(57)【要約】  １０質量％より多い粘土鉱物含有量を有する土のための付着低減添加剤としての、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、テトラエチレンペンタミン（ＴＥＰＡ）、ペンタエチレンヘキサミン（ＰＥＨＡ）、ヘキサエチレンヘプタミン及びヘプタエチレンオクタミンからなる群から選択される少なくとも１つのポリアミン化合物の使用の方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
１０質量％より多い粘土鉱物含有量を有する土のための付着低減添加剤としての、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、テトラエチレンペンタミン（ＴＥＰＡ）、ペンタエチレンヘキサミン（ＰＥＨＡ）、ヘキサエチレンヘプタミン及びヘプタエチレンオクタミンからなる群から選択される少なくとも１つのポリアミン化合物の使用の方法。
【請求項２】
前記ポリアミンを、粘土鉱物含有量に対して０．５〜２．０質量％、及び有利には１．０質量％の濃度で使用することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記粘土が、イライト、カオリナイト及びスメクタイトからなる群から選択される少なくとも１種によって示されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記ポリアミンを、ポリカルボキシレートを基礎とする分散剤と組み合わせて使用することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記分散剤が、粘土に対して付着防止特性を有することを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ポリアミン及び／又は前記分散剤を、液体形で、及び有利には一混合液体添加剤として使用することを特徴とする、請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
前記液体添加剤を、粘土含有量に対して０．５〜２．０質量％、及び好ましくは１．０質量％の量で粘土含有土に適用することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記粘土が主にイライトで示される場合に、ＴＥＰＡを使用することを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記粘土が主にカオリナイト及び／又はスメクタイトで示される場合に、ＰＥＨＡを使用することを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記ポリアミンを、トンネル掘削中に使用することを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の目的は、粘土含有土のための付着低減添加剤としての少なくとも１つのポリアミンの使用の方法である。
【０００２】
０．５質量％未満のわずかな濃度でポリマー添加剤を、土を処理するトンネリング適用において広く使用し、それによって掘削される地面の機械的特性を改良することは当業者に公知である。ポリマー添加剤の主な機能は、掘削される土の含水率を調整し、分散剤として作用し、そして粘土含有土を凝集から避けることに見られる。
【０００３】
ポリマー吸着の機構、及びトンネルボーリング機器における土圧遮蔽における使用のためのペースト状混合物の土機械的特性のそれらの結果として生じる変質が、まだよく理解されていないために、添加剤及びそれらのポリマー特性に関する新たな化学的開発のための多くの示唆及び提案がある。
【０００４】
スメクタイト、カオリナイト及びイライトを含有する土における市販のポリマー製品"Ｒｈｅｏｓｏｉｌ ２１１"及び"Ｒｈｅｏｓｏｉｌ ２１４"の使用に関する試験結果が存在する。潤滑効果を示すこともできるが、ポリマーは、高い含有率のイライト及びスメクタイトを有する土において劇的に付着性を減少することができない。
【０００５】
この効率の不足の理由により、本発明の目的は、特定の粘土含有土についての代わりの付着防止剤を見出すことであった。
【０００６】
Ｍｏｏｒｅ及びＭｉｔｃｈｅｌｌの刊行物（１９７４， Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｑｕｅ， ２４， ６２７−６４０）において、粘土の剪断力に対する間隙流体の誘電特性の効果が研究されており、かつカオリナイトに関する土中の相互作用の電磁気力を表すための解析技術が記載されている。土誘電率の範囲の誘電率を有する間隙流体が、著しく剪断強さを減少することができ、かつ機械的挙動に対して大きな効果を有することが著者によって推断された。
【０００７】
本発明の目的は、１０質量％より多い粘土鉱物含有量を有する土のための付着低減添加剤としての、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、テトラエチレンペンタミン（ＴＥＰＡ）、ペンタエチレンヘキサミン（ＰＥＨＡ）、ヘキサエチレンヘプタミン及びヘプタエチレンオクタミンからなる群から選択される少なくとも１つのポリアミン化合物の使用の方法を提供することである。
【０００８】
選択されたポリアミン又はそれらの混合物を付着防止添加剤として使用することによって、粘土を含有する水性系が、それらの機械的特性を変化し、かつ前記全てが劇的に付着の可能性を減少することを示す。
【０００９】
粘土混合物の機械的特性に対するポリアミンの大きな影響が予期されているが（Ｍｏｏｒｅ及びＭｉｔｃｈｅｌｌ；１９７４）、強い付着防止効果は予期されておらず、該効果は市販のポリマー生成物と比較して非常に高く生じる。粘土−水−ポリアミン混合物のこの明らかな付着防止効果は、広範囲の含水率の混合物に対して、並びに金属、磁器及び他の表面について、観察されている。
【００１０】
驚くべきことに、５０００００ｇ／ｍｏｌまでの高分子量を有する他のエーテルアミン、例えばトリエチルアミン及びポリエチレンイミン、並びにトリエタノールアミンは、粘土、及び特にイライト含有系の付着挙動に対して非常に少ない影響を示す。
