JP2000219921A - ハンダ回収方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃品なるプリント基板等の破砕片からハンダ
を回収する装置を提供する。 【解決手段】 ハンダ回収装置は、廃品の破砕により生
じたハンダ片と他の材質の破砕片を順次に供給する供給
装置1と、該供給装置1からのハンダ片と破砕片を乗せて
回転するベルト５と、ベルト5のうちの上流域でハンダ
片と破砕片を加熱してハンダ片を溶融させ、その表面張
力で球状のハンダ粒に変形させる加熱部6と、ベルト５
のうちの下流域で冷却し球状のハンダ粒１０を凝固させ
る冷却部２５と、ベルト５先端から落下する球状のハン
ダ粒１０と破砕片１１を受けかつ上り傾斜方向に回転す
るベルト７ａと、ベルト７ａの下端近傍に配置したハン
ダ回収容器８とから構成し、ベルト7ａの上り方向に破
砕片１１を搬送し、下り方向に球状のハンダ粒１０を転
落させ回収容器８に回収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄された実装プ
リント基板のように基板、素子等の電気部品とハンダを
含む複数材料から構成される廃棄物を破砕した後、破砕
片から有害物を含むハンダを効果的に回収するハンダ回
収方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、家電品、パソコン等のハンダを含
む実装プリント基板が組み込まれている廃工業製品は処
理業者や地方自治体等のリサイクルシステムにおいて、
まず破砕され、次に鉄が磁力選別機により回収される。
更に渦電流選別機等により銅、アルミ、亜鉛等の非鉄金
属が回収される。しかし、非金属側に回収されるプラス
チック、プリント基板等の混在した他の破砕片は多くが
シュレッダダストとしてそのまま埋立て処理へ回されて
いる。しかし、最近ではプリント基板には有害物である
鉛を含むハンダが付着しているため、シュレッダダスト
は従来の安定型処分場への埋め立てができなくなり、管
理型処分場への埋め立てが義務ずけられている。しか
し、管理型処分場が不足していることから、ますます処
理が困難になっている。

【０００３】そこで、これらシュレッダダストから有害
物を含むハンダを回収し、他の破砕片も材質別に選別回
収することで廃材の再資源化の促進、埋立てるダストの
減容化、及び埋立てるシュレッダダストの無害化が可能
となる。

【０００４】ここで、上記実装基板等に付着する有害物
の鉛を含むハンダの回収方法としては塩酸等の薬品に溶
解させた後、イオン化傾向が鉛及び錫よりも上位の金属
と接触させて金属鉛、金属錫を析出させる方法がある。
（例えば特開平８-311444号公報）また、０.５〜５mmに
粉砕して４５〜３００μmの間で分級することで銅等の
有価物と樹脂、ガラス等を分離する方法がある。（例え
ば特開平５-329841号公報）しかし、これらのハンダ回
収方法は例えば塩酸等の薬品に溶解させて回収する方法
では、化学反応に基づくために溶融する処理速度が遅
く、大量処理を行うためには反応槽の容量が大きくなる
ことや廃液処理等の設備が必要なことから装置が大規模
となる。また、薬品濃度、温度等の管理が常に必要であ
り、装置の運営管理に大変手がかかる等の問題が有っ
た。

【０００５】また、粉砕して粒度に応じて分級する方法
は、ハンダを含まない基板のみの選別では銅と樹脂・ガ
ラスとが選別可能であるが、実装基板のように更にハン
ダが含まれると、ハンダと銅とは比重(銅の比重８.９、
ハンダの比重８〜９)に大差がないため選別が困難であ
る。また、処理上、細かく粉砕する必要があるため、多
くのエネルギーを必要とする等の問題が有った。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、実装プリン
ト基板のようなハンダのついた部品が含まれる廃棄物の
破砕片から、簡単に有害な元素を含んだハンダを回収す
ることが可能なハンダ回収方法及び装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のハンダ回収方法は、廃品の破砕により生じ
たハンダ片とハンダと異なる材質の破砕片が混在する各
種破砕片を搬送しながらハンダの融点以上に加熱し、溶
融したハンダをその表面張力により球状の粒に変形さ
せ、冷却して凝固させ、球状のハンダ粒と共に冷却した
破砕片を傾斜板に移し、この傾斜板を破砕片が傾斜板に
そって上方に移動するように動作させると共に球状のハ
ンダ粒を傾斜板にそって下方に転落させて回収すること
を特徴とするものである。

