KR101634290B1 - 알루미늄 수지 복합체 제조방법 - Google Patents
알루미늄 수지 복합체 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101634290B1 KR101634290B1 KR1020150127478A KR20150127478A KR101634290B1 KR 101634290 B1 KR101634290 B1 KR 101634290B1 KR 1020150127478 A KR1020150127478 A KR 1020150127478A KR 20150127478 A KR20150127478 A KR 20150127478A KR 101634290 B1 KR101634290 B1 KR 101634290B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- aluminum alloy
- aluminum
- present
- resin composite
- injection
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/20—Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
- B32B37/14—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
- B32B37/24—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with at least one layer not being coherent before laminating, e.g. made up from granular material sprinkled onto a substrate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
- B32B38/0032—Ancillary operations in connection with laminating processes increasing porosity
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2309/00—Parameters for the laminating or treatment process; Apparatus details
- B32B2309/02—Temperature
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2309/00—Parameters for the laminating or treatment process; Apparatus details
- B32B2309/04—Time
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
본 발명은 알루미늄 수지 복합체 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 알루미늄 합금계 형상물 표면에 초미세 구멍을 형성하여 금속표면과 사출간의 접합력을 높이는 알루미늄 수지 복합체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 알루미늄 수지 복합체는 염산, 질산계 수용액으로부터 선택되는 1종 이상의 수용액으로 알루미늄 합금 표면에 기공을 형성하는 전처리 공정 및 상기 전처리 공정을 수행한 알루미늄 합금을 탄산 화합물 수용액에 침지하여 에칭하는 본처리 공정을 거쳐 수평균 내경 0.5 내지 30㎛의 홈부가 분포된 알루미늄 합금부와, 상기 알루미늄 합금 부품의 표면에 열가소성 수지 조성물을 사출성형한 사출부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 알루미늄 수지 복합체 제조방법은 알루미늄 합금을 염산, 질산계 수용액으로부터 선택되는 1종 이상의 수용액으로 기공을 형성하는 공정을 2회 반복 실시하는 전처리 공정; 상기 전처리 공정을 수행한 알루미늄 합금을 탄산 화합물 수용액에 침지하여 에칭하는 본처리 공정; 상기 본처리 공정을 수행한 알루미늄 합금을 사출 성형 금형에 삽입한 후 열가소성 수지 조성물을 사출하여 알루미늄 합금의 표면에 결합하도록 하는 사출접합 공정;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 알루미늄 수지 복합체는 염산, 질산계 수용액으로부터 선택되는 1종 이상의 수용액으로 알루미늄 합금 표면에 기공을 형성하는 전처리 공정 및 상기 전처리 공정을 수행한 알루미늄 합금을 탄산 화합물 수용액에 침지하여 에칭하는 본처리 공정을 거쳐 수평균 내경 0.5 내지 30㎛의 홈부가 분포된 알루미늄 합금부와, 상기 알루미늄 합금 부품의 표면에 열가소성 수지 조성물을 사출성형한 사출부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 알루미늄 수지 복합체 제조방법은 알루미늄 합금을 염산, 질산계 수용액으로부터 선택되는 1종 이상의 수용액으로 기공을 형성하는 공정을 2회 반복 실시하는 전처리 공정; 상기 전처리 공정을 수행한 알루미늄 합금을 탄산 화합물 수용액에 침지하여 에칭하는 본처리 공정; 상기 본처리 공정을 수행한 알루미늄 합금을 사출 성형 금형에 삽입한 후 열가소성 수지 조성물을 사출하여 알루미늄 합금의 표면에 결합하도록 하는 사출접합 공정;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 알루미늄 수지 복합체 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 알루미늄 합금계 형상물 표면에 초미세 구멍을 형성하여 금속표면과 사출간의 접합력을 높이는 알루미늄 수지 복합체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
금속과 수지를 일체화하는 기술은, 자동차, 가정전화(家庭電化)제품, 산업기기등의 부품제조등의 넓은 분야에서 요구되고 있고, 이를 위해 많은 접착제가 개발되어 있다. 이 중에는 아주 뛰어난 접착체가 있다. 상온, 또는 가열에 의해 기능을 발휘하는 접착제는, 금속과 합성수지를 일체화하는 접합에 사용되고, 이 접합방법은 현재로서는 일반적인 기술이다.
나노 몰딩 기술(NMT)은 금속과 수지를 일체로 접합시키기 위한 기술이며, 이는, 금속-수지가 일체로 몰딩된 제품을 획득하기 위하여, 금속 시트의 표면을 나노 성형 처리함으로써, 수지가 금속 시트의 표면에 직접 사출 성형 처리될 수 있는 기술이다.
