專利名稱：金屬－塑料復(fù)合品的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種金屬-塑料復(fù)合品的制造方法，更詳細一些講，是在對含有導(dǎo)電纖維的塑料成型品進行金屬鍍來制造金屬-塑料復(fù)合品時，防止在復(fù)合品的金屬鍍層表面上生成麻點的生成金屬鍍層的方法。
筆記本電腦的殼體和可攜帶的精密儀器部件等，都要求其具有重量輕和剛性高的特點。因此作為這些儀器部件的材料，一般不使用比重大的鐵基材料，而是使用以下比較合適的材料①纖維增強的高剛性塑料成型品，②鋁的壓力鑄造件，③鎂合金的壓力鑄造件或其它搖溶成型品等。
但是，上述①～③的成型品，存在有以下問題。
①含有纖維的塑料成型品大量的纖維填充物混入塑料中使其流動性下降，因此難以成型薄壁部件。為了滿足成型性，又使填充物的量受到限制，這樣就難以同時滿足良好的成型性與高的彈性模量。而且，填充物容易形成一定的取向，使得成型品的沖擊強度下降。
②鋁的壓力鑄造件雖然能夠充分保證沖擊強度等機械性能，但是與塑料成型品以及搖溶成型或壓力鑄造的鎂合金成型品相比，密度高、重量大，而且由于需要最終成品加工等，工序煩瑣。
③鎂合金的壓力鑄造件密度比塑料稍大，且彈性模量能夠得到大幅度的提高，但是成型時容易產(chǎn)生變形。而且所得成型品的表面平滑性較差，需要填充油灰和噴砂等后續(xù)處理工序，成型時總的成本提高。還有，由于鎂的活性高，所以對其操作和成型設(shè)備的要求都較嚴格。
為了避開上述缺點，本申請的發(fā)明人對塑料成型品的外表面及內(nèi)表面進行導(dǎo)電化處理，由在該處理面上鍍的彈性模量為150GPa以上、厚度為10～50μm的金屬層，而得到同時具有輕量和高剛性的金屬-塑料復(fù)合品。關(guān)于該發(fā)明，已經(jīng)在特開平12-343644號中提出了申請。這里，導(dǎo)電化處理一般是指對塑料實施無電解鍍，表示了從化學(xué)粗化到無電解鍍的過程，但不包括電解鍍。在該已申請的發(fā)明中，對塑料成型品實施表面導(dǎo)電化處理的工序為，對該塑料成型品的表面用鉻酸或過錳酸鹽溶液等化學(xué)藥品施以化學(xué)粗化處理，隨后采用無電解鍍和電解鍍的方法進行處理。
如前所述，對于①的成型品，可以知道，在塑料原料中含有碳纖維等導(dǎo)電纖維，該纖維可以起到增強的效果，對該材料施以金屬鍍而得到的金屬-塑料復(fù)合品，同時具有高的彈性模量及機械強度，能夠滿足攜帶儀器中輕量與高剛性的要求。然而，對上述含有導(dǎo)電纖維的塑料成型品施以導(dǎo)電性處理及鍍層時，如果按照上述特開平12-343644號中所述金屬-塑料復(fù)合品的制造方法，則會遇到以下的困難。
也就是說，按照上述已經(jīng)申請的發(fā)明專利來制造含有增強用導(dǎo)電纖維的金屬-塑料復(fù)合品，在實施導(dǎo)電化處理之前的化學(xué)粗化處理時，該化學(xué)藥品會使該復(fù)合品表面的塑料溶解，而在化學(xué)粗化中難以被侵蝕的導(dǎo)電纖維就會在表面形成突起。如果對這樣的表面有纖維突起的復(fù)合品實施作為后續(xù)工序的無電解鍍與電解鍍，則會在上述復(fù)合品表面突起的纖維尖端形成強烈的電場集中，該部分的電解鍍析出量也會增大。這樣在所得到的金屬-塑料復(fù)合品的表面就會有針狀或瘤胞狀的突起，即表面不光滑而影響觸摸感。
