発明の名称 ： 油水分離フィルター

技術分野

［0001］ 本発明は、 簡易な構成で、 油がエマルジョン化した乳化油又は水溶性油 を 水と油に分離可能な油水分離フィルターに関 する。 更に詳しくは、 撥水性及 び撥油性 （以下、 撥水撥油性ということもある。 ） を有する油水分離膜がろ 過用不織布の繊維表面に形成された油水分離 フィルターに関するものである 。 なお、 本国際出願は、 201 9年 2月 27日に出願した日本国特許出願第 335 1 3号 （特願 201 9-0335 1 3） 及び 2020年 1月 7日に出 願した日本国特許出願第 1 026号 （特願 2020— 001 026） に基づ く優先権を主張するものであり、 特願 201 9-0335 1 3及び特願 20 20-001 026の全内容を本国際出願に援用する。

背景技術

［0002］ 一般に、 水と油とを含む混合液体は、 その油水の混合状態に応じて、 水面 に油が浮上する浮上油と、 油の粒子が水中に浮遊している分散油と、 油と水 が混ざりエマルジョン化している乳化油又は 水溶性油とに分類される。

［0003］ 本出願人は、 水と油とを含む混合液体が流入する一面と、 この一面に対向 する他面との間を貫通する多数の気孔を備え た不織布からなる多孔質基材を 有する油水分離多孔質体及びこれを備えた油 水分離フィルターを提案した （ 特許文献 1 （請求項 1、 請求項 7、 段落［0020］、 段落［0074］） 参照 。 ） 。 この油水分離多孔質体は、 気孔の開口径が 0. 1 以上、 1 80 以下であり、 気孔の表面に油水分離体が形成され、 油水分離体が、 撥油性 付与基及び親水性付与基を有するフッ素系化 合物を含む油水分離材を備える 先行技術文献

特許文献

［0004］ 特許文献 1 :特開 201 6-64405号公報 \¥0 2020/175310 2 卩（：171? 2020 /006763

特許文献 2 :特開 2 0 0 0— 2 0 2 2 4 7号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005] 水と油とを含む混合液体が上述した浮上油や 分散油、 即ち非水溶性油であ る場合、 図 8 （3） に示すように、 非水溶性油 1の油粒子 1 3の表面は〇1 ^~ 1 ₃ 等のアルキル基 1 13で覆われている。 このアルキル基 1 13は水との親和力が なく非親水性であるため、 非水溶性油 1 を放置すると、 油粒子 1 3は水 1 〇 より比重が小さいため、 その表面張力を下げようとして、 油粒子 1 3同士が 結合しながら、 浮上する。 そのため、 特許文献 1 に示される親水撥油性を有 する油水分離体を備えた油水分離フィルター では、 混合液体が非水溶性油の 場合には、 この混合液体を水分と油分に分離してろ過す ることが可能である

[0006] _方、 混合液体が油と水が混ざりエマルジョン化し ている乳化油又は水溶 性油である場合、 図 8 （匕） に示すように、 水溶性油 2の油粒子 2 ₃ の表面 には水酸基 2 13で覆われている。 この水酸基 2 は水 2〇との親和力が高く 、 水溶性油 2を放置しても油粒子 2 3は水中で安定して分散している。 特許 文献 1 に示される油水分離フィルターでは、 油水分離体が親水撥油性を有す るフッ素系化合物であるため、 水中で油粒子が安定して分散している水溶性 油は、 その水酸基で覆われた油粒子が親水性付与基 を有する油水分離体で化 学的に阻止されずに、 不織布等の多孔質基材を通過してしまい、 混合液体を 水分と油分に分離できない課題があった。 このため中空糸膜を用いた油水分 離装置により、 乳化油又は水性油を水と油に分離する技術が 知られている （ 例えば、 特許文献 2 （請求項 6、 段落 [ 0 0 2 8 ]、 図 5） 参照。 ） 。 しかし ながら、 こうした油水分離装置は構造が複雑である課 題があった。

[0007] 本発明の目的は、 簡易な構成で、 油がエマルジョン化した乳化油又は水溶 性油を水と油に分離可能な油水分離フィルタ ーを提供することにある。 本発 明の別の目的は、 物理的強度を向上し得る油水分離フィルター を提供するこ とにある。 \¥0 2020/175310 3 卩(：17 2020 /006763 課題を解決するための手段

[0008] 本発明者らは、 第一に、 油水分離フィルターのろ過用不織布の繊維表 面に 形成する油水分離膜に撥水撥油性を有するフ ッ素含有官能基成分を含ませる ことにより、 ろ過用不織布の繊維表面が化学的に水溶性油 の油粒子を弾かせ 、 第二に、 油水分離膜に水酸基を持つシリカゾル加水分 解物を主成分として 用いることでろ過用不織布に通水性を保持し 、 第三に、 油水分離フィルター の通気度を所定の値にすることにより、 ろ過用不織布の気孔を小さく して物 理的に水溶性油の油粒子の通過を阻止するよ うにして、 本発明に到達した。

[0009] 本発明の第 1の観点は、 水と油とを含む混合液体が流入する一面と、 この 一面に対向する他面との間を貫通する多数の 気孔が繊維間に形成されたろ過 用不織布を含む油水分離フィルターであって 、 前記繊維表面に油水分離膜が 前記ろ過用不織布 1 ² 当り〇. 1 9〜3 0 9の割合で形成され、 前記油水分 離膜は、 撥水性及び撥油性の双方の機能を有するフッ 素含有官能基成分を含 むシリカゾル加水分解物を有し、 前記フッ素含有官能基成分は、 前記シリカ ゾル加水分解物中、 〇. 〇 1質量％〜 1 〇質量％の割合で含まれ、 前記油水 分離フィルターの通気度が〇. 0 5〇1 1 /〇〇1 ² /秒〜 1 0〇1 1 /〇〇1 ² /秒で あって、 前記フッ素含有官能基成分は、 下記の一般式 （1） 又は式 （2） で 示されるペルフルオロエーテル構造を含むこ とを特徴とする油水分離フィル 夕 ^_ である。

[0010] [化 1 ] 2 ₊ 1-0- 29-’〇 -  ^ ₂ （·- X-丫

[001 1 ] [化 2]

〇卩¾+1-〇 -〇9¾ ^{_ _} 丫

( 2 )

[0012] 上記式 （1） 及び式 （2） 中、 、 9及び「は、 それぞれ同一又は互いに \¥0 2020/175310 4 卩（：171? 2020 /006763

異なる 1〜 6の整数であって、 直鎖状又は分岐状であってもよい。 また上記 式 （1） 及び式 （2） 中、 Xは、 炭素数 2〜 1 0の炭化水素基であって、 エ —テル結合、 〇〇一 N H結合、 〇一 0 0— 1\1 1 ^~ 1結合及びスルホンアミ ド結合 から選択される 1種以上の結合を含んでいてもよい。 また上記式 （1） 及び 式 （2） 中、 丫は、 シリカゾル加水分解物の主成分である。

[0013] 本発明の第 2の観点は、 第 1の観点に基づく発明であって、 前記シリカゾ ル加水分解物は、 更に炭素数 2〜 7のアルキレン基成分を〇. 5質量％〜 2 〇質量％含む油水分離フィルターである。

[0014] 本発明の第 3の観点は、 第 1又は第 2の観点に基づく発明であって、 前記 ろ過用不織布が単一層により構成されるか、 又は複数層の積層体により構成 される油水分離フィルターである。

[0015] 本発明の第 4の観点は、 第 1ないし第 3の観点のうちいずれかの観点に基 づく発明であって、 前記ろ過用不織布を構成する繊維がポリエチ レンテレフ タレート （ 巳丁） 、 ポリプロピレン （ ） 、 ガラス、 アルミナ、 炭素、 セルロース、 パルプ、 ナイロン及び金属からなる群より選ばれた 1種又は 2 種以上の繊維である油水分離フィルターであ る。

