TWI558744B - Separation method and apparatus for multi - layer system - Google Patents

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TWI558744B TW101102793A TW101102793A TWI558744B TW I558744 B TWI558744 B TW I558744B TW 101102793 A TW101102793 A TW 101102793A TW 101102793 A TW101102793 A TW 101102793A TW I558744 B TWI558744 B TW I558744B
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Description

多層系統的分離方法和裝置
本發明涉及一種用來分離多層系統(其特別是位於光伏打(voltaic)模組、電池或螢幕中)之分離媒體，以達成再循環(recycling)之目的。
又，本發明涉及一種用來分離多層系統(其特別是位於光伏打模組中)之方法，以達成再循環之目的，此方法包括以分離媒體來進行清洗。
同時，本發明亦涉及使用一種分離媒體來分離多層系統(其特別是位於光伏打模組中)，以達成再循環之目的。
最後，本發明涉及一種用來進行上述方法之設備。
光伏打模組和其它存在於多層系統中的物件(特別是電子物件)之逐漸增加的加工程度已需要一種適當的方法和材料以將停工時所保存的物件及其製造時所沈積的生產廢物予以去除(特別是進行再循環)。此種預加工及再循環因此特別是亦適用於製造二次管件材料，其可重新提供至一種經濟循環中。又，環境保護之問題逐漸扮演更大的角色，其同樣會對未每次進行預加工的上述物件之去除造成阻礙。此種條件下會有以下的需求：在再循環過程中應儘可能以環境保護及資源保護的方式來進行。
目前使用之上述類型的方法和分離媒體一方面係以使用矽-厚層模組(例如，晶體矽模組)用的化學-和熱過程為主，且另一方面係以使用薄層模組或CdTe-薄層模組之再循環用之機械-和化學分離過程為主。
因此，光伏打模組一方面是以矽晶圓為主，矽晶圓藉 由乙烯乙酸乙烯酯(EVA)之積層而埋置於二個玻璃圓板內部中且藉由適當之框來設定，其中形成所謂的矽-厚層模組。其它形式的伏打單元或伏打模組藉助於薄層來製成，各薄層藉由物理性及/或化學性的蒸氣沈積法而直接施加於玻璃圓板上。因此，市場上存在各種不同的薄層單元，例如，非晶矽，微晶矽，碲化鎘，銅-銦-二硒化物(Diselenid)，及砷化鎵。
習知的方法因此亦涉及熱分離過程，即，EVA-黏合物之破壞，其與化學方法相結合以淨化所獲得之矽晶圓或原(raw)矽。此方法之缺點是需高能量且依據情況只適用於薄層模組。
另一習知的方法基本上以下述方式為主：利用硫酸和過氧化氫藉由蝕刻過程來使多層系統分離。缺點是：使用此種材料一方面對環境造成負擔且另一方面在蝕刻過程之後使值材(value material)之分離和集中是昂貴的。
在習知的方法中，各材料由於所使用之酸而不利地使各層完全溶解於溶液中。因此，須不利地藉由高能量和材料昂貴之方法，例如，電解，使材料由所使用之蝕刻溶液中溶解出來，該材料因此可用於另一用途中。
在上述背景之前，本發明的目的是提供一種上述形式之分離媒體、方法、用途及裝置，其能以方法技術上較簡易且使環境的負擔儘可能少的方式以較高的再循量來進行多層系統(特別是光電伏打模組)之分離。
