(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒状堆積物の表面に粉粒体と流出防止剤からなる固結層を形成し、粉粒状堆積物の崩れおよび流出を防止する流出防止剤であって、ポリビニルアルコール１〜１０重量部、エチレン−酢酸ビニル共重合体２〜４０重量部、ワックスからなる溌水剤０．０２５〜２重量部、アルキルスルホコハク酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩およびアルキルベンゼンスルホン酸塩より選ばれる１種または２種以上からなるアニオン系湿潤浸透剤０．０２５〜０．２重量部および水４５〜９７重量部を含有してなることを特徴とする粉粒状堆積物の流出防止剤。
【請求項２】
前記溌水剤が０．０２５〜０．２重量部含有されている請求項１に記載の粉粒状堆積物の流出防止剤。
【請求項３】
前記粉粒状堆積物が野積石炭堆積物である請求項１または２に記載の流出防止剤。
【請求項４】
前記粉粒状堆積物が野積鉄鉱石堆積物である請求項１または２に記載の流出防止剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉粒状堆積物の流出防止剤に関し、詳しくは粉粒状堆積物に固結層を形成し、降雨等による粉粒状堆積物の崩れおよび流出防止に優れた流出防止剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石炭類などの粉粒状堆積物はコンベアーで搬送され、スタッカー等により屋外貯蔵ヤードに山積貯蔵されるのが一般的である。これら粉粒状堆積物は、乾燥時には風により飛散して粉塵を発生するほか、降雨による雨水が浸透して含水率が上昇し、崩れ流れる場合がある。
【０００３】
従来、粉粒状堆積物の崩れおよび流出を防止するために、酢酸ビニル系樹脂、アクリル系樹脂等のエマルジョン、あるいはゴムラテックス等をコーティング剤として、堆積物に散布して粉粒状堆積物の表面を固める方法（特開昭４９−３１５８９号公報）、微粉砕したセメント水溶液を散布した後、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン、飽和ポリエステル等の樹脂水溶液を散布して粉粒状堆積物の表面を固める方法（特開昭５８−４５２８５号公報）、ポリビニルアルコール水溶液と硬化剤とから成るコーティング剤を散布し乾燥させて固結層（コーティング剤が堆積粒子を固結した層）を形成させる方法（特開昭６１−２３６８６６号公報）、白色粉末を含有する樹脂溶液を散布しコーティング皮膜を形成する方法（特開平３−１５７４９２号公報）、樹脂と着色剤とからなる表面処理剤を散布する方法（特開平３−１３８２０８号公報）、エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョンを主剤とした液状組成物を散布する方法（特開昭４８−４０２０９号公報）などが提案されている。
【０００４】
しかしながら、従来の方法では、固結層の形成が十分でなかったり、或いは形成された固結層における雨水の浸透抑制効果が十分でなかったり、施行に手間がかかるなどの問題点があった。なかでもエチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョンを主材とした流出防止剤は、エチレン−酢酸ビニル共重合体の優れた耐水性と接着性により表面の堆積物をよく結合し、雨水に対しても散布当初は優れた耐久力を示すが、耐久性に乏しい欠点があり、散布してからしばらくすると流出防止効果がなくなる欠点がありその改良が求められていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、この様な従来技術の欠点を改善するためになされたものであり、粉粒状堆積物に、該粉粒状堆積物の粉粒体と流出防止剤とからなる固結層を形成し、降雨による粉粒状堆積物の崩れおよび流出防止に優れた効果を有する流出防止剤を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、粉粒状堆積物の表面に粉粒体と流出防止剤からなる固結層を形成し、粉粒状堆積物の崩れおよび流出を防止する流出防止剤であって、ポリビニルアルコール１〜１０重量部、エチレン−酢酸ビニル共重合体２〜４０重量部、ワックスからなる溌水剤０．０２５〜２重量部、アルキルスルホコハク酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩およびアルキルベンゼンスルホン酸塩より選ばれる１種または２種以上からなるアニオン系湿潤浸透剤０．０２５〜０．２重量部および水４５〜９７重量部を含有してなることを特徴とする粉粒状堆積物の流出防止剤である。