[0016] 本発明の第 5の観点は、 第 4の観点に基づく発明であって、 前記水と油と を含む混合液体が流入する一面に相当するろ 過用不織布を構成する繊維がガ ラス繊維である油水分離フィルターである。

[0017] 本発明の第 6の観点は、 第 1ないし第 5の観点のうちいずれかの観点に基 づく発明であって、 前記混合液体が流出する側のろ過用不織布の 他面に、 前 記ろ過用不織布を支持する補強用不織布が重 ね合わせて設けられ、 前記補強 用不織布の通気度が 前記補強用不織布の 引張強度が 7 0 1\!以上である油水分離フィルターである。

[0018] 本発明の第 7の観点は、 第 6の観点に基づく発明であって、 前記補強用不 織布を構成する繊維がポリエチレンテレフタ レート （ 巳丁） 、 ポリプロピ レン （ ） 、 セルロース、 パルプ、 ナイロン、 竹及び金属からなる群より 選ばれた 1種又は 2種以上の繊維である油水分離フィルターで� �る。 \¥0 2020/175310 5 卩（：171? 2020 /006763

発明の効果

[0019] 本発明の第 1の観点の油水分離フィルターでは、 繊維表面に油水分離膜が ろ過用不織布 1 ² 当り 0 . 1 9〜3 0 9の割合で形成され、 油水分離膜が、 前述した一般式 （1） 又は式 （2） で示される撥水性及び撥油性の双方の機 能を有するフッ素含有官能基成分を含むこと から、 また同時に油水分離フィ ルターの通気度を〇. に規定して ろ過用不織布の気孔を限定していることから 、 油水分離フィルター内に混合 液体が浸入したときに、 混合液体の油粒子が気孔の孔径より大きい場 合には 、 物理的に混合液体の油粒子の通過を阻止する 。 そして混合液体の油粒子が 気孔の孔径より僅かに小さい場合でも、 ろ過用不織布の繊維表面が化学的に 水溶性油の油粒子を弾かせる。

[0020] —方、 ポリテトラフルオロエチレン等に代表される 撥水撥油性を示す材料 は、 水酸基が無いため、 ろ過用不織布に通水性を付与することが困難 である が、 本発明は、 油水分離膜が水酸基を有しているシリカゾル 加水分解物を主 成分としているため、 ろ過用不織布に通水性を付与することができ る。 この 結果、 混合液体が乳化油又は水溶性油であっても、 油水分離フィルターに油 が溜まり、 水は油水分離フィルターを通過して、 水と油に分離することがで きる。 更に本発明の油水分離膜は、 シリカゾル加水分解物を主成分として含 むため、 油水分離膜がろ過用不織布の繊維表面に強固 に密着し耐久性がある

[0021 ] 本発明の第 2の観点の油水分離フィルターでは、 油水分離膜に含まれるフ ッ素含有官能基成分が、 更に炭素数 2〜 7のアルキレン基成分を〇. 5質量 %〜2 0質量％含むため、 繊維との密着性が得られ、 油水分離膜の厚さが均 一になり、 油水分離膜により一層優れた油水分離性能を 付与することができ る。

[0022] 本発明の第 3の観点の油水分離フィルターでは、 ろ過用不織布が単一層に より構成される場合には、 簡単な構成の油水分離フィルターになり、 ろ過用 不織布が複数層の積層体により構成される場 合には、 流入する混合液体の油 \¥0 2020/175310 6 卩（：17 2020 /006763

分の含有割合、 油粒子のサイズ等の性状に応じて各層を構成 することができ る。

［0023］ 本発明の第 4の観点の油水分離フィルターでは、 ろ過用不織布を構成する 繊維の材質を、 ポリエチレンテレフタレート （ 巳丁） 、 ポリプロピレン （ ） 、 ガラス、 アルミナ、 炭素、 セルロース、 パルプ、 ナイロン及び金属 の繊維の中から、 流入する混合液体の油分の含有割合、 油粒子のサイズ等の 性状に応じて、 或いは後述する油水分離膜を形成するための 液組成物中のエ ポキシ基含有シランが加水分解してなる炭素 数 2〜 7のアルキレン基成分の 含有量に応じて、 選択することができる。

［0024］ 本発明の第 5の観点の油水分離フィルターでは、 水と油とを含む混合液体 が流入する一面に相当するろ過用不織布を構 成する繊維をガラス繊維にする ことにより、 シリカゾル加水分解物を主成分として含む油 水分離膜が、 より 一層強固にガラス繊維に密着し、 ろ過用不織布の繊維から剥離しにくくなる

［0025］ 本発明の第 6の観点の油水分離フィルターでは、 前記ろ過用不織布の他面 に、 前記ろ過用不織布を支持する補強用不織布が 重ね合わせて設けられ、 前 記補強用不織布の通気度が 2 0 I ² /秒以上であって、 前記補強用不 織布の引張強度が 7 0 1\1以上であるため、 油水分離フィルターの物理的強度 を向上することができる。

［0026］ 本発明の第 8の観点の油水分離フィルターでは、 前記補強用不織布を構成 する繊維の材質を、 ポリエチレンテレフタレート （ 巳丁） 、 ポリプロピレ ン （ ） 、 セルロース、 パルプ、 ナイロン、 竹及び金属の繊維の中から、 ろ過用不織布の物理的強度に応じて、 選択して油水分離フィルターの強化を 図ることができる。

図面の簡単な説明

［0027］ ［図 1］本発明実施形態の油水分離フィルターを� �えた油水分離装置の構成図で ある。

［図 2］本実施形態の単一層のろ過用不織布の断� �図である。 \¥0 2020/175310 7 卩（：171? 2020 /006763

［図 3］本実施形態の二層のろ過用不織布の断面� �である。

［図 4］本実施形態の単一層のろ過用不織布に補� �用不織布が重ね合わされた断 面図である。

［図 5］本実施形態の二層のろ過用不織布に補強� �不織布が重ね合わされた断面 図である。

［図 6］本実施形態のひだ織り状態で単一層のろ� �用不織布に補強用不織布が重 ね合わされたプリーツ状の油水分離フィルタ ーの斜視図である。

［図 7］実施例及び比較例の各油水分離フィルタ� �のろ過試験に用いた装置の構 成図である。

［図 8］図 8 ( ₃ ) は水と油とを含む混合液体が非水溶性油であ る場合の油粒子 の模式図であり、 図 8 (匕) は水と油とを含む混合液体が水溶性油である 場 合の油粒子の模式図である。

発明を実施するための形態

［0028］ 次に本発明を実施するための形態について図 面を参照して説明する。

［0029］ 〔油水分離装置〕

図 1 に示すように、 本実施形態の油水分離装置 1 0は、 水と油とを含む混 合液体 1 1が流入する筒状の混合液体流入部 1 2と、 混合液体 1 1の油を水 から分離するシート状の油水分離フィルタ _ 1 3と、 油水分離フィルタ _ 1 3で分離した水 1 4を集める漏斗状の集水部 1 6と、 集水部 1 6から流入す る水 1 4を貯える有底筒状の貯水部 1 7とを備える。 混合液体流入部 1 2の 上方には混合液体の流入管 1 8が設けられ、 貯水部 1 7の底部には排水管 1 9が設けられる。

［0030］ 油水分離フィルタ _ 1 3が後述するろ過用不織布のみで構成される� �合に は、 図示しないが、 油水分離フィルタ _ 1 3の下面全体には、 混合液体流入 部 1 2内の混合液体の液圧にフィルタ _ 1 3が耐えられるように、 ろ過用不 織布を補強するための金属製の多孔質の支持 板が設けられ、 油水分離フィル 夕 _ 1 3とこの支持板は 混合液体流入部 1 2と集水部 1 6により挟持され る。 油水分離フィルタ _ 1 3がろ過用不織布と補強用不織布の積層体で� �成 \¥0 2020/175310 8 卩（：171? 2020 /006763

