(57)【要約】  本発明の目的は、リサイクルの目的のための、多層系（１，５）、特に光電池モジュールを分離するための分離流体、方法、及び使用を立案して、使用する処理の観点から同等に単純な態様において、可能な限り環境的に優しい態様において、及び高いリサイクル率において、多層系、特に光電池モジュールの分離を可能にすることである。この目的のため、分離流体はナノスケール分散体、又はこれらの前駆体である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナノスケール分散体、又はその前駆体であることを特徴とする、リサイクルの目的のための、特に光電池モジュール、電池、又はスクリーン内の多層系（１、５）を分離するための分離流体。
【請求項２】
ナノスケール分散体が有機構成成分、水の構成成分、及び少なくとも一つの界面活性剤で形成され、また、前駆体が水の構成成分、及び少なくとも一つの界面活性剤で形成されていることを特徴とする、請求項１に記載した分離流体。
【請求項３】
ナノスケール分散体中の水の構成成分が、少なくとも６０質量パーセント、好ましくは約７０質量パーセントの濃度を有することを特徴とする、請求項２に記載した分離流体。
【請求項４】
界面活性剤が、陰イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、又はそれらの組合せによって形成される群から選択した界面活性剤であることを特徴とする、請求項１又は２のいずれか一項に記載した分離流体。
【請求項５】
分離流体が、少なくとも一つの非イオン性界面活性剤、並びにアニオン性界面活性剤、及び両性界面活性剤によって形成される群からの１つあるいは複数の界面活性剤を含む分離流体であることを特徴とする、請求項４に記載した分離流体。
【請求項６】
ナノスケール分散体中の非イオン性界面活性剤が、２質量パーセント〜１２質量パーセント、特に５質量パーセント〜９質量パーセントの範囲の濃度を有することを特徴とする、請求項４又は５のいずれか一項に記載した分離流体。
【請求項７】
ナノスケール分散体中の陰イオン性界面活性剤、及び／又は両性界面活性剤が、１０質量パーセント以下、特に約６質量パーセント以下の濃度を有することを特徴とする、請求項４〜６のいずれか一項に記載した分離流体。
【請求項８】
非イオン性界面活性剤が、１２〜１３の間のＨＬＢ値を有することを特徴とする、請求項４〜７のいずれか一項に記載した分離流体。
【請求項９】
ナノスケール分散体が分散を安定化するヒドロトロープを更に含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載した分離流体。
【請求項１０】
ヒドロトロープが短鎖極性有機分子を含むことを特徴とする、請求項４に記載した分離流体。
【請求項１１】
ヒドロトロープが有機酸、又は有機酸の塩を含むことを特徴とする、請求項４又は５のいずれか一項に記載した分離流体。
【請求項１２】
ナノスケール分散体が共界面活性剤を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載した分離流体。
【請求項１３】
共界面活性剤が短鎖アルコール、好ましくはエチルヘキサノール、及び／又はアルキルモノグリコールエーテルを含むことを特徴とする、請求項７に記載した分離流体。
【請求項１４】
分離流体がｐＨ値を上昇させる塩基性の構成成分、特にＮａＯＨを更に含むことを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載した分離流体。
【請求項１５】
リサイクルの目的で、多層系（１、５）、特に光電池モジュールを分離するための、請求項１〜１４のいずれか一項に記載した分離流体の使用。
【請求項１６】
リサイクルの目的で、多層系（１、５）、特に光電池モジュールを分離するための、分離流体を用いた洗浄を含む方法であって、分離流体を使用して、層の材料が分離流体によって本質的に溶解しないように、多層系の個々の又はいくつかの層の少なくとも一部を除去することを特徴とする、方法。
【請求項１７】
分離流体が請求項１〜１４の１つに従って実施された分離流体であることを特徴とする、請求項１６に記載した方法。
【請求項１８】
分離する多層系を容器（１１、１２、１３）内に入れることによって、分離流体を含む容器、特に浸漬容器（１１、１２、１３）内で、好ましくは分離流体と容器（１１、１２、１３）との間に発生している相対動作を用いて洗浄を行うことを特徴とする、請求項１６又は１７のいずれか一項に記載した方法。
【請求項１９】
容器（１１、１２、１３）が回転して相対動作を生じることを特徴とする、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載した方法。
【請求項２０】
容器（１１、１２、１３）内で、分離流体を撹拌、及び／又は運搬することによって相対動作を発生させることを特徴とする、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載した方法。
【請求項２１】
容器（１１、１２、１３）が振動するよう作られていることを特徴とする、請求項１６〜２０のいずれか一項に記載した方法。
【請求項２２】
洗浄を向流法で行うことを特徴とする、請求項１６〜２１のいずれか一項に記載した方法。
【請求項２３】
洗浄の前に、多層系を機械的に細断、及び／又はサイズによって選別する（４）ことを特徴とする、請求項１６〜２２のいずれか一項に記載した方法。
【請求項２４】
