JP2000051829A - 廃液晶表示装置のリサイクル処理方法及びその装置並びに流動層有機フィルム分離方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】液晶表示装置の廃棄物から、液晶，偏光板，カ
ラーフィルタなどの樹脂類を除去し、より高品位なガラ
ス基板を回収するリサイクル処理方法及び装置を提供す
る。 【解決手段】液晶表示装置の廃棄物を固体熱媒体が流動
している流動層内に投入し、樹脂類を酸化する流動化ガ
スにより加熱流動させることにより、液晶表示装置の廃
棄物から純度の高くリサイクル可能なガラスが回収でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は廃液晶表示装置のリ
サイクル処理方法及び装置に関し、特にガラス基板から
偏光板，カラーフィルタなどの樹脂類を除去し、より高
品位なガラス基板を回収するリサイクル処理方法及び装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】パソコンやワープロ等の電子情報機器は
技術革新のスピードが非常に速く、数カ月単位でモデル
チェンジが行われている。このため、ユーザは平均５年
でこれらの電子情報機器を最新型とリプレースし、リプ
レースされた古いものは殆どが廃棄処分となる。

【０００３】これらの電子情報機器では近年小型，軽量
のノート型のシェアが増加し、デスクトップ型に取って
代わりつつある。即ち、今後ノート型電子情報機器の廃
棄量が増大することが予想される。

【０００４】ノート型電子情報機器では表示装置に液晶
パネルが使用されている。液晶パネルはＩＴＯ(In-Sn O
xide）などの透明電極が蒸着されたガラス基板同士を２
枚積層し、その間に主として有機溶媒からなる液晶を封
入した後、外周の接合面をエポキシ系などの接着剤によ
り接着し封印した構造となっている。さらに、ガラス基
板の外側には偏光板、内側にはカラーフィルタなどの有
機系フィルムが接着されている。ガラス基板はガラスの
原料としてリサイクル可能であるが、市場から回収され
たノート型電子情報機器中の液晶パネルは、液晶が充填
され、偏光板などの有機フィルムが接着されているため
に、これまで純度の高いガラスを回収するための適切な
リサイクル処理法がなく、殆どが焼却後埋立処分とされ
ていた。従って、将来のノート型電子情報機器の廃棄量
増大に対応するには、この液晶パネルのリサイクル法の
確立が重要となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】液晶パネル本体を構成
する主成分はガラスであるが偏光板，カラーフィルタな
どの有機フィルム、及び有機溶媒である液晶が接着した
ままではガラスはリサイクルできない。

【０００６】この有機フィルム及び液晶を除去する方法
としては、酸、或いは有機溶剤などによる湿式溶解除去
が考えられる。しかし、湿式法では除去までの時間がか
かる上に腐食或いは爆発の危険があるため取り扱いが難
しい。また、酸或いは有機溶剤自身のコストも大きい。

【０００７】本発明の目的は、上記の問題点に鑑みなさ
れたもので、より簡便な方法で液晶パネルの廃棄物から
液晶，有機系フィルム類を除去し、リサイクル可能なガ
ラス基板を回収できる方法及び装置の提供をすることに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の廃液晶表示装置
のリサイクル処理方法及び装置では、廃液晶表示装置を
加熱した固体熱媒体が流動している流動層内に投入し、
流動化ガスにより加熱流動させることによりガラス基板
に接着されたフィルタ、或いは偏光板などの樹脂類を分
解除去し、より純度の高いガラス基板を回収することを
特徴とする。加熱することにより樹脂類は分解し軟化或
いはガス化するがそれだけではガラス表面に樹脂残渣が
残ってしまい純度の高いガラスは回収できない。しか
し、この状態で固体熱媒体による流動が加わると流動に
よる固体熱媒体との摩擦によりガラス表面から樹脂類が
きれいに除去できる。従って純度の高いガラスが回収で
きる。

【０００９】本発明の流動層に使用する固体熱媒体は、
流動層内に投入された液晶表示装置が該固体熱媒体の流
動によって流動層内での浮き沈み等の移動を可能とする
ことを特徴とする。これにより投入した液晶表示装置は
流動により固体熱媒体粒子とともに流動層内を止まるこ
となく流動するので、ガラス基板全体が均等に摩擦さ
れ、樹脂残渣が残ることはない。

【００１０】しかし、粒子として例えばＳｉＯ₂ やＡｌ
₂Ｏ₃を用いた場合は流動化ガス圧力が低く、液晶表示装
置を流動層内に投入しても沈み込むのみで最終的に止ま
ってしまい流動しないため摩擦不足となりガラス表面に
樹脂残渣が残ってしまう。しかし、これらの粒子を含ん
でいても、他の粒子を混合させることにより結果的に液
晶表示装置が流動層内で浮き沈み等移動可能となれば問
題ない。

