(57)【要約】【課題】多大なエネルギーを使用せず、かつ廃棄物を発生させることなく、シランカップリング剤を含む溶液からシランカップリング剤を分離し、回収して再生利用するとともに、シランカップリング剤が除去された溶媒を回収する方法を提供する。【解決手段】シランカップリング剤を含む溶液をイオン交換体と接触させ、シランカップリング剤をイオン交換体に吸着させる吸着工程を含む、シランカップリング剤を含む溶液の再資源化方法、ならびに、当該方法を含むシランカップリング剤の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シランカップリング剤を含む溶液をイオン交換体と接触させ、シランカップリング剤をイオン交換体に吸着させる吸着工程を含む、シランカップリング剤を含む溶液の再資源化方法。
【請求項２】
前記イオン交換体はカルボン酸およびスルホン酸の少なくともいずれかを交換基とするイオン交換体を含有する、請求項１に記載の再資源化方法。
【請求項３】
シランカップリング剤を吸着させたイオン交換体を強酸性溶液と接触させ、イオン交換体からシランカップリング剤を脱着させるとともにイオン交換体を再生させる脱着再生工程を含む、請求項１または２に記載の再資源化方法。
【請求項４】
シランカップリング剤を吸着させたイオン交換体を強塩基性溶液と接触させ、イオン交換体からシランカップリング剤を脱着させる脱着工程を含む、請求項１または２に記載の再資源化方法。
【請求項５】
シランカップリング剤を脱着させた後のイオン交換体を強酸性溶液と接触させイオン交換体を再生させる再生工程をさらに含む、請求項４に記載の再資源化方法。
【請求項６】
電気透析装置を用いて、前記脱着再生工程で得られたシランカップリング剤と強酸性溶液との混合溶液からシランカップリング剤を回収する、シランカップリング剤回収工程をさらに含む、請求項３に記載の再資源化方法。
【請求項７】
複数の隔膜で陽極と陰極の間を陽極槽と１以上の中間槽と陰極槽とに分離した電気透析装置を用い、陽極槽および中間槽に水を供給し、陰極槽に前記脱着再生工程で得られた混合溶液を供給する、請求項６に記載の再資源化方法。
【請求項８】
電気透析装置を用いて、前記脱着工程で得られたシランカップリング剤と強塩基性溶液との混合溶液からシランカップリング剤を分離し、回収する、シランカップリング剤回収工程をさらに含む、請求項４または５に記載の再資源化方法。
【請求項９】
隔膜で陽極と陰極の間を分離した電気透析装置を用い、陽極側に前記脱着工程で得られた混合溶液を供給する、請求項８に記載の再資源化方法。
【請求項１０】
電気透析装置を用いて、前記再生工程で得られた強塩基性溶液と強酸性溶液との混合溶液から強塩基性溶液および強酸性溶液をそれぞれ分離し、回収する酸・塩基回収工程をさらに含む、請求項４、５、８または９に記載の再資源化方法。
【請求項１１】
複数の隔膜で陽極と陰極との間を陽極槽と１以上の中間槽と陰極槽とに分離した電気透析装置を用い、陽極槽および陰極槽に水を供給し、中間槽に前記再生工程で得られた混合溶液を供給する、請求項１０に記載の再資源化方法。
【請求項１２】
前記シランカップリング剤がアミノ系シランカップリング剤である、請求項１〜１１のいずれかに記載の再資源化方法。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載のシランカップリング剤を含む溶液の再資源化方法を含む、シランカップリング剤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シランカップリング剤を含む溶液再資源化方法およびそれを用いたシランカップリング剤の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄型、軽量、低消費電力といった特徴から、液晶パネルを用いた液晶テレビなどの家電製品、パソコン、携帯端末などの製品が急速に普及しており、さらに、液晶パネルを使用した製品の画面サイズの大型化も進行している。これにより、液晶パネルの生産量が急激に増加している。
【０００３】
液晶パネルの生産量の増加に伴い、製造に用いられる部品、材料の使用量が増加し、製造工程から排出される排出物の量も急激に増加している。これら排出物は、ガラス基板、光学フィルムなどの樹脂類、固形物だけではなく、廃液の量も増加傾向にある。
【０００４】
シランカップリング剤は、無機物と結合する官能基と、有機物と結合する官能基とを有し、無機材料と有機材料の橋渡しの役割をする材料として幅広く用いられている。このようなシランカップリング剤は、フィラー充填型無機−有機複合材料、接着剤、エラストマー、塗料、シラン架橋樹脂などに利用され、ＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）のガラス繊維とプラスチック界面の界面改質剤としても用いられる。液晶パネルの製造工程においても、有機材料と無機材料の密着性を向上させるためにシランカップリング剤が用いられており、液晶パネル生産量の増加とともにシランカップリング剤の使用量およびシランカップリング剤を含む廃液の量も増加傾向にある。
