(57)【要約】【課題】炭素繊維強化プラスチックの劣化を抑制しつつ、高い精度で炭素繊維強化プラスチックを回収することができる、炭素繊維強化プラスチック分別装置を提供すること。【解決手段】本発明に係る炭素繊維強化プラスチック分別装置１は、炭素繊維強化プラスチック２１及びガラス繊維強化プラスチック２２を含む混合材から、炭素繊維強化プラスチック２１を分別する炭素繊維強化プラスチック分別装置１であって、混合材を一方向に搬送するベルトコンベア１１と、ベルトコンベア上で搬送される炭素繊維強化プラスチック２１を検出する磁界センサ１１ｃと、搬送された混合材に対して気体を噴射可能なエアノズル１２と、を備え、磁界センサ１１ｃによって検出された炭素繊維強化プラスチック２１を、少なくともガラス繊維強化プラスチック２２と分別するようにエアノズル１２から混合材に対して気体を噴射する。【選択図】図１
2019209607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素繊維強化プラスチック及びガラス繊維強化プラスチックを含む混合材から、炭素繊維強化プラスチックを分別する炭素繊維強化プラスチック分別装置であって、
前記混合材を一方向に搬送するベルトコンベアと、
前記ベルトコンベア上で搬送される前記炭素繊維強化プラスチックを検出する磁界センサと、
搬送された前記混合材に対して気体を噴射可能なエアノズルと、を備え、
前記磁界センサによって検出された炭素繊維強化プラスチックを、少なくとも前記ガラス繊維強化プラスチックと分別するように前記エアノズルから前記混合材に対して気体を噴射する、
炭素繊維強化プラスチック分別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素繊維強化プラスチック分別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）を含む廃材から、ふるい、比重差および磁力等のいずれかを用いて、ＣＦＲＰ含有物とそれ以外とを分別する処理方法が知られている。
ところで、特許文献１には、熱分解処理によってＣＦＲＰのプラスチックを選択的に熱分解し、ＣＦＲＰに含まれる炭素繊維を回収する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−０９９１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明者は、ＣＦＲＰとガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）とが混在する廃材の場合、ＣＦＲＰとＧＦＲＰとが性質において類似しているため、両者を分別し、ＣＦＲＰの劣化を抑制しつつ、精度良く回収することが難しいという問題を見出した。
【０００５】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、ＣＦＲＰの劣化を抑制しつつ、高い精度でＣＦＲＰを回収することができる、炭素繊維強化プラスチック分別装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る炭素繊維強化プラスチック分別装置は、炭素繊維強化プラスチック及びガラス繊維強化プラスチックを含む混合材から、炭素繊維強化プラスチックを分別する炭素繊維強化プラスチック分別装置であって、前記混合材を一方向に搬送するベルトコンベアと、前記ベルトコンベア上で搬送される前記炭素繊維強化プラスチックを検出する磁界センサと、搬送された前記混合材に対して気体を噴射可能なエアノズルと、を備え、前記磁界センサによって検出された炭素繊維強化プラスチックを、少なくとも前記ガラス繊維強化プラスチックと分別するように前記エアノズルから前記混合材に対して気体を噴射する。
【０００７】
本発明にかかる炭素繊維強化プラスチック分別装置では、混合材を一方向に搬送するベルトコンベアと、ベルトコンベア上で搬送される炭素繊維強化プラスチックを検出する磁界センサと、搬送された混合材に対して気体を噴射可能なエアノズルと、を備え、磁界センサによって検出された炭素繊維強化プラスチックを、少なくともガラス繊維強化プラスチックと分別するようにエアノズルから混合材に対して気体を噴射する。よって、ＣＦＲＰの劣化を抑制しつつ、高い精度でＣＦＲＰを回収することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、ＣＦＲＰの劣化を抑制しつつ、高い精度でＣＦＲＰを回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る炭素繊維強化プラスチック分別装置を示す正面概略図である。
