KR101466887B1 - 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치 - Google Patents

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한성수
서아람
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Abstract

본 발명에 의한 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치는, PCB 입자가 유입되는 본체 케이싱; 본체 케이싱의 내부에 배치되되, 본체 케이싱의 축심에 배치된 회동 샤프트에 회전 가능하게 연결되는 회전 몸체; 본체 케이싱의 하부에 연결되며, PCB 입자의 회전을 유도하는 하부 케이싱; 및 회전 몸체의 외주면을 따라 배열되되, PCB 입자가 본체 케이싱과 회전 몸체 사이의 이격 공간에서 와류를 형성하며 상방으로 이동되는 동안 PCB 입자의 금속을 분리하는 금속층 분리부를 포함한다. 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치는, 와류가 형성되는 압축공기를 본체 케이싱에 투입하여 PCB 입자가 상방으로 선회하면서 전단력에 의해 PCB의 금속 표면층의 단체분리가 극대화되고 이에 따라 전체 PCB의 금속의 회수 효율이 증가될 수 있다.

Description

인쇄회로기판의 금속 단체분리장치{Apparatus for Metal Liberation in Printed Circuit Boards(PCBs)}
본 발명은 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 인쇄회로기판을 분쇄(comminution)하여 기판 표면에 처리된 구리, 금, 은 등의 금속이 수지 또는 유리섬유로 이루어진 절연층 기재와 효율적으로 단체분리(單體分離, liberation)될 수 있도록 하는 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치에 관한 것이다.
일반적으로 인쇄회로기판(Printed Circuit Board: 이하 "PCB"라 함)은 에폭시 수지 등에 유리섬유(glass wool)가 보강된 얇은 절연층 기재에 얇은 구리층이 배선패턴으로 가공되어 IC를 비롯한 전자부품을 작동시킬 수 있는 기판을 말한다. 이러한 PCB는 각종 부품을 실장하고 부품 상호 간을 연결하는 전자 부품으로서 TV, 비디오, 컴퓨터, 오디오 등 모든 전자 기기에 널리 사용되고 있다.
최근에는 전자 기기의 라이프 사이클이 짧아지고, 새로운 기술이 하루가 다르게 발전함에 따라 구형 전자 기기가 쉽게 방치되고 폐기되는 실정이다. 따라서 이들 폐기되는 전자 기기에 내장된 PCB, 특히, 구리, 납 등의 금속 성분 등으로 인해 환경문제가 점점 심각해지고 있다.
또한, PCB의 회로 배선을 구성하는 구리, 금, 은 등의 금속 성분은, 세계 원자재 가격이 폭등하고, 자원 문제가 제기되고 있는 현 시점과 맞물려, 재활용이 시급한 실정이다.
PCB에서 금속 성분을 회수하는 방법으로 여러 가지 방안이 고려되고 있다. PCB을 고온에서 녹여서 금(Au), 동(Cu) 등 고가의 금속을 불순물과 분리하여 회수하는 건식법과, PCB를 파쇄 또는 분쇄한 후 물리적 선별 공정을 통해 얻은 금속 리치 입자(metal rich particle)를 적당한 용매로 용출시켜 회수하는 습식 제련법이 있다. 이들 방법 중, 습식 제련에 의해 PCB로부터 금속을 회수하기 위해서는 PCB 분쇄 공정이 필수적으로 요구된다.
분쇄 공정을 거치면 얻어지는 PCB 분쇄산물은 주로 금속성분으로 구성된금속 리치 입자와, 금속과 플라스틱의 혼합입자 또는 플라스틱으로 이루어진 리치 입자의 세 종류로 분류될 수 있다. 이 때, 주로 금속 리치 입자를 단체분리(單體分離)된 입자(liberated particle)라 부르며, 주로 금속 리치 입자만을 대상으로, 선별, 제련 공정을 수행해야 금속 회수율이 증가될 수 있다. 따라서 단체분리된 금속 리치 입자로부터 후 처리 공정인 선별, 제련을 통해 금속을 회수하게 된다.
그러나, 앞에서 언급된 바와 같이, PCB는 수지로 된 얇은 판 표면에 각종 금속이 가공되어 있기 때문에 압축 및 충격에 의해 PCB를 분쇄하는 분쇄장치는 금속성분의 단체분리도가 높지 않은 문제점이 있다.
