JPS60143804A - 脱水方法 - 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】 本発明は、有機液体中の含有水分を除去する方法に関す
るものであシ、高吸水性シートを濾過材として有機液体
を１遇することにより、油類などの有機液体中の含有水
分を除去する方法に関するものである。

今日、各種の石油系燃料や潤滑油が広く使用されている
が、使用時あるいは貯蔵中に大気中の水分の凝結、その
他の原因で水が混入し、燃料や油の品質を低下させる傾
向がある。これらの混入水は二相に分離していることも
あれば、エマルジョン化していることもあシ、さらに一
部油中に溶解しているものもあって、単なる傾瀉や分液
などの手段では分離できないことが多い。

一方、最近各種の高度吸水性樹脂が開発されている。こ
れらは自重の１０倍以上の水を吸収することができるの
で、水が混入している油に添加し攪拌することにより、
水をその樹脂に吸収させて除去することができる。しか
しながら、これらの高度吸水性樹脂は微小粉末状あるい
は顆粒状であるので、吸水処理後、油とこれらの樹脂を
分離する作業、即ち濾過が必要となる。？ＩｉＩ類の濾
過に用いるフィルター累月そのものに高度吸水性を賦与
することができれば、脱水工程を合理化できると共に夾
雑物等の除去もできるので、油類の処理には甚だ好都合
である。

そこで、油中の水分除去フィルター用素材について鋭意
検討した結果、水不溶性の酸型カルボキシメチルセルロ
ース（以下ＣＭＣ−Ｈと略ス）繊゛維を水系で抄紙した
後、ナトリウムやカリウムな極めて優れたものとなり得
ることを見い出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明は置換度０．３〜ＪＯの繊維′Ａ（゛
カルボキシメチルセルロースアルカリ金属塩６０〜１０
０重着％とセルロース繊維４０〜０重量％から成り、坪
量が２０〜ｓｏｏｇ／、ｚであり、透気度が２０秒以下
である、１．吸水性シートを′／Ｊ１過拐として有機液
体を濾過することにより有機液体中の含有水分を除去す
る方法である。

本発明に使用するカルボキシメチルセルロースシートは
、特公昭４２−２９２５及び特公昭４３−１２］４に開
示された方法を応用して、綿状の酸型ＣＭＣまたは、こ
れとセルロース繊維との混合物を水中で抄紙後、炭酸ナ
トリウムなどのアルカリ金属化合物で処理してアルカリ
金属塩型化し、加熱処理することにより基本的には製造
可能であるが、更に使用するＣＭＣの置換度（ＤＳ　）
を０：３〜】０１坪−Ｆ＋１−を２０−３００ｇ／イ、
透気度を２０秒以下に１５Ｈ整することによって、柘め
て優れた吸水、保水力を有する素材となり、このような
高吸水性シートが油類など有機液体中の水分除去フィル
ターの素材として優れた性能を示すことを見い出した。

本発明に使用する高吸水性シートを構成するＣＭＣのＤ
Ｓは、０．３〜１．０の範囲のものが好ましく、ＤＳが
０３未満では吸水時の膨潤ルーが小さいため、フィルタ
ーとしての保水能力が劣ったものとなり、ＤＳが１．０
を越える場合にはＣＭＣの水に対する溶解度が高すぎる
ため、ＣＭＣがフィルタ一部分から溶出してしまう欠点
を生ずる。

使用するＣ　Ｍ、　Ｃの重合度については特に制約を受
けるものではなく、またＣＭＣの繊維長についても抄造
するに必要な長さく約０．’　５　ｍｍ以上）を有して
いれば良い。

抄紙時の繊維状ＣＭ　Ｃ−ｆ（とパルプなどセルロース
繊維との混合比率については、ＣＭＣ−ＨのＤ　Ｓが０
：３〜０６の場合には、ＣＭＣ−Ｈ単独、でも抄紙可能
であるが、Ｄ　Ｓが０６〜１．０の場合にはＣＭＣ−Ｈ
のみでは抄紙時の７１・ｉ水性や乾燥に支障が発生し易
いため、パルプなどセルロース繊糸ｆＧを４０重量％以
下添加する方が製造士好ましく、かつ、吸水フィルター
素材用の高吸水性シートとしても性能が保たれている。

