JPH04260486A - 液晶物質を含む廃棄物の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［発明の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、画像表示装置等に使用
される液晶表示器などの液晶物質を含む廃棄物の処理方
法に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】近来、ワードプロセッサー、液晶テレビ
等の急速な普及と共に、液晶表示器等の液晶を含む廃棄
物の量が急増しつつある。この液晶表示器等の廃棄物は
、現在のところ、他の廃棄物と一緒に埋め立て処理や焼
却処理がなされており、これに伴い、表示器中の液晶物
質である有機化合物が、環境中に放出・蓄積され始めて
いる。

【０００４】液晶表示器は、ガラス等の基板の間に液晶
材料が挟持されたものであり、該液晶材料は、一般に、
下記の化学式（式中、Ｒはハロゲン、アルキル基又はハ
ロゲン化アルキル基を示し、ハロゲンはフッ素又は塩素
である）で表されるような構造を有する有機ハロゲン化
合物、有機ニトリル化合物等の液晶物質により構成され
ている。従って、液晶表示器等を廃棄することによって
これらの有機化合物が環境中に放出される。

【０００５】

【化１】

【０００６】上記有機化合物の毒性は、ＰＣＢやトリク
レンなどに比べると大きくはないが、人体への蓄積性が
認められている。このため、近い将来において、液晶物
質の廃棄量増加に従って、生物に対する危険性は、一段
と高まるものと思われる。また、液晶化合物の構成元素
であるフッ素は、オゾン層を破壊して地球環境を悪化さ
せることが近年明らかになってきた。このため、液晶物
質の分解、無害化の方法が種々検討されている。

【０００７】現在知られている有機ハロゲン化合物の分
解方法としては、ＰＣＢやトリクレン等の分解方法とし
て開発が進められている高温燃焼法、触媒燃焼法、水素
化分解法、電子線分解法、ナトリウム分解法、光触媒分
解法等が挙げられる。

【０００８】しかし、これらの分解方法にはそれぞれ実
用化を妨げる欠点がある。例えば、高温燃焼法において
は、分解効率が低く、多大なエネルギーの供給を必要と
するため、装置が大きくなり、運転コストも高くなる。 触媒燃焼法では、高温燃焼法に比べると分解効率が高く
、必要とされるエネルギーも少なくてすむため、経済性
は高いが、分解反応時に発生するハロゲン化物により、
触媒が急速に劣化するという問題点がある。水素化分解
法では、高温燃焼法と同様、分解効率が低く、必要とす
るエネルギーも大きい。また、発生するハロゲン化物に
より装置が腐食する危険性が、他の方法より大きい。電
子線分解法は、分解効率が最も低い方法であり、この方
法だけでは完全に分解することは困難である。ナトリウ
ム分解法においては、分解効率は高いが、ナトリウムの
取扱上の安全対策のために装置が大型化する欠点がある
。

【０００９】従って、液晶物質を含む廃棄物の処理に使
用可能な有機ハロゲン化合物の分解方法は未だなく、液
晶物質を含む廃棄物を分解・無害化するための実用化可
能な方法は完成されていない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、経済
性及び安全性を十分に満足させることができるような液
晶物質を含む廃棄物の処理方法はまだ完成されていない
。

【００１１】本発明は、経済性、安全性に優れ、実用化
に充分対応できる液晶物質を含む廃棄物の処理方法を提
供することを目的とするものである。

【００１２】［発明の構成］

【００１３】

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するために、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、液晶
物質を含む廃棄物を水分の存在下で加熱すると廃棄物か
ら液晶物質が容易に分離されること、そして、貴金属触
媒成分及び卑金属触媒成分を含む触媒を用いると、分離
された液晶物質を効率よく分解できることを見いだし、
本発明を完成するに至った。

【００１４】本発明の液晶物質を含む廃棄物の処理方法
は、液晶物質を含む廃棄物を水分存在下で加熱して液晶
物質を廃棄物から分離する第１工程と、貴金属触媒成分
及び卑金属触媒成分を有する触媒を用いて分離した液晶
物質を加熱分解する第２工程とを備えている。

