(57)【要約】【課題】金属−樹脂接合部を有する物体において、前記接合部を、大量のエネルギーを必要とせず、安価で容易に剥離する。【解決手段】（１）金属−樹脂接合部を有する物体と、対極とを、アルカリ性の液中に浸漬する工程、（２）前記接合部の金属部分と、前記対極との間に、前記金属部分の電位が標準水素電極に対して卑になるように、一定時間にわたり電圧を印加する工程、からなる金属−樹脂接合部の剥離方法。【選択図】　　　　図３
2004042026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）金属−樹脂接合部を有する物体と、対極とを、アルカリ性の液中に浸漬する工程、
（２）前記接合部の金属部分と、前記対極との間に、前記金属部分の電位が標準水素電極に対して卑になるように、一定時間にわたり電圧を印加する工程、
からなる金属−樹脂接合部の剥離方法。
【請求項２】
前記接合部の金属部分と、前記対極との間に、前記金属部分の電位が標準水素電極に対して−２Ｖ以上−０．６Ｖ以下になるように、一定時間にわたり電圧を印加する請求項１記載の金属−樹脂接合部の剥離方法。
【請求項３】
前記アルカリ性の液が、０．１Ｍ以上１５Ｍ以下の水酸化物イオン濃度を有し、かつ、アルカリ金属カチオンを含む請求項１記載の金属−樹脂接合部の剥離方法。
【請求項４】
前記アルカリ性の液が、３Ｍ以上７Ｍ以下の水酸化物イオン濃度を有し、かつ、アルカリ金属カチオンを含む請求項１記載の金属−樹脂接合部の剥離方法。
【請求項５】
前記アルカリ性の液の温度が０℃以上８０℃以下である請求項１記載の金属−樹脂接合部の剥離方法。
【請求項６】
工程（２）において、前記接合部に対して、超音波振動を加える請求項１記載の金属−樹脂接合部の剥離方法。
【請求項７】
工程（２）において、前記接合部に対して、剥離応力を加える請求項１記載の金属−樹脂接合部の剥離方法。
【請求項８】
前記金属部分が、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、ＨｇおよびＰｂよりなる群から選ばれる１種以上からなる請求項１記載の金属−樹脂接合部の剥離方法。
【請求項９】
前記接合部の樹脂部分が、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリアリーレンエーテル、ポリアリーレンスルフィド、ポリサルホン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、含フッ素ポリマー、天然ゴム、フェノール樹脂、ポリウレタン、シリコーン樹脂およびエポキシ樹脂よりなる群から選ばれる１種以上からなる請求項１記載の金属−樹脂接合部の剥離方法。
【請求項１０】
前記接合部が、（ｉ）樹脂材料の金属部品上への塗布、（ｉｉ）樹脂材料の金属部品上への射出成形、または（ｉｉｉ）金属と樹脂材料との加硫接合により形成されている請求項１記載の金属−樹脂接合部の剥離方法。
【請求項１１】
前記接合部の金属部分と樹脂部分とが、接着剤もしくは接合テープにより接合されており、前記接着剤もしくは接合テープが、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、合成ゴム、ニトリルゴム、エポキシ樹脂、シアノアクリレート樹脂およびポリ塩化ビニル樹脂よりなる群から選ばれる１種以上からなる請求項１記載の金属−樹脂接合部の剥離方法。
【請求項１２】
（１）金属−樹脂接合部を有する廃品を回収する工程、
（２）前記接合部と、対極とを、アルカリ性の液中に浸漬する工程、
（３）前記接合部の金属部分と、前記対極との間に、前記金属部分の電位が標準水素電極に対して卑になるように、一定時間にわたり電圧を印加することにより、前記金属部分から樹脂部分を剥離する工程、
（４）剥離された樹脂部分と、樹脂部分が除かれた前記廃品とを、分別する工程、を有する廃品のリサイクル方法。
【請求項１３】
（ａ）金属−樹脂接合部を有する物体を収納するための耐アルカリ性材料からなる収納部、
（ｂ）前記収納部に含まれるアルカリ性の液、
（ｃ）前記アルカリ性の液中に浸漬された対極、
（ｄ）電源、
（ｅ）前記電源の一方の端子と、金属−樹脂接合部を有する物体の前記接合部の金属部分とを、電気的に接続する接続手段Ａ、ならびに
（ｆ）前記電源の他方の端子と、前記対極とを、電気的に接続する接続手段Ｂ、からなる金属−樹脂接合部の剥離装置。
【請求項１４】
前記接続手段Ａが、導電性材料からなり、前記導電性材料の一部が、絶縁酸化物層により被覆されている請求項１３記載の金属−樹脂接合部の剥離装置。
【請求項１５】
前記絶縁酸化物層が、絶縁樹脂層で被覆されている請求項１４記載の金属−樹脂接合部の剥離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属と樹脂との接合部を有する物体を物理的に破損することなく、前記接合部の金属部分から樹脂部分を剥離する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の技術開発の進展に伴い、強度、機能、安全性、コスト面などから生じる材料に対する要求は、次第に厳しく、かつ、複雑化してきている。このような要求に単一材料で対処するには限界があるため、２種以上の材料からなる複合材料が採用される機会が増加している。なかでも金属と樹脂との接合部を有する複合材料が多用されている。そのような接合材料として、例えば、金属線を樹脂膜で被覆した電線、金属と樹脂とを一体化した電子機器用基板、金属と金属あるいは金属と樹脂とを接着剤で接合した自動車・飛行機用部品などが挙げられる。
