(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機化合物と金属及びガラス基板を含む廃液晶表示装置の処理方法であって、該廃液晶表示装置を、固体粒子が流動する層内で前記ガラス基板の融点以下かつ前記有機化合物の熱分解温度以上の温度に加熱して該有機化合物を分解し、ガラス及び金属を回収することを特徴とする廃液晶表示装置の処理方法。
【請求項２】
有機化合物と金属及びガラス基板を含む廃液晶表示装置の処理方法であって、該廃液晶表示装置を、熱媒体粒子が流動する流動層内で、前記ガラス基板の融点以下かつ前記有機化合物の熱分解温度以上の温度に加熱して該有機化合物を分解除去し、その後、該流動層内に残ったガラス基板を回収し、該流動層から排出されるガスに含まれる金属を回収することを特徴とする廃液晶表示装置の処理方法。
【請求項３】
熱媒体粒子が充填された流動層と、該流動層に該熱媒体粒子の流動化用ガスを吹き込むガス吹き込み装置と、該流動層で廃液晶表示装置が加熱され液晶化合物を含む有機化合物が分解されることによって分離されたガラス基板を該流動層から回収するガラス回収器と、該流動層より排出されたガスに同伴する金属粒子を該ガスから分離する粒子捕捉器とを具備する廃液晶表示装置の処理装置であって、該流動層が仕切り板によって二つのセルに分割され、該熱媒体粒子が二つのセルを循環し、各セル毎に独立に該流動化用ガスの流速が変えられるように
したことを特徴とする廃液晶表示装置の処理装置。
【請求項４】
請求項３において、前記流動層の二つのセルのうちで流動化用ガスの流速が遅い方のセルから前記ガラス基板が回収されるように前記ガラス回収器を備えたことを特徴とする廃液晶表示装置の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は廃液晶表示装置の処理方法及び処理装置に関し、特にガラス基板および有価金属であるインジウムを回収するのに適した廃液晶表示装置の処理方法及び処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の廃液晶表示装置の処理方法としては、特開平6−321581 号公報，特許第2538500 号に湿式法が開示されている。湿式法では液晶表示装置を構成する数種類の薄膜を除去した後、ガラス基板を再生するために、苛性ソーダ水等の強アルカリ溶液や王水，塩酸等の強酸液で処理し、更に数種類の有機溶媒等を用いる複雑な工程を必要とする。
【０００３】
一方、特開平9−323076 号公報にはプラスチック・金属積層体の廃棄物を、流動層を形成する熱媒体と直接接触させることにより、プラスチックを除去し金属を回収することの開示がある。また、特開平9−323075 号公報にはプラスチック・金属積層体の廃棄物を、流動層を形成する熱媒体と伝熱面を介して間接接触させることによりプラスチックを除去し金属を回収することの開示がある。しかし、これらはいずれも廃液晶表示装置を対象とするものではない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は液晶化合物を含む有機化合物，金属及びガラス基板を含む廃液晶表示装置から、有機溶媒を用いることなくガラス及び有価金属であるインジウムを回収できるようにした廃液晶表示装置の処理方法および装置を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、廃棄された液晶表示装置を加熱して液晶化合物を含む有機化合物を分解した後、ガラス及びインジウム等の金属を分離，回収することにある。廃液晶表示装置からガラス及びインジウム等の金属を分離，回収するに当たっては、固体の熱媒体粒子を充填した流動層を使用することが望ましい。流動層内には空気等の流動化用ガスを吹き込み、熱媒体粒子を流動させる。そして、廃液晶表示装置を丸ごと或いは適当な大きさに破砕して流動層内に挿入する。流動層は、液晶化合物を含む有機化合物が分解する温度でガラスが溶融しない温度に加熱する。
【０００６】