上述目的就分離媒體而言，以上述形式的分離媒體來達成，其是奈米級的分散劑(dispersion)或由其導出的前驅 物。本發明的範圍中，奈米級的分散劑之概念用作總概念，其均勻地包括像迷你乳膠(emulsion)之類的微乳膠且與穩定的光學均勻分散劑有關，其含有二種不可混合之成分且藉由至少一種兩性分子化合物(amphiphile)成分來達成穩定。本發明中已知使用上述概念下的分散劑作為奈米級分散劑的前驅物，但其只具有二種不可混合的成分之一。藉由添加該缺少的成分至該前驅物，則可由該前驅物獲得奈米級的分散劑。因此，該缺少的成分在分離過程中亦由待加工的材料中抽走。藉助於本發明的分離媒體，可使黏合物和塗層分離，此時已黏合且已塗佈之材料之各相(phase)之間的界面應力下降而達成分離作用。在光伏打模組中，藉由本發明之分離媒體，則例如可進行一種玻璃-玻璃-黏合物之分離(其通常使用EVA或類似的材料)或使貴金屬塗層及/或半導體塗層由薄層模組分離。本發明的分離媒體亦可用來分離光伏打模組，其中玻璃-玻璃-連接藉由一種類似於自動玻璃前圓板中的PVB-箔而存在著。本發明之奈米級的分散劑可以成本有利地製成。又，其可達成廣泛的無損耗之分離且再獲得有價值的材料，然後有益地利用該材料。在使用之後，可有利地對本發明之奈米級的分散劑進行加工和再利用。不同於藉由蝕刻所施加的習知方法，其中該值材亦可溶解，藉由該分離媒體的使用，可使有價值的材料藉由簡易的過濾而分離，該材料以面的形式(即，巨觀單位)而分開。使用本發明的材料混合物做為分離媒體不會造成化學溶解，而是會在結合面上的各層造成小部份(例如，多葉式或條形)的分離。因此，金屬或半導體或石墨之薄層可由基板載體層(例如，玻璃或金屬)分離。由二個或多個薄的 單一層構成的已結合的薄層亦可分離成各別的單一層。因此，實際上不會造成明顯的材料損耗且不同材料之份量(fraction)可在後續的分離階段中由沈積物或泡脹物中分離。
在本發明之分離媒體之一有利的形式中，奈米級的分散劑由有機溶劑、單水成分及至少一表面活性劑(Tenside)所形成，且該前驅物由單水成分及至少一表面活性劑所形成。在用來使多層系統分離時該有機成分係用來使塑料膨脹。又，該有機成分在本發明中用來使多層系統中可能存在之結合劑分開，以便因此促成上述的分離。該有機成分用之有機流體之用途可以很不相同。太陽模組中有機流體之選擇只與黏合化合物有關且最後亦與所施加的薄半導體層中所使用的有機黏合促進劑有關。在本發明之多層系統的分離時，在該分離媒體形成為前驅物的情況下，可由多層系統中獲得該有機成分，此時產生本發明之奈米級的分散劑。
本發明中所謂水成分的概念是指，純形式的水及藉由添加其它成分而造成之所有的水成分之總和。可使本發明之分離媒體上的水成分的量提高的其它水成分特別是可包含在水溶液中。水成分之量因此指出總混合物中的水成分。此水因此亦是其它添加物-成分之組成物。
就像習知所採用者一樣，表面活性劑用來佔據空的表面且使用毛細現象的活性力以形成其它表面。本發明之範圍中，特別是水性檸檬酸做為有機成分已顯示是適當的。
本發明的範圍中，當該有機成分包含不溶於水的油及/或不溶於水的溶劑時是有利的。
本發明的另一形式中，奈米級的分散劑內的水成分具 有至少60Wt.%之濃度，較佳是具有大約70Wt.%之濃度。本發明的範圍中，至少60Wt.%至最多85Wt.%之濃度已顯示是特別適當的。
在本發明之分離媒體之較佳形式中，表面活性劑由負離子表面活性劑、非離子表面活性劑、兩性表面活性劑、或其組合所形成的基(group)中選取。依據定義，表面活性劑具有至少一親水性和一恐水性之功能基。負離子表面活性劑通常具有羧酸鹽-、硫酸鹽或苯磺酸鹽-基以做為功能基。本發明中，非離子表面活性劑特別是可為聚酯-鏈，較佳是烷-聚酯-鏈。本發明中，兩性表面活性劑可含有負離子基及陽離子基且因此依據pH-值可具有像負離子-及陽離子表面活性劑那樣的特性，或由於其結構而保持著雙離子性。雙離子表面活性劑的特性通常與pH-值無關。本發明的範圍中，非離子-、雙離子-和負離子表面活性劑之每一種組合基本上是適當的。在特殊情況下，上述表面活性劑之每一種亦可用作單一的表面活性劑成分。本發明的範圍中，藉由添加負離子-及/或兩性表面活性劑，則在分離過程中在多層系統之待分離之各層之間的界面層中可使本發明之分離媒體之蠕變速率提高。
依據一較佳形式，該分離媒體含有至少一非離子表面活性劑且由負離子-和兩性表面活性劑所形成的基中選取一種或更多的表面活性劑。
一較佳的形式設計方式為：奈米級的分散劑中的非離子表面活性劑所具有的濃度是在2Wt.%至12Wt.%之區間中，特別是在5Wt.%至9Wt.%之區間中。
