JP2004202302A

JP2004202302A - プリント基板から金属を回収する方法及び回収装置

Info

Publication number: JP2004202302A
Application number: JP2002371636A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Masuda; 薫増田; Shigehisa Endo; 茂寿遠藤
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2022-12-24
Also published as: JP3878996B2

Abstract

【課題】ガラス繊維で強化されたエポキシ樹脂やフェノ−ル樹脂で構成されるプラスチックスと金属で構成され、主に廃電話基板、廃パソコン基板、廃家電製品基板として利用されるプリント基板から金属を回収する。
【解決手段】プラスチックス表面やその層間に金属が接着されて構成されているプリント基板１を、回転切削刃５を使用して切削することにより、金属１０をらせん状に切削してプラスチックス９から金属１０を分離して回収する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【本発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板あるいはその層間に接着された金属を回収するものに関し、特に、プリント基板を切削してプリント基板から金属を回収する回収装置及びその回収方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、大量に排出される、廃家電製品、廃プリント基板、廃携帯電話等のプリント基板の処理が、社会問題化している。このような状況下において、低コストで有価物を回収可能で、さらにリサイクルし、再資源化する技術の開発が要請されている。
【０００３】
プリント基板には、その表面や層間中に金属が接着されてプリント基板として使用されている。このプリント基板が廃棄されると、熱硬化性樹脂とガラス繊維に金属が接着された合板であるために、従来の粉砕や剪断では金属とプリント基板を単体分離する事が困難であり再利用が期待されていない。従って、現状では焼却処理されるか、あるいは埋立処理されているほか、有機溶剤で金属の溶解浸出による回収することが検討されている。又、粉砕操作により金属とガラス繊維を分離することが試みられている（特許文献１参照。）
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−９４７８１号公報（段落０００５、図１）
【０００５】
【本発明が解決しようとする課題】
従来のように、埋立、焼却等の処理においては、金属は回収されないばかりか、燃焼により燃焼ガスや粉塵の大気中への拡散や焼却残渣に含まれる重金属が経時変化により、地下水等に溶解し、２次汚染として新たな環境問題となることが危惧される。
【０００６】
現在、プリント基板から金属を回収する方法として、化学的処理法として、プリント基板を有機溶剤に溶解して、金属を回収する溶媒抽出法などが検討されているが、装置や工程の煩雑化に伴う、コスト高により回収費が高い。
【０００７】
一方、粉砕操作により金属とガラス繊維を分離することが試みられている、粉砕処理においては衝撃、せん断,圧縮作用等を利用した処理法では微細に粉砕されてもプリント基板と金属の接着面を剥離することが不可能であり、常にプリント基板と金属は分離不可能である。
【０００８】
本発明者は従来の問題を解決することを目的とするものであり、プリント基板を機械的切削するプリント基板から金属を回収する装置及び方法に関して、簡単な操作で処理速度が速く大量且つ低コストで回収し処理できるにようにすることである。
【０００９】
