JP2004268215A - Regenerating method of abrasive - Google Patents

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Takashi Fujimura
孝史 藤村
Toshiyuki Nanto
利之 南都
Toichi Takahashi
東一 高橋
Yoshimi Shirakawa
良美 白川
Taisuke Yamamoto
泰助 山本
Giichi Matsubara
義一 松原
Kengo Hayase
憲吾 早瀬
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Fujitsu Hitachi Plasma Display Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a regenerating method of an abrasive, and a regenerating method of a rib material for forming a reusable metallic abrasive, by recovering lead oxide of a toxic substance without polluting an environment by treating a used metallic abrasive by sand blast work without applying special treatment when manufacturing the metallic abrasive. <P>SOLUTION: A waste material is separated into coarse powder and fine powder, and the respective powders are classified and recovered. The recovered coarse powder is washed by alkali, and is washed by water. Since the coarse powder is finally dried after acid washing and water washing a material dissolved into an alkaline solution sticking to the metallic abrasive 5 recovered by separation-classification is removed by alkaline washing. A material dissolved into an acid solution such as lead glass 8 sticking to the metallic abrasive 5 is removed by acid washing. The metallic abrasive 5 having no sticking material is formed, and used again as a new abrasive, and cost is largely reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サンドブラスト加工により排出された研磨材の再生方法に関する。また、サンドブラスト加工により排出されたリブ材の再生方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般にサンドブラスト加工における研磨材には、ガラスビーズ、アルミナ及び炭酸カルシュームを使用することもできるが、サンドブラスト加工の加工時間の短縮や加工後の精度向上のためには比較的比重の重い金属研磨材が使用される。この金属研磨材は、ガラスビーズ、アルミナ及び炭酸カルシュームからなる研磨材と比べ高価であるため、繰り返し使用する必要があり、例えば、図1に示す一般的なリブ形成設備を用いて循環させて使用していた。以下、図1に基づいて金属研磨材に関するリブ形成設備における動作を説明する。
【0003】
図1に示す一般的なプラズマディスプレイパネル(以下、PDPとする)リブ形成装置は、ガラス基板1上にリブペースト材を塗布して乾燥することで成形されたリブ材2に対して研磨材を射出させるサンドブラストガン4と、このサンドブラストガン4及びリブ材2が一面に成形されたガラス基板1が投入される加工室10と、サンドブラストガン4から射出される金属研磨材5により切削されたリブ材2が送り出され、これら金属研磨材5及びリブ材2を遠心力を用いて分級するサイクロン6と、このサイクロン6とサンドブラストガン4との間に配設されるメッシュフィルター7と、加工室10とサイクロン6の間に介在し金属研磨剤5を一時保持する研磨剤タンク11とからなる構成である。
【0004】
この一般的なPDPリブ形成装置の動作は、まず、加工室10にリブ材2が塗布されたガラス基板1が投入され、サンドブラストガン4が金属研磨材5を射出してリブ材2を所定形状に切削する。この切削と同時に、金属研磨材5とこの金属研磨材5により切削されたリブ材2とが研磨材タンク11を介してサイクロン6に送り出され、遠心力により軽い微粉はサイクロン6の上方の排出口6Aから排出され、同様に遠心力により重い粗粉はサイクロン6の下方の排出口6Bから排出される。サイクロン6の下方の排出口6Bから排出された粗粉はメッシュフィルター7で濾過されてメッシュフィルター7のメッシュ孔より小さなものだけがサンドブラストガン4に落下していき、再び金属研磨材5として用いられる。以上のような動作を繰り返すことで、メッシュフィルター7に濾過されるまで繰り返し金属研磨材5は循環して使用される。また、サイクロン6の上方の排出口6Aから排出された微粉は廃棄する。
【0005】
【特許文献1】
特許第2923464号公報
【0006】
【特許文献2】
特開平8−141913号公報
【0007】
【特許文献3】
特開平9−295268号公報
【0008】
【特許文献4】
特開2002−114968号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
従来、一般的なPDPリブ形成装置におけるサンドブラスト加工では、金属研磨材5が以上のようにして繰り返して使用され、金属研磨材5により切削されたリブ材2が比重が軽いためサイクロン6の上方の排出口6Aから排出され廃棄されていた。しかし、以下の具体例が示すような課題を有していた。
【0010】
42インチPDP2面取りするPDPリブ形成工程では、ガラス基板1の上に約1100[gr]のリブペースト材を塗布し、その後前焼成を行って焼成後800[gr]になった焼結体にレジスト塗布後所定のパターン露光をする事によりパターン形成後、サンドブラスト処理を行う。この時約40[%]の体積率でパターン形成を行うため、60[%]の材料、すなわち1ガラス基板単位では480[gr]はリブ形成時に切削加工で除去される事になる。
【0011】
1日当り500ガラスシートをサンドブラスト加工すると、投入されるリブ材は400[kg]となる。投入されるリブ材の60[%]が切削加工分となって240[kg]となるため、完成品としてガラス基板1上にパターン形成される分は160[kg]となる。また、サンドブラスト加工においてサンドブラストガン4から吹き付けられる金属研磨材5の射出量を7[kg/min]と設定した場合、1日当り10[t]の金属研磨材5が循環され、その約3[%]程、すなわち1日当り300[kg]の新品金属研磨材5の投入が必要である。
【0012】
以上のことから、このサンドブラスト加工では1日当り240[kg]のリブ材と300[kg]の研磨材が消費されることになる。この内大半がサイクロン6を介しサイクロン6の上方の排出口6Aから排出され最終的に産業廃棄物として処分されてた。
