CN116648314A - 增强纤维回收用反应装置以及再生增强纤维的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种增强纤维回收用反应装置以及再生增强纤维的制造方法，其能够在溶剂法中从纤维增强树脂材料分离增强纤维时，维持增强纤维束的形状以及取向。一种增强纤维回收用反应装置，用于通过溶剂法从纤维增强树脂材料中回收增强纤维，其具有：反应槽，收容所述纤维增强树脂材料与溶剂；以及固定机构，包含能够按压所述纤维增强树脂材料的按压部件，且能够通过由所述按压部件进行按压来固定被收容的所述纤维增强树脂材料。

Description

增强纤维回收用反应装置以及再生增强纤维的制造方法
相关申请的交叉引用
本申请主张基于2020年12月2日在日本提交的日本专利申请：日本特愿2020-200195的优先权，通过引用援引其全部内容。
技术领域
本发明涉及增强纤维回收用反应装置以及再生增强纤维的制造方法。
背景技术
作为强化材料使用玻璃纤维等纤维的纤维增强塑料(Fiber ReinforcedPlastics；FRP)是轻量、高强度且高弹性的材料，广泛地用于小型船舶、汽车、铁路车辆等的部件。另外，出于进一步的轻量化、高强度化以及高弹性化的目的，开发了作为强化材料使用碳纤维的碳纤维增强塑料(Carbon Fiber Reinforced Plastics；CFRP)，用于飞机、汽车等的部件。
近年来，已使用的纤维增强塑料的废弃量存在增大倾向，正在研亢其再生利用技术的开发。作为回收纤维增强塑料的增强纤维的方法，主要举出通过热处理来将树脂成分热分解而除去并回收增强纤维的热分解法、以及使用溶剂使树脂成分溶解而除去并回收增强纤维的溶剂法。其中，溶剂法容易进行树脂成分的回收，从资源回收利用的观点来看是有利的。
作为溶剂法，例如，举出在专利文献1中提出的方法。在专利文献1中公开了截断包含无机材料与有机材料的块状的复合材料而获得截断片的工序、以及破碎所述截断片而获得破碎片的方法。而且，在该文献中，作为分离破碎片的无机材料与有机材料的方法，提出了使用可分解包含在破碎片中的有机材料的处理液分解有机材料，并回收无机材料的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2020-11482号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
然而，在溶剂法中，为了有效地溶解纤维增强树脂材料中的树脂成分，需要搅拌溶剂与纤维增强树脂材料的混合液。当搅拌混合液时，很难保持在纤维增强树脂材料中存在的增强纤维的纤维束的形状以及取向。在无法保持增强纤维的纤维束的形状以及取向的情况下，被回收的增强纤维的纤维方向不对齐，被回收的增强纤维的用途受限。
因此，本发明的目标在于提供一种增强纤维回收用反应装置以及再生增强纤维的制造方法，其能够在溶剂法中从纤维增强树脂材料中分离增强纤维时，维持增强纤维的形状以及取向。
用于解决技术问题的技术单元
本发明的发明人在研亢在使用溶剂法时如何维持纤维增强树脂材料中的增强纤维的形状以及取向时，发现了如果能够将纤维增强树脂材料本身固定在恒定的位置，就会维持增强纤维的形状以及取向。而且，根据以上的见解，本发明的发明人进一步进行研亢，完成了本发明。
本发明的宗旨如以下所述。
(1)一种增强纤维回收用反应装置，用于通过溶剂法从纤维增强树脂材料中回收增强纤维，其具有：
反应槽，收容所述纤维增强树脂材料与溶剂；以及
固定机构，包含能够按压所述纤维增强树脂材料的按压部件，且能够通过由所述按压部件进行按压来固定被收容的所述纤维增强树脂材料。
(2)根据(1)所述的增强纤维回收用反应装置，其中，所述按压部件呈板状。
(3)根据(1)或者(2)所述的增强纤维回收用反应装置，其中，所述按压部件具有按压所述纤维增强树脂材料的按压面，且能够在与按压面垂直的方向上往返。
(4)根据(1)～(3)中任一项所述的增强纤维回收用反应装置，其中，所述固定机构具有从与所述按压部件相反侧支承所述纤维增强树脂材料的支承部件。
(5)根据(4)所述的增强纤维回收用反应装置，其中，所述支承部件呈板状。
(6)根据(4)或者(5)所述的增强纤维回收用反应装置，其中，所述支承部件能够在朝向所述按压部件的方向上往返。
(7)根据(4)～(6)中任一项所述的增强纤维回收用反应装置，其中，进一步具有支承所述支承部件的弹性部件。
(8)根据(7)所记载的增强纤维回收用反应装置，其中，所述弹性部件是压缩螺旋弹簧。
(9)根据(4)～(8)中任一项所述的增强纤维回收用反应装置，其中，进一步具有限制所述支承部件的移动位置的限制部件。
(10)根据(1)～(9)中任一项所述的增强纤维回收用反应装置，其中，所述反应槽具有用于投入所述纤维增强树脂材料的开口部，并且构成为能够以使所述开口部朝向下方倾斜的方式倾斜。
(11)根据(1)～(10)中任意一项所述的增强纤维回收用反应装置，其中，所述增强纤维为碳纤维。
