JP6880908B2 - Separate recovery method of carbon fiber reinforced composite material from waste plastic mixture - Google Patents
Separate recovery method of carbon fiber reinforced composite material from waste plastic mixture Download PDFInfo
- Publication number
- JP6880908B2 JP6880908B2 JP2017062845A JP2017062845A JP6880908B2 JP 6880908 B2 JP6880908 B2 JP 6880908B2 JP 2017062845 A JP2017062845 A JP 2017062845A JP 2017062845 A JP2017062845 A JP 2017062845A JP 6880908 B2 JP6880908 B2 JP 6880908B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waste plastic
- conveyor
- magnet
- carbon fiber
- cfrp
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004033 plastic Substances 0.000 title claims description 97
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 title claims description 97
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims description 89
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 52
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 title claims description 47
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 title claims description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 36
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 34
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title claims description 27
- 239000011208 reinforced composite material Substances 0.000 title claims description 24
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 56
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 56
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 56
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010786 composite waste Substances 0.000 claims description 4
- 239000003733 fiber-reinforced composite Substances 0.000 claims 2
- BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] Chemical compound N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 8
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 6
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 230000005307 ferromagnetism Effects 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 3
- 230000005298 paramagnetic effect Effects 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 238000005526 cement kiln firing Methods 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 2
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002972 Acrylic fiber Polymers 0.000 description 1
- 229910000828 alnico Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000005504 petroleum refining Methods 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
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分別回収方法に関する。 The present invention relates to a method for separating and recovering 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、ポリプロピレン若しくはポリスチレン等の熱可塑性樹脂又はフェノール樹脂若しくは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ことから、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。 The 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 (hereinafter sometimes referred to as "CFRP") produced by combining this carbon fiber with a thermoplastic resin such as polyethylene, polypropylene or polystyrene or a thermosetting resin such as a phenol resin or an epoxy resin is used. It is widely used in aircraft parts, automobile parts, sporting goods, etc. because it is lightweight but has excellent mechanical properties such as strength and impact resistance. However, CFRP is discarded as waste plastic after use because a recycling route has not been established. Waste plastic may be used as a fuel for firing in a kiln as a substitute waste for thermal energy.
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、例えばキルンでの焼成用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 fuel, for example, when it is used as a fuel for firing in a kiln, in an electrostatic precipitator that collects soot in cement kiln firing exhaust gas, the efficiency of collecting soot is improved. There is a problem that causes a drop. This is because the carbon fibers are conductive and flame-retardant, and the carbon fibers entering the electrostatic precipitator cause a decrease in electric charge, which in turn deteriorates the performance of the electrostatic precipitator. by. In order to prevent the charge of the electrostatic precipitator from being reduced by carbon fiber,
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
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して分別回収する方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for efficiently sorting and separately recovering a plastic containing carbon fibers 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、電磁誘導を用いて炭素繊維強化複合材料に反発力を発生させ、炭素繊維強化複合材料のみを選択的に排出する工程を組み入れ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 diligent studies to solve the above problems, the present inventor has performed a step of generating a repulsive force in the carbon fiber reinforced composite material by using electromagnetic induction and selectively discharging only the carbon fiber reinforced composite material. The present invention has been completed by finding a finding that can solve the above-mentioned problems by incorporating the above-mentioned problems.
本発明は、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投入搬送工程と、
前記コンベアにおける前記廃プラスチック混合物の投入位置よりも下流の位置に設置された磁石の回転による電磁誘導作用によって、該廃プラスチック混合物中の前記炭素繊維強化複合材料を、該コンベアの搬送経路外へ排出する排出工程と、
排出された前記炭素繊維強化複合材料と、前記コンベアに搬送される前記廃プラスチックとをそれぞれ別個に回収する回収工程と、を含む廃プラスチック混合物からの炭素繊維強化複合材料の分別回収方法を提供するものである。
The present invention comprises a loading and transporting process of loading and transporting a waste plastic mixture containing a carbon fiber reinforced composite material and waste plastic onto a conveyor.
