JPS608033B2 - 流出油吸着材及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、天然植物繊維を用いた流出油吸着材及びその
製造方法に関し、より詳細には優れた吸油性能を有し、
海上に投入した場合に原形を保ちながら長期間安定に浮
上しているカポック繊維含有流出油吸着材（以下、油吸
着材と略記する）、及びその製造方法に関するものであ
る。

最近、オイルタンカー、石油基地あるいは製油所等の油
貯蔵所で、油が海又は河川の水面上に流出する事故が頻
繁に発生し、しかもその規模が大型化し、汚染が広範囲
にわたるような傾向にある。

これらの事故の際に水面上にある流出油を回収するため
に油吸着材が使用されるが、従来の油吸着材の多くはそ
の材質がポリプロピレン、ポリウレタンフオーム等の合
成樹脂系であるため、回収後の焼却処理が極めて困難で
ある。これらの合成樹脂系吸着材は焼却時に熔融し、し
かも燃焼の際、高熱を発するので特殊な焼却炉を用いる
必要がある。従って回収後現地から焼却のため、長途運
搬を要するなど多くの不便がある。さらにポリプロピレ
ン中、最も多く用いられるアタックチックのもの、及び
ポリスチレンは油に溶け易く、従って吸油後膨潤崩壊し
、多量の回収もれを生ずるため、水産資源に悪影響を与
える。これらの点からパルプ、綿等を原料とした天然物
系油吸着材が提案され、いくつかが市販されている。

天然物系油吸着材は焼却処理が容易であり、かつ二次公
害の恐れが少ないことが利点であるが、一般に溌水性に
乏しく、水中に没し易い煩向があり、しかも高価格であ
るという欠点がある。本発明はこのような従来の油吸着
材に固有な欠点を克服し、吸油性、綾水性に優れ、しか
も焼却性の良好な天然繊維を基材とした油吸着材とその
製造方法を提供することを目的とするものである。

すなわち本発明の油吸着材は、カポツク繊維と、このカ
ポック繊維１００重量部に対して５〜１００重量部の繊
維状ポリエチレン又はアィソタクチツクポリプロピレン
からなり、前記カポック繊維が、前記繊維状ポリエチレ
ン又はアィソタクチツクポリプロピレンにより接着、固
定されていることを特徴とするものである。

また本発明の油吸着材の製造方法は、カポック繊維１０
の重量部と繊維状のポリエチレン又はアィソタクチック
ポリプロピレン５〜１０の重量部を混合し、これを１３
０〜２５０こＣに加熱して前記カポック繊維を前記繊維
状のポリエチレン又はアィソタクチックポリプロピレン
を介して接着、固定せしめることを特徴とするものであ
る。

以下、具体的に本発明の油吸着材及びその製造方法を説
明する。

まず、本発明の油吸着材の主素材であるカポック繊維は
、カポックの種子から得られる。

カポックは、熱帯、亜熱帯地方に生育するパンヤ科の喬
木の一種で、現在はインドネシアを中心とした東南アジ
ア主産地になっている。

長径１２肌、短径５肌の長円形の種子をつけるが、これ
には短い毛が生えており、この毛を採取したものがカポ
ック繊維であり、長さ１５〜３仇吻である。カポック繊
維は紡織性が悪いためふとんや枕、クッションなどの詰
め物、救命用具原料などに利用されている。しかしなが
ら、本発明者等はこのカポック繊維が極めて親油性に富
むことに着目し、油吸着材として応用する検討を行なっ
た。

油吸着材としてのカポック繊維の特徴は、クチン質（ろ
う質）を含み疎水性であるために他の天然繊維による吸
着材と異なり、溌水処理をする必要がなく、かつ高密度
が約０．０３で極めて小さく、かつ空隙の多い構造を有
していることである。

海面上に吸着材を投入した場合、油の吸収、保持はこの
空隙部分で行なわれるから、高密度が小さいカポツク繊
維は油吸着材としての好適な特質を備えているといえる
。現在、我国において法定機材として認定される油吸着
材は、海洋汚染防止法施行規則第３３条の２に規定され
た規格に合格するものでなければならない。

