(57)【要約】      （修正有）【課題】冷陰極蛍光ランプのリサイクル方法を提供するる。【解決手段】冷陰極蛍光ランプを所定の大きさに切断する切断工程Ｓ１００、前記切断された冷陰極蛍光ランプに所定気圧の圧縮ガスを噴射して蛍光体を脱着し、捕集する蛍光体脱着工程Ｓ２００、前記蛍光体が脱着されたランプを所定の粒径に粉砕する破砕工程Ｓ３００及び前記粉砕されたガラスの表面に存在する少量の蛍光体及び水銀を除去する加熱工程Ｓ４００を含む。【効果】冷陰極蛍光ランプを構成するガラス、蛍光体、水銀を全量回収可能であり、特に、水銀の場合、埋め立てではなく、直接金属の形態で回収可能であるので、冷陰極蛍光ランプのリサイクル事業に貢献でき、また回収された蛍光体に含まれている多様な資源を回収できるので、資源のリサイクル技術を確保できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷陰極蛍光ランプのリサイクル方法であって、
前記冷陰極蛍光ランプを所定の大きさに切断する切断工程（Ｓ１００）、
前記切断された冷陰極蛍光ランプに所定気圧の圧縮ガスを噴射して蛍光体を脱着し、捕集する蛍光体脱着工程（Ｓ２００）、
前記蛍光体が脱着されたランプを所定の粒径に粉砕する破砕工程（Ｓ３００）及び、
前記粉砕されたガラスの表面に存在する少量の蛍光体及び水銀を除去する加熱工程（Ｓ４００）
を含む冷陰極蛍光ランプのリサイクル方法。
【請求項２】
前記蛍光体脱着工程（Ｓ２００）では、粒子分離工程（Ｓ２２０）を通じて加熱工程（Ｓ４００）に直ちに進む工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の冷陰極蛍光ランプのリサイクル方法。
【請求項３】
前記加熱工程（Ｓ４００）では、急速冷却工程（Ｓ４２０）を通じて水銀を回収する工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の冷陰極蛍光ランプのリサイクル方法。
【請求項４】
前記加熱工程（Ｓ４００）の後、ガラスを回収するガラス回収工程（Ｓ５００）及び蛍光体を回収する蛍光体回収工程（Ｓ６００）をそれぞれ更に含むことができることを特徴とする請求項１に記載の冷陰極蛍光ランプのリサイクル方法。
【請求項５】
前記切断されたランプは、その直径が５ｍｍ、長さが６００ｍｍ以下であり、電極封止部から１０〜２０ｍｍの余裕をもって切断されることを特徴とする請求項１に記載の冷陰極蛍光ランプのリサイクル方法。
【請求項６】
前記蛍光体脱着工程（Ｓ２００）における圧縮ガスは、圧縮ガス噴射ノズルを通じて所定の気圧で噴射されることを特徴とする請求項１に記載の冷陰極蛍光ランプのリサイクル方法。
【請求項７】
前記圧縮ガス噴射ノズルの直径は３〜４ｍｍであり、前記切断されたランプ直径の８０〜９０％であり、前記圧縮ガス噴射ノズルと切断されたランプとの間の間隔は、３〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項６に記載の冷陰極蛍光ランプのリサイクル方法。
【請求項８】
前記破砕工程（Ｓ３００）で粉砕されたガラスの粒径は、１０〜４０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の冷陰極蛍光ランプのリサイクル方法。
【請求項９】
前記加熱工程（Ｓ４００）で、破砕されたガラスを４００℃以上保持されるように加熱して発生した水銀蒸気を急速冷却し、前記水銀を除去することを特徴とする請求項１に記載の冷陰極蛍光ランプのリサイクル方法。
【請求項１０】
前記急速冷却は、前記水銀蒸気に所定温度の塩水を噴射して行うことを特徴とする請求項９に記載の冷陰極蛍光ランプのリサイクル方法。
【請求項１１】
前記噴射される塩水は-１０℃以下の温度であり、塩の濃度は２０ｗｔ％以上であることを特徴とする請求項１０に記載の冷陰極蛍光ランプのリサイクル方法。
【請求項１２】
冷陰極蛍光ランプのリサイクル装置であって、
前記冷陰極蛍光ランプを切断する切断部と、
前記切断された冷陰極蛍光ランプが移送されて固定されるランプ移送部と、
前記ランプ移送部に移送されて固定された冷陰極蛍光ランプに圧縮ガスを噴射して蛍光体を脱着する圧縮ガス噴射部と、
