WO2021090695A1 - 積層構造体の分離方法 - Google Patents

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WO2021090695A1
WO2021090695A1 PCT/JP2020/039781 JP2020039781W WO2021090695A1 WO 2021090695 A1 WO2021090695 A1 WO 2021090695A1 JP 2020039781 W JP2020039781 W JP 2020039781W WO 2021090695 A1 WO2021090695 A1 WO 2021090695A1
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原田　秀樹
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ソーラーフロンティア株式会社
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    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • H01L31/0481—Encapsulation of modules characterised by the composition of the encapsulation material

Definitions

  • the present invention relates to a method for separating a laminated structure in which a resin layer is laminated on a substrate.
  • Patent Document 1 discloses a recycling device for a solar cell module that separates a glass substrate from another material.
  • the blade is brought into contact between the glass substrate and the other material layer (sealing material) with respect to the conveyed solar cell module, and the glass substrate and the other material are peeled off.
  • Patent Document 2 discloses a glass separating device that separates glass from a processed product in which a sheet containing a resin is attached to a plate-shaped glass.
  • the processed product is held between the crushing rollers and conveyed to crush the glass of the processed product, and the crushed glass pieces are conveyed while adhering to the sheet. After that, the sheet is sandwiched between the scraping roller and the pressing roller, and the scraping roller scrapes off the glass pieces adhering to the sheet of the processed material.
  • Patent Documents 1 and 2 efficiently process, for example, a laminated structure that is difficult to transport (for example, one that has become smaller or irregular due to breakage) or a large number of small laminated structures. Not suitable for that. Moreover, in the techniques of Patent Documents 1 and 2, since the solar cell module is transported and processed, the equipment becomes large.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a separation method capable of efficiently separating a resin layer from a substrate of a laminated structure.
  • the method for separating a laminated structure which is one aspect of the present invention, is a method for separating a laminated structure in which a resin layer is laminated on a substrate, and a shear load is applied to the laminated structure from a direction intersecting the laminating direction of the resin layers. It has a step of applying and a step of crushing the substrate, and separates the resin layer from the substrate at the interface between the substrate and the resin layer.
  • the resin layer can be efficiently separated from the substrate of the laminated structure.
  • a method for separating a laminated structure in which a resin layer is laminated on a substrate will be described by taking a solar cell module as an example. First, a configuration example of the solar cell module will be described.
  • the type of solar cell module that can be recycled in this embodiment is not particularly limited.
  • the thin-film solar cell module is characterized in that it is easier to reduce the thickness and cost as compared with the crystal-based solar cell module.
  • FIG. 1A is a plan view of the solar cell module (thin film solar cell module) of the first example
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line Ib-Ib of FIG. 1A.
  • FIG. 1 (c) is a diagram schematically showing the structure of a portion surrounded by a broken line in FIG. 1 (b).
  • the solar cell module 10 of the first example has a rectangular solar cell panel 11 and a frame 12 arranged so as to surround the outer edge of the solar cell panel 11 in the circumferential direction. ..
  • a terminal box and an output cable (both not shown), which serve as power outlets, are attached to the back surface of the solar cell module 10.
  • the space between the solar cell panel 11 and the frame 12 is sealed by the sealing material 13.
  • the sealing material 13 may be, for example, the same material as the material of the sealing layer described later, or may be a different material.
  • the solar cell panel 11 includes a battery cell portion 21, a back sheet 22, a cover glass 23, a first sealing layer 24, and a second sealing layer 25.
  • the cover glass 23 is, for example, a white plate tempered glass, a transparent resin plate, or the like.
  • the first sealing layer 24 is arranged between the battery cell portion 21 and the cover glass 23.
  • the first sealing layer 24 seals the surface side of the battery cell portion 21 by pressurizing and heating, and the battery layer 21B and the cover glass 23, which will be described later, are brought into close contact with each other.
  • the sealing material constituting the first sealing layer 24 include polyethylene-based resin, fluororesin, polystyrene-based resin, polyolefin-based resin, silicon resin, and butyl rubber.
  • the thickness of the first sealing layer 24 is about 200 ⁇ m to 1000 ⁇ m.
  • the battery cell portion 21 is an example of a substrate, and has a substrate glass 21A and a battery layer 21B formed on the surface side of the substrate glass 21A. That is, the solar cell panel 11 has a structure in which the battery layer 21B is sandwiched between two glass plates (cover glass 23 and substrate glass 21A).
  • the substrate glass 21A can be changed to a resin substrate, a metal substrate, a flexible flexible substrate (for example, a flexible substrate having a laminated structure of stainless steel (SUS), aluminum, and aluminum oxide). Further, the substrate glass 21A may contain an alkali metal such as sodium and potassium.
  • the thickness of the above-mentioned substrate is about 1.0 mm to about 4.0 mm in the case of a glass substrate, and about 100 ⁇ m to about 500 ⁇ m in the case of other substrates.
  • the battery layer 21B is a semiconductor element having a photoelectric conversion function of converting light into electricity.
  • the light incident on the battery layer 21B is incident on the battery layer 21B from the cover glass 23 side.
  • the battery layer 21B has, for example, a laminated structure in which a photoelectric conversion layer is arranged between a metal electrode layer such as a transition metal and a transparent electrode layer such as a metal oxide. It said photoelectric conversion layer, for example, I-III-VI 2 group, I 2 -II-IV-VI 4 group, compound thin film and an organic semiconductor such as group II-VI or the like perovskite crystal.
  • the back sheet 22 is an example of a sheet body, and is a protective sheet that covers the back surface side of the substrate glass 21A.
  • the back sheet 22 is attached so as to face the second sealing layer 25.
  • the back sheet 22 is configured, for example, by coating the surface of a polyethylene terephthalate resin, a polyester resin, a fluorine resin, a polystyrene resin, or a resin film with various vapor deposition layers.
  • the thickness of the back sheet 22 is about 100 ⁇ m to about 700 ⁇ m.
  • the second sealing layer 25 is arranged between the substrate glass 21A and the back sheet 22.
  • the second sealing layer 25 seals the back surface side of the battery cell portion 21 by pressurizing and heating, and the back surface of the substrate glass 21A and the back sheet 22 are brought into close contact with each other.
  • the thickness and material of the second sealing layer 25 are the same as those of the first sealing layer 24.
  • FIG. 2A is a plan view of the solar cell module (crystalline solar cell module) of the second example
  • FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line IIb-IIb of FIG. 2A.
  • FIG. 2 (c) is a diagram schematically showing the structure of the portion surrounded by the broken line in FIG. 2 (b).
  • the same reference numerals are given to the parts that overlap with FIG. 1, and the duplicate description will be omitted.
  • the solar cell module 10A of the second example includes a rectangular solar cell panel 11A and a frame 12 arranged so as to surround the outer edge of the solar cell panel 11A in the circumferential direction. Have. A terminal box and an output cable (both not shown), which serve as power outlets, are attached to the back surface of the solar cell module 10A. Further, as shown in FIG. 2B, the space between the solar cell panel 11A and the frame 12 is sealed by the sealing material 13.
  • the solar cell panel 11A includes a back sheet 22, a cover glass 23, a sealing layer 26 formed of a sealing material, and a plurality of battery cell portions 21 composed of a silicon substrate. Be prepared. Although not particularly limited, the thickness of the silicon substrate is about 100 ⁇ m to about 500 ⁇ m.
  • the plurality of battery cell units 21 are connected in series to form a so-called cell string. These battery cell portions 21 are arranged between the back sheet 22 and the cover glass 23, and are covered and sealed with the sealing layer 26.
  • the sealing layer 26 has a function of bringing the battery cell portion 21 into close contact with the back sheet 22 or the cover glass 23. Other points are the same as in the first example.
  • the adhesive force of each layer in the solar cell panel is the largest at the interface between the back surface side of the substrate on which the battery layer is not formed and the sealing layer. Further, when the materials of each layer of the solar cell panel are arranged in the order in which they are easily sheared and deformed, the order is the sealing material of the sealing layer, the back sheet, and the substrate. In the material of each layer of the solar cell panel, the substrate is more brittle than the resin (sealing material of the sealing layer, back sheet).
  • Step S1 Removal of frame, etc.
  • the frame 12 and the terminal box are removed from the solar cell module 10 to be recycled, and the solar cell panel 11 is taken out.
  • Step S2 Separation of cover glass and laminated structure
  • the solar cell panel 11 is placed on the stage 31, and the separator 30 is pressed from the side surface of the solar cell panel 11.
  • the substrate portion of the solar cell panel 11 including the battery cell portion 21 is peeled off from the cover glass 23 by the separator 30, and the cover glass 23 is separated from the solar cell panel 11.
  • the separated cover glass 23 can be recycled as a raw material for glass cullet.
  • a laminated structure in which a resin layer (for example, a sealing layer of a sealing material or a back sheet) is laminated on the substrate 21 can be obtained.
  • the laminated structure is a laminate of a sealing layer / glass substrate / sealing layer / back sheet, and the crystal shown in FIG.
  • the structure of the laminated structure may be a laminate in which a substrate and a resin layer are laminated, such as a substrate / sealing layer.
  • the back sheet 22 may be further separated from the portion other than the cover glass 23 by a separator.
  • the back sheet 22 can be recycled as it is in the form of a sheet.
  • the separator 30 used when separating the cover glass 23 can be used as it is.
  • Step S3 Preliminary crushing of the laminated structure
  • the laminated structure separated from the cover glass 23 is crushed by a crusher.
  • the crushing of step S3 is performed in order to make the laminated structure into a desired size suitable for the treatment in step S4 described later.
  • a single-screw crusher that continuously crushes the size to a desired size or less with a single blade, or a two-screw crusher that crushes the substrate in one through while biting the substrate with the facing blades.
  • a vertical type crusher that continuously crushes until the size becomes smaller than a desired size while striking with a hammer that rotates at high speed.
  • the laminated structure after crushing in step S3 has a size of, for example, about 1 mm to several tens of mm (preferably about 1 mm to 20 mm) depending on the particle size of the final crushed product.
