专利名称：金属和塑料复合物及其制造方法
技术领域：
本发明涉及金属和塑料复合物及其制造方法，更详细地说，本发明涉及在塑料成型品上实施镀金等制造金属和塑料复合物时，所用的金属只为镍的方法，该方法不影响金属和塑料复合物所要求的轻量和高刚性，而且在反复利用塑料时极容易回收所述镍的金属和塑料复合物，并涉及所述复合物的制造方法。
笔记本个人电脑的框体部件和可携带的精密机械部件，一般要求是轻量并高刚性的。因此，这些部件的材质，最好区别使用(1)实施纤维加强的高刚性塑料成型品，(2)铝压铸品，(3)镁合金压铸品以及能融模制品等，代替重量大的铁材料。
但，所述(1)～(3)的成型品存在以下几个问题1、关于含纤维的塑料成型品大量纤维填料混合到塑料中，使得塑料流动性降低，很难形成薄片。填料的充填量因而受到限制，与本来要求的高弹性率不能兼顾。而且，因充填的填料易变方向，其耐冲击强度降低。
2、关于铝压铸品可充分确保对冲击等的机械强度，但与塑料成型品、用能融模制法或压铸法所形成的镁合金成型品相比较，因密度高而重量增大。而且，成品等的后加工所需工序复杂。
3、镁合金压铸品等密度比塑料稍重且弹性率大，但成型时易产生毛边。因成型品表面平滑度不好，其消除油灰和研磨等的后加工耗费时间，因此总成本高。而且镁本身的反应活性高，在处理和成型设备的操作中需特别的小心。
为了克服这些缺点，本发明者通过在塑料成型品的外表面和内表面实施导电化处理，其处理面上电镀一层弹性率150Gpa以上的金属层，其厚度为10-50μm，得到兼顾轻量且高刚性的金属和塑料复合物。该发明公开在特开平12-343644号上。这里，“导电化处理”一般指在塑料上实施非电解镀膜，包括从化学粗糙化到非电解镀膜的工艺，但不包括电解镀膜。原先已申请的发明(以下称[在先发明])是，作为塑料成型品表面实施导电化处理工艺过程，采用以下方法，将塑料成型品的表面用铬酸和过锰酸盐溶液等化学药品进行化学粗糙化的前处理，然后，根据用途所适合的金属，实施非电解镀膜和电解镀膜。
所述在先发明的金属和塑料复合物中，金属镀层的构成金属，作为形成表现出高刚性的表层的电解金属镀层的金属、最好使用其弹性率为150Gpa以上、且工业上容易使用的镍、铁或镍系合金等。而且，为使所述电解金属镀层在塑料成型品的所需面上析出，最好使用价廉且易镀化的铜等作为形成非电解镀金层的金属。
所述在先发明实施的电解镀金层厚度设定为10-50μm以兼顾轻量及高刚性。在电解镀化使用的金属为镍，并以此为例析出厚度为30μm时，对A4大小的笔记本个人电脑，需要使用约65g的镍。因所述镍为稀有金属，需要摸索作为电解镀化用金属使用的个人电脑等废弃后的有效再生回收方法。从各种产业废弃物的处理费用增加和地球资源的有效利用的要求观点，应对所有工业制品再利用和再生利用。在这种社会背景下，也强烈期待所述镍等的再生回收。
所述在先发明的金属和塑料复合物是由所述非电解镀金层、在其上实施的电解镀金层和构成基材的塑料成型品复合而成的不易分离的材料。因此，若不进行适当的再生处理，不仅损失塑料成型品，而且损失形成所述镀金层的金属，从而导致损失大量资源。与此有关的代表性的循环利用方法已知有，(1)使用后的废弃成型品作为再生板，再次作为成型品原料的“材料循环利用”；(2)燃烧废弃成型品进热回收的“热循环利用方法”；(3)废弃成型品以热和化学分解，得到高温炉还原剂等的替代品的“贮存原料循环利用方法”和(4)废弃成型品以热和化学分解，作为油和树脂原料利用的“化学循环利用方法”等。
