JPS60210644A - コンベヤ−ベルト用材料 - 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】 （発明の目的） −の１ 本発明は、オイルサンド等の粘着性物質の輸送に用いる
コンベヤーベルト用として好適な材料に関する。

オイルサンドは、石英砂を主体としタール状物質（ビチ
ュメン）を含んだ粘土状物質であり、ビチュメンから合
成原油を製造するものであるが、従来よりこのオイルサ
ンドを運搬するコンベヤーベルトにオイルサンドが付着
することが問題になっている。即ち通常のコンベヤーベ
ルト用材料ではオイルサンドがよく付着し、肥厚化する
ため、この点の解決がめられていた。

【久立丑遣 この対策として、従来はオイルサンドを載せる前にコン
ベヤーベルト上に灯油、不凍液、或いは界面活性剤の水
溶液などを塗布し、オイルサンドの付着、肥厚化を防止
することが行われてきた。

だがこれらの方法は設備費、材料費の増加によるコスト
アップをもたらし、また灯油などを用いる場合は火災の
危険を増大させる等の問題がある。

そこでコンベヤーベルトの材料に適当な付着防止剤を配
合する方法が考えられた。しかしながらこの方法でも、
ベルトを長時間使用するに伴い、配合した付着防止剤が
次第に浸出して減少するので、オイルサンドの付着防止
効果の持続性の点で問題があった。

−が　パシようと　る。　へ 本発明は上記の欠点を解決したもので、オイルサンドの
４＝ｊ着防止効果が長時間持続するばかりでなく、広い
範囲にわたる伺右防止剤の使用を可能にしたものである
。

（発明の構成） 間」［羞−・　るための− 即ち本発明のコンベヤーベルト用材料は、マイクロカプ
セル化された付着防止剤を含有するものである。

マイクロカプセル化された付着防止剤はカプセルの壁か
ら徐々に浸出し、コンベヤーベルトの表面からブリード
する速度がコントロールされるため長寿命化する。また
コンベヤーベルトの表面が摩耗する場合には、露出した
マイクロカプセルは物理的に破壊され、内包されていた
付着防止材が放出されてベルトの表面を濡らす。

本発明において使用されるイ」着防止剤はビチュメンと
の相溶性が良好であることが重要であり、ビチュメンの
ＳＰ値（溶解度パラメーター）が８〜９であることを考
えると、イ」着防止剤のＳＰ値は６．５〜１０．５、よ
り好ｔＬ＜は７．０−１ｏ、ｏ、更に好ましくは７．０
〜９．５が望ましい。

更に付着防止剤はビチュメンと相溶した後ビチュメンの
粘着力（凝集力）を低下させることが重要であり、ビチ
ュメンと付着防止剤を１対１（重量比）でブレ〉・トし
た溶液の２５°Ｃにおける粘着力がビチュメン単独のｏ
、３５倍以下、より好ましくは０．２７倍以下、更に好
ましくは０．２１倍以下のものが望ましい。

一方ゴムまたはプラスチックに配合された刺着防止剤は
、その表面に効果的にブリードすることが必要であり、
ＮＢＲ１００重量部、ＨＡＦカーボン６０重量部よりな
る基本配合にＮＢＲ１００重量部当り付着防止剤３０重
量部を配合したシーＩ・状サンプルの表面に２０°Ｃ１
２４時間でブリードする４８１着防止剤の量が、０．０
３〜ｔ５ｍｇ／Ｃｍ　２、好ましくは０　、０６〜１０
　ｍ　ｇ　／　ｃ　ｍ　２、より〃Ｉましくは０．０８
〜８ｍｇ／　０ｍ２．更に好ましくはＯ，１２〜６ｍｇ
／ｃｍ２が望ましい。

また当然のことながら、表面にブリードした付着防止剤
は、揮発性を考慮する必要があり、その畠圧（７）　１
ｉｌｌｔ点は２００°ｃ以上１．Ｌ−’Ｊ　好ｔ　Ｌ　
＜　ハ２５０°Ｃ以上が望ましい。

伺着防ＩＦ剤の配合量は、ゴム材料に使用する場合、ゴ
ムｔｏｏＢＨ部に対し付着防止剤を１０〜２５０重量部
、好ましくは２１〜２００重量部、更に好ましくは３１
〜１５０重量部が望ましい。

持続時間を更に伸ばす必要がある場合には、４１〜１５
０市砥部、より好ましくは５１〜１５０重量部が配合さ
れる。

ｔ：　タ：７’　ラスチンク材料に使用する場合、プラ
スチック１００重量部に対しく＝Ｉ着防止剤を１０−１
００重情部、好ましビは１５〜７０重量部、更に好まし
くは２０〜６０重量部である。

