JPWO2019163400A1 - 油吸着体、及び油吸着体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】油を含んだ被処理水から油を選択的に吸着する油吸着体に関し、油の吸着性に優れ、処理能力を長時間維持することができる油吸着体、及び油吸着体の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】油吸着体２１は、平均径が０．５〜１０μｍの熱可塑性樹脂のうち、好適にはポリプロピレン樹脂が積層された積層体からなり、該積層体の充填密度が０．２０〜０．４０ｇ／ｍＬ、比表面積が０．４４〜８．８９ｍ２／ｇである。【選択図】図３
Description
本発明は、油吸着体、及び油吸着体の製造方法に関する。詳しくは、油を含んだ被処理水から油を選択的に吸着する油吸着体に関し、油の吸着性に優れ、処理能力を長時間維持することができる油吸着体、及び油吸着体の製造方法に係るものである。
工場や飲食店等からの産業廃水には、一定量の油が多く含まれていることが多く、環境汚染の原因となっていることから、効率的に油を分離回収することが環境保護の点から大きな課題となっている。そのため、工場や飲食店等には、油分離装置、あるいは浄化槽などの廃水処理設備を廃水基準に対応して設けることが法令などにより義務付けられている。
従来、この種の、油分離装置として、例えば特許文献１には、油分離槽に排出された被処理水に微生物を投入するとともに、該微生物による油脂分などの分解作用の促進を図るべく、被処理水中に空気を送り込んで曝気処理を施し、これにより微生物を活性化させて被処理水中に含まれる油脂分などを吸収・分解するようにしたものが開示されている。
また、特許文献２には、重力分離を行う水貯溜室に溜った被処理水を、加圧空気を用いて油吸着槽の底部に送水し、上部から排出される水を清澄水として放出する方式のものが開示されている。
さらに、特許文献３には、ポリオレフェン樹脂、又はフッ素樹脂等の複数の有機繊維から構成された油吸着体が開示されている。この特許文献３に開示された油吸着体によれば、該油吸着体を処理槽内に設置しておき、油を含有する被処理水を通水させることで、油を選択的に吸着させ、高粘度油を含む廃水を大量に分解処理することができるものとなっている。
しかしながら、特許文献１に開示の油分離装置のように被処理水中に微生物を投入して曝気しただけでは、微生物の活性化が十分に行われず、油分離層に多くの油が残留することから、必ずしも被処理水中の油濃度を低減できるものではなく、満足する結果が得られないのが実情であった。
また、特許文献１のように、空気を送り込んで曝気処理する方法においては、油分離槽内で被処理水が加速流となることにより、油脂分が除去されないままに被処理水が外部に流出するおそれがあり、被処理水中の油の除去が確実でないという課題を有していた。
一方、特許文献２に開示の油分離装置においては、密閉式油処理槽を形成している圧縮空気室には、圧縮空気室内の圧縮空気圧力が予め定められた設定圧力以上になった場合に大気へ放出する為の安全弁が配設されている。この安全弁は油処理槽の圧縮空気室に接続された配置関係にあることから、安全弁が作動している間、設定圧力以上の圧縮空気が下流に配設した油吸着槽に流れ込むことで、油吸着槽に収納した油吸着体に特定の流路が形成されることにより油吸着体の劣化が早まり、油吸着体を頻繁に交換する必要があることが懸念される。また、油吸着体の材質についても何ら開示がされているものでもない。
また、特許文献３に開示の技術では、油吸着体はポリオレフェン樹脂、又はフッ素樹脂等の複数の有機繊維を使用するものであるが、必ずしも総表面積が大きなものとはならず、吸着対象となる油量も制限されてしまう。そのため、特許文献２と同様に、油吸着体を頻繁に交換する必要があることから、ランニングコストが高く、必ずしも実用性の高いものとはなっていなかった。さらに、複数の有機繊維を使用するため、その製造工程も複雑となり、製造コストも高いものとなっていた。
本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであり、油を含んだ被処理水から油と水に分離するための油吸着体に関し、油の吸着性に優れ、処理能力を長時間維持することができる油吸着体、及び油吸着体の製造方法を提供することを目的とする。