本発明は、金属をらせん状の箔帯片にしてプラスチックスから分離し回収可能とするものであるが、この分離処理をしても、まだ十分分離できず、金属が単体分離されているものとプリント基板と絡みあている状態のものが混在する場合には、さらに表面が荒く抵抗の大きい２枚の金属平板の間に、分離処理された金属のらせん状の箔帯片とプラスチックス挿入して、圧縮力及び引張力を作用して、金属とプラスチックスとの接着面を剥離させ、金属はカールの強いらせん状となし、ラスチックスは脆性破壊により壊れて微細片として、金属とプラスチックスとに分別して回収する回収方法及びその回収装置を実現することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、プリント基板中のプラスチックスに接着された金属を切削して回収する方法であって、上記プリント基板を、搬送装置装置によって、表面にらせん状の切削刃を有する切削装置に送給し、該らせん状の切削刃で、上記プリント基板をらせん状に切削して、金属をらせん状の箔帯片にするとともに、上記プラスチックスを細片状の切屑にすることにより、上記金属を上記プラスチックスから単体分離することを特徴とするプリント基板から金属を回収する方法を提供する。
【００１１】
本発明は上記課題を解決するために、プリント基板中のプラスチックスに接着された金属を切削し、分別して回収する方法であって、上記プリント基板を、搬送装置装置によって、表面にらせん状の切削刃を有する切削装置に送給し、該らせん状の切削刃で、上記プリント基板をらせん状に切削して、金属をらせん状の箔帯片にするとともに、上記プラスチックスを細片状の切屑にし、上記らせん状の箔帯片の金属及び上記プラスチックスの細片状の切屑を、固定平板と可動平板との間に送給し、上記固定平板に対して可動平板を前方に平行に移動させて、上記金属及び上記プラスチックスを金属を上記固定平板と上記可動平板の間で押圧し、その際に生じる圧縮力及び引張力で上記金属をカールの強いらせん状にするともに、上記プラスチックスを脆性破壊させて微細にすることにより、上記金属を上記プラスチックスから分別することを特徴とするプリント基板から金属を回収する方法を提供する。
【００１２】
上記固定平板から送り出される上記金属及び上記プラスチックスに対して送風し、上記プラスチックスを吹き飛ばして金属から分別するような構成としてもよい。
【００１３】
本発明は上記課題を解決するために、プリント基板中のプラスチックスに接着された金属をらせん状に切削する分離装置と、該分離装置の下流に設けられた分別装置とから成り、プリント基板中のプラスチックスに接着された金属を分離して回収する回収装置であって、上記分離装置は、上記プリント基板を搬送する搬送装置と、上記プリント基板を切削する表面にらせん状の切削刃を有する切削装置とを備え、上記プリント基板を切削して、上記金属をらせん状の箔帯片にするとともに、上記プラスチックスを細片状の切屑にするものであり、上記分別装置は、固定平板と、該固定平板に対し平行且つ前後方向に往復動可能な可動平板とを備え、上記らせん状の箔帯片の金属及び上記プラスチックスの細片状の切屑を、上記固定平板と可動平板との間で押圧しながら前方に移動させて、その際に生じる圧縮力及び引張力で金属をさらにカールの強いらせん状にするともに、プラスチックスは圧縮力及び引張力で脆性破壊して微細にするものであることを特徴とするプリント基板から金属を回収する回収装置を提供する。
【００１４】
上記固定平板から送り出される上記金属及び上記プラスチックスに対して送風し上記プラスチックスを金属から分別する送風機を設けてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係るプリント基板から金属を回収する方法及び回収装置の実施の形態を実施例に基づいて図面を参照して以下説明する。
【００１６】
（実施例１）
図１は、本発明に係るプリント基板１から金属を回収する方法及び回収装置の実施例１を説明する図である。本発明に係る回収装置は、少なくとも図１（ａ）に全体構成を示すような分離装置２を有し、この分離装置２は、搬送装置３及び回転切削刃５を有する。
【００１７】
この搬送装置３は、プリント基板１を搬送する直線上の搬送路に沿って、供給側及び送出側固定板４と、供給側及び送出側固定板４の間に設けられたアイドリングローラ６及び駆動ローラ７とから構成される。この搬送装置３の搬送路中に回転切削刃５が設けられている。
【００１８】
アイドリングローラ６はプリント基板１を載せて搬送路上を転動させるものであり、駆動ローラ７はモータ等の動力源により回転駆動され、アイドリングローラ６の上に対向して配置され、プリント基板１をアイドリングローラ６との間に挟んで回転駆動して搬送するものである。
