平成11年度 研究報告 大分県産業科学技術センター

杉樹皮油吸着材による高粘度流出油回収技術の開発研究
海洋環境浄化技術一杉樹皮を用いた流出油回収技術一斉藤雅樹。石井信義・小倉秀＊・前村伸二＊
材料開発部・＊海上災害防止センター調査研究室

I）evelopmentofSBS（SugiBarkSorbent）fbrRecoveringSpiltViscousOil
MarineEnvirommentCleaningTechnologyAOilRecoveringSystemUsingtheBarkofSugi−
MasakiSAITO・NobuyoshilSHu・SuguruOGURA＊・ShinjiMAEMURA＊

MaterialDevelopmentDivisiont＊MaritimeDisasterPreventionCenter
要旨

海洋での油流出事故の対策技術として，焼却処分されることの多い杉樹皮の繊維を原料とする油吸着材（SBS；
SugiBark Sorbent）を試作し，水面上の高粘度油を除去する目的で水槽実験を行い，油包囲および回収に適した資機材形状について検討を行った．事故現場での使用を想定した試験で，昨年度に比して作業性の著しい改善が見られ，波浪，潮流などの少ない穏かな水面における油包囲および回収において十分実用に耐えることが判明した．
1． はじめにはかなりの困難が伴うと考えられる．しかし，狙いの二

我々は海洋等における油流出事故の対策資機材の一一一つ

点目に述べたとおり，使用後の処理費用については従来である油吸着材を，杉樹皮を原料として実現する試みを製品よりも有利であると思われ，油流出事故対策のトー1997年より行ってきた．これは，従来使用されているポタルコストを縮減する可能性がある．

リプロピレン製吸着材などの製品に比し，はるかに高性以上から，これまで各種の廃棄物である天然繊維につ能の資機材を開発するという趣旨ではなく，こうした石いてそれぞれの疎水性および親油性を検討し，なかでも油製品と同等の性能を持つものを，天然の廃棄物原料で杉樹皮が油吸着材原料としての高いポテンシャルを持つ実現しようという目的である．

ことを見いだしたり封杉は我が国の主要な針葉樹であり，大分県は杉（素狙いは主に三点である．

材）生産量で全国第3位となっている．製材の際の剥皮

一一つ目は，廃棄物の有効活用という点である．一旦海洋に流出した油は「ゴミ」と言って差し支えないほど商によって生ずる杉樹皮は年間約50万㌦と言われる．他の樹

品価値は低く，速やかに回収を求められる環境汚染物質
その回収に新品の石油製品であるポリプロピ

皮は用途があるが杉については堆肥化の試みが各地でなであるが，されているものの，用途開発がさほど進んでいないのがレン製品を用いることへの疑問である．ゴミをゴミで回実情でありこぅ）．こうした素材の有効活用が図れれば甚だ好収できればこれに超したことはなく，廃棄物の有効活用都合である．
そこで我々は，杉樹皮を原料に油吸着材を試作し，基であり循環型社会実現にもプラスである．

二つ針鼠 製品の製造，使用′ 処分という生涯を通じ本的吸油機能の検証を行うと共に，渦流出災害現場でのての環境負荷低減という点である．製造においては原料使用に適した形状の検討を行った．

が廃棄物である上，工程が単純で有害物質を生じない．

使用においては万m一，油吸着材自体の回収に失敗した場
2．実験および考察

合でも天然繊維製であれば白身が環境への大きな負荷とならない．処分においては，化学繊維に比し，燃焼条件2．1供試休の構造をさほど厳格に制御せずとも有害物質を排出しないこと

杉の樹皮は通常リングパーカーと呼ばれる回転刃によって原木より剥離され，粉末と繊維が混合された状態でがそれぞれ予測される．

産比される（Fig．1）

三つ目は，トータルコストの低減という点である．従−一般に油吸着材の場合，「ルース型」と呼ばれる粉末来の大量生産されている製品は相当安価であり，原材料価格が低いだけで製品価格をより安価に設定状のものを利用する場合もあるが，海洋への流出油の回することに−151−平成17年度 研究報告 大分県産業科学技術センター

