(57)【要約】【課題】眼鏡レンズ切削粉を効率よく処理することができ、有効な再利用を可能とする眼鏡レンズ素材切削粉の処理方法を提供する。【解決手段】眼鏡レンズ用プラスチックの切削粉を含有するスラリーをろ過処理し、水分を除去してプラスチック微粒子粉体を得た後、該プラスチック微粒子粉体を造粒して粉体を製造し、該粉体を透水性舗装用の骨材として使用することを特徴とする。また、前記プラスチック微粒子粉体表面に、着色剤、多孔質微粒子、金属粉などの機能性粉体を付着させた複合化粉体を得てそれを種々の用途に使用することもできる。【選択図】　　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼鏡レンズ用プラスチックの切削粉を含有するスラリーをろ過処理し、水分を除去してプラスチック微粒子粉体を得た後、
該プラスチック微粒子粉体を造粒して粒体を製造し、
該粒体を透水性舗装用の骨材として使用することを特徴とする眼鏡レンズ素材切削粉の処理方法。
【請求項２】
眼鏡レンズ用プラスチックの切削粉を含有するスラリーをろ過処理し、水分を除去してプラスチック微粒子粉体を得た後、
該プラスチック微粒子粉体をバインダー中に分散して硬化させ、タイルを得ることを特徴とする眼鏡レンズ素材切削粉の処理方法。
【請求項３】
眼鏡レンズ用プラスチックの切削粉を含有するスラリーをろ過処理し、水分を除去してプラスチック微粒子粉体を得た後、
該プラスチック微粒子粉体表面に他の機能性微粒子粉体を付着させて複合化粉体を得ることを特徴とする眼鏡レンズ素材切削粉の処理方法。
【請求項４】
前記眼鏡レンズ用プラスチックの切削粉を含有するスラリーをろ過処理する際に、スラリーにコロイド溶液を添加することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の眼鏡レンズ素材切削粉の処理方法。
【請求項５】
前記眼鏡レンズ用プラスチックの切削粉を含有するスラリーをろ過処理する際に、スラリーに染料溶液を添加することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の眼鏡レンズ素材切削粉の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼鏡レンズ用プラスチック或いはガラス素材切削粉の処理方法に関し、詳細には、切削粉による環境汚染を防止し、有効な再利用を図るための切削粉の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
眼鏡レンズの素材であるプラスチックは、高機能あるいは高性能の材料である。この素材に装用者の視力に応じたさまざまなカット加工を施してレンズ製品を製造するものであるが、切削加工に際しては、多くの切削粉（研磨粉）が生じる。このような切削粉は２００１年日本医用光学機器工業会の調査では年間約５７０トンにも達しており（「眼鏡」２００２年１月号第８８頁〜）、また、その処理方法もまちまちで環境への影響が懸念されている。
【０００３】
レンズ加工は高度な加工精度を要するため、研磨粉の粒径は均一ではなく、加工度により比較的大きなものから微粒子粉末まであり、形状も板状や不定形などさまざまな粉末の混合物である。レンズの切削加工は粉塵の飛散防止や被加工物の保護の観点から通常は湿式で行われ、ここで用いられる切削液は切削粉が混合したスラリー状の流体となる。切削液はそのまま排水すると環境に与える影響が大きく、また、流体から切削粉のみを回収する場合においても、乾燥した粉体、なかでも微粒子粉体は吸引すると健康への悪影響が懸念されている。
【０００４】
通常は切削液から所定の開口径を有するフィルターでろ過して切削粉を除去し、水分のみを排水することが行われているが、切削粉の粒径が均一ではないため、目の粗いフィルターを用いると粉体の除去性が悪化し、目の細かいフィルターを用いるとすぐに目詰まりを起こして、粉体の除去効率が悪くなるといった問題があった。
また、このような切削粉のリサイクルについては、廃プラスチック粉末は、例えば、セメント会社へ搬送され、炭化水素系燃料或いは骨材として利用されている。燃料に利用する場合においても、含水率の高いスラリー状の混合物では燃焼効率が低く、このため水分除去を行う必要があるが、この水分除去処理の煩雑な工程に加え、含水率が低くなると粉末が飛散しやすくなるといった、別の問題も生じてくる。
【０００５】
眼鏡用のプラスチックは、その切削粉が粗粉（３０μｍ超）、普通粉（１０〜３０μｍ）および細粉（１０μｍ未満）の混合物で、その粒子容積に比して表面積が大きく、表面特性のある粉体であり、且つ、原料として高強度、高機能のプラスチックを用いていることから、上記のみならず、種々の分野への再利用を図ることが期待されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題点を考慮した本発明の目的は、眼鏡レンズ切削粉を効率よく処理することができ、有効な再利用を可能とする眼鏡レンズ素材切削粉の処理方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の眼鏡レンズ素材切削粉の処理方法は、眼鏡レンズ用プラスチックの切削粉を含有するスラリーをろ過処理し、水分を除去してプラスチック微粒子粉体を得た後、該プラスチック微粒子粉体を造粒して粒体を製造し、該粒体を透水性舗装用の骨材として使用することを特徴とする。
また、本発明の請求項２に係る眼鏡レンズ素材切削粉の処理方法は眼鏡レンズ用プラスチックの切削粉を含有するスラリーをろ過処理し、水分を除去してプラスチック微粒子粉体を得た後、該プラスチック微粒子粉体をバインダー中に分散して硬化させ、タイルを得ることを特徴とする。
本発明の請求項３に係る眼鏡レンズ素材切削粉の処理方法は、眼鏡レンズ用プラスチックの切削粉を含有するスラリーをろ過処理し、水分を除去してプラスチック微粒子粉体を得た後、該プラスチック微粒子粉体表面に他の機能性微粒子粉体を付着させて複合化粉体を得ることを特徴とする。
前記各処理方法において、眼鏡レンズ用プラスチックの切削粉を含有するスラリーをろ過処理する際に、スラリーにコロイド溶液を添加することにより、微細な粒子が比較的大きな粒径の粒子表面に吸着し、複合化され、プラスチック切削粉表面が親水性に改変されるため、ろ過効率を向上させることができる。
また、スラリーに染料溶液を添加することで、着色粉体を得ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、発明を詳細に説明する。
眼鏡レンズ用プラスチック素材切削粉を切削するにあたっては、切削粉の飛散を防止するために、水分を供給しながら処理するのが一般的であるが、眼鏡用プラスチックは表面疎水性であるため、水分がレンズ表面によく付着するように、通常は界面活性剤を含有する液体を用いる。
このスラリー状の切削粉と液体との混合物からプラスチックのみを回収するために、フィルターを用いたろ過処理が行われるが、固液分離方法としてはこのろ過処理が最も簡易で、コスト的にも有利である。
【０００９】
なお、粉体の形状や粒径が均一ではない研削粉において、ろ過処理の効率を向上させるために、レンズ研削粉を含有した廃水をコロイド処理することで、研削粉のうち超微粒子状の粉末を比較的粒径の大きい粒子表面に付着させ、複合化した後、ろ過処理を行うことができる。この方法によれば、微細な粒径の粉体によるフィルターの目詰まりを防止し、且つ、フィルターの開口部から微粒子が流失することを抑制し、より効率のよいろ過処理を行なうことができる。
