JP2013176741A - 表示パネルのリサイクル方法 - Google Patents

Abstract

【課題】亜臨界水処理条件として、処理温度、薬剤濃度を最適化することにより、偏光板を分解させることなく液晶パネルから剥離することにより、亜臨界水処理前の偏光板剥離工程を不要とすることによって、効率的なリサイクル方法を提供する。
【解決手段】表示パネルからの有機物の剥離性、前記有機物の分解性、ならびに、前記有機物の溶解性からなる群から選ばれる少なくともいずれかを向上させる薬剤および水を混合し、薬剤の濃度を調整する工程と、前記薬剤と前記水との混合物の温度を３９３Ｋ以上かつ４９２Ｋ以下、圧力を前記温度の飽和蒸気圧以上に調整して亜臨界状態とし、前記表示パネルを亜臨界水処理する工程と、前記表示パネルから剥離したガラス、金属および前記有機物からなる群から選ばれる少なくともいずれかを回収する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶テレビ、パソコン、その他の液晶パネルを使用した廃製品や新品の製造過程で出る不良品や端切れをリサイクルする方法に適用される。

近年、社会における生産・消費活動全般について一般廃棄物や産業廃棄物が増加し、不法投棄や埋立地逼迫などの地球環境問題が注目を集め、これまでの大量生産、大量消費、大量廃棄型の経済システムから資源循環型経済システムへの転換が社会的に重要な課題となってきている。

このような状況を受け、たとえば、２００１年４月より家電リサイクル法が施行された。家電リサイクル法においては、エアコン、テレビ、冷蔵庫、洗濯機の家電４品目のリサイクルが義務付けられ、また、それぞれの製品の再商品化率については、エアコン７０％以上、ブラウン管式テレビ５５％以上、薄型テレビ５０％以上、冷蔵庫６０％以上、洗濯機６５％以上の法定基準値が定められている。

これら家電４品目においては、関係者の鋭意努力のもと、法律施行当初に比べリサイクルが格段に進んでいる。テレビにおいては、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）のガラスを切断して電子銃や蛍光体を除去した後、ガラスカレットとして元のＣＲＴ用ガラスに再生使用するリサイクル技術が既に実用化されている。

ところで、近年、表示部品として液晶パネル、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、有機ＥＬパネル、電界放出型ディスプレイパネルなどの薄型パネルを搭載した薄型テレビの需要が、省電力、省スペース、軽量かつデジタル放送の受像に適するといった特性から、近年の地球環境問題への関心の高まり、ならびにテレビ放送のデジタル化と相俟って、急激に増加している。特に、大型の薄型パネルを搭載した大画面薄型テレビの需要が劇的に拡大している。これに伴い、製造工程で排出される不良パネルの増加や今後、使用済みの薄型テレビの廃棄量も今後急激に増加していくことが予想され、リサイクル活動などの環境活動において、リサイクル性向上などの要求が高くなってきている。

現在、薄型テレビのパネル（薄型パネル）は、比較的新しい製品であること、また、廃棄物の量としては少ないこともあり、廃棄物の処理施設にて製品ごと破砕された後、焼却処理されている。

特に液晶パネルのリサイクルにおいて考慮すべき点は、ガラス、インジウムなどの材料の再生である。液晶パネルの基材は、主にガラス基板が用いられている。ガラスは製品重量の大半を占めるため、リサイクル率向上の観点からも再資源化が望ましく、再度同一製品のガラス原料として再生するなど高品位なリサイクルを行なうことがより望ましい。また、基材には透明電極のＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）など、インジウムなどの金属化合物が加工されているものがある。このような金属は、昨今の薄型パネル市場拡大も影響し高騰してきており、回収、リサイクルが模索されている。

上述の観点から、液晶パネル中のガラス、金属の回収／リサイクルは必要不可欠であるが、課題も多い。

液晶パネルの製造工場から排出される不良の廃液晶パネルや家電製品、パソコン、携帯電話などの廃棄物に含まれる液晶表示装置、液晶パネルからのガラス、インジウムの回収方法として、たとえば国際公開第２０１０／０９０２１８号（特許文献１）に示されるように亜臨界水を利用した処理方法が考案されている。

特許文献１に示される方法は、亜臨界水に薬剤（水酸化ナトリウム）を添加することにより、効率的に液晶パネルガラスからＩＴＯを剥離させ回収する方法である。亜臨界水処理の好適な条件は、温度４９３〜６４７Ｋ、圧力２．３〜２２．１ＭＰａ、処理時間０．５〜６０分であり、特に、温度５５３Ｋ（圧力６．４２ＭＰａ）、水酸化ナトリウム濃度０．１Ｎ、処理時間５分において、ＴＦＴガラスから９０％、カラーフィルタガラスから１００％のＩＴＯを剥離している。

