JP6924343B2 - ガラスパネル破砕機及びその使用方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ガラスパネル破砕機及びその使用方法に関し、特に、ガラスパネルからガラスを分離、回収するためのガラスパネル破砕機及びその使用方法に関するものである。
太陽光パネルは、２００９年に国が太陽光発電の電力買取を開始したころから大幅に出荷数を伸ばしており、出荷数は当時比で約５倍となっている。将来的に太陽光パネルの撤去、廃棄量も増えることが予想され、廃棄方法やリサイクル方法は検討しておくべき課題であり、特に、リサイクル方法の確立が望まれている。
ところで、太陽光パネルは、インターコネクタ、バスパー等から構成されるセルを保護用のガラスで覆ってなり（以上の構成要素はモジュール基板と呼ばれる。）、周囲をアルミフレームで構成している。
太陽光パネルは、導電性が必要であり、銀や銅等の金属類、フレームのアルミ、パネル表面のガラス等、付加価値の高い成分が含まれている。
その一方で、各部分は樹脂で接着されており、パネル背面のバックシートも樹脂で構成されるなど、多種の成分から構成されているため、各部分、各成分への分離が困難であるという問題があった。
太陽光パネルは、導電性が必要であり、銀や銅等の金属類、フレームのアルミ、パネル表面のガラス等、付加価値の高い成分が含まれている。
その一方で、各部分は樹脂で接着されており、パネル背面のバックシートも樹脂で構成されるなど、多種の成分から構成されているため、各部分、各成分への分離が困難であるという問題があった。
このため、太陽光パネルのリサイクルは、以下のように行われている。
アルミフレームは、手作業又は機械的に解体される。
一方、屋外で雨風に晒されて使用されるモジュール基板は、ガラスを封止剤の樹脂（エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、シリコーン樹脂等）で接着することで、ガラスは強固に固定されている。
アルミフレームは、手作業又は機械的に解体される。
一方、屋外で雨風に晒されて使用されるモジュール基板は、ガラスを封止剤の樹脂（エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、シリコーン樹脂等）で接着することで、ガラスは強固に固定されている。
ガラスをリサイクルする場合、金属や有機化合物等の還元性のある不純物の混入は品質低下を引き起こすため、厳しく避ける必要がある。したがって、太陽光パネルのガラスの剥離時にガラスに封止剤等の構成物の混入を避ける必要がある。
ガラスの剥離方法には、以下のような方法があるが、それぞれ短所がある。
（１）ロールにより一定速度でパネルを押出し、その先に１８０〜２００℃に熱した刃物を設置しガラスを剥離する（ホットナイフ分離法）。
・刃物を加熱する熱源が必要となり光熱費が別途かかる。
・メーカーごとにガラスの厚み、樹脂材質が異なるなど性状が一様でない。
・樹脂を加熱して剥離させていくので、１枚当りの処理に比較的時間を要する。
（２）鉄製ブラシを高速で回転させて、パネルからセルを削ぎ取ることで残ったガラスを回収する。
・鉄製ブラシの消耗が早い。
（３）研磨剤を高圧でガラス面に吹き付けて樹脂とガラスを分離する。
・ガラス層下の樹脂類は全く傷つけずに完全に分離可能であるが、１枚の処理に時間を要するため、作業効率が悪い。
・研磨剤の分離をする場合は分離方法を検討する必要がある。ガラスと一緒にセメント材料に利用する場合は研磨剤の消耗品コストが発生する。
（１）ロールにより一定速度でパネルを押出し、その先に１８０〜２００℃に熱した刃物を設置しガラスを剥離する（ホットナイフ分離法）。
・刃物を加熱する熱源が必要となり光熱費が別途かかる。
・メーカーごとにガラスの厚み、樹脂材質が異なるなど性状が一様でない。
・樹脂を加熱して剥離させていくので、１枚当りの処理に比較的時間を要する。
（２）鉄製ブラシを高速で回転させて、パネルからセルを削ぎ取ることで残ったガラスを回収する。
・鉄製ブラシの消耗が早い。
（３）研磨剤を高圧でガラス面に吹き付けて樹脂とガラスを分離する。
・ガラス層下の樹脂類は全く傷つけずに完全に分離可能であるが、１枚の処理に時間を要するため、作業効率が悪い。
・研磨剤の分離をする場合は分離方法を検討する必要がある。ガラスと一緒にセメント材料に利用する場合は研磨剤の消耗品コストが発生する。
