JP6880909B2 - How to Sort Carbon Fiber Reinforced Composites from Waste Plastic Mixtures - Google Patents

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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選別方法に関する。 The present invention relates to a method for selecting 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、ポリスチレン等の熱可塑性樹脂又はフェノール樹脂、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ため、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, may be 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. 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 the 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、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, there arises a problem in an electrostatic precipitator that collects soot dust in cement kiln calcined exhaust gas, which causes a decrease in soot dust collection efficiency. 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, Patent Document 1 states that when waste plastic containing CFRP is used in a cement manufacturing apparatus, the waste plastic is crushed to a certain particle size or less and cement kiln is used. A technique for supplying to a specific position in the inside has been proposed.

特開２００７−１３１４６３号公報JP-A-2007-131436

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 Patent Document 1, it is necessary to pulverize waste plastic containing CFRP to an average particle size of 3 mm or less, but waste plastic not containing CFRP does not need to be pulverized, and excessive pulverization is to be performed. Therefore, if CFRP can be sorted in advance from waste plastics, it is possible to treat only CFRPs individually and treat waste plastics other than CFRP by a normal method, which is efficient from the viewpoint of waste treatment. is there. However, at present, no effective means for selecting carbon fibers has been found.

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 selecting 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、電磁誘導加熱工程、温度測定工程、及び炭素繊維強化複合材料のみを選択的に排出する排出工程を組み合わせて用い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 used a combination of an electromagnetic induction heating step, a temperature measurement step, and a discharge step of selectively discharging only a carbon fiber reinforced composite material. We have found a finding that can solve the problem and completed the present invention.

本発明は、炭素繊維強化複合材料と廃プラスチックを含む廃プラスチック混合物をコンベア上流側からコンベア上に投入する投入工程と、
前記コンベアによって搬送される廃プラスチック混合物に電磁誘導加熱を行う加熱工程と、
前記廃プラスチック混合物の温度分布を測定する温度測定工程と、
前記温度測定工程で測定された前記温度分布に基づいて前記廃プラスチック混合物から前記炭素繊維強化複合材料を選別する選別工程と、
を備えた廃プラスチック混合物からの炭素繊維強化複合材料の選別方法を提供するものである。 The present invention comprises a loading process in which a waste plastic mixture containing a carbon fiber reinforced composite material and waste plastic is charged onto the conveyor from the upstream side of the conveyor.
A heating process in which electromagnetic induction heating is performed on the waste plastic mixture conveyed by the conveyor, and
A temperature measurement step for measuring the temperature distribution of the waste plastic mixture, and
A sorting step of selecting the carbon fiber reinforced composite material from the waste plastic mixture based on the temperature distribution measured in the temperature measuring step, and a sorting step.
Provided is a method for selecting a carbon fiber reinforced composite material from a waste plastic mixture comprising the above.

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できる。 According to the present invention, a carbon fiber reinforced composite material can be effectively selected from a waste plastic mixture. 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, metallic foreign substances contained in the waste plastic mixture can be sorted at the same time as the carbon fiber reinforced composite material.

図１は、本発明で好適に用いられる選別装置の模式図である。FIG. 1 is a schematic view of a sorting device preferably used in the present invention. 図２は、本発明で好適に用いられる別の選別装置の模式図である。FIG. 2 is a schematic view of another sorting device preferably used in the present invention. 図３は、本発明で好適に用いられる更に別の選別装置の模式図である。FIG. 3 is a schematic view of yet another sorting device preferably used in the present invention.

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軽量、高強度、高弾性、高導電性の繊維であり、繊維中の炭素含有率が９０％以上となっているものである。炭素繊維は、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 lightweight, high-strength, highly elastic, and highly conductive fiber made of carbon having a graphite structure, and the carbon content in the fiber is 90% or more. As carbon fibers, 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 800 in the absence of oxygen. It can be obtained by carbonization treatment at ~ 1500 ° C.

本発明において選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、ポリスチレン等の熱可塑性樹脂又はフェノール樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等が挙げられる。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 thermoplastic resins such as polyethylene, polypropylene and polystyrene, and thermosetting resins such as phenol resins and epoxy resins. 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.

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選別方法を、図面を参照しながら説明する。 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. Or it was 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 selecting the carbon fiber reinforced composite material from the waste plastic mixture will be described below with reference to the drawings.

本発明の選別方法は、以下の（ア）−（エ）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を含む廃プラスチック混合物をコンベア上流側からコンベア上に投入する投入工程。
（イ） 前記コンベアによって搬送される廃プラスチック混合物に電磁誘導加熱を行う加熱工程。
（ウ）前記廃プラスチック混合物の温度分布を測定する温度測定工程。
（エ）前記温度測定工程で測定された前記温度分布に基づいて前記廃プラスチック混合物から前記炭素繊維強化複合材料を選別する選別工程。 The sorting method of the present invention is roughly classified into the following steps (a)-(d).
(A) A loading process in which a waste plastic mixture containing a carbon fiber reinforced composite material and waste plastic is charged onto the conveyor from the upstream side of the conveyor.
(A) A heating step in which electromagnetic induction heating is performed on a waste plastic mixture conveyed by the conveyor.
(C) A temperature measuring step for measuring the temperature distribution of the waste plastic mixture.
(D) A sorting step of selecting the carbon fiber reinforced composite material from the waste plastic mixture based on the temperature distribution measured in the temperature measuring step.

前記の（ア）−（エ）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、電磁誘導加熱装置５、温度計６、信号処理装置７、制御装置８、空気噴射装置９及び選別回収容器１０を具備している。 The separate collection method of the present invention including the steps (a)-(d) described above can be suitably performed by, for example, the sorting device 1 shown in FIG. The sorting device 1 includes a storage tank 2, a supply device 3, a conveyor 4, an electromagnetic induction heating device 5, a thermometer 6, a signal processing device 7, a control device 8, an air injection device 9, and a sorting and collecting container 10.

＜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、ＣＦＲＰ３０と廃プラスチック４０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」は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 storage tank 2 shown in FIG. 1, a waste plastic mixture to be sorted is stored regardless of its type, composition, and the like. The waste plastic mixture to be treated in the present invention contains at least CFRP 30 and waste plastic 40, and may further contain other foreign substances such as metal and rubber. In addition, "waste plastic" refers to "waste plastic not containing CFRP", and "waste plastic" is also used in this sense in the following description.

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選別効率の観点から、後述する加熱工程の前に、廃プラスチック混合物を粒度別に予め選別しておく粒度選別工程を有していることが好ましい。粒度選別方法は特に制限はなく、ふるいなどの公知の粒度選別方法を用いることができる。 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 sorting efficiency, it is preferable to have a particle size sorting step in which the waste plastic mixture is sorted in advance according to the particle size before the heating step described later. The particle size sorting method is not particularly limited, and a known particle size sorting method such as a sieve can be used.

