新しいリサイクル技術(Urban Metal の技術)
1. 背景
各国において資源の確保は重要な問題である。資源を確保するには、採掘国の援助を含め膨大な費用が掛かる。
そこで都市鉱山という概念が生まれた。
すでに社会に利用されている資源を回収することで資源の確保を図る考え方である。
特にIC基板にはレアメタルが多量に使用されている。
高度な技術力をもって効率的にレアメタルの回収が行われることは重要な世界的な課題である。
2. 基板からのメタル回収
従来、消費社会から回収された家電、コンピューター、携帯電話を分解して得られた廃IC基板からレアメタルを回収するには溶解炉で溶融し、電気精錬する事によって得られた。
この方法は非常に効率が悪く、大量のエネルギーを消耗すると同時に大量の炭酸ガスを大気に排出する。
もっと簡単な設備で使用されているメタルを回収する技術を考え出す必要が求められる。
そこで当社は廃IC基板を熱処理する事によりメタルを回収、即ち基板を溶融することを経由しないでメタルを生産する方法に着目した。
単純な熱処理即ち焼却方法はエネルギーの消耗も大きく、費用もかさむので今まで検討はされて来たが、多くは実行されなかった。特に廃IC基板を焼却して樹脂部分を消滅させる方法は基板に使用されている硝子繊維が溶融してメタルを包み込みメタル回収には不都合が生じる。
3. 我が社の方法
当社は低温で加熱し、硝子繊維が脆化する温度範囲内で熱処理することを考えた。
このことは小泉哲之が特許申請している「廃棄物から有価金属を回収する方法」(特願2008-144732)を応用して積層多重構造のIC基板を熱処理することによって廃基板から簡単にレアメタルを溶融経由することなく回収する方法部分でもある。
更に低温で熱処理することは少量の熱量で結果を出せる。それには乾留タイプの熱処理炉が有効であると考えた。
しかし、この概念と設備はまだ日本に存在しない。そこで乾留タイプの焼却炉を応用する計画を立てた。
しかし焼却炉とは使用目的が異なるので更なる幾つかの技術開発と設計段階からの改造が必要になった。
4. 我々の熱処理反応
第一室での反応
エポキシ樹脂が少量の酸素と発熱反応をします。この現象を不完全燃焼とも言う。
酸素が少ないのでCO2は発生しないでCOが発生する。
この反応は発熱反応なのでこの熱で積層基板中の硝子繊維を脆化させる。
しかし高温にはならない。
エポキシ樹脂 + O2 → 2CO + ΔH1

第二室での反応
第一室で発生したCOをO2で酸化させる。(空気を吹き込む)
COが燃えて発熱して高温が得られます。950℃以上になる。
この高温でダイオキシン等の有害ガスを分解する。
CO + O2 → CO2 + ΔH2
5. 我々の熱処理反応プラントの利点
(1) 基本的に燃料は必要無い。
基板自身が持っている樹脂の熱エネルギーで反応を進行させるので基本的には燃料がいらないシステムである。現実はスター時に多少の燃料は必要になる。
(2) 環境に優しい
バーナーを使って燃焼させると大量の空気が必要になる。大量の空気は大量の排気ガスを発生させる。
しかし我々のシステムは空気は大量には必要ない。その為排気ガスが少ないので環境に与える負荷が少ない。
(3) コンパクトである。
Urban-Metalを製造する設備はコンパクトであるので、廃基板が集積する場所に自由に設置する事ができる。


