JP3374591B2

JP3374591B2 - 低温溶融物回収装置

Info

Publication number: JP3374591B2
Application number: JP07686995A
Authority: JP
Inventors: 光雄菅間; 伸二永田; 秀隆柳田; 金次郎高山
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 2003-02-04
Anticipated expiration: 2018-02-04
Also published as: JPH08274461A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント基板のハンダ
などに用いられている鉛などの、低温度で溶融する物質
を適切に回収することのできる低温溶融物回収装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、世界的に金属による環境汚染が問
題となっている。ところで、日本では、現在、家電製品
などの廃棄物は破砕され、いわゆるシュレッダー・ダス
トとして処理されている。そして、このような家電製品
などのプリント基板には、ハンダなどに重金属が用いら
れている。したがって、前記環境汚染などの問題に対し
てより安全な方法を取るとすれば、そのようなプリント
基板は、埋め立て処分する前に、これらの金属を分離
し、除去しておくことが望ましい。

【０００３】そのハンダなどの金属を分離除去する方法
としては、次のような方法が考えられている。まず、シ
ュレッダー・ダストを加熱することにより、ハンダなど
の金属を溶融して分離除去する方法が考えられている。
また、シュレッダー・ダストに破砕する前に加熱してハ
ンダなどの金属を溶融して分離除去する方法も考えられ
る。さらに、これら家電製品などの廃棄物の中から、人
手によりブリント基板のハンダなどの金属を直接、分離
除去する基本的な方法も考えられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、いずれの方法
においても、適切にハンダなどの金属を分離除去ること
ができないという問題があった。たとえば、シュレッダ
ー・ダストを加熱するような方法においては、ダストの
加熱により爆発の危険性があるだけでなく、溶融したハ
ンダなどの金属がシュレッダー・ダスト中に徐々に溶け
て浸透してしまうため、分離除去に時間がかかり、しか
も分離除去効率が悪かった。また、シュレッダー・ダス
トに破砕する前に加熱する方法においても、同様に溶融
したハンダなどの金属が家電製品などの廃棄物中に拡散
してしまうため、分離除去に時間がかかり、分離除去効
率も悪かった。さらに、人手により金属を直接除去する
方法においては、分離除去の効率が悪いだけでなく、作
業者の健康に影響を与える危険性があった。

【０００５】したがって、本発明の目的は、家電製品な
どの廃棄物中より、ハンダなどの金属を適切に、すなわ
ち、短時間で、高回収率で、作業者の健康に影響を与え
ることなく、回収することができる低温溶融物回収装置
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、高温のガスをプリント基板上に高圧力で噴射して、
ハンダなどの金属を溶融し吹き飛ばして分離するように
した。さらに、順次搬送されているプリント基板に対し
て前記ガスの噴射を行うようにして、前記分離の処理を
複数のプリント基板に対して連続して行えるようにし
た。

【０００７】したがって、本発明の低温溶融物回収装置
は、プリント基板搬入口、プリント基板排出口、不活性
ガス導入口、不活性ガス排出口、および、溶融物排出口
を有する筐体と、前記プリント基板搬入口と前記プリン
ト基板排出口との間に設けられ、前記プリント基板搬入
口に接続される第１の平坦部、その下端が前記溶融物排
出口に位置する下降傾斜部、および、前記プリント基板
排出口に接続された第２の平坦部が連続して設けられた
搬送路と、前記プリント基板搬入口から搬入される低温
溶融物が付着されたプリント基板を前記搬送路に沿って
搬送させて前記プリント基板排出口に導く搬送手段と、
前記第１の平坦部の近傍に設けられ、所定の温度のガス
を所定の圧力で噴射し、前記プリント基板を予熱する予
熱手段と、前記下降傾斜部の近傍に設けられ、高温ガス
を所定の圧力で噴射し、前記プリント基板に付着した低
温溶融物を溶融して除去させるホットジェット手段とを
有する。

【０００８】好適には、本発明の低温溶融物回収装置
は、前記第２の平坦部の近傍に設けられ、前記プリント
基板を所定温度まで下げる冷却手段をさらに有する。

【０００９】特定的には、前記ホットジェット手段は、
２５０℃〜１０００℃程度のガスを噴射する。

【００１０】また特定的には、前記ホットジェット手段
は、３[Kg/cm²]程度以上の圧力のガスを噴射する。

【００１１】

【作用】本発明の低温溶融物回収装置によれば、低温溶
融物が付着されたプリント基板は搬送手段により搬送路
上を順次移動する。その際、前記プリント基板は、予熱
手段において所定温度のガスを噴射され徐々に加熱さ
れ、ホットジェット手段において高温のガスを高圧力で
噴射され、付着された金属は溶融し吹き飛ばされ、除去
される。これらの処理は、不活性ガス導入口から導入さ
れ、不活性ガス排出口から排出される不活性ガス中で行
われる。また、除去された低温溶融物は溶融物排出口か
ら排出される。