為了改善這樣的金屬-塑料復(fù)合品的表面存在有粗糙突起的不良狀態(tài)，具有以下的方法措施在電解鍍工序中暫時中斷，采用水研磨或噴砂等方法對被鍍物進行處理，使復(fù)合品的表面恢復(fù)光滑的狀態(tài)，隨后再進行電解鍍。該方法具有可以消除上述復(fù)合品表面粗糙的效果，但如上所述，電解鍍必須分2次進行，因此使成本提高、且工序繁多。還有一種方法是先鍍以比所需厚度要厚的鍍層，再用噴砂等方法恢復(fù)其表面的平滑性，但是這樣做一來是電解鍍厚的鍍層需要高的成本，二來是一旦鍍上厚的金屬層，再將其減薄到所需厚度需要額外的工序與成本。特別是實施彈性模量高、質(zhì)量良好的鎳鍍層后，由于鎳的硬度高，噴砂所需要的時間長，工序就變得非常煩瑣。此外，為了抑制上述表面突起纖維的突起量，還有控制化學(xué)粗化程度減少表面溶解量的方法，但在這種情況下，難以確保電解金屬鍍層與塑料成型品之間的結(jié)合力。
本發(fā)明的目的在于，鑒于制造含有導(dǎo)電纖維的金屬-塑料復(fù)合品時所存在的上述問題，提出解決上述問題的方法，提供一種金屬-塑料復(fù)合品的制造方法，即使對含有導(dǎo)電纖維的塑料成型品實施導(dǎo)電化處理后進行金屬電解鍍，也不會在金屬鍍層的表面產(chǎn)生粗糙不平。
為了解決上述問題，達到預(yù)期的目的，本發(fā)明中的金屬-塑料復(fù)合品的制造方法具有以下特征在不導(dǎo)電的塑料原料中混合入導(dǎo)電纖維，成型為所需形狀的塑料成型品，對該塑料成型品的要進行電解鍍的面進行物理粗化，進而進行化學(xué)粗化，隨后對上述塑料成型品施以無電解鍍，以形成無電解金屬鍍層，接著對上述塑料成型品施以電解鍍，在上述無電解金屬鍍層上形成彈性模量為150～550Gpa的金屬構(gòu)成的厚度為10～50μm的電解金屬鍍層。
下面以適當?shù)膶嵤├?，結(jié)合附圖對本發(fā)明的金屬-塑料復(fù)合品的制造方法加以說明。本申請的發(fā)明人在對含有增強用導(dǎo)電纖維的塑料成型品的外表面及內(nèi)表面的所定面進行化學(xué)粗化和無電解鍍實施之前，先對其實行物理粗化，這樣使最終的鍍層工序的電解鍍所得到的電解金屬鍍層不僅有好的結(jié)合性，而且可以防止表面粗糙的形成。附圖中


圖1為根據(jù)本發(fā)明的方法制造出來的金屬-塑料復(fù)合品的局部剖切斜視圖。
圖2為圖1的Ⅱ-Ⅱ放大斷面圖。
圖3為本發(fā)明優(yōu)選實施例的金屬-塑料復(fù)合品的制造方法工序圖。
如圖1及圖2所示，由本發(fā)明優(yōu)選實施例的方法所制造的金屬-塑料復(fù)合品10(以下稱為復(fù)合品)，例如由作為筆記本電腦殼體的塑料成型品12，與在該塑料成型品12的外表面及內(nèi)表面的所要面上析出的金屬鍍層14所組成。上述金屬鍍層14是由無電解鍍所形成的無電解鍍層15與電解鍍所形成的電解金屬鍍層16所構(gòu)成。而且上述塑料成型品中，例如可以使用具有導(dǎo)電性和增強功能的碳纖維等的導(dǎo)電纖維18，其相對于塑料成型品重量的比例為10～40重量％，可采用熔融混合的方法使之混合。
如圖3所示，上述金屬-塑料復(fù)合品10，是經(jīng)過塑料成型品12的成型工序S1、物理粗化工序S2、化學(xué)粗化工序S3、無電解鍍工序S4、電解鍍工序S5以及最終工序S6所制造。
