KR200163879Y1 - 흡유성 고분자 백 - Google Patents

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KR200163879Y1
KR200163879Y1 KR2019990015141U KR19990015141U KR200163879Y1 KR 200163879 Y1 KR200163879 Y1 KR 200163879Y1 KR 2019990015141 U KR2019990015141 U KR 2019990015141U KR 19990015141 U KR19990015141 U KR 19990015141U KR 200163879 Y1 KR200163879 Y1 KR 200163879Y1
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황억채
윤근병
정기환
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 고안은 유기용매를 선택적으로 흡수할 수 있는 친유성 고분자 재질로 이루어진 백(bag) 내부에 다공성의 친유 재료가 함유되어 있는 흡유성 고분자 백(bag)에 관한 것이다. 상기 친유성 고분자는 유기용매 또는 오일과 친화력이 있어 유기용매를 선택적으로 흡수할 수 있으며, 상기 고분자 백 내부에 밀봉되어 함유되어 있는 상기 다공성 친유 재료는 가격이 저렴할 뿐만 아니라 상기 고분자가 흡수한 오일을 다시 흡수함으로써 기존의 오일 흡착제에 비해 흡유기능 및 가압보지력이 우수하다.

Description

흡유성 고분자 백{Polymer Bag Having Good Oil Absorbency}
고안의 분야
본 고안은 유기물 자체 또는 물과 혼합되어 있는 유기물을 선택적으로 흡수하는 흡유성 고분자 백(bag)에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 고안은 알킬기를 갖는 친유성 고분자의 유흡착성과 발수기능을 이용하여 유기용매를 선택적으로 백(bag) 내부로 흡수하고, 상기 흡수된 유기용매가 다시 흡유성 백 외부로 유출되지 않도록 백 내부에 친유성의 다공질 재료를 함유하는 흡유성 고분자 백(bag)에 관한 것이다.
고안의 배경 및 종래기술
최근 산업의 발달로 유기용제 및 석유의 사용량이 급속히 증가함에 따라 유기용매들이 물과 혼합되어 있는 폐액(廢液)의 방출로 인하여 수질 오염이 심각해지고 있다. 또한, 매년 유조선의 해양사고로 인하여 해양오염은 물론 환경생태계의 파괴를 야기하고 있다. 따라서 수질개선 및 지구환경 보호를 위하여 유출된 유기용제나 석유 등을 물로부터 선택적으로 흡수, 분리할 수 있는 흡유성 고분자의 개발이 절실히 요구된다.
해양에 유출된 오일을 제거하는 종래의 방법으로서 첫째, 분말형태의 재(cinder) 또는 점토(clay)를 바다에 분산시킨 후 유출된 오일을 흡착시켜 침전시키는 흡착침전물을 이용하는 방법(미국특허 제3,843,306호, 제5,104,548호 및 제5,176,831호)이 있고, 둘째, 계면활성제를 오일이 유출된 지역에 뿌린 후 물 제트기(water jet)와 같은 기계로 교반시켜 물과 기름을 에멀젼 상태로 만든 다음 자연분해되도록 하는 방법(日本水産學會編, 1979, 石油汚染水産生物, p128-145)이 있으며, 셋째, 기존의 폴리에틸렌(또는 폴리프로필렌) 섬유에 파라핀(paraffin)등의 친유성 화합물을 코팅시켜 만든 부직포를 이용하여 유출된 오일을 흡착시켜 분리하는 방법이 있고(미국특허 제3,668,118호, 제3,812,973호 및 제4,332,854호), 넷째, 가열하여 부풀린 곡식을 사용하여 유출된 기름을 흡수하는 기술이 알려져 있다(미국특허 제4,969,774호).