コロイド処理を用いたろ過処理方法としては、具体的には、研削粉を含有する研削液に二酸化チタンコロイド、ジルコニアコロイド、シリカコロイド、アルミナコロイド、鉄コロイドなどの溶液を混合する方法が挙げられる。このような処理を行なった研削粉をろ過するとき、比較的大粒径の粉体がろ別される。この粉体を乾燥し、走査型電子顕微鏡で表面を観察すると、粉体表面にコロイド超微粒子が付着固定化されることがわかる。
【００１０】
この処理に用いられる各種コロイド溶液は、例えば、日産化学工業株式会社製の「無水珪酸の超微粒子を水中に分散させたコロイド溶液」として入手可能である。本発明に用い得る市販されているコロイド溶液を例示すれば、商品名：スノーテックス（負電荷に帯電の無定形シリカ粒子が水中に分散したコロイド）、アルミナゾル（正電荷に帯電した超微粒子アルミナコロイド）、ジルコニアコロイド、メタノールシリカゾル（アルコールを分散媒としたコロイダルシリカ）などが挙げられ、関連のものにイノプロパノールゾル、ノルマルプロパノールゾルなどが挙げられ、これらも本発明に適用できる。
これらコロイド溶液の研削液への添加量は、被処理研削粉に対して０．１〜１０重量％程度であることが好ましい。
【００１１】
この方法で研削プラスチック粉をコロイド処理することで、極めて親水性の粉体が得られる。なお、プラスチックレンズには、予めハードコート、反射防止コートなどの表面処理がなされているのが一般的であり、とくに反射防止コート処理では、シリカ、ジルコニア、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化鉄などのコロイドが使用されているので、研削後の粉体表面には、これらの存在が予想され、これを考慮してコロイド溶液の濃度などを適宜調整すればよい。
これらコロイド物質を含む研削粉を再度、コロイド処理することにより、表面親水性を増大させ、さらには、研削液中に含まれる界面活性剤などの化合物をも吸着させるため、粉末をろ別したのち、系外に排水される研削液中の不純物も同時に吸着除去し、環境に与える影響を低下させるという利点をも有する。
【００１２】
なお、被処理研削液中に、コロイドより大きい多孔質微粒子（５０〜１００ｎｍ程度の粒子径のもの）を、加えて研削粉の表面に付着固定することにより、研削液中の各種化合物の吸着性が向上し、研削液の処理効率が一層向上する。このような多孔質微粒子としては、具体的には、炭酸カルシウム、コロイダルシリカなどが挙げられ、好ましい添加量は、研削液中の粉体の量により決定されるが、一般的には、研削液１リットルに対して１〜１００ｇ程度である。
【００１３】
フィルターによるろ過処理後、得られた粉体は、乾燥して再利用に供されるが、この研削粉はコロイド処理することにより表面親水化されており、乾燥後に粉塵化して空気中に飛散する現象が抑制される。また、乾燥粉の接触帯電性（または摩擦帯電性）が少なくなり、粉体としての安息角（ｔａｎθ値）０〜１０°から、自由流動性の粉体に改変される。
【００１４】
一方、ろ過処理工程において本発明に係るコロイド処理を行わない場合、得られた粉体は自由流動性を示さず安息角（ｔａｎθ値）が４０〜６０°と大きくなり、付着凝集性を示すため、ハンドリング性に劣り、再利用へ供することが困難となる。
なお、自由流動性を示すか否かは、簡便法として、乾燥粉末をガラスビンに半分程度充填し、ビンを振ることによるガラスとの摩擦帯電性から確認することが可能である。本来、ガラスは正帯電するので、この操作により切削粉の見かけの正負電荷の程度を簡便に判定することが可能となる。
【００１５】
また、コロイド処理の条件によっては、充分な表面吸着を得られない場合もあるが、その場合、該粉体の表面積を有効利用するための後述する複合化処理を行うことで、粗粉と細粉、普通粉の表面に、研削時に生成したサブミクロン程度の研削粉が付着した、自己組織化或いは自己集積化された複合粉体を得ることも可能である。
