JPH09173981A - プリント基板の切り粉分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 導電性の金属屑と絶縁材料が混在する切り粉
から導電性の金属屑を回収しリサイクル出来る様な、プ
リント基板の切り粉分離装置を提供する。 【解決手段】 切削屑投入口（４）から投入された切り
粉は、容器（１）内部に水平に配置されたスクリーン
（２６）上面に載せられ、振動装置（１６）によって振
動を加えられる。スクリーン上には切り粉の進行方向に
向かって偏平な多数の長孔（３２）が穿孔されており、
細粒状のエポキシ樹脂３６はスクリーン下方に落ちエポ
キシ樹脂用排出口（６）から排出される。銅屑（３４）
は球状に丸まり、スクリーン表面上を移動し銅屑用排出
口（８）から排出、回収される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器等で使用
されるプリント基板を切断、穿孔した際に発生する切り
粉から、フィラメント状の導電性の金属屑と細粒状の絶
縁材料とを分離して排出する為の切り粉分離装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、家電、通信機器等で用いられ
る回路の基板としてプリント基板が使用されている。図
５（ａ）はこのプリント基板の一例を示す図である。こ
のプリント基板は、誘電体の両面もしくは片面に導体箔
を貼り合せた形状のものが用いられる。通常、プリント
基板では、導体箔部分には銅、誘電体としては例えばエ
ポキシ系の樹脂を使用する例が多い。以下、図５（ａ）
で、プリント基板４６は、エポキシ樹脂３８を銅箔４０
を挟んだ形状で構成されているものとする。

【０００３】このプリント基板を加工する際、切断、穿
孔などの操作が行われると、銅屑と細粒状のエポキシ樹
脂とが混在した切り粉が発生する。この様子を図５
（ｂ）に示す。図５（ｂ）は、穿孔４２部分の銅箔４０
とエポキシ樹脂３８が、それぞれ、フィラメント状の銅
屑３４と細粒状のエポキシ樹脂３６となり、切り粉が発
生した状態を示している。この銅屑３４と細粒状のエポ
キシ樹脂３６が混在する切り粉は、プリント基板を洗浄
する際、プリント基板から取り除かれる。しかし、この
切り粉自体は、フィラメント状の銅屑３４に細粒状のエ
ポキシ樹脂３６が絡み付いた形状となっており、この２
つを分離することは困難であった。その為、切り粉はそ
のまま廃棄されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の様に、従来のプ
リント基板の加工の際に発生する切り粉からは、本来リ
サイクル可能な銅を回収することが出来ず、不経済なも
のとなっていた。さらに、銅は酸化して有毒な緑青とな
り、廃棄場所を確保することが難しく、廃棄方法によっ
ては環境汚染を招く可能性があるなど社会問題にもなっ
ていた。

【０００５】本発明は、この様な従来の問題点に鑑みて
成されたものである。その目的とするところは、導電性
の金属屑と絶縁材料が混在する切り粉から導電性の金属
屑を回収しリサイクル出来る様な、プリント基板の切り
粉分離装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この様な従来の問題点を
解決する為に本発明は、プリント基板を切断、穿孔した
際発生する切り粉から、フィラメント状の導電性の金属
屑と細粒状の絶縁材料とを分離して排出するプリント基
板の切り粉分離装置であって、上部に形成された１つの
投入口と下部に形成された金属屑用及び絶縁材料用の２
つの出口とを有する容器と、容器を振動させる振動装置
と、容器の内部にほぼ水平に配置されたスクリーンであ
って、上面に載せられた切り粉の内細粒状の絶縁材料は
落下させ、フィラメント状の金属屑は球状に丸めてスク
リーン表面上を移動した後金属屑用出口に集めることが
できる金属屑用出口に向って偏平な多数の長孔が穿孔さ
れたスクリーンとを備えて構成されることを特徴とす
る。