【００１２】

【実施例】本発明の低温溶融物回収装置の一実施例を図
１および図２を参照して説明する。本実施例は、プリン
ト基板よりハンダなどの低温溶融金属を回収するための
金属分離回収装置である。図１は、本実施例の低温溶融
金属回収装置のプリント基板処理系を中心とした構成を
示す図である。図２は、本実施例の低温溶融金属回収装
置の制御系を中心とした構成を示す図である。

【００１３】まず、本実施例の低温溶融金属回収装置１
００の構成について説明する。本実施例の低温溶融金属
回収装置１００は、断熱筐体１１０内の構成部を中心と
するプリント基板処理系、断熱筐体１１０の外部に設け
られるガス制御系、および、それら各部および装置全体
を制御する制御／操作部が、装置筐体１０１中に設けら
れた構成である。以下、各部の構成について説明する。
まず、プリント基板処理系は、断熱筐体１１０内に、予
備加熱部１３０、分離加熱部１４０、および、冷却部１
５０を有する構成である。そしてプリント基板がそれら
の各部の間を順に通過するように、回転コンベア１２０
が設けられている。

【００１４】断熱筐体１１０は、内部に前記構成部が設
けられると同時に、その構成部の高温の処理による外部
への伝熱を防ぐための断熱機能を有する筐体である。こ
の断熱筐体１１０内には、不活性ガスが循環される。こ
の断熱筐体１１０には、基板搬入口１１１、基板排出口
１１２、分離排出口１１３、不活性ガス導入口１１４、
および、ガス排出口１１５の５つの開口部が設けられて
いる。

【００１５】基板搬入口１１１は、断熱筐体１１０の側
面の上部に設けられており、回転コンベア１２０はこの
基板搬入口１１１に挿入される形で、筐体内部に向かっ
て設けられている。基板搬入口１１１にはエアシール１
１６が設けられおり、断熱筐体１１０の外部と内部を遮
断している。基板排出口１１２は、断熱筐体１１０の基
板搬入口１１１に対向する側面の下部に設けられてお
り、回転コンベア１２０はこの基板排出口１１２に挿入
される形で筐体外部に向かって設けられている。基板排
出口１１２にはエアシール１１７が設けられおり、断熱
筐体１１０の外部と内部を遮断している。

【００１６】分離排出口１１３は、断熱筐体１１０内の
分離加熱部１４０で分離された金属を、断熱筐体１１０
外に排出するための開口である。不活性ガス導入口１１
４およびガス排出口１１５は、前述したように断熱筐体
１１０内に不活性ガスを流すためのガス導入口と排出口
であり、不活性ガス導入口１１４は断熱筐体１１０外の
ガスレギュレータ１６０に接続されている。

【００１７】回転コンベア１２０は、プリント基板を、
低温溶融金属回収装置１００の断熱筐体１１０内部を通
過させるための搬送装置であり回転ラウンド方式になっ
ている。また、回転コンベア１２０はメッシュ状態にな
っており、たとえば、プリント基板に実装されている部
品が溶融して液状になった時には、そのまま低温溶融金
属回収装置１００の下部に溶け出すようになっている。
さらに、回転コンベア１２０には、カゴ状に区切りがな
されており、プリント基板は、このカゴ部分に置くだけ
で以後自動的に搬送される。

【００１８】回転コンベア１２０は、断熱筐体１１０の
外部より、断熱筐体１１０の上部に設けられた基板搬入
口１１１より断熱筐体１１０の外部から内部に水平方向
に延ばされ、断熱筐体１１０内部の分離加熱部１４０に
おいて所定の角度で斜め下方向に延ばされ、再び水平方
向に戻って断熱筐体１１０の基板排出口１１２より断熱
筐体１１０外部に延出されている。また、回転コンベア
１２０は、モータ１２１の回転により駆動される。モー
タ１２１は図示せぬ回転センサを有しており、回転コン
ベア１２０は前記回転センサの検出結果に基づいて、コ
ントローラ１８０の回転制御部１８３によりその速度が
制御される。

