JP7075830B2

JP7075830B2 - 粉塵飛散防止材

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Publication number: JP7075830B2
Application number: JP2018118998A
Authority: JP
Inventors: 麻衣子大橋; 一喜小澤; 毅佐藤
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2018-06-22
Filing date: 2018-06-22
Publication date: 2022-05-26
Anticipated expiration: 2038-06-22
Also published as: JP2019218206A

Description

本発明は、粉塵飛散防止材に関する。

土壌貯蔵施設においては、風による土壌表層の飛散や雨による土壌の流出を防止するため、日々の作業の終了時に即日覆土したり、シートで覆ったりしている。土壌が粉塵として飛散することを防止するものとして、例えば特許文献１に開示されているように、ポリビニルアルコールを含む粉塵飛散防止材を土壌の表層に散布する方法が知られている。

また、工事現場においては、作業員の健康保護や周辺住民の生活環境保全の観点から、粉塵飛散防止材が用いられている。

特開２００５－３１５０６８号公報

土壌貯蔵施設においては粉塵の飛散防止効果が確実に得られることが必要であり、工事現場においてはその土壌の上を人や重機が通行した場合でも粉塵飛散防止効果が持続する耐久性が高い材料が求められる。

そこで本発明は、粉塵の飛散防止効果が高く、且つ、耐久性が向上した粉塵飛散防止材を提供することを目的とする。

本発明は、水と、ポリ酢酸ビニルと、エチレン・酢酸ビニル共重合体と、ポリビニルアルコールと、増粘剤とを含有する粉塵飛散防止材であって、増粘剤以外の成分の合計体積を１００体積％としたときのポリ酢酸ビニルの濃度が１～１０体積％であり、増粘剤以外の成分の合計体積を１００体積％としたときのエチレン・酢酸ビニル共重合体の濃度が０．１～５体積％であり、増粘剤以外の成分の合計体積を１００体積％としたときのポリビニルアルコールの濃度が０．０５～１．０体積％であり、増粘剤以外の成分の合計重量を１００質量％としたときの増粘剤の濃度が０．１～１．０質量％である。

この粉塵飛散防止材は、適度な粘性を有しているので散布しやすい。そして、散布した粉塵飛散防止材は土壌の表面で皮膜を形成するため、土壌の表面から粉塵が飛散することが防止される。また、形成される皮膜は従来と比べて比較的厚いため、耐久性が向上している。

ここで、増粘剤の濃度は０．１～０．８質量％であることが好ましく、増粘剤は多糖類であることが好ましい。

本発明によれば、粉塵の飛散防止効果が高く、且つ、耐久性が向上した粉塵飛散防止材を提供することができる。

粉塵飛散防止材の種類と粉塵飛散量との関係を示すグラフである。粉塵飛散防止材の種類と粉塵飛散量との関係を示すグラフである。

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。本実施形態の粉塵飛散防止材は、土壌の表層に散布する液状の混合物であって、水と、ポリ酢酸ビニルと、エチレン・酢酸ビニル共重合体と、ポリビニルアルコールと、増粘剤とを含有する。

ポリ酢酸ビニルの濃度（含有量）は、増粘剤以外の成分の合計体積を１００体積％としたとき１～１０体積％である。この濃度は、２～８体積％であることがより好ましい。濃度がこれらの範囲内にあると、粉塵飛散防止材の粘性が散布に程よい状態に維持され、且つ、土壌に散布した場合に土壌の表面に高分子からなる皮膜を形成することができる。

エチレン・酢酸ビニル共重合体の濃度（含有量）は、増粘剤以外の成分の合計体積を１００体積％としたとき０．１～５体積％である。この濃度は、０．３～３体積％であることがより好ましい。濃度がこれらの範囲内にあると、形成される皮膜が比較的厚く、一層強固なものとなりやすい。このため、皮膜形成後にその上を人や重機が通行した場合でも、飛散防止効果を維持することができる。

