JP2001321648A - 水と油からなる安定な分散液を製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 極めて分散状態が安定している水と油との混
合、分散系を製造する方法の提供。 【解決手段】 インバーターにより振動モーター２を５
０〜３００Ｈｚの間の所望の振動を発生させ、この振動
を振動応力分散手段を介して処理槽内の振動棒７を一段
または多段に固定した振動羽根８を振幅０．０１〜１
０．０ｍｍ、振動数２００〜２５００回／分で振動流動
させ、処理槽中の水と油を界面活性剤の存在下に、水と
油を撹拌することを特徴とする水と油との安定な分散液
を製造する方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水と油からなる安
定な分散液を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】１９９５年の新聞が報じたところによれ
ば、米キャタピラー社とエネルギーベンチャー企業のＡ
−５５（ネバタ州）は、共同で、水５５％とガソリン４
５％とを特殊な添加剤を用いて混合した状態とし、これ
を特殊な触媒を通してエンジン内に噴射させて燃焼させ
る技術を開発したと報じている。

【０００３】このように、ガソリンなどの油に水を混ぜ
合わせると、燃焼時の排気ガスを大幅に減らせるほか、
空気中では燃えにくく引火などの危険性が極めて低くな
るので、このような技術に対する期待は極めて大きいも
のがあるが、残念ながら前述の技術が未だ普及していな
いところをみると、水とガソリンとの混合物を安定に存
在させることができない点に原因があるのではないかと
想像される。

【０００４】水と油を混合させる方法としては、適量の
界面活性剤の存在下に水と油をプロペラ式撹拌機で混合
する方法が知られている。しかし、マヨネーズのように
粘度の高く、卵が混ざっているものは長い間安定な混合
分散状態を保つことができるが、ガソリン、軽油、灯油
などの液状燃料を水中に多量に分散させ、かつそれを安
定な状態に維持することは極めて困難であり、このよう
な分散系が安定に存在しうるという知見は未だ知られて
いない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、極め
て分散状態が安定している水と油との混合、分散系を製
造する方法を提供する点にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第一は、インバ
ーターにより振動モーターを７０〜３００Ｈｚ、好まし
くは１００〜２００Ｈｚ、とくに好ましくは１４０〜１
８０Ｈｚの間の所望の振動を発生させ、この振動を振動
応力分散手段を介して処理槽内の振動棒を一段または多
段に固定した振動羽根を振幅０．０１〜１０．０ｍｍ、
振動数８００〜２５００回／分で振動流動させ、処理槽
中の水と油を界面活性剤の存在下に、水と油を撹拌する
ことを特徴とする水と油との安定な分散液を製造する方
法に関する。なお、水と油の割合はとくに制限するもの
ではないが、水：油の割合が１：９９〜９０：１０の広
い範囲において適用できる。

【０００７】本発明の第二は、水と油の合計量に対し
て、水に可溶性のアルコール類を２０重量％以下、好ま
しくは５〜１５重量％の割合で共存させてなる請求項１
記載の水と油との安定な分散液を製造する方法に関す
る。

【０００８】本発明の第三は、前記第一または第二の発
明を電気石（ｔｏｕｒｍａｌｉｎｅ）の存在下に実施す
る点にある。

【０００９】本発明装置の１例を添付の図１〜３により
詳細に説明する。図１は、本発明装置の１例を示すもの
であって、１部縦断正面図である。図２、図３は、前記
装置を上部開放型円形タンク（処理槽）１に取付けた状
態を示す。処理槽１内には処理される水と油が入ってい
る。本発明の装置は振動モーター２に振動棒７が取付け
られ、さらに、振動棒７に、振動羽根８が好ましくは図
示されていない押え板を介して振動羽根用固定部材９例
えばナットや固定板等により回転不能に固定されてい
る。本例では振動羽根８は５枚で構成されている。振動
モーター２の振動を処理槽１に伝達させないため、振動
モーター２を上面に支持固定する本体載置台４ａの下方
に振動吸収機構を設ける。振動吸収機構は、台板４ｂと
本体載置台４ａとの間にバネ３を介装し、横すべり防止
のため台板４ｂ上に固定したガイドシャフト５を本体載
置台４ａに上下に摺動可能にスプリング（バネ）３内を
上下に分断的に貫通して（図１１参照）本体載置台４ａ
をガイドしている。上記バネ３に代え、ゴム等の緩衝体
を用いてもよい。この場合には、ガイドシャフト５と緩
衝体は別位置に設ける。羽根の形状は、図９に示すもの
を使用した。羽根は金属製またはプラスチック製で厚み
１．５ｍｍのものを使用した。角度は水平である。

【００１０】振動数を制御するためトランジスターイン
バーター３５を振動モーターの前に結線し、２００Ｖを
供給する。振動モーター２の振動エネルギーは振動吸収
体機構の振動吸収体、例えばバネ３により処理槽１から
絶縁され、該エネルギーは振動棒７より処理される水に
振動羽根８により伝えられ、処理される水が循環流動す
る。振動発生手段として振動モーター２を使用すること
ができる。振動モーターは、いわゆる高周波バイブレー
タの範ちゅうに属するものであり、例えば村上精機工作
所製の３相２００Ｖ、０．０７５〜３．７ｋＷの商品名
「ハイフレユーラス」の各種グレードを液量に応じて選択
使用することができる。

【００１１】前記振動羽根は、インバーターにより制御
された振動モーターにより７０〜３００Ｈｚ、好ましく
は１００〜２００Ｈｚ、とくに好ましくは１４０〜１８
０Ｈｚの間の任意の特定の振動を生じるが、この振動羽
根の材質および厚みは、この振動により羽根がしなりな
がら振動するものであることが好ましい。

【００１２】また、振動羽根の形状は、板に切り込み部
を有しないものであることが好ましい。切り込みがある
と振動による材質疲労が原因で切り込み部分から羽根に
亀裂が発生するので好ましくない。もっとも好ましい形
状は羽根の先端部以外は振動棒に固定する振動羽根の付
け根部分の幅と同一の幅をもつ短冊状のものである。