される場合には、 金属製の多孔質の支持板は不要である。

[0031 ] 〔油水分離フィルター〕

本実施形態の油水分離フィルタ _ 1 3は、 ろ過用不織布とこの不織布の繊 維表面に形成された油水分離膜とを備える。 図 2に示すように、 この油水分 離フィルタ _ 1 3の主たる構成要素であるろ過用不織布 2 0は、 水と油とを 含む混合液体が流入する ^_ 面 2 0 8と、 この一面 2 0 8に対向する、 ろ過液 が流出する他面 2 0匕を有し、 単一層からなる。 図 3に示すように、 ろ過用 不織布を、 上層のろ過用不織布 3 0と下層のろ過用不織布 4 0の二層の積層 体にして、 油水分離フィルタ _ 2 3を構成してもよい。 この場合、 上層のろ 過用不織布 3 0の上面が水と油とを含む混合液体が流入す� �一面 3 0 ₃ とな り、 下層のろ過用不織布 4 0の下面がこの一面 3 0 3に対向する、 ろ過液が 流出する他面 4 0匕となる。 ろ過用不織布 3 0の下面 3 0匕がろ過用不織布 4 0の上面 4 0 ₃ に密着する。 なお、 積層体は二層に限らず、 三層、 四層等 の複数層から構成することもできる。

[0032] 図 2の拡大図に示すように、 ろ過用不織布 2 0は多数の繊維 2 0〇が絡み 合って形成され、 繊維と繊維の間には気孔 2 0 が形成される。 気孔 2 0 はろ過用不織布 2 0の一面 2 0 3と他面 2 0匕との間を貫通する。 ろ過用不 織布の繊維 2 0〇の表面には油水分離膜 2 1が形成される。 油水分離膜 2 1 は、 ろ過用不織布の繊維表面に不織布 1 ² 当り〇. 1 〜 3 0 9の割合で形 成される。 油水分離膜 2 1は、 前述した一般式 （1） 又は式 （2） で示され る撥水撥油性を有するフッ素含有官能基成分 を含むシリカゾル加水分解物に より形成される。 フッ素含有官能基成分は、 シリカゾル加水分解物中、 〇. 0 1質量％〜 1 〇質量％の割合で含まれる。 繊維表面に油水分離膜 2 1が形 成された油水分離フィルタ _ 1 3の状態で、 ろ過用不織布 2 0は〇. 0 5〇1 の通気度を有するように作製される。 通 気度は」 丨 3—1_ 1 9 1 3 _: 2 0 0 0に記載のフラジール形試験機を用いて 測定される。

[0033] 図 4に示すように、 ろ過用不織布 2 0の他面 2 0匕に、 ろ過用不織布 2 0 \¥0 2020/175310 9 卩（：171? 2020 /006763

を支持する補強用不織布 5 0の一面 5 0 3が密着するように補強用不織布 5 0を重ね合わせて設けることにより、 油水分離フィルター 3 3を構成しても よい。

[0034] 図 4に示す油水分離フィルタ _ 3 3では、 ろ過用不織布 2 0の一面 2 0 3 に水と油とを含む混合液体が流入し、 補強用不織布 5 0の他面 5 0匕からろ 過液が流出する。 こうすることにより、 前述した金属製の多孔質の支持板を 設けずに済む。 図 5に示すように、 ろ過用不織布 3 0と下層のろ過用不織布 4 0の二層の積層体を支持するように補強用不� �布 5 0を重ねて合せて油水 分離フィルタ _ 4 3を構成することもできる。 この油水分離フィルタ _ 4 3 では、 下層のろ過用不織布 4 0の下面 4 0匕が補強用不織布 5 0の上面 5 0 3に密着し、 ろ過用不織布 3 0の一面 3 0 3に水と油とを含む混合液体が流 入し、 ろ過用不織布 4 0を通って補強用不織布 5 0の他面 5 0匕からろ過液 が流出する。

[0035] 図 6に示すように、 図 4に示したろ過用不織布 2 0と補強用不織布 5 0の 積層体を重ね合わせた状態で、 積層体に山谷を有するようにひだ織りに成形 してプリーツ状の油水分離フィルター3 3に形成してもよい。 こうすること により、 混合液体の流入圧力に杭して物理的強度の高 い油水分離フィルター 3 3を作製することができる。 水と油とを含む混合液体が流入したときに、 このひだ織り状態を保つために、 積層体の山谷に相応した山谷を有する複数 の支持枠 4 6、 4 6の間隔をあけて補強用不織布 5 0側から揷入して油水分 離フィルタ _ 3 3を支持することが好ましい。 なお、 補強用不織布 5 0が補 強する不織布は、 単一層のろ過用不織布 2 0に限らず、 図示しないが、 ろ過 用不織布 3 0及び 4 0からなる積層体でもよく、 また二層の積層体に限らず 、 三層又は四層等の複数層からなる積層体でも よい。

[0036] 油水分離膜がろ過用不織布 1 ² 当り 0 . 1 9未満又はフッ素含有官能基成 分が〇. 0 1質量％未満では、 撥水撥油性の効果に乏しく、 油水分離性能が 不十分となり、 ろ過用不織布 1 ² 当り 3 0 9を超えると、 通気度が 0 . 0 5 0! I /〇〇! ² /秒未満となる。 フッ素含有官能基成分が 1 0質量％を超えると \¥0 2020/175310 10 卩（：171? 2020 /006763

、 ろ過用不織布への密着性が悪くなる。 ろ過用不織布 1 ² 当り〇. 5 9〜 1 〇 9が好ましい。 またフッ素含有官能基成分はシリカゾル加水 分解物中、 〇 . 1質量％〜 5質量％の範囲で含まれることが好ましい。 通気度が 0 . 0 5 I ² /秒未満では、 通水性に劣り、 ろ過液を得るのが困難になる。 1 〇 01 丨 秒を超えると、 ろ過用不織布の気孔 2 0 の大きさが混合液 体中の油粒子 2 2よりも遙かに大きくなり、 油粒子 2 2が水とともにろ過用 不織布の気孔を通して油水分離フィルタ _ 1 3から抜け落ち、 水と油とを分 離することができない。 通気度は 0 .

であることが好ましい。

[0037] このような油水分離フィルタ _ 1 3を備えた油水分離装置 1 0の作用につ いて説明する。 図 1 に示すように、 先ず油水分離フィルタ _ 1 3を混合液体 流入部 1 2と集水部 1 6により挟持する。 次いで流入管 1 8から水と油とを 含む混合液体 1 1 を混合液体流入部 1 2に供給する。 この実施形態の混合液 体は水溶性油である。 混合液体流入部 1 2に貯えられた混合液体 1 1は、 油 水分離フィルタ _ 1 3を構成するろ過用不織布 2 0の一面 2 0 ₃ （図 2） に 接触する。 ここで油水分離フィルター 1 3は所定の通気度を有するため、 ま た油水分離膜 2 1が撥水撥油性を示すため、 水溶性油の水 （図示せず） は油 水分離膜 2 1 に弾かれながらも、 シリカゾル加水分解物の水酸基の存在によ り、 図 2の拡大図に示す繊維 2 0〇と繊維 2 0〇の間に形成された気孔 2 0 を通過して他面 2 0匕に至り、 そこから滴下して集水部 1 6に集められる 。 集められた水 1 4は集水部 1 6から貯水部 1 7に流れ落ちて、 貯水部 1 7 に溜まる。 貯水部 1 7に水 1 4が一定量貯留された時点で、 図示しない排水 バルブを開いて排水管 1 9より油と分離した水 1 4を得る。

[0038] その一方、 図 2の拡大図に示すように、 油粒子 2 2はろ過用不織布 2 0の 繊維表面に形成された油水分離膜 2 1の撥油性により、 また油水分離フィル ターの所定の通気度のため、 気孔 2 0 の孔径より粒径が大きい場合は勿論 のこと、 気孔 2 0 の孔径より粒径が僅かに小さくても、 油水分離フィルタ - 1 3を通過できず、 ろ過用不織布 2 0の繊維 2 0〇と繊維 2 0〇の間に留 \¥0 2020/175310 1 1 卩（：171? 2020 /006763

まる。 ろ過用不織布 2 0に溜まった油は、 定期的に油水分離フィルタ _ 1 3 を油水分離装置 1 〇から取り外して、 回収処理する。

[0039] 〔油水分離フィルターの製造方法〕

〔ろ過用不織布の準備〕

先ず、 0 .

用不織布を準備する。 具体的には、 後述する油水分離膜がろ過用不織布の繊 維表面に形成された油水分離フィルターにな った状態で、 〇. 0 5〇1 丨 /〇 2/秒〜 1 秒の通気度を有するろ過用不織布を準備する 。 油 水分離膜がろ過用不織布 1 ² 当り上記範囲にて多目に厚膜で形成され る場合 には、 通気度の大きいろ過用不織布が選定され、 油水分離膜がろ過用不織布 1 ² 当り上記範囲にて少な目に薄膜で形成さ れる場合には、 通気度の小さい ろ過用不織布が選定される。

[0040] このろ過用不織布としては、 例えば、 セルロース混合エステル性のメンブ レンフィルター、 ガラス繊維ろ紙、 ポリエチレンテレフタレート繊維とガラ ス繊維を混用した不織布 （安積濾紙社製、 商品名 = 3 5 6） がある。 このよ うにろ過用不織布は、 ポリエチレンテレフタレート （ 巳丁） 、 ポリプロピ レン （ ） 、 ガラス、 アルミナ、 炭素、 セルロース、 パルプ、 ナイロン及 び金属からなる群より選ばれた 1種又は 2種以上の繊維から作られる。 繊維 は、 2以上の繊維を混合した繊維でもよい。 繊維の太さ （繊維径） は、 上記 通気度が得られるように、 〇. 〇 1 ~ 1 〇 の太さが好適である。 不 織布の厚さは、 油水分離フィルターが単一層である場合には 、 〇. 1 〜 複数層の積層体である場合には、 積層体の厚さが〇.

になる厚さである。 本発明の油水分離膜形成材料の主成分がシリ カゾル加 水分解物であるため、 繊維との密着性を得るために、 水酸基をもつ材料が好 ましい。 その中でも、 ガラス、 アルミナ、 セルロースナノ繊維等は、 繊維径 も細いものがあり、 通気度を上記範囲内の低い値にすることがで きる。

[0041 ] 前述したようにろ過用不織布が図 3に示すように複数のろ過用不織布 3 0 、 4 0を積層した積層体である場合、 水と油とを含む混合液体が流入する一 \¥0 2020/175310 12 卩（：171? 2020 /006763

面に相当するろ過用不織布 3 0を構成する繊維をガラス繊維にすることに� � り、 シリカゾル加水分解物を主成分として含む油 水分離膜が、 より一層強固 にガラス繊維に密着し、 ろ過用不織布の繊維から剥離しにくくなる。

[0042] 〔補強用不織布の準備〕

ろ過用不織布の繊維表面に油水分離膜が形成 される一方、 補強用不織布 5 0には、 その繊維表面に油水分離膜は形成されない。 補強用不織布 5 0は、 その通気度が 以上である。 好ましくは、

/秒以上 1 5 0 I 〇! ² /秒以下である。 また補強用不織布の引張強度が

7 0 1\1以上である。 好ましくは 1 0 0 1\1以上 1 5 0 1\!以下である。 補強用不 織布の通気度をろ過用不織布より低くするの は、 ろ過速度の低下を防止する ためである。 また引張強度が 7 0 !\1未満では、 水と油とを含む混合液体が流 入したときに、 混合液体の流入に杭せずに、 ろ過用不織布を補強できず、 ろ 過用不織布が変形するおそれがある。

[0043] 補強用不織布 5 0を構成する繊維の材質は、 ポリエチレンテレフタレート （ 巳丁） 、 ポリプロピレン （ ） 、 セルロース、 パルプ、 ナイロン、 竹 及び金属からなる 1種又は 2種以上である。 補強用不織布 5 0を、 ろ過用不 織布の物理的強度に応じて、 こうした材質の繊維の不織布の中から適切な 材 質の繊維を選択することができる。 補強用不織布 5 0を構成する繊維は、 2 以上の繊維を混合した繊維でもよい。 補強用不織布 5 0の厚さは、 0 . 2 111 ~ 1 01 111であることが好ましく、 〇. 〜〇. 8 111 111であることが更 に好ましい。 なお、 ろ過用不織布の補強材として不織布を選定す るのは、 補 強材として金網等の網状体、 多孔質の金属板、 目皿等を選定した場合、 網目 や孔が大きいときには、 これらの補強材は、 水と油とを含む混合液体が流入 したときに、 ろ過用不織布が網目や孔に入り込んで、 ろ過用不織布を損傷さ せるおそれがある。 特にろ過するために上記混合液体に圧力が加 わった場合 その損傷が顕著になり、 油漏れのおそれがある。 また網目や孔が小さいとき には、 上記混合溶液をろ過するときの抵抗が大きく なる不具合がある。

[0044] 〔ろ過用不織布の繊維表面への油水分離膜の 形成方法〕 \¥0 2020/175310 13 卩（：171? 2020 /006763

本実施の形態のろ過用不織布の繊維表面に 油水分離膜を形成するには、 後 述する油水分離膜形成用液組成物を、 後述する沸点が 1 2 0 ^° ◦未満の炭素数 1〜 4の範囲にあるアルコールで、 液組成物に対する質量比 （液組成物： ア ルコール） が 1 : 1〜 5 0の割合になるように希釈した液を調製し、 この希 釈液にろ過用不織布をディッビングして希釈 液から引上げ、 大気中、 室温で ろ過用不織布を水平な金網等の上に拡げて ^_ 定の液分量になるまで脱液する 。 別法として、 引き上げた不織布をマングルロール （絞り機） に通して脱液 する。 脱液したろ過用不織布は、 大気中、 2 5〜 1 4 0 ^° 〇の温度で〇. 5時 間〜 2 4時間乾燥する。 これにより、 図 2の拡大図に示すように、 ろ過用不 織布 2 0を構成している繊維 2 0〇の表面に油水分離膜 2 1が形成される。 油水分離膜は、 ろ過用不織布 1 ² 当り〇. 1 9〜 3 0 9の範囲内で、 脱液量 が少ない場合には、 厚膜にろ過用不織布の繊維表面に形成され、 脱液量が多 い場合には、 薄膜にろ過用不織布の繊維表面に形成される 。

[0045] 〔ろ過用不織布と補強用不織布との重ね合わ せ〕

脱液後、 乾燥したろ過用不織布は、 図 4及び図 5に示すように、 補強用不 織布 5 0との重ね合わせて油水分離フィルタ _ 3 3及び 4 3となる。 本実施 形態の補強用不織布で補強された油水分離フ ィルターの厚さは、 特に限定さ れないが、 〇. 2 の範囲にあることが好ましい。 また重ね合わ せは、 特別の接着剤を用いずに、 ろ過用不織布と補強用不織布が密着するよ うに互いに接触させて行うことが好ましい。 また重ね合わせた状態での油水 分離フィルターの通気度は〇.