多層系の１つあるいは複数の層に浸透性の欠陥を生じさせることを特徴とする、請求項１６〜２３のいずれか一項に記載した方法。
【請求項２５】
分離流体の効果の下、多層系の構成要素を含むチャージした分離流体から分離した多層系の構成要素の分離（１４）を、特に浮沈法によって、好ましくは非鉄構成要素（１７）、特にガラス（１８）及び／又はアルミニウム（１９）、並びに貴金属（１５）及び／又はプラスチック層（１６）への分離を伴って、洗浄の後に行うことを特徴とする、請求項１６〜２４のいずれか一項に記載した方法。
【請求項２６】
分離した多層系の構成要素を好ましくは機械的に保持する濾過法によって分離を行うことを特徴とする、請求項１６に記載した方法。
【請求項２７】
洗浄の後、分離流体を回収し、及び再利用することを特徴とする、請求項１６〜２５のいずれか一項に記載した方法。
【請求項２８】
請求項１６〜２７のいずれか一項に記載した方法を実施するための設備であって、多層系の１つあるいは複数の層に浸透性の欠陥を生じさせるための手段を含む、設備。
【請求項２９】
少なくとも一つの容器、特に浸漬容器（１１、１２、１３）を含む、請求項２８に記載した設備。
【請求項３０】
容器（１１、１２、１３）が回転ドラムを有することを特徴とする、請求項２８又は２９に記載した設備。
【請求項３１】
容器がコンベアを有して、相対動作を生じ、並びに分離する多層系を挿入及び取出すことを特徴とする、請求項２８〜３０のいずれか一項に記載した設備。
【請求項３２】
容器（１１、１２、１３）が、振動を適用するための手段を備えた板状の平面を有することを特徴とする、請求項２８〜３１のいずれか一項に記載した設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リサイクルの目的のため、特に光電池モジュール、電池、又はスクリーン内の多層系を分離するための分離流体に関する。
【０００２】
更に、本発明は、リサイクルの目的のため、特に光電池モジュール内の多層系を分離するための、分離流体を用いた洗浄を含む方法に関する。
【０００３】
同時に、本発明は、リサイクルの目的のため、多層系、特に光電池モジュールを分離するための分離流体の使用に関する。
【０００４】
最後に、本発明は、上に挙げた種類の方法の実施のための設備に関する。
【背景技術】
【０００５】
光電池モジュール、及び多層系中に存在するその他の物、特に電子的な物の増加している流通は、それらの製造において生ずる廃棄物及び生産廃棄物の、処分又は特にリサイクルのための、適切な方法及び材料に対する要求を増加させている。処理及びリサイクルは、具体的には経済サイクルに戻すことができる二次原料の生産を目的とする。また、いかなる処理もせずに問題の物を処分することに反対する環境保護の議題も同様に高まる役割にある。これらの枠組みの状態は、リサイクルプロセスが本来できるだけ環境的に、及びリサイクル可能な材料に適合して行われるべきであるという要求につながっている。
【０００６】
現在使用されている、上記に挙げた種類の方法、及び分離流体は、一方ではシリコン厚膜モジュール、例えば結晶シリコンモジュールのための化学的及び熱的プロセス、並びに他方では薄膜モジュール、又はＣｄＴｅ―薄膜モジュールのリサイクルのための機械的及び化学的分離プロセスの適用に基づく。
【０００７】
光電池モジュールは、一方ではエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）の積層によって２つのガラス板の中に埋め込まれ、適切な枠に適用されて、結果としてシリコン厚膜モジュールとなっているシリコンウェハーに基づく。他のタイプの光電池、又は光電池モジュールは、物理的及び／又は化学的蒸着方法によって直接ガラス板に適用した薄い層を用いて製造される。異なる薄膜セルの種類、例えば非晶質シリコン、微結晶シリコン、カドミウムテルル化物、銅インジウムジセレニド、及びヒ化ガリウムは市場で入手できる。
【０００８】
従って、公知の方法は、得られたシリコンウェハー、又は原料ケイ素の洗浄のための化学的手順に関連する熱分離プロセス、すなわちＥＶＡ接着の破壊に基づく。この方法の短所は、それらがエネルギー集約型であること、及び制限の範囲内の薄膜モジュールにのみ適するということである。
【０００９】
他の公知の方法は、多層系の分離を引きおこすエッチングプロセスを生ずる硫酸、及び過酸化水素に実質的に基づく。短所は、そのような物質の使用は環境的に適合しないということ、並びにエッチングの後のリサイクル可能な材料の分離、及び濃縮は、複雑な方法を必要とすることがあるということである。
【００１０】
全ての公知の方法の短所は、層を除去するために用いる酸によって、材料が完全に溶解する可能性があるということである。従って、更なる使用のために利用できるよう、これらの材料を、使用したエッチング溶液から分離するために、多くのエネルギー及び材料を消耗する方法（例えば電気分解）が必要になる、という短所がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
これに照らせば、本発明によって解決される課題は、それぞれ高リサイクル率で、手続的に同等に単純で、及びできるだけ環境的に適合する態様の、多層系、特に光電池モジュールの分離を可能にする、上記に最初に挙げた種類の分離流体、方法、使用、及び設備を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
分離流体に関して、この課題は、上記に最初に挙げた種類の、ナノスケール分散体、又はこの前駆体である分離流体によって解決される。本発明の範囲において、用語「ナノスケール分散体」は、マイクロエマルジョン、及びミニエマルジョンを含む総称として使用し、また、２つの非混合な構成成分を含み、少なくとも一つの両親媒性の構成成分によって安定化された、安定で、光学的等方性の分散を指す。本発明の範囲におけるナノスケール分散体の前駆体は、上記の意味の分散体であるが、２つの非混和な構成成分のうちの１つのみを有する。欠けている構成成分を前駆体に添加することで、前駆体からナノスケール分散体が生じる可能性がある。欠けている構成成分は、分離の間に、処理する材料からとることもできる。本発明の分離流体の助けを借りて、接着及び被覆した材料の相の間の界面張力を減らし、分離を引き起こすことによって、接着剤及び被覆の分離が可能である。
【００１３】
光電池モジュールにおいて、本発明の分離流体は、例えば、ＥＶＡ、又は類似の材料を用いてしばしば作られるガラス―ガラス接着、又は薄膜モジュールの貴金属被覆及び／若しくは半導体被覆を分離してもよい。本発明の分離流体を適用して、自動車フロントガラスのガラスと類似するＰＶＢフィルムによるガラス―ガラス接続が中に存在する光電池モジュールを分離することもできる。利点は、本発明のナノスケール分散体が、コスト効率的に製造できるということである。これらはまた、有益な材料をほとんど損失しない分離及び回収を可能にし、したがって収益に役立つ。使用の後、利点は、本発明によるナノスケール分散体を処理、及び再利用できる可能性である。リサイクル可能な材料が溶解するエッチングによって特徴付けられる公知の方法とは対照的に、分離流体の使用は、平坦な部分となって離れることによって、すなわち巨視的な単位で、単純な濾過によって、有益な材料の分離を可能にする。本発明による混合物の分離流体としての使用は、従って、化学的溶解にはつながらないが、小さな部分、すなわち剥片又は小片となって離れる、接着領域における層につながる。金属若しくは半導体、又はグラファイトの薄い層を、層キャリア基材、例えばこの場合ガラス、又は金属から除去してもよい。２以上の薄い個々の層が接続した薄い層を、それらの個々の層に分離することも可能である。相当な材料の損失は実質的になく、また、その後の分離段階における沈積物又は懸濁液から、異なる材料の画分を分離することができる。
【００１４】
本発明による分離流体の有益な実施形態において、ナノスケール分散体は有機溶媒、水の構成成分、及び少なくとも一つの界面活性剤から形成され、また、前駆体は水の構成成分、及び少なくとも一つの界面活性剤から形成される。有機構成成分は、多層系の分離に用いる場合、プラスチックを膨潤させるために用いる。本発明によれば、有機構成成分はまた、多層系に存在する任意の接着剤を除去するのに役立ち、分離を補助する。有機構成成分のための有機流体の利用法は、非常に異なる可能性がある。有機流体の選択は、太陽光モジュールにおける接着剤に依存し、及び最終的には適用した薄い半導体層における有機接着剤の使用にも依存する。分離流体を前駆体として実施する場合、多層系の有機構成成分を本発明による多層系の分離において保持することができ、結果として本発明によるナノスケール分散体になる。
【００１５】
本発明の範囲において、用語「水の構成成分」は、純粋形態の水、及び更なる構成成分の添加によって加えた全ての水の割合の合計を意味する。本発明による分離流体の水の構成成分の割合を増加させる他の水の割合は、特に水溶液に含まれる可能性がある。従って水の構成成分の割合は、混合物全体の水の割合を特定する。従って、水は他の付加的な構成成分の一部であることもできる。
【００１６】
別途公知であるように、界面活性剤を使用して自由表面を覆い、及び更なる表面を形成するための毛細管力を利用する。特に、クエン酸水溶液は、本発明の範囲における有機構成成分に適することがわかった。
【００１７】
本発明の範囲において、有機構成成分が非水溶性油、及び／又は非水溶性溶媒を含む場合、有益である。
【００１８】
本発明の更なる態様において、水の構成成分は、ナノスケール分散体中に、少なくとも６０質量パーセント、好ましくは７０質量パーセントの濃度を有する。本発明の範囲において、少なくとも６０質量パーセント、及び最高８５質量パーセントの濃度が特に適切であることがわかった。
【００１９】
本発明の分離流体の好ましい態様において、界面活性剤は、陰イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、又はそれらの組合せによって形成される群から選択される。定義によれば、界面活性剤は、少なくとも、１つの親水性及び１つの疎水性官能基を有する。陰イオン性界面活性剤は官能基として、通常カルボキシレート基、硫酸基、又はスルホネート基を有する。本発明の範囲における非イオン性活性剤は、特にポリエーテル鎖、好ましくはアルキル―ポリエーテル鎖であってもよい。両性界面活性剤は、本発明によれば、陰イオン及び陽イオンの基の両方を含んでもよく、また、したがってｐＨ値によって陰イオン若しくは陽イオン界面活性剤として作用してもよく、又はその構造によって両性イオンのままであってもよい。双性界面活性剤は、通常ｐＨ値と独立して作用する。本発明の範囲において、非イオン性、双性、及び陰イオン性界面活性剤のあらゆる組合せが一般に適切である。特定の場合において、挙げた界面活性剤のいずれかを、唯一の界面活性剤構成成分として使用してもよい。本発明の範囲において、陰イオン及び／又は両性界面活性剤の添加は、分離方法において分離する多層系の層間の界面への、本発明による分離流体の進入速度を上げることができることが分かった。
【００２０】
好ましい実施形態によれば、分離流体は少なくとも一つの非イオン性界面活性剤、並びに陰イオン性界面活性剤、及び両性界面活性剤によって形成される群から選択された１つあるいは複数の界面活性剤を含む。
【００２１】
好ましい実施形態は、ナノスケール分散体中の非イオン性界面活性剤について、２質量パーセントから１２質量パーセント、特に５質量パーセントから９質量パーセントの範囲の濃度を有することを提供する。
【００２２】
本発明による分離流体の他の好ましい実施形態において、陰イオン性界面活性剤、及び／又は両性界面活性剤は、ナノスケール分散体中に、１０質量パーセント以下、特に約６質量パーセント以下の濃度を有する。
【００２３】
確実に非イオン性界面活性剤を水中に良く溶解するために、本発明の実施形態は、非イオン性界面活性剤が１２〜１３の範囲のＨＬＢ値を有することを提供する。ＨＬＢ値（親水‐親油性バランス）は、親水性頭部基と疎水性炭化水素基との間のバランスがどの程度強いかを指し示す。それは、係数２０と、総モル質量における親水性分子部分のモル質量の相対的な割合との積によって定義される。
【００２４】
本発明による分離流体の他の実施形態において、ナノスケール分散体はまた、ヒドロトロープを含み、分散を安定化する。ヒドロトロープを使用して、使用した界面活性剤の毛細管活性力を増加させ、及び本発明によるナノスケール分散体を安定化する。
【００２５】
ヒドロトロープは、本発明によれば、有機物質の可溶性の改善に役立つ。更に、ヒドロトロープは、本発明によれば、界面活性剤又は界面における界面活性剤との良好な相互作用によって、界面活性剤の毛細管力を誘発することが可能であり、このことは本発明によるナノスケール分散体の弾力を増加させる。一方で、使用する界面活性剤の濃度は、結果に影響を及ぼさずに減らすことができる。これは、本発明による分離流体の生産コストにとって有益である。本発明の範囲において、アミノホスホン酸、又はパラトルエンスルホン酸は、特に適切なヒドロトロープであることがわかった。
【００２６】
分離流体の好ましい実施形態において、ヒドロトロープは、短鎖極性有機分子を含む。本発明の範囲において、最高６つ、又は最高５つの炭素原子の鎖長が特に適切であることがわかった。短鎖極性有機分子は、例えば界面で一列に並ぶことができる。更に、短鎖極性有機分子は、界面活性剤、又は任意の存在する共界面活性剤と有益に相互作用する可能性がある。界面活性剤とヒドロトロープとの相互作用は、通常、分離の原因となる毛細管力の増幅につながる。
【００２７】
特に、本発明の実施形態におけるヒドロトロープは、有機酸、又は有機酸の塩を含むことができる。酸として用いた際に有機酸に応じたｐＨ値を発生する有機酸分子を、好ましくはヒドロトロープとして使用することができる。多くの固い表面の分離は、マイクロエマルジョンの酸性の特徴によって容易になる。中性又はアルカリ領域における分離方法が特に支持される場合、対応するアルカリ塩、又はアミン塩を本発明の範囲において用いることができる。
【００２８】
アミン塩の中でも、有機酸のアルカノールアミンを用いることができる。アルカノールアミンはこの場合、本発明の範囲において、ヒドロトロープとも考えられる。
【００２９】
本発明の意味におけるマイクロエマルジョン、又はナノスケール分散体の形成を容易にするために、ナノスケール分散体は、本発明による分離流体の更なる態様において、共界面活性剤を含む。好ましくは、本発明によれば、イソブタノールが適切であるとわかった。イソブタノールの同等に低い引火点のためイソブタノールが工業化に適さない応用においては、より長鎖のアルコール、又はこれらの誘導体を、本発明に従い同様に使用することができる。
【００３０】
本発明の特定の実施形態において、共界面活性剤は、短鎖アルコール、好ましくはエチルヘキサノール、及び／又はアルキルモノグリコールエーテルを含む。本発明の範囲において適切なアルコールは、水中にいくらか乃至少し可溶性で、及び同時に使用する有機相中にいくらか乃至十分に可溶性でなければならない。それらはまた、界面に使用する界面活性剤と相互作用することが必要であり、したがって、界面活性剤と共に界面において単分子液晶層を形成する。
【００３１】
本発明による分離流体は、更に塩基性の構成成分、特にＮａＯＨを含んで、ｐＨ値を上昇させてもよい。
【００３２】
上に挙げた種類の方法によって解決される課題は、分離流体によって層の材料が実質的に溶解しない態様において、分離流体を使用して、多層系から個々の又はいくつかの層の少なくとも一部を除去するような方法によって解決される。
【００３３】
本発明による方法の実施において、分離流体は、請求項１〜１４の１つに従って実施される。
【００３４】
分離について公知の方法とは対照的に、特に光電池モジュールにおいて、本発明による方法を用いて、具体的には層の間の接着剤だけを除去し、しかしながら、同時に層材料を溶解しないようにすることが可能である。利点は、本発明が多層系の構成要素の更なる回収を実質的に容易にするということである。従って、回収率は、酸ベースの方法の使用と比較して改善する可能性がある。本発明による方法においては有利に鉱酸を省いてもよいので、この文脈における本発明の利点は、鉱酸を使用する既知の方法と比較して特に明白となる。
【００３５】
したがって、適切な分離流体の使用は、複合層の目的の層間剥離を達成する可能性がある。分離流体の使用は、分離流体が層の間に入って層を分離するために、層、特に多層系の端、及び角の領域を濡らすことを必要とする。本発明によれば層は溶解せず除去されるので、層材料の回収は特に単純である。従って、本発明による方法は、光電池モジュール、電池セル、又はスクリーンの経済的な処理のために、特に有益に用いることができる。
