KR820002109B1 - 수용성 절삭제(切削劑)의 재생방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

수용성 절삭제(切削劑)의 재생방법

제l도는 실시예 2에서 사용한 절삭제 재생장치의 배치도.

제2도는 실시예 4에서 사용한 절삭제의 연속 재생장치의 배치도.

제3도는 첨가유량과 유분농도의 관계를 표시한 도표.

제4도는 기름이 혼합되어 있지 않은 절삭제의 현미경 사진.

제5도는 절삭제에 형성된 크림층 이상층(異狀層)의 현미경 사진.

제6도는 처리 후의 절삭제의 현미경 사진.

계7도는 실시예 6에서 사용한 가압통수식 재생장치의 배치도.

제8도는 실시에 8에서 사용된 장치의 배치도.

본 발명은 수용성 절삭제의 재생방법에 관한 것으로, 또한 사용이 끝난 수용성 절삭제를, 물불용성 흡수켈체(體)를 주체로 하는 내유(耐由) 발유(發由)기능과 투수(透水) 흡수 기능을 갖는 기름과 물의 분리기능층을 갖춘 다공질 시이트를 사용해서 여과하므로서 오염물질을 제거해서 기능을 회복하고 또는 기능을 유지하도록 재생하는 방법에 관한 것이다.

또한 본 명세서에 있어서 "사용필 절삭제"라 함은 반복사용에 의해 오염 변질되어 사용불가능으로 된 절삭제 뿐만 아니라, 넓은 의미에서 1회 이상 절삭에 사용하여 아직 사용이 가능한 것도 포함한 모든 절삭제를 의미하는 것으로 한다.

종래 수용성 절삭제는, 절삭물과 퍼절삭물에 대해서 절삭부의 냉각, 절삭부 부착물의 제거와 부착방지 절삭저항의 저감화 및 절삭찌꺼기의 제거 등을 목적으로서 사용되고 있다.

따라서 연속절삭 작업에 있어서, 절삭제 중에는, 절삭찌꺼기, 연마재 찌꺼기, 피절삭 부품에 부착된 먼지, 모래 등의 고형물 및 피절삭 부품에 부착한 기름, 절삭기계 등에서 침입하는 기름 등의 유분의 혼입과 축적은 피할 수 없다.

이 중 고형물은 기계가공면을 거칠게 하고, 가공정도(精度)에의 악영향을 미치게 하고, 한편 혼입유는 절삭제 표면을 부상유막(浮上油膜)으로 해서 피복하여 공기접촉을 차단하고, 혐기성(孃氣性)세균 등에 의한 부패의 원인으로 된다.

또한 미세분산유는 연마재 등에 부착해서 걸삭효율 및 정도(精度)의 저하의 원인으로 된다.

또한 연속운전중에 초미세하고 점성이 있는 크림 모양의 이상(異狀) 물질을 형성한다.

이 크림모양의 이상물질은 혼입유에 기인하는 것으로, 그 양의 증가와 절삭제의 열화(劣化)와 관계가 있으며, 그 양이 절삭제의 교환기준이 된다고 말할 수 있다.

이와 같이 혼입물의 축적에 의한 절삭제의 오염은, 절삭제의 본래의 기능을 저하시킬 뿐 아니라, 유효한 사용기간을 단축하고, 이때문에 절삭제의 새로운 액과의 교환빈도를 높여, 사용량의 증가를 초래하고, 그 위에 교환되는 사용필 절삭제의 폐기량의 증가와 폐기처리비의 증가의 원인으로 된다.

이 때문에 종래부터 오염물의 제거방법이 제안되고 있다. 이 중 고형물의 제거에 관해서는 (1) 비중차에 의한 분리법, (2) 여과에 의한 방법, (3) 기타의 물리적 방법이 있다.

(1)의 비중차에 의한 분리방법으로서는 사이클론(cyclone)방식, 원심분리법, 자연침강법이 알려져 있다. 이들의 방법은 비중차가 있는 것일수록 유효한 것임은 당연한 것이다.

따라서 비중차가 그다지 없는 미세부유물질에 대해서는 유효하지 않으며, 예를들면 유분(油分)과 결합되어 있는 것과 같은 미세부유물에 대해서 유효한 것인지 의심스러운 것이다.

(2)의 여과에 의한 방법은 고형물의 제거에는 가장 유효하나, 여제(瀘材)의 눈막힘에 의한 여과저항의 급격한 상승을 수반한다. 특히 기름을 함유하는 절삭제에 있어서는 기름의 부착이 더욱 여과 효율을 저하시킨다.

따라서 여과에 의한 눈막힘은 필연적인 요소이며 피할 수 없다. 따라서 여재교환의 빈도가 높아지며, 현실적으로 저가격의 여재밖에 사용이 불가능한 것이다.

또한 교환여재의 폐기에 있어서 소각 등의 처리가 가능한 것에 한정된다. 또 여과에 의해서 수용성 절삭제를 파괴하여 기능을 잃는 것과 같은 여재는 사용되지 않는다.

이와 같은 이유로 여과의 유효성은 확실한 것이다. 적절한 여재의 개발이 늦어지고 있는 것이 현상이다. (3)의 기타의 물리적 방법으로서는 마그네트 방식이 알려저 있으며, 이것은 자력에 의한 제거방법이다.

따라서 자성이 없는 알루미늄 등의 절삭찌꺼기는 무효인 것은 물론이다.

다음에 유분의 제거에 관해서는 기지의 기름분리방법을 기능적으로 대별하면 (1) 물리적방법, (2) 물리화학적 방법, (3) 화학적방법으로 대별된다.

