(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側が開放端を成す袋状の基材と、該基材に形成され、水と油とを含む混合液体を水分と油分に分離する油水分離体と、を有する油水分離濾過フィルタであって、
前記基材は、少なくとも前記水分が通過可能な流路を備えた多孔質体からなり、
前記油水分離体は、撥油性賦与基および親水性賦与基とを有するフッ素系化合物を含み、
前記フッ素系化合物は、下記式（１）〜（４）で示される構造の化合物のうち、一種又は二種以上を含むことを特徴とする油水分離濾過フィルタ。
【化１】
0006537097.tif 000011
【化２】
0006537097.tif 000012
【化３】
0006537097.tif 000013
【化４】
0006537097.tif 000014
上記式（１）及び（２）中、Ｒｆ１、Ｒｆ２は、それぞれ同一または互いに異なる、炭素数１〜６であって直鎖状又は分岐状のペルフルオロアルキル基である。また、Ｒｆ３は、炭素数１〜６であって、直鎖状又は分岐状のペルフルオロアルキレン基である。
上記式（３）及び（４）中、Ｒｆ４、Ｒｆ５は、それぞれ同一または互いに異なる、炭素数１〜６であって直鎖状又は分岐状のペルフルオロアルキレン基である。また、Ｒｆ６は、炭素数１〜６であって、直鎖状又は分岐状のペルフルオロアルキレン基である。また、Ｚは、酸素原子、窒素原子、またはＣＦ２基である。
また、上記式（２）及び（４）中、Ｒは、２価の有機基であって、直鎖状又は分岐状の連結基である。
また、上記式（１）〜（４）中、Ｘは、アニオン型、カチオン型及び両性型からなる群から選択されるいずれか１の親水性賦与基である。
【請求項２】
前記基材は、繊維よりなる多孔質体であることを特徴とする請求項１記載の油水分離濾過フィルタ。
【請求項３】
前記油水分離体は、有機結合剤、無機結合剤の少なくとも一方、または両方によって前記基材に結合されていることを特徴とする請求項１または２記載の油水分離濾過フィルタ。
【請求項４】
前記基材は、有底筒状に形成されていることを特徴とする請求項１から３いずれか一項記載の油水分離濾過フィルタ。
【請求項５】
請求項１から４いずれか一項記載の油水分離濾過フィルタを有する油水分離濾過ユニットであって、
前記基材を複数の部材から構成してその一部を支持体とし、底部に前記油水分離体を形成してなることを特徴とする油水分離濾過ユニット。
【請求項６】
請求項１から４いずれか一項記載の油水分離濾過フィルタを有する油水分離濾過装置であって、
前記油水分離濾過フィルタを内部に保持する液槽を備え、
前記液槽は、上部が開放面を成し、
前記油水分離濾過フィルタは、前記基材の前記開放端が、前記液槽の開放面側の縁部に係止され、
前記液槽の下部には、前記油水分離濾過フィルタで濾過された液体を排出する排液口が形成されていることを特徴とする油水分離濾過装置。
【請求項７】
前記油水分離濾過フィルタの内面側には、少なくとも前記流路の平均開口径と同じ大きさの開口をもつ分散板を油水分離濾過フィルタの上方に離間して配したことを特徴とする請求項６記載の油水分離濾過装置。
【請求項８】
前記油水分離濾過フィルタの外面側には、少なくとも前記水分が通過可能であり、前記油水分離濾過フィルタを外面側から支持する、硬質材料から形成された支持部材を重ねて配したことを特徴とする請求項６または７記載の油水分離濾過装置。
【請求項９】
前記支持部材は、前記油水分離濾過フィルタの前記開放端の近傍に対応する位置に、前記油分を排出させる排油口を備え、該排油口には、前記支持部材の外方に向けて延びる排油溝が接続されてなることを特徴とする請求項８記載の油水分離濾過装置。
【請求項１０】
前記支持部材は、有底筒状に形成されていることを特徴とする請求項８または９記載の油水分離濾過装置。
【請求項１１】
前記支持部材は、前記液槽の下部に向かって窄まる錐形に形成されていることを特徴とする請求項８または９記載の油水分離濾過装置。
【請求項１２】
請求項５記載の油水分離濾過ユニットを有する油水分離濾過装置であって、
前記油水分離濾過ユニットを内部に保持する液槽を備え、
前記液槽は、上部が開放面を成し、
前記油水分離濾過ユニットは、前記支持体の前記開放端が、前記液槽の開放面側の縁部に係止され、
前記液槽の下部には、前記油水分離濾過フィルタで濾過された液体を排出する排液口が形成されていることを特徴とする油水分離濾過装置。
【請求項１３】
請求項１から４いずれか一項記載の油水分離濾過フィルタを有する油水分離濾過装置であって、
前記油水分離濾過フィルタを内部に保持する液槽を備え、
前記液槽は、上部が開放面を成し、該開放面の近傍には、前記液槽の外方に延びる排油流路が形成され、
前記油水分離濾過フィルタの前記開放端の近傍には、前記油分を前記排油流路に向けて流す排油口が形成され、
前記排油流路の流出端には、前記油分を受け止める油槽が配され、
前記油水分離濾過フィルタは、前記開放端が、前記液槽の開放面側の縁部に係止され、
前記液槽の下部には、前記油水分離濾過フィルタで濾過された液体を排出する排液口が形成されていることを特徴とする油水分離濾過装置。
【請求項１４】
前記液槽の前記開放面、前記油槽の開放面のうち少なくとも一方を覆う蓋部材を更に備えたことを特徴とする請求項１３記載の油水分離濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水と油とを含む混合液体を水分と油分に分離する油水分離体を備えた油水分離濾過フィルタと油水分離濾過ユニット、およびこれを用いた油水分離濾過装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、食品製造、繊維処理、機械加工、石油精製、重油貯蔵施設などの工場や、電気事業所においては、設備の不具合または天災などを原因として、油が流出する事例がある。油流出が生じた場合、敷地外への漏油を防止するために、油分を含む被処理液、例えば水と油が混じった油水混合液から油分だけを分離して処理することが求められている。また、河川や海洋などに油が流出した場合の油回収作業として、油水混合液を油分と水分とに分離する処理が行われている。
【０００３】
こうした油が流出した現場が小さな水路や側溝の場合の応急対応では、油吸着材等を用いて油を回収する方法や、土のうにより水路を堰き止め、油が下流へ拡散することを防ぎながら浮上する油を回収する方法がある。また、水が流れていない側溝などでは、土のうを積んで堰き止め、集積した油を柄杓や柄付き網等で掬う（例えば、特許文献１を参照）、または油吸着マットを使用して回収する方法がある。また、水路等で水の流れがある場合は、土のうで堰き止めるだけでは上流側の水位が上昇して溢れる危険があるため、下流に、オイルフェンスを展開することにより、流出した石油の拡散を防止する。
このようにして、油の流出防止対策を行った後に、油の回収作業を行う。こうした油の回収作業には、油吸着材や油回収装置が用いられる（例えば、特許文献２、３を参照）。
【０００４】
一方、油の海洋流出に対しては、油を回収するための専用船（油回収船）が存在している。この油回収船による油回収手段は、ポンプ等を利用して汚染海水を船内に取り込んで油水分離を行ったり、海面上の油を吸着材に吸着させ、船内で吸着材から油を絞り取ったりするものである（例えば、特許文献４を参照）。
【０００５】
こうした水面に浮上した油の直接の汲み取りに於いて、柄杓を使用する場合には、水も一緒にくみ取ることになるため、油の回収効率が悪い。一方、オイルフェンスは単に浮遊物の遊漂を阻止することのみが達成され、油等の浮遊物の回収は行われない。また、油吸収材によって吸収した油や、油回収装置で回収した油は、再利用されずに、産業廃棄物として廃棄されているのが現状である。
【０００６】
また、従来の油水分離装置は、事業所内に据置されることが前提の大型の装置となっており、容易に運搬できる仕様ではない（例えば、特許文献５、６を参照）。そのため、油水分離装置の設置されていない場所において油流出が生じても、流出現場に油水分離装置を短時間の間に設置することは困難であり、流出した油の回収に時間が掛かる。さらに、こうした油水分離装置を設置するまでの間は、被処理液をすべて産業廃棄物として処理するので産廃処理量が膨大となり、費用負担や作業者負担が大きいという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２０４８６０号公報