前記の目的を達成するために、本発明の油吸着体は、平均径が０．５〜１０μｍの熱可塑性樹脂が積層された積層体からなり、該積層体の充填密度が０．２０〜０．４０ｇ／ｍＬ、及び比表面積が０．４４〜８．８９ｍ２／ｇである。
ここで、油吸着体を構成する材料として熱可塑性樹脂が採用されることにより、低コストで微細な繊維を容易に生成することができるとともに、耐久性にも優れ、特定の被処理水中に含まれる油を選択的に吸着させることができる。
また、熱可塑性樹脂の平均径が０．５〜１０μｍであり、熱可塑性樹脂が積層された積層体の充填密度が０．２０〜０．４０ｇ／ｍＬ、比表面積が０．４４〜８．８９ｍ２／ｇであることにより、油吸着体の吸着容量を高めることができるため、被処理水中に含まれる油を選択的に大量に吸着させることができる。さらに、平均径が小さい繊維を積層しているために繊維同士の空間が適切に確保されるとともに、毛細管現象による水の浸透も発生することから、油吸着体の通水抵抗を低くすることができるため、被処理水を少ない加圧力で油吸着体に通水させることができる。従って、油吸着体が設置される油処理装置全体のランニングコストを抑えることができる。
なお、平均径が１０μｍよりも大きい場合には、油吸着体を構成する繊維の径が大きくなることにより、油吸着体の比表面積が小さくなるため、油の吸着容量が制限されてしまう。そのため、油吸着体を頻繁に交換する必要があることから、油吸着体の交換サイクルが短くなり、ランニングコストが上昇する虞がある。
一方、平均径が０．５μｍ未満の場合には、比較的安価な製造方法であるメルトブロー法では製造上の限界があり、例えば電解紡糸法を用いる必要があるため、製造コストが上昇する虞がある。
また、積層体の充填密度を０．４０ｇ／ｍＬよりも高くするには、ある程度まで繊維同士を密着させる必要があるが、その為には別途圧縮工程を設ける必要があり、製造コストが上昇する虞がある。また、そのような方法で圧縮加工したものでは通水抵抗が高くなるため、通水に必要な電気エネルギーを大きくしてしまうため、油処理装置全体のランニングコストを上昇させる虞がある。
一方、充填密度が０．２０ｇ／ｍＬ未満の場合には、油吸着体による油の吸着容量が制限されてしまうため、油吸着体の交換サイクルが短くなる。また、繊維間の空隙が大きくなりすぎるために油吸着体の強度が弱くなり、通水時に油吸着体の型崩れを引き起こし、均一な処理ができなくなることで、油の吸着効率が低下する虞がある。
また、比表面積を８．８９ｍ２／ｇよりも大きくするには、熱可塑性樹脂の平均径を０．５μｍ未満とするか、充填密度を０．４０ｇ／ｍＬよりも高くする必要があることから、比較的安価な製造方法であるメルトブロー法では製造上の限界があり、例えば電界紡糸法を用いる必要があるため、製造コストが上昇する虞がある。
一方、比表面積が０．４４ｍ２／ｇ未満の場合には、油吸着体による油の吸着容量が制限されてしまうため、油吸着体の交換サイクルが短くなる。また、油吸着体の単位質量あたりの吸着能力が低下するため、一定の吸着量を確保するためには、油吸着体を大型化する必要があるため、油処理装置を運用する上での油吸着体のコストが上昇し、油処理装置全体のランニングコストが上昇する虞がある。
また、熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン樹脂である場合には、ポリプロピレン樹脂は疎水性を有する材料であるため、油を含む被処理水から油を選択的に吸着することができる。
前記の目的を達成するために、本発明の油吸着体の製造方法は、熱可塑性樹脂を２１０〜３００℃の溶融温度で溶融する工程と、前記熱可塑性樹脂を、温度が２３０〜４００℃、流速が１００〜３００ｍ／ｓｅｃの空気流により射出してメルトブローする工程と、該メルトブローする工程により繊維化された前記熱可塑性樹脂を巻き取る工程とを備える。
ここで、熱可塑性樹脂を２１０〜３００℃の溶融温度で溶融する工程を備えることにより、後述する通り、熱可塑性樹脂を高速高温の気流とし射出してメルトブローすることができる。さらに射出される平均径を０．５〜１０μｍの微細な繊維状とすることができるため、充填密度が高く、比表面積が大きい油吸着体を製造することができる。
なお、溶融温度として３００℃以上の場合には、熱過疎性樹脂の分解が進んでガスが発生し、安定した繊維化が困難となる。従って、このような温度域では、平均径として０．５〜１０μｍのように熱可塑性樹脂を微細な繊維状とすることができず、比表面積が低下して油の吸着効率が低下する虞がある。
