
、繊維材を配合した従来のシール材にくらべて、透過抵
抗が安定する。

また、シール材へ鱗片状物質を配合すると、■当該鱗片
状物質どうしのずれが認められるので、シール材のチキ
ソトロピー性が向上する。このため、ちょう度が比較的
低い領域（１６０〜２１０）でも十分なポンプ能を発揮
している。■炭化水素油中において繊維材のように絡み
付くことがない。■ポンプないし配管の通路の周面へ当
該鱗片状物質が付着してその抵抗を低減する。等の作用
がある。従って、シール材のポンプ能が向上することと
なる。

このように、この発明のシール材は、ワイヤーブラシ層
に対する透過抵抗が大きくなるとともにポンプ能も向上
する。

〈実施例〉 以下、上記効果を確認するための実施例（第１〜３表に
示した。）について説明する。

各表において、水圧テストの結果、並びにポンプ能の結
果については、第４表と同様にして求めた。

第１表（第１〜７実施例） 第１表において、「スーパーＣ」は５００マシン油であ
り、日本石油（株）の商品名である。

「ボリブタンＨＶ−１９００，ＨＶ−５００Ｊは、日本
油脂（株）の商品名である。

「酸化防止剤」には、シェル石油化学（株）の商品名ｒ
ＢＨＴＪを使用した。

「炭酸カルシウム」は、日東粉化（株）の商品名「超微
粒子Ｎ５１００Ｊである。

「マイカ」には、平均平面長４ａ＋ｍのシロウンモを用
いた。

これらを、−数的な混和機を使い室温条件で混和して、
第１表に配合を示した各実施例のシール材を調製した。

第１表の結果を第４表の結果と比較すると、各実施例の
シール材は従来例のシール材に比べて、水圧テストの結
果（Ｂ透過抵抗）が６倍以上になるにもかかわらず、好
適なポンプ能を備えていることがわかる。

第２表（第８〜１１実施例） 第２表にそれぞれ配合を示した実施例の各配合成分及び
調製方法は第１表のそれと同じである。

ただ、実施例８．９では、親油性樹脂細片としてポリア
クリロニトリル繊維（平均長さ；５■ｍ）を配合した。

他の配合成分が同じである実施例１０．１１のシール材
と、当該実施例８．９とを比較すると、親油性樹脂細片
を配合することにより、水圧テストの結果（＝透過抵抗
）を維持した状態で、ちょう度をさげることができた。

実施例８．９の配合のシール材は、例えばワイヤーブラ
シ層のそのもへ充填するのに好適である第３表（第１２
〜１４実施例） 第３表に配合を示した各実施例は、第４表に示した従来
例のシール材Ａヘマイカを混和したものである。

第３表の結果を第４表の結果と比較すると、各実施例の
シール材は従来例のシール材に比べて、水圧テストの結
果（−透過抵抗）が大きくなるにもかかわらず、好適な
ポンプ能を備えていることがわかる。

第３表の２（第１５．１６実施例） 第３表の２に配合を示した第１５．１８実施例のシール
材は、第ｔｏ、ｔｉ実施例のシール材へ羽毛を混和した
ものである。

第３表において、ポンプ能の「◎」は、既述のポンプ能
試験において、ベール缶−杯分のシール材を１５分以内
で送給し終えたこと、及びゴムホースの内周面にマイカ
が付着していないことを示す。

第３表の結果から、羽毛がマイカをボンディングしてい
ることが予想される。

また、第２表の第８，９実施例と比較をすると、羽毛の
場合には、ちょう度が殆ど変化しないことがわかる。更
には、第３表における繊維材との配合割合の相違より、
この羽毛が繊維材と異種の材料であることがわかる。

第　　１　　表 第　　２ 表 配合比は重量％ ※ 配合比は重量％ 配合比は重量部。

ただしく ）内は重量％ 配合比は重量部 第 表 の ※　配合比は重量％ ※　羽毛はダウン；フェザ−＝７＝・３の割合である。

【図面の簡単な説明】

第１図はシールド掘進機のテールシール部２０の断面図
、 第２図は耐水圧試験装置３１の構成を説明する断面図。 １０・・・シール材、 １７・・・ワイヤーブラシ層、 ２０・・・テールシール部、 ２１・・・網体（金網）。 特　　許　　出　　願　　人 第 茗 第 図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）シールド掘進機のテールシール部へ充填される半
   流動性シール材であって、 炭化水素油、増ちよう剤及び前記テールシール部のワイ
   ヤブラシ層及び／又は網体のすき間を塞ぐ閉塞用フィラ
   ーを混和してなる半流動性シール剤であつて、 前記閉塞用フィラーとして、鱗片状物質を配合した ことを特徴とする半流動性シール材。
2. （２）鱗片状物質の配合量が２．５〜２５重量％である
   ことを特徴とする請求項（１）記載の半流動性シール材
   。
3. （３）前記閉塞用フィラーとして、鱗片状物質を０．５
   〜８重量％、繊維材を１〜９重量％配合したことを特徴
   とする請求項（１）記載の半流動性シール材。
4. （４）鱗片状物質がマイカであることを特徴とする請求
   項（１）〜（３）記載の半流動性シール材。
5. （５）ちよう度調整剤として、親油性樹脂細片を配合し
   たことを特徴とする請求項（１）〜（４）記載の半流動
   性シール材。
6. （６）羽毛を０．１〜１重量％配合したことを特徴とす
   る請求項（１）〜（５）記載の半流動性シール材。