또한, PCB의 경우 밀도가 낮아 가벼울 뿐만 아니라 층상구조를 하고 있기 때문에 압축력, 충격력이 주된 외력이 되는 볼밀 등의 일반 분쇄기로는 분쇄가 잘 이루어지지 않아 단체분리율이 저하되고 이에 따라 전체 PCB의 금속의 회수 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 와류가 형성되는 압축공기를 본체 케이싱에 투입하여 PCB 입자가 상방으로 선회하면서 전단력에 의해 PCB의 금속 표면층의 단체분리가 극대화되고 이에 따라 전체 PCB의 금속의 단체분리 효율이 증가되는 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치를 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치는, 분리 대상인 PCB 입자가 유입되는 본체 케이싱; 상기 본체 케이싱의 내부에 배치되되, 상기 본체 케이싱의 축심에 배치된 회동 샤프트에 회전 가능하게 연결되는 회전 몸체; 상기 본체 케이싱의 하부에 연결되며, 상기 PCB 입자의 회전을 유도하는 하부 케이싱; 및 상기 회전 몸체의 외주면을 따라 배열되되, 상기 PCB 입자가 상기 본체 케이싱과 상기 회전 몸체 사이의 이격 공간에서 와류를 형성하며 상방으로 이동되는 동안 상기 PCB 입자의 금속을 분리하는 금속층 분리부를 포함할 수 있다.
상기 금속층 분리부는 상기 회전 몸체의 축심을 중심으로 하여 방사상으로 서로 이격되게 배치되는 복수 개의 커터날일 수 있다.
회수 대상이 되는 PCB 입자를 공급하는 원료 공급부를 더 포함하며, 상기 하부 케이싱에는 제1 배출포트와, 상기 원료 공급부가 연결되는 유입포트가 마련될 수 있다.
상기 유입포트는 상기 PCB 입자를 상기 하부 케이싱의 원주의 접선 방향으로 유입되도록 안내할 수 있다.
상기 회전 몸체의 상면과 저면에는 각각, 상기 회동 샤프트와 연결되는 수평 지지판부가 형성되며, 상기 수평 지지판부에는 축심으로부터 방사상으로 배열된 복수의 관통공이 마련될 수 있다.
상기 본체 케이싱과 상기 회전 몸체는 길이 방향을 따라 하부에서 상부로 갈수록 직경이 증가하도록 테이퍼진 형상일 수 있다.
상기 본체 케이싱의 상부에 연결되며, 중앙부에 제2 배출포트가 형성되는 상부 케이싱을 더 포함하며, 상기 제2 배출포트는 상기 상부 케이싱에 관통되며 상기 회전 몸체 내로 돌출되게 배치될 수 있다.
상기 제2 배출포트는 상기 본체 케이싱, 상기 회전 몸체, 상기 원료 공급부 및 상기 하부 케이싱보다 상대적으로 상부에 배치될 수 있다.
상기 PCB 입자는 상기 이격 공간 내를 상방으로 이동하여 상기 상부 케이싱 측으로 유입되어 내부에서 선회하고 상기 관통공을 통과한 다음 상기 제2 배출포트로 배출될 수 있다.
상기 원료 공급부는, 상기 PCB 입자가 투입되는 호퍼; 상기 호퍼와 상기 유입포트를 상호 연결하는 공급배관; 및 상기 공급배관에 연결되어 상기 PCB 입자를 상기 하부 케이싱 측으로 유입시키는 주 압축공기 투입노즐을 포함할 수 있다.
상기 본체 케이싱의 원주의 접선 방향으로 연결되어 상기 PCB 입자의 상승을 보조하는 복수의 보조 압축공기 투입노즐을 더 포함할 수 있다.
상기 회전 몸체는 상기 회동 샤프트의 길이 방향을 따라 배열되는 복수의 회전판일 수 있다.
상기 금속층 분리부는, 상기 커터날에 대응되는 상기 본체 케이싱의 내주면 상에 원주 둘레를 따라 마련된 고정날을 더 포함하며,
상기 커터날과 상기 고정날의 상호 작용에 의해 상기 PCB 입자의 금속을 분리할 수 있다.
상기 커터날은, 상기 커터날의 단부에서 상방으로 절곡되는 수직 커터날을 더 포함하며, 상기 고정날에는 상기 본체 케이싱의 내주면 원주 방향을 따라 순차적으로 높이가 증가하는 고정날 지지턱이 더 마련될 수 있다.
상기 제2 배출포트를 통과한 상기 PCB 입자를 선별 회수하는 분리 회수부를 더 포함할 수 있다.
