(57)【要約】【課題】光学式ディスクから金属部分を分離することのできる光学式ディスクの金属部分離装置を提供する。【解決手段】樹脂製の基板と反射膜等を構成する金属部とを有する光学式ディスクＢを起立状態で保持するディスク保持手段５と、前記光学式ディスクＢを保持した状態のディスク保持手段５が収容される処理室１と、前記処理室１内に収容された光学式ディスクにマイクロ波を照射し光学式ディスクの金属部を溶融しうる第１のマイクロ波照射手段２１と、前記処理室内の雰囲気を低酸素状態に維持しうる低酸素維持手段３と、を備えた光学式ディスクの金属部分離装置とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製の基板と反射膜等を構成する金属部とを有する光学式ディスクを起立状態で保持するディスク保持手段と、
前記光学式ディスクを保持した状態のディスク保持手段が収容される処理室と、
前記処理室内に収容された光学式ディスクにマイクロ波を照射し光学式ディスクの金属部を選択的に溶融しうる第１のマイクロ波照射手段と、
前記処理室内の雰囲気を低酸素状態に維持しうる低酸素維持手段と、
を備えることを特徴とする光学式ディスクの金属部分離装置。
【請求項２】
第１のマイクロ波照射手段により照射されるマイクロ波とは位相の異なるマイクロ波を同時に照射しうる第２のマイクロ波照射手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の光学式ディスクの金属部分離装置。
【請求項３】
第１のマイクロ波照射手段により照射されるマイクロ波の位相と第２のマイクロ波照射手段により照射されるマイクロ波の位相とが逆位相であることを特徴とする請求項２に記載の光学式ディスクの金属部分離装置。
【請求項４】
前記処理室内に磁場を発生させる磁場発生手段を備えることを特徴とする請求項１〜請求項３に記載の光学式ディスクの金属部分離装置。
【請求項５】
前記第１のマイクロ波照射手段及び／または第２のマイクロ波照射手段によって光学式ディスクに照射されるマイクロ波の強度を制御するマイクロ波強度制御手段と、
前記磁場発生手段によって処理室内に発生される磁場の強度を制御する磁場強度制御手段との少なくともいずれか一つを備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４に記載の光学式ディスクの金属部分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、樹脂製の基板と反射膜や装飾膜等を構成する金属部とを有する光学式ディスク、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ等の樹脂基板から金属部を分離除去することのできる装置に関する。
【０００２】
なお、本明細書において金属部とは金属層の他、塊状の金属も含む広い概念として用いる。
【０００３】
【従来の技術】
今般、ＣＤやＤＶＤに代表される光学式ディスクは音楽や映像やプログラムやデータの配信に必要不可欠であり、大量に流通している。また、ＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷなどの書き込みや書き換え可能な光学式ディスクの登場により、オフィスや家庭で大量の光学式ディスクが使用され、また、廃棄されている。
【０００４】
近年、これら廃棄された光学式ディスクを構成する樹脂を再利用する試みがなされている。ここで、光学式ディスクの樹脂部分を再処理する場合に障害になるのが反射膜などを構成する金属である。つまり樹脂の再処理過程で樹脂中に金属が含まれていた場合、再処理後の樹脂に色が着いたり樹脂の物理的性能が低下したりして、商品価値の高い樹脂を得ることが困難であった。
【０００５】
そこで、光学式ディスクを構成する樹脂と金属を分離し、樹脂部分のみを回収して再利用する試みがなされている。
【０００６】
従来から、光学式ディスクに酸やアルカリを用いて選択的に金属のみを溶融し純度の高い樹脂を回収する方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−２０５１５４号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平７−２８６０６４号公報