【０００３】
このような技術開発の流れから、インサート成形と接着とを両立させた、金属と樹脂との強固な接合部を有する複合材料が提案されている（特許文献１参照）。しかし、このように金属と樹脂との複合化技術が進化する一方で、地球温暖化・ゴミ処理に関する環境問題の観点から、リサイクル技術の確立が強く望まれている。家電リサイクル法が施行されてからは、法的拘束力によるリサイクル技術の促進も図られている。
【０００４】
「混ぜればゴミ、分ければ資源」という標語にもあるように、リサイクルの基本は、材料毎の分別である。種々の構成材料からなる製品は、その材料毎に分解・分別しなければ、リサイクルすることができない。なかでも家電製品は、金属−樹脂接合部を有する部品を数多く含んでいることから、これらの部品を材料毎に分別する簡易な方法が強く望まれている。
【０００５】
複合材料の分解・分別方法を大別すると、機械的方法、化学的方法、電気化学的方法の３種に分けられる。例えば電線の場合、電線を適当な長さに切断し、金属線から樹脂膜を剥離するという機械的方法が考案されている。電線のように、金属部分と樹脂部分とが、接着剤などで接合されていない場合には、機械的方法により、金属と樹脂とを分別することは比較的容易である。しかし、金属部分と樹脂部分とが強く接合している場合には、機械的方法で両者を分別することは、基本的に不可能である。
【０００６】
そこで、従来は、金属−樹脂接合部を有する複合材料は焼却し、残った灰分から、有価金属を取り出すという方法が採用されている。しかし、この方法では、多くのエネルギーを必要とし、しかも二酸化炭素やダイオキシンを発生するという問題を生じる。
【０００７】
金属−樹脂接合部を有する複合材料を、液体窒素などで凍結し、樹脂を脆化させ、これに衝撃を与えて、樹脂部分を破壊し、金属部分を取り出す方法も知られている（特許文献２〜４参照）。しかし、この方法は、液体窒素などを必要とするため、分別に要するコストが高くなる上、原理的には、樹脂を完全に金属から剥離することができない。
【０００８】
別の金属−樹脂接合部の剥離方法として、シュレッダーにより、複合材料を粉砕する方法が知られている。粉砕で得られた粒状物質を、遠心分離したり（特許文献５参照）、種々の比重の液体に分散させたり（特許文献６参照）することによって、材料毎に分別することができる。しかし、シュレッダーによる粉砕で、金属と樹脂とを完全に分離することは困難である。
【０００９】
また、金属と樹脂との複合材料を、加熱した後、双ローラーで加圧することにより、金属部分と樹脂とを分離する方法が提案されている（特許文献７参照）。しかし、この方法では、金属と樹脂との分離は可能であるが、加熱および加圧に多くのエネルギーを要する上、金属部分の破壊を伴うものである。
【００１０】
一方、樹脂膜で被覆されたメッキ鋼板から、電気化学的に樹脂膜を剥離する方法を提案している（特許文献８参照）。この方法は、ヨウ素イオンと無水マレイン酸とを含有するメタノール溶液中に、樹脂膜で被覆されたメッキ鋼板を浸漬して、鋼板表面に施されたメッキ層をアノード溶解させるものである。しかし、この方法は、亜鉛などのメッキ層を選択的に溶解する電位に鋼板を保持することで、鋼板と樹脂膜とを分離するものであるため、対象となる金属が亜鉛メッキ鋼板などに限られてしまい、一般性に欠ける。
【００１１】
また、フェノール樹脂製プリント基板を熱アルカリ性の液へ浸漬した後、水へ浸漬することにより、前記プリント基板から、銅箔や半田を除去する方法を提案している（特許文献９参照）。しかし、この方法は、複合材料の樹脂部分がアルカリ性の液に膨潤しやすいフェノール樹脂である場合には有効であるが、他の複合材料には適さない。
以上のように、従来の金属−樹脂接合部の剥離方法には、それぞれ欠点があり、しかも概ね金属−樹脂接合部を有する物体の破壊を伴うものである。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００１−３１６８７２号公報
【特許文献２】
米国特許第４４０６４１１号明細書
【特許文献３】
米国特許第４０４３０１９号明細書
【特許文献４】
米国特許第４０２０９９２号明細書
【特許文献５】
米国特許第５９４８２７６号明細書
【特許文献６】
米国特許第５６１６６４１号明細書
【特許文献７】
特開平６−１６６７６９号公報
【特許文献８】
特開平８−３２７５１２号公報
【特許文献９】
特開平９−１８７７５１号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、金属−樹脂接合部を有する物体の解体・リサイクルにおいて、少ないエネルギー消費で、安価かつ容易に、かつ、少なくとも金属部分を破壊することなく、金属部分から樹脂部分を剥離する方法および装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、（１）金属−樹脂接合部を有する物体と、対極とを、アルカリ性の液中に浸漬する工程、（２）前記接合部の金属部分と、前記対極との間に、前記金属部分の電位が標準水素電極に対して卑になるように、一定時間にわたり電圧を印加する工程、からなる金属−樹脂接合部の剥離方法に関する。