그러나 상기 흡착침전물을 사용할 경우 재나 점토에 흡착된 오일이 시간이 지남에 따라 방출되며, 또한 흡유성 고분자 분말의 가격이 경제적이지 못하고, 용도 또한 극히 제한적으로만 사용되는 단점이 있다. 상기 계면활성제를 이용하는 경우는 흡수한 오일을 다시 회수하기 어렵고 오일 에멀젼에 의해 해양생태계를 파괴시키는 2차 오염을 피할 수 없게 되므로 선진국에서는 이의 사용을 금지하는 추세이다. 또한 폴리에틸렌 등의 부직포를 사용하는 경우도 흡유 배율이 매우 낮고 가압보지력이 약하여 흡수된 오일이 방출되기 쉬운 단점이 있다. 한편 발포된 퍼라이트(perlite)나 버미큐라이트(vermiculite) 자체는 흡유성이 낮지만, 친유성 관능기를 부가하는 코팅을 함으로써 물의 흡수를 막을 수 있고, 나아가 비극성의 유기물이 모세관 현상에 의해 쉽게 다공성 공간에 스며들게 되어 흡유성이 우수해진다(미국특허 제5,035,804호). 하지만 상기 친유성 그룹이 코팅된 발포 퍼라이트 역시 시간이 지남에 따라 흡수된 오일이 다시 스며 나오고 서서히 물이 흡수되는 문제점을 지니고 있다. 또한 가열하여 부풀린 곡식의 경우도 흡수된 오일이 다시 스며 나오고 물이 흡수되는 문제점을 지니고 있다.
이에 본 고안자들은 상기 공지 제조기술들의 단점을 극복할 수 있는 흡수배율이 비교적 높고 가압보지력이 우수한 다공성의 흡유성 고분자 백(bag)을 창작하기에 이른 것이다.
본 고안의 목적은 폴리올레핀계 부직포로 이루어진 흡유성 백(bag) 내부에 친유성 그룹을 부가한 발포된 무기물 또는 가열하여 부풀린 곡물을 채워 넣음으로써, 흡유 기능이 뛰어나고 가압보지력이 우수한 흡유성 고분자 백을 제공하기 위한 것이다.
본 고안의 다른 목적은 유기용매 및 오일과 친화력이 있는 고분자 백(bag)이 유기용매를 선택적으로 흡수하고, 그리고 상기 고분자가 흡수한 유기용매를 백(bag) 내부에 함유된 친유성의 다공질 재료가 재흡수함으로써 효율적이고 지속적으로 흡유 기능을 유지할 수 있으며, 아울러 환경오염을 방지하기 위한 흡유성 고분자 백을 제공하기 위한 것이다.
본 고안의 또 다른 목적은 기존의 흡유 재료에 비해 단위 무게당 가격이 월등히 저렴한 흡유성 고분자 백을 제공하기 위한 것이다.
본 고안의 또 다른 목적은 흡유된 유기물을 감압이나 원심분리기 등을 이용한 일반적 분리 방법에 의해 간편히 회수할 수 있어 경제적인 흡유성 고분자 백(bag)을 제공하기 위한 것이다.
본 고안의 또 다른 목적은 흡유된 유기물을 분리시킨 후, 건조하여 재사용할 경우 성능이 현저하게 저하되지 않는 흡유성 고분자 백(bag)을 제공하기 위한 것이다.
본 고안의 상기의 목적 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 고안에 의하여 모두 달성될 수 있다. 이하 본 고안의 내용을 하기에 상세히 설명한다.
도 1은 본 고안에 의한 흡유성 백의 평면도이다.
도면의 주요 부호에 대한 설명
1 : 백 2 : 봉제선
3 : 손잡이용 고리
본 고안의 흡유성 고분자 백(bag)은 유기용매를 선택적으로 흡수하는 친유성 고분자 백(bag)과 상기 백 내부에 친유성 관능기(lypophilic group)를 함유하는 다공성 무기물 또는 가열하여 부풀린 곡물이 밀봉되어 채워지는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 고안의 흡유성 고분자 백(bag)의 평면도를 나타내는데, 친유성 고분자 백(1) 내부에 다공성 무기물 또는 곡물을 채워 넣고 봉제선(2)을 따라 박음질하여 제조되며, 상기 봉제선(2)의 외부면 시접부분에 손잡이용 고리(3)를 부착한다.
본 고안의 흡유성 고분자 백(bag)은 종래의 흡착제로 사용되는 폴리올레핀계 시이트(sheet)를 포대 형태로 제조하고, 상기 포대 내부에 친유성 관능기로 코팅된 다공성 무기물 또는 가열하여 부풀린 곡물을 채워 넣고 밀봉함으로써 제조된다.
상기 폴리올레핀계 고분자는 유기용매 또는 오일과 친화력이 있어 유기용매를 선택적으로 흡수할 수 있다. 상기 고분자의 바람직한 예로는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀 또는 이들의 공중합체가 있다.
