JP3216896U - セラミックプラスチック複合体 - Google Patents

セラミックプラスチック複合体 Download PDF

Info

Publication number
JP3216896U
JP3216896U JP2018001442U JP2018001442U JP3216896U JP 3216896 U JP3216896 U JP 3216896U JP 2018001442 U JP2018001442 U JP 2018001442U JP 2018001442 U JP2018001442 U JP 2018001442U JP 3216896 U JP3216896 U JP 3216896U
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ceramic
ceramic substrate
plastic
plastic composite
nanopores
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018001442U
Other languages
English (en)
Inventor
文桐 張
文桐 張
忠義 蘇
忠義 蘇
Original Assignee
谷▲しゅう▼精密工業股▲ふん▼有限公司
東莞呈達五金製品有限公司
東莞辰▲しゅう▼塑膠有限公司
新▲しゅう▼塑膠(東莞)有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 谷▲しゅう▼精密工業股▲ふん▼有限公司, 東莞呈達五金製品有限公司, 東莞辰▲しゅう▼塑膠有限公司, 新▲しゅう▼塑膠(東莞)有限公司 filed Critical 谷▲しゅう▼精密工業股▲ふん▼有限公司
Application granted granted Critical
Publication of JP3216896U publication Critical patent/JP3216896U/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

【課題】セラミック基体とプラスチック層の間により高い結合強度と気密性を有することにより、セラミックプラスチック複合体の信頼性と使用性能を高めることができるセラミックプラスチック複合体を提供する。【解決手段】セラミックプラスチック複合体100は、セラミック基体10表面に平均孔径150〜450nmのナノ細孔が形成され、その後セラミック基体10表面に射出成形されたプラスチック層20がナノ細孔内により深く充填されるので、より高い付着力が生じる。【選択図】図1

