JP2001276610A

JP2001276610A - 油吸着材及びその製造方法

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Publication number: JP2001276610A
Application number: JP2000092867A
Authority: JP
Inventors: Hisayo Yasumoto; 尚代安本; Mikio Terada; 幹雄寺田; Hidenao Saito; 秀直斎藤
Original assignee: Rengo Co Ltd
Current assignee: Rengo Co Ltd
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2001-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】水分をほとんど吸着せず、油分のみを選択的
に吸着させて油吸着能を向上させると共に、使用後の焼
却処理が可能な油吸着材を提供することを目的とする。【解決手段】リグニン含有量が１５〜３０重量％であ
るリグノセルロース中の水酸基の一部に炭素数４〜７の
疎水性官能基を化学結合させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、油吸着材に関
し、詳しくは、リグノセルロースからなる油吸着材に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、河川や湖沼及び海洋への油分流出
による環境問題から、流出前の油分の回収・除去対策が
強く望まれている。すなわち、路上や床面への油分流出
時の回収対策、工場等での機械油、重油等の漏出時の回
収対策、並びに家庭やレストラン等での食用油の回収対
策を施して、汚染の発生を防止する必要がある。また、
産業排水や生活排水に浮遊懸濁する油の汚染も大きな問
題である。

【０００３】水に浮遊する油の回収除去に関しては、ポ
ンプによって水と油の混合水を汲み上げ、乳化剤により
油を中和する方法等さまざまな方法が知られている。こ
れらの中で吸着材によって浮遊する油を吸い取り、回収
除去する方法、例えば、吸油材に油分を吸着させ、焼却
する方法が最も簡単な方法である。

【０００４】ここで使用される吸油材としては、木材パ
ルプ、やしがら繊維、カポック繊維、綿等の天然植物系
吸油材、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリ
エステル繊維等の合成繊維系吸油材、発泡ポリウレタン
フォーム等の発泡樹脂系吸油材、疎水性繊維等の疎水性
多孔質基材に吸油剤を担持させた吸油材等が知られてい
る。

【０００５】しかし、水に浮遊する油の吸着材として用
いるものとしては、親油性に優れる一方、疎水性にも優
れるものでなくてはならない。このような性質をもつも
のとして上記のポリプロピレン等の合成樹脂系が広く用
いられている。また、東南アジアに生育するカポックの
種子の毛は疎水性に富み、親油性に富むことから、これ
をポリエチレンやポリプロピレンで接着固定したものが
特公昭６０−８０３３号公報に開示されている。さら
に、天然物系として親水性のリグノセルロース物質を有
機シランによってしたものが特公昭４４−２３７０２号
公報に開示され、木材粗砕細片をサイジング処理し、表
面にパラフィンワックス被覆を形成させたものが特公昭
５４−１５２７９号公報に開示されている。さらにま
た、天然パルプをリン酸化し、多価金属塩を結合させて
パラフィンワックスを定着させたものが特公昭６０−５
１３８６号公報に開示され、セルロース系繊維を炭化し
たものが特許第２５９４５０７号公報に開示されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】吸油材としては、単に
吸着力が優れるのみならず、原料の供給に不安がなく、
製造方法が簡単で、使用後の廃棄にも優れるものである
ことが必要である。しかしながら、上記のポリプロピレ
ンやポリウレタン等の合成樹脂系のものは、使用後の廃
棄に際し特別な炉を必要とし、また、埋め立てるにして
もなかなか腐らないという問題を有する。さらに、上記
のカポック綿のように天然物であっても、輸入品である
場合には、原料の安定供給に不安がある。

【０００７】また、上記の親水性のリグノセルロース物
質を疎水処理したものは、天然物そのままでは油吸着材
として有効ではなく、撥水性機能を特別に付与しなくて
はならない。この撥水加工の際にフッ素化合物、シリコ
ン系化合物、ワックス系化合物を用いると繊維表面に被
膜を作ってしまい、水の吸着性能は低下するものの、同
時に繊維自体に油が吸着することも阻害し、油の吸着性
能をも低減させてしまう問題点を有する。

【０００８】そこで、この発明は、水分をほとんど吸着
せず、油分のみを選択的に吸着させて油吸着能を向上さ
せると共に、使用後の焼却処理が可能な油吸着材を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、リグニン含
有量が１５〜３０重量％であるリグノセルロース中の水
酸基の一部に炭素数４〜７の疎水性官能基を化学結合さ
せることにより、上記の課題を解決したのである。

