(57)【要約】【課題】水中の油分を効率よく回収し、さらに分散性が優れた吸着材を提供する。【解決手段】実施形態の吸着材は、接触角の相異なる第１の粒子及び第２の粒子を具える。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触角の相異なる第１の粒子及び第２の粒子を具えることを特徴とする、吸着材。
【請求項２】
前記第１の粒子は、磁性体粒子と、この磁性体粒子の表面に形成された金属アルコキシドを加水分解することによって得たシリカ、チタニア、アルミナ、ジルコニア、及び酸化亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも一種の無機酸化物層とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の吸着材。
【請求項３】
前記第２の粒子は、磁性体粒子と、この磁性体粒子の表面に形成された金属アルコキシドを加水分解することによって得たシリカ、チタニア、アルミナ、ジルコニア、及び酸化亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも一種の無機酸化物層とを含み、この無機酸化物層の表面がシランカップリング剤で処理されてなることを特徴とする、請求項１又は２に記載の吸着材。
【請求項４】
前記第２の粒子は、磁性体粒子と、この磁性体粒子の表面に形成された疎水性のポリマー層とを含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の吸着材。
【請求項５】
前記第２の粒子は、複数の磁性体粒子と疎水性のポリマー層とを含み、このポリマー層は、前記複数の磁性体粒子の表面を被覆するとともに、前記複数の磁性体粒子を互いに結合させるバインダーとして機能することを特徴とする、請求項１又は２に記載の吸着材。
【請求項６】
前記第１の粒子の平均粒子径が５μｍ〜１００μｍの範囲であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一に記載の吸着材。
【請求項７】
前記第２の粒子の平均粒子径が５μｍ〜５０μｍの範囲であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一に記載の吸着材。
【請求項８】
油分を含む排水中に、請求項１〜７のいずれか一に記載の吸着材を分散させ、この吸着材に対して前記油分を吸着させる第１のステップと、
前記吸着材を、磁力を利用して前記排水から分離する第２のステップと、
を具えることを特徴とする、排水の処理方法。
【請求項９】
前記排水は、工業排水であることを特徴とする、請求項８に記載の排水処理方法。
【請求項１０】
前記第２のステップの後において、前記吸着材に付着した前記油分を有機溶媒により洗浄し、前記吸着材を再生する第３のステップを具えることを特徴とする、請求項９に記載の排水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、吸着材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から工業排水などの有効利用が求められている。工業排水中には、不可避的に油分が含まれ、油分の分離回収は焦眉の課題となっている。
【０００３】
水中の油分を回収する一つの手段として、磁性体粒子を用いた油分を含む水の磁気分離回収方法が検討されている。例えば、磁性体の微粒子に油分吸着被膜を形成させ、この磁性体を海面上に散布し、磁力で吸引することにより油を回収する方法がある（例えば、特許文献１）。
【０００４】
しかしながら、磁性体に形成されているのはステアリン酸等の脂肪酸の疎水性被膜であり、水中への分散性が低く、磁性体が沈降あるいは表面に浮遊してしまう傾向があり、効率良く油分の回収を行うことができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１７６３０６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、水中の油分を効率よく回収し、さらに分散性が優れた吸着材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】
