JPH1180712A

JPH1180712A - 粉体の低発塵化処理方法

Info

Publication number: JPH1180712A
Application number: JP24861797A
Authority: JP
Inventors: Nobuhide Yahiro; 信英八尋; Mitsuo Akita; 光雄秋田; Masahiro Ozawa; 正弘小澤; Hiroaki Tagami; 博章田上
Original assignee: Chichibu Lime Industry Co Ltd
Current assignee: Chichibu Lime Industry Co Ltd
Priority date: 1997-09-12
Filing date: 1997-09-12
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】水を使用できない粉体に対しても使用するこ
とが可能であって、安価で簡便に、発塵を抑えることが
できる粉体の低発塵化処理方法を提供する。【解決手段】粉体の低発塵化処理方法において、粉体
に、溶媒として有機溶媒を用いた分岐ポリエチレンイミ
ン溶液を、前記粉体に対する前記分岐ポリエチレンイミ
ン溶液中に含まれる分岐ポリエチレンイミンの重量比が
０．００５％以上になるように、混合する工程を含む。
この場合、前記有機溶媒は、エチレングリコール、ジエ
チレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレ
ングリコール、グリセリン、メトキシエタノール、エト
キシエタノール、ポリエチレングリコールから選択され
る少なくとも１種を含むことが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉体の低発塵化処
理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、粉体は使用時に飛散したり、
発塵をおこしやすく、取り扱いにくいものである。そこ
で、粉体に対する様々な低発塵化処理方法が提案されて
いて、特によく用いられるものとして、水が挙げられ
る。水は、安価で、取り扱いが容易で、有効に発塵を抑
えることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、生石灰やセメ
ントといった、水が加えられることによって、その化学
的な性状が変質してしまう物質に対しては、水を使用す
ることができなかった。

【０００４】本発明の目的は、水を使用することができ
ないような粉体に対しても使用することが可能であっ
て、安価で簡便に、しかも効果的に発塵を抑えることが
できる粉体の低発塵化処理方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべ
く、本発明の請求項１に記載の発明は、粉体の発塵を抑
えるための粉体の低発塵化処理方法において、前記粉体
に、溶媒として有機溶媒を用いた分岐ポリエチレンイミ
ン溶液を、前記粉体に対する前記分岐ポリエチレンイミ
ン溶液中に含まれる分岐ポリエチレンイミンの重量比が
０．００５％以上になるように、混合する工程を含むこ
とを特徴とする。

【０００６】ここで、分岐ポリエチレンイミンの粉体に
対する重量比の上限は２０％以下が好ましいが、特にコ
ストと防塵効果の面から０．０１％〜０．１％程度がよ
い。ここで用いられる分岐ポリエチレンイミンの基本構
造は以下の式（I）で表されるものである。

【化１】分岐ポリエチレンイミンの分子量は１，０００〜１０
０，０００、特に５，０００〜２０，０００であること
が好ましい。また、分岐ポリエチレンイミン溶液に溶媒
として用いられる有機溶媒は、分岐ポリエチレンイミン
を溶解することができ、粉体とほとんど反応しない各種
有機溶媒を使用することができる。例えば、ジエチレン
グリコール等の脂肪族多価アルコール類、メトキシエタ
ノール等のアルコキシアルコール類が挙げられる。さら
に、この低発塵化処理方法で低発塵化処理される粉体
は、粉状であって、各種作業における取り扱い時に飛散
しやすいものであれば制限はないが、一般的に平均粒径
５ミクロン程度の無機系の粉体が挙げられる。

【０００７】請求項１に記載の粉体の低発塵化処理方法
によれば、分岐ポリエチレンイミン溶液の溶媒として有
機溶媒を用い、水が含まれないことから、水と反応する
粉体、例えば、各種セメントや生石灰に対しても低発塵
化処理を行うことができる。また、分岐ポリエチレンイ
ミンを用いていることから、粉体に対する、分岐ポリエ
チレンイミン溶液中に含まれる分岐ポリエチレンイミン
の重量比の下限が、０．００５％という少量であっても
よく、また、この分岐ポリエチレンイミン溶液を単に混
合すればよいので、安価で簡便な粉体の低発塵化処理方
法となる。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記有機溶媒は、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、
プロピレングリコール、グリセリン、メトキシエタノー
ル、エトキシエタノール、ポリエチレングリコールから
選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする。こ
こで、これらの有機溶媒は、単独で用いることもできる
が、２種以上を混合して用いてもよい。また、上記で列
挙した溶媒以外の有機溶媒を含んでいてもよい。溶媒の
使用量は、使用される分岐ポリエチレンイミンの分子量
や量、あるいは粉体等によって、適宜変わるが、粉体に
対して０．３重量％〜１０重量％である。０．３重量％
より少ないと、分岐ポリエチレンイミンを溶解するため
に十分でなく、１０重量％より多いと、粉体によっては
べたついてしまうことがあるからである。