【０００５】
たとえば特開平８−１５０３８９号公報（特許文献１）には、シランカップリング剤の製造工程で排出される廃液から、シランカップリング剤を除去し、有用な薬液を回収する方法が開示されている。特許文献１に記載された方法では、シランカップリング剤を含有するエチレンジアミン塩酸塩溶液を活性炭と接触させ、シランカップリング剤を吸着除去し、エチレンジアミン水溶液を回収する。また特許文献１に記載された方法では、シランカップリング剤が吸着した活性炭は焼却処分されるか、または、有機溶剤により活性炭からシランカップリングが脱着回収される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１５０３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
循環型社会の形成が求められる中、増加傾向にある液晶パネルの製造工程から排出される排出物についても、再び資源として有効に利用することが求められている。近年生産量が急増している液晶パネルの製造工程から排出されるシランカップリング剤を含む廃液についても、資源を有効に利用する観点から、シランカップリング剤を分離し、前記廃液の溶媒を回収し、液晶パネル製造工程で再び利用することが望まれる。
【０００８】
現在、人口増加、経済発展により世界的に水資源の不足が進行しており、工業製品の製造工程で使用される水資源についても、使用後に再び資源として有効に利用することが望まれている。このため、廃液におけるシランカップリング剤の溶媒が水（好適には純水）である場合には、これを再利用することは特に有用であると考えられる。
【０００９】
しかしながら、液晶パネルなどの電気電子機器の製造工程から排出されるシランカップリング剤を含む廃液は、産業廃棄物として焼却などの処理がされており、再資源化する技術は開示されていない。
【００１０】
上述した特許文献１に記載された方法でも、活性炭は焼却処分した場合には、産業廃棄物の増加につながるとともに、焼却時に二酸化炭素が発生するといった問題がある。また、有機溶媒を使用しシランカップリング剤を脱着回収した場合には、有機溶媒を含む廃液が発生し、処理に多大なエネルギーを使用するため二酸化炭素の排出を伴い、環境に対する負荷が大きくなる。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、多大なエネルギーを使用せず、かつ廃棄物を発生させることなく、シランカップリング剤を含む溶液からシランカップリング剤を分離し、回収して再生利用するとともに、シランカップリング剤が除去された溶媒（好適には純水）を回収する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、シランカップリング剤を含む溶液の再資源化方法であって、シランカップリング剤を含む溶液をイオン交換体と接触させ、シランカップリング剤をイオン交換体に吸着させる吸着工程を含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明に用いられるイオン交換体はカルボン酸およびスルホン酸の少なくともいずれかを交換基とするイオン交換体を含有するものであることが好ましい。
【００１４】
本発明の再資源化方法は、シランカップリング剤を吸着させたイオン交換体を強酸性溶液と接触させ、イオン交換体からシランカップリング剤を脱着させるとともにイオン交換体を再生させる脱着再生工程を含むことが好ましい（以下、この場合を「再資源化方法Ａ」と呼称する。）。
【００１５】
本発明の再資源化方法はまた、シランカップリング剤を吸着させたイオン交換体を強塩基性溶液と接触させ、イオン交換体からシランカップリング剤を脱着させる脱着工程を含んでいてもよい（以下、この場合を「再資源化方法Ｂ」と呼称する。）。再資源化方法Ｂにおいて、シランカップリング剤を脱着させた後のイオン交換体を強酸性溶液と接触させイオン交換体を再生させる再生工程をさらに含むことが、好ましい。
【００１６】
本発明の再資源化方法Ａは、電気透析装置を用いて、前記脱着再生工程で得られたシランカップリング剤と強酸性溶液との混合溶液からシランカップリング剤を分離し、回収する、シランカップリング剤回収工程をさらに含むことが、好ましい。この場合、複数の隔膜で陽極と陰極の間を陽極槽と１以上の中間槽と陰極槽とに分離した電気透析装置を用い、陽極槽および中間槽に水を供給し、陰極槽に前記脱着再生工程で得られた混合溶液を供給するようにすることが好ましい。
【００１７】
また本発明の再資源化方法Ｂでは、電気透析装置を用いて、前記脱着工程で得られたシランカップリング剤と強塩基性溶液との混合溶液からシランカップリング剤を分離し、回収する、シランカップリング剤回収工程をさらに含むことが、好ましい。この場合、隔膜で陽極と陰極の間を分離した電気透析装置を用い、陽極側に前記脱着工程で得られた混合溶液を供給するようにすることが好ましい。
