JPH07136501A - 油類の吸着材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 膨張黒鉛は、重油、潤滑油等を極めて良く吸
収し、かつ油類を吸収した後塊状に凝集するため回収し
易く、油類吸着材として優れているが、それ自体嵩高で
極めて軽い粉体であるため、取り扱いが困難であるとい
う問題があった。本発明は、この膨張黒鉛を取り扱い容
易な複合体とする。 【構成】 熱膨張性黒鉛を加熱膨張させて得られる膨張
黒鉛が、液状物質を透過しうる材料で形成された空間内
に充填されていることを特徴とする油類の吸着材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油等の液状物質の吸収
を効率的に実施できる油類の吸着材に関する。さらに詳
しくは、原油流出事故における回収処理、一般排水中の
油あるいは有機塩素系溶剤の除去等、環境汚染防止の分
野での利用に特に適した油類の吸着材に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球規模での環境汚染が大きな問
題となっている。とりわけタンカーあるいは大型船の海
難事故、海上原油生産基地の事故等に伴う油の流出は、
大規模な海洋汚染をもたらすものとして問題視されてい
る。これらの汚染は、沿岸漁業、海苔、カキ、ハマチ等
の養殖漁業に対する直接的な影響のみならず、自然の生
体系に及ぼす影響は図り知れないものがある。

【０００３】このような海上汚染に対して従来はオイル
フェンスで流出油を包囲し、ポンプで汲み上げ回収する
方法が一般的であり、このための各種オイルフェンス、
回収方法が提案されてきた。しかしながら、回収の完全
実施は困難であり、このため油捕集材の追加使用、油ゲ
ル化剤の使用、あるいは油処理剤の散布による油の中
和、分散等の方法も提案されてきた。油捕集材として
は、無機質や有機質の粒状物とポリプロピレン等の有機
繊維からなる不織布をシート状、マット状に成形加工し
たものが種々提案されている。また油処理材自体が海中
に浮遊したり海底に沈下して動植物その他の環境に悪影
響を及ぼすという被害の発生を防止し、かつ効率的に油
の回収処理、あるいは有機塩素系溶剤等の除去を実施で
きるものとして、本発明者らにより、熱膨張性黒鉛を加
熱膨張させて得られる膨張黒鉛を使用する方法が提案さ
れた（特願平第２−１２７１７７号）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記膨張黒鉛を使用す
る方法は、膨張黒鉛が重油、潤滑油等を極めて良く吸収
して自重の５０倍にも達し、さらにこの膨張黒鉛が油を
吸収した後塊状に凝集するため非常に回収し易いという
特性を見いだしたことにより提案された方法である。し
かしながら、膨張黒鉛は、油吸着材として優れた特性を
有するものではあるが、それ自体嵩高で極めて軽い粉体
であるため、取り扱いが困難となる場合も生じた。

【０００５】一方、膨張黒鉛は、圧縮成形により容易に
０.８〜１.４ｇ／ｃｃ程度の密度を有するシート状にな
るという特性が知られている。しかしこのようなシート
では空隙構造が破壊されてしまうため、油を吸着する能
力の大半が失われることとなる。本発明は、油吸着材と
しての膨張黒鉛の優れた特性を損なうことなく、かつ取
り扱いが容易な油類の吸着材の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、熱膨張性黒鉛
を加熱膨張させて得られる膨張黒鉛が、液状物質を透過
しうる材料で形成された空間内に充填されていることを
特徴とする油類の吸着材を提供する。

【０００７】本発明者らは、上記課題を解決するため鋭
意研究に努めた結果、黒鉛を酸処理して得られる酸処理
黒鉛を急熱して得た、嵩密度が０.００５〜０.００６ｇ
／ｃｃ、好ましくは０.００３〜０.００６ｇ／ｃｃ程度
の特性を有する膨張黒鉛を、必要に応じ圧縮して適宜の
嵩密度を保持させて、液状物質を透過し得る材料で形成
された空間内に充填することにより、使用し易い形状の
油吸着材が得られることを見いだし、本発明を完成し
た。

【０００８】熱膨張性黒鉛は、広義には種々の方法でつ
くられ、多様な組成物をあげることができるが、膨張性
が高く膨張後に嵩高の膨張黒鉛を形成するものであれ
ば、特に限定されることはない。一般には、天然黒鉛、
熱分解黒鉛、キッシュ黒鉛等の黒鉛を濃厚な硫酸と強い
酸化剤との混合物で処理した後、水洗、乾燥して得られ
たものが工業的に利用されており、本発明でもこれらが
好ましく利用される。

【０００９】この熱膨張性黒鉛は、約５００℃以上に急
激に加熱することにより、Ｃ軸方向に数１０〜数１００
倍に膨張する性質を有する。本発明での使用に適した膨
張黒鉛は、原料黒鉛、製造方法に特別な限定を有するも
のではないが、１０００℃で１０秒間急に加熱したとき
の膨張度が１６０〜２５０ｃｃ／ｇ、膨張後の嵩密度が
０.００３〜０.００６ｇ／ｃｃ程度の特性を有する膨張
黒鉛である。熱膨張性黒鉛は、例えば９８重量％の濃硫
酸と６０重量％の過酸化水素水との混合物に約２０〜１
５０メッシュに粉砕された黒鉛を、４５℃以下で１０〜
３０分接触させ、ついで水洗、乾燥することにより製造
される。

