KR100811878B1 - 기름 흡착제 유니트와 이를 이용한 기름 흡착장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 기름 흡착장치는 양모를 이용하여 웹(web)을 만들고 니들 펀칭기를 이용하여 부착시킨 흡착코어와, 이 흡착코어를 감싸며 기름과 물의 유입이 가능하도록 흡착코어를 감싸는 외피를 구비한 흡착제 유니트와, 상기 흡착제 유니트를 상호 연결하는 연결수단을 구비한다.

양모, 흡착코어, 기름, 오염

Description

기름 흡착제 유니트와 이를 이용한 기름 흡착장치{oil-adsorbents unit and apparatus useing the same}

도 1은 본 발명에 다른 기름 흡착유니트가 밴드에 의해 연결된 상태를 나타내 보인 단면도,

도 2는 기름 흡착유니트를 나타내 보인 단면도,

도 3은 기름흡착장치가 설치된 상태를 나타내 보인 사시도,

도 4는 기름흡착장치의 분리사시도.

본 발명은 기름 흡착제에 관한 것으로, 더 상세하게는 기름의 흡착율을 높일수 있으며 물과의 접촉각은 상대적으로 크고, 기름과의 접촉각이 작은 기름 흡착제 및 이를 이용한 기름흡착장치에 관한 것이다.

일반적으로 오일은 매우 중요한 자원이지만 만일 이것이 누출되면 환경 오염에 큰 원인이 된다. 비록, 오일 누유의 예방이 오일누출을 감소시키는 논리적인 수단이라고는 하나 몇몇 사고들은 아직까지도 발생되어지고 있으며, 오일 누출의 위협을 근본적으로 감소시킬 수 없다.

해상 누유 오염 사고는 대부분 연근해의 암초 지역이나 섬이 있는 지역에서 일어나므로, 이곳에서 유출된 오일은 조류, 포유류, 어패류 등 해양생물이 가장 다양하게 서식하고 있는 조간대 지역, 즉 해안가로 이동하게 되어 그 일대의 생태계를 파괴시킨다. 또한, 방제 비용을 제외하더라도 어패류 양식장이 많이 있는 곳은 집단폐사가 발생하여 경제적 손실이 발생할 수 있다. 그러므로, 유출된 오일을 초기에 신속하게 방제할 수 있는 재료를 개발하는 것이 무엇보다 중요하다.

그러나 전술한 바와 같이 전세계적으로 오일로 인한 해양오염이 크게 대두되고 있는 실정이나, 오일을 제거하기 위한 물리적, 화학적, 생물학적 연구와 시도는 미약한 상태이다.

해양에 유출된 오일을 제거하는 방법으로는 태워서 없애는 방법, 봉쇄와 방 향전환에 의한 방법, 기계적인 제거에 의한 방법, 화학적인 분산제에 의한 방법 및 생분해적인 방법 등이 사용되어 오고 있다. 먼저, 태워서 없애는 방법(In situ burning)은 지형적인 열세로 다른 방법이 난해할 때 적용하는 방법으로 소각이 효과적으로 이루어지기 위해서는 유막의 두께가 2mm 이상이고, 기름이 풍화되기 이전 상태이어야 하며, 유화되지 않는 상태의 상황이어야 한다.

봉쇄와 방향전환에 의한 방법(Containment and diversion)은 유출된 오일을 특별한 지역으로 가두거나 방제재료를 사용하여 유출로를 제어하는 방법으로 기름의 표면확산을 막기 위해 오일펜스를 설치한다. 상기와 같은 봉쇄와 방향전환에 의한 방법은 오일 누출 초기에 사용되며, 조치 후에 다른 방제 방법이 함께 동반되어야 한다.

기계적인 제거에 의한 방법(Mechanical removal)은 2차 오염이 비교적 적은 방제 방법으로 크게 유류 회수기술과 유흡착기술로 나눌 수 있다. 먼저, 유류 회수기술로는 크게 흡수성이 좋은 물질을 이용하여 기름을 흡착 회수하는 방식으로 벨트식, 디스크식, 로프식, 브러시식 등의 흡착식(Oleophilic) 기술, 비중의 차이에 의해서 기름이 수면에 뜨는 성질을 이용하여 기름만 회수기 안으로 흘러들게 하여 회수하는 방식으로 원심분리식, 스크류식 등의 위어식(Weir) 기술, 진공장치를 이용하여 기름을 흡입하는 방식으로 비치크리너가 대표적인 진공식(Vacuum) 기술, 기름을 물과 함께 흡입한 후 원심력을 이용하여 물과 기름을 분리하는 방식으로 싸이클론식과 워터제트식이 있는 원심력식(Hydrocyclone)기술 등이 있다.

