JP2827152B2 - 塵埃抑制方法 - Google Patents
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Description
ラフルオロエチレン(以下PTFEという)を使用し粉
末状物質の塵埃を抑制する方法に関する。
物に約20〜200℃の温度で圧縮−せん断作用を施す
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は特公昭52−32877号によ
って知られている。ここに開示されている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)3
0、並びに組成としてはテトラフルオロエチレンの変成
ポリマーで形態としては同じくファインンパウダー又は
エマルジョンであるテフロン(登録商標)6C又はテフ
ロン(登録商標)64などである。その後、塵埃抑制用
の銘柄として商品名「テフロン(登録商標)K−10」
(粉末PTFE)、及び「テフロン(登録商標)K−2
0」(PTFEエマルジョン)が開発され市販されてい
る。
リル化が不十分であったり、またフィブリルの強度が不
十分であったりして塵埃抑制効果にバラツキが多く、粉
末状物質へのPTFEの添加量が一定せず、特にエマル
ジョン防塵処理剤はエマルジョンそれ自身が不安定でエ
マルジョンの移送、計量、稀釈における機械的作用によ
り、しばしばエマルジョン破壊が起こりPTFEコロイ
ド粒子が凝集・析出してパイプ、ポンプ、オリフィスな
どを閉塞するとか、或いは凝集物が沈殿となってエマル
ジョン中のPTFE濃度が希薄となり、粉末状物質への
PTFE混合量に誤差が生じてしまうなどの問題があっ
た。また、エマルジョン防塵処理剤が肥料、土質安定
剤、更には石炭灰などの埋立材料に大量に使用され始め
てきたことにより、前述のPTFEエマルジョンに乳化
安定剤として使用されている界面活性剤がノニオン界面
活性剤であるため、地下水、湖沼、河川などを汚染する
可能性が生じてきた。
ンの安定性が高く且つ地下水汚染などの可能性が低いテ
トラフルオロエチレンのホモポリマーの水性エマルジョ
ンを使用して、塵埃抑制効果が高い粉末状物質の塵埃抑
制方法を提供することを目的とする。
質の塵埃抑制方法は、ポリテトラフルオロエチレンを粉
末状物質と混合し該混合物に約20〜200℃の温度で
圧縮−せん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を抑制する方法において、乳
化安定剤として炭化水素系アニオン界面活性剤をPTF
Eに対し1.0重量%以上含有する比重2.20以下、
平均粒径0.10〜0.50μのテトラフルオロエチレ
ンのホモポリマーの水性エマルジョンを使用することを
特徴とする。
ラフルオロエチレンの単独重合体と変成ポリマーと呼ば
れる1%以下のコモノマーを含むテトラフルオロエチレ
ンの共重合体があるが、本発明に用いられるPTFEは
ホモポリマーである。変性ポリマーのPTFE水性エマ
ルジョン防塵処理剤は、本発明の防塵処理剤に比べ防塵
効果が低く、同じ防塵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。
50μ、好ましくは0.10〜0.30μの範囲、比重
は2.20以下、好ましくは2.18以下が良い。平均
粒径が0.10μ未満のコロイド粒子は防塵効果が低
く、一方平均粒径が0.50μを越えるコロイド粒子の
エマルジョンは安定性が低いという欠点がある。また比
重が2.20を越えるポリテトラフルオロエチレンも防
塵効果が低いという欠点がある。PTFE粒子の平均粒
径は遠心沈降法により測定することが出来、本発明にお
いては遠心沈降式粒度分布測定装置(島津製作所製SA
−CP4L)により測定した。また比重はコロイド粒子
を凝集して得られる粉末を米国特許第3,142,66
5号記載の方法で測定した。
9,752号に開示されているような乳化重合法、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
面活性剤を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、この状態の
PTFE水性エマルジョンは極めてエマルジョンの安定
性が悪く、更に乳化安定剤を加えることが必要になる。
系アニオン系界面活性剤であり、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)及び、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NH4 塩はPT
FE水性エマルジョンに高い機械的安定性を与えるた
め、好ましいものとして例示することが出来る。乳化安
定剤の添加量はPTFEの重量当り1.0重量%以上で
あり、好ましくは1.5〜5重量%の範囲である。1.