  • the laminated structure after crushing in step S3 is also referred to as a work W hereafter.
  • the remaining laminated structure separated from the cover glass 23 is crushed and partly peeled off.
  • a uniaxial crusher and a vertical crusher the interface between the back surface of the substrate including the battery layer and the sealing layer, the interface between the sealing layer and the back sheet, and the interface between the sealing layer and the battery layer. (The outermost surface in the battery layer is a transparent conductive film), and peeling may occur.
  • peeling may occur at the interface between the sealing layer and the battery layer (the outermost surface in the battery layer is a transparent conductive film).
  • Step S4 Separation of substrate and resin layer
  • the mortar-shaped separator 40 is used to separate the resin layer from the substrate 21 of the work W, and the constituent materials of the work W are crushed to further reduce the size.
  • FIG. 5 is a perspective view showing an outline of the mortar-shaped separator 40 used in step S4, and FIG. 6 is a schematic view showing a processing process by the mortar-shaped separator 40.
  • the mortar-shaped separator 40 has an upper plate 41 made of an annular grindstone having an input port 41A in the center and a lower plate 42 made of a disk-shaped grindstone facing each other, and at least one of the upper plate 41 and the lower plate 42. Is configured to be rotatable.
  • the lower surface 41B of the upper plate 41 facing the lower plate 42 has a tapered surface that inclines upward from the outer peripheral side toward the inner peripheral side. Further, the distance d between the upper plate 41 and the lower plate 42 on the outer peripheral portion is set to be smaller than the thickness t in the stacking direction of the work W.
  • the work W introduced from the input port 41A at the center of the upper plate is introduced into the central space formed between the upper plate 41 and the lower plate 42 (FIG. 6A). ).
  • the work W is impacted by the rotating upper plate 41 or lower plate 42, and the work W can be further crushed.
  • the work W moves from the central space toward the outside in the radial direction R by centrifugal force (FIG. 6 (b)).
  • the work W thrown into the separator 40 may be temporarily tilted due to overlapping.
  • the work W is sandwiched between the upper plate 41 and the lower plate 42, and is crushed by the relative movement of the upper plate 41 and the lower plate 42 in the circumferential direction to the outside of the separator 40. (Fig. 6 (c)).
  • the crushing may be performed as long as the substrate 21 is crushed to a size that allows it to pass through the separator 40, and it is not necessary to crush the substrate 21 to a powdery state.
  • the vertical direction in FIG. 7 is the height direction (H) parallel to the rotation axis Ax of the separator 40, and the horizontal direction in FIG. 7 is the circumferential direction (C) of the separator 40.
  • the vertical direction of the paper surface in FIG. 7 is the radial direction (R) of the separator 40.
  • the work W shown in FIG. 7 exemplifies a configuration in which the resin layer 27 is laminated on the upper surface side of the substrate 21.
  • the resin layer 27 of FIG. 7 includes, for example, a second sealing layer 25 and a back sheet 22.
  • the first sealing layer 24 may be laminated on the lower surface side of the substrate 21 of the work W.
  • a shear load F1 is applied to the work W from a direction intersecting the stacking direction of the substrate 21 and the resin layer 27 (left-right direction in the figure).
  • the substrate 21 is less likely to be shear-deformed than the resin layer 27. Therefore, the shear stress based on the above-mentioned shear load F1 acts most on the work W at the interface 28 where the substrate 21 which is relatively resistant to shear deformation and the resin layer 27 which is relatively easy to shear deform are joined. .. Due to the concentration of shear stress at the interface 28, the resin layer 27 is peeled off at the interface 28 with the substrate 21, and the resin layer 27 is separated from the substrate 21.
  • the distance between the upper plate 41 and the lower plate 42 becomes smaller toward the outer peripheral side due to the inclination of the tapered surface 41B of the upper plate 41.
  • the work W put into the separator 40 moves toward the outside in the radial direction R by centrifugal force. Therefore, the work W is sandwiched between the upper plate 41 and the lower plate 42 as it moves to the outside in the radial direction R, and the work W also has a compressive load F2 in the stacking direction (vertical direction in the drawing) of the substrate 21 and the resin layer 27. It is applied.
  • a stronger compressive load F2 is applied to the work W as the distance between the upper plate 41 and the lower plate 42 becomes narrower, so that the substrate 21 is crushed by these loads.
  • the easiness of crushing and the size of the debris after the treatment differ.
  • the substrate 21 is more brittle than the resin layer 27, the substrate 21 is more likely to be crushed into powder, and the resin layer 27 is less likely to be powder than the substrate 21.
  • the resin layer 27 becomes larger fragments.
  • the adhesive surface between the substrate 21 and the resin layer 27 is reduced. Then, the resin layer 27 can be more easily separated from the substrate 21 by applying the shear load by the upper plate 41 and the lower plate 42.
  • the separator 40 As described above, inside the separator 40, the separation of the resin layer 27 due to the shear stress at the interface 28 between the substrate 21 of the work W and the resin layer 27 and the crushing of the substrate 21 are performed almost simultaneously in parallel. As a result, a mixture of the fragments of the resin layer 27 separated from the substrate 21 and the crushed substrate 21 is discharged from the separator 40.
  • the shear load applied to the work W in the separator 40 adjusts the parameters of the distance d between the upper plate 41 and the lower plate 42 and the relative movement amount (for example, rotation speed) of the upper plate 41 and the lower plate 42. It can be changed by doing. By adjusting these parameters, the peelability of the resin layer 27 and the size of the pulverized substrate 21 are controlled. As shown below, changes in these parameters have different effects.
  • the mechanical force applied to the work W can be adjusted.
  • a stronger mechanical force can be applied by narrowing the interval d.
  • the distance d between the upper plate 41 and the lower plate 42 is appropriately adjusted according to the size of the work W and the stacking form of the work W, but can be in the range of 100 ⁇ m to 3000 ⁇ m as an example.
  • the difference in the relative rotation speeds of the upper plate 41 and the lower plate 42 can be in the range of, for example, 500 rpm to 3000 rpm.
  • the shear load F1 applied to the work W becomes small.
  • the shear load F1 applied to the work W becomes large, but a phenomenon may occur in which frictional heat is generated and the work W is melted.
  • the lower the rotation speed the longer the time for which the shear load F1 is applied to the work W can be lengthened.
  • the upper plate 41 or the lower plate 42 of the separator 40 irregularities such as grooves and protrusions are formed on the contact surface with the work W, and a mechanical force is applied to the work W by these irregularities. Good. Further, the work W may be continuously or intermittently charged into the separator 40. By continuing to input the work W, a mechanical force is applied to the work W while moving from the central portion where the input port 41A is located toward the outer circumference.
  • the separator 40 may be arranged in a cavity (not shown), and blades may be attached to the upper plate 41 or the lower plate 42 to generate an air flow, and the crushed material in the cavity may be recovered by the cyclone effect. Alternatively, the crushed material may be collected by a dust collector.
  • FIG. 7 a configuration in which one resin layer 27 is laminated on the substrate 21 as the work W is illustrated, but as described above, the laminated form of the work W is a sealing layer / substrate / sealing layer /.
  • the laminated form of the work W is not limited to the above, and may be a laminated structure in which the substrate 21 and the resin layer 27 are laminated.
  • the substrate / sealing layer / substrate / sealing layer / back sheet from which the cover glass 23 is not separated can also be processed as the work W.
  • the back sheet 22 may be separated in advance for the purpose of improving the usage form of each material in the work W and the purity after separation.
  • the back sheet 22 can be separated by, for example, a separator 30 used when separating the cover glass 23.
  • the work W may be a laminate such as a sealing layer / back sheet.
  • the sealing material is ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) and the main material of the back sheet is polyethylene terephthalate (PET)
  • EVA ethylene-vinyl acetate copolymer
  • PET polyethylene terephthalate
  • the shear deformability of the sealing layer of the sealing material is higher than that of the back sheet. Greater than shear deformability.
  • the shear deformability of the sealing layer of the sealing material is often larger than that of the back sheet.
  • Step S5 Etching of the battery layer
  • the crushed product of the work W discharged from the mortar-shaped separator 40 a mixture of the fragments of the resin layer 27 separated from the substrate 21 and the crushed substrate 21
  • a solution such as nitric acid. ..
  • the battery layer 21B of the crushed substrate 21 is etched, and the battery layer 21B can be removed from the substrate 21.
  • the type of the solution used for etching may be appropriately selected according to the type of the compound thin film of the battery layer 21B.
  • nitric acid can be used as the solution.
  • an acid such as hydrochloric acid or hydrobromic acid can be used as the solution.
  • Fragments of the sealing layers 24 and 25 having a small specific gravity may float on the surface of the solution or the solution during washing with water. Fragments of the floating sealing layers 24 and 25 can also be sorted as the first separated product by filtration or wet specific gravity separation.
  • the first separated product includes a particulate matter and a sheet-like product.
  • Step S6 Solid-liquid separation
  • the pulverized product of the work W immersed in the dissolution liquid for etching is separated into a liquid and a solid by centrifugation.
  • the solution such as nitric acid is removed.
  • the remaining solid portion includes particles and sheets.
  • the fragments of the resin layer 27 and the crushed substrate 21 are in a mixed state.
  • Step S7 Selection of materials
  • the solid portion obtained in step S6 is subjected to wet specific gravity separation to leave the remaining fragments of the sealing layers 24 and 25 (first separated product), the substrate 21 (second separated product), and the back sheet 22 (second separated product). 3 Separated products).
  • the sealing layers 24 and 25, the back sheet 22, and the substrate 21 (glass, silicon) have higher specific gravity in this order, and these can be selected by utilizing the difference in specific gravity.
  • the substrate 21 and the fragments of the sealing layers 24 and 25 are sorted.
  • the particulate second separated product and the sheet-shaped third separated product by a sieve.
  • a sieve corresponding to 4 (4.75 mm) to 10 (1.7 mm) of the JIS test sieve can be used, and the sizes of the second and third separated products are large. It may be appropriately selected according to the situation.
