KR950001581B1 - 조류깃털을 주재로한 유류흡착재의 제조방법과 그 제품 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

조류깃털을 주재로한 유류흡착재의 제조방법과 그 제품

제1도는 본 발명의 실시예를 일부절개한 사시도.

제2도는 제1도의 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 주재 2 : 결합재

3 : 흡착재 4 : 내유성 접착재

5 : 펀칭공

본 발명은 해상에서의 선박사고로 인해 방출되는 유류제거와 하천등으로 방출되는 각종 산업폐유를 흡착수거하여 해상이나 하천등이 유류로부터 수질오염되는 현상을 방지하는데 기여할 수 있도록 한 조류깃털을 주재로한 유류흡착재의 제조방법과 그 제품에 관한 것이다.

오늘날 해상을 통한 국제간의 교역이 증가하고 있으며, 선박의 교통이 빈번한 만큼 해상선박사고도 자주 발생되고 있는데, 해상에서의 선박사고 발생시 가장 문제가 되는 것은 바로 유류에 의한 해상 수질오염이다.

따라서 해상선박사고시 사고선박에서 유출되는 유류의 량이 많은 경우에는 그 사고해역은 물론이고 주변 해역에까지 광범위하게 수질오염의 영향을 주게되고 또한, 선박사고가 연안해역에서 발생된 경우에는 유출유류가 파도에 의해 항만, 부두 및 연안어장과 해변으로 떠밀려오게 되므로 그 피해는 엄청나게 확산된다는 것은 주지의 사실이다.

따라서 종래에는 선박사고로 인해 유류가 해상으로 유출된 경우에는 유출된 유류로부터 피해를 줄이기 위해 유화제를 살포하는 방법으로 유류를 제거하는 수단이 사용되고 있으나, 이러한 유화제의 살포 방법으로는 유류의 완벽한 제거를 기대할 수 없을 뿐 아니라 유화제에 의한 2차적인 수질오염의 유려가 있어 그다지 바람직한 방법이라고 할 수 없었으며, 유출유류의 확산 또는 어장으로 유입을 방지하는 것으로 부직포상의 천을 이용한 유류방지막(오·탁수방지막)이 소개되어 현재 실시하고 있지만, 이 유류방지막은 유출유류의 확산 또는 유입현상을 방지하는 목적만 있을 뿐 유류의 제거나 수거의 기능은 없다.

또한 해상에 떠있는 유출유류를 제거하기 위한 것으로 솜뭉치나 스폰지 같은 것을 이용하여 유출유류를 흡착시키는 것도 시도될 수 있으나, 솜이나 스폰지 같은 흡착재는 물과 유류가 함께 흡착되는 문제점이 있어 물이 흡착되는 량만큼 유류의 흡착효과가 저하되는 결점이 있으므로 사실상 유류흡착재로서의 사용이 어려웠다.

본 발명은 해상 또는 하천등에 유출된 유류(산업폐기물에 함유된 폐유포함)를 보다 합리적으로 흡착재거할 수 있는 유류흡착재를 제공하여 해상이나 하천등이 유류로 인한 수질오염을 방지할 수 있도록 하기 위하여 창출된 것으로, 이하에서 본 발명을 상술하기로 한다.

본 발명의 유류흡착재는 닭, 오리, 거위 및 각종 새(이하 조류라고 총칭)의 깃털을 주재로 하며 천연사(絲) 또는 인조사로 제면(製綿)을 결합재로 함을 특징으로 하는 것이며, 유류흡착재의 주재를 조류의 깃털로 한 이유는, 모든 조류의 깃털자체는 물에 대하여 친화력이 없는 소수성(疎水性)의 특성이 있는 반면 기름에 대하여서는 친화력이 좋은 친유성(親油性)의 특성이 있으며, 물보다 비중이 매우 작아 물에 잘뜨는 부상성(浮上性)의 특성을 이용하여 만들었으므로 해상 또는 하천의 수면에 있는 유류와 함께 수면에 부상하여 유류를 흡수하도록 한 것이다.

또한 주재인 조류의 깃털은 값이 싸고 대체로 수급효과가 양호한 것을 채택함이 바람직히며, 그 일례로는 년간 수요량이 많은 닭의 깃털을 이용하면 저렴한 생산비로 량산할 수 있다.

본 발명의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

주재인 조류깃털은 자연 그대로 이용할 수 있으나, 바람직하게는 깃대(羽幹)의 깃촉은 절단하여 제거하고 일정크기로 분쇄 절단하는 것이 좋으며, 또한 제품의 품질관리와 흡착력을 향상시키기 위해 깨끗이 세탁하여 건조된 상태하에서 제조함이 가장 좋다.

결합재인 천연사 또는 인조사로된 제면은 주재와 혼합하였을시 솜과 같은 상태로 엉키어 뭉쳐져 일체화된 덩어리 형태를 이룰 수 있는 정도의 결속력이 있으면 되고 또한 주재인 조류깃털과 혼합시 조류깃털이 고루 분포될 수 있도록 작은 덩어리 상태로 하여 혼합한다.

상기와 같은 주재와 결합재의 혼합비율은 체적비를 기준으로 하여 6 : 4의 비율함이 가장 바람직하며, 그 혼합방법은 일정크기로 분쇄, 절단된 조류깃털의 주재(1)와 일정크기로 된 덩어리상태의 제면인 결합재(2)을 고루 썩어주며, 이와 같이 혼합된 것을 압력프레스등을 이용하여 적당히 압축시켜 체적을 줄여줌과 동시에 그 압축작용에 의해 부풀어 있는 상태로 있던 제면 결합재(2)간의 결속력은 더욱 강화되며 이에 따라 압축 성형된 흡착재(3)자체는 인장강도가 우수해져 보관과 운반취급시 파단되는 사례가 없을뿐 아니라 유류를 흡착시킨 상태에서 흡착재(3)를 수면에서 건져내는 경우에 있어서도 파단되는 사례가 없게 된다.

위와 같이 압축성형된 흡착재(3)의 크기와 형태는 용도에 따라 다양하게 변형하여 선택, 성형할 수 있으며, 선택한 규격으로 압축성형된 흡착재(3)의 외표면에 위치하는 주재(1)인 조류깃털은 탈락된 우려가 있으므로 이를 방지하기 위한 조치로서 내유성 접착재(4)를 도착시키는데, 이 내유성 접착재(4)의 도착방법은 유류가 흡착재(3) 내부로 원활히 침투, 흡착될 수 있도록 공극률을 크게하여 도착시키며, 이와 같이 도착된 내유성 접착재(4)의 접착력은 흡착재(3)의 인장강도를 증강시켜 주게 되는 것이다.

또한 흡착재(3)의 내부 깊숙히까지 유류의 침투, 흡착효과를 증진시키기 위해 펀칭공(5)을 일정간격으로 형성시키는데, 이 펀칭공(5)은 그 구멍의 직경만큼 절단되는 것이 아니라 못을 나무에 박아주는 것과 같이 펀칭못을 이용하여 흡착재(3)를 관통시켜 주는 방법으로 펀칭공(5)을 형성시키는 것이며, 이때 펀칭못은 흡착재(3)를 구성하는 결합재(2)간을 결속시키는 역할을 하게 된다. 즉, 결합재(2)인 천연사 또는 인조사들은 솜과 같은 제면형태를 이루고 있으므로 펀칭못이 제면을 구성하는 가는 실들이 서로 엉키게 하는 작용을 하게 되기 때문이며, 이에 의하여 흡착재(3) 자체는 그 압축성형후의 결속력이 더욱 좋게 되는 것이다.

이와 같은 구성원리로된 본 발명에 의하면 흡착재(3)를 구성하는 주재(1)인 조류깃털은 물보다 비중이 작으므로 물에 잘뜨며, 조류깃털자체는 수많은 털이 있고, 그 수많은 털들의 사이로 유류를 흡착시키는데, 깃털자체의 비중이 물보다 작은관계로 깃털사이로는 비중이 작은 물질의 흡수가 우선한다.

또한 깃털사이의 미세공간 자체는 모세관현상을 일으키는 작용을 하게 되므로 깃털사이로는 모세관형상에 의하여 수면에 떠있는 유류가 스며들어가게 되며 깃털사이로 일단 침투 흡착된 유류는 원심분류등의 외부작용에 의하지 아니하고는 자연적으로 배출되지 않는다.

따라서 본 발명으로 제조된 흡착재(3)를 유류가 유출 또는 방출된 지역의 해상이나 하천등의 수면에 던져 놓으면 흡착재(3)는 수면에 떠있는 상태하에서 수면위에 있는 유류를 흡착하여 간직하게 되는데, 흡착재(3)에는 다수의 펀칭공에 의하여 표면적이 커졌으므로 유류의 흡착속도가 빠를뿐 아니라 내부 깊숙한 곳까지 유류를 흡착침투시킬 수 있게 되며, 흡착재(3)에 의해 일단 흡착된 유류는 외적인 탈유작용이 가해지지 않는 상태에서는 배출되는 일이 없으며, 이러한 특성을 이용하여 유류가 유출 또는 방출된 위치의 해·수역에 흡착재(3)로서 부상울타리를 구성시킬 경우에는 유류의 번짐현상을 차단시킬 수 있으며, 그 차단시킨 상태하에서 유류가 떠있는 수면위에 다수의 흡착재(3)를 살포하는 수단으로 유류를 수거 및 제거작업을 원활히 수행할 수 있게 된다.

또한 수면에 부상된 상태에서 유류를 흡착한 흡착재(3)는 장시간 경과후에도 압축성형당시의 형태를 그대로 간직하고 있게 되므로 살포된 흡착재(3)를 수거하는 작업으로 유류를 제거할 수 있어 유류의 제거작업이 간편한 효과가 있으며 종래와 같은 유화제 살포에 따른 2차적인 수질오염의 우려가 없는 효과가 있는 것이다.

[실시예]

본 발명의 제법으로 가공 원료된 유류흡착재를 시험편으로 하여 기름 흡유시험, 물 흡수시험, 파동시험, 내유성시험, 강도시험, 물과 기름의 혼합흡착시험을 해본 결과 다음과 같은 결과를 얻었다.

(기름 흡유시험)

가로(A)가 10㎝, 세로(B)가 10㎝, 두께(T)는 1㎝로서 부피(V)가 100㎤이며, 무게(W)는 3g인 입방체의 시험편을 중유에 5분간 띄운후 직경 5㎜인 철사로 7㎜ 간격을 갖도록 짜여진 철망위에 5분간 얹어 놓은 다음, 이를 0.001g에서부터 2.000g까지 계측할 수 있는 화학천평으로 계측한 결과 시험편의 총 무게(TW)가 108.46g가 되었다. 이 결과를 다음의 관계식으로 계산하여 보면 기름의 총흡착량(Po)은 105.46g이었으며, 시험편의 단위면적(1㎤)당 기름의 흡착량(So)는 1.0546g이며, 또 시험편 1g당 기름흡착량(Po₁)은 35.15g임을 알 수 있다.

위 관계식에 의하면 본 발명의 유류흡착재는 자중의 약 35배 이상의 유류를 흡착하는 효과를 기대할 수 있다.

(물 흡수시험)

가로(A)가 10㎝, 세로가 10㎝, 두께(T) 1㎝로서 부피(V)가 100㎤이며, 무게(W)가 3g인 입방제의 시험편을 청수(깨끗한 물)에 5분간 띄운후 전술시험과 같은 철망에 5분간 놓아둔 다음, 화학천평으로 계측하였더니 시험편의 총 무게(TW)가 4g이었다.

위 결과를 다음의 관계식으로 계산하면, 물의 총흡착량(Pw)은 1g이고 시험편의 단위면적(1㎤)당 물의 흡착량(Sw)는 0.01g이며, 시험편 1g당 물의 흡착량(PW₁)은 0.003g임을 알았다.

위 관계식에 의하면 본 발명의 유류흡착재는 물의 흡수력이 매우 약하다는 결과를 나타낸다.

(파동시험)

가로 5㎝, 세로 5㎝, 두께 1㎝인 시험편을 청수 300㎖가 들어있는 시약병에 넣고 진폭 4㎝로 하여 매분 120회씩 24시간동안 수평진동을 가한 결과 시험편의 모양에는 변함이 없고, 시험편이 수면에 ⅔정도 떠있는 것을 확인할 수 있었으며, 물속에는 시험편의 조각이 없었다.

이러한 결과는 본 발명의 유류흡착재가 흐르는 물이나 해상의 파도에는 파단되지 않고 수면에 부상한 상태에서 기름의 흡착작용을 원활히 수행할 수 있다는 효과를 나타낸다.

(내유성 시험)

가로 5㎝, 세로 5㎝, 두께 3㎝인 시험편을 중유 180㎖와 가솔린 120㎖의 혼합류가 들어있는 시약병에 넣고 7시간 방치한 후 꺼내어 보았을 때 시험편의 원형에는 변함이 없었다.

이러한 결과는 본 발명의 유류흡착재는 기름속에서도 용해됨이 없이 장시간 견딜 수 없을 뿐 아니라 기름을 흡착한 상태에서도 수거 및 회수가 용이하다는 사실을 알게 된다.

(강도시험)

가로 10㎝, 세로 10㎝, 두께 1㎝, 무게 3g인 시험편의 일단을 고정시키고 직경 8㎜의 철사를 이용하여 수직방향으로 시험편 무게의 5배 하중을 5분간 부여한 후 확인하여 보니 파단현상을 발견할 수 없었으며 또 시험편의 양쪽 끝을 집게로 잡고 약 25㎏의 하중으로 서로 잡아당겨보았을 때에도 파단현상이 나타나지 않았다.

이 결과는 본 발명의 유류흡착재의 강도는 우수하다는 것을 말하며, 취급이나 운반 및 기름의 흡착작업을 용이하게 할 수 있음을 나타낸다.

(기름과 물의 혼합흡착시험)

중류 1ℓ, 물1ℓ가 긴 시약병 속에 가로 20㎝, 세로 20㎝, 두께 1㎝, 무게 6g인 시험편을 투입하고 5시간동안 방치후 꺼내어 보았을때 시험편 속에 흡착된 중유는 흐름이 없이 흡착된 상태로 있는데 반하여 물은 약간 떨어지는 것을 확인하였으며, 시약병의 물의 량을 확인하였더니 시험전의 량이 거의 그대로 남아 있음을 알았다.

이러한 결과는 본 발명의 유류흡착재는 친유성의 성질이 강하여 물이 스며들 수 없다는 것으로 유류흡착력이 탁월하다는 특성이 있음을 나타낸다.

Claims (5)

1. 자연 그대로의 상태 또는 분쇄, 절단하여 세척 및 건조한 조류깃털로 된 주재와 천연사나 인조사 제면 또는 이들 제면의 혼합 제면으로 결합재를 혼합하되 그 혼합비율은 체적비를 기준으로 하여 6 : 4의 비율로 혼합하는 혼합공정과 임의형태로 압축성형하는 압축성형 공정으로 고형의 입체화된 흡착재를 얻은 다음, 펀칭공정을 통해 다수의 펀칭공을 형성하여 흡착재의 표면적을 증대시키는 방법을 특징으로 하는 조류깃털을 주재로한 유류흡착재의 제조방법.
2. 제1항기재에 있어서, 주재와 혼합되는 결합재를 천연사 제면으로 함을 특징으로 하는 조류깃털을 주재로 한 유류흡착재의 제조방법.
3. 제1항기재에 있어서, 주재와 혼합되는 결합재를 인조사 제면으로 함을 특징으로 하는 조류깃털을 주래로 한 유류흡착재의 제조방법.
4. 자연그대로의 상태 또는 분쇄, 절단하여 세척, 건조한 조류깃털의 주재(1)와 천연사나 인조사 제면 또는 이들 제면의 혼합제면으로된 결합재(2)를 적정비율로 혼합한 후 압축성형하여 흡착재(3)를 만든다음 다수의 펀칭공(5)을 형성하여 됨을 특징으로 하는 조류깃털을 주재로한 유류흡착재.
5. 제4항기재에 있어서, 흡착재(1)의 외표면에 내유성 접착재(4)를 공극률이 크게하여 도착시켜서 된 것을 특징으로 하는 조류깃털을 주재로한 유류흡착재.