しかし、セルロース繊維の混合比率が・１（）市１１′
Ｌ％を越えると、吸水フィルター累月としての保水能力
が低下するため好ましくない。

水不溶性のＣＭ　Ｃ−Ｈ繊維捷たばＣ、Ｍ　Ｃ−Ｈ繊ｆ
、ｌＩ、とセルロース繊維の混合物を水中で抄紙後、炭
酸ナトリウムなどでアルカリ金属塩型化する際に添ツノ
１１するアルカリ金属化合物の緻は化学量論量に限定さ
れるものではない。通常１）　Ｓから言１算される理論
量の０７〜５倍量の範囲であり、好ましくは（］υ〜２
倍１砺、の添加が望ましい。得られたシートのｐＨ１ｄ
＋％固形分で６〜１２のものである。

アルカリ全綱化合物の添加量が少なすぎるとシートの保
水能が劣ったものとなり、逆に多すぎると炭酸ナトリウ
ノ、等のアルカリ全屈化合物の結晶がシートに沈着し、
シートの透気度が増大し、フィルター単利として不適当
となる。

ＣＭ　Ｃ−１（シートのアルカリ金属塩型化の反応は、
炭酸ナトリウムなどのアルカリ金属化合物のシートへの
浸透性が律速となるため、必ずしも均一な反応１５が起
っておらず、シートの表面よりも内部のアルカリ金属塩
型化率が低い傾向にある。

しかし、この点はフィルター素材として性能的にむしろ
有４りに作用しているものと考えられる。

−セなわち、シート内部に一部残存したＣＭＣ−ＨＱｌ
その後の加熱処理によって、特開昭５Ｇ−２８７５５や
特開昭５８−１．０’４９０１に開示されているエステ
ル架橋を形成し、この架＋ｉＩ１３ｃＭｃが高い吸水　
保水能を示し、かつ水には児溶しないため、フィルター
部からのＣＭＣの溶出を防ぐからである。

本発明に使用する高吸水性シートの坪量は２（）〜３ｏ
ｏｇ７ｍ２の範囲のものが好ましい。坪量が２０　、！
７／　ｎｉ’未満の場合にはシートの厚さが薄すぎるた
め、ＣＭＣ繊維間の隙間やムラが多くなり、フィルター
からの水もれも多くなる。逆に坪量が３００　ｊＪ　／
　＋♂を越える場合には、製造時の抄華工程や乾燥工程
において長時間を要するなどの支障を米たし、製置能力
の大幅ダウンまたは製造年ｉ４能となる。

透気度については、Ｇｕｒｌｅｙｓ　Ｄｅｎ’ｓｏｍｅ
ｔｅｒ　による測定で、シート２枚当りをエアー３０　
（］　ｍｅが通過する時間が２０秒を越える場合には、
水分を含１ない油類の（１：ｊ過の際にも沢１過抵抗が
大きくなり実用的でない。

以上に詳しく述べた胚吸水性シートをン）１過＋４とし
て有機液体を＞＋１遇する際、高吸水性シートは一層の
みでもよく、多層で用いてもよい。又、イ…のシート状
物質と積層にして使用してもよく、又他の高吸水性樹脂
と組合せて使用してもよい。又その使用形状は平板状、
円筒状、その他種々のものが考えられ、時に＋１ｊｌｌ
約はない。鰻二１過操作も有機液イ＊μ落工、ヵ。ＩＥ
Ｅ、’よ１．１．ｌＥ、・。、イゎ７６体。１送など、
いずれの方法でも行うことができる。

本発明の乱吸水性シートを用いて含水油類を処理する場
合、単純な濾過操作によって油中の水分を迅速に除去す
ることができる上に、その他の夾４“（１固形物をも同
時に除くことができ、清浄な油類を得ることができる。

本発明の、６６吸水性シートを用いる脱水方法のもう一
つの大きな利点は、シートを構成しているＣＭ　Ｃｔ＆
維が水を吸収するに従い膨潤し、フィルターとしての目
を詰めてゆく傾向がみられることであり、本発明のＣＭ
Ｃシートに吸水余力がある間は遮液性があり、吸水余力
がなくなった状態では油類の透過を停止する機能がある
ことである。

一般に吸水剤のある時点での残存吸水能力がどの４呈１
現のものであるかをチェックするのは簡単ではないが、
本発明の高吸水性シートにおいては油類が透過し得る間
は水の除去が行なわれていることが保証されており、油
類の透過が停止したとき、１１４、吸水性シートを更新
すれば良いので非常に便利である。

本発明の高吸水性シートを用いる脱水方法の更にもう一
つの利点としては、１枚当りのシートの厚さが（Ｌ　（
１５〜ｉ、、　Ｏｒａｍと非指に薄いにもががわらず、
その引張強聞や曲げ強度が大きいため、ひだ付は加工や
エンボス加工などの成形加工に十分耐え得るものである
ことが挙けられる。

本発明で使用する高吸水性シートの構成要素であるＣＭ
Ｃ及び場合によってγ（も合されるセルロースは、共に
炭化水素系の油類や殆んどの有機溶剤に対して不活性で
あるため、本発明の高吸水性シートで処理することによ
り、抽伸の品質に態形−を及ぼすこと（、・よない。

以上述べてきたように、本発明の高吸水性シートによる
脱水方法（ｒｉ航航空機中自動車用の燃料をはじめ、灯
油５重油、機械油その他の一般有機溶剤などの除水、除
塵に有用である。また、ＣＭＣ及びセルロースが共に食
添規格にも認可されたものであり、人体に全く無害であ
ること刀・ら食用油の除水にも適している。

以下に実施例を挙げて本発明を砦明するが、本発明はこ
れらにより限定されるものではない。

但し、シートの基礎物性については次の方法によって測
定した。

坪　量　ＪＩＳ　Ｐ　８１２４ 引張強度　ＪＩＳ　Ｐ　８１１３ 透気度　ＪＩＳ　Ｐ　８１．１７ 厚　さ　ＪＩＳ　Ｐ　８１１８ 但し、透気朋については、ＪＩＳによるとサンプルシー
ト１枚当りにつきエアー１００ｍＪの通過時間で却、定
しているが、本出願特許では測定条件を一部変更して、
透気度とはサンプルシート２枚当りにつきエアー３００
ｍ（！の通過時間とした。

実施例Ｉ Ｄ　Ｓ　０．４５の綿状Ｃ’ＩＶＩ　Ｃ−Ｈを水中で離
解したのち抄紙し、予備乾燥してＣＭＣ−Ｈシートをつ
くり、これを炭酸ナトリジム１０重量％、グリセ９７５
３重量％、水８７重量％から成る浴に浸漬し、乾燥して
ＣＩＶＩ　、Ｃシートを得た。このＣｉｖＪ　Ｃシート
は、坪量７０　ｇ／　ｒｌ　ｓ厚さα１２ジ、透気度１
．０秒、引張強度２．５ｋｇ／幅１５朋のものであった
。

このＣＭＣシートの軽油中の吸水能力を測定するため、
これを直径１４０＋ｎ＋ａの円形に切ったものを２枚重
ねて、１紙（東洋１紙Ａ５Ａ）２枚の間にはさんで加圧
濾過器のフィルター部にセットし、含水軽油を仕込仝、
エアーで加圧して濾過した。この含水軽油には１過前、
軽油５００ｍ／’に水２０ＷＬｅを混合して使用した。

この結果、加圧ｌｊ過後の１ｊｊａ中には全く分離水が
認められなかった。更に、このｐ液軽油中の溶解水分を
カールフィッシャー法により測定したところ、イ＋ｌ　
ＩＦであった。

比較例】 実施例１において、分離水２０ｍ１！’を含む軽油５０
（１ｍ６を、本発明のＣＭ、　Ｃシートをはさ捷ず４１
紙２枚のみをセットした加圧ｌ１５過器に仕込み１過処
理した。その結果、処理後の軽油中に分離水が約２１１
ｍ／そのま寸流出しているのが認められ、更に処理後の
軽油中の溶解水分は１２０１−であった。