【０００９】
【特許文献３】
特開２０００−９４４４８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、酸やアルカリなどの化学的な方法で光学式ディスクを処理し、樹脂基板から金属層を除去した場合、金属が溶解した廃液が発生することになりディスクの再利用によるゴミの低減や環境対応など本来の目的を達成することができないこととなる。更に、この金属が溶解した酸やアルカリなどの廃液を処分するには中和などの処理が必要であるため、再利用のためのコストが増加し、光学式ディスクの再利用化の障害ともなるものである。
【００１１】
本発明は上記従来の問題を解決するためになされたものであり、光学式ディスクから金属を分離する過程において、他の廃棄物の発生をできる限り抑えることのできる光学式ディスクの金属部分離装置の提供を課題としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願発明者は鋭意研究の結果、光学式ディスクにマイクロ波を照射すると選択的に金属部分が加熱され、更に照射を続けると金属部分が溶融して光学式ディスクから金属が流出することを見いだすに至り本発明を完成させた。
【００１３】
すなわち本発明に係る光学式ディスクの金属部分離装置は、樹脂製の基板と反射膜等を構成する金属部とを有する光学式ディスクを起立状態で保持するディスク保持手段と、前記光学式ディスクを保持した状態のディスク保持手段が収容される処理室と、前記処理室内に収容された光学式ディスクにマイクロ波を照射し光学式ディスクの金属部を選択的に溶融しうる第１のマイクロ波照射手段と、前記処理室内の雰囲気を低酸素状態に維持しうる低酸素維持手段と、を備えることを特徴としている。
【００１４】
当該特徴を有する光学式ディスクの金属部分離装置とすることにより、光学式ディスクを構成する樹脂部はマイクロ波により加熱されずに金属部のみがマイクロ波によって選択的に加熱され、溶融状態の金属が光学式ディスクから流出し、光学式ディスクから樹脂と金属とを分離することが可能となる。
【００１５】
しかも光学式ディスクが水平状態ではない起立状態で保持されているため、溶融状態の金属が光学式ディスクから流出しやすくなり、樹脂基板への影響を抑制することが可能となる。
【００１６】
また、処理室内の雰囲気を低酸素状態に維持することができるので、光学式ディスクにマイクロ波を照射中に発生する火花などによる発火を抑制することができるとともに、加熱状態の金属に接触している樹脂の劣化をも抑制することができる。
【００１７】
また、本発明に係る光学式ディスクの金属部分離装置は、前記第１のマイクロ波照射手段により照射されるマイクロ波とは位相の異なるマイクロ波を同時に照射しうる第２のマイクロ波照射手段を備えるのが好ましい。
【００１８】
当該構成を採用することにより、位相の異なるマイクロ波が同時に光学式ディスクに照射されることになる。このように、位相の異なるマイクロ波が同時に照射されると、金属部とこれに隣り合う樹脂層が相互に反発しあい、樹脂層から金属部が剥離する傾向となる。従って、マイクロ波の照射によって金属部に発生した熱が樹脂層に伝わりにくくなり、より効率的に金属部のみを溶融状態にすることができる。
【００１９】
また、本発明に係る光学式ディスクの金属部分離装置は、第１のマイクロ波照射手段により照射されるマイクロ波の位相と第２のマイクロ波照射手段により照射されるマイクロ波の位相とが逆位相である構成を採用するのが好ましい。
【００２０】
当該構成を採用することにより、金属部とこれに隣り合う樹脂層の反発力が大きくなり、金属部の溶融効率が大きくなるからである。
【００２１】
また、本発明に係る光学式ディスクの金属部分離装置は、前記処理室内に磁場を発生させる磁場発生手段を備えることが好ましい。
【００２２】
当該磁場発生手段を処理室に備えることで、偏在しがちなマイクロ波の照射箇所を、磁場によって変化させることが可能となる。つまりマイクロ波と磁場を組み合わせることにより光学式ディスクに対しより広範囲にマイクロ波の照射が可能となる。
【００２３】
