JP2020062573A - Manufacturing method of regenerated reinforcement fiber and manufacturing apparatus thereof - Google Patents

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Abstract

To provide a manufacturing method of a regenerated reinforcement fiber and a manufacturing apparatus thereof, capable of obtaining a regenerated reinforcement fiber from an intermediate product of a fiber-reinforced plastic with good productivity.SOLUTION: The manufacturing method of a regenerated reinforcement fiber is a method to obtain a reinforcement fiber as a regenerated reinforcement fiber from an intermediate product 100 of a fiber-reinforced plastic including a reinforcement fiber and a matrix resin. By heating a long continuous intermediate product 100 while moving with its traveling direction being in its longer direction, the matrix resin is thermally decomposed to obtain a heat treatment product 102 including a regenerated reinforcement fiber.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、再生強化繊維の製造方法および製造装置に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and an apparatus for producing recycled reinforcing fibers.

繊維強化プラスチックの製造工程や繊維強化プラスチックの中間製品(プリプレグ等)の製造工程から発生する中間製品の廃材から強化繊維を回収する方法としては、例えば下記の方法が提案されている。
(1)樹脂で含侵された炭素繊維を含むプリプレグを切断し、切断したプリプレグを加熱処理して樹脂を熱分解する方法(特許文献1)。
(2)樹脂で含侵された炭素繊維を含むプリプレグを硬化させた後、硬化物を粉砕し、粉砕した硬化物を加熱処理して樹脂を熱分解する方法(特許文献1)。
For example, the following method has been proposed as a method of recovering reinforced fibers from waste materials of intermediate products generated from the manufacturing process of fiber reinforced plastics and the manufacturing process of intermediate products (prepregs, etc.) of fiber reinforced plastics.
(1) A method in which a prepreg containing carbon fibers impregnated with a resin is cut, and the cut prepreg is heat-treated to thermally decompose the resin (Patent Document 1).
(2) A method of curing a prepreg containing carbon fibers impregnated with a resin, crushing the cured product, and heat-treating the crushed cured product to thermally decompose the resin (Patent Document 1).

特開平11−290822号公報JP-A-11-290822

しかし、(1)の方法では、樹脂を熱分解する前にプリプレグを切断するため、切断後のプリプレグを取り扱いにくく、また切断後のプリプレグをトレイに充填する工程が増えるため、再生炭素繊維の生産性が低下する。また、切断したプリプレグをバッチ式で加熱処理するため、連続してプリプレグを加熱処理することができず、再生炭素繊維の生産性がよくない。また、切断されたプリプレグを熱分解してマトリックス樹脂が除去されると、炉内のわずかな気流等によって炭素繊維が飛散しやすくなり、炉内を汚染する。また、トレイに充填されたプリプレグ片の層においては、熱分解時に層の内部まで均一にマトリックス樹脂が除去されず、マトリックス樹脂の除去効率が悪い。
(2)の方法では、プリプレグを硬化させる工程、粉砕した硬化物をトレイに充填する工程が増えるため、再生炭素繊維の生産性がよくない。また、粉砕した硬化物をバッチ式で加熱処理するため、連続して硬化物を加熱処理することができず、再生炭素繊維の生産性がよくない。また、粉砕した硬化物を熱分解してマトリックス樹脂が除去されると、炉内のわずかな気流等によって炭素繊維が飛散しやすくなり、炉内を汚染する。また、トレイに充填された硬化物片の層においては、熱分解時に層の内部まで均一にマトリックス樹脂が除去されず、マトリックス樹脂の除去効率が悪い。
However, in the method (1), since the prepreg is cut before the resin is thermally decomposed, it is difficult to handle the prepreg after cutting, and the number of steps for filling the tray with the prepreg after cutting is increased. Sex decreases. Moreover, since the cut prepreg is heat-treated in a batch system, the prepreg cannot be continuously heat-treated, and the productivity of the recycled carbon fiber is not good. Further, when the cut prepreg is thermally decomposed to remove the matrix resin, the carbon fibers are easily scattered by a slight air flow in the furnace, and the inside of the furnace is contaminated. Further, in the layer of prepreg pieces filled in the tray, the matrix resin is not uniformly removed to the inside of the layer during thermal decomposition, and the matrix resin removal efficiency is poor.
In the method (2), since the steps of hardening the prepreg and filling the crushed hardened material into the tray are increased, the productivity of the recycled carbon fiber is not good. Further, since the crushed hardened material is heat-treated in a batch system, the hardened material cannot be continuously heat-treated, resulting in poor productivity of the recycled carbon fiber. Further, when the crushed hardened material is thermally decomposed to remove the matrix resin, the carbon fibers are easily scattered by a slight air flow in the furnace and the inside of the furnace is contaminated. Further, in the layer of the cured product pieces filled in the tray, the matrix resin is not uniformly removed to the inside of the layer during thermal decomposition, and the matrix resin removal efficiency is poor.

本発明は、繊維強化プラスチックの中間製品から再生強化繊維を生産性よく得ることができる再生強化繊維の製造方法および製造装置を提供する。   The present invention provides a method and an apparatus for producing regenerated reinforced fibers, which enables regenerated reinforced fibers to be produced with high productivity from intermediate products of fiber reinforced plastics.