また、液晶パネルに偏光板が付いていると、亜臨界水処理工程において偏光板が分解し、糊状物質となり、ガラスへの浮遊物質（ＩＴＯ、有機物など）の再付着が起こるため、風力選別機などを用いて偏光板を除去する工程を含んでいる。

国際公開第２０１０／０９０２１８号

本発明の目的は、亜臨界水処理条件として、処理温度、薬剤濃度を最適化することにより、偏光板を分解させることなく液晶パネルから剥離することにより、亜臨界水処理前の偏光板剥離工程を不要とすることによって、効率的なリサイクル方法を提供することである。

本発明は、表示パネルを亜臨界水処理し、前記表示パネルを構成するガラス、金属および有機物からなる群から選ばれる少なくともいずれかをリサイクルする表示パネルのリサイクル方法であって、前記表示パネルからの前記有機物の剥離性、前記有機物の分解性、ならびに、前記有機物の溶解性からなる群から選ばれる少なくともいずれかを向上させる薬剤および水を混合し、前記薬剤の濃度を調整する工程と、前記薬剤と前記水との混合物の温度を３９３Ｋ以上かつ４９２Ｋ以下、圧力を前記温度の飽和蒸気圧以上に調整して亜臨界状態とし、前記表示パネルを亜臨界水処理する工程と、前記表示パネルから剥離した前記ガラス、前記金属および前記有機物からなる群から選ばれる少なくともいずれかを回収する工程とを含む、表示パネルのリサイクル方法に関する。

本発明の表示パネルのリサイクル方法において、前記薬剤と前記水との混合物の温度は、４３３Ｋ以上かつ４９２Ｋ以下に調整されることが好ましい。

本発明における前記薬剤は塩基性であることが好ましく、アルカリ金属の水酸化物であることがより好ましく、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムであることが特に好ましい。前記薬剤が水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムである場合、その濃度は０．０１Ｎ以上かつ１０Ｎ以下に調整されることが好ましい。

本発明の表示パネルのリサイクル方法は、表示パネルを破砕する工程をさらに含むことが好ましく、この場合、前記表示パネルの破砕物と前記薬剤と前記水とを混合する工程をさらに含むことがより好ましい。

本発明の表示パネルのリサイクル方法は、前記表示パネルを亜臨界水処理した後、前記薬剤と前記水との混合物を回収する工程をさらに含み、回収した前記薬剤と前記水との混合物を繰り返し利用することが好ましい。

本発明の表示パネルのリサイクル方法において、前記表示パネルを亜臨界水処理する時間は０．５〜６０分であることが好ましい。

本発明の表示パネルのリサイクル方法において、前記ガラスは、前記表示パネルの基板の構成材料であることが好ましい。

本発明の表示パネルのリサイクル方法において、前記金属は、前記表示パネルの電極の構成材料であることが好ましい。

本発明の表示パネルのリサイクル方法において、前記金属は、前記表示パネルのＴＦＴの構成材料であることが好ましい。

本発明の表示パネルのリサイクル方法において、前記有機物は、前記表示パネルの偏光板の構成材料であることが好ましい。

本発明によれば、効率的に偏光板を表示パネルから分離回収するために、処理温度、薬剤濃度を最適化した亜臨界水処理を行なう表示パネルのリサイクル方法を提供することができる。

本発明の液晶パネルのリサイクル方法の好ましい一例を示すフローチャートである。 本発明のリサイクル方法に好適に供される一般的な構造の液晶パネル１００を模式的に示す図である。 水酸化ナトリウム濃度を変化させたときの液晶パネル１００からのＳｉ成分の溶出率を各亜臨界水温度にてプロットしたグラフである。 水酸化ナトリウムを添加せず、亜臨界水の温度を変えたときの液晶パネルからのＩＴＯの剥離性能を示すグラフである。 水酸化ナトリウム濃度が０．０１Ｎのとき、亜臨界水の温度を変えたときの液晶パネルからのＩＴＯの剥離性能を示すグラフである。 水酸化ナトリウム濃度が０．０５Ｎのとき、亜臨界水の温度を変えたときの液晶パネルからのＩＴＯの剥離性能を示すグラフである。 水酸化ナトリウム濃度が０．１Ｎのとき、亜臨界水の温度を変えたときの液晶パネルからのＩＴＯの剥離性能を示すグラフである。 水酸化ナトリウム濃度が１．０Ｎのとき、亜臨界水の温度を変えたときの液晶パネルからのＩＴＯの剥離性能を示すグラフである。 水酸化ナトリウム濃度が１０Ｎのとき、亜臨界水の温度を変えたときの液晶パネルからのＩＴＯの剥離性能を示すグラフである。

