JPH04154822A - 孔質物品の含浸液および処理方法 - Google Patents

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】 及朶上玖■朋分見 本発明は、モノマーにより孔質物品を含浸処理する際に
用いる含浸液、およびこの際に生じる洗浄廃水を処理し
てモノマーと水とを分取する方法に関する。

従米列技先 金属鋳物、粉末冶金、あるいはセラミックス。

コンクリート製品、プラスチックス、木、紙などの″巣
″や多孔質部分を含浸液で封孔処理することは従来から
行なわれている。封孔処理により、漏れ止め効果が得ら
れるのは勿論のこと、メツキや塗装時の曇り、膨れ、剥
離防止の前処理として、また、プラスチックやセラミッ
クスの電気絶縁性、焼結体の切削加工性の向上、木や紙
の製品の強度付与等に利用でき、広範な分野で応用され
ている。

含浸液としては、例えばアクリル系モノマー等の硬化性
モノマーを主剤とし、これに重合開始剤を添加したもの
が用いられている。含浸処理は、例えば、金属鋳物等の
孔質物品を含浸槽に入れ、含浸槽を真空にし、含浸槽に
含浸液を導入して孔質物品を浸漬し、含浸槽を大気に開
放して、もしくは大気に開放し更に含浸槽を加圧して、
孔中への含浸液の充填を完全とすることにより行なわれ
る。

その後、孔中に含浸液が充填された孔質物品を水洗し、
孔質物品の表面に付着した余分な含浸液を除いたのち、
湯で加熱する温浸硬化、オーブン等で加熱する気相硬化
などにより孔中の含浸液を硬化せしめ、封孔処理が終了
する。

しかしこの場合、含浸後の洗浄時に多量の洗浄廃水を生
じるという問題があった。洗浄廃水中には含浸液のモノ
マーが含まれているため、廃水をそのまま廃棄すること
ができず、この処理に多大な費用が必要であった。

従来は、水溶性のアクリル系モノマーを主体とした含浸
液を用い、水で洗浄する際の洗浄効果を良好にするため
に、含浸液および洗浄水の一方または両方に界面活性剤
を含有せしめ、回収された洗浄廃水をモノマーの重合温
度以上に加熱し、水中でモノマーを硬化させて除去して
いた。

しかし、この従来法では、鋳物の上向きのタップや袋穴
のように、洗浄しにくい部分を有する孔質物品の場合に
洗浄不良を起こしやすいという欠点があった。また、加
熱処理した洗浄廃水から硬化物粒子を分離することが困
難であり、さらに、洗浄廃水中のモノマーは、水溶性の
ため容易に分離して分取できず、再利用は不可能であっ
た。

■が　　しようとする 本発明は、含浸処理時において水洗により容易に洗浄が
でき、しかも、生じる洗浄廃水を効率的に処理し、モノ
マー層と水層とを分取することが可能な含浸液および含
浸処理方法を提供するものである。

３１し礪４成− 本発明の含浸液は、 硬化性モノマーを含む含浸液において、水への溶解度が
３％以下の水不溶性モノマーが硬化性モノマーの３０〜
１００重量％を占め、かつ、該水不溶性モノマーが水よ
りも低比重であることを特徴とする。

本発明の含浸処理方法は、 孔質物品の表面に、硬化性モノマーを含む含浸液を適用
して孔内に含浸液を充填し、ついで、表面に含浸液が付
着した孔質物品を水で洗浄し、硬化性モノマーを含む洗
浄廃水を回収、処理するに際し、 水への溶解度が３％以下の水不溶性モノマが硬化性モノ
マーの３０〜１００重量％を占め、かつ、該水不溶性モ
ノマーが水よりも低比重である含浸液を用い、含浸液が
付着した孔質物品を洗浄水で洗浄し、回収された洗浄廃
水を比重差により水不溶性モノマー層と水層とに分離し
て分取することを特徴とする。

棋−一一朋 含浸液は一部もしくは全量が非水溶性であり、且つ水不
溶部が水より低比重であることから、洗浄時には、被含
浸物の表面から速やかに洗浄、除去され、従来は水洗浄
のみでは洗浄不良を生じた上向きのタップや袋穴におい
ても、水中揺動することで洗浄不良が解消できる。