나노몰딩 기술은 접착제를 이용한 본딩 기술과 비교하여 나노몰딩 기술은 제품의 전체 무게를 감소시킬 수있고, 기계적 구조의 우수한 강도, 높은 처리 속도, 높은 출력, 및 많은 외형 장식 방법을 보장할 수 있으며, 결과적으로 차량, IT 장치, 및 3C 제품에 적용할 수 있다
그러나, 종래의 기술에는 알루미늄 합금과 수지 사이의 약한 결합력의 기술적 문제를 해결하기 위한 충분한 복합체 제조방법이 제시되지 않아, 복합체의 기계적 강도가 낮아져 각종 제품에 적용하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 알루미늄 표면상에 탄산화합물을 이용하여 침식성 구멍(Dimple)을 형성시킴으로써 열가소성 수지 조성물과 알루미늄 합금 성형물의 접합력을 높인 알루미늄 수지 복합체 및 이의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
발명이 해결하고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 알루미늄 수지 복합체는 염산, 질산계 수용액으로부터 선택되는 1종 이상의 수용액으로 알루미늄 합금 표면에 기공을 형성하는 전처리 공정 및 상기 전처리 공정을 수행한 알루미늄 합금을 탄산 화합물 수용액에 침지하여 에칭하는 본처리 공정을 거쳐 수평균 내경 0.5 내지 30㎛의 홈부가 분포된 알루미늄 합금부와, 상기 알루미늄 합금 부품의 표면에 열가소성 수지 조성물을 사출성형한 사출부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 알루미늄 수지 복합체 제조방법은 알루미늄 합금을 염산, 질산계 수용액으로부터 선택되는 1종 이상의 수용액으로 기공을 형성하는 공정을 2회 반복 실시하는 전처리 공정; 상기 전처리 공정을 수행한 알루미늄 합금을 탄산 화합물 수용액에 침지하여 에칭하는 본처리 공정; 상기 본처리 공정을 수행한 알루미늄 합금을 사출 성형 금형에 삽입한 후 열가소성 수지 조성물을 사출하여 알루미늄 합금의 표면에 결합하도록 하는 사출접합 공정;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 알루미늄 수지 복합체 제조방법은 본처리 공정의 작업시간이 8 내지 15분인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 알루미늄 수지 복합체 제조방법은 본처리 공정의 작업 온도가 40 내지 50℃인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 알루미늄 수지 복합체 제조방법은 본처리 공정의 탄산화합물 수용액이 3 내지 20w/w%수용액인 것을 특징으로 한다.
상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명의 알루미늄 수지 복합체 및 이의 제조방법은 열가소성 수지 조성물과 알루미늄 합금 형상물의 접합력을 향상하여 복합체 구조의 기계적 강도를 높이며, 각종 산업기기 및 산업부품 제조 시에 기계적 강도가 향상된 수지 복합체 조성물을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 전처리 과정에서 산화물을 제거한 후 본처리로 사출부착 표면을 형성하여 알루미늄 자체의 표면 기공을 형성함으로써 일반적으로 사용되는 양극산화 등의 산화처리를 통한 피막형성 과정이 없이 간단한 공정과 저렴한 비용으로 수지 복합체 조성물을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 알루미늄 수지 복합체 제조방법의 흐름을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 알루미늄 수지 복합체 제조시 본처리를 진행한 알루미늄 합금부의 표면 변화를 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 알루미늄 수지 복합체 제조시 사출성형한 알루미늄 수지 복합체의 알루미늄 합금부와 사출부의 접합면을 확대한 사진이다.
도 4는 본 발명의 알루미늄 수지 합금 제조방법의 본처리 공정에 대한 시간별 접합력 그래프를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 알루미늄 수지 합금 제조방법의 본처리 공정에 대한 온도별 접합력 그래프를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 알루미늄 수지 합금 제조방법의 본처리 공정에 대한 온도, 시간별 접합력 그래프를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 알루미늄 수지 복합체 제조시 본처리를 진행한 알루미늄 합금부의 표면 변화를 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 알루미늄 수지 복합체 제조시 사출성형한 알루미늄 수지 복합체의 알루미늄 합금부와 사출부의 접합면을 확대한 사진이다.
