JPH02149310A - 浮遊粉体の水性処理剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高分子量の水溶性高分子化合物、及び潮解性
及び／あるいは結晶水形成能を有する塩を含有する浮遊
粉体の水性処理剤に関し、詳しくは空間に浮遊する粉じ
んによって イ）粉じんの吸入や皮ふや粘膜への付着による健康や安
全に及ばす悪影替 口）粉じんが起し得る爆発 ハ）粉じんによる視野の喪失 を防止すると共に、火災などの場合黒煙を消し、併せて
爆発や延焼を防止し得る水性処理剤に関する。

〔従来技術〕

作業環境に於ける空間中の浮遊粉体（粉じん）の除去は
、空気処理装置による粉じん処理や水のスプレーによっ
て行われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の方法による粉じん除去では、空気処理装置を用い
る場合には粉じん除去に時間がかかシ、しかも大空間で
あれば除去不可能であシ、又水のスプレーによる場合に
は粉じんの処理効果が不充分であることに鑑み、簡便で
、粉じんの除去効果に優れた処理剤を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、簡便で、粉じん除去効果に優れた水性処
理剤を鋭意検討した結果、特定の水溶性高分子化合物及
び潮解性及び／あるいは結晶水形成能を有する塩を含有
せしめることによって本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、（１）重量平均分子量が１００，００
０以上の水溶性高分子化合物及び（２）潮解性及び／あ
るいは結晶水形成能を有する塩を含有してなる浮遊粉体
の水性処理剤及び該処理剤に硫酸アンモニウム、りん酸
アンモニウム、はう酸とほう酸のアルカリ塩の混合物、
臭化アンモニウム、りん酸グアニルウレア、りん酸グア
ニジン、水溶性蛋白泡石油火災消火剤、フルオロカーが
ン系の水性脱消火剤の１種類以上を含有してなる火煙の
水性処理剤を提供する。

本発明で使用する、凝集性かつ水溶性の高分子化合物は
、数平均分子量が１００，０００、好ましくは１０００
．０００以上で、かつ水酸基、カルボキシル基及びその
アンモニウム塩、アンモニウム／アルカリ金属の複合塩
、アルカノールアミン塩、アルカノールアミン／アンモ
ニウム又はアルカリ金属の複合塩；スルホメチル基、ス
ルホン酸基、リン酸基、ホスホン酸基及びこれらのアル
カリ塩及びこれらの複合塩；アミド基；イミド基；カチ
オン性基及びその第４級アンモニウム塩の少くとも１種
を有する水溶性有機ポリマであυ、その荷電が非イオン
性、アニオン性、カチカン性及び両性の有機ポリマーで
あシ、通常凝集性を有するものである。

本発明で使用する高分子化合物は極めて広範囲であるが
、次のごとく例示することができる。

Ｓ　　　Ｓ ↓　　　、Ｘ 口 、Σ と こ 口 と ここでいう、不飽和脂肪酸とは、アクリル酸、メタアク
リル酸、マレイン酸、フマル酸、２−（メタ）アクロイ
ルオキシフタル酸、２−（メタ）アクロイルオキシへキ
サヒドロフタル酸、クロトン酸などである。そしてこれ
らのカルボン酸のカルボキシル基を中和するアルカリ物
質は何でもよいが特にアンモニウム塩やアルカノールア
ミン塩がすぐれた浮遊粉体の沈降効果を与える。

このような高分子化合物中、特に性能がすぐれているの
は、アクリルアミド、カチオン性モノマまたはジメチル
アミノメチル化されたアクリルアミドおよび（メタ）ア
クリル酸のモル比が５０〜９０１５〜２５１５〜２５の
もので、最っともすぐれているのは、例えばモル比が６
０／２０／２０のような両性で、重量平均分子量がｓ、
ｏｏｏ　ｏｏ。

程度の共重合体である。これらはアクリルアミドにカチ
オン性とアニオン性のモノマーを混合し、ハイドロザル
ファイトとホルムアルデヒドの縮合物のような還元剤と
過硫酸カリウムのような触媒を加え、１０〜４０℃程度
の低温で２％程度以下の固型分となるよう共重合するか
、アクリルアミド／アクリル酸のモル比が８０７２０と
なるように混合して共重合するか、ポリアクリルアミド
の２０モル係を加水分解した亀のにホルムアルデヒドと
ジメチルアミンを２０モルチ加えてマンニッヒ反応を行
なうことによシ得ることができる。