【００１０】膨張黒鉛は、黒鉛の層状結晶がＣ軸方向に
膨張して、広がった黒鉛結晶の空隙が極めて大きく、液
状物質を多量に吸着できる。その吸着能を吸着前重量に
対する吸着後重量（吸着後重量／吸着前重量）で表す
と、例えばＣ重油の場合およそ５０〜８０であり、四塩
化炭素の場合およそ７０〜１００程度である。

【００１１】本発明における液状物質を透過し得る材料
を構成する素材としては、天然あるいは人工の有機高分
子物質、または金属あるいは無機質高分子物質であり、
通常糸として認識される長い繊維となるものであって、
かつこれらの長い繊維が網状に編まれたもの、あるいは
布状に織られたものである。

【００１２】有機高分子物質としては、例えばナイロ
ン、ポリエステル、ポリプロピレン等の合成繊維、セル
ロース系の天然繊維等で編まれた網あるいは織られた布
が例示される。無機質のものとしては、金属あるいはセ
ラミックス製のワイヤーで編まれた金網状のものが例示
される。さらに具体的に例示すれば、有機系のものとし
ては、合成繊維あるいは天然繊維の布やマットあるいは
目の細かい網状のもの、合成繊維あるいは天然繊維の糸
を編んだ柔らかく目の粗いネット、無機系のものとして
は金網あるいはセラミックス製の不織布マット等が挙げ
られる。

【００１３】いずれの素材であっても、網目、織り目の
大きさ等の液状物質透過性は、これらと組み合わされた
膨張黒鉛の状態との関係で決定される。即ち膨張黒鉛の
嵩密度が０.００３〜０.００６ｇ／ｃｃ程度であり、膨
張化した状態のままであるときは、黒鉛同士の連結性が
ないため、網目、織り目の目開きは小さいものでなけれ
ば、これらの材料で形成された空間内に充填された状態
を保ち得ないので、液状物質の透過性は小さいものとな
る。膨張黒鉛が僅かに圧縮され、その嵩密度が０.００
８〜０.０２ｇ／ｃｃ程度になっている場合には、黒鉛
同士の連結性により塊状を保ち得るので、網目、織り目
は大きくてもこれらの材料で形成された空間内に充填さ
れた状態を保ち得ることとなり、目開きが大きく透過性
の大きな布、マット等を使用できる。

【００１４】膨張黒鉛は、０.００３〜０.００６ｇ／ｃ
ｃ程度のものを圧縮した場合、通常嵩密度０.０１ｇ／
ｃｃ程度までは吸油性は大きいが、これを超えると吸油
性は低下し、嵩密度０.０３ｇ／ｃｃ以上では良好な吸
油性は期待されない。即ち本発明の油類吸着材におい
て、膨張黒鉛と組み合わされる、空間を形成する液状物
質を透過し得る材料は、用途に応じて嵩密度との関係で
自由に選択されるべきものである。

【００１５】本発明において、膨張黒鉛を包含する空間
の形状は自由である。形状として、球形、円柱形、立方
体形、直方体形、マット状等が例示される。空間の大き
さも自由であり、通常３０〜３０００ｃｃ程度が好まし
く、使用方法および使用目的に応じて選択される。使用
方法によっては、特定形状のものを複数個連結したもの
であってもよい。

【００１６】本発明の油類吸着材は、炭化水素、アルコ
ール、ケトン、アルデヒド、エステル、有機酸、芳香族
化合物、ハロゲン化物等大部分の有機化合物と直接接触
させることによって、これらを極めて効率良く吸着でき
る。常温で液体のものには特に有利に適用できるが、常
温で固体のものに対しても加熱等により流動状態を保持
させれば、吸着できる。またこれらの有機化合物のうち
疎水性のものであっても、水中に分散状態あるいは少量
が溶解状態にあるときは吸着できる。

【００１７】また、臭素、硫黄、リン、硫酸、硝酸、リ
ン酸、フッ酸、アンモニア水等の無機化合物とその水溶
液、重クロム酸カリ、過マンガン酸カリ等の無機塩類の
水溶液、あるいは銅、亜鉛、鉄、水銀、カドミウム等の
有害金属イオン、フッ素、ヒ素、シアン等の有害無機イ
オンを含む水溶液等に対しても、本発明の油吸着剤を直
接接触させることにより効率的に吸着できる。

【００１８】本発明の油類吸着材により、吸着される油
類として代表的なものを更に例示すると、原油、重油、
灯油等の液体化石燃料、機械油等の潤滑油あるいはその
廃油、塗料、シンナー類あるいはその廃油、食用油等の
動植物油あるいはその廃油、トリクロロエタン、トリク
レン、パークレン、四塩化炭素等の有機ハロゲン化合物
等が挙げられる。さらに代表的使用例としては、海水に
浮遊している重油、原油等の吸着除去が挙げられる。こ
の場合本発明の油類吸着材は、油を吸着する前はもとよ
り、吸着後も水中に沈むことなく容易に回収できるとい
う特徴を有する。