【特許文献２】特開平０７−２０４５０５号公報
【特許文献３】特開２０１０−１５９５６３号公報
【特許文献４】特開２００７−２１６１８４号公報
【特許文献５】特開２０１４−０３６９３１号公報
【特許文献６】特開２００９−０６１３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で低コストに、水と油とを含む混合液体を水分と油分に分離して濾過することが可能な油水分離濾過フィルタと油水分離濾過ユニット、およびこれを用いた油水分離濾過装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明の油水分離濾過フィルタ、油水分離濾過ユニット、油水分離濾過装置は、以下の構成を有する。
［１］一端側が開放端を成す袋状の基材と、該基材に形成され、水と油とを含む混合液体を水分と油分に分離する油水分離体と、を有する油水分離濾過フィルタであって、前記基材は、少なくとも前記水分が通過可能な流路を備えた多孔質体からなり、前記油水分離体は、撥油性賦与基および親水性賦与基とを有するフッ素系化合物を含み、
前記フッ素系化合物は、下記式（１）〜（４）で示される構造の化合物のうち、一種又は二種以上を含むことを特徴とする。
【化１】
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【化２】
0006537097.tif 000003
【化３】
0006537097.tif 000004
【化４】
0006537097.tif 000005
上記式（１）及び（２）中、Ｒｆ１、Ｒｆ２は、それぞれ同一または互いに異なる、炭素数１〜６であって直鎖状又は分岐状のペルフルオロアルキル基である。また、Ｒｆ３は、炭素数１〜６であって、直鎖状又は分岐状のペルフルオロアルキレン基である。
上記式（３）及び（４）中、Ｒｆ４、Ｒｆ５は、それぞれ同一または互いに異なる、炭素数１〜６であって直鎖状又は分岐状のペルフルオロアルキレン基である。また、Ｒｆ６は、炭素数１〜６であって、直鎖状又は分岐状のペルフルオロアルキレン基である。また、Ｚは、酸素原子、窒素原子、ＣＦ２基又はＣＦ基のいずれかを含む。
また、上記式（２）及び（４）中、Ｒは、２価の有機基であって、直鎖状又は分岐状の連結基である。
また、上記式（１）〜（４）中、Ｘは、アニオン型、カチオン型及び両性型からなる群から選択されるいずれか１の親水性賦与基である。
【００１０】
このような構成の油水分離濾過フィルタによれば、袋状の基材の開口端から、水と油とを含む混合液体を入れるだけで、容易に油分を分離して取り除くことができる。即ち、基材に形成された油水分離体は、撥油性賦与基と親水性賦与基とを分子中に含むフッ素系化合物が一種又は二種以上存在するため、水と油との混合液体を油水分離濾過フィルタに入れると、水分は基材の流路を通過するのに対して、油分は撥油性を有する油水分離体に疎外されて基材を通過できない。したがって、本実施形態の油水分離濾過フィルタは、液体を入れるだけで水と油とを分離可能であり、簡易な構成で低コストに水分と油分とを分離し、水分を濾過することができる。
【００１１】
［２］前記基材は、繊維よりなる多孔質体であることを特徴とする。
【００１７】
［３］前記油水分離層は、有機結合剤、無機結合剤の少なくとも一方、または両方によって前記基材に結合されていることを特徴とする。
【００１８】
［４］前記基材は、有底筒状に形成されていることを特徴とする。
【００１９】
［５］前記各項記載の油水分離濾過フィルタを有する油水分離濾過ユニットであって、前記基材を複数の部材から構成してその一部を支持体とし、底部に前記油水分離体を形成してなることを特徴とする。
【００２０】
［６］前記各項記載の油水分離濾過フィルタを有する油水分離濾過装置であって、前記油水分離濾過フィルタを内部に保持する液槽を備え、前記液槽は、上部が開放面を成し、前記油水分離濾過フィルタは、前記開放端が、前記液槽の開放面側の縁部に係止され、前記液槽の下部には、前記油水分離濾過フィルタで濾過された液体を排出する排液口が形成されていることを特徴とする。
【００２１】
［７］前記油水分離濾過フィルタの内面側には、少なくとも前記流路の平均開口径と同じ大きさの開口をもつ分散板を、油水分離濾過フィルタの上方に離間して配したことを特徴とする。
【００２２】
［８］前記油水分離濾過フィルタの外面側には、少なくとも前記水分が通過可能であり、前記油水分離濾過フィルタを外面側から支持する、硬質材料から形成された支持部材を重ねて配したことを特徴とする。
【００２３】
［９］前記支持部材は、前記油水分離濾過フィルタの前記開放端の近傍に対応する位置に、前記油分を排出させる排油口を備え、該排油口には、前記支持部材の外方に向けて延びる排油溝が接続されてなることを特徴とする。
【００２４】
［１０］前記支持部材は、有底筒状に形成されていることを特徴とする。
【００２５】
［１１］前記支持部材は、前記液槽の下部に向かって窄まる錐形に形成されていることを特徴とする。
【００２６】
［１２］［５］記載の油水分離濾過ユニットを有する油水分離濾過装置であって、前記油水分離濾過ユニットを内部に保持する液槽を備え、前記液槽は、上部が開放面を成し、
前記油水分離濾過ユニットは、前記支持体の前記開放端が、前記液槽の開放面側の縁部に係止され、前記液槽の下部には、前記油水分離濾過フィルタで濾過された液体を排出する排液口が形成されていることを特徴とする。
【００２７】
［１３］前記各項記載の油水分離濾過フィルタを有する油水分離濾過装置であって、前記油水分離濾過フィルタを内部に保持する液槽を備え、前記液槽は、上部が開放面を成し、該開放面の近傍には、前記液槽の外方に延びる排油流路が形成され、前記油水分離濾過フィルタの前記開放端の近傍には、前記油分を前記排油流路に向けて流す排油口が形成され、前記排油流路の流出端には、前記油分を受け止める油槽が配され、前記油水分離濾過フィルタは、前記開放端が、前記液槽の開放面側の縁部に係止され、前記液槽の下部には、前記油水分離濾過フィルタで濾過された液体を排出する排液口が形成されていることを特徴とする。
【００２８】
［１４］前記液槽の前記開放面、前記油槽の上面のうち少なくとも一方を覆う蓋部材を更に備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、簡易な構成で低コストに、水と油とを含む混合液体を水分と油分に分離して濾過することが可能な油水分離濾過フィルタと油水分離濾過ユニット、およびこれを用いた油水分離濾過装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の油水分離濾過フィルタを示す一部破断斜視図、要部拡大模式図である。
【図２】油水分離濾過フィルタの別な実施形態を示す斜視図である。
【図３】本発明の油水分離濾過ユニットを示す断面図である。
【図４】第一実施形態における油水分離濾過装置を示す模式図である。
【図５】第二実施形態における油水分離濾過装置を示す模式図である。
【図６】第三実施形態における油水分離濾過装置を示す模式図である。
【図７】第四実施形態における油水分離濾過装置を示す模式図である。
【図８】支持部材の一例を示す斜視図である。
【図９】第四実施形態の油水分離濾過装置の使用例を示す模式図である。
【図１０】支持部材の別な一例を示す斜視図である。
【図１１】第五実施形態における油水分離濾過装置を示す模式図である。
【図１２】第六実施形態における油水分離濾過装置を示す模式図である。
【図１３】第七実施形態における油水分離濾過装置を示す模式図である。
【図１４】液槽に形成された排油流路を示す模式図である。
【図１５】第八実施形態における油水分離濾過装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明を適用した一実施形態である油水分離濾過フィルタおよび油水分離濾過装置について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００３２】
＜油水分離濾過フィルタ：第一実施形態＞
図１は、油水分離濾過フィルタの一実施形態を示す一部破断斜視図、要部拡大模式図である。
本実施形態の油水分離濾過フィルタ１０は、基材１１と、この基材１１に形成された油水分離体１４とを備えている。
基材１１は、上部が開放端１１ｅを成す袋状、例えば本実施形態では有底の円筒形に形成されたものが好適に用いられる。こうした基材１１は、本実施形態では、柔軟な繊維多孔質体から構成されている。繊維多孔質体とは、繊維の集合体であり、繊維間あるいは撚糸間には空隙が存在する。織布や編布、不織布等が好適である。
【００３３】
図１の下部に示すように、基材１１には、液体の流路１７が形成されている。こうした流路１７は、基材１１を構成する繊維多孔質体の空孔（細孔、空洞、連通孔）からなる。流路１７は、袋状の基材１１の内面１１ａと外面１１ｂとの間を連通し、水分を通過させる。
【００３４】
基材１１の少なくとも内面１１ａの表面（表層）には、油水分離体１４が形成されている。本実施形態では、流路１７の内壁表面を含む基材１１の内面１１ａおよび外面１１ｂ全体に油水分離体１４が形成されている。
なお、油水分離体１４は、油水分離体１４の粒子が基材１１の表面に層状を成すように分散（拡散）されていればよく、更に、基材１１の厚み方向の内側まで油水分離体１４の粒子が分散されていてもよい。
【００３５】
油水分離体１４は、撥油性賦与基および親水性賦与基とを有するフッ素系化合物を含む材料から構成されている。撥油性賦与基は、油水分離体１４の表面に例えば４０°以上の接触角で油滴を形成させる官能基である。また、親水性賦与基は、油水分離体１４の表面に例えば２０°以下の接触角で水分に対する濡れ性を賦与する官能基である。
なお、こうした接触角は、例えば、自動接触角計（協和界面科学社製、「Ｄｒｏｐ  Ｍａｓｔｅｒ  ７０１」）により測定することができる。
【００３６】
油水分離体１４は、こうした撥油性賦与基および親水性賦与基の存在によって、基材１１に親水撥油性を賦与する。この油水分離体１４が形成された基材１１に、水と油とを含む混合液体（以下、単に液体と称することがある）が接触すると、油分は接触角の大きい油滴として凝集し、水分は接触角が小さい濡れ性を保ったままとなる。これによって、凝集して大きい油滴となった油分は流路１７を通過することができない。一方、濡れ性を保った水分は凝集することなく流路１７を通過することができる。こうした作用によって、油水分離体１４は液体の油分だけを選択的に分離することができる。
【００３７】
油水分離体１４を構成するフッ素系化合物としては、例えば、下記式（１）〜（４）で示されるフッ素系化合物のうち、少なくとも一種又は二種以上を含む。
【００３８】
【化５】
0006537097.tif 000006
【００３９】
【化６】
0006537097.tif 000007
【００４０】
【化７】
0006537097.tif 000008
【００４１】
【化８】
0006537097.tif 000009
【００４２】
ここで、上記式（１）及び（２）中、Ｒｆ１、Ｒｆ２は、それぞれ同一または互いに異なる炭素数１〜６のペルフルオロアルキル基、Ｒｆ３は、炭素数１〜６のペルフルオロアルキレン基であって、直鎖状又は分岐状であってもよい。
【００４３】
また、上記式（３）及び（４）中、Ｒｆ４、Ｒｆ５は、それぞれ同一または互いに異なる炭素数１〜６のペルフルオロアルキレン基、Ｒｆ６は、炭素数１〜６のペルフルオロアルキレン基であって、直鎖状又は分岐状であってもよい。また、Ｚは、酸素原子、窒素原子、ＣＦ２基又はＣＦ基である。また、Ｚが窒素原子又はＣＦ基の場合、Ｚから分岐したペルフルオロアルキル基が当該Ｚに結合していてもよい。
【００４４】
また、上記式（２）及び（４）中、Ｒは、２価の有機基であって、直鎖状又は分岐状の連結基であり、分子鎖中にエーテル結合、エステル結合、アミド結合及びウレタン結合から選択される１種以上の結合を含んでいてもよいし、含まなくてもよい。
【００４５】
また、上記式（１）〜（４）中、Ｘは、アニオン型、カチオン型及び両性型からなる群から選択されるいずれか１の親水性賦与基である。
【００４６】
上述したように、上記式（１）〜（４）で示されるフッ素系化合物は、分子中に撥油性賦与基と親水性賦与基とを含む親水撥油剤である。換言すると、本実施形態の油水分離濾過フィルタ１０を構成する油水分離体１４は、流路１７が基材１１によって形成されるとともに、この流路１７の表面に親水撥油性の油水分離体１４が存在するものである。また、上記式（１）〜（４）で示されるフッ素系化合物からなる群から選ばれる一種又は二種以上のフッ素系化合物を含む混合物を、油水分離体１４として用いてもよい。
以下、油水分離体１４を構成する親水撥油剤について、フッ素系化合物ごとに詳細に説明する。
【００４７】
（親水撥油剤）
「直鎖状の含窒素フッ素系化合物」
上記式（１）又は上記式（２）に示す、直鎖状（又は分岐状）の含窒素フッ素系化合物では、Ｒｆ１とＲｆ２からなる含窒素ペルフルオロアルキル基およびＲｆ３からなる含窒素ペルフルオロアルキレン基が、撥油性賦与基を構成する。
また、上記式（１）又は上記式（２）に示す含窒素フッ素系化合物では、上記撥油性賦与基であるＲｆ１〜Ｒｆ３中の、フッ素が結合した炭素数の合計が４〜１８個の範囲であることが好ましい。フッ素が結合した炭素数が４未満であると、撥油効果が不十分であるために好ましくない。
【００４８】
なお、上記式（２）中、Ｒは、分子鎖中において撥油性賦与基と親水性賦与基とを繋ぐ連結基である。連結基Ｒの構造は、直鎖状又は分岐状の、２価の有機基であれば特に限定されるものではない。また、連結基Ｒは、分子鎖中にエーテル結合、エステル結合、アミド結合及びウレタン結合から選択される１種以上の結合を含んでいてもよいし、含まなくてもよい。
【００４９】
具体的には、例えば、連結基Ｒは、炭素数１〜２０の炭化水素基であってもよいし、ポリオキシアルキレン基及びエポキシ基から選択される１種以上を含んでいてもよい。
【００５０】
また、連結基Ｒは、分子鎖中に、二元共重合体又は三元共重合体以上のポリマーを有していてもよい。
【００５１】
なお、連結基Ｒは、親水撥油剤に賦与したい特性に応じて、適宜選択して導入することが好ましい。具体的には、例えば、水や有機溶媒への溶解性を調整したい場合、親水撥油剤を含む表面被覆材（コーティング剤）と基材との密着性を改善して耐久性を向上させたい場合、親水撥油剤と樹脂成分又は塗料成分との相溶性を向上させたい場合等が挙げられる。その方法としては、分子間相互作用に影響を及ぼす極性基の有無や種類を調整する、直鎖状又は分岐構造とした炭化水素基の鎖長を調整する、基材や樹脂成分又は塗料成分に含まれる化学構造の一部と類似の構造を導入する、などがある。
【００５２】
また、上記式（１）又は上記式（２）中、Ｘは、アニオン型、カチオン型及び両性型からなる群から選択されるいずれか１の親水性賦与基である。
以下、親水性賦与基Ｘを場合分けして、親水撥油剤の構造を説明する。
【００５３】
［アニオン型］
親水性賦与基Ｘがアニオン型である場合、上記Ｘは、末端に「−ＣＯ２Ｍ１」、「−ＳＯ３Ｍ１」、「−ＯＳＯ２Ｍ１」、「−ＯＰ（ＯＨ）Ｏ２Ｍ１」、「−ＯＰＯ３Ｍ１２」又は「＝Ｏ２ＰＯ２Ｍ１」（Ｍ１は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、Ｍｇ、Ａｌ、Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋；Ｒ１〜Ｒ４は水素原子またはそれぞれ独立した炭素数１〜２０までの直鎖もしくは分岐状のアルキル基）を有する。
【００５４】
アルカリ金属としては、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、セシウム（Ｃｓ）が挙げられる。また、アルカリ土類金属しては、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）が挙げられる。
【００５５】
また、第４級アンモニウム塩（Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋）としては、Ｒ１〜Ｒ４が水素原子またはそれぞれ独立した炭素数１〜２０までの直鎖もしくは分岐状のアルキル基であれば、特に限定されるものではない。より具体的には、Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４が全て同じ化合物としては、例えば、（ＣＨ３）４Ｎ＋、（Ｃ２Ｈ５）４Ｎ＋、（Ｃ３Ｈ７）４Ｎ＋、（Ｃ４Ｈ９）４Ｎ＋、（Ｃ５Ｈ１１）４Ｎ＋、（Ｃ６Ｈ１３）４Ｎ＋、（Ｃ７Ｈ１５）４Ｎ＋、（Ｃ８Ｈ１７）４Ｎ＋、（Ｃ９Ｈ１９）４Ｎ＋、（Ｃ１０Ｈ２１）４Ｎ＋等が挙げられる。また、Ｒ１Ｒ２Ｒ３が全てメチル基の場合としては、例えば、Ｒ４が（Ｃ２Ｈ５）、（Ｃ６Ｈ１３）、（Ｃ８Ｈ１７）、（Ｃ９Ｈ１９）、（Ｃ１０Ｈ２１）、（Ｃ１２Ｈ２５）、（Ｃ１４Ｈ２９）、（Ｃ１６Ｈ３３）、（Ｃ１８Ｈ３７）等の化合物が挙げられる。さらに、Ｒ１Ｒ２が全てメチル基の場合としては、例えば、Ｒ３Ｒ４が全て（Ｃ８Ｈ１７）、（Ｃ１０Ｈ２１）、（Ｃ１２Ｈ２５）、（Ｃ１４Ｈ２９）、（Ｃ１６Ｈ３３）、（Ｃ１８Ｈ３７）等の化合物が挙げられる。更にまた、Ｒ１がメチル基の場合としては、例えば、Ｒ２Ｒ３Ｒ４が全て（Ｃ４Ｈ９）、（Ｃ８Ｈ１７）等の化合物が挙げられる。
