KR20010016273A - A method of suface water-repelling treatment of porous material and an oil-absorbent material prepared thereby - Google Patents

A method of suface water-repelling treatment of porous material and an oil-absorbent material prepared thereby Download PDF

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KR20010016273A
KR20010016273A KR1020000071482A KR20000071482A KR20010016273A KR 20010016273 A KR20010016273 A KR 20010016273A KR 1020000071482 A KR1020000071482 A KR 1020000071482A KR 20000071482 A KR20000071482 A KR 20000071482A KR 20010016273 A KR20010016273 A KR 20010016273A
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Abstract

PURPOSE: Provided are a method for processing the surface of porous matter to have water repellency and an oil absorbent manufactured thereof. The oil absorbent can absorb selectively only oil spilled at a river or a sea. The absorbent is demanding as follows: oil absorbency; lipophilic property for adsorbing with oil; hydrophobic property and water repellency; no settling down in water after adsorbing oil; no generating for any pollutants through incineration or any treatment; long storable; and mass production at low cost. CONSTITUTION: The method proceeds to the following steps: (i) to spread on the surface of porous matter in a bowl with an adhesive such as acrylic acid resin-hexane solution or acrylic monomer aqueous solution; (ii) to rotate the bowl for uniform application; (iii) to adsorb the pieces of silicon dioxide (10-20g for 100g of the porous matter) onto the surface of the porous matter in a bowl; (iv) to remove the silicon dioxide fixed on the surface of the porous matter by using a sieve; and (v) to heat the former porous matter at 250-300 deg.C for 5-8 minutes and to make silicon dioxide fixed firmly onto the porous matter by the carbonized adhesive. The porous matter is composed of perlite, vermiculite, pumice or firing soil not transmuted at the high temperature of 300 deg.C or more.

Description

다공구조체의 표면 발수 처리 방법 및 이에 의해 제조된 흡유재{A method of suface water-repelling treatment of porous material and an oil-absorbent material prepared thereby}A method of suface water-repelling treatment of porous material and an oil-absorbent material prepared according to the water-repellent treatment method of the porous structure

본 발명은 하천 및 바다에 유출된 폐유 등 오일만을 선택적으로 흡수하는 흡유재를 제공하기 위해, 다공구조체의 표면을 발수 처리하는 방법 및 이에 의해 제조된 발수 및 흡유성의 다공구조체에 관한 것이다.The present invention relates to a method for water repellent treatment of the surface of a porous structure and a water-repellent and oil-repellent porous structure produced thereby, in order to provide an oil absorption material for selectively absorbing only oils such as waste oil spilled into rivers and seas.

해양은 지구 전 표면적의 70% 이상을 차지하고 있고, 각종 생물자원과 광물자원이 풍부하여 인류가 기대할 수 있는 자원의 마지막 보고라 할 수 있으나, 오늘날의 해양은 해안 지역내에 입지한 대규모의 공업단지와 대도시에서 배출되는 산업용 폐수 및 생활 오수의 유입, 농축산 활동에 의한 비료 및 오염된 지하수와 지표수의 유입 등 육상으로부터의 오염 원인 외에도, 대형 유조선 사고로 인한 기름의 유출, 선박으로부터 배출되는 세척수를 비롯한 각종 폐수, 해양시설에서 배출되는 각종 폐기물 등 해상 자체에서 발생되는 오염 등의 원인에 의해서 급격히 황폐화되고, 전체 생태계에게까지 막대한 영향을 미치는 심각한 오염 상태에 놓여 있다.The ocean occupies more than 70% of the earth's total surface area and is rich in biomass and mineral resources, making it the last report of humankind's expectations. Today, the ocean is a large industrial complex located within the coastal region. In addition to the causes of pollution from the land, such as inflow of industrial wastewater and domestic wastewater discharged from large cities, fertilizers and contaminated groundwater and surface water from agricultural and livestock activities, oil spills from large tanker accidents, washing water from ships, etc. It is rapidly devastated by the causes of pollution, such as wastewater and various wastes discharged from marine facilities, and is in a serious pollution state that has a huge impact on the entire ecosystem.

그 중에서도 특히 사고 등의 원인에 의해 선박으로부터 유출된 기름은 유출 사고 초기 뿐 아니라, 사고후 수개월 또는 수십년에 걸쳐 중장기적으로 조류의 대량 폐사나 어패류의 질식사를 유발시키는 등 생태계에 엄청난 피해를 미치고 있다.In particular, oil spilled from ships due to accidents, not only in the early stages of the accident, but also causes massive damage to the ecosystem, causing massive deaths of algae and asphyxiation of fish and shellfish over the months and decades after the accident. have.

유출된 유류는 방제 및 정화 작업을 통하여 일부 제거되기도 하지만, 대부분은 복잡한 풍화 과정을 거치면서 환경내에 잔류하여 각종 해양 생물들에게 지속적으로 영향을 끼치게 되므로, 유류 유출시 이루어지는 신속하고 완벽한 방제 작업은 환경 보호 측면에서나 양식업 등 해양 산업 피해 방지 차원에서 반드시 해결해야 할 과제라 할 수 있다.The spilled oil may be partially removed through the control and purification operations, but most of the oil remains in the environment during the complex weathering process and continuously affects various marine organisms. This is a challenge that must be addressed in terms of protection or in the prevention of damage to the marine industry such as aquaculture.

