WO2007004250A1 - 塵埃処理剤組成物 - Google Patents

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Kazuo Konabe
Mitsuyoshi Kawazoe
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Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd.
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    • C08L27/02Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
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    • C08L27/18Homopolymers or copolymers or tetrafluoroethene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00Properties
    • C08L2201/06Biodegradable

Definitions

  • the present invention is a polytetrafluoroethylene (hereinafter referred to as "dust-proof”) that has a high dustproof effect and a low environmental concern.
  • the present invention relates to a dust control agent composition of a dust-generating substance, which comprises an aqueous dispersion of PTFE). More specifically, the present invention is a dust control agent composition of a dusting substance comprising an aqueous dispersion of PTFE containing a fluorine-containing emulsifier at a specific low level and having a high dustproof effect and less concern for the environment. About.
  • PTFE is fibrillated by mixing PTFE with a powdery substance and subjecting the mixture to a compression and shear action at a temperature of about 20 to 200 ° C.
  • a method has been proposed that suppresses the generation of dust from powdered substances.
  • PTFE is a homopolymer of tetrafluoroethylene in composition, Teflon (registered trademark) 6 or Teflon (registered trademark) 30 which is a fine powder or emulsion as a form, and tetrafluoroethylene as a composition.
  • Teflon (registered trademark) 6C which is a modified polymer of low ethylene and also has fine fin powder.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 8-20767 proposes a stable dust control method using an aqueous emulsion containing a hydrocarbon-based anionic surfactant of 1.0% by weight or more with respect to PTFE. It has been shown that cement has a dust suppression effect. According to the publication, PTFE particles are produced by an emulsion polymerization method disclosed in US Pat. No. 2,559,752, that is, an anionic system using tetrafluoroethylene as a water-soluble polymerization initiator and a fluoroalkyl group as a hydrophobic group.
  • aqueous emulsion It is manufactured in the form of aqueous emulsion by press-fitting into an aqueous medium containing a surfactant (hereinafter referred to as a fluorine-containing emulsifier) as an emulsifier and polymerizing it.
  • a fluorine-containing emulsifier a surfactant
  • an emulsion stabilizer is further added to increase the stability.
  • the surfactant (fluorine-containing emulsifier) contained as an emulsifier in the aqueous PTFE dispersion is used for polymerization, but it is difficult to decompose and there is a concern about the impact on the environment. In addition, it is classified as an environmental pollutant rather than biodegradable, which has caused the possibility of polluting groundwater, lakes, rivers, and the like.
  • the inventors of the present invention have reached the present invention as a result of diligent efforts to develop a method that has a dust suppressing effect and can suppress dust without concern for the influence on the environment.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Publication No. 52-32877
  • Patent Document 2 JP-A-8-20767
  • Patent Document 3 US Pat. No. 2,559,752
  • a surfactant fluorinated emulsion contained as an emulsifier in an aqueous PTFE dispersion is indispensable for polymerization to obtain an aqueous PTFE dispersion, but it is difficult to dissolve. Focusing on the concerns about environmental impacts, development of dust control agents with low potential for environmental problems was promoted.
  • the present invention provides a dust suppression treatment agent comprising a fluoropolymer aqueous dispersion having a dust suppression effect as high as that of a conventional dust suppression treatment agent composition and a low possibility of environmental problems. With the goal.
  • a dust suppressing treatment agent composition comprising a fluoropolymer aqueous dispersion having a fluorine-containing emulsifier content of 50 ppm or less.
  • the above-mentioned dust suppression treatment composition in which the fluoropolymer aqueous dispersion is an aqueous dispersion of PTFE, is a preferred embodiment of the present invention.
  • the fluoropolymer aqueous dispersion is a fluoropolymer having an average particle size of 0.:! To 0.5 ⁇ .
  • the above-mentioned dust suppressing treatment agent composition which is an aqueous dispersion of the present invention is a preferred embodiment of the present invention.
  • the aqueous fluoropolymer dispersion having a content of the fluoroemulsifier of 50 ppm or less is obtained from an aqueous polymer dispersion obtained by polymerizing tetrafluoroethylene using the fluoroemulsifier.
  • the above-mentioned dust suppression treatment agent composition obtained by removing the fluorine-containing emulsifier is a preferred embodiment of the present invention.
  • a dust suppression treatment agent comprising a fluoropolymer aqueous dispersion having a dust suppression effect as high as that of a conventional dust suppression treatment composition and a low possibility of environmental problems.
  • a dust suppressing treatment agent that not only has a high dust suppressing effect and a low possibility of environmental problems, but can be effectively used by collecting and reusing an expensive fluorine-containing emulsifier.
  • the present invention provides a dust suppressing treatment composition
  • a dust suppressing treatment composition comprising a fluorine-containing polymer aqueous dispersion having a fluorine-containing emulsifier content of 50 ppm or less.
  • the fluoropolymer of the present invention includes a tetrafluoroethylene (TFE) homopolymer (PTFE) called a homopolymer and a tetrafluoroethylene containing 1% or less of a comonomer called a modified polymer.
  • TFE tetrafluoroethylene
  • PTFE tetrafluoroethylene
  • modified polymer ethylene copolymer
  • the fluoropolymer is preferably a TFE homopolymer.