这些循环利用方法中，(1)的“材料循环利用方法”是粉碎废弃成型品并熔融，在所述在先发明的金属和塑料复合物中金属作为异物混入塑料中，降低了强度和外观性，不适合再利用。另外，(2)的“热循环利用方法”只是焚烧成型品进行热回收，因而不可能再生回收。而且，所述(4)的“化学循环利用方法”在现阶段费用过高，不实用。所述(3)的“进料挤塑循环利用方法”中使用气化熔融炉、制铁用高温炉以及小型高温炉的废弃物处理已达到实用化阶段，其可望利用。
根据所述(3)的“进料挤塑循环利用方法”，金属和塑料复合物的基材-塑料成型品可作为还原性气体或热源利用，而且该成型品上所镀的金属成为熔融物，可高效率地回收，因此该方法是好的循环利用手段。但所述在先发明中的金属和塑料复合物的镀金层是因由非电解镀金层和电解镀金层两层组成，例如其中一种金属为铜，另一种为镍时，即使实施所述“进料挤塑循环利用方法”再生方法，这些金属在回收时熔融成为合金，也有很难回收单一的金属或再生利用的缺点。
本发明是鉴于在从废弃金属和塑料复合物用进料挤塑循环利用方法从复合物中回收形成镀金层的金属时所存在的问题而提出，其目的在于，提供一种在实施所述循环利用时能高效率地回收金属成分镍的金属和塑料复合物及其制造方法。
为解决所述课题，达到预期目的，本发明提供了一种金属和塑料复合物，该复合物包括不导电的塑料原料成型的塑料成型品，在所述塑料成型品的需要面上施加的非电解镍镀层，和所述非电解镍镀层上析出的电解镍镀层；其特征在于所述电解镍镀层的厚度为10-50μm。
同样，为解决所述课题，达到预期目的，本发明提供了另一种金属和塑料复合物，该复合物包括不导电的塑料原料成型的塑料成型品，在所述塑料成型品的需要面上施加的含镍填料的高分子层，和在所述高分子层上析出的电解镀镍层；其特征在于所述电解镀镍层的厚度为10-50μm。
同样，为解决所述课题，达到预期目的，本发明提供了金属和塑料复合物的制造方法，该方法包括以不导电的塑料原料成型所需形状的塑料成型品，在该塑料成型品的待镀化的表面上进行化学粗糙化，并在所述塑料成型品上进行非电解镀化，形成非电解镀镍层；其特征在于在所述塑料成型品上用与所述非电解镀化使用的镍同样的镍，进行电解镀化，使在所述非电解镀镍层(15)上析出的电解镀镍层的厚度为10-50μm。
同样，为解决所述课题，达到预期目的，本发明提供了另一个金属和塑料复合物的制造方法，该方法包括以不导电的塑料原料成型所需形状的塑料成型品，在所述塑料成型品的待镀膜的表面上加入含镍填料的高分子化合物，并干燥该高分子化合物，形成高分子层；其特征在于在所述高分子层上实施镍的电解镀化，析出由镍形成的电解镀镍层，其厚度为10-50μm。
图2是
图1中Ⅱ-Ⅱ的放大断面图。
图3是本发明适合的实施例中金属和塑料复合物的制造方法示意工艺图。
图4是本发明的其他发明的金属和塑料复合物的部分切面的斜视图。
图5是图4中Ⅱ-Ⅱ的放大断面图。
图6是其他实施例中金属和塑料复合物的制造方法示意工艺图。
下面参照附图列举实施例说明本发明的金属和塑料复合物及其制造方法。本发明者以同一金属，通过在金属和塑料复合物上形成高刚性电解镀金层，在塑料成型品表面上提供导电性，在塑料成型品表面上密着地析出该电解镀金层形成非电解镀金层，容易进行废弃后的金属和塑料的再生回收。
实施例中，作为非电解镀化、电解镀化以及后述的导电性涂料成分的金属成分，选择镍的理由是，镍是在塑料材料上低温下可实施非电解镀化法，同时也可以在非电解镀化层上进行电解镀化，且弹性率为150Gpa以上(镍是200Gpa)的金属元素。使用铁、钴、铬、锰、钼或钨时，不能实施非电解镀化，或不能进行低温下非电解镀化。使用铜、银或金时，在60℃以下的低温下可实施非电解镀化，但其弹性率不到150Gpa，得不到高刚性，因此不能用于本发明的金属和塑料复合物的制造。