従って、複数の光学式ディスクを一度に処理する場合でも、マイクロ波の偏在照射箇所に対応させてディスク保持手段に保持された光学式ディスクを機械的に移動させる必要がなくなるため、処理室を無駄に大きくする必要がなくなる。
【００２４】
また、本発明にかかる光学式ディスクの金属部分離装置は、第１のマイクロ波照射手段及び／または第２のマイクロ波照射手段によって光学式ディスクに照射されるマイクロ波の強度を制御するマイクロ波強度制御手段と、磁場発生手段によって処理室内に発生される磁場の強度を制御する磁場強度制御手段との少なくともいずれか一つを備えることが好ましい。
【００２５】
マイクロ波の強度や磁場の強度を制御することにより、強度の異なるマイクロ波と磁場との干渉によってマイクロ波の照射位置の偏在箇所をある程度連続的に任意に移動させることが可能となる。
【００２６】
従って、大量の光学式ディスクを一度に処理する場合であっても、マイクロ波を複数ある光学式ディスクの全てに渡って略均一に作用させることができることとなる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
次にこの発明の一実施形態を説明する。
【００２８】
図１、図２はこの発明の一実施形態に係る光学式ディスクの金属部分離装置の概略を示す図面である。
【００２９】
図１に示すＡは光学式ディスクの金属部分離装置である。この光学式ディスクの金属部分離装置Ａは、光学式ディスクを収容することのできる処理室１と、当該処理室１内の光学式ディスクにマイクロ波を照射する第１のマイクロ波照射手段２１及び第２のマイクロ波照射手段２２と、処理室１の内部の雰囲気を低酸素状態に維持する低酸素維持手段３と、処理室１全体を取り囲むように巻き付けられたコイルからなる磁場発生手段４とにより構成されている。
【００３０】
前記処理室１は内部に照射されるマイクロ波が漏れ出さず、かつ、処理室１外部に巻き付けられた磁場発生手段４による磁場が被処理物である光学式ディスクＢに到達しうる非磁性の金属であるステンレスで構成されている。
【００３１】
また、処理室１は前後（図面左右方向）にディスク保持手段５により保持された光学式ディスクＢを通過させうるように筒状となされており、その前後の開口端には当該処理室１を閉塞しうるステンレス製の前後扉１０，１１が備えられている。
【００３２】
当該前後扉１０，１１は光学式ディスクＢにマイクロ波を照射する際には処理室１を閉塞してマイクロ波の漏洩を防止するとともに、後述する処理室１内部の雰囲気を低酸素に維持する場合にも寄与するものである。
【００３３】
第１及び第２のマイクロ波照射手段２１、２２はマグネトロンと呼ばれるマイクロ波発生装置２０、及び、当該マイクロ波発生装置２０によって発生したマイクロ波を分波する分波機（図示せず）を共有し、処理室１の左右方向（図面奥行き方向）の周壁中央部にそれぞれ誘導するための導波管２３、２４とにより構成されている。そして、これらの導波管２３、２４の長さを違えることで、被処理物である光学式ディスクＢに到達するマイクロ波の位相を異なるものにしている。
【００３４】
前記マイクロ波発生装置２０には発生するマイクロ波の強度を制御することのできるマイクロ波強度制御手段２５が備えられている。当該制御手段２５はマイクロ波発生装置２０に印加する電圧を変化させることにより、発生するマイクロ波の強度、ひいては光学式ディスクに照射されるマイクロ波の強度を変化させるものである。
【００３５】
低酸素維持手段３は、二酸化炭素ガスが蓄えられたボンベ（図示省略）から二酸化炭素ガスを処理室１に導入するためのガス配管３０と処理室１内の空気を排出するためのガス配管３１と、それぞれの配管に接続され配管を開閉しガス（空気）の流れを制御するガスバルブ３２，３３で構成されている。
【００３６】
本実施形態に使用するガスは二酸化炭素であり空気よりも重いので、処理室１の下部に接続されたガス配管３０から処理室１内に導入される一方、処理室１内にあった空気は処理室１の上部に接続されたガス配管３１から排出されるものとなされている。
【００３７】
磁場発生手段４は処理室１の外側全体に光学式ディスクの流通方向に対して導線が多数回巻き付けられたソレノイドコイルからなるものである。
【００３８】