Description

本考案はセラミックとプラスチックの複合材料に関し、特に、ナノ細孔構造により結合強度が高められる、セラミックプラスチック複合体に関する。
パソコン・通信端末・家電等の電子機器が日増しに普及するにつれ、消費者の美的センスは絶えず向上し、製品の性能だけでなく、薄さや軽さ、質の良さや美しさも同時に兼ね備えることが求められている。セラミック製の外観構成部材は自然な美しさや温かい感触を有し、かつ、従来の金属とプラスチックの外観構成部材よりも耐用性や気密性に優れ、アンテナがシールドされるのを防止できるので、益々人気を集めており、パソコン・通信端末・家電等の電子機器製作に広く用いられるようになってきた。
しかし、セラミック自体が持つ硬くて脆いという特殊な性質は、一部の構造へ応用するには不向きであり、セラミックとプラスチックをいかにうまく結合するかは既存技術が直面する難題である。一般的に、セラミックの外観構成部材の内表面は接着方式によってプラスチック部材を固定するが、プラスチックとセラミックの間は剥がれやすく、後続の加工が難しい等の欠点がある。また嵌込部と凹部のような様々な咬合構造を製作して、セラミックとプラスチックを強固に結合させて一体化することもできるが、このような方式は製作コストも大幅に増加する。
そこで本願考案者は、製作方法が非常に簡易で複合構造の結合強度と気密性を大幅に高めることができるだけでなく、先行技術における構造及び製造工程とは異なり、さらに先行技術の様々な欠点を効果的に克服できる、セラミックプラスチック複合体を研究開発した。その具体的構造及び実施方法の詳細は後述する。
本考案の主な目的は、セラミック基体表面にマイクロエッチングを施して150〜450nmのナノ細孔を形成し、射出成形したプラスチック層が各ナノ細孔に深く入り込むことでより高い付着力が生じ、セラミック基体とプラスチック層両者間の結合強度と気密性が高められ、製品の品質と性能をより安定させることができる、セラミックプラスチック複合体を提供することにある。
本考案のもう1つの目的は、製作工程が簡易で、低コストであり、製品の軽量化や薄型化を容易に達成できる、セラミックプラスチック複合体を提供することにある。
上述の目的を達成するために、本考案が開示するセラミックプラスチック複合体は、セラミック基体及びセラミック基体表面に射出成形によって一体に結合して形成されたプラスチック層を含み、セラミック基体表面には複数のナノ細孔が分布し、これらのナノ細孔の平均孔径は150〜450nmであり、プラスチック層は各ナノ細孔内に嵌入し、かつプラスチック層とセラミック基体の結合強度は300kg/cmに達する。
好ましくは、セラミック基体の材質は窒化ケイ素(Si)、炭化タングステン(WC)、酸化ジルコニウム(ZrO)又は酸化アルミニウム(Al)等の各種セラミックである。
好ましくは、ナノ細孔の平均孔径は200〜400nmである。
好ましくは、プラスチック層の材質はポリアミド(PA)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)又はポリアリールエーテルケトン(PAEK)である。
従来技術と比べると、本考案が提供するセラミックプラスチック複合体の製造は化学洗浄、マイクロエッチング、ポアワイドニング、表面改質等のステップにより、ナノ細孔の平均孔径を150〜450nm程度にすることができるので、射出成形したプラスチック層が各ナノ細孔内に完全に充填されることにより、より高い付着力が生じ、セラミック基体とプラスチック層の結合強度が大幅に高められると同時に、セラミック基体とプラスチック層の境界面間の気密性も確保される。
本考案の実施例で提供されるセラミックプラスチック複合体の断面図である。 本考案の実施例で提供されるセラミック基体表面のナノ細孔を走査型電子顕微鏡で見た概略図である。 本考案の実施例で提供されるセラミック基体表面のナノ細孔を走査型電子顕微鏡で見た概略図である。 本考案の実施例で提供されるセラミックプラスチック複合体の製造方法のフローチャートである。 本考案の実施例で提供される、セラミック基体表面に射出されたプラスチックを示す概略図である。
本考案の目的、技術的内容、特徴及び達成される効果のさらなる理解のため、具体的な実施例と添付の図面を併せて、以下に詳しく説明する。
本考案の実施例で提供されるセラミックプラスチック複合体の断面図である図1を参照する。このセラミックプラスチック複合体100はセラミック基体10と、セラミック基体10表面に結合するプラスチック層20を含む。本実施例で使用するセラミック基体10の材質は、例えば窒化ケイ素(Si)、炭化タングステン(WC)、酸化ジルコニウム(ZrO)又は酸化アルミニウム(Al)等の各種セラミックであり、プラスチック層20の材質はポリアミド(PA)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)又はポリアリールエーテルケトン(PAEK)等のプラスチックである。
次に、本考案の実施例で提供されるセラミック基体10表面のナノ細孔30を走査型電子顕微鏡で見た概略図である図2Aと図2Bを参照する。本実施例のセラミック基体10表面には複数のナノ細孔30が分布しているのが見られる。これらのナノ細孔30の孔径は約200〜400nmなので、後続の射出成形されたプラスチック層はこれらのナノ細孔30の細孔中に十分に充填される。本考案では、これらのナノ細孔30の平均孔径は150〜450nmであるが、好ましくは200〜400nmであり、これによりプラスチック層20のナノ細孔30内における吸着力が高められ、プラスチック層20とセラミック基体10の間の結合強度及び気密性が増す。実際の結合強度試験では、セラミックプラスチック複合体100の結合強度が300kg/cmにまで達することができた。
続いて、本考案の実施例で提供されるセラミックプラスチック複合体の製造方法のフローチャートである図3を参照する。当該製造工程は次のステップを含む。
まずステップS10では、セラミック粉末をスラリー化してシート状に流延してから、静水圧プレス成形を施した後セラミックを焼結するとともに、機械加工により形状化し、さらに研磨によりセラミック基体となる。
ステップS20では、セラミック基体を化学洗浄し、まず溶剤を用いて脱ろうしてから脱脂を行い、表面の不純物と油脂を除去する。
ステップS21では、セラミック基体の表面汚れをさらに除去し、好ましくはセラミック基体表面を1回又は数回洗浄する。
ステップS30では、セラミック基体表面に活性化処理を施し、触媒性を有するセラミック基体表面を形成し、後続の化学反応を行う際に有利になるようにする。活性剤の成分は8〜10重量%の界面活性剤、5〜8重量%の有機塩基、2〜5重量%の錯化剤、2〜5重量%の添加剤、及び残部水を含む。活性化処理の温度は45〜55℃であり、活性化処理の時間は5〜8分である。
ステップS31でも同様に、活性化後のセラミック基体表面を1回又は数回さらに洗浄してもよい。
ステップS40では、マイクロエッチング処理剤を用い、セラミック基体表面にマイクロエッチング処理を施し、活性化処理を施したセラミック基体表面に複数のメソ細孔を生じさせ、これらのメソ細孔の平均孔径は約20〜40nmである。マイクロエッチング処理剤は50重量%の酸性塩、1〜5重量%の腐食防止剤、1〜3重量%の界面活性剤、1〜3重量%の添加剤、及び残部水を含む。マイクロエッチング処理の温度は65〜85℃であり、マイクロエッチング処理の時間は30分である。
ステップS41では、メソ細孔を有するセラミック基体表面を1回又は数回さらに洗浄してもよい。
ステップS50では、ポアワイドニング処理剤を用い、セラミック基体表面にポアワイドニング処理を施し、セラミック基体表面のメソ細孔がさらに拡大されナノ細孔となり、これらのナノ細孔の平均孔径は150〜450nmであり、好ましくは200〜400nmである。本実施例では、ポアワイドニング処理剤は5〜10重量%の浸透剤、35重量%の有機酸塩、1〜3重量%の界面活性剤、1〜3重量%の添加剤、及び残部水を含む。ポアワイドニング処理の温度は65〜85℃であり、ポアワイドニング処理の時間は35分である。
ステップS51でも同様に、ナノ細孔が形成されたセラミック基体表面を1回又は数回さらに洗浄してもよい。
ステップS60では、表面改質剤を用い、セラミック基体表面に表面改質を行い、ナノ細孔を有するセラミック基体表面の微小な状態を変化させる。表面改質剤は1〜10重量%の有機酸、1〜5重量%の腐食防止剤、1〜3重量%の界面活性剤、1〜3重量%の添加剤、及び残部水を含む。表面改質の温度は55〜65℃であり、表面改質の時間は3〜5分である。
ステップS61では、表面改質を行ったセラミック基体表面を1回又は数回さらに洗浄してもよい。
その後ステップS70では、表面改質を行ったセラミック基体を乾燥させる。
最後にステップS80では、図4で示すように、乾燥が終わったセラミック基体10を射出成形鋳型50内に入れた後、セラミック基体10のナノ細孔を有する表面にプラスチックを射出し、プラスチックが各ナノ細孔に充填され、プラスチックが成形されてプラスチック層20が形成される。このプラスチック層20がナノ細孔を介してセラミック基体10表面と緊密に結合して一体化することにより、本考案のセラミックプラスチック複合体が得られる。
本実施例のステップS80のプラスチックの射出成形において、その成形鋳型の温度は140℃であり、シリンダー温度は第一段階では約290℃、第二段階では約295℃、第三段階では約300℃、第四段階では約305℃であり、射出圧力は約1750kgf/cmである。
本考案で製造されるセラミックプラスチック複合体は、引張強度試験によりその結合強度が300kg/cmに達することがわかった。この引張強度試験は電子式万能材料試験機により行い、その試験速度は10.00mm/minであり、試験基準は120kgf/0.5cmであり、その試験片にはセラミックプラスチック複合体を用い、そのセラミック基体の材質は酸化ジルコニウム(ZrO)であり、プラスチックの種類はポリブチレンテレフタレート(PBT)であり、両者の結合面積は0.5cmであり、試験片のサイズは45mm×18mm×1.5mmである。
総じて、本考案に基づいて製造されるセラミックプラスチック複合体のセラミック基体とプラスチックの結合効果はかなり安定したものであり、結合強度も高い。したがって既存技術と比較すると、本考案が提供するセラミックプラスチック複合体は、化学洗浄、マイクロエッチング、ポアワイドニング、表面改質等のステップにより、ナノ細孔の平均孔径を150〜450nm程度にすることができるので、射出成形されたプラスチック層が各ナノ細孔内を完全に覆うことにより、より高い付着力が生じ、セラミック基体とプラスチック層の結合強度が効果的に高められ、セラミック基体とプラスチック層の境界面間の気密性も確保でき、結果的に製品の品質と性能をより安定させることができる。また、本考案の製作手順は簡易で、低コストであり、製品の軽量化や薄型化を容易に達成できるので、精細化した電子製品の市場ニーズに応え、業界における製品の競争力を高めることができる。
上述の実施例は本考案の技術思想及び特徴を説明するためのものに過ぎず、その目的は、この技術分野を熟知する者が本考案の内容を理解し実施できるようにすることにあり、本考案の実用新案登録請求の範囲を限定するものではない。したがって、本考案で開示された精神に基づいてなされた変更や潤色はすべて、本考案の実用新案登録請求の範囲内に含まれる。
100 セラミックプラスチック複合体
10 セラミック基体
20 プラスチック層
30 ナノ細孔
50 射出成形鋳型