【０００７】
実施形態の吸着材は、接触角の相異なる第１の粒子及び第２の粒子を具える。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態について説明する。
【０００９】
（吸着材）
本実施形態における吸着材は、接触角の相異なる第１の粒子及び第２の粒子を含む。
以下に説明するように、第１の粒子はその構造的特徴に起因して高い親水性を有し、例えば接触角が０度〜９０度となり、さらには０度〜４０度となる。但し、接触角の下限値を０度に近接させるには、種々のパラメータを最適に制御しなければならず、一般には３０度〜４０度の範囲となる。
【００１０】
第２の粒子はその構造的特徴に起因して疎水性を示し、例えば接触角が１０度〜１００度となり、さらには５０度〜１００度となる。以下に詳述するように、一般には、磁性体粒子を疎水性のポリマー層で被覆した場合の方が接触角は増大する傾向にある。
【００１１】
上述のように、第１の粒子は親水性を示すので、吸着材として使用した場合において、排水中への分散性に優れるようになる。一方、第２の粒子は疎水性を示すので、吸着材として使用した場合において、排水中での吸着材の凝集を抑制する。したがって、第１の粒子の接触角の範囲と第２の粒子の接触角の範囲とは一部重複するものの、使用すべき第１の粒子及び第２の粒子を選択するに際しては、互いの接触角が異なるようにして選択し、上述した分散性と非凝縮性とを担保し、排水中の油分を吸着するに際して、吸着材としての機能を十分に発揮できるようにする。
【００１２】
例えば、第２の粒子の接触角が大きく、疎水性に優れるような場合においては、その含有割合が比較的少量でも排水中の吸着材の凝集を抑制できるので、第１の粒子の含有割合が必然的に多くなる。一方、第２の粒子の接触角が小さく、疎水性がさほど高くないような場合においては、その含有割合を増大させる必要があるので、第１の粒子の含有割合が必然的に少なくなる。
【００１３】
なお、接触角は、粒子を容器に入れて表面を平らにし、この表面上に形成した水滴の接触角を測定することにより求めることができる。具体的には、接触角測定装置（ＦＡＭＡＳ、協和界面科学株式会社製）を用いて、θ/２法により、吸着材の表面における水滴の静止接触角を測定した。
【００１４】
次に、吸着材を構成する第１の粒子及び第２の粒子について説明する。
【００１５】
＜第１の粒子＞
第１の粒子は、磁性体粒子と、この磁性体粒子の表面に形成された金属アルコキシドを加水分解することによって得たシリカ、チタニア、アルミナ、ジルコニア、及び酸化亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも一種の無機酸化物層とを含むようにして構成することができる。
【００１６】
磁性体粒子は、強磁性物質を全般的に用いることができる。強磁性物質を全般的に用いることができ、例えば鉄、および鉄を含む合金、磁鉄鉱、チタン鉄鉱、磁硫鉄鉱、マグネシアフェライト、コバルトフェライト、ニッケルフェライト、バリウムフェライト、などが挙げられる。これらのうち水中での安定性に優れたフェライト系化合物であればより効果的に本発明を達成することができる。例えば磁鉄鉱であるマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）は安価であるだけでなく、水中でも磁性体として安定し、元素としても安全であるため、水処理に使用しやすいので好ましい。
【００１７】
磁性体粒子の形状は、球状、多面体、不定形など種々の形状を取りうるが、球状または角が丸い多面体構造が好ましい。鋭角な角を持つ粒子であると、無機酸化物層を形成する際に、無機酸化物層を損傷し、油吸着の機能が損なわれる可能性があるからである。なお、磁性体粒子は、表面が腐食防止などの目的で表面処理されていてもよく、必要に応じてＣｕメッキ、Ｎｉメッキなどの処理が施されていてもよい。
【００１８】
