JPH06158631A - 水体の表面から油状物質を吸収するモジュールエレメントおよびそのエレメントを使用する浄化システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水体の表面から油状を吸収するモジュールエ
レメントおよびそのエレメントを使用する浄化システ
ム。 【構成】 海面から汚染物を除去するモジュールは、内
面に可透性の外装をもつ吸収性のポリオレフィン繊維よ
りなり、星状またはレンズ状の断面の短い長さの束形態
を示す。油状物質の吸収後には、モジュールの断面は多
角形または円形形態に変化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、水体の表面から油状
物質を吸収するためのモジュールエレメントに関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】タンカ
ー、パイプラインなどの破損や事故などにより海面の偶
発的事故による汚染に対処する効果的手段が必要なこと
はよく知られている。海や湖の生態系の最良の保護とし
ては事故による石油や炭化水素類のもれを防止すること
であるが、何れにしても、海上での石油やその誘導体の
現在の運搬システムが用いられる限り、当面は、ある場
所で発生した汚染を有効的に除去する問題が今後ともあ
ることは明らかである。

【０００３】石油など汚染物を水体面から除去する現在
のシステムは、汚染スポットを囲む機能をする浮揚バリ
アーを使用するもので、風や流れで拡がるのを防止し、
同時に汚染液体層を吸取り、水から炭化水素を分離でき
る適当な船を使用することができる。そのようなシステ
ムは非常に酷くはない気象条件の下でのみ、効果的であ
るという欠点を有している。何故なら、海が波立ってい
たり、風が強いと、浮揚バリアーは、もはや安全に連続
した防御とならず、容易に転覆させられる。さらに、こ
れら公知のシステムの欠点は、表面液体層を吸取る、吸
取りシステムは、汚染物の厚さがかなり（１−２ｃｍ以
上）のときにのみ有効であるということである；他方、
汚染物が海面に既に拡がってしまっているときは、分離
システムは、分離される汚染物に比べて非常に多量の水
を処理しなければならない。

【０００４】このような欠点を除去するため、汚染物除
去システムに、繊維状の吸収材料を含有するのに適当な
外面がポーラスな外装（sheath）からできている吸収エ
レメントを使用することが提案されている。このような
システム、例えばヨーロッパ特許出願第２９５ ９１１
号公報では、ポーラスな粒子を含有する不織布のポリオ
レフィン繊維の外面がポーラスな外装からなるマットレ
スおよび拡張エレメントを開示していることが知られて
いる。ここで、外面層には、等距離の縫目線になるよう
な方法で、弾性繊維が縫製されている。

【０００５】ヨーロッパ特許出願第６９ ６７５号公報
は、網目の大きさが顆粒の大きさより小さい、ポリエス
テルフィラメントの繊維から作られたコンテナー網の間
に、繊維素繊維を主体とした複数の吸収顆粒が介在させ
られている炭化水素用の吸収カーペットを開示してい
る。

【０００６】従来技術で知られているこのシステムは、
大容量の吸収エレメントを使用しなければならないとい
う欠点がある。何故なら、初期条件、即ち吸収前に、全
容量の大きな部分が、吸収粒子の“ポーラス”よって占
拠されている。明らかに、吸収エレメントの単位重量あ
たりの吸収物の量に比べて、このような大容量が必要な
ことは、しばしば海岸から遥かに遠く離れている、作業
現場への輸送が可能な吸収エレメント量を制限してい
る。さらに、現在使用されているポーラス粒子は、再使
用能力に限界がある。何故なら、その内部に吸収され
た、高パーセント容量の汚染物を絞り出すことは困難で
あり、ある場合は焼却して、吸収エレメントを破壊する
ことが好ましい。