【００１５】
工程（２）では、前記接合部の金属部分の電位が標準水素電極に対して−２Ｖ以上−０．６Ｖ以下になるように、さらには−１．８Ｖ以上−１Ｖ以下になるように電圧を印加することが好ましい。
【００１６】
前記アルカリ性の液は、０．１Ｍ（Ｍ＝モル／リットル）以上１５Ｍ以下の水酸化物イオン濃度を有し、かつ、アルカリ金属カチオンを含むことが好ましい。前記アルカリ性の液が、３Ｍ以上７Ｍ以下の水酸化物イオン濃度を有し、かつ、アルカリ金属カチオンを含むことが、さらに好ましい。
【００１７】
前記アルカリ性の液の温度は、０℃以上８０℃以下であることが好ましい。
工程（２）においては、前記接合部に対して、超音波振動を加えることが好ましい。
工程（２）においては、また、前記接合部に対して、剥離応力を加えることが好ましい。
【００１８】
本発明は、前記接合部が、（ｉ）樹脂材料の金属部品上への塗布、（ｉｉ）樹脂材料の金属部品上への射出成形、（ｉｉｉ）金属と樹脂材料との加硫接合により形成されている場合などにおいて、特に有効である。
【００１９】
前記接合部の金属部分と樹脂部分とが、接着剤もしくは接合テープにより接合されている場合には、前記接着剤もしくは接合テープは、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、合成ゴム、ニトリルゴム、エポキシ樹脂、シアノアクリレート樹脂およびポリ塩化ビニル樹脂よりなる群から選ばれる１種以上からなることが好ましい。
【００２０】
本発明は、また、（１）金属−樹脂接合部を有する廃品を回収する工程、（２）前記接合部と、対極とを、アルカリ性の液中に浸漬する工程、（３）前記接合部の金属部分と、前記対極との間に、前記金属部分の電位が標準水素電極に対して卑になるように、一定時間にわたり電圧を印加することにより、前記金属部分から樹脂部分を剥離する工程、（４）剥離された樹脂部分と、樹脂部分が除かれた前記廃品とを、分別する工程、を有する廃品のリサイクル方法に関する。
【００２１】
本発明は、また、（ａ）金属−樹脂接合部を有する物体を収納するための耐アルカリ性材料からなる収納部、（ｂ）前記収納部に含まれるアルカリ性の液、（ｃ）前記アルカリ性の液中に浸漬された対極、（ｄ）電源、（ｅ）前記電源の一方の端子と、金属−樹脂接合部を有する物体の前記接合部の金属部分とを、電気的に接続する接続手段Ａ、ならびに（ｆ）前記電源の他方の端子と、前記対極とを、電気的に接続する接続手段Ｂ、からなる金属−樹脂接合部の剥離装置に関する。
【００２２】
前記電源には、１．２Ｖ以上３．０Ｖ以下の電圧を発生可能な電源を用いることが好ましい。
前記接続手段Ａは、導電性材料からなり、前記導電性材料の一部は、絶縁酸化物層により被覆されていることが好ましい。
【００２３】
前記導電性材料は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、ＡｕおよびＺｎよりなる群から選ばれる１種以上からなることが好ましい。
前記絶縁酸化物層の比抵抗は、１０６Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。
前記絶縁酸化物層は、Ｓｉ、Ｂ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｋ、Ａｌ、Ｃａ、Ｂａ、Ｔｉ、Ｙ、Ｃｒ、ＮｉおよびＺｒよりなる群から選ばれる１種以上を含むことが好ましい。
【００２４】
前記絶縁酸化物層は、絶縁樹脂層で被覆されていることが好ましい。
前記絶縁樹脂層は、ポリオレフィン、ポリエーテル、ポリアセタールおよびポリカーボネートよりなる群から選ばれる１種以上からなることが好ましい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、強固な金属−樹脂接合部を有する物体を、アルカリ性の液に浸漬し、接合部の金属部分に卑電位を印加することで、金属−樹脂接合部界面を容易に剥離することができる。
アルカリ性の液に溶解するアルカリとしては、原理的には、水中で電離して水酸化物イオンを生成するものである限り適用可能であるが、溶解度やコストを考えると、一般的に広く用いられている水酸化ナトリウムや水酸化カリウムを用いることが好ましい。また、金属−樹脂接合部の剥離に要する時間は比較的長くなるが、炭酸カリウム、炭酸ナトリウムなどの炭酸塩も使用が可能である。
【００２６】
本発明の原理を以下に説明する。
アルカリ性の液中で卑に帯電した金属表面では、電気毛管現象により、アルカリ性の液の表面張力は低下する。表面張力が低下したアルカリ性の液は、金属−樹脂接合部界面へ浸入する傾向が強い。また、卑に帯電した金属表面において、アルカリ性の液／酸素／金属の３相界面が形成されると、酸素の還元反応により、金属表面近傍のアルカリ濃度が上昇し、濃度勾配が生じる。その結果、アルカリ性の液の金属−樹脂接合部界面への輸送が促進される。そして、金属と樹脂との親和性よりも、金属とアルカリ性の液との親和性の方が高いため、金属−樹脂接合部界面には、次々とアルカリ性の液が侵入し、それに伴って界面の剥離が進行していく。本発明の剥離方法は、このような現象を利用している。
