JPH07155738A - Ｆｒｐにおける強化繊維の分離回収方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ＦＲＰ成形品の粗粉砕品を容器３に投入し、
ピン１６を備えた回転するパドル４によってこの粗粉砕
品を剥離粉砕して強化繊維および微粉と樹脂片とに分離
するとともに、分離された強化繊維同士あるいは強化繊
維と樹脂片および微粉とを分散せしめる。さらに、圧縮
空気の導入管５を通してパドル４の下方から容器３内に
気流を発生させ、分散された強化繊維を風力分級して回
収管７から回収する。 【効果】 ＦＲＰ成形品の廃材から強化繊維を繊維状態
のまま分離して効率的に回収することが可能となり、回
収された強化繊維を再びＦＲＰ成形品に混入するなどし
て再利用することができる。また、樹脂成分を微粉砕す
る際のエネルギーの省力化が図られるとともに、充填材
に用いる場合などに成形品の強度を損なうことなく充填
量を増大できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＦＲＰ（繊維強化プラ
スチック）成形品の廃材から強化繊維を分離して選別回
収するためのＦＲＰにおける強化繊維の分離回収方法お
よび装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】樹脂成分中にガラス繊維等の強化繊維が
混入されたＦＲＰ成形品は、多くの産業分野において構
造材や部品として広く利用されているが、その廃材を処
理するに当たっては、従前まではこれを適当な大きさに
粗粉砕した後に埋め立て処分するようにしていた。とこ
ろが、省資源や環境保護あるいは埋立地の不足等の問題
から、近年このようなＦＲＰ成形品にも再利用が強く求
められるようになってきており、このため例えば特開昭
６３−３９６４８号公報に記載された装置を初めとし
て、最近になって種々のＦＲＰ成形品のリサイクルに関
わる方法あるいは装置が提案されるようになってきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のこれ
らの方法あるいは装置においては、混入された強化繊維
ごとＦＲＰ廃材をローラミル等の粉砕装置によって微粉
状態にまで粉砕し、これを再びＦＲＰ成形品に充填材と
して用いたり、あるいはコンクリートの骨材として再利
用するという手段が主流とされていた。しかしながら、
このような手段では、ＦＲＰ廃材に混入する強化繊維を
微粉砕するのに大きなエネルギーが必要とされるととも
に、かかる強化繊維によって粉砕装置のローラ等の寿命
が著しく短縮されるという問題がある。また、その一方
で、微粉砕されることによって強化繊維の比表面積が増
大し、表面処理されていない部分が大きくなるため、例
えばこのような微粉を充填材としてＦＲＰ成形品に再利
用しようとした場合、充填量が多すぎると成形品の強度
の低下を招くという問題が生じてしまう。

【０００４】ここで、再利用に際して粗粉砕された廃材
中から繊維状態のままの強化繊維と樹脂片とを分級して
回収しようとしても、従来の手段では効率的な回収を行
なうのはきわめて困難であった。例えば、この分級回収
にスクリーン回収を用いた場合には、強化繊維が寸断さ
れて破損したりすることが多く、またスクリーン上に回
収された強化繊維が互いに絡まり合って毛玉状となり、
この玉の中に樹脂成分の微粉や樹脂片が取り込まれてし
まって分級を妨げる結果となる。一方、風力分級によっ
て分級しようとしても、強化繊維同士や強化繊維と粉砕
された樹脂片とが絡み合うことは避けられず、やはり効
率的な分級回収が阻害される結果となっていた。

【０００５】本発明は、このような背景の下になされた
ものであって、ＦＲＰ廃材から強化繊維と樹脂片とを効
率的に分離して回収することが可能な分離回収方法およ
び装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決してかか
る目的を達するために、本発明の請求項１の分離回収方
法は、ＦＲＰ成形品を粗粉砕して成る粗粉砕品を強化繊
維および微粉と樹脂片とに剥離粉砕してこれを分散する
とともに、この分散された強化繊維を分級して回収する
ことを特徴とする。