【０００７】また、上の発明の好ましい実施例において
は、前記スクリーンは、上下２段に独立して設けられて
おり、下段のスクリーンに形成された長孔は上段のスク
リーンに形成された長孔よりも小さいサイズとなってい
ることを特徴とする。

【０００８】また、上の発明の好ましい実施例において
は、前記スクリーンの下方に目詰まり防止用及びフィラ
メント状の金属屑と細粒状の絶縁材料とからなる球状の
集合体から細粒状の絶縁材料を篩い落とすための衝撃付
与手段が設けられてなることを特徴とする。さらに、上
の発明の好ましい実施例においては、篩分け用パンチプ
レートとフィラメント状の金属屑を丸めて球状の集合体
とするための平板が交互に配置されてなることを特徴と
する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明のプリ
ント基板の切り粉分離装置について詳細に説明する。

【００１０】初めに図１を用いて、本分離装置の構造に
ついて説明する。図１は、本発明のプリント基板の切り
粉分離装置の一構造例を示した図であり、（ａ）が側面
図、（ｂ）が平面図、（ｃ）が正面図である。

【００１１】図１に示す様に、本切り粉分離装置は、大
きく分けて容器１と振動装置１６から構成されている。
容器１は、側面をフレームパネル２で覆われ、左右と前
後に備え付けられた４本の支柱１２とその上に載せられ
たバネ１４によって支えられている。容器１は、その上
部にプリント基板の切削屑投入口４を備え、下部にエポ
キシ樹脂用排出口６と銅屑用排出口８を備えている。な
お、本実施形態では、絶縁材料としてエポキシ樹脂を用
いたが、ガラスエポキシ、ＦＲＰ、紙フェノール、テフ
ロン、セラミック、プリプレグなど種々の絶縁材料を用
いることができる。また、導電性の金属としても銅だけ
でなく金、白金など導電性の貴金属を用いることもでき
る。また、容器１は、防塵の為に、その上面が天蓋２
０、カバーシート２２によって覆われ密閉されている。
カバーシート２２にはファスナー２４が取り付けられて
おり、点検の際に作業者がファスナー２４を開けて容器
１内部を覗ける様になっている。１６は、容器１を振動
させる為の振動装置であり、フレーム１８によって支え
られ容器１の上部に取り付けられている。底板１０は、
銅屑と分離された細粒状エポキシ樹脂が、エポキシ樹脂
用排出口６まで落ちて来る様に、傾斜面を有している。
容器１の内部には、ほぼ水平にスクリーン２６が配置さ
れている。このスクリーン２６は、上段スクリーン２６
ａと下段スクリーン２６ｂの２段が独立して設けられて
いる。これらのスクリーン２６は、切削屑投入口４から
投入された切り粉を、振動装置１６からの振動によって
銅屑用排出口８に運ぶ役目をする。ここで、このスクリ
ーン２６は、切り粉が銅屑用排出口８に移動しやすい様
に進行方向に少し傾斜させた構造となっていても良い。
切り粉は、スクリーン２６上を移動する過程で、銅屑と
細粒状エポキシ樹脂に分けられ、エポキシ樹脂用排出口
６と銅屑用排出口８からそれぞれ分離して排出される。
この切り粉を分離する原理については、後程詳細に説明
する。

