专利名称：：尘埃抑制处理方法
技术领域：
：本发明涉及使用了由防尘效果高、对环境负担少的聚四氟乙烯(以下称做PTFE)的水性分散液形成的尘埃抑制处理剂组合物的尘埃抑制处理方法。更详细地，本发明涉及使用了由含氟乳化剂的含有量为特定范围的聚四氟乙烯(以下称做PTFE)的水性分散液形成的尘埃抑制处理剂组合物的尘埃抑制处理方法，以及使用了由对环境负担少的聚四氟乙烯(以下称做PTFE)的水性分散液形成的尘埃抑制处理剂组合物的尘埃抑制处理物。
背景技术：
：抑制产生尘埃物质的尘埃的技术是应健康上、安全上、环境上及其它的要求，为了生活或产业的一种重要技术。作为该尘埃抑制技术，在日本专利特公昭52-32877号公报中提出了通过将PTFE与粉末状物质混合，再将该混合物于约2020(TC的温度下施以压縮一剪切作用从而使PTFE原纤化而抑制粉末状物质产生尘埃的方法。在该提案中记载并在此公开的PTFE，包括组成为聚四氟乙烯的均聚物、形态为细微粉末或乳胶的特氟隆(注册商标)6或特氟隆(注册商标)30，以及组成为聚四氟乙烯的改性聚合物、形态同样为细微粉末的特氟隆(注册商标)6C等。在日本专利特开平8-20767号公报中，提出了使用含有相对于PTFE为l.O重量％以上的烃系阴离子表面活性剂的水性乳胶的稳定性更佳的尘埃抑制方法，显示对水泥具有尘埃抑制效果。根据同一公报，PTFE的粒子经美国专利第2559752号公报所揭示的乳液聚合法，即通过将四氟乙烯压入含有水溶性聚合引发剂以及以氟代垸基为疏水基的阴离子表面活性剂(以下称做含氟乳化剂)作为乳化剂的水性媒体中，并使其聚合，可以水性乳胶的形态制得，但为增加稳定性又添加了乳化稳定剂。然而，这些尘埃抑制处理剂被大量用于肥料、土质稳定剂、土壤改良剂以及煤灰等掩埋材料，因扩大了尘埃抑制处理剂的适用范围，可能对环境产生影响。PTFE水性分散液中包含的作为乳化剂的表面活性剂(含氟乳化剂)是在聚合时使用的物质，由于其难分解性而可能对环境产生影响。另外，因不具有生物可降解性而被分类为环境污染物质，因此存在污染地下水、湖泊、河川等的可能性。于是，本发明人专心致力于开发具有尘埃抑制效果，且无须担忧对环境的影响的可抑制尘埃的方法，从而完成了本发明。专利文件1:日本专利特公昭52-32877号公报专利文件2:日本专利特开平8-20767号公报专利文件3:美国专利第2559752号公报发明的揭示本发明人着眼于虽知PTFE水性分散液中包含的作为乳化剂的表面活性剂(含氟乳化剂)是为得到PTFE水性分散液而进行聚合时的不可缺少的物质，然而因其难分解性而可能对环境产生影响的情况，进行了引起环境问题可能性低的尘埃抑制处理方法的开发。艮P，本发明的目的在于提供使用了引起环境问题可能性低的由PTFE水性分散液形成的尘埃抑制处理剂组合物的尘埃抑制效果与过去的方法同样高，且引起环境问题可能性低的产尘性物质的尘埃抑制处理方法以及产尘性物质的尘埃抑制处理物。本发明提供产尘性物质的尘埃抑制处理方法，该方法是将由含氟乳化剂的含有率为50ppm以下的聚四氟乙烯的水性分散液形成的尘埃抑制处理剂组合物与产尘性物质混合，对该混合物于约2020(TC的温度下施以压縮一剪切作用，藉此将聚四氟乙烯原纤化而抑制产尘性物质的尘埃。本发明的产尘性物质的尘埃抑制处理方法的优选形态的特征在于，使用由含氟乳化剂的含有率为50ppm以下、平均粒径为0.10.5wm的PTFE水性分散液形成的尘埃抑制处理剂组合物。本发明还提供通过上述的尘埃抑制处理方法而被抑制了尘埃的产尘性物质的尘埃抑制处理物。本发明提供了使用引起环境问题可能性低的由PTFE水性分散液形成的尘埃抑制处理剂组合物的，尘埃抑制效果与过去的方法同样高，且引起环境问题可能性低的产尘性物质的尘埃抑制处理方法。