複合粉体を得る処理としては、ろ過、乾燥後の研削粉混合物を適当な混合機にて混合する方法が挙げられる。この混合中の摩擦帯電により微粒状の研削粉は、より大きな粒径の粒子表面に、ある程度均質に付着固定できる。この混合操作により、表面積増大と表面凹凸のある新しい機能を持つ複合粉体が出来る。
【００１６】
このような方法の詳細は、「小石眞純：ドライプロセスによる粉体の表面改質−凝集・分散現象による粒子集積化技術−、表面、４０巻２号、１〜１４（２００２）」および「小石眞純：ナノ微粒子工学、化学装置、４４巻２号、４１〜４７（２００２）」に記載され、その方法を本発明にも適用することができる。
【００１７】
この方法により複合化された研削粉の再利用については、例えば、（Ａ）微粒子粉体を加圧・圧縮成形加工により、任意の形状を有する二次元あるいは三次元固体原料として再利用する、（Ｂ）微粒子粉体と他の機能性粉体とを用いて、複合材料に再加工し再利用する、（Ｃ）微粒子粉体をそのままの形状で再利用する、といった方法がある。
【００１８】
（Ａ）微粒子粉体を加圧・圧縮成形加工により、任意の形状を有する二次元あるいは三次元固体原料として再利用する方法
この場合の再利用方法は、目的に応じた金型を用い、通常の廃プラスチック材の再利用として公知の方法を適用して成形加工を行なうことにより実施できる。また、成形品の目的に応じて着色剤などを混合したのち、成形加工を行うことで所望の色相を有する成形品を得ることが可能となる。
さらに、この微粒子粉体を造粒装置内で処理して複合化し、より大粒径の粉体として、例えば、透水性舗装用の骨材として使用することができる。
【００１９】
（Ｂ）微粒子粉体と他の機能性微粒子粉体とを用いて、複合材料に再加工し再利用する方法
研削粉をこの方法に適用する場合には、研削液スラリーのろ過により得られた研削粉を用い、前記したコロイド処理或いは乾式粉体複合化処理の工程において、必要な機能性微粒子粉体などの材料を添加して、複合化する方法をとればよい。
機能性微粒子粉体としては、着色剤、多孔質微粒子、金属粉などが挙げられ、着色剤を用いて複合化した場合には、着色粒子が得られ、プラスチックなどの着色材料として用いられる。多孔質微粒子を用いた場合には、吸着材、脱臭剤、空気清浄器のフィルター、ろ過材などの材料として用いることができる。また、金属粉を用いた場合、導電性材料、磁性材料として用いることができる。
以下に、着色剤を用いた場合を例示して説明する。
研削粉の着色には、顔料を用いる場合と、染料を用いる場合とがある。顔料を用いる場合には、前述した多孔質微粒子に代えて顔料を用いることで、同様の工程で着色を行うことができる。
他方、研削粉の着色に染料を用いる場合には、水系染色法、溶剤染色法、高温染色法、気相染色法などが適用できるが、この場合、分散染料を温水に分散させた染色液を、前記コロイド処理工程において添加して粒子表面に吸着させ、着色する方法が簡易な好適で実施できるため好ましい。
着色剤を表面に吸着して得られた複合化研削粉は、着色粉体としてプラスチック成形時の着色用添加剤や木粉の着色用添加剤として用いられる。具体的には、文房具関係の素材、消しゴムに練り込んで着色したり、消しゴム中に文字を形成する場合の着色剤として用いたり、クリアホルダーなどの薄層プラスチック成形品やバインダー表紙、名刺入れなどの樹脂成形品の着色剤、その他の用途に適用することができる。
【００２０】
（Ｃ）微粒子粉体をそのままの形状で再利用する方法
この方法は、研磨粉をそのまま使用する方法であり、先に挙げた燃料、コンクリートの骨材の他、例えば、透水舗装に用いる骨材として有用である。骨材として用いる場合、そのままの粒径の微粒子を用いてもよく、目的によっては、造粒して、０．１ｍｍ〜２０ｍｍ程度の大きい粒子として用いてもよい。
透水舗装或いは透水性タイルは、骨材を内部に空隙を維持したままバインダーで硬化させたものであり、眼鏡用強化プラスチックなどの素材は、その強度に優れるものの、通常の砕石などの骨材を用いた場合よりも柔軟性を有するため、このような用途に好適である。
【００２１】
本発明の方法によれば、通常は廃棄されていた眼鏡レンズ素材切削粉を、簡易な手段でさまざまな用途において資源として有効に活用でき、且つ、廃棄物としての処理が必要なくなるため、環境汚染を有効に防止することができる。
【００２２】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。
（実施例１）
ジルコニアコロイド水溶液（１０ｗｔ％）を用意し、その中に眼鏡レンズプラスチック研削粉（粗粉、普通粉、細粉の混合物）１００ｇを加えてペースト化する。コロイド処理は表面親水性を増大する機能を果たすため、ペースト化は容易に行われる。
その後、研削液（研削助剤としての非イオン界面活性剤１．０〜１０重量％を含む）を加えて混合し、３０分間攪拌する。研削液中の界面活性剤も研削粉表面に吸着して存在し、表面親水化の補助となる。研削液の添加量には特に制限はないが、ペーストが容易に撹拌し得るサスペンジョン（懸濁液）程度のものに希釈される程度であることが好ましい。撹拌の過程において、研削廃液中の界面活性剤、不純物等はコロイド吸着・付着で表面積の増した親水性研削粉の表面に吸着されることから、研削液をろ過した廃液に含まれるこれら界面活性剤や不純物は減少し、環境汚染を有効に防止しながら複合化粉体の調製を行いうるという利点をも有する。
研削液を除去し、乾燥した研削粉を走査型電子顕微鏡で観察したところ、各粒子径の研削粉表面にナノメートルのコロイド微粒子が吸着して、複合化されたコロイド改質粉体となっていることがわかった。この複合粉体は、プラスチックのフィラー材料として好適に使用することができる。
【００２３】
（実施例２）
シリカコロイド水溶液（５ｗｔ％）を用意し、その中に眼鏡レンズプラスチック研削粉（細粉）１００ｇを加えてペースト化する。このペーストを乾燥後に、ルチル型二酸化チタン（粒径０．３μｍ）を１０ｇ加えて乾式混合すると、二酸化チタンがシリカコロイド改質研削粉の表面に付着、固定化される。
このようにすることで粒子径の異なる２種類の微粒子粉体により改質された研削粉が得られる。この改質研削粉表面を実施例１と同様にして走査型電子顕微鏡で観察したところ、ミクロな凹凸状の表面が観察される。この改質研削粉をプラスチックのフィラー材料として配合すると、二酸化チタンが強制的にその表面から離脱され、プラスチックのマトリックス中に単分散されて、二酸化チタン微粒子が均一に分散された高品質のプラスチック材料が得られる。この態様においては、改質研削粉は二酸化チタンのキャリアーとなり、プラスチックマトリックス材料に二酸化チタン微粒子を転写したことになる。このように、従来より均一分散が困難とされていた二酸化チタン微粒子を、本発明の改質研削紛をキャリアーとして用いることで容易に好適な分散状態とすることができる。
なお、同時に表面に吸着しているシリカコロイドは超微粒子なので表面からの脱離は極めて少ない。
【００２４】
（実施例３）
シリカコロイド水溶液（５ｗｔ％）を用意し、その中に眼鏡レンズプラスチック研削粉（細粉）１００ｇを加えてペースト化する。このペーストを乾燥後に、特開２００２−６２７１公報の実施例２に記載の染料浴に分散して５分間湿式混合すると、赤色染料がシリカコロイド改質研削粉の表面に付着、固定化され、着色研削粉が得られる。この着色複合粉体は、プラスチックのフィラー材料として好適に使用することができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の眼鏡レンズ素材切削粉の処理方法によれば、眼鏡レンズ切削粉を効率よく処理することができ、有効な再利用を可能とするという効果を奏する。