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TWI809385B - 偏光板結構物之回收方法 - Google Patents

偏光板結構物之回收方法 Download PDF

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TWI809385B
TWI809385B TW110116196A TW110116196A TWI809385B TW I809385 B TWI809385 B TW I809385B TW 110116196 A TW110116196 A TW 110116196A TW 110116196 A TW110116196 A TW 110116196A TW I809385 B TWI809385 B TW I809385B
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廖秋惠
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台塑能源科技股份有限公司
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Abstract

一種偏光板結構物之回收方法，係以去碘純化製程，將PET保護膜層自廢棄偏光板中剝除，以及將PVA膜層中的碘離子予以溶解，將碘氣體冷凝成純度≥99%的碘化鉀；其中非PET物質製成固態燃料(SRF)，以提供高能源效率鍋爐之燃料；另PET物質則與前述先行剝離之PET保護膜層製成PET塑膠粒，以提供具有高利用性與高經濟效益之回收聚酯；由於本發明可將廢棄偏光板處理，分別獲取純度高的碘化鉀、固態燃料(SRF)以及PET塑膠粒，因此本發明具有減少環境汙染及資源回收再利用的功效。

Description

偏光板結構物之回收方法
本發明係有關一種回收方法，尤指可將廢棄偏光板經處理而獲取高純度碘化鉀、固態燃料以及PET塑膠粒，進而達到減少環境汙染及資源回收再利用之一種偏光板結構物之回收方法。
按，偏光板為液晶顯示器之基礎零件之一，其係一種只允許特定方向的光線才能透過的光板；因此在製作液晶顯示器的過程中，必須上下各用一片偏光板使其成交錯方向置入，故光源產生位相差而呈現不同的明暗狀態，以顯示字幕或圖案。偏光板的結構如圖1所示，包括離型膜層911、PSA感壓膠層912、上TAC膜層913(三醋酸纖維)、PVA膜層914(聚乙烯醇)、下TAC膜層914(三醋酸纖維)、與PET保護膜層920。偏光板最主要的偏光子是利用透光性良好的高分子薄膜(常用PVA)，吸附碘系物質，使碘離子擴散滲入內層的PVA中，經微熱後以機械拉伸數倍長度，由於PVA分子受應力延伸後分子就一致的排列，使附著的碘離子也方向性地形成長鏈，因此可以吸收平行於其排列方向的光束電場，讓垂直光向的光束電場分量通過，達到偏光的效果。
由於偏光板為一種複合材料，難以回收使用，所以目前廢棄偏光板處理方式主要有兩個途徑，一個為粉碎後送往境外作處理，但礙於法規以及成本考量其處理方式目前已漸少見，另一途徑為送往焚化爐焚毀，但因為碘離子於高溫焚燒後會產生大量的紫色煙霧，造成居民抗議，因此將廢棄偏光板進行掩埋或焚化均有二次環境污染之虞，更何況偏光板中的PET及TAC等塑膠材料均有資源再利用之潛勢。
緣是，本發明之主要目的，係在提供一種可將廢棄偏光板中之結構物，包括碘離子及PET與TAC等塑膠材料都能予以回收之方法與設備，以減少環境汙染並達到資源回收再利用的功效。
為達上述目的，本發明係將廢棄之偏光板中之結構物予以回收再利用，其處理方法包括下列步驟：a.剝除一偏光板表面之PET保護膜層，使其自該偏光板上分離，據以形成一PET保護膜與一偏光板裸板；b.粉碎該偏光板裸板以形成粉體；c.以蒸氣溶解該粉體內的黏著劑及碘離子，並加壓、攪拌該粉體以形成混合物；d.自該混合物中冷凝出純度≥99%的碘化鉀以回收再製，該混合物則形成非碘回收物；e.自該非碘回收物中分離出PET物質及非PET物質；f.將步驟e.所分離的該非PET物質經壓濾後製成固態燃料(SRF)；g.將步驟e.所分離出的該PET物質及步驟a.所剝下的該PET保護膜經由一液相增黏再生聚酯作業製成PET塑膠粒。