上述成型工序S1是制作所需形狀的塑料成型品12的工序，可以采用一般的、為公眾所知的注射成型、擠壓成型、旋壓成型、真空成型、沖壓成型以及連續(xù)自動送進成型等方法，并進行適當?shù)倪x擇。特別是本發(fā)明的情況下，要求生產(chǎn)率高、以及殼體成型的精度，因此以注射成型最為合適。
這里作為成型塑料成型品12所使用的原料，應(yīng)是容易成型，而且容易進行后述的化學(xué)粗化工序S3，即用鉻酸進行侵蝕加工等，例如ABS或ABS系列的合金原料是比較合適的。而且也可以使用其它的原料，例如可以在經(jīng)過各種預(yù)處理后，用鉻酸進行侵蝕的聚碳酸酯，用鉻酸以外的鹽酸等進行侵蝕的尼龍等。
上述物理粗化工序S2，是為了削去在塑料成型品12的所要面上形成突起的導(dǎo)電纖維18，從而使該表面光潔度提高的工序。其具體的手段可以是①操作者用研磨砂紙等進行研磨；②將硬質(zhì)的研磨顆粒直接高速噴射到被粗化體即塑料成型品12表面的噴砂法；③將分散有硬質(zhì)研磨顆粒的水等溶劑以高速噴射到塑料成型品12表面的水研磨法等。特別是③水研磨法，能夠?qū)ρ心ヮw粒對于物理粗化對象即塑料成型品12的入射角進行仔細的設(shè)定，而且溶劑水可以對粗化過程中的發(fā)熱進行冷卻，具有可阻止成型品12由于發(fā)熱而引起變形的優(yōu)點。
作為上述硬質(zhì)的研磨顆粒，其硬度應(yīng)該比上述塑料成型品12的表面，以及內(nèi)部所包含的導(dǎo)電纖維18都高，只要在與成型品12發(fā)生沖撞時對其表面具有削去作用，無論是什么樣的顆粒都可以使用。平均粒徑為5～200μm的氧化鋁或碳化硅顆粒是比較合適的。經(jīng)過該物理粗化工序S2，上述塑料成型品12的表面粗糙度應(yīng)能夠達到0.5～20μm，最好是希望能夠達到1～10μm。
上述化學(xué)粗化工序S3，是后面要敘述的實行電解鍍工序S5的導(dǎo)電化處理的工序之一，可以根據(jù)上述塑料成型品12的材質(zhì)而選擇已有的、為公眾所知的方法(可參考《無電解鍍》基礎(chǔ)與應(yīng)用第六章第一節(jié)，電氣鍍金研究會編，日刊工業(yè)新聞社，1994年)。在含有ABS系列等易氧化、易熔融的高分子成分作為分散相的原料的情況下，一般采用鉻酸與硫酸的混合液，而對于聚酰胺系列的原料，則使用鹽酸比較合適。在ABS中，分散相丁二烯會受到鉻酸的選擇性溶解而形成凹部，從而達到粗化。
上述無電解鍍工序S4與上述化學(xué)粗化工序S3一樣，是為了實施電解鍍工序S5的導(dǎo)電化處理的工序，由兩個階段所組成。經(jīng)物理粗化及化學(xué)粗化處理的上述塑料成型品12的所要面上，經(jīng)過催化吸附階段S41，可以吸附含有對無電解鍍具有催化活性的所希望的金屬微顆粒的金屬催化劑，再經(jīng)過鍍層階段S42，將其浸漬入無電解鍍用金屬鍍液中，就可以形成無電解金屬鍍層15。
上述催化吸附階段S41，是由上述塑料成型品12的材質(zhì)所確定，而選擇合適的、為公眾所知的方法(可參考《無電解鍍》基礎(chǔ)與應(yīng)用第六章第一節(jié)，電氣鍍金研究會編，日刊工業(yè)新聞社，1994年)。例如，對于一般的ABS系列原料，有以下幾個階段對上述化學(xué)粗化工序S3中使用的鉻酸進行中和與水洗去除、向界面活性劑溶液的浸漬(加速處理)、向催化金屬鈀·錫絡(luò)合物水溶液的浸漬·付給、水洗以及催化金屬的活性化等。
