(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも筐体と外装パネルの一部がプラスチック材料からなる携帯電話機を過熱水蒸気に曝して加熱して前記プラスチック材料を軟化させることにより前記筐体の接合部の接合を弱めた後に手分解する携帯電話機の解体方法であって、
加熱前に携帯電話機の表示面に断熱材を密着させて配置することを特徴とする携帯電話機の解体方法。
【請求項２】
請求項１記載の携帯電話機の解体方法において、
携帯電話機が折りたたみ式携帯電話機の場合、この携帯電話機の表示面および操作面を覆う大きさの前記断熱材を、前記表示面と前記操作面とで挟むように配置し、粘着材もしくは機械的な固定手段によって前記断熱材を前記表示面および前記操作面に密着させることを特徴とする携帯電話機の解体方法。
【請求項３】
請求項１記載の携帯電話機の解体方法において、
携帯電話機が折りたたみ式以外の携帯電話機の場合、２台の携帯電話機の表示面を向かい合わせるようにして、２台の携帯電話機の表示面を覆う大きさの断熱材を、２台の携帯電話機の表示面で挟むように配置し、粘着材もしくは機械的な固定手段によって前記断熱材を２台の携帯電話機の表示面に密着させることを特徴とする携帯電話機の解体方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の携帯電話機の解体方法において、
前記断熱材は、無機繊維系断熱材、天然素材系断熱材、発泡系断熱材のいずれかであることを特徴とする携帯電話機の解体方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の携帯電話機の解体方法において、
携帯電話機の筐体および外装パネルを構成するプラスチック材料が、このプラスチック材料の軟化温度よりも高い温度になるように前記過熱水蒸気の温度と過熱水蒸気処理時間とを設定すると共に、携帯電話機に含まれる部品が、この部品の再利用が可能な範囲の温度になるように前記過熱水蒸気の温度と過熱水蒸気処理時間と前記断熱材の厚さとを設定することを特徴とする携帯電話機の解体方法。
【請求項６】
請求項５記載の携帯電話機の解体方法において、
携帯電話機が折りたたみ式携帯電話機の場合、前記断熱材の厚さは１ｍｍ〜１０ｍｍであり、携帯電話機が折りたたみ式以外の携帯電話機の場合、前記断熱材の厚さは１ｍｍ以上であることを特徴とする携帯電話機の解体方法。
【請求項７】
請求項５記載の携帯電話機の解体方法において、
前記携帯電話機に含まれる部品は、液晶モジュール、カメラモジュール、モーター、スピーカであることを特徴とする携帯電話機の解体方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも筐体と外装パネルの一部がプラスチック材料からなる携帯電話機を加熱した後に手分解する技術に係り、特に再利用可能な部品を増やし、かつ高温短時間の処理によりコストを下げることができる携帯電話機の解体方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、天然資源の枯渇が懸念され、再資源化されずに廃棄されているレアメタルが大きな社会問題となっている。レアメタル資源をほぼ全量輸入に依存している我が国においては、資源枯渇に起因する経済的リスクを回避するためにこれらの資源を再資源化する必要性がある。
【０００３】
特に携帯電話機には、貴金属をはじめインジウム等の多種のレアメタルが含有されており、国内でのリサイクルが推進されている。構成部品の再利用を含むレアメタルの再資源化を行うに当たっては、不純物等の分離に掛かるコストを削減するために、携帯電話機の部品レベルでの詳細な精緻解体が必要である。しかしながら、現状ではこの精緻解体を手作業で行っているために、解体に掛かるコストが携帯電話機の処理コストを押し上げ、コストに見合った採算が得られない。
【０００４】
再利用可能な部品を取り出すためには、外装パネルと筐体とを分離する必要があるが、携帯電話機の解体を困難にする要因として、図５に示すように、外装パネル１００，１０１と筐体１０２とが特殊なネジや接着剤によって強固に接着されていることが挙げられる。そのため、レアメタルの回収や構成部品の再利用は行われず、廃棄された携帯電話機の処理として、焼却処理を行い、金や銀等の貴金属のみが回収されている。
【０００５】
