(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油性の連続相に水性の分散相が分散されてなるW/O型エマルションの油処理剤であって、前記分散相が水または水とアルコールを含む溶液、あるいは水を含まないアルコール溶液に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化バリウムから選ばれるアルカリの水酸化物、またはナトリウムアルコキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムメトキシド及びそれらの混合物から選ばれる金属アルコキシドの中から１種または２種以上を混合してなるアルカリ混合溶液であり、かつ前記連続相が前記分散相と相溶性がないとともに前記分散相によって鹸化されない油性の液体からなるW/O型エマルションであることを特徴とする油処理剤。
【請求項２】
前記分散相を前記連続相に分散させる分散剤として、界面活性剤を用いてなるW/O型エマルションであることを特徴とする請求項１に記載の油処理剤。
【請求項３】
前記分散相の粒子の径を15μｍ以下としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の油処理剤。
【請求項４】
前記界面活性剤が、ポリアルケニル琥珀酸イミド、またはその誘導体、ポリアルケニル琥珀酸アミド、またはその誘導体、ポリオレフィンアミド系またはその誘導体、アルキル／アルケニルアミン系またはその誘導体、ポリオレフィンアミドアルケンアミン系またはその誘導体、ポリオキシエチレン系、ポリオキシフェニルエーテル系、アルカリ金属およびアルカリ土類金属石鹸系の界面活性剤を１種または２種以上用いてなることを特徴とする請求項２に記載の油処理剤。
【請求項５】
前記連続相が、鉱物油または合成油であることを特徴とする請求項１に記載の油処理剤。
【請求項６】
前記連続相が、スピンドル油、トランス油、ニュートラル油、ブライトストック油、石油ナフサ、ガソリン、灯油、軽油、プロセスオイル、流動パラフィン、合成系エーテル油、合成系ポリアルキレングリコール油、合成系ポリアルファオレフィン、アルキルベンゼン油、シリコンオイルの中から選ばれる１種または２種以上のオイル分を用いてなることを特徴とする請求項５に記載の油処理剤。
【請求項７】
水酸化ナトリウムを溶解してなる水とエタノールの混合溶液からなる分散相と、引火点50℃以上のパラフィン炭化水素、オレフィン系炭化水素、芳香族炭化水素の中から選ばれる１種または２種以上の連続相と、該分散相を界面活性剤によって略粒径10μｍの粒子として前記連続相に分散させてなるW/O型エマルションであることを特徴とする油処理剤。
【請求項８】
前記分散相が、水酸化ナトリウム2〜30%、水1〜40%、エタノール2〜80%を含んでなり、かつ、前記連続相が鉱物油であることを特徴とする請求項１に記載の油処理剤。
【請求項９】
前記油処理剤に水酸化カルシウム、硫酸カルシウム、ソーダライム、ペントナイト、カオリナイト、等の粉末を添加したことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一つに記載の油処理剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は油処理剤に係り、詳しくは家庭用のてんぷら油や業務用の食用廃油などを処理するために用いられる油を凝固する油処理剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、使用済みのてんぷら油や業務用の食用廃油（以下、廃油という）を処理するために、低分子のポリエチレンやパラフィン等を廃油に投入し、凝固させ廃棄していた。また、特公昭６０−０５４０９２号公報に記載の発明では、１２−ヒドロキシステアリン酸を廃食用油に適量添加し、水を共存せしめることなく加熱溶解後、冷却する廃食用油の固形化処理方法を提案している。また、特開平９−０１３０７２号公報に記載の発明では、常温で液状の油脂を水酸化ナトリウム、水酸化カリウムの様なアルカリで鹸化する場合完全鹸化に要するアルカリの量の１／６〜１／３で鹸化し、その鹸化開始後約１〜３分で固化するための溶液型（均一系）の鹸化促進剤を提案している。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】
