KR20030069016A - 산화물의 분리장치 - Google Patents

Abstract

종래의 산화물 분리장치는, 용융조에서 드로스로부터 분리된 산화물을 폐기하는 경우에 분리장치의 근방에 폐기용 통을 놓아 두고, 이 속에 산화물을 버렸다. 이 때 산화물이 통 속에 들어 가지 않고 바닥면에 흩어져 버리는 경우가 있었다. 또한 통에 산화물이 대량으로 들어가면 이를 폐기물 처리장까지 운반하는 것이 번거롭거나 통의 절단된 부분에 의하여 손을 다칠 위험성이 있었다.

본 발명의 분리장치는 본체 내에 통을 놓아 두는 대차를 수납할 수 있게 되어 있다. 그 수단으로서는, 본체 내의 서로 대향하는 위치에 다수의 롤러를 나란히 설치하고, 대차에는 이들 롤러 상을 주행할 수 있는 플랜지가 형성되어 있거나 본체 내에 바닥판을 길게 설치하여 상기 바닥판에 대차를 탑재한다.

Description

산화물의 분리장치{DEVICE FOR SEPARATING OXIDE}

본 발명은, 자동납땜장치의 분류 납땜조(噴流 soldering槽)에서 발생하는 드로스(dross)로부터 땜납(solder)과 산화물(酸化物)을 분리하는 장치에 관한 것이다.

인쇄기판의 납땜은 플럭서(fluxer), 프리히터(preheater), 분류 납땜조, 냉각기 등이 설치되는 자동납땜장치에서 한다. 자동납땜장치의 분류 납땜조에서는, 인쇄기판이 노즐(nozzle)에서 분류(噴流)되는 용융땜납(熔融 solder)에 접촉함으로써 납땜부에 땜납이 부착되는 것이다.

분류 납땜조에는 노즐이 설치되어 있고, 상기 노즐의 하부는 단부(端部)에 펌프(pump)가 부착되는 덕트(duct)와 접속되어 있다. 분류 납땜조에서의 용융땜납의 움직임은 덕트 단부의 펌프에 의하여 용융땜납이 덕트 내로 우선 흡입(吸入)되고, 덕트 내를 유동(流動)하여 노즐에서 상방으로 분류되도록 되어 있다.

분류 납땜조 속의 용융땜납은 항상 액체 표면이 공기와 접촉하고 있기 때문에 산화(酸化)가 진행되고 있고, 액체 표면은 이 산화물로 덮여 있지만 산화물 상태의 용융땜납은 청정(淸淨)한 상태로 되어 있다. 분류 납땜조의 액체 표면 상태에서는 청정한 용융땜납이 펌프에 의하여 덕트 내로 흡입되고, 그것이 노즐에서 분류될 때에, 여기에서 공기와 접촉함으로써 산화되어 새로운 산화물이 발생한다. 그리고 분류 후의 용융땜납이 노즐에서 낙하할 때에 용융땜납의 액체 표면을 교반(攪拌)시켜 액체 표면의 산화물을 밀어내 청정한 용융땜납을 노출시키고, 이렇게 노출된 청정한 용융땜납이 공기와 접촉하여 여기에서도 산화가 일어나고 있다. 따라서 분류 납땜조에서는 분류된 용융땜납의 산화에 부가하여 분류 후의 용융땜납의 낙하로 액체 표면이 교반에 의한 산화로 모든 장소에서 산화가 진행되고 있다.

그런데 일반적으로 분류 납땜조에서 발생하는 것을 단지 산화물이라고 부르고 있지만 여기에서의 산화물(酸化物)이란, 완전한 산화물만이 부유(浮遊)하고 있는 것이 아니라 산화물과 용융땜납이 섞여 있는 소위 셔벗(sherbet) 모양의 드로스가 되어 부유하고 있다. 이 드로스가 시간이 경과함에 따라 대량으로 발생하여 분류 납땜조의 전역(全域)을 덮게 되면 결국에는 분류 납땜조에서 넘쳐 흐르게 된다. 상기한 바와 같이 드로스는 용융땜납과 산화물이 섞여 있기 때문에 분류 납땜조에서 넘쳐 흘러서 외부로 떨어지면 드로스 중의 용융땜납이 작업자의 발에 떨어져 화상을 입거나 바닥면을 태우거나 드로스가 분류펌프에 흡입되어 분류노즐에서 분류하여 인쇄기판에 부착되는 등의 문제가 있었다.

