JPH05501986A - 吸着材材料及びその用途 - 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】 吸着材材料及びその用途 本発明は液体有機物質の漏洩物を吸収するのに使用する材料に関する。

大きな汚染問題は海上又は陸上で大量に輸送されるときの如き大量の油の漏洩で ある。かかる漏洩によって生ぜしめられる被害は良く知られている。この問題を 克服するための方法及び材料を提供せんとする多くの計画がなされて来た。漏洩 油を吸着するための材料、油を水と混合できるように計画された物質、例えば漏 洩が海で発生したとき油の拡りを防止するため設計された物理的バリヤーが教示 されている。産業上利用しつる一つの材料には、米国の３ＭＣｏｍｐａｎｙによ って商標ＰＯＷＥＲＳＯＲＢ又は０ＩＬＳＯＲＢで市販されているものがある。

これは油を吸着すべく設計されているばかりでなく油の拡りに対する物理的バリ ヤーとして作用し、かつ水面で浮遊するように設計された細長の形として好適に 編成及び造形された形で包まれた繊維状ポリプロピレンの層からなることができ る。ポリプロピレンの吸着特性はそれらの成功使用に寄与するものの一つであっ た。油漏洩は最も良く認められている問題であるが、一般に液体有機材料の他の 大量の漏洩も環境的に重大な問題でありうる。かかる材料には大量の植物油、精 製油等を含む。

本発明の目的は油及び他の有機材料に対する良好な吸着性を有する材料を提供す ることにある。

本発明によれば、玉（ｋｎｏｐ）と称するからませた形に形成した繊維を含む吸 着材材料と液体を接触させることからなる、液体の形での疎水性物質を吸着する ための方法を提供する。

「玉」はからませた繊維の小球である、即ちそれ自体で包まれかつ／又はフェル ト化されており、本質的に球形である繊維である。

玉は長く尾をひいた小節（ｎｅｐ）製造のための米国特許第４７６１８５７号に 記載された機械で作ることができ、この手段により有機又は合成油を吸着するた めの繊維の汎用性を増大させることができる。材料はゆるく収納されていないな い形で使用できる。

玉の形でのゆるい繊維材料は球体繊維配向を有することによって得られるその追 加の収容属性を有する。

玉の形の繊維材料は、玉の形でない繊維材料の浮力と比較して、水性媒体中で増 大した浮力属性を有する。

玉を作るための方法の変法は、油の粘度範囲に対し最適にされた油吸着性を可能 にするため広い範囲の密度を玉に有せしめることができる。

繊維材料は、水中での材料の浮力又は油含浸量を増強させるように繊維の表面特 性を変性するため、撥水剤の如き薬剤の便を含むことによって変性することがで きる。

繊維材料は、油及び油水混合物を網中に浸透できるように細長な形又はパッドに 造形した網又は多孔質材料から作った収納装置と組合せて使用できる。

繊維材料は、油吸着性又は水中での玉浮力を増大させるための他の繊維又は浮力 を助けるものと組合せて使用できる。

繊維材料は、バクテリアに油を破壊させるためｒｎｉｐｏ１２２の如きパリテリ ヤの栄養素と組合せて使用できる。

繊維材料は、油と水の混合物から油を濾過するためフィルターとして使用できる 。

繊維材料は玉の形での再生した、染色した又は染色してない繊維材料を使用でき る。

繊維材料は羊毛の玉であるのが好ましい。玉は椅子張り、枕及びその他の家庭用 物品における如き充填物として主に多くの用途を有するが、従来それらの有機液 体特に油、それ以上に原油に対する非常に高い吸着性は決して教示されていなか った。

羊毛が油に対して親和性を有すること、特に天然羊毛グリースが繊維上に残って いるときそうであることは知られていた。玉に形成後この親和性は大きく増大す る。この親和性の増大は玉を含む繊維の球の形によって作られることが考えられ る。油は小滴に破壊され、そして各玉の中心へと移行する傾向がある。それが油 こぼれを吸着する手段として玉を用いることにできるその能力である。幾つだの 簡単な研究室の試験では、未処理の玉がそれ自体の重量の３０倍の粘稠な油を吸 収できたことが明らかになった。