一方、溶融温度として２１０℃未満の場合には、熱可塑性樹脂の溶融状態が不十分となり、平均径を０．５〜１０μｍのように微細な繊維状とすることができない。そのため、総表面積も小さくなるため、油の吸着効率が低下する虞がある。
また、温度が２３０〜４００℃、流速が１００〜３００ｍ／ｓｅｃの空気流により射出してメルトブローする工程を備えることにより、後述する熱可塑性樹脂を巻き取る工程において、熱可塑性樹脂を巻き取ると同時に、熱可塑性樹脂を結晶化、収縮させることができるため、充填密度が高く、総表面積が大きいとともに、通水抵抗の低い油吸着体を製造することができる。
なお、メルトブローする際の空気流の温度を４００℃よりも高くすると、熱過疎性樹脂の分解が進んでガスが発生し、メルトブローによる安定した繊維化が困難となる。そのため、平均径として０．５〜１０μｍのように熱可塑性樹脂を微細な繊維状とすることができないため、比表面積が低下し、油の吸着効率が低下する虞がある。
一方、メルトブローする際の空気流の温度を２３０℃未満とすると、溶融した熱過疎性樹脂がメルトブローによって繊維状に成形させる前に冷却されてしまうため、平均径が０．５〜１０μｍの微細な繊維状をとすることが困難となる。また、巻き取り時の温度を、熱可塑性樹脂のガラス転移点以上に保持することも困難となるため、充填密度が低い油吸着体となってしまい、油の吸着効率が低下する虞がある。
また、メルトブローする際の空気流の流速として３００ｍ／ｓｅｃよりも速くすると、射出された熱可塑性樹脂が微細な繊維状に延伸される前に切れてしまい、平均径が０．５〜１０μｍにすることが困難となるため、油の吸着効率が低下する虞がある。
一方、メルトブローする際の空気流の流速として１００ｍ／ｓｅｃ未満とすると、射出により繊維化された熱可塑性樹脂の平均径を０．５〜１０μｍのように微細な繊維状とすることができない。そのため、油吸着体の充填密度を高めることができず、また総表面積も小さくなるため、油の吸着効率が低下する虞がある。
また、メルトブローする工程により繊維化された熱可塑性樹脂を巻き取る工程を備えることにより、巻き取り後の所定時間経過後に一定の速度で熱可塑性樹脂の結晶化を進めることができる。これにより、繊維の巻き取りにより積層された積層体を溶融させること無く、巻き取り後の結晶化を進めることができ、積層体の全体が径方向、及び長さ方向に収縮するため、充填密度が高く、総表面積が大きいとともに、通水抵抗の低い油吸着体を製造することができる。
また、熱可塑性樹脂を巻き取る工程の後に、熱可塑性樹脂をオーブン装置で所定の温度条件のもとで加熱する工程を有してもよい。このとき、繊維を積層した積層体の結晶化速度を調整することで、積層体の全体が径方向、及び長さ方向に収縮するため、充填密度が高く、総表面積が大きいとともに、通水抵抗の低い油吸着体を製造することができる。
また、熱可塑性樹脂を巻き取る工程の後に、熱可塑性樹脂を所定の温度の温水を通水する工程を有してもよい。このとき、繊維を積層した積層体が温水により加温されるため、繊維を積層した積層体の結晶化速度を調整することで、積層体の全体が径方向、及び長さ方向に収縮するため、充填密度が高く、総表面積が大きいとともに、通水抵抗の低い油吸着体を製造することができる。さらに、温水の通水により、積層体内に蓄積した有機物等の不純物を洗浄により除去することができる。
本発明に係る油吸着体、及び油吸着体の製造方法は、油を含んだ被処理水から油を選択的に吸着する油吸着体に関し、油の吸着性に優れ、処理能力を長時間維持することができる油吸着体、及び油吸着体の製造方法に係るものである。
以下、油吸着体、及び油吸着体の製造方法について図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
[油処理システム]
図１（ａ）は、例えば工場等に設置される一般的な油処理システム１の概略図を示す。油処理システム１は、主にグリストラップ装置３、浮上分離装置４、及び油吸着装置２から構成されている。
図１（ａ）は、例えば工場等に設置される一般的な油処理システム１の概略図を示す。油処理システム１は、主にグリストラップ装置３、浮上分離装置４、及び油吸着装置２から構成されている。
［グリストラップ装置］