도 4는 본 발명의 알루미늄 수지 합금 제조방법의 본처리 공정에 대한 시간별 접합력 그래프를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 알루미늄 수지 합금 제조방법의 본처리 공정에 대한 온도별 접합력 그래프를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 알루미늄 수지 합금 제조방법의 본처리 공정에 대한 온도, 시간별 접합력 그래프를 나타낸 도면이다.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하려는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 일실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 일실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
본 발명에 의한 알루미늄 수지 복합체는 수평균 내경 0.5 내지 30㎛의 홈부가 분포된 알루미늄 합금부와, 상기 알루미늄 합금 부품의 표면에 열가소성 수지 조성물을 사출성형한 사출부를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 알루미늄 합금부는 염산, 질산계 수용액으로부터 선택되는 1종 이상의 수용액으로 알루미늄 합금 표면에 기공을 형성하는 전처리 공정 및 상기 전처리 공정을 수행한 알루미늄 합금을 탄산 화합물 수용액에 침지하여 에칭하는 본처리 공정을 거쳐 제조된다.
상기 알루미늄 합금부의 알루미늄 합금은 고순도 알루미늄계 합금 또는 마그네슘, 규소, 동, 망간 그 외의 것이 함유된 다중의 목적에 맞춘 합금계가 사용되어질 수 있다.
상기 염산, 질산계 수용액은 염화나트륨, 염화암모늄, 염화수소산, 질산나트륨, 질산, 질산칼륨 중 적어도 어느 하나이상의 것이 사용되어질 수 있다.
상기 염산, 질산계 수용액을 이용하여 알루미늄 합금 표면에 기공을 형성한 후, 탄산화합물 수용액을 이용하여 에칭한다.
상기 탄산화합물 수용액은 탄산바륨, 탄산칼슘, 탄산디암모늄, 탄산암모늄, 이탄산암모늄, 탄산나트륨, 이탄산나트륨, 이탄산칼륨, 탄산수소나트륨, 탄산칼륨, 과탄산나트륨, 탄산나트륨(모노수화물)중 적어도 어느 하나이상의 것이 사용되어질 수 있다.
상기 탄산 화합물 수용액은 약알칼리 성분으로 침지 시 알루미늄 표면이 초미세 요철로 에칭 처리되며, 에칭 처리한 알루미늄 표면을 전자 현미경으로 관찰할 경우 0.5 내지 30㎛의 초미세구멍(Dimple)이 형성되는 것을 확인할 수 있다.
상기 초미세구멍(Dimple)의 형성으로 인해 사출 성형 시 초미세구멍인 홈부 내에 상기 열가소성 수지가 들어감으로써 알루미늄 합금부와 수지간의 결합력이 향상된다.
상기 열가소성 수지는 상기 알루미늄 합금부와 사출성형되어지며, 상기 열가소성 수지는 Polyamides, Polypthalamide, Polycarbonate, Phenylene Oxide-based Resin, Actal, Polyethylene terephthalate, Polybutylene terephthalate, Polysulfone, Polyphenylene Sulfide, Polytherimide, polymer Alloy 중 적어도 어느 하나이상이 사용되어질 수 있다.
하기에서는 상기 제시된 알루미늄 수지 복합체 제조방법을 도면을 이용하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 알루미늄 수지 복합체 제조방법은 알루미늄 합금을 염산, 질산계 수용액으로부터 선택되는 1종 이상의 수용액으로 기공을 형성하는 공정을 2회 반복 실시하는 전처리 공정; 상기 전처리 공정을 수행한 알루미늄 합금을 탄산 화합물 수용액에 침지하여 에칭하는 본처리 공정; 상기 본처리 공정을 수행한 알루미늄 합금을 사출 성형 금형에 삽입한 후 열가소성 수지 조성물을 사출하여 알루미늄 합금의 표면에 결합하도록 하는 사출접합 공정;을 포함하여 구성된다.
상기 전처리 공정, 본처리 공정, 사출접합 공정을 포함하는 알루미늄 수지 복합체 제조방법을 상세하게 나타내면, 제 1단계(S10) 내지 제 13단계(S130)로 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 알루미늄 수지 복합체 제조방법의 흐름을 나타내는 순서도이다.
먼저, 제 1단계(S10)에서는 알루미늄 합금부를 래킹한다.
상기 알루미늄 합금부의 래킹은 압출 과정을 통하여 성형된 소재인 알루미늄 합금의 전기흐름을 좋게하기 위하여 지그 또는 치구를 이용하여 고정시킨다.
다음으로, 제 2단계(S20)에서는 상기 알루미늄 합금부를 탈지한다.
탈지는 알루미늄 합금부의 표면에 유지류 또는 미세한 먼지를 세정하기 위해 수행되며, 알루미늄의 탈지는 용제 탈지, 중성, 산세, 알칼리 탈지 등으로 오물에 따라 적절한 세정을 적용한다.
