JP2018051988A - 炭素繊維強化プラスチックの処理方法及び燃料の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
次いで、前記水溶液を添加した炭素繊維強化プラスチックを粉砕するステップと、
を含むことを特徴とする。
次いで、前記水溶液を添加した炭素繊維強化プラスチックを粉砕する工程と、
を含むことを特徴とする。
本発明の燃料の製造方法においては、炭素繊維強化プラスチックを微粉砕して得られる燃料を、発塵を抑制した状態で、かつ簡単に製造することができる。
本実施形態のCFRPの処理方法は、CFRPに加熱処理を施して、脆化させる任意のステップ(以下、「ステップA」と呼ぶ。)と、炭素繊維強化プラスチックに界面活性剤の水溶液を添加するステップ(以下、「ステップB」と呼ぶ。)と、界面活性剤の水溶液を添加した炭素繊維強化プラスチックを粉砕するステップ(以下、「ステップC」と呼ぶ。)と、を含むことを特徴とする。以下に、各ステップについて順次説明する。
ステップAは、CFRPを加熱処理して脆化させるステップであり、必要に応じて設けられる任意のステップである。加熱温度としては300〜500℃とすることが好ましい。そして、例えば、加熱温度を300℃に設定するなら加熱時間を2時間、同様に400℃に設定するなら1時間、500℃に設定するなら10分というように、加熱温度と加熱時間との関係は反比例するように設定することが好ましい。また、CFRPのサイズその他条件により、加熱温度及び加熱時間の好適な関係は異なるため適宜設定することが好ましい。
ステップBにおいては、CFRPに界面活性剤の水溶液を添加する。
ステップCにおいては、ステップBで界面活性剤の水溶液を添加した炭素繊維強化プラスチックを粉砕する。
本実施形態の燃料の製造方法は、CFRPに加熱処理を施して、脆化させる任意の工程A(以下、「工程A」と呼ぶ。)と、炭素繊維強化プラスチックに界面活性剤の水溶液を添加するステップ(以下、「工程B」と呼ぶ。)と、界面活性剤の水溶液を添加した炭素繊維強化プラスチックを粉砕するステップ(以下、「工程C」と呼ぶ。)と、を含むことを特徴とする。ここで、工程Aは、既述の本実施形態のCFRPの処理方法におけるステップAと、工程BはステップBと、工程CはステップCと実質的に同一であり、ステップA〜Cの説明はそれぞれ工程A〜Cの説明にそのまま妥当するので、ここでは各工程の説明を省略する。以下においては、図面を参照して燃料の製造方法について説明する。
2mm以下に破砕したCFRP30gにアニオン系界面活性剤(ライオン株式会社製、ママレモン(登録商標)(直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸、及びアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム含有))原液を、それぞれ内割りで1質量%、5質量%、10質量%、20質量%となるように添加した。次いで、アニオン系界面活性剤を添加したCFRPをディスクミル(ハルツォク・ジャパン株式会社製、HSM―100A)に投入し、処理速度:低速、処理時間:60秒の条件で粉砕した。
アニオン系界面活性剤を、ノニオン系界面活性剤(三洋化成工業株式会社製、エマルミンNL―110(ポリオキシエチレンラウリルエーテル含有))原液に代え、内割りで5質量%となるように添加した以外は実施例1と同様にしてCFRPの粉砕した。
2mm以下に破砕したCFRP30gを箱型電気炉(ヤマト科学社:FP-41)に投入し、400℃、0.5時間の加熱処理を施した。次いで、加熱処理後のCFRP30gにアニオン系界面活性剤(三洋化成工業株式会社製、サンデット END(ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム含有、含有量25%))原液を、内割りで5質量%となるように添加した。次いで、アニオン系界面活性剤を添加したCFRPをディスクミル(ハルツォク・ジャパン株式会社製、HSM―100A)に投入し、処理速度:低速、処理時間:60秒の条件で粉砕した。
アニオン系界面活性剤を、水に代えたこと以外は実施例1と同様にしてCFRPを粉砕した。
2mm以下に破砕したCFRP30gをディスクミル(ハルツォク・ジャパン株式会社製、HSM―100A)に投入し、処理速度:低速、処理時間:60秒の条件で粉砕した。次いで、粉砕したCFRP30gにアニオン系界面活性剤(ライオン株式会社製、ママレモン(直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸、及びアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム含有))原液を、それぞれ内割りで5質量%、10質量%となるように添加した。添加方法としては霧吹きを用いて、試料表面に均一になるように散布した。
アニオン系界面活性剤を添加しなかったこと以外は実施例3と同様にしてCFRPを粉砕した。