유류 유출시에는 우선적으로 오일 펜스를 설치하여 기름의 표면 확산을 막고, 유류를 회수하는 작업에 들어가게 된다.When oil spills, oil fences are first installed to prevent oil from spreading and to recover oil.

유류 회수 기술로는 원심분리식 또는 진공식 등 기계적인 힘에 의해 기름을 흡입하는 폐유 제거 장치를 이용하는 방식, 해상에 유출된 기름을 화학 및 생화학적인 방법에 의해 처리하는 약제를 사용하는 방식, 소각에 의해 유출유를 제거하는 방식 또는 기름을 흡착 회수하는 흡유재를 사용하는 방식 등이 이용되고 있다.Oil recovery technology uses a waste oil removal device that sucks oil by mechanical force such as centrifugal or vacuum type, uses a chemical that treats oil spilled at sea by chemical and biochemical methods, incineration A method of removing effluent oil or a method of using an oil absorption material for adsorbing and recovering oil is used.

그러나, 기계 장치에 의해 해수면상에 있는 폐유의 기름띠를 흡입하는 방식은 폐유 흡입시 물도 함께 흡입되므로 기름띠만을 효과적으로 제거하는데 어려움이 있을 뿐만 아니라, 바다에서와 같이 광대한 지역의 기름띠를 제거하기 위해서는 시간이 많이 소요되므로, 신속한 유류 방제 작업을 할 수 없다는 단점이 있다.However, the method of inhaling the oil strip of the waste oil on the sea surface by the mechanical device is not only difficult to remove the oil strip effectively because water is also sucked when the waste oil is inhaled, and the oil strip of the vast area such as the sea is removed. In order to take a lot of time, there is a disadvantage that can not be a quick oil control operation.

또한, 화학 약품을 사용하여 수면상의 폐유를 제거하는 경우에 있어서도, 화학 약품이 폐유와 함께 응고되어 침전되기 때문에 해수면의 폐유를 제거한다 하더라도 침전된 폐유에 의해 2차적인 환경 오염이 유발되는 문제점이 있으며, 소각에 의해 폐유를 방제하는 방식도 소각시 유독성 물질이 발생된다는 점을 고려할 때, 적당한 방법이라 할 수 없다.In addition, even when the waste oil on the surface is removed by using chemicals, even though the waste oil from the sea level is removed since the chemical solidifies with the waste oil, the sedimented waste oil causes secondary environmental pollution. In addition, the method of controlling waste oil by incineration is not a suitable method considering that toxic substances are generated during incineration.

이러한 문제점들 때문에, 폐유만을 흡수하는 효과적인 흡유재의 개발에 기술이 집중되고 있다.Because of these problems, technology is focused on the development of an effective oil absorbent that absorbs only waste oil.

흡유재로는 현재 석유 고분자체로 만들어져 점도가 낮은 기름에서 고점유도까지 흡수가 가능하게 소수성을 지니도록 제조된 합성물질이나, 식물 섬유, 펄프, 석탄 등을 넷트에 포장하여 사용하는 유기물질 등 재질 자체가 발수성을 지니도록 특수 소재로 제조된 흡유재를 사용하고 있으나, 이러한 흡유재는 일반적으로 고가이거나, 기름을 흡착시킨 후 소각 처리하는 과정에서 유독 가스가 발생하는 문제점을 가지고 있다.Oil absorbers are currently made of petroleum polymers and are made of synthetic materials that are hydrophobic so that they can be absorbed from low viscosity oils to high viscosity, or organic materials such as plant fibers, pulp, and coal packed in nets. Oil absorbents made of special materials are used to have water repellency, but such oil absorbents are generally expensive or have a problem in that toxic gases are generated during incineration after adsorbing oil.

따라서, 퍼라이트, 버미큘라이트, 경석, 소성토 등 다공 구조를 가진 광물을 사용하는 방안이 제시되었다. 이러한 광물들은 다공성 구조로 되어 있어, 액체에 대한 흡수 또는 흡착성이 뛰어나기는 하나, 유류가 유출된 해수에서와 같이 물과 기름이 혼재되어 있는 경우에 사용하면 물을 우선적으로 흡수함으로써, 기름을 흡수하지 못하게 되므로, 흡유재로서 사용하는데 한계를 가지고 있다. 이에, 이들 광물에 발수성을 부여하여 기름만을 흡수하도록 하기 위한 여러 가지 방안이 연구 개발되고 있다.Therefore, a method of using minerals having a porous structure such as perlite, vermiculite, pumice, and calcined earth has been proposed. These minerals have a porous structure, so they have good absorption or adsorption to liquids, but do not absorb oil by preferentially absorbing water when used in a mixture of water and oil, such as in seawater with oil spills. Since it becomes impossible, it has a limit to use as an oil absorption material. Therefore, various methods for absorbing only oil by providing water repellency to these minerals have been researched and developed.