【００２７】
金属−樹脂接合部の金属部分に印加する電位は、電気毛管現象により、アルカリ性の液の表面張力が充分に低下する範囲である必要がある。かかる観点から、金属部分に印加する電位は、標準水素電極に対して、−２Ｖ以上−０．６Ｖ以下であることが望ましい。金属部分の標準水素電極に対する電位が−０．６Ｖよりも貴になると、電気毛管現象によるアルカリ性の液の表面張力の低下が小さくなり、金属−樹脂接合部の剥離速度が遅くなる傾向がある。一方、金属部分の標準水素電極に対する電位が−２Ｖよりも卑になると、金属表面での水素ガス発生が顕著になるため、スケールの大きな工程では、本発明の実施が制限される可能性がある。また、水素ガス発生が激しいと、対極との間に大電流が流れるため、エネルギーの消費量も多くなる。金属−樹脂接合部の金属部分に印加する電位は、さらに好ましくは、標準水素電極に対して、−１．８Ｖ以上−１Ｖ以下である。
【００２８】
本発明では、水の電気分解で幾分のエネルギーが消費される。また、アルカリ性の液／酸素／金属の３相界面で酸素の還元反応が起こるため、一定の電流は流れる。しかしながら、基本的には金属部分と対極との間に電流を流す必要はない。また、本発明の剥離方法は、室温で実施可能であり、温度を特に制御する必要はない。以上のことから、本発明の剥離方法は、極めてエネルギーのロスが少ないという特徴を有する。本発明の剥離方法と、金属−樹脂接合部を有する廃品を回収する工程とを組み合わせることで、低コストで簡易な廃品のリサイクル方法を確立することができる。
【００２９】
アルカリ性の液の水酸化物イオン濃度は、０．１Ｍ以上１５Ｍ以下（Ｍ：ｍｏｌ／Ｌ）の範囲であることが望ましい。水酸化物イオン濃度が０．１Ｍ未満では、アルカリ性の液の表面張力の低下が小さくなり、金属−樹脂接合部の剥離速度が遅くなる。また、水酸化物イオン濃度が１５Ｍをこえると、アルカリ性の液の粘度が高くなり、金属−樹脂接合部界面への侵入が遅くなり、剥離速度も遅くなる。アルカリ性の液の水酸化物イオン濃度は、３Ｍ以上７Ｍ以下の範囲であることが、さらに好ましい。
【００３０】
本発明では、必ずしも金属−樹脂接合部を有する物体全体を、アルカリ性の液に浸漬させる必要はない。金属−樹脂接合部界面の少なくとも一部がアルカリ性の液と接触していれば、アルカリ性の液の這い上がりにより、アルカリ性の液が接合部界面の全体に広がり、金属−樹脂接合部界面の剥離に至る。この場合、アルカリ性の液の温度を上昇させる（８０℃以下が好ましい）と、アルカリ性の液の粘度が低下し、速やかに金属−樹脂接合部を剥離することが可能となる。
【００３１】
金属−樹脂接合部の剥離を促進するためには、アルカリ性の液の温度を上げる他、接合部に超音波振動を与えたり、金属−樹脂接合部に応力を与えながら接合部の金属部分に電位を印加することが有効である。
【００３２】
本発明の剥離方法は、金属−樹脂接合部の金属部分に、還元方向の電位を印加するので、幅広い金属材料に適用可能である。例えば、金属部分が単体金属からなる場合に加え、ステンレス鋼、真鍮などの合金からなる場合にも、本発明の剥離方法が有効である。ただし、金属−樹脂接合部の金属部分が、マグネシウムのように、極端にアルカリ性の液により腐食されやすい金属からなる場合には、金属の一部がアルカリ性の液に溶解する場合もある。金属部分が、亜鉛などのように、アルカリ性の液により腐食を受けるものの、水素発生過電圧が充分に高い金属からなる場合であれば、腐食速度が非常に遅いので、本発明の剥離方法を好ましく適用することができる。
【００３３】
本発明の剥離方法は、金属−樹脂接合部の金属部分が、例えばＡｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、ＨｇおよびＰｂよりなる群から選ばれる１種以上からなる場合に有効である。
【００３４】
本発明の剥離方法は、また、金属−樹脂接合部の樹脂部分が、例えばポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリアリーレンエーテル、ポリアリーレンスルフィド、ポリサルホン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、含フッ素ポリマー、天然ゴム、フェノール樹脂、ポリウレタン、シリコーン樹脂およびエポキシ樹脂よりなる群から選ばれる１種以上からなる場合に有効である。本発明の剥離方法は、樹脂部分もリサイクルする必要があり、樹脂部分が耐アルカリ性を有する場合に特に適している。
【００３５】
本発明の剥離方法が適用可能な接合部を以下に例示する。
（ｉ）接着剤を用いた金属材料と樹脂材料との接合部
（ｉｉ）両面テープなどを用いた金属材料と樹脂材料との接合部
（ｉｉｉ）樹脂材料への金属の無電解メッキにより形成される金属と樹脂との接合部
（ｉｖ）金属材料への樹脂材料の塗布により形成される金属と樹脂との接合部
（ｖ）金属部品上への樹脂材料の射出成形により形成される金属と樹脂との接合部
（ｖｉ）接着剤や粘着テープからなるプライマーや有機メッキなどにより変性させた金属表面と樹脂材料との接合部
（ｖｉｉ）プライマーや有機メッキなどにより変性させた金属表面への樹脂材料の射出成形により形成される金属と樹脂との接合部