前記脱着された蛍光体の粒子を分離する粒子分離部と、
前記蛍光体が脱着されたランプを所定の粒径に粉砕する破砕部と、
前記粒子分離部から粒子が分離された蛍光体と、
前記破砕部から粉砕されたランプの表面に付いた蛍光体の水銀が蒸発する加熱反応部と、
水銀を回収するために、前記水銀蒸気が急速冷却される急速冷却部と、
前記急速冷却部の水位及び温度を一定に保持する冷却保持装置と、
前記リサイクル装置の構成を制御する制御部と
を含む冷陰極蛍光ランプのリサイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷陰極蛍光ランプのリサイクル方法に関し、更に詳細には、使用済みディスプレイパネルから発生する冷陰極蛍光ランプを構成するガラス、蛍光体、水銀を物理／化学的方法によりリサイクル及び回収できる冷陰極蛍光ランプのリサイクル方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、冷陰極蛍光ランプ（Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｏｕｒｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ；ＣＣＦＬ）とは、外部から供給された電圧により放出された電子が可視光線を作り出すＬＣＤの光源のことをいう。
【０００３】
このようなＣＣＦＬは、チューブ型ガラス管の内壁に蛍光物質が塗布されており、管の両側端部に電極が付着され、管内には混合ガスと水銀が封入されている。ＣＣＦＬの点灯原理は、まず一定の電圧を外部から供給すれば、電子が電極に引かれて高速移動及び電極に衝突して２次電子を放出し、放電を始める。このように放電された電子が管内にある水銀原子と衝突すれば、紫外線が発生するが、この紫外線がガラス管壁に塗布された蛍光体と衝突すれば、可視光線に変化する。ＣＣＦＬの特徴は赤、青、緑の蛍光物質の配合比率を変更して多様な発光色を作り出すことができ、消費電力が低く、振動や衝撃に強いということであり、モニタやテレビ、ノートパソコンなどに用いるＴＦＴ-ＬＣＤの後面光及びファックス、スキャナ、複写機、装飾用光源などに用いられる。
【０００４】
一方、韓国のディスプレイ産業は、その核心技術とこれを通じた最終製品の世界市場におけるシェアは世界トップレベルと評価されているが、使用済みディスプレイに対するリサイクル技術及びリサイクルの現況は、先進国に比べて遥かに低い水準であり、使用済み製品に対する単体分離から高機能原料の製造まで有用資源の活用に関する技術開発が急務となっているのが現状である。
【０００５】
韓国におけるＣＲＴの年間生産量は約５,０００万台、ＬＣＤの場合は年間約３４０万台と集計されており、発生する使用済みディスプレイの処理方法は、プラスチックの場合、フレーク（Ｆｌａｋｅ）、ペレット（Ｐｅｌｌｅｔ）などとしてリサイクルし、回収し難い金属類は、大部分輸出に依存しているのが現状である。
【０００６】
現在、使用済みディスプレイから発生するＣＣＦＬの処理方法は、実験室的に構築されておらず、照明機器、特に蛍光灯の場合に標準化されているため、切断後に蛍光物質は捕集し、ガラス及び電極に付着された微細な水銀の場合、有効な方法がないので、埋め立てに依存しているが、蛍光物質の捕集は、活性炭を用いて吸着し捕集する。活性炭が飽和状態に達すれば、これを回収して埋め立てているのが現状である。
【０００７】
発明の背景となる先行技術として、冷陰極蛍光ランプと関連して検索される結果は、主に冷陰極蛍光ランプの製造方法、効率向上、製造時の周辺装置、応用製品などに対する特許文献が大部分であり、代表的に類似する特許文献１には、蛍光体に含まれているＲＧＢの分類方法に関する冷陰極蛍光ランプの使用済み混合蛍光体の分離再生方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】韓国登録特許第１０-０９４５４１３号（２０１０.３.４.