NO761739L - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte ved fremstilling av oijeabsorberende materialer

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for fremstilling av oljeabsorberende materialer egnet for oppsamling av olje som flyter på vannoverflaten eller er dispergert i vann som oljepar-tikler.

Man har brukt forskjellige typer oljeabsorberende materialer for oppsamling og fjerning av forskjellige oljer som har kommet på vannoverflaten, f.eks. tungoljer på sjøen. Det finnes oljeabsorberende materialer i vanlig bruk som er strukturer be-stående av naturfibre eller syntetiske fibre i form av f.eks. en matte eller et avgrensende gjerde. Kjente naturfibre som er egnet for dette formål er f.eks. gresstorvfibre, treull og strå og blandt syntetiske fibre polypropylen og polyethylen.

Siden disse oljeabsorberende materialer ikke bare må bedømmes ut fra evnen til å absorbere olje men også med hensyn på brennbarheten etter oljeabsorpsjon, foretrekkes oljeabsorberende materialer av naturfibre overfor slike av syntetfibre.

De oljeabsorberende materialer av syntetiske fibre smelter under forbrenningen og det er vanskelig å brenne dem av. Videre dan-ner de svart røyk eller giftige stoffer under forbrenningen og det kreves derfor en spesiell forbrenningsovn eller et spesial-utstyr for å fjerne de giftige forbindelser.

Siden oljeabsorberende materialer av naturfibre på den annen side er hydrofile, absorberer de ikke bare oljer men også vann.når de bringes på en vannoverflate som er forurenset med olje og følgelig innskrenkes absotpsjonsevnen overfor olje i ikke uvesentlig grad.

Denne uheldige side kan til en viss grad unngås ved å la naturfibrene gjennomgå en vannavstøtningsbehandling med et kjemikalium som hovedsakelig består av et vannavstøtningsmiddel av emulsjonstypen, f.eks. alifatisk voks eller silicon. Når imidlertid oljeabsorberende materialer laget, av naturfibre be-handlet på denne måten flyter på vannoverflaten i lengre perioder og kastes omkring i bølgene og i kontakt med olje, blir det vann-avstøtende belegg i seg selv oppløst og trukket ut av de oljeabsorberende materialer slik at den vannavstøtende virkning ikke holder seg tilstrekkelig lenge. I tillegg vil emulgatoren, tung-metallsalter osv. som. finnes i behandlings-forbindelsene, kunne oppløses i vannet og gi uheldige•bivirkninger. Følgelig er bruk av vannavstøtende kjemikalier ingen fullgod løsning.

Det er en hensikt ved foreliggende oppfinnelse å til-veiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av oljeabsorberende matérialer som opprettholder evnen til oppsuging av olje i vann over lengre tid, har god brennbarhet etter oljeabsorpsjon og ikke avgir giftige stoffer under forbrenningen.

I henhold til oppfinnelsen foreslås en fremgangsmåte. for fremstilling av oljeabsorberende materialer som består i at man blander vegetabilske fibre med høyst 35 vekt%, basert på fibervekten, av fast polyolefin og oppvarmer blandingen for smelting av polyolefinet og impregnerer de vegetabilske fibre med det smeltede polyolefin.

De vegetabilske fibre som brukes i foreliggende omfat-ter f.eks. fibre utskilt fra gresstorv, fibre fra kokosnøttskall, strå og gressfibre samt høy. Eksempler på fast polyolefin som kan.brukes er homopolymerer eller copolymerer som fortrinnsvis har en midlere vekt-molvekt på minst 15 000 av ethylen, propylen, isobutylen eller buten, copolymerer av ethylen med vinylacetat, acrylsyre, acrylater, methacrylsyre, methacrylater og blandinger av disse polymerer og copolymerer. Når polyolefiner med en molvekt under 15 000 brukes, reduseres varigheten av den vannavstø-tende evne hos eie resulterende oljeabsorberende materialer endel. Fortrinnsvis er polyolefinene krystallinske. Mengden av dette faste polyolefin er ikke over 35 vekt%, fortrinnsvis 2 til 30 vekt%, basert på de vegetabilske fibre.

Blanding av vegetabilske fibre og fast polyolefin skjer f.eks. i en røremaskin eller kardemaskin. Fortrinnsvis brukes polyolefinet i form av et pulver med størrelse ikke over 50 mesh, hvor fibrene har en lengde på høyst 10 mm. Vann i fibrene av-damper under oppvarmingen og det er derfor ikke nødvendig å re- dusere fuktighetsinnholdet i naturfiberne. Plantefibrene blan-des grundig med det faste polyolefin og oppvarmes fortrinnsvis ved en temperatur over polyolefinets smeltepunkt. Oppvarmingen fører til smelting av det faste polyolefin og følgelig impregnering i plantefibrene.