그중, 에폭시 염화 비닐 같은 발수성 화학 성분을 다공구조체의 표면에 처리하는 방법이 제안되었으나, 이러한 발수성 화학 성분은 다공구조체 표면 부착 과정에서 다공구조체내의 모세 기공을 메우거나 입구를 폐쇄시킴으로써 다공구조체의 흡유성마저 상실시킨다는 문제점이 제기되었다.Among them, a method of treating a surface of the porous structure with a water-repellent chemical component such as epoxy vinyl chloride has been proposed.However, the water-repellent chemical component can absorb the pores of the porous structure by filling capillary pores in the porous structure or closing the inlet during the surface attachment process of the porous structure. The problem has been raised that even loss.

다공구조체의 표면을 발수 처리하는 방안으로 접착재를 사용하여 발수재를 다공구조체의 표면에만 부착시키는 방법 또한, 발수 물질을 직접 부착시키는 상기 경우와 마찬가지로, 접착재가 다공구조체의 모세기공을 메우거나 막아버리므로, 표면 발수 처리에 의해 흡유성의 다공구조체를 제조하는데 여러 가지 어려움이 있어 왔다.A method of attaching a water repellent material only to the surface of the porous structure by using an adhesive in a method of water repellent treatment of the surface of the porous structure In addition, as in the case of directly attaching the water repellent material, the adhesive material fills or blocks the capillary pores of the porous structure. Therefore, there have been various difficulties in producing an oil absorption porous structure by surface water repellent treatment.

이에, 본 발명자는 유 흡착재가 갖춰야 할 요건인 (1) 기름을 흡수하는 성질인 흡유성을 가질 것, (2) 기름을 끌어당기는 기름에 대한 흡착력의 친유성을 가질 것, (3) 물을 흡수하지 않는 성질의 소수성 및 발수성을 가질 것, (4) 기름을 흡착한 후에도 물에 가라앉지 않을 것, (5) 기름을 흡착시킨 다음 소각 등의 기타 처리 과정에서 환경 오염 물질이 발생하지 않을 것, (6) 장기간 보관이 가능할 것, (7) 저렴한 비용으로 대량 제조가 가능할 것 등의 조건을 겸비한 새로운 흡유재의 개발을 위해 노력한 끝에 본 발명을 완성하게 되었다.Therefore, the present inventors should have (1) oil absorbency, which is a property of absorbing oil, which is a requirement for oil absorbents, (2) have lipophilic properties of adsorption power to oil attracting oil, and (3) water. Has hydrophobic and water repellent properties that do not absorb, (4) does not sink in water even after adsorbing oil, (5) no environmental pollutants will be generated during other processing such as incineration after adsorbing oil The present invention was completed after efforts to develop a new oil absorbent material having conditions such as (6) long-term storage, (7) low cost, and mass production.

따라서, 본 발명은 효과적인 발수 처리를 통해 상기한 유 흡착재로서의 제반 요건을 겸비한 뛰어난 흡유성의 다공구조체 및 이를 제조하는 방법을 제공하는데 목적을 두고 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an excellent oil-absorbing porous structure having the above-mentioned requirements as an oil absorbent through an effective water repellent treatment, and a method of manufacturing the same.

도 1은 본 발명의 방법에 의해 다공구조체의 표면에 발수재인 이산화 규소 입자가 고착되는 과정을 나타내는 도면으로서, 도 1a는 가열전 점착재와 이산화 규소 입자로 표면 처리된 다공구조체를 도시한 도면이고, 도 1b는 가열후 점착재에 의해 이산화 규소 입자가 표면상에 고착된 다공구조체를 도시한 도면.1 is a view showing a process of fixing the silicon dioxide particles as a water repellent material on the surface of the porous structure by the method of the present invention, Figure 1a is a view showing a porous structure surface-treated with a pressure-sensitive adhesive and silicon dioxide particles before heating 1B is a view showing a porous structure in which silicon dioxide particles are fixed on a surface by an adhesive after heating.

도 2는 본 발명에 의한 다공구조체의 표면에 발수재인 이산화 규소가 고착된 상태의 단면을 촬영한 현미경 사진.2 is a photomicrograph of the cross section of the state in which silicon dioxide as a water repellent is fixed to the surface of the porous structure according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 다공구조체1: porous structure

2 : 점착재2: adhesive material

3 : 이산화 규소 입자3: silicon dioxide particles

4 : 탄화된 점착재4: carbonized adhesive

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다공구조체 발수 처리 방법은 다음의 단계들로 이루어지는 것을 특징으로 한다:The porous structure water repellent treatment method of the present invention for achieving the above object is characterized by consisting of the following steps:

(1) 다공구조체를 포함하는 용기에 아크릴 수지-헥산 용액 또는 아크릴 모노머 수용액의 점착재를 다공구조체의 표면상에 산포하는 단계,(1) dispersing the adhesive material of the acrylic resin-hexane solution or the acrylic monomer aqueous solution on the surface of the porous structure in a container including the porous structure,