本發明之分離媒體之另一有利的形式中，奈米級的分 散劑中的負離子表面活性劑及/或兩性表面活性劑所具有的濃度最多是10Wt.%，特別是大約6Wt.%。
為了確保：非離子表面活性劑可良好地溶於水中，則本發明的形式中非離子表面活性劑所具有的HLB-值須設在12至13的區間中。此種HLB(親水-親脂-均衡)-值指出在親水的球狀基和恐水的碳水殘餘物之間如何施加相同的重量。這是藉由因數20和整個莫耳質量上之親水性分子部份之莫耳質量之相對成分的乘積來定義。
本發明之分離媒體之另一形式中，奈米級的分散劑另外含有一種增水溶劑(hydrotrope)以使該分散劑穩定。本發明中該增水溶劑用來使所使用的表面活性劑之毛細現象活性力提高且使奈米級的分散劑穩定。因此，本發明中該增水溶劑一方面用來使有機物質之溶解性獲得改良。另一方面，本發明中藉由該增水溶劑與表面活性劑或界面上的表面活性劑之良好的交互作用來激發該表面活性劑之毛細現象的活性力，這樣可使本發明之奈米級的分散劑之可負載性提高。另一方面，在作用相同的情況下，表面活性劑之使用濃度可減少。這對於本發明之分離媒體之製造成本是有利的。本發明的範圍中，胺基-磷酸或對-甲苯磺酸已顯示可做為特別適當的增水溶劑。
該分離媒體之有利的形式中，該增水溶劑包含短鏈之極化有機子。本發明的範圍中，六個或五個碳原子之鏈長度已顯示是特別適當的。碳原子例如可配置在邊界相(phase)中。又，該增水溶劑可有利地與表面活性劑或可能存在之共表面活性劑互相作用。表面活性劑與該增水溶劑之互相作用會導至毛細現象的活性力增強，其通常可用來解釋該 分離的達成。
本發明之形式中，該增水溶劑特別是可包含有機酸或有機酸之鹽。較佳是使用有機酸分子做為增水溶劑，其在用作酸時產生一與有機酸有關之pH-值。然後，硬表面之多種分離藉由微乳膠之酸特性來促成。若該分離過程在中性區或鹼性區中可特別有利地進行，則本發明中可使用相對應的鹼鹽或胺鹽。胺鹽中較佳是可使用有機鹽之烷醇胺。在此種情況下，烷醇胺在本發明的範圍中亦可視為增水溶劑。
在本發明之分離媒體之另一形式中，依本發明的概念為了促進微乳膠或奈米級的分散劑的形成，則奈米級的分散劑須包含一種共表面活性劑。本發明中較佳為，異丁醇(isobutanol)已顯示是適當的。各應用中異丁醇由於其較低的燃點而不適用於工業中，則本發明中可使用均勻的長鏈式乙醇或其衍生物。
在本發明的特殊形式中，該共表面活性劑包含短鏈之乙醇，較佳是乙已醇及/或烷單乙二酯。適用於本發明之範圍中的乙醇必須多少可溶於水中且同時可良好地溶解於所使用的有機相中。又，其在界面上須與所用之表面活性劑互相作用且因此在該界面上可與該表面活性劑一同形成單分子液晶層。
本發明之分離媒體另外可包含一種基本成分，特別是NaOH，以提高pH-值。
針對開始所述形式之方法之目的藉由下述方法來達成，其中藉由該分離媒體將單一層或多個層之至少一些區段由該多層系統分離，使各層的材料基本上未溶解。
在本發明之方法的形式中，該分離媒體依據申請專利範圍第1至14項之一而形成。
與習知之特別是光伏打模組之分離方法不同，以本發明的方法亦可適當地在各層之間只激發黏合劑，但同時不使層材料本身溶解。因此，可簡易很多地另外再獲得多層系統之成分。又，由於此一原因，則再獲得之量較相對於以酸之使用為主的方法更佳。習知的方法中使用礦酸，就此而言本發明已顯示特別是較習知方法更有利，此乃因本發明的方法中可有利地省略礦酸。
因此，在使用適當的分離媒體時，可使各化合物層達成適當的脫層(delamination)。於是，各層之交沾濕且特別是多層系統之邊界區和邊緣區是需要的，該分離媒體因此可侵入各層之間，以將各層分離。由於本發明中各層未溶解而是分開，則層材料之再獲得可特別簡單地達成。因此，本發明的方法可有利地特別是用來對光伏打模組、電池單元或螢幕進行經濟的預加工。
本發明的範圍中，當在一包含該分離媒體之容器(特別是深水容器)中進行清洗時是有利的，此時待分離之多層系統載入至該容器中，其中較佳是在該分離媒體和該容器之間產生相對移動。此種進行方式可有利地使該分離媒體特別良好地被搬近至待溶解之分離層，以便在該處由於毛細現象之活性力而達成所需求的分離。特別是可使用多個具有旋轉性的轉筒，就像其例如在電解中所採用的已為人所知者一樣。本發明的範圍中，清洗之概念特別是以該分離媒體來沾濕或在該分離媒體中清洗。本發明之範圍中，特別是亦可使用旋轉式容器。
在本發明之方法的一種形式中，當該容器具有漏斗形式時，則可在漏斗中進行清洗。
在本發明之方法的一種形式中，該容器可旋轉，以產生相對移動。以此方式，則可有利地使本發明的分離媒體與待溶解之分離層相接觸。
在本發明之方法的另一有利的形式中，藉由容器中該分離媒體之攪拌及輸送而產生相對移動。特別是可使用漏斗做為容器，其包含一種螺桿。藉由該螺桿，則該分離媒體一方面可在移動時偏移。另一方面，藉由該螺桿可使待再循環之多層系統被載入或送出。
在本發明之方法的另一較佳的形式中，該容器在振動時發生偏移。特別是可使用一種具有抗流動性之振動台，以便亦可送出粒子。
較佳是依據本發明之方法而以抗流動方法來進行清洗。
當該多層系統在清洗之前機械地切碎及/或採用尺寸分級時，本發明之方法可進一步獲得改良。於此，該切碎主要是由於侵佔面積較該分離媒體大而使分離效率獲得改良。此外，該切碎亦可使該待加工之多層系統之可操控性簡化。較佳是，本發明中該待加工之多層系統(特別是伏打模組或產品廢物)被切碎成大約10至30cm2大的多個部份。然而，本發明的範圍中，該些多個部份亦可具有其它不同的大小。該切碎因此就像此行的專家所習知者那樣藉由切斷器(例如，切碎機)來進行。此種依據大小的分類同樣可使可操控性簡化，此乃因螺桿例如可用來對可加工之多層系統進行特定的大小分類且可設定尺寸。本發明中該大 小分類能在最簡單的情況下藉由篩選來進行。
當以本發明之方法的形式來產生穿過該多層系統之一層或多個層之缺陷位置時，同樣可有利地使該分離媒體之侵佔面積擴大。缺陷位置能以切面形式、孔形式或以其它每一種使層系統中斷之方式來形成。缺陷位置的產生例如例如可藉由多層系統之刻劃而在以該分離媒體來操控之前或期間進行。在刻劃時，使不同數目的層中斷。缺陷位置的產生可以機械切割元件、雷射束、以尖銳邊緣之粒子(例如，噴砂)來轟擊、藉由彎曲、折斷、切碎機、磨細來達成。相對應地，本發明中一缺陷位置產生於多層系統之至少一層中，該分離媒體較佳是可侵入至該層中。然而，該多層系統之承載基板未必須分開，其可在單側被塗層且對未以玻璃或箔來覆蓋之基板進行刻劃。
在本發明之方法之較佳的方式中，在清洗之後特別是藉由浮-沈(schwimm-sink)-方法在該分離媒體之作用下對多層系統之已由負載著該成分的分離媒體脫離的成分進行一種分離，其中較佳是依據非鐵-成分(特別是玻璃)及/或鋁、貴金屬及/或在料層來進行分離。由於本發明使用一種奈米級的分散劑，則可使用該浮-沈-方法，其可較傳統之再循環方法(其以熱分離或酸的使用為主)之分離方法更簡易且成本更有利地進行。然而，在本發明之方法的範圍中，除了此處只以例子來描述的浮-沈-方法以外，亦可使用此行的專家所熟知之所有其它方法來進行分離。藉由此種分離，則亦可再獲得EVA-箔。亦可再獲得一種通常用來使光伏打模組固定且予以穩定的鋁框。這在一種像傳統中所用之熱分離過程中是不可能的，此乃因在熱分離中該EVA-黏合物會 被破壞。依據本發明，此種分離亦包括簡單的過濾，以便以最簡單的方式將固體成分由負載有該固體成分之分離媒體中分離。
本發明的範圍中，當該分離是藉由過濾方法來進行時是有利的，此時該多層系統之已分離的成分較佳是機械方式保留著。例如，藉由過濾元件可將已分離的成分保留著。
在本發明之方法之另一方式中，為了進行分離，可進行一種氣泡-漂浮方法。此方法中，已脫離的層部份(其為薄面狀且輕)由於其在比例上有較大的表面而由氣泡一起取出且因此進行沖洗。反之，壁較厚之較重粒子沈積在底部，以進行一種分離過程。
本發明之方法的範圍中，一種分離可均勻地藉由使用待分離之物質之磁性或電性之不同而達成。
通常，使用本發明的奈米級分散劑對所獲得的值材之品質是有利的。對由傳統式光伏打模組加工而得之玻璃份量而言，目前例如仍只保留在泡沫玻璃-或絕緣材料製造之階段中。反之，以使用本發明之奈米級分散劑形式的分離媒體為主之本發明的方法能提供高值品質之玻璃。
