JP2013071095A - 膜が形成されたガラスの再資源化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
環境負荷をかけることなく、また大がかりな設備を必要とせずに、膜が形成されたガラスの膜をガラスから分離して再資源化する方法を提供する。
【解決手段】
膜が形成されたガラスを破砕し、その後、破砕されたガラスに脂肪族アルコールを混合して衝撃を与えることで、効率的に膜が形成されたガラスの膜をガラスから分離する。
【選択図】 図１

Description

本発明は膜が形成されたガラスの再資源化方法に関するものであり、特に液晶パネル、有機ＥＬなどの粘着性の高い材料に接触したガラスの再資源化方法に関する。

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。

このような状況を受け、日本では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、２０１１年２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。

これら家電４品目においては、関係者の鋭意努力のもと、法律施行当初に比べリサイクルが格段に進んでいる。現在、家電４品目に使用されている鉄、銅、アルミなどの金属はもとより、プラスチックについてもリサイクルが拡大しつつある。また、テレビにおいては、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）のガラスを切断して電子銃や蛍光体を除去した後、ガラスカレットとして元のＣＲＴ用ガラスに再生使用するリサイクル技術がすでに実用化されている。

一方、最近、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、無機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）などのフラットパネルディスプレイ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：以下ＦＰＤと記載する）が身の回りの製品に搭載されてきており、たとえば、テレビ、パーソナルコンピュータ、モニター、ビデオ、カメラ、携帯電話、カーナビゲーション、情報携帯端末、小型ゲーム機など、様々な分野で幅広く利用されてきている。ＦＰＤの市場規模はその省電力、省スペース、軽量といった特性から、近年の高度情報化社会の進展に伴い急激に増加している。これに伴い、これらＦＰＤの廃棄量も年々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強くなってきている。

ところが、これらＦＰＤは比較的新しい製品であること、また、現状は比較的廃棄物の量が少ないこともあり、前記ＣＲＴのような適切なリサイクルは実用化されていない。廃棄されたＦＰＤは廃棄物の処理施設で破砕されて、シュレッダーダストとともに埋め立て処理あるいは焼却処理されているのが現状である。

ＦＰＤ表示部の基材は、ガラス基板が多く用いられている。ガラスは製品重量の大半を占めるため、リサイクル率向上の観点からも再資源化が望ましく、再度同一製品のガラス原料として再生するなどの高位なリサイクルを行うことがより望ましい。また、基材には透明導電膜が加工されており、その多くは酸化インジウムスズ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：以下ＩＴＯと記載する）が用いられている。また、最近ではインジウム・ガリウム・亜鉛酸化化合物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｇａｌｌｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：以下ＩＧＺＯと記載する）を薄膜トランジスタに用いた液晶、有機ＥＬなどのＦＰＤの開発が進んでいる。ＩＴＯ、ＩＧＺＯなどの透明導電膜には、レアメタルであるインジウムが含まれていることから、ガラスに並びリサイクル方法が模索されている。このためＦＰＤに使用されたガラス、およびＦＰＤに含まれるインジウムなどのレアメタルの回収技術について、各企業、研究機関において研究開発が行われている。

たとえば特開２００９−１５５７１７号公報（特許文献１）では、廃液晶パネルに対し酸処理を施すことでＩＴＯ膜を溶かし、中和することでインジウムを析出させる方法が提案されている。

しかしながら、特許文献１に開示されたような薬液を用いる方法においては、廃酸、廃アルカリなどの処理施設が必要であり、洗浄に大量の水を使用するなど環境負荷は少なくない。また、強酸、強アルカリを使用することも多く、作業安全性のほか処理施設の耐用性も考慮する必要があり、多大な設備投資が必要となる。

また特開２０１０−０２２９６６号公報（特許文献２）では液晶パネルの粉砕物に対し８５０〜１４００℃にて加熱を行うことでＩＴＯ膜を昇華させ、８５０℃以下に冷却することで凝縮し、フィルターにて捕集する方法が開示されている。

しかし、特許文献２に開示されたような手法では処理物全体を高温処理することにより多くの有機ガスが発生するため、排ガス処理施設が必要となる。また、高温での処理であるため、エネルギー消費が大きいといった問題がある。