したがって、PDPの作成工程の一つであるサンドブラスト加工では、大量のガラスシートを処理すればする程廃棄物としての多くの金属研磨材及びリブ材が発生し、その全てを廃棄しなければならないという第1の課題を有していた。さらに、サンドブラスト加工で生じるリブ材は有害物質である酸化鉛を含んでいることから、産業廃棄物として処分された場合に環境汚染を生じるという第2の課題を有する。
【0013】
第1の課題に対しては、特許第2923464号公報に記載される異物分離・分級方法及び装置、特開平8−141913号公報に記載されるブラスト加工装置、特開平9−295268号公報に記載されるブラスト加工装置が提案されているが、特開2002−114968号公報に記載があるように、加工対象物と研磨材との分離ならびにリサイクルは困難であり、加えて、分離されていない研磨材を用いることで研磨効率の悪化の課題が解決されていない。また、かかる特開2002−114968号公報に記載される研磨材及び研磨材を用いた研磨方法は、磁性を帯びさせ、且つ、硬度、大きさを揃えた研磨材を製造し、この研磨材を用いたサンドブラスト加工後に磁気を利用して研磨材と加工対象形成物を適切に分離回収しているが、かかる特別の処置を製造時に施されていない既に製造された通常の研磨材に対してなんら対処できないという課題を有し、さらには、研磨材の製造段階で特別の処置を施し高コストとなるのに加え、磁気が他の機器に与える影響を考慮した磁気分離装置も必要となり導入コストも高いという課題を有する。
【0014】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、金属研磨材の製造時に特別な処置を施すことなく、サンドブラスト加工で使用した金属研磨材に処置を施して再び使用可能な金属研磨材とすると共に、有害物である酸化鉛を環境を汚染することなく回収する研磨材の再生方法及びリブ材の再生方法を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る研磨材の再生方法は、サンドブラスト加工で排出される加工対象形成物及び金属研磨材からなる廃材を分離して粗粉と微粉とし、当該分離した粗粉と微粉とを分級してそれぞれ回収する分離分級工程と、当該粗粉をアルカリ洗浄して水洗浄する第1の洗浄工程と、当該第1の洗浄工程を経た粗粉を酸洗浄して水洗浄する第2の洗浄工程と、当該第2の洗浄工程を経た粗粉を乾燥させる乾燥工程とからなるものである。このように本発明においては、廃材を分離して粗粉と微粉にしそれぞれを分級して回収し、回収した粗粉をアルカリ洗浄して水洗浄し、さらに、粗粉を酸洗浄して水洗浄し、最後に乾燥させているので、分離分級して回収した金属研磨材に付着しているアルカリ溶液に溶解する物がアルカリ洗浄により除去され、金属研磨材に付着している鉛ガラス等の酸溶液に溶解する物が酸洗浄により除去され、付着物のない金属研磨材とすることができ再び新品研磨材として使用することで大幅なコスト低減を図ることもできる。なお、粗粉とは粒度の大きい粉のことを意味し、微粉とは粒度の大きい粉のことを意味する。
【0016】
また、本発明に係るリブ材の再生方法は、サンドブラスト加工で排出される少なくともリブ材及び金属研磨材からなる廃材を分離して粗粉と微粉とし、当該分離した粗粉と微粉とを分級してそれぞれ回収する分離分級工程と、当該微粉を溶鉱炉の中に投入して酸化亜鉛の精錬により合金化して金属インゴットにする第1の溶解工程と、第1の溶解工程により生じた金属インゴットを溶鉱炉に投入して溶解させ鉛を回収する第2の溶解工程とからなるものである。このように本発明においては、第1の溶解工程で微粉を溶鉱炉内に投入し、亜鉛及び鉛の粗酸化亜鉛の精錬で一旦合金化し、第2の溶解工程で金属インゴットを溶鉱炉で溶かし亜鉛成分を取り除き粗鉛としているので、この酸化鉛を鉛ガラス製造用の原材料として再使用することができ、この鉛ガラスを形成した後リブペースト混合主組成材として利用することによりPDPのリブ形成用材料として再使用することができる。なお、粗鉛とは精錬前等で不純物を含んだ鉛を意味し、粗酸化鉛とは精錬前等で不純物を含んだ酸化鉛を意味する。
【0017】
また、本発明に係る研磨材の再生方法は必要に応じて、サンドブラスト加工に使用する金属研磨材が、少なくとも鉄及びクロームからなり、耐アルカリ特性及び耐酸特性に優れている組成構成であるものである。このように本発明においては、金属研磨材が少なくとも鉄及びクロームからなり、耐アルカリ特性及び耐酸特性に優れている組成構成としているので、第1の洗浄工程で使用するアルカリ溶液で洗浄しても及び第2の洗浄工程で使用する酸の溶液で洗浄しても、耐アルカリ特性及び耐酸特性を有するために金属研磨材は略反応することなく付着物のみを円滑に除去することができる。鉄及びクロームからなるものとしてはステンレスの金属研磨材があり、さらには、鉄、クローム及びニッケルからなるステンレスの金属研磨材もある。
【0018】
【発明の実施の形態】
(本発明の第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る研磨材の再生方法について図1ないし図7に基づいて説明する。図1は本実施形態に係るサンドブラスト加工によるPDPリブ形成装置の概念図、図2は一般的なPDPのサンドブラスト加工中の切削加工によるリブ形成の模式図、図3は本実施形態に係る金属研摩材の凝集化説明図、図4は本実施形態に係る金属研磨材3%新品投入時点での廃材の粒度分布特性図、図5は本実施形態に係る凝集粒子の分離変移図、図6は本実施形態に係る分離後の廃材の粒度分布特性図、図7は本実施形態に係る研磨材の再生方法のフローチャート図である。
【0019】
本実施形態に係る研磨材の再生方法について説明する前に、まず、サンドブラスト加工における金属研磨材5、リブ材2を構成する鉛ガラス及び有機物質についての経時的状態変化について述べる。上述したサンドブラストガン4より射出される金属研磨材5の平均粒子直径を20[μm]とした場合、その体積と密度から射出されるエネルギーは流体の流量とサンドブラストガン4先端の開口面積で一義的に決められ、流量を3.75[m3/min]、サンドブラストガン4の開口面積を4×10−4[m2]とすると空気流体と同一速度で射出される金属研磨材5の速度は9300[m/min](=558[km/h])となる(図2参照)。
【0020】
この様に鉛ガラスやアルミナをエチルセルロースや有機溶剤に混練した混合組成体からなるリブ材2に高速で金属研磨剤5を射出すると、この金属研磨材5表面にはリブ材2の一部が付着することとなる。この金属研磨材5が図1に示すリブ形成設備内を循環して行った場合、金属研磨材5は時間と共に表面汚染される。この汚染が原因で金属研磨材5が凝集し、流動性が著しく低下することで、歩留が低下するなどの問題が発生した。
【0021】
サンドブラスト加工では例えば、金属研磨材5の一例である密度8[gr/mm3]のステンレス研磨材を初速9300[m/min]でリブ材2に射出した場合、その運動エネルギーはきわめて高い。粒子1個のエネルギー4×10−7[J]と1秒間に射出される平均個数とから1.4×103[J/s]の熱エネルギーが生じ、金属研磨材5表面温度が上昇することになる。
【0022】
この熱エネルギーは全く有機物質9の付着の無い新品金属研磨材5の表面に有機物質9を付着させ、その有機物質9がリブ材2に含有している鉛ガラス8(密度9.35〜9.63[g/m3])やアルミナ(密度4.0[g/m3])を更に付着することにより粒子同士の金属研磨材5を凝集させ、更には時間と共に凝集度が図3(A)から図3(B)へ図3(B)から図3(C)へと上昇し、金属研磨材5、有機物質9、鉛ガラス8及びアルミナ等が凝集した凝集粒子の存在確率が高まることが金属研磨材5の経時変化分析の結果判明した。当然のことながら、加工エネルギーは金属研磨材5の質量と速度に比例するが、かかる金属研磨材5の凝集が発生して、凝集粒子の等価質量が2倍〜8倍になった場合、レジスト膜12を直撃して破壊したり、形成中のリブを破損することになる。