公告）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、使用済みディスプレイから発生する冷陰極蛍光ランプに対して前処理、機械的、熱的処理などの方法を適用して冷陰極蛍光ランプを構成するガラス、蛍光体、水銀を物理／化学的方法によりリサイクル及び回収できる冷陰極蛍光ランプのリサイクル方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述した目的を達成するために、本発明の一観点による冷陰極蛍光ランプのリサイクル方法は、前記冷陰極蛍光ランプを所定の大きさに切断する切断工程（Ｓ１００）、前記切断された冷陰極蛍光ランプに所定気圧の圧縮ガスを噴射して蛍光体を脱着し、捕集する蛍光体脱着工程（Ｓ２００）、前記蛍光体が脱着されたランプを所定の粒径に粉砕する破砕工程（Ｓ３００）及び前記粉砕されたガラスの表面に存在する少量の蛍光体及び水銀を除去する加熱工程（Ｓ４００）を含む。
【００１１】
前記蛍光体脱着工程（Ｓ２００）では、粒子分離工程（Ｓ２２０）を通じて加熱工程（Ｓ４００）に直ちに進む工程を更に含むことができる。  
前記加熱工程（Ｓ４００）では、急速冷却工程（Ｓ４２０）を通じて水銀を回収する工程を更に含むことができる。  
前記加熱工程（Ｓ４００）の後、ガラスを回収するガラス回収工程（Ｓ５００）及び蛍光体を回収する蛍光体回収工程（Ｓ６００）をそれぞれ更に含むことができる。
【００１２】
前記切断されたランプは、その直径が５ｍｍ、長さが６００ｍｍ以下であり、電極封止部から１０〜２０ｍｍの余裕をもって切断され得る。  
前記蛍光体脱着工程（Ｓ２００）における圧縮ガスは、圧縮ガス噴射ノズルを通じて所定の気圧で噴射され得る。
【００１３】
前記圧縮ガス噴射ノズルの直径は３〜４ｍｍであり、前記切断されたランプ直径の８０〜９０％であり、前記圧縮ガス噴射ノズルと切断されたランプとの間の間隔は、３〜１０ｍｍであり得る。  
前記破砕工程（Ｓ３００）で粉砕されたガラスの粒径は、１０〜４０ｍｍであり得る。
【００１４】
前記加熱工程（Ｓ４００）において、破砕されたガラスを４００℃以上保持されるように加熱して発生した水銀蒸気を急速冷却し、前記水銀を除去できる。  
前記急速冷却は、前記水銀蒸気に所定温度の塩水を噴射して行える。  
このとき、前記噴射される塩水は、-１０℃以下の温度であり、塩の濃度は２０ｗｔ％以上であり得る。
【００１５】
本発明の他の観点による冷陰極蛍光ランプのリサイクル装置は、前記冷陰極蛍光ランプを切断する切断部と、前記切断された冷陰極蛍光ランプが移送されて固定されるランプ移送部と、前記ランプ移送部に移送されて固定された冷陰極蛍光ランプに圧縮ガスを噴射して蛍光体を脱着する圧縮ガス噴射部と、前記脱着された蛍光体の粒子を分離する粒子分離部と、前記蛍光体が脱着されたランプを所定の粒径に粉砕する破砕部と、前記粒子分離部から粒子が分離された蛍光体と、前記破砕部から粉砕されたランプの表面に付いた蛍光体の水銀が蒸発する加熱反応部と、水銀を回収するために、前記水銀蒸気が急速冷却される急速冷却部と、前記急速冷却部の水位及び温度を一定に保持する冷却保持装置及び前記リサイクル装置の構成を制御する制御部とを含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一実施形態によれば、冷陰極蛍光ランプを構成するガラス、蛍光体、水銀を全量回収可能であり、特に、水銀の場合、埋め立てではなく、直接金属の形態で回収可能であるので、韓国における冷陰極蛍光ランプのリサイクル事業に貢献でき、また回収された蛍光体に含まれている多様な資源を回収できるので、資源のリサイクル技術を確保できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態による冷陰極蛍光ランプをリサイクルする全体工程図である。
【図２】本発明の一実施形態による冷陰極蛍光ランプのリサイクル方法の各工程を行う構成のブロック図である。
【図３】図１の切断工程を説明する概略図である。
【図４】図１の蛍光体脱着工程を説明する概略図である。