【０００７】また、請求項２の分離回収装置は、ＦＲＰ
成形品の粗粉砕品を収納する容器と、この容器内に回転
可能に設けられ、上記粗粉砕品を剥離粉砕して強化繊維
および微粉と樹脂片とに分離するとともに、分離された
強化繊維同士あるいは該強化繊維と上記樹脂片および微
粉とを分散せしめるピンを備えたパドルと、このパドル
の下方から上記容器内に気流を発生させて上記分散され
た強化繊維を風力分級して回収する分級回収手段とを具
備して成るものであり、さらに請求項３の分離回収装置
は、請求項２の分離回収装置において、上記パドルの下
方に、剥離粉砕された上記樹脂片をさらに粉砕して微粉
化する微粉砕手段を設けるとともに、微粉砕された微粉
を上記分級回収手段によって回収することを特徴として
いる。

【０００８】

【作用】上記請求項１の分離回収方法によれば、粗粉砕
されたＦＲＰ成形品の粗粉砕品は剥離粉砕されて、強化
繊維は繊維状態のまま、また樹脂成分は細かな樹脂片や
微粉となってそれぞれ分離される。そして、これら強化
繊維と樹脂片とを分散せしめることにより、強化繊維同
士の絡まりや強化繊維と樹脂片や微粉との絡まりを防ぐ
ことができるので、この剥離粉砕したままの状態で両者
を分級することが可能となり、これによって強化繊維と
樹脂片とをそれぞれ効率的に回収することが可能とな
る。

【０００９】また、請求項２の分離回収装置では、容器
内に収納されたＦＲＰ成形品の粗粉砕品は、ピンを備え
た回転するパドルによって打撃され、その衝撃によって
剥離粉砕されるとともに、この剥離粉砕によって分離さ
れた強化繊維同士、あるいは強化繊維と樹脂片は上記ピ
ンによって分散され、互いに絡まり合うことが阻止され
る。そして、このように分散された強化繊維と樹脂片
は、分級回収手段によりパドルの下方から気流を受けて
風力分級され、強化繊維は上方に吹き上げられて回収さ
れ、一方樹脂片は容器の下方に落下して回収される。従
って、この請求項２の分離回収装置によれば、請求項１
の分離回収方法をより効率的に執り行うことが可能とな
る。さらに請求項３の分離回収装置では、容器の下方に
落下して回収された樹脂片は、微粉砕手段によって微粉
化された上で上記分級回収手段によって回収されるた
め、粗粉砕品をすべて強化繊維および微粉として回収す
ることができ、分離回収の一層の効率化を図ることがで
きるとともに、一つの回収手段によって強化繊維の回収
と樹脂成分の回収とを行なうことが可能となり、装置構
造を簡略することができる。

【００１０】

【実施例】図１ないし図４は、本発明の分離回収装置の
第一実施例を示すものである。本実施例の分離回収装置
１は、図２に示されるようにフレーム２に支持されて円
筒状の容器３が立設され、この容器３内にパドル４が回
転可能に支持されるとともに、容器３の下部には分級回
収手段として圧縮空気の導入管５が連結された構成とな
っている。

【００１１】容器３の中央部外周には、パドル４の位置
と略同じ高さに開口するように粗粉砕品の投入管６が連
結されており、また容器３の上部外周には上記分級回収
手段によって分級された強化繊維を回収するための回収
管７が連結されていて、この回収管７は図１に示すよう
に回収容器８に連結されている。なお、これら投入管６
および回収管７は、容器３の外周側に向かって斜め上側
を向くように傾斜して設けられている。また、容器３の
上部外周には開閉可能な窓９が設けられている。ただ
し、これら投入管６、回収管７、および窓９の容器３の
周方向における配置は、設計条件等に応じて適宜に設定
可能である。

【００１２】一方、上記パドル４よりも下の容器３の下
部は、下方に向かって縮径する円錐状に形成されて樹脂
片等の回収室１０とされており、上記圧縮空気の導入管
５はこの回収室１０内に下向きに開口するように配置さ
れている。さらに、この回収室１０の下端には、該回収
室１０内に落下して回収された樹脂片を抜き出すための
抜出弁１１が設けられており、この抜出弁１１の直下に
は樹脂片を収納する回収容器１２が配置されている。ま
た、上記導入管５は、供給空気圧が調節可能な図示しな
い圧縮空気源に連結されている。

