废纤维强化塑料的粉碎方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术将以热固型树脂为基体材料的废纤维强化塑料（ＦＲＰ）容易地且不引起公害地粉碎成微细粉末，从而提供不带静电的、可用作具有疏水性或者亲水性表面的复合材料的高性能微粉。本发明专利技术的粉碎方法使用外表面上具有粒度粗于２７０目的金刚石砂粒的旋转金刚石砂轮，在一道工序中将废纤维强化塑料（ＦＲＰ）粉碎成微细粉末。本发明专利技术的粉碎装置包括将废料推送至上述的金刚石砂轮的推送机构、静电消除机构以及粉末收集机构。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
废纤维强化塑料的粉碎方法及装置本专利技术涉及为了再利用而将很难粉碎的纤维强化塑料(以下称为FRP)的废料及制造过程中产生的下脚料以较高的效率粉碎成具有适当粒度的高性能粉末的方法及装置。粉末是无机化工、有机化工、金属工业及食品工业等众多工业中所采用的原料的一种形态，而且也是制成品的一种形态。因此，本专利技术的使用能提高上述各个产业中制成品的特性，而且能够使各个产业中的各种复合材料的性能显著提高。纤维强化塑料(FRP)是指由纤维状的加强材料和作为基本材料的热固型树脂形成的复合材料，例如加入了玻璃纤维作为加固材料的树脂(GFRP)、加入了碳纤维的树脂(CFRP)以及加入了有机纤维的树脂等。它们的废料也具备耐久性好、强度高、重量性等优异性能，因此，粉碎起来很困难，特别是纤维的切断非常困难。因使用的目的不同，树脂的种类也有种种各样，如异构系列的中等耐蚀性的不饱和聚酯树脂、高耐蚀性树脂中的双酚系列不饱和聚酯树脂、耐氧化性树脂中的牛油系列不饱和聚酯树脂以及高耐蚀-->性树脂中的环氧树脂等等。成品的种类仅以GFRP为例，广泛使用于工业建材、运输机械(汽车、车辆)、建筑材料(平板、波纹板、净化槽、坐便器、杂物、头盔、净水塔及浴室设备)等领域。一般来说，将物体粉碎成粉末状的方式粗略地说有二种：(1)依靠冲击应力进行粉碎和(2)依靠压缩力进行压碎。人们已设计出多种应用上述二种方式的粉碎装置，并已使之实用化。但是对于不易粉碎及不易压碎的FRP材料而言，目前还没有能够以较高的效率进行粉碎并制成具有一定粒度的粉末的粉碎方法和装置。对于FRP之类的工业废料，就连制造厂家也是委托外部的工业废料处理公司将自己厂内产生的修剪下来的聚合物残渣及不及格产品回收、埋掉，这样做的制造厂家的比例极高，造成费用增加，给经营造成压力。另外从使用者方面看，住宅装修造成废料量剧增，只是单元式浴室每年要埋掉10～15万个，平板、波纹板每年也要埋掉1万吨以上。沿海的22万艘渔船、10万艘出租帆船也要逐渐废弃，其中一部分将被违法抛弃。这么多的废弃物对地球的环境保护也产生了很大的问题。FRP即便埋入土中也不会产生半永久的腐烂，烧掉时废气会引起大气污染，经浓缩的残渣中的重金属也会引起二次公害等问题。因此虽然FRP在工业上被广泛使用，但对其废弃物却没有能进行充分的调查，处理技术和方法也未能确立。鉴于这样的现状，本专利技术无论是从防止公害的角度出发，还是-->从资源的有效利用的方面着想都是极其有效的手段，其目的是通过将FRP废弃物进行粉碎，将它与(比方说)水泥类无机材料进行复合，得到已除去静电的或者更进一步表面已经改性从而具有亲水性的高性能、高品质的FRP微细粉末，以实现FRP的再利用。开发本专利技术的前提条件是要满足下列各点：第一是不能产生任何二次公害，第二是具备作为反复循环使用的粉末需的物理条件，第三是能高效率地进行粉碎处理。为了实现回收粉末的目的，专利技术人选择了机械粉碎方法，而不是燃烧、加热溶解及药品溶解等化学方法。但是，在使用各种常用粉碎机进行的试验中，得出了哪一种都不太适合于粉碎FRP的结论。也就是说，试验结果表明，在利用冲击力的粉碎方式如利用锤式粉碎机行粉碎时，要达到将材料压碎的程度是可能的，但要将材料粉碎成粉末是不可能的。另一方面，在使用压缩力的压碎方式(如捣磨机)中，能使材料变形，但不能压碎材料的组织构造。因此要实现上述目的是不可能的。申请人将以前从未试过的磨削加工方式作为在无公害的状态下将难于粉碎的FRP完全地加以粉碎并且回收的手段。一般的研削加工是以很高的精度除去一定量的加工材料的表面，其目的是使材料表面达到规定的尺寸和表面光洁度。切割下来的材料粉末即为废弃物。-->因此，专利技术人采用逆向思维，想到了将材料不加保留地全部切削掉以实现粉碎的方案。基于这种新颖构思的本专利技术是要提供一种能够以很好的效率并且无公害地对难于加工的FRP进行处理的粉碎方法和装置。本申请中有关废纤维化塑料(FRP)的粉碎方法的专利技术的特征在于：将FRP废料推送至高速旋转的磨削轮的外表面，粉碎成微细粉末状，该方法是将外表面上紧密地结合有粒度粗于270目的金刚砂粒的金刚石砂轮用作磨削轮；FRP废料被粉碎时，因高压电晕放电而离子化了的空气吹向上述金刚石砂轮的外表面，从而消除掉上述FRP废料微粉中的静电，并对金刚石砂轮进行冷却。另外，在与上述的粉碎方法有关的专利技术中，对于粉碎FRP废料得到的微细粉末在通入臭氧的条件采用紫外线加以照射，并且加热至约100℃促进其氧化，从而有效地将上述的微细粉末改性为具有亲水性表面的微细粉末。本申请中有关废纤维强化塑料(FRP)的粉碎装置的专利技术包括：外表面上紧密地结合有粒度粗于270目的金刚砂粒并且设置有多个凹部的金刚石砂轮、该金刚石砂轮的旋转驱动机构、使高压电晕放电产生的离子化空气吹向上述金刚石砂轮的静电消除机构，以及对粉碎生成的FRP废料的微细粉末进行收集的粉末收集机构。另外，上述的有关粉碎装置的专利技术中还可以附设一个表面改性机构，该机构对于自粉末收集机构导入的FRP废料粉末在通入是氧-->及加热至约100℃的状态下，用紫外线进行照射。采用本专利技术的粉碎方法及装置，通过将FRP废料推送至高速旋转的金刚石砂轮的外表面上，能够将FRP废料中所包含的玻璃纤维等强化纤维与热固树脂同时地、在一道工艺中高效地粉碎成具有适合再利用的适当粒度及粒度分布的微粉末。通过使离子化了的空气吹向金刚石砂轮的外表面，可以消除制成的微细粉末中的静电，并使金刚石砂轮进行强制冷却。这样，使用本申请中的专利技术就可以借助于金刚石砂粒的很好的热传导性以及金刚石砂轮的强制冷却防止砂轮过热，能进行长时间的作业。另一方面，通过消除静电可以制成流动性相当好的微细粉末，这种微细粉末的收集比较容易，并能将微细粉末在粉末收集机构内部呈悬浮状态而引发粉尘爆炸的危险防患于末然。另外，本专利技术还可以通过表面改性而将原先的疏水性微细粉末改性成具有亲水性的高性能微粉。图1是本申请的粉碎装置去掉防尘罩后的示意性正视图。图2是图1中所示的粉碎装置去掉部分防尘罩后的示意侧视图。图3是本申请的专利技术中所使用的金刚石砂轮的一个实施例，(a)为部分剖面正视图，(b)为外表面的示意性剖面图，(c)为安装孔的侧视图。图4为本申请的粉碎装置上安装的表面改性机构的说明性工艺-->图。各附图中的符号说明如下：1.机架2.轴承3.主轴4.电机5.电机皮带轮6.皮带7.主轴皮带轮8.金刚石砂轮9.防尘罩11.盖板12.导管13.软管14.废料放置台15.气缸支架16.气缸17.废料推送器18.皮带轮盖19.砂轮安装孔21.槽-->22.凸条23.静电去除机构24.喷嘴25.表面改性机构26.投料槽27.紫外线照射处理室28.紫外灯29.振动式输送台31.臭氧发生器32.氧气瓶33.氮气瓶34.贮粉槽35.脱臭机构下面根据实施例来说明本专利技术。首先，之所以选用金刚石砂粒，是因为加入了玻璃纤维及碳纤维作为FRP的加固材料后的热固型树脂的硬度很高，如使用一般的铝(WA)、碳化硅(GC)及具有立方晶体的氮化硼(CBN)等砂粒的话，砂轮的磨损极快，必须频繁地进行更换，生产效率和经济性均不佳。而且，这些砂粒成分大量混入粉碎好的成品中，反复循环使用时会产生质量方面的问题。至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废纤维强化塑料的粉碎方法，包括：将废纤维强化塑料推送至高速旋速的磨削轮的外表面上粉碎成微细粉末状，其特征在于：将外表面上紧密地结合有粒度粗于２７０目金刚石砂粒的金刚砂轮用作磨削轮对废纤维强化塑料进行粉碎时，使由高电压经电晕放电产 生的离子化空气吹向上述金刚石砂轮的外表面，消除上述废纤维强化塑料微粉中的静电，同时使金刚石砂轮进行冷却。

【技术特征摘要】
1.一种废纤维强化塑料的粉碎方法，包括：将废纤维强化塑料推送至高速旋速的磨削轮的外表面上粉碎成微细粉末状，其特征在于：将外表面上紧密地结合有粒度粗于270目金刚石砂粒的金刚砂轮用作磨削轮对废纤维强化塑料进行粉碎时，使由高电压经电晕放电产生的离子化空气吹向上述金刚石砂轮的外表面，消除上述废纤维强化塑料微粉中的静电，同时使金刚石砂轮进行冷却。2.如权利要求1所述的废纤维强化塑料的粉碎方法，其特征在于：在有臭氧流通的条件下用紫外线照射粉碎废纤维强化塑料所得的微粉，并加热至100℃促进其氧化，从而将上述微粉改性成具有亲水性表面的微粉。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：浅田俊彦，
申请(专利权)人：浅岗株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]