粉塵防止剤および粉塵防止方法
【課題】散布された粉塵防止剤が鉱石、石炭、土砂などの堆積物表面から内部まで充分に浸透するので粉塵防止効果が高い上、合成高分子のみではなく、汎用の合成高分子を使用しても、高分子物質が有する本来の微粉を結着させる効果を十分に発揮でき、コストダウンを図れ、適用可能な堆積物の範囲が広い粉塵防止剤およびそれを用いた粉塵防止方法の提供。
【解決手段】下記の水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）（イ）〜（ニ）から選択される一種以上と、ＨＬＢ（疎水性親水性バランス）が７〜１５の界面活性剤から選択される少なくとも一種との混合物からなる粉塵防止剤により課題を解決できる。水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）：（イ）アクリルアミド構成単位を含有する（共）重合物、（ロ）酢酸ビニル構成単位を含有する（共）重合物、（ハ）ビニルアルコール構成単位を含有する（共）重合物、（ニ）Ｎ−ビニルホルムアミド構成単位を含有する（共）重合物。
【解決手段】下記の水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）（イ）〜（ニ）から選択される一種以上と、ＨＬＢ（疎水性親水性バランス）が７〜１５の界面活性剤から選択される少なくとも一種との混合物からなる粉塵防止剤により課題を解決できる。水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）：（イ）アクリルアミド構成単位を含有する（共）重合物、（ロ）酢酸ビニル構成単位を含有する（共）重合物、（ハ）ビニルアルコール構成単位を含有する（共）重合物、（ニ）Ｎ−ビニルホルムアミド構成単位を含有する（共）重合物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉塵防止剤および粉塵防止方法に関し、さらに詳しくは、特定の構造単位を有する水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）群から選択される少なくとも一種と、非イオン性界面活性剤群から選択される一種以上との混合物からなる粉塵防止剤に関し、また鉱石、石炭、土砂などの堆積物の粉塵飛散防止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
製鉄所や火力発電所における石炭、コ―クス、鉱石、石炭灰や、造成地や採石現場における土砂は、通常、野積み状態で貯蔵されているため、風などにより微細な粉塵が空気中に飛散して作業環境や周囲環境の悪化を発生させるという問題がある。
【０００３】
従来、粉塵防止対策としては、大量の水散布を繰り返すことが行われているが、これらの野積堆積物の表面は通常疎水性であるため、粉塵の発生を効率的に防止することは困難である。
【０００４】
また、移送設備においては、堆積物がホッパーを閉塞することがあり、また粉塵がベルトコンベアに付着するなどの問題も生じていた。
さらに、近年、安定したエネルギー供給の観点から、安価な燃料源として石炭が見直されており、とりわけ、今まで利用価値の低かった亜瀝青炭や褐炭などの低品位炭の需要が高まっている。
【０００５】
しかし、これらの低品位炭は酸化されやすいため、サイロなどへの屋内貯蔵において長期間放置されると、石炭堆積物内部への空気の流入により、石炭が酸化反応を起こし、その反応熱が蓄積され、石炭の自然発火に至るといった問題が発生する場合があり、非常に危険である。
【０００６】
上記粉塵飛散防止のため、界面活性剤によって水分を堆積物内部まで浸透しやすく方法が提案されている。
例えば、ポリオキシエチレン系ＥＯ活性剤とアルコールを適用したものがある（特許文献１参照）。しかしこの方法は、水分は堆積物内部まで浸透するが、堆積物表面を固着させる機能が低いため飛散防止には効果が弱い。
【０００７】
そこで堆積物表面を固着させる目的とした例に、ポリビニルアルコールを使用したり（特許文献２参照）、高分子を主体した組成物を使用したり（特許文献３参照）、またこれらの改良方法としてアルコールと高分子からなる組成物を使用する例がある（特許文献４参照）が、堆積物には微細粒子が混入しており、これが水分をはじき、予想以上に撥水性表面となっているため、いずれも表面浸透性に問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３３６３９６号公報
【特許文献２】特開２００５−２９６７２９号公報
【特許文献３】特開２００６−２７３４８９号公報
【特許文献４】特開平１１−０８０７２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記特許文献に記載された高分子物質を応用した粉塵防止剤は、鉱石、石炭、土砂などの堆積物への浸透性が十分ではなかった。
すなわち前記鉱物の堆積物は、微粉が混在していることが普通であり、高分子物質のエマルジョンあるいは水溶液が浸透し難い場合があった。このため堆積物表面から一定の厚さまでしか粉塵防止剤が浸透しないので、粉塵防止効果が低下してしまい、高分子物質本来の微粉を結着させる効果が十分に発揮されないという問題があった。
また高分子物質は、ポリ酢酸ビニル系などごく限られた合成高分子のみ応用されていた。
【００１０】
本発明の第１の目的は、鉱石、石炭、土砂などの堆積物の粉塵飛散防止剤であって、粉塵防止剤が堆積物表面から内部まで充分に浸透するので粉塵防止効果が高い上、合成高分子のみではなく、汎用の合成高分子を使用しても、高分子物質が有する本来の微粉を結着させる効果を十分に発揮させることができるので、コストダウンを図ることができ、適用可能な堆積物の範囲が広い、粉塵防止剤を提供することである。
本発明の第２の目的は、そのような粉塵防止効果の高い粉塵防止剤を用いて容易に粉塵防止する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
題記課題を解決するための本発明の請求項１記載の粉塵防止剤は、下記の水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）（イ）〜（ニ）から選択される一種以上と、ＨＬＢ（疎水性親水性バランス）が７〜１５の界面活性剤から選択される少なくとも一種との混合物からなることを特徴とする。
【００１２】
水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）：
（イ）アクリルアミド構成単位を含有する（共）重合物
（ロ）酢酸ビニル構成単位を含有する（共）重合物
（ハ）ビニルアルコール構成単位を含有する（共）重合物
（ニ）Ｎ−ビニルホルムアミド構成単位を含有する（共）重合物
【００１３】
本発明の請求項２記載の粉塵防止剤は、請求項１に記載の粉塵防止剤において、前記界面活性剤が、下記一般式（１）で表される非イオン性界面活性剤（Ｂ）から選択される少なくとも一種であることを特徴とする。
【００１４】
【化１】
【００１５】
（一般式（１）において、ＰはＣＯＯあるいはＯを示し、Ｃｍは炭素数ｍが９〜２４の脂肪族アルキル基を示し、ｎはエチレンオキサイド平均付加モル数を示し、５〜２０である。）
【００１６】
本発明の請求項３記載の粉塵防止剤は、請求項１あるいは請求項２に記載の粉塵防止剤において、前記界面活性剤が、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム（Ｃ20Ｈ37ＮａＯ7 Ｓ）およびグリセリンの混合物からなるものであることを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項４記載の粉塵防止剤は、請求項１に記載の粉塵防止剤において、前記水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）中の、（イ）アクリルアミド構成単位、（ロ）酢酸ビニル構成単位、（ハ）ビニルアルコール構成単位および（ニ）Ｎ−ビニルホルムアミド構成単位がそれぞれ５０モル％以上、１００モル％以下であることを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項５記載の粉塵防止剤は、請求項２〜４のいずれか１項に記載の粉塵防止剤において、前記水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）と前記界面活性剤（Ｂ）の混合割合（質量比）が（Ａ）：（Ｂ）＝８５：１５〜９９．９：０．１の範囲であることを特徴とする。
【００１９】
本発明の請求項６記載の粉塵防止剤は、請求項２〜５のいずれか１項に記載の粉塵防止剤において、前記水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）と前記界面活性剤（Ｂ）が水性混合液であることを特徴とする。
【００２０】
本発明の請求項７は、請求項１〜６のいずれか１項に記載された粉塵防止剤の水溶液あるいは水希釈液を、炭素質物質、鉱物および無機物から選ばれる一種以上の堆積物に散布することを特徴とする粉塵防止方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の請求項１記載の粉塵防止剤は、前記の水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）（イ）〜（ニ）から選択される一種以上と、ＨＬＢ（疎水性親水性バランス）が７〜１５の界面活性剤から選択される少なくとも一種との混合物からなることを特徴とするものであり、
