Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
分解結果を図6に示す。

# Cr₂O₃の箱の中でTASC処理 500°C1時間の処理でも発火しなかった

図 6 TASC 処理後に 2 枚に分離した合わせガラス

## 文献

1) Y. Tsukada, H. Takahashi, M. Kaneko, and J. Mizuguchi, “Reclaim of rare earth metals from bond magnets by means of thermally activated semiconductors (TASC)”, Mater. Trans., vol. 55, No. 3, 2014, pp. 616-621.

2) J. Mizuguchi, M. Kaneko, and H. Takahashi: Disassembling and recycling of the end-of-life solar panels by thermal activation of semiconductors (TASC), submitted to Mater. Trans. (2015).

3) 水口 仁、高橋宏雄、金子正彦：合わせガラスからガラスを回収する方法及び回収する

ための処理装置、特願 2015-052995（2015.3.17）
### 6. 結論

「半導体の熱活性」（TASC）技術を基礎に、100%乾式による FRP の分解と強化繊維の回収の実用化検討を行った。

## FRP 関連：

1. 極めてクリーンは手法で GFRP、ならびに CFRP から、それぞれグラス・ファイバー、カーボン・ファイバーの織布を回収する技術を確立した。

2. 回収した単繊維のキャラクタリゼーションを、X線回折、ラマン・スペクトル、熱重量分析とX線光電子分光法で行った結果、強化繊維はほぼ無傷で回収されることが分かった。

3. 回収した強化繊維を使った FRP の力学的特性を検討した結果、バージン試料の 90% 程度の強度を有することが明らかになった。

4. FRP 連続処理装置として、ゴンドラ型とトンネル型装置を検討した。ゴンドラ型ならびにバッチ方式のトンネル型装置は実装機として完璧に稼働した。本格的な開放系のトンネル炉は、温度管理とフレッシュ・エアの導入の操作が独立では無い為、制御が難しいことが判明した。現状では、バッチ方式のトンネル型装置が最良であると判断した。
## V OC 関連：

1. FRP 連続処理装置に結合して使用する TASC 方式による VOC 浄化装置を開発した。本

装置は単独でも様々な用途があり、現行の諸問題に対処できることが分かった。

2. 本装置はさらに、による結果から、強化繊維の表面にコーティングされていたサイジン

グ剤（i.e. ポリマーと繊維の相溶性の促進材）も除去されていることを確認した。

3. モンゴル、中国の PM の問題にも TASC 法が有効であることが示された。

## FRP 類似の複合化合物への TASC 法の応用

1. ボンド磁石からレアアースの回収、太陽電池パネルの解体と有価物の回収、合わせガラ

スの解体と強化ガラスの回収等にも TASC 法を応用し、実りある成果が得られた。
### 7. 研究発表

### 7.1 公表論文

1. 水口 仁：半導体の熱活性による FRP の完全分解とリサイクル技術、加工技術 47, 37-47 (2012).

2. J. Mizuguchi, Y. Tsukada, and H. Takahashi: Recovery and characterization of reinforcing fibers from fiber reinforced plastics by thermal activation of oxide semiconductors, Materials Transactions 54, 384-391 (2013).

3. Y. Tsukada, Y. Suzuki, H. Takahashi, and J. Mizuguchi: A novel repair method of carbon fiber reinforced plastics with reinforcing fibers intact Materials Transactions 54, 2059-2063 (2013).

4. 水口 仁：強化プラスチック協会誌、新規な FRP リサイクル法の提案－半導体の熱活性による FRP の完全分解とリサイクル－59,248-255(2013).

5. 水口 仁、塚田祐一郎、高橋宏雄：廃棄物資源循環学会誌、酸化物半導体の熱活性を利用した CFRP の完全分解と CF のリサイクル 24,379−388 (2013).

6. 水口 仁、塚田祐一郎、高橋宏雄：半導体の熱励起による酸化力の発現と FRP のリサイクル, No.11, 28-33 (2013).

7. Y. Tsukada, Y. Suzuki, H. Takahashi, and J. Mizuguchi VOC in printers and its elimination by means of thermally activated oxide semiconductors (TASC), J. Imag. Soc. Jpn, 53, 28-34 (2014).

8. Y. Tsukada, H. Takahashi, M. Kaneko, and J. Mizuguchi: Reclaim of rare earth Metals from
bond magnets by means of thermally activated semiconductors (TASC), Materials Transactions 55, 616-621 (2014).

9. J. Mizuguchi: Thermal Activation Technology of Oxide Semiconductors and its Applications to the Environmental Field, J. Material Cycles and Waste Management (2014) in press.

10. 水口 仁：半導体の熱活性による FRP の完全分解とリサイクル、Science and Technology (2014) 印刷中

11.J. Mizuguchi, M. Kaneko, and H. Takahashi: Disassembling and recycling of the end-of-life solar panels by thermal activation of semiconductors (TASC), submitted to Mater. Trans. (2015).

### 7.2 国際会議

1. Fiber Recycling 2013, Yokohama, Japan (2013.6.10 – 2013.6.11)

1. J. Mizuguchi, H. Takahashi, and Y. Tsukada:

Complete recovery of reinforcing fibers from FRP and their recycling utilizing thermally activated oxide semiconductors

2. Y. Tsukada, Y. Suzuki, H. Takahashi, and J. Mizuguchi:

Characterization of the glass fibers and carbon fibers recovered from FRPs by thermal activation of semiconductors

2. International Workshop on Green Composites (Hamamatsu, Japan). (2012.8.30)
J. Mizuguchi, H. Takahashi, and Y. Tsukada:

100% Dry system for complete decomposition of FRPs and their recycling utilizing thermal activation of oxide semiconductors

3. 6^{th} Aachen/Dresden International Textile Conference (Dresden, Germany) (2012.11.29)

1. J. Mizuguchi, Y. Tsukada, and H. Takahashi:

Complete recovery of reinforcing fibers from FRP and their recycling utilizing thermally activated

oxide semiconductors

2. Y. Tsukada, H. Takahashi, and J. Mizuguchi:

Characterization of the glass fibers and carbon fibers recovered from FRPs by thermal activation

of semiconductors

4. International Conference on Non-Impact Printing Technologies, Seattle, U.S. A.

(2013.9.29 – 2013.10.3).