(2) 상기 용기를 교반시켜 점착재 용액이 다공구조체 표면상에 고루 도포되도록 하는 단계,(2) stirring the container so that the adhesive solution is evenly applied onto the porous structure surface,

(3) 상기 점착재가 도포된 다공구조체를 분말 상태의 이산화 규소가 포함된 용기에 옮긴 후, 저어주어 점착재가 도포된 다공구조체의 표면상에 이산화 규소 입자가 고루 부착되도록 하는 단계,(3) transferring the porous structure coated with the pressure-sensitive adhesive material to a container containing silicon dioxide in a powder state, and then stirring to ensure that the silicon dioxide particles are evenly attached onto the surface of the porous structure coated with the pressure-sensitive adhesive material,

(4) 체를 사용하여 다공구조체의 표면상에 부착된 여분의 이산화 규소 입자를 제거하는 단계,(4) removing excess silicon dioxide particles attached to the surface of the porous structure using a sieve,

(5) 상기 다공구조체를 250℃ 내지 300℃의 온도에서 5분 내지 8분 동안 서서히 가열하여, 이산화 규소 입자가 탄화된 점착재에 의해 다공구조체의 표면상에 고착되도록 하는 단계.(5) gradually heating the porous structure at a temperature of 250 ° C. to 300 ° C. for 5 to 8 minutes to allow the silicon dioxide particles to adhere onto the surface of the porous structure by a carbonized adhesive.

본 발명은 다공성 구조를 가진 흡수성 기체(基體)에 기름만을 흡수하는 흡유성을 부여하기 위해 표면을 발수 처리하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of water repellent treatment of a surface in order to provide oil absorption to absorb only oil to an absorbent gas having a porous structure.

본 발명은 또한 상기한 방법에 의해 제조된 발수 및 흡유성의 다공구조체에 관한 것이다.The present invention also relates to a water-repellent and oil-absorbing porous structure produced by the above method.

본 발명에서는 발수재로서 이산화 규소를 사용한다.In the present invention, silicon dioxide is used as the water repellent.

규소 화합물은 낮은 표면 장력으로 매우 우수한 발수성과 친유성을 가지고 있어, 불소 화합물과 더불어 발수 및 방수제로서 널리 사용되고 있는 무기질 물질로서, 이중에서 발수재로서 이산화 규소는 백색 미세 분말의 상태로 자연상에 존재하므로 다공성 구조를 가진 흡수성 기체에 부착하는데 어려움이 있어 왔다.Silicon compound has a very good water repellency and lipophilic property with low surface tension, and it is an inorganic material widely used as a water repellent and a waterproofing agent together with a fluorine compound, of which silicon dioxide exists as a white fine powder in nature. Therefore, it has been difficult to attach to the absorbent gas having a porous structure.

그러나 본 발명에서는 이산화 규소 분말을 다공구조체에 부착하기 위한 점착재 물질로서 아크릴 수지-헥산 용액 또는 아크릴 모노머 수용액을 사용하고, 이를 250℃ 내지 300℃의 고온에서 가열함으로써, 불필요한 점착재의 증발 및 이에 따른 수축 현상과 함께, 점착재 탄화에 의해 이산화 규소를 다공구조체의 표면상에 고착시키는 것에 특징을 두고 있다.However, in the present invention, by using an acrylic resin-hexane solution or an acrylic monomer aqueous solution as an adhesive material for attaching silicon dioxide powder to the porous structure, by heating it at a high temperature of 250 ℃ to 300 ℃, evaporation of unnecessary adhesive material and thus Along with the shrinkage phenomenon, the silicon dioxide is fixed on the surface of the porous structure by adhesive carbonization.

즉, 본 발명에 따른 발수 처리 방법에 의하면, 고온 가열에 의해 불필요한 점착재가 증발되는 과정에서 일어나는 점착층의 수축으로 말미암아 이산화 규소가 다공구조체 표면에 압착되고, 그리고 이산화 규소가 부착된 부분에 남은 일부 점착재는 탄화되어 이산화 규소가 다공구조체의 표면상에 고착되도록 하는 가교 역할을 하게 되므로, 종래의 방법에서와 같이, 접착재에 의해 다공구조체의 모세 기공이 메워지거나 폐쇄되어 흡유성이 상실되는 결과가 초래되지 않는다.That is, according to the water-repellent treatment method according to the present invention, the silicon dioxide is pressed on the surface of the porous structure due to the shrinkage of the adhesive layer that occurs in the process of evaporating the unnecessary adhesive material by the high temperature heating, and the remaining part on the silicon dioxide-attached portion Since the adhesive material is carbonized to serve as a crosslinking role for the silicon dioxide to be fixed on the surface of the porous structure, as in the conventional method, capillary pores of the porous structure are filled or closed by the adhesive material, resulting in loss of oil absorption. It doesn't work.

