JP5933449B2 - Ｌｃｄディスプレイからの有害物質の除去 - Google Patents

Description

本発明は、フラットスクリーン液晶ディスプレイ（“ＬＣＤｓ”）からの有害物質の除去に関する。

液晶ディスプレイは、通常、液晶パネル、金属製のフレーム、フィルターシート、水銀を含む冷陰極蛍光管（ＣＣＦＴｓ）、プリント回路基板、取付けフレーム、（アルミやスチールで構成される）バックライトフレーム、及び、プラスチックケースを備える。

廃電気・電子製品（ＷＥＥＥ）の一般廃棄物処理方法は、埋め立てごみ処理又は焼却であり、問題は、双方のタイプに関連される。双方は高価であり、潜在的な排出物質によって大気（地球温暖化）、水汚染、及び／又は生物分解の困難性を生じさせる。

ＬＣＤの廃棄物処理は、それらがバックライトデバイスで非常に有害な物質の水銀を含んでいるため特に問題がある。また、ＬＣＤは、（現在有害調査中である）液晶、有毒な難燃剤の添加剤を含むプラスチック、鉛を含むプリント回路基板などの他の潜在的に有害な物質を含む。

従って、一般的な処理方法は、廃棄ＬＣＤを扱うには適していない。例えば、液晶などのＬＣＤ構成要素の焼却は、化合物のタイプ及び存在する難燃剤のレベルやタイプに依存して、ダイオキシンやフランなどの毒素の排出を生じる。一方、埋め立て廃棄のＬＣＤの環境への影響は、土壌への有害物質の潜在的な浸透である。

欧州委員会は、欧州議会の２００２／９６／ＥＣの指令及び２００３年２月１３日の廃電気・電子製品に関する議会の指令（ＷＥＥＥ指令）において、１００ｃｍ^２以上の領域で廃棄ＬＣＤパネルの分離を要求している。この指令は、特に、スイッチやバックライトランプなどのＷＥＥＥ廃棄構成物からの水銀を含有する物質、製品及び部品の除去を要求する。

このような状況下で、従来の処理方法は再考されなければならない。ＬＣＤの破砕は、ＬＣＤが切断された廃棄ごみの流れを汚染する水銀を含むので、効果がないことが証明された。また、破砕プロセスは、回収される材料の品質、従って、廃棄物の流れの価値を減少する。調査は、切断された破片からの水銀の総量を回収することは実用的でないことが示された（ＷＲＡＰ−廃棄物・資源アクションプログラム、英国によって発行された、フラットパネルディスプレイリサイクル技術のデモンストレーション、プロジェクトコード：ＭＤＤ０１４、フラットパネルディスプレイリサイクル技術の実証試験に関する最終報告、２００９）。

焼却は、塩素を含む液晶の潜在的な焼却、生成するダイオキシン及びフラン、続いて埋め立てされる必要がある灰の生成物、潜在的な市場価値を有する材料の損失を含む関連した問題を有する。乾式冶金及び製錬オペレーションは、金属含有物だけがリサイクルされ、残りは埋め立てられるので、ＬＣＤ全体を処理するために推奨されない。

手による分解は、プラスチックカバー、プリント基板、ケーブル、スピーカー及び取付フレームの取り除き及び分離、ライトボックスユニット、ガラス、拡散シート及び複雑なブロックの分解、蛍光管の最終的な取り除き及び分離を含むので、遅くて労働集約的なプロセスである。労働者が水銀にさらされないことを確実にする特別な注意が必要であり、これは、蛍光管が手によって取り除かれる必要があるので達成することが極めて困難である。

ロボットを使用する完全に自動化された分解は、非常に高価なオプションであり、複雑で高度な適合性のあるロボット工学を必要とする。

ＣＮ１０１２０９４５３Ａは、ＬＣＤディスプレイの組立部でＬＣＤの両側面を切断することによるＬＣＤディスプレイの分解のための方法を開示する。この方法は、ＬＣＤを二つの部分、すなわち、ＬＣＤパネルとガラスと呼ばれるものと、（アルミニウム／鉄のシェル、蛍光管及びフィルターシートを含む）パネルのバックライトテンプレートと呼ばれるものに分離する。しかしながら、バックライトからの蛍光管のさらなる分解及び取り除きは、手による分解を必要とする。

フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）を分解するための他の方法が、米国２００４／０００２２７６ Ａ１に開示され、それは、フリットガラスで接合されたフレームの一部分を残りの部分から分離するために前面プレート及び背面プレートの部分を切断することを開示する。これらのタイプのディスプレイは、通常、‘プラズマディスプレイ’、‘真空蛍光ディスプレイ’、‘表面導電性タイプの電子源ディスプレイ’、‘フィールドエミッション電子源ディスプレイ’であり、これらは、危険と考えられディスプレイから取り除かれる必要がある‘鉛ガラス’の重要な部分を含む。この明細書に記載された方法は、ＬＣＤディスプレイから有害物質を取り除くのに適当でないことが明らかである。

壊れやすい材料で作られた第１マザー基板の表面及び裏面の分離方法が、米国２００４／００４０９９７ Ａ１に開示される。この開示は、
壊れやすい材料を切断することによって及びディスプレイ全体からその取り除きの後の刻み及び分断によって、ガラスパネルの後の分解に関係する。しかしながら、ＬＣＤ及びプラズマディスプレイに存在するガラスパネルは、最初にディスプレイから取り除かれる必要がある。この明細書は、ＬＣＤから有害物質を除去するための方法を開示していない。