これらの浮遊粉体の処理剤に用いる高分子化合物の水溶
液は常温乃至は１１０℃以下で乾燥すると分解を伴はす
に皮膜を形成し、熱天秤・示差熱分析によると、殆どの
場合１８０ｔｌ：から２００℃の温度範囲で熱分解する
。そして０．１　％　（１，０００ｐｐｍ　）程度の水
溶液でも極めて高粘度でＯ，００１％（１０ｐｐｍ　）
程度の固型分濃度でようやく、圧力をかけて噴射した時
に完全な噴霧状態となる。

本発明で使用される無機塩は潮解性及び／あるいは結晶
水形成能のあるものであれば、何でも使用できるが、就
中毒性や刺戟性の低い、高分解温度の下記のような化合
物が特に目的に適している。

／ ！ ／／ 詔　Ｐ　０ 町−〜 只　如　づ 纒　塾 本発明の第一の必須成分である高分子化合物を、希薄な
水溶液の状態で悪臭物質に噴霧、撒布あるいは多孔性の
基体などに含有させて悪臭に接触させる処理法が特公昭
６１−７８２８号、特開昭６２−１０６７６６号、特開
昭６２−１０６７６７号等によシ知られているが、かか
る方法では浮遊粉体の除去が十分でない。即ち、上記高
分子化合物を１０　ｐｐｍ以下、好ましくは５〜１０　
ｐｐｍのような低濃度の水溶液の型で霧状に噴射すると
、いずれも分子状の悪臭の原因物質、例えば硫化水素、
アンモニア、有機アミン類、あるいはメルカプタン類な
どに接触すると、一般にこれらを効率的に捕集し、凝集
作用によシ消臭効果を発揮するが、これらの悪臭原因物
質分子よシも、はるかに粒子径が大きく、質量が少くと
も数百倍から数百万倍あるいはそれ以上も大きい空中で
の浮遊粉体に同様に噴射しても、高温下は勿論、低温下
でも余シ顕著な浮遊粉体の除去効果は見られない。この
理由はエアゾール状の高分子化合物の希薄水溶液が噴射
直後速かに乾燥し、低質量化するため、これが附着して
も浮遊粉体の大部分は速かに沈降する程の重量増加や凝
集効果を生じないためを考えられる。そして一部分の浮
遊粒体が附着した水分により一旦沈降を始めても火災時
などでは再び速かに乾燥して再浮上する可能性があシ、
事実、上記した（４）、ω）。

（Ｃ）のような高分子化合物のみでは顕著な浮遊粉体の
減少効果が観察されなかった。

そこで、上記公報に記載されているように、そこですで
に引用した特許出願公告及び公開（４）、　（Ｂ）　。

（Ｃ）の方法でも記載されているように、比較的毒性や
刺戟性の低い、エチレングリコール（引火点１１５℃）
やグリセリン（引火点１７６′Ｃ，いずれもオープンカ
ップ法）を多量に添加して、空気中の粉体にエアロゾー
ル状に噴射し、空間に浮遊する粉体に噴射すると、この
ような高分子化合物のエアロゾールの乾燥速度を遅らせ
、若干の浮遊粉体の減少効果が観察されるが、これらの
有機性の湿潤剤は低沸点が低分解温度〔例、グリセリン
２９０℃（１気圧）〕かつ引火性であり、仮に水溶液の
形で噴射しても、乾燥した条件下では、有機粉体の粉塵
爆発を促進する本質的な欠点があるので、本発明の高温
下の使用目的には適していない。また消煙剤のごとく高
温下で使用する場合、これら有機性湿潤剤は大体３００
℃以下で熱分解するので、汎用性に欠ける。セメント工
場や木工場などのように、作業環境が常温で使用する場
合は、これら有機湿潤剤は、カビ発生の営養源となり、
更に例えばグリセリンの分子量が９２であるのに対し、
硫酸ナトリウムの１０水塩が３２２のごとく、浮遊粉体
に対する質量増大効果がはるかに小さい欠点がある。