依據前揭特徵，本發明中該步驟a.包括以人工或機械設備剝除該廢棄偏光板表面之PET保護膜層。
依據前揭特徵，本發明中該步驟b.係應用一研磨機以進行該偏光板裸板之粉碎作業。
依據前揭特徵，本發明中該步驟c.係應用一鍋爐以產生蒸氣，及應用一螺桿押出機以加壓、攪拌使該粉體形成混合物。
依據前揭特徵，本發明中該步驟d.係應用一冷凝過濾器將該步驟c.所形成之混合物加以冷凝出碘化鉀。
依據前揭特徵，本發明中該步驟e.係應用一離心式分選機將該非碘回收物篩選出包括PVA(聚乙烯醇)、TAC(三醋酸纖維)及PET(聚對苯二甲酸以二醇)等不同比重的物質，其中，該PET即為該PET物質，該PVA與TAC即為該非PET物質。
依據前揭特徵，本發明中更包括一第一導管與一第二導管，係分別設置於該螺桿押出機與該冷凝過濾器之間，以及該螺桿押出機與一離心式分選機之間，使該混合物中之碘氣體及水蒸氣自該螺桿押出機之擴散口經該第一導管進入該冷凝過濾器內，而非碘回收物之液態混合物則自該螺桿押出機之出口經該第二導管進入該離心式分選機內。
依據前揭特徵，本發明中該步驟f.係應用一壓濾機將該非PET物質製成該固態燃料(SRF)。按，SRF具有低環境衝擊、低燃料成本、並可應用於高能源效率鍋爐及燃燒設施，且相較於煤炭，SRF作為燃料更能達成減碳之效。此外，將SRF做為工業鍋爐燃料使用，也可減少現有焚化爐負荷。
依據前揭特徵，本發明中該步驟g.所述的液相增黏再生聚酯作業，係應用一釜式反應槽將該PET物質與該PET保護膜予以加熱、攪拌、抽真空，使聚酯熔體的分子鏈解聚成較短的鏈，再聚合成所需合適長度的分子鏈，進而改變聚酯的特性黏度(I.V.)、熔點及其分子鏈結構，以適合再生聚酯(PET)的再利用；以及應用一造粒機將該再生聚酯(PET)製成PET塑膠粒。
藉助前揭特徵，本發明係以去碘純化製程，將PET保護膜層自廢棄偏光板中剝除，以及將PVA膜層中的碘離子予以溶解；再以分類回收製程，將碘氣體冷凝成純度≥99%的碘化鉀，以進一步回收再製；而非PET物質製成固態燃料(SRF)，以提供高能源效率鍋爐之燃料；PET物質則與前述先行剝離之PET保護膜層製成PET塑膠粒，以提供具有高利用性與高經濟效益之回收聚酯；由於本發明可將廢棄偏光板處理，分別獲取純度＞99%的碘化鉀、固態燃料(SRF)以及PET塑膠粒，因此本發明具有減少環境汙染及資源回收再利用的功效。
首先請參閱圖2所示，係為本發明將廢棄偏光板900進行回收處理之產出架構，其中，廢棄偏光板900的組成結構包括有：離型膜層911、PSA感壓膠層912、上TAC膜層913、PVA膜層914、下TAC膜層915、與PET保護膜層920；由於PET保護膜層920係貼附在廢棄偏光板900的表面，以保護偏光板防止其刮傷，因此在回收作業時可先將PET保護膜層920剝除以形成偏光板裸板910；其次，將其進行去碘純化製程810，其目的在將其內含之黏著劑與碘離子溶解出來；接續，本發明進行分類回收製程820，包括，將其中之碘氣體冷凝成純度≥99%的碘化鉀950以進一步回收再製；而剩餘者可分離出非PET物質960與PET物質970；非PET物質960可製成固態燃料(SRF)980，以提供高能源效率鍋爐之燃料；PET物質970與前述先行剝離之PET保護膜層920則可成PET塑膠粒990，以提供具有高利用性與高經濟效益之回收聚酯。
