JP3300038B2

JP3300038B2 - 分離方法

Info

Publication number: JP3300038B2
Application number: JP17654392A
Authority: JP
Inventors: 一人大植; 悟手塚
Original assignee: Asahi Kasei Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 1991-07-15
Filing date: 1992-07-03
Publication date: 2002-07-08
Anticipated expiration: 2017-07-08
Also published as: JPH05208103A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波洗浄機等を用い
て洗浄剤で被洗物を洗浄する工程に於いて、洗浄槽や濯
ぎ槽に微分散した被洗物からの脱落物や濯ぎ槽に持ち込
まれた水不溶性洗浄剤を粗粒化分離する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品、金属部品、精密機械部品、光
学部品、プラスチック等の洗浄用に用いられていた塩素
系溶剤は、地球環境汚染の問題から全廃の方向に向かっ
ている。これらの代替洗浄剤として、水系洗浄剤、アル
コール系洗浄剤、石油系洗浄剤、テルペン系洗浄剤、シ
リコーン系洗浄剤、代替フロン系洗浄剤等が開発され使
用されている。これらの洗浄剤の中で、特に石油系洗浄
剤又はテルペン系洗浄剤を使用した場合、洗浄槽では、
被洗物に付着している油、フラックス、油脂等が洗浄さ
れ脱落する事により洗浄槽は次第に汚染されるので洗浄
剤の交換頻度が多くなる。特に、水溶性切削油が混入し
た場合は石油系洗浄剤の中に水溶性切削油が微分散して
洗浄効果が低下するので洗浄剤の交換または切削油の除
去が必要である。又、水系洗浄剤やアルカリ系洗浄剤を
使用した場合には被洗物から脱落したプレス油、ワック
ス、切削油、グリース等により洗浄槽は次第に汚染さ
れ、これら汚染油が白濁し洗浄効果の低下を起こすので
洗浄剤の交換を頻繁に行う必要がある。洗浄液の廃棄時
にも油が含まれていると排水処理への負荷が大きい。濯
ぎ槽には洗浄槽中の洗浄剤や被洗物からの脱落物がワー
クに付着した状態で持ち込まれる為、次第に濯ぎ槽が汚
染されて濯ぎ性能が低下するという問題がある。濯ぎ槽
に常に新しい洗浄水を用いればこの様な問題は生じない
が、洗浄剤や被洗物からの脱落物を排出する場合は化学
的、物理的、生物的な処理により規制値以下にする必要
がある。これらの洗浄剤や脱落物は排水処理への負荷が
大きく、特に油は生物処理が出来ないのでなるべく遊離
している洗浄剤や脱落物は分離して回収廃棄する事が望
ましい。従って、洗浄槽、濯ぎ槽共に循環しながら脱落
物や洗浄剤を分離し、循環再使用する方法が望ましい。
これらの分離方法としては従来、静置による比重差分離
法が採られている。

【０００３】しかし、界面活性剤を含んだ石油系洗浄剤
やテルペン系洗浄剤中に被洗物から脱落し微分散してい
る水溶性切削油のような油分散物、界面活性剤を含んだ
水系又はアルカリ系洗浄剤中に被洗物から脱落し微分散
しているプレス油、ワックス等の油成分からなる水分散
物、濯ぎ槽の水中に微分散しているワークから持ち込ま
れたり、洗浄剤及び被洗物からの脱落した油成分の分散
物、水不溶性界面活性剤及び水不溶性洗浄剤は、エマル
ジョン化している為、この方法では非常に長時間静置し
てもなかなか分離せず、分離効率が悪いという問題があ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
のような従来の方法では分離できなかった微分散してい
る被洗物からの脱落物や洗浄剤を高効率に、且つ短時間
で分離する方法を提供する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、界面活性剤を
含む洗浄剤を用いた被洗物の洗浄における洗浄液中の、
被洗物から脱落した油分散物若しくは水分散物、又は洗
浄後の水による濯ぎにおける、濯ぎ液に持ちこまれた、
及び濯ぎ液中の被洗物から脱落した、油成分の分散物、
水不溶性界面活性剤及び水不溶性洗浄剤の分散物を分離
するに際し、０．１〜５μｍのポアサイズを有する布帛
を用いて粗粒化分離することを特徴とする分離方法であ
る。

【０００６】本発明に従うと、洗浄機の洗浄槽や濯ぎ槽
で微分散した被洗物からの脱落物又は濯ぎ槽中の水不溶
性洗浄剤分散物は、それぞれ、槽中で循環している間に
分離される。従って、洗浄機はコンパクトな容器でよ
く、分離性能も良いので洗浄効果に優れ、洗浄剤の交換
頻度が少なく、回収廃棄コストも大幅に低減が可能であ
る。

