JPH1129653A - ウレタン系重合体の分解方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 設備的に小型化が可能で、高温を必要とせ
ず、安価な設備費用でウレタン系重合体を分解する方法
を提供する。 【解決手段】 ウレタン系重合体の分解方法であって、
酸触媒および多価アルコールの存在下で分解を行うこと
を特徴とするウレタン系重合体の分解方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウレタン系重合体
の分解方法に関する。さらに詳しくは、安価な設備費用
でウレタン系重合体を分解する方法を提供することにあ
る。

【０００２】

【従来の技術】ウレタン系重合体は発泡体等の成形品と
して、断熱材、緩衝材、遮音材等として工業的に幅広く
利用されているが、その使用量の増加に伴い、製造時に
発生する加工屑や廃品の量も増加しており大きな問題と
なっている。ウレタン系重合体を粉砕・破壊した後に焼
却あるいは埋め立てによって処理することも可能である
が、地球環境汚染の観点からは望ましい方法とは言えな
い。そこで、ウレタン系重合体を原料のポリオールに分
解し、さらにはこのポリオールを再び原料としてリサイ
クルして用いるという技術がいくつか提案されている。

【０００３】例えば、特開昭５０−１１０４９５号公報
には、アルカリ金属の水酸化物やアルカリ性塩等のアル
カリ触媒の存在下１８０℃以上の温度に加熱する方法が
提案されている。この方法では、回収ポリオールととも
に副生してくる芳香族アミン化合物、例えば、トルエン
ジアミン、ジフェニルメタンジアミンを分離しなければ
ならず、そのための特別な後処理工程が必要となり設備
的に大型になってしまうという問題がある。

【０００４】また、特開昭４８−２８０７３号公報に
は、ウレタン系重合体を、ウレタン系重合体の分解溶融
温度よりも高い沸点を有し、かつ誘電損失の大きな溶媒
中に浸漬、攪拌しながら、温度２５０〜３５０℃でマイ
クロ波誘電加熱する方法が提案されている。この方法
は、設備的には小型化が可能であるが、加熱温度が２５
０〜３５０℃と非常に高温であるという問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の技術
ではウレタン系重合体を分解するための設備費用が高く
なりすぎ、また、２５０℃以上という高温を必要とする
ため、あまり実用的ではなく、実際はほとんどのウレタ
ン系重合体は分解によらず、焼却または埋め立てにより
処理されているのが実状である。

【０００６】したがって、本発明の課題は、設備的に小
型化が可能で、高温を必要とせず、安価な設備費用でウ
レタン系重合体を分解する方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、ウレタン系重合体の分解方法であって、
酸触媒および多価アルコールの存在下で分解を行うこと
を特徴とするウレタン系重合体の分解方法を提供する。
また、前記において、マイクロ波誘電加熱を行うウレタ
ン系重合体の分解方法も提供する。

【０００８】また、前記において、酸触媒の添加量がウ
レタン系重合体に対して０．１〜２０重量％であるウレ
タン系重合体の分解方法も提供する。また、前記におい
て、酸触媒として鉱酸を含むウレタン系重合体の分解方
法も提供する。また、前記において、酸触媒として硫酸
を含むウレタン系重合体の分解方法も提供する。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明に使用されるウレタン系重
合体は、ウレタン結合を有している重合体であればよ
く、通常室温において固体のものである。軟質、硬質の
いずれでもよく、発泡体、非発泡体のいずれでもよい。
また直鎖状、分岐状または架橋体のいずれであってもよ
い。

【００１０】通常、ウレタン系重合体は、ポリオールを
イソシアネート化合物と反応させることにより得られ
る。ポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポ
リエステルポリオール、ポリエーテルポリアミン等が挙
げられる。イソシアネート化合物としては、トルエンジ
イソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンイソシア
ネート（ＭＤＩ）、１，６−ヘキサメチレンジイソシア
ネート（ＨＤＩ）、２，２，４（２，４，４）−トリメ
チルヘキサメチレンジイソシアネート（ＴＭＤＩ）、ｐ
−フェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）等のジイソ
シアネート；ジメチレントリフェニルメタンテトライソ
シアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、
トリ（イソシアネートフェニル）−チオフォスフェート
等の多官能イソシアネート；ウレタン変性ＴＤＩ、アロ
ファネート変性ＴＤＩ、ビウレット変性ＴＤＩ、イソシ
アヌレート変性ＴＤＩ等の変性ＴＤＩ；ウレタン変性Ｍ
ＤＩ、カルボジイミド変性ＭＤＩ、ウトニミン変性ＭＤ
Ｉ等の変性ＭＤＩ；ＴＤＩ／ＭＤＩ混合物；ＨＤＩ変性
物等のその他の変性イソシアネート等が挙げられる。

