| Project/Area Number |
22K04714
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26030:Composite materials and interfaces-related
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大島 一真 九州大学, 工学研究院, 助教 (60734275)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | CFRP / 電気処理 / バイポーラ / 繊維配向 / 電位勾配 / 電気インピーダンス / パーコレーション / 繊維の織り方 / 熱可塑性樹脂 / ジュール熱 / 繊維方向 / 分離率 / 電気分解 / インピーダンス |
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| Outline of Research at the Start |
炭素繊維強化プラスチック（CFRP）のリサイクル手法として熱分解による炭素繊維（CF）回収が主流である．しかし切断破砕した後に熱分解されるため，回収されるCFは短繊維となり，用途が限定される．それに対して，電気処理法はCFの熱損傷を抑制して樹脂を分離できるため，長繊維のCF回収が期待できる．しかしCFと樹脂の分離現象は，科学的かつ定量的に明らかにされていないため，電気処理の優位点が示されていない．本研究では，「どのようにCFと樹脂は分離されるのか？」の命題に対して，バイポーラ電解槽による分離メカニズムを電気インピーダンスモニタリングを併用して実験的および理論的な観点から体系的に解明する．
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| Outline of Final Research Achievements |
This study aimed to clarify the resin separation mechanism of CFRP by a bipolar electrical treatment in a neutral electrolyte with aid of non-destructive monitoring applying electrical impedance in order to demonstrate the advantages of the recycling method. As a result, it was revealed that the resin separation generates on the "positively" charged side of the CFRP i.e., the oxygen gas generating side. Furthermore, non-destructive monitoring showed that the change of impedance value over time was consistent with the change of resin separation ratio. This is because capacitance increases with resin separation, while the electrical resistance changes owing to a change in the percolation state of the CFRP and the penetration of the electrolyte during the treatment.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は、電気処理による炭素繊維（CF）回収手法の停滞をブレークスルーするために，「どのようにCFと樹脂は分離されるのか？」の命題に対して，バイポーラ電解槽による分離メカニズムを電気インピーダンスによるモニタリングを併用して体系的に解明してきた．本研究により得られた成果は，これから大量に破棄されるCFRPからのCFリサイクルプロセスの効率化の手法として電気処理法の活用が期待できるため，循環型社会の実現に資し，新たな選択肢を提供する点で社会的意義は大きい．
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