JPS6155165A - 堆積石炭の流出防止用組成物 - 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） 本発明は堆積した石炭に散布し、乾燥固化させる車圧よ
り、風雨による堆積石炭の飛散防止、流出防止、含水防
止の効果に優れる水分散体組成物に関する。

（従来の技術） 製鉄所、ガス製造所、火力発電所などでは石炭、コーク
スなどを野積堆積する場合が多い。これらの堆積物は保
管中、風によって粉塵が飛散し作業環境を悪くしたり、
降雨により微粉を流出して堆積物の損失を招きやすく、
又雨水の堆積層への浸透により含水率が上昇し、燃焼時
水の蒸発熱損によるエネルギーの損失が生じると共に、
発熱量の変動によって加熱、燃焼の制御が困難となる。

従来、石炭粉塵の飛散防止には、堆積物表面に水、乳化
剤の水溶液、乳化剤を多量に含み石炭層への浸透力の高
い酢酸ビニル系乳化重合体の稀釈液を散布する方法が知
られているが、これらは降雨による微粉の流出防止、含
水率上昇の防止には有効ではない。

一方、粉塵防止、流出防止、含水率上昇防止を兼ねる方
法として公知のセメント系塗材を堆積物表Ｊｍに散布し
表層に強固なセメント系皮膜を形成する方法やアクリル
系又はＳＢＲ系乳化重合体を散布して表層に耐水性の良
好なポリマーの皮膜を形成する方法が提案されている。

前者はセメント系皮膜の強じん性により長期間効果が持
続しうるが、大量の塗材を散布せねばならず表面処理の
作業性に難点があり、又、セメント系皮膜が燃焼物中に
混入する為燃焼炉材の劣化の問題が生じ一般的でない。

後者の皮膜の耐水性の良好な乳化重合体を散布する方法
は、表面処理が簡便であるが、石炭の粉塵防止、流出防
止、含水率上昇防止効果及び効果の持続性が充分ではな
い。

即ち、乳化重合体を堆積物表面に散布した際、ポリマー
が堆積物表面から内部へ浸透してしまい、堆積物表面の
ポリマーの密度が低いためポリマ一層の耐水、撥水性が
充分でない。これは降雨時にポリマ一層を通しわずかに
浸透した水の重量により堆積物表面の斜面部にずれ応力
が働き、表面に亀裂を生じる。この亀裂に更に雨水が浸
透し、亀裂が増々拡がり、ポリマ一層がまだ充分な耐水
性を有しているのに、遂には堆積物表面が崩れて粉層防
止、流出防止、含水防止の効果がそこなわれてしまうの
である。

（発明が解決しようとする問題点） そこで本発明者らは上記欠点の改善を鋭意研究した結果
、ポリマー皮膜に高度の耐水性及び撥水性を付与し、且
つポリマーの石炭層への浸透力を低下させる事により堆
積物表面に耐水性、撥水性に優れ、且つ濃密なポリマ一
層を形成させ、ポリマ一層を通しての水の浸透を防ぐこ
とにより、堆積物表面の亀裂が防止できる事を見い出し
、本発明に到った。

（問題点を解決する為の手段） 即ち、本発明は、水への溶解度が２５℃において１３重
＋＃％以下である疎水性α、β−モノエチレン性不飽和
単量体７０重量％以上と、α、β−モノエチレン性不飽
和カルボン酸０〜４重量％と、他のα、β−モノエチレ
ン性不飽知単量体Ｏ〜３０重量％とからなる単量体の混
合物を乳化重合せしめて得られる水性分散体で、ポリマ
ーのガラス転移温度が一１５〜２０℃、粒子径がα０５
〜（１２μｍ１不揮発分５重量％に水稀釈時の表面張力
が３５〜５０　ｄｙｎ／ｃｍの範囲にある、堆積石炭の
飛散防止、流出防止、含水防止用の組成物を提供せんと
するものである。

本発明組成物を得るのに用いられる上記の［疎水性α、
β−モノエチレン性不飽和単量体Ｊ（以下、「疎水性単
量体」と言うｅ　）とは、２５℃における水への溶解度
が１１３３ｉｉ％以下、好ましくは０．１重量％以下で
ある様な単量体を指称し、その代表的なものとしてはア
クリル酸ブチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、メ
タクリル酸ブチル、メタクリル酸−２−エチルヘキシル
、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ステアリル；ス
チレン、α−メチルスチレン；エチレン；バーサチック
酸ビニルエステルなどがあるが、これらの１種もしくは
２種以上の混合物として、全単量体中７０重量％以上用
いる事が必要である。