【０００７】この発明の目的は、繊維状吸収材料を内包
するのに好ましい、外面にポーラスな外装よりなるタイ
プのモジュール吸収エレメントを提供することであり、
これは上述の欠点を示さず、安価で、使い易く、完全に
再使用できるという好結果になる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、この
目的は、使用前には収縮した形態であり、繊維状吸収材
料によって油状物質の吸収した後には拡張した形態に変
化する、可撓性の壁がある外装によって達成される。こ
の性質によって、使用される前のモジュール吸収エレメ
ントは、使用後の形態で予想しうる体積の約半分の体積
ですむ。この比率は、活性（吸収）表面でも体積でも高
い比率である。

【０００９】さらに、つぎの絞り出し操作で、汚染物は
殆どエレメントから除去され、エレメントは最初の収縮
形態に戻ることができ、部分的には折たたまれた形にな
る。最初の実施例では、モジュールエレメントは収縮し
た形であり、拡張状態では実質的に多角形断面に変化す
る、実質的には凹状側壁のある星状断面である。第２の
実施例では、モジュールエレメントは、収縮した形であ
り、拡張状態では実質的に円形断面に変化する、実質的
にはレンズ状形態の平らな断面である。

【００１０】この発明のモジュール吸収エレメントは、
“バルク”（即ち、剪断動作時によっては、固定されな
いエレメント）で、汚染された表面に、ある大きさ−長
さの個体として、また拡張してリボン形状に変化して、
分布させて使用できる。エレメントは、汚染領域を、実
質的に平行のコースをとって航行する２つの船舶の舷上
に設置された２つの駆動プーリーによって、巻上げられ
るキャリアロープ上に、直列で束の形で集積されるのが
好ましい。この場合、ロープは、前後動作で、前記船舶
の進行方向に対して実質的に直角の孤状に動き得、かつ
前記船舶の一方または双方の舷上で、絞り出させること
ができる。モジュールエレメントが可動ロープに固定さ
れている実施例では、連続した高濃度の油状汚染物の表
面領域を作成し、結果として、更に効率的なモジュール
吸収エレメントを操作するため、浮揚バリアーが、一端
で船舶に繋がったものを使用するのが好ましい。

【００１１】さらなる実施例に加えて、この発明の利点
及び特徴は、添付する図面を参照して、単なる例証や無
限の目的のため供した詳細な次の開示の試験において、
明らかになるであろう。

【００１２】図を参照して、参照番号（１０）は、連続
的モジュール吸収エレメントが、一般的に表されてお
り、好ましくは溌水性ポリオレフィン繊維（１４）であ
るが、ポリオレフィンの高分子材料の外部ネット（１
２）よりなる。この繊維は、好ましくは約２．８ｄｔｅ
ｘの値であり、静的浸漬条件下では、繊維重量の約３０
倍もの油重量（強い振盪下では約１１倍）を吸収する。
前記ネット（１２）の代りに、または共に、ポリオレフ
ィンの不織布または織物も使用できる。

【００１３】図１に示されている実施例では、凹状側壁
（Ｐ）を決めている星状形状となるように、外部ネット
が熱形成される。星の頂点（Ｖ）、正確にはエレメント
（１０）の凹状壁（Ｐ）の実質的な平面（１２ａ）の間
の接合領域では、長手方向に補強されたポリプロピレン
のエレメント（１６）が、交錯した繊維のロープの形状
で、部分的にはネット（１２）と熱融着して配される。
頂点（Ｖ）では、補強エレメント（１６）はネット（１
２）に内側で熱融着され、前記凹状壁（Ｐ）結合部位で
は、長手方向に補強されたエレメント（１６）がネット
に外側で熱融着される。エレメント（１０）の中心で
は、閉塞胞の発泡ポリオレフィン材料からなり、エレメ
ント（１０）の好ましい浮力を保持するのに適した可撓
性のコア（１８）が備えられる。前記可撓性のコア（１
８）の中心に、上記長手方向補強エレメント（１６）に
類似の長手方向補強エレメント（１９）が設けられる。

