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REGENERATED CARBON FIBER-REINFORCED PLASTIC MOLDING AND PRODUCTION METHOD THEREOF

Patent code P150012161
File No. DP1590
Posted date Jul 29, 2015
Application number P2013-218332
Publication number P2015-081262A
Patent number P6300487
Date of filing Oct 21, 2013
Date of publication of application Apr 27, 2015
Date of registration Mar 9, 2018
Inventor
  • (In Japanese)藤井 透
  • (In Japanese)大窪 和也
  • (In Japanese)中村 裕康
  • (In Japanese)針江 俊策
Applicant
  • (In Japanese)学校法人同志社
Title REGENERATED CARBON FIBER-REINFORCED PLASTIC MOLDING AND PRODUCTION METHOD THEREOF
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a regenerated carbon fiber-reinforced plastic molding which uses regenerated carbon fiber and is excellent in strength, a regenerated carbon fiber-reinforced plastic molding which can prevent scattering of regenerated carbon fiber and has high safety and their production method.
SOLUTION: A method of producing a regenerated carbon fiber-reinforced plastic molding comprises wetting a lump of regenerated carbon fiber 1 with a binder aqueous solution 2 to adhere a water-soluble binder resin to the surface of the regenerated carbon fiber and defibrating the lump of the regenerated carbon fiber in the state of being adhered with the water-soluble binder resin to obtain treated regenerated carbon fiber 12, supplying base-material resin pellets 4 and 5 to a kneading extruder 7 through a main feeder 71 while supplying the treated regenerated carbon fiber 12, together with a nonwoven tape 3 composed of a resin fiber of a melting point higher than that of the base-material resin, to the kneading extruder 7 through a side feeder 72 and injection-molding a granulated product P obtained by the kneading extrusion.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

炭素繊維強化プラスチック(以下、「CFRP」と記す)は、炭素繊維(CF)が母材樹脂中に分散されていて、軽量である上、比強度や比剛性が高いため、身近なところでは、ゴルフシャフトやテニスラケット、釣竿などに幅広く利用されている。また、最近では大型航空機の翼や胴体など主要構造部材にも使用されている。
しかも、今後もCFRPの市場規模は拡大すると予測されている(非特許文献1)。

一方、この市場規模の拡大に伴い、廃棄されるCFRP(以下、「廃CFRP」と記す)の量も増大すると考えられる。
因みに、航空機の場合、安全性が非常に重要であるため、特に品質が第一に考えられ、CFRPの歩留まりは50%と言われる。すなわち、トリミングのため、廃棄される部位も少なくない。また、型に合せて切断された、あるいは期限切れの硬化状態のプリプレグも廃棄される。

上記廃CFRPは、炭素繊維が通常の状態では不燃であるため、その最終廃棄処理は極めて面倒である。したがって、従来は破砕され、埋め立て処分されていた。
しかし、炭素繊維はその製造時に多くのエネルギーを消費するだけに、上記のように処分するのは、非常に無駄が多く、再利用が望まれている。

そこで、廃CFRPのリサイクル手法として、廃CFRPを焼却処理や過熱水蒸気を用いて処理することによって母材樹脂を分解させて不燃である炭素繊維を再生炭素繊維を抽出する方法がいろいろ提案されている(特許文献1~特許文献4、非特許文献2~非特許文献4参照)。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、再生炭素繊維強化プラスチック成形体の製造方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
表面の少なくとも一部に沿って天然糊または化学糊を構成する水溶性バインダー樹脂の層が存在する状態再生炭素繊維が母材樹脂中に分散されている再生炭素繊維強化プラスチック成形体の製造方法であって、
廃炭素繊維強化プラスチックを加熱処理することによって得られる再生炭素繊維塊を、水溶性バインダー樹脂の水溶液で濡らし、再生炭素繊維表面に前記水溶性バインダー樹脂を付着させた状態で再生炭素繊維塊を解繊したのち、乾燥させて前記水溶性バインダー樹脂が付着した処理再生炭素繊維を得る、あるいは、廃炭素繊維強化プラスチックを加熱処理することによって得られる再生炭素繊維塊を、解繊機で解繊する工程中に前記水溶性バインダー樹脂の水溶液で再生炭素繊維を濡らしたのち、解繊後乾燥させて前記水溶性バインダー樹脂が付着した処理再生炭素繊維を得る処理再生炭素繊維製造工程と、
母材樹脂より融点が高い樹脂繊維からなる帯状をした不織布または織布を混練押出機のフィーダーから混練押出機に供給するとともに、混練押出機の同一フィーダーから前記処理再生炭素繊維を混練押出機内に供給し、混練押出機内で母材樹脂ともに混練したのち、混練押出機から押し出す工程を備えることを特徴とする再生炭素繊維強化プラスチック成形体の製造方法。

【請求項2】
 
表面の少なくとも一部に沿って天然糊または化学糊を構成する水溶性バインダー樹脂の層が存在する状態の再生炭素繊維が母材樹脂中に分散されている再生炭素繊維強化プラスチック成形体の製造方法であって、
廃炭素繊維強化プラスチックを加熱処理することによって得られる再生炭素繊維塊を、水溶性バインダー樹脂の水溶液で濡らし、再生炭素繊維表面に前記水溶性バインダー樹脂を付着させた状態で再生炭素繊維塊を解繊したのち、乾燥させて前記水溶性バインダー樹脂が付着した処理再生炭素繊維を得る、あるいは、廃炭素繊維強化プラスチックを加熱処理することによって得られる再生炭素繊維塊を、解繊機で解繊する工程中に水溶性バインダー樹脂の水溶液で再生炭素繊維を濡らしたのち、解繊後乾燥させて水溶性バインダー樹脂が付着した処理再生炭素繊維を得る処理再生炭素繊維製造工程と、
この工程で得られた処理再生炭素繊維を母材樹脂より融点が高い樹脂繊維からなる不織布に包んだ状態で混練押出機のフィーダーから投入し、混練押出機内で母材樹脂ともに混練したのち、混練押出機から押し出す工程を備えることを特徴とする再生炭素繊維強化プラスチック成形体の製造方法。

【請求項3】
 
混練押出機から押し出された混練押出物を造粒し、この造粒物を射出成形機に投入して射出成形する請求項1または請求項2に記載の再生炭素繊維強化プラスチック成形体の製造方法。

【請求項4】
 
母材樹脂を混練押出機のメインフィーダーから混練押出機内に投入し、処理再生炭素繊維と、不織布テープまたは織布テープをサイドフィーダーから混練押出機内に投入する請求項1~請求項3のいずれかに記載の再生炭素繊維強化プラスチック成形体の製造方法。

【請求項5】
 
水溶性バインダー樹脂がポリビニルアルコールである請求項1~請求項4のいずれかに記載の再生炭素繊維強化プラスチック成形体の製造方法

【請求項6】
 
母材樹脂がポリオレフィン樹脂である請求項1~請求項5のいずれかに記載の再生炭素繊維強化プラスチック成形体の製造方法

【請求項7】
 
ポリオレフィン樹脂が、ホモポリマー、ランダムコポリマーおよびブロックコポリマーの少なくともいずれかのポリプロピレン樹脂を主成分として含む請求項6に記載の再生炭素繊維強化プラスチック成形体の製造方法。

【請求項8】
 
ポリオレフィン樹脂が、マレイン酸変性ポリプロピレンを含む請求項7に記載の再生炭素繊維強化プラスチック成形体の製造方法。

【請求項9】
 
母材樹脂より融点の高い樹脂繊維がポリエチレンテレフタレート繊維、ポリアミド繊維、アラミド繊維からなる群より選ばれた少なくとも1種である請求項1~請求項8のいずれかに記載の再生炭素繊維強化プラスチック成形体の製造方法
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2013218332thum.jpg
State of application right Registered
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