KR101763789B1 - 재활용 탄소섬유 회수 방법 - Google Patents

재활용 탄소섬유 회수 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101763789B1
KR101763789B1 KR1020160033858A KR20160033858A KR101763789B1 KR 101763789 B1 KR101763789 B1 KR 101763789B1 KR 1020160033858 A KR1020160033858 A KR 1020160033858A KR 20160033858 A KR20160033858 A KR 20160033858A KR 101763789 B1 KR101763789 B1 KR 101763789B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
carbon fiber
carbon fibers
recycled
blade
recycled carbon
Prior art date
Application number
KR1020160033858A
Other languages
English (en)
Inventor
기웅
신헌충
송현도
신현규
Original Assignee
재단법인 한국탄소융합기술원
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 재단법인 한국탄소융합기술원 filed Critical 재단법인 한국탄소융합기술원
Priority to KR1020160033858A priority Critical patent/KR101763789B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101763789B1 publication Critical patent/KR101763789B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/04—Disintegrating plastics, e.g. by milling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B2017/001—Pretreating the materials before recovery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/04—Disintegrating plastics, e.g. by milling
    • B29B2017/0424—Specific disintegrating techniques; devices therefor
    • 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
    • Y02W30/52—Mechanical processing of waste for the recovery of materials, e.g. crushing, shredding, separation or disassembly
    • 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

Abstract

본 발명은, 대기분위기에서 실험용 탄소섬유의 온도별 중량감소와 시간별 중량감소를 측정하고, 실험용 수지의 온도별 중량감소와 시간별 중량감소를 측정하여, 재활용 탄소섬유를 회수할 가능성이 있는 온도범위 및 시간범위를 1차적으로 찾는다. 그런 다음, 실험용 탄소섬유로 직조된 탄소섬유직물에 실험용 수지를 함침시킨 탄소섬유직물 시편을 준비하고, 탄소섬유직물 시편을 1차적으로 찾아낸 온도범위 및 시간범위 내에서 열처리하여, 탄소섬유의 기계적 물성 90% 이상 되는 재활용 탄소섬유를 회수할 수 있는 최적온도 및 최적시간을 2차적으로 찾는다. 이렇게 찾아낸 최적온도 및 최적시간에서, 폐 탄소섬유 강화 플라스틱을 열처리하여 재활용 탄소섬유직물을 회수한다. 그런 다음, 재활용 탄소섬유직물에 포함된 탄소섬유를 폭 방향으로 일정 간격으로 컷팅하여 재활용 탄소섬유를 얻어낸다.
따라서, 본 발명을 사용하면, 탄소섬유의 기계적 물성 90% 이상 되고, 길이가 일정한 재활용 탄소섬유들을 신속하고 안정적으로 회수할 수 있다.

Description

재활용 탄소섬유 회수 방법{METHOD FOR COLLECTING RECYCLED CARBON FIBER FROM CARBON FIBER REINFORCED PLASTIC}
본 발명은 재활용 탄소섬유 회수 방법에 관한 것이다.
탄소섬유 강화 플라스틱(carbon fiber reinforced plastic)은, 가볍고, 고강도이며, 내열성과 내식성이 우수하여, 로켓부품, 항공기부품, 자동차부품, 의료용품, 스포츠용품에 널리 사용된다.
이러한 탄소섬유 강화 플라스틱은, 열경화성 수지 또는 열가소성 수지가 탄소섬유직물에 함침된 후 경화되어 만들어진다. 탄소섬유직물은 탄소섬유가 직조되어 만들어진다.
탄소섬유 강화 플라스틱은 폐기 처분될 때 주로 매립된다. 이렇게 폐기 처분되는 탄소섬유 강화 플라스틱을 “폐 탄소섬유 강화 플라스틱”이라 칭한다.