このようにすることにより、液晶化合物を含む有機化合物は分解してガス化する。有機化合物が分解されることによって、ガラス基板及びインジウム等の金属は分離される。また、熱媒体粒子によってガラス基板表面がこすられることによって、インジウム等の金属がガラス基板からはがれ、ガラス基板は付着物の少ない高品質の状態となる。インジウム等の金属は、そのほとんどが有機化合物の分解ガスに同伴して流動層から排出されるので、流動層から排出されたガスをサイクロン或いはフィルター等を備えた粒子捕捉器に通すことによって、ガス中に含まれる粒子を回収する。廃液晶表示装置を流動層内に投入するのは、熱媒体粒子が流動している状態或いは静止している状態のいずれでもよいが、熱媒体粒子が流動状態にあるときに廃液晶表示装置を投入する方が好ましい。熱媒体粒子が静止しているときに廃液晶表示装置を投入すると、重力で廃液晶表示装置が底部に沈みこみ、廃液晶表示装置を流動させるのに高い動力、たとえば流動化用ガスを高流速で吹き込む必要があるが、熱媒体粒子が流動状態にあるところに廃液晶表示装置を投入すれば低流速で廃液晶表示装置を流動させることができる。
【０００７】
流動層は、仕切り板を鉛直方向に配置することによって二つのセルに分割し、一方のセルから他方のセルに熱媒体粒子が循環できるようにすることが望ましい。また、各セルには独立に流動化用ガスを吹き込めるようにし、流動化用ガスの流速をセル毎に変えられるようにすることが望ましい。また、廃液晶表示装置の処理においては、一方のセルの流動化用ガスの流速を他方のセルの流動化用ガスの流速に比べて遅くし、流速が遅い方のセルからガラスを取り出すようにすることが望ましい。高流速側のセルは、主にガラス表面から付着物を除くのに利用し、低流速側のセルはガラス回収率を高めるために利用する。高流速側のセルの流速（Ａ）と低流速側のセルの流速（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）は、２ないし５にすることが望ましい。高流速側のセルの流速は５ないし８０cm／sec が望ましい。最も望ましいのは、低流速側のセルの流速を５〜１５cm／sec ，高流速側のセルの流速を２０〜４０cm／sec とすることである。
【０００８】
熱媒体粒子の材料は、ジルコンサンド，窒化けい素，アルミナボール等が適する。粒子の大きさは、０.５mm 以下が好ましい。熱媒体粒子のモース硬度は７以上が好ましい。
【０００９】
流動層の加熱温度は、ガラス基板が無アルカリガラスのときには、５００ないし８００℃が好ましく、ソーダライムガラスのときには５００ないし６００℃が好ましい。これらの温度範囲であれば、有機化合物は分解しても、ガラスは溶融しない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、本発明は、一般に使用されている液晶表示装置全般に適用できるものであり、特定の型式の液晶表示装置を対象とするものではない。
【００１１】
（実施例１）
図１は、本発明の廃液晶表示装置処理装置の構成を示す系統図である。
【００１２】
本発明の処理装置は流動層１，ガラス収容容器１３，サイクロン１６，ガス冷却器１８，金属回収装置１９，排ガス無害化装置２１等から構成される。
【００１３】
流動層１は鉛直方向に配置された流動層仕切り板７により第１のセル７ａと第２のセル７ｂに分割されており、例えば第１のセル７ａでは空塔速度が２５cm／sec ，第２のセル７ｂでは空塔速度が１０cm／sec になるように燃焼用空気を供給する。この時、流動媒体（熱媒体粒子）１５は流速の遅い第２のセル７ｂから第１のセル７ａへ循環する。燃焼用空気は、送風ブロア１２から空気加熱ヒータ１１，ウィンドボックス１０，ガス散気管９を経て流動層１内へ吹き込む。流動層内のガス散気管９の上には金網８が設けられており、金網８上に流動媒体が充填される。流動媒体の温度は熱電対２３によって計測され、流動層加熱ヒータ３６の温度等を制御する。
【００１４】
