Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
まり、この過程は通常のラジカル重合の逆反応とも言える過程である。さらに、裁断化さ

れた小分子は空気中の酸素と反応し、完全燃焼して、 $ H_{2}O $ と $ CO_{2} $ になる。つまり、分解プロセスは、①熱活性による大量の正孔生成、②ラジカル開裂による巨大分子のフラグメント化、そして③小分子の完全燃焼と言う3つの過程から構成される。この分解反応は、PCが所定の温度に到達していれば、一瞬にして起こる反応であり、この分解時間は数十ミリ秒と考えられる。以上のようにポリマーは小分子化され、完全燃焼する訳であるから、ポリマーの反応熱は100%熱エネルギーとして回収される。さらに、本システムは分子量の大きなポリマーを完全分解できる能力を有するので、当然のことながら小分子である VOC、ディーゼル排気ガス、タバコ煙の浄化、脱臭にも利用することが出来る。

## A4 分解反応が継続的に進行する条件

上述の TASC 技術の理論的な説明より、ポリマーの完全分解は、熱励起による大量の正孔生成が反応のトリガーとなり、これに付随するラジカル開裂や裁断化された分子の完全燃焼を合わせた3段階プロセスである。ここでは、分解反応の継続性について考えてみたい。TASC分解では正電荷をもつ正孔は価電子帯で起こる酸化反応で消費される。これに対し、伝導帯に励起された同数の電子はどのように消費されているかが継続性の鍵となる。正孔が消滅し、電子のみが残存することになれば、反応系の「電気的中性の原理」が確保されないので、反応は止まる。一般的な議論として、半導体電極の反応系では、価電子帯では正孔による酸化反応がおこり、伝導帯では電子による還元反応がおこる。この酸
化還元反応が同時に進行する場合に電気的中性が確保され、反応が継続的に起こるとされ

ている。TASC プロセスでは、半導体表面で空気中の $ O_{2} $ 分子が伝導帯に励起された電子に

より逐次還元され、 $ O_{2}^{-} $ （アニオン・ラジカル）として表面に吸着していると考えられる

$ \left[\mathrm{O}_{2}\left(\mathrm{gas}\right)+\mathrm{e}^{-}\rightarrow\mathrm{O}_{2}^{-}\left(\mathrm{ads}\right)\right] $ 。このアニオン・ラジカルについてはESRで詳しく検討されている。 $ ^{A3)} $

## 参考文献

A1) J. Mizuguchi, “Titanium dioxide as a combustion-assisting agent”, J. Electrochem. Soc., vol. 148, No. 11, 2001, pp. J55–J58.

A2) J. Mizuguchi and T. Shinbara, “Disposal of used optical disks utilizing thermally-excited holes in titanium dioxide at high temperatures: A complete decomposition of polycarbonate”, J. Appl. Phys., vol. 96, No. 6, 2004, pp. 3514–3519.

A3) T. Shinbara, T. Makino, K. Matsumoto and J. Mizuguchi, “Complete decomposition of polymers by means of thermally generated holes at high temperatures in titanium dioxide and its decomposition mechanism” J. Appl. Phys., vol. 98, No. 4, 2005, pp. 0449091–5.

A4) T. Makino, K. Matsumoto, T. Ebara, T. Mine, T. Ohtsuka and J. Mizuguchi, “Complete decomposition of benzene, toluene and particulate matter (PM) contained in the exhaust of diesel engines by means of thermally-excited holes in titanium dioxide at high temperatures”, Jpn. J. Appl. Phys., vol. 46, No. 9A, 2007, pp. 6037-6042.

A5) C. Kittel, “Introduction to Solid State Physics” (8th Edition), John Wiley & Sons, New York, 2005,

Chap. 8.
### 3. FRP の完全分解とリサイクル

### 3.1 炭素繊維 FRP の回収と回収繊維のキャラクタリゼーション¹

FRP から強化繊維を回収し、リサイクルするためには分解システムはシンプルで採算が取れるものでなければならない。この目的のために我々が考案したのが、先に2.1節で述べた触媒担持ハニカム上にFRP板を載せる、あるいはFRP板を2枚のハニカム板で挟み、TASC処理する方法である。任意形状のFRPに対しては、 $ Cr_{2}O_{3} $ の薄膜を塗布するだけでも十分である。2.1節の図1に示す $ Cr_{2}O_{3} $ 担持ハニカムを用いた前者の例を説明する。ハニカムの上にFRP基板（マトリックス：エポキシ樹脂）を載せ、さらにもう1枚のハニカムでFRP基板を挟む。これを2.1節の図2に示す電気炉内で熱処理すればFRPの分解は進行する。処理条件は空気中、400℃、10分で、これは炭素繊維が450℃で空気中の酸素と反応して $ CO_{2} $ となるのを避けるためである。

(a) before

(b) after

図１　(a) CFRP の処理前　(b) 処理後に回収された炭素繊維の織布
図１は TASC 処理前後における炭素繊維 FRP（CFRP）の写真を示す。エポキシ成分は水と炭酸ガスに完全分解され、炭素繊維の織布がほぼ原形の形で回収されていることが分かる。同様に、グラス繊維 FRP（GFRP）の場合も無傷のガラス繊維の織布が回収される（図２）。詳細は参考文献１）を参照されたい。

(a) before

(b) after

図 2 (a) GFRP の処理前 (b) 処理後に回収されたガラス繊維の織布

以下に、市販の炭素繊維（バージン試料）と、TASC法で回収された炭素繊維の諸特性を対比させて示す。図3はTASC処理前の炭素繊維と回収繊維のSEM像（scanning electron microscope像）である。両者には外見上は全く差異が認められない。
図３　炭素繊維の SEM 写真：(a)処理前 (b)処理後

図4 に CFRP の TASC 処理前後のラマン・スペクトルを示す。1600 cm^{-1} 近傍のピーク（G バンド）はグラファイト構造に帰属されるのに対し、1350 cm^{-1} の散乱ピーク（D バンド）は炭素繊維が非晶質、あるいはダイヤモンド構造を含むときに出現すると言われている。 $ ^{2)} $ TASC 処理前後のラマン・スペクトルには大きな変化は認められない。

図４ 炭素繊維のラマン・スペクトル：(a)処理前 (b)処理後
図 5 は CFRP の TASC 処理前後の X 線回折ダイアグラムを示したもので、回折ピークは何れもグラフアイト構造に帰属される。ここでも TASC 処理前後の回折パターンに有意差はない。