(1)의 물리적 방법에는 중력(重力) 분리라고 칭해지는 기름자체의 수중에서의 부상력에 의한 방법(APl, CPl, PPI 등의 자연분리방법)과 부상 가능한 유립(油粒)에 까지 미세기름을 조립(粗粒)화 하므로서 기름분리를 하는 조립화 분리법(코오렛서, 공기부상법, 기포회합법 등)이 있다.

또한 여과방법으로서 원심분리법 각종 여과재에 의한 방법, 흡유제에 의한 흡착여과의 방법이 알려저있다.

(2)의 물리화학적 방법은 전해(電解)에 의한 금속수산화물의 의집력(凝集力)을 이용한 전해부상(浮上)또는 침강법이 알려저 있다.

(3)의 화학적 방법은 약품첨가에 의해서 의집침전 또는 부상에 의한 방법이 알려져 있다. 이들의 방법을 적의 결합하는 것으로 기름을 수계(水系) 매체에서 분리하는 방법이 제안되고 있다.

그러나 상기 기름분리방법은 일반 함유수(含油水) 또는 함유(含油) 폐수처리를 대칭으로한 것으로, 어느 방법도 고형물 및 혼입유를 함유하는 (사용필) 절삭유의 기능회복의 목적에는 단독으로 사용하였을 경우 만족한 결과가 얻어지는 것은 없다.

또 한편 사용필 절삭유를 폐기하는 경우에는, 수질오탁(汚濁) 방지법으로 처리가 의무화 되어 있으므로, 부유불질의 제거, 혼입유의 제거 등의 수단계의 처리공정을 필요로 하며, 그만큼 폐기처리비의 상승을 초래한다.

또 사용필 수용성 절삭계의 폐기처리의 최신기술로서 한외(限外) 여과방식이 제안듸어 있으나, 주로 혼입유에 의해 그 기능의 저하를 초래하게 되는 것이다.

이러한 현황에 감안하여 본 발명자들은 수용성 절삭제의 오염원인과 문제점을 검토해서 적극적인 오염방지가 절삭제의 기능유지와 절삭효율의 향상에 유효한 것이며, 또한 이미 오염된 절삭제의 기능회복처리가 가능하면 새로운 절삭제의 교환빈도를 감소할 수 있어서 사용량을 감소시킴과 동시에 폐기처리비의 저감에 도움을 주는 것으로 생각되었다.

이와 같은 관점에서 적극적인 의도에 의해서, 수용성 절삭제의 오염방지에 의한 절삭효율의 저감방지, 절삭정도(精度)의 유지, 또한 사용유효기간의 연장에 의한 사용량의 저감화, 페기처리비의 저감화를 도모할 수 있는 것을 목적으로, 절삭기계에 부속해서 절삭작업 과정에서 상시 오염물질의 계거를 할 수 있고, 또한 별도로 설치해서 기오염 절삭제의 정제, 재생에 의한 기능회복이 가능한 간편하고 또한 저가격으로 보수관리의 용이한 방법을 개발하려고 예의 연구를 하였다.

이 연구의 과정에 있어서, 특히 그림모양의 이상층을 현미경 등의 여러가지 방법으로 검토한 결과, 5미크론 이하의 극히 미세한 유립으로 되어 있으며, 혼입유에 기인하는 것임이 명백해졌다. 이 크림모양의 유분의 거동에 주목하면서, 고형부유물의 제거와 혼입유의 제거, 특히 절삭작업중에 연속적으로 혼입하는 이들 오염물질을 연속적으로 제거할 수 있고, 미사용 절삭제에 가까운 깨끗한 상태를 유지할 수 있는 방법을 경제적 관점, 폐기처분성 등의 현실적 과제에 입각해서 검토하였다.

이 결과 수용성 절삭제의 기능을 잃는 일이 없고, 오엄물질을 제거하여 간편하고, 또한 저가격인 처리로서 여과방식이 타당한 것임이 명백해졌으나, 이미 알려져 있는 여과체의 대부분은 친유성 재질로서 되어 있으며, 흡유효과가 크고, 따라서 흡착유가 여과저항을 높여, 단시간에 여과능력이 저하되고, 기름분리 효과를 감쇠하는 결점이 있다. 또 이미 알려진 조립화 방식에서는 새로 알게 된 크림모양의 기름의 조립화는 바랄 수 없고, 흡착여과에서는 크림모양의 유분제거는 가능하지만 수옹성 절삭제 자체도 흡착하여 걸삭제를 잃는 염려가 있다.

혼입하는 미세한 부유물질에 의한 눈막힘은 피할 수 없는 이상, 사용해서 버리는 것이 가능(저가격, 소각 등의 처분이 가능)한 여재(濾材)로 또한 상기 문제에 대응하는 여재로서 타당하지만, 통상의 종이모양의 시이트로는 내수성, 내압성, 통수성, 기름분리능력에 대해 열등하다.

따라서 종이모양의 시이트에 이들의 특성을 부여하면 된다. 특원 소 52(1977-126413)호의 유수(油水)분리용 필터는 상기 조건이 만족되며, 이 필터에 의해 사용필 절삭제를 여과하는 경우 여액은 미상용 절삭제에 가까운 깨끗한 상태를 유지하는 것을 확인하여 본 발명을 달성함에 이르렀다.

본 발명이 사용하는 상기 유수분리용 필터는, 다공질 시이트의 절삭제와 접촉되어야 할 표면부 및 또는 액통로(液通路) 표면부에 불용성 흡수겔층을 주체로한 내유 발유기능과 투수흡수기능이 있는 유수분리 기능층을 형성시켜서 된 것이다.