従って、本発明は、ＬＣＤから有害物質を除去するための改善された方法を提供することに向けられる。

本発明によれば、有害物質を除去するためにＬＣＤディスプレイを処理するためのプロセスが提供され、そのプロセスは、フロントパネルの周りに延びる切開ラインでＬＣＤディスプレイのフレームの前部分で切開するステップと、
蛍光管をさらすために構成要素を取り除くステップと、
元の場所で蛍光管を粉砕し、粉砕した管から発生する粒子及びガスを吸引することにより取り除くステップと、を備える。

他の態様では、本発明は、ＬＣＤディスプレイから有害物質を取り除くためのシステムを提供し、そのシステムは、フロントパネルの周りに延びる切開ラインでＬＣＤディスプレイのフレームの前部分で切開する手段と、蛍光管をさらすために構成要素を取り除く手段と、元の場所で蛍光管を粉砕する手段と、粉砕した管から発生する粒子及びガスを吸引することにより取り除くための摘出システムと、を備える。

一実施形態では、切開は、フレーム及び前パネルと隣接する凹部リップに平行である。一実施形態では、切開は、凹部リップから０乃至３０ｍｍの範囲の距離にあり、好ましくは、距離は、１０ｍｍ乃至２０ｍｍの範囲にあり、好ましくは、切開は、フレームの上面から２０ｍｍ乃至５０ｍｍの深さにある。好ましくは、少なくとも二つの切開が同時に行われる。

一実施形態では、ビジョンシステムがブレードの位置を案内する。好ましくは、プローブ又はセンサーの平行移動は、切開ツールの位置を案内する。一実施形態では、基準ブロックは、切開ツールの位置を案内する。

一実施形態では、ローラーは、粉砕のために使用される。他の実施形態では、往復運動するプレートは、粉砕のために使用される。一実施形態では、回転部材は、粉砕のために使用される。一実施形態では、ブラシは、粉砕のために使用される。

一実施形態では、ＬＣＤディスプレイは、少なくともいくつかのプロセスの間、キャリヤパレットで運ばれる。好ましくは、キャリヤパレットは、ＬＣＤディスプレイの様々な構成に対応するために形状記憶ベースを備える。一実施形態では、キャリヤパレットは、ＬＣＤディスプレイを把持するためにピストンを備える。一実施形態では、ＬＣＤディスプレイは、少なくともいくつかのプロセスの部分の間、基準ブロック上で逆さまで運ばれ、好ましくは、粉砕は、摘出漏斗上で行われる。

一実施形態では、粉砕は、摘出ダクトに向かって粒子及びガスを吹くエアブロワーと共に行われる。
一実施形態では、蛍光管の処理後の残りの構成要素は、粉砕及びリサイクルによって処理される。一実施形態では、残りの非鉄金属の細断及び磁気抽出が行われる。

本発明は、添付図面を参照して単に例示によって与えられたそのいくつかの実施形態の以下の説明からより明確に理解されるであろう。

図１は、本発明のプロセスのための切断位置を示す、ＬＣＤの概略的な断面の長手側面図である。 図２は、切断位置を示す、断面の短手側面図である。 図３は、プロセスの第１ステップのためのより詳細な切断位置を示す図である。 図４は、最初の二つの同時切断を示す。 図５は、さらに二つの同時切断を示す。 図６は、蛍光管をさらす切断後のフロント構成要素の除去後のディスプレイを示す。 図７は、蛍光管の粉砕及び粒子及びガスの球威後の残りの構成要素を示す。 図８は、切断のための搬送装置を示す側面図である。 図９は、ＬＣＤディスプレイのためのキャリヤパレットの概略側面図である。 図１０は、二つの側面に沿った切断の概略斜視図である。 図１１は、切断のためのＬＣＤを正確に配置する位置決め装置を示す一対の図である。 図１２は、下方からの切断及び粉砕を示す代替的な搬送装置の側面図である。 図１３は、ローラーが使用される蛍光管粉砕を示す前面図である。 図１４は、ローラーが使用される蛍光管粉砕を示す側面図である。 図１５は、プレートを有する蛍光管粉砕を示す斜視図である。 図１６は、回転チェーンを有する粉砕を示す前面図である。 図１７は、蛍光管の除去後の残りの構成要素の粉砕を示す図である。

概観
図１乃至図５を参照すると、ＬＣＤ１は、フレーム２、液晶パネル３、パースペックス（登録商標）層４、（水銀を含む）冷陰極バックライト蛍光管５、背面の囲いシェル６、ＰＣＢ取付フレーム７、及び、ＰＣＢ上の回路８を有する。図１は、蛍光管５がＬＣＤの縁部に平行であるＬＣＤディスプレイの長手側面での断面図を示す。図２は、蛍光管５がＬＣＤの縁部に垂直であるＬＣＤディスプレイの短手側面での断面図を示す。

プロセスでは、水銀を含む蛍光管５及び液晶パネル３は、最初に完全に取り除かれ、それらは、欧州のＷＥＥＥ指令などの基準に従って処理される。これは、図６に示されるように蛍光管５をさらす。それから、蛍光管５は、有害物質が包囲的に除去されるように閉ざされた環境で粒子及びガスの引き抜きと共に元の場所で粉砕される。フレームなどの図７に示されるような残りの構成要素は、その後、一般的な方法で処理される。

