KR101793252B1 - Metal-polymer complex and method for preparing the same - Google Patents

Metal-polymer complex and method for preparing the same Download PDF

Info

Publication number
KR101793252B1
KR101793252B1 KR1020150158969A KR20150158969A KR101793252B1 KR 101793252 B1 KR101793252 B1 KR 101793252B1 KR 1020150158969 A KR1020150158969 A KR 1020150158969A KR 20150158969 A KR20150158969 A KR 20150158969A KR 101793252 B1 KR101793252 B1 KR 101793252B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal
metal layer
etching
comparative example
polymer
Prior art date
Application number
KR1020150158969A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20170055769A (en
Inventor
조원일
권순철
반 덩 도
Original Assignee
한국과학기술연구원
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 한국과학기술연구원 filed Critical 한국과학기술연구원
Priority to KR1020150158969A priority Critical patent/KR101793252B1/en
Publication of KR20170055769A publication Critical patent/KR20170055769A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101793252B1 publication Critical patent/KR101793252B1/en

Links

Images

Classifications

    • H01M2/04
    • H01M2/046
    • H01M2/0491
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • Y02E60/12

Abstract

본 발명은 금속-고분자 복합체 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 금속 층, 및 고분자 층을 포함하며, 상기 금속 층과 고분자 층은 50 내지 200N의 결합력으로 접합된 것을 특징으로 하여, 금속 표면의 거칠기와 표면적을 동시에 조절함으로써, 고분자와의 표면 접합력이 향상시키는데 현저한 효과를 나타낸다. The present invention relates to a metal-polymer composite and a method of manufacturing the same, and includes a metal layer and a polymer layer, wherein the metal layer and the polymer layer are bonded at a bonding force of 50 to 200 N, By simultaneously controlling the surface area, a remarkable effect is shown in improving the surface bonding strength with the polymer.

Description

금속-고분자 복합체 및 이의 제조방법{Metal-polymer complex and method for preparing the same}METAL-POLYMER COMPLEX AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME

본 발명은 금속과 고분자의 계면에서 표면 접합력이 향상된 금속-고분자 복합체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a metal-polymer composite having improved surface bonding strength at the interface between a metal and a polymer, and a method for producing the same.

일반적으로 금속의 표면에 고분자를 결합하는 기술은, 금속 표면을 절연시키거나 외부로 부터의 산화방지를 위한 보호막을 생성하는데 사용되어져 왔다.In general, the technique of bonding a polymer to the surface of a metal has been used to insulate a metal surface or to form a protective film for preventing oxidation from the outside.

특히, 금속표면을 고분자로 코팅하기 위해, 금속 표면의 물리적인 형상의 변화시켰으며, 상기 물리적인 방법으로는 샌드 페이퍼 브러슁(Sand paper brushing), 샌드 블라스트(Sand blasting), 폴리싱(Polishing), 브러슁 (Brushing)등과 같은 방법을 들 수 있으며, 이외에도 다양한 방법을 통하여 표면을 절삭함으로써 패턴을 형성한다.Particularly, in order to coat the metal surface with the polymer, the physical shape of the metal surface is changed. The physical methods include sand paper brushing, sand blasting, polishing, (Brushing), and the like. In addition, a pattern is formed by cutting the surface through various methods.

그중에서도 금속 표면을 거칠게 하는 샌드 블라스트 방법을 모방한 방식으로 레이저를 이용한 물리적 표면 변화를 US 5,916,461에서 제시하였다. 샌드 블라스트의 패턴을 모방하기 위한 레이저 패터닝에 확률 정보(Probability information)을 도입하여 레이저 패터닝 방식이 샌드 블레스팅 패턴을 따라갈 수 있게 하였다. 물리적 표면 패터닝을 통해 상업적으로 웅용한 사례는 US 7,192,174에서 볼 수 있는데, LCD(Liquid crystal display)패널의 도광판(Light guiding panel)의 제작 시 약 100-200 메쉬(Mesh)의 입자와 샌드 블라스트 방식을 도입하여 박막 육각의 패턴을 형성하였다. 이를 통해 광원에서 도광판을 통해 빛이 균일하게 산란되는 효과를 얻을 수 있었다.Among them, a physical surface change using a laser is proposed in US 5,916,461 in a manner simulating a sandblast method of roughening a metal surface. Probability information was introduced into the laser patterning to simulate the pattern of the sandblast so that the laser patterning method could follow the sandblasting pattern. An example of a commercial application through physical surface patterning can be found in US 7,192,174, in which a light guiding panel of LCD (liquid crystal display) panel is fabricated with particles of about 100-200 mesh and sandblasted To form a thin hexagonal pattern. Thus, the light was uniformly scattered through the light guide plate in the light source.

상기의 금속 표면에 고분자를 결합하는 기술은, 물리적 표면 또는 화학적 표면 처리방식만으로 금속 표면에 고분자를 고정한다. 이런 방식으로는 금속과 고분자의 표면 결합력을 조절할 수 있는 인자(Parameter)가 명확하지 않다. The technique of bonding the polymer to the metal surface fixes the polymer on the metal surface only by a physical surface or a chemical surface treatment method. In this way, the parameters that can control the surface bonding force between the metal and the polymer are not clear.

따라서, 본 발명에서는 금속과 고분자의 표면 결합력을 조절하는 방법으로, 표면 거칠기와 표면적을 제어하는 방법을 제시한다.
Accordingly, the present invention proposes a method of controlling surface roughness and surface area by controlling the surface bonding force between a metal and a polymer.

미국특허공개 5,916,461AUS Patent 5,916,461A 미국특허공개 7,192,174AU.S. Patent Publication No. 7,192,174A

본 발명은 물리적인 방법과 화학적인 방법을 복합적으로 적용하여 금속 표면의 거칠기와 표면적을 동시에 조절함으로써, 고분자와의 표면 접합력이 향상된 금속-고분자 복합체 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
The present invention provides a metal-polymer composite having improved surface bonding strength with a polymer by simultaneously controlling the roughness and surface area of a metal surface by applying a physical method and a chemical method in combination, and a method for producing the same.

본 발명의 대표적인 일 측면에 따르면, According to an exemplary aspect of the present invention,

금속 층; 및A metal layer; And

고분자 층;을 포함하며,A polymer layer,

상기 금속 층과 고분자 층은 50 내지 200N의 결합력으로 접합된 것을 특징으로 하는 금속-고분자 복합체에 관한 것이다.And the metal layer and the polymer layer are bonded to each other with a bonding force of 50 to 200 N.

본 발명의 다른 대표적인 일 측면에 따르면, (A) 금속 층의 표면을 에칭하는 단계; 및According to another exemplary aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: (A) etching a surface of a metal layer; And

(B) 상기 에칭된 금속 층과 고분자 층을 접합시키는 단계;를 포함하며,(B) bonding the etched metal layer and the polymer layer,

상기 (A)단계는 샌드 블라스트, 샌드 페이퍼링, 레이저 패터닝 및 프레싱 중에서 선택된 1종 이상의 방법으로 에칭하는 제1 에칭단계(A-a); 및The step (A) may include a first etching step (A-a) for etching by at least one method selected from sandblasting, sandpapering, laser patterning and pressing; And

상기 금속 층을 에칭 용액에 담지 시켜 에칭하는 제2 에칭단계(A-b);를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속-고분자 복합체의 제조방법에 관한 것이다.And a second etching step (A-b) of supporting the metal layer in an etching solution and etching the metal layer.

본 발명의 또 다른 대표적인 일 측면에 따르면, 본 발명의 여러 구현예에 따라 제조된 금속-고분자 복합체를 포함하는 이차전지에 관한 것이다.
According to another exemplary aspect of the present invention, there is provided a secondary battery including a metal-polymer composite manufactured according to various embodiments of the present invention.