本发明优选的实施方式中，金属和塑料复合物(以下称“复合物”)10，如图1和图2所示，是由作为笔记本个人电脑框体成型的塑料成型品12以及其塑料成型品12的外表面和内表面所需面上析出的镀金层14组成的。所述镀金层14是由从非电解镀镍形成的非电解镀镍层15和从电解镀镍析出的电解镍镀层16构成的。另外，为提高机械强度并降低费用，在所述塑料成型品12中，用熔融混炼法混入适当的无机或有机加强纤维18，其比例为塑料成型品重量的10-40重量％。
所述金属和塑料复合物10，如图3所示，通过塑料成型品12的成型工艺S11、物理粗糙化工艺S12、化学粗糙化工艺S13、非电解镀镍工艺S14、电解镀镍工艺S15和最终工艺S16等制造。
所述成型工艺S11是制作所需形状塑料成型品12的工艺，可采用一般公知的注塑成型、挤出成型、吹塑成型、真空成型、压塑成型或转移成型及其它成形方法的任何一种。特别是，在本发明的情况下，为得到提高产量且满足框体成型等要求，最好采用高成形精度的注塑成型。
这里成型用的塑料成型品12的原料最好为成型容易、易实施后述的化学粗糙化工艺S13，即用铬酸的腐蚀加工等，的材料，例如ABS或ABS系列合金原料。另外，除这些原料之外，也可以使用，即在各种前处理中可能用铬酸腐蚀的聚碳酸酯等，和以铬酸以外的盐酸等可腐蚀的尼龙等。
所述物理粗糙化工艺S12是，只在所述塑料成型品12上混合加强纤维18时选择实施的工艺，是为了削平该成型体12所需面上突出的加强纤维，调整该表面的粗糙度而进行的。具体方法是，(1)作业人员用沙纸打磨的方法，(2)将硬质研磨粒子直接高速吹在被粗糙化体塑料成型品12上的吹沙法，(3)将硬质研磨粒子分散在水等溶剂中，将该分散液高速吹在被粗糙化塑料成型品12上的液体研磨法。特别是，优选使用(3)液体研磨法，可精细设定研磨粒子对物理粗糙化对象塑料成型品12入射角，并用水溶剂冷却粗糙化时的放热，可阻止放热引起的该成型品12的变形。在本实施例中，塑料成型体12因混合有增强机械强度的加强纤维18，需实施物理粗糙化工艺S12，但如果不混合该纤维18，就不需要该物理粗糙化工艺S12。另外，作为所述加强纤维可适当选择采用各种有机填料、碳纤维或玻璃纤维等。
所述硬质研磨粒子，可使用其硬度比所述塑料成型品12的表面硬度和其内部含有的加强纤维18的硬度都高，并在与该成型品12碰撞时，具有削去其表面作用的任何研磨粒子。
所述化学粗糙化工艺S13是进行后述的电解镀化工艺S15的导电化处理工艺之一，可采用所述塑料成型品12材质所用的以往公知的方法(请参照无电解ぬつき，基础与应用第6章第1节，电气镀金研究会编，日刊工业新闻社刊，1994年)。一般在有ABS系列一类的氧化而易熔融的高分子成分为分散相的原料时，使用铬酸和硫酸的混合液，而在聚酰胺系列为原料时，使用盐酸等为好。ABS中分散相的丁二烯相在铬酸浸渍中选择性地溶解，形成凹部而粗糙化。
所述非电解镀镍工艺S14与所述化学粗糙化工艺S13相同，为进行电解镀镍工艺S15而进行的导电化处理工艺，包括在进行物理和化学粗糙化的所述塑料成型品12的所需面上，吸附含有对非电解镀镍具有催化活性的所需金属微粒子的催化金属的催化吸附阶段S141，以及适当选择在非电解镀镍用镀浴中浸渍，形成非电解镀镍层15的镀化阶段S42。
所述催化吸附阶段S141可使用已确立的公知方法(参照无电解ぬつき，基础与应用第6章第1节，电气镀金研究会编，日刊工业新闻社刊，1994年)，即每个所述塑料成型品12的材质上吸附(ABS树脂，PPO树脂，PC树脂，PP树脂，PA树脂，PBT树脂，PEI树脂，PES树脂或PC/ABS树脂等各种聚合物合金)。以一般的ABS系列原料为例说明，由所述化学粗糙化工艺S13中使用的铬酸等的中和、水洗除去、在界面活性剂溶液中的浸渍(催化处理)、在催化金属钯锡络合物水溶液中的浸渍、加入、水洗以及催化金属活性化的各阶段组成。
