(57)【要約】【課題】廃液晶パネルから、少ない労力とエネルギーにて、大がかりな設備を使用せず、素材を分離し、有価物であるインジウムおよび重量の大半を占めるガラスを素材として再生利用することが可能となるガラスの分離回収装置、ならびに液晶パネルの再資源化方法を提供する。【解決手段】回転軸に固定された回転刃と、回転刃に対向して設置された固定刃と、破砕物を篩い分ける分離手段とを備える、液晶パネルの分離回収装置、ならびに、液晶パネルの分離回収装置を用いた液晶パネルの再資源化方法であって、ガラス基板を光学フィルムより小さく破砕し、破砕物を篩い分ける分離手段によって光学フィルムを捕捉し、ガラス基板と光学フィルムとを分離回収する破砕分離工程を含む、液晶パネルの再資源化方法。【選択図】図１
2012125693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学フィルムがガラス基板の片面に貼り合わされてなる液晶パネルから、ガラス基板と光学フィルムとを分離回収するための装置であって、回転軸に固定された回転刃と、回転刃に対向して設置された固定刃と、破砕物を篩い分ける分離手段とを備える、液晶パネルの分離回収装置。
【請求項２】
前記回転刃と前記固定刃との間隔が０．４〜３ｍｍの範囲である、請求項１に記載の液晶パネルの分離回収装置。
【請求項３】
前記分離手段としてスクリーンメッシュを用いることを特徴とする、請求項１または２に記載の液晶パネルの分離回収装置。
【請求項４】
前記スクリーンメッシュの開口径が０．４〜５ｍｍの範囲である、請求項３に記載の液晶パネルの分離回収装置。
【請求項５】
前記スクリーンメッシュを通過したガラス基板と光学フィルムとの混合物からガラス基板と光学フィルムとを分離するための、風力選別を用いた分離手段をさらに備える、請求項３または４に記載の液晶パネルの分離回収装置。
【請求項６】
前記スクリーンメッシュに捕捉されたガラス基板と光学フィルムとの混合物からガラス基板と光学フィルムとを分離するための、風力選別を用いた分離手段をさらに備える、請求項３〜５のいずれかに記載の液晶パネルの分離回収装置。
【請求項７】
互いに隣り合う前記固定刃間に、回転軸と平行な方向または回転軸に対し鋭角を成す方向に沿った溝が形成されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の液晶パネルの分離回収装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の液晶パネルの分離回収装置を用いた液晶パネルの再資源化方法であって、ガラス基板を光学フィルムより小さく破砕し、破砕物を篩い分ける分離手段によって光学フィルムを捕捉し、ガラス基板と光学フィルムとを分離回収する破砕分離工程を含む、液晶パネルの再資源化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルの分離回収装置および廃液晶パネルの再資源化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、社会における生産・消費活動全般について一般廃棄物や産業廃棄物が増加し、不法投棄や埋立地逼迫などの地球環境問題が注目を集め、これまでの大量生産、大量消費、大量廃棄型の経済システムから資源循環型経済システムへの転換が社会的に重要な課題となってきている。
【０００３】
このような状況を受け、たとえば、２００１年４月より家電リサイクル法が施行された。家電リサイクル法においては、２０１０年６月現在において、エアコン、テレビ、冷蔵庫、洗濯機の家電４品目のリサイクルが義務付けられ、また、それぞれの製品の再商品化率については、エアコン７０％以上、ブラウン管式テレビ５５％以上、薄型テレビ５０％以上、冷蔵庫６０％以上、洗濯機６５％以上の法定基準値が定められている。
【０００４】
ところで、近年、表示部品として液晶パネル、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、有機ＥＬパネル、電界放出型ディスプレイパネルなどの薄型パネルを搭載した薄型テレビの需要が、省電力、省スペース、軽量かつデジタル放送の受像に適するといった特性から、近年の地球環境問題への関心の高まり、ならびにテレビ放送のデジタル化と相俟って、急激に増加している。特に、大型の液晶パネルを搭載した大画面薄型テレビの需要が劇的に拡大している。これに伴い、薄型テレビの廃棄量も今後急激に増加していくことが予想され、リサイクル活動などの環境活動において、リサイクル性向上などの要求が高くなってきている。
【０００５】
現在、薄型テレビのパネル（液晶パネル）は、比較的新しい製品であること、また、廃棄物の量としては少ないこともあり、廃棄物の処理施設にて製品ごと破砕された後、プラスチックを多量に含むシュレッダーダストなどと共に、埋立処理あるいは焼却処理されている。
【０００６】
本発明に供される液晶パネルの典型的な構造について、説明する。図５は、典型的な一例の液晶パネル５１を模式的に示す断面図である。図５には、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのアクティブ素子（図示せず）を備えた液晶パネル５１を示している。図５に示す例の液晶パネル５１は、たとえば、対向配置された厚み０．４〜１．１ｍｍ程度の２枚のガラス基板（カラーフィルタ側ガラス基板５２ａ、ＴＦＴ側ガラス基板５２ｂ）を備える。これらガラス基板（パネルガラス）５２ａ，５２ｂは、対向配置された側（内面側）に、周縁部に沿ってシール樹脂体（シール材）５３が設けられ、互いに貼り合わされてなる。また、これらガラス基板５２ａ，５２ｂとシール樹脂体５３とによって密封された領域には、液晶が封入され、厚み４〜６μｍ程度の液晶層５４が形成されている。
【０００７】