【0023】
このような経時的な変化に対して凝集粒子が循環しないようにサイクロン6やメッシュフィルター7が機能するはずであるが、凝集粒子の凝集度が上がれば衝撃時の熱エネルギーも高く、更に強固な凝集粒子を作り、なかなか分散しない結果となる。この凝集粒子は、サンドブラストガン4から射出された後に、リブ材2に衝突して切削したリブ材2と共に、研磨材フロー5Bを経由してサイクロン6に入るが、このサイクロン6では気流分流による質量分離を行うため、凝集凝固した質量の大きい凝集粒子はサイクロン6の下方の排出口6B方向に落下することになり、加工時に弱い固着状態にあった質量の小さな鉛ガラス8等がサイクロン6の上方の排出口6Aから排出されることになる。
【0024】
前記強固な凝集粒子はそのエネルギーを増し、被加工物体に射出されることになるが、凝集が発生した後もメッシュフィルター7を通過できない大きさになるまでこのリブ形成装置を循環しながら粒子結合が増殖していく。図3(A)が金属研磨材5の単体外観形態を示し、同図(B)、(C)が凝集粒子の形態を示し、この凝集粒子の直径が増大する過程を示すもので、連続使用の場合、凝集粒子同士が凝集してさらに巨大な凝集粒子を生じることがわかった。
また、図1のサイクロン6の上方の排出口6Aから排出される廃材、すなわち外部排出廃材の粒度分布をモニターすると図4に示すようになった。同図から廃材物質の粒度分布には平均20[μm]の金属研磨材5のピークと平均粒子3[μm]の鉛ガラス8のピークが検出され、また、金属研磨材5の最大粒子直径60[μm]よりはるかに大きい粒子、すなわち凝集粒子の存在も確認できた。
図5(A)は廃材の形状を示す。この廃材は金属研磨材5と金属研磨材5間に凝集体として存在する鉛ガラス8と鉛ガラス8及び金属研磨材5の間に存在する有機物質9とから成り立っていた。
【0025】
次に、以上の各物質の経時的状態変化を踏まえた上で、本実施形態に係る研磨材の再生方法について説明する。前記図7に示すように本実施形態に係る研磨材の再生方法は、サンドブラスト加工で排出される少なくともリブ材2及び金属研磨材5からなる廃材を分離して粗粉と微粉とし、この分離した粗粉と微粉とを分級してそれぞれ回収する分離分級工程と、この粗粉をアルカリ洗浄して水洗浄する第1の洗浄工程と、この第1の洗浄工程を経た粗粉を酸洗浄して水洗浄する第2の洗浄工程と、この第2の洗浄工程を経た粗粉を乾燥させる乾燥工程とからなり、以下各工程毎に説明する。この本実施形態に係る研磨材の再生方法の対象となる廃材はサイクロン6の上方の排出口6Aから排出される廃材であるが、メッシュフィルター7により残留した廃材に対して本再生方法を施しても以下に示す工程を経ることで同様な効果を得ることができる。
【0026】
まず、分離分級工程について説明する。前記図5(A)の廃材を単粒子に戻すため、廃材にメカニカルな衝撃を与え分散させる工程が必要となる。このメカニカルな衝撃を与えるために、分散機を用いた。例えば、分散機としては、気流によるドライ分級を行い、1日当り1[t]以上の処理能力を有するセイシン企業製のクラッシールを用いることができる。この分散機は、空気流によるワークの流動とモーター回転によるロータを有し、凝集粒子を高速回転するロータに衝突させることでロータ中の分散板と凝集粒子が衝突しこれによりメカニカルな衝撃を与え、分散された微粉末が分散板の遠心力により分散板外周に飛ばされ、さらに衝突板に衝突することにより比較的強固な凝集粒子であっても単粒子に分離する能力を有すると共に、この分散板をはさみ、発生する渦流を用い、微粉と粗粉を効率良く分離する分級室内に設けることで図5(B)および(C)に示すような分離分級が可能となる。そして、分離分級工程を経ることで廃材の粒度分布特性図は図4から図6となった。
【0027】
図6並びに金属研磨材の大きさ及び鉛ガラス大きさより、微粉の多くが平均粒子3[μm]の鉛ガラス8からなり、粗粉の多くが平均粒子20[μm]の金属研磨材5からなることがわかる。さらに、この分離回収した微粉と粗粉を化学分析すると、微粉は主に鉛ガラス8でありアルミナ及びエチルセルロースも多く検出され、更には、金属研磨材5の超微粉末も含有していた。一方、粗粉は主に金属研磨材5の一例であるステンレス研磨材の他に有機物質9が検出され、この有機物質9は金属研磨材5表面に膜として存在するエチルセルロースであることが判明した。
【0028】
前記クラッシールを用いて廃材1[t]を処理した場合、粗粉を580[kg]、微粉を420[kg]回収することができた。つまり、粗粉は廃材中で58[%]を占め、微粉は廃材中で42[%]を占めることとなる。図1のリブ形成設備を用い、300[kg]の金属研磨材5を使用して、400[kg]のリブ材をサンドブラスト加工した場合、投入したリブ材の60[%]である240[kg]が切削され廃材の一部となり、メッシュフィルター7から外部から排出される金属研磨材5が20[kg]であるため残りの280[kg]が廃材の一部となり、金属研磨材5は廃材中で54[%]を占め、リブ材2は廃材中で46[%]を占めることが分かる。これより、廃材中の粗粉の割合(58[%])と廃材中の金属研磨材5の割合(54[%])とが略同一であり、廃材中の微粉の割合(42[%])と廃材中のリブ材2の割合(46[%])とが略同一であって、前記クラッシールで廃材が適切に分離回収されていることがわかる。若干の誤差があるのは、粗粉中の金属研磨材5に有機物質9、鉛ガラス8及びアルミナが付着していることが原因である。
【0029】
次に、第1の洗浄工程について説明する。この工程のアルカリ洗浄で用いられる溶液は、金属研磨材5の金属組成の関係から水酸化ナトリウム水溶液若しくは水酸化カリウム水溶液が適しており、工程実施中に発生するガス放出量から濃度5ないし10[%]温度25[℃]とする。この水溶液を用いて粗粉をアルカリ洗浄して水洗いし、不純物を除去して一定のPhに戻す。このアルカリ洗浄により金属研磨材5に付着するエチルセルロースがアルカリ溶液に溶解され除去できる。なお、本実施形態に係る酸洗浄でアルカリ溶液は、水酸化ナトリウム水溶液若しくは水酸化カリウム水溶液を用いているが、アルカリ溶液に溶解する付着物を溶解できるものであればよい。また、アルカリ洗浄時に攪拌洗浄することで金属研磨材5からアルミナおよび鉛ガラス8を粒子摩擦で除去することができる。
【0030】
次に、第2の洗浄工程について説明する。この工程の酸洗浄で用いられる溶液は、5[%]の希硝酸液である。但し、用いる溶液が希硝酸液であるため、反応性が高いNi金属は金属研磨材の組成から外さなければならない。この溶液を用いて金属研磨剤5を酸洗浄して金属研磨材5表面の細かいキズをエッチング作用でなくし、水洗いして一定のPhに戻す。ここで、エッチング作用でなくすために、洗浄容器ごと攪拌を行う。この酸洗浄により金属研磨材5に付着する鉛ガラス8の主成分であるPbOが希硝酸液に溶解され除去でき、付着物がない金属研磨材5のみとなっている。ここで、希硝酸液は6[%]以下が望ましく、濃度が高いと不動体ができる。なお、本実施形態に係る酸洗浄で酸の溶液は、希硝酸液を用いているが、酸の溶液に溶解する付着物を溶解できるものであればよい。
【0031】
最後に、乾燥工程では、第1の洗浄工程及び第2の洗浄工程を経ることで粗粉が金属研磨材5のみとなっており、水洗いによって水が付着している金属研磨材5を乾燥機を用いて乾燥させる。乾燥工程では、金属研磨材5の凝集が生じるので、乾燥後に篩い分級を行う。篩い分級を行うことで、粒子分布を整えることもできる。
【0032】
このように本実施形態に係る研磨材の再生方法によれば、サイクロン6等から排出された廃材を分離して粗粉と微粉にしそれぞれを分級して回収し、回収した粗粉をアルカリ洗浄して水洗浄し、さらに、粗粉を酸洗浄して水洗浄し、最後に乾燥させているので、分離分級して回収した金属研磨材5に付着しているエチルセルロースがアルカリ洗浄により除去され、金属研磨材5に付着している鉛ガラス8が酸洗浄により除去され、付着物のない金属研磨材5とすることができ再び新品研磨材として使用することで大幅なコスト低減を図ることもできる。