ところが、本発明の第２の必須成分の、潮解性や結晶水
を有する無機塩は、熱分解温度が高く、共存によυ本発
明の高分子化合物の熱分解を防止し、しかも高温度でも
浮遊性粉体の重量を増大し、これを保持させるので、著
しい沈降効果を示す利点がある。かかる無機塩の使用濃
度は、使用目的によシ、１〜１０，０００　ｐｐｍの範
囲で自由に選択できる。例えば、黒焼が充満し、７ラツ
シーオーバーが切迫しているような火災中の室内で、消
防要負や在室者が脱出口を発見するような緊急の場合は
、上記の高分子化合物に、上側のような塩類を１　％　
（１０，０００ｐｐｍ　）　、場合にｊつ”ｒは１０％
（１００，０００ｐｐｍ　）まで添加し溶解した水溶液
を噴射するのが適切である。

またゴミ類の焼却炉、セメント工場などや石綿の撤去作
業時の浮遊粉塵を減少させるには、作業環境で連続的に
噴射する場合には、これら塩類の濃度は１〜１００　ｐ
ｐｍの範囲で、自由に濃度を選択できる。勿論これ以上
の濃度を使用しても差支えない。

上記したような有機粉体の粉じん爆発、特に火災時に併
発するガス爆発（フラッジ−・オー・ぐ−）を防止する
ためには、着火性の大きいＣＨｉ　ＣＨ２：、：ＣＨ−
ＣＨ：などの有機ラジカルの封鎖剤として作用する臭化
アンモニウムを１〜１０，０００　ｐｐｍの範囲で溶解
せしめ、上記高分子化合物と無機塩類と併用すると、こ
れを噴射すると有効であシ、黒煙の減少、灰かぐらの発
生防止効果をも助長する。

また家屋の火災消火に、ここへ更にりん酸アンモニウム
塩（第１塩、第２塩、第３塩のいずれでもよい）、はう
砂とほう酸の混合物、硫酸アンモニウム塩（第１塩、第
２塩のいずれでもよい）等を１〜３％添加した水溶液を
噴射あるいは場合によっては、水の代シに注水すると、
展突を著しく遅延させる事ができる。

尚、黒煙を上げて燃焼している石油火災には、上側の有
機高分子化合物と無機塩に蛋白泡消火剤、フルオロカー
ぎン型や活性剤型の水性膜消火剤あるいはこれらの混合
物を混合溶解し、噴射すると、消火と同時にまず周囲の
黒煙やすすを速かに減少させることができる。

次いで、本発明の処理剤の使用形態を次に示す。

具体的には、 Ａ）石綿保温剤の撤去作業中の空間へのスプレィ方式で
の噴射による、有害な石綿粉塵の沈降促進による、作業
者の吸入や環境への拡散防止。

Ｂ）石粉工場、石材加工場、セメント工場、セラミック
ス原料粉砕工場内での粉塵の沈降促進。

Ｃ）炭坑、石炭の粉砕工場、小麦など穀類の製粉工場、
マグネシウムやアルミニウムなど軽金属の微粉さい工場
、木粉の製造工場、砂糖工場、飼料工場、その他多くの
可燃性の粉塵が特に低湿時に引き起す粉塵爆発の防止。

Ｄ）ごみ焼却炉よシ発生する黒焼の沈降促進。

Ｅ）火災時に居住者や、消防要員は発生する黒焼や、濃
厚な灰の浮遊物により、多くの場合視野を失ない、昼間
や、充分な照明下でも、自分の指先を目視できなくなる
ような事が多い。

これは、火災下の屋内では、多くの場合、炭素粒子を主
とする黒煙充満によるためであるが、とのような場合本
発明の浮遊粉体の減少剤の噴射によシ、まず視野を確保
し、非常階段への退避路を示すことによる゛窒息死によ
る犠牲者の発生防止。（この際、火災現場で黒煙や灰と
共存する、高温の可燃性ガスの充満によυ切迫するフラ
ッジ−オー・９−（ガス爆発）の発生を延期または防止
する効果も発揮する。） 等が本発明の浮遊粉体減少剤の典型的な応用例であるが
、本発明の請求の範囲内で用途に応じ適切なる処方とす
ることによシ、その効果を更に増大せしめることができ
る。これらのいくつかの例は実施例に示す。

〔実施例〕

次に実施例等を挙げ、本発明を更に説明する。

実施例１〜１０及び参考例１〜８ 第１図に示すような装置を組み立て、コンクリートブロ
ック製の内容積０．２１６　ｍ３（６０ｃｒｎＸ６０の
Ｘ　６０　ｃｍ　）の燃焼炉の中へ、５−の直方体状の
発泡Ｉリスチレンのくず細片２００？と、古新聞紙１／
４頁分づつをまるめたものを均一に混合して発煙用の燃
料とし、これを１０メツシユの金網で作成した上面のな
い燃焼ケースとし、この下からガス／Ｓ−チーの炎で着
火させ、空気取入口を調節して略一定の黒煙が排煙でき
るようにした。