本発明は、下記の態様を有する。
<1>強化繊維およびマトリックス樹脂を含む、繊維強化プラスチックの中間製品から前記強化繊維を再生強化繊維として得る方法であり、連続した長尺の前記中間製品を、その長手方向が進行方向となるように移動させながら加熱することによって、前記マトリックス樹脂を熱分解して前記再生強化繊維を含む加熱処理物を得る、再生強化繊維の製造方法。
<2>前記中間製品を、一対のロールからなる送りロール、メッシュ状の無端ベルトを有するベルトコンベア、または一対のベルトコンベアからなるダブルベルトプレスで移動させる、前記<1>の再生強化繊維の製造方法。
<3>前記加熱処理物を、その長手方向が進行方向となるように移動させながら切断する、前記<1>または<2>の再生強化繊維の製造方法。
<4>前記加熱処理物を、スリッター、ギロチンカッター、カッターミル、ロービングカッター、フライングシャー、超音波カッター、レーザーカッター、およびウォータージェットカッターからなる群から選ばれる少なくとも1種を用いて切断する、前記<3>の再生強化繊維の製造方法。
<5>前記強化繊維が、炭素繊維である、前記<1>〜<4>のいずれかの再生強化繊維の製造方法。
<6>前記中間製品が、プリプレグ、シートモールディングコンパウンド、トウプレグ、または炭素繊維ケーブルである、前記<1>〜<5>のいずれかの再生強化繊維の製造方法。
<7>強化繊維およびマトリックス樹脂を含む、繊維強化プラスチックの中間製品から前記強化繊維を再生強化繊維として得る装置であり、連続した長尺の前記中間製品を貯留する供給部と、前記供給部から引き出された前記中間製品を、その長手方向が進行方向となるように移動させる搬送部と、前記供給部から引き出されて移動する前記中間製品を加熱して前記マトリックス樹脂を熱分解することによって前記再生強化繊維を含む加熱処理物を得る加熱部とを備えた、再生強化繊維の製造装置。
<8>前記加熱部が、トンネル状の加熱炉を有する、前記<7>の再生強化繊維の製造装置。
<9>前記搬送部が、一対のロールからなる送りロール、メッシュ状の無端ベルトを有するベルトコンベア、または一対のベルトコンベアからなるダブルベルトプレスを有する、前記<7>または<8>の再生強化繊維の製造装置。
<10>移動する前記加熱処理物を切断する切断部をさらに備えた、前記<7>〜<9>のいずれかの再生強化繊維の製造装置。
<11>前記切断部が、スリッター、ギロチンカッター、カッターミル、ロービングカッター、フライングシャー、超音波カッター、レーザーカッター、およびウォータージェットカッターからなる群から選ばれる少なくとも1種を有する、前記<10>の再生強化繊維の製造装置。
The present invention has the following aspects.
<1> A method for obtaining the above-mentioned reinforcing fibers as recycled reinforcing fibers from an intermediate product of a fiber-reinforced plastic containing a reinforcing fiber and a matrix resin, wherein a continuous long intermediate product is formed such that its longitudinal direction is the traveling direction. A method for producing regenerated reinforcing fibers, in which the matrix resin is thermally decomposed to obtain a heat-treated product containing the regenerated reinforcing fibers by heating while moving it to the above.
<2> Manufacture of the regenerated reinforcing fiber according to <1>, in which the intermediate product is moved by a feed roll composed of a pair of rolls, a belt conveyor having a mesh-shaped endless belt, or a double belt press composed of a pair of belt conveyors. Method.
<3> The method for producing regenerated reinforcing fibers according to <1> or <2>, wherein the heat-treated product is cut while being moved so that the longitudinal direction thereof is the traveling direction.
<4> The heat-treated product is cut with at least one selected from the group consisting of a slitter, a guillotine cutter, a cutter mill, a roving cutter, a flying shear, an ultrasonic cutter, a laser cutter, and a water jet cutter, <3> The method for producing a recycled reinforcing fiber.
<5> The method for producing a recycled reinforcing fiber according to any one of <1> to <4>, wherein the reinforcing fiber is a carbon fiber.
<6> The method for producing a recycled reinforcing fiber according to any one of <1> to <5>, wherein the intermediate product is a prepreg, a sheet molding compound, a tow prepreg, or a carbon fiber cable.
<7> A device for obtaining the reinforced fiber as a regenerated reinforced fiber from an intermediate product of a fiber reinforced plastic containing a reinforced fiber and a matrix resin, and a supply unit for storing the continuous long intermediate product, and the supply unit. By transporting the withdrawn intermediate product so that its longitudinal direction is the traveling direction and heating the intermediate product withdrawn and moved from the supply unit to thermally decompose the matrix resin, An apparatus for producing recycled reinforcing fibers, comprising: a heating unit for obtaining a heat-treated product containing the recycled reinforcing fibers.
<8> The apparatus for producing regenerated reinforcing fibers according to <7>, wherein the heating unit has a tunnel-shaped heating furnace.
<9> Reinforcement of regeneration of <7> or <8>, in which the transport section has a feed roll including a pair of rolls, a belt conveyor including a mesh-shaped endless belt, or a double belt press including a pair of belt conveyors. Fiber manufacturing equipment.
<10> The apparatus for producing regenerated reinforcing fibers according to any one of <7> to <9>, further including a cutting unit that cuts the moving heat-treated product.
<11> In the above <10>, the cutting portion has at least one selected from the group consisting of a slitter, a guillotine cutter, a cutter mill, a roving cutter, a flying shear, an ultrasonic cutter, a laser cutter, and a water jet cutter. Equipment for manufacturing recycled fiber.

本発明の再生強化繊維の製造方法によれば、繊維強化プラスチックの中間製品から再生強化繊維を生産性よく得ることができる。
本発明の再生強化繊維の製造装置によれば、繊維強化プラスチックの中間製品から再生強化繊維を生産性よく得ることができる。
According to the method for producing regenerated reinforcing fibers of the present invention, it is possible to obtain regenerated reinforcing fibers with high productivity from an intermediate product of fiber reinforced plastic.
According to the apparatus for producing recycled reinforcing fiber of the present invention, the recycled reinforcing fiber can be obtained with high productivity from the intermediate product of the fiber reinforced plastic.

本発明の再生強化繊維の製造装置の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the manufacturing apparatus of the reproduction | regeneration reinforcement fiber of this invention. 本発明の再生強化繊維の製造装置の他の例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the other example of the manufacturing apparatus of the reproduction | regeneration reinforcement fiber of this invention.

以下の用語の定義は、本明細書および特許請求の範囲にわたって適用される。
「繊維強化プラスチックの中間製品」とは、成形等によって繊維強化プラスチックに加工できる材料をいう。
「非酸化性雰囲気」とは、酸素ガスを含まない雰囲気、または酸素ガスを実質的に含まない雰囲気をいう。「酸素ガスを実質的に含まない」とは、中間製品を加熱する際に雰囲気中に不可避的に酸素ガスが混入したとしても、酸素ガスの量が、酸素ガスによる強化繊維の劣化がほとんど見られない範囲の量であることをいう。
「酸化性雰囲気」とは、酸素ガスを含む雰囲気であり、非酸化性雰囲気以外の雰囲気をいう。
「過熱水蒸気」とは、沸点以上の温度に加熱された水蒸気をいう。
加熱処理物の「樹脂残渣含有率」は、式(1)から求めた値である。
(B−A×X)/(B)×100 式(1)
A:加熱処理前の繊維強化プラスチックの中間製品の質量
B:加熱処理物の質量
X:加熱処理前の繊維強化プラスチックの中間製品の強化繊維含有率
本明細書および特許請求の範囲において数値範囲を示す「〜」は、その前後に記載された数値を下限値および上限値として含むことを意味する。
図1〜図2における寸法比は、説明の便宜上、実際のものとは異なったものである。
The following definitions of terms apply throughout the specification and claims.
“Intermediate product of fiber reinforced plastic” refers to a material that can be processed into fiber reinforced plastic by molding or the like.
The “non-oxidizing atmosphere” refers to an atmosphere containing no oxygen gas or an atmosphere containing substantially no oxygen gas. “Substantially free of oxygen gas” means that even if oxygen gas is inevitably mixed in the atmosphere when heating the intermediate product, the amount of oxygen gas is almost the same as the deterioration of the reinforcing fiber due to oxygen gas. It means that the amount is not within the range.
The “oxidizing atmosphere” is an atmosphere containing oxygen gas and means an atmosphere other than the non-oxidizing atmosphere.
The "superheated steam" means steam heated to a temperature equal to or higher than the boiling point.
The “resin residue content” of the heat-treated product is a value obtained from the equation (1).
(B−A × X) / (B) × 100 Formula (1)
A: Mass of intermediate product of fiber-reinforced plastic before heat treatment B: Mass of heat-treated product X: Content of reinforcing fiber in intermediate product of fiber-reinforced plastic before heat treatment Numerical range in the present specification and claims "-" Shown means to include the numerical values described before and after it as the lower limit value and the upper limit value.
The dimensional ratios in FIGS. 1 and 2 are different from actual ones for convenience of description.

<繊維強化プラスチックの中間製品>
本発明における繊維強化プラスチックの中間製品は、強化繊維およびマトリックス樹脂を含む。
中間製品は、強化繊維およびマトリックス樹脂以外の他の材料(無機フィラー等)等を含んでいてもよい。
<Intermediate product of fiber reinforced plastic>
The intermediate product of the fiber-reinforced plastic in the present invention contains a reinforcing fiber and a matrix resin.
The intermediate product may include other materials (such as an inorganic filler) other than the reinforcing fiber and the matrix resin.

中間製品としては、UD(一方向)やクロス(織物)のプリプレグ、トウプレグ、シートモールディングコンパウンド、炭素繊維ケーブル等が挙げられる。中間製品としては、連続した長尺物を得やすく、連続して加熱処理しやすい点から、プリプレグ、シートモールディングコンパウンド、トウプレグ、または炭素繊維ケーブルが好ましい。   Examples of intermediate products include UD (one direction) and cloth (fabric) prepregs, tow prepregs, sheet molding compounds, and carbon fiber cables. As the intermediate product, a prepreg, a sheet molding compound, a tow prepreg, or a carbon fiber cable is preferable, because a continuous long product can be easily obtained and continuous heat treatment can be easily performed.