水浴中での研究室での試験は、羊毛の玉は、油水界面の表面で自由に浮遊できる なら、油を更に容易に吸収することを示す。網の中に含有されるときには、それ らの吸着速度は遅くなる、しかしそれがかたく充填されすぎないならばそれらの 本来の吸着性を維持するに相異ない。

本発明は、本発明により意図される種類の繊維の絡み合った形に形成できる天然 又は合成重合体の他の繊維を用いることも意図している。

本発明はばらばらの絡み合い体の形での合成及び天然に産する繊維の各種の混合 物を使用することも意図している羊毛の玉が吸着材材料として特に価値があるこ とを本発明者等の試験において証明された、そして事実上回れの種類及び品質の 羊毛も玉を作るために使用できる別の利点を有する。例えば短いステーブルファ イバーでさえも、精練されたもしくは非精練の羊毛、クラッチラング（ｃｒｕｔ ｃｈｉｎｇ）及び他の廃残物又は他の繊維副産物と共に使用できる。

繊維の絡み合い体の大きさは現在のところ臨界的なものとしては考えられない。

絡み合い体から形成された吸着材バット中に個々の絡み合い体の大きさは均一で ある必要はなく、大きく変化できることも意図している。一般に玉を米国特許第 ４７６１８５７号に記載された如き土製造機で作るならば、それらは実質的に均 一な大きさとなる傾向がる。大きさの均一性は、−緒に充填した玉の多数からな る個々のパッドに予め定められた吸着特性を生ぜしめのに有用である。

吸着材材料の主たる用途は、原油又は他の油の漏洩が水上で発生した場であろう 。油は水の表面で浮遊する傾向があり、従って吸着材材料はこの環境で作業する 必要である、本発明は水の表面に浮遊している油の塊を吸着するのに好適な形に 小さい繊維素材を成形することを目的としている。繊維体の団塊は従って油漏洩 物をとりま（のに要求される長さのものであり、そして吸着材材料を油と接触さ せることができる英国特許第１２６６３６６号に記載されている如き収納容器又 は任意の好適な細長構造体に形成できる。例えば繊維体の団塊、材料の本体を所 定の場所に保持でき、油漏洩物の如き液体を吸着材体と接触するのを可能にし、 そして吸着できるように設計した好適な多孔質容器中に含有させる。従って外側 材料は好適な網状布帛又は他の多孔性材料であることができる。

全体としての細長構造体及び装置は水の表面上に浮遊できなければならない。幾 つだの合成重合体及び天然重合体と同様に羊毛は水より密である傾向を有し、従 って本来的には浮遊しないであろう。従って構造体は浮遊助剤を混入してもよく 、或いは繊維体をそれらが水上で本質的に浮遊性であるように処理することがで きる。

従って本発明は繊維体が浮遊性であるに充分な程度に、繊維体中に水より軽い物 質を混入することもできる。浮遊性を増大させるため繊維の湿潤性を低下させる 他の方法を使用した。これをすることによって、繊維体は水の表面張力によって 支持され、濡れて沈むことなく浮遊する。例えば少量の油又は類似化合物を加え て吸着材の浮遊能力を増大させることができる。しかし、この方法で油を加える ことにより、究極の繊維体の吸着性は本質的に低下しないことが判った。

好ましい材料即ち羊毛繊維の玉を用いると、羊毛半精練であるとき、それはラノ リン及び羊毛グリースの如き有機材料の残渣が繊維上に残り、これが羊毛繊維体 に適切な浮遊特性を与えることも判った。

本発明はまた所望に応じて使用するため吸着材材料から油及び他の液体を回収す ることも目的としている。

これは吸着材材料を再使用することを可能にする。この再使用は本発明の特長で もある。

本発明はまた造形した材料がその機能を行う場所に、造形した材料を輸送できる 形での有機物質に対する吸着材である個々の造形物品又は繊維体を提供すること も目的としている。これらの物品は、大量の貯蔵有機材料の漏洩が生ずることの ある場所に地上で積み換えるため、機械油の漏洩が普通である旋盤の如き重機械 の周囲の工場で使用するための如き大きさに例えば家での機能させるため手で取 り扱うのに充分な小さい大きさに形成することも意図している。