【００１３】さらに、容器３の上部にはモーター等のパ
ドル駆動機１３が配設されており、このパドル駆動機１
３の駆動軸１４は、円筒状の容器３の中心軸に沿うよう
に容器３内に垂下していて、この駆動軸１４の下端に上
記パドル４が取り付けられている。このパドル４は、駆
動軸１４を挟むようにして容器３の径方向に延びる一対
の腕部１５，１５の外周端に、それぞれピン１６，１６
が上記駆動軸１４に平行に立設された構成となってお
り、パドル駆動機１３により駆動軸１４が回転するのに
伴い腕部１５，１５およびピン１６，１６が高速旋回す
るようになされている。

【００１４】次に、このような構成の分離回収装置１を
用いてＦＲＰ成形品から強化繊維を分離回収する場合に
ついて説明する。まず、分離回収処理すべきＦＲＰ成形
品を二軸スクリュー式切断機やプレス式切断機、あるい
は人手を介した切断等により短冊状のチップに切断し、
さらにこれをチップミル、カッターミル、あるいはハン
マーミル等の粉砕機によって粗粉砕して約２０mm〜５０
mm程度の粗粉砕品を形成する。そして、パドル駆動機１
３によってパドル４を回転させるとともに、圧縮空気源
から圧縮空気を導入管５を通して容器３内に導入し、容
器３内に下方から上方に向かって回収管７へと抜ける気
流を形成した状態で、上記粗粉砕品を投入口６から容器
３内に投入する。

【００１５】投入された粗粉砕品は、高速回転するパド
ル４のピン１６によって打撃されて衝撃を受け、これに
よって樹脂成分が細かな樹脂片と微粉とに砕かれると同
時に、この樹脂成分中に混入する強化繊維は樹脂成分が
砕かれる際に剥離して樹脂片および微粉から分離され
る。すなわち、粗粉砕品は剥離粉砕されて強化繊維と樹
脂片および微粉とに分離される。さらに、こうして分離
された強化繊維は、上記ピン１６によって繊維が解きほ
ぐされて分散され、強化繊維同士が互いに絡まり合った
り、あるいは樹脂片や微粉に絡まったりすることが阻止
される。

【００１６】そして、このように分離、分散された強化
繊維と樹脂片とは容器３内に形成された上記気流によっ
て風力分級され、強化繊維は容器３の上方に送られて回
収管７から回収容器８に回収され、上記気流は図示しな
いバグフィルター等の除塵手段を通して大気へ放出す
る。一方、樹脂片は容器３の下部に落下して貯留され、
さらに抜出弁１１を開放することにより直下の回収容器
１２に回収される。また微粉は、その粒径や比重により
一部は強化繊維とともに回収管７から回収容器８に回収
され、残りは樹脂片とともに抜出弁１１から回収容器１
２に回収される。

【００１７】このように、上記構成の分離回収装置１お
よびこれを用いた強化繊維の分離回収方法によれば、回
転するパドル４のピン１６によって粗粉砕品が強化繊維
と樹脂片および微粉とに剥離粉砕されて分離され、かつ
分離された強化繊維はこのピン１６によって分散されて
分級されるため、強化繊維を繊維状態のまま効率的に回
収することができる。そして、これにより、回収された
強化繊維をそのまま新たなＦＲＰ成形品の強化繊維とし
て再利用することが可能となり、かつこのように強化繊
維を再利用した新たなＦＲＰ成形品において新品の強化
繊維を用いた成形品と同等の強度を得ることができる。
また、強化繊維がガラス繊維の場合には、回収された強
化繊維をガラス製品の原料として再利用することも可能
である。

