JP2004033838A

JP2004033838A - 油吸着シート

Info

Publication number: JP2004033838A
Application number: JP2002191756A
Authority: JP
Inventors: Mika Ueki; 植木　美賀
Original assignee: Asahi Kasei Life and Living Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 2002-07-01
Filing date: 2002-07-01
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】厨房や食品加工工場等の排水中に含まれる油脂の吸着に適した、吸油性能が高い油吸着シートの提供。
【解決手段】繊維径が１〜２０ｄｔｅｘであるポリオレフィン系樹脂繊維からなる密度が０．０２〜０．１０ｇ／ｃｍ^３　の油吸着シートにおいて、厚みが１〜５ｍｍである繊維層がシートの流れ方向に垂直な方向から１５度以上傾斜して積層された構造を有することを特徴とする油吸着シート。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は油吸着シートに関し、特に厨房や食品加工工場等の排水中に含まれる油脂（グリース）の分離除去に適した油吸着シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
海難事故で流出した原油や機械油、厨房や食品加工工場等の排水に含まれる動植物油を吸着させる油吸着シートが既に数多く提案されている（例えば特開平６−２７７６５７号公報、特開２０００−５５９７号公報等）。これらの油吸着シート（従来の油吸着シート）の動植物油に対する油吸着性能は、約３〜５ｋｇ／ｍ^２　である。
これらの油吸着シートは、厨房や食品加工工場等の排水中に含まれる油脂（グリース）を分離除去する目的で設置されているグリーストラップ中に溜まった油脂の除去作業に利用すると作業が簡便化され、作業時間が大幅に短縮できるメリットが大きいはずであるが、実状はあまり利用されていない。
その理由として、グリーストラップに溜まった油脂量が従来の油吸着シートの油吸着性能を上回っていることがあげられる。
【０００３】
グリーストラップに溜まる油脂の量は各事業所の規模によって異なるが、ある社員食堂では長さが８００ｍｍ、幅４００ｍｍ、深さが４５０ｍｍで容量が１００リットルである３槽式のグリーストラップを利用しており、清掃後１日で第２槽（長さが約３７０ｍｍ：水面の面積が約０．１５ｍ^２）に油脂が約１．５ｋｇ分離浮上して溜まっていた。
従来の油吸着シートをグリーストラップの第２槽のサイズに合わせて切って溜まった油脂の上にかぶせて油脂を吸着させようとしても、１枚では全てを吸着させることが出来ず何枚も使用する必要があり、手間の面からも、コストの面からも問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、厨房や食品加工工場等の排水中に含まれる油脂の吸着に適した、吸着性能の高い油吸着シートを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討した結果、構成する繊維層の材質及び折り畳み構造を改良することにより、油吸着性能が高められた油吸着シートが得られることを見出し、本発明の完成に至った。すなわち、本発明は、繊維径が１〜２０ｄｔｅｘであるポリオレフィン系樹脂繊維からなる密度が０．０２〜０．１ｇ／ｃｍ^３　の油吸着シートにおいて、厚みが１〜５ｍｍである繊維層がシートの流れ方向に垂直な方向から１５度以上傾斜して積層された構造を有することを特徴とする油吸着シートである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下本発明について、特にその好ましい態様を中心に、詳細に説明する。