本发明提供了经优良的产尘性物质的尘埃抑制处理方法处理了的产尘被抑制且引起环境问题可能性低的产尘性物质的尘埃抑制处理物。实施发明的最佳方式本发明将由含氟乳化剂的含有率为50ppm以下的聚四氟乙烯的水性分散液形成的尘埃抑制处理剂组合物与产尘性物质混合，对该混合物于约2020CTC的温度下施以压縮一剪切作用，籍此将聚四氟乙烯原纤化而抑制产尘性物质的尘埃的产尘性物质的尘埃抑制处理方法，以及产尘性物质的尘埃抑制处理物。本发明的PTFE，可例举如被称为均聚物的四氟乙烯(TFE)的均聚物(PTFE)、被称为改性聚合物的含有1^以下的共聚单体的四氟乙烯的共聚物(改性PTFE)。PTFE优选为TFE的均聚物。由改性PTFE水性分散液所构成的尘埃抑制处理剂与由PTFE水性分散液所构成的尘埃抑制处理剂相比，尘埃抑制效果低，为得到同样的尘埃抑制效果，往往必需使用50%以上大量的处理剂。本发明的含氟聚合物水性分散液中的含氟聚合物，优选平均粒径为0.10.5um左右、更优选O.10.3um左右的胶体粒子。平均粒径未达0.1nm的胶体粒子的防尘性低，另一方面，平均粒径超过0.5ym的胶体粒子的水性分散液会有稳定性低的缺点。另外，比重为2.27以下，优选2.22以下，更优选2.20以下。比重超过2.27的聚四氟乙烯亦也会有防尘性低的缺点。对本发明的含氟聚合物水性分散液中的含氟聚合物的浓度没有特别的限定，但为提高含氟聚合物对产尘物质的分散效果，其浓度越低越好。另一方面，因运输含氟聚合物水性分散液时，其浓度越高越节省运输成本，因此浓度通常优选10重量%以上，更优选在2070重量％的范围内。但因更高的浓度会有损含氟聚合物水性分散液的稳定性，所以不适宜。因而，作为制品出售的尘埃抑制处理剂组合物中的含氟聚合物的浓度为2070重量％，与产尘物质混合时，也可将其用水稀释成5重量％以下的含氟聚合物浓度而加以使用。本发明的含氟聚合物水性分散液的含氟乳化剂由于难分解性、可能对环境产生蓄积，因而其含有率以低为宜，优选通过实用的去除方法将含氟乳化剂的稳定含有率降至50ppm以下。对获得本发明的含氟乳化剂含有率为50ppra以下的含氟聚合物水性分散液的方法并无特别限定，可通过例如美国专利第2559752号公报所揭示的乳液聚合法，即通过将四氟乙烯压入含有水溶性聚合引发剂以及以氟代垸基为疏水基的阴离子表面活性剂(含氟乳化剂)作为乳化剂的水性媒体中，并使其聚合而获得相对于含氟聚合物重量含有约0.021重量％的含氟乳化剂(铵盐以及/或碱盐形式的全氟辛酸)的水性分散液，再从该水性分散液中将含氟乳化剂以公知的去除方法，例如日本专利特表2005-501956号(W02003/020836)以及日本专利特表2002-532583号(W000/35971)所记载的使其与有效量的阴离子交换体接触而分离去除的方法，或是美国专利第4369226号公报所记载的通过含氟聚合物水性分散液的超滤而去除的方法除去而得。含氟乳化剂的去除方法并未限定于这些方法。PTFE水性分散液包含的作为乳化剂的表面活性剂(含氟乳化剂)因聚合时的反应惰性而成为不可缺少的物质，但因其难分解性而担忧对环境的影响，故期望尽可能自尘埃抑制处理剂中将其去除。另外，含氟乳化剂价格高，因此希望加以回收再利用。上述的获得本发明的含氟聚合物水性分散液的乳液聚合法中，可选择使用美国专利第2559752号所揭示的乳化剂作为乳化剂，但为达到本发明的目的，特别优选被称为非链转移性乳化剂(日文非亍口《'V性乳化剤)的乳化剂，可例举如碳数为620左右，更好为碳数612左右的以F(CF丄(CH丄C00H(m:0或1，n:620)所示的含氟链垸酸或其盐、含氟烷基磺酸或其盐等。该盐可例举如碱金属盐、铵盐、胺盐等。具体而言可例举如全氟庚酸、全氟辛酸以及它们的盐、2-全氟己基乙磺酸以及其盐等，但不限定于这些物质。