KR101126195B1 - 인장강도가 향상된 카폭-폴리에틸렌 직물 및 이의 제조방법 - Google Patents

인장강도가 향상된 카폭-폴리에틸렌 직물 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101126195B1
KR101126195B1 KR1020090075211A KR20090075211A KR101126195B1 KR 101126195 B1 KR101126195 B1 KR 101126195B1 KR 1020090075211 A KR1020090075211 A KR 1020090075211A KR 20090075211 A KR20090075211 A KR 20090075211A KR 101126195 B1 KR101126195 B1 KR 101126195B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
oil
kapok
polyethylene
fabric
tensile strength
Prior art date
Application number
KR1020090075211A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110017641A (ko
Inventor
정병엽
김진홍
이승식
안병철
이은미
이재택
Original Assignee
한국원자력연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국원자력연구원 filed Critical 한국원자력연구원
Priority to KR1020090075211A priority Critical patent/KR101126195B1/ko
Publication of KR20110017641A publication Critical patent/KR20110017641A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101126195B1 publication Critical patent/KR101126195B1/ko

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D03WEAVING
    • D03DWOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D15/00Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used
    • D03D15/20Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads
    • D03D15/208Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads cellulose-based
    • D03D15/217Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads cellulose-based natural from plants, e.g. cotton
    • DTEXTILES; PAPER
    • D03WEAVING
    • D03DWOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D15/00Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used
    • D03D15/20Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads
    • D03D15/283Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads synthetic polymer-based, e.g. polyamide or polyester fibres
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M10/00Physical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, e.g. ultrasonic, corona discharge, irradiation, electric currents, or magnetic fields; Physical treatment combined with treatment with chemical compounds or elements
    • D06M10/001Treatment with visible light, infrared or ultraviolet, X-rays
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M10/00Physical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, e.g. ultrasonic, corona discharge, irradiation, electric currents, or magnetic fields; Physical treatment combined with treatment with chemical compounds or elements
    • D06M10/003Treatment with radio-waves or microwaves
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M10/00Physical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, e.g. ultrasonic, corona discharge, irradiation, electric currents, or magnetic fields; Physical treatment combined with treatment with chemical compounds or elements
    • D06M10/008Treatment with radioactive elements or with neutrons, alpha, beta or gamma rays
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B15/00Cleaning or keeping clear the surface of open water; Apparatus therefor
    • E02B15/04Devices for cleaning or keeping clear the surface of open water from oil or like floating materials by separating or removing these materials
    • E02B15/10Devices for removing the material from the surface
    • E02B15/101Means floating loosely on the water absorbing the oil
    • DTEXTILES; PAPER
    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2201/00Cellulose-based fibres, e.g. vegetable fibres
    • D10B2201/01Natural vegetable fibres
    • DTEXTILES; PAPER
    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2321/00Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D10B2321/02Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds polyolefins
    • D10B2321/021Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds polyolefins polyethylene
    • DTEXTILES; PAPER
    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2505/00Industrial

Abstract

본 발명은 인장강도가 향상된 카폭-폴리에틸렌 직물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카폭 섬유와 폴리에틸렌이 30:70의 비율로 혼방되고 질소로 충진한 상태에서 방사선이 조사된, 인장강도가 향상된 카폭-폴리에틸렌 직물 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 카폭-폴리에틸렌 직물은 종래 카폭을 사용한 혼방직물에 비하여 인장강도가 약 10% 이상 향상됨으로써 쉽게 끊어지지 않고, 흡유량은 종래 흡유구조물의 흡유량과 동등 이상의 흡유량을 나타내며, 재사용이 가능하므로 흡유구조물로써 유용하게 사용될 수 있다.
카폭-폴리에틸렌, 인장강도, 방사선, 흡유구조물

