JPS621536A - オイルサンド運搬用コンベヤベルト - 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、オイルサンドの非付着性にすぐれるオイルサ
ンド運搬用コンベヤベルトに関する。

（従来の技術） オイルサンドは、特にカナダ及びベネズエラに多く埋蔵
されている石油資源であって、なかでもカナダのアサバ
ス力オイルサンドは全世界の約１／３の埋蔵量を有する
ので有名である。アサバスカオイルサンドを例にとれば
、これは微細な珪砂粒の周りを薄い水膜が被覆し、更に
その周りをビチューメンが囲んで形成されており、水膜
中には微量の金属分も含まれている。このオイルサンド
は一般に５〜２０重量％の重質の粘稠なタール状の物質
、即ちビチューメンを含有するので、石油資源として商
業的にも採集されている。採集方法には所謂露天掘りと
、地中でビチューメンと珪砂等の不要成分を分離して採
集する方法とがあるが、アサバス力ではオイルサンドの
オーバーパーデンを除去し、オイルサンドを直接採集す
る露天掘りが行なわれており、採集されたオイルサンド
はこの後、コンベヤベルトにより抽出精製プラントに運
搬される。

オイルサンドを運搬するコンベヤベルトには、従来、天
然ゴムとスチレン−ブタジェンゴムとの混合ゴム配合物
やアクリロニトリル−ブタジェンゴムをスチールコード
で補強したゴムベルトが用いられているが、これらコン
ベヤベルトは、その表面にオイルサンドが付着し堆積し
て、コンベヤベルトを汚すのみならず、コンベヤベルト
の直進を阻害し、その運搬容量を減少させる問題を有す
る。このため、従来、非付着液として、溶油、軽油等の
比較的低度な石油留分をコンベヤベルト上に散布し、オ
イルサンドの付着を防止しつつ、これを抽出精製プラン
トに運搬している。しかし、この方法では引火性の溶油
や軽油を使用するために火災の危険があり、また、コン
ベヤベルトの劣化を促進するほか、採集コストを高める
原因となる。そのため、近年は、溶油或いは軽油に代え
て、夏期には水を、冬期には水、界面活性剤及び不凍液
からなる水性混合液を非付着液として使用することも行
なわれているが、オイルサンドに不凍液が混入して、オ
イルサンドの分離に余分の費用を要するほかに、−５０
℃のような低い気温下では、非付着液自体が凍結するお
それもある。

上記のような問題を解決するために、既に、特開昭５８
−１９８５４８号及び特開昭５８−１９８５５０号には
、高極性材料、例えば、エチレングリコールやプロピレ
ングリコール等のグリコールを混合してなるゴム組成物
を加硫してなる非付着性加硫ゴムを表面層に有するコン
ベヤベルトが提案されている。しかしながら、このよう
な非付着性加硫ゴムを得るに際して、エチレングリコー
ルやプロピレングリコールのような高極性材料を密閉式
混合機でゴムと混練する通常のゴム加工法によれば、均
一にこれら高極性材料をゴムに配合し得る量は限られて
いる。例えば、ゴムとしてアクリロニトリル含量２０重
量％のアクリロニトリル−ブタジェンゴムを使用し、高
極性材料としてエチレングリコールを用いて、密閉式混
合機による混練を行なうとき、ゴム１００重量部に対し
て、エチレングリコールはぼ５重量部が通常の混練操作
による最大配合量であり、これを越えると密閉式混合機
やオープンロールによる混練加工において、ロール表面
でゴムの滑りが生じる。しかし、この程度のエチレング
リコール配合量では、加硫ゴムが尚十分な非付着性を有
しない場合がある。

（発明の目的） 本発明者らは、上記した問題を解決するため鋭意研究し
た結果、所定の親水基含有ビニル単量体をブタジェンや
イソプレンのような共役ジエンとアクリロニトリルのよ
うなα、β−不飽和ニトリルと共に共重合して得られる
３元共重合体を含むゴム配合物は、加硫後、高い極性の
表面を有して、格段にすぐれたオイルサンド非付着性を
有し、従って、かかる加硫ゴムを少なくとも表面層とし
て有するコンベヤベルトはオイルサンドの運搬に極めて
好適であることを見出して、本発明に至ったものである
。