図１は、本発明の液晶パネルのリサイクル方法の好ましい一例を示すフローチャートである。本発明は、表示パネルを亜臨界水処理し、前記表示パネルを構成するガラス、金属および有機物からなる群から選ばれる少なくともいずれかをリサイクルする表示パネルのリサイクル方法である。図１には、前記表示パネルからの前記有機物の剥離性、前記有機物の分解性、ならびに、前記有機物の溶解性からなる群から選ばれる少なくともいずれかを向上させる薬剤および水を混合し、前記薬剤の濃度を調整する工程（薬剤濃度調整工程）（ステップＳ１）と、液晶パネルを破砕する工程（液晶パネル破砕工程）（ステップＳ２）と、当該薬剤と水との混合物に熱と圧力を加え亜臨界水状態とし、表示パネルを亜臨界水処理する工程（亜臨界水処理工程）（ステップＳ３）と、ガラスを回収する工程（ガラス回収工程）（ステップＳ４）と、透明電極材料を回収する工程（透明電極材料回収工程）（ステップＳ５）と、処理後の処理液を回収する工程（処理液回収工程）（ステップＳ６）とを含む例が示されているが、これに限定されるものではない。本発明の表示パネルのリサイクル方法は、図１に示した各工程のうち、薬剤濃度調整工程（ステップＳ１）と、亜臨界水処理工程（ステップＳ３）と、ガラス回収工程（ステップＳ４）および透明電極材料回収工程（ステップＳ５）の少なくともいずれかとを必須の工程として含んでいればよいが、図１に示す手順にて行なわれることが好ましい。なお、上述した必須の工程を含んでいるならば、図１に示した手順の一部が省略されていても順序が入れ替わっていてもよく、また本発明の効果を阻害しない範囲で適宜の他の工程が追加されていてもよい。

本発明においてリサイクルの対象となる表示パネルは、ガラス基板、電極および偏光板を備えた構成であればどのような構成の表示パネルにも限定されるものではなく、液晶パネル、有機ＥＬパネルなどであってよい。図２には、たとえば、表示パネルの一例として、本発明のリサイクル方法に好適に供される一般的な液晶パネル１００の構造を模式的に示している。図２に示す例の液晶パネル１００は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板１上にマトリックス状に透明電極である画素電極（ＩＴＯ膜２（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ））が形成され、この画素電極毎にＴＦＴ３が形成される。画素電極（ＩＴＯ膜２）はインジウム（Ｉｎ）と錫（Ｓｎ）の酸化物により構成される。ＴＦＴ３は、Ａｌなどの金属導電体膜で形成した走査信号線４およびデータ信号線に接続されており、ＴＦＴ基板１の画素電極（ＩＴＯ膜２）の間に格子状に形成されている。ＴＦＴ基板１と画素電極（ＩＴＯ膜２）との間には、アクリルなどの樹脂で形成される有機膜２０が、存在する。

また、ＴＦＴ基板１に対向してＣＦ（Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ）基板６が配置され、ＣＦ基板６のＴＦＴ基板１に対向する面には、カラーフィルタ７および対向電極（ＩＴＯ膜８）が形成されている。また、ＴＦＴ基板１およびＣＦ基板６の周囲はＵＶ硬化樹脂などのシール剤２１が充填され、ＴＦＴ基板１およびＣＦ基板６の間に液晶９を封入している。また、ＣＦ基板６、ＴＦＴ基板１の液晶９と反対の面には、それぞれ偏光板１０が設けられている。偏光板１０は、ＰＶＡ（Ｐｏｌｙ Ｖｉｎｙｌ Ａｌｃｏｈｏｌ）などの有機物により構成される。また、所定の分子配向を得るために、ＣＦ基板６の液晶９側にポリイミドなどの有機高分子膜である配向膜２３が形成されている。

本発明は、液晶パネル１００から、ＴＦＴ基板１、ＣＦ基板６を構成するガラス、偏光板１０を構成する有機物、およびＩＴＯ膜２、ＩＴＯ膜８を構成する金属の少なくとも何れか１つを、亜臨界水処理を行なうことで分離回収する。また、ＴＦＴ３の構成材料として酸化物半導体、例えばＩＧＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｇａｌｌｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）などを含む場合、ＴＦＴ３を構成する希少金属を、ＩＴＯ膜２、ＩＴＯ膜８を構成する希少金属と共に回収してもよい。

以下、図１に示す例を参照しながら、本発明について詳細に説明する。
〔１〕薬剤濃度調整工程
薬剤濃度調整工程ではまず、液晶パネル１００からの液晶材料および有機膜の剥離性、液晶材料および有機膜の分解性、ならびに、液晶材料および有機膜の溶解性からなる群から選ばれる少なくともいずれかを向上させる薬剤を水と混合し、薬剤の濃度を調整する（ステップＳ１）。このような薬剤としては、アルカリまたはアルコールが好適に用いられる。酸性の薬剤は、金属などに対する腐食性が高いため好ましくない。アルカリとしては、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物、重曹、アンモニア、アミン系薬剤などが挙げられ、また、アルコールとしては、エタノール、メタノールなどが挙げられる。中でも、有機物の剥離性および／または分解性の高い強塩基が好ましく、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムであることがより好ましく、低コストである観点からは水酸化ナトリウムが特に好ましい。

