JP2022021812A - 炭素繊維の分離回収方法及び分離回収装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)所定の長さで略平行に配列された炭素繊維がマトリックス樹脂によって固化された炭素繊維強化樹脂の細片を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形成した樹脂残渣を有する炭素繊維集合体を、カード機に通して複数の炭素繊維束に分ける開繊を行った後、分離機にて前記樹脂残渣を含む粉塵と前記炭素繊維束とを分離して回収する炭素繊維の分離回収方法であって、
前記カード機は、供給された前記炭素繊維集合体を表面に植設されたピン針で上方から下方へ押し下げる方向に回転するテーカインと、当該テーカインの回転方向と反対方向に回転し表面に植設されたピン針で前記テーカインによって押し下げられた前記炭素繊維集合体を下方から上方へ押し上げるシリンダと、前記テーカインと前記シリンダとの上部境界部に配設され前記炭素繊維集合体が長手方向に通過する略V字状の経路を形成するブロック体とを備え、
上記経路を通過する前記炭素繊維集合体を前記シリンダのピン針が下方から保持した状態で、前記テーカインのピン針が、上方から下方に向けて前記炭素繊維集合体を前記炭素繊維の長手方向に割り裂いて複数の前記炭素繊維束に分ける開繊を行うことを特徴とする。
前記シリンダの回転速度は、前記テーカインの回転速度より速いことを特徴とする。
螺旋状に形成されたネジ山とネジ溝とを有する一対のネジ付きローラを備え、
前記炭素繊維強化樹脂の細片は、前記一対のネジ付きローラの間に前記炭素繊維強化樹脂を挟圧しながら前記ネジ付きローラを回転させて前記炭素繊維の長手方向に沿って通過させることによって、前記炭素繊維強化樹脂を前記炭素繊維同士の境界部に沿って複数に分割して形成することを特徴とする。
前記カード機は、フィードローラから供給された前記炭素繊維集合体を表面に植設されたピン針で上方から下方へ押し下げる方向に回転するテーカインと、当該テーカインの回転方向と反対方向に回転し表面に植設されたピン針で前記テーカインによって押し下げられた前記炭素繊維集合体を下方から上方へ押し上げるシリンダと、前記テーカインと前記シリンダとの上部境界部に配設され前記炭素繊維集合体が長手方向に通過する略V字状の経路を形成するブロック体とを備え、
上記経路を通過する前記炭素繊維集合体を前記シリンダのピン針が下方から保持した状態で、前記テーカインのピン針が、上方から下方に向けて前記炭素繊維集合体を前記炭素繊維の長手方向に割り裂いて複数の前記炭素繊維束に分ける開繊を行うことを特徴とする。
前記分離機には、前記カード機から前記炭素繊維束と前記粉塵とを送風ファンによって浮遊させながら空気室へ送給させる送給ダクトと、前記空気室内に上下で隙間を有して配置され、送給された前記炭素繊維束と前記粉塵とを分離させつつ吸引する上下一対の吸引ケージと、当該吸引ケージの排気ダクトに接続され、前記吸引ケージが吸引した前記粉塵を回収する集塵装置と、前記吸引ケージ同士の隙間をウェブ状に積層して通過する前記炭素繊維束の積層体を前記空気室から排出するデリバリローラとを備えていることを特徴とする。
前記集塵装置には、前記排気ダクトが外周壁に対して接線方向で接続された外筒と、当該外筒の中央部に上方から所定の高さまで挿入された内筒とを有し、前記粉塵を前記内筒に沿って螺旋状に旋回下降させて短繊維化された炭素繊維を外筒底部に堆積させて回収するサイクロン式分離装置と、前記内筒から排出された他の粉塵を捕獲するフィルタ装置とを備えていることを特徴とする。
先ず、本実施形態に係る炭素繊維の分離回収方法について、図1~図7を用いて説明する。図1に、本実施形態に係る炭素繊維の分離回収装置の模式的断面図を示す。図2に、図1に示すA部における詳細断面図を示す。図3に、図1に示すA部において、炭素繊維集合体を炭素繊維の長手方向に割り裂いて複数の炭素繊維束に分ける開繊の状況を現す模式的斜視図を示す。図4に、炭素繊維強化樹脂の細片を形成するネジ付きローラ装置の模式的断面図を示す。図5に、図4に示すネジ付きローラ装置の要部断面図を示す。図6に、図4に示すネジ付きローラ装置によって分割した炭素繊維強化樹脂の細片を加熱して、マトリックス樹脂を熱分解する状況を現す模式的斜視図を示す。図7に、本実施形態に係る炭素繊維の分離回収方法の一例におけるフローチャート図を示す。
