(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金形材の空隙部に一体不可分に、ポリオール成分としてポリエーテルポリオール及び／又はアルキレングリコールを用いて調製されたポリウレタンが充填・接合されて成る断熱形材から、アルミニウム合金を回収する方法であって、ポリオールを含む液体を用いた加溶媒分解反応によってポリウレタンを分解して液状化し、アルミニウム合金とポリウレタン分解溶液を回収することを特徴とするアルミニウム合金の回収方法。
【請求項２】
前記加溶媒分解反応の触媒として、ポリウレタンの合成時に触媒として用いられたアミン化合物及び／又はスズ化合物を用いる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アミン化合物がトリエチルアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ−エチルモルホリン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、及びトリエタノールアミンよりなる群から選ばれた少なくとも１種の化合物であり、スズ化合物がジメチルチンメルカプチド、ジメチルチンジラウレート、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンメルカプチド、ジブチルチンジラウレート、オクタン酸スズ、及びオレイン酸スズよりなる群から選ばれた少なくとも１種の化合物である請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ポリオールがジエチレングリコールである請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記ポリオールが、ポリウレタンの原料のポリオール成分と同一のポリオールである請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
不可分に接合されたアルミニウム合金形材とポリウレタンから成る断熱形材のポリウレタン部分がアミン化合物及び／又はスズ化合物を含有している請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
不可分に接合されたアルミニウム合金形材とポリウレタンから成る断熱形材のポリウレタン部分がジブチルチンジラウレート及び／又はジエタノールアミンを含有している請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不可分に接合されたアルミニウム合金形材とポリウレタンから成る断熱形材、例えばアルミニウム合金形材の空隙部に発泡ポリウレタンが充填された断熱形材などからアルミニウム合金を回収する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、製造業界においては、多機能、高機能製品に対するニーズに応じて、このような製品を製造するために、単一の材料ではなく、複合された材料を使用されることが多くなっている。このような複合材は、廃棄・再利用という点では、性質の異なる材質のものが複合されているため取り扱いにくいものであり、廃棄されたこれらの複合材を再利用するためには、複合材から単体の材料を分離する技術が必要である。金属とポリウレタンの断熱形材から、金属部分を回収する方法としては、ポリウレタンを焼却する方法、又はこのような複合材を粉砕し、物理的に金属とポリウレタンを分離して金属を回収する方法のいずれかが行われているのが現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記焼却による金属回収法では、ポリウレタンを焼却するため、ＮＯX及びＣＯ2を生ずるのは必至であり、環境保護が叫ばれるなか、適した方法とは言えない。また、断熱形材を粉砕した後、物理的に分離する方法では、粉砕時の粉塵がひどいことに加え、金属片に付着したポリウレタンは完全には取り除けないといった欠点がある。
本発明は、上記のような問題に鑑みなされたものであり、その目的は、不可分に接合されたアルミニウム合金形材とポリウレタンから成る断熱形材から、ポリウレタンを焼却することなく、化学的処理によって完全にアルミニウム合金部分と分離し、アルミニウム合金部分を効率的に回収する方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、アルミニウム合金形材の空隙部に一体不可分に、ポリオール成分としてポリエーテルポリオール及び／又はアルキレングリコールを用いて調製されたポリウレタンが充填・接合されて成る断熱形材から、アルミニウム合金を回収する方法であって、ポリオールを含む液体を用いた加溶媒分解反応によってポリウレタンを分解して液状化し、アルミニウム合金とポリウレタン分解溶液を回収することを特徴とする方法が提供される。
