非定常熱伝導を利用したプラスチック廃棄物からの材料選別回収の基礎研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450083
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 佐藤 勲 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (10170721)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 斉藤 卓志 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (20302937)
• Keywords: プラスチック廃棄物 / 材料選別回収 / 非定常熱伝導 / 融着現象 / 界面温度 / 軟化 / 接触界面形状 / 接触面積

Research Abstract

研究計画の第2年度にあたる本年度は、本研究で提示する選別回収手法の根本原理の一つであるプラスチック材料と加熱面との間の融着現象を基礎的に検討した。主な研究成果は以下の通りである。
1.融着現象を支配する要因の抽出
昨年の検討によってプラスチック材料と加熱面との間の融着現象が、非晶性プラスチック材料ではガラス転移点、結晶性材料では融点近傍まで界面温度を高めると顕著になることを明らかにしたが、さらに詳細に融着時のプラスチック材料の挙動を調べて融着現象を支配する要因を検討した。その結果、融着現象は単に界面温度がある温度になった時点で発現するのではなく、それと同時に界面近傍での軟化したプラスチック材料の進展が必要であること、それを支配する材料の「柔らかさ」と温度の関係が材料ごとに異なることが、融着に必要な界面温度の材料による違いとともに融着現象の支配要因であることを明らかにした。
2.融着現象に対する接触界面形状の影響
上記の検討結果をふまえて、融着現象に与えるプラスチック材料と加熱面の接触面形状の影響を実験的に検討した。その結果、あらかじめ接触面積を大きくした面接触の方が点接触より早く融着現象が生じることが明らかになった。ただし面接触させた場合でも界面温度が融着開始温度に達すると直ちに融着するのではなく、接触面の面粗さに相当するプラスチック材料の変形が必要であることがわかった。
これらをふまえて、次年度には、融着発現時のプラスチック材料の挙動と材料物性の関連をより詳細に検討し、その結果から本手法による廃プラスチック材料選別手法の選別能とその支配要因を主に実用的な見地からまとめる予定である。

Research Products

• [Publications] 杉山 徹, 佐藤 勲, 斉藤卓志: "非定常熱伝導と融着現象を利用した廃プラスチックの分別回収(融着界面温度の測定)"第38回日本伝熱シンポジウム講演論文集. 2. 507-508 (2001)
• [Publications] 森 由紀, 佐藤 勲, 斉藤卓志: "非定常熱伝導を利用した廃プラスチック分別手法の分別能"成形加工'01. 65-66 (2001)