DE102016217700B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Rückgewinnung von Verstärkungsfasern aus einem faserverstärkten Teil - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Rückgewinnung von Verstärkungsfasern aus einem faserverstärkten Teil Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Rückgewinnung von Verstärkungsfasern aus einem faserverstärkten Teil, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:
Abwickeln von Verstärkungsfasern von einem faserverstärkten Teil, wobei das faserverstärkte Teil die Verstärkungsfasern enthält und mit einem Harz imprägniert ist;
Beschichten der abgewickelten Verstärkungsfasern mit einem Schlichtemittel durch Hindurchführen der abgewickelten Verstärkungsfasern durch das Schlichtemittel; und
Wickeln der mit dem Schlichtemittel beschichteten Verstärkungsfasern um einen Dorn,
wobei das Abwickeln Folgendes umfasst:
Aufquellen des Harzes durch Eintauchen des faserverstärkten Teils in ein Quellmittel;
Auflösen des Harzes durch Hindurchführen der abgewickelten Verstärkungsfasern durch ein Auflösungsmittel während des Abwickelns der Verstärkungsfasern von dem faserverstärkten Teil; und
Aufwickeln der vom Harz befreiten Verstärkungsfasern unter Verwendung einer Zwischenwickelvorrichtung, wobei eine mechanische Spannung der durch die Zwischenwickelvorrichtung aufgewickelten Verstärkungsfasern größer ist als eine mechanische Spannung der um den Dorn gewickelten Verstärkungsfasern.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Rückgewinnung von Verstärkungsfasern aus einem faserverstärkten Teil, zum Beispiel einem verschrotteten faserverstärkten Teil. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann ein Verheddern der Verstärkungsfasern verhindern und das Recycling der zurückgewonnenen Verstärkungsfasern verbessern.
  • HINTERGRUND
  • Druckbehälter enthalten Kohlefasern, die durch ein Filamentwickelverfahren hergestellt werden; und aufgrund der Kosten der Kohlefasern ist das Recycling von Verstärkungsfasern, wie zum Beispiel Kohlefasern, aus verschrotteten Druckbehältern notwendig geworden.
  • Im Stand der Technik sind zahlreiche Untersuchungen zum Recycling von Verstärkungsfasern, wie zum Beispiel Kohlefasern, vorgenommen worden. Jedoch können herkömmliche Recyclingverfahren einen erheblichen Zeit- und Kostenaufwand für die Erfassung und Behandlung von Abfallfasern erfordern. Darüber hinaus kann das Verheddern von Verstärkungsfasern, wie zum Beispiel Kohlefasern, das während der thermischen oder chemischen Zersetzung von verschrotteten Druckbehältern auftreten kann, ein weiteres Problem darstellen, welches das Recyceln von Verstärkungsfasern, die aus verschrotteten faserverstärkten Teilen zurückgewonnen wurden, erschwert.
  • Die JP 2002-241051 A offenbart ein Verfahren zum Aufwickeln von Kohlenstofffaserbündeln.
  • Aus der JP 2003-236838 A ist ein Verfahren zur Trennung eines Verbundwerkstoffs aus einem Kern aus Fasern, der mit einem thermoplastischen Harz bedeckt ist, bekannt.
  • Der JP H07-156143 A ist eine Herstellung eines vorgeformten Körpers mit Fasern zu entnehmen, bei dem eine Abweichung der Fasern nicht gestattet wird.
  • In „Cfrp recycling technology using depolymerization under ordinary pressure“, Hitachi Chemical technical reports, Nr. 56, März 2014 ist eine Recycling-Technologie für Kohlenstofffaser-verstärktes Plastik unter Verwendung einer Depolymerisierung von gehärtetem Epoxidharz bei Umgebungsdruck beschrieben.
  • Der US 2014/0023581 A1 können Verfahren zum Extrahieren und Recyceln von Kohlenfasern mit Furan-2-carbaldehyd entnommen werden.
  • Die US 2,435,239 A betrifft das Entbinden von Harzen als Polyvinylformalharz, um das Harz von einer Oberfläche, an der es haftet, zu entfernen.