図 5 炭素繊維のX線回折ダイアグラム: (a) 処理前 (b) 処理後

しかし、図6に示す熱重量分析では TASC 処理前後の差異がはっきりと認められる。図6(a)の処理前の試料では300℃近傍で約1.3%の重量損失が観測され、熱流束にも吸熱ピークが現れている。これに対し、処理後の試料[図6(b)]では、この温度領域で全く重量損失を示さない。この重量損失は以下の項で述べるサイジング剤の離脱に起因するものである。
(b)

Fig. 6 炭素繊維の TGA/DTA 特性：(a) TASC 処理前 (b) TASC 処理後

TASC 処理に伴う更なる変化は XPS（X-ray Photoelectron Spectroscopy）スペクトルにも認められる。XPS 分析は試料表面から約 50Å の深さに存在する原子の内殻原子の結合エネルギーの情報を提供する。図 7(a)、7(b) はそれぞれ TASC 処理前後における C1s と O1s のスペクトルである。C1s と O1s の結合エネルギーは共に変化し、炭素と酸素原子の環境に変化が生じていることが分かる。ここで、C1s は炭素繊維の炭素原子に由来する。これに対し、O1s の起源は炭素繊維の表面に吸着している酸素分子（O₂⁻など）や（下記、図 8 で示す）炭素繊維の表面修飾（-COOH、-OH など）に起因すると考えられる。上述の C1s と O1s の結合エネルギーの変化は、炭素繊維に吸着していた酸素原子の離脱が原因と思われ
る。しかし、ここで注目すべき点は、O1sピークが（酸素離脱が完了している）500℃でも残存していることである。

(c)

Fig. 7 XPS スペクトル : (a) TASC 処理前後の C1s(b) TASC 処理前後の O1s (c) TASC 処理前の O1s の温度変化
図 7(c)は炭素繊維（バージン試料）の O1s 温度変化である。XPS は超高真空下での測定であるので、酸素が存在する TASC 処理とは少し状況が異なるが、ここでも温度上昇に伴い O1s ピークの結合エネルギーが変化し、強度が減少している。しかし、500℃でも O1s ピークは依然として残存している。これらの結果から、残留 O1s ピークは炭素繊維の表面修飾成分に帰属され、TASC 処理後でも表面修飾は残っていることを示唆している。

上述の回収した炭素繊維のキャラクタリゼーションに続き、再生した炭素繊維を用いたFRPの強度について以下の考察を行った。図8に炭素繊維の表面修飾とサイジング剤のイメージ図を示す。

Fig. 8 表面修飾とサイジング剤（イメージ図）

炭素繊維の表面には、繊維とポリマー母体（ここではエポキシ樹脂）との相溶性を向上させる為に、通常、-COOH, -OH, -CHO 等の表面修飾が行われている。また、表面の官能基とマトリックス・ポリマーの仲立ちをするサイジング剤（糊剤）が炭素繊維の表面にコーティングされている。サイジング剤は炭素繊維の製造メーカーの know-how とされてい
るが、一般に低分子のエポキシポリマーが用いられることが多いようである。3.1 節で述べた熱重量分析の結果から、TASC処理によりサイジング剤も分解除去されていることが分かった。さらに、前節のXPSの結果からは、表面修飾はTASC処理後も残っていると結論された。これらの2点を踏まえ、再生した炭素繊維を用いたFRPの力学的特性を見てみよう。

上述の表面修飾ならびにサイジング剤の効果は FRP の機械的強度に顕著に影響する。筆

者等はこれ以外の因子としてアニール効果が重要と考えた。アニール効果とは TASC 処理

の昇温と降温プロセスのことである。通常のガラス細工のアニール処理からも示唆される

ように、ガラス細工後はゆっくりとアニールをしなければ内部には歪みが残り、室温に戻

ると簡単に割れてしまう。つまり、機械的強度にはアニール効果が直接的に関与している

典型的な例である。ガラス繊維や炭素繊維の場合にも同様な配慮が必要である。

FRP の力学的特性は 3 点曲げテストで評価した。まず、市販の（サイジング剤処理が施

されている）炭素繊維を $ 500^{\circ} $ C、15 分間の熱処理を施し、“自然放冷”した。この繊維を用

いて作製した FRP の曲げ強度は、(バージン炭素繊維を使った)標準 FRP よりも約 30%低い

ことが分かった。強度の低下は（アニールの効果も多少考えられるが）主として約 $ 300\;^{\circ}C $

で除去されるサイジング剤に起因すると見ることができる。次に、先と同様に、市販の炭

素繊維に $ 500^{\circ} $ C、15 分間の熱処理を施し、急冷回収（電気炉の扉を開けて放置）した。“急

冷炭素繊維”と“徐冷ファイバー”を用いて FRP を調製し、曲げ強度の比較を行った。この
結果、急冷回収した繊維では“自然放冷”試料より曲げ強度が10%低かった。これは明らかにアニール効果と考えることができる。

FRP のマトリックス樹脂の主剤をサイジング剤と見立て、これをアセトンで希釈してサ

イジング溶液とした。標準の FRP を TASC 処理し、その後“自然放冷”した炭素繊維にサイ

ジング剤をディップ・コーティングした。この繊維を使った FRP の曲げ強度は一挙に約

30%も向上し、標準 FRP の約 90%の値を示した。

以上の結果から、再生 FRP の曲げ強度には、サイジング剤ばかりでなくアニール効果も重要因子であり、これらを最適化することにより、更なる強度の向上が見込まれることが明らかになった。

### 3.2 FRP の部分修復 $ ^{3)} $

FRP は軽量で強靭な性質を有する為、FRP の部分損傷の修復は一般に困難とされている。 $ ^{4)} $ ここでは FRP のリサイクルの一環として、FRP の部分修復を紹介する。現行のスカーフ法と呼ばれる修復法は、損傷部をグラインダーで削り取り、損傷箇所にプリプレグ（prepreg）と共に接着テープで補強するものである。 $ ^{4)} $ 仕上がりは美しいが、FRP の心臓部ともいえる強化繊維を切断する為、機械的な強度の低下は免れない。筆者等は TASC 法を用いた強化繊維を切断しない修復方法を提案している。 $ ^{3)} $
TASC 法による修復のポイントは、損傷箇所に半導体分散膜を塗布し、修復部を部分的に加熱してポリマー母体のみを除去することである。この手法ではポリマーのみを除去するので、強化繊維は無傷のまま残る。

図9に TASC 法による修復過程を示す。

図 9 TASC 法による FRP の部分修復工程

加熱方法としては楕円ミラーが付いた赤外線ランプを使用している。まず、損傷箇所に半導体粉末の分散液を5-10μmの厚みでスプレー塗布する。次に、赤外線ランプで損傷部を集中加熱して、損傷部のポリマー母体を除去し、強化繊維を露出させる。最終工程はレジンの再充填である。
図 10 TASC 法によるポリマー母体の除去装置