所述催化吸附阶段S141，可把含有所述催化金属的底漆涂在塑料成型品12的所需面上，加入该催化金属。所述底漆可举出聚硅氧烷系列物质或各种乳胶等，根据所述塑料成型品12的材质适当选择。
所述镀化阶段S142是在加入指定催化金属的塑料成型品12所需面上实施非电解镀镍阶段，该所述非电解镀镍层15的厚度优选为0.05～0.5μm，最好为0.1～0.2μm。如果该镀膜厚度过薄，降低后述的电解镀镍工艺S15中电解镀镍效率，但过厚会增加制造费用，需要注意。
在所述镀膜阶段S142中，在非电解镀镍层15形成反应时，还原剂可使用次亚磷酸钠等的磷化合物、四氢硼酸钠或二甲胺硼等硼化合物。这些还原剂通过所述非电解镀镍层15形成时的氧化还原反应，同时析出磷或硼。而且，该磷或硼，与形成所述非电解镀镍层15的镍形成合金，分别成为镍-磷合金或镍-硼合金，成为该镍中的杂质。但，本镀化阶段S142中非电解镀镍层15的形成是为电解镀镍而打下电学底层，为所谓导电化处理而形成的。因此，所述非电解镀镍层15的厚度应在0.1～0.5μm，而对电解镀镍层厚度10～50μm时为1～0.001％。即，不超过所述非电解镀镍层15内的微量杂质，所述磷或硼的含量为0.001～1重量％以下，因此循环利用时不影响回收的金属镍。
形成非电解镀镍层15时，通过使有意含有磷、锰或钯等各种金属或碳化硅或氧化铝等填料，与镍共析，改善耐热和耐磨损性。但在本发明的金属和塑料复合物中不仅是不必要的，而且要注意在回收时会成为使金属镍的纯度下降的坏因素。
所述电解镀镍工艺S15是，为了在已实施非电解镀镍的所述塑料成型品12的所需面上，为了发挥EMI屏蔽性析出充分导电性和提供充分刚性的电解镀镍层16而进行的。
在这里，“EMI屏蔽性”是指，为防止不需要电磁波的防碍，在塑料制电子仪器框体上形成金属等导电性膜，防止从外部来的电磁波的入射和从内部的电磁波的泄漏的性质。另外，“EMI”是电磁干扰的略称，根据JIS工业用语大词典(第3版)解释，是指“产生不希望的应答、不可容忍的应答、机能不良或性能低下，或那种电学或电子妨碍、现象、信号或放射(人工或自然的)。成为被对方早期不希望的定位和探测和发现的原因的。但，故意发生的干扰除外。”而电磁波屏蔽是指，遮蔽所述电磁干扰或材料的遮蔽特性。
在这里，形成所述电解镀镍层16的镍是，弹性率为200Gpa和150Gpa以上的金属，得到很好的轻量且高刚性等的诸物性。所述电解镀镍层的厚度要权衡所要求的成型体弹性率和成型体总重量来选择，厚度低于10μm时，成形体弹性率增长不大，超过50μm时，招致费用增加和过剩的重量增大，因此不合理。
所述实施了电解镀镍的电解镍层16的厚度，在10μm时，得不到充分的刚性值，而超过50μm时，其重量使镁合金制的框体重量增大，得不到轻量化，因此优选为10～50μm，最好为15～30μm。
因所述电解镀镍层16具有高弹性，在该电解镀镍层16析出时，为使析出时产生的电镀应力变为张力，最好控制电解镀镍条件。另外，所述电解镀镍层16是在所述塑料成型品12的所需内、外表面上以大致同等速度和厚度析出，这一点很要求。如此来控制所述电解镀镍层16的析出，使所述塑料成型品12的作用于内外表面的张力相互抵消，可控制镀化中的剥离和复合物的变形，同时可得到使析出金属层均匀，且提高刚性的结果。此时，表面和里层的厚度之差为0～20％时，对轻量性和高刚性无不良影响，可允许。