上記従来のガラスの剥離方法の問題に鑑み、破砕ローラを用いたガラスパネル破砕機が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
これらの破砕ローラを用いたガラスパネル破砕機は、ガラスパネルのガラスに、破砕ローラによってクラックを生じさせることによって、ガラスパネルからガラスを分離、回収することを基本とするものであるが、破砕ローラによるガラスパネルのガラスの破砕の程度の調節が行いにくく、このため、封止剤、バックシート等の構成物がガラスに混入することを避けられないという問題があった。
本発明は、上記従来の破砕ローラを用いたガラスパネル破砕機の有する問題点に鑑み、破砕ローラによるガラスパネルのガラスの破砕を均一化させるようにしたり、破砕ローラによるガラスパネルのガラスの破砕の程度の調節を行いやすくすることで、ガラスパネルからガラスを分離、回収する際に、封止剤、バックシート等のガラスパネルの構成物がガラスに混入することを防止できるようにしたガラスパネル破砕機及びその使用方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明のガラスパネル破砕機は、ガラスパネルからガラスを分離、回収するために用いられる破砕ローラを用いたガラスパネル破砕機において、軸間距離が調節可能なロールを有する破砕ローラと、該破砕ローラに対してガラスパネルを供給するモータローラコンベアと、該モータローラコンベアの上方に、破砕ローラに対峙して設けられた、モータローラコンベアの搬送面との距離が調節可能で、かつ、自由回転可能なロールを有する押圧ローラとを備えてなることを特徴とする。
また、前記破砕ローラが、正逆回転駆動可能なローラからなり、かつ、モータローラコンベアが、ガラスパネルの移送方向を可逆に構成されてなるようにすることができる。
また、上記目的を達成するため、本発明のガラスパネル破砕機の使用方法は、上記のガラスパネルからガラスを分離、回収するために用いられる破砕ローラを用いたガラスパネル破砕機の使用方法において、モータローラコンベア上のガラスパネルを、押圧ローラによって押圧しながら、モータローラコンベアによって破砕ローラに対してガラスパネルを供給し、破砕ローラによってガラスパネルのガラスにクラックを生じさせることにより、ガラスパネルからガラスを分離、回収するようにしたことを特徴とする。
また、本発明のガラスパネル破砕機の使用方法は、上記のガラスパネルからガラスを分離、回収するために用いられる破砕ローラを用いたガラスパネル破砕機の使用方法において、モータローラコンベア上のガラスパネルを、押圧ローラによって押圧しながら、モータローラコンベアによって破砕ローラに対してガラスパネルを供給し、破砕ローラによってガラスパネルのガラスにクラックを生じさせることを、破砕ローラのローラを正逆回転駆動させるとともに、モータローラコンベアのガラスパネルの移送方向を可逆にさせることによって、１枚のガラスパネルに対して複数回繰り返して行い、ガラスパネルからガラスを分離、回収するようにしたことを特徴とする。
本発明のガラスパネル破砕機及びその使用方法によれば、モータローラコンベア上のガラスパネルを、押圧ローラによって押圧しながら、モータローラコンベアによって破砕ローラに対してガラスパネルを供給し、破砕ローラによってガラスパネルのガラスにクラックを生じさせることにより、破砕ローラによるガラスパネルの封止剤、バックシート等の延びやガラスの破砕を均一化させることができ、ガラスパネルからガラスを分離、回収する際に、封止剤、バックシート等のガラスパネルの構成物がガラスに混入することを防止できる。
また、本発明のガラスパネル破砕機及びその使用方法によれば、モータローラコンベア上のガラスパネルを、押圧ローラによって押圧しながら、モータローラコンベアによって破砕ローラに対してガラスパネルを供給し、破砕ローラによってガラスパネルのガラスにクラックを生じさせることを、破砕ローラのローラを正逆回転駆動させるとともに、モータローラコンベアのガラスパネルの移送方向を可逆にさせることによって、１枚のガラスパネルに対して複数回繰り返して行うことにより、破砕ローラによるガラスパネルのガラスの破砕の程度の調節を行いやすくすることができ、ガラスパネルからガラスを分離、回収する際に、封止剤、バックシート等のガラスパネルの構成物がガラスに混入することを防止できる。
以下、本発明のガラスパネル破砕機及びその使用方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１〜図４に、本発明のガラスパネル破砕機の一実施例を示す。
このガラスパネル破砕機は、ガラスパネルＰ、例えば、廃棄された太陽光パネルからガラスを分離、回収するために用いられるもので、軸間距離が調節可能な１対のロール１ａ、１ｂを有する破砕ローラ１と、この破砕ローラ１に対してガラスパネルＰを供給するモータローラコンベア２と、このモータローラコンベア２の上方に、破砕ローラ１に対峙して設けられた、モータローラコンベア２の搬送面との距離が調節可能で、かつ、自由回転可能なロール３ａを有する押圧ローラ３とを備えるようにしている。
このガラスパネル破砕機は、ガラスパネルＰ、例えば、廃棄された太陽光パネルからガラスを分離、回収するために用いられるもので、軸間距離が調節可能な１対のロール１ａ、１ｂを有する破砕ローラ１と、この破砕ローラ１に対してガラスパネルＰを供給するモータローラコンベア２と、このモータローラコンベア２の上方に、破砕ローラ１に対峙して設けられた、モータローラコンベア２の搬送面との距離が調節可能で、かつ、自由回転可能なロール３ａを有する押圧ローラ３とを備えるようにしている。
この場合において、破砕ローラ１のロール１ａ、１ｂは、上下に配置するようにし、モータローラコンベア２を介して、アルミフレームを事前に取り外したガラスパネルＰを、ロール１ａ、１ｂ間に水平に供給するようにされている。
ガラスパネルＰは、メーカー、型式で厚み、層構成等が異なるため、破砕ローラ１のロール１ａ、１ｂの隙間の寸法は、調節可能となっている。この隙間の寸法調節は、例えば、シリンダ、ジャッキ等の調節機構１ｃによって、上側のロール１ａを上下動させることによって行うことができる。
破砕ローラ１のロール１ａ、１ｂの隙間の寸法は、破砕ローラ１のロール１ａ、１ｂ間に供給されたガラスパネルＰのガラスに荷重がかかり、クラックが入るだけの荷重がかかるように調節する必要がある。
具体的には、破砕ローラ１のロール１ａ、１ｂ間にガラスパネルＰが供給されると、ロール１ａ、１ｂに圧力が生じる。その圧力の大きさに合わせて、ロール１ａ、１ｂの隙間の寸法が変わるように、ロール１ａ、１ｂ（本実施例においては、上側のロール１ａ。）の上下方向の位置を調節する。この調節は、手動、自動のいずれでも可能であるが、自動の場合、ガラスパネルＰの供給直後の荷重を監視し、設定値となるようにロール１ａ、１ｂ（本実施例においては、上側のロール１ａ。）を上下動させることによって行うことができる。
具体的には、破砕ローラ１のロール１ａ、１ｂ間にガラスパネルＰが供給されると、ロール１ａ、１ｂに圧力が生じる。その圧力の大きさに合わせて、ロール１ａ、１ｂの隙間の寸法が変わるように、ロール１ａ、１ｂ（本実施例においては、上側のロール１ａ。）の上下方向の位置を調節する。この調節は、手動、自動のいずれでも可能であるが、自動の場合、ガラスパネルＰの供給直後の荷重を監視し、設定値となるようにロール１ａ、１ｂ（本実施例においては、上側のロール１ａ。）を上下動させることによって行うことができる。
ガラスパネルＰのガラスは封止剤である樹脂で接着されている。樹脂やガラスは、メーカー、型式で多数種類あり、樹脂により機械的性質（圧縮応力、曲げ応力、引張弾性率、引張強さ等）も異なるため、ロール１ａ、１ｂはシャフトに脱着自由な構造とし、破砕に最適なロールを選択することができるようにすることが好ましい。
ロール１ａ、１ｂには、円周方向に溝を有するもの（図２（ａ））のほか、軸方向に溝を有するもの（図２（ｂ））、軸方向に対して角度を有する溝を有するもの（図２（ｃ））等を用いることができる。
ロール１ａ、１ｂには、円周方向に溝を有するもの（図２（ａ））のほか、軸方向に溝を有するもの（図２（ｂ））、軸方向に対して角度を有する溝を有するもの（図２（ｃ））等を用いることができる。
破砕ローラ１は、１対のロール１ａ、１ｂで構成するほか、直列に配設した２対以上の複数対で構成することができる。
そして、本実施例においては、破砕ローラ１には、正逆回転駆動可能なロール１ａ、１ｂを、また、モータローラコンベア２には、ガラスパネルＰの移送方向を可逆に構成されてなるモータローラコンベアを用いるようにしている。