好適な態様においては、上記ポリオールとして、上記断熱形材のポリウレタンの原料のポリオール成分と同一のポリオールが用いられ、また、上記加溶媒分解反応の際に、ポリウレタンの合成時に触媒として用いられたアミン化合物及び／又はスズ化合物と同じ化合物を用いることが好ましい。また、上記断熱形材の金属部分は、加溶媒分解反応に対して耐性のあるアルミニウム合金、例えば陽極酸化処理されたアルミニウム合金が好適である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の方法は、アルミニウム合金形材−ポリオール成分としてポリエーテルポリオール及び／又はアルキレングリコールを用いて調製されたポリウレタン複合物の断熱形材をポリオールを含む液中で加熱処理し、ポリウレタン部分を加溶媒分解（以下、ソルボリシスという）することを特徴としている。
本発明の方法を適用するアルミニウム合金形材−ポリウレタン複合物の断熱形材のポリウレタンは、硬質、軟質、発泡体のいずれであってもよい。また、ソルボリシスを行う前処理として断熱形材を粉砕することにより、ソルボリシスの反応時間を短くすることが可能である。
【０００６】
前記ポリオールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール等の２価アルコール、グリセリン、トリエチレングリコール等の３価アルコール、これらのアルコールにアルキレンオキシドを付加した多価アルコールなどが挙げられる。これらのうち、特に有効であるものはジエチレングリコールである。
【０００７】
ソルボリシスに用いる触媒としては、アミン化合物及び有機金属化合物があり、具体的に示すと、アミン化合物としては、ブチルアミン、ヘキシルアミン、ジブチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、エチレンジアミン、トリエチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、２−（２−アミノエトキシ）エタノール、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ポリオキシプロピレンポリアミン、アニリン、メチルアニリン、ｏ−、ｍ−、ｐ−トルイジン、ジエチルトリレンジアミン、シクロヘキシルアミン、ピペラジン、ピペリジン、Ｎ−エチルモルホリンなどが挙げられ、有機金属化合物としては、ジメチルチンジラウレート、ジメチルチンメルカプチド、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンジラウレート、ジブチルチンメルカプチド、ジブチルチンマレエート、オクタン酸スズ、オレイン酸スズ、酢酸カリウム、酢酸ナトリウムなどが挙げられる。これらのうち、特に有効なものは、アミン化合物では、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ−エチルモルホリン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、有機金属化合物では、ジメチルチンメルカプチド、ジメチルチンジラウレート、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンメルカプチド、ジブチルチンジラウレート、オクタン酸スズ、オレイン酸スズである。
【０００８】
不可分に接合されたアルミニウム合金形材とポリウレタンから成る断熱形材において、ポリウレタン部分はポリイソシアネートとポリオール、触媒等から合成される。ポリウレタン部分がポリオール成分としてポリエーテルポリオール又はアルキレングリコールを用いて調製されたものでは、ソルボリシスによって、例えばポリオールとしてグリコールを用いた場合、ポリウレタン中のウレタン結合が切断され、ポリイソシアネートに結合していたポリオール部分がグリコール分子に置き換わる。つまり、ソルボリシスによって、ポリウレタンはポリイソシアネート分子にグリコール分子が結合したオリゴマーの状態に分解され、最終的にはこのオリゴマーと原料のポリオールが分散している状態になる。そのため、このようにソルボリシスされたポリウレタン溶液は、原料として添加するポリイソシアネートと混合することで、元のポリウレタンを調製することが可能であり、ポリオール成分としてポリエーテルポリオール又はアルキレングリコールを用いて調製されたポリウレタンのソルボリシス溶液は、元のポリウレタンの合成原料として再利用できる。ポリエステル系のポリオールから調製されているポリウレタンでも、上記のようなポリオール分子とグリコール分子の置き換わりが起きるが、ポリオール中のエステル結合部分もソルボリシスを受けるため、このようなソルボリシスされたポリウレタン溶液を、原料として添加するポリイソシアネートと混合しても、元のポリウレタンを調製することはできない。従って、ポリオール成分としてポリエステル系のポリオールを用いて調製されたポリウレタンのソルボリシス溶液は、ポリウレタンの原料として再利用した場合には、元のポリウレタンとは異なるポリウレタンが得られる。