Y. Tsukada, H. Takahashi, and J. Mizuguchi:

VOC Elimination in Printers by Means of Thermally Activated Oxide Semiconductors (TASC)

5. 14^{th} AUTEX World Textile Conference

(2014.5.26-2014.5.28, Bursa, Turkey)

J. Mizuguchi, Y. Tsukada, and H. Takahashi:

Reclaim and characterization of reinforcing fibers from fiber reinforced plastics by thermal

activation of oxide semiconductor (TASC)

6. 4 $ ^{th} $ International Conference: Industrial and Hazardous Waste Management
J. Mizuguchi, Y. Tsukada, and H. Takahashi

Complete recovery of fibers from fiber reinforced plastics and their recycling utilizing thermally activated oxide semiconductors

### 7.3 国内学会

1. 水口 仁（招待講演）

「半導体の熱活性を利用したFRPの完全分解と強化繊維のリサイクリング」JST新技術説

明会（2012.8.7）

2. 水口 仁（招待講演）

「半導体の熱活性を利用した繊維強化プラスチックの完全分解と強化繊維のリサイク

ル」日本材料学会（2013.1.25）

3. 鈴木悠介、塚田雄一郎、高橋宏雄、水口仁：

「半導体の熱活性法により FRP から回収した強化繊維のキャクラリゼーション」

第 4 回日本複合材料合同会議 JCCM-4（2013.3.7-9）

4. 水口 仁、高橋宏雄、塚田雄一郎

「半導体の熱活性法を利用した FRP の完全分解とリサイクル」

第 4 回日本複合材料合同会議 JCCM-4 (2013.3.7-9)

5. 塚田雄一郎、高橋宏雄、水口仁

「強化繊維を切断しない手法による FRP 部分損傷の修復」
第 4 回日本複合材料合同会議 JCCM-4（2013.3.7-9）

6. 水口 仁：（招待講演）

酸化物半導体の熱活性を利用したC-FRPの完全分解とCFのリサイクル

(プラスチックリサイクル化学研究会：“CFRPのリサイクル技術の最前線”)

(2013.4.26).

7. 水口 仁：（招待講演）

感光体材料から生まれたプラスチック廃材の処理システム

- VOCの完全分解とFRPのリサイクル - （日本印刷産業機械工業会）（2013.8.28）.

8. 水口 仁：(招待講演)

100%乾式法による FRP から強化繊維の回収とそのリサイクル

一 新規な「半導体の熱活性」現象の応用例

(ナノテク高機能キスタイル基板技術研究会) (2014.3.20)

9. 水口 仁：（招待講演）

半導体の熱活性によるFRPの完全分解とリサイクル

(社) 未踏科学技術協会::SPEED研究会) (2014.11.28)

10. 水口 仁：（招待講演）

太陽光パネルの解体・再資源化を目指す新規な「半導体の熱活性（TASC）」技術

(三井住友海上環境セミナー) (2015.3.9)
### 7.4 新聞揭載

# FRP再利用事業化

1. 信濃毎日新聞（2013年1月22日）：

「FRP 再利用 事業化∼」

# 信大·水口特任教授、繊維回収装置を試作

FRP（繊維強化プラスチック）のリサイクル技術を研究している信頼維学部（上田市）の水口仁特任教授（67）が、半導体を利用してFRPの繊維を傷めずに回収する装置を試作し、商品化に向けて今月中にも装置の主要部分を製造するベンチャー会社を設立する。FRPは、軽量化を追求する航空機や自動車などの素材として導入が広がっており、会社設立でリサイクル技術の事業化に向けた取り組みを本格化させる。

# 月内に製造ベンチャー設立

水口特任教授は、半導体を350〜500度に加熱することで、物質の反応を促進する高い触媒効果が得られる点に着目。FRPの板を半導体の一種「酸化クロム」の粉末の上に置いて加熱することでプラスチックだけを分解、強化繊維をほぼ無傷で回収することに成功した。

処理する装置の開発が不可欠。このため昨年10月、自動運転によりFRPと半導体を接触、反応させる装置を機械製作の「ジェー・ピー・イ」（上田市）に依頼し、12月に試作した。昨年4月に事業採択された境省の「環境研究総合推進賓補助金」（3年間で1億円）も活用した。

は、FRPを連続して大量に

事業としての採算性確保に

試作装置はステンレス製で

幅2・3紋、高さ2紋、奥行

き60歩ほど。表面に半導体の粉末を塗布した蜂の巣状の台の上にFRPを置いて金属製の容器に入れ、容量約3千立方の炉の中にチェンで動かして運ぶ。500度で10分余り加熱すると、途中で発生する有害な揮発性有機化合物

も半導体の作用で分解され、

水と二酸化炭素だけが排出。

繊維が残る仕組みだ。

FRPの一種CFRP（炭

FRPを自動で分解処理する装置の試作品と水口特任教授＝上田市の信大繊維学部

素繊維強化プラスチックは金属に比べて軽量で高強度なため、自動車や航空機の素材として需要が拡大。ただ、破碎して高温で燃焼させるこれまでの一般的な処理方法では繊維が寸断され、リサイクルに向かないため、大半は埋め立てられたり、セメント材料に使われたりしてい

水口特任教授は、研究室がある信大繊維学部の産学連携施設「ファイバーイノベーション・インキュベーター」内に装置の製造会社「JinTec(ジンテク)」を設立し、上田小県地域の製造業者数社と協力して装置の大型化を目指す考え。ドイツのドレスデン工科大とも連携し、環境規制が厳しい欧州への進出も進めたいとする。