【０００７】分離対象物は洗浄槽と濯ぎ槽とでは多少異
なる。洗浄槽に於いては、洗浄剤として界面活性剤を含
む水系洗浄剤又はアルカリ系洗浄剤を用いた場合、被洗
物から脱落した油成分からなる水分散物、洗浄剤として
水不溶性界面活性剤を含む石油系洗浄剤又はテルペン系
洗浄剤を用いた場合、被洗物から脱落した油成分からな
る油分散物が分離される。

【０００８】濯ぎ槽に於いては、濯ぎ用に水が使用され
ているので、洗浄槽からワークに付着し持ち込まれた、
及び被洗物から脱落した油成分の分散物及び水不溶性界
面活性剤、石油系洗浄剤、テルペン系洗浄剤の分散物が
分離される。洗浄槽で、被洗物が洗浄されて脱落する物
質として、半導体工業では、剥離液、エッチング液、プ
レス油、ワックス、塵垢等がある。電子工業では、フラ
ックス、切削油、プレス油、ワックスペースト、樹脂
類、塵垢等がある。精密工業では、切削油、グリース、
油脂、塵垢等がある。光学工業では、ピッチ、パラフィ
ン、塵垢等がある。機械工業では、切削油、油脂分、防
錆油等がある。

【０００９】本発明に用いる０．１〜５μｍのポアサイ
ズ有する布帛は、織布、編布、不織布のいずれでも良い
が、構成する繊維が単繊維状にランダムに分散している
不織布の形態がフィルター性能を著しく高めるのでさら
に望ましい。特に極細繊維不織布を用いると良い。極細
繊維不織布を得る方法としてはメルトブロー法、フラッ
シュ紡糸法、抄造法などがある。

【００１０】上記布帛を構成する繊維の単繊維直径は
０．１〜１０μｍのものを主体とし用い、０．１〜５μ
ｍのポアサイズを有する布帛を得る。このようなポアサ
イズの布帛は、単繊維直径、目付、密度などを適宜設定
することによって製造される。ポアサイズが０．１μｍ
未満の布帛は、液の透過性が悪く実用的でない。ポアサ
イズが５μｍを越えると微分散した油が粗粒化されず油
水分離性能の悪いものしか得られない。

【００１１】ここで言う「ポアサイズ」は、以下のよう
な方法で測定する。粒子径既知の各サイズのラテックス
球を水に分散させた液を用い濾過装置に布帛をセットし
て濾過操作を行う、濾過前後のラテックス球の個数を計
測して捕集効率が９９％以上になるラテックスの粒子径
を、布帛のポアサイズとする。本発明の布帛を構成して
いる繊維としては、繊維表面の臨界表面張力が３５ｄｙ
ｎｅ／ｃｍ以上のものが好ましく、３５ｄｙｎｅ／ｃｍ
未満では油水分離性能が低下する傾向にある。臨界表面
張力が３５ｄｙｎｅ／ｃｍ以上の繊維表面になるように
するには３５ｄｙｎｅ／ｃｍ以上の臨界表面張力を有す
る繊維を用いるか、公知の方法を用い樹脂などで繊維表
面の改質を行い臨界表面張力が３５ｄｙｎｅ／ｃｍ以上
になるようにすればよい。

【００１２】表面の臨界表面張力を３５ｄｙｎｅ／ｃｍ
以上にする方法として、例えば水酸基、カルボキシル
基、アミノ基、ケトン基やスルホン基といった親水性の
ある官能基を化学反応により繊維高分子に導入したり、
グラフト重合によってアクリル酸様な、化合物を側鎖に
導入する方法や、ポリエチレングリコール、ポリカルボ
ン酸、ポリイソシアネート、ビニル基、グギシジルエー
テル基、ポリアミン、Ｎ−メトキシメチロールなどを含
有したポリアルキレンオキサイドや、高分子電解質、親
水性を持ったセルロース系物質などの親水性を有する加
工剤によって付与する方法が挙げられる。

【００１３】布帛を構成する繊維の種類は何ら限定され
るものではないが、例えば、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレンアジペート、ポリエチレンテレフタレ
ート・イソフタレート、ポリエチレンテレフタレート・
セバケート、ポリエチレンテレフタレート・ドデカンジ
オエート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエス
テル系繊維及びその共重合体の繊維、ポリヘキサメチレ
ンアジパミド、ポリヘキサメチレンセバカミド、ポリヘ
キサメチレンヘキサミド、ポリカプラミド、ポリオクタ
ミド、ポリノナミド、ポリデカミド、ポリテトラミドな
どのポリアミド繊維、ポリアミド・イミド繊維、芳香族
ポリアミド繊維、ポリパラオキシベンゾエートなどのポ
リエステルエーテルの繊維、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化
ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオ
ロエチレンなどのハロゲン含有重合体の繊維ポリプロピ
レン、ポリエチレンなどのポリオレフィンの繊維、各種
アクリル繊維及びポリビニルアルコール系繊維、再生セ
ルロース、アセテート、木綿、麻、絹、羊毛などの天然
繊維が挙げられる。また、ポリフェニレンサルファイド
樹脂を主成分とする重合体、共重合体、ポリチオエーテ
ルケトン、ポリチオエーテルスルホンなどの芳香族ポリ
サルファイド類、それらの共重合体にて耐熱性や耐薬品
性に優れたフィルターをつくることもできる。

【００１４】布帛の形態は何ら限定されるものではな
く、平膜状、円筒状、細管状、スパイラル状、プリーツ
状等任意の形態で用いることができるが、処理効率の面
からはプリーツ状のカートリッジの形態で用いるのが好
ましい。本発明の布帛をカートリッジの形態で用いる場
合は、布帛は１枚或いは複数枚重ね合わせて使用され、
ゴミ除去の為のプレフィルター部や、粗粒化された油滴
を更に大きくする為の粗大化フィルター部と重ね合わせ
使用される他、補強等の目的で金網，メッシュ状のシー
ト等の補強材も重ね合わせ用いる事も可能である。

【００１５】本発明の界面活性剤を含む洗浄剤として
は、例えばノニオン系、カチオン系、アニオン系の界面
活性剤を少なくとも１種類含んだ洗浄剤であり、水系洗
浄剤、アルカリ系洗浄剤、石油系洗浄剤、テルペン系洗
浄剤等がある。水系洗浄剤はノニオン系界面活性剤が主
体になったものである。アルカリ系洗浄剤は界面活性剤
の他、アルカリ成分として炭酸ナトリウム、珪酸ナトリ
ウム、グルコン酸ナトリウム等を含む洗浄剤である。石
油系洗浄剤は消防法で規定される第４類の第２石油、第
３石油が主体になったものをいい、原油、原油溜分及び
分解製品、天然ガスの分離製品、けつ岩油、石炭液化
油、タール類、タール類分溜製品その他これに属する油
類で液状となるものである。テルペン系洗浄剤は柑橘類
から抽出されたテルペン油が主体になったものである。
これら洗浄剤の中にはキレート剤やアミン化合物等も一
部含まれる事がある。

【００１６】本発明でいう粗粒化分離とは、０．１〜５
０μｍの径をもつ油滴を０．１ｍｍ以上の粗大化油滴に
して分離することである。０．１ｍｍ以上に粗大化され
た油滴は水との比重差により容易に浮上分離される。従
って、本発明に於いては、洗浄槽または濯ぎ槽をポンプ
にて循環し、その間に油水分離器を組み込み粗粒化分離
すればよい。油水分離器の前にゴミを除去するプレフィ
ルター装置を設置してもよい。又濯ぎ槽の循環では油水
分離後にイオン交換処理や活性炭吸着処理により溶解し
ている洗浄剤を分離すれば更に好ましい。洗浄槽や濯ぎ
槽は通常室温〜４０℃ぐらいであるが、ノニオン系界面
活性剤を含有する洗浄剤の場合は油水分離の前に加熱装
置を置き、ノニオン系界面活性剤の曇点以上の温度で分
離すれば更に好ましい。粗粒化工程での処理速度は、洗
浄槽または濯ぎ槽からの循環処理量で変化する。通常は
０．１〜２０Ｌ／ｍｉｎであるが、これに限定されるも
のではない。

【００１７】

【実施例】以下、実施例でもって本発明をさらに詳しく
説明する。以下の実施例において、油分濃度は、堀場製
作所製油分濃度計ＯＣＭＡ−２２０を用いて測定し、水
分濃度は、京都電子製カールフィッシャー水分濃度計を
用いて測定した。

【００１８】

【実施例１〜６及び比較例１〜２】メルトブロー法によ
り平均単繊維直径１．１μｍ、目付５０ｇ／ｃｍ²、厚
み０．０９３ｍｍと平均単繊維直径１．６μｍ、目付４
５ｇ／ｃｍ²、厚み０．１５０ｍｍのポリエチレンテレ
フタレート繊維からなる布帛を得た。これらのシートを
重ね合わせて下記８種類の布帛を作り、ラテックス球に
よる布帛のポアサイズを測定した。１．６μｍの繊維径を有する繊維から成る布帛１枚：
１０μｍ１．６μｍの繊維径を有する繊維から成る布帛２枚：
７μｍ１．１μｍの繊維径を有する繊維から成る布帛２枚：
５μｍ１．１μｍの繊維径を有する繊維から成る布帛３枚：
２μｍ１．１μｍの繊維径を有する繊維から成る布帛３枚：
１μｍ１．１μｍの繊維径を有する繊維から成る布帛４枚：
０．８１μｍ１．１μｍの繊維径を有する繊維から成る布帛５枚：
０．５μｍ１．１μｍの繊維径を有する繊維から成る布帛６枚：
０．２μｍこのようにして得られた布帛８種をミリポア社製メンブ
レンフィルターホルダーに装着し、アルカリ系洗浄剤
（ソフライトＫＡ−２０３Ｌ旭化成工業社製）１０ｗｔ
％を３０℃のイオン交換水に溶解させ、その中に精密機
械加工に使用されるプレス油（ユニカットＧＨ３５）を
５ｗｔ％添加し、超音波で１分間分散させてアルカリ系
洗浄剤の中に油が微分散したモデル液を作成した。この
液を３０℃の恒温槽の中で油水分離操作を行った。処理
液はポンプにより１０ｍｌ／ｍｉｎ．４５ｃｍ²の速度
で粗粒化分離を行い、油と洗浄剤水溶液に２相分離させ
た。結果を表１に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】第１表の結果より明らかなように、本発明
の実施例によるものは、粗粒化分離後の洗浄剤中の油分
濃度が低く良好であることが判る。

【００２１】

【実施例７〜１２及び比較例３〜４】実施例１〜６及び
比較例１〜２に用いた布帛を用い同様にミリポア社製メ
ンブレンフィルターホルダーに装着し、アルカリ系洗浄
剤（ソフライトＫＡ−２０３旭化成工業社製）１０ｗｔ
％を３０℃のイオン交換水に溶解させ、その中に機械加
工に使用される切削油（ユニプレスＥＲ５００）５ｗｔ
％添加し、超音波で１分間分散させてアルカリ系洗浄剤
の中に油が微分散したモデル液を作成した。この液を３
０℃の恒温槽の中で油水分離操作を行った。処理液はポ
ンプにより２０ｍｌ／ｍｉｎ．４５ｃｍ²の速度で２回
粗粒化分離を繰り返し、油と洗浄剤水溶液に２相分離さ
せた。結果を表２に示す。

【００２２】

【表２】

【００２３】第２表の結果から明らかなように、本発明
の実施例によるものは、粗粒化分離後の切削油の濃度は
低く優れた分離性能を有していることが判る。

【００２４】

【実施例１３及び比較例５】メルトブロー法により平均
単繊維直径０．９μｍのポリアミド繊維からなる目付７
５ｇ／ｃｍ²、厚み０．３４ｍｍの布帛を得た。この布
帛を４枚重ねたもののポアサイズは１μｍであった。こ
の布帛をポリエステルの６０メッシュの織物で挟み込み
プリーツマシンにて３０ｍｍの折り幅にてプリーツ加工
を行い、外径１５０ｍｍ、内径９０ｍｍのＳＵＳエンド
キャップとＳＵＳパンチングプレートの３６０ｍｍ高さ
の内外筒に５０山組み込みエポキシ系接着剤にてシール
してカートリッジ（濾過面積１．０８ｍ²）を作製し
た。このカートリッジを超音波洗浄機の濯ぎ槽１００Ｌ
の水洗水の循環ラインに油水分離装置を設置し、その中
にカートリッジを装着してリンス水中の持ち込まれる水
系洗浄剤（クリーンスーパー９０菅栄産業社製）と焼き
入れ油（ダフニーハイテックオイルＳ出光興産社製）の
分離実験を行った。

【００２５】又比較例として２０Ｌの静置分離槽での分
離実験を行った。分離対象液は水系洗浄剤が１．０ｗｔ
％と焼き入れ油１．５ｗｔ％を水に混合し白濁した状態
のものである。なお、循環流量は５Ｌ／ｍｉｎで行な
い、４０分後の濯ぎ槽の油分濃度を測定した結果、本発
明の方法では、濯ぎ槽の白濁もなく透明になっており焼
き入れ油は殆ど分離されていた。一方、比較例の静置分
離法では、焼き入れ油は白濁はしたままであり、殆ど分
離されていなかった。

【００２６】

【実施例１４〜１９及び比較例１〜２】実施例１〜６に
使用した布帛８種をミリポア社製メンブレンフィルター
ホルダーに装着し、石油系洗浄剤（ＥＸＭ−５０３旭化
成工業社製）、精密機械加工に使用される水溶性切削油
Ｔ−７Ｂ４０（シェル石油社製）を水にて５０倍に希釈
した液を３ｗｔ％添加し、超音波で２分間分散させて石
油系洗浄剤の中に水溶性切削油が微分散したモデル液を
作成した。この液を３０℃の恒温槽の中で、油水分離操
作を行った。処理液はポンプにより９０ｍｌ／ｍｉｎ．
４５ｃｍ²の速度で粗粒化分離を行った。結果を表３に
示す。

【００２７】

【表３】

【００２８】第３表の結果より明らかなように、本発明
の実施例によるものは、粗粒化分離後の洗浄剤中の水分
濃度が低く良く分離されている事が判る。

【００２９】

【実施例２０〜２５及び比較例８〜９】実施例１〜６及
び比較例１〜２に用いた布帛を用い同様にミリポア社製
メンブレンフィルターホルダーに装着し、石油系洗浄剤
（メルベイユ４０昭和シェル石油社製）１ｗｔ％を水中
に添加し、超音波で１分間分散させてリンス水の中に石
油系洗浄剤微分散したモデル液を作成した。この液を４
０℃の恒温槽の中で油水分離操作を行った。処理液はポ
ンプにより２５ｍｌ／ｍｉｎ．４５ｃｍ²の速度で粗粒
化分離を行い、水と洗浄剤溶液に２相分離させた。結果
を表４に示す。

【００３０】

【表４】

【００３１】第４表の結果から明らかなように本発明の
実施例によるものは、粗粒化分離後の石油系洗浄剤濃度
は低く優れた分離性能を有していることが判る。

【００３２】

【実施例２１及び比較例１０】メルトブロー法により平
均単繊維直径０．９μｍのポリアミド繊維からなる目付
７５ｇ／ｃｍ²、厚み０．３４ｍｍの布帛を得た。この
布帛を４枚重ねたもののポアサイズは１μｍであった。
この布帛をポリエステルの６０メッシュの織物で挟み込
みプリーツマシンにて３０ｍｍの折り幅にてプリーツ加
工を行い外径１５０ｍｍ、内径９０ｍｍのＳＵＳエンド
キャップとＳＵＳパンチングプレートの３６０ｍｍ高さ
の内外筒に５０山組み込みエポキシ系接着剤にてシール
してカートリッジ（濾過面積１．０８ｍ²）を作製し
た。このカートリッジを超音波洗浄機のリンス槽１００
Ｌの水洗水の循環ラインに油水分離装置を設置しその中
にカートリッジを装着して濯ぎ水中のテルペン油系洗浄
剤（テルペンクリーナーＥＣ−７Ｒ日本アルファーメタ
ルズ社製）の分離実験を行った。又比較例として２０Ｌ
の静置分離槽での分離実験も行った。分離対象液はテル
ペン油系洗浄剤が０．２ｗｔ％混合し白濁した状態にし
て行った。循環流量は５Ｌ／ｍｉｎで行ない４０分後の
濯ぎ槽の油分濃度を測定した結果、本発明の方法では、
濯ぎ槽の白濁もなく透明になっておりテルペン系洗浄剤
は溶解度まで分離できていた。一方、比較例の静置分離
法では、テルペン系洗浄剤は白濁はしたままであり殆ど
分離されていなかった。

【００３３】

【発明の効果】本発明の方法によれば、洗浄機の洗浄槽
や濯ぎ槽で微分散した被洗物からの脱落物または水不溶
性洗浄剤の分散物を効率的に分離することができるた
め、長期間洗浄を続けても、洗浄効果の低下が無い。洗
浄剤の交換頻度も少なくてすむので、洗浄コストを大幅
に削減し、かつ、廃棄コストも削減する事ができ、洗浄
物の洗浄効果も良い。更に濯ぎ槽でも洗浄剤を効率的に
分離できるため、濯ぎ水の洗浄効果の持続性があるので
濯ぎ水の使用量を大幅に減少させる事ができる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】界面活性剤を含む洗浄剤を用いた被洗物
の洗浄における洗浄液中の、被洗物から脱落した油分散
物若しくは水分散物、又は洗浄後の水による濯ぎにおけ
る、濯ぎ液に持ちこまれた、及び濯ぎ液中の被洗物から
脱落した、油成分の分散物、水不溶性界面活性剤及び水
不溶性洗浄剤の分散物を分離するに際し、０．１〜５μ
ｍのポアサイズを有する布帛を用いて粗粒化分離するこ
とを特徴とする分離方法。