專利名稱：：金屬材料的一種電鍍方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種金屬表面處理方法，尤其涉及金屬材料的一種電鍍方法，使用不含硫酸銅、氰化銅與焦磷酸銅的電鍍液，使金屬材上制成可達到鏡面效果及帶有各種金屬光澤的電鍍層，而且符合各種環(huán)保規(guī)范標準值。
背景技術：
：電鍍于制品的裝飾、防蝕、耐蝕與防銹等用途中，扮演著重要的角色，電鍍?nèi)芤褐饕煞譃榍杌锵导胺乔杌锵刀箢愋?。氰化物系溶液由于穩(wěn)定性佳，且發(fā)展歷史較長，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)界大多以這個物系的技術為主流。但是，這個方法卻有個最致命的缺點，就是電鍍液本身有劇毒。因此，工作場所必須達到安全合格的標準及具有設備完善的廢水處理程序，才能保障工作人員的健康及環(huán)境的潔凈不受污染。電鍍造成環(huán)境的危害都是基于電鍍液所造成，電鍍液中含有重金屬如鎳、銅與鉻等重金屬成分，而電鍍的前方法又有硫酸、鹽酸等腐蝕性的溶液，會造成水源以及土壤的污染。隨著環(huán)保觀念的日益高漲，該電鍍廢液的處理問題，已成為必須早日解決的問題。圖2為現(xiàn)有技術電鍍方法的流程圖，現(xiàn)有技術的電鍍方法大致可分成前段處理步驟、中段電鍍步驟與后段處理步驟。其中前段處理步驟是將金屬表面進行潔凈處理，以便進行下一階段的中段電鍍處理。通常金屬材均需對其進行表面潔凈處理，由于金屬材的表面在制造中均會有油脂、雜質(zhì)、毛邊等附著物，所以在前處理步驟中，均需進行各項表面處理，其包含至少一個脫脂、水洗與酸堿電解處理。而中段電鍍步驟，是對金屬材做進一步的金屬鍍層表面處理，其包含銅電鍍處理、鎳電鍍處理與鉻、K金或青銅等電鍍處理。傳統(tǒng)電鍍方法中，銅電鍍處理是將金屬材浸于含有銅離子的傳統(tǒng)電鍍液中，通直流電將一銅層電鍍于該金屬材上。而該傳統(tǒng)電鍍液的銅離子是由銅鹽類所提供，該銅鹽類選自硫酸銅、氰化銅、焦磷酸銅或以上銅鹽的組合。在傳統(tǒng)電鍍方法中，該銅電鍍層的表面需再進行鎳電鍍處理，即先加鍍一鎳電鍍層后，才能鍍上鉻、K金、青銅等金屬來顯現(xiàn)不同顏色的金屬光澤，不但費時、增加制作成本亦會造成嚴重的重金屬污染。傳統(tǒng)電鍍方法的后段處理步驟為鍍層步驟后，為避免上述的金屬鍍層受到氧化，還需在該金屬鍍層上噴涂一層透明漆，以達到抗氧化的目的，然一般噴涂方式仍有涂布達不到的部位，因此降低該部位的耐蝕力而無法達到抗氧化的目的。全球環(huán)境保護法令或規(guī)范的發(fā)展是伴隨著人類生活及工業(yè)污染物處理的要求而來，由早期針對水處理開始發(fā)展，配合污染問題的衍生和加劇，環(huán)境保護的要求則逐漸延伸至空氣污染物防制、廢棄物處置、噪音防治以及資源回收等。目前電鍍工業(yè)有鑒于其特殊的污染問題，遂逐步將環(huán)保原則納入供貨商管理機制中，其目的在讓本身的產(chǎn)品更具有環(huán)保概念，提升市場的競爭力。在作法上，有些企業(yè)提出完整的以環(huán)境為訴求的采購方案、績效準則或評估過程，讓所有或大部分的供貨商遵循。而另一些企業(yè)則針對供貨商使用的原料、包裝或污染排放等特定項目要求供貨商符合其所訂定的環(huán)境需求。目前大家所謂的綠色供應鏈，則大都指進入21世紀后，歐盟所倡議綠色產(chǎn)品要求所造成的供應鏈效應，帶領全世界制造業(yè)進入一個對環(huán)境更友善的新紀元。最受人注意的如廢棄電機電子物品規(guī)范(WastefromElectricalandElectronicEquipment,WEEE)及禁用有害物質(zhì)規(guī)范(TheRestrictionofHazardousSubstancesinElectricalandElectronicEquipment,RoHS)等。RoHS規(guī)范，從2006年7月1日起，必須全面禁止廠商在其產(chǎn)品或零組件當中使用含有鉛(Pb)、汞(Hg)、鎘(Cd)、六價鉻(Cr+6)、多溴聯(lián)苯(PBBs)及溴二苯醚(PBDEs)六種有害物質(zhì)。RoHS規(guī)范具備指標性作用，這樣的要求其實已演變成全球性環(huán)保要求，也成為電鍍產(chǎn)業(yè)的基本技術門坎，進行合乎環(huán)境要求的回收與處理。因此，本發(fā)明人有鑒于傳統(tǒng)電鍍方法仍有缺失，而致力改良，以其減輕或消除現(xiàn)有方法的缺點。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的，是提供金屬材料的一種電鍍方法，其中該方法是用含氯化銨和氯化鋅的環(huán)保電鍍液在金屬材料上電鍍一層鋅層后，再電沉積一層混有顏色染料的透明樹脂層，以達到顯示各種金屬顏色的效果。該方法使用不含硫酸銅、氰化銅與焦磷酸銅的環(huán)保電鍍液，不但成本低廉，也可減少傳統(tǒng)方法的腐蝕性溶液的污染，并符合RoHS法規(guī)規(guī)范，對環(huán)境保護及人體無害的方法。本發(fā)明的另一目的，是提供金屬材料的一種電鍍方法，其使用電沉積漆(ELECTRODEPOSITIONPAINTS，簡稱ED)在金屬上形成樹脂層，其外觀、光澤、耐久性佳，且不含重金屬，此外該樹脂層表面光澤平滑，可借由加入適當?shù)念伾玖希谠摻饘俨纳媳憩F(xiàn)出所需的金屬光澤與鏡面效果，供取代傳統(tǒng)方法中的K金、鉻及青銅等金屬電鍍層，減少重金屬污染。為進一步了解本發(fā)明，以下舉較佳的實施例，配合附圖，將本發(fā)明的具體構成內(nèi)容及其所達到的功效詳細說明如后。圖1為本發(fā)明的金屬電鍍方法的流程圖圖2為傳統(tǒng)電鍍方法的流程圖附圖標號說明11前段處理步驟；12中段處理步驟；121表面處理；13后段處理步驟；131電沉積漆涂覆。具體實施例方式參閱圖l，為本發(fā)明金屬材料電鍍方法的流程圖，其步驟包括前段處理步驟，中段處理步驟與后段處理步驟。其中該前段處理步驟，是對要電鍍的金屬材進行至少一次脫脂、水洗、酸電解與堿電解處理步驟。在本發(fā)明的較佳實施例中，該前段處理步驟是脫脂處理，接著第一水洗處理，酸電解處理，第二水洗處理，堿電解處理與第三水洗處理。該中段處理步驟包括表面處理121，是將該金屬材浸于含氯化銨和氯化鋅而不含硫酸銅、氰化銅與焦磷酸銅的環(huán)保電鍍液中，于所述金屬材料上電鍍鋅層。再進行至少一次水洗、還原與抗氧化處理。后段處理步驟包括電沉積漆涂覆處理，是在上述鋅層上以電沉積漆(ED)涂覆一層樹脂層。在本實施例中，該電沉積漆(ED)為陽離子電沉積漆(CATHODICELECTRODEPOSITIONPAINTS，簡稱CED)，該陽離子電沉積漆(CED)可為陽離子型環(huán)氧樹脂電沉積漆、或陽離子型改質(zhì)丙烯酸樹脂電沉積漆，這些均可從市場購買。該后段電沉積漆涂覆處理又包括下列步驟將已鍍鋅層的金屬材料連接至電源的負極；將該金屬材料及一陽極放入含有陽離子電沉積漆(CED)的水溶液中，其中該水溶液還包含中和劑，所述中和劑是有機酸或無機酸；并將該含有陽離子電沉積漆(CED)的水溶液通直流電而使一層透明樹脂層附著凝固于金屬的鋅層上。其中的電沉積漆中可加入適當顏色的染料。在電沉積漆涂覆處理之后，再進行至少一次水洗與烘烤步驟。在本實施例中，是進行一次水洗回收處理，一次水洗處理以及一次烘烤處理。傳統(tǒng)電鍍方法中，是在金屬材上鍍上一銅層與一鎳層后，再鍍上其它有色金屬使其表現(xiàn)出不同的金屬光澤，如鍍上一K金層表現(xiàn)金色光澤，鍍上一青銅層表現(xiàn)青灰色光澤，或鍍上一鉻層來表現(xiàn)銀白色光澤。本發(fā)明的金屬材電鍍方法，則是在金屬材上先鍍一鋅層后，再使用一電沉積漆(ELECTRODEPOSITIONPAINTS，簡稱ED)在該鋅層上電沉積涂覆一層樹脂層，其外觀、光澤、耐久性佳，且不含重金屬，此外該樹脂層表面光澤平滑，可以達到鏡面效果，并可加入適當顏色。