필터소재로서 각종 합성섬유, 무기섬유, 천연섬유, 천연펄프, 합성펄프 등이 사용된다.

이 중 특히 바람직한 것은 셀룰로우스계펄프(섬유), 폴리올레핀계 합성펄프(섬유)를 단독으로 또는 혼합해서 사용한 것이다. 이러한 소재는 흡유경향이 있으나, 기름에 대한 친화력을 갖지 않은 물불용성 흡수겔층의 형성에 의해, 기름이 필터에 부착하는 계기가 피복되고, 가령 필터소재의 노출부분에 기름이 부착되어도 유적립(油滴粒)의 생장과 함께 함수겔층의 탈리작웅을 받아, 필터가 수중에 있으면, 생장(生長)된 유적립은 스스로의 부력에 의해서 필터면에서 탈리한다.

상기 물불용성 흡수겔층의 종류 혹은 형성수단에 대해서는, 특히 한정이 없고 광범위하게 여러가지 예시할 수 있으나, 적합한 예를들면 (1) 아크릴 아미드, 아크릴산 칼슘, 아크릴산 소오다와 같은 수용성 단위체와 메틸렌비스 아크릴아미드, N-메틸로올 아크릴 아미드와 같은 가교제를 적의 혼합한 수용액에, 과황산암모늄, 과황산소오다, 과황산칼리, 과산화수소와 같은 중합촉매와 염화암모늄, 인산 제1암모늄과같은 축합촉매를 첨가하고, 이러한 수용액을 다공질 시이트에 함침, 도포, 분무 등의 처리로 첨착(添着)시켜, 이렇게 한 후에 80-110℃ 정도의 온도로 가열 건조하므로서, 중축합 반응으로 물불용성 흡수겔층을 형성하는 방법, (2) 흡수해서 팽윤하고, 물불용성겔을 형성하는 물질을 이용하는 방법, 예를 들면 폴리에틸렌 옥사이드의 가교물(톨루엔 등의 용제에 가용)을 다공질 시이트에 함침, 도포, 분무처리 등으로 첨착하는 방법을 들 수 있다.

본 발명에서 사용하는 필터는 상기와 같은 물불용성 흡수겔층을 다공질 시이트의 절삭제와 접촉시켜야될 표면부 및 또는 액통로 표면부에 형성시키는 것이지만, 흡수겔층 형성후의 다공질 시이트의 필터 유공도(有孔度)가 손상되지 않도록 하는 것이 중요하다. 흡수겔층 형성에는, 유공도의 감소를 감안한 필터소재의 선택(충분히 유공도를 가질 수 있는 소재와 그 결합)등에 의해, 소망의 여과방식(자연중력, 가압방식등)에 맞추어서 설계하는 것이 바람직하다. 투수량이 너무 과대하면, 오염물의 분리의 효율이 저하되고, 유수(油水)의 침출(浸出) 경향이 증대하며, 또 투수량이 너무 과소하면, 유수분리 속도가 극단으로 저하되어 버린다.

따라서, 본 발명에 사용되는 필터는 평량(坪量) 80-450g/㎡, 바람직하게는 100-200g/㎡, 투수량 10-320초/50cc/㎠, 바람직하게는 50-150초/50cc/㎠로 한다.

본 발명에 사용되는 필터에 있어서는, 상기와 같은 흡수겔층의 형성과 함께 발유내유(撥油耐油) 등의 기능, 기름포집(油浦集), 기름방울의 조대화(粗大化) 등의 기름분리 기능의 효과를 높이고, 또 지속시키기 위한 처리를 다시 실시하는 것이 바람직하다.

예를 돌면 불소계 화합물, 크롬-불소계 화합물과 같은 발유제, 스테아르산 화합물, 실리콘계 화합물, 왁스계 화합물과 같은 친유제 혹은 기름포집제, 고급알킬알코올, 실리콘 알킬렌 옥사이드, 불소계계면활성제와 같은 표면장력 강하제 또는 질유제 등을, 물불용성 흡수겔층속에 첨가하거나, 혹은 이러한 효과제(效果劑)를 도포, 함침, 분무 등의 처리로, 흡수겔층 형성전 또는 후의 다공질 시이트를 처리하는 등이다. 또 다공질 시이트는 친유부분을 흡수겔층과 함께 형성하는 것이 가능하다.

예를 들면 폴리올레핀계 섬유 또는 펄프, 합성섬유, 유리섬유 등을 혼초(混抄), 혼방(混紡) 등으르 혼합해서, 필터소재를 구성하므로서, 기름방울의 집유-생장-탈리에 의한 분리효과를 향상시킬 수 있다.

필터의 다공질 시이트로서는, 필터로서의 용도에 충분히 견딜 수 있는 특성, 즉 투수성, 내수성, 내압력성, 내구성 등을 갖는 것이면, 특히 한정되는 일없이 광범위하게 채용할 수 있다.

예를들면, 포(布), 부직포, 종이, 발포시이트등이 있으며, 펌프, 면, 레이온, 아세틸셀룰로오스와 같은 셀룰로오스계 섬유를 주체로한 종이, 부직포 등의 비직물로는 특허 제659628호 명세서 기재의 강화방법 등에 의한 내수성, 내압성, 내구성 등을 부여해서 채용한다.