範囲にあることが好ましい。

[0046] 〔油水分離膜形成用液組成物の製造方法〕

油水分離膜を形成するための液組成物は次の 方法により製造される。

〔混合液の調製〕

先ず、 ケイ素アルコキシドとしてのテトラメ トキシシラン又はテトラエト キシシランと、 アルキレン基成分となるエポキシ基含有シラ ンと、 フッ素含 有官能基成分となるフッ素含有シラン、 沸点が 1 2 0 ^° 〇未満の炭素数 1〜 4 \¥0 2020/175310 14 卩（：171? 2020 /006763

の範囲にあるアルコールと、 水とを混合して混合液を調製する。 このケイ素 アルコキシドとしては、 具体的には、 テトラメ トキシシラン、 そのオリゴマ —又はテトラェトキシシラン、 そのオリゴマーが挙げられる。 例えば、 耐久 性の高い油水分離膜を得る目的には、 テトラメ トキシシランを用いることが 好ましく、 一方、 加水分解時に発生するメタノールを避ける場 合は、 テトラ ェトキシシランを用いることが好ましい。

[0047] 上記アルキレン基成分となるェポキシ基含有 シランとしては、 具体的には 、 2—（3 , 4—ェポキシシクロヘキシル）ェチルトリメ トキシシラン、 3 - グリシドキシプロピルメチルジメ トキシシラン、 3—グリシドキシプロピル メチルジェトキシシラン、 3—グリシドキシプロピルトリメ トキシシラン、

3 -グリシドキシプロピルトリェトキシシラン� �は多官能ェポキシシランが 挙げられる。 アルキレン基成分はケイ素アルコキシドとア ルキレン基成分の 合計質量に対して 1質量％〜 4 0質量％、 好ましくは 2 . 5質量％〜 2 0質 量％含まれる。 アルキレン基成分が下限値の 1質量％未満では、 水酸基を含 まない不織布の繊維に膜を形成した場合に、 繊維への密着性が不十分になる 。 また上限値の 4 0質量％を超えると、 形成した膜の耐久性が低くなる。 ア ルキレン基成分を上記 1〜 4 0質量％の範囲になるようにェポキシ基含有� � ランを含むと、 ェポキシ基も加水分解重合過程において開環 して重合に寄与 し、 これにより乾燥過程にレべリング性が改善し 膜厚さが均一になる。 なお 、 ろ過用不織布の繊維がガラス繊維等の親水基 を含む場合には、 アルキレン 基成分の含有量は極少量であるか、 若しくはゼロでもよい。 一方、 ろ過用不 織布の繊維が親水基を含まない場合には、 このアルキレン基成分をシリカゾ ル加水分解物 （口） 中、 〇. 5〜 2 0質量％含むことが好ましい。

[0048] 炭素数 1〜 4の範囲にあるアルコールは、 この範囲にある 1種又は 2種以 上のアルコールが挙げられる。 このアルコールとしては、 例えば、 メタノー ル （沸点 6 4 . 7 °〇 、 ェタノール （沸点約 7 8 . 3 °〇 、 プロパノール （ n _プロパノール （沸点 9 7 _ 9 8 °〇 、 イソプロパノール （沸点 8 2 . 4 °〇 ） が挙げられる。 特にメタノール又はェタノールが好ましい。 これらの \¥0 2020/175310 15 卩（：171? 2020 /006763

アルコールは、 ケイ素アルコキドとの混合がしやすいためで ある。 上記水と しては、 不純物の混入防止のため、 イオン交換水や純水等を使用するのが望 ましい。 ケイ素アルコキシド及びエポキシ基含有シラ ンに炭素数 1〜 4の範 囲にあるアルコールと水を添加して、 好ましくは 1 0 ^° 〇~ 3 0 ^° 〇の温度で 5 分〜 2 0分間撹拌することにより混合液を調製する� �

[0049] 〔加水分解物 （シリカゾル加水分解物） の調製〕

上記調製された混合液と有機酸、 無機酸又はチタン化合物からなる触媒と を混合する。 このとき液温を好ましくは 3 0 ^° 〇〜8 0 ^° 〇の温度に保持して好 ましくは 1〜 2 4時間撹拌する。 これにより、 ケイ素アルコキシドとアルキ レン基成分となるエポキシ基含有シランとフ ッ素含有官能基成分となるフッ 素含有シランの加水分解物 （以下、 シリカゾル加水分解物ということもある 。 ） が調製される。 加水分解物は、 ケイ素アルコキシドを 2〜 5 0質量％、 エポキシ基含有シランを最大 3 0質量％まで、 フッ素含有官能基成分となる フッ素含有シランを〇. 〇〇 5質量％〜 3質量％、 炭素数 1〜 4の範囲にあ るアルコールを 2 0質量％〜 9 8質量％、 水を〇. 1質量％〜 4 0質量％、 有機酸、 無機酸又はチタン化合物を触媒として〇. 0 1質量％〜 5質量％の 割合で混合してケイ素アルコキシド、 エポキシ基含有シラン及びフッ素含有 官能基成分となるフッ素含有シランの加水分 解反応を進行させることで得ら れる。 フッ素含有官能基成分となるフッ素含有シラ ンが下限値の〇. 0 0 5 質量％未満では、 形成した膜に撥水撥油性が生じにくく、 上限値の 3質量％ を超えると、 ろ過用不織布の繊維表面に密着しにくい。

[0050] 炭素数 1〜 4の範囲にあるアルコールの割合を上記範囲� �限定したのは、 アルコールの割合が下限値未満では、 ケイ素アルコキシドが、 溶液中に溶解 せず分離してしまうこと、 加水分解反応中に反応液がゲル化しやすく、 一方 、 上限値を超えると、 加水分解に必要な水、 触媒量が相対的に少なくなるた めに、 加水分解の反応性が低下して、 重合が進まず、 膜の密着性が低下する ためである。 水の割合を上記範囲に限定したのは、 下限値未満では加水分解 速度が遅くなるために、 重合が進まず、 塗布膜の密着性が不十分になり、 一 \¥0 2020/175310 16 卩(：171? 2020 /006763

方、 上限値を超えると加水分解反応中に反応液が ゲル化し、 水が多過ぎるた めケイ素アルコキシド化合物がアルコール水 溶液に溶解せず、 分離する不具 合を生じるからである。

[0051 ] 加水分解物中の 3 I 〇 ₂ 濃度 （3 I 〇 ₂ 分） は 1質量％〜 4 0質量％であるも のが好ましい。 加水分解物の 3 丨 〇 ₂ 濃度が下限値未満では、 重合が不十分で あり、 膜の密着性の低下やクラックの発生が起こり やすく、 上限値を超える と、 相対的に水の割合が高くなりケイ素アルコキ シドが溶解せず、 反応液が ゲル化する不具合を生じる。

[0052] 有機酸、 無機酸又はチタン化合物は加水分解反応を促 進させるための触媒 として機能する。 有機酸としてはギ酸、 シュウ酸が例示され、 無機酸として は塩酸、 硝酸、 リン酸が例示され、 チタン化合物としてはテトラプロポキシ チタン、 テトラブトキシチタン、 テトライソプロポキシチタン、 乳酸チタン 等が例示される。 触媒は上記のものに限定されない。 上記触媒の割合を上記 範囲に限定したのは、 下限値未満では反応性に乏しく重合が不十分 になるた め、 膜が形成されず、 一方、 上限値を超えても反応性に影響はないが、 残留 する酸による不織布の繊維の腐食等の不具合 を生じる。

[0053] フッ素含有官能基成分となるフッ素含有シラ ンは、 下記一般式 （3） 及び 式 （4） で示される。 上記式 （3） 及び式 （4） 中のペルフルオロエーテル 基としては、 より具体的には、 下記式 （5） 〜式 （1 3） で示されるベルフ ルオロエーテル構造を挙げることができる。

[0054] [化 3]

( 3 )

[0055] \¥02020/175310 17 卩(：17 2020 /006763

[化 4]

[0056] [化 5]

〇2 — 0—〇ゥ 4 -〇 -〇2 ^ -

(5)

[0057] [化 6]

¾ ₅ - 0 -。36-0-〇 _{2 4} -

(6)

[0058] [化 7]

〇 ⁵ トア ^_ ◦'し 3 6_リー^ 2* ^~ -

(7)

[0059] [化 8]

〇49—〇-〇3^6~〇 -¾^ ₄ ~

(8)

[0060] [化 9]

〇3 ァ— 0— 0 _? -〇— ¾ -

(9)

[0061] [化 10]

〇2 一〇-〇2 4 ^_

(1 0) \¥02020/175310 18 2020 /006763

[0062] [化 11]

。2 5 ^_ 〇_¾ 6_

（1 1）

[0063] [化 12]

〇3「7 - 0 _¾ ₆ -'

（1 2）

[0064] [化 13] し ^< 31~7 _〇—し 4 8_

（1 3）

[0065] また、 上記式 （3） 及び式 （4） 中の Xとしては、 下記式 （1 4） 〜式 （

1 8） で示される構造を挙げることができる。 なお、 下記式 （1 4） はエー テル結合、 下記式 （1 5） はエステル結合、 下記式 （1 6） はアミ ド結合、 下記式 （1 7） はウレタン結合、 下記式 （1 8） はスルホンアミ ド結合を含 む例を示している。

[0066] [化 14]

(1 4)

[0067] [化 15]

〇

2 丨丨 3

— R ^— 〇- C ^~~ R—

(1 5)

[0068] [化 16]

( 1 6) \¥0 2020/175310 19 2020 /006763

[0069] [化 17]

( 1 7 )

[0070] [化 18]

（1 8）

[0071 ] ここで、 上記式 （1 4） 〜式 （1 8） 中、 V及び は炭素数が 0から 1 0 の炭化水素基、 は水素原子又は炭素数 1から 6の炭化水素基である。 炭化水素基の例とは、 メチレン基、 エチレン基等のアルキレン基が挙げられ 、 の炭化水素基の例とは、 メチル基、 エチル基等のアルキル基の他、 フエ ニル基等も挙げられる。

[0072] また、 上記式 （3） 及び式 （4） 中、 は、 メチル基、 エチル基、 プロピ ル基等が挙げられる。

[0073] また、 上記式 （3） 及び式 （4） 中、 は、 加水分解されて 3 I - 0 - 3

I結合を形成可能な加水分解性基であれば特� �限定されるものではない。 こ のような加水分解性基としては、 具体的には、 例えば、 メ トキシ基、 エトキ シ基、 プロポキシ基、 ブトキシ基などのアルコキシ基、 フエノキシ基、 ナフ トキシ基などのアリールオキシ基、 ベンジルオキシ基、 フエネチルオキシ基 などのアラルキルオキシ基、 アセトキシ基、 プロピオニルオキシ基、 ブチリ ルオキシ基、 バレリルオキシ基、 ビバロイルオキシ基、 ベンゾイルオキシ基 などのアシルオキシ基等が挙げられる。 これらの中でも、 メ トキシ基、 エト キシ基を適用することが好ましい。

[0074] ここで、 上記式 （3） 及び式 （4） で表されるペルフルオロエーテル構造 を有するフッ素含有官能基成分となるフッ素 含有シランの具体例としては、 例えば、 下記式 （1 9） 〜式 （2 7） で表される構造が挙げられる。 なお、 \¥02020/175310 20 卩(：17 2020 /006763 下記式 （1 9） 〜 （27） 中、 はメチル基又はェチル基である。

[0075] [化 19]

C3F ₇ -0-C3F ₆ -0-C2F4-C-NH-C3H ₆ -Si-(0R)3

0

(1 9)

[0076] [化 20]

(20)

[0077] [化 21]

(2 1)

[0078] [化 22]

(22)

[0079] [化 23]

(23)

[0080] [化 24]

[0081] [化 25] \¥0 2020/175310 21 卩(：171? 2020 /006763

( 2 5 )

[0082] [化 26]

( 2 6 )

[0083] [化 27]

（2 7）

[0084] 上述したように、 本実施の形態の油水分離膜形成用液組成物に 含まれるフ ッ素含有官能基成分は、 分子内にベルフルオロエーテル基とアルコキ シシリ ル基とをそれぞれ 1以上有する構造となっていて、 酸素原子に炭素数が 6以 下の短鎖長のベルフルオロアルキル基とベル フルオロアルキレン基が複数結 合したベルフルオロエーテル基を有しており 、 分子内のフッ素含有率が高い ため、 形成した膜に優れた撥水撥油性を付与するこ とができる。

[0085] 〔油水分離膜形成用液組成物〕

本実施の形態の油水分離膜形成用液組成物は 、 上記製造方法で製造され、 前述したフッ素含有官能基成分を含むシリカ ゾル加水分解物と、 溶媒とを含 む。 このフッ素含有官能基成分は、 上記の一般式 （1） 及び式 （2） で示さ れるペルフルオロエーテル構造を有し、 シリカゾル加水分解物中、 0 . 0 1 質量％〜 1 〇質量％含まれる。

[0086] 上記溶媒は、 水と炭素数 1〜 4のアルコールとの混合溶媒であるか、 或い は水と炭素数 1〜 4のアルコールと上記アルコール以外の有機� �媒との混合 溶媒である。 ペルフルオロエーテル構造の具体例としては 、 上述した式 （5 ） 〜式 （2 7） で示される構造を挙げることができる。

[0087] 本実施の形態の油水分離膜形成用液組成物が シリカゾル加水分解物を主成 分として含むため、 膜のろ過用不織布の繊維への密着性に優れ、 剥離しにく い高い強度の油水分離膜が得られる。 またシリカゾル加水分解物が上記一般 \¥0 2020/175310 22 卩（：171? 2020 /006763

式 （1） 又は （2） で示されるベルフルオロエーテル構造のフッ 素含有官能 基成分を含むため、 撥水並びに撥油の効果がある。 フッ素含有官能基成分の 含有割合が 0 . 0 1質量％未満では形成した膜に撥水撥油性を� �与できず、

1 〇質量％を超えると膜の弾き等が発生し成膜 性に劣る。 好ましいフッ素含 有官能基成分の含有割合は〇. 1質量％〜 5質量％である。

実施例

[0088] 次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく 説明する。 初めに、 ろ過用不 織布のみからなる油水分離フィルターに関す る実施例 1〜 6及び比較例 1〜 6を説明し、 次に実施例 1のろ過用不織布に補強用不織布を重ね合わ� �た油 水分離フィルターに関する試験例 1〜 3及び比較試験例 1〜 3を説明する。

[0089] ＜実施例 1＞

ケイ素アルコキシドとしてテトラメ トキシシラン （丁1\/1〇3） の 3〜 5量 体 （三菱化学社製、 商品名 リヶート !\/! 3 5 1） 8 . 5 2 9と、 ァ ルキレン基成分となるエポキシ基含有シラン として 3 -グリシドキシプロピ ルトリメ トキシシラン （〇 丁1\/1 3 :信越化学工業社製、 商品名 ： ＜巳1\/1 - 4 0 3） 〇. 4 8 9と、 フッ素含有官能基成分として式 （1 9） で表わされ るフッ素含有シラン エチル基） 〇. 2 4 9と、 有機溶媒としてエタノ —ル （沸点 7 8 . 3 °〇 1 7 . 3 4 9とを混合し、 更にイオン交換水 3 . 3 7 9を添加して、 セパラブルフラスコ内で 2 5 °〇の温度で 5分間撹拌 することにより混合液を調製した。 またこの混合液に、 触媒として濃度 3 5 質量％の塩酸〇. 0 5 9を添加し、 4 0 °〇で 2時間撹拌した。 これにより、 シリカゾル加水分解物を含む油水分離膜形成 用液組成物を調製した。 この調 製内容を表 1 に示す。

[0090] \¥02020/175310 23 卩(：171? 2020 /006763

[表 1]

[0091] 得られた油水分離膜形成用液組成物のシリカ ゾル加水分解物には、 フッ素 含有官能基成分が 4. 5質量％と、 炭素数 7のアルキレン基成分が 7. 8質 量％含まれていた。 次に油水分離膜形成用液組成物のシリカゾル 加水分解物 1. 〇 9に、 工業アルコール （日本アルコール産業社製、 1、 29.

