JP2002346505A

JP2002346505A - Ｌｃｄから環境負荷を低減してガラスを回収する方法

Info

Publication number: JP2002346505A
Application number: JP2001159874A
Authority: JP
Inventors: Iwao Sumimoya; 岩夫住母家
Original assignee: DENSHO ENGINEERING CO Ltd
Current assignee: DENSHO ENGINEERING CO Ltd
Priority date: 2001-05-29
Filing date: 2001-05-29
Publication date: 2002-12-03
Also published as: WO2002096577A1

Abstract

(57)【要約】【課題】処理コストが安くなり、環境負荷を低減して
ＬＣＤのガラス基板を再びガラス基板として再利用する
こともできるＬＣＤの処理方法を提供する。【解決手段】ＬＣＤを炉に入れ、可燃性物質が燃焼又
は炭化する温度以上で、かつガラスの溶融温度未満で加
熱する工程１０と、該加熱する工程で発生したガスを集
めて冷却する工程２０と、冷却されたガスを活性炭層に
通してガスに含有される有害物質を活性炭に吸着させる
工程３０と、使用済みの活性炭を超臨界水で無害化する
工程４０と、炉内の残存物からガラス基板を取り出し、
取り出されたガラス基板にサンドブラスト処理を行い付
着物を分離除去する工程６０とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、ノート型パソコ
ン、携帯電話等の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を備えた
各種機器のＬＣＤ部分の処理に関し、特に、廃棄物とし
てのＬＣＤからガラスを回収するとともに、他の物質を
無害化処理する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】ノート型パソコン、液晶テレビ、携帯電
話機等のＬＣＤを使用した電子機器が大量に普及してい
る。これらの機器の進歩は急速であり、耐用年数を残し
た状態でも廃棄処分することも多い。そのため、ＬＣＤ
の廃棄量は、膨大になっている。

【０００３】このような状況の下、家電リサイクル法が
２００１年４月１日から施行された。現在のところ対象
となる製品は、冷蔵庫、テレビ、エアコン、洗濯機で、
パソコンやゲーム機などは対象外である。しかし、将来
は、これらにも適用されるものと考えられ、その場合、
ノートパソコン、携帯電話機、ゲーム機等に使用されて
いるＬＣＤの処理方法が非常に重要になってくる。

【０００４】図２は、パソコンに最も多く使用されてい
るアモルファスシリコンＴＦＴの代表的なＬＣＤの構造
を示す。まず、上部には、上側ガラス基板１があって、
その上面には合成樹脂製の偏光板２が貼り付けられ、下
面には、Ｒ，Ｇ，Ｂと黒のマトリクスのカラーフィルタ
３が形成されている。下部には絶縁保護膜、半導体層、
各種導電膜（電極）などＴＦＴアレイ回路４を形成した
下側ガラス基板５がある。そして、これら上下のガラス
基板の中間に液晶材６が配向膜７，７と対向電極８とで
サンドイッチされている。液晶材６の周辺にはシール材
９がある。また、図示は省略するが、ＬＣＤには、上記
の他にドライバ用のＩＣが含まれる。

【０００５】液晶材６は、電圧が印加されると光が通過
し、印加されない状態では光が遮断される性質を有し、
カラーフィルタで選択された色の部分の液晶材に選択的
に電圧が印加され、液晶層の状態により画素の濃淡が選
択される。液晶層の状態は、ＴＦＴアレイで電気的に制
御される。

【０００６】このようなＬＣＤの構成材料は、重量比率
でガラスが８５％前後、その他が１５％前後である。ま
た、液晶材料、シール樹脂、カラーフィルタ層、ＴＦＴ
層などは、数千ｐｐｍと比率は少ない。しかし、これら
の微量なものの中には、透明電極に使用されるインジウ
ム等のレアメタルも含まれており、資源としての価値が
高い。また、化学剤、塗料、ＴＦＴ等については、重金
属類も含まれており、そのまま廃棄した場合には、環境
汚染の問題が生じる。

【０００７】従来行われてきたＬＣＤの廃棄処理方法と
しては、当初は、一般廃棄物処理業者が、パソコンなど
のＬＣＤを粉々に粉砕して埋め立てて処理していた。そ
の後、パソコンを基盤、キーボード、ディスプレイに大
別し、プラスチックや貴金属等、リサイクルできるもの
はリサイクルし、他の部分、特にディスプレイ部分など
は、上記と同様に埋立処理をする方法が行われるように
なってきた。この方法では、次に、ディスプレイ部分を
さらに液晶モジュール部とケースとに分け、ケースはプ
ラスチックとしてリサイクルし、液晶モジュール部は廃
棄ガラスとして粉砕後埋立処理したり、一部はレンガや
ブロックの材料としてリサイクルすることも行われるよ
うになった。

