(57)【要約】【課題】エマルジョン化された油水を効率的に分離することができる油水分離方法を提供する。【解決手段】油水分離方法は、アミンからなる乳化用アミンが含まれる乳化剤を用いて水と油とをエマルジョン化する乳化工程と、油吸着材にアミンからなる分離用アミン類を含ませてアミン付着油吸着材を製造する油分離材製造工程と、前記乳化工程にて得られたエマルジョン化された油水を前記アミン付着油吸着材が充填された容器内を通過させて油水を分離する分離工程とを含む。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ水溶性であるアミン類又はその塩からなる乳化用アミン類が含まれる乳化剤を用いて水と油とをエマルジョン化する乳化工程と、
油吸着材に非水溶性のアミン類からなる分離用アミン類を含ませてアミン付着油吸着材を製造する油分離材製造工程と、
前記乳化工程にて得られたエマルジョン化された油水を空調機のドレン排出口を介して前記アミン付着油吸着材が充填された容器内を通過させて油水を分離する分離工程とを含む油水分離方法。
【請求項２】
前記分離工程の後、前記エマルジョン化された油水の油水が分離された状態にて前記油吸着材が充填された容器内を通過させ、油のみを吸着させて分離する吸着工程とをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の油水分離方法。
【請求項３】
前記油分離材製造工程にて、前記分離用アミン類の溶液に前記油吸着材を浸漬させた後に乾燥させて前記アミン付着油吸着材を製造することを特徴とする請求項１に記載の油水分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エマルジョン化している水と油の混合物に対して、この水と油とを分離する油水分離方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工場等において、機械を動作させて作業を行うと、油水が混合した水が発生することが多々ある。
一例を挙げると、空気圧縮機を動作させて圧縮空気を製造すると、当該圧縮空気には凝縮水であるドレン中に当該空気圧縮機の潤滑油が混入してしまう。
【０００３】
潤滑油などの油が多く混じった状態の水を外部環境へ放出することは、最終的に自然環境悪化を招くものであるので、油水分離装置により潤滑油と水とを分離して環境に悪影響を与えないようにしている。
この場合、当該潤滑油は、抗乳化作用を与えられているため、静置すると、経時的に油分が浮上してくることが多い。万が一、ドレンと潤滑油とが混合し、乳化（エマルジョン化）することがあっても、それは付随的且つ物理的な作用のみによって行われたものであるので、乳化効果が低く、比較的容易に油水分離を行うことができる。
【０００４】
一方で、切削加工を行う場合、冷却と潤滑を与える目的で、加工機のバイトもしくはエンドミルまたはワークに対して、水と潤滑油とから成る水溶性切削油が用いられることがある。この水溶性切削油は従来の潤滑油のように抗乳化作用を有さず、むしろ積極的に乳化させるための乳化剤を利用し、所望の性能を得るために、意図的に水と油とがエマルジョン化されている。このようなエマルジョン化された水溶性切削油が切削加工に使用されて工場内に油煙やミストとして漂っている場合、上記空気圧縮機の潤滑油と同様に最終的には機械類から発生するドレン水にこの水溶性切削油が混合してしまう。このことは、雰囲気を吸気し、熱交換した上で排気して動作している空調機から排出されるドレンにおいては特に影響が大きい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１４１６６５号公報
【特許文献２】特開２００２−０１１３０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び２など、従来用いられている空調機のドレンに特化した油吸着材は、樹脂もしくは綿又はおがくずなどからなるものであるため、水溶性切削油のような意図的にエマルジョン化された油水から油のみを分離することができない。
【０００７】
具体的に言うと、樹脂や綿から成る油吸着材は、油の粒子が大きい場合のみ油を吸着する。逆を言うと、エマルジョン状態の油は吸着することができない。
【０００８】
このため、従来の油吸着材では、水溶性切削油のような意図的にエマルジョン化された油水から油を分離することができない。
【０００９】
本発明は、上記従来技術を考慮したものであり、エマルジョン化された油水から効率的に油を分離することができる油水分離方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明では、アミン類又はその塩からなる乳化用アミン類が含まれる乳化剤を用いて水と油とをエマルジョン化する乳化工程と、油吸着材にアミン類からなる分離用アミン類を含ませてアミン付着油吸着材を製造する油分離材製造工程と、前記乳化工程にて得られたエマルジョン化された油水を空調機のドレン排出口を介して前記アミン付着油吸着材が充填された容器内を通過させて油水を分離する分離工程とを含む油水分離方法を提供する。