상기 탈지 시 온도는 50 내지 60℃ 인 것이 바람직하다. 상기 탈지 공정의 온도가 50℃미만일 경우 알루미늄 소재의 유분 외 기타 이물의 세정효과가 떨어지며, 이에 따라 후공정의 정상적인 처리에 영향을 끼친다. 또한, 60℃를 초과할 경우 알루미늄 표면을 에칭하는 효과를 가져와 스머트 발생 등 추가 이물이 발생하여 정상적인 탈지처리를 하는 데 문제점이 발생한다.
다음으로, 제 3단계(S30)에서는 상기 탈지처리한 알루미늄 합금부를 수세한다.
다음으로, 제 4단계(S40)에서는 상기 수세한 알루미늄 합금부를 1차 전처리한다.
상기 전처리 과정은 알루미늄 합금 표면에 산화층을 제거하기 위하여, 알루미늄 표면을 산화처리하는 단계이다.
상기 1차 전처리는 염산, 질산계의 수용액을 사용하며, 염산, 질산계의 수용액에 알루미늄 합금부를 침지함으로써 알루미늄 합금의 표면에 기공을 형성한다.
상기 1차 전처리 공정의 온도는 30℃인 것이 바람직하다. 상기 1차 전처리 공정의 온도가 30℃미만일 경우 알루미늄 표면의 미세 구멍 형성이 충분히 진행되지 않으며, 30℃를 초과할 경우에는 에칭 시 과도한 에칭이 진행되어 표면의 깍아내림이 현상이 진행되어 미세 홈부를 형성하는 방해요소가 된다.
다음으로, 제 5단계(S50)에서는 상기 1차 전처리한 알루미늄 합금부를 수세한다.
다음으로, 제 6단계(S60)에서는 상기 제 5단계(S50)에서 수세한 알루미늄 합금부를 2차 전처리한다.
상기 2차 전처리는 알루미늄 합금부 표면에 미세 기공을 충분히 형성함으로써, 에칭시 미세 홈부가 원활히 형성될 수 있도록 하기 위해 수행된다.
다음으로, 제 7단계(S70)에서는 상기 2차 전처리한 알루미늄 합금부를 수세한다.
다음으로 제 8단계(S80)에서는 상기 제 7단계(S70)에서 수세한 알루미늄 합금부를 초음파 처리한다.
상기 초음파 처리를 통하여 알루미늄 합금부의 이물질을 제거하여, 접합력을 강화시키는 효과가 있다.
다음으로, 제 9단계(S90)에서는 상기 제 8단계(S80)에서 초음파 처리한 알루미늄 합금부를 수세한다.
상기 초음파 처리를 통해 알루미늄 합금부로부터 제거된 스머트, 산화막, 부유물 등을 수세하여 제거한다.
다음으로, 제 10단계(S100)에서는 상기 제 9단계(S90)에서 수세한 알루미늄 합금부를 본처리한다.
상기 본처리는 탄산화합물 수용액에 상기 수세한 알루미늄 합금부를 침지하여, 알루미늄 표면을 추가 미세 에칭화하는 공정이다.
상기 탄산화합물 수용액은 약알칼리성 성분으로 3 내지 20w/w%농도의 수용액을 사용하는 것이 용이하며, 분말형태의 원재료로서 적정농도의 수용액을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 탄산화합물 수용액의 농도가 3w/w%미만일 경우 반응성이 없어 에칭이 원활하게 이루어지지 않으며, 20w/w%를 초과할 경우 과도한 반응성으로 인해 과한 에칭이 이루어져 미세기공형성이 불가능하다.
상기 본처리 공정의 온도는 40 내지 50℃인 것이 바람직하다. 상기 본처리 공정의 온도가 30℃일 경우 사출 밀착력이 최대로 발현되며, 온도가 40℃미만일 경우 알루미늄 표면의 홈부가 충분하게 발생되지 않아 사출의 접합력이 저하되며, 50℃를 초과할 경우 표면 기공이 깍여나가고, 표면에 스케일이 생성되어 사출접합력이 저하될 수 있다.
상기 본처리는 8 내지 15분간 실시하는 것이 바람직하다. 상기 본처리를 8분미만으로 실시할 경우 알루미늄 표면에 홈부가 충분히 발생되지 않아 사출의 접합력이 저하되며, 15분을 초과할 경우 이미 에칭이 완료되고 표면에 스케일이 발생되어 사출접합력이 저하될 수 있다.