【００１９】
回転切削刃５はアイドリングローラ６の上に対向して配置されている。円筒形状をしており、その表面には、図１（ｂ）に示すように、らせん状の刃８が形成されている。
【００２０】
回転切削刃５は、フライス盤同様の切削刃であることが望ましい。カンナ盤は木材の表面仕上げに使用されるが、異種の材質が混合していると、その目的を達成出来ない。平削盤においてもプリント基板１中の金属だけを選択的にらせん状に切削することは難しい。即ち、この回転切削刃５は、プリント基板１の表面をらせん状に切削することが必要である為に、カンナ盤のように円筒体の表面に平行な切削刃５を設ける回転刃でなく、傾きを２０〜３５度に形成されたらせん状の回転刃に構成される。
【００２１】
プリント基板１から金属プラスチックスから分離し回収する回収方法は、このような分離装置２を利用して行う。プリント基板１を、供給側固定板４上に載せてアイドリングローラ６及び駆動ローラ７により搬送し、回転切削刃５とアイドリングローラ６との間に送り込む。回転切削刃５は、プリント基板１の表面（上面）をはぎ取るようにしてらせん状に切削する。
【００２２】
回転切削刃５で、プリント基板１の表面を機械的に切削することにより、プラスチックス９と金属１０はそれぞれはぎ取られるが、それぞれの切削後の態様、即ち切屑の状態は、回転切削刃５の回転数、送り速度、切り込み深さ等の切削条件により異なる。従って、これらの切削条件を制御することで、プラスチックス９と金属１０のそれぞれの切削後の態様、即ち切屑の状態をコントロールすることができる。
【００２３】
本発明に係るプリント基板１から金属を回収する回収方法では、回転切削刃５でプリント基板１の表面を切削して、金属１０はらせん状の箔帯片に切削し、プラスチックス９は細片状の切屑として切削する。このようすれば、プラスチックス９の細片状の切屑は、例えば、篩にかけて排除し、金属１０のらせん状の箔帯片のみ容易に回収することができる。
【００２４】
実験例１：
実施例１の実験例を説明する。プリント基板は、プラスチックス（厚さ１．６ｍｍ）と基板表面に薄銅版（厚さ０．０１ｍｍ）を接着されている。このプリント基板をらせん状の回転刃の回転数１４０ｒｐｍ、切削速度２ｍｍ／ｓ、切削深さ０．４ｍｍで切削処理した。
【００２５】
この結果、金属がらせん状に切削されて、プラスチックスから容易に単体分離できる。図３は、回転切削刃の送り速度や切削深さを変化させる事で金属の回収率が変化する状態を示す実験結果を示すものであり、この図３によれば、回転切削刃の送り速度や切削深さを変化させる事で金属の回収率を高める事ができる。
【００２６】
比較例１：
実施例１において回転切削刃をらせん状ではない切削刃に変えて回転数、送り速度、切り込み深さを同様の条件で切削したが金属とプラスチックスが接着した状態で数ミリ程度の同一大きさに切削されるだけで殆ど単体分離した状態は確認されなかった。
【００２７】
（実施例２）
この実施例２は、実施例１の分離装置２で切削された金属１０のらせん状の箔帯片とプラスチックス９の細片状の切屑をより確実に分別するための分別装置を含む回収方法及び回収装置に関する。図２は、この実施例２に利用される分別装置１１に関する。
【００２８】
この分別装置１１は、図２に示すように、原料供給ホッパ１２と、原料供給ホッパ１２から供給される原料（具体的には、分離装置２で切削された金属１０のらせん状箔帯片とプラスチックス９の細片状の切屑）を受ける固定平板１３と、この固定平板１３に対向するようにその上に平行に配置した可動平板１４と、固定平板１３の送り出し端の下方に配置されたプラスチックスと金属の分別容器１５と、固定平板１３の送り出し端に向けて配置された送風機１６とを備えている。
【００２９】
可動平板１４は、固定平板１３に対して平行かつ長手方向に駆動されて移動できるように構成されている。固定平板１３及び可動平板１４は、それぞれ互いに対向する内面に要部拡大図に示すようなヤスリ状の粗いギザ１７が形成されており、表面が荒く、原料である分離装置２で切削された金属１０のらせん状箔帯片とプラスチックス９の細片状の切屑との抵抗が大きく形成されている。
【００３０】
固定平板１３及び可動平板１４は、原料ホッパ１２側の供給側から送り出し側に向けて下方に、２５〜３０度程度傾斜して配置されている。これにより、処理されるべき切屑は、自然に処理されながら落下する。可動平板１４は、固定平板に対して前後方向（図２中の左右方向）に約２０ｃｍ程度の幅で往復動する。