【００１９】予備加熱部１３０は、プリント基板上の実
装部品の必要以上の破壊を防ぐために、投入されたプリ
ント基板を予め加熱する手段である。予備加熱部１３０
は、回転コンベア１２０の基板搬入口１１１付近に構成
され、予備加熱エア噴射器１３１により回転コンベア１
２０に対して上下から予備加熱エアＰを噴射する。予備
加熱エア噴射器１３１内にはヒータ１３２が設けられて
おり、このヒータ１３２の発熱量と回転コンベア１２０
の速度により、予備加熱部１３０内で熱勾配がつけられ
る。なお、回転コンベア１２０付近には、温度センサ１
３３が設けられており、この温度センサ１３３の検出結
果に基づいて、コントローラ１８０の温度制御部１８１
により、ヒータ１３２の温度が制御される。また、予備
加熱部１３０は、断熱材１３４により覆われている。

【００２０】分離加熱部１４０は、プリント基板にホッ
トジェットＪを噴射し、プリント基板のハンダを溶融し
吹き飛ばし、分離する手段である。分離加熱部１４０
は、予備加熱部１３０に連続して回転コンベア１２０の
前記斜行部分に設けられ、ホットジェット噴射器１４１
によりプリント基板に対して斜め方向からホットジェッ
トＪを噴射する。これにより、プリント基板の細部に使
用されているハンダなどの金属の分離が効果的に行え
る。

【００２１】ホットジェット噴射器１４１内にはヒータ
１４２が、回転コンベア１２０付近には温度センサ１４
３が各々設けられており、この温度センサ１４３の検出
結果に基づいて、コントローラ１８０の温度制御部１８
１により、ヒータ１４２の温度が制御される。具体的に
は、プリント基板の温度が共晶ハンダなどの融点以上の
かつ融点近傍の温度になるように、ヒータ１４２が制御
される。なお、ホットジェットＪの温度は最高で１００
０℃程度まで上げることができる。

【００２２】また、分離加熱部１４０においては、最下
部に吹き飛ばされた部品が停滞するので、分離排出口１
１３付近の温度も管理される。すなわち、分離排出口１
１３付近には、温度センサ１４６とヒータ１４７が設け
られており、温度センサ１４６で検出された温度に基づ
いてヒータ１４７が制御されている。また、ホットジェ
ット噴射器１４１により噴射されるホットジェットＪの
圧力も所定の値に自動制御される。本実施例において
は、１〜５[Kg/cm²]であるが、好適には３[Kg/cm²]以上
であることが望ましい。また、分離加熱部１４０は、断
熱材１４４により覆われ、予備加熱部１３０との間は、
温度仕切り板１４５により、相互に温度が影響を受けな
いようにしてある。

【００２３】冷却部１５０は、プリント基板などの排出
物の取り扱いを安全に容易に行うために、分離加熱部１
４０において高温にされたプリント基板を室温程度まで
冷却する手段である。冷却部１５０は、回転コンベア１
２０の基板排出口１１２付近に構成され、冷却エア噴射
器１５１により回転コンベア１２０に対して上下から冷
却エアＣを噴射する。

【００２４】プリント基板処理系の外部に設けられるガ
ス制御系としては、ガスレギュレータ１６１、ガスセン
サ１６２、ガス燃焼器１６３、および、希釈排出器１６
４を有する。ガスレギュレータ１６１は、電子部品を加
熱することにより可燃ガスが発生し燃焼または爆発する
のを防ぐために、断熱筐体１１０内に不活性ガスを供給
する。本実施例においては、窒素ガスが不活性ガス導入
口１１４から断熱筐体１１０内に流入される。また、断
熱筐体１１０内には、図示せぬガス圧力センサが設けら
れており、このセンサ出力に基づいて、コントローラ１
８０のガス制御部１８２により、断熱筐体１１０内のガ
ス圧が陽圧になるように制御される。本実施例において
は、断熱筐体１１０内のガス圧が１．１〜１．５気圧に
なるように制御される。

【００２５】また、ガスセンサ１６２、ガス燃焼器１６
３、および、希釈排出器１６４は、断熱筐体１１０のガ
ス排出口１１５から排出されたガスに対して作用するよ
うに設けられている。ガスセンサ１６２は、前記排出さ
れたガス中の、可燃ガスの濃度を検出する。そして、可
燃ガスの濃度が所定値以上だった場合には、ガス燃焼器
１６３により一度燃焼させる。また、可燃ガスの濃度が
所定値以下だった場合、および、ガス燃焼器１６３によ
り一度燃焼されたガスなどは、最終的にさらに低濃度に
なるように希釈排出器１６４により外部の空気を用いて
希釈され、排出される。本実施例の低温溶融金属回収装
置１００においては、排出ガスにおいては濃度が３％以
下になるように希釈されて排出される。なお、これらの
ガスセンサ１６２、ガス燃焼器１６３、および、希釈排
出器１６４は、コントローラ１８０のガス制御部１８２
において制御される。