洗浄後は、洗浄廃水が比重差により２層に分離するので
、それぞれモノマー層および水層を回収する。

末凰勿豊盈 第１１図は、本発明の処理方法の一例を示す説明図であ
る。

金属鋳物等の孔質物品は、含浸槽で含浸液により含浸処
理される。含浸処理法としては、従来公知の方法が使用
でき、「従来の技術」の項で説明した真空加圧含浸法の
他、真空含浸法、内部加圧法、内部真空法など適宜の方
法を採用できる。

含浸液としては、硬化性モノマーを含むものが用いられ
、重合性モノマーと重合開示剤との組み合わせが代表的
である。本発明では、硬化性モノマーの３０〜１００重
景％、好重量くは６０〜１００重量％、さらに好ましく
は８０〜１００重量％を水より低比重の水不溶性モノマ
ーとする。ここで水不溶性モノマーとは、水への溶解度
が３％以下のものを意味し、好ましくは１％以下のもの
を用いる。

本発明の水不溶性モノマーは、比重が０．９８以下であ
ることが好ましく、より好ましくは０．９５以下、さら
に好ましくは０．９２以下である。

なお、本発明では、水不溶性モノマーとして単独のモノ
マーを用いてもよく、２種以上のモノマー混合物を用い
てもよい。モノマー混合物とする場合は、比重が水より
も重い水不溶性モノマーをその成分として含んでいても
、水不溶性のモノマー混合物全体として比重が水よりも
軽ければよい。水不溶性モノマーは、混合物中で相溶し
ており、水に対して混合物として挙動し、分離操作時に
混合物とし、て水と分離し、水面に浮上しモノマー層を
形成する。

水より低比重の水不溶性モノマーの量が３０重量％未満
となると、水洗時の洗浄性が低下して洗浄不良が生じや
すくなる。また、洗浄廃水からのモノマーの分離操作時
に多量の水溶性モノマーが水中に残存することになり、
別途廃水の処理操作が必要となる。

水不溶性モノマーとしては、（メタ）アクリル、酸エス
テル系モノマー、エチレンモノマー、プロピレンモノマ
ー、スチレンモノマー、塩化ビニルモノマー、イソプレ
ンモノマー、エステル系モノマー（開環重合タイプまた
は重縮合タイプ）、ウレタン系モノマー（重付加タイプ
）など、適宜のものを単独でまたは組み合わせて使用で
きるが、（メタ）アクリル酸エステル系モノマーが好ま
しい。なお本発明で、「（メタ）アクリル」とは、′ア
クリル”または１１メタアクリル（メタクリル）″を意
味する。

水不溶性（メタ）アクリル酸エステル系モノマーとして
は、（メタ）アクリル酸エステル、あるいはジ（メタ）
アクリル酸エステル、トリ（メタ）アクリル酸エステル
等の多官能性モノマーなどが挙げられる。

水不溶性かつ水より低比重の（メタ）アクリル酸エステ
ルの具体例としては以下のものが挙げられる。

（１）一般式（１）で表わされるアルキル（メタ）アク
リレート。

ＣＨ，＝　Ｃ・・・（１） ＧＯＯＲ” （Ｒ：水素またはメチル基 Ｒ：炭素数１〜１８の直鎖または分岐アルキル） この具体例としては、例えば、メチルメタクリレート（
比重０．９４４．２０℃）、イソブチルメタクリレート
（比重０．８８７．２０℃）、オクタデシルメタクリレ
ート（比重０．８６２．３０℃）などが挙げられる。

（２）一般式（ＩＦ）で表わされる（メタ）アクリレー
ト。

ＣＨ，＝Ｃ・・・（１） Ｃ００ＣｎＨ２ｎＸ （Ｒ：水素またはメチル基 ｎ：１〜２ Ｘ：環状炭化水素または置換アミノ基）ＣｎＨ２ｎＸの
具体例としては。

などが挙げられる。

（３）以下の一般式（ＩＩＩ）で示されるジ（メタ）ア
クリート。

（Ｒ：水素またはメチル基 Ａ：アルキレン基） この具体例としては、アルキレン基が−（ＣＨ２）ｓ−
のジメタクリレート（０，９９７）、ジアクリレートな
どが例示される。

上記の（メタ）アクリル酸エステルは、単独であるいは
混合物として用いることができる。また、混合物の比重
が水より軽くなる範囲で、下記の水不溶性／高比重の（
メタ）アクリル酸エステル系モノマーを混合することも
できる。