【図５】図１の加熱工程を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付の図面を参照して本発明による実施形態を説明する。以下で本発明を説明するにおいて、公知の機能又は構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不要に曖昧にするおそれがあると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。そして、後述する用語は、本発明での機能を考慮して定義された用語であって、これはユーザ、運営者の意図又は慣例などによって変わり得る。従って、その定義は、本明細書全般にわたる内容に基づいて下されるべきである。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態による冷陰極蛍光ランプをリサイクルする全体工程図であり、図２は、本発明の一実施形態による冷陰極蛍光ランプのリサイクル方法の各工程を行う構成を示している。
【００２０】
図１及び図２に示すように、本発明の一実施形態による冷陰極蛍光ランプ（以下、「ランプ」という。）のリサイクル方法は大きく、切断工程（Ｓ１００）、蛍光体脱着工程（Ｓ２００）、破砕工程（Ｓ３００）及び加熱工程（Ｓ４００）を含む。
【００２１】
また、ランプのリサイクル装置は、ランプ２を切断する切断部１０と、切断されたランプ２が移送されて固定されるランプ移送部２０と、ランプ移送部２０に移送されて固定されたランプ２に圧縮ガスを噴射して蛍光体を脱着する圧縮ガス噴射部３０と、脱着された蛍光体の粒子を分離する粒子分離部４０と、前記蛍光体が脱着されたランプを所定の粒径に粉砕する破砕部５０と、前記粒子分離部４０から粒子が分離された蛍光体と、前記破砕部５０から粉砕されたランプの表面に付いた蛍光体の水銀が蒸発する加熱反応部６０と、水銀蒸気が急速冷却される急速冷却部７０と、急速冷却部７０の水位及び温度を一定に保持する冷却保持装置８０及びこれらのリサイクル装置の構成を制御する制御部１００を含むことができる。
【００２２】
蛍光体脱着工程（Ｓ２００）では、粒子分離工程（Ｓ２２０）を通じて加熱工程（Ｓ４００）に直ちに進む工程を更に含み、加熱工程（Ｓ４００）では、急速冷却工程（Ｓ４２０）を通じて水銀を回収する水銀回収工程（Ｓ４４０）を含むことができる。
【００２３】
加熱工程（Ｓ４００）の後は、ガラスを回収するガラス回収工程（Ｓ５００）及び蛍光体を回収する蛍光体回収工程（Ｓ６００）をそれぞれ含むことができる。
【００２４】
ランプは、メーカー別に大きさと形状が多様である。通常、ランプの構造は、直径５ｍｍ、長さ７００ｍｍ、両端が電極で封止された状態であり、ランプをリサイクルするためには、一定の大きさに切断しなければならない。
【００２５】
図３は、図１の切断工程を説明する概略図であり、図４は、図１の蛍光体脱着工程を説明する概略図であり、図５は、図１の加熱工程を説明する概略図である。
【００２６】
本発明では、切断方法よりは切断後のランプの長さ及び電極の切断が更に重要である。図３に示すように、ランプの長さが６００ｍｍ以上である場合、６００ｍｍ以下に合せる必要がある。即ち、ランプの長さが６００ｍｍ以上である場合、二等分できる。
【００２７】
このような理由は、ランプの内部に存在する蛍光体の回収に直結するが、ランプの長さがあまりにも長ければ、圧縮ガスを用いて瞬間的に噴射しても抵抗がかかり、蛍光体が離脱しない。
【００２８】
従って、ランプ２両端の電極４を切断した後、ランプ２の大きさが直径５ｍｍ、長さ６００ｍｍ以下である場合、圧縮ガスを４〜７気圧で噴射するようになれば、９８％以上蛍光体が回収される。
【００２９】
電極の切断において、電極４の両端に存在する電極封止部から１０〜２０ｍｍの余裕をもって切断することが好ましい。  
切断部１０により切断されたランプは、自動的に移送し、図４の蛍光体脱着工程で蛍光体が圧縮ガスにより離脱する。
【００３０】
噴射方法は、以下の通り行われる。ランプ２がランプ移送部２０上に到着すれば、図４の円「Ｂ」に示すように、ランプ移送部２０に備えられたランプ受け台２２にランプ２が安着し、次いで固定シリンダ２４が作動してランプ２を遊動しないように固定させる。
【００３１】
その後、圧縮ガス噴射部３０の圧縮ガス貯蔵桶３２及び自動弁３４により圧縮ガスが切断されたランプ２に噴射されるが、このとき、圧縮ガス噴射ノズル３６は、図４の円「Ａ」に示すように、その直径ｔ１が３〜４ｍｍであることが好ましい。