본 발명에 따른 금속-고분자 복합체 및 이의 제조방법은 물리적인 방법과 화학적인 방법을 복합적으로 적용하여 금속 표면의 거칠기와 표면적을 동시에 조절함으로써, 고분자와의 표면 접합력이 향상시키는데 현저한 효과를 나타낸다.
The metal-polymer composite according to the present invention and the method for manufacturing the same exhibit a remarkable effect in improving the surface bonding strength with the polymer by simultaneously controlling the roughness and surface area of the metal surface by applying a physical method and a chemical method in combination.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 금속 층과 고분자 층이 결합된 계면에서의 단면도이다.
도 2는 실시예 1-37 및 비교예 1-16, 19-32의 금속-고분자 복합체의 계면 간 결합력을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 비교예 15, 17, 18, 21-33의 금속 층 표면에 대한 표면 거칠기를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 샌드 블라스트 처리 전의 금속 층의 표면을 나타낸 사진이다.
도 5는 실시예 3의 샌드 블라스트를 처리한 후, 금속 층의 표면을 나타낸 사진이다.
도 6은 실시예 7의 샌드 블라스트를 처리한 후, 금속 층의 표면을 나타낸 사진이다.
도 7은 실시예 11의 샌드 블라스트를 처리한 후, 금속 층의 표면을 나타낸 사진이다.
도 8은 샌드 블라스트 처리 전의 금속 층의 표면을 광학 현미경으로 관찰한 결과를 나타낸 사진이다.
도 9는 실시예 3의 샌드 블라스트를 처리한 후, 금속 층의 표면을 광학 현미경으로 관찰한 결과를 나타낸 사진이다.
도 10은 실시예 7의 샌드 블라스트를 처리한 후, 금속 층의 표면을 광학 현미경으로 관찰한 결과를 나타낸 사진이다.
도 11은 실시예 11의 샌드 블라스트를 처리한 후, 금속 층의 표면을 광학 현미경으로 관찰한 결과를 나타낸 사진이다.
도 12는 원통 형의 전지 캡 다운과 벤트 부에 고분자를 부착한 모습을 나타낸 사진이다.
도 13은 상기 도 12의 캡 다운과 벤트 부를 열간 라미네이션으로 결합한 후, 분리 시험을 통한 결합력을 측정한 이후의 모습을 나타낸 사진이다.
도 14는 비교예 15, 17, 18 및 33의 샌드 블라스트를 처리한 후, 금속 층의 표면을 3차원 공초점 레이저 현미경으로 측정한 결과를 나타낸 사진이다.
도 15는 비교예 25 내지 28의 샌드 블라스트를 처리한 후, 금속 층의 표면을 3차원 공초점 레이저 현미경으로 측정한 결과를 나타낸 사진이다.
1 is a cross-sectional view of an interface between a metal layer and a polymer layer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the results of measurement of the interfacial bonding force of the metal-polymer composite of Example 1-37 and Comparative Examples 1-16 and 19-32.
3 is a graph showing the results of measurement of surface roughness of the metal layer surfaces of Comparative Examples 15, 17, 18 and 21-33.
4 is a photograph showing the surface of the metal layer before the sandblasting process.
5 is a photograph showing the surface of the metal layer after the sandblast of Example 3 is treated.
6 is a photograph showing the surface of the metal layer after the sandblast of Example 7 is treated.
7 is a photograph showing the surface of the metal layer after the sandblast of Example 11 is treated.
8 is a photograph showing the result of observing the surface of the metal layer before the sandblasting with an optical microscope.
9 is a photograph showing the result of observing the surface of the metal layer with an optical microscope after the sandblast of Example 3 was treated.
10 is a photograph showing the result of observing the surface of the metal layer with an optical microscope after the sandblast of Example 7 was treated.
11 is a photograph showing the result of observing the surface of the metal layer with an optical microscope after the sandblast of Example 11 was treated.
12 is a photograph showing a state where a polymer is attached to a cylindrical battery cap down and a vent portion.
13 is a photograph showing a state after bonding strength is measured by a separation test after coupling the cap down and vent portions of FIG. 12 by hot lamination.
14 is a photograph showing the results of measurement of the surface of the metal layer by a three-dimensional confocal laser microscope after the sandblasting of Comparative Examples 15, 17, 18, and 33 was performed.
Fig. 15 is a photograph showing the results of measurement of the surface of the metal layer by a three-dimensional confocal laser microscope after the sandblast of Comparative Examples 25 to 28 was treated. Fig.

이하에서, 본 발명의 여러 측면 및 다양한 구현예에 대해 더욱 구체적으로 살펴보도록 한다.
Hereinafter, various aspects and various embodiments of the present invention will be described in more detail.

본 발명의 일 측면에 따르면, 금속 층, 및 고분자 층을 포함하며, 상기 금속 층과 고분자 층은 50 내지 200N의 결합력으로 접합된 것을 특징으로 하는 금속-고분자 복합체가 개시된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a metal-polymer composite including a metal layer and a polymer layer, wherein the metal layer and the polymer layer are bonded at a bonding force of 50 to 200N.

본 발명에 따른 금속-고분자 복합체는 상기 금속 층의 표면을 물리적인 에칭방법과 화학적인 에칭방법을 복합적으로 사용하여 금속 층과 고분자 층 사이의 계면에 대한 표면 접합력이 향상된 것을 특징으로 한다.The metal-polymer composite according to the present invention is characterized in that the surface bonding strength of the metal layer to the interface between the metal layer and the polymer layer is improved by using a physical etching method and a chemical etching method in combination.

상기 물리적인 에칭방법으로는 샌드 블라스트, 샌드 페이퍼링, 레이저 패터닝 및 프레싱 중에서 선택된 1종 이상의 방법을 이용할 수 있으며, 상기 화학적인 에칭방법으로는 산성, 알칼리성 용액, 또는 이들의 혼합물을 사용하여 금속의 표면을 에칭할 수 있다.As the physical etching method, at least one method selected from sand blasting, sand paper ring, laser patterning and pressing may be used. As the chemical etching method, an acidic, alkaline solution, The surface can be etched.

일 구현예에 따르면, 상기 금속 층은 특정한 종류에 제한되지 않고 모두 사용이 가능하나, 바람직하게는 알루미늄, 철, 구리, 티타늄, 망간, 마그네슘, 아연 및 실리콘 중에서 선택된 1종 이상의 금속이거나, 또는 상기 금속의 합금이다. 더욱 바람직하게는 알루미늄-마그네슘 합금, 알루미늄-마그네슘-망간 합금, 알루미늄-구리-망간 합금, 알루미늄-아연-마그네슘 합금, 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금 중에서 선택된 1종 이상인 것이다.According to one embodiment, the metal layer is not limited to any particular kind but can be used in all, but is preferably at least one metal selected from aluminum, iron, copper, titanium, manganese, magnesium, zinc and silicon, It is an alloy of metals. More preferably, it is at least one selected from an aluminum-magnesium alloy, an aluminum-magnesium-manganese alloy, an aluminum-copper-manganese alloy, an aluminum-zinc-magnesium alloy and an aluminum-magnesium-silicon alloy.

상기 고분자 층은 상기 금속 층과 접합시켜 사용할 수 있다면 제한되지 않고 모두 사용이 가능하며, 바람직하게는 폴리프로필렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리페닐렌 황화물 수지, 폴리아미드 수지, 폴리프로필렌 수지, 불소에틸렌프로필렌수지, 폴리테레프탈리이트플로로에틸렌 수지 및 폴리에틸렌 중에서 선택된 1종 이상이다.The polymer layer is not limited as long as it can be used by being bonded to the metal layer and can be used. Preferably, the polymer layer is made of polypropylene, polypropylene, polybutylene terephthalate resin, polyphenylene sulfide resin, polyamide resin, A resin, a fluorine-ethylene-propylene resin, a poly (ethylene terephthalate) resin and a polyethylene.