特開２００９−１５５７１７号公報 特開２０１０−０２２９６６号公報

上述のように、特許文献１や特許文献２の方法では、市場から回収された廃ＦＰＤなどからガラスやインジウムなどの材料を再生するにあたって、膨大なエネルギーと大掛かりな設備が必要になり、また湿式プロセスを使用しない廃ＦＰＤの再資源化方法によるレアメタルの回収の開発が強く望まれているにもかかわらず、有効な乾式プロセスによる再資源化方法は未だ公知となっていないのが現状である。

また、本発明者らは乾式プロセスにより、液晶パネルや有機ＥＬパネルに利用されたレアメタルの膜が形成されたガラス、プラスチック基板などからレアメタルを回収する場合、パネルを形成する対向する基板の間に挿入された粘着性の高い液晶材料や有機ＥＬ材料が、基板とレアメタルの膜とを接着する「つなぎ」の役割を果たしていることを見出した。このため、ガラスから膜を剥離させることや、剥離した膜が液晶または有機ＥＬの粘着性により再びガラス片に付着し、膜を効率的に分離させることが困難となっている。

図２は、典型的な液晶パネル１を模式的に示す断面図であり、液晶パネル１は、対向配置された２枚のガラス基板（カラーフィルタ側ガラス基板２ａ、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂ）を備え、対向配置された基板の間に液晶層４が形成されている。

また、カラーフィルタ側ガラス基板２ａの内面側に、インジウムなどのレアメタルを含む透明導電膜８および配向膜９が形成されている。また、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂの内面側に、画素電極１０、バス電極１１、絶縁膜１２、インジウムなどのレアメタルを含む透明導電膜８および配向膜９が形成されている。

たとえば、図２に示されるガラス基板に形成された透明導電膜をガラス基板から剥離する際に、粘着性を有する液晶材料が対向するガラス基板及び透明導電膜との間に付着しているため、透明導電膜とガラスとを粘着させる「つなぎ」の役割を果たし、剥離または分離を妨げ、レアメタル及びガラスの回収率を低下させていた。

本発明は上述の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は環境負荷をかけることなく、また大がかりな設備を必要とせずに、ガラスに形成された膜をガラスから分離する方法を提供することである。

本発明に係る膜が形成されたガラスの膜をガラスから分離して再資源化する方法は、膜が形成されたガラスを破砕する破砕工程と、破砕されたガラスに対して衝撃を与え、ガラスと剥離物とに剥離させる剥離工程とを含み、剥離工程においては、破砕されたガラスに脂肪族アルコールを混合することを特徴とする。

また、剥離工程は、自転するように構成された容器に膜が形成されたガラスを投入し、容器を自転させることで剥離することが好ましい。

また、剥離工程は、脂肪族アルコール雰囲気中で行われることが好ましい。

本発明によれば、環境負荷をかけることなく、また大がかりな設備を必要とせずに、ガラスに形成された膜をガラスから分離することができる。

本発明のガラスの再資源化方法の概念を示すフローチャートである。 本発明のガラスの再資源化方法に供される典型的な一例の液晶パネル１を模式的に示す断面図である。 本発明のガラスの再資源化方法に供される透明酸化物半導体を形成したＴＦＴ素子の断面図である。 図２に示した液晶パネル１に本発明のガラスの再資源化方法を適用した場合の一例を示すフローチャートである。 本発明の剥離工程において好適に用いられる剥離装置５１の概略構成を示す斜視図である。 本発明のガラス再資源化方法を比較したインジウム濃度、回収率を示す実験結果図である。

図１は、本発明のガラスの再資源化方法の概念を示すフローチャートである。本発明のガラスの再資源化方法は、図１に示すように、膜が形成されたガラスを破砕する破砕工程と、ガラスから膜を剥離する剥離工程と、剥離工程により得られた処理物をガラスと剥離物に分離する剥離物分離工程とを基本的に含む。本発明のガラスの再資源化方法は、ガラスの厚み（ガラス厚）をＴとしたとき、剥離物分離工程において０．７Ｔで分級することで、ガラス厚の０．７倍以下のものとして剥離物と、ガラス厚の０．７倍を超えるものとしてガラスとに分離することができ、剥離物中の有用物、及びガラスを資源として有効に活用することができる。

本発明のガラスの再資源化方法は、ガラス上に膜が形成されている製品、たとえば、ＦＰＤ、太陽電池、タッチパネル、およびこれらと類似の構造を有する製品の再資源化に好適に適用できる。以下、液晶パネルを例に挙げて説明する。

