JP2891460B2 - 汚れた水中油エマルジョン又はマイクロエマルジョンの処理方法 - Google Patents
汚れた水中油エマルジョン又はマイクロエマルジョンの処理方法Info
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Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Filtration Of Liquid (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、水性切削流体と指称され、特に工作処理中
に流体として使用されて汚れた水中油エマルジョン又は
マイクロエマルジョンの処理方法に係る。
に流体として使用されて汚れた水中油エマルジョン又は
マイクロエマルジョンの処理方法に係る。
水性切削流体は国際標準IS06743/7−(T60−504)−1
986によって定義されている。該流体は、乳化剤及び適
当な添加剤と精製鉱油との混合物から成る濃縮物を水に
希釈して得られたエマルジョン又はマイクロエマルジョ
ンである。
986によって定義されている。該流体は、乳化剤及び適
当な添加剤と精製鉱油との混合物から成る濃縮物を水に
希釈して得られたエマルジョン又はマイクロエマルジョ
ンである。
使用中、これらの水性切削流体は機械部品の切削から
生じた金属粒子又は機械から漏出した異物油及び細菌等
によって汚染される。この汚染を抑制するために、物理
的汚染物(金属屑、削り屑)と異物油とを除去するため
の粗精製装置は公知である。
生じた金属粒子又は機械から漏出した異物油及び細菌等
によって汚染される。この汚染を抑制するために、物理
的汚染物(金属屑、削り屑)と異物油とを除去するため
の粗精製装置は公知である。
物理的汚染物を除去するためには、 −磁気分離装置、 −エマルジョン収容タンク内の汚れたエマルジョンの除
滓、 −圧力下又は吸引下での紙又はけい藻土フィルターに
よる過、 −ハイドロサイクロン、又は、 −遠心精製装置が使用される。
滓、 −圧力下又は吸引下での紙又はけい藻土フィルターに
よる過、 −ハイドロサイクロン、又は、 −遠心精製装置が使用される。
異物油を除去するためには、 −使用済みエマルジョンタンクの除滓、 −エマルジョン全体の遠心分離又は浮遊ストレーナで得
られたエマルジョン表面層の遠心分離が使用される。
られたエマルジョン表面層の遠心分離が使用される。
これらの機械的粗精製システムはいずれも完全に有効
ではなく前記汚染物の一部は切削流体中に残存する。
ではなく前記汚染物の一部は切削流体中に残存する。
汚染が過度に進むと、水性切削流体は有効に機能しな
くなる。従って切削流体を交換し所定の廃棄物処理場に
送る必要がある。このような交換は定期的に行なわれる
必要がある。エマルジョンの状態であるか否かにかかわ
りなく油を下水に廃棄することは法律で禁止されてい
る。何故なら、使用済みのこのような流体を自然環境に
廃棄することは、その流体の化学組成の面でも該流体に
含まれた汚染物の面でも危険なためである。
くなる。従って切削流体を交換し所定の廃棄物処理場に
送る必要がある。このような交換は定期的に行なわれる
必要がある。エマルジョンの状態であるか否かにかかわ
りなく油を下水に廃棄することは法律で禁止されてい
る。何故なら、使用済みのこのような流体を自然環境に
廃棄することは、その流体の化学組成の面でも該流体に
含まれた汚染物の面でも危険なためである。
種々のタイプの支持体を使用し40Å〜1000Åの範囲の
気孔直径をもつ限外過膜を組み込んだエマルジョン処
理用接触過(filtration tangentielle)方法は公知
である。
気孔直径をもつ限外過膜を組み込んだエマルジョン処
理用接触過(filtration tangentielle)方法は公知
である。
例えば、「Guide d'emploi des fluides de coupe
(切削流体の使用手引き)」、CETIM編、vol.1、1979、
183頁に記載された限外過モジュールは、実質的に油
を含まない限外過液と油が極度に濃縮された非過液
とを分離させる。非過液は切削流体として使用できず
廃棄される必要がある。
(切削流体の使用手引き)」、CETIM編、vol.1、1979、
183頁に記載された限外過モジュールは、実質的に油
を含まない限外過液と油が極度に濃縮された非過液
とを分離させる。非過液は切削流体として使用できず
廃棄される必要がある。
また、CETIMの「Les fluide de Coupe aqueux(水性
切削流体)」、November21〜32、1978、101頁に収載の
B.Bartoli(C.E.A.)の論文「La Separationdes emulsi
ons par ultrafiltration(限外過によるエマルジョ
ンの分離)」は、限外過によって汚染エマルジョンを
水相と油相とに分離し油相を廃棄する方法を記載してい
る。
切削流体)」、November21〜32、1978、101頁に収載の
B.Bartoli(C.E.A.)の論文「La Separationdes emulsi
ons par ultrafiltration(限外過によるエマルジョ
ンの分離)」は、限外過によって汚染エマルジョンを
水相と油相とに分離し油相を廃棄する方法を記載してい
る。
言い替えると、接触限外過方法が切削流体に適用さ
れると、汚染物は確かに除去されるが油相が水相から分
離する。即ちエマルジョンが破壊される。
れると、汚染物は確かに除去されるが油相が水相から分
離する。即ちエマルジョンが破壊される。
本発明の目的は、水中油のエマルジョン又はマイクロ
エマルジョンを破壊しない方法、即ち該エマルジョンの
再生が可能な方法で汚染物を除去し得る接触過(filt
ration tangentielle)による処理方法を提供すること
である。
エマルジョンを破壊しない方法、即ち該エマルジョンの
再生が可能な方法で汚染物を除去し得る接触過(filt
ration tangentielle)による処理方法を提供すること
である。
本発明は、少なくとも1つの膜を介して接触過を行
なう汚れた水中油エマルジョン又はマイクロエマルジョ
ンの処理方法において、少なくとも表面が酸化チタンか
ら成る多孔質微細過構造をもつ膜を使用することを特
徴とする方法を提供する。
なう汚れた水中油エマルジョン又はマイクロエマルジョ
ンの処理方法において、少なくとも表面が酸化チタンか
ら成る多孔質微細過構造をもつ膜を使用することを特
徴とする方法を提供する。
かかる膜は、気孔表面が酸化チタン薄膜で完全に被覆
された多孔質構造の膜でもよく、又は、全体が焼結酸化
チタン粒子から成る多孔質構造の膜でもよい。
された多孔質構造の膜でもよく、又は、全体が焼結酸化
チタン粒子から成る多孔質構造の膜でもよい。
膜が複数層の積層によって形成されているとき、最小
直径の気孔をもつ表層がフィルター機能を果たす。
直径の気孔をもつ表層がフィルター機能を果たす。
極めて意外にも、この特殊過膜を使用するとエマル
ジョンの水相から油相が分離せず、従ってエマルジョン
がその固有特性、特にその潤滑能を維持することが知見
された。従って、この再生エマルジョンは機械で再利用
され得る。
ジョンの水相から油相が分離せず、従ってエマルジョン
がその固有特性、特にその潤滑能を維持することが知見
された。従って、この再生エマルジョンは機械で再利用
され得る。
本発明方法の好ましい実施態様によれば、前記微細
過膜は微孔質表面層に直径0.2〜15μ、好ましくは直径
3〜8μの気孔をもつ。
過膜は微孔質表面層に直径0.2〜15μ、好ましくは直径
3〜8μの気孔をもつ。
この膜が、酸化チタン薄膜で完全に被覆された気孔表
面をもつ多孔質構造から成るとき、該多孔質構造の材料
は焼結セラミックス、焼結金属、微孔質炭素及び微孔質
ガラスから選択され得る。この場合、酸化チタン薄膜の
厚みは前記多孔質表面層の平均気孔直径の0.1〜10%で
ある。
面をもつ多孔質構造から成るとき、該多孔質構造の材料
は焼結セラミックス、焼結金属、微孔質炭素及び微孔質
ガラスから選択され得る。この場合、酸化チタン薄膜の
厚みは前記多孔質表面層の平均気孔直径の0.1〜10%で
ある。
再生サイクルを始める前に前記膜を完全に洗浄し化学
的に不活性にする必要がある。
的に不活性にする必要がある。
本発明の方法は好ましくは、温度15℃〜35℃で行なわ
れる。過圧力は1〜5バールであり、好ましくは約2
〜2.5バールである。
れる。過圧力は1〜5バールであり、好ましくは約2
〜2.5バールである。
接触循環速度は1m/秒〜4m/秒であり、好ましくは約2m
/秒である。
/秒である。
タンク内のエマルジョンを好ましくは軽度に攪拌し汚
染物を比較的均等に分散させる。
染物を比較的均等に分散させる。
膜を定期的に洗浄して目詰まりを防止する必要があ
る。
る。
本発明の別の特徴及び利点は、添付図面を参照した本
発明方法の具体例に関する非限定的な以下の記載より明
らかであろう。
発明方法の具体例に関する非限定的な以下の記載より明
らかであろう。
第1図は「ハーフオープンループ」型過装置の概略
図である。該装置は、フィルターエレメント1即ち膜の
アセンブリを含み、実質的に円筒状の該フィルターエレ
メントは、入口3と出口4とをもつステンレススチール
ハウジング2内で互いに平行に配置されている。フィル
ターエレメント1については詳細に後述する。出口4
は、循環ポンプ7に結合された1組のパイプ5,6を介し
て入口3に接続されている。矢印8はフィルターループ
内の流体流の正常循環方向を示す。
図である。該装置は、フィルターエレメント1即ち膜の
アセンブリを含み、実質的に円筒状の該フィルターエレ
メントは、入口3と出口4とをもつステンレススチール
ハウジング2内で互いに平行に配置されている。フィル
ターエレメント1については詳細に後述する。出口4
は、循環ポンプ7に結合された1組のパイプ5,6を介し
て入口3に接続されている。矢印8はフィルターループ
内の流体流の正常循環方向を示す。
処理すべきエマルジョン又はマイクロエマルジョン10
は、フィードポンプ13と2つの弁16,17とを含むダクト1
2を介してパイプ5に接続されたタンク11に収容されて
いる。また、弁15を備えたパイプ14はハウジング2の出
口4をタンク11に接続する。弁19に結合されたパイプ18
は必要に応じてダクト12に接続された湯と洗剤とを注入
する機能を果たす。パイプ6に接続され弁21と協働する
ダクト20は非過液(retentat)を除去する機能を果た
す。ハウジング1の上部からでた液はパイプ22に入
り、パイプ22の下端ベンド23から出口シリンダ24に導入
される。シリンダ24の出口26に弁25が結合されている。
また、シリンダ24の入口は、圧縮空気注入弁28とに結合
されたダクト27を含む。装置の配管はすべてステンレス
スチールから成る。
は、フィードポンプ13と2つの弁16,17とを含むダクト1
2を介してパイプ5に接続されたタンク11に収容されて
いる。また、弁15を備えたパイプ14はハウジング2の出
口4をタンク11に接続する。弁19に結合されたパイプ18
は必要に応じてダクト12に接続された湯と洗剤とを注入
する機能を果たす。パイプ6に接続され弁21と協働する
ダクト20は非過液(retentat)を除去する機能を果た
す。ハウジング1の上部からでた液はパイプ22に入
り、パイプ22の下端ベンド23から出口シリンダ24に導入
される。シリンダ24の出口26に弁25が結合されている。
また、シリンダ24の入口は、圧縮空気注入弁28とに結合
されたダクト27を含む。装置の配管はすべてステンレス
スチールから成る。
第2図に端面を示すフィルターエレメント(「膜」と
指称することもある)の各々は、実質的に六角形の断面
をもつ焼結アルミナのマクロポーラス支持体を含み、互
いに平行な複数のチャネル31を備える。マクロポーラス
支持体は直径約15μの気孔をもつ。チャネルの内壁は焼
結アルミナ粒子から成る1つ又は複数のマクロポーラス
層によって被覆されている。フィルターエレメントの多
孔質構造の内面及び外面の全体は酸化チタンの連続薄膜
で被覆されている。この膜の最も外側の層の気孔の直径
は約5μである。酸化チタン薄膜の厚みは約50Åであ
る。
指称することもある)の各々は、実質的に六角形の断面
をもつ焼結アルミナのマクロポーラス支持体を含み、互
いに平行な複数のチャネル31を備える。マクロポーラス
支持体は直径約15μの気孔をもつ。チャネルの内壁は焼
結アルミナ粒子から成る1つ又は複数のマクロポーラス
層によって被覆されている。フィルターエレメントの多
孔質構造の内面及び外面の全体は酸化チタンの連続薄膜
で被覆されている。この膜の最も外側の層の気孔の直径
は約5μである。酸化チタン薄膜の厚みは約50Åであ
る。
再生すべき流体10は水中油エマルジョン又はマイクロ
エマルジョンである。
エマルジョンである。
例えば前記のISO標準でMAA、MAC、MAD又はMAEと指称
されている流体である。これらの略号は以下の意味をも
つ。
されている流体である。これらの略号は以下の意味をも
つ。
MAA:水と混合されると腐食防止性をもつ乳状エマルジョ
ンを生じる濃縮物。
ンを生じる濃縮物。
MAC:更に、所謂「極圧」特性をもつMAAタイプの濃縮
物。
物。
MAD:減摩性及び所謂「極圧」特性をもつ濃縮物。
MAE:水と混合されると腐食防止性をもつ半透明エマルジ
ョン又はマイクロエマルジョンを生じる濃縮物。
ョン又はマイクロエマルジョンを生じる濃縮物。
室温で以下のごとく処理する。
弁19,21及び28を閉鎖しておき、弁15,16,17及び25を
開く。ポンプ13及び7によって流体10がハウジング2内
部のフィルターエレメント1に沿って導入される。流速
は膜面積1m2当たり約1m3/時である。接触循環速度は
2m/秒である。平均過圧力は2バール〜2.5バールであ
る。
開く。ポンプ13及び7によって流体10がハウジング2内
部のフィルターエレメント1に沿って導入される。流速
は膜面積1m2当たり約1m3/時である。接触循環速度は
2m/秒である。平均過圧力は2バール〜2.5バールであ
る。
フィルターループがパイプ14と弁15とを介して開いて
いるので、タンク11内で循環が生じ流体10がある程度攪
拌され、これにより流体全体の汚染濃度が均質になる。
いるので、タンク11内で循環が生じ流体10がある程度攪
拌され、これにより流体全体の汚染濃度が均質になる。
各再生サイクルにおいて、ループに負圧が作用して膜
32はときどき自動的に洗浄される。この方法の原理は、
「Le Lait」、1984、64、129〜140頁に収載のS.Galaj、
A.Wicker、J.P.Dumas、J.Guillot及びD.Garceraの論文
に記載されている。
32はときどき自動的に洗浄される。この方法の原理は、
「Le Lait」、1984、64、129〜140頁に収載のS.Galaj、
A.Wicker、J.P.Dumas、J.Guillot及びD.Garceraの論文
に記載されている。
この場合、弁15,16及び25が閉鎖しており弁28が開
く。圧力10バールの圧縮空気がシリンダ24に与えられ
る。シリンダ24は最初は液をレベル29まで収容してい
る。液は次にフィルターエレメント1内に逆流し汚染
物で飽和した接触流がパイプ20から除去される。
く。圧力10バールの圧縮空気がシリンダ24に与えられ
る。シリンダ24は最初は液をレベル29まで収容してい
る。液は次にフィルターエレメント1内に逆流し汚染
物で飽和した接触流がパイプ20から除去される。
本発明の完全再生サイクルの実施後に、1200lの汚染
流体10は1180lの直ぐ再利用できる再生切削流体と20lの
非過廃棄物とを生じる。即ち、非過廃棄物は流体初
期量の2%未満であ。
流体10は1180lの直ぐ再利用できる再生切削流体と20lの
非過廃棄物とを生じる。即ち、非過廃棄物は流体初
期量の2%未満であ。
切削流体の特性を低下させずに同じ切削流体を複数回
再生し得るという驚異的な結果が得られた。
再生し得るという驚異的な結果が得られた。
各再生サイクル後に、フィルターエレメント即ち膜1
を洗浄して完全に清浄化し化学的に不活性にするのが好
ましい。このためには以下の手順で処理する。弁21を開
いて非過物を除去する。弁17を閉鎖し弁19を開いて湯
を洗剤と共に圧力1バールでループに導入する。次に膜
が不活性になるまで濯ぐ。
を洗浄して完全に清浄化し化学的に不活性にするのが好
ましい。このためには以下の手順で処理する。弁21を開
いて非過物を除去する。弁17を閉鎖し弁19を開いて湯
を洗剤と共に圧力1バールでループに導入する。次に膜
が不活性になるまで濯ぐ。
勿論本発明は記載の具体例に限定されない。
酸化チタン薄膜を支持する多孔質構造は、前記材料か
ら選択されたアルミナ以外の材料から成ってもよく、酸
化チタン自体から成ってもよい。
ら選択されたアルミナ以外の材料から成ってもよく、酸
化チタン自体から成ってもよい。
過圧力は、1バールから5バールの範囲で選択され
る。1バールは目詰まりが生じない流速の下限値に対応
し、5バールは膜の速すぎる目詰まりに対応する。
る。1バールは目詰まりが生じない流速の下限値に対応
し、5バールは膜の速すぎる目詰まりに対応する。
エマルジョン破壊の危険を完全に除去するために温度
を15℃〜35℃の範囲に維持するのが好ましい。
を15℃〜35℃の範囲に維持するのが好ましい。
最後に、図示の装置は本発明方法の実施に使用される
非限定例にすぎないことに留意されたい。
非限定例にすぎないことに留意されたい。
第1図は本発明の微細過装置の概略説明図、第2図は
第1図の装置で使用されるフィルターエレメント又は膜
の概略端面図である。 1……フィルターエレメント、30……マクロポーラス支
持体、32……微孔質層。
第1図の装置で使用されるフィルターエレメント又は膜
の概略端面図である。 1……フィルターエレメント、30……マクロポーラス支
持体、32……微孔質層。
Claims (12)
- 【請求項1】少なくとも1つのエレメントを介した接触
濾過を用いる汚染水中油エマルジョン又はマイクロエマ
ルジョンから汚染物を除去する方法において、前記エレ
メントは、気孔表面が酸化チタン薄膜で完全に被覆され
た多孔質構造のエレメント、又は全体が焼結酸化チタン
粒子から成る多孔質構造のエレメントであり、前記エレ
メントは少なくとも表面が完全に酸化チタンから成る多
孔質微細濾過構造を有することを特徴とする方法。 - 【請求項2】前記多孔質微細濾過構造が、マクロポーラ
ス支持体と少なくとも1つの微孔質層とを含み、前記多
孔質構造全体の少なくとも表面が酸化チタンから成るこ
とを特徴とする請求項1記載の処理方法。 - 【請求項3】前記多孔質構造の表層の気孔直径が0.2〜1
5μの範囲であることを特徴とする請求項1又は2記載
の処理方法。 - 【請求項4】前記多孔質構造の表層の気孔直径が3〜8
μの範囲であることを特徴とする請求項3記載の処理方
法。 - 【請求項5】前記多孔質構造が焼結セラミックス、焼結
金属、微孔質炭素、微孔質ガラスから選択された材料か
ら成り、気孔の内面を含む前記多孔質構造の外面全体が
酸化チタンの連続薄膜で被覆されていることを特徴とす
る請求項1から4のいずれかに記載の処理方法。 - 【請求項6】前記薄膜の厚みが、微孔質表面層の平均気
孔直径の0.1〜10%であることを特徴とする請求項5に
記載の処理方法。 - 【請求項7】処理温度が15℃から35℃の範囲であること
を特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の処理方
法。 - 【請求項8】濾過圧力が1〜5バールであることを特徴
とする請求項1から7のいずれかに記載の処理方法。 - 【請求項9】濾過圧力が2〜2.5バールであることを特
徴とする請求項8に記載の処理方法。 - 【請求項10】エマルジョン又はマイクロエマルジョン
の接触循環速度が1m/秒〜4m/秒であることを特徴とする
請求項1から9のいずれかに記載の処理方法。 - 【請求項11】接触循環速度が約2m/秒であることを特
徴とする請求項9記載の処理方法。 - 【請求項12】含有汚染物質を均質分布させるために前
記エマルジョン又はマイクロエマルジョンを貯蔵タンク
で軽度に攪拌することを特徴とする請求項1から11のい
ずれかに記載の処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63087086A JP2891460B2 (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 汚れた水中油エマルジョン又はマイクロエマルジョンの処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63087086A JP2891460B2 (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 汚れた水中油エマルジョン又はマイクロエマルジョンの処理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01262913A JPH01262913A (ja) | 1989-10-19 |
JP2891460B2 true JP2891460B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=13905138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63087086A Expired - Lifetime JP2891460B2 (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 汚れた水中油エマルジョン又はマイクロエマルジョンの処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2891460B2 (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS548471A (en) * | 1977-06-22 | 1979-01-22 | Hitachi Ltd | Selection method for transistor |
-
1988
- 1988-04-08 JP JP63087086A patent/JP2891460B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS548471A (en) * | 1977-06-22 | 1979-01-22 | Hitachi Ltd | Selection method for transistor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH01262913A (ja) | 1989-10-19 |
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