(57)【要約】  【課題】  環境負荷が少なく、しかも変質、汚れ、破損の無い高純度の光ファイバー心線を回収することが可能な、光ファイバーの被覆材分離方法および装置を提供すること。  【解決手段】  廃光ファイバーケーブルから分別された被覆材と心線を主体とする材料を、水の旋回流及び上昇流を用いて分別する湿式選別機１０の上部に投入して被覆材と心線との絡み合いを解し、ノズル１１から一定流速の水を供給しながら更に絡み合いを解し、ノズル１７から被覆材を主体とする軽量物を、ノズル１２から心線を主体とする重量物をそれぞれ回収する。これにより、被覆材が光ファイバー心線から分離され、純度９９％以上の光ファイバー心線を回収することができる。【選択図】  図３
2006159150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃光ファイバーケーブルから分別された被覆材と心線を主体とする材料から該被覆材を分離する光ファイバーの被覆材分離方法であって、前記材料を水の旋回流及び上昇流を用いて分別する湿式選別機に投入して被覆材と心線との絡み合いを解し、被覆材を主体とする軽量物と、心線を主体とする重量物とに分別することを特徴とする光ファイバーの被覆材分離方法。
【請求項２】
水の流速が０．００７〜０．０２２ｍ／秒の範囲である請求項１に記載の光ファイバーの被覆材分離方法。
【請求項３】
心線の比重が２．１以上であり、被覆材の比重が１．１以下である請求項１又は２に記載の光ファイバーの被覆材分離方法。
【請求項４】
廃光ファイバーケーブルから分別された被覆材と心線を主体とする材料から該被覆材を分離する光ファイバーの被覆材分離装置であって、前記材料に水の旋回流及び上昇流を生じさせる手段と、被覆材を主体とする軽量物を回収する手段と、心線を主体とする重量物を回収する手段とを備えたことを特徴とする光ファイバーの被覆材分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ファイバーの被覆材分離方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバーは通信での利用拡大のため使用量が急増しており、今後の廃光ファイバーの量も増大すると予測されているが、そのリサイクル技術は確立されていない。リサイクルには、マテリアルリサイクル、ケミカルリサイクル、サーマルリサイクルがあるが、最も環境負荷が少ない循環型社会の構築に相応しいリサイクルは、マテリアルリサイクルであると考えられている。
【０００３】
マテリアルリサイクルを行う際には分別が必要であるが、光ファイバーケーブルは光ファイバー心線（石英ガラス）の他、プラスチック被覆材及び金属材から構成されており、各構成材料は強固に固定されているため、構成材料を簡単に分離回収することは難しいという問題がある。また、光ファイバー心線は直径が約１２５μｍと細く、これを束ねた光ファイバー心線テープ（以下、「光ファイバーテープ」と称する。）の長径も１ｍｍ程度であるため、簡便な方法で光ファイバー心線のみを効率よく分別するのが極めて難しいという問題もある。したがって、リサイクル技術の確立と並行してリサイクルに適した光ファイバーケーブルの開発も行われている。
【０００４】
図１は光ファイバーケーブルの主流となるスロット型ケーブルの断面図の一例である。ケーブル１はその中心に単鋼線や鋼撚線等からなるテンションメンバ２を備えた熱可塑性樹脂から構成されたスロット本体３の外周面に、光ファイバー収納溝４が５条設けられ、この５条の収納溝４内に光ファイバーテープ５が収納され、この光ファイバーテープ５が収納されたスロット本体３の外周に押え巻き不織布６が巻かれ、更にその外周がポリエチレン樹脂等から構成されたシース７で被覆されている。但し、図１は光ファイバーケーブルの一例を示すものであって、実際には光ファイバー収納溝の形態、収納溝の数、収納テープ数などが異なる多品種の光ファイバーケーブルが存在する。
【０００５】
図２は収納溝４に収容された光ファイバーテープ５の断面図である。透明な光硬化性樹脂（テープ層）５ｃにより、石英ガラス５ａとそのコーティング層５ｂから構成された光ファイバー着色素線を複数本束ねた構造を有している。５ｄは水走防止用として使用されたジェリーがテープ表面に付着した状態を示しているが、光ファイバーケーブルによってはケーブル内にジェリーが充填されているものもあるため、リサイクルをより一層複雑化している。
【０００６】