また、典型的な液晶パネル５１では、図５に示すように、各ガラス基板５２ａ，５２ｂの対向配置された側とは反対側（外面側）には、厚み０．２〜０．４ｍｍ程度の偏光板（偏光フィルターおよび位相差フィルムなどの光学フィルム）５５が粘着剤により貼着されている。さらに、液晶パネルの周縁部には、液晶駆動用のドライバーＩＣが接続され、周縁部の外側がベゼル・プラスチックで覆われている（図示せず）。
【０００８】
典型的な液晶パネル５１では、図５に示すように、カラーフィルタ側ガラス基板５２ａの内面側に、カラーフィルタ５６、反射防止膜５７、透明導電膜５８および配向膜５９が形成されている。カラーフィルタ５６は有機物を主体とした材料からなる。反射防止膜５７は炭素を主成分とした薄膜などからなる。透明導電膜５８はインジウムなどを含む薄膜からなる。配向膜５９はポリイミドなどの有機物からなる。
【０００９】
また、典型的な液晶パネル５１では、図５に示すように、ＴＦＴ側ガラス基板５２ｂの内面側に、画素電極６０、バス電極６１、絶縁膜６２、透明導電膜５８および配向膜５９が形成されている。透明導電膜５８は、インジウムなどを含む薄膜からなる。画素電極６０およびバス電極６１はタンタル、モリブデン、アルミニウム、チタンなどの金属を主成分とする薄膜からなる。前記カラーフィルタ５６、反射防止膜５７、透明導電膜５８、配向膜５９、画素電極６０、バス電極６１および絶縁膜６２の膜厚は、前記２枚のガラス基板５２ａ，５２ｂの厚みと比較して、十分に薄い。
【００１０】
液晶パネルの製造工場から排出される不良の液晶パネルや家電製品および情報機器などの廃棄物に含まれる液晶表示装置や液晶パネルの処理方法として、たとえば、特開２０００−８４５３１号公報（特許文献１）には、液晶パネルの製造工場や廃棄物の処理施設にて製品ごと破砕後、非鉄精錬炉に投入し珪石の代替材料として処理する方法が開示されており、一部で実施されている。
【００１１】
液晶パネルには、通常、透明電極材料として有価物であるインジウムを含むＩＴＯ（インジウム錫酸化物）が用いられる。インジウムはＩＴＯ透明導電膜として液晶パネルやプラズマディスプレイパネルなどに使用されており、近年の薄型テレビの急激な普及により需要が増加し、供給が逼迫しており、原材料の確保が重要となっている。したがって、希少資源有効活用の観点から、インジウムについても、不要となった液晶パネルから高収率で回収することが望まれている。液晶パネルの重量の大半を占めるガラスについても、廃棄物の低減と資源を大切にする観点から、再生利用することが好ましい。また、ＩＴＯは微粉末状態で毒性が懸念されており、適切に回収することが望ましい。
【００１２】
液晶パネルから資源を回収し、有効に再利用するためには、液晶パネルを部材ごとに分離することが望まれる。また、液晶パネルの重量の大部分を占めるガラス基板をリサイクルするためには、ガラス基板を適切なサイズに破砕し、カレット化または粉体化することが望まれる。さらに、有価物であるインジウムを回収するためには、ガラス基板を適切なサイズに粉砕し、酸性溶液などを用いて、ガラス基板の内面からＩＴＯを溶出することが望ましい。しかしながら、液晶パネルを破砕する際に、ガラス基板の外面に光学フィルムが付着したままであると、ガラス基板の外面に光学フィルムの弾性のため効率よく破砕することができない。したがって、前記観点から、液晶パネルの有効な再資源化のためには、ガラス基板から光学フィルムを剥離することが望まれている。
【００１３】
液晶パネルから光学フィルムを剥離する方法として、たとえば特開２００２−１５９９５５号公報（特許文献２）には、光学フィルムをパネルに付いたままカットした後、カットした光学フィルムを粘着テープに粘着させ剥離する方法が開示されている。
【００１４】
また、液晶パネルに付着した光学フィルム、液晶、カラーフィルターなどの樹脂類を除去する方法として、たとえば特開２０００−５１８２９号公報（特許文献３）には、液晶表示装置の廃棄物を固体熱媒体が流動している流動層に投入し、樹脂類を酸化する流動化ガスにより加熱流動させることにより、液晶表示装置の廃棄物から純度の高くリサイクル可能なガラスを回収する方法が開示されている。
【００１５】
また、ガラス板をフィルムを介して接着してなる合わせガラスなどから、ガラスを分離する合わせガラスの分離方法として、たとえば特開２００４−１８１３２１号公報（特許文献４）には、ロールクラッシャーにてフィルム上のガラスの一次破砕を行った後フィルムに引張り歪みを与えガラスを剥離する方法が開示されている。
【００１６】
さらに、合わせガラスなどから、ガラスを分離する合わせガラスの分離装置として、たとえば特開２００２−１８６９５２号公報（特許文献５）には、ハンマーにて合わせガラスを破砕し、スリットから混合物を排出し、振動篩を用いてガラス片と中間膜を分離する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２０００−８４５３１号公報
【特許文献２】特開２００２−１５９９５５号公報
【特許文献３】特開２０００−５１８２９号公報
【特許文献４】特開２００４−１８１３２１号公報
【特許文献５】特開２００２−１８６９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
液晶パネルは、省電力・省資源に貢献できる表示装置であるので、今後、高度情報化社会の進展に伴って、急激に生産量が増大するとともに、その表示面積も大型化することが予測され、これに伴って、今後、液晶パネルの廃棄物（廃液晶パネル）も、数・量ともに急激に増大すると予想される。
【００１９】
従来は、適切な廃液晶パネルの処理方法が確立されておらず、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）その他の家電製品や部品と比較して技術確立などが遅れているのが実情である。したがって、今後、廃液晶パネルの増加に備えた処理方法の確立が早急に要求される。
【００２０】