做為上述催化劑吸附階段S41，也可以將含有上述催化金屬的涂料涂附于塑料成型品12的所要面，以賦予該催化金屬。作為上述涂料，可以是硅系列或各種塑料等，應(yīng)根據(jù)塑料成型品12的材質(zhì)進行適當?shù)倪x擇。
上述鍍層階段S42，是對賦予有所定催化金屬的塑料成型品12的所要面實施無電解鍍的階段，一般采用廉價且容易操作的無電解鎳或無電解銅，希望上述無電解鍍層15的厚度為0.05～0.5μm，進而希望為0.1～0.2μm。這里需要注意的是，如果該鍍層的厚度過薄，會使后面的電解鍍工序S5的電解鍍效率低下，而該層過厚則會使成本增加。
上述電解鍍工序S5，是實施無電解鍍后，在塑料形成品12的所要面上，為了析出使EMI屏蔽性等的發(fā)揮，而賦予充分導(dǎo)電性和剛性的電解鍍層16的工序。
這里的“EMI屏蔽性”是指為了防止不必要的電磁波障礙，在塑料制電子機器殼體上形成金屬等的導(dǎo)電性膜，防止從外部電磁波的射入和從內(nèi)部電磁波的泄漏的性能。
此外，EMI是電磁干涉(electromagnetic interference)的簡稱，根據(jù)JIS工業(yè)用大辭典(第三版)，“是指不希望的響應(yīng)，不能容忍的響應(yīng)，因功能不良或性能低下而產(chǎn)生的，接受對方早期所不希望的位置決定，探測及發(fā)現(xiàn)等為原因的電氣或電子妨害、現(xiàn)象、信號及放射(人工的或自然的)。但是，使其故意發(fā)生干涉的除外?！彪姶挪ㄆ帘问侵副苊馍鲜鲭姶鸥缮婊蛘诒尾牧系奶卣鳌?br> 用于形成上述電解金屬鍍層16的金屬是，彈性模量為150～550GPa，特別是工業(yè)上常用的鎳(彈性模量為200GPa)、鐵(彈性模量為200GPa)、錳(彈性模量為160GPa)、鉻(彈性模量為240GPa)、鎢(彈性模量為400GPa)、鋨(彈性模量為550GPa)、鎳鈷合金、鎳磷合金、鎳錳合金、鎳鉬合金、鎳鎢合金、鎳鐵合金、鐵碳合金、鐵鈷合金、鐵磷合金、鐵錳合金、或鐵鎢合金等比較合適。
得到每一種合金的彈性模量比較困難，但是對完全固溶金屬元素1和金屬元素2得到的合金的彈性模量，以下面的計算方式可以得到其近似值。
彈性模量=金屬元素1的彈性模量×金屬元素1的摩爾比+金屬元素2的彈性模量×金屬元素2的摩爾比電解金屬鍍層的厚度可以從所要求成型體的彈性模量中選擇，在10μm以下的成型體的彈性模量不太大，而超過50μm時成本太高不合理。
以上述電解鍍實施的電解金屬鍍層16的厚度，在10μm以下時不能得到充分的剛性值，超過50μm時，其重量會超過鎂合金制殼體的重量，因此不能達到輕量化，所以在10μm-50μm之間較好，在15μm-35μm之間為最佳。
因為上述電解金屬鍍層16為高彈性，所以析出該電解金屬鍍層16時，最好是控制電解的條件，使其產(chǎn)生的電解沉積應(yīng)力稍有拉伸應(yīng)力。另外析出上述電解金屬鍍層16和上述塑料成型品12的內(nèi)外表面有大約同等的厚度和速度也是很重要的。這樣通過對上述電解金屬鍍層16析出的控制，就可以使作用在上述塑料成型品12的內(nèi)外表面的應(yīng)力相互抵消，抑制鍍層中的剝離及復(fù)合品的變形，同時起到使析出金屬層均勻并提高剛性的作用。此時外表面與內(nèi)表面的厚度差為0～20％，是對輕量性與高剛性不產(chǎn)生不良影響的容許范圍。