図 10 に実験装置の概略図を示す。CFRP（エポキシ樹脂）の損傷部に酸化チタン分散膜を 7 μm 程度塗布し、Al のマスクを通して楕円ミラー付の赤外線ランプで加熱する。Al のマスクは加熱部と非加熱部の境界を際立たせる為で必ずしも必要ではない。7-10V 程度の電圧を印加して修復箇所を加熱走査し、ポリマー母体を除去した。図 11(a) の中央部は酸化チタン存在下で加熱し、ポリマー母体を除去した部分を表す。図 11(b) は除去部の拡大図である。ポリマー母体が完全に除去され、強化繊維が露出している様子が分かる。

(a)

(b)

図 11 TASC 法によるポリマー母体の除去部位：（a）除去部（中央部）と未除去部

(b) 除去部の拡大図
以上、新規な部分修復法の概略を述べた。広面積の修復の場合にもランプ等を X-Y 方向に走査することにより、拡張することが容易である。また、熱源として、レーザーやフレーム、ロッド・ヒーター等も使用することが出来る。

## 参考文献

1) J. Mizuguchi, Y. Tsukada, and H. Takahashi, “Recovery and characterization of reinforcing fibers from fiber reinforced plastics by thermal activation of oxide semiconductors”, Mater. Trans., vol. 54, No. 3, 2013, pp. 384-391.

2) M. Endo, C. Kim, T. Karaki, T. Kasai, M. J. Mathews, S. D. M. Brown, M. S. Dresselhaus, T. Tamaki, and Y. Nishimura, “Structural characterization of milled mesophase pitch-based carbon fibers”, Carbon, vol. 36, No. 11, 1998, pp. 1633-1641.

3) Y. Tsukada, Y. Suzuki, H. Takahashi, and J. Mizuguchi, “A novel repair method of carbon fiber reinforced plastics with reinforcing fibers intact”, Mater. Trans., vol. 54, No. 10, 2013, pp. 2059-2063.

4) L. C. Dorworth, G. L. Gardiner, and G. M. Mellema: Essentials of Advanced Composite Fabrication & Repair (Aviation Supplies & Academics, 2010).
### 4. FRP 連続分解装置

### 4.1 試作機

#### 4.1.1 試作機：バッチ型トンネル炉とゴンドラ型分解装置

連続分解装置への構想については3.1節で述べた。この構想を踏まえ、トンネル型とゴンドラ型の2機種を試作した。トンネル型とは、FRP導入、分解処理、ならびに強化繊維の回収を1つの流れで自動的に行うものである。これに対して、ゴンドラ型は電気炉、VOC処理装置等を1つの架台上に設置し、FRPを分解する。この架台がゴンドラ・ユニットとなり、作業場の中を回転し、ゴンドラが一巡する間に分解処理を完了する。そして作業者はFRPの搬入、強化繊維の搬出を行う。

トンネル型の仕様（ヒーター：1kW）を図12,13に示す。図14、15は試作したトンネル型装置の前面と裏面の写真である。

## トンネル型FRP分解装置

## 電気炉

1. 電気炉の間口: 100×100 mm

2. 奥行き: 220 mm

3. 空気導入口: 20 mm

4. 空気導入量: 0.1-0.2 m³/min

5. 排気流量: 0.1-0.2 m³/min

6. 排気口の外径: 25 mm

7. 内張り: Cr₂O₃ 担持ハニカム(10 mm)

図12 分解装置の構成と動作タイミング

その他

VOC分解装置(65 ℉): 1 m³/minで90%除去

レール: 炉内への進入なし(トレイの搬入、搬出のみ)

チェーン: 10 mm/sec

チェーン: ガス噴出口の形状

電気炉: 山田電機のマッフル炉 120型を改造

図 13 分解装置の仕様
FRP連続分解装置(トンネル型)

図 14 分解装置の正面写真

図 15 分解装置の裏面写真

試作機の横幅は2.3m、奥行きが1mである。図14の中央には予め300℃に加熱された電気炉があり、この左右には扉がある。また、炉の下にはコンプレッサーがあり、炉内に空気を導入する。排出VOCガスのパイプが電気炉の上部に設置されている。FRPの分解手順を示す。FRPの入ったトレイはレール上を走行し、炉の入口まで搬送される。炉の左側の扉が開き、トレイは炉内に導かれ、その後、扉は閉じ、炉内は500℃に加熱される。500℃、約10-15分保持される。FRPの分解が完了すると、炉内温度は300℃に下げられ、その後、出口の扉が開き、回収強化繊維が炉から搬出され、扉は閉まる。これが1サイクルである。装置の背面（図15）には（「半導体の熱活性」を利用した）VOC浄化装置が設けられ、ここで未分解のVOCは完全分解され、 $ H_{2}O $ と $ CO_{2} $ になる。本装置は期待通りに全く問題なく完璧に稼動した。

本試作機は今後の実装機の設計に必要な基礎データを収集するためである。つまり、連続分解装置の構想をまず具現化し、浮上する問題点の解決を図るものである。電気炉を500℃に所定時間保持することは、実装トンネル炉の均一温度部の長さを決める指標である。
ゴンドラ型の仕様（ヒーター：1kW）と試作機を図16、17に示す。

## ゴンドラ型のFRP連続分解装置

図 16 ゴンドラ型装置の仕様

図 17 ゴンドラ型装置の概観

FRP の分解は図 28 の中央部の電気炉で行い、未分解の VOC は炉の上部に位置する VOC 分解装置で処理される。電気炉内の様子を示したのが図 18 で、正面には $ Cr_{2}O_{3} $ 半導体を担持したハニカム（緑色）が置かれ、この背面から空気が導入される。トレイに入れた FRP は炉内で分解され、分解ガスは炉の上部におかれたハニカムで処理され、外部の本格的な浄化装置に導かれる。ゴンドラ装置は非常に簡便なもので、FRP の処理量が少ない時の処理、あるいは分解実験を気軽に行えるので用途は広い。本装置も期待通りに全く問題なく完璧に稼動した。

$ Cr_{2}O_{3} $ を担持したハニカムの裏側から空気を導入
図 18 電気炉内に置かれた触媒担持ハニカム

#### 4.1.2 本格的な FRP のトンネル型連続分解装置の製作

実装使用に耐える本格的なトンネル型装置を目指して、実装機を試作した。装置の製作は電気炉の大手である（株）高砂工業（岐阜県土岐市）と共同開発を行い、図19（概念図）と図（実機）に示すFRPのトンネル型連続分解装置を完成させた。仕様を以下に示す。

