(57)【要約】【課題】フィラーが混合されたシリコーン化合物からフィラーを分離することにより、シリコーン化合物のリサイクルを可能とすると共に、例えば、導電性のシリコーンゴムに含まれる金属など付加価値の高い物質を良好に回収してフィラーのリサイクルを可能とするシリコーン化合物とフィラーの分離リサイクル方法を提供する。【解決手段】フィラーが混合されたシリコーン化合物を分離リサイクルすべく、シリコーン化合物を分解反応させるか、あるいはその分解反応により得たシリコーン化合物の分解生成物を有機溶媒に溶解させることにより、シリコーン化合物を２０℃における粘度が０．５Ｐａ・ｓ以下の液状体とし、その液状体とフィラーとを分離することにより、シリコーン化合物とフィラーとを分離する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィラーが混合されたシリコーン化合物を分離リサイクルすべく、前記シリコーン化合物を分解反応させるか、あるいはその分解反応により得たシリコーン化合物の分解生成物を有機溶媒に溶解させることにより、前記シリコーン化合物を２０℃における粘度が０．５Ｐａ・ｓ以下の液状体とし、その液状体と前記フィラーとを分離することにより、前記シリコーン化合物と前記フィラーとを分離することを特徴とするシリコーン化合物とフィラーの分離リサイクル方法。
【請求項２】
前記有機溶媒としてアルコール類を用いる請求項１記載のシリコーン化合物とフィラーの分離リサイクル方法。
【請求項３】
前記シリコーン化合物がシリコーンゴムである請求項１または２記載のシリコーン化合物とフィラーの分離リサイクル方法。
【請求項４】
前記フィラーが混合されたシリコーン化合物と超臨界温度以上、超臨界圧力以下の状態のアルコールとを１５分間以上反応させることにより、前記シリコーン化合物を分解反応させる請求項２〜３いずれかに記載のシリコーン化合物とフィラーの分離リサイクル方法。
【請求項５】
前記シリコーン化合物を３００℃以上の温度で分解反応させる請求項４記載のシリコーン化合物とフィラーの分離リサイクル方法。
【請求項６】
前記有機溶媒として用いるアルコール類が、前記シリコーン化合物の分解反応に用いるアルコールよりも炭素数が多い請求項４または５記載のシリコーン化合物とフィラーの分離リサイクル方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、従来リサイクルが難しく、埋立て投棄されているシリコーンレジンなどのシリコーン化合物、特にシリコーンゴムを高速に分解し、リサイクルを可能とするシリコーン化合物とフィラーの分離リサイクル方法に係り、特に、シリコーン化合物中のフィラーを抽出し、フィラーの再利用を図ったシリコーン化合物とフィラーの分離リサイクル方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリコーンレジン、シリコーンゴムなどのシリコーン化合物は、さまざまな工業製品に利用されている。これらシリコーン化合物の骨格はシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）からなり、耐熱性や耐薬品性、難燃性にすぐれていることから、広い分野で利用されている。
【０００３】
しかし、シリコーン化合物をリサイクルする場合には、加熱分解して低グレードのシリコーンオイルにするといった方法が主流で、より高度なリサイクル技術が必要とされている。
【０００４】
そのようなニーズを受けて、下記のようなシリコーン化合物のリサイクル方法が提案されている。
【０００５】
特許文献１では、酸触媒存在下でアルキルカーボネートや、アルコールなどの活性水素基含有化合物を用いて９０℃４時間還流・攪拌してシリコーン化合物を分解することが報告されている。
【０００６】
特許文献２では、架橋シリコーンゴムからなる廃棄物をアルコールと水との混合溶媒と共に加熱する。水は２０％程度が好ましいとされている。この方法では、２２０℃から２５０℃の温度で１５分で分解することができる。
【０００７】
特許文献３では、架橋シリコーンゴム廃棄物を水酸基を有する溶媒と超臨界状態下で接触させて加水分解し、未架橋シリコーンゴムコンパウンド、またはシリコーン油として回収する。特許文献３では、２４０℃１５分で処理する方法が提案されている。
【０００８】
また、特許文献４では、シリコーンゴムを温度３２０℃、圧力４ＭＰａまたは１４ＭＰａで３０分間反応させることが記載されており、上記反応より生成された分解生成物は重合度が２０％以上であり、重合度はこれより下がらないとされている。
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−１６９４８４号公報
【特許文献２】特開２００１−４９０２６号公報
【特許文献３】特開２０００−３２７８３２号公報