본 발명의 다른 측면에 따르면, (A) 금속 층의 표면을 에칭하는 단계, 및 (B) 상기 에칭된 금속 층과 고분자 층을 접합시키는 단계를 포함하며, 상기 (A)단계는 샌드 블라스트, 샌드 페이퍼링, 레이저 패터닝 및 프레싱 중에서 선택된 1종 이상의 방법으로 에칭하는 제1 에칭단계(A-a) 및 상기 금속 층을 에칭 용액에 담지 시켜 에칭하는 제2 에칭단계(A-b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속-고분자 복합체의 제조방법이 개시된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: (A) etching a surface of a metal layer; and (B) bonding the polymer layer with the etched metal layer, Comprising: a first etching step (Aa) for etching by at least one method selected from the group consisting of paper ring, laser patterning and pressing, and a second etching step (Ab) for carrying the metal layer in an etching solution for etching. - < / RTI >

일 구현예에 따르면, 상기 (A) 단계는 금속 층의 표면을 에칭하는 단계로, 상기 (A) 단계는 샌드 블라스트, 샌드 페이퍼링, 레이저 패터닝 및 프레싱 중에서 선택된 1종 이상의 방법을 이용하여 금속 층의 표면을 1차로 에칭하는 에칭하는 제1 에칭단계(A-a), 및 상기 1차로 표면이 에칭된 금속 층을 에칭 용액에 담지 시켜 2차 에칭하는 제2 에칭단계(A-b)를 포함하는 것이 바람직하다.According to one embodiment, the step (A) is a step of etching a surface of a metal layer, and the step (A) is a step of forming a metal layer by using at least one method selected from sandblasting, sandpapering, laser patterning and pressing. (Aa) for firstly etching the surface of the metal layer (Aa), and a second etching step (Ab) for secondarily etching the metal layer supported on the etching solution by the primary surface .

상기 에칭단계는 금속 층의 표면을 물리적인 방법으로 에칭하는 (A-a)단계와 화학적인 방법으로 에칭하는 (A-b)단계를 통해, 금속 표면의 거칠기와 표면적을 동시에 조절할 수 있으며, 이는 금속과 고분자 사이의 계면에 대한 표면 접착력을 향상시키는데 현저한 효과를 나타낸다.The etching step can simultaneously control the roughness and surface area of the metal surface through the step of etching the surface of the metal layer in a physical way (Aa) and the step of chemically etching (Ab) And the surface adhesion to the interface of the substrate.

즉, 본 발명은 금속 표면의 물리적 형상을 제어하는 동시에 화학 작용기를 도입하여 단위 표면적 당 금속과 고분자의 최대 결합력을 나타낼 수 있으며, 이와 관련하여 하기에서 후술하는 표 7을 살펴보면, 실시예 7의 경우 최대 152.9 N의 결합력을 나타내는 것을 확인할 수 있다.That is, the present invention can control the physical shape of the metal surface, and at the same time, introduce a chemical functional group to exhibit the maximum bonding force between the metal and the polymer per unit surface area. Referring to Table 7 described below, It can be confirmed that the maximum bonding strength is 152.9 N.

상기 (A-a)단계는 물리적인 방법으로 에칭하는 단계로, 샌드 블라스트, 샌드 페이퍼링, 레이저 패터닝 및 프레싱 중에서 선택된 1종 이상의 방법을 이용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 샌드 블라스트 또는 샌드 페이퍼링이다.The step (A-a) is a step of etching by a physical method, and it is preferable to use at least one method selected from among sandblasting, sandpapering, laser patterning and pressing, more preferably sandblasting or sandpapering.

특히, 상기 (A-a)단계는 직경이 20 내지 130㎛인 단일입자의 크기를 사용하여 5 내지 60초 동안 금속의 표면을 절삭시키는 것이 바람직한데, 더욱 바람직하게는 ⅰ) 직경이 10 내지 100 ㎛인 입자크기로 1 내지 30초 동안 에칭하는 단계, 및 ⅱ) 직경이 100 내지 150 ㎛인 입자크기로 1 내지 30초 동안 에칭하는 단계를 포함하며, 상기 각 단계의 입자크기는 ⅰ) < ⅱ)이고, 그 크기의 차이가 최소 30㎛ 이상인 것이 바람직하다.In particular, the step (Aa) preferably cuts the surface of the metal for 5 to 60 seconds using the size of a single particle having a diameter of 20 to 130 占 퐉, more preferably i) the diameter of 10 to 100 占 퐉 Etching for 1 to 30 seconds at a particle size, and ii) etching for 1 to 30 seconds at a particle size of 100 to 150 탆 in diameter, wherein the particle size of each step is i) <ii) and , And the difference in size is preferably at least 30 탆.

상기 (A-a)단계는 상기 ⅰ) 내지 ⅱ)단계를 통해 에칭되는 금속의 표면을 더욱 세밀하게 조절할 수 있으며, 특히, 상기 입자크기를 최소 30㎛ 이상인 ⅰ) < ⅱ)의 크기로 증가시켜 재차 에칭함으로써, 화학적 에칭방법인 (A-b)단계와 상승효과를 나타내는데, 이러한 효과는 금속 층과 고분자 층의 결합 내구성을 증가시킨다. 즉, 초기의 결합력은 단일입자크기로 1차 에칭을 실시한 경우와 비슷하면서도, 내구성이 증가하여 장시간이 지난 후에도 초기 결합력을 그대로 유지하는 것을 확인하였다. 이는 단순히 입자크기를 조절하여 나타낼 수 있는 것이 아니라, 본 발명에 따른 화학적 에칭방법과 같이 수행되어야만 상승효과를 나타낼 수 있음을 확인하였다.The step (Aa) may further finely control the surface of the metal to be etched through the steps i) to ii), and in particular, increase the particle size to a size of i) at least 30 탆, (Ab), which is a chemical etching method. This effect increases the bonding durability of the metal layer and the polymer layer. That is, the initial bonding force is similar to that of the first etching with a single particle size, but the durability is increased, and the initial bonding force is maintained even after a long time. It has been confirmed that this can not be achieved by simply controlling the particle size but can be synergistic only if it is carried out in accordance with the chemical etching method according to the present invention.

상기 (A-b)단계는 상기 (A-a)단계를 통해 1차로 에칭된 금속의 표면을 에칭용액에 담지 시켜 2차로 에칭하는 단계로, 상기 에칭용액에 5초 내지 10분 동안 담지 시키는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 5초 내지 3분이다. 상기 범위를 벗어나는 경우에는 금속 층의 표면이 지나치게 에칭되어 오히려 결합력을 저하시킬 우려가 있어 바람직하지 않다.The step of (Ab) is a step of secondly etching the surface of the metal, which is firstly etched through the step (Aa), by supporting the surface of the metal on the etching solution, and it is preferable to carry the etching solution for 5 seconds to 10 minutes Preferably 5 seconds to 3 minutes. If the thickness is out of the above range, the surface of the metal layer is excessively etched and the bonding force may be lowered, which is not preferable.

상기 에칭 용액은 산성 또는 알칼리성 용액이라면 모두 사용이 가능하며, 바람직하게는 H2CrO4, HNO3, HF, NaOH, HCl, FeCl3, H3PO4, CuSO4, NaCl 및 증류수 중에서 선택된 1종 이상이다. The etching solution may be any acidic or alkaline solution and may preferably be one selected from the group consisting of H 2 CrO 4 , HNO 3 , HF, NaOH, HCl, FeCl 3 , H 3 PO 4 , CuSO 4 , NaCl and distilled water Or more.

더욱 바람직하게는 크롬옥사이드와 황산을 증류수에 용해시킨 크롬산 용액(H2CrO4)에 1 내지 30초 동안 담지 시킨 후, 2차로 5 내지 20%의 농도를 갖는 염산에 30초 내지 10분 동안 담지 시키는 것으로, 상기 크롬산 용액을 사용하였을 때, 평균 결합력이 더욱 향상되었으며, 염산을 이용한 표면 처리로 인하여 옥사이드 층이 효과적으로 제거되어 결합력이 더욱 향상된 것을 확인하였다.More preferably, chromium oxide and sulfuric acid are carried in a chromic acid solution (H 2 CrO 4 ) dissolved in distilled water for 1 to 30 seconds and then carried on hydrochloric acid having a concentration of 5 to 20% for 30 seconds to 10 minutes As a result, when the chromic acid solution was used, the average bonding force was further improved, and it was confirmed that the oxide layer was effectively removed due to the surface treatment using hydrochloric acid, and the bonding force was further improved.