【０００９】請求項２に記載の粉体の低発塵化処理方法
によれば、水と反応する粉体、例えば、各種セメントや
生石灰に対して積極的に低発塵化処理を行うことができ
るだけでなく、さらに、エチレングリコール、ジエチレ
ングリコール、トリエチレングリコール、プロピレング
リコール、グリセリン、メトキシエタノール、エトキシ
エタノール、ポリエチレングリコールから選択される少
なくとも１種を含む有機溶媒を溶媒として用いた分岐ポ
リエチレンイミン溶液ならば、溶液全体として粉体に対
して少量であっても発塵を有効に抑えることができる。
これは、これらの溶媒が有する水酸基と、分岐ポリエチ
レンイミンの１級窒素、２級窒素、３級窒素とから形成
される水素結合が粉体の発塵を抑えることに寄与するた
めと推測される。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発明において、前記の粉体に分岐ポリエチレ
ンイミン溶液を混合する工程の後に、溶媒として有機溶
媒を用いたジアルデヒド溶液を混合する工程を行うこと
を特徴とする。

【００１１】分岐ポリエチレンイミンにジアルデヒドを
混合すると、分岐ポリエチレンイミン側鎖末端部のアミ
ノ基とジアルデヒドのアルデヒド基が反応し、式（II）
で表されるシッフ塩基を有する３次元化ポリマーが生成
される。この３次元化ポリマーは水に溶解しないゲルで
あり粉体中で安定化する。

【化２】ジアルデヒド溶液の混合量は、分岐ポリエチレンイミン
の量とその反応性アミノ基のモル数によって変わるが、
通常、分岐ポリエチレンイミンの反応性アミノ基に対し
てジアルデヒドのアルデヒド基が等モルになるようにジ
アルデヒド溶液を混合することが好ましい。また、ジア
ルデヒド溶液に溶媒として用いられる有機溶媒は、ジア
ルデヒドを溶解することができ、粉体とほとんど反応し
ない各種有機溶媒を使用することができる。

【００１２】請求項３に記載の粉体の低発塵化処理方法
によれば、粉体に分岐ポリエチレンイミン溶液を混合す
る工程の後に、ジアルデヒド溶液を混合する工程を行う
ことから、式（II）で表されるシッフ塩基を有する３次
元化ポリマーが生成されて、それにより、さらに効果的
に低発塵化処理される。また、分岐ポリエチレンイミン
溶液の溶媒だけでなく、ジアルデヒド溶液の溶媒も有機
溶媒であることから、水と反応する粉体に対しても用い
ることができる。

【００１３】特に、請求項３に記載の発明は、請求項４
に記載の発明のように、ジアルデヒドが、グリオキザー
ル、マロンジアルデヒド、スクシンジアルデヒド、グル
タルアルデヒドから選択される少なくとも１種である
と、上記の３次元化ポリマーが生成されやすくなり、よ
り一層、効果的に低発塵化処理される。

【００１４】請求項５に記載の発明は、請求項１〜４に
記載の発明において、前記粉体が、生石灰、軽焼ドロマ
イト、セメント、石膏、スラグ、コークス粉、石炭粉、
珪藻土、珪砂、粘土鉱物から選択される少なくとも１種
であることを特徴とする。これらの粉体は本発明の低発
塵化処理方法によって、好適に低発塵化処理される。こ
のうち、生石灰、軽焼ドロマイト、セメント、石膏、一
部の粘土鉱物は、水と反応したり、あるいは水によって
変質したりするので、水を全く使わない本発明の低発塵
化処理方法によれば、これら粉体に悪影響を及ぼすこと
なく、発塵が抑えられる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る粉体の低発塵
化処理方法について説明する。

【００１６】本発明に係る低発塵化処理方法は、粉体に
分岐ポリエチレンイミン溶液を混合することで行われ
る。

【００１７】本発明の分岐ポリエチレンイミン溶液に溶
解している分岐ポリエチレンイミンの基本構造は、式
（I）で表される。

【化３】また、分岐ポリエチレンイミンの分子量は１，０００〜
１００，０００、特に５，０００〜２０，０００である
ことが好ましい。この分岐ポリエチレンイミンのアミノ
基の１級、２級及び３級窒素のモル比は、１：２：１で
ある。粉体に対する、分岐ポリエチレンイミン溶液中の
分岐ポリエチレンイミンの重量比は、０．００５％〜２
０％以下であるが、特にコストと防塵効果の面から０．
０１〜０．１％程度がよい。分岐ポリエチレンイミンを
用いることで、このような微量で低発塵化処理を行うこ
とができる。

