(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエチレン（ＰＥ）樹脂またはポリプロピレン（ＰＰ）樹脂に炭素数が１１個以上の脂肪酸を加えて液状の試料を作製し、
前記試料に水またはアルカリ水溶液を加えて、前記試料中に含有される六価クロムを前記水または前記アルカリ水溶液中に溶解させることを特徴とする六価クロムの抽出方法。
【請求項２】
前記アルカリ水溶液の濃度が０．１ｍｏｌ／Ｌ以上１．０ｍｏｌ／Ｌ以下であることを特徴とする請求項１記載の六価クロムの抽出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子材料に含まれる六価クロムの抽出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題に対する配慮から、有害物質の使用を排除する動きが強まっている。例えば欧州においては「特定有害物質の使用制限（ＲｏＨＳ）」のような規制が実施されている。この規制によれば、製品中の材料、部品に特定の有害物質が含まれていないことを確認することが求められている。欧州規制物質中、クロムは価数による管理が求められ、製品中の六価クロムのみが規制の対象となる。しかし、クロムは酸化還元反応により価数変化を起こす性質があり、六価クロムのみを価数変化させずに高収率で抽出する前処理方法が求められている。【０００３】
特許文献１には、高分子材料中の六価クロム化合物が水溶性の場合について、粉砕した試料を有機酸塩の水溶液中で超音波抽出する方法が開示されている。また、特許文献２には、高分子材料を水溶性有機溶媒中に溶解し、更にアルカリ水溶液を添加して六価クロムを溶解して抽出する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１３２９７９
【特許文献２】特開２００８−２３２７４８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
もっとも、高分子材料、特にＰＥ樹脂やＰＰ樹脂などの難溶性樹脂中の六価クロムを高い抽出率で抽出する方法は必ずしも明らかになっていない。【０００６】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、高分子材料中から高い抽出率で六価クロムを抽出する六価クロムの抽出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様の六価クロムの抽出方法は、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂またはポリプロピレン（ＰＰ）樹脂に炭素数が１１個以上の脂肪酸を加えて液状の試料を作製し、前記試料に水またはアルカリ水溶液を加えて、前記試料中に含有される六価クロムを前記水または前記アルカリ水溶液中に溶解させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高分子材料中から高い抽出率で六価クロムを抽出する六価クロムの抽出方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】高分子材料の脂肪酸への溶解後のＸＡＮＥＳ測定結果を示す図。
【図２】抽出回数と抽出率の関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態の六価クロムの抽出方法は、高分子材料に脂肪酸を加えて液状の試料を作製し、この試料に水またはアルカリ水溶液を加えて、試料中に含有される六価クロムを水またはアルカリ水溶液中に溶解させる。
【００１１】
具体的には、まず六価クロムの抽出対象となる高分子材料を準備する。高分子材料は、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂やポリプロピレン（ＰＰ）樹脂である。難溶性樹脂である、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂やポリプロピレン（ＰＰ）樹脂が、脂肪酸に溶解することが発明者らにより見いだされている。
【００１２】
次に高分子材料を粉砕処理し細かくする。粉砕処理することにより、後に容易に高分子材料を脂肪酸に溶解させることができる。
【００１３】