前記磁場発生手段４には発生する磁場の強度を制御することのできる磁場強度制御手段４５が備えられている。当該磁場強度制御手段４５は磁場発生手段４であるコイルに印加する電圧を変化させることにより、発生する磁場の強度を変化させるものである。なお、コイルへの通電時のサージを防止するため、コイルの両端部にはコイルと並列にコンデンサー（図示せず）が取り付けられている。
【００３９】
ディスク保持手段５は、図３に示すように、櫛歯状の溝が刻まれた保持部材５０と、当該保持部材５０の下部に配置され、光学式ディスクＢから流出した金属を受け止める受け皿５１と、当該保持部材５０を受け皿上に支持する支持部材５２で構成されている。前記保持部材５０は受け皿５１の上部に支持部材５２により支持されており、受け皿５１の上部に平行に４本配置されている。
【００４０】
保持部材５０相互の間隔は、隣り合う保持部材５０の溝に光学式ディスクＢを差し入れた際、光学式ディスクが落下しない程度、つまり、溝の底から対向する溝の底までの距離が光学式ディスクの直径よりも短く設定されている。
【００４１】
また、保持部材５０に設けられた溝はほぼ鉛直方向に刻まれており、溝の幅は光学式ディスクＢの厚さよりも若干広く設定されている。
【００４２】
保持手段５を構成する保持部材５０、受け皿５１、支持部材５２は、マイクロ波の影響を受けないセラミクス製である。
【００４３】
当該保持手段５に光学式ディスクＢを保持させるには、隣り合う保持部材５０の対向する溝に光学式ディスクＢを差し入れるだけでよい。保持部材５０に刻まれた溝によって光学式ディスクＢの傾動は規制され、対向する溝の底部同士の間隔によって光学式ディスクＢの落下が規制される。従って、本実施形態の場合、光学式ディスクＢはディスク保持手段５によってその面がほぼ鉛直と平行となるように起立状態で保持される。
【００４４】
なお、図３において保持手段５は光学式ディスクＢを厚さ方向に等間隔で複数枚重ねた状態で保持しているが、光学式ディスクＢの保持状態は当該状態ばかりでなく、光学式ディスクＢを厚さ方向に重なりあわないように保持するものでも構わない。この場合、保持手段５に搭載できる量は減少する可能性があるが、マイクロ波を効率よく照射できる効果が得られる。
【００４５】
本実施形態にかかる光学式ディスクの金属部分離装置は、処理室１の前部に保持手段５に保持された光学式ディスクＢを処理室１に搬入するためのベルトコンベアからなるローダー６０を備えている。また、処理室１の後部に保持手段５に保持された光学式ディスクＢを処理室１から搬出するためのベルトコンベアからなるアンローダー６１を備えている。また、前記ローダー６０から光学式ディスクＢが受け渡され、光学式ディスクＢの処理室１内の位置決めを行い、アンローダー６１に光学式ディスクＢを受け渡すことのできるベルトコンベアからなるコンベア６２を処理室１の内部に備えている。
【００４６】
次に、本実施形態に係る光学式ディスクの金属部分離装置の使用方法について説明する。
【００４７】
まず、光学式ディスクＢを所定の間隔で保持手段５に起立状態で配置し、保持手段５ごとローダー６０上に載置する。
【００４８】
ローダー６０を駆動し、前扉１０が上方に移動して前部が開放した処理室１内に光学式ディスクＢを保持手段５とともに搬入する。
【００４９】
ローダー６０から光学式ディスクＢが受け渡されたコンベア６２を駆動しつつ、光学式ディスクＢを処理室１内の所定の位置に配置する。
【００５０】
前扉１０及び後扉１１を閉じ、処理室１を閉塞状態とする。
【００５１】
ガスバルブ４２，４３の両方を開状態とし、二酸化炭素ガスを処理室１内に導入し、当該導入されるガスの圧力によって既に処理室１内にあった空気を排気するいわゆるパージ処理を行う。処理室１内が一定の酸素濃度以下になったところでガスバルブ４２，４３を閉じる。この状態で、処理室内は低酸素状態を維持することができる。
【００５２】
次に、マイクロ波発生装置２０に電力を供給する。マイクロ波発生装置２０で発生したマイクロ波は分波機を経ることにより２つに分波され、それぞれの導波管２３、２４を通過して処理室１内に照射される。この状態で処理室１内に照射される２つのマイクロ波は相互に位相が異なったものとなされている。
【００５３】
また、同時に磁場発生手段４に電力を供給し磁場を処理室内に発生させる。
【００５４】
これらのマイクロ波と磁場の強度はそれぞれの強度制御手段２５，４５によって連続的にまたは段階的に制御される。これらの強度の制御はマイクロ波発生装置２０及び磁場発生手段に供給する電源の電圧を連続的または段階的に変化させることにより行う。このように、電圧を連続的または段階的に変化させることによってマイクロ波の偏在する照射部分を略連続的に変化させることができ、処理室１内に存在する全ての光学式ディスクＢに対し略均一にマイクロ波を作用させることが可能となる。
【００５５】
なお、電源電圧を連続的または段階的に変化させる場合には電力を供給しない状態も含まれる。
【００５６】
また、マイクロ波を光学式ディスクに照射すると火花が発生する場合があるが、処理室内が低酸素状態に維持されているため発火のおそれがなく、樹脂の劣化を可及的に抑止することができる。
【００５７】
本実施形態で使用したマイクロ波発生装置は最大出力が５ｋＷで発信周波数は２４５０ＭＨｚである。また、実際に光学式ディスクＢを処理するには、マイクロ波の出力を０ｋＷから５ｋＷまでのこぎり歯状に変化させながら５分間照射した。また、２つの導波管２３、２４の長さの違いは６０ｍｍである。
【００５８】
光学式ディスクＢの金属部を溶融し樹脂基板と分離するには、マイクロ波の最大出力は０．１ｋＷ以上であることが望ましい。マイクロ波の最大出力が０．１ｋＷ未満であれば光学式ディスクＢに存在する金属を溶融することが困難となる可能性が高いからである。一方最大出力の上限値には特に制限を設ける必要はないが、最大出力を５ｋＷより上にしようとすると装置が大型化しすぎて現実的でなくなる。また、瞬間的に光学式ディスクＢの金属部の一部が高温化してしまい、樹脂部分に悪影響を及ぼす可能性があるため照射時間などの調整に厳密さが要求されるようになる。なお、当該記載は最大出力が５ｋＷより大きい装置の採用を妨げるものではない。
【００５９】
次に、光学式ディスクＢの処理が終了した段階で、マイクロ波の照射及び磁場の発生を終了し、しばらく低酸素状態を維持させる。これは、昇温した状態の光学式ディスクＢを急に空気にさらしたことによる樹脂部分の劣化抑止するとともに、蒸発した金属を空気中に放出することを抑止するためである。
【００６０】
所定の時間経過後、処理室１後部の後扉１１を上方に移動させ処理室１を開放する。
【００６１】
コンベア６２及びアンローダー６１を連動させて処理室１内の処理済み光学式ディスクＢを処理室１内から搬出する。
【００６２】
その後、保持部材５に残存する処理済み光学式ディスクＢの樹脂部分はをりサイクルに供すれば良い。
【００６３】
以上この発明の一実施形態を説明したが、この発明はこの実施形態に限定されるものではない。
【００６４】
例えば、本実施形態では光学式ディスクＢをほぼ鉛直に起立した状態でディスク保持手段５に保持するものとしたが、光学式ディスクＢの保持状態はその面が水平面と平行ではなく、水平面に対し所定の角度を有した起立状態で保持されればよい。
【００６５】
具体的に起立状態とは水平面に対する光学式ディスクＢの面の角度が０°より大きく９０°以下を意味する。
【００６６】
マイクロ波照射手段２としては、マイクロ波を分波せずに一つのマイクロ波を照射するものでも良い、またこの場合、導波管用いることなく処理室１内にマグネトロンなどのマイクロ波発生装置２０を直接配置してもかまわない。
【００６７】
磁場発生手段４としては、端面が処理室１内部を臨むようにソレノイドコイルなどの電磁石を複数個配置するものでもかまわない。この場合、複数の電磁石をそれぞれ制御することにより、より複雑な磁場の状況を任意に発生させることができ、マイクロ波や磁場の偏在箇所を自在に変化させることができる。
【００６８】
低酸素維持手段３は、二酸化炭素の他に窒素ガスなど不活性ガスも利用することができ、処理室１内を開放状態として常に不活性ガスを処理室１内に導入し続けることで、処理室１内を低酸素状態に維持するものでもかまわない。また、ガスを利用するのではなく、処理室１内を真空状態またはそれに近い状態とするものでもかまわない。
【００６９】
