JP2001009283A

JP2001009283A - 銅廃材利用法

Info

Publication number: JP2001009283A
Application number: JP18873899A
Authority: JP
Inventors: Masaru Tsuchiya; 勝土屋; Masahiro Kamakura; 正弘鎌倉; Kenichi Nakamura; 研一中村; Hiroyuki Tokumasu; 弘幸徳舛; Yasuhiro Fujii; 康浩藤井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-07-02
Filing date: 1999-07-02
Publication date: 2001-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】プリント配線板の製造工程で発生する銅廃材
あるいは使用済み電気・電子機器のリサイクル工程で発
生する銅廃材を高付加価値の前記脱臭用触媒の原料とす
ることにより、経済的ロスを減少しながら最終的に前記
銅廃材を銅資源として有効再利用を図る。【解決手段】１．銅廃材としてのプリント配線板の切
断粉の銅濃度を高める工程、２．銅濃度を高めた廃材に
硝酸を作用させ、硝酸銅溶液を製造する工程、３．硝酸
銅溶液から、不溶物を除去する工程、これらの工程を通
常の銅−マンガン複合酸化物触媒の製造工程に組み入れ
ることにより、製造原料として銅廃材が有効に利用でき
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、電気・電子機器に
使用されるプリント配線板（いわゆるプリント基板）の
製造工程で発生する銅含有廃材（以下銅廃材）や使用済
み電気・電子機器のリサイクル工程で発生する銅廃材の
銅を、脱臭用触媒の製造原料として有効に利用する銅廃
材利用法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電気・電子機器に使用されるプ
リント配線板の製造工程で発生する銅廃材としては、プ
リント配線板の切断粉、端面研磨粉、外形加工廃材やプ
リント配線板に使用される銅箔の外形加工廃材やプリン
ト配線板の加工穴内に使用される導電性銅ペーストの廃
材等各種のものが存在する。ここで、プリント配線板の
切断粉とは、部品実装前のプリント配線板を使用製品の
用途に応じた外形に合わせ切断加工した際に発生する粉
のことである。端面研磨粉とは、切断加工したプリント
配線板のバリなどを除去平滑化するため、端の面を研磨
する際に発生する粉のことである。

【０００３】プリント配線板の外形加工廃材とは、上記
切断加工に際して生じる加工端材（はざい）のことであ
る。また、銅箔の外形加工廃材とは、多層プリント配線
板の積層加工時に発生する銅箔端材のことである。さら
に導電性銅ペースト廃材とは、プリント配線板の加工穴
にペーストを充填する際の充填しきれなかったロス材の
ことである。これらの中で銅箔の外形加工廃材や導電性
銅ペースト廃材といった銅含有率の高いものについて
は、金属精錬による銅資源の回収が行われている。しか
しながら、プリント配線板の切断粉などの銅含有率の低
いものを含めたすべてが資源回収の対象となり有効利用
されているとはいえない。

【０００４】また、いわゆる家電リサイクル法の２００
１年における施行を控え、法の対象となるテレビ・エア
コン・冷蔵庫・洗濯機の家電四製品をはじめとする電気
・電子機器製品のリサイクル方法については各種検討が
なされているが、このリサイクル工程で発生するプリン
ト配線板や配線コードや銅含有部品といった銅廃材中の
銅を資源として十分有効に活用できる方法は見出されて
いるとはいえない。

【０００５】これらの銅廃材の大部分は、上記のプリン
ト配線板の製造工程で発生する銅廃材も含め、シュレッ
ダーダストとして埋め立てられているが、国内ではこの
用地確保が年々困難になってきているのが現状である。

【０００６】また、金属精錬による銅資源の回収を行う
にしても、廃材とはいえ銅箔や銅ペーストといった付加
価値の高い高度加工品を付加価値の低い銅インゴットに
までもどしてしまうのでは経済的ロスが大きい。このよ
うな中で、上記の各種銅廃材の銅を銅含有量の高いもの
はもちろん低いものも含め、高付加価値品として再生利
用する方法が求められていた。