水口特任教授は「上田発の技術を使い、地元製造業の活性化にもつなげたい」と話している。
「温めた半導体で複合材から炭素繊維を分離」（1頁のみ掲載）

274回

信州大学繊維学部

人にやさしい技術

（長野県上田市）

# 複合材から 温めた半導体で

炭素繊維を分離

瓶の着色材に使われる酸化クロム。

それを加熱すれば

プラスチックや有害ガスを一瞬で分解する。世界初の技術を使って

炭素繊維強化プラスチックから

炭素繊維だけを連続して回収する装置が開発された。

シンプルな装置で、溶剂も不要。

しかも完全分解できるのでメンテナンスフリー。

炭素繊維のリサイクルから、

医療廃棄物や有害ガスの処理まで用途は多様だ。

写真・文

武末

高裕

われわれが知らない技術は本当にたくさんある。この技術もそうである。驚異的な能力があるのに一般には知られていない。なぜだろうと思いながら実験を見守った。

透明ポックスの中に火の付いたタバコが4本ある。煙はバイブでつないだ隣の箱形の装置を通って排気口から出てくる。装置の大きさは袖机ぐらいだろう。顔を排気口に近づけた。温かい風が出ているのが分かるが、臭いは全くしない。一瞬で煙の成分を分解しているのだ。開発したのは信州大学繊維学部の特任教授、水口仁さんである。

ワインの瓶に使われる

安価な緑色の顔料が

最先端プラスチックを分解

もっともこの装置の原理が発揮する能力はこんなものではない。水口さんはCFRP（炭素繊維強化プラスチック）の板とそこから回収した炭素繊維をみせてくれた。炭素繊維がそのままの形で残っている。

CFRPから長い炭素繊維だけを取り出す技術は以前、この連載で燃焼法を紹介した。それに比べて水口さんの方法は驚くほどシンプルな技術でそれを実現しているのだ。

必要なのは半導体である緑色の酸化クロム触媒と熱源、それに酸素である。350℃から500℃に触媒を加熱し、そこに有機物のプラスチック、VOC（揮発性有機化合物）などを接触させると、これらを一瞬で完全に分解する。

つまり炭酸ガスと水にしてしまうのである。触媒は酸化クロムの懸濁液にハニカム状のブロックを浸して作る。これに電気ヒーターを取り付けたものが触媒ユニットである。VOCの分解装置にはこれが取り付けてある。安価な酸化鉄半導体も触媒として使える。

「クロムというと、すぐに六価クロムのことを思い浮かべるけど、酸化クロムはワインやウイスキーの瓶を緑色に染める、無害で安定した着色材なんですよ」

室温ではただの顔料なのだが、加熱すると驚くべき触媒の能力を発揮する。

さらに注目すべきはその処理時間である。CRPは400℃、10分で樹脂がなくなる。しかし実際の分解時間はもっと短いという。

「熱が材料の内部に均一に伝わるまでにかかる時間がほとんどで、有機物を分解する正味の時間は数十秒なんですよ」

1ミ秒は1000分の1秒である。つまり一瞬なのである。

装置は実にコンパクトだ。熱交換器付きのVOC分解装置は大きさが小型のロッカーぐらい。高さは1・5が程度だ。1分間に2立方がの処理ができる能力をもつ。濃度が1200ppmのホルムアルデヒドは20秒で分解する。装置の風量や能力は用途にあわせて変えられるという。新開発の分解装置は1分間に5立方がのVOCガスが処理できる。能力は2倍になり触媒ユニットは両手で抱えられるぐらいコンパクトで軽い。
「レアアース、ほぼ100%回収」

# レアアース、ほぼ100％回収

# 信州大酸化物被膜で包み加熱

ボンド磁石 $ ^{①} $ と回収したレアアス・鉄化合物の粉末

ボンド磁石

ボンド磁石からレアアースを回収する工程

樹脂が二酸化炭素と

水に分解して抜ける

信州大学の水口仁特任教授らは、家電製品や携帯機器に使われるボンド磁石から、主成分のレアアース（希土類）をほぼ100％回収できる技術を開発した。酸化物被膜で包んで加熱すると、ボンド磁石の樹脂成分が気化して抜ける。残ったレアアースと鉄の化合物はそのまま再利用できるようになる。磁石メーカーと組んで早期の実用化を目指す。

# 樹脂、CO $ _{2} $ と水に分解

ボンド磁石に酸化物の使って実験をした

石のネオジム・鉄・ホウ

素とサマリウム・鉄・窒

素からなるボンド磁石を

ボンド磁石に酸化物の被膜を付着させて加熱すると、酸化物が高温で電子を引き抜く力（酸化力）を発揮し、樹脂を二酸化炭素（CO $ _{2} $ ）と水に分解して取り除く。磁石の粉末を固める樹脂には適度に加熱すると固まる熱硬化性と、反対に溶ける熱可塑性の2種類がある。新技術は両タイプの樹脂を完全に分解することができる。

酸化クロムや酸化鉄の微粒子を有機溶剂に分散させた液にボンド磁石を浸すと、表面に厚さ5〜7ぶ（ぶは100万分の1）がの酸化物被膜が付着する。空気中で約500度、約20分間加熱すると樹脂を除去できた。

代表的なレアアース磁樹脂を除去した成分を

除去後もボンド磁石の形状を保つが、乳鉢で容易にすりつぶすことができた。

分析したところ、ホウ素や窒素成分は減ったが、ネオジム・鉄合金やサマリウム・鉄合金は99％以上残った。ホウ素や窒素

▲ボンド磁石 磁性材料の粉末に樹脂を混ぜ、成型して固めて作った磁石。樹脂が接着剤の役割になり、形状を保つ。磁性材料の大きなかたまりを削るよりも、様々な形状にしやすい。高い磁力を引き出すため、磁性材料の主成分にレアアース（希土類）のネオジムやサマリウムを使う。