화학적인 분산제에 의한 방법(Chemical agents, Dispersants)은 해상에 유출 된 기름을 화학 및 생화학적 방법에 의하여 처리하는 약제를 사용하는 방법으로 기름을 미립자화하여 유화분산시켜 해수와 섞이기 쉬운 상태로 만듦으로써 자정작용을 촉진시키는 작용을 한다.

그러나, 전술한 바와 같은 화학적인 분산제에 의한 방법은 해안선 보호, 생태계의 파괴, 유독한 냄새로 인한 해양오염, 어떤 경우에는 일부만 제거됨과 같은 현실적인 문제점을 안고 있다.

한편, 유흡착기술에서 유흡착제는 기름을 흡착 회수하는 물질로서 유출량이 적거나 엷은 유막을 회수할 때 사용한다. 이러한 흡착제는 표면에 기름을 묻히는 종류와 기름을 흡수하는 종류가 있는데, 흡착제는 방제작업 마무리 단계에서 사용하거나, 선박 접근이 곤란한 해역의 엷은 유막 회수에 사용하며, 산란장이나 습지 같은 환경민감 해역에서 다른 방법으로 방제하기 곤란한 경우에 사용하기도 한다. 상기 유흡착재의 종류로는 석유고분자체로 만들어져 점도가 낮은 기름에서 고점유도까지 흡수가 가능하게 제조되는 합성물질과 식물섬유, 펄프, 석탄 등을 넷트에 포장하여 사용하는 유기물질, 그리고 글라스울 및 표면처리한 운모, 경석등의 광물을 사용하여 제조한 무기물질이 있다. 흡착재 형태는 사각형, 롤형, 붐형, 쿠션형, 한 묶음으로 되어 있지 않은 재질로서 기름의 유출 정도나 장소에 따라 적절하게 사용한다.

흡착형은 다시 퍼얼라이트, 실리카, 점토 및 석회 등으로 대표되는 무기계 흡착제, 폴리프로필렌, 폴리우레탄폼(form), 부직포 등으로 대표되는 유기계 흡착제로 분류된다. 무기계 흡착형은 자연산으로 흡착속도는 빠르고 값이 싸나 흡착율 이 좋지 않으며, 유기계 흡착제는 그의 작용기구가 세공이나 섬유의 공극에 모세관 현상에 의해 기름을 유지하기 때문에 기름의 유지력이 약하고, 다소의 외압에 의해 흡착한 기름을 쉽게 재 방출하여 후처리가 번잡하며, 유처리자체의 부피가 커지고, 물을 흡수해버리는 결점이 있다.

대한민국 특허 등록 제 0302467호에는 우모를 이용한 유흡착재 및 그로부터 생성된 유흡착재가 개시되어 있으며, 특허 공개 제 2005-0097301호에는 가금류의 깃털을 이용한 부직포형 유흡작재가 개시되어 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 누설된 기름의 흡착력을 높일 수 있으며, 기름을 장시간 포유할 수 있는 흡착제와 이를 이용한 흡착장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 기름의 흡착을 위해 담수 또는 해수에 장시간 방치하여도 물의 흡수력이 떨어져 가라앉지 않는 흡착제유니트와 이를 이용한 흡착장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 흡착제 유니트는,

내부공간부를 구획하는 기름과 물의 유입이 가능한 망상의 외피와, 상기 외피에 의해 감싸여지며 양모로 이루어진 흡착코어를 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 흡착코어는 양모로 웹(web)을 만들고 니들 펀칭기를 이용하여 양모를 부착시킨 부직포로 이루어진다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 흡착장치는 양모를 이용하여 웹(web)을 만들고 니들 펀칭기를 이용하여 부착시킨 흡착코어와, 이 흡착코어를 감싸며 기름과 물의 유입이 가능하도록 흡착코어를 감싸는 외피를 구비한 흡착제 유니트와, 상기 흡착제 유니트를 상호 연결하는 연결수단을 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 회피는 합성수지인 폴리에틸렌 수지로 이루어진 망사로 이루어지고, 상기 흡착제 유니트는 판상으로 이루어지며 이를 연결하는 연결수단은 상기 흡착제 유니트들이 상호 접촉되도록 연결하는 밴드로 이루어진다.

