(57)【要約】【課題】廃材を容易に粉砕することができる廃材処理装置を提供する。【解決手段】廃材処理装置１には、廃材３１の粉砕が行われる粉砕部１１と、粉砕部１１の下方に設けられたフィルタ２１と、フィルタ２１の下方に設けられ、フィルタ２１を通過した粉砕物３３を収集する収集部１２と、が設けられている。廃材３１の粉砕は、収集部１２及び粉砕部１１に冷媒が入れられた状態で行われる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃材の粉砕が行われる粉砕部と、
前記粉砕部の下方に設けられたフィルタと、
前記フィルタの下方に設けられ、前記フィルタを通過した粉砕物を収集する収集部と、
を有し、
前記粉砕は、前記収集部及び前記粉砕部に冷媒が入れられた状態で行われることを特徴とする廃材処理装置。
【請求項２】
前記冷媒は、液体窒素であることを特徴とする請求項１に記載の廃材処理装置。
【請求項３】
前記粉砕に伴って前記冷媒中に発生する粉塵を前記冷媒から分離する粉塵分離手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の廃材処理装置。
【請求項４】
前記冷媒中にドライアイスが混合されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の廃材処理装置。
【請求項５】
前記粉砕部は、前記廃材が投入される投入口を有し、
前記収集部は、前記粉砕物が取り出される取出口を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の廃材処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃材処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、サーバ等の電子機器には、貴金属を含む半導体チップ及び電解コンデンサ等の部品が搭載されたプリント配線基板が用いられている。また、プリント配線基板自体に貴金属が含まれていることもある。従って、電子機器の廃棄に当たっては、貴金属を回収することが望ましい。また、プリント配線基板の大きさは多岐にわたるため、貴金属を回収の際には、前もって、プリント配線基板を粉砕して取り扱いが容易な大きさにしておくことが重要である。
【０００３】
しかしながら、プリント配線基板には、セラミック、金属、樹脂等の種々の硬さの材料が含まれているため、粉砕の進行にばらつきが生じやすく、所望のサイズまで粉砕するのに多大な時間がかかってしまう。従って、粉砕の効率が高いとは言い難い。従来の粉砕装置には、縦置き、横置き、一軸刃、二軸刃等の粉砕の対象及び効率に応じたものもあるが、いずれもプリント配線基板のように種々の材料を含む廃材の処理には適していない。また、材料毎に粉砕装置を設けると、設備投資が巨額になる。更に、粉砕装置の種類に拘わらず、粉塵が大量に生じることがあり、大気中に舞い上がらないようにするための回収装置等が必要とされることもある。
【０００４】
また、従来、プリント配線基板に搭載された半導体チップ及び電解コンデンサ等の部品は手作業で取り外されている。このため、人件費が大きなものとなっている。
【０００５】
なお、これらの問題は、電線ケーブル等のプリント配線基板以外の廃材の処理にも存在している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２１８９６２号公報
【特許文献２】特開２００８−６３８０号公報
【特許文献３】特開平８−８０５２８号公報
【特許文献４】特開２００８−６２１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、廃材を容易に粉砕することができる廃材処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
廃材処理装置の一態様には、廃材の粉砕が行われる粉砕部と、前記粉砕部の下方に設けられたフィルタと、前記フィルタの下方に設けられ、前記フィルタを通過した粉砕物を収集する収集部と、を有し、前記粉砕は、前記収集部及び前記粉砕部に冷媒が入れられた状態で行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記の廃材処理装置等によれば、廃材をフィルタの開放径に応じた大きさにまで容易に粉砕することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る廃材処理装置の構成を示す断面図である。
【図２】廃材処理方法を工程順に示す断面図である。
【図３】第２の実施形態に係る廃材処理装置の構成を示す断面図である。
【図４】第３の実施形態に係る廃材処理装置の構成を示す断面図である。
【図５】第４の実施形態に係る廃材処理方法を示す断面図である。
【図６】第５の実施形態に係る廃材処理装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
先ず、第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係る廃材処理装置の構成を示す断面図である。
【００１３】