(強化繊維)
強化繊維は、熱分解されない、または熱分解されにくく、加熱処理されても繊維としての形状を保持できるものであればよい。
強化繊維としては、炭素繊維(黒鉛繊維を含む。)、ガラス繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、タングステンカーバイド繊維、金属繊維等が挙げられ、繊維強化プラスチックの機械特性の点から、炭素繊維が好ましい。
(Reinforcing fiber)
The reinforcing fiber may be one that is not thermally decomposed or is not easily thermally decomposed, and can retain the shape of the fiber even when subjected to heat treatment.
Examples of the reinforcing fiber include carbon fiber (including graphite fiber), glass fiber, silicon carbide fiber, alumina fiber, boron fiber, tungsten carbide fiber, metal fiber, and the like. Fibers are preferred.

炭素繊維としては、ポリアクリロニトリル繊維を原料に用いたPAN系炭素繊維、石炭ピッチまたは石油ピッチを原料に用いたピッチ系炭素繊維等が挙げられ、再生炭素繊維の機械特性が良好である点から、PAN系炭素繊維が好ましい。
強化繊維は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Examples of the carbon fibers include PAN-based carbon fibers using polyacrylonitrile fiber as a raw material, pitch-based carbon fibers using coal pitch or petroleum pitch as a raw material, and the mechanical properties of recycled carbon fibers are good. PAN-based carbon fiber is preferred.
The reinforcing fibers may be used alone or in combination of two or more.

強化繊維の形態は、繊維束、織物等の強化繊維基材であってもよく、強化繊維基材を構成していない強化繊維(ミルド強化繊維等)であってもよい。強化繊維の形態としては、中間製品から再生強化繊維として回収しやすい点から、強化繊維基材が好ましい。
中間製品に含まれる強化繊維基材の層数は、中間製品の用途、特性等に応じて適宜設定され、特に限定されない。
強化繊維基材は、シート状であってもよく、チップ状であってもよい。
The form of the reinforcing fiber may be a reinforcing fiber base material such as a fiber bundle or a woven fabric, or may be a reinforcing fiber (milled reinforcing fiber etc.) not constituting the reinforcing fiber base material. As a form of the reinforcing fiber, a reinforcing fiber base material is preferable because it can be easily recovered as a recycled reinforcing fiber from an intermediate product.
The number of layers of the reinforcing fiber base material contained in the intermediate product is appropriately set depending on the use and characteristics of the intermediate product, and is not particularly limited.
The reinforcing fiber base material may be in a sheet shape or a chip shape.

シート状の強化繊維基材の形態としては、複数の強化繊維を一方向に引き揃えた繊維束(トウ)、強化繊維の繊維束を経糸および緯糸に用いた織物、強化繊維の不織布等が挙げられる。
チップ状の強化繊維基材の形態としては、繊維束を切断したチョップド強化繊維、チップ状の織物等が挙げられる。
Examples of the form of the sheet-like reinforcing fiber base material include a fiber bundle (tow) in which a plurality of reinforcing fibers are aligned in one direction, a woven fabric using the reinforcing fiber bundle for warp and weft, and a non-woven fabric of reinforcing fiber. To be
Examples of the form of the chip-shaped reinforcing fiber base material include chopped reinforcing fibers obtained by cutting a fiber bundle, and chip-shaped woven fabrics.

中間製品に含まれる強化繊維基材の形態は、1種類のみであってもよく、2種類以上であってもよい。中間製品に含まれる複数の強化繊維基材は、例えば、シート状強化繊維基材とチップ状強化繊維基材との組み合わせ等からなる。   The form of the reinforcing fiber base contained in the intermediate product may be only one type, or may be two or more types. The plurality of reinforcing fiber base materials included in the intermediate product are, for example, a combination of a sheet-like reinforcing fiber base material and a chip-like reinforcing fiber base material.

繊維束を構成する強化繊維の本数は、繊維強化プラスチックの用途、特性等に応じて適宜設定され、特に限定されない。
強化繊維の長さおよび繊維径は、繊維強化プラスチックの用途、特性等に応じて適宜設定され、特に限定されない。
中間製品に含まれる強化繊維の割合は、繊維強化プラスチックの用途、特性等に応じて適宜設定され、特に限定されない。
The number of reinforcing fibers constituting the fiber bundle is appropriately set depending on the use and characteristics of the fiber reinforced plastic and is not particularly limited.
The length and fiber diameter of the reinforcing fiber are appropriately set depending on the application, characteristics, etc. of the fiber-reinforced plastic and are not particularly limited.
The ratio of the reinforcing fiber contained in the intermediate product is appropriately set according to the application, characteristics, etc. of the fiber-reinforced plastic and is not particularly limited.

(マトリックス樹脂)
マトリックス樹脂は、熱硬化性樹脂であってもよく、熱可塑性樹脂であってもよい。熱硬化性樹脂は、未硬化のものであってもよく、硬化物であってもよい。
(Matrix resin)
The matrix resin may be a thermosetting resin or a thermoplastic resin. The thermosetting resin may be an uncured one or a cured one.

熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、アルキド樹脂、ビニルエステル樹脂、ジアリルテレフタレート、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、フラン樹脂、ケトン樹脂、キシレン樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂等が挙げられる。
熱硬化性樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
As the thermosetting resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, vinyl ester resin, phenol resin, cyanate resin, melamine resin, urea resin, diallyl phthalate resin, benzoguanamine resin, alkyd resin, vinyl ester resin, diallyl terephthalate, silicone resin , Urethane resin, furan resin, ketone resin, xylene resin, thermosetting polyimide resin and the like.
The thermosetting resins may be used alone or in combination of two or more.

熱可塑性樹脂としては、ポリアミド(ナイロン等)、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン等)、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等)、ポリカーボネート、アクリル樹脂(ポリメチルメタクリレート(PMMA)等)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリフェニレンスルフィド、ポリスチレン樹脂、ポリフェニレンエーテル、ポリオキシメチレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリレート、ポリエーテルニトリル、フェノキシ樹脂、ポリブタジエン系樹脂、ポリイソプレン系樹脂、熱可塑エラストマー、これらの共重合体、変性体、ブレンド樹脂等が挙げられる。さらに、エラストマーやゴム成分を添加した樹脂であってもよい。
熱可塑性樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
As the thermoplastic resin, polyamide (nylon, etc.), polyolefin (polyethylene, polypropylene, etc.), polyester (polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc.), polycarbonate, acrylic resin (polymethyl methacrylate (PMMA) ) Etc.), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, polyphenylene sulfide, polystyrene resin, polyphenylene ether, polyoxymethylene, polyvinyl chloride, polyurethane, polyimide, polyamideimide, polyetherimide, polysulfone, polyether sulfone, polyketone, poly Ether ketone, polyether ether ketone, polyarylate, polyether nitrile, phenoxy resin , Polybutadiene resins, polyisoprene resins, thermoplastic elastomers, copolymers thereof, modified products, blends resins. Further, a resin added with an elastomer or a rubber component may be used.
The thermoplastic resins may be used alone or in combination of two or more.

マトリックス樹脂は、必要に応じて添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、硬化剤、硬化助剤、内部離型剤、難燃剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、着色剤等が挙げられる。
中間製品に含まれるマトリックス樹脂の割合は、繊維強化プラスチックの用途、特性等に応じて適宜設定され、特に限定されない。
The matrix resin may contain an additive as needed. Examples of the additive include a curing agent, a curing aid, an internal release agent, a flame retardant, an antioxidant, a light stabilizer, an ultraviolet absorber and a colorant.
The ratio of the matrix resin contained in the intermediate product is appropriately set depending on the use and characteristics of the fiber reinforced plastic and is not particularly limited.