【0033】
なお、金属研磨材5にはアルミナも付着するが、アルミナは一般の薬品では溶解しないため、サイクロン6等により比重差を用いて回収するか、若しくは、機械的衝撃・摩擦によって剥離しなければならない。
また、本実施形態に係る研磨材の再生方法においては、金属研磨材5が少なくとも鉄及びクロームからなり、耐アルカリ特性及び耐酸特性に優れている組成構成とすることもでき、第1の洗浄工程で使用するアルカリ溶液で洗浄しても及び第2の洗浄工程で使用する酸の溶液で洗浄しても、耐アルカリ特性及び耐酸特性を有するために付着物のみを円滑に除去することができる。
また、本実施形態に係る研磨材の再生方法においては、第2の洗浄工程で酸洗浄で金属研磨材5の表面を溶解させ安息角を32度にすることもでき、流動性が良く、新品研磨材として用いることができる。
【0034】
(本発明の第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係るリブ材の再生方法について、図8に基づいて説明する。図8は本実施形態に係るリブ材の再生方法のフローチャートを示す。
前記図8において、本実施形態に係る研磨材の再生方法は、サンドブラスト加工で排出される少なくともリブ材2及び金属研磨材5からなる廃材を分離して粗粉と微粉とし、この分離した粗粉と微粉とを分級してそれぞれ回収する分離分級工程と、この微粉を溶鉱炉の中に投入して粗酸化亜鉛の精錬により合金化して金属インゴットにする第1の溶解工程と、第1の溶解工程により生じた金属インゴットを溶鉱炉に投入して溶解させ粗鉛を回収する第2の溶解工程とからなり、以下各工程毎に説明する。
【0035】
第1の溶解工程は、前記第1の実施形態の分離分級工程を経て得られる微粉を溶鉱炉内に投入し、亜鉛65[%]、鉛10[%]の粗酸化亜鉛の精錬で一旦合金化する。
第2の溶解工程は、第1の溶解工程で合金化した金属インゴットを溶鉱炉で溶かし亜鉛成分を取り除くことにより粗鉛として回収する。さらに、鉛の純度を上げるために、望ましくは電気精錬を加えて鉛酸化物としてインゴット形成する。
【0036】
このように本実施形態に係るリブ材の再生方法によれば、第1の溶解工程で微粉を溶鉱炉内に投入し、亜鉛65[%]、鉛10[%]の粗酸化亜鉛の精錬で一旦合金化し、第2の溶解工程で金属インゴットを溶鉱炉で溶かし亜鉛成分を取り除き粗鉛とし、この粗鉛を電気精錬して鉛酸化物としてインゴット形成しているので、この酸化鉛を鉛ガラス製造用の原材料として再使用することができ、この鉛ガラス8を形成した後3[μm]平均粒子のリブペースト混合主組成材として利用することによりPDPのリブ形成用材料として100[%]活用することができる。本実施形態に係るリブ材の再生方法で得られる鉛酸化物は純度が高く、一般工業用として多岐に渡って使用することもできる。以上のようにリブ材を再使用することは、単にコスト削減を達成するだけでなく、特に有害物質である酸化鉛を廃棄しないこととなり自然環境汚染防止及び資源の再利用をも図ることとなる。
【0037】
なお、本実施形態において第1の溶解工程の亜鉛65[%]、鉛10[%]の粗酸化亜鉛の精錬で一旦合金化するのは、溶かして比重差で亜鉛と鉛を分離して鉛の精製度を上げるためにしており、単純に微粉から鉛を精製するだけであれば第1の溶解工程は必ずしも必要でない。したがって、単に微粉を溶鉱炉で溶かすだけでも粗鉛を得ることはできる。
【0038】
(その他の実施形態)
本発明のその他の実施形態は、前記第1の実施形態及び第2の実施形態に共通するサンドブラスト加工で排出される少なくともリブ材2及び金属研磨材5からなる廃材を分離して粗粉と微粉とし、この分離した粗粉と微粉とを分級してそれぞれ回収する分離分級工程と、この分離分級工程から粗粉及び微粉を得、まず、得られた粗粉に対して前記第1の実施形態に係る第1の洗浄工程、第2の洗浄工程及び乾燥工程を施して付着物のない金属研磨材5にし、同時並行して、前記得られた微粉に対して第1の溶解工程及び第2の溶解工程を施して鉛酸化物にし、それぞれを再び金属研磨材5及び鉛酸化物としてリブ形成装置で用いることでループ型の生産ラインを構成することができ、非常に効率的にサンドブラスト加工をすることができる。
【0039】
前記第1の実施形態においては、サンドブラスト加工の加工対象形成物をPDPのリブ材2としたが、金属研磨材5を用いるサンドブラストにより加工可能なものであればリブ材に限定されない。例えば、プラスチックの成形加工にサンドブラストを用いることでプラスチックを加工対象形成物とすることもでき、シリコンウェーハの成形加工にサンドブラストを用いることでシリコンウェーハを加工対象形成物とすることもできる。
【0040】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、廃材を分離して粗粉と微粉にしそれぞれを分級して回収し、回収した粗粉をアルカリ洗浄して水洗浄し、さらに、粗粉を酸洗浄して水洗浄し、最後に乾燥させているので、分離分級して回収した金属研磨材に付着しているアルカリ溶液に溶解する物がアルカリ洗浄により除去され、金属研磨材に付着している鉛ガラス等の酸溶液に溶解する物が酸洗浄により除去され、付着物のない金属研磨材とすることができ再び新品研磨材として使用することで大幅なコスト低減を図ることもできるという効果を奏する。
【0041】
また、本発明においては、第1の溶解工程で微粉を溶鉱炉内に投入し、亜鉛及び鉛の粗酸化亜鉛の精錬で一旦合金化し、第2の溶解工程で金属インゴットを溶鉱炉で溶かし亜鉛成分を取り除き粗鉛としているので、この酸化鉛を鉛ガラス製造用の原材料として再使用することができ、この鉛ガラスを形成した後リブペースト混合主組成材として利用することによりPDPのリブ形成用材料として際使用することができるという効果を有する。
【0042】
また、本発明においては、金属研磨材が少なくとも鉄及びクロームからなり、耐アルカリ特性及び耐酸特性に優れている組成構成としているので、第1の洗浄工程で使用するアルカリ溶液で洗浄しても及び第2の洗浄工程で使用する酸の溶液で洗浄しても、耐アルカリ特性及び耐酸特性を有するために金属研磨材は略反応することなく付着物のみを円滑に除去することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るサンドブラスト加工によるPDPリブ形成装置の概念図である。
【図2】本発明の一般的なPDPのサンドブラスト加工中の切削加工によるリブ形成の模式図である。
【図3】本発明の第1の実施形態に係る金属研摩材の凝集化説明図である。
【図4】本発明の第1の実施形態に係る金属研磨材3%新品投入時点での廃材の粒度分布特性図である。
【図5】本発明の第1の実施形態に係る凝集粒子の分離変移図である。
【図6】本発明の第1の実施形態に係る分離後の廃材の粒度分布特性図である。
【図7】本発明の第1の実施形態に係る研磨材の再生方法のフローチャート図である。
【図8】本発明の第2の実施形態に係るリブ材の再生方法のフローチャートである。
【符号の説明】
1 ガラス基板
2 リブ材
3 リブパターン
4 サンドブラストガン
5 金属研磨材
5A、5B、5C、5D、5E 研磨材フロー
6 サイクロン
6A サイクロンの上方の排出口
6B サイクロンの下方の排出口
7 メッシュフィルター
8 鉛ガラス
9 有機物質
10 加工室
11 研磨材タンク
12 レジスト膜
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for regenerating an abrasive discharged by sandblasting. Further, the present invention relates to a method for regenerating a rib material discharged by sandblasting.
