JP4492331B2

JP4492331B2 - 光ファイバー回収方法

Info

Publication number: JP4492331B2
Application number: JP2004358002A
Authority: JP
Inventors: 鉱一伊藤; 優宇佐美; 裕子手塚
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc
Current assignee: Tokyo Electric Power Co Inc
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2024-12-10
Also published as: JP2006159149A

Description

本発明は光ファイバーの回収方法に関する。

光ファイバーは通信での利用拡大のため使用量が急増しており、今後の廃光ファイバーの量も増大すると予測されているが、そのリサイクル技術は確立されていない。リサイクルには、マテリアルリサイクル、ケミカルリサイクル、サーマルリサイクルがあるが、最も環境負荷が少ない循環型社会の構築に相応しいリサイクルは、マテリアルリサイクルであると考えられている。

マテリアルリサイクルを行う際には分別が必要であるが、光ファイバーケーブルは光ファイバー心線（石英ガラス）の他、プラスチック被覆材及び金属材から構成されており、各構成材料は強固に固定されているため、構成材料を簡単に分離回収することは難しいという問題がある。また、光ファイバー心線は直径が約１２５μｍと細く、これを束ねた光ファイバー心線テープ（以下、「光ファイバーテープ」と称する。）の長径も１ｍｍ程度であるため、簡便な方法で光ファイバー心線のみを効率よく分別するのが極めて難しいという問題もある。したがって、リサイクル技術の確立と並行してリサイクルに適した光ファイバーケーブルの開発も行われている。

図１は光ファイバーケーブルの主流となるスロット型ケーブルの断面図の一例である。ケーブル１はその中心に単鋼線や鋼撚線等からなるテンションメンバ２を備えた熱可塑性樹脂から構成されたスロット本体３の外周面に、光ファイバー収納溝４が５条設けられ、この５条の収納溝４内に光ファイバーテープ５が収納され、この光ファイバーテープ５が収納されたスロット本体３の外周に押え巻き不織布６が巻かれ、更にその外周がポリエチレン樹脂等から構成されたシース７で被覆されている。但し、図１は光ファイバーケーブルの一例を示すものであって、実際には光ファイバー収納溝の形態、収納溝の数、収納テープ数などが異なる多品種の光ファイバーケーブルが存在する。

図２は収納溝４に収容された光ファイバーテープ５の断面図である。透明な光硬化性樹脂（テープ層）５ｃにより、心線５ａとそのコーティング層５ｂから構成された光ファイバー着色素線を複数本束ねた構造を有している。５ｄは水走防止用として使用されたジェリーがテープ表面に付着した状態を示しているが、光ファイバーケーブルによってはケーブル内にジェリーが充填されているものもあるため、リサイクルをより一層複雑化している。

廃光ファイバーケーブルのリサイクル処理方法は多々提案されているが、例えば、特許文献１には、廃光ファイバーケーブルを粉砕処理し、超臨界水分解反応または超臨界水酸化反応を行うことにより、光ファイバーケーブルを構成する外被等のプラスチックを分解し、モノマーや油状分解物を回収して再利用することが提案されている。
特開２０００−７０８９９号公報（請求項１、段落番号００５５等）

しかしながら、上記の特許文献１等に提案されているケミカルリサイクルは、環境負荷が大きいなどの問題点がある。また、光ファイバーケーブルを破断した後、磁力選別することにより、金属材から構成されるテンションメンバは比較的簡単に分離することができるが、光ファイバー心線は被覆材で被覆されているためこれらを一括してリサイクルすることが困難である。従って、光ファイバー心線から被覆材を除去することが肝要で、金属やプラスチックなどの夾雑物の少ない心線を回収することが出来れば、半導体材料などの用途に再使用できる可能性がある。

夾雑物の少ない心線を回収するために被覆材を化学処理により除去する方法があるが、この方法では被覆材の分解物が心線に付着するおそれがある。また、被覆材を機械的手段を用いて物理的に剥離する方法も考えられるが、この方法では心線が汚れたり破損したりするおそれがある。

本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、環境負荷が少なく、廃光ファイバーケーブルから比較的簡便な方法で、しかも変質、汚れ、破損の無い光ファイバーを回収することが可能な、光ファイバー回収方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、光ファイバーケーブルから分別された被覆材と光ファイバー心線を主体とする光ファイバーテープを、溶剤による表面処理を施して被覆材を剥離させた後、振動篩い分け処理することによって、変質、汚れ、破損が無く、しかも夾雑物の少ない光ファイバーを回収することができるとの知見を得、本発明に到達した。