The carbon fiber reinforced composite material in the waste plastic mixture is discharged out of the transport path of the conveyor by an electromagnetic induction action due to the rotation of a magnet installed at a position downstream of the charging position of the waste plastic mixture on the conveyor. Discharge process and
Provided is a recovery step for separately recovering the discharged carbon fiber reinforced composite material and the waste plastic conveyed to the conveyor, and a method for separating and recovering the carbon fiber reinforced composite material from the waste plastic mixture containing the waste plastic mixture. It is a thing.
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して分別回収することができる。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して分別回収できる。
According to the present invention, the carbon fiber reinforced composite material can be effectively selected from the waste plastic mixture and separated and recovered. In addition, the selected carbon fiber reinforced composite material can be separately crushed 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 and utilization.
Further, according to the present invention, the metallic foreign matter contained in the waste plastic mixture can be sorted and collected at the same time as 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繊維であり、繊維中の炭素含有率が90質量%以上となっているものである。炭素繊維は、この構造に由来して一般に軽量、高強度、高弾性及び高導電性のものである。炭素繊維は、例えば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。 Hereinafter, the present invention will be described based on its preferred embodiment. In the present invention, the carbon fiber is a fiber made of carbon having a graphite structure, and the carbon content in the fiber is 90% by mass or more. Carbon fibers are generally lightweight, high strength, highly elastic and highly conductive due to this structure. As carbon fibers, for example, fibers made of polyacrylic nitrile (PAN) or fibers made of pitch, which is a by-product of petroleum refining and carbonization, are subjected to flame resistance treatment at 150 to 400 ° C. in the air, and further in the absence of oxygen. It can be obtained by carbonization treatment at 800 to 1500 ° C.
本発明において分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、ポリプロピレン及びポリスチレン等の熱可塑性樹脂、並びにフェノール樹脂及びエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等が挙げられるが、これらに限られない。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 sorted in the present invention includes carbon fibers and a resin. Examples of the resin contained in CFRP include, but are not limited to, thermoplastic resins such as polyethylene, polypropylene and polystyrene, and thermosetting resins such as phenol resin and epoxy resin. These resins can be used by mixing, melting, welding or impregnating with carbon fibers, or by coating the surface of carbon fibers, and the type and content of carbon fibers and resins to be used can be appropriately selected according to the application 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, sports equipment, and construction and civil engineering fields. Therefore, plastics containing CFRP are often discharged as general household waste, shredder dust generated in the industrial production process of CFRP, and disposal of automobiles and home appliances, and are discarded as a mixture of plastics with or without CFRP. Ru. Further, the discarded plastic mixture, that is, the waste plastic mixture containing CFRP and waste plastic, may be mixed with foreign substances such as metal and rubber in addition to CFRP due to insufficient separation.
これで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分別回収方法を、図面を参照しながら説明する。 With this, the waste plastic mixture is crushed without completely removing CFRP and mixed foreign substances in the process of intermediate waste treatment for the purpose of weight reduction and resource recovery, and the crushed material is landfilled as final disposal. It was either used or reused as a fuel material. 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. The method for separating and recovering the carbon fiber reinforced composite material from the waste plastic mixture will be described below with reference to the drawings.
本発明の分別回収方法は、以下の(ア)−(ウ)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投入搬送工程。
(イ)前記コンベアにおける前記廃プラスチック混合物の投入位置よりも下流の位置に設置された磁石の回転による電磁誘導作用によって、該廃プラスチック混合物中の前記炭素繊維強化複合材料を、該コンベアの搬送経路外へ排出する排出工程。
(ウ)排出された前記炭素繊維強化複合材料と、前記コンベアに搬送される前記廃プラスチックとをそれぞれ別個に回収する回収工程。
The separate collection method of the present invention is roughly classified into the following steps (a)-(c).