【０００８】これに対し、出願人は、特開２０００−１
８９９３９号において、フラットパネルディスプレイの
無害再資源化及び無害廃棄処理方法を提案している。こ
れは、ＬＣＤを構成する２枚のガラス基板と、これらの
間に積層された液晶材、偏光板、ドライバＩＣ等の薄膜
半導体、等からなるＬＣＤを破砕し、破砕した際に生じ
る液晶成分のガスや有機ミストを活性炭などに吸着させ
るか、高温により熱分解・ガス化溶融し、発生したガス
をさらに高温で燃焼させて無害化するものである。この
方法によれば、ＬＣＤを使用した機器の廃棄物から、一
番やっかいなＬＣＤのガラスのリサイクルをすることが
できる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、二次燃
焼による高温の完全燃焼法では、完全燃焼する為に燃焼
室内のガスを均一にして、ガスの滞留時間を長く保つこ
とが難しい。また、燃焼温度が１５７３Ｋ程度必要であ
るため燃焼コストが上昇すること、それでもダイオキシ
ン等の有害物質の発生を０にすることは困難であるとい
ったことから、環境負荷を増大させる。

【００１０】燃焼後のガラスのリサイクルは、ガラスに
付着している金属が複数種類に及ぶことから、１つの薬
品で全ての金属を溶出させることが困難で、異なった薬
品で複数の工程を経て不純物を分離させなければならな
い。特に、絶縁膜はＳｉＮ（窒化シリコン）を主成分と
しているので、通常の薬品処理では絶縁膜をガラスから
分離させることが困難である。そのため、ガラスの再利
用は、ＬＣＤのガラス基板のような透明度の高い板ガラ
スとしての再利用ではなく、ガラスウールやレンガやタ
イルといった透明度が問題とならないものが主体であっ
た。さらに、薬品を使用するので、二次公害のおそれも
あり、環境負荷が増加する。本発明では、処理コストが
安くなり無害化の程度が向上して環境負荷を低減するこ
とができる、ＬＣＤからのガラス回収方法を提供するこ
とを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明のＬＣＤから環境負荷を低減してガラスを回
収する方法は、ＬＣＤを炉に入れ、可燃性物質が燃焼又
は炭化する温度以上で、かつガラスの溶融温度未満で加
熱する工程と、該加熱する工程で発生したガスを集めて
冷却する工程と、冷却されたガスを活性炭層に通してガ
スに含有される有害物質を活性炭に吸着させる工程と、
使用済みの活性炭を超臨界水で無害化する工程と、炉内
の残存物からガラス基板を取り出し、取り出されたガラ
ス基板にサンドブラスト処理を行い付着物を分離除去す
る工程と、を有することを特徴としている。その際、ガ
ラス基板はできるだけ大きいままでサンドブラスト処理
することが望ましい。

【００１２】

【作用】ＬＣＤを炉に入れ、加熱する。温度は、ＬＣＤ
に含まれる可燃性物質が燃焼するか、炭化する温度以上
で、ガラスが溶融しない温度とする。ＬＣＤはブラスト
処理工程での処理効果を向上させるため、粉砕しない状
態の方が望ましい。炉内には、酸素を供給してもよく、
酸素を供給しない状態としてもよい。酸素が供給された
状態であれば、ＬＣＤの可燃性の部分は燃焼し、灰にな
る。酸素の供給を絶って加熱すれば、可燃性部分は炭化
する。いずれの場合も、炉内に発生するガスを集めて冷
却し、冷却されたガスを活性炭層に通す。活性炭層を通
過することで、有害物質は活性炭に吸着し、無害の気体
となって大気に放出される。

【００１３】炉内温度が低下するのを待ち、炉内に残っ
たガラスを取り出す。このガラスにはＳｉＮの絶縁膜を
始め、種々の金属が含まれた膜が付着している。そこ
で、取り出したガラスにサンドブラストにより砥粒を吹
き付け、ガラス基板にこびり付いている膜や炭化した固
形タールを剥がす。サンドブラストの砥粒の粒度や噴射
圧を適当に設定することで、ガラス基板を破損すること
なく膜やタールをガラス基板から剥がすことができる。
こうして不純物が剥離されたガラスは、この後、洗浄
し、粉砕してカレット化し、透明なガラスの原料として
再使用することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面によ
って説明する。図１は、本発明によるＬＣＤからのガラ
ス回収工程を示す図である。本発明のＬＣＤからのガラ
ス回収方法は、この図に示すように、ＬＣＤの加熱工程
１０、ガス冷却工程２０、活性炭吸着処理工程３０、使
用済活性炭の超臨界水処理工程４０、分別工程５０、サ
ンドブラスト処理工程６０、洗浄・粉砕処理工程７０を
主な工程としている。