【００１８】
本発明の再資源化方法Ｂではまた、電気透析装置を用いて、前記再生工程で得られた強塩基性溶液と強酸性溶液との混合溶液から強塩基性溶液および強酸性溶液をそれぞれ分離し、回収する酸・塩基回収工程をさらに含むことが、好ましい。この場合、複数の隔膜で陽極と陰極との間を陽極槽と１以上の中間槽と陰極槽とに分離した電気透析装置を用い、陽極槽および陰極槽に水を供給し、中間槽に前記再生工程で得られた混合溶液を供給するようにすることが好ましい。
【００１９】
本発明の再資源化方法におけるシランカップリング剤は、アミノ系シランカップリング剤であることが、好ましい。
【００２０】
本発明はさらに、上述した本発明のシランカップリング剤を含む溶液の再資源化方法を含む、シランカップリング剤の製造方法についても提供する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、シランカップリング剤を含む溶液から、多大なエネルギーを消費することなく、廃棄物を発生させることなく効率的に溶媒（好適には純水）を回収できるとともに、効率的にシランカップリング剤を回収でき、さらには廃棄物を発生させない、シランカップリング剤を含む溶液の再資源化方法、ならびに当該方法を用いたシランカップリング剤の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の再資源化方法Ａの好ましい一例を模式的に示すフローチャートである。
【図２】本発明の再資源化方法Ａの脱着工程における強酸性溶液として塩酸を用いた場合の電気透析の一例を模式的に示す図である。
【図３】本発明の再資源化方法Ｂの好ましい一例を模式的に示すフローチャートである。
【図４】本発明の再資源化方法Ｂの脱着工程における強塩基として水酸化ナトリウムを用いた場合のシランカップリング剤回収工程における電気透析の一例を模式的に示す図である。
【図５】本発明の再資源化方法Ｂの脱着工程における強塩基として水酸化ナトリウムを用いた場合の酸・塩基回収工程における電気透析の一例を模式的に示す図である。
【図６】カチオン交換樹脂へのシランカップリング剤の吸着挙動を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明のシランカップリング剤を含む溶液の再資源化方法は、シランカップリング剤を含む溶液をイオン交換体と接触させ、シランカップリング剤をイオン交換体に吸着させる吸着工程を含むことを特徴とする。このような本発明の再資源化方法によれば、シランカップリング剤を含む溶液から、多大なエネルギーを消費することなく、廃棄物を発生させることなく効率的に溶媒（好適には純水）を回収できるとともに、効率的にシランカップリング剤を回収でき、廃棄物を発生させないという効果が奏される。
【００２４】
液晶パネルは、無機材料と有機材料を複雑に組み合わせた構造をしており、その製造工程において、無機物と有機物の橋渡しをするシランカップリング剤が使用されている。製造プロセスへの適合性から、液晶パネルの生産量増加に伴い、シランカップリング剤を含む廃液（以下、単に「廃液」と呼称する。）の量が増加しており、該廃液からシランカップリング剤を回収するとともに、水資源を回収することが求められている。本発明のシランカップリング剤を含む溶液の再資源化方法は、液晶パネル製造工程で排出される廃液に好適に適用することができる。また、本発明のシランカップリング剤を含む溶液の再資源化方法は、液晶パネル製造工程以外にも、半導体製造工程、塗料製造工程、ＦＲＰ製造工程などで排出される廃液にも好適に適用することができる。
【００２５】
シランカップリング剤は、下記一般式（Ｉ）で表される構造を有する。
【００２６】
【化１】
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【００２７】
上記一般式（Ｉ）に示されるように、シランカップリング剤は、加水分解基ＯＲと有機官能基Ｙを有し、加水分解基はガラス繊維、フィラー、金属などの無機材料との反応性が高く、有機官能基は熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマーなどの有機材料との反応性が高い。一般式（Ｉ）中、Ｒはメチルまたはエチルなどのアルコキシ基、アセトキシ基などである。この加水分解基が水溶液中の水分、大気中の水分などにより加水分解され、反応性の高いシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ基）を生成する。また、図中Ｙで示される有機官能基は、アミノ基（−ＮＨ2）、ビニル基（Ｈ2Ｃ＝ＣＨ−）などである。
【００２８】
本発明におけるシランカップリング剤は、水溶液中で電荷を帯び、その性質を利用しイオン交換体で容易に分離できるため、下記式で示されるようなアミノ系シランカップリング剤であることが好ましい。
【００２９】
【化２】
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【００３０】