この規格は吸油性、吸水性、原形保持性、保管性、回収
性、焼却性等について定めている。これらの規定に合格
する油吸着材はその形態に一定の限界があり、通常吸着
材１枚の寸法は５０×５０肌前後、厚さ５〜１仇舵、油
吸着後の重量は１〜３ｋｇであることが望ましい。従っ
て、実用的な油吸着材としては、厚手の平板状に成形す
ることが必要である。ところが、カポック繊維はその成
形加工が困難であるという欠点を有しているため、油吸
着材の形状に加工できない。即ち、カポック繊維は短繊
維であり、かつ、繊維径が細く、軽量であるために、加
工の際の繊維の飛散及び繊維相互の絡み合いの不足等が
原因となって、ニードリング等によって平板加工が極め
て困難であり、敢えて加工しても製品化の効率が極めて
悪く、かつ５肋以上の厚物が出来ない等多くの問題があ
る。従って、カポック繊維は、油吸着材としては勿論、
通常の用途においても、成形又は綾織して使用されるこ
とはなく、そのままの形態で利用されている。ところが
本発明を採用することによって、カポック繊維のこのよ
うな欠点を克服し、油吸着材としての特性を損うことな
く、カポック繊維をマット状ないし平板状に成形加工を
することができる。

即ち、カポック繊維塊の中に短繊維を混入され、この繊
維をカポツク繊維と絡み合わせることにより、カポック
繊維の飛散を防止して一定の形状に予備成形し、しかる
後、この予備成形物を圧縮し、熱処理してカポック繊維
を前記混入した短繊維を介して相互に固定することによ
りカポック繊維から厚物の不織布が得られる。上記のよ
うな目的に使用する繊維としては、任意の熱熔融性合成
高分子からなる線状重合体を用いることができるが、好
適には炭化水素系重合体、特にポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリスチレンからなる繊維から選ばれる。

この中でもポリプロピレンとポリエチレンが特に好まし
く用いられ、カポック繊維を相互に接着固定する際の接
着剤としても役立たせることが出来、別に接着材を使用
することなく、熱処理にむり一定寸法のシート状に成形
することが可能である。ポリプロピレンは油に対する溶
解性の点でアィソタクチックポリプロピレン（以下、ポ
リプロピレンと略記する）が用いられる。

しかし、アイソタクチックポリプロピレンは、融点が約
１６０〜１７０℃で熔融温度がやや高いので、熱処理の
経済性の面からみると熔融温度が低い繊維状ポリエチレ
ン（融点約１２０〜１４０午○）が最も好ましい材料で
ある。これら熱熔融性合成重合体繊維の形状は、通常、
繊維長が３〜８柳、径１００〜２００仏であり、一般に
は湿式方法により製造できる。

上述したカポック繊維と繊維状ポリエチレンまたはポリ
プロピレンを準備したら、解毛機によってカポック繊維
を解綿し、これに繊維状熱熔融性合成重合体をカポック
繊維１０の重量部につき、５〜１００重量部、更に好ま
しくは２０〜４増重量部混合し、均一に両繊維が混合さ
れたフリース状物を得る。

次に、そのフリース状物を吸着材に必要な厚みにセット
し、熱処理する。

熱処理温度は使用した繊維状熱熔融性合成重合体の種類
によりその融点を基準にして決められる。即ち、この熱
処理によって熔融した繊維状熱熔融性合成重合体がカポ
ック繊維との接触点においてカポック繊維に接着し、カ
ポック繊維がバラバラになるのを阻止するのである。通
常この熱処理温度は、１３０〜２５０こ○の範囲であり
、熱処理時間は７〜３０分である。加熱温度が１３００
０に満たないと溶着が不十分であり、２５０ｏｏを越え
ると繊維状ポリエチレンやポリプロピレンが分解しやす
くなるので好ましくない。また、熱処理時間が７分に満
たないと溶着が不十分となり、３０分を越えると熱分解
の傾向が表われる。熱処理後、適度の大きさにカッティ
ングしたり、そのまま巻取ることによって本発明の吸着
材が得られる。

得られた油吸着材は繊維状ポリエチレン又はポリプロピ
レンの混合量、フリース状物の圧縮程度によって異なる
が、通常では０．０３〜０．０８の高密度を有する。な
お、特に吸油性能が大きく、かつ強度の大きい吸着材が
必要とされる場合は金布、ヘシアンクロス等天然繊維系
織物又はポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ア
クリル等合成繊維系網目状物を吸着材の両側面に連続的
に貼付けることによって強度を強化させることが出来る
。

しかしこの場合、従来の天然繊維系吸着材のようにネッ
ト中に吸着材を菱入する等の工程を全く必要とせず、実
用的な油吸着材が得られる。この点は本発明の大きな特
徴のひとつである。かかる本発明の油吸着材によれば、
カポック繊維が繊維状のポリエチレン又はポリプロピレ
ンにより接着、固定されているので、カポック繊維がバ
ラバラになることが阻止され、優れた寸法安定性が付与
されると共に、十分な強度が維持される。

また、繊維状のポリエチレン又はポリプロピレンをカポ
ック繊維と併用したことにより、カポック繊維相互間に
十分な空隙を形成すること‐ができ、この空隙に油が入
り込むので繊維状ポリエチレン又はポリプロピレンが有
する溌水性、吸油性に加えてカポック繊維が本質的に有
する溌水性、特に優れた親油性を十分に発揮することが
できる。

更に本発明ではポリエチレン又はポリプロピレン繊維を
カポック繊維１０の重量部に対して５〜１００重量部用
いているので、焼却性の点についても、たとえばポリエ
チレンやポリプロピレンの量を適宜選択することにより
、混入量５の重量％までは油吸着後の焼却処理をカポッ
ク繊維単独の場合とほとんど同機に行なうことができる
。

しかも焼却の際に塩素やシアン化水素等の有毒ガスの発
生もないことが確められている。この結果本発明の油吸
着材は、昭和４ｇ王７月１３日に改正された海洋汚染防
止法施行規則第３３条の２第２項第３号ィ吸油量、ロ吸
水量、ハ燃焼性、ニ破損試験、耐油性、ホ重量試験、へ
沈降試験、強度試験のいずれも合格する。更に又、本発
明の油吸着材はカポック繊維とポリエチレン又はポリプ
ロピレン繊維を混合し、これを加熱してカポック繊維を
接着させるだけの簡単な操作で容易にかつ安価に製造す
ることができる。次に、実施例をもって、具体的な製造
方法およびその方法で得られた吸着材の特性を詳細に述
べる。

なお、下記実施例において本発明の油吸着材の評価に使
用した、上記海洋汚染防止法施行規則にもとづく試験方
法は下記のとおりである。

｛ィ１ 吸油量 １０伽×１０肌、厚み０．７弧の試験片を２０℃士１℃
のＢ重油の油面に浮かべ、５分間静遣した後、これを直
径１帆の針金を、ふるい目の長さが１７側のメッシュ状
に編んだ金網上に５分間放置し、試験片の重量を測定す
る。

試験片の重さ１夕当り、および容積１塊当りの吸油量を
算出する。

試験片１夕当り吸油量６ク以上、かつ１塊当り０．３＃
以上が合格である。

【口｝ 吸水量 １０肌×１０ｃの「厚み０．７肌の油吸着材試験片を２
０ｏｏ±１℃の潜水面に浮かべ、５分間静直する。

次いで、上記【ィ’で用いたと同様の金網の上に５分間
静遣した後に油吸着材の重量を測定する。

試験片１夕当り、および容積１の当りの吸水量を測定す
る。

油吸着材１夕当り吸水量１．５タ以下、かつ１の当り０
．１タ以下が合格である。

し一 燃焼性 溶融しながらポリエチレンやポリプロピレンが、着火し
ながら水滴状で落下し、燃え広がることないこ燃焼し、
かつ通常の焼却炉で焼却できれば合格である。

なお、前記海洋汚染防止法による燃焼試験では、燃焼に
よって発生するＨＣＮ量を判定基準としいる。

しかしながら本発明の油吸着材では、前述のようにＨＣ
Ｎの発生のないことが確められているので、この燃焼性
についてのみ、上述のような独自の試験方法を採用した
。

通常、ポリエチレンやポリプロピレン繊維のみからなる
油吸着材では、燃焼によって溶融したポリプロピレンが
着火しながら水滴状で落下して燃え広がる。また、ポリ
エチレンやポリプロピレンは燃焼時のカロリーが高いの
で特別の燃焼炉を必要とする。０ 耐油性 ５伽×５肌、厚み０．７伽の油吸着材試験片をＡ重油１
８０肌、ガソリン１２０叫の混合油の入った試薬ビンに
入れ、７幼時間放置する。