  • the back sheet 22 mainly remains on the sieve as the third separated product, and the second separated product passes through the sieve.
  • the second isolate mainly contains glass.
  • sorting by a sieve may be performed a plurality of times in the order of small mesh to large mesh.
  • the second separated product and the third separated product can be separated by using a cyclone (powder separator) instead of the sieve. This is the end of the description of the recycling method shown in FIG.
  • the mortar-shaped separator 40 is used to apply a shear load to the work W, which is a laminated structure, from a direction intersecting the laminating direction of the resin layer 27, and a substrate of the work W. 21 is crushed (S4). As a result, the resin layer 27 is separated from the substrate 21 at the interface 28 between the substrate 21 and the resin layer 27.
  • the application of the shear load to the work W and the crushing of the substrate 21 are performed in parallel at almost the same time. Therefore, the substrate 21 becomes smaller due to the crushing of the substrate 21, and the contact surface between the substrate 21 and the resin layer 27 is reduced in the work W, so that the substrate 21 and the resin layer 27 can be more easily separated.
  • the recycling cost can be significantly reduced as compared with the case where the resin layer is separated from the substrate by, for example, thermal decomposition by firing.
  • a CIS-based thin-film solar cell is formed on a glass substrate, and the solar cell panel (cover glass substrate / layer of sealing material 1 / battery layer) is sealed with a cover glass and a back sheet. / Layer of sealing material 2 / back sheet) was separated into a glass substrate and a resin layer (layer of sealing material, back sheet).
  • the material of the cover glass substrate is white plate tempered glass, and the thickness is about 3.2 mm.
  • the material of the layer of the sealing material 1 is EVA, and the thickness is about 300 ⁇ m.
  • the material of the glass substrate is high strain point glass, and the thickness is about 1.8 mm.
  • the material of the layer of the sealing material 2 is EVA, and the thickness is about 600 ⁇ m.
  • the back sheet is a laminated film of PET and has a thickness of about 200 ⁇ m.
  • Example 1 the cover glass substrate was first removed in the panel separation process. After that, the remaining part from which the cover glass substrate has been removed is crushed by a crusher in a preliminary crushing process, and a work (layer of sealing material 1 / glass substrate (including battery layer) / sealing) having a size of about 1 mm to 10 mm is used. Material 2 layer / backsheet) was obtained.
  • Example 1 the work was put into a mortar-shaped separator to separate the resin layer from the substrate. Grooves are formed on the contact surface with the work on the upper plate and the lower plate of the separator, and the grooves are formed up to the outermost circumferences of the upper plate and the lower plate.
  • the distance between the upper plate and the lower plate of the separator was set to 300 ⁇ m, and the relative rotation speed between the upper plate and the lower plate was set to 1500 rpm.
  • FIG. 8A shows a mixture of the resin layer debris and the crushed substrate discharged from the separator in Example 1.
  • the mixture of the above resin layer fragments and the crushed substrate was immersed in a solution containing nitric acid to etch the battery layer of the substrate.
  • a solution containing nitric acid As shown in FIG. 8B, the powdery substrate and the back sheet from which the battery layer was removed settled in the solution, and the debris of the encapsulant 1 and the encapsulant 2 floated in the solution.
  • Fragments of encapsulant 1 and encapsulant 2 floating in the solution were scooped up with filter paper and collected (first isolate). As shown in FIG. 9A, the fragments of the encapsulant 1 and the encapsulant 2 included particles and sheets.
  • the fragments of the sealing material 1 and the sealing material 2 and the sediment of the solution were washed with water, respectively. Then, the sediment of the dissolved solution washed with water was centrifuged to separate the liquid part and the solid part.
  • FIG. 9 (b) shows the second isolate separated from the solution sediment in Example 1
  • FIG. 9 (c) shows the third separation separated from the solution sediment in Example 1. Show things.
  • Example 2 in the second embodiment, in the series of treatments of the first embodiment, the resin layer is separated from the glass substrate of the work by changing the distance between the upper plate and the lower plate when the treatment is performed by the mortar-shaped separator, and the glass substrate and the resin are separated. The separability of the layers was confirmed.
  • the distance between the upper plate and the lower plate was set to 100 ⁇ m, 300 ⁇ m, 500 ⁇ m, and 1000 ⁇ m, respectively.
  • Example 2 The separability in Example 2 was confirmed by the following method. First, about 10 g of the back sheet treated by the separator was collected and heated to 1000 ° C. in an oxygen atmosphere to burn the back sheet and the sealing material. By measuring the weight of the glass that is the residue after combustion (weight after firing) and comparing the weight before firing with the weight after firing, the residual rate of glass mainly contained in the third separation including the back sheet can be determined. evaluated.
  • Example 2 The results of Example 2 are shown in Table 1.
  • the distance between the upper plate and the lower plate of the separator was set to 100 ⁇ m and 300 ⁇ m, the residual ratio of the glass was smaller than 1% by weight (Wt%), and the back sheet (resin) could be efficiently separated from the glass substrate. ..
  • Example 3 the particle size distribution of glass was evaluated for the particulate glass substrate (second separated product) obtained in Example 2. Specifically, about 25 g of the second separated product obtained when the distance between the upper plate and the lower plate was set to 100 ⁇ m, 300 ⁇ m, 500 ⁇ m, and 1000 ⁇ m was collected, and the glass of the collected second separated product was sieved. The particles were separated according to the particle size. As the mesh (opening) of the sieve, sieves corresponding to 10 (1.7 mm), 14 (1.18 mm), 18 (850 ⁇ m), 26 (600 ⁇ m), and 60 (250 ⁇ m) of the JIS test sieve were used.
  • Example 3 In the method for evaluating the particle size distribution of glass in Example 3, first, the weights of the separated glasses were measured for each particle size. Then, the ratio of the weight of the glass included in each glass particle size range to the total weight of the glass was obtained and used as the particle size distribution of the glass. Further, the median value of the glass particle size range was regarded as the glass particle size in that range, and the average particle size of the glass was calculated by the weight ratio in the glass particle size range.
  • Example 3 The results of Example 3 are shown in Table 2.
  • the average particle size of the glass was 745 ⁇ m, 838 ⁇ m, 955 ⁇ m, and 1080 ⁇ m, respectively.
  • the narrower the distance between the upper plate and the lower plate the smaller the average particle size of the glass.
  • the reason why the particle size of the glass is larger than the distance between the upper plate and the lower plate is that the grooves formed on the contact surfaces of the upper plate and the lower plate with the workpiece are formed up to the outermost circumferences of the upper plate and the lower plate. , By discharging the processed work through the groove.
  • Example 4 in the series of treatments of Example 1, the treated work discharged from the mortar-shaped separator is immersed in a solution containing nitric acid to etch the battery layer of the substrate, and then centrifuged. The liquid and solid parts were separated. Then, the powdery substrate from which the battery layer was removed, the sealing material, and the back sheet were sorted by a jig type specific gravity separating device.
  • Example 4 in the tank of the jig type specific gravity separating device, the layer of the sealing material having a light specific gravity, the back sheet, and the substrate were separated in this order, and the sealing material, the back sheet, and the substrate could be separately obtained.
  • the organic residue (resin residue) in the substrate after separation was 1.25 Wt%.
  • Example 5 in the series of treatments of the first embodiment, the work from which the back sheet was separated in advance was put into a mortar-shaped separator to separate the resin layer from the substrate. Then, the treated work discharged from the mortar-shaped separator was immersed in a solution containing nitric acid to etch the battery layer of the substrate, and then the liquid portion and the solid portion were separated by centrifugation. Then, the powdery substrate from which the battery layer was removed and the sealing material were sorted by a jig type specific gravity separating device in the same manner as in Example 4.
  • Example 5 in the tank of the jig type specific gravity separating device, the layer of the sealing material having a light specific gravity and the substrate were separated in this order, and the sealing material and the substrate could be separately obtained. Since the sealing material and the back sheet have relatively close specific gravity, it is difficult to separate the specific gravity. In Example 5, by removing the back sheet in advance, the separation accuracy of the work material could be improved as compared with Example 4. As a result, the organic residue (resin residue) in the substrate after separation was 0.17 Wt%.
  • Example 6 a solar cell panel (cover glass substrate / layer of encapsulant 1 / crystalline silicon substrate / layer of encapsulant 2 / backsheet) in which a crystalline silicon substrate is sealed with a cover glass and a back sheet is made of glass. It was separated into a substrate, a crystalline silicon substrate, and a resin layer (sealing material layer, back sheet).
  • the material of the cover glass substrate is white plate tempered glass, and the thickness is about 3.0 mm.
  • the thickness of the crystalline silicon substrate is about 180 ⁇ m.
  • the material of the layer of the sealing material 1 is EVA, and the thickness is about 450 ⁇ m.
  • the material of the layer of the sealing material 2 is EVA, and the thickness is about 650 ⁇ m.
  • the backsheet is PET and has a thickness of about 60 ⁇ m.
  • Example 6 the cover glass substrate was first removed in the panel separation process. After that, the remaining portion from which the cover glass substrate has been removed is crushed by a crusher in a preliminary crushing step, and a workpiece having a size of about 1 mm to 10 mm (layer of sealing material 1 / layer of crystalline silicon substrate / layer of sealing material 2) is crushed. ) was obtained.
  • Example 6 the distance between the upper plate and the lower plate of the separator was set to 600 ⁇ m, and the relative rotation speed between the upper plate and the lower plate was set to 1500 rpm.
  • the workpiece treated with the mortar-shaped separator became a mixture of a sheet-shaped resin layer, a particulate resin layer, and a powder-shaped crystalline silicon substrate.
  • Example 6 the separability between the silicon substrate and the resin layer (encapsulating material layer, back sheet) was confirmed by the following method.
  • the sieve mesh (opening) used in Example 6 is the same as the condition of Example 3 above.
  • Example 6 the weight ratio of the material obtained or passed through each sieve and the residual ratio of silicon after firing are shown in Table 3.