즉, 두 용액에 차례로 담지 시켜 금속 층과 고분자 층간의 결합력을 더욱 향상시킬 수 있다.That is, it is possible to further improve the bonding force between the metal layer and the polymer layer by sequentially supporting the two solutions.

다른 구현예에 따르면, 상기 (A)단계를 통해 에칭된 금속 층의 표면은 직경이 100㎛ 내지 1㎚이고 깊이가 1 내지 50㎛인 홈이 형성되는 것이 바람직하며, 상기 범위는 금속 층이 고분자 층과의 강한 결합력을 가지게 하는 최적의 범위로 상기 범위를 벗어나는 경우에는 결합력이 저하될 우려가 있어 바람직하지 않다.According to another embodiment, it is preferable that the surface of the metal layer etched through the step (A) is formed with a groove having a diameter of 100 탆 to 1 nm and a depth of 1 to 50 탆, If it is out of the above range, it is not preferable because the bonding force may be lowered.

또 다른 구현예에 따르면, 상기 (B) 단계는 상기 (A) 단계를 통해 표면이 에칭된 금속 층과 고분자 층을 접합시키는 단계로, 50 내지 200N의 결합력으로 결합될 수 있다. 이러한 결합력은 금속 층과 고분자 층을 가장 효과적으로 접합시킬 수 있으며, 상술한 바와 같이, 물리적인 에칭방법과 화학적인 에칭방법을 복합적으로 사용함으로써 얻을 수 있다.According to another embodiment, the step (B) is a step of bonding the polymer layer with the metal layer whose surface has been etched through the step (A), and may be bonded with a bonding force of 50 to 200N. This bonding force can most effectively bond the metal layer and the polymer layer, and can be obtained by using a combination of a physical etching method and a chemical etching method as described above.

더욱 상세하게는, 상기 접합 단계는 상기 금속 층을 상기 고분자로 코팅함으로써 결합될 수 있으며, 이외에도 금속 인서트를 이용한 사출성형, 또는 압출성형 및 고온 용융을 통한 성형 등의 다양한 방법으로 접합시킬 수 있다. 더욱 바람직하게는 스핀 코팅 등의 방법으로 고분자로 금속 층을 코팅하는 것이다.More specifically, the bonding step may be performed by coating the metal layer with the polymer, or may be bonded by various methods such as injection molding using a metal insert, extrusion molding, and molding through hot melting. More preferably, the metal layer is coated with a polymer by a method such as spin coating.

또 다른 구현예에 따르면, 상기 금속 층은 알루미늄, 철, 구리, 티타늄, 망간, 마그네슘, 아연 및 실리콘 중에서 선택된 1종 이상의 금속이거나, 또는 상기 금속의 합금인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 알루미늄-마그네슘 합금, 알루미늄-마그네슘-망간 합금, 알루미늄-구리-망간 합금, 알루미늄-아연-마그네슘 합금, 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금 중에서 선택된 1종 이상이다.According to another embodiment, the metal layer is preferably at least one metal selected from aluminum, iron, copper, titanium, manganese, magnesium, zinc and silicon, or an alloy of the metals, At least one selected from the group consisting of magnesium alloy, aluminum-magnesium-manganese alloy, aluminum-copper-manganese alloy, aluminum-zinc-magnesium alloy and aluminum-magnesium-silicon alloy.

상기 고분자 층은 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리페닐렌 황화물 수지, 폴리아미드 수지, 폴리프로필렌 수지, 불소에틸렌프로필렌수지, 폴리테레프탈리이트플로로에틸렌 수지 및 폴리에틸렌 중에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다.The polymer layer is preferably at least one selected from the group consisting of polypropylene, polybutylene terephthalate resin, polyphenylene sulfide resin, polyamide resin, polypropylene resin, fluorine ethylene propylene resin, polytetrafluoroethylene resin and polyethylene Do.

특히, 상기 금속 층은 알루미늄-마그네슘 합금을 사용하고, 상기 고분자 층으로는 폴리프로필렌을 사용할 때 금속 층과 고분자 층의 최대 결합력이 가장 뛰어난 효과를 나타내었는데, 이는 다른 어떠한 금속과 고분자의 조합과는 달리 금속과 고분자 간의 결합력을 가장 효과적으로 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
Particularly, when the metal layer is made of an aluminum-magnesium alloy and polypropylene is used as the polymer layer, the maximum bonding strength between the metal layer and the polymer layer is the most excellent. This is because the combination of any other metal and polymer It was confirmed that the bonding force between the metal and the polymer can be most effectively improved.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명의 여러 구현예에 따라 제조된 금속-고분자 복합체를 포함하는 이차전지가 개시된다.
According to another aspect of the present invention, a secondary battery comprising a metal-polymer composite produced according to various embodiments of the present invention is disclosed.

이하에서 실시예 등을 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 다만 이하에 실시예 등에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 또한, 이하의 실시예를 포함한 본 발명의 개시 내용에 기초한다면, 구체적으로 실험 결과가 제시되지 않은 본 발명을 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있음은 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and the like, but the scope and content of the present invention can not be construed to be limited or limited by the following Examples. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the following claims. It is natural that it belongs to the claims.

또한 이하에서 제시되는 실험 결과는 상기 실시예 및 비교예의 대표적인 실험 결과만을 기재한 것이며, 아래에서 명시적으로 제시하지 않은 본 발명의 여러 구현예의 각각의 효과는 해당 부분에서 구체적으로 기재하도록 한다.
In addition, the experimental results presented below only show representative experimental results of the embodiments and the comparative examples, and the respective effects of various embodiments of the present invention which are not explicitly described below will be specifically described in the corresponding part.

실시예 1: 단일입자 크기의 샌드 블라스트 처리 + 화학적 표면처리(염화철 용액)Example 1: Sand blast treatment of single particle size + chemical surface treatment (iron chloride solution)

도 2에서 보는 바와 같이, 지름이 16.1mm인 원형으로 제조된 금속 알루미늄 1050 시편을 연마 입자의 크기가 25㎛인 샌드 블라스트를 5초 동안 사용하여 에칭한 후, 염화철 용액에 30초 내지 2분 동안 담지 시키고 건조한 후, 폴리프로필렌을 코팅하여 결합시킴으로써 금속-고분자 복합체를 제조하였다.As shown in FIG. 2, a 1050 specimen of metal aluminum fabricated in a circular shape having a diameter of 16.1 mm was etched by using a sand blast having a size of 25 탆 for 5 seconds for 5 seconds, and then the aluminum chloride solution was applied for 30 seconds to 2 minutes And dried and then coated with polypropylene to prepare a metal-polymer composite.

단, 상기 염화철 용액은 증류수 100mL, 염화철 5mg, 염산 50mL을 혼합하여 제조하였으며, 금속시편의 원주 방향의 표면 처리 영역을 제외한 중심부는 상기 염화철 용액과 접촉이 되지 않도록 보호막을 붙여 담지하였다.
However, the iron chloride solution was prepared by mixing 100 mL of distilled water, 5 mg of iron chloride, and 50 mL of hydrochloric acid. The center portion except for the surface treatment region in the circumferential direction of the metal specimen was adhered with a protective film to prevent contact with the iron chloride solution.

실시예 2 내지 12: 단일입자 크기의 샌드 블라스트 처리 + 화학적 표면처리(염화철 용액)Examples 2 to 12: Sand blast treatment of single particle size + chemical surface treatment (iron chloride solution)

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 샌드 블라스트의 입자 크기와 블라스트 소요시간을 달리하였으며, 구체적인 실험 조건은 하기 표 1에 나타내었다.The particle size of the sandblast and the time required for blasting were different from each other in the same manner as in Example 1, and the specific experimental conditions are shown in Table 1 below.