【００１０】所定のリグノセルロース中の水酸基の一部
に疎水性官能基を結合させて疎水化させたので、パルプ
表面に皮膜を作ってしまうことはない。このため、水の
侵入を防止するとともに、油を吸着させることができ
る。

【００１１】また、リグノセルロースを原料に用いるの
で、原料供給の不安がなく、使用後の焼却処理が容易で
ある。さらに、リグノセルロースの水酸基と疎水性官能
基の反応を容易に行うことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を説明
する。

【００１３】この発明にかかる油吸着材は、リグノセル
ロース中の水酸基の一部に疎水性官能基を化学結合させ
たものである。

【００１４】上記リグノセルロースとは、リグニンを付
随したセルロースをいい、このリグニンの含有量は、１
５〜３０重量％がよい。リグニン量が１５重量％未満で
は、上記疎水性官能基を化学結合させても十分な疎水性
が得られず、水の吸着量が増加してしまう。また、３０
重量％を越えるようなリグノセルロースを調製すること
はパルプの主成分であるセルロースを分解することにほ
かならないため、実用的でない。

【００１５】上記リグノセルロースを含有するものとし
ては、低品位パルプや脱墨処理されていない古紙等があ
げられる。上記低品位パルプの例としては、サーモメカ
ニカルパルプ（ＴＭＰ）、セミケミカルパルプ（ＳＣ
Ｐ）、未漂白クラフトパルプ（ＵＫＰ）等やこれらの混
合物があげられる。

【００１６】上記疎水性官能基とは、上記リグノセルロ
ースに疎水性を与えるための官能基をいい、炭素数４〜
７の疎水性官能基がよい。炭素数が４つ未満では、疎水
性の効果が減少し、炭素数が７つを超えると、得られる
油吸着材の生分解性が十分で無くなると共に、この疎水
性官能基の上記パルプへの反応性が低下し、十分な反応
物が得られなくなる場合がある。

【００１７】この疎水性官能基の例としては、ブチリル
基、イソブチリル基、サクシニル基、ピバロイル基、ベ
ンゾイル基、ベンジル基等があげられる。また、この疎
水性官能基を有する化合物としては、これらの疎水性官
能基を有するハロゲン化物や酸無水物があげられる。

【００１８】上記疎水性官能基が上記リグノセルロース
に結合される量は、１０〜２０重量％が好ましい。１０
重量％より少ないと、疎水性を十分に付与することがで
きない場合があり、２０重量％を越えるものを調製する
には試薬の量を大過剰にしなくてはならず、経済的に好
ましくない。

【００１９】この発明にかかる油吸着材によって吸着さ
れる油とは、疎水性液体をいい、具体例としては、サラ
ダ油等の高級脂肪酸エステル類、機械油や重油等の長鎖
の炭化水素等があげられる。

【００２０】この発明にかかる油吸着材は、繊維状のま
まで使用できるが、その他、これを破砕して粉状や粒子
状として不織布製の袋に充填したり、抄紙や不織布の製
造法等によりシート状にして使用することができる。

【００２１】次に、この発明にかかる油吸着材の製造方
法について説明する。

【００２２】まず、リグニンを１５〜３０重量含有する
低品位パルプ等のリグノセルロースを細胞の基本形態を
残したまま物理的に解繊又は粉砕して繊維を嵩高にす
る。そして、これを上記の炭素数４〜７の疎水性官能基
を有する化合物を反応させる。これにより、上記低品位
パルプ等のリグノセルロースの水酸基の一部に、上記疎
水性官能基が１０〜２０重量％結合される。これによ
り、油吸着材が製造される。

【００２３】この発明にかかる油吸着材は、原料のリグ
ノセルロースである繊維状木質材料にある仮導管や導管
等の大きな孔や小さな壁孔からなる細胞の基本形態が残
存する。このため、この孔隙に油や水等が捕捉される。
また、リグノセルロースは多くの水酸基を有し、この水
酸基の一部に疎水性官能基を導入する。これらにより、
吸油性能、疎水性を発揮することが可能となる。