當該分離媒體在清洗之後重新再獲得且再被使用時，本發明之再循環方法之環境相容性可獲得改良。本發明之分離媒體之特別有利的特性可將多層系統分離，使各別的成分能以簡單的方式分離且因此可再使用該分離媒體。
依據本發明，針對用途的目的是藉由使用如申請專利範圍第1至14項中任一項所述之分離媒體使多層系統(特別是光伏打模組)分離以達到再循環為目的來達成。該分離媒體的使用與多層系統(例如，光伏打模組)之分離相結合，這 樣可有利地使光伏打模組達成一種特別是與環境相容的再加工。另外，這樣可達成特別高的再循環量。又，所獲得的再循環產品之品質優於例如使用酸(特別是礦酸)來進行分離時所獲得者。
本發明中該分離媒體之另一用途是用來對電池模組和蓄電池進行分離。在此種情況下，本發明中顯示：已結合之固定的碳層可有利地直接由金屬層溶解，以獲得各別的層之薄面式的片段，其可輕易地分離。於此，材料基本上不能以化學方式來溶解或以其它方式改變。依據本發明的用途，為了使碳層由金屬層剝離，特別是能有利地不需使用強酸(例如，礦酸)。
本發明中該分離媒體之另一用途是用來對平面螢幕和類似的顯示器進行分離。在此種情況下，例如特別是為了將透明的光學活性箔和其它箔、玻璃品、透明的半導體和其它層分離，本發明的分離媒體之適用性已顯示可用來再獲得塑料、玻璃品、半導體。
依據本發明，針對上述形式的裝置之目的是藉由用來進行上述方式之方法的裝置來達成，此裝置包括多種元件以產生穿過多層系統之一層或多個層之缺陷位置。
為了使該分離媒體作用在待加工之多層系統上，本發明的裝置可具有至少一容器，特別是深水容器。此容器用來容納該分離媒體和該待加工之多層系統。
在本發明的裝置之一形式中，該容器具有可旋轉之轉筒，以便藉由旋轉使該分離媒體與待分離之多層系統之接觸現象獲得改良。
在本發明的裝置之另一有利的形式中，設有一種輸送 元件以產生相對移動及/或輸入-及/或送出待分離之多層系統。依據本發明，該輸送元件特別是能以一螺桿或多個螺桿來形成。
在本發明之裝置的另一形式中，當該容器具有一種包含媒體的板式平面以便在振動式移動中進行設定時，則可特別有利地使該分離媒體與待分離的多層系統相接觸，此時特別以抗流動性來達成粒子發送是可能的。
當本發明中首先對電子構件進行人工拆卸時，則對本發明的方法的進行是有利的。適當的方式是，此種拆卸優先於其它所有的步驟。特別是此拆卸應於切碎步驟之前進行。
在以圖式為參考下舉例式地在一較佳之實施形式中描述本發明，其中有利的其它細節來自圖式的各圖。
功能相同的部份設有相同的參考符號。
圖1顯示本發明為了再循環的目的而用來說明使多層系統(特別是光伏打電池)分離的方法之一較佳實施形式的流程。玻璃-玻璃複合物/玻璃塑料中具有EVA-黏合物或可能具有框之模組適合做為本方法之原始材料1。在所建議的步驟2中，對該原始材料1上可能存在之電子構件(例如，插座)進行拆卸。所建議的步驟2可在人工拆卸工作場所進行。
下一步驟3中，對該原始材料1進行預切碎，其電子成分在所建議的步驟2中去除。藉由步驟3中的預切碎，可使本發明之奈米級的分散劑所需的侵佔面積增大。有利的結果是程序時間縮短。步驟4中，在切碎步驟3之後所 獲得的材料藉由篩選而進行分類。
同樣地，亦可使用某一數量之無黏合物之模組為半成品以做為原始材料5，其提供至一錘式磨碎機6且在其中切碎。在碎步驟3中或在該錘式磨碎機6中所產生的灰塵中，依據抽出步驟7，較佳是以HEPA(高效率特殊空氣)-過濾器而分離成已過濾的空氣8和微細粒子9。
依據此處所述的實施例，做為該篩選的結果，該切碎步驟3中所切碎的原始材料1或該錘式磨碎機6中所切碎的另一種原始材料5以三種不同的大小存在著。步驟4之篩選所顯示的優點是：可將粗材料和粒子互相分離，該些粒子在盆10、11、12中具有不同的分離特性。依據本發明，篩選的優點是：在大的材料時可洗出大的粒子，其可較簡易地過濾出來。另一方面，具有更小粒子的小玻璃碎片會造成高的過濾-/分離費用。又，可使用：95%的比例>5毫米相對於5%的比例<1毫米。
依據上述的實施例，步驟4之篩選以簡單的筒形篩選器來進行。在篩選4之後，在圖1之流程中未顯示的劑量容器用做中間緩衝器，其隨後用來對各盆10、11、12進行填充以進行特定的分離方法。