그리고 상기 흡착제 유니트는 원형 또는 다각형의 봉형상으로 제조하고, 이들을 연속하여 지지할 수 있도록 하는 섬유망으로 이루어진다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 기름 흡착제 유니트와 이를 이용한 흡착장치의 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 기름 흡착제 유니트와 이를 이용한 기름흡착장치는 선박충돌사고, 태풍으로 인한 선박침몰사고, 관리소홀로 인한 기름누출 등 해상, 하천, 담수호로 누출된 기름(벙커 씨유, 원유 등)을 회수하기 위한 것으로, 그 일 실시예를 도 1 및 도 2에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 기름 흡착제 유니트(10)는 동물성 섬유인 양모를 이용하여 제조한 것으로, 한정된 공간을 구획하며 기름과 물의 유통이 가능한 외피(11)에 양모로 이루어진 흡착코어(20)가 설치된 기술적 구성을 가진다.

상기 외피(11)는 합성수지인 폴리에틸렌 수지 또는 폴리 프로필렌 수지로 제작된 망사로 이루어진다. 이 망사는 기름의 유입이 원활하게 이루어질 수 있으며, 삽입된 흡착코어(20)를 지지할 수 있는 그물눈의 크기를 가진다. 특히 흡착코어(20)가 양모로 이루어져 있으므로 양모를 충분히 지지할 수 있어야 한다.

상기 흡착코어(20)를 이루는 양모는 그 자체가 물에 대한 친화력이 없는 소수성의 특성이 있는 반면 유류에 대한 친유성의 특성이 있으며, 물에 비하여 비중이 매우 작아 부유성을 가진다. 이러한 흡착코어(20)의 제작은 세척이 완료된 양모을 폭과 두께가 균일하도록 웹(web)을 제작한다. 여기에서 웹의 제조시 결속력을 높이고, 부풀은 상태를 유지하기 위하여 합성 수지재로 이루어진 세사(21)가 포함될 수 있다. 세사(21)는 양모들을 지지할 수 있도록 직조된 것을 사용할 수도 있다. 이러한 세사(21)는 물이 잘 흡수되지 않는 폴리올레핀계 특히 폴리에틸렌 섬유를 사용함이 바람직하다. 상기와 같이 제조된 웹은 양모들의 강한 결착력과 인장력을 강화시키기 위하여 펌핑기를 이용하여 양모를 교락시킨다. 이는 웹에 압착력을 강하게 작용하지 않도록 하기 위함이다. 또한 펀칭은 원재료와 혼합재의 결착을 보다 완벽하게 하기 위하여 웹의 상·하에서 실시하도록 하고 이를 위하여 더블 펀칭기를 사용함이 바람직하다. 상기 공정에 의해 생성된 부직포는 최종제품 성형시 소량의 원재료 탈락을 방지하기 위하여 부직포 양면에 바인더를 선택적으로 도포 할 수 있다. 상기 바인더는 독성이 없고, 내유성이 강한 수용성으로서 원단의 표면에만 착상되고 내부로는 침투되지 않도록 하여 부직포의 표면에 막이 형성되지 않는 나노 바인더을 사용함이 바람직하다.

한편, 상기 흡착코너(20)는 그 형상이 판상, 원형봉, 다각형의 봉등으로 이루어질 수 있는데,이에 한정되지는 않는다.

상기와 같이 흡착제 유니트를 이용한 기름 흡착장치는 이들을 연속으로 연결하여 해수면 또는 담수면에 휀스로 이용하거나 기름을 흡수한 흡착제 유니트의 회수가 용이하도록 한 것으로, 그 일 실시예 도 1 내지 도 4에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 기름흡착장치(30)는 양모를 이용하여 웹(web)을 만들고 니들 펀칭기를 이용하여 부착시킨 흡착코어(20)와, 이 흡착코어(20)를 감싸는 외피(11)로 이루어진 흡착제 유니트(10)와, 상기 흡착제 유니트(10)를 상호 연결하는 연결수단(40)을 구비한다.