【００３６】
本発明の剥離方法は、スナップフィット、樹脂の熱かしめ、ネジ止めなどにより、物理的に金属と樹脂とが接合されている場合には、原理的に不適である。ただし、このような場合にも、例えば従来から用いられている機械的な粉砕と、本発明の剥離方法とを組み合わせることで、樹脂と金属との完全な分別を達成することが可能である。
【００３７】
次に、金属−樹脂接合部の剥離装置の一例について、図１を参照しながら説明する。
図１の装置は、金属−樹脂接合部を有する物体を収納するための耐アルカリ性材料からなる収納部１０１、収納部１０１に含まれるアルカリ性の液１０２、アルカリ性の液１０２中に浸漬された対極１０３、電源１０４、金属−樹脂接合部を有する物体を保持する保持手段１０５、電源１０４の一方の端子と金属−樹脂接合部を有する物体の金属部分とを電気的に接続する接続手段１０６、ならびに電源１０４の他方の端子と対極１０３とを電気的に接続する接続手段１０７を有する。
【００３８】
耐アルカリ性材料からなる収納部１０１には、例えばテトラフルオロエチレン製のビーカーなどが好ましく用いられる。
対極１０３は、アルカリ性の液１０２中で、酸化雰囲気に曝されるため、腐食を受けやすい。そのため、対極１０３として使用する電極には、ニッケル材を用いることが望ましい。また、装置の運転中には、金属−樹脂接合部を有する物体からは水素、対極１０３からは酸素が発生するため、アルカリ性の液のミストが発生する。従って、装置には、さらに、排気設備、排気から脱アルカリする設備、水素ガス処理装置等を設けることが望ましい。また、装置の運転中には、水の電気分解により、アルカリ性の液１０２中の水酸化物イオン濃度が変化する。そこで、装置の運転中には、アルカリ性の液１０２の比重やｐＨをモニタすることにより、アルカリ性の液１０２の濃度を管理することが望ましい。
【００３９】
金属−樹脂接合部を有する物体が充分に大きい場合には、保持手段１０５として、クリップなどの導電性材料からなる挟持手段を用いることができる。この場合、その挟持手段で物体の金属部分を挟持した状態で、物体の金属−樹脂接合部をアルカリ性の液１０２中に浸漬することができる。そして、挟持手段と対極との間に、電圧を印加すればよい。
【００４０】
金属−樹脂接合部を有する物体が小さい場合や、多数の物体を同時に処理する場合には、保持手段１０５として、図２に示す金属ネット２０１のように、導電性の有孔材料からなる容器を用いることが好ましい。そして、この容器中に金属−樹脂接合部を有する物体を入れ、容器と対極との間に電圧を印加すればよい。また、容器中の金属−樹脂接合部を有する物体を撹拌棒で撹拌することで、一度に多くの物体を金属と樹脂に分別することができる。
【００４１】
装置には、耐アルカリ性材料からなる収納部１０１、アルカリ性の液１０２、保持手段１０５などを介して間接的に、または直接的に、金属−樹脂接合部を有する物体に、熱や超音波振動を付与する手段を設けることが好ましい。例えば、超音波振動子を備えた収納部１０１や保持手段１０５を用いることが有効である。また、金属−樹脂接合部に対して剥離応力を加える手段を設けることも有効である。
【００４２】
なお、装置は、水銀／酸化水銀電極などの参照電極を備える必要はない。金属−樹脂接合部を有する物体に印加される電位は、その物体の金属部分からの水素発生により確認することができる。すなわち、水素発生が確認できれば、金属−樹脂接合部を有する物体に印加した電位が標準水素電極に対して、例えば−１．８Ｖ〜−１Ｖの範囲内にあると考えられる。ただし、対極と金属−樹脂接合部を有する物体との間に印加される電圧および通電される電流を、モニターで確認しながら、電位を制御できる装置を用いることが望ましい。
【００４３】
電源１０４には、直流電源を用いることが望ましく、その電源は１．２Ｖ以上３．０Ｖ以下の電圧を発生可能であることが好ましい。対極と金属−樹脂接合部を有する物体との間に流れる電流値は、装置の大きさ等によっても異なるが、一般の電気メッキなどの設備と比較すると、非常に小さい電流で充分である。
【００４４】
保持手段１０５、接続手段１０６ならびに接続手段１０７には、先に述べたように、装置の稼働中にアルカリ性の液がクリープすると考えられる。アルカリ性の液が電源に到達すると、電源を損傷する恐れがある。特に、直流電源の負極端子と金属−樹脂接合部の金属部分とを電気的に接続する手段において、アルカリ性の液のクリープが顕著である。
【００４５】
このようなアルカリ性の液のクリープを抑制するには、保持手段１０５および接続手段１０６の少なくとも一方の少なくとも一部を、絶縁酸化物層で被覆することが有効である。すなわち、保持手段１０５を構成する導電性材料の少なくとも一部、および／または接続手段１０６を構成する導電性材料の少なくとも一部を、絶縁酸化物層で被覆する。金属と絶縁酸化物層との接合部では、ガラスライニングやホーロー（琺瑯）のように、金属表面の酸化物層が絶縁酸化物層と融合している。このような接合部界面は、アルカリ性の液の侵入を極めて受けにくい。
【００４６】