次に、粉砕処理した高分子材料に、脂肪酸を加えて、液状の試料を作製する。ここで、高分子材料は脂肪酸を加えることで均一な液状の試料になればよい。均一な液状の試料の形態は、溶解であっても膨潤であっても構わない。以下、均一な液状の試料の形態を溶解と称するが、本明細書中では膨潤をも含む概念とする。
【００１４】
表１に、高分子材料の溶解に用いられる脂肪酸を例示し、それぞれの脂肪酸の炭素数、融点、沸点を示す。
【表１】
0005616341.tif 000002
【００１５】
ここで、高分子材料の溶解に使用される脂肪酸は、融点が３０℃以下、沸点が２００℃以上であることが望ましい。融点が３０℃以下であれば、室温で液体であるため作業性が向上し抽出作業が容易になる。また、沸点が２００℃以上であれば、高分子材料が軟化する温度領域での溶解を行うことが可能となり、樹脂を溶解する時間を短縮することができる。
【００１６】
ここで、液状の試料を作製する際に、加熱攪拌することで、均一な液状の試料の作製に要する時間を短縮することが可能である。加熱温度は３００℃以下であることが望ましい。３００℃を超えると、脂肪酸自身が分解してしまうおそれが生ずる。
【００１７】
高分子材料を脂肪酸に溶解する際に、六価クロムが還元されて三価クロムに変化するおそれがある。図１は、高分子材料の脂肪酸への溶解後のＸＡＮＥＳ（Ｘ−ｒａｙ  Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ｎｅａｒ Ｅｄｇｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）測定結果を示す図である。炭素数の異なる各脂肪酸に六価クロムを含有する高分子材料を溶解して１７０℃以上に加熱した場合の測定結果である。縦軸は、各脂肪酸について六価クロムから三価クロムへの変化量を相対比較するため、規格化された強度をとっている。
【００１８】
図１から明らかなように、図中矢印で示される六価クロム特有のプレエッジピークの高さは、炭素数が９個以下の脂肪酸、すなわち、ヘプタン酸、オクタン酸またはノナン酸の場合、炭素数が１１個以上の脂肪酸、すなわち、１０−ウンデセン酸、オレイン酸、または、リノール酸の場合に比較して極めて低くなっている。これは、炭素数が９個以下の脂肪酸は炭素数１１個以上の脂肪酸と比較して酸性度が高いため、六価クロムの還元反応が促進され、三価クロムへの変化量が大きくなるためである。
【００１９】
したがって、脂肪酸の炭素数が１１個以上であることが、六価クロムから三価クロムへの価数変化を抑制する観点から望ましい。特に、試料を作製する際に、加熱攪拌する場合には、還元反応が進みやすいため、炭素数が１１個以上であることが望ましい。
【００２０】
次に、この液状の試料に水またはアルカリ水溶液を加えて、試料中に含まれる六価クロムを水またはアルカリ水溶液中に溶解させる。高分子材料中に含有される六価クロムがクロム酸鉛やクロム酸亜鉛のように、アルカリ水溶液にのみ溶解する化合物の場合は、アルカリ水溶液を用いる。また、高分子材料中に含有される六価クロムが重クロム酸カリウムや重クロム酸ナトリウムなどのような水溶性の化合物の場合には、水またはアルカリ水溶液を用いる。
【００２１】
用いるアルカリ水溶液は、例えば、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨである。アルカリ水溶液の濃度は０．１ｍｏｌ／Ｌ以上１．０ｍｏｌ／Ｌ以下であることが望ましい。０．１ｍｏｌ／Ｌ未満ではアルカリ水溶液中への六価クロムの溶解が進まず、六価クロムの抽出率が不十分となるおそれがある。また、１．０ｍｏｌ／Ｌを超えると、脂肪酸とアルカリ水溶液が反応し、溶液が固化するおそれがある。
【００２２】
次に、六価クロムが溶解した溶液について油層と水層への分離を行う。この分離は、例えば、遠心分離器、分液ロートなどを用いて行われる。分離された水層部分の溶液を用いて、六価クロムの定量分析が可能となる。
【００２３】
六価クロムの抽出率を上げるために、必要に応じて、分離した油層に、さらに水またはアルカリ水溶液を加えた溶液を作り、油層と水層の分離をおこなうことを繰り返してもかまわない。
【００２４】
本実施の形態の六価クロムの抽出方法によって得られた溶液について、例えば、六価クロムの定量分析を行う。定量分析は、例えば、ＪＩＳ規格Ｈ８６２５に準じてジフェニルカルバジド吸光法により行う。なお、六価クロムの定量分析の方法はジフェニルカルバジド吸光法に限るものではなく、イオンクロマトグラフやＩＣＰ発光分光法などの方法でおこなってもよい。
【００２５】