【００５６】
ところで、油水分離用の基材１１など、水分を含む液体に接触させて使用するような用途においては、水に対する耐久性や親水撥油効果の持続性を有することが望まれる。こうした観点から、本実施形態の油水分離体１４を構成する親水撥油剤は、水への溶解性が低い難溶性化合物であることが望ましい。すなわち、本実施形態の油水分離体１４を構成する親水撥油剤は、親水性賦与基Ｘがアニオン型である場合、対イオンである上記Ｍ１が、アルカリ土類金属やＭｇ、Ａｌであることが好ましく、特にＣａ、Ｂａ、Ｍｇが親水撥油性に優れ、水への溶解度が低いことから好ましい。
【００５７】
［カチオン型］
親水性賦与基Ｘがカチオン型である場合、上記Ｘは、末端に「−Ｎ＋Ｒ５Ｒ６Ｒ７・Ｃｌ−」、「−Ｎ＋Ｒ５Ｒ６Ｒ７・Ｂｒ−」、「−Ｎ＋Ｒ５Ｒ６Ｒ７・Ｉ−」、「−Ｎ＋Ｒ５Ｒ６Ｒ７・ＣＨ３ＳＯ３−」、「−Ｎ＋Ｒ５Ｒ６Ｒ７・ＮＯ３−」、「（−Ｎ＋Ｒ５Ｒ６Ｒ７）２ＣＯ３２−」又は「（−Ｎ＋Ｒ５Ｒ６Ｒ７）２ＳＯ４２−」（Ｒ５〜Ｒ７は水素原子またはそれぞれ独立した炭素数１〜２０までの直鎖もしくは分岐状のアルキル基）を有する。
【００５８】
［両性型］
親水性賦与基Ｘが両性型である場合、上記Ｘは、末端に、カルボキシベタイン型の「−Ｎ＋Ｒ８Ｒ９（ＣＨ２）ｎＣＯ２−」、スルホベタイン型の「−Ｎ＋Ｒ８Ｒ９（ＣＨ２）ｎＳＯ３−」又はアミンオキシド型の「−Ｎ＋Ｒ８Ｒ９Ｏ−」（ｎは１〜５の整数、Ｒ８、Ｒ９は水素原子または炭素数１〜１０のアルキル基）を有する。
【００５９】
なお、本実施形態における油水分離体１４を構成する親水撥油剤は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上述した含窒素フッ素系化合物の構造の具体例においては、含窒素ペルフルオロアルキル基からなる撥油性賦与基として、式（１）及び式（２）中に示すＲｆ１及びＲｆ２が対称である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、非対称であってもよい。
【００６０】
「環状の含窒素フッ素系化合物」
上記式（３）又は上記式（４）に示す、環状の含窒素フッ素系化合物では、Ｒｆ４、Ｒｆ５およびＲｆ６からなる含窒素ペルフルオロアルキレン基、さらにはＺが、撥油性賦与基を構成する。
また、上記式（３）又は上記式（４）に示す含窒素フッ素系化合物では、上記撥油性賦与基であるＲｆ４〜Ｒｆ６及びＺ中の、フッ素が結合した炭素数の合計が４〜１８個の範囲であることが好ましい。フッ素が結合した炭素数が４未満であると、撥油効果が不十分であるために好ましくない。
【００６１】
なお、上記式（４）中、Ｒは、分子鎖中において撥油性賦与基と親水性賦与基とを繋ぐ連結基である。連結基Ｒの構造は、直鎖状又は分岐状の、２価の有機基であれば特に限定されるものではない。また、連結基Ｒは、分子鎖中にエーテル結合、エステル結合、アミド結合及びウレタン結合から選択される１種以上の結合を含んでいてもよいし、含まなくてもよい。
【００６２】
具体的には、例えば、連結基Ｒは、炭素数１〜２０の炭化水素基であってもよいし、ポリオキシアルキレン基及びエポキシ基から選択される１種以上を含んでいてもよい。
【００６３】
また、連結基Ｒは、分子鎖中に、二元共重合体又は三元共重合体以上のポリマーを有していてもよい。
【００６４】
また、上記式（３）又は上記式（４）中、Ｘは、アニオン型、カチオン型及び両性型からなる群から選択されるいずれか１の親水性賦与基である。
以下、親水性賦与基Ｘを場合分けして、親水撥油剤の構造を説明する。
【００６５】
［アニオン型］
親水性賦与基Ｘがアニオン型である場合、上記Ｘは、末端に「−ＣＯ２Ｍ１」、「−ＳＯ３Ｍ１」、「−ＯＳＯ２Ｍ１」、「−ＯＰ（ＯＨ）Ｏ２Ｍ１」、「−ＯＰＯ３Ｍ１２」又は「＝Ｏ２ＰＯ２Ｍ１」（Ｍ１は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、Ｍｇ、Ａｌ、Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋；Ｒ１〜Ｒ４は水素原子またはそれぞれ独立した炭素数１〜２０までの直鎖もしくは分岐状のアルキル基）を有する。
【００６６】
アルカリ金属としては、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、セシウム（Ｃｓ）が挙げられる。また、アルカリ土類金属しては、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）が挙げられる。
【００６７】
また、第４級アンモニウム塩（Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋）としては、Ｒ１〜Ｒ４が水素原子またはそれぞれ独立した炭素数１〜２０までの直鎖もしくは分岐状のアルキル基であれば、特に限定されるものではない。より具体的には、Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４が全て同じ化合物としては、例えば、（ＣＨ３）４Ｎ＋、（Ｃ２Ｈ５）４Ｎ＋、（Ｃ３Ｈ７）４Ｎ＋、（Ｃ４Ｈ９）４Ｎ＋、（Ｃ５Ｈ１１）４Ｎ＋、（Ｃ６Ｈ１３）４Ｎ＋、（Ｃ７Ｈ１５）４Ｎ＋、（Ｃ８Ｈ１７）４Ｎ＋、（Ｃ９Ｈ１９）４Ｎ＋、（Ｃ１０Ｈ２１）４Ｎ＋等が挙げられる。また、Ｒ１Ｒ２Ｒ３が全てメチル基の場合としては、例えば、Ｒ４が（Ｃ２Ｈ５）、（Ｃ６Ｈ１３）、（Ｃ８Ｈ１７）、（Ｃ９Ｈ１９）、（Ｃ１０Ｈ２１）、（Ｃ１２Ｈ２５）、（Ｃ１４Ｈ２９）、（Ｃ１６Ｈ３３）、（Ｃ１８Ｈ３７）等の化合物が挙げられる。さらに、Ｒ１Ｒ２が全てメチル基の場合としては、例えば、Ｒ３Ｒ４が全て（Ｃ８Ｈ１７）、（Ｃ１０Ｈ２１）、（Ｃ１２Ｈ２５）、（Ｃ１４Ｈ２９）、（Ｃ１６Ｈ３３）、（Ｃ１８Ｈ３７）等の化合物が挙げられる。更にまた、Ｒ１がメチル基の場合としては、例えば、Ｒ２Ｒ３Ｒ４が全て（Ｃ４Ｈ９）、（Ｃ８Ｈ１７）等の化合物が挙げられる。
【００６８】
なお、本実施形態のように、油水分離体１４が水分を含む液体と常に接触するような用途においては、水に対する耐久性や親水撥油効果の持続性を有することが望まれる。上記観点から、本実施形態の油水分離体１４に用いられる親水撥油剤は、水への溶解性が低い難溶性化合物であることが望ましい。すなわち、本実施形態の油水分離体１４に用いられる親水撥油剤は、親水性賦与基Ｘがアニオン型である場合、対イオンである上記Ｍ１が、アルカリ土類金属やＭｇ、Ａｌであることが好ましく、特にＣａ、Ｂａ、Ｍｇが親水撥油性に優れ、水への溶解度が低いことから好ましい。
【００６９】
［カチオン型］
親水性賦与基Ｘがカチオン型である場合、上記Ｘは、末端に「−Ｎ＋Ｒ５Ｒ６Ｒ７・Ｃｌ−」、「−Ｎ＋Ｒ５Ｒ６Ｒ７・Ｂｒ−」、「−Ｎ＋Ｒ５Ｒ６Ｒ７・Ｉ−」、「−Ｎ＋Ｒ５Ｒ６Ｒ７・ＣＨ３ＳＯ３−」、「−Ｎ＋Ｒ５Ｒ６Ｒ７・ＮＯ３−」、「（−Ｎ＋Ｒ５Ｒ６Ｒ７）２ＣＯ３２−」又は「（−Ｎ＋Ｒ５Ｒ６Ｒ７）２ＳＯ４２−」（Ｒ５〜Ｒ７は水素原子またはそれぞれ独立した炭素数１〜２０までの直鎖もしくは分岐状のアルキル基）を有する。
【００７０】
［両性型］
親水性賦与基Ｘが両性型である場合、上記Ｘは、末端に、カルボキシベタイン型の「−Ｎ＋Ｒ８Ｒ９（ＣＨ２）ｎＣＯ２−」、スルホベタイン型の「−Ｎ＋Ｒ８Ｒ９（ＣＨ２）ｎＳＯ３−」又はアミンオキシド型の「−Ｎ＋Ｒ８Ｒ９Ｏ−」（ｎは１〜５の整数、Ｒ８、Ｒ９は水素原子または炭素数１〜１０のアルキル基）を有する。
【００７１】
なお、本実施形態の油水分離濾過フィルタ１０を構成する油水分離体１４に用いる親水撥油剤は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上述した含窒素フッ素系化合物の構造の具体例においては、含窒素ペルフルオロアルキル基からなる撥油性賦与基として、式（３）及び式（４）中に示すＲｆ４及びＲｆ５がＺを挟んで対称である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、非対称であってもよい。
【００７２】
（結合剤）
本実施形態における油水分離体１４は、基材１１に上記式（１）〜（４）で示される含窒素フッ素系化合物（親水撥油剤）が単独または結合剤と複合化されたものである。換言すると、基材１１に油水分離体１４を構成する上記フッ素系化合物（親水撥油剤）が存在するものである。また、本実施形態の油水分離濾過フィルタ１０は、分離対象である液体によって上記フッ素系化合物が流失しないために、基材１１に当該フッ素系化合物が油水分離体１４として固着されている。
【００７３】
具体的には、本実施形態の油水分離濾過フィルタ１０は、基材１１の表面の一部又は全部が、上記式（１）〜（４）で示される含窒素フッ素系化合物（親水撥油剤）を含む塗膜（塗布膜）、あるいは上記式（１）〜（４）で示される含窒素フッ素系化合物と結合剤とを含む塗膜（塗布膜）によって被覆されていてもよい。
【００７４】
塗膜（塗布膜）は、上述したフッ素系化合物（親水撥油剤）のみからなる場合と、結合剤を含む場合とがある。結合剤を含む場合は、親水撥油剤と結合剤との質量組成比は、１０対９０から９９．９対０．１の範囲であることが好ましい。ここで、親水撥油剤の質量組成比が１０未満であると、十分な親水撥油性が得られないために好ましくない。基材１１との密着性や塗布膜の耐久性を加味すると、１０対９０から９０対１０が特に好ましい。
【００７５】
結合剤としては、具体的には、例えば、有機結合剤（樹脂）や無機結合剤（無機ガラス）が挙げられる。有機結合剤（樹脂）としては、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、熱硬化性樹脂、ＵＶ硬化性樹脂等があり、具体的には、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、アクリルポリオール系樹脂、ポリエステルポリオール系樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂、熱可塑性アクリル樹脂等の熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂、フェノール樹脂や熱硬化性アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂等が挙げられる。
【００７６】
油水分離体１４がもつ親水撥油性の特性を最大限に発揮させるためには、結合剤を用いることが望ましい。結合剤としては、親水性ポリマーを用いることが好ましい。また、親水性ポリマーとしては、ヒドロキシル基を含有しているものが好ましい。
【００７７】
親水性ポリマーとしては、具体的には、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、セルロースなどの多糖およびその誘導体などが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。親水性ポリマーは、架橋剤により架橋してもよい。このような架橋により、塗膜の耐久性が向上する。
【００７８】
架橋剤としては、特に限定されるものではなく、目的に応じて適宜選択することができる。具体的には、例えば、エポキシ化合物、イソシアネート化合物、アルデヒド化合物、紫外線架橋型化合物、脱離基含有化合物、カルボン酸化合物、ウレア化合物などが挙げられる。
【００７９】
無機結合剤（無機ガラス）としては、具体的には、例えば、化学式［Ｒ１４Ｓｉ（ＯＲ１５）３］で示されるトリアルコキシシラン、化学式［Ｓｉ（ＯＲ１６）４］（Ｒ１４〜Ｒ１６はそれぞれ独立した炭素数１〜６までのアルキル基）で示されるテトラアルコキシシラン等のシラン化合物や、水ガラス等が挙げられる。これらの中でも、水ガラスは、耐久性の向上効果が高いために好ましい。
【００８０】
（基材）
本実施形態の油水分離濾過フィルタ１０において、分離された水を主体的に通過させる液体の流路１７は、基材１１によって形成されている。具体的には、基材１１の流路１７は、この繊維自体の空孔や繊維どうしの空間が液体の流路１７となる。
【００８１】
基材１１の材質としては、分離対象である液体の流路１７を形成可能な多孔質体であれば特に限定されるものではなく、有機物であってもよいし、無機物であってもよい。更には有機物と無機物との複合物であってもよい。したがって、本実施形態の油水分離濾過フィルタ１０における基材１１の態様としては、繊維状の有機物の多孔質体、繊維状の無機物の多孔質体が挙げられる。
【００８２】
ここで、基材１１として利用可能な有機物としては、特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、セルロース製のろ紙、ろ布（ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ナイロン、ポリイミド、ポリアクリロニトリル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンサルファイド等）、不織布フィルタ（ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、レーヨン、ナイロン、ポリフェニレンサルファイド等）、繊維フィルタ（樹脂、ガラス、セラミックス、金属）、焼結フィルタ（金属、セラミックス、プラスチック等の粉末や繊維を熱および圧力により直接接着したもの）などが挙げられる。
【００８３】
これら繊維多孔質体からなる基材１１において、流路１７の幅（すなわち、繊維の間隔）は、例えば、０．１〜１５０μｍであることが好ましく、０．５〜７５μｍであることがより好ましく、１〜５０μｍであることがさらに好ましい。ここで、流路１７の幅が０．１μｍ未満であると、水（水分）の透過抵抗が大きくなり、加圧が必要となる場合や、透過に時間が必要となる場合があるために好ましくない。一方、流路１７の幅が１５０μｍを超えると、油（油分）が通過し始めるために好ましくない。これに対して、流路１７の幅が上記範囲内であると、油の透過が起こらず、実用上適した範囲の通水速度となるために好ましい。なお、基材１１に形成された流路１７は、必ずしも油分を全く通過させない構成に限定されるものではなく、水分を主体的に通過させ、油分も一定割合で通過可能な幅のものも含む。
【００８４】
また、基材１１を構成する多孔質体としては、繊維以外にも、活性炭などの無機材料、 ステンレス鋼、アルミニウムなどの金属多孔質体、テフロン（登録商標）などの樹脂多孔質体などを用いることもできる。
例えば、基材１１を構成する多孔質体として樹脂多孔質体を用いる場合、樹脂多孔質体を形成する方法としては、例えば、相分離法、抽出法、化学処理法、延伸法、照射エッチング法、融着法、発泡法、複合法などが挙げられる。
【００８５】
相分離法は、樹脂などの高分子を溶媒に溶解し、この溶液の相変化を利用して、細孔（流路）を形成する方法である。抽出法は、細孔（流路）を形成するための添加剤を樹脂などのポリマーに混合、分散させ、成型後にこの添加剤を除去することによって、細孔（流路）を形成し、樹脂多孔質体を得る方法である。化学処理法は、高分子からなる基体の一部分の化学結合を化学的に切断したり、逆に結合反応を行ったりすることによって、細孔（流路）を形成し、樹脂多孔質体を得る方法である。
【００８６】
延伸法は、樹脂などのポリマーを物理的に延伸させ、ミクロフィブリル構造部分に微細孔からなる流路を形成し、樹脂多孔質体を得る方法である。また、添加剤を樹脂中に混合、分散させ、延伸時に細孔（流路）を形成することもできる。
【００８７】
照射エッチング法は、基材となる樹脂に対して中性子線、レーザー光などのエネルギー線を照射して細孔（流路）を形成し、樹脂多孔質体を得る方法である。融着法は、高分子樹脂の微細片を加熱等により相互に融着させて、樹脂多孔質体を得る方法である。発泡法は、樹脂に対して発泡剤を適用し、細孔（流路）を形成する方法である。また、これら各方法を適宜組み合わせることで、樹脂多孔質体を得ることもできる。
【００８８】
油水分離体１４は、上記式（１）〜（４）で示されるフッ素系化合物（親水撥油剤）を繊維多孔質体からなる基材１１に担持させる。
フッ素系化合物を多孔質基材に担持させる方法としては、上記フッ素系化合物（親水撥油剤）の溶解液または分散液に、担持させる多孔質体（多孔質基材）を浸漬、あるいは前記溶解液または分散液を担持させる多孔質体（多孔質基材）にスプレーコートし、乾燥により溶媒を除去する手法などが適用可能である。担持する割合としては、親水撥油剤と担持する多孔質体との質量組成比を１対９９から５０対５０の範囲から選択するのが、親水撥油性の特性面で好ましい。
【００８９】
また、本実施形態の油水分離濾過フィルタ１０における基材１１としては、上述した有機物（樹脂）と上記式（１）〜（４）で示されるフッ素系化合物（親水撥油剤）のうち、一種又は二種以上とを含む樹脂組成物によって、繊維状に形成された態様であってもよい。すなわち、上述した親水撥油剤は、各種樹脂に親水撥油性の機能を賦与するための添加剤として用いられている。
【００９０】
樹脂組成物において、親水撥油剤と樹脂との質量組成比が、１０対９０〜９９．９対０．１の範囲であることが好ましい。親水撥油剤の質量組成比が１０未満であると、親水撥油機能を十分に発揮することができないために好ましくない。一方、親水撥油剤の質量組成比が９９．９を超えると、樹脂物性を損ない、成形性を維持することが難しいために好ましくない。
【００９１】
樹脂組成物は、親水撥油剤と樹脂とのほかに、流動性改善剤、界面活性剤、難燃剤、導電賦与剤、防カビ剤等の親水撥油以外の機能を賦与するために添加剤を任意成分としてさらに含んでもよい。
【００９２】
本実施形態の油水分離濾過フィルタ１０によれば、例えば、袋状の基材１１の開口端１１ｅから、水と油とを含む混合液体を入れるだけで、容易に油分を分離して取り除くことができる。即ち、基材１１に形成された油水分離体１４は、撥油性賦与基と親水性賦与基とを分子中に含むフッ素系化合物が一種又は二種以上存在するため、水と油との混合液体を油水分離濾過フィルタ１０に入れると、水分は基材１１の流路１７を通過するのに対して、凝集して大きい油滴となった油分は基材１１の流路１７を通過することができない。したがって、本実施形態の油水分離濾過フィルタ１０は、液体を入れるだけで水と油とを分離可能であり、簡易な構成で低コストに水分と油分とを分離し、水分を濾過することができる。
【００９３】
また、本実施形態の油水分離濾過フィルタ１０は、基材１１に親水撥油性が賦与されているため、有機分子や土泥類が付着し難く、優れた耐ファウリング性が得られる。また、逆圧洗浄等の物理処理によって付着した汚れが除去され易く、易洗浄性にも優れる。
【００９４】
また、本実施形態の油水分離濾過フィルタ１０は、上記式（１）〜（４）に示すフッ素系化合物のみを含む場合には、連続して結合している炭素数８以上のペルフルオロアルキル基を含有せず、生体蓄積性や環境適応性の点で問題となるＰＦＯＳまたはＰＦＯＡを生成する懸念がない化学構造でありながら、優れた親水撥油性を賦与することが可能である。
【００９５】
＜油水分離濾過フィルタ：第二実施形態＞
図２は、油水分離濾過フィルタの別な実施形態を示す斜視図である。
本実施形態の油水分離濾過フィルタ２０は、シート状の基材２１を２つ重ねて、上部の開放端２１ｅ以外の周縁を接合した袋状に形成されている。基材２１には、図１の実施形態と同様に、撥油性賦与基および親水性賦与基とを有するフッ素系化合物を含む材料からなる油水分離体１４（図１参照）が形成されている。
【００９６】
このような形態の油水分離濾過フィルタ２０は、その製造にあたって、油水分離体１４（図１参照）を形成したシート状の基材２１を折り重ねて、周縁を接合するだけで形成することができ、袋状の油水分離濾過フィルタ２０を容易に、かつ低コストに製造することができる。
【００９７】
＜油水分離濾過ユニット＞
図３は、油水分離濾過ユニットの一実施形態を示す断面図である。
本実施形態の油水分離濾過ユニット２５は、複数の部材から構成される基材２６を備えている。即ち、この基材２６は、支持体（第一基材）２７と、図１の実施形態と同様に、撥油性賦与基および親水性賦与基とを有するフッ素系化合物を含む材料からなる油水分離体１４（図１参照）が形成された第二基材２８からなり、油水分離濾過フィルタを構成している。
【００９８】
支持体（第一基材）２７は、例えば円筒形など筒状を成し、上部が開放端２７ｅとされている。また、支持体２７の底部は、内側で第二基材２８を支持可能な形状にされるとともに、少なくとも水分が透過可能な開口が形成されている。こうした支持体２７は、例えば、パンチングプレートなどの金属板から形成されていればよい。
【００９９】
このような油水分離濾過ユニット２５は、開放端２７ｅから油と水とを含む液体を流入させるだけで、支持体２７の底部に配された第二基材２８によって油分が分離され、水分だけが透過する。これによって、液体に含まれる油分だけを容易に分離、回収することができる。また、こうした油水分離濾過ユニット２５は、例えば、流し台の排水口に備えられたストレーナ（第一基材）に、油水分離体１４（図１参照）が形成された第二基材２８を配置するだけで、全体して袋状を成す基材２６を容易に形成することができ、簡易な構成で低コストに製造可能である。
【０１００】
＜油水分離濾過装置：第一実施形態＞
図４は、第一実施形態における油水分離濾過装置を示す模式図である。
本実施形態の油水分離濾過装置３０は、液槽３１と、この液槽３１の内部に保持される油水分離濾過フィルタ１０とを備えている。液槽３１は、例えば上部が開放面３１ａを成す有底円筒形の容器であり、下部に排液口３２が形成されている。
【０１０１】
油水分離濾過フィルタ１０は、例えば、図１に示す実施形態のものが用いられる。こうした油水分離濾過フィルタ１０は、その開放端１１ｅが、液槽３１の開放面３１ａ側の縁部に係止される。即ち、油水分離濾過フィルタ１０の開放端１１ｅ側を外側に折り曲げ、液槽３１の開放面３１ａ側の縁部に引っ掛けて係止することによって、液槽３１の内部に油水分離濾過フィルタ１０が保持される。なお、液槽３１に係止する油水分離濾過フィルタ１０は、その底部が液槽３１の高さ方向の中間よりも上側に位置するようなサイズの用いることが好ましい。
【０１０２】
なお、油水分離濾過フィルタ１０の開放端１１ｅと、液槽３１の開放面３１ａ側の縁部との係止部分に、更に、クリップや環状の、例えばゴムリング等の係止部材などを用いて油水分離濾過フィルタ１０を液槽３１に密着させることによって、より一層確実に油水分離濾過フィルタ１０を液槽３１に係止することができる。
また、液槽３１には、水分の貯留に伴い液槽３１内の空気を排気するための排気口（図示略）が形成されていてもよい。
【０１０３】
このような構成の油水分離濾過装置３０は、例えば、液槽３１の縁部に係止されて大きく開かれた油水分離濾過フィルタ１０の開放端１１ｅから、水と油とを含む混合液体を入れると、油水分離濾過フィルタ１０の親水撥油性によって液体の水分だけが基材１１を通過して外面１１ｂから液槽３１の下部に流下し、油分は油水分離濾過フィルタ１０の基材を透過できずに基材１１の内面１１ａに留まる（図１も参照）。
【０１０４】
そして、液槽３１の下部に貯水された水分は、排液口３２を開放するだけで容易に液槽３１の外部に排水することができる。一方、油水分離濾過フィルタ１０で分離され内面１１ａ側に溜った油分は、液槽３１から油水分離濾過フィルタ１０を取り外すだけで、油水分離濾過フィルタ１０とともに、分離した油分も回収することができる。
【０１０５】
以上のように、本発明の油水分離濾過装置３０によれば、液槽３１に油水分離濾過フィルタ１０を係止させて、油分と水分とを含む液体を流し入れるだけで、容易に油分を分離して回収することができ、油分を殆ど含まない水分だけを排水することができる。
【０１０６】
また、例えば、本発明の油水分離濾過装置３０は、排液口を備えたドラム缶や樹脂タンクの開放面に油水分離濾過フィルタ１０を係止させるだけで製造することができるので、低コストに、かつ容易に油水分離濾過装置３０を得ることが可能となる。
【０１０７】
また、こうした油水分離濾過装置３０は、簡易な構成で確実に油分を分離、回収することができるので、例えば、工場等で排水中に油分が流出する可能性のある装置や作業場所に、予め配置しておくことによって、応急的に液体中の油分を回収する目的にも好適に使用することができる。
【０１０８】
＜油水分離濾過装置：第二実施形態＞
図５は、第二実施形態における油水分離濾過装置を示す模式図である。
本実施形態の油水分離濾過装置４０は、油水分離濾過フィルタ１０の内面１１ａ側に、更に例えば網状部材のような分散板４１を設けたものである。分散板４１は、例えば有底円筒形を成し、上縁部を外方に屈曲させることによって、油水分離濾過フィルタ１０に重ねて液槽３１の開放面３１ａ側の縁部に引っ掛けて係止される。分散板４１は、油水分離濾過フィルタ１０の基材１１の流路１７の平均開口径と同じ大きさの開口が形成されている。
【０１０９】
このような分散板４１を、油水分離濾過フィルタ１０の内面１１ａ側に油水分離濾過フィルタの上方に離間して形成することによって、水と油とを含む混合液体を入れる際に、分散板４１が混合液体を一旦受けることにより、混合液体は分散板４１を通過する際に大きく速度を落とすことになり、油水分離濾過フィルタ１０に与える混合液体の衝撃を大きく緩和できる。また、空気の巻き込みを抑えることができるとともに、油水分離濾過装置４０に流入させる液体中に、ゴミなどの比較的大きなサイズの固形物Ｓが混入していても、これらを予め取り除くことができ、ゴミによる油水分離濾過フィルタ１０の流路１７の閉塞を防止することができる。
【０１１０】
＜油水分離濾過装置：第三実施形態＞
図６は、第三実施形態における油水分離濾過装置を示す模式図である。
本実施形態の油水分離濾過装置５０は、油水分離濾過フィルタ１０の内面１１ａ側に分散板４１を設け、更に、油水分離濾過フィルタ１０の外面１１ｂ側に、支持部材５１を重ねて配したものである。支持部材５１は、例えば有底円筒形を成し、上縁部を外方に屈曲させることによって、油水分離濾過フィルタ１０に重ねて液槽３１の開放面３１ａ側の縁部に引っ掛けて係止される。支持部材５１は、少なくとも水分が通過可能な硬質部材、例えば、多数の開口が形成された金属材料（パンチングプレート）から構成されている。こうした支持部材５１は、柔軟な油水分離濾過フィルタ１０を外面１１ｂ側から支持する。
【０１１１】
このような支持部材５１を油水分離濾過フィルタ１０の外面１１ｂ側に重ねて形成することによって、例えば、油水分離濾過フィルタ１０に多量の溶液を一気に流入させても、液体の重みによって油水分離濾過フィルタ１０が変形したり、底部が破損したりすることを防止でき、効率的に液体の油水分離濾過を行うことができる。なお、こうした支持部材５１は、比較的に空孔の大きなセラミックス材料や、開口を形成した硬質プラスチック材料などを用いることもできる。
【０１１２】
＜油水分離濾過装置：第四実施形態＞
図７は、第四実施形態における油水分離濾過装置を示す模式図である。
本実施形態の油水分離濾過装置６０は、図２に示す袋状の油水分離濾過フィルタ２０の外面２１ｂ側に、支持部材６１を重ねて配したものである。図８に示すように、本実施形態に用いられる支持部材６１は、液槽３１の下部に向かって窄まる、例えば円錐形に形成された、少なくとも水分が通過可能な硬質部材、例えば、多数の開口が形成された金属材料（パンチングプレート）から構成されている。こうした支持部材６１は、柔軟な油水分離濾過フィルタ２０を外面２１ｂ側から支持する。
【０１１３】
支持部材６１は、油水分離濾過フィルタ２０の開放端２１ｅの近傍に対応する位置に、油分を排出させる排油口６２を備え、この排油口６２には、支持部材６１の外方に向けて延びる排油溝６３が接続されている。排油溝６３は、断面が半円形、矩形、三角形などに形成されていればよく、本実施形態では、断面が半円形に形成されている。
【０１１４】
こうした排油溝６３が形成された支持部材６１は、柔軟な油水分離濾過フィルタ２０を外面２１ｂ側から支持して、液体の重みによる油水分離濾過フィルタ２０の変形や破損を防止するとともに、油分の液槽３１の外部への流出を容易にする。
【０１１５】
例えば、図９に示すように、油水分離濾過フィルタ２０の内側２１ａに油が溜まった状態で支持部材６１を傾ければ、排油口６２から排油溝６３に向けて油分Ｇを選択的に流出させることができる。これによって、油水分離濾過フィルタ２０で分離させた油分Ｇを効率的に回収することができ、かつ、油水分離濾過フィルタ２０のライフサイクルを長くすることができる。
【０１１６】
なお、図１０に示すように、支持部材７１として、多数の開口が形成された金属材料（パンチングプレート）を有底円筒状に形成し、油水分離濾過フィルタの開放端の近傍に対応する位置に、油分を排出させる排油口７２を備え、この排油口７２には、支持部材７１の外方に向けて延びる排油溝７３を接続した形状にすることも好ましい。こうした支持部材７１では、有底円筒状に形成することで、同一直径において、図８に示す支持部材６１よりも内容積が大きくなるので、支持部材７１に重ねた油水分離濾過フィルタは、より多量の液体を受容可能になる。
【０１１７】
＜油水分離濾過装置：第五実施形態＞
図１１は、第五実施形態における油水分離濾過装置を示す模式図である。
本実施形態の油水分離濾過装置１００は、油水分離濾過フィルタ１０の外面１１ｂの底部に、支持部材１０１を重ねて配したものである。支持部材１０１は、例えば円盤状を成し、液槽１０２の内部に形成された突起１０２ａに載置される。支持部材１０１は、少なくとも水分が通過可能な硬質部材、例えば、金属網やパンチングプレートから構成されている。こうした支持部材１０１は、柔軟な油水分離濾過フィルタ１０の底面を支持する。
【０１１８】
このような支持部材１０１を油水分離濾過フィルタ１０の外面１１ｂ側の底部に重ねて形成することによって、例えば、油水分離濾過フィルタ１０に多量の溶液を一気に流入させても、液体の重みによって油水分離濾過フィルタ１０が変形したり、底部が破損したりすることを防止でき、効率的に液体の油水分離濾過を行うことができる。
【０１１９】
＜油水分離濾過装置：第六実施形態＞
図１２は、第六実施形態における油水分離濾過装置を示す模式図である。
本実施形態の油水分離濾過装置１１０は、油水分離濾過フィルタ１０の外面１１ｂの底部に、支持部材１１１を重ねて配したものである。支持部材１１１は、例えば円盤状を成し、液槽１１２に形成されたフランジ１１２ａに支持される。支持部材１１１は、少なくとも水分が通過可能な硬質部材、例えば、金属網やパンチングプレートから構成されている。こうした支持部材１１１は、柔軟な油水分離濾過フィルタ１０の底面を支持する。フランジ１１２ａは、支持部材１１１を挟持する。
【０１２０】
このような支持部材１１１を油水分離濾過フィルタ１０の外面１１ｂ側の底部に重ねて形成することによって、例えば、油水分離濾過フィルタ１０に多量の溶液を一気に流入させても、液体の重みによって油水分離濾過フィルタ１０が変形したり、底部が破損したりすることを防止でき、効率的に液体の油水分離濾過を行うことができる。
【０１２１】
＜油水分離濾過装置：第七実施形態＞
図１３は、第七実施形態における油水分離濾過装置を示す模式図である。
本実施形態の油水分離濾過装置８０は、油水分離濾過フィルタ９０を内部に保持し、下部に排液口８９が形成された液槽８１を備えている。この液槽８１は、上部が開放面を成し、開放面の近傍には、液槽８１の外方に延びる排油流路９２が一体に形成されている。排油流路９２は、油水分離濾過フィルタ９０によって分離された油分を液槽８１の外部に誘導する。
【０１２２】
排油流路９２は、例えば、液槽８１の上縁部分の一部を切り欠いて外方に展開することにより形成できる。図１４（ａ）は、こうした液槽８１に一体に形成された排油流路９２を外部側面から見た時の模式図、図１４（ｂ）は、液槽８１と排油流路９２とを上側から見た時の模式図である。
【０１２３】
油水分離濾過フィルタ９０の開放端９１ｅの近傍、即ち排油流路９２に接する部分には、分離した油分を排油流路９２に向けて流す排油口９５が形成されている。こうした排油口９５は、例えば、油水分離濾過フィルタ９０の周面に形成した開口と、この開口に接続した筒状部材とからなる。筒状部材は、油水分離濾過フィルタ９０の周面に縫い合わせや熱融着などによって接合することができる。
【０１２４】
そして、排油流路９２の流出端９２ｅには、排油流路９２を介して流出する油分を受け止める油槽８３が配されている。更に、油水分離濾過装置８０は、液槽８１を上下動させる液槽可動手段８４を備えている。なお、液槽８１の開放面８１ａを覆う蓋部材９６や、油槽８３の開放面８３ａを覆う蓋部材９７を更に備えることが好ましい。
【０１２５】