  • Dust control treatments composed of modified PTFE aqueous dispersions are often more than 50% more in order to produce the same dust control effect that is less effective than dust control treatments made of PTFE aqueous dispersions. May have to be used.
  • the fluoropolymer in the fluoropolymer aqueous dispersion of the present invention has an average particle size of 0.:! To 0.
  • colloidal particles be about 5 m, preferably about 0.:! To 0.3 x m. Colloidal particles with an average particle size of less than 0.1 ⁇ m are less dustproof, while aqueous dispersions of colloidal particles with an average particle size exceeding 0.5 ⁇ tend to be less stable.
  • the specific gravity is 2.27 or less, preferably 2.22 or less, more preferably 2.20 or less. Is desirable. Polytetrafluoroethylene with a specific gravity exceeding 2.27 also has a tendency to lower dustproof effect.
  • the concentration of the fluoropolymer in the aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention is not particularly limited. However, in order to enhance the dispersion effect of the fluoropolymer in the dust generating substance, the concentration is The lower the better. On the other hand, when the fluoropolymer aqueous dispersion is transported, the higher the concentration, the more the transportation cost can be saved. Therefore, it is usually 10% by weight or more, preferably 20 to 70% by weight. A higher concentration is not preferable because the stability of the aqueous fluoropolymer dispersion is impaired. Therefore, the fluoropolymer concentration in the dust control agent composition sold as a product is 20 to 70% by weight. When mixed with dust generating substances, it is diluted with water to less than 5% by weight. It can also be used as a fluoropolymer concentration.
  • the fluorinated emulsifier of the aqueous fluorinated polymer dispersion of the present invention is difficult to decompose and is likely to accumulate in the environment. It is preferably 50 ppm or less, which enables production with a stable content of emulsifier.
  • an aqueous dispersion of a fluorine-containing polymer in which the content of the fluorine-containing emulsifier of the present invention is 50 ppm or less.
  • a method for obtaining an aqueous dispersion of a fluorine-containing polymer in which the content of the fluorine-containing emulsifier of the present invention is 50 ppm or less.
  • an aqueous medium containing an emulsion polymerization method such as tetrafluoroethylene as a water-soluble polymerization initiator and an anionic surfactant having a fluoroalkyl group as a hydrophobic group as an emulsifying agent (fluorinated emulsifying agent).
  • Aqueous solution containing about 0.02 ⁇ :!% By weight of fluorine-containing emulsifier (ammonium salt and perfluorooctanoic acid in the form of Z or alkali salt) obtained by injection and polymerization with respect to the weight of the fluorine-containing polymer.
  • fluorine-containing emulsifier ammonium salt and perfluorooctanoic acid in the form of Z or alkali salt
  • Surfactant fluorinated emulsifier contained as an emulsifier in PTFE aqueous dispersion is indispensable due to reaction inactivity in polymerization, but it is difficult to decompose and has an impact on the environment. Therefore, it is desirable to remove as much as possible from the dust control agent. Further, since the fluorine-containing emulsifier is expensive, it is desirable to recover and reuse it.
  • an emulsifier disclosed in US Pat. No. 2,559,752 can be selected and used as the emulsifier.
  • Strength For the purposes of the present invention, a non-telogenic emulsifier is particularly preferred.
  • An emulsifier with a strength S is preferred.
  • F (CF) (CH having about 6 to 20 carbon atoms, preferably about 6 to 12 carbon atoms. ) Fluorine-containing Al force expressed by COOH (m: 0 or 1, n: 6-20)
  • An acid or a salt thereof, a fluorine-containing alkylsulfonic acid or a salt thereof, and the like can be given.
  • the salt include alkali metal salts, ammonium salts, and amine salts. Specific examples include perfluoroheptanoic acid, perfluorooctanoic acid, and salts thereof, 2-perfluorohexoxyethanesulfonic acid, and salts thereof. Absent.
  • the aqueous fluoropolymer dispersion of the present invention may contain an emulsion stabilizer in order to improve the stability of the aqueous fluoropolymer dispersion.
  • an emulsion stabilizer a hydrocarbon-based anionic surfactant is preferable. This surfactant forms a salt that is insoluble or sparingly soluble in water, aluminum, iron and iron, which are essentially components in the soil, thus avoiding river, lake and groundwater contamination caused by the surfactant. Can do.
  • hydrocarbon anionic surfactants include higher fatty acid salts, higher alcohol sulfate esters, liquid fatty oil sulfate esters, aliphatic alcohol phosphate esters, dibasic fatty acid ester sulfonates. Salts, alkylaryl sulfonic acid salts, etc., especially polyoxyethylene alkyl phenyl ether ethylene sulfonic acid (polyoxyethylene n:!
  • alkyl carbon number 8 ⁇ : 11 alkyl carbon number 8 ⁇ : 11
  • Na, K, Li, and NH 4 salts such as zensulfonic acid (alkyl having 10 to 12 carbon atoms) and dialkylsulfosuccinic acid ester (alkyl having 8 to 10 carbon atoms) have high mechanical properties for PTFE aqueous emulsion.
  • zensulfonic acid alkyl having 10 to 12 carbon atoms
  • dialkylsulfosuccinic acid ester alkyl having 8 to 10 carbon atoms
  • the addition amount of the emulsion stabilizer is 1.0% by weight or more per weight of PTFE, preferably in the range of 1.5 to 5% by weight. 1. Fluoropolymer aqueous dispersion at less than 0% by weight The stability effect of the liquid is low, and the addition amount of 10% by weight or more is economically disadvantageous.
  • the dust suppressing treatment agent composition of the present invention is obtained by mixing a fluoropolymer with a dusting substance and subjecting the mixture to a compression-shearing action at a temperature of about 20 to 200 ° C. It is preferably used in a method for suppressing dust of a dusting substance by fibrillating tetrafluoroethylene, for example, a method such as Japanese Patent No. 2827152 and Japanese Patent No. 2538783.
  • the dust suppressing treatment composition of the present invention is used as a Fibrinoleistosei PTFE described in JP-A No. 2000-185956, JP-A No. 2000-185959, and JP-A No. 2002-60738. Can.
  • the dust generating powdery substance to be subjected to dust suppression treatment in the present invention is an inorganic and / or organic dust generating substance, and there is no particular limitation on the substance, shape, and the like.
  • the present invention can also be effectively applied to a dusting powdery substance as a dusting substance.
  • Particularly suitable dust generating materials are dust generating materials that are transported in large quantities by ships, freight cars or automobiles with high production volumes, such as cement powder, slaked lime powder, quick lime powder, carbonic acid. Examples include calcium powder, slag powder, fly ash, gypsum, and particulate metal.
  • various fillers such as talc, silica (silica), carbon black, various activated carbons, clay, metal oxides, and pigments can be mentioned.
  • the dust control agent of the present invention is a dust control treatment in the fields of building materials, soil stabilizers, solidifying materials, fertilizers, incinerated ash and hazardous substances, disposal of explosions, cosmetics, etc. Is preferably used.
  • each physical property was measured by the following method.
  • the average particle size of the fluoropolymer particles was measured using a Microtrac UPA150 Model No. 9340 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
  • the aqueous PTFE dispersion obtained by emulsion polymerization is adjusted to a concentration of 15% by weight with pure water. Then, shake the polymer container (1000ml capacity) about 750ml vigorously to agglomerate the polymer.
  • the polymer powder separated from water is dried at 150 ° C for 16 hours. Break the dried resin powder 12. Og put into cylindrical mold having a diameter of 2. 85cm, gradually increasing the pressure to a final pressure force 3 ⁇ 450kg / cm 2 after 30 seconds, the final pressure of 350 kg / cm 2 Hold with force for 2 minutes.
  • the standard specific gravity is defined as the weight ratio of the standard sample to the weight of the same volume of water at room temperature (23 ° C ⁇ 1 ° C). This standard specific gravity is a measure of the average molecular weight. In general, the lower the standard specific gravity, the higher the molecular weight.
  • the fluororesin aqueous dispersion was frozen in a 20 ° C freezer, and the fluoropolymer was agglomerated and separated from water. Transfer the entire contents of the plastic container to a Soxhlet extractor and extract with about 80 ml of methanol for 7 hours.
  • Methanol used for extraction is distilled using an evaporator and concentrated to 50 ml or less. Place concentrated methanol in a 50 ml volumetric flask and make up with pure water. Make a measurement using a liquid chromatograph for the sample solution that has been made up, and calculate the concentration of the fluorine-containing emulsifier in the aqueous fluororesin dispersion.
  • a 200 g sample is naturally dropped from the top inlet of a cylindrical container with an inner diameter of 39 cm and a height of 59 cm, and the suspended dust digital concentration (CPM: Count per Minute) in the container at a height of 45 cm from the bottom Measure with a dust meter.
  • the amount of suspended dust is measured five times for 1 minute after sample injection, and the geometric average of the value obtained by subtracting the measured value (dark count) before sample input is used as the ⁇ falling dust amount '' of the sample.
  • the geometric mean X is given by Ask.
  • the raw materials used in the examples and comparative examples of the present invention are as follows.
  • Type 11 anhydrous gypsum (average particle size 9.0 / 1 111, maximum particle size 101 111)
  • PTFE aqueous dispersion (1) Dust in the same manner as in Example 1 except that 1.00 g (corresponding to PTFE resin solid content of 0.03 mass% with respect to quicklime) was dispersed in 99.3 g of fresh water. The suppressed lime was obtained. The amount of fallen dust of the obtained quicklime treated with dust suppression was measured. The results are shown in Table 1.
  • PTFE aqueous dispersion (1) 1.67 g (corresponding to 0.05 mass% of PTFE resin solid content with respect to quicklime) was gradually added to 35. Og of fresh water.
  • Dust generation powder (Wrinkling amount for dust generation powder
  • Example 4 Ordinary bortran cement (I) 0 0 5 1 9.1 Example 5 Anhydrous gypsum (I) 0 1 0 6 2.8 Example 6 Granulated blast furnace slurry (I) 0.0 6 1 4.5 4.5 Comparative Example 1 Powdered Quick Lime 1 6 4.0 4.0 Comparative Example 2 Ordinary Voltland Dosent 4 2 6, 7 Comparative Example 3 Vertical Anhydrite 2 3 2, 1 Comparative Example 4 Blast Furnace Granulated Slag Powder 1 9 5.1 Reference Example 1 Powdered quicklime (II) 0 0 5 1 3 .0 Reference Example 2 Powdered quicklime (II) 0 0 3 1 4.5 Reference Example 3 Normal Potassium cement (II) 0. 0 5 3 5.9 Reference Example 4 Anhydrous gypsum (II) 0 1 0 6 0 .6 Reference Example 5 Granulated blast furnace slag powder (II) 0 0 6 1 8-5 Industrial applicability
  • a dust suppression treatment agent comprising a fluoropolymer aqueous dispersion having a dust suppression effect as high as that of a conventional dust suppression treatment composition and a low possibility of environmental problems.

Abstract

 従来の塵埃抑制剤組成物と同等に塵埃抑制効果が高く、且つ環境問題の可能性が低い、含フッ素重合体水性分散液からなる塵埃抑制処理剤組成物を提供すること。  含フッ素乳化剤の含有率が50ppm以下である含フッ素重合体水性分散液からなる塵埃抑制剤組成物を提供する。  前記含フッ素乳化剤の含有率が50ppm以下である含フッ素重合体水性分散液が、含フッ素乳化剤を用いてテトラフルオロエチレンを重合して得られた重合体水性分散液から、含フッ素乳化剤を除去して得られたものである、塵埃抑制処理剤組成物は本発明の好ましい態様である。

Description

明 細 書
塵埃処理剤組成物
技術分野
[0001] 本発明は、防塵効果が高 環境への懸念が少ないポリテトラフルォロエチレン (以 下
PTFEという)の水性分散液からなる、発塵性物質の塵埃抑制処理剤組成物に関す る。さらに詳しくは、本発明は含フッ素乳化剤が特定の低いレベルで含有されている PTFEの水性分散液からなる、防塵効果が高ぐ環境への懸念が少ない発塵性物質 の塵埃抑制処理剤組成物に関する。
背景技術
[0002] 塵埃を出す粉末状物質の塵埃を抑制する技術は、健康上、安全上、環境上その他 の要請から、生活のためにまた産業のために重要な技術である。
このような塵埃抑制技術としては、特公昭 52— 32877号公報において、 PTFEを 粉末状物質と混合し、該混合物に約 20〜200°Cの温度で圧縮一せん断作用を施す ことにより PTFEをフイブリル化して粉末状物質の塵埃発生を抑制する方法が提案さ れている。
[0003] PTFEは、組成としてはテトラフルォロエチレンのホモポリマーで形態としてはフアイ ンパウダー又はェマルジヨンであるテフロン (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ォロエチレンの変性ポリマーで形態としては同じくフ アインンパウダーであるテフロン (登録商標) 6Cなどである。
[0004] また、特開平 8— 20767号公報では、 PTFEに対して 1. 0重量%以上の炭化水素 系ァニオン界面活性剤を含有する水性ェマルジヨンを使用する安定性のよい塵埃抑 制方法が提案されており、セメントについて塵埃抑制効果があることが示されている。 同公報によれば、 PTFE粒子は、米国特許第 2, 559, 752号に開示されている乳化 重合法、即ちテトラフルォロエチレンを水溶性重合開始剤及びフルォロアルキル基 を疎水基とするァニオン系界面活性剤(以下、含フッ素乳化剤という)を乳化剤として 含む水性媒体中に圧入、重合させることにより、水性ェマルジヨンの形態で製造され るが、安定性を増すためにさらに乳化安定剤が添加されている。
[0005] 最近、これらの塵埃抑制処理剤が肥料、土質安定剤、土壌改良剤、更には石炭灰 などの坦立材料に大量に使用され、塵埃抑制処理剤の適用範囲が拡大したことによ つて、環境への影響が懸念されるようになってきた。
PTFE水性分散液に乳化剤として含まれる界面活性剤 (含フッ素乳化剤)は、重合 に使用されるものではあるが難分解性で環境への影響が懸念される。また生分解性 ではなく環境汚染物質と分類されるため、地下水、湖沼、河川などを汚染する可能性 が生じてきた。
そこで本発明者らは、塵埃抑制効果があって、環境への影響を懸念することなく塵 埃を抑制できる方法の開発に鋭意注力した結果、本発明に到達したものである。
[0006] 特許文献 1 :特公昭 52— 32877号公報
特許文献 2:特開平 8— 20767号公報
特許文献 3 :米国特許第 2, 559, 752号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] 本発明者らは、 PTFE水性分散液に乳化剤として含まれる界面活性剤 (含フッ素乳 化剤)は、 PTFE水性分散液を得る重合においては不可欠のものではあるが、難分 解性で環境への影響が懸念されることに着目して、環境問題の可能性が低い塵埃 抑制処理剤の開発を進めた。
すなわち、本発明は、従来の塵埃抑制処理剤組成物と同等に塵埃抑制効果が高く 、且つ環境問題の可能性が低い、含フッ素重合体水性分散液からなる塵埃抑制処 理剤を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0008] 本発明により、含フッ素乳化剤の含有率が 50ppm以下である含フッ素重合体水性 分散液からなる塵埃抑制処理剤組成物が提供される。
[0009] 前記含フッ素重合体水性分散液が、 PTFEの水性分散液である、前記した塵埃抑 制処理剤組成物は本発明の好ましレ、態様である。
[0010] 前記含フッ素重合体水性分散液が、平均粒径 0. :!〜 0. 5 μ ηの含フッ素重合体 の水性分散液である、前記した塵埃抑制処理剤組成物は本発明の好ましレ、態様で ある。
[0011] 前記含フッ素乳化剤の含有率が 50ppm以下である含フッ素重合体水性分散液が 、含フッ素乳化剤を用いてテトラフルォロエチレンを重合して得られた重合体水性分 散液から、含フッ素乳化剤を除去して得られたものである、前記した塵埃抑制処理剤 組成物は本発明の好ましレ、態様である。
発明の効果
[0012] 本発明により、従来の塵埃抑制処理剤組成物と同等に塵埃抑制効果が高ぐ且つ 環境問題の可能性が低い含フッ素重合体水性分散液からなる塵埃抑制処理剤が提 供される。
本発明によれば、塵埃抑制効果が高ぐ且つ環境問題の可能性が低いだけでなく 、高価な含フッ素乳化剤を回収し再利用することによって有効に活用することを可能 とする塵埃抑制処理剤が提供される。
発明を実施するための最良の形態
[0013] 本発明は、含フッ素乳化剤の含有率が 50ppm以下である含フッ素重合体水性分 散液からなる塵埃抑制処理剤組成物を提供する。
[0014] 本発明の含フッ素重合体としては、ホモポリマーと呼ばれるテトラフルォロエチレン( TFE)の単独重合体(PTFE)と、変性ポリマーと呼ばれる 1%以下のコモノマーを含 むテトラフルォロエチレンの共重合体(変性 PTFE)が挙げられる。含フッ素重合体は TFEのホモポリマーであることが好ましい。
変性 PTFE水性分散液からなる塵埃抑制処理剤は、 PTFE水性分散液からなる塵 埃抑制処理剤に比べ塵埃抑制効果が低ぐ同じ塵埃抑制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。
[0015] 本発明の含フッ素重合体水性分散液中の含フッ素重合体は、平均粒径 0.:!〜 0.
5 m程度、好ましくは 0. :!〜 0. 3 x m程度のコロイド粒子であることが望ましい。平 均粒径が 0. 1 μ未満のコロイド粒子は防塵効果が低ぐ一方平均粒径が 0. 5 μを越 えるコロイド粒子の水性分散液は安定性が低くなる傾向がある。
[0016] また、比重は 2. 27以下、好ましくは 2. 22以下、より好ましくは 2. 20以下であること が望ましい。比重が 2. 27を越えるポリテトラフルォロエチレンも防塵効果が低くなる ί頃向がある。
[0017] 本発明の含フッ素重合体水性分散液中の含フッ素重合体濃度は特に限定されな レ、が、塵埃発生物質への含フッ素重合体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、含フッ素重合体水性分散液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 %の範囲であることが望ましい。更に高い濃度は含フッ素重合体水性分散液の安定 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塵埃抑制処理剤組成物 中の含フッ素重合体濃度は、 20〜70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%以下の含フッ素重合体濃度として使用することも可能 である。
[0018] 本発明の含フッ素重合体水性分散液の含フッ素乳化剤は、難分解性であり環境へ の蓄積が懸念されるので含有率は低いことが望まれ、実用的な除去方法で含フッ素 乳化剤の安定した含有率での製造が可能な 50ppm以下であることが好ましい。
[0019] 本発明の含フッ素乳化剤の含有率が 50ppm以下である含フッ素重合体水性分散 液を得る方法には特に制限がないが、例えば米国特許第 2, 559, 752号に開示さ れてレ、るような乳化重合法、即ちテトラフルォロエチレンを水溶性重合開始剤及び乳 化剤としてフルォロアルキル基を疎水基とするァニオン系界面活性剤(含フッ素乳化 剤)を含む水性媒体中に圧入、重合して得られる、含フッ素乳化剤 (アンモニゥム塩 及び Z又はアルカリ塩の形のパーフルォロオクタン酸)を含フッ素重合体の重量に対 し約 0. 02〜:!重量%含む水性分散液から、含フッ素乳化剤を公知の除去方法、例 えば特表 2005— 501956号(W〇 2003,020836)及び特表 2002— 532583 号 (WO 00/35971)に記載される有効量の陰イオン交換体と接触させ分離して 除去する方法、或いは米国特許第 4, 369, 226号に記載される含フッ素重合体水 性分散液の限外ろ過により除去する方法、にて除去することにより得ることができる。 含フッ素乳化剤の除去方法はこれらに限定されるものではない。
[0020] PTFE水性分散液に乳化剤として含まれる界面活性剤 (含フッ素乳化剤)は、重合 における反応不活性の故に不可欠のものではあるが難分解性で環境への影響が懸 念されるため、塵埃抑制処理剤から出来るだけ除去されることが望ましい。また、含フ ッ素乳化剤は高価であるため回収され再利用されることが望ましい。
[0021] 前記した本発明の含フッ素重合体水性分散液を得る乳化重合法において、乳化 剤としては米国特許第 2, 559, 752号に開示されている乳化剤を選択して使用する ことができる力 本発明の目的のためには、特に非テロゲン性乳化剤と呼ばれること 力 Sある乳化剤が好ましぐたとえば炭素数 6〜20程度、好ましくは炭素数 6〜: 12程度 の F (CF ) (CH ) COOH (m : 0または 1、 n : 6〜20)で表されるフッ素含有アル力
2 n 2 m
ン酸またはその塩、フッ素含有アルキルスルホン酸またはその塩などを挙げることが できる。塩としては、アルカリ金属塩、アンモニゥム塩、アミン塩などを挙げることがで きる。具体的には、パーフルォロヘプタン酸、パーフルォロオクタン酸、及びそれらの 塩、 2—パーフルォ口へキシルエタンスルホン酸及びその塩などを挙げることができる 力 Sこれに限られるものではない。
[0022] 更に、本発明の含フッ素重合体水性分散液は、含フッ素重合体水性分散液の安 定性を高めるため乳化安定剤を含んでいてもよい。乳化安定剤としては、炭化水素 系ァニオン系界面活性剤が好ましい。この界面活性剤は本質的に土中成分である力 ルシゥム、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できる。
[0023] このような炭化水素系ァ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、アルキルァリルスルホン酸 塩類などがあるが、特にポリオキシエチレンアルキルフエ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:!〜 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 PTFE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
[0024] 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%未満の添加量では含フッ素重合体水性分散 液の安定効果が低ぐまた 10重量%以上の添カ卩量では経済的に不利である。
[0025] 本発明の塵埃抑制処理剤組成物は、含フッ素重合体を発塵性物質と混合し、該混 合物に約 20〜200°C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ォロ エチレンをフイブリルィ匕して発塵性物質の塵埃を抑制する方法、例えば特許第 2827 152号、特許第 2538783号等の方法において、用いられることが好ましい。
[0026] また、本発明の塵埃抑制処理剤組成物は、特開 2000-185956号、特開 2000— 185959号、及び特開 2002— 60738号に記載されるフイブリノレイ匕十生 PTFEとして用 レ、ることができる。
[0027] 本発明において塵埃抑制処理される発塵性粉末状物質は、無機及び/または有 機の発塵性物質であって、物質、形状などには特に限定はない。本発明は、発塵性 物質として発塵性粉末状物質にも効果的に適用できる。特に好適な発塵性物質とし ては、生産量が多ぐ船舶、貨車又は自動車などにより大量輸送が行われるような発 塵性物質であって、例えば、セメント粉、消石灰粉、生石灰粉、炭酸カルシウム粉、ス ラグ粉、フライアッシュ、石膏、粒子状金属などが挙げられる。更に、滑石(タルク)、 珪石(シリカ)、カーボンブラック、各種活性炭、粘土、金属酸化物、及び顔料などの 各種充填材が挙げられる。
[0028] 本発明の塵埃抑制処理剤は、建材分野、土壌安定材分野、固化材分野、肥料分 野、焼却灰及び有害物質の坦立処分分野、防爆分野、化粧品分野等の塵埃抑制処 理に好適に用いられる。
実施例
[0029] 以下に本発明を、実施例および比較例を挙げてさらに具体的に説明するが、この 説明が本発明を限定するものではない。
[0030] 本発明において各物性の測定は、下記の方法によって行った。
(1)含フッ素重合体粒子の平均粒子径
含フッ素重合体粒子の平均粒径は、マイクロトラック UPA150 Model No. 934 0 (日機装社製)を用レ、て測定した。
(2)発塵性粉体の粒子径
(株)堀場製作所製レーザー回折/散乱式粒度分布測定器にて、エタノールを分散 媒として測定した。
[0031] (3)含フッ素重合体の標準比重
ASTM D— 4894により測定した。
乳化重合により得られる PTFE水性分散体を、純水を用いて 15重量%濃度に調整 する。その後ポリエチレン容器(1000ml容量)に約 750ml入れ手で激しく振蕩して 重合体を凝集させる。水から分離した重合体のパウダーを 150°Cで 16時間乾燥する 。乾燥した樹脂粉末 12. Ogを直径 2. 85cmの円筒形型中に入れてならし、 30秒後 に最終圧力力 ¾50kg/cm2となるよう圧力を次第に増加し、 350kg/cm2の最終圧 力で 2分間保持する。このようにして得られた予備成形体を 30分間 380°Cの空気炉 中で焼成した後、 1分間 1°Cの割合で 294°Cまで冷却し、 294°Cで 1分間保持した後 、空気炉中から取り出し室温(23 ± 1°C)で冷却して標準試料とする。室温(23°C ± 1 °C)における同体積の水の重量に対する標準試料の重量比を標準比重とする。 この標準比重は平均分子量の目安となり、一般に標準比重が低い程分子量は大き い。
[0032] (4)フッ素樹脂水性分散液中の含フッ素乳化剤濃度
フッ素樹脂水性分散液を 20°Cの冷凍庫に入れ凍らせ、含フッ素重合体を凝集し 水と分離した。ポリ容器の中身を全てソックスレーの抽出器に移し、約 80mlのメタノ ールで 7時間抽出を行う。
抽出に用いたメタノールをエバポレーターで蒸留し 50ml以下に濃縮する。濃縮し たメタノールを 50mlのメスフラスコに入れて純水でメスアップする。メスアップしたサン プル液を液体クロマトグラフにかけて測定を行レ、、フッ素樹脂水性分散液中の含フッ 素乳化剤濃度を算出する。
[0033] (5)落下粉塵量
内径 39cm、高さ 59cmの円筒容器の頂部投入口より試料 200gを自然落下させ、 底面より高さ 45cmの位置の容器内の浮遊粉塵量湘対濃度(CPM : Count per Minute)を散乱光式デジタル粉塵計により測定する。浮遊粉塵量の測定は、試料投 入後 1分間計測を連続し 5回行い、試料投入前の測定値 (ダークカウント)を差し引い た値の幾何平均値を当該試料の「落下粉塵量」とする。幾何平均値 Xは次の式により 求める。
Log χ= ΐ/5 ·∑log(xi-d)
ここで、 xi :個々の浮遊粉塵量、 d :ダークカウントである。
[0034] (原料)
本発明実施例および比較例で用いた原料は下記のとおりである。
(1) PTFE水性分散液 (I)
(平均粒径 0. 2 x m、樹脂固形分濃度 30重量%、含フッ素乳化剤含有量 21ppm、 比重 2. 19、ァニオン系界面活性剤を PTFEの重量に対して 3. 5重量%含む)
(2) PTFE水性分散液 (II)
(三井デュポンフロロケミカル製、 312— J、含フッ素乳化剤含有量 1040ppm、比重 2 . 19、ァニオン系界面活性剤を PTFEの重量に対して 3. 0重量%含む)
(3)粉末生石灰
(Ca093. 5%、 Mg04. 2%)
300 μ mの標準糸罔フノレ を全通、 150 /i mの標準糸罔フノレ 残分 0. 04%、 90 x mの 標準網フルィ残分 0. 17%、 90 /i mの標準網フルイ通過分 99. 83%の粉末生石灰
(4)普通ポルトランドセメント (太平洋セメント製)
(5) 11型無水石膏 (平均粒子径 9. 0 /1 111、最大粒子径101 111)
(6)高炉水砕スラグ粉末(平均粒子径 8. 9 μ m、最大粒子径 100 μ m)
[0035] (実施例 1)
粉末生石灰 1, 000gを容積 5リットルの小型ソィルミキサーに投入し、回転数 140r. p.m.で攪拌しながら、 PTFE水性分散液 (1) 1. 67g (生石灰に対し PTFE樹脂固形 分 0. 05質量%に相当)を清水 98. 8gに分散した分散液を徐々に投入した。
投入開始より約 1分後には生石灰の水和反応熱による水蒸気を発生し始め、その 後約 2分で水分のすべてが生石灰の水和により消石灰の生成のため使用され尽くし 水蒸気の発生が無くなった。攪拌開始より 5分後にミキサーの攪拌を止めた。このとき の温度を水銀温度計で計測すると 95°Cであった。この塵埃抑制処理された生石灰 は、水和反応により新たに生成した消石灰約 30%を含む生石灰と消石灰の混合物 であった。塵埃抑制処理された生石灰の落下粉塵量を測定した。結果を表 1に示す [0036] (実施例 2)
PTFE水分散液 (1) 1. 00g (生石灰に対し PTFE樹脂固形分 0. 03質量%に相当) を清水 99. 3gに分散した分散液を用いた以外は、実施例 1と同様にして塵埃抑制処 理された生石灰を得た。得られた塵埃抑制処理された生石灰の落下粉塵量を測定し た。結果を表 1に示す。
[0037] (実施例 3)
生石灰の水和反応熱を利用して普通ポルトランドセメント (発塵性粉体)を加温し、 塵埃抑制処理する方法である。
粉末生石灰 100gを容積 5リットルの小型ソィルミキサーに投入し、回転数 140r.p. m.で攪拌しながら、 PTFE水性分散液 (1) 1. 67g (生石灰に対し PTFE樹脂固形分 0 . 05質量%に相当)を清水 35. Ogに分散した分散液を徐々に投入した。
投入開始より約 1分後には生石灰の水和反応熱による水蒸気を発生し始め、その 後約 2分で水分のすべてが生石灰の水和により消石灰の生成のため使用され尽くし 水蒸気の発生が無くなった。攪拌開始より 5分後にミキサーの攪拌を止めた。このとき の温度を水銀温度計で計測すると 95°Cであった。塵埃抑制処理された生石灰は、 水和反応により新たに生成した消石灰を含む生石灰と消石灰の団子状の混合物で あった。
[0038] これをマスターバッチのマスターとして、小型ソィルミキサー(回転数 140r.p.m.)で 攪拌しながら、普通ポルトランドセメント 900gを徐々に投入した。普通ポルトランドセメ ントセメント投入後、約 5分でミキサーの攪拌を止めた。このときの温度を水銀温度計 で計測すると 57°Cであった。この塵埃抑制処理された普通ポルトランドセメントの落 下粉塵量を測定した。結果を表 1に示す。
[0039] (実施例 4〜6)
表 1に示す発塵性粉体 200gを電熱式乾燥機にて予め 90°Cに加温した。加温した 発塵性粉体 20gと、表 1に示す固形分割合 (質量%)の PTFE水性分散液 (I)とを、 予め 90°Cの電熱式乾燥機で暖めた容量 1リツトノレのアルミナ性乳鉢中で約 5分間混 合 ·攪拌し混合物を得た。得られた混合物をマスターとし、該マスターに加温した発 塵性粉体の残り 180gを加え約 5分間混合 ·攪拌し、塵埃抑制処理された発塵性粉 体を得た。得られた発塵性粉体の落下粉塵量を測定した。結果を表 1に示す。
[0040] (比較例 1)
生石灰の落下粉塵量を測定した。結果を表 1に示す。
[0041] (比較例 2)
普通ポルトランドセメントの落下粉塵量を測定した。結果を表 1に示す。
[0042] (比較例 3)
II型無水石膏の落下粉塵量を測定した。結果を表 1に示す。
[0043] (比較例 4)
高炉水碎スラグ粉末の落下粉塵量を測定した。結果を表 1に示す。
[0044] (参考例 1)
PTFE水分散液 (11) 1. 67g (生石灰に対し PTFE樹脂固形分 0. 05質量%に相当 )を清水 98. 8gに分散した分散液を用いた以外は、実施例 1と同様にして塵埃抑制 処理された生石灰を得た。得られた塵埃抑制処理された生石灰の落下粉塵量を測 定した。結果を表 1に示す。
[0045] (参考例 2)
PTFE水分散液 (11) 1. 00g (生石灰に対し PTFE樹脂固形分 0. 03質量%に相当) を清水 99. 3gに分散した分散液を用いた以外は、実施例 1と同様にして塵埃抑制処 理された生石灰を得た。得られた塵埃抑制処理された生石灰の落下粉塵量を測定し た。結果を表 1に示す。
[0046] (参考例 3〜5)
PTFE水性分散液 (II)を用いた以外は、実施例 4〜6と同様にして塵埃抑制された 発塵性粉体を得た。得られた発塵性粉体の落下粉塵量を測定した。結果を表 1に示 す。
[0047] [表 1] P T F E添加量 落下
P T F E
発塵性粉体 (発塵性粉体に対す 発麈量
水性分散液
る質量% ) (C P M) 実施例 1 粉末生石灰 (I) 0. 0 5 9. 2 実施例 2 粉末生石灰 (I) 0. 0 3 1 2 . 8 普通ポル トラン ドセメ ン ト
実施例 3 (I) 0. 0 5 1 3 . 0
(含粉末生石灰)
実施例 4 普通ボル トラン ドセメ ン ト (I) 0 0 5 1 9 . 1 実施例 5 Π型無水石膏 (I) 0 1 0 6 2 . 8 実施例 6 高炉水砕スラダ粉末 (I) 0. 0 6 1 4 . 5 比較例 1 粉末生石灰 1 6 4 . 0 比較例 2 普通ボル トラン ドセメ ン ト 4 2 6 , 7 比較例 3 Π型無水石膏 2 3 2 , 1 比較例 4 高炉水砕スラグ粉末 1 9 5. 1 参考例 1 粉末生石灰 (II) 0 0 5 1 3 . 0 参考例 2 粉末生石灰 (II) 0 0 3 1 4 . 5 参考例 3 普通ポ トラン ドセメ ン ト (II) 0. 0 5 3 5 . 9 参考例 4 Π型無水石膏 (II) 0 1 0 6 0 . 6 参考例 5 高炉水砕スラグ粉末 (II) 0 0 6 1 8 - 5 産業上の利用可能性
本発明により、従来の塵埃抑制処理剤組成物と同等に塵埃抑制効果が高ぐ且つ 環境問題の可能性が低い含フッ素重合体水性分散液からなる塵埃抑制処理剤が提 供される。

Claims

請求の範囲
[1] 含フッ素乳化剤の含有率が 50ppm以下である含フッ素重合体水性分散液からなる 塵埃抑制処理剤組成物。
[2] 前記含フッ素樹脂水性分散液が、ポリテトラフルォロエチレンの水性分散液である 請求項 1記載の塵埃抑制処理剤組成物。
[3] 前記含フッ素重合体水性分散液が、平均粒径 0.:!〜 0. 5 μの含フッ素重合体の水 性分散液である請求項 1または 2記載の塵埃抑制処理剤組成物。
[4] 前記含フッ素重合体水性分散液が、含フッ素乳化剤を用いてテトラフルォロェチレ ンを重合して得られた重合体水性分散液から、含フッ素乳化剤を除去して得られるこ とを特徴とする請求項 1〜3のいずれかに記載の塵埃抑制処理剤組成物。
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