本実施の形態によれば、高分子材料中から高い抽出率で、簡便に六価クロムを抽出することが可能となる。
【００２６】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。上記、実施の形態はあくまで、例として挙げられているだけであり、本発明を限定するものではない。また、実施の形態の説明においては、六価クロムの抽出方法等で、本発明の説明に直接必要としない部分等については記載を省略したが、必要とされる六価クロムの抽出方法等に関わる要素を適宜選択して用いることができる。
【００２７】
例えば、六価クロムの抽出対象となる高分子材料については、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂やポリプロピレン（ＰＰ）樹脂を例示している。従来、六価クロムの抽出を行うために適切な溶媒が見いだされていなかった難溶性樹脂であるポリエチレン（ＰＥ）樹脂やポリプロピレン（ＰＰ）樹脂に対し、脂肪酸を用いる本発明は特に有用である。しかし、対象となる高分子材料は、これらＰＥ樹脂やＰＰ樹脂に限られるものではない。
【００２８】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての六価クロムの抽出方法は、本発明の範囲に包含される。本発明の範囲は、特許請求の範囲およびその均等物の範囲によって定義されるものである。
【実施例】
【００２９】
以下、六価クロムの抽出方法および定量分析方法について、実施例を挙げて具体的に説明する。しかし、本発明は実施例に示したものに限定されるものではない。【００３０】
（実施例１〜６）
六価クロムを１質量％含むクロム酸鉛含有ＰＥ樹脂粉末０．１ｇを秤量した。この粉末に、各脂肪酸を１０ｍＬ加えて時計皿で蓋をし、ホットスターラーの設定を２５０℃、磁気回転速度５００ｒｐｍにして室温から加熱撹拌した。脂肪酸の中で、樹脂が膨潤もしくは溶解により均一な液状の状態（溶液温度約１８０℃）になったことを確認してから、ホットプレート設定温度を１１０ ℃に下げた。この液状の試料（溶液）は温度が低下しても流動性を維持した。【００３１】
温度が約９０℃に下がった液状の試料に０．２５ ｍｏｌ／Ｌ濃度の各アルカリ水溶液を１０ｍＬ加えて、ホットプレート温度約１１０℃（溶液温度６０〜９０℃）で１５分−３０分加熱撹拌した。加熱撹拌後、液体を遠沈管に移し、５０００ｒｐｍで５分間遠心分離を行い、水層と油層を分離した。油層に関しては、さらにアルカリ水溶液を加え、遠心分離する操作を繰り返し行った。アルカリ水溶液の添加と、水層と油層の分離による六価クロムの抽出を計５回行った。【００３２】
５回の抽出で得られた水層を用いて、ジフェニルカルバジド吸光光度法にて六価クロムの濃度を定量した。ＰＥ樹脂粉末中の六価クロムの含有量と、定量結果から六価クロムの抽出率を計算した。結果を表２に示した。
【表２】
0005616341.tif 000003
【００３３】
図２は、抽出回数と抽出率の関係を示す図である。図は実施例１〜３の場合である。抽出を繰り返すことにより抽出率が向上していることがわかる。【００３４】
（実施例７、８）
また、六価クロムを０．１質量％含むクロム酸鉛含有ＰＰ樹脂粉末０．０５ｇを実施例１〜６と同手順により抽出した。ただし、抽出回数は２回とした。また、実施例１〜６と同手順により抽出率を計算した。結果を表３に示す。
【表３】
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【００３５】
上記実施例により、高分子材料中から高い抽出率で六価クロムを抽出できるという本発明の効果が確認された。特に、実施例１〜３、実施例７、８のように脂肪酸にリノール酸を用いた場合には、抽出率が７０％以上と高い抽出率が得られた。また、実施例３のリノール酸と水酸化カリウム水溶液の組み合わせでは、抽出率が８０％以上と、特に高い抽出率が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の六価クロムの抽出方法を用いれば、高分子材料から高い抽出率で六価クロムを抽出することが可能である。したがって、高分子材料中の六価クロム含有量の定量分析に利用できる。
【図１】
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【図２】
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