【特許文献４】特開２００２−１８７９７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、シリコーン化合物として、例えば、導電性シリコーンゴムのように、フィラーが混合されたものがある。導電性シリコーンゴムでは、フィラーとして銀や銀コートされた銅の粉体など付加価値の高い物質を用いており、フィラーを分離回収することが望まれる。
【００１１】
しかしながら、従来、フィラーが混合されたシリコーン化合物からフィラーを分離する方法は提案されておらず、シリコーン化合物やフィラーを再利用することは困難であった。
【００１２】
また、特許文献４では、シリコーンゴムの分解反応により生成された分解生成物の重合度が２０％以上とされており、この分解生成物の分子量が大きいために粘度も非常に高くなり、シリコーン化合物とフィラーとを良好に分離することができないという問題がある。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、フィラーが混合されたシリコーン化合物からフィラーを分離することにより、シリコーン化合物のリサイクルを可能とすると共に、例えば、導電性のシリコーンゴムに含まれる金属など付加価値の高い物質を良好に回収してフィラーのリサイクルを可能とするシリコーン化合物とフィラーの分離リサイクル方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、フィラーが混合されたシリコーン化合物を分離リサイクルすべく、前記シリコーン化合物を分解反応させるか、あるいはその分解反応により得たシリコーン化合物の分解生成物を有機溶媒に溶解させることにより、前記シリコーン化合物を２０℃における粘度が０．５Ｐａ・ｓ以下の液状体とし、その液状体と前記フィラーとを分離することにより、前記シリコーン化合物と前記フィラーとを分離するシリコーン化合物とフィラーの分離リサイクル方法である。
【００１５】
前記有機溶媒としてアルコール類を用いてもよい。
【００１６】
前記シリコーン化合物がシリコーンゴムであるとよい。
【００１７】
前記フィラーが混合されたシリコーン化合物と超臨界温度以上、超臨界圧力以下の状態のアルコールとを１５分間以上反応させることにより、前記シリコーン化合物を分解反応させてもよい。
【００１８】
前記シリコーン化合物を３００℃以上の温度で分解反応させてもよい。
【００１９】
前記有機溶媒として用いるアルコール類が、前記シリコーン化合物の分解反応に用いるアルコールよりも炭素数が多くてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、フィラーが混合されたシリコーン化合物からフィラーを分離することができ、シリコーン化合物のリサイクルが可能となり、さらに、例えば、導電性のシリコーンゴムに含まれる金属など付加価値の高い物質を良好に回収でき、フィラーのリサイクルが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００２２】
本実施形態に係るシリコーン化合物とフィラーの分離リサイクル方法は、フィラーが混合されたシリコーン化合物からフィラーを分離し、シリコーン化合物およびフィラーをそれぞれリサイクルする方法である。
【００２３】
フィラーが混合されたシリコーン化合物としては、例えば、導電性シリコーンゴムなどが挙げられる。導電性シリコーンゴムは、シリコーン化合物であるシリコーンゴムに、銀や銀コートされた銅の粉体などをフィラーとして混合したものである。フィラーは、後述する有機溶媒に常温で溶解しない物質であればよい。
【００２４】
フィラーが混合されたシリコーン化合物は、導電性シリコーンゴムに限らず、シリコーン樹脂やシリコーンオイルなど、ゴムではない硬い物質や粘度の高いオイル状の物質、あるいはこれらを混合したものでもよい。
【００２５】
本実施形態に係るシリコーン化合物とフィラーの分離リサイクル方法では、まず、フィラーが混合されたシリコーン化合物のうち、シリコーン化合物を分解反応させる。
【００２６】
本実施形態では、フィラーが混合されたシリコーン化合物と超臨界温度以上、超臨界圧力以下の状態のアルコールとを１５分間以上反応させることにより、シリコーン化合物を分解反応させることができる。これにより、シリコーン化合物の主鎖であるシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）がアルコキシド基（Ｓｉ−ＯＲ；Ｒはアルコールに含まれるアルキル基）に分解されて、シリコーン化合物の分解生成物である低分子量のシラン化合物（トリメチルシラン、トリエチルシランなど）が得られる。
【００２７】
分解反応に用いるアルコールを超臨界温度以上とするのは、分解反応に用いるアルコールが超臨界温度未満であると、シリコーン化合物の主鎖を十分に分解できず、低分子量のシラン化合物が得られないためである。好ましくは、シリコーン化合物を３００℃以上の温度で１５分間以上分解反応させるとよい