電気炉：ローラー・キルン方式（ヒーター：35kW）

炉寸法：炉体全長 3500 mm

炉内幅 250 mm

製品有効幅 150 mm

炉内有効高さ 200 mm

電源：動力 200V 3 $ \phi $ 60Hz

制御回路 100V 1 $ \phi $ 60Hz

搬送速度（可变）：70-130 mm/min

トレーす法：150×1000×20 mm

温度範囲：300-600 ℃

図 19 トンネル炉の概念図

図20 トンネル炉の実機
本装置で TASC 処理前の 2 種類 CFRP を図 21 に示す。右側の CFRP 試料は内部歪みのために反り返っている。この試料を処理した結果を図 22 に示す。本装置は（株）高砂工業の敷地内に置かれている。

処理前の2種類のFRP板

図 21 処理前の 2 種類の CFRP 板

処理後のカーボン・ファイバーの織布

図 22 処理後の CFRP（左図の右側試料）

本装置の完成により、今後は顧客の要望にも対処できる実装的な FRP のトンネル型連続分解装置が完成した。この実験のように、FRP の処理量が少ない時には、FRP の分解ならびに強化繊維の回収は問題なく行われていた。しかし、FRP を搬送するトレイ（幅150mm、長さ1000mm）に大量に FRP を搭載すると、炉内で酸素不足が発生し、スムーズな完全燃焼が達成出来ないことが分かってきた。また、時には発火して、煤を出すことも判明した。

#### 4.1.3 トンネル型 FRP 分解装置の問題点と装置の改造 (I)

上記の問題点を解決する方法として、熱回収で排ガス（可燃ガス）を入口に戻すシステムの途中に VOC 浄化装置を入れ、排ガスを浄化し、クリーンなガスとすること、さらに酸素不足を補うため新鮮が空気（fresh air）を炉内に大量に導入することにした。図 23 に TASC 機能をもった VOC 浄化装置とフレッシュ・エア導入路を示す。
図 23 VOC 浄化装置を組み込んだトンネル型 FRP 分解装置

VOC 净化装置の設置と空気の大幅な導入により、炉内で発火する頻度も下がり、煤の発生も大幅に減少した。しかし、新たな問題点も浮上した。電気炉は開放型のトンネル構造を取っている為、VOC 净化装置に吸引される排ガス量が極度に低いこと、さらに排熱回収パスが長い為、（断熱材を十分に巻いても）入口に戻されるガス温度は400℃から一挙に60℃程度まで低下することが分かった。これらの問題点は、半自動化方式（図14）、ならびにバッチ方式（図17）ならびにでは全く認められていないので、これらの方式をモデルとした改善策を検討した。

#### 4.1.4 トンネル型 FRP 分解装置の問題点と装置の改造（II）

図 14、ならびに図 17 に示したバッチ型トンネル炉とゴンドラ型分解装置はともに閉鎖型の電気炉であるが、図 23 のトンネル型装置は開放システムである。閉鎖炉の場合には、炉内の温度の一様性が良く、また温度と導入する空気量を独立に制御することが可能である。これに対し、開放型のトンネル炉では、これらの因子が独立ではないために、FRP サ
ンプルが炉内を走行中に、様々に変化する。特に、フレッシュ・エアを大量に導くと、炉内温度が下がり、発熱体のパワーが上がり、熱輻射（温度の4乗に比例：Stefan-Boltzmann の法則）による試料表面の温度が高くなり、発火の原因となる。

そこで、開放型の炉内で、FRP 試料の環境が閉鎖炉的になるような手段として、走行方向に、FRP 試料を挟むように衝立（図 24）を設け、さらに FRP の分解に伴う排煙を上部に新たに設けた排気吸引パイプで吸い上げ、外部の VOC 浄化装置で浄化するシステム（図 25）を考案した。

図 24 閉鎖炉に近い試料環境をイメージした炉内構造

図 25 VOC 浄化装置と排煙吸引パイプを装備したトンネル炉
改造後のテストでは、最大の問題であった発火は止められ、主たる問題点は解決された。さらに、FRP 試料全体を触媒担持ハニカムのブロックで囲うことも有効であることが分かった。

### 4.2 FRP リサイクル・コストの見積もり

#### 4.2.1 従来技術によるコスト

ジャパン・フジ・リサイクルセンターにて行われている廃 FRP 製品処理の流れ:

一次粉碎器で粉砕→貯留→計量器で計量→二次粉碎器で粉砕→一時貯蓄→排出→セメント原料として出荷。
以上が廃プラスチック製品廃棄処理と混合して行われている。FRPと廃プラスチックを合わせて、月600トン近い量が処理されている。

一次粉碎機・磁力識別機

熱量調整用計量器

二次破碎機

処理能力は一次破砕機 32t/日

二次破砕機 20t/日である。

http://www.fujita-rc.co.jp/

FRP と廃プラスチックの処理比は不明であるが、廃 FRP 製品の発生量は廃プラスチックの発生量に比べて圧倒的に少ないことから、FRP の処理割合は小さいと思われる。FRP は固くて粉砕しにくいため、FRP だけを処理した場合には処理能力は上記より大幅に低下すると考えられる。

http://www.jrps.or.jp/frpcenter/st1_genjyou.html
廃プラスチックの年間排出量は1000万トン以上である。

http://www.meti.go.jp/policy/recycle/main/data/research/h16fy/160629-1_drmi_2.pdf

#### 4.2.2 TASC 技術によるコスト

FRP 連続処理装置による処理の流れ：

搬入口から搬入→100 mm/min の一定速度で処理炉内を進行→搬出口からガラスファイバ

一またはカーボンファイバーのみを回収→再使用のために出荷

処理量の見積もり：

30 cm x 30 cm の断面積の炉に FRP を搬入し、搬送速度 100 mm/min で搬送し, FRP の密

度を $ 1.5 \, g/cm^{3} $ とすると、一時間当たりの処理量は $ 30 \times 30 \times 10 \times 60 \times 1.5 = 8.1 \times 105 \, g = 0.81 \, t $ とな