而可避免傳統(tǒng)方法中的鎳、絡及青銅等金屬電鍍，減少重金屬污染。RoHS規(guī)范的管制物質(zhì)限值如下表所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>本方法的成品，亦即金屬材在經(jīng)過本發(fā)明金屬電鍍方法的處理后，經(jīng)送往SGS機構檢測，其結果于測試項目六價鉻(Cr+6)、鎘(Cd)、鉛(Pb)以及汞(Hg)皆顯示為N.D.(未檢出)，顯示本發(fā)明的電鍍方法符合歐盟所規(guī)范的RoHS規(guī)范。所述檢測結果如下表所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>依上述所揭示的說明與附圖，本發(fā)明確可達到發(fā)明的預期目的，提供一種金屬材電鍍方法，其包含前段處理步驟，對要電鍍的金屬材作至少一次脫脂、水洗、酸電解與堿電解處理，中段處理步驟，包括將該金屬材浸于不含硫酸銅、氰化銅與焦磷酸銅的環(huán)保電鍍液，并于所述金屬材上進行鋅層電鍍，再進行至少一次水洗、還原與抗氧化處理，后段步驟，包括電沉積漆涂覆處理，在上述鋅層上再電沉積涂覆混合有顏色染料的樹脂層，再進行至少一次水洗與烘烤處理。借此，可在金屬材上制作具有鏡面效果與各種金屬光澤的環(huán)保電鍍層，并符合歐盟的RoHS與各國的標準要求。以上所述乃是本發(fā)明的具體實施例及所運用的技術手段說明，根據(jù)本文的揭露或教導仍可容易地作部份變化與修飾，若其所產(chǎn)生的作用仍未超出說明書、附圖或權利要求書所涵蓋的實質(zhì)精神時，均應視為屬于本發(fā)明的技術范疇。權利要求1.金屬的一種電鍍方法，其特征在于，其步驟包括(1)前段處理步驟，對于要電鍍的金屬材料分別進行至少一次脫脂、水洗、酸電解與堿電解處理；(2)中段處理步驟，先進行表面處理，將該金屬材浸于含氯化銨和氯化鋅，而不含硫酸銅、氰化銅、焦磷酸銅、鎳與鉻的環(huán)保電鍍液中，于所述金屬上電鍍鋅層，再進行至少一次水洗、還原與抗氧化處理；(3)后段處理步驟，先進行電沉積漆涂覆處理，即在上述鋅層上再涂覆一層樹脂層，再進行至少一次水洗與烘烤處理。2.如權利要求1所述的金屬的電鍍方法，其特征在于，該電沉積漆涂覆處理，是涂覆混合有顏色染料的樹脂層于該鋅層上。3.如權利要求1所述的金屬的電鍍方法，其特征在于，該電沉積漆涂覆處理至少包括下列步驟(1)將該鍍鋅的金屬材料連接至電源的負極；(2)將該鍍鋅的金屬材料及陽極放入含有陽離子電沉積漆(CED)的水溶液中，其中該水溶液還包含中和劑；以及(3)將該含有陽離子電沉積漆(CED)的水溶液通直流電而使一層透明樹脂層附著凝固于上述金屬的鋅層上。4.如權利要求3所述的金屬的電鍍方法，其特征在于，步驟(2)的含有陽離子電沉積漆(CED)的水溶液中還包含一種顏色染料。5.如權利要求3所述的金屬的電鍍方法，其特征在于，該陽離子電沉積漆(CED)為陽離子型環(huán)氧樹脂電沉積漆、或陽離子型改質(zhì)丙烯酸樹脂電沉積漆。6.如權利要求3所述的金屬的電鍍方法，其特征在于，該中和劑是有機酸或無機酸。全文摘要本發(fā)明是有關金屬的一種電鍍方法，其包含前段步驟對要電鍍的金屬材料進行至少一次脫脂、水洗、酸電解與堿電解等處理，中段表面處理步驟將該金屬材料浸于含氯化銨和氯化鋅，而不含硫酸銅、氰化銅、焦磷酸銅、鎳與鉻的環(huán)保電鍍液中，于所述金屬材上進行鋅層電鍍，并進行至少一次水洗、還原與抗氧化處理，后段電沉積漆涂覆步驟在上述鋅層上再涂覆一層混合有顏色染料的電沉積樹脂層，進行至少一次水洗與烘烤處理，借此，可在金屬上制作具有鏡面效果與各種金屬光澤的環(huán)保電鍍層并符合歐盟的RoHS與各國的標準要求。文檔編號C25D5/00GK101191246SQ20061014480公開日2008年6月4日申請日期2006年11月21日優(yōu)先權日2006年11月21日發(fā)明者張銘泳,魏明祺申請人:禾晉企業(yè)有限公司