【００１９】以下本発明を実施例に基づいてより詳細に
説明する。以下の各例において、％はとくにことわりの
無い限り重量％を意味する。 実施例１〜４ 熱膨張性黒鉛として、固定炭素分９８％、灰分２％であ
る中国産の天然鱗片状黒鉛（粒度：３６〜８０メッシ
ュ）を酸処理し、水洗、乾燥させたものを使用した。こ
の熱膨張性黒鉛を電気炉で予め１０００℃に保持された
石英ビーカー中に投入し、１０秒間加熱して嵩密度０.
００４ｇ／ｃｃの膨張黒鉛を得た。液状物質を透過する
薄く軽い材料として、市販の１５デニールのナイロン糸
で編まれた、針数４００本の薄手で延伸性のある布状の
編み物を用意し、一端が開放された円周１０６ｍｍ×長
さ１２０ｍｍの袋を作成した。直径５１ｍｍ×長さ１２
０ｍｍの大きさで両端が開放されているステンレススチ
ール製円柱状容器の一方の端に、上記の袋を取り付け
た。

【００２０】膨張黒鉛１ｇを上記ステンレススチール製
容器の他の端から挿入して袋に落とし入れ、ついでこの
袋を取り外して開放された端を熱シールにより閉じた
（実施例１）。この吸着材は３８ｍｍφ±１１０ｍｍＬ
ではるまき様の形状であった。同様にして膨張黒鉛１ｇ
を袋に挿入する際、僅かに加圧して膨張黒鉛の密度を変
化させた（実施例２および３）。実施例２の吸着材は５
１ｍｍφ×５１ｍｍφであり、実施例３の吸着材は５１
ｍｍφ×４９ｍｍＬであり、いずれも円筒形であった。
また膨張黒鉛１ｇをステンレスステンレス製容器の他の
端から挿入し、軽く圧縮して円筒状に成形した後、容器
から取り出した。このものの嵩密度は０.０２ｇ／ｃｃ
であった。この成形された膨張黒鉛の円筒を、前記のナ
イロン製袋に入れ、ついでこの袋の開放された端を熱シ
ールにより閉じ、余分のナイロン編み布を切断除去した
（実施例４）。実施例４の吸着材は５１ｍｍφ×２５ｍ
ｍＬであり、形状は円筒形であった。

【００２１】実施例１〜３は、正確な嵩密度は測定でき
ないので、吸着材として完成したものの寸法から概略の
嵩密度を求めた。膨張黒鉛の嵩密度（ａ）および完成し
た吸着材の重量（ｂ）を、表１にまとめて示した。

【００２２】吸油試験：実施例１〜４で作成した吸着材
を２０±１℃のＣ重油の表面に浮かべ、１０分間静置し
た後、これを目開きがおよそ１５ｍｍの調理用金網上に
２０分間放置し、試験片の重量を測定した。本吸油試験
では、試料１個当たりの吸油重量（ｃ）、試料に含まれ
る黒鉛１ｇ当たりの吸油重量（ｄ）、吸着されたＣ重油
が試料全体にゆきわたるまでのおよその時間（ｅ）、お
よびそのときの浮上性を調べた。なお、黒鉛１ｇ当たり
の吸油重量（ｄ）は、ナイロン編み布の吸油量を別途求
め、計算により算出した。測定結果を表１に示す。

【００２３】 表１ 実施例 １ ２ ３ ４ （ａ）（ｇ／ｃｃ） ０.００４ ０.００８ ０.０１ ０.０２ （ｂ）（ｇ） １.４８ １.４８ １.４６ １.４０ （ｃ）（ｇ） ５８.３ ５７.３ ５３.０ １９.８ （ｃ）／（ｂ） ３９.８ ３７.６ ３５.５ １３.１ （ｄ）（ｇ） ５１.４ ５３.６ ４９.９ １８.２ （ｅ）（ｍｉｎ．） ２ ５ ５ ７ 浮上性 いずれもおよそ１／３の容積が油面上にあった

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、原油流出事故における
回収処理、一般排水中の油あるいは有機塩素系溶剤等の
回収除去が容易に実施される油類の吸着材が提供され
る。さらに本発明によれば、油類を吸着してもなお海面
あるいは水面上に浮遊するので、吸着後の回収処理が容
易な油類吸着材が提供される。本発明によればさらに、
吸着材が主として黒鉛から構成されているため、油類吸
着後の吸着材が一部海中あるいは水中に放置されても、
比較的環境汚染のおそれが少ない油類吸着材が提供され
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱膨張性黒鉛を加熱膨張させて得られる
   膨張黒鉛が、液状物質を透過しうる材料で形成された空
   間内に充填されていることを特徴とする油類の吸着材。