旭化成開發回收連續碳纖維的基礎技術

2022 年 12 月 14 日

旭化成株式會社

旭化成開發回收連續碳纖維的基礎技術

—為低碳社會實現高能效—

 

旭化成與國立工業大學、北九州大學和東京科學大學一起，在“汽車碳纖維循環經濟計劃”（以下簡稱“項目”）項目下開發了回收連續碳纖維的基礎技術，該項目得到了日本政府的支持2021 年至 2022 財年新能源和工業技術開發組織 (NEDO) 能源和新環境技術可行性研究計劃。

 

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該項目於 2021 年 5 月通過了 NEDO 能源與環境新技術可行性研究計劃，旨在發現能源與環境領域中長期解決方案所需的技術種子，包括節能、新能源和 CO ₂減排，這些與現有技術不同，可應用於未來的國家項目，為顯著提高能源效率和實現低碳社會做出貢獻。

該項目旨在實際應用回收系統，將汽車廢棄的碳纖維增強塑料 (CFRP) 或碳纖維增強熱塑性塑料 (CFRTP) 中的碳纖維重新用作汽車用 CFRP 或 CFRTP。通過將汽車廢棄的碳纖維作為連續碳纖維進行回收利用，可以提供質優價廉的CFRTP，從而實現車輛輕量化和節能。這也有望在經濟上受益並加強日本領先的碳纖維和汽車行業的競爭力。

 

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傳統的回收技術將碳纖維回收為短切碳纖維^※1。然而，由於短切碳纖維與原始連續碳纖維的差異很大，因此有必要開發單獨的複合技術。相比之下，該項目實現了碳纖維的連續回收，允許使用現有的複合技術，從而有可能實現循環經濟的閉環回收^※2。

為該項目開發了“電解硫酸法”。 “電解硫酸法”是利用電解硫酸產生的氧化性活性種^※3，分解CFRP/CFRTP的樹脂成分，提取和回收碳纖維的技術。該技術具有三個特點：（1）可以分解任何種類的樹脂，（2）回收碳纖維的強度不會降低，（3）碳纖維可以作為連續纖維回收。

開發了從用於水肺潛水的小型商用 CFRP 儲罐中回收連續碳纖維的基本技術。回收的連續碳纖維沒有“加撚”和“起毛”現象，可以和新碳纖維一樣處理。通過反複使用纖維纏繞^※4，實現罐對罐循環經濟。

旭化成還在開發使用回收的連續碳纖維和LEONA™聚醯胺樹脂的CFRTP-UD膠帶（單向膠帶，一種單向連續纖維增強材料）。CFRTP-UD膠帶的強度高於金屬，有望應用於汽車車架和車身，進一步實現汽車零部件的回收利用。
→開發單向膠帶（UD-Tape）：碳纖維增強聚醯胺樹脂

展望未來，旭化成將進行示範和發展業務，目標是在 2030 年左右實現實際應用。

旭化成集團旨在從「關愛地球」的角度，通過專注於使用生物質原材料、回收原材料和可再生能源等舉措，為碳中和和可持續發展的世界做出貢獻。公司以「成為開拓者」為主題的2024年度中期經營計劃，深化與其他公司的合作，進一步推進提供具有可持續特徵的產品和服務，努力滿足客戶和社會的期望。

 

※1​將碳纖維切成 3 至 24 毫米長度的碳纖維加工產品

※2​一種製造過程，通過該過程可以使用產品或材料，然後將其轉化為新產品而不會在回收過程中失去其特性。

※3​一種氧化性很強的物質，能分解樹脂。

※4​一種成型方法，其中粗紗（連續纖維束）在用樹脂浸漬的同時以預定角度圍繞旋轉模具排列並連續纏繞。

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