JP3997533B2 - 沈澱装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は洗浄液に混和した洗浄液より比重の大きい金属粒子等の回収すべき素材粒子を分別するための沈澱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリント配線基板にフラックスや溶剤と粒状の半田とを混合したクリーム半田を印刷した後のメタルマスクスクリーンを洗浄する際に、半田の粒子よりも目の細かいフィルタで粒状の半田を回収していた。
【０００３】
図５は従来のフィルタ装置を内蔵した洗浄装置の断面図である。以下クリーム半田を印刷した版を洗浄する際の例を用いて説明する。筐体１内の版載置台２に載置された洗浄対象のメタルマスクスクリーン版３に対して洗浄液シャワー用ノズル４から洗浄液をシャワー状に散布して洗浄する。洗浄液はメタルマスクスクリーン版３に付着したクリーム半田のフラックスを溶解しそれを混和して版載置台２表面を流下して樋状の洗浄液受け５に集められ、パイプ６ｂにより洗浄液タンク７に流下する。ついで洗浄液タンク７の洗浄液はポンプ１０の吸引力で目の荒いネット１１で大きなごみを取り除かれてパイプ１２を通して吸い上げられ、パイプ１３でフィルタケース１４に送り込まれて目の細かいフィルタ１５でごみや細かい半田粒子を濾し取られ、再び洗浄液シャワー用ノズル４からシャワー状となって散布される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の循環過程において半田の荒い粒子は洗浄液タンク７の底に溜るが、半田の細かい粒子はポンプ１０で吸い上げられ、フィルタ１５で濾過される。そのため目の細かいフィルタ１５はすぐ目づまりしてしまい、しばしば交換しなければならず手間が掛かり、かつフィルタのコストもかさんでいた。またポンプ１０で圧力を加えてフィルタ１５を通す必要があるなど装置も高価になっていた。フィルタに残った半田などはフィルタごと燃やして回収するので、半田は溶けてしまい、粒子のままの半田を回収できず、資源としては回収できるが、再加工しなければならない。また焼却による燃焼ガスは環境悪化の原因となるという問題もあった。また手間を省くためにフィルタ１５の目を荒くすると半田粒子が十分に回収できないという問題があった。
【０００５】
本発明は上記のような従来の課題を解決し、半田粒子や、同様な金属粒子など回収すべき素材粒子を粒子のまま分別回収でき、回収に伴う費用や手間を少なくできる沈澱装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の沈澱装置は、請求項１によれば、第１の端部と第２の端部とを有し回収すべき素材粒子を混和した洗浄液を第１の端部に流下させ第２の端部に向けて流通させる沈澱槽と、沈澱槽の上方にあって第１の端部と第２の端部とを有し底面が第２の端部から第１の端部に向けて上昇するよう傾斜してなる沈澱促進槽とを備え、この沈澱促進槽の底面の上方に洗浄液を略水平方向に移動させるための経路が形成されるように隔壁を設け、この隔壁の上部には回収すべき素材粒子よりも大なる隙間を有する沈澱促進材を満たし、沈澱槽と洗浄液を略水平方向に移動させるための経路とを第２の端部において疏通し、洗浄液を略水平方向に移動させるための経路と隔壁の上部とを第１の端部で疏通した構成である。
【０００７】