〇 9を添加混合して、 液組成物の希釈液を調製した。 この希釈液に、 油水分 離フィルターの基材として、 2. 5 ² /秒の通気度を有する二層の ろ過用不織布を 30秒間ディッビングした。 二層のろ過用不織布は、 上層が ガラス繊維からなるろ過用不織布と下層が 巳丁繊維からなるろ過用不織布 の積層体であった。 希釈液から二層のろ過用不織布を引上げ、 水平の金網の 上に拡げ、 室温で 30分間放置して、 脱液した。 その後 1 20 ^° 〇に維持され た乾燥機に二層のろ過用不織布を 30分間入れて乾燥し、 油水分離フィルタ \¥0 2020/175310 24 卩(：171? 2020 /006763

—を得た。 この油水分離フィルターの通気度は 1 . 2〇1 丨 /〇〇1 ² /秒であつ た。 二層のろ過用不織布のディッビング前の質量 と乾燥後の質量の差から、 ろ過用不織布の繊維表面に形成された油水分 離膜の質量として換算した。 こ の結果、 油水分離膜はろ過用不織布 1 ² 当り 4 . 0 9と算出された。 以上の 結果を表 2に示す。

[0092] [表 2]

[0093] <実施例 2〜 6、 比較例 2〜 4 >

実施例 2〜 6及び比較例 2〜 4について、 表 2に示すように、 油水分離フ ィルターのろ過用不織布の種類及びフッ素系 化合物の種類を選定し、 実施例 1 に示される丁1\/1〇3の添加量、 ◦ 丁1\/1 3の添加量及びフッ素含有シラン の添加量をそれぞれ変更した。 それ以外は実施例 1 と同様にして、 実施例 2 \¥02020/175310 25 卩（：171? 2020 /006763

〜 6、 比較例 2〜 4の油水分離膜形成用液組成物を得た。 これらの液組成物 に実施例 1 と同一の工業アルコールを添加し、 実施例 1 と同様にして、 ろ過 用不織布ディッビング用の希釈液を調製した 。 これらの希釈液に表 2に示す ろ過用不織布を実施例 1 と同様にディッビングし、 乾燥して、 表 2に示す特 性を有する油水分離フィルターを得た。 なお、 表 2において、 フッ素系化合 物として式 （1 9） 〜式 （23） で表わされるフッ素含有シランの式中の はすべてエチル基である。

[0094] なお、 実施例 5, 6及び比較例 4に用いたろ過用不織布は、 実施例 1のろ 過用不織布と異なり、 巳丁繊維とガラス繊維の混合繊維 （質量比で 巳丁 :ガラス =80 : 20） からなり、 それらの通気度 （希釈液ディッビング前 ） は、 それぞれ 1 2.

. 〇 I /〇 ² /秒であった。 また希釈液ディッビング後の油水分離フィル 夕一としての通気度はそれぞれ 9. 6〇1 丨 /〇〇1 ² /秒、 7.

秒及び 1 2. 0〇1 丨 /〇〇1 ² /秒であった。 また比較例 1〜 3に用いたろ過用 不織布は、 実施例 1 と同一に構成されたガラス繊維のろ過用不織 布と 巳丁 繊維のろ過用不織布の二層からなり、 その通気度 （希釈液ディッビング前） は、 それぞれ 2. 5〇1 丨 /〇〇1 ² /秒、 2. 秒及び 1.

2/秒であった。 また希釈液ディッビング後の油水分離フィル ターとし ての通気度は、 それぞれ 2. 3〇1 丨 /〇〇^/秒、 〇. 02〇1 丨 /〇〇^/秒及 び〇. 03〇! 丨 /〇〇1 ² /秒であった。

[0095] <比較例 1 >

比較例 1では、 実施例 1 と同一のろ過用不織布を用いたが、 シリカゾル加 水分解物中にフッ素含有官能基成分となるフ ッ素含有シランを含まなかった

[0096] <比較例 5>

比較例 5では、 油水分離フィルターの基材として、 市販されている目開き 1 のポリテトラフルオロエチレン （ 丁 巳） 製のメンブランフイルタ —を未処理のまま用いて、 これを油水分離フィルターとした。 実施例 1のよ \¥0 2020/175310 26 卩（：171? 2020 /006763

うな油水分離膜形成用液組成物の希釈液に はディッビングしなかった。

[0097] ＜比較例 6＞

フッ素系化合物として、 特許文献 1の撥油性付与基及び親水性付与基 （撥 油親水性） を有する合成例 1で示される下記式 （2 8） で示されるフッ素系 化合物を準備した。 このフッ素系化合物〇. 5 9を実施例 1 と同一の工業ア ルコール 9 9 . 5 9に溶解し、 希釈液 （濃度〇. 5質量％） を調製した。

[0098] [化 28]

（2 8）

[0099] この希釈液に、 1 . 1 I /〇 ² /秒の通気度を有する実施例 1 と同一に 構成された二層のろ過用不織布を 3 0秒間ディッビングした。 それ以外は実 施例 1 と同様にして、 油水分離フィルターを得た。 この油水分離フィルター の通気度は 1 . 油水分離膜はろ過用不織布 1 〇! ² 当 り 1 . 0 9と算出された。

[0100] ＜比較試験その 1及び評価＞

実施例 1〜 6及び比較例 1〜 6で得られた 1 2種類のろ過用不織布のみか らなる油水分離フィルターを、 それぞれ別々に、 図 7に示す油水分離試験装 置 1 0 0に取り付けた。 この試験装置 1 0 0では、 図 1 に示した油水分離装 置 1 0に対応する要素の各符号に 1 0 0を加えて、 試験装置 1 0 0の各符号 を示している。 この油水分離試験装置 1 0 0では、 乳化油としては、 日立産 機製スク 〇 1 !_ 巳乂丁〇. 2 5 9と イオン交換水 5リッ トルとを 9 0 0 0 「 で 3分間混合し、 白濁した油濃 度が 5 0 である乳化油 （水と油とを含む混合液体） を用いた。 この乳 化油を混合液体流入部 1 1 2に供給し、 油水分離フィルタ _ 1 1 3でろ過し た。 油水分離フィルタ _ 1 1 3を通過して貯水部 （枝付きフラスコ） 1 1 7 に貯えられたろ過液 1 1 4を採取し、 そのろ過液の濁度と、 ろ過液の油濃度 を次の方法により評価した。 その結果を表 3に示す。 なお、 油水分離フィル 夕一 1 1 3は金属製の目皿 1 2 0で支持した。 また乳化油をろ過するに際し て、 フラスコ 1 1 7の枝管 1 2 1 に接続された図示しない吸引ポンプにより 、 実施例 1〜 6及び比較例 1〜 6で得られた 1 2種類の油水分離フィルター を所定の真空度 （_ 1 〇 1＜ ₃ ） に調節しながら、 フラスコ内を減圧して、 油水分離フィルタ _ 1 1 3を吸引ろ過した。 符号 1 2 2は真空計である。

[0101] （3） ろ過液の濁度

ろ過液の濁度は、 ラコムテスター濁度計丁 1\1 - 1 0 0 （アズワン社製） を 用いて測定した。 濁度は小さい方が油水分離性が良好であり、 1 . 5以下が 合格水準である。

[0102] （« ろ過液の油濃度

ろ過液の油濃度は、 油分測定計 （堀場製作所社製、 0〇!\/1 _ 5 5 5） を 用いてろ過液の残留油分を測定し、 ろ過液の油濃度とした。 この油分測定計 の検出限界は油種により異なるが、 用いた乳化油では 1 である。