廃液晶表示装置２２は廃液晶表示装置投入口２から投入し、これが流動層１内で燃焼されると液晶及びガラス基板の表面に接着している偏光板，カラーフィルタ等の有機フィルム（有機化合物）は水，炭酸ガス，メタンなどに熱分解した後、無害化した状態で除去される。流動層１内に残ったガラス基板は流動媒体１５と循環流動されることで、ある大きさまでに粉砕される。処理されたガラス基板は流速の遅い第２のセルの流動層表面に浮上したところをガラス回収器であるガラス搬出かご４により捕集し、回収ガラス排出口３からガラス収容容器１３へ回収する。ガラス搬出かご４の位置設定はガラス搬出案内機構５により制御する。流動層１から回収ガラスをガラス収容容器１３へ搬出する時は、振動装置６，１４によりガラス搬出かご４に振動を与え回収ガラスの移動を容易にする。流動層１の後流にはサイクロン１６が設置されており、ここでは主に飛散した流動媒体１５をガスから分離して、これを流動媒体用回収容器１７へ回収する。流動媒体用回収容器１７から流動媒体１５を系外へ取り出す時は弁３１を閉じる。サイクロン１６の後流には金属回収装置１９が設置してあり、本実施例の場合、金属回収装置１９は高温バグフィルタである。高温バグフィルタの最高使用温度は２００℃程度であるので、ガス冷却器１８により高温バグフィルタの入口ガス温度を２００℃程度まで冷却する。高温バグフィルタのフィルタ部に捕集されたインジウム等の金属微粒子は払落装置３５により除去し、金属回収容器２０に回収する。金属回収容器２０に捕集した微量金属を系外へ取り出す時は弁３２を閉じる。金属回収装置１９の後流には排ガス無害化装置２１が設置してある。排ガス処理は燃焼触媒等を使用して行うことが望ましい。排ガス無害化装置２１では、主に排ガス中の未燃分であるベンゼン等の炭化水素系ガスを酸化分解する。例えばベンゼンは式（１）により触媒上で炭酸ガスと水に酸化分解される。
【００１５】
２Ｃ６Ｈ６＋１５Ｏ２ → １２ＣＯ２＋６Ｈ２Ｏ          （１）
触媒を充填した排ガス無害化装置２１の入口ガス温度は約２００℃となるが、触媒の性能試験結果によると、この反応温度では流動層１から発生するベンゼン，トルエン等の有機物ガスを充分に酸化分解できることを確認している。よって金属回収装置１９と排気ガス無害化装置２１の間にはガス温度を昇温するためのガス加熱器を設置する必要はない。
【００１６】
図２及び図３は実施例１の効果を示す。図２は回収ガラス中のインジウム（Ｉｎ）濃度と反応温度の関係を示す。一般に液晶表示装置は、ガラス基板上にインジウム−錫酸化物よりなる層を有しており、このインジウムがガラスと反応するおそれがある。廃液晶表示装置はＴＦＴ（Thin Film Transistor）型である。実線で示す空塔速度条件１は、流動層仕切り板７によって分割された流動層１内の第１のセルと第２のセルに同じ量の流動用空気を供給し、空塔速度を両セルともａ（cm／ｓ）とした場合である。破線で示す空塔速度条件２は、空塔速度を第１のセルではａ（cm／ｓ）、第２のセルではｂ（cm／ｓ），ａ＞ｂと異なるように設定した場合である。
【００１７】
空塔速度条件２では空塔速度条件１に比べ、回収ガラス中のインジウム(Ｉｎ)濃度は少なく純度の高いガラスが得られた。空塔速度差をつけたほうが分離されたガラスが流動層内部を循環し、流動媒体１５との接触時間が高まるため純度の高いガラスが得られたと考えられる。
【００１８】
また反応温度が高くなると回収ガラス中のインジウム（Ｉｎ）濃度が高くなるが、これは流動媒体の温度がガラス軟化温度に近づいたためにガラスが溶融，変形し、ガラス表面が研削或いは摩耗されにくくなったためと考えられる。試験によるとＴＦＴ型液晶表示装置の場合は流動媒体の温度が８００℃以下，ＳＴＭ（Super Twisted Nematic）型液晶表示装置の場合は６５０℃以下であることが好ましい。
【００１９】
図３は回収ガラス中の金属（インジウムと錫）濃度と空塔速度の関係を示す。図中の○印はインジウム（Ｉｎ）濃度，□印は錫（Ｓｎ）濃度である。ＳＴＮ型の廃液晶表示装置を用いて、反応温度６００℃，反応時間６０分で処理した場合である。空塔速度を増加すると回収ガラス中のＩｎ及びＳｎの濃度は減少する。これは空塔速度が増大すると流動固体熱媒体によるガラス表面の摩耗が促進され、Ｉｎ及びＳｎの剥離がより進行するためである。
【００２０】
本実施例の廃液晶表示装置処理装置によれば、液晶を含む有機化合物を、有機溶媒を用いることなく熱分解して無害化することができる。またガラス及びインジウムを高い純度で回収することができる。
【００２１】
（実施例２）
図４は、本発明の別の廃液晶表示装置処理装置の系統図である。
【００２２】
本実施例の金属回収装置はセラミックフィルタ容器２４，セラミックフィルタエレメント２５から構成される。セラミックフィルタエレメント２５からインジウム等の有価金属微粒子を分離，回収する時は、コンプレッサ２８から逆洗用空気をバッファタンク２７に供給し、一定間隔で逆洗用パルス弁２６を開閉して空気を供給することで、セラミックフィルタエレメント２５に付着した金属微粒子を払い落とす。金属微粒子は金属回収容器２０へ回収する。金属回収容器２０に捕集した金属を系外へ取り出す時は弁３２を閉じる。セラミックフィルタの入り口ガス温度は約５００℃の高温であるが、セラミックフィルタは耐熱性であるため実施例１で設置したガス冷却器１８を不要とする。
【００２３】
本実施例の廃液晶表示装置処理装置によっても、液晶を含む有機化合物を、有機溶媒を使用することなく熱分解して無害化することができる。またガラスおよびインジウムを回収することができる。
【００２４】
なお、セラミックフィルタエレメント２５上に燃焼触媒を担持して、排ガス処理を同時に行わせ、排ガス無害化装置２１を省略することも可能である。
【００２５】
（実施例３）
図５は、本発明の別の廃液晶表示装置処理装置の構成を示す系統図である。
【００２６】
本実施例では流動層１の後流に設置したサイクロン１６において、飛散した流動媒体１５を排ガスから分離して、これを流動媒体用回収容器１７へ回収する。流動媒体用回収容器１７内に収容された流動媒体は、一定間隔で弁３４を開け、流動媒体回収用ダクト３３を介して流動層１内へ戻す。通常は弁３４を閉じておく。このようにすれば、飛散した流動媒体の回収，再使用ができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上記載のとおり、本発明によれば、液晶化合物を含む有機化合物，金属及びガラス基板を含む廃液晶表示装置から、有機溶媒を用いることなく、液晶，有機物（フィルム類）を無害化して除去し、ガラス及び有価金属であるインジウムを回収できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃液晶表示装置処理装置の構成を示す系統図である。
【図２】本発明の廃液晶表示装置処理方法の効果を示す図。
【図３】本発明の廃液晶表示装置処理方法の効果を示す図。
【図４】本発明の別の廃液晶表示装置処理装置の構成を示す系統図である。
【図５】本発明の別の廃液晶表示装置処理装置の構成を示す系統図である。
【符号の説明】
１…流動層、２…廃液晶表示装置投入口、３…回収ガラス排出口、４…ガラス搬出かご、５…ガラス搬出案内機構、６…振動装置、７…流動層仕切り板、７ａ…第１のセル、７ｂ…第２のセル、８…金網、９…ガス散気管、１０…ウインドボックス、１１…空気加熱ヒータ、１２…送風ブロア、１３…ガラス収容容器、１４…振動発生器、１５…流動媒体、１６…サイクロン、１７…流動媒体用回収容器、１８…ガス冷却器、１９…金属回収装置、２０…金属回収容器、２１…排気ガス無害化装置（触媒層）、２２…廃液晶表示装置、２３…熱電対、２４…セラミックフィルタ容器、２５…セラミックフィルタエレメント、２６…逆洗用パルス弁、２７…バッファタンク、２８…コンプレッサ、２９…金属回収装置、３０…触媒を坦持したセラミックフィルタエレメント、３１、３４…流動媒体回収用弁、３２…金属回収用弁、３３…流動媒体回収用ダクト、３５…払落装置、３６…流動層加熱ヒータ。
【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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