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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verarbeitungsvorrichtung für ein faserhaltiges Harz.
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2. Beschreibung des einschlägigen Stands der Technik
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In den letzten Jahren fand ein faserhaltiges Harz, wie z. B. ein kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (der nachstehend als KFK bezeichnet wird; englisch: carbon fiber reinforcement plastic (CFRP)), weitverbreitete Anwendung. Bei einem derartigen faserhaltigen Harz ist eine effiziente Wiederverwertung der Fasern wünschenswert.
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Die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung
JP 2013-064219 A beschreibt eine Herstellungsvorrichtung zur Herstellung von wiederverwerteten Kohlenstofffasern durch Verwendung von einem KFK als Material. In der Herstellungsvorrichtung, die in der
JP 2013-064219 A beschrieben ist, wird nach Ausführen eines Trockendestillationsschritts in einem Trockendestillations-Karbonisierungsofen der der Trockendestillation unterzogene KFK auf eine vorbestimmten Größe zugeschnitten. Dann wird das so zugeschnittene KFK in einem Durchlaufofen erwärmt.
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In einem Verarbeitungsverfahren gemäß der
JP 2013-064219 A werden an den Oberflächen der Kohlenstofffasern anhaftende Carbide in dem Trockendestillations-Karbonisierungsofen durch Erwärmung im Durchlaufofen entfernt. In dem Verfahren gemäß der
JP 2013-064219 A werden die Fasern jedoch bei hoher Temperatur in der Luftatmosphäre in dem Durchlaufofen verarbeitet. Dementsprechend nehmen die Kohlenstofffasern bei der hohen Temperatur mit der Luft Kontakt auf, so dass die Kohlenstofffasern oxidieren und sich verschlechtern. Alternativ besteht in einem Fall, in dem die Kohlenstofffasern in einer Stickstoffatmosphäre verarbeitet werden, so dass sie nicht mit Sauerstoff in Kontakt gelangen, die Notwendigkeit, Stickstoffgas zuzuführen, wodurch es zu einem Anstieg der Verarbeitungskosten kommt.
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Gattungsgemäße Verfahren sowie Vorrichtungen zur Aufbereitung von faserverstärkten Harzen sind ferner Gegenstand der Druckschriften:
JP H07-33904 A ,
JP 2008-285601 A ,
JP 2007-297641 A ,
JP 2013-107973 A ,
JP 2005-255835 A ,
JP 2004-091719 A ,
JP 2008-013614 A und
EP 2 752 445 A1 .
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Hierbei lehrt beispielsweise die
EP 2 752 445 A1 eine Vorrichtung zur Herstellung von recycelten Kohlefasern mit kohlefaserverstärktem Kunststoff, der Kohlefasern und eine Matrixkomponente als Quellmaterial enthält, die Folgendes umfasst: einen Trockendestillation-Verkokungsofen zum Trockendestillieren des kohlefaserverstärkten Kunststoffs und Umwandeln eines Teils der Matrixkomponente in feste Kohle, um die feste Kohle an die Oberfläche der Kohlefasern anzulagern, wobei der genannte Trockendestillation-Verkokungsofen mit einem kastenförmigen Hauptkörper versehen ist, eine Trockendestillation-Verkokungskammer, die auf der Innenseite des Hauptkörpers angeordnet ist und den kohlefaserverstärkten Kunststoff aufnimmt, eine Brennkammer, die im unteren Teil der Trockendestillation-Verkokungskammer angeordnet und mit einem Brenner ausgestattet ist, und eine Heizkammer, die in dem Raum zwischen dem Hauptkörper und der Trockendestillation-Verkorkungskammer ausgebildet ist; und einen Durchlaufofen zum kontinuierlichen Erhitzen des Kohlefasern mit angelagertem festem Kohlenstoff und Entfernen eines Teils des festen Kohlenstoffs, wobei der genannte Durchlaufofen mit einem Maschentransportteil zum Transportieren der an den festen Kohlenstoff angelagerten Kohlefasern und einem länglichen tunnelförmigen Wärmehandlungsraum versehen ist, wobei ein Dampfgenerator an dem Trockendestillations-Verkorkungsofen vorgesehen ist, wobei der genannte Dampfgenerator der Trockendestillations-Verkokungskammer Dampf mit 100°C oder höher und 700°C oder niedriger zuführt.