ポリビニルアルコールの濃度（含有量）は、増粘剤以外の成分の合計体積を１００体積％としたとき０．０５～１．０体積％である。この濃度は、０．１０～０．８０体積％であることがより好ましい。ポリビニルアルコールの含有量が高すぎると粉塵飛散防止材の粘性が高くなって散布しにくくなる傾向がある。また、ポリビニルアルコールの含有量が低すぎると、ポリ酢酸ビニルが水に溶解しにくくなる傾向がある。これらの事情からポリビニルアルコールの含有量は上記範囲内にあることが好ましい。

ポリビニルアルコールは、粉塵飛散防止材中ではポリビニルアルコール分子の状態で存在していてもよく、酢酸ビニルの乳化重合の残余物の形態として存在していてもよい。その他、ポリビニルアルコール分子に由来する分子構造の形態で存在していればよい。

粉塵飛散防止材中の水、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、及びポリビニルアルコールの組成割合は、例えば、核磁気共鳴分光法（ＮＭＲ）、赤外吸収分光法（ＩＲ）、サイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）、液体クロマトグラフィー（ＬＣ）、熱分解－質量分析法（Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ－ＭＳ）によって測定することができる。

増粘剤の濃度（含有量）は、増粘剤以外の成分の合計重量を１００質量％としたとき０．１～１．０質量％である。この濃度は、０．１～０．８質量％であることが好ましく、０．２～０．８質量％であることがより好ましく、０．３～０．７質量％であることが更に好ましい。増粘剤は、粉塵飛散防止材の粘性を高くし、特に、対象土壌の含水比が高い場合に粉塵飛散防止材を適用するのに役立つ。増粘剤の含有量が１．０重量％を超えると粉塵飛散防止材の粘性が高くなり、散布しにくくなる傾向がある。

増粘剤としては、水溶性であることが好ましく、中でも多糖類が好ましい。多糖類としては、グァーガム、アラビアガム、キサンタンガム、カルボキシメチルセルロース、タマリンドシードガム、カラギーナン、カラヤガム、スクシノグリカン、ローカストビーンガム、大豆多糖類、プルラン、サイリウムシードガム、カードラン、アルギン酸・ＰＧＡ、ジェランガム、グルコマンナン、寒天、ペクチン等が挙げられる。これらの中でもガラクトマンナンを主成分とするグァーガムやキサンタンガムが好ましい。

粉塵飛散防止材は、可塑剤を含有していてもよい。可塑剤の濃度（含有量）は、増粘剤以外の成分の合計体積を１００体積％としたとき０．２～７体積％であることが好ましく、０．４～５体積％であることがより好ましい。可塑剤を含有していると、形成される皮膜の柔軟性が向上し、皮膜形成後に土壌表面の凹凸が変化した場合に形状が追従しやすいので、皮膜が割れにくい。

粉塵飛散防止材は、消泡剤や防腐剤その他の添加材を含有していてもよい。

粉塵飛散防止材の調製方法としては、ポリ酢酸ビニルとエチレン・酢酸ビニル共重合体とポリビニルアルコールとを適量の水に混合して溶解させた後に、加水して上記組成割合とする方法が好ましい。例えば、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、及びポリビニルアルコールを、ポリ酢酸ビニルの１倍～３倍の体積の水に混合し（つまりポリ酢酸ビニルとして２５体積％～５０体積％とし）、これを常温で、又は加温しながら撹拌して溶解させる。そして、全体の組成割合が上記組成割合の範囲内となるように水を追加する。最後に、増粘剤を上記含有量となるように添加して撹拌する。また、各時点でダマが発生したときには、混合液を濾過してダマを取り除いてもよい。このようにして粉塵飛散防止材を調製することができる。

上記のようにして調製された粉塵飛散防止材は、上記組成割合を有しているので、適度な粘性を有しており散布しやすい。そして、散布された粉塵飛散防止材は土壌の表面で皮膜を形成するため、土壌の表層から粉塵が飛散することが防止される。更に、従来に比べて皮膜が厚いため、耐久性が向上している。

また、粉塵飛散防止材は増粘剤を含んでいるので、粉塵飛散防止材が土壌に含まれる水で薄まったとしても十分な皮膜を形成することができる。例えば、降雨直後等のように土壌の含水比が高い場合は、散布した粉塵飛散防止材が土壌中の水によって薄まることが考えられるが、増粘剤の添加によって粘性が高められているので、土壌に浸み込みにくく、土壌の表面に皮膜が形成されて飛散防止効果が奏される。