【００１１】
ポリアミンのサイズ（アミン及びエチレン基の数）を増加することは、粘土−水−ポリアミン混合物の減少した付着挙動を示す。
【００１２】
本発明による方法は、有利には、イライト、カオリナイト及びスメクタイトから選択される少なくとも１つの粘土鉱物の代表物を含む土系において、その驚くべき効果を示す。
【００１３】
ポリカルボキシレートを基礎とする分散剤との組合せでポリアミン又はそれらの混合物を使用することも可能であり、それによって分散剤は、粘土に対して付着防止特性も示すことができる。
【００１４】
ＴＥＰＡ、他のポリアミン及び全ての分散剤は、本発明に従って、液体形で、及び／又は有利には一混合液体添加剤（ｏｎｅ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｌｉｑｕｉｄ ａｄｄｉｔｉｖｅ）として使用されうる。
【００１５】
付着性を低減することにおけるその驚くべき特徴のために、ポリアミンを、本発明に従って、有利にはトンネル掘削中に使用する。
【００１６】
驚くべきことに、新規の方法によって、ＴＥＰＡが、主に粘土材料としてイライトを含有する土中で、並びにＰＥＨＡが、主にカオリナイト及び／又はスメクタイトを含有する土中で、主に有利であることが示されている。
【００１７】
本発明の好ましい一実施態様において、前記方法は、ポリアミンを、粘土含有量に対して０．５〜２．０質量％、及び有利には１．０質量％の濃度で使用することを特徴とする。
【００１８】
本発明の好ましい一実施態様において、前記方法は、粘土が、イライト、カオリナイト及びスメクタイトからなる群から選択される少なくとも１種で示されることを特徴とする。
【００１９】
本発明の好ましい一実施態様において、前記方法は、ポリアミンを、ポリカルボキシレートを基礎とする分散剤と組み合わせて使用することを特徴とする。
【００２０】
本発明の他の好ましい一実施態様において、前記方法は、分散剤が、粘土に対して付着防止特性を有することを特徴とする。
【００２１】
本発明の他の好ましい一実施態様において、前記方法は、ポリアミン及び／又は分散剤を、液体形であり、及び有利には一混合液体添加物剤として使用することを特徴とする。
【００２２】
本発明の他の好ましい一実施態様において、前記液体は、液体添加剤を、粘土鉱物含有量に対して０．５〜２．０質量％、及び好ましくは１．０質量％の量で粘土含有土に適用することを特徴とする。
【００２３】
本発明の他の一実施態様において、前記方法は、粘土が主にイライトで示される場合に、ＴＥＰＡを使用することを特徴とする。
【００２４】
本発明の他の一実施態様において、前記方法は、粘土が主にカオリナイト及び／又はスメクタイトで示される場合に、ＰＥＨＡを使用することを特徴とする。
【００２５】
本発明の他の一実施態様において、前記方法は、トンネル掘削中にポリアミンを使用することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】混合物の同一の全体の含水率での、化学物質を有さない、並びにＴＥＴＡ、ＴＥＰＡ及びＰＥＨＡを有する混合パドルに付着する材料を示す図。
【図２】混合物の同一の全体の含有率での、化学物質を有さない、並びにＴＥＴＡ、ＴＥＰＡ及びＰＥＨＡを有する混合ボウルに付着する材料を示す図。
【００２７】
実施例は、イライト混合物のための付着低減添加剤として選択されたポリアミンの驚くべき利点を示す。
【００２８】
実施例１
合計４種の混合物の製造において、１５００ｇの乾燥イライト粉末、水の所望量（ＴＢＭ操作に適している）及び化学物質を、Ｈｏｂａｒｔ台所用ミキサーの混合ボウル中に秤量する。
１０２０ｇ（６８％）の水、化学物質なし；
１００５ｇ（６７％）の水、１５ｇのＴＥＴＡ（１％の乾燥イライト質量）；
１００５ｇ（６７％）の水、１５ｇのＴＥＰＡ（１％の乾燥イライト質量）；
１００５ｇ（６７％）の水、１５ｇのＰＥＨＡ（１％の乾燥イライト質量）。
【００２９】
ミキサー中の混合ボウル及び混合道具の設置後に、所望の混合物のための混合プロセスを開始した。固定混合時間（３分）後に、混合パドルに付着する土の質量を測定し、そしてミキサー中の湿った土の合計の初期質量で割った。
【００３０】
次に、残った土を有する混合ボウルをひっくり返した。ひっくり返した後にボウルに付着した土の質量を測定し、そしてひっくり返す前のボウル中の土の質量で割った。
【００３１】
図１は、同一の含水率であらゆる化学物質を有さない混合物（ペースト状混合物）と比較して、混合パドルに付着した材料に対する、１質量％の濃度での種々のポリアミン（ＴＥＴＡ、ＴＥＰＡ、ＰＥＨＡ）のイライト粘土への添加の影響を示す。ミキサー中の土の全質量に対するＨｏｂａｒｔ台所用ミキサーの混合パドルに付着した土の割合をプロットする。見て分かるように、この割合は、１質量％の濃度でポリアミンを添加した場合に劇的に減少する。
【００３２】
図２は、同一の含有量であらゆる化学物質を有さない混合物と比較して、混合ボウルに付着した材料に対する、１質量％の濃度での種々のポリアミン（ＴＥＴＡ、ＴＥＰＡ、ＰＥＨＡ）のイライト粘土への添加の影響を示す。混合後のボウル中の土に対するひっくり返した後のボウルに付着した土の割合をプロットする。この割合も、選択したポリアミンを添加する場合に劇的に減少する。
【００３３】
粘土含有土又は粘土自体の機械的特性、特に付着特性に対するＴＥＴＡ、ＴＥＰＡ及びＰＥＨＡの強い効果は、もはや、それらを混合した場合に観察されている。ＰＥＨＡの効果は、それ自体ＴＥＴＡよりも高い効率を有するＴＥＰＡの効果よりも高かった。これは、分子質量への依存性を観察できることを意味する。さらに、効率は、ポリアミンの濃度に依存することに注目できる。
【図１】
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【図２】
2014525980.tif 000003
【国際調査報告】
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