최근에는, 폐 탄소섬유 강화 플라스틱에서 탄소섬유직물을 회수하고, 회수된 탄소섬유직물을 컷팅하여 얻은 탄소섬유를 재활용하는 방법이 다양하게 연구되고 있다. 이하, 폐 탄소섬유 강화 플라스틱에서 회수된 탄소섬유직물을“재활용 탄소섬유직물” 이라 칭하고, 재활용 탄소섬유직물을 컷팅하여 얻은 탄소섬유를“재활용 탄소섬유”라 칭한다.
한편, 로켓부품, 항공기부품, 자동차부품, 의료용품, 스포츠용품에 재활용 탄소섬유를 사용하려면, 재활용 탄소섬유의 기계적 물성이, 적어도 탄소섬유의 기계적 물성 90% 이상은 되어야 한다. 또한, 재활용 탄소섬유들이 사용된 제품의 기계적 물성이 전체적으로 균일해지려면, 제품에 포함된 재활용 탄소섬유들의 길이가 일정해야 한다. 이러한 조건을 만족시키기 위한 다양한 연구가 이루어지고 있다.
한국등록특허(10-1134154)
본 발명의 목적은, 탄소섬유의 기계적 물성 90% 이상 되고, 길이가 일정한 재활용 탄소섬유들을, 폐 탄소섬유 강화 플라스틱에서 회수하는 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 재활용 탄소섬유 회수방법은,
폐 탄소섬유 강화 플라스틱을 구성하는 탄소섬유직물의 탄소섬유와 동일한 실험용 탄소섬유를 준비하고, 상기 폐 탄소섬유 강화 플라스틱을 구성하는 수지와 동일한 실험용 수지를 준비하는 제1단계;
대기분위기에서, 상기 실험용 탄소섬유의 온도별 중량감소와 시간별 중량감소를 측정하고, 상기 실험용 수지의 온도별 중량감소와 시간별 중량감소를 측정하여, 재활용 탄소섬유를 회수할 가능성이 있는 온도범위 및 시간범위를 찾는 제2단계;
상기 실험용 탄소섬유로 직조된 탄소섬유직물에 상기 실험용 수지를 함침시킨 탄소섬유직물 시편을 준비하고, 상기 탄소섬유직물 시편을 상기 온도범위 및 상기 시간범위 내에서 열처리하여, 탄소섬유의 기계적 물성 90% 이상 되는 재활용 탄소섬유를 회수할 수 있는 최적온도 및 최적시간을 찾는 제3단계;
상기 폐 탄소섬유 강화 플라스틱을 상기 최적온도와 상기 최적시간에서 열처리하여, 재활용 탄소섬유직물을 회수하는 제4단계; 및
상기 재활용 탄소섬유직물을 제1칼날로 컷팅하여, 설정된 길이를 가진 재활용 탄소섬유들과 설정된 길이를 가지지 못한 재활용 탄소섬유들을 동시에 얻어내고, 상기 설정된 길이를 가진 재활용 탄소섬유들을 1차로 수거통에 모으고, 상기 설정된 길이를 가지지 못한 재활용 탄소섬유들을 길이방향으로 정렬한 후 제2칼날로 설정된 길이로 컷팅하여 설정된 길이를 가진 재활용 탄소섬유들을 얻어 2차로 상기 수거통에 모으는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 대기분위기에서 실험용 탄소섬유의 온도별 중량감소와 시간별 중량감소를 측정하고, 실험용 수지의 온도별 중량감소와 시간별 중량감소를 측정하여, 재활용 탄소섬유를 회수할 가능성이 있는 온도범위 및 시간범위를 1차적으로 찾는다. 그런 다음, 실험용 탄소섬유로 직조된 탄소섬유직물에 실험용 수지를 함침시킨 탄소섬유직물 시편을 준비하고, 탄소섬유직물 시편을 1차적으로 찾아낸 온도범위 및 시간범위 내에서 열처리하여, 탄소섬유의 기계적 물성 90% 이상 되는 재활용 탄소섬유를 회수할 수 있는 최적온도 및 최적시간을 2차적으로 찾는다. 이렇게 찾아낸 최적온도 및 최적시간에서, 폐 탄소섬유 강화 플라스틱을 열처리하여 재활용 탄소섬유직물을 회수한다. 그런 다음, 재활용 탄소섬유직물에 포함된 탄소섬유를 폭 방향으로 일정 간격으로 컷팅하여 재활용 탄소섬유를 얻어낸다.
