JP3710278B2

JP3710278B2 - 油吸着材

Info

Publication number: JP3710278B2
Application number: JP07631998A
Authority: JP
Inventors: 治夫湯浅; 敬二小野
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1997-03-26
Filing date: 1998-03-24
Publication date: 2005-10-26
Anticipated expiration: 2018-03-24
Also published as: JPH10323661A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油や汚水等の漏洩や流出による海洋、河川、湖沼等の汚染、又は、工場内の油や汚水洩れ等を吸着回収、又は拭き取ることによって処理する不織布の提供に関し、汚染の浄化と環境整備に使用される油吸着材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種の油吸着が研究、開発されている。特に、特開平３−６９６４８号公報には天然繊維に熱溶着繊維を特定割合で混合し、加熱後冷却してシート状に成形して、天然繊維の吸収性を活用する方法、特開昭４６−６１５５６号公報にはフィルムを解繊して幹繊維と枝繊維のフィブリル構造により吸収性を向上させる組成物が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、吸収量を増大するためには繊維集束体の繊維径を細くして繊維の嵩密度を下げる必要があるが、その反面、破れたりちぎれ易くなるため強度、使い易さは劣ることになる。
【０００４】
例えば、海洋、河川、湖沼等に漏洩し水面に浮遊、懸濁したり、水辺に沈殿している油や汚水等の回収作業を強風下で行う場合等は、油吸着材がちぎれたり単繊維が飛び散ることが生じることもあり、油吸着後は特に繊維の膨張によって滑り易くなっているために、破れたりちぎれたりして回収が困難になる場合がある。
【０００５】
一方、工場、事業所、家庭等で油や汚水等の回収作業のため油吸着材を使用する場合は、繊維が床面に付着したり、衣服に付着することもある。したがって、従来の技術では吸収性と強度及び使い易さすべてを均一に向上させるには至っていない。
【０００６】
本発明の目的は、このような問題点を解決することにあり、十分な吸収量を有し、強度及び使い易さに優れた油吸着材を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は油吸着材であり、前述の技術的課題を解決するために以下のように構成されている。すなわち、本発明は中間層は平均繊維径が２μｍ〜１０μｍの親油性繊維から構成された嵩密度が０．０３〜０．１ｇ／ｃｍ³の極細繊維層からなり、少なくとも一方の表面は平均繊維径が１５〜４０μｍの長繊維から構成された表面繊維層で覆われ、且つ間欠的な離れ離れの溶着部を形成するように溶着した積層シートであって、非溶着部の厚さが前記溶着部の厚さの２０倍〜１００倍であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の別の態様では、前記中間層の一方の表面は、平均繊維径が１５〜４０μｍ長繊維から構成された表面繊維層で覆われ、他方の表面は熱可塑性樹脂からなるフィルムで覆われた前記積層シートであって、非溶着部の厚さが前記溶着部の厚さの２０〜１００倍であることを特徴とする。
【０００９】
この油吸着材は、極細繊維の嵩密度が０．０３〜０．１０ｇ／ｃｍ³なので、繊維同士の絡みが強くなり繊維の剥離が起こりにくくなる。また、平均繊維径が２〜１０μｍなので、繊維の間隙が狭く毛細管現象による吸収速度が高く、さらに積層による層間剥離強度が高くなる。
【００１０】
前記吸着材の周辺部を、０．０５〜１０ｍｍの幅で溶着することができる。周辺溶着部は連続であっても不連続であってもよい。周辺部を溶着することにより繊維くずの発生が少なくなる。
【００１１】
前記吸着材の周辺部を除く主たる部分の前記溶着部の専有面積を、主たる部分の全面積に対して０．１〜５％とすることができる。これによって、繊維層がさらに剥離しにくくできる。
【００１２】