上述した特許文献１に開示された方法では、光学フィルムなどの有機物は炉内で完全燃焼され、二酸化炭素や水素などに分解される。また、上述した特許文献１に開示された方法では、液晶パネルのガラスはスラグとなりセメント材料として再利用することを意図しているため、ガラス自体として再生利用することはできない。さらに、インジウムはスラグに含まれ、インジウム材料として再生利用することはできない。
【００２１】
液晶パネルから有価物であるインジウムやガラスを回収し再資源化するためには、液晶パネルを構成する部材ごとに分離し、それぞれの素材ごとに適切に再資源化することが望ましい。液晶パネルを部材ごとに分離するためには、ガラス基板の外面に粘着剤を用いて貼り付けられている偏光板などの光学フィルムを分離する必要がある。光学フィルムは、粘着剤により広い面積にわたりガラス基板に貼り付けられており、手作業などにより引き剥がして分離することは非常に困難である。
【００２２】
また、最終製品として使用した液晶パネルの光学フィルムの粘着剤は、製品として使用中に熱や光により劣化しており、硬化している。また、光学フィルム自体も熱や光により劣化しており、力を加えた場合に裂けやすくなっている。これにより、最終製品として使用した液晶パネルの光学フィルムを引き剥がしてガラス基板と分離することは、さらに困難となるとともに、引き剥がし作業が危険となる。
【００２３】
また、一度最終製品として使用され不要となった液晶パネルや製造工程で排出される不良品などの液晶パネルの中には、ガラス基板が破損しているものがある。そのため、不要となった液晶パネルの再資源化のためには、ガラス基板が破損した状態の液晶パネルから光学フィルムを分離することも望まれている。
【００２４】
上述のように液晶パネルから光学フィルムを分離することにより、インジウムやガラスを資源として有効に利用することができるようになる。また、ガラス基板が破損した液晶パネルから光学フィルムを分離することにより、製造工程で排出されるガラス基板が破損した不良品などの液晶パネルを再資源化することが可能となる。
【００２５】
ここで、上述した特許文献２に開示された方法は、液晶パネルに貼り付けられた光学フィルムをガラス基板に付いたままカットした後、カットした光学フィルムを粘着テープに粘着させ剥離する方法である。しかしながらこのような特許文献２に開示された方法は、光学フィルムをガラス基板に付いたままカットするため、ガラス基板が破損した液晶パネルに適用することは困難である。さらに、最終製品として使用した液晶パネルに適用した場合、光学フィルムの劣化により、剥離中に光学フィルムが裂けてしまうなどの危険がある。
【００２６】
また、上述した特許文献３に開示された方法は、液晶表示装置の廃棄物を固体熱媒体が流動している流動層に投入し、樹脂類を酸化する流動化ガスにより加熱流動させることにより、液晶表示装置の廃棄物から純度の高くリサイクル可能なガラスを回収する方法である。しかしながらこのような特許文献３に開示された方法は、光学フィルムなどの樹脂類が熱分解または酸化する温度まで熱媒体を加熱するため、多大なエネルギーを消費する。
【００２７】
また、上述した特許文献４に開示された方法においては、光学フィルム自体が熱や光によって劣化しており、力を加えた際には裂けやすくなっている。一次破砕を行った後の光学フィルムに引張歪みを与えた際には、光学フィルム自体の断裂または破損により所望の引張歪みを与えることが難しく、またガラス基板自体が破損している場合においても適用が困難である。また、特許文献４に開示された方法は、ガラス板をフィルムを介して接着してなる合わせガラスを対象としており、ガラス基板の片方に光学フィルムが貼付されたような構造の異なる液晶パネルにそのまま適用することはできない。
【００２８】
さらに、上述した特許文献５に開示された方法においては、厚みのある一対のガラス板をフィルムを介して接着してなる合わせガラスを対象としており、薄いガラス基板の片方に光学フィルムが貼付されたような構造の異なる液晶パネルにおいては、破砕片が小さくなるため振動篩では目詰まりの問題があり適用が困難である。
【００２９】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、廃液晶パネルから、少ない労力とエネルギーにて、大がかりな設備を使用せず、素材を分離し、有価物であるインジウムおよび重量の大半を占めるガラスを素材として再生利用することが可能となるガラスの分離回収装置、ならびに液晶パネルの再資源化方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明の液晶パネルの分離回収装置は、光学フィルムがガラス基板の片面に貼り合わされてなる液晶パネルから、ガラス基板と光学フィルムとを分離回収するための装置であって、回転軸に固定された回転刃と、回転刃に対向して設置された固定刃と、破砕物を篩い分ける分離手段とを備えることを特徴とする。
【００３１】
本発明の液晶パネルの分離回収装置においては、前記回転刃と前記固定刃との間隔が０．４〜３ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００３２】
本発明の液晶パネルの分離回収装置においては、前記分離手段としてスクリーンメッシュを用いることが好ましく、この場合、スクリーンメッシュの開口径が０．４〜５ｍｍの範囲であることがより好ましい。
【００３３】
本発明の液晶パネルの分離回収装置において、前記スクリーンメッシュを通過したガラス基板と光学フィルムとの混合物からガラス基板と光学フィルムとを分離するための、風力選別を用いた分離手段をさらに備えることが好ましい。
【００３４】
本発明の液晶パネルの分離回収装置は、前記スクリーンメッシュに捕捉されたガラス基板と光学フィルムとの混合物からガラス基板と光学フィルムとを分離するための、風力選別を用いた分離手段をさらに備えることが好ましい。
【００３５】
本発明の液晶パネルの分離回収装置においては、互いに隣り合う前記固定刃間に、回転軸と平行な方向または回転軸に対し鋭角を成す方向に沿った溝が形成されていることが好ましい。
【００３６】
本発明はまた、上述した本発明の液晶パネルの分離回収装置を用いた液晶パネルの再資源化方法であって、ガラス基板を光学フィルムより小さく破砕し、破砕物を篩い分ける分離手段によって光学フィルムを捕捉し、ガラス基板と光学フィルムとを分離回収する破砕分離工程を含む液晶パネルの再資源化方法についても提供する。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の液晶パネルの分離回収装置によれば、破損した廃液晶パネルにも適用でき、液晶パネルのガラス基板と光学フィルムを安全に分離することができる。また本発明の液晶パネルの分離回収装置を用いた液晶パネルの再資源化方法によれば、多大なエネルギーを消費せず、有価物であるインジウムおよび重量の大半を占めるガラスなど、それぞれの素材を再生利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の好ましい一例の液晶パネルの分離回収装置１を模式的に示す図であり、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は断面図である。
【図２】本発明において、スクリーンメッシュ６を通過したガラス基板１０と光学フィルム９との混合物からガラス基板１０と光学フィルム９とを分離するための分離手段に好適に用いられるサイクロン式分離装置２１を模式的に示す図であり、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は断面図である。
【図３】本発明の液晶パネルの再資源化方法の好ましい一例を示すフローチャートである。
【図４】実施例１において、本発明の液晶パネルの分離回収装置にて得られたガラス基板と光学フィルムの破砕片の混合物の粒径分布の一例を示すグラフであり、縦軸は占有頻度（％）、横軸は破砕サイズ（ｍｍ）である。
【図５】典型的な一例の液晶パネル５１を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１は、本発明の好ましい一例の液晶パネルの分離回収装置１を模式的に示す図であり、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は断面図である。本発明の液晶パネルの分離回収装置１は、光学フィルムがガラス基板の片面に貼り合わされてなる液晶パネルから、ガラス基板と光学フィルムとを分離回収するための装置であって、図１に示す例のように、回転軸３ａに固定された回転刃３と、回転刃３に対向して設置された固定刃４と、破砕物を篩い分ける分離手段とを備えることを特徴とする。
【００４０】
本発明の液晶パネルの分離回収装置１は、破砕室２内において、液晶パネル７を回転する回転刃３と固定刃４との間を通過させて破砕し、これによって液晶パネル７から剥離したガラス基板１０を、光学フィルム９より小さく破砕する。このようにして破砕されたガラス基板１０を分離手段を通過させる一方で、分離手段にて光学フィルム９を捕捉し、ガラス基板１０と光学フィルム９との分離回収を行なう。
【００４１】
このメカニズムを図１（ｂ）によって説明する。まず、回転軸３ａに接続されたモーター（図示せず）により回転力を与えることで、回転軸３ａに連結された回転刃３を回転軸３ａを中心にして回転させる。このように回転刃３を回転させた状態の破砕室２内に液晶パネル７を投入口８より投入すると、液晶パネル７は、回転軸３ａおよび回転刃３の回転による遠心力により、回転刃３と固定刃４の間に飛び出し挟みこまれ、回転刃３と固定刃４との相対速度により大きな衝撃を受けて、ガラス基板１０が破砕されるとともに光学フィルム９が引き裂かれ、ガラス基板１０の破砕片と光学フィルム９の破砕片とに分離される。
【００４２】
ここで、互いに隣り合う固定刃４間には、たとえば断面形状がＶ字型で回転軸と平行な方向または回転軸に対し鋭角を成す方向に沿った溝５が形成されていることが好ましい。前記溝５が形成されていることで、破砕室２内で渦気流が起こりやすく、破砕効率が良くなるという効果を奏する。溝５の深さ、型については、特に制限されるものではなく、型（断面形状）についてはたとえば、Ｕ字型、凹凸型であってもよい。
【００４３】
本発明における分離手段としては、破砕物を篩い分け得る手段であれば特に制限されるものではなく、たとえばスクリーンメッシュ、濾布、濾紙などが挙げられるが、濾布または濾紙を用いた場合は繊維状のため目詰まりが生じやすいため、スクリーンメッシュが好ましい。図１には、上述した回転刃３および固定刃４により液晶パネル７から剥離したガラス基板１０を光学フィルム９よりも小さく破砕し、スクリーンメッシュ６の開口部よりガラス基板１０を通過させ、光学フィルム９についてはスクリーンメッシュ６にて捕捉するようにする例が示されている。
【００４４】
剥離されたガラス基板１０と光学フィルム９は、回転刃３の高速回転によって破砕室２内部に生じた気流により旋回を行い、ガラス排出口１１に接して設けられたスクリーンメッシュ６に到達し、スクリーンメッシュ径より小さなものは、スクリーンメッシュ６を通過するが、スクリーンメッシュ径より大きいものは、スクリーンメッシュ６を通過せずに旋回を続けながら、破砕室２内で繰り返し衝撃を受けて破砕が行われる。
【００４５】
このときガラス基板１０は弾性率が低く脆いため、容易に比較的小さいサイズに破砕されるが、光学フィルム９には、たとえば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）などの樹脂フィルムが使用されており、弾性率が高いため衝撃による応力がかかっても変形するのみで破砕されにくく、複数回の衝撃を受けても比較的大きなサイズを保ったままとなる。このようにして、ガラス基板１０の破砕片はスクリーンメッシュ径より小さくなるまで破砕され、スクリーンメッシュ６を通過しガラス排出口１１より回収される。一方、比較的大きなサイズを保ったままの光学フィルム９の破砕片は、スクリーンメッシュ６を通過できないため、スクリーンメッシュ６に捕捉された状態で破砕室２内に残存している。取り出しには、回転軸３ａの回転を停止した後、たとえば破砕室２下部に設けたシャッターあるいはシュート（図示せず）にて落下させることにより、光学フィルム９のみを回収を行うことができる。
【００４６】
破砕を経て得られるガラス基板１０の破砕片のサイズとしては、３ｍｍ以下であることが好ましい。光学フィルム９は、ガラス基板１０の表面に、たとえばアクリル系粘着剤を用いられて接着されている。ガラス基板１０が３ｍｍ以下の大きさに破砕されることにより、光学フィルム９との接触面積の減少による接着力の低下のため、ガラス基板１０の破砕片と光学フィルム９の破砕片が剥離しやすくなる。一方、光学フィルム９の破砕片は６ｍｍ以上の大きさとすることが好ましい。光学フィルム９は、弾性率が高く破砕されにくい性質をもつため、比較的大きなサイズのまま保たれ、上述したガラス基板との性状の差を利用して分離することが可能となる。
【００４７】
また、ガラス基板１０の破砕片のサイズとしては、光学フィルム９の破砕片の大きさの１／２以下とすることが好ましい。これにより、ガラス基板１０の破砕片と光学フィルム９の破砕片のサイズの差異によるスクリーンメッシュによる分離を効率よく行なうことができるようになり、また、ガラス基板１０の破砕片を小さくすることで、光学フィルム表面の粘着剤への再付着を低減することができ、さらには後述する希少金属回収工程で希少金属を効率的に回収することが可能となる。
【００４８】
回転刃３と固定刃４の間隔としては、最も近接した部分における直線距離が０．４〜３ｍｍの範囲であることが好ましく、１〜２ｍｍの範囲内であることがより好ましい。３ｍｍを超える間隔を設けると、破砕物と回転刃３あるいは固定刃４との衝突回数が激減し、時間あたりの破砕効率が悪くなる虞がある。また、０．４ｍｍ未満の間隔では、光学フィルム９自体の厚みと同程度となってしまい、光学フィルム９が小さく破砕されてしまうことで、ガラス基板１０との分離効率が悪くなる。
【００４９】
スクリーンメッシュ６の開口径（目開き）としては、０．４〜５ｍｍの範囲であることが好ましく、０．８〜３ｍｍであることがより好ましい。５ｍｍを超える開口径を設けると、破砕物と回転刃３あるいは固定刃４との衝突が十分に行われずに、ガラス基板１０と光学フィルム９とが剥離されないままスクリーンメッシュ６を通過してしまう虞があるためである。また、０．４ｍｍ未満の開口径では、光学フィルム９自体の厚みと同程度であるため、破砕物と回転刃３あるいは固定刃４との衝突が常時繰り返されることにより、光学フィルム９がガラス基板１０と同程度の大きさ以下に破砕されてしまいガラス基板１０との分離効率が悪くなる。
【００５０】
本発明の液晶パネルの分離回収装置１におけるスクリーンメッシュ６の設置位置、開口部の形状、開口部の配置、および開口部の密度としては、特に制限はなく、形状としては、円形、多角形が含まれ、スリット状であってもよく、またこれらを組み合わせて用いてもよい。
【００５１】
また、本発明の液晶パネルの分離回収装置１において、回転刃３、固定刃４およびスクリーンメッシュ６の材質は、特に限定されること無く従来公知のものを用いることができ、たとえば、炭素工具鋼、機械構造用炭素鋼などを使用することができる。
【００５２】
本発明の液晶パネルの分離回収装置１における回転軸３ａの回転数としては、特に制限されるものではないが、５００〜２００００ｒｐｍの範囲内であることが好ましく、１０００〜１００００ｒｐｍであることがより好ましい。回転軸３ａの回転数が５００ｒｐｍ未満では、時間あたりの破砕効率が悪くなり、２００００ｒｐｍを超える回転速度となると、光学フィルム９の破砕サイズが小さくなり過ぎてガラス基板１０との分離効率が悪くなってしまう場合がある上に、エネルギー消費に対して効率が低くなる。
【００５３】
本発明の液晶パネルの分離回収装置１は、前記スクリーンメッシュ６を通過したガラス基板１０と光学フィルム９との混合物からガラス基板１０と光学フィルム９とを分離するための、風力選別を用いた分離手段をさらに備えていてもよい。スクリーンメッシュ６を通過し、排出口１１より回収されるものの大多数はガラス基板１０の破砕片であるが、中には光学フィルムが経年変化により弾性率が低下し脆くなっている場合があり、光学フィルム９の破砕片が混入している場合があるためである。
【００５４】
光学フィルム９は、基材がＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルムなどからなり、比重は１．２〜１．４である。したがって、ガラス基板１０の比重２．３〜２．６と比較し小さいため、比重差を用いることで、光学フィルムとガラス基板とを分離することができる。比重分離の具体的な方法としては、たとえば、サイクロン、浮遊選別など従来公知の技術を挙げることができる。ここで、図２は、本発明において、スクリーンメッシュ６を通過したガラス基板１０と光学フィルム９との混合物からガラス基板１０と光学フィルム９とを分離するための分離手段に好適に用いられるサイクロン式分離装置２１を模式的に示す図であり、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は断面図である。図２に示すように、粉末導入口から導入された光学フィルム９とガラス基板１０との混合物を含む気流は、装置２１の内側面に沿って旋回しながら下方へと流れ、装置２１下部の円錐部で加速される。加速された気流は、装置２１下端に達し反転上昇する。上昇した気流は、中央部を同一方向に旋回し、排気口２３から排出される。このとき、重量の大きいガラス基板１０は、遠心力によって分離され、側面に沿って落下し、沈降する。沈降したガラス基板１０は、排出口２２から排出される。重量の小さい光学フィルム９は、気流とともに上昇し、排気口２３から排出される。
【００５５】
さらに、本発明の液晶パネルの分離回収装置１は、前記スクリーンメッシュ６に捕捉されたガラス基板１０と光学フィルム９との混合物からガラス基板と光学フィルムとを分離するための、風力選別を用いた分離手段をさらに備えていてもよい。破砕を経た後、スクリーンメッシュ６にて捕捉され、破砕室２内に残留するものの大多数は光学フィルム９の破砕片であるが、中には、光学フィルム９表面の粘着剤にガラス基板１０の破砕片が再付着しているものもあるため、ガラス基板１０の破砕片が混入している場合がある。上述したように、比重差を用いることで、光学フィルムとガラス基板とを分離することができる。比重分離の具体的な方法としては、たとえば、サイクロン、浮遊選別など従来公知の技術を挙げることができる。図２に示したようなサイクロン式分離機２１を用いる場合、スクリーンメッシュにて捕捉された光学フィルム９はサイズおよび重量が大きいために、排出口２２から排出され、光学フィルム９に再付着したガラス基板１０はサイズおよび重量が小さいために、排気口２３から排出されることになる。
【００５６】
本発明はまた、上述した本発明の液晶パネルの分離回収装置を用いた液晶パネルの再資源化方法を提供する。図３は、本発明の液晶パネルの再資源化方法の好ましい一例を示すフローチャートである。本発明は、上述した本発明の液晶パネルの分離回収装置を用いたパネルの再資源化方法であって、ガラス基板を光学フィルムより小さく破砕し、破砕物を篩い分ける分離手段によって光学フィルムを捕捉し、ガラス基板と光学フィルムを分離回収する破砕分離工程を含むことを特徴としている。
【００５７】
このような本発明の液晶パネルの再資源化方法によれば、液晶パネルの部材を素材ごとに分離することが可能となり、資源として有効に利用できる処理方法を提供することができる。
【００５８】
本発明の液晶パネルの再資源化方法には、上述した図５に示したＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのアクティブ素子（図示せず）を備えた液晶パネル５１のような従来公知の適宜の構造の液晶パネルを特に制限されることなく供することができ、図５に示した例の他にも、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶パネル、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶パネルなどのデューティ液晶パネルも勿論適用可能である。また、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、有機ＥＬパネルも適用可能である。以下、図５に示した構造の液晶パネルを供する場合を例に挙げて、本発明の液晶パネルの再資源化方法の各工程について図３を参照しながら詳細に説明する。
【００５９】
本発明の液晶パネルの再資源化方法は、図３に示す例のように、液晶パネルを光学フィルムが貼付された状態でハンマークラッシャーを用いて打撃し、剥離したガラス基板を光学フィルムより小さく破砕し、スクリーンメッシュを用いて光学フィルムを捕捉し、ガラス基板と光学フィルムを分離回収する破砕分離工程（ステップＳ４）を基本的に含むことが好ましい。また、図３に示す例のように、破砕分離工程（ステップＳ４）の前に、液晶パネルをガラス基板の品種ごとに選別するガラス品種選別工程（ステップＳ１）と、貼り合わされた２枚のガラス基板を分離するガラス基板分離工程（ステップＳ２）と、露出した液晶を回収する液晶回収工程（ステップＳ３）をさらに含むことが好ましい。また、図３に示す例のように、破砕分離工程（ステップＳ４）の後に、ガラス基板からインジウムを回収する希少金属回収工程（ステップＳ５）をさらに含むことが好ましい。
【００６０】
上述したように、図３に示した手順には限定されず、一部が省略されていても順序が入れ替わっていてもよく、また本発明の効果を阻害しない範囲で適宜の他のステップが追加されていてもよいが、図３に示す手順にて行なわれることが好ましい。以下、図３に示す各ステップについて詳細に説明する。
【００６１】
〔１〕ガラス品種選別工程
図３に示す例では、まず、ガラス品種選別工程として、使用しているガラス基板の種類（品種）別に、液晶パネルを選別する（ステップＳ１）。ガラス基板は、ガラスメーカによって、あるいはガラス品種、品番などによって組成が異なる。したがって、回収したガラスをたとえばガラス基板用の材料として再利用するためには、多種多様なガラスを品種別に選別することが必要となる。また、回収したガラスをたとえば一般ガラス用の材料として再利用する場合にも、ある程度、ガラスを品種別に選別することが要求される場合がある。
【００６２】
本発明においては、蛍光Ｘ線装置を用いて、液晶パネルのガラス基板を品種別に選別するようにしてもよい。この場合、具体的には、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置を用い液晶パネルに軟Ｘ線を直接照射する。これにより、液晶パネルのガラス基板に含まれるそれぞれの元素に特有なエネルギーをもった蛍光Ｘ線が発せられる。この蛍光Ｘ線を蛍光Ｘ線センサにてエネルギーごとにカウントすることで、液晶パネルのガラス基板にどのような元素がどのような割合で含まれているかを測定（分析）する。ガラス基板の化学組成を品種ごとに予め調べておき、それらの値と液晶パネルのガラス基板での測定値とを比較することにより、ガラス基板をガラス品種ごとに短時間で、確実に、かつ経済的に選別することができる。また、液晶パネルのガラス基板にガラス品種の表示を予め設けておくようにしてもよい。
【００６３】
なお、複数の品種のガラス基板が混合していても問題ない用途に、ガラス基板を再生利用する場合には、当該ガラス品種選別工程は省略してもよい。