【００１２】次に、図２を用いて本分離装置の内部構造
について説明する。

【００１３】図２は、本切り粉分離装置の一実施例の縦
断面図である。容器１内部には、ほぼ水平に上段スクリ
ーン２６ａと下段スクリーン２６ｂの２段のスクリーン
２６が配置されている。上段下段のスクリーン２６は、
容器１断面で上に凸状の円弧構造、すなわちスクリーン
中央部２６ｃがスクリーン両脇部２６ｄよりも膨らんだ
構造となっている。これは、スクリーン２６上を移動す
る切り粉の塊を徐々に横方向に広げ分離作業を促進する
為の構造である。下段スクリーン２６ｂの下側には、こ
のスクリーンに衝撃を与える衝撃付与手段３３が設けら
れている。本実施例では、衝撃付与手段３３としてタッ
ピングボール３１が備え付けられている。すなわち、下
段スクリーン２６ｂ下方に、タッピングボール３１が自
由に移動出来る空間が設けられている。タッピングボー
ル３１は、振動装置１６によって振動が加えられると、
下面から下段スクリーン２６ｂに衝突し、スクリーンに
衝撃を与える役目をする。これにより、目詰まりを防止
すると共にフィラメント状の金属屑と細粒状の絶縁材料
とからなる球状の集合体から細粒状の絶縁材料を篩い落
とす役割を果たす。

【００１４】次に、図３及び図８を用いて本分離装置の
内部に備え付けられたスクリーン２６の構造、及び切り
粉を分離する原理について説明する。

【００１５】図３は本切り粉分離装置の内部に備え付け
られたスクリーンの詳細を示す図である。スクリーン２
６には、スクリーン上の切り粉の進行方向Ｍに向かって
偏平な多数の長孔３２が穿孔されている。この長孔３２
は、スクリーン２６上面に載せられて振動を与えられた
切り粉の内、細粒状のエポキシ樹脂だけ落下させ、フィ
ラメント状の銅屑を球状に丸める役目をする。図８は、
図３に示すスクリーン２６の構造によって、切り粉に含
まれるフィラメント状の銅屑と細粒状のエポキシ樹脂が
分離される原理を説明する為の断面図である。図８で、
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、フィラメント状の銅屑がス
クリーン２６上を移動して球状に丸まって行く経過を表
している。図８（ａ）の状態から、フィラメント状の銅
屑３４は、振動を与えられ進行方向Ｍに移動する。そし
て、図８（ｂ）に示す様に、進行方向Ｍに向って偏平に
穿孔された長孔３２の縁に衝突し、複数のフィラメント
状の銅屑３４が互いに寄せ集められる様に働く。寄せ集
められたフィラメント状の銅屑は、スクリーン上を移動
するうちに、さらに長孔３２の縁に衝突し、振動を加え
られると大きくなり、図８（ｃ）の様にやがて球状に丸
まって行く。この原理からも分かる様に、フィラメント
状の銅屑３４が球状に丸まって行く過程では、長孔３２
の縁に衝突することが必要である。従って、銅屑３４が
長孔３２に衝突する割合を増やす為に、長孔３２はスク
リーン２６の進行方向Ｍに向って偏平に穿孔されている
必要がある。

【００１６】次に図６及び図７を用いて、この長孔３２
の形状及び、スクリーン２６上での穿孔形状について説
明する。

【００１７】図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、
（ｅ）は、本切り粉分離装置のスクリーン２６に適用出
来る偏平な長孔の種類を示す図である。長孔３２は、切
り粉の進行方向Ｍに向って偏平していれば良く、種種の
形状のものが適用可能である。すなわち、図６（ａ）楕
円の長孔、（ｂ）長方形の端部のみ円弧状の長孔、
（ｃ）円弧状を２つ合わせた形状の長孔、（ｄ）菱形の
長孔、（ｅ）長方形の長孔等が適用可能である。図７
は、本切り粉分離装置のスクリーン２６上に穿孔された
長孔の好ましい一実施例を説明する為の図である。図７
（ａ）の様に、長孔３２が切り粉進行方向Ｍに揃って一
列に配置されていると、切り粉が長孔３２に衝突出来な
い領域４４が生じる。これに対してより好ましい長孔３
２の配置である図７（ｂ）では、切り粉進行方向Ｍに向
かって長孔３２が千鳥配置されている。この千鳥配置に
よれば、切り粉が長孔３２上を通過し易く、より確実に
切り粉の分離が行える様になる。

【００１８】次に、図４を用いて、以上に説明したスク
リーン２６が本分離装置の内部に上下２段に独立して設
けられた構造について説明する。

【００１９】図４は、図３のスクリーン２６が上下２段
に独立して設けられた一構造例を説明する為の図であ
り、図４（ａ）は斜視図、図４（ｂ）は正面断面図であ
る。ここで、上段、下段夫々スクリーン２６ａ、２６ｂ
上には、切り粉の進行方向Ｍに偏平な多数の長孔３２
ａ、３２ｂがそれぞれ穿孔されている。ここで、上段ス
クリーンの長孔３２ａは、下段スクリーンの長孔３２ｂ
よりも内径が大きい構造となっている。分離装置底部３
０は、ここに落下した細粒状のエポキシ樹脂をエポキシ
樹脂用排出口６に流す為、エポキシ樹脂用排出口６に向
かって傾斜した構造となっている。なお、図示されてい
ないが、篩分け用パンチプレートと平板とを交互に並べ
ることによっても、フィラメント状の金属屑を丸めて球
状の集合体とすることができる。

【００２０】次に、本発明によるプリント基板の切り粉
分離装置全体の動作原理について説明する。

【００２１】作業者は、図５の様なフィラメント状の銅
屑３４と細粒状のエポキシ樹脂３６が混在した切り粉の
塊を図１の切削屑投入口４に投入する。投入された切り
粉は、まず上段スクリーン２６ａに落下する。ここで、
振動装置１６によって、フレーム１８を通して振動が与
えられると、容器１を支えている４本の支柱１２のバネ
１４の弾性によって容器１全体が振動する。この振動に
より、切り粉は銅屑用排出口８に向かってスクリーン表
面上を移動し始める。切り粉の塊は、スクリーン２６ａ
上を移動する間に、振動装置１６からの振動によって、
フィラメント状の銅屑３４と細粒状のエポキシ樹脂３６
に分離されていく。さらに、図３に示す様な、進行方向
Ｍに向かって偏平な多数の長孔３２に接触して行くうち
に、フィラメント状の銅屑がボール状の綿屑３５ａとな
っていく。ここで、この綿屑状のボール３５ａのうち、
上段スクリーンの長孔３２ａよりも大きなものは下段ス
クリーン２６ｂに落下せず、細粒状のエポキシ樹脂３６
のみが落下する。綿屑状のボール３５ａとなった銅屑
は、上段スクリーン２６ａ上を移動し銅屑用排出口８か
ら排出される。細粒状のエポキシ樹脂３６、及び上段ス
クリーン２６ａ上で綿屑状のボールにならずに長孔３２
ａを通過した小さな銅屑が下段スクリーン２６ｂ上に落
下する。この下段スクリーン２６ｂでも、上段スクリー
ン２６ａと同様の動作が行われる。すなわち、振動装置
１６からの振動によって、進行方向Ｍに向かって偏平な
多数の長孔３２ｂに接触して行く間に、銅屑が綿屑状の
ボール３５ｂとなっていく。そして、下段スクリーンの
長孔３２ｂを通過する細粒状のエポキシ樹脂３６のみが
分離装置底部３０に落ち、銅屑だけが下段スクリーン２
６ｂ上を移動し銅屑用排出口８から排出される。尚、細
粒状のエポキシ樹脂３６は分離装置底部３０を流れて、
エポキシ樹脂用排出口６から排出される。この様に、長
孔３２ｂの内径＜長孔３２ａの内径なる関係がある為、
上段スクリーン２６ａで分離出来なかったより小さな銅
屑も下段で分離することが出来る。尚、上下段スクリー
ン共、上に凸状の円弧構造を採ることにより、スクリー
ン上を移動する切り粉の塊が横方向に広がり、下段への
落下、分離が促進されている。

【００２２】次に、図２及び図４を参照しながら本発明
のプリント基板の切り粉分離装置が備える目詰まり防止
用衝撃付与手段３３の動作について説明する。上下段の
スクリーンのうち、特に下段スクリーン２６ｂの長孔３
２ｂは内径が小さく、フィラメント状の銅屑や綿屑状の
ボール３５ｂが目詰まりすることがある。この場合に
は、振動装置１６によって容器１に与えられる振動のみ
では目詰まりしたこれらの銅屑を取り除くことが難し
い。そこで、本切り粉分離装置では、衝撃付与手段３３
の一例として、図２に示す様に下段スクリーン２６ｂ下
方に、タッピングボール３１が自由に移動出来る空間が
設けられている。タッピングボール３１は、振動装置１
６によって振動が加えられると、下面から下段スクリー
ン２６ｂに衝突し、目詰まりしている銅屑を取り除く働
きをすると共に、フィラメント状の金属屑と細粒状の絶
縁材料とからなる球状の集合体から細粒状の絶縁材料を
篩い落とす補助の役割を果たす。このタッピングボール
３１は、３１ａの様に互いに線状の棒で接続されていて
も良いし、３１ｂの様に完全に移動自由な状態になって
いても良い。尚、本実施例で衝撃付与手段３３は下段ス
クリーン２６ｂの下方のみに設けられているが、上段ス
クリーン２６ａ下方にもさらに備え付けられていても良
いことは明らかである。

【００２３】尚、本実施例ではスクリーン２６が独立し
た２段の構造である場合について説明したが、本発明は
これに限定されるものではない。本切り粉分離装置の動
作原理から、スクリーンは必ずしも２段でなくても良い
ことは明らかである。すなわち、スクリーン２６の段数
を増やすことによって、より確実に精度良く切り粉の分
離が行える。この時、下段のスクリーンに行く程、スク
リーン上の長孔のサイズを小さくすることが有効である
ことは言うまでもない。逆に、分離精度をそれ程必要と
しない場合には、スクリーン２６を複数段設けず１段と
するだけでも、本装置の効果が得られることは明らかで
ある。

【００２４】尚、以上の実施例では、図５に示したプリ
ント基板４６で用いられる誘電体部分として銅箔を想定
し、誘電体部分としてはエポキシ樹脂３８を想定してい
た。しかし、本発明はこの２つから構成されるプリント
基板のみに対して有効であるだけではないことは以上に
説明した動作原理から明らかである。プリント基板で
は、導体箔として銅、金、白金等が使用され、誘電体と
してガラスエポキシ、ＦＲＰ、紙フェノール、テフロ
ン、セラミック、プリプレグ等が使用される。これらプ
リント基板から発生するフィラメント状の導体屑、粒状
の誘電体が混在する切り粉に対しても、本切り粉分離装
置は原理的に有効に働くことは明らかである。

【００２５】

【実施例】図１に示す構成のプリント基板の切り粉分離
装置の実証試験を行った。実証試験で使用した機器の諸
元、装置動作条件は次の通りである。

【００２６】スクリーンは２段構成であり、各スクリー
ンは、断面積が１段当たり約３．２平方メートル、厚さ
が１．５ｍｍである。スクリーンに穿孔された長孔は楕
円形であり、その内径は、上段スクリーンで図３に示す
Ｗ１が３０ｍｍ、Ｗ２が８ｍｍ、下段スクリーンでＷ１
が１５ｍｍ、Ｗ２が２ｍｍである。長孔間のピッチは、
上段スクリーンで図３に示すｂ１が３０ｍｍ、ｂ２が６
０ｍｍ、下段スクリーンでｂ１が５ｍｍ、Ｗ２が２０ｍ
ｍである。尚、上下段共にスクリーン上で長孔は千鳥配
置に穿孔されている。この状態で、かさ密度０．３ｇ／
立方センチメートルの銅屑とガラスエポキシ樹脂からな
るプリント基板の切り粉を投入し、動力２．２ｋＷ、振
動数９５０サイクル／分で振動を掛けた。

【００２７】実証試験の結果、１段目のスクリーンで投
入した銅屑のうち約９０％が回収出来、２段目のスクリ
ーンで残された銅屑もほぼ全て回収することが出来た。
回収した銅の純度は９７〜９８％であり、純度の良い銅
が回収出来た。

【００２８】

【発明の効果】以上の様に、本切り粉分離装置によれ
ば、プリント基板の切り粉から、従来分離することが困
難だった導電性の金属屑と細粒状の絶縁材料を分離し、
導電性の金属屑を回収することが出来る。従って、導電
性の金属屑をリサイクルすることが出来、経済的である
と同時に、廃棄場所の問題も無くなるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、本
発明によるプリント基板の切り粉分離装置の一実施例の
構造を示す側面図、平面図、及び正面図である。

【図２】 本発明によるプリント基板の切り粉分離装置
の一実施例の縦断面図である。

【図３】 本発明によるプリント基板の切り粉分離装置
のスクリーン上に穿孔された偏平な多数の長孔を示す図
である。

【図４】 （ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、本発明によ
るプリント基板の切り粉分離装置で上下２段に独立して
設けられたスクリーンを示す斜視図、及び正面断面図で
ある。

【図５】 （ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、プリント基
板、及び穿孔されたプリント基板を示す図である。

【図６】 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は
本発明プリント基板の切り粉分離装置のスクリーン上に
穿孔される偏平な長孔の種類を示す図である。

【図７】 （ａ）及び（ｂ）は、スクリーン上に穿孔さ
れる偏平な長孔が千鳥配置されていない場合、及び千鳥
配置されている場合を示す図である。

【図８】 （ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、本発明で用
いられるクリーンの構造によって、切り粉に含まれるフ
ィラメント状の銅屑が細粒状のエポキシ樹脂と分離する
原理を説明する為の図であり（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は
時間の経過順を表す。

【符号の説明】

１…容器 ４…切削屑投入口 ６…エポキシ樹脂用排出口 ８…銅屑用排出口 １６…振動装置 ２６…スクリーン ２６ａ…上段スクリーン ２６ｂ…下段スクリーン ３２…長孔 ３３…衝撃付与手段 ３４…銅屑 ３６…細粒状のエポキシ樹脂 ４６…プリント基板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント基板を切断、穿孔した際発生
   する切り粉から、フィラメント状の導電性の金属屑と細
   粒状の絶縁材料とを分離して排出するプリント基板の切
   り粉分離装置であって、 上部に形成された１つの投入口と下部に形成された金属
   屑用及び絶縁材料用の２つの出口とを有する容器と、 前記容器を振動させる振動装置と、 前記容器の内部にほぼ水平に配置されたスクリーンであ
   って、上面に載せられた切り粉の内細粒状の絶縁材料は
   落下させ、フィラメント状の金属屑は球状に丸めてスク
   リーン表面上を移動した後金属屑用出口に集めることが
   できる前記金属屑用出口に向って偏平な多数の長孔が穿
   孔されたスクリーンと、 を備えて構成されてなるプリント基板の切り粉分離装
   置。
2. 【請求項２】 前記スクリーンは、上下２段に独立して
   設けられており、下段のスクリーンに形成された長孔は
   上段のスクリーンに形成された長孔よりも小さいサイズ
   となっていることを特徴とする請求項１に記載のプリン
   ト基板の切り粉分離装置。
3. 【請求項３】 前記スクリーンの下方に目詰まり防止用
   及びフィラメント状の金属屑と細粒状の絶縁材料とから
   なる球状の集合体から細粒状の絶縁材料を篩い落とすた
   めの衝撃付与手段が設けられてなることを特徴とする請
   求項１又は２に記載のプリント基板の切り粉分離装置。
4. 【請求項４】 篩分け用パンチプレートとフィラメント
   状の金属屑を丸めて球状の集合体とするための平板が交
   互に配置されてなることを特徴とする請求項１〜３のい
   ずれか１項に記載のプリント基板の切り粉分離装置。