JPS6284110A - 散布用組成物 - 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） 本発明は散布用組成物に関する。

さらに詳しくは多層構造を有するポリマー水性エマルジ
ョンからなる散布用組成物に関する。

製鉄工場、コークス工場、石炭ガス製造工場などでは原
料炭を数百トン−数千トン貯炭場に山積みしておいたり
、また製造したコークスを同じく貯炭場に山積みして保
管している。

これらの貯炭場は一般に屋外にあり屋根もなく吹きさら
しの状態が多く、特に風の強い場所などでは砕けた微細
な石炭やコークスが飛散してその近辺だけでなく、周辺
のかなり広範囲な地域に害をおよぼす。

また、屋外にあるので、当然のことながら雨ざらしであ
り、降った雨は石炭やコークスに浸み込んでしまい、少
々好天が続いたくらいでは浸み込んだ水分はそのまま蒸
発することなく残存し、石炭やコークスの含水率を増加
させることになる。

これら含水率の増加した石炭やコークスが各種の原料や
燃料として用いられるとたとえわづかな水分増加で−も
水の蒸発潜熱が大きいため、熱ａ°原単位が余分に増加
することになる。また、各種の鉱石を港湾地区や工場の
貯蔵ヤードに貯蔵しておく際にも同じことが起きる。

また、含水ｒ４１増加だけでなく微細な石炭やコークス
、鉱石などの粉末が流出し、原材料の損失になるだけで
なく用による飛散と同様周辺のｙｋ境を汚染し、清掃費
用の増加につながる。

また、せっかく山積みにした石炭やコークス鉱石などの
山が崩れ、雨がやんだあと積みなおしをしているのが現
状である。

（従来技術） このような問題を解決するために屋外に山積みされた石
炭やコークス、鉱石などの表面にポリマーの水性エマル
ジョンまたはこれらをセメントと組み合わせて散布し、
形成されるポリマー皮膜により雨水の侵入を防ぎ、且つ
流失または飛゛散を防止する方法がとられている。

このような目的に用いられる水性エマルジョンとしては
従来酢酸ビニルエマルジョン、（メタ）アクリル酸エス
テルエマルジョン、スチレン−（メタ）アクリル酸エス
テル共重合エマルジョン。

エチレン−酢酸ビニル共重合エマルジョンなどからなる
単層エマルジョンが知られていた。

なお、ここでいう単層エマルジョンとは従来から知られ
ている方法で製造された実質的に粒子が多層構造をなし
ていないエマルジョンをさす。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前期のようなポリマーからなる水性エマ
ルジョンを単独またはセメントと併用して用いた場合、
以下のような問題があり、充分にその目的を達成するこ
とができなかった。

これらの問題とは ａ）形成される皮膜が脆く、防水性が充分ではない。

ｂ）溌水性が弱い。

Ｃ）接着力が充分でない。

などである。

このような状況に鑑み、本発明考らは鋭意検討した結果
、多層構造を有する水性のエマルジョンを用いると前記
のような問題が解決することを見出し、本発明を完成さ
せた。

（発明の構成） 即ち、本発明は、「ホモポリマーのガラス転移温度が２
５℃以下のモノマーを１種または２種以上重合させて中
心層とし９次いで必要に応じてガラス転移温度が２５℃
以下のモノマーを１種または２種以上重合させ、さらに
ガラス転移温度が２５℃以上のモノマーを１種または２
種以上重合させたものを外層とする多層構造を有するポ
リマーの水性エマルジョンからなることを特徴とする散
布用組成物Ｊである。

本発明の組成物に用いる多重構造を有ずろ水性エマルジ
ョンは一般に通常の単層エマルジョンと比較して形成さ
れる皮膜の硬さの割りには最低皮膜形成温度が低く、ま
た強度−伸度曲線が降伏貞を有しているという特異な性
能を有している。

即ち、この多層構造を有するエマルジョンは弾性エマル
ジョンというべきものであり、前記のような問題を解決
した組成物を提供し得る。

本発明の組成物に用いる多層構造を右するエマルジョン
としては中心層に、ガラス転移湿度が２５℃以下のモノ
マーを１種または２種以上用合させ１次いで必要に応じ
てガラス転移温度が２５℃以下のモノマーを１種または
２種以上ｍ合させ。

その外層にガラス転移温度が２５℃以上のモノマーを１
種または２種以上重合させたものが好適である。

ガラス転移温度が２５℃以下のモノマーとしてはアクリ
ル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブヂル、ア
クリル酸２−エチル−ヘキシル。

アクリル酸プロピル−ヘキシル、アクリル酸、プロピル
、アクリル酸へキシル−メチル、アクリル酸ラウリル−
メチルなどである。

ガラス転移温度が２５℃以上のモノマーとしては酢酸ビ
ニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタ
クリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸
２＝へキシル−エチル、メタクリル酸グリシジル、メタ
クリル酸へキシル−プロピル、スヂレン、凶−メチルス
チレン、アクリル酸、アクリル酸メチルなどである。