또 여포(濾布)와 같은 직포로 된 다공질 시이트로는, 그 자체가 이미 내수성, 내압성등 필터로서의 특성을 갖고 있으므로, 상기와 같은 강화방법을 생략하여도 되나, 물론 강화처리를 적용할 수도 있다. 또, 열 용해성의 합성펌프(폴리오레핀, 나일론, 폴리스틸렌등)을 혼합하여 비직물 유공시이트를 형성하고, 가열처리에 의해서 합성펌프를 융착하는 방법, 요소-포르말린 축합물, 멜라민-포르말린 축합물, 에피클로로히드린 화합물, 메틸로올기 함유화합물, 디비니술폰화합물등 가교성 화합물을 다공질 시이트에 도포, 함침, 분무 등에 의해, 필터기능을 손상되지 않게 적용해서 강화하는것 등도 가능하다.

기타 다공질 시이트로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 페놀수지계, 폴리에스테르, 폴리아미드와 같은 합성섬유를 소재로 한것, 또한 유리섬유, 세라믹섬유, 석면과 같은 무기섬유를 소재로 한것, 혹은 상기 각 섬유를 복합한것 등도 물론 채용할 수 있다.

본 발명이 사용되는 필터에 있어서는, 특정한 흡수겔층이 다공질 시이트에서 탈리되지 않도록, 정착(定着) 처리를 실시하는 것이 바람직하다.

예를 들면 흡수겔층이나 다공질 시이트의 종류에 따라서 폴리에틸렌이민, 에피클로로히드린폴리아민, 디시안디아미드-포르말린 축합물과 같은 양이온계 정착체 또는 요소-포르말린 축합물, 멜라민-포르말린 축합물과 같은 아니온계 정착제를 사용하여, 상기 흡수겔층의 형성전후에 다공질 시이트에 도포, 함침, 분무 등으로 첨착하거나, 혹은 흡수겔층에 혼입시키는것 등으로 실시할 수 있다.

본 발명자들의 실험에 의하면, 상기와 같이 하여 구성된 유수분리용 필터를 사용해서 사용필 절삭제를 여과할 경우,

(1) 수용성 절삭제 자체는 파괴되는 일은 없다.

(2) 필터에 대한 기름의 부착에 수반하는 여과저항의 증대가 적다.

(3) 조대유(粗大油)의 통과는 저지된다.

(4) 미세분산유는 자력부상 가능한 유립(油粒)으로 조대화 된다.

(5) 크림모양의 초미세유는 소실(消失)한다.

(6) 연속적으로 유분은 분리된다. 따라서 여과가 진행되고 있는 동안은 절삭제중의 유분증가는 없다.

(7) 여과기 진행되고 있는 동안은 크림모양의 이상충의 발생은 인정되지 않는다.

(8) 크림모양의 이상층의 소실에는, 100-200초/50cc/㎠의 투수량이 있는 필터가 바람직하다.

(9) (6)의 연속적 기름분리에는 50-200초/50cc/㎠의 투수량이 있는 필터가 바람직하다.

(10) 수용성 절삭유중의 미세분산유 제거에는 상기 다공질 시이트중 셀룰로우스계 펄프 및 폴리오레핀계 합성펄프의 단독 및 혼합물로 된 다공질 시이트가 바람직하다.

(11) 물불용성 흡수겔체(體)를 주체로 한 유수분리 기능층의 형성에는 전술과 같이, 중축합법(重纂合法) 및 물불용 흡수성의 기지합성물을 적용하는 방법이 안정성과 절삭제에의 영향이 적으므로 바람직하다.

이상의 것을 확인하였다.

본 발명의 절삭제의 재생방법은 간편한 여과법으로, 종래 기술로는 곤란하거나 또는 가격이 비싸기 때문에 적용불능한 절삭제의 세정, 정제가 가능하며, 본 발명의 방법을 사용하므로서 사용필 절삭제를 미사용 상태로 회복시킬 수 있으므로 공업용으로서 극히 유용한 것이다.

다음에 본 발명을 실시예, 참고예에 대해 설명한다.

[참고예 1]

본 예에 있어서는 다음에 표시하는 방법에 의해 6종류의 필터를 제조하였다.

(A) 필터 소재

(1) 셀룰로우스계-폴리오레핀계 2성분필터 면펄프 폴리올레핀계 합성펄프(폴리에틸렌, 미쓰이(三井)제라팟크 SWP, 상품명)=1 : 1로 된 2성분계의 다공질 시이트를 통상의 습식초지(拔紙) 법으로 헝성하였다.

얻어진 시이트를 170℃, 2-3분간 드럼가열기로 가압 가열해서 합성필프를 열 융착하여 내수성, 내압성 및 내구성의 강화를 도모하였다.

(2) 셀룰로우스계-폴리오레핀계 3성분필터-폴리프로필렌계 합성펄프(질소, 신바르,상품명)폴리에틸렌계 합성펄프(미쓰이 제라팟크, SWP) : 면펄프=l : 1 : 3으로 되는 3성분과 또한 펄프마다 2%의 폴리비닐 알코올계 물 팽윤성펄프(구라레, 후이프리본드, 상품명)로 된 다공질 사이트를 통상의 습식초지법으로 형성하였다.

이 시이트를 150℃로 3-4분간 와이어엠보스프레스 하여 합성펄프의 부분적 열 융착(니일드 펀칭)해서 통수성을 손상하지 않고 내수성, 내압성 및 내구성의 강화를 도모하였다.

(3) 셀룰로우스계 단독필터

시판여지(도오요오여지 No.26)를 사용하였다.

시판여지는 충분한 내수성, 내압성이 없으므로, 이들의 특성을 강화하기 위하여 특허 제659628호에 기재되어 있는 방법을 적용하였다.