そしてこの構成により沈澱槽で第１の端部から第２の端部への洗浄液の移動中に回収すべき素材粒子を沈澱させ、沈澱促進槽の洗浄液を略水平方向に移動させるための経路で第２の端部から第１の端部への洗浄液の移動中に回収すべき素材粒子を沈澱させ、ついで沈澱促進槽の隔壁の上部で第１の端部から第２の端部への洗浄液の移動中に前記沈澱促進材へ当接させて沈澱促進材の隙間より回収すべき素材粒子を落下沈澱させることができ、従来のフィルタ装置のようにしばしば目詰まりをしてフィルタの交換をしたり、フィルタを焼いて金属の回収をしたりすることなく、保守が容易であり、回収すべき素材粒子の回収率を高めることができ金属材料を再利用しやすい形で分別回収することができる。
【０００９】
また請求項２によれば、請求項１の構成において、隔壁は沈澱促進槽の隔壁の上部における洗浄液の流通方向に対して下降するように傾斜して形成されているものであり、この構成によって沈澱した回収すべき素材粒子の回収率をさらに高めることができるものである。
【００１０】
また請求項３によれば請求項１または２の構成において、沈澱槽と沈澱促進槽とは別体であり容易に合体および分離ができるものであり、これにより清掃や回収すべき素材粒子の回収が容易にできるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の沈澱装置を内蔵した洗浄装置の断面図である。以下従来の例と同様にクリーム半田を印刷した版を洗浄する際の例を用いて説明する。従来の例の図５のものと異なるところはフィルタケース１４とフィルタ１５がなく、代わって洗浄液受け５の下部に蛇腹部６ａを持つパイプ６が洗浄液タンク７を覆うタンク蓋７ａの一部に設けられた小蓋７ｂを貫通して沈澱ユニット８の下部に達していることである。蛇腹部６ａは沈澱ユニット８を取り出すときにパイプ６を取り外し易いようにするためである。
【００１２】
図２に沈澱ユニット８の断面図を示す。沈澱ユニット８は下部の沈澱槽８ａと上部の沈澱促進槽８ｂとよりなり、沈澱促進槽８ｂの下部の右方には通液孔８ｃが設けられ、内部にはガラスまたはセラミック等でできたビーズまたはステンレス製のワイヤーウール等の沈澱促進材８ｄが回収すべき素材粒子より大きな隙間をもって収容され、上部を覆う蓋８ｅの左方には排液孔８ｆが設けられている。沈澱槽８ａ上部周辺のリブ８ｇと蓋８ｅとにかけた係止ばね８ｈにより全体を一体に係止している。そしてパイプ６が蓋８ｅの孔８ｉ、沈澱促進槽８ｂの底の孔８ｊを貫通して沈澱槽８ａ内に挿通されている。沈澱槽８ａの側面に設けたドレイン口８ｋはメンテナンス時に上澄の液を取り出すためである。液の流下するパイプ６部分と通液口８ｃとの間の液の流れる部分の長さをＬとする。
【００１３】
このように構成され、つぎに図を用いてその動作を説明する。筺体１内の版載置台２に載置された洗浄対象のメタルマスクスクリーン版３に対して洗浄液シャワー用ノズル４から洗浄液をシャワー状に散布して洗浄する。必要によってメタルマスクスクリーン版３に対して超音波をかけて洗浄を促進することもできるが、ここでは説明を省略する。洗浄液はメタルマスクスクリーン版３に付着したクリーム半田のフラックスを溶解しそれを混和して版載置台２の表面を流下して樋状の洗浄液受け５に集められ、パイプ６により洗浄液タンク７内に配設した沈澱ユニット８の沈澱槽８ａ内に流下する。クリーム半田を混和した洗浄液は沈澱槽８ａ内で右矢印方向に長さＬに沿って略水平方向に移動して行き、その間に比重の差により半田粒子１６は大粒のものから沈澱し始める。洗浄液は沈澱促進槽８ｂの底の右方の通液孔８ｃから上部に流れる。
【００１４】