구분division 블라스트 입자크기(㎛)Blast particle size (탆) 블라스트 소요시간(sec)Blast time (sec) 실시예2Example 2 2525 1010 실시예3Example 3 2525 2020 실시예4Example 4 2525 3030 실시예5Example 5 5050 55 실시예6Example 6 5050 1010 실시예7Example 7 5050 2020 실시예8Example 8 5050 3030 실시예9Example 9 9090 55 실시예10Example 10 125125 1010 실시예11Example 11 125125 2020 실시예12Example 12 125125 3030

실시예Example 13 내지 20: 복수의 입자 크기(큰 입자→작은 입자)를 이용한  13 to 20: Using a plurality of particle sizes (large particles to small particles) 샌드Sand 블라스트 처리+화학적 표면처리( Blast treatment + Chemical surface treatment ( 크롬옥사이드Chromium oxide 용액) solution)

도 2에서 보는 바와 같이, 지름이 16.1mm인 원형으로 제조된 알루미늄 1050 금속 시편을 샌드 블라스트 처리하여 에칭한 후, 65℃의 크롬옥사이드 용액에 10초 동안 담지 시킨 후, 10%농도의 염산 용액에 1분 정도 담지 시켜 옥사이드층을 제거하여 65℃의 오븐에서 건조시킨 후, 폴리프로필렌을 코팅하여 결합시킴으로써 금속-고분자 복합체를 제조하였다.As shown in FIG. 2, a circular aluminum 1050 metal specimen having a diameter of 16.1 mm was sandblasted and etched, and then supported on a chromium oxide solution at 65 ° C for 10 seconds. Then, a 10% hydrochloric acid solution And the oxide layer was removed by drying for 1 minute to dry in an oven at 65 ° C and then coated with polypropylene to prepare a metal-polymer composite.

단, 상기 크롬옥사이드 용액은 증류수 200ml, 크롬옥사이드 12g, 황산 2g을 혼합하여 제조하였으며, 금속시편의 원주 방향의 표면 처리 영역을 제외한 중심부는 상기 크롬옥사이드 용액과 접촉이 되지 않도록 보호막을 붙여 담지 하였으며, 상기 샌드 블라스트 처리 시, 연마 입자의 크기와 소요시간은 하기 표 2에 나타내었다.The chromium oxide solution was prepared by mixing 200 ml of distilled water, 12 g of chromium oxide and 2 g of sulfuric acid. The center portion except for the surface treatment region in the circumferential direction of the metal specimen was loaded with a protective film to prevent contact with the chromium oxide solution, The abrasive grain size and the time required for the sandblast treatment are shown in Table 2 below.

구분division 1차 블라스트Primary blast 2차 블라스트Secondary blast 3차 블라스트Third blast 입자크기
(㎛)
Particle size
(탆)
소요시간
(sec)
Time
(sec)
입자크기
(㎛)
Particle size
(탆)
소요시간
(sec)
Time
(sec)
입자크기
(㎛)
Particle size
(탆)
소요시간
(sec)
Time
(sec)
실시예13Example 13 5050 1515 2525 1515 -- -- 실시예14Example 14 5050 55 2525 55 -- -- 실시예15Example 15 125125 1515 2525 1515 -- -- 실시예16Example 16 125125 55 2525 55 -- -- 실시예17Example 17 125125 1515 5050 1515 -- -- 실시예18Example 18 125125 55 5050 55 -- -- 실시예19Example 19 125125 1010 5050 1010 2525 1010 실시예20Example 20 125125 44 5050 33 2525 33

실시예Example 21 내지 28: 복수의 입자 크기를 이용한  21 to 28: Using a plurality of particle sizes 샌드Sand 블라스트Blast 처리+화학적 표면처리(염화철 용액) Treatment + chemical surface treatment (iron chloride solution)

실시예 13 내지 20과 동일하게 실시하되, 크롬옥사이드 용액과 염산용액 대신에 염화철 용액을 사용하였다.The same procedure as in Examples 13 to 20 was carried out except that a ferric chloride solution was used in place of the chromium oxide solution and the hydrochloric acid solution.

(단, 상기 염화철 용액은 실시예 1에서 사용된 염화철 용액과 동일한 것을 사용하였다.)
(Except that the iron chloride solution used was the same as the iron chloride solution used in Example 1).

실시예 29 내지 37: 복수의 입자 크기(작은 입자→큰 입자)를 이용한 샌드 블라스트 처리+화학적 표면처리(크롬옥사이드 용액)Examples 29 to 37: Sand blast treatment using a plurality of particle sizes (small particles? Large particles) + chemical surface treatment (chromium oxide solution)

도 2에서 보는 바와 같이, 지름이 16.1mm인 원형으로 제조된 알루미늄-마그네슘 합금 금속 시편을 샌드 블라스트를 처리하여 에칭한 후, 65℃의 크롬옥사이드 용액에 10초 동안 담지 시킨 후, 10%농도의 염산 용액에 1분 정도 담지 시켜 옥사이드층을 제거하여 65℃의 오븐에서 건조시킨 후, 폴리프로필렌을 코팅하여 결합시킴으로써 금속-고분자 복합체를 제조하였다.2, aluminum-magnesium alloy metal specimens having a diameter of 16.1 mm were etched by sandblasting and then impregnated in a chromium oxide solution at 65 ° C for 10 seconds, Hydrochloric acid solution for one minute to remove the oxide layer, followed by drying in an oven at 65 DEG C, followed by coating with polypropylene to prepare a metal-polymer composite.

단, 상기 크롬옥사이드 용액은 증류수 200ml, 크롬옥사이드 12g, 황산 2g을 혼합하여 제조하였으며, 금속시편의 원주 방향의 표면 처리 영역을 제외한 중심부는 상기 크롬옥사이드 용액과 접촉이 되지 않도록 보호막을 붙여 담지 하였으며, 상기 샌드 블라스트 처리 시, 연마 입자의 크기와 소요시간은 하기 표 3에 나타내었다.The chromium oxide solution was prepared by mixing 200 ml of distilled water, 12 g of chromium oxide and 2 g of sulfuric acid. The center portion except for the surface treatment region in the circumferential direction of the metal specimen was loaded with a protective film to prevent contact with the chromium oxide solution, The abrasive grain size and the time required for the sandblasting treatment are shown in Table 3 below.

구분division 1차 블라스트Primary blast 2 블라스트2 blast 입자크기
(㎛)
Particle size
(탆)
소요시간
(sec)
Time
(sec)
입자크기
(㎛)
Particle size
(탆)
소요시간
(sec)
Time
(sec)
실시예29Example 29 2525 55 125125 33 실시예30Example 30 2525 55 125125 66 실시예31Example 31 2525 55 125125 99 실시예32Example 32 5050 55 125125 33 실시예33Example 33 5050 55 125125 66 실시예34Example 34 5050 55 125125 99 실시예35Example 35 9090 55 125125 33 실시예36Example 36 9090 55 125125 66 실시예37Example 37 9090 55 125125 99

비교예Comparative Example 1 내지 9: 단일입자 크기의  1 to 9: single particle size 샌드Sand 블라스트Blast 단독 에칭 Single etching

도 2에서 보는 바와 같이, 지름이 16.1mm인 원형으로 제조된 알루미늄 1050 금속 시편을 샌드 블라스트를 처리하여 에칭한 후, 폴리프로필렌을 코팅하여 결합시킴으로써 금속-고분자 복합체를 제조하였다.As shown in FIG. 2, the aluminum 1050 metal specimen made of a circle having a diameter of 16.1 mm was treated with a sandblast, etched, and then coated with polypropylene to prepare a metal-polymer composite.