  • In der JP H11-109138 A ist ein Verfahren zur Entfernung einer Beschichtung einer optischen Faser unter Verwendung einer Flüssigmischung, in der Wasserstoffperoxid oder wässriges Wasserstoffperoxid zu Schwefelsäure zugefügt ist, beschrieben.
  • Aus der JP 2008-13614 A ist ein Verfahren zur Rückgewinnung von verstärkenden Fasern aus Abfall von faserverstärktem Harz aus verstärkten Fasern, die mit einem duroplastischen Harz imprägniert sind, bekannt.
  • Die obigen Ausführungen sollen lediglich das Verständnis des Hintergrundes der vorliegenden Erfindung erleichtern und sollen nicht bedeuten, dass die vorliegende Erfindung in den Bereich des Standes der Technik fällt, der dem Fachmann bereits bekannt ist.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • In bevorzugten Aspekten stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Rückgewinnung von Verstärkungsfasern aus einem verschrotteten faserverstärkten Teil bereit. Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Verhindern des Verhedderns der Verstärkungsfasern bereit, so dass zurückgewonnene Verstärkungsfasern leicht recycelt werden können.
  • In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Rückgewinnung von Verstärkungsfasern aus einem faserverstärkten Teil bereitgestellt. Das Verfahren umfasst Folgendes: Abwickeln von Verstärkungsfasern aus einem faserverstärkten Teil, das die Verstärkungsfasern enthält und mit Harz imprägniert ist; Beschichten der abgewickelten Verstärkungsfasern mit einem Schlichtemittel durch Hindurchführen der abgewickelten Verstärkungsfasern durch das Schlichtemittel; und Wickeln der mit dem Schlichtemittel beschichteten Verstärkungsfasern um einen Dorn, wobei das Abwickeln Folgendes umfasst: Aufquellen des Harzes durch Eintauchen des faserverstärkten Teils in ein Quellmittel; Auflösen des Harzes durch Hindurchführen der abgewickelten Verstärkungsfasern durch ein Auflösungsmittel während des Abwickelns der Verstärkungsfasern von dem faserverstärkten Teil; und Aufwickeln der vom Harz befreiten Verstärkungsfasern unter Verwendung einer Zwischenwickelvorrichtung, wobei eine mechanische Spannung der durch die Zwischenwickelvorrichtung aufgewickelten Verstärkungsfasern größer ist als eine mechanische Spannung der um den Dorn gewickelten Verstärkungsfasern.
  • Der Begriff „Schlichtemittel“ meint im Sinne des vorliegenden Textes ein Mittel, das einer Oberfläche eines Materials, zum Beispiel einer Kohleverstärkungsfaser, Wasserfestigkeit verleihen kann, wenn es auf dessen Oberfläche aufgetragen oder aufbeschichtet wird. Bevorzugt kann das Quellmittel eine schwache Säure sein.
  • Der Begriff „schwache Säure“ meint im Sinne des vorliegenden Textes eine Säure, die teilweise oder unvollständig dissoziieren und eine geringere Menge des Protons in eine Lösung, zum Beispiel eine Wasserlösung, freisetzen oder abgeben kann. Die schwache Säure kann einen pKa-Wert haben, der größer als etwa 3, größer als etwa 4, größer als etwa 5 oder größer als etwa 6 ist. Zu beispielhaften schwachen Säuren in der vorliegenden Erfindung können Essigsäure und Ameisensäure gehören.
  • Das Auflösungsmittel kann zweckmäßigerweise eine Wasserstoffperoxidlösung und einen ionische Flüssigkeit enthalten.
  • Der Begriff „ionische Flüssigkeit“ meint im Sinne des vorliegenden Textes ein Lösemittel, das nur ionische Spezies enthält, oder ein flüssiges Salz, das aus Ionen (Kationen und Anionen) besteht. Zu beispielhaften ionischen Lösemitteln in der vorliegenden Erfindung können Kationen gehören, wie zum Beispiel Imidazolium, Pyridinum, Pyrrolidinium, quaternäres Ammonium und quaternäres Phosphonium, aber für die Anionen brauchen keine speziellen Einschränkungen zu gelten.