그래서 납땜을 하는 현장에서는, 작업자가 항상 분류 납땜조를 감시하여 분류 납땜조에 드로스가 고이기 시작하면 국자로 드로스를 퍼내어 빈 깡통 용기에 담아서 폐기하였다. 이렇게 하여 폐기된 드로스는 산업 폐기물 회수업자가 수거하였다. 결국 종래에는 비싼 땜납이 대량으로 포함되어 있는 드로스를 산업 폐기물 회수업자가 수거할 수 밖에 없었다.

이와 같이 드로스에는 아직 사용할 수 있는 땜납이 대량으로 포함되어 있지만 납땜을 하는 현장에서는 드로스로부터 땜납만을 분리할 수 없기 때문에 비싼 땜납도 산화물과 함께 폐기되고 있는 것이 현재의 상태이다. 이러한 경제적인 손실을 고려하여 납땜을 하는 현장에서 드로스로부터 산화물을 제거하여 땜납을 분리하는 분리장치가 일본국 공개특허공보 특개 2001-234258호에 제안되어 있다. 또한 자동납땜장치의 분류 납땜조에 참깨, 쌀겨, 유채 씨 등의 당류(糖類)를 살포(撒布)하여 분류 납땜조에서 발생하는 드로스로부터 산화물과 땜납으로 분리하는 방법, 장치가 일본국 공개특허공보 특개 2000-190073호에 제안되어 있다.

일본국 공개특허공보 특개 2001-234258호의 분리장치는, 땜납을 용융시키는 용융조(熔融槽)의 상부에 커버(cover)가 설치되어 있고, 상기 커버에 용융 땜납과 드로스를 교반시키는 주걱이 부착되어 있고, 비산화성 가스 공급구(非酸化性 gas 供給口)가 부착되어 있다. 이 분리장치로 드로스로부터산화물을 분리하기 위하여는, 별도의 자동납땜장치의 땜납조에서 발생하는 드로스를 분류 납땜조에서 퍼내고, 이룰 분리장치의 용융조 내에서 용융상태로 되어 있는 땜납 상에 놓는다. 그리고 용융조를 커버로 덮음과 동시에 용융조 내에 비산화성 가스를 유입(流入)시켜 비산화성 분위기(非酸化性 雰圍氣)로 만들고 나서 커버에 부착된 교반 주걱을 회전시킨다. 이렇게 하면 용융 땜납 상에 놓여 있는 드로스는 용융 땜납과 접촉하게 된다. 이 드로스는 용융 땜납과 산화물이 혼합되어 있기 때문에 교반 주걱으로 용융조 내의 용융 땜납과 접촉시키면 드로스 중의 용융 땜납이 용융조 내의 용융 땜납과 융합하여 산화물과 분리된다. 이 때 커버 내가 비산화성 분위기로 되어 있기 때문에 땜납은 재산화(再酸化)되지 않게 된다. 일반적으로 이러한 분리장치에 의하여 분리된 산화물은 분리장치 근방에 놓여 있는 통에 버린다.

또한 일본국 공개특허공보 특개 2000-190073호의 땜납회수장치(solder 回收裝置)는 자동납땜장치의 분류 납땜조에 산화 분리제를 살포하는 수단을 구비한다. 여기에서는 분류 납땜조 내에서 드로스를 땜납과 산화물로 분리하고, 산화물은 국자나 망(網) 등으로 퍼내어 역시 자동납땜장치의 근방에 놓여 있는 통에 버린다.

통은 기름(油)이나 액체상태 플럭스(flux) 등의 액체상태 물질을 넣어 두기 때문에 상부의 출입구는 작다. 따라서 통을 산화물의 폐기용 용기로서 사용하는 경우, 윗면을 제거하여 개구부(開口部)를 넓혀서 산화물을 버리기 쉽게 되어 있다. 보통의 경우에 있어서 통에는 윗면에 손잡이가 부착되어 있어 운반하기 쉽게 되어 있지만 윗면을 제거한 통은 손잡이가 없기 때문에 운반하는 것이 매우 어렵다. 또한 비중(比重)이 큰 산화물이 대량으로 들어 있는 통은 무거울 수 밖에 없어 매우 위험하다. 왜냐하면 윗면을 제거하였기 때문에 절단된 부분이 남아 있어 통의 옆부분을 손으로 잡는 경우에 손이 미끄러지면 상기 절단된 부분에 의하여 손을 다칠 우려가 있기 때문이다.