另外，本发明的含氟聚合物水性分散液，为提高含氟聚合物水性分散液的稳定性亦可含有乳化稳定剂。乳化稳定剂以烃系阴离子表面活性剂为佳。因该表面活性剂与原本即为土壤中成分的钙、铝以及铁形成对水具有不溶性或难溶性的盐，因此可避免因表面活性剂引起的河川、湖泊以及地下水的污染。此类烃系阴离子表面活性剂可例举如高级脂肪酸盐类、高级醇硫酸酯盐类、液体脂肪油硫酸酯盐类、脂肪族醇磷酸酯盐类、二元脂肪酸酯磺酸盐类、烷基烯丙基磺酸盐类等，特别是聚氧乙烯烷基苯醚乙烯磺酸(聚氧乙烯的n为16，垸基的碳数为811)、烷基苯磺酸(烷基的碳数为1012)及二垸基磺基琥珀酸酯(烷基的碳数为810)等的Na、K、Li以及Ntf盐能够给予PTFE水性乳胶以高机械稳定性，故可例示为优选例。乳化稳定剂的添加量相对于PTFE的重量为1.0重量％以上，以1.55重量％的范围为佳。当添加量不到1.0重量％时，含氟聚合物水性分散液的稳定效果低，另外，添加量为10重量％以上时，不利于成本控制。本发明的尘埃抑制处理方法为将PTFE与产尘性物质混合，对该混合物于2020CTC的温度下施以压縮一剪切作用，藉此将PTFE原纤化而抑制产尘性物质的尘埃的方法。例如专利第2827152号、专利第2538783号等方法中，优选使用由含氟乳化剂的含有率为50ppm以下的PTFE水性分散液形成的尘埃抑制处理剂。本发明所使用的尘埃抑制处理剂组合物可使用记载于日本专利特开2000-185956号、特开2000-185959号及特开2002-60738号的原纤化性PTFE。如果对特定的聚四氯乙烯在如上所述的适当条件下施以压縮一剪切作用，则会超微细纤维化成为经原纤化的蜘蛛网般，本发明的产尘性物质的尘埃抑制处理物，被认为是产尘性物质被捕捉凝集于蜘蛛网般的微细纤维中而抑制尘埃的。本发明中被尘埃抑制处理的产尘性物质是无机及/或有机的产尘性物质，对其物质、形状等没有特别的限定。本发明也可以有效应用于作为产尘性物质的产尘性粉末状物质。作为特别适合的产尘性物质可例举如波兰特水泥、矾土水泥等水泥类，熟石灰、生石灰粉末、碳酸钙、白云石、菱镁矿、滑石、硅石、萤石等矿物粉末，高岭土、膨润土等粘土矿物粉，钢铁等金属、非铁金属的制造过程中副产的熔渣粉末，煤、废弃物等燃烧灰粉，石膏粉末、粉末状金属、炭黑、活性碳粉、金属氧化物等制陶粉末、颜料等，g卩，可例举如固体粒子状物质飞散漂浮于空气中而产生尘埃的所有产尘性物质。本发明的尘埃抑制处理方法适合应用于在建材领域、土壤稳定材料领域、固化材料领域、肥料领域、烧结灰以及有害物质掩埋处理领域、防爆领域、化妆品领域、对各种塑料类的充填材料领域等中进行尘埃抑制处理，以及获得产尘性物质的尘埃抑制处理物。实施例以下，例举实施例以及比较例更详细地说明本发明，但本发明不限定于此。依据下述的方法测定本发明中的各物性。(1)含氟聚合物粒子的平均粒径使用粒径分析仪UPA150ModelNo.9340(日机装社制)测定含氟聚合物粒子的平均粒径。(2)产尘性粉体的粒径以(株)堀场制作所制的激光折射/散射式粒度分布测定器，使用乙醇为分散剂进行测定。(3)含氟聚合物的标准比重以ASTMD-4894进行测定。将通过乳液聚合所得的PTFE水性分散体用纯水调整浓度为15重量％。其后，向聚乙烯容器(容量1000ml)中加入约750ml，用手剧烈震荡，使聚合体凝集。将从水中分离出的聚合体粉末于15CTC下干燥16小时。将干燥后的树脂粉末12.0g放置到直径为2.85cm的圆筒形模具中压平，逐渐增加压力使30秒后最终压力达350kg/cm2，于350kg/cm2的最终压力保持2分钟。将所得的预备成型体在3S(TC的空气炉中烧结30分钟后，以l分钟降温rC的比例冷却至294"，在294i:保持1分钟后，从空气炉中取出，冷却至室温(23土rc)作为标准试料。