따라서, 본 발명은, 1차, 2차 실험에서 얻어낸 신뢰성 있는 열처리조건 및 컷팅 방법으로, 탄소섬유의 기계적 물성 90% 이상 되고 길이가 일정한 재활용 탄소섬유들을, 폐 탄소섬유 강화 플라스틱에서 신뢰성을 가지고 지속적으로 회수해 낼 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 탄소섬유 회수 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 대기분위기에서 실험용 탄소섬유의 온도별 중량감소와 시간별 중량감소를 나타낸 그래프로, 도 2(a)는 대기분위기에서 실험용 탄소섬유의 온도별 중량감소를 나타낸 그래프이고, 도 2(b)는 대기분위기에서 실험용 탄소섬유의 시간별 중량감소를 나타낸 그래프이다.
도 3은 대기분위기 특정온도에서 실험용 수지의 시간별 중량감소를 나타낸 그래프로, 도 3(a)는 대기분위기 450℃에서 실험용 수지의 시간별 중량감소를 나타낸 그래프이고, 도 3(b)는 대기분위기 500℃에서 실험용 수지의 시간별 중량감소를 나타낸 그래프이다.
도 4는 대기분위기 특정온도에서 실험용 수지의 시간별 중량감소를 나타낸 그래프로, 도 4(a)는 대기분위기 550℃에서 실험용 수지의 시간별 중량감소를 나타낸 그래프이고, 도 4(b)는 대기분위기 600℃에서 실험용 수지의 시간별 중량감소를 나타낸 그래프이다.
도 5는 대기분위기 특정온도에서 실험용 수지의 시간별 중량감소를 나타낸 그래프로, 도 5(a)는 대기분위기 650℃에서 실험용 수지의 시간별 중량감소를 나타낸 그래프이고, 도 5(b)는 대기분위기 700℃에서 실험용 수지의 시간별 중량감소를 나타낸 그래프이다.
도 6은 450℃, 5시간동안 열처리한 탄소섬유직물 시편을 찍은 사진이다.
도 7은 500℃, 4시간동안 열처리한 탄소섬유직물 시편을 찍은 사진이다.
도 8은 550℃, 3.5시간동안 열처리한 탄소섬유직물 시편을 찍은 사진이다.
도 9는 600℃, 2.5시간동안 열처리한 탄소섬유직물 시편을 찍은 사진이다.
도 10은 650℃, 2시간동안 열처리한 탄소섬유직물 시편을 찍은 사진이다.
도 11은 700℃, 2시간동안 열처리한 탄소섬유직물 시편을 찍은 사진이다.
도 12는 재활용 탄소섬유직물을 나타낸 도면이다.
도 13은 도 12에 도시된 재활용 탄소섬유직물로부터 길이가 동일한 재활용 탄소섬유들을 얻어내는 장비를 나타낸 도면이다.
