(57)【要約】【課題】タンカー事故などによる海洋流出油や、工場や給油所等で床の上などに流出した油などの処理に好適な油吸着マット及び油吸着カートリッジを提供する。【解決手段】細幅形状に裁断された疎水性材料からなる複数の三次元立体織物を積層一体化し、該積層された三次元立体織物の裁断面を油吸着面とし、該三次元立体織物の表裏組織面を連結する多数の連結糸によって、油を吸着し、毛細管現象で多数の連結糸で形成される空間内に油を捕集させる。【選択図】図４
2013092030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
疎水性材料からなる細幅状の複数の三次元立体織物を積層一体化したことを特徴とする油吸着マット。
【請求項２】
該油吸着マットが、疎水性材料で、かつ通油性を有する一枚又は二枚のシートで形成された少なくとも一つの収納空間内にそれぞれ収納されてなる請求項１記載の油吸着マット。
【請求項３】
該シートが網状体又は不織布である請求項２記載の油吸着マット。
【請求項４】
該複数の収納空間の少なくとも一つに、水より比重小さい材料からなる浮上部材が収納された請求項２乃至請求項３記載の油吸着マット。
【請求項５】
複数の油吸着マットを連結手段で連結一体化した請求項２乃至請求項４記載の油吸着マット。
【請求項６】
円筒状容器と、該容器の両端開口部を閉塞するキャップと、該キャップに設けられたノズルと、該容器内に収容された、巻回された三次元立体織物からなり、油を含む流体が三次元立体織物の裁断面から流入するよう構成したことを特徴とする油吸着カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、タンカー事故などによる海洋流出油や、工場や給油所等で床の上などに流出した油の処理に好適な油吸着マット及び液体中に含まれる油を適切に除去することができる油吸着カートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】従来、海洋流出油や床流出油などの処理に用いられる油吸着マットとして、布製の袋内にポリプロピレンまたはポリエチレンからなる合成繊維や、一部天然繊維でできた吸収体を充填し、その開口部を封止したマット状のものや、ポリプロピレンまたはポリエチレンなどを不織布化してシート状にしたものがある（特許文献１）。また、流量制御手段を有する筒状容器内部に繊維状ポリプロピレン、活性炭などの油吸着材を収容した油吸着カートリッジがある（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３１３４９３０号
【特許文献２】特開２００６−１９８６１０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】しかしながら、上記油吸着マット又はシートは、油の捕捉性能が低く、また、一旦吸収した油の一部が回収作業の際に油吸着マット又はシートから離脱してしまい、流出油の回収効率が悪い。特に海洋流出油の処理では、流出油を吸収した油吸着マット又はシートを回収する際、油吸着マット又はシートが大量の油を吸収して重くなっているため、回収作業中に引き裂ける恐れがある。さらに、工場などの床は工具や金属粉などが散乱していることがあるが、そのような場所では、油吸着マット又はシートを形成する袋や不織布が容易に破損し、流出した油によって、袋や不織布を構成する繊維等が床に強く粘りつき、除去し難く、また床が滑りやすくなるという問題があった。
また、上記油吸着カートリッジは、油吸着材の表面に油を吸着させるため、油の吸着能力が低く、そのためカートリッジを頻繁に交換する必要があり、コストアップが避けられない。【０００５】したがって、本発明の第一の目的は、油吸着性能の向上された油吸着マットを提供することである。
本発明の第二の目的は、強度の向上された油吸着マットを提供することである。
更に本発明の第三の目的は、吸着能力の高い油吸着カートリッジを提供することである。
本発明者は、従来の油吸着マット、シート、油吸着カートリッジを徹底的に検討した結果、従来の油吸着マット、シート、油吸着カートリッジはいずれも不織布等の繊維や活性炭等の吸着体の表面で油を吸着する二次元構造であるため、油吸着性能が低く、大量のマット、シート、油吸着カートリッジを使用する必要がある。また吸着した油の保持力が弱いため吸着された油の一部が吸着マット、シート、油吸着カートリッジの回収時に再度流出する恐れがあった。本発明者は、上記問題は二次元構造の油吸着マット、シート、油吸着カートリッジでは避けられないとの結論に到達し、更に検討した結果、本発明者が特願２０１１−１７４３４７に提案した三次元立体織物の裁断面をろ過方向とした換気フィルターが、油の吸着性に優れ、かつ吸着した油が毛細管現象で多数の連結糸で形成された空間内に吸引されて閉じ込められるためか、油の保持性が優れていることに着目し、該三次元立体織物を油吸着マット、シート、油吸着カートリッジに適用すると上記問題が解決されることを見出し、更に検討した結果、本発明に到達したものである。【０００６】すなわち、本発明は、
（１）細幅状に裁断された疎水性材料からなる複数の三次元立体織物を積層一体化してマット状体を形成するとともに、該マット状体の裁断面を油吸着面としたことを特徴とする油吸着マットである。
（２）該油吸着マットが、疎水性材料で、かつ通油性を有する一枚又は二枚のシートで形成された少なくとも一つの収納空間内にそれぞれ収納されてなる上記（１）記載の油吸着マットである。
（３）該シートが網状体又は不織布である上記（２）記載の油吸着マットである。
（４）該複数の収納空間の少なくとも一つに、水より比重小さい材料からなる浮上部材が収納されてなる上記（２）乃至（３）記載の油吸着マットである。
（５）複数の油吸着マットを連結手段で連結一体化した上記（２）乃至（４）記載の油吸着マットである。
（６）円筒状容器と、該容器の両端開口部を閉塞するキャップと、該キャップに設けられたノズルと、該容器内に収容された、巻回された三次元立体織物からなり、油を含む流体が三次元立体織物の裁断面から流入するよう構成したことを特徴とする油吸着カートリッジである。
【発明の効果】
【０００７】本発明の油吸着マットは、油吸着性に優れた疎水性材料からなる三次元立体織物の裁断面、言い換えれば多数の細い連結糸が露出した面を水面や床面に流出した油と接触させると、三次元立体織物の多数の細い連結糸への油の吸着と同時に、毛細管現象により多数の細い連結糸で形成された空間内に吸引されて該空間内に油が充満して、閉じ込められるため、回収時に離脱する油が少なく、油の再流出が防止できる。さらに、毛細管現象により三次元構造の油吸着マットの上端まで油が吸引されるため、従来の二次元構造の油吸着マット等に比べ油の吸着量が格段に優れている。
本発明の油吸着マットは市販の三次元立体織物を裁断し、その裁断面を油吸着面として利用するため安価で、しかも三次元立体織物の厚みや連結糸の直径、連結糸の密度を変更することにより油吸着性能を容易に調整できる。
また、本発明の油吸着カートリッジは、三次元立体織物を巻回し、その両端の裁断面を流体の流入・流出口としているため、油吸着マットと同様な効果を奏している。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】油吸着マットに使用する三次元立体織物の斜視図である。
【図２】油吸着マットの斜視図である。
【図３】収容空間に収容された油吸着マットの斜視図である。
【図４】収容空間に収容された油吸着マットの他の例を示す斜視図である。
【図５】複数の収容空間に収容された油吸着マットの断面模式図である。
【図６】油吸着マットを連結手段で連結した簡略図である。
【図７】巻回された三次元立体織物の斜視図である。
【図８】油吸着カートリッジの断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【０００９】次に本発明の油吸着マットの一実施例について図面にて説明する。図１は本発明で使用される三次元立体織物１の斜視図であり、該三次元立体織物は、表面２及び裏面３の二層の編地と、該二層の編地を連結する多数の連結糸４から構成されている。かかる三次元立体織物１は、通常ダブルラッセル編機、ダブルトリコット編機、ダブル丸編機、Ｖベッドを有する横編機等で編成される。表裏面二層の編地２、３を連結する連結糸４としては、疎水性繊維、例えばポリエステル系繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維などの非吸水性の繊維が用いられる。また連結糸４は上記表裏面二層の編地と同じ繊維が使用されるが、通常圧縮回復率の優れたポリエステル系繊維が用いられる。【００１０】三次元立体織物１の構造又は製造方法は、特開平１１−２６９７４７号公報、特開平１０−１０２３６３号公報、特開２００２−１３８３５２号公報、特開平０２−７４６４８号公報、特開２００３−１３３３７号公報等に記載されている。