【００１５】以下、本発明をさらに詳細に説明する。

【００１６】液晶物質を含む廃棄物は、廃棄物から液晶
物質を分離する第１工程を経て、分離された液晶物質を
第２工程において触媒を用いて分解する。

【００１７】第１工程では、液晶物質を含む廃棄物に水
分を加えて加熱することにより、液晶物質が廃棄物から
容易に分離・抽出される。液晶材料は粘稠状態で基板に
付着しているが、廃棄物に水分を加えて加熱すると、液
晶物質が部分的に分解し、基板から分離され易くなる。 水分は、水蒸気を含む雰囲気、液体状態の水、あるいは
酸、アルカリ成分を含む水溶液のいずれの形で加えても
良い。アミン化合物などのアルカリ成分を溶解した水溶
液を用いると液晶物質の分解が促進されるので、より好
ましい。液晶物質は、２００℃以上に加熱すると効果的
に廃棄物から分離する。２００℃以下でも分離は起こる
が、加熱温度は高い方が好ましい。但し、基板等の液晶
物質以外のものからの分離性を考慮すると、基板材料等
の融点以下の温度であることが好ましい。従って、基板
材料として通常よく使用されるガラスの融点以下の温度
で液晶の分離を行う方が良い。なお、液晶物質の分離後
に基板に残存する液晶物質の量は微量であるので、液晶
分離後の基板は比較的安全に焼却処理などを行うことが
できると考えられる。

【００１８】第２工程では、第１工程で分離された液晶
物質を触媒を用いて加熱分解・無害化する。この工程に
おける分解用触媒としては、貴金属触媒成分及び卑金属
触媒成分を多孔質担体層に担持した触媒が用いられる。 貴金属触媒成分としては、金、銀及び白金族元素が挙げ
られるが、このうち、白金、パラジウムが特に好ましく
、これらのうちの１つあるいはそれ以上が用いられる。 卑金属触媒成分としては、ニッケル、コバルト、希土類
元素、アルカリ土類元素、マグネシウム、シリコン、及
びこれらの酸化物が挙げられ、これらのうちの１つある
いはそれ以上が使用される。

【００１９】分解用触媒において、貴金属触媒成分は主
に酸化触媒として分解反応を担当し、卑金属触媒成分は
水素化触媒として作用すると考えられる。従って、両触
媒成分を組み合わせることにより、酸化及び水素化の両
反応が行われ、更に、卑金属触媒は貴金属触媒成分のハ
ロゲン化物に対する耐被毒性を向上させ反応をサポート
すると考えられる。貴金属触媒成分及び卑金属触媒成分
はそれぞれ個別に担持させたものを合わせて用いても良
く、両成分が混在するような状態が好ましい。貴金属触
媒成分及び卑金属触媒成分を、チタニア及びジルコニア
などの酸化物粒子上に、同一粒子上に両触媒成分が存在
するように担持した触媒（以後、これらの担持触媒を複
合粒子触媒と記載する）では更に性能が向上する。これ
らにおいて、触媒の性能は、複合粒子触媒中の貴金属触
媒成分と卑金属触媒成分の担持位置関係によって異なる
と考えられる。

【００２０】上記の貴金属触媒成分と卑金属触媒成分と
の組成比は、０．１〜１０であることが望ましい。この
理由は明らかではないが、この範囲においては両成分の
相乗効果が期待できるものと考えられる。

【００２１】分解用触媒は、１００℃以上、より好まし
くは２００℃以上の温度において液晶物質を効率よく分
解する。

【００２２】第２工程において、水分の存在により、触
媒の分解効率が向上する。分解反応の際に供給される水
分の量は、液晶物質の種類や処理温度などによって異な
るが、気相状態では、液晶物質を完全に水素化分解して
メタン等にするのに必要とされる水素量に相当する水分
量の０．１〜１倍が好ましい。より好ましくは０．２〜
０．７倍量であり、約０．６倍量が最も好適である。水
分源としては、水分を含むものであれば種類を問わない
が、できる限り不純物の少ないものが好ましい。水分の
供給方法としては、キャリアガスで水分を搬送する方法
が一般的であるが、本発明においては、第１工程におい
て水分が供給されるので、あらためて供給する必要はな
い。水分量が制御可能であると、触媒活性を制御する上
で好ましい。また、第１工程における分離した液晶物質
を含んだ水に触媒を加えて液相で反応を行うことも可能
である。

【００２３】第２工程において、触媒を効率よく作用さ
せるためには酸素が存在することが好ましい。この酸素
の量は、液晶物質の種類や処理温度などにより異なるが
、液晶物質を完全に酸化するのに必要とされる量の０．
２〜０．７倍程度が好ましい。酸素源としては、酸素を
含む気体が好ましく、実用的には空気が使用される。触
媒活性を制御するために酸素量を制御する必要がある場
合は、高濃度の酸素を含む気体を使用することが望まし
い。