도 14는 도 13에 도시된 장비의 평면도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 탄소섬유 회수 방법을 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 탄소섬유 회수 방법은,
폐 탄소섬유 강화 플라스틱을 구성하는 탄소섬유직물의 탄소섬유와 동일한 실험용 탄소섬유를 준비하고, 상기 폐 탄소섬유 강화 플라스틱을 구성하는 수지와 동일한 실험용 수지를 준비하는 제1단계(S11);
대기분위기에서, 상기 실험용 탄소섬유의 온도별 중량감소와 시간별 중량감소를 측정하고, 상기 실험용 수지의 온도별 중량감소와 시간별 중량감소를 측정하여, 재활용 탄소섬유를 회수할 가능성이 있는 온도범위 및 시간범위를 찾는 제2단계(S12);
상기 실험용 탄소섬유로 직조된 탄소섬유직물에 상기 실험용 수지를 함침시킨 탄소섬유직물 시편을 준비하고, 상기 탄소섬유직물 시편을 상기 온도범위 및 상기 시간범위 내에서 열처리하여, 탄소섬유의 기계적 물성 90% 이상 되는 재활용 탄소섬유를 회수할 수 있는 최적온도 및 최적시간을 찾는 제3단계(S13);
상기 폐 탄소섬유 강화 플라스틱을 상기 최적온도와 상기 최적시간에서 열처리하여, 재활용 탄소섬유직물을 회수하는 제4단계(S14);
상기 재활용 탄소섬유직물을 제1칼날로 컷팅하여, 설정된 길이를 가진 재활용 탄소섬유들과 설정된 길이를 가지지 못한 재활용 탄소섬유들을 동시에 얻어내고, 상기 설정된 길이를 가진 재활용 탄소섬유들을 1차로 수거통에 모으고, 상기 설정된 길이를 가지지 못한 재활용 탄소섬유들을 길이방향으로 정렬한 후 제2칼날로 설정된 길이로 컷팅하여 설정된 길이를 가진 재활용 탄소섬유들을 얻어 2차로 상기 수거통에 모으는 제5단계(S15);로 구성된다.
이하, 제1단계(S11)를 설명한다.
폐 탄소섬유 강화 플라스틱을 구성하는 탄소섬유직물의 탄소섬유와 동일한 실험용 탄소섬유를 준비한다. 본 실시예에서, 탄소섬유직물의 탄소섬유와 실험용 탄소섬유는, UHT Unitech 사의 U30S 탄소섬유다.
폐 탄소섬유 강화 플라스틱을 구성하는 수지와 동일한 실험용 수지를 준비한다. 본 실시예에서, 폐 탄소섬유 강화 플라스틱을 구성하는 수지와 실험용 수지는 에폭시 수지다.
이하, 제2단계(S12)를 설명한다.
대기분위기에서, 실험용 탄소섬유의 온도별 중량감소와 시간별 중량감소를 측정한다. 도 2 (a),(b)에 도시된 바와 같이, 실험용 탄소섬유는 700℃, 5시간 이후에 모두 산화된다.
대기분위기에서, 실험용 수지의 온도별 중량감소와 시간별 중량감소를 측정한다.
도 3(a)에 도시된 바와 같이, 실험용 수지는 450℃ 5.4시간 후에 완전히 제거된다. 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 실험용 수지는 500℃ 3.6시간 후에 완전히 제거된다.
도 4(a)에 도시된 바와 같이, 실험용 수지는 550℃ 3.3시간 후에 완전히 제거된다. 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 실험용 수지는 600℃ 2.3시간 후에 완전히 제거된다.
도 5(a)에 도시된 바와 같이, 실험용 수지는 650℃ 2시간 후에 완전히 제거된다. 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 실험용 수지는 700℃ 2시간 후에 완전히 제거된다.
위 실험결과로부터, 재활용 탄소섬유를 회수할 가능성이 있는 온도범위 450700℃, 시간범위 25.4시간을 찾았다. 여기서, 재활용 탄소섬유를 회수할 가능성이 있는 온도범위 및 시간범위란, 탄소섬유 강화 플라스틱을 열처리할 때, 수지는 완전히 제거되고 탄소섬유가 산화되지 않고 남아 있을 수 있는, 온도범위와 시간범위를 의미한다.
이하, 제3단계(S13)를 설명한다.
실험용 탄소섬유로 직조된 탄소섬유직물에 실험용 수지를 함침시킨 탄소섬유직물 시편을 준비한다.