(A) A loading and transporting process in which a waste plastic mixture containing a carbon fiber reinforced composite material and waste plastic is loaded onto a conveyor and transported.
(B) The carbon fiber reinforced composite material in the waste plastic mixture is conveyed to the conveyor by an electromagnetic induction action due to the rotation of a magnet installed at a position downstream of the charging position of the waste plastic mixture on the conveyor. Discharge process to discharge to the outside.
(C) A recovery step of separately recovering the discharged carbon fiber reinforced composite material and the waste plastic conveyed to the conveyor.
前記の(ア)−(ウ)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、磁石5及び分別回収容器6を具備している。
The separate collection method of the present invention including the steps (a)-(c) described above can be suitably performed by, for example, the
<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、CFRPと廃プラスチック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」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 on a conveyor. In the
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CFRPの選別の容易さの観点から、100mm四方程度以下となるように破砕されたものを用いることが好ましい。 The shape of the waste plastic mixture to be treated is not particularly limited, and for example, a spherical shape, a flake shape, a plate shape, or a combination thereof can be used. The waste plastic mixture is preferably in a crushed state. Known means can be used as a method for crushing the waste plastic mixture. In the present invention, from the viewpoint of stable supply to the conveyor and ease of sorting CFRP, it is preferable to use one crushed so as to be about 100 mm square or less.
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。
The
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。コンベアとしてベルトコンベアを採用した場合、コンベア4のベルトは非磁性材料製、例えば樹脂製であることが好ましい。この理由は、廃プラスチック混合物からのCFRFの選別に磁石を用いるからである。
The conveyor 4 in the
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
<排出工程>
排出工程においては、磁石の回転による電磁誘導作用によって、廃プラスチック混合物中のCFRPを排出する。この目的のために、磁石を、コンベア4における廃プラスチック混合物の投入位置よりも下流の位置に設置しておく。図1に示す実施形態においては、ベルトコンベア43の搬送方向Rに沿う下流の位置に設置された従動ロール42の内部に磁石5が配置されている。磁石5は円筒状の形状をなしている。磁石5の長手方向の長さは、ベルトコンベアの搬送方向Rに直交する幅と概ね一致している。また、図2(a)に示すとおり、磁石5は、該磁石5の長手方向と直交する断面において、磁石5の外周面に磁石のS極とN極とが円周方向に向けて交互に位置するように磁極が配されている。したがって、磁石5を平面視した場合、図2(b)に示すとおり、磁石5の回転に連れてS極とN極とが交互に現れるようになる。その結果、磁石5の直上においては磁極が連続して変化し、その変化に起因して電磁誘導作用が生じる。
<Discharge process>
In the discharge process, CFRP in the waste plastic mixture is discharged by the electromagnetic induction action due to the rotation of the magnet. For this purpose, the magnet is installed at a position downstream of the charging position of the waste plastic mixture on the conveyor 4. In the embodiment shown in FIG. 1, the
磁石5は、永久磁石であってもよく、あるいは電磁石であってもよい。永久磁石と電磁石を組み合わせて使用してもよい。また磁石5は駆動ロールと別の動力装置(図示せず)を用い、駆動ロールよりも高速で回転させることが好ましい。この場合、磁石5は、コンベア4のベルト43の移動方向と同方向に回転し、その回転速度は1500rpm〜3000rpm程度であることが好ましい。