【００１３】本発明においては、振動応力分散手段を設
けることが好ましい。応力分散手段を用いた本発明装置
の１例を図１３に示す。図１３における接続部１１を構
成する応力分散手段としては、例えばつぎのような手段
を挙げることができる。

【００１４】一つの振動応力分散手段について述べれ
ば、振動発生手段と振動棒の接続部において、振動発生
手段の下部および／または上部の振動棒の周りに設けら
れるゴム質リングを設ける。ゴム質リングは肉厚のもの
が好ましい。

【００１５】例えば、図４または図５に示すように、振
動伝達部材３７に振動棒７を連結するに当り、振動伝達
部材３７の所定の穴に振動棒７を通し、振動棒７の端部
をナット１２、１３、ワッシャーリング１６により固定
し（図４の場合は振動伝達部材３７とワッシャーリング
１６の間にゴム質リング１８′を介在させている）、一
方、振動伝達部材３７の反対側は、振動棒７に前記の合
成ゴム質リング１８を挿入し、ナット１４、１５により
固定する。

【００１６】ゴム質リング１８や１８′を全く使用しな
いケースにおいては、振動応力が振動伝達部材と振動棒
との接合部分近辺に集中し、振動棒が折れ易いという問
題点があったが、ここにゴム質リングを挿着することに
より、完全に解消することができた。とくに、ゴム質リ
ングを使用しないで振動数を１００Ｈｚ以上に高くした
場合には振動棒の折れがしばしば発生していたが、これ
により、そのような心配がなく振動数を高くすることが
できる。

【００１７】前記ゴム質リングは、硬い天然ゴム、硬い
合成ゴム、合成樹脂等のショアーＡ硬度８０〜１２０、
好ましくは９０〜１００の硬質弾性体により構成するこ
とができる。とくに、ショアーＡ硬度９０〜１００の硬
質ウレタンゴムが耐久性、耐薬品性の点で好ましい。

【００１８】もう一つの振動応力分散手段は、振動発生
手段と振動棒の接続部において、振動発生装置と振動棒
の間に金属線束を挿入することである。例えば、図６に
示すように、振動伝達部材３７に振動棒７を連結するに
当り、補助振動棒７′と金属線束２３を介在させるもの
である。なお、場合により、補助振動棒７′は使用しな
いで、金属線束２３を直接振動伝達部材３７に連結する
こともできる。具体的には、補助振動棒７′の一端をナ
ット１２、１２′、１３、１３′、ワッシャーリング１
６、１６′により振動伝達部材３７に固定し、この他端
にナット１９と接続リング２０を介して金属線束２３の
一端を連結し、ついで金属線束２３の他端に接続リング
２１とナット２２を用いて振動棒７を連結した。これに
より、ゴム質リングを用いた場合と同様の効果を奏する
ことができる。

【００１９】金属線束は、その構造が吊り橋のケーブル
としてよく利用されているタイプのものであって、たく
さんの金属単線あるいは金属撚線を端部で外側より結束
したものであり、通常結束には金属被覆部を用いる。こ
の金属線束と他物との連結には、前記金属被覆部にネジ
を切ることにより達成できる。

【００２０】金属線束の大きさは、直径が振動棒と同じ
位であり、長さは振動により上下の金属線束の被覆部や
該被覆部に取付けられた接続リング同士が接触しない程
度の長さがあればよい。

【００２１】通常、振動モーターは、処理槽上、処理槽
側壁にあるいは固い床上に架台をおきその上にセットす
る。槽の厚みが薄く（ステンレス槽５ｍｍ以下）液の振
動によりタンク側壁や床面に振動が伝えられる場合は槽
の外側に架台を設置することが好ましい。槽の厚みが５
ｍｍ以下の場合には、槽の側壁にバンドを締めるような
要領で補強部材を付設し、そこに振動装置を設置すると
よい。振動モーターの発生する振動は、基本振動部材を
介して振動棒に伝えられる。この場合、振動モーターは
通常基本振動部材の下側に吊り下げる形でセットするこ
とが好ましい（図１４参照）。このようにすることによ
り重心を下げることができ、横ぶれの発生を極めて少な
くすることができる。

【００２２】本発明における振動発生手段は、通常、振
動モーター（電機モーター、エアーモーター等も含む）
により基本振動部材や振動伝達部材などを振動させるシ
ステムを採用している。振動モーターに代えて電磁マグ
ネットあるいはエアーガンなどの振動発生手段も使用す
ることができる。

【００２３】振動羽根部は、振動羽根と振動羽根用固定
部材よりなるが、振動羽根を複数枚重ねたもの、あるい
は振動羽根と振動羽根用固定部材を一体成形したものを
使用することができる。

【００２４】前記振動羽根は、材質として、好ましくは
薄い金属、弾力のある合成樹脂等が使用できるが、振動
モーターの上下の振動により、少なくとも羽根板の先端
部分がフラッター現象（波を打つような状態）を呈する
厚みであり、これにより系に振動に加えて流動を与える
ことのできるものが好ましい。金属の振動羽根の材質と
してチタン、アルミニウム、銅、鉄鋼、ステンレス鋼、
磁性鋼などの磁性金属、これらの合金が使用できる。合
成樹脂としては、ポリカーボネート、塩化ビニル系樹
脂、ポリプロピレンなどが使用できる。振動エネルギー
を伝えて振動の効果を上げるため厚みは特に限定されな
いが一般に金属の場合は０．２〜２ｍｍ、プラスチック
の場合は０．５〜１０ｍｍが好ましい。過度に厚くなる
と振動撹拌の効果が減少する。

【００２５】振動羽根の材質として弾性のある合成樹脂
等を使用する場合には、厚みは特に限定されないが一般
に０．５〜５ｍｍが好ましいが、金属たとえばステンレ
スの場合は０．２〜１ｍｍたとえば０．６ｍｍのものが
好ましい。また、振動板の振幅は、０．１〜１５ｍｍ、
好ましくは０．５〜５ｍｍである。