Description

인장강도가 향상된 카폭-폴리에틸렌 직물 및 이의 제조방법{Kapok-polyethylene woven enhanced tensile strength and preparation method thereof}
본 발명은 인장강도가 향상된 카폭-폴리에틸렌 직물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
현재, 해상으로 수송되는 전세계의 원유와 석유제품 수송량은 연간 10억 톤에 달하며 매년 유출되는 기름의 양은 80년대 초 140만 톤에서 80년대 말 236만 톤으로 증가하였고 90년대 이후는 각국의 노력으로 총유출량은 증가하지 않고 있으나 사고는 대형화되고 있는 추세이다. 예를 들면, 1999년 12월에 발생된 에리카호의 침몰로 인해 중유 1만 2000톤이 유출되는 사고로 400 km에 달하는 해역에 기름이 퍼져 굴 양식장과 염전, 해안 관광지대를 오염시켰다. 이로 인해 유출유 방제 비용으로 3 ~ 4억 프랑과 잔존유 처리비용으로 4억 프랑이 소요되고, 정상 수준을 회복하기까지 10년 정도가 소요될 것으로 알려졌다.
석유류 자원이 부족한 우리 나라도 많은 양의 원유를 해외로부터 수입하여 이용하고 있기 때문에 선박의 통행이 왕성하며, 이로 인해 해상 기름 유출사고도 빈번하게 일어나고 있는 실정이다. 국내 연안에서 발생된 해상 기름 유출사고 건수는 79년 128건이었으나, 80년대 연평균 200건, 90년대에는 390건으로 지속적으로 증가하고 있으며 특히, 어선 등에 의한 소규모 유출사고가 크게 늘어나는 추세이다.
또한, 유조차, 탱크로리 등의 운송사고로 인해 기름이 유출되어 인근 하천을 오염시키는 사건도 종종 일어나고 있다.
이와 같이, 해상 또는 하천의 기름 유출사고는 다량의 기름이 한꺼번에 배출되어 급속하게 넓은 지역으로 확산되기 때문에 주변환경에 심각한 환경오염문제를 야기할 수 있다. 예를 들면, 원유는 유독성으로 대부분의 동식물 생태계에 악영향을 미친다. 원유는 여러 성분의 물질을 포함하는데 휘발성인 물질은 공기중에 노출시 곧 증발해버리는 반면, 다른 성분들은 덜 휘발성이어서 밀도가 높고 끈적한 기름셀 또는 슬릭(slick)을 형성하여 몇 달, 심지어는 몇 년동안 없어지지 않고 남아있기도 한다.
일반적으로 해상 또는 하천에 유출된 기름을 제거하는 방법은 먼저 오일펜스(oil fence)로 유출된 기름이 확산되지 않도록 방지한 후, 물리, 화학, 생물학적 처리 방법으로 방제작업이 이루어진다.
물리적 처리 방법은 수면에 막을 형성한 기름을 흡유제로 흡수하거나 "스키 머"라고 하는 기름 흡착기로 표면에 떠 있는 기름을 걷어내는 방법이고, 화학적 처리 방법은 일종의 액체 세제인 기름 처리제를 뿌려 기름을 작은 방울로 나누어 물과 기름이 섞인 덩어리가 해저에 가라앉지 않도록 하는 방법이며, 생물학적 처리 방법은 해상의 미생물들이 기름 성분을 분해하도록 하는 방법이다.
그러나 화학적 처리 방법은 상기 기름 처리제를 고농도로 이용할 경우 2차 오염 등이 발생할 우려가 있으며, 생물학적 처리 방법은 대량의 기름 오염 지역에서는 효과적이지 못하고 적조발생을 일으켜 연안 양식장에 심각한 피해를 주는 문제가 있다. 또한, 이들 사용은 일회성이며 재사용되지 못하기 때문에 처리 비용이 많이 든다는 문제가 있다.
따라서 일반적으로 기름 유출시 물리적 처리 방법으로 먼저 방제한 후 마지막으로 남은 엷은 잔유에 대하여는 화학적 또는 생물학적인 처리로 방제작업이 이루어지고 있으며, 이중 가장 간단하고 경제적인 물리적 처리 방법으로는 유흡착포, 유흡착패드 등과 같은 유흡착제를 이용하는 방법이 있다.