분리장치는 자동납땜장치의 근방에 배치하고, 분류 납땜조에서 발생하는 드로스를 뜨거운 동안에 분리장치에서 산화물과 땜납으로 분리한다. 그리고 여기에서 얻어지는 땜납을 분류 납땜조에서 재사용할 수 있다. 일반적으로 분리장치는 1대로 복수의 자동납땜장치의 드로스를 처리하기 때문에 드로스 처리가 필요한 자동납땜장치가 설치되어 있는 위치까지 분리장치를 이동시킨다. 이 분리장치의 이동에 따라 산화물을 버리는 통도 함께 이동시켜야 하지만 상기한 바와 같이 운반이 불편하고 취급이 위험한 통을 이동시키는 것이 문제가 되었다.

또한 통에 산화물이 가득차면 이를 폐기물 처리장까지 운반하여야 하지만 이 때 작업자가 손으로 운반하거나 또는 이 때마다 대차를 이용하여 운반하여야 하였다. 손으로 운반하는 경우에는 상기한 바와 같이 무거워서 위험하고, 대차로 운반하는 경우에는 분리장치의 근방까지 대차를 가지고 와서 상기 대차에 통을 실은 후에 대차를 폐기물 처리장까지 밀고 가서 통을 여기에 내려 놓은 후에 대차를 보관하는 장소까지 가져다 놓아야 한다는 번거로움이 있었다.

또한 분리장치에서 분리된 산화물을 국자나 망으로 퍼내고, 이를 바닥면에 놓여 있는 통에 버릴 때에 미세한 분말(粉末)이 된 산화물이 통에 들어 가기 전에 통 밖으로 넘쳐 흘러서 바닥면을 더럽히는 경우가 있었다. 본 발명은, 산화물을 버리는 용기인 통의 반송이 용이하고 또한 산화물을 통에 버릴 때에도 산화물이 통으로부터 외부로 넘쳐 흐르지 않는 분리장치를 제공한다.

도1은 본 발명의 분리장치에서 본체 커버(本體 cover)와 용융조 커버(熔融槽 cover)를 연 상태의 사시도이다.

도2는 본 발명의 분리장치에서 용융조 커버를 닫은 상태의 사시도이다.

도3은 본 발명의 분리장치에서 용융조 커버와 본체 커버를 닫은 상태의 사시도이다.

도4는 도1에서의 측면 중앙 단면도이다.

도5는 도3에서의 측면 중앙 단면도이다.

도6은 도3에서의 X-X에서 절단한 단면도에서 대차의 출입을 설명하는 도면이다.

도7은 슛터(shooter) 부분에서 절단한 측면 단면도이다.

도8은 슛터 부분에서 절단한 다른 실시예의 측면 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 본체2 : 용융조(熔融槽)

3 : 슛터(shooter)8 : 대차

9 : 캐스터(caster)10 : 플랜지(flange)

11 : 브라켓(bracket)12 : 롤러(roller)

13 : 바닥판

본 발명자 등은, 산화물을 버리는 용기인 통이 항상 분리장치와 함께 이동할 수 있다면 통만을 운반하거나 통을 반송하기 위하여 대차를 부착하는 문제가 해결되는 것에 착안하여 본 발명을 완성하였다.

본 발명은, 본체에는 땜납(solder)을 용융(熔融)시키고 드로스(dross)로부터 산화물(酸化物)과 땜납을 분리시키는 용융조(熔融槽)가 설치되고, 본체의 내부에는 산화물 폐기용의 빈 통을 재치(載置)하는 대차가 분리장치의 이동을 방해하지 않고 출입하도록 수납(收納)되는 것을 특징으로 하는 산화물의 분리장치(分離裝置)이다.