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Kurzfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung schlägt eine Verarbeitungsvorrichtung für ein faserhaltiges Harz vor, die eine Verschlechterung der Festigkeit der Fasern mindern kann.
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Eine Verarbeitungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Verarbeitungsvorrichtung für ein faserhaltiges Harz mit den Merkmalen nach Anspruch 1. Diese Verarbeitungsvorrichtung hat: einen Pyrolyseofen für den Zweck einer thermischen Zersetzung von einem Matrixharz in dem faserhaltigen Harz; einen Behälter zum Verrühren eines sich aus der thermischen Zersetzung resultirenden Faserbündels in einem Lösungsmittel, der mit einer Rührmaschine ausgestattet ist, wobei die Rührmaschine zum Abscheiden von an Fasern anhaftenden Carbiden dient, indem die Faserbündel aufgeschlossen werden; und eine Vorrichtung zum Abscheiden von Fasern aus dem Lösungsmittel nach dem Verrühren des Faserbündels mit der Rührmaschine. Die Vorrichtung zum Abscheiden der Fasern ist dabei eine Druckfiltermaschine, die aus einer Pumpe, einem Filtrierungsgefäß, zu dem das verrührte Lösungsmittel durch die Pumpe transportiert wird, einer Gaszuführleitung zur Druckbeaufschlagung im Inneren des Filtrierungsgefäßes, einem Filterteil, das innen im Filtrierungsgefäß angeordnet ist, und einem Abfallbehälter zum Auffangen eines Filtrats besteht. Mit der erfindungsgemäßen Verarbeitungsvorrichtung können die Fasern ohne Verschlechterung der Festigkeit der Fasern aufgeschlossen werden. Die Verarbeitungsvorrichtung kann ferner eine Vorrichtung zum Abscheiden der Fasern von dem Lösungsmittel nach dem Verrühren einer Faserbündeldispersion mit der Rührmaschine beinhalten. Hierdurch wird ein effizientes Abscheiden der Fasern ermöglicht.
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In der Verarbeitungsvorrichtung beinhaltet die Rührmaschine einen Behälter, an dem ein Rührstab, der eine Rotationswelle mit einer Mischschaufel aufweist, die mit einem Motor verbunden ist, angebracht ist, und der zum Aufschließen der Faserbündel in dem Lösungsmittel dient.
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In der Verarbeitungsvorrichtung kann der Pyrolyseofen einen Trockendestillations-Karbonisierungsofen beinhalten.
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In der Verarbeitungsvorrichtung kann der Trockendestillations-Karbonisierungsofen einen Gehäusebereich, eine Trockendestillations-Karbonisierungskammer, die innen in dem Gehäusebereich angeordnet ist, und eine Brennkammer, die mit der Trockendestillations-Karbonisierungskammer verbunden ist, beinhalten.
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Das faserhaltige Harz kann ein kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff sein, in dem die Kohlenstofffasern in dem Matrixharz enthalten sind, wobei das Matrixharz eine Hauptkomponente des kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffs ist.
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Mit der Verarbeitungsvorrichtung soll das aufgeschlossene Faserbündel in einzelne Fasern aus dem Faserbündel abgeschieden werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Verarbeitungsvorrichtung bereitgestellt werden, die eine Verschlechterung der Festigkeit der Fasern mindern kann.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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Nachstehend werden die Merkmale und Vorzüge sowie die technische und industrielle Bedeutung der beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, in der identische Bezugszeichen identische Elemente benennen, eingehend erläutert. Es zeigen:
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1 eine Ansicht, die einen Trockendestillations-Karbonisierungsofen darstellt, der so konfiguriert ist, dass er einen thermischen Zersetzungsschritt eines Verarbeitungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ausführt; und
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2 eine Ansicht, die eine Vorrichtung darstellt, die so konfiguriert ist, dass sie einen Aufschließungsschritt des Verarbeitungsverfahrens gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausführt.
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Ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen
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Nachstehend wird eine Ausführungsform eines (nicht beanspruchten) Verarbeitungsverfahrens und einer Verarbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die nachstehende Ausführungsform beschränkt. Zudem sind die nachstehende Beschreibung und Zeichnung für ein besseres Verständnis der Beschreibung entsprechend vereinfacht worden.