【０００８】また、上記目的を達成するために、本発明
の第１のハンダ回収装置は、廃品の破砕により生じたハ
ンダ片とハンダと異なる材質の破砕片を順次に供給する
供給手段と、この供給手段からのハンダ片と破砕片を乗
せて回転する第１搬送ベルトと、この第１搬送ベルトの
うちの上流域でハンダ片と破砕片をハンダの融点以上に
加熱してハンダ片を溶融させ、溶融したハンダの表面張
力により球状のハンダ粒に変形させる加熱手段と、第１
搬送ベルトのうちの下流域で冷却して球状のハンダ粒を
凝固させる冷却手段と、第１搬送ベルトのうちの下流域
端から落下する球状のハンダ粒と破砕片を受けかつ上り
傾斜方向に回転する第２搬送ベルトと、第２搬送ベルト
の下端近傍に配置したハンダ回収容器とから構成し、そ
して第２搬送ベルトの上り方向に破砕片を搬送し、下り
方向に凝固した球状のハンダ粒を転落させることを特徴
とする。第１のハンダ回収装置においては、突起部分な
どをもつ破砕片は第２搬送ベルトに留まり易く従ってこ
のベルト上方に運ばれベルト上端から落下する一方、滑
らかな球状のハンダ粒は第２搬送ベルトの下り方向に容
易に転落し、ハンダ回収容器に集められる。

【０００９】そして、上記ハンダ回収装置において、上
り傾斜方向に回転する第２搬送ベルトの代わりに、傾斜
台とこの傾斜台をその傾斜方向に振動させる振動手段か
らなる振動フィーダを用いてもよい。この振動フィーダ
によれば、突起部分などをもつ破砕片を傾斜台の上り方
向に移動させるが、滑らかな球状のハンダ粒は傾斜台の
下り方向に容易に転落し、ハンダ回収容器に集められ
る。

【００１０】本発明の第２のハンダ回収装置は、廃品の
破砕により生じたハンダ片とハンダと異なる材質の破砕
片を順次に供給する供給手段と、この供給手段からのハ
ンダ片と破砕片を受ける前下がりの第１下り傾斜台、こ
の第１下り傾斜台に続く第２の下り傾斜台及び第１、第
２の下り傾斜台を前方に上り傾斜で振動させる振動手段
からなる振動フィーダと、第１下り傾斜台上のハンダ片
と破砕片をハンダの融点以上に加熱しハンダ片を溶融さ
せ該溶融したハンダの表面張力により球状のハンダ粒に
変形させる加熱手段と、第１下り傾斜台から第２下り傾
斜台に搬送された破砕片と球状のハンダ粒を冷却し球状
のハンダ粒を凝固させる冷却手段と、第２下り傾斜台か
ら落下する球状のハンダ粒と破砕片を受け、上り傾斜方
向に回転する搬送ベルトと、この搬送ベルトの下端近傍
に配置したハンダ回収容器とから構成し、そして搬送ベ
ルトの上り方向に破砕片を搬送し、下り方向に凝固した
球状のハンダ粒を転落させることを特徴とする。第２の
ハンダ回収装置においては、第１及び第２下り傾斜台上
のハンダ粒と破砕片は振動手段による振動により各傾斜
台に沿って下方に送られる。なお、ここでの搬送ベルト
は上記第１のハンダ回収装置の第２の搬送ベルトと構成
が同じものである。