【００１８】なお、強化繊維と分離されて回収容器１２
に回収された樹脂片は、従来と同様にローラミル等によ
って微粉砕され、同じく回収された微粉とともにＦＲＰ
成形品の充填材として再利用されるが、上述のように強
化繊維が剥離粉砕されて分離されることから、従来のよ
うに強化繊維ごとＦＲＰ成形品を微粉砕するのに比べて
粉砕に要するエネルギーを省力化することができるとと
もに、微粉砕に用いられるローラ等の寿命の延長を図る
ことができる。また、充填材に混入される強化繊維成分
の割合が低減されることから、成形品の強度を劣化させ
ることなく充填量を増やすことができ、これによってＦ
ＲＰ廃材の再利用率の向上をなすことが可能となる。

【００１９】なお、本実施例では投入された粗粉砕品を
剥離粉砕し、かつ分離された強化繊維を分散させるのに
一対のピン１６，１６を備えたパドル４を用いたが、こ
のピン１６の数や大きさ、配置等は投入される粗粉砕品
の量や組成等によって適宜に設定することができる。し
かしながら、このパドル４の回転によるピン１６の周速
が小さすぎると粗粉砕品に十分な衝撃が与えられず、強
化繊維を効率的に剥離することができなくなるおそれが
生じる。また逆に、ピン１６の周速が速すぎると必要以
上の衝撃が粗粉砕品に与えられてしまい、強化繊維まで
もが細かく粉砕されてその回収効率が低下するおそれが
生じる。さらに、この場合には不要な駆動力を費やす結
果ともなる。そこで、種々の試験を試みたところ、パド
ル４の回転によるピン１６の周速は３.２〜６.５m/sec
の範囲内とするのが好ましいという結果を得ることがで
きた。

【００２０】次に、図５は本発明の第二実施例の分離回
収装置２１を示すものである。ただし、この第二実施例
においては、図１ないし図４に示した第一実施例と共通
する部分については同一の符号を配して説明を省略して
ある。本実施例では、第一実施例の容器３の下部に、第
一実施例における円錐状の樹脂片等の回収室１０に代え
て、円筒状の容器３がそのまま延長されて樹脂片等の微
粉砕室２２が設けられており、この微粉砕室２２に微粉
砕手段としてのローラミル２３が配設されている。ここ
で、このローラミル２３は、一対のローラ２４，２４が
図示しない駆動機によって円筒状の微粉砕室２２の中心
軸の回りに回転駆動される周知の構造のものである。そ
して、分級回収手段としての圧縮空気の導入管５は、こ
の微粉砕室２２内のローラミル２３の下方から容器３の
上方に向けて気流を形成するように、微粉砕室２２の底
部に連結されている。

【００２１】このような構成の分離回収装置２１におい
ては、投入管６から投入されたＦＲＰ成形品の粗粉砕品
は上記第一実施例と同様に高速回転するパドル４のピン
１６，１６によって剥離粉砕されて強化繊維および微粉
と樹脂片とに分離され、このうち強化繊維と微粉はピン
１６によって分散されるとともに、上記気流によって風
力分級されて回収管７から回収される。一方、剥離粉砕
された樹脂片は風力分級によって容器３下部の微粉砕室
２２に落下し、ローラミル２３によって微粉砕されて微
粉化される。そして、このように微粉となった樹脂は上
記気流によって容器３内へと上昇し、回収管７から回収
される。

【００２２】従って、この第二実施例の分離回収装置２
１によれば、投入されたＦＲＰ成形品の粗粉砕品はすべ
て強化繊維と微粉とになって回収されるため、再利用に
要する処理工程の簡略化が図られて、より効率的な再利
用を促すことが可能となる。また、この微粉の回収に
は、強化繊維を分級して回収するための分級回収手段が
用いられているので、このような効率的な再利用を促し
つつも装置構造が徒に複雑化するのを避けることができ
るとともに、分離回収に要する動力等の省力化を図るこ
とができる。さらに粗粉砕品の剥離粉砕、樹脂片の回収
および微粉砕はすべて容器３とこれに連なる微粉砕室２
２とで行なわれるため、生成された微粉が装置外に漏れ
出て粉塵となって周囲の環境を汚染するような事態も未
然に防止することができる。なお、本第二実施例では、
このような効果以外にも、上記第一実施例により奏功さ
れるのと同様の効果が得られることは、言うまでもな
い。