途中に取付けたプラスチック製の内容積０．０３６ｍ”
（３０Ｉ０Ｙｎ（巾）　ｘ　４０　ｃｍ　（長さ）ｘ３
ｏｚ）に穴をあけ、ミスト吹込口とし、ここからスプレ
ィガンで、第１表の各水溶液を１分間１００ｍ１の割合
で、プラスチック箱の中へ連続的に噴射した。この噴射
中の排煙筒口からの黒煙の濃淡によシ、視察によシ下記
の如く浮遊炭素微粉末の減少能力として判定した。尚、
−配合毎に消火し、プラスチック箱（ｆ！リエステル製
）の内部を洗い、評価の正確さを期した。

使用した高分子化合物の種類 ポリアクリルアミド ポリアクリル酸アンモニウム 非イオン　約ｓ、ｏ　ｏ　ｏ、ｏ　ｏ　。

アニオン　　約６００，０００ ＋＋ ＋ ＋− 全く黒煙が観察されなかった。

はとんど黒煙が観察されなかった。

若干に黒煙が観察された。

かなり黒煙が観察された。

著しく黒煙が観察された。

ｒ１フ） これら高分子化合物は、使い易いよう、固型分１％の原
液を無菌の純水で希釈し、１．０００　ｐｐｍになるよ
う調節し、更に、生物学的分解を避けるため、７０℃、
１０分間の加熱処理を行った。

ジー７ ／ 〆′ 参考例９〜１１及び実施例１１〜１６ 厚さ１２簡、中９０　ｃｍ　、高さ１８０ｃｒｎのけい
カル板不燃建材を４枚便用し、水平な地面の上に４枚を
垂直に立て、粘着テープでしっかりと固定し、天井のな
い高さ１８ｏｃｆｎ箱を作成した。底部にも同じ不燃建
材を水平に置き、その上に１８１入の石油かんのふたを
置き、気温３１℃〜３２℃で、Ｃ重油２００Ｔｎｌを入
れ、一定の綿の芯を浸し、それにマツチで着火させ、直
ちにその中央に上記箱をかぶせてＣ重油が燃え続え尽き
る迄黒煙が発生するようにした。この箱の一面の下から
１ｏｃｒｎのところに、直径５ｃｎＩの穴を３ケ所あけ
充分空気が供給できるようにすると共に、下から１ｍの
ところにスプレィガンの吹込み口をつくり完全に着火し
、黒煙の発生がほぼ一定になってから、ここから第２表
の水溶液を第１表と同様に２０ｏＴｎｌ／分の割合で水
平に吹き込み、上部から発生する黒煙やすすの程度を第
上衣と同様に視察し、その結果を第２表にまとめた。

参考例１２及び実施例１７ 第２表の試験方法と同一の装置に基づき、Ｃ重油の代り
にレギーラガソリンを使用し、〔参考例９〕の連続的噴
霧下に、ガソリンをひたした綿のひもを導火線として着
火すると、依然として黒煙を発生し、持続的にはげしく
燃焼を続けるが、黒煙の防止効果は十−と十の中間程度
であった〔参考例１２〕。しかし、〔実施例１７〕の配
合の連続的噴霧下では着火しなかった。これは臭化アン
モニウムが水溶液の微粒子が室内に高分子化合物のエア
ゾール化した微粒子の助けで均一に分布し、火種により
生成した可燃性有機ラジカルの封鎖剤として作用しただ
めと推定された。

参考例１７及び実施例１８〜２２ 第３表で使用した装置によく乾燥した（含水率１１０チ
）の、４　ｃｍ　Ｘ　５　ｃｍ　Ｘ　３０鋸の米杉材を
高さ３６ｃｒｎになるように井げた状に積み上げ、その
下部に３０ｙｄのレギーラガソリンを浸して着火し、２
分間自由に燃焼させて、火熱を強くしてから第４表の水
溶液を同様に噴射させた。この時の黒煙の消失と消火は
次の通）であった。