本発明の油吸着シートに用いられるポリオレフィン系樹脂繊維としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン系共重合体、プロピレン系重合体等の繊維が挙げられる。特に比重（２３℃）が１．０未満のものの場合水に浮くため、グリーストラップ内の水面に浮かんだ油を取るのに好ましい。また、ポリプロピレン樹脂を芯、ポリエチレン樹脂を鞘にした芯鞘構造の繊維は、サーマルボンド法等で繊維間を熱接着することが容易であるため好ましく用いることが出来る。また、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン系共重合体、プロピレン系重合体の繊維とポリプロピレン樹脂を芯、ポリエチレン樹脂を鞘にした芯鞘構造の繊維を混ぜても良い。
【０００７】
上記ポリオレフィン系樹脂繊維は、繊維径（異なる繊維径の繊維を混綿する場合は、その平均繊維径）が１〜２０ｄｔｅｘである。繊維径が１ｄｔｅｘ未満では２００ｍＰａ・ｓを越える様な高粘度油の油吸着能力に劣り、２０ｄｔｅｘを超えると、８０ｍＰａ・ｓ未満の低粘度油の油吸着能力に劣る。好ましくは２．２ｄｔｅｘ〜１８ｄｔｅｘである。
本発明の油吸着シートは、上記ポリオレフィン系樹脂繊維を、カーディング装置、エアレイド装置、スパンボンド装置等によりシート状に集積したポリオレフィン系樹脂繊維層（以下繊維層と略す）により構成される。この繊維層の厚みは１ｍｍ〜５ｍｍである。
【０００８】
繊維層の厚みが１ｍｍより薄いと、繊維層内で油を保持できる三次元空間が少なくなり油吸着量が１０．０ｋｇ／ｍ^２より少なくなり、５ｍｍよりも厚いと油が繊維層内部へ浸透しづらく時間がかかるうえ、更には油と接触する繊維面積が減少するため油吸着量は１０．０ｋｇ／ｍ^２より少なくなる。以上のことから、繊維層の厚みは１ｍｍ〜５ｍｍである必要性がある。好ましくは１〜３ｍｍである。
【０００９】
本発明の油吸着シートは、上記ポリオレフィン系樹脂繊維の繊維層が蛇腹状に折り畳まれている。本発明の油吸着シートの構造について図１を用いて説明する。
図１は本発明の油吸着シートの構造を示す斜視図であり、図中に油吸着シートの流れ方向、シートの幅方向、垂直方向（シートの厚み方向）を指す座標を示した。また、１は油吸着シート、２は繊維層、３はスリットを示している。本発明の油吸着シートのポリオレフィン系樹脂繊維層は、蛇腹状に折り畳まれ、流れ方向に垂直な方向から１５度以上傾斜して積層されており、シートの流れ方向と平行な表面に繊維層のスリットが出現する。このスリットは、表面張力の高い油がシート内部に浸透するのを助ける働きがあると考えられ、その結果油吸着量が高くなると推測される。
【００１０】
本発明では、蛇腹状に折り畳まれた油吸着シートの繊維層が、シート流れ方向に垂直な方向から傾斜している角度を繊維層角度（θ）と言う。この繊維層角度が１５度未満の場合、油吸着量が低く、実用評価も満足できるものではない。
本発明の油吸着シートの密度は、油吸着量（Ｏａ）と吸油放出量（Ｒｓ）のバランスから、密度０．０２ｇ／ｃｍ^３　〜０．１ｇ／ｃｍ^３　である。油吸着シートの密度が０．０２ｇ／ｃｍ^３未満では、油の保持性能が不十分であり、油吸着量に対し約３０％の油を放出してしまうことがある。また、密度０．１ｇ／ｃｍ^３　超えると、シートが固くなり過ぎ、グリーストラップへの挿入時や廃棄時の作業性が悪くなる。
【００１１】
繊維層がシートの流れ方向に対し傾斜して積層された構造を有するシートを製造する方法としては、ＥＰ０５１６９６４Ｂ１公報で提案されている方法が例示でき、その製造装置としてはＳＡＮＴＥＸ社のＷＡＶＥ　ＭＡＫＥＲやＦＯＲ社の装置を例示できる。上記ＥＰ公報で提案されている方法は、繊維層がフィードディスクスと呼ばれる供給装置を介して歯車状のコンプレッションスパイクスに流れて行き、このコンプレッションスパイクスが回転することにより流れ方向に垂直な方向へ繊維層が積層され形成される。
【００１２】
本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
以下に、実施例に記載した特性値の測定法および評価法をまとめて記す。
（１）油吸着シートの目付（Ｍ：ｇ／ｍ^２）
１０ｃｍ×１０ｃｍの大きさに５枚切り出し、その質量測定の平均値から目付（Ｍ）を求めた。
（２）油吸着シートの厚み（ｔ：ｍｍ）
倍率が２５〜５０倍の拡大率をもつ顕微鏡で油吸着シートの断面写真を５箇所撮り平均厚み（ｔ）を求めた。
（３）繊維層の厚み（ｔ２：ｍｍ）
積層された繊維層間を繊維層が崩れない様に注意しながら手で剥がし、倍率が２５〜５０倍の拡大率をもつ顕微鏡で断面写真を１０箇所撮り平均厚み（ｔ２）を求めた。
（４）繊維層角度（θ：度）
倍率が２５〜５０倍の拡大率をもつ顕微鏡でシート断面を写真を２箇所撮りシート流れ方向に垂直方向から傾斜している角度を、繊維層厚み方向中央部近傍の直線域で１０箇所計り平均角度（θ）求めた。
【００１３】
（５）油吸着量（Ｏａ）
油吸着シートから１０ｃｍ×１０ｃｍのサンプルを切り出しその質量（ｗ１）（ｇ）を測定した後、幅２２０ｍｍ×奥行２７５ｍｍ×高さ４５ｍｍのステンレス製バットに日清製油（株）製日清サラダ油とラードを１：１の比率で混ぜたものを２リットル入れ、２０〜３０℃に保った油（深さ約３５ｍｍ）の上に静かに浮かべて５分間放置した。その後直ちにサンプルを取り出し、呼び寸法が１６ｍｍのステンレス製ふるいの上に５分間放置し、再度質量（ｗ２）（ｇ）を測定した。（ｗ２−ｗ１）を０．１倍して単位面積当たりの飽和吸油量（Ｏａ：ｋｇ／ｍ^２）を求めた。
油を吸着させる時間を５分にしたのは、吸着させる時間を変化させて油の吸着量を測定したところ殆どのサンプルが約３分程度で飽和することが分かったので余裕をみて５分とした。
【００１４】
（６）油放出量（Ｒｓ）
上記飽和吸油量の測定で、サンプルを取り出し、呼び寸法が１６ｍｍのステンレス製ふるいの上に５分間放置した時にサンプルから放出する油重量を測定し、油放出量（Ｒｓ）を求めた。
（７）実用性能
・評価方法
水を満たした３槽式のグリース阻集器の内、長さ約４０ｃｍ、幅約３７ｃｍ、深さ約６０ｃｍの中央の槽にサラダ油とごま油とラードと水が５：３：３：１の混合物を２００℃で約３０分間熱して酸化させた油脂を１．５ｋｇ浮かべて、４０ｃｍ×３０ｃｍに切り出した油吸着シートサンプルを油脂分の上にかぶせて２分間放置させた後、油吸着シートを５寸釘を指した棒で引っかけて除去した。この時の観察結果を以下の基準に従い判定した。

【００１５】
【実施例１】
４．４ｄｔｅｘでカット長が５１ｍｍの芯がポリプロピレンで鞘がポリエチレンである芯鞘構造を有する繊維が１００重量％の綿を池上機械社製のカーディング装置に１００ｋｇ／時間投入して繊維層を形成させた後、ＳＡＮＴＥＸ社製ＷａｖｅＭａｋｅｒにてシートを形成し、更に１１０℃に設定された熱風トンネルを通して、芯鞘構造を有する繊維によって融着させて厚みが１１ｍｍの総目付が４００ｇ／ｍ^２　シートを作成した。このシートの断面構造は、約２ｍｍの厚みの繊維層がシートの流れ方向に対して垂直方向から３０度傾いて積層された構造を有していた（Ｒｕｎ．Ｎｏ．１）。
【００１６】
【比較例１】
４．４ｄｔｅｘでカット長が５１ｍｍの芯がポリプロピレンで鞘がポリエチレンである芯鞘構造を有する繊維が１００重量％の綿を池上機械社製のカーディング装置に１００ｋｇ／時間投入して繊維層を形成させた後、フェラー社製ニードルパンチ装置（針：ノーマル＃４０）にて、厚みが２．５ｍｍ、総目付１８０ｇ／ｍ^２　のシートを作成した（Ｒｕｎ．Ｎｏ．２）。
実施例１（Ｒｕｎ．Ｎｏ．１）と比較例１（Ｒｕｎ．Ｎｏ．２）のシートの評価結果を表１に示す。
比較例１（Ｒｕｎ．Ｎｏ．２）の油吸着量が３．６ｋｇ／ｍ^２であるのに対し実施例１（Ｒｕｎ．Ｎｏ．１）の油吸着量は１２．０ｋｇ／ｍ^２であった。この結果、比較例１に対し３倍以上の高い油吸着量であった。また、実用評価の方法に従って実際にグリーストラップに溜まった油脂を吸着させたところ、本発明の油吸着シートであるＲｕｎ．Ｎｏ．１は、直ちにシート全面から油がシート内部へスリットに沿って浸透してゆき、シート全体均一に吸収し、グリーストラップ内の油を殆ど吸収する事が出来た。また、油垂れが少なく作業性が大変よかった。これに対し、従来の油吸着シートであるＲｕｎ．Ｎｏ．２では吸油しきれずにグリーストラップ内に油が残ってしまった。そのうえ、液垂れが多く、更にはグリーストラップ内に均一に広げないと油とシート界面に空気層ができ、吸収ムラが発生する等作業性が悪かった。
【００１７】
【実施例２】
２７．５ｄｔｅｘでカット長が５１ｍｍのポリプロピレン繊維が６５重量％と４．４ｄｔｅｘでカット長が５１ｍｍの芯がポリプロピレンで鞘がポリエチレンである芯鞘構造を有する繊維が３５重量％とからなる混綿より、実施例１と同様の方法で、厚みが１１ｍｍの総目付が５００ｇ／ｍ^２　シートを作成した（Ｒｕｎ．Ｎｏ．３）。このシートの断面構造は、約２ｍｍの厚みの繊維層がシートの流れ方向に対して垂直方向に３０度傾いて積層された構造を有していた。
目付５００ｇ／ｍ^２にした実施例２（Ｒｕｎ．Ｎｏ．３）の油吸着量（Ｏａ）は、１５．０ｋｇ／ｍ^２であり、目付の増加分に比例して油吸着量（Ｏａ）が増加することが確認できた。
それに対して、比較例１と同様の方法で作成した目付４００ｇ／ｍ^２、５００ｇ／ｍ^２の従来のシートの油吸着量（Ｏａ）を測定したところ、それぞれ４．０ｋｇ／ｍ^２、４．９ｋｇ／ｍ^２であり油吸着シートの目付（Ｍ）と油吸着量（Ｏａ）とは比例しなかった。従来の油吸着シートの目付（Ｍ）と油吸着量（Ｏａ）の相関を求めると、式（１）となる。
ｙ≒−３×１０^−５Ｍ^２＋０．０２５Ｍ　　　（１）
この実験結果から、従来の技術では油吸着シートの目付（Ｍ）が４００ｇ／ｍ^２以上においては油吸着量が飽和に達してそれ以上向上しないことが分かった。
【００１８】
【実施例３】
７．７ｄｔｅｘでカット長が５１ｍｍのポリプロピレン繊維が５０重量％と４．４ｄｔｅｘでカット長が５１ｍｍの芯がポリプロピレンで鞘がポリエチレンである芯鞘構造を有する繊維が５０重量％とからなる混綿を、カーディング装置への投入量を５０ｋｇ／時間（Ｒｕｎ．Ｎｏ．４）と２５０ｋｇ／時間（Ｒｕｎ．Ｎｏ．５）とした外は製造条件を実施例１と同様の方法で形成し、コンプレッションスパイクスの深さを調整して厚み１１ｍｍ、総目付４００ｇ／ｍ^２　シートを作成した。Ｒｕｎ．Ｎｏ．４はｔ２＝１ｍｍ、θ＝３０度、Ｒｕｎ．Ｎｏ．５はｔ２＝５ｍｍ、θ＝３０度であった。
【００１９】
【比較例２】