The
コンベア4によって搬送された廃プラスチック混合物が磁石5の上方に搬送されて来た際に、高速回転する磁石5によってCFRPに電磁誘導作用を生じさせ、CFRPの内部に渦電流を発生させる。その結果、コンベア4のベルト43面に対向する方向に発生した電磁気的な反発力(以下、単に「反発力」とも言う。)によって廃プラスチック混合物に含まれるCFRPがコンベア4から弾き飛ばされ、搬送経路外へ排出される。それに対して、廃プラスチックは磁力に起因する作用を受けないため、反発力が発生せず、コンベア43上に残存し、コンベアの下流端から鉛直下方に向けて自由落下することになる。
When the waste plastic mixture conveyed by the conveyor 4 is conveyed above the
一般的に炭素繊維は金属と比較して導電性に劣り、炭素繊維の繊維径は数μmと細いものであるため、電磁誘導作用に起因して炭素繊維中に流れる渦電流は金属中に流れる渦電流よりも小さくなりがちである。炭素繊維中に流れる渦電流が小さいとCFRPに働く反発力が弱いものとなり、その結果、CFRPをコンベア上から排出することが困難になり、更にはCFRPと廃プラスチックとの選別が困難になる場合がある。そこで、CFRPの選別を一層効率的に行う観点から、磁石5の回転を利用した磁界の変化を増大させ、CFRPに働く反発力を強くする方法を採用することが好ましい。具体的には、(i)磁石5として永久磁石及び電磁石の少なくとも一種を使用する方法、(ii)磁石5の回転速度を上げる方法、又は(iii)磁石5を多く使用するなどにより、磁石の外周面に露出する磁極数を増やすことで磁石1回転あたりの磁界変化を増大する方法、が挙げられる。このいずれの方法を採用しても、炭素繊維中に発生する渦電流を高くさせることに起因してCFRPに働く反発力を強くでき、CFRPの選別を一層効率的に行うことができる。また、これらの方法を複数組み合わせて行うこともできる。
Generally, carbon fibers are inferior in conductivity to metals, and the fiber diameter of carbon fibers is as small as several μm. Therefore, eddy currents flowing in carbon fibers due to electromagnetic induction action flow in metal. It tends to be smaller than the eddy current. When the eddy current flowing in the carbon fiber is small, the repulsive force acting on the CFRP becomes weak, and as a result, it becomes difficult to discharge the CFRP from the conveyor, and further, it becomes difficult to sort the CFRP from the waste plastic. There is. Therefore, from the viewpoint of more efficiently selecting CFRP, it is preferable to adopt a method of increasing the change of the magnetic field using the rotation of the
上述の(i)の方法において使用される永久磁石としては、アルニコ磁石、フェライト磁石及びネオジム磁石などが挙げられる。磁界の変化に起因した強力な反発力をCFRPに発生させる観点から、ネオジム磁石を用いることが好ましい。 Examples of the permanent magnet used in the above method (i) include alnico magnets, ferrite magnets, neodymium magnets, and the like. It is preferable to use a neodymium magnet from the viewpoint of generating a strong repulsive force due to a change in the magnetic field in the CFRP.
上述の(i)において使用される電磁石においては、永久磁石等の磁石を使用した場合と同様に、電磁石の外周面にS極とN極とが円周方向に交互に出現するように電磁石を配置することが好ましい。またその場合、電磁石に流す交流電源を高い周波数にする方法、及び/又は電磁石に流す電圧を上げる方法を採用することにより、CFRP中の炭素繊維に発生する渦電流を大きくすることができ、それに起因した強い反発力によってCFRPの選別効率を更に上げることができる。 In the electromagnet used in (i) above, the electromagnet is provided so that the S pole and the N pole appear alternately in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the electromagnet, as in the case of using a magnet such as a permanent magnet. It is preferable to arrange it. In that case, the eddy current generated in the carbon fiber in CFRP can be increased by adopting a method of increasing the frequency of the AC power supply flowing through the electromagnet and / or a method of increasing the voltage flowing through the electromagnet. The resulting strong repulsive force can further improve the sorting efficiency of CFRP.