  • Example 6 As shown in Table 3, in Example 6, the residual ratio of silicon in the sieves having a mesh opening of 250 ⁇ m or more that did not pass through each sieve was calculated in consideration of the weight ratio of those that did not pass through each sieve. Then, it is 1.1 Wt%. Therefore, in Example 6, the resin (encapsulant, backsheet) can be efficiently separated from the silicon. Further, about 98 Wt% of the sieves having an opening of 250 ⁇ m was silicon. In other words, by using a sieve having a mesh size of 250 ⁇ m, it is possible to separate a sieve containing about 98 Wt% of silicon and a sieve containing about 99 Wt% of resin.
  • the proportion of the glass substrate treated by the separator having a particle size of 250 ⁇ m or more is 90% or more, depending on the distance between the upper plate and the lower plate.
  • the cover glass is not removed from the solar cell panel and is crushed in the preliminary crushing process and processed by a mortar-shaped separator.
  • the workpiece (mixture of glass substrate, resin layer, and silicon substrate) processed by the separator is separated using a sieve with a mesh size of 250 ⁇ m, most of the workpieces that do not pass through the sieve of 250 ⁇ m pass silicon. It is a mixture of resin and glass that does not contain it.
  • the encapsulant, the back sheet, and the glass substrate can be separately obtained.
  • what has passed through a 250 ⁇ m sieve is a mixture of glass and silicon containing almost no resin. As described above, the substrate and the resin can be separated.
  • Example 7 In Example 7, the same solar cell panel as in Example 6 (cover glass substrate / layer of sealing material 1 / crystalline silicon substrate / layer of sealing material 2 / back sheet) is targeted. In Example 7, the cover glass substrate and the back sheet were removed in the panel separation process. Subsequent steps are the same as in Example 6.
  • Example 7 the work treated by the mortar-shaped separator was a mixture of a sheet-shaped encapsulant layer, a particulate encapsulant layer, and a powder-like crystalline silicon substrate. Then, the above mixture was separated into a crystalline silicon substrate and a sealing material by a sieve. In Example 7, Table 4 shows the weight ratio of the material obtained or passed through each sieve and the residual ratio of silicon after firing.
  • Example 7 As shown in Table 4, in Example 7, the residual ratio of silicon in the sieves having a mesh opening of 250 ⁇ m or more that did not pass through each sieve was calculated in consideration of the weight ratio of those that did not pass through each sieve. Then, it is 0.5 Wt%. Therefore, in Example 7, the resin (encapsulant) can be efficiently separated from the silicon. Further, in the case where the mesh size of the sieve passed 250 ⁇ m, 99 Wt% was silicon. In other words, by using a sieve having a mesh size of 250 ⁇ m, it is possible to separate a sieve containing 99 Wt% of silicon and a sieve containing 99.5 Wt% of resin.
  • Comparative Example 1 In Comparative Example 1, each material was separated from a workpiece having the same configuration as that of Example 1 by a jet-type mill that separates the workpiece by utilizing collision between particles. That is, in Comparative Example 1, no shear load is applied to the work in the direction intersecting the stacking direction, and the substrate is not mechanically crushed.
  • Comparative Example 1 the impact between the particles was applied by changing the air volume in the range of 0.5 m 3 / min to 10 m 3 / min, but the substrate portion of the treated work was not crushed. In addition, as a result of immersing the treated work in water, most of them settled together and no separation of each material was observed.
  • Comparative Example 2 In Comparative Example 2, each material was separated from the work having the same configuration as that of Example 1 by using a high-speed hammer type mill that impacts the work with a hammer rotating at high speed to separate the work. That is, in Comparative Example 2, the work is crushed by a mechanical impact, but the shear load is not applied to the work in the direction intersecting the stacking direction.
  • the method for separating the laminated structure As an example of the method for separating the laminated structure, a case where the resin layer is separated from the substrate of the solar cell panel has been described.
  • the method for separating the laminated structure of the present invention is not limited to the case where it is applied to a solar cell panel, and can be widely applied as long as it is a laminated structure in which a resin layer is laminated on a substrate.
  • the present invention can be applied to the recycling of laminated glass in which a plurality of glasses are bonded with an adhesive resin, a display panel, and the like.
  • the glass corresponds to the substrate
  • the adhesive layer (adhesive layer) for bonding the glass corresponds to the resin layer.
