JP2011083710A - 有機高分子の回収システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水に易溶解性の第1の有機高分子及び難溶解性の第2の有機高分子を含む廃液に、前記第2の有機高分子を吸着する、磁性体コア粒子及びこの磁性体コア粒子を覆うようにして形成された吸着層からなる吸着材を混合する。次いで、前記廃液中から、前記吸着材ととともに前記第2の有機高分子を磁気分離によって回収し、前記第1の有機高分子を含む溶液を得、前記溶液を再利用する。
【選択図】なし
Description
本実施形態において、吸着材は、磁性体コア粒子及びこの磁性体コア粒子を覆うようにして形成された吸着層からなる。
上述のように、吸着材を構成するコア粒子は磁性体であることが必要である。これは以下に示すように、実際の有機高分子の回収を行う場合に、有機高分子を吸着した吸着材を磁気によって廃液中から分離することに起因している。
吸着材を構成する吸着層は、第1に、スチレン樹脂、水添加スチレン樹脂、ブタジエン樹脂、イソプレン樹脂、アクリロニトリル樹脂、シクロオレフィン樹脂、及びフェノール樹脂、及びアルキルメタアクリレート樹脂等から構成することができる。これらの樹脂は、水易溶解性の有機高分子に対しての親和性が低いため吸着性を示さず、水難溶解性の有機高分子に対しての親和性が高いために吸着性を示すようになる。したがって、上記樹脂から吸着層を構成することによって、廃液中から目的とする水難溶解性の有機高分子のみを取り出すことができる。
しくはシランカップリング剤を用いる。
本実施形態の吸着材は、例えば上述したように、造粒を行う際に、磁性体コア粒子の表面に油分吸着層を形成することによって得ることができる。造粒に関しては種々の方法が提案されているが、好ましくはスプレードライ法を用いる。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、1次粒子である磁性体コア粒子が凝集した2次凝集体の平均粒子径が調整できる上、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、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。
次に、上述のような吸着材を用いた有機高分子の回収方法の一例について説明する。具体的には、機械加工において、切削剤(水易溶解性の第1の有機高分子)及び潤滑油(水難溶解性の第2の有機高分子)を含む廃液から、潤滑油のみを分離除去して切削剤を含む溶液を得、この溶液を再利用する場合について説明する。
最初に、機械加工、具体的には切削加工に供する加工部品を準備する(ステップS1)。この加工部品は、その用途に応じてSUS等の材料から適宜構成する。次いで、加工部品を加工機械、本例では切削加工の機械に組み込み、切削加工を行う。この際、加工機械のギア等の駆動部分に対して潤滑油を供給するとともに、加工部品に対して切削剤を供給する(ステップS2)。
潤滑油を含んだ溶媒をそのまま廃棄してもよいが、環境の観点から潤滑油を分離させて、溶媒を回収するのが好ましい。このような分離工程においては、蒸留法を用いることができ、分離して回収した潤滑油を適宜燃焼させて熱源とすることができる。なお、蒸留によって分離された溶媒は、吸着材と潤滑油との分離工程において再利用することができる。
<吸着材の製造>
ポリメチルメタクリレート138重量部を2400mlのアセトン中に溶解させて溶液とし、その溶液中に平均粒子径2000nmの八面体マグネタイト粒子1500重量部を分散させて溶液とした。この溶液をミニスプレードライヤー(柴田科学株式会社製、B−290型)を用いて噴霧し、球状に凝集した平均2次粒子径が40μmの樹脂複合体、すなわち吸着材を作製した。
模擬排水として、水溶性切削剤としてポリビニルアルコール1000ppmとジエタノールアミン10000ppmを含む溶液を用い、機械油にベニサンミシン油B-111(株式会社紅椿化学工学所社製)1000ppmを含む溶液を準備した。ビーカー中にこの溶液20mlに対し、上述のようにして製造した吸着材を2000ppm添加し、3分間混合した。
上記溶液から、磁石を用いて吸着材を取り出した後、この溶液と同量のヘキサンを混合して油分を抽出し、GC/MSを用いて濃度分析したところ、溶液中の95%の油分(機械油)が除去されていることが分かった。また、水溶性切削剤の濃度には変化が見られなかった。
上述のようにして、溶液から取り出した吸着材に20mlのヘキサンを加え、3分混合し、吸着材を洗浄した。このヘキサン中に含まれる油分をGC/MSを用いて濃度分析したところ、吸着した溶液中の95%の油分のほぼ全量が含まれていることが分かった。また、水溶性切削剤の成分は検出されなかった。このようにして洗浄した吸着材を60℃の乾燥機で30分間乾燥させ、吸着材を再生した。
本実施例では、実施例1に対して吸着材の製造方法のみを代えるのみで、その他の油分吸着等に関しては、実施例1と同様にして実施した。
水溶性切削剤をポリビニルアルコール及びジエタノールアミンからスギカットCE-14GA(スギムラ化学工業社製)に代えた以外は、実施例1と同様にして吸着材を製造し、油分の吸着を実施した。その結果、機械油であるベニサンミシン油1000ppmを含む溶液から、その95%の油分(機械油)を回収できることが判明した。また、前記溶液中における水溶性切削剤の濃度変化は認められなかった。また、前記溶液より分離した吸着材をヘキサンで洗浄したところ、吸着した溶液中の95%の油分のほぼ全量が含まれていることが分かった。また、水溶性切削剤の成分は検出されなかった。このようにして洗浄した吸着材を60℃の乾燥機で30分間乾燥させ、吸着材を再生した。
Claims (6)
- 水に易溶解性の第1の有機高分子及び難溶解性の第2の有機高分子を含む廃液に、前記第2の有機高分子を吸着する、磁性体コア粒子及びこの磁性体コア粒子を覆うようにして形成された吸着層からなる吸着材を混合するステップと、
前記廃液中から、前記吸着材ととともに前記第2の有機高分子を磁気分離によって回収し、前記第1の有機高分子を含む溶液を得るステップと、
前記溶液を再利用するステップと、
を具えることを特徴とする、有機高分子の回収方法。 - 前記吸着層は、スチレン樹脂、水添加スチレン樹脂、ブタジエン樹脂、イソプレン樹脂、アクリロニトリル樹脂、シクロオレフィン樹脂、アルキルアクリレート樹脂、フェノール樹脂及びアルキルメタアクリレート樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種を含むことを特徴とする、請求項1に記載の有機高分子の回収方法。
- 前記吸着層は、カップリング剤を含むことを特徴とする、請求項1に記載の有機高分子の回収方法。
- 前記吸着層は、カップリング剤の縮合物を含むことを特徴とする、請求項1に記載の有機高分子の回収方法。
- 前記吸着層は、酸化物であることを特徴とする、請求項1に記載の有機高分子の回収方法。
- 前記第1の有機高分子は切削剤であり、前記第2の有機高分子は油であって、前記廃液は前記切削剤及び前記油を含む機械加工において生成した廃油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有機高分子の回収方法。
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