各盆10、11、12以原始材料1或另一種原始材料5之碎片來填充直至大約40%之體積為止。每一盆10、11、12之體積之仍保留著的大約60%以本發明之奈米級的分散劑來填入。奈米級的分散劑特別是可特定地依據原始材料1或另一種原始材料5來調整，以成本最小化地達成最佳的程序時間。然而，本發明中亦可使用以相同方式將上述形式的不同之光伏打模組予以分離的奈米級的分散劑。
本發明中該奈米級的分散劑就像說明書導言中所揭示者那樣地組成，其特別是依據以下組成之一來構成，其中不足100%之部份分別以水來填入。
例子1
例子2
在例子2之奈米級的分散劑中，藉由添加NaOH而將pH-值設定成較高值。
例子3
在例子3中，與例子1和2不同，使用兩性表面活性劑以取代負離子表面活性劑。
例子4
在例子4中，除了非離子表面活性劑以外，另使用負離子表面活性劑和兩性表面活性劑。
上述奈米級的分散劑的一種或多種以特定的作用時間作用在各盆10、11、12中，該作用時間是與原始材料1或另一種原始材料5之特性有關。該作用藉由多個調製位置上持續某種時間的沾濕而沿著界面漂移且在該處可使黏性消除，該分離媒體在待分離之各層之間穿過。此作用不一 定在深水容器11、12、13中進行。
在盆10、11、12中進行分離過程之後，在一分離步驟14中對有負載的分離媒體13進行加工。該分離步驟14用來使清洗過程之後各別存在於盆10、11、12中的原始材料1或另一種原始材料5及奈米級的分散劑形式之該分離媒體之各成分分離。此步驟在圖1中只示意地表示出。在最簡單的情況下，浮-沈-分離法結合適當的過濾作用已足夠。有負載的分離媒體中所含有的輕粒子所具有的已分開的層之表面-體積之比例較大，該些輕粒子可由表面-體積之比例較小的較重粒子(玻璃碎片)中分離。此種分離是使用重力、流動性及/或表面應力來達成。依據本發明，簡單的過濾同樣可用來進行分離。仍保留的成分(主要是玻璃、EVA、鋁)在下一步驟(其亦可在裝置的下一組件中進行)中分離。例如，EVA可藉由浮-沈-分離法來分離。玻璃藉由相同容器中的脫離、鋁藉由非鐵-成分的沈積來分離。這些步驟可分別在該裝置的各別組件中或亦可在相同的組件中進行。
由圖1中可知，貴金屬15、EVA-箔16及非鐵-沈積物17由有負載的分離媒體13中分離。此步驟的範圍中，所謂非鐵-沈積物17是指非鐵-成分的沈積物，例如，玻璃或鋁。在各別的分離過程(圖1中未再顯示)中，非鐵-沈積物17在值材玻璃18及鋁框19之後分離。所述值材是指貴金屬15、EVA-箔16、非鐵-沈積物17、一般的玻璃18及鋁框19，這些值材以本發明的奈米級的分散劑來加工之後不是像傳統方法的情況那樣以溶解的狀態存在著。因此，步驟14中的分離在技術上可較簡易地達成。又，所獲得的再循環材料15、16、17、18、19之品質就其可再利用性而言不受再循 環方法本身所限制。
在最有利的情況下，先前的步驟2中在拆卸電子構件時所獲得的電子構件20同樣可再利用。
因此，在先前的步驟2之後，本發明的方法可劃分成隨後之三個主要步驟群。
相位I：預切碎且分類
相位II：以奈米級的分散劑來清洗
相位III：產生可供使用之適當的分量
以此方式，本發明提供一種方法、一種進行此方法之裝置、一種分離媒體及該分離媒體之用途，其特別是針對所獲得材料15、16、17、18、19之可再獲得之量和品質而提供多層系統之較佳的分離以達成再循環的目的。
圖2顯示本發明用來使多層系統分離的方法之另一實施形式的流程。由圖2之流程可知，待分離之多層系統21提供至一裝置22以使多層材料分離。因此，多層材料21首先可選擇地提供至前級100以進行拆卸。在前級100中，去除各別待加工之組件，其例如不是由待分離的多層材料所構成者。又，在前級100中，使待分離的多層材料21之各部份分離，這些部份由於多層材料之形式而必須進行另一例如與多層材料之主成分不同的加工。
在通過前級100之後，多層材料21之在拆卸之後仍保留的部份提供至下一個前級200以產生多個侵佔邊緣。或是，多層材料21亦可直接提供至前級200以便在裝置1000內部中產生多個侵佔邊緣使多層材料分離。這在不需拆卸或不期望拆卸時是適當的。在該前級200內部中為了產生該些侵佔邊緣，須產生穿過該多層系統之一層或多個層之 缺陷位置，以使該分離媒體之侵佔面積增大。這可藉由機械切割元件、雷射束的加工、以尖銳邊緣之粒子來轟擊(例如以噴砂來進行)、彎曲、折斷、切碎機、磨細或其它一般為此行的專家所採用的習知方法來對該多層系統進行刻劃而達成。