상기 분리 회수부는, 상기 제2 배출포트에 배출배관으로 연결되어 상기 PCB 입자 중 금속 입자를 회수하는 제1 싸이클론; 상기 제1 싸이클론에 연결되어 상기 PCB 입자 중 수지 입자를 회수하는 제2 싸이클론; 및 상기 제2 싸이클론에 연결되어 분진 및 상기 PCB 입자 중 나머지를 회수하는 회수기를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치는, 와류가 형성되는 압축공기를 본체 케이싱에 투입하여 PCB 입자 가 상방으로 선회하면서 전단력에 의해 PCB의 금속 표면층의 단체분리가 극대화되고 이에 따라 전체 PCB의 금속의 회수 효율이 증가될 수 있다.
본 발명에 의한 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치는 단체분리장치 내에 집진 기능을 동반할 수 있기 때문에 전체 설비를 간소화할 수 있다.
본 발명에 의한 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치는 PCB 입자가 금속층 분리부 사이에 끼임을 방지할 수 있어 전체 금속 회수 공정의 택트 타임을 감소시키며 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치의 유지 관리, 장치보수 시간을 효율적으로 관리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치의 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 본체 케이싱의 개략적인 상면도이다.
도 3은 도 1의 A-A라인의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치에서 PCB 입자의 이동 경로를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치의 부분 단면도이다.
도 6은 도 5의 B-B라인의 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치의 일 실시예를 상세히 설명한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치를 이용하여 인쇄회로기판에서부터 금속 또는 금속층을 분리하는 경우에 대해서 설명하지만, 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치가 인쇄회로기판에만 적용되는 것은 아님은 당연하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치의 부분 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 본체 케이싱의 개략적인 상면도이며, 도 3은 도 1의 A-A라인의 단면도이다.
본 발명에 의한 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치(10)는, 분리 대상인 PCB 입자가 유입되는 본체 케이싱(100)과, 본체 케이싱(100)의 내부에 배치되되, 본체 케이싱(100)의 축심에 배치된 회동 샤프트(미도시)에 회전 가능하게 연결되는 회전 몸체(110)와, 회전 몸체(110)의 외주면을 따라 배열되어 본체 케이싱(100)과 회전 몸체(110) 사이의 이격 공간(102)으로 유입된 PCB 입자의 금속 내지 금속을 분리하는 금속층 분리부(120)와, 단체분리 대상이 되는 PCB 입자를 공급하는 원료 공급부(130)와, 본체 케이싱(100)의 하부에 연결되며, 원료 공급부(130)가 연결되는 유입포트(141)가 마련되는 하부 케이싱(140)을 포함한다.
본체 케이싱(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 내부가 중공 타입으로 뒤집어진 원뿔 형상으로 마련된다. 즉, 본체 케이싱(100)은 길이 방향을 따라 하부에서 상부로 갈수록 직경이 증가하도록 테이퍼진 형상으로 마련된다. 본체 케이싱(100)의 상부와 하부에는 각각 상부 케이싱(150)과 하부 케이싱(140)이 결합되며, 상부 케이싱(150), 본체 케이싱(100) 및 하부 케이싱(140)의 내부가 하나의 폐 공간을 형성한다. 이에 따라, 원료 공급부(130)로부터 하부 케이싱(140)으로 유입된 PCB 입자는 하부 케이싱(140)에서 상방 측으로 이격 공간(102)을 통하여 이동되며, 이 과정에서 금속층 분리부(120)에 의한 금속 내지 금속층의 단체분리 과정을 거친다.
본체 케이싱(100)에는 길이 방향을 따라 복수의 보조 압축공기 투입노즐(101)이 마련된다. 보조 압축공기 투입노즐(101)은 본체 케이싱(100)의 원주의 접선 방향으로 연결되어 PCB 입자가 이격 공간(102)을 따라 이동될 때 반시계 방향으로 공압을 제공하여 PCB 입자가 와류를 형성하며 상승하도록 하는 역할을 보조한다.
회전 몸체(110)는 본체 케이싱(100)의 테이퍼진 형상에 대응되게 형성된다. 따라서, 회전 몸체(110)도 길이 방향을 따라 하부에서 상부로 갈수록 직경이 증가하도록 마련된다. 그리고, 회전 몸체(110)의 직경이 본체 케이싱(100)의 직경보다 상대적으로 적게 형성된다. 이에 따라, 본체 케이싱(100)과 회전 몸체(110) 사이에는 이격 공간(102)이 마련된다.