  • the type of the resin layer of the laminated structure is not limited to the sealing layer and the adhesive layer, and the present invention is applied to, for example, a laminated structure in which a resin layer such as a paint layer or a coating layer is laminated on a substrate. You may.
  • the laminated structure of the present invention can also be applied to a curved laminated structure such as a laminated glass used for a curved display panel, a windshield or a rear glass of a car.
  • a curved laminated structure such as a laminated glass used for a curved display panel, a windshield or a rear glass of a car.

Abstract

基板に樹脂層が積層された積層構造体の分離方法であって、樹脂層の積層方向と交差する方向から積層構造体にせん断荷重を印加する工程と、基板を粉砕する工程と、を有し、基板と樹脂層の界面で基板から樹脂層を分離させる。

Description

積層構造体の分離方法
　本発明は、基板に樹脂層が積層された積層構造体の分離方法に関する。
　近年において、資源活用や環境保護の観点から、例えば使用済みの太陽電池モジュール等を資源として如何に効率よくリサイクルするかが課題となっている。
　太陽電池モジュールには、光電変換を実現する太陽電池素子や、太陽電池素子を保護するガラス板、各部材を接着等する充填材など、様々な材料が用いられている。これらの材料をリサイクルするためには各部材を分離することが求められる。
　例えば、特許文献１は、ガラス基板と他の材料とを剥離する太陽電池モジュールのリサイクル装置を開示する。特許文献１においては、搬送された太陽電池モジュールに対して、ガラス基板と他の材料層（封止材）の間にブレードを当接してガラス基板と他の材料を剥離する。
　特許文献２は、板状のガラスに樹脂を含むシートを付着させた処理物からガラスを分離するガラス分離装置を開示する。特許文献２においては、処理物が破砕ローラ間に挾持されて搬送されることで処理物のガラスが破砕され、破砕されたガラス片はシートに付着したまま搬送される。その後、シートは掻落しローラと押えローラに挟まれ、掻落しローラによって処理物のシートに付着したガラス片が掻き落とされる。
特開２０１６－２０３０６１号公報 特開２０１６－２０３１２８号公報
　しかしながら、太陽電池モジュールのように、ガラス基板等の基板に封止材等の樹脂層が積層された積層構造体に関しては基板と樹脂層の密着性が高く、基板と樹脂層を効率的に分離することは難しい。分離後の各材料の純度が低いと、それぞれの材料のリサイクルに支障をきたす。
　また、特許文献１、２の技術は、例えば、搬送しにくい積層構造体（例えば、破損で小さくなったり不定形となったもの）の処理や、数多くの小型の積層構造体を効率良く処理することには不向きである。しかも、特許文献１、２の技術は、太陽電池モジュールを搬送して処理するため、設備が大型化してしまう。
　本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであって、積層構造体の基板から樹脂層を効率的に分離できる分離方法を提供することを目的とする。
　本発明の一態様である積層構造体の分離方法は、基板に樹脂層が積層された積層構造体の分離方法であって、樹脂層の積層方向と交差する方向から積層構造体にせん断荷重を印加する工程と、基板を粉砕する工程と、を有し、基板と樹脂層の界面で基板から樹脂層を分離させる。
　本発明によれば、積層構造体の基板から樹脂層を効率的に分離できる。
薄膜系太陽電池モジュールの構成例を示す図である。 結晶系太陽電池モジュールの構成例を示す図である。 太陽電池モジュールのリサイクル方法を説明する流れ図である。 セパレータによるカバーガラスの分離の例を示す図である。 臼状の分離機の概要を示す斜視図である。 臼状の分離機による処理工程を示す概要図である。 臼状の分離機においてワークに作用する力について説明する図である。 （ａ）は実施例１で分離機から排出された混合物を示し、（ｂ）は実施例１で混合物を溶解液に浸漬したときの浮揚物および沈降物を示す。 （ａ）は実施例１で分離された第１分離物を示し、（ｂ）は実施例１で分離された第２分離物を示し、（ｃ）は実施例１で分離された第３分離物を示す。
　以下、図面を参照しながら実施形態を説明する。
　実施形態では、その説明を分かり易くするため、本発明の主要部以外の構造または要素については、簡略化または省略して説明する。また、図面において、同じ要素には同じ符号を付す。なお、図面において、各要素の形状、寸法などは、模式的に示したもので、実際の形状や寸法などを示すものではない。
　本実施形態では、太陽電池モジュールを例に挙げて、基板に樹脂層が積層された積層構造体の分離方法を説明する。最初に、太陽電池モジュールの構成例について説明する。
＜太陽電池モジュールの構成例＞
　本実施形態においてリサイクルの対象となり得る太陽電池モジュールの種類は、特に制限されない。本実施形態では、図１（ａ）～（ｃ）に示す第１例としての薄膜系太陽電池モジュールと、図２（ａ）～（ｃ）に示す第２例としての結晶系太陽電池モジュールとの２つを説明する。なお、薄膜系太陽電池モジュールは、結晶系太陽電池モジュールに比べて、薄膜化及び低コスト化が容易であるという特徴を有する。
　図１（ａ）は、第１例の太陽電池モジュール（薄膜系太陽電池モジュール）の平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩｂ－Ｉｂ断面図である。図１（ｃ）は、図１（ｂ）において破線で囲んだ部分の構造を模式的に示した図である。
　図１（ａ）に示すように、第１例の太陽電池モジュール１０は、矩形状の太陽電池パネル１１と、太陽電池パネル１１の外縁を周方向に囲むように配置されるフレーム１２とを有する。なお、太陽電池モジュール１０の背面には、電力の取り出し口となる端子箱や出力ケーブル（いずれも不図示）が取り付けられている。
　また、図１（ｂ）に示すように、太陽電池パネル１１とフレーム１２の間は封止材１３によってシーリングされている。封止材１３は、例えば後述の封止層の材料と同様の材料であってもよく、異なる材料であってもよい。
　図１（ｃ）に示すように、太陽電池パネル１１は、電池セル部２１と、バックシート２２と、カバーガラス２３と、第１の封止層２４と、第２の封止層２５と、を備える。カバーガラス２３は、例えば、白板強化ガラス、透明な樹脂板などである。
　また、第１の封止層２４は、電池セル部２１とカバーガラス２３との間に配置される。第１の封止層２４は、加圧及び加熱により、電池セル部２１の表面側を封止すると共に、後述の電池層２１Ｂとカバーガラス２３とを互いに密着させる。第１の封止層２４を構成する封止材としては、ポリエチレン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、シリコン樹脂、ブチルゴムなどが挙げられる。特に限定するものではないが、第１の封止層２４の厚さは約２００μｍ～１０００μｍである。
　電池セル部２１は、基板の一例であって、基板ガラス２１Ａと、基板ガラス２１Ａ上の表面側に形成される電池層２１Ｂとを有している。すなわち、太陽電池パネル１１は、電池層２１Ｂが２枚のガラス板（カバーガラス２３と基板ガラス２１Ａ）に挟まれる構造をなしている。
　但し、基板ガラス２１Ａは、樹脂基板、金属基板、柔軟性のあるフレキシブル基板（例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、アルミニウム、及び、酸化アルミニウムの積層構造を有するフレキシブル基板）などに変更可能である。また、基板ガラス２１Ａは、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属を含んでもよい。
　特に限定するものではないが、上記の基板の厚さは、ガラス基板の場合には約１．０ｍｍ～約４．０ｍｍであり、その他の基板の場合には約１００μｍ～約５００μｍである。
　電池層２１Ｂは、光を電気に変換する光電変換機能を有する半導体素子である。電池層２１Ｂに入射する光は、カバーガラス２３側から電池層２１Ｂに入射される。
　電池層２１Ｂは、例えば、遷移金属等の金属電極層と金属酸化物等の透明電極層との間に光電変換層が配置された積層構造を有する。上記の光電変換層は、例えば、Ｉ－ＩＩＩ－ＶＩ２族、Ｉ２－ＩＩ－ＩＶ－ＶＩ４族、ＩＩ－ＶＩ族等の化合物薄膜や有機半導体、あるいはペロブスカイト結晶などからなる。
　バックシート２２は、シート体の一例であって、基板ガラス２１Ａの裏面側を覆う保護シートである。バックシート２２は、第２の封止層２５に臨むように取り付けられる。
　バックシート２２は、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエステル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリスチレン系樹脂や、樹脂フィルムの表面に各種蒸着層を被覆して構成される。特に限定するものではないが、バックシート２２の厚さは、約１００μｍ～約７００μｍである。
　第２の封止層２５は、基板ガラス２１Ａとバックシート２２との間に配置される。第２の封止層２５は、加圧及び加熱により、電池セル部２１の裏面側を封止すると共に、基板ガラス２１Ａの裏面とバックシート２２とを互いに密着させる。なお、第２の封止層２５の厚さや材料は、第１の封止層２４と同様である。
　図２（ａ）は、第２例の太陽電池モジュール（結晶系太陽電池モジュール）の平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩｂ－ＩＩｂ断面図である。図２（ｃ）は、図２（ｂ）において破線で囲んだ部分の構造を模式的に示した図である。
　なお、図２に関する説明では、図１と重複する部分については同一符号を付して重複説明を省略する。
　図２（ａ）に示すように、第２例の太陽電池モジュール１０Ａは、矩形状の太陽電池パネル１１Ａと、太陽電池パネル１１Ａの外縁を周方向に囲むように配置されるフレーム１２と、を有する。なお、太陽電池モジュール１０Ａの背面には、電力の取り出し口となる端子箱や出力ケーブル（いずれも不図示）が取り付けられている。
　また、図２（ｂ）に示すように、太陽電池パネル１１Ａとフレーム１２の間は封止材１３によってシーリングされている。
　図２（ｃ）に示すように、太陽電池パネル１１Ａは、バックシート２２と、カバーガラス２３と、封止材で形成された封止層２６と、シリコン基板からなる複数の電池セル部２１を備える。特に限定するものではないが、シリコン基板の厚さは約１００μｍ～約５００μｍである。
　複数の電池セル部２１は、直列に接続されていわゆるセルストリングを構成している。
これらの電池セル部２１は、バックシート２２とカバーガラス２３との間に配置され、封止層２６で覆われて封止されている。封止層２６は、電池セル部２１をバックシート２２またはカバーガラス２３と密着させる機能を担っている。その他の点は第１例と同様である。