電解鍍工序S5是將在上述工序中經(jīng)導(dǎo)電化處理的塑料成型品12放入電解金屬被離子化的電解鍍液中進行浸漬的工序。此時，上述塑料成型品作為陰極，所需可溶性電極材料作為陽極來使用。上述電解鍍液中所用的電解鍍液的成分，可以使用適用于析出電解鍍用金屬的，為公眾所知的成分。在具有代表性的電解鎳的情況下，氨基磺酸浴、瓦特浴或氯化物浴等比較合適，而電解鐵的情況下，硫酸浴或氨基磺酸浴等比較合適。
為了得到上述厚度為10～50μm的電解金屬鍍層16，電流密度要設(shè)計得高，同時使用電解沉積應(yīng)力較小的電解鍍液。電流密度高時，可以在短時間內(nèi)析出所必要的電解金屬鍍層16，以提高生產(chǎn)效率，而電解沉積應(yīng)力低時，可以防止在該應(yīng)力高時所容易引起的電解鍍層16的開裂、剝離或者是上述塑料成型品12的變形。一般說來，氨基磺酸浴在這方面有較大的優(yōu)點，比較適用。
根據(jù)情況不同，由于配置在上述塑料成型品12內(nèi)的電子儀器絕緣性的優(yōu)先，上述金屬鍍層14也可以不對上述成型品12的全體面實施。但是由于上述金屬鍍層14覆蓋了上述塑料成型品12整個表面的約80～100％，所以可確保其剛性，而不至于發(fā)生問題。在使用ABS系列原料，并用鉻酸進行侵蝕的情況下，該金屬鍍層14的掩蔽可以預(yù)先在對應(yīng)的部位涂以雷齊斯塔鐵基銅合金，而在使用其它原料等情況下由涂料涂層形成金屬鍍層14時，則不實施該涂料的涂層。
對完成至此工序而得到的金屬-塑料復(fù)合品，實行最終的洗凈、加工以及檢查等最終工序S6，而最后完成。
以下是本發(fā)明的金屬-塑料復(fù)合品的實施例。使用以下各實施例中所記載的原料，經(jīng)過各工序后所得到的金屬-塑料復(fù)合品，以目視或各種測定儀器對其金屬鍍層厚度(μm)，結(jié)合性、抗彎強度(Nm)及比重(g/cm3)等進行觀測、測定。這里的結(jié)合性是用粘性膠帶進行橫切的剝離實驗測試。抗彎強度是以I×E來定義(這里的I是實驗片的斷面的2次力矩，E為表觀彈性模量)，由I、E和測定所得撓度V及所加載荷重量W關(guān)系式(V=W×L3/(48×E×I)來算出其抗彎強度(L為試樣支點間的長度，即施加載荷時支撐試樣兩點間的距離)。(實施例1)使用氨基磺酸鎳浴的情況成型工序S1使用PC/ASA材料(商品名FA420CA，三菱Rayon制造)作為塑料成型品的原料，添加10wt％的碳纖維做為導(dǎo)電纖維，注射成型，得到210×260×20mm，厚度為1.2mm的上方開口的箱狀成型品。
物理粗化工序S2分別使用氧化鋁(商品名研磨顆粒FRB220，85％通過粒徑74μm)作為研磨顆粒，水作為分散劑，用水研磨裝置(商品名LH-5型，不二精機制造所制)，在體積分數(shù)15％(研磨顆粒所占的體積/分散劑與研磨顆粒的混合體積)、空氣壓力0.4MPa、時間1分鐘的條件下進行物理粗化。該物理粗化后，塑料成型品的整個表面失去光澤，將水分充分干燥后呈非常白的顏色，這時表面粗糙度(Ra)約為5μm。