<再生強化繊維の製造装置>
本発明の再生強化繊維の製造装置は、連続した長尺の中間製品を、その長手方向が進行方向となるように移動させる搬送部と、移動する中間製品を加熱してマトリックス樹脂を熱分解することによって再生強化繊維を含む加熱処理物を得る加熱部とを備える。
本発明の再生強化繊維の製造装置は、必要に応じて、移動する加熱処理物を切断する切断部をさらに備えていてもよい。
本発明の再生強化繊維の製造装置は、必要に応じて、連続した長尺の中間製品を貯留する供給部をさらに備えていてもよい。
<Recycled fiber manufacturing equipment>
The apparatus for producing regenerated reinforcing fibers of the present invention comprises a conveying section for moving a continuous long intermediate product so that its longitudinal direction is the traveling direction, and heating the moving intermediate product to thermally decompose the matrix resin. And a heating unit for obtaining a heat-treated product containing regenerated reinforcing fibers.
The apparatus for producing regenerated reinforcing fibers of the present invention may further include a cutting unit for cutting the moving heat-treated product, if necessary.
The apparatus for producing regenerated reinforcing fibers of the present invention may further include a supply unit that stores a continuous long intermediate product, if necessary.

搬送部としては、送りロール(ニップロール、ユニットロール)、ベルトコンベア、ローラーコンベア、ダブルベルトプレス等を有するものが挙げられる。送りロールとしては、例えば、隣接した一対のゴムロールを有し、少なくとも一方のロールが回転駆動するものが挙げられる。ベルトコンベアとしては、例えば、離間した一対のロールと、これらロール間に架け渡されたメッシュ状の無端ベルトとを有し、少なくとも一方のロールが回転駆動するものが挙げられる。メッシュ状の無端ベルトとしては、例えば、金属メッシュからなる無端ベルトが挙げられる。ローラーコンベアとしては、例えば、所定間隔で平行に配列された複数のロールを有し、各ロールが回転駆動するものが挙げられる。ダブルベルトプレスとしては、例えば、上下に配置した一対のベルトコンベアの間に材料をプレスするものが挙げられる。搬送部としては、送りロール、ベルトコンベア、またはダブルベルトプレスが好ましい。   Examples of the transport unit include those having a feed roll (nip roll, unit roll), a belt conveyor, a roller conveyor, a double belt press, and the like. As the feed roll, for example, one having a pair of rubber rolls adjacent to each other and at least one roll being rotationally driven can be mentioned. Examples of the belt conveyor include one having a pair of spaced rollers and a mesh-shaped endless belt bridged between the rollers, and at least one of the rollers is rotationally driven. Examples of the mesh-shaped endless belt include an endless belt made of a metal mesh. As the roller conveyor, for example, a roller conveyor having a plurality of rolls arranged in parallel at a predetermined interval, and each roll being rotationally driven, can be mentioned. The double belt press includes, for example, a press which presses a material between a pair of belt conveyors arranged vertically. A feed roll, a belt conveyor, or a double belt press is preferable as the transport unit.

加熱部としては、連続した長尺の中間製品を加熱処理して、中間製品のマトリックス樹脂を熱分解できるものであれば、いずれも使用できる。加熱部としては、連続した長尺の中間製品を連続して加熱処理しやすい点から、トンネル状の加熱炉を有するものが好ましい。
加熱炉は、中間製品の加熱を行う加熱処理部と、加熱処理部の下流側に並設された加熱処理物を冷却する冷却部とを有してもよい。加熱炉は、加熱処理部の上流側および冷却部の下流側のそれぞれに並設されたガスシール室をさらに有してもよい。加熱炉は、加熱処理部やガスシール室から排出される排気ガスを燃焼処理するバーナーをさらに有してもよい。加熱処理部には、窒素ガスの供給源、空気の供給源、過熱水蒸気発生装置等が接続される。冷却部には、冷却管が配設され、冷却管には熱交換器が接続される。ガスシール室には、窒素ガスの供給源等が接続される。
As the heating unit, any unit can be used as long as it can heat-treat a continuous long intermediate product to thermally decompose the matrix resin of the intermediate product. As the heating unit, a unit having a tunnel-shaped heating furnace is preferable from the viewpoint that it is easy to continuously heat-treat a continuous long intermediate product.
The heating furnace may include a heat treatment unit that heats the intermediate product, and a cooling unit that cools the heat treatment products that are arranged in parallel on the downstream side of the heat treatment unit. The heating furnace may further include gas seal chambers arranged in parallel on the upstream side of the heat treatment section and on the downstream side of the cooling section. The heating furnace may further include a burner that burns exhaust gas discharged from the heat treatment unit or the gas seal chamber. A nitrogen gas supply source, an air supply source, a superheated steam generator, and the like are connected to the heat treatment section. A cooling pipe is arranged in the cooling unit, and a heat exchanger is connected to the cooling pipe. A nitrogen gas supply source or the like is connected to the gas seal chamber.

切断部としては、スリッター、ギロチンカッター、カッターミル、ロービングカッター、フライングシャー、超音波カッター、レーザーカッター、ウォータージェットカッター等を有するものが挙げられる。切断部としては、繊維長の整った再生炭素繊維束が得られる点から、スリッター、ギロチンカッター、カッターミル、ロービングカッター、フライングシャー、超音波カッター、レーザーカッター、またはウォータージェットカッターを有するものが好ましい。   Examples of the cutting unit include those having a slitter, a guillotine cutter, a cutter mill, a roving cutter, a flying shear, an ultrasonic cutter, a laser cutter, a water jet cutter, and the like. As the cutting portion, it is preferable to have a slitter, a guillotine cutter, a cutter mill, a roving cutter, a flying shear, an ultrasonic cutter, a laser cutter, or a water jet cutter from the viewpoint that a regenerated carbon fiber bundle with a regular fiber length can be obtained. .

供給部としては、連続した長尺の中間製品が巻き回された巻出ロール、連続した長尺の中間製品が折りたたまれて収納されたケース、トウ状の連続した長尺の中間製品が巻きまわされたボビン、ケーブル状の連続した長尺の中間製品が巻きまわされたリール等を有するものが挙げられる。   As the supply unit, an unwind roll around which a continuous long intermediate product is wound, a case where the continuous long intermediate product is folded and stored, and a tow-shaped continuous long intermediate product is rolled up. Examples of such a bobbin include a wound bobbin and a reel around which a cable-shaped continuous long intermediate product is wound.

図1は、本発明の再生強化繊維の製造装置の一例を示す概略構成図である。
再生強化繊維の製造装置1は、連続した長尺の中間製品100が巻き回された巻出ロール10と;巻出ロール10から中間製品100を引き出して、中間製品100を、その長手方向が進行方向となるように移動させる送りロール12と;巻出ロール10と送りロール12との間に設けられ、巻出ロール10から送りロール12に向かって移動する中間製品100を加熱して加熱処理物102を得る加熱炉14と;加熱炉14を通過し、送りロール12から送り出されてきた加熱処理物102を長手方向に切断するスリッター16と;スリッター16によって切断された加熱処理物102を短く裁断するギロチンカッター18とを備える。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an apparatus for producing a recycled reinforcing fiber of the present invention.
The apparatus 1 for producing recycled reinforcing fibers is a winding roll 10 around which a continuous long intermediate product 100 is wound; the intermediate product 100 is pulled out from the winding roll 10 and the intermediate product 100 advances in the longitudinal direction. A feed roll 12 that is moved in the same direction; a heat treatment product by heating an intermediate product 100 that is provided between the unwind roll 10 and the feed roll 12 and moves from the unwind roll 10 toward the feed roll 12. A heating furnace 14 for obtaining 102; a slitter 16 for longitudinally cutting the heat-treated product 102 that has passed through the heating furnace 14 and has been sent out from the feed roll 12; and a short cut for the heat-treated product 102 cut by the slitter 16. The guillotine cutter 18 is provided.

図2は、本発明の再生強化繊維の製造装置の他の例を示す概略構成図である。
再生強化繊維の製造装置2は、連続した長尺の中間製品100が巻き回された巻出ロール10と;加熱炉14から両端が突き出すように加熱炉14内に設けられ、巻出ロール10から中間製品100を引き出して、中間製品100を、その長手方向が進行方向となるように移動させるベルトコンベア20と;ベルトコンベア20上を移動する中間製品100を加熱して加熱処理物102を得る加熱炉14と;加熱炉14を通過し、ベルトコンベア20の終端から送り出されてきた加熱処理物102を長手方向に切断するスリッター16と;スリッター16によって切断された加熱処理物102を短く裁断するギロチンカッター18とを備える。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing another example of the apparatus for producing recycled reinforcing fibers of the present invention.
The regenerated reinforcing fiber manufacturing apparatus 2 is provided with a winding roll 10 around which a continuous long intermediate product 100 is wound; a heating roll 14 is provided in the heating furnace 14 so that both ends thereof project from the winding roll 10. A belt conveyor 20 that pulls out the intermediate product 100 and moves the intermediate product 100 so that its longitudinal direction is the traveling direction; heating the intermediate product 100 moving on the belt conveyor 20 to obtain a heat-treated product 102 Furnace 14; slitter 16 that cuts heat-treated product 102 that has passed through heating furnace 14 and is sent from the end of belt conveyor 20 in the longitudinal direction; and guillotine that cuts heat-treated product 102 that has been cut by slitter 16 And a cutter 18.

なお、本発明の再生強化繊維の製造装置は、連続した長尺の中間製品を、その長手方向が進行方向となるように移動させる搬送部と、移動する中間製品を加熱してマトリックス樹脂を熱分解することによって再生強化繊維を含む加熱処理物を得る加熱部とを備えたものであればよく、図示例の再生強化繊維の製造装置に限定されるものではない。   The apparatus for producing regenerated reinforcing fibers according to the present invention includes a conveyor for moving a continuous long intermediate product so that its longitudinal direction is the traveling direction, and heating the moving intermediate product to heat the matrix resin. It is only required to have a heating unit for obtaining a heat-treated product containing regenerated reinforcing fibers by decomposing, and the present invention is not limited to the apparatus for producing regenerated reinforcing fibers of the illustrated example.

(作用機序)
以上説明した本発明の再生強化繊維の製造装置にあっては、連続した長尺の前記中間製品を貯留する供給部と、供給部から引き出された中間製品を、その長手方向が進行方向となるように移動させる搬送部と、供給部から引き出されて移動する中間製品を加熱して再生強化繊維を含む加熱処理物を得る加熱部とを備えているため、再生強化繊維を含む加熱処理物を連続して生産できる。また、中間製品を事前に切断することがないため、中間製品を取り扱いやすい。そのため、切断したプリプレグをバッチ式で加熱処理する従来の装置に比べて、中間製品から再生強化繊維を生産性よく得ることができる。
(Mechanism of action)
In the recycled reinforcing fiber manufacturing apparatus of the present invention described above, the longitudinal direction of the supply unit that stores the continuous long intermediate product and the intermediate product pulled out from the supply unit is the traveling direction. Since it is provided with a transporting unit for moving the intermediate product and a heating unit for heating the intermediate product that is pulled out from the supply unit and moving to obtain a heat-treated product containing regenerated reinforcing fibers, Can be produced continuously. Moreover, since the intermediate product is not cut in advance, it is easy to handle the intermediate product. Therefore, it is possible to obtain regenerated reinforcing fibers from an intermediate product with high productivity, as compared with a conventional apparatus that heat-processes cut prepregs in a batch process.

<再生強化繊維の製造方法>
本発明の再生強化繊維の製造方法は、繊維強化プラスチックの中間製品から強化繊維を回収して再生強化繊維として再生させる方法である。
本発明の再生強化繊維の製造方法は、具体的には下記の工程を有する。
工程(a):連続した長尺の中間製品を、その長手方向が進行方向となるように移動させながら加熱することによって、マトリックス樹脂を熱分解して再生強化繊維を含む加熱処理物を得る工程。
工程(b):必要に応じて、加熱処理物を、その長手方向が進行方向となるように移動させながら切断することによって、再生強化繊維を含む加熱処理物片を回収する工程。
工程(c):必要に応じて、加熱処理物片を酸化性雰囲気下でさらに加熱して樹脂残渣を低減する工程。
工程(d): 必要に応じて、加熱処理物片を加工する工程。
<Method of manufacturing recycled reinforcing fiber>
The method for producing regenerated reinforced fibers of the present invention is a method of recovering reinforced fibers from an intermediate product of fiber reinforced plastic and regenerating them as regenerated reinforced fibers.
The method for producing regenerated reinforcing fiber of the present invention specifically includes the following steps.
Step (a): a step of heating a continuous long intermediate product while moving it so that its longitudinal direction is the traveling direction to thermally decompose the matrix resin to obtain a heat-treated product containing regenerated reinforcing fibers. .
Step (b): A step of collecting a heat-treated product piece containing regenerated reinforcing fibers by cutting the heat-treated product while moving the longitudinal direction of the heat-treated product as the traveling direction, if necessary.
Step (c): A step of further heating the heat-treated piece under an oxidizing atmosphere to reduce the resin residue, if necessary.
Step (d): A step of processing the heat-treated product piece, if necessary.

以下、図1を参照しながら、本発明の再生強化繊維の製造方法の一例について詳細に説明する。   Hereinafter, an example of a method for producing a recycled reinforcing fiber of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

(工程(a))
巻出ロール10から中間製品100を巻き出し、トンネル状の加熱炉14内に通した後、一対のロールからなる送りロール12の間に通す。
送りロール12を回転駆動させることによって、連続した長尺の中間製品100を、巻出ロール10から引き出し、中間製品100の長手方向が進行方向となるように巻出ロール10から送りロール12に向かって加熱炉14内を移動させる。
中間製品100を加熱炉14内で移動させながら加熱することによって、中間製品100に含まれるマトリックス樹脂を熱分解(ガス化、炭化等)して再生強化繊維を含む加熱処理物102を得る。
(Process (a))
The intermediate product 100 is unwound from the unwinding roll 10, passed through a tunnel-shaped heating furnace 14, and then passed between a pair of feed rolls 12.
By rotating the feeding roll 12, the continuous long intermediate product 100 is pulled out from the unwinding roll 10, and the intermediate product 100 is directed from the unwinding roll 10 toward the feeding roll 12 so that the longitudinal direction of the intermediate product 100 is the traveling direction. To move inside the heating furnace 14.
By heating the intermediate product 100 while moving it in the heating furnace 14, the matrix resin contained in the intermediate product 100 is thermally decomposed (gasification, carbonization, etc.) to obtain a heat-treated product 102 containing regenerated reinforcing fibers.

中間製品の長さは、再生強化繊維の生産性がさらに高くなる点から、炉長プラス2m以上が好ましく、炉長プラス5m以上がより好ましく、炉長プラス10m以上がさらに好ましい。中間製品の長さは、長ければ長いほどよく、上限は特に限定されない。   The length of the intermediate product is preferably a furnace length plus 2 m or more, more preferably a furnace length plus 5 m or more, still more preferably a furnace length plus 10 m or more, from the viewpoint that the productivity of the recycled reinforcing fiber is further increased. The longer the intermediate product, the better, and the upper limit is not particularly limited.

加熱炉内は酸化性雰囲気、非酸化性雰囲気のいずれかとされる。強化繊維表面の酸化による劣化を抑制できる点から、非酸化性雰囲気が好ましい。非酸化性雰囲気としては、酸素ガスを含まない雰囲気、または酸素ガスを実質的に含まない雰囲気であればいずれも採用できる。酸素ガスを含まない、または酸素ガスを実質的に含まない不活性ガスを適宜、加熱炉内に導入してもよい。不活性ガスとしては、マトリックス樹脂を十分に熱分解でき、経済性、安全性の点から、窒素ガス雰囲気または過熱水蒸気雰囲気が好ましい。   The inside of the heating furnace is in an oxidizing atmosphere or a non-oxidizing atmosphere. A non-oxidizing atmosphere is preferable because the deterioration of the reinforcing fiber surface due to oxidation can be suppressed. As the non-oxidizing atmosphere, any atmosphere containing no oxygen gas or an atmosphere containing substantially no oxygen gas can be adopted. An inert gas containing no oxygen gas or substantially no oxygen gas may be appropriately introduced into the heating furnace. The inert gas is preferably a nitrogen gas atmosphere or a superheated steam atmosphere from the viewpoints of being able to sufficiently thermally decompose the matrix resin and being economical and safe.

中間製品を加熱するときの温度は、300〜1000℃の範囲で適宜設定すればよい。加熱温度は、300〜700℃が好ましく、400〜700℃がより好ましく、500〜700℃がさらに好ましい。加熱温度が前記範囲の下限値以上であれば、マトリックス樹脂を十分に熱分解できる。加熱温度が前記範囲の上限値以下であれば、エネルギーコストを抑えられ、設備仕様も安価にできる。加熱温度は、加熱炉内の雰囲気における温度である。   The temperature for heating the intermediate product may be appropriately set in the range of 300 to 1000 ° C. The heating temperature is preferably 300 to 700 ° C, more preferably 400 to 700 ° C, and further preferably 500 to 700 ° C. When the heating temperature is at least the lower limit value of the above range, the matrix resin can be sufficiently thermally decomposed. When the heating temperature is equal to or lower than the upper limit value of the above range, energy cost can be suppressed and equipment specifications can be reduced. The heating temperature is the temperature in the atmosphere in the heating furnace.

中間製品を加熱する時間(中間製品の加熱炉内の滞在時間)は、加熱温度に応じて10〜180分の範囲で適宜設定すればよい。加熱時間は、10〜180分が好ましく、10〜120分がより好ましく、10〜60分がさらに好ましい。加熱時間が前記範囲の下限値以上であれば、マトリックス樹脂を十分に熱分解できる。加熱時間が前記範囲の上限値以下であれば、スループットを高めることでき、生産性がさらに向上する。   The time for heating the intermediate product (the residence time of the intermediate product in the heating furnace) may be appropriately set within the range of 10 to 180 minutes depending on the heating temperature. The heating time is preferably 10 to 180 minutes, more preferably 10 to 120 minutes, still more preferably 10 to 60 minutes. When the heating time is at least the lower limit value of the above range, the matrix resin can be sufficiently thermally decomposed. When the heating time is not more than the upper limit value of the above range, the throughput can be increased and the productivity is further improved.

加熱処理物の樹脂残渣含有率は、加熱処理物の100質量%のうち、0.01〜30.0質量%が好ましく、3〜25質量%がより好ましく、5〜20質量%がさらに好ましい。加熱処理物の樹脂残渣含有率が前記範囲の下限値以上であれば、加熱処理物が強化繊維束としての形態を十分に保持でき、加熱処理物の取扱性がよくなる。そのため、加熱処理物を切断しやすくなり、再生強化繊維の生産性がさらに高くなる。また、加熱処理物を切断して得られた再生強化繊維が強化繊維束としての形態を十分に保持できる。加熱処理物の樹脂残渣含有率が前記範囲の上限値以下であれば、加熱処理物が硬すぎることがない。そのため、加熱処理物を切断しやすくなり、再生強化繊維の生産性がさらに高くなる。また、不純物である樹脂残渣が少なくなり、再生強化繊維としての品質が高くなる。   The resin residue content of the heat-treated product is preferably 0.01 to 30.0% by mass, more preferably 3 to 25% by mass, still more preferably 5 to 20% by mass, relative to 100% by mass of the heat-treated product. When the resin residue content of the heat-treated product is at least the lower limit value of the above range, the heat-treated product can sufficiently retain its form as a reinforcing fiber bundle, and the handleability of the heat-treated product is improved. Therefore, the heat-treated product is easily cut, and the productivity of the recycled reinforcing fiber is further increased. In addition, the recycled reinforcing fibers obtained by cutting the heat-treated product can sufficiently maintain the form as a reinforcing fiber bundle. If the resin residue content of the heat-treated product is at most the upper limit value of the above range, the heat-treated product will not be too hard. Therefore, the heat-treated product is easily cut, and the productivity of the recycled reinforcing fiber is further increased. Further, the resin residue which is an impurity is reduced, and the quality of the recycled reinforcing fiber is improved.

(工程(b))
加熱炉14を通過し、送りロール12から送り出されてきた加熱処理物102を、スリッター16によって長手方向に切断した後、スリッター16によって切断された加熱処理物102をギロチンカッター18によって短く裁断することによって、再生強化繊維を含む加熱処理物片104として回収する。
(Process (b))
After the heat-treated product 102 that has passed through the heating furnace 14 and has been sent out from the feed roll 12 is cut in the longitudinal direction by the slitter 16, the heat-treated product 102 cut by the slitter 16 is cut into short pieces by the guillotine cutter 18. Thus, the heat-treated product piece 104 containing the recycled reinforcing fibers is collected.

加熱処理物を切断して得られた加熱処理物片には樹脂残渣が少し含まれているため、複数の強化繊維間が樹脂残渣によって固着した状態にある。そのため、加熱処理物片は、強化繊維束、織物、不織布等としての形態を保持できる。よって、加熱処理物片は、それぞれの形態に応じた用途に再利用できる。例えば、チップ状の強化繊維束は、チョップド再生強化繊維束として再利用できる。   Since the heat-treated material piece obtained by cutting the heat-treated material contains a small amount of resin residue, the plurality of reinforcing fibers are fixed by the resin residue. Therefore, the heat-treated piece can retain the form of a reinforcing fiber bundle, a woven fabric, a non-woven fabric, or the like. Therefore, the heat-treated material piece can be reused for the purpose according to each form. For example, a chip-shaped reinforcing fiber bundle can be reused as a chopped recycled reinforcing fiber bundle.

(工程(c))
加熱処理物片には、樹脂残渣が含まれる。樹脂残渣が低減された再生強化繊維を得るために、加熱処理物片を酸化性雰囲気下でさらに加熱して樹脂残渣を酸化し、低減してもよい。酸化性雰囲気としては、酸素ガスを含む雰囲気であれば、いずれも採用できる。酸素ガスの濃度としては、0.1〜21体積%が好ましい。
酸化性雰囲気下で加熱された加熱処理物片は、樹脂残渣の除去が不十分な場合は強化繊維束となり、樹脂残渣の除去が十分な場合は、綿状強化繊維となる。
(Process (c))
The heat-treated product piece contains a resin residue. In order to obtain a recycled reinforcing fiber having a reduced resin residue, the heat-treated piece may be further heated in an oxidizing atmosphere to oxidize and reduce the resin residue. Any oxidizing atmosphere can be used as long as it contains oxygen gas. The concentration of oxygen gas is preferably 0.1 to 21% by volume.
The heat-treated material piece heated in an oxidizing atmosphere becomes a reinforcing fiber bundle when the resin residue is not sufficiently removed, and becomes a cotton-like reinforcing fiber when the resin residue is sufficiently removed.

加熱処理物片を加熱するときの温度は、300〜700℃が好ましく、400〜600℃がより好ましく、450〜550℃がさらに好ましい。加熱温度が前記範囲の下限値以上であれば、樹脂残渣を十分に除去できる。加熱温度が前記範囲の上限値以下であれば、再生強化繊維が劣化しにくく、再生強化繊維の機械特性等が低下しにくい。   300-700 degreeC is preferable, as for the temperature at the time of heating a heat-processed piece, 400-600 degreeC is more preferable, and 450-550 degreeC is further more preferable. When the heating temperature is at least the lower limit value of the above range, the resin residue can be sufficiently removed. When the heating temperature is at most the upper limit value of the above range, the recycled reinforcing fibers are less likely to deteriorate, and the mechanical properties of the recycled reinforcing fibers are less likely to deteriorate.

加熱処理物片を加熱する時間は、加熱温度に応じて10〜180分の範囲で適宜設定すればよい。加熱時間は、10〜180分が好ましく、10〜120分がより好ましく、10〜60分がより好ましい。加熱時間が前記範囲の下限値以上であれば、樹脂残渣を十分に除去できる。加熱温度が前記範囲の上限値以下であれば、スループットを高めることができる。   The time for heating the heat-treated piece may be appropriately set within the range of 10 to 180 minutes depending on the heating temperature. The heating time is preferably 10 to 180 minutes, more preferably 10 to 120 minutes, and further preferably 10 to 60 minutes. When the heating time is at least the lower limit value of the above range, the resin residue can be sufficiently removed. If the heating temperature is at most the upper limit value of the above range, the throughput can be increased.

(工程(d))
加熱処理物片を、公知の粉砕機を用いて細かく粉砕して、ミルド再生強化繊維を得てもよい。
(Process (d))
The heat-treated piece may be finely crushed using a known crusher to obtain a milled regenerated reinforcing fiber.

(作用機序)
以上説明した本発明の再生強化繊維の製造方法にあっては、連続した長尺の中間製品を、その長手方向が進行方向となるように移動させながら加熱することによって、マトリックス樹脂を熱分解して再生強化繊維を含む加熱処理物を得ているため、再生強化繊維を含む加熱処理物を連続して生産できる。また、中間製品を事前に切断することがないため、中間製品を取り扱いやすい。そのため、切断したプリプレグをバッチ式で加熱処理する従来の方法に比べて、中間製品から再生強化繊維を生産性よく得ることができる。
(Mechanism of action)
In the method for producing regenerated reinforcing fibers of the present invention described above, a continuous long intermediate product is heated while being moved so that the longitudinal direction thereof is the traveling direction, whereby the matrix resin is thermally decomposed. Since the heat-treated product containing the regenerated reinforcing fibers is obtained, the heat-treated product containing the regenerated reinforcing fibers can be continuously produced. Moreover, since the intermediate product is not cut in advance, it is easy to handle the intermediate product. Therefore, as compared with the conventional method in which the cut prepreg is heat-treated in a batch system, the recycled reinforcing fibers can be obtained from the intermediate product with high productivity.

<再生強化繊維の利用方法>
再生強化繊維は、繊維強化プラスチックの中間製品の強化繊維として再利用できる。
中間製品を製造する具体的な方法としては、下記の方法(α)が挙げられる。
方法(α):再生強化繊維および熱可塑性樹脂を混練して混練物を得て、混練物をペレットに加工する方法。
<How to use recycled reinforcing fibers>
Regenerated reinforcing fibers can be reused as reinforcing fibers for intermediate products of fiber-reinforced plastics.
The following method (α) may be mentioned as a specific method for producing the intermediate product.
Method (α): A method of kneading the recycled reinforcing fibers and the thermoplastic resin to obtain a kneaded product, and processing the kneaded product into pellets.

方法(α)に用いることができる再生強化繊維の形態は、長繊維束、短繊維束、強化繊維織物、チップ状強化繊維束、綿状強化繊維、ミルド強化繊維等が挙げられる。
方法(α)に用いることができる熱可塑性樹脂としては、ポリアミド(ナイロン等)、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン等)、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等)、ポリカーボネート、アクリル樹脂(ポリメチルメタクリレート(PMMA)等)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリフェニレンスルフィド、ポリスチレン樹脂、ポリフェニレンエーテル、ポリオキシメチレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリレート、ポリエーテルニトリル、フェノキシ樹脂、ポリブタジエン系樹脂、ポリイソプレン系樹脂、熱可塑エラストマー、これらの共重合体、変性体、ブレンド樹脂等が挙げられる。さらに、エラストマーやゴム成分を添加した樹脂であってもよい。
Examples of the form of the recycled reinforcing fibers that can be used in the method (α) include long fiber bundles, short fiber bundles, reinforcing fiber woven fabrics, chip-like reinforcing fiber bundles, cotton-like reinforcing fibers, and milled reinforcing fibers.
The thermoplastic resin that can be used in the method (α) includes polyamide (nylon, etc.), polyolefin (polyethylene, polypropylene, etc.), polyester (polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc.), polycarbonate. , Acrylic resin (polymethylmethacrylate (PMMA) etc.), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, polyphenylene sulfide, polystyrene resin, polyphenylene ether, polyoxymethylene, polyvinyl chloride, polyurethane, polyimide, polyamideimide, polyetherimide, Polysulfone, polyether sulfone, polyketone, polyether ketone, polyether ether ketone, polyarylate, poly Terunitoriru, phenoxy resins, polybutadiene resins, polyisoprene resins, thermoplastic elastomers, copolymers thereof, modified products, blends resins. Further, a resin added with an elastomer or a rubber component may be used.

方法(α)においては、例えば、再生強化繊維および熱可塑性樹脂を押出機で混練し、混練物をダイからストランドとして押し出し、ストランドを冷却した後、ペレタイザで切断することによって、ペレットを得る。   In the method (α), for example, pellets are obtained by kneading the recycled reinforcing fibers and the thermoplastic resin with an extruder, extruding the kneaded product as a strand from a die, cooling the strand, and then cutting the strand with a pelletizer.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

<測定>
(加熱処理物片の樹脂残渣含有率)
加熱処理物片の樹脂残渣含有率は、加熱処理前の繊維強化プラスチックの中間製品に含まれる強化繊維質量を強化繊維含有率から算出し、式(1)から求めた。
<Measurement>
(Resin residue content of heat treated pieces)
The resin residue content of the heat-treated piece was calculated from the formula (1) by calculating the mass of the reinforcing fiber contained in the intermediate product of the fiber-reinforced plastic before the heat treatment from the content of the reinforcing fiber.

<中間製品>
中間製品として、プリプレグ(長さ:20m、幅:30cm、厚さ:0.12mm、強化繊維の種類:PAN系炭素繊維、炭素繊維基材の種類:0°配向繊維束単層、マトリックス樹脂の種類:未硬化のエポキシ樹脂)を巻き回した巻出ロールを2本用意した。
<Intermediate product>
As an intermediate product, a prepreg (length: 20 m, width: 30 cm, thickness: 0.12 mm, type of reinforcing fiber: PAN-based carbon fiber, type of carbon fiber substrate: 0 ° oriented fiber bundle single layer, matrix resin Two types of unwinding rolls around which (uncured epoxy resin) was wound were prepared.

<実施例1>
図2に示す再生強化繊維の製造装置2を用意した。
ベルトコンベア20の金属メッシュからなる無端ベルトの上に連続した長尺のプリプレグを2本並べ、毎時12mで加熱炉14(長さ:4m)内を移動させた。加熱炉14内の窒素ガス雰囲気を維持しつつ、プリプレグを600℃で加熱し、加熱処理物を得た。加熱処理物をスリッター16にて切断し、ギロチンカッター18にて裁断して再生炭素繊維を含む加熱処理物片を得た。加熱処理物片の樹脂残渣含有率は、10質量%であった。再生炭素繊維を含む加熱処理物片を連続して得ることができた。
<Example 1>
An apparatus 2 for producing recycled reinforcing fibers shown in FIG. 2 was prepared.
Two continuous long prepregs were arranged on the endless belt made of metal mesh of the belt conveyor 20 and moved in the heating furnace 14 (length: 4 m) at 12 m / h. The prepreg was heated at 600 ° C. while maintaining the nitrogen gas atmosphere in the heating furnace 14 to obtain a heat-treated product. The heat-treated product was cut with a slitter 16 and cut with a guillotine cutter 18 to obtain a heat-treated product piece containing regenerated carbon fibers. The resin residue content of the heat-treated piece was 10% by mass. It was possible to continuously obtain pieces of the heat-treated product containing the regenerated carbon fiber.

<比較例1>
あらかじめスリッターおよびギロチンカッターで切断したプリプレグをトレイに充填し、600℃で120分間加熱し、加熱処理物を得た。加熱処理物片の樹脂残渣含有率は、16質量%であり、実施例1の加熱処理物片に比べてマトリックス樹脂の除去性が悪かった。
<Comparative Example 1>
The tray was filled with prepreg which was previously cut with a slitter and a guillotine cutter, and heated at 600 ° C. for 120 minutes to obtain a heat-treated product. The resin residue content of the heat-treated material piece was 16% by mass, and the matrix resin removability was poor as compared with the heat-treated material piece of Example 1.

本発明の再生強化繊維の製造方法は、繊維強化プラスチックの中間製品から強化繊維を再生強化繊維として回収する方法として有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The method for producing recycled reinforcing fibers of the present invention is useful as a method for recovering reinforcing fibers from recycled fiber-reinforced plastic intermediate products as recycled reinforcing fibers.

1 再生強化繊維の製造装置、2 再生強化繊維の製造装置、10 巻出ロール、12 送りロール、14 加熱炉、16 スリッター、18 ギロチンカッター、20 ベルトコンベア、100 中間製品、102 加熱処理物、104 加熱処理物片。   1 Recycled Reinforcement Fiber Manufacturing Equipment, 2 Recycled Reinforcement Fiber Manufacturing Equipment, 10 Unwinding Roll, 12 Feeding Roll, 14 Heating Furnace, 16 Slitter, 18 Guillotine Cutter, 20 Belt Conveyor, 100 Intermediate Product, 102 Heat Treated Product, 104 Heat-treated piece.

Claims (11)

強化繊維およびマトリックス樹脂を含む、繊維強化プラスチックの中間製品から前記強化繊維を再生強化繊維として得る方法であり、
連続した長尺の前記中間製品を、その長手方向が進行方向となるように移動させながら加熱することによって、前記マトリックス樹脂を熱分解して前記再生強化繊維を含む加熱処理物を得る、再生強化繊維の製造方法。
A method of obtaining the above-mentioned reinforcing fibers as recycled reinforcing fibers from an intermediate product of a fiber-reinforced plastic, including reinforcing fibers and a matrix resin,
By heating the continuous long intermediate product while moving it so that its longitudinal direction is the traveling direction, the matrix resin is thermally decomposed to obtain a heat-treated product containing the regenerated reinforcing fiber. Fiber manufacturing method.
前記中間製品を、一対のロールからなる送りロール、メッシュ状の無端ベルトを有するベルトコンベア、または一対のベルトコンベアからなるダブルベルトプレスで移動させる、請求項1に記載の再生強化繊維の製造方法。   The method for producing recycled reinforcing fibers according to claim 1, wherein the intermediate product is moved by a feed roll including a pair of rolls, a belt conveyor including a mesh-shaped endless belt, or a double belt press including a pair of belt conveyors. 前記加熱処理物を、その長手方向が進行方向となるように移動させながら切断する、請求項1または2に記載の再生強化繊維の製造方法。   The method for producing regenerated reinforcing fibers according to claim 1, wherein the heat-treated product is cut while being moved so that the longitudinal direction thereof is the traveling direction. 前記加熱処理物を、スリッター、ギロチンカッター、カッターミル、ロービングカッター、フライングシャー、超音波カッター、レーザーカッター、およびウォータージェットカッターからなる群から選ばれる少なくとも1種を用いて切断する、請求項3に記載の再生強化繊維の製造方法。   The heat-treated product is cut using at least one selected from the group consisting of a slitter, a guillotine cutter, a cutter mill, a roving cutter, a flying shear, an ultrasonic cutter, a laser cutter, and a water jet cutter. A method for producing the regenerated reinforcing fiber described. 前記強化繊維が、炭素繊維である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の再生強化繊維の製造方法。   The method for producing a recycled reinforcing fiber according to claim 1, wherein the reinforcing fiber is a carbon fiber. 前記中間製品が、プリプレグ、シートモールディングコンパウンド、トウプレグ、または炭素繊維ケーブルである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の再生強化繊維の製造方法。   The method for producing a recycled reinforcing fiber according to claim 1, wherein the intermediate product is a prepreg, a sheet molding compound, a tow prepreg, or a carbon fiber cable. 強化繊維およびマトリックス樹脂を含む、繊維強化プラスチックの中間製品から前記強化繊維を再生強化繊維として得る装置であり、
連続した長尺の前記中間製品を貯留する供給部と、
前記供給部から引き出された前記中間製品を、その長手方向が進行方向となるように移動させる搬送部と、
前記供給部から引き出されて移動する前記中間製品を加熱して、前記マトリックス樹脂を熱分解することによって前記再生強化繊維を含む加熱処理物を得る加熱部と
を備えた、再生強化繊維の製造装置。
A device for obtaining the reinforcing fibers as recycled reinforcing fibers from an intermediate product of a fiber-reinforced plastic, including reinforcing fibers and a matrix resin,
A supply unit for storing the continuous long intermediate product,
The intermediate product pulled out from the supply unit, a transport unit that moves so that the longitudinal direction is the traveling direction,
And a heating unit for heating the intermediate product pulled out of the supply unit and moving to thermally decompose the matrix resin to obtain a heat-treated product containing the regenerated reinforcing fiber. .
前記加熱部が、トンネル状の加熱炉を有する、請求項7に記載の再生強化繊維の製造装置。   The apparatus for producing regenerated reinforcing fibers according to claim 7, wherein the heating unit has a tunnel-shaped heating furnace. 前記搬送部が、一対のロールからなる送りロール、メッシュ状の無端ベルトを有するベルトコンベア、または一対のベルトコンベアからなるダブルベルトプレスを有する、請求項7または8に記載の再生強化繊維の製造装置。   9. The apparatus for producing regenerated reinforcing fibers according to claim 7, wherein the transport unit has a feed roll including a pair of rolls, a belt conveyor including a mesh-shaped endless belt, or a double belt press including a pair of belt conveyors. . 移動する前記加熱処理物を切断する切断部をさらに備えた、請求項7〜9のいずれか一項に記載の再生強化繊維の製造装置。   The apparatus for producing regenerated reinforcing fibers according to any one of claims 7 to 9, further comprising a cutting unit that cuts the moving heat-treated product. 前記切断部が、スリッター、ギロチンカッター、カッターミル、ロービングカッター、フライングシャー、超音波カッター、レーザーカッター、およびウォータージェットカッターからなる群から選ばれる少なくとも1種を有する、請求項10に記載の再生強化繊維の製造装置。   The regeneration strengthening according to claim 10, wherein the cutting portion has at least one selected from the group consisting of a slitter, a guillotine cutter, a cutter mill, a roving cutter, a flying shear, an ultrasonic cutter, a laser cutter, and a water jet cutter. Fiber manufacturing equipment.
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