本発明において使用する付着防止剤は、原則として前述
の物性値を満たすものであればどのような化合物であっ
ても有効であるか、カルボン酸、リン酸、硫酸、硝酸、
炭酸、ホウ酸、亜硫酸、ケイ酸などのエステル類、液状
ポリエステル、エーテル類、液状ポリエーテルおよびエ
ポキシ系化合物なとの有機化合物が有効である。その中
でも特に有機カルボン酸エステルは好ましい。

有機カルボン酸エステルとしては、脂肪族カルホン酸と
脂肪族アルコールとのエステルが好ましく用いられる。

脂肪族カルボン酸としては、飽和もしくは不飽和の一塩
基性カルボン酸及び二塩基性カルボン酸が望ましく、特
に−塩基性カルボン酸の場合は炭素数１０〜３０のもの
、二塩基性カルボン酸の場合は炭素数６〜１０のものが
好適である。具体的には、−塩基性カルボン酸の例とし
てはカプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチ
ン酸、ステアリン酸、ウンデシレン酸、オレイン酸、リ
ノール酸、リシノール酸、エレオスノエライジン酸等が
挙げられ、二塩基性カルボン酸の例としては、アジピン
酸、セバシン酸、アゼライン酸等が挙げられる。なお、
二塩基性カルボン酸を用いる場合はそのいずれのカルボ
キシル基もエステル化されていることが望ましい、また
脂肪族アルコールとしては、飽和もしくは不飽和の一価
アルコール、特に炭素数１−１ｏのものが望ｔしい、Ａ
体的にはメチルアルコール、エチルアルコール、プロピ
ルアルコール、ブチルアルコール、ペンチルアルコール
、オクチルアルコール、ノニルアルコール、デシルアル
コール等が挙げられる。なおこの場合、有機カルボン酸
及び／又はアルコールはエポキシ化のような変性されて
いるものでもよい、これらのエステルとしては特に。

オレイン酸エステル、ステアリン酸エステルが効果が高
く、なかでもオレイン酸ブチル、オレイン酸オクチル、
オレイン酸メチル、ステアリン酸エポキシ化ブチル等が
最も好ましく使用される。

上記有機カルボン酸エステルは、その１種を単独で使用
しても、又２種以−ヒをブレンドして使用してもよい。

本発明においては、上記のようなオイルサンド付着防止
剤をマイクロカプセル化してゴム又はプラスチック材料
に含有させる。マイクロカプセル化剤としてはゼラチン
、アラビヤゴム、アルギン酸ナトリウム、ポリアクリル
酸の金属塩、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミ
ド、ナトリウムカルボキシメチルセルロース、ポリエー
テル、ポリアミド、ポリ尿素、エポキシ樹脂、ポリウレ
タン、ポリスチレン等が挙げられる。適当なマイクロカ
プセルの粒径は数ミクロン〜２．０００ミクロン程度で
、マイクロカプセル化法は、界面重合などの化学的方法
、溶液系からの相分離法などの一般に用いられている方
法が使用できる。

カプセル化剤は、配合されるゴムないしプラスチックに
より適宜選択する０例えば、ゴム材料の場合は、配合剤
を混合するため練るという］−程力（あるので、カプセ
ル化剤はポリアミドのような強いものを選ぶ必要がある
。またポリウレタンエラストマーのように、液状原料を
混合、成型するだけの場合は、ゼラチンのような弱いカ
プセル化剤を用いることができる マイクロカプセル化されたオイルサントイ１着防止剤が
配合されるゴム又はプラスチック材は、付着防止剤と混
合することができ、かつ成形された後ベルト材として必
要な可撓性を有するものであれば種類は特に制限はない
。

ゴム材料としては、天然ゴム（Ｎ　Ｒ）および合成ゴム
が使用でき、合成ゴムとして例えばスチレン−ブタジェ
ンゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジェンゴム（ＢＲ）、ポリ
インプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、
アクリロニトリル−ブタジェンゴム（ＮＢＲ）、　イン
ブチレン−インプレンゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロ
ピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレン−プロピレン−ジエン
ゴム（ＥＰＤＭ）、シリコーンゴム、シリコーン一二チ
レノープロピレンゴム、フッ素ゴム、ポリウレタンエラ
ストマー、アクリルゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合
体（ＥＶＡ：）、塩素化ポリエチレン、クロルスルホン
化ポリエチレンなどが使用できる。