Siden mengden av polyolefin som impregneres i plantefibrene ikke er høyere enn 35 vekt% og fortrinnsvis 2 til 30 vekt%, beholdes porøsiteten og overflateruheten hos selve plantefibrene i den dannede struktur. Mikroskopisk undersøkelse av

denne struktur viste at den adhesjon eller sammenhefting av fibre til hverandre som må tilskrives det impregnerte polyolefin, bare foregår i mindre grad og at polyolefinet ikke dekker plantefibre-nes overflate. Av denne grunn reduseres den oljeabsorberende

eller olje-bindende virkning til plantefibrene i seg selv ikke og polyolefin som er impregnert i fibrene vil ikke oppløses selv under langvarig opphold i vann. Således gir man plantefibrene

langvarig vannavstøtende evne. Når mengden polyolefin oversti-ger 35 vekt% blir veke-virkningen hos plantefibrene utilstrekke-lig under brenning slik at fibrene avgir sort røyk og polyolefinet delvis drypper av de vegetabilske fibre.

Det oljeabsorberende materiale som fremstilles i henhold til oppfinnelsens fremgangsmåte kan brukes i den form det

pakkes i en egnet beholder for oppsamling av olje dispergert som oljedråper i vann. Eller produktet kan pressformes til matter eller vikles eller pakkes i et nett for å hindre løsning av matten i vann og produktet kan i denne form brukes til å absorbere olje på vannoverflaten. Eller .den fremstilte matte kan anbrin-ges på vannet som et oljegjerde med egnede flottører for å hindre utflyting av olje på vannoverflaten.

I henhold.til oppfinnelsens fremgangsmåte kan man lett fremstille et oljeabsorberende materiale som har langvarig vann-avstøtende evne i vann, god oljeabsorberende virkning som skyldes

plantefibrene og god brennbarhet véd oljeabsorpsjon, samtidig

som produktet ikke avgir giftige stoffer under forbrenning.

De følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen, som imidlertid ikke skal begrenses til disse.

Eksempel 1

Polypropylenpulver (100 g) med størrelse ikke over 100 mesh og midlere molvekt 25 000 ble satt til 1,4 kg gress-toryfibre (vanninnhold 40 vekt%) fremstilt ved å male gresstorv 1 vann og skille fibrene fra jorden. Bestanddelene ble.grundig blandet i en kardemaskin. Blandingen ble holdt i en lufttørker ved 180° C i 15 minutter for å smelte polypropylenet og impregnere dette i torvfibrene. De dannede polypropylen-impregnerte torvfibre betegnes oljeabsorberende materiale A.

Ovenstående fremgangsmåte ble gjentatt med 42 g.. ethylen/vinylacetat-copolymerpulver (10 vekt% vinylacetat, smeltepunkt 95° C) med en utsmeltingstemperatur på 105° C. Man fikk gresstorvfibre impregnert med ovenstående copolymer.. Disse fibre betegnes oljeabsorberende materiale B.

Man gjentok denne fremgangsmåte med 4 2 g ethylen/sink-methacrylatcopolymer som pulver (.10 % sinkmethacrylat, * smeltepunkt 113° C) og holdt en innsmeltingstemperatur på 123° C, for fremstilling av gresstorvfibre impregnert med denne copolymer. Fibrene betegnes oljeabsorberende materiale C.

Eksempel 2

1,2 kg gresstorvfibre (vanninnhold 20 vekt%) fremstilt på samme måte som angitt i eksempel 1 og 100 g fibrillerte fibre av polypropylen med midlere molvekt 30 000 og midlere fiberdia-meter 3 mm ble omhyggelig blandet i en Henschel-blander. Den dannede blanding ble tørket i lufttørker ved 180° C i 15minut-. ter for innsmelting av polypropylenfibrene i torvmasse.n. De dannede polypropylen-imprgnerte torvfibre betegnes oljeabsorberende materiale D.

Man gjentok denne fremgangsmåte med 48 g fibrillerte fibre av polyethylen med midlere molvekt 20 000 og midlere fiber-lengde 2 mm, med utsmeltingstemperatur på 140° C. Det polyethylen-impregnerte gresstorvprodukt ble betegnet oljeabsorberende materiale E.

Eksempel 3

o,9 kg høy (vanninnhold 40 %) og 160 g polybuten-1-pulver med en midlere molvekt 50 000 og størrelse ikke over 100 mesh, ble blandet og holdt i en fjerninfrarød-ovn ved 150°Ci 15 minutter for å smelte polybuten-1 og impregnere det i høy-fibrene. De dannede fibre betegnes oljeabsorberende materiale F.