【００１１】そして、第２のハンダ回収装置において
は、凝固した球状のハンダ粒と破砕片を分離するために
上り傾斜方向に回転する搬送ベルトの代わりに、第３下
り傾斜台とこの第３下り傾斜台をその傾斜方向に振動さ
せる振動手段とからなる振動フィーダを用いてもよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明によるハンダの回収装置の
実施の形態について、図１〜図５を参照しながら説明す
る。本発明のハンダ回収装置により処理する被処理材
は、ハンダ接合部を多く有するプリント基板等を破砕機
又は粉砕機（説明省略）により破砕したもので、ハンダ
片及びハンダと材質が異なる破砕片（プラスチック切
片、銅切片、アルミニウム切片など）が混在するもので
ある。破砕片は、このハンダ回収装置における加熱工程
で破砕片内部のハンダまで短時間で熱が伝達され易い大
きさ（５mm以下）のものとする。なお、ハンダ片も破砕
片の1種であるが、ここでは、ハンダと材質が異なる破
砕片とを区別するためにハンダ片として取り扱う。

【００１３】＜実施の形態１＞図１に本発明の実施の形
態１となるハンダ回収装置の全体構成を示す。実施の形
態１のハンダ回収装置は、上部にハンダ片、破砕片を貯
えるホッパ２を、前部にハンダ片、破砕片の供給ガイド
３を有する供給装置１（供給手段）と、供給ガイド３か
ら供給されたハンダ片、破砕片を搬送するベルト５（第
１搬送ベルト）、ベルト５のうちの上流域でベルト裏面
近くに設置されハンダ片を球状の粒に変形させる加熱部
６及びベルト５のうちの下流域でベルト裏面近くに設置
され球状のハンダ粒を凝固させる冷却部２５からなるハ
ンダ溶融・凝固装置４と、ベルト５の下流域端である先
端から落下するハンダ粒及び破砕片を受けそれらを選別
するために角度θで傾斜し傾斜面の上方へ回転するベル
ト７ａ（第２搬送ベルト）からなる選別装置７と、ベル
ト７ａ下端の下方に設置されハンダ粒を回収するた回収
容器８（ハンダ回収容器）と、ベルト７ａ上端の下方に
設置され破砕片を回収するた回収容器９と、から構成さ
れている。

【００１４】次に実施の形態１のハンダ回収装置の動作
について説明する。供給装置１はホッパ２に投入された
ハンダ片、破砕片を、先端の供給ガイド３から一定量づ
つハンダ溶融・凝固装置４へ供給する。ハンダ溶融・凝
固装置４においては、ベルト５のうちの上流域でベルト
５上に乗って搬送されるハンダ片、破砕片を加熱部６で
ハンダ溶融点以上に加熱し、ハンダ片を溶融し、さらに
溶融したハンダをその溶融ハンダ自身の表面張力により
球状のハンダ粒１０に次第に変形させ、そしてベルト５
のうちの下流域でベルト５上に乗って搬送される破砕片
１１及びハンダ粒１０を冷却部２５で冷却しハンダ粒１
０を凝固させる。この間、破砕片１１は溶融しないため
投入されたままの形状を保つ。選別装置７においては、
傾斜面の上方へ回転する搬送ベルト７ａ上に落下した破
砕片１１及び球状のハンダ粒１０のうち、球状のハンダ
粒１０は斜面を転がり落ちるために選別装置７の下方に
設置した回収容器８に回収され、一方、破砕片１１は破
砕されたまま突起状の鋭角な面を有するため搬送ベルト
上で転がりを停止し、回転する搬送ベルト７ａにより上
方へ搬送され、搬送ベルト７ａ上端の下方に設けた回収
容器９へ回収される。ここで、選別装置７の傾斜する搬
送ベルト７ａの傾斜方向は図に示すようにハンダ溶融・
凝固装置４の搬送方向に直角でも良いが、平行でもよ
い。ハンダの加熱温度の一例を示すと、組成がＳｎ６０
％−Ｐｂ４０％で、融点１９０℃、比重８．５のハンダ
に対して、２７０℃である。