薬剤が水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムである場合、液晶パネル１００からの有機物の剥離性および有機物の分解性を向上させる効果が特に顕著となることから、０．０１Ｎ以上かつ１０Ｎ以下の範囲内であることが好ましく、０．１Ｎ以上かつ１．０Ｎ以下の範囲内であることがより好ましい。水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムの濃度が０．０１Ｎ未満である場合には、有機物の剥離性、有機物の分解性、ならびに、有機物の溶解性からなる群から選ばれる少なくともいずれかが低下する傾向にあり、また、１０Ｎを超える場合には、有機物の剥離性、有機物の分解性、ならびに、有機物の溶解性からなる群から選ばれる少なくともいずれかが過剰に向上するとともにガラスに対する溶解性が向上する傾向にある。

当該工程における薬剤の濃度調整は、たとえば、上述した薬剤として水酸化ナトリウムを用いる場合、ｐＨ（イオン濃度）センサをタンク内に装着し、ｐＨが一定値に満たない場合には、水酸化ナトリウムを薬剤タンクより供給するようにして行なう。薬剤は、水に溶解しない状態で薬剤タンクに直接保管するようにしてもよいし、薬剤の高濃度の水溶液を予め調整し、これを薬剤タンクに保管するようにしてもよい。またｐＨが一定値以上の場合は、水を供給し水溶液のイオン濃度を一定にする。

なお、後述する処理液回収工程（ステップＳ６）で回収された処理後の水溶液を当該工程における薬剤の濃度調整に用いるようにしてもよい。

〔２〕液晶パネル破砕工程
本発明において、処理に供する液晶パネル１００は、破砕されたものであることが好ましい。図２に示す通り液晶パネル１００はＣＦ基板６とＴＦＴ基板１の端部をシール剤２１によって貼り合わされた構造をしている。破砕することで液晶９を中心にＣＦ基板６とＴＦＴ基板１を分割することができる。分割することにより効率的に亜臨界水を浸透させることができる。すなわち、本発明においては、液晶パネル１００を破砕する工程（図１に示す例では、液晶パネル破砕工程（ステップＳ２））をさらに含むことが好ましく、液晶パネル１００からの有機物の剥離性、有機物の分解性および有機物の溶解性から選ばれる少なくともいずれかを向上する薬剤と液晶パネル１００の破砕品（パネル破砕品）と水を混合するようにすることが、より好ましい。

当該工程では、たとえば、一軸のハンマー形の破砕機や二軸の破砕機を用いて、液晶パネル１００を破砕する。破砕のサイズは、後述する亜臨界水処理工程に、薬剤とパネル破砕品と、水との混合物とが、ポンプなどの加圧手段によって円滑に移行できる大きさであれば特に制限されるものではないが、０．１ｍｍ未満であると、破砕に時間を要するため０．１ｍｍ以上が好ましい。また、前記薬剤と水との混合物の亜臨界水処理工程への移行を円滑に行ない得る観点からは、破砕のサイズは５ｍｍ以下であることが好ましい。

パネル破砕品は、スクリュー式のフィーダーなどによって、一定量が、上述した薬剤入りの水溶液に投入され、パネル破砕品と水溶液とが一定の割合で混ざるようにする。

〔３〕亜臨界水処理工程
上述のように薬剤と水との混合物に混ぜられたパネル破砕品は、ポンプなどの輸送手段によって搬送され、亜臨界水処理を行なうための反応容器にその投入口から供され、亜臨界水処理が行なわれる（ステップＳ３）。薬剤と水とパネル破砕品との混合物を、まず、ポンプなどの加圧手段によって加圧する。次に、加熱手段を用いて、加圧した反応容器内の薬剤と水とパネル破砕物との混合物を加熱し、前記混合物中の水を亜臨界水状態とする。ここで、水は、２２．１ＭＰａの圧力をかけると３７４℃（６４７Ｋ）まで液体の状態を保ち、これ以上の温度、圧力の水は「超臨界水」と呼ばれるが、「亜臨界水」とは、通常の状態の水とこの超臨界水の状態の水との中間の状態の水を指す。即ち、温度が１００℃（２７３Ｋ）以上でも圧力が飽和蒸気圧以上である水は液体の状態を保ち、この状態の水を亜臨界水と呼ぶ。亜臨界水状態とされた水溶液とパネル破砕品との混合物は、投入口から反応容器に導入される。

