JPS63112307A - 野積石炭堆積物の雨水浸透防止方法 - 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） この発明は、野積石炭堆積物の雨水浸透防止方法に関す
る。 一般に製鉄所、ガス製造所、製紙工場等においては、石
炭粉状物や塊状物は、野積堆積して貯留する場合が多い
。 かかる堆積物を長時間そのまま放置した場合には、雨水
が石炭堆積物中に漫迅することにより、石炭堆積物中に
水分が蓄積し、次の燃焼等の用途に供する工程で熱エネ
ルギーをロスする不都合が生じる。 ちなみに、石炭１ｔにつき含水率が１％上昇することに
より損失する熱量は約５３００ｋｃａ　ｌとなり、大き
な経済的損失となる。 （従来の方法） この点に関し、従来よりＳＢＲ（スチレン−ブタジェン
ゴム）、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸等のエマルジ
ョン・ラテックスを上記堆積物に散布して、表層に樹脂
膜を形成する方法が知られている。また最近において、
この発明の発明者らは、野積石炭堆積物上にＳＢＲ系エ
マルジョンを固形分として８〜５００ｇ／ｍめ散布量で
散布した後、乾燥後にアクリル系エマルジョンを固形分
として８〜５００　ｇ　／　ｒｄの散布量で散布して、
堆積物の表層に樹脂保護膜を形成する方法を特許出願し
た。 （特願昭６０−２８７２４７号、出願口：昭和６０年１
２月２０日） （従来技術の問題点） 近年において石炭の輸入形態をより安定的なものとする
ため、供給先をさらに分散させ、さまざまな地域におこ
りうる事態に可能なかぎりそなえる対策がとられている
。このことより、様々な性質を持った石炭が供給される
こととなり、畜１Ｂ水性の石炭が供給されてきたのであ
る。この高１Ｇ水性の石炭を野積した場合、雨水が全く
浸透しないわけではなく、やはり石炭中に水分が蓄積す
るため、雨水浸透防止対策が必要となる。 しかし、従来技術である保護膜形成剤（エマルジョン・
ラテックス等）を前記高１８水性の石炭に散布しても、
その表面が傾斜しているため、保護膜形成剤の大部分が
石炭表面から流出してしまい、保護膜が薄くなり、その
強度も弱くなるため、長期間石炭を雨水から保護するこ
とが出来ないという問題点を有することを認識した。 この発明は、このような問題点に鑑みなされたもので“
ある。この発明の発明者らは、この高撥水性の石炭につ
いて鋭意研究の結果、本発明を完成させた。 （問題点を解決するための手段） かくしてこの発明によれぼ、 高１８水性の野積石炭堆積物上に、 分子内にポリオキシプロピレン基とポリオキシエチレン
基とを有し、ポリオキシプロピレン基／ポリオキシエチ
レン基の重量比が約１７２〜６／１であるブロック共重
合体型のノニオン系界面活性剤を０．５〜１５ｇ／ｍの
散布量で均一に散布した後、ＳＢＲ系及び／またはアク
リル系エマルジョン・ラテックスを固形分として８〜５
００ｇ／ｒｌの散布量で均一に散布して、堆積物表層に
樹脂保護被膜を形成することを特徴とする野積石炭堆積
物の雨水浸透防止方法が提供される。 この発明において高撥水性とは、水の浸透速度が０．１
　ｍｌ／　ｓｅｅ、以下の性状をいう。 この発明において水の浸透速度とは、石炭粒子径を１６
〜３２メツシユとし、含水率を１％とし、かさ比重を０
．１３ｇ／ｗＪとした石炭表面に０．５ｍｌの水を滴下
した時、水滴が完全に石炭内部に吸収されるまでの時間
を測定し、測定時間に対する水滴量の割合であると定義
する。 即ち、石炭の水に対する濡れやすさを表示する値であり
、浸透速度が小さい石炭は高撥水性であり、その逆の場
合は低撥水性である。 この発明者らの実験によると、その浸透速度がＱ、ｌ＋
＋Ｊ／ｓｅｅ、以下である高ｆａ水性の石炭について従
来技術であるエマルジョン・ラテックス等を散布しても
、その散布石炭表面が約４５’に傾斜している場合には
、散布量の約７０％以上が流出してしまい、膜厚が薄く
なり、膜強度も弱くなるため、長時間石炭を雨水から保