洗濯機やエアコン、パソコンのハードディスク駆動装置（HDD）用モーターに利用されることが多い。

と反応させれば再びレアにならないよう、酸素をアース磁石に戻せるとみ

含まない条件で加熱した。しかし樹脂が分解し

従来の研究ではレアアて残る炭素と化合するなスが扱いにくい酸化物ど課題があった。

今回、発想を転換し、を回収する工程も簡単に酸素を含む空気中で加熱なり、実用化のメドがつしたところ、レアアースいた。

(C)日本経済新聞社 無断複製転載を禁じます。
「太陽電池「資源」を効率回収」

# 酸化物活用し樹脂分解 廃棄増、5年後事業化狙う

# 太陽電池「資源」を効率回収 信州大、熱処理でシリコンやガラス

信州大学の水口仁特任教授らは使用済みの太陽電池から、原材料のシリコンやガラスを効率よく回収する技術を開発した。酸化物を付着させた板の上で太陽電池を加熱し、原材料以外の不要な樹脂を分解して気化させる。電極や配線に使う金属も分離できる。メーカーや廃棄物業者と組み、5年後の事業化を目指す。

や酸化チタンなども残った。

新技術は高温で樹脂から電子をはぎ取って炭素や水素に分解する酸化クロムなどの材料を応用し、柔らかい基底を用いて、太陽電池には様々な種類の樹脂部品が含まれ、分解した炭素や水素が空気中の酸素と反応

粉々になったシリコンやガラス（写真上）を回収。熱処理には酸化物を塗った多孔質セラミックス板を使う

して水と二酸化炭素（C $ _{2} $ O $ _{2} $ ）になる。樹脂以外の原材料は電子をはぎ取れないので、分解しないで残る。

証作した処理装置は自動車用排ガスの浄化用フィルターなどに採用され

多孔質セラミックスの板を使う。板の表面に酸化クロムを付着させておく。その上に太陽電池を置き、大気中でセ氏約500度、約20分の熱処理を施す。

実験では幅80ヒバル、長さ160ヒバル、厚さ4ヒバルの太陽電池パネルから切り出した12ヒバル四方で厚さ5ヒバルのモジュールと呼ぶ部品で試した。

熱処理後、粉々になったガラスや太陽電池のシリコン製セル、セル同士をつなぐ電気を集める銅・すず合金製導線を分離できた。

セルの表面には銀の電極が付着した状態で残る。銀は化学処理で回収できる。

太陽電池の耐久性向上

や固定用に使った樹脂に

含まれる炭酸カルシウム

太陽電池の普及が進んでおり、今後、太陽電池の取り換えが増えるとみている。太陽電池の寿命は20年以上と言われるが、152年で出力が半分以下になる問題もあるという。資源の再利用に役立つとみて、企業と組み事業化を目指す。

(黒川卓)
# 太陽電池パネル 分解回収

信州大緘維学部（上田市）の水口仁特任教授（69）半導体物理学の研究室が、太陽電池パネルから原材料のガラス、シリコン、銀などを効率よく回収する技術を開発した。普及する一方で、耐用年数を迎えるなどした太陽電池パネルは廃棄物処理が課題となっており、パネルから有用な原材料をリサイクルする手段として役立ちそうだ。3月3、4日に松本市で開く信州大学見本市で紹介する。

緑色の半導体上で加熱して取り出したガラスやシリコンを示す水口特任教授

# 「コスト従来の110」

# 水口・信大特任教授ら新技術

現在の太陽電池パネルのリサイクルは、大量の樹脂を含むパネルを高温で熱分解したり、塩素系の溶剤や強酸で樹脂を溶かしたりして原材料を取り出す方法がある。ただ、パネルを覆う樹脂が処理過程で太陽電池セルのシリコンやガラスにこびり付き、分けて回収する際の大きな障害となっていた。

なる性質を利用。太陽電池パネルを酸化クロムの半導体上に置き、約500度で約20分間熱すると、パネル内の樹脂から電子が半導体に引き抜かれる。樹脂全体が不安定化し、樹脂は細かい分子へと分解。分子は空気中の酸素と反応して完全燃焼し、樹脂が全て除去される。

水口特任教授らは、半導体を350～500度に加熱すると、半導体が電子を引き抜く力「酸化力」を持つようにを構成する銅とすずの合金製

熱処理後は、パネルを傾けてたたくだけで、粉々になったガラスと太陽電池セルなどをきれいに分けられる。電池を構成する銅とすずの合金製

導線なども容易に取り出すことが可能。水口特任教授は「リサイクルにかかるコストは10分の1程度になる」としている。研究は環境省の環境研究総合推進費補助金の約1億円を活用した。今後は企業などと連携し、5年先の実用化を目指す。パネルは発電効率の向上などで、買い替え需要の拡大が見込まれる。水口特任教授は「太陽光発電の適地も多い長野県で意義のある技術だと思う」と話している。

「見本市」は浅間温泉文化センターで。3日は午前11時～午後5時、4日は午前10時半～午後4時。
「半導体の熱活性を活かすTASC技術で、VOCの完全浄化やCFRPのリサイクルを可能に」

先進環境技術紹介

# Eco Frontiers 「半導体の熱活性」を活かすTASC技術で、 VOCの完全浄化やCFRPのリサイクルを可能に

加熱された半導体から発現する強力な酸化力を利用して有機化合物を瞬時に分解するTASC(Thermal Activation of Semiconductors)技術。VOC(Volatile Organic Compounds: 揮発性有機化合物)や悪臭の完全浄化、CFRP(Carbon Eiber Reinforced Plastics: 炭素繊維強化プラスチック)や太陽光発電パネルのリサイクル、レアアースの回収など、環境分野でかつてない課題解決策を実現する新技術について考察する。

## 半導体の加熱により引き起こされる強い酸化力に着目

環境分野の課題を解決する革新的な発明になるかもしれない。長野県上田市に拠点を置く大学発ベンチャー（横浜国立大学/信州大学）の株式会社ジンテク（以下、ジンテク）が開発したTASC技術のことである。何が革新的なのか説明する前に、まずTASC技術の基本となるメカニズムを説明しよう。

