專利名稱：金屬－樹脂接合部的剝離方法和剝離裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及在不對具有金屬和樹脂接合部的物體進行物理破損的情況下，從上述接合部的金屬部分將樹脂部分剝離的方法和裝置。
背景技術：
伴隨著近年技術開發的進展，從強度、功能、安全性、成本方面等產生的對材料的要求越來越嚴格并且越來越復雜化。由于用單一材料應對這樣的要求存在局限，因此采用2種或以上材料構成的復合材料的機會在增加。其中，多使用具有金屬和樹脂的接合部的復合材料。作為這樣的接合材料，可以列舉例如用樹脂膜包覆金屬線的電線、使金屬與樹脂一體化的電子設備用基板、用粘合劑將金屬和金屬或金屬與樹脂接合的汽車、飛機用零件等。
隨著該技術開發的發展，在特開號公報中提出了兼有嵌入成型和粘接兩者的具有金屬與樹脂牢固的接合部的復合材料。但是，一方面金屬和樹脂的復合化技術在如此地發展，另一方面，從與地球溫暖化、垃圾處理有關的環境問題的觀點出發，強烈希望回收再利用技術的確立。從實施家電回收再利用法以來，也在謀求法律約束力對回收再利用技術的促進。
正如“混合是垃圾，分開是資源”的標語所說的那樣，回收的基本在于各種材料的分離。由各種構成材料組成的制品如果分解和分離為其各種材料，就不能回收再利用。其中，家電制品含有為數眾多的具有金屬-樹脂接合部的零件，因此強烈希望開發出將這些零件分離為各種材料的簡易方法。
如果將復合材料的分解-分離方法大致分類，可以分為機械方法、化學方法、電化學方法三種。例如，在電線的情況下，設計了將電線切斷為適當的長度，從金屬線上將樹脂膜剝離的機械方法。象電線這樣，當金屬部分和樹脂部分沒用粘合劑等接合時，采用機械的方法將金屬與樹脂分離比較是容易的。但是，當金屬部分與樹脂部分牢固地接合時，用機械方法將兩者分離基本上是不可能的。
因此，以往采用將具有金屬-樹脂接合部的復合材料焚燒，從殘留的灰分中取出有價金屬的方法。但是，采用這種方法需要大量的能量，而且產生了釋放二氧化碳和二氧雜芑的問題。
還已知用液氮等凍結具有金屬-樹脂接合部的復合材料從而使樹脂脆化，對其給予沖擊而將樹脂部分破壞從而將金屬部分取出的方法(美國專利第4406411號、美國專利第4043019號、美國專利第4020992號)。但是，由于該方法需要液氮等，因此分離所需的成本增高，在原理上不能將樹脂從金屬上完全剝離。
作為其它的金屬-樹脂接合部的剝離方法，已知采用粉碎機(shredder)將復合材料粉碎的方法。將通過粉碎得到的粒狀物質進行離心分離(美國專利第5948276號)或分散為各種比重的液體(美國專利第5616641號)，可以分離為各種材料。但是，在采用粉碎機進行的粉碎中，將金屬與樹脂完全分離是困難的。
此外，在特開平6-166769號公報中，提出了將金屬和樹脂的復合材料加熱后，通過雙輥進行加壓將金屬部分和樹脂分離的方法。但是，在該方法中，可以將金屬與樹脂分離，但是加熱和加壓需要大量的能量，而且伴有金屬部分的破壞。
另一方面，特開平8-327512號公報提出了從樹脂膜包覆的電鍍鋼板上將樹脂膜電化學剝離的方法。該方法是將樹脂膜包覆的電鍍鋼板浸漬于含有碘離子和馬來酸酐的甲醇溶液中，使鋼板表面實施的鍍層陰極溶解。但是，由于該方法通過將鋼板保持在選擇性溶解鋅等鍍層的電位從而將鋼板和樹脂膜分離，因此作為對象的金屬限于鍍鋅鋼板等，缺乏一般性。
此外，特開平9-187751號公報提出了通過將酚醛樹脂制印刷基板浸漬于熱堿性液體后，浸漬于水中，將銅箔和焊錫從上述基板上除去的方法。但是，當復合材料的樹脂部分為易在堿性液體中膨潤的酚醛樹脂時，該方法有效，但不適于其它的復合材料。
如上所述，在以往的金屬-樹脂接合部的剝離方法中存在這樣那樣的缺點，而且還通常伴有具有金屬-樹脂接合部的物體的破壞。