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Das Verarbeitungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Verarbeitungsverfahren für ein faserhaltiges Harz und beinhaltet einen thermischen Zersetzungsschritt des thermischen Zersetzens eines Matrixharzes in dem faserhaltigen Harz und einen Schritt des Verrührens, in einer Flüssigkeit, von in dem faserhaltigen Harz enthaltenen Fasern nach dem thermischen Zersetzungsschritt. Somit können die an den Faseroberflächen anhaftenden Kohlenstoffrückstände entfernt werden. Dementsprechend ist ein Aufschließen der Fasern ohne weiteres möglich. Da zudem die Fasern in der Sauerstoffatmosphäre keiner Wärmebehandlung unterzogen werden, kann eine Verschlechterung der Faserfestigkeit verhindert werden.
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Ein Verarbeitungsgegenstand ist ein KFK, in dem die Kohlenstofffasern in einem Matrixharz als einer Hauptkomponente enthalten sind. Das Verarbeitungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform nimmt eine Wiederverarbeitung des KFK vor. Das heißt, wenn das KFK durch das Verarbeitungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform verarbeitet wird, können die in dem KFK enthaltenen Kohlenstofffasern wiederverwendet werden.
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Nachstehend werden die Verarbeitungsvorrichtung und das Verarbeitungsverfahren für ein faserhaltiges Harz gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben. 1 ist eine Ansicht, die eine Vorrichtungskonfiguration eines Trockendestillations-Karbonisierungsofens darstellt, der so konfiguriert ist, dass er den thermischen Zersetzungsschritt ausführt, der einen ersten Schritt darstellt. 2 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration einer Vorrichtung darstellt, die so konfiguriert ist, dass sie einen Rührschritt ausführt, der einen zweiten Schritt darstellt.
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Zunächst wird eine Vorrichtung beschrieben, die so konfiguriert ist, dass sie den thermischen Zersetzungsschritt als den ersten Schritt in 1 ausführt. Eine schematische Konfiguration einer Vorrichtung 100 ist in 1 dargestellt. Die Vorrichtung 100 beinhaltet einen Trockendestillations-Karbonisierungsofen 101, der so konfiguriert ist, dass er das Matrixharz des KFK karbonisiert.
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Der Trockendestillations-Karbonisierungsofen 101 beinhaltet einen Gehäusebereich 105, eine Trockendestillations-Karbonisierungskammer 102 und eine Brennkammer 103. Der Gehäusebereich 105 ist kastenförmig mit einer Öffnung ausgebildet. Der Gehäusebereich 105 ist so konfiguriert, dass eine abdichtende Türe (nicht gezeigt) an deren Vorderseite angebracht ist. Die Trockendestillations-Karbonisierungskammer 102 ist im Inneren des Gehäusebereichs 105 angeordnet. Die Brennkammer 103 ist unter der Trockendestillations-Karbonisierungskammer 102 angeordnet. Der Gehäusebereich 105 und eine äußere Wand der Trockendestillations-Karbonisierungskammer 102 sind jeweils aus einem wärmebeständigen Metall gefertigt.
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Ein wärmebeständiges Gestell 111, das mit wärmebeständigen Fächern 110 ausgestattet ist, ist innen in der Trockendestillations-Karbonisierungskammer 102 angeordnet. Eine Mehrzahl von wärmebeständigen Fächern 110 ist in dem wärmebeständigen Gestell 111 angeordnet. Ein KFK 40 ist auf dem wärmebeständigen Fach 110 angeordnet. Die wärmebeständigen Fächer 110 sind in einem gewissen Abstand zueinander in dem wärmebeständigen Gestell 111 übereinander angeordnet. Die wärmebeständigen Fächer 110 sind in der Trockendestillations-Karbonisierungskammer 102 aufgenommen. Wenn die abdichtende Türe geschlossen ist, nimmt die Trockendestillations-Karbonisierungskammer 102 einen Abdichtungszustand an, so dass die Karbonisierung und Trockendestillation in Abwesenheit von Sauerstoff ausgeführt werden können. Eine Matrixkomponente des KFK 40 wird durch Erwärmung teilweise in ein Gas (trockendestilliertes Gas), wie z. B. Kohlenwasserstoff, zersetzt. Zudem wird zu diesem Zeitpunkt die Matrixkomponente teilweise karbonisiert und in Pulverform oder dergleichen umgewandelt und verbleibt auf den Oberflächen der Kohlenstofffasern.