又、α、β−モノエチレン性不飽和カルボン酸としては
例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコ
ン酸、フマール酸、マレイン酸などが挙げられるが、こ
れらは１種もしくは２種以上の混合物として全単量体中
Ｑ〜４′Ｍ！％、好ましくは０．１〜４亘量％の範囲で
用いられる。

上記の各単量体と共重合しうる他のα、β−モノエチレ
ン性不飽和単量体としては、例えばアクリル酸メチル、
アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル；酢酸ビニル、
アクリロニ）　ＩＪルなどが代表的なものであるが、こ
れらは１種もしくは２種以上の混合物として全単量体中
０−３０重量％用いられる。

ところで疎水性単量体として水への溶解度が０．３重量
％を超えるものを使用した場合及び疎水性単量体の共重
合組成比が７０重量％未満の場合には得られる共重合体
の皮膜の撥水性、耐水性が低下し、しかも共重合体粒子
表面の極性が増し、石炭層へのポリマーの浸透性が増す
ので好ましくない。又、上記疎水性単量体と共重合しう
る他のα、β−モノエチレン性不飽和単量体が３０重量
％を超える場合は得られる共重合体の皮膜の撥水性、耐
水性が低下し、石炭層への浸透性が増すので好ましくな
い。

更に、α、β−モノエチレン性不飽和カルボン酸につい
ては、０．１重量％未病の共重合組成比になる時は、得
られる共重合体の機械的安定性が低下し、堆積物に散布
する際の作業性が低下する。逆に４重量％を超える様に
なると、得られる共重合体の皮膜の撥水性及び耐水性が
低下し、共重合体粒子表面の極性が増し、石炭層へのポ
リマーの浸透性が増すので好ましくない。

尚、ジビニルベンゼン、ビニルシランなどのｉａ剤をＣ
ｌＯ３〜２重量％程度共重合せしめる事も勿論可能であ
り、かかる架橋剤の共重合は得られる共重合体の皮膜に
一層優れた耐水性、耐候性を付与する事が可能であり好
ましい。

本発明での乳化共重合体の粒子径はｃＬｏ５〜Ｇ、２μ
ｍの範囲である事が必要である。（１０５μｍ未満の粒
子径では造膜性が良好で、得られる皮膜の耐水性も良好
であるが、共重合体の＋Ａ誠内的安定性低下し、且つ比
較的高い不揮発分で低粘度のものが得られにくく本用途
には適当でない。

粒子径が０２μｍを超える場合には、共重合体の機械的
安定性が良好で、しかも比較的高い不揮発分を示す低粘
度のものが得られるが、造膜性が悪くなり得られる皮膜
の耐水性が低下するので適当でない。

共重合体の表面張力は不揮発分５重量％に水で稀釈時に
３５　”　５０　ｄｙｎ／ｃｒＩＬの範囲である事が必
要である。かかる表面張力が３５　ｄｙｎ／ｃｒＩＬ未
満では石炭に対して濡れ過ぎるため、堆積物に散布した
際、ポリマーが石炭層に浸透し、堆積物表面に濃密なポ
リマ一層を形成する事ができないので適当でない。逆に
５０　ｄｙｎ／ｍを超える場合は、石炭に対する濡れが
極端に悪くなるため、堆積物に散布した際、石炭表面で
はじいてしまい、連続したポリマーの皮膜の形成が困難
になるので適当でない。共重合体の表面張力は好ましく
は３８〜４８　ｄｙｎ／ｃｍである事が望ましい。

次に共重合体のポリマーのガラス転移温度は一１５〜２
０°Ｃの範囲である。ポリマーのガラス転移温度が一１
５℃未満では得られる皮膜は冬期でも充分な柔軟性があ
るが、夏期には皮膜の強度が低下し、且つ耐水性も低下
するので適当でない。ガラス転移温度が２０℃を超える
場合は、皮膜の強度、耐水性は良好であるが、造膜性が
低下し、特に冬期には皮膜がもろくなる。造膜性の改善
には一般に可塑剤の添加が有効であるが、゛堆積物に散
布し、長期間放置すると、可塑剤が蒸散したり石炭層へ
浸透してしまい、結局皮膜の可塑効果がそこなわれてし
まうのでポリマーのガラス転移温度が２０”Ｃを超える
場合は本発明の用途には適さない。