廃光ファイバーケーブルのリサイクル処理方法は多々提案されているが、例えば、特許文献１には、廃光ファイバーケーブルを粉砕処理し、超臨界水分解反応または超臨界水酸化反応を行うことにより、光ファイバーケーブルを構成する外被等のプラスチックを分解し、モノマーや油状分解物を回収して再利用することが提案されている。
【特許文献１】特開２０００−７０８９９号公報（請求項１、段落番号００５５等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の特許文献１等に提案されているケミカルリサイクルは、環境負荷が大きいなどの問題点がある。また、光ファイバー心線のリサイクル用途が半導体材料等である場合は、混入物の少ない高純度の光ファイバー心線が求められている。高純度の光ファイバー心線を得るために該心線の被覆樹脂を化学処理で除去する方法があるが、この方法では被覆樹脂の分解物が心線表面に付着するおそれがある。また、被覆樹脂を機械的手段を用いて物理的に剥離する方法もあるが、この方法では心線が汚れたり破損したりするおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、環境負荷が少なく、しかも変質、汚れ、破損の無い高純度の光ファイバー心線を回収することが可能な、光ファイバーの被覆材分離方法および装置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】
前記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、水の旋回流及び上昇流を用いた湿式選別機を用いることにより、廃光ファイバーケーブルから分別された被覆材と心線を主体とする材料から、変質、汚れ、破損の無い高純度の光ファイバー心線を回収することができるとの知見を得、本発明に到達した。
【００１０】
すなわち、本発明は以下のとおりである。
１）廃光ファイバーケーブルから分別された被覆材と心線を主体とする材料から該被覆材を分離する光ファイバーの被覆材分離方法であって、前記材料を水の旋回流及び上昇流を用いて分別する湿式選別機に投入して被覆材と心線との絡み合いを解し、被覆材を主体とする軽量物と、心線を主体とする重量物とに分別することを特徴とする光ファイバーの被覆材分離方法、
２）水の流速が０．００７〜０．０２２ｍ／秒の範囲である前記１）に記載の光ファイバーの被覆材分離方法、
３）心線の比重が２．１以上であり、被覆材の比重が１．１以下である前記１）又は２）に記載の光ファイバーの被覆材分離方法、および、
４）廃光ファイバーケーブルから分別された被覆材と心線を主体とする材料から該被覆材を分離する光ファイバーの被覆材分離装置であって、前記材料に水の旋回流及び上昇流を生じさせる手段と、被覆材を主体とする軽量物を回収する手段と、心線を主体とする重量物を回収する手段とを備えたことを特徴とする光ファイバーの被覆材分離装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光ファイバーの被覆材分離システムにおいて、湿式選別機に廃光ファイバーケーブルから分別された被覆材と心線を主体とする材料を供給し、水の旋回流及び上昇流を利用して該被覆材と心線の絡み合いを解し、被覆材を主体とする軽量物と、心線を主体とする重量物とに分別することができるように構成したので、変質、汚れ、破損の無い高純度の光ファイバー心線を分別回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に好適な被分別材料としては、廃光ファイバーケーブルから分別されたもので、被覆材と心線を主体とするものを全て使用することができ、具体的には心線被覆樹脂と心線を主体とするものを全て使用することができる。かかる材料としては、光ファイバー心線が樹脂で被覆された光ファイバーテープの他、特開平９−５７６８６号公報に開示されているような、光ファイバーケーブルのスロットから分離されたスロットの外周凹部などの光ファイバー心線と被覆樹脂とから構成されている材料も含まれる。好ましくは光ファイバーテープが用いられる。
【００１３】
心線の回収方法としては、光ファイバーケーブルから破砕等によって直接回収する方法等もあるが、汚れ、破損等が生じ易く、また、化学処理では分解物の付着などが生じ易いという問題点がある。本発明では、上記の材料を被分離材料として選択することにより、心線と樹脂との比重差を利用した湿式選別が容易となり、変質、汚れ、破損のない心線を回収しやすくなる利点がある。