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Die Vorrichtung 100 beinhaltet zwei Brenner 104. Einer der Brenner 104 ist so konfiguriert, dass ein Brennstoff demselben zugeführt wird, so dass er verbrannt werden kann. Der andere Brenner 104 ist so konfiguriert, dass das trockendestillierte Gas demselben zugeführt wird, so dass es verbrannt wird. Es ist zu beachten, dass das trockendestillierte Gas das Gas der Matrixkomponente ist, das in der Trockendestillations-Karbonisierungskammer 102 erzeugt wird.
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Der Innenraum der Trockendestillations-Karbonisierungskammer 102 kommuniziert mit den Brennern 104 über eine Gasbrennleitung (nicht gezeigt). Das trockendestillierte Gas, das durch die Trockendestillation in der Destillations-Karbonisierungskammer erzeugt wird, gelangt durch die Gasbrennleitung 107, so dass es dem Brenner 104 zugeführt wird und darin verbrannt wird. Die Verbrennungswärme des trockendestillierten Gases wird verwendet, so dass eine Temperatur der Trockendestillations-Karbonisierungskammer 102 erhöht und gehalten werden kann. Dadurch kann das trockendestillierte Gas als ein Brennstoff der Brennkammer 103 verwendet werden, wodurch der Brennstoffkostenaufwand begrenzt werden kann.
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Die Vorrichtung 100 beinhaltet einen Warmluftabführkanal 108, der mit einer Wärmekammer 115 und einer Brennkammer 103 kommuniziert. Der Warmluftabführkanal 108 beinhaltet einen Dämpfer 109, der in einer Leitung zwischen der Trockendestillations-Karbonisierungskammer 102 und der Brennkammer 103 angeordnet ist. Dadurch ist eine Anpassung der Temperatur möglich, indem überschüssige Wärme entsprechend nach draußen freigesetzt wird. Hierdurch wird die Temperatur der Trockendestillations-Karbonisierungskammer 102 in einem Bereich von näherungsweise 400°C bis näherungsweise 650°C gehalten.
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Die Vorrichtung 100 beinhaltet einen externen Heizkessel 112, eine Dampfleitung 113 und einen Heißdampfgenerator 114. Der externe Heizkessel 112 erwärmt das ihm zugeführte Wasser. Die Dampfleitung 113 als ein Wärmetauscher verbindet den externen Heizkessel 112 mit der Trockendestillations-Karbonisierungskammer 102 über den Heißdampfgenerator 114. Wenn ein Trockendestillationsschritt gestartet wird und die Temperatur der Trockendestillations-Karbonisierungskammer 102 100°C überschreitet, wird der durch den externen Heizkessel 112 vorgewärmte Dampf dem Heißdampfgenerator 114 zugeführt. Dann wird der Dampf von 100°C bis 700°C aus dem Heißdampfgenerator 114 über die Dampfleitung 113 der Trockendestillations-Karbonisierungskammer 102 zugeführt. Hierdurch wird die Konvektion in der Trockendestillations-Karbonisierungskammer 102 unterstützt, so dass das trockendestillierte Gas, das durch Trockendestillation in der Trockendestillations-Karbonisierungskammer 102 erzeugt wird, effizient abtransportiert werden kann. Die Zuführung des Dampfs wird solange fortgesetzt, bis die Trockendestillation beendet ist und mit der Abkühlung begonnen wird.
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Somit erwärmt die Vorrichtung 100 das KFK 40 in der Atmosphäre, in der die Luft abgeschlossen ist. Dadurch wird das Matrixharz des KFK 40 thermisch zersetzt. Die als Kohlenstoffrückstände bezeichneten Carbide haften an den Kohlenstofffasern, die in der KFK 40 enthalten sind. Das heißt, dass die durch die thermische Zersetzung des Matrixharzes erzeugten Kohlepulver an den Kohlenstofffasern haften. Wenn die Kohlenstoffrückstände an den Kohlenstofffasern haften, werden die Kohlenstofffasern, die wiederverwendet werden sollen, nicht entwirrt, sondern bleiben verheddert. Dementsprechend schließt in der vorliegenden Ausführungsform eine Vorrichtung 200 die Kohlenstofffasern auf, so dass eine Nassklassierung ausgeführt werden kann.