水不溶性かつ水より高比重の（メタ）アクリル酸エステ
ル系モノマーとしては、以下のものが例示される。

（４）一般式（ＩＶ）で表わされる（ポリ）エチレング
リコール（メタ）アクリレート。

ＣＯＯ＋ＣＨ２ＣＨ２Ｏ±ｎＹ （Ｒ：水素またはメチル基 Ｙ：メチル基またはフェニル基 ｎ：１〜２３） （５）一般式（Ｖ）で表わされる（ボ１月プロピレング
リコール（メタ）アクリレート。

ＣＨ２＝Ｃ・・・（Ｖ） Ｃｏｏ（−ＣＨ２ＣＨＯ−）−、Ｙ ＣＨ３ （Ｒ：水素またはメチル基 Ｙ：メチル基またはフェニル基 ｎ：１〜２３） １ｌ− （６）一般式（Ｖｌ）で表わされる（メタ）アクリレー
ト。

ＣＨ，＝Ｃ・・・（ＶＩ） ＣＯＯ＋ＣＨ２ＣＨＯ＋、Ｈ ■ ＣＨ。

（Ｒ：水素またはメチル基 ｎ：３〜９） （７）一般式（■）で表わされる（メタ）アクリレート
。

ＣＨ２＝Ｃ・・・（■） ＣＯＯＣｎ　Ｈ２ｎ　Ｚ （Ｒ：水素またはメチル基 ｎ：１〜２ Ｘ：環状炭化水素またはへテロ環） ＣｎＨ２ｎＺの具体例としては、 などが挙げられる。

（８）以下の一般式（■）で示されるジ（メタ）アクリ
ート。

（Ｒ：水素またはメチル基 Ｂ：アルキレン基） アルキレン基としては、 −ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−。

−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ，ＣＨ２−。

−ＣＨ２Ｃ（ＣＨ，）、ＣＨ２−などが例示される。

（９）以下の一般式（ＩＫ）で示されるジ（メタ）アク
リレート。

Ｃ００＋ＣＨ２ＣＨ，０す。ＯＣ・・・（■）（Ｒ：水
素またはメチル基 ｎ：１〜８） （ｌＯ）以下の一般式（α）で示されるジ（メタ）アク
リレート。

Ｈａ （Ｒ：水素またはメチル基 ｎ：１〜２３） （１１）一般式（β）で示されるトリ（メタ）アクリレ
ート ＣＨ，Ｏ−Ｗ Ｒ”−Ｃ−ＣＨ，Ｏ−Ｗ　　　　　　・・・（β）ＣＨ
２０−Ｗ ［Ｒ２：水素または炭素数１〜３のアルキル基 Ｗ：　−Ｃ＝Ｏ ■ Ｃ＝　ＣＲ２ （Ｒは水素またはメチル基）］ さらに本発明では、封孔処理後の硬化樹脂の特性を制御
する等の目的で、本発明の効果を損なわない範囲で、含
浸液中に水溶性モノマーを配合することができる。これ
ら水溶性モノマーの具体例は以下の通りである。

（１２）　（メタ）アクリル酸 （１３）一般式（γ）で表わされる（ポリ）エチレング
リコール（メタ）アクリレート。

（Ｒ：水素またはメチル基 ｎ：１〜９） （１４）一般式（δ）で表わされる（ポリ）プロピレン
グリコール（メタ）アクリレート。

　Ｈ３ （Ｒ：水素またはメチル基 ｎ：１〜２） （１５）一般式（ε）で表わされる（メタ）アクリレー
ト。

ＣＨ，＝　Ｃ・・・（Ｅ） ＣＯＯＣｎ　Ｈｗ　ｎ　Ｘ （Ｒ：水素またはメチル基 ｎ：１〜２ Ｘ：置換アミノ基） ＣｎＨ２ｎＺの具体例としては、 ＣＨ３ ／ −ＣＨ，ＣＨ，Ｎ ＼ （１６）以下の一般式（ζ）で示されるジ（メタ）アク
リレート。

（Ｒ：水素またはメチル基 ｎ：　９〜２３） 重合開始剤としては、ベンゾイルパーオキサイド、メチ
ルエチルケトンパーオキサイド、クメンパーオキサイド
、アルキルパーエステル、アゾビスイソブチロニトリル
などが用いられる。

含浸液中には界面活性剤を配合してもよいが、界面活性
剤を実質上配合しないことが望ましい。

界面活性剤を実質上含有しない含浸剤を用いることによ
り、後の分離工程において、洗浄廃液の水層とモノマー
層とへの分離、ならびに両層の分取が効率的に行なえる
。

含浸液で含浸処理された孔質物品は、表面に不用な含浸
液が付着しているので、洗浄槽に移送して、洗浄水で洗
浄する。洗浄水には、界面活性剤を配合しても、配合し
なくてもよいが、後者が望ましい。界面活性剤を実質上
古まない洗浄水を用いることにより１分離工程において
、洗浄廃水が水層とモノマー層とに速やかに分離し、両
層を効率的に分取することができる。

