(57)【要約】【課題】本発明は、流出された含油排水や、原油などの流出事故での浮遊油など水に浮遊する油を吸着・排除するために、手軽に簡単・容易に、設置し、かつ、取り替えるなどの作業ができる油水分離ユニットを提供せんとするものである。【解決手段】本発明の油水分離ユニットは、メッシュ状物からなる包材と油分吸着材とを組み合わせてなるユニット構造を有し、かつ、該ユニット全体の比重が１．０未満であることを特徴とするものである。【選択図】図１
2004230249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メッシュ状物からなる包材と油分吸着材とを組み合わせてなるユニット構造を有し、かつ、該ユニットの比重が１．０未満であることを特徴とする油水分離ユニット。
【請求項２】
該油水分離ユニットが、該包材により該油分吸着材を被覆して構成されているものである請求項１に記載の油水分離ユニット。
【請求項３】
該包材による該油分吸着材の被覆の形態が、次の（Ａ）〜（Ｃ）から選ばれた少なくとも１種の形態で構成されたものである請求項１または２に記載の油水分離ユニット。
（Ａ）該包材に該油分吸着材を積層し、該油分吸着材を内側に巻き込んでなる渦巻き型構造を有するものである。
（Ｂ）円筒状に構成された該包材の内部に、該油分吸着材を充填してなる円筒型構造を有するものである。
（Ｃ）該包材を構成するメッシュ状物に、適宜の間隔で該油分吸着材からなる紐状物およびテープ状物から選ばれた少なくとも１種が織り込まれている構造を有するものである。
【請求項４】
該包材が、合成繊維および天然繊維から選ばれた少なくとも１種からなるものである請求項１〜３のいずれかに記載の油水分離ユニット。
【請求項５】
該合成繊維が、ポリプロピレン系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、アクリル系繊維およびナイロン系繊維から選ばれた少なくとも１種である請求項４に記載の油水分離ユニット。
【請求項６】
該天然繊維が、綿、麻および椰子から選ばれた少なくとも１種の素材からなるものである請求項４に記載の油水分離ユニット。
【請求項７】
該包材が、合成樹脂および天然樹脂から選ばれた少なくとも１種からなる樹脂で被覆されたものである請求項１〜６のいずれかに記載の油水分離ユニット。
【請求項８】
該包材を構成するメッシュ状物の目合いが３〜５０ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の油水分離ユニット。
【請求項９】
該メッシュ状物が、格子状織編物である請求項８に記載の油水分離ユニット。
【請求項１０】
該格子状織編物が、絡み織りあるいは縦編みのラッセル編みである請求項９に記載の油水分離ユニット。
【請求項１１】
該格子状織編物が、経・緯糸挿入ラッセル編み組織のものである請求項９または１０に記載の油水分離ユニット。
【請求項１２】
該油分吸着材が、ポリオレフィン系繊維構造物である請求項１〜１１のいずれかに油水分離ユニット。
【請求項１３】
該ポリオレフィン系繊維が、ポリプロピレン繊維である請求項１２に記載の油水分離ユニット。
【請求項１４】
該繊維構造物が、不織布である請求項１２または１３に記載の油水分離ユニット。
【請求項１５】
該油分吸着材が、平均繊度１．１デシテックス以下のポリプロピレン繊維で、かつ、嵩密度０．０５〜０．１５ｇ／ｃｍ３  の範囲内にある不織布で構成されているものである請求項１〜１４のいずれかに記載の油水分離ユニット。
【請求項１６】