次に、本他の実施形態に係る炭素繊維の分離回収装置について、図1~図3を用いて説明する。図1に、本実施形態に係る炭素繊維の分離回収装置の模式的断面図を示す。図2に、図1に示すA部における詳細断面図を示す。図3に、図1に示すA部において、炭素繊維集合体を炭素繊維の長手方向に割り裂いて複数の炭素繊維束に分ける開繊の状況を現す模式的斜視図を示す。
以上、詳細に説明したように、本実施形態に係る炭素繊維の分離回収方法によれば、カード機4は、供給された炭素繊維集合体1Tを表面に植設されたピン針421で上方から下方へ押し下げる方向に回転するテーカイン42と、当該テーカイン42の回転方向F1と反対方向F2に回転し表面に植設されたピン針431でテーカイン42によって押し下げられた炭素繊維集合体1Tを下方から上方へ押し上げるシリンダ43と、テーカイン42とシリンダ43との上部境界部に配設され炭素繊維集合体1Tが長手方向に通過する略V字状の経路KRを形成するブロック体44とを備え、上記経路KRを通過する炭素繊維集合体1Tをシリンダ43のピン針431が下方から保持した状態で、テーカイン42のピン針421が、上方から下方に向けて炭素繊維集合体1Tを炭素繊維11の長手方向に割り裂いて複数の炭素繊維束1TBに分ける開繊を行うので、炭素繊維集合体1Tを炭素繊維11に沿って竹割りのように割ることができる。そのため、炭素繊維束1TBに分ける開繊に伴う炭素繊維11の折損を大幅に低減でき、元の炭素繊維11の長さを略維持することができる。
1S 細片
1T 炭素繊維集合体
1TB 炭素繊維束
1TBM 積層体
2 ローラ装置
3 加熱炉
4 カード機
5 分離機
10 分離回収装置
11、11Z 炭素繊維
12 マトリックス樹脂
13 樹脂残渣
21、22 ネジ付きローラ
41 フィードローラ
42 テーカイン
43 シリンダ
44 ブロック体
46 送風ファン
47 送給ダクト
51 空気室
52、53 吸引ケージ
54 排気ダクト
55 集塵装置
55S サイクロン式分離装置
57 デリバリローラ
211、221 ネジ山
212、222 ネジ溝
421、431 ピン針
551 外筒
552 内筒
553 外筒底部
554 フィルタ装置
FZ 粉塵
KR 経路
V1、V2 回転速度
Claims (6)
- 所定の長さで略平行に配列された炭素繊維がマトリックス樹脂によって固化された炭素繊維強化樹脂の細片を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形成した樹脂残渣を有する炭素繊維集合体を、カード機に通して複数の炭素繊維束に分ける開繊を行った後、分離機にて前記樹脂残渣を含む粉塵と前記炭素繊維束とを分離して回収する炭素繊維の分離回収方法であって、
前記カード機は、供給された前記炭素繊維集合体を表面に植設されたピン針で上方から下方へ押し下げる方向に回転するテーカインと、当該テーカインの回転方向と反対方向に回転し表面に植設されたピン針で前記テーカインによって押し下げられた前記炭素繊維集合体を下方から上方へ押し上げるシリンダと、前記テーカインと前記シリンダとの上部境界部に配設され前記炭素繊維集合体が長手方向に通過する略V字状の経路を形成するブロック体とを備え、
上記経路を通過する前記炭素繊維集合体を前記シリンダのピン針が下方から保持した状態で、前記テーカインのピン針が、上方から下方に向けて前記炭素繊維集合体を前記炭素繊維の長手方向に割り裂いて複数の前記炭素繊維束に分ける開繊を行うことを特徴とする炭素繊維の分離回収方法。 - 請求項1に記載された炭素繊維の分離回収方法において、
前記シリンダの回転速度は、前記テーカインの回転速度より速いことを特徴とする炭素繊維の分離回収方法。 - 請求項1又は請求項2に記載された炭素繊維の分離回収方法において、
螺旋状に形成されたネジ山とネジ溝とを有する一対のネジ付きローラを備え、