【００３６】
本発明の範囲において、分離する多層系を、分離流体と容器の間の相対動作が好ましくは発生している容器内に入れることによって、分離流体を含む容器、特に浸漬容器内において洗浄を行う場合、有益である。
【００３７】
本方法は、有益にも、除去する分離層に特によく適合して、層の毛細管力に基づいて所望の分離を生じる分離流体につながる。特に、例えばガルバニックにおいて別途公知であるように、回転ドラムを有するいくつかの浸漬浴槽を用いることができる。用語「洗浄」は、本発明の範囲において、特に分離流体を用いて濡らすこと、又は分離流体中での洗浄を意味する。特に、本発明の範囲において、回転容器を用いることもできる。
【００３８】
本発明による方法の実施において、容器が漏斗形状を有する場合、漏斗中で洗浄を行ってもよい。
【００３９】
本発明による方法の実施において、容器は回転して相対動作を生じる。これは、有益にも、本発明による分離流体が除去する分離層と接触することを容易にする。
【００４０】
本発明による方法の他の有益な実施形態において、相対動作は、容器内で分離流体を撹拌及び輸送することによって生じる。特に、スクリューを含む漏斗を容器として使用することができる。一方で、スクリューを用いて、分離流体を運動させる。他方で、スクリューは、リサイクルする多層系を挿入し、及び取出すこともまた行うことができる。
【００４１】
本発明による方法の他の好ましい実施形態において、容器を振動させる。特に、向流を伴う振動台を用いて、粒子の除去を可能にすることも同様にできる。
【００４２】
本発明による方法によれば、洗浄は、好ましくは向流法で行うことができる。
【００４３】
洗浄前に多層系を機械的に細断し、及び／又はサイズによって選別する場合、本発明による方法は更に改善される。細断は、主に分離流体が攻撃する領域が拡張することによって、分離性能を改善するために役立つ。加えて、細断はまた、処理する多層系の単純な取扱いをもたらす。好ましくは、本発明によって処理する多層系、すなわち特に光電池モジュール、又は生産廃棄物を、約１０〜３０ｃｍ２の大きさの断片に細断する。しかしながら、本発明の範囲において、他の断片のサイズもまた可能である。専門家に知られているようなクラッシャー、例えばシュレッダーによって、細断を行うことができる。例えば、処理する多層系の特定のサイズ階級のためにスクリューを設計し、及び寸法を定めることができるので、サイズによる選別もまた取扱いを単純化する。サイズによる選別は、本発明によれば、最も単純な場合において、篩い分けによって行うことができる。
【００４４】
本発明による方法の実施において、多層系の１つあるいは複数の層において浸透性の欠陥が生じた場合、分離流体が攻撃する領域が増加するという利点もある。欠陥は、例えば、層系の切断、穴、又は任意の他の途切れでもよい。欠陥は、分離流体を用いた処理の前、又は間に、多層系を傷つけることによって生じてもよい。
【００４５】
傷つける場合、いくつかの層が途切れることがある。欠陥は、機械的に切断するもの、レーザーブラスト、鋭利な粒子、例えばサンドブラストを用いたブラスト、曲げ、破壊、破砕、又は研磨によって生じてもよい。決定的なことは、本発明によれば、多層系の少なくとも一つの層において、分離流体が好ましくは入ることができる欠陥が生ずるということである。多層系の支持基材をこのために分解することは可能であるが、必須でない。ガラス、又はフィルムで覆われていない片側に被覆した基材を傷つけることができる。
【００４６】
本発明による方法の好ましい実施形態において、分離流体の適用の下で分離する多層系の構成要素は、洗浄の後、構成要素を含む分離流体のチャージから、特に浮沈法によって、好ましくは非鉄構成要素、特にガラス及び／又はアルミニウム、並びに貴金属及び／又はプラスチック層への分離を実施しながら分離される。浮沈法は、本発明によるナノスケール分散体の使用によって可能である。本発明によるナノスケール分散体の使用は、熱分離、又は酸の使用に基づく従来のリサイクル方法の分離方法より更に簡単に、及びコスト効率的に実施することができる。しかしながら、本明細書で例としてのみ挙げた浮沈法に加えて、分離についての専門家に知られている全ての他の方法を、本発明による方法の範囲において、同様に用いることができる。ＥＶＡフィルムを、分離によって回収することができる。光電池モジュールの取付け、及び固定化のためにしばしば用いるアルミニウムフレームも、同様に回収することができる。これは、例えば、従来的に使用されるような熱分離方法においては、ＥＶＡ接着剤が熱分離において破壊される可能性があるため不可能である。
【００４７】
本発明によれば、分離は単純な濾過を含み、最も単純な態様において、固体の構成要素を、それらを含む分離流体から分離することができる。
【００４８】
本発明の範囲において、分離を、多層系の分離した構成要素が好ましくは機械的に保持される濾過法によって実施する場合、有益である。例えば、濾材を用いて、分離した構成要素をせき止めることができる。
【００４９】
本発明による方法の代替の実施形態において、分離は、気泡浮遊法によって行うことができる。気泡浮遊法において、除去した薄く軽い層部分は、それらの比較的大きい表面のため、気泡によって運ばれ、したがって懸濁することができる。対照的に、より重く、より壁の厚い粒子は一番下に堆積し、その結果、分離が達成される。
【００５０】
本発明による方法の範囲において、分離する物の磁気的、又は電気的特性の違いを利用することにより、同様に分離が可能である。
【００５１】
一般に、本発明によるナノ分散体の使用は、利用できるリサイクル可能な材料の品質にとって有益である。従来の光電池モジュールの処理からのガラス画分は、例えば、以前は泡ガラス、又は絶縁材料の製造においてのみ使用できた。ナノスケール分散体の形態の本発明による分離流体の使用に基づく本発明による方法は、対照的に、高品質のガラスを供給することができる。
【００５２】
洗浄の後、分離流体を回収し、及び再利用する場合、本発明によるリサイクル方法の環境適合性は更に改善される。本発明による分離流体の特別で有益な特性は、個々の構成要素を容易に分離することができ、したがって分離流体を再利用することができるように、多層系の分離を可能にする。
【００５３】
使用において目的とした課題は、リサイクルの目的のため、多層系、特に光電池モジュールの分離のための請求項１〜１４の１つに従う分離流体を使用することにより、本発明によって解決される。光電池モジュールのような多層系の分離に関連した分離流体の使用は、有益にも、特に環境的に適合する光電池モジュールのリサイクル性につながる。他方で、特に高いリサイクル率を達成することができる。例えば、得られたリサイクル製品の品質もまた、例えば分離のための酸の使用、特に鉱酸の使用の場合より良好である。
【００５４】
本発明による分離流体の他の使用は、電池モジュール、及びアキュムレーターの分離のための使用である。この場合、本発明によれば、容易に分離することができる、それぞれの層の薄く平坦な断片を得ることができるように、しっかりと接着した炭素の層が直接金属層から本質的に離れることが示された。材料は、実質的に分離流体の中に化学的に溶解せず、又はそうでなくとも変化しない。特に、本発明によるこの使用に従って、いかなる強い酸、例えば鉱酸を使用して、金属層からの炭素層の意図した除去を達成することは必要ではない。
【００５５】
本発明による分離流体の他の使用は、フラットスクリーン、及び類似のディスプレイの分離のための分離流体の使用である。この場合、本発明の分離流体は、プラスチック、ガラス、及び半導体の回収、例えば、特に透明な、光学活性な、及び他のフィルム、ガラス、透明な半導体、及び他の層の分離のために適切であるということが証明された。
【００５６】
上記に最初に挙げた種類の設備において目的とした課題は、多層系の１つあるいは複数の層に浸透性の欠陥を生ずるための手段を含む、上記の種類の方法を実施するような設備によって、本発明によって解決された。
【００５７】
分離流体が処理する多層系に及ぼす効果のために、本発明による設備は、少なくとも一つの容器、特に浸漬容器を含んでもよい。容器は、分離流体、及び処理する多層系を受け入れるのに役立つ。
【００５８】
本発明による設備の操作において、容器は回転ドラムを有し、回転によって分離流体と分離する多層系との接触を改善する。
【００５９】
本発明による設備の他の有益な操作において、相対動作を生ずるための、並びに／又は分離する多層系の挿入及び／若しくは取出しのための運搬装置が提供される。具体的には、本発明によれば、運搬装置は１つあるいは複数のスクリューとして実施してもよい。
【００６０】
本発明による設備の容器が、振動を適用するための手段を有する板状の平面を更に有する場合、分離流体と分離する多層系との接触は、可能な限りの最も有益な態様において、特に粒子の除去を可能にする向流を用いて、達成することができる。
【００６１】
本発明によれば、電子部品を最初に手動で分解する場合、本発明による方法の実施は有益である。この分解は、本方法のあらゆる他の工程の前に行うことが最良である。特に、分解は、細断工程の前に行うべきである。
【００６２】
本発明を、図面の図からとれる更に有益な詳細を用いて、図面を参照して、好ましい実施形態で開示する。
【００６３】
機能的に等しい部分は、同じ引用符号を適用する。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
図面の各図の詳細を以下に示す。
【００６５】
【図１】本発明による分離流体の使用における、本発明による方法の、好ましい実施形態のフロー図。
【００６６】
【図２】多層系の分離のための本発明による方法の、他の実施形態のフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
図１は、リサイクルの目的のため、多層系、特に光電池モジュールを分離するための本発明による方法の、好ましい実施形態を例示するためのフロー図を示す。
【００６８】
ガラス―ガラス複合材／ガラスプラスチック中にＥＶＡ接着剤を有し、場合によりフレームを有するモジュールは、本方法のための適切な入力材料１である。本方法の上流工程２において、任意の存在する電子部品、例えば接続ソケットを、入力材料１から分解する。本方法の上流工程２は、手動の分解現場で行うことができる。
【００６９】
次の工程３は、本方法の上流工程２において電子部品を除去した入力材料１の予細断を含む。本方法の工程３の予細断は、本発明によるナノスケール分散体が攻撃する領域の増加につながる。有益な結果は、短縮した処理時間である。工程４において、細断工程３の後得られた材料を、篩い分けによってサイズ選別する。
【００７０】
同時に、入力材料５は、半製品として接着を有しないある量のモジュールでもよい。入力材料５をハンマーミル６に供給し、その中で細断する。細断工程３、又はハンマーミル６において生じた塵を、好ましくはＨＥＰＡフィルター（ＨＥＰＡ：高性能微粒子フィルター）を有する抽出工程７に従い、濾過した空気８、及び微粒子９に分離する。
【００７１】
篩い分けの結果、細断工程３において細断した入力材料１、又はハンマーミル６において細断した代替の入力材料５は、本明細書に開示した実施形態に従って、３つの異なるサイズで存在する。工程４による篩い分けは、異なる分離特性を有する粗い材料、及び粒子を互いに、浴槽１０、１１、１２へと分離する利点を有する。
【００７２】
本発明による篩い分けの利益は、濾過するのがより容易な大きい粒子を、大きい材料から洗い落とすことができるということである。一方、さらにより小さい粒子を有する小さいガラス破片は、濾過／分離に大きな労力を生ずる可能性がある。５％が１ｍｍ未満であるのに対して、９５％が５ｍｍ超である比を、適用することもできる。
【００７３】
工程４に従う篩い分けは、本明細書において開示する実施形態によれば、単純なタンブラーを用いて行う。篩い分け４の後、図１の線図に示していない投与容器を中間的な緩衝のために用いることができ、また、投与容器は次に実際の分離方法の実施のための浴槽１０、１１、１２を満たすのに役立つ場合がある。
【００７４】
浴槽１０、１１、１２を、約４０体積％まで、入力材料１、又は代替の入力材料５の破片で満たす。それぞれの浴槽１０、１１、１２の残りの約６０％の体積を、本発明によるナノスケール分散体で補給する。ナノスケール分散体を、特に具体的には入力材料１、又は代替の入力材料５と合わせて調整して、最も低いコストで最短の処理時間を達成することができる。本発明の範囲において、上記の種類の異なる光電池モジュールを分離することができるナノスケール分散体を同様に使用することもできる。
【００７５】
本発明のナノスケール分散体は、明細書の導入部において開示したように構成される。特に、本発明のナノスケール分散体は、１００％に欠ける部分は水によって補給される以下の組成の１つに従って構成される。
【実施例】
【００７６】
［例１］
【表１】
2014507529.tif 000002
【００７７】
［例２］
【表２】
2014507529.tif 000003
【００７８】
例２によるナノスケール分散体において、ＮａＯＨを加えて、ｐＨ値を上昇させてもよい。
【００７９】
［例３］
【表３】
2014507529.tif 000004
【００８０】
例３において、陰イオン性界面活性剤を、例１、及び２とは対照的に、両性界面活性剤と置き換えた。
【００８１】
［例４］
【表４】
2014507529.tif 000005
【００８２】
例４において、両性界面活性剤及び陰イオン性界面活性剤を、非イオン性界面活性剤に加えて使用した。
【００８３】
載せたナノスケール分散体の一つ又はいくつかは、浴槽１０、１１、１２内で、入力材料１、又は代替の入力材料５の特性に応じた特定の露出時間の間、作用する。特定の時間の間、分離流体が分離する層の間に入ることができ、界面に沿って動くことができ、及び、そこで接着剤を溶解することができる、いくつかの適用点において包括的に濡れることに起因して効果が生じる。これは、浸漬容器１１、１２、１３において起こる必要はない。
【００８４】
浴槽１０、１１、１２における分離工程の後、分離流体のチャージ１３を、分離ステップ１４において処理する。分離ステップ１４は、浴槽１０、１１、１２において洗浄した後に別々に存在する入力材料１又は代替の入力材料５の別々に存在する構成要素、並びにナノスケール分散体の形態の分離流体を分離するのに役立つ。この工程は、図１において概略図としてのみ示す。最も単純な場合において、適切な濾過を伴う浮沈分離で充分である。分離流体のチャージの中の、除去した層の大きい比表面積を有する軽量の粒子を、より大きく、より重い粒子、例えば小さい比表面積を有するガラス断片から分離してもよい。分離は、重力、流動挙動、及び／又は表面張力を使用して起こる。本発明によれば、単純な濾過を分離の目的で同様に使用することができる。残留部分、すなわち主にガラス、ＥＶＡ、及びアルミニウムは、設備のその後の領域において行うこともできるその後の処理工程において分離する。
【００８５】
例えば、ＥＶＡは浮沈分離によって、ガラスは同じ容器における堆積によって、アルミニウムは非鉄構成要素の分離によって分離することができる。これらの工程は、それぞれ設備の別々の領域において、又は設備の同じ領域において行うことができる。
【００８６】
図１に示すように、貴金属１５、ＥＶＡフィルム１６、及び非鉄分離物１７を、分離流体のチャージ１３から分離する。用語「非鉄分離物１７」は、本明細書の範囲内において、非鉄構成要素、例えばガラス、又はアルミニウムの分離物を意味する。図１において更に詳述しない別々の分離プロセスにおいて、非鉄分離物１７を、次にリサイクル可能な材料のガラス１８、及びアルミニウムフレーム１９へと再び分離する。挙げたリサイクル可能な材料、すなわち貴金属１５、ＥＶＡフィルム１６、ガラス１８及びアルミニウムフレーム１９を含む非鉄分離物１７は、本発明によるナノスケール分散体を用いた本発明によれば、処理の後、従来の手順の場合の様に溶解しない。従って、工程１４の分離は、技術的により単純である。得られたリサイクル材料１５、１６、１７、１８、１９の再利用に関する品質は、このようにリサイクルプロセスによっても制限されない。
【００８７】
最も有益な場合において、電子部品の分解の間、本方法の上流工程２から生じる電子部品２０を、利用に供給することもできる。
【００８８】
したがって、本方法の上流工程２の後、本発明による方法は、以下の３つの基本的手順で構築することができる。
【００８９】
フェイズＩ：予細断、及びサイズによる選別
フェイズＩＩ：ナノスケール分散体を用いた洗浄
フェイズＩＩＩ：利用のための適切な画分の製造
【００９０】
このように、リサイクルの目的のため、多層系の改善された分離を達成し、特にリサイクルした材料１５、１６、１７、１８、１９の回収率、及び品質を改善する方法、方法の実施のための設備、分離流体、及び分離流体の使用を本発明により提案する。
【００９１】
図２は、多層系の分離のための本発明による方法の、他の好ましい実施形態を図式的に示す。図２による図式的なフローチャートに示すように、分離する多層材料２１を、多層材料を分離するための設備２２に供給する。多層材料２１を、任意に、最初に分解のための準備段階１００に供給することができる。準備段階１００において、別々に扱う部分、例えば分離する多層材料でできていない部分を除去する。準備段階１００において、多層材料の種類に起因して、例えば多層材料の主成分とは異なる処理を受けることとなる、分離する多層材料２１の部分を分離することもできる。
【００９２】
準備段階１００を通過した後に、分解の後に残った多層材料２１の一部を、攻撃端を生ずるための他の準備段階２００に供給する。代替として、多層材料２１を、多層材料を分離するための設備１０００の中で、攻撃端を生ずるための準備段階２００に直接供給することもできる。
【００９３】
分解を必要としない、又は所望しない場合、これは適切である。攻撃点を生ずるための準備段階２００の中で、多層系の１つあるいは複数の層に浸透性の欠陥が生じて、分離流体が攻撃する領域を増加させる。これは、機械的に切断するものを用いて多層系を傷つけることによって、レーザージェットを用いた処理によって、鋭利な粒子を用いたブラスト、例えばサンドブラストによって、又は曲げ、粉砕、破砕、研磨、若しくは専門家に知られているそのような他の一般的な手順によって、行うことができる。
【００９４】
攻撃点を生ずるための準備段階２００の後、処理する多層材料２１を、中間保管段階２５０に供給する。中間保管段階２５０において、その後の処理段階にとって適切な供給を確実にすることもできる。中間保管段階２５０において、異なる供給物を混合することができる。
【００９５】
処理する多層材料２１を、特に適切な容器内での中間的な保管を含む中間保管段階２５０から、濡らす段階３００に供給する。濡らす段階３００において、分離する多層材料２１を、本発明による分離流体で濡らす。これは、分離流体を含む浸漬浴槽内で、又は好ましくはスプリンクラーレーンの形で行う。
【００９６】
濡らす段階３００の後、分離する多層材料２１を、分離段階４００を通過させる。分離段階４００において、濡らす段階３００の間に剥離した層材料は、多層材料２１の一部としての基材材料から分離し、及び本発明による分離流体によって、分離流体中に溶解することなく取り上げられる。
【００９７】
本発明による分離流体の循環によって処理を促進してもよい。これは、図２の段階における３００と４００との間の矢印によって示す。
【００９８】
分別段階５００が、分離段階４００に続く。分別段階５００の間、分離段階４００において本発明による分離流体によって取り上げた層の断片を、好適な方法によって分別する。
これは、浮遊法、浮沈分離、又は濾過により、気泡フロー中の懸濁液によって行ってもよい。
【００９９】
分離段階４００の間に切り離し、及び分別段階５００において本発明による液体分離流体から分別した層の断片を、異なる材料の画分に分割する分割段階６００が、分別段階５００の後に続く。
【０１００】
分割段階６００の後、個々の材料の画分ａ、ｂ、ｃを、後処理段階７００において更に精製する。個々の材料の画分ａ、ｂ、ｃの精製は、例えば、粉砕、洗浄、又は物理的若しくは化学的処理を含んでもよい。
【０１０１】
最後に、後処理段階７００の範囲において精製した材料の画分ａ、ｂ、ｃを、包装段階８００に供給して、及び使用のために別々に包装する。
【符号の説明】
【０１０２】
１    入力材料
２    本方法の上流工程
３    細断工程
４    篩い分け
５    代替の入力材料
６    ハンマーミル
７    抽出工程
８    濾過空気
９    微粒子
１０    浴槽
１１    浴槽
１２    浴槽
１３    分離流体のチャージ
１４    分離工程
１５    貴金属
１６    ＥＶＡフィルム
１７    非鉄分離物
１８    ガラス
１９    アルミニウムフレーム
２０    電子部品
Ｉ    本方法のフェイズ
ＩＩ    本方法のフェイズ
ＩＩＩ    本方法のフェイズ
２１    多層材料
２２    多層材料を分離するための設備
１００    分解のための準備段階
２００    攻撃端を生ずるための準備段階
２５０    中間保管段階
３００    濡らす段階
４００    分離段階
５００    分別段階
６００    分割段階
７００    後処理段階
８００    包装段階
【図１】
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【図２】
2014507529.tif 000007
【国際調査報告】
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2014507529.tif 000009
2014507529.tif 000010
2014507529.tif 000011
2014507529.tif 000012
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