第１の実施形態に係る廃材処理装置１には、廃材の粉砕が行われる筒状の粉砕部１１、粉砕部１１での廃材の粉砕により得られる粉砕物を収集する椀状の収集部１２、及び粉砕部１１を覆う蓋部１３が設けられている。また、粉砕部１１及び収集部１２により、メッシュフィルタ２１が挟持されている。メッシュフィルタ２１の開放径は、収集部１２に落下させる粉砕物のサイズに応じて設定することができ、例えば２５ｍｍである。また、メッシュフィルタ２１の材料としては、例えばステンレスが用いられる。収集部１２には、後述の冷媒を排出するドレン２２が設けられている。ドレン２２の廃材処理装置１内側の口には、回収する粉砕物の排出を防止するフィルタが設けられている。このフィルタの開放径は、例えば１ｍｍである。蓋部１１には、粉砕部１１内で廃材を粉砕するＴ型のハンマー２３及びハンマー２３を回転駆動するモータ２４が設けられている。ハンマー２３の材料としては、例えばタングステンが用いられる。
【００１４】
次に、廃材処理装置１を用いた廃材処理方法について説明する。図２は、廃材処理方法を工程順に示す断面図である。
【００１５】
先ず、図２（ａ）に示すように、蓋部１３が開いた状態で、プリント配線基板等の廃材３１を粉砕部１１内に搬入し、収集部１２及び粉砕部１１内に冷媒３２を流し込む。冷媒３２としては、例えば液体窒素を用いる。
【００１６】
次いで、図２（ｂ）に示すように、蓋部１３で粉砕部１１を閉じ、モータ２４によりハンマー２３を回転させる。この結果、冷媒３２及び廃材３１が撹拌され、ハンマー２３に衝突した廃材３１が粉砕される。また、廃材３１に、部品が搭載されたプリント配線基板が含まれている場合、ハンマー２３への衝突に伴って部品がプリント配線基板から外れていく。そして、メッシュフィルタ２１の開放径よりも小さいサイズまで粉砕されると、粉砕物３３となってメッシュフィルタ２１を通って収集部２１まで落下する。また、廃材３１の粉砕に伴って粉塵３４が発生するが、粉塵３４は冷媒３２内を滞留する。
【００１７】
そして、所定の時間が経過した後に、図２（ｃ）に示すように、ハンマー２３の回転を停止する。
【００１８】
続いて、図２（ｄ）に示すように、粉塵３４を含む冷媒３２をドレン２２から排出する。また、廃材３１に、大型の半導体チップ、電解コンデンサ、冷却フィン等が含まれている場合、ハンマー２３によっても、これらをメッシュフィルタ２１の開放径よりも小さいサイズまで粉砕できずに、未処理物が残存することがある。そこで、蓋部１３を開き、粉砕部１１に残っている未処理物を取り除く。更に、粉砕部１１を収集部１２から取り外し、収集部１２内の粉砕物３３を回収する。
【００１９】
この第１の実施形態によれば、冷媒３２によって廃材３１が冷却されるため、廃材３１が硬化及び脆化する。従って、廃材３１が粉砕されやすくなり、粉砕の効率を向上することができる。このため、廃材３１の材料に拘わらず、高効率で廃材３１の粉砕及び回収を行うことが可能となる。また、廃材３１に電解コンデンサ等の液体を含む部品が含まれていても、当該液体は液体窒素等の冷媒３２によって冷却され凍結するため、当該液体の粉砕物３２への付着を防止することができる。更に、粉塵３４は冷媒３２と共に排出されるため、粉塵３４が大気中に舞い上がることを防止することができる。
【００２０】
また、回収後の粉砕物３２は、メッシュフィルタ２１の開放径よりも小さいため、その取り扱いが容易である。そして、粉砕物３２に、貴金属、金属、樹脂、セラミック等が含まれている場合には、例えば比重分離法等により、これらを容易に分離することができる。このため、粉砕前の廃材３１の処理を他者に行わせる場合には費用がかかるような場合であっても、廃材３１にＣｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｉｒ等が含まれている場合には、粉砕後の粉砕物３２は、いわゆる都市鉱山原料としての価値を有することとなり、他者に販売することが可能になることもある。つまり、第１の実施形態によれば、廃棄に費用がかかる廃材３１を、資源として有効利用することが可能な粉砕物３２に容易に変化させることができる。更に、人手で部品の取り外しを行う必要もないため、人件費を低減することも可能である。
【００２１】
なお、ハンマー２３の回転の停止は、時間制御により行う必要はなく、例えばオペレータが粉砕部１１内の状態を観察し、廃材３１の全部又は大部分が粉砕されて粉砕物３３となったところで、停止させてもよい。
【００２２】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。図３は、第２の実施形態に係る廃材処理装置の構成を示す断面図である。
【００２３】
第２の実施形態では、粉砕部１１の壁に集塵フィルタ４１が取り付けられている。集塵フィルタ４１の開放径は、例えば５００μｍである。また、集塵フィルタ４１の材料としては、例えばフッ素樹脂が用いられる。他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００２４】
この第２の実施形態では、廃材３１の粉砕に伴って発生する粉塵３４は、図３（ｂ）に示すように、冷媒３２内を滞留しながら、冷媒３２の撹拌に伴って集塵フィルタ４１に溜まっていく。このため、ハンマー２３の回転の停止後では、冷媒３２中に粉塵３４がほとんど存在しない。第１の実施形態では、ドレン２２から排出される冷媒３２に粉塵３４が含まれるため、その後に粉塵３４を除去する処理が必要となり得るが、第２の実施形態によれば、冷媒３２の排出前に予め粉塵３４を回収することが可能となる。
【００２５】
本発明者が、第２の実施形態と同様の構造の廃材処理装置を用いて、廃材３１として質量が５６０ｇのプリント配線基板の処理を行ったところ、サイズが約２０ｍｍの粉砕物３２が得られ、約２５ｇの粉塵３４が回収された。なお、この処理では、メッシュフィルタ２１として、開放径が２５ｍｍのステンレス製メッシュフィルタを用い、集塵フィルタ４１として、開放径が５００μｍのフッ素樹脂フィルタを用い、冷媒３２として、約５リットルの液体窒素を用いた。また、ハンマー２３の回転速度を２０００ｒｐｍとし、粉砕時間を５分間とした。
【００２６】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。図４は、第３の実施形態に係る廃材処理装置の構成を示す断面図である。
【００２７】
第３の実施形態では、収集部１２に冷媒循環パイプ４４が繋がっており、冷媒循環パイプ４４にポンプ４３及び集塵フィルタ４２が設けられている。集塵フィルタ４２は、ポンプ４３の入り側に配置されている。集塵フィルタ４２の開放径は、例えば５００μｍである。また、集塵フィルタ４２の材料としては、例えばフッ素樹脂が用いられる。他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００２８】
この第３の実施形態では、廃材３１の粉砕の際に、ポンプ４３を動作させる。この結果、ポンプ４３の動作に伴って、粉塵３４を含む冷媒３２が冷媒循環パイプ４４を循環し、この循環の際に、図４（ｂ）に示すように、粉塵３４が集塵フィルタ４２に溜まっていく。このため、ハンマー２３の回転の停止後では、冷媒３２中に粉塵３４がほとんど存在せず、第３の実施形態によっても、冷媒３２の排出前に予め粉塵３４を回収することが可能となる。
【００２９】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態では、第２の実施形態に係る廃材処理装置を用いて廃材３１の粉砕を行うに際して、図５に示すように、冷媒３２中にドライアイス４５を投入しておく。ドライアイス４５は冷媒３２で砕け散り、廃材３１及び粉砕物３２の表面に付着するため、粉塵３４が廃材３１及び粉砕物３２の表面に付着しにくくなると共に、一旦、廃材３１及び粉砕物３２の表面に付着した粉塵３４も離脱しやすくなる。
【００３０】
本発明者が、第４の実施形態と同様にして、廃材３１として質量が５６０ｇのプリント配線基板の処理を行ったところ、サイズが約２０ｍｍの粉砕物３２が得られ、約８０ｇの粉塵３４が回収された。なお、この処理では、メッシュフィルタ２１として、開放径が２５ｍｍのステンレス製メッシュフィルタを用い、集塵フィルタ４１として、開放径が５００μｍのフッ素樹脂フィルタを用い、冷媒３２として、約５リットルの液体窒素を用い、１ｋｇのドライアイスを用いた。また、ハンマー２３の回転速度を２０００ｒｐｍとし、粉砕時間を５分間とした。
【００３１】
なお、第１又は第３の実施形態においてドライアイス４５を用いても、同様の効果を得ることができる。
【００３２】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。図６は、第５の実施形態に係る廃材処理装置の構成を示す断面図である。
【００３３】
第５の実施形態には、第２の実施形態における粉砕部１１及び蓋部１３を一体化した粉砕部５１が設けられている。即ち、粉砕部５１に蓋が設けられており、この蓋にハンマー２３及びモータ２４が取り付けられている。また、蓋には、廃材３１の投入口５３が形成されている。また、第２の実施形態における収集部１２に代えて、粉砕部５１の下方から側方まで広がる収集部５２が設けられている。収集部５２の蓋には、粉砕物３３の取出口５４が形成されている。投入口５３及び取出口５４は、冷媒３２の液面よりも上方に位置する。粉砕部５１及び収集部５２は、鉛直方向ではメッシュフィルタ２１により仕切られており、水平方向では仕切板５５により仕切られている。また、冷媒循環パイプ４４の吸引口は取出口５４の下方に位置し、排出口は粉砕部５１に繋がっている。
【００３４】
この第５の実施形態では、投入口５３から廃材３１が粉砕部５１に投入され、回収部５４から粉砕物３３が回収される。従って、廃材３１の連続的な処理が可能となる。即ち、ポンプ４３の動作に伴って、収集部５２内では、冷媒３２が粉砕部５１の下方から取出口５４の下方に向けて流れる。従って、粉砕物３３は徐々に取出口５４の下方に集まってくる。そして、取出口５４からクレーン等で粉砕物３３を取り出し、外部のベルトコンベア等に搬送することが可能である。また、粉砕部５１内の廃材３１の量が減少すれば、その分だけ新たな廃材３１を粉砕部５１に投入することが可能となる。
【００３５】
なお、第４の実施形態と同様に、冷媒３２中にドライアイスを混合すれば、粉塵３４の粉砕物３３への付着の抑制等が可能となる。
【符号の説明】
【００３６】
１：廃材処理装置
１１、５１：粉砕部
１２、５２：収集部
１３：蓋部
２１：メッシュフィルタ
２３：ハンマー
３１：廃材
３２：冷媒
３３：粉砕物
３４：粉塵
４１、４２：集塵フィルタ
４５：ドライアイス
５３：投入口
５４：取出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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