る。一日 10 H 稼働させれば、8 t/日となる。これは FRP のみを処理した場合の従来処理能

力を上回ると見積もられる。しかも、回収されるガラスファイバーまたはカーボンファイ

バーは元の特性からほとんど劣化していないことが確認されているので、再使用の価値が

高く、セメント原料として使われる従来処理法に対して、はるかに高額で販売することが

できる。これを処理のための費用から差し引いて処理コストを算出すれば、TASC法によ

る処理コストは従来法による処理コストを十分下回ることができる。また、従来法による

処理装置は粉砕器を２台使用していて、粉砕器のブレードは固いFRPを粉砕するために寿

命が短くランニングコストが高くなる。これに対して TASC 法による FRP 処理装置は

500℃までしか昇温しない炉であるため、長寿命であり、ランニングコストは低く抑えられ

る。これらを総合して、TASC 法による FRP 処理の優位性が明らかである。
### 5. VOC 浄化装置の開発

### 5.1 VOC 浄化装置の必要性と抜本的な改良

半導体の熱活性技術による FRP の分解は、基本的には巨大分子を小分子し、完全燃焼するものである。従って、裁断化された小分子の完全燃焼には十分な酸素（空気）が必要となる。FRP の処理量が増えるに伴い、電気炉内に供給される空気の量が不足し、酸素が欠乏気味になる。このような状態では分子量が 100 番以下の VOC フラグメントが生成する。従って、電気炉を出た VOC ガスを外部に設けた VOC 浄化装置で完全分解することが必要である（図 1）。

図１ FRP 分解装置と VOC 分解装置を結合させた複合機

これまでに我々が開発した VOC 処理装置は図 2 に示すようなものである。 $ Cr_{2}O_{3} $ を担持したハニカム（緑色）を上下に位置する発熱体で一様に加熱し、積層する方式であった。ハニカムをサンドイッチする構造はハニカムを効率的に加熱する意味では理想的な装置であった。しかし、加熱ヒーターは上下のハニカムを加熱するばかりでなく、熱が横方向に散逸する分率が高いことが明らかになった。さらに、ハニカムとヒーターの積層距離も長く、また壁からガスの漏洩を防ぐために特殊な加工が施されていた為、VOC 浄化装置（大きさ：300×300×600 mm）も大きくなり、重量も 30kg 程あった。
図２ 既存の TASC 型 VOC 浄化装置

図３ ヒーター埋め込み型ユニット

そこで我々は図3に示すように、触媒を担持したハニカムにM字型ヒーターを埋め込む溝を掘り、ヒーターを埋設することを考案した。本ユニットを8段積層し、水平に並べたMT-130-200を完成させた（図4）。新規な装置は従来品に比べ、大きさ、重量は1/10、消費電力は一挙に1/3まで低下した。

図 4 MT-130-200: (a) 構成図 (b) 実機

しかし、現実問題として、図3に示した溝付の$\mathrm{Cr}_{2}\mathrm{O}_{3}$ 担持ハニカムの作製方法とそのコストが大きな問題であった。フライス等で溝加工をすることは手間もかかり、装置にセラ
ミックの破片が飛ぶこと、さらに、コスト高になることは避けられなかった。そこで、我々は図4に示すセラミック・フォームの作製工程を具に検討した。思考錯誤の結果、電気メスで溝を掘り込みことを思いついた。図5はNi-Crヒーターを装着した電気メスと、これを用いて作製した溝付スポンジである。この溝付スポンジを製造業者に送付し、安価な溝付セラミック・フォームを完成させることができた。この手法はコロンブスの卵的なものであるが、VOC浄化装置の小型化、高性能化、低価格化の鍵となる基幹技術となった。

図４ セラミック・フォームの作製工程 図５ 電気メスで溝を調製

### 5.2 VOC 浄化装置のスケール・アップ

さらなるスケール・アップとして、200V/500W のヒーターを装備した後継機も製作した。また、FRP 分解装置の大型化にも対処する為に、触媒担持ハニカムを 14 段とした、図6 のダックスフント型（Dachshund: MT-130-200-200；ヒーター：200V/500W）も開発した。
## Flue-gas elimination system: WS-300-300

図 6 MT-130-200-200 の構成図（左）と実機（右）

これに加えて、ハニカムの大きさを $ 300 \times 300 \times 50 \, mm $ の中に、200V/1000W あるいは 200V/1400W を組み込み（図 7）、大型の VOC 浄化装置を完成させた（図 8）。これにより、大量の FRP 処理にも十分に対処できる一連の VOC 浄化装置が出来上がり、FRP 連続装置を組み合わせて使用できる体制が整った。

Heater: 1kW Honeycomb size: $ 300 \times 300 \times 50 $ mm Honeycomb substrate: solid solution of $ Al_{2}O_{3} $ , $ SiO_{2} $ , and MgO

図 7 WS-300-300 : $ Cr_{2}O_{3} $ 担持前後（左：右）
図 8 WS-300-300 の完成図

### 5.3 VOC 浄化装置のエネルギー収支：ベンゼンの例

TASC 法は大きな分子をラジカル開裂により、小分子化し、酸素と反応させて完全燃焼する方法である。まず、半導体を $ 500^{\circ}C $ に加熱し、被分解分子を $ H_{2}O $ と $ CO_{2} $ に分解に要するエネルギーを計算する。次に、分解に伴う反応熱を計算し、このエネルギーで TASC 分解が賄えるか（i.e. 自燃できるか）を検討する。

1. 2 m³/min（2/60 m³/s）の空気を 20 から 500 度に加熱するのに要するエネルギー

空位の比重 : 1.164 kg/m³

空気の比熱：0.242 cal/g = 0.242×4.185×1000 J/kg

エネルギー＝（2/60）×1.164×0.242×4.185×1000×（500-20）=18.86×103 J/s=18.86 kJ/s
故に、18.86 kW

熱交換器の使用により、60%の熱回収が出来るとすると $ 18.86 \times 0.4 = 7.5 kW $ が加熱

エネルギーである。

### 2. 反応熱の計算

ベンゼンの例：

$$ \mathrm{C_{6}H_{6}\ (g)+~(15/2)\ O_{2}\ (g)=6CO_{2}\ (g)+3H_{2}O\ (g)} $$

Delta H = -789 kcal/mol （マイナスは発熱）

2000 ppm（0.2%）のベンゼン

1 モルの気体は 22.4 リットル

ベンゼンの体積= $ (2/60) $ x $ (0.2/100) $ x1000=0.07 l/s

$$ 0.07/22.4=3\times10^{-3} $$

$$ 789\ kcal/mol=789\times4.185\ kJ/mol $$

エネルギー＝3×10-3×789×4.185＝9.8 kJ/s

故に、反応熱は $ 9.8 \, kW $

以上の計算より、熱回収効率が60％とすると、VOCの加熱電力は7.5 kWが必要であ

る。これに対し、熱損失が無いとする計算では2000ppmのベンゼンの反応熱から9.8kW
が回収される。従って、断熱効率その他に工夫を凝らせば、触媒システムは（外からの電力の投入無しに）反応熱で連続運転が出来ることになる。つまり、“自燃”が可能ということを示している。

### 5.4 VOC 浄化装置の SV 値

“MT-200-200-130 型 VOC 浄化装置/熱風発生機”複合機の分解効率

## 要約

MT-200-200-130 型 VOC 净化装置（AUPAC 大連に納品）に熱風発生機を結合させた複合装置で、THF（テトラヒドロフラン）の分解効率を測定した。熱風発生機の最大設定温度の350℃であっても、VOC 净化装置の入口では約100℃下がり、250℃程度であった。この条件で、VOC 净化装置の温度を500℃とし、濃度300ppmCのTHF 室温流量3m³/min（500℃では熱膨張のため約2倍の6m³/min）で導入したところ96%の分解率を達成した。また、室温流量4m³/min（500℃では熱膨張のため約2倍の8m³/min）の条件では、93%の分解率が得られた。

#### 5.4.1 実験

### 1. 装置の配置図

八光電機から熱風発生機（HAP2102F）を購入したので、THF（テトラヒドロフラン）溶剂を用いた定量的な実験を実施した（図9）。THF濃度は約300-450ppmCとした。
VOC净化装置

MT-200-200-130

図 9 実験装置：奥が VOC 浄化装置、手前が熱風発生機

図9 に示すように、熱風発生機（設定温度：350℃）で加熱された THF を VOC 浄化装置（MT-200-200-130）に導いた。Al パイプを断熱材で巻き、保温した。温度の測定点は VOC 浄化装置の入口（熱電対 I）、6 段のヒーターの後ろに設置された熱電対 II、さらに 12 段のヒーターの後ろに設置されて熱電対 III の 3 点である。

THF を $ 150 \times 150 \times 50 \, mm $ のバットの一面に張り、室温で気化したガスを捕集した（図10：但し、この図では吸引はパイプがボックスの中に入っていない！）
ボックス内で約300ppmCのTHF(テトラヒドロフラン)を発生

図10 ボックス内で THF を気化させた

#### 5.4.2 実験結果

1. 冷風流量 $ 3 \, m^{3}/min $ （ $ 500^{\circ}C $ では約 2 倍の $ 6 \, m^{3}/min $ ）

装置入口温度（熱電対I）：253℃

熱電対Ⅱ：500℃ (THF導入後は536℃まで上昇)

熱電対 III：405℃ (THF 導入後は 440℃ まで上昇)

THF 濃度 : 458ppmC

分解率：约 96% SV=33.000

2. 冷風流量 $ 4m^{3}/min $ （ $ 500^{\circ}C $ では約 2 倍の $ 8m^{3}/min $ ）

装置入口温度（熱電対Ⅰ）：242℃

熱電対Ⅱ：495℃ (THF導入後は518℃まで上昇)

熱電対 III：340℃ (THF 導入後は 361℃ まで上昇)
THF 濃度：322ppmC

分解率：约 93% SV=44.000

## 結論

熱風発生機を $ 350^{\circ} $ C に設定し、（Al パイプを保温しても）VOC 浄化装置の入口温度は

250℃程度である。

- 冷風流量 $ 3 \, m^{3}/min $ （ $ 500^{\circ}C $ では約 2 倍の $ 6 \, m^{3}/min $ ）：分解率：約 96% SV=33.000

- 冷風流量 $ 4 \, m^{3}/min $ （ $ 500^{\circ}C $ では約 2 倍の $ 8 \, m^{3}/min $ ）：分解率：約 93% SV=44.000

### 5.5 VOC 浄化装置の実績例

カーボン・ファイバー等の廃棄物が十分に市場に存在しない現状では、（FRP分解処理

装置の潜在的な需要はあるとしても）当該各社の排気物処理装置に対する動きは緩慢であ

る。これに対し、VOC、タール、悪臭、PM等については喫緊の環境問題として動いてい

る。我々の VOC 浄化装置の展開方針は、現状技術では解決できない会社工場内の問題に

対して、我々の装置を有効手段として提供することである。以下の3社が実例である。

#### 5.5.1 グラファイト製造工程におけるタール、悪臭の除去：中型 MT-130-200

神奈川県にある A 社の例：

A 社は炭素粉からグラファイトを製造し、カーボン・ブラシの製造・販売を行っている

大手の会社である。グラファイトの製造工程では大量のタールとクレゾール系の悪臭が発

生し、工場近隣からクレームが寄せられ、操業停止の状態であった。図11の赤楕円線で示
した箇所に MT-130-200 を導入することにより、ミスト状のタールとクレゾール系の悪臭を浄化し、完全に H₂O と CO₂ に分解した。

図11 グラファイト製造工程のトンネル型装置

#### 5.5.2 ポリマーのフレーム融着から発生する排煙：大型 WS-300-300

岐阜県にある B 社の例：

B 社にはスポンジ状のポリマーの表面を炎で熔解し、これに生地を貼り付ける工程がある。この過程で発生する大量の排煙の処理が課題であった。特に、当該のポリマーには“N”成分が含まれるため、排気ガスにはシアン（CN）やNOxの発生が大問題であった。大型のWS-300-300と熱交換器を結合した複合装置（図12）で、排煙を製造現場で一括完全処理を行った。処理後には、シアンもNOxも全く検知されなかった。
図 12 VOC 浄化装置（WS-300-300）を熱交換器と結合した複合装置

#### 5.5.3 セラミックスの製造工程で発生するタールと排煙

## 岐阜県の窯業メーカー（C社）の例：

ファイン・セラミック等の製造工場では、ポリマーをバインダーとして、任意形状の素子を製造している。焼成過程の250-350℃あたりで発生するタール・排煙の処理が課題であった。基本的には図12と同様の装置でタール・排煙の処理を実施した。

### 5.6 モンゴルならびに中国の PM 問題

モンゴルならびに中国の PM（Particulate matter）問題は深刻な問題であり、我々の「半導体の熱活性」（TASC）技術で早期に解決できる問題と考えた。研究課題のプログラム・オフィサーならびに環境省大気局の方々にも相談し、積極的に取り組むことにした。
PM や VOC の問題は、基本的には石炭、石油、薪、廃ポリマー等の不完全燃焼に起因す

るものであり、完全燃焼が達成されれば、熱効率が上がるばかりでなく、PM ならびに

VOC は皆無となる筈である。我々の「半導体の熱活性」（TASC）技術は、燃えにくいよ

うな巨大分子（例えばポリマー）等を TASC 技術により、裁断化し、エチレンやプロパン

のような小分子とし、酸素と反応させて水と二酸化炭素に完全分解する方法である。巨大

分子を半導体で裁断するには、半導体を空気中で $ 350-500\;^{\circ}C $ に加熱する必要がある。しか

し、モンゴルや中国における PM の多くは石炭ストーブや石炭ボイライーから発生してい

る。ストーブやボイラーのように熱源があるような場合には、我々の触媒担持ハニカムを

単にストーブやボイラーの排気口に設置するだけで、十分な効果がある。我々は既に、ポ

リウレタンの残片の焼却炉でも十分な実績があり、ウランバートルや中国の PM 問題を早

期に解決できると考えた。

図 13 は触媒挟持ハニカム（緑色）と日本の伝統的なダルマ・ストーブを示す。触媒挟持

ハニカムをダルマ・ストーブの排気口の下に設置し、排気ガスは加熱されたハニカム内を

強制的に通過させるようにする（図 14）。排煙は水と炭酸ガスに分解され、同時に熱効率

がアップすることが期待される。2014年、2月にモンゴルのウランバートルと中国の大連

を訪れ、ストーブ等を具に観察した。また、ウランバートルでは環境庁大気局長、ウラン

バートル副市長、鉱物省（Ministry of Mining）の次官等を訪問すると共に、モンゴル科学

技術大学でも講演を行った。特に、モンゴルからの我々の TASC 技術に対する期待が大き

く、実地テストの計画が進められている。
PM elimination by plain $ Cr_{2}O_{3} $ -coated honeycombs in potbelly stoves

図 13 触媒挟持ハニカム（緑色）とダルマ・ストーブ

## Arrangement of a $ Cr_{2}O_{3} $ -coated honeycomb in the potbelly stove

図 14 ストーブの煙突の真下（ストーブの最上部）に置かれたハニカム
### 6. TASC 技術の FRP 類似の応用例

### 6.1 ボンド磁石からレアアースの回収 $ ^{1)} $

ボンド磁石は永久磁石粉末をバインダーで固めた磁石であり、所望する形状に加工が可能であること、さらに焼結法が適用出来ない磁性材料（例えば、SmFeN）にも有効とされている。昨今では、NdやSmを使ったレアアース永久磁石（それぞれ、NdFeB、SmFeN） $ ^{1,2} $ は、次世代自動車、大型家電（空調機、洗濯機）、パソコン、自動車、パソコン等に使用され、その需要は年々増加している。一方、日本はレアアースを100%海外に依存し、最大の供給元は中国である。この為、レアアースの供給は政治的にも不安定で、その価格も上昇の一途である。この現状を打破する為には、レアアースの供給元を分散すると共に、国内では廃磁石からレアアースを回収・リサイクルすることが喫緊の課題である。ボンド磁石からレアアースを回収する手法はFRPから強化繊維を回収する技術で容易に達成できると考えた。
図１ 磁性粉の回収プロセス

熱硬化性樹脂（エポキシやフェノール樹脂）をバインダーとする場合には圧縮成型（充填率：97wt%）法が使われる。これに対して、熱可塑性ポリマー[ポリアミド（PA）やポリフェニレン・サルファイド（PPS）]の場合には射出成型（充填率：93wt%）が一般的である。

図１に SmFeN ボンド磁石の回収プロセスの手順を示す。ボンド磁石のマトリックス・ポリマーを分解し、磁性粉を取り出すのが目的であるが、単にポリマーを除去しただけでは磁性粉体を回収できない。つまり、TASC処理により、完全にポリマー成分を除去しても、ボンド磁石は原型を保ち、ハンマーで叩いても壊れないこともある。その原因として、図２に示すように、粒子同士が直接、接触している箇所では軽度に焼結されている事実が挙げられる。

図２ 軽度に焼結した磁性粒子
一般に粒界部分はエネルギーが高く、酸などで洗浄すると粒界部が選択的に溶解する。塩酸の10%溶液等で、TASC処理後のボンド磁石を洗浄すると、粒界部は水素を出して溶解し（ $ 2Nd + 6HCl \rightarrow 2NdCl_{3} + 3H_{2} $ ）、1-3分程度の酸処理で水素発生が弱まる。酸処理後のボンド磁石を水洗・乾燥させ、その後、乳鉢内で容易に粉体化出来る。ボンド磁石から磁性粉を回収する所要時間は約90分程度である。回収前の2種類の磁石と、回収した磁性粉を図3に示す。 $ ^{3)} $

図３ 円筒形状のボンド磁石と回収された磁性粉：PA12, PAはナイロン系樹脂を示し、PPSはポリフェニレン・サルファイド樹脂である。さらに、 $ Cr_{2}O_{3} $ ならびに $ \alpha $ -Fe $ _{2} $ O $ _{3} $ はTASC処理に使用した酸化物半導体を意味する。

TASC 処理前後における、磁石ならびに磁性粉の Sm/Fe 比を図 4 に示す。測定は X 線蛍光分析法で行い、図 4(a)は 10 個の磁石につき、各々 10 点測定した。図 4(b)は回収後の結果
(a) オリジナル磁石 (b) 回収磁性粉

であり、 $ Cr_{2}O_{3} $ と $ \alpha-Fe_{2}O_{3} $ の表示は、TASC 処理で使用した酸化物半導体を示す。どちらの場合にも Sm/Fe 比は処理前の SmFeN と実験誤差の範囲で一致している。

図４ Sm-Fe-N の磁石と回収した磁性粉の Sm/Fe の強度比：
### 6.2 太陽電池パネルの解体と有価物の回収 $ ^{2)} $

太陽電池パネルの寿命は20年以上とされているが、現実的にはPID（Potential-Induced

Degradation）現象 $ ^{4)} $ と呼ばれる出力の大幅な低下現象が知られており、周辺機器の電気部

品・材料などの交換修理と合わせて、近い将来には大幅な回収が見込まれている。特に、

PID 現象は深刻で、出力の低下が平均で 56%、最大では 90% にも上るという報告もある。

PID 現象とは、高温多湿の環境で、高压が流れると、モジュール回路内に電流漏れが発生

し、出力が落ちる現象で、太陽電池の表面の強化ガラス、セル、バック・シート、アルミ

フレーム等の相互作用によって起こると言われている。

太陽電池の材料は単結晶ならびに多結晶シリコン、アモルファス・シリコン、化合物半

導体等が用いられているが、現在では単結晶シリコンが変換効率や寿命等の理由から市場

の大半を占めているようである。図5は太陽電池を直列につないだ太陽電池モジュールの

断面構造の一例である。太陽電池の受光面側には一般に格子状の電極（Ag）がスクリーン

印刷で形成されている。さらに、この Ag 電極はインター・コネクタにつながれている。

一連の電池はインター・コネクタで直列接続されている。モジュールの上面と下面にはそ

れぞれ強化ガラス、耐候性（防湿、絶縁）のポリマーのバック・シートが存在し、両者の

間には透明樹脂[例えば、EVA（エチレン酢酸ビニル共重合樹脂：エチレンビニルアセテ

一卜）]が充填されている。耐候性のバック・シートには、断熱材として $ CaCO_{3} $ や $ TiO_{2} $ 等

の充填物も入っていることが多い。さらに、モジュールの両端はアルミフレームにポリマ

一・バインダーで強固に固定され、防湿、絶縁処理もなされている。上述のポリマーを
TASC 法で分解し、太陽電池パネルを解体し、有価物を回収する。回収される有価物として、ガラス、シリコン太陽電池、インター・コネクタ、さらに集電体として用いられている銀等の金属である。

図 5 太陽電池パネルの構造

1. ガラス 2. 太陽電池セル 3. インター・コネクタ

4. ポリマー 5. 太陽電池モジュール 6. 端子 7. バック・シート

太陽電池パネル（約 $ 800 \times 1600 \times 40 \, mm $ 、約 $ 20 \, kg $ ）から $ 120 \times 120 \times 5 \, mm $ 程度の太陽電池モジュールを切り出し、これを解体し有価物を回収する例を述べる。基本的には結着剤としてのポリマーを TASC 法で分解し、ガラス、太陽電池、電極等を回収する工程である。最も簡単で、有効な TASC 処理法は $ Cr_{2}O_{3} $ や $ \alpha-Fe_{2}O_{3} $ のような酸化物半導体を担持したハニカム上に太陽電池のモジュール片のバック・シートを下にして載せ、電気炉の中で $ 500^{\circ}C $ 、空気下で 20 分程度熱処理を施す方法である。加熱された半導体の酸化力でバック・シート内にラジカルが生成し、これがモジュール内を伝播して、樹脂成分を $ H_{2}O $ と $ CO_{2} $ に分解する。モジュールは図 6 に示すように、モジュールのガラス面に沢山のひびが入った状態で
回収される。これを斜めに傾けながら軽く叩くと、まず、ガラス塊が落下し、次に太陽電池セルが回収され、最後にポリマーに充填されていた無機物（CaCO₃, TiO₂等）の白色残渣が残る。回収したガラス、太陽電池セル、インター・コネクタ等の有価物を図7に示す。有価物は何れもクリーンな状態で回収されるのがTASC法の長所である。

図6 TASC処理後の太陽電池モジュール
図 7 回収された有価物

X 線蛍光分析の結果、太陽電池セルの受光面に設けられていた格子状の電極は Ag、裏面は Al、さらにインター・コネクタは Cu/Sn の合金であることが分かった。また、格子状の Ag 電極を濃硝酸で溶解し、次に塩酸を滴下して AgCl として沈殿・回収された。Ag 電極の塗布量は、太陽電池製造業者により異なるが、5-10g の太陽電池セルから、AgCl 換算で約 1.5-3.2wt% の銀が回収されている。

以上のように、TASC 法により、太陽電池パネルは容易に解体され、ガラス、金属等の有価物を回収することができる。
### 6.3 合わせガラスの解体と強化ガラスのリサイクル $ ^{3)} $

##### 6.3.1. 背景

合わせガラスとは、2枚の板ガラスの間に樹脂などの中間膜を挟み、接着したガラスのこ

とで、対貫通性・耐衝撃性に優れ、また割れた際の飛散もないことから、自動車のフロン

トガラスや路線バスの前面行先表示器ガラス、情報機器のモニター用ガラス、防犯ガラス

として広く用いられている。また、中間膜に、紫外線・赤外線の吸収、防音、着色などの

付加機能を持たせることも可能である。典型的な例として、自動車のフロントガラスなど

では、ガラスとしては強化ガラスを使い、中間膜として、ブチラール樹脂を使っているこ

とが多い。

しかし、高機能で高価な合わせガラスは、中間膜の為に、リサイクルが困難で、大半が

産業廃棄物として処理されているのが現状である。中間膜のポリマーを TASC 法で除去す

ることは、FRP のマトリックス・ポリマーの除去と全く同じ技術で行えると想定した。本

課題は現状では適切な解決法がなく、TASC 法で解決の糸口が与えられとしたら、大きな

社会貢献となる。
図１ 合わせガラスの構造

##### 6.3.2. 本研究の目的

我々が開発した「半導体の熱活性」技術により、ポリマー中間膜を完全分解し、ガラスを

回収・リサイクルすること

##### 6.3.3. 従来の技術

- 機械的に合わせガラスを破砕（粉砕）し、ガラスと中間膜を分別：特開 2002-248623

- ニクロム線で中間膜を焼き入り、ガラスを分離：特開平 6-345499

- 減圧条件で中間膜を分解し、分解時の酸化反応や爆発を抑制する：特開 2002-79209

##### 6.3.4. 実験の概要

半導体の熱活性」技術により、ポリマー中間膜を完全分解し、ガラスを回収・リサイクルする。図2に、合わせ自動車のフロントガラス（トヨタ：クラウン）、ならびに図3に合わせガラスの断面写真を示す。
図2 合わせガラス（トヨタ：クラウンのフロント・ガラス）

図3 合わせガラスの断面写真

図2に示すガラスの4端面に露出している中間膜に$\mathrm{Cr}_{2}\mathrm{O}_{3}$の分散膜をコーティングし、電気炉内で500℃30分熱処理をする。TASC処理により、中間膜（例えば、ポリビニルブチラール、ポリウレタン、エチレン酢酸ビニル共重合体等のポリマー）は完全に分解し、2枚のガラスは分離される。
## TASC処理:30分500°C in air - 4辺に半導体を塗布 -

下地は無垢のハニカム基板

図 4 TASC 処理後に、2 枚に分離したガラス

中間膜の分解の際には、アセトアルデヒド類の異臭が発生するが、TASC技術を使ったVOC浄化装置で無臭化される。また、ブチラール樹脂（融点：約200℃）のTASC処理により、発火することがあるが、図5に示すように電気炉内にCr₂O₃担持ハニカムで合わせガラスを囲むと発火は全く起こらない。つまり、発生する可燃ガスはCr₂O₃を担持した箱を通過する際に、完全に炭酸ガスと水に分解される。

$ Cr_{2}O_{3} $ 担持ハニカムで包囲して、合わせガラス(4辺は $ Cr_{2}O_{3} $ を塗布)の処理では発火が起こらない

図 $ 5 \, Cr_{2}O_{3} $ を担持したセラミック・フォームのボックス内で TASC 処理