【０００７】一方、排ガス処理、燃焼、乾燥、調理、空
調等の機器に用いる脱臭用触媒については、従来、銅と
マンガンからなる複合酸化物を主体とするものがあり、
白金を主体とするものに比較し、２００℃以下の低温度
でも触媒活性を有することが知られている。しかしなが
ら、この製造原料として前記の各種銅廃材を利用した例
は知られていない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、プリ
ント配線板の製造工程で発生する銅廃材あるいは使用済
み電気・電子機器のリサイクル工程で発生する銅廃材の
銅は資源として十分有効に再利用されてはいない。大部
分が埋め立処分されており、一部は銅精錬で回収されて
はいるが低付加価値品での回収のため経済的ロスが大き
いという問題もある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明は、プリント配線板の製造工程で発生する銅
廃材あるいは使用済み電気・電子機器のリサイクル工程
で発生する銅廃材を高付加価値の前記脱臭用触媒の原料
とすることにより、経済的ロスを減少しながら最終的に
前記銅廃材を銅資源として有効再利用しようとするもの
である。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に用いる銅廃材としては、
プリント配線板の製造工程で発生する銅箔のような銅含
有率が１００％に近く高いものは当然使用できるが、む
しろ銅含有率の低い、例えばプリント配線板の切断粉の
ような銅含有率で１０〜２０％程度のものを使用する方
が銅資源の有効利用という点では望ましい。また、使用
済み電気・電子機器のリサイクル工程で発生する銅廃材
には、部品が実装されたプリント配線板、配線コード
類、各種銅含有部品等があるが、これらはプリント配線
板の製造工程で発生する銅廃材に比較して、実装された
部品や被覆材やその他の銅を含まない部品の影響で全般
的に銅含有率がさらに低くなっているが、これらを使用
することは銅資源の有効利用という点ではさらに望まし
いことになる。本発明によれば、これらの低銅含有率廃
材をも有効活用することができる。

【００１１】本発明において、銅廃材を銅−マンガン複
合酸化物触媒の製造原料として用いるには一般的には以
下の１〜３の工程を経ることになる。これらの工程の一
部は銅廃材の種類によっては省略することも可能であ
る。１．銅廃材の銅濃度を高める工程２．銅濃度を高めた廃材に硝酸を作用させ、硝酸銅溶液
を製造する工程３．硝酸銅溶液から、不溶物を除去する工程１は銅含有率の低い銅廃材を粉砕し、比重選別、振動選
別、風力選別あるいはこれらの組合せなどにより銅の濃
度を高める工程であるが、少なくとも６０％以上に高め
ることが望ましい。以下の工程２で硝酸を加えた場合に
銅以外の廃材例えばプリント配線板の基板の樹脂からな
る廃材に硝酸が作用し、銅以外の廃材を一部分解する反
応が起こり、硝酸使用量が増大するのを防ぐためであ
る。

【００１２】２は廃材中の銅から直接硝酸銅を製造する
工程であるが、作用させる硝酸の量は銅の酸化溶解に要
する量と、硝酸銅生成に要する量の和になるが、硝酸濃
度は銅を酸化溶解せしめる能力の高い６０％以上の濃硝
酸であることが望ましい。さらに、この工程では過酸化
水素のような酸化補助剤を加えることも有効である。こ
の工程で、硝酸以外の酸例えば硫酸を作用させ、硫酸銅
溶液を製造することも可能であるが、硝酸を用いること
が特に好ましい。硝酸塩は一般に、硝酸イオン部が揮発
性化合物として熱分解する性質があるため、熱処理によ
って最終複合酸化物触媒を製造した場合、硝酸イオン由
来成分が残存しにくく、触媒活性に悪影響を与えないと
いう長所があるためである。

【００１３】３は得られた硝酸銅溶液中の不溶物を除去
する工程であるが、これによって前記プリント配線板の
基板の樹脂のような炭素を主体とした硝酸銅以外の夾雑
物を除去することができる。