工場等から排出される油を含んだ被処理水Ｗ１は、先ず、このグリストラップ装置３に流入し、一時的にトラップされる。グリストラップ装置３は、油を含む被処理水Ｗ１を比重差により油成分と非油成分とに分離し、上層の油成分を例えばそのまま回収するか、図示しない油吸収シート等に吸着させることで、被処理水Ｗ１について一次の固液分離処理が施される。
工場等から排出される油を含んだ被処理水Ｗ１は、先ず、このグリストラップ装置３に流入し、一時的にトラップされる。グリストラップ装置３は、油を含む被処理水Ｗ１を比重差により油成分と非油成分とに分離し、上層の油成分を例えばそのまま回収するか、図示しない油吸収シート等に吸着させることで、被処理水Ｗ１について一次の固液分離処理が施される。
［浮上分離装置］
グリストラップ装置３で一次の固液分離処理が施された被処理水Ｗ１は、浮上分離装置４に流入する。浮上分離装置４は、図示しないマイクロバブル発生装置により、微細気泡（マイクロバブル）を発生させ、該微細気泡で油成分を浮上させて除去する装置である。この浮上分離装置４により、被処理水Ｗ１について二次の固液分離処理が施される。
グリストラップ装置３で一次の固液分離処理が施された被処理水Ｗ１は、浮上分離装置４に流入する。浮上分離装置４は、図示しないマイクロバブル発生装置により、微細気泡（マイクロバブル）を発生させ、該微細気泡で油成分を浮上させて除去する装置である。この浮上分離装置４により、被処理水Ｗ１について二次の固液分離処理が施される。
［油吸着装置］
浮上分離装置４で二次の固液分離処理が施された被処理水Ｗ１は、油吸着装置２に流入する。油吸着装置２は、内部に後述する油吸着体２１が設置されており、該油吸着体２１に被処理水Ｗ１を通水させることで、大半の油成分が除去された処理水Ｗ１として系外に排出される。
浮上分離装置４で二次の固液分離処理が施された被処理水Ｗ１は、油吸着装置２に流入する。油吸着装置２は、内部に後述する油吸着体２１が設置されており、該油吸着体２１に被処理水Ｗ１を通水させることで、大半の油成分が除去された処理水Ｗ１として系外に排出される。
以上が本発明に係る油吸着体２１が適用される油処理システム１の全体的な概要であるが、必ずしも、グリストラップ装置３、及び浮上分離装置４を備えている必要はない。例えば、図１（ｂ）に示すようにグリストラップ装置３と油吸着装置２から構成されていてもよく、さらには図２（ｃ）に示すように、油吸着装置２を単独で使用するようにしてもよい。これらは、適用される工場等から常時排出される被処理水Ｗ１に含まれる油成分の量に応じて適宜変更することができる。
次に、図２を用いて、本発明の実施形態に係る油吸着体２１の詳細な構造について説明する。
[油吸着体]
本発明の実施形態に係る油吸着体２１は、後述する通り、溶融した熱可塑性樹脂を空気流で延伸して製造する公知の方法であるメルトブロー法により製造され、メルトブローにより微細な繊維状となった熱可塑性樹脂を巻き取り成形するため、中心部に貫通孔２１２が形成された略円筒状の積層体２１１から構成されている。
本発明の実施形態に係る油吸着体２１は、後述する通り、溶融した熱可塑性樹脂を空気流で延伸して製造する公知の方法であるメルトブロー法により製造され、メルトブローにより微細な繊維状となった熱可塑性樹脂を巻き取り成形するため、中心部に貫通孔２１２が形成された略円筒状の積層体２１１から構成されている。
ここで、必ずしも、積層体２１１は、略円筒状である必要はない。例えば、四角筒、楕円筒等、中空状の形状であればどのような形状であってもよい。
また、必ずしも、油吸着体２１はメルトブロー法により製造される必要はない。例えば、電界紡糸法により製造することも可能である。但し、電界紡糸法は、その製造コストが高いため、本発明の実施形態における製造方法においては、比較的安価な製造方法であるメルトブロー法による実施例に基づき説明する。
本発明の油吸着体２１は、外径ｄが略６５ｍｍ、長さｌが略２５０ｍｍであり、積層体２１１を構成する繊維材は、その平均径が略０．５〜１０μｍである。なお、油吸着体２１の外径ｄ、及び長さｌは特に限定されるものではない。
繊維材の素材となる熱可塑性樹脂は、疎水性を有する材料であって、かつ油吸着性に優れる樹脂材が好適であり、本発明の実施形態においてはポリプロピレン樹脂を使用した。