단, 상기 샌드 블라스트 처리 시, 연마 입자의 크기와 소요시간은 하기 표 4에 나타내었다.However, the size of the abrasive grains and the time required for the sandblasting treatment are shown in Table 4 below.

구분division 블라스트 입자크기(㎛)Blast particle size (탆) 블라스트 소요시간(sec)Blast time (sec) 비교예1Comparative Example 1 2525 1010 비교예2Comparative Example 2 2525 2020 비교예3Comparative Example 3 2525 3030 비교예4Comparative Example 4 5050 1010 비교예5Comparative Example 5 5050 2020 비교예6Comparative Example 6 5050 3030 비교예7Comparative Example 7 125125 1010 비교예8Comparative Example 8 125125 2020 비교예9Comparative Example 9 125125 3030

비교예 10 내지 20: 복수의 입자 크기(큰 입자→작은 입자)를 이용한 샌드 블라스트 단독 처리Comparative Examples 10 to 20: Sandblast alone treatment using a plurality of particle sizes (large particles? Small particles)

도 2에서 보는 바와 같이, 지름이 16.1mm인 원형으로 제조된 알루미늄 1050 금속 시편을 샌드 블라스트를 처리하여 에칭하되, 1차, 2차에 걸쳐서 실시한 후, 폴리프로필렌을 코팅하여 결합시킴으로써 금속-고분자 복합체를 제조하였다.As shown in FIG. 2, aluminum 1050 metal specimens having a diameter of 16.1 mm were treated by sandblasting and then subjected to primary and secondary steps, followed by coating with polypropylene to form a metal-polymer composite .

단, 상기 샌드 블라스트 처리 시, 연마 입자의 크기와 소요시간은 하기 표 5에 나타내었다.However, the size of the abrasive grains and the time required for the sandblasting treatment are shown in Table 5 below.

구분division 1차 블라스트Primary blast 2차 블라스트Secondary blast 3차 블라스트Third blast 입자크기
(㎛)
Particle size
(탆)
소요시간
(sec)
Time
(sec)
입자크기
(㎛)
Particle size
(탆)
소요시간
(sec)
Time
(sec)
입자크기
(㎛)
Particle size
(탆)
소요시간
(sec)
Time
(sec)
비교예10Comparative Example 10 5050 1515 2525 1515 -- -- 비교예11Comparative Example 11 5050 55 2525 55 -- -- 비교예12Comparative Example 12 125125 1515 2525 1515 -- -- 비교예13Comparative Example 13 125125 55 2525 55 -- -- 비교예14Comparative Example 14 125125 1515 5050 1515 -- -- 비교예15Comparative Example 15 125125 55 5050 33 -- -- 비교예16Comparative Example 16 125125 55 5050 55 -- -- 비교예17Comparative Example 17 125125 55 5050 66 -- -- 비교예18Comparative Example 18 125125 55 5050 99 -- -- 비교예19Comparative Example 19 125125 1010 5050 1010 2525 1010 비교예20Comparative Example 20 125125 44 5050 33 2525 33

비교예 21 내지 33: 단일 입자 및 복수의 입자 크기(작은 입자→큰 입자)를 이용한 샌드 블라스트 단독 처리Comparative Examples 21 to 33: Sandblast alone treatment using a single particle and a plurality of particle sizes (small particles? Large particles)

상기 비교예 10과 동일하게 실시하되, 각 샌드 블라스트 처리 시 연마 입자의 크기와 소요시간을 달리하였으며, 실험조건은 하기 표 6에 나타내었다.Comparative Example 10 was carried out in the same manner as in Comparative Example 10 except that the size and the time required for the abrasive grains were different in each sandblast treatment, and the experimental conditions are shown in Table 6 below.

구분division 1차 블라스트Primary blast 2 블라스트2 blast 입자크기
(㎛)
Particle size
(탆)
소요시간
(sec)
Time
(sec)
입자크기
(㎛)
Particle size
(탆)
소요시간
(sec)
Time
(sec)
비교예21Comparative Example 21 2525 55 -- -- 비교예22Comparative Example 22 2525 55 125125 33 비교예23Comparative Example 23 2525 55 125125 66 비교예24Comparative Example 24 2525 55 125125 99 비교예25Comparative Example 25 5050 55 -- -- 비교예26Comparative Example 26 5050 55 125125 33 비교예27Comparative Example 27 5050 55 125125 66 비교예28Comparative Example 28 5050 55 125125 99 비교예29Comparative Example 29 9090 55 -- -- 비교예30Comparative Example 30 9090 55 125125 33 비교예31Comparative Example 31 9090 55 125125 66 비교예32Comparative Example 32 9090 55 125125 99 비교예33Comparative Example 33 125125 55 -- --

시험예Test Example 1: 금속 층과 고분자 층 간의 결합력 평가 1: Evaluation of bond strength between metal layer and polymer layer

실시예 1-37 및 비교예 1-14, 16, 19-32의 금속-고분자 복합체에 일정한 힘을 가하여 분리하고, 분리되는 순간의 결합력을 측정하였으며, 그 결과를 도 2 및 하기 표 7 및 8에 나타내었다.The metal-polymer complexes of Examples 1-37 and Comparative Examples 1-14, 16, and 19-32 were separated by applying a constant force, and the binding force at the moment of separation was measured. The results are shown in FIG. 2 and Tables 7 and 8 Respectively.

구분division 최소 결합력Minimum bond strength 최대 결합력Maximum bond strength 평균 결합력Average bond strength 실시예1Example 1 83.283.2 150.4150.4 107.6107.6 실시예2Example 2 47.247.2 67.567.5 56.656.6 실시예3Example 3 71.871.8 122.4122.4 100.2100.2 실시예4Example 4 80.380.3 128.8128.8 111.5111.5 실시예5Example 5 85.685.6 121.4121.4 97.897.8 실시예6Example 6 110.9110.9 126.8126.8 117.3117.3 실시예7Example 7 104.8104.8 152.9152.9 125.5125.5 실시예8Example 8 70.570.5 128.4128.4 108.2108.2 실시예9Example 9 99.299.2 140.5140.5 120.9120.9 실시예10Example 10 110.4110.4 152.9152.9 136.7136.7 실시예11Example 11 16.716.7 51.351.3 32.732.7 실시예12Example 12 24.424.4 99.199.1 69.569.5 실시예13Example 13 19.919.9 106.1106.1 76.176.1 실시예14Example 14 18.318.3 99.999.9 67.467.4 실시예15Example 15 51.151.1 109.7109.7 84.384.3 실시예16Example 16 57.957.9 113.4113.4 86.186.1 실시예17Example 17 33.133.1 118.4118.4 84.684.6 실시예18Example 18 73.673.6 173.0173.0 115.5115.5 실시예19Example 19 21.421.4 119.1119.1 86.186.1 실시예20Example 20 10.010.0 112.0112.0 81.781.7 실시예21Example 21 45.845.8 73.173.1 58.158.1 실시예22Example 22 46.346.3 98.198.1 66.066.0 실시예23Example 23 43.843.8 72.972.9 58.858.8 실시예24Example 24 24.424.4 84.484.4 51.151.1 실시예25Example 25 40.440.4 114.4114.4 69.369.3 실시예26Example 26 64.664.6 110.4110.4 94.794.7 실시예27Example 27 25.825.8 93.093.0 60.760.7 실시예28Example 28 39.939.9 104.7104.7 77.577.5 실시예29Example 29 113.8113.8 137.0137.0 125.9125.9 실시예30Example 30 69.269.2 126.5126.5 101.1101.1 실시예31Example 31 93.193.1 149.3149.3 113.5113.5 실시예32Example 32 75.075.0 120.3120.3 102.3102.3 실시예33Example 33 65.965.9 119.9119.9 98.298.2 실시예34Example 34 84.884.8 147.4147.4 111.1111.1 실시예35Example 35 97.597.5 148.4148.4 122.4122.4 실시예36Example 36 104.0104.0 128.7128.7 116.0116.0 실시예37Example 37 93.293.2 117.3117.3 104.1104.1