상기 본처리를 행함으로써 알루미늄 표면이 초미세 요철로 에칭 처리되며, 에칭 처리한 알루미늄 표면을 전자 현미경으로 관찰할 경우 평균적으로 0.5 내지 30㎛의 초미세구멍(Dimple)인 홈부가 형성되는 것을 확인할 수 있다.
상기 초미세구멍인 홈부의 형성을 확인하기 위하여, 상기 본처리를 진행한 알루미늄 합금부의 표면 변화를 도 2에 나타내었다.
다음으로, 제 11단계(S110)에서는 상기 본처리한 알루미늄 합금부를 수세한다.
다음으로, 제 12단계(S120)에서는 상기 수세한 알루미늄 합금부를 사출성형을 위해 건조한다.
다음으로, 제 13단계(S130)에서는 상기 건조한 알루미늄 합금부와 열가소성 수지를 사출성형한다. 구체적으로, 금형 내에 상기 건조한 알루미늄 합금부를 배치하고, 열가소성 수지를 알루미늄 합금부와 결합하도록 금형에 주입하여 사출성형한다.
상기 사출성형 공정에서 상기 알루미늄 합금부의 미세 홈부에 수지가 들어가 수지층과 알루미늄 합금부의 결합력을 향상시키며, 상기 사출성형 공정에 의해 알루미늄 수지 복합체가 형성된다.
상기 사출성형한 알루미늄 수지 복합체의 알루미늄 합금부와 사출부의 접합면을 확대한 사진을 도 3에 나타내었다.
도 3에 나타난 바와 같이, 알루미늄 수지 복합체의 홈부에 수지가 들어가 접합력이 향상된 사출부를 확인할 수 있다.
본 발명에서는 하기에 나타난 바와 같이 본처리 작업의 최적의 조건을 규명하기 위하여 실험을 수행하고, 이에 대한 실험내용을 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 알루미늄 수지 합금 제조방법의 본처리 공정에 대한 시간별 접합력 그래프를 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본처리가 15분이상일 시 인장력이 서서히 낮아지며, 5분 미만일 경우 충분한 부착력을 나타내지 못하는 것을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 알루미늄 수지 합금 제조방법의 본처리 공정에 대한 온도별 접합력 그래프를 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 작업온도가 30℃미만일 경우 충분한 접합력이 나타나지 않으며, 50℃ 초과 시 접합력이 서서히 감소하는 것으로 나타난다.
도 6은 본 발명의 알루미늄 수지 합금 제조방법의 본처리 공정에 대한 온도, 시간별 접합력 그래프를 나타낸 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본처리의 작업온도는 40 내지 50℃, 작업시간은 8분 내지 15분에서 사출 인장강도가 가장 양호함을 알 수 있다.
다음으로, 본 발명에서는 하기에 나타난 바와 같이 실시예 및 비교예를 이용하여 본처리 조건에 대한 실험을 진행한 후, 이에 대한 실험내용을 상세하게 설명한다.
[실시예 1]
실시예 1은 본 발명의 알루미늄 수지 복합체 제조방법을 바탕으로, 본처리를 45℃에서 10분간 실시한 알루미늄 수지 복합체이다.
[실시예 2]
실시예 2는 본 발명의 알루미늄 수지 복합체 제조방법을 바탕으로, 본처리를 35℃에서 10분간 실시한 알루미늄 수지 복합체이다.
[실시예 3]
실시예 3은 본 발명의 알루미늄 수지 복합체 제조방법을 바탕으로, 본처리를 55℃에서 10분간 실시한 알루미늄 수지 복합체이다.
[실시예 4]
실시예 4는 본 발명의 알루미늄 수지 복합체 제조방법을 바탕으로, 본처리를 45℃에서 5분간 실시한 알루미늄 수지 복합체이다.
[실시예 5]
실시예 5는 본 발명의 알루미늄 수지 복합체 제조방법을 바탕으로, 본처리를 45℃에서 20분간 실시한 알루미늄 수지 복합체이다.
[비교예 1]
비교예 1은 표면처리(전처리, 본처리)를 실시하지 않은 생소재를 이용하여 제조한 알루미늄 수지 복합체이다.
ㄱ. 전단강도 측정
상기 제시된 실시예 1 내지 5 및 비교예 1을 이용하여 전단강도를 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
| 구분 | 전단강도 |
| 실시예 1 | 74.2 |
| 실시예 2 | 59.2 |
| 실시예 3 | 60.1 |
| 실시예 4 | 59.8 |
| 실시예 5 | 60.3 |
| 비교예 1 | 9.9 |
표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예가 비교예에 비하여 전단강도가 높으며, 그 중 실시예 1이 전단강도가 가장 높음을 알 수 있다.