일반적으로 유흡착제는 일정한 진동에 파손되지 않을 정도의 강도를 갖으면서 일정한 온도범위에서는 연화되거나 경화되는 등의 형태변화가 없어야 하며, 흡유능력은 크고 흡수능력은 낮아야 하며, 흡유하고 있는 상태에서 일정한 내유성(耐油性)을 보유하여야 하며, 그밖에 흡유처리 후 이를 폐기처분시 소각처리토록 되어 있는바, 이를 소각시 유해가스의 발생량이 일정수준을 초과하지 않는 등의 특성이 요구되고 있다. 이러한 물리화학적인 특성에 맞추어 주기 위하여 현재 유흡착제로 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 합성 수지 단섬유(staple fiber)를 흡유성을 보 유하도록 표면처리를 하여 이를 유흡착제 물질로 하고, 이를 발수처리한 합성수지사로 된 필름상 부직포를 외피로 하여 패드, 붐, 쿠션형태로 하여 다공성(多孔性)을 이루고 있는 상기 유흡착체 물질이 합성수지 부직포를 통과하여 다공성의 공극(孔隙) 사이에 유분이 흡착되도록 하여 유흡착제로 이용하고 있다.
이에 대한 종래 특허로는 대한민국 특허등록 제210202호에 기름만을 효과적 흡착, 포집하여 제거할 수 있도록 하기 위해서 경사와 위사가 폴리프로필렌으로 된 더블랏셀편지로 제조된 유?수선택분리투과성이 우수한 환경오염방지용 포지를 개시하고 있다.
또한 대한민국 공개특허 제1996-0041456호에서는 폴리프로필렌수지 멜트 블로운 부직포 원단과 스펀본드 부직포 원단을 다단계의 가이드 로울러를 경유한 뒤 복수의 로우프를 상기 두 부직포 원단 사이에 원단의 이송방향을 따라 그들의 폭방향으로 평행하게 삽입하여 이송하고, 접합로울러와 공구혼과의 사이로 로우프가 삽입된 상기 부직포 원단을 통과시키면서 초음파 발진기에서 발생된 초음파로 순간가열접합하는 유흡착제의 제조방법을 개시하고 있다.
그러나 현재 이용되고 있는 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌과 같은 합성수지 단섬유를 유흡착제 물질로 하는 유흡착제는 석유화학제품을 원료로 하고 있어 이용후 이들을 폐기하기 위하여 소각처리시 다량의 매연과 유해가스가 발생될 뿐 아니라 제조과정에서 고가의 표면처리제(흡유제)를 이용하여야 하는 등의 문제가 있다.
한편, 최근 카폭 섬유에 대한 관심이 높아지고 있다. 상기 카폭 섬유는 자바, 수마트라, 인도, 태국, 인도네시아 등에서 생산되며, 높이 10 ~ 15 m에 달하는 교목의 다래에서 채취한 섬유이다. 이 섬유의 길이는 약 10 ~ 30 mm정도이고 직경은 약 15 ~ 45 ㎛정도이다. 상기 카폭은 64%의 셀룰로오스, 13%의 리그닌 및 23%의 펜토산으로 이루어져 있으며, 어떤 경우에는 대부분이 셀룰로오스를 함유한다. 게다가 섬유 각각은 독립적으로 얇은 관을 형성하고 상기 셀은 물분자 크기보다 작고 친유성이기 때문에 기름만 흡수하며, 한번에 많은 기름을 흡수할 수 있다. 또한 물의 침투에 견디는 힘이 강하고 부연성이 풍부하며 자체 중량의 35배 정도를 띄울 수 있다. 또한 가격이 저렴하므로 경제적인 면에서도 이점이 있다. 따라서 상기 카폭 섬유는 차세대 흡유제로서 각광을 받고 있다.
그러나 카폭 섬유는 표면이 매끈하며 엉키지 않고 강력이 작기 때문에 방적이 어려워 직물이나 시트(sheet)의 형태로 만들기 어렵다는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 상기 카폭 섬유를 다른 섬유와 함께 혼방하여 가공하여 사용하고 있다.
예를 들면, 일본 공개특허 제1984-082992호에서는 실용적인 흡유제를 얻기 위하여 카폭 섬유 2개와 셀룰로오스 섬유 1개를 혼합하여 열처리하여 제조한 흡유용 부직포를 개시하고 있으며, 일본 공개특허 제1990-289074호에서는 상기 카폭 섬유와 목화 섬유 및 hot-melt 섬유를 혼합하여 몰딩한 시트 형태의 흡유제를 개시하고 있다.
또한, 미국 특허등록 제4,061,567호에서 카폭 섬유를 폴리프로필렌 등의 합성 섬유, 면 등의 천연 섬유와 혼합하여 매트, 벨트 등의 형태로 제작하여 기름을 흡수하는 방법을 개시하고 있다.
그러나, 이러한 혼방 직물들도 여전히 인장강도가 낮아 직물이 잘 끊어지는 문제가 있다.