本発明の組成物は通常の乳化重合によって得られる。こ
の際用いられる乳化剤としてはアニオン型乳化剤、非イ
オン型乳化剤、カチオン型乳化剤、その他反応性乳化剤
、水溶性高分子物質などの界面活性能を有する物質が挙
げられ、これらは１種もしくは２種以上併用する事がで
きるが、通常はアニオン型乳化剤と非イオン性乳化剤と
の併用によるのが良い。乳化剤の使用量は特に制限され
ないが、得られる共重合体の皮膜の撥水性、耐水性を考
慮して通常単量体総量の０１〜４重量％程度で使用され
る。尚、共重合体が石炭に対して濡れ過ぎないようにす
るため、上記乳化剤のうちのＨＬＢ１４以下のノニオン
型乳化剤を単量体総量の２重量％以下用いるのが望まし
い。

一方、重合開始剤としては一般に乳化重合に使用される
触媒であれば全て使用する事ができるが、代表的なもの
を挙げれば過酸化水素、過硫酸アンモニウムなどの水溶
性無機過酸化物、もしくは過硫酸塩；クメンハイドロパ
ーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイドなどの有機過
酸化物；アゾビスイソブチロニトリルの如きアゾ化合物
などであり、これらの１種もしくは２種以上の混合物と
して用いられる。

その使用量は単量体の総重量に対してα１〜２１！Ｌ量
％程度である。尚、これらの重合開始剤と金属イオン及
び還元剤との併用による一般にレドックス重合法として
公知の方法によってもよい事は勿論である。

前記した各種の単量体はこれを一括又は分割して、ある
いは連続的に滴下して加えてもよく、前記した触媒の存
在下に０〜１００℃、実用的には３０〜９０℃の温度で
重合される。

又、一般に乳化重合体に用いられる各種配合物、例えば
造膜助剤、消泡剤、防腐剤、凍結安定剤などの使用は乳
化重合体の表面張力が前記範囲内にとどまる限り全て可
能である。

（発明の効果） かくして、本発明の組成物は撥水性、耐水性及びそれら
の耐久性に優れ、しかも耐候性に優れた皮膜をもたらす
事ができ、野積堆積石炭の表面に散布する事により堆積
物表面に亀裂の入りにくい濃密なポリマ一層を形成する
事が可能で、優れた粉塵防止、流出防止、含水防止能力
を有する。

本発明の組成物を堆積石炭に散布する場合、一般に固形
分で５０〜５００１／／ｚ”　、好ましくは５０〜２０
０Ｊｉ’／ｍ”となるように散布される。

（実施例〉 次に本発明を実施例により具体的に説明する。

以下、部及び％はＢｆ！ｆ断のない限り全て重量基準で
あるものとする。

実施例１ ステンレス反応容器に脱イオン水１０ｔ５部、ドデシル
ベンゼンスルホン酸ソーダｔ５部、ポリオキシエチレン
ノニルフェニルエーテル（エチレンオ＋サ−（）’付加
％／Ｌ’数４０：ＨＬＢ　１８）１部、ポリオキシエチ
レンノニルフェニルエーテル（エチンンオキサイド付加
モル数ｉｏ；ＨＬＢ　１２）１５部及び過硫酸アンモニ
ウムα５部を仕込み、攪拌しながら窒素気流下で７５〜
８０℃に加温し、アクリル酸−２−エチルヘキシル（２
５℃における水への溶解度＝０．０３％）５０部、スチ
レン（２５℃における水への溶解度ＣＬＯ３％）３５部
、メタクリル酸メチル（２５℃における水への溶解度＝
ｔ５５％）１３部、アクリル酸２部よりなる混合物を１
８０分間を要して滴下し共重合せしめ、更に同温度に６
０分間保持して重合を完結せしめた。

次いで３０℃に冷却し、２８％アンモニア水２部にてＰ
ＨａＯに調製した。

得られた重合体水性分散液は不揮発分５０％、粘度５０
０ｃｐｓ％ｐＨａｏ、粒子径ＣＬＯ８μｍ、　５％に水
稀釈時の表面□張力４３．８　ａｙｎ／ｃｍであった。

これを組成物Ｉとする。

実施例２ 「ペオバ（ＶｅｏＶａ）　１　ｏＪ　　（シェル化学社
製バーサック酸ビニルエステル；２５℃における水への
溶解１＝１１７％）５５部、アクリル酸ブチル（２５℃
における水への溶解度＝α２０％）２０部、酢酸ビニル
（２５℃における水への溶解度＝２．８％）２４．５部
、アクリル酸α５部よりなる単量体混合物を用いる以外
は実施例１の同様の操作を繰り返した。