또한, 흡수성 기체로서 다공구조를 가진 재료, 예를 들면 퍼라이트, 버미큘라이트, 경석, 소성토 등의 광범위한 재료를 다양하게 사용할 수 있어, 제조 비용면에서 경제적이며, 기름 흡착후 소각 처리하는 과정에서 유독 가스가 발생하지 않으므로 환경적인 측면에서도 매우 유리하다.In addition, as a water absorbing gas, it is possible to use a variety of materials having a porous structure, such as perlite, vermiculite, pumice, calcined earth, etc., which is economic in terms of manufacturing cost, and toxic gas in the incineration process after oil adsorption Does not occur, so it is very advantageous from an environmental point of view.

이하, 본 발명의 방법을 단계별로 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the method of the present invention will be described in more detail step by step.

단계 (1)에서는 다공구조체를 회전 용기에 넣어 회전시키면서 아크릴 수지-헥산 용액 또는 아크릴 모노머 수용액의 점착재를 다공구조체의 표면상에 스프레이 등의 방식으로 산포한다.In step (1), the adhesive material of the acrylic resin-hexane solution or the acrylic monomer aqueous solution is sprayed onto the surface of the porous structure by spraying the porous structure in a rotating container.

이때 아크릴수지-헥산 용액 또는 아크릴 모노머 수용액 점착재의 사용량은 다공구조체의 표면이 충분히 도포될 수 있을 정도의 양 즉, 기체 용적의 7/100 내지 8/100의 양으로 사용한다.In this case, the amount of the acrylic resin-hexane solution or the acrylic monomer aqueous solution adhesive is used in an amount such that the surface of the porous structure can be sufficiently coated, that is, in an amount of 7/100 to 8/100 of the gas volume.

이후, 상기 용기를 분당 20 내지 30 회전의 저속으로 2분 내지 3분 동안 교반시켜 상기 점착재 용액이 다공구조체의 표면상에 고루 도포되도록 하는 단계 (2)를 수행한다. 단계 (2) 결과, 다공구조체의 전체 표면은 상기 점착재 용액으로 도포된 상태가 된다.Thereafter, step (2) is performed to stir the vessel for 2 to 3 minutes at a low speed of 20 to 30 revolutions per minute so that the pressure-sensitive adhesive solution is evenly applied on the surface of the porous structure. As a result of step (2), the entire surface of the porous structure is in a state of being coated with the pressure-sensitive adhesive solution.

(3) 단계로, 상기 점착재가 도포된 다공구조체를 이산화 규소가 담겨져 있는 용기로 옮긴 후, 잘 저어주어 점착재가 도포된 다공구조체의 표면상에 이산화 규소 입자가 고루 부착되도록 한다.In step (3), the porous structure coated with the adhesive material is transferred to a container containing silicon dioxide, and then stirred well so that the silicon dioxide particles are evenly attached onto the surface of the porous structure coated with the adhesive material.

이때, 이산화 규소는 백색 미세 분말 상태로, 상기 단계 (2)를 통해 다공구조체 표면상에 형성된 점착층에 의해 다공구조체의 표면상에 부착하게 된다.At this time, the silicon dioxide is attached to the surface of the porous structure by a pressure-sensitive adhesive layer formed on the surface of the porous structure through the step (2) in a white fine powder state.

이산화 규소는 다공구조체 100g에 대하여 10 내지 20g 정도, 바람직하게는 15g의 양으로 사용한다.Silicon dioxide is used in an amount of about 10 to 20 g, preferably 15 g based on 100 g of the porous structure.

단계 (4)에서는 체를 사용하여 털어내는 등의 방법에 의해 다공구조체의 표면에 부착된 여분의 이산화 규소 입자를 제거한다.In step (4), excess silicon dioxide particles adhering to the surface of the porous structure are removed by sieving or the like.

점착재와 이산화 규소가 부착된 상태의 다공구조체를 나타내는 도면이 도 1a에 제시되어 있다.A diagram showing the porous structure with the adhesive and silicon dioxide attached is shown in FIG. 1A.

이 도면으로부터도 알 수 있는 바와 같이, 다공구조체에 도포된 점착재는 다공구조체의 표면 뿐만 아니라, 미세 기공까지도 메우거나 폐쇄시켜, 이 상태에서는 다공구조체가 흡수성을 상실한 상태가 된다.As can be seen from this figure, the pressure-sensitive adhesive material applied to the porous structure fills or closes not only the surface of the porous structure but also the micropores, so that the porous structure loses absorbency in this state.

이후, 미세기공을 막고 있는 점착재를 제거하고, 이산화 규소를 다공구조체의 표면상에 더욱 단단히 고착시키기 위해 상기 다공구조체를 열처리하는 단계 (5)를 수행한다.Thereafter, a step (5) of removing the adhesive blocking the micropores and performing heat treatment on the porous structure to fix silicon dioxide more firmly on the surface of the porous structure is performed.

단계 (5)의 열처리 단계를 통해 다공구조체를 250℃ 내지 300℃의 온도에서 5분 내지 8분 동안 서서히 가열하면, 대부분의 점착재가 증발하면서 점착층의 수축이 일어나 이산화 규소 입자가 다공구조체의 표면상에 밀착하게 되며, 이산화 규소와 다공구조체 사이에 남은 일부 점착재는 탄화되어 이산화 규소를 다공구조체 표면상에 더욱 고착시키는 가교 역할을 하게 된다.When the porous structure is slowly heated at a temperature of 250 ° C. to 300 ° C. for 5 to 8 minutes through the heat treatment step of step (5), most of the adhesive material evaporates and shrinkage of the adhesive layer causes silicon dioxide particles to form the surface of the porous structure. In close contact with the phase, some of the pressure-sensitive adhesive remaining between the silicon dioxide and the porous structure is carbonized to serve as a crosslinking layer to further adhere the silicon dioxide onto the porous structure surface.

이 가열 공정에서는 다공구조체를 250℃ 내지 300℃의 온도에서 5분 내지 8분에 걸쳐 서서히 가열하게 되는데, 이때 열원이 피가공체 표면에 직접 닿게 되거나, 가열 온도가 300℃를 넘게 되면 점착재로 사용한 아크릴 성분이 발화를 일으켜 수축이 이루어지지 않아 고착 효과가 실현되지 않으며, 5분 이내로 급속 가열하는 경우에도 역시 충분한 수축이 이루어지지 않아 고착 효과가 감소한다. 또한 가열 속도가 너무 느리거나 가열 온도가 250℃ 이하로 낮을 경우에는 점착재로 사용한 아크릴 성분의 일부가 증발도 되기 전에 경화되어 다공구조체의 모세기공을 막을 수가 있으므로, 적절한 온도 설정과 가열 속도 및 시간 조절에 특히 유의하여야 한다.In this heating process, the porous structure is gradually heated at a temperature of 250 ° C. to 300 ° C. over 5 minutes to 8 minutes, wherein the heat source is directly in contact with the surface of the workpiece or when the heating temperature exceeds 300 ° C. When the used acrylic component ignites, no shrinkage is achieved, and the fastening effect is not realized. Even when rapid heating is performed within 5 minutes, the fastening effect is also insufficient and the fastening effect is reduced. In addition, if the heating rate is too slow or the heating temperature is lower than 250 ° C., some of the acrylic components used as the adhesive may be cured before evaporation, and thus capillary pores of the porous structure may be blocked. Particular attention should be paid to control.

가열후, 미세기공을 메우고 있던 점착재들은 증발되고, 탄화된 점착재에 의해 이산화 규소 입자가 표면상에 고착된 다공구조체의 상태를 도시한 도면이 도 1b에 제시되어 있다.After heating, the adhesives filling the micropores are evaporated, and a diagram showing the state of the porous structure in which silicon dioxide particles are fixed on the surface by the carbonized adhesive is shown in FIG. 1B.

단계 (5) 결과, 발수성 이산화 규소로 표면 처리된 흡유 및 소수성의 다공구조체가 제조된다.As a result of step (5), oil absorption and hydrophobic porous structures surface-treated with water-repellent silicon dioxide are produced.

본 발명의 방법에 의해 제조된 다공구조체는 발수성의 이산화 규소와 흡수성을 가진 다공구조물의 특성에 의해 흡유성의 저하가 없으면서도 거의 완전한 발수성을 발휘할 뿐 아니라, 이산화 규소의 미세 입자가 다공구조체의 표면에 고르게 분포됨으로써, 전술한 유 흡착재의 조건을 겸비하고 있는 우수한 흡유재 물질이다.The porous structure produced by the method of the present invention exhibits almost complete water repellency without degrading oil absorption due to the properties of the water-repellent silicon dioxide and the water-absorbing porous structure, and the fine particles of silicon dioxide are used for the surface of the porous structure. By being evenly distributed, it is an excellent oil absorption material material which combines the conditions of the oil adsorption material mentioned above.

이하, 본 발명의 방법에 의해 발수 표면 처리된 다공구조체에 대한 흡수(발수) 및 흡유 성능에 대한 실험 과정 및 결과를 실시예로서 설명하도록 한다.Hereinafter, the experimental procedure and results for the absorption (water repellency) and oil absorption performance of the porous structure treated with the water repellent surface by the method of the present invention will be described as examples.

하기 실시예는 본 발명을 예시하고, 관련 효능을 입증하기 위해 제공된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하거나 한정하는 것으로 간주되어서는 안된다.The following examples are provided to illustrate the invention and to demonstrate the associated efficacy and should not be considered as limiting or limiting the scope of the invention.

[실시예 1]Example 1

다공구조체로서 토질개량용 소성토를 사용하고, 점착재로서 아크릴수지-헥산 용액 및 발수재로서 이산화 규소를 사용하여 본 발명에 따른 발수 처리 방법에 의해 다음과 같이 흡유성 다공구조체를 제조하였다.An oil-absorbing porous structure was prepared by the water repellent treatment method according to the present invention using a calcined soil for soil improvement as a porous structure, and an acrylic resin-hexane solution as an adhesive and silicon dioxide as a water repellent.