従って、本発明は、オイルサンドの非付着性にすぐれる
オイルサンド運搬用コンベヤベルトを提供することを目
的とする。

（発明の構成） 本発明によるオイルサンド運搬用コンベヤベルトは、 （ａ）　　共役ジエン成分単位５５〜９５重量％、（ｂ
ｌ　　α、β−不飽和ニトリル３〜２０重量％、及び （Ｃ）一般式 ＣＩ！＝ＣＲ’Ｃ０Ｏ−（ＣＩｈＣＨ！０）ｎ−Ｒ”（
但し、Ｒ１は水素原子又はメチル基、Ｒ２は炭素数１〜
３のアルキル基、ｎは２〜８の数を示す。） で表わされる親水基含有ビニル単量体成分単位２〜２５
重量％ よりなる３元共重合体を蒼む配合物を加硫してなる加硫
ゴムを少なくとも表面層として有することを特徴とする
。

本発明における共重合体成分単位のうち、共役ジエンと
しては、例えば、ブタジェン、イソプレン、クロロプレ
ン、１．３−ペンタジェン、ヘキサジエン等を用いるこ
とができるが、α、β−不飽和ニトリルや後述する親水
基含有単量体との共重合性の容易性からブタジェン又は
イソプレンが好ましい。

α、β−不飽和ニトリルとしては、アクリロニトリル、
メタクリロニトリル等を用いることができるが、特に、
アクリロニトリルが好ましい。

本発明における３元共重合体は、単量体成分単位として
、一般式 ％式％ （但し、Ｒ１は水素原子又はメチル基、Ｒ２は炭素数１
〜３のアルキル基を示し、ｎは２〜８の数を示す。） で表わされる親水基含有ビニル単量体成分を含有する。

上記一般式において、Ｒ１は水素原子又はメチル基であ
り、Ｒ２はメチル基、エチル基又はプロピル基である。

Ｒ２がブチル基以上の高級アルキル基である場合は、得
られる加硫ゴムが水との親和性に劣ると共に、耐油性も
低下するので、本発明において用いるに適さない。また
、上記一般式において、ｎは２〜８の数であるが、好ま
しくは２〜４である。ｎが１であるときは、得られる加
硫ゴムが良好な耐寒性をもたず、また、耐油性も劣る。

一方、ｎが９以上であるときは、共重合性が低下し、本
発明において用いる３元共重合体を得ることができない
。

かかる親水基含有ビニル単量体としては、例えば、アク
リル酸エチルカルビトール、メタクリル酸エチルカルビ
トール、アクリル酸メチルカルピトール、メタクリル酸
メチルカルピトール、アクリル酸メチルトリグリコール
、メタクリル酸メチルトリグリコール、アクリル酸エチ
ルトリグリコール、メタクリル酸エチルトリグリコール
、アクリル酸メチルテトラグリコール、メタクリル酸メ
チルテトラグリコール、アクリル酸プロピルトリグリコ
ール、メタクリル酸エチルペンタグリコール等を挙げる
ことができる。

上記のような親水基含有ビニル単量体は、これを構成す
る対応するアクリル酸又はメタクリル酸と、アルキレン
グリコールアルキルエーテルとを常法に従って、例えば
、アクリル酸とその１／２モル量のジエチレングリコー
ルエチルエーテル（カルピトール）とを酸触媒、例えば
、ｐ−）ルエンスルホン酸を用いて、還流下に２時間反
応させることによって、アクリル酸エチルカルビトール
を容易に得ることができる。

本発明においては、上記のような単量体成分単位を有す
る３元共重合体においては、共役ジエン成分単位５５〜
９５重量％、α、β−不飽和ニトリル３〜２０重量％、
及び親水基含有ビニル単量体成分単位２〜２５重量％で
ある。好ましくは、共役ジエン成分単位６７〜９１重量
％、α、β−不飽和二トＩＪル４〜１３重景％、及び親
水基含有ビニル単量体５〜２０重量％である。