亜臨界水は超臨界水に比べ金属などに対する腐食性が低い。したがって、反応容器の素材としては、ハステロイ、インコネルなどに比べてはるかに安価なＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６などを好適に用いることができる。ここで、反応容器の形状は、特に制限されないが、円筒状であれば好ましい。この反応容器の上端部、中間部または下端部の少なくとも一方には、投入口が、設けられている。上述した薬剤と水とパネル破砕品との混合物は、この投入口を介して、反応容器内に導入される。投入口の内径は、前記円筒状反応容器の内径より小さいほうが望ましい。これは、上述した薬剤と水とパネル破砕品との混合物の落下速度を小さくし、短い距離で処理時間を長く取るためである。

亜臨界水処理工程に用いられる加圧手段には、たとえば背圧弁が用いられ、この背圧弁の開度を調整することで、反応圧力を制御するようにすればよい。また、背圧弁の直前に、冷却管を備えていてもよく、これによって亜臨界水処理工程後の処理物を安全に処理物回収タンクなどに回収することができる。

亜臨界水処理工程に用いられる加熱手段には、特に制限なく公知の加熱手段を用いることができる。たとえば、電気ヒータ、誘導加熱装置、熱媒油、水蒸気、マイクロ波、ボイラーによる加熱などが挙げられる。また、上述した薬剤と水とパネル破砕品との混合物は、加圧の前に予備加熱しておいてもよい。

反応容器には、通常、投入口が設けられた位置とは異なる位置に排出口が設けられる。排出口はたとえば、投入口が設けられた位置の下流側で複数の位置を取ることができる。一例として、前記排出口が、投入口から投入された上述した薬剤と水とパネル破砕品との混合物が流れる方向（流れ方向）に沿って、前記反応容器側壁に複数箇所形成されている場合が挙げられる。このように複数の排出口を設けることで、処理物を効率的に反応容器から取り出すことができる。具体的には、亜臨界水中でのパネル破砕品の処理時間、すなわち被処理物成分の亜臨界水分解時間に対応させて、反応容器内の亜臨界水の流れ方向に沿って、排出口の位置を設定すればよい。また複数箇所形成されている排出口のいずれかを選択して、処理物を取り出すことができる。このように、いずれかの排出口から処理物を取り出すことで、亜臨界水分解反応時間を調整することができる。

本発明では、亜臨界水処理工程において、３９３Ｋ以上かつ４９２Ｋ以下の温度、圧力はその温度に対する飽和蒸気圧以上の条件で加熱および加圧を行なうことが好ましい。亜臨界水処理工程における温度が３９３Ｋ未満である場合には、有機物の剥離性、有機物の溶解性からなる群から選ばれる少なくともいずれかが低下する虞があり、また、４９２Ｋを超える場合には、有機物の剥離性、有機物の分解性、ならびに、有機物の溶解性からなる群から選ばれる少なくともいずれかが過剰に向上するとともにガラスに対する溶解性が向上する虞があるためである。そのため、有機物の剥離性を向上させ、液晶パネルから有機物の剥離処理を行ない効率的に除去するためには、４３３Ｋ以上かつ４９２Ｋ以下の温度、ならびに、当該温度に対する飽和蒸気圧以上の圧力で加熱および加圧を行なうことが特に好ましい。

薬剤が水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムである場合、液晶パネルからの液晶材料の剥離性を向上させる効果が特に顕著となることから、上述のように水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムの濃度は０．０１Ｎ以上かつ１０Ｎ以下の範囲内であることが好ましく、０．１Ｎ以上かつ１．０Ｎ以下の範囲内であることがより好ましい。

亜臨界水処理工程を行なう時間は特に制限されないが、０．５分間以上かつ６０分間以下の範囲内であることが好ましく、０．５分間以上かつ５分間以下の範囲内であることがより好ましい。亜臨界水処理工程を行なう時間が０．５時間未満である場合には、有機物の剥離性、有機物の溶解性からなる群から選ばれる少なくともいずれかが低下する傾向にあるためであり、また、６０分間を超える場合には、有機物の剥離性、有機物の分解性、ならびに、有機物の溶解性からなる群から選ばれる少なくともいずれかが過剰に向上するとともにガラスに対する溶解性が向上する傾向にあるためである。

〔４〕ガラス回収工程
次に、反応容器の排出口から、ガラス（基板）、有機物（偏光板）および金属（ＩＴＯ）を含む浮遊物と薬剤と水との混合物から、まずはガラスを分離し、回収する（ステップＳ４）。ガラスの分離には、トロンメルや振動篩や遠心分離機などの目の粗いフィルタを利用して、ガラスと他の部材を分離し、ガラスを回収する。このときのメッシュサイズは、ガラスの破砕メッシュの１／３〜１／１０程度が好ましい。またエアーリフト方式の比重分離装置を利用して、ガラスを分離回収してもよい。