Sammenligningseksempél 1

Man fortynnet en paraffinvoksemulsjon med nedenstående sammensetning med vann og samme gresstorvfibre som ble brukt i eksempel 1 ble nedsenket i den fortynnede emulsjon. Derpå ble de dyppede torvfibre avpresset gjennom valser til ønskét paraffinvoksinnhold og varmet ved 100° C ved å innsprøyte paraffin-voksen som heftet torvfibrene og impregnere dem i dem. På denne måte fikk man produktet med et paraffinvoksinnhold på 2 vekt% og 4 vekt%. Disse produkter betegnes oljeabsorberende materialer I og II, respektivt.

Sammensetning av paraffinvoksemulsjon

Sammenligningseksempél 2

En markedsført siliconemulsjon for vannavstøtende be-handling av tekstiler (Toshiba TSW 831) og en markedsført kata-lysator (Toshiba CW 80) ble blandet i et volumforhold 1:1. De samme gresstorvfibre som ble brukt i eksempel 1 ble nedsenket i blandingen, tørket ved 100° Ci 10 minutter og varmebehandlet ved 180° C i 5 minutter under dannelse av et produkt méd silicon-opptak på 3 % basert på torvfibervekten. ' Produktet betegnes oljeabsorberende materiale III.

Sammenligningseksempél 3

En voks-forbindelse med midlere molvekt 6000 fremstilt som biprodukt under dannelse av polyethylen ble oppløst i lett-bensin ved oppvarming til en 30 %-ig oppløsning.. Samme gresstorvfibre som ble brukt i eksempel 1 ble nedsenket i oppløsningen, avpresset, . avkjølt og krøllet for å fjerne overskudd av voks-forbindelsen og derved danne et produkt med voksopptak på 150 %. Produktet betegnes oljeabsorberende rna eriale IV.

Den ovenstående fremgangsmåte ble gjentatt med en 10 vékt% oppløsning av samme voksaktige forbindelse som gir et produkt med et voksopptak på 10 %, med betegnelse oljeabsorberende materiale V.

Sammenligningseksempél 4

Ataktisk polypropylen med midlere molvekt 10 000 fremstilt som biprodukt fra polypropylenproduksjonen ble oppløst i toluen til en 30 vekt%-ig oppløsning. De samme gresstorvfibre som i eksempel 1 ble nedsenket i oppløsningen, lufttørket for å fjerne toluenet og gi et produkt med ataktisk polypropylenopp-tak på 100 %. Produktet betegnes oljeabsorberende materiale VI-,

Man gjentok fremgangsmåten med 10 vekt%-ig toluenopp-løsning av ataktisk polypropylen til et produkt med opptak 10 %. Produktet betegnes oljeabsorberende materiale VII.

SAmmenligningseksempel 5

Man gjentok samme fremgangsmåte som i eksempel 3 bort-sett fra at mengden polybuten-1 ble forandret til 220 g. Høy-fibre impregnert med polybuten-1 ga et produkt med betegnelsen oljeabsorberende materiale VIII.

Forsøkseksempel 1 (forsøk for å finne varigheten av vannavstø.t-ningsevnen)

128 g av hvert oljeabsorberende materiale, fremstilt i eksempel 1 - 3 og sammenligningseksemplene 1-5 ble pakket i et nett av polyethylentråder og formet til en kvadratisk matte med 40 cm sidekant og 1 cm tykkelse. Mattene ble prøvet for vannav-støtningsvarighet på følgende måte: Matten ble anbragt i en vanntank hvor man laget kuns-tige bølger med høyde 30 cm, lengde 200 cm og i en periode på 1,2 sek. Tiden som gikk før matten sank fullstendig ned i vann ble målt. Hvis matten ikke sank néd i vann, ble mattens tilstand etter 78 timer i vann notert.

Samme gresstorvfibre (a) og høyfibre (b) som anvendt i eksempel 1 og 3 respektivt ble også undersøkt på samme måte. Resultatene fremgår av tabell 1.

Forsøkseksempel 2 ( absorpsjonsevne for olje og vann)

10 g oljeabsorberende materiale i henhold til eksempel 1.'- 3 og sammenligningseksempél 1-5 ble pakket i et nett av . polyethylenfilamenter og formet til en kvadratisk matte med sidekant 10 cm og 1 cm tykk. Mattene ble undersøkt med hensyn på evnen til å absorbere olje og vann på følgende måte: Matten ble med makt tvunget ned i vann i et bestemt tidsrom og oscillert med utslag 4 cm og 100 utslag pr. minutt.

Den behandlede matte ble hensatt 5 minutter for at vannet kunne renne av og derpå anbragt i en vanntank hvor en flytende film av tungolje A med tykkelse 0,5 mm ble dannet på vannoverflaten, for at matten kunne absorbere oljen. Matten ble trukket opp av

tanken og hensatt 5 minutter. Mattens sluttinnhold<:>av olje og vann ble bestemt på basis av mattens vekt.