【００１４】上記１〜３の工程を通常の銅−マンガン複
合酸化物触媒の製造工程に組み入れることにより、製造
原料として銅廃材が有効に利用できることを以下に示
す。

【００１５】（実施の形態１）まず、銅廃材として、プ
リント配線板の切断粉を用いる実施の形態を説明する。
切断粉中の銅はプリント配線板の下地の樹脂を付着させ
ていることが多いため、これをまずボールミルローラに
かけ銅に付着している樹脂を剥離させる。この剥離処理
を施した切断粉を風力選別機にかけ銅分の濃縮を行う。
これによって、切断粉は、平均して銅濃度が１０〜２０
ｗｔ％程度のものが６０ｗｔ％以上にまで濃縮できる。
以上の処理によって得られた銅分濃縮切断粉に濃硝酸を
加え、銅を酸化溶解させながら硝酸銅を製造する。この
時、濃硝酸の一部は樹脂の一部と反応し消費されるた
め、加える濃硝酸の量は銅の濃度から予測される理論量
より、若干多めとするのが望ましい。このようにして得
られた硝酸銅溶液を濾過し、樹脂を主体とする固形物を
除去する。次に、この濾過処理を施した硝酸銅溶液に硝
酸マンガンを加え溶解させ、さらにアンモニア水をｐＨ
７〜８になるまで加え、銅の水酸化物とマンガンの水酸
化物を共沈させる。得られた共沈物を遠心分離により採
取し、空気中で２００℃、５時間焼成して銅−マンガン
複合酸化物を得る。

【００１６】以上の方法によって得られた銅−マンガン
複合酸化物と市販の硝酸銅試薬から同様の製法で得られ
た銅−マンガン複合酸化物とについて、その触媒特性を
以下の（表１）に比較する。いずれも原子比を銅／（銅
＋マンガン）＝０．３３になるように調整したもので、
アセトアルデヒドの燃焼試験により１００℃、２００℃
の各温度でアセトアルデヒドの転化率を比較したもので
ある。燃焼試験は通常の常圧固定床流通式反応装置を用
いて行った。すなわち、石英管に触媒を充填し、周りに
設置したヒータで管温度を調整し、一定濃度のアセトア
ルデヒドを含む空気を一定流速で管内に流通させ、管の
入口・出口側のアセトアルデヒド濃度をガスクロマトグ
ラフィーで測定することにより転化率を算出した。

【００１７】

【表１】

【００１８】（表１）から本特許の方法で得られた触媒
は、市販硝酸銅を使用したものと比較して、ほぼ同程度
の特性で、十分実用に耐えるものであることがわかる。

【００１９】（実施の形態２）次に、銅廃材として、プ
リント配線板の加工穴内に使用される導電性銅ペースト
を用いる実施の形態を説明する。導電性銅ペースト廃材
は、銅粉が約９０ｗｔ％、残りが結着剤としての未硬化
の樹脂である。銅含有量は実施の形態１のものに比較し
てかなり高いが、未硬化樹脂が銅粉を被覆した状態で存
在し、このまま濃硝酸を作用させたのでは反応の効率が
悪いため、まず溶剤で洗浄し未硬化樹脂を除去する。使
用溶剤としては未硬化樹脂の良溶剤である有機溶剤例え
ばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケ
トン等を用いることができる。洗浄は溶剤内に導電性銅
ペースト廃材を浸漬、攪拌することで行うが、同時に超
音波を作用させると洗浄効率が向上し、洗浄時間を短縮
できる。その後、デカンテーションを行い、樹脂を含有
した溶剤の大部分を分離する。残りの銅粉は乾燥後、濃
硝酸を作用させ、硝酸銅溶液を得る。得られた硝酸銅溶
液から実施の形態１と同様にして銅−マンガン複合酸化
物を得る。

【００２０】以上の方法によって得られた銅−マンガン
複合酸化物と、その触媒特性を以下の（表２）に示す。
原子比は銅／（銅＋マンガン）＝０．３３になるように
調整したもので、実施の形態１と同じアセトアルデヒド
の燃焼試験により１００℃、２００℃の各温度でアセト
アルデヒドの転化率を示している。

【００２１】

【表２】

【００２２】（表２）から本特許の方法で得られた触媒
は、（表１）に示した市販硝酸銅を使用したものと比較
して同程度の特性を示すことがわかる。

【００２３】（実施の形態３）銅廃材として、実施の形
態２と同じプリント配線板の加工穴内に使用される導電
性銅ペーストを、実施の形態１，２とは触媒の製法が一
部異なるものに利用する例を以下に示す。まず、実施の
形態２と同様の方法で硝酸銅溶液を得る。これに過マン
ガン酸カリウムを加えて煮沸しながら、さらに硝酸マン
ガンを溶解させることにより、銅イオンを吸着させたマ
ンガン酸化物の沈殿を得る。この沈殿物を空気中で２０
０℃、５時間焼成して銅−マンガン複合酸化物を得る。