共役ジエン成分単位が５５重量％よりも少ないときは、
得られる加硫ゴムが耐寒性において十分でなく、寒冷地
において用いられることが多いオイルサンド運搬用コン
ベヤベルトの表面層として不適当である。他方、９５重
量％を越えるときは、耐油性に乏しくなると共に、水と
の親和性にも劣るようになる。α、β−不飽和ニトリル
成分単位が３重量％よりも少ないときは、耐油性に劣り
、２０重量％を越えるときは、弾性に劣るようになり、
コンベヤベルトの表面層ゴムとして好ましくないと共に
、耐寒性にも劣るので、上記と同様に、オイルサンド運
搬用コンベヤベルトの表面層として不適当である。

更に、親水基含有ビニル単量体成分単位は、３元共重合
体において、２〜２５重量％、好ましくは、５〜２０重
量％である。２重量％よりも少ないときは、加硫ゴムに
満足すべき極性を与えることができず、他方、２５重量
％を越えるときは、伸び及び強度の低下が著しいので、
コンベヤベルトに用いるには適さない。

また、上記のような３元共重合体は、その極限粘度〔η
〕　（３０℃においてテトラヒドロフラン中）が１．０
〜４．０．ｄ１／ｇ、好ましくは１．５〜３．０ｄｌ／
ｇである。極限粘度が１．　Ｏｄｉ／ｇよりも小さいと
きは、固形保持性が劣って、取扱いが困難であり、一方
、４．０ｄｌ／ｇを越えるときは、加工性が劣るからで
ある。

上記のような３元共重合体は、例えば、共役ジエン単量
体５５〜９５重量％、α、β−不飽和ニトリル単量体３
〜２０重量％及び前記親水基含有ビニル単量体２〜２５
重量％の混合物を水性媒体中にて、又は有機溶剤中にて
通常のラジカル共重合をさせることによって得ることが
できる。ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンゾ
イルペルオキシド、クメンハイドロペルオキシド、バラ
メタンハイドロペルオキシド、ラウロイルペルオキシド
等の有機過酸化物、アゾビスイソブチルジニトリル等の
ビスアゾ化合物、過硫酸カリウム等の過硫酸塩、有機化
合物−硫酸鉄の組み合わせ等のレドックス系触媒等が用
いられる。また、必要に応じて、分子量調整剤も用いら
れる。分子量調整剤としては、例えば、ｔ−ドデシルメ
ルカプタン、ジアルキルキサントゲンジスルフィド等が
用いられる。共重合反応は、通常、酸素を除去した雰囲
気下に０〜５０℃の温度で行なわれる。

本発明におけるゴム配合物は、前記３元共重合体と共に
、適宜の加硫剤を含有する。加硫剤として、通常、イオ
ウ及び／又は含イオウ化合物が配合される。含イオウ化
合物としては、前記３元共重合体ゴムを加硫することが
できれば、任意であってよいが、例えば、テトラメチル
チウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフ
ィド等が好ましく用いられる。これら加硫剤は、上記３
元共重合体ゴム１００重量部について０．１〜１０重量
部、好ましくは１〜５重量部縫部される。また、加硫剤
と共に、加硫助剤を併用してもよい。

加硫助剤としても、従来より知られているものが適宜に
用いることができ、例えば、加硫促進剤としてジフェニ
ルグアニジン、ジカテコールホウ酸のジオルトトリルグ
アニジン塩、２−メルカプトベンゾチアゾール、ジベン
ゾチアジルジスルフィド、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベ
ンゾチアジルスルフェンアミド、テトラメチルチウラム
モノスルフィド等を、また、加硫促進助剤として亜鉛華
、酸化マグネシウム、リサージ等の金属酸化物、ステア
リン酸、オレイン酸等の脂肪酸、トリエタノールアミン
、ジェタノールアミン等のアミン類、ジエチレングリコ
ール、トリアリルトリメリテート等その他の活性剤を挙
げることができる。

また、本発明において、上記ゴム配合物は、上記以外に
、通常、使用される種々の充填剤を含有していてもよい
。例えば、充填剤としてホワイトカーボン、カーボンブ
ラック、シリカ、炭酸カルシウム、クレー、炭酸マグネ
シウム、ケイソウ土、各種ケイ酸塩や有機質充填剤を挙
げることができる。これらの充填剤を配合するに際して
、ジ（２−エチルヘキシル）フタレート、ジ（２−エチ
ルヘキシル）アジペート、ジブチルフタレート、トリ　
（２−エチルヘキシル）トリメリテート、トリクレジル
ホスフェート等の可塑剤や、パラフィン系プロセスオイ
ル、芳香族系プロセスオイル等の軟化剤を併用すること
ができる。更に１、フェニル−α−ナフチルアミン、Ｎ
、Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、６−ニ
トキシー２．２．４−１−ジメチル−１，２−ジヒドロ
キノリン、Ｎ−フェニル−Ｎ゛−イソプロピル−ｐ−フ
ェニレンジアミン、２−メルカプトベンゾイミダゾール
、ジブチルジチオカルバミン酸ニッケル等の老化防止剤
を用いることもできる。必要に応じて更に、スコーチ防
止剤、加工助剤等も併用される。

本発明によるゴム配合物を製造するには、通常、上記成
分をバンバリーミキサ−、ニーダ−ミキサー又はロール
等で混練すればよい。また、ゴム組酸物の加硫は通常、
１３０〜１７０℃の温度で１０〜６０分間加圧すること
により行なわれる。

本発明によるコンベヤベルトは、上記３元共重合体を含
むゴム配合物を加硫してなる加硫ゴムを少なくとも表面
層として有し、金属や有機繊維コード、帆布等でその長
手方向に補強されたコンベヤベルトは、オイルサンドに
対してすぐれた非付着性を有するのみならず、耐油性、
柔軟性、低温特性にすぐれるので、オイルサンド運搬用
コンベヤベルトとしてすぐれた性能を発揮する。

第１図は、コンベヤベルトの一例の断面図を示し、コン
ベヤベルトの表裏を構成する表面層１及び２、即ち、カ
バーゴムの間にクッションゴム３が積層接合されており
、このクッションゴム内に心材としてのスチールコード
４が埋設されている。

第２図は、コンベヤベルトの別の一例の断面図を示し、
表面層１及び２とクッションゴム３との間の接合を強化
するために、中間ゴム層５が更に積層接合されている。

クッションゴムとしては天然ゴム、イソプレンゴム、ス
チレン−ブタジェンゴム、アクリロニトリル−ブタジェ
ンゴム又はこれらの混合物が好ましく用いられるが、特
に、アクリロニトリル含量が１５〜２５重量％の範囲に
あるアクリロニトリル−ブタジェンゴムが、耐寒性と耐
油性のバランスにすぐれるので特に好ましく用いられる
。これらクッションゴムにおける加硫剤や充填剤等の配
合剤については、従来、既によく知られているが、本発
明による３元共重合体ゴムの場合と同じで、もよい。

（発明の効果） 以上のように、本発明によるオイルサンド用コンベヤベ
ルトにおいては、前記した親水基含有ビニル単量体をα
、β−不飽和ニトリルー共役ジエン共重合体、代表的に
は、アクリロニトリル−ブタジェン共重合体の共重合体
成分単位として含有させて、加硫ゴム自体に高い極性を
付与したので、かかる加硫ゴムを表面層に有するコンベ
ヤベルトは、その表面が高い極性を有し０、オイルサン
ドの運搬に際して、オイルサンドが実質的に付着しない
。また、従来の如くにベルト表面に溶油若しくは水等を
散布せずに、オイルサンドをその表面に実質的に付着さ
せないで、採取地点から抽出精製プラントへ運搬するこ
とができる。

また、コンベヤベルト表面に水や不凍液を含む水性の非
付着液を散布する場合でも、表面層が高極性であるため
に、ベルト表面に水膜が形成される結果、オイルサンド
の積載ごとに非付着液を散布する必要がなく、非付着液
の散布回数及び消費量を著しく低減することができる。

勿論、本発明のコンベヤベルトは耐油性にもすぐれるの
で、必要ならば、その表面に溶油等を散布しても何ら差
支えない。

従って、本発明のコンベヤベルトによれば、不要な非付
着液の経費を節約でき、非付着液によるコンベヤベルト
の劣化が生じにく（なると共に、水等の混入による採取
オイルサンドの余分な精製操作が省略され、採取及び精
製コストを低減することができる。また、軽油等の引火
性非付着液を特に使用する必要がないので、それによる
火災等の危険性も解消される。

（実施例） 以下に本発明の実施例を挙げるが、本発明はこれら実施
例に限定されるものではない。尚、以下において部は重
量部を示す。

実施例 （ゴム配合物及び加硫ゴムの調製） 表に示す成分単位からなる３元共重合体１００部、カー
ボンブラック（Ｎ−３３０ＨＡＰ）　５５部、酸化亜鉛
５部、ステアリン酸１部及び老化防止剤３部を密閉式混
合機で混合した後、更にオーブンロールにてイオウ２部
と加硫促進剤１．５部を混合して、ゴム配合物を調製し
た。次に、各ゴム配合物を１５０℃で３０分間加硫した
後、その物性を測定した。結果を表に示す。

比較のために、ゴムとして市販のアクリロニトリル−ブ
タジェンゴム（日本合成ゴム■製Ｎ２５０Ｓ１結合アク
リロニトリル量２０重景％、ブタジェン８０重量％）を
用いた以外は、上記と同様にしてゴム配合物を調製し、
１５０℃で３０分間加硫した後、その物性を測定した。

結果を表に示す。

（ゴムシートのオイルサンド付着試験）本発明によるゴ
ム配合物を加硫してなる実施例１乃至１５の加硫ゴムシ
ート及び比較例１のシート（厚さ２ｆｉ、幅３０ｃｍ、
長さ３０ｃｍ）について、下記のオイルサンド付着試験
を行なった。

機長９ｍの第１のベルトコンベヤ、機長９ｍの第２のベ
ルトコンベヤ及び機長４ｍの第３のベルトコンベヤをコ
字状に配列し、第１から第２へ、第２から第３へとオイ
ルサンドを順次運搬し得るように、試験装置を構成し、
中央に位置する第２のベルトコンベヤ上に上記各加硫ゴ
ムシートを接着剤にて接着した。

雰囲気温度２０〜２５℃において、第１のベルトコンベ
ヤの端部上にホッパーを設置し、第１のベルトコンベヤ
端部上にこのホッパーからカナダ産オイルサンドを４ｋ
ｇ／分の割合で供給し、各ベルトコンベヤを４０ｍ／分
の速度で２０分間走行させた。このようにして、各ベル
トコンベヤによつてオイルサンド８０ｋｇを運搬した後
、第２のベルトコンペ・ヤにおける加硫ゴムシートの中
央部（面積１０ｘｌＯｃｍ）に付着したオイルサンドを
へらでかき取り、その重量をオイルサンド付着量として
測定した。結果を表に示す。

表から明らかなように、本発明による前記３元共重合体
ゴム配合物を加硫してなる加硫ゴムシートには少量のオ
イルサンドが付着しただけであるが、従来のゴム配合物
（比較例１）によるゴムシートには大量のオイルサンド
が付着した。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はコンベヤベルトの例を示す断面図で
ある。 １及び２・・・表面層、３・・・クッションゴム、４・
・・心材、５・・・中間ゴム層。 第２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）共役ジエン成分単位５５〜９５重量％、（
   ｂ）α，β−不飽和ニトリル３〜２０重量％、及び （ｃ）一般式 ＣＨ＿２＝ＣＲ＾１ＣＯＯ−（ＣＨ＿２ＣＨ＿２Ｏ）＿
   ｎ−Ｒ＾２（但し、Ｒ＾１は水素原子又はメチル基、Ｒ
   ＾２は炭素数１〜３のアルキル基、ｎは２〜８ の数を示す。） で表わされる親水基含有ビニル単量体成分 単位２〜２５重量％ よりなる３元共重合体を含む配合物を加硫してなる加硫
   ゴムを少なくとも表面層として有することを特徴とする
   オイルサンド用コンベヤベルト。
2. （２）共役ジエンがブタジエン又はイソプレンであり、
   α，β−不飽和ニトリルがアクリロニトリルであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のオイルサンド
   運搬用コンベヤベルト。
3. （３）親水基含有ビニル単量体成分単位がアクリル酸エ
   チルカルビトールであることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のオイルサンド運搬用コンベヤベルト。
4. （４）親水基含有ビニル単量体成分単位がアクリル酸メ
   チルトリグリコールであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のオイルサンド運搬用コンベヤベルト。