  • Das Schlichtemittel kann zweckmäßigerweise ein oder mehrere Harze enthalten, die aus folgender Gruppe ausgewählt sind: Epoxidharz, Polyurethanharz, Polyesterharz, Polyamidharz und Nylonharz.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird außerdem eine Vorrichtung zur Rückgewinnung von Verstärkungsfasern aus einem faserverstärkten Teil bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst Folgendes: einen Quelltank, der ein Quellmittel enthält, das eine schwache Säure enthält und ein Harz aufquillt, mit dem das faserverstärkten Teil imprägniert ist; einen Auflösungstank, der ein Auflösungsmittel enthält, das eine Wasserstoffperoxidlösung und eine ionische Flüssigkeit enthält und das Harz auflöst, mit dem das faserverstärkte Teil imprägniert ist; eine Zwischenwickelvorrichtung, welche die Verstärkungsfasern aufwickelt, die vom Harz befreit wurden; einen Schlichtetank, der ein Schlichtemittel enthält, mit dem die vom Harz befreiten Verstärkungsfasern beschichtet werden; einen Dorn, um den die beschichteten Verstärkungsfasern gewickelt werden; und eine Spannungseinstelleinrichtung, welche eine mechanische Spannung der Verstärkungsfasern dergestalt einstellt, dass eine mechanische Spannung der durch die Zwischenwickelvorrichtung aufgewickelten Verstärkungsfasern größer ist als eine mechanische Spannung der durch den Dorn aufgewickelten Verstärkungsfasern.
  • Das Rückgewinnungsverfahren für Abfallverstärkungsfasern gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann umfassen, das Harz aufzuquellen und das Verheddern von Verstärkungsfasern zu verhindern, indem faserverstärkte Teile, wie zum Beispiel Druckbehälter, in die schwache Säure eingetaucht werden, wodurch Vorteile realisiert werden.
  • Außerdem können eine agglomerative Eigenschaft sowie eine Grenzflächenadhäsion an Stränge von Verstärkungsfasern bewirkt werden, indem Verstärkungsfasern, die von faserverstärkten Teilen, wie zum Beispiel einem Druckbehälter, abgewickelt wurden, mit einem Schlichtemittel überzogen werden, das überwiegend aus Harz besteht. Dementsprechend können Behälter mit den Verstärkungsfasern hergestellt werden, die unter Verwendung des im vorliegenden Text beschriebenen Verfahrens zurückgewonnen werden, und die zurückgewonnenen Verstärkungsfasern können effizient recycelt werden.
  • Weitere Aspekte der Erfindung werden unten offenbart.
  • Figurenliste
  • Die oben angesprochenen sowie weitere Aufgaben, Merkmale und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung besser verstanden, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird, in denen Folgendes zu sehen ist:
    • 1 veranschaulicht eine beispielhafte Vorrichtung zur Rückgewinnung von Verstärkungsfasern gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
    • 2 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren zur Rückgewinnung von Verstärkungsfasern gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die im vorliegenden Text verwendete Terminologie dient dem Zweck des Beschreibens bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und soll nicht die Erfindung einschränken. Im Sinne des vorliegenden Textes sollen die Einzahlformen „ein/einer/eine“ und „der/die/das“ auch die Mehrzahlformen umfassen, sofern der Kontext nicht eindeutig ein anderes Verständnis verlangt. Es versteht sich des Weiteren, dass die Begriffe „umfasst“ und/oder „umfassen“ im Sinne dieser Spezifikation das Vorhandensein angegebener Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten spezifizieren, aber nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Im Sinne des vorliegenden Textes umfasst der Begriff „und/oder“ jegliche Kombinationen eines oder mehrerer der zugehörigen angeführten Elemente.
  • Sofern dies nicht ausdrücklich anders bestimmt ist, oder sofern der Kontext nicht unmissverständlich eine andere Deutung verlangt, meint der Begriff „etwa“ im Sinne des vorliegenden Textes „innerhalb eines Bereichs der für das betreffende technische Gebiet normalen Toleranz liegend“, beispielsweise innerhalb von 2 Standardabweichungen vom Mittel. „Etwa“ kann als innerhalb 10 %, 9 %, 8 %, 7 %, 6 %, 5 %, 4 %, 3 %, 2 %, 1 %, 0,5 %, 0,1 %, 0,05 % oder 0,01 % des angegebenen Wertes verstanden werden. Sofern dies nicht im Übrigen aus dem Kontext ersichtlich ist, werden alle im vorliegenden Text genannten numerischen Werte durch den Begriff „etwa“ modifiziert.