上述の(ii)において、CFRPの選別効率を上げる観点から、磁石の回転速度は、コンベア4のベルト43の移動方向と同方向に2000rpm以上であることが好ましく、2500rpm以上であることがより好ましい。上述の(iii)において、使用する磁石の数は、磁石5の1回転での磁極の変化が4回以上8回以下生じるような数であることが好ましい。
In (ii) above, from the viewpoint of increasing the sorting efficiency of CFRP, the rotation speed of the magnet is preferably 2000 rpm or more in the same direction as the moving direction of the
<回収工程>
回収工程では、廃プラスチック混合物からCFRPと廃プラスチックとを分別して回収する。この目的のために、図1に示すとおり、コンベア4の下流端の位置及び下流端よりも下流の位置に分別回収容器6が設けられている。コンベア4における下流側の位置に上述した磁石5が設けられていることより、コンベア4のベルト43上から排出されたCFRPと、コンベア4のベルト43面上に残存する廃プラスチックとを、それぞれコンベア4の下流端に設けられた分別回収容器6によって回収することができる。
<Recovery process>
In the recovery step, CFRP and waste plastic are separated and recovered from the waste plastic mixture. For this purpose, as shown in FIG. 1, a
再利用の容易さの観点から、CFRPと廃プラスチックとはそれぞれ別個に回収することが好ましい。分別回収容器6としては、図1に示すとおり、CFRP用回収容器61と、廃プラスチック用回収容器62とを用いることが好ましい。この場合、廃プラスチック用回収容器62をコンベア4の下流端の位置に配置して、自由落下する廃プラスチックを容器62内に直接回収することが好ましい。一方、CFRP用回収容器61は、磁石5によるCFRPの弾き飛ばされ具合に応じ、コンベア4の下流端の位置から更に下流に向けて離れた位置に配することが好ましい。CFRP用回収容器61の好適な設置位置は、CFRPが排出される距離を予め試験し、適切に分別回収できる位置に設置することが有利である。
From the viewpoint of ease of reuse, it is preferable to collect CFRP and waste plastic separately. As the
このように本発明の分別回収方法によれば、廃プラスチック混合物にCFRP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CFRPを選別して、分別回収することができる。廃プラスチックには、CFRP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、CFRP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。 As described above, according to the separate recovery method of the present invention, even when CFRP is contained in the waste plastic mixture, CFRP can be sorted from the waste plastic mixture and separately recovered. Since the waste plastic does not contain CFRP, it can be used as it is, for example, as a kiln calcined fuel. On the other hand, CFRP can be used as a kiln calcined fuel by performing appropriate pretreatment after separate collection.
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。なお本実施形態については、先に説明した実施形態と異なる点を主として説明し、同様の点については、先に説明した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た。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. It should be noted that the present embodiment mainly describes the points different from the above-described embodiment, and the above-described description of the embodiment is appropriately applied to the same points. Further, in FIG. 3, the same members as those in FIGS. 1 and 2 are designated 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磁性金属と非磁性金属とが含まれている場合に、排出工程において、CFRPと、磁性金属と、非磁性金属とを同時に排出する。 Metallic foreign substances may be mixed in the waste plastic mixture in the process of crushing or disposal, which hinders reuse such as incineration of plastic. Therefore, in the present embodiment, when the waste plastic mixture contains a magnetic metal and a non-magnetic metal in addition to the CFRP and the waste plastic, the CFRP, the magnetic metal, and the non-magnetic metal are simultaneously mixed in the discharge step. Discharge.