【００２４】以上の方法によって得られた銅−マンガン
複合酸化物と、その触媒特性を以下の（表３）に示す。
原子比は銅／（銅＋マンガン）＝０．３３になるように
調整したもので、実施の形態１と同じアセトアルデヒド
の燃焼試験により１００℃、２００℃の各温度でアセト
アルデヒドの転化率を示している。

【００２５】

【表３】

【００２６】（表３）から実施の形態３で得られた触媒
は、実施の形態２で得られたものと同程度の特性を示す
ことがわかる。

【００２７】（実施の形態４）以下に使用済みテレビか
ら回収したプリント配線板を用いる実施の形態を説明す
る。プリント配線板として約１０〜１５年前の使用済み
テレビのプリント配線板を用い、まず、実装されている
部品ならびに使用されているはんだを除去する。除去す
る方法ははんだの溶融温度までプリント配線板を加熱
し、機械的引張力を部品に加えこれを除去し、さらに残
存するはんだを振動力でふるい落とすことで行うことが
できる。

【００２８】部品とはんだを除去した使用済みプリント
配線板は粗粉砕後、実施の形態１と同様ボールミルロー
ラによる銅と樹脂の剥離処理ならびに風力選別で銅分の
濃縮を行うことで６０ｗｔ％以上の銅濃度の粉砕粉を得
ることができる。この銅分濃縮粉砕粉に、さらに実施の
形態と同様の方法で硝酸を加える等の処理を施し、最終
の焼成によって銅−マンガン複合酸化物が得られる。

【００２９】以上の方法で得られた銅−マンガン複合酸
化物の特性を以下の（表４）に示す。原子比は銅／（銅
＋マンガン）＝０．３３になるように調整したもので、
実施の形態１と同じアセトアルデヒドの燃焼試験により
１００℃、２００℃の各温度でアセトアルデヒドの転化
率を示している。

【００３０】

【表４】

【００３１】（表４）から実施の形態４で得られた触媒
は、実施の形態１で得られたものと同程度の特性を示す
ことがわかる。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、従来十分に有効利用さ
れていなかったプリント配線板の製造工程で発生する銅
廃材あるいは使用済み電気・電子機器のリサイクル工程
で発生する銅廃材の銅を資源として有効に再生利用でき
る。さらには、この銅を原料に用い製造した銅−マンガ
ン複合酸化物は従来の硝酸銅試薬から製造したものに比
較して、ほぼ同等の触媒特性を示すと共に、脱臭用触媒
に含まれる銅そのものの原料価格が実質的にはゼロにま
で下げられ、触媒製造コストの低減化を図ることもで
き、本発明による効果はきわめて大なるものがある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ２２Ｂ 15/00 Ｃ２２Ｂ 15/08 (72)発明者中村研一大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者徳舛弘幸大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者藤井康浩大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 4D004 AA24 BA05 CA04 CA07 CA13 CA30 CA34 CA35 CA40 CB13 CC12 DA02 DA03 DA06 DA10 4G048 AA01 AB02 AE02 4G069 AA09 BC31A BC31B FB49 4K001 AA09 BA22 CA01 CA03 CA05 CA09 DB05 DB23 DB25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プリント配線板の製造工程で発生する銅
廃材あるいは使用済み電気・電子機器のリサイクル工程
で発生する銅廃材を銅−マンガン複合酸化物触媒の製造
原料として用いることを特徴とする銅廃材利用法。
【請求項２】プリント配線板の製造工程で発生する銅
廃材がプリント配線板の切断粉、端面研磨粉、外形加工
廃材、プリント配線板に使用される銅箔の外形加工廃
材、プリント配線板の加工穴内に使用される導電性銅ペ
ーストの廃材から選択された少なくとも一種の廃材であ
る請求項１に記載の銅廃材利用法。
【請求項３】使用済み電気・電子機器のリサイクル工
程で発生する銅廃材が電気・電子機器から回収されたプ
リント配線板である請求項１に記載の銅廃材利用法。
【請求項４】プリント配線板の製造工程で発生する銅
廃材あるいは使用済み電気・電子機器のリサイクル工程
で発生する銅廃材の銅濃度を高める工程と、銅濃度を高
めた廃材に硝酸を作用させ硝酸銅溶液を製造する工程
と、得られた硝酸銅溶液から硝酸不溶物を除去する工程
を含む請求項１に記載の銅廃材利用法。