【図２】図１の平面概略図である。
【図３】実施例に係るＣＦＲＰの分別結果を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、当然のことながら、図１及び図２に示した右手系ｘｙｚ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ｚ軸プラス向きが鉛直上向き、ｘｙ平面が水平面である。
【００１１】
＜実施の形態＞
本実施の形態では、ＣＦＲＰ及びＧＦＲＰを含む廃材から、ＣＦＲＰ及びＧＦＲＰ以外の金属等を選別し、当該金属等が取り除かれたものから、本実施の形態に係るＣＦＲＰ分別装置を用いてＣＦＲＰの分別を行う。より具体的には、あらかじめ、ＣＦＲＰ及びＧＦＲＰを含む廃材から、金属等を磁力による選別や比重による選別等によって分別し、取り除く。次に、本実施の形態に係るＣＦＲＰ分別装置を用いて、ＣＦＲＰ、ＧＦＲＰ及び先の金属等の分別では除去しきれず残存した樹脂等から、ＣＦＲＰを分別する。
【００１２】
本実施の形態における廃材とは、ＣＦＲＰ、ＧＦＲＰ、樹脂及び金属を含む混合材のことである。金属は例えば、鉄（Fe）、ステンレス鋼（Steel Special Use Stainless, ＳＵＳ）、アルミニウム（Al）及び銅（Cu）等である。
【００１３】
以下、上記廃材から、ＣＦＲＰ、ＧＦＲＰ及び樹脂等以外の金属等を選別する方法について説明する。なお、選別前に、二軸破砕機等を用いて廃材を破砕した状態にしてから選別を行うこともできる。
【００１４】
まず、磁力選別機等を用いて、磁力を用いて磁性体の金属の選別を行う。
具体的には、磁性体の金属を取り除くために、粉砕した上記廃材をベルトコンベアに載せ、ベルトコンベアのコンベアベルトを回転させ、一方向に搬送する。例えば、ベルトコンベアの上方には、磁力を低磁力に設定した吊下磁選機を配設し、ベルトコンベアのヘッドプーリとして、磁力を高磁力に設定したヘッドプーリを配設することができる。磁性体である鉄及びステンレス鋼のうち、鉄は吊下磁選機を用いて、ステンレス鋼はヘッドプーリを用いて、それぞれ選別することができる。具体的には、鉄は吊下磁選機の磁力によって引きつけられて回収され、ステンレス鋼はベルトコンベアのコンベアベルトの回転に沿って落下し、選別される。
【００１５】
一方、上記吊下磁選機では回収できなかったＣＦＲＰ、ＧＦＲＰ、樹脂、アルミニウム及び銅がヘッドプーリ側に到達すると、ヘッドプーリの磁力には引きつけられず、ベルトコンベアのベルト送りのスピードに伴い、放物線を描きながら進行方向前方へ落下する。
以上のように、ＣＦＲＰ及びＧＦＲＰを含む廃材から、磁性体の金属を分別し、取り除くことができる。
【００１６】
次に、ＣＦＲＰ、ＧＦＲＰ、樹脂、アルミニウム及び銅から、アルミニウム及び銅を分別する。例えば、比重の違いを利用して選別する風力選別機等を用いることができる。ここで、ＣＦＲＰ、ＧＦＲＰ及び樹脂は、金属であるアルミニウム及び銅と比較して比重が小さく、軽い。換言すると、金属であるアルミニウム及び銅は、ＣＦＲＰ、ＧＦＲＰ及び樹脂と比較して比重が大きく、重い。すなわち、風力選別機内に投入した際に、比重の差によって風の流れに伴い舞い上がった混合材に含まれる各物質の落下する位置が、各物質の比重によって異なるため、ＣＦＲＰ、ＧＦＲＰ及び樹脂と、アルミニウム及び銅とを分別し、取り除くことができる。
【００１７】
次に、本実施の形態に係るＣＦＲＰ分別装置を用いて、ＣＦＲＰ、ＧＦＲＰ及び樹脂から、ＣＦＲＰを選別する方法について説明する。
【００１８】
図１は、本実施の形態に係る炭素繊維強化プラスチック分別装置を示す正面概略図である。本実施の形態に係る炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）分別装置１は、ＣＦＲＰ２１と、ＧＦＲＰ２２及び他の樹脂２３等とを含む複合材から、磁界センサ１１ｃ及びエアノズル１２を用いてＣＦＲＰ２１を分別する、分別装置である。
【００１９】
図１に示すように、ＣＦＲＰ分別装置１は、ベルトコンベア１１及びエアノズル１２を備える。ベルトコンベア１１は、一対のプーリ１１ａ、コンベアベルト１１ｂ及び磁界センサ１１ｃを備える。
【００２０】
ベルトコンベア１１は、コンベアベルト１１ｂに載置されたＣＦＲＰ２１、ＧＦＲＰ２２及び樹脂２３を一方向（白抜き矢印、ｘ軸正方向）に搬送する装置である。コンベアベルト１１ｂは、例えば、ゴム製や樹脂製等のものを用いることができる。
【００２１】
図１に示すように、ベルトコンベア１１には、コンベアベルト１１ｂのベルト送り開始位置及び終了位置に（ｘ軸方向負側及びｘ軸方向正側）、進行方向に直交する回転軸を有する一対のプーリ１１ａが配設されている。換言すると、ベルトコンベア１１の搬送の進行方向の開始位置及び終了位置に、当該進行方向に直交する回転軸を有するように配設された一対のプーリ１１ａに、環状のコンベアベルト１１ｂが巻き付けられた状態で配設されている。コンベアベルト１１ｂは、一対のプーリ１１ａが回転駆動（黒矢印方向）することによって、一方向（白抜き矢印、ｘ軸正方向）に回転する。
【００２２】
次に、図１及び図２を参照して、磁界センサ１１ｃについて説明する。磁界センサ１１ｃは、高周波磁界のエネルギー変化を検出するセンサであり、ＣＦＲＰ２１を検出することができるセンサである。
【００２３】
図１に示すように、コンベアベルト１１ｂの上部（ｚ軸正方向側）に向かって、磁界センサ１１ｃの取得領域ｓを設定することができる。
図２は、図１の平面概略図である。図２に示すように、例えば、複数の磁界センサ１１ｃをコンベアベルト１１ｂにの進行方向に直交する方向に並列させ、かつコンベアベルト１１ｂの下部（ｚ軸負側）に配設することができる。なお、複数の磁界センサ１１ｃは、コンベアベルト１１ｂの上方（ｚ軸正側）に配設してもよい。
【００２４】
ここで、ＣＦＲＰ２１に含まれる炭素繊維は導体である。他方、ＧＦＲＰ２２に含まれるガラスは絶縁体であり、同様に樹脂２３も絶縁体である。したがって、磁界センサ１１ｃを用いることによって、磁界センサ１１ｃは導体を含むＣＦＲＰ２１を検出することができ、他方、磁界センサ１１ｃは絶縁体より構成されるＧＦＲＰ２２及び樹脂２３については検出しない。
【００２５】
エアノズル１２は、磁界センサ１１ｃの反応に対応してＣＦＲＰ２１に対して気体を噴射する気体噴射装置である。図１に示すように、エアノズル１２は、例えば、コンベアベルト１１ｂのベルト送りのスピードに伴い放物線を描きながら進行方向前方へ落下するＣＦＲＰ２１ａに対して気体を噴射可能な位置に配設することができる。より具体的には、例えば、図１に示すように、エアノズル１２は、コンベアベルト１１ｂの進行方向の前方（ｘ軸正側）でありかつ上方（ｚ軸正側）に、コンベアベルト１１ｂから離間させて配設することができる。さらに、図２に示すように、エアノズル１２は、例えば、磁界センサ１１ｃの数と対応するように、ノズルの数を設定し配設することができる。
【００２６】
演算部（不図示）は、図２に示す磁界センサ１１ｃからエアノズル１２までの距離ｄと、コンベアベルト１１ｂの進行方向への送りスピードと、を用いて、エアノズル１２から気体を噴射するタイミングを決定する。換言すると、演算部は、ＣＦＲＰ２１が距離ｄの移動に要する時間を演算し、コンベアベルト１１ｂのベルト送りのスピードに伴い放物線を描きながら進行方向前方へ落下するＣＦＲＰ２１ａに対して、エアノズル１２から気体を噴射するタイミングを決定する。
【００２７】
図２に示すように、磁界センサ１１ｃにおいてＣＦＲＰ２１が検出され、当該ＣＦＲＰ２１が距離ｄを移動すると、磁界センサ１１ｃに対応するエアノズル１２（白丸で示す）から、コンベアベルト１１ｂのベルト送りのスピードに伴い放物線を描きながら進行方向前方へ落下するＣＦＲＰ２１ａに向かって気体が噴射される。ＣＦＲＰ２１ａは、エアノズル１２から噴射される気体によって放物線上の落下位置とは異なる位置へと吹き落とされる。一方、磁界センサ１１ｃに反応しないＧＦＲＰ２２及び樹脂２３に対しては、エアノズル１２から気体が噴射されないため、ＧＦＲＰ２２及び樹脂２３は、コンベアベルト１１ｂのベルト送りのスピードに伴い、放物線を描きながら進行方向前方へ落下する（図１参照）。
以上の通り、磁界センサ１１ｃ及び磁界センサ１１ｃに対応して気体が噴射されるエアノズル１２を用いることによって、ＣＦＲＰ２１とＧＦＲＰ２２及び樹脂２３とを分別することができる。
【００２８】
上述の通り、本実施の形態ではＣＦＲＰ２１に対してエアノズル１２から気体を噴射し、ＣＦＲＰ２１を吹き落として分別しているが、これに限定されない。例えば、エアノズル１２から気体を噴射し続けている状態でコンベアベルト１１ｂを動かす。ＧＦＲＰ２２及び樹脂２３は気体の噴射によって吹き落とし、磁界センサ１１ｃがＣＦＲＰ２１を検出した際には、エアノズル１２からの気体の噴射を止め、又は気体がＣＦＲＰ２１に当たらないように制御し、コンベアベルト１１ｂのベルト送りのスピードに伴い放物線を描きながら進行方向前方へ落下させることによって、ＣＦＲＰ２１を分別し回収してもよい。
【００２９】
従来、ＣＦＲＰとＧＦＲＰとが混在する廃材の場合、ＣＦＲＰとＧＦＲＰとが性質において類似しているため、両者を分別し、ＣＦＲＰの劣化を抑制しつつ、精度良く回収することが難しいという問題があった。
【００３０】
本実施の形態では、ベルトコンベア上で搬送される炭素繊維強化プラスチックを検出する磁界センサと、搬送された混合材に対して気体を噴射可能なエアノズルと、を備える。磁界センサによって検出された炭素繊維強化プラスチックを、少なくともガラス繊維強化プラスチックと分別するようにエアノズルから前記混合材に対して気体を噴射する。
【００３１】
また、本実施の形態では、ベルトコンベア上を移動している混合材の中から、導体を含む材料を検出する場合、ベルトコンベア上を移動している導体によって、磁界の変化が発生する。当該磁界の変化を、磁力センサが検出することによって、導体を含む材料を検出することができる。さらに、ＣＦＲＰはコンベアベルトのベルト送りのスピードに伴い、放物線を描きながら進行方向前方へ落下するため、落下途中の当該ＣＦＲＰに対して気体を噴射することによって、ＣＦＲＰを分別し回収することができる。よって、ＣＦＲＰと、ＧＦＲＰ及び樹脂を精度良く分別することができる。
また、選別前の工程において、二軸破砕機による廃材の切断及び粉砕を行うことにより、ＣＦＲＰの繊維損傷を抑制した状態で破砕することが可能である。したがって、ＣＦＲＰの劣化を抑制した状態で回収することができる。
【実施例】
【００３２】
次に、本発明の実施例について説明する。
以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００３３】
本実施例では、ＣＦＲＰ及びＧＦＲＰを含み、ＣＦＲＰ、ＧＦＲＰ及び樹脂以外の金属等をあらかじめ取り除いた混合物から、実施例にかかる炭素繊維強化プラスチック分別装置を用いてＣＦＲＰを分別した。実施例では、金属等の選別前の工程において、二軸破砕機による廃材の切断及び粉砕を行った。
【００３４】
図３は、実施例に係るＣＦＲＰの分別結果を示す写真である。
図３に示すように、本実施例に係る炭素繊維強化プラスチック分別装置を用いることによって、ＣＦＲＰ２１と、ＧＦＲＰ及び樹脂とを分別することができた。ＣＦＲＰ２１に反応する磁界センサと、当該磁界センサに対応するエアノズルの噴射と、によって混合材から分別し回収したＣＦＲＰ２１には、ＧＦＲＰ及び樹脂等は含まれていないという結果を得ることができた。本実施例に係る炭素繊維強化プラスチック分別装置を用いることによって、高い精度でＣＦＲＰを回収することができた。
【００３５】
一方、磁界センサに反応しなかった一部のＣＦＲＰが、ＧＦＲＰ及び樹脂（通過側）と混在して全体の１５％ほど含まれていたが、これらは磁界センサの配置や、反応レベル、及びエアノズルの角度等による調整を行うことによって、改善を見込むことができるものと考えられる。
【００３６】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１  炭素繊維強化プラスチック分別装置
１１  ベルトコンベア
１２  エアノズル
１１ａ  一対のプーリ
１１ｂ  コンベアベルト
１１ｃ  磁界センサ
２１  ＣＦＲＰ
２２  ＧＦＲＰ
２３  樹脂
【図１】
2019209607.tif 000003
【図２】
2019209607.tif 000004
【図３】
2019209607.tif 000005