회전 몸체(110)의 상면과 저면에는 각각, 제2 배출포트(151)와, 본체 케이싱(100)의 축심에 배치되는 회동 샤프트와 연결되는 수평 지지판부(113)가 형성된다. 상부 케이싱(150)에 결합된 제2 배출포트(151)가 회전 몸체(110)의 상면을 관통하여 배치되고, 회전 몸체(110)의 상부를 지지한다. 이를 위해, 회전 몸체(110)와 제2 배출포트(151) 사이에는 와셔, 베어링 등의 마찰저감부재(115)가 사용될 수 있다. 그리고, 저면의 수평 지지판부(113)는 회동 샤프트에 연결되어 지지된다. 한편, 수평 지지판부(113)의 판면에는 회동 샤프트를 중심으로 소정 간격 이격된 방사상으로 복수의 관통공(114)이 형성된다. 관통공(114)의 역할은 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치의 동작에 대한 설명에서 후술하기로 한다.
비록 도면에서는 도시되지는 않았지만, 회동 샤프트는 본체 케이싱(100)의 축심에 배치되며, 본체 케이싱(100)의 외측에 설치되는 구동 모터(미도시)의 구동축(미도시)에 장착된다. 그리고, 구동 모터에서 출력되는 구동 동력에 의해 회동 샤프트 및 이에 연결된 회전 몸체(110)가 일방향으로 회전하게 되고, 회전 몸체(110)에 마련된 금속층 분리부(120)가 회전하며 PCB 입자의 금속 내지 금속을 분리할 수 있다.
본 실시예에서의 금속층 분리부(120)는 회전 몸체(110)의 축심을 중심으로 하여 방사상으로 서로 이격되게 배치되는 복수 개의 커터날(121)로 마련된다. 복수 개의 커터날(121)은 회전 몸체(110)의 길이 방향을 따라 하부, 중앙부 및 상부 영역에 각각 마련된다.
원료 공급부(130)는 도 1을 참조하면, PCB 입자가 투입되는 호퍼(131)와, 호퍼(131)와 유입포트(141)를 상호 연결하는 공급배관(132)과, 공급배관(132)에 연결되어 PCB 입자를 하부 케이싱(140) 측으로 유입시키는 주 압축공기 투입노즐(133)을 포함한다.
호퍼(131)에는 PCB 입자가 공급된다. PCB 입자는 금속 또는 금속의 분리 효율을 증가시키도록 인쇄회로기판을 잘게 쪼개는 전 처리 과정을 거친 다음, 호퍼(131)에 투입될 수 있다. 본 실시예에서 호퍼(131)에 투입되는 PCB 입자의 크기는 대략 3 ~ 4 mm로 형성되어 투입될 수 있다.
주 압축공기 투입노즐(133)을 통해 공압이 제공된다. 이에 따라, 호퍼(131)로부터 하부 케이싱(140)으로 투입되는 PCB 입자를 상방으로 강제로 밀어 올리게 되며, 반시계 방향으로 와류를 형성시킨다.
하부 케이싱(140)은 본체 케이싱(100)의 하부에 연결되어 본체 케이싱(100)과 하부 케이싱(140)으로 이루어지는 밀폐된 폐 공간을 형성시킨다. 하부 케이싱(140)의 측면에는 원료 공급부(130)가 연결되는 유입포트(141)가 마련된다.
유입포트(141)는 PCB 입자가 하부 케이싱(140)의 원주의 접선 방향으로 유입되도록 안내하는 역할을 한다. 이를 위해, 유입포트(141)는 하부 케이싱(140)의 축심을 기준으로 소정 간격 이격되어 접선 방향으로 마련된다. PCB 입자가 유입포트(141)를 통해 하부 케이싱(140) 내부로 유입되면, 하부 케이싱(140)의 내주면을 따라 반시계 방향으로 회전하면서 와류가 형성되며 상방으로 이동될 수 있다. 그리고, 하부 케이싱(140)의 저면에는 하부로 관통되는 제1 배출포트(142)가 마련된다.
