NCC、熱活性化複合材分解技術でブレークスルー

国立複合材センター（NCC、英国ブリストル）とオックスフォード・ブルックス大学は、シンプルな熱源を使用して複合材構造を迅速かつ安価に分離（または脱接着）できる新技術を開発したと発表しました。この技術を容易に扱い、修理、分解できるようにすることで、自動車、航空機、風力タービンなど幅広い製品の設計、使用、ライフサイクル終了時のリサイクルに大きな影響を与えることを意図しています。

オックスフォード・ブルックス大学の研究者たちは、市販の構造用接着剤に低コスト添加剤を加えることで、接合部温度を約160℃まで上昇させると、わずか6秒で複合材部品を分離できることを実証しました。NCCは、テクノロジー・プル・スルー・プログラム（ラボから市場へ新しいアイデアを移行させるプログラム）の一環として、この新アプローチが産業規模で機能することを実証したと報告しています。

難燃剤として広く使用される膨張性グラファイトまたは熱膨張性マイクロスフェアを少量、複合材部品の接着に日常的に使用される接着剤に添加します。NCCによると、これらの添加剤は通常運転時のコンポーネント性能に最小限の影響しか与えませんが、必要温度まで加熱すると部品を「ポッと分離」させる力を発揮します。これは、将来的に複合材コンポーネントが製造中に容易に再配置・再利用可能になり（廃棄物削減）、運用中に修理可能になり、稼働寿命終了時に効率的にリサイクル可能になることを意味します。

「これは非常にエキサイティングな進展です。特に持続可能性が業界にとってますます重要な課題になっている中で」と、NCC研究エンジニアのルーシー・エグルストン氏は述べています。「歴史的に、部品が損傷したり寿命を迎えたりすると、廃棄物として処分されてきました。この技術により、これらの構造物を分解して修理、再構成、別の用途で使用できるようになります。これにより、コンポーネントのエンド・オブ・ライフ戦略が増え、最終的に環境への影響を減らせます。」

例えば自動車セクターでは、車両軽量化のため複合材と接着部品の使用増加を目指しています。車両はエンド・オブ・ライフ指令遵守のため85%リサイクル可能でなければなりません。この新技術により、整備士がシンプルなヒートガンで損傷部品を交換できるようになると報告されています。リサイクラーは車両全体を低温オーブンに通し、数秒で自己分解させられるようになります。

研究者たちは、この技術を廃棄航空機と風力タービンブレードの大量の炭素繊維・ガラス繊維複合材リサイクルにも拡張することを期待しています。

「構造用接着剤の脱接着方法を約10年間研究してきました。NCCとのテクノロジー・プル・スルー・プログラムを通じて、研究の技術成熟度を実証できました」と、オックスフォード・ブルックス大学接合技術研究センター長のジェームズ・ブロートン教授は語ります。「今後、業界と協力して特定用途向けに技術を完全に最適化し、必要に応じて調整できます。」

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