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。幅方向とは、搬送方向Ｒに直交する方向をいう。 The supply device 3 in the sorting device 1 shown in FIG. 1 is for charging the waste plastic mixture onto the conveyor 4 provided vertically below the supply device 3. The type of the supply device 3 is not particularly limited as long as it can quantitatively adjust the amount of the waste plastic mixture input to the conveyor 4. For example, as the supply device 3, a known fixed-quantity supply device such as a rotary feeder can be used. From the viewpoint of effectively sorting CFRP, it is preferable that the waste plastic mixture is not concentrated in the central portion in the width direction of the conveyor 4 but is dispersed and charged in the width direction of the conveyor 4. The width direction means a direction orthogonal to the transport direction R.

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。 The conveyor 4 in the sorting device 1 shown in FIG. 1 is used to convey the waste plastic mixture charged on the conveyor in one direction. The width and length of the conveyor 4 are not particularly limited and can be appropriately selected depending on the amount of the waste plastic mixture to be treated. The type of conveyor is also not particularly limited, and a roller conveyor, a belt conveyor made of an endless belt, or the like can be used, but from the viewpoint of using the waste plastic mixture for sorting without waste, the conveyor 4 is made of an endless belt as shown in FIG. It is preferable to use the belt conveyor 43.

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 belt conveyor 43 is bridged between the drive roll 41 and the driven roll 42, and makes a circumferential motion in the direction indicated by the reference numeral R in the figure. Therefore, the waste plastic mixture charged on the belt conveyor 43 is conveyed in the direction indicated by reference numeral R.

＜加熱工程＞
本工程では、コンベア４によって搬送される廃プラスチック混合物に電磁誘導加熱を行う。この目的のために、選別装置１は電磁誘導加熱装置５を備えている。電磁誘導加熱装置５は、周回する無端ベルト４３の周回軌道内に配置されている。電磁誘導加熱装置５は、廃プラスチック混合物の投入位置の直下又は該投入位置よりも若干下流の位置に配置されている。電磁誘導加熱装置５は、交流電源（図示せず）と交流電流を流すことが可能な銅などの金属製のコイル（図示せず）を備えている。コイルに交流電流を流すことで、コンベア４によって搬送される廃プラスチック混合物に電磁誘導効果を利用した加熱を行うことができる。具体的には、電磁誘導加熱装置５内のコイルに交流電源から供給された高周波交流電流を流すことで、コイルの周囲に方向及び強度の変化する磁力線を発生させる。発生した磁力線が、廃プラスチック混合物中に含まれる導電体を通過することによって、電磁誘導効果により導電体内部に渦電流が発生する。導電体内部に発生した渦電流は導電体自体が有する電気抵抗により、電磁誘導加熱装置５と物理的に非接触の状態で自己発熱する。加熱を効果的に行う観点から、交流の周波数は一般に１００ｋＨｚ以上であることが好ましく、特に後述する理由から２ＭＨｚ以上であることが好ましい。 <Heating process>
In this step, electromagnetic induction heating is performed on the waste plastic mixture conveyed by the conveyor 4. For this purpose, the sorting device 1 includes an electromagnetic induction heating device 5. The electromagnetic induction heating device 5 is arranged in the orbit of the orbiting endless belt 43. The electromagnetic induction heating device 5 is arranged immediately below the charging position of the waste plastic mixture or at a position slightly downstream from the charging position. The electromagnetic induction heating device 5 includes an AC power supply (not shown) and a metal coil (not shown) such as copper capable of passing an AC current. By passing an alternating current through the coil, the waste plastic mixture conveyed by the conveyor 4 can be heated by utilizing the electromagnetic induction effect. Specifically, by passing a high-frequency AC current supplied from an AC power supply through the coil in the electromagnetic induction heating device 5, magnetic field lines whose direction and strength change are generated around the coil. When the generated magnetic field lines pass through the conductor contained in the waste plastic mixture, an eddy current is generated inside the conductor due to the electromagnetic induction effect. The eddy current generated inside the conductor self-heats due to the electric resistance of the conductor itself in a state of being physically non-contact with the electromagnetic induction heating device 5. From the viewpoint of effective heating, the AC frequency is generally preferably 100 kHz or higher, and particularly preferably 2 MHz or higher for the reason described later.

ＣＦＲＰに含まれる炭素繊維は導電性であるのに対して、廃プラスチックは一般的に非導電性である。電磁誘導加熱装置５によって発生した磁力線にＣＦＲＰを通過させた場合には、ＣＦＲＰ３０に含まれる炭素繊維内部に磁力線の変化に起因して渦電流が発生し、渦電流と炭素繊維の電気抵抗とによって炭素繊維が自己発熱する。炭素繊維が自己発熱した結果、炭素繊維を含有するＣＦＲＰ３０全体に熱が伝播し、ＣＦＲＰ３０の温度が上昇する。それに対して、電磁誘導加熱装置５によって発生した磁力線に廃プラスチック４０を通過させた場合、一般的に非導電性である廃プラスチック４０は磁力線の影響を受けないため、磁力線の変化に起因した自己発熱を起こすことなく、廃プラスチック４０の温度はＣＦＲＰ３０と比較して低くなる。この磁力線に対する自己発熱の発生に起因して、ＣＦＲＰ３０と廃プラスチック４０との間には温度差が生じ、コンベアベルト上の廃プラスチック混合物は異なる温度分布を有する状態で搬送される。 Carbon fibers contained in CFRP are conductive, whereas waste plastics are generally non-conductive. When the CFRP is passed through the magnetic field lines generated by the electromagnetic induction heating device 5, an eddy current is generated inside the carbon fibers contained in the CFRP 30 due to the change in the magnetic field lines, and the eddy current and the electric resistance of the carbon fibers cause the eddy current. Carbon fiber self-heats. As a result of the carbon fibers self-heating, heat is propagated to the entire CFRP 30 containing the carbon fibers, and the temperature of the CFRP 30 rises. On the other hand, when the waste plastic 40 is passed through the magnetic field lines generated by the electromagnetic induction heating device 5, the waste plastic 40, which is generally non-conductive, is not affected by the magnetic field lines. The temperature of the waste plastic 40 is lower than that of the CFRP 30 without generating heat. Due to the generation of self-heating with respect to the magnetic field lines, a temperature difference occurs between the CFRP 30 and the waste plastic 40, and the waste plastic mixture on the conveyor belt is conveyed with different temperature distributions.