N-에틸로올 아크릴 아미드 25g, 과황산암모늄 2.5g, 염화암모늄 2.5g을 물 500cc의 비율로 용해한 용액에 상기 여지를 함침하고 대(對)여지 100%의 첨착율(wet)로 여지에 첨착하여, 80-90℃로 예열건조하고, 110-120℃로 가열 경화하였다. 또한, 본 명세서에 있어서 첨착율이라 함은 첨착전 소재중량 W_c, 첨착후의 중량을 W₁로 하였을때

의 식으로 나타내어지는 것이다.

(B) 유구 분리기능층의 형성방법.

(A)에서 얻어진 필터소재에 다음의 가공을 실시하여 유수분리 기능층을 형성하였다.

(B)-1 물불용성 흡수겔기(旣) 합성물의 적용

폴리에틸렌 옥사이드 가교물(메이세이가가꾸사 상품명 제품, 아쿠아프렌 L710 15% 톨루엔액) 50g, 불소계 집유제(아사히가세이사제품, 아레카후로오 FK1002, 상품명) 5g, 실리콘계 중합체(도오레시리콘사제품 SRX-290 중합물, 상품명 10% 톨루엔액) 2g을 톨루엔 500cc의 비율로 용해하였다.

생성된 용액을 분무법으로 대(對)시이트 첨착율(wet) 100% 첨착하였다.

도포후 80-90℃로 풍건(風乾)하였다.

(B)-2 종이층내 중축합법

N-메틸로올 아크릴아미드 : 아크릴아미드=3 : 1(중량비)의 중합물(5% 수용액) 500cc, N-메틸로올아크릴아미드 중합체 5g, 히드록시 에틸셀룰로우스(l% 수용액) 500cc의 비율로 혼합하고, 또한 불소발유제(아사히가라스, 아사히가아드 AG520, 5%) 30cc, 불소계 집유제(아사이덴가, 아데카후로오-FK1006)1g, 스테아린산계 친유체(듀우폰사 제품, 상품명, 키론 C1%) 5cc, 과황산암모늄 2g, 염화암모늄 2g의 비율로 가한 용액을 함침법으로 대(對)시이트 침착율(wet) 100% 첨착하고, 80-90℃로 온풍건조기에 의해 예열 풍건하였다. 다시 110℃로 2-3분간 열처리하였다.

(C) 얻어진 필터의 일반특성을 제1표에 표시한다.

(주) 1. 필터 No 1-(B)-1, 1은 소재 No(A)의 (1), (B)-1은 유수분리 기능층의 형성방법(B)의 1

(주) 2. 시험법 TAPPI, JIS 법에 의함.

[참고예 2]

시판여지(도오요오 여과지 제, No.26)를 사용하였다. N-메틸로올 아크릴아미드 25g, 과황산암모늄 2.5g, 염화암모늄 2.5g을 물 500cc의 비율로 용해한 용액을, 함침법에 의해, 첨착율대 여과지 100%로 상기 여지에 첨착하고, 80-90℃로 건조하여, 110-120℃로 가열 처리하므로서, 여지의 내수성, 내압성을 강화하였다.

다음에 양 이온계 고분자 화합물(메이세이가가꾸제, AG-Fix, 상품명) 5g을 물 200ml에 용해하고, 메탄로올로 전량 500ml의 비율로한 용액을 첨착율(wet) 100%가 되도록, 상기 강화처리필의 여지에 분무도포하였다.

다음에 제l액으로서, N-메틸로올 아크릴아미드 5g, 아크릴아미드 20g, 메틸렌비스 아크릴아미드 0.5g, 디메틸 아미노프로피오니트릴 2ml 불소계 발유제(아사히가아드^,AG350의 15중량%액, 아사히가라스제, 상품명) 50g, 불소계 집유제("아데카후로오^,"FK1006, 아사히덴가제, 상품명) 2g 및 "아데카후로우" FK1005의 1g을 물 500ml의 비율로 용해한것, 제2액으로서 과황산암모늄 5g 및 염화암모늄 5g을 물500ml의 비율로 용해한 것을 준비하였다.

제1액/제2액=20/1 (용량비)의 비율로 2개의 액을 접촉혼합분무법으로 상기 처리필의 여지에 도포하고, 도포 후에 80-90℃로 건조하여 100-110℃로 2분간 열처리하였다.

이렇게 해서 얻어진 필더의 특성은 다음과 같다.

[참고예 3]

아크릴계 합성섬유("본네트" 미쓰비시레이욘제, 상품명), 석면섬유, 폴리올레핀계 합성펄프(SWP)를 5 : 2 : 3의 배합비로 조정하고, 전섬유분에 대하여, 폴리비닐 알코올계 팽윤집착성펄프("후이브리본도^," 구라레제, 상품명) 6중량%를 첨가하고, 통상의 습식초지법으로 다공질 시이트를 형성하였다.

이 시이트를 170℃로 2-3분간, 드럼가열기로 처리하고, 합성펄프를 열융착해서 내수성, 내압성, 내구성의 강화를 도모하였다. 이렇게 한후, 0.05중랑%의 폴리에틸렌이민의 메탄로올 용액을 함침법에 의해 첨착율(wet) 100%대 시이트의 비율로 시이트에 첨착시켜, 유수분리층의 정착처리를 하였다.

다음에 제1액으로서, N-메틸로올 아크릴아미드 25g, 아크릴아미드 10g, 메틸렌비스 아크릴아미드 0.5g 및 디메틸 아미노프로피오 니트릴 2ml를 물 500ml의 비율로 용해한 것을, 제2액으로서, 과황산 암모늄 5g 및 염화암모늄 5g을 물 100ml의 비율로 용해한 것을 준비하였다.