상기 고분자 포대(bag) 내부에 채워지는 다공성 무기물은 자체로서는 흡유성이 다소 떨어지기 때문에 친유성 관능기를 코팅하여 부가함으로써 유흡착능을 증가시킬 수 있다.
상기 다공성 무기물은 상기 흡유성 고분자 백의 전체 중량 대비 1 내지 99 중량%의 범위를 갖도록 함유되는 것이 바람직하다. 또한 상기 무기물의 밀도는 0.01 내지 1.0 g/mL이고, 입자 크기는 10 내지 600 메쉬의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 다공성 무기물로의 바람직한 예로서 발포 퍼라이트(perlite), 발포 버미큐라이트(vermiculite), 또는 이들의 혼합물이 있다.
상기 다공성 무기물에 부가되는 친유성 관능기로는 실리콘, 파라핀(paraffin), 아스팔트, 또는 이들의 혼합물을 적용할 수 있다. 상기 친유성 관능기는 무기물의 중량 대비 0.01 내지 10 중량%로 부가되는 것이 바람직하다.
상기 가열하여 부풀린 곡물은 쌀, 옥수수, 조, 수수, 밀 등의 곡식 자체, 이들을 갈아서 부풀린 것, 또는 이들의 혼합물이다.
본 고안의 흡유성 고분자 백(bag)은 폴리올레핀계 친유성 고분자를 통해 선택적으로 흡수된 유기용매 또는 오일이 상기 백 내부에 함유되어 있는 발포성 다공질 무기물에 의해 재흡수되므로 지속적이고 효율적으로 흡유기능을 유지할 수 있고, 또한 가압보지력도 향상된다.
친유성 고분자 백(bag)을 통해 흡수되는 유기용매는 탄소수가 적어도 1개 이상이며, 그리고 끓는점이 10℃ 이상인 유기용매를 모두 적용할 수 있다. 상기 유기용매로는 원유, 휘발유, 경유, 중유, 등유, 벙커C유, 또는 이들의 혼합물이 있다.
상기 흡유된 유기물은 감압이나 원심분리기를 이용한 일반적인 분리 방법에 의해 간편하게 회수할 수 있다. 또한 상기 유기물을 분리시킨 후, 본 고안의 흡유성 고분자 백(bag)을 건조시킬 경우 성능이 현저히 저하되지 않기 때문에 상기 고분자 백(bag)의 재활용이 가능하다.
본 고안의 흡유성 고분자 백(bag)은 기존의 흡착제로 사용되는 부직포 자체보다 단위무게당 흡유력이 우수하고, 가압보지력도 높아지면서 고분자 백(bag) 내부에 함유된 다공성 무기질 재료가 물과 접촉하지 않으므로 효율적으로 흡유기능을 유지할 수 있다. 또한 사용된 상기 다공성 무기질 재료를 포함한 단위무게당의 가격도 기존의 흡유제 보다 훨씨 저렴하며, 사용 후 감압이나 원심분리기 등의 일반적 방법으로 흡수된 유기물을 회수할 수 있으므로 효율적이며 경제적이다.
본 고안의 흡유성 고분자 백(bag)은 하기 실시예에 의하여 보다 구체화될 것이며, 하기 실시예는 본 고안의 구체적인 예시에 불과하며, 본 고안의 보호범위를 한정하거나 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예
실시예 1
1.00g의 유흡착포(3M 제품)를 4개 준비하여 각각을 바느질하여 백(bag) 4개를 제조하였다.
백(bag) 1-A에는 아무 것도 넣지 않고 봉하였고, 백 2-A, 3-A, 및 4-A에는 각각 0.16g, 0.25g, 및 0.34g의 친유성기를 도입한 발포 퍼라이트(perlite)를 넣고 봉하였다.
실시예 2
1.00g의 유흡착포(유한킴벌리 제품)를 4개 준비한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 백 4개(1-B, 2-B, 3-B, 및 4-B)를 제조하였다.
실시예 3
상기 실시예 1에서 제조된 백(bag)들을 톨루엔 100mL와 물 100mL가 들어있는 500mL 비이커에 각각 15분 동안 담그고 꺼낸 뒤, 철제망에 올린 후 더 이상 액체가 흘러나오지 않을 때 흡유된 물질의 무게를 측정하였고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
실시예 4
상기 실시예 2에서 제조된 백(bag)들을 이용한 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일하게 실시하였고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
구분중량(g) 실시예 3 실시예 4
1-A 2-A 3-A 4-A 1-B 2-B 3-B 4-B
유흡착포 1.00 1.16 1.25 1.34 1.00 1.16 1.25 1.34
흡수된 톨루엔 9.88 11.35 12.28 12.69 5.99 8.05 8.79 9.69
흡수된 톨루엔/유흡착포 9.88 9.78 9.82 9.47 5.99 6.94 7.03 7.23
실시예 5
톨루엔 100mL 대신에 디클로로메탄 100mL를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일하게 실시하였고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
실시예 6
상기 실시예 2에서 제조된 백(bag)들을 이용한 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 동일하게 실시하였고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
구분중량(g) 실시예 5 실시예 6
1-A 2-A 3-A 4-A 1-B 2-B 3-B 4-B
유흡착포 1.00 1.16 1.25 1.34 1.00 1.16 1.25 1.34
흡수된디클로로메탄 11.55 13.87 15.55 16.90 10.29 12.90 14.19 16.41
디클로로메탄/유흡착포 11.55 11.96 12.44 12.61 10.29 11.12 11.35 12.24
실시예 7
톨루엔 100mL 대신에 경유 100mL를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일하게 실시하였고, 그 결과를 표 3에 나타내었다.
실시예 8
상기 실시예 2에서 제조된 백(bag)들을 이용한 것을 제외하고는 상기 실시예 7과 동일하게 실시하였고, 그 결과를 표 3에 나타내었다.
구분중량(g) 실시예 7 실시예 8
1-A 2-A 3-A 4-A 1-B 2-B 3-B 4-B
유흡착포 1.00 1.16 1.25 1.34 1.00 1.16 1.25 1.34
흡수된 경유 9.07 10.84 11.65 10.75 7.35 8.61 9.17 10.18
경유/유흡착포 9.07 9.34 9.32 8.02 7.35 7.42 7.34 7.60
실시예 9
톨루엔 100mL 대신에 테트라하이드로퓨란(THF) 100mL를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일하게 실시하였고, 그 결과를 표 4에 나타내었다.
실시예 10
상기 실시예 2에서 제조된 백(bag)들을 이용한 것을 제외하고는 상기 실시예 9와 동일하게 실시하였고, 그 결과를 표 4에 나타내었다.
구분중량(g) 실시예 9 실시예 10
1-A 2-A 3-A 4-A 1-B 2-B 3-B 4-B
유흡착포 1.00 1.16 1.25 1.34 1.00 1.16 1.25 1.34
흡수된 THF 9.49 10.58 11.06 11.36 8.12 9.68 10.54 11.51
THF/유흡착포 9.49 9.12 8.85 8.48 8.12 8.34 8.43 8.60
실시예 11
친유성기를 도입한 발포 퍼라이트 대신에 가열하여 발포된 옥수수를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2와 동일하게 백 4개(1-C, 2-C, 3-C, 및 4-C)를 제조하였다.
실시예 12
가열하여 발포된 옥수수 대신에 갈아서 가열하여 발포된 쌀을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 11과 동일하게 백 4개(1-D, 2-D, 3-D, 및 4-D)를 제조하였다.
실시예 13
상기 실시예 11에서 제조된 백(bag)들을 톨루엔 100mL 대신에 헥산 100mL를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일하게 실시하였고, 그 결과를 표 5에 나타내었다.
실시예 14
상기 실시예 12에서 제조된 백(bag)들을 이용한 것을 제외하고는 상기 실시예 13과 동일하게 실시하였고, 그 결과를 표 5에 나타내었다.
구분중량(g) 실시예 13 실시예 14
1-C 2-C 3-C 4-C 1-D 2-D 3-D 4-D
유흡착포 1.00 1.16 1.25 1.34 1.00 1.16 1.25 1.34
흡수된 헥산 5.97 6.53 6.86 7.54 5.97 7.39 7.53 7.55
헥산/유흡착포 5.97 5.63 5.49 5.63 5.97 6.37 6.02 5.63
실시예 15
헥산 100mL 대신에 톨루엔 100mL를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 13과 동일하게 실시하였고, 그 결과를 표 6에 나타내었다.