コンベア４によって搬送される廃プラスチック混合物に対して均一に磁力線を当てて加熱する観点から、電磁誘導加熱装置５はベルト４３の近傍に配置されることが好ましい。同様の観点から、電磁誘導加熱装置５はコンベア４の幅方向に略一致する幅を有していることが好ましい。図１に示す実施形態では、電磁誘導加熱装置５は、ロール４１，４２の間において、ベルト４３と物理的に非接触な状態で配置されている。電磁誘導加熱装置５の配置は、選別に供される廃プラスチック混合物に電磁誘導加熱を行うことができれば特に制限はなく、例えばベルト４３上に供給された廃プラスチック混合物と直接対向する位置でベルト４３の鉛直上方のみに配置されていてもよく、ベルト４３の鉛直上方及び鉛直下方にベルト４３を挟むように且つ電磁誘導加熱装置５が互いに対向するように配置されていてもよい。また、電磁誘導加熱装置５は単独で又は複数台を組み合わせて配置されていてもよい。 The electromagnetic induction heating device 5 is preferably arranged in the vicinity of the belt 43 from the viewpoint of uniformly applying magnetic lines of force to the waste plastic mixture conveyed by the conveyor 4 to heat the mixture. From the same viewpoint, it is preferable that the electromagnetic induction heating device 5 has a width substantially matching the width direction of the conveyor 4. In the embodiment shown in FIG. 1, the electromagnetic induction heating device 5 is arranged between the rolls 41 and 42 in a state of being physically non-contact with the belt 43. The arrangement of the electromagnetic induction heating device 5 is not particularly limited as long as the waste plastic mixture to be sorted can be electromagnetically induced heated. For example, the belt 43 is directly opposed to the waste plastic mixture supplied on the belt 43. The belt 43 may be arranged only vertically above the belt 43, or the belt 43 may be sandwiched vertically above and below the belt 43, and the electromagnetic induction heating devices 5 may be arranged so as to face each other. Further, the electromagnetic induction heating device 5 may be arranged alone or in combination of two or more.

このように本発明の選別方法では、電磁誘導及びそれに起因する熱が発生することを利用している。磁力や発熱による機器の故障や火災などの災害を防ぐ観点から、ロール４１，４２やベルト４３などのコンベア４の構成材料は、電磁誘導加熱装置５から可能な限り離して設置することが好ましい。同様の観点から、コンベア４の構成材料として非導電体や耐熱性の素材を用いることが好ましい。例えばコンベア４の構成材料としてセラミックスや耐熱ゴムなどの素材を用いることが好ましい。 As described above, the sorting method of the present invention utilizes the fact that electromagnetic induction and heat generated by the electromagnetic induction are generated. From the viewpoint of preventing equipment failure due to magnetic force and heat generation and disasters such as fire, it is preferable to install the constituent materials of the conveyor 4 such as the rolls 41 and 42 and the belt 43 as far as possible from the electromagnetic induction heating device 5. From the same viewpoint, it is preferable to use a non-conductive material or a heat-resistant material as a constituent material of the conveyor 4. For example, it is preferable to use a material such as ceramics or heat-resistant rubber as a constituent material of the conveyor 4.

＜温度測定工程＞
温度測定工程では、ＣＦＲＰ３０と廃プラスチック４０とを含む廃プラスチック混合物の温度分布を測定する。この目的のために、図１に示す実施形態ではコンベア４の上方に温度計６が配置されている。温度計６は、電磁誘導加熱装置５よりもコンベア４の搬送方向の下流側に配置されている。温度計６は、搬送される廃プラスチック混合物中の発熱したＣＦＲＰ３０と、発熱していない廃プラスチック４０とのそれぞれの温度分布を測定するものである。温度計６の種類に特に制限はない。搬送中の廃プラスチック混合物の温度分布測定を正確に行う観点から、非接触式の温度計を用いることが好ましく、特に赤外線放射温度計を用いることがより好ましい。温度計６の測定可能な面積範囲は、ベルト４３の幅方向の全域にわたることが好ましい。 <Temperature measurement process>
In the temperature measuring step, the temperature distribution of the waste plastic mixture containing CFRP 30 and the waste plastic 40 is measured. For this purpose, the thermometer 6 is arranged above the conveyor 4 in the embodiment shown in FIG. The thermometer 6 is arranged on the downstream side of the conveyor 4 in the transport direction with respect to the electromagnetic induction heating device 5. The thermometer 6 measures the temperature distributions of the heat-generating CFRP 30 and the non-heat-generating waste plastic 40 in the transported waste plastic mixture. There is no particular limitation on the type of thermometer 6. From the viewpoint of accurately measuring the temperature distribution of the waste plastic mixture during transportation, it is preferable to use a non-contact thermometer, and it is more preferable to use an infrared radiation thermometer. The measurable area range of the thermometer 6 preferably covers the entire width direction of the belt 43.

温度計６は信号処理装置７と接続されている。信号処理装置７は、温度計６によって取得された温度分布及び位置のデータ信号を受信して、Ｒ方向に搬送される廃プラスチック混合物の温度データ及び位置データの収集を繰り返す。このように収集されたデータによって、信号処理装置７において搬送中の廃プラスチック混合物の温度差及びその位置が解析される。 The thermometer 6 is connected to the signal processing device 7. The signal processing device 7 receives the data signal of the temperature distribution and the position acquired by the thermometer 6, and repeats the collection of the temperature data and the position data of the waste plastic mixture conveyed in the R direction. From the data collected in this way, the temperature difference and the position of the waste plastic mixture being conveyed in the signal processing device 7 are analyzed.

信号処理装置７によって解析された廃プラスチック混合物の温度及び位置は、信号処理装置７に接続された制御装置８に送信される。制御装置８は、信号処理装置７で解析され、信号処理装置７から送信された廃プラスチック混合物の温度及び位置に関する信号に基づいて、空気噴射装置９を制御する。具体的には、信号処理装置７によって解析された廃プラスチック混合物の温度が所定の閾値を超えた場合に、信号処理装置７から制御装置８を介して空気噴射装置９へ信号が送信され、信号を受信した空気噴射装置９を起動させ、コンベア４における所定の位置へ向けて空気を噴射する。 The temperature and position of the waste plastic mixture analyzed by the signal processing device 7 are transmitted to the control device 8 connected to the signal processing device 7. The control device 8 controls the air injection device 9 based on the signal regarding the temperature and position of the waste plastic mixture analyzed by the signal processing device 7 and transmitted from the signal processing device 7. Specifically, when the temperature of the waste plastic mixture analyzed by the signal processing device 7 exceeds a predetermined threshold value, a signal is transmitted from the signal processing device 7 to the air injection device 9 via the control device 8, and the signal is transmitted. The air injection device 9 that received the signal is activated to inject air toward a predetermined position on the conveyor 4.