【０００９】
ポリウレタン調製時の触媒として、アミン化合物では、トリエチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、エチレンジアミン、トリエチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、テトラヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、２−（２−アミノエトキシ）エタノール、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ポリオキシプロピレンポリアミン、メチルアニリン、ｏ−、ｍ−、ｐ−トルイジン、ジエチルトリレンジアミン、シクロヘキシルアミン、ピリジン、ピペラジン、ピペリジン、モルホリン、Ｎ−メチルモルホリンなどが用いられ、スズ化合物では、ジメチルチンジラウレート、ジメチルチンメルカプチド、ジメチルチンチオカルボキシレート、ジメチルチンジマレエート、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンジラウレート、ジブチルチンメルカプチド、ジブチルチンチオカルボキシレート、ジブチルチンジマレエート、ジオクチルチンメルカプチド、ジオクチルチンチオカルボキシレート、オクタン酸スズ、オレイン酸スズなどが用いられる。
【００１０】
本発明者らの研究によれば、ソルボリシス触媒をポリウレタン調製時の触媒として用いた場合、ポリウレタン中にこれらのものが残留触媒として留まるため、分解時に触媒を加えなくてもソルボリシスを行うことが可能であることが判明している。このような系でのソルボリシスでは、初期にグリコールによる膨潤が起き、ポリウレタン内部にグリコールが浸透した後、ポリウレタン内部に残留している触媒によりソルボリシスが起きている様子が観察された。触媒を添加した系では、このような様子は観察されず、ポリウレタンの表面から徐々にソルボリシスされている。このように、ポリウレタン内部に残留し、ソルボリシスを促進する触媒でありながら、なおかつ、ポリウレタンの合成時の触媒として、良質なポリウレタンが得られ、少量の添加で充分な硬化性を与える触媒としては、特にジエタノールアミンとジブチルチンジラウレートが挙げられる。これらの触媒を含み、ポリオール成分としてポリエーテルポリオール及び／又はアルキレングリコールを用いてポリウレタンを調製することによって、触媒を添加せずにソルボリシスが行えるため、金属回収後のソルボリシスされた溶液を元のポリウレタン合成の原料として再利用でき、非常に有効である。
【００１１】
ポリウレタン調製に用いるポリイソシアネートの具体例としては、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネートなど、及び／又はこれらポリイソシアネートのポリメリック化したものがある。ポリウレタンのソルボリシスにはポリイソシアネートは直接的に関与しないため、ポリウレタンの原料としてどのようなポリイソシアネートが用いられたかについては何ら制限されない。
【００１２】
本発明の方法においては、ソルボリシスは、通常、１３０〜２２０℃の温度で行う。但し、１９０℃以上の温度では、触媒によるソルボリシス時間の短縮の効果は飽和状態に近くなる。また、１９０℃以上の温度では、ポリウレタン内部の残留触媒によるソルボリシスは、触媒を添加したときと同様の時間でソルボリシスを終了することができる。
【００１３】
【実施例】
以下、実施例を示して本発明について具体的に説明するが、本発明が下記実施例に限定されるものでないことはもとよりである。
実施例１
ポリウレタンと陽極酸化アルミニウム合金の複合材（重量１５ｇ）を、ジエチレングリコール１００ｇ、ジエタノールアミン１．０ｇを入れたフラスコ中で１７０℃で加熱したところ、９時間でポリウレタンはソルボリシスされて液化し、腐食されていないアルミニウム合金を得ることができた。
このアルミニウム合金のポリウレタンとの接着面を観察したところ、ポリウレタンは完全に取り除かれ、アルミニウム合金表面の陽極酸化皮膜部分には腐食は全く見られなかった。
【００１４】
実施例２
ポリウレタンと陽極酸化アルミニウム合金の複合材（重量１５ｇ）を、ジエチレングリコール１００ｇ、ジブチルチンジラウレート０．５ｇを入れたフラスコ中で１７０で加熱したところ、６時間でポリウレタンはソルボリシスされて液化し、腐食されていないアルミニウム合金を得ることができた。
このアルミニウム合金のポリウレタンとの接着面を観察したところ、ポリウレタンは完全に取り除かれ、アルミニウム合金表面の陽極酸化皮膜部分には腐食は全く見られなかった。
【００１５】
実施例３
ポリウレタンと陽極酸化アルミニウム合金の複合材（重量１５ｇ）を、ジエチレングリコール１００ｇ、ジエタノールアミン０．５ｇ、ジブチルチンジラウレート０．２５ｇを入れたフラスコ中で１７０で加熱したところ、８時間でポリウレタンはソルボリシスされて液化し、腐食されていないアルミニウム合金を得ることができた。
このアルミニウム合金のポリウレタンとの接着面を観察したところ、ポリウレタンは完全に取り除かれ、アルミニウム合金表面の陽極酸化皮膜部分には腐食は全く見られなかった。
【００１６】
実施例４
ポリウレタンと陽極酸化アルミニウム合金の複合材（重量５ｇ）を、このポリウレタンの原料ポリオール中でソルボリシスの触媒を添加せずに１７０℃で加熱したところ、１３時間でポリウレタンはソルボリシスされて液化し、腐食されていないアルミニウム合金を得ることができた。
このアルミニウム合金のポリウレタンとの接着面を観察したところ、ポリウレタンは完全に取り除かれ、アルミニウム合金表面の陽極酸化皮膜部分には腐食は全く見られなかった。
【００１７】
実施例５
ポリウレタンと陽極酸化アルミニウム合金の複合材（重量１５ｇ）を、ソルボリシスの触媒としてジブチルチンジラウレート０．１ｇを添加した、このポリウレタンの原料ポリオール中で、１７０℃で加熱したところ、７時間でポリウレタンはソルボリシス化されて液化し、腐食されていないアルミニウム合金を得ることができた。
このアルミニウム合金のポリウレタンとの接着面を観察したところ、ポリウレタンは完全に取り除かれ、アルミニウム合金表面の陽極酸化皮膜部分には腐食は全く見られなかった。
【００１８】
実施例６
ポリウレタンと陽極酸化アルミニウム合金から成る複合材（重量１５ｇ；ポリウレタン部分は、ジブチルチンジラウレートを硬化触媒として用い、ポリエーテル系ポリオールとポリイソシアネートから調製されたポリウレタンである）を、ジエチレングリコール１００ｇを入れたフラスコ中で１７０℃で加熱したところ、９時間でポリウレタンはソルボリシスされて液化し、腐食されていないアルミニウム合金を得ることができた。
このアルミニウム合金のポリウレタンとの接着面を観察したところ、ポリウレタンは完全に取り除かれ、アルミニウム合金表面の陽極酸化皮膜部分には腐食は全く見られなかった。
【００１９】
実施例７
ポリウレタンと陽極酸化アルミニウム合金から成る複合材（重量１５ｇ；ポリウレタン部分は、硬化触媒の一つとしてジエタノールアミンを用い、ポリエーテル系ポリオールとポリイソシアネートから調製されたポリウレタンである）を、ジエチレングリコール１００ｇを入れたフラスコ中で１７０℃で加熱したところ、８時間でポリウレタンはソルボリシスされて液化し、腐食されていないアルミニウム合金を得ることができた。
このアルミニウム合金のポリウレタンとの接着面を観察したところ、ポリウレタンは完全に取り除かれ、アルミニウム合金表面の陽極酸化皮膜部分には腐食は全く見られなかった。
【００２０】
実施例８
ポリウレタンと陽極酸化アルミニウム合金の複合材（重量１５ｇ）を、ジエチレングリコール１００ｇ、ジブチルチンジラウレート０．５ｇを入れたフラスコ中で１７０℃で加熱したところ、６時間でポリウレタンはソルボリシスされて液化した。この液化したポリウレタン溶液をイソシアネートと混合したところ、ポリウレタンを再生することができた。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の方法によれば、不可分に接合されたアルミニウム合金形材と、ポリオール成分としてポリエーテルポリオール及び／又はアルキレングリコールを用いて調製されたポリウレタンから成る断熱形材のポリウレタン部分を、ポリオールを用いてソルボリシスするものであるため、従来の燃焼法や粉砕法のように大気汚染や作業環境を悪化させることなく、効率的にアルミニウム合金回収を行うことができ、また、回収されたアルミニウム合金を再使用できることは勿論、ポリウレタン部分のソルボリシスから生成する溶液も、そのままポリウレタン製造の原料として再利用することができる。従って、廃棄物の再生利用、省資源の観点からも極めて有用である。