前記吸着材の前記溶着部の面積を１．５〜４０ｍｍ²とすることができる。この場合は、積層した吸着材の各層間の剥離強度が高い。
前記極細繊維層の目付量を５０〜１０００ｇ／ｍ²とし、前記繊維層の目付量を１０〜４０ｇ／ｍ²とすることができる。この場合は、極細繊維の厚さと油吸着材全体の厚さを適正に保ったまま、油吸着材を構成する不織布の強度を大きくして使用時に破れるのを防止でき、かつ不織布の柔軟性を損なうことがない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る油吸着材の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
まず、図１及び図２を参照して本発明に係る油吸着材１について説明する。この油吸着材１を構成する極細繊維層４は、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン−ブテン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリ４−メチルペンテン−１等の親油性を示す重合体からなる平均繊維径が２〜１０μｍ、好ましくは２〜８μｍ特に好ましくは３〜５μｍの熱可塑性極細繊維を使用し、これを油吸着材とした。
【００１５】
ここで、平均繊維径を２〜１０μｍにする理由としては、平均繊維径が１０μｍを超えて太くなり過ぎると毛細管現象による吸収速度が低下する傾向が顕著になり、一方平均繊維径が２μｍを下回って細くなり過ぎると吸収能力、油保持性は向上するが、繊維層が剥離し易くなり、破れたりはがれたりして強度、使い易さが劣るからである。
【００１６】
また、極細繊維層４の嵩密度は、０．０３〜０．１０ｇ／ｃｍ³が好ましく、０．０４〜０．０９ｇ／ｃｍ³がより好ましい。これは嵩密度が０．０３ｇ／ｃｍ³より小さいと、繊維同士の絡みが弱くなって繊維層が剥離し易くなり、これにより取り扱いが困難になる。また、０．１０ｇ／ｃｍ³を超えて高くなると、油の吸着量が低下する傾向がみられ好ましくないからである。
【００１７】
そして、この熱可塑性極細繊維をメルトブロー法で製造し、シート状極細繊維層４とし、とした。ここで、メルトブロー法とは、熱可塑性極細繊維を一定温度及び圧力で、規定の直径及び長さのオリフィスから押し出して、高温エアーで飛散させこれを捕集面で受けとめて、極細繊維を成形する方法である。
【００１８】
極細繊維製造方法として、このメルトブロー法のほかに、トウ開繊法、分割繊維不織布製造法等が挙げられるが、メルトブロー法が繊維径の細化、均一化が容易に図られるため好ましい。
【００１９】
次に、連続長繊維から構成された表面繊維層５は、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン−ブテン共重合体、ポリ４−メチルペンテン−１などのポリオレフィン系の他、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系、ポリアミド系などの熱可塑性繊維からなる平均繊維径が１５〜４０μｍの層であって、前記極細繊維層４の上下に積層されるものである。
【００２０】
また、この繊維は２種以上の異なる樹脂からなるサイドバイサイド型やシースコア型の複合繊維でもよい。連続長繊維不織布の代表的な製法は、スパンボンド法で紡糸し、熱エンボス装置で部分的に熱融着することにより交絡させるものであるが、熱風や接着剤処理によってボンディングしたものでも良く、製法や交絡方法は特に限定されない。
【００２１】
繊維径は、１５〜４０μｍが好ましく、２０〜３０μｍがより好ましい。この範囲にすることによって不織布の強度を維持して極細繊維層４に対する保護の効果が高くなるとともに、極細繊維層４の繊維くずや毛羽立ち（モケ）が出てくるのを防止するカバー効果が得られる。
【００２２】
また、別の態様として他方の表面を覆うために用いる熱可塑性樹脂からなるフィルムは、その原料の樹脂として、ポリエチレン、ポリプロピン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体、ポリ４メチルペンテン−１、などのポリオレフィン系のほか、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系、ポリアミド系などが挙げられるが、融点が比較的低く溶着の容易なポリオレフィン系が好ましい。
【００２３】