【００３２】
圧縮ガス噴射ノズル３６の直径がランプ２の直径よりも大きくなれば、圧縮ガスの噴射時に蛍光体の回収率が低下する。  
従って、噴射ノズル３６の直径は、ランプ２直径の８０〜９０％が適切であり、圧縮ガス噴射ノズル３６と切断されたランプ２との間の間隔ｔ２は、図４の円「Ａ」に示すように、３〜１０ｍｍ程度が好ましい。  
噴射時間は、約５〜１５秒に自由に設定可能である。
【００３３】
圧縮ガスの噴射後、ランプ２から離脱した蛍光体は、粒子分離部４０の濾過布４２により捕集され、濾過布４２を通過した粒子は、ポンプ４４の作動により加熱工程（Ｓ４００）に、即ち、加熱反応部６０に送られる。
【００３４】
一方、蛍光体が脱着されたランプ２は、破砕部５０に送られることによって、破砕部５０で粒径が１０〜４０ｍｍの大きさに粉砕される破砕工程（Ｓ３００）が行われ、粉砕されたガラスは、その表面にも少量の蛍光体及び水銀が存在するので、加熱工程（Ｓ４００）に移送される。
【００３５】
図５に示す加熱工程（Ｓ４００）は、粉砕されたガラスと蛍光体に含まれている水銀を除去するための工程であって、ガラスと蛍光体は効率を上げるために、それぞれ運転し、水銀の除去方法と同一である。
【００３６】
まず、加熱反応部６０は、加熱源内部の加熱反応器５２に蛍光体を入れ、加熱源内部の温度を４００℃以上に保持すれば、理論的に水銀が蒸発するが、水銀蒸気は、加熱管５４を経由して急速冷却部７０に移送され、急速冷却工程（Ｓ４２０）を行う。
【００３７】
詳細には、蒸発した水銀が加熱管５４を通過する際に、加熱管５４の内部にくっつかないように、４００℃以上に保持する必要があり、このために、図５の円「Ｃ」に示すように、急速冷却部７０の塩水供給管６２とノズル６４を通じて瞬間的に-１０℃以下の塩水（塩の濃度２０ｗｔ％以上）を噴射して急冷させる。
【００３８】
これにより、水銀蒸気は急激に凝縮して金属に変わり、塩水と共に冷却槽６６に移送される。冷却槽６６内の塩水は、ポンプ６８により塩水供給管６２に供給され得る。
【００３９】
冷却槽６６に移送された塩水の水位及び温度は、冷却保持装置８０の作動を通じて常に-１０℃を保持できる。このために、冷却保持装置８０は、冷却装置７２が設けられた水貯蔵槽７４と、冷却槽６６に取り付けられた水位センサ７６と、水貯蔵槽７４に貯蔵された水を冷却槽６６に供給するポンプ７８を含むことができ、このような冷却保持装置８０が自動で制御されるように運転される。沈殿された水銀金属は、弁８２を通じて回収する。
【００４０】
以上のような本発明の冷陰極蛍光ランプのリサイクル方法により、冷陰極蛍光ランプを構成するガラス、蛍光体、水銀を全量回収でき、特に、水銀の場合、埋め立てではなく、直接金属の形態で回収できる。
【００４１】
以上で説明したのは、本発明による冷陰極蛍光ランプのリサイクル方法の好適な一実施形態に過ぎないものであって、本発明は、前記実施形態に限定されないので、以下の特許請求の範囲で請求するように、本発明の要旨から逸脱することなく、当該発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、誰でも多様な変更実施が可能な範囲まで本発明の技術的精神があると言える。
【符号の説明】
【００４２】
２    冷陰極蛍光ランプ
４    電極
１０    切断部
２２    ランプ移送部
２２    ランプ受け台
２４    固定シリンダ
３０    圧縮ガス噴射部
３２    圧縮ガス貯蔵桶
３４    自動弁
３６    圧縮ガス噴射ノズル
４０    粒子分離部
４２    濾過布
４４    ファン
５０    破砕部
５２    加熱反応器
５４    加熱管
６０    加熱反応部
６２    塩水供給管
６４    ノズル
６６    冷却槽
６８、７８    ポンプ
７０    急速冷却部
７２    冷却装置
７４    水貯蔵槽
７６    水位センサ
８０    冷却保持装置
８２    弁
１００    制御部
【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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