この絶縁酸化物層上では、電気化学的作用によるアルカリ性の液のクリープ現象が起こらないため、電源がアルカリ性の液の侵入から保護される。ただし、一般的に、ガラスなどの絶縁酸化物は、アルカリ性の液に対する耐性がそれほど強くはない。そこで、絶縁酸化物層を保護するための絶縁樹脂層を、絶縁酸化物層上に、さらに設けることが好ましい。絶縁樹脂層に用いられる樹脂としては、耐アルカリ性に優れるもの、例えばポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリスチレン、エポキシ樹脂、ポリエーテル、ポリアセタール、ポリカーボネートなどが好ましい。
【００４７】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。
《実施例１》
（ｉ）試料１の作製
厚さ０．１０ｍｍ、縦５０ｍｍ、横３０ｍｍの鋼板を準備した。この鋼板の片面に、溶剤に溶解した合成ゴムからなる接着剤（コニシ株式会社製の速乾ボンドＧ１７）を塗布し、その上に縦５０ｍｍ、横３０ｍｍ、厚さ２ｍｍのポリメタクリル酸メチルからなるアクリル板を、鋼板と重ね合うように設置した。こうして、鋼板とアクリル板との接合部を有する５個の同様の試料１ａ、１ｂ・・・１ｅを得た。
【００４８】
（ｉｉ）剥離装置の組み立て
まず、テトラフルオロエチレン製の１００ｍｌビーカーを５個用意し、それぞれに０．０１Ｍ　、０．１Ｍ、３Ｍ、７Ｍまたは１５Ｍの水酸化ナトリウム水溶液（２５℃）を１００ｍｌずつ入れた。これらのビーカーをそれぞれ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄおよび２ｅと称する。各ビーカーには、対極としてのニッケル板（縦５０ｍｍ、横３０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ）　および参照電極としての水銀／酸化水銀電極を浸漬した。対極がアノードとなるように、対極と直流電源の正極端子とを、銅製の導線で接続した。一方、直流電源の負極端子から伸びる銅製の導線の先端には、ステンレス鋼製のクリップを繋いだ。
【００４９】
カソード側導線のクリップから約１ｃｍ離れた部位は、長さ５ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの絶縁酸化物層で覆われており、さらにその上は厚さ０．５ｍｍの絶縁樹脂層で覆われている。ここでは、絶縁酸化物層として、ＳｉＯ２（３０重量％）、Ｂ２Ｏ３（２０．５重量％）、Ｎａ２Ｏ（１５．０重量％）およびＣａＦ２（１２．５重量％）を含むガラスライニングを用い、絶縁樹脂層として、エポキシ樹脂を用いた。
【００５０】
（ｉｉｉ）剥離試験
カソード側のクリップで試料１ａを挟持し、ビーカー２ａに試料１ａのほぼ全体を浸漬した。そして、室温下、試料１ａをカソード、対極をアノードとして、１０ｍＡの電流が流れるように両者間に電圧を印加した。
【００５１】
電流を通電中の装置の様子を図３に示す。
ビーカー３０１は、０．０１Ｍの水酸化ナトリウム水溶液３０２でほぼ満たされており、水酸化ナトリウム水溶液３０２には参照電極（水銀／酸化水銀電極）３１０が浸漬してある。対極３０３は、全体が水酸化ナトリウム水溶液３０２に浸漬しており、対極３０３と対面するように、試料３０８も全体が水酸化ナトリウム水溶液３０２に浸漬している。直流電源３０４の正極端子は対極３０３と導線３０７で接続されており、直流電源３０４の負極端子は試料３０８と導線３０６で接続されている。また、導線３０６には、絶縁酸化物層と絶縁樹脂層で覆われた被覆部分３０９が設けられている。
【００５２】
電流を流しはじめてから３０分ごとに、試料１ａの鋼板とアクリル板との接合部における剥離の有無を確認しながら、合計８時間試験を継続した。また、電流を流しはじめてから１０分後の試料１ａの金属部分の標準水素電極に対する電位を、参照電極を用いて測定した電位と水酸化ナトリウム水溶液のｐＨから求めた。
【００５３】
なお、水銀／酸化水銀電極の標準水素電極に対する電位Ｅ０は、ｐＨの関数で表される。水銀／酸化水銀電極に対する試料の金属部分の電位をＥｏｂｓとするとき、標準水素電極に対する試料の金属部分の電位Ｅは、Ｅ＝Ｅ０＋Ｅｏｂｓで求められる。
試料１ａの剥離確認までの時間と、試料１ａの金属部分の標準水素電極に対する電位の測定結果を表１に示す。また、試料１ｂとビーカー２ｂ、試料１ｃとビーカー２ｃ・・・を用いたこと以外、上記と同様の操作を行い、試料１ｂ〜１ｅの剥離確認までの時間と、試料１ｂ〜１ｅの金属部分の標準水素電極に対する電位を測定した。結果を表１に示す。
【００５４】
【表１】
2004042026.tif 000003
【００５５】
表１より、試料１ｄに最も早く剥離が見られ、以下、１ｃ、１ｂ、１ｅの順で早く剥離が見られた。試料１ａについては、８時間以内に剥離が見られなかった。以上より、アルカリ性の液の水酸化物イオン濃度は、０．１Ｍ以上１５Ｍ以下が適当であり、３〜７Ｍ付近が最適であることが明らかになった。
【００５６】
また、試験終了後、各装置の導線３０６の絶縁酸化物層と絶縁樹脂層で覆われた被覆部分３０９の近辺を観測したところ、クリップからの距離が１ｃｍ未満の導線部分が所々、黒く変色していた。これは、アルカリ性の液が這い上がった導線部分の空気による酸化が促進され、酸化銅を生成したためと判断できる。一方、ガラスライニングを設けた部分から直流電源の負極端子までの部分には、そのような変色は見られなかった。