ところで、ガラスパネルＰの封止剤、バックシート等とそれに接着してあるガラスでは展延性が異なるため、破砕ローラ１によるガラスパネルＰの破砕のされ方により、優先的に封止剤、バックシート等が延びる箇所とそうでない箇所ができてしまい、封止剤、バックシート等が破断する現象が発生する。封止剤、バックシート等が破断するとその破片がガラスに混じりコンタミとなるため、リサイクルを行う際に問題が生じる懸念がある。
押圧ローラ３は、それを解消するために設けられるもので、破砕ローラ１に対峙するように、ガラスパネルＰの供給側に設けられ、モータローラコンベア２の搬送面との距離が調節可能で、かつ、自由回転可能なロール３ａを有するようにされている。
このモータローラコンベア２の搬送面との距離の調節は、例えば、シリンダ、ジャッキ等の調節機構３ｂによって、ロール３ａを上下動させることによって行うことができる。
押圧ローラ３は、それを解消するために設けられるもので、破砕ローラ１に対峙するように、ガラスパネルＰの供給側に設けられ、モータローラコンベア２の搬送面との距離が調節可能で、かつ、自由回転可能なロール３ａを有するようにされている。
このモータローラコンベア２の搬送面との距離の調節は、例えば、シリンダ、ジャッキ等の調節機構３ｂによって、ロール３ａを上下動させることによって行うことができる。
ガラスパネルＰが投入されていない場合、押圧ローラ３のロール３ａは、上方に位置しているが、ガラスパネルＰがモータローラコンベア２上に投入されたことを検知すると押圧ローラ３のロール３ａが下降し、ガラスパネルＰに接近する。
押圧ローラ３のロール３ａは、その押付力を検知し、閾値になるまでガラスパネルＰを押圧して、封止剤、バックシート等の不均一な伸びを防止する。その結果、封止剤、バックシート等が破断されずにガラスのみが破砕され、封止剤、バックシート等から剥離することになる。
押圧ローラ３のロール３ａは、その押付力を検知し、閾値になるまでガラスパネルＰを押圧して、封止剤、バックシート等の不均一な伸びを防止する。その結果、封止剤、バックシート等が破断されずにガラスのみが破砕され、封止剤、バックシート等から剥離することになる。
このガラスパネル破砕機は、図３に示すように、モータローラコンベア２上のガラスパネルＰを、押圧ローラ３によって押圧しながら、モータローラコンベア２によって破砕ローラ１に対してガラスパネルＰを供給し、破砕ローラ１によってガラスパネルＰのガラスにクラックを生じさせることにより、破砕ローラ１によるガラスパネルの封止剤、バックシート等の延びやガラスの破砕を均一化させることができ、ガラスパネルＰからガラスを分離、回収する際に、封止剤、バックシート等のガラスパネルの構成物がガラスに混入することを防止できる。
また、このガラスパネル破砕機は、図４に示すように、モータローラコンベア２上のガラスパネルＰを、押圧ローラ３によって押圧しながら、モータローラコンベア２によって破砕ローラ１に対してガラスパネルＰを供給し、破砕ローラ１によってガラスパネルＰのガラスにクラックを生じさせることを、破砕ローラ１の１対のローラを正逆回転駆動させるとともに、モータローラコンベア２のガラスパネルＰの移送方向を可逆にさせることによって、１枚のガラスパネルＰに対して複数回繰り返して行うことにより、破砕ローラによるガラスパネルのガラスの破砕の程度の調節を行いやすくすることができ、ガラスパネルＰからガラスを分離、回収する際に、封止剤、バックシート等のガラスパネルの構成物がガラスに混入することを防止できる。
このように、１枚のガラスパネルＰに対して複数回繰り返して行うことにより、破砕ローラによるガラスパネルのガラスの破砕の程度の調節を行いやすくして、破砕時のガラス剥離率を向上することができるが、ガラスパネルＰを一方向から投入し、その方向に排出しようとすれば、通常の運転方法では、１、３、５、・・・の奇数回の破砕を行うことになる。破砕回数が増すほど、封止剤、バックシート等が破断する確立は当然上がってくるし、ガラス破砕物へのコンタミ率が上がってしまう。
これに対して、偶数回の破砕が可能となれば、より適度な剥離率と封止剤、バックシート等の破断のない処理が可能となる。そこで、破砕ローラ１を制御しながら運転することで偶数回の破砕を可能とした。
偶数回の破砕は、ガラスパネルＰの戻り時の破砕ローラ１の押し付けがない状態にロール１ａ、１ｂの隙間の寸法を制御して、戻り時にガラスパネルＰが破砕されないようにする。このとき、ガラスパネルＰは、押圧ローラ３によって押圧しながら、モータローラコンベア２を逆方向に駆動することによって、戻り方向に移送することができる。そして、再度、破砕ローラ１の押付力を保持できる状態にロール１ａ、１ｂの隙間の寸法を制御して、ガラスパネルＰを送り出すことで、ガラスパネルＰのガラスを破砕できるようにすることで、２、４、６、・・・の複数回の再破砕が可能となる。
これに対して、偶数回の破砕が可能となれば、より適度な剥離率と封止剤、バックシート等の破断のない処理が可能となる。そこで、破砕ローラ１を制御しながら運転することで偶数回の破砕を可能とした。
偶数回の破砕は、ガラスパネルＰの戻り時の破砕ローラ１の押し付けがない状態にロール１ａ、１ｂの隙間の寸法を制御して、戻り時にガラスパネルＰが破砕されないようにする。このとき、ガラスパネルＰは、押圧ローラ３によって押圧しながら、モータローラコンベア２を逆方向に駆動することによって、戻り方向に移送することができる。そして、再度、破砕ローラ１の押付力を保持できる状態にロール１ａ、１ｂの隙間の寸法を制御して、ガラスパネルＰを送り出すことで、ガラスパネルＰのガラスを破砕できるようにすることで、２、４、６、・・・の複数回の再破砕が可能となる。
以上、本発明のガラスパネル破砕機及びその使用方法について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
本発明のガラスパネル破砕機及びその使用方法は、破砕ローラによるガラスパネルのガラスの破砕を均一化させるようにしたり、破砕ローラによるガラスパネルのガラスの破砕の程度の調節を行いやすくすることで、ガラスパネルからガラスを分離、回収する際に、封止剤、バックシート等のガラスパネルの構成物がガラスに混入することを防止できるという特性を有していることから、太陽光パネルのリサイクルの用途に好適に用いることができるほか、例えば、液晶パネル、プラズマパネル、有機ＥＬパネル、合わせガラス（例えば、車のフロントガラス、建築物の窓ガラス等。）等の各種ガラスパネルのリサイクルの用途にも用いることができる。
１ 破砕ローラ
１ａ ロール
１ｂ ロール
１ｃ 調節機構
２ モータローラコンベア
３ 押圧ローラ
３ａ ロール
３ｂ 調節機構
Ｐ ガラスパネル
１ａ ロール
１ｂ ロール
１ｃ 調節機構
２ モータローラコンベア
３ 押圧ローラ
３ａ ロール
３ｂ 調節機構
Ｐ ガラスパネル
Claims (4)
- ガラスパネルからガラスを分離、回収するために用いられる破砕ローラを用いたガラスパネル破砕機において、軸間距離が調節可能なロールを有する破砕ローラと、該破砕ローラに対してガラスパネルを供給するモータローラコンベアと、該モータローラコンベアの上方に、破砕ローラに対峙して設けられた、モータローラコンベアの搬送面との距離が調節可能で、かつ、自由回転可能なロールを有する押圧ローラとを備えてなることを特徴とするガラスパネル破砕機。
- 前記破砕ローラが、正逆回転駆動可能なローラからなり、かつ、モータローラコンベアが、ガラスパネルの移送方向を可逆に構成されてなることを特徴とする請求項１に記載のガラスパネル破砕機。
- 請求項１又は２に記載のガラスパネルからガラスを分離、回収するために用いられる破砕ローラを用いたガラスパネル破砕機の使用方法において、モータローラコンベア上のガラスパネルを、押圧ローラによって押圧しながら、モータローラコンベアによって破砕ローラに対してガラスパネルを供給し、破砕ローラによってガラスパネルのガラスにクラックを生じさせることにより、ガラスパネルからガラスを分離、回収するようにしたことを特徴とするガラスパネル破砕機の使用方法。
- 請求項２に記載のガラスパネルからガラスを分離、回収するために用いられる破砕ローラを用いたガラスパネル破砕機の使用方法において、モータローラコンベア上のガラスパネルを、押圧ローラによって押圧しながら、モータローラコンベアによって破砕ローラに対してガラスパネルを供給し、破砕ローラによってガラスパネルのガラスにクラックを生じさせることを、破砕ローラのローラを正逆回転駆動させるとともに、モータローラコンベアのガラスパネルの移送方向を可逆にさせることによって、１枚のガラスパネルに対して複数回繰り返して行い、ガラスパネルからガラスを分離、回収するようにしたことを特徴とするガラスパネル破砕機の使用方法。
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