【００１４】モジュールエレメント（１０）を製造する
ため、連続的プロセスが使用され、ネット（１２）は、
ネット（１２）を好ましい形態になるようにするため、
加熱された成形ロールに供給される。形成されたネット
の内面には、発泡コア（１８）が吸収性のポリオレフィ
ン繊維（１４）と共に挿入され、熱形成工程中にネット
（１２）にかかる温度によって、ネットに部分的に接着
される。この方法で、製造された物は束の形で得られ、
各種の使用条件にあわせて、切断部分（図３）において
中央位コア（１８）にネット（１２）を熱融着するた
め、熱時に切断することができる。エレメント（１０）
が使用されるとき、発泡コア（１８）によって占められ
ている不働の内部体積を考えると、初期体積の２．５−
３倍の体積増加となる。勿論、このような体積増加に対
応して、変化が断面形状においても起こり、星状または
３角形形状から、辺が約２．５−３．５ｃｍの実質的に
６角形断面（図１で破線で示した）に変る。

【００１５】図２に示した実施例では、断面図は、エレ
メント（１０）の弾性的に収縮した形態であり、頂点に
おいて、長手方向補強エレメント（１６）が配置されて
いるレンズ状形状を表している。図２において、油状物
質の吸収後におこる拡張した形態は、短破線（実質的に
円状断面）で示されている。例えば、吸収エレメント
（１０）が短い長さの部分（例えば、図３に示されるよ
うな）に切断され、長手方向の大きさが横の大きさと等
しいまたはやや大（好ましくは平均直径が４．５から７
ｃｍの範囲）になったとしたら、前記エレメントを“そ
の初期状態で”使用して、単純に汚染された表面に拡散
できたと考えてよい。このような使用は、海岸の近く
で、悪天候の条件での特に緊急時に使用が望まれると
き、特別の利点がある。図４では、１つの可能な応用が
示されており、“バルク”の吸収エレメントが、ヘリコ
プターによって汚染表面（Ｓ）の水面におろされたネッ
ト（Ｒ）の内部にとじ込められている。ネット（Ｒ）の
内側の代りに、貯蔵エレメント（１０）は、コンテナー
内で、または前記エレメント（弾性的に収縮された形
態）の予め減少された体積を更に減少するために、圧縮
かつ／または真空にしたパッケージが使用される。塊状
またはネットの内部にとじ込めたモジュールエレメント
（１０）のすくいとりは、当業者に公知の如何なる手
段、例えば表面（Ｓ）に存する半固体汚染物質を収拾す
る、所謂リボン“スキマー”（Ｍ）（図４）の手段が適
用できる。スキマー（すくいとり機）が子船（Ｂ）に設
置され、さらにその上にエレメントを絞りだす仕事を遂
行する絞りだし機（Ｃ）が設置され、このような方法
で、前記エレメントの迅速な再使用を保証している。

【００１６】図５および６には、他の適用例であり、短
い長さの部位に切断され、束（Ｆ）として集められ、ト
ウ（束）状ロープ（２２）として積層されている吸収エ
レメント（１０）が示されている。各エレメント（１
０）は、ロープ（２２）にきつく固定された高分子材料
のブッシング（套管）に固定された初めの端（１０ａ）
と、同様に高分子材料よりなるロープ（２２）に滑るよ
うに取り付けられた束（２６）に固定された第２の端
（１０ｂ）とよりなる。ブッシング（２４）は複数の融
解形態の束（Ｆ）を形成するするため一定間隔でロープ
（２２）に固定され、キャリアロープ（２２）の回りに
取り付けられたフィラメント状エレメント（１０）によ
り構成されている。一対の固定および可滑ブッシュ（２
４）、（２５）のそれぞれの間に、キャリアロープ（２
２）の浮揚エレメントとしての役として、発泡性高分子
材料の可伸スリーブ（２８）が介在される。