在該前級200中產生多個侵佔邊緣之後，待加工之多層材料21提供至中間儲存級250。在該中間儲存級250中，另外可確保適用於下一加工級之裝填作業。在中間儲存級250中，亦可採用不同的裝填物料之混合物。
中間儲存級250特別是在適當的容器中包含中間儲存區，由此種中間儲存級250將待加工之多層材料21提供至沾濕級300。在沾濕級300之內部中，以本發明的分離媒體來將待分離之多層材料21沾濕。這較佳是在一種包含該分離媒體之深水盆中進行或以噴水通道的形式來進行。
在該沾濕級300之後，使待分離之多層材料21通過一種脫離級400。在該脫離級400中，使由於沾濕級300期間而脫層之層材料由基板材料(其為多層材料21之成分)中脫離，且在不溶解的情況下由本發明的分離媒體中提取。此過程可藉由本發明之分離媒體之翻轉來促成。這是藉由圖2中位於級300和400之間的箭頭來表示。
分離級500緊接於脫離級400之後。在該分離級500的期間，在脫離級400的期間由本發明的分離媒體所提取的層碎片藉由適當的方法而脫離。這例如藉由所謂浮動法而在氣泡流中漂浮、藉由浮-沈-分離或藉由過濾來達成。
分碎級600緊接在該分離級500之後，其中在脫離級400期間已脫離且在分離級500中由本發明之流體式分離媒 體分離之層碎片被分碎成不同的材料份量。
緊接在分碎級600之後，各別的材料份量a,b,c在再加工級700中又受到精煉。各別的材料份量a,b,c之此種精煉例如在分類、淨化或物理加工或化學加工中進行。
最後，該再加工級700之範圍中已精煉的材料份量a,b,c提供至封裝級800且各別地封裝以供使用。
1‧‧‧原始材料
2‧‧‧先前的步驟
3‧‧‧切碎步驟
4‧‧‧篩選步驟
5‧‧‧另一種原始材料
6‧‧‧錘式磨碎機
7‧‧‧抽出步驟
8‧‧‧濾出的空氣
9‧‧‧細微粒子
10‧‧‧盆
11‧‧‧盆
12‧‧‧盆
13‧‧‧有負載的分離媒體
14‧‧‧分離步驟
15‧‧‧貴金屬
16‧‧‧EVA-箔
17‧‧‧非鐵-沈積物
18‧‧‧玻璃
19‧‧‧鋁框
20‧‧‧電子構件
I‧‧‧方法之相位
II‧‧‧方法之相位
III‧‧‧方法之相位
21‧‧‧多層材料
22‧‧‧使多層材料分離之裝置
100‧‧‧拆卸用之前級
200‧‧‧產生多個侵佔邊緣用之前級
250‧‧‧中間儲存級
300‧‧‧沾濕級
400‧‧‧脫離級
500‧‧‧分離級
600‧‧‧分碎級
700‧‧‧再加工級
800‧‧‧封裝級
圖1顯示使用本發明的分離媒體時本發明的方法的一較佳實施形式的流程。
圖2顯示本發明用來使多層系統分離的方法之另一實施形式的流程。
1‧‧‧多層系統
2‧‧‧人工拆卸
3‧‧‧切碎機
4‧‧‧篩選步驟
5‧‧‧原始材料
6‧‧‧錘式磨碎機
7‧‧‧以HEPA-過濾器抽出
8‧‧‧濾出的空氣
9‧‧‧細微粒子
10‧‧‧盆
11‧‧‧盆
12‧‧‧盆
13‧‧‧有負載的分離媒體
14‧‧‧分離步驟(浮-沈)
15‧‧‧貴金屬
16‧‧‧EVA-箔
17‧‧‧非鐵-沈積物
18‧‧‧玻璃
19‧‧‧鋁框
20‧‧‧電子構件

Claims (30)

  1. 一種分離媒體，係用來分離多層系統以達到再循環目的，該分離媒體是奈米級的分散劑，該奈米級的分散劑包含有機成分、水成分及至少一表面活性劑，該有機成分是二甲苯或三甲苯。
  2. 如申請專利範圍第1項之分離媒體，其中該奈米級的分散劑內的水成分具有60Wt.%至85Wt.%之濃度。
  3. 如申請專利範圍第1項之分離媒體，其中該表面活性劑是選自由負離子表面活性劑、非離子表面活性劑、兩性表面活性劑及其組合所組成之群組。
  4. 如申請專利範圍第3項之分離媒體，其中該分離媒體包含至少一非離子表面活性劑和選自由非離子表面活性劑和兩性表面活性劑所組成之群組中的一種或多種表面活性劑。