이에 본 발명자들은, 인장강도가 향상된 카폭 섬유를 함유하는 직물을 제조하기 위하여 연구하던 중, 카폭 섬유와 폴리에틸렌 섬유를 일정 비율로 혼방하여 방사선을 조사하여 제조한 직물이 인장강도가 향상되고, 흡유량도 높음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 인장강도가 향상된 카폭-폴리에틸렌 직물을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 카폭-폴리에틸렌 직물의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 카폭-폴리에틸렌 직물을 이용한 흡유구조물을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 카폭 섬유와 폴리에틸렌이 30:70의 비율로 혼방되고 질소로 충진한 상태에서 방사선을 15 kGy의 세기로 조사한, 인장강도가 향상된 카폭-폴리에틸렌 직물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 인장강도가 향상된 카폭-폴리에틸렌 직물의 제조방법을 제공한다.
나아가, 본 발명은 상기 인장강도가 향상된 카폭-폴리에틸렌 직물을 이용한 흡유구조물을 제공한다.
본 발명에 따른 카폭-폴리에틸렌 직물은 종래 카폭을 사용한 혼방직물에 비 하여 인장강도가 약 10% 이상 향상됨으로써 쉽게 끊어지지 않고, 흡유량은 종래 흡유구조물의 흡유량과 동등 이상의 흡유량을 나타내며, 재사용이 가능하므로 흡유구조물로써 유용하게 사용될 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 인장강도가 향상된 카폭-폴리에틸렌 직물을 제공한다.
상기 카폭 섬유는 자바, 수마트라, 미얀마, 인도, 태국, 인도네시아 등에서 생산되며, 높이 10 ~ 15 m에 달하는 교목의 다래에서 채취한 섬유이다. 이 섬유는 선택적으로 기름만 흡수하며, 한번에 많은 양의 기름을 흡수할 수 있다. 또한 물의 침투에 견디는 힘이 강하고 부연성이 풍부하며 자체 중량의 35배 정도를 띄울 수 있다. 나아가, 상기 카폭 섬유는 가격이 저렴하므로 경제적인 면에서도 이점이 있다. 그러나, 상기 카폭 섬유는 표면이 매끈하며 엉키지 않고 강력이 작기 때문에 방적이 어려워 직물이나 시트(sheet)의 형태로 만들기 어렵다는 문제가 있다.
상기 폴리에틸렌은 에틸렌(CH2=CH2)을 중합하여 제조되는 고분자 물질로서, 저가이면서 가공이 용이하고 기계적 물성 또한 우수하므로 현재 세계적으로 가장 많이 보급되어 사용되는 플라스틱 재료이다. 따라서, 상기 카폭 섬유에 폴리에틸렌을 혼방하면 인장강도 등의 물성이 향상될 수 있다.
그러나, 이렇게 혼방된 카폭-폴리에틸렌 직물 또한 여전히 인장강도가 낮아 사용하는 데 어려움이 있으므로 카폭-폴리에틸렌 혼방 비율 조절, 질소 충전 및 방사선 처리를 통하여 인장강도 향상을 도모하였다.
본 발명에 따른 카폭-폴리에틸렌 직물은 카폭 섬유와 폴리에틸렌이 30:70의 비율로 혼방되는 것이 바람직하다. 상기 비율을 벗어나는 경우에는 인장강도가 저하되는 문제가 있다.
본 발명에 따른 인장강도가 향상된 카폭-폴리에틸렌 직물에 있어서, 사용되는 방사선은 특별히 한정하지 않으나, 감마선, 양성자빔, 이온빔, 전자빔, 자외선 등을 사용하는 것이 바람직하며, 13~17 kGy의 세기로 조사하는 것이 바람직하다. 상기 범위로 방사선을 조사한 카폭-폴리에틸렌 직물은 방사선을 조사하지 않은 카폭-폴리에틸렌 직물보다 인장강도가 향상되어 일정 압력에서도 잘 끊어지지 않아 직물로써 유용하게 사용할 수 있다.
이때, 상기 방사선 조사시 카폭-폴리에틸렌 직물을 질소로 충진한 상태에서 방사선 조사를 수행하면 인장강도를 더욱 향상시킬 수 있다. 이는 일반 공기중과 질소로 충진한 상태에서 방사선을 15 kGy로 조사한 결과, 일반 공기중에서보다 질소로 충진한 상태에서 인장강도가 더 증가하는 것으로 확인할 수 있다(표 1 참조).