【００２６】このような構成の低温溶融金属回収装置１
００の各部および装置全体を制御する制御／操作部がコ
ントローラ１８０である。コントローラ１８０は、温度
制御部１８１、ガス制御部１８２、回転制御部１８３、
および、運転表示／保安制御部１８４を有する。温度制
御部１８１は、前述したように、プリント基板処理系
の、予備加熱部１３０の予備加熱エアＰの温度、分離加
熱部１４０のホットジェットＪの温度、および、分離排
出口１１３付近の温度を制御する。

【００２７】ガス制御部１８２は、ガス制御系、すなわ
ち、ガスレギュレータ１６１、ガスセンサ１６２、ガス
燃焼器１６３、希釈排出器１６４などを制御し、断熱筐
体１１０への不活性ガスの流入、および、処理後のガス
の排出を制御する。回転制御部１８３は、プリント基板
を搬送するための回転コンベア１２０の搬送速度を制御
する。前述したプリント基板処理系において、同じ温度
のホットジェットＪがプリント基板に噴射されている場
合には、この回転コンベア１２０の速度により、プリン
ト基板の加熱状態が決定される。したがって、回転コン
ベア１２０の速度は、この加熱条件や、基板の熱容量お
よび、同時的に投入される基板の数などに応じて制御さ
れる。

【００２８】運転表示／保安制御部１８４は、その他の
全体的制御、および、安全な運用のための制御／表示、
操作を容易にするための表示などを行う。具体的には、
可動状態の表示、進行プロセスの表示、停止状態の表
示、を行ったり、その他補助的な情報、たとえばコンベ
ア速度、ガス制御状態、可燃ガス燃焼状態、温度などの
表示を行う。また、断熱筐体１１０が異常に高温になっ
た場合や、低温溶融金属回収装置１００が緊急遮断停止
した場合などの通知、状態表示なども行う。表示パネル
１９０は、そのような情報を表示するための表示手段で
ある。

【００２９】次に、本実施例の低温溶融金属回収装置１
００の動作について説明する。まず、ハンダなどの金属
の分離除去を行うプリント基板は、回転コンベア１２０
に載せられる。回転コンベア１２０は、１０〜１００[c
m/min] の速度で制御さる。回転コンベア１２０に載せ
られたプリント基板は、基板搬入口１１１より断熱筐体
１１０内に投入され、まず予備加熱部１３０において予
備加熱エアＰが噴射され、徐々に加熱される。断熱筐体
１１０内は、不活性ガスが循環されているので、プリン
ト基板がこの加熱により発火することはない。

【００３０】予備加熱部１３０を通過すると、回転コン
ベア１２０は斜行状態になり、分離加熱部１４０により
ハンダの分離除去が行われる。すなわち、プリント基板
に、約４００〜８００℃のホットジェットＪが、１〜５
[Kg/cm²]のプレッシャーで噴射され、ハンダなどの低温
溶融金属は溶かされ、吹き飛ばされる。この時基板は斜
めになっているので、相対的にホットジェットＪは基板
のホールに対して斜め方向から噴射されることになり、
部品およびハンダの分離が効果的に行え、また、液状化
したハンダなどの落下も促進される。基板から吹き飛ば
された金属は、分離排出口１１３より外部に排出され回
収される。残ったプリント基板は、再び水平になった回
転コンベア１２０により搬送され、冷却部１５０で室温
程度まで十分冷却され、基板排出口１１２より外部に排
出される。

【００３１】最後に、前述したような構成により、プリ
ント基板よりハンダを回収する実験を行った結果につい
て述べる。本実施例の低温溶融金属回収装置１００によ
り、窒素気流循環雰囲気中で、１[Kg/cm²]の圧力のホッ
トジェットＪによりプリント基板を温度４００℃まで加
熱し、ハンダの分離を試みた。その結果、基板に用いら
れていたハンダの主成分である鉛を約９０％以上分離回
収することができた。

【００３２】このように、本実施例の低温溶融金属回収
装置１００によれば、プリント基板を回転コンベア１２
０に載せるだけで、自動的にハンダなどの金属を分離し
除去することができる。この分離する率は非常に高く、
しかも、この処理は順次連続的に行うことができる。ま
た、このプリント基板に対する処理は完全に断熱筐体１
１０内で行われており、さらに、排出されるガスに対し
ても適切に処理されている。したがって、ハンダなどの
金属を、高効率で連続して分離することができ、さら
に、人体に影響を与えることのない、低温溶融金属回収
装置が提供できた。

【００３３】なお、本発明の低温溶融物回収装置は、本
実施例に限れるものではなく、種々の改変が可能であ
る。たとえば、プリント基板の搬送路の形状や、噴射さ
れるホットジェットＪの向きなどは、任意の好適な形
状、向きにしてよい。特に、特定の家電製品に用いられ
る特殊なプリント基板を対象とする場合などにおいて
は、特別な搬送方法で特別な向きからホットジェットＪ
を噴射するようにしてよい。また、ホットジェットＪの
温度や、基板の加熱温度なども、回収しようとする金属
の種類や、実装条件などに応じて任意に変更してよい。
また、不活性ガスとしては、一般的に窒素を用いる場合
が多いが、これに限られず、任意の不活性ガスを用いて
よい。さらに、分離除去する物質は鉛を主成分とするハ
ンダなどの金属に限られず、同等の温度で溶融する任意
の物質を分離除去することができる。

【００３４】

【発明の効果】本発明の低温溶融物回収装置を用いれ
ば、家電製品などの廃棄物中より、鉛などの金属を適切
に分離除去することができる。すなわち、短時間で、高
い回収率で、さらに、作業者の健康に影響を与えること
なく、鉛などの金属を回収することができる。その結
果、家電製品などの廃棄物を安全な状態で埋めたて処分
することができ、そのような廃棄物の鉛などの金属の溶
出による環境汚染を防止することができる。また、その
ように安全な状態で廃棄物を得ることができるので、た
とえば、破砕、圧縮、固化させることにより、建築材な
どへの再資源化も可能となる。さらに、鉛などの金属が
分離回収されるので、これらの金属も再資源化すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の低温溶融金属回収装置にお
けるプリント基板処理系を中心とした構成図である。

【図２】本発明の一実施例の低温溶融金属回収装置にお
ける制御系を中心とした構成図である。

【符号の説明】

１００…低温溶融金属回収装置１０１…装置筐体１１０…断熱筐体１１１…基板搬入口１１２…基板排出口１１３…分離排出口１１４…不活性ガス導
入口１１５…ガス排出口１１６…エアシール１１７…エアシール１２０…回転コンベア１２１…モータ１３０…予備加熱部１３１…予備加熱エア噴射器１３２…ヒータ１３３…温度センサ１３４…断熱材１４０…分離加熱部１４１…ホットジェット噴射器１４２…ヒータ１４３…温度センサ１４４…断熱材１４５…温度仕切り板１４６…温度センサ１４７…ヒータ１５０…冷却部１５１…冷却エア噴射器１６１…ガスレギュレータ１６２…ガスセンサ１６３…ガス燃焼器１６４…希釈排出器１８０…コントローラ１８１…温度制御部１８２…ガス制御部１９３…回転制御部１８４…運転表示／保
安制御部１９０…表示パネル

フロントページの続き (72)発明者高山金次郎東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (56)参考文献特開平６−256863（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−37699（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 3/34 B23K 1/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】プリント基板搬入口、プリント基板排出
口、不活性ガス導入口、不活性ガス排出口、および、溶
融物排出口を有する筐体と、前記プリント基板搬入口と前記プリント基板排出口との
間に設けられ、前記プリント基板搬入口に接続される第
１の平坦部、その下端が前記溶融物排出口に位置する下
降傾斜部、および、前記プリント基板排出口に接続され
た第２の平坦部が連続して設けられた搬送路と、前記プリント基板搬入口から搬入される低温溶融物が付
着されたプリント基板を前記搬送路に沿って搬送させて
前記プリント基板排出口に導く搬送手段と、前記第１の
平坦部の近傍に設けられ、所定の温度のガスを所定の圧
力で噴射し、前記プリント基板を予熱する予熱手段と、前記下降傾斜部の近傍に設けられ、高温ガスを所定の圧
力で噴射し、前記プリント基板に付着した低温溶融物を
溶融して除去させるホットジェット手段とを有する低温
溶融物回収装置。
【請求項２】前記第２の平坦部の近傍に設けられ、前記
プリント基板を所定温度まで下げる冷却手段をさらに有
する請求項１記載の低温溶融物回収装置。
【請求項３】前記ホットジェット手段は、２５０℃〜１
０００℃程度のガスを噴射する請求項１または２記載の
低温溶融物回収装置。
【請求項４】前記ホットジェット手段は、３[Kg/cm²]程
度以上の圧力のガスを噴射する請求項１〜３いずれか記
載の低温溶融物回収装置。