ここで、必ずしも、熱可塑性樹脂としてポリプロピレン樹脂を使用する必要はない。例えばナイロン６樹脂、再生ナイロン６樹脂、ナイロン６６樹脂、再生ナイロン６６樹脂、再生ナイロン６−ＭＸＤ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等から適宜選択することができる。
[油吸着体製造装置]
次に、図３を用いて、油吸着体２１を製造するための油吸着体製造装置５について説明する。油吸着体製造装置５は、主に溶融射出装置５１、温風装置５２、巻き取り装置５３から構成されている。
次に、図３を用いて、油吸着体２１を製造するための油吸着体製造装置５について説明する。油吸着体製造装置５は、主に溶融射出装置５１、温風装置５２、巻き取り装置５３から構成されている。
溶融射出装置５１は、熱可塑性樹脂を投入するためのホッパー５１１、ホッパー５１１から投入した熱可塑性樹脂を高温で溶融しながらモーター５１２を介して押し出すスクリュー５１３、溶融した熱可塑性樹脂を射出するための射出ノズル５１４から構成されている。
また、溶融射出装置５１内にはスクリュー５１３の軸方向に沿ってヒーター（図示せず）が内蔵されており、このヒーターにより、ホッパー５１１から投入された熱可塑性樹脂が所定の温度で溶融されるようになっている。
さらに、射出ノズル５１４には、空気流入口（図示せず）を備えており、空気流入口は外部コンプレッサー（図示せず）に接続されている。なお、外部コンプレッサーから空気流入口へ接続する配管の間には、コンプレッサーからの空気圧を制御する減圧弁及び空気流量を計測する流量計及び空気流量を調節する調節器（例えば、ニードルバルブ）を接続してもよい。
そして、溶融された熱可塑性樹脂は、射出ノズル５１４から射出される際に高温で、かつ高速のホットエアーが吹き付けられることで、微細な繊維状に形成される。
温風装置５２は、繊維化された熱可塑性樹脂に対して、一定温度の温風を吹き付けることで、後述する巻き取り装置５３による巻き取り時における熱可塑性樹脂の表面温度が、ガラス転移点以上となるように温度調整するための装置である。
ここで、必ずしも、温風装置５２を設ける必要はない。巻き取り装置５３による巻き取り時における熱可塑性樹脂の表面温度が、ガラス転移点以上となるように温度調整できる加温装置であれば、どのような装置を用いてもよい。
巻き取り装置５３は、メルトブローされて微細な繊維となった熱可塑性樹脂を巻き取るための芯棒５３１を備え、この芯棒５３１の一端はモーター５３２に取り付けられ、モーター５３２の回転数に応じて一定回転数で回転されるとともに、芯棒５３１の軸方向に沿って往復動可能なように構成されている。なお、芯棒５３１と射出ノズル５１４の距離Ｌは略１０〜２５ｃｍ程度離間した位置に配置されている。
ここで、必ずしも、芯棒５３１と射出ノズル５１４の距離Ｌは略１０〜２５ｃｍ程度離間している必要はない。但し、発明者らが検討した結果では、芯棒５３１と射出ノズル５１４の距離Ｌを略１０〜２５ｃｍ、より詳細には略１３〜２１ｃｍ程度離間させることにより、後述する通り、繊維状となった熱可塑性樹脂を芯棒５３１で巻き取る際の表面温度が、熱可塑性樹脂の結晶化に適した温度となり、充填密度が高く、かつ比表面積が大きい油吸着体２１とすることができる。
次に、以上のような油吸着体製造装置５を用いた油吸着体２１の製造方法について説明する。
＜熱可塑性樹脂を溶融射出装置内に投入する工程（Ｓ１）＞
まず、熱可塑性樹脂として所定量のポリプロピレン樹脂を、ホッパー５１１から溶融射出装置５１内に投入する。
まず、熱可塑性樹脂として所定量のポリプロピレン樹脂を、ホッパー５１１から溶融射出装置５１内に投入する。
＜熱可塑性樹脂を溶融する工程（Ｓ２）＞
次に、投入された熱可塑性樹脂をヒーターにより略２１０〜３００℃の温度条件のもとで溶融して軟化させ、軟化した熱可塑性樹脂をスクリュー５１３で射出ノズル５１４に向けて押し出す。
次に、投入された熱可塑性樹脂をヒーターにより略２１０〜３００℃の温度条件のもとで溶融して軟化させ、軟化した熱可塑性樹脂をスクリュー５１３で射出ノズル５１４に向けて押し出す。
ここで、必ずしも、溶融温度として略２１０〜３００℃の温度条件である必要はない。但し、発明者らが検討を繰り返した結果では、略２１０〜３００℃の温度条件のもと溶融することで、繊維化された際の熱可塑性樹脂の平均径が略０．５〜１０μｍと微細化されるとともに、巻き取り後の積層体２１１について充填密度が高く、かつ比表面積の大きい油吸着体２１とすることができた。