우선, 입경 8 내지 12mm의 소성토를 용기에 넣고, 시판 아크릴수지-헥산 용액을 소성토 표면이 충분히 덮힐 정도로 분무하여 소성토 표면에 산포시켰다.First, a calcined earth having a particle size of 8 to 12 mm was placed in a container, and a commercial acrylic resin-hexane solution was sprayed to the extent that the surface of the calcined earth was sufficiently covered and dispersed on the calcined earth surface.

상기 용기를 회전시켜 점착재 용액이 소성토의 표면상에 고루 도포되도록 하고, 이를 백색 분말 상태의 88.01%의 시판 이산화 규소가 담겨져 있는 내열성 용기에 넣어 점착재가 도포된 소성토의 표면상에 이산화 규소 입자가 고루 부착되도록 하였다.The container is rotated so that the pressure-sensitive adhesive solution is evenly applied on the surface of the calcined earth, and the silicon dioxide particles are placed on the surface of the calcined earth to which the pressure-sensitive adhesive is applied by placing it in a heat resistant container containing 88.01% of commercially available silicon dioxide in a white powder state. Evenly attached.

체를 사용하여 여분의 이산화 규소 입자를 제거한 후, 이를 250℃ 내지 300℃의 온도에서 약 7분에 걸쳐 서서히 가열하여, 불필요한 점착재를 증발시키고, 이산화 규소 입자가 소성토 표면상에 고착되도록 하였다.After the use of a sieve to remove excess silicon dioxide particles, it was slowly heated over a period of about 7 minutes at a temperature of 250 ° C. to 300 ° C. to evaporate unnecessary adhesives and allow the silicon dioxide particles to stick on the calcined earth surface. .

이렇게 제조한 흡유성 소성토의 중량을 계량한 다음, 20℃의 수면위에 5분 동안 정치시키고, 철망위로 옮겨 다시 5분 동안 방치한 후, 중량을 계량하여 중량의 증가량을 측정함으로써, 발수 성능에 대해 시험하였다(일본 운수성 선박국장 통달-선사 제52호 소화 52. 2. 1).After measuring the weight of the oil-absorbing calcined soil thus prepared, it was allowed to stand on water surface at 20 ° C. for 5 minutes, transferred to a wire mesh and left for 5 minutes, and then the weight was measured to measure the increase in weight. The test was carried out (December 52 of the Ministry of Transport, Transport, and Transport, No. 52).

또한, 동량의 소성토를 20℃의 유면위에 5분 동안 정치시키고, 철망위로 옮겨 다시 5분 동안 방치한 후, 중량을 계량하여 중량의 증가량을 측정함으로써, 흡유 성능에 대해 시험하였다(일본 운수성 선박국장 통달-선사 제52호 소화 52. 2. 1).In addition, the same amount of calcined soil was allowed to stand on the oil surface at 20 ° C. for 5 minutes, transferred to a wire mesh, and left for 5 minutes, and then the weight was measured to measure the increase in weight to test the oil absorption performance. Chief Master-Dol-Hun 52. 2. 1).

마지막으로, 동량의 소성토를 시유(기름)를 띄운 20℃의 수면위에 5분 동안 정치시키고, 철망위로 옮겨 다시 5분 동안 방치한 후, 중량을 계량하여 중량의 증가량을 측정함으로써, 혼합 흡유 성능에 대해 시험하였다.Finally, the same amount of calcined soil was placed on the surface of water at 20 ° C. with oil (oil) for 5 minutes, transferred to a wire mesh and left for 5 minutes, and then the weight was measured to measure the increase in weight. Was tested against.

[실시예 2]Example 2

다공구조체로서 두께 10 내지 15mm의 건조 식빵 조각을 사용하고, 점착재로서 시판 아크릴 모노머 수용액과 발수재로서 88.01%의 시판 이산화 규소를 사용하여 실시예 1에서와 같은 방법에 의해 흡유성 다공구조체를 제조하였다.An oil-repellent porous structure was prepared by the same method as in Example 1, using dry bread pieces having a thickness of 10 to 15 mm as the porous structure, and commercially available acrylic monomer aqueous solution as the adhesive and 88.01% of commercial silicon dioxide as the water repellent material. It was.

제조한 흡유성 식빵에 대해 실시예 1에서와 동일한 방식으로 발수 성능, 흡유 성능 및 혼합 흡유 성능에 관한 시험을 실시하였다.In the same manner as in Example 1, a test on water repellent performance, oil absorption performance, and mixed oil absorption performance was performed on the prepared oil absorbent bread.

실시예 1 및 2의 시험 결과는 하기 표 1과 같다.Test results of Examples 1 and 2 are shown in Table 1 below.

흡수 시험Absorption test 흡유 시험Oil absorption test 혼합 흡유 시험Mixed oil absorption test 실시예 1Example 1 2.80 g/ℓ2.80 g / ℓ 320 g/ℓ320 g / ℓ 333 g/ℓ333 g / ℓ 실시예 2Example 2 2.75 g/ℓ2.75 g / ℓ 473 g/ℓ473 g / ℓ 487 g/ℓ487 g / ℓ

상기 시험 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 방법에 의해 제조된 다공구조체들은 기름 흡수량에 비해 물 흡수량은 극히 소량으로, 흡유성과 함께 뛰어난 발수 성능을 가지고 있는 것으로 밝혀졌다.As can be seen from the above test results, the porous structures produced by the method of the present invention were found to have an extremely small amount of water absorption compared to the oil absorption, and have excellent water repellency along with oil absorption.