실시예 16
상기 실시예 12에서 제조된 백(bag)들을 이용한 것을 제외하고는 상기 실시예 15와 동일하게 실시하였고, 그 결과를 표 6에 나타내었다.
구분중량(g) 실시예 15 실시예 16
1-C 2-C 3-C 4-C 1-D 2-D 3-D 4-D
유흡착포 1.00 1.16 1.25 1.34 1.00 1.16 1.25 1.34
흡수된 톨루엔 5.99 8.50 8.57 9.42 5.99 8.43 10.22 11.04
THF/유흡착포 5.99 7.33 6.86 7.03 5.99 7.27 8.18 8.24
실시예 17
헥산 100mL 대신에 경유 100mL를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 13과 동일하게 실시하였고, 그 결과를 표 7에 나타내었다.
실시예 18
상기 실시예 12에서 제조된 백(bag)들을 이용한 것을 제외하고는 상기 실시예 17과 동일하게 실시하였고, 그 결과를 표 7에 나타내었다.
구분중량(g) 실시예 17 실시예 18
1-C 2-C 3-C 4-C 1-D 2-D 3-D 4-D
유흡착포 1.00 1.16 1.25 1.34 1.00 1.16 1.25 1.34
흡수된 경유 7.35 8.31 9.34 10.10 7.35 9.12 9.32 10.02
THF/유흡착포 7.35 7.16 7.47 7.54 7.35 7.86 7.46 7.48
본 고안의 흡유성 고분자 백(bag)은 친유성 관능기를 함유하여 유기용매를 선택적으로 흡수할 수 있으며, 상기 고분자 백(bag) 내부에 함유되어 있는 값싼 다공성 재료는 상기 고분자를 통해 흡수된 유기용매를 재흡수함으로써 기존의 폴리올레핀계 유흡착제에 비해 유흡착력 및 가압보지력이 우수하면서도 경제적인 고안의 효과를 갖는다.
본 고안의 단순한 변형 또는 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이해될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 고안의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (11)

  1. 유기용매를 선택적으로 흡수하는 친유성 고분자로 이루어지는 백(bag); 및
    상기 백(bag) 내부에 밀봉되어 있는 친유성 관능기(lypophilic group)를 함유하는 다공성 무기물 또는 가열 처리하여 부풀린 다공성 곡물;
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 흡유성 고분자 백(bag).
  2. 제1항에 있어서, 상기 친유성 고분자는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀 또는 이들의 공중합체인 것을 특징으로 하는 흡유성 고분자 백.
  3. 제1항에 있어서, 상기 친유성 관능기는 실리콘, 파라핀, 아스팔트, 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 흡유성 고분자 백.
  4. 제3항에 있어서, 상기 친유성 관능기는 상기 다공성 무기물의 중량 대비 0.01 내지 10 중량%로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 흡유성 고분자 백.
  5. 제1항에 있어서, 상기 다공성 무기물은 발포 퍼라이트(perlite), 발포 버미큐라이트(vermiculite), 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 흡유성 고분자 백.
  6. 제5항에 있어서, 상기 다공성 무기물은 상기 흡유성 고분자 백의 전체 중량 대비 1 내지 99 중량%인 것을 특징으로 하는 흡유성 고분자 백(bag).
  7. 제5항에 있어서, 상기 다공성 무기물은 밀도가 0.01 내지 1.0 g/mL인 것을 특징으로 하는 흡유성 고분자 백.
  8. 제5항에 있어서, 상기 다공성 무기물은 크기가 10 내지 600 메쉬인 것을 특징으로 하는 흡유성 고분자 백.
  9. 제1항에 있어서, 가열 처리하여 부풀린 다공성 곡물은 옥수수, 쌀, 조, 수수 및 밀로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 흡유성 고분자 백(bag).
  10. 제1항에 있어서, 상기 유기용매는 탄소수가 적어도 1개 이상이며, 그리고 끓는점이 10℃ 이상인 것을 특징으로 하는 흡유성 고분자 백.
  11. 제1항에 있어서, 상기 유기용매는 원유, 휘발유, 경유, 중유, 등유, 벙커C유, 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 흡유성 고분자 백.
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