堆積物は、微粉が混在していることが普通であり、従来の高分子物質のエマルジョンあるいは水溶液は堆積物表面から一定の厚さまでしか浸透しないので、粉塵防止効果が低いという問題があったが、本発明の粉塵防止剤は、従来の粉塵防止剤の問題を解決し、鉱石、石炭、土砂などの堆積物の表面からより内部まで充分に浸透するので粉塵防止効果が非常に高い上、合成高分子のみではなく、汎用の合成高分子を使用しても、高分子物質が有する本来の微粉を結着させる効果を十分に発揮させることができるので、コストダウンを図ることができ、適用可能な堆積物の範囲が広い、という顕著な効果を奏する。
【００２２】
本発明の請求項２記載の粉塵防止剤は、請求項１に記載の粉塵防止剤において、前記界面活性剤が、前記一般式（１）で表される非イオン性界面活性剤（Ｂ）から選択される少なくとも一種であることを特徴とするものであり、
鉱石、石炭、土砂などの堆積物の表面から内部までより充分に浸透するので、高分子物質が有する本来の微粉を結着させる効果をより十分に発揮させることができ、粉塵防止効果がより高くなるという、さらなる顕著な効果を奏する。
【００２３】
本発明の請求項３記載の粉塵防止剤は、請求項１あるいは請求項２に記載の粉塵防止剤において、前記界面活性剤が、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム（Ｃ20Ｈ37ＮａＯ7 Ｓ）およびグリセリンの混合物からなるものであることを特徴とするものであり、
堆積物の表面から内部までより充分に浸透する他、湿潤性も向上して乾きを防止するので、粉塵防止効果がさらにより高くなるという、さらなる顕著な効果を奏する。
【００２４】
本発明の請求項４記載の粉塵防止剤は、請求項１に記載の粉塵防止剤において、前記水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）中の、（イ）アクリルアミド構成単位、（ロ）酢酸ビニル構成単位、（ハ）ビニルアルコール構成単位および（ニ）Ｎ−ビニルホルムアミド構成単位がそれぞれ５０モル％以上、１００モル％以下であることを特徴とするものであり、
水分散性高分子（Ａ）中の各構成単位をそれぞれ５０モル％以上、１００モル％以下の範囲とすることにより、高分子物質が有する本来の微粉を結着させる効果をより十分に発揮させることができるので、粉塵防止効果がさらにより高くなるという、さらなる顕著な効果を奏する。
【００２５】
本発明の請求項５記載の粉塵防止剤は、請求項２〜４のいずれか１項に記載の粉塵防止剤において、前記水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）と前記界面活性剤（Ｂ）の混合割合（質量比）が（Ａ）：（Ｂ）＝８５：１５〜９９．９：０．１の範囲であることを特徴とするものであり、
（Ａ）：（Ｂ）の混合割合（質量比）をこの範囲とすることにより、堆積物の表面から内部までよく浸透する上、高分子物質が有する本来の微粉を結着させる効果も高く、浸透性と結着性とのバランスがよく、しかも安価であるという、さらなる顕著な効果を奏する。
【００２６】
本発明の請求項６記載の粉塵防止剤は、請求項２〜５のいずれか１項に記載の粉塵防止剤において、前記水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）と前記界面活性剤（Ｂ）が水性混合液であることを特徴とするものであり、
粉塵防止効果が高い上、環境や人に優しく、取り扱い性がよく、しかも安価であるという、さらなる顕著な効果を奏する。
【００２７】
本発明の請求項７は、請求項１〜６のいずれか１項に記載された粉塵防止剤の水溶液あるいは水希釈液を、炭素質物質、鉱物および無機物から選ばれる一種以上の堆積物に散布することを特徴とする粉塵防止方法であり、
粉塵防止効果の高い上、環境や人に優しく、取り扱い性がよく、しかも安価である粉塵防止剤を用いて容易に粉塵防止することができるという顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に本発明の内容を詳細に説明する。
本発明で使用する水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）は、下記の（イ）〜（ニ）から選択される一種以上である。
【００２９】
（イ）アクリルアミド構成単位を含有する（共）重合物
（ロ）酢酸ビニル構成単位を含有する（共）重合物
（ハ）ビニルアルコール構成単位を含有する（共）重合物
（ニ）Ｎ−ビニルホルムアミド構成単位を含有する（共）重合物
【００３０】
前記（イ）アクリルアミド構成単位を含有する（共）重合物は、以下に例示する単量体を使用し、重合した、非イオン性、カチオン性、アニオン性あるいは両性水溶性あるいは水分散性高分子ある。
前記非イオン性の水溶性あるいは水分散性高分子は、アクリルアミドを主体として重合する。アクリルアミド以外の非イオン性単量体は、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、酢酸ビニル、アクリロニトリル、アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、ジアセトンアクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、アクリロイルモルホリンなどがあげられる。
【００３１】
前記カチオン性の水溶性あるいは水分散性高分子は、以下に例示するカチオン性単量体の重合体あるいは共重合体である。
カチオン性単量体の例として、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリル酸エステルあるいはＮ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリル酸アミド、およびハロゲン化低級アルキルやハロゲン化ベンジルによる四級化物である。
すなわち（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチルあるいはジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドなどである。
四級化物としては、（メタ）アクリロイルオキシアルキル４級アンモニウム塩、（メタ）アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、（メタ）アクリロイルオキシエチルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、（メタ）アクリロイルオキシ−２−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムブロマイド、（メタ）アクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、（メタ）アクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムメチルサルフェートなどである。
【００３２】
前記アニオン性の水溶性あるいは水分散性高分子は、アクリルアミドを主体とし、以下に例示するアニオン性単量体との共重合体である。
アニオン性単量体の例は、ビニルスルホン酸、ビニルベンゼンスルホン酸あるいは２−アクリルアミド２−メチルプロパンスルホン酸、メタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸あるいはｐ−カルボキシスチレンなどである。
【００３３】
前記両性の水溶性あるいは水分散性高分子は、アクリルアミドを主体とし、上記のカチオン性単量体およびアニオン性単量体を共重合して製造することができる。
【００３４】
これら水溶性高分子あるいは水分散性高分子におけるアクリルアミドの共重合比は、好ましくは５０モル％以上、１００モル％以下であり、カチオン性単量体あるいはアニオン性単量体の共重合比は０〜５０モル％以下である。
また更に好ましくはアクリルアミドの共重合比は、７０モル％以上、１００モル％以下であり、カチオン性単量体あるいはアニオン性単量体の共重合比は０〜７０モル％以下である。
【００３５】
アクリルアミドの共重合比が５０モル％未満では、結着性が低下する恐れがある。
また分子量は重量平均分子量で１００万〜２０００万であり、好ましくは２００万〜１５００万であり、最も好ましくは２００万〜１０００万である。
重量平均分子量が１００万未満では結着性が低下する恐れがあり、２０００万を超えると水溶液の粘性が高くなりすぎ取り扱いが悪くなる。
【００３６】
前記（ロ）酢酸ビニル構成単位を含有する（共）重合物は、酢酸ビニル重合物、あるいは酢酸ビニルと共重合し得る他の単量体との共重合物である。
すなわち上記に述べたカチオン性単量体、アニオン性単量体、非イオン性単量体と共重合することによって製造することができる。