【００２３】次に、これら第一および第二実施例の分離
回収装置１，２１によりＦＲＰ成形品の廃材を粉砕して
強化繊維および樹脂成分を分離回収し、この時の強化繊
維、微粉、および樹脂片のそれぞれの回収率を調べた。
この結果を表１に示す。また、回収された強化繊維中に
おける純強化繊維とその他の付着成分との含有率を表２
に示す。ただし、分離回収に供したＦＲＰ成形品の廃材
は、ＳＭＣ粉砕品であった。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】表１および表２の結果より、上記第一およ
び第二実施例の分離回収装置１，２１によれば、ＦＲＰ
成形品中に含まれる強化繊維を高い割合で繊維として回
収することができることが確認される。特に第二実施例
の分離回収装置２１によればより高い回収率を得ること
ができ、分離回収の一層の効率化が図られていることが
分かる。また、この第二実施例では樹脂片として回収さ
れる樹脂成分は０wt％であり、すなわち上述のように樹
脂片がすべて微粉砕されて微粉として回収されているこ
とが分かる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来はすべて微粉砕して回収されていたＦＲＰ成形品の廃
材から、強化繊維を繊維状態のまま分離して効率的に回
収することが可能となり、回収された強化繊維を再びＦ
ＲＰ成形品に混入するなどして再利用することができる
とともに、このような場合でも成形品の強度を維持する
ことができる。その一方で、強化繊維と分離された樹脂
成分は強化繊維の含まれる割合が低くなるため、これを
微粉砕する際のエネルギーの省力化が図られるととも
に、微粉砕された樹脂成分をＦＲＰ成形品等の充填材に
用いる場合に成形品の強度を損なうことなく充填量を増
大できるなど、再利用の効率化を促すことが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例の分離回収装置１を用いた
ＦＲＰ成形品のリサイクル設備の一例を示す図である。

【図２】本発明の第一実施例の分離回収装置１を示す側
面図である。

【図３】図２に示す分離回収装置１の容器３部分の縦断
面図である。

【図４】図２に示す分離回収装置１の容器３部分の横断
面図である。

【図５】本発明の第二実施例の分離回収装置２１を示す
側面図である。

【符号の説明】

１，２１ 分離回収装置 ３ 容器 ４ パドル ５ 圧縮空気の導入管（分級回収手段） ６ 投入管 ７ 回収管 １０ 樹脂片等の回収室 １１ 抜出弁 １２ 回収容器 １３ パドル駆動機 １４ 駆動軸 １５ 腕部 １６ ピン ２２ 微粉砕室 ２３ ローラミル（微粉砕手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＦＲＰ成形品を粗粉砕して成る粗粉砕品
   を強化繊維および微粉と樹脂片とに剥離粉砕してこれを
   分散するとともに、この分散された強化繊維を分級して
   回収することを特徴とするＦＲＰにおける強化繊維の分
   離回収方法。
2. 【請求項２】 ＦＲＰ成形品の粗粉砕品を収納する容器
   と、 この容器内に回転可能に設けられ、上記粗粉砕品を剥離
   粉砕して強化繊維および微粉と樹脂片とに分離するとと
   もに、分離された強化繊維同士あるいは該強化繊維と上
   記樹脂片および微粉とを分散せしめるピンを備えたパド
   ルと、 このパドルの下方から上記容器内に気流を発生させて上
   記分散された強化繊維を風力分級して回収する分級回収
   手段とを具備して成るＦＲＰにおける強化繊維の分離回
   収装置。
3. 【請求項３】 上記パドルの下方には、剥離粉砕された
   上記樹脂片をさらに粉砕して微粉化する微粉砕手段が設
   けられるとともに、微粉砕された微粉は上記分級回収手
   段によって回収されることを特徴とする請求項２に記載
   のＦＲＰにおける強化繊維の分離回収装置。