JP2018165010A - Method for selecting carbon fiber-reinforced composite material from waste plastic mixture - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、廃プラスチック混合物からの炭素繊維強化複合材料の選別方法に関する。 The present invention relates to a method for selecting a carbon fiber reinforced composite material from a waste plastic mixture.
炭素繊維とは、アクリル繊維又はピッチを原料として高温で炭化して作った繊維であり、繊維径が数μｍの非常に微細なものである。この炭素繊維をポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等の熱可塑性樹脂又はフェノール樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂と複合させて製造した炭素繊維強化複合材料（以下、「ＣＦＲＰ」と言うことがある）は、軽量でありながら強度や耐衝撃性などの力学的特性に優れるため、航空機部材、自動車部材、スポーツ用品等に幅広く利用されている。しかしＣＦＲＰは、リサイクルルートが確立されていないため、利用後は廃プラスチックとして廃棄されている。廃プラスチックは熱エネルギー代替廃棄物としてキルンでの焼成用燃料等に利用されることがある。 Carbon fiber is a fiber made by carbonizing acrylic fiber or pitch as a raw material at a high temperature, and is a very fine fiber having a fiber diameter of several μm. A carbon fiber reinforced composite material produced by combining this carbon fiber with a thermoplastic resin such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, or a thermosetting resin such as a phenol resin or an epoxy resin (hereinafter sometimes referred to as “CFRP”) is Since it is lightweight and has excellent mechanical properties such as strength and impact resistance, it is widely used for aircraft members, automobile members, sports equipment and the like. However, CFRP is discarded as waste plastic after use because no recycling route has been established. Waste plastics are sometimes used as fuel for burning in kilns as alternative heat energy waste.
一方、ＣＦＲＰを含む廃プラスチックを燃料として利用した場合、セメントキルン焼成排気ガス中の煤塵を捕集する電気集塵器において、煤塵の捕集効率の低下を引き起こす問題が生じる。これは、炭素繊維が導電性且つ難燃性であるため、電気集塵器に炭素繊維が入ることで荷電の低下が発生し、それに起因して電気集塵器の性能が低下してしまうことによる。炭素繊維による電気集塵器の荷電低下を防止するために、特許文献１では、ＣＦＲＰを含む廃プラスチックをセメント製造装置において利用する場合に、廃プラスチックを一定の粒径以下に粉砕し、セメントキルン内の特定の位置に供給する技術が提案されている。 On the other hand, when waste plastic containing CFRP is used as a fuel, there is a problem that the dust collection efficiency is reduced in the electric dust collector that collects the dust in the cement kiln firing exhaust gas. This is because the carbon fiber is conductive and flame retardant, and the carbon fiber enters the electrostatic precipitator, causing a decrease in charge, resulting in a decrease in the performance of the electrostatic precipitator. by. In order to prevent a decrease in the charge of the electrostatic precipitator due to carbon fiber, in Patent Document 1, when waste plastic containing CFRP is used in a cement manufacturing apparatus, the waste plastic is pulverized to a certain particle size or less, and a cement kiln is used. Techniques have been proposed for supplying to specific locations within.
特許文献１では、ＣＦＲＰを含む廃プラスチックを平均粒径３ｍｍ以下に粉砕する必要があるが、ＣＦＲＰを含まない廃プラスチックは粉砕する必要はなく、過剰な粉砕を行うことになっていた。このため、廃プラスチックからＣＦＲＰを事前に選別できれば、ＣＦＲＰのみを個別に処理して、ＣＦＲＰ以外の廃プラスチックは通常の方法で処理することができることが可能となり、廃棄物処理の観点から効率的である。しかしながら、現状、炭素繊維を選別する有効な手段は見出されていない。 In Patent Document 1, waste plastic containing CFRP needs to be pulverized to an average particle size of 3 mm or less. However, waste plastic not containing CFRP need not be pulverized, and excessive pulverization is to be performed. For this reason, if CFRP can be selected from waste plastics in advance, only CFRP can be processed individually, and waste plastics other than CFRP can be processed by ordinary methods, which is efficient from the viewpoint of waste disposal. is there. However, no effective means for selecting carbon fibers has been found at present.
したがって本発明の課題は、廃プラスチック混合物から、ＣＦＲＰなどの炭素繊維を含むプラスチックを効率的に選別する方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for efficiently selecting a plastic containing carbon fiber such as CFRP from a waste plastic mixture.
本発明者は、前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、電磁誘導加熱工程、温度測定工程、及び炭素繊維強化複合材料のみを選択的に排出する排出工程を組み合わせて用いることで前記課題を解決できる知見を見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventor has used the electromagnetic induction heating process, the temperature measurement process, and the discharge process for selectively discharging only the carbon fiber reinforced composite material in combination. The present inventors have found knowledge that can solve the problems and completed the present invention.
本発明は、炭素繊維強化複合材料と廃プラスチックを含む廃プラスチック混合物をコンベア上流側からコンベア上に投入する投入工程と、
前記コンベアによって搬送される廃プラスチック混合物に電磁誘導加熱を行う加熱工程と、
前記廃プラスチック混合物の温度分布を測定する温度測定工程と、
前記温度測定工程で測定された前記温度分布に基づいて前記廃プラスチック混合物から前記炭素繊維強化複合材料を選別する選別工程と、
を備えた廃プラスチック混合物からの炭素繊維強化複合材料の選別方法を提供するものである。
The present invention is a charging step of charging a waste plastic mixture containing carbon fiber reinforced composite material and waste plastic from the upstream side of the conveyor onto the conveyor;
A heating step of performing electromagnetic induction heating on the waste plastic mixture conveyed by the conveyor;
A temperature measuring step for measuring a temperature distribution of the waste plastic mixture;
A sorting step of sorting the carbon fiber reinforced composite material from the waste plastic mixture based on the temperature distribution measured in the temperature measuring step;
A method for selecting a carbon fiber reinforced composite material from a waste plastic mixture comprising:
本発明によれば、廃プラスチック混合物から炭素繊維強化複合材料を効果的に選別することができる。また、選別された炭素繊維強化複合材料は別途粉砕し、セメントキルン焼成等の燃料として使用することが可能である。更に選別された炭素繊維強化複合材料は回収利用向けに供することも可能である。
更に、本発明によれば、廃プラスチック混合物に含まれる金属異物も炭素繊維強化複合材料と同時に選別できる。
According to the present invention, a carbon fiber reinforced composite material can be effectively selected from a waste plastic mixture. The selected carbon fiber reinforced composite material can be separately pulverized and used as a fuel for cement kiln firing or the like. Further, the selected carbon fiber reinforced composite material can be used for recovery use.
Furthermore, according to the present invention, the metal foreign matter contained in the waste plastic mixture can be selected simultaneously with the carbon fiber reinforced composite material.
以下に、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明する。本発明において炭素繊維とは、グラファイト構造を有する炭素からなる軽量、高強度、高弾性、高導電性の繊維であり、繊維中の炭素含有率が９０％以上となっているものである。炭素繊維は、ポリアクリルニトリル（ＰＡＮ）からなる繊維、又は石油精製・石油乾留副産物であるピッチからなる繊維を、大気中で１５０〜４００℃で耐炎化処理を行い、更に酸素非存在下で８００〜１５００℃で炭素化処理することによって得ることができる。 Below, this invention is demonstrated based on the preferable embodiment. In the present invention, the carbon fiber is a lightweight, high strength, high elasticity, highly conductive fiber made of carbon having a graphite structure, and has a carbon content of 90% or more. The carbon fiber is a fiber made of polyacrylonitrile (PAN) or a fiber made of pitch, which is a by-product of petroleum refining / petroleum distillation, and is flame-resistant at 150 to 400 ° C. in the atmosphere. It can be obtained by carbonizing at ˜1500 ° C.
