英ノッティンガム大学、炭素繊維回収の新方法を開発

英ノッティンガム大学の研究チームは現在、炭素繊維を回収する方法を開発しており、この方法はほぼ100%の繊維性能を維持する。この研究チームは超臨界流体の溶解能力を利用して、複合材料中のエポキシ樹脂を溶解するための経済的で実用的な溶媒システムを開発し、それによって長さを破壊することなく単一形式の炭素繊維を分離した。

現在、炭素繊維を回収するいくつかのビジネス実行可能な方法例えば、高温分解法、マイクロ波放射法（高温分解を強化するため）及び流動床法は、炭素繊維の回収を行うことができるが、これらの方法は繊維長が短くなり、繊維グレードが低下し、最終的に繊維性能の低下を招く。このグループは超臨界水、二酸化炭素、そしてエタノール、メタノール、アセトンを含むいくつかの有機溶媒を研究し、最後にプロパノールという手頃な価格の短鎖アルコールを選択し、プロパノールは正常な状態で樹脂を溶解することができる。適度な圧力（2〜7メガパスカル）でプロパノールは超臨界状態に入ることができ、必要な温度は200〜450℃と高い。一方、水が臨界点に達するには22.1メガパスカルの圧力と374℃の高温が必要である。エタノールとメタノールはガラス繊維複合材料中のポリエステル樹脂を溶解する際に有効であるが、エポキシ樹脂をうまく溶解することはできない。試験の結果、回収された炭素繊維は高い強度と剛性を持ち、元の強度と剛性の99%であることが明らかになった。しかし、今のところ、これらの実験は実験室内で行われているだけだ。

グローバル使用量の増加に伴い、炭素繊維の回収は多くの国に提案されている。炭素繊維強化プラスチック（CFRP）複合材料は最初に航空宇宙、自動車競技及びハイエンドスポーツ用品分野に用いられ、現在、この材料は多くの新しい製造分野に徐々に応用されている。関連報告書によると、過去5年間、世界の炭素繊維市場は2桁の数字で成長しており、将来的には増幅が鈍化する可能性があるが成長態勢は継続し、生産額は2008年の15億ドルから2014年の25億ドルに増加する。

世界的に見て、寿命が終わったものを処理するふくごうざいりょう構造はまだ難しい。ごみ埋立場は依然として最も安い選択だが、ほとんどのEU加盟国は2004年に炭素熱硬化性材料が非分解であり、健康と安全のリスクを引き起こすため、複合材料の埋立処理を禁止する法律を公布した。同時に、炭素繊維複合材料を直接廃棄することも経済的ではない。そのため、各国は炭素繊維の回収の新しい方法に高い関心を持っている。炭素繊維の回収は三重の環境効果がある：炭素繊維の使用後に埋め立てられる浪費を阻止した、回収炭素繊維を用いて作製した部品は複数回回収することもできる、リサイクルプロセス自体がエネルギー消費を大幅に削減します。