該油分吸着材が、シート状、板状、サイコロ状、短冊状および棒状から選ばれた少なくとも１種の形態のもので構成されているものである請求項１〜１５のいずれかに記載の油水分離ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水中や水上に浮遊する油を簡単・容易に吸着して排除するのに好適な油水分離ユニットに関するものである。さらに詳しくは、アスファルト舗装道路側溝、道路高架集水枡、ダム、河川、湖沼、さらには海洋等に流出される含油排水や原油などの流出事故での、油吸着や環境破壊防護に優れた効果を奏する油水分離ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、油水分離用素材としてポリプロピレンやナイロンからなるフェルト状物の小切片からなる油吸着材（特許文献１参照）は公知であり、また、かかる素材を充填材として、分離塔や分離槽に充填してなる油水分離装置（特許文献２〜３参照）も公知である。
【０００３】
しかし、かかる油水分離装置は、大がかりなもので、極めて高いコストのかかる装置であり、手軽に簡単容易に、設置や浸漬、取り替えなどの作業ができないもので、重くて持ち運びにも困難なものであった。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５２−１５５５５号公報
【０００５】
【特許文献２】特開昭５４−１７１９１号公報
【０００６】
【特許文献３】特開昭４７−２６０３１号公報
【０００７】
【特許文献４】特開昭４７−１１６９８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、流出された含油排水や、原油などの流出事故での浮遊油など水に浮遊する油を吸着・排除するために、手軽に簡単・容易に、設置し、かつ、取り替えるなどの作業ができる油水分離ユニットを提供せんとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。すなわち、本発明の油水分離ユニットは、メッシュ状物からなる包材と油分吸着材とを組み合わせてなるユニット構造を有し、かつ、該ユニット全体の比重が１．０未満であることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、前記課題、すなわち、流出された含油排水や、原油などの流出事故での浮遊油など水に浮遊する油を吸着・排除するために、手軽に簡単・容易に、設置し、かつ、取り替えるなどの作業ができる油水分離ユニットについて、鋭意検討してみたところ、油分吸着材をメッシュ状物からなる包材で包み込み、かつ、油水分離ユニット全体としても比重が１．０未満となるように工夫してみたところ、かかる課題を一挙に解決することを究明したものである。
【００１１】
すなわち、本発明の油水分離ユニットは、ユニット全体を、作業開始から最後まで、水に浮かべて使用すること、水面に浮遊する油分を効率よく吸着させること、および、油分吸着済みユニットを手軽に回収することの３つの要件を満たすために、油分に侵されない素材からなる包材で、油分吸着材を包み込む構成とし、かつ、浮遊する油分との接触頻度を高くするためにメッシュ構造とし、しかも、水に浮かべて使用し、かつ、手軽に持ち運ぶことができるように、１．０未満の比重のものを目標にユニット構造を構成したものである。
【００１２】
すなわち、油水分離ユニット全体として、比重が１．０未満であるという構成は、メッシュ状物からなる包材と油分吸着材が共に比重が１．０未満であるのが好ましいが、一方が比重１．０を越えても、他方がこれを補う程に小さい比重で、かつ、油水分離ユニット全体として、比重が１．０未満である条件を満たせばよいものである。たとえば、素材そのものの比重としては１．０を越えるものであっても、密閉された中空構造または独立発泡構造にして使用することにより、使用部材全体として比重を１．０未満とすることができるのであれば、本発明に十分に使用することができる構造であると言える。
【００１３】