또한, 본 발명은 상기 인장강도가 향상된 카폭-폴리에틸렌 직물의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 인장강도가 향상된 카폭-폴리에틸렌 직물은
카폭 섬유와 폴리에틸렌을 30:70의 비율로 혼방하여 직물을 제조하는 단계(단계 1);
상기 단계 1에서 제조된 직물을 질소로 충진한 상태에서 방사선을 조사하는 단계(단계 2)를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다.
먼저, 단계 1은 카폭 섬유와 폴리에틸렌을 30:70의 비율로 혼방하여 직물을 제조하는 단계이다.
본 발명에 따른 카폭-폴리에틸렌 직물의 인장강도는 카폭 섬유와 폴리에틸렌의 혼방 비율에 따라 달라질 수 있다. 이에 카폭 섬유와 폴리에틸렌의 혼방 비율을 달리하여 인장강도를 측정한 결과, 카폭 섬유와 폴리에틸렌이 30:70의 비율일 때 인장강도가 높게 나타났으며, 방사선 처리에 따른 인장강도 향상율도 다른 비율보다 높게 나타났다(표 1 참조). 따라서 상기 카폭-폴리에틸렌 직물은 카폭 섬유와 폴리에틸렌이 30:70의 비율로 혼방되는 것이 바람직하다.
다음으로, 단계 2는 상기 단계 1에서 제조된 직물을 질소로 충진한 상태에서 방사선을 조사하는 단계이다.
본 발명에 따른 인장강도가 향상된 카폭-폴리에틸렌 직물 제조에 있어서, 사용되는 방사선은 특별히 한정하지 않으나, 감마선, 양성자빔, 이온빔, 전자빔, 자외선 등을 사용하는 것이 바람직하며, 13~17 kGy의 세기로 조사하는 것이 바람직하다. 상기 범위로 방사선을 조사한 카폭-폴리에틸렌 직물은 방사선을 조사하지 않 은 카폭-폴리에틸렌 직물보다 인장강도가 향상되어 일정 압력에서도 잘 끊어지지 않아 직물로써 유용하게 사용할 수 있다.
이때, 상기 방사선 조사시 카폭-폴리에틸렌 직물을 질소로 충진한 상태에서 방사선 조사를 수행하면 인장강도를 더욱 향상시킬 수 있다. 이는 일반 공기중과 질소로 충진한 상태에서 방사선을 15 kGy로 조사한 결과, 일반 공기중에서보다 질소로 충진한 상태에서 인장강도가 더 증가하는 것으로 확인할 수 있다(표 1 참조).
이렇게 제조된 카폭-폴리에틸렌 직물은 종래 카폭을 사용한 혼방직물에 비하여 인장강도가 약 10% 이상 향상됨으로써 쉽게 끊어지지 않고, 흡유량은 17.3~24.9 ml/1 g을 나타냄으로써 종래 흡유구조물의 흡유량과 동등 이상의 흡유량을 나타내며(표 2 참조), 재사용시에도 성능이 현저히 저하되지 않아 여러번 재사용이 가능하므로 흡유구조물로서 유용하게 사용될 수 있다.
이때, 상기 흡유 구조물을 이용하여 흡수되는 기름은 탄소수가 적어도 1개 이상이며, 끓는점이 10℃ 이상인 기름 및 흡수가능한 유기용매를 모두 적용할 수 있다. 상기 기름으로는 원유, 휘발유, 경유, 중유, 등유, 벙커C유 또는 이들의 혼합물과 톨루엔, 벤젠, 헥산 등의 유기용매가 있다.
본 발명에 따른 흡유구조물은 넓은 범위의 기름을 신속하게 흡수하고, 흡유 후에는 프레스 등의 기계를 이용하여 기름을 회수할 수 있으며, 한 번 이용한 후에도 성능이 현저히 저하되지 않기 때문에 재사용이 가능하므로 효율적이고 경제적이다. 따라서 해상 또는 하천의 기름 및 유기용매 유출 사고시 본 발명에 따른 흡유 구조물을 기름이 유출된 해상 또는 하천에 투하시켜 기름을 흡수시킴으로써 해상 또는 하천의 부유 기름을 효과적으로 제거할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예들은 본 발명을 예시하는 것으로, 본 발명의 내용이 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1> 카폭 -폴리에틸렌 직물 제조