また、繊維メーカー各社から商品化され、例えば、ユニチカ（株）から「キュービックアイ」、住江織物（株）から「スウィングネット」、旭化成せんい（株）から「フュージョン」、東洋紡（株）から「ブレスエアー」などの商品名で販売されている。本発明の油吸着シートは、上記各社の三次元立体編物の中から使用目的に応じて適宜選択すればよい。【００１１】油吸着シートに使用する三次元立体織物６の幅（ａ）は、油回収時の取扱い性を考慮すると１０〜３０ｍｍ、通常１５〜２０ｍｍが適当である。また、三次元立体織物の厚み（ｂ）、言い換えれば連結糸の長さは形態安定性を考慮すると５〜２０ｍｍ、通常８〜１５ｍｍが適当である。連結糸の密度は、通常５０〜１０００本／２．５４ｃｍ平方程度の商品が市販されているが、使用目的及び用途により適宜選択すればよく、特に限定されるものではない。【００１２】本発明の油吸着マット５は細幅形状の複数の三次元立体織物６を積層一体化した構造である。図２では５枚の三次元立体織物６を積層した油吸着シートを示している。積層される複数の三次元立体織物６は、例えば接着剤あるいは両面テープ等で接着一体化される。三次元立体織物６の切断面がろ過面になるため、濾過面積は三次元立体織物６の厚さと積層枚数及び長さにより決定される。また三次元立体織物は通常１０〜２０枚であれば積層の作業効率が優れ、しかも取扱い性がよく好ましい。油吸着マットは、例えば三次元立体織物の上面に接着剤を塗布し、その上に別の三次元立体織物を重ねて接着固定する工程を繰り返して、所定の枚数の三次元立体織物を積層し、しかる後、レーザーや回転刃などの切断手段で一定幅、例えば２０ｍｍ幅に切断することにより油吸着マット５が製造される。上記三次元立体織物の積層作業と切断作業を自動化することで安価な油吸着マットの提供が可能である。油吸着マット５の大きさは、三次元立体織物の積層枚数で適宜決定できる。また、油吸着マット５による油の補足性能は、連結糸の密度や糸径のほかに、三次元立体織物の幅（ａ）でも調整が可能である。【００１３】また、三次元立体織物の切断面からの連結糸４の脱落防止と油吸着マット５の取扱い性や外観を良くするため、油吸着マットを疎水性材料で、かつ通油性を有する一枚又は二枚のシートで形成された少なくとも一つの収納空間内にそれぞれ収納することが好ましい。
疎水性材料からなり、かつ通油性を有するシート７としては、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル樹脂からなる網状体や、上記樹脂からなる繊維を原料としてニードルパンチ法あるいはスパンボンド法などによって不織布化したものである。上記シートで形成された収容空間内に油吸着マット５が収容される。例えば、図３に示すように、シート７上に載置した油吸着マット５を、該シート７で包みこんだ後、両側面の折り畳み部８と包み込み部９を縫着することにより、油吸着マットと一枚のシートが一体的に形成され、油吸着マットが収容された収容空間が同時に形成される。【００１４】二枚のシートの場合は、図４に示すように下部シート１０上に油吸着マット５を載置し、この油吸着マット５を挟むようにその上面に上部シート１１を載置する。上下部シートの全周囲に形成された融着部１２を熱融着することによって、油吸着マット５と上下面シートが一体的に形成される。このとき、油吸着マット５が収容された収容空間が同時に形成される。
図５は複数の油吸着マットの例であり、図４の油吸着マットと同様に、下部シート１０上に複数の油吸着マット５を互いに接触しないように一定の間隔をあけてそれぞれ載置した後、この複数の油吸着マット５を挟むようにその上面に上部シート１１を載置する。シートの長手方向に延びる長辺に平行で一定の間隔をあけて複数の融着部１２及びシートのもう一方の短辺に平行で上記融着部と共に矩形をなす部分に位置する溶着部（図示せず）を熱融着することによって、シート及び油吸着マット５が一体的に形成される。このとき、複数の油吸着マット５が個別に収容された複数の収容空間が同時に形成される。