これら水溶性高分子あるいは水分散性高分子における酢酸ビニルの共重合比は、好ましくは５０モル％以上、１００モル％以下であり、カチオン性単量体、非イオン性単量体、あるいはアニオン性単量体の共重合比は０〜５０モル％以下である。
また更に好ましくは酢酸ビニルの共重合比は、７０モル％以上、１００モル％以下であり、カチオン性単量体、非イオン性単量体あるいはアニオン性単量体の共重合比は０〜７０モル％以下である。
【００３７】
酢酸ビニルの共重合比が５０モル％未満では結着性が低下する恐れがある。
分子量は重量平均分子量で１万〜５００万であり、好ましくは１０万〜５００万であり、最も好ましくは５０万〜５００万である。
重量平均分子量が１万未満では結着性が低下し、５００万を超えると分散液の粘性が高くなり取り扱いが悪くなる。
【００３８】
前記（ハ）ビニルアルコール構成単位を含有する（共）重合物は、カルボン酸ビニルエステルの重合物、あるいは共重合し得る他の単量体との共重合物をアルカリ性下で加水分解して製造することができる。
カルボン酸ビニルエスとしては、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、トリフルオロ酢酸ビニルなどが例示され、入手の容易さの観点から、酢酸ビニルが好ましい。
また共重合し得る他の単量体は、上記に述べたカチオン性単量体、アニオン性単量体、非イオン性単量体と共重合し、アルカリ性下で加水分解して製造することができる。
これら水溶性高分子あるいは水分散性高分子におけるビニルアルコール構造単位の共重合比は、好ましくは５０モル％以上、１００モル％以下であり、カチオン性単量体、非イオン性単量体、あるいはアニオン性単量体の共重合比は０〜５０モル％以下である。
また更に好ましくはビニルアルコール構造単位の共重合比は、７０モル％以上、１００以下であり、カチオン性単量体、非イオン性単量体あるいはアニオン性単量体の共重合比は０〜７０モル％以下である。
【００３９】
ビニルアルコールの共重合比が５０モル％未満では結着性が低下する恐れがある。
分子量は重量平均分子量で１万〜５００万であり、好ましくは１０万〜５００万であり、最も好ましくは５０万〜５００万である。
重量平均分子量が１万未満では結着性が低下し、５００万を超えると水溶液の粘性が高くなり取り扱いが悪くなる。
【００４０】
前記（ニ）Ｎ−ビニルホルムアミド構成単位を含有する（共）重合物は、Ｎ−ビニルホルムアミド重合物、あるいはＮ−ビニルホルムアミドと共重合し得る他の単量体との共重合物である。
すなわち上記に述べたカチオン性単量体、アニオン性単量体、非イオン性単量体と共重合することによって製造することができる。
これら水溶性高分子あるいは水分散性高分子におけるＮ−ビニルホルムアミドの共重合比は、好ましくは５０モル％以上、１００モル％以下であり、カチオン性単量体、非イオン性単量体、あるいはアニオン性単量体の共重合比は０〜５０モル％以下である。
また更に好ましくはＮ−ビニルホルムアミドの共重合比は、７０モル％以上、１００モル％以下であり、カチオン性単量体、非イオン性単量体あるいはアニオン性単量体の共重合比は０〜７０モル％以下である。
【００４１】
Ｎ−ビニルホルムアミドの共重合比が５０モル％未満では結着性が低下する恐れがある。
分子量は重量平均分子量で１００万〜１５００万であり、好ましくは２００万〜１０００万であり、最も好ましくは３００万〜１０００万である。
重量平均分子量が１００万未満では結着性が低下し、１５００万を超えると水溶液の粘性が高くなり取り扱いが悪くなる。
【００４２】
本発明で使用する界面活性剤は、非イオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤あるいは両性界面活性剤が使用可能である。
非イオン性界面活性剤の例としては、ラウリルアルコールポリオキシエチレンエーテルなどの高級アルコールエチレンオキシド付加物；ステアリン酸ソルビタンジエステル、オレイン酸ソルビタンモノエステルなどの高級脂肪酸エステル；ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル；Ｎ，Ｎ−ジヒドロキシエチルラウリルアミドなどの長鎖アルキルアルカノールアミド；オレイン酸ソルビタンエステルエチレンオキシド付加物などの脂肪酸ソルビタンエステルエチレンオキシド付加物などが挙げられる。
これらのうち好ましいものは高級アルコールエチレンオキシド付加物、高級脂肪酸エステルおよび長鎖アルキルアルカノールアミドである。
【００４３】
アニオン性界面活性剤の例としては、オレイン酸石けんなどのカルボン酸塩型；高級アルコール硫酸エステル塩などの硫酸エステル塩型；スルホコハク酸ジエステルなどのスルホン酸塩型；高級アルコールリン酸エステル塩などのリン酸エステル塩型が挙げられる。
【００４４】
カチオン性界面活性剤の例としては、脂肪族アミンエチレンオキシド付加物または、高級脂肪族アミンの塩などのアミン塩型；高級アルキルアミンアンモニウム塩などの第４級アンモニウム塩型が挙げられる。
本発明で使用する両性界面活性剤の例としては、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ココアシドプロピルベタイン、ジメチルラウリルベタイン、ビス（２−ヒドロキシエチル）ラウリルベタイン、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルベタイン、ココアンホ酢酸ナトリウム、シクロヘキシルラウリルアミンオキシド、ジメチルラウリルアミンオキシド、ビス（２−ヒドロキシエチル）ラウリルアミンオキシド、オレイルベタイン、ステアリルベタイン、ミリスチルベタイン、ステアリルジヒドロキシエチルベタイン、2-アルキル−Ｎ−カルボキシメチル−Ｎ−ヒドロキシエテルイミダゾリニウムベタインなどが挙げられる。
【００４５】
本発明で使用する界面活性剤は、水溶性あるいは水分散性高分子と混合するため親水性であることが好ましい。
アルキル基の炭素数は９〜２４の脂肪族が好ましく、またエチレンオキサイド平均付加モル数は、５〜２０の数であることが好ましい。またＨＬＢ（疎水性親水性バランス）で表わすと、その値は好ましくは７〜１５、更に好ましくは１０〜１５である親水性界面活性剤である。
【００４６】
ＨＬＢ（疎水性親水性バランス）が７未満では疎水性が高くなり堆積物への浸透性が低下し、１５を超えると、界面活性が低下し、やはり堆積物への浸透性が低下する。
アルキル基の炭素数が９未満、あるいは２４を超えると本発明で使用する界面活性剤のＨＬＢが得られない場合があり、使用しないほうが好ましい。
エチレンオキサイド平均付加モル数が５未満、あるいは２０を超えると本発明で使用する界面活性剤のＨＬＢが得られない場合があり、使用しないほうが好ましい。
【００４７】
そのような界面活性剤としては、ここでポリオキシエチレン鎖をＰＯＥで表わせば、例えばＰＯＥソルビタンモノステアレートなどのＰＯＥソルビタン脂肪酸エステル類、ＰＯＥソルビットモノオレエートなどのＰＯＥソルビット脂肪酸エステル、ＰＯＥグリセリンモノイソステアレートなどのＰＯＥグリセリン脂肪酸エステル類、ＰＯＥステアリルエーテル、ＰＯＥコレスタノールエーテルなどのＰＯＥアルキルエーテル、ＰＯＥノニルフェニルエーテルなどのＰＯＥアルキルフェニルエーテル、プルロニックなどのプルアロニック型類、またポリオキシプロピレン鎖をＰＯＰで表せば、ＰＯＥ・ＰＯＰセチルエーテルなどのＰＯＥ・ＰＯＰアルキルエーテル、テトロニックなどのテトラＰＯＥ・テトラＰＯＰエチレンジアミン縮合体、ＰＯＥヒマシ油、ＰＯＥ硬化ヒマシ油などのＰＯＥヒマシ油硬化ヒマシ油誘導体、ＰＯＥミツロウ・ラノリン誘導体、アルカノールアミド、ＰＯＥプロピレングリコール脂肪酸エステルなどが挙げられるが、上記の界面活性剤に限定されるものではない。
またこれらの界面活性剤の一種または二種以上を組み合わせて適宜に配合することができる。
【００４８】
特に好ましい界面活性剤は、下記一般式（１）で表される非イオン性界面活性剤（Ｂ）である。
【００４９】
【化２】
【００５０】
（一般式（１）において、ＰはＣＯＯあるいはＯを示し、Ｃｍは炭素数ｍが９〜２４の脂肪族アルキル基を示し、ｎはエチレンオキサイド平均付加モル数を示し、５〜２０である。）
【００５１】
すなわち上記非イオン性界面活性剤は、ポリオキシエチレンアルキルエステルあるいはポリオキシエチレンアルキルエーテルであるが、最も好ましい非イオン性界面活性剤は、ポリオキシエチレンアルキルエーテルである。
また、アルキル基は炭素数９〜２４の脂肪族が好ましいが、最も好ましいアルキル基は炭素数１２〜２０の脂肪族である。
【００５２】
更に本発明の粉塵防止剤は、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム（Ｃ20Ｈ37ＮａＯ7 Ｓ）およびグリセリンを含有していることが好ましい。
これら物質の含有量としては、上記非イオン性界面活性剤に対しスルホコハク酸ジオクチルナトリウムは、１〜２０質量％が好ましく、特に３〜１０質量％であることが好ましい。
【００５３】
スルホコハク酸ジオクチルナトリウムが１質量％未満では粉塵飛散防止剤の浸透性が低下し、２０質量％を超えると水溶性あるいは水分散性高分子の含有量が減少し、その結果、石炭微粉塵への結着性が低下する。
またグリセリンは、上記非イオン性界面活性剤に対し１〜２０質量％が好ましく、特に３〜１０質量％であることが好ましい。