すなわち、本発明は以下のとおりである。
１）廃光ファイバーケーブルから分別された被覆材と光ファイバー心線を主体とする材料を、溶剤に浸漬して被覆材を剥離させた後、振動篩い分け装置により篩い分け、篩い網上に光ファイバー心線を分離することを特徴とする光ファイバー回収方法、
２）前記材料が光ファイバーテープである前記１）に記載の光ファイバー回収方法、
３）前記被覆材が紫外線硬化性樹脂で、前記光ファイバー心線が石英ガラスである前記１）または２）に記載の光ファイバー回収方法、
４）前記紫外線硬化性樹脂がウレタンアクリレートまたはエポキシアクリレートの重合物である前記３）に記載の光ファイバー回収方法、
５）前記溶剤が芳香族炭化水素系溶剤またはケトン系溶剤である前記１）〜４）のいずれかに記載の光ファイバー回収方法、および、
６）前記浸漬を１５℃〜３０℃で、３０分〜１２０分行う前記１）〜５）のいずれかに記載の光ファイバー回収方法。

本発明によれば、比較的簡便な工程によって変質、汚れ、破損の無い光ファイバー心線を回収することができる。

本発明に好適な材料としては、廃光ファイバーケーブルから分別されたもので、被覆材と光ファイバーを主体とするものを全て使用することができ、具体的には被覆樹脂と光ファイバー心線を主体とするものを全て使用することができる。かかる材料としては、光ファイバー心線が光硬化性樹脂等で被覆された光ファイバーテープの他、特開平９−５７６８６号公報に開示されているような、光ファイバーケーブルのスロットから分離されたスロットの外周凹部などの光ファイバー心線と被覆樹脂とから構成されている材料も含まれる。

被覆樹脂としては、例えば、光ファイバーのテープ層およびコーティング層を構成するウレタンアクリレート、エポキシアクリレートなどの紫外線硬化性樹脂等からなる被覆樹脂や、スロットを構成する熱可塑性樹脂等からなる被覆樹脂が挙げられるが、好ましくは紫外線硬化性樹脂等からなる被覆樹脂である。紫外線硬化性樹脂等の被覆樹脂は、後述する溶剤による浸漬処理を施すことによって心線から剥離し易くなるため、後流の振動篩い分け処理と組み合わせることにより心線から除去し易くなるからである。

図３は廃光ファイバーケーブルから光ファイバーテープを分離した後、本発明の方法で光ファイバーを回収するのに好適な一例を示すフローチャートである。

光ファイバーケーブルは、切断された後、破砕機等により略２５ｍｍ以下、好ましくは略５〜１０ｍｍに破砕される。光ファイバーケーブルが細かく破砕される程、光ファイバーケーブルを構成する材料が物理的作用によって互いに分離されるため、光ファイバー、金属及びプラスチックの各回収率は向上するが、細かく破砕し過ぎた場合は光ファイバーが微細化されることでその回収自体が難しくなる。従って、上記の大きさに破砕するのが好ましい。破砕機は１軸型及び２軸型の剪断式破砕機等を何れも使用することができ、１軸型破砕機としてはレッチェ社製パワーカッティングミル等、２軸型破砕機としては氏家製作所社製グッドカッター等が挙げられる。

水走防止用のジェリーがケーブル内に充填されている光ファイバーケーブルを処理する場合は、破砕された破砕物を図３に示す篩い分け処理に供給する前に、洗浄剤で洗浄し、破砕物表面のジェリーを除去することが好ましい。この洗浄処理を行うことにより、後流の篩い分け処理における光ファイバーテープと金属或いはプラスチックとの分離が容易になる。洗浄は具体的には、ケーブル破砕物を洗浄剤溶液に浸漬する、又は洗浄剤溶液をケーブル破砕物にスプレーする等の手段により、ケーブル破砕物に付着したジェリーを除去する。洗浄剤としては、パラフィン系、溶剤系、非イオン活性剤系の洗浄剤等を使用することができる。洗浄されたケーブル破砕物は、乾燥後、後流の篩い分け処理に導入する。この洗浄工程は、任意の工程であり、破砕物を洗浄すること無く、篩い分け装置に供給してもよい。

次に、破砕された破砕物を複数段に配置した篩い分け装置により金属やプラスチック等の夾雑物と光ファイバーテープとに篩い分けする。破砕物を複数段に配置した篩い分け装置の第１段（最上段）に供給した後、装置を振動させることにより最下段の篩い上に光ファイバーテープを分別する。篩い分け装置の最下段に配置した篩い目は、幅約１ｍｍの光ファイバーテープのみを可能な限り多く集積できるように、略０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ、好ましくは略０．５ｍｍ〜０．８ｍｍとする。篩い目を上記の範囲に設定することにより、光ファイバーテープが篩い目から通過するのを防止するとともに、不要な金属やプラスチック屑等の夾雑物を篩い下に通過させることが可能となる。最下段に配置した篩い目を通過した少量の細粒は金属、プラスチック等の混合物であり、産業廃棄物等として廃棄処理する。

最下段の篩い上に配置する篩（下から２段目の篩）の篩い目は、上記の光ファイバーテープが通過可能で、かつ金属やプラスチックが通過し難い大きさに設定する。下から２段目の篩い目は、略１．０〜２．０ｍｍに設定するのが良い。図３では５段篩を用いて篩い分けした例を示しているが、篩の段数はこれに限定されず、４段仕様、６段仕様等を採用することもできる。篩い分け装置は、上段の篩い目が下段の篩い目よりも大きくなるように各段に篩いを配置する。これにより、篩い分け時の目詰まりを防止して、光ファイバーの回収率をアップすることができる。

かくして、光ファイバーテープが最下段の篩い網上に分別され、金属やプラスチック材料から効率的に分離される。

次に、分離された光ファイバーテープを溶剤に浸漬させ、これにより、光ファイバー心線を被覆している光硬化性樹脂等を心線から剥離させる。本処理を採用することにより、テープ表面に付着した汚れを溶剤で洗浄できる効果もある。光硬化性樹脂としては一般に、ポリウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等の紫外線硬化性樹脂が用いられているので、前処理工程で用いる溶剤は、上記の紫外線硬化性樹脂に化学作用して該紫外線硬化性樹脂を膨潤、軟化、或いは亀裂させうるものであれば良い。溶剤は石英ガラスからなる心線を変質させるおそれのないものが好適であり、好ましい溶剤としては、トルエン、ベンゼン等の芳香族炭化水素系溶剤、アセトン等のケトン系溶剤が挙げられる。

浸漬方法としては、光ファイバーテープに溶剤が化学作用することが可能な方法であれば良く、例えば、光ファイバーテープを上記の溶剤中で静置あるいは振動を与える方法、光ファイバーテープと溶剤を攪拌する方法、光ファイバーテープに上記の溶剤をスプレーする方法等が挙げられる。浸漬時間は特に限定されないが、通常、３０分〜１２０分が好ましい。浸漬温度は１５℃〜３０℃が好ましい。浸漬後、乾燥して溶剤を光ファイバーから除去する。

次に、溶剤除去後の光ファイバーテープを篩を複数段に配置した振動篩い分け装置により篩い分け、篩い網上に心線を回収する。これにより、重比重の金属の他、プラスチック、硬化性樹脂及び若干の心線が篩い網下に分別され、一方、若干の軽比重樹脂と光ファイバー心線が篩い網上に分別される。金属と光ファイバー心線とを分別する篩い目は略０．１〜０．４ｍｍ、好ましくは０．１５〜０．２５ｍｍとする。なお、心線分離工程で用いる篩い分け装置としては、上記の光ファイバーテープの分離に用いた振動篩い分け装置またはこれに準ずるものを使用することができ、各段に配置する篩いの篩い目は本目的に合わせて調整、選択すれば良い。

かくして、光ファイバーが篩い網上に分別されるとともに、夾雑金属、夾雑プラスチック及び硬化性樹脂から効率的に分離することができる。光ファイバーには少量の被覆樹脂等が含まれることもあるが、通常、夾雑物の重量が５％以下の光ファイバーを分離回収することができる。これにより、石英ガラス製品の原料等としてリサイクルすることができる。一方、上記の篩い網下は、固体燃料等に利用することができる。

また、分離された光ファイバーに少量の被覆樹脂が夾雑物として含まれている場合は、必要に応じて、この夾雑物を除去する操作、例えば湿式選別処理等を行うこともできる。

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。

（参考例）
予め３０ｃｍ程度に切断した光ファイバーケーブルを（株）氏家製作所製のグッドカッター（型式：ＵＧ１６５−１０−２４０）を用いて１０ｍｍ以下に破砕した。光ファイバーテープの表面に付着したＪｅｌｌｙを除去するために、ガラス容器に光ファイバー破砕物とパラフィン系の洗浄液（横浜ゴム社製ＣＦＧケーブル洗浄剤ＮＹ）を加え、Ｊｅｌｌｙを除去後、洗浄液を排出し、粉砕物に付着している洗浄液を中性洗剤と純水で洗い流した。７０℃の乾燥機内で乾燥後、これを篩い目が上から８ｍｍ、５．６ｍｍ、４ｍｍ、１．４ｍｍ、０．５ｍｍの５段篩の最上段に入れ、篩をレッチェ電磁式篩振とう器（型式：ＡＳ２００）に取り付け、篩い分けを行い、篩い目０．５ｍｍの篩い網の上に光ファイバーテープを分別した。

分別した光ファイバーテープ０．０２〜０．０４ｇに対し、表１に示す各種溶剤１００ｍｌを加えて超音波で加振しながら３０分間浸漬し、被覆材に亀裂進行或いは膨潤軟化させた後、溶剤を除去、乾燥させた。

乾燥後の試料重量を測定し、試験前の重量と試験後の重量の差から被覆材の剥離率（％）を求めた。なお、試験は各溶剤について１０回実施した。１０回の平均値を表１に示した。

（実施例１）
参考例で分別した光ファイバーテープ０．０２〜０．０４ｇに対し、トルエンを１００ｍｌの割合で加え、超音波で加振しながら６０分〜１２０分間浸漬し、被覆材に亀裂進行或いは膨潤軟化させた後、溶剤を除去、乾燥させた。これを篩い目が上から１ｍｍ、０．５ｍｍ、０．３ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．１５ｍｍの５段篩の最上段に入れ、篩をレッチェ電磁式篩振とう器（型式：ＡＳ２００）に取り付け、篩い分けを行い、０．２５ｍｍの篩い網の上に光ファイバー心線を分離、回収した。

光ファイバー心線の溶剤浸漬時間と回収率（光ファイバーケーブル基準）との関係を表２に示した。

なお、上記の光ファイバーテープの被覆材をトルエンで完全に剥離させ、光ファイバー心線のみの重量を計測した結果、光ファイバーケーブルに含有されていた心線の内５０．８％を回収できていた。

（比較例１）
実施例１の方法で分別した光ファイバーテープを、トルエンに浸漬させずに実施例１と同様、篩い目が上から１ｍｍ、０．５ｍｍ、０．３ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．１５ｍｍの５段篩の最上段に入れ、篩をレッチェ電磁式篩振とう器（型式：ＡＳ２００）に取り付け、篩い分けを行った。その結果、光ファイバー心線の回収率（光ファイバーケーブル基準）は約０．３％であった。

実施例および比較例の結果から、溶剤処理により光ファイバー被覆材の除去が可能となり、溶剤処理をしなかった場合に比べて高い収率で光ファイバー心線を回収することができた。

光ファーバーケーブルの断面図の一例である。光ファーバーテープの断面図の一例である。光ファイバーケーブルから光ファイバーを回収する方法を説明するフローチャートである。

符号の説明

１光ファイバーケーブル
５光ファイバーテープ
５ａ心線
５ｂコーティング層
５ｃテープ層
５ｄジェリー

Claims

廃光ファイバーケーブルから分別された被覆材と光ファイバー心線を主体とする材料を、溶剤に浸漬して被覆材を剥離させた後、振動篩い分け装置により篩い分け、篩い網上に光ファイバー心線を分離することを特徴とする光ファイバー回収方法。
前記材料が光ファイバーテープである請求項１に記載の光ファイバー回収方法。
前記被覆材が紫外線硬化性樹脂で、前記光ファイバー心線が石英ガラスである請求項１または２に記載の光ファイバー回収方法。
前記紫外線硬化性樹脂がウレタンアクリレートまたはエポキシアクリレートの重合物である請求項３に記載の光ファイバー回収方法。
前記溶剤が芳香族炭化水素系溶剤またはケトン系溶剤である請求項１〜４のいずれかに記載の光ファイバー回収方法。
前記浸漬を１５℃〜３０℃で、３０分〜１２０分行う請求項１〜５のいずれかに記載の光ファイバー回収方法。