JP6687030B2 - 無機材料の分離方法、再生材料の製造方法、及び有機物の除去方法 - Google Patents
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Description
<1>処理液に、前記処理液によって分解する第一の有機物と、前記処理液によって分解しない第二の有機物と、無機材料と、を含む複合材料を接触させる接触工程と、
第一の有機物の分解物及び第二の有機物を含む前記処理液と、前記無機材料と、を分離する分離工程と、をこの順に有し、
前記接触工程及び分離工程は、前記処理液の温度を第二の有機物の軟化点以上とすることを含む、無機材料の分離方法。
<2>前記分離工程後の無機材料を、追加処理液に接触させる追加接触工程と、
前記追加処理液と、前記無機材料と、を分離する追加分離工程と、をさらに有する、<1>に記載の無機材料の分離方法。
<3>第一の有機物はエステル結合を含有する樹脂を含む、<1>又は<2>に記載の無機材料の分離方法。
<4>第二の有機物は熱可塑性樹脂を含む、<1>〜<3>のいずれか1項に記載の無機材料の分離方法。
<5>前記無機材料は繊維状の無機材料を含む、<1>〜<4>のいずれか1項に記載の無機材料の分離方法。
<6>前記処理液は有機溶媒と、分解触媒とを含む、<1>〜<5>のいずれか1項に記載の無機材料の分離方法。
<7>処理液に、前記処理液によって分解する第一の有機物と、前記処理液によって分解しない第二の有機物と、無機材料と、を含む複合材料を接触させる接触工程と、
第一の有機物の分解物及び第二の有機物を含む前記処理液から、前記無機材料を再生材料として分離する分離工程と、をこの順に有し、
前記接触工程及び分離工程は、前記処理液の温度を第二の有機物の軟化点以上とすることを含む、再生材料の製造方法。
<8>第一の有機物はエステル結合を含有する樹脂を含む、<7>に記載の再生材料の製造方法。
<9>第二の有機物は熱可塑性樹脂を含む、<7>又は<8>に記載の再生材料の製造方法。
<10>前記無機材料は繊維状の無機材料を含む、<7>〜<9>のいずれか1項に記載の再生材料の製造方法。
<11>前記処理液は有機溶媒と、分解触媒とを含む、<7>〜<10>のいずれか1項に記載の再生材料の製造方法。
<12>処理液に、前記処理液に分解しない有機物が付着している無機材料を接触させる接触工程と、
前記有機物を含む前記処理液と、前記無機材料と、を分離する分離工程と、をこの順に有し、
前記接触工程及び分離工程は、前記処理液の温度を前記有機物の軟化点以上とすることを含む、有機物の除去方法。
<13>前記無機材料は集束体を形成していない繊維を含む、<12>に記載の有機物の除去方法。
<14>前記無機材料は複合材料から取り出された無機材料を含む、<12>又は<13>に記載の有機物の除去方法。
<15>前記有機物は熱可塑性樹脂を含む、<12>〜<14>のいずれか1項に記載の有機物の除去方法。
本明細書において「工程」との語には、他の工程から独立した工程に加え、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の目的が達成されれば、当該工程も含まれる。
本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲には、「〜」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書において組成物中の各成分の含有率は、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率を意味する。
本明細書において「層」との語には、当該層が存在する領域を観察したときに、当該領域の全体に形成されている場合に加え、当該領域の一部にのみ形成されている場合も含まれる。
本実施態様の無機材料の分離方法は、処理液に、前記処理液によって分解する第一の有機物と、前記処理液によって分解しない第二の有機物と、無機材料と、を含む複合材料を接触させる接触工程と、
第一の有機物の分解物及び第二の有機物を含む前記処理液と、前記無機材料と、を分離する分離工程と、をこの順に有し、
前記接触工程及び分離工程は、前記処理液の温度を第二の有機物の軟化点以上とすることを含む。
すなわち、処理液によって分解しない有機物であっても、複合材料と処理液とを接触させる際の処理液の温度を当該有機物の軟化点以上とすることにより、当該有機物は軟化して複合材料中の無機材料から分離し、処理液中に取り込まれる。
さらに、有機物を含む処理液と無機材料とが分離される際の処理液の温度を当該有機物の軟化点以上とすることにより、処理液中に取り込まれた有機物が無機材料に再付着するのが抑制される。その結果、処理液によって分解しない有機物であっても、無機材料から効率よく除去することができる。
尚、複合材料中の第二の有機物が第一の有機物中に島状に存在する場合には、第二の有機物の周囲にある第一の有機物が分解される際に第二の有機物も除去されるが、処理液の温度が第二の有機物の軟化点以上であるために、分離工程において無機材料への再付着が抑制される。
本実施形態の方法が適用可能な複合材料は、本実施形態の方法で使用する処理液によって分解する第一の有機物と、前記処理液に分解しない第二の有機物と、無機材料と、を含むものであれば特に制限されない。複合材料として具体的には、CFRP、GFRP、モールドコイル、モーターコイル等が挙げられる。
本実施形態の方法に用いられる処理液は、本実施形態の方法で使用する複合材料に含まれる第一の有機物を分解しうるものであれば特に制限されない。例えば、第一の有機物がエステル結合を含有する樹脂を含む場合は、エステル結合の分解を生じる処理液を用いることが好ましい。エステル結合の分解を生じる処理液としては、有機溶媒と分解触媒とを含む処理液が挙げられる。