【００６４】
〔２〕ガラス基板分離工程
次に、貼り合わされたガラス基板５２ａ，５２ｂを、２枚に分離する（ステップＳ２）。分離方法としては、たとえばシール樹脂体５３を加熱する方法、ガラス基板５２ａ，５２ｂの周縁部を切断する方法などが挙げられる。ガラス基板５２ａ，５２ｂを分離すると、ガラス基板５２ａ，５２ｂの隙間に封入されていた液晶層５４が表面に露出する。
【００６５】
シール樹脂体５３を加熱して分離する方法では、シール樹脂体５３を加熱し、シール樹脂体５３の強度を低下させることにより分離する。上述したように、ガラス基板５２ａ，５２ｂは、通常、対向配置された側（内面側）に、周縁部に沿ってシール樹脂体５３が設けられ、互いに貼り合わされてなる。シール樹脂体５３としては、通常、エポキシ系樹脂などが用いられ、加熱することでシール樹脂体５３の強度を低下させることができる。シール樹脂体５３の加熱温度としては、シール樹脂体５３の形成材料に応じて適宜選択することができ、特に制限されるものではないが、たとえばエポキシ系樹脂のシール樹脂体５３の場合には、３００℃以上が望ましく、４００℃以上がより望ましい。加熱の方法としては、たとえば、ランプ加熱、赤外線加熱、ヒートプレスなどが挙げられる。加熱によりシール樹脂体５３の強度を低下させることで、手作業で容易にガラス基板５２ａ，５２ｂを分離することが可能となる。
【００６６】
また、ガラス基板５２ａ，５２ｂの周縁部を切断することによってガラス基板５２ａ，５２ｂを分離する場合には、ガラス基板５２ａ，５２ｂの内側の四辺を切断することで、それぞれ１枚ずつガラスを切り出すようにすればよい。ガラス基板５２ａ，５２ｂの切断には、たとえばガラスカッター、ダイヤモンドソー、スクライバーなどを用いることができる。
【００６７】
また、ガラス基板の分離と同時に、液晶パネルに接続されているドライバーＩＣを取り外す。ドライバーＩＣは、通常、液晶パネルの周縁部に、導電性の接着剤を用いて、接続されている。取り外しの方法としては、手作業で、ドライバーＩＣを引き剥がす。導電性の接着剤の接着力は弱いため、外力を加えることにより接続部を容易に引き剥がすことができる。また、カッターナイフのような刃物で接続部を切断することもできる。取り外したドライバーＩＣは、非鉄精錬所などで適切な処理を施すことで、含有される金属を回収することができる。ドライバーＩＣは、手作業で容易に取り外すことが可能なため、このドライバーＩＣの取り外しは、破砕分離工程（ステップＳ４）の前のいずれの工程で行なってもよい。また、ガラス基板５２ａ，５２ｂの周縁部を切断することによってガラス基板５２ａ，５２ｂを分離する場合には、ドライバーＩＣも同時に取り外される。
【００６８】
〔３〕液晶回収工程
次に、上述のようにして分離されたガラス基板５２ａ，５２ｂ上に露出する液晶を回収する（ステップＳ３）。液晶は、たとえば、ガラス基板５２ａ，５２ｂの表面を液晶回収用のスクレーパを用いてスクレーピングすることによって回収することができる。液晶回収用のスクレーパとしては、ガラス基板５２ａ，５２ｂ上に形成されている配向膜５９よりも柔らかいポリプロピレンゴム、ポリエチレンゴムなどで形成されたスクレーパを好適に用いることができる。また、ゴム製のスキージを用いることにより、配向膜５９を削り取らずに液晶のみを回収することができる。
【００６９】
〔４〕破砕分離工程
図３に示す例では、続く破砕分離工程において、液晶パネルよりガラス基板と光学フィルムを分離回収する（ステップＳ４）。図３に示す例のようにガラス品種選別工程（ステップＳ１）の後に当該破砕分離工程を行なう場合には、上述したようにして選別された単一の品種のガラス基板を使用している液晶パネルごとに行なう。偏光板（光学フィルム）５５を有したままのカラーフィルタ側ガラス基板およびＴＦＴ側ガラス基板についてそれぞれ分離回収を行なう。
【００７０】
このような破砕分離工程において、図１に示した本発明の液晶パネルの分離回収装置１を用いることが好ましい。本発明の液晶パネルの分離回収装置を用いることにより、破損した廃液晶パネルにも適用でき、液晶パネルのガラス基板と光学フィルムを安全に分離することができる。
【００７１】
また、ガラス基板から弾性のある光学フィルムを分離することにより、ガラス基板を再生利用する際に、容易に粉砕することが可能となる。
【００７２】
このようにして、液晶パネルから、ガラス基板の破砕片と、光学フィルムの破砕片とが互いに分離された状態で回収できる。ガラス基板は光学フィルムから剥離され、破砕された状態であるため、後述の希少金属回収工程（ステップＳ５）で、インジウムを塩酸などで溶出する際に、塩酸が浸透しやすく高い溶出効率が得られる。また、破砕片サイズに応じて分級し、粒径に応じて、種々のガラスのリサイクル用途に再生利用することができる。たとえば、粒径の比較的大きな破砕片は、そのまま溶融窯に投入することができ、ガラスを再溶融する用途などに用いることができる。また、微粉はセメント材料および建材などに再生利用することができる。分離された光学フィルムは素材ごとに分別して再生利用することができる。また、光学フィルムは熱回収することもできる。
【００７３】
〔５〕希少金属回収工程
図３には、上述した破砕分離工程（ステップＳ４）で分離回収されたガラス基板を処理し、ガラス基板表面からインジウムを分離回収する希少金属回収工程（ステップＳ５）をさらに含む例が示されている。破砕分離工程（ステップＳ４）で分離回収されたガラス基板には、透明電極として希少金属であるインジウムを含むインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）が付着している。このため、たとえば塩酸に浸漬してＩＴＯを溶解し、インジウム含有塩酸溶液を中和することで、水酸化インジウムとして回収することができる。インジウム含有塩酸溶液を得ることにより、アニオン交換樹脂を用いた方法などによりインジウムを濃縮し回収することが可能となる。
【００７４】
インジウムを回収した後のガラス基板は、上述したガラス品種選別工程（ステップＳ１）を行なっている場合には、当該工程において既にガラス品種別に選別されている。このため、回収されたガラス基板は、単一の品種のガラスであり、ガラス基板を原料ガラスに添加混合することにより、または、原料ガラスに置き換えて、再使用（マテリアルリサイクル）することができる。すなわち、破砕片サイズに応じて分級し、粒径に応じて種々のガラスのリサイクル用途に再生利用することができる。たとえば、粒径の比較的大きな破砕片は、そのまま溶融窯に投入することができ、ガラスを再溶融し板ガラスなどの用途に用いることができる。また、微粉はセメント材料および建材などに再生利用することができる。
【００７５】
この方法によれば、燃焼などのように多大なエネルギーを消費せず、強酸や強アルカリなどの処理困難な薬液も使用しないため、低環境負荷の方法であり、家電リサイクルプラントなどにおいて実施可能であり、効率的な分離が可能となる。また、有価物であるインジウムやガラスなどを効率的に回収することができ、資源有効利用が可能となる。
【００７６】
なお、本発明の液晶パネルの再資源化方法は、上述したように、破砕分離工程（ステップＳ４）を少なくとも含んでいればよく、図３のフローチャートに示した手順に限定されるものではなく、図３に示したステップの一部が削除または置換されていてもよく、また、図３に示されていないステップが必要により付加されてもよい。
【００７７】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７８】
＜実施例１＞
ガラス厚み０．７ｍｍ、光学フィルム厚み０．２ｍｍである、市販の３２インチサイズの液晶パネルをガラスカッターにより切断し１００ｍｍ×１００ｍｍのサイズのカットサンプルを準備した。再度、ガラスカッターにより５０ｍｍ×５０ｍｍのサイズに分割し、回転刃３と固定刃４の間隔が１ｍｍ、互いに隣り合う固定刃４間には螺旋状のＶ字溝５を有し、スクリーンメッシュ６の開口部が直径０．８ｍｍからなる、図１に示した例の本発明の液晶パネルの分離回収装置１に投入した。回転軸３ａを２５００ｒｐｍにて回転させ１０秒間破砕を行った。
【００７９】
スクリーンメッシュ６を通過し、ガラス排出口にて得られたガラス基板の破砕片と光学フィルムの破砕片の混合物の粒子径を光学顕微鏡にて確認したところ、図４に示すように、破砕片の粒子径は０．２〜０．８ｍｍにわたって分布し、またガラス基板と光学フィルムは剥離している様子が見て取れた。上記にて得られたガラス基板と光学フィルムの混合物を大気中でガスバーナーにて加熱し、光学フィルム成分を８００℃にて酸化分解させ、残ったガラス基板重量の割合を調べると９６％であり、スクリーンメッシュ６を通過した破砕片の大部分はガラス基板であることが確認できた。
【００８０】
また、スクリーンメッシュ６で捕捉され破砕室内に残存していた光学フィルムの破砕片を回収し、光学顕微鏡にて光学フィルムの粒子径を確認したところ、３〜８ｍｍの範囲であった。光学フィルムの破砕片を大気中でガスバーナーにて加熱し、光学フィルム成分を８００℃にて酸化分解させ、残ったガラス基板重量の割合を調べると５％であり、スクリーンメッシュ６で捕捉された破砕片の大部分は光学フィルムであることが確認できた。
【００８１】
＜実施例２＞
ガラス厚み０．７ｍｍ、光学フィルム厚み０．２ｍｍである、市販の３２インチサイズの液晶パネルをガラスカッターにより切断し１００ｍｍ×１００ｍｍのサイズのカットサンプルを準備し初期重量（Ａ）を測定した。その後ガラスカッターにて、５０ｍｍ×５０ｍｍのサイズに分割し、回転刃３と固定刃４の間隔が１ｍｍ、互いに隣り合う固定刃４間には螺旋状のＶ字溝５を有し、スクリーンメッシュ６の開口部が直径０．８ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍと付替えることができる、図１に示した例の本発明の液晶パネルの分離回収装置１に投入した。回転軸３ａを２５００ｒｐｍにて回転させて１０秒間破砕を行った。
【００８２】
スクリーンメッシュ６を通過し、ガラス排出口にて得られたガラス基板の破砕片と光学フィルムの破砕片の混合物の重量（Ｂ）と、スクリーンメッシュ６に捕捉され破砕室内に残存していたガラス基板の破砕片と光学フィルムの破砕片の混合物の重量（Ｃ）を、スクリーンメッシュ６の開口径ごとに測定した。
【００８３】
表１は、スクリーンメッシュ６の開口径と、それぞれの初期重量（Ａ）、排出重量（Ｂ）、破砕室残存重量（Ｃ）と、ガラス回収率として、ガラス排出口にて得られたガラス基板重量の液晶パネル初期重量に対する割合（Ｂ／Ａ）の関係を示す。本発明の液晶パネルの分離回収装置１によって液晶パネルのガラス基板と光学フィルムは、効率よく分離できていることが確認できた。
【００８４】
【表１】
2012125693.tif 000003
【符号の説明】
【００８５】
１  液晶パネルの分離回収装置、２  破砕室、３  回転刃、３ａ  回転軸、４  固定刃、５  溝、６  スクリーンメッシュ、７  液晶パネル、８  投入口、９  光学フィルム、１０  ガラス基板、１１  ガラス排出口、２１  サイクロン分離装置、２２  排出口、２３  排気口、５１  液晶パネル、５２ａ  カラーフィルタ側ガラス基板、５２ｂ  ＴＦＴ側ガラス基板、５３  シール樹脂体、５４  液晶層、５５  偏光板、５６  カラーフィルタ、５７  反射防止膜、５８  透明導電膜、５９  配向膜、６０  画素電極、６１  バス電極、６２  絶縁膜。
【図１】
2012125693.tif 000004
【図２】
2012125693.tif 000005
【図３】
2012125693.tif 000006
【図４】
2012125693.tif 000007
【図５】
2012125693.tif 000008