このため、低分子のポリエチレンやパラフィン等を用いたものであると廃油が高温のうちに添加しないと凝固しないという問題があった。
また、特公昭６０−０５４０９２号公報に記載の発明では、廃油が高温のうちに添加しないと凝固しないという問題があり、冷めてしまった油を処理するには加熱しなければならなかった。さらに、廃油の温度が室温付近に下がって初めて廃油が固形化するため時間と手間がかかるという問題があった。
【０００４】
また、特開平９−０１３０７２号公報に記載の発明では、常温から９０℃ぐらいの間で廃油を凝固させることができるが、均一な溶液であるのでこの鹸化促進剤と廃油との接触面積が小さく、また、廃油との相溶性が低いため混ざりにくく撹拌する手間が大きかった。さらにまた、混ざりにくく鹸化反応が進みにくいために過剰の強アルカリを使用しなければならず、その腐食性を有する強アルカリが使用の際に人体に接触すると、皮膚を損傷する恐れがあり、あまり好ましくない。また、強アルカリの腐食性は、金属も侵す恐れがあるため、てんぷら鍋などの調理具を腐食する恐れがあり好ましくない。
【０００５】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究の結果、次の事項に着目し解決できることを見いだした。
Ｗ／Ｏ型エマルションの油処理剤で、エマルション中の分散相の粒子径が１５μｍかそれ以下の粒子であって、粒子中に高濃度の水酸化ナトリウム等のアルカリ溶液を閉じこめ、他方、連続相はエマルション中の粒子と混ざらない液体を使用することで、高濃度のアルカリ溶液を無数の微小な粒子に閉じこめることができ、廃油に加え撹拌したとき廃油と無数の微小粒子となったアルカリ溶液の接触面積が非常に大きくなるため、鹸化反応が全体として速く進行し、短時間で固化させることができることを見いだした。このとき、前記エマルションの粒子を、連続相との界面において界面活性剤の吸着によって形成される膨潤ミセルにより液中に小粒子で安定して分散させることもできる。
【０００６】
食用油等は化学構造的には基本的に脂肪酸とグリセリンの脂肪酸エステルであることが知られている。これに水酸化ナトリウム等のアルカリを加えて反応させると鹸化反応により脂肪酸ソーダすなわち石鹸が精製し固化する。石鹸を製造する場合は通常、エステルを完全に鹸化するに要する苛性アルカリを必要とする。本発明は、基本的には苛性アルカリを食用油に加えることによって石鹸精製による固化現象を利用して廃油を固化するのが目的である。
【０００７】
すなわちすべての廃油を鹸化する必要はなく部分鹸化で足りる。すなわち部分鹸化で固化が達成されれば十分である。（石鹸を製造することと異なる点は固化が目的であって、１００％完全に鹸化する必要はない。）
このような目的で従来から溶液型すなわち例えば水酸化ナトリウムを水−アルコ−ル類等をベース基材に溶解した均一系溶液の固化剤が検討されてきたが、本発明者らは溶液型固化剤においては一定量の固化処理剤で廃油を実用的な固さにまで固化するためには高濃度のアルカリ溶液とする必要があることを確認した。すなわち廃油と油処理剤の反応性が悪いために高濃度のアルカリ溶液を過剰量必要とするわけである。さらにこの溶液型の高濃度アルカリ溶液固化処理剤の欠点として、アルカリ濃度が高いため皮膚接触時における安全性の問題やてんぷら鍋などの調理具に対する腐食性の問題も考えられる。
また、溶液型で低濃度アルカリ溶液の処理剤の固化能力を調べた結果、固化が不十分であるある事が分かった。
【０００８】