／ 実施例２３〜２４及び参考例１８ 吸入によって肺癌を起す可能性が懸念されている石綿保
温剤の撤去作業現場では作業者の保護マスク着用と密閉
された室内で強力フィルター付吸引フィルターの併用に
よシ、作業者の吸入量を著しく低減できるが、結合剤の
劣化しておシ、微粒子が飛散し易い、石綿マットに、撤
去作業の前に少くとも下記配合液を１００７７ｍ２．好
ましくは４００　ｉ！−／ｍ２程度、なるべく噴射の圧
力を弱くして、充分に塗布し、充分にぬらし、撤去作業
中も乾燥した。石綿層に新たに充分量を吹きつけること
によシ、空中への微粒子の飛散が防止できた。

〔実施例２３〕〔実施例２４〕〔参考例１８〕上記高分
子化合物Ｉ　　　　６　ｐｐｍ　　　−水のみｎ　　　
　　　　　　６　ｐｐｍ 硫酸ナトリウム（無水）　　１１００ｐｐ　　２００　
ｐｐｍ即ち〔参考例１８〕の場合、水が乾燥する迄の一
時的効果があることは作業者が入射光が暗所との境界で
示す、浮遊する微粒子の示すチンダル現象の減少あるい
は消滅により明るかったが、速かな水の乾燥によシ再び
石綿の浮遊塵の発生が目視された。これに対し〔実施例
２３及び２４〕の場合は散布した液の乾燥後も浮遊塵の
発生がほとんど見られず、撤去作業中、作業空間にこれ
ら粉体処理剤のスプレィを継続することによシ、はぼ完
全に石綿の浮遊塵が急速に沈降し、消滅することが作業
者の着用しているマスクのフィルターへの耐着量の減少
から判明した。

〔実施例２５〕 第２表の試験方法と同一の装置に基づき、Ｃ重油の代シ
にレギーラーガソリンを３００　ｍｌ使用し、着火させ
た後、下記化合物を溶解させた水溶液を３００ｄ／分の
割合で火元に向けて噴射した。

（イ）第１表に示す高分子化合物ＩＶ　　　　　　６　
ｐｐｍ（ロ）塩化リシウム　　　　　　　　　　　１０
０　ｐｐｍ〔発明の効果〕 本発明の処理剤は、空気中の浮遊粉体、特に火災時に生
じる黒煙中の微粒子を除去するのに有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１〜１０及び参考例１〜８で用いた、煙
除去性能評価用の装置の概略図である。 尚、図中の記号は下記の通シである。 １・・・空気取入口、２・・・金網製燃焼ケース、３・
・・コンクリートブロック製燃焼炉、４・・・鉄製煙突
、５・・・透明プラスチック箱、６・・・水性処理剤吹
込口、７・・・排煙筒、８・・・架台。 代理人　弁理士　　高　橋　勝　利 黒煙は直ちに消失し、引続いて３２秒後に消火した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（１）重量平均分子量が１００，０００以上の水溶
   性高分子化合物及び （２）潮解性及び／あるいは結晶水形成能を有する無機
   塩 を含有してなる浮遊粉体の水性処理剤。 ２、水溶性高分子化合物が数平均分子量が １００，０００以上で、かつ水酸基、カルボキシル基及
   びそのアンモニウム塩、アンモニウム／アルカリ金属の
   複合塩、アルカノールアミン塩、アルカノールアミン／
   アンモニウム又はアルカリ金属の複合塩；スルホメチル
   基、スルホン酸基、リン酸基、ホスホン酸基及びこれら
   のアルカリ塩及びこれらの複合塩；アミド基；イミド基
   ；カチオン性基及びその第４級アンモニウム塩の少くと
   も１種を有する水溶性有機ポリマーであることを特徴と
   する請求項第１項の水性処理剤。 ３、水溶性高分子化合物が固型分で１〜１０ｐｐｍ含有
   してなることを特徴とする請求項第１項の水性処理剤。 ４、潮解性及び／あるいは結晶水形成能を有する塩が塩
   化カルシウム、塩化リシウム、塩化カリウム、明ばん類
   、りん酸カリウムの１種類以上のものであることを特徴
   とする請求項第１項の水性処理剤。 ５、請求項第１項の水性処理剤に硫酸アンモニウム、り
   ん酸アンモニウム、ほう酸とほう酸のアルカリ塩の混合
   物、臭化アンモニウム、りん酸グアニルウレア、りん酸
   グアニジン、水溶性蛋白泡石油火災消火剤、フルオロカ
   ーボン系の水性膜消火剤の１種類以上を含有してなるこ
   とを特徴とする火煙の水性処理剤。