研究室の試験において、市販の製品ｒｏ　Ｉ　ＬＳＯＲＢＪとの比較において、 本発明の物品及び各種の油に対して下記の大体の吸着性が見出された。

油に対する羊毛圧の吸着性を評価するため、３種の異なる品質の油を用いた。こ れらは広い範囲の油粘度及び密度を代表させるため選択した。第一に主要な油漏 洩の一つである原油は、それの原産地によって粘稠度が大きく変化する。

第二にニューファウンドラ〉ドからの原油はワックス状で殆んど固体であり、一 方すウスアフリカのはディーセルに類似した粘稠度を有する。

原油の最も大なる割合は、相対的に粘稠であり、粘度及び密度において重油に類 似している。産業上の輸送実施に当って、大量の原油が精製油よりも輸送される 。下記の油を試験のために選択した。

１重燃量油　密度０．９５３５ｇ／ｍｌ粘度１５０Ｃ，Ｓ、Ｔ、（５０℃で） ２、軽燃料油　密度０９１０７ｇ／ｍｌ粘度３４Ｃ，Ｓ、Ｔ、（５００Ｃで） ３ガス油　密度０．８２３３ｇ／ｍｌ 粘度３Ｃ，Ｓ、Ｔ、（４０℃で） Ｃ，Ｓ、Ｔはセンチストークスである。

１０の　１口　が１重位である に・して　した　された油の °　％　ｊｆスｊ　１凰■ｊ　１凰旦」玉（未処理　１３　２６　３５ 玉（油添加）　１０　１９　２７ ３Ｍの○ＩＬＳＯＲＢ　１１　１１　９全体的吸着性は吸着材材料の利点の一つ の測度である。

別の測度は吸着速度である。小規模の研究室の試験では、浮力のため処理しなか った玉は２〜３分で完全に飽和できた、一方市販の○Ｉ　ＬＳＯＲＢは１０分以 上もかかることが示された。

多数の５１ビーカーを半分まで水道水で満たし、それぞれにそれぞれ５００ｍ１ の３種の試験油を上に注ぎ入れた。各ビーカーに各吸着材材料Ｌｏｇを加えた。

混合物を３０秒間ガラス攪拌棒で軽く攪拌した。

次に吸着材材料を集めて秤量した。

相互に対する各材料の吸着性の程度を評価するため、１．３ｍＸ１．３ｍの大き な水タンクに０．２５ｍの深さまで水道水を満した。

羊毛圧のばらばらの形及びブーム（ｂｏｏｍ）の形と共にシート及びブームの形 の３ＭのＯＩ　ＬＳＯＲＢの試料を表面に浮遊させた。このタンクに５００ｍ１ の重燃料油を加え、表面上に均一に分散させた。各試料を２４時間攪拌せずに放 置した。

各吸着材製品に対して、完全に飽和に達するまでどの位の時間がかかるかの情報 を得るため、重燃料油上に約３０ｇの玉及び吸着材の試料を浮遊させた。製品に 浸透するのにかかる時間を油に対して記録した。

直径約５ｃｍの小さいブームを羊毛圧及び３Ｍの吸着材シートから作った。ブー ムを織製ポリプロピレンシェードクロスで包んだ。それぞれを重燃料油で飽和さ せ、秤量し、次いでゴム絞りローラー中に通し、次いで秤量した。

ゴム絞りローラーは長さ４９ｃｍ、それに適用した空気圧３．８ｔを有していた 。

表１は、各種品質の油中に浸漬しとき吸着された重量を各製品自体の倍数で示す 。

３Ｍ吸着材　粒状　ｘ２４．ｏ　ｘ２１．５　ｘ　１４．６３Ｍ吸着材：シ一ト 　ｘ　９．ＯＸ　１１．４　ｘ　１０．８羊毛玉　ｘ　３５．Ｏｘ　２５．６　 ｘ　１３．３これらの結果から、３Ｍ製品よりも、ガス油に対するのを除いて、 羊毛玉が一貫して多く油を吸着したことを知ることができる。