제1액/제2액=20/1(용량비)의 비율로 2개의 액을 접촉혼합분무법으로, 정착처리필 시이트에 대 시이트로 첨착율 100%로 도포하여, 80-90℃로 건조하고, 다시 100-110℃로 2분간 가열처리를 실시해서, 물 불용성 흡수겔층을 형성시켰다.

또한, 양 이온계 고분자화합물(AG-Fix, 메이세이가꾸제, 상품명) 5g을 물 200ml에 용해하고, 메탄올로서 전량을 500ml의 비율로한 액을, 상기 겔층함유 시이트에 첨착율 50중량%대 시이트로 분무 도포하고, 100℃로서 건조해서 제2차 정착처리를 실시하였다.

이렇게한 후에, N-메틸로올 아크릴아미드 5g, 아크릴아미드 20g, 메틸렌비스 아크릴아미드 0.5g, 디메틸아미노 프로피오니트릴 2ml, 불소계 화합물("아사히가이드^," AG-530 15중량%액, 아사히가라스제) 50g, 불소계 계면활성제(아사이덴가제 "아데카후로오^," FK1006, 상품명) 2.5g, 동(FK1005) 1g을 물 500ml의 비율로 첨가한 액 20증량부에, 과황산 암모늄 5g, 염화암모늄 5g을 물 100ml의 비율로 첨가한 액 1중량부의 비율로, 상기 필터에 접촉혼합분무법으로 도포하고, 흡수겔층을 형성하였다. 도포후 80-90℃로 건조하여, 100-110℃로 2분간 가열처리하고, 흡수겔층을 불불용화하였다.

도포량은 대시이트 첨착율(wet) 100%이였다.

이와 같이해서 얻어진 시이트의 특성은 다음과 같다.

[실시예 1]

본 예에 있어서는 필터의 수용성 절삭제의 비파괴성의 시험을 하였다.

수용성 절삭제는 유백색의 유탁액(乳濁液一emulsion)을 나타내고, 이 유탁액은 안정되어 있지 않으면 안된다. 필터통과에 의해 유탁액이 불안정하게 되어 분리되는 일이 있어서는 안된다.

시판의 수용성 절삭제(도오호오가가꾸제, 구라이톤 1300)을 물로서 40배로 희석해서 시험에 제공하였다.

참고예 1 및 2의 필터를 사용해서, 유효여과면적 157㎠에 대하여 상기 절삭제를 1l/분의 속도로 1500cc를 흡입 여과하였다. 여액에 대해서 비등주(沸騰水) 중에서 3시간 열처리를 한 경우의 분리액량을 배브콕(babcock)의 프라스코를 사용해서 정량하였다. 여과조작은 1-3회이었다.

얻어진 효과를 다음의 제2표에 표시한다.

필터통과에 의해 유탁액이 불안정하면 표의 수치는 증가한다. 결과는 절삭제를 여과에 의해 파괴되지 않은 것을 의미한다. 표중 최후의 필터에서는 일부 파괴하지만, 필터의 구멍이 너무 작은 것으로 생각되며, 통수성이 약간 띨어진다.

[실시예 2]

본 예에 있어서는 필터의 수용성 절삭제증의 기름기에 대한 분리 능력의 시험을 하였다.

제1도에 표시한 용기(3)에 공급한 실시예 1에서 사용한 것과 같은 40배 희석의 수용성 절삭제 1000cc에 경(輕)스핀들유 10cc를 가해, 가정용 믹서로 10분간 힘껏 혼합하였다.

혼합후 제1도에 표시한 바와 같은 21×4cm의 유효여과 면적이 있는 필터(l)로 중단에 설치한 조금 경사된 물받이형 용기(2)에 용기(3)내의 상기 함유수용성 절삭제액을 50cc/분의 속도로 유입(流入)시겼다.

이때 유입액은 필터(1)를 통하는 것과, 조금 경사진 필터의 표층(表層)을 흘러 용기(4)에 유입하는 것과 양분되었다. 필터(1)가 기름분리 능력을 갖지 않으면 필터통과액의 기름기는 많고, 또 필터(1)가기름부착 등에 의해서 여과능력이 저하되면 필터표층을 흐르는 액량이 많아진다.

여과액과 필터표층 유출액중의 유량(油量)을 실시예 1의 방법으로 정량하였다.

얻어진 결과를 다음의 제3표에 표시한다.

(주) 공시 절삭제자체 열분해분리유 0.1%

[실시예 3]

본 예에 있어서는 미세분산유의 조립(組粒)효과를 측정하였다. 다공성 시이트로 되는 필터는, 필터의 구멍보다 작은 미세유(微細油)는 통과한다.

그러나, 본 발명의 필터는, 필터내에 미세분산유릍 포집(捕集)하도록 하는 친유부분이 있으며, 자력부상이 가능한 유립(油粒)으로 성장하였을 경우, 이 친유부분에 인접하는 물불용성 흡수결을 주체로한 비친유 부분의 작용으로, 생장된 유립은 필터내에서 이탈한다. 이 원리에 의해 미세한 분산유는 자력부상이 가능한 유립으로 조립화(組粒化)된다.

실시예 1에서 사용한 것과 같은 40배 희석의 수용성 절삭제 1500cc에 경(輕)스핀들유 75cc를 가하고, 가정용 믹서로 힘껏 10분간 혼합하였다.

혼합액을 유효여과면적 157㎠로 설치된 필더를 통해서 1l/분의 속도로 천량을 흡인 여과하였다.