【００５７】
《実施例２》
次に、試料１ｄの試験装置と同じ装置を４組作製した。そして、室温下、試料と対極との間に通電させる電流値を変化させて、剥離に要する時間の変化を調べた。結果を試料の金属部分の標準水素電極に対する電位とともに表２に示す。
【００５８】
【表２】
2004042026.tif 000004
【００５９】
電流値１ｍＡでは、試験開始直後は試料の金属部分の表面に水素発生がかろうじて確認できる程度であったが、試験開始から６時間後にはアクリル板と鋼板との剥離が確認された。電流値を１０ｍＡ、１００ｍＡと増加させるに従い、剥離に要する時間も短縮されたが、５００ｍＡ以上の電流を通電させても、剥離に要する時間は１００ｍＡを通電させたときと変化がなかった。さらに、１０００ｍＡの電流を通電させると、気泡の発生が激しく、アルカリ性の液の飛散が起こった。これらの実験結果から、通電させる電流値は、１〜８００ｍＡが適当であると考えられる。また、そのときの試料の金属部分の標準水素電極に対する電位は、−１．８〜−１Ｖ付近である。通電させる電流値は、剥離させる試料の大きさに依存するため、試料の金属部分の電位が標準水素電極に対して−１．８〜−１Ｖになるような電流値を設定することが最適であると考えられる。
【００６０】
以上の結果から、本発明のように、金属−樹脂接合部を有する物体の金属部分と対極間に、金属部分の電位が標準水素電極に対して−２Ｖ〜−０．６Ｖ、さらに好ましくは−１．８Ｖ〜−１Ｖになるように電位を印加することで、簡単に金属−樹脂部を剥離できることが明らかになった。
【００６１】
《実施例３》
試料１ｄの試験装置と同じ装置を５組作製した。そして、ビーカーを種々の温度の湯浴に浸漬して、種々の温度の水酸化ナトリウム水溶液中で、試料の金属−樹脂接合部の剥離試験を行った。金属−樹脂接合部の金属部分と対極との間に通電する電流値は１０ｍＡとした。
３つの試料については、それぞれ湯浴温度を２５℃、４５℃および６５℃に設定して、実施例１と同様の剥離試験を行った。
【００６２】
１つの試料については、ビーカーを、２５℃の水を満たした超音波洗浄機（４０ｋＨｚ、出力２００Ｗ）に浸漬して、実施例１と同様の剥離試験を行った。
残りの１つの試料は、以下のように加工した。その平面図を図４に示す。また、図４におけるＩ−Ｉ線断面図を図５に示す。
【００６３】
まず、試料の鋼板４０１に、同じく鋼板からなる耳部４０２を溶接した。次いで、アクリル板５０３の鋼板４０１との接合部とは反対側の面に、溶剤に溶かした合成ゴムからなる接着剤（コニシ株式会社製の速乾ボンドＧ１７）を塗布し、そこへ約２００ｇの銅片５０４を接合した。
【００６４】
次に、試験装置を図６のようにアレンジした。
まず、試料に設けた耳部４０２を装置のクリップ６０５で挟み、クリップ６０５には、約１００ｇの分銅６０６を、２つの滑車６０７、６０８で支えられた糸で繋いだ。この試料を、図６に示すように、水酸化ナトリウム水溶液３０２中に浸漬した。また、ビーカー３０１は、２５℃の湯浴に浸漬した。この装置を用いて、分銅６０６と銅片５０４にかかる重力により、金属−樹脂接合部に剥離応力を印加した。その間、対極３０３と鋼板４０１との間に、１０ｍＡの電流を通電させて実施例１と同様の剥離試験を行った。
各試験での剥離確認までの時間と金属部分の標準水素電極に対する電位の測定結果を表３に示す。
【００６５】
【表３】
2004042026.tif 000005
【００６６】
表３の結果より、湯浴温度の上昇とともに、金属−樹脂接合部の剥離に要する時間の短縮が確認された。また、温度上昇と同様の剥離を促進する効果が、金属−樹脂接合部への超音波振動の印加または剥離応力の印加により得られることが明らかとなった。
【００６７】
《実施例４》
アルミニウム、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、モリブデン、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金、錫、鉛および水銀アマルガム（虫歯治療用、Ａｇ：３５重量％、Ｓｎ：１５重量％、Ｈｇ：５０重量％）よりなるワイヤー（直径０．５ｍｍ、長さ５０ｍｍ）を用意した。
【００６８】
図７に示すように、ワイヤー７０１の表面に、長さ４０ｍｍにわたってチューブ用ワニス７０２を塗布した。ここで、ワニスには、ポリエステル樹脂をスチレンで希釈したものを用いた。このとき、ワイヤーの上端部１０ｍｍと底部断面は、金属が剥き出しになるようにした。
【００６９】
ワニスで被覆したワイヤーを試料に用いたこと以外、実施例１と同様の装置を用いて、実施例１とほぼ同様の剥離試験を行った。ここでは、ワニスで被覆したワイヤーとニッケル板とを、それぞれ５０ｍｌの水酸化ナトリウム水溶液（６Ｍ）を入れたテトラフルオロエチレン製の１００ｍｌビーカーに浸漬した。ワイヤー上端部とニッケル板との間には、ワイヤーがカソードとなるように２ｍＡの電流を通電した。そして、ワイヤーの標準水素電極に対する電位と、ワイヤーからワニスが剥離するのに要した時間とを求めた。結果を表４に示す。
【００７０】
【表４】
2004042026.tif 000006
【００７１】