　ここで、太陽電池パネルにおける層ごとの接着力は、電池層が形成されていない基板の裏面側と封止層との界面での接着力が最も大きい。
　また、太陽電池パネルの各層の材料をせん断変形しやすい順に並べると、封止層の封止材、バックシート、基板の順になる。なお、太陽電池パネルの各層の材料において、樹脂（封止層の封止材、バックシート）よりも基板の方が脆性である。
＜太陽電池モジュールのリサイクル方法＞
　次に、図３を参照しつつ、太陽電池モジュールのリサイクル方法について説明する。以下の説明では、簡単のため、太陽電池モジュールについては、特に断りのないかぎり図１の構成を前提とする。
（ステップＳ１：フレーム等の取り外し）
　まず、リサイクルの対象の太陽電池モジュール１０からフレーム１２と端子箱を取り外し、太陽電池パネル１１を取り出す。
（ステップＳ２：カバーガラスと積層構造体の分離）
　次に、図４に示すように、太陽電池パネル１１をステージ３１に載置し、太陽電池パネル１１の側面からセパレータ３０を押し当てる。これにより、太陽電池パネル１１の電池セル部２１を含む基板部分をセパレータ３０でカバーガラス２３から引きはがし、太陽電池パネル１１からカバーガラス２３を分離する。分離されたカバーガラス２３は、ガラスカレット原料としてリサイクルすることが可能である。
　ステップＳ２において太陽電池パネル１１からカバーガラス２３を取り除くことで、基板２１に樹脂層（例えば、封止材の封止層やバックシート）が積層された積層構造体を得ることができる。
　ここで、積層構造体は、例えば、図１に示す薄膜系の太陽電池パネル１１の場合には、封止層／ガラス基板／封止層／バックシートの積層物であり、図２に示す結晶系の太陽電池パネル１１Ａの場合には、封止層／シリコン基板／封止層／バックシートの積層物である。なお、積層構造体の構成は、上記以外でも、例えば、基板／封止層のように基板と樹脂層が積層された積層物であればよい。
　なお、ステップＳ２において、カバーガラス２３以外の部分からさらにセパレータによりバックシート２２を分離してもよい。この場合、シート状のままでバックシート２２をリサイクルすることが可能である。バックシート２２の分離では、カバーガラス２３を分離する際に使用するセパレータ３０をそのまま使用することができる。
（ステップＳ３：積層構造体の予備破砕）
　次に、カバーガラス２３から分離された積層構造体を破砕機により破砕する。ステップＳ３の破砕は、積層構造体を後述のステップＳ４での処理に適した所望のサイズにするために行われるものである。
　ステップＳ３で使用される破砕機としては、片刃で所望のサイズ以下になるまで連続破砕する１軸型の破砕機や、向かい合う刃で基板を噛み込みながら１スルーで破砕する２軸型の破砕機や、高速回転するハンマーでたたきながら所望のサイズ以下になるまで連続破砕する竪型の破砕機が挙げられる。
　ステップＳ３での破砕後の積層構造体は、最終的な粉砕物の粒度に応じて、例えば１ｍｍ～数十ｍｍ程度（好ましくは１ｍｍ～２０ｍｍ程度）の大きさとなる。ステップＳ３での破砕後の積層構造体を、以後ワークＷとも称する。
　また、ステップＳ３の破砕の段階で、カバーガラス２３から分離された残りの積層構造体は、破砕されるとともに一部において剥離も生じる。１軸型の破砕機と竪型の破砕機の場合では、電池層を含む基板の裏面と封止層との界面、封止層とバックシートとの界面、封止層と電池層との界面（電池層内の最表面は透明導電膜）で剥離が生じうる。２軸型の破砕機の場合では、封止層と電池層との界面（電池層内の最表面は透明導電膜）で剥離が生じうる。
（ステップＳ４：基板と樹脂層の分離）
　次に、臼状の分離機４０を用いて、ワークＷの基板２１から樹脂層を分離しつつ、ワークＷの構成材を粉砕してサイズをさらに小さくする。
　図５は、ステップＳ４で使用する臼状の分離機４０の概要を示す斜視図であり、図６は、臼状の分離機４０による処理工程を示す概要図である。
　臼状の分離機４０は、中央に投入口４１Ａを有する環状の砥石からなる上板４１と、円盤状の砥石からなる下板４２とを対向配置し、上板４１および下板４２の少なくとも一方が回転可能に構成されている。下板４２に対向する上板４１の下面４１Ｂは、外周側から内周側に向けて上側に傾くテーパー面をなしている。また、上板４１の外周部分における下板４２との間隔ｄは、ワークＷの積層方向の厚さｔよりも小さく設定されている。
　臼状の分離機４０において、上板中央の投入口４１Ａから投入されたワークＷは、上板４１と下板４２の間に形成されている中央の空間に導入される（図６（ａ））。投入時において、回転している上板４１あるいは下板４２によってワークＷに衝撃が与えられ、ワークＷがさらに破砕されうる。そして、ワークＷは遠心力によって中央の空間から径方向Ｒの外側に向けて移動してゆく（図６（ｂ））。分離機４０に投入されるワークＷは、重なったりすることで一時的に傾いた状態となることもある。しかし、上記の移動の過程で、ワークＷは上板４１と下板４２の間に挟み込まれてゆくとともに、上板４１と下板４２の周方向の相対移動によって粉砕されて分離機４０の外側に排出される（図６（ｃ））。
　なお、粉砕は、分離機４０を通過できる程度の寸法まで基板２１を砕くものであればよく、基板２１をすべて粉状の状態まで砕くことまでは要しない。
　ここで、図７を参照しつつ、臼状の分離機４０においてワークＷに作用する力について説明する。図７の上下方向は、分離機４０の回転軸Ａｘと平行な高さ方向（Ｈ）であり、図７の左右方向は分離機４０の周方向（Ｃ）である。また、図７の紙面垂直方向は、分離機４０の径方向（Ｒ）である。
　また、図７に示すワークＷは、簡単のため、基板２１の上面側に樹脂層２７が積層された構成を例示的に示す。図７の樹脂層２７は、例えば、第２の封止層２５及びバックシート２２を含む。なお、図７での図示は省略するが、ワークＷの基板２１の下面側に第１の封止層２４が積層されていてもよい。
　分離機４０における上板４１と下板４２の周方向Ｃの相対移動によって、ワークＷには基板２１と樹脂層２７の積層方向と交差する方向（図中左右方向）からせん断荷重Ｆ１が印加される。
　ワークＷの構成材のうち、基板２１は樹脂層２７よりもせん断変形しにくい。そのため、上記のせん断荷重Ｆ１に基づくせん断応力は、ワークＷにおいて、相対的にせん断変形しにくい基板２１と相対的にせん断変形しやすい樹脂層２７とが接合されている界面２８で最も大きく作用する。かかる界面２８でのせん断応力の集中によって、樹脂層２７が基板２１との界面２８で剥離され、基板２１から樹脂層２７が分離される。
　また、上板４１と下板４２の間隔は、図６に示すように、上板４１のテーパー面４１Ｂの傾きにより外周側に向けて小さくなる。一方、分離機４０に投入されたワークＷは遠心力によって径方向Ｒの外側に向けて移動する。そのため、ワークＷは径方向Ｒの外側に移動するにつれて上板４１と下板４２に挟まれ、ワークＷには基板２１と樹脂層２７の積層方向（図中上下方向）への圧縮荷重Ｆ２も印加される。なお、分離機４０の外周側は、分離機４０の内周側と比べて上板４１と下板４２の間隔が小さいので、ワークＷが径方向Ｒの外側に移動するにつれて上記の圧縮荷重Ｆ２も大きくなる。
　ここで、ワークＷに対して積層方向（図中上下方向）に圧縮荷重Ｆ２が印加されると、相対的に変形しやすい樹脂層２７は積層方向に潰れて圧縮される。これにより、積層方向に沿った平面でのワークＷの断面積は、圧縮後の方が圧縮前よりも小さくなる。そのため、積層方向に圧縮された状態でワークＷにせん断荷重Ｆ１が印加されると、圧縮前よりもワークＷの断面積が小さくなる分だけせん断応力（せん断荷重Ｆ１／断面積）は大きくなる。以上の理由により、ワークＷに対して積層方向に圧縮荷重Ｆ２が印加されると、基板２１との界面２８から樹脂層２７がより分離されやすくなる。
　また、ワークＷに対しては、上記のせん断荷重Ｆ１に加えて、上板４１と下板４２の間隔が狭いほど強い圧縮荷重Ｆ２が印加されるので、これらの荷重によって基板２１が砕かれる。このとき、基板２１と樹脂層２７の脆性の違いによって、粉砕され易さや処理後の破片の大きさに違いが生じる。
　具体的には、樹脂層２７より基板２１の方が脆性であるため、基板２１は砕けて粉体になり易く、樹脂層２７は基板２１と比べて粉体になり難い。また、処理後の基板２１と樹脂層２７の平均的な大きさを比較すると、樹脂層２７の方が大きな破片となる。
　また、基板２１が粉砕されて小さくなると基板２１と樹脂層２７との接着面が減少する。そうすると、上板４１と下板４２によるせん断荷重の印加により基板２１から樹脂層２７がより分離しやすくなる。
　さらに、上板４１および下板４２の相対移動により、上板４１とワークＷとの接触面２９Ａと、下板４２とワークＷとの接触面２９Ｂにはそれぞれ摩擦力が印加される。この摩擦力によってワークＷの各接触面２９Ａ、２９Ｂが削られていき、これによっても基板２１や樹脂層２７が粉砕されうる。
　以上のように、分離機４０の内部では、ワークＷの基板２１と樹脂層２７の界面２８でのせん断応力による樹脂層２７の分離と、基板２１の粉砕とが並行してほぼ同時に行われる。これにより、基板２１から分離された樹脂層２７の破片と、粉砕された基板２１との混合物が分離機４０より排出される。
　ここで、分離機４０においてワークＷに印加されるせん断荷重は、上板４１および下板４２の間隔ｄや、上板４１および下板４２の相対移動量（例えば回転数など）のパラメータを調整することで変化させることができる。これらのパラメータを調整することで、樹脂層２７の剥離性と、粉砕された基板２１の大きさが制御される。なお、以下に示すように、これらのパラメータの変化はそれぞれ異なる効果をもたらす。
　上板４１と下板４２の間隔ｄを調整すると、ワークＷに印加される機械的な力を調整することができる。同じサイズのワークＷで考えた場合、間隔ｄを狭くすることでより強い機械的な力を印加できる。その結果、上板４１と下板４２の間隔ｄが狭いほど、処理後の基板２１の平均的な大きさは小さくなる。上板４１と下板４２の間隔ｄは、ワークＷのサイズやワークＷの積層形態に応じて適宜調整されるが、一例として１００μｍ～３０００μｍの範囲とすることができる。
　また、上板４１および下板４２の相対的な回転数の差は、例えば５００ｒｐｍ～３０００ｒｐｍの範囲とすることができる。上記の回転数が低いと、ワークＷに印加されるせん断荷重Ｆ１が小さくなる。回転数が高いとワークＷに印加されるせん断荷重Ｆ１は大きくなるが、摩擦熱が発生してワークＷが溶融してしまう現象が発生しうる。また、回転数が低い方が、ワークＷにせん断荷重Ｆ１が印加される時間を長くすることができる。
　また、分離機４０の上板４１または下板４２において、ワークＷとの接触面に溝や突起などの凹凸を形成し、これらの凹凸によってワークＷに機械的な力を印加するようにしてもよい。
　また、分離機４０へのワークＷの投入は、連続的あるいは断続的に行ってもよい。ワークＷの投入を続けることで、ワークＷは投入口４１Ａのある中央部から外周に向けて移動しながら機械的な力が印加される。
　分離機４０での処理時には、水を加えて湿式の処理としてもよい。湿式の処理によると、ワークＷや分離機４０を冷却することができ、また、粉砕物の飛散を低減することもできる。なお、水を加えない乾式の処理では、以下のようにすることもできる。例えば、分離機４０を図示しないキャビティ内に配置するとともに、上板４１または下板４２に羽根を取り付けて気流を生じさせ、キャビティ内の粉砕物をサイクロン効果により回収してもよい。あるいは集塵機で粉砕物を回収してもよい。
　また、図７では、ワークＷとして基板２１に１つの樹脂層２７が積層されている構成を例示したが、上記のようにワークＷの積層形態としては、封止層／基板／封止層／バックシート、封止層／基板／封止層、基板／封止層などの種々のものが挙げられる。なお、ワークＷの積層形態は上記のものに限定されず、基板２１と樹脂層２７が積層された積層構造体であればよい。
　また、カバーガラス２３を分離していない基板／封止層／基板／封止層／バックシートをワークＷとしても処理は可能である。さらに、ステップＳ２の説明でも述べたように、ワークＷ内の各材料の用途形態や分離後の純度を向上させることを目的に、あらかじめバックシート２２を分離する場合もある。バックシート２２は、例えば、カバーガラス２３を分離する際に使用するセパレータ３０で分離することができる。
　また、ワークＷは、封止層／バックシートのような積層物であってもよい。例えば、封止材がエチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）で、バックシートの主材料がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の場合では、封止材の封止層のせん断変形性の方がバックシートのせん断変形性よりも大きい。その他の封止材の封止層とバックシートの組み合わせにおいても、せん断変形性は封止材の封止層の方がバックシートより大きい場合が多い。
（ステップＳ５：電池層のエッチング）
　次に、臼状の分離機４０から排出されたワークＷの粉砕物（基板２１から分離された樹脂層２７の破片と、粉砕された基板２１との混合物）を硝酸等の溶解液に浸漬する。これにより、粉砕された基板２１の電池層２１Ｂがエッチングされ、基板２１から電池層２１Ｂを除去することができる。
　エッチングで用いる溶解液の種類は、電池層２１Ｂの化合物薄膜の種類に応じて適宜選択すればよい。例えば、Ｉ－ＩＩＩ－ＶＩ２族化合物薄膜のＣＩＳ系薄膜や、Ｉ２－ＩＩ－ＩＶ－ＶＩ４族化合物薄膜のＣＺＴＳ系薄膜の場合には、溶解液として硝酸を用いることができる。また、ＩＩ－ＶＩ族化合物薄膜のＣｄＴｅ系薄膜の場合には、溶解液として、塩酸や臭化水素酸等の酸を用いることができる。
　比重の小さい封止層２４、２５の破片（例えばＥＶＡ）は、溶解液や水洗の際の溶液の表面に浮く場合がある。浮いた封止層２４、２５の破片を濾過や湿式比重分離により、第１分離物として選別することもできる。第１分離物には粒子状のものとシート状のものが含まれる。
　なお、エッチングより前に、上記のワークＷの粉砕物を水に浸漬することで、比重の小さい封止層の破片を第１分離物として先に選別することもできる。
（ステップＳ６：固液分離）
　次に、エッチングのために溶解液に浸漬されたワークＷの粉砕物を、遠心分離により液体と固体に分離する。これにより、硝酸等の溶解液が除去される。残された固体部分には、粒子状とシート状のものが含まれている。この段階では、樹脂層２７の破片と、粉砕された基板２１は混合された状態にある。
（ステップＳ７：材料の選別）
　次に、ステップＳ６で得られた固体部分を、湿式比重分離により、残っている封止層２４、２５の破片（第１分離物）、基板２１（第２分離物）、バックシート２２（第３分離物）に選別する。封止層２４、２５、バックシート２２、基板２１（ガラス、シリコン）はこの順で比重が大きくなり、比重の違いを利用してこれらを選別することができる。湿式比重分離では、ジグ型比重分離機や、テーブル型比重分離機を使用することが好ましい。なお、バックシート２２をあらかじめ分離したワークＷの場合、ステップＳ７では、基板２１と封止層２４、２５の破片を選別することになる。
　また、上記の湿式比重分離の替わりに、篩によって粒子状の第２分離物とシート状の第３分離物を分離することも可能である。篩のメッシュ（目開き）については、例えば、ＪＩＳ試験篩の４（４．７５ｍｍ）～１０（１．７ｍｍ）に相当する篩が使用可能であり、第２分離物と第３分離物の大きさに応じて適宜選定すればよい。篩には第３分離物として主にバックシート２２が残り、第２分離物は篩を通過する。第２分離物にはガラスが主に含まれる。
　また、篩による選別は、小さいメッシュから大きいメッシュの順に複数回行っても良い。また、篩の替わりにサイクロン（粉体分離器）を使用しても第２分離物と第３分離物を分離可能である。
　以上で、図３のリサイクル方法の説明を終了する。
　上記のように、本実施形態では、臼状の分離機４０を用いて、樹脂層２７の積層方向と交差する方向から積層構造体であるワークＷにせん断荷重を印加するとともに、ワークＷの基板２１を粉砕する（Ｓ４）。これにより、基板２１と樹脂層２７の界面２８で基板２１から樹脂層２７が分離する。
　樹脂層２７の積層方向と交差する方向からワークＷにせん断荷重を印加すると、基板２１と樹脂層２７の界面２８に沿った方向から力が加わるため、基板２１と樹脂層２７の界面２８で樹脂層２７を効率的に引きはがすことができる。
　また、基板２１と樹脂層２７の脆性の差により、ワークＷの基板２１は粉砕されて小粒子化し易いが、樹脂層２７は粉砕されにくい。そのため、基板２１が粉砕されることで、基板２１と樹脂層２７の分離効率が一層向上する。
　また、臼状の分離機４０内で、ワークＷへのせん断荷重の印加と、基板２１の粉砕は並行してほぼ同時に行われる。そのため、基板２１の粉砕により基板２１が小さくなり、ワークＷにおいて基板２１と樹脂層２７の接触面が減少することから、より基板２１と樹脂層２７が分離しやすくなる。
　さらに、本実施形態によれば、例えば、焼成による熱分解で基板から樹脂層を分離する場合と比べて、リサイクルコストを大幅に低減させることもできる。
＜実施例＞
　以下、太陽電池モジュールのリサイクル方法に関する実施例および比較例について説明する。
（実施例１）
　実施例１では、ガラス基板上にＣＩＳ系薄膜太陽電池が形成され、これをカバーガラスとバックシートで封止した太陽電池パネル（カバーガラス基板／封止材１の層／電池層を含むガラス基板／封止材２の層／バックシート）を、ガラス基板と樹脂層（封止材の層、バックシート）に分離した。
　実施例１において、カバーガラス基板の材質は白板強化ガラスであり、厚さは約３．２ｍｍである。封止材１の層の材質はＥＶＡであり、厚さは約３００μｍである。ガラス基板の材質は高歪点ガラスであり、厚さは約１．８ｍｍである。封止材２の層の材質はＥＶＡであり、厚さは約６００μｍである。バックシートはＰＥＴの積層膜であり、厚さは約２００μｍである。
　実施例１では、まずパネルセパレートの工程でカバーガラス基板を取り外した。その後、カバーガラス基板を取り外した残りの部分を予備破砕の工程で破砕機により破砕し、大きさが１ｍｍ～１０ｍｍ程度のワーク（封止材１の層／ガラス基板（電池層含む）／封止材２の層／バックシート）を得た。
　次に、臼状の分離機にワークを投入して基板から樹脂層を分離した。分離機の上板、下板には、ワークとの接触面に溝が形成されており、溝は上板、下板の最外周まで形成されている。実施例１において、分離機の上板と下板の間隔は３００μｍに設定し、上板と下板の相対回転数は１５００ｒｐｍに設定した。
　図８（ａ）は、実施例１で分離機から排出された、樹脂層の破片と粉砕された基板との混合物を示す。
　次に、上記の樹脂層の破片と粉砕された基板との混合物を、硝酸を含む溶解液に浸漬して基板の電池層をエッチングした。図８（ｂ）に示すように、電池層が除去された粉状の基板とバックシートは溶解液に沈降し、封止材１、封止材２の破片は溶解液に浮いた。
　溶解液に浮いた封止材１、封止材２の破片を濾紙ですくって回収した（第１分離物）。図９（ａ）に示すように、この封止材１、封止材２の破片には、粒子状のものとシート状のものが含まれていた。
　次に、上記の封止材１、封止材２の破片と、溶解液の沈降物（粉状の基板とバックシートの混合物）をそれぞれ水洗いした。その後、水洗いした溶解液の沈降物を遠心分離し、液体部分と固体部分を分離した。
　そして、溶解液の沈降物の固体部分を篩にかけ、粒子状のガラス基板（第２分離物）とシート状のバックシート（第３分離物）にそれぞれ分離した。図９（ｂ）は、実施例１で溶解液の沈降物から分離された第２分離物を示し、図９（ｃ）は、実施例１で溶解液の沈降物から分離された第３分離物を示す。
（実施例２）
　実施例２では、実施例１の一連の処理のうち、臼状の分離機で処理する際の上板と下板の間隔を変えてワークのガラス基板から樹脂層を分離し、ガラス基板と樹脂層の分離性を確認した。実施例２では、上板と下板の間隔を１００μｍ、３００μｍ、５００μｍ、１０００μｍにそれぞれ設定した。
　実施例２での分離性の確認は、以下の手法で行った。
　まず、分離機での処理後のバックシートを約１０ｇ採取し、これを酸素雰囲気中で１０００℃まで加熱することで、バックシートや封止材を燃焼させた。燃焼後の残存物であるガラスの重量（焼成後重量）を計測し、焼成前重量と焼成後重量を比較することで、主にバックシートを含む第３分離物に含まれるガラスの残存率を評価した。
　実施例２の結果を表１に示す。
　分離機の上板と下板の間隔を１００μｍ、３００μｍに設定したときには、ガラスの残存率が１重量％（Ｗｔ％）より小さくなり、ガラス基板から効率的にバックシート（樹脂）を分離できた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
（実施例３）
　実施例３では、実施例２で得られる粒子状のガラス基板（第２分離物）について、ガラスの粒度分布を評価した。
　具体的には、上板と下板の間隔を１００μｍ、３００μｍ、５００μｍ、１０００μｍに設定したときに得られる第２分離物をそれぞれ約２５ｇ採取し、採取した第２分離物のガラスをそれぞれ篩にかけて粒度別に分粒した。篩のメッシュ（目開き）については、ＪＩＳ試験篩の１０（１．７ｍｍ）、１４（１．１８ｍｍ）、１８（８５０μｍ）、２６（６００μｍ）、６０（２５０μｍ）に相当する篩を使用した。
　実施例３におけるガラスの粒度分布の評価方法では、まず粒度別に分離したガラスの重量をそれぞれ計測した。そして、全体のガラスの重量に対して、各々のガラス粒度の範囲に含まれるガラスの重量の割合を求め、ガラスの粒度分布とした。
　また、ガラス粒度の範囲の中央値をその範囲のガラスの粒度とみなし、ガラス粒度の範囲の重量の割合によりガラスの平均粒度を算出した。
　実施例３の結果を表２に示す。
　上板と下板の間隔を１００μｍ、３００μｍ、５００μｍ、１０００μｍに設定したときのガラスの平均粒度は、それぞれ順に７４５μｍ、８３８μｍ、９５５μｍ、１０８０μｍであった。また、上板と下板の間隔が狭いほどガラスの平均粒度は小さかった。なお、上板と下板の間隔よりガラスの粒度が大きい理由は、上板、下板のワークとの接触面に形成された溝が、上板、下板の最外周まで形成されているため、溝を介して処理されたワークが排出されることによる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
（実施例４）
　実施例４では、実施例１の一連の処理において、臼状の分離機から排出された処理済みのワークを、硝酸を含む溶解液に浸漬して基板の電池層をエッチングした後、遠心分離により液体部分と固体部分を分離した。そして、電池層が除去された粉状の基板と、封止材およびバックシートをジグ型比重分離装置で選別した。
　実施例４において、ジグ型比重分離装置の槽内では比重の軽い封止材の層、バックシート、基板の順に分離され、封止材、バックシート、基板をそれぞれ分別して取得できた。
　また、分別後の基板中の有機物残渣（樹脂の残り）は、１．２５Ｗｔ％であった。
（実施例５）
