(57)【要約】【課題】廃液晶パネルを焼却することなく、液晶を回収しながら廃液晶パネルを短時間でかつ簡単に処理する方法を提供する。【解決手段】本発明の廃液晶パネルの処理方法は、廃液晶パネルの偏光板を、該偏光板に対して可溶性を有する溶剤により溶解して除去、あるいは硬化させる偏光板処理工程と、  偏光板処理された前記廃液晶パネルを粉砕するパネル粉砕工程と、粉砕された前記廃液晶パネルの粉砕物から液晶を抽出する液晶抽出工程とを有する。【選択図】図１
2005224715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃液晶パネルの偏光板を、該偏光板に対して可溶性を有する溶剤により溶解して除去、あるいは硬化させる偏光板処理を行う偏光板処理工程と、
該偏光板処理された前記廃液晶パネルを粉砕するパネル粉砕工程と、
粉砕された前記廃液晶パネルの粉砕物から液晶を抽出する液晶抽出工程と、
を有することを特徴とする廃液晶パネルの処理方法。
【請求項２】
前記硬化は、紫外線を照射することによって行われることを特徴とする請求項１に記載の廃液晶パネルの処理方法。
【請求項３】
前記液晶抽出工程は、前記液晶が付着した前記粉砕物を洗浄した後の、少なくとも前記液晶と水とを含有した洗浄液を、第１の温度において前記液晶と前記水とを共に溶解する一方、前記第１の温度と異なる第２の温度においては前記液晶と前記水とが溶解、非溶解の互いに異なる状態を呈する抽出液を用い、前記第１の温度において前記抽出液に溶解して溶解液を作成する第１の工程と、前記溶解液の温度を前記第１の温度から前記第２の温度に変化させて、前記液晶と前記水のいずれか一方が前記抽出液に溶解した状態で、前記液晶と前記水とを分離する第２の工程とを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の廃液晶パネルの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃液晶パネルの処理方法に関し、特に、液晶を回収しながら廃液晶パネルを短時間でかつ簡単に処理する廃液晶パネルの処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題に対する取り組みの一つに、いわゆるリサイクルがある。リサイクルにより、企業が製造し、販売した製品は回収され解体されて、部品、材料等が抽出されて、部品、材料等が再利用されることにより、廃棄物量の削減を図ることができる。
【０００３】
家電製品、情報機器等の各種製品に使用されている種々の部品、材料等について、部品、材料別に全ての部品、材料等が回収することが望ましいが、確実なリサイクル技術が確立されていない場合は、回収した製品を焼却して、焼却処理された物を、建築関係の材料等に利用することが行われている。例えば、液晶パネルは、焼却され、路盤材としてリサイクルされることもある。
【０００４】
なるべく焼却しないで、使用されている材料を再利用するべく、液晶パネルのリサイクルにおいて、種々の材料等の再利用率を向上するための処理技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。その提案によれば、液晶パネルから偏光板を機械的に剥離する処理を行い、その後液晶を回収する処理を行い、さらに使用されているガラス基板を種類別に選別する処理を行い、さらにガラス基板上に形成されている金属の薄膜を除去するといった処理工程を設けることにより、液晶、ガラス及び金属の回収を実現している。
【特許文献１】特開2001-305502号公報（第１１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、液晶パネルの中でも、比較的大きなパネル、例えば、テレビ装置などに用いられた液晶パネルであって回収される液晶パネルの数は膨大ではないものは、解体作業において、偏光板の剥離作業は容易であるが、携帯電話、液晶プロジェクタ等に用いられる小型の液晶パネルの場合、液晶パネル自体が小さいので、偏光板の剥離作業は煩雑なものとなるため、偏光板剥離処理に長時間が掛かることになる。
【０００６】
特に、携帯電話に用いられる液晶パネルの場合、回収される液晶パネルの数は膨大であるため、１つの液晶パネルに対する１つの処理に長い時間が掛かることは実質的にリサイクルができないことになる。
【０００７】
さらに、ガラスの抽出のための選別作業においても、ガラスの種類別に選別作業を行わなくてはならず、膨大な量の液晶パネルに対する選別作業を実質的に行うこともできない。  