【００１４】
被覆樹脂としては、例えば、光ファイバーのテープ層およびコーティング層を構成するウレタンアクリレート、エポキシアクリレートなどの紫外線硬化性樹脂等からなる被覆樹脂や、スロットを構成する熱可塑性樹脂等からなる被覆樹脂が挙げられるが、好ましくは紫外線硬化性樹脂等からなる被覆樹脂である。紫外線硬化性樹脂等の被覆樹脂は、トルエン等の溶剤による化学的処理を施し、これに振動を与えるなどの操作を施すことにより、被覆樹脂が心線から剥離した状態にすることができるからである。
【００１５】
図３は上記の材料を水の旋回流及び上昇流を用いて分別する湿式選別機の一例を示す外観構成図であり、図４はその平面図（ａ）と正面図（ｂ）である。図５は、湿式選別機のＡ−Ａ’断面図である。図５に示すように、ノズル１１〜１７を備えた縦型外筒１０Ａの中に、同心円状の縦型内筒１０Ｂが組み込まれている。図中、ノズル１１及び１６は水流を生じさせる水の供給口、ノズル１２及び１３は心線を主体とする重量物もしくは中、重量物の回収口、ノズル１４、１５及び１７は被覆樹脂を主体とする中、軽量物もしくは軽量物の回収口、ノズル１７は水の排出口である。なお、水の供給口及び回収口は適宜選択することができる。
【００１６】
湿式選別機を用いて分別を行う場合は、湿式選別機の上部から材料を投入する。投入された被分別材料は、被覆材と心線が絡み合った状態となっている。光ファイバー心線が比較的高比重（比重≒２．２）の石英ガラスから構成され、一方被覆材が比較的低比重の樹脂（比重≒１）から構成されているため、水中に投入することにより心線と樹脂の絡み合いが解される。投入された材料は沈降するが、材料に水流の旋回流及び上昇流を生じさせることで更に心線と樹脂の絡み合いを解すことが可能になり、解された心線を主体とする重量物は低位置に設けられたノズル１２及び１３から水とともに回収することができる。また、被覆樹脂を主体とする中、軽量物はそれより高位置に設けられたノズル１４、１５及び１７から水とともに回収することができる。溢流水はノズル１７から排出される。
【００１７】
上記のように比重差により被覆樹脂と心線を分離し、その結果被覆樹脂を除去することが可能となる。水流の流速が小さいと心線と被覆樹脂の分離が不十分となり、全体が低部に停滞する。一方、水流の流速が大きいと被覆樹脂は分離されるが、心線も同伴して流出し心線内の混入物を減らせなくなるため、水の流速は装置に合せて最適範囲を選択することが好ましい。水の流速は装置によって若干異なるが、通常、０．００７〜０．０２２ｍ／秒の範囲が好ましい。ここで、水の流速は下記式により求められる値である。
【００１８】
【数１】
2006159150.tif 000003
ｄ１：外筒の内径（ｍ）
ｄ２：内筒の外径（ｍ）
ｈ ：ノズル中心の高さ（ｍ）
Ｖ ：供給水量（ｍ３／ｍｉｎ）
【００１９】
（作用）
従来より水流分級機等を利用した分別方法としては、縦型の装置に被分別材料を水に投入して水に沈降する重量物を装置下部に設けた排出口から落下させて回収し、水に浮く軽量物を溢流水から取り出す方法、或いは、横型の装置に被分別材料を投入して重量物を沈降させ、水に浮く軽量物を装置上部に設けた排出口から水と共に回収する方法などが知られている。しかし、これらの方法では、重量物と軽量物が絡み合っている場合に両者を解す効果に乏しいため、分別効率は極めて低いものとなる。
【００２０】
これに対し、本発明では、湿式選別機として同心円状に設計された縦型構造体の隙間に水を流通させて水の旋回流及び上昇流を生じさせ、水の旋回流及び上昇流を用いて絡み合った心線と被覆樹脂を解しながら、被覆樹脂を主体とする軽量物と心線を主体とする重量物とに分別する。更に、本発明では重量物と軽量物がいずれも水に沈降する性質を有しているが、水の旋回流及び上昇流を利用しながら水の流速を一定範囲内に制御することによって、重量物と軽量物を高さの異なる回収口からそれぞれ水とともに回収して分別する。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明の実施例について図を参照しつつ説明するが、本実施例は本発明における一例を示すものであり、本発明は以下の実施例に何等限定されるものではない。
【００２２】
（実施例１）
廃光ファイバーケーブルから分別された光ファイバーテープをトルエンに浸漬し、被覆樹脂に亀裂進行或いは膨潤軟化させた後、トルエンを除去し、乾燥させた。これを篩い目が上から１ｍｍ、０．５ｍｍ、０．３ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．１５ｍｍの５段篩の最上段に入れ、篩をレッチェ電磁式篩振とう器（型式：ＡＳ２００）に取り付け、篩い分けを行い、０．２５ｍｍの篩い網の上に被覆樹脂の付いた光ファイバー心線を分離、回収した。
【００２３】
回収した光ファイバー心線と被覆樹脂の重量を計測した結果、重量比で、心線と被覆樹脂の混合物１．０に対し被覆樹脂が０．０４であった。
【００２４】
次に、分離回収した被覆樹脂の付いた光ファイバー心線を、図３に示す構造の湿式選別機の上部に投入した。湿式選別機の外筒１０Ａは高さ３００ｍｍ、内径１８８ｍｍで、内筒１０Ｂは高さ２８０ｍｍ、外径１５０ｍｍとした。外筒と内筒の間の水を流す隙間の幅は１９ｍｍとした。ノズルは、それぞれ中心の高さが底面から２４ｍｍ（１１）、３０ｍｍ（１２）、４８ｍｍ（１３）、６６ｍｍ（１４）、８４ｍｍ（１５）、１２０ｍｍ（１６）、２１０ｍｍ（１７）の位置に設けた。
【００２５】
湿式選別機に光ファイバー心線を投入した後、湿式選別機に設けたノズル１１から毎分４Ｌの水を送り込み、流速０．０１５〜０．０１９ｍ／ｓの旋回流及び上昇流を生じさせ、ノズル１７から連続的に被覆樹脂及び水を排出させた。ノズル１２から排出された水中から心線が回収され、また、ノズル１７から排出された水中から被覆樹脂が回収された。
【００２６】
（比較例１）
廃光ファイバーケーブルから分別された光ファイバーテープをトルエンに浸漬し、被覆樹脂に亀裂進行或いは膨潤軟化させた後、トルエンを除去し、乾燥させた。これを篩い目が上から１ｍｍ、０．５ｍｍ、０．３ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．１５ｍｍの５段篩の最上段に入れ、篩をレッチェ電磁式篩振とう器（型式：ＡＳ２００）に取り付け、篩い分けを行い、０．２５ｍｍの篩いを通過した光ファイバー心線（即ち、０．１５ｍｍの篩い網の上に分別された分と、０．１５ｍｍの篩いを通過した分の合計）を回収した。
【００２７】
（評  価）
回収した光ファイバー心線と被覆樹脂の重量を計測し、心線と被覆樹脂の混合物に対する被覆樹脂の重量割合（％）を求めた。なお、実施例及び比較例においては、試験は各７回実施した。その結果を表１に示す。
【００２８】
（表１）
Ｒｕｎ  Ｎｏ        実施例１（湿式選別）    比較例１（篩い）
１              ０．８                  ４．６
２              ０．４                  ３．５
３              ０．２                  １．２
４              ０．０５                ０．５
５              １．０                  ９．４
６              ０．２                  ２．６
７              １．０                  ７．６          
平均値            ０．５                  ４．２          
【００２９】
上記の結果から、本実施例では心線内の混入物を１％以下にすることができたので、これを半導体材料等として再利用することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】光ファーバーケーブルの断面図の一例である。
【図２】光ファーバーテープの断面図の一例である。
【図３】本発明に係る湿式選別機の外観構成図である。
【図４】本発明に係る湿式選別機の平面図（ａ）と正面図（ｂ）である。
【図５】本発明に係る湿式選別機のＡ−Ａ’断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  湿式選別機
１０Ａ  外筒
１０Ｂ  内筒
１１  ノズル（水供給口）  
１２  ノズル（重量物回収口）
１３  ノズル（中、重量物回収口）
１４  ノズル（中、軽量物回収口）
１５  ノズル（軽量物回収口）
１６  ノズル（水供給口）
１７  ノズル（軽量物回収口）
【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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