【００１８】分岐ポリエチレンイミン溶液に溶媒として
用いられる有機溶媒は、分岐ポリエチレンイミンを溶解
することができ、粉体とほとんど反応しない各種有機溶
媒を使用することができる。例えば、ジエチレングリコ
ール等の脂肪族多価アルコール類、メトキシエタノール
等のアルコキシアルコール類が挙げられる。特に、これ
らのうち、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、
グリセリン、メトキシエタノール、エトキシエタノー
ル、ポリエチレングリコールが好ましい。これらの溶媒
を溶媒として用いた分岐ポリエチレンイミン溶液なら
ば、粉体に対して少量であっても発塵を有効に抑えるこ
とができる。これは、これらの溶媒が有する水酸基と、
分岐ポリエチレンイミンの１級窒素、２級窒素、３級窒
素とから形成される水素結合が粉体の発塵を抑えること
に寄与するためと推測される。

【００１９】これらの有機溶媒は、単独で用いることも
できるが、２種以上を混合した混合溶媒を用いてもよ
い。２種以上を混合する場合には、分岐ポリエチレンイ
ミン溶液を調整する際に混合してもよい。あるいは、工
業的に混合した状態、例えばプロピレンオキサイドから
エチレングリコール、ジエチレングリコール及びトリエ
チレングリコールが混合された状態で製造される場合の
分留前の状態のものをそのまま用いてもよく、このよう
な混合溶媒を用いれば、より安価に低発塵化処理方法を
行うことができる。また、必要に応じて、その他の有機
溶媒を含んでいてもよい。溶媒の使用量は、使用される
分岐ポリエチレンイミンの分子量や量、あるいは粉体等
によって、適宜変わるが、粉体に対して０．３重量％〜
１０重量％である。０．３重量％より少ないと、分岐性
ポリエチレンを溶解するために十分でなく、１０重量％
より多いと、粉体によってはべたついてしまうことがあ
るからである。また、分岐ポリエチレンイミン溶液の濃
度は、０．５重量％〜３０重量％であると好ましい。

【００２０】本発明の低発塵化処理方法においては、粉
体に分岐ポリエチレンイミン溶液を混合した後に、ジア
ルデヒド溶液を混合するとより一層低発塵化処理の効果
が上がる。分岐ポリエチレンイミンとジアルデヒドとを
混合すると、式（II）で表されるようなシッフ塩基を形
成する。これにより水に溶解しないゲル状の３次元化ポ
リマーが生成される。この３次元化ポリマーが粉体中に
分散すると、粉体はより飛散しにくくなる。

【化４】

【００２１】ジアルデヒド溶液に溶解されるジアルデヒ
ドとしては、グリオキザール、マロンジアルデヒド、ス
クシンジアルデヒド、グルタルアルデヒドから選択され
る少なくとも１種を用いることが好ましく、特に経済的
である点と高い効果を有する点からグルタルアルデヒド
が好ましい。また、これらのジアルデヒドを２種以上混
合して用いてもよい。例えば、式（III）で表されるグ
ルタルアルデヒドを用いた場合には式(IV）で表される
シッフ塩基構造、式（V）で表されるエナミン構造、及
び式（VI）で表されるシッフ塩基とエナミン構造を有す
る３次元化ポリマーが生成される。

【化５】

【００２２】ジアルデヒド溶液の混合量は、分岐ポリエ
チレンイミンの量とその反応性アミノ基のモル数によっ
て変わるが、通常、分岐ポリエチレンイミンの反応性ア
ミノ基に対してジアルデヒドのアルデヒド基が等モルに
なるようにジアルデヒド溶液を混合することが好まし
い。ジアルデヒド溶液の濃度は、０．５重量％〜２５重
量％であると好ましい。また、ジアルデヒド溶液に溶媒
として用いられる有機溶媒は、ジアルデヒドを溶解する
ことができ、粉体とほとんど反応しない各種有機溶媒を
使用することができる。

【００２３】ここで用いられる粉体としては、粉状であ
って、各種作業における取り扱い時に、飛散しやすいも
のであれば特に制限はないが、一般的に平均粒径５ミク
ロン程度の無機系の粉体、例えば、生石灰、軽焼ドロマ
イト、セメント、石膏、スラグ、コークス粉、石炭粉、
珪藻土、珪砂、粘土鉱物が挙げられ、これらの粉体は本
発明の低発塵化処理方法によって、好適に低発塵化処理
される。このうち、生石灰、軽焼ドロマイト、セメン
ト、石膏、一部の粘土鉱物は、水と反応したり、あるい
は水によって変質したりするので、水を全く使わない本
発明の低発塵化処理方法によれば、これらの粉体に悪影
響を及ぼすことなく、発塵を抑えることができる。ここ
で、セメントとしては、普通、早強、超早強、中庸熱、
耐酸、白色等の各種ポルトランドセメント、シリカセメ
ント、フライアッシュセメント、高炉セメント及びポゾ
ランセメント等の各種混合セメント、アルミナセメン
ト、水ガラスセメント、セメント系固化材のような特殊
セメント等の各種セメントを含む。

【００２４】本発明の低発塵化処理方法においては、粉
体に所定量の分岐ポリエチレンイミン溶液を混合し、ミ
キサー等により攪拌して低発塵化処理を行う。上記の粉
体組成物に、必要に応じてジアルデヒド溶液を加えて攪
拌すると、さらに低発塵化した粉体が得られる。

【００２５】以上の本発明の粉体の低発塵化処理方法に
よれば、水を全く用いないことから、水と反応する粉
体、例えば、各種セメントや生石灰に対して積極的に低
発塵化処理を行うことができる。

【００２６】また、分岐ポリエチレンイミンを用いてい
ることから、粉体に対する分岐ポリエチレンイミンの重
量比が、最低限０．００５％という少量であっても、効
果的に発塵を抑えることができる。さらに、溶媒とし
て、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリ
エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリ
ン、メトキシエタノール、エトキシエタノール、ポリエ
チレングリコールを用いれば、溶液全体としての量も減
らすことができる。よって、安価な粉体の低発塵化処理
方法となる。

【００２７】そして、分岐ポリエチレンイミン溶液を単
に混合するだけでよいので、簡単な作業で低発塵化処理
を行うことができる。

【００２８】また、粉体に対して、分岐ポリエチレンイ
ミン溶液を混合した後にジアルデヒド溶液を混合すれ
ば、さらに発塵を抑えることができる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明について実施例を挙げて更に詳
しく説明するが、本発明はこの例によって限定されるも
のではない。１．低発塵化処理（実施例１）粉状の生石灰（粒径１５０ミクロン以下）
４．０ｋｇに、分岐ポリエチレンイミンのジエチレング
リコール溶液（分岐ポリエチレンイミン１．２ｇ、ジエ
チレングリコール４０ｇ）を加えたものを、ミキサーに
入れ、回転数約１５００ｒｐｍで５分間攪拌混合し、低
発塵化処理された生石灰を得た。このときの、生石灰に
対する分岐ポリエチレンイミンの量は、０．０３重量％
であった。また、生石灰に対するジエチレングリコール
の量は、１重量％であった。（実施例２〜４）分岐ポリエチレンイミンの量を表１に
示すように変更した以外は、実施例１と全く同様な方法
で低発塵化処理された生石灰を得た。（比較例１）分岐ポリエチレンイミンのジエチレングリ
コール溶液の代わりに、ジエチレングリコール４０ｇを
加えた以外は、実施例１と全く同様な方法で処理した生
石灰を得た。（比較例２）実施例１〜４及び比較例１で用いた生石灰
を、未処理のまま比較例２の試料とした。

【００３０】２．飛散性の評価図１に飛散性の評価に用いた飛散率測定装置１を示す。
飛散率測定装置１は、直径３８０ｍｍ、長さ２０００ｍ
ｍであって両側が開口している円筒風洞２を備え、円筒
風洞２内には整流器３が設けられている。ファン４から
送られ、円筒風洞２から出て測定板６上を通り抜ける風
は、整流器３によって、風速が一定で、測定板に対して
平行な風になっている。円筒風洞２の下端部は床から２
６０ｍｍの高さになるように設置されている。また、飛
散率測定装置１は、長さ１０００ｍｍのミニベルトコン
ベアー５、測定板６（３８０ｍｍ×３８０ｍｍ）を備え
ている。ミニベルトコンベアー５のベルト上に、実施例
１〜４で低発塵化処理をした生石灰のいずれか３００ｇ
（試料量）を厚さ約１ｃｍで敷いて、ミニベルトコンベ
アー５のベルトを矢印Ａの方向に回転させ、実施例１〜
４の生石灰を毎秒１５ｇの速度で測定板６上に落下させ
た。同時に、ファンにより円筒風洞２内に風を送り、整
流器３で整流し、測定板６上を通過するとき風速３ｍ／
ｓとなるように調節した。ミニベルトコンベアー５上の
生石灰が全て落下後、測定板６上に残留している生石灰
の残留量を測定し、下記式より飛散率を計算した。飛散率（％）＝［（試料量（ｇ）−残留量（ｇ））／試
料量（ｇ）］×１００また、比較例１で得た生石灰と、比較例２の生石灰（未
処理生石灰）について、全く同様の評価を行った。

