Posted in リサイクルシリコーン

シリコーン液のリサイクル

シリコーンは有機化学と無機科学の間のミッシングリンクで、他の重合体が匹敵できないユニークな特性を持っています。シリコーン分子のサイズか構造を変えることで、または異なる化合物を加えることによって、シリコンの性能は強化されるか、作用する方法が変えます。シリコーンの驚くべき能力の秘密は、その柔軟なSi-O-Si主鎖に潜んでいます。

シリコーンはより強力で、より汎用性の高く、費用効果のいいそして使いやすい電子設備の開発を可能にします。車をより安全に、より信頼できるようにして、そしてメンテナンスの費用を低減させます。シリコーンで製造された家電製品はより信頼できて、より少ないメンテナンスを必要とします。
シリコーンは環境の損害からの電力の伝達装置を保護し、電流の維持に役立ちます。それに、アドレスラベルが剥がれやすいようにし、産業用テープが難しい表面にしっかりくっつけさせます。

シリコーン液はシリコーンオイルか、または単純なシリコーンとも呼ばれますが、粘度で販売されます。そして0.65センチストークスから1,000,000センチストークスまでの範囲をカバーします。もし製品は2つの粘度の異なる液体を混合して製造されたものではなければ、その粘度は分子の重量に関連します。粘度の近似計算の値「n」は以下の式である[2]。

繊維、布、金属の表面、髪および皮膚を含む基質に、シリコーンは以下の１つかそれ以上のメカニズムの作用で接着できます。

(a)疎水性−油が水に入れられるとき、水溶液の中の水分子間の水素結合を破壊します。この分解は混合のエネルギーが水素結合を破壊するのに十分である場合にのみ達成されます。混合が停止した場合、水の分子間の水素結合の再形成によって、水から強制に追い出されます。本現象を利用して、油を表面に届けることができます。シリコーン液はその方法で作られます。

(b)イオンの相互作用−分子上の電荷は、髪または皮膚へのオイル伝達に効果があります。例えば、油がカチオン性電荷を分子上で持つならば、それは負の表面電荷を含む基質とイオン結合を形成します。2つの反対した電荷はいわゆるペア結合をともに形成させます。

(c)一般的な接着性−肌や髪に届けられたオイルは貫通して重合するならば、生成された重合体の連動ネットワークができます。基質に直接接着しませんが、この重合体ネットワークは基質に接着します。

(d)特定な接着性−オイルは肌や髪に浸透し、髪や皮膚にある化合物と相互作用するならば、重合体と基質の間に化学的な結合ができます。それは最も強力で耐久性の強い接着メカニズムです。

シリコーン液はほとんど排他的にメカニズム（a）で反応します。他のメカニズムを導入する程度まで、コンディショナーがもっと強力で効率よく基質に届けられることができます。髪と皮膚を徹底的で効率的にコンディショニングするように、有機官能性シリコーンはそれらの追加のメカニズムを利用するよう模索します。

驚くべき広範囲の能力

シリコーンは高温と時間、日光、湿気、極端な温度と化学物質に対抗する安定性など、非常に有用な形質を示す巨大な製品群です。シリコーンの形に多くて異なるものがあり、何百もの仕事をこなすことができる。硬くて脆いものもあれば、柔らかくて弾力の強いものもあります。

シリコーンは液体または固体、耐久的または一時的、接着か剥離することができます。それら重合体は疎水性（水をはじく）または親水性（水を吸収する）です。シリコーンはものを柔らかく滑らか、そしてシルキーにできますが、硬くてザラザラでべとつくできます。泡を破壊するができる一方、安定させることもできます。

公認される機能性

1980年代に世界中の建物に設置された構造シリコーンシーラントは現在でも効用を発揮しています。

現在市場に出される化粧品とヘア・スキンケア製品、わき下製品の約半分には、シリコンが含まれています。

シリコーン仕上げのものは織物の柔らかさを増やし、触感向上のための最高の材料として広く認められています。

シリコーン消泡剤は1990年代早期からパルプ洗浄操作に世界的に広く使用されてきます。

電池または電気に駆動されるどんな電子機器も実質的にシリコーンに依存しています。

シリコーン液のリサイクル

2.1下記の通り、ウェーハの切断・研磨プロセスのシリコン廃棄物をリサイクルおよび処理する方法があります [ 3 ]：脱水フィルタケーキは水と混合され、フィルタケーキが希釈されて加工液になります。フィルタケーキ中にシリコンと水が反応し、二酸化ケイ素と水素を生産します。水素が貯蔵から抽出された後、特定比重分離は水を経由して発生しますので、炭化シリコンとシリコン粒子をソートするために分離されることになります。そして、ポリエチレングリコール(PEG、液体)が水から分離される前に、酸化シリコン（固体）を水とPEGから分離するため、残りの加工液にて固液分離します。このように、廃棄物の総量を減らすために、有用なシリコン粒子、炭化ケイ素、酸化シリコンとPEGはフィルタケーキからリサイクルされます。さらに、副生成物である水素が商品価値の高いもので、その方法はリサイクルの価値を増加します。

2.2シリコンのワイヤーソー用懸濁液のリサイクル：応用される電場におけるランプ沈殿槽中のケイ素と炭化ケイ素の分離

世界市場におけるシリコン太陽電池の需要が大幅に上昇し、そこから発生するシリコン切断廃棄物の量が毎年増加しています。SiとSicを切断廃棄物からリサイクルすることはその廃棄物を減らす経済的な方法である。ある研究[ 4 ]は傾斜面付き沈殿槽を使用してSiとSicを分離することを報告しました。電場に設置されるため、高い負の電荷を持つ小さなSi粒子はph 7溶液中のSiC粒子よりも長い水平変位があり、SiとSiCの分離が達成できます。実験結果と予測結果の一致性は、粒子がランプタンクの回収口に到達するまで、短い距離の旅をしたと示しています。その結果、小さな粒子がタンクの底に着くように要する時間は減少し、粒子と沈降中の液体運動の間の分散が起因となる干渉も減少します。ランプタンクには、収集されたsic及びsi粉末の最高純度は、それぞれ95.2と7.01 wt %です。ランプタンクを用いて、シリコンリッチな粉末(SiC < 15 wt%)のリサイクル比率は22.67%（廃棄物全体に基づく）に達しました。 その比率は長方形タンクを用いた場合の成績より高い数字です。推論ですが、SiとSi研磨剤を切断廃棄物からリサイクルすることはその廃棄物を減らす経済的な方法だと見られます。ただし、SiとSiCの分離は困難です。ランプタンク使用のシリコンリッチな粉末のリサイクル率は長方形タンク使用の数字より高くて、提案された傾斜面付き沈澱槽は工業用途に適切です。 引用

1. www.dowcorning.com
2. ブラジルシリコーン化学、アンソニー・オ‘レニック、シリコーンスペクテーター、2009年１月(Basic Silicone Chemistry, Anthony O’Lenick, Silicone Spectator, January 2009)
3. 特許出願番号 (Patent application number): 2012031274, Jr-Jung Iang (Changhua City, TW) ,2012-12-13
4. Air Waste Manag Assoc. (空気と廃棄物管理協会), Tsai TH1, Shih YP, Wu YF. 2013 May(2013年5月);63(5):521-7