  • Im vorliegenden Text werden verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Ein Verfahren zur Rückgewinnung von Verstärkungsfasern aus verschrotteten faserverstärkten Teilen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst folgende Schritte: einen Schritt S100 zum Trennen von Harz von einem faserverstärkten Teil 1, das Verstärkungsfasern enthält und mit einem Harz imprägniert ist, und Abwickeln der Verstärkungsfasern von dem faserverstärkten Teil 1; einen Schritt S200 zum Beschichten der abgewickelten Verstärkungsfasern mit einem Schlichtemittel 30 durch Hindurchführen der abgewickelten Verstärkungsfasern durch das Schlichtemittel 30; und einen Schritt S300 zum Wickeln der mit dem Schlichtemittel 30 beschichteten Verstärkungsfasern um einen Dorn 500.
  • Das faserverstärkte Teil 1 kann ein Produkt sein, dessen Korpus mit Verstärkungsfasern umwickelt und mit dem Harz imprägniert ist. Ein Beispiel des faserverstärkten Teils 1 kann ein Druckbehälter sein, der Flüssigkeit oder Gas enthalten kann und einen Druck hat, der höher als der atmosphärische Druck ist. Da faserverstärkte Teile verbesserte mechanische Eigenschaften besitzen, können sie oft auf dem Gebiet der Brennstoffzellen verwendet werden. Das faserverstärkte Teil 1 kann durch ein Filamentwickelverfahren hergestellt werden, bei dem Verstärkungsfasern um einen Dorn 500 oder dergleichen gewickelt werden können.
  • Verschrottete faserverstärkte Teile, wie zum Beispiel verschrottete Druckbehälter, die aus teuren Verstärkungsfasern, wie zum Beispiel Kohlefasern, hergestellt sind, können aus Sicht der Rohstoffkosten ein Recycling erfordern.
  • Es sind eine Reihe von Untersuchungen zu Verfahren zum Recycling von Verstärkungsfasern, wie zum Beispiel Kohlefasern, durchgeführt worden. Jedoch können die Rückgewinnungsverfahren des Standes der Technik hohe Kosten für die Erfassung und Behandlung von Verstärkungsfasern verursachen. Des Weiteren können sich Stränge von zurückgewonnenen Verstärkungsfasern, wie zum Beispiel Kohlefasern, während der thermischen oder chemischen Zersetzung des faserverstärkten Teils 1 verheddern. Daher kann es schwierig sein, verschrottete Verstärkungsfasern zu recyceln.
  • Um diese Verstärkungsfasern aus dem faserverstärkten Teil 1 zurückzugewinnen, wird zuerst Harz von dem faserverstärkten Teil 1 abgetrennt, und die Verstärkungsfasern werden in Schritt S100 (Abwickeln) von dem faserverstärkten Teil 1 abgewickelt.
  • Das Abwickeln von Verstärkungsfasern von dem faserverstärkten Teil 1 kann der Hauptprozess sein. Schritt S100 (Abwickeln) umfasst Folgendes: einen Schritt S110, bei dem das faserverstärkte Teil 1 in ein Quellmittel 10 eingetaucht wird, so dass das Harz, mit dem das faserverstärkte Teil 1 imprägniert ist, quellen kann; einen Schritt S120, bei dem Verstärkungsfasern von dem faserverstärkten Teil 1 abgewickelt werden und durch ein Auflösungsmittel 20 geführt werden, so dass das Harz, mit dem das faserverstärkte Teil 1 imprägniert ist, aufgelöst werden kann; und einen Schritt S130, bei dem die vom Harz befreiten Verstärkungsfasern durch eine Zwischenwickelvorrichtung 300 aufgewickelt werden.