【００１１】
好ましくは、前記分離工程の後、前記エマルジョン化された油水の油水が分離された状態にて前記油吸着材が充填された容器内を通過させ、油のみを吸着させて分離する吸着工程とをさらに含む。
【００１２】
好ましくは、前記油分離材製造工程にて、前記分離用アミンの溶液に前記油吸着材を浸漬させた後に乾燥させて前記アミン付着油吸着材を製造する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、水溶性切削油（油）に乳化作用を与える乳化用アミン類と同じく解乳化剤にも分離用アミン類を含ませたアミン付着油吸着材を使用しているので、エマルジョン化された油水を効率よく分離させることができる。
【００１４】
また、上述したアミン付着油吸着材で油水を分離した分離工程の後、さらにアミンが付着していない油吸着材を用いる吸着工程を行うことで、分離工程にて分離した油水のうち、油のみを効率よく吸着工程にて吸着させて油水の分離を確実なものとすることができる。
【００１５】
また、アミン付着油吸着材の製造にて、分離用アミン類の溶液に油吸着材を浸漬させて乾燥させることで、簡単且つ迅速にアミン付着油吸着材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る油水分離方法のフローチャートである。
【図２】油水分離装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１に示すように、本発明に係る油水分離方法は、以下の流れで進められる。まずは乳化工程を行う（ステップＳ１）。この乳化工程では、アミン類又はその塩からなる乳化用アミン類が含まれる乳化剤を用いて水と油とをエマルジョン化する。具体的には、それぞれ水溶性であるアミン類又はその塩を乳化剤として、水と油とが分離しないように混合させる。これにより、水と油とはエマルジョン化する。
【００１８】
さらに詳細に述べると、水に対して潤滑油にアミン類又はその塩が含まれる乳化剤が添加された水溶性切削油を混合させる。その混合割合は、水に対して水溶性切削油が１乃至１０％程度である。
水に混合される前の水溶性切削油は、潤滑油の中に添加された乳化用アミン類が分子状態で比較的分散しており、当該潤滑油と当該乳化用アミン類における炭化水素部分とは親和している。
【００１９】
水溶性切削油が水に混合されると、乳化用アミン類における炭化水素部分は親油基となり、アミノ基側は親水基を形成する。この時、潤滑油の炭化水素部分に当該親油基は親和し、水側には親水基が親和する。それらは、１の油滴に対して複数の乳化用アミン類の分子が放射状に親和している態様である。また、界面張力によって１の油滴の大きさは極小さいものとなり、エマルジョンを形成する。
【００２０】
このようにエマルジョン化された油水は切削加工時の水溶性切削油として利用することが可能である。したがって、乳化工程の後、このエマルジョン化された油水を水溶性切削油として用いる機械加工工程（ステップＳ２）を行ってもよい。この機械加工工程では、機械部品の切削部分に水溶性切削油を供給し、加工機のバイトもしくはエンドミルまたはワークに対して冷却及び潤滑を行う。このとき、水溶性切削油は飛散し、室内に油煙やミストとしてエマルジョン化された油水は漂う。
【００２１】
すなわち、機械加工工程は、エマルジョン化された油水をミスト化させる工程と同様である。
【００２２】
そしてドレン水生成工程を行う（ステップＳ３）。この工程では、機械加工工程で切削加工を行った室内に配設された空調機を用い、空調機内で冷却された空気が霧化することでドレン水を発生させる。
【００２３】
すなわち、ドレン水生成工程は、機械加工工程にて油煙やミスト化された水溶性切削油を再びそれらと水とのエマルジョン状態になった液体とさせる工程と同様である。
なお、最終的に、ドレン水は空調機のドレン排出口より排出される。
【００２４】
一方で、上記工程とは別に、油分離材製造工程を行う（ステップＳ４）。この油分離材製造工程では、樹脂の繊維からなる油吸着材にアミン類からなる分離用アミン類を含ませてアミン付着油吸着材を製造する。具体的には、アミン類が含まれる溶液を加熱したりしながら油吸着材を浸漬させ、その後乾燥させる。油吸着材とアミン類は親和し、油吸着材にアミン類が付着する。
【００２５】
油吸着材としては、例えばオイルを吸着する材質（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等）のものを綿状にして用いることができる。これら炭化水素部分を有する樹脂は、同じく炭化水素部分を有するアミン類と親和しやすい。なお、油分離材製造工程で用いるアミン類は乳化工程で用いるアミン類をそのまま用いるのではなく、別工程であるので、便宜上、乳化工程で用いるアミン類を乳化用アミン類、油分離材製造工程で用いるアミン類を分離用アミン類と称する。
【００２６】
このうち、分離用アミンとしては直鎖を有する第一級アミンが好ましく、特にはステアリルアミンが好ましい。潤滑油は多くの場合、直鎖の炭化水素部分を有するので、同じく直鎖の炭化水素部分を有する第一級アミンを用いると親和性が高く分離効率がよい。また、ステアリルアミンは、その炭素数も潤滑油に含まれるものより多く、より親和性が高いものである。また、何よりも、ステアリルアミンは、非水溶性であり、水中においても個体の状態でドレンに溶出しないので処理剤としては好適である。
【００２７】
このステアリルアミンを用いれば、後述する油水分離のプロセスがスムーズに行われることを確認している。また、アミン類付着油吸着材の製造に際し、分離用アミンの溶液に油吸着材を浸漬させて乾燥させることで、簡単且つ迅速に製造することができる。
【００２８】
次に、分離工程を行う（ステップＳ５）。この分離工程では、乳化工程にて得られたエマルジョン化された油水をアミン類付着油吸着材が充填された容器内を通過させて油水を分離する。具体的には、ドレン水処理装置等の油水分離装置の内部にアミン類付着油吸着材を充填し、ここにドレン水生成工程にて発生させたドレン水を流通させる。
【００２９】
このとき、油水分離装置の内部に充填されているため移動しないアミン類付着油吸着材の多くの表面をドレン水は移動しながら通過していく。
当該通過の際、ドレン水に含まれるエマルジョンは、分離用アミン類と親和して、会合することによって粒子が粗大化していき、最終的に破壊されてしまう。すなわち、解乳化が発生し、水と潤滑油は乳化状態ではなくなる。
【００３０】
ブレークされたエマルジョンのうち、潤滑油は分離用アミン類の表面おいてさらにその粒径を増大させていくが、乳化用アミン類は水側に戻る。乳化用アミン類は分離用アミン類と親水基側が同極性のため、反発しやすく一度離れると分離用アミン類に近づきにくい。
【００３１】
その後、潤滑油は、粒径が大きくなり分離用アミン類の表面において保持不能となった時にその場所から解離するが、なお分離用アミン類と親和しようとする力が働き再び乳化用アミン類と親和してエマルジョンを形成することは容易には起こりにくい。
【００３２】
この後、第二吸着（分離）工程を行ってもよい。この工程では、エマルジョン化された油水の油水が分離された状態にて油吸着材が充填された容器内を通過させ、油のみを吸着させて分離する。アミン類付着油吸着材で油水を分離した分離工程の後、さらにアミン類が付着していない油吸着材を用いる吸着工程を行うことで、分離工程にて分離した油水のうち、油のみを効率よく吸着工程にて吸着させて油水の分離を確実なものとすることができる。なお、さらに活性炭を通す工程も吸着工程の前に行ってもよい。これにより、ドレン中に分散している乳化用アミン類や色素及び臭いに関する他の有機物分子を吸着させることができる。
【００３３】
上述した分離工程にて用いられる油水分離装置としては、図２に示すような油水分離装置１を用いることができる。この油水分離装置１は密閉された容器２を有し、この内部にアミン付着油吸着材３、活性炭４、油吸着材５、そしてさらなる油吸着材６が充填されている。油吸着材５はおよそ２ｃｍ角に形成された塊状であり、さらなる油吸着材６はこれに対して紐状に形成されている。このように形状を変化させることでさらなる油の吸着を確実なものとしている。容器２の上部には流入口７が備わり、空調機のドレン排出口よりポンプ（不図示）を介してエマルジョン化された油水が流入される。また、容器２内の圧力調整のため、排気口８も容器２に取り付けられている。万が一排気口８による排気が円滑に行われていない場合に備え、圧力以上を検知する警報器９も容器２には取り付けられている。
【００３４】
エマルジョン化された油水は、流入口７から容器２内に流入し、アミン付着油吸着材３が充填された部分にて分離工程が行われ、その後活性炭４を通過してアミン類や匂い及び色素である有機物分子を吸着され、そして油吸着材５及びさらなる油吸着材６が充填された部分にて吸着工程が行われる。そして容器２下部の流出口１０からは、水のみが排水される。これにより、エマルジョン化された油水は水と油とが確実に分離される。
【符号の説明】
【００３５】
１：油水分離装置、２：容器、３：アミン付着油吸着材、４：活性炭、５：油吸着材、６：さらなる油吸着材、７：流入口、８：排気口、９：警報器、１０：流出口
【図１】
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【図２】
2020089855.tif 000004