そこで、本発明者らは、これらの原因について鋭意研究した結果、従来の溶液型固化処理剤においては、全体が均一な液体であるので、これをてんぷら鍋等の容器中の食用油に混合した場合、主婦あるいは作業員等による菜箸、へら等による人為的な攪拌では処理剤と食用油との混合が十分に行われずアルカリ溶液とてんぷら油との接触面積が小さくそのために鹸化の反応速度が小さいと推察した。これを解決するために従来ではアルカリの量を過剰に加えるか、濃度を過剰に高くする必要があった。（例えば、処理剤全体に対して２０〜４０％の高濃度）つまり、従来技術の溶液型の油処理剤では、はじめからほぼ均一な液体であるのでアルカリ溶液と食用油などの廃油との接触は、油処理剤添加後の撹拌のみによって行われるため廃油中で粒子にあるアルカリ成分の粒子径が大きく、そのためにアルカリ溶液と廃油との接触面積が小さい。一方、本発明のようなＷ／Ｏ型エマルションとした場合、はじめからアルカリ溶液を微小粒子で分散させているため、少しの撹拌で廃油とアルカリ溶液との大きな接触面積を確保することができる。
【０００９】
本発明のエマルション型の油処理剤では、アルカリをＷ／Ｏ型エマルションの液滴中に閉じこめたものであるので、処理剤中のアルカリ濃度を下げても十分な固化性能が得られることを見いだし、廃油に本発明の油処理剤を用いると、微少なアルカリ溶液の粒子が分散し廃油との接触面積が従来の油処理剤に比べ飛躍的に増大し、鹸化の反応速度が増大する。よって、アルカリの使用量を低減することも可能となり、使用者が油処理剤に接触した際や、廃油を入れた調理器具を損傷するおそれが低減される。
【００１０】
本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、廃油を常温付近でも固化させることができ、廃油と混ざりやすく、強アルカリの使用量を低減することのできる油処理剤を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の油処理剤は、油性の連続相に水性の分散相が分散されてなるW/O型エマルションの油処理剤であって、前記分散相が水または水とアルコールを含む溶液、あるいは水を含まないアルコール溶液に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化バリウムから選ばれるアルカリの水酸化物、またはナトリウムアルコキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムメトキシド及びそれらの混合物から選ばれる金属アルコキシドの中から１種または２種以上を混合してなるアルカリ混合溶液であり、かつ前記連続相が前記分散相と相溶性がないとともに前記分散相によって鹸化されない油性の液体からなるW/O型エマルションであることを特徴とする。
【００１２】
本発明に用いられるＷ／Ｏ型エマルションとして、分散相としては、アルカリを混合した溶液が用いられる。また、連続相としては、分散相の成分と互いに溶解し合わない（すなわち相溶性のないまたは小さい）液体基材である必要がある。さらに、好ましくは、廃油と混ざりやすいことにより固化速度を上げられるため、鉱物油や合成油などのいわゆるオイルが用いられる。
【００１３】
すなわち、本発明に用いられる連続相の好ましい例としては、鉱物油、合成油が好ましく、１種または２種以上を混合して用いることもでき、鉱物油では高度に精製したホワイトオイルを用いても良い。例えば、鉱物油である潤滑油基油のスピンドル油、トランス油、ニュートラル油、ブライトストック油や、燃料油の石油ナフサ、ガソリン、灯油、軽油や、プロセスオイルや、合成油である合成系エステル油や合成系エ−テル油、合成系ポリアルキレングリコール油、合成系ポリアルファオレフィン、アルキルベンゼン油、シリコンオイルなどが挙げられる。
【００１４】
さらに、本発明に用いられる連続相のＷ／Ｏエマルション全体に対する連続相の比としては、特に制限はないが、４０〜９５％程度の連続相を用いるのが好ましい。