磁性体粒子の平均粒子径は０．１〜１０００μｍが好ましく、１０〜５００μｍがさらに好ましい。平均粒子径が０．１μｍに満たない場合、磁力が小さくなるために、磁気による回収が困難となり好ましくない。また平均粒子径が１０００μｍを超える場合は、比表面積が小さくなるために不純物の回収率が悪くなる可能性があり好ましくない。
【００１９】
なお、磁性体粒子の平均粒子径は、レーザー回折法により測定する。具体的には、ＳＡＬＤ−ＤＳ２１型測定装置（島津製作所製）を用いることができる。また、Ｘ線回折測定、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）測定も採用することができる。あるいは、顕微鏡により平均粒子径を求めることができる。なお、磁性体粒子はその粒子がすべて磁性体で構成される必要はない。すなわち、非常に細かい磁性体粒子が、無機酸化層や樹脂等のバインダーで結合されたものであってもよい。
【００２０】
無機酸化物層は、シリカ、チタニア、アルミナ、ジルコニア、酸化亜鉛を含有することが好ましい。材料が入手しやすく、反応の制御のしやすさで優れているからである。
【００２１】
シリカを含む無機酸化物層は、前駆体物質としてケイ素化合物または有機ケイ素化合物を用いて形成される。
【００２２】
ケイ素化合物としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシランなどのアルコキシシラン類を使用することができる。
【００２３】
有機ケイ素化合物としては、一般式ＲａＳｉ（ＯＲ′）４−ａで示される有機ケイ素化合物を使用することができる。一般式中Ｒはビニル基、アリール基、アクリル基、炭素数１〜１８のアルキル基、水素原子またはハロゲン原子であり、Ｒ′はビニル基、アリール基、アクリル基、炭素数１〜８のアルキル基または水素原子である。ａは、０〜３の整数であることが好ましい。具体的には、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシランなど公知の化合物を使用できる。なお、上記一般式でＲもしくはＲ’で特定された官能基を有するシリカ層は、吸着材の水に対する親水性や分散性の向上に寄与するだけでなく、水中の油分を吸着する役目も担う。
【００２４】
チタニアを含む無機酸化物層は、チタンアルコキシド等の有機チタン化合物を用いて形成される。
【００２５】
有機チタン化合物としては、一般式ＲａＴｉ（ＯＲ′）３−ａで示される化合物を使用することができる。なお、一般式中、Ｒはビニル基、アリール基、アクリル基、炭素数１〜１８のアルキル基、水素原子またはハロゲン原子であり、Ｒ′はビニル基、アリール基、アクリル基、炭素数１〜８のアルキル基または水素原子であり、ａは０〜２の整数である。具体的には、例えば、チタントリメトキシド、チタントリエトキシド、チタントリ−ｎ−プロポキシド、チタントリ−ｉ−プロポキシド、チタントリ−ｎ−ブトキシド、チタントリ−ｓｅｃ−ブトキシド、チタントリ−ｔｅｒｔ−ブトキシド、イソプロポキシビス（エチルアセトアセテート）チタン、テトライソプロポキシチタン、テトラ-n-ブトキシチタン、テトラメトキシチタンなどのテトラアルコキシドチタン化合物などの公知のチタンアルコキシド化合物、チタンキレート化合物、チタンアシレート化合物などを用いることができる。なお、上記一般式でＲもしくはＲ’で特定された官能基を有するチタニア層は、吸着材の水に対する親水性や分散性の向上に寄与するだけでなく、水中の油分を吸着する役目も担う。
【００２６】
アルミナを含む無機酸化物層はアルミニウムアルコキシド等のアルミニウム金属化合物を用いることができる。具体的には、アルミニウムイソプロピネート、アルミニウムトリセカンダリーブトキシド、モノsec-ブトキシアルミニウムジイソプロピレートなどのトリアルコキシアルミニウム化合物などを挙げることができる。また、アルミニウムエチルアセトアセテートジイソプロピレート、アルミニウムトリス（エチルアセトアセテート）、アルミニウムトリス（アセチルアセテート）、アルミニウムビスエチルアセトアセテートモノアセチルアセトネートを用いてもよい。
【００２７】