護することが出来ないことを確認した。 よって、この発明は水の浸透速度がＱ、　ｌ　ｍｌ　／
　ｓｅｅ。 以下の石炭を対象とする。 一般に水のぬれ性と石炭のコールバンド（石炭中の炭素
原子数１００に対する水素原子の数（Ｈ）と炭素原子数
１００に対する酸素原子の数〔○〕の二元指数により表
示される）とは、相関関係にあることが知られている。 （燃料協会誌第６５巻第６号４０８〜４１６頁（１９８
６）　）この発明の水の浸透速度もコールハンドと相関
関係にあり、この発明の使用にあたり目安となる（参考
例１参照）。 この発明の水の浸透速度がＱ、　ｌ　ｖＪ　／　ｓｅｃ
、以下の石炭とは、通常石炭のコールバンドが（Ｈ）　
＜７０で（０）＜８のものが含まれる。 これらに該当するものとして、Ｋ−９（ソ連産）グニエ
ラ（ＧＯＯＮＹＥＬＬＡ　）　　（オーストラリア産）
、ＢクリークＣＢ、ＣＲＥＥＫ　）　　（アメリカ会衆
国産）、フィンチット（ＱＵＩＮＴＥＴＴＥ　）　　（
カナダ産）と呼ばれる石炭等が挙げられる。 この発明において、野積石炭堆積物上に散布される分子
内にポリオキシエチレン基とポリオキシエチレン基とを
有するブロック共重合体型のノニオン系界面活性剤は、
石炭堆積物表面に湿潤（浸透）性を付与するために用い
られる。 この界面活性剤は、−ａにプルロニツタ型ノニオン界面
活性剤と呼ばれ、次の一般式で表わされる。 ＨＯ−’（ＣＪｎＯ）　、ｌ−（ＣｆｆＨ，Ｏ）、−（
ＣＪｎＯ）　、ｌ−Ｈこの発明においては、上記界面活
性剤のうち、ポリオキシプロピレン基／ポリオキシエチ
レン基の重量比が約１／２〜６／１のものが使用される
。 特に低添加量で湿潤（浸透）性を付与できる点において
、ポリオキシプロピレン基／ポリオキシエチレン基の重
量比が約１／１〜４／１のものが好ましい。 上記ノニオン系界面活性剤において、ポリオキシプロピ
レン基／ポリオキシエチレン基の重Ｈｔが約１／２以下
であったり、約６／１以上であった場合には、湿潤（浸
透）性を付与するためには、その添加量が多くなり、そ
の副作用として保護膜の雨水浸透防止効果を著しく損な
うため、所期の目的を達成し得ない点で好ましくない。 この界面活性剤は、野積石炭堆積物上に０．５〜１５ｇ
／ｒｒｒの散布量で均一に散布される。散布量が０．５
ｇ／ｒｒｆ以下であれば堆積物表面に十分な湿潤（浸透
）性を付与することができず、１５ｇ／ｎ？以上であれ
ば湿潤（浸透）性は付与できるものの保護膜の雨水浸透
防止効果及び／またはその強度を損なうため好ましくな
い。 野積石炭堆積物上にこの界面活性剤を均一に散布するた
めには通常１〜３１／ｍ２の散布量が適当であるため、
０．０１〜１．５％水？８液として使用することが好ま
しい。 石炭表面に湿潤（浸透）性を付与することを目的として
、この発明の界面活性剤以外の界面活性剤を使用した場
合、必要な添加量を散布すれば確かに湿潤（浸透）性は
得られるものの、その副作用として保護膜の雨水浸透防
止効果及び／またはその強度を著しく損なうため、所期
の目的を達し得ない（試験例２参照）、この意味におい
て、この発明は特に選択されたものであると言える。 この発明において前記特定のノニオン系界面活性剤を均
一に散布した後、野積石炭堆積物の表層に樹脂保護膜を
形成するためにＳＢＲ系及び／またはアクリル系エマル
ジョン・ラテックスが固形分として８〜５００ｇ／ｎ（
の散布量で均一に散布される。 それぞれエマルジョンの散布量が固形分として８　ｇ　
／　ｎ（未満であると、膜厚および被膜強度の大きい樹
脂保護膜を得るのが困難となり、良好な雨水浸透防止効
果が発揮されない。 各エマルジョンの散布量の上限は、経済面から固形分と
して５００ｇ／ｍとするが、通常は２５０ｇ／ｄ以下で
十分であり、特に好ましいエマルジョンを使用すれば固
形分で１５０　ｇ　／　ｎ（以下で所期の効果が十分に
達成される。 この発明で用いるＳＢＲ系エマルジョン・ラテックスと
しては、スチレン量６０重世％以下のスチレンーブクジ
エンゴムエマルジョン・ラテックスが雨水浸透防止効果
