JP2022168909A

JP2022168909A - 塵埃抑制処理剤組成物

Info

Publication number: JP2022168909A
Application number: JP2021074588A
Authority: JP
Inventors: 正輝麦沢; Masaki Mugisawa; 厳江頭; Gen Egashira; 修早川; Osamu Hayakawa
Original assignee: Chemours Mitsui Fluoroproducts Co Ltd
Current assignee: Chemours Mitsui Fluoroproducts Co Ltd
Priority date: 2021-04-27
Filing date: 2021-04-27
Publication date: 2022-11-09

Abstract

【課題】優れた塵埃抑制効果を有すると共に、長期間静置された後の塵埃抑制処理剤組成物中の固形分であるＰＴＦＥ粒子の再分散性に優れ、環境性能にも優れた塵埃抑制処理剤組成物を提供する。【解決手段】発塵性物質の塵埃を抑制するための塵埃抑制処理剤組成物であって、メチル基（－ＣＨ３）、ヒドロキシプロピル基（－ＣＨ２ＣＨＯＨＣＨ３）、およびヒドロキシエチル基（－ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ）から選択される少なくとも１種を含有する水溶性セルロース誘導体から選択される少なくとも１種、及びポリテトラフルオロエチレン水性分散液を含有することを特徴とする。【選択図】なし

Description

本発明は、発塵性物質の塵埃を抑制する性能に優れ、再分散性にも優れた塵埃抑制処理剤組成物に関し、より詳細には、メチル基（－ＣＨ_３）、ヒドロキシプロピル基（－ＣＨ_２ＣＨＯＨＣＨ_３）、およびヒドロキシエチル基（－ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨ）から選択される少なくとも１種を含有する水溶性セルロース誘導体から選択される少なくとも１種、及びＰＴＦＥ水性分散液からなる塵埃抑制処理剤組成物に関する。

塵埃を出す物質の塵埃を抑制する技術は、健康上、安全上、環境上その他の要請から、生活のためにまた産業のために重要な技術である。
このような塵埃抑制技術としては、下記特許文献１において、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を粉末状物質と混合し、該混合物に約２０～２００℃の温度で圧縮－剪断作用を施すことによりＰＴＦＥをフィブリル化して粉末状物質の塵埃発生を抑制する方法が提案されている。

上記特許文献１に記載されているＰＴＦＥは、組成としてはテトラフルオロエチレンのホモポリマーで形態としてはファインパウダー又はエマルジョンであるテフロン（登録商標）６又はテフロン（登録商標）３０、並びに組成としてはテトラフルオロエチレンの変性ポリマーで形態としてはファインパウダーであるテフロン（登録商標）６Ｃなどである。

また、下記特許文献２には、ＰＴＦＥに対して１．０質量％以上の炭化水素系アニオン界面活性剤を含有する水性エマルジョンを使用する安定性のよい塵埃抑制方法が提案されており、粉末状物質について塵埃抑制効果があることが示されている。この特許文献２によれば、ＰＴＦＥの粒子は、下記特許文献３に開示されている乳化重合法、即ちテトラフルオロエチレンを水溶性重合開始剤及びフルオロアルキル基を疎水基とするアニオン系界面活性剤（以下、含フッ素乳化剤という）を乳化剤として含む水性媒体中に圧入、重合させることにより、水性エマルジョンの形態で製造されるが、安定性を増すためにさらに乳化安定剤が添加されている。

更に、下記特許文献４には、含フッ素乳化剤の含有率が５０ｐｐｍ以下である含フッ素重合体水性分散液からなる塵埃抑制処理剤組成物を用いることにより、塵埃抑制効果があって、環境への影響を懸念することなく塵埃を抑制できる方法が記載されている。

しかしながら、これらの方法に塵埃抑制処理剤組成物として用いられるＰＴＦＥは高分子量であり、その水性分散液は長期間静置された場合には沈降し易く、一度沈降したＰＴＦＥは強固に固まり再分散し難いという問題があることに加え、ＰＴＦＥ水性分散液中のＰＴＦＥ濃度の低下を引き起こすなど、使用条件によっては本来ＰＴＦＥが備えている塵埃抑制効果を十分に発揮できなくなるおそれがあった。

特公昭５２－３２８７７号公報特開平８－２０７６７号公報米国特許第２，５５９，７５２号公報国際公開公報ＷＯ２００７／０００８１２号公報

すなわち本発明は、優れた塵埃抑制効果を有すると共に、長期間静置された後の塵埃抑制処理剤組成物中の固形分であるＰＴＦＥ粒子の再分散性にも優れ、且つ、環境性能にも優れた塵埃抑制処理剤組成物を提供することを目的とする。

本発明は、メチル基（－ＣＨ_３）、ヒドロキシプロピル基（－ＣＨ_２ＣＨＯＨＣＨ_３）、およびヒドロキシエチル基（－ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨ）から選択される少なくとも１種を含有する水溶性セルロース誘導体から選択される少なくとも１種、及びポリテトラフルオロエチレン水性分散液からなることを特徴とする発塵性物質の塵埃抑制処理剤組成物を提供する。

前記水溶性セルロース誘導体が、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、エチルセルロースから選択される少なくとも１種であることは、本発明の好適な態様である。

前記水溶性セルロース誘導体が、２２５～２３０℃の融点を有するヒドロキシプロピルメチルセルロースであることは、本発明の好適な態様である。

前記水溶性セルロース誘導体が、前記塵埃抑制処理剤組成物中に０．０１～１．００質量％の量で含有されていることは、本発明の好適な態様である。

前記ＰＴＦＥ水性分散液が、ＰＴＦＥを１～８０質量％の量で含有していることは、本発明の好適な態様である。

前記発塵性物質が、粉末状の発塵性物質であることは、本発明の好適な態様である。

前記塵埃抑制処理剤組成物の下記式（１）で示される沈降率が１．０未満であることは、本発明の好適な態様である。
沈降率＝Ｘ_１／Ｘ_０＜１．０・・・（１）
式中、Ｘ_０：前記水溶性セルロース誘導体を含まないＰＴＦＥ水性分散液１０ｇを、温度２０℃、回転速度３０００ｒｐｍにて３０分間、遠心分離機により遠心分離した際の下記式（２）で示される固形分沈降割合（％）である。
Ｘ_１：前記塵埃抑制処理剤組成物１０ｇを、温度２０℃、回転速度３０００ｒｐｍにて３０分間、遠心分離機により遠心分離した際の下記式（２）で示される固形分沈降割合（％）である。
固形分沈降割合（％）＝（遠心分離後の固形分沈降量）／（遠心分離前の固形分量）×１００・・・（２）

本発明により、優れた発塵性物質の塵埃を抑制する性能に加え、長期間静置後であっても塵埃抑制処理剤組成物中の固形分であるＰＴＦＥ粒子の再分散性に優れると共に、環境性能に優れた発塵性物質の塵埃抑制処理剤組成物が提供される。

実施例１及び２、並びに比較例１の静置沈降試験及び静置沈降再分散試験の結果を示す図である。

本発明の発塵性物質の塵埃抑制処理剤組成物は、メチル基（－ＣＨ_３）、ヒドロキシプロピル基（－ＣＨ_２ＣＨＯＨＣＨ_３）、およびヒドロキシエチル基（－ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨ）から選択される少なくとも１種を含有する水溶性セルロース誘導体、及びＰＴＦＥの水性分散液からなることが重要な特徴である。本発明の塵埃抑制処理剤組成物を発塵性物質と混合し、該混合物に約２０～２００℃の温度で圧縮－剪断作用を施すことにより、ＰＴＦＥをフィブリル化して発塵性物質の塵埃の発生を抑制することが可能である。
前述した通り、塵埃抑制処理剤組成物中の固形分であるＰＴＦＥ粒子は沈降し易いため、ＰＴＦＥ水性分散液が長期間静置された場合には、ＰＴＦＥ粒子が沈降し、沈降したＰＴＦＥ粒子が強固に固まり攪拌等で再分散させることが困難であるが、本発明の塵埃抑制処理剤組成物においては、上記水溶性セルロース誘導体を含有することにより、沈降したＰＴＦＥ粒子が強固に固まることを抑制し、ＰＴＦＥ粒子の再分散性を顕著に向上することが可能となる。その結果、少量の塵埃抑制処理剤組成物を均一に発塵性物質と混合することができるため、発塵性物質の塵埃の発生を効率よく抑制することが可能となる。