【００１５】〔ＬＣＤの加熱工程１０〕このＬＣＤの加
熱工程１０では、ＬＣＤを炉内に投入し加熱する。加熱
温度は、ガラスが溶融しない温度で、ガラス以外の可燃
性物質、たとえば、合成樹脂製の偏光板、カラーフィル
タ、絶縁保護膜、液晶材、等々が炭化又は燃焼する温度
以上で、ガラスが溶融しない温度、具体的には、７５０
〜１，０２０Ｋ程度とする。炉に投入するＬＣＤは、粉
砕したものでも良いが、サンドブラスト処理が容易にな
ることから、粉砕していない方が望ましい。

【００１６】加熱中の炉内への酸素は、供給してもよ
く、供給しなくてもよい。供給する場合は、新鮮な空気
を炉内に送り込めばよい。酸素を供給しない場合は、新
鮮な空気を供給する代わりに、窒素等の不活性ガスを供
給することになる。この場合、炉内は、無酸素又は酸素
が非常に希薄な状態となる。

【００１７】〔ガス冷却工程２０〕上記のＬＣＤの加熱
工程において、酸素の供給がされている場合は、炉内で
は、ＬＣＤに含まれる可燃性物質が燃焼する。酸素の供
給がない状態であれば、可燃性物質は蒸し焼き状態とな
り、炭化が進む。炭化と燃焼では、燃焼の方が短時間で
終了するので、コストを下げることが可能である。ま
た、燃焼させた方が熱量の発生が多くなるので、炉を加
熱する燃料を軽減することも可能となる。しかしダイオ
キシン等の有害物質の発生も多くなる。本発明では、投
入するＬＣＤ製品のプラスチックの多寡により、このＬ
ＣＤの加熱工程は、燃焼工程か、又は、酸素が希薄な状
態のいずれか適当な方式を選択できる。

【００１８】炉内では、樹脂、接着剤、塗料等が燃焼し
たり、熱分解・ガス化溶融することで、多様なガスが発
生する。これらのガスには、有毒なダイオキシンやダイ
オキシンを生成させる物質、すなわち各種の残留性有機
汚染物質が含まれている。これらのガスは、吸引ファン
により全て吸引され、冷却装置に送り込まれる。冷却
は、水冷が効果的である。ガスは、活性炭が最も吸着し
易い温度である２８９〜３２３Ｋ程度に冷却される。

【００１９】〔活性炭吸着処理工程３０〕こうして冷却
されたガスは、活性炭層に導かれる。この活性炭層の体
積を適当に設定することで、通過するガスに含まれる有
害物質の全てを活性炭に吸着させ、無害のガスだけを大
気に放出することができるようになる。また、ガスは冷
却されているので、有害物質を活性炭に吸着させ易くな
る。

【００２０】〔使用済活性炭の超臨界水処理工程４０〕
活性炭は無限に吸着できるものではなく、吸着量には限
界がある。しかし、活性炭の吸着能力が無くなったもの
は、超臨界水で洗浄することによって、吸着した物質を
分解・除去できるので、繰り返し使用することができ
る。

【００２１】超臨界水とは、水を高温、高圧状態にし、
水蒸気（気体）と水（液体）が共存できる限界の温度・
圧力（臨界点）を超えた状態の水であり、通常の気体、
液体とは異なる性質を示すものである。すなわち、この
超臨界水は、どこにでも忍び込む気体の性質（拡散性）
と、成分を溶かし出す液体の性質（溶解性）を持ってい
る。このため、超臨界水は、加水分解、部分酸化反応を
促進し、ダイオキシンなどの有害物質を無害化すること
ができ、活性炭を繰り返し使用することができる。

【００２２】〔分別工程５０〕加熱後の炉内には、ＬＣ
Ｄの残滓として可燃物質の灰又は固形タール化した炭、
金属製の基板等の金属片、ＬＣＤに使用されていたガラ
ス片等が残る。残滓に含まれている金属製の基板等は、
種別毎に分別されて回収され、再利用される。ガラス片
は以下の処理を受ける。

【００２３】〔サンドブラスト処理工程６０〕残滓は、
一寸した力でバラバラに崩れるほどに弱くなっている
が、ガラス片には、上記のタール化したものや、加熱し
ても剥離しないクロムやＩＴＯなどが付着しており、こ
れらは、簡単には剥離しない。