【００２４】また、リグニンは、疎水性を有するが、こ
の発明にかかる油吸着材は、リグノセルロースを原料と
している。このリグニンはセルロースと物理結合又は化
学結合しているが、この結合強度は大きく、過酷な使用
条件下でも溶出せず、化学的にも安定である。このた
め、上記疎水性官能基が結合される水酸基のうち、リグ
ニンの水酸基に結合される量が多くなると、油に対する
親和性をより向上させることができる。

【００２５】

【実施例】以下、この発明を実施例を用いてより詳細に
説明する。なお、下記において、特に規定していない場
合は、「％」は「重量％」を意味する。

【００２６】（実施例１）物理的に解繊、粉砕し、１０
５℃で乾燥したリグニン含有量が２７．５％のＴＭＰ
２．０ｇを三角フラスコにとり、ピリジン１００ｍｌに
浸漬し、２５℃で３０分間振盪した。そして、塩化ピバ
ロイルをパルプ重量の１．５倍量加え、室温で１８時間
攪拌し、反応させた。その後、ろ別、水洗、乾燥して油
吸着材を得た。この油吸着材には、リグニンが２５．５
％含まれていた。

【００２７】得られた油吸着材を不織布の袋に封入し、
植物油（日清製油社製：サラダ油）の液面に５分間静置
した。その後、これを取り上げてキムタオル上に５分間
放置して重量測定し、油吸着材１ｇあたりの吸油量
（ｇ）を測定し、吸油率を算出した。その結果を表１に
示す。

【００２８】また、植物油の代わりにイオン交換水を用
いた以外は、上記の吸油率の測定方法にしたがって、吸
水率を測定した。その結果を表１に示す。

【００２９】さらに、得られた油吸着材中の疎水性官能
基量の定量は、下記の方法で行った。具体的には、試料
の油吸着材１．０ｇにエタノール３ｍｌを加え、さらに
０．５Ｎ−水酸化カリウム・エタノール標準液２０ｍｌ
を加え、５０℃の水浴上で１時間加温した。その後放冷
し、フェノールフタレインを指標とし、過剰の水酸化カ
リウムを０．５Ｎ−ＨＣｌで滴定し、遊離したピバロイ
ル基量を算出した。その結果を表１に示す。

【００３０】（実施例２）物理的に解繊、粉砕し、１０
５℃で乾燥したリグニン含有量が２７．５％のＴＭＰ
２．０ｇを三角フラスコにとり、ピリジン１００ｍｌに
浸漬し、２５℃で３０分間振盪した。そして、塩化ピバ
ロイルをパルプ重量の１８倍量加え、４０℃加温下で３
時間攪拌し、反応させた。その後、ろ別、水洗、乾燥し
て油吸着材を得た。この油吸着材には、リグニンが２
５．５％含まれていた。

【００３１】この油吸着材を用いて実施例１と同様の方
法にしたがい、吸油率、吸水率、疎水性官能基量の定量
を行った。その結果を表１に示す。

【００３２】（実施例３）物理的に解繊、粉砕し、１０
５℃で乾燥したリグニン含有量が２７．５％のＴＭＰ
２．０ｇを三角フラスコにとり、ピリジン１００ｍｌに
浸漬し、２５℃で３０分間振盪した。そして、塩化ピバ
ロイルをパルプ重量の１８倍量加え、５０℃加温下で３
時間攪拌し、反応させた。その後、ろ別、水洗、乾燥し
て油吸着材を得た。この油吸着材には、リグニンが２
５．５％含まれていた。

【００３３】この油吸着材を用いて実施例１と同様の方
法にしたがい、吸油率、吸水率、疎水性官能基量の定量
を行った。その結果を表１に示す。

【００３４】（実施例４）物理的に解繊、粉砕し、１０
５℃で乾燥したリグニン含有量が２７．５％のＴＭＰ
２．０ｇを三角フラスコにとり、ピリジン１００ｍｌに
浸漬し、２５℃で３０分間振盪した。そして、塩化ピバ
ロイルをパルプ重量の１８倍量加え、６０℃加温下で３
時間攪拌し、反応させた。その後、ろ別、水洗、乾燥し
て油吸着材を得た。この油吸着材には、リグニンが２
５．５％含まれていた。

【００３５】この油吸着材を用いて実施例１と同様の方
法にしたがい、吸油率、吸水率、疎水性官能基量の定量
を行った。その結果を表１に示す。

【００３６】また、得られた油吸着材をＦＴ−ＩＲにか
けた。その結果、１７００ｃｍ^-1付近の共役カルボニル
基のピークの増加が確認され、３４００ｃｍ^-1付近の水
酸基のピークの減少が確認された。これらから、ピバロ
イル化が進行していることが確認された。