제2단계(S12)에서 찾아낸 450 - 700℃ 온도범위와, 2 - 5.4시간 범위 내에서 탄소섬유직물 시편을 열처리한다.
1). 열처리 결과는 다음과 같다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 450℃, 5시간, 500℃, 4시간에서는 수지가 완전히 제거되고, 탄소섬유도 산화되지 않고 남아 있다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 550℃, 3.5시간, 600℃, 2.5시간에서는 수지가 완전히 제거되고, 탄소섬유가 산화되어 하얗게 변색된 상태로 남아 있다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 650℃, 2시간, 700℃, 2시간에서는 수지가 완전히 제거되고, 탄소섬유가 산화되어 하얗게 변색된 후, 수축되어 소량만 남아 있다.
2). 열처리된 탄소섬유직물 시편에 포함된 성분을 측정한 결과는 표 1과 같다.
450°C, 5 500°C, 4 550°C, 3.5 600°C, 2.5 650°C, 2 700°C, 2 750°C, 1
O1s 18.26 23.83 50.65 41.36 44.7 47.24 56.01
N1s 3.81 1.94 0.9 1 1.61 0.91 0.86
C1s 76.67 71.61 46.15 55.76 46.45 49.63 35.99
위 표 1을 보면, 450℃, 5시간에서 열처리된 탄소섬유직물 시편에 포함된 산소의 양이 18.26으로 가장 작은 것을 알 수 있다. 즉, 450℃, 5시간에서 열처리된 탄소섬유직물 시편이 가장 적게 산화된 것을 알 수 있다.
3). 열처리된 탄소섬유직물 시편에서 잘라낸 재활용 탄소섬유의 기계적 물성을, 기준 탄소섬유와 비교한 결과는 표 2와 같다. 본 실시예에서는 기계적 물성중 하나인 인장강도를 서로 비교한다.
시편종류 인장강도 (MPa) %
기준 탄소섬유 5,357.31 100
450°C, 5시간 5,114.90 95.48
500°C, 4시간 4,964.63 92.67
550°C, 3.5시간 4,159.65 77.64
600°C, 2.5시간 4,021.10 75.06
650°C, 2시간
* 섬유의 산화로 인하여 측정불가
700°C, 2시간
표 2를 살펴보면, 450℃, 5시간 열처리 조건에서, 재활용 탄소섬유의 인장강도는 5114.90MPa로 측정된다. 이는 기준 탄소섬유의 인장강도 5357.31Mpa의 95.48%에 해당된다.
500℃, 4시간 열처리 조건에서, 재활용 탄소섬유의 인장강도는 4964.63MPa로 측정된다. 이는 기준 탄소섬유의 인장강도 5357.31Mpa의 92.67%에 해당된다.
550℃, 3.5시간, 600℃, 2.5시간 열처리 조건에서는, 산화가 진행되어, 재활용 탄소섬유의 인장강도가 기준 탄소섬유의 70% 대로 떨어진다.
650℃, 2시간, 750℃ 2시간 열처리 조건에서는, 산화가 완전히 진행되어, 재활용 탄소섬유의 인장강도를 측정할 수 없다.
위 실험결과로부터, 탄소섬유의 기계적 물성 90% 이상 되는 재활용 탄소섬유를 회수할 수 있는 최적온도 450℃, 최적시간 5시간을 찾았다.
이하, 제4단계(S14)를 설명한다.
폐 탄소섬유 강화 플라스틱을 최적온도 450℃와 최적시간 5시간에서 열처리한다. 그러면, 도 11에 도시된 재활용 탄소섬유직물(F)이 회수된다.
이하, 제5단계(S15)를 설명한다.
도 11 내지 도 14를 참조하면,
제1벨트(11) 위에 재활용 탄소섬유직물(F)을 올려놓는다.
제1모터(13)가 제1롤러(12)를 시계방향으로 회전시켜, 제1벨트(11)를 오른쪽으로 이동시킨다. 그러면, 제1벨트(11) 위에 놓여진 재활용 탄소섬유직물(F)이 제1칼날(31a)까지 이동한다.
제1벨트(11)의 끝단에서 제2벨트(21) 위로 떨어지려는 재활용 탄소섬유직물(F)을 제1구동부(31b)가 제1칼날(31a)을 상하운동시켜 연속적으로 컷팅한다. 이때, 설정된 길이를 가진 재활용 탄소섬유(CF)들과 설정된 길이를 가지지 못한 재활용 탄소섬유(CF)들이 동시에 얻어진다. 설정된 길이를 가진 재활용 탄소섬유(CF)들은 폭 방향으로 컷팅된 섬유들이고, 설정된 길이를 가지지 못한 재활용 탄소섬유(CF)들은 길이방향으로 컷팅되거나 컷팅되지 못한 섬유들이다.
설정된 길이를 가진 재활용 탄소섬유(CF)들과 설정된 길이를 가지지 못한 재활용 탄소섬유(CF)들이, 제2벨트(21) 위로 떨어진다.
제2모터(23)가 제2롤러(22)를 시계방향으로 회전시켜, 제2벨트(21)를 오른쪽으로 이동시킨다. 제2벨트(21) 위에 떨어진 설정된 길이를 가진 재활용 탄소섬유(CF)들은 제2벨트(21)의 메쉬구멍(21a)을 통해서 수거통(51)으로 떨어진다. 이를 위해, 메쉬구멍(21a)의 직경은 설정된 길이를 가진 재활용 탄소섬유(CF) 보다 약간 크다.
수거통(51)에 떨어진 설정된 길이를 가진 재활용 탄소섬유(CF)들은 경사면을 따라 우측으로 이동하여 모인다.
제2벨트(21) 위에 떨어진 설정된 길이를 가지지 못한 재활용 탄소섬유(CF)들은 제2벨트(21)를 따라 제2칼날(32a)까지 이동한다.
회전체(43)들이 회전하고, 회전체(43)의 걸림막대(43a)들이 설정된 길이를 가지지 못한 재활용 탄소섬유(CF)들을 걸어서 정렬판(41)쪽으로 민다.
설정된 길이를 가지지 못한 재활용 탄소섬유(CF)들이 정렬판(41)의 좌우측면을 따라 제2칼날(32a) 방향으로 이동한다. 이때 방향이 제각각인 설정된 길이를 가지지 못한 재활용 탄소섬유(CF)들이 길이방향으로 정렬된다.
가이드판(42)은 길이방향으로 정렬된 설정된 길이를 가지지 못한 재활용 탄소섬유(CF)들을, 제2칼날(32a) 방향으로 모은다.
제2벨트(21)의 끝단에서 수거통(51)으로 떨어지려는 설정된 길이를 가지지 못한 재활용 탄소섬유(CF)들을, 제2구동부(32b)가 제2칼날(32a)을 상하운동시켜 연속적으로 컷팅한다. 설정된 길이를 가지지 못한 재활용 탄소섬유(CF)들이 폭방향으로 컷팅되어 설정된 길이를 가진다. 설정된 길이를 가진 재활용 탄소섬유(CF)들이 수거통(51)으로 떨어진다.
상술한 방법으로 재활용 탄소직물(F)을 컷팅하면, 재활용 탄소섬유(CF)들을 폭 방향으로 일정한 간격으로 컷팅할 수 있어, 길이가 일정한 재활용 탄소섬유(CF)들을 얻어낼 수 있다.
F: 재활용 탄소섬유직물 CF: 재활용 탄소섬유
11: 제1벨트 21: 제2벨트
31a: 제1칼날 32a: 제2칼날
41: 정렬판 42: 가이드판
43: 회전체 43a: 걸림막대
51: 수거통 52: 경사판

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 폐 탄소섬유 강화 플라스틱을 구성하는 탄소섬유직물의 탄소섬유와 동일한 실험용 탄소섬유를 준비하고, 상기 폐 탄소섬유 강화 플라스틱을 구성하는 수지와 동일한 실험용 수지를 준비하는 제1단계;
    대기분위기에서, 상기 실험용 탄소섬유의 온도별 중량감소와 시간별 중량감소를 측정하고, 상기 실험용 수지의 온도별 중량감소와 시간별 중량감소를 측정하여, 재활용 탄소섬유를 회수할 가능성이 있는 온도범위 및 시간범위를 찾는 제2단계;
    상기 실험용 탄소섬유로 직조된 탄소섬유직물에 상기 실험용 수지를 함침시킨 탄소섬유직물 시편을 준비하고, 상기 탄소섬유직물 시편을 상기 온도범위 및 상기 시간범위 내에서 열처리하여, 탄소섬유의 기계적 물성 90% 이상 되는 재활용 탄소섬유를 회수할 수 있는 최적온도 및 최적시간을 찾는 제3단계;
    상기 폐 탄소섬유 강화 플라스틱을 상기 최적온도와 상기 최적시간에서 열처리하여, 재활용 탄소섬유직물을 회수하는 제4단계; 및
    상기 재활용 탄소섬유직물을 제1칼날로 컷팅하여, 설정된 길이를 가진 재활용 탄소섬유들과 설정된 길이를 가지지 못한 재활용 탄소섬유들을 동시에 얻어내고, 상기 설정된 길이를 가진 재활용 탄소섬유들을 1차로 수거통에 모으고, 상기 설정된 길이를 가지지 못한 재활용 탄소섬유들을 길이방향으로 정렬한 후 제2칼날로 설정된 길이로 컷팅하여 설정된 길이를 가진 재활용 탄소섬유들을 얻어 2차로 상기 수거통에 모으는 제5단계;를 포함하며,
    상기 제5단계에서,
    상기 설정된 길이를 가지지 못한 재활용 탄소섬유들은, 상기 제1칼날과 제2칼날 사이 좌우측에 위치된 회전체들의 걸림막대들에 걸려, 상기 제1칼날과 제2칼날 사이 중앙에 위치된 정렬판쪽으로 밀려진 후, 상기 정렬판의 좌우측면을 따라 상기 제2칼날 방향으로 이동하면서 길이방향으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 재활용 탄소섬유 회수방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제5단계에서,
    상기 정렬판에 의해 길이방향으로 정렬된 설정된 길이를 가지지 못한 재활용 탄소섬유들을,
    상기 제2칼날에 의해 컷팅되기 직전에,
    상기 정렬판과 상기 제2칼날 사이 좌우측에 위치된 가이드판들에 의해, 상기 제2칼날 방향으로 모아지는 것을 특징으로 하는 재활용 탄소섬유 회수방법.
KR1020160033858A 2016-03-22 2016-03-22 재활용 탄소섬유 회수 방법 KR101763789B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160033858A KR101763789B1 (ko) 2016-03-22 2016-03-22 재활용 탄소섬유 회수 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160033858A KR101763789B1 (ko) 2016-03-22 2016-03-22 재활용 탄소섬유 회수 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101763789B1 true KR101763789B1 (ko) 2017-08-02

Family

ID=59652010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160033858A KR101763789B1 (ko) 2016-03-22 2016-03-22 재활용 탄소섬유 회수 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101763789B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107932791A (zh) * 2017-11-16 2018-04-20 连云港中复连众复合材料集团有限公司 一种风电叶片切割破碎方法及其专用装置
KR101920912B1 (ko) * 2017-10-20 2018-11-21 경상대학교산학협력단 폐탄소섬유의 재활용 방법
WO2021219736A1 (en) 2020-04-30 2021-11-04 Luxembourg Institute Of Science And Technology (List) Multi-material disassembly
KR102371993B1 (ko) * 2020-12-16 2022-03-10 재단법인 한국탄소산업진흥원 기계적 물성이 향상된 탄소섬유복합재의 제조 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000158440A (ja) * 1998-11-30 2000-06-13 Nissan Shatai Co Ltd ペレットの造粒方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000158440A (ja) * 1998-11-30 2000-06-13 Nissan Shatai Co Ltd ペレットの造粒方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101920912B1 (ko) * 2017-10-20 2018-11-21 경상대학교산학협력단 폐탄소섬유의 재활용 방법
CN107932791A (zh) * 2017-11-16 2018-04-20 连云港中复连众复合材料集团有限公司 一种风电叶片切割破碎方法及其专用装置
CN107932791B (zh) * 2017-11-16 2019-11-01 连云港中复连众复合材料集团有限公司 一种风电叶片切割破碎方法及其专用装置
WO2021219736A1 (en) 2020-04-30 2021-11-04 Luxembourg Institute Of Science And Technology (List) Multi-material disassembly
LU101761B1 (en) 2020-04-30 2021-11-05 Luxembourg Inst Science & Tech List Multi-material disassembly
KR102371993B1 (ko) * 2020-12-16 2022-03-10 재단법인 한국탄소산업진흥원 기계적 물성이 향상된 탄소섬유복합재의 제조 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101763789B1 (ko) 재활용 탄소섬유 회수 방법
CN108560243B (zh) 一种碳纤维表面处理的方法及应用
EP3626769A1 (en) Methods for producing regenerated carbon fiber bundles, regenerated carbon fibers and regenerated milled carbon fibers, apparatus for producing regenerated carbon fiber bundles, method for producing carbon fiber-reinforced resin, and regenerated carbon fiber bundles
TW201627364A (zh) 纖維強化樹脂成形材料
KR20100130286A (ko) 섬유강화수지 볼트 및 그 제조방법
US20190240871A1 (en) Method and Device for Recycling Thermoplastic Fibre-Reinforced Composite Material
JP7001088B2 (ja) 炭素繊維ランダムマットと炭素繊維複合材料
Harper et al. Fiber alignment in directed carbon fiber preforms—a feasibility study
CN111565902B (zh) 增强纤维束基材及其制造方法，以及使用其的纤维增强热塑性树脂材料及其制造方法
KR102478812B1 (ko) 섬유 강화 수지 성형 재료 및 그 제조 방법
CN113412188B (zh) 纤维增强树脂成型材料成型品及其制造方法
CN110267785B (zh) 纤维增强树脂片材
KR101868679B1 (ko) 탄소섬유 강화 열가소성 복합재 및 이의 제조방법
JPH04323009A (ja) 炭素繊維強化樹脂成形体を再生・利用する方法
DE3137844C2 (de) Verfahren zum Herstellen von Kurzfasern
EP0102711A2 (en) Process for producing fibre-reinforced polymer compositions
US20140261970A1 (en) Method of making a laminate component and method of removing voids from a pre-preg ply and a pre-preg component
CN111372977A (zh) 纤维强化树脂成型材料的制造方法以及纤维强化树脂成型材料制造装置
JP2014101605A (ja) 炭素繊維の製造方法
KR101675888B1 (ko) 재활용 탄소섬유직물 컷팅장치
KR20190022500A (ko) 탄소 섬유 다발 및 이의 제조 방법
CN112955496B (zh) 纤维增强树脂材料及其制造方法
DE102017216685B4 (de) Verfahren und Anlage zur Rückgewinnung von Kohlenstofffasern aus mindestens einem Faserverbundwerkstoff
JP6525154B2 (ja) 繊維強化硬化樹脂の製造方法
KR102371993B1 (ko) 기계적 물성이 향상된 탄소섬유복합재의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant