(57)【要約】【課題】  液晶パネルから液晶材料を有機溶媒に溶解させて回収する処理方法において、回収率が良く、静電気による引火性の危険が少なく、かつ回収した液晶材料の電圧保持率が悪化しない処理方法を提供する。【解決手段】  液晶パネルから液晶材料を回収するための処理方法において、液晶材料の溶出に極性溶媒と非極性溶媒の混合溶媒を使用することを特徴とする処理方法。本願発明の方法は、液晶パネルから液晶材料の回収率が良く、静電気による引火の危険が少なく、かつ回収した液晶材料の電圧保持率が高い特徴を有する。本願発明の方法はアクティブマトリクス用液晶材料からの液晶材料の再使用も可能であり、廃棄液晶表示素子による環境負荷の低減に有効である。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルから液晶材料を回収するための処理方法において、液晶材料の溶出に非極性溶媒と極性溶媒の混合溶媒を使用することを特徴とする処理方法。
【請求項２】
混合溶媒の比抵抗が１０７から１０１０（Ω・ｃｍ）の範囲である請求項１記載の処理方法。
【請求項３】
非極性溶媒が炭素原子数６から１２の脂肪族炭化水素である請求項１又は２記載の処理方法。
【請求項４】
極性溶媒が、炭素原子数３から８のジアルキルケトンである請求項１から３のいずれかに記載の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶パネルの製造工程で排出される不良パネルや市場で廃棄された液晶表示素子に利用されている液晶パネル中に含まれる液晶材料を回収するための処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子は人とコンピュータ等とのインターフェースとして様々な用途に使用されており、その生産量及び市場での使用量は急激に増大している。それに伴い、液晶表示素子の生産量に対応する量の使用済み液晶表示素子の発生が予想される。液晶表示素子は従来型の表示装置であるCRTとは異なった部材により構成されているため、従来とは異なる方法により廃棄する必要がある。又、最近の環境意識の高まりから、環境に負担をかけない廃棄方法や、廃棄する量をできる限り削減し再使用できる部材を積極的に再利用する方法も検討されている。
【０００３】
液晶材料、特に今後使用量が大きいアクティブマトリクス用液晶材料の再利用も検討されており、その回収方法についても検討がなされるようになった。回収方法として、液晶パネルから溶媒を用いて液晶材料を溶解させた後、溶媒を留去する方法が知られている。特許文献１や特許文献２には有機溶媒としてアセトンやイソプロピルアルコールの例示があり、特許文献３や特許文献４にはペンタン、ヘキサン、ベンゼン、トルエン、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、アセトンの例示がされている。
【０００４】
アクティブマトリクス用液晶材料を良く溶解する有機溶媒を使用しないと、回収率が悪化する。この点からイソプロピルアルコール、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類は問題がある。
【０００５】
ペンタン、ヘキサン、ベンゼン、トルエン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、アセトンはアクティブマトリクス液晶材料を良く溶解する。しかしながら、人体に対する有毒性の観点からベンゼンは使用するべきではない。ペンタン、ヘキサン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテルは蒸気圧が高いため、引火の危険性が高いという問題があった。また、ペンタン、ヘキサン、トルエンは非極性で静電気を帯びやすく、静電気による引火・爆発の危険があるという問題があった。廃液晶パネルの処理方法として、粉砕処理が提案されている（特許文献  ５）。この粉砕物から液晶材料を回収する事が回収コストの点から合理的である。粉砕処理時、及び粉砕物の取り扱い時には、摩擦による静電気の発生が心配されるので、有機溶媒として静電気を帯びやすい有機溶媒の使用は厳に避ける必要がある。
【０００６】
回収率が良く、静電気を帯びにくいという点でアセトンは優れている。しかしながら、アセトンを用いてアクティブマトリクス用液晶材料を回収すると電圧保持率が、ヘキサンなどの非極性溶媒を用いた場合と比較して悪化してしまうという問題があった。アクティブマトリクス用液晶材料においては、電圧保持率を十分高い値とする必要がある。電圧保持率とは液晶材料の性能指標の一つで、いわばコンデンサを構成する誘電体材料として如何に優れているかを示すものである。アセトンは極性が高いため、イオン性の不純物を溶解しやすく、これが電圧保持率の悪化を招いていると考えられる。
【０００７】
以上のように、アクティブマトリクス用液晶材料の回収用溶媒として、回収効率、静電気による引火の危険性、電圧保持率の悪化の項目について、すべてを満足するものは無かった。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−３３７３０５号公報
【特許文献２】特開２００１−３０５５０２号公報
【特許文献３】特開２００２−２５８２３０号公報
【特許文献４】特開２００２−２５４０５９号公報
【特許文献５】特開２０００−８４５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、液晶パネルから液晶材料を有機溶媒に溶解させて回収する処理方法において、回収率が良く、静電気による引火性の危険が少なく、かつ回収した液晶材料の電圧保持率が悪化しない処理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】
上記課題を解決するために鋭意検討した結果、有機溶媒として極性溶媒と非極性溶媒の混合溶媒を使用すれば良いことを見出した。即ち、本発明は液晶パネルから液晶材料を回収するための処理方法において、液晶材料の溶出に極性溶媒と非極性溶媒の混合溶媒を使用することを特徴とする処理方法を提供する。
【００１１】
非極性溶媒は誘電率が低い溶媒を指す。具体的には、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、トルエン、キシレン等を挙げることができる。このような溶媒はアクティブマトリクス用液晶材料を良く溶解する。しかしながら、非極性溶媒は比抵抗が高く、静電気を帯電しやすい欠点がある。溶媒の純度や含まれる不純物の種類により比抵抗の値は変化するが、およそ１０１２（Ω・ｃｍ）以上である。
【００１２】
極性溶媒とは高い誘電率を持つ溶媒を指す。具体的には、エタノールやメタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン等のケトン類、N、N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N-メチルピロリドン、テトラヒドロフラン、水を挙げることができる。これらの極性溶媒は、イオン性の不純物を溶解しやすく、結果として回収するアクティブマトリクス用液晶材料の保持率を低下させやすいが、静電気が帯電しにくい。溶媒の純度や含まれる不純物の種類により比抵抗の値は変化するが、およそ１０６（Ω・ｃｍ）以下である。
【００１３】
この非極性溶媒と極性溶媒を混合して比抵抗を１０７から１０１０（Ω・ｃｍ）の範囲に、さらに好ましくは２×１０7から１０10（Ω・ｃｍ）の範囲に調節すると、回収効率、静電気による引火性の危険が少なく、かつ回収した液晶材料の電圧保持率の悪化が少ないことを見出した。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の処理方法を用いると、液晶パネルからアクティブマトリクス液晶材料の回収率が良く、静電気による引火の危険が少なく、かつ回収した液晶材料の電圧保持率の悪化が少ない。これによって液晶材料の再利用が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明の一例について説明する。
【００１６】
非極性溶媒としては、炭素原子数６から１２の脂肪族炭化水素が好ましく、具体的にはヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トルエン、キシレンが好ましい。一般に蒸気圧が低い方が引火の危険が減るので、この観点からはヘプタン、オクタン、デカン、トルエン、キシレンが更に好ましい。ただし、溶媒を留去する際には蒸気圧が高い方が留去効率が高いので、この観点からはヘプタン、オクタンが特に好ましい。又、非極性溶媒として複数の溶媒を混合しても良い。
【００１７】
極性溶媒としては、炭素原子数３から８のジアルキルケトン又は炭素原子数１から５のアルコールが好ましく、ケトン類ではアセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトンが好ましく、アルコール類では、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等が好ましい。この中でもケトン類が好ましく、アセトン、メチルエチルケトンが特に好ましい。極性溶媒として複数の溶媒を混合しても良い。アセトン、メチルエチルケトン類にメタノール、エタノールのアルコール類を添加することや、水を添加することも好ましい。
【００１８】
混合溶媒の量は、回収対象とする液晶材料の質量に対して５から１０００倍の質量を使用することが好ましく、１０から８００倍の質量を使用することが更に好ましい。
【００１９】
これらの非極性溶媒と極性溶媒を混合して比抵抗を１０７から１０１０（Ω・ｃｍ）の範囲に、さらに好ましくは２×１０7から１０10（Ω・ｃｍ）、特に好ましくは５×１０７から１０９の範囲に調節することが好ましい。このような比抵抗を得るためには、溶媒の純度や種類にもよるが、非極性溶媒と極性溶媒の容量比を６７：３３から３３：６７の範囲にすると良い。極性溶媒の一部として水を使用すると、極性溶媒の比率を下げることが可能となる。混合溶媒中の水の濃度は０．０５〜２０％が好ましく、１〜１８％が好ましく、２〜１５％が好ましい。このようにすると、非極性溶媒と極性溶媒の容量比を９０：１０〜３３：６７の範囲にすることができる。
【００２０】
液晶材料を回収する際に、前もって非極性溶媒と極性溶媒を混合しておいても良いし、回収の段階で混合しても良い。例えば、液晶パネルの粉砕物から液晶材料を回収する場合、粉砕物にまず水を噴霧して静電気の除電を効果的に行い、次にアセトンを加えて水とアセトンを混合させ、さらに非極性溶媒であるヘプタンを加えて、最終的に水、アセトン、ヘプタンの混合溶媒とするのも良い。
【実施例】
【００２１】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳述するが、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、以下の実施例及び比較例の組成物における「％」は『質量％』を意味する。電圧保持率の測定は（株）東陽テクニカ製の「ＶＨＲ−１Ａ」を用い、フレーム周期が２００ミリ秒、パルス幅が６４マイクロ秒、印加電圧５Ｖに設定して行った。電圧保持率、の測定は、ポリイミド配向膜を形成した、電極面積１ｃｍ２、セルギャップ６μｍのガラスセルを用いて７０℃の温度で行った。
【００２２】
（実施例１）  ヘプタンとアセトンと水の混合溶媒による回収
ヘプタンが７００ｍｌ、アセトンが３００ｍｌ、水道水１０ｍｌからなる混合溶媒を調製した。混合溶媒の比抵抗は２０℃において、９．５×１０８（Ω・ｃｍ）であった。室温におけるスパークによる引火テスト（市販のガスコンロから取り出した着火装置を用いた）では、引火しなかった。
市中に出回ったアクティブマトリクス液晶ディスプレイからディスプレイパネルを取り出し、そのディスプレイパネルを金槌で１ｃｍ角程度まで粉砕した。この粉砕物１ｋｇを調製した混合溶液２００ｍｌで３回洗浄した。この洗浄液（計６００ｍｌ）から混合溶媒を減圧留去して回収液晶（Ａ）を１．３ｇ得た。次に、回収液晶（Ａ）１．３ｇを０．６５ｇのシリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィー（流出溶媒：ヘキサン）によって原点成分の除去、及び着色成分の除去を行った。得られた回収液晶（Ｂ）は１．００ｇであった。ネマチック液晶相−透明性液体相転移温度ＴＮＩは８７℃、電圧保持率は９４％であった。
【００２３】
（実施例２）  ヘプタンとアセトンの混合溶媒による回収
ヘプタンが５５０ｍｌ、アセトンが４５０ｍｌからなる混合溶媒を調製した。混合溶媒の比抵抗は２０℃において、５．５×１０８（Ω・ｃｍ）であった。室温におけるスパークによる引火テスト（市販のガスコンロから取り出した着火装置を用いた）では、引火しなかった。
市中に出回ったアクティブマトリクス液晶ディスプレイからディスプレイパネルを取り出し、そのディスプレイパネルを金槌で1cm角程度まで粉砕した。この粉砕物1kgを調製した混合溶液２００ｍｌで3回洗浄した。この洗浄液（計600ml）から混合溶媒を減圧留去して回収液晶（Ｃ）を1.3g得た。次に、回収液晶（Ｃ）1.3gを0.65gのシリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィー（流出溶媒：ヘキサン）によって原点成分の除去、及び着色成分の除去を行った。得られた回収液晶（Ｄ）は０．９９gであった。ネマチック液晶相−透明性液体相転移温度TNIは88℃、電圧保持率は93%であった。
【００２４】
（比較例１）  ヘプタンによる回収
ヘプタンの比抵抗は２０℃において、４．７×１０１３（Ω・ｃｍ）であった。室温におけるスパークによる引火テスト（市販のガスコンロから取り出した着火装置を用いた）では、引火した。
市中に出回ったアクティブマトリクス液晶ディスプレイからディスプレイパネルを取り出し、そのディスプレイパネルを金槌で1cm角程度まで粉砕した。この粉砕物1kgを調製したヘプタン２００ｍｌで3回洗浄した。この洗浄液（計600ml）からヘプタンを減圧留去して回収液晶（Ｅ）を1.3g得た。次に、回収液晶（Ｅ）1.3gを0.65gのシリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィー（流出溶媒：ヘキサン）によって原点成分の除去、及び着色成分の除去を行った。得られた回収液晶（Ｆ）は０．９７gであった。TNIは86℃、電圧保持率は95%であった。
【００２５】
（比較例２）  アセトンによる回収
アセトンの比抵抗は２０℃において、４．１×１０６（Ω・ｃｍ）であった。室温におけるスパークによる引火テスト（市販のガスコンロから取り出した着火装置を用いた）では、引火しなかった。
市中に出回ったアクティブマトリクス液晶ディスプレイからディスプレイパネルを取り出し、そのディスプレイパネルを金槌で1cm角程度まで粉砕した。この粉砕物1kgを調製したアセトン２００ｍｌで3回洗浄した。この洗浄液（計600ml）からアセトンを減圧留去して回収液晶（Ｇ）を1.4g得た。次に、回収液晶（Ｇ）1.4gを0.70gのシリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィー（流出溶媒：ヘキサン）によって原点成分の除去、及び着色成分の除去を行った。得られた回収液晶（Ｈ）は１．０４gであった。TNIは88℃、電圧保持率は50%であった。
【００２６】
以上の実施例と比較例から明らかなように、極性溶媒と非極性溶媒の混合溶媒は静電気による引火が起こりにくい。また、液晶材料の回収効率、電圧保持率も良い結果が得られていることがわかる。