  5. 如申請專利範圍第3或4項之分離媒體，其中該奈米級的分散劑內的非離子表面活性劑具有由2Wt.%至12Wt.%之範圍的濃度。
  6. 如申請專利範圍第3項之分離媒體，其中該奈米級的分散劑內的負離子表面活性劑及/或兩性表面活性劑具有6Wt.%至10Wt.%之濃度。
  7. 如申請專利範圍第3或4項之分離媒體，其中該非離子表面活性劑具有在12至13之範圍中的HLB-值。
  8. 如申請專利範圍第1項之分離媒體，其中該奈米級的分散劑另包含增水溶劑，以使該分散劑穩定。
  9. 如申請專利範圍第8項之分離媒體，其中該增水溶劑包括一種短鏈、極化之有機分子。
  10. 如申請專利範圍第8或9項之分離媒體，其中該增水溶劑 包括有機酸或有機酸之鹽。
  11. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之分離媒體，其中該奈米級的分散劑包括一共表面活性劑。
  12. 如申請專利範圍第11項之分離媒體，其中該共表面活性劑包括一短鏈之乙醇，該短鏈之乙醇是乙基己醇及/或烷基單乙二醇乙醚。
  13. 如申請專利範圍第1項之分離媒體，其中該分離媒體另外具有一基本成分以使pH-值提高，該基本成分是氫氧化鈉。
  14. 一種分離媒體之用途，該分離媒體是申請專利範圍第1至13項中任一項之分離媒體，用來分離多層系統以達到再循環目的，該多層系統是光伏打模組。
  15. 一種分離多層系統之方法，該分離多層系統之方法能達到再循環目的，該分離多層系統之方法包括以如申請專利範圍第1至3項中任一項之分離媒體來進行清洗，藉由該分離媒體，則一層或多個層之至少一些區段由該多層系統分離，使該層或多個層之材料基本上未溶解於該分離媒體。
  16. 如申請專利範圍第15項之分離多層系統之方法，其中該清洗是在包含該分離媒體之容器中進行，此時待分離的多層系統載入至包含該分離媒體之容器中，在該分離媒體和包含該分離媒體之容器之間產生相對移動，該包含該分離媒體之容器是深水容器。
  17. 如申請專利範圍第16項之分離多層系統之方法，其中使該深水容器旋轉，以產生該相對移動。
  18. 如申請專利範圍第17項之分離多層系統之方法，其中該相對移動藉由該深水容器內之該分離媒體之攪拌及/或輸送而產生。
  19. 如申請專利範圍第16項之分離多層系統之方法，其中該深水容器設定成在振動。
  20. 如申請專利範圍第15項之分離多層系統之方法，其中該清洗是以抗流動方法來進行。
  21. 如申請專利範圍第15項之分離多層系統之方法，其中該多層系統在清洗之前以機械方式切碎及/或進行一種尺寸分類。
  22. 如申請專利範圍第15項之分離多層系統之方法，其中產生多個穿過該多層系統之一層或多個層之缺陷位置。
  23. 如申請專利範圍第15項之分離多層系統之方法，其中在該清洗之後藉由浮-沈-方法在該多層系統之已脫離的成分的分離媒體之作用下，由負載有該成分之該分離媒體來進行分離，該分離是依據非鐵-成分及/或鋁、貴金屬及/或塑料層來進行分離，該非鐵-成分是玻璃。
  24. 如申請專利範圍第15項之分離多層系統之方法，其中該分離是藉由過濾方法來進行，此時該多層系統之已脫離的成分是以機械方式保留著。
  25. 如申請專利範圍第15至24項中任一項之分離多層系統之方法，其中該分離媒體在清洗之後再獲得且再使用。
  26. 一種裝置，係用來進行如申請專利範圍第15至25項中任一項之分離多層系統之方法，該裝置包括至少一容器，用來容納待分離的多層系統及如申請專利範圍第1至6項中任一項之分離媒體。
  27. 如申請專利範圍第26項之裝置，其中該容器具有可旋轉的轉筒。
  28. 如申請專利範圍第26項之裝置，其中該裝置進一步具有輸 送元件以產生相對移動且用以將待分離的多層系統載入或送出。
  29. 如申請專利範圍第26或27項之裝置，其中該容器具有包含媒體之板式平面以便在振動式移動中進行設定。
  30. 如申請專利範圍第26項之裝置，其中該裝置進一步具有分離單元用以分離。
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