プロセスは、ＬＣＤから取り除かれる有害物質の量に対して量を定める判断を提供し、その結果、チェックが、この値がユニット／ディスプレイごとに予期される値に一致することを行うことができる。これは、水銀の全てがＬＣＤから取り除かれると共に、環境への脅威が効果的に除去されることを確立する。原子蛍光分光法及び原子吸光分光法などの技術は、様々な構成要素の量を確立するために真空抽出システムのフィルターを分析するために使用される。

プロセスは、フレーム２と液晶パネル３の凹部の端から０乃至３０ｍｍ、最も好ましくは１０ｍｍ乃至２０ｍｍの範囲の距離で、フレーム２の上面から２０ｍｍ乃至５０ｍｍの深さまで切断することによってディスプレイ１の前部の特定の部分を切除する初期ステップを含む。四つの切断ラインが図１乃至３に示される。これらのステップは、図５及び図６に示される。切断位置は、ＬＣＤを分解しないようにかつディスプレイの前部の一部分を切除するがＬＣＤを無傷のままにすることを可能にするように特に選択される。切断材料は取り除かれ、ディスプレイの後部のＣＣＦＴ管５はさらされる。

また、プロセスは、ローラー（図１３及び１４）、粉砕プレート（図１５）、回転チェーン（図１６）又は回転ナイロンデバイスを使用してさらされた蛍光管の粉砕を含む。ガラス、水銀及び蛍光粉体の混合物からなる粉砕した破片は、圧力下でシステムの外部に排出され、ガラス、水銀及び粉体は、フィルターシステムを使用して分離される。
かなりの力が後のステップ中でディスプレイに適用されるので蛍光管の粉砕オペレーションを支持するためにＬＣＤディスプレイ構造が切開プロセスステップの後無傷のままであることが重要である。従って、切開位置は、非常に有利である。研究では、Ｘ／Ｙ方向又は深さのどちらかの位置範囲内の位置での切開が、囲いシェルが無傷のままの状態で水銀を含む蛍光管に直接アクセスを得て蛍光管５が続いて完全に取り残されることを生じることを示している。Ｘ／Ｙ方向又は深さのどちらかで特定された範囲に基づく位置での切開は、ガラスパネルの破壊及び／又はＣＣＦＴ管５の早すぎる破壊を生じる。Ｘ／Ｙ方向又は深さのどちらかで特定された範囲外での位置での切開は、ＬＣＤ構造の破壊を生じ、続いて行われる管の除去を不可能にする。浅い切開は、ＣＣＦＴ管５をさらすために十分でない材料の除去を生じる。

ＬＣＤの残りの部分を無傷にしたままでの有害物質の早期除去は、多くの利点がある。ＬＣＤは無傷のままであるので、さらなる処理ステップのために輸送及び移動するのが容易である。破砕は、有害物質が除去され、実際に本発明のプロセスが残りの構成要素の大規模な破砕オペレーションのための前処理ステップとして利用されることができるように実行可能なオプションである。

ＣＣＦＴ管５全体を取り除くことにより、ＷＥＥＥ指令の要件が満たされるだけでなく、管のコーティングとして存在する蛍光粉等の有害物質が取り除かれ、環境に対して付加的な利点を生じる。

プロセスは、密封されたユニットで行われ、手動操作を必要としない程度に自動化される。粉砕操作は、真空下で実行され、水銀蒸気を含むすべての有害物質はすぐに除去され、それによって、リサイクル施設やあらゆる汚染物質が入る環境で労働者にさらされるのを防止する。有害物質は、安全に分離され、適当な密閉コンテナに保存される。収集された有害物質は、完全に可鍛性であり、蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）又はエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＡＸ）、原子蛍光分光法（ＡＦＳ）及び原子吸光分光法（ＡＡＳ）などの標準化された技術を使用して必要に応じて定量と定性分析のために利用できる。

切開オペレーションは、サイズ及び形状にかかわらず、ＬＣＤディスプレイの全てのタイプ及びバリエーションと互換性がある。蛍光管５は、取り除かれて、蛍光管を前方に駆動して粉砕する、ローラー、チェーン又は一連のプレートを使用して粉砕される。一体の真空システムは、適切な容器に分離された粉砕したガラス及び水銀を吸い込む。

有害物質が除去されると、ＬＣＤは、例えば、手動分離−ねじを緩めること、破砕又はサイクロン破壊及び分離、残りの部分をばらばらに効果的にポップアップするために油圧プレスを使用したＬＣＤディスプレイの圧縮を組み込むことができるさらなる処理の準備ができている。選択された方法は、個々のリサイクラー及び必要とされる解体の程度の要件によって決定される。

切断オペレーション（図１乃至図５及び図８乃至図１２）
図８を参照すると、コンベヤ２０は、第１及び第２切開ステーション２１及び２２を通じ、真空摘出を有する密閉チャンバ内の粉砕ステーション２３を通じて直立した姿勢（ＬＣＤが上方を向いている）でキャリヤ３０の中のＬＣＤディスプレイ１を搬送する。図９に示されるように、キャリヤ３０は、下部に形状記憶フォーム３１を有すると共にディスプレイ１の把持を固定するためのピストン３２を有する。図１０は、第１切断オペレーションのための並列な切断ブレード３５のオペレーションを示す。ブレードは、ステーション２２で第２の切断オペレーションのために直交方向にある。図１１は、ディスプレイ１の凹部縁部と係合しハードストップ４１によって決められた位置までＬＣＤ全体を摺動するグリッパーアーム４２を有するグリッパーユニット４０を示し、ハードストップ４１は、続いて行われる切開オペレーションのためのＬＣＤの正確な位置決めを達成するために切開ブレードと整合される。