接触工程では、処理液に、前記処理液によって分解する第一の有機物と、前記処理液によって分解しない第二の有機物と、無機材料と、を含む複合材料を接触させる。接触の方法は特に制限されない。例えば、処理液中に複合材料を浸漬する方法、処理液を複合材料に吹付又は塗布する方法等が挙げられる。処理液によって第一の有機物を効率的に分解し、分解物を処理液中に取り込む観点からは、処理液中に複合材料を浸漬する方法であることが好ましい。
なお、処理液によって第一の有機物が分解する温度が第二の有機物の軟化点よりも高い場合は、接触工程は、処理液の温度を第一の有機物が分解する温度以上とすることを含む。
分離工程では、第一の有機物の分解物及び第二の有機物を含む処理液と、無機材料と、を分離する。
処理液の温度の上限は、処理液の沸点をA℃としたときに(A−60)℃〜A℃の範囲であってよく、(A−20)℃〜(A−5)℃の範囲であることが好ましい。処理液の温度は、分離工程の開始から終了まで一定であっても、変化してもよい。
本実施形態の方法は、前記分離工程後の無機材料を、追加処理液に接触させる追加接触工程と、前記追加処理液と、前記無機材料と、を分離する追加分離工程と、をさらに有してもよい。
本実施形態の方法は、必要に応じて接触工程及び分離工程以外の工程を有していてもよい。例えば、分離後の無機材料を洗浄する工程、無機材料に付着している有機物が消失する温度で分離後の無機材料を熱処理する工程が挙げられる。
本実施態様の再生材料の製造方法は、処理液に、前記処理液によって分解する第一の有機物と、前記処理液によって分解しない第二の有機物と、無機材料と、を含む複合材料を接触させる接触工程と、
第一の有機物の分解物及び第二の有機物を含む処理液から、前記無機材料を再生材料として分離する分離工程と、をこの順に有し、
前記接触工程及び分離工程は、前記処理液の温度を第二の有機物の軟化点以上とすることを含む。
本実施形態の有機物の除去方法は、処理液に、前記処理液に分解しない有機物が付着している無機材料を接触させる接触工程と、
前記有機物を含む前記処理液と、前記無機材料と、を分離する分離工程と、をこの順に有し、
前記接触工程及び分離工程は、前記処理液の温度を前記有機物の軟化点以上とすることを含む。
下記に示す条件で、複合材料から無機材料を分離した。
複合材料としては、第一の有機物であるエステル結合を含有するエポキシ樹脂の硬化物と、第二の有機物であるポリプロピレン樹脂(エポキシ樹脂の硬化物中に分散している)と、無機材料である炭素繊維とから構成されているCFRP(厚さ5mmのシート状、樹脂含有率:40質量%)を使用した。処理液としては、ベンジルアルコールとリン酸三カリウムの混合物(リン酸三カリウムの濃度:10質量%)を使用した。
処理液を満たした容器中にCFRPを浸漬して、処理液を流動させながらCFRPに接触させた。容器としては、処理液を流入させるための管を重力方向にみて下部に、処理液を流出させるための管を重力方向にみて上部に備え、処理液が内部を重力方向にみて下から上に流動する構造を有するものを使用した。処理液の温度は190℃とし、190℃での保持時間は120分間とした。
溶解処理後に、処理液を容器内から排出させることで、炭素繊維と処理液を分離した。分離工程における処理液の温度は190℃とした。分離後の処理液は、エポキシ樹脂の分解物と、ポリプロピレン樹脂を含んでいた。
分離工程における処理液の温度を60℃とし、60℃での保持時間を120分間とした以外は実施例1と同様にして、CFRPから炭素繊維を分離した。
Claims (11)
- ベンジルアルコール及び1,4−ブタンジオールからなる群より選択される少なくとも1種を含む処理液に、前記処理液によって分解する第一の有機物と、第一の有機物中に島状に存在している前記処理液によって分解しない第二の有機物と、無機材料と、を含む複合材料を接触させる接触工程と、
第一の有機物の分解物及び第二の有機物を含む前記処理液と、前記無機材料と、を分離する分離工程と、をこの順に有し、
前記接触工程及び分離工程は、前記処理液の温度を第二の有機物の軟化点以上とすることを含む、無機材料の分離方法。 - 前記分離工程後の無機材料を、追加処理液に接触させる追加接触工程と、
前記追加処理液と、前記無機材料と、を分離する追加分離工程と、をさらに有する、請求項1に記載の無機材料の分離方法。 - 第一の有機物はエステル結合を含有する樹脂を含む、請求項1又は請求項2に記載の無機材料の分離方法。
- 第二の有機物は熱可塑性樹脂を含む、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の無機材料の分離方法。
- 前記無機材料は繊維状の無機材料を含む、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の無機材料の分離方法。
- 前記処理液は有機溶媒と、分解触媒とを含む、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の無機材料の分離方法。
- ベンジルアルコール及び1,4−ブタンジオールからなる群より選択される少なくとも1種を含む処理液に、前記処理液によって分解する第一の有機物と、第一の有機物中に島状に存在している前記処理液によって分解しない第二の有機物と、無機材料と、を含む複合材料を接触させる接触工程と、
第一の有機物の分解物及び第二の有機物を含む前記処理液から、前記無機材料を再生材料として分離する分離工程と、をこの順に有し、
前記接触工程及び分離工程は、前記処理液の温度を第二の有機物の軟化点以上とすることを含む、再生材料の製造方法。 - 第一の有機物はエステル結合を含有する樹脂を含む、請求項7に記載の再生材料の製造方法。
- 第二の有機物は熱可塑性樹脂を含む、請求項7又は請求項8に記載の再生材料の製造方法。
- 前記無機材料は繊維状の無機材料を含む、請求項7〜請求項9のいずれか1項に記載の再生材料の製造方法。
- 前記処理液は有機溶媒と、分解触媒とを含む、請求項7〜請求項10のいずれか1項に記載の再生材料の製造方法。
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