JP7080223B2 - 熱可塑性の繊維複合材料をリサイクルするための方法及び装置 - Google Patents
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Description
Kunststoffe im Fahrzeugbau - Ressourceneffizienz und Technologien[車両製造における炭素繊維強化プラスチック-資源効率及び技術]”;VDI ZRE Publikationen:Kurzanalyse Nr. 3,VDI
Zentrum fuer Ressourceneffizienz,2013年,2014年3月改訂版)。これにより、再利用に供される材料を切断することが公知であるが、これに伴って炭素繊維が相応に短縮されてしまう。これによって、いわゆるダウンサイクル(Downcycling)がもたらされ、すなわち、回収された材料は、劣化した品質を有しており、したがって限定的にしか使用することができなくなっている。さらには、繊維とマトリクス材料との効率的な分離が重要であることが教示されている。
Abzieh-Schicht)、繊維又は繊維の一部の破壊をできるだけ阻止するために、理想的には繊維方向において(in Faserrichtung)実施される。構成部材の製造時に使用された敷設方向が既知である場合には、剥離層を逆方向に除去することができ、これによって繊維の延在方向に除去される。理想的には、剥離されるべき繊維材料の全長にわたって繊維構造を保持することが可能である。さらには、繊維の他にマトリクス材料も、ほぼ損傷のないままに維持することが可能となり、これによって理想的なケースでは、剥離層をさらに処理することなく再利用することが可能となる。
Identification)又はQRコード(登録商標)又はバーコードによって保存することができる。もちろん、データを、構成部材から離隔された別個のデータ担体に設けることも可能である。
2 テープ(Band)
3 貯蔵ローラ(Vorratsrolle)
4 分離工具(Trennwerkzeug)
5 案内ローラ(Fuehrungsrolle)
6 ローラ対(Rollenpaar)
7 ストリップ(Streifen)
8 構成部材(Bauteil)
9 把持ユニット(Greifeinheit)
10 剥離層(Abzieh-Schicht)
11 ストリップ(Streifen)
Claims (22)
- 構成部材内に配置されている熱可塑性の繊維複合材料をリサイクルするための方法であって、
前記繊維複合材料は、少なくとも繊維及びマトリクス材料を含み、前記構成部材は、前記繊維複合材料からなる少なくとも1つの剥離層を含み、
前記少なくとも1つの剥離層を前記構成部材のうちの残りの部分から主繊維方向に剥離し、前記主繊維方向は、前記繊維の延在方向であって、前記繊維複合材料の全長にわたって繊維構造を保持する方向であり、
前記構成部材の製造時に、前記前記繊維複合材料の繊維配向及び/又は前記前記繊維複合材料の敷設方向に関する構成部材データを前記構成部材の内部又は表面又は構成部材から離隔された別個のデータ担体に保存し、前記リサイクルするための方法を支援するために、剥離プロセスのための剥離方向及び/又は剥離プロセスの開始地点を決定するために使用する
ことを特徴とする、方法。 - 前記少なくとも1つの剥離層を、前記繊維複合材料のうちの別の層から、又は前記構成部材のうちの別の材料から剥離する
ことを特徴とする、請求項1記載の方法。 - 前記繊維複合材料を、少なくとも除去領域において加熱する
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の方法。 - 前記繊維複合材料を、テープ形状で剥離する
ことを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。 - 除去された前記剥離層を、貯蔵要素上に収集することであって、
除去された前記剥離層はテープ形状であり、前記貯蔵要素はテープ形状の前記除去された繊維複合材料を巻き取る貯蔵ローラである、ことを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。 - 前記構成部材から前記少なくとも1つの剥離層を分離するために、分離工具を使用することを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。
- 前記分離工具を加熱する
ことを特徴とする、請求項6記載の方法。 - 前記少なくとも1つの剥離層を、前記分離工具の反対側に配置された案内ローラによって案内する
ことを特徴とする、請求項6又は7記載の方法。 - 前記構成部材データを、前記構成部材の内部又は表面に読取可能な方法で保存することを特徴とする、請求項1から8までのいずれか1項記載の方法。
- 前記繊維複合材料を、前記残りの部分からの剥離前、剥離中、及び/又は剥離後に少なくとも1回の非破壊での材料試験方法によって検査し、
前記検査の結果を、剥離プロセスの開ループ制御又は閉ループ制御のために使用するか、又はドキュメント化する目的で保存する
ことを特徴とする、請求項1から9までのいずれか1項記載の方法。 - 前記構成部材に、位置特定のためのマーカーを取り付ける
ことを特徴とする、請求項1から10までのいずれか1項記載の方法。 - 前記剥離層の形状を、少なくとも1つのカレンダ機を用いたプレスによって、又は少なくとも1つの引抜成形工具を用いて、変化させる
ことを特徴とする、請求項1から11までのいずれか1項記載の方法。 - 前記構成部材からの剥離後に、繊維とマトリクス材料とを互いに分離する
ことを特徴とする、請求項1から12までのいずれか1項記載の方法。 - 構成部材に配置されている熱可塑性の繊維複合材料をリサイクルするための装置であって、
前記繊維複合材料は、少なくとも繊維及びマトリクス材料を含み、前記構成部材は、前記繊維複合材料からなる少なくとも1つの剥離層を含み、
前記少なくとも1つの剥離層を、前記構成部材のうちの残りの部分から主繊維方向に剥離するための手段であって、前記主繊維方向は、前記繊維の延在方向であって前記繊維複合材料の全長にわたって繊維構造を保持する方向である手段と、
前記構成部材の内部又は表面又は構成部材から離隔された別個のデータ担体に保存されたデータを検出、評価、及び提供するための手段であって、前記保存されたデータは、前記構成部材の製造時に保存された、繊維配向及び/又は敷設方向に関する構成部材データであり、剥離プロセスのための剥離方向及び/又は剥離プロセスの開始地点を決定するために使用される、手段と、
を特徴とする、装置。 - 前記剥離するための手段は、分離工具を含む
ことを特徴とする、請求項14記載の装置。 - 前記繊維複合材料を少なくとも除去領域において加熱するための手段
を特徴とする、請求項14又は15記載の装置。 - 前記分離工具が加熱されている
ことを特徴とする、請求項15記載の装置。 - 前記剥離するための手段は、前記分離工具の反対側に配置された、前記剥離層を案内する少なくとも1つの案内ローラを含む
ことを特徴とする、請求項15記載の装置。 - 前記少なくとも1つの案内ローラ、又は前記案内ローラのうちの少なくとも1つが加熱されている
ことを特徴とする、請求項18記載の装置。 - 貯蔵要素と、
除去された前記繊維複合材料を前記貯蔵要素上に収集するための手段であって、前記除去された繊維複合材料はテープ形状であり、前記貯蔵要素はテープ形状の前記除去された繊維複合材料を巻き取る貯蔵ローラである、手段と
を特徴とする、請求項14から19までのいずれか1項記載の装置。 - 前記剥離するための手段は、少なくとも1つの把持ユニットを含む
ことを特徴とする、請求項14から20までのいずれか1項記載の装置。 - 前記装置は同時に、リサイクルされた前記繊維複合材料から新しい構成部材を製造するように構成されている
ことを特徴とする、請求項14から21までのいずれか1項記載の装置。
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