本発明でいう油分吸着材とは、油を吸着する性質を有するものであれば、如何なる素材でも、たとえば天然素材からなるものでもよいが、好ましくは合成樹脂素材、それも疎水性合成樹脂、たとえば、ポリオレフィン、ポリエステル、ナイロンなどからなる熱可塑性合成樹脂を素材とするものが耐腐蝕性、繊維強度の上から好ましく使用される。中でも、ポリオレフィン系樹脂が好ましく、それも表面積の大きい繊維状物が、比重も軽く、油分吸着性にも優れていることから好ましく使用される。かかるポリオレフィン系繊維の中でも、ポリプロピレン繊維が繊維の物理特性や繊維形成性に優れていて、好ましく使用される。ここでいう繊維状物とは、スパンボンド法及びメルトブロー法や通常の溶融紡糸法で繊維化されたものをシート化したものが使用される。
【００１４】
本発明の油分吸着材は、かかる繊維状物からなる構造物、中でも不織布が表面積が大きく、油分吸着性に優れている上から好ましく使用される。
【００１５】
かかる不織布は、前記スパンボンド法やメルトブロー法によりシート状に形成されたものが使用される。かかるシートは、必要により、その布帛特性を改善するために、たとえば接着剤による化学的方法、ニードルパンチやウォータージェットによる機械的方法、または、カレンガー加工やエンボス加工による熱的方法などを用いて、絡合、結合させる。
【００１６】
本発明においては、後者のメルトブロー法による不織布が、繊維の太さを非常に細かくすることが可能であることから、微細な油滴も完全に吸着し、毛細管現象により油分の吸着が速め、繊維表面の吸着面積が増えることで吸着量を増やす特性を有する。また、メルトブロー法により得られた不織布は、紡糸された繊維同士が互いに接着しているため、接着剤が不用となることで、油分吸着処理後の水の複合汚染の心配がない特性を有するので、特に好ましく使用される。
【００１７】
かかる不織布を構成する繊維としては、短繊維でも長繊維でもよいが、好ましくは長繊維が摩耗・滅損し難いことから好適に用いられる。かかる繊維の太さは、好ましくは平均繊度１．１デシテックス以下の繊維が油分吸着性の上から使用される。また、本発明の油分吸着材として、該不織布の嵩密度は、好ましくは０．０５〜０．１５ｇ／ｃｍ３  、より好ましくは０．０５ｇ／ｃｍ３〜０．１０ｇ／ｃｍ３の範囲内にあるものがよい。嵩密度が０．０５ｇ／ｃｍ３より小さいと、繊維の剥離や外力による損傷をうけやすい傾向にあり、また、０．１５ｇ／ｃｍ３を越えて大きくなると、油分吸着量が低下し、吸着した油分の粗粒化が困難になる傾向にあるため好ましくない。
【００１８】
本発明の油分吸着材としては、かかる不織布をシート状のまま使用することもできるが、さらに、板状、サイコロ状、短冊状および棒状から選ばれた少なくとも１種の形態にして使用することができるが、かかる形態は油水分離ユニットの要求機能に合わせて選択して使用される。
【００１９】
本発明の油水分離ユニットは、かかる油分吸着材と包材とを組み合わせた形態、好ましくは油分吸着材を包材により被覆して構成されているものである。
【００２０】
本発明の油分吸着ユニットは、適宜の箇所に、その状況に応じて設置が可能であり、油分吸着材を損失することなく、形態を維持すると共に、水中に浮遊する粗雑物による擦過や損傷を受けにくく、外力や大きな水流に耐えうる強度を有する上に、ハンドリングが良好であり、さらに経済的な構造物であるところに特徴を有するものである。これらの特徴に鑑みて、該包材として、これを支える支持体機能を有し、かつ、浮力を有する構成とするところにも特徴を有する。
【００２１】
かかる効果の上から、本発明の油分吸着ユニットの形態としては、次の（Ａ）〜（Ｃ）から選ばれた少なくとも１種の形態で構成されたものが好都合に使用される。
【００２２】
（Ａ）  シート状の該包材に、シート状の該油分吸着材を積層し、該油分吸着材を内側に巻き込んでなる渦巻き型構造を有するものである。
【００２３】
（Ｂ）  円筒状に構成された該包材の内部に、該油分吸着材を充填してなる円筒型構造を有するものである。
【００２４】
（Ｃ）  該包材を構成するメッシュ状物に、適宜の間隔で該油分吸着材からなる紐状物およびテープ状物から選ばれた少なくとも１種が織り込まれている構造を有するものである。
【００２５】
かかる包材被覆の形態については、図面により説明する。
【００２６】
図１は、該メッシュ状物１からなる包材の上に該油分吸着材２を積層してなる積層シートを、該油分吸着材２を内側に巻き込んでなる渦巻き型構造（Ａ）を有する概略図である。
【００２７】
図２は、該油水分離ユニットが、該メッシュ状物１からなる包材の長手方向を捲回または屈曲させることによって、該油分吸着材２を被覆して構成されている構造を有するものの概略図である。
【００２８】
なお、図１、２の構造の場合には、真ん中に支柱を挿入すると、さらに扱い易くすることができる。
【００２９】
図３は、該メッシュ状物１を構成する織糸に沿って、ひも状の該油分吸着材２を織り込んで構成したものを示す模式図である。
【００３０】
かかる油分吸着ユニットは、複数個連結させて筒状に繋ぎ合わせれば、大きな領域の浮遊油を採集することもできる。
【００３１】
本発明の該包材は、合成繊維および天然繊維から選ばれた少なくとも１種からなるもので構成することができる。ここでいう該合成繊維としては、例えば、ポリエステル、液晶ポリエステル、ポリアミド、ポリアラミド、ポリプロピレン、ポリエチレン、あるいはポリビニルアルコールなどで構成される繊維を使用することができるが、中でもポリプロピレン系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、アクリル系繊維およびナイロン系繊維から選ばれた少なくとも１種の合成繊維を好ましく使用することができる。また、該天然繊維としては、綿、麻および椰子から選ばれた少なくとも１種の素材からなるものを使用することができる。
【００３２】
本発明の包材は、かかる繊維からなるメッシュ状物を使用するものであるが、かかるメッシュ状物としては、かかる繊維糸条を用いてメッシュ状に製編織したもの、あるいは熱可塑性樹脂の孔空きフイルムを延伸してなるものなどを使用することができるが、中でも製編織メッシュ状物が製造し易く加工し易い上に、シート強度に優れていることから好ましく使用される。かかるメッシュ状物に用いられる繊維糸条としては、好ましくは１２０Ｔ／ｍ以下、より好ましくは１１０Ｔ／ｍ以下、特に好ましくは無撚り〜１００Ｔ／ｍという甘撚りのものが、メッシュ状物の物理特性や透水係数を阻害しない観点から使用される。
【００３３】
かかるメッシュ状物の中でも、平織組織や格子状織編物が好ましく、より好ましくは絡み織りあるいは縦編みのラッセル編み組織のものがよい。これらの中でも、特に経・緯糸挿入ラッセル編み組織のものが、メッシュ状物の形態安定性と引張り強度特性および剛性の観点より好ましく使用される。
【００３４】
本発明の包材は、かかるメッシュ状物を、さらに合成樹脂および天然樹脂から選ばれた少なくとも１種からなる樹脂で被覆されたものが、水中に浮遊する粗雑物による過度な損傷を受け難く、過大な外力や大きな水流に耐えうる強度を有するハンドリングの上から、好ましく用いられる。
【００３５】
かかる樹脂としては、天然樹脂でもよいが、軽量性の上から合成樹脂、好ましくは耐薬品性および／または疎水性の合成樹脂が、油水分離ユニットでの耐劣化性、ハンドリング性に優れているのでよい。
【００３６】
かかる合成樹脂としては、耐薬品性および／または疎水性という性能を有するものであれば、別に種類は問わないが、好ましくはポリエチレン、ポリプロピレン、さらには、エチレン・プロピレン共重合樹脂などのポリオリフィン系樹脂が好ましく使用される。
【００３７】
かかる被覆処理は、少なくとも構成糸条が保護されればよく、繊維束、糸条、さらには単繊維単位のいずれの段階でもよい。つまりでメッシュ状物形成後に被覆してもよいが、好ましくは単繊維単位で被覆するのが効果的でよい。
【００３８】
かかる合成樹脂の含有量（塗布量）としては、耐薬品性や疎水性が発揮される程度であれば別に制約されないが、好ましくは繊維重量の少なくとも３重量％、より好ましくは５〜１０重量％である。