また、分解反応に用いるアルコールを超臨界圧力以下とするのは、超臨界圧力を超えると、分子の数が減る方向、すなわち分子量が大きくなる方向に反応が進み、分解生成物として低分子量のシラン化合物が得られないためである。
【００２８】
また、マテリアルリサイクルを考慮すると、反応温度はポリマー（シリコーン化合物あるいはシラン化合物）の熱分解温度以下にすることが好ましい。これは、反応温度が熱分解温度を超えると、モノマーの分解、すなわちシロキサン結合以外の部分の分解が著しく進み、得られる分解生成物の純度が下がってしまうためである。熱分解温度とは、アルコールによりシラン化合物の炭素炭素結合を有する官能基が破壊される温度をいう。
【００２９】
反応時間を１５分間以上とするのは、反応時間が１５分間未満であると、シリコーン化合物の分解反応が十分に行われず、分解生成物として低分子量のシラン化合物が得られないためである。
【００３０】
また、分解反応に用いるアルコールは、水分量が１０％以下であることが好ましい。これは、水分がシロキサン結合の分解反応を阻害するためである。特許文献４には、分解生成物は重合度が２０％以上であり、重合度はこれより下がらないとされているが、これは、アルコールの含水量がコントロールされていないため完全に分解しなかったことが要因と考えられる。
【００３１】
また、分解反応を促進させるため、２種のアルコールを混合したり、アルコールに有機溶媒を添加してもよい。
【００３２】
さらに、架橋結合の切断を効率よく行うために、シロキサン結合を有するポリマー（シリコーン化合物）は、粉砕したペレットやパウダー状で供給してもよい。
【００３３】
シリコーン化合物の分解反応により分解生成物（低分子量のシラン化合物）を得た後、この分解生成物を有機溶媒に溶解させて、２０℃における粘度が０．５Ｐａ・ｓ（５００ｃＰ）以下、好ましくは０．４Ｐａ・ｓ（４００ｃＰ）以下の液状体とする。
【００３４】
液状体の２０℃における粘度を０．５Ｐａ・ｓ以下とするのは、粘度が０．５Ｐａ・ｓを超えるとシリコーン化合物（液状体）とフィラーとを分離することが困難となるためである。
【００３５】
シリコーン化合物とフィラーとを分離するには、シリコーン化合物からの生成物（液状体）が低粘度である必要があり、ろ過あるいは沈殿によりフィラーを分離するには２０℃の粘度が０．５Ｐａ・ｓ以下、好ましくは０．４Ｐａ・ｓ以下であるとよい。
【００３６】
シリコーン化合物の分解生成物を溶解させる有機溶媒としては、アルコール類やフェノール類、キシレン、ヘキサンなど、一般に有機物の抽出などに用いられる有機溶媒を用いるとよい。
【００３７】
本実施形態では、有機溶媒としてアルコール類を用いる。有機溶媒としてアルコール類を用いた場合、回収した有機溶媒を再び分解反応用に利用することができるので、廃棄物を削減することもできる。
【００３８】
有機溶媒としてアルコール類を用いる場合、有機溶媒に用いるアルコール類としては、シリコーン化合物の分解反応に用いるアルコールよりも炭素数が多いものを用いるとよい。これにより、アルコールを用いて分解された分解生成物を良好に有機溶媒に溶解させることができる。有機溶媒に用いるアルコール類としては、炭素数が２〜１５のものを用いるとよい。
【００３９】
その後、液状体とフィラーとを分離する。液状体とフィラーとを分離する際は、フィラーと液状体の比重の差から、フィラーを沈殿させて液状体とフィラーとを分離してもよいし、フィルターなどを用いてろ過することにより、液状体とフィラーとを分離してもよい。
【００４０】
以上により、シリコーン化合物（液状体）とフィラーとが分離される。分離されたシリコーン化合物（液状体）およびフィラーはリサイクル原料として用いられる。
【００４１】
本実施形態では、シリコーン化合物を分解反応させて分解反応物を得た後、これを有機溶媒に溶解させてシリコーン化合物（液状体）とフィラーとを分離したが、分解反応で生成された分解反応物が２０℃における粘度が０．５Ｐａ・ｓ以下の液状体である場合は、分解生成物を有機溶媒に溶解させる工程を省略してもよい。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態に係るシリコーン化合物とフィラーの分離リサイクル方法では、シリコーン化合物を分解反応させるか、あるいはその分解反応により得たシリコーン化合物の分解生成物を有機溶媒に溶解させることにより、シリコーン化合物を２０℃における粘度が０．５Ｐａ・ｓ以下の液状体とし、その液状体とフィラーとを分離することにより、シリコーン化合物とフィラーとを分離している。
【００４３】
シリコーン化合物を２０℃における粘度が０．５Ｐａ・ｓ以下の液状体とすることにより、沈殿あるいはろ過によりシリコーン化合物（液状体）とフィラーとを分離することが可能となる。
【００４４】
これにより、トリメチルシラン、トリエチルシランなどのシラン化合物を生成物（液状体）として得ることができ、シリコーン化合物としてリサイクルすることが可能となる。