含浸液は、一部もしくは全量が非水溶性であリ、且つ、
水不溶部が水より比重が小さいので、氷中揺動により効
率的に洗浄することができ、孔質物品の表面に付着した
含浸液が速やかに洗浄、除去される。また、従来は水洗
浄のみでは洗浄不良を生じた孔質物品（鋳物等）の上向
きのタップや袋穴内の含浸液も洗浄、除去でき、特に６
ｍ１Ｉｌφ以上の上向きのタップおよび袋穴において優
れた洗浄性を示した。

洗浄操作が終了すると、孔質物品は洗浄槽から出され、
重合開始温度以上に加熱することにより孔中に充填した
モノマーが硬化し、封孔処理が終了する。

一方、洗浄廃水は分離槽へ送られる。洗浄廃水中の水と
水不溶性モノマーとは比重差により分離し、水よりも低
比重の水不溶性モノマーからなるモノマー層（上層）と
、これらが除かれた水層（下層）とに分離する。この分
離は、洗浄水中に界面活性剤が含まれないほど速やかに
行なわ九る。よって、含浸液および／または洗浄水中に
は、界面活性剤を添加しないことが好ましし箋　。

水層から水をポンプＰ１により水槽に回収する。この水
は、ポンプＰ３により洗浄槽等に再循環して利用しても
よく、また廃棄してもよい。

モノマー層から水不溶性モノマーを、ポンプＰ２により
含浸液槽に回収する。これらはポンプＰ４により含浸槽
に供給して再利用してもよく、また、焼却等により廃棄
してもよい。

見凱勿羞米 本発明では、水不溶性かつ水より低比重のモノマーを主
体とする含浸液を用いることにより、水洗浄のみで効率
的に余分な含浸液を洗浄、除去でき、しかも、従来は水
洗浄のみでは洗浄が困難であった上向きのタップや袋穴
内の余肩含浸液も洗浄、除去できる。

また、洗浄廃水中から比重差により水不溶性モノマーを
分離することができ、水不溶性モノマーと、これが除か
れた浄化廃水とが容易に分取され、含浸処理における洗
浄廃水の処理コストを大幅に低減させることができる。

また、洗浄廃水中から水不溶性モノマーを回収して、再
利用することも可能である。

実施例１ 以下の組成を有する含浸液を用い、６ｍ１ｌφの上向き
タップを有する鋳物を真空加圧法により含浸処理した。

この含浸液の主剤（硬化性モノマー）中の水不溶部量は
９９重量％以上であり、この水不溶部（水不溶性モノマ
ー）の比重は、０．９０２であった。なお、以下特に断
りがない限り、量は重量規準である。

主剤： 重合開始剤： ２．２−アゾビスイソブチロニトリル　　０．２部含浸
処理後、界面活性剤を含まない洗浄水を用い、水中揺動
を与えつつ鋳物を洗浄した。

上記操作により含浸、水洗処理を施した鋳物５０個につ
いて、水洗後の上向きタップ内をｓ！ｐしたところ、い
ずれもタップ内の余剰含浸液がきれいに洗浄除去されて
おり、洗浄不良は０個であった。

洗浄廃水を分離槽に導き静置したところ、水不溶性モノ
マーが水から分離して水面に浮上した。

分離槽の下部から水を回収し、ポンプにより洗浄槽に循
環使用した。一方、分離槽の表層から水不溶性モノマー
を回収し、含浸液の主剤として再利用した。

分離槽から回収された水のＣＯＤ値は、約３０ｐｐｍを
示した。水溶性アクリルモノマーを主体とした含浸液を
用いる従来の方法では、洗浄廃水は約３０００ｐｐＨの
ＣＯＤ値を示していた。したがって、モノマーがほぼ完
全に分離したと言える。

実施例２ 以下の組成を有する含浸液を用い、７ｍｍφの上向き袋
穴を有する鋳物を真空加圧法により含浸処理した。この
含浸液の主剤（硬化性モノマ−）中の水不溶部量は約７
０％であり、この水不溶部（水不溶性モノマーのみの混
合物）の比重は、０．９３９であった。なお、水溶性モ
ノマーも含めた主剤全体の比重は０．９７３になる。