なお、ゴム材料はその１種を単独で使用してもよく、ま
た２種以上をブレンドするようにしてもよい。

比較的極性の高いゴム、例えばアクリロニトリル−ブタ
ジェンゴム（ＮＢＲ）、　ポリウレタンエラストマー、
アクリルゴムが好ましく用いられ。

これらを用いることにより粘着物質に対する付着性を改
善する。

更に、耐低温度性を向上させる目的で、ゴム材料として
アクリロニトリル−ブタジェンゴム（ＮＢＲ）、ポリウ
レタンエラストマー、アクリルゴムと、その他のゴム、
例えばポリブタジェンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジ
ェンゴム（ＳＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）等との混合物を
好適に使用することができる。

一方プラスチック材料としては、例えば熱可塑性プラス
チックとしてはメタクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニ
ル樹脂、ポリスチレン、塩化ビニリデン樹脂、ポリアミ
ド、セルロース系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン
、変性ポリオレフィン、塩素化ポリオレフィン、ＥＶＡ
、ＥＥＡ、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリビ
ニルアルコール、ポリフェニレンサルファイド、ポリエ
ーテルサルファイド、ポリエステルなどがあり、また熱
硬化性プラスチックとしてはフェノール樹脂、ユリア樹
脂、メラミン樹脂、ポリエステル、ジアリルフタレート
ｍ脂、キシレン樹脂、アルキルベンゼン樹脂、エポキシ
アクリレート樹脂、けい素樹脂、ポリイミド樹脂などが
挙げられる。

本発明のコンベヤーベルト用材料中には、更に必要によ
り種々の配合剤を配合し得る。このような配合剤として
は、例えばカーボンブラック、ホワイトカーボン、炭酸
カルシウム、炭酸マグネシウム、けいそう土、クレー等
の補強剤あるいは充填剤、綿、ナイロン、ビニロン、強
力人絹、スチールコード等の繊維、アミン類、アミン−
アルデヒド反応物、アミン−ケトン反応物、フェノール
類、その他の老化防止剤などが挙げられる。更に必要に
応じて、安定剤、着色剤、滑剤、酸化防止剤、難燃剤、
紫外線吸収剤、帯電防止剤、架橋剤などを加えることが
できる。

本発明に係るコンベヤーベルト用材料は、これを用いて
ベルト本体を製造することもでき、あるいはその他のゴ
ム又はプラスチンクベルトを被覆するカバーとして形成
し、それらのベルト上をこのカバーで被覆するようにし
てもよい。その際ベルト本体とカバー材の接着は成型時
に一体加硫又は一体栽型してもよいし、両者を別々に成
型した後、接着剤で貼り合せてもよい。いずれにしても
コンベヤーベルトの表面がこの本発明のベルト用材料に
て形成されていることが必要で１本発明のベルト用材料
を用いたコンベヤーベルトは炭化水素系の粘稠な液体、
半固体或いは固体（例えばビチュメン、アスファルト等
）やこれらと無機質、有機質固体との混合物といった粘
着性物質のコンベヤーに好適に用いられるものである。

１」 このように本発明のコンベヤーベルト用材料を用いたコ
ンベヤーベルトは、灯油等の特別な付着防止剤をその都
度塗布しなくともオイルサンド等の粘着性物質の付着を
防止し得、このため輸送コストの低減、火災の防止、メ
ンテナンスの容易化等が達成されるものである。

最後に、本発明のオイルサンドコンベヤーベルト用材料
の開発にとって非常に重要なポイントを占める付着性の
評価法について述べる。

一般に粘着性の強さを測るのにタックテスターなどを用
いて、粘着物を被粘着体表面にある時間押しつけた後一
定速度で剥離させる時の力（粘着力）を測る静的付着評
価法が用いられている。

ところで、オイルサンドがベルト材料の表面に付着して
ゆく様子を詳細に観察すると、最初、オイルサンドが付
着する前に、オイルサンドに含まれるビチュメンによっ
て材料表面が濡らされ、その後オイルサンド自身の付着
が始まり、次第に付着が加速される。即ち、オイルサン
ドとの接触をくり返すうちに、材料表面のオイルサンド
に対する付着しやすさく表面状態）は刻々と変化してい
る。更に前にも述べたように、実際のオイルサンドコン
ベヤー用ベルト材料を考えた場合、非付着性又は低付着
性の効果が長期間持続することが不可欠である。したが
って、ベルト表面へのオイルサンド付着に関するこのよ
うな実状を見た場合、材料の単なる初期表面状態を調べ
るタックテスターなどによる静的評価法はオイルサンド
との長期間の接触にさらされるベルト表面用材料の選択
評価法としてはほとんど役に立たないと言えよう。