の点で特に好ましく、通常固形分含量が０．５〜５０重
世％濃度のものが通している。 この発明で用いるアクリル系エマルジョン・ラテックス
としては、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステ
ルの単独重合エマルジョン及び共重合エマルジョン、並
びにこれらのモノマーと酢酸ビニル、スチレン、アクリ
ロニトリル、アクリルアミ下°、アクリル酸などの１種
以上のモノマーとの共重合エマルジョンが挙げられるが
、アクリル酸エステルとスチレンとの共重合エマルジョ
ンが強固な樹脂保護膜が形成され、著しい雨氷浸透防止
効果が発揮されるため、特に好ましい。 また、前記ＳＢＲ系およびアクリル系エマルジョンのい
ずれについてもガラス転移点が０℃以下のものが上記効
果の点で特に好ましい。 また、各エマルジョン・ラテックスにワックスエマルジ
ョンを混合使用することも上記効果の点で好ましい。 この発明の方法にあっては、まず前記プルロニック型ノ
ニオン界面活性剤を添加し、その後でＳＢＲ系及び／ま
たはアクリル系エマルジョン・ラテックスを散布する。 この順序を逆にしたり、界面活性剤と各エマルジョンを
同時に又は混合して使用しても十分な雨水浸透防止効果
は発揮されず、好ましくない。 前記界面活性剤水溶液やエマルジョン・ラテンククスの
散布は、公知の散水機や散水車等を用いて行うのが実用
上便利である。又、表層部を形成する石炭に前もって界
面活性剤を散布しておくのも好ましい実施態様の一つで
ある。 この発明の効果を以下の試験例及び実施例により例示す
る。 下記６種類の石炭を用い、水の浸透速度とＳＢＲ系また
はアクリル系エマルジョン・ラテックス散布時における
雨水浸透防止効果を試験した。 □石炭の種類　□ ＡＫ−９（ソ連産、粘結炭） Ｂ　グニエラ（オーストラリア産、粘結炭）（ＧＯＯＮ
ＹＥＬＬＡ　） ＣＢ、クリーク（アメリカ合衆国産、粘結炭）ＣＢ、０
ＲＥＥＫ） □供試試料体の調製方法□ 上記各種石炭を１００℃の恒温槽で１６時間乾燥し、ふ
るいを用いて粒子径を１６〜３２メツシユとする。 その後、水を添加して含水率１％に調製し供試石炭とす
る。次にシャーレ（底面積６３．６ｃｄ、高さ１．５ｃ
ｍ、円柱形）に供試石炭をかさ比重０．７３　ｇ　／−
となるように入れ、その表面を平面として試料体を作成
し、これを供試試料体とする。 ｉ）水の浸透速度の測定 く試験方法〉 ピペットを用い、０．５−の水滴を各供試試料体の石炭
表面に滴下し、水滴が完全に石炭内部に吸収されるまで
の時間を測定した。 浸透速度は下記式により算出した。 水の吸収時間（ｓｅｃ） ｉｉ）　　雨水浸透防止効果の測定 約４５°に傾斜ざセた各供試試料体の石炭表面に下記す
るＳＢＲ系またはアクリル系エマルジョン・ラテックス
を固形分が６　ｗ　／　ｗ％となるように水で希釈し、
噴霧器を用いて固形分として１２０　ｇ　／　ｎ（散布
した。その時、石炭表面から流出した各エマルジョン量
より流出率を下記式により算出した。 散布したエマルジョン量（１） ×１００ その後、各エマルジョンが散布された供試試料体を４８
℃で１６時間乾燥し、得られた樹脂保護膜の膜厚、強度
及び撥水性を測定した。全ての性状につき良好なものを
○印で表わし、それ以外のものを×印とし、総合評価と
する。 ａ　樹脂保護膜の膜厚の測定 シャーレより樹脂保護膜を取り出し、その膜厚を測定し
た。２．５ｍｍ以上の膜厚を良としてＯ印で表わす、　
　２．５ｍｍ未満の膜厚を不良としてＸ印で表わす。 ｂ　　’！脂保護膜の強度 シャーレより樹脂保護膜を取り出し、１ケ月問屋外で放
置する。放置後の状態が原形をとどめているものを良と
してＯ印で表わす。 原形をとどめず、（ずれているものまたはひび割れの生
じているものを不良としてＸ印で表わす。 Ｃ樹脂保護膜の１８水性 樹脂保護膜表面にピペットを用い０．５−の水滴を滴下
し、完全に石炭内部に吸収されるまでの時間を測定した
。１時間経過後においても水滴が吸収されない状態を良