【００１５】図２に本発明のハンダ回収装置により処理
されるハンダ片と他の材質の破砕片の各形状をスケッチ
で示す。図２(ａ)に処理前のハンダ片と破砕片（銅片、
樹脂片、ガラス繊維など）を、図２(ｂ)に加熱、冷却後
のハンダ粒と銅片を示す。加熱、冷却前後で、ハンダは
凹凸ないし角のある形状から球状の丸い粒に変形する
が、銅の破砕片は凹凸ないし角のある形状をほとんど変
えない。

【００１６】次に図３によりハンダ溶融・凝固装置４に
ついて詳細に説明する。ハンダ溶融・凝固装置４はベル
ト５で構成され、ハンダ片、破砕片の搬送と搬送におけ
る加熱部６でのハンダの溶融、冷却部２５でのハンダの
凝固を行う。又、加熱部６にはヒータ２６（加熱手段）
が入っており、電源１２から通電することで発熱する。
また、加熱部６にはベルト裏面側に金属体２７のような
熱容量の大きい部材を設けており、加熱温度の安定化、
ベルト面５への熱伝達効率の向上を図る。また、加熱部
６の前後には各々補助ローラ１７を設けており、更にベ
ルト５の面と加熱部６との接触及びベルト搬送の安定化
を図っている。ここで、ベルト５はニッケル等の金属ま
たは熱伝導性が良く耐熱性及び強度があるシリコンゴ
ム、ポリイミド等の樹脂製でも可能である。また、冷却
部２５には空間を設けることで冷却手段として自然冷却
によるベルト５の冷却を行ってもよいが、ベルト速度を
上げて処理速度を増すためには冷却部２５に冷却ファン
１３（冷却手段）を設け強制的に冷却をするとより効果
的である。また、周囲への放熱による加熱部６の熱損失
を防止するために断熱カバ１５を発熱部６の周囲に設け
ると、熱損失を最小限に防止できる。なお、断熱カバ１
５には破砕片の投入口１６を設けている。

【００１７】＜実施の形態２＞本発明の実施の形態２の
ハンダ回収装置は、実施の形態１のハンダ回収装置を構
成する供給装置１、ハンダ溶融・凝固装置４、選別装置
７、ハンダ粒の回収容器８及び破砕片の回収容器９のう
ち、ハンダ溶融・凝固装置４を他の構造の装置に置き換
えたものである。図４に示すように、実施の形態２に用
いるハンダ溶融・凝固装置４は、金属製の下り傾斜路板
１４（第１下り傾斜台）及び下り傾斜路板１４の裏側に
設置されたヒーター２６（加熱手段）からなる加熱部６
と、下り傾斜路板１４に続いて同じ傾斜で設置された冷
却ガイド２４（第２下り傾斜台）及び冷却ガイド２４の
裏側に設置された冷却ファン１３（冷却手段）からなる
冷却部２５と、下り傾斜路板１４、冷却ガイド２４をヒ
ーター２６、冷却ファン１３と共に前方に上り傾斜で振
動させる振動フィーダ２０とから構成されている。そし
て傾斜路板１４の上方には断熱がバー１５が設置されて
いる。

【００１８】このハンダ溶融・凝固装置４においては、
図１に示す供給装置１から供給されたハンダ片、破砕片
は、下り傾斜路板１４上に落下した後、ヒーター２６に
より加熱されながら振動フィーダ２０の振動により傾斜
面の下方へ搬送される。その間にハンダ片、破砕片はハ
ンダの融点以上に加熱され，ハンダ片は溶融し、その溶
融したハンダは自身の表面張力によって球状になりなが
ら、傾斜面を転がり落ちる。また、その他の材質の破砕
片１１は溶融せずに破砕された突起形状のままなので傾
斜した加熱部６で転がることもなく振動フィーダの送り
で下り傾斜面にそって送られる。次に加熱部６を通過す
ると、その先には隙間を設けて配置された冷却ガイド２
４上でハンダ１０は球状または球面を有する形状で凝固
する。その後は、図１と同様に選別装置７へ送られ、ハ
ンダ１０は他の材質の破砕片１１と選別される。また、
加熱部６には断熱カバ１５を設けると熱損失を防止でき
る。また、冷却部２５には冷却ファン１３を設けると冷
却効果が増し、高速処理が可能となる。ここで、加熱部
６と冷却ガイド２４との間に隙間を設けたのは、両部間
の熱伝導を阻止して、加熱部での加熱効率、冷却部の冷
却効率を上げるためである。