　実施例５では、実施例１の一連の処理において、予めバックシートを分離したワークを臼状の分離機に投入し、基板から樹脂層を分離した。そして、臼状の分離機から排出された処理済みのワークを、硝酸を含む溶解液に浸漬して基板の電池層をエッチングした後、遠心分離により液体部分と固体部分を分離した。そして、電池層が除去された粉状の基板と、封止材を実施例４と同様にジグ型比重分離装置で選別した。
　実施例５において、ジグ型比重分離装置の槽内では比重の軽い封止材の層、基板の順に分離され、封止材、基板をそれぞれ分別して取得できた。
　封止材とバックシートは比較的比重が近いため比重分離の難度が高い。実施例５では、バックシートを予め取り除くことで、実施例４に比べてワークの材料の分離精度を向上させることができた。その結果として、分別後の基板中の有機物残渣（樹脂の残り）は、０．１７Ｗｔ％であった。
（実施例６）
　実施例６では、結晶シリコン基板をカバーガラスとバックシートで封止した太陽電池パネル（カバーガラス基板／封止材１の層／結晶シリコン基板／封止材２の層／バックシート）を、ガラス基板、結晶シリコン基板および樹脂層（封止材の層、バックシート）に分離した。
　実施例６において、カバーガラス基板の材質は白板強化ガラスであり、厚さは約３.０ｍｍである。結晶シリコン基板の厚さは約１８０μｍである。封止材１の層の材質はＥＶＡであり、厚さは約４５０μｍである。封止材２の層の材質はＥＶＡであり、厚さは約６５０μｍである。バックシートはＰＥＴであり、厚さは約６０μｍである。
　実施例６では、まずパネルセパレートの工程でカバーガラス基板を取り外した。その後、カバーガラス基板を取り外した残りの部分を予備破砕の工程で破砕機により破砕し、大きさが１ｍｍ～１０ｍｍ程度のワーク（封止材１の層／結晶シリコン基板／封止材２の層）を得た。
　次に、臼状の分離機にワークを投入して結晶シリコン基板から樹脂層を分離した。実施例６において、分離機の上板と下板の間隔は６００μｍに設定し、上板と下板の相対回転数は１５００ｒｐｍに設定した。臼状の分離機で処理されたワークは、シート状の樹脂層、粒子状の樹脂層および粉状の結晶シリコン基板の混合物となった。
　そして、実施例６では、以下の手法で、シリコン基板と樹脂層（封止材の層、バックシート）の分離性を確認した。
　まず、臼状の分離機で処理して得られた樹脂層とシリコン基板の混合物を約１０００ｇ採取し、採取した混合物を篩にかけて分別した。この際、篩の目開きが大きいものから小さいものの順に篩にかけ、各篩で取得したものと目開き２５０μｍを通過したものについて、篩にかけた混合物に対する重量比を算出した。実施例６で使用した篩のメッシュ（目開き）については、上記の実施例３の条件と同様である。
　次に、各篩で分別された混合物を約１ｇ採取し、これを酸素雰囲気中で１０００℃まで加熱することで、バックシートや封止材の樹脂を燃焼させた。燃焼後の残存物であるシリコンの重量（焼成後重量）を計測し、焼成前重量と焼成後重量を比較することで、樹脂層とシリコン基板の混合物に含まれるシリコンの残存率を評価した。
　実施例６において、各篩で取得または篩を通過したものの重量比と焼成後のシリコンの残存率を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３に示すように、実施例６において、篩の目開きが２５０μｍ以上の各篩を通過しなかったものにおけるシリコンの残存率は、各篩で通過しなかったものの重量比を考慮して算出すると１．１Ｗｔ％である。そのため、実施例６では、効率的に樹脂（封止材、バックシート）をシリコンから分離できている。また、篩の目開きが２５０μｍを通過したものについては、約９８Ｗｔ％がシリコンであった。
　換言すると、目開き２５０μｍの篩を用いることで、シリコンを約９８Ｗｔ％含むものと、樹脂を約９９Ｗｔ％含むものとに分別することができる。
　ここで、上記の実施例３に示すように、上板と下板の間隔によるが、分離機で処理されたガラス基板の粒度が２５０μｍ以上となる割合は９０％以上である。例えば、太陽電池パネルからカバーガラスを取り外すことなく予備破砕の工程で破砕し、臼状の分離機で処理した場合を考える。上記の場合において、分離機で処理されたワーク（ガラス基板、樹脂層、シリコン基板の混合物）に対して目開き２５０μｍの篩を用いて分別すると、２５０μｍの篩を通過しないものは、シリコンをほとんど含まない樹脂とガラスの混合物である。この２５０μｍの篩を通過しない混合物を、ジグ型比重分離装置で選別することで封止材、バックシート、ガラス基板をそれぞれ分別して取得できる。一方、２５０μｍの篩を通過したものは、樹脂をほとんど含まないガラスとシリコンの混合物である。以上のように、基板と樹脂の分離が可能である。
（実施例７）
　実施例７では、実施例６と同様の太陽電池パネル（カバーガラス基板／封止材１の層／結晶シリコン基板／封止材２の層／バックシート）を対象とする。実施例７では、パネルセパレートの工程でカバーガラス基板とバックシートを取り外した。その後の工程は、実施例６と同様である。
　実施例７において、臼状の分離機で処理されたワークは、シート状の封止材層、粒子状の封止材層および粉状の結晶シリコン基板の混合物となった。そして、上記の混合物を篩によって結晶シリコン基板と封止材に分別した。
　実施例７において、各篩で取得または篩を通過したものの重量比と焼成後のシリコンの残存率を表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表４に示すように、実施例７において、篩の目開きが２５０μｍ以上の各篩を通過しなかったものにおけるシリコンの残存率は、各篩で通過しなかったものの重量比を考慮して算出すると０．５Ｗｔ％である。そのため、実施例７では、効率的に樹脂（封止材）をシリコンから分離できている。また、篩の目開きが２５０μｍを通過したものについては、９９Ｗｔ％がシリコンであった。
　換言すると、目開き２５０μｍの篩を用いることで、シリコンを９９Ｗｔ％含むものと、樹脂を９９．５Ｗｔ％含むものとに分別することができる。
（比較例１）
　比較例１では、実施例１と同様の構成のワークに対し、粒子間の衝突を利用して分離を行うジェット型ミルにより各材料の分離を行った。つまり、比較例１では、ワークに対して積層方向と交差する方向にせん断荷重の印加がなく、基板を機械的に粉砕することも行われていない。
　比較例１では、０．５ｍ３／ｍｉｎ～１０ｍ３／ｍｉｎの範囲で風量を変えて粒子間の衝撃を与えたが、処理済みのワークの基板部分はいずれも破砕されていなかった。また、処理済みのワークを水に浸漬した結果、ほとんどが一体として沈降し、各材料の分離は見られなかった。
（比較例２）
　比較例２では、実施例１と同様の構成のワークに対し、高速回転するハンマーでワークに衝撃を与えて分離を行う高速ハンマー型ミルにより各材料の分離を行った。つまり、比較例２では、ワークを機械的な衝撃で粉砕するが、ワークに対して積層方向と交差する方向にせん断荷重の印加がされていない。
　比較例２では、５０００ｒｐｍ～１５０００ｒｐｍの範囲で回転数を変えてハンマーにより衝撃を与えた結果、得られた処理物中の基板部分は微粒子化された。しかしながら、その処理物を水に浸漬した結果、ほとんどが一体として沈降し、各材料の分離は見られなかった。
＜実施形態の補足事項＞
　上記の実施形態では、積層構造体の分離方法の一例として、太陽電池パネルの基板から樹脂層を分離する場合について説明した。しかし、本発明の積層構造体の分離方法は、太陽電池パネルに適用する場合に限定されるものではなく、基板に樹脂層が積層されている積層構造体であれば広く適用することができる。
　例えば、接着樹脂により複数のガラスを貼り合わせた合わせガラスや、ディスプレイパネルなどのリサイクルにも本発明を適用することが可能である。例えば、合わせガラスの場合、ガラスが基板に相当し、ガラスを貼り合わせるための接着剤の層（接着層）が樹脂層に相当する。
　また、積層構造体の樹脂層の種類は、封止層や接着層に限定されることなく、例えば、塗料の層やコーティング層などの樹脂層を基板に積層した積層構造体に本発明を適用してもよい。
　また、上記の実施形態では、積層構造体の形状が平板状あることを前提として説明を行った。しかし、本発明の積層構造体は、例えば、曲面ディスプレイパネルや車のフロントガラスやリアガラスに用いる合わせガラスのように、曲面状の積層構造体に対しても適用できる。
　曲面状の積層構造体を予備破砕することでワークは比較的に平板状に近くなる。さらにそのワークは臼状の分離機内で粉砕されるので、平板状の積層構造体を処理する場合の状態に近づいてゆく。したがって、曲面状の積層構造体を処理する場合にも、平板状の積層構造体を処理する場合と同様に本発明を適用可能であることがわかる。
　以上のように、本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、一例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することを意図しない。実施形態は、上記以外の様々な形態で実施することが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換、変更など、を行える。実施形態およびその変形は、本発明の範囲および要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明およびその均等物についても、本発明の範囲および要旨に含まれる。
　また、本出願は、２０１９年１１月６日に出願した日本国特許出願２０１９－２０１４８７号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願２０１９－２０１４８７号の全内容を本出願に援用する。
１０、１０Ａ　太陽電池モジュール
１１、１１Ａ　太陽電池パネル
２１　　電池セル部（基板）
２２　　バックシート
２３　　カバーガラス
２４、２５、２６　封止層
２７　　樹脂層
２８　　界面
４０　　分離機
Ｗ　　　ワーク

 

Claims (7)

  1. 　基板に樹脂層が積層された積層構造体の分離方法であって、
    　前記樹脂層の積層方向と交差する方向から前記積層構造体にせん断荷重を印加する工程と、
    　前記基板を粉砕する工程と、を有し、
    　前記基板と前記樹脂層の界面で前記基板から前記樹脂層を分離させる
    積層構造体の分離方法。
  2. 　前記せん断荷重を印加する工程と前記基板を粉砕する工程は、並行して行われる
    請求項１に記載の積層構造体の分離方法。
  3. 　前記樹脂層は、封止材で形成される層を含む
    請求項１または請求項２に記載の積層構造体の分離方法。
  4. 　前記基板から前記樹脂層を分離させた後に、溶液に浸漬して比重分離により前記封止材を選別する第１選別工程をさらに有する
    請求項３に記載の積層構造体の分離方法。
  5. 　前記基板には、電池層が形成され、
    　前記溶液は、酸を含む溶解液であり、
    　前記第１選別工程で、前記溶解液により前記基板の前記電池層がエッチングされる
    請求項４に記載の積層構造体の分離方法。
  6. 　前記樹脂層は、前記封止材とは異なる材料で形成されるシート体の層をさらに含み、
    　前記第１選別工程の残渣から、前記基板の粉砕物と前記シート体を選別する第２選別工程をさらに有する
    請求項４または請求項５に記載の積層構造体の分離方法。
  7. 　前記積層構造体は、太陽電池パネルである
    請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の積層構造体の分離方法。

     
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