として○印で表わす、１時間以内に吸収されるものを不
良としてＸ印で表わす。 供試エマルジョンは以下の通りである。 スチレン−ブタジェンゴムエマルジョン・ラテックス 重合スチレン量　・・−・・−・・・・・−・−・−６
０重量％以下固形分濃度−−−−−・−・−・・・−・
・・・・・４０重量％ｐＨ７，２，比重　１．０２７　
。 粘度（２０℃）・・・・・−・・・・・・・・・・・・
２５　ｃｐ山）　アクリル系エマルジョンアクリル酸エ
ステル−スチレン共重合 エマルジョン・ラテックス 固形分濃度　・・・−・・−・・−・・・・・４５１ｉ
景％ｐＨ７，５，比重　１．０２２　。 粘度（２０℃）・・−・・・・・−・・−・−・・９０
　ｃｐく試験結果〉 試験結果をまとめて第１表に示す。 （以下余白、次頁に続く） 〈考察〉 試験結果より、水の浸透速度がＱ、ｌｄ／ｓｅｃ、以で
あるＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄの石炭については、エマルジョン・
ラテックスを散布してもその散布量の約７０％以上が流
出してしまい、膜厚が薄くなり、膜強度も弱くなるため
、長時間にわたり石炭を雨水から保護することが出来な
いことがわかる。 又、水の浸透速度が０．５＋ａ／／ｓｅｃ、以上である
Ｅ。 Ｆの石炭ついては、従来技術であるエマルジョン・ラテ
ックスの散布により、良好な雨水浸透防止効果が得られ
ることがわかる。（因に水の浸透速度が０．５＋Ｊ　／
　ｓｅｃ、以上の石炭とは、試験方法に従い０．５−の
水滴を石炭表面に滴下した場合、瞬時にして水滴が石炭
表面に吸収される性状の石炭である。） このように、水の浸透速度が０．１＋＋ｊ／ｓｅｃ、以
下の高撥水性の石炭については、従来技術であるエマル
ジョン・ラテックスの散布のみでは良好な雨水浸透防止
効果が得られないことがわかる。 （試験例２） く　試験方法〉 含水率１％９粒度１６〜３２メツシユ、かさ比重０．７
３　ｇ　／−の石炭（Ｋ−９）を用いて、各種界面活性
剤の種々の添加量散布時における水の浸透速度を測定し
、浸透速度が０．１１ＩＩｊ／ｓｅｃ、以上にするため
に必要な該界面活性剤量（固形分換算）を測定した。 次に、上記界面活性剤添加後にＳＢＲ系またはアクリル
系エマルジョンｒラテックスを固形分が６　ｗ　／’ｗ
’％となるように水で希釈し、噴霧器を用いて固形分と
して１２０ｇ／ｒｒｒ散布した場合における雨水浸透防
止効果を試験した。 供試試料体の調製方法、水の浸透速度の測定方法、雨水
浸透防止効果の測定方法及び供試エマルジョンは試験例
１と同様である。 く試験結果〉 試験結果を第２表に示す。 （以下余白、次頁に続く） 〈考察〉 試験結果から明らかなように、この発明の実施例である
試験番号１〜４で表わされるポリオキシプロピレン基／
ポリオキシエチレン基の重量比が１／１〜４／１である
プルロニック型ノニオン界面活性剤を固形分として０．
５〜１５ｇ／ｎ？添加することにより、石炭表面の水の
浸透速度をＱ、ｌｄ／ｓｅｃ。 以上にし〔石炭表面に湿潤（浸透）性を付与し〕、ＳＢ
Ｒ系、アクリル系エマルジョン・ラテックス保護膜の雨
水浸透防止効果を損なうことなく高ｔａ水性の石炭につ
いて雨水浸透防止効果が得られることがわかる。 また、比較例である試験番号５〜７で表されるポリオキ
シプロピレン基／ポリオキシエチレン基の重量比が９／
１及び１／４であるプルロニック型ノニオン界面活性剤
や試験番号８〜１２で表されるノニオン系゛界面活性剤
を使用した場合、石炭表面の水の浸透速度を０．１ａｆ
／ｓｅｃ、以上にするためには多量の添加が必要となり
、その必要添加量においてはＳＢＲ系、アクリル系エマ
ルジョン・ラテックス保護膜の雨水浸透防止性能を著し
く狙害し、初期の目的を達し得ないことがわかる。 （実施例１） 重量約２０．０００　ｔ　、表面積約４０００　ｎ？の
石炭山（水の浸透速度０．００８ｙｄ／ｓｅｃ、以下、
石炭種に−９）を二つ造成し、一方には、試験例１に記
載したＳＢＲ系エマルジョン・ラテックスを固形分が３