【００２４】そこで、炉内温度が低下してから、ＬＣＤ
を構成していた上下のガラス基板を取り出し、剥がして
平らな台の上に載せる。次に、このガラス基板にサンド
ブラスト処理により砥粒を吹き付ける。サンドブラスト
によって、ガラス基板にこびり付いている固形タールや
金属膜等を剥離させることができる。このとき、ガラス
基板が細かく割れると、こびり付いているものをうまく
剥離できなくなる。その点から、最初に炉に投入するＬ
ＣＤは粉砕していないものの方が、ガラス基板が大きく
なるので都合がよいといえる。また、サンドブラストの
砥粒の噴射圧も低く設定し、ガラス基板が割れても３ｃ
ｍ平方以下にならないようにするべきである。このよう
にしてサンドブラストを行うことにより、ガラス基板か
ら金属膜等の不純物の全てを剥離させることができる。

【００２５】付着膜には、インジウム、クロムなどの複
数種類の金属が含まれているが、サンドブラスト処理に
よりこれらの金属全てを一度で剥離させることができ、
化学的方法で処理するより環境負荷が軽減され、非常に
簡単になった。

【００２６】サンドブラスト法により使用された砥粒に
は、レアメタル等の粉末が混入することになるが、各種
の金属を取り出すために、公知の処理工程に送られるこ
とになる。

【００２７】〔洗浄・粉砕処理工程７０〕サンドブラス
ト処理工程６０でガラス基板上にこびり付いていたもの
が剥離され、ガラス基板は、この洗浄・粉砕処理工程７
０で、エアーや水により洗浄され、粉砕されてカレット
となる。このカレット化されたガラスは、不純物を殆ど
含んでおらず、高品質の透明なガラス材料となる。

【００２８】上記の実施例によれば、ＬＣＤを高温で加
熱し、残ったもので最大の体積を占めるガラスを再利用
することができる。また、ガラス基板に付着しているレ
アメタルなどの金属を資源として再利用することが可能
となる。したがって、最終処分物は非常に少なくなり、
減容率が格段に向上する。また、薬液も使用しないの
で、環境負荷が格段に少なくなる。

【００２９】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のＬＣＤ
からのガラス回収方法は、ＬＣＤを炉に入れ、可燃性物
質が燃焼又は炭化する温度以上で、かつガラスの溶融温
度未満で加熱する工程と、該加熱する工程で発生したガ
スを集めて冷却する工程と、冷却されたガスを活性炭層
に通してガスに含有される有害物質を活性炭に吸着させ
る工程と、使用済みの活性炭を超臨界水で無害化する工
程と、炉内の残存物からガラス基板を取り出し、取り出
されたガラス基板にサンドブラスト処理を行い付着物を
分離除去する工程と、を有するので、廃棄されたＬＣＤ
の処理を簡略化でき、低コストで処理できるようになっ
た。また、回収されたガラスには、不純物が含まれず、
ＬＣＤのガラス基板として再利用することも可能になっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＬＣＤからのガラス回収工程を示
す図である。

【図２】アモルファスシリコンＴＦＴの代表的なＬＣＤ
の構造を示す図である。

【符号の説明】

１０ＬＣＤの加熱工程２０ガス冷却工程３０活性炭吸着処理工程４０使用済活性炭の超臨界水処理工程５０分別工程６０サンドブラスト処理工程７０洗浄・粉砕処理工程

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２３Ｇ 5/027 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｚ４Ｄ００４ 7/00 5/00 ＺＡＢＺＦ２３Ｊ 15/00 Ｂ０１Ｄ 53/34 Ａ 15/06 Ｆ２３Ｊ 15/00 ＫＧ０２Ｆ 1/13 １０１Ｊ 1/1333 ５００Ｆターム(参考） 2H088 FA18 FA30 HA01 MA16 MA20 2H090 JB02 3K061 AB02 AC20 BA01 3K070 DA24 DA35 4D002 AA21 AA40 BA04 CA07 DA41 EA13 HA01 4D004 AA18 AA22 AA47 AB06 BA06 CA12 CA24 CA39 CA47 DA02 DA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＬＣＤを炉に入れ、可燃性物質が燃焼又
は炭化する温度以上で、かつガラスの溶融温度未満で加
熱する工程と、該加熱する工程で発生したガスを集めて
冷却する工程と、冷却されたガスを活性炭層に通してガ
スに含有される有害物質を活性炭に吸着させる工程と、
使用済みの活性炭を超臨界水で無害化する工程と、炉内
の残存物からガラス基板を取り出し、取り出されたガラ
ス基板にサンドブラスト処理を行い付着物を分離除去す
る工程と、を有することを特徴とするＬＣＤから環境負
荷を低減してガラスを回収する方法。
【請求項２】上記ガラス基板の表面に付着している物
質をサンドブラスト処理で剥離することを特徴とする請
求項１記載のＬＣＤから環境負荷を低減してガラスを回
収する方法。