ジルコニアを含む無機酸化物層は、ジルコニウムアルコキシド等の材料を使用できる。具体的には、ジアセチルアセトントリブトキシジルコニウム、テトラ-n-ブトキシジルコニウムなどのテトラアルコキシジルコニウム化合物などを挙げることができる。
【００２８】
酸化亜鉛を含む無機酸化物層は亜鉛アルコキシド等の亜鉛金属化合物を用いることができる。具体的には、亜鉛イソプロピネート、亜鉛ジセカンダリーブトキシド、モノsec-ブトキシ亜鉛ジイソプロピレートなどのジアルコキシ亜鉛化合物などを挙げることができる。また、亜鉛エチルアセトアセテートイソプロピレート、亜鉛ジ（エチルアセトアセテート）、亜鉛ジ（アセチルアセテート）、亜鉛ビスエチルアセトアセテートモノアセチルアセトネートを用いてもよい。
【００２９】
なお、無機酸化物層の前駆体物質として、上記の他に三酸化コバルト（ＣｏＯ３）、酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）、インジウムスズオキサイド（ＩＴＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化鉛（ＰｂＯ２）、ＰＺＴ、酸化ニオビウム（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化トリウム（ＴｈＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ３）、コバルト酸ランタン（ＬａＣｏＯ３）、三酸化レニウム（ＲｅＯ３）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、クロム酸ランタン（ＬａＣｒＯ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）などを形成するアルコキシドやハロゲン化物などを使用することもできる。
【００３０】
また、前駆体物質としては、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ａｓ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｙｂ、Ｓｒ、Ｔｈ、Ｔａなどの金属を含むアルコキシド、アセテートや金属有機酸塩などの金属錯体、金属塩、金属石鹸、ハロゲン化物、など公知の有機化合物または金属化合物を単独、または混合物として使用することもできる。
【００３１】
なお、第１の粒子の平均粒子径は、５μｍ〜１００μｍの範囲であることが好ましい。１００μｍを超えると、これらの粒子が凝集した場合に粒子径が大きくなりすぎ、排水中への分散が劣化し、油分の吸着度合いが低下してしまう場合がある。また、５μｍ未満であると、表面積が小さくなり過ぎて、排水中の油分の吸着度合いが低下してしまう場合がある。
【００３２】
また、第１の粒子の比重は、一般に２ｇ／ｃｍ３以上、好ましくは３ｇ／ｃｍ３以上であり、かつ１０ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。比重が低すぎると、第１の粒子が水上に浮上してしまい、撹拌して水中に分散させるのにエネルギーを要する場含がある。逆に比重が高すぎると第１の粒子が沈降してしまい、撹拌して水中に分散させるのにエネルギーを要する場合がある。
【００３３】
第１の粒子は、その表面に水酸基を有しているので、油分の吸着は主として水酸基を介して行われることになる。
【００３４】
＜第２の粒子＞
第２の粒子は、磁性体粒子と、この磁性体粒子の表面に形成された金属アルコキシドを加水分解することによって得たシリカ、チタニア、アルミナ、ジルコニア、及び酸化亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも一種の無機酸化物層とを含み、この無機酸化物層の表面をシランカップリング剤で処理して得ることができる。すなわち、上述のようにして得た第１の粒子に対してシランカップリング剤で処理することによって得ることができる。
【００３５】
一般に、シランカップリング剤で処理した粒子の表面にはアルキル基が形成され、それによって粒子表面が疎水化されることが知られている。したがって、第２の粒子は、シランカップリング剤のこのような性質に基づき、上記第１の粒子に対してシランカップリング剤処理を行うことによって得るものである。