(12)一种再生增强纤维的制造方法，其中，具有使用(1)～(11)中任意一项所述的增强纤维回收用反应装置，通过包含溶剂的处理液来对包含增强纤维与树脂成分的纤维增强树脂材料进行处理，并使所述树脂成分的至少一部分溶解于所述处理液的工序，
在所述工序中，所述纤维增强树脂材料在被所述固定机构固定的状态下，通过所述处理液来处理。
(13)一种再生增强纤维的制造方法，其中，具有通过包含溶剂的处理液来对包含增强纤维与树脂成分的纤维增强树脂材料进行处理，并将所述树脂成分的至少一部分溶解于所述处理液的工序，
在所述工序中，在通过按压来固定的状态下，通过所述处理液来处理所述纤维增强树脂材料。
(14)根据(12)或者(13)所述的再生增强纤维的制造方法，其中，在所述工序中，在固定所述纤维增强树脂材料的状态下，进行所述溶剂的搅拌。
发明效果
根据以上的结构，能够提供一种增强纤维回收用反应装置以及再生增强纤维的制造方法，其能够在溶剂法中从纤维增强树脂材料分离增强纤维时，维持增强纤维的形状以及取向。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式的增强纤维回收用反应装置的概要的立体图。
图2是图1所示的增强纤维回收用反应装置的局部剖视图。
图3是用于说明图1所示的增强纤维回收用反应装置的动作的局部剖视图。
图4是用于说明图1所示的增强纤维回收用反应装置的动作的局部剖视图。
图5是用于说明图1所示的增强纤维回收用反应装置的动作的局部剖视图。
图6是用于说明图1所示的增强纤维回收用反应装置的动作的局部剖视图。
图7是示出本发明的其他实施方式的增强纤维回收用反应装置的概要的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。此外，在附图中，为了便于说明，适当地省略了无需说明的部件。另外，为了便于说明，适当地对图示的各部件的尺寸进行了放大、缩小，而并非表示实际的各部件的大小。
图1是示出本发明的一个实施方式的增强纤维回收用反应装置的概要的立体图，图2是图1所示的增强纤维回收用反应装置的局部剖视图。
图1所示的增强纤维回收用反应装置1用于通过溶剂法从纤维增强树脂材料回收增强纤维。纤维增强树脂材料是通过嵌设碳纤维等的增强纤维来进行强化的树脂材料。此外，对于纤维增强树脂材料，将在后面进行详细说明。
增强纤维回收用反应装置1具有反应槽10、盖20、固定机构30、以及支承台40。以下，依次对增强纤维回收用反应装置1所具备的各个结构进行详细说明。
反应槽10是能够收容纤维增强树脂材料与溶剂的容器。如图2所示，反应槽10具备反应槽本体11、温度调整套(jacket)13、排液口15、阀17以及凸缘19。
反应槽本体11是在下部具备底部113、在上部具备开口部115的有底筒状的容器。反应槽本体11具有能够收容纤维增强树脂材料与溶剂的收容空间111。通过开口部115向反应槽本的11的收容空间111收容纤维增强树脂材料以及溶剂等的反应所需的材料。
温度调整套13配置成包围反应槽本体11的外周侧面。温度调整套13能够对收容于反应槽本体11的内容物进行加热以及/或者冷却，并调节内容物的温度。温度调整套13例如使水等的热介质通过其内部，进行热交换，从而调节内容物的温度。或者，温度调整套13也可以是电热器等的加热单元。
排液口15设置在反应槽本体11的底部113，能够经过排液口15排出在反应槽本体11的收容空间111中存在的处理液等的液体。另外，在排液口15的中途安装有阀17，能够通过操作阀17，来控制排液口15的开闭。
凸缘19是比反应槽本体11的开口部115附近的外周缘部突出的圆盘状的部件。凸缘19在反应时与将在后面进行说明的盖20的凸缘27抵接，与凸缘27一起防止反应槽本体11中的内容物的漏出。另外，能够通过固定凸缘19与凸缘27，来相对于反应槽本体11固定盖20。
盖20是用于反应槽10的开闭的可拆装的盖，能够通过配置成覆盖开口部115来封闭反应槽10。盖20具有盖本体21、注液口23、排气口25以及凸缘27。
盖本体21是盖20的主要部分，呈将碗倒置的形状。而且，在盖本体21的中央部设置有贯通孔，贯通有将在后面进行说明的固定机构30的控制部件33。另外，在盖本体21中安装有注液口23和排气口25。
注液口23是用于注入溶剂等的处理液的配管。另外，排气口25是用于除去反应槽10使用时产生的蒸汽等剩余的气体的配管。此外，在本实施方式中，注液口23以及排气口25设置在盖本体21的上表面，但是本发明不局限于图示的方式，能够安装在盖本体21的任意的位置或者反应槽10的任意的位置。另外，注液口23以及排气口25也可以根据它们的用途安装多个。
凸缘27是在盖本体21中比反应槽10的开口部115侧的外周缘部突出的圆盘状的部件。凸缘27在反应时与反应槽10的凸缘19抵接，与凸缘19一起防止反应槽本体11中的内容物的漏出。
固定机构30在使用增强纤维回收用反应装置1时通过按压纤维增强树脂材料进行固定。固定机构30具有按压部件31、控制部件33、支承部件35、弹性部件37以及限制部件39。
按压部件31在使用增强纤维回收用反应装置1时配置在反应槽10的收容空间111内。按压部件31呈板状，具有用于按压纤维增强树脂材料的按压面311。另外，在本实施方式中按压部件31配置成，按压面311为水平且与支承部件35的支承面351大致平行。具有以上的结构的按压部件31能够通过控制部件33来控制位置，通过按压面311来按压纤维增强树脂材料。
此外，按压部件31的按压面311的面积不做特别限制，但是例如也可以是与收容空间111中的按压面311平行的剖面的面积的10％以上90％以下，优选为30％以上50％以下。由此，在使用按压部件31固定了纤维增强树脂材料的情况下，收容空间111中的处理液的流动变容易，处理液向纤维增强树脂材料的浸透变容易。
控制部件33是棒状的部件，一端与按压部件31连接。另外，控制部件33的另一端侧贯通盖本体21，与未图示的驱动装置连接。而且，通过控制部件33向与按压面311垂直的方向(即附图中上下)移动，按压部件31能够在与按压面311垂直的方向移动。
支承部件35在收容空间111中配置在比控制部件33靠下方的位置。支承部件35呈板状，配置成一侧的支承面351与按压面311相对置。在按压部件31按压了纤维增强树脂材料的情况下，支承部件35在支承面351从与按压部件31相反侧支承纤维增强树脂材料。由此，在通过按压部件31按压了纤维增强树脂材料时，能够在按压部件31与支承部件35之间固定纤维增强树脂材料。
此外，支承部件35的支承面351的面积不做特别限制，但是例如可以是与收容空间111中的支承面351平行的剖面的面积的10％以上90％以下，优选为30％以上50％以下。由此，即使是在使用支承部件35固定了纤维增强树脂材料的情况下，收容空间111中的处理液的流动也变容易，处理液向纤维增强树脂材料的浸透变容易。
弹性部件37通过配置在支承部件35与反应槽本体11的底部113之间，支承支承部件35。弹性部件37是所谓的压缩螺旋弹簧。通过使用这种弹性部件37支承支承部件35，支承部件35能够根据按压部件31的按压力向下方移动。其结果是，防止对纤维增强树脂材料施加过度的压力，抑制纤维增强树脂材料中的增强纤维的损伤。另外，在按压部件31往返的情况下，由于存在弹性部件37，支承部件35能够相应地往返。通过按压部件31以及支承部件35往返，收容空间111中的处理液被搅拌。
限制部件39具有限制板391以及将其与反应槽本体11的底部113连接的连接部件。限制板391在比支承部件35靠反应槽本体11的底部113侧的位置且与支承部件35大致平行地固定。而且，在支承部件35向下方移动时与限制部件39的限制板391抵接，限制支承部件35向下方的移动位置。即，限制部件39决定能够支承部件35向下方移动的位置。固定机构30通过具有这种限制部件39，能够使按压部件31向下方移动，在按压部件31与支承部件35之间压榨纤维增强树脂材料。
图1所示的支承台40是支承反应槽10的台。支承台40具有支承台本体41以及旋转轴43。支承台本体41是从地面竖立设置的柱子。旋转轴43可旋转地连接到支承台本体41的上方以及反应槽10。由此，能够使反应槽10倾斜。由此，反应槽10的开口部115能够朝向下方倾斜，纤维增强树脂材料的投入或反应后的增强纤维的取出变容易。
以上，在本实施方式的增强纤维回收用反应装置1中，能够通过固定机构30按压并固定纤维增强树脂材料，并进行反应。由此，在利用包含溶剂的处理液来处理纤维增强树脂材料时，纤维增强树脂材料中的增强纤维的形状变得难以变形。特别是，在处理中纤维增强树脂材料中的树脂成分溶解并露出增强纤维之后，增强纤维也被固定机构30固定，因此不易引起增强纤维的缠绕。由此，能够维持所获得的再生增强纤维的形状、纤维方向，例如，能够将获得的再生增强纤维的纤维方向维持在一个方向上，还提高使用再生增强纤维制造的纤维增强树脂材料的物理性质、例如物理强度。
另外，在处理中纤维增强树脂材料中的树脂成分溶解并露出增强纤维束之后增强纤维彼此不易缠绕在一起，由此处理液能够均匀地浸透在纤维增强树脂材料中的增强纤维，树脂成分的溶解反应能够均匀地进行。
另外，在本实施方式的增强纤维回收用反应装置1中，能够通过固定机构30按压并固定纤维增强树脂材料，并进行反应。因此，能够与大小、形状无关地处理多种多样的纤维增强树脂材料。例如，对于截断得很细的纤维增强树脂材料和大型的预浸片也能进行处理，回收再生增强纤维。
还可以使用本实施方式的增强纤维回收用反应装置1，进行已回收的再生增强纤维的清洗、脱液。因此，不变更装置就能够使用增强纤维回收用反应装置1进行用于回收再生增强纤维的多个工序。
进一步，在本实施方式的增强纤维回收用反应装置1中，按压部件31构成为能够往返，由此能够伴随按压部件31的往返进行处理液的搅拌。在此，在本实施方式中支承部件35也能够伴随按压部件31的往返进行往返，因此纤维增强树脂材料本身被固定，并且能够进行搅拌。