図２は、本発明のガラスの再資源化方法に供される典型的な一例の液晶パネル１を模式的に示す断面図である。本発明には、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る。図２には、一例として、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以下ＴＦＴと記載する）などのアクティブ素子（図示せず）を備えた液晶パネル１を示しているが、本発明には、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。

図２に示す例の液晶パネル１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２ａ、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂ）を備える。これらガラス基板２ａ，２ｂ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）３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２ａ，２ｂとシール樹脂体３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４が形成されている。また、各ガラス基板２ａ，２ｂ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５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）。

典型的な液晶パネル１では、図２に示すように、カラーフィルタ側ガラス基板２ａの内面側に、カラーフィルタ６、反射防止膜７、透明導電膜８および配向膜９が形成されている。カラーフィルタ６は有機物を主体とした材料からなる。反射防止膜７は炭素を主成分とした薄膜などからなる。透明導電膜８はインジウムなどを含む薄膜からなる。配向膜９はポリイミドなどの有機物からなる。

また、典型的な液晶パネル１では、図２に示すように、ＴＦＴ側ガラス基板２ｂの内面側に、画素電極１０、バス電極１１、絶縁膜１２、透明導電膜８および配向膜９が形成されている。透明導電膜８は、インジウムなどを含む薄膜からなる。画素電極１０およびバス電極１１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６、反射防止膜７、透明導電膜８、配向膜９、画素電極１０、バス電極１１および絶縁膜１２の膜厚は、前記２枚のガラス基板２ａ，２ｂの厚みと比較して、十分に薄い。

また、液晶パネルや有機ＥＬなどのＴＦＴ素子は、ＩＧＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｇａｌｌｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）またはＩＴＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）などの酸化物半導体を用いて基板上に形成されており、これらＴＦＴ素子から、インジウムなどのレアメタルを回収してもよい。

図３は、ＴＦＴのチャネル形成領域に酸化物半導体を用いて形成したＴＦＴ素子の一実施形態の断面図である。図３のＴＦＴ素子は、ガラス基板３１上にゲート配線３２とゲート絶縁膜３３と、ＩＧＺＯなどの酸化物半導体が形成されたＴＦＴ素子のチャネル層３４と、絶縁膜３５とを備える。また、さらに上方に、ソース配線３６と、ドレイン電極３７、絶縁膜３８を形成し構成されている。ゲート配線３２、絶縁膜３３、ソース配線３６、ドレイン電極３７、絶縁膜３８は、一般的なＴＦＴを構成する材料により形成することが可能である。

なお、絶縁膜３８はＴＦＴの製造プロセスにおいて、ソース・ドレイン電極の形成時に
おけるチャネル層のエッチングによるダメージを保護する役割で設けられているが、必ずしも設ける必要はない。

また、チャネル層に酸化物半導体を形成させたＴＦＴ素子を備えた液晶パネルガラス、有機ＥＬガラスからは、より高濃度なインジウムなどのレアメタルを回収することが可能となる。

なお、図３では、ボトムゲート型ＴＦＴを用いて説明したが、トップゲート型ＴＦＴを用いてもよく、透明酸化物半導体が形成されていれば、どの構成でも構わない。

図４は図２に示した液晶パネル１に本発明のガラスの再資源化方法を適用した場合の一例を示すフローチャートである。以下、図４を参照し、図２に示した液晶パネル１に本発明のガラスの再資源化方法を適用した場合について詳細に説明する。

〔１〕液晶パネル取出し工程
図４に示す例では、まず、たとえば家庭や製造工場などから廃棄された液晶テレビを回収し、液晶パネルの取出しを行う（ステップＳ１）。図４には、液晶テレビを例に挙げているが、これに限られるものではない。回収された液晶テレビを従来公知の適宜の手法にて解体（たとえば、手解体）し、シールドケースや鋼板などの金属部品や、プリント基板、筐体やスタンドなどのプラスチック部品、蛍光管などに解体し、液晶パネルを取り出す。

なお、液晶パネル取出し工程は、生産工場などから入手した液晶パネルなどを用いる際には、勿論、省略することができる。

〔２〕ガラス品種選別工程
図４に示す例では、続くガラス品種選別工程において、液晶パネルをガラスの種類（品種）別に選別する（ステップＳ２）。ガラスは、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。