本発明で用いる塵埃抑制処理剤組成物が、塵埃を抑制する性能及び再分散性に優れていることは、後述する実施例の静置沈降試験及び静置沈降再分散試験、遠心分離沈降試験、遠心分離再分散試験及び落下粉塵量試験の結果からも明らかである。
すなわち、静置沈降試験及び静置沈降再分散試験の結果を表す図１からも明らかなように、水溶性セルロース誘導体が配合された塵埃抑制処理剤組成物は、水溶性セルロース誘導体が配合されていないＰＴＦＥ水性分散液に比して沈降量が低減されている。また後述する実施例３～６に示すように、本発明の塵埃抑制処理剤組成物は、塵埃抑制処理剤組成物中のＰＴＦＥ粒子の再分散性を示す、上記式（１）で示す沈降率が１．０未満、好ましくは０．９以下、好適には０．８以下であることにより、良好に再分散できることが明らかである。さらに、下記式（３）で示す再分散後の沈降率が１．０未満、好ましくは０．９以下、好適には０．８以下である場合には、遠心分離後においても良好に再分散可能であることが明らかである。
すなわち、上記式（１）で示される沈降率が１．０以上の場合には、沈降したＰＴＦＥ粒子が強固に固まり、再分散が困難になる。また固形分であるＰＴＦＥ粒子が沈降した結果、塵埃抑制処理剤組成物中に分散しているＰＴＦＥ粒子が減少し、沈降前と同等の発塵性物質の塵埃を抑制する性能を維持するためには、より多くのＰＴＦＥ水性分散液が必要となる。更に強固に固まったＰＴＦＥは、塵埃抑制処理剤として利用することができないため、廃棄しなければならず、有用な資源であるＰＴＦＥの多くを無駄にしてしまうと共に、廃棄コストが発生する等、経済性の点からも好ましくない。

（水溶性セルロース誘導体）
本発明の塵埃抑制処理剤組成物に含有される水溶性セルロース誘導体は、メチル基（－ＣＨ_３）、ヒドロキシプロピル基（－ＣＨ_２ＣＨＯＨＣＨ_３）、およびヒドロキシエチル基（－ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨ）から選択される少なくとも１種を含有する水溶性セルロース誘導体であることが好ましい。より好ましくは、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、エチルセルロースから選択される少なくとも１種であり、更に好ましくは、２２５～２３０℃の融点を有するヒドロキシプロピルメチルセルロースであることが望ましい。

前記水溶性セルロース誘導体は、塵埃抑制処理剤組成物中に、０．０１～１．００質量％、好ましくは０．０１～０．０５質量％、より好ましくは０．０１～０．０３質量％の量で含有されることが好ましい。水溶性セルロース誘導体の含有量が０．０１質量％未満の場合には、上記範囲にある場合に比して沈降したＰＴＦＥ粒子の再分散性が劣り、その一方１．００質量％を超える場合には、上記範囲にある場合に比してＰＴＦＥのフィブリル化を阻害し、その結果、塵埃を抑制する性能の低下を生じることに加え、塵埃抑制処理剤組成物の粘度が上昇し、著しいハンドリング性の低下も生じるおそれがある。塵埃抑制処理剤組成物の粘度の上昇は、塵埃抑制処理剤組成物を水で希釈して用いることも困難にするため好ましくない。
本発明においては、塵埃抑制処理剤組成物中の固形分であるＰＴＦＥ粒子が、輸送・保管時の静置により沈降した場合でも、水溶性セルロース誘導体を含有することにより、攪拌・転動等の作用によるＰＴＦＥ粒子の再分散が容易であることから（再分散性の向上）、塵埃抑制処理剤組成物を効率よく使用することが可能となる。

（ＰＴＦＥ水性分散液）
本発明に用いるＰＴＦＥ水性分散液において、ＰＴＦＥは、ホモポリマーと呼ばれるテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）の単独重合体（ＰＴＦＥ）と、変性ポリマーと呼ばれる１％以下のコモノマーを含むテトラフルオロエチレンの共重合体（変性ＰＴＦＥ）の何れであってもよいが、ＴＦＥのホモポリマーであるＰＴＦＥであることが特に好ましい。
変性ＰＴＦＥ水性分散液からなる塵埃抑制処理剤組成物は、ＰＴＦＥ水性分散液からなる塵埃抑制処理剤組成物に比べ塵埃抑制効果が低く、同じ塵埃抑制効果を出すためにしばしば５０％以上多い量の処理剤を使用しなければならないことがある。

ＰＴＦＥ水性分散液中のＰＴＦＥは、平均粒径０．１～０．５μｍ、好ましくは０．１～０．３μｍのコロイド粒子であることが望ましい。上記範囲よりも平均粒径が小さい場合には、上記範囲にある場合に比して、発塵性物質の塵埃を抑制する効果が低くなるおそれがあり、一方上記範囲よりも平均粒径が大きい場合には、上記範囲にある場合に比してコロイド粒子の分散安定性が低いおそれがある。
また、ＰＴＦＥの比重（ＳＳＧ）は２．２７以下、好ましくは２．２２以下、より好ましくは２．２０以下であることが望ましい。ＰＴＦＥの比重（ＳＳＧ）が上記範囲よりも大きい場合には、上記範囲にある場合に比して発塵性物質の塵埃を抑制する効果が劣るおそれがある。

本発明において、ＰＴＦＥ水性分散液中のＰＴＦＥ濃度は特に限定されないが、１０～８０質量％、好ましくは１５～８０質量％、より好ましくは２０～８０質量％の範囲にある。
発塵性物質へのＰＴＦＥの分散効果を高めるためには、ＰＴＦＥ濃度は低いほど好ましいが、ＰＴＦＥ濃度が高いと、ＰＴＦＥ水性分散液の分散安定性が損なわれるおそれがある。その一方、ＰＴＦＥ水性分散液を輸送する際には、その濃度が高いほど輸送コストを節約できる。従って、本発明の塵埃抑制処理剤組成物中のＰＴＦＥ濃度が、１０質量％以上、特に２０～８０質量％の範囲であることが好ましく、発塵性物質へ混合する際には、ＰＴＦＥの分散効果を高めるため、ＰＴＦＥ濃度が５質量％以下となるように上記塵埃抑制処理剤組成物を水で希釈して使用することも可能である。

本発明に用いるＰＴＦＥ水性分散液には、乳化剤として含フッ素乳化剤（界面活性剤）が少量含有されていてもよい。含フッ素乳化剤は、重合における反応不活性の故に不可欠のものではあるが、難分解性で環境への影響が懸念されるため、その含有率は低いことが望まれており、５０ｐｐｍ以下であることが好ましい。ＰＴＦＥ水性分散液中の含フッ素乳化剤濃度は、ＰＴＦＥ水性分散液を－２０℃の冷凍庫に入れて凍らせ、ＰＴＦＥを凝集させて水と分離した後、ポリエチレン容器の中身を全てソックスレーの抽出器に移し、約８０ｍｌのメタノールで７時間抽出し、メスアップしたサンプル液を液体クロマトグラフで測定してＰＴＦＥ水性分散液中の含フッ素乳化剤濃度を算出することが出来る。

含フッ素乳化剤の含有率が５０ｐｐｍ以下であるＰＴＦＥ水性分散液を調製する方法は特に制限がないが、以下の方法を例示できる。
例えば、前述した特許文献３に開示されているような乳化重合法により得られたＰＴＦＥ水性分散液、即ちＴＦＥを水溶性重合開始剤及び乳化剤としてフルオロアルキル基を疎水基とするアニオン系界面活性剤（含フッ素乳化剤）を含む水性媒体中に圧入、重合して得られる、含フッ素乳化剤（アンモニウム塩及び／又はアルカリ塩の形のパーフルオロオクタン酸）を含フッ素重合体の重量に対し約０．０２～１質量％含むＰＴＦＥ水性分散液から、例えば有効量の陰イオン交換体と接触させて分離して除去する方法（特表２００５－５０１９５６号公報及び特表２００２－５３２５８３号公報）、或いは含フッ素重合体水性分散液の限外ろ過により除去する方法（米国特許第４，３６９，２２６号）等、公知の含フッ素乳化剤の除去方法によって、含フッ素乳化剤を除去することにより得ることができる。尚、含フッ素乳化剤の除去方法は上記方法に限定されるものではない。
また含フッ素乳化剤は高価であるため、上記方法により除去された含フッ素乳化剤は回収して再利用されることが望ましい。

本発明に用いるＰＴＦＥ水性分散液を調製する乳化重合法においては、乳化剤として上述した特許文献３に開示されている乳化剤を使用することができるが、本発明の目的のためには、特に非テロゲン性乳化剤と呼ばれることがある乳化剤を好適に使用することができる。非テロゲン性乳化剤としては、たとえば炭素数６～２０程度、好ましくは炭素数６～１２程度のＦ（ＣＦ_２）ｎ（ＣＨ_２）ｍＣＯＯＨ（ｍ：０または１、ｎ：６～２０）で表されるフッ素含有アルカン酸またはその塩、フッ素含有アルキルスルホン酸またはその塩などを挙げることができる。塩としては、アルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩などを挙げることができる。具体的には、パーフルオロヘプタン酸、パーフルオロオクタン酸、及びそれらの塩、２－パーフルオロヘキシルエタンスルホン酸及びその塩などを挙げることができるがこれに限られるものではない。

更に、本発明に用いるＰＴＦＥ水性分散液は、ＰＴＦＥ水性分散液の安定性を高めるため乳化安定剤を含んでいてもよい。乳化安定剤としては、炭化水素系アニオン系界面活性剤が好ましい。この界面活性剤は本質的に土中成分であるカルシウム、アルミニウム及び鉄分と水に不溶性又は難溶性の塩を形成するため、界面活性剤に起因する河川、湖沼及び地下水汚染を回避することが出来る。

このような炭化水素系アニオン系界面活性剤としては、高級脂肪酸塩類、高級アルコール硫酸エステル塩類、液体脂肪油硫酸エステル塩類、脂肪族アルコールリン酸エステル塩類、二塩基性脂肪酸エステルスルホン酸塩類、アルキルアリルスルホン酸塩類などがあるが、特にポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルエチレンスルホン酸（ポリオキシエチレンのｎは１～６、アルキルの炭素数は８～１１）、アルキルベンゼンスルホン酸（アルキルの炭素数は１０～１２）、ジアルキルスルホコハク酸エステル（アルキルの炭素数は８～１０）などのＮａ，Ｋ，Ｌｉ及びＮＨ_４塩は、ＰＴＦＥ水性分散液に高い機械的安定性を付与可能であり、高速攪拌等によりＰＴＦＥ粒子が凝集すること等が防止されるため、好ましいものとして例示することができる。

（塵埃抑制処理方法）
本発明の塵埃抑制処理剤組成物を用いた塵埃抑制処理方法は、本発明の塵埃抑制処理剤組成物を発塵性物質と混合し、該混合物に２０～２００℃、好ましくは５０～１５０℃の温度で圧縮－剪断作用を施し該組成物中のＰＴＦＥをフィブリル化することにより、発塵性物質の塵埃の発生を抑制することができる。
すなわち、特定のＰＴＦＥは、上記したような適度な条件下で圧縮－剪断作用を施すとフィブリル化したクモの巣状に超微細繊維化するため、本発明の塵埃抑制処理剤組成物を用いて処理された塵埃抑制処理物は、発塵性物質がクモの巣状の微細繊維に捕捉凝集されて塵埃抑制されていると考えられる。

本発明の塵埃抑制処理剤組成物を用いて塵埃抑制処理される発塵性物質は、無機及び／または有機の発塵性物質であって、物質、形状などには特に限定はない。本発明は、発塵性物質として発塵性粉末状物質にも効果的に適用できる。特に好適に処理可能な発塵性物質としては、例えば、ポルトランドセメント、アルミナセメントなどのセメント類、消石灰、生石灰粉末、炭酸カルシウム、ドロマイト、マグネサイト、タルク、珪石、蛍石などの鉱産物粉末、カオリン、ベントナイト等の粘土鉱物粉、鉄鋼等の金属、非鉄金属の製造工程で副生されるスラグ粉末、石炭、ゴミ等の燃焼灰粉末、石膏粉末、粉末状金属、カーボンブラック、活性炭粉、金属酸化物等のセラミックス粉、顔料等が挙げられ、すなわち固体粒子状物質が空気中に飛散し浮遊し、塵埃を発生する全ての発塵性物質が挙げられる。

本発明の塵埃抑制処理剤組成物の発塵性物質への添加量は、発塵性物質の種類、粒度分布、比重（真比重、見掛け比重）、塵埃抑制処理温度、施す圧縮－剪断作用の度合い、得られる塵埃抑制処理物の塵埃抑制の程度等によって適宜設定することができる。
なお、添加量の目安としては、例えば、発塵性粉末状物質に対して塵埃抑制処理剤組成物をＰＴＦＥ樹脂固形分換算で０．００１～１．０質量％、好ましくは０．００５～０．５質量％の範囲で添加することにより、発塵性粉末状物質から発生する塵埃を抑制することができる。

以下に本発明を、実施例および比較例を挙げてさらに具体的に説明するが、この説明が本発明を限定するものではない。
本発明において各物性の測定は、下記の方法によって行った。

（１）ＰＴＦＥ粒子の平均粒子径
ＰＴＦＥ粒子の平均粒径は、マイクロトラックＵＰＡ１５０ＭｏｄｅｌＮｏ．９３４０（日機装社製）を用いて測定した。
（２）発塵性粉体の粒子径
（株）堀場製作所製レーザー回折／散乱式粒度分布測定器にて、エタノールを分散媒として測定した。

（３）ＰＴＦＥの標準比重（ＳＳＧ）
ＡＳＴＭＤ－４８９４により測定した。
乳化重合により得られるＰＴＦＥ水性分散体を、純水を用いて１５質量％濃度に調整する。その後ポリエチレン容器（１０００ｍｌ容量）に約７５０ｍｌ入れ、手で激しく振蕩して重合体を凝集させる。水から分離した重合体のパウダーを１５０℃で１６時間乾燥する。乾燥した樹脂粉末１２．０ｇを直径２．８５ｃｍの円筒形型中に入れてならし、３０秒後に最終圧力が３５０ｋｇ／ｃｍ^２となるよう圧力を次第に増加し、３５０ｋｇ／ｃｍ^２の最終圧力で２分間保持する。このようにして得られた予備成形体を３０分間３８０℃の空気炉中で焼成した後、１分間１℃の割合で２９４℃まで冷却し、２９４℃で１分間保持した後、空気炉中から取り出し室温（２３±１℃）で冷却して標準試料とする。室温（２３℃±１℃）における同体積の水の重量に対する標準試料の重量比を標準比重とする。
この標準比重は平均分子量の目安となり、一般に標準比重が低い程分子量は大きい。

（４）静置沈降性試験
表１に示すように、１８．０ｇの塵埃抑制処理剤組成物またはＰＴＦＥ水性分散液を試験管に入れ、パラフィルムで試験管の口を閉じた後に、上下反転を２０回繰り返して混合した。その後、３０日間及び６０日間、各々室温にて静置した。３０日間または６０日間静置後、パラフィルムを取り、沈降している固形分以外（液部分：上澄み及び塵埃抑制処理剤組成物）を除去し、その重量（試験管の重量と試験管の底に沈降した固形分量の合計）を測定し、静置後の固形分量を算出した。

（５）静置沈降再分散試験
上記（４）において静置した試験管の重量を測定し、該試験管に１０ｇの純水を加え、パラフィルムで試験管の口を閉じた後に、上下反転を２０回繰り返して混合した。その後、試験管の底に沈降している固形分以外（液部分：上澄み及び塵埃抑制処理剤組成物）を除去し、その重量（試験管の重量と試験管の底に沈降した固形分量の合計）を測定し、再分散後の固形分量を算出した。

（６）遠心分離沈降試験
表２に示す組成の塵埃抑制処理剤組成物またはＰＴＦＥ水性分散液１０ｇを、遠沈管（コーニング株式会社製、１５ｍｌ遠沈管）に入れ、遠心分離機（クボタ株式会社製、テーブルトップ冷却遠心機５５００、アングルローターＲＡ５０８）を用い、温度２０℃、回転数３０００ｒｐｍにて３０分間遠心分離を行った。遠心分離後の遠沈管から遠沈管の底に沈降した固形分以外（液部分：上澄み及び塵埃抑制処理剤組成物）を除去し、遠沈管を逆さの状態で３０分間静置し液部分を更に除去して、その重量（遠沈管の重量と遠沈管の底に沈降した固形分量の合計）を測定し、上述した式（２）から固形分沈降割合、及び上述した式（１）から沈降率を算出した。

（７）遠心分離再分散試験
上記（６）において液部分を除去した遠沈管の重量を測定し、該遠沈管に１０ｇの純水を加え、遠沈管の底に沈降した固形分を、３８ｋＨｚにて１分間超音波分散した後、遠沈管の底に沈降した固形分以外（液部分）を除去し、遠沈管を逆さの状態で３０分間静置し液部分を更に除去して、その重量（遠沈管の重量と遠沈管の底に沈降した固形分量の合計）を測定し、下記式（４）から再分散固形分沈降割合、及び下記式（３）から再分散沈降率を算出した。

再分散沈降率＝Ｘ_３／Ｘ_２・・・（３）
式中、
Ｘ_２：前記水溶性セルロース誘導体を含まないＰＴＦＥ水性分散液１０ｇを、温度２０℃、回転速度３０００ｒｐｍにて３０分間、遠心分離機により遠心分離した後、再分散させた際の下記式（４）で示される固形分沈降割合（％）である。
Ｘ_３：前記塵埃抑制処理剤組成物１０ｇを、温度２０℃、回転速度３０００ｒｐｍにて３０分間、遠心分離機により遠心分離した後、再分散させた際の下記式（４）で示される固形分沈降割合（％）である。
再分散後の固形分沈降割合（％）
＝（再分散後の固形分沈降量）／（遠心分離前の固形分量）×１００・・・（４）

（８）落下粉塵量
内径３９ｃｍ、高さ５９ｃｍの円筒容器の頂部投入口より試料（塵埃処理物）２００ｇを自然落下させ、底面より高さ４５ｃｍの位置の容器内の浮遊粉塵量（相対濃度（ＣＰＭ：ＣｏｕｎｔｐｅｒＭｉｎｕｔｅ）を散乱光式デジタル粉塵計により測定する。浮遊粉塵量の測定は、試料投入後１分間計測を連続し５回行い、試料投入前の測定値（ダークカウント）を差し引いた値の幾何平均値を当該試料の「落下粉塵量」とする。幾何平均値ｘは下記式（５）により求める。

Ｌｏｇｘ＝１／５×Σｌｏｇ（ｘｉ‐ｄ）・・・（５）
式中、ｘｉ：個々の浮遊粉塵量、ｄ：ダークカウントである。

（実施例１及び２）
乳化重合法により得られた樹脂固形分濃度３０質量％のＰＴＦＥ水性分散液（平均粒径０．２μｍ、含フッ素乳化剤含有量２１ｐｐｍ、比重（ＳＳＧ）２．１９、アニオン系界面活性剤をＰＴＦＥの重量に対して３．０質量％含む）、及びヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）（信越化学工業社製メトローズ（登録商標）６５ＳＨ）を表１に記載した量で用い、塵埃抑制処理剤組成物を調製した。
得られた塵埃抑制処理剤組成物について、静置沈降性試験、静置沈降再分散試験を行った。結果を表１及び図１に示す。

（比較例１）
実施例１で用いた樹脂固形分濃度３０質量％のＰＴＦＥ水性分散液を用い、実施例１と同様にして静置沈降性試験、静置沈降再分散試験を行った。結果を表１及び図１に示す。

（実施例３～５）
実施例１で用いた樹脂固形分濃度３０質量％のＰＴＦＥ水性分散液及びＨＰＭＣを用い、表２に示す組成の塵埃抑制処理剤組成物を調製した。得られた塵埃抑制処理剤組成物について、遠心分離沈降性試験、遠心分離再分散試験を行った。結果を表２に示す。

（比較例２）
実施例１で用いた樹脂固形分濃度３０質量％のＰＴＦＥ水性分散液を用い、実施例３と同様にして遠心分離沈降性試験、遠心分離再分散試験を行った。結果を表２に示す。

（実施例６）
実施例１で用いた樹脂固形分濃度３０質量％のＰＴＦＥ水性分散液２００ｇを、冷蔵庫（１～３℃）で４０時間静置し、樹脂相と上澄み相に分離させた後、上澄み相を回収し、樹脂固形分濃度６６．６質量％、界面活性剤濃度２．６質量％のＰＴＦＥ水性分散液を得た。得られたＰＴＦＥ水性分散液に回収した上澄み相を添加し、樹脂固形分濃度６０．０質量％に調整した。この樹脂固形分濃度６０．０質量％のＰＴＦＥ水性分散液、及び実施例１で用いたＨＰＭＣを用い、表２に示すように、ＨＰＭＣが０．１８質量％、総重量が１５．０ｇの塵埃抑制処理剤組成物を調製した。得られた塵埃抑制処理剤組成物について、遠心分離沈降性試験、遠心分離再分散試験を行った。結果を表２に示す。

（実施例７）
ＣａＯを９２．３％及びＭｇＯを１．１％含有する粉末生石灰（２．０ｍｍの標準網フルイを全通、６００μｍの標準網フルイ残分６．６９％、３００μｍの標準網フルイ残分２３．０７％、１５０μｍの標準網フルイ残分２０．００％、１５０μｍの標準網フルイ通過分５０．２４％の粉末生石灰）１，０００ｇを容積５リットルの小型ソイルミキサーに投入し、回転数１４０ｒ．ｐ．ｍ．で攪拌しながら、実施例５で調製した塵埃抑制処理剤組成物をＰＴＦＥが樹脂固形分換算で０．１ｇ（生石灰に対しＰＴＦＥ樹脂固形分で０．０１質量％）に相当する質量を秤量し、塵埃抑制処理剤組成物に含まれる水分と清水との合計が１００ｇになるように清水で希釈して、該組成物を分散させた分散液を徐々に投入した。
投入開始より約１分後には生石灰の水和反応熱による水蒸気を発生し始め、その後約２分で水分のすべてが生石灰の水和による消石灰の生成のため使用され尽くし、水蒸気の発生が無くなった。攪拌開始より３分後にミキサーの攪拌を止めた。このときの温度を温度計で計測すると１１６℃であった。この塵埃抑制処理された生石灰は、水和反応により新たに生成した消石灰約３０％を含む生石灰と消石灰の混合物であった。得られた塵埃抑制処理物の落下粉塵量を測定した。結果を表３に示す。

（実施例８、比較例３）
実施例６、比較例１で調製した塵埃抑制処理剤組成物を用いて、実施例７と同様にして塵埃抑制処理された生石灰と消石灰の混合物を得た。得られた塵埃抑制処理物の落下粉塵量を測定した。結果を表３に示す。

（実施例９）
実施例５で調製した塵埃抑制処理剤組成物を、ＰＴＦＥが樹脂固形分換算で０．２ｇ（生石灰に対しＰＴＦＥ樹脂固形分で０．０２質量％）に相当する質量を秤量し、塵埃抑制処理剤組成物に含まれる水分と清水との合計が１００ｇになるように清水で希釈して、該組成物を分散させた分散液を使用した以外は、実施例７と同様にして塵埃抑制処理された生石灰と消石灰の混合物を得た。得られた塵埃抑制処理物の落下粉塵量を測定した。結果を表３に示す。

（実施例１０、比較例４）
実施例６、比較例１で用いた塵埃抑制処理剤組成物について、実施例９と同様にして塵埃抑制処理された生石灰と消石灰の混合物を得た。得られた塵埃抑制処理物の落下粉塵量を測定した。結果を表３に示す。

（比較例５）
塵埃抑制処理剤組成物を使用せず清水１００ｇを用いた以外は、実施例７と同様にして得られた生石灰と消石灰の混合物の落下粉塵量を測定した。結果を表３に示す。

本発明の塵埃抑制処理剤組成物は、建材分野、土壌安定材分野、固化材分野、肥料分野、焼却灰又は有害物質の埋立処分分野、防爆分野、化粧品分野、各種プラスチックス類への充填材分野等において、発塵性物質を塵埃抑制処理して発塵性物質の塵埃抑制処理物を得るのに好適に用いる。

Claims

メチル基（－ＣＨ_３）、ヒドロキシプロピル基（－ＣＨ_２ＣＨＯＨＣＨ_３）、およびヒドロキシエチル基（－ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨ）から選択される少なくとも１種を含有する水溶性セルロース誘導体から選択される少なくとも１種、及びポリテトラフルオロエチレン水性分散液からなることを特徴とする発塵性物質の塵埃抑制処理剤組成物。
前記水溶性セルロース誘導体が、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、エチルセルロースから選択される少なくとも１種を含有する請求項１に記載の塵埃抑制処理剤組成物。
前記水溶性セルロース誘導体として、２２５～２３０℃の融点を有するヒドロキシプロピルメチルセルロースを少なくとも含有する請求項１または２に記載の塵埃抑制処理剤組成物。
前記水溶性セルロース誘導体を、０．０１～１．００質量％の量で含有する請求項１～３の何れかに記載の塵埃抑制処理剤組成物。
前記ポリテトラフルオロエチレン水性分散液が、ポリテトラフルオロエチレンを１～８０質量％の量で含有する請求項１～４の何れかに記載の塵埃抑制処理剤組成物。
前記発塵性物質が、発塵性粉末状物質である請求項１～５の何れかに記載の塵埃抑制処理剤組成物。
下記式で示される沈降率が１．０未満である請求項１～６のいずれかに記載の塵埃抑制処理剤組成物。
沈降率＝Ｘ_１／Ｘ_０＜１．０
式中、
Ｘ_０：前記水溶性セルロース誘導体を含まないポリテトラフルオロエチレン水性分散液１０ｇを、温度２０℃、回転速度３０００ｒｐｍにて３０分間、遠心分離機により遠心分離した際の下記式で示される固形分沈降割合（％）
Ｘ_１：前記塵埃抑制処理剤組成物１０ｇを、温度２０℃、回転速度３０００ｒｐｍにて３０分間、遠心分離機により遠心分離した際の下記式で示される固形分沈降割合（％）
固形分沈降割合（％）＝（遠心分離後の固形分沈降量）／（遠心分離前の固形分量）×１００