【００１７】このような油状汚染剤の吸収システムは、
ロープ（２２）とモジュールエレメント（１０）の間に
形成された部分（波動と浮力のため種々に変化する部分
であるが）の内部に“補捉”された、高粘性材料（塊、
ぬるぬるした塊、スラッジ）を部分的に回復させること
ができる。モジュールエレメント（１０）の“開口”の
結果としての内面の変化の様子は、図５において見られ
る。

【００１８】図６では、図５の汚染物除去システムと一
緒に使用される絞りだし機（３０）およびそれに応じた
返還機（return unit)（３２）が図示されている。この
ような機械は、それぞれ油状汚染物用の貯蔵タンクが設
けられた母船（Ｈ）（図７）および子船（Ｋ）に備えら
れていて、両船は実質的に相互に平行なコースで航行し
ている（好ましくは、約０．５ｍ／ｓｅｃの速度）。キ
ャリアロープ汚染物除去システムでは、浮揚バリアー
（Ｇ）が、両船（Ｈ）および（Ｋ）の間におかれて結ば
れるのが好ましい。上記で開示されたシステムは公海や
薄い厚みの油状表層のためポンプや汚染物／水の分離装
置の使用が事実上不能であるような状態での適用に特に
好適である。

【００１９】図８−１０には、結合された浮揚バリアー
（Ｇ）が複数のリング（Ａ）（各バリアーセグメント毎
に１つのリング）であって、図７の汚染物除去システム
の違う実施例を図示しており、そのリングは、バリアー
（Ｇ）のフロート（Ｇ１）を固定している上部が曲った
端部（３４ａ）とバリアーの下端で固定された下端部
（３４ｂ）からなる堅い“Ｃ”形のエレメント（３４）
からできている。リング（Ａ）の内面を通り、ロープ
（２２）の分枝、好ましくは“伸枝”(going branch)が
囲い部分（図１１）をなす（ここで、“伸枝”は、ロー
プの分枝が、母船（Ｈ）から子船（Ｋ）の船の進行方向
に実質的に垂直に、滑れることを意味する）。さらに、
図５ー６に示した配列とは異なり、モジュールエレメン
ト（１０）の束（Ｆ）はトウ状ロープ（２２）と共軸と
はならず、むしろ平行で、ロープ（２２）上で（導入形
態ヘッド）（３８）に固定されたアーム形状物（３６）
によってロープに拘束されている。このような形態で
は、ロープがリング内を容易に滑ることができ、加え
て、図１２に示すようにモジュールエレメント（１０）
は完全に絞りだせる。ここでは（４０）と（４２）の２
つの形態の絞りだしローラーが示されている。浮揚バリ
アー（Ｇ）に結ばれたリング（Ａ）の使用が、浮揚バリ
アーが転覆するような、限界進行速度にまで増加させる
ことと、収拾先端での汚染物の連続的な除去を好都合な
ものにする（特に、油状液体の薄い層の存在下で）、と
いう２つともを可能にし、更に、トウ状ロープ（２２）
の２つの分枝の間の全ての相互干渉や絡み合い等の防止
を可能にする。ここで、ロープの張りは、相互の間には
空間があり、バリアーを拘束している伸枝とバリアー
（Ｇ）を横方向に自由に平行移動できる帰枝(return br
anch）の間で保たれる。