【０００８】
前記溌水剤の含有量は、０．０２５〜０．２重量部含有されているのが好ましい。
また、前記粉粒状堆積物が野積石炭堆積物、又は野積鉄鉱石堆積物であるのが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、粉粒状堆積物の流出防止剤であって、ポリビニルアルコール、エチレン−酢酸ビニル共重合体、溌水剤、アニオン系湿潤浸透剤および水を含有してなることを特徴とする。
【００１０】
本発明の流出防止剤において使用されるポリビニルアルコール（以下ＰＶＡという）は、粉粒状堆積物に、該粉粒状堆積物の粉粒体と流出防止剤とからなる強固な固結層を形成する役割を果たすとともに、ＰＶＡが固結層に流入した雨水を保持し、固結層下に存在する粉粒状堆積物へ流入する水量を少なくすることにより粉粒状堆積物の崩れ、流出防止に効果を示す。また、強固な固結層を形成することにより紛塵発生の防止にも効果を示す。
【００１１】
ＰＶＡと同じ水溶性高分子にメチルセルロースやヒドロキシエチルセルロースがある。しかし、メチルセルロースは水溶液の状態で分離しやすく作業性に支障を生じ、堆積物の崩れ、流出防止効果が小さくなり、またヒドロキシメチルセルロースはその皮膜強度が小さいことから堆積物の崩れ防止効果が弱く、いずれも好ましくない。しかし、ＰＶＡの効果を阻害しない程度の少量を添加することが出来る。
【００１２】
ＰＶＡとしては、特に制限はなく通常のＰＶＡを用いることができ、例えば脂肪酸ビニルエステルの１種または２種以上を重合して得られる単独重合体または共重合体、もしくは他の共重合可能な単量体との共重合体などを鹸化して得られるＰＶＡ、或いはこれらのＰＶＡを変性した変性ＰＶＡが挙げられる。上記ＰＶＡにおいて、共重合可能な他の単量体としては、例えばエチレン、プロピレンなどのオレフィン類：アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などの重合性モノカルボン酸類：マレイン酸、イタコン酸などの重合性ジカルボン酸類：無水マレイン酸などの重合性ジカルボン酸無水物：重合性モノカルボン酸類や重合性ジカルボン酸類のエステル類、塩類：アクリルアミド、メタクリルアミドなどの重合性酸アミド類：アクリル酸メチル、アクリル酸エチルなどのアクリル酸エステル類：メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルなどのメタクリル酸エステル類：アリルグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレートなどのグリシジル基を有する単量体：アルキルビニルエーテル類などが挙げられる。
【００１３】
ＰＶＡの鹸化度は、７０〜１００モル％が好ましい。７０モル％未満では、ＰＶＡの親水性が低くなるため液状組成物とするための溶解性が低下し、良好な皮膜性が得られなくなる場合がある。
【００１４】
ＰＶＡの数平均分子量（ＧＰＣ法による）は、１００００〜１０００００が好ましい。１００００未満では、得られる皮膜強度が小さく、かつ耐水性も劣る。一方、１０００００を超えると、高粘度液となるため、粉粒状堆積物へ散布する時の作業性に支障をきたす場合がある。
【００１５】
本発明に使用するＰＶＡ量は、粉粒状堆積物に固結層を形成するのに必要な量であり、通常無水物換算で１〜１０重量部、好ましくは１．５〜５重量部が望ましい。１重量部未満では十分な固結層を形成することができず、１０重量部を越えると粘度が上昇し散布が困難となる。
【００１６】
次に、本発明の流出防止剤において使用されるエチレン−酢酸ビニル共重合体（以下ＥＶＡという）は、固結層の形成に効果があるとともに、形成された固結層に雨水に対する耐性を与えるとともに、粉粒状堆積物への雨水の浸透抑制に効果を示す。ＥＶＡは、エチレンと酢酸ビニルとを加圧下で乳化重合して得られるＥＶＡエマルジョンが好適である。共重合比率は重量比でエチレン：酢酸ビニル＝１０：９０〜５０：５０が好適に使用される。更に第３モノマーとして、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、酢酸ビニル以外のビニルエステル、スチレン、塩化ビニルなど共重合可能なモノマーを共重合させても良い。
【００１７】