磁性金属を含む廃プラスチック混合物を処理対象とした場合、磁性金属には磁石の吸引力が作用するとともに、磁石5の回転による磁界の変化によって、電磁誘導作用に起因した反発力が発生する。この場合、磁石への吸引力の方が、電磁誘導作用に起因した反発力と比較して強いので、図3に示すとおり、磁性金属9はベルト43から排出されることなくベルト43に付着したまま従動ロール42の外周に沿ってコンベア4の下部まで搬送される。そしてベルト43が従動ロール42の周面から離れ始めるに連れて、磁石5の磁力が磁性金属に及びにくくなり、磁性金属の磁石5への吸引力が小さくなってベルト43から離れて自由落下する。
When a waste plastic mixture containing a magnetic metal is treated, an attractive force of a magnet acts on the magnetic metal, and a repulsive force due to an electromagnetic induction action is generated by a change in a magnetic field due to the rotation of the
一方、非磁性金属を含む廃プラスチック混合物を処理対象とした場合、該非磁性金属には磁石5の吸引力は作用しないが、非磁性金属は導電性を有するために渦電流の発生に起因した反発力が発生する。非磁性金属はCFRPに比べて導電性が良好なので渦電流の発生が多くなり、非磁性金属に生じる反発力がCFRPと比較して大きくなる。そのことに起因して、図3に示すとおり非磁性金属10はCFRP7よりも遠くまで弾き飛ばされて、コンベア4の搬送経路から排出される。
On the other hand, when a waste plastic mixture containing a non-magnetic metal is treated, the attractive force of the
このように、CFRP、廃プラスチック、磁性金属及び非磁性金属では、磁石の吸引力と、磁石の回転による電磁誘導作用によって生じる反発力とがそれぞれ異なることから、これらの違いを利用してCFRPと磁性金属と非磁性金属とを同時にコンベアの搬送経路外へ排出させることができる。なお、磁性金属とは、強磁性を有する金属のことを指し、強磁性を有する金属単体及び強磁性を有する金属との合金を包含する。また、非磁性金属とは、常磁性又は反磁性の金属のことを指し、常磁性又は反磁性の金属単体及び常磁性又は反磁性の金属との合金を包含する。 As described above, in CFRP, waste plastics, magnetic metals and non-magnetic metals, the attractive force of the magnet and the repulsive force generated by the electromagnetic induction action due to the rotation of the magnet are different from each other. The magnetic metal and the non-magnetic metal can be discharged out of the transport path of the conveyor at the same time. The magnetic metal refers to a metal having ferromagnetism, and includes a single metal having ferromagnetism and an alloy with a metal having ferromagnetism. The non-magnetic metal refers to a paramagnetic or anti-magnetic metal, and includes a paramagnetic or anti-magnetic metal alone and an alloy with a paramagnetic or anti-magnetic metal.
本実施形態においては、図3に示すとおり、選別装置1の分別回収容器6として、CFRP用回収容器61、プラスチック用回収容器62に加えて、磁性金属用回収容器63及び非磁性金属用回収容器64を用いることが好ましい。磁性金属用回収容器63は、プラスチック用回収容器62よりも駆動ロール41側に設置することが好ましく、ベルト43が従動ロール42の下部から離れ始める位置の直下よりも若干駆動ロール41寄りの位置に設置することがより好ましい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, as the
非磁性金属用回収容器64は、CFRP用回収容器61よりもコンベア4の下流端から更に下流寄りに離れた位置に設置されていることが好ましい。なお、磁性金属用回収容器63及び非磁性金属用回収容器64の好適な設置位置は、磁性金属及び非磁性金属が排出される距離を予め試験し、適切に分別回収できる位置に設置すればよい。
It is preferable that the non-magnetic
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、CFRPと、廃プラスチックと、磁性金属と非磁性金属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CFRP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、回収された非磁性金属及び磁性金属はそれぞれ別個に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, CFRP, waste plastic, magnetic metal and non-magnetic metal are simultaneously and individually sorted. Can be collected. Since the recovered waste plastic does not contain CFRP, it can be used as it is as a kiln firing fuel. In addition, the recovered CFRP can be used as a kiln calcined fuel by performing appropriate pretreatment. Further, the recovered non-magnetic metal and magnetic metal can be recycled separately.