【００３１】
この可動平板１４の往復動作については、前方（図２の矢印Ｆ方向）に移動する際には、原料を固定平板１３に押圧しながら移動可能であり、後方（矢印Ｂ方向）に後退する際には、固定平板１３から遠ざかる方向（矢印Ｓ方向）に移動してから後退する構成（例．カム機構、リンク機構、油圧機構等周知の可動機構を利用する。）となっている。可動平板１４が前方に移動する際には、例えば原料１ｇ当たり３００−６００ｇ程度の荷重を与えることが望ましい。
【００３２】
実施例２により、プリント基板１から金属を回収する場合は、まず、実施例１の分離装置２を利用して、プリント基板１の表面を切削して金属１０のらせん状箔帯片とプラスチックス９の細片状の切屑を形成し、これらの混合した原料を原料供給ホッパ１２から、図２に示す分別装置１１の固定平板１３上に供給する。すると、原料はその自重で固定平板１３と可動平板１４の間に送り込まれる。
【００３３】
そこで、可動平板１４は、固定平板１３に対して切屑を挟み押圧しながら平行に前方へ移動すると、固定平板１３及び可動平板１４の内面のギザ１７で、原料を巻くように作用し、金属１０のらせん状の箔帯片はよりカールの強いらせん状態が強くなり（らせん状態が強くなり）、プラスチックス９の細片状の切屑はさらに微細になる。
【００３４】
このように固定平板１３と可動平板１４の間で押圧され、金属の箔帯片はカールの強いらせん状態となり、プラスチックス９の細片状の切屑は脆性破壊し微細に処理されながら、傾斜した固定平板１３上で先端に向けて移送される。そして、固定平板１３と可動平板１４の先端出口（図１中右端）において、落下放出される。
【００３５】
この際、らせん状態が強くなった金属１０の箔帯片とプラスチックス９の微細な細片に対して前方から送風機１６で空気が噴射される。すると、プラスチックス９の微細な細片は後方に吹き飛ばされ、らせん状態が強くなった金属１０の箔帯片は吹き飛ばされないので、分別容器のそれぞれの区画内に分離される。この結果、金属と微細なプラスチックスは、単体分離できる。
【００３６】
実験例２：
図４（ａ）の廃プリント基板が実施例１の分離装置で分離されても、図４（ｂ）に示すように、金属とプラスチックスが絡み合い、分離が不可能な状態のものを示していた。この状態のものを実施例２に示す分別装置１１で分別を行うと、図４（ｃ）に示すように金属とプラスチックスが単体分離できた。
【００３７】
比較例２：
上記比較例１の試料は、らせん状に長く切削されていないために実施例２の分別装置１１で処理したが一方向の力で試料に回転量を与えることが不可能であり単体分離の状態は確認できなかった。
【００３８】
この実験例２と比較例２とから、実施例１の分離装置２を利用して、らせん状の箔帯片として長く切削されている金属については実施例２の分別装置１１による分別がきわめて効果的であることが確認された。
【００３９】
実験例３：
図５は、廃銅基板の処理に関する本発明の実験例３を説明する図である。この実験例３では、図５（ａ）の廃銅基板が実施例１の分離装置で分離されて、図５（ｂ）に示すように、銅とプラスチックスが絡み合い分離が不可能な状態のものを示していた。この状態のものを実施例２に示す分別装置１１で分別を行うと、図５（ｃ）に示すように銅とプラスチックスに単体分離できた。
【００４０】
以上、実施例により本発明に係る係るプリント基板から金属を回収する方法及び回収装置を説明したが、このような実施例に限定されることなく、特許請求の範囲記載の技術的事項の範囲内でいろいろ実施例があることは言うまでもない。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば次のような効果が生じる。
（１）本発明の回収方法は、従来のようにプリント基板を粗粉砕−中粉砕−微粉砕−重液分離等の複雑な工程を得ることなく、その上、多大なエネルギや大型の設備等を必要とせず、単純な切削行程により、ふるいや風力などにより容易にプリント基板からプラスチックスと金属を単体分離する事が可能である。
【００４２】