実施例２ 実施例１のＣＭＣシートを加圧ｊ−ｊ過器にセットし、
分ｖ；［１水２０　ｍ、（ｌを含む軽油５００ｍｇを濾
過したのち、引続き分離水２０罰を含む軽油５００ｍ／
′を仕込み濾過しようとしたが、追加分の含水軽油ＣＬ
エアー圧力を３　ｋｇ　／　ｃ洟に加圧しても全く１過
できなかった。このことは、ＣＭＣシートが飽和吸水計
に達したため、膨潤によりフィルターの目を詰まらせ、
軽油自体の透過を停止する機能のあることを示していた
。

実施例３ 実施例１のＣＭ、　Ｃシートを加圧１過器にセットし、
処理すべきオイルとしてダフニーオイル屑５６（出光興
産製潤滑油）を用いた。処理前のデフニーオイル中の溶
解水分は２０ｐｐＪであったが、処理後は（）（−−な
った。

実施例４ 実施例二３と同様にして、処理すべき有機溶剤として分
離水を含むメチルイソブチルケトンを用いた。その結果
、濾過処理後のＰ液中に分離水は全く認められなかった
。

実施例５ Ｄ　Ｓ　＋１．４５の綿状ＣＭ　Ｃ−Ｈ８０重量部と製
紙用叩ｆｆイバルブ２０重量部を混合し、水中で離ガイ
したのち一実施例１と同様に抄紙、Ｎａ型化してＣｉ＋
・ＩＣとバルブの混抄シートをつくった。

この混抄ＣＭＣシートは秤量１２（ｌｙ／、、’、厚さ
ｔｌ、　２　Ｔｎａ　、透気＋Ｂ）　−ｔ　を秒、引張
強要５（目＼！７／幅■５朋のものであった。

との混抄Ｃ１νｌＣシートのフィルター素材としての吸
水能力を、実軸例１と同様の方法で含水軽油について測
定した結果、ン１」過処理後の軽油約５００ｍ１中の分
離水は受器壁にわずかに水滴状で伺着しているのが認め
られたが、その酢は約００５　ｍ／？以下であった。更
に、この１欣中の溶解水分は７　’（ｌ　ｉ秤でめった
。

実施例（１ Ｄ　Ｓ　（１，１＋　５の綿状ＣＭＣ−Ｈ８０重量部と
製紙用叩解バルブ２０重量部を混合し、実施例６と同様
にして混抄シートをつくった。この混抄１”Ｍ　ｒ　・
ンー　ト　ｋ−ｋＷ４ａ　Ｉ　２　０　９　／ｍ’　、
脛１さ　（１２４１１１１Ｌ１透休Ｉｆ（＋、　ｏ秒の
ものであった。

この混抄ＣＭＣシートの吸水能力、を、実施例１と同４
都の方法で含水軽油について測定した結果’ＩＩ”　Ｊ
処理後の軽油中に分離水は全く詔められずその溶解水分
は３０ンであった。

寿施例７ Ｄ　Ｓｏ、　８５　（７）　１４ｉ状Ｃ！ＶＩＣ−Ｈ７
０重量部と製−紙用叩解バルブ３０重量部を混合し、実
施例５と同様にして混抄シートをつくった。この混抄Ｃ
ＭＣシートは坪数１４０．ｊ７／７、厚さ０．２６ノ躇
、透気１ｉ　１２秒のものであった。

この混抄ＣＭＣシートの吸水能力を実施例１と同様の方
法で含水軽油について測定した結果ｄ１過処理後の軽油
中に分離水は全く認められず、その溶解水分は５Ｑｐｉ
ｍであった。

り゛イ住ｌＬＬ学工【涜蓼六ミに

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 置換度α３〜１．０の繊維状カルボキシメチルセルロー
   スアルカリ金属塩６０〜１００重鎖％とセルロース繊維
   ４０〜０重量％から成り、坪量が２０〜３００９７ｇｆ
   であり、透気度が２０秒以下である高吸水性シートを濾
   過材として有機液体を１遇することにより有機液体中の
   含有水分を除去する方法。