JP7041084B2 - 炭素繊維回収方法 - Google Patents
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Description
CFRP材の母材は、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、及びナイロン樹脂等の種々の樹脂から構成される。CFRP材を加熱することによって母材を分解する熱分解法は、種々の樹脂から構成された母材を有するCFRP材を分別することなく、CFRP材が有する炭素繊維を回収することができる。しかしながら、熱分解法によって回収された炭素繊維は、熱に起因する酸化によって劣化している虞がある。
<溶解液の作製>
85質量%リン酸溶液及びトリフルオロメタンスルホン酸を、石英ガラスビーカーに入れて混合した。石英ガラスビーカーに入った混合溶液を目標液面高さになるまで加熱脱水し、リン酸濃度が100質量%であり、かつ、トリフルオロメタンスルホン酸を5質量%含有する、溶解液3を作製した。混合溶液の加熱脱水は、電気炉において300℃で行った。混合溶液を加熱脱水する際には、混合溶液が突沸しない程度に徐々に混合溶液の温度を上昇させた。
作製した溶解液3を常温まで冷却した後に溶解実験を行った。溶解実験では、常温まで冷却された溶解液3が入った石英ガラスビーカーにテストピースを投入した。実施例1において使用したテストピースは、母材がビニルエステル樹脂、ナイロン樹脂、又はエポキシ樹脂であるCFRP材4であった。実施例1において使用したテストピースの大きさは、長さが約2cm、幅が約1cmであった。次に、室温のオイルバスに溶解液3及びテストピースが投入された石英ガラスビーカーを入れ、オイルバスを220℃まで加熱した。
実施例2では、溶解液3が含有するトリフルオロメタンスルホン酸を50質量%とし、それ以外は実施例1と同様にして溶解実験を行った。
比較例1では、溶解液3のリン酸濃度を85質量%とし、溶解液3が含有するトリフルオロメタンスルホン酸を0質量%とし、溶解温度を150℃とし、それ以外は実施例1と同様にして溶解実験を行った。
比較例2では、溶解液3のリン酸濃度を85質量%とし、溶解液3が含有するトリフルオロメタンスルホン酸を0質量%とし、溶解温度を200℃とし、それ以外は実施例1と同様にして溶解実験を行った。
比較例3では、溶解液3が含有するトリフルオロメタンスルホン酸を0質量%とし、それ以外は実施例1と同様にして溶解実験を行った。
比較例4では、溶解液のリン酸濃度を115質量%とし、溶解液3が含有するトリフルオロメタンスルホン酸を0質量%とし、溶解温度を110℃とし、それ以外は実施例1と同様にして溶解実験を行った。
比較例5では、溶解液のリン酸濃度を115質量%とし、溶解液3が含有するトリフルオロメタンスルホン酸を0質量%とし、それ以外は実施例1と同様にして溶解実験を行った。
比較例6では、溶解液のリン酸濃度を85質量%とし、溶解温度を150℃とし、それ以外は実施例1と同様にして溶解実験を行った。
比較例7では、溶解液のリン酸濃度を85質量%とし、溶解温度を200℃とし、それ以外は実施例1と同様にして溶解実験を行った。
比較例8では、溶解温度を190℃とし、それ以外は実施例1と同様にして溶解実験を行った。
次に、実施例1において回収された炭素繊維5の引張強度を測定した。測定結果を図4に示す。なお、参考例1は、CFRP材4を形成する前の炭素繊維5である。図4に示すように、実施例1において回収された炭素繊維5の引張強度は、CFRP材4を形成する前の炭素繊維5と同程度であった。このことから、本実施の形態に係る炭素繊維回収方法は、炭素繊維5の劣化を抑制しつつ炭素繊維5を回収可能であることが確認された。
次に、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope、SEM)を用いて実施例1において回収された炭素繊維5を観察した。観察結果を図5に示す。図5に示すように、実施例1において回収された炭素繊維5には、樹脂の残渣がほとんど観察されなかった。このことから、本実施の形態に係る炭素繊維回収方法は、樹脂の残渣を抑制しつつ炭素繊維5を回収することができることが確認された。
3 溶解液
4 CFRP材
41 モノマー
5 炭素繊維
6 分解物
Claims (1)
- リン酸を含有する溶解液を用いて、炭素繊維強化プラスチック材の母材を溶解する工程を備え、
前記溶解液のリン酸濃度は、100質量%以上であり、
前記溶解液は、2質量%以上50質量%以下のトリフルオロメタンスルホン酸を含有し、
前記溶解する工程は、前記溶解液の温度が200℃以上300℃以下で行われる、
炭素繊維回収方法。
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