【００２６】振動軸に対し振動羽根は一段又は多段に取
り付けることができる。振動羽根を多段にする場合、水
位、容量、振動モーターの大きさにより変化し、必要に
応じて５〜７枚と増加することができる。多段の段数を
増加する場合、振動モーターの負荷を大きくすると振動
巾が減少し、振動モーターが発熱する場合がある。振動
羽根は一体でもよい。振動軸に対し振動羽根部の角度は
水平でもよいが、ある程度の角度をもたせることがで
き、角度α（図１２参照）が５〜３０度とくに１０〜２
０度にして振動に方向性をもたせることもできる。

【００２７】振動羽根は振動羽根用固定部材により上下
両面から挾みつけて振動棒に固定することにより振動羽
根部を形成することができる。また、振動羽根用固定部
材と振動羽根は振動軸の側面からみて図１２に示すよう
に一体的に傾斜していることができる。

【００２８】また、振動羽根と振動羽根用固定部材は例
えばプラスチックスを用いて一体成形することにより製
造することもできる。この場合は振動羽根と、振動羽根
用固定部材を別々に使用する場合に較べて、その接合部
分に被処理物が浸入、固着し、洗浄に手間がかかるとい
う欠点を回避することができる。また、羽根と固定部材
を一体化したことにより、厚みの段差が発生せず、応力
集中を避けることができるので、羽根の使用寿命を大幅
に延長することができる。

【００２９】一方では振動羽根と振動羽根用固定部材を
別々に作っておけば、振動羽根のみをとりかえることが
できるが、一体成形のものでも交換は可能である。この
場合の振動羽根、振動羽根用固定部材、一体成形品はプ
ラスチックスに限らず、前述の種々の材料が使用でき
る。振動羽根用固定部材９や１０を使用するときは、上
下から振動羽根をはさみつけて使用するが、この固定部
材は上下で、その大きさを異ったものとすることもで
き、これにより振動応力を分散させることができる。

【００３０】また、図１２にみられるように、振動羽根
用固定部材１０と振動羽根８の間に合成樹脂シート例え
ば弗素樹脂シートまたはゴムシート３３を介在させ、こ
れにクッション作用を持たせることにより振動羽根の応
力を分散することができる。また、前記合成樹脂シート
やゴムシート３３は前記振動羽根用固定部材１０より長
めで、振動羽根の先端方向にやゝ突出している長さとす
ることが好ましい。

【００３１】振動羽根または振動羽根用固定部材などよ
りなる振動羽根部は、ナットを用いて振動棒に固着する
ことができる。振動羽根および／または振動羽根用固定
部材を多数振動棒に取付ける場合には、図１３に示すよ
うにナット２９で固定した後、振動棒に丁度嵌合する円
筒状の一定の長さのスペーサ３０を１個（図１３参照）
または複数個（図１２参照）挿入することにより、振動
羽根および／または振動羽根用固定部材の間隔を簡単に
一定化することができる。

【００３２】振動羽根（または振動羽根部）の形状は、
いろいろな形状を採用することができる。その１例を図
８〜９に示す。図８（ａ）の振動羽根８、８は、一枚の
板を十字状に切り抜いて作ってもよいし、矩形状のもの
を２枚重ねて作ってもよい。固定部材１０は振動羽根の
巾と同じ〔図８（ａ）、図９（ａ）〕でもよいし、振動
羽根の巾より狭くてもよい〔図８（ｂ）、図９（ｂ）参
照〕。これらの場合、特願平６−３３７１８３号の図
７、８のように羽根に切欠部を設けると、長期使用の場
合に振動羽根や固定部材の破損を誘発する傾向があるの
で、切欠部を設けないことが好ましい。

【００３３】振動羽根に図１２のように角度αを与えた
場合には、特願平６−３３７１８３号の図２２に示すよ
うに多数の振動羽根のうち、下位の１〜２枚を下向きの
角度とし、それ以外のものを上向きの角度とすることも
できる。このようにすると、処理槽底部の撹拌を充分行
うことができ、下部に溜りが発生するのを防止すること
ができる。

【００３４】以上は、振動棒が１本の場合について説明
してきたが、振動棒は複数本であってもよいことは勿論
であり、多軸にすることにより大型の処理槽の撹拌に有
効である。この具体例を図１５〜図１７に示す。この具
体例は振動棒を２本としたケースであり、図１６にそれ
がよく示されている。

【００３５】振動羽根部の振動に伴って発生する振動羽
根の“しなり現象”の程度は、振動を与える周波数、振
動羽根の長さと厚み、被撹拌物の粘度、比重などによっ
て変化するので、与えられた周波数においてもっともよ
く“しなる”長さと厚みを選択することができる。周波
数と振動羽根の厚みを一定にして、振動羽根板の長さを
変化させてゆくと、振動羽根のしなりの程度は図１０に
示すように長さ（固定部材より先の部分の長さ）が大き
くなるに従ってある段階までは大きくなるが、それをす
ぎるとしなりは小さくなり、ある長さはときにはほとん
どしなりがなくなり、さらに振動羽根を長くするとまた
しなりが大きくなるという関係をくりかえすことが判っ
てきた。その様子のモデルを図１０に示す。

【００３６】したがって、振動羽根の長さ（固定部材よ
り先の部分の長さ）は、好ましくは、第１回目のピーク
を示す長さか、第２回目のピークを示す長さを選択する
ことが好ましい。第１回目のピークを示す長さにする
か、第２回目のピークを示す長さにするかは、系の振動
を強くするか、流動を強くするかによって適宜選択でき
る。第３回目のピークを示す長さを選択した場合は、振
動巾が小さくなり、用途が限られる。

【００３７】周波数１５０〜１８０Ｈｚ、７５ｋＷのＫ
ＨＥ−１−２Ｔ（株式会社村上精機工作所製）でＳＵＳ
３０４製の振動板のいろいろの厚みのものについて、ほ
ゞ第１回目のピークを示す長さ、第二回目のピークを示
す長さを求めたところ、つぎのような結果が得られた。

【表１】 なお、この実験における長さは、振動羽根用固定部材の
先端から振動羽根の先端までの長さで示したものであ
り、振動棒中心から前記固定部材先端部までの長さは２
７ｍｍ、振動羽根の角度αは上向き１５゜の場合であ
る。