【００１５】本発明の油吸着マット５は、運搬、保管及び取扱いに便利であり、油を吸着して重量が増加した時でも作業性を確保するために、その大きさは、長辺の長さ５０〜８０ｃｍ、短辺の長さは３０〜６０ｃｍ、通常長辺の長さ６０〜７０ｃｍ、短辺の長さ４０〜５０ｃｍが適当である。また、複数の溶着部は等間隔に形成されており、この間隔は通常８〜１５ｃｍが適当である。収容空間は融着部を熱融着することによって形成され、この収容空間に油吸着マットが収容される。複数の収容空間に複数の油吸着マットがそれぞれ収容されるので油吸着マットの取扱い時、油吸着マットが変位してずれたり、油吸着マット同士が重なり合ってその表面積を減少させることがなく、常に一定の表面積を確保することができ、油吸着マットの全表面から油を吸着することができる。【００１６】また、油吸着マットとシートとの間に隙間が設けられているので、油吸着マットが油を吸着して膨張し、その体積及び重量が大きくなってもシートが破損することはなく、油吸着マットは原型をとどめ、回収作業する際にも、油吸着マットがシートから露出することなく、容易かつ円滑に油吸着マットの回収作業を実施することができる。
さらに、シートはスパンボンド法によって製造された不織布であり、部分的に熱融着されているので、引っ張り強度が良い。そのため回収作業の際に、油を吸着した油吸着マットを鋭利な先端を有するフック状金具で引掛け、大きな力を加えて速やかに回収されるが、その際、シートが破れたり、油吸着マットがシートから離脱するようなことがなく、容易かつ円滑に回収作業を実施することができる。【００１７】本発明の油吸着マットの複数の収容空間には、油吸着マットと浮上部材を収容することが好ましい。この浮上部材は、例えば、発砲スチロールが使用される。
発砲スチロールはリサイクル品を利用すれば安価である。また、浮上部材として水素、窒素、ヘリウムあるいはこれらの混合気体または空気を容器内に封入して密閉したものでもよい。これらの気体の種類により油吸着マットの浮力を調整することができる。このように浮上部材を収容空間に収容すると油を吸着した油吸着マットが沈むことを防止できる。【００１８】本発明は、図６に示すように、複数の油吸着マットを収容した収容空間を有す二枚のシートの融着部１２の夫々をロープ、ワイヤーなどの連結手段１３で連結すると効率よく回収できる。油吸着マットが連結手段で連結されているので、特に海上、河川、湖沼等では、油を吸着した油吸着マットを連続して回収することができ、効率の良い回収作業を容易、かつ円滑に実施することができる。
例えば、油吸着マットの回収作業の際、連結部材の一端をウインチなどで機械的に牽引して連続的に回収したり、また、油吸着マットが潮流、海流などによって流され、その所在が不明となり回収できなくなるということがない。さらに、本発明の油吸着マットは三次元立体織物の連結糸間に油を保持しているため、回収した油吸着マットをプレスローラー等で圧縮すると吸着した油が容易に離脱するため油も回収することもできる。
回収された油吸着マット、または、油を離脱させた油吸着マットは、従来の油吸着マットと同様に焼却処分が可能である。【００１９】図７は、所定の長さに裁断した図１の三次元立体織物を丸棒状に巻回した状態を示す斜視図であり、表裏面二層の編地２、３を連結する連結糸４が両端の裁断面に露出している。三次元立体織物を巻回する際、表裏面二層の編地２、３のどちらか一方の面に接着剤を塗布すると巻回後、丸棒状態が維持できて好ましい。丸棒状態に巻回された三次元立体織物１４の直径は円筒状容器の直径より若干大きくすると三次元立体織物が容器の内壁に密着するため好ましい。【００２０】油吸着カートリッジ１５は、図８に示すように円筒状容器１６と、該容器の両端開口部を閉塞するキャップ１７ａ、１７ｂと、該キャップに設けられたノズル１８ａ、１８ｂと、該容器内に収容された、巻回された三次元立体織物１４から構成されている。本発明の油吸着カートリッジ１５は、油を含む気体又は液体に適用できる。【００２１】円筒状容器１６は、塩化ビニールなどの樹脂又はステンレスなどの金属であり、市販のパイプが使用される。円筒状容器の外径は、通常５０〜５００ｍｍ、長さは収容される巻回された三次元立体織物１４の長さにより決定される。三次元立体織物１４の長さが短いと油の吸着能が劣り、長いと油の吸着能は優れるものの、圧力損失が大きくなるため使用目的により適宜決定するのが好ましい。