請進一步參閱圖3所示，係為本發明回收處理步驟之架構；其中，本發明係以去碘純化製程810與分類回收製程820來進行廢棄偏光板900之回收處理作業，而去碘純化製程810主要在將PET保護膜層920自廢棄偏光板900中剝除，以及將PVA膜層914中的碘離子予以溶解；具體的製程架構為：進行剝離作業811使廢棄偏光板900據以形成一偏光板裸板910與一PET保護膜920；其次，進行粉碎作業812使偏光板裸板910據以形成粉體930；進而，加入蒸氣931並進行溶解、加壓與攪拌作業813，使粉體930據以形成混合物940；再者，分類回收製程820主要在將廢棄偏光板900的結構物予以分類並進行回收使其資源再利用；具體的製程架構為：進行冷凝作業821使混合物940中的碘氣體941凝結出碘化鉀950；進行分篩作業822使混合物940中的非碘回收物942據以分離出非PET物質960與PET物質970；其中，該非PET物質960經過壓濾作業823，可據以形成固態燃料(SRF)980；而PET物質970則與該PET保護膜920一併經液相增黏再生聚酯作業824據以形成PET塑膠粒990；因此，廢棄偏光板900經本發明之去碘純化製程810與分類回收製程820後，可得到碘化鉀950、固態燃料(SRF)980及PET塑膠粒990，達到資源再利用的效益。
承上，本發明係將廢棄之偏光板中之結構物予以回收再利用，其處理步驟如圖4所示，包括：步驟a.剝離作業：剝除一偏光板表面之PET保護膜，使其自該偏光板上分離，據以形成一PET保護膜與一偏光板裸板；步驟b.粉碎作業：粉碎該偏光板裸板以形成粉體；步驟c.溶解、加壓與攪拌作業：以蒸氣溶解該粉體內的黏著劑及碘離子，並加壓、攪拌該粉體以形成混合物；步驟d.冷凝作業：自該混合物中冷凝出純度＞99%的碘化鉀以回收再製，該混合物則形成非碘回收物；步驟e.分篩作業：自該非碘回收物中分離出PET物質及非PET物質；步驟f.壓濾作業：將步驟e.所分離的該非PET物質經壓濾後製成固態燃料(SRF)；步驟g.液相增黏再生聚酯作業：將步驟e.所分離出的該PET物質及步驟a.所剝離的該PET保護膜層製成PET塑膠粒；而前述步驟a.至步驟c.係屬於去碘純化製程，其目的在將貼附於廢棄偏光板表面的PET保護膜層先予剝離，以及將已剝除PET保護膜層後的偏光板裸板，其內含之碘離子予以溶解出來；再者，前述步驟d.至步驟g.係屬於分類回收製程，其目的在將在將廢棄偏光板的結構物予以分類並進行回收，以獲取碘化鉀、固態燃料(SRF)及PET塑膠粒，使資源可再予利用。
本發明中其步驟a.之作業方法如圖5所示，係以人工方式或應用機械設備，將廢棄偏光板900表面的PET保護膜層920先予剝離，使廢棄偏光板900據以形成一偏光板裸板910與一PET保護膜層920，而該偏光板裸板910則包含有離型膜層911、PSA感壓膠層912、上TAC膜層913、PVA膜層914、下TAC膜層915等5層之結構；圖6所示係為本發明中其步驟b.之作業方法，其係應用一研磨機10將偏光板裸板910進行粉碎作業，使包含有離型膜層911、PSA感壓膠層912、上TAC膜層913、PVA膜層914、與下TAC膜層915等結構據以形成粉體930；圖7所示係為本發明中其步驟c.之作業方法，其係應用一鍋爐20以產生蒸氣931，及應用一螺桿押出機30將該粉體930予以加壓、攪拌使其形成混合物940，同時將蒸氣931送入混合物940中，據以將其中PSA感壓膠層912所含之黏著劑，以及PVA膜層914所含之碘離子予以溶解。
接續，圖8所示係為本發明中其步驟d.與步驟e.之作業方法，其係應用一第一導管31與一第二導管32，分別裝設於該螺桿押出機30與一冷凝過濾器40之間，以及該螺桿押出機30與一離心式分選機50之間，使該混合物940中之碘氣體941及水蒸氣，自該螺桿押出機30之擴散口經該第一導管31進入該冷凝過濾器40內，使該碘氣體941冷凝出純度≥99%的碘化鉀950；而屬於非碘回收物942之液態混合物，包括PVA(聚乙烯醇)、TAC(三醋酸纖維)及PET(聚對苯二甲酸以二醇)等結構物，則依不同比重先後被篩選成非PET物質960與PET物質970。