アミノ系シランカップリング剤は、具体的には、３−アミノプロピルトリメトキシシラン（Ｈ2ＮＣ3Ｈ6Ｓｉ（ＯＣＨ3）3）、３−アミノプロピルトリエトキシシラン（Ｈ2ＮＣ3Ｈ6Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3）、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン（Ｈ2ＮＣ2Ｈ4ＮＨＣ3Ｈ6Ｓｉ（ＯＣＨ3）3）が挙げられる。
【００３１】
本発明における吸着工程に用いられるイオン交換体としては、ビーズ状のイオン交換樹脂、繊維状のイオン交換繊維などが挙げられる。電荷を持つシランカップリング剤を容易に吸着することができ、酸性または塩基性溶液を使用することでシランカップリング剤をイオン交換体から脱着可能であり、さらに酸性溶液をもとのイオン交換体をもとのイオン形に再生することが可能となることから、本発明におけるイオン交換体は、カルボン酸およびスルホン酸の少なくともいずれかを交換基とするものを用いることが好ましい。このようなイオン交換体として、たとえば、カルボン酸基を交換基とする弱酸性型のカチオン交換樹脂、スルホン酸基を交換基とする強酸性型のカチオン交換樹脂、スルホン酸基を交換基とする強酸性カチオン交換繊維が挙げられる。カルボン酸基を有する弱酸性型のカチオン交換樹脂としては、たとえば、ダイヤイオンＷＫ１０（三菱化学（株）製）、ダイヤイオンＷＫ１１（三菱化学（株）製）、アンバーライトＩＲＣ７６（Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ社製）などの市販品を用いることができる。また、スルホン酸基を有する強酸性型のカチオン交換樹脂としては、たとえば、ダイヤイオンＳＫ１Ｂ（三菱化学（株）製）、ダイヤイオンＳＫ１１０（三菱化学（株）製）、アンバーライトＩＲ１２０Ｂ（Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ社製）などの市販品を用いることができる。スルホン酸基を有する強酸性カチオン交換繊維としては、たとえば、ＩＥＦ−ＳＣ（（株）ニチビ製）などの市販品を用いることができる。中でも、強酸性溶液により樹脂からシランカップリング剤を容易に脱着回収することができ、さらにＨ形に再生することが可能となることから、カルボン酸を交換基とする弱酸性型のカチオン交換樹脂を用いることがより好ましい。以下、イオン交換体としてカルボン酸基を有する弱酸性のカチオン交換樹脂を用いた例について具体的に説明する。イオン交換体として、以下の例に限定されるものではなく、スルホン酸基を交換基とする強酸性型のカチオン交換樹脂、スルホン酸基を交換基とする強酸性カチオン交換繊維を使用することができる。
【００３２】
吸着工程におけるシランカップリング剤を含む溶液と、カチオン交換樹脂との接触方法としては、たとえば、カラムにカチオン交換樹脂を充填し、カラムに溶液を通液する方法がある。このとき、通液速度としては、空間速度で１〜５０／ｈが好ましい。
【００３３】
シランカップリング剤は、たとえば、以下に示すように、溶液中でアミノ基に水素イオンが配位し、正の電荷を帯びカチオンの性質を示す。
【００３４】
【化３】
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【００３５】
したがって、シランカップリング剤をカチオン交換樹脂と接触させた場合、負の電荷を持つカチオン交換樹脂の交換基と引き合い、以下のようにしてシランカップリング剤がカチオン交換樹脂に吸着する。シランカップリング剤のカチオン交換樹脂への吸着は塩の形であり、カルボン酸基の酸性度が弱い。このように、シランカップリング剤は、後述するように脱着回収しやすい構造で、カチオン交換樹脂に吸着される。
【００３６】
【化４】
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【００３７】
カチオン交換樹脂と接触させた後のシランカップリング剤を含む溶液（廃液）からはシランカップリング剤が除去されており、溶媒（好適には純水）が回収できる。回収された溶媒（好適には純水）は、液晶パネルの製造工程で使用することができる。また、半導体製造や電子回路基板製造などの工業用途に幅広く使用することができる。
【００３８】
カチオン交換樹脂との接触により廃液から除去できるシランカップリング剤の量は、通常、カチオン交換樹脂１Ｌに対して１００ｇ以上である。たとえば、廃液のシランカップリング剤の濃度が１％であれば、カチオン交換樹脂の体積が１Ｌであれば、１０Ｌ以上の廃液からシランカップリング剤を除去することができる。また、廃液のシランカップリング剤の濃度が０．１％であれば、カチオン交換樹脂の体積が１Ｌであれば、１００Ｌ以上の廃液からシランカップリング剤を除去することができる。
【００３９】