通常長さ１００〜６００ｍｍが適当である。円筒状容器の長さは後述する容器の両端に取付けられるメッシュ又はパンチング板１９の厚さを考慮して三次元立体織物１４の長さより若干長くすることが好ましい。キャップ１７ａ、１７ｂも容器と同じ樹脂又は金属製であり、パッキン（図示せず）を介して溶着、ねじ込み等公知の方法で容器に取付けられる。該キャップにはノズル１８ａ、１８ｂが外側に突出して取り付けられている。これにより、円筒状容器１６は容器の両端開口部をキャップ１７ａ、１７ｂで閉塞した構造となっている。そして、このキャップ１７ａに設けられたノズル１８ａには、油を含んだ流体を送るポンプの吐出側に接続されたホースの他端が接続される。一方キャップ１７ｂに設けられたノズル１８ｂには、排出用のホースの一端が接続されており、該ホースの他端から油が除去された流体が排出される。
また、円筒状容器の端部に金属又は樹脂製のメッシュ又はパンチング板１９を公知の方法で固定すると、容器１６内に収容した三次元立体織物１４が容器内で移動しないため好ましい。
【実施例１】
【００２２】三次元立体織物として旭化成せんい（株）の「フュージョン」（厚み１０ｍｍ、型番ＡＫＥ６５７１０）を長さ２００ｍｍ、幅２０ｍｍに裁断して２０枚の裁断片を用意した。次いで、裁断片の上面に接着剤を塗布し、接着剤塗布面に次の裁断片を載置して一体化した。同様に２０枚の裁断片を順次積層一体化し、図２に示す２００ｍｍ×２００ｍｍの正方形の油吸着マットを製作した。
次いで、水を入れた容器内に、出光興産（株）の汎用工作機械潤滑油（ダフニーメカニック＃１０）を、１５ｍｍの深さまで流し込み、次いで容器内に油吸着マットを載置した。【００２３】油吸着マットを載置すると、毛細管現象で油吸着マットを形成する三次元立体織物に油が吸着され、その油面が上昇するのが観察された。１日放置後、油吸着マットを観察したところ、油吸着マットを形成する三次元立体織物の上面まで油が吸着されていた。油吸着マットを容器から取り出し、その重量変化を測定したところ、１ｇあたり、１８．２ｇの油が吸着されていた。
また、油を吸着した油吸着マットを圧縮したところ、３２６ｇの油を回収することができた。圧縮後の油吸着マットは損傷もなく、再使用が可能であった。
【実施例２】
【００２４】実施例１の油吸着マットを２５０ｍｍ×２５０ｍｍの２枚のポリプロピレン長繊維不織布（旭化成せんい（株）＜エルタス＞）の、一方の不織布上に載置し、その上面に他方の不織布を乗せて、上下面シートの全周囲に形成された融着部１２を熱融着することによって、図４に示す油吸着マット５と上下面の不織布が一体的に形成された油吸着マットを製作した。
実施例１と同様な油吸着試験を行ったところ、１ｇあたり、１８．９ｇの油が吸着されていた。
また、油を吸着した油吸着マットを圧縮したところ、３４０ｇの油を回収することができた。圧縮後の油吸着マットは損傷もなく、再使用が可能であった。
【産業上の利用可能性】
【００２５】本発明の油吸着マット又は油吸着カートリッジは、油吸着性に優れた疎水性材料からなる三次元立体織物の裁断面、言い換えれば多数の細い連結糸が露出した面を油との接触面とするため、三次元立体織物の多数の細い連結糸で形成された空間内に毛細管現象により油が吸着され閉じ込められるため離脱する油が少なく、タンカー事故などによる海洋流出油や、工場や給油所等で床の上などに流出した油の処理に好適である。また、油吸着マットと油吸着カートリッジを併用するとポンプや油吸着カートリッジへの負荷が減少でき液体中に含まれる油を効率よく除去することができる。
【符号の説明】
【００２３】１：三次元立体織物
２：表面
３：裏面
４：連結糸
５：油吸着マット
７：シート
１０：下部シート
１１：上部シート
１２：融着部
１３：連結手段
１５：油吸着カートリッジ
１６：円筒状容器
１７ａ、１７ｂ：キャップ
１８ａ、１８ｂ：ノズル
【図１】
2013092030.tif 000003
【図２】
2013092030.tif 000004
【図３】
2013092030.tif 000005
【図４】
2013092030.tif 000006
【図５】
2013092030.tif 000007
【図６】
2013092030.tif 000008
【図７】
2013092030.tif 000009
【図８】
2013092030.tif 000010