카폭 섬유와 폴리에틸렌을 30:70의 비율로 혼합하여 직물을 제조한 후, 질소로 충진한 상태에서 감마선을 15 kGy의 세기로 조사하여 본 발명에 따른 인장강도가 향상된 카폭-폴리에틸렌 직물을 제조하였다.
< 실험예 1> 인장강도 측정
카폭 섬유와 폴리에틸렌을 30:70, 50:50, 60:40의 비율로 혼합하여 직물을 제조한 가로 5 cm, 세로 10 cm로 잘라 시편을 준비하였다. 준비된 시편을 일반 공기 또는 질소를 충진한 다음 0, 5, 10, 15, 20, 40 kGy로 감마선을 조사하였다. 다음으로 인장강도 측정기(Instron 4443, Instron corporation)의 로드셀 클립에 시편을 물리고 크로스헤드 속도(Crosshead speed)를 50 mm/min로 하고 로드셀(Load Cell)을 100 kgf로 하여 인장강도를 측정하여, 그 결과를 표 1 및 도 1~3에 나타내었다.
감마선
세기
(kGy)
카폭:폴리에틸렌=30:70 카폭:폴리에틸렌=50:50 카폭:폴리에틸렌=60:40
공기 질소 공기 질소 공기 질소
0 26.8±0.62 27.3±0.75 12.3±0.57 12.4±0.66 8.12±0.75 8.22±0.79
5 28.22±0.98 29.01±1.2 12.49±0.7 12.94±0.9 8.52±0.8 8.83±0.9
10 29.45±1.3 30.4±1.1 13.3±0.8 13.85±1 9.33±0.92 9.88±0.98
15 32.4±1.5 34.9±1.8 13.74±0.8 14.38±0.6 9.87±0.73 10.35±0.78
20 27±1.7 27.9±1.9 12.89±1.2 13.05±1.3 9.19±1.13 9.24±1.2
40 13.9±1.6 12.7±1.2 7.18±1.2 6.98±1.5 6.52±1.25 6.01±1.33
도 1은 카폭:폴리에틸렌=30:70일 때, 도 2는 카폭:폴리에틸렌=50:50일 때, 도 3은 카폭:폴리에틸렌=60:40일 때 혼방 직물의 감마선량에 따른 인장강도를 나타낸 그래프이다.
표 1 및 도 1~3에 나타낸 바와 같이, 감마선 세기가 15 kGy까지는 감마선 세기가 증가할수록 인장강도가 향상되는 것을 확인할 수 있으며, 감마선 세기가 15 kGy일 때, 최대 인장강도를 나타내었다. 감마선 세기가 15 kGy를 초과하면 오히려 감마선 세기가 증가할수록 인장강도가 감소하는 것으로 나타났다. 또한, 감마선 세기가 15 kGy 이하일 경우에는 공기에서보다 질소 충진된 직물이 인장강도가 좀 더 높게 나타났다. 나아가, 카폭섬유와 폴리에틸렌의 혼방비율에 있어서, 카폭섬유:폴리에틸렌=30:70인 경우에 감마선을 조사하지 않을 때 인장강도가 높게 나타났으며, 감마선 조사시에도 인장강도의 증가율이 다른 비율(50:50, 60:40)보다 높게 나타나는 것으로 확인되었다.
따라서, 카폭 섬유와 폴리에틸렌을 30:70의 비율로 혼방하고, 질소로 충진한 상태에서 감마선을 15 kGy의 세기로 조사할 때, 감마선 조사 전보다 인장강도가 약 10% 이상 향상된 직물을 얻을 수 있다.
< 실험예 2> 흡유량 측정
본 발명에 따른 인장강도가 향상된 카폭 섬유와 폴리에틸렌 혼방직물의 흡유량을 알아보기 위하여 다음과 같은 실험을 수행하였다.
카폭 섬유와 폴리에틸렌을 30:70, 50:50, 60:40의 비율로 혼합하여 직물을 제조한 가로 5 cm, 세로 10 cm로 잘라 시편을 준비하였다. 준비된 시편을 일반 공기 또는 질소를 충진한 다음 0, 5, 10, 15, 20, 40 kGy로 감마선을 조사하였다. 상기 시편에 경유, 톨루엔, 벤젠을 최대한 흡유시키고, 흡유된 오일을 착유하여 매스실린드에 담아 흡유량을 측정하였다.
각각의 흡유량을 일반 공기와 질소 처리에 따라, 방사선의 선량에 따라, 및 사용횟수에 따라 흡유량의 변화를 비교 분석하였다. 측정 결과를 표 2 및 도 4~12에 나타내었다.
카폭:폴리에틸렌 사용횟수 디젤유 흡유량
(ml/1 g)
톨루엔 흡유량
(ml/1 g)
벤젠 흡유량
(ml/ 1 g)
30:70