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Nachstehend wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, wie die Vorrichtung 200 den zweiten Schritt ausführt. Die Vorrichtung 200 beinhaltet ein Rührwerk 210 und einen Abscheider 220, der so konfiguriert ist, dass er die aufgeschlossenen Kohlenstofffasern aus der Flüssigkeit abscheidet. Das Rührwerk 210 schließt die Kohlenstofffasern auf. Das Rührwerk 210 beinhaltet einen Aufschließbehälter 211, eine Rotationswelle 212 und eine Rührplatte 213. Der Abscheider 220 scheidet die aufgeschlossenen Kohlenstofffasern von der Flüssigkeit ab. Der Abscheider 220 beinhaltet eine Pumpe 221, ein Filtrierungsgefäß 222, eine Gaszuführleitung 223, einen Flüssigabfallbehälter 225 und Filtrierungsbereiche 226. Der Abscheider 220 ist z. B. eine Druckfiltermaschine.
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Zunächst wird nachstehend das Rührwerk 210 beschrieben, das so konfiguriert ist, dass es einen Rührschritt ausführt. Der Aufschließbehälter 211 ist ein Behältnis, das so konfiguriert ist, dass es eine Flüssigkeit 214 darin auffängt. Als die Flüssigkeit können Wasser oder ein organisches Lösungsmittel verwendet werden. Der thermisch zersetzte KFK 40 wird in die Flüssigkeit 214 eingetauscht. Das heißt, wenn ein Material (KFK) nach der thermischen Zersetzung an den Aufschließbehälter 211 übergeben wird, wird die Flüssigkeit 214, die Fasern enthält, an denen die Carbide anhaften, in dem Aufschließbehälter 211 aufgefangen.
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Zudem ist die Rührplatte 213 im Inneren des Aufschließbehälters 211 drehbar angeordnet. Die Rührplatte 213 ist z. B. an der Rotationswelle 212 angebracht. Die Rührplatte 213 ist eine Mischschaufel oder ein Propellerrad und rührt die Flüssigkeit 214. Das heißt, dass sich die Rührplatte 213 dreht, indem die Rotationswelle 212 durch einen Motor oder dergleichen gedreht wird. Nach dem thermischen Zersetzungsschritt werden die Kohlenstofffasern in die Flüssigkeit 214 in dem Aufschließbehälter 211 eingetaucht. Dementsprechend kann unter Ausübung einer Schubkraft ein Rührvorgang an den Kohlenstofffasern, an denen die Kohlenstoffrückstände haften, vorgenommen werden.
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Dementsprechend dient das Rührwerk
210 als ein Mischer zum Verrühren der Kohlenstofffasern in der Flüssigkeit
214. Hierdurch werden die Kohlenstofffasern aufgeschlossen. Das heißt, dass ein Faserbündel der Kohlenstofffasern entwirrt werden kann. Da der unter Ausübung der Schubkraft ausgeführte Rührvorgang in der Flüssigkeit
214 vorgenommen wird, können die an den Oberflächen der Kohlenstofffasern anhaftenden Kohlenstoffrückstände entfernt werden. Hierdurch können die Fasern problemlos aufgeschlossen werden. Zudem werden im Gegensatz zur
JP 2013-64219 A die Fasern in der Sauerstoffatmosphäre wärmebehandelt, wodurch eine Verschlechterung der Festigkeit der Fasern gemindert werden kann.
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Die durch das Rührwerk 210 für eine vorbestimmte Zeit so verrührte Flüssigkeit 214 wird durch die Pumpe 221 an das Filtrierungsgefäß 222 übergeben. Die Pumpe 221 ist z. B. eine Feststoffpumpe. Die dem Rührvorgang derart ausgesetzten Kohlenstofffasern werden mit der Flüssigkeit an das Filtrierungsgefäß 222 übergeben. Zudem beinhaltet die durch die Pumpe 221 übertragene Flüssigkeit Kohlepulverrückstände.