収への使用は，油吸着材本体の回収が困難なため推奨さ水槽に投入したC星油（40Ⅰノ）またはムース化糾4軋）を包囲れていない′1），従って通常は，油吸着材科白体を不織布状し吸油させ（Fig．3），資機材を引き上げた．11abjelに示すに加工するか，或いは外包材で梱包したものをマット型，とおり，i−04A，ト02A とも大型のため作業に5〜6人をピロー型，ブーム型などの形状に加工して使用する。

要し，特に水中からの引上げ時は油と水を吸収して重量

今回の供試体は，杉樹皮繊維の外包材として綿のネッが増加しており相当の力を必要とした。

トを使用する構造としている．価格および強度の面では・・■一方，静水中での油の包囲および吸着自体に問題は無ポリエチレンやナイロン等が有利だが，先に述べたよう

く表面に浮遊する油の50〜70％程度を回収した．むしろ，に原料をすべて天然繊維とするため綿を用いている．まSBSの幅皇1Ⅵの軋 油包囲側の20〜30％程度しか吸油にた，通常の外包材として用いられる再生紙やポリマー製使用しておらず，あとの樹皮は乾いたままであり，明らシートでなく，ネットを用いたのは流出事故頻度が高くさ），かに樹皮量が多すぎ，結果的iこ作業性を損ねているとの被害の甚大なC重油を回収の主な対象と想定しているか結論に至った．

この反省を踏まえ，今年度第1回目は小型化を施すならである．
再生紙やポリマー製シートのような比較的目の細かいど形状面での検討を行い，作業性の改善に重点を置く方

ものは低粘度の油の吸収には問題ないが，C重油のよう向とした．

な高粘度油になると，外包材が油の通過を妨げ，吸着材幅をこれまでの 雲mから一気に50immに縮′j＼したS5本体へ到達できないことが予測される．−ルー方，外包材の（長さ10nl，厚さ 柑mm）に一っいては，作業性は劇的に目を内容物の繊維長より大きくすると吸着材が容易に散改善され，引上げ作業は1人の力で可能であった．−一方，逸し，本来の機能を果たせなくなる．即ち，高粘度油を吸油についてはA重油（呈．OL）を問題無く包囲・吸着し，回回収対象とする場合は可能な限り繊維長が大きい方が良収することが可能であったが（Fig．4），吸着材を多く充填い．ただし，繊維長を大きく取ると，吸油の重要な要素できない構造のため容易に飽和状態となる部位が生じた．

である繊維の表面積は一般的に小さくなるので，適正な特に流水中（0．1血s）の試験では飽和状態の部位から油が後範囲があると考えられる．

方に拡散し，油包囲の機能を果たさない現象が見られた．

そこで，上記要件に沿いかつ選別が比較的容易というまた，風，波などの外乱で簡単に油が潜り抜ける場面がことで杉樹皮の繊維長約1〜5cmのものを用い，網目観察され，油回収現場での使用はあまり現実的でない印

約4mmの綿製ネットで梱包した構造の供試体とした．

象を受けた．静水面上の薄い油膜包囲などの用途に限られると思われる．

2．2 実用化試験および考察

SlOについては，C重油（2．OL）を包囲することに問題は無く，オペレーション時の安定感は比較的あるものの，この油吸着材の実用化に向け，水槽における吸油状況，挙動を観察する試験を行った．基本的な吸油機能が確認

S5同様，外乱に弱い様子が観察され，現場での使用にはされたSBSを製品化する場合，実際の油流出現場で使用やや幅が小さい印象である．両者とも吸油が飽和状態にする際の最適な形状を検討する目的である．

達した部分で一一部，水中に沈降する現象が観察された．

試験は昨年度1999年2月，および今年度1999年7月，また，昨年度の試験で問題となった吸着材と油の接触9月の合計3回行い，その後，9月 27 日には海上保安関面積の小ささを解消すべく，形状を従来の平板状から円係者等にお集まり頂き，日本財団の主催で公開試験を行柱状としたブーム型（長さ12汀㍉ 直径150mm）についい，広く成果を公表する機会を得た．なお，試験は昨年ても検討を行った．軽量化のため中空とした別5Pと全度および今年度第1回目が㈱海洋開発技術研究所（佐賀充填型の別5の2種で，B15Pは円柱形状を保持するた県），第2回目および公開試験は海上災害防止センター

めに長さ方向の約1／3部分に，紙製のパイプ（￠150mm

研修所（神奈川県）の水槽で実施し，使用油は昨年度がx150mm）をブーム内側に設置してある．
2種ともにC重油（2月L）を問題無く包囲することが可

C重油（2，800cSt；9．5℃）およびムース化油（150，000cSt；9．5℃），第1回目がA重油（i7．6cSt；24℃）およびC壷油能であった（Fig．5）．使用後に切開したところ，鋸5P〔7）（900cSt；24℃），第2回目および公開試験がC重油（300cStこ

紙パイプ設置部では通常部に比べ吸油量が少ないことが判明した．内側を閉塞することにより，空気および水の25．2℃）である．

抜けが悪くなり油の吸入を阻害していると考えられる．

実用化試験の検討項目は，（1）作業性，（2）油包囲および吸油の状態，（3）吸油後の挙動が中心である．

通常離では外側から約半分の厚さまで油が浸透していた．

昨年度の試験では，幅1m，長さ12m，厚さを20mm，浮力については，B15Pの場合，投入直後で紙パイプ401T汀¶と変えた2種類の資機材を準備した（Fig．2）．実験用設置部断面の7割，通常部断面の5割程度が水面上に，−152㌦

平成＝年度 研究報告 大分県産業科学技術センター

24時間静置後で紙パイプ設置部断面の5割，通常部断参考文献面の3割程度が水面上にあった．一方，移動のためにラl）斉藤雅樹：杉樹皮で流出重油を回収する，月刊水，

フに曳航を行った後では，紙パイプ設置部以外で一一部水1999・8月号，p．20−23，1999

没するなど，急激に浮力を失う現象が観察された．B152）MasakiSaito，JqiiOuchi：Temporary Response System

については水面上部分の重量が影響するためか，一部水

fbr Viscous OilSpillbv Fishery Technique，1999

没する部分が見られた．

lnternationa10ilSpi11ConfヒrenceProceedings

3）奈良県林業試験場：木材加工技術ハンドブック，

以上より，ブーム型は油包囲に向くものの，吸油には別の形状が望ましいとの判断に達し，S5，S川の幅を大p．341−369、】991

4）海上災害防止センター：油防除資機材の性能の評価

きくした型を中心に次回試験を行うことと−した．

第2回目は，幅を250mm，5OOmmとしたS25（Fig．6），

及び再評価に関する調査研究報告書ⅠⅠ，p．25−64，1999

S50，また，ブーム直径を60mm としたB6，これの後

5）海上災害防止センター他：海上防災ハンドブックク

方にシートを付加したB6S14，これの波浪追随を考慮に

P．14−19，1996

入れシート部にスリットを入れたB6S14F（Fig．7），さらに，S50の全長を500mm として正方形にしたものをローープで連結したM50（Fig．8）の6種類の資機材について検討を行った．

波高5cm，波長3！nの波と流速0〜0．1m／sの流れのある中で試験を行ったところ，S25については〔二重油（1．5IJ）の包巨軋 吸油がほぼ完全に行え，作業性も1人でオペレー／ヨンが可能であ畑 実用に問題ないと判断された，S50についてはC重油（2．OL）の包囲，吸油に支障はないものの，1人での取り扱いにかなりの労を伴い作業性でやや劣った．
B6は小型軽量に過ぎ，水との接触面積が小さいことが災いし，C重油（l．OL）が供試体下方を容易に潜り抜ける現象が観察された．これに対し，B6S14は後方のシートが効を奏し，C重油（2．OL）の包囲，吸油をほぼ完全に行うことが出来た．柔軟性にやや劣ることから懸念された波への追随，曳航時の挙動なども問題は見られなかった．柔軟性を強化したB6S14Fは，後方のスリット部分からC重油（1．OL）が下方を容易に通過する現象が観察された，