[0002]
[Prior art]
Generally, glass beads, alumina, and calcium carbonate can be used as an abrasive in sandblasting, but a metal abrasive having a relatively high specific gravity is required to shorten the processing time of sandblasting and improve accuracy after the processing. used. Since this metal abrasive is expensive compared to an abrasive made of glass beads, alumina and calcium carbonate, it must be used repeatedly. For example, it is used by circulating using a general rib forming equipment shown in FIG. Was. Hereinafter, the operation of the rib forming equipment for the metal abrasive will be described with reference to FIG.
[0003]
A general plasma display panel (hereinafter referred to as PDP) rib forming apparatus shown in FIG. 1 applies an abrasive to a rib material 2 formed by applying a rib paste material on a glass substrate 1 and drying it. A sandblast gun 4 to be injected, a processing chamber 10 into which a glass substrate 1 in which the sandblast gun 4 and the rib material 2 are formed on one side is put, and a rib material cut by a metal abrasive 5 injected from the sandblast gun 4 2 is fed out, a cyclone 6 for classifying the metal abrasive 5 and the rib material 2 using centrifugal force, a mesh filter 7 disposed between the cyclone 6 and the sandblast gun 4, a processing chamber 10, The abrasive tank 11 is interposed between the cyclones 6 and temporarily holds the metal abrasive 5.
[0004]
The operation of this general PDP rib forming apparatus is as follows. First, the glass substrate 1 coated with the rib material 2 is put into the processing chamber 10 and the sand blast gun 4 injects the metal abrasive 5 to form the rib material 2 into a predetermined shape. To cut. Simultaneously with this cutting, the metal abrasive 5 and the rib material 2 cut by the metal abrasive 5 are sent out to the cyclone 6 via the abrasive tank 11, and light fine powder is discharged through the outlet above the cyclone 6 by centrifugal force. 6A, and similarly heavy coarse powder is discharged from the outlet 6B below the cyclone 6 by centrifugal force. The coarse powder discharged from the outlet 6B below the cyclone 6 is filtered by the mesh filter 7 and only the powder smaller than the mesh hole of the mesh filter 7 falls into the sandblast gun 4 and is used again as the metal abrasive 5. . By repeating the above operation, the metal abrasive 5 is repeatedly used until it is filtered by the mesh filter 7. The fine powder discharged from the discharge port 6A above the cyclone 6 is discarded.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2923464
[0006]
[Patent Document 2]
JP-A-8-141913
[0007]
[Patent Document 3]
JP-A-9-295268
[0008]
[Patent Document 4]
JP-A-2002-114968
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, in sandblasting in a general PDP rib forming apparatus, the metal abrasive 5 is repeatedly used as described above, and since the rib 2 cut by the metal abrasive 5 has a low specific gravity, the metal abrasive 5 above the cyclone 6 is used. It was discharged from the discharge port 6A and discarded. However, there were problems as shown in the following specific examples.
[0010]
In the PDP rib forming step of chamfering a 42-inch PDP, a rib paste material of about 1100 [gr] is applied onto the glass substrate 1 and then pre-baked, and a resist is applied to the sintered body which has become 800 [gr] after firing. After pattern formation by performing predetermined pattern exposure after application, sandblasting is performed. At this time, since the pattern is formed at a volume ratio of about 40 [%], 60 [%] of the material, that is, 480 [gr] per glass substrate unit is removed by cutting during rib formation.
[0011]
When 500 glass sheets are sandblasted per day, the amount of rib material supplied is 400 [kg]. Since 60 [%] of the supplied rib material is 240 [kg] as a cutting process amount, 160 [kg] is a portion to be formed on the glass substrate 1 as a finished product. Further, when the injection amount of the metal abrasive 5 sprayed from the sandblast gun 4 in the sandblasting process is set to 7 [kg / min], 10 [t] of the metal abrasive 5 per day is circulated, and about 3 [%] That is, it is necessary to supply 300 [kg] of the new metal abrasive 5 per day.
[0012]
As described above, 240 [kg] of the rib material and 300 [kg] of the abrasive are consumed per day in the sandblasting. Most of this was discharged from the outlet 6A above the cyclone 6 via the cyclone 6, and was finally disposed of as industrial waste.
Therefore, in the sand blasting process, which is one of the production processes of the PDP, the more the glass sheets are processed, the more metal abrasives and ribs are generated as waste, and all of them must be discarded. It had the first problem. Further, since the rib material produced by sandblasting contains lead oxide, which is a harmful substance, it has a second problem of causing environmental pollution when disposed as industrial waste.
[0013]
Regarding the first problem, a foreign matter separation / classification method and apparatus described in Japanese Patent No. 2923464, a blast processing apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-141913, and a method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-295268 are described. However, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-114968, it is difficult to separate and recycle an object to be processed and an abrasive material. The problem of deterioration in polishing efficiency has not been solved by using a material. Further, the abrasive and the polishing method using the abrasive described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-114968 produce an abrasive having magnetism, hardness, and uniform size. After the used sandblasting process, the abrasive and the object to be processed are appropriately separated and collected by using magnetism. However, such special treatment is not applied to already manufactured ordinary abrasives that have not been subjected to manufacturing. It has the problem that it cannot be dealt with, and in addition to the high cost of taking special measures during the production of abrasives, a magnetic separation device that considers the effect of magnetism on other equipment is also required, and the introduction cost is also low It has the problem of being expensive.
[0014]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, without performing a special treatment at the time of the production of metal abrasives, a metal abrasive that can be used again by applying treatment to the metal abrasive used in sandblasting. In addition, an object of the present invention is to provide a method for regenerating an abrasive and a method for regenerating a rib material for recovering lead oxide, which is a harmful substance, without polluting the environment.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The method of regenerating an abrasive according to the present invention is to separate a waste material consisting of a processing target formed material and a metal abrasive discharged by sand blasting into coarse powder and fine powder, and classify the separated coarse powder and fine powder. A separation / classification step of collecting each, a first washing step of washing the coarse powder with alkali and washing with water, and a second washing step of washing the coarse powder after the first washing step with acid and washing with water. And a drying step of drying the coarse powder that has passed through the second washing step. As described above, in the present invention, the waste material is separated into coarse powder and fine powder, each of which is classified and collected, the collected coarse powder is washed with alkali and washed with water, and further, the coarse powder is washed with acid and washed with water. Finally, since it is dried, substances dissolved in the alkali solution adhering to the separated and classified metal abrasive are removed by alkali washing, and the acid such as lead glass adhering to the metal abrasive is removed. The substance dissolved in the solution is removed by acid washing, and a metal abrasive having no deposit can be obtained. By using the metal abrasive again as a new abrasive, a great cost reduction can be achieved. The coarse powder means a powder having a large particle size, and the fine powder means a powder having a large particle size.