【００２０】図１３−１５には、吸収モジュールエレメ
ント（１０）を使用した別の形態が示されている。この
例では、複数の吸収エレメントが４角形のカーペットの
ような形態のモジュール（Ｗ）を形成するため、一対の
高分子材料からなる空洞のある硬い浮揚棒（４４）の間
に介在され、結合されている。隣接モジュール（Ｗ）の
浮揚棒（４４）は、例えば迅速連結解除リング（４６）
（図１４）によって、モジュール（Ｗ）によって構成さ
れ、波動に容易にマッチできる連続した紐を作成するた
め、相互に、別々に分れて接合されている。吸収モジュ
ールエレメント（１０）を過剰な高引張り応力から防止
するため、一対の各モジュール（Ｗ）の浮揚棒（４４）
が、側面および中心が可撓性のリボン（４８）によっ
て、相互に結合されている。このリボンは、浮揚面の側
面の補強のために取り付けられ、抗引張り性の補強エレ
メントとしての働きをする。モジュール（Ｗ）の貯蔵
は、それらを互に積層するか、巻き物形状に巻くかによ
って行う。モジュール（Ｗ）の使用の例は、図１６に示
されており、ここでは船舶（Ｈ）により、装置（５０）
は軸方向に動き、モジュール（Ｗ）を縮めて結合され
る；船舶（Ｈ）の徐進動作と相互に結合したモジュール
（Ｗ）の軸方向動作の好適な組合せによって、浮揚して
いる汚染物は、水体の表面から除去でき好ましい。他の
使用様式では、一連のモジュール（Ｗ）は汚染域に相当
するところで据えられ、引続きそれを貯蔵するタンクの
備った船で回収される。さらに、用途は、偶発的汚染か
ら海岸の一時的防御のため、特に凶悪な海条件におい
て、交互に平行なバリアーとしてエレメント（Ｗ）を供
する。このような応用では、各モジュールは、浮揚バリ
アーとしての動作に向くよう、バラスト積みの側面パネ
ル（図示なし）として、供されることが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例におけるモジュール吸収エレ
メントの断面図である。

【図２】この発明の実施例におけるモジュール吸収エレ
メントの断面図である。

【図３】吸収エレメントがポッド状形態（固定されてな
いエレメント）を示したときの、図１の吸収エレメント
の断面図である。

【図４】図３のモジュールエレメントの使用方法の概念
図である。

【図５】支持ロープで結合された束による、この発明の
モジュール吸収エレメントの他の応用例の断面図であ
る。

【図６】図５のモジュールエレメントを使用した汚染物
除去システムの平面概念図である。

【図７】浮動コンテナーバリアーで結合された図６の汚
染物除去システムを表している。

【図８】図５の応用例の変形の透視図である。

【図９】図８の、詳細部の拡大図である。

【図１０】図８の破線Ｘ−Ｘに相当する断面図である。

【図１１】図８の汚染物除去システムの平面図である。

【図１２】図８の汚染物除去システムで使用された、モ
ジュールエレメントの絞り出し装置の概念図である。

【図１３】この発明の、他の実施例の透視図である。

【図１４】図１３の、詳細部の拡大図である。

【図１５】図１３の破線ＸＶ−ＸＶに相当する断面図で
ある。

【図１６】図１３のモジュール吸収エレメントを使用し
た種類を示す平面概念図である。

【符号の説明】

１０ モジュール吸収エレメント １２ 高分子材料の外部ネット １２ａ 平面間の接合領域 １４ 溌水性ポリオレフィン繊維 １６ ポリプロピレンのエレメント １８ 可撓性のコア １９ 補強エレメント ２２ トウ（束）状ロープ ２４ ブッシング ２５ 可滑ブッシュ ２６ 束 ２８ 可伸スリーブ ３０ 絞りだし機 ３２ 返還機 ３４ “Ｃ”形のエレメント ３４ａ 上端部 ３４ｂ 下端部 ３６ アーム形態物 ３８ 導入形態ヘッド ４０ 圧縮ローラー ４２ 圧縮ローラー ４４ 浮揚棒 ４６ 連結解除リング ４８ 可撓性のリボン ５０ 装置 Ａ 複数のリング Ｂ 子船 Ｃ 絞りだし機 Ｆ 束 Ｈ 母船 Ｋ 子船 Ｍ スキマー Ｒ ネット Ｓ 汚染表面 Ｗ モジュール