また，M50は静水中での吸油に効果があり，3ユニット連結のものでC重油（1．OL）を問題なく回収した．
3． まとめ油流出事故現場（本試験のような穏かな水面等）での使用を想定した資機材の形状については，オペレーター1〜2名での取り扱いが可能なS25，S50，B6S14，k臆0の各タイプが適当であることが判明した．

4．謝辞

本研矧こ多大なるご支援を頂いた日本財団，C重油等サンプルをご提供償いた九州石油㈱，実験および資機材試作に尽力を頂いた大分大学，大分￣L業高等専門学校の学生の皆様に深く感喜射致しますー153−平成11年度 研究報告 大分県産業科学技術センター

Fig．1杉の樹皮

Fig。3 油包囲と吸油（C重油／ト4A）

Fig．2 ト2Aのサンプル

Fig．5 油包囲（C重油／B15P）
Fig，4 油包囲と吸油（C重油／S5）【154−平成11年度 研究報告 大分県産業科学技術センター

観察結果

浮力「実 験 名 芦 lモ言ル タイプ ‖ サイズ （nlm） 重量 （kg） （k釘m） 作 業 入 数 f吸油状況 】／油種 ⊇粘度 ⊆昨 1＝4A 芦シート 1 120 Ⅹ 26 ，6 良好／ 問題なし ☆重く作業性に問題あり 年 度 10 Ⅹ40至2・2 n C重油 叫房の20−30％しか吸油 に使用せ2800cSt

牛「青＝／ブこ 】 i 10 Ⅹ20 1．
．S25 l 巨シート 10 0 Ⅹ
S50ま シート10Ⅹ 2良好／ 問題なし慨好￣「第B6ブーム10Ⅹ．8 要改善／問題なし∫り〕】‖回1臣F ￠60 〔二重油 第1B6S4臣ブーム10Ⅹ3月田良好／∈問題なし【 ☆作業」性良好2【（充填）q♭60 ．34 C重油 ＋140Ⅹ町 30sCt
昨 1−2A シート 112000Ⅹ 13

珂房の20−30％ しか吸油に使用せず
ト良好／ 一 問題なし ☆重く作業性に問題あり

10000Ⅹ ≡ 0．5 ■ 1 良好／ 飽和吸油 ☆作業性良好
いゝ重油

1018cSt
位が沈 降 ☆容易iこ油を逃がす
6 良好／ ∈ 飽和吸油 ☆作業性良好】

C重油降2 要改善／ 問題なし ☆ブーム内の紙パイプが吹浦を妨げるF
C重油
場合あり
9（）OsCt80．7900sCt

4 良好／ 一部水面 ☆重く作業性に問題あり

16 】

第 B15Pブーム 〉12000Ⅹ

C 岳900s（二tロ 回 n 【 （パイプ） ￠150

21 良好／C塵洒
300sCt250Ⅹ

10【40．4C重油300sCtl≒ 【妄 （充填）0．18
1回 ∈☆作業性良好☆吸油に若手二の問題あり

300sCtノ：ナr▲ ーム 田 良好／ 臣問題なし ☆作業性良好 訂】 F芦J禁⊆ ＋1∴完讐1むF 臣 0。29≡【F 】 n c∵量感30sCt ま＋シート＊スリット部分から油を逃す

郵 B6S14 ∋ ブ（ストノト付）∃雇0】」 ‖Tabieユ S言きSレ′ノ特性（水槽実験〝）結果）−155−】〉〜

10000Ⅹ 2．9∃【