상부 케이싱(150)은 본체 케이싱(100)의 상부에 연결되어 본체 케이싱(100)과 상부 케이싱(150)으로 구성되는 폐 공간을 형성토록 한다. 본체 케이싱(100)과 회전 몸체(110) 사이의 이격 공간(102)을 따라 상부 측으로 이동된 PCB 입자는 상부 케이싱(150) 내에서 중앙 내측으로 선회시키는 역할을 한다. 한편, 상부 케이싱(150)의 중앙부에는 본체 케이싱(100) 측으로 관통되는 제2배출포트(151)가 형성된다. 제2 배출포트(151)는 회전 몸체(110)의 수평 지지판부(113)를 관통하여 회전 몸체(110)의 내부로 돌출되게 마련된다. 제2 배출포트(151)는 이격 공간(102)을 통과하여 상부 케이싱(150) 측으로 유입된 PCB 입자를 내부에서 선회시키고 관통공(114)으로 통과한 다음 제2 배출포트(151)로 배출시킨다.
이와 같은 구성을 통해, 와류가 형성되는 압축공기를 투입하여 PCB 입자를 상방으로 이동시키면서 단체분리 공정을 수행할 수 있어 종래보다 단체분리도가 증가되는 장점이 있다. 즉, PCB 입자에 자중이 작용하여 하방으로 이동되는 것을 저지하고, 상방으로 강제로 밀어 올려 금속층 분리부(120)와 접촉하고 분쇄되는 시간을 증가시켜 PCB 입자에서 금속 또는 금속층을 분리하여 단체분리도를 증가시킬 수 있다.
또한, 단체분리장치 내에 상부 케이싱(150) 및 제2 배출포트(151)의 구성이 집진 기능을 수행할 수 있어 전체 설비가 간소화되는 장점이 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치에서 PCB 입자의 이동 경로를 도시한 도면이다.
이하, 본 실시예에 따른 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치의 회동 동작을 주로 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 호퍼(131)에 PCB 입자가 투입되고, 공급배관(132)을 따라 하부 케이싱(140) 측으로 이동한다. 이때, 공급배관(132) 상에 연결된 주 압축공기 투입노즐(133)로부터 압축 공기가 투입되고, 이에 따라 PCB 입자는 하부 케이싱(140)으로 투입되면서 반시계 방향으로 회전하고, 원심력에 의해 하부 케이싱(140)의 내주면을 따라 이동되며 상방으로 이동된다.
PCB 입자는 본체 케이싱(100)과 회전 몸체(110) 사이의 이격 공간(102)으로 진입되며 회전 몸체(110)의 외주면에 배치된 복수의 금속층 분리부(120)와 만나게 된다. 이 과정에서 커터날(121)에 의해 PCB 입자는 잘게 분쇄된다.
PCB 입자는 상방으로 이동되면서 단체분리 효율이 증가한다. 즉, PCB 입자에 자중이 작용하여 하방으로 이동되는 것을 저지하고, 상방으로 강제로 밀어 올려 금속층 분리부(120)와 접촉하고 분쇄되는 시간을 증가시켜 PCB 입자에서 금속 또는 금속을 충분히 분리시켜 단체분리 효율을 증가시킬 수 있다.
또한, 금속층 분리부(120)는 회전 몸체(110)의 하부, 중앙부, 상부에 각각 마련되므로, PCB 입자가 상방으로 진행하면서 분쇄 과정이 반복 수행될 수 있다. 그리고, 이격 공간(102)은 회전 몸체(110)의 길이 방향을 따라 상방으로 갈수록 직경이 더 커지는 구조이므로, 이격 공간(102)을 회전하는 PCB 입자의 원심력도 상방으로 갈수록 증가하며, 이에 따라 PCB 입자와 금속층 분리부(120)가 상호 접촉하며 분쇄되는 효율이 증가되는 장점도 있다.
회전 몸체(110)의 외주면을 타고 금속층 분리부(120)를 통과한 PCB 입자는 이후, 상부 케이싱(150)의 내부 공간을 선회하고, 수평 지지판부(113)의 관통공(114)을 통과하여 회전 몸체(110)의 내부로 유입된다. 이 과정에서, 금속 성분 등 무게가 무거운 입자는 자중에 의해 하방으로 이동되어 제1 배출포트(142)로 배출된다.
그리고, PCB 입자 중 수지 입자 등 무게가 가벼운 입자의 경우, 회전 몸체(110) 내에서 일정 시간 선회하다가 제2 배출포트(151)로 인입된 다음 외부로 배출된다.
이와 같이 상부 케이싱(150)의 제2 배출포트(151)는, 싸이클론 타입의 집진 처리 장치의 기능을 수행할 수 있다. 즉, 제2 배출포트(151)가 회전 몸체 내부에 소정 길이만큼 돌출되게 마련됨으로써, 금속층 분리부(120)에 의해 분리된 PCB 입자가 상부 케이싱(150)의 내부 공간과 회전 몸체(110)의 내부 공간으로 선회하도록 강제하고, 이에 따라 내부 공간에서 회전하면서 자연적으로 무게에 따라 PCB 입자가 분류되도록 한다. 결국, 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치(10)가 금속 내지 금속을 분리하는 역할과 함께 싸이클론 등과 같은 집진 처리기의 기능을 수행할 수 있으며, 별도의 싸이클론이나 집진 처리장치가 생략될 수 있다.
최종적으로 PCB 입자의 단체분리 내지 회수 효율이 증가될 뿐만 아니라 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치가 별도의 싸이클론이나 집진 처리장치가 생략될 수 있는 등 장치 간소화를 이룰 수 있다.
물론, 금속 단체분리 효율을 더 증가시키거나, 집진 처리 효율을 극대화시킬 필요에 의해, 제2 배출포트(151)에 추가적인 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치(10)나 집진 처리장치를 추가할 수도 있을 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치의 부분 단면도이고, 도 6은 도 5의 B-B라인의 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치(20)는, 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치(10)와 대부분 구성이 유사하나, 회전 몸체(210) 및 금속층 분리부(220)의 구성이 다르며, 분리 회수부(260)인 제1 싸이클론(261), 제2 싸이클론(262) 및 회수기의 구성이 추가적으로 마련된다. 이하, 설명의 중복을 피하기 위해 전술한 제1 실시예의 구성과 차별되는 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 회전 몸체(210)는 회동 샤프트(211)에 연결된 복수개의 회전판(210)으로 마련된다. 즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치(10)의 회전 몸체(110)는 내부에 공간이 형성된 원추형 부재인 반면에, 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치(20)의 회전 몸체(210)는 회동 샤프트(211)에 연결되고, 본체 케이싱(100)의 내부에서 회전하는 복수개의 회전판이다. 이하에서 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치(20)의 회전 몸체(210)는 회전판(210)이라고 한다.
본체 케이싱(100)의 상단과 하단에는 본체 케이싱(100)의 축심에 배치되는 회동 샤프트(211)와 연결되는 수평 지지판부(113)가 각각 형성된다.
구체적으로 살펴보면, 본체 케이싱(100)의 상단에 결합되는 상부 케이싱(150)과 본체 케이싱(100) 사이에 수평 지지판부(113)가 형성되고, 본체 케이싱(100)의 하단에 결합되는 하부 케이싱(140)과 본체 케이싱(100)의 사이에도 수평 지지판부(113)가 형성된다. 수평 지지판부(113)의 판면에는 회동 샤프트(211)를 중심으로 소정 간격으로 이격된 방사상으로 복수의 관통공(114)이 형성된다.
PCB 입자는 하부 케이싱(140)과 본체 케이싱(100) 사이에 형성된 수평 지지판부(113)의 복수개의 관통공(114)을 통해 본체 케이싱(100)의 내부 공간으로 유입된다. 본체 케이싱(100)의 내부 공간으로 유입된 PCB 입자는 상방으로 선회하면서 본체 케이싱(100)의 내주면을 타고 금속층 분리부(220)를 통과한다. PCB 입자는 입자의 크기가 본체 케이싱(100)의 내부에 형성된 복수개의 금속층 분리부(220)를 순차적으로 통과하면서 작아지게 된다.
PCB 입자 중 금속 성분 등 무게가 무거운 PCB 입자는 자중에 의해 본체 케이싱(100)의 하방으로 이동되어 금속층 분리부(220)의 수직 커터날(222)과 고정날(223)의 이격 공간을 통과한다. 금속층 분리부(220)를 통과한 무게가 무거운 PCB 입자는 본체 케이싱(100)의 하단과 하부 케이싱(140)사이에 형성된 수평지지판부(113)의 관통공(114)을 통해 배출되어 하부 케이싱(140)의 제1배출포트(142)를 통해 외부로 배출된다.
한편, PCB 입자 중 수지 성분 등 무게가 가벼운 PCB 입자는 본체 케이싱(100)의 상방으로 이동되어 금속층 분리부(220)의 수직 커터날(222)과 고정날(223)의 이격 공간을 통과한다. 금속층 분리부(220)를 통과한 무게가 가벼운 PCB 입자는 본체 케이싱(100)의 상단과 상부 케이싱(150)사이에 형성된 수평지지판부(113)의 관통공(114)을 통해 배출되어 상부 케이싱(150)의 제2배출포트(251)를 통해 아래에서 설명하게 되는 분리 회수부(260)로 회수된다.
금속층 분리부(220)는 도 6에 도시된 바와 같이, 회전판(210)의 외주면 상에 마련되는 커터날(221)과, 본체 케이싱(100)의 내주면의 일정 구역에 형성되되 커터날(221)에 대향되는 위치에 배치되는 고정날(223)을 포함한다.
커터날(221)은 회전판의 외주면 둘레를 따라 마련되고, 커터날(221)의 단부에는 상방으로 절곡되는 수직 커터날(222)이 마련된다. 수직 커터날이 추가되어 커터날(221)과 PCB 입자와의 접촉 면적이 증가될 수 있고, 이에 따라 PCB 입자의 분리 효율을 증가시킬 수 있다.
고정날(223)은 본체 케이싱(100)의 내주면 상의 원주 둘레를 따라 마련되어 커터날(221)과 고정날(223)의 상호 작용에 의해 PCB 입자의 금속 또는 금속을 분리한다. 특히, 고정날(223)은 주로 도6을 참조하면, 순차적으로 높아지도록 마련된다. 이를 위해, 본체 케이싱(100) 내주면 상에는 고정날(223)을 지지하는 고정날 지지턱(224)이 더 마련되며, 고정날 지지턱(224)의 높이는 원주 방향을 따라 순차적으로 높이가 증가하도록 마련된다.
이러한 구성의 금속층 분리부(220)를 통해, 커터날(221)과 고정날(223)의 간격이 원주 방향을 따라 다르게 마련될 수 있다. 회전 몸체(110)가 반시계 방향으로 회전함에 따라 커터날(221)과 고정날(223)의 간격이 점진적으로 줄어들게 함으로써, PCB 입자가 금속층 분리부(220) 사이에 끼임을 방지할 수 있다.
PCB 입자가 금속층 분리부(220) 사이에 끼임이 방지되면, 전체 금속 또는 금속 회수 공정의 택트 타임을 감소시키며 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치의 유지관리, 보수 시간을 효율적으로 관리할 수 있는 장점이 있게 된다.
제2 배출포트(251)를 통과한 PCB 입자를 선별 회수하는 분리 회수부(260)를 더 포함할 수 있다.
분리 회수부(260)는, 제2 배출포트(251)에 배출배관(252)으로 연결되어 PCB 입자 중 금속 입자를 회수하는 제1 싸이클론(261)과, 제1 싸이클론(261)에 연결되어 PCB 입자 중 수지 입자를 회수하는 제2 싸이클론(262)과, 제2 싸이클론(262)에 연결되어 분진 및 PCB 입자 중 나머지를 회수하는 회수기를 포함한다.
제1 싸이클론(261)과 제2 싸이클론(262)은, PCB 입자를 원심력에 의해 입자 크기에 따라　분리하고 선별할 수 있는 장치를 말한다. 제1 싸이클론(261)은 금속 입자를 포집하고, 제2 싸이클론(262)은 PCB 입자 중 수지 입자를 선별 회수한다. 부유물 및 나머지 회수 입자들은 회수기를 통해 선별 회수할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치(20)는, 고정날(223)을 지지하는 고정날 지지턱(224)의 높이를 원주 방향을 따라 달리 함으로써, 커터날(221)과 고정날(223)의 간격이 달라지고, 이에 따라 PCB 입자가 금속층 분리부(220) 사이에 끼임을 방지할 수 있다.
PCB 입자가 금속층 분리부(220) 사이에 끼임이 방지되면, 전체 금속 또는 금속 회수 공정의 택트 타임을 감소시키며 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치(20)의 유지 관리, 장치보수 시간을 효율적으로 관리할 수 있는 장점이 있게 된다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100 : 본체 케이싱 110 : 회전 몸체
120, 220 : 금속층 분리부 121, 221 : 커터날
130 : 원료 공급부 131 : 호퍼
133 : 주 압축공기 투입노즐 140 : 하부 케이싱
141 : 유입포트 142 :제1 배출포트
150 : 상부 케이싱 151, 251 : 제2 배출포트
210 : 회전판 211 : 회동 샤프트
223 : 고정날 224 : 고정날 지지턱
260 : 분리 회수부 261 : 제1 싸이클론
262 : 제2 싸이클론

Claims (16)

  1. 분리 대상인 PCB 입자가 유입 또는 배출되도록 상단 및 하단이 각각 개방되고, 하부에서 상부로 갈수록 직경이 증가하는 중공 타입의 원뿔 모양으로 형성된 본체 케이싱;
    상단 및 하단이 각각 개방되고, 하부에서 상부로 갈수록 직경이 증가하는 중공 타입의 원뿔 모양으로 형성되어 상기 본체 케이싱의 내부에 배치되되, 상기 본체 케이싱의 상하방향을 따라 축심에 배치된 회동 샤프트에 회전 가능하게 연결되는 회전 몸체;
    상기 본체 케이싱의 하단에 연통되게 연결되며, 상기 PCB 입자가 투입되는 하부 케이싱; 및
    상기 본체 케이싱의 내주면을 따라 상하방향으로 적어도 하나 형성되는 금속층 분리부 ; 를 포함하며,
    상기 금속층 분리부는 상기 회전 몸체의 축심을 중심으로 하여 방사상으로 서로 이격되게 배치되는 복수 개의 커터날인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    회수 대상이 되는 PCB 입자를 공급하는 원료 공급부를 더 포함하며,
    상기 하부 케이싱의 측면에는 상기 원료 공급부와 연결되는 유입포트가 형성되고, 상기 하부 케이싱의 저면에는 하부로 관통되는 제1 배출포트가 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유입포트는 상기 PCB 입자를 상기 하부 케이싱의 원주의 접선 방향으로 유입되도록 안내하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 본체 케이싱의 상단과 하단에는 상기 회동 샤프트와 연결되는 수평 지지판부가 각각 형성되며,
    상기 수평 지지판부에는 상기 회동 샤프트를 중심으로 방사상으로 배열된 복수의 관통공이 마련되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 본체 케이싱과 상기 회전 몸체는 길이 방향을 따라 하부에서 상부로 갈수록 직경이 증가하도록 형성된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 본체 케이싱의 상단에 연통되게 연결되며, 중앙부에 제2 배출포트가 형성되는 상부 케이싱을 더 포함하며,
    상기 제2 배출포트는 상기 상부 케이싱에 관통되며, 상기 회전 몸체 내로 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 배출포트는 상기 본체 케이싱, 상기 회전 몸체, 상기 원료 공급부 및 상기 하부 케이싱보다 상대적으로 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 PCB 입자는 상기 본체 케이싱과 상기 회전 몸체 사이의 이격 공간 내를 상방으로 이동하여 상기 상부 케이싱 측으로 유입되어 내부에서 선회하고, 상기 관통공을 통해 상기 제2 배출포트로 배출되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 원료 공급부는,
    상기 PCB 입자가 투입되는 호퍼;
    상기 호퍼와 상기 유입포트를 상호 연결하는 공급배관; 및
    상기 공급배관에 연결되어 상기 PCB 입자를 상기 하부 케이싱 측으로 유입시키는 주 압축공기 투입노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 본체 케이싱의 원주의 접선 방향으로 연결되어 상기 PCB 입자의 상승을 보조하는 복수의 보조 압축공기 투입노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 회전 몸체는 상기 회동 샤프트의 길이 방향을 따라 배열되는 복수의 회전판인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 금속층 분리부는,
    상기 커터날에 대응되는 상기 본체 케이싱의 내주면 상에 원주 둘레를 따라 마련된 고정날을 포함하며,
    상기 커터날과 상기 고정날의 상호 작용에 의해 상기 PCB 입자의 금속을 분리하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 커터날은 상기 커터날의 단부에서 상방으로 절곡되는 수직 커터날을 포함하며,
    상기 본체 케이싱의 내주면 상에는 상기 고정날을 지지하는 고정날 지지턱이 마련되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치.
  15. 제7항에 있어서,
    상기 제2 배출포트를 통과한 상기 PCB 입자를 선별 회수하는 분리 회수부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 분리 회수부는,
    상기 제2 배출포트에 배출배관으로 연결되어 상기 PCB 입자 중 금속 입자를 회수하는 제1 싸이클론;
    상기 제1 싸이클론에 연결되어 상기 PCB 입자 중 수지 입자를 회수하는 제2 싸이클론; 및
    상기 제2 싸이클론에 연결되어 분진 및 상기 PCB 입자 중 나머지를 회수하는 회수기를 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 금속 단체분리장치.
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