0重量%未満の添加量ではPTFE水性エマルジョンの
安定効果が低く、また10重量%以上の添加量では経済
的に不利である。
されないが、塵埃発生物質へのPTFEの分散効果を高
めるためには、その濃度が低いほど好ましい。一方、エ
マルジョンを輸送する際にはその濃度が高いほど輸送コ
ストを節約できるため、通常10重量%以上、好ましく
は20〜70重量%の範囲である。更に高い濃度はエマ
ルジョンの安定性を損ねるため好ましくない。従って、
製品として販売される防塵処理剤中のPTFE濃度は2
0〜70重量%であり、塵埃発生物質へ混合するときは
それを水で希釈して5重量%以下のPTFE濃度として
使用するのが一般的である。
は、当該エマルジョンを高速で撹拌することにより、エ
マルジョン中に含まれるコロイド粒子が衝突しあうこと
によって会合し、見掛けの粒径が増加する割合を見て判
断することが出来る。また撹拌によってコロイド粒子の
一部は凝集物となって撹拌機のローター、容器の壁に付
着するか、またはフロックとなってエマルジョンから分
離する。この様な場合には、エマルジョン中に残存する
コロイド粒子の粒径の増減に関わり無く安定性が悪いと
判断することが出来る。
増加率を以て機械的安定性の尺度とした。平均粒径(S
1 )のエマルジョン200mlを内径60mmのビーカ
ーに取り、撹拌機(JANKE & KUNKEL G
MBH & Co.KG製,URTRA−TURRA
X)のゼネレーター付シャフトをビーカーの底面から1
5mmの高さ、またビーカーの中心より5mmずらして
セットし、ローターの回転速度20,500rpmで5
分間撹拌し、次いで撹拌後のエマルジョンの平均粒径
(S2 )を測定し下式によって粒径増加率を計算した。 粒径増加率(%)=(S2 −S1 )/S1 ×100 機械的安定性は、粒径増加率が 0%以上〜 5%未満
では 良 粒径増加率が 5%以上〜10%未満では 普通 粒径増加率が10%以上では 悪 と判定される。また上記撹拌により多量の凝集物が発生
した場合も悪と判断される。
幅23cm×長さ1.8mの箱型風洞の基端より通風機
により0.25m/secの風を送り、風洞出口で上部
より出口の口径2cmの漏斗を通して一定量(3〜10
g/sec)の防塵された消石灰を落下させ、落下口の
下に置いてある縦34cm×横34cmのトレイ中に落
下したものを塵埃抑制量とし、下記の式により塵埃抑制
率を測定した。 塵埃抑制率(%)=塵埃抑制量/全試料重量×100
水性エマルジョン試料A,B,C,D,E,F,G,H
それぞれ18mlを800mlの水と混合し、粒径5m
m以下の生石灰20kgに噴霧し、容量約501(50
リッター)のモルタルミキサー中で2分間撹拌しPTF
Eと生石灰の混合物に圧縮−せん断力を与えた。この
際、生石灰と水との反応によりミキサー内の温度は上昇
し、多くの水は水蒸気となって放散された。この生石灰
と水との反応により生成した消石灰を少量含む防塵され
た生石灰を得た。それぞれの試料の塵埃抑制率を測定し
た結果を表1及び表2に示す。本発明で規定する要件を
備えた水性エマルジョン試料A,B,C,Dを用いた各
実施例は、PTFE粒子の比重が2.20を越える水性
エマルジョン試料F、PTFEが変性ポリマーである水
性エマルジョン試料Gを用いた比較例に比べて塵埃抑制
率が高い。またPTFEに対する乳化安定剤としての炭
化水素系アニオン界面活性剤の添加量が0.5重量%で
ある水性エマルジョン試料Eは水との混合において凝集
し、噴霧不能となった。乳化安定剤としてノニオン界面
活性剤を加えた水性エマルジョン試料Hは機械的安定性
が悪く、塵埃抑制率も比較的低い。
仕上げミルで微粉砕してポルトランドセメントを得た。
製品の粒度は88μ標準網ふるい残分1.1%、ブレー
ン装置による比表面積3300cm2 /g程度であり、
製品温度は100〜120℃であった。仕上げミルを出
た100〜120℃のポルトランドセメントを容積式連
続供給機で5T/Hの割合で2軸反転式バドルミキサー
(回転数15rpm)に供給した。同時に表1及び表2
に示した試料A,B,C,D,HのPTFE30重量%
の水性エマルジョンを定量ポンプで16.7kg/H
(PTFE固形分5kg/H)の割合で供給し分散混合
したところ、PTFEが直ちにフィブリル化しポルトラ
ンドセメントに均一に分散された粉体組成物を連続して
得ることができた。このプラント試験の期間中、試料
A,B,C,Dは何れも連続して200時間以上の運転
ができたが、乳化安定剤としてノニオン界面活性剤を添
加した試料Hの試験は15時間から20時間の運転で定
量ポンプがPTFEの凝集物により閉塞したため、運転
を止めて凝集物の除去を行わなければならなかった。
Hで防塵された生石灰100gに水を1l(1リッタ
ー)加え(当初発熱する)ライムミルクを作りスターラ
ーで良く撹拌した後2昼夜放置した。その上澄み液を取
り乳化安定剤を液体クロマトグラフで検出したところ試
料Hにのみ0.2%程度の乳化安定剤が検出された。
塵埃抑制効果が高く、且つ地下水汚染などの可能性が低
い。
Claims (1)
- 【請求項1】 ポリテトラフルオロエチレンを粉末状物
質と混合し該混合物に約20〜200℃の温度で圧縮−
せん断作用を施すことによりポリテトラフルオロエチレ
ンをフィブリル化して粉末状物質の塵埃を抑制する方法
において、乳化安定剤として炭化水素系アニオン界面活
性剤をポリテトラフルオロエチレンに対し1.0重量%
以上含有する比重2.20以下、平均粒径0.10〜
0.50μのテトラフルオロエチレンのホモポリマーの
水性エマルジョンを使用することを特徴とする粉末状物
質の塵埃抑制方法。
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