(57)【要約】【課題】散布しやすい粉塵飛散防止材を提供する。【解決手段】本発明は、水と、ポリ酢酸ビニルと、ポリビニルアルコールとを含有する粉塵飛散防止材であって、水とポリ酢酸ビニルとの体積比が９０：１０〜９９．２：０．８であり、水とポリ酢酸ビニルとの合計体積を１００％としたときのポリビニルアルコールの体積が０．００５％〜０．５％である。これを土壌に散布すると、土壌の表面で皮膜を形成し、土壌の表層から粉塵が飛散することが防止される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と、ポリ酢酸ビニルと、ポリビニルアルコールとを含有する粉塵飛散防止材であって、
前記水と前記ポリ酢酸ビニルとの体積比が９０：１０〜９９．２：０．８であり、
前記水と前記ポリ酢酸ビニルとの合計体積を１００％としたときの前記ポリビニルアルコールの体積が０．００５％〜０．５％である、粉塵飛散防止材。
【請求項２】
前記水と前記ポリ酢酸ビニルとの体積比が９８：２〜９９．２：０．８である、請求項１記載の粉塵飛散防止材。
【請求項３】
前記水と前記ポリ酢酸ビニルと前記ポリビニルアルコールとの合計重量を１００％として、１．０質量％以下の増粘剤を更に含む、請求項１又は２記載の粉塵飛散防止材。
【請求項４】
前記増粘剤は、多糖類である、請求項３記載の粉塵飛散防止材。
【請求項５】
水と、ポリ酢酸ビニルと、ポリビニルアルコールとを混合する工程を有し、
前記水と前記ポリ酢酸ビニルとの体積比が９０：１０〜９９．２：０．８であり、
前記水と前記ポリ酢酸ビニルとの合計体積を１００％としたときの前記ポリビニルアルコールの体積が０．００５％〜０．５％である、粉塵飛散防止材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉塵飛散防止材、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
土壌貯蔵施設においては、風による表層の飛散や雨による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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１５０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ポリビニルアルコールを含有する従来の粉塵飛散防止材は、粘性が高く散布しにくい傾向がある。特に気温が低い場合にその傾向が顕著である。
【０００５】
そこで本発明は、散布しやすい粉塵飛散防止材を提供することを目的とする。また、その製造方法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】
【０００６】
本発明は、水と、ポリ酢酸ビニルと、ポリビニルアルコールとを含有する粉塵飛散防止材であって、水とポリ酢酸ビニルとの体積比が９０：１０〜９９．２：０．８であり、水とポリ酢酸ビニルとの合計体積を１００％としたときのポリビニルアルコールの体積が０．００５％〜０．５％である。
【０００７】
この粉塵飛散防止材は、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。
【０００８】
水とポリ酢酸ビニルとの体積比は９８：２〜９９．２：０．８であってもよい。
【０００９】
本発明の粉塵飛散防止材は、水とポリ酢酸ビニルとポリビニルアルコールとの合計重量を１００％として、１．０質量％以下の増粘剤を更に含んでいてもよい。降雨直後等のように土壌の含水比が高い場合は、粉塵飛散防止材を散布した場合に土壌中の水によって粉塵飛散防止材が薄まり、飛散防止効果が十分に奏されないことも考えられる。このとき、粉塵飛散防止材が増粘剤を含んでいると、粉塵飛散防止材が薄まったとしても十分な皮膜を形成することができる。
【００１０】
上記増粘剤は、多糖類であることが好ましい。
【００１１】
また、本発明は、水と、ポリ酢酸ビニルと、ポリビニルアルコールとを混合する工程を有し、水とポリ酢酸ビニルとの体積比が９０：１０〜９９．２：０．８であり、水とポリ酢酸ビニルとの合計体積を１００％としたときのポリビニルアルコールの体積が０．００５％〜０．５％である、粉塵飛散防止材の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、散布しやすい粉塵飛散防止材を提供することができる。また、その製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】粉塵飛散防止材の濃度と粉塵飛散量との関係を示すグラフである。
【図２】増粘剤を添加した粉塵飛散防止材の湿潤土における効果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
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、ポリビニルアルコールを含有する。
【００１６】
水とポリ酢酸ビニルとの体積比は９０：１０〜９９．２：０．８であり、この体積比は９８：２〜９９．２：０．８であることが好ましい。体積比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。
【００１７】
ポリビニルアルコールの含有量は、水とポリ酢酸ビニルとの合計体積を１００％としたとき、０．００５体積％〜０．５体積％である。下限値としては０．０１体積％や０．０５体積％であってもよく、上限値としては０．３体積％や０．１体積％であってもよい、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。
【００１８】
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。
【００１９】
粉塵飛散防止材中の水、ポリ酢酸ビニル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（ＮＢＲ）、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。
【００２０】
粉塵飛散防止材は、増粘剤を含むことが好ましい。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。増粘剤の含有量は、水とポリ酢酸ビニルとポリビニルアルコールとの合計重量を１００％として、１．０質量％以下であることが好ましい。下限値としては、０．１重量％、０．２重量％、０．４重量％が好ましい。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。
【００２１】
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が好ましい。
【００２２】
粉塵飛散防止材の調製方法としては、ポリ酢酸ビニル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、必要であれば増粘剤を添加して撹拌する。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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
また、粉塵飛散防止材が増粘剤を含んでいる場合は、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と、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。
【００２６】
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。
【実施例】
【００２７】
以下、実験例を挙げて本発明の内容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。
【００２８】
１．ポリプロピレンシートに対する皮膜形成試験
粉塵飛散防止材としての適正な組成割合を検討した。すなわち、組成割合を変更しながら、皮膜を形成する能力の程度について検討した。実施手順は以下のとおりである。
【００２９】
（１）ポリ酢酸ビニル：水＝４０：６０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％以下で含む基準混合液を用意した。
（２）この基準混合液を少量ずつに小分けし、それぞれ体積割合として水で２５倍、５０倍、７５倍、１００倍、１２５倍に薄めた。これら５種類の混合液を粉塵飛散防止材Ｎｏ．１〜５とした。
（４）マイクロピペットを用いて、縦６．０ｃｍ×横４．０ｃｍにカットした５枚のポリプロピレン製のシートの上に、粉塵飛散防止材Ｎｏ．１〜５をそれぞれ５．０ｍｌずつ塗布した。
（５）室温で２４時間養生した。
【００３０】
それぞれの粉塵飛散防止材の表面が白色から透明になっていることを確認し、目視観察によって皮膜の形成能力を判定した。結果を表１に示す。
・判定
Ｃ…皮膜に穴が少しでも観察された。
Ｂ…塗布面に穴が開かず、均一な皮膜が形成されていた。
Ａ…上記Ｂに加え、更に厚さが増し、強固な膜が形成されていた。
【表１】
2019001953.tif 000002
【００３１】
これらの結果から、ポリ酢酸ビニルの濃度が０．８体積％以上であると十分な皮膜を形成できることが分かった。
【００３２】
次に、ポリ酢酸ビニルの濃度が１．６体積％及び２．０体積％である場合に増粘剤を添加する試験を行った。実施手順は以下のとおりである。
【００３３】
（１）上記基準混合液を少量ずつに小分けし、それぞれ体積割合として水で２０倍、２５倍に薄めた。これらを更に少量ずつに小分けし、当該混合液の重量１００％に対して０質量％、０．３重量％、０．５重量％、１．０重量％となるように多糖類系増粘剤を添加した。これら８種類の混合液を粉塵飛散防止材Ｎｏ．６〜１３とした。なお、粉塵飛散防止材Ｎｏ．１０は上記粉塵飛散防止材Ｎｏ．１と同一である。
（２）マイクロピペットを用いて、縦６．０ｃｍ×横４．０ｃｍにカットした８枚のポリプロピレン製のシートの上に、粉塵飛散防止材Ｎｏ．６〜１３をそれぞれ５．０ｍｌずつ塗布した。
（３）室温で２４時間養生した。
【００３４】
それぞれの粉塵飛散防止材の表面が白色から透明になっていることを確認し、目視観察によって皮膜の形成能力を判定した。結果を表２に示す。判定基準は上記Ａ〜Ｃと同様である。
【表２】
2019001953.tif 000003
【００３５】
これらの結果から、増粘剤を添加することによって厚さが増した強固な皮膜を形成できる場合があることが分かった。
【００３６】
２．土壌に対する散布試験（乾燥土）
表３に示した細粒分含有率と含水比とを有する現場採取土、粘性土、及び砂質土に対し、上記粉塵飛散防止材Ｎｏ．１〜４を散布する試験を行った。実施手順は以下のとおりである。
【表３】
2019001953.tif 000004
【００３７】
（１）上記三種類の土壌を用意し、室温で一週間風乾させた。
（２）乾燥させた三種の試験土をそれぞれ５枚のバット（２１０ｍｍ×１６９ｍｍ×３３ｍｍ）に分割して入れ、土壌表面に粉塵飛散防止材Ｎｏ．１〜４をそれぞれ穴あきポリ瓶によって散布し（散布量は２Ｌ／ｍ２）、４８時間室温で養生させた。各試験土のうち１つのバットに対しては散布しなかった。
（３）養生後、コンテナ（８００ｍｍ×５６０ｍｍ×４８０ｍｍ）にバットを入れ、送風機を稼働（風速１０ｍ／ｓ×１０分）させた。
（４）発生した粉塵の飛散量を測定した。
【００３８】
粉塵の飛散量の結果を図１に示した。これらの結果から、未散布と比較し、すべての試験土（現場採取土、粘性土、砂質土）において、粉塵飛散防止材を散布した場合にはポリ酢酸ビニルの濃度が０．４体積％でも１／１０に、１．６体積％では１／１０００程度に粉塵飛散量を低減できることが分かった。
【００３９】
３．土壌に対する散布試験（湿潤土）
７０．９％の細粒分含有率と３６．９％の含水比を有する粘性土を試験土として、上記粉塵飛散防止材Ｎｏ．８を散布する試験を行った。実施手順は以下のとおりである。なお、試験土として粘性土を選択した理由は、上記試験において粉塵飛散防止材を散布しなかった場合に最も粉塵の飛散量が多かったからである。
【００４０】
（１）粘性土を室温で一週間風乾させた。
（２）乾燥させた粘性土を二つのバット（２１０ｍｍ×１６９ｍｍ×３３ｍｍ）に入れ、１００ｍｍ／ｈの強雨があった場合を想定し、含水比が３６．９％となるように加水した。
（３）片方のバット内の粘性土の表面に、上記粉塵飛散防止材Ｎｏ．８を穴あきポリ瓶によって散布し（散布量は２Ｌ／ｍ２）、４８時間室温で養生させた。他方のバット内の粘性土に対しては散布しなかった。
（４）養生後、コンテナ（８００ｍｍ×５６０ｍｍ×４８０ｍｍ）にバットを入れ、送風機を稼働（風速１０ｍ／ｓ×１０分）させた。
（５）発生した粉塵の飛散量を測定した。
【００４１】
粉塵の飛散量の結果を図２に示した。増粘剤を添加した粉塵飛散防止材Ｎｏ．８を散布した場合の飛散量は、未散布土の飛散量の１／１００程度になっていた。この結果から、増粘剤を添加した粉塵飛散防止材は湿潤土においても粉塵の飛散防止効果を有することが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
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。
【図１】
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【図２】
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