再者，圖9所示係為本發明中其步驟f.與步驟g.之作業方法，其中，非PET物質960係應用一壓濾機60將其製成固態燃料(SRF)980；而PET物質970則與前述步驟a.中所剝離的PET保護膜層920一併應用液相增黏再生聚酯作業據以製成PET塑膠粒990；本發明中所述之液相增黏再生聚酯作業，包括一破碎機71，其係將前述之PET物質970與PET保護膜層920打碎，再送入一釜式反應槽80中進行加熱與攪拌，其結構如圖10所示，該釜式反應槽80包含有槽體81、槽蓋82、夾套83、攪拌器84、與傳動裝置85，其加熱方式則有電加熱、熱水加熱、導熱油循環加熱等模式，且該釜式反應槽80連接一調控單元72與一抽真空單元73，該調控單元72可依據PET物質970與PET保護膜層920的不同特性，調控其加熱溫度與加熱時間，該抽真空單元73則可排除槽體81內的有機雜質、水份、污垢，則釜式反應槽80在250〜300℃的最終溫度下，聚酯熔體的分子鏈將解聚成較短的鏈，再聚合成所需合適長度的分子鏈，進而改變聚酯的特性黏度(I.V.)、熔點及其分子鏈結構，以適合再生聚酯(PET)的再利用；最後，再進一步應用一造粒機74將該再生聚酯(PET)製成PET塑膠粒990，以提供具有高利用性與高經濟效益之回收聚酯。
請參閱圖11及圖12，其中圖11係揭露本發明回收處理所製成的固態燃料(SRF)產品照片，圖12係揭露本發明回收處理所製成的塑膠粒產品照片。由上開產品照片顯示本發明確實可達預期的回收目的及效益。
是以，藉助上揭技術手段，本發明係以去碘純化製程810，將PET保護膜層920自廢棄偏光板900中剝除，以及將PVA膜層914中的碘離子予以溶解；再以分類回收製程820，將碘氣體冷凝成純度≥99%的碘化鉀950，以進一步回收再製；非PET物質960係製成固態燃料(SRF)980，以提供高能源效率鍋爐之燃料；PET物質970與前述先行剝離之PET保護膜層920則製成PET塑膠粒990，以提供具有高利用性與高經濟效益之回收聚酯；由於本發明可將廢棄偏光板900處理，分別獲取純度≥99%的碘化鉀950、固態燃料(SRF)980以及PET塑膠粒990，因此本發明具有減少環境汙染及資源回收再利用的功效。
綜上所述，本發明所揭示之技術手段，確具「新穎性」、「進步 性」及「可供產業利用」等發明專利要件，祈請  鈞局惠賜專利，以勵發明，無任德感。
惟，上述所揭露之圖式、說明，僅為本發明之較佳實施例，大凡熟悉此項技藝人士，依本案精神範疇所作之修飾或等效變化，仍應包括在本案申請專利範圍內。
10:研磨機 20:鍋爐 30:螺旋押出機 31:第一導管 32:第二導管 40:冷凝過濾器 50:離心式分選機 60:壓濾機 71:破碎機 72:調控單元 73:抽真空單元 74:造粒機 80:釜式反應槽 81:槽體 82:槽蓋 83:夾套 84:攪拌器 85:傳動裝置 810:去碘純化製程 811:剝離作業 812:粉碎作業 813:溶解、加壓與攪拌作業 820:分類回收製程 821:冷凝作業 822:分篩作業 823:壓濾作業 824:液相增黏再生聚酯作業 900:廢棄偏光板 910:偏光板裸板 911:離型膜層 912:PSA感壓膠層 913:上TAC膜層 914:PVA膜層 915:下TAC膜層 920:PET保護膜層 930:粉體 931:蒸氣 940:混合物 941:碘氣體 942:非碘回收物 950:碘化鉀 960:非PET物質 970:PET物質 980:固態燃料(SRF) 990:PET塑膠粒
圖1 係習用偏光板組成結構之示意圖。 圖2 係本發明回收處理之產出架構圖。 圖3 係本發明回收處理步驟之架構圖。 圖4 係本發明回收處理步驟之方塊圖。 圖5 係本發明步驟a.之作業方法示意圖。 圖6 係本發明步驟b.之作業方法示意圖。 圖7 係本發明步驟c.之作業方法示意圖。 圖8 係本發明步驟d.及步驟e.之作業方法示意圖。 圖9 係本發明步驟f.及步驟g.之作業方法示意圖。 圖10 係本發明中釜式反應槽之結構示意圖。 圖11係本發明回收處理所製成的固態燃料(SRF)產品照片。 圖12係本發明回收處理所製成的塑膠粒產品照片。
810:去碘純化製程
811:剝離作業
812:粉碎作業
813:溶解、加壓與攪拌作業