상기 연결수단(40)은 도 1에 도시된 바와 같이 상기 흡착제 유니트(10)들을 일측의 가장자리가 상호 접촉되도록 연결하는 밴드(41)로 이루어진다. 밴드(41)는 흡착제 유니트(10)의 흡착코어(20)들이 기름을 흡착한 상태에서 상호간에 충분한 인장력을 가지는 합성수지재로 이루어질 있다. 여기에서 상기 밴드(41)는 흡착제 유니트(10)를 소정간격으로 연결할 수도 있다. 그리고 상기 연결수단(40)의 다른 실시예는 환봉상으로 제작된 흡착제 유니트(10)를 상호 접촉된 상태로 지지 할 수 있는 섬유망(42)으로 이루어질 수 있다. 상기 연결수단(40)이 섬유망으로 이루어진 경우 상기 흡착제 유니트(10)들의 사이에 이들의 길이보다 상대적으로 작은 보조 흡착제 유니트(50)를 삽입하여 소정의 곡율을 갖도록 밴딩 시 흡착제 유니트(10)들이 연속되는 것이 방지된다.

상기 섬유망(42)에는 흡착제 유니트의 코어가 직접적으로 삽입될 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 흡착제 유니트 또는 흡착제를 이용한 흡착장치는 기름이 누출되어 오염된 수면에 던져지거나 기름이 오염된 지역을 감싸 기름이 수면을 따라 확산되는 것을 방지하게 된다.

이 과정에서 흡착제 코어는 양모로 이루어져 있으므로 합성수지로 제작된 종래의 제품에 비하여 상대적으로 기름의 흡착속도가 빨라 단시간 내에 기름층에 접촉됨과 동시에 기름을 흡착할 수 있고 많은 양의 기름을 흡착하게 된다. 특히 양모에 의해 제조된 흡착제는 기름을 흡착하면서 물 성분은 투과될 수 있어 필터로서의 기능을 수행할 수 있다. 이러한 특성을 이용하여 산업체 등의 유수 분리용 필터로 사용될 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 기름흡착유니트와 이를 이용한 흡착장치는 양모를 이용함으로써 기름의 흡수성을 높일 수 있으며, 제품의 안전성을 도모할 수 있다. 또한 흡착제 코어는 양모를 웹을 제작한 후 부직포를 만들게 되므로 구조적 강도를 높일 수 있어 기름의 흡착 시 형태가 변형되는 것을 방지할 수 있다. 또한 흡착한 기름이 다른 곳으로 유출되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 본 발명에 따른 흡착제 코어에는 세사가 내재되어 있으므로 형태의 변경을 방지할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능 하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 내부공간부를 구획하는 기름과 물의 유입이 가능한 망상의 외피와, 상기 외피에 의해 감싸여지며 양모로 이루어진 흡착코어를 구비하며,

   상기 흡착코어는 양모로 웹(web)를 만들고 니들 펀칭기를 이용하여 양모를 부착시킨 부직포로 이루어진 것을 특징으로 하는 흡착제 유니트.
2. 삭제
3. 양모를 이용하여 웹(web)을 만들고 니들 펀칭기를 이용하여 부착시킨 흡착코어와, 이 흡착코어를 감싸며 기름과 물의 유입이 가능하도록 흡착코어를 감싸는 외피를 구비한 흡착제 유니트와, 상기 흡착제 유니트를 상호 연결하는 연결수단을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 흡착장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 외피는 합성수지인 폴리에틸렌 수지로 이루어진 망사로 이루어지고, 상기 흡착제 유니트는 판상으로 이루어지며 이를 연결하는 연결수단은 상기 흡착제 유니트들이 상호 접촉되도록 연결하는 밴드로 이루어진 것을 특징으로 하는 흡착장치.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 흡착제 유니트는 환봉 다각형의 봉상으로 이루어지며 이들을 연결하는 연결수단은 흡착제 유니트를 연속하여 지지할 수 있도록 하는 섬유망으로 이루어지며 상기 흡착제 유니트들의 사이에는 상기 흡착제유니트의 길이 보다 상대적으로 짧은 보조 흡착제 유니트가 더 구비된 것을 특징으로 하는 흡착장치.

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