ジンテクの代表取締役で、横浜国立大学名誉教授、信州大学特任教授の水口仁氏が、TASCの基礎となる現象を発見したのは2000年のこと。水口氏が目を付けたのは、加熱された半導体の持つ酸化力だった。酸化力とは、別の言い方をすれば「電子を引き抜く力」である。半導体は、電子が詰まった「価電子帯」と電子が占有されていない「伝導帯」から構成され、両者は「禁制帯」といわれる領域で隔てられている。そこに光や熱などのエネルギーが加わると、電子は価電子帯からエネルギー準位の高い伝導帯へ移動する。このとき、電子を放出した価電子帯には電子が抜けた穴（正孔）を生成する。この正孔は、半導体を元の安定状態に戻すために、ほかから電子を引き抜き、自らを消滅させようとする。これが酸化力の正体である。水口氏は、半導体を加熱すると、この酸化力が劇的に強まることを発見した。

「酸化クロム等の半導体を350～500℃に加熱したところ、非常に強い酸化力が発現しました。TASC技術とは、この強力な酸化力により、有機化合物の巨大な分子を裁断化し、空気中の酸素と反応させて水と二酸化炭素に完全分解する技術のことです」と水口氏は説明する。

## 分子レベルで瞬時に有機化合物を分解

TASC技術の第1の特徴は、有機化合物を完全分解する力を持つ一方、無機化合物には何ら影響を与えないことである。有機化合物とは、簡単に言えば炭素を含む化合物で、加熱すると黒く焦げたり、炎を出して燃え二酸化炭素を出す化合物のことだ。たとえば、ポリマーや紙、木、砂糖、エタノール、プロパンなどがこれに当たる。一方、無機化合物とは、炭素を含まない化合物で、ガラス、鉄、アルミニウム、食塩、水などがこれに当たる。つまり、TASC技術を使えば、有機化合物と無機化合物が混ざり合った物質から有機化合物を完全除去し、無機化合物のみ原形のまま取り出せるのだ。

第2の特徴は、分解スピードが非常に速いことだ。そのメカニズムは少々説明が難しいので、以下の実験を例に挙げて解説する。

まず、半導体物質（酸化クロム等）を塗布した支持体（基材）を用意する。この上に被分解物質であるポリマー板を置き、空気中で500℃に加熱する。酸化力を発現した半導体は、強力な酸化力でポリマーから結合電子を引き抜いて、不安定なラジカルをポリマー内に生成する。不安定なラジカルはポリマー内を走り回り、ポリマー全体を不安定化する。すると、ポリマーは安定性を維持できず、自滅するような形で小さな分子へと裁断化され、空気中の酸素と反応して水と二酸化炭素に完全分解されてしまう。この巨大分子の裁断化現象を、ラジカル開裂と呼ぶ。ここでラジカルとは、化学結合を担う対の結合電子の1つが奪われた不安定な結合状態をいう。このラジカルがポリマー内を伝播し、巨大分子が次から次へと小さなラジカル分子へと開裂する。

この現象の面白いところは、ラジカルが1つでも生成されれば、そこからラジカル開裂が誘発され、一瞬にして結合していた分子が裁断されてしまうことにある。たとえば、火を使ってポリマーを燃焼させるならば、燃え尽きるまで火をかざし続けなければならないし、薬品で溶かす場合も溶解するまで溶液に浸し続けなければならない。ところが、TASC技術は、1つのラジカルが生成されただけで、まるでドミノ倒しのようにあっという間に物質が崩壊してしまうのである。このメカニズムが、革新的技術といわれるゆえんである。

## TASC技術のビジネスへの 応用事例

次に、TASC技術の代表的な実用例を紹介する。

## ①VOC、PM、悪臭等の完全浄化

最も実用性が高く、ニーズが高いのは、工場やクリーニング店、病院、研究施設などにおけるVOC対策だろう。VOCは、発がん性が高いとされる有害物質である。工場から発生するVOCは、現場作業員だけではなく、近隣住民の健康にも影響を及ぼし、異臭による環境被害、大気汚染など数多くの問題を引き起こす。市場
有機化合物は上記の3段階のプロセスで完全分解される

では、直接燃焼、触媒燃焼、活性炭吸着などを用いたVOC除去装置が開発されているが、高額で、しかも装置が巨大であるため、中小の工場や事業所にはあまり普及していない。一方のTASC技術は、高性能、コンパクト、低価格が特徴である。

すでにジンテクでは、長野県や神奈川県内でポリマー加工を行う工場にTASC技術を応用したVOC除去装置を設置し、その効果を確認している。「その工場は、近隣住民からの苦情を受け、VOC排出を一定基準以下に減少できなければ操業停止にすると行政から指導を受けていました。従来型のVOC除去装置では完全な除去は難しかったため、弊社に相談があり、TASC技術によるVOC除去装置を設置しました。装置を導入した結果、工場内から発生するすべてのVOCを瞬時に100％除去することができました。しかも、コストは従来の装置と比べて非常に安価だと評価されています」と水口氏は導入効果を話す。

ほかにもディーゼル排気ガス、たばこ煙、悪臭、油煙、さらには中国や新興国で問題になっているPM（粒子状物質）、バイオマス発電で配管内に発生するタールなど、さまざまな汚染物質の完全浄化にTASC技術は効果を発揮する。

## ②CFRPのリサイクル

CFRPIは、金属を上回る強度を持ちながら軽量であるという特性から、航空機や宇宙分野、自動車、建築物、ゴルフクラブのシャフト、釣り竿まで幅広い用途で利用されている。しかし、ポリマーと炭素繊維の分離が困難なため、これまでは廃CFRPIは埋め立て処分されていた。CFRPIは、炭

処理前のCFRPと、TASC処理後に取り出された炭素繊維の織布

素を含みながらも無機化合物に分類される炭素繊維と有機化合物のポリマーを合わせたものなので、TASC技術を応用すれば、わずか10分程度で炭素繊維を原形のまま回収し、リサイクルすることができる。すでにジンテクでは、CFRPから炭素繊維を回収する連続分解処理装置の開発にも成功している。

さらにTASC技術は、CFRPの部分補修にも有効だ。CFRPパネルにヒビが入った場合、これまでは該当箇所を削り取り、新たに炭素繊維を貼り付けて樹脂を塗布する方法（スカーフ法）で補修されていた。しかし、この方法は炭素繊維を切断してしまうため、本来の強度を保てないという問題があった。これに対し、TASC技術を使えば、該当箇所に半導体物質（酸化クロム等）をスプレーで吹き付け、ヒーターで加熱するだけで、炭素繊維を傷つけず劣化した樹脂だけ取り除ける。あとは、樹脂を塗布すれば、本来の強度を保ったまま補修できる。

## ③レアアース、レアメタル等の回収

TASC技術を応用すれば、家電製品や携帯機器などに使われているボンド磁石からレアアースをほぼ100%回収できる。ボンド磁石とは、磁性材料の粉末に樹脂を混ぜ、成型加工した磁石のことだ。ネオジムやサマリウムなどのレアアースが主成分となっている。これまでの技術では樹脂とレアアースを完全分離できず、リサイクルは困難とされていた。TASC技術を応用すれば、ボンド磁石に含まれる樹脂成分を完全除去し、レアアースと鉄化合物のみ取り出すことができる。資源小国の日本にとって都市鉱山を資源化する

TASC処理により回収された太陽光発電バネルの有価物

## る、待望の技術になりそうだ。 ④太陽光発電パネルの解体と 有価物の回収

太陽光発電パネルも、TASC技術を使えば、500℃で約20分加熱処理するだけで、樹脂を100％除去し、ガラスとシリコン太陽電池セル、セル同士をつなぐ銅・すず合金の導線部分などの有価物だけを完全分離できる。セルの表面に存在する銀の電極も化学処理で回収可能だ。回収された素材には、不純物が混ざっていないため、ほぼそのままリサイクル原料となる。

## TASC技術がリサイクルの 課題を解決する

リサイクルにおける最大の問題は、選別の難しさにある。リサイクルの現場では、磁力選別機や比重選別機、風力選別機、色識別選別機などさまざまな設備が使われているが、すべての装置を組み合わせても完全な分別ができないため、最後は手作業に頼っているというのが実態だ。リサイクルコストが下がらない原因は、結局、人件費の問題だと言っても過言ではない。これに対し、人手とコストと時間をかけず、自動で不純物の混ざらない原料を取り出すTASC技術は、リサイクルが抱える最大の問題を解決するポテンシャルを秘めている。

さらにいえば、TASC技術は、環境分野にとどまらず、新たな製造プロセスの確立など、世界を変えるイノベーションをもたらす可能性を秘めている。メイド・イン・ジャパンの革新的な発明、TASC技術が世界を変える日は、さほど遠い未来ではないのかもしれない。
### 7.5 展示会

1. Innovation Japan2012 (大学見本市：Z-16)

「半導体の熱活性を利用した繊維強化プラスチック（FRP）の完全分解とリサイクル」

(2012.9.27-28)

ショート・プレゼンテーション：2012.9.28

「半導体の熱活性を利用した繊維強化プラスチックの完全分解とリサイクル」

2. Thermo Tech 2013 (2013.7.3-2013.7.5)

“焼成炉から排出されるタールと悪臭を除去しませんか？”

信州大学、（株）ジンテク & （株）成田製陶所

3. Innovation Japan 2013 (大学見本市：K-10)

「半導体の熱活性によるFRPの分解」（2013.8.29-30）

ショート・プレゼンテーション：

「半導体の熱活性によるFRPの分解 - リサイクルと部分修復」

4. 朝日ビジネスマッチング 2013

「半導体の熱活性によるタール分解とレアアースの回収」(2013.11.14)

ショート・プレゼンテーション:

「半導体の熱活性によるタール分解とレアアースの回収」

5. Imaging Conference Japan 2014 (2014.6.11-13)

「VOC フリーのプリンターを実現しませんか」
6. Innovation Japan 2014（大学見本市：K-14）

「半導体の熱活性法によるレアアースの回収と PM/VOC の完全浄化」

(2014.9.11-12)

7. Tokyo イノベーションリーダーズサミット (2014.9.24)

ベンチャー会社と大手企業のトップとのマッチング

8. 信州大学見本市（2015.3.3-4）（ブース：環境・食品・農業8 & 9）

8.1 「太陽電池パネルの完全解体と有価物の回収」（注目ブースに選定）

8.2 「ボンド磁石からレアアースの回収」

講演：太陽電池パネルの完全解体と有価物の回収

※「国民との科学・技術対話」の実施

特に記載すべき事項はない。
### 8. 知的財産権の取得状況

1. 水口 仁、塚田祐一郎、高橋宏雄：気体の浄化装置、特願 2012-245877（出願日 2012.11.8）

2. 水口 仁、塚田祐一郎、鈴木悠介、高橋宏雄：溝付き三次元多孔体の製造方法、特願 2013-030560（出願日 2013.2.20）

3. 水口 仁、塚田祐一郎、鈴木悠介、高橋宏雄：プラスチック複合材料の処理方法及び処理装置、特願 2013-051125（出願日 2013.3.14）

4. 塚田祐一郎、高橋宏雄、水口仁：物品の分解処理法、特願 2013-181764（出願日 2013.9.3）

5. 水口 仁、塚田祐一郎、高橋宏雄：ボンド磁石から磁性体粒子を回収する方法、特願

2013 - 232037 (2013.11.8)

6. 水口 仁、塚田祐一郎、「高橋宏雄、「鈴木悠介：気体の浄化装置、特願 2013-230996（2013.11.7）（特願 2012-245877 と特願 2013-030560 の国内優先）

7. 水口 仁、高橋宏雄、金子正彦：太陽電池モジュールから有価物の回収する方法、特願 2014-227701（2014.11.10）

8. 水口 仁、高橋宏雄、金子正彦：合わせガラスからガラスを回収する方法及び回収するための処理装置、特願 2015-052995（2015.3.17）

9. 水口 仁、高橋宏雄、金子正彦：太陽電池パネルから有価物を回収する方法及び回収するための処理装置、特願 2015-07053（2015.3.31）
研究概念図

繊維強化プラスチック材の100%乾式法による完全分解と強化繊維の回収・リサイクル技術に関する研究(3K123003)

FRPの利点: 軽くて強い

廃FRPの問題点: 燃えない、溶けない → 埋立処理

「半導体の熱活性」技術

廃FRP $\xrightarrow{\text{「半導体の熱活性」技術}}$ 強化繊維の回收・リサイクル

(ポリマー・マトリックスの分解)
## 英文概要

Project title:

# A 100% Dry system for the Complete Decomposition of Fiber Reinforced Plastics and Their Recycling Technology

Project Number: 3K123003

Project leader: Prof. Dr. Jin Mizuguchi

## I nstitution:

Fiber Innovation Incubator 306, Faculty of Textile Science and Technology, Shinshu University

Thermal activation of semiconductors (TASC) has been investigated with special attention to its applications to the environmental problems such as disposal of FRPs (fiber-reinforced plastics), elimination of VOCs (volatile organic compounds), etc. TASC is our novel technology based on the fact that the semiconductor exhibits no catalytic effects at room temperature, whereas significant oxidative properties appear when heated at elevated temperatures at about 350-500 °C. The present effect has been interpreted as arising from thermally generated defect electrons (“hole”) formed in the valence band of the semiconductor. The TASC technology allows us to fragment a giant molecule in an instance into small molecules (for example ethylene and propane) by radical splitting. Then, the fragmented molecules react with oxygen in air to give rise to $ H_{2}O $ and $ CO_{2} $ (i.e. complete combustion). The present finding has successfully been applied to the complete decomposition of polymers into $ H_{2}O $ and $ CO_{2} $ . Continuous FRP-decomposition apparatus has also been developed based on the TASC technology that is equipped with a VOC-elimination system. The present report describes the TASC technology as well as its applications to the recovery of reinforcing fibers from FRPs and also to its related topics: repair of partially damaged FRPs, reclaim of rare-earth powders from resin-bonded rare-earth magnets, disassembly of solar panels, as well as dismantling of laminated glass.
## 論文

# 日本における期待インフレ率の変遷 $ ^{*} $

沖本 竜義 $ ^{**} $

〈要旨〉

過去30年間において、日本経済はバブル経済の発生と崩壊、その後の長期経済停滯、リーマンショックやユーロ危機などの国際金融危機、ゼロ金利政策の導入、量的金融緩和の開始、インフレ目標の導入など様々な事象を経験してきた。この過程の中で、日本における期待インフレ率がどのように変化してきたかを実証的に調べることは非常に重要な問題である。このような問題意識の下、本稿では、過去30年に渡る日本の期待インフレ率の変遷を平滑推移フィリップス曲線モデルにより分析した。分析の結果、期待インフレ率レジームと金融政策レジームには、強い関係が見られ、金融政策が期待インフレ率の形成に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。また、2013年初頭の日本銀行のインフレ目標の明確化とそれに付随する量的・質的緩和政策の導入は、デフレからの脱却という課題には一定の成果を上げた可能性があるが、2%のインフレ目標の達成には十分ではない可能性などが示された。ただし、2016年早々から、日銀はマイナス金利付き量的・質的金融緩和を導入しており、その影響については、時間が経ちデータがそううのを待って、新たな分析が行われることを期待したい。

JEL 分類コード : C22, E31, E52

キーワード：ハイブリッド型フィリップス曲線、インフレ目標、平滑推移モデル
# Dynamics of Expected Inflation in Japan

Tatsuyoshi OKIMOTO

## Abstract

Over the last three decades Japanese economy has experienced many significant events, such as a burst of bubble economy, lost two decades, Lehman and Euro financial crises, and introduction of zero interest rate and inflation targeting monetary policies. It is quite important to examine how expected inflation rates in Japan have evolved through these events. In this paper, we analyze the dynamics of expected inflation rates based on the smooth transition Phillips curve model. We find that there is a strong connection between the expected inflation and monetary policy regimes. In addition, the results indicate that the introduction of inflation targeting policy and quantitative and qualitative monetary easing in the beginning of 2013 have successfully escaped from deflationary regime, but might not be enough to achieve 2% inflation target. Meanwhile, Bank of Japan has introduced Quantitative and Qualitative Monetary Easing (QQE) with a Negative Interest Rate since early 2016. It is desirable to analyze further on the impact of newly introduced policies once data is available.

JEL Codes : C22, E31, E52

Keywords: Hybrid Phillips curve, Inflation target, Smooth transition model
### 1. はじめに

インフレ率はマクロ経済学者や中央銀行にとって、言うまでもなく最も重要な変数のひとつである。その理由は、インフレーションは貨幣の価値を変化させ、それを通じて、個人や企業の行動に大きな影響を及ぼすからである。そのため、特に、通貨の番人ともいわれる中央銀行においては、近年、インフレ率が重要視されるようになっており、2015年の時点で、インフレ目標金融政策が20以上の国で採用されている。我が国においても、第1次アベノミクスの第1の矢として、大胆な金融政策が掲げられ、その一環として、日本銀行（日銀）は2013年1月に2%の物価安定目標という形で、インフレ目標政策を明確化した。

その後、日銀は2%のインフレ目標達成のために、量的・質的金融緩和やマイナス金利政策などの複数の革新的な金融政策を導入してきたが、2%のインフレ目標が達成されるかどうかは、いまだ不透明なところである。

インフレ目標の達成において、ひとつの重要な指標となるのが、個人や企業が長期的に実現するであろうと予想するインフレ率を表す期待インフレ率である $ ^{1} $ 。景気循環などの短期的な変動の要因を除けば、インフレ率は長期的に期待インフレ率に近づいていくことが予測されるため、例えば、期待インフレ率が中央銀行のインフレ目標と同水準にあるかどうかを検討することは、金融政策の妥当性や追加緩和の可能性を探るうえで大きなヒントとなる。