【００４５】
さらに、特にフィラーに銀や銀コートされた銅の粉体などを用いた導電性シリコーンゴムなどを分解する場合、フィラーとして付加価値の高い物質を回収できるので、経済的なリサイクル事業を行うという点で特に有効である。
【００４６】
すなわち、本発明によれば、シリコーンレジンやシリコーンゴムなどのシリコーン化合物を液状化することにより、生成物（液状体）からフィラーを分離することができると共に、従来リサイクルが難しく、埋立てまたは焼却処分されているシリコーン化合物のリサイクルが可能となる。よって、フィラーを混合したシリコーン化合物のマテリアルリサイクルが可能となり、その工業的価値は著しく高いといえる。
【００４７】
また、本実施形態では、フィラーが混合されたシリコーン化合物と超臨界温度以上、超臨界圧力以下の状態のアルコールとを１５分間以上反応させることにより、シリコーン化合物を分解反応させている。
【００４８】
これにより、シリコーン化合物を低分子量化させ、粘度を低下させることができ、シリコーン化合物（分解生成物）とフィラーとを分離回収したり、シリコーン化合物（分解生成物）を有機溶剤に溶解させることが可能になる。
【００４９】
さらに、本実施形態では、有機溶媒としてアルコール類を用いている。そのため、回収した有機溶媒を再び分解反応用に利用することができ、廃棄物を削減することができる。
【００５０】
また、本実施形態では、有機溶媒として用いるアルコール類として、シリコーン化合物の分解反応に用いるアルコールよりも炭素数が多いものを用いている。これにより、アルコールを用いて分解したシリコーン化合物（分解生成物）を有機溶媒に良好に溶解させることができる。
【実施例】
【００５１】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００５２】
実施例および比較例で用いた各アルコールの臨界点（臨界圧力、臨界温度）を表１に示す。各アルコールの含水量は１０％以下とした。
【００５３】
【表１】
2010047639.tif 000002
【００５４】
また、実施例および比較例では、シリコーン化合物としてシリコーンゴムを用いた。このシリコーンゴムは、フィラーとして銀の粒子を含む導電性シリコーンゴムである。
【００５５】
まず、シリコーンゴムを厚さ２ｍｍのシートにし、これを切断して５ｍｍ角（約０．１ｇ）とし、これを２０ｍｌのオートクレーブの反応容器内に充填し、表１に示すアルコールを加えた。その後、反応容器内を不活性ガスであるアルゴンで置換し、表２に示す温度、圧力、反応時間の条件で分解反応させた。
【００５６】
【表２】
2010047639.tif 000003
【００５７】
その後、反応容器を冷却してアルコール、溶解残渣（分解生成物）、およびフィラーの混合物を回収してこれを試験管に移し、フィラーが試験管の下部に沈殿するかどうかを確認した。さらに、フィラーが沈殿せずゲル状のものが残った場合は、これを取り出して表２に示す有機溶媒に溶解させてフィラーを分離した。
【００５８】
この結果、得られた生成物（液状体）の２０℃における粘度が０．５Ｐａ・ｓ以下（５００ｃＰ以下）のものを○、０．５Ｐａ・ｓを超えるものを×とした。
【００５９】
また、フィラーの分離に関しては、完全に分離できたものを○、一部分離できるが残りのフィラーが有機溶媒中に残った場合を△、全く分離できなかったものを×とした。評価結果を表２に併せて示す。
【００６０】
表２に示すように、実施例１〜６では、シリコーン化合物、特にシリコーンゴムから液体状の生成物（液状体）を生成し、その液状体の２０℃における粘度を０．５Ｐａ・ｓ以下とすることにより、シリコーンゴム中に含まれるフィラーを分離できていることが分かる。
【００６１】
一方、反応温度が臨界温度未満である比較例１〜３、および反応時間が１５分間未満である比較例４〜６では、反応時間が短いためにシリコーン化合物が十分に分解されず、シリコーン化合物の分解反応により得た生成物（液状体）の２０℃における粘度が０．５Ｐａ・ｓを超えており、生成物（液状体）の粘度が高いために、一部分離できたが、残りのフィラーが有機溶媒中に残ってしまった。
【００６２】
以上の実験結果より、シリコーン化合物を分解反応させて（あるいは分解生成物を有機溶媒に溶解させて）液状体とし、その液状体の２０℃における粘度を０．５Ｐａ・ｓ以下とすることで、シリコーン化合物とフィラーとを良好に分離できることが確認できた。
【００６３】
すなわち、本発明によれば、シリコーンレジンなどのシリコーン化合物を液状化することにより、シリコーン成分（液状体）からフィラーを分離することができ、さらに、従来リサイクルが難しく、埋立てまたは焼却処分されているシリコーン化合物のリサイクルが可能となる。よって、フィラーを混合したシリコーン化合物のマテリアルリサイクルが可能となり、その工業的価値は著しく高いといえる。