フィルムの厚さは、吸着した油を透過しないで、かつ積層シートの柔軟性を大きく損なわない点で１０〜７０μｍの範囲が好ましく、より好ましくは２０〜５０μｍの範囲である。このフィルムの形成法は特に限定されず、キャストフィルム成形法、インフレーションフィルム成形法など、一般的な方法でよい。この態様では、該シートを例えば連続的にまたは断続的に油が漏洩する箇所の床面にフィルム層を下にして敷いておくと、該シートに吸着した油が透過して床面にまで到達し、床面を汚染するのをフィルム層が防止し、清掃の手間が省かれる点で都合がよい。
【００２４】
次に、この油吸着材１のシート面に設けた底部３の繊維層同士または繊維層とフィルムとを溶着した溶着部である凹部２は、（凹部２のない部分のシート厚さＴ２）／（凹部２の底部３のシート厚さＴ１）で規定される厚み比率が２０以上で１００以下となるようにした。すなわち、非溶着部の厚さが溶着部の厚さの２０倍〜１００倍となるようにした。
【００２５】
ここで、厚み比率を２０以上で１００以下とした理由は、２０より小さいと吸収速度と吸収能力が劣り、１００を超えると油吸着材１の嵩密度が減少し、繊維層剥離や毛羽立ちが生じ易いからである。
【００２６】
油吸着材周辺部９は、端面に沿って０．０５〜１０ｍｍの幅で連続または不連続に溶着処理した。連続の場合は、図４に示すように溶着部の幅Ｗは０．０５〜２ｍｍが、より好ましい。この範囲であると、十分な溶着強さがあるため剥離し難く、また、溶着部が大き過ぎてフィルム状となって硬くなり、細部を拭き取る際に使いにくくなったり、フィルム状の繊維部が折れて外観を損ねるのを防止できる。また、不連続の場合、図１及び図２に示すように個々の溶着部１０の大きさは、この溶着部１０に外接する最小な四角形の短辺の長さが３ｍｍ以下であれば、任意の形状でよい。図３は溶着部１０の例であり、同図（Ａ）は溶着部１０を端縁に対して斜めの直線状にした場合、同図（Ｂ）は端縁に対して直角な直線状にした場合、同図（Ｃ）は円形にした場合、同図（Ｄ）は四角形にした場合を示す。
【００２７】
次に、油吸着材１は、周辺部９を除いた主たる部分での凹部２の占有面積率を０．１〜５％、好ましくは０．３〜１．０％とした。
ここで、凹部２の占有面積率を０.１〜５％とした理由は、繊維層５との剥離強度を維持しながら、油吸着材１の吸収面積の減少を少なくして一定の吸収量を保持させることである。
【００２８】
そして、１つの凹部２の底部３の面積を１.５〜４０ｍｍ²とした。この理由は、積層した吸着材の各層４、５間の剥離強度を維持し、凹部２の間隙が大きくなりすぎて外観が悪くなるのを防ぐことである。また、極細繊維層４の目付量は、油吸収量と取扱い容易性の点で５０〜１０００ｇ／ｍ²、好ましくは１００〜７００ｇ／ｍ²、より好ましくは１５０〜５００ｇ／ｍ²とした。連続長繊維層５の目付量は、強度と柔軟性のバランスから１０〜４０ｇ／ｍ²とした。
【００２９】
極細繊維層４と連続繊維層５とを積層し、一体化する手段としては、ニードルパンチ、パウダーボンディング、ステッチボンディング、超音波法、ヒートエンボス、ウォータジェット等が考えられ、また、各層４、５、６の繊維層同士または繊維層とフィルムとが溶着した凹部２を形成する方法として超音波法、ヒートエンボス法などが考えられるが、エンボスロールを用いた超音波法又はヒートエンボス法が、一体化と凹部２の形成を同時に行うことができるので、生産性の観点から優れている。
【００３０】
周辺部９の連続な溶着部１０は、繊維を構成する樹脂の融点以上に加熱することができるカッター刃や針金などを用いて裁断すると同時に溶着させる方法や、裁断用のエッジ部が併設された回転コマを有する超音波ミシンを用いて溶着と同時に裁断する方法などにより形成することができるが、十分な溶着強さと良好な外観が得られるとともに生産性の良い超音波ミシンによる方法が好ましい。
【００３１】
また、周辺部９の不連続な溶着部１０は、パターンロールを用いた超音波法又はヒートエンボス法で行うことができるが、周辺部９を除く主たる部分の凹部２の形成と溶着部１０の溶着を同時に行うと生産性の観点から優れている。
【００３２】
平均繊維系は、不織布シート表面の２００ないし１０００倍の電子顕微鏡写真を撮影し、任意に３０点以上の繊維系をノギスを用いて測定し、平均値を求めた。嵩密度は、目付量と厚さから次式で求めた。
【００３３】
嵩密度（ｇ／ｃｍ³）＝目付（ｇ／ｃｍ³）／厚さ（ｍｍ）／１０００