粉塵飛散防止材の散布方法としては、散水車（機）、ハイドロシーダー（車）、ディストリビュータ、ウオータージェット、解体現場の粉塵散水用、無線式散水機（重機）、散水スプリンクラー等を用いる方法が挙げられる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。

以下、実験例を挙げて本発明の粉塵飛散防止材（以下、単に「飛散防止材」と呼ぶ。）をより具体的に説明する。なお、本発明は下記実験例に限定されるものではない。

使用した飛散防止材は以下のとおりである。
・飛散防止材Ａ
ポリ酢酸ビニル：水＝４０：６０の体積比で含み、更に、これらの合計体積に対してポリビニルアルコールを０．５体積％以下で含む混合液を用意した。これに水を加えて５倍の体積になるように希釈した。希釈後の重量を１００質量％とみなしたとき、０．５質量％となる量で、増粘剤としてのグァーガムを０．５質量％添加した。これを飛散防止材Ａとする。
・飛散防止材Ｂ
ポリ酢酸ビニルを２８～３２体積％、エチレン・酢酸ビニル共重合体を８～１２体積％、ポリビニルアルコールを２～６体積％、消泡剤・防腐剤を０．２～１．０体積％、水を５８～６２体積％含む水性エマルジョン（高圧ガス工業株式会社製、商品名「Ｋ－２」）に対し、水を加えて６倍の体積になるよう希釈した。希釈後の重量を１００質量％とみなしたとき、０．５質量％となる量で、増粘剤としてのグァーガムを添加した。これを飛散防止材Ｂとする。
・飛散防止材Ｃ
ポリ酢酸ビニルを３９～４３体積％、エチレン・酢酸ビニル共重合体を４～８体積％、ポリビニルアルコールを１～３体積％、可塑剤を７～１１体積％、消泡剤・防腐剤を０．１～０．５体積％、水を４０～４４体積％含む水性エマルジョン（高圧ガス工業株式会社製、商品名「Ｋ－３」）に対し、水を加えて１２倍の体積になるように希釈した。希釈後の重量を１００質量％とみなしたとき、０．５質量％となる量で、増粘剤としてのグァーガムを添加した。これを飛散防止材Ｃとする。
・飛散防止材Ｅ
ポリ酢酸ビニル系飛散防止材（クリタ工業社製、商品名「クリコート７２０Ｃ」）に水を加えて約１３倍の体積になるように希釈した。これを飛散防止材Ｅとする。
・飛散防止材Ｆ
生分解性を有する天然高分子を含有する飛散防止材（不二サッシ社製、商品名「フライネットＲ」）に水を加えて約１０倍の体積になるように希釈した。これを飛散防止材Ｆとする。
・飛散防止材Ｇ
不溶性ポリマーを含有する飛散防止材（ウェストコットウェス社製、商品名「ダストッパー」）に水を加えて約１０倍の体積になるように希釈した。これを飛散防止材Ｇとする。

＜膜厚と硬度＞
６．０ｃｍ×４．０ｃｍの長方形にカットした５枚のポリプロピレン製のシートの上に、マイクロピペットを用いて飛散防止材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｅ，Ｆ，Ｇをそれぞれ５．０ｍｌずつ塗布し、室温で２４時間養生した。

膜厚の測定としては、シートから剥がした皮膜をクーラントマイクロメータで挟み、隙間がなくなるまでツマミを回してデジタルの数値を読み取ることで行った。硬度の測定としては、ＩＳＯ４５８６－２に準拠し、スプリング荷重ひっかき硬度試験器を皮膜に押し当て、膜に穴が開くまで荷重をかけ、穴が開く直前の硬度を求めることで行った。これらの結果を表１に示す。