マイクロ波強度制御手段２５、磁場強度制御手段４５は、それぞれマイクロ波発生手段２０や磁場発生手段に供給する電流を制御しうるものでも良い。また、これらをコンピュータによる自動制御とすることも任意である。
【００７０】
また、光学式ディスクの金属部分離装置として、ローダー６０、アンローダー６１、コンベア６２を備えたインライン式の装置を例示したが、扉が一つの処理室１内に保持手段５に保持された光学式ディスクＢを手で載置し、扉を閉めて処理を行い、その後扉を開けて処理済みの光学式ディスクＢを取り出す、家庭で使用される電子レンジのようなバッチ式の装置でもかまわない。
【００７１】
また、本実施形態では処理中のコンベア６２は駆動させない状態を説明したが、消去処理中にコンベア６２を駆動させ、被処理物である光学式ディスクＢを機械的に移動させることを妨げるものではない。処理室１の形状との関係など光学式ディスクＢのより完全な処理のためには機械的移動が必要な場合もあるからである。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明に係るに光学式ディスクの金属部分離装置によれば、マイクロ波により光学式ディスクの金属部部分を選択的に加熱溶融させ、金属のみをディスクから流出させることができる。従って、化学的に処理する場合のように、不必要な物質を発生させることなく、光学式ディスクから金属と樹脂を分離することが可能となる。
【００７３】
また、光学式ディスクが水平状態ではない起立状態で保持されているため、溶融状態の金属が光学式ディスクから流出しやすくなり、樹脂基板への影響を抑制することが可能となる。
【００７４】
しかも、当該処理が低酸素状態で行われるため、金属部分にマイクロ波が照射される際に発生する火花による引火を抑制することができるとともに、加温された樹脂と酸素が反応して樹脂が劣化するのを回避することができる。
【００７５】
さらに、位相の異なった２つのマイクロ波を光学式ディスクに照射することで、金属部を樹脂基板から剥離した状態とすることができ、より効率よく金属部を加熱溶融することができる。
【００７６】
また、照射される２つのマイクロ波の位相が逆位相となる場合は、金属部の剥離効果が高まるため好ましい状態となる。
【００７７】
また、処理室内に磁場を発生させることで、マイクロ波と磁場との相互干渉によりマイクロ波の照射箇所を変化させることができるため、光学式ディスクに対し広範囲にマイクロ波を作用させることが可能となる。従って、マイクロ波の照射箇所に対して光学式ディスクを機械的に移動させることを回避またはできるだけ小さくすることができ、光学式ディスクの金属部分離装置自体の小型化に寄与することができるものである。
【００７８】
また、マイクロ波の強度と磁場の強度が制御できる場合、それぞれの相互干渉によってマイクロ波の照射位置の偏在箇所を略連続的に任意に変化させることが可能となる。このことは被処理物である光学式ディスクが比較的大きい場合や多数ある場合でも、それらを機械的に静止、または、移動範囲をできるだけ最小限に抑えた状態で光学式ディスク全体に渡ってマイクロ波を略均一に作用させることができ、処理される光学式ディスクの全てに対し、樹脂と金属とを分離させることができるようになる。
【００７９】
また、当該効果により、処理室を光学式ディスクが載置しうる必要最小限の大きさとすることができる。つまり、光学式ディスクの金属部分離装置を小型化することが可能であり、また、金属と樹脂との分離処理に必要な電力や時間も抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光学式ディスクの金属部分離装置の一例を概略的に示す側面図である。
【図２】
【図３】ディスク保持手段に光学式ディスクを載置した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…処理室
３…低酸素維持手段
４…磁場発生手段
５…ディスク保持手段
２０…マイクロ波発生装置
２３，２４…導波管
２１，２２…マイクロ波照射手段
２５…マイクロ波強度制御手段
４５…磁場強度制御手段
【図１】
2005001341.tif 000003
【図２】
2005001341.tif 000004
【図３】
2005001341.tif 000005