| 研究課題/領域番号 |
25241022
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
吉岡 敏明 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (30241532)
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| 研究分担者 |
亀田 知人 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60333895)
Grause Guido 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (60570017)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 熱分解 / プラスチック / 難燃剤 / フィードストックリサイクル / 金属回収 |
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| 研究実績の概要 |
本年度は、昨年度検討したフェノール樹脂製およびエポキシ樹脂製プリント基板の熱分解挙動や樹脂－難燃剤間の相互作用に関する成果を踏まえ、金属として銅およびアンチモンを含むプリント基板の熱分解試験を実施し、有機・無機原料の同時回収について検討した。なお、平成25年度に水酸化カルシウムが臭素吸収剤として効果的であることが明らかとなったため、金属回収に及ぼす水酸化カルシウムの効果および加熱条件の影響も合わせて検討した。その結果、銅の回収量は水酸化カルシウム非存在下の定温加熱条件において、フェノール樹脂製プリント基板500 mgから約10 mgであったのに対し、水酸化カルシウム存在下においては、約25 mgまで回収量が増加した。さらに、エポキシ樹脂製プリント基板からも、同条件において約10 mgの回収量であったのに対し、水酸化カルシウム存在下においては、約20 mgまで増加した。アンチモンの回収量は、同条件において約2倍に向上した。これらは、水酸化カルシウムが臭素系難燃剤由来の臭素を捕捉することで、これら金属類の臭化揮発反応が抑制されたためと考えている。なお、反応温度は300～700℃としたため、本温度範囲における銅およびアンチモンの臭化反応の熱力学的解析を実施したところ、熱力学的に有利に進行することも確認した。回収された銅は金属銅としてプリント基板の熱分解残渣および酸化カルシウムと共に残存することを確認した。なお、金属含有プリント基板と水酸化カルシウムの熱分解挙動を検討したが、水酸化カルシウムや含有金属は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、および臭素系難燃剤（主にビスフェノールA）の分解挙動に影響を及ぼさないことが確認された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
昨年度までに明らかにしたフェノールおよびエポキシ基板の原料回収試験および熱分解機構に、含有金属の影響を更に考慮することで、樹脂-金属-難燃剤間の相互作用を考察することができ、H.26年度以降研究計画③～⑥の進展に寄与する成果であったため。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまで、電子・電気機器廃棄物に共通のプリント基板やポリカーボネート樹脂の熱分解を検討してきており、これまでの検討により、一定程度の金属および有機原燃料を同時回収できる可能性が示された。例えば、樹脂・金属・臭素系難燃剤が混在する系において、臭素吸収剤を添加すれば、金属回収率や熱分解生成物品位が大きく向上することは確認されたが、これらをより有用な化学原燃料に転換する検討が重要であると考えている。よって、今年度は、熱分解法によりこれらの樹脂から有用原料を回収するための検討を実施する予定である。
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| 備考 |
東北大学大学院環境科学研究科 吉岡研究室
http://www.che.tohoku.ac.jp/~env/index.html
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