化學(xué)粗化工序S3在含有硫酸鈉20g/L以及磷酸鈉20g/L的脫脂液中浸漬4分鐘進行脫脂，水洗后，在由無水鉻酸400g/L以及98％的硫酸400g/L所組成的腐蝕液中68℃下浸漬1分鐘實施侵蝕。接著充分水洗后，室溫下在35％的鹽酸50ml/L所組成的中和液中浸漬1分鐘實施中和。
無電解鍍工序S4催化劑吸附階段S41水洗以及35％的鹽酸180ml/L的電解鍍槽中浸漬后，在由催化劑(鈀·錫催化劑，奧野制藥工業(yè)制)30ml/L以及35％鹽酸200ml/L所組成的催化劑浴中，溫度為35℃時浸漬2分鐘。接著用水清洗后，在由表面活性劑(商品名促進劑X奧野制藥工業(yè)制)0.5g/L以及98％的硫酸100ml/L所組成的促進液中浸漬，使作為催化金屬的鈀能夠充分粘結(jié)到上述塑料成型品的表面，最后再進行水洗。
鍍層階段S42接著在溫度為35℃，無電解鎳浴(商品名化學(xué)鎳HR-T標準處方，奧野制藥制)中浸漬10分鐘，析出無電解鎳的無電解金屬鍍層。
電解鍍工序S5水洗后，在由氨基磺酸鎳450g/L、氯化鎳5g/L、硼酸40g/L以及比特(ビツト)防止劑(商品名ビツトレス-S；日本化學(xué)產(chǎn)業(yè)制)5ml/L的氨基磺酸鎳浴中，用作為陽極的去極化劑鎳，在溫度40℃，電流密度4A/dm2的條件下，電解鍍25分鐘。
結(jié)果金屬鍍層厚塑料成型品的內(nèi)外表面大約有同等的析出，20μm。
結(jié)合性不起剝離，結(jié)合性非常好。
抗彎強度進行3點彎曲試驗，其值是4.0Nm。
成型品的比重1.48g/cm3。(實施例2)使用瓦特(Watt)浴的情況成型工序S1作為塑料成型品的原料，使用聚苯撐醚樹脂材料(商品名ノリルNC120；日本GE塑料制)，在該原料中添加20wt％的作為導(dǎo)電纖維的碳纖維，射出成型后，得到了尺寸為210×260×20，厚度為1.2mm的上方開口的箱形狀的成型品。
物理粗化工序S2進行與實施例1同樣的處理。此物理粗化后，塑料成型品全部表面的光澤消失，水份干燥后成為白色。這時的表面粗糙度(Ra)約為7μm。
化學(xué)粗化工序S3進行與實施例1同樣的處理。
無電解鍍工序S4進行與實施例1同樣的處理。
電解鍍工序S5水洗后，在硫酸鎳350g/L、氯化鎳45g/L、硼酸30g/L以及添加劑(商品名光澤鎳#66；荏原ユ一ジライト制(光澤劑#61 1ml/L，膨潤劑#62 1ml/L及光澤輔助劑#63 25ml/L的混合液藥劑))27ml/L的瓦特浴中，用電解鎳作為陽極，在溫度50℃，電流密度4A/dm2的條件下，電解鍍25分鐘。
結(jié)果金屬鍍層厚在塑料成型品的內(nèi)外表面約有同等的析出，20μm。
結(jié)合性不起剝離，結(jié)合性非常好。
抗彎強度進行3點彎曲試驗，其值是4.0Nm。
成型品的比重1.48g/cm3。(實施例3)使用氨基磺酸鐵浴的情況成型工序S1做為塑料成型品的原料，使用聚碳酸酯樹脂材料(商品名パンライトB-7120；帝人化學(xué)制)，在該原料中添加10wt％的作為導(dǎo)電纖維的碳纖維，射出成型后，得到了尺寸為210×260×20，厚度為1.2mm的上方開口的箱形狀的成型品。
物理粗化工序S2進行和實施例1同樣的處理。此物理粗化后，塑料成型品全部表面的光澤消失，水份干燥后成為白色。這時的表面粗糙度(Ra)約為5μm。