【００３１】実施例１〜４及び比較例１で得た処理済み
生石灰それぞれの飛散率と、未処理生石灰の飛散率から
処理効果率を下記式により求めた。処理効果率（％）＝｛（未処理生石灰の飛散率−処理済
み生石灰の飛散率）／未処理生石灰の飛散率｝×１００

【００３２】以上で求めた飛散率と処理効果率の結果を
表１に示した。

【表１】

【００３３】表１から分かるように、本発明の低発塵化
処理方法によって処理した粉体は、未処理の粉体と比較
して、飛散率が明らかに低い。ジエチレングリコールと
混合した比較例２と比較しても、良好な結果を示してい
る。また、実施例１〜４の低発塵化処理によって、生石
灰が反応等の化学的な性状の変化を起こすこともなかっ
た。

【００３４】

【発明の効果】請求項１に記載の粉体の低発塵化処理方
法によれば、分岐ポリエチレンイミン溶液の溶媒として
有機溶媒を用い、水を含まないことから、水と反応する
粉体、例えば、各種セメントや生石灰に対しても低発塵
化処理を行うことができる。また、粉体に対する分岐ポ
リエチレンイミンの重量比の下限が、０．００５％とい
う少量であってもよく、また、この分岐ポリエチレンイ
ミン溶液を粉体に対して単に混合すればよいので、安価
で簡便な粉体の低発塵化処理方法となる。

【００３５】請求項２に記載の粉体の低発塵化処理方法
によれば、請求項１の発明の効果に加えて、より発塵を
有効に抑えることができる。

【００３６】請求項３に記載の粉体の低発塵化処理方法
によれば、請求項１または２に記載の効果に加えて、ジ
アルデヒド溶液を混合するとシッフ塩基を有する３次元
化ポリマーが生成されるので、さらに効果的に低発塵化
処理される。

【００３７】請求項４に記載の粉体の低発塵化処理方法
によれば、シッフ塩基を有する３次元化ポリマーが生成
されやすくなり、より効果的に低発塵化処理される。

【００３８】請求項５において特定される粉体に対し
て、本発明の低発塵化処理を行うと、発塵を有効に抑え
ることができる。特に、水を用いて低発塵化処理するこ
とが不適当である、生石灰、軽焼ドロマイト、セメン
ト、石膏、一部の粘土鉱物には、化学的な性状の変化を
起こさせることなく低発塵化処理を行うことができるの
で有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において、飛散性の評価に用いた飛散率
測定装置を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田上博章東京都中央区新川１丁目８番６号秩父石灰工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉体の発塵を抑えるための粉体の低発塵
化処理方法において、前記粉体に、溶媒として有機溶媒を用いた分岐ポリエチ
レンイミン溶液を、前記粉体に対する前記分岐ポリエチ
レンイミン溶液中に含まれる分岐ポリエチレンイミンの
重量比が０．００５％以上になるように、混合する工程
を含むことを特徴とする粉体の低発塵化処理方法。
【請求項２】前記有機溶媒は、エチレングリコール、
ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロ
ピレングリコール、グリセリン、メトキシエタノール、
エトキシエタノール、ポリエチレングリコールから選択
される少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１
に記載の粉体の低発塵化処理方法。
【請求項３】前記の粉体に分岐ポリエチレンイミン溶
液を混合する工程の後に、溶媒として有機溶媒を用いた
ジアルデヒド溶液を混合する工程を行うことを特徴とす
る請求項１または２に記載の粉体の低発塵化処理方法。
【請求項４】前記ジアルデヒドが、グリオキザール、
マロンジアルデヒド、スクシンジアルデヒド、グルタル
アルデヒドから選択される少なくとも１種であることを
特徴とする請求項３に記載の粉体の低発塵化処理方法。
【請求項５】前記粉体が、生石灰、軽焼ドロマイト、
セメント、石膏、スラグ、コークス粉、石炭粉、珪藻
土、珪砂、粘土鉱物から選択される少なくとも１種であ
ることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の粉
体の低発塵化処理方法。