（２）従来、プリント基板の処理には複雑な工程や化学処理が要求されて、コスト高を招いていた。本発明を適用することにより、廃棄物処理への低コスト・大量処理か期待されるのでリサイクル技術への貢献が期待できる。さらに、化学的処理や燃焼を必要としないので環境への負荷が軽減される。
【００４３】
本発明によれば、プリント基板中の金属とガラス繊維で強化されたエポキシ樹脂やフェノ−ル樹脂を同時にらせん状の箔帯片として切削する、この際、金属は展性や延性を有する為に破断せずにらせん状を呈する。ガラス繊維で強化されたエポキシ樹脂やフェノ−ル樹脂は織り込んであるためにらせん状に切削しても破断しやすいのでこの性質を利用すれば金属を容易に分離回収できる。
【００４４】
大量に排出される、廃家電製品、廃プリント基板、廃携帯電話等のプリント基板の処理が社会問題化している現状で、低コストに有価物を回収することが可能となるために、リサイクル・再資源化技術の分野に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の構成を説明する図である。
【図２】本発明の実施例２の構成を説明する図である。
【図３】本発明の実験例１の実験結果を説明する図である。
【図４】本発明の実施例２を説明する図である。
【図５】本発明の実験例３を説明する図である。
【符号の説明】
１プリント基板
２分離装置
３搬送装置
４送出側固定板
５回転切削刃
６アイドリングローラ
７駆動ローラ
８らせん状の刃
９プラスチックス
１０金属
１１分別装置
１２原料供給ホッパ
１３固定平板
１４可動平板
１５分別容器
１６送風機
１７ギザ

Claims

プリント基板中のプラスチックスに接着された金属を切削して回収する方法であって、
上記プリント基板を、搬送装置装置によって、表面にらせん状の切削刃を有する切削装置に送給し、該らせん状の切削刃で、上記プリント基板をらせん状に切削して、金属をらせん状の箔帯片にするとともに、上記プラスチックスを細片状の切屑にすることにより、上記金属を上記プラスチックスから単体分離することを特徴とするプリント基板から金属を回収する方法。
プリント基板中のプラスチックスに接着された金属を切削し、分別して回収する方法であって、
上記プリント基板を、搬送装置装置によって、表面にらせん状の切削刃を有する切削装置に送給し、該らせん状の切削刃で、上記プリント基板をらせん状に切削して、金属をらせん状の箔帯片にするとともに、上記プラスチックスを細片状の切屑にし、
上記らせん状の箔帯片の金属及び上記プラスチックスの細片状の切屑を、固定平板と可動平板との間に送給し、上記固定平板に対して可動平板を前方に平行に移動させて、上記金属及び上記プラスチックスを金属を上記固定平板と上記可動平板の間で押圧し、その際に生じる圧縮力及び引張力で上記金属をカールの強いらせん状にするともに、上記プラスチックスを脆性破壊させて微細にすることにより、上記金属を上記プラスチックスから分別することを特徴とするプリント基板から金属を回収する方法。
上記固定平板から送り出される上記金属及び上記プラスチックスに対して送風し、上記プラスチックスを吹き飛ばして金属から分別することを特徴とする請求項２記載のプリント基板から金属を回収する方法。
プリント基板中のプラスチックスに接着された金属をらせん状に切削する分離装置と、該分離装置の下流に設けられた分別装置とから成り、プリント基板中のプラスチックスに接着された金属を分離して回収する回収装置であって、
上記分離装置は、上記プリント基板を搬送する搬送装置と、上記プリント基板を切削する表面にらせん状の切削刃を有する切削装置とを備え、上記プリント基板を切削して、上記金属をらせん状の箔帯片にするとともに、上記プラスチックスを細片状の切屑にするものであり、
上記分別装置は、固定平板と、該固定平板に対し平行且つ前後方向に往復動可能な可動平板とを備え、上記らせん状の箔帯片の金属及び上記プラスチックスの細片状の切屑を、上記固定平板と可動平板との間で押圧しながら前方に移動させて、その際に生じる圧縮力及び引張力で金属をさらにカールの強いらせん状にするともに、プラスチックスは圧縮力及び引張力で脆性破壊して微細にするものであることを特徴とするプリント基板から金属を回収する回収装置。
上記固定平板から送り出される上記金属及び上記プラスチックスに対して送風し上記プラスチックスを金属から分別する送風機を設けたことを特徴とする請求項４記載のプリント基板から金属を回収する方法。