表１に示した結果から、飛散防止材Ｂ及び飛散防止材Ｃを用いた場合（実施例１及び実施例２）では、膜厚が厚くなっていることが分かる。

＜急性魚毒性試験＞
ＯＥＣＤ（ＧｕｉｄｅｌｉｎｅｆｏｒＴｅｓｔｉｎｇｏｆＣｈｅｍｉｃａｌｓ２０３（１９９２））、及び、ＪＩＳＫ０１０２：２０１６の工場排水試験方法「７１．魚類による急性毒性試験」に準拠し、９６時間急性毒性試験を実施してＬＣ_５０（Ｍｅｄｉａｎｌｅｔｈａｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ：半致死濃度）を求めた。

体長１．８～２．０ｃｍ、体重０．０６～０．０８ｇのヒメダカ１０匹を用いた。飛散防止材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｅ，Ｆ，Ｇについて、それぞれ５種類の濃度（１００ｍｇ／Ｌ、１８０ｍｇ／Ｌ、３２０ｍｇ／Ｌ、５６０ｍｇ／Ｌ、１０００ｍｇ／Ｌ）の試験水を調製し、試験濃度区とした。水は脱塩素した水道水を用いた。

各試験濃度区にヒメダカを入れ、２４時間後、４８時間後、７２時間後、９６時間後に死亡数を記録するとともに、異常な外観や行動を記録した。各試験濃度区のヒメダカの死亡数から死亡率を算出し、統計的手法を用いて９６時間後のＬＣ_５０を算出した。結果を表２に示す。表２において、１００％生存濃度は全匹で異常が観察されなかった濃度であり、異常確認濃度は１匹でも異常が観察された最低濃度である。濃度が１０００ｍｇ／Ｌでも全匹が生存していた場合は「＞１００００」と表示している。

表２に示した結果から、いずれの例でもＬＣ_５０が１００ｍｇ／Ｌ以上であり、有害分類対象外とされる「水生生物に対して比較的害が少ない」分類に該当した。

＜屋外曝露試験＞
粘性土の乾燥土壌をバットに入れ、これに飛散防止材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｅ，Ｆ，Ｇを２Ｌ／ｍ^２散布し、２日間養生した。送風機を稼働（風速１０ｍ／ｓ×１０分）し、粉塵飛散量を測定した。その後、毎日屋外曝露を続け、定期的に粉塵飛散量を測定した。

測定した粉塵飛散量（単位はグラム）の結果を表３及び図１，２に示す。ここで図１は、表３に示した値のうち飛散防止材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｅについて２日後～１８０日後の粉塵飛散量を示しており、図２は、表３に示した値のうち飛散防止材Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｅ，Ｆ，Ｇについて２日後～１２０日後の粉塵飛散量を示している。

これらの結果から、飛散防止材Ｅ（比較例２）、飛散防止材Ｆ（比較例３）、飛散防止材Ｇ（比較例４）を用いた場合は、飛散防止効果が紫外線の曝露によって低下したことが分かる。

以上に示した各種の試験の結果から、飛散防止材Ｂ（実施例１）及び飛散防止材Ｃ（実施例２）は、膜厚が厚く、水生生物に対して比較的害が少なく、紫外線に曝露した場合でも飛散防止効果が数か月間に亘って持続することが分かった。

本発明は、土壌の表面からの粉塵の飛散を防止することに利用することができる。

Claims

水と、ポリ酢酸ビニルと、エチレン・酢酸ビニル共重合体と、ポリビニルアルコールと、増粘剤とを含有する粉塵飛散防止材であって、
前記増粘剤以外の成分の合計体積を１００体積％としたときの前記ポリ酢酸ビニルの濃度が１～１０体積％であり、
前記増粘剤以外の成分の合計体積を１００体積％としたときの前記エチレン・酢酸ビニル共重合体の濃度が０．１～５体積％であり、
前記増粘剤以外の成分の合計体積を１００体積％としたときの前記ポリビニルアルコールの濃度が０．０５～１．０体積％であり、
前記増粘剤以外の成分の合計重量を１００質量％としたときの前記増粘剤の濃度が０．１～１．０質量％である、粉塵飛散防止材。
前記増粘剤の濃度が０．１～０．８質量％である、請求項１記載の粉塵飛散防止材。
前記増粘剤は、多糖類である、請求項１又は２記載の粉塵飛散防止材。