本発明のガラス基板の再資源化方法においては、蛍光Ｘ線装置を用いて、液晶パネルのパネルガラス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とが挙げられる。これにより、液晶パネルのパネルガラス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、液晶パネルのパネルガラス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。パネルガラス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パネルガラスでの測定値とを比較することにより、パネルガラス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、液晶パネルのパネルガラス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。

なお、図４に示すフローチャートでは、このガラス品種選別工程（ステップＳ２）を偏光板剥離工程（ステップＳ３）の前に行なう場合を例示しているが、この順序に限定されるものではない。

複数の品種のパネルガラスが混合していても問題ない用途にパネルガラスを再生利用する場合はガラス品種選別工程を省略することができる。

〔３〕偏光板剥離工程
図２に示したように、各ガラス基板の外面側に偏光板が貼着された液晶パネルユニットの場合には、図４に示す例のように偏光板を剥離する偏光板剥離工程（ステップＳ３）を含むことが好ましい。偏光板を有しない液晶パネルユニットの場合には、この偏光板剥離工程を省略しても勿論よい。

偏光板の剥離は、亜臨界水を用いてもよく、偏光板に対して応力を付加することによって行ってもよい。例えば市販の偏光板乖離装置やクラッシャー等の応力の付加により乖離させてもよく、また、手作業で行ってもよい。

なお、偏光板部材が混入してもよい場合や、偏光板部材の回収を目的としない場合は、偏光板剥離工程を適宜、省略することができる。

〔４〕パネル解体工程
図４に示す例では、続くパネル解体工程において、液晶パネルユニットに接続されているドライバーＩＣなどを取り外す（ステップＳ４）。ドライバーＩＣは、通常、液晶パネルユニットの周縁部に、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、通常、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、ガラスを回収するまでのいずれの工程で行なってもよい。また、ガラス基板の周縁部を切断することによってガラス基板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。なお、パネル解体工程は必ず設ける必要はなく、適宜省略してもよい。

また、パネル解体工程にて、貼り合わされたガラス基板を２枚に分離してもよい。分離方法としては、たとえばシール樹脂体を加熱する方法、ガラス基板の周縁部を切断する方法などが挙げられる。ガラス基板を分離すると、ガラス基板の隙間に封入されていた液晶層が表面に露出する。

シール樹脂体を加熱して分離する方法では、シール樹脂体を加熱し、シール樹脂体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、２枚のガラス基板は、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が設けられ、互いに貼り合わされてなる。シール樹脂体としては、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の強度を低下させることができる。シール樹脂体の加熱温度としては、シール樹脂体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の強度を低下させることで、手作業で容易にガラス基板を分離することが可能となる。

また、ガラス基板の周縁部を切断することによってガラス基板を分離する場合には、ガラス基板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。

なお、パネル解体工程は必ず設ける必要はなく、適宜省略してもよい。

〔５〕破砕工程
図４に示す例では、続く破砕工程において、液晶パネルまたは分離されたガラス基板（カラーフィルタ側ガラス基板およびＴＦＴ側ガラス基板）を破砕する（ステップＳ５）。

破砕工程は、上述したガラス品種選別工程（ステップＳ２）で選別した単一の品種のパネルガラスを使用している液晶パネルまたはガラス基板ごとに行なう。ただし、品種が分かれていなくてもよい用途にガラス片を使用する場合には、品種が混在した状態でガラス基板を破砕することができる。

ガラスの破砕には市販の各種方式の破砕機を用いることができ、破砕機の種類は特に制限されるものではないが、塵の発生が少なく容易に破砕することができ、環境に悪影響を及ぼさず、かつ、ランニングコストが安価であるなどの観点から、２軸剪断方式の破砕機がより好ましい。また２軸剪断方式の破砕機は、サイズの揃った破砕片が得られやすいこと、微粉末の発生比率が小さく、破砕片をガラスカレットとして最終的に再利用しやすいことなどの利点も有している。また他にも、市販のハンマークラッシャー、ロールミル、ジョークラッシャーなどを用いることができる。

破砕サイズは、ガラス片の大きさが１００ｍｍ以下となるように破砕させることが好ましい。ガラス片の大きさが１００ｍｍを超える場合、後述する剥離工程において、容器内でのガラス片の移動が制限されるため、ガラス片が衝突、摩擦を起こす可能性が低下する。