本発明のシランカップリング剤を含む溶液の再資源化方法は、上述した吸着工程と脱着再生工程とを含む第１の方法（再資源化方法Ａ）と、上述した吸着工程と脱着工程と再生工程とを含む第２の方法（再資源化方法Ｂ）とに大きく分けられる。以下、再資源化方法Ａ、Ｂについて場合を分けて、詳細に説明する。
【００４０】
図１は、本発明の再資源化方法Ａの好ましい一例を模式的に示すフローチャートである。図１に示す例の本発明の再資源化方法Ａでは、まず、上述した吸着工程（ステップＡ−１）において、シランカップリング剤を含む溶液をイオン交換体と接触させ、シランカップリング剤をイオン交換体に吸着させ、シランカップリング剤を除去した溶媒（純水）を回収する。
【００４１】
再資源化方法Ａでは、続く脱着再生工程（ステップＡ−２）で、シランカップリング剤を吸着させたイオン交換体を強酸性溶液と接触させ、イオン交換体からシランカップリング剤を脱着させるとともにイオン交換体をＨ形に再生させる。強酸としては、たとえば、塩酸などを用いることができる。イオン交換体としてカルボン酸基を有する弱酸性カチオン交換樹脂を用いた場合、シランカップリング剤とカチオン交換樹脂とは上述したように塩を形成するように結合している。シランカップリング剤が吸着したカチオン交換樹脂に、たとえば、塩酸と接触させたときに、下記に示すようにシランカップリング剤とＨ+イオンが置換され、シランカップリング剤がカチオン交換樹脂から脱着する。これにより、シランカップリング剤を濃縮回収することができる。また、カチオン交換樹脂に吸着されない塩酸も存在し、そのまま回収される。
【００４２】
【化５】
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【００４３】
脱着回収工程に用いる強酸性溶液の濃度は、０．０１〜５．０Ｎの範囲内であるのが好ましく、０．１〜１．０Ｎの範囲内であるのがより好ましい。強酸性溶液の濃度が０．０１Ｎ未満のときは、脱着に必要な強塩基性溶液の量が多くなってしまう。強酸性溶液の濃度が５．０Ｎより大きいときはカチオン交換樹脂の劣化が大きくなってしまう。強酸性溶液の液量としては、カチオン交換樹脂の体積の１〜５倍接触させることが好ましい。このようにして、シランカップリング剤が濃縮され、シランカップリング剤と強酸性溶液との混合溶液が回収される。
【００４４】
カチオン交換樹脂からのシランカップリング剤の脱着再生に使用する強酸性溶液の量は、１回のイオン交換処理で処理できる廃液の量に比べ少なく、効率的な純水の回収と、樹脂の再生と、シランカップリング剤の回収および濃縮が可能である。
【００４５】
脱着再生工程により、カチオン交換樹脂はＨ形となり、再び吸着工程の操作においてシランカップリング剤を吸着することができる。
【００４６】
本発明の再資源化方法Ａは、図１に示す例のように、脱着工程（ステップＡ−２）の後、シランカップリング剤回収工程（ステップＡ−３）をさらに含むことが好ましい。再資源化方法Ａにおけるシランカップリング剤回収工程では、電気透析装置を用いて、前記脱着再生工程で得られたシランカップリング剤と強酸性溶液との混合溶液からシランカップリング剤を回収する。
【００４７】
再資源化方法Ａにおける電気透析の具体的な方法としては、複数の隔膜で陽極と陰極の間を陽極槽と複数の中間槽と陰極槽とに分離した電気透析装置を用い、陽極槽および中間槽に水を供給し、陰極槽に前記脱着再生工程で得られた混合溶液を供給するようにすることが、好ましい。ここで、図２は、本発明の再資源化方法Ａの脱着再生工程における強酸として塩酸を用いた場合の電気透析の一例を模式的に示す図である。図２には、たとえば、陽極２と陰極３とを備え、隔膜４，５で３槽に分離された電解槽１を備える電気透析装置を用いる例が示されている。隔膜４，５で仕切られた３槽のうち、陽極２のある側を陽極槽６、陰極３のある側を陰極槽７、陽極槽６と陰極槽７の間の槽を中間槽８と呼ぶことにする。
【００４８】
中間槽８および陽極槽６に水を供給し、陰極槽７にシランカップリング剤と塩酸との混合溶液を供給する。隔膜としては、陽極槽６と中間槽８の間の隔膜４としてはカチオン交換膜を好適に用いることができる。陰極槽７と中間槽８の間の隔膜５としてはアニオン交換膜が好適に用いられ、また、メンブレンフィルター、ＵＦ膜、素焼き板なども好適に用いることができる。
【００４９】
脱着再生工程で得られたシランカップリング剤と強酸性溶液との混合溶液中には、たとえば強酸が塩酸である場合には、シランカップリング剤、Ｃｌ-イオン、Ｈ+イオン、ＯＨ-イオンが存在する。中間槽および陽極槽には、Ｈ+イオンおよびＯＨ-イオンが存在する。陽極２と陰極３の間に電圧を印加すると、陰極槽７の混合溶液中のシランカップリング剤およびＨ+イオンは陰極方向に引き寄せられ、陰極３において２Ｈ+＋２ｅ-→Ｈ2の反応が起こり、水素が発生する。シランカップリング剤は、陰極槽７に滞留する。これにより、陰極槽７にシランカップリング剤が回収される。回収されたシランカップリング剤は、たとえば、液晶パネル製造工程や半導体製造工程で再利用することができる。
【００５０】