以上のように、使用済み携帯電話機のリサイクルの高度化においては、レアメタルの再資源化を推進するために解体コストの削減が求められている。特許文献１では、使用済み携帯電話機の解体コストを削減する手法として、粉砕処理が提案されているが、粉砕処理を行うと構成部品の再利用が不可能になると共に、不純物の分離にコストが掛かるため実用化し難いものであった。リサイクルを行うに当たっては、再利用可能な部品は再利用を行う事で、回収物の売却益をより高くすることが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４３５５０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
使用済み携帯電話機に含まれるレアメタルのリサイクルや、構成部品の再利用を含む高品質なリサイクルを達成するためには、手解体等による解体を短時間及び低コストで実現することが必要である。
解体を短時間及び低コストで行う為には、高温短時間で外装を軟化させる必要があるが、その温度条件では、再利用可能な構成部品も高温となり再利用が不可能になってしまうという課題があった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために考案されたもので、少なくとも筐体と外装パネルの一部がプラスチック材料からなる携帯電話機の解体方法において、材料リサイクル及び構成部品の再利用を可能とし、かつ解体時間を短縮し、解体に要するコストを低減させることが可能な携帯電話機の解体方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、少なくとも筐体と外装パネルの一部がプラスチック材料からなる携帯電話機を過熱水蒸気に曝して加熱して前記プラスチック材料を軟化させることにより前記筐体の接合部の接合を弱めた後に手分解する携帯電話機の解体方法であって、加熱前に携帯電話機の表示面に断熱材を密着させて配置することを特徴とするものである。
また、本発明の携帯電話機の解体方法の１構成例は、携帯電話機が折りたたみ式携帯電話機の場合、この携帯電話機の表示面および操作面を覆う大きさの前記断熱材を、前記表示面と前記操作面とで挟むように配置し、粘着材もしくは機械的な固定手段によって前記断熱材を前記表示面および前記操作面に密着させることを特徴とするものである。
また、本発明の携帯電話機の解体方法の１構成例は、携帯電話機が折りたたみ式以外の携帯電話機の場合、２台の携帯電話機の表示面を向かい合わせるようにして、２台の携帯電話機の表示面を覆う大きさの断熱材を、２台の携帯電話機の表示面で挟むように配置し、粘着材もしくは機械的な固定手段によって前記断熱材を２台の携帯電話機の表示面に密着させることを特徴とするものである。
また、本発明の携帯電話機の解体方法の１構成例において、前記断熱材は、無機繊維系断熱材、天然素材系断熱材、発泡系断熱材のいずれかである。
【００１０】
また、本発明の携帯電話機の解体方法の１構成例は、携帯電話機の筐体および外装パネルを構成するプラスチック材料が、このプラスチック材料の軟化温度よりも高い温度になるように前記過熱水蒸気の温度と過熱水蒸気処理時間とを設定すると共に、携帯電話機に含まれる部品が、この部品の再利用が可能な範囲の温度になるように前記過熱水蒸気の温度と過熱水蒸気処理時間と前記断熱材の厚さとを設定することを特徴とするものである。
また、本発明の携帯電話機の解体方法の１構成例において、携帯電話機が折りたたみ式携帯電話機の場合、前記断熱材の厚さは１ｍｍ〜１０ｍｍであり、携帯電話機が折りたたみ式以外の携帯電話機の場合、前記断熱材の厚さは１ｍｍ以上である。
また、本発明の携帯電話機の解体方法の１構成例において、前記携帯電話機に含まれる部品は、液晶モジュール、カメラモジュール、モーター、スピーカである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、過熱水蒸気に携帯電話機を曝して加熱することにより、外装パネルと筺体の接合部付近のプラスチック材料を軟化させることができ、ネジ留めや接着剤などによる接合を弱め、携帯電話機の解体を迅速かつ容易に行うことができ、携帯電話機の構成部品を再利用可能な状態で取り出すことが可能となる。また、本発明では、加熱前に携帯電話機の表示面に断熱材を密着させて配置することにより、高温短時間という低コスト条件での熱処理においても、携帯電話機の構成部品の温度を９０℃未満に保つことが可能であり、再利用可能対象となる構成部品の数を増やすことが可能となる。手解体においては、特殊な工具及び接合部位に関する知識は不要であるため、誰でも容易に携帯電話機の解体が可能である。また、本発明では、過熱水蒸気を用いることによって、熱風を用いる場合よりも短時間で昇温することができ、高速処理が可能である。更に水を用いているため無害であり、また不燃性であるため高い安全性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る携帯電話機の解体方法を説明するフローチャートである。
