(57)【要約】      （修正有）【課題】油分が混入した水から、安価且つ効率的に油分を分離除去することができ、除去した油分を回収・再利用できる手段を提供する。【解決手段】油水混合液入口と、油水分離フィルターと、油分量が低減された分離水の出口と、を有する油水分離システムであって、前記油水分離フィルターが、ぬれ張力２５．４ｍＮ／ｍ以下の不織布から成るものであることを特徴とする、前記油水分離システム。【選択図】図１
2016097356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油水混合液入口と、油水分離フィルターと、油分量が低減された分離水の出口と、を有する油水分離システムであって、
前記油水分離フィルターが、ぬれ張力２５．４ｍＮ／ｍ以下の不織布から成るものであることを特徴とする、前記油水分離システム。
【請求項２】
前記不織布が、親水化処理された不織布である、請求項１に記載の油水分離システム。
【請求項３】
前記親水化処理が、
スルホン化処理、並びに
アクリル酸、メタクリル酸、ポリメチルピロリジノン、ポリアルキレングリコール、及びポリエーテルから成る群より選択される１種以上のモノマーによるグラフト化処理
より成る群から選択される１種以上の処理である、請求項２に記載の油水分離システム。
【請求項４】
前記不織布を水含浸した後のヘキサデカン接触角が５°以上である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の油水分離システム。
【請求項５】
前記不織布の、
目付けが１〜５００ｇ／ｍ２であり、
繊維の太さが０．１〜５０μｍであり、
孔径が０．１〜１２０μｍであり、そして
厚みが０．１〜５μｍである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の油水分離システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の油水分離システムと、
水溶液から溶質を除去する手段を有する溶解物分離システムと
を接続して成ることを特徴とする、浄水システム。
【請求項７】
前記溶解物分離システムが、正浸透浄水システム又は逆浸透浄水システムである、請求項６に記載の浄水システム。
【請求項８】
ぬれ張力２５．４ｍＮ／ｍ以下の不織布から成ることを特徴とする、油水分離フィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油水分離システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
石油、石炭、ガス等の掘削において、主生産物とともに、塩の水溶液と油分との混合物である随伴水が算出される。
在来型の油田及びガス田では、採掘が進むにつれて油ガス田が老化して行くため、該老化に伴って概ね以下のような採掘態様を採る。
先ず、採掘初期においては、石油又はガスのみが地中圧によって自噴する。次いで、油ガス田の老化に伴って、油ガスとともに、地下水等が随伴水となって産出されるようになる。更に老化して油ガスの自噴ができなくなると、油ガス田に水又は海水を注入して地中圧を増加させて油ガスを噴出させる方法が採られる。この最終段階においては、油ガス田の老化時以上に随伴水が産出されることになる。
また、近年のシェール油ガス田においては、油ガスを生産する時に、地盤を水圧破壊するためのフラッキング水を注入する。従って、油ガスの生産時には、この注入水が随伴水となって同時に産出される。
油ガスの生産時には、これらの随伴水を効率よく高い精度で水相と油相とに分けることが求められている。
【０００３】
随伴水は、先ず重力分離によって、油相と水相とに分けられる。油相は回収され、精製工程に組み入れられる。しかし、水相は、相当量の塩とともに少量の油分を更に含むから、再利用又は廃棄するためには更なる精製を要する。特に、海上油田掘削のためのプラットホーム及び掘削船において、不要の水相を海中投棄する際には、厳しい環境基準が課せられている。また、精製水を飲料水・生活水として使用する場合には、極めて高度の精製が必要となる。
重力分離した後の水相を精製するには、
先ず水相中に混入している油分を除去する油分分離工程と、
油分が除去された水相から更に溶解物（例えば無機塩）を除去する溶解物分離工程と
からなる２段階の方法が採用されている。
【０００４】
前記油分分離工程においては、高分子凝集剤によって油分を捕捉する方法が採用されており、通常は更に、コアレッサによる精製が併用されている。高分子凝集剤によって捕捉された油分は、高分子凝集剤とともに廃棄される。この方法によると、回収油の利用が不可能となること、高分子凝集剤コスト及び廃棄コストが発生することの他、精製の程度が不十分であって精製水が有意量の油分を含有するとの問題がある。
前記溶解物分離工程においては、例えば正浸透膜法、逆浸透膜法等の方法が採用されている。これらの方法は、水に溶解した塩を除去するには極めて有効な方法である。
しかしながら、正浸透膜法乃至逆浸透膜法において、被処理水として油分を含む水を供給すると、これらの方法に用いられる半透膜の孔穴に油分が詰まる現象が起こる。そのため、精製の進行に伴って、透水量（精製処理量）が著しく低下し、半透膜自体の耐久性が損なわれ、或いは精製性能が損なわれる等の問題が発生する。
【０００５】
上記の問題を生じさせないためには、油分分離工程後の水に少量混入した油分を除去したうえで、溶解物分離工程に供することが有効である。
従って、通常は、油水分離後、溶解物分離工程前に、残留油分を除去する前処理が行われる。この前処理は、フィルターの目詰まりを避ける目的で、以下のような多段階で行われることが多い。
油水分離後の処理水を、先ずはコアレッサー等で処理して、残留油分の大部分を除いた後、好ましくは中空糸状のＭＦ（マイクロフィルター）及び好ましくは中空糸状のＵＦ（ウルトラフィルター）をこの順に使用する処理が行われる。
このような多段階からなる前処理を、１段階で行うことができれば、プロセス上もコスト上も非常に有用である。また、これらの処理によって除去された油分を回収して再利用することは困難である。
【０００６】
そこで、随伴水を重力分離した後の水相から、残留油分を安価且つ効率的に除去することができ、願わくば除去した油分を回収・再利用できる手段が望まれている。特に、海上プラットホーム及び船上においては、使用可能なエネルギー資源が限られているから、稼働のために自然力以外のエネルギーを使用しないこと、或いは少なくとも極力省力化することが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−１８４３９８号公報
【特許文献２】特開２００７−１３０５２３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、上記の事情を考慮してなされたものであり、その目的は、
油分が混入した水から、安価且つ効率的に油分を分離除去することができ、好ましくは除去した油分を回収・再利用できる手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の上記目的は、以下に要約される本発明によって達成される。
［１］  油水混合液入口と、油水分離フィルターと、油分量が低減された分離水の出口と、を有する油水分離システムであって、
前記油水分離フィルターが、ぬれ張力２５．４ｍＮ／ｍ以下の不織布から成るものである
ことを特徴とする、前記油水分離システム。
［２］  前記不織布が、親水化処理された不織布である、［１］に記載の油水分離システム。
【００１０】
［３］  前記親水化処理が、
スルホン化処理、並びに
アクリル酸、メタクリル酸、ポリメチルピロリジノン、ポリアルキレングリコール、及びポリエーテルから成る群より選択される１種以上のモノマーによるグラフト化処理
より成る群から選択される１種以上の処理である、［２］に記載の油水分離システム。
［４］  前記不織布を水含浸した後のヘキサデカン接触角が５°以上である、［１］〜［３］のいずれか一項に記載の油水分離システム。
【００１１】
［５］  前記不織布の、
目付けが１〜５００ｇ／ｍ２であり、
繊維の太さが０．１〜５０μｍであり、
孔径が０．１〜１２０μｍであり、そして
厚みが０．１〜５μｍである、［１］〜［４］のいずれか一項に記載の油水分離システム。
［６］  ［１］〜［５］のいずれか一項に記載の油水分離システムと、
水溶液から溶質を除去する手段を有する溶解物分離システムと
を接続して成ることを特徴とする、浄水システム。
【００１２】
［７］  前記溶解物分離システムが、正浸透浄水システム又は逆浸透浄水システムである、［６］記載の浄水システム。
［８］  ぬれ張力２５．４ｍＮ／ｍ以下の不織布から成ることを特徴とする、油水分離フィルター。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の油水分離システムは、油分が混入した水から、安価且つ効率的に油分を分離除去することができる。本発明の油水分離システムによって水から分離・除去された油分は、これを回収して再利用することができる。本発明の油水分離システムは、石油、石炭、ガス等の掘削において産出される随伴水を重力分離して得られる水相からの油分分離に、特に好適である。
本発明の油水分離システムは、水溶液から溶質を除去する手段を有する溶解物分離システムと接続して使用することが好適である。この使用態様によれば、前記随伴水を、環境負荷が生じない純度を有する廃棄水とすることができる。本発明の最も好ましい態様によれば、前記随伴水を飲料水・生活水として利用することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施例における油水分離フィルターの性能試験に用いた実験装置を説明するための概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の油水分離システムは、少なくとも、油水混合液入口と、油水分離フィルターと、油分量が低減された分離水の出口と、を有する。
＜油水分離フィルター＞
前記油水分離フィルターは、ぬれ張力２５．４ｍＮ／ｍ以下の不織布から成る。この不織布は、水含浸した後のヘキサデカン接触角が５°以上であることが好ましい。
【００１６】
［不織布］
前記不織布の材質としては、例えば、アラミド、セルロース、ガラス、ナイロン、ビニロン、ポリエステル、ポリオレフィン、レーヨン、ポリアミド、ポリアルキレンテレフタレート、ポリアルキレンナフタレート等を挙げることができる。これらのうち、本発明において好ましく行われる親水化処理によって、親水性（及び撥油性）の程度を任意にコントロールし得る観点から、ポリエステル及びポリオレフィンから選択される材料から成る不織布が好ましく、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びＥＶＡ（エチレン／酢酸ビニル共重合体）より成る群から選択される１種以上の材料から成ることがより好ましい。特に好ましくはポリプロピレン又はポリエチレンテレフタレートである。
【００１７】
［親水化処理］
前記不織布は、親水化処理されたものであることが好ましい。不織布を親水化処理することにより、該不織布に適当な親水性及び撥油性を付与することができる。親水化処理された不織布上に油水混合液が供給された場合に、水は該不織布に浸透して通過することができるが、油分は該不織布上に好ましくは油滴となって保持され、従って効率的な油水分離を行うことができることとなる。
前記親水化処理の方法としては、化学的処理及び物理的処理のどちらも行うことができる。化学的処理としては、例えば、スルホン化処理、グラフト化処理、コーティング処理等を；
物理的処理としては、例えば、表面粗化処理、プラズマ処理、コロナ処理、紫外線処理、フレーム（火炎）処理等を、それぞれ挙げることができる。これらのうち、親水化の程度を所望の範囲に容易にコントロールし得ることから化学的処理が好ましく、特に、スルホン化処理及びグラフト化処理から選択される１種以上の処理によることが好ましい。
【００１８】
上記の親水化処理は、基材として上記の好ましい材質から成る不織布を用いる他は、公知の方法によって行うことができる。例えば、スルホン化処理は、基材不織布を
硫酸又はその水溶液中に浸漬する方法により、行うことができる。グラフト化処理は、不織布を構成するポリマーの主鎖に対して、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、ポリメチルピロリジノン、ポリアルキレングリコール、及びポリエーテルより成る群から選択される１種以上のモノマー（又はマクロモノマー）のグラフト重合を行うことにより、実施することができる。このグラフト重合は、例えば、基材不織布を、所望のモノマー又はモノマー混合物と、適当な重合開始剤と、を含有するグラフト処理溶液中に浸漬し、必要に応じて、加熱、放射線（例えば紫外線、マイクロ波、電子線等）の照射等を施す方法によることができる。
【００１９】
［不織布の特性］
前記不織布は、厚みが０．１〜５μｍであることが好ましい。使用する不織布の厚みを０．１μｍ以上とすることにより、効率的な油水分離が担保され、一方で、厚みを５μｍ以下とすることにより、単位時間あたりの透水量を多く維持することができ、油水分離のプロセス時間が短縮される。不織布の厚みは、好ましくは０．２〜３μｍであり、より好ましくは０．５〜２μｍである。前記範囲よりも薄い不織布の２枚以上を重ねて使用し、前記範囲の厚みとした場合も、本発明における好ましい態様に包含される。
前記不織布の目付けは、１〜５００ｇ／ｍ２であることが好ましい。本明細書における「目付け」とは、不織布の単位面積あたりの質量をいう。この目付けが前記の範囲内であることにより、油水分離効率及び透水量の双方が高くなり、好ましい。目付けは、１０〜２５０ｇ／ｍ２であることがより好ましく、５０〜１５０ｇ／ｍ２であることが更に好ましい。不織布の２枚以上を重ねて使用する場合には、この目付けとは、使用するすべての不織布の目付けの合計値を意味する。
【００２０】
前記不織布は、繊維の太さが０．１〜５０μｍであることが好ましい。不織布を構成する繊維の太さが０．１μｍ以上であることにより、好ましくは親水化処理された不織布の繊維表面が、供給される油水混合液に対する接触する面積を有意な範囲で確保することができる。一方で、不織布の繊維の太さを５０μｍ以下とすることにより、所望の透水量を得るための孔径を小さく保つことができる。従って、油水分離フィルターとして上記範囲の太さの繊維から成る不織布を用いることにより、好適な油水分離能を発揮し得ることになる。不織布の繊維の太さは、より好ましくは１〜２０μｍであり、更に好ましくは５〜１５μｍである。
前記不織布は、孔径が０．１〜１２０μｍであることが好ましい。不織布における孔径が０．１μｍ以上であることにより、実質的な透水量を確保することができる。一方で、孔径が１２０μｍ以下であることにより、油分を透過させない性能が確実に付与されることとなる。不織布の孔径は、より好ましくは０．２〜１００μｍであり、更に好ましくは１〜８０μｍである。
【００２１】
以上述べた理由により、前記不織布は、
目付けが１〜５００ｇ／ｍ２であり、
繊維の太さが０．１〜５０μｍであり、
孔径が０．１〜１２０μｍであり、そして
厚みが０．１〜５μｍであることが、極めて好適である。
【００２２】
［油水分離フィルターの特性］
本発明の油水分離システムにおける油水分離フィルターは、上記のような不織布（好ましくは親水化処理された不織布）から成る。
前記油水分離フィルターのぬれ張力は２５．４ｍＮ／ｍ以下である。このぬれ張力は、油水分離フィルターの親水性を示す指標であり、この値が低いほど親水性が高いこととなる。前記油水分離フィルターにおける２５．４ｍＮ／ｍ以下のぬれ張力は、該フィルターの親水性が極めて高いことを意味する。このことにより、該油水分離フィルターは、実際上の使用に好適な、十分に大きい透水量を示すことができるのである。
【００２３】
油水分離フィルターのぬれ張力は、ぬれ張力試験用混合液を用いて調べることができる。ぬれ張力試験用混合液には、それぞれ、特定のぬれ張力の値が明記されており、試験片上に、ある特定の混合液が均一に塗布できれば、該試験片はその混合液に明記された値以下のぬれ張力を有することが分かる。従って、本発明における油水分離フィルターは、ぬれ張力値が２５．４ｍＮ／ｍと明記されたぬれ張力試験用混合液を均一に塗布することができる。ぬれ張力が２５．４ｍＮ／ｍ以下であるか否かを調べるためのぬれ張力試験用混合液としては、例えば和光純薬工業（株）製の「ぬれ張力試験用混合液  Ｎｏ．２５．４」等を挙げることができる。
ぬれ張力の測定方法の詳細は、後述の実施例の項に記載したとおりである。
【００２４】
前記油水分離フィルターは、これを十分に水含浸した後のヘキサデカン接触角が５°以上であることが好ましい。このヘキサデカン接触角の値が大きいほど、撥油性が高いこととなる。ヘキサデカン接触角が５°以上の油水分離フィルターを用いることにより、該油水分離フィルター上に供給される油水混合液から高い効率で油分をトラップすることができ、更には、水相が透過した後に油分を回収・再利用することも可能となるのである。前記油水分離フィルターを十分に水含浸した後のヘキサデカン接触角は、より好ましくは１０°以上であり、更に好ましくは１５°以上である。
十分に水含浸した後のヘキサデカン接触角は、後述の実施例の項に記載した方法によって測定することができる。
【００２５】
＜油水分離システム＞
上述のとおり、本発明の油水分離システムは、少なくとも、油水混合液入口と、油水分離フィルターと、油分量が低減された分離水の出口と、を有する。これら以外に、例えば、砂、岩等を分離するための固相分離手段、磁性体を分離するマグネチック手段等を、更に有していてもよい。
本発明の油水分離システムにおいて、上記以外の構造及び構成は、特に限定されない。例えば、油水混合液入口となる開口部の少なくとも１つと、
分離水出口となる開口部の少なくとも１つと、
を備え、流体が前記入口から流入して前記出口から排出される構造を有する適当なハウジング内に前記油水分離フィルターが配置された構造であることができる。ここで、前記入口から流入した油水混合液は、前記油水分離フィルターを通過した分離水として、前記出口から排出されることになる。本発明の油水分離システムは、油水分離フィルターの面以外には流体が流通する経路を持たないことが、油水分離の効率性の観点から好ましい。
【００２６】
本発明の油水分離システムにおける上記以外の構造及び構成は、特に限定されない。
前記油水混合液入口及び分離水出口は、それぞれ、１個のみであってもよく、複数個から成っていてもよい。例えば、平面に１個又は複数個の孔を穿った場合、メッシュ状の筺体を用いる場合等も、本発明の範囲に包含される。
ハウジングの形状としては、例えば、円筒状、多面体状、円盤状、球状、楕球状、チューブ状、スパイラル状等、およそ内部を流体が流通し得る形状であれば、制限なく採用することができる。
油水分離フィルターの形状としては、例えば、平膜型、袋型、プリーツ型等であることができ、カートリッジ型であっても構わない。本発明の油水分離システムにおいて、これらのフィルターの１種又は複数種が多段に配置された態様も、好ましく採用することができる。この場合、前記入口から流入した油水混合液は、複数の油水分離フィルターを通過した分離水として、前記出口から排出されることになる。これらのうちの１種又は２種以上をパッケージ化した油水分離フィルターカートリッジも好ましく使用することができる。
【００２７】
油水分離システムとしてより具体的には、例えば、以下のような形状を例示することができる；
両端が開口している円筒形状ハウジングの軸方向中央部付近に、前記円筒の軸方向に垂直に平膜状の油水分離フィルターを配置したシステム：
両端が開口している円筒形状ハウジングの軸方向中央部付近に、前記円筒の軸方向に垂直にプリーツ状の油水分離フィルターを配置したシステム：
一端が開口し、他端が閉塞されている円筒形状の胴体部分に１個又は複数の孔を有し、前記円筒の内面を覆うように袋状の油水分離フィルターを配置したシステム：
リング状保持具によって平面状に固定された油水分離フィルターを配管内部に設置する場合、
等、及びこれらの組み合わせ等。
【００２８】
油水の分離方式としては、例えば、自然ろ過（重力ろ過）、加圧ろ過、減圧ろ過、遠心ろ過等の、任意のろ過方式に準じた方式を採用することができる。しかしながら、油水分離の効率性を重視すると、自然ろ過の形式により分離することが好ましい。
本発明の油水分離システムに対する油水混合液の供給量としては、油水分離フィルターの単位面積当たり、単位時間あたり、１０〜１０，０００Ｌ／（ｍ２・分）とすることが好ましく、５０〜５，０００Ｌ／（ｍ２・分）とすることがより好ましい。この範囲の供給量とすることにより、高い分離効率と高い透水量とを両立することができる。
本発明の油水分離システムは、供給された油水混合液から、水相のみを選択的に透過させて、油分が除去された分離水を出力する。油分は油水分離フィルターにトラップされ、該フィルターを通過しない。ここで、油水混合液中の油分は、油水分離フィルターの撥油性によって、フィルターの油水混合液入口側の面上に油滴となって捕捉される。この油滴は、油水分離処理量の増加に連れて結合して油層を形成するから、これを回収・再利用することができるのである。このことは、本発明の有利な特徴の１つである。
【００２９】
＜油水分離システムの使用態様＞
本発明の油水分離システムは、例えば、石油、石炭、ガス等の掘削において算出される随伴水の精製等に好適に適用される。
ここで、前記随伴水は、例えば、重力分離型式、コアレッサ型式等の公知の油分分離装置を用いて事前処理した後に、本発明の油水分離システムに供給することが、効率的な油水分離の観点から好ましい。この好ましい態様により、例えば油分を４０質量％程度含有する随伴水の場合であっても、油分量を１００ｐｐｍ程度に減ずることができる。
本発明の油水分離システムから出力される分離水は、上記のとおり、油分量が可及的に低減されたものである。しかしながら、供給される油水混合液が水溶性の塩を含有する場合、本発明の油水分離システムは、この塩を有効に除去する能力を有するものではない。そして、前記随伴水は、通常、水溶性塩を含有する。
従って、（好ましくは公知の油分分離装置による事前処理の後に）本発明の油水分離システムによって油分を除去された分離水を、溶解物分離システムによって更に精製することが好ましい。
【００３０】
本発明は、更に、
上記に説明した油水分離システムと、
水溶液から溶質を除去する手段を有する溶解物分離システムと
を接続して成る、浄水システムを提供する。前記溶解物分離システムとしては、正浸透浄水システム又は逆浸透浄水システムであることが好ましい。正浸透浄水システム及び逆浸透浄水システムとしては、それぞれ、公知の態様を採用することができる。
これらのうち、水溶性塩の抽出に加圧操作が不要なこと、及び精製水の純度が高いことから、正浸透浄水システムを採用することが、特に好ましい。
【００３１】
［正浸透浄水システム］
上記正浸透浄水システムは、本発明の油水分離システムによって油分を除去された分離水が流通する供給側領域と、ドロー溶液が流通する引き抜き側領域と、が半透膜を介して隣接する正浸透抽出部、及び
抽出後のドロー溶液から溶質を除去して浄水を分離回収する分離回収部
を有する。
上記ドロー溶液は、水と分離可能な溶質を高濃度で含有する。この溶質としては、例えば、溶解度の温度依存性が大きい溶質、温度変化によって拘束・遊離状態が相互に変換し得る溶質、低温においてガス化する溶質、ｐＨ変化による溶解度の差が大きい溶質、磁気の印加によって分離可能な溶質等を例示することができる。具体的には、
溶解度の温度依存性が大きい溶質として、例えば、プロピレングリコールの単独重合体、エチレングリコールとプロピレングリコールとの共重合体等を；
低温においてガス化する溶質として、例えば、ＮＨ３、Ｒ−ＮＨ２、Ｒ３−Ｎ（ここで、Ｒは炭素数１〜１０のアルキル基である。）等と、ＣＯ２、Ｈ２Ｓ等と、の組み合わせから成る溶質を；
温度変化によって拘束・遊離状態が相互に変換し得る溶質として、例えば、マレイン酸と担持したシリカと、シクロペンタジエン等との組み合わせ等を、
それぞれ挙げることができる。
【００３２】
前記半透膜としては、例えば、酢酸セルロース、芳香族ポリアミド、芳香族スルホン、ポリベンゾイミダゾール、グラフェン、ポリスルフォン等から成る膜を挙げることができる。
本発明の油水分離システムによって油分を除去された分離水と、前記ドロー溶液とが、上記のような半透膜を介して接触することにより、分離水から水のみが前記ドロー溶液に抽出され、水リッチドロー溶液となる。
【００３３】
前記分離回収部は、水抽出後の水リッチドロー溶液から、浄水と溶質とを分離する機能を有する。この分離回収部における水の分離回収手段としては、例えば分離槽、コアレッサ、遠心分離器、ナノフィルター等を挙げることができる。正浸透浄水ユニットにおける分離回収手段としては、溶質リッチな部分の分離の状態に応じて、分離槽、コアレッサ、及び遠心分離器のいずれかを使用するか、或いはこれらのいずれかとナノフィルターとを直列に接続して使用することが好ましい。
【００３４】
正浸透浄水システムによって精製された水は、その水溶性塩濃度が極めて低減されたものである。従って、本発明の油水分離システムと、正浸透浄水システムとを併用することにより、極めて実質的な浄水システムが得られるのである。
【実施例】
【００３５】
実施例１
１．油水分離フィルターの製造（不織布の親水化処理）
ポリプロピレン製不織布（タピルス（株）製、タピルスＰ１００ＳＷ−００Ｘ）を１０ｃｍ×１０ｃｍに切り出し、１２０℃に調温した濃硫酸中に１時間浸漬した。その後、徐々に濃度が低い硫酸中に、１２０℃において１時間ずつ順次に浸漬した。硫酸の濃度は、９０質量％、７５質量％、５０質量％、及び２５質量％とし、この順に使用した。そして、最後に水洗することにより、上記不織布の親水化処理（スルホン化）を行った。
【００３６】
２．事前評価
（１）精製水の滴下試験
上記１．で親水化処理した後の不織布を、実験机上に平坦に静置し、スポイトにより精製水の一滴を滴下して、滴下後の状態を観察した。その結果、滴下水は膜内に浸透した。
（２）ヘキサデカンの滴下試験
上記「（１）精製水の滴下試験」に引き続き、精製水を滴下した位置と同じところに、スポイトによりヘキサデカンの一滴を滴下して、滴下後の状態を観察した。その結果、ヘキサデカンは膜内に浸透した。毛管現象によるものと推察される。
【００３７】
（３）精製水を十分に含浸させた後のヘキサデカンの滴下試験（水含浸後のヘキサデカンの接触角）
上記で親水化処理した後の不織布を、２３℃の精製水中に１時間浸漬し、不織布内に精製水を十分に含浸させた。次いで、水含浸後の不織布を密閉容器に入れ、アスピレーターによる減圧下において、不織布の内部に水を十分に浸透させた。精製水浸漬及び減圧処理後の不織布を実験机上に平坦に静置し、スポイトによって水を滴下して十分に水を含ませた後、スポイトによりヘキサデカンの一滴を滴下して、滴下後の状態を観察した。ヘキサデカンは、不織布上で油滴を形成した。この油滴の不織布に対する接触角は、１０°であった。
【００３８】
（４）親水性の確認
上記「１．油水分離フィルターの製造」で得た親水化処理後の不織布を３ｃｍ×３ｃｍに切り出し、上記「（３）精製水を十分に含浸させた後のヘキサデカンの滴下試験」と同様の精製水浸漬及び減圧処理を行った。この不織布を実験机上に平坦に静置した。該不織布の中央部の約２ｃｍ×２ｃｍの領域に、ヘキサデカンを平滑に塗布した。このヘキサデカン塗膜の中央部に、スポイトにより精製水の一滴を滴下して、滴下後の状態を観察した。その結果、滴下水が膜内に浸透したことから、ヘキサデカンの塗布後であっても該不織布が親水性を維持していることが確認された。
【００３９】
（５）ぬれ張力の測定（ＪＩＳ  Ｋ６７６８）
本試験は、環境温度２３℃の恒温下で行った。
上記１．で親水化処理した後の不織布を、実験机上に平坦に静置し、ぬれ張力試験用混合液（和光純薬工業（株）製、Ｎｏ．２５．４）を数的滴下し、直ちに綿棒を用いて滴下液を不織布の全面に広げて塗膜を形成した。その２秒後に塗膜の中央部を目視観察した。その結果、塗膜は破れを生じず、元の状態を保持していたことから、該不織布のぬれ張力が２５．４ｍＮ／ｍ以下であることを確認した。
【００４０】
３．油水分離フィルターの性能試験
上記１．で親水化処理した後の不織布を油水分離フィルターとして用い、その性能試験を行った。
分離に供する油水混合物としては、精製水及びエンジンオイル（出光ゼプロ社製、品名「エコメダリスト  ＳＮ／ＧＦ−５  ０Ｗ−２０」）の１：１（体積比）混合物を、ホモジナイザーで撹拌したうえで用いた。
直径３０ｍｍの鍔付円筒２個を用いて実験装置を作製した。一対の鍔付円筒の鍔部分に上記不織布を挟み、鍔部をクリップで固定したうえで、受器上に載置した。上部円筒内に精製水３０ｍＬを入れた。その直後、上部円筒内に油水混合物５０ｍＬを約３分間かけて滴下した。滴下終了から１０分経過後に受器中に溜まった液体の量及び状態を調べた。
本試験に使用した実験装置の概略図を図１に示した。油水分離フィルターが所望の性能を有する場合、本実験によって受器に溜まる水の量の理論値は５５ｍＬである。
本実施例においては、受器中に、無色透明の単一層を形成する液体（水）５５ｍＬが得られたことから、上記不織布の油水分離能が確認された。
【００４１】
実施例２〜８
上記実施例１の「１．油水分離フィルターの製造（不織布の親水化処理）」において、被処理不織布として、それぞれ、表２に記載のものを用いた他は、実施例１と同様にして不織布の親水化処理を行い、該親水化処理後の不織布を用いて各種の評価を行った。
なお、実施例３〜５においては、各不織布を、それぞれ、８枚重ね、２枚重ね、及び２枚重ねとして親水化処理及び各種評価に供した。
評価結果は表２に示した。
【００４２】
実施例９
１．油水分離フィルターの製造（不織布の親水化処理）
ポリプロピレン製不織布（タピルス（株）製、タピルスＰ１００ＳＷ−００Ｘ）を１０ｃｍ×１０ｃｍに切り出したものを、予め窒素ガスを飽和させたアクリル酸２０質量％、蒸留水７６．７質量％、ベンゾフェノン０．２質量％、硫酸第１鉄０．１質量％、及びノニオン系界面活性剤３．０質量％よりなる溶液中に、室温下、１０分間浸漬した。浸漬後の不織布から過剰の溶液を除去した後、低圧水銀ランプを用いて５分間の紫外線照射することにより、上記不織布の親水化処理（グラフト化）を行った。
２．評価
上記親水化処理後の不織布を用いた他は、実施例１と同様にして各種の評価を行った。
評価結果は表２に示した。
【００４３】
実施例１０
上記実施例９の「１．油水分離フィルターの製造（不織布の親水化処理）」において、アクリル酸の代わりにメタクリル酸を用いた他は、実施例１と同様にして不織布の親水化処理を行い、該親水化処理後の不織布を用いて各種の評価を行った。
評価結果は表２に示した。
【００４４】
実施例１１
本実施例では、特表２００２−５０２３０６号に記載の方法によって親水化（グラフト化）処理を行った不織布を油水分離フィルターとして用いて各種の評価を行った。
１．油水分離フィルターの製造（不織布の親水化処理）
（１）グラフト処理溶液の調製
０．２質量％カルボキシメチルセルロース水溶液２０ｍｌと、低分子ポリアニリン（ＰＡ）を含有するＮ−メチルピロリドン溶液３ｍｌとを混合して、溶液Ａを調製した(０．７ｇ−ＰＡ／４３ｍｌ−ＮＭＰ)。
ｐ−トルエンスルホン酸一水化物２．０ｇ及びアセトアニリル１０ｍｌから成る溶液と、蒸留水１ｍｌとを混合して、溶液Ｂを調製した。
上記の溶液Ａ及びＢの併合物５０体積％と、３０質量％濃度の過酸化水素水５０体積％とを混合して、溶液Ｃを製造した。
次に、上記の溶液Ｃと、後述するモノマーと、
ポリ（エチレングリコール−４００）ジメタクリレートと
を、４５：４５：１０の体積比率で混合し、これをグラフト処理溶液とした。
【００４５】
（２）不織布の親水化処理
ポリプロピレン製不織布（タピルス（株）製、タピルスＰ１００ＳＷ−００Ｘ）を１０ｃｍ×１０ｃｍに切り出したものを、６０℃に調温したＴＨＦ中に３０分間浸漬し、余分の液体を吸い取って除去した後、
上記で調製したグラフト処理溶液０．１ｇ、アクリル酸１ｇ、Ｎ−メチルピロリジノン（ＮＶＰ）９ｇ、及びポリエチレングリコール（ＰＥＧ）０．２ｇから成る混合液で処理し、更に電子レンジ中で各回５秒間×５回のマイクロ波照射を行うことにより、上記不織布の親水化処理（アクリル酸／ＮＶＰ／ＰＥＧ−グラフト化）を行った。
２．評価
上記親水化処理後の不織布を用いた他は、実施例１と同様にして各種の評価を行った。
評価結果は表２に示した。
【００４６】
実施例１２〜１６
上記実施例１において、表２に記載の親水化不織布をそのまま油水分離フィルターとして用いた他は、実施例１と同様にして各種の評価を行った。
評価結果は表２に示した。
【００４７】
比較例１〜４
上記実施例１において、表２に記載の材料を、親水化処理せずにそのまま油水分離フィルターとして用いた他は、実施例１と同様にして各種の評価を行った。
評価結果は表２に示した。
【００４８】
比較例５
本比較例では、親水化した金属メッシュを油水分離フィルターとして用いて各種の評価を行った。
【００４９】
１．油水分離フィルターの製造
（１）光触媒組成物の調製
還流冷却器、温度計、及び撹拌装置を備えた反応器に、ジオキサン２３５ｇ及びメチルトリクロロシラン２６．０ｇを仕込み、室温において１０分間撹拌した。次いで、得られた溶液を１０〜１５℃に維持しつつ、ここに水４．７ｇ及びジオキサン１８．８ｇからなる混合液を３０分かけて滴下した後、更に１０〜１５℃において３０分間撹拌を継続した。続いて、反応液を６０℃に昇温して３時間撹拌し後、２５〜３０℃に降温した。その後、トルエン２３５ｇを３０分かけて滴下した後、再度反応液を６０℃に昇温して２時間撹拌した。得られた反応液を１０〜１５℃に降温した後、ジメチルクロロシラン２５．１ｇを添加し、更に温度を１０〜１５℃に保ちながら水１．５６ｇ及びジオキサン６．２４ｇからなる混合液を３０分かけて添加した。その後更に２５〜３０℃において２時間撹拌を継続し、続いて反応液を６０℃に昇温して２時間撹拌して、変性シリコーンを得た。
上記化合物の２０質量％トルエン溶液を調製し、その１０ｇに酸化チタンオルガノゾル（商品名：ＴＫＳ−２５１、テイカ（株）製、分散媒：トルエン、ＴｉＯ２濃度２０質量％、数平均粒子径８０ｎｍ）１０ｇを、撹拌下、室温において添加することにより、光触媒組成物を得た。
【００５０】
（２）金属メッシュの親水化処理
ＳＵＳ製の金属メッシュを１０ｃｍ×１０ｃｍに切り出したものに、上記で調製した光触媒組成物をディップコートし、室温において１週間静置して乾燥した。次いで、コート及び乾燥後の金属メッシュに、ＵＶライト（フナコシ株式会社製、品名「ＵＶＬ−５６  Ｈａｎｄｈｅｌｄ  ＵＶ  Ｌａｍｐ」、消費電力６Ｗ、紫外線出力０．１６Ａｍｐｓ、照射孔波長３６５ｎｍ）を１０ｃｍの距離から３時間照射することにより、金属メッシュの親水化処理（光触媒コーティング及び光触媒の励起）を行なった。
【００５１】
２．評価
上記親水化処理後の不織布を用いた他は、実施例１と同様にして各種の評価を行った。
評価結果は表２に示した。
以上の実施例及び比較例で使用した不織布等の厚み、目付け、繊維太さ、及び孔径を、表１に示した。表１中の孔径は、いずれも、バブルポイント法による測定値である。
また、評価結果を表２に示した。
【００５２】
【表１】
2016097356.tif 000003
【００５３】
【表２】
2016097356.tif 000004
【００５４】
【表３】
2016097356.tif 000005
【００５５】
【表４】
2016097356.tif 000006
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本システムは、例えば、海上の油ガス田における排水処理、在来型油ガス田の老化に伴って生成する随伴水の処理、非在来型油ガス田（例えばシェールガス田等）のプロセス水確保及び随伴水処理、工場排水の処理、油の精製等の用途に、好適に使用することができる。
【図１】
2016097356.tif 000007