粘度が増大するに従って羊毛玉はより多くの油を吸着できる傾向がある。

これは二つの吸着材製品の密度に比例すると考えられる。シートの形の３Ｍの吸 着材は１２．５ｃｃ／ｇの嵩を有し、羊毛玉は３０　ｃ　ｃ　／　ｇの嵩を有す る。

繊維の実際の密度は羊毛は１１〜１．３ｇ／ｍｌであり、ポリプロピレンは０． ９〜０．９５ｇ／ｍｌである。

ポリプロピレンは高度にフィブリル化した構造であって、これは大きく増大した 表面積をそれに与える。それは通常吸着度を決定する表面積である。従って玉の 形での繊維の球形及び玉自体が油を吸着する機構に大きく影響を与える玉は非常 に多孔性の構造を有し、粘稠な油を玉に容易に侵入させる。一度油が玉構内物内 に入ると、それは球形繊維配向によって保持される傾向がある。しかしながら油 粘度が非常に小さい場合、土構造物から容易に排出される傾向がある。これは吸 を吸収するため非常に大きな表面積を有する成分に作用するエアブロ−したポリ プロピレンの如き材料では生じない。油は薄いフィルムとしてポリプロピレン繊 維表面上に効率的に拡がる。

これを明らかにするため、各製品の油保持能力を確認するための追加の試験を行 った。重燃料油中で各試料を飽和せ、金網上で排液するままに置いた。

飽和率を記録し、再び２時間後と２０時間後に記録した。これを２に示す。

３Ｍ吸着材シート　Ｘ　１４．３　Ｘ　１３．ＯＸ　１２．７３Ｍ吸看材細片　 ｘ２１．５　Ｘ　１３．１　ｘ　１１．４羊毛玉　ｘ　３５．ＯＸ　１５．９　 ｘ　１１．２ゆるくした形及びブームの形での３Ｍ吸着材及び羊毛玉の試料を吸 着性について試験した。

羊毛玉及び３Ｍ製品の両者の試料は大きく油を吸引せず、それを吸着しないこと が判った。２４時間の浸漬後、油と直接的に接触した各吸着材材料の部域のみが 吸着し、この量は小さかった。

油を吸着させる潜在能力を増大させるためには、吸着材又は油／水混合物の運動 が必要である。タンク中に浮かした小波製造発生機を用いると、これが吸着速度 の増大を助けることが判った、しかしそれは何れの製品に対してもなお大きなも のではないことが判った。満足できる吸着性を得るためには、ブームを回転させ ることにより又はそれらを海岸線で生ずるような又は海の天然の波運動で攪拌さ せることによる機械的攪拌が必要である。

連続トレール間のタンクを洗浄する当っては、タンク中の水のなかに−掴みのば らばらの玉を攪拌して入れ、これをすることによって、２０〜３０秒で油の輝き も含めて浮遊する油の全部を除くことができた。

ばらばらの羊毛玉及びシートの３Ｍの吸着材の試料について、どの位の時間がか かるか目視評価すべく記録した時間を、各試料を重燃料油表面に浮かしたときに 記録した。

攪拌せずに玉は２分で完全に飽和された。

３Ｍシート材料は１０分後に１００％飽和されなかった羊毛（羊毛玉及びカーデ ィングした羊毛の形）の吸着された油を保持する能力を測定するため排液試験を した。各吸着材をガス油中に浸漬し、ゆっくりと４５秒間攪拌し、取り出し、初 めに飽和された重量を記録した。

次に吸着材を、保有された油を１分間隔で１０分間、次いで５分間隔で５０分間 記録して１時間に対する排液させた。

これらの結果から含浸率を計算した。

排液試験：ガス油 密度０．８２ｇ／ｍｌ；粘度３Ｃ，Ｓ、　Ｔ’、（４０℃で）吸着材羊　吸着材 カーブ １囚（ｋ　ヱ２ン仁毛ニー 全処初期飽和重量（ｇ）　４６．６　３３．８１　３８．４　１２，８　２２． ５　７．５２　３７．７　１２．５　２１．９　７．３３　３７．４’１２．４ 　２１．６　７．２４　３７．３　１２．４　２１．５　７．１５　３７．１　 １２，３　２１．５　７．１６　３７、０　１２．３　２１．４　７．１７　３ ６．９　１．２．３　２１．３　７．１８　３８．９　１２，３　２１．２　７ ．０９　３６．８　１２，２　２１．１　７．Ｏｌ　○　３６．７　１２．２　 ２１．１　７．０１５　３６．４　１２，１　２　０．９　６．９２０　３６． １　１２，０　２０．９　６．９２５　３６．０　１２．０　２　０．９　６． ９３０　３５．８　１１，９　２　０．８　６　９３５　３５．７　１１，９　 ２　０．７　６　９４０　３５．６　１１．８　２　０　６　６．８４５　３５ ．５　１１，８　２　０．６　６．８５０　３５．４　１．１．８　２　０　６ 　６　８５５　３５．３　１．１．８　２０．６　６．８６０　３５．２　１１ ．．７　２０．６　６．８更に比較試験をカナダ国のＳ、Ｌ、Ｒｏｓｓ　Ｅｎｖ ｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　Ｌｉｍ１ｔｅｄにより行った、これ はカナダ国の環境庁、１９９０年発行の５ｅｌｅｃｔｉｏｎ　Ｃｒ１ｔｅｒｉａ 　ａｎｄ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　０ｉｌｓｐｉ ｌｌ　５ｏｂｅｎｔｓに報告されている。この報告及びその試験データを引用し てここに組入れる。このデータは、油吸収材として試験するた本発明者等により ＲｏｓｓＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈに供給された羊毛圧の 有利な性質を確証している。