実験室的評価法として最も重要なことは、その評価法に
よる結果が実際の使用条件下における結果と一致するこ
とであるというのは自明のことである。そこで本発明者
等は、使用現場におけるベルト表面へのオイルサンド付
着を再現させるような動的付着評価法を作成した。これ
は第１図に示すようなエンドレスベルトｌの数ケ所に切
り込みを入れてサンプル２を取付け、一方ベルトの上方
にオイルサンドを収容したホッパー３を設け、ここから
オイルサンド４を定、常的に等速度で落下させる。ベル
トの回転につれてオイルサンドを載せたサンプルはプレ
スロール５のところへ運ばれ、ここで強く圧着される。

なおプレスロールは適量の錘６で調整されている。この
プロセスを８０分繰返し、測定前後のサンプルの重量測
定から付着量をめる。このような動的付着評価法を用い
ることによって、初めてオイルサンドのベルト面への付
着という複雑な現象を定量的に把握することが出来、非
付着性又は低付着性オイルサンドコンベヤー用ベルト材
料の開発に成功したのである。

以下実施例により本発明を更に具体的に説明する。

実施例１および比較例１，２ 第　１　表 ＊３　ゼラチン／オレイ漕ブチル＝ｌ／３第１表に示し
た配合物から注型法により２　ｍ　ｍ厚のポリウレタン
エラストマーシートを作成し、第１図に示した装置に取
り付け、ベルト速度４０ｍ／分、オイルサンド落下速度
１００ｇ／分、プレスロール荷重３Ｋｇとし、２０℃に
おけるオイルサンドの付着量を測定した。オイルサンド
はカナダより直送されたものを使用した。付着防止剤を
加えていない比較例２の付着量を１００とした時の相対
付着量を第２表に示す。この値が小さいもの程付着量が
少ない、また付着防止剤をマイクロカプセル化せずに加
えた比較例１の寿命を１とした時の相対寿命も第２表に
示す。

第　２　表 即ち、付着防止材のオレイン酸ブチルをマイクロカプセ
ル化して含有させたものは、マイクロカプセル化せずに
含有させたものと相対付着量は同程度に減少し、しかも
相対寿命は約３倍になることがわかる。

なお、オレイン酸ブチルおよびステアリン酸ブチルの物
性値および。

ＮＢＲ（ＡＮ２０ｗｔ％）　１００　重量部ＨＡＦカー
ボン　６０　〃 よりなる基本配合に、ステアリン酸１重量部、亜鉛華５
重量部、促進剤（ＤＭ）１．５重量部と、ＮＢＲ１００
重量部に対してオレイン酸ブチル又はステアリン酸ブチ
ルをそれぞれ３０重量部の割合で配合して、２ｍｍ厚、
５ｃｍＸ５ｃｍのシート状のサンプルを作成し、付着防
止剤のブリード速度を測定した結果を第３表に示す。

第　３　表 ここでＳＰ値は溶解度パラメーター、粘着力比は、２５
℃においてタックテスターで測定したビチュメンと付着
防止剤を１４１　（重量比）でブレンドした溶液の粘着
力と、ビチュメン単独の粘着力の比を表す。

またブリード速度は次のようにしてめた。

■アセトンを染みこませた脱脂綿でサンプルの表面をふ
き取った後、デシケータ−中に２０℃で２４時間放置す
る。

■アセトンを染みこませた新しい脱脂綿を用意しこれで
放置後のサンプル表面（片面）をふき取り、このふき取
った脱脂綿をアセトン中に溶かす。

■上記アセトン液をガスクロマトグラフィーで測定し、
２０℃、２４時間中に２５．ｃｍ”のサンプル表面にブ
リードした付着防止剤の量を決定する。

（発明の効果） 第２表に示す如く、マイクロカプセル化した付着防止材
を含有する材料を使用すれば、マイクロカプセル化しな
い付着防止材のみを含有する材料を用いた場合よりも寿
命が顕著に増加する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、コンベヤーベルト材料に対する動的付着性評
価装置の概略図である。 ｌ　エンドレスベルト　２　サンフル ３　ホツノゞ−４オイルサンド ５　プレスロール　６　錘 出願人　株式会社ブリデストン 代理人　弁理士　青　麻　昌　二 Ｉ！！１　圀

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　マイクロカプセル化された付着防止剤を含有スるコ
   ンベヤーベルト用材料。 ２　付着防止剤は、ＳＰ値６．５〜１０．５、常圧の線
   点２００℃以上、ビチュメンとのｌ対ｌ（重量比）ブレ
   ンド物の２５°Ｃにおける粘着力がビチュメン単独の粘
   着力の０．３５倍以下で、かつＮＢＲ１００重量部、Ｈ
   ＡＦカーボン６０重量部よりなる基本配合に、ＮＢＲ１
   ００重量部当り付着防止剤を３０重量部配合したシート
   状サンプルの表面に２０℃、２４時間でブリードする量
   が０．０３〜１５ｍｇ／ｃｍ２であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のコンベヤーベルト用材料。