〔６〕剥離工程
図４に示す例では、続く剥離工程において、ガラス片から透明導電膜などの膜を剥離する（ステップＳ６）。ここで、図５は、本発明の剥離工程において好適に用いられる剥離装置５１の概略構成を示す斜視図である。図５に示す例の剥離装置５１は、筒状の容器５２を備え、この容器５２が回転軸５３を中心に自転するように構成されている。剥離装置５１は、容器５２内にガラス片５５を入れるための開口を塞ぐための蓋５４を備え、図５には、上述した破砕工程で得られたガラス片５５および砥粒５６を容器５２内に入れ、蓋５４を固定した状態を示している。本発明のガラスの再資源化方法の剥離工程では、図５に示すような自転するように構成された容器５２を用いてガラスから膜を剥離するようにすることが好ましい。

また、剥離工程では、例えば、図５に示す剥離装置５１にガラス片５５および砥粒５６の他にエタノールなどの脂肪族アルコールを混入させ、所定の時間にわたり容器５２を自転させるようにする。剥離工程では、容器５２内においてガラス片５５、砥粒５６及び混入された脂肪族アルコールが移動する。ガラス片５５同士またはガラス片５５と砥粒５６とが衝突し、摩擦を起こすことにより、ガラス片５５から透明導電膜を剥離することができる。

また、後述の実施例で詳細を説明するが、剥離工程で剥離されるガラスと透明導電膜は、粘着性の高い液晶材料によりくっつき、容易に剥離または分離させることが困難な状態になっている。しかし、剥離装置５１にガラス片５５および砥粒５６の他に脂肪族アルコールを混入させて動作させることで、ガラスと透明導電膜を粘着させる液晶材料の粘着力を低下し、ガラスと透明導電膜の剥離を容易に行うことが可能となる。

なお、図５には、剥離装置５１が筒状の容器５２を備える場合を例示したが、容器の形状はこれに限定されるものではなく四角柱型、六角柱型など、多角柱型の形状でもよい。

また、剥離装置５１における容器５２の大きさは、ガラス片５５が入るものであればよい。容器５２に入れるガラス片５５の量は、容器５２の容積の３０％以下であることが好ましい。容器５２の容積の３０％を超える量のガラス片５５を容器５２内に入れた場合、容器５２内でのガラス片５５の移動が制限されるため、ガラス片５５が摩擦、衝突する回数が減少し、ガラス片５５から透明導電膜を剥離する効果が低下する。

また、剥離装置５１を用いた剥離工程では、砥粒５６を使用しない場合でもガラス片５５から透明導電膜を剥離することは可能であるが、砥粒５６を用いる方が好ましい。ガラス片５５同士でこすり合わせる場合に比べ、砥粒５６を入れることによりガラス片５５の接触回数が増加し、短時間で均一に透明導電膜を剥離することができる。

本発明のガラスの再資源化方法において、砥粒５６の密度は２．０〜４．０ｇ／ｃｍ^３であることが好ましい。砥粒の密度が２．０ｇ／ｃｍ^３未満の場合、砥粒の重量が不十分であるため、透明導電膜を剥離する効果が低下する虞がある。一方、砥粒の密度が４．０ｇ／ｃｍ^３を超える場合、ガラス片が破砕される割合が増加するため、剥離物とガラスの微粉との分離が困難になる虞がある。

砥粒５６は１種類でもよく複数種類を組み合わせて用いてもよい。また砥粒５６の大きさは、１０〜２５ｍｍであることが好ましい。２５ｍｍを超える大きさの砥粒を用いた場合、ガラス片を破砕する可能性が高くなるため、剥離物とガラスの微粉との分離が困難になる虞がある。一方、１０ｍｍ未満の大きさの砥粒を用いた場合、砥粒の重量が不十分であるため、透明導電膜を剥離する効果が低下する虞がある。

砥粒５６の形状は球状が好ましいが、円柱、円錐、三角柱、四角柱、菱形などの形状の砥粒も用いることができる。また、砥粒５６の投入量は容器５２の容積の１５％以下であることが好ましい。容器５２の容積の１５％を超える量の砥粒を容器に入れた場合、容器内でのガラス片と砥粒の移動が制限されるため、透明導電膜の剥離効果が低下する虞がある。

また、本発明のガラスの再資源化方法では、前記容器５２は０．６〜１．０ｍ／ｓの周速度で自転させることが好ましい。容器の周速度が１．０ｍ／ｓを超える場合、遠心力により容器内でのガラス片および砥粒の移動が制限されることにより、ガラス片の接触回数が減少してしまう虞がある。また周速度が０．６ｍ／ｓ未満の場合、ガラス片同士、またはガラス片と砥粒との接触回数が減少することから、透明導電膜を剥離する効果が低減される。

〔７〕剥離物分離工程
図４に示す例では、続く剥離物分離工程において、前記剥離工程において得られた剥離物とガラス片、砥粒を分離する（ステップＳ７）。剥離物はガラス厚の０．７倍以下の粒度に存在する。そのためガラス厚の０．７倍の大きさで、前記剥離工程で得られた処理物を分級することで、剥離物を効率的に分離・回収することができる。分級方法は特に限定されるものではなく、公知であるサイクロン方式、または振動式篩分け分級機などを用いることができる。なお、分級方法に振動式篩分け分級機を用いる場合、目開きがガラス厚の０．７倍の篩に加え、目開きがガラス厚の０．７倍から、破砕工程で得られるガラス片の最大の大きさ以下の篩を用いることで、剥離物を効率的に分離・回収することができる。また、ガラス片と砥粒についても、篩分けを行うことにより両者を分離することができる。

回収した剥離物から、不純物を除去することで、剥離物中の有用物を再び材料として再資源化することができる。またガラス片についても、適切な粒度に調整することで、煉瓦やタイルなどの建材用原料に使用することができる。

なお、本実施形態では、液晶パネルについて説明を行ったが、本発明におけるガラスの再資源化方法の適用対象は液晶パネルに限定されるものではなく、膜が形成されたガラス、特に液晶や有機ＥＬなど粘着性の高い物質が含まれ、膜が形成されたガラスに適用することができる。

また、処理工程は図４に示したフローに限定されるものではなく、破砕工程（ステップＳ５）、剥離工程（ステップＳ６）および剥離物分離工程（ステップＳ７）を含んでいればよい。

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。

＜実施例１＞
本実施例は、液晶パネル中のインジウム濃度が２００ｐｐｍであり、ガラス厚が０．７ｍｍである液晶パネルに対し、偏光板を手作業にて剥離した。その後、ガラス基板をハンマーにより破砕し、大きさを１００ｍｍ以下とした。容積５Ｌ、直径０．２５ｍの筒状の容器５２を備える図５に示したような剥離装置５１を用い、容器５２内にガラス片を、容器５２の容積の１５％の量を入れた後、密度が３．６ｇ／ｃｍ^３である径１５ｍｍの球状の砥粒を、容器５２の容積の１０％の量を入れた。その後、容器にエタノールを０．１５ｇ添加し、容器の蓋を閉めた。そして、この容器を室温２０℃の温度条件において、自転軸を中心に０．９ｍ／ｓの周速度にて４０分間回転させた。その後、剥離物、ガラス片、砥粒を容器から取り出した。砥粒を手作業にて取り除いた後、剥離物およびガラス片を目開き０．５ｍｍの篩を用い分級し、各質量を測定することで粒度分布を測定した。分級後、各粒度の剥離物およびガラス片を７％濃度の塩酸に浸すことでインジウムを溶出させた。その後、各溶液中のインジウム濃度をＩＣＰ−ＡＥＳにより測定することで、各粒度のインジウム濃度を調べた。また、質量と濃度からインジウムの収率を算出した。結果を表１に示す。インジウムの収率の算出方法は、各粒度における質量比（％）とインジウム濃度の積を、ガラス全体のインジウム濃度とガラス全体の質量比（％）との積で割る事で求めることができる。その結果、０．５ｍｍ以下の粒度におけるガラス中のインジウム濃度は５５００ｐｐｍであり、またインジウムの収率は４２％であった。結果を表１に示す。

＜実施例２＞
本実施例は、エタノールの添加量を０．４５ｇとし、それ以外は実施例１と同条件にて処理を行った。その結果、０．５ｍｍ以下の粒度におけるガラス中のインジウム濃度は５１００ｐｐｍであり、またインジウムの収率は６３％であった。結果を表２に示す。