本発明を好ましい実施態様をあげて示したが、これに限定されるものではない。

手続補正帯（方式） ％式％ １、事件の表示　平成２年特許願第５１２８８７号（ＰＣＴ／ＧＢ　９０１０１ ３５８） ２、発明の名称 吸着材材料及びその用途 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　ウール　リサーチ　オーガナイゼイション　オブニュー　シーラント　イ ンコーホレイテッド住所　大阪市西区土佐堀１丁目６番２ｏ号新栄ビル　６階　 ［電話　０６　（４４１）　１８１６］６、補正の対象 ７、補正の内容 明細書及び請求の範囲の翻訳文の浄書（内容に変更なし） ８、添付書類目録 １）明細書の翻訳文（浄書したもの）　１通２）請求の範囲の翻訳文（浄書した もの）　１通国際調査報告 １ｍａｒｌＩｌｌｌｅＩＩＮｌ　ａｅｅｈ＋＋＋ｍｅ　Ｍｅ　ＰＣＴ／ＧＢ　９ ０１０１３５Ｂ国際調査報告 ＧＢ　９００１３５８ ＳＡ　４０２７０

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．一般に球形の玉のであるばらばらの絡ませた形で作った繊維を含む吸着材材 料と液体を接触させて液体の形での疎水性物質を吸着させる方法であり、使用す る玉が長く尾を引いた小節の製造ため機械的に製造されていることを特徴とする 方法。
2. ２．材料をゆるい収納されていない形で使用する請求の範囲第１項記載の法。
3. ３．処理パラメーターを形成する玉が、或る範囲の油粘度に対する最良の油吸着 性を可能にするため、或る範囲の密度の玉に繊維を形成するため変化させた請求 の範囲第１項又は第２項記載の方法。
4. ４．油含浸量及び水中での玉の浮力を増強するするよう繊維の表面特性を変性す るため、繊維材料を薬剤の使用を含むことによって変性する請求の範囲第１項〜 第３項の何れか１項記載の方法。
5. ５．薬剤が撥水剤である請求の範囲第４項記載の方法。
6. ６．材料が油及び油水混合物を浸透させ、これによって玉に油を吸収できるよう にした細長い形に造形した材料と組合せた形で繊維材料が使用できる請求の範囲 第１項〜第５項の何れ１項記載の方法。
7. ７．材料が多孔質外被又は網である請求の範囲第６項記載の方法。
8. ８．繊維材料が、油吸着性又は水中での玉の浮力を増大させるため浮遊助剤又は 他の繊維と組合せて使用できる請求の範囲第１項〜第７項何れか１項に記載の方 法。
9. ９．繊維材料が、バクテリアが油を破壊できようバクテリア栄養剤と組合せて使 用できる請求の範囲第１項〜第８項の何れか１項記載の方法。
10. １０．バクテリア栄養剤がＩｎｉｐｏｌ２２である請求の範囲第９項記載の方法 。
11. １１．繊維材料が油及び水混合物から油を濾過するためフィルターとして使用で きる請求の範囲第１項〜第１０項の何れか１項記載の方法。
12. １２．繊維材料が玉の形で再使用され、染色又は染色されていない繊維材料と組 合せて使用される請求の範囲第１項〜第１１項の何れか１項記載の方法。
13. １３．繊維材料が羊毛の玉である請求の範囲第１項〜第１２項の何れか１項記載 の方法。