グリセリンは浸透性向上とともに湿潤剤として働き、乾きを防止する機能を有し、粉塵防止剤としての機能を高める。
グリセリンが１質量％未満では湿潤剤としての機能が低下し、２０質量％を超えると水溶性あるいは水分散性高分子の含有量が減少し、その結果、石炭微粉塵への結着性が低下する。
【００５４】
非イオン性界面活性剤の混合比は、粉塵防止剤に対し０．１〜１０質量％が好ましく、特に１〜６質量％が好ましい。
非イオン性界面活性剤が０．１質量％未満では浸透性が十分ではない。非イオン性界面活性剤が１０質量％を超えるとコスト的に高くなり適当ではない。
【００５５】
散布における粉塵防止剤希釈液濃度は０．０１〜５質量％であることが好ましく、０．１〜２．５質量％であることが更に好ましい。
粉塵防止剤溶液の濃度が０．０１質量％未満であると、高分子物質の微細粒子固着作用が弱く、乾燥時に期待する粉塵防止機能が得られない。逆に５質量％を超えると、溶液粘度が高くなり、散布効率が低下し、またその結果多量に散布することになり、コスト的に不利である。また同時に期待する粉塵防止機能も得られない。
【００５６】
更に本発明で使用する高分子物質、すなわち（イ）アクリルアミド構成単位を含有する（共）重合物、（ロ）酢酸ビニル構成単位を含有する（共）重合物、（ハ）ビニルアルコール構成単位を含有する（共）重合物あるいは（ニ）Ｎ−ビニルホルムアミド構成単位を含有する（共）重合物を任意に混合し、用いることもできる。
これらは堆積物の種類により、あるいは粉塵防止剤の価格などにより適宜決めていけばよい。
【００５７】
本発明の粉塵防止剤は、界面活性剤が粉末状である場合は、水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）の粉末と混合した粉末タイプでも良いが、配合する界面活性剤が液体である場合が多いので、水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）の水溶液と混合した液状品タイプが好ましい。
【００５８】
堆積物への散布は、野積みヤードやサイロなどの貯蔵施設、リクレーマーやベルトコンベヤーなどの移送設備のシュート部やホッパー部において、散水車やスプリンクラーなどにより行うことができる。
本発明で使用する粉塵防止剤の溶解は、ラインブレンダーや希釈タンクでのミキシングにより行うことができる。
通常、溶解は水が使用されるが、水に混和性の有機溶剤を混合して使用することは特に問題はない。
【００５９】
本発明の粉塵防止剤を適用しうる堆積物としては、例えば、石炭、コークス、おがくず、肥料などの炭素質物質、鉄鉱石、鉄鋼スラグなどの鉱物、フライアッシュ、石綿、セメント、土砂などの無機物などが挙げられるが、そのうち、炭素質物質、特に石炭、コークスなど微粒子が可燃性あるいは爆発性のあるものに適用することは、事故防止の点からも好ましい。
【実施例】
【００６０】
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて、更に具体的に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６１】
（実施例１〜６）
（粉塵防止剤の調製）
表１に記載した水溶性あるいは水分散性高分子（試料名：高分子−１〜高分子−６、試料番号：Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６）と、表１に記載した界面活性剤（試料名：活性剤−１〜活性剤−２、試料番号：Ｎｏ．７〜Ｎｏ．８）およびグリセリンを、それぞれ表２に示した配合割合で配合し、本発明の粉塵防止剤：試作−１〜試作−４を調製し、そしてグリセリンは配合しないで、本発明の粉塵防止剤：試作−５〜試作−６を調製した。
【００６２】
（比較例１〜５）
（粉塵防止剤の調製）
界面活性剤およびグリセリンを配合せずに、表１に記載した水溶性あるいは水分散性高分子（試料名：高分子−１〜高分子−６、試料番号：Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６）のみからなる、比較のための粉塵防止剤：試作−７〜試作−１２を調製した。
【００６３】
【表１】
【００６４】
表１中の、ＶＡｃは酢酸ビニル構造単位、ＡＡＭはアクリルアミド構造単位、ＤＭＣはメタクロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド構造単位、ＡＡＣはアクリル酸構造単位、ＮＶＦはＮ−ビニルホルムアミド構造単位、ＶＡはビニルアルコール構造単位、ＥＯはオキシエチレン構造単位、ｎはオキシエチレン構造単位平均付加モル数をそれぞれ示す。
【００６５】
【表２】
【００６６】
（粉塵飛散防止試験）
表２に示した本発明の粉塵防止剤：試作−１〜試作−６（実施例１〜６）および比較のための粉塵防止剤：試作−７〜試作−１２（比較例１〜６）を各々０．１質量％水に溶解し粉塵飛散防止試験に用いた。
亜瀝青炭の４５μｍアンダー微粉１０ｇをガラス瓶に入れ、本発明の粉塵防止剤：試作−１〜試作−６（実施例１〜６）および比較のための粉塵防止剤：試作−７〜試作−１２（比較例１〜６）の０．１質量％水溶液を、石炭に対し２．０質量％噴霧して１５分間静置した後、塊を崩さないように持ち上げ、高さ５０ｃｍから落下させたときに飛散した粉塵を両面テープで捕捉して、付着した粉塵数を計測した。
【００６７】
水だけを使用して前記と同様にして粉塵飛散防止試験を行った場合（比較例７）の粉塵数を１００として、本発明の粉塵防止剤：試作−１〜試作−６（実施例１〜６）および比較のための粉塵防止剤：試作−７〜試作−１２（比較例１〜６）の相対的捕捉粉塵数を求め、結果をまとめて表３に示す。
【００６８】
【表３】
【００６９】
表３から、本発明の粉塵防止剤：試作−１〜試作−６（実施例１〜６）は優れた粉塵防止効果を示すのに対して、比較のための粉塵防止剤：試作−７〜試作−１２（比較例１〜６）は、水だけを使用した場合（比較例７）よりは優れた粉塵防止効果を示すが、粉塵防止効果が劣ることが判る。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
石炭、コークス、おがくず、肥料などの炭素質物質、鉄鉱石、鉄鋼スラグなどの鉱物、フライアッシュ、石綿、セメント、土砂などの堆積物は、微粉が混在していることが普通であり、従来の高分子物質のエマルジョンあるいは水溶液は堆積物表面から一定の厚さまでしか浸透しないので、粉塵防止効果が低いという問題があったが、本発明の粉塵防止剤は、従来の粉塵防止剤の問題を解決し、鉱石、石炭、土砂などの堆積物の表面からより内部まで充分に浸透し粉塵防止効果が非常に高い上、合成高分子のみではなく、汎用の合成高分子を使用しても、高分子物質が有する本来の微粉を結着させる効果を十分に発揮させることができるので、コストダウンを図ることができ、適用可能な堆積物の範囲が広がる、という顕著な効果を奏するので産業上の利用価値が高い。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉塵防止剤および粉塵防止方法に関し、さらに詳しくは、特定の構造単位を有する水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）群から選択される少なくとも一種と、非イオン性界面活性剤群から選択される一種以上との混合物からなる粉塵防止剤に関し、また鉱石、石炭、土砂などの堆積物の粉塵飛散防止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
製鉄所や火力発電所における石炭、コ―クス、鉱石、石炭灰や、造成地や採石現場における土砂は、通常、野積み状態で貯蔵されているため、風などにより微細な粉塵が空気中に飛散して作業環境や周囲環境の悪化を発生させるという問題がある。
【０００３】
従来、粉塵防止対策としては、大量の水散布を繰り返すことが行われているが、これらの野積堆積物の表面は通常疎水性であるため、粉塵の発生を効率的に防止することは困難である。
【０００４】
また、移送設備においては、堆積物がホッパーを閉塞することがあり、また粉塵がベルトコンベアに付着するなどの問題も生じていた。
さらに、近年、安定したエネルギー供給の観点から、安価な燃料源として石炭が見直されており、とりわけ、今まで利用価値の低かった亜瀝青炭や褐炭などの低品位炭の需要が高まっている。
【０００５】
しかし、これらの低品位炭は酸化されやすいため、サイロなどへの屋内貯蔵において長期間放置されると、石炭堆積物内部への空気の流入により、石炭が酸化反応を起こし、その反応熱が蓄積され、石炭の自然発火に至るといった問題が発生する場合があり、非常に危険である。
【０００６】
上記粉塵飛散防止のため、界面活性剤によって水分を堆積物内部まで浸透しやすく方法が提案されている。
例えば、ポリオキシエチレン系ＥＯ活性剤とアルコールを適用したものがある（特許文献１参照）。しかしこの方法は、水分は堆積物内部まで浸透するが、堆積物表面を固着させる機能が低いため飛散防止には効果が弱い。
【０００７】
そこで堆積物表面を固着させる目的とした例に、ポリビニルアルコールを使用したり（特許文献２参照）、高分子を主体した組成物を使用したり（特許文献３参照）、またこれらの改良方法としてアルコールと高分子からなる組成物を使用する例がある（特許文献４参照）が、堆積物には微細粒子が混入しており、これが水分をはじき、予想以上に撥水性表面となっているため、いずれも表面浸透性に問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３３６３９６号公報