＜実施例３＞
本実施例は、エタノールの添加量を０．７５ｇとし、それ以外は実施例１と同条件にて処理を行った。その結果、０．５ｍｍ以下の粒度におけるガラス中のインジウム濃度は５６００ｐｐｍであり、またインジウムの収率は７６％であり、インジウムの収率は７０％を超えた。結果を表３に示す。

＜実施例４＞
本実施例は、エタノールの添加量を１．５ｇとした以外は、実施例１と同条件にて処理を行った。その結果、０．５ｍｍ以下の粒度におけるガラス中のインジウム濃度は５０００ｐｐｍであり、またインジウムの収率は７２％であり、インジウムの収率は７０％を超えた。結果を表４に示す。

＜実施例５＞
本実施例は、エタノールの添加量を４．５ｇとした以外は、実施例１と同条件にて処理を行った。その結果、０．５ｍｍ以下の粒度におけるガラス中のインジウム濃度は５２００ｐｐｍであり、またインジウムの収率は７０％であり、インジウムの収率は７０％を超えた。結果を表５に示す。

＜実施例６＞
本実施例は、エタノールの添加量を６．０ｇとした以外は、実施例１と同条件にて処理を行った。その結果、０．５ｍｍ以下の粒度におけるガラス中のインジウム濃度は４９００ｐｐｍであり、またインジウムの収率は７２％であり、インジウムの収率は７０％を超えた。結果を表６に示す。

＜実施例７＞
本実施例は、エタノールの添加量を７．５ｇとした以外は、実施例１と同条件にて処理を行った。その結果、０．５ｍｍ以下の粒度におけるガラス中のインジウム濃度は２７００ｐｐｍであり、またインジウムの収率は３９％であった。結果を表７に示す。

＜比較例１＞
本比較例１は、エタノールの添加量を０ｇとした以外は、実施例１と同条件にて処理を行った。その結果、０．５ｍｍ以下の粒度におけるガラス中のインジウム濃度は５１００ｐｐｍであり、またインジウムの収率は３５％であった。結果を表８に示す。

実施例１から実施例７にて得られた結果に比べ、インジウムの収率が低下していることが分かる。このため、インジウムなどのレアメタルを高濃度に回収するためには、エタノールなどの脂肪族アルコールを添加することが効果的である。

＜比較例２＞
本比較例２は、エタノールを添加する代わりに水の添加量を１.５ｇとした以外は、実施例１と同条件にて処理を行った。その結果、０．５ｍｍ以下の粒度におけるガラス中のインジウム濃度は５１００ｐｐｍであり、またインジウムの収率は５８％であった。結果を表９に示す。

本比較例２では、水の添加量と同量のエタノールを添加した実施例４と比較して、インジウムの収率が低下していることが分かる。このため、インジウムなどのレアメタルを高濃度に回収するためには、エタノールなどの脂肪族アルコールを添加することが効果的である。

次に、以上の実施例および比較例から本発明のガラスの再資源化方法によるインジウム濃度、回収率を比較した実験結果を図６に示す。この結果、インジウムなどのレアメタルを高濃度、高収率で回収するためには、添加させたエタノールなどのアルコールを容器５２内に気化させ、アルコール雰囲気中での処理が有効であることがわかる。容器５２内にアルコール雰囲気を作り出すことで、粘着性の高い液晶の粘着力が低下され、液晶材料により接着されていたガラスとレアメタルとの剥離を容易に行うことが可能となる。

実施例１及び実施例２において添加したエタノールが気化した蒸気圧は、容器５２内の飽和蒸気圧に比べ低い値である。

一方、実施例７において添加したエタノールが気化した蒸気圧は、容器５２内の飽和蒸気圧を超えており、エタノールは完全に気化しきれず、液体の状態として残存していた。このため、より高濃度、高収率でインジウムなどのレアメタルを回収するためには、添加したエタノールが気化し、容器５２内の飽和蒸気圧近傍となる実施例３から実施例６における添加量のエタノールを添加することが好ましい。

たとえば、実施例のように容積５Ｌの容器５２を備えた剥離装置５１を用い、容器５２内に容器５２の容積の１５％程度の容積のガラス片を入れ、容器５２の容積の１０％程度の容積の砥粒を入れ、高濃度、高収率にインジウムを回収させるためには、エタノールを０．７５〜６．０ｇ添加して、インジウムを回収することが好ましい。

ここで、容器の容積とエタノールの添加量との割合は、容積が大きい容器５２を備えた剥離装置５１を用いる場合は、容積に応じて、エタノールなどの脂肪族アルコールの添加量をかえることにより、同様にインジウムの収率を向上させることが可能である。

なお本実施例では、エタノールを添加した例を用いて説明を行ったが、アルコールの種類はエタノールに限らず他のアルコールを添加しても同様の効果が得られる。また、添加したアルコールを容易に気化させるため、例えば、メタノール、２−プロパノールなどの比較的沸点の低い脂肪族アルコールを添加することが好ましい。

たとえば、容器に液晶パネル、砥粒を投入した後の空間体積をＬ（Ｌ）、脂肪族アルコールの分子量をＭ（ｇ）、容器内に添加した脂肪族アルコールが全量気化する時の添加量をＸ（ｇ）とした場合に、アルコール添加量の最適な上限値は以下の関係式を満たすように設定することが好ましい。

これは、１気圧、温度Ｔの条件において、容器内に添加した脂肪族アルコールが全量気化する時の最大添加量をＸｍａｘ（ｇ）とした場合に、以下の式から算出することが可能である。（２２．４×（２７３＋２０）／２７３）：Ｌ＝Ｍ：Ｘの関係式からＸｍａｘ＝ＬＭ／２４となる。

また、アルコール添加量の最適な下限値は以下の関係式を満たすように設定することが好ましい。

実施例３からアルコール添加量の下限値は、アルコールの最大添加量の０．１倍の値として設定することが最適なことがわかる。

本実施例、比較例で開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は前記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 液晶パネル、２ａ カラーフィルタ側パネルガラス、２ｂ ＴＦＴ側パネルガラス、３ シール樹脂体、４ 液晶層、５ 偏光板、６ カラーフィルタ、７ 反射防止膜、８ 透明導電膜、９ 配向膜、１０ 画素電極、１１ バス電極、１２ 絶縁膜、３１ ガラス基板、３２ ゲート配線、３３ ゲート絶縁膜、３４ チャネル層、３５ 絶縁膜、３６ ソース配線、３７ ドレイン電極、３８ 絶縁膜、５１ 剥離装置、５２ 容器、５３ 回転軸、５４ 蓋、５５ ガラス片、５６ 砥粒

Claims (7)

1. 膜が形成されたガラスの前記膜をガラスから分離して再資源化する方法であって、
   膜が形成されたガラスを破砕する破砕工程と、
   破砕されたガラスに対して衝撃を与え、ガラスと剥離物とに剥離させる剥離工程とを含み、
   前記剥離工程においては、破砕されたガラスに脂肪族アルコールを混合することを特徴とする膜が形成されたガラスの再資源化方法。
2. 前記膜が形成されたガラスは液晶パネルであることを特徴とする請求項１に記載の膜が形成されたガラスの再資源化方法。
3. 前記剥離工程は、自転するように構成された容器に膜が形成されたガラスを投入し、前記容器を自転させることで剥離することを特徴とする請求項１または２に記載の膜が形成されたガラスの再資源化方法。
4. 前記剥離工程は、脂肪族アルコール雰囲気中で行われることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の膜が形成されたガラスの再資源化方法。
5. 前記剥離工程における脂肪族アルコールの添加量Ｘは、下記数１の条件式を満たすことを特徴とする請求項３に記載の膜が形成されたガラスの再資源化方法。
   
   （式中、Ｘはアルコール添加量（ｇ）、Ｔは容器内温度（℃）、Ｌは容器内に液晶パネル及び砥粒を入れた際の、容器内の空間体積（Ｌ）、Ｍはアルコール分子量とする。）
6. 前記剥離工程における脂肪族アルコールの添加量Ｘは、下記数２の条件式を満たすことを特徴とする請求項３に記載の膜が形成されたガラスの再資源化方法。
   
   （式中、Ｘはアルコール添加量（ｇ）、Ｔは容器内温度（℃）、Ｌは容器内に液晶パネル及び砥粒を入れた際の、容器内の空間体積（Ｌ）、Ｍはアルコール分子量とする。）
7. 前記剥離工程において混合する脂肪族アルコールは、エタノールであることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の膜が形成されたガラスの再資源化方法。