여액을 즉시 내경 5cm의 원통형 로우트에 600cc넣었다.

이렇게한 후, 10분간 간격으르 50cc씩 로우트의 바닥에서 꺼내고, 실시예 1의 기재의 방법으로 유분농도를 정량하였다. 원통형 로우트 내에서 조립화한 유립은 자력부상 하였다. 따라서 10분간 마다 50cc채취하므로서, 로우트내의 액량은 감소되고, 액면은 내렸다.

이 10분간 사이에 유립이 크면 클수록 자력부상이 빠르므로, 유분은 신속하게 상부에 분포된다.

따라서 10분간 마다 채취되는 시료의 유분(油分)의 농도변화는 유립의 부상에 수반하는 유(油)분포와 관계하고, 부상속도의 대소를 나타낸다. 즉, 경과시간 0에 있어서 채취한 액은 유분이 액중에 아직 균일에 가까운 상태로 혼합되어 있기 때문에, 필터의 유무 혹은 필터의 종류에 관계없이 대략 일정한 유분이 혼합하고 있음을 나타낸다. 기름기의 조립화 효과가 큰 필터를 통과한 여액은 상기 로우트내에서 조립화된 유립이 신속하게 상승하기 때문에 로우트 바닥의 여액의 유분은 감소된다.

따라서 실험개시로부터 빠른 시기에 채취한 여액에 유분이 적다는 것은 그만큼 필터의 미세분산유 조립효과 가크다고 할 수 있다. 채취된 샘플의 유분농도를 다음의 제4표에 표시한다.

(주) 수용성절삭제자체의 분열해분리유분 0.1%

[실시예 4]

본 예에 있어서는 절삭유에의 연속적인 기름첨가와- 유분분리 시험을 제2도에 표시한 장치를 사용해서 실시하였다.

실시예 1에서 사용한 것과 같은 40배 희석절 삭제를 절삭제 탱크(5)에 공급하였다.

이 절삭제에 기름용기(11)에서 경(輕)스핀들유를 기름첨가용 정량펌프(10)에 의해 1.6cc/분으로 5분간 첨가하여, 30분 여과하고, 재차 같은 방법으로 기름을 가하고, 여과하였다.

여과는 탱크(5)내의 액을 액송용(液送用) 펌프(6)에 의해 157㎠의 시이트를 2개 갖춘 필터(7)에 보내서 여과하고, 여과를 칸막이판 4매를 설치한 부상유 회수조(8)에 보내고 이 조(8)에서 탱크(5)에 되돌리는 것에 의해 실시하였다.

이 경우의 여과압은 0.5∼0.7kg/㎠, 유량(流量)은 1l/분이다. 이 조작을 적의 반복하였다.

또한 실험중 기름혼합용 프로펠러(9)를 500rpm로 연속 사용하고, 탱크(5)내의 액을 교반하였다.

절삭제는 전량 20l사용하였다.

절삭제탱크(5)내의 기름기를 실시예 1에 기재한 방법으로 측정하고, 그 결과를 제3도에 표시한다.

제3도에 있어서 곡선(1)은 계산상의 유분증가 상태를 표시하고, 곡선(2)는 필터가 없는 경우 즉 액속의 기름의 증가상태를 표시하며, 곡선(3)은 "도오요오 여지 No.26"을 사용한 경우, 곡선(4)는 2-(B)-2필터를 사용한 경우, 곡선(5)는 3-(B)-2 필터를 사용한 경우의 결과를 표시한다.

본 발명에 있어서는, 필터의 효과에 의해 미세유가 조대화하기 때문에 부상유 회수조(8)에 있어서 신속하게 부상하고, 칸막이판에 의해 포집(浦集)된다.

따라서 순환하는 액중에서의 유분농도의 상승은 없으며, 절삭제의 유분 0.1%를 근소하게 초과한 농도를 일정하게 된다.

[실시예 5]

본 예에 있어서는 크림모양의 이상유의 발생과 소실(消失)에 대해서 시험하였다.

크림모양의 이상유는 혼입유에 기인한다.

실시예 4의 방법으로, 여과조작을 정치하고, 유분 3.8%상당으로 연속 교반한 액을 정치(諍置)하면 크림모양의 층이 발생하였다. 현실의 절삭사업소의 현장에서는 이 크림모양층은 훨씬 많다. 이들은 명확히 기름이 혼입되지 않은 절삭제와는 다르다. 이 크림층을 현미경으로 관찰하면 1∼2미크론의 극히 미세한 기름으로 되어 절삭제 입자와 판별하기 어렵다.

제4도는 기름이 혼입되지 않은 절삭제, 제5도는 크림모양의 이상층의 각기 현미경 사진으로, 최소눈금, 2.5미크론으로 표시하고 있다. 상기 오염절삭제를 실시예 4의 제2도에 표시한 장치에서 필터 3-(B)-2를 사용해서 0.8kg/㎠, 2l/분으로 처리한 경우 10분 후에는 3.8%의 유분은 0.5%로, 또한 l0분 후에는 0.25%로 감소되고, 크림층은 제6도에 표시한 현미경에 의한 관찰로 알 수 있는 것과 같이 소실되어 절삭제는 깨끗하게 되었다.

이 경우 처리전의 절삭제액의 점도는 20℃로 4cp(센티포이즈-회전검도계)있었으나 처리후에서는 1cp로 감소되었다.

[실시예 6]

필터 통액속도와 유분 분리능력

본 예에 있어서는 제7도에 표시한 가압통수 할 수 있는 장치를 사용해서 조대유, 미세유 및 필터에 의한 미세유의 조립화의 거동과 통액속도와의 관계를 표시한다.