ここで沈澱促進材８ｄの作用を示す説明図の図３を用いて説明すると、沈澱促進槽８ｂ内で左向けに矢印方向に略水平方向にクリーム半田を混和した洗浄液が流れるとガラスやセラミックのビーズやワイヤーウール等の沈澱促進材８ｄに当接して液の流れの方向が分散し、且つ互いに干渉しあって流速が低下する。更に沈殿促進材８ｄの間を通る間に摩擦による抵抗や通過距離が長くなるために流速が急激に低下し、比重の大きい半田粒子１６は隙間を抜けて下に落ちる。そのためにこの沈澱促進材８ｄはフィルタと異なり、その相互の隙間は半田粒子１６に比して大きなものであり、半田粒子１６を濾すのではなく、沈殿促進材の間隙を通る間に流体の流れ方向を分散、また衝突させて流速を落とし、その間隙の摩擦抵抗と液体の通過距離を長くすることにより流速を低下させ、比重の大きい半田粒子１６を落下沈澱させるものである。このようにして沈澱槽８ａで沈澱しなかった細かい半田粒子１６は沈澱促進槽８ｂの底部に沈澱する。沈澱促進槽８ｂ内部を略長さＬにわたって、沈澱促進材８ｄ内部の隙間を流速を低下されながら左方に流れた洗浄液はほとんどの半田粒子１６を沈澱させて排液孔８ｆより洗浄液タンク７中に流出する。
【００１５】
このように沈澱槽８ａ内部と沈澱促進槽８ｂ内部を略水平方向に略長さ２Ｌにわたって流速を落されながら流れるので、ほとんどの半田粒子１６を沈澱させることができる。したがって洗浄液の流れる方向の長さＬはできるだけ大きい方がよい。洗浄液タンク７内に入った時点では相当に流速が下がっているので、まだ落下しきれていない半田粒子１６があっても洗浄液タンク７内に沈澱する。このように従来と異なりフィルタの目詰まり等がなく、半田粒子１６も溶融せず元のままで回収でき再利用が容易である。
【００１６】
このように半田粒子１６を分別された洗浄液はポンプ１０の吸引力で目の荒いネット１１からパイプ１２を通して吸引されパイプ１３を通って再び洗浄液シャワー用ノズル４からシャワー状となって散布される。半田粒子１６の回収のときはパイプ６の蛇腹部６ａを曲げて沈澱ユニット８からパイプ６を引き抜き、係止ばね８ｈを外して沈澱槽８ａと沈澱促進槽８ｂとを分離して、沈澱促進槽８ｂは通液孔８ｃから洗浄液と共に半田粒子１６を流し出し、沈澱槽は上部の開口から、またはドレイン口８ｋから上澄の洗浄液を流し出して残った半田粒子１６を回収すればよい。
【００１７】
沈澱促進槽８ｂも上澄の洗浄液と半田粒子とを分離したままそれぞれ取り出したいならば、図示していないが沈澱促進槽８ｂの通液孔８ｃにスライド蓋を設け、図示していないが別途ドレイン口も設けておき、沈澱槽８ａとの分離に先だって、このスライド蓋を閉じ、分離後にドレイン口から上澄の洗浄液を排出し、その後にスライド蓋を開いてここから半田粒子を回収するようにしてもよい。半田粒子はこのように回収されるが、洗浄液に溶け込んだフラックスや溶剤等はこの方法では回収できないので、複数回循環した後の洗浄液は、適時に別の方法によってリフレッシュする必要がある。
【００１８】
図４は沈澱ユニットの他の実施形態を示す断面図である。沈澱ユニット９は沈澱槽９ａと沈澱促進槽９ｂとからなり、右方に向けて低くなっている沈澱促進槽９ｂの底部の右方には通液孔９ｃを設けさらにその上方に、左方に第２の通液孔９ｄを持ち、底部に平行に左方に向けてやや上方に傾斜している隔壁９ｅを備え、この隔壁９ｅ上部にガラスビーズまたはワイヤーウール等の沈澱促進材９ｆが相互の隙間を大きくあけて収容されている。上部を覆う蓋９ｇの右方には排液孔９ｈが設けられている。沈澱槽９ａ上部周辺のリブ９ｉと蓋９ｇとにかけた係止ばね９ｊにより全体を一体に係止している。そしてパイプ６が蓋９ｇの孔９ｋ、隔壁９ｅの孔９ｌ、沈澱促進槽９ｂの底の孔９ｍを貫通して沈澱槽９ａ内に挿通されている。また蓋９ｇの外周部には蓋リブ９ｏが設けられている。沈澱槽９ａの側面にも図２同様ドレイン口９ｎを設けている。そしてそれぞれの底面の液の流れる部分の左右の長さは図２と同様にＬとする。