厚み測定は荷重７ｇ／ｃｍ²で接触子が直径４３．６９ｍｍのダイヤルゲージで測定した。その結果、５測定の平均値を示した。溶着部の厚さは、溶着部の断面の電子顕微鏡写真（倍率５０倍）を撮影し、ノギスで測定した。
【００３４】
（実施例１）
メルトフローレート８００ｇ／１０ｍｉｎのポリプロピレンをメルトブロー法によって紡糸し、目付量２６０ｇ／ｍ²、平均繊維径３μｍの極細繊維からなる不織布シートを作製した。この際のダイとコレクタースクリーンの間隙は８０ｃｍとし、不織布シートの嵩密度は０．０５ｇ／ｃｍ³であった。
【００３５】
次に、目付量１３ｇ／ｍ²、平均繊維径２４μｍのポリプロピレン製スパンボンド不織布（三井石油化学株式会社製登録商標シンテックスＰＫ−１０２）をメルトブロー不織布の上下から積層し、個々の突起部が直径１．５６ｍｍの円形、かつピッチが２０ｍｍのエンボスロールによって凹部を複数形成した。このシートの主たる部分での凹部の占有面積率は０．８％であった。加工条件はエンボスロール温度１３０°Ｃ、ゲージ圧１．３ｋｇ／ｃｍ²、速度１０ｍ／ｍｉｎとした。
【００３６】
さらに、前記積層シートを３０ｃｍ角に切断し、個々の突起部が長辺５ｍｍ、短辺１ｍｍの長方形で、隣接する突起部の間隙が２ｍｍの突起部を円周方向に有する回転コマによって外周部４辺を超音波ミシンで処理し、５ｍｍ幅の不連続な溶着部を形成した。この積層材の物性を評価した結果を表１に示す。なお、表１には、次の実施例２〜４、比較例１〜４の評価結果も示す。
【００３７】
【表１】

【００３８】
吸着量の測定方法は、１０ｃｍ×１０ｃｍの試験片を２０°Ｃ±１°ＣのＢ重油の油面に浮かべ５分間静置した後、これをふるい目の大きさが１７ｍｍのメッシュ状の直径１ｍｍの針金で編んだ金網上に５分間静置し試験片の重量を測定する。試験片１ｇあたりの吸着量を算出した。その結果は３測定の平均値を示した。
【００３９】
また、油の拭き取り性及び取り扱い性を、次のように評価した。すなわち、拭き取り性については、〇;拭き取った後の油や繊維くずの残りがほとんどない、×;拭き取った後の油や繊維くずの残りがある。また、取り扱い性については、〇;手になじみ拭き取り作業がし易く、手になじみ、狭いところも拭き取りやすい、×;手になじみ難く拭き取り作業に難があり、狭い所が拭き取りにくい。なお、評価には機械油を使用した。
【００４０】
（実施例２）
個々の突起部が１ｍｍ×２ｍｍの長方形で、ピッチが２０ｍｍであるエンボスロールを用いた以外は、実施例１と同様にして積層シートを作製した。この吸着材の主たる部分での凹部の占有面積率は０．５％であった。
【００４１】
（実施例３）
個々の突起部が直径４ｍｍの円形で、ピッチが６０ｍｍであるエンボスロールを用いた以外は実施例１と同様にして、積層シートを作製した。この吸着材の主たる部分での凹部の占有面積率は０．５％であった。
【００４２】
（実施例４）
メルトフローレート８００ｇ／１０ｍｉｎのポリプロピレンを実施例１と同様のメルトブロー法によって紡糸し、目付量２６０ｇ／ｍ²、平均繊維径８μｍの極細繊維からなるシートを作製した。この際のダイとコレクタースクリーンの間隙は８０ｃｍとし、シートの嵩密度は０．０８ｇ／ｃｍ³であった。これ以外は実施例１と同様にして積層シートを作製した。
【００４３】
（実施例５）
実施例１において、メルトブロー不織布９の上下から積層するスパンボンド不織布のうち一方の層をポリプロピレン製キャストフィルム（厚さ２５μｍ）に変更した以外は、同様にして積層シートを作成した。、
〈比較例１〉
メルトフローレート８００ｇ／１０ｍｉｎのポロプロピレンを実施例１と同様のメルトブロー法によって紡糸し、目付量２６０ｇ／ｍ²、平均繊維径１２μｍの極細繊維からなるシートを作製した。この際のダイとコレクタースクリーンの間隙は４０ｃｍとし、シートの嵩密度は０．１１ｇ／ｃｍ³であった。これ以外は、実施例１と同様にして積層シートを作製した。
【００４４】
〈比較例２〉
ダイとコレクタースクリーンの間隙を３０ｃｍとした以外は、実施例１と同様に紡糸して、目付量２６０ｇ／ｍ²、平均繊維径３μｍの極細繊維からなるシートを作製した。シートの嵩密度は０．１３ｇ／ｃｍ³であった。これ以外は実施例１と同様にして積層シートを作製した。
【００４５】
〈比較例３〉
実施例１と同様にして作製した極細繊維からなるシートを、他の不織布と積層することなしに、そのまま実施例１と同様のエンボスロールを用いて凹部を複数形成し、さらに実施例１と同様にして外周部に不連続な溶着部を形成した。