これら中心層を形成する樹脂も外層を形成する樹脂も単
独のモノマーから形成されていてもよいし、これらの混
合上ツマ−から形成されていてもよい。

これらモノマーの配合伊は目標とするガラス転移温度に
よって以下の計算式に従って決定する。

出　＝＋＋十十゛°°°°。

但し、Ｔｇ　：共重合体の二次転移温度（Ｋ）Ｔａａ：
ａ成分の単独重合体の二次転移温度 Ｗａ　：ａ成分の重量分率 ＴＱｂ：ｂ成分の単独重合体の二次転移温度 ｗｂ　　：ｂ成分の重量分率 （小野木重治訳ｒ高分子の複合材料の力学的性質」（株
）化学同人（１９７６） 次に、多層エマルジョンを製造する方法について記述す
る。

即ち、乳化剤の存在下、水性媒体中において重合を多段
階に分けて行なう。

先ず、第１段階において中心層の樹脂となるモノマーを
水性媒体中で不均一重合させる。この場合、重合は公知
のレドックス系重合開始剤と２価金属イオンなどの重合
促進剤との組み合わせを用い、３０℃以上、好ましくは
５０〜９０℃程度の湿度において平均粒径０．０１〜０
．０２μのポリマー粒子が得られるように重合させる。

第１段階で以上のようにして得られたポリマーエマルジ
ョンに重合開始剤の存在下で、必要に応じて第２層樹脂
となるモノマーを添加して５０〜９０℃の通常の重合条
件で第２段階の重合をさせる。

なお、この除用いるモノマーは実質的に第１段階で用い
たモノマーと同一種類でもかまわない。

これにざらに色層となるモノマーを添神して５０〜９０
℃の通常の重合条件で第３段階の重合をさせる。

このように多段階重合を行なえば中心層および必要に応
じて第２層にガラス転移温度の低い樹脂が、最外層にガ
ラス転移温度の高い樹脂が配された実質的に多ｅ＊造か
らなる水性エマルジョンが得られる。

このように多層構造を有するエマルジョンの粒子径も任
意に調整することが可能であるが、本発明の組成物用に
は０．０１〜０．２μが好適である。

このような多層構造を有する水性エマルジョンから形成
される樹脂皮膜は一般に海鳥構造と称される不均一なも
のであり、この構造が前記したような単層エマルジョン
から形成される皮膜には見られない特異な性能を生み出
すものと考えられている。

この多層エマルジョンの複数の層を形成するポリマーの
重量圧は内層（第１居士第２層）ポリマー：外層ポリマ
ー＝）９５　：　５〜５０　：　５０程度が好適である
。

内層〈第１居士第２層）ポリマー、即ちガラス転移温度
の低い、言わば軟かいポリマーの比率が上記の範囲より
多くなると形成された皮膜が軟らかくなりすぎ、目的に
適わない。