电解镀镍工艺S15是，把前一工艺中导电化的塑料成型品12浸渍在能使电解镀化用镍离子化的镀浴中进行。此时，将所述塑料成型品12作阴极，所需可溶性电极材料作阳极使用。所述电解镀镍浴优选采用氨基磺酸浴、水浴或氯化物浴等。
为得到所述10～50μm厚度的电解镀镍层16，可将电流密度设定得高些，同时，优选使用电镀应力不太高的镀化浴。设定高电流密度时，短时间内可析出必要的电解镀镍层16，有望提高生产性，另外，电镀应力低时，可防止该张力高时产生的电解镀镍层16的裂缝、剥离或所述塑料成型品的变形。一般氨基磺酸浴在这些问题有很大的优势，可优选使用。
另外，根据情况，为优先考虑配置在所述塑料成型品12内的电子仪器的绝缘性，不对该成型品12整体施加所述镀镍层14。但，用所述镀镍层14覆盖所述塑料成型品12总表面的约80～100％，可确保充分的刚性，因而没问题。该镀镍层14的掩模是，在使用ABS系列原料用铬酸等进行腐蚀化时，在预先相应部位上涂敷抗蚀剂，而在使用其它原料，用涂底漆方法，形成镀镍层14时，不实施该涂底漆步骤。
由至此的工艺所得到的金属和塑料复合物，再通过最后洗净、加工和检查等最后工艺S16而完成。
所述实施例是作为析出电解镀镍层16的导电化处理，形成非电解镀镍层15，但本发明并不局限于此，也可以通过导电性涂料的加入，进行该导电化处理。
根据其他实施例中方法所制造的金属和塑料复合物(以下称“复合物”)30，如图4和图5所示，基本上由所述实施例同样的塑料成型品12、该塑料成型品12的所需面上以电解镀镍析出的电解镀镍层16构成。另外，为在所述塑料成型品12的表面上，析出所述电解镀镍层16，预先添加含有镍填料的由具有导电性的高分子化合物形成的高分子层20。
镍填料的添加量上限值是300份重量，即对100份重量的粘合剂树脂，添加300份重量。如果超过其上限，镍粉易从塑料成型体脱落，镀层密着性受损。另外，下限值定为20份重量，如果低于下限值，含镍粉的涂膜的导电性不够，镍不能良好地从成型体表面析出。
镍填料可使用以下制造方法制造的物质(1)以球磨机粉碎镍粗粒的方法；(2)以镍羰基气体的热分解得到镍微粒的方法；(3)氢还原镍氧化物微粒子的方法；(4)将熔融镍从喷嘴喷出冷却的雾化方法。
其中，机械粉碎法可得到鳞片状等大表面积形状，容易形成粒子通路，得到导电性良好的涂膜，因此便于利用较好的粒径是5～20μm。
所述复合物30，如图6所示，通过塑料成型品12的成型工艺S21、高分子层形成工艺S22、电解镀镍工艺S23和最后工艺S24而制造。
所述成型工艺S21因与所述成型工艺S11相同而省略，该工艺S21中使用的成型塑料成型品22的原料可使用容易实施后述高分子层添加工艺S22，即一般与涂料的密着性高的ABS或PC，也可以使用其它的PPE或PPS等普遍的原料。另外，即使使用对聚丙烯树脂或聚甲醛树脂等涂料密着性低的物质作为塑料成型品22的原料，如果仍把硅氧烷或乳胶等适当的底漆作为高分子层20的基质，通过使用火焰或等离子等的表面活性化方法，可确保得到良好密着性。
所述高分子层形成工艺S22是在所述塑料成型品12的所需面上能实施后述的电解镀镍，赋予导电性的工艺。具体地说是实施用喷涂或涂刷等方法，在所述塑料成型品12的表面部，添加导电性高分子化合物(把镍填料分散在高分子化合物中而增强其导电性)。添加的高分子层20，通过干燥，固定在所述塑料成型品12的表面。此时，为提高后述电解镀镍的析出性和密着性，通过将所述高分子层20浸渍在酸或碱溶液中，或进行研磨等物理处理，使镍填料从该高分子层20的表面析出。