【００１１】本発明の流動層に使用する固体熱媒体は、
例えばＺｒＳｉＯ₄ がある。これは比重が４.７ と高く
流動化ガス圧力を高くとれるため、流動層内に投入され
た液晶表示装置は浮き沈み等移動可能である。もちろん
粒子の種類はＺｒＳｉＯ₄ に限定されるものではなく、
例えば高温でも安定な金属粒子でも良い。もちろんこれ
らは単独ではなく他と混合して用いても良い。固体熱媒
体粒子は半永久的に使用できる。

【００１２】本発明の流動層に使用する固体熱媒体は加
熱により発生したガスを分解する酸化物系触媒粒子を含
有することを特徴とする。樹脂類は加熱流動により炭化
水素系ガスに分解するが、触媒粒子を含むことによりガ
ス化と同時に分解し、ＣＯ₂や水、或いはアルカリ溶液
に吸収可能な無機酸に分解できるためにガスを無害化で
きる。酸化物系触媒粒子としては、ＴｉＯ₂ ，ＷＯ₃ ，
ＺｒＯ₂ ，ＳｉＯ₂ ，Ａｌ₂Ｏ₃などがあるが、これらに
限定されるものではない。

【００１３】本発明の流動層の加熱温度はガラス基板に
接着されたフィルタ，偏光板などの樹脂類が酸化、或い
は熱分解する温度であれば充分である。

【００１４】本発明では有機成分の分解が必要なので流
動化ガスは、ガラス基板に接着されたフィルタ，偏光板
などの樹脂類を酸化するガスであることが必要である
が、実用的には空気で充分である。樹脂類が酸化しない
と高温で油化してしまいガラス表面にタール状の油が再
付着，凝固してしまい純度の高いガラスは回収できな
い。

【００１５】本発明の実現装置としては、ガラスと流動
熱媒体を分離する機能を有する加熱流動層装置，排気ガ
ス無害化装置、及び排気装置により構成される廃液晶表
示装置リサイクル処理装置が考えられる。

【００１６】本発明は廃液晶表示装置リサイクル処理方
法及び装置にとどまらず、有機系フィルムの付着したガ
ラス又はセラミックス類を、加熱した固体熱媒体が流動
している流動層内に投入し加熱流動させることにより有
機系不純物の少ないガラス又はセラミックス類を回収す
ることを特徴とする流動層有機フィルム分離方法及び装
置にも適用できる。

【００１７】かかる廃液晶表示装置のリサイクル処理方
法及び装置とすることにより、液晶を含み、偏光板，カ
ラーフィルタなどの有機フィルムが接着された液晶表示
装置から純度の高くリサイクル可能なガラスが回収でき
る。このためこれまでリサイクルが難しかった廃液晶表
示装置のリサイクル処理方法及び装置を提供できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例に基づき説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００１９】（実施例１）図１は、本発明の一実施例で
ある廃液晶表示装置のリサイクル処理装置である。

【００２０】図１に示した装置は、流動層１，廃液晶表
示装置投入口１ａ，ガラス排出口１ｂ，ガラス搬出かご
２，ガラス搬出かご案内機構３，加熱ヒータ４，熱媒体
排出バルブ５，送風ブロワ６，送気管７，ガス噴射ノズ
ル８，ガス無害化装置９，ガス排出管１０，ガラス回収
容器１１，熱媒体回収容器１２，廃液晶表示装置１３，
回収ガラス１４，熱媒体１５より構成される。

【００２１】図１に於いて、廃液晶表示装置１３は廃液
晶表示装置投入口１ａから流動層１内に投入される。流
動層１内では熱媒体１５が加熱ヒータ４により加熱され
ながらガス噴射ノズル８から噴射される流動化ガスによ
り流動している。この中に投入された廃液晶表示装置１
３は熱媒体１５と共に加熱されながら流動する。このと
き、ガラス間に封入されている液晶，ガラス表面に接着
している偏光板，カラーフィルタなどの有機フィルムは
軟化又は分解ガス化するが、さらに流動による熱媒体１
５との摩擦によりガラス表面からほぼ１００％除去され
る。

【００２２】こうして樹脂類が除去されたガラスは、メ
ッシュ板あるいはパンチングプレートなどででき、ガラ
ス搬出かご案内機構３により移動可能なガラス搬出かご
２の上昇により回収される。このとき熱媒体１５はメッ
シュから篩い落とされ流動層１内に戻る。このとき熱媒
体１５を流動層１内に戻すためにガラス搬出かご２に軽
い振動を与えても良い。上昇したガラス搬出かご２はガ
ラス搬出かご案内機構３によりガラス排出口１ｂまで移
動後、ガラス搬出かご２を傾けガラス排出口１ｂから排
出することにより、回収ガラス１４をガラス回収容器１
１中に回収する。