  • Schritt S110 (Quellen) ist ein Vorbereitungsschritt zum Abwickeln von Verstärkungsfasern. In diesem Schritt kann das Harz, mit dem das faserverstärkte Teil 1 imprägniert ist, aufgequollen werden. Herkömmlicherweise ist eine starke Säure, wie zum Beispiel Schwefelsäure, dafür verwendet worden, das Harz aufzuquellen, was zu einem Verheddern der abgewickelten Verstärkungsfasern während der Rückgewinnung von Verstärkungsfasern führen kann.
  • Bevorzugt kann - gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung - das faserverstärkte Teil 1 in eine schwache Säure mit einem pH-Wert von etwa 2,0 bis 4,0 anstatt in eine starke Säure, wie zum Beispiel Schwefelsäure, zum Quellen des Harzes eingetaucht werden. Dies kann das Verheddern von Verstärkungsfasern verhindern. Die schwache Säure kann Essigsäure oder Ameisensäure sein. Das Quellmittel 10 kann Essigsäure oder Ameisensäure enthalten.
  • Als Nächstes hat ein Schritt S120 den Zweck, das gequollene Harz in dem Auflösungsmittel 20 durch Eintauchen des faserverstärkten Teils 1 aufzulösen. Durch Trennen des Harzes auf dem Wege des Auflöseprozesses und Rückgewinnen verschrotteter Verstärkungsfasern können die zurückgewonnenen Verstärkungsfasern leicht recycelt werden. In einem Schritt S120 (Auflösen) können die Verstärkungsfasern kontinuierlich abgewickelt werden. In diesem Schritt S120 kann das Auflösungsmittel 20 eine Wasserstoffperoxidlösung (auch als mit Sauerstoff angereichertes Wasser bezeichnet), H2O2 und eine ionische Flüssigkeit enthalten. Die Wasserstoffperoxidlösung kann Harz auflösen, und die ionische Flüssigkeit kann die Auflösung ermöglichen.
  • Bevorzugt kann die ionische Flüssigkeit ein oder mehrere Kationen enthalten, die aus folgender Gruppe ausgewählt sind: Imidazolium, Pyridinum, Pyrrolidinium, quaternäres Ammonium und quaternäres Phosphonium.
  • Die Verstärkungsfasern, die dem Auflösungsschritt S120 unterzogen wurden, werden durch die Zwischenwickelvorrichtung 300 in einem Schritt S130 (Zwischenwickeln) aufgewickelt. Die Zwischenwickelvorrichtung 300 kann nahe einem Tank des Auflösungsmittels 20 installiert werden, so dass die Arbeit des Abwickelns von Verstärkungsfasern von dem faserverstärkten Teil 1 und die Arbeit des Auflösens des Harzes, mit dem das faserverstärkte Teil 1 imprägniert ist, kontinuierlich ausgeführt werden kann.
  • Die mechanische Spannung der Verstärkungsfasern, die durch die Zwischenwickelvorrichtung 300 aufgewickelt werden, kann in einem solchen Grad beibehalten werden, dass die Verstärkungsfasern von dem faserverstärkten Teil 1 abgewickelt werden können.
  • Die abgewickelten Verstärkungsfasern werden nach dem Abwickelprozess in einem Schritt S200 durch das Schlichtemittel 30 geführt, so dass die Verstärkungsfasern mit dem Schlichtemittel 30 beschichtet werden können. Der Zweck von Schritt S200 (Schlichten) kann darin bestehen, einem Bündel der Verstärkungsfasern eine agglomerative Eigenschaft und Grenzflächenadhäsion zu verleihen, indem die Verstärkungsfasern mit dem Schlichtemittel 30 beschichtet werden, das ein Harz enthält.
  • Die Verstärkungsfasern, die in Schritt S200 mit dem Schlichtemittel beschichtet wurden, haben den Vorteil, dass sie leicht wiederverwendet werden können, um einen Behälter oder dergleichen herzustellen. Das Schlichtemittel 30 kann aus Wasser, das als ein Lösemittel dient, und einem oder mehreren Harzen bestehen, die aus folgender Gruppe ausgewählt sind: Epoxidharz, Polyurethanharz, Polyesterharz, Polyamidharz und Nylonharz. Die Konzentration von Harz in dem Schlichtemittel kann etwa 1,5 bis 2,5 Gewichtsprozent auf der Basis des Gesamtgewichts des Schlichtemittels betragen.