当該工程で分離・回収されたガラスは、水の入った容器に収容され、水を硫酸などで中和させ、その後、塩分を洗い流し液晶パネルの原料として再利用したり、水洗いせずに発泡ガラスなどに加工され、建材などに好適に利用することができる。

〔５〕透明電極材料回収工程
亜臨界水処理工程（ステップＳ３）において、金属（ＩＴＯ）は水溶液中にほとんど溶解せず、ＳＳ（浮遊物、Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄｓ）として水溶液中に浮遊している。そのため、亜臨界水処理の条件を最適にし、ＳＳを回収することでほとんどの希少金属（ＩＴＯ）を回収できる（ステップＳ５）。ＳＳの回収方法としては、遠心分離器などを利用するのがよい。このときのフィルタのメッシュサイズは、０．１〜３０μｍの範囲内が好ましく、ＳＳの大きさを考慮すると０．５μｍ程度が特に好ましい。なお、当該工程には液晶パネルより剥離した有機物（偏光板）も浮遊しているが、金属（ＩＴＯ）と分離してもかまわないし、同時に回収してもよい。

当該工程で分離・回収されたＳＳ（ＩＴＯ、有機物）は、精錬工程場でインジウムに分離され再利用される。

〔６〕処理液回収工程
上述したようにＳＳを分離・回収した後、固液分離されて残った処理後の処理液（たとえば水酸化ナトリウム水溶液）は、上述のように薬剤濃度調整工程に戻され、最適な濃度に調整され、循環され、再利用される。また複数回の使用で水溶液中に回収し切れなかった有機物が多く含まれるようになった場合、液晶パネルを投入せず水溶液のみで亜臨界水処理工程に供し、有機物を分解後、再利用することも可能である。

以下、実験例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

＜実験例＞
図２に示したような構造の液晶パネル１００のガラス（ＴＦＴ基板１、ＣＦ基板６）から、有機物（偏光板１０）を剥離および／または分解する際の亜臨界水の温度、圧力、時間の条件について、前記薬剤として水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を使用し、検討した。具体的には、温度条件（３７３Ｋ、３９３Ｋ、４３３Ｋ、４７３Ｋ、４９２Ｋ、５２３Ｋ）（圧力はその温度における飽和蒸気圧である）および水酸化ナトリウムの濃度を変えたとき（０Ｎ、０．０１Ｎ、０．０５Ｎ、０．１Ｎ、１Ｎ、１０Ｎ）で処理時間５分で亜臨界水処理を行ない、処理後の液晶パネル１００の外観（目視による）を確認することで、偏光板１０の剥離性能を確認した。液晶パネル１００は５ｍｍ角にカットしたものを使用した。なお、液晶パネル１００に含まれる偏光板１０は、ＣＦ基板６、ＴＦＴ基板１の外側に粘着剤によって貼り合わされている。亜臨界水処理を適切な条件で行なうことにより、粘着剤を分解させ接着力を低下させることにより偏光板１０を効率よく剥離することができる。結果を表１に示す。

表１に示されるように、亜臨界水温度が３９３Ｋ以下では一部の条件を除き液晶パネル１００からの偏光板１０の剥離は確認されなかった。４３３Ｋ、４７３Ｋでは水酸化ナトリウム濃度が１Ｎ、１０Ｎの条件において偏光板１０の剥離が確認された。一方、４７３Ｋ、１０Ｎの条件では、ガラスが分解され、ガラスの白化が確認された。４９２Ｋでは水酸化ナトリウム濃度が０．１〜１０Ｎの条件において偏光板１０の剥離が確認された。一方、水酸化ナトリウム濃度が１０Ｎの条件では、ガラスの白化が確認された。５２３Ｋでは、水酸化ナトリウム濃度が０〜０．１Ｎの条件では偏光板１０が糊状となっており、１、１０Ｎでは剥離が確認された。これは、水酸化ナトリウム濃度が高いことで亜臨界水の加水分解作用が高まり、偏光板１０が加水分解したためと考えられる。ただし、当条件では得られたガラスはいずれも白化が確認された。

ここで図３は、水酸化ナトリウム濃度を変化させたときの液晶パネル１００からのＳｉ成分の溶出率を各亜臨界水温度にてプロットしたグラフであり、縦軸はガラスからのＳｉ溶出率（％）、横軸は水酸化ナトリウムの濃度（Ｎ）を示す。ガラスから溶け出したＳｉ濃度の測定はＩＣＰ発光分析装置（ＩＣＰＥ−９０００、（株）島津製作所製）を用いた分析により行なった。図３から、水酸化ナトリウム濃度、亜臨界水温度が高くなるとともに、ガラスからのＳｉ成分の溶出量が高くなることが分かる。また、ガラスからのＳｉ溶出率が０．４％以上の条件で回収されたガラスは何れも表面が白化しておりガラス表面が侵されていた。