もしも油吸着材に耐油性のないバインダーが使用されて
いると、試験片は繊維がばらばらになったり、収縮した
り、或は膨潤したりする。

このような現象がなければ合格である。的 重量試験 １０肌×１０肌、厚み０．７弧の油吸着材試験片を２０
ｑ○土１℃のＢ重油に５分間浸潰し、金網の上に５分間
放置した後、その試験片の重量を測定する。

この測定値から、油を吸着した油吸着材製品の全重量を
算出する。

この全軍量が０．５ｋ９以上、３ｋ９未満ならば合格で
ある。

たとえば油吸着材製品１枚の重量が１００夕、試験片（
１０伽×１０ｃｍ、厚み０．７弧）の単位重量あたりの
吸油量が１５タ′夕であったとすると、油吸着材製品の
吸油後の重量は、１５夕×１００（吸油量）十１００夕
（製品自体の重量）＝１．６ｋ９となり、合格である。

Ｈ 破損試験５ｃｍ×５肌、厚さ０．７伽の油吸着材試
験片を清水３００の‘の入った試薬ビン（ＪＩＳ３５０
３による容量１その広口共栓ビン）に入れ、毎分１２０
往復、振幅４肌で２岬時間水平振動を与える。

試験片が砕片化したり、複数に分離したり、ダンゴ状に
なったり、試験片を引き揚げた後に素材が多量に残る等
の欠損がなければ、合格である。川 沈降試験 ５肌×５ｃの、厚み０．７肌の油吸着材試験片を清水３
００の‘の入った試薬ビンに入れ、毎分１２の主復、振
幅４肌で２独特間水平振動を与える。

試験片の一部が水面上にあれば合格である。併 強度試
験油吸着材の任意の一端から、１０伽の位置に直径８柳
のフックをかけてつるし、その鉛直方向の一点に重量試
験により測定された重量の２．５倍の荷重をかける。

３分後に油吸着材の破断がなければ合格である。

実施例 １ まず、カポック繊維を解毛機にて均一に解綴した。

次に繊維状ポリエチレン（商品名 ゼラパックＥ４００
、三井ゼラパツク■製、融点約１３０℃）を解毛機で均
一に簾織し、繊維長約５〜８柵、蓬約１００〜２００〆
の繊維とした。

この繊維状ポリエチレンを、解織したカポツク繊維の中
に、カポック繊維の乾燥物１００重量部当り５〜１００
重量部の範囲で添加量を変化させて加え、混合機にて均
一に混合し、混合線を得た。

次にこの混合線をホッパーを経て流線機に供給し、フリ
ースを製造した。フリースの厚みは約１００側程度であ
り、繊維状ポリエチレンの使用量増大につれてフリース
厚みは増大した。また、カポック繊維と繊維状ポリエチ
レンとの混合比率は、目的とする油吸着材の高密度をも
考慮して決定した。

一般に、カポック繊維混合量が増大するにつれて、油吸
着材の高密度は小さくなり、０．０３〜０．０８となる
。次に、得られたフリースを積層し、目的とする油吸着
材の形状に応じて約５０〜２００側の厚さに圧縮して形
状をととのえ、熱キュア炉で１８０ｏｏに加熱して繊維
状ポリエチレンの熱熔融によってカポック繊維を接着、
固定させた。

熱処理後、カッティング又はロール状に巻取って油吸着
材を得た。

得られた油吸着材について、前述した海洋汚染防止法施
行規則にもとづく試験方法に従い、本発明の油吸着材を
カッティングして試験片を作製し、試験に供した。

油吸着材の性状および試験結果を下記第１表に示す。

第１表から明らかなように、本発明の油吸着材はいづれ
の試験項目にも合格している。

第 １ 表 実施例 ２ カポック繊維１０の重量部に実施例１と同様にしてポリ
エチレン繊維１５重量部を混合した繊維塊のマットを２
００００で加熱、切断して得た嵩密度０．０３３試験片
について吸油試験、吸水試験、重量試験、破損試験、沈
降試験及び強度試験を行なった。

その結果、吸油量は油吸着材１のこつき６タ以上、かつ
１のにつき０．８タ以上であり、吸水量は油吸着材１の
こつき１．５タ以下、かつ１流につき０．１タ以下であ
り、いづれも合格であった。また重量試験では、１０肌
×１０ｃの、厚み０．７ｃｍの一つの試験片を用い、吸
油後の重量を測定した。なお、前述した海洋汚染防止法
の規定では、１０肌×１０肌、厚さ０．７肌の試験片が
規定され、本発明の油吸着材１枚の大きさが５０肌×５
０肌、厚さ０．７ｃのなので、測定した重量を２３音し
て規格に合致させた。その結果、一つの試験片の重量は
２．１２ｋ９、他は１．８５ｋ９であり、いづれも合格
であった。破損試験では前述した、いづれの欠損も見出
されず、溶解試験では、カポック繊維がばらばらになっ
たり、試験片の収縮や膨潤の現象がなく、また沈降試験
では試験片は終始水面上にあり、夫々、合格と判断され
た。また強度試験では、重量試験で測定された吸油後の
吸着材の重量の２．針音、すなわち一つの吸着材には２
．１２ｋ９×２．５＝５．３ｋ９、他の吸着材には１．
８５ｋｇ×２Ｕ５＝４．７ｋ９の荷重をかけたが、いづ
れも３分間破断がなく経過し、合格であった。

実施例 ３ カポック繊維と、実施例１と同様の繊維状ポリエチレン
又は粉末状ポリエチレンを用い、実施例１と同機にして
油吸着材を製造し、実施例２で述べたようにして強度試
験を行なった。

なお油吸着材試料は夫々三つずつ用意した。結果を第２
表に示す。第２表 ただし、試料組成は下記のとおりである。

試料Ｎｏ．１ 繊維状ポリエチレン １の重量％
カポック繊維 ９０〃嵩密度
０．０３５ 試料Ｎｏ．２ 粉末ポリエチレン １堰重量％
カポック繊維 ９０〃高密度
０．０３５ 第２表から明らかなように、粉末状ポリェチレンを用い
た場合には強度が低下し、海洋汚染防止法の規定に合格
する油吸着材は得られない。

これは粉末ポリエチレンでは繊維状ポリエチレンのよう
にカポック繊維との均一な混合が困難であるためである
。参考例 本発明で用いるカポック繊維と従来用いられた綿繊維お
よび粗リンター繊維との油吸着能との差を下記第３表に
示す。

なお、ここで用いた各試験片の性状は下記のとおりであ
る。

カポック繊維：カポック繊維単独の１００夕を嵩密度０
．０５７に形状をととのえ、袋状ネットに収容した。

約５０伽×５０肌、厚み約０．７肌。粗リンター繊維：
粗リンター繊維の１５０夕を高密度０．０９、約５０肌
×５０肌、厚み約０．７肌のクロスを形成した。泰幕繊
総：線繊維１５０夕を嵩密度０．０９、約５０ｃの×５
０弧、厚み約０．７弧のタオル状クロスを形成した。

試験方法は、前記海洋汚染防止法にもとづく、試験方法
に従がつた。

第３表 上記結果から明らかなように、カポック繊維に比較して
綾繊維、粗リンター繊維の場合は、吸油量が著るしく少
なく、一方、吸水量が極めて多いことが明らかである。

実施例 ４カポック繊維１０の重量部に、実施例１と同
様にしてアィソタクチックポリプロピレン繊維を５〜１
０の重量部の範囲で添加量を変化させて加え、油吸着材
を製造した。

なお、アイソタクチックポリプロピレン繊維としては、
商品名 Ｐ−３７、三菱レーヨン欄製、融点約１７が０
を用いた。

得られた油吸着材から試験片を作製し、実施例１および
実施例２と同様に試験に供した。

試験結果を、下記第４表に示す。

第４表から明らかなように、アィソタクチツクポリプロ
ピレンを用いた場合も、いづれの試験項目‘こも合格し
ている。

第 ４ 表

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ カポツク繊維と、このカポツク繊維１００重量部に
   対して５〜１００重量部の繊維状ポリエチレン又はアイ
   ソタクチツクポリプロピレンとからなり、前記カポツク
   繊維が、前記繊維状ポリエチレン又はアイソタクチツク
   ポリプロピレンにより接着、固定されていることを特徴
   とする流出油吸着材。 ２ カポツク繊維１００重量部と繊維状のポリエチレン
   又はアイソタクチツクポリプロピレン５〜１００重量部
   を混合し、これを１３０〜２５０℃に加熱して前記カポ
   ツク繊維を前記繊維状のポリエチレン又はアイソタクチ
   ツクポリプロピレンを介して接着、固定せしめることを
   特徴とする流出油吸着材の製造方法。