【００３６】
このようなシランカップリング剤としては、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、へキシルトリメトキシシラン、ドデカトリメトキシシランオクタデシルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン等のアルキルシラン、フェニルトリメトキシシラン、ナフタレントリメトキシシラン等の芳香族シラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン，γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等のエポキシシラン，ビニルトリエトキシシラン，ビニルトリメトキシシラン，γ−メタクリロキシメトキシシラン等のビニルシラン，γ−アミノプロピルトリエトキシシラン，γ−アミノプロピルトリメトキシシラン，Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン，γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、等のメルカプトシランやチタネート，アルミキレート，ジルコアルミネート等のカップリング剤が挙げられる。
【００３７】
また、第２の粒子は、磁性体粒子と、この磁性体粒子の表面に形成された疎水性のポリマー層とを含むようにして得ることができる。
【００３８】
磁性体粒子は、第１の粒子を構成する磁性体粒子と同じものを使用することができる。
疎水性のポリマー層は、後に説明する洗浄工程において、所定の有機溶媒に溶解しないものから構成することができる。具体的には、ポリスチレン樹脂、水添加ポリスチレン樹脂、ブタジエン樹脂、イソプレン樹脂、アクリロニトリル樹脂、またはシクロオレフィン樹脂、ポリビニルピリジン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、が挙げられる。より具体的には、ポリスチレン、ポリビニリピリジン、ポリシクロオレフィン（たとえばゼオネックス480（商品名、日本ゼオン株式会社製））、ポリビニルブチラール、ポリスチレン／ポリブタジエンブロック共重合体、ポリブタジエン、アクリロニトリル／ブタジエン共重合体、ポリスチレン／ポリイソプレン共重合体、水添加ポリスチレン／ブタジエン共重合体などが挙げられる。
【００３９】
なお、第２の粒子は、上記ポリマー層をバインダーとして機能させ、上述した複数の磁性体粒子を含む凝集体として形成することもできる。この場合、ポリマー層の量や形成方法などに依存し、表面には多数の凹凸を形成することができる。したがって、第２の粒子は、そのような多孔質構造に起因して高い油分吸着性を示すようになる。
【００４０】
第２の粒子の平均粒子径は、５μｍ〜５０μｍの範囲であることが好ましい。５０μｍを超えると、排水中への分散が劣化し、油分の吸着度合いが低下してしまう場合がある。また、５μｍ未満であると、表面積が小さくなり過ぎて、排水中の油分の吸着度合いが低下してしまう場合がある。
【００４１】
また、第２の粒子の比重は、一般に２ｇ／ｃｍ３以上、好ましくは３ｇ／ｃｍ３以上であり、かつ１０ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。比重が低すぎると、第２の粒子が水上に浮上してしまい、撹拌して水中に分散させるのにエネルギーを要する場含がある。逆に比重が高すぎると第２の粒子が沈降してしまい、撹拌して水中に分散させるのにエネルギーを要する場合がある。
【００４２】
第２の粒子は、その表面に疎水性、すなわち親油性のポリマー層を有しているので、油分の吸着は主としてポリマー層を介して行われることになる。
【００４３】
＜第１の粒子の製造方法＞
最初に、磁性体粒子をエタノールなどの有機溶媒による洗浄、ＵＶ洗浄、プラズマ処理等を行い、磁性体粒子表面に水酸基を形成させる。
【００４４】
次いで、水に金属アルコキシドを混合し加水分解させる。金属アルコキシドは、第１の粒子の構成において説明したように、磁性体粒子の表面に形成した無機酸化物層の前駆体物質である。なお、金属アルコキシドの濃度は、１×１０-5〜１mol/L、加水分解時の温度（条件）は室温から１００℃以下である。
【００４５】
次いで、上述した金属アルコキシドの加水分解後の溶液中に磁性体粒子を入れてスラリー溶液とし、このスラリー溶液をスプレードライ法で噴霧乾燥させ、凝集体を得る。この凝集体は、磁性体粒子を無機酸化物層で被膜してなるので、結果として、第１の粒子が得られることになる。
【００４６】
スプレードライ法によれば、スプレードライの環境温度や噴出速度などを調整することにより平均粒子径が調整できる上、凝集した粒子の間から有機溶媒が除去される際に孔が形成され、吸着材として好適な多孔質構造を容易に形成させることもできる。
【００４７】
なお、スプレードライの噴霧乾燥時の環境温度は、水の沸点より高いことが好ましい。その理由は、水を吸着材から速やかに蒸発させ、内部の水が揮発する前に外郭を形成し、内部と外郭の間に存在密度差を形成させることができるからである。
【００４８】
また、上記スラリーの粘度は１０ｐｏｉｓｅ以下、好ましくは５．０ｐｏｉｓｅ以下である。スラリーの粘度が１０ｐｏｉｓｅより大きい場合、スプレードライ機のディスク上で磁性体粒子や金属アルコキシドが析出するなどの問題が生じる。
【００４９】
＜第２の粒子の製造方法＞
第２の粒子を、第１の粒子に対してシランカップリング剤で処理して得る場合においては、上述のようにして得た第１の粒子に対してシランカップリング剤処理を施す。シランカップリング剤による処理は、湿式法、乾式法のいずれでもよい。
【００５０】
第２の粒子を、磁性体粒子と、この磁性体粒子の表面に形成された疎水性のポリマー層とを含むようにして構成する場合、ポリマー層を構成する上記ポリスチレン樹脂等のポリマーを有機溶媒中に溶解させ、その溶液中に磁性体粒子を分散させた分散媒（スラリー）を調整し、この分散媒（スラリー）をスプレードライ法で噴霧乾燥させることによって得ることができる。この方法によれば、スプレードライの環境温度や噴出速度などを調整することにより、上記ポリマーをバインダーとして機能させ、磁性体粒子が凝集してなる２次凝集体として第２の粒子を得ることができる。
【００５１】
この場合、凝集した１次粒子の間から有機溶媒が除去される際に孔が形成され、好適な多孔質構造を容易に形成させることもできる。
【００５２】
一方、工業的には、ポリマーを溶解し得る有機溶媒にポリマーを溶解させたポリマー溶液を調製し、型などに入れられた磁性体粒子の表面にポリマー溶液を流し込み、さらに有機溶媒を除去して固化させたものを破砕したり、あるいはポリマー溶液に磁性体粒子を分散させた分散媒（スラリー）から有機溶媒を除去して固化させたもの破砕したりすることによっても、第２の粒子を得ることができる。この場合においても、分散媒（スラリー）から有機溶媒を除去する際に、固化物に孔が形成され、それが第２の粒子においても残存して多孔質構造が実現できる。
【００５３】
また、ヘンシェルミキサー、ボールミル、または造粒機などに、ポリマーを溶媒に溶解した分散媒（スラリー）を滴下し、乾燥させることで第２の粒子を製造することができる。
【００５４】
（吸着材による油分の回収）
次に、本実施形態の吸着材を用いた油分の回収方法について説明する。油分回収とは、油分を含んでなる水から、前記油分を分離するものである。ここで“油分”とは、水中に混和／分散している有機物のうち、一般に常温において液体であり、水に難溶性であり、粘性が比較的高く、水よりも比重が低いものをいう。より具体的には、動植物性油脂、炭化水素、芳香油などである。これらは、脂肪酸グリセリド、石油、高級アルコールなどに代表される。これらの油類はそれぞれ有する官能基などに特徴があるので、それに応じて上記吸着材を構成する樹脂や官能基を選択することができる。
【００５５】
最初に、上述のようにして定義される油分を含んでなる水に、上記吸着材を浸漬、分散させる。吸着材は、その被覆層を構成する材料組成に由来して水酸基等の官能基（第１の粒子）及び炭化水素等の新油性基（第２の粒子）を有するとともに、必要に応じて多孔質な構造となっているので、油分に対して高い親和性を有するようになる。したがって、吸着材に比較的多量に吸着されるようになる。
【００５６】
吸着材が油分を吸着した後、吸着材を水から分離し、結果として、水中に存在した油分を分離除去する。なお、吸着材を分離する際には、吸着材を構成する第１の粒子及び第２の粒子が磁性体粒子を含んでいるので、磁気を用いて簡易に分離することができる。
【００５７】
なお、油分回収処理の対象とされる水は特に限定されない。具体的には工業排水、下水、生活排水などに用いることができる。処理しようとする水に含まれる油分濃度も特に限定されない。
【００５８】
（吸着材の再生）
上述のようにして、吸着材よって油分を吸着して水中から除去した後は、吸着材を所定の溶媒で洗浄して吸着した油分を除去する。この溶媒は、前記吸着材の被覆層を溶解しないものでなくてはならない。具体的には、溶媒への溶解度が１０ｍｇ／Ｌ以下のものを用いる。
【００５９】
上記溶媒としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ヘキシルアルコール、シクロヘキサノールや、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、ジエチルエーテル、イソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、シクロヘキサン、クロロホルム、ジメチルアニリン、フロン、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサノン、トルエン、キシレンなどが挙げられる。
【００６０】
この中でも、特に非極性の溶媒が好ましい。非極性の溶媒は疎水性を示し、特に油分との親和性が高くなるので、吸着材に吸着した油分の洗浄を簡易かつ効率的に行うことができる。なお、ここでいう“疎水性”とは、水の溶解度が１０％以下で、水と分離するものと定義する。特に、ヘキサンが油の溶解力が高く、沸点も約７０℃であって室温では常に安定した液体であるため、扱いやすく好ましい。
【００６１】
また、上記溶媒としてはアルコールをも好ましく用いることができる。この場合は、吸着材の表面に付着あるいは吸着した水と置換しやすく、油分以外の不純物を除去しやすい。アルコール類の中では、沸点の低いメタノールとエタノールが特に好ましい。
【００６２】
本工程において、上記吸着材は、例えばカラムに充填し、その内部に溶媒を通過させる方法や、特に前記吸着材が磁性体を含むような場合は、洗浄槽中に入れるとともに多量の溶媒を投入し、サイクロンや磁力などの方法で分離させる方法が挙げられる。
【００６３】
次いで、吸着材から油分を除去した後は、必要に応じて洗浄に使用した溶媒を乾燥させる。この際、吸着材が劣化しておらず、規格内となっている場合は、溶媒を完全に取り除くことで、もう一度吸着材して再利用できる。
【００６４】
乾燥工程は特に限定されないが、例えば風通しの良いところで乾燥させたり、減圧乾燥させたり、カラムにつめて通風したりして溶媒を除去する。
【実施例】
【００６５】
（実施例１）
平均粒子径１μｍの磁性体粒子をエタノールに添加し、５，０００ｒｐｍで３分間遠心分離を行った。上澄みを除去した後、超純水で同様に洗浄を３回行い、表面を洗浄して、磁性体粒子の表面に水酸基を形成させた。
【００６６】
得られた磁性体粒子を水の中に投入し、さらに酢酸、ビニルトリメトキシシランを加えスラリーを作製した。これをスプレードライ機で噴霧して平均粒子径１０μｍの第１の粒子を得た。
【００６７】
さらに第１の粒子をトルエンに投入し、これにメチルトリメトキシシランを加えて攪拌した。上記分散媒をろ過し、さらにエタノールで洗浄して第２の粒子を得た。
【００６８】
吸着材の分散性試験は以下のようにして行った。１００ｍｌの試験管に水を４０ｍｌ入れて、これに第１の粒子０．８ｇ、第２の粒子０．２ｇの割合で投入して試験管を激しく振って吸着材を分散させた後静置した。その後、吸着材が試験管の底に沈降することを確認した。さらに試験管を上下さかさまにして底に沈降していた吸着材の分散の様子を確認した。この操作を繰り返して何回目で完全に吸着材が分散するかを観察した。その結果、第１の粒子と第２の粒子との混合物は２回目で完全に分散した。
【００６９】
次いで、上記吸着材を５０ｍｌの比色管中に測り取り、直鎖脂肪族の油１００μＬを含む水２０ｍｌを加え、よく撹拌して前記吸着材に油を吸着させた。その後、磁石を用いて吸着材を比色管外に取り出した後、ヘキサン１０ｍｌを添加してよく撹拌し、水中の油を抽出した。ヘキサンに含まれる油量を、ガスクロマトグラフ質量分析計を用いて分析し、吸着材の油の吸着量を求めたところ９８．７μＬの油を吸着していた（除去率９８．７％）。
【００７０】
また、このとりだした樹脂混合物を１０ｍｌのヘキサン中に投入しよく攪拌した。このヘキサン中から磁石を用いて樹脂複合体を取り出し、ヘキサンを分析したところ、全量の油を脱離していた。
【００７１】
（実施例２）
ポリメタクリル酸メチル（住友化学社製、SUMIPEX）をアセトンに溶解し、これに前記磁性体粒子を加えてスラリーとし、スプレードライ機で噴霧して平均粒子系１０μｍの、磁性体粒子の表面にポリメタクリル酸メチルのポリマー層が形成されてなる第２の粒子を用いた以外は、実施例１と同様にして、吸着材の分散性試験及び油分吸着性試験を実施した。なお、第１の粒子は０．８ｇとし、第２の粒子は０．２ｇとした。
【００７２】
その結果、第１の粒子と第２の粒子との混合物は２回目で完全に分散した。また、本実施例で得た吸着材は、９８．７μＬの油を吸着し、全量の油を脱離していた。
【００７３】
（実施例３）
メチルトリメトキシシランの代わりにブチルトリメトキシシランを用いる以外は実施例１と同様に行った。
【００７４】
（実施例４）
メチルトリメトキシシランの代わりにフェニルトリメトキシシランを用いる以外は実施例１と同様に行った。
【００７５】
（実施例５）
実施例１に用いた第１および第２の粒子をそれぞれ０．６ｇ、０．４ｇにする以外は実施例１と同様にして行った。
【００７６】
（実施例６）
実施例２に用いた第１および第２の粒子をそれぞれ０．６ｇ、０．４ｇにする以外は実施例１と同様にして行った。
【００７７】
（実施例７）
ビニルトリメトキシシランの代わりにメチルトリメトキシシランを、トリメトキシシランの代わりにブチルトリメトキシシランを用いる以外は実施例１と同様にして行った。
【００７８】
（実施例８）
ビニルトリメトキシシランの代わりにメチルトリメトキシチタンを用いる以外は実施例１と同様に行った。
【００７９】
（実施例９）
ビニルトリメトキシシランの代わりにエチルトリメトキシジルコニウムを用いる以外は実施例１と同様に行った。
【００８０】
（実施例１０）
ビニルトリメトキシシランの代わりにエチルトリメトキシ亜鉛を用いる以外は実施例１と同様に行った。
【００８１】
（実施例１１）
ビニルトリメトキシシランの代わりにエチルトリメトキシマンガンを用いる以外は実施例１と同様に行った。
【００８２】
（実施例１２）
ポリメタクリル酸メチル（住友化学社製、SUMIPEX）の代わりにポリスチレンを用いる以外は実施例２と同様に行った。
【００８３】
（比較例１）
実施例１における第１の粒子を１．０ｇとし、第２の粒子を用いなかった以外は実施例１と同様に行った。
【００８４】
（比較例２）
実施例２における第２の粒子を１．０ｇとし、第１の粒子を用いなかった以外は実施例２と同様に行った。
【００８５】
（比較例３）
メチルトリメトキシシランの代わりにイコサントリメトキシシランを用いて得られる第１の粒子１．０ｇを用い、第２の粒子を用いなかった以外は実施例１と同様にして行った。
【００８６】
【表１】
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【００８７】
実施例に示したいずれの組成は油分吸着率が９７％以上と高く、また、分散回数も２回であることより分散性に優れることがわかった。特にシランカップリング剤で造粒した第１の粒子を用いた場合の方が吸着材は優れていた。
【００８８】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として掲示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。