2、再生增强纤维的制造方法
接下来，对本发明的一个实施方式的再生增强纤维的制造方法进行说明。本发明的再生增强纤维的制造方法具有溶解工序，其中通过包含溶剂的处理液来对包含增强纤维与树脂成分的纤维增强树脂材料进行处理，并使所述树脂成分的至少一部分溶解于处理液，在所述溶解工序中，所述纤维增强树脂材料在被按压而固定的状态下，通过所述处理液进行处理。
此外，可以用任何装置实施本发明的再生增强纤维的制造方法，但是在以下的说明中，代表性地，对使用上述本实施方式的增强纤维回收用反应装置的例子进行详细说明。图3～图6是用于说明本实施方式的再生增强纤维的制造方法中的增强纤维回收用反应装置的动作的一例的局部剖视图。以下，依次对本实施方式的再生增强纤维的制造方法的各个工序进行说明。
2.1、准备工序
首先，在溶解工序之前，准备为溶解工序提供的纤维增强树脂材料100。如上所述，纤维增强树脂材料是通过嵌设增强纤维强化的树脂材料。作为这种纤维增强树脂材料100，不做特别限制，例如可以举出碳纤维增强塑料(Carbon Fiber Reinforced Plastics；CFRP)、玻璃纤维增强塑料(Glass Fiber Reinforced Plastics；GFRP)、玻璃长纤维毡增强热塑性塑料(Glass-Mat reinforced Thermoplastics；GMT)、芳香族聚酰胺纤维增强塑料(Aramid-Fiber-Reinforced Plastics；AFRP)、凯夫拉纤维增强塑料(Kevlar FiberReinforced Plastics；KFRP)、迪尼玛纤维增强塑料(Dyneema Fiber-ReinforcedPlastics；DFRP)、玄武岩纤维增强塑料、硼纤维增强塑料、以及它们的预浸料等。在上述的材料中，碳纤维增强塑料的使用量比较多，或者制造碳纤维时的消耗能量很多，因此优选回收并再利用已使用的碳纤维增强塑料以及/或者其预浸料中的碳纤维。
另外，纤维增强树脂材料100中的增强纤维既可以以在一个方向上拉齐多个增强纤维的纤维束(丝束)、将增强纤维的纤维束用于经纱以及纬纱的织物或者无纺布的状态存在，也可以以各个增强纤维配置在随机的位置以及方向上的状态存在。特别是，在通过溶剂法取出纤维束或者织物状的增强纤维的情况下，存在难以进行处理液的浸透，而且增强纤维的形状以及取向容易崩溃的倾向。因此，本实施方式的方法适用于从包含纤维束或者织物状的增强纤维的纤维增强树脂材料中回收增强纤维。
另外，增强纤维也可以是片(chip)状，在这种情况下，例如，可以举出切断纤维束的碎布纤维、片状的织物等。
作为包含在纤维增强树脂材料100中的树脂成分，不做特别限制，例如，也可以是热固性树脂以及热塑性树脂中的任意者。另外，热固性树脂既可以是未固化的，也可以是固化物。
作为热固性树脂，不做特别限制，但是例如，可以举出环氧树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂、氰酸酯树脂、聚酰亚胺树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚缩醛树脂等，可以单独地使用其中一种或者组合两种以上用于树脂成分。
作为热塑性树脂，不做特别限制，但是例如，可以举出聚酰胺、聚烯烃、聚酯、聚碳酸酯、丙烯酸树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚醚酮、聚苯硫醚等，可以单独使用其中一种或者组合两种以上用于树脂成分。
另外，纤维增强树脂材料100既可以是其本身呈板状(sheet)，也可以呈截断的片状。特别是，本实施方式的方法也可以适当地应用于以往难以回收增强纤维的板状的纤维增强树脂材料100。
另外，只要能够收纳在反应槽10的收容空间111，纤维增强树脂材料100的大小也不做特别限制。然而，当考虑保持纤维增强树脂材料100中的增强纤维的方向时，纤维增强树脂材料100的一片的长度例如可以是100mm以上，优选为500mm以上3000mm以下。更加具体而言，作为纤维增强树脂材料100，例如也能够使用1000mm×500mm的宽度的、层叠的厚度为300mm左右的纤维增强树脂材料板。
2.2、溶解工序
在本工序中，通过包含溶剂的处理液200来对所准备的纤维增强树脂材料100进行处理，并使树脂成分的至少一部分溶解于处理液200中。在本实施方式中具体而言，如图3、图4所示，将纤维增强树脂材料100与处理液200投入至增强纤维回收用反应装置1的反应槽10的收容空间111，在反应槽10中进行处理。以下，首先对处理液200进行说明，之后对具体的步骤进行说明。
(i)处理液
本工序中的处理液200至少包含溶剂，使纤维增强树脂材料100中的树脂成分的至少一部份溶解。在此，在本说明书中，“树脂成分溶解”不局限于树脂成分本身直接溶解于处理液200的情形，还包含树脂成分分解并生成反应物，该产物溶解于处理液200的情形。
溶剂是处理液200的主要成分。作为溶剂，只要能够溶解纤维增强树脂材料100的树脂成分或者其本工序中的反应物，则不做特别限制，例如，能够使用水以及/或者各种有机溶剂。
作为有机溶剂，不做特别限制，但是例如，可以举出醇类溶剂、醚类溶剂、酯类溶剂、酮类溶剂、酰胺类溶剂、芳香族烃、卤代芳香族烃、卤代脂肪族烃等，可以单独地使用其中一种或者组合两种以上使用。
作为醇类溶剂，可以举出脂肪族醇类溶剂、芳香族醇类溶剂、二醇类溶剂等、和甘油等的其他多元醇。
作为脂肪族醇类，例如，可以举出1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇、2-甲基-2-丙醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、2-甲基-2-丁醇、3-甲基-1-丁醇、3-甲基-2-丁醇、2，2-二甲基-1-丙醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、2-乙基己醇、2-甲基-1-戊醇、4-甲基-2-戊醇、2-乙基-1-丁醇、1-庚醇、2-庚醇、3-庚醇、十二醇、甲醇、乙醇等的非环状脂肪族醇、或环己醇、1-甲基环己醇、2-甲基环己醇、3-甲基环己醇、4-甲基环己醇等的脂环醇。
作为芳香族醇类溶剂，例如，可以举出苯酚，甲酚、苯甲醇、苯氧基乙醇等。
作为二醇类溶剂，例如，可以举出乙二醇、乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丙基醚、乙二醇单丁基醚、二乙二醇、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单丙基醚、二乙二醇单丁基醚、三乙二醇、三乙二醇单甲基醚、三乙二醇单乙基醚、四乙二醇、聚乙二醇(分子量200～400)、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、2，3-丁二醇、1，5-戊二醇、二丙二醇等。
作为醚类溶剂，例如，可以举出二甲醚、二乙醚、乙基甲醚、二丙醚、二异丙醚、二丁醚、二己醚等的脂肪族醚、1，3-二氧戊环、1，4-二氧己环、四氢呋喃、呋喃等的环状醚、茴香醚、苯乙醚、二苯基醚、苯并呋喃等的含芳香族的醚等。
作为酯类溶剂，例如，可以举出甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸丁酯、甲酸异丁酯、甲酸戊酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁基、乙酸戊酯、乙酸异戊酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、2-乙基丁基乙酸酯、2-乙基己基乙酸酯、乙酸环己酯、乙酸苄酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丁酯、丙酸异戊酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、丁酸异戊酯、异丁酸异丁酯、异戊酸乙酯、异戊酸异戊酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸丁酯、γ-丁内酯、草酸二乙酯、草酸二丁酯、丙二酸二乙酯、水杨酸甲酯、乙二醇二乙酸酯、硼酸三丁酯、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯等。
作为酮类溶剂，例如，可以举出丙酮、甲基乙基酮、2-戊酮、3-戊酮、2-己酮、甲基异丁基酮、2-庚酮、4-庚酮、二异丁基酮、环己酮、甲基环己酮、佛尔酮、异佛尔酮、乙酰丙酮、苯乙酮、二乙基酮、二丙酮醇等。
作为酰胺类溶剂，可以举出甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二乙基甲酰胺、乙酰胺、N-甲基乙酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、己内酰胺、氨基甲酸酯等。
作为芳香族烃，例如，可以举出苯、甲苯、二甲苯等。
作为卤代芳香族烃，例如，可以举出邻氯苯酚、邻二氯苯等。
作为卤代脂肪族烃，例如，可以举出氯仿、二氯甲烷等。
包含在处理液200中的溶剂的含有量不做特别限制，但是例如，可以是0.01质量％以上100质量％以下，或者，40质量％以上60质量％以下，80质量％以上100质量％以下。
另外，处理液200也可以包含催化剂。作为催化剂，只要具有对纤维增强树脂材料100中的树脂成分的溶解进行催化的作用则不做特别限制，但是例如，可以举出酸性物质以及碱性物质。这些物质例如能够通过将氢离子或者氢氧化物离子等附加于树脂成分的官能基，或者，分解树脂成分，来提高树脂成分向溶剂的溶解性。特别是，在溶剂包含质子性溶剂的情况下，特别是包含水的情况下，更进一步提高酸性物质和碱性物质的催化作用。
作为酸性物质，可以使用无机酸、有机酸或者它们的盐或者它们的混合物。作为无机酸，例如，可以举出硝酸、硫酸、盐酸、磷酸等，可以单独地使用其中一种或者组合两种以上使用。作为磷酸盐，例如，可以举出正磷酸盐、偏磷酸盐、连二磷酸盐、亚磷酸盐、次磷酸盐、焦磷酸盐、三偏磷酸盐、四偏磷酸盐、焦亚磷酸盐等。作为有机酸，例如，可以举出甲酸、乙酸、柠檬酸、琥珀酸、草酸等。
另外，作为无机酸或者有机酸的盐，可以举出上述的无机酸或者有机酸的碱金属(例如，钠、钾、铯、铷等)以及/或者碱土金属(例如铍、镁、钙、锶、钡等)的盐。
在上述中，无机酸、特别是硝酸、硫酸、盐酸以及磷酸易于获得，并且有助于促进树脂成分的溶解，在这一点上予以优选。
另外，在作为催化剂酸性物质包含在处理液200中的情况下，可以根据使用的酸性物质的种类、处理液200中的溶剂的种类以及作为对象的纤维增强树脂材料100中的树脂成分适当地选择酸性物质的含有量，但是处理液200中的酸性物质的含有量例如也可以是0.01质量％以上100质量％以下，特别是，10质量％以上50质量％以下。
作为碱性物质，例如，可以举出锂、碱金属、碱土金属的氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、亚硫酸盐、硝酸盐等的无机碱性物质、或二甲胺、二乙胺等的胺化合物，可以单独地使用其中一种或者组合两种以上使用。作为碱金属，例如可以举出钠、钾、铯、铷等。作为碱土金属，例如可以举出铍、镁、钙、锶、钡等。
在上述中，碱金属的氢氧化物、碳酸盐以及碳酸氢盐易于获得，并且有助于促进树脂成分的溶解，在这一点上予以优选。更加具体而言，优选碱性物质包含选自由氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢钾和碳酸钾构成的组的一种以上。
另外，在作为催化剂碱性物质包含在处理液200中的情况下，可以根据使用的碱性物质的种类、处理液200中的溶剂的种类以及作为对象的纤维增强树脂材料100中的树脂成分适当地选择碱性物质的含有量，但是处理液200中的碱性物质的含有量例如可以为0.01质量％以上100质量％以下，特别是，10质量％以上50质量％以下。
(ii)步骤
首先，如图3所示，将纤维增强树脂材料100投入至反应槽10的收容空间111。在本实施方式中，纤维增强树脂材料100配置在固定机构30的按压部件31与支承部件35之间。
接下来，从注液口23向处理液200与收容空间111注液。此外，既可以统一将处理液200注液到收容空间111，也可以将构成处理液200的成分分开向收容空间111注液。另外，在处理液200的注液时，固定机构30也可以不固定纤维增强树脂材料100。
接下来，用处理液对纤维增强树脂材料100进行处理。在这种情况下，如图4所示，通过固定机构30的按压部件31按压并固定纤维增强树脂材料100，并进行基于处理液200的处理。
通过按压部件31按压纤维增强树脂材料100时的按压面311的压力不做特别限制，例如可以是8.5×10-5Pa以上8.5Pa以下，优选为8.5×10-4Pa以上8.5-1Pa以下。
另外，在基于处理液200的处理中，优选使按压部件31上下往返，进行处理液200的搅拌。在使按压部件31往返的情况下，支承在弹性部件37的支承部件35与按压部件31的往返运动连动地进行往返。因此，即使使按压部件31往返，纤维增强树脂材料100也固定在固定机构30的按压部件31与支承部件35之间。由此，能够进行纤维增强树脂材料100的固定，并且进行处理液200的搅拌。
以往，使用通常的搅拌翼等搅拌处理液，但是在这种情况下，存在从纤维增强树脂材料露出的增强纤维被搅拌翼损伤，或者增强纤维缠绕在搅拌翼上的问题。因此，以往，以维持增强纤维的形状和取向的状态回收增强纤维是困难的。对于此，在本实施方式中，能够通过由固定机构30固定纤维增强树脂材料100并进行搅拌，来抑制上述的问题，以维持增强纤维的形状和取向的状态回收增强纤维。
另外，使用固定机构30进行处理液200的搅拌时往返的按压部件31的移动距离(单程的距离)不做特别限制，但是例如为5mm以上1000mm以下，优选为50mm以上300mm以下。
另外，处理中的处理液200的温度不做特别限制，根据处理液200的种类不同，但是例如为30℃以上300℃以下，优选为50℃以上100℃以下。通过使温度调整套13工作来进行处理液200的温度的调整。
基于处理液200的处理的时间不做特别限制，可以为从达到目标温度起1分钟以上1440分钟以下，优选为10分钟以上60分钟以下。
另外，基于处理液200的处理既可以在常压下进行，也可以在减压下进行，或者还可以在加压下进行。在加压下进行基于处理液200的处理的情况下，例如，能够在0.11MPa以上7.0MPa以下，特别是0.11MPa以上2.0MPa以下的气氛下进行处理。此外，当考虑安全性以及经济性时，优选在常压下进行基于处理液200的处理。
通过基于处理液200的处理，从纤维增强树脂材料100中溶出树脂成分的至少一部分到处理液中，能够回收增强纤维。
2.3、脱液工序
如图5所示，在基于处理液200的处理之后，操作阀17并开放排液口15，从排液口15排出处理液200。
在这种情况下，优选通过按压部件31按压纤维增强树脂材料100，并压榨纤维增强树脂材料100。由此能够进行有效的脱液。具体而言，通过使按压部件31向下移动，使随此移动的支承部件35移动至抵接于限制部件39的位置。而且，能够进一步通过用适当的压力由按压部件31按压纤维增强树脂材料100，来进行脱液。
2.4、清洗工序
接下来，根据需要进行清洗。能够通过使清洗液与纤维增强树脂材料100接触来进行清洗。具体而言，在上述的溶解工序以及脱液工序中，能够通过将处理液200置换成清洗液来实施。不过，可以适当地设定清洗时的清洗液的温度和清洗时间。
在此，在清洗时，能够通过固定机构30固定纤维增强树脂材料100并进行清洗。因此，能够以维持包含在纤维增强树脂材料100中的增强纤维的形状和取向的状态清洗/回收增强纤维。
作为清洗液，对于在上述的处理液200的溶剂中举出的水和各种有机溶剂，可以单独地使用一种或者组合两种以上使用。
另外，也可以在清洗液中包含酸性物质或碱性物质。能够通过由这些物质调节液体性质，除去在纤维增强树脂材料100中残存的树脂成分和其反应物。
以上的溶解工序、脱液工序以及清洗工序，能够根据需要各自进行多次。例如，也可以多次重复溶解工序以及脱液工序之后进行清洗工序。另外，例如，也可以在进行多次溶解工序之后，进行脱液工序，之后进行需要的次数的清洗工序。或者，例如，也可以对于溶解工序、脱液工序以及清洗工序按照该顺序进行需要的次数。
2.5、干燥工序
如以上那样，也可以在从纤维增强树脂材料100溶解并除去树脂成分的状态下，干燥纤维增强树脂材料100。例如，能够通过由未图示的送气机构使气体在反应槽10的收容空间111内部流通来进行干燥。作为流通的气体不做特别限制，但是从安全方面考虑，优选为空气或者氮气等不活泼气体。
另外，也可以在干燥时，对纤维增强树脂材料100进行加温。由此，促进干燥。加温例如既可以通过温度调整套13来进行，也可以通过将加温的气体导入到反应槽10来进行。加温时的气体的温度例如为0℃以上400℃以下，优选为80℃以上110℃以下。
在此，也可以通过固定机构30来固定纤维增强树脂材料100并进行干燥。由此，能够以维持包含在纤维增强树脂材料100中的增强纤维的形状和取向的状态干燥增强纤维。
2.6、回收工序
经过以上的工序，从纤维增强树脂材料100中回收增强纤维，获得再生增强纤维。如图6所示，在本工序中，能够通过以支承台40的旋转轴43为起点使反应槽10的开口部115朝向下方倾斜，容易取出再生增强纤维。
由此，能够获得再生增强纤维。在本实施方式的再生增强纤维的制造方法中，通过固定机构30按压并固定纤维增强树脂材料100，并使纤维增强树脂材料100中的树脂成分溶解于包含溶剂的处理液200中。由此，在通过包含溶剂的处理液200来对纤维增强树脂材料100进行处理时，纤维增强树脂材料100中的增强纤维的形状变得难以变形。特别是，即使是在处理中纤维增强树脂材料100中的树脂成分溶解并露出增强纤维之后，由于被固定，因此也不易引起增强纤维的缠绕。由此，能够维持获得的再生增强纤维的形状、纤维方向，例如，能够将所获得的再生增强纤维的纤维方向维持在一个方向，提高使用再生增强纤维制造的纤维增强树脂材料的物理性质，例如物理强度。
另外，在处理中纤维增强树脂材料100中的树脂成分溶解并露出增强纤维束之后增强纤维彼此不易缠绕在一起，因此处理液能够均匀地浸透于纤维增强树脂材料100中的增强纤维，能够均匀地进行树脂成分的溶解反应。
另外，在本实施方式的方法中，能够通过固定机构30按压并固定纤维增强树脂材料，并进行反应。因此，能够与大小、形状无关地处理多种多样的纤维增强树脂材料100。例如，还对截断得很细的纤维增强树脂材料和大型的预浸片进行处理，能够回收再生增强纤维。
3、变形例
接下来，对上述的本发明的实施方式的几个变形例进行说明。以下，以与上述实施方式的不同点为中心进行说明，对同样的事项省略说明。
在上述实施方式中，将支承部件35支承于弹性部件37配置，但是本发明不局限于此，例如，也可以如图7所示的增强纤维回收用反应装置1A那样省略支承部件35。在这种情况下，反应槽本体11的底部113作为支承部件发挥功能，由按压部件31、控制部件33以及底部113构成固定机构30A。
另外，在上述实施方式中，固定机构30构成为按压部件31以及支承部件35从上下方向按压、固定纤维增强树脂材料100，但是本发明不局限于此，固定机构也可也在任意的方向上按压/固定纤维增强树脂材料。例如，也可以将按压部件以及支承部件配置成在水平方向上按压/固定纤维增强树脂材料。
另外，在上述实施方式中，构成为按压部件31以及支承部件35为板状，但是本发明不局限于此。例如，也可以在按压部件以及支承部件中设置孔。由此，降低搅拌时的流体阻力。或者，按压部件以及支承部件也可以是网状的片材。
另外，在上述实施方式中，通过使按压部件31以及支承部件35上下移动进行了处理液200的搅拌，但是本发明不局限于此。例如，也可以在反应槽的、不与纤维增强树脂材料接触的部位设置搅拌装置。或者，也可以将固定机构的位置设为固定的状态，而另一方面通过使反应槽运动，进行搅拌。反应槽的运动方式不做特别限制，例如，也可以是在垂直方向以及/或者水平方向上的往返运动、旋转运动。
另外，例如，在上述实施方式中，对弹性部件37为压缩螺旋弹簧的情况进行了说明，但是本发明不局限于此，能够由任意的弹性部件构成弹性部件。作为这种弹性部件，可以举出重叠板簧、薄板弹簧等的板簧、扭簧、竹弹簧、橡胶、弹性体(elastomer)等的高分子弹性体等。
另外，例如，在上述实施方式中，对反应槽10以及反应槽本体11呈圆筒状的情况进行了说明，但是本发明不局限于此。例如，反应槽本体11也可以变更其形状，以使其收容空间大致呈长方体。
另外，例如，在上述实施方式的再生增强纤维的制造方法中，对使用本实施方式的增强纤维回收用反应装置的例子进行了说明，但是本发明不局限于此，本发明的再生增强纤维的制造方法也可以不使用上述本发明的增强纤维回收用反应装置。
以上，参照附图对本发明的优选的实施方式进行了详细说明，但是本发明不局限于这些例子。显而易见地，只要是本发明所属的技术领域中的具有普通的知识的人员，在权利要求所记载的技术思想的范畴内，可以想到各种变更例或者修正例，这些也理所当然地可以理解为属于本发明的技术范围内。
附图标记说明
1：增强纤维回收用反应装置
10：反应槽
11：反应槽本体
13：温度调整套
15：排液口
17：阀
19：凸缘
20：盖
21：盖本体
23：注液口
25：排气口
27：凸缘
30：固定机构
31：按压部件
33：控制部件
35：支承部件
37：弹性部件
39：限制部件
40：支承台
41：支承台本体
43：旋转轴
100：纤维增强树脂材料
200：处理液

Claims (14)

1.一种增强纤维回收用反应装置，用于通过溶剂法从纤维增强树脂材料中回收增强纤维，其具有：
反应槽，收容所述纤维增强树脂材料与溶剂；以及
固定机构，包含能够按压所述纤维增强树脂材料的按压部件，且能够通过由所述按压部件进行按压来固定被收容的所述纤维增强树脂材料。
2.根据权利要求1所述的增强纤维回收用反应装置，其中，
所述按压部件呈板状。
3.根据权利要求1或2所述的增强纤维回收用反应装置，其中，
所述按压部件具有按压所述纤维增强树脂材料的按压面，且能够在与按压面垂直的方向上往返。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的增强纤维回收用反应装置，其中，
所述固定机构具有从与所述按压部件相反侧支承所述纤维增强树脂材料的支承部件。
5.根据权利要求4所述的增强纤维回收用反应装置，其中，
所述支承部件呈板状。
6.根据权利要求4或5所述的增强纤维回收用反应装置，其中，
所述支承部件能够在朝向所述按压部件的方向上往返。
7.根据权利要求4～6中任一项所述的增强纤维回收用反应装置，其中，
进一步具有支承所述支承部件的弹性部件。
8.根据权利要求7所述的增强纤维回收用反应装置，其中，
所述弹性部件是压缩螺旋弹簧。
9.根据权利要求4～8中任一项所述的增强纤维回收用反应装置，其中，
进一步具有限制所述支承部件的移动位置的限制部件。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的增强纤维回收用反应装置，其中，
所述反应槽具有用于投入所述纤维增强树脂材料的开口部，并且构成为能够以使所述开口部朝向下方倾斜的方式倾斜。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的增强纤维回收用反应装置，其中，
所述增强纤维为碳纤维。
12.一种再生增强纤维的制造方法，其中，
具有使用权利要求1～11中任一项所述的增强纤维回收用反应装置，通过包含溶剂的处理液来对包含增强纤维与树脂成分的纤维增强树脂材料进行处理，并使所述树脂成分的至少一部分溶解于所述处理液的工序，
在所述工序中，所述纤维增强树脂材料在被所述固定机构固定的状态下，通过所述处理液进行处理。
13.一种再生增强纤维的制造方法，其中，
具有通过包含溶剂的处理液来对包含增强纤维与树脂成分的纤维增强树脂材料进行处理，并使所述树脂成分的至少一部分溶解于所述处理液的工序，
在所述工序中，所述纤维增强树脂材料在被按压而固定的状态下，通过所述处理液进行处理。
14.根据权利要求12或13所述的再生增强纤维的制造方法，其中，
在所述工序中，在固定所述纤维增强树脂材料的状态下，进行所述溶剂的搅拌。
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