1회 24.9±0.68 17.6±0.92 17.3±0.94
2회 18.8±0.81 12.3±0.86 12.1±0.98
3회 18.6±0.94 12.1±0.97 11.8±1.12
50:50

1회 35.4±0.61 29.7±0.75 29.7±0.81
2회 25.2±0.87 20.9±0.98 20.2±1.01
3회 24.9±1.02 20.6±1.17 19.8±1.14
60:40

1회 40.0±1.15 37.1±0.93 36.7±0.86
2회 28.2±1.21 24.4±1.21 23.9±0.98
3회 28.5±1.37 24.1±1.35 24.1±1.25
도 4는 카폭:폴리에틸렌=30:70일 때, 도 5는 카폭:폴리에틸렌=50:50일 때, 도 6은 카폭:폴리에틸렌=60:40일 때 혼방 직물의 감마선량에 따른 디젤유 흡유량을 나타낸 그래프이다.
도 7은 카폭:폴리에틸렌=30:70일 때, 도 8은 카폭:폴리에틸렌=50:50일 때, 도 9는 카폭:폴리에틸렌=60:40일 때 혼방 직물의 감마선량에 따른 톨루엔 흡유량을 나타낸 그래프이다.
도 10은 카폭:폴리에틸렌=30:70일 때, 도 11은 카폭:폴리에틸렌=50:50일 때, 도 12는 카폭:폴리에틸렌=60:40일 때 혼방 직물의 감마선량에 따른 벤젠 흡유량을 나타낸 그래프이다.
표 2 및 도 4~12에 나타낸 바와 같이, 일반 공기와 질소처리에 따른 흡유량의 변화는 거의 없었다. 또한, 1회 흡유량이 카폭:폴리에틸렌=30:70인 경우 1 g당 디젤은 24.9±0.68 ml, 톨루엔은 17.6±0.92 ml, 벤젠은 17.3±0.94 ml을 나타내었고, 카폭:폴리에틸렌=50:50인 경우 1 g당 디젤은 35.4±0.61 ml, 톨루엔은 29.7±0.75 ml, 벤젠은 29.7±0.81 ml를 나타내었으며, 카폭:폴리에틸렌=60:40인 경우 1 g당 디젤은 40.4±1.15 ml, 톨루엔은 37.1±0.93 ml, 벤젠은 36.7±0.86 ml를 나타냄으로써 카폭섬유의 함유량이 높을수록 흡유량이 높아지나, 카폭:폴리에틸렌이 30:70인 경우에도 종래 다른 흡유구조물의 흡유량과 동등 이상으로 나타났다.
나아가, 사용횟수에 대하여 카폭:폴리에틸렌=30:70인 경우 디젤의 1차 흡유량은 24.9±0.68 ml/1 g이고, 2차 흡유량은 18.8±0.81 ml/1 g이고, 3차 흡유량은 18.6±0.94 ml/1 g으로써 여러번 재사용하여도 흡유량이 현저히 저하되지 않기 때문에 재사용이 가능함을 확인하였다.
따라서, 본 발명에 따른 카폭-폴리에틸렌 혼방 직물은 인장강도가 향상되고 종래 흡유구조물에 비하여 흡유량이 동등 이상이며, 재사용이 가능하므로 흡유구조물로써 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 카폭:폴리에틸렌=30:70일 때, 도 2는 카폭:폴리에틸렌=50:50일 때, 도 3은 카폭:폴리에틸렌=60:40일 때 혼방 직물의 감마선량에 따른 인장강도를 나타낸 그래프이다.
도 4는 카폭:폴리에틸렌=30:70일 때, 도 5는 카폭:폴리에틸렌=50:50일 때, 도 6은 카폭:폴리에틸렌=60:40일 때 혼방 직물의 감마선량에 따른 디젤유(경유) 흡유량을 나타낸 그래프이다.
도 7은 카폭:폴리에틸렌=30:70일 때, 도 8은 카폭:폴리에틸렌=50:50일 때, 도 9는 카폭:폴리에틸렌=60:40일 때 혼방 직물의 감마선량에 따른 톨루엔 흡유량을 나타낸 그래프이다.
도 10은 카폭:폴리에틸렌=30:70일 때, 도 11은 카폭:폴리에틸렌=50:50일 때, 도 12는 카폭:폴리에틸렌=60:40일 때 혼방 직물의 감마선량에 따른 벤젠 흡유량을 나타낸 그래프이다.

Claims (11)

  1. 카폭 섬유와 폴리에틸렌이 30:70의 비율로 혼방되고 질소로 충진한 상태에서 방사선이 조사된, 인장강도가 향상된 카폭-폴리에틸렌 직물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방사선은 감마선, 양성자빔, 이온빔, 전자빔 및 자외선으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 인장강도가 향상된 카폭-폴리에틸렌 직물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 방사선의 조사량은 13~17 kGy인 것을 특징으로 하는 인장강도가 향상된 카폭-폴리에틸렌 직물.
  4. 카폭 섬유와 폴리에틸렌을 30:70의 비율로 혼방하여 직물을 제조하는 단계(단계 1);
    상기 단계 1에서 제조된 직물을 질소로 충진한 상태에서 방사선을 조사하는 단계(단계 2)를 포함하는 인장강도가 향상된 카폭-폴리에틸렌 직물의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 방사선은 감마선, 양성자빔, 이온빔, 전자빔 및 자외선으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 인장강도가 향상된 카폭-폴리에틸렌 직물의 제조방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 방사선의 조사량은 13~17 kGy인 것을 특징으로 하는 인장강도가 향상된 카폭-폴리에틸렌 직물의 제조방법.
  7. 제1항의 카폭-폴리에틸렌 직물을 포함하는 흡유구조물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 흡유구조물을 이용하여 흡수되는 기름은 탄소수가 적어도 1개 이상이며, 끓는점이 10℃ 이상인 기름 또는 유기용매인 것을 특징으로 하는 흡유구조물.
  9. 제8항에 있어서, 상기 흡유구조물을 이용하여 흡수되는 기름은 원유, 휘발유, 경유, 중유, 등유, 벙커C유 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 흡유구 조물.
  10. 제8항에 있어서, 상기 유기용매는 톨루엔, 벤젠 또는 헥산인 것을 특징으로 하는 흡유구조물.
  11. 제7항의 흡유구조물을 기름이 유출된 해상 또는 하천에 투하시켜 기름을 흡수시키는 단계를 포함하는 해상 또는 하천의 부유 기름의 제거방법.
KR1020090075211A 2009-08-14 2009-08-14 인장강도가 향상된 카폭-폴리에틸렌 직물 및 이의 제조방법 KR101126195B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090075211A KR101126195B1 (ko) 2009-08-14 2009-08-14 인장강도가 향상된 카폭-폴리에틸렌 직물 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090075211A KR101126195B1 (ko) 2009-08-14 2009-08-14 인장강도가 향상된 카폭-폴리에틸렌 직물 및 이의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110017641A KR20110017641A (ko) 2011-02-22
KR101126195B1 true KR101126195B1 (ko) 2012-03-23