そこで、本稿では、過去30年に渡る日本の期待インフレ率の変遷を分析することを目的とする。過去30年間において、日本経済はバブル経済の発生と崩壊、その後の長期経済停滞、リーマンショックやユーロ危機などの国際金融危機、ゼロ金利政策の導入、量的金融緩和の開始など様々な事象を経験してきた。この過程の中で、日本における期待インフレ率がどのように変化してきたかを実証的に調べることは非常に重要な問題である。特に、日本の場合、1990年のバブル崩壊以降の長期経済低迷により、デフレマインドとも言われる低期待インフレ率が長期に渡り実現してきた可能性が高い。実際に、この時期において、期待インフレ率がデフレの域にまで陥っていたのか、その間のゼロ金利政策や量的緩和政策などが、期待インフレ率にどのような
影響を与えてきたのかを明らかにすることは、重要な課題である。また、2013年初頭に日銀が2%のインフレ目標を明確化し、量的・質的金融緩和を導入して以来、期待インフレ率がどの程度、2%に近づいてきているのかを分析することは、非常に興味深い課題である。

しかしながら、期待インフレ率に関して問題となるのは、期待インフレ率が観測できるものではないということである。近年では、サーベイデータが普及し、サーベイに基づく期待インフレ率も利用可能になりつつあるが、サーベイデータには、調査対象が専門家に限られていたり、様々なバイアスがあることが指摘されている。例えば、Fuhrer et al.（2012）は、サーベイデータを基に日本の期待インフレ率の推定を試みているが、推定された期待インフレ率が、実際のインフレ率と比較して、1990年代初頭から2010年において一様に過大なものとなったことを報告している。したがって、サーベイデータそのものを期待インフレ率としたり、サーベイデータを基に期待インフレ率を推定したりすることは、難しいと考えられる。

そのため、近年では、期待インフレ率を観測できない状態変数としてモデル化し、マクロ経済モデルを用いて推定することが主流となっており、本稿でもその流れに従う。より具体的には、Kaihatsu and Nakajima（2015）に倣い、ハイブリッド型のフィリップス曲線にレジームスイッチングを導入し、期待インフレ率の変遷を推定する。Kaihatsu and Nakajima（2015）はマルコフスイッチングモデルを利用して、期待インフレ率レジームの推定を試みているが、レジームが変化したとしても、元のレジームに戻る可能性が常に正の確率で存在するモデルとなっており、恒久的にレジームが変化するような場合がモデル化されていない $ ^{2} $ 。しかしながら、過去30年間の日本経済を振り返ってみるとバブル経済の崩壊や金融政策の変化などにより、期待インフレ率レジームに恒久的な変化が生じている可能性も大いに残る。そこで、本稿では、恒久的なレジーム変化を捉えるために、ハイブリッド型のフィリップス曲線に平滑推移（ST）モデルを応用し、期待インフレ率の変遷の推定を試みる。そして、実証研究を通じて、過去30年間の期待インフレ率において何個のレジームが存在するかを特定するとともに、特定された各レジームの特徴を明らかにし、期待インフレ率の変遷を分析することを試みる。

より具体的には、以下のような問いに答えることを目的とする。(1) 過去30年間の日本のインフレーションには、何個のレジームが存在したか？(2) 期待インフレ率のレジームと金融政策レジームに関連がみられるかどうか？(3) 1995年から始まった超低金利政策レジームにおける期待インフレ率はどの程度であったか？(4)
2013年初頭の日銀による2%のインフレ目標の明確化と量的・質的金融緩和の導入により、日本経済はデフレから脱却したと言えるかどうか？（5）2015年9月時点の期待インフレ率は、2%のインフレ目標と有意に異なるかどうか？

本稿で得られた結果は、次のようにまとめることができる。まず第1に、過去30年間の日本の期待インフレ率には、3個のレジームが存在し、それぞれ1985年から1995年までの伝統的な金融政策レジーム（レジーム1）、1995年から2012年までの超低金利政策レジーム（レジーム2）、2013年以降のインフレ目標政策レジーム（レジーム3）にほぼ一致することがわかった。つまり、期待インフレ率のレジームと金融政策レジームには、強い関係が見られ、金融政策が期待インフレ率の形成に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。

次に、3状態平滑推移（ST）フィリップス曲線を推定した結果、次のような各レジームの特徴が判明した。まず、レジーム1においては、期待インフレ率は比較的高く、安定的であったことがわかった。レジーム2では、期待インフレ率が大きく低下し、インフレとコアインフレに関しては³、期待インフレ率は有意に0と異ならず、コアコアインフレは有意にデフレの域に達するまで、期待インフレ率が低下していたことが明らかとなった。また、このレジームにおいても、期待インフレ率は安定しており、この間、日銀が行ったゼロ金利政策や量的緩和政策などは、期待インフレ率を下支えした可能性はあるものの、期待インフレ率を正の領域へ回復させるまでには至らなかったことが判明した。最後に、レジーム3においては、コアインフレとコアコアインフレは、それぞれ有意に0%と異なり、0.7%程度まで上昇していることが明らかとなった。しかしながら、日銀のインフレ目標である2%と比較してみると、いずれの指標においても、期待インフレ率は有意に2%より低いことが確認された。つまり、日銀のインフレ目標の明確化とそれに付随する量的・質的緩和政策は、デフレからの脱却という課題には一定の成果を上げた可能性があるが、2%のインフレ目標の達成には、まだ不十分である可能性が示された。

また、フィリップス曲線を原油価格や為替レートを含んだ形に拡張した結果、為替レートがインフレやコアインフレの変動に与えた影響は限定的であるが、原油価格はインフレやコアインフレに有意に正の影響を与えており、特にレジーム3において、その影響が大きくなっていることが確認された。このことは、近年の原油価格の下落が、コアインフレの上昇に歯止めをかけている可能性を示唆していると考えられる。