維度が２７．５ｄｔｅｘでカット長が５１ｍｍのポリプロピレン繊維が６５重量％と維度が４．４ｄｔｅｘでカット長が５１ｍｍの芯がポリプロピレンで鞘がポリエチレンである芯鞘構造を有する繊維が３５重量％とからなる混綿をカーディング装置への投入量を３５０ｋｇ／時間とした外は製造条件を実施例１と同様の方法で厚み７ｍｍ、総目付２００ｇ／ｍ^２　シートを作成した（Ｒｕｎ．Ｎｏ．６）。この油吸着シートは、ｔ２＝０．５ｍｍ、θ＝２５度であった。また、カーディング装置への投入量を３００ｋｇ／時間としてコンプレッションスパイクスの深さを調整した以外はＲｕｎ．Ｎｏ．６と同じ方法で厚み２０ｍｍ、総目付６００ｇ／ｍ^２　シートを作成した（Ｒｕｎ．Ｎｏ．７）。この、油吸着シートは、ｔ２＝６ｍｍ、θ＝３０度であった。
実施例３（Ｒｕｎ．Ｎｏ．４，５）と比較例２（Ｒｕｎ．Ｎｏ．６，７）のシートの評価結果を表２に示す。
【００２０】
実施例３のＲｕｎ．Ｎｏ．４の油吸着シートでは繊維層厚みが１ｍｍで油吸着量は１２．０ｋｇ／ｍ^２、Ｒｕｎ．Ｎｏ．５の油吸着シートで繊維層厚みが５ｍｍで１０．０ｋｇ／ｍ^２と高い油吸着量であり実用評価テストにおいても優れていた。比較例２のＲｕｎ．Ｎｏ．６の油吸着シートでは繊維層厚みが０．５ｍｍで油吸着量は６．０ｋｇ／ｍ^２で、Ｒｕｎ．Ｎｏ．７の油吸着シートで繊維層厚みが６ｍｍで９．０ｋｇ／ｍ^２であった。このことから、繊維層の厚みが１ｍｍより薄いと、油吸着量が１０．０ｋｇ／ｍ^２より少なくなり、５ｍｍよりも厚くても、１０．０ｋｇ／ｍ^２より小さかった。また、実用評価においても油を全て取ることができなかった。
【００２１】
【実施例４】
実施例１の方法で作成したシートを２本の熱ロールの間を通して厚みが６ｍｍ総目付が４００ｇ／ｍ^２　のシートを作成した（Ｒｕｎ．Ｎｏ．８）。この油吸着シートは、ｔ２＝２ｍｍ、θ＝１５度であった。
２７．５ｄｔｅｘでカット長が５１ｍｍのポリプロピレン繊維が６５重量％と４．４ｄｔｅｘでカット長が５１ｍｍの芯がポリプロピレンで鞘がポリエチレンである芯鞘構造を有する繊維が３５重量％とからなる混綿を、カーディング装置への投入量１５０ｋｇ／時間とした外は実施例１と同様の方法で形成し、コンプレッションスパイクスの深さを調整して厚み２２ｍｍ総目付５００ｇ／ｍ^２　シートを作成した（Ｒｕｎ．Ｎｏ．９）。この油吸着シートは、ｔ２＝３ｍｍ、θ＝６０度であった。
実施例４（Ｒｕｎ．Ｎｏ．８，９）と比較例１（Ｒｕｎ．Ｎｏ．２）のシートの評価結果を表３に示す。
実施例４、Ｒｕｎ．Ｎｏ．８及びＲｕｎ．Ｎｏ．９の油吸着シートは、それぞれ繊維角度（θ）が１５度及び６０度で、吸油性能もそれぞれ１４及び１２ｋｇ／ｍ^２であり、実用評価においても十分な油吸着量を得る事が出来た。
これに対して、従来技術の吸油シートの一例である比較例１（Ｒｕｎ．Ｎｏ．２）では、繊維層をシートの流れ方向に対し水平に積層し成形加工を施していることから、繊維層角度は理論上０度である。よって油吸着量も３．６ｋｇ／ｍ^２と低く、実用評価も満足できるものではなかった。
【００２２】
【表１】

【００２３】
【表２】

【００２４】
【表３】

【００２５】
【発明の効果】
本発明の油吸着シートは、グリーストラップに溜まった動植物油を有効に吸着する、具体的には、本発明の油吸着シートは、油吸着性能を１０．０ｋｇ／ｍ^２　以上とすることもできる。
尚、本油吸着シートはグリース阻集器用油吸着シートだけでなく、海難事故や地上での運搬、貯蔵中に流出した油あるいは作業中に漏出した油を除去する用途にも利用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の油吸着シートの例を示す断面模式図。
【符号の説明】
１　油吸着シート
２　ポリオレフィン系樹脂繊維層
３　スリット

Claims

繊維径が１〜２０ｄｔｅｘであるポリオレフィン系樹脂繊維からなる密度が０．０２〜０．１０ｇ／ｃｍ^３　の油吸着シートにおいて、厚みが１〜５ｍｍである繊維層がシートの流れ方向に垂直な方向から１５度以上傾斜して積層された構造を有することを特徴とする油吸着シート。