さらにまた、回収される液晶パネルの数は膨大であるからといって、全ての膨大な数の液晶パネルを焼却することは、焼却時に有毒な物質が生成させる虞もあり、好ましくない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、廃液晶パネルを焼却することなく、液晶を回収しながら廃液晶パネルを短時間でかつ簡単に処理する方法を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明の廃液晶パネルの処理方法は、廃液晶パネルの偏光板を、該偏光板に対して可溶性を有する溶剤により溶解して除去、あるいは硬化させる偏光板処理を行う偏光板処理工程と、偏光板処理された前記廃液晶パネルを粉砕するパネル粉砕工程と、粉砕された前記廃液晶パネルの粉砕物から液晶を抽出する液晶抽出工程とを有する。  
このような構成によれば、廃液晶パネルを焼却することなく、液晶を回収しながら廃液晶パネルを短時間でかつ簡単に処理することができる。
【００１０】
また、本発明の廃液晶パネルの処理方法において、前記硬化は、紫外線を照射することによって行われることが望ましい。  
このような構成によれば、簡単に偏光板処理をすることができ、パネル粉砕処理を確実に行うことができる。
【００１１】
また、本発明の廃液晶パネルの処理方法において、前記液晶抽出工程は、前記液晶が付着した前記粉砕物を洗浄した後の、少なくとも前記液晶と水とを含有した洗浄液を、第１の温度において前記液晶と前記水とを共に溶解する一方、前記第１の温度と異なる第２の温度においては前記液晶と前記水とが溶解、非溶解の互いに異なる状態を呈する抽出液を用い、前記第１の温度において前記抽出液に溶解して溶解液を作成する第１の工程と、前記溶解液の温度を前記第１の温度から前記第２の温度に変化させて、前記液晶と前記水のいずれか一方が前記抽出液に溶解した状態で、前記液晶と前記水とを分離する第２の工程とを含むことが望ましい。  
このような構成によれば、液晶の抽出を低コストで、効率よく実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。  
図１に基づき、本実施の形態に係わる廃液晶パネルの処理方法を説明する。図１は、本実施の形態に係わる廃液晶パネルの処理の流れを示すフローチャートである。
【００１３】
廃液晶パネルは、市場において廃棄され回収されたもの、製造工程において不良品として回収されたもの等である。液晶パネルは、携帯電話等の機器に内蔵されているため、その内蔵された液晶パネルを、その機器から取り出し、その取り出した液晶パネル、すなわち廃液晶パネルに対して本実施の形態に係わる処理が行われる。なお、本実施の形態において処理される廃液晶パネルは、フレキシブルプリント基板が装着された状態のものでも、フレキシブルプリント基板が取り除かれた液晶パネルのみの状態のもののいずれでもよい。  
図１に示すように、本実施の形態に係る廃液晶パネルの処理は、偏光板処理、パネル粉砕処理、そして液晶抽出処理の３つの処理工程を含む。順番に各工程について説明する。
【００１４】
（偏光板処理工程）  
まず、廃液晶パネルの偏光板に対する処理である偏光板処理が行われる（ステップ（以下、Sという）１）。偏光板処理S1は、偏光板に対して可溶性のある有機溶剤によって偏光板を溶解して除去する偏光板溶解除去処理、あるいは、紫外線ランプの紫外線を偏光板に照射することによって偏光板を硬化させる偏光板硬化処理である。偏光板は、フィルム状であるために、偏光板が貼り付けられた液晶パネルは、次の粉砕工程において粉砕が十分にできない。粉砕が十分にできない場合、後述するように、液晶の抽出が十分にできなくなるので、その粉砕を十分にできるように偏光板処理が必要となる。
【００１５】
偏光板溶解除去処理によれば、偏光板の材料成分が除去されるため、後述する液晶の抽出処理における抽出率の向上、及び最終的にガラス原料利用業者等へ提供するガラス原料の原料品質の向上となる。また、偏光板硬化処理によれば、液晶の抽出処理の前に行われるパネル粉砕処理が容易にかつ確実に行われるようになるので、後述する液晶の抽出処理が確実に行うことができる。
【００１６】
（パネル粉砕処理）  
次に、偏光板処理された廃液晶パネルに対して粉砕処理が行われる（S2）。パネル粉砕処理S2は、スクリュークラッシャー等の廃棄物粉砕機により、廃液晶パネルに機械的な圧力若しくはせん断応力を加えることによって、廃液晶パネルを粉々にするものである。廃棄物粉砕機により廃液晶パネルは、例えば１ｍｍ以下の大きさに粉砕され、粉砕物となる。ここで、個々の粉砕物を１ｍｍ以下の大きさにするのは、後述する液晶の抽出において、薄いガラス基板間に液晶が入り込んで、すなわち袋小路となる角に付着した液晶が抽出できなくなるのを、防ぐためである。その結果、粉砕物にこのような角がなくなるので、後述する液晶の抽出処理において、液晶の抽出率を高くすることができる。
【００１７】
（液晶抽出処理）  
次に、粉砕物１に対して液晶抽出処理が行われる（S3）。液晶抽出処理S3は、次の２つの工程、すなわち第１及び第２の工程を含む。  
まず、第１の工程について説明する。図２は、本実施の形態に係わる液晶抽出処理の流れを説明するための図である。
【００１８】
粉砕物１を図２に示すような多段式に第１洗浄液２a、第２洗浄液２b、第３洗浄液２c、・・と浸して、最終的に水洗いを行うことにより、段階的に洗浄を行う。その結果、粉砕物１は、洗浄されていき、粉砕物１には液晶が付着してない状態となっていく。その代わりに、洗浄液２a、２b、２c、・・には、少なくとも水と被洗浄物である液晶が含有することになる。
【００１９】
多段の洗浄液２a、２b、２c、・・（以下、まとめて洗浄液２ということもある）に、粉砕物１を順番に浸していくので、洗浄液２の中で液晶の濃度は、第１洗浄液２aの液晶濃度が最も高い。因みに、洗浄液２に含有される液晶の濃度は、５質量％以下であることが好ましく、５質量％を超えると液晶の再汚染等による洗浄不良が生じる。また、液晶は、液晶層を形成し得る液晶化合物であれば特に制限がなく、液晶化合物を形成する化学物質の数、種類共に特に制限はない。
【００２０】
また、洗浄液２は、界面活性剤を含有していてもよい。界面活性剤は、非イオン性界面活性剤及びアニオン性界面活性剤から選ばれる１種以上の界面活性剤であり、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等が挙げられる。市販されているものとしては、サンウォッシュRE（ライオン株式会社製）、サンウォッシュLH-8000（ライオン株式会社製）等がある。
【００２１】
その場合、洗浄液２は、これらの界面活性剤を２０〜６０質量％含んでいることが好ましい。２０％より少ないと十分な液晶の洗浄効果を得ることができず、６０質量％を超えると、高濃度による洗浄不良やリンス不良（残留不良）という問題が生じるからである。さらに、洗浄液は、液晶、水、界面活性剤の他の成分を液晶の洗浄効果を妨げない範囲で含んでいてもよい。さらに、粉砕物１に付着した液晶をより効率よく洗浄するために、粉砕物１を浸した状態で、洗浄液２に超音波を伝播させるなどの処理を行っても良い。
【００２２】
第１工程では、液晶と水が溶解する条件下で、洗浄液２を抽出液に溶解させて溶解液３を作成する。この抽出液は、第１の温度において液晶と水とを共に溶解する一方、その第１の温度とは異なる第２の温度においては液晶と水とが溶解、非溶解の互いに異なる状態を呈するものである。このような性質を有する物質として、多価アルコール誘導体（グルコールエーテルの上位概念）が挙げられる。中でも、多価アルコール由来エーテルが水への溶解度が温度差によって大きく変化する性質を有するので好ましく、例えば、グルコールエーテル、エチレングリコールエーテル、プロピレングリコールエーテルなどが挙げられる。これらグリコールエーテル類は、市販されているものを使用することができ、例えば、サンクリーンＸＬ−１（三和油化工業株式会社製）等が挙げられる。抽出液は、グリコールエーテルを１０〜４０質量％含んでいることが好ましい。この範囲を逸脱すると、液晶の溶解性の悪化や水への溶解成分（電解質不純物）の分離性悪化等の不具合を生じる。
【００２３】
また、洗浄液が界面活性剤をさらに含有している場合は、界面活性剤も抽出液に溶解される。  
溶解液を作成する際、反応温度は５０〜７０℃が好ましく、例えば、６０℃とする。反応時間は、５〜１５分が好ましい。反応温度がこの範囲を逸脱すると、均一な溶解液にならないか、又は加温による溶解液の揮発や劣化の問題が生じる。また、反応時間が長過ぎると、サイクルタイムの増加や処理時間の増加に対して、工程処理能力を確保するために装置を大型化する必要がでてくる等の問題が発生する。さらに、溶解液は、洗浄液と抽出液が、それぞれ３０〜７０質量％と７０〜３０質量％となるように混合することが好ましい。適宜、溶解液を攪拌するなどしてもよい。
【００２４】
次に、溶解液の温度を、第１の温度とは異なる第２の温度に変化させ、第２の工程に移行する。  
第２の工程は、液晶と水のいずれか一方が溶解した条件下で、溶解液から、液晶と水とを分離する。また、界面活性剤は液晶と共に、液晶分として水から分離される。好ましい条件としては、反応温度は２０〜５０℃であり、例えば４０℃とする。反応時間は、１０〜６０分である。これらの範囲を逸脱すると、分離が不十分となる。
【００２５】
図２に示すように、水が抽出液に溶解した状態４ｂで、液晶分４ａが上澄みとして形成されるため、この上澄み４ａを油水分離方式、静置分離方式などの方法を用いて、分離することができる。
【００２６】
さらに、液晶分のより好ましい処理方法について図３を用いて説明する。図３は、液晶分のより好ましい処理方法を説明するための図である。  
液晶及び界面活性剤を含有する液晶分に、界面活性剤を失活させる失活剤を添加する。失活剤としては、塩化カルシウム、塩化ナトリウムなどの無機塩を、水を溶媒として、好ましくは１〜２０質量％溶解した溶液を用いることができる。このような失活剤を液晶分に添加する際、反応温度は２０〜４０℃が好ましく、反応時間は５〜３０分が好ましい。
【００２７】
図３に示すように、液晶分に失活剤を添加することによって、液晶が上澄み５ａとして形成される。この上澄み５ａは、油水分離方式、静置分離方式などの方法を用いて、界面活性剤を含有する界面活性剤含有液５ｂと分離することができる。このようにして分離された液晶は、液晶分４ａよりさらに高濃度の液晶を含んでおり、これを焼却処理する場合、低濃度の液晶を同様に処理する場合に比べて効率的である。
【００２８】
また、液晶をさらに多段蒸留法、多段溶媒抽出等の手法を用いて各液晶成分に分離することも可能である。各液晶成分に分離した後、液晶パネルの原料として再利用することもでき、廃棄物の減少化や液晶材料の低コスト化が可能となる。液晶成分毎に分離した後の残渣物は、焼却処理する。
【００２９】
前記界面活性剤含有液５ｂは、界面活性剤が失活しているため、排水処理できる。この排水には液晶は含まれないため、環境に考慮したものとなっている。  
なお、前述した第１の工程において、水が抽出液に溶解した状態において、液晶分４ａを分離するときに生成される抽出溶液４ｂの処理については、以下のように行うことが好ましい。抽出溶液４ｂは、抽出液及び洗浄液２に含まれていた水を含むものである。この抽出溶液４ｂから、蒸留精製法などの方法を用いてイオン系不純物を取り除く。不純物を除去した後の抽出溶液は、さらに第１の工程の原料として再利用することもでき、液晶洗浄液をより効率的に処理することができる。
【００３０】
以上のようにして、第１の工程と第２の工程の処理を経て、粉砕物１から液晶が抽出されると、液晶が抽出されて残された粉砕物１ａは、液晶パネルに含まれていた各種金属を含む。この状態で、粉砕物１ａは、ガラス原料として、ガラスメーカ等に引き渡すことができる。
【００３１】
ガラスメーカ等では、建築関連であれば、多少の金属を含有しても問題のないガラス製品であれば、粉砕物１ａをそのまま溶融してガラス製品の原料として利用することができる。あるいは、微量の金属が含まれていても影響のない用途のガラス製品、例えば工芸品、タイル等の製品に、砕物１ａを利用することができる。
【００３２】
なお、ガラスメーカでは、粉砕物１ａから各種金属を抽出するための公知の処理方法によって、粉砕物１ａの中から含有金属を抽出して、金属とガラスのそれぞれの再利用をしてもよい。金属としては、有価物であるインジウム、銅、金などがある。
【００３３】
以上のように、本実施の形態によれば、従来のように単に廃液晶パネルを路盤材として再利用するために焼却することがないので、焼却時に有毒な物質が生成されることもなく、さらに、液晶を回収しかつガラス部分を再利用できるようにするために、廃液晶パネルを短時間でかつ簡単に処理する廃液晶パネルの処理方法が実現できる。
【００３４】
なお、以上の説明では、携帯電話等に用いられる廃液晶パネルの例で説明したが、比較的大きなパネル、例えば、テレビ装置などに用いられた液晶パネルであっても、本実施の形態に係る処理は適用することができるものである。  
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施の形態に係わる廃液晶パネルの処理の流れを示すフローチャート。
【図２】本実施の形態に係わる液晶抽出処理の流れを説明するための図。
【図３】本実施の形態に係わる、液晶分のより好ましい処理方法を説明するための図。
【符号の説明】
【００３６】
１、１ａ  粉砕物、２  洗浄液、３  溶解液、４a  液晶分、４ｂ  抽出溶液、５a  液晶上澄み、５ｂ  界面活性剤含有液
【図１】
2005224715.tif 000003
【図２】
2005224715.tif 000004
【図３】
2005224715.tif 000005