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維吸収材を封入するのに適する外側が
   ポーラスな外装からなるタイプの水体の表面から油状物
   質を吸収するためのモジュールエレメントであって、そ
   の外装（１２）が繊維吸収材が油状物質を含浸していな
   い収縮形態と油状物質を繊維吸収材（１４）による吸収
   に併って拡張形態に変わりうる可撓性の壁（Ｐ）を有し
   た伸張形態を有することを特徴とするモジュールエレメ
   ント。
2. 【請求項２】 前記エレメントが、収縮形態で凹形側壁
   （Ｐ）を有する実質的に星状でまた部分的に折りたたん
   だ断面を示し、発泡形態で実質的に多角形断面を示すこ
   とを特徴とする請求項１によるエレメント。
3. 【請求項３】 前記エレメントが、収縮形態でレンズ状
   の平らな断面を示し、拡張形態で実質的に円形の断面に
   変わりうるものであることを特徴とする請求項１による
   エレメント。
4. 【請求項４】 前記エレメントが、中央位にエレメント
   （１０）の所望の浮力を確保するのに適当な高分子発泡
   材の可撓性円筒コア（１８）を有することを特徴とする
   請求項１〜３の何れか１つによるエレメント。
5. 【請求項５】 前記エレメントが、可撓性の壁（Ｐ）間
   の長手接合部位に対応して、好ましくは高分子材の外装
   に部分的に熱融着した高分子繊維のロープのような伸張
   した強化エレメント（１６）を示すことを特徴とする請
   求項２又は３によるエレメント。
6. 【請求項６】 実質的に平行なコースを航行する２つの
   船舶（Ｈ，Ｋ）の舷に設置するに適する２つのもどし具
   に巻かれるロープ（２２）と、使用前の収縮形態と、外
   装（１２）の内側に含まれた繊維吸収材（１４）によっ
   て油状物質の吸収が行われた拡張形態に変わりうる可撓
   性の壁（Ｐ）を有する外装（１２）を具備する前記ロー
   プ（１２）と接合し、かつ伸張した形を有する複数の吸
   収性モジュールエレメント（１０）とからなり、前記ロ
   ープが、油状物質を吸収するため、その軸に沿いまた横
   断して進行させるのに適し、その船舶の少なくとも１つ
   に、吸収性エレメント（１０）を絞り取る装置を具備し
   てなることを特徴とする水体の表面から油状物質を吸収
   するためのシステム。
7. 【請求項７】 吸収性モジュールエレメント（１０）
   が、キャリヤーロープ（２２）の周りに紡錘状グループ
   （Ｆ）として配置され、各エレメント（１０）はロープ
   （２２）に固着されたブッシュ（２４）に繋がれた第１
   端末（１０ａ）とロープ（２２）にすべり可能に取付け
   られたブッシュ（２６）に繋がれた第２端末（１０ｂ）
   を備えることを特徴とする請求項６によるシステム。
8. 【請求項８】 前記システムが更に上記ロープ（２２）
   の近傍に、２つの船舶（Ｈ，Ｋ）間に置かれる浮揚バリ
   ヤー（Ｇ）を備えてなる請求項６によるシステム。
9. 【請求項９】 前記浮揚バリアー（Ｇ）が、複数の旗の
   ように配置されたリング形状のガイド（Ａ）からなり、
   その内面において、少なくとも１つの分枝が吸収エレメ
   ント（１０）を支えているロープ（２２）の運行を決め
   ていることを特徴とする請求項８によるシステム。
10. 【請求項１０】 繊維吸収材を封入するのに適する外側
    がポーラス外装からなる複数のモジュールエレメント
    （１０）からなり、その外装（１２）が、使用前は収縮
    形態で、かつ油状物質を繊維吸収材（１４）による吸収
    があった後は、拡張形態に変わりうる可撓性の壁（Ｐ）
    を有する伸張形態を示し、前記モジュールエレメント
    は、実質的に平行な棒の形状をした浮揚物（４４）に各
    端末が固定されてなり、浮揚物（４４）は、浮揚性かつ
    可撓性のリボン（Ｗ）を水体の表面（Ｓ）上に置くよう
    に、対になって別々に繋がれていることを特徴とする水
    体の表面から油状物質を吸収するためのシステム。