【００２４】上記分解用触媒は、水分の存在下で液晶物
質を効率よく分解し、ハロゲン化物に対する耐被毒性も
良い。触媒による分解によって二酸化炭素、水等の無害
な酸化物や比較的処理が容易なハロゲン化水素、二酸化
窒素等が小量生じる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の液晶物質を含む廃棄物の処理
方法を具現化する装置を用いて行った実施例及び比較例
により、本発明をさらに詳細に説明する。

【００２６】図１は、本発明の処理方法によって液晶物
質を含む廃棄物を処理するための装置１０を模式的に示
したものである。この処理装置１０は、抽出槽１１、ガ
ス流路１２、予熱槽１３及び触媒槽１４を備えている。 液晶物質を含む廃棄物は抽出槽１１に入れられ、水分の
存在下、密閉状態で加熱され、液晶物質が基板等から分
離される。分離された液晶物質を含む水をバブリングす
ることにより、液晶物質を含んだガスが、ガス流路１２
を通り、予熱槽１３で分解反応温度に調整されて触媒槽
１４へ送られる。ガス中の液晶物質は、触媒槽１４内で
分解され、液晶濃度の測定を経たガスは、安全のために
設けられている活性炭吸着塔１５を通って煙突１６より
排出される。

【００２７】図２は、本発明の他の処理方法によって廃
棄物を処理する装置２０を示したものである。この処理
装置２０においては、処理装置１０と同様に液晶物質を
含む廃棄物と水を抽出槽２１に入れて密閉状態で加熱し
て液晶物質を分離した後に、得られた液晶物質を含んだ
水に対して分解処理が施される。即ち、液晶物質を含ん
だ水は、液流路２２を通して分解用触媒が備えられた分
解槽２４へ送られて、分解槽２４において閉鎖系で分解
反応が行われる。

【００２８】上記の装置を用いて、以下のように液晶表
示器の処理試験を行った。尚、試験に用いた液晶表示器
は、Ａ（ＺＬＩ−１１３２、ＭＥＲＣＫ社製）、Ｂ（Ｚ
ＬＩ−１３７０、ＭＥＲＣＫ社製）、Ｃ（ＺＬＩ−１７
３８、ＭＥＲＣＫ社製）、Ｄ（ＤＯＸ−１０８３、ＲＯ
ＤＩＫ社製）、Ｅ（ＤＯＸ−１０８２、ＲＯＤＩＫ社製
）、Ｆ（Ｅ−９０、ＢＤＨ社製）、Ｇ（Ｅ−１００、Ｂ
ＤＨ社製）及びＨ（Ｅ−１１０、ＢＤＨ社製）である。

【００２９】実施例１ 図１の処理装置を用いて、以下の実験を行った。

【００３０】液晶物質を含む廃棄物として、ワードプロ
フェッサーから取り出した液晶表示器Ａ１０枚を、水２
０ｇ（液晶物質に対して３０ｗｔ％）と共に抽出槽１に
入れ、密閉状態で２００℃に１時間加熱した。その後、
キャリア用空気で液晶物質を溶解した水をバブリングし
て、液晶物質を含むガスを得た。このガス（流量６ｌ／
ｍｉｎ．，液晶物質濃度１．０％）を、予熱槽３で５０
０℃に加熱し、触媒槽４に供給した。触媒槽４中には、
パラジウム触媒及び酸化ニッケル触媒（組成比１：１）
を充填した。触媒槽のサイズは、直径３ｃｍ、長さ５ｃ
ｍである。 触媒槽４から排出されたガス中の液晶物質濃度を測定し
、活性炭吸着塔５を通して煙突６から外気に排出した。

【００３１】抽出槽１内の処理済み基板残査中の残存液
晶物質の量（重量比）を測定した。この結果を表１に示
す。

【００３２】実施例２〜２２ 実施例１と同じ装置を用いて、液晶試料の種類、第１工
程で供給される水分の量及び性質、第２工程における水
分量、触媒の種類を変えて、実施例１と同様の試験を行
い、処理済み残査中の液晶物質の量及び触媒槽から排出
されるガス中の液晶物質濃度を測定した。実施例中、複
合粒子触媒は、パラジウム及び酸化ニッケル（組成比１
：１）を通常用いられる方法によりチタニア粒子に担持
させたものを使用した。これらの結果を表１に示す。