＜熱可塑性樹脂を繊維化する工程（Ｓ３）＞
溶融により軟化した熱可塑性樹脂は、巻き取り装置５３の芯棒５３１に向かって射出ノズル５１４から高温高速のホットエアーとともに射出される。このとき、ホットエアーの温度として略２３０〜４００℃、流速として略１００〜３００ｍ／ｓｅｃに設定される。このように、高温かつ高速のホットエアーにより熱可塑性樹脂を射出ノズル５１４から射出することで、熱可塑性樹脂はメルトブローされ、微細な繊維状とすることができる。
溶融により軟化した熱可塑性樹脂は、巻き取り装置５３の芯棒５３１に向かって射出ノズル５１４から高温高速のホットエアーとともに射出される。このとき、ホットエアーの温度として略２３０〜４００℃、流速として略１００〜３００ｍ／ｓｅｃに設定される。このように、高温かつ高速のホットエアーにより熱可塑性樹脂を射出ノズル５１４から射出することで、熱可塑性樹脂はメルトブローされ、微細な繊維状とすることができる。
ここで、必ずしも、ホットエアーの温度として略２３０〜４００℃、流速として略１００〜３００ｍ／sｅｃである必要はない。但し、発明者らが検討した結果では、ホットエアーの温度として略２３０〜４００℃、流速として略１００〜３００ｍ／sｅｃとすることにより、メルトブローされた際の熱可塑性樹脂の平均径を略０．５〜１０μｍとすることができた。
＜熱可塑性樹脂を巻き取る工程（Ｓ４）＞
微細な繊維となった熱可塑性樹脂は、一定の回転速度（略２０〜５０ｒｐｍ）で回転し、かつ一定の往復速度（略４〜２５ｍｍ／ｓｅｃ）で往復動する芯棒５３１により巻き取られ、所定の長さ、厚みを有する繊維の積層体２１１が形成される。このとき、巻き取り装置５３により巻き取る際の熱可塑性樹脂の表面温度は例えば略５０〜１００℃となるように、温風装置５２により温度調整が行われる。
微細な繊維となった熱可塑性樹脂は、一定の回転速度（略２０〜５０ｒｐｍ）で回転し、かつ一定の往復速度（略４〜２５ｍｍ／ｓｅｃ）で往復動する芯棒５３１により巻き取られ、所定の長さ、厚みを有する繊維の積層体２１１が形成される。このとき、巻き取り装置５３により巻き取る際の熱可塑性樹脂の表面温度は例えば略５０〜１００℃となるように、温風装置５２により温度調整が行われる。
ここで、必ずしも、芯棒５３１の回転速度が略２０〜５０ｒｐｍ、往復動速度が略４〜２５ｍｍ／ｓｅｃである必要はない。但し、発明者らが検討した結果では、前記の回転速度、往復動速度とすることで、巻き取りながら積層体の結晶化を進めることで収縮を行い、充填密度の高い油吸着体を製造することができる。
また、必ずしも、芯棒５３１はその軸方向に往復動させる必要はない。例えば、射出ノズル５１４を芯棒５３１の長さ方向に沿って複数配置させることにより、芯棒５３１を往復動させることなく、積層体２１１を構成することもできる。
また、必ずしも、巻き取り装置５３により巻き取る際の熱可塑性樹脂の表面温度を略５０〜１００℃に設定する必要はない。使用する熱可塑性樹脂の結晶化が適度に促進される温度条件に適宜変更することが可能である。
＜油吸着体を加温する工程（Ｓ６）＞
前記した巻き取り工程（Ｓ５）により、微細な繊維状となった熱可塑性樹脂の巻き取りが完了すると、積層体２１１からなる油吸着体を芯棒５３１から取り外し、オーブン等の加熱装置で一定時間加熱される。
前記した巻き取り工程（Ｓ５）により、微細な繊維状となった熱可塑性樹脂の巻き取りが完了すると、積層体２１１からなる油吸着体を芯棒５３１から取り外し、オーブン等の加熱装置で一定時間加熱される。
ここで、必ずしも、油吸着体２１を加温する必要はない。例えば、巻き取り工程（Ｓ５）での巻き取り完了後において、熱可塑性樹脂の結晶化が充分に進んでおり、積層体２１１が充分に収縮されていると判断できる場合には、改めて加熱装置で油吸着体２１を加熱する必要はない。従って、本工程（Ｓ６）は、巻き取り工程（Ｓ５）での温度条件に応じて、適宜実施することができる。
＜油吸着体を洗浄する工程（Ｓ７）＞
積層体２１１の収縮が充分に行われたと判断できる場合は、巻き取り工程（Ｓ５）において積層体２１１内に混入、蓄積された微小な不純物等を除去するために、一定量の洗浄水（温水）を油吸着体２１に通水させる。
積層体２１１の収縮が充分に行われたと判断できる場合は、巻き取り工程（Ｓ５）において積層体２１１内に混入、蓄積された微小な不純物等を除去するために、一定量の洗浄水（温水）を油吸着体２１に通水させる。