구분division 최소 결합력Minimum bond strength 최대 결합력Maximum bond strength 평균 결합력Average bond strength 비교예1Comparative Example 1 30.730.7 59.259.2 45.145.1 비교예2Comparative Example 2 62.562.5 88.188.1 73.173.1 비교예3Comparative Example 3 6.36.3 88.088.0 44.644.6 비교예4Comparative Example 4 57.957.9 105.0105.0 74.274.2 비교예5Comparative Example 5 59.859.8 104.3104.3 84.984.9 비교예6Comparative Example 6 81.581.5 87.487.4 84.484.4 비교예7Comparative Example 7 35.035.0 112.9112.9 68.068.0 비교예8Comparative Example 8 28.828.8 84.684.6 64.664.6 비교예9Comparative Example 9 75.275.2 113.4113.4 88.788.7 비교예10Comparative Example 10 50.650.6 65.365.3 56.956.9 비교예11Comparative Example 11 13.813.8 82.282.2 61.161.1 비교예12Comparative Example 12 21.021.0 65.565.5 44.444.4 비교예13Comparative Example 13 41.541.5 73.973.9 56.056.0 비교예14Comparative Example 14 53.453.4 103.9103.9 79.779.7 비교예16Comparative Example 16 31.331.3 82.982.9 61.861.8 비교예19Comparative Example 19 37.737.7 86.186.1 61.761.7 비교예20Comparative Example 20 59.359.3 76.876.8 67.167.1 비교예21Comparative Example 21 56.856.8 84.584.5 65.765.7 비교예22Comparative Example 22 61.961.9 83.883.8 74.374.3 비교예23Comparative Example 23 79.279.2 106.3106.3 97.497.4 비교예24Comparative Example 24 80.580.5 130.0130.0 107.2107.2 비교예25Comparative Example 25 48.748.7 115.8115.8 89.089.0 비교예26Comparative Example 26 47.947.9 100.9100.9 81.081.0 비교예27Comparative Example 27 67.867.8 117.1117.1 88.688.6 비교예28Comparative Example 28 89.489.4 130.2130.2 101.8101.8 비교예29Comparative Example 29 58.458.4 100.9100.9 84.284.2 비교예30Comparative Example 30 70.370.3 90.290.2 83.383.3 비교예31Comparative Example 31 83.083.0 109.3109.3 92.792.7 비교예32Comparative Example 32 94.894.8 127.9127.9 108.3108.3

상기 표 7 및 8에서 보는 바와 같이, 비교예 1 내지 9를 살펴보면 샌드 블라스트의 처리시간이 증가함에 따라, 결합력이 증가함을 알 수 있고, 또한 입자 크기에 따라 결합력이 증가하다가 감소하는 경향을 나타내었다. 따라서, 단순히 상기 샌드 블라스트의 입자 크기와 소요시간을 증가시킴으로써 결합력을 상승시킬 수 있는 것이 아니라, 특정한 조합에 따라 최적의 결합력을 도출해낼 수 있음을 확인할 수 있다.
As can be seen from Tables 7 and 8, as the treatment time of the sandblast increases, the bonding force increases, and the bonding force increases with the particle size, . Therefore, it can be seen that by simply increasing the particle size and the time required for the sandblast, the bonding force can be increased, but an optimal bonding force can be derived according to a specific combination.

시험예 2: 에칭 처리된 금속 층의 거칠기 변화 분석Test Example 2: Analysis of roughness change of etched metal layer

비교예 15, 17-18, 21-33의 금속-고분자 복합체를 3차원 공초점 광학 현미경(Olympus LEXT 3D OLS4100 모델)을 이용하여, 에칭 처리된 금속 층의 표면에 대한 거칠기를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 9에 나타내었다.The roughness of the metal-polymer composite of Comparative Examples 15, 17-18, and 21-33 on the surface of the etched metal layer was measured using a three-dimensional confocal optical microscope (Olympus LEXT 3D OLS4100 model) Are shown in Table 9 below.

구분division 표면 거칠기(micron)Surface roughness (micron) 비교예15Comparative Example 15 3.9523.952 비교예17Comparative Example 17 2.8732.873 비교예18Comparative Example 18 2.7392.739 비교예21Comparative Example 21 2.1932.193 비교예22Comparative Example 22 1.3631.363 비교예23Comparative Example 23 2.9302.930 비교예24Comparative Example 24 3.3233.323 비교예25Comparative Example 25 3.6373.637 비교예26Comparative Example 26 2.2432.243 비교예27Comparative Example 27 3.2883.288 비교예28Comparative Example 28 3.4623.462 비교예29Comparative Example 29 3.5763.576 비교예30Comparative Example 30 2.1702.170 비교예31Comparative Example 31 2.9762.976 비교예32Comparative Example 32 3.8153.815 비교예33Comparative Example 33 3.5693.569

상기 표 9에서 보는 바와 같이, 작은 입자에서 큰 입자를 적용한 비교예 22-24, 26-28 및 30-32의 경우가 큰 입자에서 작은 입자를 적용한 비교예인 15-18 보다 표면의 거칠기가 향상된 것을 확인할 수 있다.
As shown in Table 9, in Comparative Examples 22-24, 26-28 and 30-32 in which large particles were used in small particles, the surface roughness was improved compared with Comparative Example 15-18 in which small particles were applied in large particles Can be confirmed.

시험예 3: 에칭 처리된 금속 층의 표면 분석Test Example 3: Surface analysis of the etched metal layer

실시예 3, 7, 11 및 비교예 15, 17, 18, 25-28, 33에서 샌드 블라스트 처리에 의하여 에칭된 금속 층의 표면을 육안 및 광학현미경을 사용하여 관찰하였으며, 그 결과를 도 5 내지 7, 9 내지 11 및 13 내지 15에 나타내었다.The surfaces of the metal layers etched by the sandblasting treatment in Examples 3, 7, 11 and Comparative Examples 15, 17, 18, 25-28, and 33 were observed using a naked eye and an optical microscope, 7, 9 to 11 and 13 to 15, respectively.

도 4 내지 6은 금속의 표면을 육안으로 관찰한 결과를 나타내며, 도 8 내지 10은 광학현미경을 통하여 확대 관찰한 결과를 나타낸다. 상기 도면에서 보는 바와 같이, 샌드 블라스트의 입자 크기가 커짐에 따라 금속 표면의 거칠기가 커지고 기공이 증가함을 알 수 있다. 또한, 상기 샌드 블라스트의 입자 크기가 커짐에 따라 거칠기 및 기공의 높낮이가 현저한 차이를 나타내며, 결국에는 3차원의 표면적을 증가시켰음을 확인할 수 있다.
Figs. 4 to 6 show the results of observing the surface of the metal with the naked eye, and Figs. 8 to 10 show the result of magnifying observation through an optical microscope. As can be seen from the figure, as the particle size of the sand blast increases, the roughness of the metal surface increases and the pores increase. Also, as the particle size of the sand blast increases, the roughness and pore height increase remarkably, and it can be confirmed that the surface area of the three-dimensional surface is increased.

따라서, 본 발명에 따른 금속-고분자 복합체 및 이의 제조방법은 물리적인 방법과 화학적인 방법을 복합적으로 적용하여 금속 표면의 거칠기와 표면적을 동시에 조절함으로써, 고분자와의 표면 접합력이 향상시키는데 현저한 효과를 나타낸다.
Accordingly, the metal-polymer composite according to the present invention and the method for producing the same exhibit a remarkable effect in improving the surface bonding strength with the polymer by simultaneously controlling the roughness and the surface area of the metal surface by applying a physical method and a chemical method in combination .