820:分類回收製程
821:冷凝作業
822:分篩作業
823:壓濾作業
824:液相增黏再生聚酯作業
900:廢棄偏光板
910:偏光板裸板
911:離型膜層
912:PSA感壓膠層
913:上TAC膜層
914:PVA膜層
915:下TAC膜層
920:PET保護膜層
930:粉體
931:蒸氣
940:混合物
941:碘氣體
942:非碘回收物
950:碘化鉀
960:非PET物質
970:PET物質
980:固態燃料(SRF)
990:PET塑膠粒

Claims (8)

  1. 一種偏光板結構物之回收方法，係將廢棄之偏光板中之結構物予以回收再利用，其處理方法包括下列步驟：a.剝除一廢棄偏光板表面之PET保護膜層，使其自該廢棄偏光板分離，據以形成一PET保護膜與一偏光板裸板；b.粉碎該偏光板裸板以形成粉體；c.以蒸氣溶解該粉體內的黏著劑及碘離子，並加壓、攪拌該粉體以形成混合物；d.應用一冷凝過濾器以冷凝該步驟c.所形成之混合物，使自該混合物中冷凝出純度
    Figure 110116196-A0305-02-0013-13
    99%的碘化鉀以回收再製，經冷凝後該混合物則形成非碘回收物；e.應用一離心式分選機以篩選該步驟d.所形成之非碘回收物，使自該非碘回收物中分離出PET物質及非PET物質；f.將步驟e.所分離的該非PET物質經壓濾後製成固態燃料(SRF)；g.將步驟e.所分離出的該PET物質及步驟a.所剝離的該PET保護膜經由一液相增黏再生聚酯作業製成PET塑膠粒。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板結構物之回收方法，其中，該步驟a.包括以人工或機械設備剝除該廢棄偏光板表面之PET保護膜層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板結構物之回收方法，其中，該步驟b.係應用一研磨機以進行該偏光板裸板之粉碎作業。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板結構物之回收方法，其中，該步驟c.係應用一鍋爐以產生蒸氣，及應用一螺桿押出機以加壓、攪拌使該粉體形成混合物。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板結構物之回收方法，其中，該步驟e.係應用該離心式分選機將該非碘回收物篩選出包括PVA(聚乙烯醇)、TAC(三醋酸纖維)及PET(聚對苯二甲酸以二醇)等不同比重的物質，其中，該PET即為該PET物質，該PVA與TAC即為該非PET物質。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之偏光板結構物之回收方法，其中，更包括一第一導管與一第二導管，係分別設置於該螺桿押出機與該冷凝過濾器之間，以及該螺桿押出機與該離心式分選機之間，使該混合物中之碘氣體及水蒸氣自該螺桿押出機之擴散口經該第一導管進人該冷凝過濾器內，而非碘回收物之液態混合物則自該螺桿押出機之出口經該第二導管進入該離心式分選機內。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板結構物之回收方法，其中，該步驟f.係應用一壓濾機將該非PET物質製成該固態燃料(SRF)。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板結構物之回收方法，其中，該步驟g.所述的液相增黏再生聚酯作業，係應用一釜式反應槽將該PET物質與該PET保護膜予以加熱、攪拌、抽真空，使聚酯熔體的分子鏈解聚成較短的鏈，再聚合成所需合適長度的分子鏈，進而改變聚酯的特性黏度(I.V.)、熔點及其分子鏈結構，以適合再生聚酯(PET)的再利用；以及應用一造粒機將該再生聚酯(PET)製成PET塑膠粒。
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