【００３８】振動羽根の厚みは、被処理物の粘度、振動
条件により好ましい範囲は異なるが、振動羽根が折れる
ことなく、羽根のように充分しなうことのできる程度の
厚みとするのが、もっとも振動撹拌の効率を高めること
ができる。

【００３９】この点から振動羽根は、系の流動に大きく
寄与し、振動羽根用固定部材は系の振動に寄与している
ものと推定される。

【００４０】振動棒に固定するためにはナット（図中ナ
ットは省略している場合が多い）を用いて基本振動部材
または振動伝達部材などの振動羽根を固着することがで
きるが、特願平６−３３７１８３号の図１８に示すよう
にナットの代りにストッパーリングを用いることができ
る。ストッパーリングを用いることにより振動棒を上下
させて液中の振動棒の長さを変化させることができるの
で、処理槽の大きさに応じて振動棒の長さを任意に調整
することができる。また、振動棒を金属製よりプラスチ
ック製などに容易に取り替えることができる。このよう
に処理槽内の液の性質により容易に振動棒や振動羽根な
どの撹拌手段を変更できることは、従来のプロペラ式撹
拌機では全く行なえないことである。

【００４１】また、本発明においては、振動発生手段と
処理槽は、図１３、図１４の振動発生手段において、図
１１に示すように振動伝達部材３７から下方に垂直に伸
びた四本の支持棒４７、それに対応して処理槽側から上
方に垂直に伸びた支持棒４８および上下支持棒４７、４
８を取り巻くスプリング３６により係合されていること
が好ましい。とくに上と下の支持棒４７、４８は前記ス
プリング３６により非接触状態に保たれていることが好
ましい。これにより、振動発生手段に横ゆれが発生して
も前述の係合部分でうまく横ゆれを吸収することがで
き、装置全体に好ましくない横ゆれの発生、それに伴う
騒音の発生を防止することができる。

【００４２】振動発生手段と処理槽の間のスプリングを
用いた横ゆれ防止手段のかわりに、振動発生手段と処理
槽との間に、（イ）ゴム板または（ロ）ゴム板（板状ゴ
ム）と金属板との積層体よりなる振動吸収部材を用いる
こともできる。

【００４３】本発明における振動吸収手段としての
（イ）ゴム板または（ロ）ゴム板と金属板との積層体
は、ゴム板により振動モーターを含む振動発生装置の振
動を吸収させ、かつ金属板とゴム板が一体になって、あ
るいはゴム板単独で振動モーターを含む振動発生装置の
重量を受け止めかつ、振動棒以外に振動が伝わらないよ
う無駄な振動を吸収する働きをしているものである。し
たがって、金属板とゴム板の積層体は、それぞれの間を
接着剤により接着してもよいが、接着しないで単に積み
重ねただけのものであってもよい。

【００４４】ゴム板またはその積層体の厚みは、前述の
とおり振動発生装置の重量に耐えうるものであるととも
に、振動発生装置の振動を振動棒や振動羽根以外のもの
にはできるだけ伝達しないように吸収するという目的に
叶うものであればよい。

【００４５】積層体は、金属板／ゴム板〔例えば図１８
の（ａ）参照〕または金属板／ゴム板／金属板〔例えば
図１８の（ｂ）参照〕あるいはこれらの繰り返し〔例え
ば図１８の（ｃ）または（ｄ）参照〕よりなる構成であ
ることができる。

【００４６】前記ゴム板またはその積層体は、振動棒が
貫通するための孔が存在するだけで処理槽全体を覆う密
閉型のもの（金属板は槽の外枠と同一または大きいが、
ゴム板は槽の内側に栓をするようにくいこむ形のものも
使用できる）〔例えば図１９の（ａ）参照〕、前記貫通
孔の個所で二分割されている準密閉型のもの〔例えば図
１９の（ｂ）参照〕、あるいは処理槽の枠にほゞ一致す
る部分をのぞき中央部が開口している開放型のもの〔例
えば図１９の（ｃ）参照〕などを例示することができ
る。図１９の（ｂ）のタイプのものは、２つに分割され
たゴム板を両方から分割面に押しつけるようにしてセッ
トすれば、ほゞ密閉型と同一の働きを示す。

【００４７】完全密閉型とする場合には、振動棒がゴム
板またはその積層体を貫通する個所を可変形性シール部
材でシールする必要がある。このようなシールをすれ
ば、有毒ガスが発生する反応系の撹拌において、とくに
有利である。可変形性シール部材としては、軟らかいゴ
ムが使用できる。このような可変形性シール部材を使用
しない場合でも、ゴム板またはその積層体の主成分がゴ
ムであるうえ、振動棒の上下振動は通常２０ｍｍ以下、
好ましくは１０ｍｍ以下、とくに好ましくは５ｍｍ以下
であり、下限は０．１ｍｍ以上、好ましくは０．５ｍｍ
以上、といった程度であるから、ゴム板またはその積層
板の伸縮が振動棒の上下動にかなり追従することができ
るので予想外に摩擦熱は発生せず、単にゴム板またはそ
の積層体に振動棒の外径とほゞ同じ径の穴を開け、これ
に振動棒を通すのみで、可成り満足できる密閉状態を形
成することができる。また、前述の準密閉型の密閉状態
もほゞこれに準ずる密閉状態の形成が可能である。ま
た、シール部材と振動棒が一体となった密閉型市販品と
してはＮＨＫ ＣＯ．，ＬＴＤ．社のＮＳ・・・Ａ形
〔コンパクトタイプ〕直線運動用やＮＳ形〔重荷重タイ
プ〕直線運動用を採用することもできる。

【００４８】積層体における金属板とゴム板との関係
は、通常金属板の平面図とゴム板の平面図が一致するも
のを積層して積層体としたものであるが、図２０の斜視
図（一部断面図）のような形状のものを使用することが
できるが、この場合でも、上下の補助板を除く、ゴム／
金属積層体の上下面の表面積が、積層体の中心線に沿っ
て上から下に切断して形成される積層体の表面積より大
きいものであることが必要である。このような条件を満
さないと、積層体が振動するとき側面からみて多少であ
るが「くの字」型に変形し、振動棒に歪がかかるので好
ましくない。したがって、この場合の積層体部分は金属
板とゴム板とがそれぞれ少なくとも１〜２層以上積層さ
れているタイプのものが好ましい。おおむね５層以下で
充分である。

【００４９】前記ゴム板は、合成ゴムあるいは天然ゴム
の加硫物であることができ、ＪＩＳＫ６３８６で規定す
る防振ゴムが好ましい。

【００５０】前記合成ゴムとしては、クロロプレンゴ
ム、ニトリルゴム、ニトリル−クロロプレンゴム、スチ
レン−クロロプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエ
ンゴム、イソプレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエ
ン共重合体ゴム、エピクロルヒドリン系ゴム、アルキレ
ンオキシド系ゴム、フッ素系ゴム、シリコーン系ゴム、
ウレタン系ゴム、多硫化ゴム、フォスファビンゴムなど
を例示することができる。市販ゴムシートとしては、天
然ゴム板、絶縁ゴム板、導電性ゴム板、耐油性ゴム板
（ＮＢＲなど）、クロロプレンゴム板、ブチルゴム板、
ハイパロン（登録商標）ゴム板、ＳＢＲゴム板、シリコ
ンゴム板、フッ素ゴム板、アクリルゴム板、エチレンプ
ロピレンゴム板、ウレタンゴム板、エピクロルヒドリン
ゴム板、難燃性ゴム板等が入手でき使用することができ
る。これらのゴム材料としては、とりわけ、ＪＩＳＫ６
３８６（１９７７）記載の物性をもつ防振ゴムの物性を
満足するものが好ましい。とくに静的せん断弾性率４〜
２２ｋｇｆ／ｃｍ^２、好ましくは５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ
^２、伸び２５０％以上のものが好ましい。

【００５１】前記金属板としては、ステンレス板、鉄
板、銅板、アルミニウム板、その他各種合金板などを挙
げることができる。また、金属板として撹拌棒の蓋をそ
のまま転用することもできる。

【００５２】本発明においては、前記（イ）ゴム板また
は（ロ）ゴム板と金属板との積層体よりなる振動吸収部
材の使用に加えて、処理槽とその据え付け部との間に任
意の振動吸収機構を付設することが好ましい。この振動
吸収機構は、前記据え付け部の上方に所望の厚みのゴム
層を設けることにより達成することができる。このよう
なゴム材としては、耐震構造建築の振動吸収材として用
いられているゴム材を用いることが好ましい。また、場
合によりゴム層に代えて重ね板ばね、皿ばねなどを用い
ることもできるし、前記ゴム層と併用することもでき
る。

【００５３】また、振動モータの取付け態様は、図１３
の方式でも図１４の方式でもよい。

【００５４】この横ゆれ防止機構を備えた振動撹拌タイ
プの本発明の水と油からなる安定な分散液を製造する装
置の１例は、図１３および図１４に示し、これらの図に
おける横ゆれ防止機構の拡大図は、図１１に示す。図中
３６はスプリング、４６は処理槽またはそれに設けられ
た架台あるいは補強部材、４７は基本振動部材または振
動伝達部材より下方に垂直に伸びた支持棒、４８は前記
４６より上方に垂直に伸びた支持棒である。図１３のタ
イプは振動棒７に直接振動羽根８を振動羽根用固定部材
１０で固定したものであり、図１４のタイプは、振動棒
７を途中で２つに分割し、分割振動棒３４、３４に分か
れ、分割振動棒３４、３４には、振動羽根８、８……が
かけ渡されており、この振動羽根８、８……が振動する
ことにより系に振動撹拌を与える。

【００５５】横ゆれ防止機構として、ゴムまたはゴム／
金属積層体を用いた本発明の水と油からなる安定な分散
液を製造する装置の例を図２１と図２２に示す。

【００５６】本発明によれば、処理液を１００ｍｍ／秒
以上、好ましくは２００ｍｍ／秒、とくに好ましくは２
５０ｍｍ／秒以上の流速で流動させることができる。な
お、この流速は、３次元電磁流速計（アレック電子株式
会社製商品名ＡＣＭ３００Ａ）を用いて測定したもので
ある。

【００５７】前記水に可溶性のアルコールとしては、と
くに水に対する溶解度が実質的に無限大のアルコール類
が好ましく、その具体例としては、メチルアルコール、
エチルアルコール、１−プロピルアルコール、２−プロ
ピルアルコールなどの１価アルコール；エチレングリコ
ール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジ
オール、イソブチレングリコール、１，４−ブタンジオ
ール、２，３−ブタンジオールなどの多価アルコール、
エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリ
コールモノメチルエーテルなどのアルコールエーテルを
挙げることができる。水に対する溶解度が無限大ではな
いが、水に可溶性の他のアルコールの例としては、ｄｌ
−１，２−ブタンジオール、ｄｌ−１，３−ブタンジオ
ール、イソプロピルアルコール、１−ブチルアルコー
ル、２−ブチルアルコールなどを挙げることができる。
高級アルコールも前記アルコール類と併用するなどして
使用することができる。また、アルコール以外の溶剤も
使用可能である。とくに油類の割合が高い場合には水可
溶性に左程こだわる必要がない。

【００５８】前記電気石（ｔｏｕｒｍａｌｉｎｅ）とし
ては、一般式

【化１】 ＸＹ_９Ｂ_３Ｓｉ_６Ｏ_２７（ＯまたはＯＨまたはＦ）_４ （式中、ＸはＣａ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｎよりなる群から選ば
れた少なくとも１種の元素であり、ＹはＭｇ、Ｆｅ、Ａ
ｌ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｌｉよりなる群から選ばれた少
なくとも１種の元素である）などで示される１９８７年
２月１５日共立出版株式会社発行「化学大辞典６」第２４
６頁記載のホウ素含有シクロケイ酸塩鉱物や平成７年１
１月３０日株式会社保育社発行「岩石鉱物」第８６頁記載
の一般式

【化２】 ＸＹ_３Ａｌ_６（ＢＯ_３）_３（Ｓｉ_６Ｏ_１８）（ＯＨ）_４ （式中、ＸはＮａ、Ｃａよりなる群から選ばれた元素で
あり、ＹはＡｌ、Ｆｅ、Ｌｉ、Ｍｇよりなる群から選ば
れた元素である）で示されるホウ素含有シクロケイ酸塩
鉱物であり、具体的鉱物名としては、ショール〔ＮａＦ
ｅ_３Ａｌ_６Ｂ_３Ｓｉ_６Ｏ_２７（ＯＨ）_４〕、ドラバイト
〔ＮａＭｇ _３Ａｌ_６Ｂ_３Ｓｉ_６Ｏ_２７（ＯＨ）_４〕、エ
ルバイト〔ＮａＬｉ_３Ａｌ_６Ｂ_３Ｓｉ_６Ｏ_２７（ＯＨ）
_４〕、チラサイト、石灰苦土電気石〔ＣａＭｇ_４Ａｌ_５
Ｂ_３Ｓｉ_６Ｏ_２７（ＯＨ）_４〕、リシア電気石〔Ｎａ
（Ａｌ，Ｆｅ，Ｌｉ，Ｍｇ）_３Ｂ_３Ａｌ_３（Ａｌ_３Ｓｉ
_６Ｏ_２７）（Ｏ，ＯＨ，Ｆ）_４〕などがある。

【００５９】前記電気石は、例えばステンレス金網など
で作ったカゴなどに入れた状態で処理槽内に吊り下げ、
処理液と接触する状態にして使用する。電気石の個々の
大きさはカゴからこぼれ出ない範囲において小さいほど
接触面積が大きくなるので好都合である。使用量に制限
はないが、水と油の合計量に対し、１〜１０％程度の割
合で使用するのが一応の目安である。

【００６０】アルコール類や電気石の併用により、界面
活性剤の使用量を一層少なくすることができる。

【００６１】本発明における油とは、石油、重油、廃
油、灯油、軽油、ガソリンなどの炭化水素系油あるいは
動物油、植物油などを挙げることができるが、油−樹脂
結合体、長油性アルキッド樹脂や短油性アルキッド樹脂
のように油変性樹脂は本発明における油ではない。

【００６２】本発明において、ガソリン、軽油、灯油あ
るいは重油に水を加えて安定な分散液とした燃料は、廃
ガス中に有害成分が少なく、燃焼効率も高いので、経済
的である上、ＮＯｘやＳＯｘの発生量が少なく、極めて
地球環境にやさしい燃料である。また、タンカー底部や
ガソリンスタンド貯油槽底部に堆積する廃棄用ビルジ廃
油のように、処理に困っていた廃油や廃塗料も、本発明
により水と油の分散液とすれば充分燃料として使用する
ことができる。

【００６３】本発明によれば、機械油、潤滑油、天ぷら
油などの廃油についても水と安定な分散液とすることが
できるので、これらも新しい燃料としての道が開ける。
また場合によっては、脱脂剤廃液、金属加工等の廃油エ
マルジョン、工業用クリーニング廃液などに直接本発明
を適用することもできる。また、これらに他の廃油を加
えて本発明を適用したものは、燃料として使用できる。
さらに水のかわりに界面活性剤を含んでいるめっき工程
の脱脂廃液を用いることもできる。この場合は脱脂廃液
の処理と界面活性剤の節約が同時に達成できる。

【００６４】食品分野では、マヨネーズやドレッシング
のように食用油と水系成分との分散体がいろいろ用いら
れており、そのためには高価なホモジナイザーが用いら
れているが、本発明を適用すれば、高価なホモジナイザ
ーより一層均一に分散されたマヨネーズやドレッシング
を得ることができる。

【００６５】本発明に用いる界面活性剤としては、とく
に制限はないが、使用する油に対する親和性と水に対す
る親和性のバランスのとれたものが好ましい。通常、硫
酸エステル型、スルホン酸型のアニオン系界面活性剤や
アルキレンオキサイド系非イオン界面活性剤、ポリオキ
シアルキレンアルキルフェノール系非イオン界面活性剤
などを挙げることができる。油が食用油の場合には、ソ
ルビトール脂肪酸エステル系やポリオキシエチレンソル
ビトール脂肪酸エステル系などの人体に無害の界面活性
剤を選択することは当然である。また高分子分散剤も使
用可能であり、とくに前記界面活性剤と併用して使用す
ることができる。高分子分散剤としては、水溶性でんぷ
ん、リグニンスルホン酸ソーダなどの天然系高分子、ア
ルキルナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウ
ム塩、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコー
ルなどの合成高分子などを挙げることができる。

【００６６】界面活性剤の使用量は、混合系に対して、
０．８重量％以下、好ましくは０．５重量％以下、さら
に好ましくは０．３重量％以下、一般的には０．０１〜
０．５重量％、好ましくは０．１〜０．３重量％で使用
する。

【００６７】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれにより何ら限定されるものではない。

【００６８】実施例１ 図１〜３に本発明の実施例に使用する振動撹拌手段と処
理槽を示す。図１は、本発明の実施例１に用いた装置の
断面図であり、図２は、図１の他の断面図であり、図３
は上面図である。振動撹拌手段を駆動するための振動モ
ーターは、株式会社村上精機工作所の３相、２００Ｖ、
７５Ｗの高周波（１５０〜１８０Ｈｚ）振動モーターハ
イフレユーラスＫＨＥ−１−２Ｔを用い、処理槽は内寸
１１００×４５０×５００（ｍｍ）のステンレス容器を
用いた。振動撹拌機は図１〜２に示すように、２本の振
動棒（ＳＵＳ３０４製）の間に５枚の振動羽根（ＳＵＳ
３０４製）を取り付けたものであり、上４枚の振動羽根
は水平方向から１５°上向きに、一番下の振動羽根は水
平方向から１５°下向きに取り付けたものである。 使用界面活性剤 ・アルキルエーテル硫酸エステルナトリウム ・脂肪酸アルカノールアミド ・アルキルアミンオキシド ・ポリオキシエチレンアルキルエーテル（主成分） ・アルキルベタイン を４０％含有しているＪＩＳ Ｋ ３３７０の洗浄剤と
表示されている花王石鹸株式会社製商品名「ファミリ
ー」を処理液５リットルに対し、１５ｍｌの割合で用い
た。 振動撹拌条件：インバーターにより振動モーターを１８
０Ｈｚで振動させた。