．２Ｗ／Ｗ％となるように水で希釈し、公知の散布機を
用いて固形分として９６　ｇ　／　ｒｄとなるように均
一に石炭山に散布した。他方には、あらかじめプルロニ
ック型ノニオン界面活性剤（ＰＯ＊′の平均分子量２０
５０．　ＰＯ／ＥＯ”−３／２　）の水溶液を固形分と
して３　ｇ　／　ｃｄとなるように均一に散布した後、
上記ＳＢＲ系エマルジ９ン・ラテックスを上記と同様に
石炭山に散布した。梅雨期（７月３日〜７月３１日降水
量：約１１０ｍｍ　）’に屋外に自然放置し、側石炭山
°の状態を観察した。前者（ＳＢＲ系エマルジョン単独
散布）においては、散布中に大部分のＳＢＲ系エマルジ
ョン・ラテックス水溶液が石炭表面より流出してしまい
、試験開始後３日目の降雨時に軽い山崩れが起こり、と
ころどころで雨水が浸透した。７日目においては、至る
ところで山崩れや陥没を生じた。１力月後の石炭山の含
水率は１１％にまで上昇していた。 後者（特定の界面活性剤溶液を添加後、ＳＢＲ系エマル
ジョンを散布）においては、１ケ月後においても山崩れ
や陥没は生じていなく、１ケ月後の石炭山の含水率も８
％と試験前と変化なく、良好な雨水浸透防止効果を示し
た。 注）＄ＩＰＯはオキシプロピレングリコールを意味する
。 ＄２　　ＰＯ／ＥＯはポリオキシプロピレン基／ポリオ
キシエチレン基の重量比を表す。 水の浸透速度の測定は、供試試料体の調整方法も含めて
試験例１と同様である。 （参考例１） 〔水の浸透速度とコールバンドとの関係〕下記する６種
類の海外炭の組成分析を行い、石炭中の炭素原子数１０
０に対する水素原子の数（〔Ｈ〕で示す）と炭素原子数
１００に対する酸素原子数（

〔０〕で表わす）を算出し
た。 又、上記石炭の水の浸透速度を試験例１と同様の方法で
試験した。 （供試試料体の調整方法も試験例１と同様である。） 両者の試験結果まとめて第３表に示す。 く考察〉 試験結果より、水の浸透速度とコールバンドとの間には
相関関係があり、コールバンド（Ｈ）（０〕が小さい石
炭（例えば（Ｈ）　＜７０、（０）く５）は、水の浸透
速度も０．１＠ｌ／ｓｅｃ、以下と小さく高１８水性と
なることがわかる。又、逆にコールバンド（Ｈ）（０）
が大きい石炭（例えば（Ｈ）〉７０、（０）＞９）は、
水の浸透速度は０．１．ｊ／Ｓｅｅ、以上と高く、低Ｉ
ｎ水性であることがわかる。 （以下余白、次頁に続く） （第３表　） （発明の効果） このように、この発明により高ｔａ水性の石炭において
も強固な樹脂保護膜が形成され、著しい雨水浸透防止効
果が発揮される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　高撥水性の野積石炭堆積物上に、 分子内にポリオキシプロピレン基とポリオキシエチレン
   基とを有しポリオキシプロピレン基／ポリオキシエチレ
   ン基の重量比が約１／２〜６／１であるブロック共重合
   体型のノニオン系界面活性剤を０．５〜１５ｇ／ｍ＾２
   の散布量で均一に散布した後、ＳＢＲ系及び／またはア
   クリル系エマルジョン・ラテックスを固形分として８〜
   ５００ｇ／ｍ＾２の散布量で均一に散布して、堆積物の
   表層に樹脂保護膜をを形成することを特徴とする野積石
   炭堆積物の雨水浸透防止方法。 ２、高撥水性の野積石炭堆積物が水の浸透速度として０
   ．１ｍｌ／ｓｅｃ．以下の野積石炭堆積物である特許請
   求の範囲第１項記載の雨水浸透防止方法。 ３、ノニオン系界面活性剤のポリオキシプロピレン基／
   ポリオキシエチレン基の重量比が約１／１〜〜４／１で
   ある特許請求の範囲第１項記載の雨水浸透防止方法。 ４、ＳＢＲ系エマルジョン・ラテックスがスチレン量６
   ０重量％以下のスチレン・プタジエン共重合エマルジョ
   ン・ラテックスである特許請求の範囲第１項記載の雨水
   浸透防止方法。 ５、アクリル系エマルジョン・ラテックスがアクリル酸
   エステルとスチレンとの共重合エマルジョン・ラテック
   スである特許請求の範囲第１項記載の雨水浸透防止方法
   。