温度が低く、水酸化ナトリウム濃度が低い場合、加水分解作用が低いため偏光板１０は剥離しない。一方、温度が高く、水酸化ナトリウム濃度が高い場合、加水分解作用が高まるため偏光板１０は糊状に分解され、ＩＴＯや有機物などの浮遊物質の再付着が起こる。そのため、偏光板１０を剥離させながら糊状まで分解させない、適切な水酸化ナトリウム濃度、亜臨界水温度を選択する必要がある。また、回収するガラスの品質が低下することから、ガラスの白化が生じない水酸化ナトリウム濃度、亜臨界水温度を選択することが好ましい。

図４〜図９には亜臨界水の温度条件および水酸化ナトリウム濃度を変えたときの液晶パネル１００からのＩＴＯの剥離性能を示す。図４は、水酸化ナトリウムを添加せず、亜臨界水の温度を変えたときの液晶パネルからのＩＴＯの剥離性能を示すグラフであり、図５は、水酸化ナトリウム濃度が０．０１Ｎのとき、亜臨界水の温度を変えたときの液晶パネルからのＩＴＯの剥離性能を示すグラフであり、図６は、水酸化ナトリウム濃度が０．０５Ｎのとき、亜臨界水の温度を変えたときの液晶パネルからのＩＴＯの剥離性能を示すグラフであり、図７は、酸化ナトリウム濃度が０．１Ｎのとき、亜臨界水の温度を変えたときの液晶パネルからのＩＴＯの剥離性能を示すグラフであり、図８は、水酸化ナトリウム濃度が１．０Ｎのとき、亜臨界水の温度を変えたときの液晶パネルからのＩＴＯの剥離性能を示すグラフであり、図９は、水酸化ナトリウム濃度が１０Ｎのとき、亜臨界水の温度を変えたときの液晶パネルからのＩＴＯの剥離性能を示すグラフである。図４〜９のいずれも、縦軸は、液晶パネル１００の亜臨界水処理前の単位重量当たりに含まれるインジウムの濃度に対して、単位重量当たりの液晶パネル１００の亜臨界水処理後のガラスに剥離せずに残留しているインジウムの濃度の割合を指すＩｎ比率（％）であり、横軸は温度（Ｋ）である。

カラーフィルタ７や有機膜２０の上部にＩＴＯ（ＩＴＯ膜２およびＩＴＯ膜８）が存在するため、亜臨界水によってカラーフィルタ７や有機膜２０を分解させ液晶パネル１００からＩＴＯ（ＩＴＯ膜２及びＩＴＯ膜８）を剥離することができる。図４〜９に結果を示した実験では、処理時間５分で亜臨界水処理を行なった後、液晶パネル１００からの剥離物はすべてフィルタ（０．５μｍのＰＴＦＥ製メンブレンフィルタを使用）によって捕集した。残った亜臨界水処理後のガラス（ＴＦＴ基板１、ＣＦ基板６）と水溶液を分離した。ＩＴＯの剥離性能はフィルタ、ガラス、水溶液に含まれるインジウムの比率を調べ評価した。即ち、ガラスに含まれるインジウムの比率が、剥離せずに残留しているインジウムの比率を表す。なお、インジウムの比率の評価には、フィルタ、ガラスを十分乾燥した後、７％塩酸に所定時間浸漬させＩＴＯを十分溶解させた溶液を、水溶液は直接ＩＣＰ発光分析装置によりインジウム濃度の分析を行なった。ＩＣＰ発光分析装置は島津製作所製ＩＣＰＥ−９０００を使用した。ただし、いずれの条件においても、水溶液からはインジウムは検出されなかった。

図４は、水酸化ナトリウム濃度０Ｎ、即ち薬剤を添加しない条件で亜臨界水の温度条件を変えたときのＩＴＯ剥離性能を示すものであるが、いずれの温度条件（５２３Ｋでは５％程度フィルタに含まれる）からもガラスにＩｎが１００％含まれており、剥離されていないことが確認できる。

図５は、水酸化ナトリウム濃度０．０１Ｎで亜臨界水の温度条件を変えたときのＩＴＯ剥離性能を示すものであるが、５２３ＫにおいてフィルタとガラスのＩｎ比率がそれぞれ５０％となっている。

図６は、水酸化ナトリウム濃度０．０５Ｎで亜臨界水の温度条件を変えたときのＩＴＯ剥離性能を示すものであるが、５２３ＫにおいてフィルタのＩｎ比率が９５％となりほとんどのＩＴＯがガラスから剥離していることが確認できる。