Claims (4)

  1. セラミック基体及び前記セラミック基体表面に射出成形によって一体に結合して形成されたプラスチック層を含むセラミックプラスチック複合体であって、
    前記セラミック基体表面には複数のナノ細孔が分布し、前記複数のナノ細孔の平均孔径は150〜450nmであり、前記プラスチック層は前記複数のナノ細孔内に嵌入し、かつ前記プラスチック層と前記セラミック基体の結合強度は300kg/cmに達することを特徴とする、セラミックプラスチック複合体。
  2. 前記複数のナノ細孔の平均孔径は200〜400nmである、請求項1に記載のセラミックプラスチック複合体。
  3. 前記セラミック基体の材質は窒化ケイ素(Si)、炭化タングステン(WC)、酸化ジルコニウム(ZrO)又は酸化アルミニウム(Al)である、請求項1に記載のセラミックプラスチック複合体。
  4. 前記プラスチック層の材質はポリアミド(PA)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)又はポリアリールエーテルケトン(PAEK)である、請求項1に記載のセラミックプラスチック複合体。
JP2018001442U 2017-09-01 2018-04-19 セラミックプラスチック複合体 Active JP3216896U (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW106213053 2017-09-01
TW106213053U TWM552428U (zh) 2017-09-01 2017-09-01 陶瓷塑料複合體

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP3216896U true JP3216896U (ja) 2018-06-28

Family

ID=61228655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018001442U Active JP3216896U (ja) 2017-09-01 2018-04-19 セラミックプラスチック複合体

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP3216896U (ja)
TW (1) TWM552428U (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114425835A (zh) * 2020-10-29 2022-05-03 比亚迪股份有限公司 一种陶瓷基体、陶瓷塑胶复合体及其制备方法
CN115215683A (zh) * 2022-08-05 2022-10-21 湖南柯盛新材料有限公司 具有表面链状结构的氧化锆陶瓷基体及其制备方法和用途

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114425835A (zh) * 2020-10-29 2022-05-03 比亚迪股份有限公司 一种陶瓷基体、陶瓷塑胶复合体及其制备方法
CN114425835B (zh) * 2020-10-29 2023-08-08 比亚迪股份有限公司 一种陶瓷基体、陶瓷塑胶复合体及其制备方法
CN115215683A (zh) * 2022-08-05 2022-10-21 湖南柯盛新材料有限公司 具有表面链状结构的氧化锆陶瓷基体及其制备方法和用途
CN115215683B (zh) * 2022-08-05 2023-05-12 湖南柯盛新材料有限公司 具有表面链状结构的氧化锆陶瓷基体及其制备方法和用途

Also Published As

Publication number Publication date
TWM552428U (zh) 2017-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6547033B2 (ja) セラミックプラスチック複合体及びその製造方法
TWI644605B (zh) 具有陶瓷面板的金屬殼體及其製備方法和應用
US9987780B2 (en) Plastic-metal composite material and manufacturing method thereof
CN109531913B (zh) 陶瓷塑料复合体及其制造方法
JP3216896U (ja) セラミックプラスチック複合体
US9889625B2 (en) Composite of metal and resin
US20170291393A1 (en) Composite article and method for making the same
TW201736102A (zh) 無機非金屬與塑膠的複合體及其製備方法
JP2006319109A (ja) 半導体装置用リードフレームおよびそれを用いた半導体装置用パッケージとその製造方法
TWI607873B (zh) 樹脂與異質材料的複合體的製造方法
KR20170116075A (ko) 다이-캐스트 알루미늄 합금 피스, 및 그 공정 방법 및 모바일 단말
TW201425019A (zh) 陶瓷與塑膠的複合體及其製備方法
JP2007015337A (ja) 筐体、電子機器および複合成形方法
KR101568991B1 (ko) 알루미늄-수지 금속 복합체 및 이의 제조방법
CN106458766B (zh) 二氧化锆陶瓷外观件及其制造方法
CN110653993A (zh) 壳体及其制备方法
TW201427834A (zh) 陶瓷與塑膠的複合體及應用該複合體的電子裝置
WO2014111010A1 (zh) 导电通孔的封孔方法及封孔产品
JP2012196848A (ja) 成形型の製造方法
JP2005079511A5 (ja)
JP5067751B2 (ja) セラミック接合体及びその製造方法
TWI614142B (zh) 不鏽鋼塑料複合體的製造方法
KR101522440B1 (ko) 세라믹 소재 접합방법
JP2011231356A (ja) 金属基材の絶縁被膜方法、絶縁被膜金属基材、および、これを用いた半導体製造装置
TW201707819A (zh) 樹脂鑽石線鋸之製造方法及樹脂鑽石線鋸

Legal Events

Date Code Title Description
R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3216896

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R323117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250