제7도의 용기(12)에 실시예 1에서 사용한 것과 같은 40배 희석의 절삭제 20l를 공급하고, 이어서 경 스핀들유 500cc를 가하고, 첨가유 혼합용 프로펠러(19)로 500rpm로 20분간 교반 혼합해서 기름을 분산시켰다.

이 교반은 실험중 속행하였다.

이렇게한 후 액송용 펌프(13)에 의해 유량(流量)으로 액을 금속제필터 설치부(14)에 보냈다.

유입된 액은 필터표층(表層)을 흘러서 배출하는 표층류(表層流)(16)와 여과면적 8×15cm×2의 필터(15)를 통과해서 미세유 및 조립화 되어 부상하는 부분을 포함한 필터통과액류 부분(17)과 아래 쪽을 흐르는 부분(18)에 배분(配分)되었다.

이때 표층류(16)와, 필터통과액류 부분(17),(18)의 유량(流量)을 각기의 배출구의 밸브에 의해 배분유량을 1 : 1 : 3과, 1 : 2 : 2와, 2 : 1 : 2의 3조건으로해서 각기의 배출액에 대하여 실시예 1의 방법에 따라서 유분을 정량하고, 시험결과를 다음의 제5표에 표시한다. 이 시험에 의하면, 액속의 조대유립은 필터(15)를 통과할 수 없고, 수분은 필터(15)를 통과하기 때문에, 필터표층류(16)는 유분이 농축될 것이며, 필터(15)를 통과한 액에는 유분이 적게되는 것이다. 이 필터(15)를 통과한 액에는, 필터(15)통과전의 미세유립이 필터(15)의 세공(細孔)을 통과할 때 조대화 효과에 의해 유립이 크게 되서 포함되고 있다.

따라서, 필터(15)를 통과한 액은 위쪽으로 흐르는 필터통과액류(17)은 크게된 유립이 그 부상력에 의해 많이 함유되기 때미에, 아래 쪽으로 흐르는 필터통과액류(18)보다도 유분의 양이 많게될 것이다. 필터(17)의 유수분리기능이 충분히 시행되면, 필터표층류(16), 필터통과액류(17), 필터통과액류(18)의 순으로 유분의 양이 적어진다.

본 실시예의 결과를 표시한 제5표에서 명백한 바와 같이 본 발명에 있어서는 필터(15)의 유수분리 기능이 충분히 발휘되어 유분이 적은 여액을 얻을 수 있다.

(주) 절삭제 자체의 열분해 분리층 0.1%

[실시예 7]

본 예에 있어서는 필터의 통액성(通液性)의 거동에 대해 시험하였다.

제8도에 표시한 장치를 사용해서 중력자연 여과를 하였다.

실시예 1의 경우와 같은 40배 희석절삭제 20l를 함유절삭제 제정탱크(20)에 공급하고, 이어서 경스핀들유 200cc를 가해서 교반용프로펠러(25)로 500rpm로 20분간 혼합하여, 기름을 분산시켰다. 이렇게한후 교반을 300rpm으로 해서 1l/분의 비율로 필터설치통(15×15×50cm)(21)에 유입시켰다.

통(21)내에서 교반용 프로펠러(26)에 의해 100rpm으로 액을 교반해서 기름의 분리를 방지히고, 필터(여과면적 12×17cm×2)를 통과한 필터통과액(23)을 외통의 배출구(24)에서 배출하였다. 배출랑 ll에 요하는 시간을 1l마다에 대하여 측정하여, 이 결과를 제6표에 표시하였다.

표중 수치가 클수록, 여과성이 나쁜것을 표시한다.

제6표에 있어서, 본 발명에서의 1-(B)-1내지 3-(B)-2는 무처리의 필터 3-B의 원지와 같은 정도이며 참고예 2의 필터에서도 배출에 요하는 시간이 3-B의 원지의 2배 이하이며 실용상은 문제가 없다.

[표 6]

시험 A : 대조수(對照水)뿐 B : 함유여삭제(含油濾削劑)

일반적으로 함유수를 여재로 여과하는 경우, 미세분산유는 여재의 세공을 통과할 경우, 다르미의 원리보다 조대화 한다.

이 조대화의 경향은 모든 세공여재에 있어서 인정되는 형상이다. 일반여재에서는 이 조대화한 유분이 여재에서 신속하게 분리하지 않으므로, 여과속도의 저하의 일 원인으로 된다.

여과속도의 저하를 방지하기 위하여, 여재의 구멍의 크기를 크게하지 않을 수 없으나, 이 경우는 미세분산유의 다르미 원리에 의한 조대화는 바랄 수 없다.

본 발명에 사용되는 필터로는 이것이 해결되어, 필터는 미세유를 조대화시켜, 이 조대화된 유립이 필터에서 신속한 이탈성이 있으므로 본 발명의 방법에 의하면 사용필 절삭제를 효율좋게 재생할 수 있다.

Claims (1)

1. 유수분리용 필터가 물불용성 함수겔층을 주체로 한 내유발유 기능과 무수흡수 기능을 가진 유수분리 기능층을 셀루로우스계 펄프, 폴리올레핀계, 합성펄프의 단독 또는 혼합물로 구성된 다공질 시이트의 절삭제와 접촉시켜야 될 표면부 및 액통로 표면부에 형성하여, 평량 80∼450g/㎡ 투수량 10∼320초/50cc/㎠, 범위인 필터로 사용하여 수용성 절삭제를 여과하는 것을 특징으로 하는 수용성 절삭제의 재생방법.

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