図７は、水酸化ナトリウム濃度０．１Ｎで亜臨界水の温度条件を変えたときのＩＴＯ剥離性能を示すものであるが、４７３〜５２３Ｋにおいて、フィルタのＩｎ比率が１００％となりガラスからＩＴＯがすべて剥離していることが確認できる。また、４３３Ｋにおいても、７０％程度のＩＴＯが剥離している。

図８は、水酸化ナトリウム濃度１．０Ｎで亜臨界水の温度条件を変えたときのＩＴＯ剥離性能を示すものであるが、４３３〜５２３Ｋにおいて、フィルタのＩｎ比率が１００％となりガラスからＩＴＯがすべて剥離していることが確認できる。

図９は、水酸化ナトリウム濃度１０Ｎで亜臨界水の温度条件を変えたときのＩＴＯ剥離性能を示すものであるが、３９３〜５２３Ｋにおいて、フィルタのＩｎ比率が１００％となりガラスからＩＴＯがすべて剥離していることが確認できる。

よって、表１の偏光板の剥離結果と図４〜９のＩＴＯ剥離性能の結果より、偏光板が剥離する３９３Ｋ以上が好ましく、４３３Ｋ以上が特に好ましいことが分かる。また、剥離した偏光板が糊状に分解されない４９２Ｋ以下が好ましい。水酸化ナトリウム濃度は、偏光板、インジウムが十分に剥離する０．１Ｎ以上が好ましく、１０Ｎ以下が好ましい。

今回開示された実施の形態および実験例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および請求内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ ＴＦＴ基板、２ ＩＴＯ膜、３ ＴＦＴ、４ 走査信号線、６ ＣＦ基板、７ カラーフィルタ、８ ＩＴＯ膜、９ 液晶、１０ 偏光板、２０ 有機膜、２１ シール剤、２３ 配向膜、１００ 液晶パネル。

Claims (14)

1. 表示パネルを亜臨界水処理し、前記表示パネルを構成するガラス、金属および有機物からなる群から選ばれる少なくともいずれかをリサイクルする表示パネルのリサイクル方法であって、
   前記表示パネルからの前記有機物の剥離性、前記有機物の分解性、ならびに、前記有機物の溶解性からなる群から選ばれる少なくともいずれかを向上させる薬剤および水を混合し、前記薬剤の濃度を調整する工程と、
   前記薬剤と前記水との混合物の温度を３９３Ｋ以上かつ４９２Ｋ以下、圧力を前記温度の飽和蒸気圧以上に調整して亜臨界状態とし、前記表示パネルを亜臨界水処理する工程と、
   前記表示パネルから剥離した前記ガラス、前記金属および前記有機物からなる群から選ばれる少なくともいずれかを回収する工程とを含む、表示パネルのリサイクル方法。
2. 前記薬剤と前記水との混合物の温度は、４３３Ｋ以上かつ４９２Ｋ以下に調整される、請求項１に記載の表示パネルのリサイクル方法。
3. 前記薬剤は塩基性である、請求項１または２に記載の表示パネルのリサイクル方法。
4. 前記塩基性の薬剤はアルカリ金属の水酸化物である、請求項３に記載の表示パネルのリサイクル方法。
5. 前記アルカリ金属の薬剤は水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムである、請求項４に記載の表示パネルのリサイクル方法。
6. 前記水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムの濃度は、０．０１Ｎ以上かつ１０Ｎ以下に調整される、請求項５に記載の表示パネルのリサイクル方法。
7. 前記表示パネルを破砕する工程をさらに含む、請求項１〜６のいずれかに記載の表示パネルのリサイクル方法。
8. 前記表示パネルの破砕物と前記薬剤と前記水とを混合する工程をさらに含む、請求項７に記載の表示パネルのリサイクル方法。
9. 前記表示パネルを亜臨界水処理した後、前記薬剤と前記水との混合物を回収する工程をさらに含み、回収した前記薬剤と前記水との混合物を繰り返し利用する、請求項１〜８のいずれかに記載の表示パネルのリサイクル方法。
10. 前記表示パネルを亜臨界水処理する時間は０．５〜６０分である、請求項１〜８のいずれかに記載の表示パネルのリサイクル方法。
11. 前記ガラスは、前記表示パネルの基板の構成材料である、請求項１〜８のいずれかに記載の表示パネルのリサイクル方法。
12. 前記金属は、前記表示パネルの電極の構成材料である、請求項１〜８のいずれかに記載の表示パネルのリサイクル方法。
13. 前記金属は、前記表示パネルのＴＦＴの構成材料である、請求項１〜８のいずれかに記載の表示パネルのリサイクル方法。
14. 前記有機物は、前記表示パネルの偏光板の構成材料である、請求項１〜８のいずれかに記載の表示パネルのリサイクル方法。
    

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