【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.08】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24NU0083
利用課題名 / Title
電磁波加熱技術を利用したCFRP資源化技術の開発
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋大学 / Nagoya Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies（副 / Sub）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials
キーワード / Keywords
資源循環技術/ Resource circulation technology,電子顕微鏡/ Electronic microscope
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
小林 潤
所属名 / Affiliation
工学院大学 工学部 機械工学科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
成瀬 一郎
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
荒井 重勇
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
NU-104：直交型高速加工観察分析装置
NU-103：高分解能透過電子顕微鏡システム
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
電磁誘導を利用した加熱技術により、炭素繊維強化プラスチック（CFRP）に含まれている炭素繊維のみを選択的に加熱し、樹脂部分を熱分解することで炭素繊維を分離回収する技術の開発を行う。本研究では、様々な構造を有するCFRPに対して、高周波誘導加熱およびマイクロ波加熱による処理を行い、炭素分離に適した加熱条件を明らかにする。さらに、回収された炭素繊維の材料強度特性や微細構造を引張試験および電子顕微鏡観察などに基づき明らかにし、再生利用を考慮したリサイクル炭素繊維の性能評価を行う。
実験 / Experimental
当該申請者はこれまでCFRPからの炭素繊維の分離回収技術について研究を進めており、電磁波を利用した加熱技術に対して一定の効果があることを確認している。本研究では、これらの研究成果を踏まえ炭素繊維の積層構造が異なる材料を用い、炭素繊維の内部構造の違いがCFRPの加熱および炭素繊維の分離回収特性に及ぼす影響について検討を行う。その際、電磁波の照射方法や磁場・電場と炭素繊維方向との関係についても検討する。さらに、回収された炭素繊維の材料強度評価およびミクロ構造の評価を行い、加熱方法の違いが炭素繊維の材料特性に及ぼす影響を明らかにする。
結果と考察 / Results and Discussion
原料炭素繊維およびCFRPに加工された後マイクロ波加熱により回収された炭素繊維の断面構造をTEMを用いて観察した結果，いずれの試料についてもグラファイト構造と思われる微細構造が確認された（図1）．また、これらの構造に大きな違いがないことも併せて確認された．別途実施した炭素繊維の引張試験の結果では，加熱前後での引張強度および引張弾性率の変化は非常に軽微であることが確認されており，炭素繊維内部のグラファイト構造の観察結果との間に整合性がとれていることが示された．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 炭素繊維断面のTEM像
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
本研究の一部は，名古屋大学未来材料・システム研究所における共同利用・共同研究として実施されたものである．記して謝意を表す．
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 小林潤，”電磁波加熱技術を用いたCFRPからの炭素繊維の分離回収”，化学工学会 第90年会，令和7年3月13日
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件