高温高圧水を用いた炭素繊維強化樹脂処理技術の実用化～ 再利用容易な炭素繊維の回収 ～④コスト評価②炭素繊維の評価

炭素繊維強化樹脂
再生炭素繊維軽量かつ高強度
飛行機の機体スポーツ用品電磁波しゃへい材料

炭素繊維（3000～5000円/㎏）

廃棄物

高温高圧水反応装置

モノマー③生成物の分析①操作条件の検討
酸化剤や有機溶媒を必要としない
水のみによる処理

リサイクル方法

処理方法

・粉砕後、建材などに利用
・高温水蒸気で樹脂を分解（1992）
・熱分解による樹脂の油化（1994）

・焼却
・埋め立て

○炭素繊維の処理方法 特開2002-180369○炭素繊維及びその製造方法 特開2002-180379○リサイクル炭素繊維の製造方法 特開2003-190759

Implementation of carbon fiber reinforced resin processing technology
by high-temperature and high-pressure water~ Collecting easy recyclable carbon fiber recycling ~④Valuation②Assessment of carbon fiber

Carbon fiber reinforced resin
Recycled carbon fiberLight and High strength
Air plane bodySporting goods
Electromagnetic wave shielding materialHigh temperature and pressure water reactor

Monomer③Analyzing products

Carbon fiber（3000～5000yen/㎏） ①Considering operating conditions

WastesTreating by water only.
Not required oxidants and organic solvent

Recycling methods
・Utilizing for building materials after crushing.
・Analyzing resins on high temperature water vapor（1992）
・Changing to oil resins by pyrolysis.（1994）

Processing methods
・Incineration
・Reclamation○Method of carbon fiber treatment
Patent publication 2002-180369○Carbon fiber and method of it
Patent publication 2002-180379○Producing method of recycled carbon fiber
Patent publication 2003-190759

各処理温度におけるSEM観察結果
圧力：30MPa、水の流量：5ml/min、時間：30min

20mm

330℃ （×）

350℃ （△）

380℃ （◎）

450℃（×）

半連続式処理により清浄な繊維の回収が可能

SEM observation result in each processing temperature
Pressure：30MPa、flow：5ml/min、time：30min

20mm

330℃ （×）

350℃ （△）

380℃ （◎）

450℃（×）Collection of the fiber which is cleaned by semicontinuous processing is possible

鋳物成型廃砂の水熱処理（無機物質の表面改質）
鋳物製品

鋳型
砂成形

注湯

有機系添加剤冷却破砕

廃砂
水熱反応

300〜450℃
Si -O-ROH
Si -OH
Si -OH・有機炭素及び窒素の除去
・Si-OH（シラノール基）の増加

既存処理

Si -O-R’
Si -O-R’’
粒径変化
Si -O-R’’’ ダスト発生
酸性度の増大砂の表面の改質

粘結剤との結合性の向上○回収鋳物砂の再生方法 特開2002-178100

Waste casting sands by hydrothermal treatment( Improving the surface of inorganic compounds)
Casting products

MoldSandCooling

Pouring

Casting

Crushing
Waste sandOrganic addition agent
Hydrothermal reaction

300〜450℃
Si -O-ROH
Si -OH
Si -OH・Removing organic carbon andNitrogen・Increasing Si-OH(Silanol group)

Existingtreatment

Si -O-R’
Si -O-R’’Changing particle diameter
Si -O-R’’’ Discharging dusts
Increasein acidity

Improving the surface of sand

Improving bonds with binding agent○Recycling method of collection casting waste Patent publication 2002-178100

砂の結合状態は・・・・
有機系粘結剤
砂

Si O
Si OＲ

SiＲ

O

炭化物（N,Sが含まれる）

Si砂

砂
鋳物成形

Ｒ

Si O R’
Si O R”
SiO R’

反応によって・・・
砂

Si OH
Si O RH
Si

加水分解

OH

シラノール基・有機炭素及び窒素の除去
・Si-OH（シラノール基）の増加
酸性度の増大砂の表面の改質

粘結剤との結合性の向上

The combination state of the sand・・・・
Organic binder
SandCarbide（N,S is included）

Si O ＲSi O Ｒ
SiOSiSandSandCasting molding

Si O R’
Si O R”
SiＲ

O R’