  • Das oben Dargelegte kann den zurückgewonnenen Verstärkungsfasern eine agglomerative Eigenschaft und Grenzflächenadhäsion verleihen.
  • Als Nächstes werden, als ein Schritt S300 (Aufwickeln), die mit dem Schlichtemittel 30 beschichteten Verstärkungsfasern um den Dorn 500 gewickelt. Somit kann die Rückgewinnung von Verstärkungsfasern von dem faserverstärkten Teil 1 so ausgeführt werden, dass die Verstärkungsfasern effizient recycelt werden können. Beim Wickeln der Verstärkungsfasern um den Dorn 500 kann die Wickelrichtung die gleiche sein wie in dem Wickelprozess unter Verwendung der Zwischenwickelvorrichtung 300. Das heißt, die Verstärkungsfasern können von der Zwischenwickelvorrichtung 300 abgewickelt werden und können dann erneut um den Dorn 500 gewickelt werden.
  • Um die Verstärkungsfasern effizient von dem faserverstärkten Teil 1 ohne Unterbrechungen zurückzugewinnen, ist die mechanische Spannung der Verstärkungsfasern, die um den Dorn 500 gewickelt werden, so eingestellt, dass sie schwächer ist als die der Verstärkungsfasern, die durch die Zwischenwickelvorrichtung 300 aufgewickelt werden.
  • Da die Zwischenwickelvorrichtung 300 dafür verwendet wird, die Verstärkungsfasern von dem faserverstärkten Teil 1 abzuwickeln, und der Dorn 500 dafür verwendet wird, die Verstärkungsfasern von der Zwischenwickelvorrichtung 300 abzuwickeln und die Verstärkungsfasern dort herum zu wickeln, ist die mechanische Spannung der Verstärkungsfasern auf der Seite der Zwischenwickelvorrichtung 300 höher als die mechanische Spannung der Verstärkungsfasern auf der Seite des Dorns 500. Mit dieser Spannungseinstellung können die Verstärkungsfasern effizient ohne Unterbrechungen zurückgewonnen werden.
  • Die Verstärkungsfasern (zum Beispiel kontinuierliche lange Faser), die durch das oben beschriebene Rückgewinnungsverfahren zurückgewonnen wurden, können wiederverwendet werden, um Gewebe, Glattfaserstoffe (Non-Crimp Fabric, NCF), Geflecht, ein 3D-Toe-Verstärkungselement und dergleichen zu bilden.
  • Eine Vorrichtung zur Rückgewinnung von verschrotteten Verstärkungsfasern gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst Folgendes: einen Quelltank 100, der ein Quellmittel 10 enthält, das ein Harz aufquillt, mit dem ein faserverstärktes Teil 1 imprägniert ist; einen Auflösungstank 200, der ein Auflösungsmittel 20 enthält, das eine Wasserstoffperoxidlösung und eine ionische Flüssigkeit enthält und das Harz von dem faserverstärkten Teil 1 auflöst; eine Zwischenwickelvorrichtung 300, welche die vom Harz befreiten Verstärkungsfasern aufwickelt, die aus dem Auflösungstank 200 kommen; einen Schlichtetank 400, der ein Schlichtemittel 30 enthält, das die Oberfläche der Verstärkungsfasern beschichtet; und einen Dorn 500, um den herum die mit dem Schlichtemittel beschichteten Verstärkungsfasern, die aus dem Schlichtetank 400 kommen, gewickelt werden.
  • Die Vorrichtung umfasst des Weiteren eine Spannungseinstelleinrichtung, welche die mechanische Spannung der Verstärkungsfasern dergestalt einstellt, dass die mechanische Spannung der durch die Zwischenwickelvorrichtung 300 aufgewickelten Verstärkungsfasern größer ist als die der durch den Dorn aufgewickelten Verstärkungsfasern 500.
  • Mit einer Anordnung, in welcher der Quelltank 100, ein Rotationsmittel zum Rotieren des faserverstärkten Teils 1 während des Quellens des Harzes, der Auflösungstank 200, der das Auflösungsmittel 20 enthält, die Zwischenwickelvorrichtung 300, der Schlichtetank 400, der das Schlichtemittel 30 enthält, und der drehbare Dorn 500 in dieser Reihenfolge hintereinander angeordnet sein können, können die von dem faserverstärkten Teil 1 zurückgewonnenen Verstärkungsfasern ohne Unterbrechungen kontinuierlich um den Dorn 500 gewickelt werden, so dass die zurückgewonnenen Verstärkungsfasern leicht recycelt werden können.