본 발명의 분리장치는, 분리장치의 본체 내에 대차를 수납하는 것으로서, 분리장치를 드로스 처리가 필요하게 되는 자동납땜장치까지 이동시킬 때에 대차도 분리장치와 함께 이동시킬 수 있게 되어 있다. 따라서 분리장치를 이동시킬 때에 대차가 분리장치의 이동에 방해되어서는 안된다. 그 때문에 본 발명에서는, 대차가 본체 내에 수납될 때에 대차의 캐스터(caster)가 바닥면으로부터 분리되도록 되어 있다.

대차를 분리장치의 본체 내에 수납할 때에 대차의 캐스터를 바닥면으로부터 분리시키기 위하여는, 본체의 수납부의 양측(兩側)에 복수의 롤러(roller)를 설치함과 동시에 대차에는 플랜지(flange)를 형성하고, 플랜지가 롤러 상을 주행함으로써 대차의 캐스터를 바닥면으로부터 분리시키거나 수납부의 하부에 바닥면으로부터 분리되는 곳에 바닥판을 뻗는다 고 있어 일어나, 상기 바닥판 상에 대차를 실어도 좋다.

본 발명에서 본체 내의 대차 위에 놓여 있는 통 속에 산화물을 버릴 때에 산화물이 담겨 있는 국자를 옆에서 통 상에 집어 넣으면 산화물이 통 밖으로 넘쳐 흐르는 경우가 있지만 슛터(shooter)를 설치하면 산화물은 반드시 통 속으로 들어간다. 슛터는 용융조의 근방을 관통한 구멍에 설치하고, 슛터의 하부가 본체 내에 놓여 있는 통 상에 위치하도록 한다.

(실시예)

이하 도면에 의거하여 본 발명의 분리장치에 관하여 설명한다. 도1은 본 발명의 분리장치에서 본체 커버(本體 cover)와 용융조 커버(熔融槽 cover)를 연 상태의 사시도, 도2는 동(同) 용융조 커버를 닫은 상태의 사시도, 도3은 동 용융조 커버와 본체 커버를 닫은 상태의 사시도, 도4는 도1에서의 측면의 중앙 단면도, 도5는 도3에서의 측면의 중앙 단면도, 도6은 도3에서의 X-X선에서 절단한 단면도로 대차의 출입을 설명하는 도면, 도7은 슛터(shooter) 부분에서 절단한 측면 단면도, 도8은 슛터 부분에서 절단한 다른 실시예의 측면 단면도이다.

본 발명의 분리장치는 본체1 상에 용융조(熔融槽)2와 슛터3이 설치되어 있다. 용융조2는 도면에 나타나 있지 않은 히터(heater)에 의하여 내부로 들어 오는 땜납S를 용융(熔融)시킴과 동시에 소정의 온도로 유지하도록 되어 있다. 또한 용융조2에는 용융조 커버4가 화살표A로 나타나 있는 바와 같이 개폐(開閉)되도록 설치되어 있다. 커버4의 내측에는 2개의 축(軸)5, 5가 가설(架設)되어 있고, 상기 축에는 다수의 날개6 … 이 일정한 간격으로 또한 각각의 날개 선단(先端)의 위치가 나선(螺旋)을 그리도록 부착되어 있다. 축5, 5의 일단(一端)은 용융조 커버4의 외부로 돌출되어 있고, 상기 돌출부에는 기어(gear)7, 7이 부착되어 있다. 이들 기어7, 7은 도면에 나타나 있지 않은 체인(chain)에 결합되어 있고, 상기 체인은 역시 도면에 나타나 있지 않은 모터(motor)에 연동(連動)되어 있고, 모터를 가동시키면 기어7, 7이 회전함과 동시에 다수의 날개6 … 도 회전하도록되어 있다. 다수의 날개6 … 은 축5, 5에 고정되어 있고, 상기 축5, 5는 용융조 커버4에 설치되어 있기 때문에 용융조 커버4를 개폐함으로써 날개6 … 은 상하로 이동하여 용융조 커버를 닫은 때에는 용융조2 속의 용융 땜납S에 침지(浸漬)할 수 있게 된다.

용융조2의 근방에는 슛터(shooter)3이 설치되어 있다. 슛터3은 로드(rod) 모양으로서, 본체1을 관통하고 있어 하부가 후술하는 대차 상에 놓여 있는 통 상에 위치하고 있다.

본체1의 내부는 대차8이 수납할 수 있도록 되어 있다. 본 발명에 사용하는 대차는 빈 통C를 놓을 수 있는 크기의 것이다. 대차8에는 캐스터(caster)9 … 가 설치되어 있으며 또한 양측(兩側)에 플랜지(flange)10, 10이 형성되어 있다.

본체1의 내부에는 도4에 나타나 있는 바와 같이 한 쌍의 브라켓(bracket)11, 11이 서로 대향(對向)하도록 설치되어 있고, 도6에 나타나 있는 바와 같이 상기 브라켓11, 11에는 다수의 롤러(roller)12 … 가 나란하게 설치되어 있다. 롤러12 … 의 부착위치는 대차8의 플랜지10, 10을 탑재(搭載)할 수 있고 또한 대차8의 플랜지10, 10을 탑재하였을 때에 대차의 캐스터9 … 가 바닥면F로부터 떨어져서 바닥면F에 닿지 않는 높이로 되어 있다.

도8은 본 발명의 다른 실시예로서, 본체1의 하부에 있어서 바닥면F로부터 조금 떨어진 위치에 바닥판13을 길게 설치하는 것이다. 이와 같이바닥판13을 길게 설치하는 경우에 대차에는 플랜지를 형성할 필요가 없어 시중에서 시판(市販)되는 대차를 그대로 사용할 수 있다.

용융조2의 전방(前方)에는 양면(兩面)에 복수의 홈14 … 가 파여서 형성되는 주형(鑄型)15가 회전하도록 설치되어 있다.

또 부호16은 본체의 하부에 부착되는 캐스터, 17은 드로스로부터 분리된 산화물의 처리에 사용하는 국자나 체 등을 넣는 물품 보관함, 18은 본체의 상부를 덮는 본체 커버, 19는 본체 커버에 부착되는 배기구(排氣口), 20은 용융조 커버에서 용융조 내에 산화 분리제(酸化 分離劑)를 투입하는 투입구멍, 21은 투입구멍의 뚜껑이다.

다음에 상기 구성으로 이루어지는 본 발명의 분리장치에서의 산화물의 분리작업에 관하여 설명한다. 우선 분리장치의 용융조2 내에 있는 땜납S를 용융시킴과 동시에 소정의 온도로 유지한다. 이 때 분류 납땜조(噴流 solder 槽)에서 사용하는 땜납이 Sn-3Ag-0.5Cu의 무연 땜납(無鉛 solder)인 경우에는, 용융조 내에는 동일한 조성의 무연 땜납을 넣고, 용융 땜납의 온도를 상기 무연 땜납의 융점(融點)보다 약 50℃ 높은 270℃로 유지한다. 그리고 도1, 도4에 나타나 있는 바와 같이 본체 커버18과 용융조 커버4를 열고, 도면에 나타나 있지 않은 자동납땜장치의 분류 납땜조에서 발생하는 드로스D를 용융조2 내의 용융 땜납S 상에 투입한다. 그리고 도2에 나타나 있는 바와 같이 용융조 커버4를 닫아 날개6 … 을 용융 땜납S 속에 침지(浸漬)시키고, 용융조 커버4의 뚜껑21을 열어 투입구멍20으로 참깨와 같은 산화 분리제를 용융조2 내의 드로스 상에 소량 살포(撒布)하고, 다시 뚜껑21을 닫는다. 참깨를 드로스D 상에 살포한 후에 도3, 도5에 나타나 있는 바와 같이 용융조 커버4를 닫고 또 본체 커버18을 닫고 나서 날개6을 회전시켜 배기구(排氣口)19에 접속되어 있는 도면에 나타나 있지 않은 덕트(duct)에서 본체 커버19 내에 있는 연기나 분진(粉塵) 등을 흡인(吸引)한다. 이 때 용융 땜납 상에 부유(浮遊)하고 있는 드로스D는 다수의 날개6 … 로 교반(攪拌)되고, 교반에 의하여 산화물과 땜납이 분리됨과 동시에 참깨의 분리작용(分離作用)에 의하여 산화물과 땜납이 거의 완전하게 분리된다.

이렇게 하여 날개의 교반에 의한 분리작용과 분리제의 분리작용에 의하여 드로스로부터 산화물과 땜납이 분리되면 날개의 회전을 멈추고, 본체 커버18과 용융조 커버4를 연다. 그리고 용융조2 내에는 용융 땜납S 상에 떠 있는 산화물만을 국자나 체로 퍼내어 슛터3에 투입한다. 슛터3은 하부가 본체1 내의 대차8에 놓여 있는 통C의 상부에 위치하고 있기 때문에 슛터3에 투입되는 산화물K는 외부로 흘러 내리지 않고 통 속으로 들어 간다.

이렇게 하여 산화물이 통C 속에 대량으로 고여 있으면 도6에 나타나 있는 바와 같이 본체1 내에서 대차8을 인출(引出)한다. 이 때 대차8은 플랜지10이 본체1의 브라켓11에 부착되어 있는 다수의 롤러12 … 상을 주행하기 때문에 통 내에 대량의 산화물이 고여 있어 무겁게 되더라도용이하게 또한 안전하게 대차를 인출할 수 있다. 그리고 본체1에서 인출된 대차를 폐기물 처리장까지 운반하고, 폐기물 처리장에서 통을 내려서 산화물을 버리고 나서 빈 통을 대차에 실어 분리장치까지 다시 운반한다. 그리고 대차를 본체 내에 수납할 때에는 대차의 앞부분을 조금 들어 올려 플랜지의 단부(端部)를 롤러에 싣고 그대로 밀어 넣으면 플랜지는 나란하게 설치된 롤러 상을 순차적으로 주행하여 대차는 간단하게 본체 내에 수납된다.

또한 용융조2 내에는 원래 담겨 있는 땜납 중에 드로스로부터 분리된 땜납이 융합하여 양이 증가되어 있기 때문에 증가한 만큼의 땜납을 국자로 퍼내어 주형15의 홈14에 주입(鑄入)한다. 그리고 홈 내의 땜납이 고화(固化)되면 주형15를 반전(反轉)시켜 땜납을 하부로 떨어뜨리고 이를 자동납땜장치의 분류 납땜조로 되돌려서 재사용한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 분리장치는 용융조에서 드로스로부터 분리된 산화물을 외부로 넘쳐 흐르지 않도록 용기에 담을 수 있고 또한 통이 본체 내에 놓여 있기 때문에 드로스 처리가 필요한 분류 납땜조까지 분리장치를 이동시킬 때에 통도 언제나 분리장치와 함께 이동시킬 수 있기 때문에 별도로 통을 반송하는 시간이나 통의 절단된 부분에 의하여 손을 다칠 위험이 완전히 없어지게 된다. 또한 본 발명의분리장치는 통이 대차에 실려 있기 때문에 통 내에 산화물이 대량으로 고여 있어 무겁게 되더라도 대차를 본체에서 인출하여 그대로 통을 폐기물 처리장까지 운반할 수 있는 종래에는 없었던 뛰어난 효과를 얻을 수 있다.

Claims (4)

1. 본체에는 땜납(solder)을 용융(熔融)시키고 드로스(dross)로부터 산화물(酸化物)과 땜납을 분리시키는 용융조(熔融槽)가 설치되고, 본체의 내부에는 산화물 폐기용의 빈 통을 재치(載置)하는 대차가 분리장치의 이동을 방해하지 않고 출입하도록 수납(收納)되는 것을 특징으로 하는 산화물의 분리장치(分離裝置).
2. 제1항에 있어서,

   상기 본체의 내부에는 대차를 용이하게 수납하기 위한 롤러(roller)가 복수 개 나란히 설치되고, 대차에는 상기 롤러 상을 주행할 수 있는 플랜지(flange)가 형성되는 것을 특징으로 하는 산화물의 분리장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 본체의 내부에는 바닥면에 닿지 않는 위치에 대차를 재치할 수 있는 바닥판이 길게 설치되는 것을 특징으로 하는 산화물의 분리장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 용융조의 근방에는 용융조에서 분리된 산화물을 버리는 슛터(shooter)가 설치되는 것을 특징으로 하는 산화물의 분리장치.