[0016]
Further, the method for regenerating a rib material according to the present invention includes separating at least a waste material composed of at least a rib material and a metal abrasive discharged by sand blasting into coarse powder and fine powder, and classifying the separated coarse powder and fine powder. A first classification step of charging the fine powder into a blast furnace to form a metal ingot by refining zinc oxide to form a metal ingot; And a second dissolving step of dissolving the lead into the melt and recovering the lead. As described above, in the present invention, in the first melting step, the fine powder is put into the blast furnace, and once alloyed by refining the coarse zinc oxide of zinc and lead, and in the second melting step, the metal ingot is melted in the blast furnace to form a zinc component. This lead oxide can be reused as a raw material for the production of lead glass because it is removed as coarse lead. As can be reused. Note that crude lead means lead containing impurities before refining and the like, and crude lead oxide means lead oxide containing impurities before refining and the like.
[0017]
Further, the method for regenerating an abrasive according to the present invention, if necessary, the metal abrasive used for sandblasting is composed of at least iron and chromium, and has a composition configuration excellent in alkali resistance and acid resistance. is there. As described above, in the present invention, since the metal abrasive is composed of at least iron and chromium and has a composition having excellent alkali resistance and acid resistance, it can be washed with the alkali solution used in the first washing step. Even when the metal abrasive is washed with the acid solution used in the second washing step, the metal abrasive has almost no reaction and can only remove the attached matter without substantially reacting because of the alkali resistance and the acid resistance. As the material made of iron and chrome, there is a stainless metal polishing material, and further, there is a stainless metal polishing material made of iron, chrome and nickel.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(First embodiment of the present invention)
A method of regenerating an abrasive according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a conceptual diagram of a PDP rib forming device by sandblasting according to the present embodiment, FIG. 2 is a schematic diagram of rib formation by cutting during sandblasting of a general PDP, and FIG. 3 is metal polishing according to the present embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram of agglomeration of material, FIG. 4 is a particle size distribution characteristic diagram of a waste material at the time of introducing a 3% metal abrasive according to the present embodiment, FIG. FIG. 7 is a particle size distribution characteristic diagram of the waste material after separation according to the present embodiment, and FIG. 7 is a flowchart of a method of regenerating an abrasive according to the present embodiment.
[0019]
Before describing the method of regenerating the abrasive according to the present embodiment, first, the state change over time of the metal abrasive 5, the lead glass and the organic material constituting the rib 2 in sandblasting will be described. When the average particle diameter of the metal abrasive 5 ejected from the sandblast gun 4 is 20 [μm], the energy ejected from the volume and density is unambiguously determined by the flow rate of the fluid and the opening area of the tip of the sandblast gun 4. When the flow rate is 3.75 [m3 / min] and the opening area of the sandblast gun 4 is 4 × 10 −4 [m2], the speed of the metal abrasive 5 injected at the same speed as the air fluid is 9300 [m3 / min]. m / min] (= 558 [km / h]) (see FIG. 2).
[0020]
When the metal abrasive 5 is injected at a high speed onto the rib material 2 made of a mixed composition obtained by kneading lead glass or alumina with ethyl cellulose or an organic solvent, a part of the rib material 2 adheres to the surface of the metal abrasive material 5. Will be done. When the metal abrasive 5 is circulated in the rib forming equipment shown in FIG. 1, the surface of the metal abrasive 5 is contaminated with time. Due to this contamination, the metal abrasive 5 aggregates and the fluidity is remarkably reduced, thereby causing a problem such as a decrease in yield.
[0021]
In the sandblasting, for example, when a stainless abrasive having a density of 8 [gr / mm3], which is an example of the metal abrasive 5, is injected into the rib material 2 at an initial speed of 9300 [m / min], its kinetic energy is extremely high. The thermal energy of 1.4 × 103 [J / s] is generated from the energy 4 × 10 −7 [J] of one particle and the average number of particles ejected per second, and the surface temperature of the metal abrasive 5 increases. become.
[0022]
This heat energy causes the organic substance 9 to adhere to the surface of the new metal abrasive 5 to which no organic substance 9 adheres, and the organic substance 9 contains lead glass 8 (density 9.35 to 9) contained in the rib material 2. .63 [g / m3]) and alumina (density 4.0 [g / m3]) are further adhered to agglomerate the metal abrasive 5 between the particles. 3B from FIG. 3B to FIG. 3C, the probability of existence of aggregated particles in which the metal abrasive 5, the organic substance 9, the lead glass 8 and the alumina are aggregated is increased. As a result of the time-dependent change analysis of the metal abrasive 5, it was found. Naturally, the processing energy is proportional to the mass and speed of the metal abrasive 5, but when the aggregation of the metal abrasive 5 occurs and the equivalent mass of the aggregated particles becomes 2 to 8 times, the resist The film 12 may be directly hit and destroyed, or the rib being formed may be damaged.
[0023]
The cyclone 6 and the mesh filter 7 should function so that the agglomerated particles do not circulate with respect to such a change over time. However, if the agglomerated degree of the agglomerated particles increases, the thermal energy at the time of impact is high, and the cohesion is further improved. Agglomerated particles are formed, resulting in difficulty in dispersion. After the aggregated particles are ejected from the sandblast gun 4 and enter the cyclone 6 via the abrasive flow 5B together with the rib material 2 that has collided with the rib material 2 and cut, the mass of the cyclone 6 due to the air flow splitting is increased. In order to perform the separation, the agglomerated particles having a large mass that have been coagulated and solidified will fall in the direction of the outlet 6B below the cyclone 6, and the lead glass 8 and the like having a small mass that has been weakly fixed during processing will be above the cyclone 6. Is discharged from the discharge port 6A.
[0024]
The strong agglomerated particles increase their energy and are ejected to the object to be processed. However, even after the agglutination occurs, the particles are circulated through the rib forming apparatus until the particles cannot pass through the mesh filter 7. Grows. FIG. 3 (A) shows the appearance of the metal abrasive 5 alone, and FIGS. 3 (B) and 3 (C) show the form of the aggregated particles, showing the process of increasing the diameter of the aggregated particles. In the case of, it was found that the aggregated particles aggregated to generate a larger aggregated particle.
FIG. 4 shows the particle size distribution of the waste material discharged from the discharge port 6A above the cyclone 6 in FIG. 1, that is, the externally discharged waste material. From the figure, a peak of the metal abrasive 5 having an average of 20 [μm] and a peak of the lead glass 8 having an average particle of 3 [μm] are detected in the particle size distribution of the waste material, and the maximum particle diameter of the metal abrasive 5 is 60 μm. The presence of particles much larger than [μm], that is, aggregated particles was also confirmed.
FIG. 5A shows the shape of the waste material. This waste material was composed of a lead glass 8 existing as an aggregate between the metal abrasive 5 and the metal abrasive 5, and an organic substance 9 existing between the lead glass 8 and the metal abrasive 5.
[0025]
Next, a method for regenerating an abrasive according to the present embodiment will be described based on the above-described temporal change in the state of each substance. As shown in FIG. 7, in the method of regenerating the abrasive according to the present embodiment, the waste material including at least the rib material 2 and the metal abrasive 5 discharged by sandblasting is separated into coarse powder and fine powder. A separation and classification step of classifying and collecting the coarse powder and the fine powder, respectively, a first cleaning step of washing the coarse powder with alkali and water, and an acid washing of the coarse powder that has passed through the first cleaning step. It comprises a second washing step of washing with water and a drying step of drying coarse powder that has passed through the second washing step. Each step will be described below. The waste material to be subjected to the method for regenerating the abrasive according to the present embodiment is the waste material discharged from the outlet 6A above the cyclone 6, and the waste material remaining by the mesh filter 7 is subjected to the present regenerating method. The same effect can be obtained by performing the following steps.