将标准试料相对于室温(23土rc)下相同体积的水的重量的重量比作为标准比重。将此标准比重作为平均分子量的指标，一般标准比重越低分子量越大。(4)氟树脂水性分散液中的含氟乳化剂浓度将氟树脂水性分散液置于-2(TC冷冻库中冷冻，含氟聚合体因凝集而与水分离。将容器内物质全部移至索格里特萃取器，用约80ml的甲醇进行7小时的萃取。对经定容了的样品液用液相色谱色层分析仪进行测定，计算出氟树脂水性分散液中的含氟乳化剂浓度。(5)落下粉尘量从内径为39cra，高度为59cm的圆筒容器顶部投入口使200g试料自然落下，通过散射光式数字粉尘计测定自底面高45cm的位置的容器内的浮游粉尘量(相对浓度(CPM:CountperMinute))。浮游粉尘量的测定为试料投入后的1分钟内连续测定5次，将减去试料投入前的测定值(暗计值(darkcount))后的值的几何平均值作为该试料的"落下粉尘量"。几何平均值x通过下式求得。Logx=1/5Slog(xi-d)其中，xi为各浮游粉尘量，d为暗计值。(原料)本发明实施例以及比较例中所用的原料如下所述。(l)PTFE水性分散液(I)(平均粒径为0.2um，树脂固型成分浓度为30重量％，含氟乳化剂的含有量为21ppra，比重为2.19，阴离子系表面活性剂的含量相对于PTFE的重量为3.5重量％)(2)PTFE水性分散液UI)(三井杜邦化学氟化学制，312-J，含有含氟乳化剂的含有量为1040ppm，比重为2.19，阴离子系表面活性剂相对于PTFE的重量为3.0重量％)(3)粉末生石灰(CaO93.5%，MgO4.2%)全部通过300ura的标准网筛，150um的标准网筛残留份为0.04%,90"ra的标准网筛残留份为0.17%，90um的标准网筛通过份为99.83%的粉末生石灰(4)普通波兰特水泥(NPC)(太平洋水泥制)(5)II型无水石膏(平均粒径9.0nra，最大粒径101iim)(6)高炉水碎熔渣粉末(平均粒径8.9Pm，最大粒径100nm)(实施例1)将1000g粉末生石灰投入容积为5升的小型土壤混合机中，以140r.p.m.的转速搅拌的同时，缓慢投入分散于98.8g清水的1.67gPTFE水性分散液(I)(相对生石灰相当于PTFE树脂固形成分为0.05质量％)。自投入开始约1分钟后因生石灰的水合反应热而开始产生水蒸气，在之后的约2分钟，水分全部因生石灰的水合作用生成熟石灰而使用完，不再产生水蒸气。自搅拌开始5分钟后停止混合机的搅拌。此时的温度以水银温度计测量为95°C。此经尘埃抑制处理的生石灰是含有因水合反应而新生成的熟石灰约30%的生石灰与熟石灰的混合物。测定经尘埃抑制处理的生石灰的落下粉尘量。结果示于表l。(实施例2)除使用分散于99.3g清水的1.OOgPTFE水性分散液(I)(相对生石灰相当于PTFE树脂固形成分为0.03质量X)之外，与实施例l进行相同的操作，得到经尘埃抑制处理的生石灰。测定所得的经尘埃抑制处理的生石灰的落下粉尘量。将结果示于表l。(实施例3)为利用生石灰的水合反应热来加温普通波兰特水泥(产尘性粉体)，进行尘埃抑制处理的方法。将100g粉末生石灰投入容积为5升的小型土壤混合机中，以140r.p.m.的转速搅拌的同时，缓慢投入分散于35.Og清水的1.67gPTFE水性分散液(I)(相对生石灰相当于PTFE树脂固形成分为0.50质量X)。自投入开始约1分钟后因生石灰的水合反应热而开始产生水蒸气，在之后的约2分钟内，水份全部因生石灰的水合作用生成熟石灰而使用完，不再产生水蒸气。自搅拌开始5分钟后停止混合机的搅拌。此时的温度用水银温度计测量为95°C。经尘埃抑制处理的生石灰为含有因水合反应而新生成的熟石灰的生石灰与熟石灰的小丸子状混合物。将其作为母料的主料，以小型土壤混合机(转数140r.p.m.)搅拌的同时，缓慢投入900g普通波兰特水泥。