【００４６】
〈比較例４〉
外周部４辺にヒートシール機を用いて５ｍｍ幅の連続な溶着部を形成した以外は実施例１と同様にした。
【００４７】
上述のように、本発明の油吸着材１は、従来の油吸着材に比べて単位重量当たりの吸収量が多く、また、油保持性が高いので回収後の拡散量がなく作業性が向上するとともに、剥離性が少なく強度、使い易さに優れている。特に、油を吸収させた場合、Ａ重油、Ｂ重油に対して優れた吸収性と保持性を示した。又、メルトブロー法とヒートエンボス法で製造でき、設備費が安価で生産速度が速く、生産効率に優れている。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る油吸着材によれば、極細繊維の嵩密度が０．０３〜０．１０ｇ／ｃｍ³なので、繊維同士の絡みが強くなって繊維層が剥離しにくくなるため、取り扱いが容易になる。また、極細繊維の平均繊維径が２〜１０μｍなので、毛細管現象による吸収速度が高く、さらに表面繊維層の平均繊維径が１５〜４０μｍなので極細繊維層への保護の効果が得られるとともに、破れたり剥がれたりするのを防止できて使いやすくなる。
【００４９】
また、極細繊維層の片方の表面を熱可塑性樹脂フィルムで覆えば、床面にフィルム層を下にして敷いた場合に吸着した油で床面が汚染されるのを防ぐことができる。
【００５０】
吸着材の周辺部を、０．０５〜１０ｍｍの幅で溶着した場合は、繊維くずの発生が少なくなるので使いやすくなると共に、周辺部が折れ曲がるのを防止しして外観を良好に保持できる。
【００５１】
吸着材の周辺部を除く主たる部分の溶着部の専有面積を、０．１〜５％とした場合は、繊維層がさらに剥離しにくくなるので使いやすくできる。
吸着材の溶着部の面積を１．５〜４０ｍｍ²とした場合は、積層したシートの各層間の剥離強度が高くなる。
【００５２】
極細繊維層の目付量を５０〜１０００ｇ／ｍ²とし、表面繊維層の目付量を１０〜４０ｇ／ｍ²とした場合は、必要な吸収量を得ることができる極細繊維の厚さを維持したまま油吸着材の全体の厚みが増大しすぎるのを防止できるので、取り扱いが容易になると共に、不織布の強度を大きくして使用時に破れるのを防止でき、かつ不織布の柔軟性を損なわないので拭き取り時の取り扱いが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る油吸着材の斜視図である。
【図２】本発明に係る油吸着材の断面図である。
【図３】本発明に係る油吸着材の周辺溶着部の形状を示す平面図である。
【図４】本発明に係る油吸着材の周辺溶着部（超音波ミシンによる）の断面図である。
【符号の説明】
１油吸着材
２凹部（溶着部）
４極細繊維層
５表面繊維層
６表面繊維層またはフィルム層
９周辺部
１０周辺溶着部

Claims

中間層は平均繊維径が２〜１０μｍの親油性繊維から構成された嵩密度が０．０３〜０．１ｇ／ｃｍ³の極細繊維層からなり、少なくとも一方の表面は平均繊維径が１５〜４０μｍの長繊維から構成された表面繊維層で覆われ、且つ間欠的な離れ離れの溶着部を形成するように溶着した積層シートであって、
非溶着部の厚さが前記溶着部の厚さの２０倍〜１００倍であることを特徴とする油吸着材。
前記中間層の一方の表面は、平均繊維径が１５〜４０μｍの長繊維から構成された表面繊維層で覆われ、他方の表面は熱可塑性樹脂からなるフィルムで覆われていることを特徴とする請求項１に記載の油吸着材。
前記シートの周辺部が、０．０５〜１０ｍｍの幅で溶着されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の油吸着材。
前記シートの周辺部を除く主たる部分の前記溶着部の専有面積が、０．１％〜５％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の油吸着材。
前記シートの前記溶着部の面積が１．５〜４０ｍｍ²であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の油吸着材。
前記極細繊維層の目付量が５０〜１０００ｇ／ｍ²で、前記表面繊維層の目付量が１０〜４０ｇ／ｍ²であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の油吸着材。