【００３９】
かかるメッシュ状物の目合いは、縦・横共に、好ましくは３〜５０ｍｍ、より好ましくは５．０〜５０．０ｍｍの範囲内にあるものがよい。縦・横の目合いが５ｍｍを下回ると油分の吸着能力を阻害する傾向にあることや排水中に浮遊する粗雑物により目詰まりをおこしてしまう。また、縦・横の目合いが５０ｍｍを上回ると、該ユニットとしての形態保持性に欠け、油分吸着材が流出してしまう傾向にある。
【００４０】
また、かかるメッシュ状物は、過大な荷重や応力に耐え得る強度を有することと、拘束と補強に有効な目空きであることが要求され、油分吸着材を内包し、補強し、補助するだけでなく、排水中に浮遊する粗雑物により、裂傷、貫通あるいは破断して流出することを防ぐことも要求されるものである。
【００４１】
これらの点を勘案して、かかるメッシュ状物の強度は、ＪＩＳ  Ｌ−１９０８に基づいて測定したとき、好ましくは５．０〜１０．０ｋＮ／ｍであり、５．０ｋＮ／ｍを下回ると複数の油水分離ユニットを縦方向・横方向に連結する際に、該メッシュ状物が破断してしまうことがあり、１０ｋＮ／ｍを上回ると、該ユニットに成形し難いことや、該ユニット全体の剛性が増し、排水中に浮遊し難く、適度なしなりをもって水流になびき難いことに加え、ハンドリングを阻害する傾向にあることから好ましくないからである。
【００４２】
また、かかるメッシュ状物の破断伸度が、ＪＩＳ  Ｌ−１０９６に基づいて測定したとき、好ましくは５．０〜１２．０％、さらに好ましくは５．０〜１０％の範囲内にあるのがよい。破断伸度が５％を下回ると、油分吸着材が吸着した油分が粗粒化し膨潤しても、伸度がないために再度油分が遊離してしまうことがあり、１２％を越えてしまうと、該ユニットに外力が加わり変位・変形したときに油分吸着材が流出してしまう傾向にある。
【００４３】
また、かかるメッシュ状物の縦方向の剛軟性がＪＩＳ  Ｌ−１０９６に基づいて測定したとき、好ましくは１５ｍｍ以下、より好ましくは１０ｍｍ以下であることが好ましい。縦方向の剛軟性が１５ｍｍを超えると、該ユニット全体の重量が大きくなりすぎてハンドリング性が悪くなる傾向がある。これに対して、横方向の剛軟性は、２５ｍｍ以上であることが好ましく、２５ｍｍ未満であると、該ユニットに成形した場合、形態の安定性に欠けるために、油分吸着効果を損なうし、さらにハンドリング性も悪くなる傾向があるので好ましくない。
【００４４】
本発明の油水分離ユニットを構成するメッシュ状物全体の目付は、好ましくは２００〜１０００ｇ／ｍ２  、さらに好ましくは２００〜５００ｇ／ｍ２  の範囲内とするのが、軽量で取り扱いやすく、油分吸着材の保護機能を有し、水圧や外力にも抗する機能を付与することができるのでよい。
【００４５】
本発明の油水分離ユニットは、継続して使用することができる上に、油分を吸着した油分吸着材のみを簡易に交換でき、さらに広域な水域に拡散する油分を吸着する場合や、拡散・流出を防除する必要がある場合に、該ユニットは、縦方向に連結可能で、且つ横方向にも連結可能であって、適宜状況に応じた形態に設置することができるという利点も有するので、極めて実用的である。
【００４６】
【実施例】
以下、本発明を実施例により、さらに説明する。
【００４７】
実施例１
溶かしたポリプロピレンの原料を３００℃、１．９８Ｐａの圧力で溶解押出し、これをメルトブロー法により、３００℃のエアーでオリフィスから飛散させ、これを金網が設置された捕集面で受け止めて、平均繊維径７ミクロン、平均厚さ１０ｍｍのウェブシート状に成形し、幅０．５ｍ×長さ１．０ｍに裁断して得たものを、油分吸着シートとして用いた。
【００４８】