【００３３】表１において、第１工程で水分存在下で液
晶物質を分離させた後の残査中の残存液晶物質の量は、
重量比にして０．３ｐｐｍ　以下であった。又、第２工
程において、水分の存在下で貴金属触媒成分と非金属触
媒成分を組合せた触媒を使用した時の排ガス中の液晶物
質濃度は、０．３ｐｐｍ　以下であった。

【００３４】

【表１】

【００３５】実施例２３ 図２に示される処理装置を用いて、以下の実験を行った
。

【００３６】液晶物質を含む廃棄物として液晶表示器Ａ
１０枚を、水２０ｇと共に抽出槽１に入れ、密閉状態で
２００℃に１時間加熱して、液晶物質を含む水を得た。 液晶物質を含む水（水量１０　ｌ，液晶物質濃度２．０
ｗｔ％）を、触媒を入れた分解槽２４に入れ、閉鎖系で
２００℃に３０分間加熱した。触媒は、パラジウム及び
酸化ニッケル（組成比１：１）を常法によりチタニア粒
子に担持した複合粒子触媒（５０ｇ）を用いた。

【００３７】抽出槽１内の処理済み残査中の残存液晶物
質の量（重量比）及び分解槽２４内の水溶液の液晶物質
濃度を測定した。この結果を表２に示す。

【００３８】実施例２４〜３５実施例２３と同じ装置を
用いて、液晶試料の種類、第１工程における水溶液の性
質、第２工程における反応温度、触媒の種類を変えて、
実施例２３と同様の試験を行い、処理済み残査中の液晶
物質の量及び分解槽２４内の水溶液の液晶物質濃度を測
定した。この結果を表２に示す。

【００３９】表２において、液晶物質を含む水溶液を分
解用触媒を用いて加熱処理した後の水溶液中の液晶濃度
は０．１ｐｐｍ　以下であった。

【００４０】

【表２】

【００４１】比較例１〜２０ 実施例１と同じ装置を用いて、触媒の種類を変えた場合
及び触媒を用いない場合、第１工程又は第２工程におい
て水分を用いない場合について、実施例１〜２２と同様
の方法で試験を行った。抽出槽１内の処理済み残査中の
残存液晶物質の量（重量比）及び触媒槽４から排出され
るガス中の液晶物質濃度を測定した。この結果を表３に
示す。

【００４２】表３において、第１工程で水分を用いない
場合、処理済み残査中の残存液晶物質の量は２０００ｐ
ｐｍ　であった。又、第２工程において、水分を用いな
い場合、及び、貴金属触媒あるいは卑金属触媒を単独で
使用した場合の各々において、触媒槽からの排出ガス中
の液晶物質濃度は１０ｐｐｍ　を越えていた。

【００４３】

【表３】

【００４４】比較例２１〜３０ 実施例２３と同じ装置を用いて、触媒の種類を変えた場
合及び触媒を用いない場合について、第１工程における
水溶液の性質及び第２工程における反応温度を変えて、
同様の試験を行った。抽出槽１内の処理済み残査中の残
存液晶物質量及び分解槽２４内の水溶液の液晶物質濃度
を測定した。この結果を表４に示す。

【００４５】表４において、貴金属触媒あるいは卑金属
触媒を単独で使用した場合、処理後の水溶液中の液晶物
質濃度は５０ｐｐｍ　以上であった。触媒を用いない場
合においては、３００ｐｐｍ　以上であった。

【００４６】

【表４】

【００４７】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
液晶物質を含む廃棄物の処理方法によって、液晶物質は
容易に分離・抽出され、効率良く分解することができる
ので、経済性に優れ、その工業的価値は極めて大である
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の処理方法を実施するための装置の一例
を示す模式図である。

【図２】本発明の他の処理方法を実施するための装置を
示す模式図である。

【符号の説明】

１０　　処理装置 １１　　抽出槽 １２　　ガス流路 １３　　予熱槽 １４　　触媒槽 １５　　活性炭吸着塔 １６　　煙突 ２０　　処理装置 ２１　　抽出槽 ２２　　液流路 ２４　　分解槽

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　液晶物質を含む廃棄物を水分存在下で
   加熱して液晶物質を廃棄物から分離する第１工程と、貴
   金属触媒成分及び卑金属触媒成分を有する触媒を用いて
   分離した液晶物質を加熱分解する第２工程とを備えるこ
   とを特徴とする液晶物質を含む廃棄物の処理方法。