ここに得られた重合体水性分散液は、不揮発分４９．８
％、粘度３５０ｃｐｓ、　　ｐＨ７，７、粒子径α１５
μｍ、不揮発分５％に水稀釈時の表面張力３９．６　ｄ
ｙｎ、に罵であった。これを組成物■とする。

比較例１〜５ 第１表に示す単量体及び乳化剤を用い、他は実施例１と
同様にして重合体水性分散体を得た。その結果を第１表
に示す。

（注）１）乳化剤組成；単量体１００部に対する重量％
２）ポリビニルアルコール；電気化学工業■製ゴーセノ
ールＧＨ−１７使用 ３）組成物Ｖ′は造膜助剤としてフタル酸ジプチルを固
型分１００部に対し１０部含む。

４）堀場遠心式自動粒度分布測定装置により測定し、そ
の粒子分布の重量平均値を用いた。

５）試料を純水で不揮発分５％に稀釈し、デュヌイ式表
面張力計により測定。

次に、得られた組成ウニ、■、工′、■′、■′、■′
、Ｖ′の基本物性を第２表に記す。

試験例 石炭総量約ａｏ　ＯＯｔ、石炭山の表面積約２．　ＯＯ
Ｏｍ”の堆積された石炭山の３山をそれぞれ２分割し、
不揮発分５％に水で稀釈した組成物Ｉ、ｎ、ＩＩＩ’、
Ｖ’をそれぞれ２０００ゆずつ石炭山の分割部分にスプ
レーノズルで散布し、露天に放置した。その後１０日毎
に表面から１〜２ｍの深さの石炭をポーラ−でそれぞれ
５箇所ずつサンプリングし、その含水量を測定した。又
、組成物散布後５０日での石炭山表面の亀裂の状態を観
察した。

これらの結果を第３表に示す。

第３表　（石炭層とＬ山での試展） （銅組成物Ｖ′を１０００に！９散布乾燥後、次いで組
成物■を１０００ｋｇ散布 上表の結果から、組成物■及び■を散布した場合、石炭
の含水率の上昇防止に効果が発揮された。特に何も散布
しなかったブランクと比較し、散布５０日後でＣＬ５％
も含水率が低いことが認められ、しかも比較例の組成物
■′又はＶ′のみを散布した場合に石炭層表面の亀裂の
発生も少なく、石炭の流出防止、粉塵防止効果の持続性
も良好であった。

一方、比較例の組成物Ｖ′はすでに粉塵防止剤として、
多量に市販されているものと同様のものであるが、粉塵
防止効果は良好であるものの、皮膜の撥水性、耐水性に
劣り、しかも、石炭層へ浸透し過ぎてしまう為、大全に
石炭山に散布しなければ、石炭山の表面でのポリマーの
密度を高（することができず、粉塵防止効果の持続性、
石炭の流出防止、含水率上昇防止能力を発揮することが
難しい。

尚、組成物Ｖ′の不揮発分５％水稀釈液を石炭山の表面
積１０００ｍ”当り１０００′に９（他のものの半分）
散布し、乾燥固化させ、下地を調整した後、組成物Ｉの
不揮発分５％水稀釈液を表面ｆ＊１０００ｍ２当り２０
００ｋｌ？散布シタ場合は、組成ウニの水稀釈液を巣独
で散布したものより、石炭下地への浸透や塊炭上でのは
じきが更に少なくなり、含水率防止効果も良好であった
。このように、組成物Ｖ′の如き従来の石炭層への浸透
性の良好な酢酸ビニル系エマルジョンを散布乾燥させ石
炭山の下地を調整した後に本発明の組成物を散布する方
法は本発明の組成物の効果をより高めるので有用な利用
方法と考えられる。

又、本発明の組成物で被覆すると石炭の自然発熱の防止
にある程度効果があると推察される。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 温度２５℃における水への溶解度０．３重量％以下であ
   る疎水性のα，β−モノエチレン性不飽和単量体７０重
   量％以上と、α，β−モノエチレン性不飽和カルボン酸
   ０〜４重量％と、他のα，β−モノエチレン性不飽和単
   量体０〜３０重量％とからなる単量体を乳化重合せしめ
   て得られる重合体水性分散体からなり、該共重合体の粒
   子径が０．０５〜０．２μｍ、不揮発分５重量％に水稀
   釈時の表面張力が３５〜５０ｄｙｎ／ｃｍ、共重合体の
   ガラス転移温度が−１５〜２０℃の範囲にあることを特
   徴とする堆積石炭の流出防止用組成物。