いずれの金属ワイヤーからも、試験開始後１．５時間から２．５時間の間にワニスの剥離・脱落が確認された。また、アルミニウムを除くすべての金属の表面の、酸化や溶出は確認されず、基本的にはワニスで被覆する前と比較して変化が見られなかった。アルミニウムからなるワイヤーのみ、アルミニウムの溶解が確認された。
【００７２】
《実施例５》
アクリル板の代わりにポリ塩化ビニル製の板を用い、溶剤に溶解した合成ゴムからなる接着剤（コニシ株式会社製の速乾ボンドＧ１７）の代わりに表５に示した種々の接着剤を用いて試料を作製したこと以外、実施例１の試料１ｄの試験装置と同じ装置を組み立てた。そして、実施例１と同様に、対極と鋼板との間に、対極がアノードとなるようにして１０ｍＡの電流を通電して、金属−樹脂接合部の剥離試験を行った。接着剤種とその主成分、試料の金属部分の標準水素電極に対する電位および剥離に要した時間を表５に示す。
【００７３】
【表５】
2004042026.tif 000007
【００７４】
いずれの接着剤を用いた場合も、試験開始後４時間以内に、金属と接着剤との界面での剥離が確認された。
【００７５】
《実施例６》
次に、以下に示す種々の金属−樹脂接合部を有する物体について、剥離試験を行った。
（ｉ）試料Ａ
溶剤に溶解した合成ゴムからなる接着剤（コニシ株式会社製の速乾ボンドＧ１７）の代わりに、アクリル系両面テープ（住友スリーエム株式会社製の工業用テープＹ−４９５０）を用いたこと以外、実施例１と同様の試料Ａを作製した。
【００７６】
（ｉｉ）廃車となった自動車のドアから、縦５０ｍｍ、横３０ｍｍの長方形状に、エポキシ樹脂が塗装された亜鉛メッキ鋼板を切り出した。切り出した板の一部を金属やすりで削って、金属面を剥離させて、試料Ｂとした。
【００７７】
（ｉｉｉ）特開２００１−３１６８７２号公報に開示されている技術を用いて、縦５０ｍｍ、横３０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの真鍮の片面に、トリアジンチオール重合体を付与した。さらにこのトリアジンチオール重合体表面に、ポリフェニレンスルフィドを射出成形して、真鍮とポリフェニレンスルフィドとの複合試料Ｃを作製した。
【００７８】
（ｉｖ）紙フェノール（フェノール樹脂を含浸させたクラフト紙）からなり、片面に銅箔パターンが形成されたプリント基板を、縦５０ｍｍ、横３０ｍｍに切断し、試料Ｄとした。
【００７９】
試料Ａ〜Ｄを用いたこと以外、実施例１と同様に、対極と鋼板との間に、対極がアノードとなるようにして１０ｍＡの電流を通電して、金属−樹脂接合部の剥離試験を行った。このとき試料Ａ〜Ｄおよび対極ともに、ほぼ全体が水酸化ナトリウム水溶液に浸漬されていた。試料の構成材料、試料の金属部分の標準水素電極に対する電位および剥離に要した時間を表６に示す。
【００８０】
【表６】
2004042026.tif 000008
【００８１】
結果的には試料Ａ〜Ｄの全てにおいて、金属部分と樹脂部分との剥離が認められた。また、剥離は金属と樹脂との接合界面から起こっていた。試料Ｂは、樹脂部分が非常に薄いため、試料と対極との間に通電している間に金属部分から樹脂部分が脱離しながら剥離しているのが確認され、結果として樹脂部分は細かい破片となった。
以上の結果より、本発明によれば種々の金属−樹脂接合部を有する物体の金属−樹脂接合部を、容易に剥離・分別できることが示された。
【００８２】
【発明の効果】
本発明によれば、金属−樹脂接合部を有する物体において、前記接合部を、大量のエネルギーを必要とせず、安価で容易に剥離することが可能である。これにより、金属−樹脂接合部を有する物体を容易に材料毎に分別できるようになり、材料のリサイクルが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の剥離装置の一例の模式図である。
【図２】金属−樹脂接合部を有する物体の保持手段の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施例１における剥離装置の模式図である。
【図４】本発明の実施例３における試料の一つの平面図である。
【図５】図４のＩ−Ｉ線断面図である。
【図６】本発明の実施例３における剥離装置の一つの模式図である。
【図７】本発明の実施例４におけるワニスで被覆したワイヤーからなる試料の斜視図である。
【符号の説明】
１０１　収納部
１０２　アルカリ性の液
１０３　対極
１０４　電源
１０５　保持手段
１０６　接続手段
１０７　接続手段
２０１　金属ネット
３０１　ビーカー
３０２　水酸化ナトリウム水溶液
３０３　対極
３０４　直流電源
３０６　導線
３０７　導線
３０８　試料
３０９　被覆部分
３１０　参照電極
４０１　鋼板
４０２　耳部
５０３　アクリル板
５０４　銅片
６０５　クリップ
６０６　分銅
６０７　滑車
６０８　滑車
７０１　ワイヤー
７０２　ワニス
【図１】
2004042026.tif 000009
【図２】
2004042026.tif 000010
【図３】
2004042026.tif 000011
【図４】
2004042026.tif 000012
【図５】
2004042026.tif 000013
【図６】
2004042026.tif 000014
【図７】
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