發明內容
本發明的目的在于提供在具有金屬-樹脂接合部的物體的處置、回收再利用中，以少量的能量消耗、低價又容易并且在至少不破壞金屬部分的情況下，將樹脂部分從金屬部分剝離的方法和裝置。
本發明涉及金屬-樹脂接合部的剝離方法，其包括(1)將具有金屬-樹脂接合部的物體和對電極浸漬于堿性液體中的工序；(2)在上述接合部的金屬部分和上述對電極之間外加預定時間的電壓，以使上述金屬部分的電位相對于標準氫電極低的工序。
在工序(2)中，優選外加電壓以使上述接合部的金屬部分的電位相對于標準氫電極為-2V～-0.6V，更優選為-1.8V～-1V。
上述堿性液體優選具有0.1M(M＝摩爾/升)～15M的氫氧化物離子濃度，并且含有堿金屬陽離子。
上述堿性液體更優選具有3M～7M的氫氧化物離子濃度，并且含有堿金屬陽離子。
上述堿性液體的溫度優選為0℃～80℃。
在工序(2)中，優選對上述接合部外加超聲波振動。
在工序(2)中，優選對上述接合部外加剝離應力。
本發明在上述接合部通過(i)樹脂材料涂布到金屬零件上，(ii)樹脂材料注射成型到金屬零件上，或(iii)金屬與樹脂材料的硫化接合而形成等情況特別有效。
當上述接合部的金屬部分和樹脂部分用粘合劑或接合膠帶接合時，優選上述粘合劑或接合膠帶由選自醋酸乙烯樹脂、丙烯酸酯樹脂、合成橡膠、丁腈橡膠、環氧樹脂、氰基丙烯酸酯樹脂和聚氯乙烯樹脂之中的1種或以上構成。
本發明還涉及廢品的回收再利用方法，其具有下列工序(1)將具有金屬-樹脂接合部的廢品回收的工序；(2)將上述接合部和對電極浸漬于堿性溶液中的工序；(3)通過在上述接合部的金屬部分和上述對電極之間外加預定時間的電壓，使上述金屬部分的電位相對于標準氫電極低，從上述金屬部分剝離樹脂部分的工序；(4)將剝離的樹脂部分和除去了樹脂部分的上述廢品分開的工序。
本發明還涉及金屬-樹脂接合部的剝離裝置，其由下列部件構成(a)用于容納具有金屬-樹脂接合部的物體，由耐堿性材料構成的容納部分；(b)上述容納部分含有的堿性液體；(c)浸漬于上述堿性液體中的對電極；(d)電源；(e)將上述電源的一端子與具有金屬-樹脂接合部的物體的上述接合部的金屬部分電連接的連接工具A；以及(f)將上述電源的另一端子與上述對電極電連接的連接工具B。
優選將能夠產生1.2V～3.0V電壓的電源用于上述電源。
優選上述連接工具A由導電性材料構成，上述導電性材料的一部分被絕緣氧化物層包覆。
上述導電性材料優選由選自Fe、Ni、Cu、Ag、Au和Zn之中的1種或以上構成。
上述絕緣氧化物層的比電阻優選為106Ω·cm或以上。
上述絕緣氧化物層優選含有選自Si、B、Mg、Na、K、Al、Ca、Ba、Ti、Y、Cr、Ni和Zr之中的1種或以上。
上述絕緣氧化物層優選用絕緣樹脂層包覆。
上述絕緣樹脂層優選由選自聚烯烴、聚醚、聚縮醛和聚碳酸酯之中的1種或以上構成。


圖1為本發明的剝離裝置的一例的模式圖。
圖2表示具有金屬-樹脂接合部的物體的保持工具的一例的圖。
圖3為本發明實施例1中的剝離裝置的模式圖。
圖4為本發明實施例3中的一個試樣的平面圖。
圖5為圖4的I-I線截面圖。
圖6為本發明實施例3中的一個剝離裝置的模式圖。
圖7為本發明的實施例4中被清漆包覆的電線構成的試樣的斜視圖。
具體實施例方式
根據本發明，通過將具有牢固的金屬-樹脂接合部的物體浸漬于堿性液體中，對接合部的金屬部分外加陰極電位，可以容易地將金屬-樹脂接合部界面剝離。
作為溶解于堿性液體的堿，原理上只要在水中電離從而生成氫氧化物離子，就可以使用，但如果考慮溶解度和成本，優選使用一般廣泛使用的氫氧化鈉或氫氧化鉀。此外，雖然金屬-樹脂接合部的剝離需要的時間較長，但也可以使用碳酸鉀、碳酸鈉等碳酸鹽。
以下對本發明的原理進行說明。