【特許文献２】特開２００５−２９６７２９号公報
【特許文献３】特開２００６−２７３４８９号公報
【特許文献４】特開平１１−０８０７２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記特許文献に記載された高分子物質を応用した粉塵防止剤は、鉱石、石炭、土砂などの堆積物への浸透性が十分ではなかった。
すなわち前記鉱物の堆積物は、微粉が混在していることが普通であり、高分子物質のエマルジョンあるいは水溶液が浸透し難い場合があった。このため堆積物表面から一定の厚さまでしか粉塵防止剤が浸透しないので、粉塵防止効果が低下してしまい、高分子物質本来の微粉を結着させる効果が十分に発揮されないという問題があった。
また高分子物質は、ポリ酢酸ビニル系などごく限られた合成高分子のみ応用されていた。
【００１０】
本発明の第１の目的は、鉱石、石炭、土砂などの堆積物の粉塵飛散防止剤であって、粉塵防止剤が堆積物表面から内部まで充分に浸透するので粉塵防止効果が高い上、合成高分子のみではなく、汎用の合成高分子を使用しても、高分子物質が有する本来の微粉を結着させる効果を十分に発揮させることができるので、コストダウンを図ることができ、適用可能な堆積物の範囲が広い、粉塵防止剤を提供することである。
本発明の第２の目的は、そのような粉塵防止効果の高い粉塵防止剤を用いて容易に粉塵防止する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
題記課題を解決するための本発明の請求項１記載の粉塵防止剤は、下記の水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）（イ）〜（ニ）から選択される一種以上と、ＨＬＢ（疎水性親水性バランス）が７〜１５の界面活性剤から選択される少なくとも一種との混合物からなることを特徴とする。
【００１２】
水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）：
（イ）アクリルアミド構成単位を含有する（共）重合物
（ロ）酢酸ビニル構成単位を含有する（共）重合物
（ハ）ビニルアルコール構成単位を含有する（共）重合物
（ニ）Ｎ−ビニルホルムアミド構成単位を含有する（共）重合物
【００１３】
本発明の請求項２記載の粉塵防止剤は、請求項１に記載の粉塵防止剤において、前記界面活性剤が、下記一般式（１）で表される非イオン性界面活性剤（Ｂ）から選択される少なくとも一種であることを特徴とする。
【００１４】
【化１】
【００１５】
（一般式（１）において、ＰはＣＯＯあるいはＯを示し、Ｃｍは炭素数ｍが９〜２４の脂肪族アルキル基を示し、ｎはエチレンオキサイド平均付加モル数を示し、５〜２０である。）
【００１６】
本発明の請求項３記載の粉塵防止剤は、請求項１あるいは請求項２に記載の粉塵防止剤において、前記界面活性剤が、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム（Ｃ20Ｈ37ＮａＯ7 Ｓ）およびグリセリンの混合物からなるものであることを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項４記載の粉塵防止剤は、請求項１に記載の粉塵防止剤において、前記水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）中の、（イ）アクリルアミド構成単位、（ロ）酢酸ビニル構成単位、（ハ）ビニルアルコール構成単位および（ニ）Ｎ−ビニルホルムアミド構成単位がそれぞれ５０モル％以上、１００モル％以下であることを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項５記載の粉塵防止剤は、請求項２〜４のいずれか１項に記載の粉塵防止剤において、前記水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）と前記界面活性剤（Ｂ）の混合割合（質量比）が（Ａ）：（Ｂ）＝８５：１５〜９９．９：０．１の範囲であることを特徴とする。
【００１９】
本発明の請求項６記載の粉塵防止剤は、請求項２〜５のいずれか１項に記載の粉塵防止剤において、前記水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）と前記界面活性剤（Ｂ）が水性混合液であることを特徴とする。
【００２０】
本発明の請求項７は、請求項１〜６のいずれか１項に記載された粉塵防止剤の水溶液あるいは水希釈液を、炭素質物質、鉱物および無機物から選ばれる一種以上の堆積物に散布することを特徴とする粉塵防止方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の請求項１記載の粉塵防止剤は、前記の水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）（イ）〜（ニ）から選択される一種以上と、ＨＬＢ（疎水性親水性バランス）が７〜１５の界面活性剤から選択される少なくとも一種との混合物からなることを特徴とするものであり、
堆積物は、微粉が混在していることが普通であり、従来の高分子物質のエマルジョンあるいは水溶液は堆積物表面から一定の厚さまでしか浸透しないので、粉塵防止効果が低いという問題があったが、本発明の粉塵防止剤は、従来の粉塵防止剤の問題を解決し、鉱石、石炭、土砂などの堆積物の表面からより内部まで充分に浸透するので粉塵防止効果が非常に高い上、合成高分子のみではなく、汎用の合成高分子を使用しても、高分子物質が有する本来の微粉を結着させる効果を十分に発揮させることができるので、コストダウンを図ることができ、適用可能な堆積物の範囲が広い、という顕著な効果を奏する。
【００２２】
本発明の請求項２記載の粉塵防止剤は、請求項１に記載の粉塵防止剤において、前記界面活性剤が、前記一般式（１）で表される非イオン性界面活性剤（Ｂ）から選択される少なくとも一種であることを特徴とするものであり、
鉱石、石炭、土砂などの堆積物の表面から内部までより充分に浸透するので、高分子物質が有する本来の微粉を結着させる効果をより十分に発揮させることができ、粉塵防止効果がより高くなるという、さらなる顕著な効果を奏する。
【００２３】
本発明の請求項３記載の粉塵防止剤は、請求項１あるいは請求項２に記載の粉塵防止剤において、前記界面活性剤が、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム（Ｃ20Ｈ37ＮａＯ7 Ｓ）およびグリセリンの混合物からなるものであることを特徴とするものであり、
堆積物の表面から内部までより充分に浸透する他、湿潤性も向上して乾きを防止するので、粉塵防止効果がさらにより高くなるという、さらなる顕著な効果を奏する。
【００２４】
本発明の請求項４記載の粉塵防止剤は、請求項１に記載の粉塵防止剤において、前記水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）中の、（イ）アクリルアミド構成単位、（ロ）酢酸ビニル構成単位、（ハ）ビニルアルコール構成単位および（ニ）Ｎ−ビニルホルムアミド構成単位がそれぞれ５０モル％以上、１００モル％以下であることを特徴とするものであり、
水分散性高分子（Ａ）中の各構成単位をそれぞれ５０モル％以上、１００モル％以下の範囲とすることにより、高分子物質が有する本来の微粉を結着させる効果をより十分に発揮させることができるので、粉塵防止効果がさらにより高くなるという、さらなる顕著な効果を奏する。
【００２５】
本発明の請求項５記載の粉塵防止剤は、請求項２〜４のいずれか１項に記載の粉塵防止剤において、前記水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）と前記界面活性剤（Ｂ）の混合割合（質量比）が（Ａ）：（Ｂ）＝８５：１５〜９９．９：０．１の範囲であることを特徴とするものであり、
（Ａ）：（Ｂ）の混合割合（質量比）をこの範囲とすることにより、堆積物の表面から内部までよく浸透する上、高分子物質が有する本来の微粉を結着させる効果も高く、浸透性と結着性とのバランスがよく、しかも安価であるという、さらなる顕著な効果を奏する。
【００２６】
本発明の請求項６記載の粉塵防止剤は、請求項２〜５のいずれか１項に記載の粉塵防止剤において、前記水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）と前記界面活性剤（Ｂ）が水性混合液であることを特徴とするものであり、
粉塵防止効果が高い上、環境や人に優しく、取り扱い性がよく、しかも安価であるという、さらなる顕著な効果を奏する。
【００２７】
本発明の請求項７は、請求項１〜６のいずれか１項に記載された粉塵防止剤の水溶液あるいは水希釈液を、炭素質物質、鉱物および無機物から選ばれる一種以上の堆積物に散布することを特徴とする粉塵防止方法であり、
粉塵防止効果の高い上、環境や人に優しく、取り扱い性がよく、しかも安価である粉塵防止剤を用いて容易に粉塵防止することができるという顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に本発明の内容を詳細に説明する。
本発明で使用する水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）は、下記の（イ）〜（ニ）から選択される一種以上である。
【００２９】
（イ）アクリルアミド構成単位を含有する（共）重合物
（ロ）酢酸ビニル構成単位を含有する（共）重合物
（ハ）ビニルアルコール構成単位を含有する（共）重合物
（ニ）Ｎ−ビニルホルムアミド構成単位を含有する（共）重合物
【００３０】
前記（イ）アクリルアミド構成単位を含有する（共）重合物は、以下に例示する単量体を使用し、重合した、非イオン性、カチオン性、アニオン性あるいは両性水溶性あるいは水分散性高分子ある。
前記非イオン性の水溶性あるいは水分散性高分子は、アクリルアミドを主体として重合する。アクリルアミド以外の非イオン性単量体は、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、酢酸ビニル、アクリロニトリル、アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、ジアセトンアクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、アクリロイルモルホリンなどがあげられる。
【００３１】
前記カチオン性の水溶性あるいは水分散性高分子は、以下に例示するカチオン性単量体の重合体あるいは共重合体である。
カチオン性単量体の例として、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリル酸エステルあるいはＮ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリル酸アミド、およびハロゲン化低級アルキルやハロゲン化ベンジルによる四級化物である。
すなわち（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチルあるいはジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドなどである。
四級化物としては、（メタ）アクリロイルオキシアルキル４級アンモニウム塩、（メタ）アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、（メタ）アクリロイルオキシエチルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、（メタ）アクリロイルオキシ−２−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムブロマイド、（メタ）アクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、（メタ）アクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウムメチルサルフェートなどである。
【００３２】
前記アニオン性の水溶性あるいは水分散性高分子は、アクリルアミドを主体とし、以下に例示するアニオン性単量体との共重合体である。
アニオン性単量体の例は、ビニルスルホン酸、ビニルベンゼンスルホン酸あるいは２−アクリルアミド２−メチルプロパンスルホン酸、メタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸あるいはｐ−カルボキシスチレンなどである。
【００３３】
前記両性の水溶性あるいは水分散性高分子は、アクリルアミドを主体とし、上記のカチオン性単量体およびアニオン性単量体を共重合して製造することができる。
【００３４】
これら水溶性高分子あるいは水分散性高分子におけるアクリルアミドの共重合比は、好ましくは５０モル％以上、１００モル％以下であり、カチオン性単量体あるいはアニオン性単量体の共重合比は０〜５０モル％以下である。
また更に好ましくはアクリルアミドの共重合比は、７０モル％以上、１００モル％以下であり、カチオン性単量体あるいはアニオン性単量体の共重合比は０〜７０モル％以下である。
【００３５】
アクリルアミドの共重合比が５０モル％未満では、結着性が低下する恐れがある。
また分子量は重量平均分子量で１００万〜２０００万であり、好ましくは２００万〜１５００万であり、最も好ましくは２００万〜１０００万である。
重量平均分子量が１００万未満では結着性が低下する恐れがあり、２０００万を超えると水溶液の粘性が高くなりすぎ取り扱いが悪くなる。
【００３６】
前記（ロ）酢酸ビニル構成単位を含有する（共）重合物は、酢酸ビニル重合物、あるいは酢酸ビニルと共重合し得る他の単量体との共重合物である。
すなわち上記に述べたカチオン性単量体、アニオン性単量体、非イオン性単量体と共重合することによって製造することができる。
これら水溶性高分子あるいは水分散性高分子における酢酸ビニルの共重合比は、好ましくは５０モル％以上、１００モル％以下であり、カチオン性単量体、非イオン性単量体、あるいはアニオン性単量体の共重合比は０〜５０モル％以下である。
また更に好ましくは酢酸ビニルの共重合比は、７０モル％以上、１００モル％以下であり、カチオン性単量体、非イオン性単量体あるいはアニオン性単量体の共重合比は０〜７０モル％以下である。
【００３７】
酢酸ビニルの共重合比が５０モル％未満では結着性が低下する恐れがある。
分子量は重量平均分子量で１万〜５００万であり、好ましくは１０万〜５００万であり、最も好ましくは５０万〜５００万である。
重量平均分子量が１万未満では結着性が低下し、５００万を超えると分散液の粘性が高くなり取り扱いが悪くなる。
【００３８】
前記（ハ）ビニルアルコール構成単位を含有する（共）重合物は、カルボン酸ビニルエステルの重合物、あるいは共重合し得る他の単量体との共重合物をアルカリ性下で加水分解して製造することができる。
カルボン酸ビニルエスとしては、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、トリフルオロ酢酸ビニルなどが例示され、入手の容易さの観点から、酢酸ビニルが好ましい。
また共重合し得る他の単量体は、上記に述べたカチオン性単量体、アニオン性単量体、非イオン性単量体と共重合し、アルカリ性下で加水分解して製造することができる。
これら水溶性高分子あるいは水分散性高分子におけるビニルアルコール構造単位の共重合比は、好ましくは５０モル％以上、１００モル％以下であり、カチオン性単量体、非イオン性単量体、あるいはアニオン性単量体の共重合比は０〜５０モル％以下である。
また更に好ましくはビニルアルコール構造単位の共重合比は、７０モル％以上、１００以下であり、カチオン性単量体、非イオン性単量体あるいはアニオン性単量体の共重合比は０〜７０モル％以下である。
【００３９】
ビニルアルコールの共重合比が５０モル％未満では結着性が低下する恐れがある。
分子量は重量平均分子量で１万〜５００万であり、好ましくは１０万〜５００万であり、最も好ましくは５０万〜５００万である。
重量平均分子量が１万未満では結着性が低下し、５００万を超えると水溶液の粘性が高くなり取り扱いが悪くなる。
【００４０】
前記（ニ）Ｎ−ビニルホルムアミド構成単位を含有する（共）重合物は、Ｎ−ビニルホルムアミド重合物、あるいはＮ−ビニルホルムアミドと共重合し得る他の単量体との共重合物である。
すなわち上記に述べたカチオン性単量体、アニオン性単量体、非イオン性単量体と共重合することによって製造することができる。
これら水溶性高分子あるいは水分散性高分子におけるＮ−ビニルホルムアミドの共重合比は、好ましくは５０モル％以上、１００モル％以下であり、カチオン性単量体、非イオン性単量体、あるいはアニオン性単量体の共重合比は０〜５０モル％以下である。
また更に好ましくはＮ−ビニルホルムアミドの共重合比は、７０モル％以上、１００モル％以下であり、カチオン性単量体、非イオン性単量体あるいはアニオン性単量体の共重合比は０〜７０モル％以下である。
【００４１】
Ｎ−ビニルホルムアミドの共重合比が５０モル％未満では結着性が低下する恐れがある。
分子量は重量平均分子量で１００万〜１５００万であり、好ましくは２００万〜１０００万であり、最も好ましくは３００万〜１０００万である。
重量平均分子量が１００万未満では結着性が低下し、１５００万を超えると水溶液の粘性が高くなり取り扱いが悪くなる。
【００４２】
本発明で使用する界面活性剤は、非イオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤あるいは両性界面活性剤が使用可能である。
非イオン性界面活性剤の例としては、ラウリルアルコールポリオキシエチレンエーテルなどの高級アルコールエチレンオキシド付加物；ステアリン酸ソルビタンジエステル、オレイン酸ソルビタンモノエステルなどの高級脂肪酸エステル；ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル；Ｎ，Ｎ−ジヒドロキシエチルラウリルアミドなどの長鎖アルキルアルカノールアミド；オレイン酸ソルビタンエステルエチレンオキシド付加物などの脂肪酸ソルビタンエステルエチレンオキシド付加物などが挙げられる。
これらのうち好ましいものは高級アルコールエチレンオキシド付加物、高級脂肪酸エステルおよび長鎖アルキルアルカノールアミドである。
【００４３】
アニオン性界面活性剤の例としては、オレイン酸石けんなどのカルボン酸塩型；高級アルコール硫酸エステル塩などの硫酸エステル塩型；スルホコハク酸ジエステルなどのスルホン酸塩型；高級アルコールリン酸エステル塩などのリン酸エステル塩型が挙げられる。
【００４４】
カチオン性界面活性剤の例としては、脂肪族アミンエチレンオキシド付加物または、高級脂肪族アミンの塩などのアミン塩型；高級アルキルアミンアンモニウム塩などの第４級アンモニウム塩型が挙げられる。
本発明で使用する両性界面活性剤の例としては、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ココアシドプロピルベタイン、ジメチルラウリルベタイン、ビス（２−ヒドロキシエチル）ラウリルベタイン、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルベタイン、ココアンホ酢酸ナトリウム、シクロヘキシルラウリルアミンオキシド、ジメチルラウリルアミンオキシド、ビス（２−ヒドロキシエチル）ラウリルアミンオキシド、オレイルベタイン、ステアリルベタイン、ミリスチルベタイン、ステアリルジヒドロキシエチルベタイン、2-アルキル−Ｎ−カルボキシメチル−Ｎ−ヒドロキシエテルイミダゾリニウムベタインなどが挙げられる。
【００４５】
本発明で使用する界面活性剤は、水溶性あるいは水分散性高分子と混合するため親水性であることが好ましい。
アルキル基の炭素数は９〜２４の脂肪族が好ましく、またエチレンオキサイド平均付加モル数は、５〜２０の数であることが好ましい。またＨＬＢ（疎水性親水性バランス）で表わすと、その値は好ましくは７〜１５、更に好ましくは１０〜１５である親水性界面活性剤である。
【００４６】
ＨＬＢ（疎水性親水性バランス）が７未満では疎水性が高くなり堆積物への浸透性が低下し、１５を超えると、界面活性が低下し、やはり堆積物への浸透性が低下する。
アルキル基の炭素数が９未満、あるいは２４を超えると本発明で使用する界面活性剤のＨＬＢが得られない場合があり、使用しないほうが好ましい。
エチレンオキサイド平均付加モル数が５未満、あるいは２０を超えると本発明で使用する界面活性剤のＨＬＢが得られない場合があり、使用しないほうが好ましい。
【００４７】
そのような界面活性剤としては、ここでポリオキシエチレン鎖をＰＯＥで表わせば、例えばＰＯＥソルビタンモノステアレートなどのＰＯＥソルビタン脂肪酸エステル類、ＰＯＥソルビットモノオレエートなどのＰＯＥソルビット脂肪酸エステル、ＰＯＥグリセリンモノイソステアレートなどのＰＯＥグリセリン脂肪酸エステル類、ＰＯＥステアリルエーテル、ＰＯＥコレスタノールエーテルなどのＰＯＥアルキルエーテル、ＰＯＥノニルフェニルエーテルなどのＰＯＥアルキルフェニルエーテル、プルロニックなどのプルアロニック型類、またポリオキシプロピレン鎖をＰＯＰで表せば、ＰＯＥ・ＰＯＰセチルエーテルなどのＰＯＥ・ＰＯＰアルキルエーテル、テトロニックなどのテトラＰＯＥ・テトラＰＯＰエチレンジアミン縮合体、ＰＯＥヒマシ油、ＰＯＥ硬化ヒマシ油などのＰＯＥヒマシ油硬化ヒマシ油誘導体、ＰＯＥミツロウ・ラノリン誘導体、アルカノールアミド、ＰＯＥプロピレングリコール脂肪酸エステルなどが挙げられるが、上記の界面活性剤に限定されるものではない。
またこれらの界面活性剤の一種または二種以上を組み合わせて適宜に配合することができる。
【００４８】
特に好ましい界面活性剤は、下記一般式（１）で表される非イオン性界面活性剤（Ｂ）である。
【００４９】
【化２】
【００５０】
（一般式（１）において、ＰはＣＯＯあるいはＯを示し、Ｃｍは炭素数ｍが９〜２４の脂肪族アルキル基を示し、ｎはエチレンオキサイド平均付加モル数を示し、５〜２０である。）
【００５１】
すなわち上記非イオン性界面活性剤は、ポリオキシエチレンアルキルエステルあるいはポリオキシエチレンアルキルエーテルであるが、最も好ましい非イオン性界面活性剤は、ポリオキシエチレンアルキルエーテルである。
また、アルキル基は炭素数９〜２４の脂肪族が好ましいが、最も好ましいアルキル基は炭素数１２〜２０の脂肪族である。
【００５２】
更に本発明の粉塵防止剤は、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム（Ｃ20Ｈ37ＮａＯ7 Ｓ）およびグリセリンを含有していることが好ましい。
これら物質の含有量としては、上記非イオン性界面活性剤に対しスルホコハク酸ジオクチルナトリウムは、１〜２０質量％が好ましく、特に３〜１０質量％であることが好ましい。
【００５３】
スルホコハク酸ジオクチルナトリウムが１質量％未満では粉塵飛散防止剤の浸透性が低下し、２０質量％を超えると水溶性あるいは水分散性高分子の含有量が減少し、その結果、石炭微粉塵への結着性が低下する。
またグリセリンは、上記非イオン性界面活性剤に対し１〜２０質量％が好ましく、特に３〜１０質量％であることが好ましい。
グリセリンは浸透性向上とともに湿潤剤として働き、乾きを防止する機能を有し、粉塵防止剤としての機能を高める。
グリセリンが１質量％未満では湿潤剤としての機能が低下し、２０質量％を超えると水溶性あるいは水分散性高分子の含有量が減少し、その結果、石炭微粉塵への結着性が低下する。
【００５４】
非イオン性界面活性剤の混合比は、粉塵防止剤に対し０．１〜１０質量％が好ましく、特に１〜６質量％が好ましい。
非イオン性界面活性剤が０．１質量％未満では浸透性が十分ではない。非イオン性界面活性剤が１０質量％を超えるとコスト的に高くなり適当ではない。
【００５５】
散布における粉塵防止剤希釈液濃度は０．０１〜５質量％であることが好ましく、０．１〜２．５質量％であることが更に好ましい。
粉塵防止剤溶液の濃度が０．０１質量％未満であると、高分子物質の微細粒子固着作用が弱く、乾燥時に期待する粉塵防止機能が得られない。逆に５質量％を超えると、溶液粘度が高くなり、散布効率が低下し、またその結果多量に散布することになり、コスト的に不利である。また同時に期待する粉塵防止機能も得られない。
【００５６】
更に本発明で使用する高分子物質、すなわち（イ）アクリルアミド構成単位を含有する（共）重合物、（ロ）酢酸ビニル構成単位を含有する（共）重合物、（ハ）ビニルアルコール構成単位を含有する（共）重合物あるいは（ニ）Ｎ−ビニルホルムアミド構成単位を含有する（共）重合物を任意に混合し、用いることもできる。
これらは堆積物の種類により、あるいは粉塵防止剤の価格などにより適宜決めていけばよい。
【００５７】
本発明の粉塵防止剤は、界面活性剤が粉末状である場合は、水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）の粉末と混合した粉末タイプでも良いが、配合する界面活性剤が液体である場合が多いので、水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）の水溶液と混合した液状品タイプが好ましい。
【００５８】
堆積物への散布は、野積みヤードやサイロなどの貯蔵施設、リクレーマーやベルトコンベヤーなどの移送設備のシュート部やホッパー部において、散水車やスプリンクラーなどにより行うことができる。
本発明で使用する粉塵防止剤の溶解は、ラインブレンダーや希釈タンクでのミキシングにより行うことができる。
通常、溶解は水が使用されるが、水に混和性の有機溶剤を混合して使用することは特に問題はない。
【００５９】
本発明の粉塵防止剤を適用しうる堆積物としては、例えば、石炭、コークス、おがくず、肥料などの炭素質物質、鉄鉱石、鉄鋼スラグなどの鉱物、フライアッシュ、石綿、セメント、土砂などの無機物などが挙げられるが、そのうち、炭素質物質、特に石炭、コークスなど微粒子が可燃性あるいは爆発性のあるものに適用することは、事故防止の点からも好ましい。
【実施例】
【００６０】
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて、更に具体的に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６１】
（実施例１〜６）
（粉塵防止剤の調製）
表１に記載した水溶性あるいは水分散性高分子（試料名：高分子−１〜高分子−６、試料番号：Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６）と、表１に記載した界面活性剤（試料名：活性剤−１〜活性剤−２、試料番号：Ｎｏ．７〜Ｎｏ．８）およびグリセリンを、それぞれ表２に示した配合割合で配合し、本発明の粉塵防止剤：試作−１〜試作−４を調製し、そしてグリセリンは配合しないで、本発明の粉塵防止剤：試作−５〜試作−６を調製した。
【００６２】
（比較例１〜５）
（粉塵防止剤の調製）
界面活性剤およびグリセリンを配合せずに、表１に記載した水溶性あるいは水分散性高分子（試料名：高分子−１〜高分子−６、試料番号：Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６）のみからなる、比較のための粉塵防止剤：試作−７〜試作−１２を調製した。
【００６３】
【表１】
【００６４】