代替的な実施形態が図１２に示され、ＬＣＤは、手動で基準ブロックに積まれる。基準ブロックは、全てのディスプレイのサイズで使用可能であり、基準ブロックは、ＬＣＤディスプレイの凹部縁部の内側に嵌合する。基準ブロックは、プロセスを通じて逆さまの姿勢（すなわち、ＬＣＤが下向き）でＬＣＤを搬送する。基準ブロックは、コンベヤ又はチェーンコンベヤシステムを使用して動かされることができる。基準ブロックの位置は、固定された切断ブレードと自動的に整合され、そのブロックの上面に配置されたＬＣＤの正確な位置での切断を保証する。基準ブロック上のＬＣＤは、第１及び第２切開ステーション５１及び５２に対して下部からのアクセスを許容するコンベヤ５０でシステムに入る。切開が行われた後、ＬＣＤはステーション５３で機械的なアームを使用して持ち上げられ、切開された材料を有する基準ブロックは、重力によって残されてコンベヤ上に載置する。基準ブロック及び切開された材料は、プロセスから手動的又は自動的に取り除かれる。次に、機械的アームによって保持されたＬＣＤは、回転チェーンがシャフトで回転し、囲いパネルに対してＬＣＤの管を破壊する粉砕ステーション５４に移動される。全ての破片は、重力によって落下し、図１６に見られることができるように下方に配置された抽出システムに取り込まれる。

一連の自動化された切開は正確に位置付けられ、それは、ＬＣＤディスプレイの前部の特定の部分の直接的な取り除きを可能にする。切開位置の場所は、プロセスにとって非常に重要である。私たちの研究は、様々なメーカーやモデルのＬＣＤディスプレイに二つの一貫性を確認した。ガラスがトップカバーと接する凹部リップとガラススクリーンのサイズの存在である。ＬＣＤの凹部リップに平行でかつ２０−５０ｍｍの深さ範囲でこの凹部リップから１５ｍｍ（０−３０ｍｍの作業範囲）の距離でオフセットする一連の４つの切開は、切除された材料の除去を可能にし、蛍光管の即座の露出を可能にする。これは、サイズやバリエーションに関係なくＬＣＤが配置されて自動的に切開される、切開材料除去セルを自動化する可能性を提供する。切開プロセスの後、切除された材料は、直ちに取り除かれ、その後、ＣＣＦＬ管５は、さらされる。

プロセスの試験は、切開位置と深さの有効性を調べるために実施された。ＬＣＤディスプレイは、ベンチに固定された。ＬＣＤの切開位置は、凹部リップから測定され、ＬＣＤの表面上にマークされた。手操作環状ノコギリは、ブレードの動きが約１６−１９．３ｍｍ／秒（手の動きの速度）で１８５ｍｍの直径で３５００ＲＰＭの多目的ＴＣＴブレードを使用して実験で使用された。実験は、ＬＣＤディスプレイの前部を通じて凹部縁部から５０ｍｍのオフセットの深さの切開は、粉砕のための管全体をさらすことができることを明らかにした。

ＬＣＤユニットは、切開ブレードと整列されるように自動的に配置され、所望の切開位置を確実にする。ＬＣＤの凹部リップは、基準ポイントであり、切開ブレードは、このポイントから一般的に１５ｍｍでオフセットされる。

そのようなシステムは、位置決めアームがガラス表面から例えば５ｍｍの設定距離まで上方から下方に駆動されるＸ／Ｙ移動テーブルから構成される（図１１）。その表面が検知されると、グリッパーユニット４０は、グリッパーがリップの上昇棚を把持するまでＸ方向に移動する。グリッパーアーム４２は、ハードストップが達成されるまでシャトルをわたってＬＣＤを摺動する。このハードストップは、ブレードに沿って位置付けられ、ＬＣＤの正確な切開位置を達成する。空気圧クランプは、ＬＣＤユニットを保持する。

代替的に、リップ検知は、レーザー変位センサー（スキャン）、近接センサー、接触センサー、又は、抵抗や静電容量タッチセンサーを使用して達成されることができる。また、ビジョンシステム及びＸ線ビジョンは、ＬＣＤのリップを検知するのに利用されることができる。デジタルカメラ、スマートカメラ及び画像処理ソフトウェアを使用するマシーンビジョンシステムは、リップの検知を実行するために使用されることができる。

（上記センサーによって決定された）リップの位置は、次に、シャトル上のＬＣＤユニットをブレードと整列するように調整する機械的位置付けシステムに供給される。ＬＣＤユニットは、シャトル上に固定され、切開オペレーションの準備ができている。また、高さの位置決めは、以前に行われていない場合には、この時点で行われる。

切開オペレーションの一実施形態は、シャトルシステムの頭上のステーションに配置された二つの並列なブレードを含む（図１０）。一方のブレードは、所定の位置に固定され、動かない。二つ目のブレードは、変化するＬＣＤのサイズに対応するために調整可能である。シャトル上のＬＣＤユニットが切開ステーションに入ると、ブレードによって継続的に供給され、反対側に出る。ブレードは、Ｚ方向に動くことができ、ＬＣＤの前部の補正切開パターンを達成するためにプロセスで必要とされるときにＬＣＤと係合する。シャトル上のＬＣＤユニットの動きは、方向を変え、次の切開オペレーションのために再び配置される第２の位置付けシステムに入る。ＬＣＤユニットは、第２のセットのブレードの下で供給され、ブレードの反対側に出る。シャトル上のＬＣＤユニットの動きは、方向を変え、粉砕ステーションの方に移動する。粉砕ステーションに到着する前に、切開された材料は、手動的に又は自動化プロセス（例えば、吸引カップ又は機械的なグリッパー）によって取り除かれる必要がある。

切開オペレーションの他の実施形態は、コンベヤシステムの下側にあるステーションに配置された二つの並列なブレードを含む（図１２）。一方のブレードは、所定の位置に固定され、動かない。二つ目のブレードは、二つ目のブレードは、変化するＬＣＤのサイズに対応するために調整可能である。この方法では、ＬＣＤは、正しい切開地を達成するために切開ブレードと自動的に整合された基準ブロックにロードされる。基準ブロック上の
ＬＣＤユニットがそのステーションに入ると、ブレードによって継続的に供給され、反対側に出る。レードは、Ｚ方向に動くことができ、ＬＣＤの前部の補正切開パターンを達成するためにプロセスで必要とされるときにＬＣＤと係合する。コンベヤ上のＬＣＤ／基準ブロックの動きは、方向を変え、第２の切開オペレーションのために整列する。ＬＣＤユニットは、第２のセットのブレード上で供給され、ブレードの反対側に出る。粉砕ステーションに到着する前に、切開された材料は取り除かれる必要があり、これは、機械的アームを使用してＬＣＤを持ち上げることによって達成される。切除された材料及び基準ブロックは、重力によってコンベヤ上に残存し、システムから取り除かれることができる。機械的アームによって保持されたＬＣＤは、粉砕ステーションに移動される。

粉砕オペレーション（図６−７及び図１３−１６）
開いたときに実際にＬＣＤが壊れた管５を有する割合が高いことが判明した。従って、管を格納しようとして、プロセスは、微量の汚染物質のすべてが取り除かれることを確実にするために管材料を粉砕して吸い取ることを含む。図６に示されるように、切開及び材料除去ステップの後に管５への完全なアクセスがある。図１３は、囲い部６及び２において元の場所で管を粉砕するためにローラー６０がストロークで下方に動く粉砕構成を示す。図１４に示されるように、粉砕を処理するエアナイフブロワー６１と粉砕機６０の下流側の真空抽出器６２とがある。図１５は、プレート７１が囲いシェル６の管５に下方の力をかける、代替的な構成を示す。図１６を参照すると、粉砕オペレーションの他の実施形態が、回転シャフト８０に取り付けられたチェーン８１を含み、回転シャフト８０は、蛍光管５に近接して回転し、チェーンを管５と接するように延ばし、管５を小さな破片に粉砕する。破片は、抽出ユニットに取り付けられた下部に配置された漏斗の中に重力によって落下する。

粉砕オペレーションは、直立した姿勢又は逆さになった姿勢にＬＣＤを予め形成することができる。図１３乃至図１５は、直立した状態で粉砕する管を示す。図１３及び図１４の実施形態では、ローラーは、ＬＣＤの開口面にわたって押され、内側で管を粉砕する。このローラーは、Ｘ及びＺ移動を有する機械的なアームにあり、下方への力をかけることができ、囲いシェルの表面にわたって動くことができ、管を粉砕することができる。そのオペレーションの後、ローラーは、オペレーションの停止と連動しないようにＬＣＤから離れた方向にある‘ホーム位置’まで戻る。次に、エアナイフ６１は、全ての粉砕材料を囲いシェル６の一方側に駆動する空気流れを形成する。この時点で、その材料は、真空抽出器６２に取り付けられた円筒形漏斗によってＬＣＤから摘出される。

図１６は、逆さまの姿勢のＬＣＤを示す。チェーン８１を有した回転シャフト８０は、ＬＣＤ１の下方に直接的に配置され、モーターによって駆動される。シャフトは、Ｘ及びＹ方向に横断する移動コンベヤ上にある。チェーンは、シャフト上で高速回転し、囲いシェル６に対してＬＣＤの管を粉砕する。次に、プロセスは、全ての粉砕材料及び破片が真空抽出システムに接続された漏斗８３に下方に落下するように重力アシストされる。上記の全ての選択肢について、粉砕オペレーションは密閉されたユニットで実行される。

粉砕オペレーションでは、囲いシェル６は、管に圧力をかけるために粉砕ツールに対して必要なサポートを提供し、囲いシェル６は、有害物質の摘出の前に有害物質に対する封じ込め領域として機能する。切開位置は、囲いシェルが粉砕オペレーションの間無傷のままであるのを確実にする。抽出及びろ過のために、囲いシェル６に収容された粉砕破片は、重力（図１６）あるいはエアナイフの支援（図１１及び図１３乃至図１５）のいずれかによって真空抽出セルの方に移動される。ひとたび破片が抽出セルに入ると、最大のフィルターの寿命と効率のために木炭の吸収の方法を使用して水銀を抽出するための工業用グレードのろ過モジュールを通過する。そのユニットは、効率的な水銀ろ過を確保するためにすべての重要なろ過ポイントでトータルのマイナスの空気の圧力下にある。

さらなる処理（図７及び図１７）
有害物質を取り除くと、残りの構成要素は、リサイクラーの要件によって決定されるさらなる処理に対して準備ができている。利用可能なプロセスは、ねじを緩めることによる手動分離、破砕又はサイクロンの破壊及び分離プロセス、及び圧縮を含む。

破砕又はサイクロンの破壊及び分離プロセス
有害物質は、ＬＣＤディスプレイ１から取り除かれるので、細断処理（又は破壊プロセス）は、ＬＣＤディスプレイの残りを処理するためのオプションとして実行可能である。この細断処理及び分離オプションは、ＷＥＥＥを大量に処理する大規模なリサイクル施設が不可欠である。破砕は、廃棄物の流れの水銀汚染のリスクなしに環境に優しいプロセスとして使用されることができる。ＬＣＤの初期の処理は、約６０秒かかる。プロセスのこの時点での破砕は、高スループットでＬＣＤの残りを処理する迅速かつ効率的な手段である。従って、全体的なプロセスは、非常に高速である。ＬＣＤが初期オペレーションを通過した後、ＬＣＤは、細断処理オペレーションのために一般的なＷＥＥＥの廃棄物と混合される。これは、リサイクルプラントの効率を向上し、一般的なＷＥＥＥのリサイクラーがＬＣＤリサイクル市場に参入することを許容する。

ＬＣＤディスプレイの残りの圧縮破壊
図１７は、ＬＣＤディスプレイの残りの圧縮破壊を示す。フレーム２は、油圧シリンダ９０の間に垂直にロードされる。多数のＬＣＤディスプレイは、油圧シリンダの直径に依存して、並んで積まれることができる。このオペレーションは、ＬＣＤのフレーム及びカバー構造を折りたたむ。有害物質が前もって除去されると、ガラスパネルによって提供されたフロントサポートも取り除かれ、外側ケース及びフレームは崩壊し、残りのフレーム及び価値があるプリント基板を破砕してさらす。従って、そのプロセスは、高速な方法でＬＣＤディスプレイから最大の構成要素を取得する。

プロセス中のＬＣＤ処理に対し、図９は、パースペックス（登録商標）本体を有するキャリヤ３０を示し、調整可能なピストン３２が適所にＬＣＤ１をクランプするために使用される。パレット３０は、ＬＣＤ１がＬＣＤのバックカバーの形状にかかわらずパレットに平らに設置するのを確実にする薄い形状記憶フォーム３１で積層される。調整可能なピストンの代替的なクランプ機構は、オペレータがＬＣＤを固定するために摺動してクランプすることができる二つの移動可能な側面を有するパレットである。また、トグルクランプが使用されることができる。このパレット３０は、シャトルコンベヤシステムで回転する。従って、シャトルの底部とパレットが載置するテーブルは、同じ高さでローラーボールのベッドを有する。シャトル上のパレット／ＬＣＤユニットの高さ位置は、この時点で調整される。このシャトルシステムは、プロセス全体を通じて上を向く姿勢でＬＣＤ／パレットを移動する必要がある。プロセスツール（例えば、切開ブレード及び粉砕機構）は、上からコンベヤシステムを突き出るステーションに全て配置される。図１５は、パレットコンベヤシステムのための切開オペレーションを図示する。

図１２は、ＬＣＤをリサイクルするための移動ブロックコンベヤシステムの概略を示す。ＬＣＤ１は、手動で基準ブロック４５に積まれる。基準ブロックは、全てのディスプレイのサイズに利用可能であり、そのブロックは、ＬＣＤディスプレイの凹部リップの内側に嵌合する。基準ブロック４５は、プロセスを通じて逆さまの姿勢（すなわち、ＬＣＤが下向き）でＬＣＤを搬送する。基準ブロック４５は、コンベヤ又はチェーンコンベヤシステムを使用して動かされることができ、固定された切断ブレードと自動的に整合され、そのブロックの上面に配置されたＬＣＤの正確な位置での切断を保証する。

二つの切開オペレーションが実行された後、一対の並列な機械的アームは、ＬＣＤ１の両側の下に移動し、ＬＣＤを上方に持ち上げ、切開された材料は重力によってコンベヤ上に遅れて残され、保管場所に運ばれる。粉砕オペレーションの間、ＬＣＤは、チェーンが囲いシェルに対して管を破壊し破片がシステムからさらされる回転シャフト上に機械的アームによって支持される。

本発明は、プロセスがサイズ、構造、モデル又は形状にかかわらずあらゆるタイプのＬＣＤを扱うことができるので、汎用性を備え、環境に優しいプロセスで有害物質の除去の利点を実現する。ＬＣＤに含まれる約７０乃至１００のねじを緩める問題が回避される。有害物質の除去は、大規模なオペレーションに対して下流の細断処理プロセスの可能性を許容する。一般的に５１％以上の残りの材料が非鉄金属であるので磁気分離が実行可能である。

処理の前に壊れた蛍光管の問題は、フレーム６及び２が粉砕を支持するために使用されているために効果的に対処される。プロセスは、有害物質を除去することにより、ＷＥＥＥ指令の要件を満たし、材料の約７５％の重量の回復を達成することができる。３段階のプロセスは、３つのＬＣＤを一度のプロセスで行われるのを許容し、スループットを３倍にする。

ＬＣＤ内の多くの構成要素が汚染されていない廃棄物の流れとして大きな価値を有するので、このリサイクルプロセスは、これらの構成要素の安全な回復を保証する。例えば、下流工程は、大きな価値を持っている、ＰＣＢボード、プラスチック及びスチールの金属フレームを回復することができる。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、構成及び細部を変形できる。例えば、ブレード、バンドソー、丸鋸、切削工具、ダイヤモンドブレード、ダイヤモンドツール、ファイル、ガラスカッター、弓のこ、ハンドソー、ナイフ、レーザーカッター、フライスカッター、プラズマカッター、のこぎり、メス、ハサミ、飛び出しナイフ、ツールビット、旋盤の旋削工具、及び／又はウォータージェットカッターなどのあらゆるものが切開オペレーションのために使用される。また、切開オペレーションは、真空下で実施することができることが想定される。また、ブラシが管をつぶすために使用されることができる。
[形態１] 有害物質を取り除くためにＬＣＤディスプレイを処理するためのプロセスであって、
フロントパネル（３）の周りに延びる切開ライン（１０）でＬＣＤディスプレイのフレーム（２）の前部分で切開するステップと、
蛍光管（５）をさらすために構成要素（３、４）を取り除くステップと、
元の場所で蛍光管（５）を粉砕（６０、７１、８１）し、粉砕した管から発生する粒子及びガスを吸引することにより取り除くステップと、を備える、プロセス。
[形態２] 形態１記載のプロセスにおいて、
切開は、フレーム（２）及び前パネル（３）と隣接する凹部リップに平行である、プロセス。
[形態３] 形態２記載のプロセスにおいて、
切開は、凹部リップから０乃至３０ｍｍの範囲の距離にある、プロセス。
[形態４] 形態３記載のプロセスにおいて、
距離は、１０ｍｍ乃至２０ｍｍの範囲にある、プロセス。
[形態５] 形態１乃至４のうちのいずれか一つに記載のプロセスにおいて、
切開は、フレームの上面から２０ｍｍ乃至５０ｍｍの深さにある、プロセス。
[形態６] 形態１乃至５のうちのいずれか一つに記載のプロセスにおいて、
少なくとも二つの切開が同時に行われる、プロセス。
[形態７] 形態１乃至６のうちのいずれか一つに記載のプロセスにおいて、
ビジョンシステムがブレードの位置を案内する、プロセス。
[形態８] 形態１乃至７のうちのいずれか一つに記載のプロセスにおいて、
プローブ又はセンサー（４０、４１）の平行移動は、切開ツールの位置を案内する、プロセス。
[形態９] 形態１乃至８のうちのいずれか一つに記載のプロセスにおいて、
基準ブロックは、切開ツールの位置を案内する、プロセス。
[形態１０] 形態１乃至９のうちのいずれか一つに記載のプロセスにおいて、
ローラー（６０）は、粉砕のために使用される、プロセス。
[形態１１] 形態１乃至９のうちのいずれか一つに記載のプロセスにおいて、
往復運動するプレート（７１）は、粉砕のために使用される、プロセス。
[形態１２] 形態１乃至９のうちのいずれか一つに記載のプロセスにおいて、
回転部材（８１）は、粉砕のために使用される、プロセス。
[形態１３] 形態１乃至９のうちのいずれか一つに記載のプロセスにおいて、
ブラシは、粉砕のために使用される、プロセス。
[形態１４] 形態１乃至１３のうちのいずれか一つに記載のプロセスにおいて、
ＬＣＤディスプレイは、少なくともいくつかのプロセスの間、キャリヤパレット（３０）で運ばれる、プロセス。
[形態１５] 形態１４記載のプロセスにおいて、
キャリヤパレットは、ＬＣＤディスプレイの様々な構成に対応するために形状記憶ベース（３１）を備える、プロセス。
[形態１６] 形態１４記載のプロセスにおいて、
キャリヤパレットは、ＬＣＤディスプレイを把持するためにピストン（３２）を備える、プロセス。
[形態１７] 形態１乃至１３のうちのいずれか一つに記載のプロセスにおいて、
ＬＣＤディスプレイは、少なくともいくつかのプロセスの部分の間、基準ブロック（４５）上で逆さまで運ばれる、プロセス。
[形態１８] 形態１７記載のプロセスにおいて、
粉砕は、摘出漏斗（８３）上で行われる、プロセス。
[形態１９] 形態１乃至１８のうちのいずれか一つに記載のプロセスにおいて、
粉砕は、摘出ダクトに向かって粒子及びガスを吹くエアブロワー（６１）と共に行われる、プロセス。
[形態２０] 形態１乃至１９のうちのいずれか一つに記載のプロセスにおいて、
蛍光管の処理後の残りの構成要素は、粉砕及びリサイクル（９０）によって処理される、プロセス。
[形態２１] 形態２０記載のプロセスにおいて、
残りの非鉄金属の細断及び磁気抽出が行われる、プロセス。
[形態２２] ＬＣＤディスプレイから有害物質を取り除くためのシステムであって、
フロントパネル（３）の周りに延びる切開ライン（１０）でＬＣＤディスプレイのフレーム（２）の前部分で切開する手段と、
蛍光管（５）をさらすために構成要素（３、４）を取り除く手段と、
元の場所で蛍光管（５）を粉砕する手段（６０、７１、８１）と、
粉砕した管から発生する粒子及びガスを吸引することにより取り除くための摘出システム（６２、８３）と、を備える、システム。

Claims (22)

1. 有害物質を取り除くためにＬＣＤディスプレイを処理するためのプロセスであって、
   フロントパネル（３）の周りに延びる切開ライン（１０）でＬＣＤディスプレイのフレーム（２）の前部分で切開するステップと、
   蛍光管（５）をさらすためにフロントパネル（３）を含むパネルの構成要素（３、４）を取り除くステップと、
   元の場所で蛍光管（５）を粉砕（６０、７１、８１）し、粉砕した管から発生する粒子及びガスを吸引することにより取り除くステップと、を備える、プロセス。
2. 請求項１記載のプロセスにおいて、
   切開は、フレーム（２）及びフロントパネル（３）と隣接する凹部リップに平行である、プロセス。
3. 請求項２記載のプロセスにおいて、
   切開は、凹部リップから０乃至３０ｍｍの範囲の距離にある、プロセス。
4. 請求項３記載のプロセスにおいて、
   距離は、１０ｍｍ乃至２０ｍｍの範囲にある、プロセス。
5. 請求項１乃至４のうちのいずれか一つに記載のプロセスにおいて、
   切開は、フレームの上面から２０ｍｍ乃至５０ｍｍの深さにある、プロセス。
6. 請求項１乃至５のうちのいずれか一つに記載のプロセスにおいて、
   少なくとも二つの切開が同時に行われる、プロセス。
7. 請求項１乃至６のうちのいずれか一つに記載のプロセスにおいて、
   ビジョンシステムが切開ツールの位置を案内する、プロセス。
8. 請求項１乃至７のうちのいずれか一つに記載のプロセスにおいて、
   プローブ又はセンサー（４０、４１）の平行移動は、切開ツールの位置を案内する、プロセス。
9. 請求項１乃至８のうちのいずれか一つに記載のプロセスにおいて、
   ＬＣＤディスプレイはＬＣＤディスプレイの各大きさの基準として使用される基準ブロック上に配置され、
   基準ブロックは、コンベヤ又はチェーンコンベヤシステムを使用して動かされることができ、
   基準ブロックの位置は、ＬＣＤディスプレイの正確な位置での切断を保証するために切断ブレードと整合される、プロセス。
10. 請求項１乃至９のうちのいずれか一つに記載のプロセスにおいて、
    ローラー（６０）は、粉砕のために使用される、プロセス。
11. 請求項１乃至９のうちのいずれか一つに記載のプロセスにおいて、
    往復運動するプレート（７１）は、粉砕のために使用される、プロセス。
12. 請求項１乃至９のうちのいずれか一つに記載のプロセスにおいて、
    回転部材（８１）は、粉砕のために使用される、プロセス。
13. 請求項１乃至９のうちのいずれか一つに記載のプロセスにおいて、
    ブラシは、粉砕のために使用される、プロセス。
14. 請求項１乃至１３のうちのいずれか一つに記載のプロセスにおいて、
    ＬＣＤディスプレイは、少なくともいくつかのプロセスの間、キャリヤパレット（３０）で運ばれる、プロセス。
15. 請求項１４記載のプロセスにおいて、
    キャリヤパレットは、ＬＣＤディスプレイの様々な構成に対応するために形状記憶ベース（３１）を備える、プロセス。
16. 請求項１４記載のプロセスにおいて、
    キャリヤパレットは、ＬＣＤディスプレイを把持するためにピストン（３２）を備える、プロセス。
17. 請求項１乃至１３のうちのいずれか一つに記載のプロセスにおいて、
    ＬＣＤディスプレイは、少なくともいくつかのプロセスの部分の間、ＬＣＤディスプレイの面が下向きになるように基準ブロック（４５）上に配置される、プロセス。
18. 請求項１７記載のプロセスにおいて、
    少なくともいくつかのプロセスの部分は、粉砕ステップを備え、粉砕ステップは、摘出漏斗（８３）上で行われる、プロセス。
19. 請求項１乃至１８のうちのいずれか一つに記載のプロセスにおいて、
    粉砕は、摘出ダクトに向かって粒子及びガスを吹くエアブロワー（６１）と共に行われる、プロセス。
20. 請求項１乃至１９のうちのいずれか一つに記載のプロセスにおいて、
    蛍光管の処理後の残りの構成要素は、粉砕によって処理されてリサイクルされる、プロセス。
21. 請求項２０記載のプロセスにおいて、
    残りの非鉄金属の細断及び磁気抽出が行われる、プロセス。
22. ＬＣＤディスプレイから有害物質を取り除くためのシステムであって、
    フロントパネル（３）の周りに延びる切開ライン（１０）でＬＣＤディスプレイのフレーム（２）の前部分で切開する手段と、
    蛍光管（５）をさらすためにフロントパネル（３）を含むパネルの構成要素（３、４）を取り除く手段と、
    元の場所で蛍光管（５）を粉砕する手段（６０、７１、８１）と、
    粉砕した管から発生する粒子及びガスを吸引することにより取り除くための摘出システム（６２、８３）と、を備える、システム。

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