10; 고분자 층
20; 금속 층
S; 표면적
f; 거칠기
10; Polymer layer
20; Metal layer
S; Surface area
f; asperity

Claims (15)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete (A) 금속 층의 표면을 에칭하는 단계; 및
(B) 상기 에칭된 금속 층과 고분자 층을 접합시키는 단계;를 포함하는 금속-고분자 복합체의 제조방법으로서,
상기 (A)단계는 샌드 블라스트, 샌드 페이퍼링, 레이저 패터닝 및 프레싱 중에서 선택된 1종 이상의 방법으로 에칭하는 제1 에칭단계(A-a); 및
상기 금속 층을 에칭 용액에 담지 시켜 에칭하는 제2 에칭단계(A-b);를 포함하며,
상기 제1 에칭단계(A-a)는
ⅰ) 직경이 10 내지 100 ㎛인 입자크기로 1 내지 30초 동안 에칭하는 단계; 및
ⅱ) 직경이 100 내지 150 ㎛인 입자크기로 1 내지 30초 동안 에칭하는 단계;를 포함하며,
상기 각 단계의 입자크기는 ⅰ) < ⅱ)이고, 그 크기의 차이가 최소 30㎛이상이고,
상기 제2 에칭단계(A-b)는 1차로 H2CrO4에 1 내지 30초 동안 담지 시킨 후, 2차로 HCl에 30초 내지 10분 동안 담지 시키는 것을 특징으로 하는 금속-고분자 복합체의 제조방법.
(A) etching a surface of a metal layer; And
(B) bonding the etched metal layer to the polymer layer, the method comprising:
The step (A) may include: a first etching step (Aa) of etching by at least one method selected from sandblasting, sandpapering, laser patterning and pressing; And
And a second etching step (Ab) for supporting and etching the metal layer in an etching solution,
The first etching step (Aa)
I) etching for 1 to 30 seconds at a particle size of 10 to 100 [mu] m in diameter; And
Ii) etching for 1 to 30 seconds at a particle size of 100 to 150 [mu] m in diameter,
Wherein the particle size of each step is i) < ii) and the difference in size is at least 30 mu m,
Wherein the second etching step (Ab) is carried out by firstly supporting H 2 CrO 4 for 1 to 30 seconds, and then secondarily supporting the HCl for 30 seconds to 10 minutes.
삭제delete 제5항에 있어서,
상기 (A)단계를 통해 에칭된 금속 층의 표면은 직경이 100㎛ 내지 1㎚이고 깊이가 1 내지 50㎛인 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 금속-고분자 복합체의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the surface of the metal layer etched through the step (A) is formed with a groove having a diameter of 100 to 1 nm and a depth of 1 to 50 占 퐉.
삭제delete 삭제delete 제5항에 있어서,
상기 금속 층은 알루미늄, 철, 구리, 티타늄, 망간, 마그네슘, 아연 및 실리콘 중에서 선택된 1종 이상의 금속이거나, 또는 상기 금속의 합금인 것을 특징으로 하는 금속-고분자 복합체의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the metal layer is at least one metal selected from aluminum, iron, copper, titanium, manganese, magnesium, zinc, and silicon, or an alloy of the metals.
제5항에 있어서,
상기 금속 층은 알루미늄-마그네슘 합금, 알루미늄-마그네슘-망간 합금, 알루미늄-구리-망간 합금, 알루미늄-아연-마그네슘 합금, 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 금속-고분자 복합체의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the metal layer is at least one selected from an aluminum-magnesium alloy, an aluminum-magnesium-manganese alloy, an aluminum-copper-manganese alloy, an aluminum-zinc-magnesium alloy and an aluminum- magnesium- Gt;
제5항에 있어서,
상기 고분자 층은 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지, 폴리페닐렌 황화물 수지, 폴리아미드 수지, 폴리프로필렌 수지, 불소에틸렌프로필렌수지, 폴리테레프탈리이트플로로에틸렌 수지 및 폴리에틸렌 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 금속-고분자 복합체의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the polymer layer is at least one selected from the group consisting of polypropylene, polybutylene terephthalate resin, polyphenylene sulfide resin, polyamide resin, polypropylene resin, fluorine ethylene propylene resin, polytetrafluoroethylene resin and polyethylene By weight based on the total weight of the metal-polymer complex.
제5항에 있어서,
상기 금속 층은 알루미늄-마그네슘 합금이며, 상기 고분자 층은 폴리프로필렌인 것을 특징으로 하는 금속-고분자 복합체의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the metal layer is an aluminum-magnesium alloy, and the polymer layer is polypropylene.
제5항에 있어서,
상기 금속 층과 고분자 층은 50 내지 200N의 결합력으로 접합되는 것을 특징으로 하는 금속-고분자 복합체의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the metal layer and the polymer layer are bonded to each other at a bonding force of 50 to 200N.
제5항, 제7항, 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항의 제조방법에 따라 제조된 금속-고분자 복합체를 포함하는 이차전지.A secondary battery comprising a metal-polymer composite produced by the manufacturing method according to any one of claims 5, 7, 10 to 14.
KR1020150158969A 2015-11-12 2015-11-12 Metal-polymer complex and method for preparing the same KR101793252B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150158969A KR101793252B1 (en) 2015-11-12 2015-11-12 Metal-polymer complex and method for preparing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150158969A KR101793252B1 (en) 2015-11-12 2015-11-12 Metal-polymer complex and method for preparing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170055769A KR20170055769A (en) 2017-05-22
KR101793252B1 true KR101793252B1 (en) 2017-11-02

Family

ID=59049927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150158969A KR101793252B1 (en) 2015-11-12 2015-11-12 Metal-polymer complex and method for preparing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101793252B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102383600B1 (en) * 2020-10-22 2022-04-06 주식회사 서연이화 A method for metal and plastic composite bodies

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100562968B1 (en) * 2001-12-28 2006-03-23 다이세이 플라스 가부시끼가이샤 Composite of Aluminum Alloy and Resin and Production Method Therefor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100562968B1 (en) * 2001-12-28 2006-03-23 다이세이 플라스 가부시끼가이샤 Composite of Aluminum Alloy and Resin and Production Method Therefor

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170055769A (en) 2017-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7754279B2 (en) Article coated with flash bonded superhydrophobic particles
TWI494171B (en) Articles with super-hydrophobic and-or super-hydrophilic surfaces and method of formation
TWI581330B (en) Component having improved plasma etch resistance and method for improving plasma etch resistance of component
JP2013536153A (en) How to strengthen the edge of glassware
WO2005065436A3 (en) Method and apparatus for maintaining parallelism of layers and/or achieving desired thicknesses of layers during the electrochemical fabrication of structures
US10398041B2 (en) Making a hydrophobic surface for an object
CN103439802A (en) Manufacturing method for blue-light resistant lens
CN111108070A (en) Coating for glass forming mold and mold comprising coating
KR101793252B1 (en) Metal-polymer complex and method for preparing the same
KR101722239B1 (en) Surface treatment method using thermal spray coating and ultrasonic nanocrystal surface modification
SG151235A1 (en) Glass substrate for magnetic disc and manufacturing method thereof
JP5626395B2 (en) Water droplet holding sheet
TW201908130A (en) Housing and method of manufacturing the same
KR20180107823A (en) Method for glass coating
KR101568991B1 (en) Aluminium-resin metal composition and method for fabricating the same
JP5062455B2 (en) Chemical mechanical polishing pad and chemical mechanical polishing method
JP6663244B2 (en) Light transmitting plate and method of manufacturing the same
CN115135784A (en) Metal product with improved bond durability and related method
Ohmori et al. Investigation of substrate finishing conditions to improve adhesive strength of DLC films
US11919825B2 (en) Artificial marble
WO2004056698A3 (en) Method for making a planar suspended microstructure, using a sacrificial layer of polymer material and resulting component
KR20180024021A (en) Improved sputtering coil product and manufacturing method
WO2014148816A1 (en) Method for preparing polyurethane support pad
KR101518618B1 (en) The coating method of improving adhesion for steel sheet and steel sheet treated with tem
JP6663243B2 (en) Light transmitting plate and method of manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant