JPH0365207A

JPH0365207A - 油水分離用フィルター

Info

Publication number: JPH0365207A
Application number: JP1201381A
Authority: JP
Inventors: Masako Tamura; 昌子田村; Kazuto Oue; 一人大植
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1989-08-04
Filing date: 1989-08-04
Publication date: 1991-03-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、油中の水滴もしくは水中の油滴を分離するた
めの油水分離用フィルターに関する。

（従来技術）これまで我々は、極細繊維からなる繊維状シートによる
油水分離方法を提案してきた。これらの方法では、油を
選択的に透過させることによって油水分離を行なうフィ
ルター、油と相分離する液体を透過させるが、油を透過
させないフィルター液体中に微細に分散した液滴を粗大
化させるフィルターなどが用いられているが、そのどれ
もが油水分離能力と液体の透過性に優れ、迅速にかつ確
実に油水の分離を行なうことができるという特徴を有し
ている。

工業的な油水分離フィルターに要求される大きな要請の
１つとして、フィルターの耐薬品性（耐溶剤性、耐酸性
、耐アルカリ性）、耐熱性が挙げられる。油水分離フィ
ルターは機械工業、石油化学工業といった施設での用廃
水の処理や、船舶底にたまった重油を含むビルジ水の処
理、半導体、ドライクリーニング業界で使用されるトリ
クロルエチレン、テトラクロロエチレン等の塩素系溶剤
からの水分離等、様々な用途分野においてその要請は強
く、それらに幅広く対応するためには耐薬品性、耐熱性
といった性質が必須である。対象となる処理液は具体的
には、機械油、ギヤー油、シリンダー油、タービン油、
灯油、軽油１重油、フッ素油、シリコン油、動植物油等
のいわゆる油といわれているものの他、液状の石油エー
テル類、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタンなどの脂肪族炭化
水素類、シクロヘキサン、シクロヘプタンなどの環状炭
化水素類、テトラフルオロエチレン２　トリクロルエチ
レン、クロロホルム、フッ素系溶剤等のハロゲン化炭化
水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化
水素類、各種エーテル、ケトン、エステル、アルコール
、フェノール類等が挙げられる。また、液の質もｐＨ＝
１から１４までと幅広い、液温については、常温使用か
ら１５０℃程度までの範囲が対象となる。

一方、油と分離される水であるが、油と相分離する液体
等も対象となる。

フィルターを構成する繊維で、これら広範囲にわたる対
象液全てに対応可能なものはこれまでになく、例えば、
ポリエチレンテレフタレート系繊維は、他繊維に比べ油
、有機溶剤に対する耐薬品性、耐熱性に非常に優れてい
るが、アルカリに溶解してしまうという欠点を有しポリ
アミド繊維は耐アルカリ性は優れているが、ポリエステ
ルはど有機溶剤に耐久性はなく、また、プリーツ状にし
てカートリッジに組立てる際の型付性、親水撥水処理を
行なう際の加工性といった点についてポリエステルより
劣る。他、ポリオレフィン系繊維。

各種アクリル繊維、ハロゲン含有重合体の繊維。

天然繊維などあるが、いずれも全てを満足するような優
れた耐薬品性、耐熱性、またその他カートリッジ化に必
要な要素をもちあわせている極細繊維からなる油水分離
用フィルターはなかった。

（発明が解決しようとする諜Ｕ）本発明の目的は、油水分離フィルターが従来もっていた
優れた分離性能及び通液性を損なうことなく、これまで
達成できなかった優れた耐薬品性と耐熱性を有し、かつ
カートリッジ化が容易な、油水分離用フィルターを提供
することにある。

（課題を解決するための手段）本発明は、単繊維直径が０．１〜１０μｍの繊維を主体
とし、繊維充填率が１０〜７０％であるポリフェニレン
サルファイドの繊維状シートからなり、親水化処理が施
された油水分離用フィルターおよび、単繊維直径がＯ９
１〜１０μ−の繊維を主体とし、繊維充填率が１０〜７
０％であるボＩＪフェニレンサルファイドの繊維状シー
トからなる、撥水化処理が施された油水分離用フィルタ
ーである。

本発明の油水分離用フィルターにおける繊維状シートは
、織布２編布、不織布、マット状、シート状、フェルト
状のいずれでもよい。

上記シートを構成する繊維の単繊維直径は０．１〜ｌＯ
μ−のものを主体とし用いる。単繊維直径が１０μ請を
越えると極微細（０，１〜１μｍ）な水滴又は油滴を繊
維状シート内で捕捉して破壊することができないため充
分な粗粒化性能が得られない。０．１μ−未満の繊維は
工業上均一に生産するのが困難である。望ましくは、単
繊維直径が０、３〜７μ鋼のものを主体とする。

次に本発明の油水分離用フィルターにおける繊維状シー
トの繊維充填率は１０〜７０％の範囲にある。繊維充填
率は下記式で定義される。繊維充填率が１０％未満の場合には極微
細な水滴又は油滴が繊維状シートに捕捉されずに透過し
てしまうため、粗粒化性能が低く、繊維状シートのへた
りによって繊維充填率が増大し、液透過性がはじめと終
わりで太き（変化するので好ましくない。また７０％を
超える場合には、工業的に使用可能な液透過性が得られ
ない。繊維充填率の望ましい範囲は２０〜６０％である
や繊維状シートの厚みは特に限定されるものではないが
、望ましくは０．１μｍ以上、７０閣以下である。

繊維状シートの形態は何ら限定されるものではなく、平
膜状２円筒状、細管状、スパイラル状。

ジャバラ状等任意の形態で用いることができるが、処理
効率の面からはジャバラ状の形態で用いるのが好ましい
。

また液体透過方式は、重力による透過方式及び水又は油
と相分離状態にある液体が繊維状シートを透過しない圧
力の範囲以上まで加圧した圧送により透過する方式、一
定流量を送液して透過させる方法等任意の方法を採るこ
とができ何ら限定されるものではない。

本発明の油水分離用フィルターに用いる繊維状シートに
対して、補強等の目的で金網、メツシュ状のシート等の
補強材を用いることも可能である。

また、分離対象液中のゴミ等を捕集するために繊維状シ
ートにて分離対象液を処理する前にプレフィルタ−とし
てのゴミ捕集材を置くことも可能である。

本発明の油水分離用フィルターに用いるポリフェニレン
サルファイドの繊維状シートとは、ポリフェニレンサル
ファイド樹脂を主成分とする樹脂からなる繊維からなる
シートであり、該樹脂として、下記構造式を示す重合体、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、それら共重合体があげられる。

本発明の油水分離用フィルターは、ポリフェニレンサル
ファイド繊維からなるため、特に耐熱性に優れており、
一般的な合成繊維であるポリプロピレン繊維が連続使用
温度が８０℃、ポリエステル繊維が約１２０〜１３０°
Ｃ程度であるのに対し、１９０″Ｃと著しく高い。また
、１６０°Ｃのスチームにも耐えるという優れた耐温熱
性も有している。

更に、耐薬品性にも優れており、耐溶剤性が極めて良好
な上、酸、アルカリ性に対しても強く、例えば、１０％
ＮａＯＨ、１０％Ｈ（／！、２０％Ｈ，ＳＯ，ではポリ
エステルやアラミド等は溶解または変性するが、ポリフ
ェニレンサルファイドからなる繊維シートは全く変化が
ないという優れた特性を有する。また、優れた難燃性と
電気絶縁性をも有している。

該繊維状シートは、ポリフェニレンサルファイド繊維が
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更に好ましく、極細繊維
不織布を得る方法としてはメルトプロー法、抄造法など
がある。

次に、本発明のフィルターは用途に応じて、親水化処理
もしくは撥水化処理が施されている。

本発明のフィルターを粗粒化型フィルターとして用いる
場合には、繊維状シートには親水化処理が施される。こ
の場合は例えば、油中に微小な水滴が分散した系を処理
する際、親水化処理した本発明のフィルターに系全体を
通すものであり、分散した水滴は、フィルターの表面が
親水化しているので、フィルターに捕捉され、フィルタ
ー上で凝集、合一し、フィルターを出る時には約１１１
ｍの大きさとなる。この結果、比重差で油と水が分離さ
れるというものである。

一方、本発明のフィルターを油透過型フィルターとして
用いる場合には、繊維状シートには撥水化処理が施され
る。この場合は例えば、油中に微小な水滴が分散した系
を処理する際、撥水化処理した本発明のフィルターに系
全体を通し、油だけが選択的に分離されるというもので
ある。

又、この撥水化処理されたフィルターは、粗粒化型フィ
ルターとして用い、水中に微小な油滴が分散した系を処
理する際にも用いることができる。

表面を親水化する方法は、なんら限定されるものではな
いが、例えば、水酸基、カルボキシル基。

ア旦）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のような、アルカリ処理を
施すことで親水性を持つ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やポリカルボン酸、ポリイソ
シアネート、ビニル基、グリシジルエーテル基、ボリア
亀ン、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繊
維表面を親水化する方法などがある。

また、表面を撥水化する具体的な例としては、ジメチル
ポリシロキサン等のシリコン化合物、パーフルオロアル
キル基をもったフッ素化合物、２−エチルへキシルジル
コネート等のジルコニウム含有化合物、ステアリン酸ク
ロライド化合物、ポリエチレン、ポリプロピレン等の炭
化水素化合物を用いて繊維表面を改質する方法が挙げら
れる。

（発明の効果）本発明の油水分離用フィルターは従来品と同等の分離性
能および通液性及びカートリッジ化に必要な濾材の型付
性、加工性を保持したまま、優れた耐薬品性、耐熱性を
有するため、工業上利用価値が高い。

実施例１単繊維直径０．５〜１２６９μｍのポリフェニレンサル
ファイド繊維からなる５種の繊維状シート（不織布）を
底形した（繊維充填率２２％、厚み１．５ｍａ＋）。

単繊維直径０．５〜３．７μ−の繊維状シートはメルト
ブロー法により得た。また、５μ１１〜１２．９μ鶴の
繊維状シートは、直接紡糸によって得られた繊維を５ｍ
の長さに切断した後、湿式抄造法にて得た不織布であり
、これらのシートを下記の条件で繊維の表面改質を行な
った。すなわち、５Ｒ−１０００（高松油脂社製吸水加
工剤）４重量％溶液に上記繊維状シートを浸漬後、脱液
し、１００″ＣＸＳ分の乾燥後、１７０　’ＣＸ　１分
の熱処理を行なった。

このようにして得られた単繊維直径が相違する繊維状シ
ート５種をごリボア社製メンブレンフィルターホルダー
に装着し、油水混合液（灯油に水を２重量％添加し、超
音波で１分間分散させて作成した。水滴径を光学顕微鏡
で観察したところ、１〜７μｍであり、水分濃度は２０
０ｐｐｍの白濁した液を得た。）を０．５　ｋｇ／ｃ４
の圧力で圧送し粗粒化処理を行なった。結果を第１表に
示す。

第　　　１　　　表実施例２メルトブロー法によって、単繊維直径１．７μｍのポリ
フェニレンサルファイド繊維の繊維充填率５％、厚み０
．２　ｔｒｓの不織布を得た。次にこの不織布をプレス
によって繊維充填率５〜８０％の５種の不織布を得た。

すなわち、プレス処理は１〜１５０ｋｇ／ｃｄの範囲で
行ない、これに加えてプレス温度及び時間によって繊維
充填率のちがった５種不織布を作成した。次に、同一繊
維充填率の不織布を何枚か重ね合わせて、厚みが１０．
０±Ｏ，Ｌｍｍとなるような繊維状シートを作成した。

改質条件：　Ｐｏ１ｏｎ　ＭＲ４重量％とキャタリスト
ＬＺ４重量％（信越シリコン社製）の混合溶液に上記繊
維状シートを浸漬後、脱液し、１００″ＣＸＳ分の乾燥
後１７０℃×１分の熱処理を行なった。

このようにして得られた繊維状シート５種を用いて下記
処理液を実施例１と同様の条件で透過させて粗粒化処理
を行なった。処理液の透過速度をロータメータ（最大計
測値２０００ｄ／分）で計測した。結果を第４表に示す
。

処理液：水１（ｌ中に灯油を５　ｃｃ加え、ミキサーに
て約３０分間撹拌し、水の中に灯油の油滴が分散した油
水混合物。油分濃度２００ｐｐｍ。

以上から明らかなように、ｌ０％未満の繊維充填率の繊
維状シートでは充分な粗粒化分離が行なわれないことが
わかる。７０％以下の繊維状シートでは、３００　ｄ／
分以上の処理速度があるのに対し、８０％の繊維状シー
トの場合は処理速度が著しく低く、工業上の利用価値が
低い。

実施例３単繊維直径１．７μｍ、繊維充填率２２％、厚み１、５
　ｔｒｒｔａのポリフェニレンサルファイド繊維、ポリ
エチレンテレフタレート繊維、ポリアミド（ナイロン−
６）繊維の不織布をメルトブロー法でそれぞれ得た。

ポリフェニレンサルファイド繊維とポリエチレンテレフ
タレート繊維は、あらかじめ実施例１と同様の条件で表
面を親水化した。

これらの繊維状シートの両側を、ポリプロピレンネット
ではさんでプリーツ機（東洋工機製Ｔｋ−１１）にてジ
ャバラ状とした。このプリーツ機は上下２枚の刃でシー
トを交互に折り、折られたシートはすぐ後ろのヒーター
（１２０°Ｃ〜１４０°Ｃ）を通過した後、冷却ゾーン
で冷却されジャバラ状にセットするものである。

このようにして得られたプリーツを観察すると、ポリフ
ェニレンサルファイド繊維及びポリエチレンテレフタレ
ート繊維は２５ｃｍ間に６０山のプリーツが得られたが
、ボリアくド繊維はプリーツの型付性が悪く、２５ａ＋
＋間に４５山のプリーツしか得られなかった。

このプリーツを２４３ｍｍの高さの円筒（直径６閣の穴
が一列９ポイントの割合で全面においている）で囲み、
上下キャップを接着剤で接着し、第１図に示すようなカ
ートリッジを得た。

これら各種カートリッジをハウジングにとりつけ、下記
処理液を２４時間連続で透過させた。結果を第３表に示
す。

処理液：αメチルスチレンにｐＨ−３，７，１２の水を
それぞれ添加し、ミキサーで分散させて３種類の液を作
成した。水分濃度は２００ｐｐｍ、水滴径は１〜７μｍ
。

（以下余白）第表２４時間後使用カートリッジを分解してフィルターを観
察したところ、ポリエチレンテレフタレート繊維のｐＨ
＝１２の系及びポリアミド繊維のｐＨ−３の系は、繊維
状シートが一部溶解しており、このための分離性能が低
下したと考えられる。

実施例４単繊維直径１．７μｍ、繊維充填率２２％、厚み１．５
ｍのポリフェニレンサルファイド繊維、ポリプロピレン
繊維の不織布をメルトプロー法で得た。

ポリフェニレンサルファイド繊維は、あらかじめ実施例
２と同様の条件で表面を改質した。

このように得られた繊維状シートをξリボア社製メンブ
レンフィルターホルダーに装着し、下記処理を２４時間
連続で透過させた。結果を第４表に示す。

処理液：８０°Ｃの熱水にトルエンを添加し、ミキサー
で分散させて作成した。油分濃度は２００ｐｐｍ、油滴
径は１〜７μｍ、なお、液温はたえず８０’Ｃを保つ様
にした。

（以下余白）第４表以上の結果よりポリプロピレン繊維は８０°Ｃという高
温下では繊維が一部収縮し、フィルターのポアサイズが
変わるため、分離性能が低下すると考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の油水分離フィルターを組み込んだフ
ィルター・カートリッジの一例を示す。ｌ−・・本発明の油水分離フィルター２−サポートスクリーン３・・−アウターケーシング４−プレート。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）単繊維直径が０．１〜１０μｍの繊維を主体とし
、繊維充填率が１０〜７０％であるポリフェニレンサル
ファイドの繊維状シートからなり、親水化処理が施され
た油水分離用フィルター（２）単繊維直径が０．１〜１
０μｍの繊維を主体とし、繊維充填率が１０〜７０％で
あるポリフェニレンサルファイドの繊維状シートからな
り、撥水化処理が施された油水分離用フィルター