【００１５】
また、本発明に用いられる分散相の中のアルカリ成分と混合する水または水とアルコール、あるいはアルコールの比率としては、特に制限はないがアルカリ成分：水：アルコール＝３：３：７が特に好ましい。
【００１６】
本発明に用いられるアルカリとしては、強アルカリであれば特に制限はないが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化バリウム等が用いられる。好ましくは、水酸化ナトリウムが用いられる。
【００１７】
また、本発明に用いられる金属アルコキシドとしては、ナトリウムアルコキシドが好ましく、ナトリウムエトキシド、ナトリウムメトキシドまたはそれらの混合物が用いられる。
【００１８】
本発明に用いられる分散相のアルカリ溶液のアルカリ濃度としては、３〜６０％程度の高濃度が好ましく、さらに好ましくは３０％程度の濃度が用いられる。また、水とアルコールの比率としては、特に制限はないが、水：アルコール＝２０〜４０：６０〜８０程度が好ましい。
【００１９】
また、本発明に用いられる分散相としてのアルカリ混合溶液の粒子径は、特に制限はなく、１５μｍ以下のものが用いられ、好ましくは１０μｍ以下、さらに好ましくは３μｍ以下のものがよい。粒子径が大きいと反応性が低下し、また、エマルションとしての分散安定性が悪くなる。
【００２０】
油処理剤の成分として増量またはアルカリ濃度の希釈のため粉体を用いることも否定するものではなく、例えば、他に水酸化カルシウム、硫酸カルシウム、ベントナイト、カオリナイト、パーライトあるいはカーボンブラック、活性炭等の炭素状粒子などを混合しても良い。
【００２１】
また、本発明の油処理剤として用いるＷ／Ｏエマルションを形成するために、好ましくはアルカリ混合溶液をオイル分に分散させる分散剤として界面活性剤を用いることができる。なお、分散剤を用いない場合は、使用時（廃油に本発明の油処理剤を添加する直前に）に油処理剤を強く撹拌してから、廃油に添加すればよい。例えば、本発明の油処理剤が１回の使用量ごとにボトルに充填したタイプのものであれば、そのボトルごと振れば撹拌する手間はそれ程かからず好ましい。
【００２２】
本発明に用いられる界面活性剤としては、連続相中に分散相を長い間安定して分散されておくことができれば、特に制限はないが連続相であるオイル分の性質や分散相の濃度等を考慮し、種類、使用量を適宜調整すればよく、例えば、ポリアルケニル琥珀酸イミド、またはその誘導体、ポリアルケニル琥珀酸アミド、またはその誘導体、ポリオレフィンアミド系またはその誘導体、アルキル／アルケニルアミン系、またはその誘導体、ポリオレフィンアミドアルケンアミン系またはその誘導体、ポリオキシエチレン系、ポリオキシフェニルエーテル系、アルカリ金属およびアルカリ土類金属石鹸系の界面活性剤を１種または２種以上を用いることができる。
【００２３】
【作用】
廃油に添加された本発明の油処理剤は、Ｗ／Ｏ型エマルションとしたので、微少で無数のアルカリの粒子が廃油中に分散し、鹸化の反応が始まる。微少で無数のアルカリの液滴としたことで廃油とアルカリ溶液の接触面積が増大したため、速やかに固化し廃油を処理できる。
【００２４】
上記のように構成された油処理剤は、まず、家庭で使用したてんぷら油を処理する際は、常温付近の廃油に本発明の油処理剤を添加し、撹拌する。すると、すぐに廃油と油処理剤が反応を始め、およそ１分ほどで固化するので鍋から剥離して廃棄することができる。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００２６】
なお、実施例においては、４つの評価試験法用いて本発明による油処理剤と従来技術による油処理剤の性能の比較結果を説明する。
【００２７】
［評価試験法１］
市販のガラスビーカーと磁気式撹拌機（マグネットスターラー）を使用する。使用した磁気式撹拌機は撹拌子の回転数がＬＥＤ表示で直読できるものを用いた。（型式；井内誠栄堂モデル番号ＨＳ−５００出力１００Ｖ，０．５Ａ）この磁気式撹拌機によれば、ビーカー中の内容物が固化を始めると粘度が増加し、撹拌子の負荷が増大することによって回転数が低下する。固化の程度により回転数の低下の度合いが異なり、固く固化するほど回転数は低くなる。言い換えると、回転数の低下の状況を観察することによって固化の程度が確認できるものである。
【００２８】
試験においては、まず、１００ｍｌのパイレックスガラス製ビーカー中に食用油の廃油５０ｍｌを入れる。テフロンコーティングをした磁気撹拌子をこの中に入れ室温にて撹拌する。油処理剤を入れる前にこの回転数を４５０ｒｐｍ±１０ｒｐｍに設定しておく。次に、試験用油処理剤をビーカー中に加え、直ちに撹拌子の回転数を読みその経時変化を観測記録する。
【００２９】
本試験法によれば、固化性能の優れた油処理剤は短時間で固化が起こるため回転数が急激に低下する。固化の判断基準を２０ｒｐｍ（１分間に２０回転）とし、固化に要するアルカリ（水酸化ナトリウム）換算の必要量、及び固化時間を求めた。
【００３０】
［評価試験法２］
室温にててんぷら鍋中にてんぷら油の廃油６００ｍｌ（室温）を入れる。油処理剤１００ｍｌを加え直ちに、菜箸で１分間よく撹拌しその後放置する。この間、固化開始までの時間、固化に要した時間を測定する。（てんぷら鍋の大きさは直径約  ２７ｃｍφ、深さ約  ５ｃｍ）
本試験法によれば、所定量のてんぷら油を固化するに要するアルカリ（水酸化ナトリウム）の量を求め、本発明による油処理剤と従来技術による油処理剤の違いを評価する。
【００３１】
【実施例１〜４及び比較例１】
次に具体的な実施例について説明する。実施例１〜４及び比較例１（成分組成は表１に示す通り。単位は  （ｇ））は評価試験法１を適用し、油処理剤を用いたときに、５０ｍｌ  （４５ｇ）のてんぷら油の廃油を固化するに要した油処理剤の量、及び正味アルカリ（水酸化ナトリウム）量を求めた。なお、５分以内に２０ｒｐｍ以下に達した場合を固化（○印）と評価し、表２に記載した。
【００３２】
【表１】
0003564292.tif 000002
【表２】
0003564292.tif 000003
上記表１及び２の通り、実施例１〜４の油処理剤では５０ｍｌの廃油を固化するのに要する水酸化ナトリウムの量は０．３６〜０．４０ｇであった。これに対し比較例１では２．５ｇ以上となった。このように、従来技術の油処理剤よりも数分の１の水酸化ナトリウムの使用量ですむことが確認された。
【００３３】
【実施例５〜７】
水酸化ナトリウムを水とエタノールの混合液に溶解し、分散相に供する溶液を得て、連続相へ添加し、廃油へ投入する直前に強く撹拌してＷ／Ｏエマルションを得てこれを用いた。
【００３４】
【実施例８〜１３】
水酸化ナトリウムを水とエタノールの混合溶液に溶解し分散相に供する溶液を得て、連続相へ分散剤である界面活性剤を用いて分散させてＷ／Ｏエマルションである油処理剤を得た。
【００３５】
実施例５〜１３（成分組成は表３に示す通り。単位は（ｇ）  ）および後述の比較例２〜６（成分組成は表４に示す通り。単位は（ｇ）  ）は、評価試験法２を適用し、本発明の油処理剤の効果である廃油の固化性能を、混合の容易性・固化状態・固化速度を観察し、次の評価基準により従来技術との違いを明らかにする。なお、実施例５〜１３及び比較例２〜６の評価を表５にまとめた。
【００３６】
［廃油との混合の容易性］
◎；特に混合しやすい
○；混合しやすい
△；やや混合しにくい
×；混合しにくい
［固化状態］
◎；全体的に均一に固化
○；ほぼ全体的に固化。一部柔らかい部分有り。
【００３７】
△；部分的に固化。一部固化しきれない廃油分有り。
【００３８】
×；固化しない。
【００３９】
［固化速度］
◎；適度な速度で固化。
【００４０】
○；ゆっくりと固化。
【００４１】
△；固化速度が速過ぎ部分的に固化。
【００４２】
×；固化しない。
【００４３】
なお、固化速度が速過ぎるとは、油処理剤が廃油全体に行き渡る前に部分的に固化が始まり、最終的には固化部分と固化しきれない油部分が存在するため、廃油全体を処理することができない事を意味する。
【００４４】
【表３】
0003564292.tif 000004
本発明の実施例５〜１３までの油処理剤と比較するため、従来技術の油処理剤について下記のとおり試験した。
【００４５】
【比較例２〜３】
水酸化ナトリウムを水に溶解したものに、プロピレングリコール、エタノール、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、ラウリルアミンオキシド水溶液の混合溶液を加え、均一な液状の油処理剤を得た。
【００４６】
なお、比較例２及び３の重量は、表４の通りである。
【００４７】
【比較例４〜５】
水酸化ナトリウムを水に溶解したものに、２−フェノキシエタノール、ポリプロピレングリコール、イソプロピルアルコール、ラウリルアミンオキシド水溶液を混合した溶液を加え、均一な液状の油処理剤を得た。
【００４８】
なお、比較例４〜５の重量は、表４の通りである。
【００４９】
【比較例６】
表４に示すとおり１２−ヒドロキシステサリン酸１５ｇを比較例６の油処理剤とした。なお、性状は粉末であった。
【００５０】
【表４】
0003564292.tif 000005
【表５】
0003564292.tif 000006
上記の通り、実施例５〜１３は、比較例２〜６の油処理剤に比べ、混合が容易で、適度な速度で固化が進行し、廃油を全体的に均一に固化することができた。
【００５１】
【実施例１４及び比較例７】
［評価試験方法３］
固化した廃油の固さを調べる基準として、直径２ｃｍ、重量６ｇのガラス球を固化した廃油上に静置し、１０分後に沈降距離を測定した。また目視による観察、廃棄の仕方を確認し、従来技術との違いを明らかにする。
【００５２】
実施例１４及び比較例７（成分組成は表６に示す通り。単位は（ｇ）  ）は評価試験方法３を適用し、固化後の廃油の固さについて観察した。なお、実施例１４及び比較例７の評価を表７にまとめた。
【００５３】
【表６】
0003564292.tif 000007
【表７】
0003564292.tif 000008
上記の通り実施例１４は、比較例７の油処理剤に比べ、廃油を全体的に固化でき、かつ油分が残らないため廃棄も容易に行えることが確認された。
【００５４】
【実施例１５〜１７】
［評価試験方法４］
油処理剤の調合は初めに分散相である水酸化ナトリウム、水、アルコールの混合溶液を作成し、これを界面活性剤をあらかじめ添加しておいた連続相の鉱油に滴下しながら２０分間攪拌した。攪拌の際、攪拌機の回転数を加減することによって、分散相の粒子の径を３段階に変化させた。粒子の径の測定は顕微鏡観察及びその写真撮影を行い平均粒子径を計測し確認した。この評価方法により分散相の粒子の径と固化速度の関係について確認した。
【００５５】
実施例１５〜１７の成分組成及び攪拌機の回転数、粒子を表８に示す。なお、上記評価方法４を用いて試験した結果を表９に示す。及び表９に基づき固化状態について図１に示すグラフを用いて説明する。
【００５６】
【表８】
0003564292.tif 000009
【表９】
0003564292.tif 000010
上記表８、表９、図１より分散相の粒子径が小さいほど固化速度が速いと言うことが確認された。また言い換えると、分散相の粒子径によって固化速度の制御も可能であると言うことが確認された。
【００５７】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明における油処理剤は、廃油を常温付近で凝固させることができ、廃油と混ざりやすく、強アルカリの使用量を減らす等の種々の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１５、１６、１７における固化状態を示す説明図
【図１】
0003564292.tif 000011