Samme gresstorvfibre (a) og høyfibre (b) som anvendt i eksempel 1 og 3 gjennomgikk forsøk på samme måte som beskrevet. Resultatene fremgår av tabell 2.

Forsøkseksempel 3 ( brennbarhet)

Man laget matter i henhold til forsøkseksempel 1 med oljeabsorberende materiale fra eksempel 1 pg. 3. Mattene ble plas-sert på en trådduk og antent. Matter av oljeabsorberende materialer A-F, I - III, V og VII viste god forbrenning uten røk-dannelse. Men matten av oljeabsorberende materiale VIII brant med en del sort røk. Mattene av det oljeabsorberende materiale IV og VI ga store mengder svart røk og en del av den impregnerte polymer smeltet og dryppet fra metallduken.

Eksempel 4

2,5 kg av samme gresstorvfibre (vanninnhold 40 vekt%) som angitt i eksempel 1 og 120 g pulver med størrelse ikke over 100 mesh av propylen/ethylen-copolymer (ethyleninnhold 10 %) med midlere, molvekt 40 000 ble blandet og holdt i luft sirkulasjons-ovn ved 160° C i 15 minutter for å smelte den polymere og impregnere den i torvfibrene. Det dannede oljeabsorberende materiale ble pakket i en sylindrisk beholder med diameter 260 mm og en høyde på 400 mm. Vann med suspenderte småpartikler av smøreolje i en mengde på 400 ppm ble ført gjennom kolonnen i en mengde på 700 liter/time. Selv etter 150 timer oversteg oljeinnholdet ved utløpet av beholderen ikke 5 ppm.

Eksempel 5

200 g polyethylenpulver med størrelse på høyst 100 mesh og midlere molvekt 18 000 ble satt til 1,4 kg kokosnøttskall-fibre (vanninnhold 40 vekt%) og de ble blandet omhyggelig i en Henschel-blander. Den dannede blanding ble varmpresset ved

125° C og holdt i 15 minutter i sammenpresset tilstand slik at 10 g av blandingen ble omdannet til en kvadratisk matte med sidekant 10 cm og 1 cm tykkelse. Man fikk på denne måte kokosnøttskallfibre impregnert med en smeltet polyethylen (olje-' absorberende materiale G). Matten ble undersøkt med hensyn på evne til å absorbere olje og vann på samme måte som i forsøks-eksempel 1, med tungolje B og C. REsultatene vises i tabell 3.

For sammenligning laget man en kvadratisk matte med

10 cm sidekant og 1 cm tykkelse av 10 g ubehandlet kokosnøttskall-fibre (c), og dennes evne til å absorbere vann og olje ble under-søkt på samme måte. Resultatene fremgår også av tabell 3.

Ovenstående matter gjennomgikk samme forsøk méd hensyn på vannavstøtnings-varighet som i eksempel 1. Det viste seg at matter laget av oljeabsorberende materiale G sank til en dybde på bare ca. 1/10 men matter av det oljeabsorberende materiale C sank fullstendig etter 12 timer.

Etter forsøket med absorpsjonsevne for olje og vann viste matter av oljeabsorberende materiale G god forbrenning uten røkdannelse.

Forsøkseksempel 4 ( prøve for evne til absorpsjon av fiskeolje)

En kvadratisk matte med 10 cm sidekant og 1 cm tykkelse ble laget av 10 g oljeabsorberende materiale B på samme måte som i. forsøkséksempel 2 og prøvet for evne til absorpsjon av sardin-olje og vann på samme måte som i eksempel 2. Resultatene fremgår av tabell 4.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et oljeabsorberende materiale, karakterisert ved at man blander plante- . fibre med høyst 35 vekt% fast polyolefin, basert på fibervekten, og oppvarmer den dannede blanding for smelting av polyolefinet og impregnering av polyolefinet i plantefibrene.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at plantefibrene er fibre av gresstorv, høy, kokos-nøttskall, strå eller <g> ress.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at polyolefinet har en midlere molvekt på minst 15 000.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at polyolefinet er en homopolymer eller copolymer av ethylen, propylen, isobutylen eller buten, en copolymer av ethylen med vinylacetat, acrylsyre eller acrylsyresalt, og acrylsyre-ester, methacrylsyre, methacrylsyresalt eller en metaacrylsyre-ester, eller blandinger av disse.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterlø-se r t ved at polyolefinet er i form av et pulver med størrelse under 50 mesh eller som fibre med lengde høyst 10 mm.

6. Fremgangsmåte som angitt i kravl, karakterisert ved at mengden av den nevnte polyolefin er 2 - 30 vekt% basert på plantefibre

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at oppvarmingen foretas ved en temperatur over polyolefinets smeltepunkt.

8. Fremgangsmåte for fremstilling av oljeabsorberende materiale i det vesentlige som beskrevet.

9. Oljeabsorberende materiale fremstilt i henhold til et eller flere av de foregående krav.