ここで、必ずしも、油吸着体２１を洗浄する工程（Ｓ７）を行う必要はない。巻き取り工程（Ｓ５）において、積層体２１１内に不純物の混入がないと判断できる場合には、本工程は行う必要はない。
また、必ずしも、洗浄水として温水を用いる必要はない。但し、一定温度の温水を油吸着体２１に通水させることにより、油吸着体２１を構成する積層体２１１の収縮が充分でない場合には、温水による加温効果により、積層体２１１をさらに収縮させることができるため、油吸着体２１全体の充填密度を高めることができる。
以上のように、本発明では巻き取り時の熱可塑性樹脂の表面温度を、ポリプロピレン樹脂のガラス転移点以上であって、結晶化が適度に促進される温度領域となるように各製造工程での条件が設定される。このように設定することで、巻き取り段階においては積層体２１１を構成する微細な繊維状とされた熱可塑性樹脂の結晶化速度を調整することができるため、３次元網目構造を形成する積層体２１１を得ることができる。そして時間経過とともに、３次元網目構造をした積層体２１１の結晶化が進むことで、積層体２１１の全体が径方向、及び長さ方向に収縮する。この収縮に伴い、積層体２１１の充填密度が高められるため、比表面積が大きく、かつ通水抵抗の低い油吸着体を製造することができる。
以上の製造方法により製造された油吸着体２１について、以下の表１に基づいて説明する。なお、以下に示す実施例１乃至実施例６、及び比較例１乃至比較例４は、何れも熱可塑性樹脂としてポリプロピレン樹脂を用いるとともに、油吸着体２１の外径ｄが６５ｍｍ、長さｌが２５０ｍｍのものを用いて比較した。
［実施例１］
平均径が０．７２μｍ、巻き取り時の表面温度を８４．２℃となるように油吸着体製造装置５での製造条件を設定し、充填密度が０．２１６ｇ／ｍＬ、比表面積が６．１７ｍ２／ｇの油吸着体２１を得た。
平均径が０．７２μｍ、巻き取り時の表面温度を８４．２℃となるように油吸着体製造装置５での製造条件を設定し、充填密度が０．２１６ｇ／ｍＬ、比表面積が６．１７ｍ２／ｇの油吸着体２１を得た。
［実施例２］
平均径が１．２３μｍ、巻き取り時の表面温度を７６．４℃となるように油吸着体製造装置５での製造条件を設定し、充填密度が０．２２７ｇ／ｍＬ、比表面積が３．６１ｍ２／ｇの油吸着体２１を得た。
平均径が１．２３μｍ、巻き取り時の表面温度を７６．４℃となるように油吸着体製造装置５での製造条件を設定し、充填密度が０．２２７ｇ／ｍＬ、比表面積が３．６１ｍ２／ｇの油吸着体２１を得た。
［実施例３］
平均径が３．１３μｍ、巻き取り時の表面温度を７２．４℃となるように油吸着体製造装置５での製造条件を設定し、充填密度が０．２０７ｇ／ｍＬ、比表面積が１．４２ｍ２／ｇの油吸着体２１を得た。
平均径が３．１３μｍ、巻き取り時の表面温度を７２．４℃となるように油吸着体製造装置５での製造条件を設定し、充填密度が０．２０７ｇ／ｍＬ、比表面積が１．４２ｍ２／ｇの油吸着体２１を得た。
［実施例４］
平均径が５．９９μｍ、巻き取り時の表面温度を７０．６℃となるように油吸着体製造装置５での製造条件を設定し、充填密度が０．２６４ｇ／ｍＬ、比表面積０．７４ｍ２／ｇの油吸着体２１を得た。
平均径が５．９９μｍ、巻き取り時の表面温度を７０．６℃となるように油吸着体製造装置５での製造条件を設定し、充填密度が０．２６４ｇ／ｍＬ、比表面積０．７４ｍ２／ｇの油吸着体２１を得た。
［実施例５］
平均径が７．４６μｍ、巻き取り時の表面温度を６３．３℃となるように油吸着体製造装置５での製造条件を設定し、充填密度が０．２４１ｇ／ｍＬ、比表面積が０．６０ｍ２／ｇの油吸着体２１を得た。
平均径が７．４６μｍ、巻き取り時の表面温度を６３．３℃となるように油吸着体製造装置５での製造条件を設定し、充填密度が０．２４１ｇ／ｍＬ、比表面積が０．６０ｍ２／ｇの油吸着体２１を得た。
［実施例６］
平均径が９．８４μｍ、巻き取り時の表面温度を５６．９℃となるように油吸着体製造装置５での製造条件を設定し、充填密度が０．３２９ｇ／ｍＬ、比表面積が０．４５ｍ２／ｇの油吸着体２１を得た。
平均径が９．８４μｍ、巻き取り時の表面温度を５６．９℃となるように油吸着体製造装置５での製造条件を設定し、充填密度が０．３２９ｇ／ｍＬ、比表面積が０．４５ｍ２／ｇの油吸着体２１を得た。
［比較例１］
平均径が２．２５μｍ、巻き取り時の表面温度を４６．２℃となるように油吸着体製造装置５での製造条件を設定し、充填密度が０．１７３ｇ／ｍＬ、比表面積が１．９８ｍ２／ｇの油吸着体２１を得た。
平均径が２．２５μｍ、巻き取り時の表面温度を４６．２℃となるように油吸着体製造装置５での製造条件を設定し、充填密度が０．１７３ｇ／ｍＬ、比表面積が１．９８ｍ２／ｇの油吸着体２１を得た。
［比較例２］
平均径が１７．３２μｍ、巻き取り時の表面温度を７８．８℃となるように油吸着体製造装置５での製造条件を設定し、充填密度が０．３６５ｇ／ｍＬ、比表面積が０．２６ｍ２／ｇの油吸着体２１を得た。
平均径が１７．３２μｍ、巻き取り時の表面温度を７８．８℃となるように油吸着体製造装置５での製造条件を設定し、充填密度が０．３６５ｇ／ｍＬ、比表面積が０．２６ｍ２／ｇの油吸着体２１を得た。
［比較例３］
平均径が４９．８４μｍ、巻き取り時の表面温度を７９．７℃となるように油吸着体製造装置５での製造条件を設定し、充填密度が０．３６７ｇ／ｍＬ、比表面積が０．０９ｍ２／ｇの油吸着体２１を得た。
平均径が４９．８４μｍ、巻き取り時の表面温度を７９．７℃となるように油吸着体製造装置５での製造条件を設定し、充填密度が０．３６７ｇ／ｍＬ、比表面積が０．０９ｍ２／ｇの油吸着体２１を得た。
［比較例４］
平均径が７３．３６μｍ、巻き取り時の表面温度を８１．８℃となるように油吸着体製造装置５での製造条件を設定し、充填密度が０．５５５ｇ／ｍＬ、比表面積が０．０６ｍ２／ｇの油吸着体２１を得た。
平均径が７３．３６μｍ、巻き取り時の表面温度を８１．８℃となるように油吸着体製造装置５での製造条件を設定し、充填密度が０．５５５ｇ／ｍＬ、比表面積が０．０６ｍ２／ｇの油吸着体２１を得た。
［表１］
以上の表１の結果より、実施例１乃至実施例６の油吸着体２１においては、比較例１乃至比較例４の油吸着体２１よりも油の吸着能力が高いことが分かる（なお比較例１は、通水時の型崩れにより測定ができなかった。）。即ち、実施例１乃至実施例６においては、平均径が０．５〜１０μｍで、結晶化が適度に進行する温度領域となるように各製造工程での条件が設定される。そして、巻き取り段階においては積層体２１１を構成する微細な繊維状とされた熱可塑性樹脂の結晶化速度を調整することができるため、３次元網目構造を形成する積層体２１１を得ることができる。さらに、時間経過とともに、３次元網目構造をした積層体２１１が徐々に結晶化が進むことで、積層体２１１の全体が径方向、及び長さ方向に収縮し、この収縮に伴い、積層体２１１の充填密度が高められるため、比表面積が大きく、かつ油の吸着能力の高い油吸着体２１を製造することができる。
以上、本発明に係る油吸着体、及び油吸着体の製造方法は、油を含んだ被処理水から油を選択的に吸着する油吸着体に関し、油の吸着性に優れ、処理能力を長時間維持することができるものとなっている。
１ 油処理システム
２ 油吸着装置
２１ 油吸着体
２１１ 積層体
２１２ 貫通孔
３ グリストラップ装置
４ 浮上分離装置
５ 油吸着体製造装置
５１ 溶融射出装置
５１１ ホッパー
５１２ モーター
５１３ スクリュー
５１４ 射出ノズル
５２ 温風装置
５３ 巻き取り装置
５３１ 芯棒
５３２ モーター
Ｗ１ 被処理水
Ｗ２ 処理水
２ 油吸着装置
２１ 油吸着体
２１１ 積層体
２１２ 貫通孔
３ グリストラップ装置
４ 浮上分離装置
５ 油吸着体製造装置
５１ 溶融射出装置
５１１ ホッパー
５１２ モーター
５１３ スクリュー
５１４ 射出ノズル
５２ 温風装置
５３ 巻き取り装置
５３１ 芯棒
５３２ モーター
Ｗ１ 被処理水
Ｗ２ 処理水
Claims (3)
- 平均径が０．５〜１０μｍの熱可塑性樹脂が積層された積層体からなり、該積層体の充填密度が０．２０〜０．４０ｇ／ｍＬ、及び比表面積が０．４４〜８．８９ｍ２／ｇである
油吸着体。 - 前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレン樹脂である
請求項１に記載の油吸着体。 - 熱可塑性樹脂を２１０〜３００℃の溶融温度で溶融する工程と、
前記熱可塑性樹脂を、温度が２３０〜４００℃、流速が１００〜３００ｍ／ｓｅｃの空気流により射出してメルトブローする工程と、
該メルトブローする工程により繊維化された前記熱可塑性樹脂を巻き取る工程と、を備える
油吸着体の製造方法。
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