表１中の、ＶＡｃは酢酸ビニル構造単位、ＡＡＭはアクリルアミド構造単位、ＤＭＣはメタクロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド構造単位、ＡＡＣはアクリル酸構造単位、ＮＶＦはＮ−ビニルホルムアミド構造単位、ＶＡはビニルアルコール構造単位、ＥＯはオキシエチレン構造単位、ｎはオキシエチレン構造単位平均付加モル数をそれぞれ示す。
【００６５】
【表２】
【００６６】
（粉塵飛散防止試験）
表２に示した本発明の粉塵防止剤：試作−１〜試作−６（実施例１〜６）および比較のための粉塵防止剤：試作−７〜試作−１２（比較例１〜６）を各々０．１質量％水に溶解し粉塵飛散防止試験に用いた。
亜瀝青炭の４５μｍアンダー微粉１０ｇをガラス瓶に入れ、本発明の粉塵防止剤：試作−１〜試作−６（実施例１〜６）および比較のための粉塵防止剤：試作−７〜試作−１２（比較例１〜６）の０．１質量％水溶液を、石炭に対し２．０質量％噴霧して１５分間静置した後、塊を崩さないように持ち上げ、高さ５０ｃｍから落下させたときに飛散した粉塵を両面テープで捕捉して、付着した粉塵数を計測した。
【００６７】
水だけを使用して前記と同様にして粉塵飛散防止試験を行った場合（比較例７）の粉塵数を１００として、本発明の粉塵防止剤：試作−１〜試作−６（実施例１〜６）および比較のための粉塵防止剤：試作−７〜試作−１２（比較例１〜６）の相対的捕捉粉塵数を求め、結果をまとめて表３に示す。
【００６８】
【表３】
【００６９】
表３から、本発明の粉塵防止剤：試作−１〜試作−６（実施例１〜６）は優れた粉塵防止効果を示すのに対して、比較のための粉塵防止剤：試作−７〜試作−１２（比較例１〜６）は、水だけを使用した場合（比較例７）よりは優れた粉塵防止効果を示すが、粉塵防止効果が劣ることが判る。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
石炭、コークス、おがくず、肥料などの炭素質物質、鉄鉱石、鉄鋼スラグなどの鉱物、フライアッシュ、石綿、セメント、土砂などの堆積物は、微粉が混在していることが普通であり、従来の高分子物質のエマルジョンあるいは水溶液は堆積物表面から一定の厚さまでしか浸透しないので、粉塵防止効果が低いという問題があったが、本発明の粉塵防止剤は、従来の粉塵防止剤の問題を解決し、鉱石、石炭、土砂などの堆積物の表面からより内部まで充分に浸透し粉塵防止効果が非常に高い上、合成高分子のみではなく、汎用の合成高分子を使用しても、高分子物質が有する本来の微粉を結着させる効果を十分に発揮させることができるので、コストダウンを図ることができ、適用可能な堆積物の範囲が広がる、という顕著な効果を奏するので産業上の利用価値が高い。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）（イ）〜（ニ）から選択される一種以上と、ＨＬＢ（疎水性親水性バランス）が７〜１５の界面活性剤から選択される少なくとも一種との混合物からなることを特徴とする粉塵防止剤。
水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）：
（イ）アクリルアミド構成単位を含有する（共）重合物
（ロ）酢酸ビニル構成単位を含有する（共）重合物
（ハ）ビニルアルコール構成単位を含有する（共）重合物
（ニ）Ｎ−ビニルホルムアミド構成単位を含有する（共）重合物
【請求項２】
前記界面活性剤が、下記一般式（１）で表される非イオン性界面活性剤（Ｂ）から選択される少なくとも一種であることを特徴とする請求項１に記載の粉塵防止剤。
【化１】
（一般式（１）において、ＰはＣＯＯあるいはＯを示し、Ｃｍは炭素数ｍが９〜２４の脂肪族アルキル基を示し、ｎはエチレンオキサイド平均付加モル数を示し、５〜２０である。）
【請求項３】
前記界面活性剤がポリオキシエチレンアルキルエーテル、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム（Ｃ20Ｈ37ＮａＯ7 Ｓ）およびグリセリンの混合物からなるものであることを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の粉塵防止剤。
【請求項４】
前記水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）中の、（イ）アクリルアミド構成単位、（ロ）酢酸ビニル構成単位、（ハ）ビニルアルコール構成単位および（ニ）Ｎ−ビニルホルムアミド構成単位がそれぞれ５０モル％以上、１００モル％以下であることを特徴とする請求項１に記載の粉塵防止剤。
【請求項５】
前記水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）と前記界面活性剤（Ｂ）の混合割合（質量比）が（Ａ）：（Ｂ）＝８５：１５〜９９．９：０．１の範囲であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の粉塵防止剤。
【請求項６】
前記水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）と前記界面活性剤（Ｂ）が水性混合液であることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の粉塵防止剤。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載された粉塵防止剤の水溶液あるいは水希釈液を、炭素質物質、鉱物および無機物から選ばれる一種以上の堆積物に散布することを特徴とする粉塵防止方法。
【請求項１】
下記の水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）（イ）〜（ニ）から選択される一種以上と、ＨＬＢ（疎水性親水性バランス）が７〜１５の界面活性剤から選択される少なくとも一種との混合物からなることを特徴とする粉塵防止剤。
水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）：
（イ）アクリルアミド構成単位を含有する（共）重合物
（ロ）酢酸ビニル構成単位を含有する（共）重合物
（ハ）ビニルアルコール構成単位を含有する（共）重合物
（ニ）Ｎ−ビニルホルムアミド構成単位を含有する（共）重合物
【請求項２】
前記界面活性剤が、下記一般式（１）で表される非イオン性界面活性剤（Ｂ）から選択される少なくとも一種であることを特徴とする請求項１に記載の粉塵防止剤。
【化１】
（一般式（１）において、ＰはＣＯＯあるいはＯを示し、Ｃｍは炭素数ｍが９〜２４の脂肪族アルキル基を示し、ｎはエチレンオキサイド平均付加モル数を示し、５〜２０である。）
【請求項３】
前記界面活性剤がポリオキシエチレンアルキルエーテル、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム（Ｃ20Ｈ37ＮａＯ7 Ｓ）およびグリセリンの混合物からなるものであることを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の粉塵防止剤。
【請求項４】
前記水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）中の、（イ）アクリルアミド構成単位、（ロ）酢酸ビニル構成単位、（ハ）ビニルアルコール構成単位および（ニ）Ｎ−ビニルホルムアミド構成単位がそれぞれ５０モル％以上、１００モル％以下であることを特徴とする請求項１に記載の粉塵防止剤。
【請求項５】
前記水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）と前記界面活性剤（Ｂ）の混合割合（質量比）が（Ａ）：（Ｂ）＝８５：１５〜９９．９：０．１の範囲であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の粉塵防止剤。
【請求項６】
前記水溶性あるいは水分散性高分子（Ａ）と前記界面活性剤（Ｂ）が水性混合液であることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の粉塵防止剤。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載された粉塵防止剤の水溶液あるいは水希釈液を、炭素質物質、鉱物および無機物から選ばれる一種以上の堆積物に散布することを特徴とする粉塵防止方法。
【公開番号】特開２０１１−４２７４１（Ｐ２０１１−４２７４１Ａ）
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９１６６７（Ｐ２００９−１９１６６７）
【出願日】平成２１年８月２１日（２００９．８．２１）
【出願人】（５０６１１１４０２）株式会社エコボンド (6)
【出願人】（０００１４２１４８）ハイモ株式会社 (151)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２１日（２００９．８．２１）
【出願人】（５０６１１１４０２）株式会社エコボンド (6)
【出願人】（０００１４２１４８）ハイモ株式会社 (151)
【Ｆターム（参考）】
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