【図２】本発明の第１の実施の形態における断熱材の設置方法を説明する図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態と比較例における過熱水蒸気処理時の液晶モジュールの表面温度の測定結果を示す図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態における断熱材の設置方法を説明する図である。
【図５】携帯電話機の外装パネルと筐体の構造を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施の形態によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら制限されるものではない。
【００１４】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は本実施の形態に係る携帯電話機の解体方法を説明するフローチャートである。
本実施の形態では、図２に示すように、少なくとも筐体と外装の一部がプラスチック材料である折りたたみ式携帯電話機１の表示面２（液晶モジュールが配置されている面）および操作面３（ボタン等が配置されている面）を覆う大きさの断熱材４を、表示面２と操作面３との間に設置し、携帯電話機１を閉じた状態にして、表示面２と操作面３とで断熱材４を挟むようにした（図１ステップＳ１００）。断熱材４としては、厚さ３ｍｍのシリコンスポンジを用いた。断熱材４を表示面２および操作面３に密着させるために、設置後、シール（粘着テープ）を用いて固定を行った。
【００１５】
そして、携帯電話機１をフロー型過熱水蒸気炉に投入し（ステップＳ１０１）、フロー型過熱水蒸気炉に設けられた過熱水蒸気発生装置によって常圧で１００℃以上に加熱した過熱水蒸気に携帯電話機１を曝す（ステップＳ１０２）。フロー型過熱水蒸気炉には、コンベアと前記過熱水蒸気発生装置とが設けられており、コンベアによって輸送される携帯電話機１に過熱水蒸気を導入することが可能である。過熱水蒸気の温度及び処理時間は任意にコントロールが可能である。
携帯電話機１がコンベアによって輸送されるときに、携帯電話機１が過熱水蒸気に曝されると、外装パネルのプラスチック材料は、過熱水蒸気によって温度が上げられて（例えば、１００℃〜２００℃）軟化し、本体からの分離が容易な状態となる。
【００１６】
ここで、過熱水蒸気を用いる理由は、外装パネルのプラスチック材料を、このプラスチック材料の軟化温度よりも高い温度（外装パネルがポリカーボネートの場合は１５０℃以上）にしながら、構成部品を再利用可能な温度範囲（再利用したい構成部品が液晶モジュールの場合は９０℃以下）にするために、外装パネルを瞬間的に高温にする必要があるためである。熱風による伝熱は対流伝熱に限られるが、過熱水蒸気では、対流伝熱と輻射伝熱と凝縮伝熱の３つの複合伝熱作用をもつため熱効率がよく（熱風の７〜８倍）、瞬間的に大量の熱を与えることが可能となる。なお、過熱水蒸気を得る手法は、特に制限はなく、市販の過熱水蒸気発生装置を使用することができる。
【００１７】
次に、過熱水蒸気処理後の携帯電話機１を作業者が手で解体し（ステップＳ１０３）、携帯電話機１の外装パネルを筐体から分離し、さらに液晶モジュール等の再利用可能な構成部品を筐体から分離する（ステップＳ１０４）。作業者は、部品毎、材料毎に分別を行い（ステップＳ１０５）、分別した部品や材料を再資源化業者に渡す（ステップＳ１０６）。再資源化業者は、回収した部品や材料の再資源化（部品の再利用、材料のマテリアルリサイクル、貴金属やレアメタルの回収等）を行う。
【００１８】
本実施の形態では、以上のような解体方法の一例として、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合合成樹脂（ＡＢＳ）を外装素材とする折りたたみ式携帯電話機１の解体を行った。断熱材４としては、断熱性能の高さのみならず、表示面２および操作面３との密着性を高めるために柔軟性があることが好ましいためシリコンスポンジを選定した。携帯電話機１の表示面２に断熱材４を設置し、表示面２と操作面３とで断熱材４を挟むようにした。断熱材４を表示面２および操作面３に密着させるために、設置後、シールを用いて固定を行った。
【００１９】
そして、断熱材４を設置した携帯電話機１をフロー型過熱水蒸気炉に投入し、過熱水蒸気による加熱を４分間行った後、手で解体を行い、外装パネル及び構成部品を筐体から分離した。過熱水蒸気の温度は３００℃に設定した。過熱水蒸気処理時の外装パネルの表面温度は１５０℃程度であった。ＡＢＳの軟化温度は１００℃付近である。過熱水蒸気雰囲気下の温度を測定したところ、液晶モジュール等の、再利用可能な構成部品の表面温度は８０℃未満であった。なお、温度は、熱電対によって１０秒毎に計測した。
携帯電話機１の外装パネルと筐体の分離に要した時間は数秒であり、構成部品の分離に要した時間は１分程度であった。特別な工具や接合部に関する知識は要さなかった。
【００２０】
通常、手作業によって携帯電話機の精緻解体を行う際には１０分程度の時間を要するため、本実施の形態によれば解体時間を大幅に短縮させることが可能になる。また、携帯電話機の手解体を実施するためには人件費が掛かるため、解体時間の短縮は解体コストの削減につながる。
【００２１】
また、筐体から分離した再利用可能な構成部品（液晶モジュール、カメラモジュール、モーター、スピーカ）は、通電試験等を行った所、部品の機能を損なうことなく動作し、再利用が可能であることを確認した。プラスチック材料からなる外装パネルは軟化温度以上の温度に達したが、構成部品の表面温度は動作保障温度内であった。
【００２２】
本実施の形態と比較例における過熱水蒸気処理時の液晶モジュールの表面温度の測定結果を図３に示す。図３の３０は本実施の形態における液晶モジュールの表面温度を示し、３１は比較例における液晶モジュールの表面温度を示している。ここで、比較例は、本実施の形態と同じ折りたたみ式の携帯電話機１を用いて断熱材４を設置せずに過熱水蒸気処理を行ったものである。比較例においても、図１のステップＳ１０１〜Ｓ１０６の処理は本実施の形態と同様に行った。
【００２３】
上記のとおり、本実施の形態の場合、液晶モジュールの表面温度は８０℃未満であった。これに対して、比較例のように断熱材４を設置しない場合、過熱水蒸気処理時の外装パネルの表面温度は１５０℃程度であったが、処理時間１２０秒程度で液晶モジュールの表面温度が９０℃を超え、さらに処理時間が進むと１００℃以上に達した。液晶モジュール等の再利用可能な構成部品の動作保障温度は９０℃以下である。比較例のように断熱材４を設置しない場合、構成部品を９０℃以下に保ちながら外装パネルを軟化させることは不可能であり、分離した構成部品の再利用に適していないことが分かる。
【００２４】
なお、本実施の形態では、携帯電話機１の筐体および外装パネルを構成するプラスチック材料が、このプラスチック材料の軟化温度よりも高い温度になり、かつ携帯電話機に含まれる構成部品が、この部品の信頼性を確保することができ部品の再利用が可能な範囲の温度になるように、過熱水蒸気の温度と過熱水蒸気処理時間とを設定すればよい。具体的には、過熱水蒸気の雰囲気温度２００℃〜５００℃、処理時間１分〜１０分程度で過熱水蒸気処理を行うのが望ましい。
【００２５】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態と同じ折りたたみ式の携帯電話機１に対して第１の実施の形態と同様に断熱材４を設置したものであり、断熱材４として厚さ１ｍｍのシリコンスポンジを用いたものである。図１のステップＳ１００〜Ｓ１０６の処理を第１の実施の形態と同様に行った。
【００２６】
携帯電話機１の外装パネルと筐体の分離に要した時間は数秒であり、構成部品の分離に要した時間は１分程度であった。特別な工具や接合部に関する知識は要さなかった。再利用可能な構成部品の表面温度を測定した所、９０℃未満であった。
また、筐体から分離した再利用可能な構成部品は、通電試験等を行った所、部品の機能を損なうことなく動作し、再利用が可能であることを確認した。
【００２７】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態と同じ折りたたみ式の携帯電話機１に対して第１の実施の形態と同様に断熱材４を設置したものであり、断熱材４として厚さ１５ｍｍのシリコンスポンジを用いたものである。図１のステップＳ１００〜Ｓ１０６の処理を第１の実施の形態と同様に行った。
【００２８】
折りたたみ式の携帯電話機１では断熱材４の厚さが１５ｍｍになると、断熱材４を表示面２および操作面３に密着させることが困難であり、過熱水蒸気による処理時に蒸気が表示面２および操作面３に達してしまい、構成部品の表面温度が上昇してしまった。第１〜第３の実施の形態の結果から、折りたたみ式の携帯電話機１の場合、断熱材４の厚さは１ｍｍ〜１０ｍｍ程度が好ましいことが分かる。
【００２９】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。本実施の形態では、図４に示すように、少なくとも筐体と外装の一部がプラスチック材料であるストレート型の２台の携帯電話機１ａの表示面２ａ（液晶モジュールおよび操作部が配置されている面）を向かい合わせるようにして、２台の携帯電話機１ａの表示面を覆う大きさの断熱材４を、これら表示面２の間に設置し、２台の携帯電話機１ａで断熱材４を挟むようにした（図１ステップＳ１００）。断熱材４としては、厚さ１ｍｍのシリコンスポンジを用いた。断熱材４を２台の携帯電話機１ａの表示面２ａに密着させるために、設置後、シールを用いて固定を行った。
【００３０】
図１のステップＳ１０１〜Ｓ１０６の処理を第１の実施の形態と同様に行った。携帯電話機１ａの外装パネルと筐体の分離に要した時間は数秒であり、構成部品の分離に要した時間は１分程度であった。特別な工具や接合部に関する知識は要さなかった。再利用可能な構成部品の表面温度を測定した所、９０℃未満であった。
また、筐体から分離した再利用可能な構成部品は、通電試験等を行った所、部品の機能を損なうことなく動作し、再利用が可能であることを確認した。
【００３１】
［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第４の実施の形態と同じストレート型の２台の携帯電話機１ａに対して第４の実施の形態と同様に断熱材４を設置したものであり、断熱材４として厚さ３ｍｍのシリコンスポンジを用いたものである。図１のステップＳ１００〜Ｓ１０６の処理を第４の実施の形態と同様に行った。
【００３２】
携帯電話機１ａの外装パネルと筐体の分離に要した時間は数秒であり、構成部品の分離に要した時間は１分程度であった。特別な工具や接合部に関する知識は要さなかった。再利用可能な構成部品の表面温度を測定した所、８０℃未満であった。
また、筐体から分離した再利用可能な構成部品は、通電試験等を行った所、部品の機能を損なうことなく動作し、再利用が可能であることを確認した。
【００３３】
［第６の実施の形態］
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第４の実施の形態と同じストレート型の２台の携帯電話機１ａに対して第４の実施の形態と同様に断熱材４を設置したものであり、断熱材４として厚さ１０ｍｍのシリコンスポンジを用いたものである。図１のステップＳ１００〜Ｓ１０６の処理を第４の実施の形態と同様に行った。
【００３４】
携帯電話機１ａの外装パネルと筐体の分離に要した時間は数秒であり、構成部品の分離に要した時間は１分程度であった。特別な工具や接合部に関する知識は要さなかった。再利用可能な構成部品の表面温度を測定した所、８０℃未満であった。
また、筐体から分離した再利用可能な構成部品は、通電試験等を行った所、部品の機能を損なうことなく動作し、再利用が可能であることを確認した。
第４〜第６の実施の形態の結果から、ストレート型の携帯電話機１ａの場合、断熱材４の厚さは１ｍｍ以上が好ましいことが分かる。
【００３５】
なお、第１〜第６の実施の形態では、断熱材４の固定にシール（粘着テープ）を用いたが、これに限るものではなく、機械式クリップを用いて断熱材４を固定してもよい。
また、第１〜第６の実施の形態では、断熱材４としてシリコンスポンジ等の発泡系断熱材を用いたが、これに限るものではなく、グラスウール等の無機繊維系断熱材、コルク等の天然素材系断熱材を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、使用済み携帯電話機を解体する技術に適用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１，１ａ…携帯電話機、２，２ａ…表示面、３…操作面、４…断熱材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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