以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記実施形態に制限されない。例えば前記の各実施形態においては、コンベア4の下流端に設置された従動ロール42内に磁石5を設置したが、磁石5の設置位置はこれに限られず、例えば図4に示すとおり、コンベア4の下流端の位置、すなわち従動ロール42の設置位置よりも上流寄りの位置に磁石5を回転自在に配置してもよい。
Although the present invention has been described above based on the preferred embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in each of the above embodiments, the
1 選別装置
2 貯蔵タンク
3 供給装置
4 コンベア
5 磁石
6 分別回収容器
61 CFRP用回収容器
62 プラスチック用回収容器
63 磁性金属用回収容器
64 非磁性金属用回収容器
7 炭素繊維強化複合材(CFRP)
8 廃プラスチック
9 磁性金属
10 非磁性金属
1 Sorting
8
Claims (4)
前記コンベアにおける前記廃プラスチック混合物の投入位置よりも下流の位置に設置された磁石の回転による電磁誘導作用によって、該廃プラスチック混合物中の前記炭素繊維強化複合材料を、該コンベアの搬送経路外へ排出する排出工程と、
排出された前記炭素繊維強化複合材料と、前記コンベアに搬送される前記廃プラスチックとをそれぞれ別個に回収する回収工程と、を含む廃プラスチック混合物からの炭素繊維強化複合材料の分別回収方法。 A loading and transporting process in which a waste plastic mixture containing a carbon fiber reinforced composite material and waste plastic is loaded and transported on a conveyor, and
The carbon fiber reinforced composite material in the waste plastic mixture is discharged out of the transport path of the conveyor by an electromagnetic induction action due to the rotation of a magnet installed at a position downstream of the charging position of the waste plastic mixture on the conveyor. Discharge process and
A method for separating and recovering a carbon fiber-reinforced composite material from a waste plastic mixture, which comprises a recovery step of separately recovering the discharged carbon fiber-reinforced composite material and the waste plastic conveyed to the conveyor.
前記磁石として、回転に連れてS極とN極とが交互に現れるように磁極が配置されたものを用いる請求項1又は2に記載の分別回収方法。 The magnet is designed to rotate along the transport direction of the conveyor.
The separate collection method according to claim 1 or 2, wherein as the magnet, a magnet in which magnetic poles are arranged so that S poles and N poles appear alternately with rotation is used.
前記排出工程において、前記炭素繊維強化複合材料と、前記磁性金属と、前記非磁性金属とを同時に排出し、
前記回収工程において、前記炭素繊維強化複合材料と、前記廃プラスチックと、前記磁性金属と、前記非磁性金属とをそれぞれ別個に且つ同時に回収する、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の分別回収方法。 Further, the waste plastic mixture containing a magnetic metal and a non-magnetic metal is charged onto the conveyor in the charging step.
In the discharge step, the carbon fiber reinforced composite material, the magnetic metal, and the non-magnetic metal are simultaneously discharged.
The method according to any one of claims 1 to 3, wherein in the recovery step, the carbon fiber reinforced composite material, the waste plastic, the magnetic metal, and the non-magnetic metal are recovered separately and simultaneously. Separate collection method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017062845A JP6880908B2 (en) | 2017-03-28 | 2017-03-28 | Separate recovery method of carbon fiber reinforced composite material from waste plastic mixture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017062845A JP6880908B2 (en) | 2017-03-28 | 2017-03-28 | Separate recovery method of carbon fiber reinforced composite material from waste plastic mixture |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018165009A JP2018165009A (en) | 2018-10-25 |
JP6880908B2 true JP6880908B2 (en) | 2021-06-02 |
Family
ID=63922016
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017062845A Active JP6880908B2 (en) | 2017-03-28 | 2017-03-28 | Separate recovery method of carbon fiber reinforced composite material from waste plastic mixture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6880908B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7436147B2 (en) * | 2019-03-20 | 2024-02-21 | Ube三菱セメント株式会社 | Solid fuel manufacturing method and usage method, and solid fuel manufacturing device |
CN111571862B (en) * | 2020-05-20 | 2022-09-02 | 北京建筑大学 | Dry cleaning equipment and method for waste plastics in household garbage |
CN112845493B (en) * | 2020-12-02 | 2022-05-17 | 南京智海科技有限公司 | Carbon fiber recovery device and carbon fiber recovery method |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3998750B2 (en) * | 1997-03-28 | 2007-10-31 | 高橋 謙三 | Repulsive magnetic circuit type non-ferrous metal sorting device and rotary rotor used therefor |