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Die Gaszuführleitung 223, die so konfiguriert ist, dass sie einen Raum in dem Filtrierungsgefäß 222 mit Druck beaufschlagt, ist mit dem Filtrierungsgefäß 222 verbunden. Gas, wie z. B. Luft oder Stickstoff, wird der Gaszuführleitung 223 zugeführt. Hierdurch wird der Raum in dem Filtrierungsgefäß 222 mit Druck beaufschlagt.
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Weiterhin sind die Filtrierungsbereiche 226 im Inneren des Filtrierungsgefäßes 222 angeordnet. Die Filtrierungsbereiche 226 sind in mehreren Stufen im Inneren des Filtrierungsgefäßes 222 angeordnet. Der Filtrierungsbereich 226 beinhaltet einen Filter zum Ausführen einer Filtrierung. Ein Drahtgeflecht mit einer vorbestimmten Größe kann z. B. als das Filter des Filtrierungsbereichs 226 verwendet werden. Dabei wird ein Drahtgeflecht von 30 Mesh verwendet. Die Kohlenstofffasern werden herausgefiltert, indem die Flüssigkeit, die die Kohlenstofffasern beinhaltet, durch die Filtrierungsbereiche 226 geleitet wird. Die so durch die Drahtgeflechte geleitete Flüssigkeit wird an den Flüssigabfallbehälter 225 als Flüssigabfall abgegeben. Der Flüssigabfall, der die Kohlepulverrückstände beinhaltet, wird in dem Flüssigabfallbehälter 225 aufgefangen.
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Zudem ist ein Auslasskanal 222a, der öffnenbar angeordnet ist, in einem unteren Teil des Filtrierungsgefäßes 222 angeordnet. Nachdem die Flüssigkeit in den Flüssigabfallbehälter 225 abgeleitet worden ist, werden die Drahtgeflechte der Filtrierungsbereiche 226 gedreht. Hierdurch werden die Kohlestofffasern auf den Drahtgeflechten in den unteren Teil des Filtrierungsgefäßes 222 geworfen. Dann wird der Auslasskanal 222a in dem unteren Teil des Filtrierungsgefäßes 222 geöffnet, so dass die aufgeschlossenen Kohlenstofffasern aus dem Filtrierungsgefäß 222 entnommen werden können. Wenn der Abscheider 220 die Flüssigkeit aus dem Kohlestofffasern abgeschieden hat, können die Kohlenstofffasern wiederverwertet werden.
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Wie vorstehend beschrieben, können die Kohlenstofffasern problemlos aufgeschlossen werden, indem die Kohlenstofffasern des KFK nach dem thermischen Zersetzungsschritt in der Flüssigkeit verrührt werden. Das heißt, dass durch Ausführen des Rührvorgangs die an den Oberflächen der Kohlenstofffasern anhaftenden Kohlenstoffrückstände beseitigt werden können, so dass die Kohlenstofffasern ohne weiteres entwirrt werden können. Zudem werden die Kohlenstofffasern in der Sauerstoffatmosphäre nicht wärmebehandelt, so dass eine Verschlechterung der Faserfestigkeit nach der Wiederverwertung verhindert werden kann. Hierdurch können Kohlenstofffasern mit einer hohen Festigkeit durch Verwendung von KFK als ein Material hergestellt werden. Zudem besteht keine Notwendigkeit, die Wärmebehandlung durch Zuführen von Stickstoff oder dergleichen auszuführen, so dass eine Reduktion der Herstellungskosten möglich ist.
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(Beispiel) Nachstehend wird Beispiel 1 des zweiten Schritts beschrieben. In dem Beispiel wurden 30 g RCF (= recycled carbon fibers = wiederverwertete Kohlenstofffasern), die in dem Trockendestillations-Karbonisierungsofen 101 wärmebehandelt wurden, zweimal einer Aufschließung in der Vorrichtung 200 unterzogen. Bei einer ersten Aufschließung wurden 150 g Wasser in dem Aufschließungsbehälter 211 aufgefangen. Dann wurden 30 g RCF in 150 g Wasser eingetaucht. Mit Hilfe eines durch die Firma PRIMIX hergestellten Homomischers (T. K. AUTOMIXER) wurde die Flüssigkeit 214 bei 4000 UpM 10 Minuten lang verrührt. In den Filtrierungsbereichen 226 wurden mit Hilfe von 30 Mesh aufweisenden Drahtgeflechten die aufgeschlossenen Kohlestofffasern aus den Kohlepulverrückständen und dem Wasser abgeschieden, und hierdurch nasse aufgeschlossene Kohlenstofffasern erhalten.
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Die aufgeschlossenen Kohlenstofffasern, die durch die erste Aufschließung erhalten wurden, wurden an den Aufschließungsbehälter 211 übergeben, in dem 120 g Wasser enthalten waren. Bei der zweiten Aufschließung wurde eine Drehzahl höher eingestellt als die bei der ersten Aufschließung. Mit Hilfe eines durch die Firma PRIMIX hergestellten Homomischers (T. K. AUTOMIXER) wurde das Wasser bei 7000 UpM 10 Minuten lang verrührt.
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Beim Messen des Gewichts der so zweimal der Aufschließung unterzogenen RCF war ein Kohlenstoffrückstandgehalt um 5,6% von dem der RCF vor der Aufschließung reduziert.
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Vor einem Wiederverwertungsvorgang wurden Kohlenstofffasern mit einer Fadenstärke von 3949 MPa durch das Verarbeitungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform verarbeitet, und Kohlenstofffasern mit einer Fadenstärke von 3949 MPa durch das Verarbeitungsverfahren gemäß der
JP 2013-64219 A verarbeitet. Die Fadenstärke der durch die vorliegende Ausführungsform wiederverwerteten Kohlenstofffasern betrug 3860 MPa. Wenn hingegen die Wärmebehandlung in der Sauerstoffatmosphäre nach einem Karbonisierungs-Trockendestillationsschritt wie in der
JP 2013-64219 A aufgeführt worden wäre, betrüge die Fadenstärke 3300 MPa, was geringer wäre als die Festigkeit der Kohlenstofffasern vor dem Vorgang. Durch die Wiederverarbeitung der Kohlenstofffasern gemäß der vorliegenden Ausführungsform konnte somit eine Verschlechterung der Faserfestigkeit vermindert werden.
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Es ist zu beachten, dass zur Minderung einer auf den Homomischer einwirkenden Last die Drehzahl graduell erhöht werden kann. Hierdurch kann verhindert werden, dass das Drehmoment zu stark ansteigt und der Homomischer abgeschaltet wird.
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Es ist zu beachten, dass, selbst wenn anstelle des von der Firma PRIMIX hergestellten Homomischers (T. K. AUTOMIXER) der von der Firma Hitachi Ltd. hergestellte VA-G18 verwendet wird, der gleiche Vorgang ausgeführt werden kann. In einem Fall, in dem der durch die Firma Hitachi Ltd. hergestellte VA-G18 verwendet wird, wurden der erste Aufschließungsvorgang und der zweite Aufschließungsvorgang jeweils durch zweiminütiges Verrühren bei 9500 UpM ausgeführt. Zudem ist durch Erhöhen der Temperatur der Flüssigkeit 214 eine Verringerung der Viskosität möglich. Hierdurch kann eine auf den Homomischer einwirkende Last verringert werden.
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Es ist zu beachten, dass in der vorstehenden Beschreibung eine Druckfiltermaschine als der Abscheider 220 verwendet wird, jedoch ein natürlicher Filter, ein Vakuumfilter, ein Zentrifugalfilter und dergleichen außer der Druckfiltermaschine verwendet werden können. Alternativ können die Kohlenstofffasern aus der Flüssigkeit durch eine Dehydrationsabscheidung, Zentrifugenabscheidung oder dergleichen abgeschieden werden. Es ist zu beachten, dass ein thermoplastisches Harz und ein wärmehärtbares Harz als das Matrixharz in dem faserhaltigen Harz verwendet werden können. Die in dem faserhaltigen Kohlenstoff enthaltenen Fasern sind nicht auf die Kohlenstofffasern beschränkt. Das heißt, dass ein faserhaltiges Harz, das andere Fasern als die Kohlenstofffasern enthält, durch das Verarbeitungsverfahren und die Verarbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform verarbeitet werden können.
