JP2019085515A

JP2019085515A - 処理方法

Info

Publication number: JP2019085515A
Application number: JP2017215850A
Authority: JP
Inventors: 幸弘萩原; Yukihiro Hagiwara
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2017-11-08
Filing date: 2017-11-08
Publication date: 2019-06-06

Abstract

【課題】繊維強化プラスチックを短時間で分解することが可能な処理方法を提供する。【解決手段】６００℃を上回る温度に維持された炉に、繊維強化プラスチックを投入する工程（投入工程Ｓ１２０）を含む。このように、６００℃を上回る温度に維持された炉に、繊維強化プラスチックを投入するだけといった容易な処理で、繊維強化プラスチックを短時間で分解することが可能となる。【選択図】図２

Description

本開示は、処理方法に関する。

ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等の繊維強化プラスチックは、軽量であり、機械的強度に優れている。このため、繊維強化プラスチックは、自動車の車体やフレーム、鉄道車両の車体やフレーム、航空機の機体、船舶の船体、ユニットバスや浄化槽などの住宅設備機器等に採用されている。その結果、繊維強化プラスチックの廃棄物が大量に生じている。

繊維強化プラスチックの廃棄物を処分する技術として、例えば、炭素繊維強化プラスチックを、酸素濃度が３〜１８体積％の範囲内で、温度が３００〜６００℃の範囲内のガス雰囲気下で燃焼させないで処理し、プラスチックを熱分解し、炭素繊維を回収する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１７−６６３８３号公報

しかし、上記した繊維強化プラスチックを６００℃以下の温度で加熱する技術では、繊維強化プラスチックの分解に長時間を要するという問題がある。

本開示は、このような課題に鑑み、繊維強化プラスチックを短時間で分解することが可能な処理方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る処理方法は、６００℃を上回る温度に維持された炉に、繊維強化プラスチックを投入する工程を含む。

また、炉は、燃料を燃焼させて、炉内を６００℃を上回る温度とし、投入する工程において生じたガスを燃料として燃焼させてもよい。

本開示によれば、繊維強化プラスチックを短時間で分解することが可能となる。

ロータリーキルンを説明する図である。繊維強化プラスチックの処理方法の処理の流れを説明するフローチャートである。変形例のロータリーキルンを説明する図である。

以下に添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。

本実施形態では、ロータリーキルンを用いて繊維強化プラスチックを分解する処理方法について説明する。以下、まず、ロータリーキルンについて説明し、続いて繊維強化プラスチックの処理方法について説明する。

（ロータリーキルン１００）
図１は、ロータリーキルン１００を説明する図である。図１に示すように、ロータリーキルン１００は、入口ハウジング１１０と、出口ハウジング１２０と、回転筒１３０と、バーナ１４０とを含む。

入口ハウジング１１０は、不図示の固定機構によって固定されている。入口ハウジング１１０は、本体１１２と、投入ホッパ１１４とを含む。本体１１２は円筒形状である。本体１１２は、軸方向が回転筒１３０に向かって鉛直下方に傾斜している。投入ホッパ１１４は、本体１１２の上面に接続される。

出口ハウジング１２０は、不図示の固定機構によって固定されている。出口ハウジング１２０は、本体１２２と、排気管１２４とを含む。本体１２２は、円筒形状である。本体１２２は、軸方向が回転筒１３０に向かって鉛直上方に傾斜している。排気管１２４は、本体１２２の上面に接続される。

回転筒１３０（炉）は、円筒形状である。回転筒１３０は、不図示の回転機構によって回転される。回転筒１３０は一端が入口ハウジング１１０に回転可能に接続されており、他端が出口ハウジング１２０に回転可能に接続されている。回転筒１３０の回転軸は、入口ハウジング１１０から出口ハウジング１２０に向かって鉛直下方に傾斜している。

バーナ１４０は、出口ハウジング１２０に配される。バーナ１４０は、燃料を燃焼させて回転筒１３０内の温度を、６００℃を上回る温度、好ましくは、８００℃以上（例えば、８５０℃程度）に維持する。バーナ１４０が形成する火炎は回転筒１３０に到達する。

投入ホッパ１１４を通じて、入口ハウジング１１０内に繊維強化プラスチックＦＲＰが投入されると、繊維強化プラスチックＦＲＰは自重で回転筒１３０に到達する。そして、繊維強化プラスチックＦＲＰは、回転筒１３０内を出口ハウジング１２０方向に移動する。この際、繊維強化プラスチックＦＲＰに対し、加熱処理が施される。なお、繊維強化プラスチックＦＲＰは、例えば、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等である。

なお、回転筒１３０内の温度（炉内の温度）が８００℃以上である場合、ロータリーキルン１００は、繊維強化プラスチックＦＲＰの滞留時間が３０分以上６０分未満となるように設計される。滞留時間を３０分以上とすることで、繊維強化プラスチックＦＲＰを完全焼結させる（残渣を生じさせない）ことができる。また、滞留時間を６０分未満とすることで、完全焼結後に不要に燃料を消費する事態を回避することが可能となる。

（処理方法）
図２は、繊維強化プラスチックＦＲＰの処理方法の処理の流れを説明するフローチャートである。本実施形態の処理方法は、切断工程Ｓ１１０と、投入工程Ｓ１２０とを含む。

（切断工程Ｓ１１０）
切断工程Ｓ１１０は、繊維強化プラスチックＦＲＰを、ロータリーキルン１００の入口ハウジング１１０（投入ホッパ１１４）に投入できる大きさに切断する工程である。

（投入工程Ｓ１２０）
投入工程Ｓ１２０は、切断した繊維強化プラスチックＦＲＰを、６００℃を上回る温度に維持されたロータリーキルン１００の投入ホッパ１１４に投入する工程である。

以上説明したように、本実施形態にかかる処理方法によれば、６００℃を上回る温度に維持されたロータリーキルン１００に、繊維強化プラスチックＦＲＰを投入するだけといった容易な処理で、繊維強化プラスチックＦＲＰを短時間で分解することが可能となる。

また、投入ホッパ１１４に投入できる大きさ（例えば、１０ｃｍ程度）に繊維強化プラスチックＦＲＰを切断するため、繊維強化プラスチックＦＲＰを粉砕して処理する従来技術と比較して、繊維強化プラスチックＦＲＰの粉塵の発生量を抑制することができる。これにより、作業者に防護マスク等を装着させる手間を省くことが可能となる。また、繊維強化プラスチックＦＲＰが炭素繊維強化プラスチックである場合には、粉塵によって電気回路が短絡するおそれがある。しかし、本実施形態の処理方法では、粉塵の発生量を抑制できるため、電気回路の短絡を防止することが可能となる。

（変形例）
図３は、変形例のロータリーキルン２００を説明する図である。図３に示すように、ロータリーキルン２００は、入口ハウジング１１０と、出口ハウジング１２０と、回転筒１３０と、バーナ１４０と、循環管２１０とを含む。なお、上述したロータリーキルン１００と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して重複説明を省略する。

回転筒１３０において加熱処理が施されることにより、繊維強化プラスチックＦＲＰがガス化する。これにより生じたガス化ガスは、排気管１２４を通じてバーナ１４０に供給される。

具体的に説明すると、ロータリーキルン２００には、排気管１２４と、バーナ１４０の燃料供給管とを接続する循環管２１０が設けられている。したがって、排気管１２４を通過するガス化ガスは、循環管２１０を通じてバーナ１４０に供給される。つまり、ガス化ガスは、バーナ１４０の燃料として燃焼される。

これにより、ガス化ガス中にダイオキシン類が含まれていたとしても、バーナ１４０によって分解（無害化）することができる。また、ガス化ガスをバーナ１４０の燃料とすることができるため、バーナ１４０に供給される燃料を削減することが可能となる。なお、排気管１２４を通過するガス化ガスは、全量バーナ１４０に供給されてもよいし、一部がバーナ１４０に供給されてもよい。

以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態において、ロータリーキルン１００に繊維強化プラスチックＦＲＰを投入する構成を例に挙げて説明した。しかし、繊維強化プラスチックＦＲＰを投入する炉は、６００℃を上回る温度に維持されていれば、種類に限定はない。

また、上記実施形態において、繊維強化プラスチックＦＲＰに加熱処理を施すことで生じたガス化ガス（ガス）を、バーナ１４０の燃料として燃焼させる場合を例に挙げて説明した。しかし、繊維強化プラスチックＦＲＰに加熱処理を施すことで生じたガス化ガスは、他の燃焼装置の燃料に利用してもよい。また、繊維強化プラスチックＦＲＰに加熱処理を施すことで生じたガス化ガスは、燃料として利用せずともよい。

本開示は、処理方法に利用することができる。

ＦＲＰ繊維強化プラスチック
Ｓ１２０投入工程
１００ロータリーキルン（炉）

Claims

６００℃を上回る温度に維持された炉に、繊維強化プラスチックを投入する工程を含む処理方法。
前記炉は、燃料を燃焼させて、炉内を６００℃を上回る温度とし、
前記投入する工程において生じたガスを前記燃料として燃焼させる請求項１に記載の処理方法。