本発明において選別の対象となる炭素繊維強化複合材料（ＣＦＲＰ）は、炭素繊維と樹脂とが含まれるものである。ＣＦＲＰに含まれる樹脂は、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等の熱可塑性樹脂又はフェノール樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は炭素繊維と混合、溶融、溶着若しくは含浸する方法、又は炭素繊維表面をコーティングする方法で利用でき、ＣＦＲＰの用途に応じて使用する炭素繊維及び樹脂の種類や含有量を適宜選択できる。 The carbon fiber reinforced composite material (CFRP) to be selected in the present invention contains carbon fiber and resin. Examples of the resin contained in the CFRP include thermoplastic resins such as polyethylene, polypropylene, and polystyrene, and thermosetting resins such as phenol resins and epoxy resins. These resins can be used in a method of mixing, melting, welding or impregnating with carbon fiber, or a method of coating the surface of carbon fiber, and the type and content of carbon fiber and resin to be used can be appropriately selected according to the use of CFRP. .
ＣＦＲＰは、軽量及び高強度等の炭素繊維の特性をそのまま有していることから、日用品、パソコン、家電、自動車、航空機、スポーツ用品及び建築土木分野等の様々な用途に使用されている。そのため、ＣＦＲＰを含むプラスチックは一般家庭ごみや、ＣＦＲＰの工業的な生産工程、自動車及び家電の廃棄処分で生じるシュレッダーダストとして排出されることが多く、ＣＦＲＰの有無にかかわらずプラスチックの混合物として廃棄される。また、廃棄されたプラスチック混合物、すなわちＣＦＲＰと廃プラスチックとを含む廃プラスチック混合物には、分別が十分でないことに起因して、ＣＦＲＰの他に、金属やゴムなどの異物が混入することがある。 Since CFRP has the characteristics of carbon fiber such as light weight and high strength as it is, it is used in various applications such as daily necessities, personal computers, home appliances, automobiles, aircraft, sporting goods, and construction civil engineering. For this reason, plastics containing CFRP are often discharged as shredder dust generated in general household waste, industrial production processes of CFRP, and disposal of automobiles and home appliances. The Moreover, foreign materials such as metal and rubber may be mixed in addition to CFRP due to insufficient separation in the discarded plastic mixture, that is, the waste plastic mixture containing CFRP and waste plastic.
廃プラスチック混合物は、減量化及び資源化等を目的とした廃棄物中間処理の過程で、ＣＦＲＰや混入した異物が完全に除去されることなく破砕され、その破砕物は最終処分として埋立処分されるか、又は燃料原料として再利用されていた。これに対して本発明によれば、以下に詳述するとおり、廃プラスチック混合物からＣＦＲＰを選別することができ、ＣＦＲＰと廃プラスチックとを別個に回収することができる。以下に、廃プラスチック混合物からの炭素繊維強化複合材料の選別方法を、図面を参照しながら説明する。 Waste plastic mixture is crushed without complete removal of CFRP and mixed foreign matters in the process of waste intermediate treatment for the purpose of reducing weight and recycling, and the crushed material is landfilled as final disposal. Or has been reused as fuel feedstock. On the other hand, according to the present invention, as described in detail below, CFRP can be selected from the waste plastic mixture, and CFRP and waste plastic can be recovered separately. Below, the selection method of the carbon fiber reinforced composite material from a waste plastic mixture is demonstrated, referring drawings.
本発明の選別方法は、以下の（ア）−（エ）の工程に大別される。
（ア）炭素繊維強化複合材料と廃プラスチックを含む廃プラスチック混合物をコンベア上流側からコンベア上に投入する投入工程。
（イ） 前記コンベアによって搬送される廃プラスチック混合物に電磁誘導加熱を行う加熱工程。
（ウ）前記廃プラスチック混合物の温度分布を測定する温度測定工程。
（エ）前記温度測定工程で測定された前記温度分布に基づいて前記廃プラスチック混合物から前記炭素繊維強化複合材料を選別する選別工程。
The screening method of the present invention is roughly divided into the following steps (a) to (d).
(A) A charging process in which a waste plastic mixture containing a carbon fiber reinforced composite material and waste plastic is placed on the conveyor from the upstream side of the conveyor.
(A) A heating step of performing electromagnetic induction heating on the waste plastic mixture conveyed by the conveyor.
(C) A temperature measurement step for measuring the temperature distribution of the waste plastic mixture.
(D) A selection step of selecting the carbon fiber reinforced composite material from the waste plastic mixture based on the temperature distribution measured in the temperature measurement step.
前記の（ア）−（エ）の工程を備えた本発明の分別回収方法は、例えば図１に示す選別装置１によって好適に行うことができる。選別装置１は、貯蔵タンク２、供給装置３、コンベア４、電磁誘導加熱装置５、温度計６、信号処理装置７、制御装置８、空気噴射装置９及び選別回収容器１０を具備している。 The separation and recovery method of the present invention including the steps (a) to (d) can be suitably performed by, for example, the sorting device 1 shown in FIG. The sorting device 1 includes a storage tank 2, a feeding device 3, a conveyor 4, an electromagnetic induction heating device 5, a thermometer 6, a signal processing device 7, a control device 8, an air injection device 9, and a sorting and collecting container 10.
＜投入工程＞
本発明における投入工程は、炭素繊維強化複合材料と廃プラスチックとを含む廃プラスチック混合物を、コンベア上に投入して搬送する工程である。図１に示す貯蔵タンク２には、選別の対象となる廃プラスチック混合物が、その種類や組成等に関係なく貯蔵されている。本発明で処理の対象となる廃プラスチック混合物には、ＣＦＲＰ３０と廃プラスチック４０とが少なくとも含まれており、更に金属やゴムなどの他の異物が含まれていてもよい。なお、「廃プラスチック」は、「ＣＦＲＰを含まない廃プラスチック」を指すものであり、「廃プラスチック」は以下の説明においてもこの意味で使用される。
<Input process>
The charging step in the present invention is a step of loading and transporting a waste plastic mixture containing a carbon fiber reinforced composite material and waste plastic onto a conveyor. In the storage tank 2 shown in FIG. 1, a waste plastic mixture to be selected is stored regardless of its type and composition. The waste plastic mixture to be treated in the present invention contains at least the CFRP 30 and the waste plastic 40, and may further contain other foreign matters such as metal and rubber. Note that “waste plastic” refers to “waste plastic that does not contain CFRP”, and “waste plastic” is also used in this sense in the following description.
処理の対象となる廃プラスチック混合物の形状に特に制限はなく、例えば球状、フレーク状、板状などの形状又はその組み合わせの形状のものを用いることができる。廃プラスチック混合物は破砕された状態のものが好ましい。廃プラスチック混合物の破砕方法には公知の手段を用いることができる。本発明においては、コンベアへの安定供給及び選別効率の観点から、後述する加熱工程の前に、廃プラスチック混合物を粒度別に予め選別しておく粒度選別工程を有していることが好ましい。粒度選別方法は特に制限はなく、ふるいなどの公知の粒度選別方法を用いることができる。 There is no restriction | limiting in particular in the shape of the waste plastic mixture used as a process target, For example, the shape of spherical shape, flake shape, plate shape, etc., or the shape of those combination can be used. The waste plastic mixture is preferably in a crushed state. A well-known means can be used for the crushing method of a waste plastic mixture. In the present invention, from the viewpoint of stable supply to the conveyor and sorting efficiency, it is preferable to have a particle size sorting step for sorting the waste plastic mixture according to the particle size in advance before the heating step described later. The particle size selection method is not particularly limited, and a known particle size selection method such as a sieve can be used.
図１に示す選別装置１における供給装置３は、該供給装置３の鉛直方向下方に設けられたコンベア４上に、廃プラスチック混合物を投入するためものである。供給装置３は、廃プラスチック混合物のコンベア４への投入量を定量的に調整できる装置であればその種類に特に制限はない。例えば供給装置３としてロータリーフィーダーなどの公知の定量供給装置を用いることができる。ＣＦＲＰの選別を効果的に実施する観点から、廃プラスチック混合物をコンベア４の幅方向の中心部に集中し投入するのではなく、コンベア４の幅方向にわたり分散させて投入することが好ましい。幅方向とは、搬送方向Ｒに直交する方向をいう。 The supply device 3 in the sorting device 1 shown in FIG. 1 is for feeding a waste plastic mixture onto a conveyor 4 provided below the supply device 3 in the vertical direction. The supply device 3 is not particularly limited as long as it is a device that can quantitatively adjust the amount of waste plastic mixture charged into the conveyor 4. For example, a known quantitative supply device such as a rotary feeder can be used as the supply device 3. From the viewpoint of effectively performing the selection of CFRP, it is preferable that the waste plastic mixture is not dispersed in the central portion of the conveyor 4 in the width direction but is distributed in the width direction of the conveyor 4. The width direction refers to a direction orthogonal to the transport direction R.
図１に示す選別装置１におけるコンベア４は、該コンベア上に投入された廃プラスチック混合物を一方向に搬送するために用いられる。コンベア４の幅及び長さは特に制限はなく、処理の対象となる廃プラスチック混合物の量に応じて適宜選択することができる。コンベアの種類も特に制限はなく、ローラーコンベアや無端ベルトからなるベルトコンベア等を用いることができるが、廃プラスチック混合物を無駄なく選別に供する観点から、コンベア４として図１に示すとおり無端ベルトからなるベルトコンベア４３を用いることが好ましい。 The conveyor 4 in the sorting apparatus 1 shown in FIG. 1 is used for conveying the waste plastic mixture charged on the conveyor in one direction. The width and length of the conveyor 4 are not particularly limited, and can be appropriately selected according to the amount of the waste plastic mixture to be processed. The type of the conveyor is not particularly limited, and a roller conveyor or a belt conveyor composed of an endless belt can be used. However, from the viewpoint of sorting waste plastic mixture without waste, the conveyor 4 is composed of an endless belt as shown in FIG. It is preferable to use a belt conveyor 43.
図１に示すとおり、ベルトコンベア４３は、駆動ロール４１と従動ロール４２との間に架け渡されて、同図中符号Ｒで示す方向に周回運動をするようになっている。したがってベルトコンベア４３上に投入された廃プラスチック混合物は、符号Ｒで示す方向に搬送される。 As shown in FIG. 1, the belt conveyor 43 is stretched between a drive roll 41 and a driven roll 42, and makes a revolving motion in a direction indicated by a symbol R in the figure. Accordingly, the waste plastic mixture charged on the belt conveyor 43 is conveyed in the direction indicated by the symbol R.
＜加熱工程＞
本工程では、コンベア４によって搬送される廃プラスチック混合物に電磁誘導加熱を行う。この目的のために、選別装置１は電磁誘導加熱装置５を備えている。電磁誘導加熱装置５は、周回する無端ベルト４３の周回軌道内に配置されている。電磁誘導加熱装置５は、廃プラスチック混合物の投入位置の直下又は該投入位置よりも若干下流の位置に配置されている。電磁誘導加熱装置５は、交流電源（図示せず）と交流電流を流すことが可能な銅などの金属製のコイル（図示せず）を備えている。コイルに交流電流を流すことで、コンベア４によって搬送される廃プラスチック混合物に電磁誘導効果を利用した加熱を行うことができる。具体的には、電磁誘導加熱装置５内のコイルに交流電源から供給された高周波交流電流を流すことで、コイルの周囲に方向及び強度の変化する磁力線を発生させる。発生した磁力線が、廃プラスチック混合物中に含まれる導電体を通過することによって、電磁誘導効果により導電体内部に渦電流が発生する。導電体内部に発生した渦電流は導電体自体が有する電気抵抗により、電磁誘導加熱装置５と物理的に非接触の状態で自己発熱する。加熱を効果的に行う観点から、交流の周波数は一般に１００ｋＨｚ以上であることが好ましく、特に後述する理由から２ＭＨｚ以上であることが好ましい。
<Heating process>
In this step, electromagnetic induction heating is performed on the waste plastic mixture conveyed by the conveyor 4. For this purpose, the sorting device 1 comprises an electromagnetic induction heating device 5. The electromagnetic induction heating device 5 is disposed in the circulation track of the endless belt 43 that circulates. The electromagnetic induction heating device 5 is disposed immediately below or slightly downstream of the charging position of the waste plastic mixture. The electromagnetic induction heating device 5 includes an AC power source (not shown) and a coil made of metal such as copper (not shown) capable of passing an AC current. By passing an alternating current through the coil, the waste plastic mixture conveyed by the conveyor 4 can be heated using an electromagnetic induction effect. Specifically, by supplying a high-frequency alternating current supplied from an alternating current power source to a coil in the electromagnetic induction heating device 5, lines of magnetic force whose direction and intensity change are generated around the coil. When the generated magnetic field lines pass through the conductor contained in the waste plastic mixture, an eddy current is generated inside the conductor due to the electromagnetic induction effect. The eddy current generated inside the conductor self-heats in a physically non-contact state with the electromagnetic induction heating device 5 due to the electric resistance of the conductor itself. From the viewpoint of effectively heating, the AC frequency is generally preferably 100 kHz or more, and particularly preferably 2 MHz or more for the reason described later.
ＣＦＲＰに含まれる炭素繊維は導電性であるのに対して、廃プラスチックは一般的に非導電性である。電磁誘導加熱装置５によって発生した磁力線にＣＦＲＰを通過させた場合には、ＣＦＲＰ３０に含まれる炭素繊維内部に磁力線の変化に起因して渦電流が発生し、渦電流と炭素繊維の電気抵抗とによって炭素繊維が自己発熱する。炭素繊維が自己発熱した結果、炭素繊維を含有するＣＦＲＰ３０全体に熱が伝播し、ＣＦＲＰ３０の温度が上昇する。それに対して、電磁誘導加熱装置５によって発生した磁力線に廃プラスチック４０を通過させた場合、一般的に非導電性である廃プラスチック４０は磁力線の影響を受けないため、磁力線の変化に起因した自己発熱を起こすことなく、廃プラスチック４０の温度はＣＦＲＰ３０と比較して低くなる。この磁力線に対する自己発熱の発生に起因して、ＣＦＲＰ３０と廃プラスチック４０との間には温度差が生じ、コンベアベルト上の廃プラスチック混合物は異なる温度分布を有する状態で搬送される。 Carbon fibers contained in CFRP are electrically conductive, whereas waste plastics are generally non-conductive. When CFRP is passed through the magnetic field lines generated by the electromagnetic induction heating device 5, an eddy current is generated inside the carbon fiber contained in the CFRP 30 due to the change of the magnetic field line, and the eddy current and the electric resistance of the carbon fiber cause Carbon fiber self-heats. As a result of the self-heating of the carbon fiber, heat propagates throughout the CFRP 30 containing the carbon fiber, and the temperature of the CFRP 30 rises. On the other hand, when the waste plastic 40 is passed through the magnetic lines of force generated by the electromagnetic induction heating device 5, the non-conductive waste plastic 40 is generally not affected by the lines of magnetic force. The temperature of the waste plastic 40 is lower than that of the CFRP 30 without causing heat generation. Due to the occurrence of self-heating with respect to the magnetic field lines, a temperature difference occurs between the CFRP 30 and the waste plastic 40, and the waste plastic mixture on the conveyor belt is conveyed in a state having different temperature distributions.
コンベア４によって搬送される廃プラスチック混合物に対して均一に磁力線を当てて加熱する観点から、電磁誘導加熱装置５はベルト４３の近傍に配置されることが好ましい。同様の観点から、電磁誘導加熱装置５はコンベア４の幅方向に略一致する幅を有していることが好ましい。図１に示す実施形態では、電磁誘導加熱装置５は、ロール４１，４２の間において、ベルト４３と物理的に非接触な状態で配置されている。電磁誘導加熱装置５の配置は、選別に供される廃プラスチック混合物に電磁誘導加熱を行うことができれば特に制限はなく、例えばベルト４３上に供給された廃プラスチック混合物と直接対向する位置でベルト４３の鉛直上方のみに配置されていてもよく、ベルト４３の鉛直上方及び鉛直下方にベルト４３を挟むように且つ電磁誘導加熱装置５が互いに対向するように配置されていてもよい。また、電磁誘導加熱装置５は単独で又は複数台を組み合わせて配置されていてもよい。 The electromagnetic induction heating device 5 is preferably disposed in the vicinity of the belt 43 from the viewpoint of heating the waste plastic mixture conveyed by the conveyor 4 by uniformly applying magnetic force lines. From the same viewpoint, it is preferable that the electromagnetic induction heating device 5 has a width that substantially matches the width direction of the conveyor 4. In the embodiment shown in FIG. 1, the electromagnetic induction heating device 5 is disposed between the rolls 41 and 42 in a state that is not physically in contact with the belt 43. The arrangement of the electromagnetic induction heating device 5 is not particularly limited as long as the electromagnetic induction heating can be performed on the waste plastic mixture to be selected. For example, the belt 43 is disposed at a position directly facing the waste plastic mixture supplied onto the belt 43. The electromagnetic induction heating device 5 may be disposed so as to oppose each other so as to sandwich the belt 43 vertically above and vertically below the belt 43. Moreover, the electromagnetic induction heating apparatus 5 may be arrange | positioned individually or in combination of multiple units | sets.
このように本発明の選別方法では、電磁誘導及びそれに起因する熱が発生することを利用している。磁力や発熱による機器の故障や火災などの災害を防ぐ観点から、ロール４１，４２やベルト４３などのコンベア４の構成材料は、電磁誘導加熱装置５から可能な限り離して設置することが好ましい。同様の観点から、コンベア４の構成材料として非導電体や耐熱性の素材を用いることが好ましい。例えばコンベア４の構成材料としてセラミックスや耐熱ゴムなどの素材を用いることが好ましい。 As described above, the selection method of the present invention utilizes the fact that electromagnetic induction and heat resulting therefrom are generated. From the viewpoint of preventing disasters such as equipment failure or fire due to magnetic force or heat generation, the constituent materials of the conveyor 4 such as the rolls 41 and 42 and the belt 43 are preferably installed as far as possible from the electromagnetic induction heating device 5. From the same viewpoint, it is preferable to use a non-conductive material or a heat-resistant material as a constituent material of the conveyor 4. For example, a material such as ceramics or heat-resistant rubber is preferably used as a constituent material of the conveyor 4.
＜温度測定工程＞
温度測定工程では、ＣＦＲＰ３０と廃プラスチック４０とを含む廃プラスチック混合物の温度分布を測定する。この目的のために、図１に示す実施形態ではコンベア４の上方に温度計６が配置されている。温度計６は、電磁誘導加熱装置５よりもコンベア４の搬送方向の下流側に配置されている。温度計６は、搬送される廃プラスチック混合物中の発熱したＣＦＲＰ３０と、発熱していない廃プラスチック４０とのそれぞれの温度分布を測定するものである。温度計６の種類に特に制限はない。搬送中の廃プラスチック混合物の温度分布測定を正確に行う観点から、非接触式の温度計を用いることが好ましく、特に赤外線放射温度計を用いることがより好ましい。温度計６の測定可能な面積範囲は、ベルト４３の幅方向の全域にわたることが好ましい。
<Temperature measurement process>
In the temperature measurement step, the temperature distribution of the waste plastic mixture including the CFRP 30 and the waste plastic 40 is measured. For this purpose, a thermometer 6 is arranged above the conveyor 4 in the embodiment shown in FIG. The thermometer 6 is disposed downstream of the electromagnetic induction heating device 5 in the conveying direction of the conveyor 4. The thermometer 6 measures the temperature distributions of the CFRP 30 that generates heat in the waste plastic mixture being conveyed and the waste plastic 40 that does not generate heat. There is no restriction | limiting in particular in the kind of thermometer 6. FIG. From the viewpoint of accurately measuring the temperature distribution of the waste plastic mixture being conveyed, it is preferable to use a non-contact type thermometer, and more preferably an infrared radiation thermometer. The measurable area range of the thermometer 6 preferably extends over the entire width direction of the belt 43.
温度計６は信号処理装置７と接続されている。信号処理装置７は、温度計６によって取得された温度分布及び位置のデータ信号を受信して、Ｒ方向に搬送される廃プラスチック混合物の温度データ及び位置データの収集を繰り返す。このように収集されたデータによって、信号処理装置７において搬送中の廃プラスチック混合物の温度差及びその位置が解析される。 The thermometer 6 is connected to the signal processing device 7. The signal processing device 7 receives the temperature distribution and position data signals acquired by the thermometer 6 and repeats the collection of temperature data and position data of the waste plastic mixture conveyed in the R direction. Based on the collected data, the signal processor 7 analyzes the temperature difference and the position of the waste plastic mixture being conveyed.
信号処理装置７によって解析された廃プラスチック混合物の温度及び位置は、信号処理装置７に接続された制御装置８に送信される。制御装置８は、信号処理装置７で解析され、信号処理装置７から送信された廃プラスチック混合物の温度及び位置に関する信号に基づいて、空気噴射装置９を制御する。具体的には、信号処理装置７によって解析された廃プラスチック混合物の温度が所定の閾値を超えた場合に、信号処理装置７から制御装置８を介して空気噴射装置９へ信号が送信され、信号を受信した空気噴射装置９を起動させ、コンベア４における所定の位置へ向けて空気を噴射する。 The temperature and position of the waste plastic mixture analyzed by the signal processing device 7 are transmitted to the control device 8 connected to the signal processing device 7. The control device 8 controls the air injection device 9 based on a signal analyzed by the signal processing device 7 and transmitted from the signal processing device 7 regarding the temperature and position of the waste plastic mixture. Specifically, when the temperature of the waste plastic mixture analyzed by the signal processing device 7 exceeds a predetermined threshold value, a signal is transmitted from the signal processing device 7 to the air injection device 9 via the control device 8. Is started, and air is jetted toward a predetermined position on the conveyor 4.
前記の閾値は、信号処理装置７によって解析されたＣＦＲＰ３０と廃プラスチック４０との温度差に従って設定することができる。本発明の選別方法において、ＣＦＲＰ３０と廃プラスチック４０とを電磁誘導加熱後の温度差によって選別するためには、電磁誘導加熱後のＣＦＲＰ３０よりも低い温度であって、且つ電磁誘導加熱後の廃プラスチック４０よりも高い温度に閾値を設定することが好ましい。また、ＣＦＲＰ３０と廃プラスチック４０との温度差は、廃プラスチック混合物の温度、廃プラスチック混合物の水分含有量、気温、並びに電磁誘導加熱装置５に印加する電流及び周波数等の条件によって変化するため、事前に実験を行い、ＣＦＲＰ３０と廃プラスチック４０とを正確に判別できる閾値を設定することが好ましい。このように信号処理装置７において閾値を設定することによって、閾値を超えた温度を有する廃プラスチック混合物はＣＦＲＰ３０と判定される一方、閾値を超えない温度を有する廃プラスチック混合物は廃プラスチック４０と判定される。その判定信号は信号処理装置７から制御装置８へ送信される。 The threshold value can be set according to the temperature difference between the CFRP 30 and the waste plastic 40 analyzed by the signal processing device 7. In the sorting method of the present invention, in order to sort the CFRP 30 and the waste plastic 40 by the temperature difference after electromagnetic induction heating, the temperature is lower than that of the CFRP 30 after electromagnetic induction heating and the waste plastic after electromagnetic induction heating. It is preferable to set the threshold at a temperature higher than 40. In addition, since the temperature difference between the CFRP 30 and the waste plastic 40 varies depending on conditions such as the temperature of the waste plastic mixture, the moisture content of the waste plastic mixture, the air temperature, and the current and frequency applied to the electromagnetic induction heating device 5, It is preferable to set a threshold value for accurately discriminating between the CFRP 30 and the waste plastic 40 by conducting an experiment. Thus, by setting the threshold value in the signal processing device 7, the waste plastic mixture having a temperature exceeding the threshold value is determined as CFRP 30, while the waste plastic mixture having a temperature not exceeding the threshold value is determined as the waste plastic 40. The The determination signal is transmitted from the signal processing device 7 to the control device 8.
ＣＦＲＰ３０と廃プラスチック４０との温度差に基づき閾値を適切に設定し、選別効率をより高める観点から、加熱工程の前に廃プラスチック混合物を予め乾燥させることが好ましい。すなわち本発明の選別方法は、廃プラスチック混合物の水分含有量を低下させる乾燥工程を含むことが好ましい。廃プラスチック混合物の水分含有量が高い状態では、電磁誘導加熱によってＣＦＲＰに生じた熱が水の潜熱又は蒸発熱に使用された結果、ＣＦＲＰと廃プラスチックとの温度差が小さくなり、正確な選別を可能にする閾値を設定できなくなる場合がある。廃プラスチック混合物の乾燥方法としては、例えば熱風乾燥やマイクロ波加熱による乾燥などを用いることができる。エネルギー効率及び水分を選択的に加熱できる観点からマイクロ波加熱による乾燥方法を採用することが好ましい。この乾燥工程は、加熱工程よりも前に行われればよく、先に述べた粒度選別工程と乾燥工程の先後は特に問われない。例えば粒度選別工程の後に乾燥工程を行い、その後に加熱工程を行うことができ、あるいは乾燥工程の後に粒度選別工程を行い、その後に加熱工程を行うことができる。 From the viewpoint of appropriately setting the threshold based on the temperature difference between the CFRP 30 and the waste plastic 40 and further improving the sorting efficiency, it is preferable to dry the waste plastic mixture in advance before the heating step. That is, it is preferable that the screening method of the present invention includes a drying step for reducing the water content of the waste plastic mixture. In the state where the water content of the waste plastic mixture is high, the heat generated in CFRP by electromagnetic induction heating is used for the latent heat of water or the heat of evaporation, resulting in a small temperature difference between CFRP and waste plastic. It may not be possible to set a threshold value that can be enabled. As a method for drying the waste plastic mixture, for example, hot air drying or drying by microwave heating can be used. In view of energy efficiency and the ability to selectively heat moisture, it is preferable to employ a drying method using microwave heating. This drying process may be performed before the heating process, and the particle size selection process and the drying process described above are not particularly limited. For example, a drying step can be performed after the particle size selection step and a heating step can be performed thereafter, or a particle size selection step can be performed after the drying step and a heating step can be performed thereafter.
ＣＦＲＰ３０に含まれる炭素繊維は繊維径が数μｍと細いものであり、電磁誘導によって発生した渦電流が小さく、発熱量が少ないことがある。発熱量が少ない場合は、ＣＦＲＰ３０と廃プラスチック４０との温度差が小さくなり、選別に必要な閾値を適切に設定できず、選別が困難になる場合がある。ＣＦＲＰ３０と廃プラスチック４０との温度差を大きくし、選別効率をより一層高める観点から、電磁誘導加熱装置５に用いる交流電源の周波数を高くすることによって、ＣＦＲＰ３０に含まれる炭素繊維に発生する渦電流を大きくして、発熱量を大きくすることが好ましい。好適な交流電源の周波数は２ＭＨｚ以上である。 The carbon fiber contained in the CFRP 30 has a thin fiber diameter of several μm, and the eddy current generated by electromagnetic induction is small and the calorific value may be small. When the calorific value is small, the temperature difference between the CFRP 30 and the waste plastic 40 becomes small, and the threshold necessary for sorting cannot be set appropriately, and sorting may become difficult. From the viewpoint of increasing the temperature difference between the CFRP 30 and the waste plastic 40 and further increasing the selection efficiency, the eddy current generated in the carbon fiber contained in the CFRP 30 is increased by increasing the frequency of the AC power source used in the electromagnetic induction heating device 5. It is preferable to increase the calorific value by increasing. A suitable AC power supply frequency is 2 MHz or more.
＜選別工程＞
選別工程では、前述の温度測定工程の結果に基づいて廃プラスチック混合物からＣＦＲＰ３０を選別する。この目的のために上述した空気噴射装置９を用いる。空気噴射装置９は、制御装置８から受信した信号に基づいて、所定の方向に空気を噴射し、所定の温度閾値を超えたＣＦＲＰ３０に外力を与えて、空気が噴射された方向に沿って吹き飛ばす装置である。空気噴射装置９はエアブローなどの公知の装置を使用することができる。
<Selection process>
In the sorting step, CFRP 30 is sorted from the waste plastic mixture based on the result of the temperature measurement step described above. For this purpose, the air injection device 9 described above is used. Based on the signal received from the control device 8, the air injection device 9 injects air in a predetermined direction, applies an external force to the CFRP 30 that exceeds a predetermined temperature threshold value, and blows off along the direction in which the air is injected. Device. As the air injection device 9, a known device such as an air blower can be used.
電磁誘導加熱装置５を通過した廃プラスチック混合物は、廃プラスチック混合物中に含まれる原料及び温度に関係なく、コンベア４の搬送方向下流端から鉛直下方（下流端直下方向）に向けて自由落下する。その際に、ＣＦＲＰ３０などの所定の温度閾値を超えたプラスチックに対して、信号処理装置７によって解析された位置に対応して、空気噴射装置９から噴射された空気を直接当てることによって、空気の噴射方向に沿ってＣＦＲＰ３０に外力を加え、自由落下位置から外れるようにＣＦＲＰ３０を吹き飛ばす。一方、所定の温度閾値以下と判定された廃プラスチック４０には、空気噴射装置９から空気は噴射されずそのまま自由落下する。 The waste plastic mixture that has passed through the electromagnetic induction heating device 5 falls freely from the downstream end in the conveying direction of the conveyor 4 toward the vertically lower side (directly below the downstream end) regardless of the raw material and temperature contained in the waste plastic mixture. At that time, the air jetted from the air jetting device 9 is directly applied to the plastic exceeding the predetermined temperature threshold such as the CFRP 30 corresponding to the position analyzed by the signal processing device 7. An external force is applied to the CFRP 30 along the injection direction, and the CFRP 30 is blown away so as to deviate from the free fall position. On the other hand, the waste plastic 40 determined to be equal to or lower than the predetermined temperature threshold is free to fall without being injected from the air injection device 9.
空気噴射装置９を用いて空気を噴射する方向は、コンベア下流端から自由落下している廃プラスチック混合物に対して、自由落下の方向と交差する方向に何らかの外力を与える方向であれば特に制限はない。例えば搬送方向Ｒと対向する方向又は同一の方向に空気を噴射してもよく、斜め下方に角度を有するように空気を噴射してもよい。搬送方向Ｒと対向する方向に空気を噴射して選別する場合は、例えば図１に示すとおり、コンベア４の下流端から更に下流に離間する位置であって、且つコンベア４の周回軌道よりも鉛直下方の位置に空気噴射装置９を配置し、コンベア４の搬送方向Ｒに対向する方向に空気が噴射できるように空気噴射装置９を配置すればよい。また、搬送方向Ｒと同一方向に空気を噴射し選別する場合は、例えば従動ロール４２の下方に空気噴射装置９を配置し、自由落下している廃プラスチック混合物に対してコンベア４から離れる方向に向けて、すなわち搬送方向Ｒと同一方向に向けて空気が噴射できるように配置すればよい。 The direction of injecting air using the air injection device 9 is not particularly limited as long as it applies a certain external force to the waste plastic mixture that is free-falling from the downstream end of the conveyor in a direction that intersects the direction of free-fall. Absent. For example, air may be injected in a direction opposite to or in the same direction as the conveyance direction R, or air may be injected so as to have an angle obliquely downward. When sorting by injecting air in the direction opposite to the conveying direction R, for example, as shown in FIG. 1, it is located further downstream from the downstream end of the conveyor 4 and is more vertical than the orbit of the conveyor 4. What is necessary is just to arrange | position the air-injection apparatus 9 in the lower position, and to arrange | position the air-injection apparatus 9 so that air can be injected in the direction facing the conveyance direction R of the conveyor 4. FIG. When air is sprayed and selected in the same direction as the transport direction R, for example, the air spray device 9 is disposed below the driven roll 42 so as to move away from the conveyor 4 with respect to the free-falling waste plastic mixture. It suffices to arrange the air so that the air can be jetted in the same direction as the conveyance direction R.
自由落下している廃プラスチック混合物からＣＦＲＰ３０を適切に選別する観点から、空気噴射装置９は、図１に示すとおり、コンベア４の下流端から更に下流に離間する位置であって、且つコンベア４の周回軌道よりも鉛直下方の位置に配置されていることが好ましい。同様の観点から、空気噴射装置９はコンベア４の幅方向の全域にわたり空気の噴射が可能なように、単体又は複数個配置されていることが好ましい。また、空気噴射装置９から噴射される空気の量、圧力及び方向は、廃プラスチック混合物からＣＦＲＰ３０を分離できるように適宜設定することができる。 From the viewpoint of appropriately selecting the CFRP 30 from the free-falling waste plastic mixture, the air injection device 9 is located further downstream from the downstream end of the conveyor 4 as shown in FIG. It is preferable to arrange at a position vertically below the orbit. From the same point of view, it is preferable that the air injection devices 9 are arranged singly or in plural so that air can be injected over the entire width direction of the conveyor 4. Further, the amount, pressure and direction of air injected from the air injection device 9 can be appropriately set so that the CFRP 30 can be separated from the waste plastic mixture.
コンベア４の鉛直方向下方には、廃プラスチック混合物をＣＦＲＰ３０と廃プラスチック４０とにそれぞれ選別回収できるように、選別回収容器１０が設けられている。選別回収容器１０としては、図１に示すように、空気噴射によって外力が加えられたＣＦＲＰを選別回収するＣＦＲＰ用回収容器１０Ａと、コンベア搬送方向下流端から自由落下する廃プラスチック用回収容器１０Ｂとをそれぞれ個別に設けて、廃プラスチック混合物からそれぞれ選別回収するような構成をとることができる。 A sorting and collecting container 10 is provided below the conveyor 4 so that the waste plastic mixture can be sorted and collected into the CFRP 30 and the waste plastic 40, respectively. As shown in FIG. 1, the sorting and collecting container 10 includes a CFRP collecting container 10A that sorts and collects CFRP to which external force is applied by air injection, and a waste plastic collecting container 10B that freely falls from the downstream end in the conveyor conveyance direction. Can be provided separately, and can be separately collected from the waste plastic mixture.
選別回収効率を高める観点から、ＣＦＲＰ用回収容器１０Ａは、ＣＦＲＰが空気噴射の外力を受けて落下する位置に設置されることが好ましい。特に、ＣＦＲＰ用回収容器１０Ａにおける開口部１０Ａ’が、空気噴射装置９に対向するように設置されることが好ましい。同様の観点から、廃プラスチック用回収容器１０Ｂは、廃プラスチック混合物が自由落下する位置であるコンベア搬送方向下流端の直下に配置されていることが好ましい。なお、ＣＦＲＰ３０が空気噴射の外力を受けて落下する位置は空気噴射装置９から噴射される空気の量及び圧力等に影響されるため、ＣＦＲＰ３０が落下する距離を予め試験し、ＣＦＲＰ３０を適切に分別回収できる位置にＣＦＲＰ用回収容器１０Ａを設置すればよい。 From the viewpoint of increasing the sorting and recovery efficiency, the CFRP recovery container 10A is preferably installed at a position where the CFRP is dropped by receiving the external force of air injection. In particular, the opening 10 </ b> A ′ in the CFRP collection container 10 </ b> A is preferably installed so as to face the air injection device 9. From the same viewpoint, it is preferable that the waste plastic collection container 10B is disposed immediately below the downstream end in the conveyor conveyance direction, which is a position where the waste plastic mixture freely falls. Since the position where the CFRP 30 is dropped due to the external force of the air injection is affected by the amount and pressure of air injected from the air injection device 9, the distance at which the CFRP 30 is dropped is tested in advance, and the CFRP 30 is appropriately separated. The CFRP collection container 10A may be installed at a position where it can be collected.
このように本発明の選別方法によれば、廃プラスチック混合物にＣＦＲＰ３０が含まれている場合であっても廃プラスチック混合物からＣＦＲＰ３０を選別して、分別回収することができる。廃プラスチック４０には、ＣＦＲＰ３０が含まれないので、例えばキルン焼成燃料としてそのまま使用できる。一方、ＣＦＲＰ４０は、分別回収後に適切な前処理を行うことでキルン焼成燃料として使用できる。 Thus, according to the sorting method of the present invention, even when CFRP30 is contained in the waste plastic mixture, the CFRP30 can be sorted from the waste plastic mixture and separated and recovered. Since the waste plastic 40 does not include the CFRP 30, it can be used as it is, for example, as a kiln fired fuel. On the other hand, the CFRP 40 can be used as a kiln fired fuel by performing an appropriate pretreatment after separation and collection.
以上の実施形態では、コンベア４の搬送速度が一定であることを前提として説明したが、実際の選別処理におけるコンベア４による搬送は、コンベア４や電磁誘導加熱装置５への過負荷及び電源周波数の変動等によってコンベア４の搬送速度が変動する場合がある。コンベア４の搬送速度が変動した場合、信号処理装置によって解析された廃プラスチック混合物の温度及び位置と、空気噴射装置が空気を噴射する位置とが異なり、空気噴射によってＣＦＲＰを適切に選別することができなくなる場合がある。そこで、コンベア４の搬送速度が変動した場合においても、空気噴射によってＣＦＲＰを適切に選別する観点から、図２に示すように、ベルトコンベア４に位置検出器２０を組み込むことが好ましい。位置検出器２０はコンベア４に組み込まれており、且つ信号処理装置７に接続されている。図２に示す実施形態では、位置検出器２０はコンベア４の従動ロール４２内に組み込まれているが、コンベア４の搬送速度の変化が感知できる位置であれば、設置する位置及び方法に制限はない。位置検出器２０としては、ロータリエンコーダーなどの公知の位置検出器を用いることができる。 The above embodiment has been described on the assumption that the conveyance speed of the conveyor 4 is constant. However, the conveyance by the conveyor 4 in the actual sorting process is caused by the overload on the conveyor 4 and the electromagnetic induction heating device 5 and the power frequency. The conveyance speed of the conveyor 4 may fluctuate due to fluctuation or the like. When the conveyance speed of the conveyor 4 fluctuates, the temperature and position of the waste plastic mixture analyzed by the signal processing device and the position where the air injection device injects air are different, and CFRP can be appropriately selected by air injection. It may not be possible. Therefore, even when the conveyance speed of the conveyor 4 fluctuates, it is preferable to incorporate the position detector 20 in the belt conveyor 4 as shown in FIG. 2 from the viewpoint of appropriately selecting the CFRP by air injection. The position detector 20 is incorporated in the conveyor 4 and connected to the signal processing device 7. In the embodiment shown in FIG. 2, the position detector 20 is incorporated in the driven roll 42 of the conveyor 4. However, the position and method of installation are not limited as long as the change in the conveyance speed of the conveyor 4 can be detected. Absent. As the position detector 20, a known position detector such as a rotary encoder can be used.
図２に示す実施形態によれば、位置検出器２０によって検出された位置のデータ信号と、温度計６によって取得された温度及び位置のデータ信号とを、信号処理装置７によって処理することにより、温度変化があった廃プラスチック混合物の位置を一層正確に解析することができる。この解析情報が、信号として制御装置８を介して空気噴射装置９へ送信されることで、空気噴射装置９を適切なタイミングで起動させることができ、ＣＦＲＰを一層正確に選別することができる。なお図２に示す実施携帯について特に詳述しない点については、図１に示す実施形態の説明が適宜適用される。 According to the embodiment shown in FIG. 2, the signal processing device 7 processes the position data signal detected by the position detector 20 and the temperature and position data signal acquired by the thermometer 6. It is possible to more accurately analyze the position of the waste plastic mixture having a temperature change. By transmitting this analysis information as a signal to the air injection device 9 via the control device 8, the air injection device 9 can be started at an appropriate timing, and the CFRP can be more accurately selected. In addition, the description of embodiment shown in FIG. 1 is applied suitably about the point which is not explained in full detail about the implementation mobile phone shown in FIG.
次に、本発明の別の実施形態について、図３を参照して説明する。本実施形態については、前述の各実施形態と異なる点を主として説明し、特に説明しない点については前述の各実施形態に関する説明が適宜適用される。また図３において図１及び図２と同じ部材には同じ符号を付してある。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, differences from the above-described embodiments will be mainly described, and the descriptions regarding the above-described embodiments will be appropriately applied to points that are not particularly described. In FIG. 3, the same members as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.
廃プラスチック混合物には、粉砕又は廃棄の過程で金属異物が混入している場合があり、プラスチックの焼却利用等の再利用の妨げとなっている。そこで本実施形態では、廃プラスチック混合物に、ＣＦＲＰ及び廃プラスチックに加えて金属が含まれている場合に、選別工程において、ＣＦＲＰと金属と廃プラスチックとを同時に選別する。具体的には以下に述べる手法によってこれらを選別する。 In the waste plastic mixture, metal foreign matters may be mixed in the process of pulverization or disposal, which hinders the reuse of plastics for incineration. Therefore, in the present embodiment, when the waste plastic mixture contains metal in addition to CFRP and waste plastic, the CFRP, metal, and waste plastic are simultaneously sorted in the sorting step. Specifically, these are selected by the method described below.
ＣＦＲＰ、廃プラスチック及び金属が含まれている廃プラスチック混合物を、電磁誘導加熱装置５によって発生した磁力線に通過させた場合、金属はＣＦＲＰに含まれる炭素繊維と比較して磁力線の影響を受けやすいことに起因して、金属内部に炭素繊維と比較して強い渦電流が発生し、金属内部に発生した渦電流と電気抵抗とによって金属が自己発熱する。金属の自己発熱に起因した温度上昇は、炭素繊維を含むＣＦＲＰの温度上昇と比較して高いため、金属とＣＦＲＰとの間の温度差、及びＣＦＲＰと廃プラスチックとの間の温度差がそれぞれ生じることになる。具体的には、金属の発熱温度が最も高く、次にＣＦＲＰの発熱温度が高く、廃プラスチックは発熱しないことから最も低温となる。これらの間の温度差は、温度計６によって検出され、信号処理装置７において温度差及びその位置が解析され、また空気噴射装置９を起動の有無が判定される。信号処理装置７によって解析された廃プラスチック混合物の温度が所定の閾値を超えた場合に、信号処理装置７から制御装置８を介して空気噴射装置９へ信号が送信され、信号を受信した空気噴射装置９を起動させ、所定の位置へ空気を噴射する。 When a waste plastic mixture containing CFRP, waste plastic and metal is passed through the magnetic field lines generated by the electromagnetic induction heating device 5, the metal is more susceptible to the magnetic field lines than the carbon fiber contained in the CFRP. Due to the above, a strong eddy current is generated inside the metal as compared with the carbon fiber, and the metal self-heats due to the eddy current and electric resistance generated inside the metal. Since the temperature rise due to self-heating of the metal is higher than the temperature rise of CFRP containing carbon fiber, a temperature difference between the metal and CFRP and a temperature difference between CFRP and waste plastic are generated. It will be. Specifically, the heat generation temperature of the metal is the highest, the heat generation temperature of the CFRP is the next highest, and the waste plastic does not generate heat, so it has the lowest temperature. The temperature difference between these is detected by the thermometer 6, the temperature difference and its position are analyzed in the signal processing device 7, and whether or not the air injection device 9 is activated is determined. When the temperature of the waste plastic mixture analyzed by the signal processing device 7 exceeds a predetermined threshold, a signal is transmitted from the signal processing device 7 to the air injection device 9 via the control device 8, and the air injection that has received the signal The apparatus 9 is started and air is injected to a predetermined position.
図３に示す実施形態における閾値は、金属５０とＣＦＲＰ３０との間の温度差、及びＣＦＲＰ３０と廃プラスチック４０との間の温度差によって設定することができる。ＣＦＲＰ３０と廃プラスチック４０と金属５０とを電磁誘導加熱後の温度差によってそれぞれ選別するためには、電磁誘導加熱後の廃プラスチック４０よりも高い温度であって且つ電磁誘導加熱後のＣＦＲＰ３０よりも低い温度を閾値Ａとして設定し、電磁誘導加熱後のＣＦＲＰ３０よりも高い温度であって且つ電磁誘導加熱後の金属５０よりも低い温度を閾値Ｂとして設定するという、二段階の閾値を設定することが好ましい。なお、金属５０とＣＦＲＰ３０との間の温度差、及びＣＦＲＰ３０と廃プラスチック４０との間の温度差は、廃プラスチック混合物の温度、廃プラスチック混合物の水分含有量、気温、高周波誘導加熱装置に印加する電流、周波数等の条件によって変化するため、事前に実験を行い、金属とＣＦＲＰと廃プラスチックとを正確に判別できる閾値を設定することが好ましい。 The threshold value in the embodiment shown in FIG. 3 can be set by the temperature difference between the metal 50 and the CFRP 30 and the temperature difference between the CFRP 30 and the waste plastic 40. In order to select the CFRP 30, the waste plastic 40, and the metal 50 by the temperature difference after electromagnetic induction heating, the temperature is higher than the waste plastic 40 after electromagnetic induction heating and lower than the CFRP 30 after electromagnetic induction heating. It is possible to set a two-stage threshold value in which the temperature is set as the threshold value A, and the temperature that is higher than the CFRP 30 after electromagnetic induction heating and lower than the metal 50 after electromagnetic induction heating is set as the threshold value B. preferable. The temperature difference between the metal 50 and the CFRP 30 and the temperature difference between the CFRP 30 and the waste plastic 40 are applied to the temperature of the waste plastic mixture, the water content of the waste plastic mixture, the air temperature, and the high frequency induction heating device. Since it varies depending on conditions such as current and frequency, it is preferable to conduct an experiment in advance and set a threshold value for accurately discriminating metal, CFRP, and waste plastic.
このように信号処理装置７において二段階の閾値を設定することによって、閾値Ａを超えない温度を有する廃プラスチック混合物は廃プラスチック４０と判定され、閾値Ａを超えるが閾値Ｂを超えない温度を有する廃プラスチック混合物はＣＦＲＰ３０と判定され、閾値Ｂを超えた温度を有する廃プラスチック混合物は金属５０と判定されることとなる。この判定信号及び位置信号は、信号処理装置７から制御装置８を介して空気噴射装置９へ送信される。 By setting the two-stage threshold in the signal processing device 7 in this manner, the waste plastic mixture having a temperature not exceeding the threshold A is determined as the waste plastic 40 and has a temperature exceeding the threshold A but not exceeding the threshold B. The waste plastic mixture is determined as CFRP 30, and the waste plastic mixture having a temperature exceeding the threshold B is determined as the metal 50. The determination signal and the position signal are transmitted from the signal processing device 7 to the air injection device 9 via the control device 8.
図３に示す実施形態における空気噴射装置９は、信号処理装置７から制御装置８を介して受信した判定信号及び位置信号に基づいて、ＣＦＲＰと判定された廃プラスチック混合物に向けて空気を噴射する第１空気噴射装置９Ａと、金属と判定された廃プラスチック混合物に向けて空気を噴射する第２空気噴射装置９Ｂを備えている。 The air injection device 9 in the embodiment shown in FIG. 3 injects air toward the waste plastic mixture determined as CFRP based on the determination signal and the position signal received from the signal processing device 7 via the control device 8. A first air injection device 9A and a second air injection device 9B for injecting air toward the waste plastic mixture determined to be metal are provided.
空気噴射装置９Ａ，９Ｂはコンベア下流端から自由落下している廃プラスチック混合物に対して、鉛直下方と交差するに何らかの外力を与える方向に向けて配置されていれば、その配置位置に特に制限はない。図３に示すとおり、第１及び第２空気噴射装置９Ａ，９Ｂは互いに対向して配置することができる。この場合、第１及び第２空気噴射装置９Ａ，９Ｂを、それぞれ異なった角度を向くように設置することが望ましい。これに代えて第１及び第２空気噴射装置９Ａ，９Ｂの双方が同一方向を向くようにこれらを配置してもよいが、その場合には、ＣＦＲＰ３０と金属５０とを異なる位置に落下させるように、第１及び第２空気噴射装置９Ａ，９Ｂから噴射される空気の量、圧力、及び／又は角度を調節することが好ましい。 As long as the air injection devices 9A and 9B are arranged in a direction in which some external force is applied to the waste plastic mixture freely falling from the downstream end of the conveyor so as to intersect with the vertically lower part, the arrangement position is not particularly limited. Absent. As shown in FIG. 3, the first and second air injection devices 9A and 9B can be arranged to face each other. In this case, it is desirable to install the first and second air injection devices 9A and 9B so as to face different angles. Alternatively, the first and second air injection devices 9A and 9B may be arranged so that both face in the same direction. In that case, the CFRP 30 and the metal 50 are dropped at different positions. Furthermore, it is preferable to adjust the amount, pressure, and / or angle of air injected from the first and second air injection devices 9A, 9B.
コンベア４の鉛直方向下方には、廃プラスチック混合物から、ＣＦＲＰ３０、廃プラスチック４０及び金属５０をそれぞれ選別回収できるように、選別回収容器１０が設けられている。選別回収容器１０としては、図３に示すように、第１空気噴射装置９Ａによって外力が加えられたＣＦＲＰ３０を選別回収するＣＦＲＰ用回収容器１０Ａと、コンベア搬送方向下流端から自由落下する廃プラスチック４０を選別回収する廃プラスチック用回収容器１０Ｂと、第２空気噴射装置９Ｂによって外力が加えられた金属５０を選別回収する金属用回収容器１０Ｃとをそれぞれ個別に設けて、廃プラスチック混合物からそれぞれを選別回収するような構成を採用することができる。 A sorting and collecting container 10 is provided below the conveyor 4 so that the CFRP 30, the waste plastic 40, and the metal 50 can be sorted and collected from the waste plastic mixture. As shown in FIG. 3, the sorting and collecting container 10 includes a CFRP collecting container 10A for sorting and collecting the CFRP 30 to which an external force is applied by the first air injection device 9A, and a waste plastic 40 that freely falls from the downstream end in the conveyor conveyance direction. The waste plastic collection container 10B for sorting and collecting the metal and the metal collection container 10C for sorting and collecting the metal 50 to which the external force is applied by the second air injection device 9B are individually provided, and each is sorted from the waste plastic mixture. It is possible to adopt a configuration for collecting.
選別回収効率を高める観点から、ＣＦＲＰ用回収容器１０Ａ及び金属用回収容器１０Ｃは、ＣＦＲＰ３０及び金属５０が空気噴射の外力を受けて落下する位置に設置されることが好ましい。特に、第１空気噴射装置９ＡとＣＦＲＰ用回収容器１０Ａにおける開口部１０Ａ’とが対向するように、且つ第２空気噴射装置９Ｂと金属用回収容器１０Ｃにおける開口部１０Ｃ’とが対向するように設置されていることが好ましい。また廃プラスチック用回収容器１０Ｂは、廃プラスチック混合物が自由落下する位置であるコンベア搬送方向下流端の直下に配置されていることが好ましい。 From the viewpoint of increasing the sorting and recovery efficiency, it is preferable that the CFRP recovery container 10A and the metal recovery container 10C are installed at positions where the CFRP 30 and the metal 50 are dropped due to the external force of air injection. In particular, the first air injection device 9A and the opening 10A ′ in the CFRP recovery container 10A face each other, and the second air injection device 9B and the opening 10C ′ in the metal recovery container 10C face each other. It is preferable that it is installed. Moreover, it is preferable that the collection container 10B for waste plastics is arrange | positioned just under the conveyor conveyance direction downstream end which is a position where a waste plastic mixture falls freely.
なお、ＣＦＲＰ３０及び金属５０が空気噴射の外力を受けて落下する位置は第１及び第２空気噴射装置９Ａ，９Ｂから噴射される空気の量及び圧力等に影響されるため、ＣＦＲＰ３０及び金属５０が落下する距離を予め試験し、ＣＦＲＰ３０及び金属５０を適切に分別回収できる位置に選別回収容器１０Ａ，１０Ｃを設置すればよい。 The position where the CFRP 30 and the metal 50 are dropped by receiving the external force of the air injection is affected by the amount and pressure of the air injected from the first and second air injection devices 9A and 9B. The falling distance may be tested in advance, and the sorting and collecting containers 10A and 10C may be installed at a position where the CFRP 30 and the metal 50 can be appropriately separated and collected.
図３に示す実施形態においては、第１空気噴射装置９Ａは、コンベア４の下流端から更に下流に離間する位置であって、且つコンベア４の周回軌道よりも鉛直下方の位置に配置され、第２空気噴射装置９Ｂは、コンベア４の下流端よりも若干上流の位置であって、且つコンベア４の周回軌道よりも鉛直下方の位置に配置されているが、これに代えて、第１及び第２空気噴射装置９Ａ，９Ｂの配置位置をそれぞれ入れ替えても、ＣＦＲＰ３０、廃プラスチック４０及び金属５０をそれぞれ好適に選別回収することができる。更に、図３に示す実施形態においては、図２に示す実施形態における位置検出器２０を使用することによって、更に好適にＣＦＲＰ３０、廃プラスチック４０及び金属５０をそれぞれ選別回収することができる。 In the embodiment shown in FIG. 3, the first air injection device 9 </ b> A is disposed at a position that is further downstream from the downstream end of the conveyor 4, and is disposed at a position vertically below the circulation track of the conveyor 4. The 2-air injection device 9B is disposed at a position slightly upstream from the downstream end of the conveyor 4 and at a position vertically below the circulation track of the conveyor 4, but instead of this, the first and first Even if the arrangement positions of the two air injection devices 9A and 9B are changed, the CFRP 30, the waste plastic 40, and the metal 50 can be appropriately sorted and collected. Further, in the embodiment shown in FIG. 3, the CFRP 30, the waste plastic 40 and the metal 50 can be selected and collected more preferably by using the position detector 20 in the embodiment shown in FIG. 2.
このように本実施形態によれば、廃プラスチック混合物にＣＦＲＰや金属類が含まれている場合であっても、ＣＦＲＰ３０と、廃プラスチック４０と、金属５０とを同時に且つ個別に選別して回収することができる。回収された廃プラスチック４０にはＣＦＲＰが含まれないので、キルン焼成燃料としてそのまま使用できる。また、回収されたＣＦＲＰ４０は適切な前処理を行うことでキルン焼成燃料として使用できる。更に、回収された金属５０はリサイクルすることが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, even when the waste plastic mixture contains CFRP and metals, the CFRP 30, the waste plastic 40, and the metal 50 are simultaneously and individually selected and recovered. be able to. Since the recovered waste plastic 40 does not contain CFRP, it can be used as it is as a kiln fired fuel. The recovered CFRP 40 can be used as a kiln fired fuel by performing an appropriate pretreatment. Furthermore, the recovered metal 50 can be recycled.
１ 選別装置
２ 貯蔵タンク
３ 供給装置
４ コンベア
５ 電磁誘導加熱装置
６ 温度計
７ 信号処理装置
８ 制御装置
９ 空気噴射装置
１０ 選別回収容器
１０Ａ ＣＦＲＰ用回収容器
１０Ｂ 廃プラスチック用回収容器
１０Ｃ 金属用回収容器
２０ 位置検出器
３０ 炭素繊維強化複合材料（ＣＦＲＰ）
４０ 廃プラスチック
５０ 金属
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sorting apparatus 2 Storage tank 3 Supply apparatus 4 Conveyor 5 Electromagnetic induction heating apparatus 6 Thermometer 7 Signal processing apparatus 8 Control apparatus 9 Air injection apparatus 10 Sorting collection container 10A CFRP collection container 10B Waste plastic collection container 10C Metal collection container 20 Position detector 30 Carbon fiber reinforced composite material (CFRP)
40 Waste plastic 50 Metal
Claims (5)
前記コンベアによって搬送される廃プラスチック混合物に電磁誘導加熱を行う加熱工程と、
前記廃プラスチック混合物の温度分布を測定する温度測定工程と、
前記温度測定工程で測定された前記温度分布に基づいて前記廃プラスチック混合物から前記炭素繊維強化複合材料を選別する選別工程と、
を備えた廃プラスチック混合物からの炭素繊維強化複合材料の選別方法。 A charging step of charging a waste plastic mixture including carbon fiber reinforced composite material and waste plastic from the upstream side of the conveyor onto the conveyor;
A heating step of performing electromagnetic induction heating on the waste plastic mixture conveyed by the conveyor;
A temperature measuring step for measuring a temperature distribution of the waste plastic mixture;
A sorting step of sorting the carbon fiber reinforced composite material from the waste plastic mixture based on the temperature distribution measured in the temperature measuring step;
Of carbon fiber reinforced composite material from waste plastic mixture with
前記選別工程において、前記廃プラスチック混合物から前記炭素繊維強化複合材料及び前記金属を選別する、請求項１に記載の選別方法。 Furthermore, throwing the waste plastic mixture containing metal on the conveyor in the throwing step,
The sorting method according to claim 1, wherein in the sorting step, the carbon fiber reinforced composite material and the metal are sorted from the waste plastic mixture.
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