Family

ID=43775601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090075211A KR101126195B1 (ko) 2009-08-14 2009-08-14 인장강도가 향상된 카폭-폴리에틸렌 직물 및 이의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101126195B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040154106A1 (en) 2001-04-12 2004-08-12 Markus Oles Flat textile structures with self-cleaning and water-repellent surfaces
JP2007077718A (ja) 2005-09-15 2007-03-29 Kakui Kk 油吸収シート
KR100816017B1 (ko) 2007-04-19 2008-03-24 한국원자력연구원 방사선을 이용한 난연성 카폭섬유의 제조방법
KR100819460B1 (ko) 2007-03-14 2008-04-04 한국원자력연구원 녹조 또는 적조 제거용 황토-카폭섬유 복합체 및 이의 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040154106A1 (en) 2001-04-12 2004-08-12 Markus Oles Flat textile structures with self-cleaning and water-repellent surfaces
JP2007077718A (ja) 2005-09-15 2007-03-29 Kakui Kk 油吸収シート
KR100819460B1 (ko) 2007-03-14 2008-04-04 한국원자력연구원 녹조 또는 적조 제거용 황토-카폭섬유 복합체 및 이의 제조방법
KR100816017B1 (ko) 2007-04-19 2008-03-24 한국원자력연구원 방사선을 이용한 난연성 카폭섬유의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110017641A (ko) 2011-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hoang et al. Sorbent-based devices for the removal of spilled oil from water: a review
Saleem et al. Oil sorbents from plastic wastes and polymers: A review
US3960722A (en) Oil adsorbent
EP3038744B1 (de) Poröser ölbinder und dessen verwendung zum abbau und/oder zur entfernung von ölverscmutzungen
CN104725662B (zh) 一种亲油性聚氨酯海绵及其制备方法
KR101380839B1 (ko) 기름 수거용 구조체 및 기름 수거용 구조체의 제조방법
DE102006033810A1 (de) Kohlenstoff-Absorptionsmittel, Wasserreiniger, Wasserreinigungstasche, Wasserreinigungssubstrat und Verfahren zur Entfernung eines Ölfilms
Hussein et al. Oil spill sorption using carbonized pith bagasse. Application of carbonized pith bagasse as loose fiber
KR101126195B1 (ko) 인장강도가 향상된 카폭-폴리에틸렌 직물 및 이의 제조방법
Tesfaye et al. Valorisation of waste chicken feathers: Green oil sorbent
KR101007991B1 (ko) 유화제가 담지된 카폭부직포
KR100811878B1 (ko) 기름 흡착제 유니트와 이를 이용한 기름 흡착장치
KR100819461B1 (ko) 케이폭 섬유을 이용한 흡유 그물
CA2990464A1 (en) Organic compound adsorbing material and process for making the same
Abutaleb et al. Performance evaluation of Solanum incanum leaves as a biodegradable adsorbent for oil-spill cleanup in seawater
KR200456009Y1 (ko) 케이폭 섬유를 이용한 흡유 구조물
Saxena et al. Di-Tube Cleanup and Recovery of Oil from Oil Spills
KR20080002774U (ko) 케이폭 섬유을 이용한 흡유 구조물
Anh et al. Liquidation of oil spills using a sorbent based on chitosan
CN110237814B (zh) 一种处理海洋溢油的活性炭的制备方法
US20240010894A1 (en) A composition for polymerization and grafting to a polysaccharide or agricultural fibers and method of manufacturing thereof
KR200223062Y1 (ko) 발수 및 흡유성의 다공구조체
CIUFU et al. Adsorption of crude oil using biosorbents in accidental oil spills
Nenkova et al. Fibrous-wood sorbent for eliminating oil pollution
Rubasinghe et al. Suitability of fibre complexes of coir and banana as eco-friendly sorbent material for oil spills removals

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180306

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190304

Year of fee payment: 8