在堿性液體中具有陰極電位的金屬表面上，由于電毛細管現象，堿性液體的表面張力降低。表面張力降低的堿性液體浸入金屬-樹脂接合部界面的傾向較強。此外，在具有陰極電位的金屬表面，如果形成堿性液體/氧/金屬的三相界面，由于氧的還原反應，金屬表面附近的堿濃度上升，產生濃度梯度。其結果是促進了堿性液體向金屬-樹脂接合部界面的輸送得到促進。此外，與金屬和樹脂的親和性相比，金屬和堿性液體的親和性更高，因此堿性液體不斷地浸入金屬-樹脂接合部界面，與此相伴，界面的剝離不斷進行。本發明的剝離方法利用了上述現象。
向金屬-樹脂接合部的金屬部分外加的電位必須為由于電毛細管現象使堿性液體的表面張力充分下降的范圍。從該觀點出發，向金屬部分外加的電位優選相對于標準氫電極為-2V～-0.6V。如果金屬部分相對于標準氫電極的電位比-0.6V高，電毛細管現象減小了堿性液體的表面張力的下降，金屬-樹脂接合部的剝離速度存在減緩的傾向。另一方面，如果金屬部分相對于標準氫電極的電位比-2V低，由于金屬表面的氫氣產生顯著，因此在大規模的工序中，可能會限制本發明的實施。此外，如果氫氣的產生變得激烈，由于與對電極之間流動著大電流，能量的消費量也增多。在金屬-樹脂接合部的金屬部分外加的電位，更優選相對于標準氫電極為-1.8V～-1V。
在本發明中，在水的電解中消耗一些能量。此外，由于在堿性液體/氧/金屬的三相界面發生氧的還原反應，因此有一定的電流流過。但是，在金屬部分和對電極之間基本上不需要流過電流。此外，本發明的剝離方法可以在室溫下實施，不必特別地控制溫度。由于以上原因，本發明的剝離方法具有能量的損失極少的特征。通過將本發明的剝離方法和回收具有金屬-樹脂接合部的廢品的工序組合，可以確立低成本而且簡單的廢品的回收再利用方法。
堿性液體的氫氧化物離子濃度優選為0.1M～15M(Mmol/L)的范圍。如果氫氧化物離子濃度不足0.1M，堿性液體的表面張力的降低變小，金屬-樹脂接合部的剝離速度減緩。此外，氫氧化物離子濃度如果超過15M，堿性液體的粘度升高，向金屬-樹脂接合部界面的浸入減緩，剝離速度也減緩。堿性液體的氫氧化物離子濃度更優選為3M～7M的范圍。
在本發明中，不必使具有金屬-樹脂接合部的物體整體浸漬于堿性液體中。如果金屬-樹脂接合部界面的至少一部分與堿性液體接觸，由于堿性液體的蔓延，堿性液體擴展到整個接合部界面，導致金屬-樹脂接合部界面的剝離。此時，如果使堿性液體的溫度上升(優選80℃或以下)，則堿性液體的粘度下降，可以迅速地將金屬-樹脂接合部剝離。
為了促進金屬-樹脂接合部的剝離，除了提高堿性液體的溫度外，邊對接合部外加超聲波振動或對金屬-樹脂接合部外加應力邊對接合部的金屬部分外加電位是有效的。
本發明的剝離方法由于在金屬-樹脂接合部的金屬部分外加還原方向的電位，因此可以適用于范圍廣的金屬材料。例如，除了金屬部分由單體金屬構成的情況外，當金屬部分由不銹鋼、黃銅等合金構成時，本發明的剝離方法仍有效。但是，當金屬-樹脂接合部的金屬部分由象鎂這樣極其容易被堿性液體腐蝕的金屬構成時，有時金屬的一部分溶解于堿性液體中。盡管金屬部分象鋅等那樣受到堿性液體的腐蝕，但如果由氫產生過電壓足夠高的金屬構成時，由于腐蝕速度非常慢，因此可以優選使用本發明的剝離方法。
當金屬-樹脂接合部的金屬部分由選自例如Al、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、Rh、Pd、Ag、Sn、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg和Pb之中的1種或以上構成時，本發明的剝離方法有效。
此外，當金屬-樹脂接合部的樹脂部分由選自例如聚烯烴、聚酰胺、聚酯、聚縮醛、聚碳酸酯、聚芳醚、聚芳硫醚、聚砜、聚醚酮、聚酰亞胺、含氟聚合物、天然橡膠、酚醛樹脂、聚氨酯、硅樹脂和環氧樹脂之中的1種或以上構成時，本發明的剝離方法有效。本發明的剝離方法需要樹脂部分也回收利用，特別適用于樹脂部分具有耐堿性的場合。
以下例示本發明的剝離方法可以適用的接合部(i)使用了粘合劑的金屬材料和樹脂材料的接合部(ii)使用了兩面膠帶等的金屬材料和樹脂材料的接合部(iii)在樹脂材料上進行金屬的無電鍍來形成的金屬和樹脂的接合部(iv)在金屬材料上涂布樹脂材料形成的金屬和樹脂的接合部(v)在金屬零件上注射成型樹脂材料形成的金屬和樹脂的接合部(vi)通過粘合劑或接合膠帶構成的底層涂料或有機鍍等改性的金屬表面和樹脂材料的接合部(vii)在通過底層涂料或有機鍍等改性的金屬表面注射成型樹脂材料形成的金屬和樹脂的接合部本發明的剝離方法，當通過扣合(snap fit)、樹脂的熱填縫、螺釘固定等使金屬和樹脂物理接合時，在原理上是不適合的。但是，即使在這樣的情況下，通過例如將以往使用的機械粉碎和本發明的剝離方法組合，也可以實現樹脂和金屬的完全分離。
以下，對于金屬-樹脂接合部的剝離裝置的一例，參照圖1進行說明。
圖1的裝置具有用于容納具有金屬-樹脂接合部的物體的由耐堿性材料構成的容納部101、容納部101所含有的堿性液體102、浸漬于堿性液體102中的對電極103、電源104、保持具有金屬-樹脂接合部的物體的保持工具105、將電源104的一端子與具有金屬-樹脂接合部的物體的金屬部分電連接的連接工具106、以及將電源104的另一端子與對電極103電連接的連接工具107。
作為由耐堿性材料構成的容納部101，優選使用例如四氟乙烯制的燒杯等。
對電極103由于在堿性液體102中被暴露于氧化氣氛中，因此容易受到腐蝕。因此，優選將鎳材用于作為對電極103使用的電極。此外，在裝置的運轉中，從具有金屬-樹脂接合部的物體產生氫，從對電極103產生氧，因此產生堿性液體的薄霧。因此，優選在裝置中進一步設置排氣裝置、從排氣脫堿的設備、氫氣處理裝置等。此外，在裝置的運轉中，由于水的電解，堿性液體102中的氫氧化物離子濃度發生變化。因此，在裝置的運轉中，優選通過監測堿性液體102的比重和pH，對堿性液體102的濃度進行管理。
當具有金屬-樹脂接合部的物體充分大時，作為保持工具105，可以使用接線夾等導電性材料構成的夾持工具。在這種情況下，可以在用該夾持工具夾持物體的金屬部分的狀態下，將物體的金屬-樹脂接合部浸漬于堿性液體102中。此外，可以在夾持工具和對電極之間外加電壓。
當具有金屬-樹脂接合部的物體較小時，或同時處理多個物體時，作為保持工具105，優選使用如圖2所示的金屬網201那樣由導電性有孔材料構成的容器。此外，可以將具有金屬-樹脂接合部的物體裝入該容器中，在容器和對電極之間外加電壓。此外，可以通過用攪拌棒攪拌容器中具有金屬-樹脂接合部的物體，一次將較多的物體分離為金屬和樹脂。
優選在裝置中設置通過由耐堿性材料構成的容納部101、堿性液體102、保持工具105等間接地或直接地對具有金屬-樹脂接合部的物體給予熱或超聲波振動的手段。例如，使用具備超聲波振子的容納部101或保持工具105是有效的。此外，設置對金屬-樹脂接合部施加剝離應力的手段也是有效的。
此外，裝置不必具備汞/氧化汞電極等參比電極。在具有金屬-樹脂接合部的物體上外加的電位可以通過從該物體的金屬部分產生的氫得到確認。即，如果能確認氫的產生，則認為對具有金屬-樹脂接合部的物體外加的電位相對于標準氫電極在例如-1.8V～-1V的范圍內。不過，優選使用能夠邊用監測器確認在對電極和具有金屬-樹脂接合部的物體之間外加的電壓和通電的電流，邊對電位進行控制的裝置。
優選將直流電源用于電源104，優選該電源可以產生1.2V～3.0V的電壓。在對電極和具有金屬-樹脂接合部的物體間流過的電流值因裝置的大小等的不同而不同，但如果與一般的電鍍等設備比較，用非常小的電流就足夠了。
如上所述，認為在裝置的運轉中堿性液體會蔓延至保持工具105、連接工具106和連接工具107。如果堿性液體到達電源，有可能損傷電源。特別是在將直流電源的負極端子和金屬-樹脂接合部的金屬部分電連接的工具中，堿性液體的蔓延顯著。
為了抑制該堿性液體的蔓延，用絕緣氧化物層包覆保持工具105和連接工具106之中的至少一方的至少一部分是有效的。即，用絕緣氧化物層包覆構成保持工具105的導電性材料的至少一部分和/或構成連接工具106的導電性材料的至少一部分。在金屬與絕緣氧化物層的接合部，如搪玻璃或琺瑯那樣，金屬表面的氧化物層和絕緣氧化物層融合。這樣的接合部界面極不易受堿性液體的浸入。
在該絕緣氧化物層上，由于不發生電化學作用引起的堿性液體的蔓延現象，因此電源受到保護而不被堿性液體浸入。但是，一般而言，玻璃等絕緣氧化物對堿性液體的耐性并沒有那么強。因此，優選在絕緣氧化物層上進一步設置用于保護絕緣氧化物層的絕緣樹脂層。作為用于絕緣樹脂層的樹脂，優選耐堿性好的樹脂，例如聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴，聚苯乙烯，環氧樹脂，聚醚，聚縮醛，聚碳酸酯等。
實施例以下以實施例為基礎對本發明進行具體地說明。
實施例1(i)試樣1的制作準備厚0.10mm、長50mm、寬30mm的鋼板。在該鋼板的單面上涂布由溶解于溶劑的合成橡膠構成的粘合劑(コニシ株氏會社制造的速干粘結劑G17)，在其上面設置長50mm、寬30mm、厚2mm的由聚甲基丙烯酸甲酯構成的丙烯酸板，使其與鋼板重合。這樣，制備得到具有鋼板和丙烯酸板的接合部的5個同樣的試樣1a、1b...1e。
(ii)剝離裝置的組裝首先，準備5個四氟乙烯制的100ml燒杯，分別裝入100ml的0.01M、0.1M、3M、7M和15M的氫氧化鈉水溶液(25℃)。將這些燒杯分別稱為2a、2b、2c、2d和2e。在各燒杯中浸漬作為對電極的鎳板(長50mm、寬30mm、厚0.5mm)和作為參比電極的汞/氧化汞電極。用銅制導線將對電極和直流電源的正極端子連接以使對電極為陽極。另一方面，將不銹鋼制的接線夾連接到從直流電源的負極端子伸出的銅制導線的頂端。
距離陰極側導線的接線夾約1cm的部位被長5mm、厚0.2mm的絕緣氧化物層覆蓋，然后在其上面覆蓋厚0.5mm的絕緣樹脂層。這里，使用含有SiO2(30重量％)、B2O3(20.5重量％)、Na2O(15.0重量％)和CaF2(12.5重量％)的搪玻璃作為絕緣氧化物層，使用環氧樹脂作為絕緣樹脂層。
(iii)剝離試驗用陰極側的接線夾夾持試樣1a，使試樣1a幾乎整體浸漬于燒杯2a中。然后，在室溫下，以試樣1a作為陰極，以對電極作為陽極，在兩者間外加電壓使10mA的電流流過。
通電流中裝置的形態如圖3所示。
燒杯301幾乎被0.01M的氫氧化鈉水溶液302裝滿，參比電極(汞/氧化汞電極)310浸漬于氫氧化鈉水溶液302中。對電極303整體浸漬于氫氧化鈉水溶液302中，與對電極303相對的狀態下，試樣308整體也浸漬于氫氧化鈉水溶液中。直流電源304的正極端子與對電極303用導電307連接，直流電源304的負極端子與試樣308用導線306連接。此外，在導線306上設置用絕緣氧化物層和絕緣樹脂層包覆的包覆部分309。
開始通電流后每30分鐘，邊確認試樣1a的鋼板和丙烯酸板的接合部有無剝離，邊繼續共計8小時的試驗。此外，由使用參比電極測定的電位和氫氧化鈉水溶液的pH，求出通電流10分鐘后的試樣1a的金屬部分相對于標準氫電極的電位。
此外，汞/氧化汞電極相對于標準氫電極的電位E0，用pH的函數表示。將相對于汞/氧化汞電極的試樣的金屬部分的電位記為E0bs時，相對于標準氫電極的試樣的金屬部分的電位E用E＝E0+E0bs求得。
截止到試樣1a確認剝離時的時間和試樣1a的金屬部分相對于標準氫電極的電位的測定結果示于表1。此外，除了使用試樣1b和燒杯2b、試樣1c和燒杯2c...外，進行與上述相同的操作，測定截止到試樣1b～1e確認剝離時的時間和試樣1b～1e的金屬部分相對于標準氫電極的電位。結果示于表1。
表1

從表1可以看到，在試樣1d上最早發現剝離，以下按1c、1b、1e的順序最早發現剝離。對于試樣1a，在8小時內沒有發現剝離。由以上可以看到，堿性液體的氫氧化物離子濃度在0.1M～15M是合適的，在3～7M附近最為合適。
此外，試驗結束后，觀察各裝置的導線306用絕緣氧化物層和絕緣樹脂層包覆的包覆部分309的附近，在距離接線夾不足1cm的導線部分局部變黑。這可以判斷出通過堿性液體蔓延到達的導線部分的空氣，促進了氧化，生成了氧化銅的緣故。另一方面，在從設置了搪玻璃的部分到直流電源的負極端子的部分，沒有發現上述的變色。
實施例2然后，制作4組與試樣1d的試驗裝置相同的裝置。然后，在室溫下使試樣和對電極間通電的電流值變化，查明剝離所需時間的變化。將結果與試樣的金屬部分相對于標準氫電極的電位一同示于表2。
表2

在電流值1mA下，盡管在試驗開始后勉強確認在試樣的金屬部分的表面產生氫，但在試驗開始6小時后觀察到丙烯酸板和鋼板的剝離。隨著使電流值增加為10mA、100mA，剝離所需時間也隨之縮短，但即使通入500mA或以上的電流，剝離所需時間與通入100mA電流時相比沒有變化。此外，如果通入1000mA的電流，氣泡的產生劇烈，引起堿性液體的飛散。從這些實驗結果可以認為通入的電流值為1～800mA是適當的。此外，此時試樣的金屬部分相對于標準氫電極的電位為-1.8V～-1V附近。通入的電流值依賴于所剝離的試樣的大小，因此認為試樣的金屬部分的電位相對于標準氫電極，設定為-1.8V～-1V的電流值是最適合的。
從以上的結果可以看到，如本發明所示，在具有金屬-樹脂接合部的物體的金屬部分和對電極間外加電位，以使金屬部分的電位相對于標準氫電極為-2V～-0.6V、更優選為-1.8V-1V，可以簡單地將金屬-樹脂部剝離。
實施例3制作5組與試樣1d的試驗裝置相同的裝置。然后，將燒杯浸漬于各種溫度的熱水浴中，在各種溫度的氫氧化鈉水溶液中進行試樣的金屬-樹脂接合部的剝離試驗。在金屬-樹脂接合部的金屬部分和對電極之間通入的電流值為10mA。
對于3個試樣，分別將熱水浴溫度設定為25℃、45℃和65℃，進行與實施例1相同的剝離試驗。
對于1個試樣，將燒杯浸漬于裝滿25℃水的超聲波洗滌機(40kHz、輸出功率200W)中，進行與實施例1同樣的剝離試驗。
如下所示對剩余的1個試樣進行加工。其平面圖示于圖4。此外，圖4中的I-I線截面圖示于圖5。
首先，在試樣的鋼板401上焊接同樣由鋼板構成的耳部402。然后，在丙烯酸板503和鋼板401接合部的反對側的面上涂布由溶于溶劑的合成橡膠構成的粘合劑(コニシ株式會社制造的速干粘結劑G17)，在其上粘接約200g的銅片504。
然后，如圖6所示安排試驗裝置。
首先，用裝置的接線夾605夾住設置在試樣上的耳部402，用線將約100g的砝碼606與接線夾605連接，該線由兩個滑輪607、608支撐。如圖6所示，將該試樣浸漬于氫氧化鈉水溶液302中。此外，將燒杯301浸漬于25℃的熱水浴中。使用該裝置，利用砝碼606和銅片504所施的重力對金屬-樹脂接合部外加剝離應力。其間，在對電極303和鋼板401之間通入10mA的電流，進行與實施例1相同的剝離試驗。
各試驗中截止到確認剝離時的時間和金屬部分相對于標準氫電極的電位的測定結果示于表3。
表3

從表3的結果可以確認，隨著熱水浴溫度的上升，金屬-樹脂接合部的剝離所需的時間縮短。此外，可以看到，通過向金屬-樹脂接合部外加超聲波振動或剝離應力，獲得了與溫度上升同樣的促進剝離的效果。
實施例4準備鋁、鈦、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鉬、銠、鈀、銀、錸、鋨、銥、鉑、金、錫、鉛和汞齊(蟲牙治療用，Ag35重量％、Sn15重量％、Hg50重量％)構成的電線(直徑0.5mm、長50mm)。
如圖7所示，遍布電線701的表面長40mm的范圍內涂布管用清漆702。這里，使用用苯乙烯稀釋的聚酯樹脂作為清漆。此時，使電線的上端部10mm和底部截面的金屬剝出。
除了將用清漆包覆的電線用作試樣外，使用與實施例1相同的裝置，進行與實施例1大致相同的剝離試驗。這里，分別將清漆包覆的電線和鎳板浸漬于裝有50ml的氫氧化鈉水溶液(6M)的四氟乙烯制的100ml燒杯中。在電線的上端部和鎳板之間通入2mA的電流以使電線成為陰極。然后，求出電線相對于標準氫電極的電位、從電線上剝離清漆所需的時間。結果示于表4。
表4

在試驗開始1.5小時到2.5小時之間，從所有的金屬線上都發現清漆的剝離和脫落。此外，除鋁以外的所有金屬的表面沒有確認氧化或溶出，與用清漆包覆前相比，基本上沒有發現變化。只有鋁構成的電線發現了鋁的溶解。
實施例5除了代替丙烯酸板而使用聚氯乙烯制的板，代替溶解于溶劑的合成橡膠構成的粘合劑(コニシ株式會社制造的速干粘結劑G17)而使用表5所示的各種粘合劑制作試樣外，組裝與實施例1的試樣1d的試驗裝置相同的裝置。此外，與實施例1相同，在對電極和鋼板之間通入10mA的電流以使對電極成為陰極，進行金屬-樹脂接合部的剝離試驗。粘合劑種類及其主要成分、試樣的金屬部分相對于標準氫電極的電位和剝離所需時間示于表5。
表5

在使用所有粘合劑的情況下，在試驗開始后4小時以內，都發現在金屬和粘合劑的界面的剝離。
實施例6其次，對以下所示的各種具有金屬-樹脂接合部的物體進行剝離試驗。
(i)試樣A除了代替由溶解于溶劑的合成橡膠構成的粘合劑(コニシ株式會社制造的速干粘結劑G17)而使用丙烯酸系兩面膠帶(住友スリ一エム株式會社制造的工業用膠帶Y-4950)外，制作與實施例1相同的試樣A。(ii)從成為廢車的汽車門上切出涂裝了環氧樹脂的鍍鋅鋼板，其形狀為長50mm、寬30mm的長方形。用金屬銼磨削切出的板的一部分，使金屬面剝離，成為試樣B。
(iii)使用特開號公報中公開的技術，在長50mm、寬30mm、厚1.5mm的黃銅的單面上粘合三嗪硫醇聚合物(triazine thiolpolymer)。然后在該三嗪硫醇聚合物表面上注射成型聚苯硫醚，制作黃銅和聚苯硫醚的復合材料C。
(iv)將紙酚(含浸了酚醛樹脂的牛皮紙)構成的，在單面上形成了銅箔圖案的印刷基板切斷為長50mm、寬30mm，作為試樣D。
除了使用試樣A～D外，與實施例1同樣地在對電極和鋼板之間通入10mA的電流以使對電極成為陰極，進行金屬-樹脂接合部的剝離試驗。此時，試樣A～D和對電極均幾乎整體浸漬于氫氧化鈉水溶液中。試樣的構成材料、試樣的金屬部分相對于標準氫電極的電位和剝離所需的時間示于表6。
表6

結果在試樣A～D中均發現了金屬部分和樹脂部分的剝離。此外，剝離從金屬與樹脂的接合界面產生。試樣B由于樹脂部分非常薄，因此在試樣和對電極之間通電期間，確認樹脂部分從金屬部分邊脫離邊剝離，結果樹脂部分成為細小的碎片。
由以上的結果可以表示，根據本發明可以容易地將具有各種金屬-樹脂接合部的物體的金屬-樹脂接合部剝離和分離。
根據本發明，在具有金屬-樹脂接合部的物體中，不需要大量的能量，能夠低價、容易地將上述接合部剝離。這樣，可以容易地將具有金屬-樹脂接合部的物體分離為各自材料，使材料的回收再利用變地容易。
權利要求
1.一種金屬-樹脂接合部的剝離方法，其包括(1)將具有金屬-樹脂接合部的物體和對電極浸漬于堿性液體中的工序；(2)在所述接合部的金屬部分和所述對電極之間外加預定時間的電壓，以使所述金屬部分的電位相對于標準氫電極低的工序。
2.根據權利要求1所記載的金屬-樹脂接合部的剝離方法，其中在所述接合部的金屬部分和所述對電極之間外加預定時間的電壓，以使所述金屬部分的電位相對于標準氫電極為-2V～-0.6V。
3.根據權利要求1所記載的金屬-樹脂接合部的剝離方法，其中所述堿性液體具有0.1M～15M的氫氧化物離子濃度，并且含有堿金屬陽離子。
4.根據權利要求1所記載的金屬-樹脂接合部的剝離方法，其中所述堿性液體具有3M～7M的氫氧化物離子濃度，并且含有堿金屬陽離子。
5.根據權利要求1所記載的金屬-樹脂接合部的剝離方法，其中所述堿性液體的溫度為0℃～80℃。
6.根據權利要求1所記載的金屬-樹脂接合部的剝離方法，其中在工序(2)中，對所述接合部外加超聲波振動。
7.根據權利要求1所記載的金屬-樹脂接合部的剝離方法，其中在工序(2)中，對所述接合部外加剝離應力。
8.根據權利要求1所記載的金屬-樹脂接合部的剝離方法，其中所述金屬部分由選自Al、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、Rh、Pd、Ag、Sn、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg和Pb之中的1種或以上構成。
9.根據權利要求1所記載的金屬-樹脂接合部的剝離方法，其中所述接合部的樹脂部分由選自聚烯烴、聚酰胺、聚酯、聚縮醛、聚碳酸酯、聚芳醚、聚芳硫醚、聚砜、聚醚酮、聚酰亞胺、含氟聚合物、天然橡膠、酚醛樹脂、聚氨酯、硅樹脂和環氧樹脂之中的1種或以上構成。
10.根據權利要求1所記載的金屬-樹脂接合部的剝離方法，其中所述接合部通過(i)樹脂材料涂布到金屬零件上，(ii)樹脂材料注射成型到金屬零件上，或(iii)金屬與樹脂材料的硫化接合而形成。
11.根據權利要求1所記載的金屬-樹脂接合部的剝離方法，其中所述接合部的金屬部分和樹脂部分通過粘合劑或接合膠帶接合，所述粘合劑或接合膠帶由選自醋酸乙烯樹脂、丙烯酸酯樹脂、合成橡膠、丁腈橡膠、環氧樹脂、氰基丙烯酸酯樹脂和聚氯乙烯樹脂之中的1種或以上構成。
12.一種廢品的回收再利用方法，其具有下列工序(1)將具有金屬-樹脂接合部的廢品回收的工序；(2)將所述接合部和對電極浸漬于堿性溶液中的工序；(3)通過在所述接合部的金屬部分和所述對電極之間外加預定時間的電壓，使所述金屬部分的電位相對于標準氫電極低，從所述金屬部分剝離樹脂部分的工序；(4)將剝離的樹脂部分和除去樹脂部分的所述廢品分開的工序。
13.一種金屬-樹脂接合部的剝離裝置，其由下列部件構成(a)用于容納具有金屬-樹脂接合部的物體，由耐堿性材料構成的容納部分；(b)所述容納部分含有的堿性液體；(c)浸漬于所述堿性液體中的對電極；(d)電源；(e)將所述電源的一端子與具有金屬-樹脂接合部的物體的所述接合部的金屬部分電連接的連接工具A；以及(f)將所述電源的另一端子與所述對電極電連接的連接工具B。
14.根據權利要求13所記載的金屬-樹脂接合部的剝離裝置，其中所述連接工具A由導電性材料構成，所述導電性材料的一部分被絕緣氧化物層包覆。
15.根據權利要求14所記載的金屬-樹脂接合部的剝離裝置，其中所述絕緣氧化物層被絕緣樹脂層包覆。
全文摘要
本發明提供一種金屬－樹脂接合部的剝離方法，其包括(1)將具有金屬－樹脂接合部的物體和對電極浸漬于堿性液體中的工序；(2)在上述接合部的金屬部分和上述對電極之間外加預定時間的電壓，以使上述金屬部分的電位相對于標準氫電極低的工序。
文檔編號C25F1/02GK1652912SQ03810989
公開日2005年8月10日 申請日期2003年4月24日 優先權日2002年5月16日
發明者南野哲郎, 和泉陽一 申請人:松下電器產業株式會社