【００２３】尚、流動層１内で樹脂類の分解により発生
したガスは熱媒体１５中の触媒粒子によりＣＯ₂ や水、
或いはアルカリ溶液に吸収可能な酸に分解後、ガス無害
化装置９により無害化され、ガス排出管１０の出口から
排出される。ガス無害化装置９の例としては、例えばア
ルカリ溶液中和反応塔などが考えられる。尚、これに触
媒分解装置，脱水装置，ガス冷却装置などと組み合わせ
て使用しても良い。

【００２４】（実施例２）図２は、本発明の一実施例で
ある廃液晶表示装置のリサイクル処理装置である。

【００２５】図２に示した装置は、流動層１，廃液晶表
示装置投入口１ａ，ガラス，熱媒体排出口１ｃ，加熱ヒ
ータ４，ガス噴射ノズル８，ガス無害化装置９，ガス排
出管１０，廃液晶表示装置１３，回収ガラス１４，熱媒
体１５，回収熱媒体１６，ガラス選別回収容器１７，熱
媒体回収容器１８，底板１９，移動スリット２０より構
成される。

【００２６】図２に於いて、廃液晶表示装置１３は廃液
晶表示装置投入口１ａから流動層１内に投入される。流
動層１内では熱媒体１５が加熱ヒータ４により加熱され
ながらガス噴射ノズル８から噴射される流動化ガスによ
り流動している。この中に投入された廃液晶表示装置１
３は熱媒体１５と共に加熱されながら流動する。このと
き移動スリット２０は図２に示す位置にあり底板１９の
排出口を塞いでいる。処理終了後移動スリット２０は左
側に移動し底板１９の排出口を開放し、廃液晶表示装置
１３の処理物を熱媒体１５もろともガラス，熱媒体排出
口１ｃから排出する。

【００２７】この排出物は底板がメッシュあるいはパン
チングプレートでできているガラス選別回収容器１７を
通ることによりガラスと熱媒体に選別され、ガラス選別
回収容器１７内には回収ガラス１４が残る。このとき、
より選別効果を高めるため、軽い振動を与えてもよい。
ガラス選別回収容器１７を通過した熱媒体は熱媒体回収
容器１８中に回収される。さらに細かいガラスと熱媒体
を分離するために比重選別装置を追加してもよい。尚、
流動層１内で樹脂類の分解により発生したガスは実施例
１と同様の方法で無害化できる。

【００２８】以下、実験例について説明する。

【００２９】（実験例１）

【００３０】

【表１】

【００３１】液晶パネルを１０cm×１０cmに切断し試験
片とした。ＺｒＳｉＯ₄，ＳｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃の混合熱媒
体を用い、ある温度で流動している流動層内に試験片を
投入後、１０分間流動させた。また、流動層を用いずに
電気炉中に試験片を投入し、所定温度で１０分間保持し
た試験も同時に実施した。試験前後の液晶パネル中の有
機物を化学定量分析し、試験後の有機物除去率を求め
た。その結果を表１に示す。

【００３２】実験Ｎo.１−３は本発明による実験例であ
り、流動化ガスとして空気、或いは１０vol％ 酸素を含
有した窒素を用いた。流動熱媒体は混合割合を調整し、
試験片が槽内を移動可能となるようにした。温度は４０
０−５００℃とした。その結果、流動層に投入した試験
片は流動により固体熱媒体と共に槽内で浮き沈み等の移
動をすることを確認した。有機物除去率は９９−１００
％となり、ほぼ完全に除去できた。

【００３３】実験Ｎo.４−１２は比較実験例である。実
験Ｎo.４，５は流動熱媒体の混合割合を調整し、投入し
た試験片が槽内を移動しないようにした時の結果であ
る。温度は５００℃とした。この結果、流動層に液晶パ
ネルを投入しても液晶パネルは最下層に沈み込んでしま
いその後は止まったまま移動しなかった。その結果、ガ
ラス表面に残渣が残ってしまったため、有機物除去率は
７５，８２％と低かった。

【００３４】実験Ｎo.６，７は流動化ガスとして窒素を
用いた場合の結果である。窒素を用いた場合は流動の有
無に関らず樹脂類は酸化せず、ガラス表面で油化し、そ
の後表面に黒く凝着した。この結果、有機物除去率は３
４，４４％と低かった。