陰極槽７の混合溶液のＣｌ-イオンおよびＯＨ-イオンは、陽極２側に引き寄せられ、隔膜５としてアニオン交換膜を用いた場合には、中間槽８へ移動する。中間槽８と陽極槽６との間の隔膜４としてカチオン交換膜を用いた場合には、Ｃｌ-イオンおよびＯＨ-イオンは隔膜４を通過して中間槽８から陽極槽６へ移動することができず、中間槽８に滞留する。
【００５１】
陽極槽６中のＨ+イオンは、陰極３側へ引き寄せられ、隔膜４としてカチオン交換膜を用いた場合にはこれを通過し、中間槽８へ移動する。さらに陰極３側へ引き寄せられるが、中間槽８と陰極槽７の間の隔膜５としてアニオン交換膜を用いた場合には、Ｈ+イオンはこれを通過できず、中間槽８に留まる。こうして、中間槽８には塩酸が回収される。回収した塩酸は、上述の脱着再生工程で再び使用することができる。
【００５２】
一方、陽極２では、４ＯＨ-→Ｏ2＋２Ｈ2Ｏ＋４ｅ-の反応により、酸素が発生する。陽極槽６中には水が回収できる。
【００５３】
また図３は、本発明の再資源化方法Ｂの好ましい一例を模式的に示すフローチャートである。図３に示す例の本発明の再資源化方法Ｂでは、まず、吸着工程（ステップＢ−１）において、シランカップリング剤を含む溶液をイオン交換体と接触させ、シランカップリング剤をイオン交換体に吸着させ、シランカップリング剤を除去した溶媒（純水）を回収する。この吸着工程は、再資源化方法Ａにおける吸着工程（ステップＡ−１）と同じであり、詳細は上述したとおりである。
【００５４】
再資源化方法Ｂでは、続く脱着工程（ステップＢ−２）で、シランカップリング剤を吸着させたイオン交換体を強塩基性溶液と接触させ、イオン交換体からシランカップリング剤を脱着させる。強塩基としては、たとえば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどを用いることができる。イオン交換体として、カルボン酸基を有する弱酸性カチオン交換樹脂を用いた場合、上述したように塩を形成するようにシランカップリング剤とカチオン交換樹脂とが結合している。シランカップリング剤が吸着したカチオン交換樹脂に、強塩基性溶液としてたとえば水酸化ナトリウム溶液を接触させた場合に、以下に示すようにシランカップリング剤とＮａ+イオンが置換され、シランカップリング剤がカチオン交換樹脂から脱着する。これにより、シランカップリング剤を濃縮回収することができる。また、カチオン交換樹脂に吸着されない水酸化ナトリウムも存在し、このような水酸化ナトリウムはそのまま回収される。
【００５５】
【化６】
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【００５６】
再資源化方法Ｂにおける脱着工程に用いる強塩基性溶液の濃度としては、０．０１〜５．０Ｎであるのが好ましく、０．１〜１．０Ｎであるのがより好ましい。強塩基性溶液の濃度が０．０１Ｎ未満のときは、脱着に必要な強塩基性溶液の量が多くなってしまう。強塩基性溶液の濃度が５．０Ｎより大きいときはカチオン交換樹脂の劣化が大きくなってしまう。強塩基性溶液の液量としては、カチオン交換樹脂体積の１〜１０倍接触させることが好ましい。このようにして、シランカップリング剤が濃縮され、シランカップリング剤と強塩基性溶液との混合溶液が回収される。
【００５７】
本発明の再資源化方法Ｂは、図３に示す例のように、脱着工程（ステップＢ−２）の後、シランカップリング剤回収工程（ステップＢ−３）をさらに含むことが好ましい。再資源化方法Ｂにおけるシランカップリング剤回収工程では、電気透析装置を用いて、前記脱着工程で得られたシランカップリング剤と強塩基性溶液との混合溶液からシランカップリング剤を分離し、回収する。
【００５８】
再資源化方法Ｂにおける電気透析の具体的な方法としては、隔膜で陽極と陰極の間を分離した電気透析装置を用い、陽極側に前記脱着工程で得られた混合溶液を供給するようにすることが、好ましい。ここで、図４は、本発明の再資源化方法Ｂの脱着工程における強塩基として水酸化ナトリウムを用いた場合のシランカップリング剤回収工程における電気透析の一例を模式的に示す図である。図４には、たとえば、陽極１２と陰極１３とを備え、隔膜１４で２槽に分離された電解槽１１を備える電気透析装置を用いる例が示されている。隔膜１４で仕切られた２槽のうち、陽極１２のある側を陽極槽１５、陰極１３のある側を陰極槽１６と呼ぶことにする。
【００５９】
陰極槽１６に水を供給し、陽極槽１５に回収されたシランカップリング剤と水酸化ナトリウムとの混合溶液を供給する。隔膜１４としては、素焼き板、メンブレンフィルター、ＵＦ膜などを好適に用いることができる。
【００６０】
脱着工程で得られたシランカップリング剤と強塩基性溶液との混合溶液中には、たとえば強塩基が水酸化ナトリウムである場合には、Ｎａ+イオン、シランカップリング剤（上述のとおり正の電荷をもつ）、Ｈ+イオン、ＯＨ-イオンが存在する。陰極槽１６には、Ｈ+イオンおよびＯＨ-イオンが存在する。
【００６１】