前記炭素繊維強化樹脂の細片は、前記一対のネジ付きローラの間に前記炭素繊維強化樹脂を挟圧しながら前記ネジ付きローラを回転させて前記炭素繊維の長手方向に沿って通過させることによって、前記炭素繊維強化樹脂を前記炭素繊維同士の境界部に沿って複数に分割して形成することを特徴とする炭素繊維の分離回収方法。 - カード機と分離機とを備え、所定の長さで略平行に配列された炭素繊維がマトリックス樹脂によって固化された炭素繊維強化樹脂の細片を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形成した樹脂残渣を有する炭素繊維集合体を、カード機に通して複数の炭素繊維束に分ける開繊を行った後、分離機にて前記樹脂残渣を含む粉塵と前記炭素繊維束とを分離して回収する炭素繊維の分離回収装置であって、
前記カード機は、フィードローラから供給された前記炭素繊維集合体を表面に植設されたピン針で上方から下方へ押し下げる方向に回転するテーカインと、当該テーカインの回転方向と反対方向に回転し表面に植設されたピン針で前記テーカインによって押し下げられた前記炭素繊維集合体を下方から上方へ押し上げるシリンダと、前記テーカインと前記シリンダとの上部境界部に配設され前記炭素繊維集合体が長手方向に通過する略V字状の経路を形成するブロック体とを備え、
上記経路を通過する前記炭素繊維集合体を前記シリンダのピン針が下方から保持した状態で、前記テーカインのピン針が、上方から下方に向けて前記炭素繊維集合体を前記炭素繊維の長手方向に割り裂いて複数の前記炭素繊維束に分ける開繊を行うことを特徴とする炭素繊維の分離回収装置。 - 請求項4に記載された炭素繊維の分離回収装置において、
前記分離機には、前記カード機から前記炭素繊維束と前記粉塵とを送風ファンによって浮遊させながら空気室へ送給させる送給ダクトと、前記空気室内に上下で隙間を有して配置され、送給された前記炭素繊維束と前記粉塵とを分離させつつ吸引する上下一対の吸引ケージと、当該吸引ケージの排気ダクトに接続され、前記吸引ケージが吸引した前記粉塵を回収する集塵装置と、前記吸引ケージ同士の隙間をウェブ状に積層して通過する前記炭素繊維束の積層体を前記空気室から排出するデリバリローラとを備えていることを特徴とする炭素繊維の分離回収装置。 - 請求項5に記載された炭素繊維の分離回収装置において、
前記集塵装置には、前記排気ダクトが外周壁に対して接線方向で接続された外筒と、当該外筒の中央部に上方から所定の高さまで挿入された内筒とを有し、前記粉塵を前記内筒に沿って螺旋状に旋回下降させて短繊維化された炭素繊維を外筒底部に堆積させて回収するサイクロン式分離装置と、前記内筒から排出された他の粉塵を捕獲するフィルタ装置とを備えていることを特徴とする炭素繊維の分離回収装置。
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JP2020125635A JP2022021812A (ja) | 2020-07-22 | 2020-07-22 | 炭素繊維の分離回収方法及び分離回収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2020125635A JP2022021812A (ja) | 2020-07-22 | 2020-07-22 | 炭素繊維の分離回収方法及び分離回収装置 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2020125635A Pending JP2022021812A (ja) | 2020-07-22 | 2020-07-22 | 炭素繊維の分離回収方法及び分離回収装置 |
Country Status (1)
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2020
- 2020-07-22 JP JP2020125635A patent/JP2022021812A/ja active Pending
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