マルチマテリアル成形品の発泡による分解に成功

金沢大学 理工研究域 フロンティア工学系の瀧 健太郎 教授、大学院 自然科学研究科 機械科学専攻 博士前期課程の森 勇人、岸本 宗一郎、フロンティア工学系のＲａｊｅｓｈ Ｓｈａｒｍａ Ｋｕｍａｒ 特任助教の共同研究グループは、物理発泡によるマルチマテリアル成形品の分解に成功しました。

マルチマテリアル成形品は強固な異種材料界面を有するため、成形品を構成しているそれぞれの材料に分解してリサイクルすることは困難でした。一方で分解しやすい弱い界面を有する成形品では、実際の使用に耐えることができません。使用中は安定した強い界面、使用後は分解しやすい弱い界面になるように界面物性をスイッチングできる材料とプロセスの開発が課題でした。

そこで本研究グループは、まずアルミニウム合金とガラス繊維強化ポリカーボネートを成形加工により直接接合した界面せん断強度２０メガパスカル以上の実用的な強度を有するマルチマテリアル成形品を試作しました。次に、その接合部分の界面に気泡を無数に生成させる物理発泡を起こすことで、アルミニウム合金とポリカーボネートの界面を分解させました。これにより、使用時は十分な安定した強度があり、廃棄時は発泡により接合部分の強度を半分に低下させることに成功しました。

これらの知見は将来、ＥＶ（電気自動車）などの部品や電化製品などのマルチマテリアル成形品の、マテリアルリサイクルに活用されることが期待されます。

本研究成果は、２０２３年９月２０日（米国東部標準時）にアメリカ化学会 Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙの「Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ」に掲載される予定です。