投入普通波兰特水泥后约5分钟停止混合机的搅拌。此时的温度用水银温度计测量为57°C。测定该经尘埃抑制处理的普通波兰特水泥的落下粉尘量。将结果示于表l。(实施例46)将表1所示的200g产尘性粉体用电热式干燥机预先加热至9(TC。再将加温后的产尘性粉体20g与表1所示的固形成分比例(质量％)的PTFE水性分散液(I)加入到用电热式干燥机预先加热为9(TC的容量为1升的氧化铝性研钵中，混合*搅拌约5分钟得到混合物。将所得的混合物作为主料，向该主料中加入经加热的产尘性粉体的剩余的180g，混合搅拌约5分钟，得到经尘埃抑制处理的产尘性粉体。测定所得的产尘性粉体的落下粉尘量。将结果示于表1。(比较例1)测定生石灰的落下粉尘量。将结果示于表l。(比较例2)测定普通波兰特水泥的落下粉尘量。将结果示于表l。(比较例3)测定II型无水石膏的落下粉尘量。将结果示于表l。(比较例4)测定高炉水碎熔渣粉末的落下粉尘量。将结果示于表l。(参考例1)除使用分散于98.8g清水的1.67gPTFE水性分散液(II)(相对生石灰相当于PTFE树脂固形成分为0.05质量％)之外，与实施例1进行相同的操作，得到经尘埃抑制处理的生石灰。测定所得的经尘埃抑制处理的生石灰的落下粉尘量。将结果示于表l。(参考例2)除使用分散于99.3g清水的l.OOgPTFE水性分散液(II)(相对生石灰相当于PTFE树脂固形成分为0.03质量％)之外，与实施例1进行相同操作，得到经尘埃抑制处理的生石灰。测定所得的经尘埃抑制处理的生石灰的落下粉尘量。将结果示于表l。(参考例35)除使用PTFE水性分散液(II)之外，与实施例46相同操作，得到经尘埃抑制的产尘性粉体。测定所得的产尘性粉体的落下粉尘量。将结果示于表l。〔表1〕<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>产业上利用的可能性本发明提供了使用了引起环境问题可能性低的PTFE水性分散液形成的尘埃抑制处理剂的，尘埃抑制效果与过去方法同样高，且引起环境问题可能性低的产尘性物质的尘埃抑制处理方法以及产尘性物质的尘埃抑制处理物。权利要求1.一种产尘性物质的尘埃抑制处理方法，其特征在于，将由含氟乳化剂的含有率为50ppm以下的聚四氟乙烯的水性分散液形成的尘埃抑制处理剂组合物与产尘性物质混合，对该混合物于约20～200℃的温度下施以压缩-剪切作用，藉此将聚四氟乙烯原纤化而抑制产尘性物质的尘埃。2.如权利要求1所述的产尘性物质的尘埃抑制处理方法，其特征在于，该尘埃抑制处理剂组合物是由平均粒径为0.10.5um的聚四氟乙烯的水性分散液形成的尘埃抑制处理剂组合物。3.如权利要求1或2所述的产尘性物质的尘埃抑制处理方法，其特征在于，该产尘性物质为产尘性粉末状物质。4一种产尘性物质的尘埃抑制处理物，其特征在于，通过权利要求13中任一项所述的尘埃抑制处理方法使尘埃被抑制。全文摘要提供使用了引起环境问题可能性低的PTFE水性分散液形成的尘埃抑制处理剂组合物的、尘埃抑制效果与过去方法同样高、且引起环境问题可能性低的产尘性物质的尘埃抑制处理方法，以及产尘性物质的尘埃抑制处理物。将由含氟乳化剂的含有率为50ppm以下的聚四氟乙烯的水性分散液形成的尘埃抑制处理剂组合物与产尘性物质混合，对该混合物于约20～200℃的温度下施以压缩—剪切作用，藉此将聚四氟乙烯原纤化而抑制产尘性物质的尘埃的产尘性物质的尘埃抑制处理方法，以及产尘性物质的尘埃抑制处理物。文档编号C09K3/22GK101193997SQ20058004999公开日2008年6月4日申请日期2005年6月29日优先权日2005年6月29日发明者小锅一雄,川副光义,水野喜友,浦野辉男申请人:日铺有限公司;村樫石灰工业有限公司;杜邦·三井氟化学株式会社