[0103]

\¥0 2020/175310 28 卩（：171? 2020 /006763

[表 3]

[0104] 表 3から明らかなように、 比較例 1では、 シリカゾル加水分解物中にフッ 素含有官能基成分となるフッ素含有シランを 含まなかったため、 油水分離フ ィルターを通過したろ過液の濁度は 3 . 0であり、 またろ過液には油が 1 5 . 0 111混入していた。

[0105] 比較例 2では、 シリカゾル加水分解物中のフッ素含有官能基 成分の含有量 が 1 1 . 6質量％と多過ぎたため、 油水分離フィルターを混合液体が通過せ ず、 ろ過できなかった。

[0106] 比較例 3では、 不織布 1 当りの油水分離膜の質量が 3 3 . 0質量％と多 過ぎたため、 油水分離フィルターの通気度が〇. 0 3 I ² /秒と低過 ぎたため、 油水分離フィルターを混合液体が通過せず、 ろ過できなかった。

[0107] 比較例 4では、 通気度が 1 2 . 0 ² /秒である油水分離フィルタ 一を用いたが、 不織布 1 ² 当りの油水分離膜の質量が 0 . 0 5 9と少な過ぎ たため、 油水分離フィルターの撥油効果が不足し、 ろ過液の濁度は 2 . 0で \¥02020/175310 29 卩（：171? 2020 /006763

あり、 またろ過液に油が 8. 0 111混入し、 油の除去が十分でなかった。

[0108] 比較例 5では、 油水分離フィルターとして、 丁 巳製のメンプレンフィ ルターを用いたが、 フィルターを混合液体が通過せず、 ろ過できなかった。

[0109] 比較例 6では、 油水分離フィルターの油水分離膜に親水撥油 性が付与され ており、 混合液体が乳化油であったため、 ろ過液の濁度は 3. 0であり、 ま たろ過液には油が 1 3. 0 111混入し、 油の除去が十分でなかった。

[0110] それに対して、 実施例 1〜 6の油水分離フィルターは、 油水分離膜が不織 布 1 ² 当り〇. 1 59〜 28 ₉ の割合で形成され、 撥水性及び撥油性の双方 の機能を有するフッ素含有官能基成分がシリ カゾル加水分解物中、 0. 02 質量％〜 9. 8質量％の割合で含まれ、 油水分離フィルターの通気度が〇.

範囲を満たしていることから、 評価試験を行ったところ、 ろ過液の濁度は 1 . 5以下で合格であり、 ろ過液の油濃度は、 ノルマルヘキサン抽出物質含有 許容量 （鉱油類含有量） の 5 を満たしており、 実施例 1〜 6の油水分 離フィルターは油水分離性能があることを確 認できた。

[0111] 次に、 実施例 1のろ過用不織布に補強用不織布を重ね合わ� �た油水分離フ ィルターに関する試験例 1〜 3及び比較試験例 1〜 3を説明する。 ここで用 いた不織布の引張強度は、 一般不織布試験方法」 丨 3 !_ 1 9 1 3 201 0 に準じて、 東洋精機製作所製ストログラフ 〇により測定した。

[0112] <試験例 1 >

試験例 1では、 ろ過用不織布として実施例 1のガラス繊維層 （上層） と 巳丁繊維層 （下層） からなる二層の積層体を用いた。 このろ過用不織布は、 ディッビング液を脱液し乾燥した後の厚さが 〇. 3 であって、 通気度は 1. であった。 このろ過用不織布の引張強度は 701\1であ った。 また補強用不織布として 巳丁繊維層 （上層） とガラス繊維層 （下層 ） からなる二層の積層体を用いた。 この補強用不織布は、 厚さが〇. 4 であって、 通気度は 40 ² /秒であった。 この補強用不織布の引張 強度は 1 30 !\1であった。 以上の結果を表 4に示す。 \¥0 2020/175310 30 卩(：171? 2020 /006763

[01 13] [表 4]

[01 14] <試験例 2、 3及び比較試験例·！〜 3 >

試験例 2、 3及び比較試験例 1〜 3の油水分離フィルターについて、 ろ過 用不織布は、 試験例 1 と同一のものを用いた。 試験例 2、 3及び比較試験例 2 , 3の油水分離フィルターについて、 補強用不織布には、 その種類、 厚さ 、 通気度及び引張強度を表 4に示す不織布を用いた。 比較試験例 1では、 補 強用不織布を用いなかった。

[01 15] <比較試験その 2及び評価 >

試験例 1〜 3及び比較試験例 1〜 3で得られた 6種類の油水分離フィルタ 一を、 それぞれ別々に、 比較試験その 1 と同様に比較試験その 2を行った。 比較試験その 2では、 図 7に示す油水分離試験装置 1 0 0から目皿 1 2 0を 取り外した。 そして吸引ポンプにより、

なる真空度で比較試験その 1 と同一の水と油を含む混合液体を吸引ろ過し た 。 比較試験その 1 と同量の混合液体の油水分離フィルターを通 過する時間も 測定した。 その結果を表 5に示す。

[01 16] \¥0 2020/175310 31 卩（：171? 2020 /006763

[表 5]

[01 17] 表 5から明らかなように、 比較試験例 1では、 補強用不織布を用いなかっ たため、 油水分離試験装置において、 _ 1 0 3の真空度でろ過吸引した ときには、 ろ過液の油濃度が 1 未満であり、 またろ過液の濁度は〇.

5と低くかったが、 _ 2 0 1< ₃ の真空度でろ過吸引したときに、 ろ過液の 油濃度が 2 2 〇1であり、 またろ過液の濁度は 5 0と高く、 油漏れが見ら れた。 ろ過用不織布が破損したと考えられた。

[01 18] 比較試験例 2では、 補強用不織布の通気度が 1 〇〇 I /〇 ² /秒及び引 張強度が 5 0 1\!であったため、 油水分離試験装置において、 _ 1 0 1< 3の 真空度でろ過吸引したときには、 ろ過液の油濃度が 1 未満であり、 ま たろ過液の濁度は〇. 6と低く問題はなかったが、 _ 2 0 1< 3の真空度で ろ過吸引したときに、 ろ過液の油濃度が 5 であり、 またろ過液の濁度 は 1 0と高く、 油漏れが見られた。 引張強度が不足し、 ろ過用不織布が破損 したと考えられた。

[01 19] 比較試験例 3では、 補強用不織布の通気度が

度が 1 7 0 1\1であったため、 油水分離試験装置において、 一 1 0 1< 3の真 空度でろ過吸引したときには、 ろ過液の油濃度が 1 未満であり、 また ろ過液の濁度は〇. 6と低くかったが、 ろ過液の通過時間が 3 5 0秒と長過 ぎたため、 不合格とし、 _ 2 0 !< 3の真空度での油水分離試験は実施しな \¥0 2020/175310 32 卩（：171? 2020 /006763

かった。

[0120] それに対して、 試験例 1〜 3の油水分離フィルターは、 実施例 1のろ過用 不織布を用い、 補強用不織布の通気度が 2〇 丨 /〇〇^/秒〜8 0 I /〇 2/秒及び引張強度が 1 0 0 1\1 ~ 1 5 0 1\1であった。 これらの油水分離フィ ルターは、 第 6の観点の発明の範囲を満たしていることか� �、 評価試験を行 ったところ、 ろ過液の濁度は 1 . 5以下で合格であり、 ろ過液の油濃度は、 ノルマルヘキサン抽出物質含有許容量 （鉱油類含有量） の 5 を満たし ており、 物理的強度が向上して油水分離性能があるこ とを確認できた。

産業上の利用可能性

[0121 ] 本発明の油水分離フィルターは、 油がエマルジヨン化した乳化油又は水溶 性油から、 油を分離して水を回収する必要のある分野に 用いられる。