このような構成の油水分離濾過装置８０を用いれば、簡易な構成で、連続して液体から油分を分離、回収することができる。例えば、水と油とが含まれる液体を油水分離濾過装置８０の油水分離濾過フィルタ９０に連続して流入するようにすれば、油水分離濾過フィルタ９０で分離された油分は、比重差によって油水分離濾過フィルタ９０の液面付近に浮上する。そして、油水分離濾過フィルタ９０の上縁部近傍に形成された排油口９５から排油流路９２を介して油分が流出し、油槽８３に貯留される。一方、油水分離濾過フィルタ９０で油分が取り除かれて濾過された水分は、液槽８１の下部に貯留される。こうした水分は、排液口８９から液槽８１の外部に容易に排水することができる。なお、液槽可動手段８４を用いることで、油槽８３の高さに合わせて液槽８１の高さを最適な位置にすることができる。
【０１２６】
このように、本実施形態の油水分離濾過装置８０を用いれば、分離された油分で油槽８３が一杯になるまで、連続して液体の油水分離を行うことができる。また、こうした油水分離濾過装置８０に用いる液槽８１は、上縁部を切り欠いて外側に折り曲げるだけで排油流路９２が形成されるので、別部材として排油溝などを接合しなくても、低コストに連続して油分を液槽８１の外部に排出させることができる。また、液槽８１の開放面８１ａや油槽８３の開放面８３ａを蓋部材９６、９７で覆うことによって、液槽８１や油槽８３の内部にゴミや埃が落下することを防止し、かつ液体や廃油の臭気や揮発成分の拡散を防止できる。
【０１２７】
以上、本発明の油水分離濾過装置の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
上述した実施形態では、油水分離濾過フィルタの形状として、有底円筒形状や、シート状の部材を折り重ねて周縁を接合した形状を示したが、これ以外にも、例えば、円錐形や、有底四角筒状など、各種袋状の油水分離濾過フィルタを用いることができる。
【０１２８】
＜油水分離濾過装置：第八実施形態＞
図１５は、第一実施形態における油水分離濾過装置を示す模式図である。
本実施形態の油水分離濾過装置１２０は、液槽３１と、この液槽３１の内部に保持される油水分離濾過ユニット２５（図３参照）とを備えている。
液槽３１は、例えば上部が開放面３１ａを成す有底円筒形の容器であり、下部に排液口３２が形成されている。
【０１２９】
油水分離濾過ユニット２５は、例えば、図３に示す実施形態のものが用いられる。こうした油水分離濾過フィルタ２５は、支持体（第一基材）２７の開放端２７ｅが、液槽３１の開放面３１ａ側の縁部に係止される。即ち、支持体２７の開放端２７ｅ側を外側に折り曲げ、液槽３１の開放面３１ａ側の縁部に引っ掛けて係止することによって、液槽３１の内部に油水分離濾過ユニット２５が保持される。
【０１３０】
このような構成の油水分離濾過装置１２０は、例えば、油水分離濾過ユニット２５の開放端２７ｅから、水と油とを含む混合液体を入れると、油水分離体１４（図１参照）が形成された第二基材２８の親水撥油性によって液体の水分だけが第二基材２８を通過して液槽３１の下部に流下し、油分は油水分離濾過フィルタの第二基材２８を透過できずに、袋状の基材２６の内面に留まる。
【０１３１】
そして、液槽３１の下部に貯水された水分は、排液口３２を開放するだけで容易に液槽３１の外部に排水することができる。一方、油水分離濾過フィルタの第二基材２８で分離された油分は、液槽３１から油水分離濾過ユニット２５を取り外すだけで容易に回収することができる。
【実施例】
【０１３２】
以下、実施例によって本発明の効果をさらに詳細に説明する。なお、本発明は実施例によって、なんら限定されるものではない。
【０１３３】
（合成例１）
「２−［３−［ペルフルオロ（２−メチル−３−ジブチルアミノプロパノイル）］アミノプロピル−ジメチル−アンモニウム］アセテートの合成」
２−メチル−３−ジブチルアミノプロピオン酸メチルの電解フッ素化により得られたペルフルオロ（２−メチル−３−ジブチルアミノプロピオン酸）フルオリド１２０ｇを、ジメチルアミノプロピルアミン３９ｇをＩＰＥ溶媒５００ｍｌに溶解した溶液に、氷浴下滴下した。室温で２時間撹拌した後にろ過を行い、ろ液のＩＰＥ層をＮａＨＣＯ３水溶液と、ＮａＣｌ水溶液とで洗浄処理し、分液した後に水洗を行った。その後、ＩＰＥを留去し、さらに蒸留して粗生成物として、（Ｃ４Ｆ９）２ＮＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）ＣＯＮＨＣ３Ｈ６Ｎ（ＣＨ３）２を６４ｇ得た（収率４７％）。
【０１３４】
次いで、得られた（Ｃ４Ｆ９）２ＮＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）ＣＯＮＨＣ３Ｈ６Ｎ（ＣＨ３）２を８ｇ、エタノール中で撹拌下モノクロル酢酸ナトリウムと一晩還流させ、ろ過、濃縮後、ジメチルベタイン体を９ｇ得た（収率９９％）。
【０１３５】
本発明の油水分離濾過装置の効果を検証した。
（実施例１）
上部に開放端を持ち、底部の直径２２ｃｍ、高さ２５ｃｍの円筒状ポリプロピレン不織布（目付：４０ｇ／ｍ２、厚さ：０．０９ｍｍ）を、親水撥油剤として合成例１にて合成した含窒素フッ素系化合物０．５質量％、ポリビニルブチラール（積水化学工業株式会社製  エスレック（登録商標）ＢＬ−１）０．５質量％、アエロジル（登録商標）３００（日本アエロジル株式会社製）０．５質量％、エタノール９８．５質量％に調製した液（表面被覆材）に浸漬処理し、自然乾燥して（乾燥後の増量：０．２８１ｇ）、図１に示す構成の油水分離濾過フィルタを作成した。
【０１３６】
この油水分離濾過フィルタを、外径２１．６ｃｍ×内径２０．２ｃｍ×高さ６０ｃｍ、下部側面に排出バルブを有する円筒型樹脂製容器に入れ、フィルタの上端部を容器の外周に沿って折り返し、ゴムバンドを廻して固定した。次に、容量比５対１の水とｎ−ヘキサデカンの混合液をよくかき混ぜながら、フィルタ底部から模擬液の液面までの高さが９ｃｍを保つように室温・常圧下で供給した。フィルタを水が通過し始めてから２０分間経過するまでの間、５分毎に１分間当たりの通水速度（単位：ｃｍ３／ｍｉｎ）を測定した。通過した水を目視観察したところ、ｎ−ヘキサデカン由来の油膜は認められなかった。この測定結果を表１に示す。
【０１３７】
（実施例２）
直径２４ｃｍのポリプロピレン不織布（目付：４０ｇ／ｍ２、厚さ：０．０９ｍｍ）を、実施例１と同組成の液（表面被覆材）に浸漬処理し、自然乾燥し（乾燥後の増量：０．０６０ｇ）、油水分離濾過フィルタを作成した。このフィルタを内径２０．２ｃｍの樹脂製パイプの底面に貼り付けて、図３に示す構成の油水分離濾過ユニットを作成した。
【０１３８】
次に、この油水分離濾過ユニットを、外径２６．７ｃｍ×内径２５．０ｃｍ×高さ６０ｃｍ、下部側面に排出バルブを有する円筒型樹脂製容器に取り付けた。その後、実施例１と同様にして、通水速度を測定した。通過した水を目視観察したところ、ｎ−ヘキサデカン由来の油膜は認められなかった。この測定結果を表１に示す。
【０１３９】
【表１】
0006537097.tif 000010
【０１４０】
表１に示す結果から、本発明の油水分離濾過装置を用いれば、水と油とが混合した混合溶液を、水分と油分に高精度に分離可能であることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【０１４１】
本発明の油水分離濾過装置は、油水分離体の親水撥油性によって透水性や耐ファウリング性、易洗浄性に優れているため、油水分離を目的とした各種機器、治具への適用が可能である。また、本発明の油水分離濾過装置は、例えば、一般家庭、商業施設、公共施設、工場等から排出される油を含む排水の処理、石油採掘時の含油排水の一種である油田随伴水から非水溶性油分を除去する際の油水分離濾過装置として使用することが可能である。
【符号の説明】
【０１４２】
１０  油水分離濾過フィルタ
１１  基材
１４  油水分離体
１７  流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0006537097.tif 000020
【図７】
0006537097.tif 000021
【図８】
0006537097.tif 000022
【図９】
0006537097.tif 000023
【図１０】
0006537097.tif 000024
【図１１】
0006537097.tif 000025
【図１２】
0006537097.tif 000026
【図１３】
0006537097.tif 000027
【図１４】
0006537097.tif 000028
【図１５】
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