ㄴ. 약품 시효 경과에 따른 사출력 측정
상기 제시된 실시예 1 내지 실시예 5 및 비교예 1을 이용하여 약품 건욕후 즉시 처리품과 1 내지 2일 경과후의 처리품간의 사출력을 비교하여 약품 시효 경과에 따른 사출력을 검증하였다.
| 구분 | 건욕후 즉시 처리품 | 1~2일 경과 후 처리품 |
| 실시예 1 | 79 kg/f | 75 kg/f |
| 실시예 2 | 64 kg/f | 사출접합 X |
| 실시예 3 | 65 kg/f | 사출접합 X |
| 실시예 4 | 64.3 kg/f | 사출접합 X |
| 실시예 5 | 65.5 kg/f | 사출접합 X |
| 비교예 1 | 9.6 kg/f | 사출접합 X |
표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1의 경우 약품 시효성이 우수하여 약품 관리가 용이하며 작업 후 장기보관하여도 사출 접합력에 따른 전단강도가 충분히 나타남을 알 수 있다.
ㄷ. 작업 후 사출력 측정
상기 제시된 실시예 1 내지 5 및 비교예 1을 이용하여 사출력을 비교하였다.
| 구분 | 작업후 사출품 인장력 | 작업 1주일 후 사출품 인장력 |
| 실시예 1 | 75kg/f | 88kg/f |
| 실시예 2 | 64kg/f | 22kg/f |
| 실시예 3 | 64.2kg/f | 23kg/f |
| 실시예 4 | 64kg/f | 27kg/f |
| 실시예 5 | 65kg/f | 32kg/f |
| 비교예 1 | 9.6kg/f | 측정 불가 |
표 3에 나타난 바와 같이, 비교예에 비하여 실시예의 작업 후 인장력이 우수하며, 실시예 1의 경우 가장 높은 인장력을 보이고 시간에 따른 인장강도의 감소가 발생하지 않으며 인장력이 유지되는 것을 알 수 있다.
다음으로, 본 발명에서는 하기에 나타난 바와 같이 실시예 및 비교예를 이용하여 초음파 처리 및 전처리(2회)에 대한 효과를 입증하기 위하여 실험을 진행한 후, 이에 대한 실험내용을 상세하게 설명한다.
ㄹ. 초음파 처리/비처리
[실시예 6]
실시예 6은 본 발명의 알루미늄 수지 복합체 제조방법을 바탕(본처리 45℃에서 10분간 실시)으로, 초음파 처리를 수행하여 제조된 알루미늄 수지 복합체이다.
[실시예 7]
실시예 7은 본 발명의 알루미늄 수지 복합체 제조방법을 바탕(본처리 45℃에서 10분간 실시)으로, 초음파 처리를 수행하여 제조된 알루미늄 수지 복합체이다.
[비교예 2]
비교예 2는 본 발명의 알루미늄 수지 복합체 제조방법을 바탕(본처리 45℃에서 10분간 실시)으로, 초음파 처리 과정을 생략하고 제조된 알루미늄 수지 복합체이다.
[비교예 3]
비교예 3은 본 발명의 알루미늄 수지 복합체 제조방법을 바탕(본처리 45℃에서 10분간 실시)으로, 초음파 처리 과정을 생략하고 제조된 알루미늄 수지 복합체이다.
| Width (mm) |
Thickness (mm) |
Peak Load (kgf) | Peak Stress (kgf/mm^2) |
Strain At Break(mm/mm) | Modulus (MPa) |
|
| 비교예2 | 9.890 | 3.800 | 134.312 | 3.4 | 0.140 | 248.200 |
| 비교예3 | 9.890 | 3.800 | 123.898 | 3.3 | 0.110 | 246.414 |
| 실시예6 | 9.890 | 3.800 | 161.022 | 3.6 | 0.184 | 292.074 |
| 실시예7 | 9.890 | 3.800 | 147.399 | 3.9 | 0.156 | 299.472 |
| Name | Value | Units |
| Break Marker Drop | 50.0 | % |
| Break Marker Elongation | 2.540 | mm |
| Grip Separation | 6.000 | mm |
| Slack Pre-Load | 4.448 | N |
| Slope Segment Length | 20.000 | % |
| Yield Offset | 0.002 | mm/mm |
| Yield Segment Length | 2.0 | % |
| Name | Value | Units |
| Break Sensitivity | 90 | % |
| Break Threshold | 2.224 | N |
| Data Acq. Rate | 10.0 | Hz |
| Test Speed | 2.000 | mm/min |
표 4에 나타난 바와 같이, 초음파 처리를 실시한 실시예 6, 실시예 7이 초음파 처리를 실시하지 않은 비교예 2, 비교예 3에 비하여 보다 높은 모듈러스 등의 우수한 기계적 물성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
ㅁ. 전처리(2회실시)
[실시예 8]
실시예 8은 본 발명의 알루미늄 수지 복합체 제조방법을 바탕(본처리 45℃에서 10분간 실시)으로, 전처리 과정을 2회 실시하여 제조된 알루미늄 수지 복합체이다.