[0026]
First, the separation and classification step will be described. In order to return the waste material shown in FIG. 5A to single particles, a step of applying a mechanical impact to the waste material and dispersing it is necessary. A disperser was used to apply this mechanical impact. For example, as a disperser, a classifier manufactured by Seishin Enterprise, which performs dry classification by air flow and has a processing capacity of 1 [t] or more per day, can be used. This disperser has a rotor that rotates the motor by rotating the work with the flow of air by the air flow.By causing the aggregated particles to collide with the rotor that rotates at high speed, the dispersion plate in the rotor collides with the aggregated particles, thereby giving a mechanical impact. The dispersed fine powder is blown to the outer periphery of the dispersion plate by the centrifugal force of the dispersion plate, and further has the ability to separate even relatively strong agglomerated particles into single particles by colliding with the collision plate. The separation and classification as shown in FIGS. 5 (B) and 5 (C) can be made possible by sandwiching the plate and using a vortex generated to provide the separation in a classification chamber for efficiently separating fine powder and coarse powder. Then, through the separation and classification step, the particle size distribution characteristics of the waste material were changed from FIG. 4 to FIG.
[0027]
According to FIG. 6 and the size of the metal abrasive and the size of the lead glass, most of the fine powder is composed of the lead glass 8 having an average particle size of 3 [μm], and most of the coarse powder is composed of the metal abrasive material 5 having an average particle size of 20 [μm]. You can see that. Further, when the fine powder and the coarse powder separated and recovered were chemically analyzed, the fine powder was mainly lead glass 8 and a large amount of alumina and ethylcellulose were detected. Further, the fine powder of the metal abrasive 5 was also contained. On the other hand, in the coarse powder, an organic substance 9 was detected in addition to the stainless steel abrasive, which is an example of the metal abrasive 5, and it was found that the organic substance 9 was ethyl cellulose present as a film on the surface of the metal abrasive 5. .
[0028]
When the waste material 1 [t] was treated using the crush seal, 580 [kg] of coarse powder and 420 [kg] of fine powder could be recovered. That is, the coarse powder occupies 58% of the waste material, and the fine powder occupies 42% of the waste material. When the rib material of 400 [kg] is sandblasted using the metal abrasive 5 of 300 [kg] using the rib forming equipment of FIG. 1, 240 [kg], which is 60 [%] of the inputted rib material. ] Is cut off and becomes a part of the waste material. Since the metal abrasive 5 discharged from the outside from the mesh filter 7 is 20 [kg], the remaining 280 [kg] becomes a part of the waste material and the metal abrasive 5 is a waste material. It can be seen that the rib material 2 accounts for 46% of the waste material. Thus, the ratio of the coarse powder in the waste material (58 [%]) and the ratio of the metal abrasive 5 in the waste material (54 [%]) are substantially the same, and the ratio of the fine powder in the waste material (42 [%]). ) And the ratio (46 [%]) of the rib material 2 in the waste material are substantially the same, and it can be seen that the waste material is appropriately separated and collected by the crash seal. The slight error is caused by the adhesion of the organic substance 9, the lead glass 8 and the alumina to the metal abrasive 5 in the coarse powder.
[0029]
Next, the first cleaning step will be described. As the solution used in the alkaline cleaning in this step, an aqueous solution of sodium hydroxide or an aqueous solution of potassium hydroxide is suitable in view of the metal composition of the metal abrasive 5, and the concentration of 5 to 10 [ %] And a temperature of 25 [° C.]. The coarse powder is alkali-washed and washed with water using this aqueous solution to remove impurities and return to a constant Ph. By this alkali washing, ethyl cellulose adhering to the metal abrasive 5 is dissolved in the alkali solution and can be removed. In the acid washing according to the present embodiment, an aqueous solution of sodium hydroxide or an aqueous solution of potassium hydroxide is used as the alkali solution, but any solution can be used as long as it can dissolve the deposits dissolved in the alkali solution. In addition, alumina and lead glass 8 can be removed from metal abrasive 5 by particle friction by stirring and washing at the time of alkali washing.
[0030]
Next, the second cleaning step will be described. The solution used in the acid cleaning in this step is a dilute nitric acid solution of 5%. However, since the solution used is a dilute nitric acid solution, Ni metal having high reactivity must be excluded from the composition of the metal abrasive. Using this solution, the metal abrasive 5 is acid-washed to remove fine scratches on the surface of the metal abrasive 5 without an etching action, and then washed with water to return to a constant Ph. Here, in order to eliminate the etching action, stirring is performed for the entire cleaning container. By this acid cleaning, PbO, which is the main component of the lead glass 8 attached to the metal abrasive 5, can be dissolved and removed in the dilute nitric acid solution, leaving only the metal abrasive 5 without any attached matter. Here, the amount of the diluted nitric acid solution is desirably 6% or less. In the acid cleaning according to the present embodiment, a dilute nitric acid solution is used as the acid solution, but any acid solution can be used as long as it can dissolve the deposits that dissolve in the acid solution.
[0031]
Finally, in the drying step, the coarse powder becomes only the metal abrasive 5 after passing through the first cleaning step and the second cleaning step, and the metal abrasive 5 to which water has adhered by washing with water is dried. Dry using. In the drying step, the metal abrasive 5 is aggregated, so that the sieve classification is performed after the drying. By performing sieve classification, the particle distribution can be adjusted.
[0032]
As described above, according to the method for regenerating the abrasive according to the present embodiment, the waste material discharged from the cyclone 6 or the like is separated into coarse powder and fine powder, each of which is classified and collected, and the collected coarse powder is washed with alkali. And then the coarse powder is acid-washed, washed with water, and finally dried, so that the ethyl cellulose adhering to the metal abrasive 5 collected by separation and classification is removed by alkali washing. The lead glass 8 adhering to the polishing material 5 is removed by acid cleaning, and the metal polishing material 5 having no adhering matter can be obtained. By using the polishing material again as a new polishing material, the cost can be significantly reduced.
[0033]
Alumina also adheres to the metal abrasive 5, but alumina does not dissolve in general chemicals, so it must be recovered using a specific gravity difference by a cyclone 6 or the like, or separated by mechanical shock or friction. .
Further, in the method of regenerating an abrasive according to the present embodiment, the metal abrasive 5 can be made of at least iron and chrome, and can have a composition having excellent alkali resistance and acid resistance. Even if the substrate is washed with the alkaline solution used in the above step or with the acid solution used in the second washing step, only the deposits can be smoothly removed because of the alkali resistance and acid resistance.
Further, in the method for regenerating an abrasive according to the present embodiment, the surface of the metal abrasive 5 can be dissolved by acid cleaning in the second cleaning step to make the angle of repose 32 degrees, so that the fluidity is good, It can be used as an abrasive.
[0034]
(Second embodiment of the present invention)
A method for regenerating a rib material according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows a flowchart of the rib material recycling method according to the present embodiment.
Referring to FIG. 8, in the method of regenerating the abrasive according to the present embodiment, the waste material including at least the rib material 2 and the metal abrasive 5 discharged by sandblasting is separated into coarse powder and fine powder. Separation step of classifying and collecting fine powder and fine powder, a first melting step of introducing the fine powder into a blast furnace and alloying it into a metal ingot by refining of coarse zinc oxide, and a first melting step And a second melting step in which the metal ingot generated by the above is introduced into a blast furnace to be melted and crude lead is recovered, and each step will be described below.