【００６９】各組成物の乳化状態は、下記表のとおりで
ある。

【表２】 △：１２時間後に若干の分離がみられた。 ◎：７日後においても非常に良好なエマルジョンであっ
た。 ガソリンは、ＪＩＳ Ｋ ２２０１（１９８０）１号の
ものを使用。

【００７０】

【表３】 △：１２時間後に若干の分離がみられた。 ○：７日後においても良好なエマルジョンであった。 灯油は、ＪＩＳ Ｋ ２２０３（１９８２）２号を用い
た。

【００７１】

【表４】 △：１２時間後に若干の分離がみられた。 ○：７日後においても良好なエマルジョンであった。 重油は、ＪＩＳ Ｋ ２２０５（１９８０）１種１号Ａ
重油を用いた。

【００７２】実施例２ 実施例１と同様の要領で、同量の界面活性剤を用いて６
０分間振動撹拌して得られたガソリン／水混合物、灯油
／水混合物、Ａ重油／水混合物について、燃焼試験を行
ったところ、下記の結果が得られた。

【００７３】燃焼は、灯油／水混合物およびＡ重油／水
混合物の場合は、三浦工業（株）のボイラーＳＩ−２０
００を使用した。ボイラー効率９５．０％、空気比１．
２４％、煙突の口径３００ｍｍ、煙突の高さ６．０ｍで
あった。廃ガス中のＮＯｘやＳＯｘの測定はＪＩＳ Ｋ
−０１０３およびＪＩＳ Ｋ−０１０４で行った。な
お、ガソリン／水混合物の場合は、オートバイの燃料タ
ンクに該混合物を入れ、エンジンを駆動させることによ
り燃焼テストを行った。なお、ＮＯｘ発生量の測定法お
よびＳＯｘ発生量の測定法は下記に従った。 ＮＯｘ発生量の測定法：ＪＩＳ Ｋ ０１０４に準拠 ＳＯｘ発生量の測定法：ＪＩＳ Ｋ ０１０３に準拠

【００７４】

【表５】

【００７５】

【表６】

【００７６】

【表７】

【００７７】実施例３ 実施例１において、水と油の混合物として、 （Ａ）水：灯油：メタノール＝３：６：１ （Ｂ）水：灯油：メタノール＝４：５：１ いずれも容量比 灯油はＪＩＳ Ｋ ２２０３（１９８２）２号 メタノールは工業用メタノール を用いた以外は、実施例１を繰り返した。なお、界面活
性剤の種類およびその使用量も同一とした。撹拌時間が
３０分では、生成物を５リットル容器に採取して観察す
ると（Ａ）、（Ｂ）いずれも１日後にわずかに分離の傾
向が認められたが、６０分間撹拌したものでは１０日間
放置しても分離はおきておらず、全体が乳白色で原液よ
りわずかに粘度が上がっていた。前記（Ａ）を６０分撹
拌処理したものの顕微鏡写真を図２３に示す。なお、参
考までに 水：灯油＝４：６ とした以外は前記と同一の操作を繰り返し、６０分間撹
拌処理したものの顕微鏡写真を図２４に示す。図から分
るように本発明のエマルジョンは直径２μｍ前後のもの
が多く、１μｍ以下や５μｍ以上のものが非常に少ない
ため、長期の安定性を示すものと考えられる。ちなみに
１μｍ以下の粒子が多くなると凝集がおこりやすく、５
μｍ以上の粒子が多くなると沈降やクリーミングが発生
しやすい。この６０分撹拌処理したものを実施例１の要
領で燃焼試験を行った結果を下記に示す。

【表８】

【００７８】実施例４ 実施例１の装置を用い、処理槽内に平均直径５ｍｍのト
ルマリン鉱石（エルバイト）５リットルを入れたステン
レス製金網カゴ（カゴの網目は１ｍｍ×１ｍｍ）をつり
下げ、界面活性剤の使用量を半分に減らしたほかは、実
施例１を繰り返した。その結果、実施例１と同一の結果
が得られた。

【００７９】比較例１ 実施例１において３相、２００Ｖ、７５Ｗの高周波振動
モーターハイフレユーラスＫＨＥ−１−２Ｔの代りに３
相、２００Ｖ、７５Ｗの低周波振動モーター（株式会社
村上精機工作所製ＫＥＥ−１−２Ｂ）を取り付け、振動
撹拌条件をインバーターにより４０Ｈｚで振動させた以
外は、実施例１を繰り返した。撹拌時間が６０分、１２
０分、１８０分のいずれのものについても7日後には完
全に層分離していた。このケースで生成したエマルジョ
ンを調べてみたところ、図２５に示すとおりであり、１
μｍ以下の粒子が多く、一方１０μｍ以上の大きな粒子
も顕微鏡の視野のかなりの面積を占めており、エマルジ
ョンとして好適な範囲の２μｍ前後の粒子は非常に少な
かった。

【００８０】

【発明の効果】（１）本発明により、極めて分散状態が
安定している水と油の混合、分散系を得ることができ、
得られた混合、分散系は乳化、分散粒子が極めて小さ
く、かつ粒度分布が狭く、比較的均一な粒子が分散した
状態である。 （２）水に対する油の割合が低くても、燃焼することは
非常に驚くべきことであり、かつ、それにより得られる
エネルギーも、相当する量の油が発生するエネルギーに
優るとも劣らない。 （３）燃焼による廃ガス中のＮＯｘやＳＯｘを調べたと
ころ、油のみを燃焼したときに較べて、ＮＯｘやＳＯｘ
の発生量が大幅に低減していた。 （４）以上の点を総合すると、本発明により得られた水
と油の混合物は、将来の低公害形燃料として有望であ
る。 （５）タンカー底部の廃油やガソリンスタンド貯油槽底
部の廃油あるいは水分を多く含む含油質産業廃棄物など
燃料として使用する道を開くものである。 （６）アルコール類を添加したものは、燃焼のさいに黒
煙が大巾に減少する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る水と油からなる安定な分散液を製
造する装置の一部を縦断した正面図である。

【図２】本発明に係る水と油からなる安定な分散液を製
造する装置を処理槽に取付けた状態を示す平面図であ
る。

【図３】図２のＸ−Ｘ′線における処理槽および水と油
からなる安定な分散液を製造する装置の一部の縦断面図
である。

【図４】本発明装置における振動応力分散手段としてゴ
ム質リングを用いた場合の拡大断面図である。

【図５】本発明装置における振動応力分散手段としてゴ
ム質リングをもちいた場合のもう１つの変形例を示す拡
大断面図である。

【図６】本発明装置における振動応力分散手段として金
属線束を用いた場合の拡大断面図を示す。

【図７】金属線束端部の断面図を示す。

【図８】（ａ）は振動羽根の形状の１例を示す平面図で
あり、（ｂ）はその変形例を示す平面図である。

【図９】（ａ）は振動羽根の形状の１例を示す平面図で
あり、（ｂ）はその変形例を示す平面図である。

【図１０】振動羽根の長さとしなりの程度の関係をモデ
ル的に示すグラフである。

【図１１】本発明の横ゆれ防止機構の拡大断面図であ
る。

【図１２】振動羽根と振動羽根用固定部材の間に合成樹
脂シートまたはゴムシートを介在させた振動羽根部の拡
大断面図である。

【図１３】本発明装置の１具体例を示す断面図である。

【図１４】図１３に示した本発明装置の１変形例を示す
断面図である。

【図１５】本発明装置のもう１つの変形例を示す断面図
である。

【図１６】図１５の装置の側面断面図である。

【図１７】図１５の装置の上面図である。

【図１８】本発明の金属板／ゴム板の積層体よりなる振
動吸収部材の種々のタイプのものを示す断面図であり、
（ａ）は、金属板−ゴム板積層体の、（ｂ）は、金属板
−ゴム板−金属板積層体の、（ｃ）は、金属板−ゴム板
−金属板−ゴム板積層体の、（ｄ）は、金属板−ゴム板
−金属板−ゴム板−金属板積層体の断面図である。

【図１９】本発明の金属板／ゴム板積層体よりなる振動
吸収部材の種々のタイプのものの平面図であり、（ａ）
は密閉型の一例を、（ｂ）は準密閉型の一例を、（ｃ）
は非密閉型の一例を示す平面図である。

【図２０】本発明の金属板／ゴム板積層体よりなる振動
吸収部材の特殊なケースを示す一部切断斜視図である。

【図２１】本発明装置の他の変形例を示す断面図であ
る。

【図２２】本発明装置の図２１の側面断面図である。

【図２３】実施例３の（Ａ）のものを本発明方法により
１時間処理して得られた水と油の混合物の顕微鏡写真で
ある。

【図２４】水と灯油を４：６で用いた以外は実施例３の
条件で１時間水と油を撹拌して得られたエマルジョンの
顕微鏡写真である。

【図２５】比較例１で１時間水と油を撹拌して得られた
エマルジョンの顕微鏡写真である。

【符号の説明】

１ 処理槽 ２ 振動モーター ３ 振動吸収体であるバネ ４ａ 本体載置台 ４ｂ 台板 ５ ガイドシャフト ６ 支持架台 ７ 振動棒 ７′ 補助振動棒 ８ 振動羽根 ９ 振動羽根用固定部材 １０ 振動羽根用固定部材 １１ 接続部（応力分散手段） １２ ナット １２′ ナット １３ ナット １３′ ナット １４ ナット １５ ナット １６ ワッシャーリング １６′ ワッシャーリング １７ 振動棒のネジ溝 １７′ 補助振動棒のネジ溝 １８ ゴム質リング １８′ ゴム質リング １９ ナット ２０ 接続リング ２１ 接続リング ２２ ナット ２３ 金属線束 ２４ 金属線 ２５ 金属線束の被覆部 ２６ 金属線束の被覆部に設けたネジ溝 ２９ ナット ３０ スペーサ ３１ 球面状キャップ ３３ 合成樹脂シート又はゴムシート（クッション作
用） ３４ 分割振動棒 ３５ インバーター ３６ スプリング ３７ 振動伝達部材 ４６ 処理槽またはそれに設けられた架台あるいは補強
部材 ４７ 基本振動部材またはそれに設けられた架台あるい
は補助部材より下方に垂直に伸びた支持棒 ４８ 前記４６より上方に垂直に伸びた支持棒 ５１ 金属板 ５２ ゴム板 ５３ 金属板とゴム板の積層体 ５４ 補助板 ５５ 振動棒を通すための穴 ５６ 中空部 ５７ ナット ５８ ボルト ５９ パッキング

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インバーターにより振動モーターを７０
   〜３００Ｈｚの間の所望の振動を発生させ、この振動を
   振動応力分散手段を介して処理槽内の振動棒を一段また
   は多段に固定した振動羽根を振幅０．０１〜１０．０ｍ
   ｍ、振動数８００〜２５００回／分で振動流動させ、処
   理槽中の水と油を界面活性剤の存在下に、水と油を撹拌
   することを特徴とする水と油との安定な分散液を製造す
   る方法。
2. 【請求項２】 水と油の合計量に対して、水に可溶性の
   アルコール類を２０重量％以下の割合で共存させてなる
   請求項１記載の水と油との安定な分散液を製造する方
   法。
3. 【請求項３】 電気石（ｔｏｕｒｍａｌｉｎｅ）の存在
   下に行うものである請求項１または２記載の水と油との
   安定な分散液を製造する方法。
4. 【請求項４】 インバーターにより制御するＨｚ数が１
   ４０〜１８０Ｈｚである請求項１〜３いずれか記載の水
   と油との安定な分散液を製造する方法。