【００３７】（実施例５）塩化ピバロイルを塩化ベンジ
ルに変えた以外は、実施例１と同様にして油吸着材を調
製した。この油吸着材を用いて実施例１と同様の方法に
したがい、吸油率、吸水率、疎水性官能基量の定量を行
った。その結果を表１に示す。

【００３８】（比較例１）ＴＭＰをリグニン含有量５％
のＮＵＫＰに変えた以外は、実施例１と同様にして油吸
着材を調製した。この油吸着材を用いて実施例１と同様
の方法にしたがい、吸油率、吸水率、疎水性官能基量の
定量を行った。その結果を表１に示す。

【００３９】（比較例２）ＴＭＰをリグニン含有量０％
のＮＵＫＰに変えた以外は、実施例１と同様にして油吸
着材を調製した。この油吸着材を用いて実施例１と同様
の方法にしたがい、吸油率、吸水率、疎水性官能基量の
定量を行った。その結果を表１に示す。

【００４０】（比較例３）塩化ピバロイルを無水酢酸に
変えた以外は、実施例１と同様にして油吸着材を調製し
た。この油吸着材を用いて実施例１と同様の方法にした
がい、吸油率、吸水率、疎水性官能基量の定量を行っ
た。その結果を表１に示す。

【００４１】（比較例４）疎水性官能基を化学結合して
いない実施例１のＴＭＰを油吸着材とした。この油吸着
材を用いて実施例１と同様の方法にしたがい、吸油率及
び吸水率の定量を行った。その結果を表１に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】（実施例６）実施例で用いたＴＭＰと、実
施例１で得られた油吸着材とを７．５：２．５（重量
比）で混合し、抄紙した。得られた油吸着シートを用い
て実施例１と同様の方法にしたがい、吸油率及び吸水率
を測定を行った。その結果を表２に示す。

【００４４】（実施例７）実施例で用いたＴＭＰと、実
施例１で得られた油吸着材とを５：５（重量比）で混合
し、抄紙した。得られた油吸着シートを用いて実施例１
と同様の方法にしたがい、吸油率及び吸水率を測定を行
った。その結果を表２に示す。

【００４５】（比較例５）実施例で用いたＴＭＰのみを
用いて抄紙した。得られたシートを用いて実施例１と同
様の方法にしたがい、吸油率及び吸水率を測定を行っ
た。その結果を表２に示す。

【００４６】

【表２】

【００４７】

【発明の効果】この発明によれば、リグノセルロース中
の水酸基の一部に疎水性官能基を結合させて疎水化させ
たので、パルプ表面に皮膜を作ってしまうことはない。
また、リグノセルロースの細胞の基本形態が存在するた
め、油を溜める仮導管、導管、壁孔等が存在する。これ
らのため、得られた油吸着材は、疎水性、撥水性、吸油
性を発揮することができる。

【００４８】また、原料がリグノセルロース等の繊維状
木質材料なので、原料供給の不安がなく、使用後の焼却
処理が容易となる。

【００４９】さらに、リグノセルロースの水酸基と疎水
性官能基の反応を容易に行うことができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者斎藤秀直福井県坂井郡金津町自由ケ丘１丁目８番10 号レンゴー株式会社福井研究所内Ｆターム(参考） 4D024 AA04 AB06 BA19 BB01 BB03 BC04 4D051 AA01 AB07 AB09 EA06 EA12 EB03 EB10 EC04 EC06 EC09 4G066 AB05A AB05B AB09B AC02B AD08B AE04B BA36 CA05 DA08 FA11 FA37

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リグニン含有量が１５〜３０重量％であ
るリグノセルロース中の水酸基の一部に炭素数４〜７の
疎水性官能基を化学結合させた油吸着材。
【請求項２】上記疎水性官能基がピバロイル基である
請求項１に記載の油吸着材。
【請求項３】上記疎水性官能基の上記リグノセルロー
スに対する結合量が１０〜２０重量％である請求項１又
は２に記載の油吸着材。
【請求項４】リグニンを１５〜３０重量％含有する低
品位パルプに、炭素数４〜７の疎水性官能基を有する化
合物を反応させ、上記疎水性官能基を上記低品位パルプ
に１０〜２０重量％結合させる油吸着材の製造方法。