JP4026268B2 (en) * | 1999-03-10 | 2007-12-26 | 東レ株式会社 | Waste FRP crushed material and cement material, concrete member or resin member containing the same |
JP4565461B2 (en) * | 2001-07-23 | 2010-10-20 | 日機装株式会社 | Recycling method for waste materials made of CFRP |
JP2004181281A (en) * | 2002-11-29 | 2004-07-02 | Nippon Magnetic Dressing Co Ltd | Non-magnetic metal sorting machine |
JP2008104915A (en) * | 2006-10-24 | 2008-05-08 | Osaka Magunetsutoroole Seisakusho:Kk | Aluminum sorting device |
JP5930661B2 (en) * | 2011-10-31 | 2016-06-08 | シャープ株式会社 | Method for recycling fiber reinforced plastic waste, recycled molded body, and recycling apparatus |
JP2015052467A (en) * | 2013-09-05 | 2015-03-19 | 国立大学法人東京工業大学 | Compound material inspection device and method |
JP6269925B2 (en) * | 2013-10-10 | 2018-01-31 | 国立大学法人岐阜大学 | Inspection method and inspection apparatus for carbon fiber reinforced composite material |
JP2016147437A (en) * | 2015-02-12 | 2016-08-18 | 住友大阪セメント株式会社 | Method for treating resin waste, and system for treating resin waste |
-
2017
- 2017-03-28 JP JP2017062845A patent/JP6880908B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018165009A (en) | 2018-10-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6880908B2 (en) | Separate recovery method of carbon fiber reinforced composite material from waste plastic mixture | |
Wu et al. | Triboelectrostatic separation for granular plastic waste recycling: A review | |
JP4686827B2 (en) | Reusable plastic production method and apparatus | |
US20160038950A1 (en) | Raw material sorting apparatus and method therefor | |
CN1354694A (en) | Method and apparatus for sorting particles with electric and magnetic forces | |
KR101799066B1 (en) | Waste wire treatment device | |
EP1859871B1 (en) | Method of separating foreign particle | |
JP2004000890A (en) | Shredder dust electrostatic separation apparatus and method | |
US20120199676A1 (en) | Method for Separating and Recovering Concentrated Copper and Other Metal from Processed Recycled Materials | |
Li et al. | Charge-decay electrostatic separation for removing Polyvinyl chloride from mixed plastic wastes | |
JP2007260498A (en) | Electrostatic separator, electrostatic separation system and electrostatic separation process for nonmagnetic metal-containing plastic | |
WO2014028012A2 (en) | Electrostatic system and method for sorting plastics | |
JP6370389B2 (en) | Friction-charged electrostatic sorting method for separation of ABS and PS waste plastic materials | |
JP6880909B2 (en) | How to Sort Carbon Fiber Reinforced Composites from Waste Plastic Mixtures | |
KR100974206B1 (en) | tribo-electrostatic seperator | |
JP2004243154A (en) | Flying ash treatment method and flying ash | |
US8627961B2 (en) | Eddy current separator | |
KR101794518B1 (en) | System for sorting automobile shredder residue and sorting method using the same | |
JP4271352B2 (en) | Static electricity generator and electrostatic separator for waste plastic containing aluminum | |
JP7359533B2 (en) | Waste separation equipment and separation method, and waste treatment system and treatment method | |
JP2009233538A (en) | Sorting apparatus and sorting method | |
Lai et al. | Characterizing a Novel Food Waste Recovery Process Using an Electrostatic Separator. | |
Wang et al. | Recovery of residual metals from− 0.5 mm non-metallic fractions in WPCBs using electrostatic separation enhanced by air classification | |
Kaya et al. | Sorting and Separation of WPCBs | |
CN106423569A (en) | Composite electrostatic separation method for resin and glass fibers in wasted circuit board |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200122 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201110 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210406 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210419 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6880908 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |