[发明专利]碳纤维回收装置

说明书

本发明有关于一种碳纤维回收装置，即运用微波而从碳纤维高分子复合材料中回收碳纤维的碳纤维回收装置。本发明包括至少一微波供给单元与一腔体；藉由微波辐射于碳纤维高分子复合材料，使碳纤维能够快速吸收微波能量达到温度急遽上升，有效快速裂解并去除大部分碳纤维高分子复合材料的高分子基材，确实达到回收碳纤维目的。

技术领域

本发明有关于一种碳纤维的回收装置，尤其是指运用微波而从碳纤维高分子复合材料中回收碳纤维的碳纤维回收装置。

背景技术

按，今日碳纤维高分子复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastic，CFRP)被广泛应用于航天飞机、高尔夫球杆、网球拍、汽车、风力发电，以及医疗器械等工业领域，此乃因为碳纤维高分子复合材料具有的高强度、高弹性模量，以及优异的耐热性与抗腐蚀性所致；在生产制造阶段所产生的边角料或是使用寿命结束时的报废产品的碳纤维高分子复合材料等废弃料都存在处理的问题，其中碳纤维高分子复合材料使用燃烧的方式只能烧去树脂，碳纤维仍然作为残渣残留，故碳纤维高分子复合材料的废弃物通常做为不可燃固体废物并透过填埋方式处理，而填埋方式既造成土地资源的浪费，亦会造成周边环境的恶化，此外，碳纤维高分子复合材料内部含有高价值的碳纤维，使用填埋方式无疑会碳纤维资源的巨大浪费。

现行技术中已有许多方法用以解决上述的问题，主要对碳纤维高分子复合材料中的高分子进行分解，使其中的碳纤维被分离出来而达到碳纤维回收的目的，其中高分子分解的方法主要包括有热分解、无机强酸分解、有机溶剂分解，以及超临界流体分解等；虽然有机溶剂分解后可得到干净的碳纤维，但是回收过程中必须使用大量的有机溶剂，将会对环境造成污染，且使用后的溶剂分离操作过程复杂，导致回收成本较高；超临界流体处理方法虽然具有清洁无污染的特点，但是必须在高温高压的反应条件下进行，对反应设备的要求较高，且降解后的产物与流体混合在一起而不易分离。

现行技术中最具有工业化可行性的即是以热分解处理废弃的碳纤维高分子复合材料，热分解方法为将废弃的碳纤维高分子复合材料置于热空气中分解，此方法对于处理掺杂有金属等异质碳纤维高分子复合材料效果较好，并且能够连续操作，但是反应得到的碳纤维因氧化反应严重，且因在反应器或分离器中强烈撞击，而使力学性能不足；因此，如何有效藉由创新的硬体设计，以达到可回收所有角度设置的高纯度与高性能的碳纤维，以及大幅降低能量输入、能节省时间和人力成本等主要优势，仍是碳纤维回收等相关产业开发业者与相关研究人员需持续努力克服与解决的课题。

发明内容

本发明主要目的为提供一种碳纤维回收装置，主要藉由微波辐射于碳纤维高分子复合材料中的碳纤维，使碳纤维能够快速吸收微波能量达到温度急遽上升的目的，有效快速裂解并去除大部分碳纤维高分子复合材料的高分子基材，确实达到回收碳纤维目的。

为了达到上述的实施目的，本发明人提出一种碳纤维回收装置，适用于从一碳纤维高分子复合材料中回收一第一碳纤维，该碳纤维高分子复合材料包含一高分子基材及该第一碳纤维，该高分子基材与该第一碳纤维结合，该第一碳纤维包括有一第一碳纤维长轴方向，该碳纤维回收装置至少包括有：一第一微波供给单元及一腔体；其中，该第一微波供给单元能够生成一第一微波，该第一微波具有一第一微波方向，该第一微波传递至该腔体的内部；该第一微波包括一第一电场，该第一电场于该腔体的内部具有一第一电场方向，该第一微波方向与该第一电场方向彼此互相垂直；该第一碳纤维长轴方向与该第一微波方向呈垂直，或该第一碳纤维长轴方向与该第一电场方向呈平行。

如上所述的碳纤维回收装置，其中该第一碳纤维长轴方向与该第一电场方向呈平行。

如上所述的碳纤维回收装置，其中该腔体具有一腔体长轴方向，该腔体长轴方向、该第一电场方向及该第一碳纤维长轴方向呈平行。

如上所述的碳纤维回收装置，其中该第一碳纤维长轴方向与该第一电场方向呈垂直。