【００１９】＜実施の形態３＞本発明の実施の形態３の
ハンダ回収装置は、実施の形態１のハンダ回収装置を構
成する供給装置１、ハンダ溶融・凝固装置４、選別装置
７、ハンダ粒の回収容器８及び破砕片の回収容器９のう
ち、選別装置７を他の構造の装置に置き換えたものであ
る。図５に示すように、実施の形態３に用いる選別装置
７は、角度θで下り傾斜するガイド板１９（第３下り傾
斜台）とこのガイド板１９を傾斜角度方向に振動させる
加振機２１（振動手段）とからなる振動フィーダ２０
と、振動フィーダ２０を下からバネ２２を介して支持す
る基盤とから構成されている。

【００２０】この選別装置７においては、ハンダ溶融・
凝固装置４のベルト５に乗って球状のハンダ粒１０と破
砕片１１が搬送されてきて傾斜ガイド１８により順次一
定量づつ振動フィーダ２０の上の傾斜したガイド板１９
上に落下する。下り傾斜したガイド板１９は加振機２１
の回転により傾斜面に対して斜め上下方向すなわち加振
機２１に示す矢印方向に振動する。また、振動フィーダ
のガイド面１９には例えば長手方向にＶ形状の溝を設け
ており、斜め上下方向に振動する振動フィーダ２０のガ
イド面１９にハンダ粒及び破砕片が落下すると、球状の
ハンダ粒１０はガイド板１９上で跳ねて、その後ガイド
板１９上を転がり落ちて下方に設けた回収容器８内へ回
収される。一方、他の材質の突起を持った形状の破砕片
１１は振動フィーダ２０のガイド板１９上に落下すると
跳ねたり、転がったりするが、やがて溝内で停止し、そ
の後は振動フィーダ２０の送りによって斜面を上方へ送
られ、傾斜ガイド１９上方の端部下方に設置した回収容
器９に回収される。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、ハンダ回収方法ないし
装置を、廃品の破砕により生じたハンダ片とハンダより
他の材質の破砕片を搬送しながら加熱し、ハンダ片を溶
融、冷却、凝固の過程で溶融ハンダの表面張力により球
状の粒に変形させ、冷却した球状のハンダ粒と破砕片を
傾斜板に移し、傾斜板の搬送動作で破砕片を傾斜板にそ
って上方に移動させると共に球状のハンダ粒を傾斜板に
そって転落させて回収するように構成したので、滑らか
な球状のハンダ粒と突起などを有し滑りにくい破砕片と
をその形状差により容易に分離でき、ハンダ粒を容易に
回収することができる。また、本発明による形状差を利
用することにより、互いに比重の近いハンダと銅につい
ても、球状のハンダ粒と銅の破砕片の形で、両者を容易
に分離することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態1となるハンダ回収装置を
示す全体構成図である。