一方軟らかいポリマーの比率が少なすぎると形成される
皮膜の弾性が不足し、不都合である。

以上のようにして、得られた多層構造を有するエマルジ
ョンが有する最低皮膜形成温度は６０〜−５℃であるが
、本発明の組成物としては低いものを用いた方がよい。

またエマルジョンの粒子径は小さければ小さいほど造膜
速度は早くなるが、エマルジョンの粘度が高くなるので
、０．０１〜０．２μ程度にコントロールした方がよい
。

エマルジョンの固形分濃度は特に限定さ゛れるものでは
ないが３０〜６０％程度が実用的に望ましい。

また、得られた多層構造エマルジョンに通常の溌水剤、
消泡剤、防腐剤、可塑剤、造膜助剤、フィラー、などを
必要に応じて添加してもかまわない。

撥水剤としてはジルコニウム化合物が特に有効である。

さらに、従来から用いられている単層エマルジョンを等
量まで混合してもよいし、セメント粉末を混合して用い
てもかまわない。

本発明の散布用組成物を使用するさいには５〜２０％ま
で水で希釈して使用する。

配合の手順としては用いる多層構造を有する水性エマル
ジョンを固形分濃度５〜２０％になるように水で稀釈し
ておいてこれを攪拌しながら所定扉の添加物を添加する
。

この時必要に応じて界面活性剤を配合物に対して添加し
てもよい。

この界面活性剤を添加する目的は添加物の分散性を改善
するためである。

（発明の効果） 次に本発明の組成物が有する効果を以下に実施例および
比較例を用いて説明する。

ａ）多層エマルジョンの重合 実施例−１ フラスコに水４２部、乳化剤（ラウリル硫酸ソーダ）０
．１部を入れて充分溶解する。

次いでモノマーとしてアクリル酸エチル４．５部を添加
して充分乳化させる。

重合開始剤としてｋｐｓ、チオ硫酸ソーダを。

開始促進剤として銅粉末を添加して６０℃で重合を開始
させる。

重合開始３０分後に第２段モノマーとしてアクリル酸の
３５部を添加して重合を続ける。

次いで第３段モノマーとしてメタクリル酸メチル４．５
部を添加する。

重合終了後アンモニア水でｐｈを７．５として防腐剤を
０．１部、消泡剤を０．１部、撥水剤を３部添加して固
形分濃度４５％粘度２５０Ｃｐ　Ｓ　。

粒子径０．０８μの多層構造エマルジョンを１ｑだ。

実施例−２ 実施例−１と同様に第１段モノマーとしてアクリル酸エ
チル５．０部、第２段モノマーとしてアクリル酸２５部
とアクリル酸２−エチルヘキシル１０部。

第３段モノマーとしてメタクリル酸メチル５部とアクリ
ル酸メチル０．２部の多層構造エマルジョンを製造した
。

このエマルジョンの固形分濃度は５ｏｚ、粘度は５００
ｃｐｓ、粒子径は０．１μであった。

実施例−３ 実施例−１と同様に第１段モノマーとじてアクリル酸エ
チル５．０部、第２段モノマーとしてアクリル酸エチル
２６部、第３段モノマーとしてメタクリル酸メチル１３
部とから多層構造エマルジョンを得た。

このエマルジョンの固形分濃度は５１％、粘度は％００
ｃｐｓ、粒子径は０．１テμであった。

実施例−４ 実施例−１と同様に第１段モノマーとしてアクリル酸ブ
チル４，０部、第２段モノマーとしてアクリルＭ２−エ
チルーヘキシル２５部、第３段モノマーとしてスチレン
１４部とから多層構造エマルジョンを得た。このエマル
ジョンの固形分濃度はツ１２、粘度はａｔ；ｏｃｐｓ、
粒子径はｏ、ｌμであった。

実施例−５ 実施、Ｍ−１と同様に第１段モノマーとしてアクリル酸
エチル１部、第２段モノマーとしてアクリル酸ブチル１
０部とアクリル酸２−エチル−ヘキシル１５部、第３段
モノマーとしてメタクリル酸メチル１５部とアクリル酸
メチル２部とから多層構造エマルジョンを得た。

このエマルジョンの固形分濃度は７１％、粘度はｊｔｊ
ｏｃｐｓ　、粒子径はｏ、ｌμであった。

ｂ）散布用液の調合 比較例−１ 酢酸ビニルからなる固形分濶度５０χ、粘度５００ｃｐ
ｓ、　粒子径０．５μの単層エマルジョンを得た。

添加物およびその添加量は実施例−１と同様にした６ 比較例−２ エチレン−酢酸ビニルからなる固形分濃度５５％。

粘度１０００ｃ　ｐ　ｓ　、粒子径０，５μの単層エマ
ルジョンを得た。

添加物およびその添加量は実施例−１と同様にした。

比較例−３ アクリル酸エチルからなる固形分濃度４０％、粘度２０
０Ｃｐ　Ｓ　、粒子径０．２μの単層エマルジョンを得
た。

添加物およびその添加量は実施例−１と同様にした。

比較例−４ スチレン−アクリル酸エチルからなる固形分濃度４５％
、粘度１００ｃ　ｐ　ｓ　、粒子径０．１５μの単層エ
マルジョンを得た。

添加物およびその添加量は実施例−１と同様にした。

ｂ）　散布用液の調合 ａ）において得られた各種エマルジョンを水で希釈して
固形分濃度５％のエマルジョンにした。

Ｃ）　貯蔵粒体への散布 ｂ）で調合した散布溶液を以トのように散布した。

高さ１．５ｍ、底面半径１．１ｍ、表面積的６．５ｍの
円錐状石炭山を形成し実施例−１から比較例−１３［１
間放置後人工雨を３００７／Ａで散布したときの石炭山
が崩れ始めるまでの時間を測定した。

ｄ）　水分含有率の測定 人工内を３０分散布後石炭山の内部の石炭的０．１を取
りだして粉砕し、１２０℃の温風乾燥機内で乾燥し、含
有している水分増加率を測定した。

なお、水分増加率は次式により計算した。

散布前の水分率 結果を表−１に示した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ホモポリマーのガラス転移温度が２５℃以下のモノマー
   を１種または２種以上重合させて中心層とし、次いで必
   要に応じてガラス転移温度が２５℃以下のモノマーを１
   種または２種以上重合させ、さらにガラス転移温度が２
   ５℃以上のモノマーを１種または２種以上重合させたも
   のを外層とする多層構造を有するポリマーの水性エマル
   ジョンからなることを特徴とする散布用組成物。