By reaction・・・
SandSi OH
Si O RH
SiHydrolysis

OH

Silanol group

・The removal of organic carbon and nitrogen・Increase of Si-OH（Silanol group）

Increase of the acidity
Surface reforming of the sandBinding improvement with the binderEffect on Surface Characteristics

Waste Sand

0.14
0.12
0.10
0.08
0.06
0.04
0.02
0450℃, 40MPa
Without H2O2

New Sand
10µｍ

450℃, 45MPa, 60min

New Sand Without
H2O2

H2O21％

Change of Surface Acidity
SEM PhotographEffect on Surface Characteristics

Waste Sand

0.14
0.120.10
0.08
0.06
0.04
0.02
0450℃, 40MPa
Without H2O2

New Sand
10µｍ

450℃, 45MPa, 60min

New Sand Without
H2O2

H2O21％

Change of Surface Acidity
SEM Photographアルミニウムドロス残灰無害化及び資源化技術の開発
アルミドロス残灰現状管理型処分場

アルミニウム製造工程時に発生する残渣

水熱反応

環境へのエミッション低減技術・再資源化技術開発

無害化 窒素、塩素、弗素分除去
アップグレードリサイクル

再資源化促進最終処分量削減

鉄鋼用造滓剤（蛍石）の代替物
昇熱材、改質材など○窒化アルミニウムの処理方法、および窒化アルミニウムの処理装置等 特開2002-322519○アルミニウムドロス残灰の処理装置

Development of the aluminum dross residual ash detoxification and recycling technology

At present

Aluminum dross residual ash
The residual substance which occurs inaluminum process of manufacturehydrothermal reaction

Detoxification

control type disposal ground

Emission reduction technology to environment
Development of the recycling technology

eliminated for nitrogen, chlorine, fluorine

Upgrading recycling
Recycling promotion

Quantity of last disposal reduction

substitute of slag-making agent for iron and steel (fluorite)

heat acceleration materials , reforming materials , etc.
○Processors of a processing method of the aluminum nitride and the aluminum nitride Patent publication 2002-322519○Processor of the aluminum dross residual ash既存廃水処理プロセスの背景と課題【課題１】
処理廃水の増加【背景】○埋め立て処分場の確保が困難○第五次水質総量規制○リン資源の枯渇○様々な余剰汚泥可溶化技術【課題３】
処理水質の改善

廃水
嫌気槽

処理水沈殿槽

好気槽

返送汚泥

余剰汚泥
処理水質の改善と余剰汚泥の削減の要望
矛盾した要求が存在

排出

【課題２】
余剰汚泥の削減

Existing waste water treatment process’s background and problems【Background】○It’s difficult to get landfill disposal plants.
○The fifth water use regulation○Exhaustion of phosphorus resources○Various solubilized surplus sludge of technology【Problem1】【Problem3】

Increasing waste water

Improving the quality of treated water

Effluent

Settling tank

Anaerobic tank

Aerobic tank

Treatedwater

Returned sludge
Surplus sludge
Requests for improving the quality of treated water and Discharging 【Problem2】
decreasing surplus sludge
Decreasing surplus sludge
Existing contradictory requests

次世代型廃水処理プロセスの提案
硝化液循環

嫌気槽

無酸素槽

沈殿槽

好気槽

処理水

返送汚泥

高温高圧水
反応槽

余剰汚泥

排 出

有価物およびリン資源回収
廃水

次世代型廃水処理プロセス（リン資源回収工場）の概念図【特徴】
１）プロセス全体のエネルギー評価、
３）有価物およびリン資源回収、

２）余剰汚泥排出量の削減
４）廃水処理性能の向上

Suggestion of The Next Generation Wastewater Treatment Process
Cycle of the nitrified wastewater
anaerobictank

sedimentation tankoxygen-free tankaerobic tank

Processwater

Returning sludge

High temperature andhigh pressure water
reaction tank

Valuables and phosphorus
resource recovery

Excess sludge

Discharge
Wastewater

Schematic Chart of The Next Generation Wastewater Treatment Process（Phosphorus Resource Recovery Plant）【Characteristic】
１）Evaluate energy of the whole process,２）Reduce excess sludge discharge,
３）Recover valuables and phosphorus resource, ４）Improve the wastewater treatment performance