【図２】本発明のハンダ回収装置による処理前後のハン
ダ粒、銅破砕片を示すスケッチ図である。

【図３】本発明の実施の形態1のハンダ回収装置を構成
するハンダ溶融・凝固装置を示す図である。

【図４】本発明の実施の形態２となるハンダ回収装置を
構成する他のハンダ溶融・凝固装置を示す図である。

【図５】本発明の実施の形態３のハンダ回収装置を構成
する選別装置を示す図である。

【符号の説明】

１…供給装置 ２…ホッパ ３…供給ガイド ４…ハンダ溶融・凝固装置 ５…ベルト ６…加熱部 ７…選別装置 ８…回収容器、 ９…回収容器、 １０…ハンダ １１…他の材質の破砕片 １３…冷却ファン １４…下り傾斜路板 １８…傾斜ガイド １９…ガイド板 ２０…振動フィーダ ２１…加振機 ２４…冷却ガイド ２５…冷却部 ２６…ヒータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮本 哲郎 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 長谷川 勉 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所機電事業部内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃品の破砕により生じたハンダ片とハン
   ダと別の材質の破砕片を搬送しながらハンダの融点以上
   に加熱し、溶融したハンダをその表面張力により球状の
   粒に変形させ、冷却して凝固させ、球状のハンダ粒と共
   に冷却した破砕片を傾斜板に移し、該傾斜板を破砕片が
   傾斜板にそって上方に移動するように動作させると共に
   球状のハンダ粒を傾斜板にそって転落させて回収するこ
   とを特徴とするハンダ回収方法。
2. 【請求項２】 廃品の破砕により生じたハンダ片とハン
   ダと別の材質の破砕片を順次に供給する供給手段と、該
   供給手段からのハンダ片と破砕片を乗せて回転する第１
   搬送ベルトと、該第１搬送ベルトのうちの上流域でハン
   ダ片と破砕片をハンダの融点以上に加熱してハンダ片を
   溶融させ、該溶融したハンダの表面張力により球状のハ
   ンダ粒に変形させる加熱手段と、第１搬送ベルトのうち
   の下流域で冷却して球状のハンダ粒を凝固させる冷却手
   段と、第１搬送ベルトのうちの下流域端から落下する球
   状のハンダ粒と破砕片を受けかつ上り傾斜方向に回転す
   る第２搬送ベルトと、第２搬送ベルトの下端近傍に配置
   したハンダ回収容器とから構成し、そして第２搬送ベル
   トの上り方向に破砕片を搬送し、下り方向に凝固した球
   状のハンダ粒を転落させることを特徴とするハンダ回収
   装置。
3. 【請求項３】 上り傾斜方向に回転する第２搬送ベルト
   の代わりに、傾斜台と該傾斜台を該傾斜方向に振動させ
   る振動手段からなる振動フィーダを用いることを特徴と
   する請求項２に記載のハンダ回収装置。
4. 【請求項４】 廃品の破砕により生じたハンダ片と該ハ
   ンダと別の材質の破砕片を順次に供給する供給手段と、
   該供給手段からのハンダ片と破砕片を受ける前下がりの
   第１下り傾斜台、該第１下り傾斜台に続く第２の下り傾
   斜台及び第１、第２の下り傾斜台を前方に上り傾斜で振
   動させる振動手段からなる振動フィーダと、第１下り傾
   斜台上のハンダ片と破砕片をハンダの融点以上に加熱し
   ハンダ片を溶融させ該溶融したハンダの表面張力により
   球状のハンダ粒に変形させる加熱手段と、第１下り傾斜
   台から第２下り傾斜台に搬送された破砕片と球状のハン
   ダ粒を冷却し球状のハンダ粒を凝固させる冷却手段と、
   第２下り傾斜台から落下する球状のハンダ粒と破砕片を
   受け、上り傾斜方向に回転する搬送ベルトと、該搬送ベ
   ルトの下端近傍に配置したハンダ回収容器とから構成
   し、そして搬送ベルトの上り方向に破砕片を搬送し、下
   り方向に凝固した球状のハンダ粒を転落させることを特
   徴とするハンダ回収装置。
5. 【請求項５】 上り傾斜方向に回転する搬送ベルトの代
   わりに、第３下り傾斜台と該第３下り傾斜台を該傾斜方
   向に振動させる振動手段とからなる振動フィーダを用い
   ることを特徴とする請求項４に記載のハンダ回収装置。