【００１９】
この沈澱ユニット９の作用は、パイプ６で流下したクリーム半田を混和した洗浄液は沈澱槽９ａ内で矢印方向に略水平方向の右方へ略長さＬに沿って移動して行き、その間に比重の差により半田粒子１６は大粒のものから沈澱し始める。洗浄液は沈澱促進槽の底の右方の通液孔９ｃから上部に流れ、沈澱促進槽９ｂの底部と隔壁９ｅとの間を左方やや上向けに流れ、この間にさらにいくらかかの半田粒子１６を沈澱させる。第２の通液孔９ｄより上方へ向かったクリーム半田を混和した洗浄液は矢印方向（右方）に流れるとき図２の沈澱促進材８ｄと同様のガラスやセラミックのビーズやワイヤーウール等の沈澱促進材９ｆに当接して液の流れの方向が分散し、且つ互いに干渉しあって流速が低下する。更に沈殿促進材８ｄの間を通る間に摩擦による抵抗や通過距離が長くなるために流速が急激に低下し、比重の大きい半田粒子１６は隙間を抜けて下に落ちる。このようにして沈澱槽９ａや隔壁９ｅ下方で沈澱しなかった細かい半田粒子１６は沈澱促進槽８ｂの隔壁９ｅ上に沈澱する。そして洗浄液は排液孔９ｈより洗浄液タンク７中に流出する。ここでさらに細かい粒子をも回収する場合は蓋９ｇの外周に蓋リブ９ｏが設けてあるので排液孔９ｈから出て蓋９ｇの上に沈殿したさらに細かい粒子を流さずに回収できる。
【００２０】
このように本実施形態では、図２のものに比べて沈澱ユニット内で略水平方向に略長さ約３Ｌにわたって流速を低下させながら洗浄液が流れるので、半田粒子１６がより多く沈澱して分別の効果を高め、回収率を高めることができる。そして沈澱促進槽９ｂの底および隔壁９ｅが傾いているために沈澱した半田粒子１６も一方に集められ、回収し易くなっている。もちろん沈澱槽９ａの底部や、先の実施形態の図２における沈澱槽８ａ、沈澱促進槽８ｂの底部も傾斜させることができる。
【００２１】
本発明の沈澱装置によれば従来のフィルタを用いたものに比べて簡単な方法で手間いらずに再利用しやすい形態の半田粒子の分別回収が容易にでき、回収の歩留まりも高くなり、ランニングコストも低下できる。またフィルタを焼く必要もなく健康や環境にも悪影響を及ぼすことがなく、洗浄液が有機溶剤であっても間題ない。図２、図４の沈澱槽や沈澱促進槽は、透明材料で形成しておけば半田や洗浄液の残量が明らかになる。また図示していないが把手を付ければ取扱も容易となる。
【００２２】
なお、ここではクリーム半田の洗浄の例を用いたが、その他にも回収すべき素材として銀ペーストの印刷後のメタルマスクスクリーンから銀粒子を回収する、またセラミックなどを印刷した後のその素材粒子を回収する場合等同様の用途に応用することができる。また本装置で分別した後にさらに従来のフィルタ装置を併用しても差し支えない。また上記各実施形態では洗浄装置と直結した形で説明したが、沈澱装置だけ独立して用いることもできる。さらに装置の細部の構造は例示のものに限定されず変形して実施できるものである。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１の沈澱装置によれば、沈澱槽内の経路において洗浄液の沈澱槽の第１の端部から第２の端部への移動中に回収すべき素材粒子を沈澱させ、沈澱促進槽内の経路において洗浄液を略水平方向へ移動させる経路で第２の端部から第１の端部への洗浄液の移動中に回収すべき素材粒子を沈澱させ、ついで沈澱促進槽の隔壁の上部で第１の端部から第２の端部への洗浄液の移動中に沈澱促進材へ当接させて沈澱促進材の隙間より回収すべき素材粒子を落下沈澱させることができ、従来のフィルタ装置のようにしばしば目詰まりをしてフィルタの交換をしたり、フィルタを焼いて金属の回収をしたりすることなく、保守が容易であり、回収すべき素材粒子の回収率を高めることができ金属材料を再利用しやすい形で分別回収することができる、という有利な効果が得られる。
【００２４】
また請求項２の沈澱装置によれば、隔壁は沈澱促進槽の隔壁の上部における洗浄液の流通方向に対して下降するように傾斜して形成されているので回収すべき素材粒子の回収率をさらに高めることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の沈澱装置を内蔵した洗浄装置の断面図
【図２】同じく沈澱ユニットの断面図
【図３】同じく沈澱促進材の作用を示す説明図
【図４】同じく沈澱ユニットの他の実施形態を示す断面図
【図５】従来のフィルタ装置を内蔵した洗浄装置の断面図
【符号の説明】
１ 筐体
２ 版載置台
３ メタルマスクスクリーン版
４ 洗浄液シャワー用ノズル
５ 洗浄液受け
６ パイプ
７ 洗浄液タンク
７ａ タンク蓋
７ｂ 小蓋
８，９ 沈澱ユニット
８ａ，９ａ 沈澱槽
８ｂ，９ｂ 沈澱促進槽
８ｃ，９ｃ 通液孔
８ｄ，９ｆ 沈澱促進材
８ｆ，９ｈ 排液孔
８ｈ，９ｊ 係止ばね
８ｉ，８ｊ，９ｋ．９ｌ，９ｍ 孔
９ｄ 第２の通液孔
９ｅ 隔壁
１０ ポンプ
１１ ネット
１２，１３パイプ

Claims (3)

1. 第１の端部と第２の端部とを有し回収すべき素材粒子を混和した洗浄液を第１の端部に流下させ第２の端部に向けて流通させる沈澱槽と、
   前記沈澱槽の上方にあって第１の端部と第２の端部とを有し底面が第２の端部から第１の端部に向けて上昇するよう傾斜してなる沈澱促進槽とを備え、
   この沈澱促進槽の底面の上方に洗浄液を略水平方向に移動させるための経路が形成されるように隔壁を設け、この隔壁の上部には前記回収すべき素材粒子よりも大なる隙間を有する沈澱促進材を満たし、前記沈澱槽と前記洗浄液を略水平方向に移動させるための経路とを第２の端部において疏通し、前記洗浄液を略水平方向に移動させるための経路と前記隔壁の上部とを第１の端部において疏通し、
   前記沈澱槽で第１の端部から第２の端部への洗浄液の移動中に前記回収すべき素材粒子を沈澱させ、
   前記沈澱促進槽の前記洗浄液を略水平方向に移動させるための経路で第２の端部から第１の端部への洗浄液の移動中に前記回収すべき素材粒子を沈澱させ、ついで前記沈澱促進槽の前記隔壁の上部で第１の端部から第２の端部への洗浄液の移動中に前記沈澱促進材へ当接させて前記沈澱促進材の隙間より前記回収すべき素材粒子を落下沈澱させることを特徴とする沈澱装置。
2. 前記隔壁は前記沈澱促進槽の隔壁の上部における洗浄液の流通方向に対して下降するように傾斜して形成されていることを特徴とする請求項１記載の沈澱装置。
3. 前記沈澱槽と前記沈澱促進槽とは別体であり容易に合体および分離ができる請求項１または２記載の沈澱装置。

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