前記の閾値は、信号処理装置７によって解析されたＣＦＲＰ３０と廃プラスチック４０との温度差に従って設定することができる。本発明の選別方法において、ＣＦＲＰ３０と廃プラスチック４０とを電磁誘導加熱後の温度差によって選別するためには、電磁誘導加熱後のＣＦＲＰ３０よりも低い温度であって、且つ電磁誘導加熱後の廃プラスチック４０よりも高い温度に閾値を設定することが好ましい。また、ＣＦＲＰ３０と廃プラスチック４０との温度差は、廃プラスチック混合物の温度、廃プラスチック混合物の水分含有量、気温、並びに電磁誘導加熱装置５に印加する電流及び周波数等の条件によって変化するため、事前に実験を行い、ＣＦＲＰ３０と廃プラスチック４０とを正確に判別できる閾値を設定することが好ましい。このように信号処理装置７において閾値を設定することによって、閾値を超えた温度を有する廃プラスチック混合物はＣＦＲＰ３０と判定される一方、閾値を超えない温度を有する廃プラスチック混合物は廃プラスチック４０と判定される。その判定信号は信号処理装置７から制御装置８へ送信される。 The threshold value can be set according to the temperature difference between the CFRP 30 and the waste plastic 40 analyzed by the signal processing device 7. In the sorting method of the present invention, in order to sort the CFRP 30 and the waste plastic 40 by the temperature difference after the electromagnetic induction heating, the temperature is lower than the CFRP 30 after the electromagnetic induction heating and the waste plastic after the electromagnetic induction heating. It is preferable to set the threshold at a temperature higher than 40. Further, the temperature difference between the CFRP 30 and the waste plastic 40 changes depending on the conditions such as the temperature of the waste plastic mixture, the water content of the waste plastic mixture, the air temperature, and the current and frequency applied to the electromagnetic induction heating device 5. It is preferable to carry out an experiment and set a threshold value at which CFRP 30 and waste plastic 40 can be accurately discriminated. By setting the threshold value in the signal processing device 7 in this way, the waste plastic mixture having a temperature exceeding the threshold value is determined to be CFRP30, while the waste plastic mixture having a temperature not exceeding the threshold value is determined to be waste plastic 40. To. The determination signal is transmitted from the signal processing device 7 to the control device 8.

ＣＦＲＰ３０と廃プラスチック４０との温度差に基づき閾値を適切に設定し、選別効率をより高める観点から、加熱工程の前に廃プラスチック混合物を予め乾燥させることが好ましい。すなわち本発明の選別方法は、廃プラスチック混合物の水分含有量を低下させる乾燥工程を含むことが好ましい。廃プラスチック混合物の水分含有量が高い状態では、電磁誘導加熱によってＣＦＲＰに生じた熱が水の潜熱又は蒸発熱に使用された結果、ＣＦＲＰと廃プラスチックとの温度差が小さくなり、正確な選別を可能にする閾値を設定できなくなる場合がある。廃プラスチック混合物の乾燥方法としては、例えば熱風乾燥やマイクロ波加熱による乾燥などを用いることができる。エネルギー効率及び水分を選択的に加熱できる観点からマイクロ波加熱による乾燥方法を採用することが好ましい。この乾燥工程は、加熱工程よりも前に行われればよく、先に述べた粒度選別工程と乾燥工程の先後は特に問われない。例えば粒度選別工程の後に乾燥工程を行い、その後に加熱工程を行うことができ、あるいは乾燥工程の後に粒度選別工程を行い、その後に加熱工程を行うことができる。 From the viewpoint of appropriately setting the threshold value based on the temperature difference between the CFRP 30 and the waste plastic 40 and further improving the sorting efficiency, it is preferable to pre-dry the waste plastic mixture before the heating step. That is, the sorting method of the present invention preferably includes a drying step of reducing the water content of the waste plastic mixture. When the water content of the waste plastic mixture is high, the heat generated in CFRP by electromagnetic induction heating is used for latent heat or heat of vaporization of water, and as a result, the temperature difference between CFRP and waste plastic becomes small, and accurate sorting is possible. It may not be possible to set the thresholds that allow it. As a method for drying the waste plastic mixture, for example, hot air drying or drying by microwave heating can be used. From the viewpoint of energy efficiency and the ability to selectively heat moisture, it is preferable to adopt a drying method by microwave heating. This drying step may be performed before the heating step, and is not particularly limited after the particle size sorting step and the drying step described above. For example, the drying step can be performed after the particle size sorting step, and then the heating step can be performed, or the particle size sorting step can be performed after the drying step, and then the heating step can be performed.

ＣＦＲＰ３０に含まれる炭素繊維は繊維径が数μｍと細いものであり、電磁誘導によって発生した渦電流が小さく、発熱量が少ないことがある。発熱量が少ない場合は、ＣＦＲＰ３０と廃プラスチック４０との温度差が小さくなり、選別に必要な閾値を適切に設定できず、選別が困難になる場合がある。ＣＦＲＰ３０と廃プラスチック４０との温度差を大きくし、選別効率をより一層高める観点から、電磁誘導加熱装置５に用いる交流電源の周波数を高くすることによって、ＣＦＲＰ３０に含まれる炭素繊維に発生する渦電流を大きくして、発熱量を大きくすることが好ましい。好適な交流電源の周波数は２ＭＨｚ以上である。 The carbon fiber contained in CFRP30 has a thin fiber diameter of several μm, the eddy current generated by electromagnetic induction is small, and the amount of heat generated may be small. When the calorific value is small, the temperature difference between the CFRP 30 and the waste plastic 40 becomes small, and the threshold value required for sorting cannot be set appropriately, which may make sorting difficult. From the viewpoint of increasing the temperature difference between the CFRP 30 and the waste plastic 40 and further improving the sorting efficiency, the eddy current generated in the carbon fibers contained in the CFRP 30 is increased by increasing the frequency of the AC power supply used in the electromagnetic induction heating device 5. It is preferable to increase the calorific value. A suitable AC power supply frequency is 2 MHz or higher.

＜選別工程＞
選別工程では、前述の温度測定工程の結果に基づいて廃プラスチック混合物からＣＦＲＰ３０を選別する。この目的のために上述した空気噴射装置９を用いる。空気噴射装置９は、制御装置８から受信した信号に基づいて、所定の方向に空気を噴射し、所定の温度閾値を超えたＣＦＲＰ３０に外力を与えて、空気が噴射された方向に沿って吹き飛ばす装置である。空気噴射装置９はエアブローなどの公知の装置を使用することができる。 <Sorting process>
In the sorting step, CFRP30 is sorted from the waste plastic mixture based on the result of the temperature measuring step described above. The air injection device 9 described above is used for this purpose. The air injection device 9 injects air in a predetermined direction based on the signal received from the control device 8, applies an external force to the CFRP 30 exceeding the predetermined temperature threshold value, and blows the air along the direction in which the air is injected. It is a device. As the air injection device 9, a known device such as an air blow can be used.

電磁誘導加熱装置５を通過した廃プラスチック混合物は、廃プラスチック混合物中に含まれる原料及び温度に関係なく、コンベア４の搬送方向下流端から鉛直下方（下流端直下方向）に向けて自由落下する。その際に、ＣＦＲＰ３０などの所定の温度閾値を超えたプラスチックに対して、信号処理装置７によって解析された位置に対応して、空気噴射装置９から噴射された空気を直接当てることによって、空気の噴射方向に沿ってＣＦＲＰ３０に外力を加え、自由落下位置から外れるようにＣＦＲＰ３０を吹き飛ばす。一方、所定の温度閾値以下と判定された廃プラスチック４０には、空気噴射装置９から空気は噴射されずそのまま自由落下する。 The waste plastic mixture that has passed through the electromagnetic induction heating device 5 freely falls vertically downward (directly below the downstream end) from the downstream end in the transport direction of the conveyor 4 regardless of the raw material and the temperature contained in the waste plastic mixture. At that time, the air injected from the air injection device 9 is directly applied to the plastic such as CFRP 30 that exceeds the predetermined temperature threshold value, corresponding to the position analyzed by the signal processing device 7. An external force is applied to the CFRP 30 along the injection direction to blow the CFRP 30 away from the free fall position. On the other hand, air is not injected from the air injection device 9 to the waste plastic 40 determined to be equal to or lower than the predetermined temperature threshold value, and the waste plastic 40 freely falls as it is.

空気噴射装置９を用いて空気を噴射する方向は、コンベア下流端から自由落下している廃プラスチック混合物に対して、自由落下の方向と交差する方向に何らかの外力を与える方向であれば特に制限はない。例えば搬送方向Ｒと対向する方向又は同一の方向に空気を噴射してもよく、斜め下方に角度を有するように空気を噴射してもよい。搬送方向Ｒと対向する方向に空気を噴射して選別する場合は、例えば図１に示すとおり、コンベア４の下流端から更に下流に離間する位置であって、且つコンベア４の周回軌道よりも鉛直下方の位置に空気噴射装置９を配置し、コンベア４の搬送方向Ｒに対向する方向に空気が噴射できるように空気噴射装置９を配置すればよい。また、搬送方向Ｒと同一方向に空気を噴射し選別する場合は、例えば従動ロール４２の下方に空気噴射装置９を配置し、自由落下している廃プラスチック混合物に対してコンベア４から離れる方向に向けて、すなわち搬送方向Ｒと同一方向に向けて空気が噴射できるように配置すればよい。 The direction of injecting air using the air injection device 9 is particularly limited as long as it applies some external force to the waste plastic mixture freely falling from the downstream end of the conveyor in a direction intersecting the direction of free fall. Absent. For example, air may be injected in a direction facing or in the same direction as the transport direction R, or air may be injected so as to have an angle diagonally downward. When air is injected in the direction opposite to the transport direction R for sorting, for example, as shown in FIG. 1, the position is further downstream from the downstream end of the conveyor 4 and is vertical to the orbit of the conveyor 4. The air injection device 9 may be arranged at a lower position, and the air injection device 9 may be arranged so that air can be injected in a direction facing the transport direction R of the conveyor 4. Further, when injecting air in the same direction as the transport direction R for sorting, for example, an air injection device 9 is arranged below the driven roll 42 so as to move away from the conveyor 4 with respect to the freely falling waste plastic mixture. It may be arranged so that air can be injected toward the air, that is, in the same direction as the transport direction R.

自由落下している廃プラスチック混合物からＣＦＲＰ３０を適切に選別する観点から、空気噴射装置９は、図１に示すとおり、コンベア４の下流端から更に下流に離間する位置であって、且つコンベア４の周回軌道よりも鉛直下方の位置に配置されていることが好ましい。同様の観点から、空気噴射装置９はコンベア４の幅方向の全域にわたり空気の噴射が可能なように、単体又は複数個配置されていることが好ましい。また、空気噴射装置９から噴射される空気の量、圧力及び方向は、廃プラスチック混合物からＣＦＲＰ３０を分離できるように適宜設定することができる。 From the viewpoint of appropriately selecting the CFRP 30 from the free-falling waste plastic mixture, the air injection device 9 is located at a position further downstream from the downstream end of the conveyor 4, as shown in FIG. It is preferably arranged at a position vertically below the orbit. From the same viewpoint, it is preferable that the air injection device 9 is arranged alone or in plurality so that air can be injected over the entire width direction of the conveyor 4. Further, the amount, pressure and direction of the air injected from the air injection device 9 can be appropriately set so that the CFRP 30 can be separated from the waste plastic mixture.

コンベア４の鉛直方向下方には、廃プラスチック混合物をＣＦＲＰ３０と廃プラスチック４０とにそれぞれ選別回収できるように、選別回収容器１０が設けられている。選別回収容器１０としては、図１に示すように、空気噴射によって外力が加えられたＣＦＲＰを選別回収するＣＦＲＰ用回収容器１０Ａと、コンベア搬送方向下流端から自由落下する廃プラスチック用回収容器１０Ｂとをそれぞれ個別に設けて、廃プラスチック混合物からそれぞれ選別回収するような構成をとることができる。 A sorting and collecting container 10 is provided below the conveyor 4 in the vertical direction so that the waste plastic mixture can be sorted and collected in the CFRP 30 and the waste plastic 40, respectively. As shown in FIG. 1, the sorting and collecting container 10 includes a CFRP collecting container 10A that sorts and collects CFRP to which an external force is applied by air injection, and a waste plastic collecting container 10B that freely falls from the downstream end in the conveyor transport direction. Can be individually provided and configured to be sorted and collected from the waste plastic mixture.

選別回収効率を高める観点から、ＣＦＲＰ用回収容器１０Ａは、ＣＦＲＰが空気噴射の外力を受けて落下する位置に設置されることが好ましい。特に、ＣＦＲＰ用回収容器１０Ａにおける開口部１０Ａ’が、空気噴射装置９に対向するように設置されることが好ましい。同様の観点から、廃プラスチック用回収容器１０Ｂは、廃プラスチック混合物が自由落下する位置であるコンベア搬送方向下流端の直下に配置されていることが好ましい。なお、ＣＦＲＰ３０が空気噴射の外力を受けて落下する位置は空気噴射装置９から噴射される空気の量及び圧力等に影響されるため、ＣＦＲＰ３０が落下する距離を予め試験し、ＣＦＲＰ３０を適切に分別回収できる位置にＣＦＲＰ用回収容器１０Ａを設置すればよい。 From the viewpoint of increasing the sorting and recovery efficiency, the CFRP recovery container 10A is preferably installed at a position where the CFRP falls due to the external force of the air injection. In particular, it is preferable that the opening 10A'in the CFRP recovery container 10A is installed so as to face the air injection device 9. From the same viewpoint, it is preferable that the waste plastic recovery container 10B is arranged immediately below the downstream end in the conveyor transport direction, which is a position where the waste plastic mixture freely falls. Since the position where the CFRP 30 falls due to the external force of the air injection is affected by the amount and pressure of the air injected from the air injection device 9, the distance at which the CFRP 30 falls is tested in advance, and the CFRP 30 is appropriately sorted. The CFRP collection container 10A may be installed at a position where it can be collected.

このように本発明の選別方法によれば、廃プラスチック混合物にＣＦＲＰ３０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ＣＦＲＰ３０を選別して、分別回収することができる。廃プラスチック４０には、ＣＦＲＰ３０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、ＣＦＲＰ４０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 sorting method of the present invention, even when the waste plastic mixture contains CFRP30, CFRP30 can be sorted from the waste plastic mixture and separated and recovered. Since the waste plastic 40 does not contain CFRP 30, it can be used as it is, for example, as a kiln firing fuel. On the other hand, CFRP40 can be used as a kiln calcined fuel by performing an appropriate pretreatment after separate collection.