【００１１】本発明においては、ウレタン系重合体の分
解を酸触媒および多価アルコールの存在下で行うことが
重要である。酸触媒を用いた場合、アルカリ触媒を用い
た場合と異なり、分解生成物としてアミンが副生するこ
とはないため、分離工程などの煩雑な後処理工程は不要
である。また、アルカリ触媒の場合は分解に１８０℃以
上の高温が必要とされていたのに対し（特開昭５０−１
１０４９５号公報）、酸触媒を用いることにより３０〜
１８０℃以下程度の低温で分解を行うことができる。

【００１２】酸触媒としては、鉱酸、有機酸等が挙げら
れ、具体的には、硫酸、塩酸、硝酸などの鉱酸、トルエ
ンスルホン酸、フェノールスルホン酸等の有機酸が挙げ
られる。好ましくは、鉱酸であり、特に硫酸が少量で有
効に働きかつコスト的にも有利である。これらの酸触媒
は単独で用いてもよいし二種以上組み合わせて用いても
よい。

【００１３】酸触媒の添加量としては、分解しようとす
るウレタン系重合体に対し０．１〜２０重量％の範囲が
好ましい。酸触媒の量が少なすぎる場合はその添加効果
がなく、多すぎる場合は容器の腐食が早く、また分解過
程において別個の反応が促進されるおそれが出てくる。
特に好ましくは０．５〜１０重量％である。本発明にお
いて多価アルコールは溶媒ないし希釈剤として用いられ
る。多価アルコールは他の溶媒と異なり不純物とならな
い点で好ましい。

【００１４】本発明で用いる多価アルコールとしては、
２価以上のアルコールであり、脂肪族多価アルコール
（アルキレンポリオール）、ポリエーテルタイプのポリ
オール、ポリエステルタイプのポリオールを含み、例え
ばエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，
６−ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチロールプ
ロパン、１，２，６−ヘキサントリオール、ペンタエリ
スリトール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレン
グリコール、ソルビトール、エポキサイド付加ポリエー
テルポリオール、変性ポリエーテルポリオール（グラフ
トポリオール、ポリ尿素分散ポリオール、アミン変性ポ
リオール）、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、
汎用ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリ
オール、芳香族ポリエステルポリオール、ポリカーボネ
ートポリオール等多くのものが包含され、特にポリエチ
レングリコール、グリセリン、エチレングリコール、エ
ポキサイド付加ポリエステルポリオール、ポリカプロラ
クトンポリオール等が好ましい。

【００１５】本発明の効果を損なわない範囲で多価アル
コール以外の溶媒を併用することもできる。本発明にお
いてウレタン系重合体の分解の際には、マイクロ波誘電
加熱を行うことが好ましい。マイクロ波誘電加熱とは、
極性材料を高周波電場に置いた時の誘電体損による発熱
現象を利用した加熱法であり、高周波電波としてマイク
ロ波を用いるものである。マイクロ波とは電波の波長が
３〜３０ｃｍ（１０，０００ＭＨｚ〜１，０００ＭＨ
ｚ）程度のものである。マイクロ波誘電加熱を行うと均
一な加熱を行うことができ、誘電照射によって分解が促
進されるため、分解を短時間で行うことができる。した
がって、酸触媒を用いることに起因する問題、例えば容
器の腐食等を最小限に抑えることができる。マイクロ波
誘電加熱を行わない場合のウレタン系重合体の分解に要
する時間は、１０分間〜１時間であるが、マイクロ波誘
電加熱を行った場合、１分間〜５分間と短時間にするこ
とが可能である。

【００１６】ウレタン系重合体の分解の効率を上げるた
めに、分解するウレタン系重合体を粉末状あるいは粒状
に粉砕した後に分解を行うことが有効である。本発明に
よってウレタン系重合体を分解すると、ポリオールを含
む液状物が得られる。分解により得られるポリオール
は、ウレタン系重合体の原料のポリオールとほぼ一致す
るものであり、再びウレタン系重合体等を製造するため
の反応原料として用いることができる。その際には、該
液状物からポリオールを単離する必要はないが、液状物
は通常酸性となっているためアルカリ性物質により中和
しておくことが好ましい。また、添加するイソシアネー
トの量を調節するために分解物である液状物の水酸基価
ををフタル酸エステル化法等により測定しておくことが
望ましい。

【００１７】ウレタン系重合体等を製造するための原料
のポリオールとして、分解により得られたポリオールを
１００％用いてもよいし、新たなポリオールを混合して
もよい。分解により得られたポリオールの比率は特に限
定されず、１〜１００％程度の範囲で用いることができ
る。ウレタン系重合体としてウレタンフォーム（発泡
体）を製造する方法の一例について説明すると、分解物
である液状物に必要に応じて新たなポリオールを加え、
常法によりウレタン化触媒および必要に応じて発泡剤、
整泡剤等を加えてよく混合した後に、水酸基価から推定
される所定量のイソシアネート化合物を加えて反応させ
ればよい。ウレタン化触媒としては、公知のものを使用
すればよく、イソシアネート化合物としては、前記した
ものを使用することができる。

【００１８】このように分解により得られたポリオール
を再び反応原料として用いる場合、製造工程で発生する
加工屑を分解し、得られた液状物（ポリオール）を再び
原料として循環利用する工程を製造工程のラインに組み
込むことにより、連続的にリサイクルを行うことができ
る。

【００１９】

【実施例】以下に実施例によりさらに詳細に本発明を説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 ［実施例１］硬質ポリウレタンフォーム（嵩密度５０ｋ
ｇ／ｍ³）を粉末状に粉砕したものを用意した。予めエ
チレングリコール１００ｇをフラスコに入れ、攪拌しな
がら３ｇの硫酸を添加した。そこへ用意した硬質ポリウ
レタンフォームの粉砕物１００ｇを投入し、１５０℃の
油浴にて攪拌した。約２０分で液状物が得られた。これ
をフタル酸エステル化法により水酸基価（ＯＨ価）を測
定したところ、４３０ｍｇＫＯＨｍｇ／ｇの値が得られ
た。そこで、この液状物１００ｇに対し、１０％苛性ソ
ーダ５ｇを添加し、反応触媒としてアミン触媒（東ソー
（株）製「ＴＥＤＡ−Ｌ３３）２．０ｇ、整泡剤として
シリコンオイル（東レシリコン（株）製ＳＨ１９３）
２．０ｇを加え、よく攪拌した後イソシアネート（日本
ポリウレタン（株）製ＭＲ１００）１７５ｇを加えて、
常温で高速攪拌機で１０秒攪拌した。その後２０秒で発
泡し始め、１２０秒で発泡が終了し硬化した。そして、
嵩密度６２．７ｇｋｇ／ｍ³の硬質ポリウレタンフォー
ムが得られた。 ［実施例２］硬質ポリウレタンフォーム（嵩密度２５ｋ
ｇ／ｍ³）を粉砕機で約５ｍｍ立方の粒状に粉砕したも
のを用意した。実施例１と同様に、フラスコにエチレン
グリコール１００ｇ、硫酸３ｇを入れ、攪拌しながら粒
状ポリウレタンフォームを添加し、マイクロ波にて約１
５０℃に加熱し３分後、液状物が得られた。得られた液
状物から実施例１と同様にして硬質ポリウレタンフォー
ムを得た。

【００２０】実施例１、２で得られた硬質ポリウレタン
フォームと従来の硬質ポリウレタンフォームとの物性の
比較データを表１に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】表１から、リサイクルにより得られた実施
例１、２の硬質ポリウレタンフォームは、従来の硬質ポ
リウレタンフォームと物性が近似していることがわか
る。このことから、ウレタン系重合体の分解により得ら
れたポリオールはウレタン系重合体を再び製造するのに
適したものであることがわかる。

【００２３】

【発明の効果】本発明によると、設備的に小型化が可能
で、高温を必要とせず、安価な設備費用でウレタン系重
合体を分解することができる。しかも、分解により得ら
れたポリオールは再びウレタン系重合体等の原料として
リサイクルして用いることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 幸司 大阪市中央区久太郎町２丁目４番31号 倉 敷紡績株式会社大阪本社内 (72)発明者 白石 信夫 京都市左京区下鴨狗子田町13−３

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウレタン系重合体の分解方法であって、
   酸触媒および多価アルコールの存在下で分解を行うこと
   を特徴とするウレタン系重合体の分解方法。
2. 【請求項２】 マイクロ波誘電加熱を行う請求項１記載
   のウレタン系重合体の分解方法。
3. 【請求項３】 酸触媒の添加量がウレタン系重合体に対
   して０．１〜２０重量％である請求項１または２記載の
   ウレタン系重合体の分解方法。
4. 【請求項４】 酸触媒として鉱酸を含む請求項１〜３の
   いずれかに記載のウレタン系重合体の分解方法。
5. 【請求項５】 酸触媒として硫酸を含む請求項４に記載
   のウレタン系重合体の分解方法。