[发明专利]纤维增强塑料的再利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及纤维增强塑料的再利用方法。

背景技术

碳纤维增强塑料(CFRP)由于质量轻、力学特性优异等原因，其用途遍及汽车产业中的主体部件、航空/宇宙产业中的主体、机翼部件、体育/休闲产业等中的高尔夫球拍、网球拍、钓鱼竿等许多方面。另一方面，使用后的碳纤维增强塑料的废弃处理成了大问题，从影响环境等的观点来看，在盛行材料再利用的当今，并不是单纯的焚烧处理、填埋处理，而是如何再生利用成了大的课题。

这里，作为碳纤维增强塑料部件的处理方法、再利用方法的现有技术，可以举出专利文献1，2。在专利文献1中，公开了关于如下的再利用方法的技术，即，燃烧碳纤维增强塑料的作为基质树脂的热固性树脂，并且在某种程度上残留该热固性树脂而使之形成鳞片状的碳纤维块，一边将其与热塑性树脂片熔融一边混炼，挤压成型后切断而形成颗粒的再利用方法。

另外，在专利文献2中，公开了将FRP片和热塑性塑料材料一边熔融一边混炼，使之冷却固化而形成丸状的含纤维固体物的废弃塑料的处理方法。

专利文献1：日本特开平7-118440号公报

专利文献2：日本特开2001-30245号公报

发明内容

在专利文献1的再利用方法中，作为基质树脂的热固性树脂在某种程度上残留在颗粒内，即，由于热固性树脂并没有利用燃烧而完全无害化，因此即使将其与热塑性树脂混合，残留的热固性树脂也必然成为异物而使颗粒的强度特性降低。这是由于外力(拉伸、弯曲、剪切等)作用在颗粒等上时，成为异物的热固性树脂容易成为破坏的起点，从该破坏起点发生颗粒等的割裂、破裂等，因此其强度特性大大变低。另一方面，专利文献2的废弃塑料的处理方法中，没有经过使热固性树脂完全无害化的工序，与专利文献1的再利用方法一样，再生的含纤维固体物的强度特性极低。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供能够得到强度特性优异、高品质的纤维增强塑料的再利用材料的纤维增强塑料的再利用方法。

为了达成上述目的，本发明的纤维增强塑料的再利用方法，其特征在于，是包含碳纤维和热固性树脂的纤维增强塑料的再利用方法，该方法包括如下工序：热处理所述纤维增强塑料而使热固性树脂燃烧，制造无害材料的第一工序；以及一边混炼所述无害材料和热塑性树脂一边制造再利用材料的第二工序。

本发明的纤维增强塑料的再利用方法是，首先，燃烧作为其基质树脂的热固性树脂，从而将其完全无害化，其次，一边将所制造的无害材料(不存在环氧树脂成分的材料)和热塑性树脂混炼，一边制造再利用材料。例如，从层叠有纤维增强塑料片层的预浸材料(prepreg)切除必要的部位，由残留的废预浸材料制造再利用材料。利用该方法，由于再利用材料内不存在成为异物的热固性树脂，因此可以制造强度特性优异、高品质的再利用材料。

另外，本发明的纤维增强塑料的再利用方法的优选实施方式，其特征在于，在所述第二工序中，在无害材料上涂布或者散布上胶剂(sizingagent)，然后，一边混炼无害材料和热塑性树脂，一边粉碎构成无害材料的碳纤维，制造具有作为短纤维的碳纤维的再利用材料。

经燃烧工序而制造的无害材料，碳纤维飞舞，操作性不好。因此，为了防止碳纤维飞舞和提高操作性、并且提高该碳纤维和热塑性树脂的界面的附着性，在无害材料上预先涂布或者散布上胶剂，其后与热塑性树脂混炼。

接着，一边混炼无害材料和热塑性树脂，一边粉碎构成无害材料的碳纤维，可以制造具有作为短纤维的碳纤维的再利用材料。这里，作为粉碎碳纤维的方法，有通过如下的方法从而在挤压机内粉碎碳纤维的实施方式，即通过首先将无害材料剪切成长方形状，介由宽度至少在该无害材料的厚度以上的投入料斗将无害材料投入挤压机，在挤压机中投入热塑性树脂而混炼两者的方法，从而在挤压机内粉碎碳纤维的实施方式。另外，由于该挤压机可以使用公知的装置，并不会使制造成本高涨。

另外，本发明的纤维增强塑料的再利用方法的优选实施方式，其特征在于，还具备冷却由所述第二工序制造的再利用材料，然后将已冷却的再利用材料进行造粒(pelletize)的第三工序。

除了不冷却、而将经混炼的材料直接片状化的热切割方法之外，例如利用冷却由所述第二工序制造的再利用材料来赋予可抵抗造粒的硬度，其后再进行造粒，从而可以提高造粒的效率。

另外，本发明的纤维增强塑料的再利用方法的优选的实施方式中，其特征在于，所述第一工序中的燃烧温度是满足使热固性树脂燃烧而无害化并且不损伤碳纤维这一条件的温度，为500～900℃的范围。