本発明に使用するＥＶＡ量は、粉粒状堆積物への雨水の浸透抑制に効果を示す量であり、通常無水物換算で２〜４０重量部、好ましくは４〜２０重量部が望ましい。２重量部未満では固結層の耐性、雨水の浸透抑制ともに十分でない。４０重量部を越えると粘度が上昇し浸透性が低下すると共に粘度が上昇し散布が困難となる。
【００１８】
次に、本発明の流出防止剤に使用する溌水剤は、粉粒状堆積物の主に表層に撥水性を与え、粉粒状堆積物への雨水の浸透抑制効果を示す。溌水剤としては、撥水効果だけでなく他の成分と相分離することのないものが良く、例えばワックス類が好ましい。ワックス類としては、例えば、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス、マイクロクリスタリンワックス、カルバナワックス、高級脂肪酸エステルなどが挙げられ、中でも乳化型のパラフィンワックスエマルジョンなどが好ましい。
【００１９】
本発明に使用する溌水剤量は、粉粒状堆積物に撥水性を与えるのに必要な量であり、通常無水物換算で０．０２５〜２重量部が好ましく、更に好ましくは０．０２５〜０．２重量部である。０．０２５重量部未満では撥水性の効果がなく、２重量部を越えると溌水性が強くなりすぎ散布した際にはじきなどにより均一な皮膜の形成に支障をきたすようになる。
【００２０】
次に、本発明に使用するアニオン系湿潤浸透剤は、アルキルスルホコハク酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩より選ばれる１種または２種以上からなるものが用いられる。アニオン系湿潤浸透剤は、粉粒状堆積物に対して浸透効果が強く、流出防止剤の表面張力を低減し、粉粒状堆積物との濡れ性を改良し、流出防止剤の粉粒状堆積物への浸透性を良くする。その結果、粉粒状堆積物への固結層の形成に重要な役割を果たす。上記アニオン系湿潤浸透剤を添加しないと、流出防止剤は粉粒状堆積物に十分浸透せず表面あるいは表面に近いところに止まるため、薄い皮膜にしかならず、耐久性に欠ける結果となる。また、前述のアニオン系湿潤浸透剤以外の湿潤浸透剤、或いは界面活性剤を用いても、十分な効果を得ることが出来ない。
【００２１】
アルキルスルホコハク酸塩としては、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウムが好ましい。アルキルナフタレンスルホン酸塩としては、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウムが好ましい。アルキルベンゼンスルホン酸塩としては、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい。
上記アニオン系湿潤浸透剤の中では、アルキルスルホコハク酸塩が好ましく、特にジアルキルスルホコハク酸ナトリウムが好ましい。
【００２２】
本発明に使用するアニオン系湿潤浸透剤の量は、流出防止剤の粉粒状堆積物への浸透性を良くするのに必要な量であり、通常無水物換算で０．０２５〜０．２重量部、好ましくは０．０３５〜０．１重量部が望ましい。０．０２５重量部未満では流出防止剤の粉粒状堆積物への浸透性の効果がなく、０．２重量部を越えて添加すると浸透力の点では問題ないが、皮膜の耐水性が低下する。
【００２３】
本発明に使用する水の量は、堆積物の全表面に対して均一に散布するのに必要な量であり、通常４５〜９７重量部、好ましくは７５〜９５重量部が望ましい。４５重量部未満では均一に散布することが出来ず、９７重量部を越えて添加すると固結層の形成、雨水の浸透抑制が低下する。
【００２４】
本発明の流出防止剤は、上記のＰＶＡ、ＥＶＡ、溌水剤、アルキルスルホコハク酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩より選ばれる１種または２種以上のアニオン系湿潤浸透剤および水を必須成分とするが、その他の成分としてアクリル樹脂など他の合成樹脂エマルジョン、アルミナセメント、コールタールやアスファルトタールを市販の乳化剤で乳化した乳化液などを、粉粒状堆積物への雨水の浸透抑制などの目的に必要に応じて併用することも出来る。また、添加剤として、消泡剤、着色顔料などを適宜添加することも出来、その場合添加量に応じて水の量を調整することにより対応する事ができる。
【００２５】
それ等のその他の成分の添加量は、本発明の流出防止剤の機能を妨げない範囲であれば特に制限はないが、通常２０重量部以下が好ましい。
【００２６】
本発明の流出防止剤の製造方法は、撹拌機付きの混合槽に原料のＰＶＡ、ＥＶＡエマルジョン、溌水剤、アニオン系湿潤浸透剤および水を添加、混合する事によって得る事ができる。この場合溶解しにくいＰＶＡは水溶液の形で添加すると短時間で混合する事ができる。水の量は各成分が水溶液の状態の場合には、その水分量を含めて適宜調整される。
【００２７】
本発明の流出防止剤の配合割合は、ポリビニルアルコール、エチレン−酢酸ビニル共重合体、溌水剤、アニオン系湿潤浸透剤の各成分の合計３．０５〜５２．２重量部（無水物換算）および水４５〜９７重量部を含有する組成からなる。
【００２８】
さらに具体的には、各々を無水物換算で、ＰＶＡ１〜１０重量部、好ましくは１．５〜５重量部と、ＥＶＡ２〜４０重量部、好ましくは４〜２０重量部と、溌水剤０．０２５〜２重量部、好ましくは０．０２５〜０．２重量部と、アニオン系湿潤浸透剤０．０２５〜０．２重量部、好ましくは０．０３５〜０．１重量部と、および水４５〜９７重量部、好ましくは７５〜９５重量部とを添加する。実際には、例えばＥＶＡはＥＶＡエマルジョンとして水と共に添加されるのでその場合エマルジョン中の水の量を含んだ量が全体の水の量となる。
【００２９】
本発明の流出防止剤の散布対象となる粉粒状堆積物とは、石炭や鉄鉱石の堆積物、特に野積石炭堆積物、野積鉄鉱石堆積物、コークスなどの粉粒状堆積物や、道路の法面をさす。これら粉粒状堆積物に本発明の流出防止剤を用いると、粉塵を防止し、降雨による崩れ、流出防止に効果がある。
【００３０】
本発明の流出防止剤は粉粒状堆積物に対して、堆積物ｌｍ2 当たり固形分（水分を除いた残りの組成物をさす）として約５０〜５００ｇ散布するのが良い。その際、散水車などを用いて、堆積物の全表面に対して均一に散布することが出来る。コーティング剤の散布は１回だけでもよいが、複数回行っても良い。また、粉粒状堆積物が濡れている場合でも散布は可能である。散布する際の流出防止剤の水分の割合、或いは固形分の割合は特に限定されず散布することができればよい。固形分を高く４０〜５０重量％で流出防止剤を製造し、実際に散布する際に水で希釈して固形分を１０重量％あるいは１５重量％にしてもよい。あるいは最初からその様な固形分の割合のものを製造し希釈することなく散布しても問題ない。粉粒状堆積物が乾燥している場合は固形分を比較的低くし、逆に水分が多い場合は固形分を高くすると比較的均一な皮膜をうる事ができる。
【００３１】
【実施例】
以下、本発明の実施例および比較例により具体的に説明する。
ただし、％は特に説明のないかぎり、重量基準とする。
【００３２】
実施例１
２０リットルの撹拌機付き溶解槽に濃度５％のＰＶＡ（電気化学工業株式会社製のＢ−１２Ｆ、鹸化度８８モル％、平均分子量５８０００）水溶液３６重量部（ＰＶＡとして１．８重量部）、ＥＶＡ（電気化学工業株式会社製のデンカＥＶＡ＃８１、樹脂分５６％）１２．５重量部（樹脂分として７．０重量部）、溌水剤（一方社油脂工業社製のスーパーサイズＮ−７７Ｃパラフィンワックス）０．０５重量部、アニオン系湿潤浸透剤（ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム）０．０４重量部、および水５１．４１重量部を添加し、良く撹拌混合し、流出防止剤を製造した。この時の全体の重量は１５００ｇであり、その組成は全体を１００重量部としたとき、ＰＶＡｌ．８重量部、ＥＶＡ７重量部、溌水剤０．０５重量部、アニオン系湿潤浸透剤０．０４重量部、水９１．１１重量部であった。
【００３３】
（粉粒状堆積物の崩れ、流出防止試験）
高さ８ｃｍ、底面半径２２ｃｍ、傾斜角度３６°、表面積約４７０ｃｍ2 の円錐状石炭山（石炭種：エルクビュー）の表面に該流出防止剤１００重量部を、霧吹き器にて１．０１／ｍ2 散布し、１日放置した。次いで、じょうろにて２Ｏｍ１／秒の速度で水を１６０ｍｌ散布し水散布後の石炭山の表層状態および崩れ、流出の有無を観察するとともに、傾斜角度を高さと底面半径の比から求めた。その試験結果を表３、４に記載した。
【００３４】
（粉粒状堆積物に形成される固結層の保水量および水の浸透速度試験）
石炭（石炭種：エルクビュー、粒度３ｍｍφ下が６３．３％）４００ｇに該流出防止剤を１２ｇを添加混合し、１日風乾した。次に、アクリル樹脂製の筒（内径９ｃｍ）を金網（目開き３ｍｍ）の上に置き、筒の中に流出防止剤を添加混合した石炭を４００ｇｒ入れた後、じょうろにて２０ｍ１／秒の速度で水を６００ｍｌ散布した。次いで、散布された水量と金網を通過した水の量との差から固結層の保水量を、また、水が石炭を浸透するまでの時間から固結層への水の浸透速度を求めた。その試験結果を表３、４に記載した。
【００３５】
実施例２〜３
実施例１で使用した流出防止剤の配合量を表１のように変えた以外は、実施例１と同様に試験を行った。その試験結果を表３に示す。
【００３６】
実施例４
実施例１で使用した流出防止剤の中で、湿潤浸透剤をジアルキルスルホコハク酸ナトリウムからアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウムに変えた以外は、実施例１と同様に試験を行った。その試験結果を表３に示す。
【００３７】
実施例５
実施例１で使用した流出防止剤の中で、湿潤浸透剤をジアルキルスルホコハク酸ナトリウムからアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムに変えた以外は、実施例１と同様に試験を行った。その試験結果を表３に示す。
【００３８】
実施例６
底面が１００ｍ×３０ｍの長方形で、高さが１５ｍの野積石炭堆積物（粒径３ｍｍ以下の粒子が６３．３％の石炭（エルクビュー）を使用した）の表面に実施例１の流出防止剤を１平方メートル当たり約１．３リットルの割合で散水車を用いて散布した。散布時の作業性は良好であった。散布１日後の表層強度は約１１００ｇ、表層の含水率は約２．２％であった。散水後４日目、７日目及び１３日目に降雨があり、散水後１４日目の表層の含水率は約４％まで上昇したが、表層強度は約２０００ｇまで上昇し、該野積石炭堆積物の表面には殆ど亀裂もなく、また崩れもみられなかった。
【００３９】
表層強度はバネ式テンションゲージを表層に垂直に当て、そのまま表層に穴があくまで押して測定した。また、含水率は表層を１０５℃の乾燥機で４時間乾燥させ、蒸発分を含水率とした。
【００４０】
実施例７
底面が８０ｍ×２０ｍの長方形で、高さが１０ｍの野積鉄鉱石堆積物（平均粒度が０．２８ｍｍの鉄鉱石（キャロル）を使用した）の表面に実施例６と同様に実施例１の流出防止剤を散布した。散水後３日目、９日目に降雨があったが、散水後１４日目の該野積鉄鉱石堆積物の表面には殆ど亀裂もなく、また崩れもみられなかった。
【００４１】
比較例１
流出防止剤を使用しなかったこと以外は、実施例１と同様に試験を行った。その試験結果を表４に示す。
【００４２】
比較例２〜６
実施例１で使用した流出防止剤の配合量を表２のように変えた以外は、実施例１と同様に試験を行い、その試験結果を表４に記載した。
【００４３】
比較例７
実施例１に示す流出防止剤の中で、湿潤浸透剤をアニオン系湿潤浸透剤（ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸ナトリウム）に変えた以外は、実施例１と同様に試験を行い、その試験結果を表４に記載した。
【００４４】
比較例８
実施例１に示す流出防止剤の中で、湿潤浸透剤をノニオン系湿潤浸透剤（ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル）に変えた以外は、実施例１と同様に試験を行い、その試験結果を表４に記載した。
【００４５】
比較例９
実施例１に示す流出防止剤の中で、ＰＶＡの代わりにヒドロキシエチルセルロースを使用した以外は、実施例１と同様に試験を行い、その試験結果を表４に記載した。
【００４６】
比較例１０
実施例１に示す流出防止剤の代わりに、アクリル系樹脂エマルジョンを使用した以外は、実施例１と同様に試験を行い、その試験結果を表４に記載した。
【００４７】
【表１】
0003847944.tif 000002
【００４８】
【表２】
0003847944.tif 000003
【００４９】
【表３】
0003847944.tif 000004
【００５０】
【表４】
0003847944.tif 000005
【００５１】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明の流出防止剤は合成樹脂エマルジョンを用いた水系の流出防止剤であるため環境への悪影響が少ない。また、耐候性および耐光性に富むため散布後も効果が持続する。また、浸透力が強いため粉粒状堆積物に浸透して堆積物の表面に強固に結合する。従来エマルジョンを用いた流出防止剤はあったが浸透力が弱いため、堆積物の表面に流出防止剤だけの皮膜をつくっていたが、それに比較して本発明の流出防止剤は粉粒状堆積物に浸透し堆積物を強固に結合し、降雨による粉粒状堆積物の崩れおよび流出防止に優れた効果を奏する。