この油分吸着シートを、幅３ｍｍから１０ｍｍの範囲内でランダムに短冊状に裁断し、少なくとも１種類以上組み合わせた短冊の束を、高強度ポリエステル繊維を縦・横の目合いが規則的な２０ｍｍ×２０ｍｍの格子状に織編したメッシュシートに、塩化ビニル系樹脂を含浸・コーティングして得た、ＪＩＳ  Ｌ−１９０８に基づいて測定した製品基準強度が５．０ｋＮ／ｍ、ＪＩＳ  Ｌ−１０９６に基づいて測定した剛軟性が縦１１ｍｍ、横２７ｍｍの幅０．５ｍ×長さ１．０ｍに裁断して得た樹脂被覆メッシュシートで包み込み、該メッシュシートのラップ部を市販のポリエチレン製の結束バンドにより固定して、直径３０ｃｍ×長さ１．０ｍの油水分離ユニットを形成した。
【００４９】
この油水分離ユニットを、水深５０ｃｍの水槽を流速０．５ｍ／ｓｅｃで流れる機械潤滑油を主成分とする排水面に水流方向に直交するかたちで、複数個設置した。
【００５０】
この油水分離ユニットに接触前と接触後の排水油分濃度を計測した。評価結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
2004230249.tif 000003
【００５２】
実施例２
実施例１で得た油分吸着シートと、高強度ポリエチレンテレフタレート繊維２７５Ｄｔｅｘのモノフィラメントを縦・横の目合いが規則的な１０ｍｍ×１０ｍｍのメッシュ状に製織されたシートを重ね合わせ、縦・横５０ｃｍピッチで、長さ１０ｃｍの市販のポリエチレン製の結束バンドにより固定して積層して、油水分離ユニットを形成した。
【００５３】
この油水分離ユニットを、水槽に満たされた静水状態にある機械潤滑油を主成分とする排水の水面を覆う形態で設置した。
【００５４】
この油水分離ユニット設置前と設置後３０分・６０分・１２０・２４０分後の排水油分濃度を計測した。評価結果を表２に示す。
【００５５】
【表２】
2004230249.tif 000004
【００５６】
実施例３
実施例１で得た油分吸着シートを、一辺の長さが３ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内でランダムにサイコロ状に裁断し、少なくとも１種類以上組み合わせたサイコロを、ポリプロピレン繊維２２０Ｄｔｅｘモノフィラメントで構成され、縦・横の目合いが規則的な５ｍｍ×７ｍｍのメッシュ状に製編されたシートを用い、５０ｃｍ×５０ｃｍの形状に縫製加工された袋状物に封入し、袋状物の口を結束バンドで閉じて油水分離ユニットを形成した。
【００５７】
この油水分離ユニットを、幅５０ｃｍ×長さ１２０ｃｍ×深さ５０ｃｍ、３００リットル容量の水槽に２００リットルの水道水に２０リットルの機械潤滑油・植物油を添加混合した含油排水を満たし、ミキサー装置により常時油分が拡散する動水状態にした水面上に設置した。
【００５８】
設置後３０分・６０分・１２０分後の油分吸着材に吸着された油分量と排水中油分濃度を計測した。評価結果を表３に示す。
【００５９】
【表３】
2004230249.tif 000005
【００６０】
表１、表２、表３から明らかなように、ハンドリングよく含油排水中の油分を吸着することに優れていることが伺え、吸着処理後も油分が遊離することなく、油分を粗粒化し油分吸着材内部に取り込むことで効果的な除油能力を発揮していることが判る。
【００６１】
【発明の効果】
本発明によれば、アスファルト道路側溝・道路高架集水枡・ダム・河川・湖沼・海洋等に流出される含油排水、更には原油などの海上・陸上流出事故に対し、浮遊油など水に浮遊する油を吸着・排除することが、手軽に簡単・容易にできる油水分離ユニットを廉価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この図は、本発明の油水分離ユニットの例を示す模式図である。
【図２】この図は、本発明の油水分離ユニットの他の一例を示す模式図である。
【図３】この図は、本発明の油水分離ユニットの、さらに他の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
１：メッシュ状物
２：油分吸着材
【図１】
2004230249.tif 000006
【図２】
2004230249.tif 000007
【図３】
2004230249.tif 000008