혼합 흡유 시험의 경우, 전체 흡수량이 흡유 시험때보다 다소 증가한 것은 기름과 더불어 묻어 나온 물로 인한 중량의 증가로 판단된다.In the case of the mixed oil absorption test, the increase in total absorption slightly from the oil absorption test is considered to be an increase in the weight due to water buried with oil.

본 발명의 방법에 따르면, 점착재에 의해 미세기공이 폐쇄되는 부작용 없이도, 발수 성능을 가진 이산화 규소를 다공구조체의 표면상에 효과적으로 고착시켜 발수 처리할 수 있으므로, 발수성 및 흡유성이 뛰어난 다공구조체를 제공할 수 있다.According to the method of the present invention, since the silicon dioxide having water repellency can be effectively fixed on the surface of the porous structure without the side effect of closing the micropores by the adhesive, the porous structure having excellent water repellency and oil absorption can be obtained. Can provide.

또한, 본 발명에 의해 제조되는 흡유재는 다공구조체를 기체로 하므로, 기름을 흡착한 후에도 물에 가라않지 않고, 유 흡착후 소각 등의 처리 과정에서 환경 오염 물질을 발생시키지 않으며, 장기간 보관이 가능하고, 종래의 유 흡착재가 재질 자체에 발수성을 갖도록 제조한 특수 소재의 제품인데 반해, 본 발명의 다공구조체는 일반적인 소재에 표면을 발수 처리한 것으로서, 재료에 큰 제약이 없어 저렴한 원가의 다양한 재료를 사용할 수 있으므로, 저렴한 제조 비용으로도 대량 제조가 가능하다는 장점이 있다.In addition, the oil absorbing material manufactured by the present invention uses a porous structure as a gas, so that it does not go into water even after adsorbing oil, and does not generate environmental pollutants during incineration or the like after oil adsorption, and can be stored for a long time. In addition, while the conventional oil absorbent is a product of a special material manufactured to have a water repellency in the material itself, the porous structure of the present invention is a water-repellent treatment of the surface to a general material, there is no great restriction on the material and various materials of low cost Since it can be used, there is an advantage that mass production is possible even at low manufacturing cost.

Claims (5)

(1) 다공구조체를 포함하는 용기에 아크릴 수지-헥산 용액 또는 아크릴 모노머 수용액의 점착재를 다공구조체의 표면상에 산포하는 단계,(1) dispersing the adhesive material of the acrylic resin-hexane solution or the acrylic monomer aqueous solution on the surface of the porous structure in a container including the porous structure, (2) 상기 용기를 교반시켜 점착재 용액이 다공구조체 표면상에 고루 도포되도록 하는 단계,(2) stirring the container so that the adhesive solution is evenly applied onto the porous structure surface, (3) 상기 점착재가 도포된 다공구조체를 분말 상태의 이산화 규소가 포함된 용기에 옮긴 후, 저어주어 점착재가 도포된 다공구조체의 표면상에 이산화 규소 입자가 고루 부착되도록 하는 단계,(3) transferring the porous structure coated with the pressure-sensitive adhesive material to a container containing silicon dioxide in a powder state, and then stirring to ensure that the silicon dioxide particles are evenly attached onto the surface of the porous structure coated with the pressure-sensitive adhesive material, (4) 체를 사용하여 다공구조체의 표면상에 부착된 여분의 이산화 규소 입자를 제거하는 단계,(4) removing excess silicon dioxide particles attached to the surface of the porous structure using a sieve, (5) 상기 다공구조체를 250℃ 내지 300℃의 온도에서 5분 내지 8분 동안 서서히 가열하여, 이산화 규소 입자가 탄화된 점착재에 의해 다공구조체의 표면상에 고착되도록 하는 단계를 포함하는 다공구조체의 발수 표면 처리 방법.(5) the porous structure is gradually heated at a temperature of 250 ° C. to 300 ° C. for 5 to 8 minutes to allow the silicon dioxide particles to adhere onto the surface of the porous structure by a carbonized adhesive. Water repellent surface treatment method. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다공구조체 100g에 대하여 이산화 규소를 10 내지 20g의 양으로 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.Method for using silicon dioxide in an amount of 10 to 20g per 100g of the porous structure. 제 1 항의 방법에 의해 제조된 발수 및 흡유성 다공구조체.A water and oil repellent porous structure produced by the method of claim 1. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 다공구조체가 300℃ 이상의 고온에서 변형되지 않는 소재로 이루어진 것임을 특징으로 하는 다공구조체.The porous structure, characterized in that the porous structure is made of a material that is not deformed at a high temperature of 300 ℃ or more. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 다공구조체가 퍼라이트, 버미큘라이트, 경석 또는 소성토인 것을 특징으로 하는 다공구조체.The porous structure is a porous structure, characterized in that the perlite, vermiculite, pumice or calcined soil.
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