【００３５】実験Ｎo.８，９は空気を用い、温度を３０
０−３５０℃とした場合の結果である。このときは空気
を用いてもフィルム類の分解は不充分であり、有機物除
去率は１８，２５％と低かった。温度が４００℃よりも
低い場合は、より長い流動時間が必要である。

【００３６】実験Ｎo.１０−１２は流動層を用いずに電
気炉中に試験片を投入し、加熱保持した場合の結果であ
る。この実験では空気を導入し、温度は５００−７００
℃とした。この結果、ガラス表面には樹脂残渣が残り、
有機物除去率は５８−７７％となり低かった。これによ
り、単に加熱するだけでは樹脂が除去しきれず、固体熱
媒体粒子による摩擦が効果があることが分かった。

【００３７】（実験例２）

【００３８】

【表２】

【００３９】流動層に触媒粒子としてＴｉＯ₂ −ＷＯ₃
酸化物粒子を３０％混入し、さらに実験例１で用いた液
晶パネル試験片を投入し、５００℃で１０分間流動させ
た。その間、発生したガスをサンプリングし、分析し
た。その結果を表２に示す。

【００４０】実験Ｎo.１−３は本発明による結果であ
る。ガス中の炭化水素の濃度は１０ppm 以下であった。

【００４１】実験Ｎo.４，５は触媒を入れない場合の比
較例である。この場合は炭化水素濃度は２４０，７８０
ppm と高かった。この結果、触媒添加により炭化水素系
ガスが分解することが分かった。

【００４２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、液晶パネ
ルの廃棄物から液晶，有機系フィルム類を除去し、リサ
イクル可能なガラス基板を回収できる方法及び装置を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である廃液晶表示装置のリサ
イクル処理装置の側断面図。

【図２】本発明の一実施例である廃液晶表示装置のリサ
イクル処理装置の側断面図。

【符号の説明】

１…流動層、１ａ…廃液晶表示装置投入口、１ｂ…ガラ
ス排出口、１ｃ…ガラス，熱媒体排出口、２…ガラス搬
出かご、３…ガラス搬出かご案内機構、４…加熱ヒー
タ、５…熱媒体排出バルブ、６…送風ブロワ、７…送気
管、８…ガス噴射ノズル、９…ガス無害化装置、１０…
ガス排出管、１１…ガラス回収容器、１２…熱媒体回収
容器、１３…廃液晶表示装置、１４…回収ガラス、１５
…熱媒体、１６…回収熱媒体、１７…ガラス選別回収容
器、１８…熱媒体回収容器、１９…底板、２０…移動ス
リット。

フロントページの続き (72)発明者 森原 淳 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 本地 章夫 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 田村 稔 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】廃棄された液晶表示装置に於いて、該液晶
   表示装置を加熱した固体熱媒体が流動している流動層内
   に投入し、流動化ガスにより加熱流動させることにより
   ガラス基板に接着されたフィルタ、或いは偏光板などの
   樹脂類を分解除去し、不純物の少ないより高品位なガラ
   ス基板を回収することを特徴とする廃液晶表示装置のリ
   サイクル処理方法。
2. 【請求項２】固体熱媒体は少なくとも流動層内に投入さ
   れた液晶表示装置が該固体熱媒体の流動によって流動層
   内での浮き沈み等の移動を可能とすることを特徴とする
   請求項１記載の廃液晶表示装置のリサイクル処理方法。
3. 【請求項３】固体熱媒体はＺｒＳｉＯ₄ 粒子を含有する
   ことを特徴とする請求項２記載の廃液晶表示装置のリサ
   イクル処理方法。
4. 【請求項４】固体熱媒体は加熱により発生したガスを分
   解する酸化物系触媒粒子を含有することを特徴とする請
   求項１から３のいずれか１項記載の廃液晶表示装置のリ
   サイクル処理方法。
5. 【請求項５】加熱温度はガラス基板に接着されたフィル
   タ，偏光板などの樹脂類が酸化、或いは熱分解する温度
   であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項
   記載の廃液晶表示装置のリサイクル処理方法。
6. 【請求項６】流動化ガスはガラス基板に接着されたフィ
   ルタ，偏光板などの樹脂類を酸化するガスであることを
   特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の廃液晶
   表示装置のリサイクル処理方法。
7. 【請求項７】ガラスと流動熱媒体を分離する機能を有す
   る加熱流動層装置，排気ガス無害化装置、及び排気装置
   よりなる請求項１から６のいずれか１項記載の廃液晶表
   示装置のリサイクル処理装置。
8. 【請求項８】有機系フィルムの付着したガラス又はセラ
   ミックス類を、加熱した固体熱媒体が流動している流動
   層内に投入し加熱流動させることにより有機系不純物の
   少ないガラス又はセラミックス類を回収することを特徴
   とする流動層有機フィルム分離方法。