主剤： ＣＨ，＝Ｃ（ＣＨａ）ＣＯＯＣＨ２ヘリ１６［水不溶性
、比重：　０，９６６］ 重合開始剤： ベンゾイルパーオキサイド　　　　　　　　０．３部含
浸処理後、界面活性剤を含まない洗浄水を用い、水中揺
動を与えつつ含浸鋳物を洗浄した。

上記操作により含浸、水洗処理を施した鋳物５０個につ
いて、水洗後の上向き袋穴内を観察したところ、いずれ
も袋穴内の余剰含浸液がきれいに洗浄除去されており、
洗浄不良は０個であった・ 洗浄廃水を分離槽に導き静置したところ、水不溶性モノ
マーが水から分離して水面に浮上した。

分離槽の下部から水を回収し、ポンプにより洗浄槽に循
環使用した。

分離槽から回収した水のＣＯＯ値は、約８００ｐｐｍで
あったＯ （以下余白） −お一 実施例３ 以下の組成を有する含浸液を用い、８ｍｍφの上向きタ
ップを有する鋳物を真空加圧法により含浸処理した。こ
の含浸液の主剤（硬化性モノマー）中の水不溶部量は約
５０％であり、水不溶部の比重は０．９８０であった。

なお、主剤全体での比重は１．０１６になる。

主剤： 重合開始剤： ２．２’＝アゾビスイソブチロニトリル　　０．３部含
浸処理後、界面活性剤を含まない洗浄水を用い、水中揺
動を与えつつ含浸鋳物を洗浄した。

上記操作により含浸、水洗処理を施した鋳物５０個につ
いて、水洗後の上向きタップ内を観察したところ、いず
れもタップ内の余剰含浸液がきれいに洗浄除去されてお
り、洗浄不良は０個であった。

洗浄廃水を分離槽に導き静置したところ、水不溶性モノ
マーが水から分離して水面に浮上した。

分離槽の下部から水を回収し、ポンプにより洗浄槽に循
環使用した。一方、分離槽の゛表層から水不溶性モノマ
ーを回収し、焼却処理した。

分離槽から回収した水のＣＯＯ値は、約１２００ｐｐｍ
であった０

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の処理方法の一例を示す説明図である
。 平成３年１月３１日 特許庁長官　植　松　　　敏　殿 １、　事件の表示 平成２年特許願第２８２６８３号 ３、　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 東京都西多摩郡瑞穂町二木木字杉並５３９番地株式会社
中央発明研究所 ６、　補正の内容 （１）明細書第１Ｏ頁６〜最終行に「（２）一般式・・
・・・・挙げられる。ｊとあるのを、以下の通りに訂正
する。 ｒ（２）一般式（Ｕ）で表わされる（メタ）アクリレー
ト。 ｏｏｘ （Ｒ：水素またはメチル基 Ｘ：環状炭化水素またはアミノ置換 基） Ｘの具体例としては、 などが挙げられる。」 （２）同第２３頁５〜１５行に［主剤・・・・・・０．
３部」とあるのを以下の通りに訂正する。 ｒ主剤： ［水不溶性、比重：　０．９６６］ 重合開始剤： ベンゾイルパーオキサイド　　　０．３部Ｊ以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、硬化性モノマーを含む含浸液において、水への溶解
   度が３％以下の水不溶性モノマーが硬化性モノマーの３
   ０〜１００重量％を占め、かつ、該水不溶性モノマーが
   水よりも低比重であることを特徴とする孔質物品の含浸
   液。 ２、界面活性剤を実質上含有しない請求項１に記載の含
   浸液。 ３、孔質物品の表面に、硬化性モノマーを含む含浸液を
   適用して孔内に含浸液を充填し、ついで、表面に含浸液
   が付着した孔質物品を水で洗浄し、硬化性モノマーを含
   む洗浄廃水を回収、処理するに際し、 水への溶解度が３％以下の水不溶性モノマ ーが硬化性モノマーの３０〜１００重量％を占め、かつ
   、該水不溶性モノマーが水よりも低比重である含浸液を
   用い、含浸液が付着した孔質物品を洗浄水で洗浄し、回
   収された洗浄廃水を比重差により水不溶性モノマー層と
   水層とに分離して分取することを特徴とする孔質物品の
   含浸処理方法。 ４、前記含浸液が界面活性剤を実質上含有しない請求項
   ３に記載の処理方法。 ５、前記洗浄水が界面活性剤を実質上含有しない請求項
   ３または４に記載の処理方法。