[실시예 9]
실시예 9는 본 발명의 알루미늄 수지 복합체 제조방법을 바탕(본처리 45℃에서 10분간 실시)으로, 전처리 과정을 2회 실시하여 제조된 알루미늄 수지 복합체이다.
[비교예 4]
비교예 4는 본 발명의 알루미늄 수지 복합체 제조방법을 바탕(본처리 45℃에서 10분간 실시)으로, 전처리 과정을 1회만 실시하여 제조된 알루미늄 수지 복합체이다.
[비교예 5]
비교예 5는 본 발명의 알루미늄 수지 복합체 제조방법을 바탕(본처리 45℃에서 10분간 실시)으로, 전처리 과정을 1회만 실시하여 제조된 알루미늄 수지 복합체이다.
| Width (mm) |
Thickness (mm) |
Peak Load (kgf) | Peak Stress (kgf/mm^2) |
Strain At Break(mm/mm) | Modulus (MPa) |
|
| 비교예4 | 9.890 | 3.800 | 93.019 | 2.5 | 0.124 | 251.796 |
| 비교예5 | 9.890 | 3.800 | 88.583 | 2.4 | 0.112 | 262.221 |
| 실시예8 | 9.890 | 3.800 | 136.982 | 3.6 | 0.125 | 359.151 |
| 실시예9 | 9.890 | 3.800 | 145.769 | 3.9 | 0.138 | 339.560 |
| Name | Value | Units |
| Break Marker Drop | 50.0 | % |
| Break Marker Elongation | 2.540 | mm |
| Grip Separation | 6.000 | mm |
| Slack Pre-Load | 4.448 | N |
| Slope Segment Length | 20.000 | % |
| Yield Offset | 0.002 | mm/mm |
| Yield Segment Length | 2.0 | % |
| Name | Value | Units |
| Break Sensitivity | 90 | % |
| Break Threshold | 2.224 | N |
| Data Acq. Rate | 10.0 | Hz |
| Test Speed | 2.000 | mm/min |
표 7에 나타난 바와 같이, 전처리 과정을 2회 실시한 실시예 8, 실시예 9가 전처리 과정을 1회 실시한 비교예 4, 비교예 5에 비하여 보다 높은 모듈러스 등의 우수한 기계적 물성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 알루미늄 수지 복합체 제조 시 전처리 과정을 2회 반복 실시하고, 초음파 처리를 실시한 후 본처리를 수행하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
S10. 래킹
S20. 탈지
S30. 수세
S40. 1차 전처리
S50. 수세
S60. 2차 전처리
S70. 수세
S80. 초음파처리
S90. 수세
S100. 본처리
S110. 수세
S120. 건조
S130. 사출성형
S20. 탈지
S30. 수세
S40. 1차 전처리
S50. 수세
S60. 2차 전처리
S70. 수세
S80. 초음파처리
S90. 수세
S100. 본처리
S110. 수세
S120. 건조
S130. 사출성형
Claims (5)
- 삭제
- 알루미늄 합금을 염산, 질산계 수용액으로부터 선택되는 1종 이상의 수용액으로 기공을 형성하는 공정을 30℃에서 2회 반복 실시하는 전처리 공정;
상기 전처리 공정을 수행한 알루미늄 합금을 초음파 처리 후 탄산 화합물 3 내지 20w/w%수용액에 침지하여, 40 내지 50℃ 온도에서 8 내지 15분간 에칭하는 본처리 공정;
상기 본처리 공정을 수행한 알루미늄 합금을 사출 성형 금형에 삽입한 후 열가소성 수지 조성물을 사출하여 알루미늄 합금의 표면에 결합하도록 하는 사출접합 공정;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 수지 복합체 제조방법 - 삭제
- 삭제
- 삭제
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150000140 | 2015-01-02 | ||
| KR20150000140 | 2015-01-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101634290B1 true KR101634290B1 (ko) | 2016-06-30 |
Family
ID=56352907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150127478A KR101634290B1 (ko) | 2015-01-02 | 2015-09-09 | 알루미늄 수지 복합체 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101634290B1 (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110133457A (ko) * | 2011-10-06 | 2011-12-12 | (주)일광폴리머 | 홈부와 돌출부 언더컷을 갖는 알루미늄 합금의 제조방법 |
| KR101240756B1 (ko) | 2005-12-08 | 2013-03-07 | 다이세이 플라스 가부시끼가이샤 | 알루미늄 합금과 수지의 복합체 및 그 제조 방법 |
| KR20140135209A (ko) * | 2012-02-24 | 2014-11-25 | 쉔젠 비와이디 오토 알앤디 컴퍼니 리미티드 | 알루미늄 합금 수지 복합물을 제조하는 방법 및 이 방법에 의해 수득 가능한 알루미늄 합금-수지 복합물 |
-
2015
- 2015-09-09 KR KR1020150127478A patent/KR101634290B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101240756B1 (ko) | 2005-12-08 | 2013-03-07 | 다이세이 플라스 가부시끼가이샤 | 알루미늄 합금과 수지의 복합체 및 그 제조 방법 |
| KR20110133457A (ko) * | 2011-10-06 | 2011-12-12 | (주)일광폴리머 | 홈부와 돌출부 언더컷을 갖는 알루미늄 합금의 제조방법 |
| KR20140135209A (ko) * | 2012-02-24 | 2014-11-25 | 쉔젠 비와이디 오토 알앤디 컴퍼니 리미티드 | 알루미늄 합금 수지 복합물을 제조하는 방법 및 이 방법에 의해 수득 가능한 알루미늄 합금-수지 복합물 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2817147B1 (en) | Method of preparing an aluminum alloy resin composite | |
| JP5869153B2 (ja) | アルミニウム合金樹脂複合材を調製する方法及びそれによって得られるアルミニウム合金樹脂複合材 | |
| JP6063961B2 (ja) | アルミニウム合金、アルミニウム合金樹脂複合材、およびそれらの調製方法 | |
| JP5969053B2 (ja) | アルミニウム合金樹脂複合材及びその調製方法 | |
| JP5933765B2 (ja) | シェル、シェルを作製する方法、及びシェルの電子製品への適用 | |
| JP5766135B2 (ja) | ステンレス鋼と樹脂の複合体の製造方法 | |
| US20140028163A1 (en) | Housing and method for manufacturing the same | |
| JP6503936B2 (ja) | 金属樹脂複合成形体及びその製造方法 | |
| US9573345B2 (en) | Composite of metal and resin and method for manufacturing same | |
| US20130157006A1 (en) | Method for making magnesium/magnesium alloy-and-resin composite and magnesium/magnesium alloy-and-resin composite thereof | |
| US20150111002A1 (en) | Composite of resin and other materials and method for manufacturing the same | |
| US10800711B2 (en) | Ceramic and plastic composite and method for fabricating the same | |
| KR101166350B1 (ko) | Ｌｄｓ 플라스틱 성형물 및 그 제조방법 | |
| TW201431676A (zh) | 含鋁基材與塑料的結合方法 | |
| KR101634290B1 (ko) | 알루미늄 수지 복합체 제조방법 | |
| CN108790013B (zh) | 不锈钢件与塑料件的复合体及其制备方法 | |
| CN108724598B (zh) | 氧化锆陶瓷与塑料件的复合体及其制备方法 | |
| TW201703984A (zh) | 金屬／樹脂複合構造體之製造方法及表面粗化鐵鋼構件之製造方法 | |
| KR102193448B1 (ko) | 금속 부재 표면 처리 방법 및 금속 부재 가공품 | |
| WO2016199339A1 (ja) | 金属樹脂複合成形体及びその製造方法 | |
| JP2014128939A (ja) | 金属樹脂複合体の製造方法 | |
| CN110587907B (zh) | 一种不锈钢树脂复合体的制备方法 | |
| JP2018171749A (ja) | ケイ素含有アルミニウム合金樹脂複合材料及びその製造方法 | |
| CN110549542A (zh) | 复合体及其制作方法 | |
| JP6967953B2 (ja) | 少なくとも表面の全部又は一部がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる基材の表面を粗面化するためのエッチング剤、粗面化基材の製造方法、粗面化基材、基材−樹脂硬化物の接合体の製造方法、及び基材−樹脂硬化物の接合体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| X091 | Application refused [patent] | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200225 Year of fee payment: 4 |
|
| R401 | Registration of restoration |