実施例1〜3及び比較例1〜3において、粉砕したCFRPの分散度を測定した。分散度の測定は、ホソカワミクロン(株)製、パウダテスタPT−Xを用いて行った。ここで、分散度とは、3gの試料を高さ0.46mから落下させたとき、落下地点に設置してあるφ50mmの時計皿に残存した試料の質量の割合((残存試料(g)/3(g))×100(%))であり、この割合が大きいほど発塵が少ないことを示す。図2は、パウダテスタPT−Xの試料投入口から時計皿までの寸法を示す図である。試料は、試料投入口から投入され、円筒状部材内側の空間を通過し、時計皿に達する。試料投入口及び時計皿はそれぞれ、円筒状部材と図2に示す間隔を隔てて配されている。
実施例3は、比較例3と比較して、分散度が大きく、発塵が少ないことが分かる。
また、表1より、界面活性剤を添加した後に粉砕したCFRPの水分量(0.5〜4%)が少ない添加量(1〜5%)であっても分散度が大きく、発塵が少ないことが分かる。
2mmに破砕したCFRP30gにアニオン系界面活性剤(ライオン株式会社製、ママレモン(登録商標))原液を内割りで1質量%となるように添加した。次いで、アニオン系界面活性剤を添加したCFRPをディスクミル(ハルツォク・ジャパン製、HSM―100A)に投入し、処理速度:低速、処理時間:60秒の条件で粉砕した。
アニオン系界面活性剤を添加しなかったこと以外は実施例4と同様にしてCFRPを粉砕した。
アニオン系界面活性剤を、水に代えたこと以外は実施例4と同様にしてCFRPを粉砕した。
アニオン系界面活性剤を、エタノールに代えたこと以外は実施例4と同様にしてCFRPを粉砕した。
2mm以下に破砕したCFRP30gを箱型電気炉(ヤマト科学社:FP-41)に投入し、400℃、0.5時間の加熱処理を施した。次いで、加熱処理後のCFRP30gにアニオン系界面活性剤(三洋化成工業株式会社製、サンデット END(ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム含有、含有量25%))を、5質量%となるように添加した。次いで、アニオン系界面活性剤を添加したCFRPをディスクミル(ハルツォク・ジャパン株式会社製、HSM―100A)に投入し、処理速度:低速、処理時間:60秒の条件で粉砕した。
アニオン系界面活性剤を添加しなかったこと以外は実施例5と同様にしてCFRPの粉砕した。
アニオン系界面活性剤を、水に代えたこと以外は実施例5と同様にしてCFRPの粉砕した。
アニオン系界面活性剤を、エタノールに代えたこと以外は実施例5と同様にしてCFRPの粉砕した。
実施例4及び5、並びに比較例4〜9において、粉砕したCFRPの粉砕性について、以下のようにして評価した。試料を目開き300μmの篩の上に投入し、5分間タッピングした後、篩下の試料の質量の割合を算出した。算出した結果を図4及び図5に示す。この割合が大きいほど、粉砕性に優れると評価した。
図5より、実施例5は、比較例7〜9と比較して、300μmの粒子の割合が高く、粉砕性に優れることが分かる。従って、実施例5と同じ例である実施例3において粉砕したCFRPは燃焼性が高く、燃料として好適に用いることができる。
なお、実施例5は実施例4と比較して、300μmの粒子の割合が高く、粉砕性に優れることが分かる。したがって、炭素繊維強化プラスチックに加熱処理を施すことで容易に粉砕できることが分かる。
2 タンク
3 二軸せん断破砕機
4 界面活性剤水溶液添加装置
5 カッターミル
7 投入装置
10 セメント製造装置
11 セメントキルン
12 主バーナ
13 クリンカクーラ
15 仮焼炉
16 プレヒータ
CR セメント原料
P 粉砕物
CFRP 炭素繊維強化プラスチック
Claims (7)
- 炭素繊維強化プラスチックに界面活性剤の水溶液を添加するステップと、
次いで、前記水溶液を添加した炭素繊維強化プラスチックを粉砕するステップと、
を含むことを特徴とする炭素繊維強化プラスチックの処理方法。 - 請求項1に記載の炭素繊維強化プラスチックの処理方法において、前記炭素繊維強化プラスチックに対する前記界面活性剤の水溶液の添加量が1〜10質量%であることを特徴とする炭素繊維強化プラスチックの処理方法。
- 請求項1又は2に記載の炭素繊維強化プラスチックの処理方法において、前記粉砕された炭素繊維強化プラスチックの水分量が0.5〜4質量%となるように前記界面活性剤の水溶液を添加することを特徴とする炭素繊維強化プラスチックの処理方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の炭素繊維強化プラスチックの処理方法において、前記界面活性剤が、アニオン系界面活性剤若しくはノニオン系界面活性剤、又はそれらの混合物であることを特徴とする炭素繊維強化プラスチックの処理方法。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の炭素繊維強化プラスチックの処理方法において、
界面活性剤の水溶液を添加するステップの前に炭素繊維強化プラスチックに加熱処理を施して、脆化させるステップを含むことを特徴とする炭素繊維強化プラスチックの処理方法。 - 炭素繊維強化プラスチックに界面活性剤の水溶液を添加する工程と、
次いで、前記水溶液を添加した炭素繊維強化プラスチックを粉砕する工程と、
を含むことを特徴とする燃料の製造方法。 - 請求項6に記載の燃料の製造方法において、前記炭素繊維強化プラスチックを粉砕する工程において、粒子径3mm以下に粉砕することを特徴とする燃料の製造方法。
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