陽極１２と陰極１３との間に電圧を印加すると、カチオンは陰極１３に引き寄せられ、アニオンは陽極に引き寄せられる。すなわち、Ｎａ+イオン、Ｈ+イオン、シランカップリング剤は、陰極１３側に引き寄せられる。Ｎａ+イオン、Ｈ+イオンは、単原子のイオンであり、隔膜１４を容易に通過できる。それに対し、シランカップリング剤は正の電荷を帯びているが、たとえば、３−アミノプロピルトリエトキシシランは分子量が２２１であり、３−(２−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシランは分子量が２２２であるなど、通常、分子サイズが大きいため、隔膜１４を通過することができない。
【００６２】
このため陰極１３側では、２Ｎａ＋２Ｈ2Ｏ＋２ｅ-→２ＮａＯＨ＋Ｈ2の反応により、水酸化ナトリウムが生成し、水素が発生する。これにより、陰極槽１６に水酸化ナトリウムが回収される。回収された水酸化ナトリウムなどを含む強塩基性溶液は、上述の脱着工程で再利用することができる。
【００６３】
陽極１２側には、ＯＨ-イオンが引き寄せられ、４ＯＨ-→Ｏ2＋２Ｈ2Ｏ＋４ｅ-の反応により、酸素が発生する。また、シランカップリング剤は隔膜１４を通過できないため、陽極槽１５に回収される。回収されたシランカップリング剤は、たとえば、液晶パネル製造工程や半導体製造工程で再利用することができる。
【００６４】
本発明の再資源化方法Ｂは、図３に示す例のように、脱着工程（ステップＢ−２）でシランカップリング剤と強塩基性溶液との混合溶液を除去した後のイオン交換体を、再生工程（ステップＢ−４）にさらに供することが好ましい。再資源化方法Ｂにおける再生工程では、シランカップリング剤を脱着させた後のイオン交換体を強酸性溶液と接触させイオン交換体を再生させる。再生工程において、強塩基性溶液由来の陽イオンが吸着したカチオン交換樹脂に接触させ、当該陽イオンをカチオン交換樹脂から脱着させるための強酸性溶液における強酸としては、たとえば、塩酸、硫酸、硝酸などを用いることができる。
【００６５】
脱着工程において、強塩基としてたとえば水酸化ナトリウムを用いた場合、上述したように、塩を形成するようにＮａ+イオンとカチオン交換樹脂とが結合している。カルボン酸基は酸性度が弱いため、たとえば、塩酸と接触したときに、以下に示すように、Ｎａ+イオンとＨ+イオンが置換され、容易に酸性溶液により再生される。
【００６６】
【化７】
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【００６７】
これに伴い、Ｎａ+イオンは樹脂から急激に脱着し、回収することができる。回収されるＮａ+イオンは水酸化ナトリウムを生成する。したがって、カチオン交換樹脂に吸着されずに通過した塩酸などを含む強酸性溶液と水酸化ナトリウムなどを含む強塩基性溶液との混合溶液が回収される。
【００６８】
カチオン交換樹脂の再生に用いる強酸性溶液の濃度としては、０．０１〜５．０Ｎであるのが好ましく、０．１〜１．０Ｎであるのがより好ましい。強酸性溶液の濃度が０．０１Ｎ未満のときは、脱着に必要な強塩基性溶液の量が多くなってしまう。強酸性溶液の濃度が５．０Ｎより大きいときはカチオン交換樹脂の劣化が大きくなってしまう。強酸性溶液の液量としては、カチオン交換樹脂の体積の１〜１０倍接触させることが好ましい。
【００６９】
再生工程により、カチオン交換樹脂はＨ形となり、再び吸着工程の操作においてシランカップリング剤を吸着することができる。
【００７０】
上述したイオン交換体からのシランカップリング剤の脱着に使用する強塩基性溶液の量と、イオン交換体の再生に利用する強酸性溶液の量は、１回のイオン交換処理で処理できる廃液の量に比べ少なく、効率的な樹脂の再生と、シランカップリング剤の回収および濃縮が可能である。
【００７１】
本発明の再資源化方法Ｂは、図３に示す例のように、再生工程（ステップＢ−４）の後に、酸・塩基回収工程（ステップＢ−５）をさらに含むことが、好ましい。再資源化方法Ｂにおける酸・塩基回収工程では、電気透析装置を用いて、前記再生工程で得られた強塩基性溶液と強酸性溶液との混合溶液から強塩基性溶液および強酸性溶液をそれぞれ分離し、回収する。
【００７２】
再資源化方法Ｂにおける電気透析の具体的な方法としては、複数の隔膜で陽極と陰極との間を陽極槽と１以上の中間槽と陰極槽とに分離した電気透析装置を用い、陽極槽および陰極槽に水を供給し、中間槽に前記再生工程で得られた混合溶液を供給するようにすることが、好ましい。ここで、図５は、本発明の再資源化方法Ｂの脱着工程における強塩基として水酸化ナトリウムを用いた場合の酸・塩基回収工程における電気透析の一例を模式的に示す図である。図５には、たとえば、陽極２２と陰極２３とを備え、隔膜２４，２５で３槽に分離された電解槽２１を備える電気透析装置を用いる例が示されている。隔膜２４，２５で仕切られた３槽のうち、陽極２２のある側を陽極槽２６、陰極２３のある側を陰極槽２７、陽極槽２６と陰極槽２７の間の槽を中間槽２８と呼ぶことにする。
【００７３】
中間槽２８および陽極槽２６に水を供給し、陰極槽２７にシランカップリング剤と塩酸との混合溶液を供給する。隔膜としては、陽極槽２６と中間槽２８の間の隔膜２４としてはカチオン交換膜を好適に用いることができる。陰極槽２７と中間槽２８の間の隔膜２５としてはメンブレンフィルター、ＵＦ膜、素焼き板などが好適に用いられ、また、メンブレンフィルター、ＵＦ膜、素焼き板なども好適に用いることができる。
【００７４】
再生工程で得られた強塩基性溶液と強酸性溶液との混合溶液中には、たとえば強塩基が水酸化ナトリウムであり、強酸が塩酸である場合には、Ｎａ+イオン、ＯＨ-イオン、Ｈ+イオン、Ｃｌ-イオンが存在する。陽極槽２６および陰極槽２７には、Ｈ+イオンおよびＯＨ-イオンが存在する。陽極２２と陰極２３との間に電圧を印加すると、中間槽２８の混合溶液中のＮａ+イオンおよびＨ+イオンは陰極２３側に引き寄せられる。Ｎａ+イオンおよびＨ+イオンは、中間槽２８と陰極槽２７の間の隔膜２５を通過し、陰極で２Ｎａ+＋２Ｈ2Ｏ＋２ｅ-→２ＮａＯＨ＋Ｈ2の反応により、水酸化ナトリウムが生成し、水素が発生する。これにより、陰極槽２７に水酸化ナトリウムが回収される。
【００７５】
中間槽２８のＮａＣｌと塩酸との混合溶液中のＣｌ-イオンおよびＯＨ-イオンは陽極２６側に引き寄せられるが、中間槽２８と陽極槽の間のカチオン交換膜は、負の電荷を帯びたＣｌ-イオンを通さない。したがって、Ｃｌ-イオンは、中間槽２８に留まる。これにより、陽極槽にＣｌ-イオンが移動することがなく、陽極において有毒なＣｌ-ガスが発生しない。
【００７６】
陽極槽２６では、溶液中のＯＨ-イオンが、陽極２２上で４ＯＨ-→Ｏ2＋２Ｈ2Ｏ＋４ｅ-の反応により、酸素が発生する。Ｈ+イオンは、陰極２３側に引き寄せられ、中間槽２８と陰極槽２７の間の隔膜２５としてメンブレンフィルター、ＵＦ膜、素焼き板などを用いた場合には、中間槽２８に移動する。中間槽２８にはＣｌ-イオンが滞留しているため、中間槽２８で塩酸が回収される。一部のＨ+イオンはさらに陰極２３側へ移動し、水素が発生する。
【００７７】
このように、中間槽２８に強酸性溶液、陰極槽２７には強塩基性溶液が回収される。陽極槽２６には、水がそのまま回収される。回収された強酸性溶液は、上述の再生工程で再び使用することができる。また、回収された強塩基性溶液は、上述の脱着工程で再び使用することができる。
【００７８】
このように、本発明によれば、多大なエネルギーを使用することなく、廃棄物を発生することなく、シランカップリング剤を含む溶液から、溶媒（好適には純水）を回収し、さらにシランカップリング剤を回収することができる。
【００７９】
以下、実験例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００８０】
＜実験例＞
図６は、カチオン交換樹脂へのシランカップリング剤の吸着挙動を示すグラフであり、縦軸はシランカップリング剤濃度（ｍｇ／Ｌ）、横軸は通液量（Ｌ／Ｌ−樹脂）である。直径２０ｍｍ、長さ３００ｍｍのクロマトカラムに弱酸性カチオン交換樹脂（アンバーライトＩＲＣ７６、Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ社製）を５０ｍＬ充填し、０．１重量％シランカップリング剤溶液を通液した。通過液のシランカップリング剤濃度は０．８ｍｇ／Ｌであった。シランカップリング剤溶液を７５００ｍＬ、すなわち１５０（Ｌ／Ｌ−樹脂）通液したところから、シランカップリング剤は通過液中に漏出し始めた。
【００８１】
次に、シランカップリング剤が吸着した樹脂に対して脱着工程の操作を行った。シランカップリング剤が吸着したカチオン交換樹脂に、１．０ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液を２５０ｍＬ、５（Ｌ／Ｌ−樹脂）通液した。回収された２５０ｍＬの液中に、シランカップリング剤は２．８重量％含まれており、シランカップリング剤の回収率は、９３％であった。
【００８２】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明によれば、液晶パネルおよび半導体製造工程から排出されるシランカップリング剤廃液の投棄量を極力抑え、資源を有効に利用することができる。さらに、純水およびシランカップリング剤を回収し、液晶パネル製造工程および／または半導体デバイス製造工程において使用することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１  電気透析槽、２  陽極、３  陰極、４  隔膜、５  隔膜、６  陽極槽、７  陰極槽、８  中間槽、１１  電気透析槽、１２  陽極、１３  陰極、１４  隔膜、１５  陽極槽、１６  陰極槽、２１  電気透析槽、２２  陽極、２３  陰極、２４  隔膜、２５  隔膜、２６  陽極槽、２７  陰極槽、２８  中間槽。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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