化學(xué)粗化工序S3放在硫酸鈉20g/L及含有磷酸鈉20g/L脫脂液浸漬4分鐘進行脫脂，之后放在45℃的二甲替甲酰胺85％的水溶液中浸漬10分鐘，水洗后放入溫度70℃的硫酸1100g/L及鉻酸400g/L的侵蝕液內(nèi)，浸漬20分鐘。
無電解鍍工序S4催化劑吸附階段S41水洗后放入溫度40℃的調(diào)節(jié)液(商品名B-200奧野制藥制)內(nèi)浸漬4分鐘，水洗后放入35％的鹽酸180ml/L的電解鍍槽內(nèi)浸漬后，在35℃時放入催化劑(鈀錫催化劑；奧野制藥工業(yè)制)30ml/L和35％的鹽酸200ml/L組成的催化劑浴內(nèi)浸漬2分鐘。再次水洗后，浸漬在表面活性催化劑(商品名Accelerator X；奧野制藥工業(yè)制)0.5g/L和98％的硫酸100ml/L的加速液內(nèi)浸漬，把作為催化金屬的鈀賦予在上述塑料成型品的表面，最后再進行水洗。
鍍層階段S42接著在溫度35℃的無電解鎳浴(商品名化學(xué)鎳HR-T標準處方，奧野制藥制)中浸漬10分鐘，析出其無電解鎳的無電解金屬鍍層。
電解鍍工序S5水洗后，在氨基磺酸亞鐵300g/L、氯化亞鐵40g/L、硼酸15g/L以及比特防止劑(商品名ビツトレス-S；日本化學(xué)產(chǎn)業(yè)制)5ml/L的氨基磺酸亞鐵液內(nèi)，用去極化鐵作為陽極，在溫度50℃,pH3，電流密度5A/dm2的條件下，電解鍍16分鐘。
結(jié)果金屬鍍層厚塑料成型品的內(nèi)外表面約有同等的析出，15μm。
結(jié)合性不起剝離，結(jié)合性非常好。
抗彎剛度進行3點彎曲試驗，其值是3.8Nm。
成型品的比重1.39g/cm3。
從上述實施例1～3的結(jié)果，可以確認，實施例中得到的金屬-塑料復(fù)合品比厚度1mm的鎂合金(AZ91D(抗彎剛度3.75Nm，比重1.81g/cm3))的抗彎強度要好，重量要輕。(比較例1)省略物理粗化工序S2的情況(沒有液體研磨/只有侵蝕)。
實驗方法除了不進行物理粗化工序S2外，和實施例1進行同樣的處理。
結(jié)果結(jié)合性良好，但是處理后的表面上產(chǎn)生了到處是用手感可以確認的麻點。用顯微鏡放大，確認后發(fā)現(xiàn)有直徑為30μm，高度為10μm的凸起。但有足夠的3.9Nm的抗彎強度。(比較例2)省略化學(xué)粗化工序S3的情況(只有液體研磨/沒有侵蝕)。
實驗方法除了不進行化學(xué)粗化工序S3外，和實施例1進行同樣的處理。
結(jié)果無電解鍍成為麻孔狀析出，不均勻，結(jié)果水洗后無電解金屬鍍層發(fā)生剝離。另外電解鍍后得到的電解金屬鍍層的結(jié)合性較低，抗彎強度也只有2.5Nm，低，不耐用。
作為比較例3，電解鍍用金屬是以彈性模量為120GPa的銅為例來表示。作為實施例4，電解鍍用金屬是以彈性模量為160GPa的錳為例來表示。實施例5，以彈性模量為240GPa的鉻為例來表示。(實施例4)塑料材料，導(dǎo)電纖維，成型，物理粗化方法，化學(xué)粗化方法以及無電解鍍和實施例1相同。
氨基磺酸錳450g/L，硼酸30g/L以及界面活性劑10g/L做成電鍍液，在60℃，電流密度4A/dm2下實施電解鍍25分鐘。
確認得到了均勻析出的平均厚度25μm的錳(彈性模量160Gpa)，且具有用材料力學(xué)算出的復(fù)合材料的彈性模量。(比較例3)塑料材料(厚度為1.0mm)，導(dǎo)電纖維，成型，物理粗化方法，化學(xué)粗化方法以及無電解鍍都與實施例1相同。
硫酸銅250g/L，硫酸50g/L組成的無光澤硫酸銅鍍液，在20℃，電流密度4A/dm2下實施電解鍍40分鐘。
確認得到了均勻析出的平均厚度為25μm的銅(彈性模量120Gpa)，且具有用材料力學(xué)算出的復(fù)合材的彈性模量。因此，得到了具有與鎂合金(AZ91D)幾乎一樣的抗彎強度的材料，但不能具有同樣的密度，且不具有高的彈性模量和輕量化特征。(實例5)為了得到裂紋少的鉻鍍層，在高濃度裝飾性鍍鉻電解液(無水鉻酸400g/L，硫酸3.5g/L)中，將含有銻和錫的鉛合金作為不溶性電極，在50℃，電流密度60A/dm2下實施電解鍍20分鐘。其均勻性比鎳略差，但內(nèi)外表面各析出了平均厚度為20μm的鉻金屬膜，電流效率為15％?？纱_認具有表面層彈性模量為240GPa的積層體彈性模量。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的金屬-塑料復(fù)合品的制造方法，在實施化學(xué)粗化和無電解鍍之前進行物理粗化，可以得到表面平滑，有良好手感的金屬-塑料復(fù)合品。12 塑料成型品15 無電解金屬鍍層16 電解金屬鍍層
權(quán)利要求
1．金屬-塑料復(fù)合品的制造方法，其特征在于包括步驟在不導(dǎo)電的塑料原料中混合入導(dǎo)電纖維后，成型為所需形狀的塑料成型品(12)；對該塑料成型品(12)的要進行電解鍍的面進行物理粗化后，進而對該粗化面進行化學(xué)粗化；隨后對上述塑料成型品(12)進行無電解鍍，形成無電解金屬鍍層(15)；接著對上述塑料成型品(12)進行電解鍍，在上述無電解金屬鍍層(15)上形成彈性模量為150～550Gpa的金屬構(gòu)成的、厚度為10～50μm的電解金屬鍍層(16)。
2．如權(quán)利要求1所述的金屬-塑料復(fù)合品的制造方法，其中上述物理粗化，可以用水研磨或噴砂的方法進行。
3．如權(quán)利要求1或2所述的金屬-塑料復(fù)合品的制造方法，其中對上述塑料成型品(12)，可以采用注射成型的方法來成型。
4．如權(quán)利要求1～3之一所述的金屬-塑料復(fù)合品的制造方法，其中上述塑料成型品(12)的全面積的80～100％施以上述電解金屬鍍層(16)。
5．如權(quán)利要求1～4之一所述的金屬-塑料復(fù)合品的制造方法，其中上述塑料成型品(12)的外表面與內(nèi)表面所鍍電解金屬鍍層(16)的厚度差為0～20％。
全文摘要
本發(fā)明提供金屬－塑料復(fù)合品的制造方法,該方法使得在實施導(dǎo)電化處理后,即使對含有導(dǎo)電纖維的塑料成型品進行金屬鍍,金屬鍍層的表面也不會產(chǎn)生粗糙不平。其解決方法是,將含有導(dǎo)電纖維的塑料成型品12在形成金屬鍍層14前的化學(xué)粗化之前,先實施物理粗化。
文檔編號C25D5/56GK1320722SQ01109600
公開日2001年11月7日 申請日期2001年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月26日
發(fā)明者山本敏博 申請人:井上株式會社