高分子层膜厚的上限值是100μm。如果超过该值，在高分子层添加工艺中高分子层干燥时，产生高分子层的收缩。但，因涂膜整体引起均匀收缩，产生部分不追随部分，引起裂缝，成为易剥离的涂膜。因此，即使在所述涂膜上析出电镀膜，镀膜也容易从涂膜成型体脱落。
其下限值为10μm。低于该值时，镍填料之间的电接触减少，涂膜的电抵抗变高，电镀时电极接触附近产生异常析出。异常析出明显时，电极不直接接触的涂膜上，几乎看不出析出。
含有所述镍填料的高分子化合物可优选使用聚尿烷树脂、环氧树脂、聚酯树脂、蜜胺树脂、苯酚树脂、硅氧烷树脂、苯乙烯树脂、聚氟乙烯树脂或丙烯树脂等涂料。
所述电解镀镍工艺S23是，为在添加高分子层20的所述塑料成型品12的所需面上，析出发挥EMI保护性等增强充分导电性和充分刚性的电解镀镍层16而进行的。进行该电解镀镍工艺S23时的程序等，与所述实施例中电解镀镍工艺S15相同。
通过至此完成的工艺所得到的金属和塑料复合物，再通过最后洗净、加工和检查等工艺S24而完成。[实施例]下面以实施例形式说明金属和塑料复合物的制造方法及得到的金属和塑料复合物。用下面各实施例中记载的原料，对通过各工艺得到的金属和塑料复合物，以目测或利用各种测量仪器，分别观察并测定镀金层厚度(μm)、密着性、抗弯刚度(Nm)和比重(g/cm3)。在这里，密着性通过胶带横切时的剥离试验测定，而弯曲度定义为I×E(在这里，I是试验片断面二次力矩，E是表观弹性率)，从I、E、测定的绕性V和负荷W的关系式(V=W×L3/(48×E×I))计算出弯曲度(L样品支点间的长度，支撑负荷的样品的两点间的距离)。[实施例1]以非电解镀镍进行导电化处理的情况*成型工艺S11作为塑料成型品的原料，使用PC/ASA材料(商品名FA420CA；三菱rayon制)，在其中添加10wt％的碳纤维作为导电性纤维，通过压铸成形，得到厚度为1.2mm尺寸为210×260×20的上方开口的箱形成型品。
*物理粗糙化工艺S12以氧化铝(商品名研磨粒子FRB220 85％通过粒径74μm)作为研磨离子，以水作为分散介质，用液体研磨装置(商品名LH-5型；不二精机制造所制)，在体积比率(研磨粒子松散体积占的体积/由分散介质和粒子构成的混合物的体积)15％、气压0.4Mpa以及1分钟的条件下，进行物理粗糙化。该物理粗糙化后，塑料成型品表面整体没有光泽，干燥水分后变白。此时表面粗糙度(Ra)为约5μm。
*化学粗糙化工艺S13通过在含有硫酸钠20g/L和磷酸钠20g/L的脱脂液中，在温度50℃的条件下，浸渍4分钟进行脱脂，并水洗后，在由铬酸酐400g/L和98％硫酸400g/L构成的腐蚀液中，在68℃浸渍1分钟，进行腐蚀。然后，进行充分水洗后，在35％盐酸50ml/L室温中和液中浸渍1分钟，进行中和。
*非电解镀镍工艺S14催化吸附阶段S141水洗并在35％盐酸180ml/L前置深槽中浸渍后，在由催化剂(钯和锡催化剂；奥野制药工业制)30ml/L和35％盐酸200ml/L构成的催化浴中在35℃浸渍2分钟。然后，水洗，浸渍在由表面活性剂(商品名催化剂X；奥野制药工业制)0.5g/L和98％硫酸100ml/L构成的催化浴中，使催化金属钯充分添加到所述塑料成型品的表面上，并进行最后进一步水洗。
镀化阶段S142接着，在非电解镀镍浴中(商品名化学镍HR-T标准处方；奥野制药制)，在35℃，浸渍10分钟，析出非电解镀镍层。
*电解镀镍工艺S15水洗后，在由氨基磺酸镍450g/L、氯化镍5g/L、硼酸40g/L和坑防止剂5ml/L(商品名无坑剂-S；日本化学产业制)组成的氨基磺酸浴中，阳极使用去极化镍，在40℃、电流密度4A/dm2条件下进行电解镀镍25分钟。
结果制造的金属和塑料复合物的各种物性如下镀金层厚度20μm，塑料成型品的内外表面析出情况大致相同；密着性不产生剥离，密着性充分；弯曲度进行3点弯曲试验，得到4.0Nm值；成型品的比重1.48g/cm3。
结束所述各测定后，粉碎制作的金属和塑料复合物，取其粉碎物1g模仿气化熔融炉，在铝坩埚中，在氮气气氛中、800℃下，热分解1小时。对通过热分解所得到的残渣进行重量测定，借助于EPDM的元素分析。
结果自热分解时的金属和塑料复合物的镍回收率残渣重量1.9g元素分析主成分镍、0.1～1％磷。[实施例2]以导电性涂料进行导电化处理的情况*成型工艺S21作为塑料成型品的原料，使用聚苯醚树脂材料(商品名改性聚苯醚NC120；日本ジ-ィ-プラスチツク制)，在其中添加20wt％的碳纤维作为导电性纤维，通过压铸成形，得到210×260×20尺寸的厚1.2mm上方开口的箱形成型品。
*高分子层添加工艺S22使用含150重量份金属镍粉的导电涂料(商品名E-3603；新东涂料制)，在所述塑料成型品的表面和里层的所需面上，涂敷干燥后的厚度约20μm，在60℃条件下用热风干燥机进行干燥1小时。
*电解镀镍工艺S23把完成导电化处理的所述塑料成型品，在表面活性剂(商品名トップサン；奥野制药制)100g/L中，在35℃条件下，浸渍3分钟，进行表面活性化，接着，在由氨基磺酸镍450g/L、氯化镍5g/L、硼酸40g/L和坑防止剂5ml/L(商品名无坑剂-S；日本化学产业制)组成的氨基磺酸浴中，阳极使用去极化镍，在40℃、电流密度4A/dm2条件下，进行电解镀镍25分钟。
结果制造的金属和塑料复合物的各种物性如下镀金层厚度20μm，塑料成型品的内、外表面析出情况大致相同；密着性不产生剥离，密着性充分；弯曲度进行3点弯曲试验，得到3.8Nm值；成型品的比重1.50g/cm3。
结果自热分解时的金属和塑料复合物的镍回收率残渣重量1.9g元素分析主成分镍、0.1～1％磷。
从所述实施例1、2的结果来看，通过实施例的制造方法制造的由各实施例得到的金属和塑料复合物是，与厚度1mm镁合金(AZ91D(弯曲度3.75Nm，比重1.81g/cm3))比较，确认由于弯曲度提高而轻量。
另外，在热处理后的残渣中镍以外的成分几乎不确定，而且其他作为碳成分残留下的塑料成分和作为金属氧化物残留下的填料，通过对热处理中氧供给量的控制，可减少或完全分离，可作为高纯度金属镍进行回收。[比较例1]与实施例1相同，进行成型工艺S11、物理粗糙化S12、化学粗糙化S13和电解镀镍工艺S14，并代替电解镀镍工艺S15，进行如下工艺，即在装饰用硫酸铜镀浴(U-pack)(ェ-パツクEP标准组成；荏原ェ-ジラィト制)中，在25℃、电流密度4A/dm2条件下，电解镀化12分钟，析出厚度约10μm的铜，并水洗后，在光泽镀镍浴(#66标准组成；荏原ェ-ジラィト制)中，在50℃、电流密度4A/dm2条件下，电解镀化15分钟，沉积约10μm的镍。
结果制造的金属和塑料复合物的各种物性如下与实施例1相同，密着性高，但铜的弹性率略低(约100Gpa)，因此沉积的镀层的弯曲度为3.1Nm，较低。
另外，进行与所述相同的热分解处理的结果，得到金属残渣1.9g，元素分析的结果是铜和镍各约50％。而且，提高热分解的温度，进行熔融的结果，只得到富铜相和富镍相组成的低强度金属。这是因为铜和镍未进行合金化，因此没有利用价值。[实施例3和4，比较例2]除了镀金层的厚度变为下表1-a以外，与实施例1相同，制造金属和塑料复合物。其复合物的各种物性如表1-a所示。表1-a 除了镀金层的厚度变为下表1-b以外，与实施例2相同，制造金属和塑料复合物。其复合物的各种物性如表1-b所示。
表1-b
比较例1复合物的各种物性如表1-c所示表1-c
所述表1-a,1-b,1-c中，”**”表示不耐实用，而”*”表示耐实用的界限。[实施例7和8，比较例4和5]除了镍填料含量变为下表2-a以外，与实施例2相同，制造金属和塑料复合物。其复合物的各种物性如表1-a所示。表2-a 除了高分子层干燥厚度变为下表2-b以外，与实施例2相同，制造金属和塑料复合物。其复合物的各种物性如表2-b所示。
表2-b
所述表2-a和2-b中，在形成电解镀镍层后，在观察由于接触的剥离和粉状体的脱落的同时，通过横切试验(ASTM D-3359)确认涂敷密着性。
如上所述，根据本发明的金属和塑料复合物及其制造方法，作为满足导电化、机械强度和高刚性的金属成分，只用镍，因此具有把该复合物送到废弃后循环利用时，容易回收具有高附加价值的镍的优点。12为塑料成型品15为非电解镀镍层16为电解镀镍层20为高分子层
权利要求
1．一种金属和塑料复合物，该复合物由不导电的塑料原料成型的塑料成型品(12)，在所述塑料成型品(12)的所需面上形成的非电解镀镍层(15)，和在所述非电解镀镍层(15)上析出的电解镀镍层(16)构成；其特征在于所述电解镀镍层(16)的厚度为10-50μm。
2．一种金属和塑料复合物，该复合物由不导电的塑料原料成型的塑料成型品(12)，在所述塑料成型品(12)的所需面上形成的含镍填料的高分子层(20)，和在所述高分子层(20)上析出的电解镀镍层(16)形成；其特征在于所述电解镀镍层(16)的厚度为10-50μm。
3．一种金属和塑料复合物的制造方法，该方法包括以不导电的塑料原料成型所需形状的塑料成型品(12)，在该塑料成型品(12)的待镀表面上进行化学粗糙化，并在所述塑料成型品(12)上进行非电解镀化，形成非电解镀镍层(15)；其特征在于在所述塑料成型品(12)上，用与所述非电解镀膜所使用的镍同样的镍，进行电解镀化，使在所述非电解镀镍层(15)上析出电解镀镍层(16)，其厚度为10-50μm。
4．权利要求3的金属和塑料复合物的制造方法，其特征在于实施所述电解镀镍层(16)的面积是所述塑料成型品(12)总面积的80～100％。
5．权利要求3或4的金属和塑料复合物制造方法，其特征在于在所述塑料成型品(12)的表面和里层施加的电解镀镍层(16)的厚度之差为0～20％。
6．一种金属和塑料复合物制造方法，该方法包括从不导电的塑料原料成型所需形状的塑料成型品(12)，在该所述塑料成型品(12)的所需面上涂敷含镍填料的高分子化合物，并干燥该高分子化合物形成高分子层(20)；其特征在于在所述高分子层(20)上实施镍的电解镀化，析出由该镍构成的电解镀镍层(16)，其厚度为10-50μm。
7．权利要求6的金属和塑料复合物制造方法，其特征在于所述高分子层(20)是以喷涂方法添加的。
8．权利要求6或7的金属和塑料复合物制造方法，其特征在于实施所述电解镍层(16)的面积是所述塑料成型品(12)总面积的80～100％。
9．权利要求6～8中的任一项所述的金属和塑料复合物制造方法，其特征在于在所述塑料成型品(12)的表面和里层施加的电解镀镍层(16)的厚度之差为0～20％。
全文摘要
本发明提供一种金属塑料复合物及其制造方法。金属塑料复合物可借助于原料贮存循环利用,例如,在从该复合物回收形成的金属镀层的金属之际,实施上述循环利用,可高效地回收金属成分镍。其措施是,仅用镍来制作镀膜,使得非导电的塑料成型品12添加导电性。
文档编号B32B37/00GK1323921SQ011161
公开日2001年11月28日 申请日期2001年5月16日 优先权日2000年5月16日
发明者山本敏博 申请人:井上株式会社