  • Außerdem wird, um die Rückgewinnung der Verstärkungsfasern von dem faserverstärkten Teil 1 ohne Verzögerungen oder Unterbrechungen zu erleichtern, die mechanische Spannung der Verstärkungsfasern auf der Seite der Zwischenwickelvorrichtung 300 auf größer eingestellt als die mechanische Spannung der Verstärkungsfasern auf der Seite des Dorns 500. Diese Spannungseinstellung kann ermöglicht werden, indem die Spannungseinstelleinrichtung an einer Position nahe der Zwischenwickelvorrichtung 300 angeordnet wird.
  • Obgleich die oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung für veranschaulichende Zwecke beschrieben wurden, leuchtet dem Fachmann ein, dass verschiedene Abwandlungen, Ergänzungen und Ersetzungen möglich sind, ohne den Schutzumfang der Erfindung, wie er in den beiliegenden Ansprüchen offenbart ist, zu verlassen.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Rückgewinnung von Verstärkungsfasern aus einem faserverstärkten Teil, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Abwickeln von Verstärkungsfasern von einem faserverstärkten Teil, wobei das faserverstärkte Teil die Verstärkungsfasern enthält und mit einem Harz imprägniert ist; Beschichten der abgewickelten Verstärkungsfasern mit einem Schlichtemittel durch Hindurchführen der abgewickelten Verstärkungsfasern durch das Schlichtemittel; und Wickeln der mit dem Schlichtemittel beschichteten Verstärkungsfasern um einen Dorn, wobei das Abwickeln Folgendes umfasst: Aufquellen des Harzes durch Eintauchen des faserverstärkten Teils in ein Quellmittel; Auflösen des Harzes durch Hindurchführen der abgewickelten Verstärkungsfasern durch ein Auflösungsmittel während des Abwickelns der Verstärkungsfasern von dem faserverstärkten Teil; und Aufwickeln der vom Harz befreiten Verstärkungsfasern unter Verwendung einer Zwischenwickelvorrichtung, wobei eine mechanische Spannung der durch die Zwischenwickelvorrichtung aufgewickelten Verstärkungsfasern größer ist als eine mechanische Spannung der um den Dorn gewickelten Verstärkungsfasern.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Quellmittel eine schwache Säure ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Auflösungsmittel eine Wasserstoffperoxidlösung und eine ionische Flüssigkeit enthält.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Schlichtemittel ein oder mehrere Harze enthält, die aus folgender Gruppe ausgewählt sind: Epoxidharz, Polyurethanharz, Polyesterharz, Polyamidharz und Nylonharz.
  5. Vorrichtung zur Rückgewinnung von Verstärkungsfasern aus einem verschrotteten faserverstärkten Teil, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: einen Quelltank, der ein Quellmittel enthält, das eine schwache Säure enthält und ein Harz aufquillt, mit dem das faserverstärkte Teil imprägniert ist; einen Auflösungstank, der ein Auflösungsmittel enthält, das eine Wasserstoffperoxidlösung und eine ionische Flüssigkeit enthält und das Harz auflöst, mit dem das faserverstärkte Teil imprägniert ist; eine Zwischenwickelvorrichtung, welche die Verstärkungsfasern aufwickelt, die vom Harz befreit wurden; einen Schlichtetank, der ein Schlichtemittel enthält, mit dem die vom Harz befreiten Verstärkungsfasern beschichtet werden; einen Dorn, um den die beschichteten Verstärkungsfasern gewickelt werden; und eine Spannungseinstelleinrichtung, welche eine mechanische Spannung der Verstärkungsfasern dergestalt einstellt, dass eine mechanische Spannung der durch die Zwischenwickelvorrichtung aufgewickelten Verstärkungsfasern größer ist als eine mechanische Spannung der durch den Dorn aufgewickelten Verstärkungsfasern.
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