[0035]
In the first melting step, the fine powder obtained through the separation and classification step of the first embodiment is put into a blast furnace and alloyed once by refining a crude zinc oxide of 65% zinc and 10% lead. I do.
In the second melting step, the metal ingot alloyed in the first melting step is recovered as coarse lead by melting in a blast furnace and removing zinc components. Further, in order to increase the purity of lead, it is desirable to add electric refining to form an ingot as a lead oxide.
[0036]
As described above, according to the rib material recycling method according to the present embodiment, in the first melting step, fine powder is put into the blast furnace, and once refined by coarse zinc oxide of 65 [%] zinc and 10 [%] lead. It is alloyed, and in a second melting step, the metal ingot is melted in a blast furnace to remove zinc components to obtain coarse lead, and the coarse lead is electrorefined to form an ingot as a lead oxide. Can be reused as a raw material for PDP. After the lead glass 8 is formed, it is used as a rib paste-mixing main composition material of 3 [μm] average particles, whereby 100% is used as a material for forming a rib of PDP. Can be. The lead oxide obtained by the method for regenerating a rib material according to the present embodiment has a high purity and can be used in a wide variety of applications for general industry. Reusing the rib material as described above not only achieves cost reduction, but also eliminates waste, especially lead oxide, which is a harmful substance, thereby preventing natural environmental pollution and reusing resources. .
[0037]
In the present embodiment, alloying is performed once by refining crude zinc oxide of 65 [%] zinc and 10 [%] lead in the first melting step, because zinc and lead are separated by a specific gravity difference to lead. The first dissolving step is not necessarily required if the lead is simply purified from fine powder. Therefore, coarse lead can be obtained simply by melting the fine powder in the blast furnace.
[0038]
(Other embodiments)
Another embodiment of the present invention is to separate a waste material comprising at least the rib material 2 and the metal abrasive 5 discharged by sandblasting common to the first and second embodiments to separate coarse powder and fine powder. And separating and classifying the separated coarse powder and fine powder, respectively, and obtaining coarse powder and fine powder from the separation and classification process. First, the first embodiment is applied to the obtained coarse powder. A first cleaning step, a second cleaning step, and a drying step according to the above, to obtain a metal abrasive 5 having no deposits. At the same time, the first dissolving step and the second By applying a melting process to lead oxide, and using each as a metal abrasive 5 and lead oxide again in the rib forming apparatus, a loop type production line can be formed, and sand blasting can be performed very efficiently. can do.
[0039]
In the first embodiment, the object to be processed by sandblasting is the rib material 2 of the PDP. However, the material is not limited to the rib material as long as it can be processed by sandblasting using the metal abrasive 5. For example, plastic can be used as an object to be processed by using sandblasting for forming a plastic, and a silicon wafer can be used as an object to be processed by using sandblasting for forming a silicon wafer.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, waste materials are separated into coarse powder and fine powder, each of which is classified and collected, the collected coarse powder is washed with alkali and washed with water, and further, the coarse powder is washed with acid and washed with water. Since it is washed and finally dried, substances dissolved in the alkali solution adhering to the separated and classified metal abrasive are removed by alkali washing, and lead glass and the like adhering to the metal abrasive are removed. The substance dissolved in the acid solution is removed by acid washing, so that a metal abrasive having no deposits can be obtained, and by using it again as a new abrasive, it is possible to achieve a significant cost reduction.
[0041]
Further, in the present invention, in the first melting step, the fine powder is put into the blast furnace, and once alloyed by refining the coarse zinc oxide of zinc and lead, and in the second melting step, the metal ingot is melted in the blast furnace to remove the zinc component. Since it is removed as coarse lead, this lead oxide can be reused as a raw material for the production of lead glass. It has the effect of being able to be used at the time.
[0042]
Further, in the present invention, since the metal abrasive is composed of at least iron and chromium, and has a composition configuration excellent in alkali resistance and acid resistance, it can be washed with the alkali solution used in the first washing step. Even when the metal abrasive is washed with the acid solution used in the second washing step, the metal abrasive has an effect that it can smoothly remove only deposits without substantially reacting because it has alkali resistance and acid resistance. Have.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram of a PDP rib forming apparatus by sandblasting according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of rib formation by cutting during sandblasting of a general PDP of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of agglomeration of a metal abrasive according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing a particle size distribution characteristic of a waste material at a point of time when a 3% new metal abrasive is charged according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a separation transition diagram of aggregated particles according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a particle size distribution diagram of waste materials after separation according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart of a method of regenerating an abrasive according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart of a method for regenerating a rib material according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Glass substrate
2 rib material
3 rib pattern
4 Sandblast gun
5 Metal abrasive
5A, 5B, 5C, 5D, 5E Abrasive flow
6 Cyclone
6A Outlet above cyclone
6B Lower outlet of cyclone
7 mesh filter
8 Lead glass
9 Organic substances
10 Processing room
11 Abrasive tank
12 Resist film

Claims (3)

サンドブラスト加工で排出される加工対象形成物及び金属研磨材からなる廃材を分離して粗粉と微粉とし、当該分離した粗粉と微粉とを分級してそれぞれ回収する分離分級工程と、当該粗粉をアルカリ洗浄して水洗浄する第1の洗浄工程と、当該第1の洗浄工程を経た粗粉を酸洗浄して水洗浄する第2の洗浄工程と、当該第2の洗浄工程を経た粗粉を乾燥させる乾燥工程とからなることを
特徴とする研磨材の再生方法。
A separation and classification step of separating a processing target formed material discharged from sand blasting and a waste material composed of a metal abrasive into coarse powder and fine powder, classifying the separated coarse powder and fine powder, and collecting the separated coarse powder and fine powder, First washing step of washing the base powder with alkali and water, second washing step of washing the coarse powder passing through the first washing step with water by acid washing, and coarse powder passing through the second washing step And a drying step of drying the abrasive.
サンドブラスト加工で排出される少なくともリブ材及び金属研磨材からなる廃材を分離して粗粉と微粉とし、当該分離した粗粉と微粉とを分級してそれぞれ回収する分離分級工程と、当該微粉を溶鉱炉の中に投入して酸化亜鉛の精錬により合金化して金属インゴットにする第1の溶解工程と、第1の溶解工程により生じた金属インゴットを溶鉱炉に投入して溶解させ鉛を回収する第2の溶解工程とからなることを
特徴とするリブ材の再生方法。
A separation and classification step of separating at least a waste material composed of at least a rib material and a metal abrasive discharged by sand blasting into coarse powder and fine powder, and classifying and collecting the separated coarse powder and fine powder, respectively; And a second melting step in which the metal ingot produced in the first melting step is put into a blast furnace to be melted and lead is recovered. A method for regenerating a rib material, comprising a melting step.
前記請求項1に記載の研磨材の再生方法において、
サンドブラスト加工に使用する金属研磨材が、少なくとも鉄及びクロームからなり、耐アルカリ特性及び耐酸特性に優れている組成構成であることを
特徴とする研磨材の再生方法。
The method for regenerating an abrasive according to claim 1,
A method for regenerating an abrasive, characterized in that the metal abrasive used for sandblasting is composed of at least iron and chrome, and has a composition that is excellent in alkali resistance and acid resistance.
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