以上の実施形態では、コンベア４の搬送速度が一定であることを前提として説明したが、実際の選別処理におけるコンベア４による搬送は、コンベア４や電磁誘導加熱装置５への過負荷及び電源周波数の変動等によってコンベア４の搬送速度が変動する場合がある。コンベア４の搬送速度が変動した場合、信号処理装置によって解析された廃プラスチック混合物の温度及び位置と、空気噴射装置が空気を噴射する位置とが異なり、空気噴射によってＣＦＲＰを適切に選別することができなくなる場合がある。そこで、コンベア４の搬送速度が変動した場合においても、空気噴射によってＣＦＲＰを適切に選別する観点から、図２に示すように、ベルトコンベア４に位置検出器２０を組み込むことが好ましい。位置検出器２０はコンベア４に組み込まれており、且つ信号処理装置７に接続されている。図２に示す実施形態では、位置検出器２０はコンベア４の従動ロール４２内に組み込まれているが、コンベア４の搬送速度の変化が感知できる位置であれば、設置する位置及び方法に制限はない。位置検出器２０としては、ロータリエンコーダーなどの公知の位置検出器を用いることができる。 In the above embodiments, the description has been made on the premise that the transfer speed of the conveyor 4 is constant, but the transfer by the conveyor 4 in the actual sorting process causes an overload on the conveyor 4 and the electromagnetic induction heating device 5 and a power source frequency. The transport speed of the conveyor 4 may fluctuate due to fluctuations and the like. When the transport speed of the conveyor 4 fluctuates, the temperature and position of the waste plastic mixture analyzed by the signal processing device and the position where the air injection device injects air are different, and CFRP can be appropriately sorted by air injection. It may not be possible. Therefore, even when the transport speed of the conveyor 4 fluctuates, it is preferable to incorporate the position detector 20 into the belt conveyor 4 as shown in FIG. 2 from the viewpoint of appropriately selecting CFRP by air injection. The position detector 20 is incorporated in the conveyor 4 and is connected to the signal processing device 7. In the embodiment shown in FIG. 2, the position detector 20 is incorporated in the driven roll 42 of the conveyor 4, but the position and method of installation are limited as long as the change in the transfer speed of the conveyor 4 can be detected. Absent. As the position detector 20, a known position detector such as a rotary encoder can be used.

図２に示す実施形態によれば、位置検出器２０によって検出された位置のデータ信号と、温度計６によって取得された温度及び位置のデータ信号とを、信号処理装置７によって処理することにより、温度変化があった廃プラスチック混合物の位置を一層正確に解析することができる。この解析情報が、信号として制御装置８を介して空気噴射装置９へ送信されることで、空気噴射装置９を適切なタイミングで起動させることができ、ＣＦＲＰを一層正確に選別することができる。なお図２に示す実施携帯について特に詳述しない点については、図１に示す実施形態の説明が適宜適用される。 According to the embodiment shown in FIG. 2, the signal processing device 7 processes the position data signal detected by the position detector 20 and the temperature and position data signal acquired by the thermometer 6. The position of the waste plastic mixture that has undergone temperature changes can be analyzed more accurately. By transmitting this analysis information as a signal to the air injection device 9 via the control device 8, the air injection device 9 can be started at an appropriate timing, and the CFRP can be selected more accurately. The description of the embodiment shown in FIG. 1 is appropriately applied to the points not particularly detailed about the mobile phone shown in FIG.

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。本実施形態については、前述の各実施形態と異なる点を主として説明し、特に説明しない点については前述の各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てある。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Regarding this embodiment, the points different from each of the above-described embodiments will be mainly described, and the above-mentioned description of each of the above-described embodiments will be appropriately applied to the points not particularly described. 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金属が含まれている場合に、選別工程において、ＣＦＲＰと金属と廃プラスチックとを同時に選別する。具体的には以下に述べる手法によってこれらを選別する。 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 metal in addition to CFRP and waste plastic, CFRP, metal, and waste plastic are simultaneously sorted in the sorting step. Specifically, these are selected by the method described below.

ＣＦＲＰ、廃プラスチック及び金属が含まれている廃プラスチック混合物を、電磁誘導加熱装置５によって発生した磁力線に通過させた場合、金属はＣＦＲＰに含まれる炭素繊維と比較して磁力線の影響を受けやすいことに起因して、金属内部に炭素繊維と比較して強い渦電流が発生し、金属内部に発生した渦電流と電気抵抗とによって金属が自己発熱する。金属の自己発熱に起因した温度上昇は、炭素繊維を含むＣＦＲＰの温度上昇と比較して高いため、金属とＣＦＲＰとの間の温度差、及びＣＦＲＰと廃プラスチックとの間の温度差がそれぞれ生じることになる。具体的には、金属の発熱温度が最も高く、次にＣＦＲＰの発熱温度が高く、廃プラスチックは発熱しないことから最も低温となる。これらの間の温度差は、温度計６によって検出され、信号処理装置７において温度差及びその位置が解析され、また空気噴射装置９を起動の有無が判定される。信号処理装置７によって解析された廃プラスチック混合物の温度が所定の閾値を超えた場合に、信号処理装置７から制御装置８を介して空気噴射装置９へ信号が送信され、信号を受信した空気噴射装置９を起動させ、所定の位置へ空気を噴射する。 When a waste plastic mixture containing CFRP, waste plastic and metal is passed through the magnetic field lines generated by the electromagnetic induction heating device 5, the metal is more susceptible to the magnetic field lines than the carbon fibers contained in CFRP. Due to this, a stronger eddy current is generated inside the metal as compared with carbon fiber, and the metal self-heats due to the eddy current generated inside the metal and the electrical resistance. Since the temperature rise due to the self-heating of the metal is higher than the temperature rise of CFRP containing carbon fibers, a temperature difference between the metal and CFRP and a temperature difference between CFRP and waste plastic occur, respectively. It will be. Specifically, the heat generation temperature of metal is the highest, the heat generation temperature of CFRP is the second highest, and the heat generation temperature of waste plastic is the lowest because it does not generate heat. The temperature difference between them is detected by the thermometer 6, the temperature difference and its position are analyzed by the signal processing device 7, and whether or not the air injection device 9 is activated is determined. When the temperature of the waste plastic mixture analyzed by the signal processing device 7 exceeds a predetermined threshold value, a signal is transmitted from the signal processing device 7 to the air injection device 9 via the control device 8, and the signal is received by the air injection. The device 9 is activated to inject air into a predetermined position.

図３に示す実施形態における閾値は、金属５０とＣＦＲＰ３０との間の温度差、及びＣＦＲＰ３０と廃プラスチック４０との間の温度差によって設定することができる。ＣＦＲＰ３０と廃プラスチック４０と金属５０とを電磁誘導加熱後の温度差によってそれぞれ選別するためには、電磁誘導加熱後の廃プラスチック４０よりも高い温度であって且つ電磁誘導加熱後のＣＦＲＰ３０よりも低い温度を閾値Ａとして設定し、電磁誘導加熱後のＣＦＲＰ３０よりも高い温度であって且つ電磁誘導加熱後の金属５０よりも低い温度を閾値Ｂとして設定するという、二段階の閾値を設定することが好ましい。なお、金属５０とＣＦＲＰ３０との間の温度差、及びＣＦＲＰ３０と廃プラスチック４０との間の温度差は、廃プラスチック混合物の温度、廃プラスチック混合物の水分含有量、気温、高周波誘導加熱装置に印加する電流、周波数等の条件によって変化するため、事前に実験を行い、金属とＣＦＲＰと廃プラスチックとを正確に判別できる閾値を設定することが好ましい。 The threshold value in the embodiment shown in FIG. 3 can be set by the temperature difference between the metal 50 and the CFRP 30 and the temperature difference between the CFRP 30 and the waste plastic 40. In order to sort the CFRP 30, the waste plastic 40, and the metal 50 by the temperature difference after the electromagnetic induction heating, the temperature is higher than the waste plastic 40 after the electromagnetic induction heating and lower than the CFRP 30 after the electromagnetic induction heating. It is possible to set a two-step threshold in which the temperature is set as the threshold A and the temperature higher than the CFRP 30 after the electromagnetic induction heating and lower than the metal 50 after the electromagnetic induction heating is set as the threshold B. preferable. The temperature difference between the metal 50 and the CFRP 30 and the temperature difference between the CFRP 30 and the waste plastic 40 are applied to the temperature of the waste plastic mixture, the water content of the waste plastic mixture, the air temperature, and the high frequency induction heating device. Since it changes depending on the conditions such as current and frequency, it is preferable to carry out an experiment in advance and set a threshold value at which metal, CFRP and waste plastic can be accurately discriminated.

このように信号処理装置７において二段階の閾値を設定することによって、閾値Ａを超えない温度を有する廃プラスチック混合物は廃プラスチック４０と判定され、閾値Ａを超えるが閾値Ｂを超えない温度を有する廃プラスチック混合物はＣＦＲＰ３０と判定され、閾値Ｂを超えた温度を有する廃プラスチック混合物は金属５０と判定されることとなる。この判定信号及び位置信号は、信号処理装置７から制御装置８を介して空気噴射装置９へ送信される。 By setting the two-step threshold value in the signal processing device 7 in this way, the waste plastic mixture having a temperature not exceeding the threshold value A is determined to be waste plastic 40, and has a temperature exceeding the threshold value A but not exceeding the threshold value B. The waste plastic mixture is determined to be CFRP30, and the waste plastic mixture having a temperature exceeding the threshold value B is determined to be metal 50. The determination signal and the position signal are transmitted from the signal processing device 7 to the air injection device 9 via the control device 8.

図３に示す実施形態における空気噴射装置９は、信号処理装置７から制御装置８を介して受信した判定信号及び位置信号に基づいて、ＣＦＲＰと判定された廃プラスチック混合物に向けて空気を噴射する第１空気噴射装置９Ａと、金属と判定された廃プラスチック混合物に向けて空気を噴射する第２空気噴射装置９Ｂを備えている。 The air injection device 9 in the embodiment shown in FIG. 3 injects air toward the waste plastic mixture determined to be CFRP based on the determination signal and the position signal received from the signal processing device 7 via the control device 8. It includes a first air injection device 9A and a second air injection device 9B that injects air toward a waste plastic mixture determined to be metal.

空気噴射装置９Ａ，９Ｂはコンベア下流端から自由落下している廃プラスチック混合物に対して、鉛直下方と交差するに何らかの外力を与える方向に向けて配置されていれば、その配置位置に特に制限はない。図３に示すとおり、第１及び第２空気噴射装置９Ａ，９Ｂは互いに対向して配置することができる。この場合、第１及び第２空気噴射装置９Ａ，９Ｂを、それぞれ異なった角度を向くように設置することが望ましい。これに代えて第１及び第２空気噴射装置９Ａ，９Ｂの双方が同一方向を向くようにこれらを配置してもよいが、その場合には、ＣＦＲＰ３０と金属５０とを異なる位置に落下させるように、第１及び第２空気噴射装置９Ａ，９Ｂから噴射される空気の量、圧力、及び／又は角度を調節することが好ましい。 If the air injection devices 9A and 9B are arranged in a direction in which some external force is applied to the waste plastic mixture that is freely falling from the downstream end of the conveyor so as to intersect the vertical lower part, the arrangement position is particularly limited. Absent. As shown in FIG. 3, the first and second air injection devices 9A and 9B can be arranged so as to face each other. In this case, it is desirable to install the first and second air injection devices 9A and 9B so as to face different angles. Instead of this, they may be arranged so that both the first and second air injection devices 9A and 9B face the same direction, but in that case, the CFRP 30 and the metal 50 are dropped to different positions. In addition, it is preferable to adjust the amount, pressure, and / or angle of the air injected from the first and second air injection devices 9A and 9B.

コンベア４の鉛直方向下方には、廃プラスチック混合物から、ＣＦＲＰ３０、廃プラスチック４０及び金属５０をそれぞれ選別回収できるように、選別回収容器１０が設けられている。選別回収容器１０としては、図３に示すように、第１空気噴射装置９Ａによって外力が加えられたＣＦＲＰ３０を選別回収するＣＦＲＰ用回収容器１０Ａと、コンベア搬送方向下流端から自由落下する廃プラスチック４０を選別回収する廃プラスチック用回収容器１０Ｂと、第２空気噴射装置９Ｂによって外力が加えられた金属５０を選別回収する金属用回収容器１０Ｃとをそれぞれ個別に設けて、廃プラスチック混合物からそれぞれを選別回収するような構成を採用することができる。 A sorting and collecting container 10 is provided below the conveyor 4 in the vertical direction so that the CFRP 30, the waste plastic 40, and the metal 50 can be sorted and recovered from the waste plastic mixture. As the sorting and collecting container 10, as shown in FIG. 3, the CFRP collecting container 10A that sorts and collects the CFRP 30 to which an external force is applied by the first air injection device 9A and the waste plastic 40 that freely falls from the downstream end in the conveyor transport direction are used. A waste plastic recovery container 10B for sorting and collecting waste plastic and a metal recovery container 10C for sorting and recovering metal 50 to which an external force is applied by a second air injection device 9B are individually provided to sort and recover each of the waste plastic mixture. A configuration for collecting can be adopted.

選別回収効率を高める観点から、ＣＦＲＰ用回収容器１０Ａ及び金属用回収容器１０Ｃは、ＣＦＲＰ３０及び金属５０が空気噴射の外力を受けて落下する位置に設置されることが好ましい。特に、第１空気噴射装置９ＡとＣＦＲＰ用回収容器１０Ａにおける開口部１０Ａ’とが対向するように、且つ第２空気噴射装置９Ｂと金属用回収容器１０Ｃにおける開口部１０Ｃ’とが対向するように設置されていることが好ましい。また廃プラスチック用回収容器１０Ｂは、廃プラスチック混合物が自由落下する位置であるコンベア搬送方向下流端の直下に配置されていることが好ましい。 From the viewpoint of increasing the sorting and recovery efficiency, the CFRP recovery container 10A and the metal recovery container 10C are preferably installed at positions where the CFRP 30 and the metal 50 fall under the external force of the air injection. In particular, the first air injection device 9A and the opening 10A'in the CFRP recovery container 10A face each other, and the second air injection device 9B and the opening 10C'in the metal recovery container 10C face each other. It is preferable that it is installed. Further, it is preferable that the waste plastic collection container 10B is arranged directly below the downstream end in the conveyor transport direction, which is a position where the waste plastic mixture freely falls.

なお、ＣＦＲＰ３０及び金属５０が空気噴射の外力を受けて落下する位置は第１及び第２空気噴射装置９Ａ，９Ｂから噴射される空気の量及び圧力等に影響されるため、ＣＦＲＰ３０及び金属５０が落下する距離を予め試験し、ＣＦＲＰ３０及び金属５０を適切に分別回収できる位置に選別回収容器１０Ａ，１０Ｃを設置すればよい。 Since the position where the CFRP 30 and the metal 50 fall under the external force of the air injection is affected by the amount and pressure of the air injected from the first and second air injection devices 9A and 9B, the CFRP 30 and the metal 50 are affected. The drop distance may be tested in advance, and the sorting and collecting containers 10A and 10C may be installed at positions where the CFRP 30 and the metal 50 can be appropriately separated and collected.

図３に示す実施形態においては、第１空気噴射装置９Ａは、コンベア４の下流端から更に下流に離間する位置であって、且つコンベア４の周回軌道よりも鉛直下方の位置に配置され、第２空気噴射装置９Ｂは、コンベア４の下流端よりも若干上流の位置であって、且つコンベア４の周回軌道よりも鉛直下方の位置に配置されているが、これに代えて、第１及び第２空気噴射装置９Ａ，９Ｂの配置位置をそれぞれ入れ替えても、ＣＦＲＰ３０、廃プラスチック４０及び金属５０をそれぞれ好適に選別回収することができる。更に、図３に示す実施形態においては、図２に示す実施形態における位置検出器２０を使用することによって、更に好適にＣＦＲＰ３０、廃プラスチック４０及び金属５０をそれぞれ選別回収することができる。 In the embodiment shown in FIG. 3, the first air injection device 9A is arranged at a position further downstream from the downstream end of the conveyor 4 and vertically below the orbit around the conveyor 4. 2 The air injection device 9B is located slightly upstream from the downstream end of the conveyor 4 and vertically below the orbit of the conveyor 4, but instead, the first and first air injection devices 9B are arranged. Even if the arrangement positions of the two air injection devices 9A and 9B are exchanged, the CFRP 30, the waste plastic 40, and the metal 50 can be appropriately sorted and recovered. Further, in the embodiment shown in FIG. 3, by using the position detector 20 in the embodiment shown in FIG. 2, the CFRP 30, the waste plastic 40, and the metal 50 can be more preferably sorted and recovered.

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、ＣＦＲＰ３０と、廃プラスチック４０と、金属５０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４０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ＣＦＲＰ４０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、回収された金属５０は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, the CFRP 30, the waste plastic 40, and the metal 50 are simultaneously and individually sorted and recovered. be able to. Since the recovered waste plastic 40 does not contain CFRP, it can be used as it is as a kiln firing fuel. In addition, the recovered CFRP 40 can be used as a kiln calcined fuel by performing appropriate pretreatment. Further, the recovered metal 50 can be recycled.

１ 選別装置
２ 貯蔵タンク
３ 供給装置
４ コンベア
５ 電磁誘導加熱装置
６ 温度計
７ 信号処理装置
８ 制御装置
９ 空気噴射装置
１０ 選別回収容器
１０Ａ ＣＦＲＰ用回収容器
１０Ｂ 廃プラスチック用回収容器
１０Ｃ 金属用回収容器
２０ 位置検出器
３０ 炭素繊維強化複合材料（ＣＦＲＰ）
４０ 廃プラスチック
５０ 金属 1 Sorting device 2 Storage tank 3 Supply device 4 Conveyor 5 Electromagnetic induction heating device 6 Thermometer 7 Signal processing device 8 Control device 9 Air injection device 10 Sorting and recovery container 10A CFRP recovery container 10B Waste plastic recovery container 10C Metal recovery container 20 Position detector 30 Carbon fiber reinforced composite material (CFRP)
40 Waste plastic 50 Metal

Claims (5)

炭素繊維強化複合材料と廃プラスチックを含む廃プラスチック混合物をコンベア上流側からコンベア上に投入する投入工程と、
前記コンベアによって搬送される廃プラスチック混合物に電磁誘導加熱を行う加熱工程と、
前記廃プラスチック混合物の温度分布を測定する温度測定工程と、
前記温度測定工程で測定された前記温度分布に基づいて、前記コンベアの搬送方向下流端から自由落下している前記廃プラスチック混合物中の前記炭素繊維強化複合材料に対して空気を噴射することによって、自由落下の方向と交差する方向に外力を加えて、前記廃プラスチック混合物から前記炭素繊維強化複合材料を選別する選別工程と、
を備えた廃プラスチック混合物からの炭素繊維強化複合材料の選別方法。 The loading process of loading a waste plastic mixture containing carbon fiber reinforced composite material and waste plastic onto the conveyor from the upstream side of the conveyor, and
A heating process in which electromagnetic induction heating is performed on the waste plastic mixture conveyed by the conveyor, and
A temperature measurement step for measuring the temperature distribution of the waste plastic mixture, and
By injecting air onto the carbon fiber reinforced composite material in the waste plastic mixture that is freely falling from the downstream end of the conveyor in the transport direction based on the temperature distribution measured in the temperature measuring step. A sorting step of selecting the carbon fiber reinforced composite material from the waste plastic mixture by applying an external force in a direction intersecting the direction of free fall.
A method of sorting carbon fiber reinforced composites from a waste plastic mixture with. 更に金属を含む前記廃プラスチック混合物を前記投入工程において前記コンベア上に投入し、
前記選別工程において、前記廃プラスチック混合物から前記炭素繊維強化複合材料及び前記金属を選別する、請求項１に記載の選別方法。 Further, the waste plastic mixture containing metal is charged onto the conveyor in the charging step.
The sorting method according to claim 1, wherein in the sorting step, the carbon fiber reinforced composite material and the metal are sorted from the waste plastic mixture. 前記加熱工程の前に前記廃プラスチック混合物を粒度別に選別する粒度選別工程を更に含む、請求項１又は２に記載の廃プラスチックの選別方法。 The method for sorting waste plastic according to claim 1 or 2, further comprising a particle size sorting step of sorting the waste plastic mixture by particle size before the heating step. 前記加熱工程の前に前記廃プラスチック混合物を予め乾燥させる乾燥工程を更に含む、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の廃プラスチックの選別方法。 The method for sorting waste plastic according to any one of claims 1 to 3, further comprising a drying step of pre-drying the waste plastic mixture before the heating step. 前記加熱工程において２ＭＨｚ以上の高周波による電磁誘導加熱を用いる、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の廃プラスチックの選別方法。 The method for sorting waste plastic according to any one of claims 1 to 4, wherein electromagnetic induction heating at a high frequency of 2 MHz or more is used in the heating step.
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