KR20100013569A - Injection molding method of metal and resin and the injection molding form - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이종재질 접합 사출성형방법 및 그 사출성형물에 관한 것으로, 더 상세하게는 접착제로 인해 사출성형물의 전체 두께가 증가되는 것을 방지시키고, 간단한 공정으로 금속재 성형물과 수지재 성형물을 접착시킬 수 있으며, 사출의 정밀도를 높일 수 있을 뿐 아니라 자동 사출성형이 가능한 이종재질 접합 사출성형방법 및 그 사출성형물에 관한 것이다.The present invention relates to a dissimilar material joint injection molding method and an injection molding thereof, and more particularly, to prevent the overall thickness of the injection molding from increasing due to the adhesive, and to bond the metal molding and the resin molding in a simple process. The present invention relates to a dissimilar material joint injection molding method and an injection molded product capable of increasing injection precision as well as enabling automatic injection molding.
휴대폰, 디지털 TV, 전자사전, 디지털카메라, MP3 등 많은 전자제품에서는 금속재 성형물과 수지재 성형물을 접착하는 경우가 많다. 그러나 금속재 성형물과 수지재 성형물은 서로 다른 물성을 가졌기 때문에 접착이 용이하지 않다.In many electronic products such as mobile phones, digital TVs, electronic dictionaries, digital cameras, and MP3s, metal moldings and resin moldings are often bonded. However, since the metal molding and the resin molding have different physical properties, adhesion is not easy.
종래의 금속재 성형물 및 수지재 성형물의 접착방법은 주로 열융착 필름을 사용하여 접착시키는 공법이다. 구체적으로는 금속 플레이트 및 그 내면에 부착되는 사출성형물의 규격에 맞도록 열융착 필름을 가공하고, 가공된 열융착 필름을 금속 플레이트와 사출성형물 사이에 넣고 가열하여서 임시로 고정시킨 후, 임시 고정 된 금속 플레이트 및 사출성형물을 열융착 기계를 이용하여 열 찹착시키므로 이들의 접착을 완성시키는 방법이다.The conventional method of adhering a metal molded product and a resin molded product is a method of adhering mainly using a heat fusion film. Specifically, the heat-sealed film is processed to meet the specifications of the metal plate and the injection molding attached to the inner surface thereof, the processed heat-sealed film is placed between the metal plate and the injection-molded product, temporarily fixed by heating, and then temporarily fixed. Since the metal plate and the injection molded product are thermally bonded using a heat fusion machine, this is a method of completing their adhesion.
그런데 이와 같은 공법에 의한 접착방법은, 여러 가지 문제점이 있었다. 먼저 열융착 필름을 금속 플레이트 및 사출성형물의 형태에 맞게 가공해야 하고, 금속 플레이트 및 사출성형물을 임시 고정하는 단계가 더 필요하므로 그 작업이 번잡하였다. 또한 임시 고정된 금속 플레이트 및 사출성형물을 완전히 고정시키기 위해 별도의 열융착 기계를 구비해야 하므로 제조 단가가 상승되었다. 이러한 종래 접착방법의 다른 문제점은, 금속 플레이트 및 사출성형물의 접착강도가 비교적 약하여 금속재 성형물과 수지재 성형물이 상호 이탈되는 현상이 자주 발생된다는 점이다.However, the adhesion method by such a construction method had various problems. First of all, the heat-sealed film has to be processed to match the shape of the metal plate and the injection molding, and the work is complicated because more steps are required to temporarily fix the metal plate and the injection molding. In addition, manufacturing costs have been increased because a separate heat fusion machine must be provided to completely fix the temporarily fixed metal plate and the injection molding. Another problem of the conventional bonding method is that the adhesive strength of the metal plate and the injection molding is relatively weak, so that the metal molding and the resin molding are often separated from each other.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 금속재 성형물과 수지재 성형물의 가열 접착 구조물 및 그 방법(한국 공개특허 제10-2007-0079604호)이 개발된 바 있다. In order to solve this problem, a heat-adhesive structure of a metal molding and a resin molding and a method thereof (Korean Patent Publication No. 10-2007-0079604) have been developed.
이는, 수지재 성형물의 접착면 일측 부위에 외부로 돌출되어 형성된 돌기부를 마련하고, 금속재 성형물의 접착면에는 상기 돌기부에 대응하는 홈을 형성시키는 단계; 상기 수지재 성형물 및 금속재 성형물의 접착면에 샌딩(sending)을 처리하는 단계; 상기 샌딩 처리된 상기 수지재 성형물 및 금속재 성형물의 접착면에 접착제를 일정두께로 도포하는 단계; 상기 접착제로 도포된 상기 수지재 성형물과 금속재 성형물의 접착면을 서로 맞대어 지그 등을 이용하여 일정한 압력으로 가압시키는 단계; 상기 가압된 상태의 상기 수지재 성형물 및 금속재 성형물을 가열로에서 일정한 조건에서 가열하는 단계; 상기 가열된 수지재 성형물 및 금속재 성형물 을 자연냉각시키는 단계로 이루어진다.It is provided with a protrusion formed to protrude to the outside on one side of the adhesive surface of the resin molding, forming a groove corresponding to the protrusion on the adhesive surface of the metal molding; Sanding the adhesive surfaces of the resin molding and the metal molding; Applying an adhesive to a contact surface of the sanded resin molding and the metal molding to a predetermined thickness; Pressing the adhesive surfaces of the resin molded article and the metal molded article coated with the adhesive to each other and pressing them at a constant pressure using a jig or the like; Heating the resin molded product and the metal molded product in the pressurized state under a constant condition in a heating furnace; It consists of the step of naturally cooling the heated resin material molding and metal material molding.
이러한 종래의 금속재 성형물과 수지재 성형물의 접착방법에 의하면, 접착면들을 샌딩처리하여서 접착력을 증대시키고, 접착면들에 돌기부 및 홈들을 형성시켜서 결합성을 향상시키므로 금속재 성형물과 수지재 성형물이 쉽게 박리되는 문제점을 개선할 수 있다.According to the conventional method for bonding a metal molding and a resin molding, the metal molding and the resin molding are easily peeled off because the adhesive strength is increased by sanding the adhesive surfaces, and the protrusions and the grooves are formed on the adhesive surfaces to improve the bondability. Can improve the problem.
그런데 이러한 종래 금속재 성형물과 수지재 성형물의 접착방법은, 상술한 바와 같이 그 공정이 복잡할 뿐만 아니라, 금속재 성형물 및 수지재 성형물 사이에 도포된 접착제로 인해 구조물의 전체 두께가 두꺼워지게 되는 문제점이 여전하였으며, 사출의 정밀도가 저하되었다. 또한 상기 방법들은 공정의 복잡성으로 인하여 자동화가 불가능하여 모두 수작업 또는 반자동의 방법으로 공정이 수행될 수밖에 없다는 것도 큰 문제점으로 대두된다.However, in the conventional method of bonding the metal molding and the resin molding, as described above, the process is not only complicated, and the overall thickness of the structure is still thick due to the adhesive applied between the metal molding and the resin molding. And the precision of injection fell. In addition, the methods are difficult to automate due to the complexity of the process, it is a big problem that all processes can be performed by manual or semi-automatic methods.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 접착제로 인해 사출성형물의 전체 두께가 증가되는 것을 방지시키도록 한 이종재질 접합 사출성형방법 및 그 사출성형물을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention for solving the above problems is to provide a heterogeneous joint injection molding method and an injection molding method for preventing the increase in the overall thickness of the injection molding due to the adhesive.
본 발명의 다른 목적은, 간단한 공정으로 마그네슘, 알루미늄, 티타늄, 스테인레스 등의 다양한 재질들 중 어느 하나의 재질로 이루어진 금속재 성형물과 수지재 성형물을 접착시킬 수 있도록 한 이종재질 접합 사출성형방법 및 그 사출성형물을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is a heterogeneous joint injection molding method and an injection method for bonding a metal molding and a resin molding made of any one of various materials such as magnesium, aluminum, titanium, and stainless steel in a simple process. To provide moldings.
본 발명의 또 다른 목적은, 높은 사출 정밀도를 구현할 수 있도록 한 이종재질 접합 사출성형방법 및 그 사출성형물을 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a heterogeneous material joint injection molding method and an injection molded product capable of realizing high injection precision.
본 발명의 또 다른 목적은, 금속재 성형물과 수지재 성형물의 접착공정을 자동화할 수 있도록 한 이종재질 접합 사출성형방법 및 그 사출성형물을 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a heterogeneous joint injection molding method and an injection molded product capable of automating a bonding process of a metal molding and a resin molding.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 이종재질 접합 사출성형방법은, 마그네슘, 알루미늄, 티타늄, 스테인레스 등의 다양한 재질들 중 어느 하나의 재질로 이루어진 금속재 성형물을 준비하고 서로 다른 온도에서 두 번의 경화반응을 일으키는 열경화성 접착제를 준비한 후 열경화성 접착제를 금속재 성형물의 내면에 도포한 다음, 도포된 상기 열경화성 접착제를 60~150℃의 온도로 가열하여서 1차 경 화시키고, 1차 경화된 열경화성 접착제가 사출되는 수지재와 만나도록 상기 금속재 성형물을 금형 내에 안착시키며, 상기 금형 내에 수지재를 250~340℃의 온도로 사출시켜서 금속재 성형물에 도포된 상기 열경화성 접착제가 상기의 사출온도에서 2차 경화되도록 반응을 일으키게 하여 금속재 성형물과 사출되는 수지재가 결합되도록 한 후 냉각시켜서 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the heterogeneous injection molding method of the present invention comprises preparing a metal molding made of any one of various materials such as magnesium, aluminum, titanium, stainless steel, and performing two curing reactions at different temperatures. After preparing the resulting thermosetting adhesive, the thermosetting adhesive is applied to the inner surface of the metal molding, and then the applied thermosetting adhesive is first cured by heating to a temperature of 60 to 150 ° C, and the first cured thermosetting adhesive is injected into the resin material. The metal material is placed in a mold to meet the mold, and the resin material is injected into the mold at a temperature of 250 to 340 ° C. so that the thermosetting adhesive applied to the metal material is caused to undergo a secondary curing at the injection temperature. After cooling the molding and the injection molded resin material Characterized in that binary luer.
본 발명 이종재질 접합 사출성형방법의 다른 특징은, 상기 열경화성 접착제는, 코폴리에스터와, 접착보강제와, 슬립제와, 열안정제와, 가교제가 혼합되어 이루어진다.Another feature of the heterogeneous injection molding method of the present invention is that the thermosetting adhesive is formed by mixing a copolyester, an adhesive reinforcing agent, a slip agent, a heat stabilizer, and a crosslinking agent.
본 발명 이종재질 접합 사출성형방법의 또 다른 특징은, 상기 코폴리에스터는, 점도가 200mPa.s ~ 1000mPa.s이고 15% 용액인 저점도 코폴리에스터와, 점도가 2300mPa.s ~ 2900mPa.s이고 15% 용액인 고점도 코폴리에스터가 혼합되어 이루어진다.Another feature of the heterogeneous injection molding method of the present invention is that the copolyester has a viscosity of 200 mPa · s to 1000 mPa · s and a low viscosity copolyester of 15% solution, and a viscosity of 2300 mPa · s to 2900 mPa · s. And a high viscosity copolyester which is a 15% solution.
본 발명 이종재질 접합 사출성형방법의 또 다른 특징은, 상기 접착보강제는, 구마론-인덴 수지(coumarone-indene resin), 알파-메틸스티렌/비닐톨루엔 수지(α-methylstyrene/vinyltoluene resin)가 혼합되어 이루어진다.Another feature of the heterogeneous injection molding method of the present invention is that the adhesion promoter is a mixture of kumarone-indene resin and alpha-methylstyrene / vinyltoluene resin. Is done.
본 발명 이종재질 접합 사출성형방법의 또 다른 특징은, 상기 가교제는, 이소시아네이트계 경화제로 이루어진다.Another feature of the heterogeneous injection molding method of the present invention, the crosslinking agent is an isocyanate-based curing agent.
본 발명 이종재질 접합 사출성형방법의 또 다른 특징은, 상기 열경화성 접착제는, 용제 62~75중량부와, 저점도 코폴리에스터 12~20중량부와, 고점도 코폴리에스터 4~8중량부와, 구마론-인덴 수지 6~10중량부와, 알파-메틸스티렌-비닐폰루엔 수지 1~3중량부와, 슬립제 0.1~0.3중량부와, 열안정제 0.1~0.3중량부와, 가교제 1~2중량부가 혼합되어 이루어진다.Another feature of the heterogeneous injection molding method of the present invention, the thermosetting adhesive is a solvent 62 to 75 parts by weight, low viscosity copolyester 12 to 20 parts by weight, high viscosity copolyester 4 to 8 parts by weight, 6-10 parts by weight of a guarone-indene resin, 1-3 parts by weight of alpha-methylstyrene-vinyl fonruene resin, 0.1-0.3 parts by weight of slip agent, 0.1-0.3 parts by weight of heat stabilizer, crosslinking agent 1-2 The parts by weight are mixed.
본 발명 이종재질 접합 사출성형방법의 또 다른 특징은, 상기 용제는, 톨루엔, 아세톤 중 어느 하나로 이루어진다.Another feature of the heterogeneous injection molding method of the present invention, the solvent is made of any one of toluene and acetone.
본 발명 이종재질 접합 사출성형방법의 또 다른 특징은, 상기 금속재 성형물은, 스테인리스, 알루미늄, 마그네슘, 티타늄 중 어느 하나의 재질로 이루어진다.Another feature of the heterojunction injection molding method of the present invention, the metal molding is made of any one material of stainless steel, aluminum, magnesium, titanium.
본 발명 이종재질 접합 사출성형방법의 또 다른 특징은, 상기 수지재는, 폴리카보네이트(poly cabonate; PC), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌수지(ABS), 아크릴 수지, 유리섬유 강화 폴리카보네이트, 유리섬유 강화 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌수지(유리섬유 강화 PC) 중 어느 하나의 재질로 이루어진다.Another feature of the heterogeneous injection molding method of the present invention, the resin material is a polycarbonate (poly cabonate; PC), acrylonitrile-butadiene-styrene resin (ABS), acrylic resin, glass fiber reinforced polycarbonate, glass fiber It consists of a material of any one of reinforced acrylonitrile-butadiene-styrene resin (glass fiber reinforced PC).
이상에서와 같은 본 발명은, The present invention as described above,
마그네슘, 알루미늄, 티타늄, 스테인레스 등의 다양한 재질들 중 어느 하나의 재질로 이루어진 금속 플레이트와 수지류에 적용할 수 있고, 사출시의 높은 온도에 의하여 접착이 이루어지므로 높은 접착력을 얻을 수 있으며, 공정이 극히 간단하여 자동화를 구현할 수 있다. 그리고, 종래의 문제점인 접착제 층이 사출시 밀려나오는 문제점을 완전히 해결하였을 뿐만 아니라, 금속재 성형물 및 수지재 성형물로 이루어진 사출성형물의 슬림화 및 사출의 정밀화를 이룰 수 있다.It can be applied to metal plates and resins made of any one of various materials such as magnesium, aluminum, titanium, and stainless steel, and can be obtained by high temperature at the time of injection, so that high adhesion can be obtained. It's extremely simple to implement automation. In addition, not only completely solves the problem that the adhesive layer is pushed out during the injection, which is a conventional problem, but also achieves slimming and precise injection molding of the metal molding and the resin molding.
본 발명의 이종재질 접합 사출성형방법은, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 금속재 성형물(1)을 준비(S10)하고 서로 다른 온도에서 두 번의 경화반응을 일으키는 열경화성 접착제(2)를 준비(S20)한다. 그리고 열경화성 접착제(2)를 금속재 성형물(1)의 내면에 도포(S30)한 다음, 도포된 상기 열경화성 접착제(2)를 60~150℃의 온도로 가열하여서 1차 경화(S40)시키고, 1차 경화된 열경화성 접착제(2)가 사출되는 수지재(4)와 만나도록 상기 금속재 성형물(1)을 금형(3) 내에 안착(S50)시킨다. 그리고 상기 금형(3) 내에 수지재(4)를 250~340℃의 온도로 사출시켜서 금속재 성형물(1)에 도포된 상기 열경화성 접착제(2)가 상기의 사출온도에서 2차 경화(S60)되도록 반응을 일으키게 하여 금속재 성형물(1)과 사출되는 수지재(4)가 결합되도록 한 후 냉각(S70)시켜서 이루어진다.In the heterojunction injection molding method of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, the
여기서 금속재 성형물(1)은, 마그네슘 판재로 이루어진다. 이러한 금속재 성형물(1)의 재질은 마그네슘에 국한되지 않으며, 알루미늄, 티타늄, 스테인레스 등의 다양한 재질 중 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다. Here, the
본 발명에서 사용되는 금속용 열경화성 접착제(2)는, 코폴리에스터와, 접착보강제와, 슬립제와, 열안정제와, 가교제가 혼합되어 이루어진다.The
이 중, 금속용 열경화성 접착제(2)의 베이스 폴리머(base polymer)는, 코폴리에스터(copolyester)를 베이스로 하는 폴리우레탄 수지이다. 이러한 코폴리에스터는, 점도가 200mPa.s~1000mPa.s이고 15% 용액(solution)인 저점도 코폴리에서터와, 점도가 2300mPa.s~2900mPa.s이고 15% 용액(solution)인 저점도 코폴리에스터가 혼합되어 사용된다. 고점도 코폴리에스터는 골격 유지 역할을 하며, 저점도 코폴리에스터는 후술하는 접착보강제와 고온에서 결합하여 고온접착력을 발휘하게 하는 역할을 한다.Among these, the base polymer of the
접착보강제 수지(tackifier resin)는, 구마론-인덴 수지(coumarone-indene resin; hurcules Powder Co), 알파-메틸스티렌/비닐톨루엔 수지(α0methylstyrene/vinyltoluene resin; hurcules chemical Co)가 혼합되어 사용된다.As the tackifier resin, a coumarone-indene resin (hurcules Powder Co) and an alpha -methylstyrene / vinyltoluene resin (hurcules chemical Co) are used.
이 중, 구마론-인덴 수지는 열경화성 접착제 전체의 접착력을 향상시키는 역할을 하며, 알파-메틸스티렌/비닐톨루엔 수지는 전술한 저점도 코폴리에스터와 고온에서 결합하여 고온 접착력을 발휘하는 역할을 한다.Of these, the Kumaron-Indene resin serves to improve the adhesive force of the entire thermosetting adhesive, and alpha-methylstyrene / vinyltoluene resin combines with the aforementioned low viscosity copolyester at high temperature to exert high temperature adhesive force. .
슬립제로는, PP 파우더(ultrafine hydrogilde 4500 PP poeder wax; royce)가 사용된다.As the slip agent, PP powder (ultrafine hydrogilde 4500 PP poeder wax; royce) is used.
열안정제로는, 이가녹스(irganox)-1010(ciba-geiggy)가 사용된다.As a heat stabilizer, irganox-1010 (ciba-geiggy) is used.
가교제로는, 이소시아 네이트계 경화제가 사용된다. 가교제는 저온에서 가교반응을 유도하여 저온 접착력을 발휘하는 역할을 한다.As a crosslinking agent, an isocyanate-type hardening | curing agent is used. The crosslinking agent induces a crosslinking reaction at a low temperature to exert a low temperature adhesive force.
각 성분의 적절한 함량 비율은 다음과 같다.Appropriate content ratio of each component is as follows.
용제 62~75중량부에, 저점도 코폴리에스터 12~20중량부와, 고점도 코폴리에스터 4~8중량부와, 구마론-인덴 수지 6~10중량부와, 알파-메틸스티렌-비닐폰루엔 수지1~3중량부와, 슬립제 0.1~0.3중량부와, 열안정제 0.1~0.3중량부와, 가교제가 1~2중량부가 첨가된다.To 62-75 weights of solvents, 12-20 weight part of low-viscosity copolyesters, 4-8 weight part of high-viscosity copolyesters, 6-10 weight part of Kumaron-indene resins, and alpha-methylstyrene-vinylphone 1-3 weight part of luene resins, 0.1-0.3 weight part of slip agents, 0.1-0.3 weight part of heat stabilizers, and 1-2 weight part of a crosslinking agent are added.
여기서, 사용가능한 용제로는 톨루엔, 아세톤 등이 있다.Here, usable solvents include toluene, acetone and the like.
상기의 성분으로 구성되는 본 발명에 사용되는 열경화성 접착제(2)는 60~150℃의 온도에서 1차 경화반응이 일어나며, 250~340℃의 온도에서 2차 경화반응이 일 어난다. In the
1차 경화반응은 가교제의 역할로, 저온에서 열경화성 접착제(2)가 가교반응을 일으키면서 경화되는 것이다. 1차 경화반응이 일어나게 되면 금속재 성형물(1)에 도포된 열경화성 접착제(2)가 더 이상 금속재 성형물(1)의 표면을 따라 흘러내리지 않기 때문에 자유로운 이송이 가능하다. The primary curing reaction is a role of a crosslinking agent, in which the
열경화성 접착제(2)의 1차 경화가 60℃ 미만의 온도에서 이루어지면 1차 경화된 열경화성 접착제(2)가 사출시 밀려나올 우려가 있다. 열경화성 접착제(2)의 1차 경화가 150℃를 초과한 온도에서 이루어지면 1차 경화된 열경화성 접착제(2)의 강도는 더 이상 증가되지 않는 반면에 에너지 비용만 불필요하게 소요되는 문제점이 있다. 그러므로 열경화성 접착제(2)의 1차 경화 온도는 60~150℃가 가장 바람직하다.If the primary curing of the thermosetting adhesive (2) is made at a temperature of less than 60 ℃, there is a fear that the primary cured thermosetting adhesive (2) is pushed out during injection. If the primary curing of the thermosetting adhesive (2) is made at a temperature in excess of 150 ° C, the strength of the primary cured thermosetting adhesive (2) is no longer increased, but only the energy cost is unnecessary. Therefore, the primary curing temperature of the thermosetting adhesive (2) is most preferably 60 ~ 150 ℃.
2차 경화온도인 250~340℃는 통상적인 전자부품용 수지의 사출온도이다. 이 온도 미만에서 사출이 이루어지게 되면 원하는 물성을 얻을 수 없다. 상용되는 접착제의 경화온도를 수지의 사출온도에 맞도록 조절하는 성분은 저점도 코폴리에스터와 접착보강제(tackifier resin)인 구마론 인덴수지와 알파 메틸스타일렌 비닐 톨루엔 수지이다. 이러한 성분들의 함량이 상술한 범위를 벗어나게 되면 경화온도가 범위를 벗어나게 되어서 접착력이 약화되거나 깨짐이 발생될 뿐만 아니라, 경화제의 상용량이 달라지며 그로 인하여 접착력에 변화가 일어나게 된다. 그러므로 저점도 코폴리에스터, 구마론 인덴수지, 알파 메틸스타일렌 비닐 톨루엔 수지는, 다른 성분들에 대해, 저점도 코폴리에스터 12~20중량부와, 구마론-인덴 수지 6~10중 량부와, 알파-메틸스티렌-비닐폰루엔 수지1~3중량부의 혼합 비율을 유지해야 한다.Secondary curing temperature of 250 ~ 340 ℃ is the injection temperature of the resin for conventional electronic components. If the injection is made below this temperature, the desired physical properties cannot be obtained. Components that adjust the curing temperature of the commercially available adhesive to the injection temperature of the resin are low viscosity copolyester, tackifier resins, such as guaron indene resin and alpha methyl styrene vinyl toluene resin. When the content of these components is out of the above-mentioned range, the curing temperature is out of the range, not only weakening or cracking the adhesive force, but also the amount of the curing agent is changed, thereby changing the adhesive force. Therefore, low viscosity copolyester, Kumaron indene resin, alpha methyl styrene vinyl toluene resin, 12 to 20 parts by weight of low viscosity copolyester, 6 to 10 parts by weight of the Kumaron indene resin, The mixing ratio of 1 to 3 parts by weight of alpha-methylstyrene-vinylfonluene resin should be maintained.
1차 경화된 열경화성 접착제(2)가 도포된 금속재 성형물(1)은 금형(3)의 지정된 내부에 안착되어서 금속재 성형물(1)에 도포된 열경화성 접착제(2)가 금형(3) 내부로 사출되는 수지재(4)와 만나도록 내장된다.The
이와 같이 마그네슘, 알루미늄, 티타늄, 스테인레스 등의 다양한 재질들 중 어느 하나의 재질로 이루어진 금속재 성형물(1)이 안착된 금형(3) 내에 수지재(4)를 사출하게 되면 고온의 사출온도에 의하여 열경화성 접착제(2)는 2차 경화반응을 하게 된다. 고온에서 2차 경화반응이 일어나게 되면 열경화성 접착제(2)는 강한 접착력을 가지게 되며 내열성도 현저하게 향상된다.As such, when the resin material 4 is injected into the
본 발명에서 사용되는 금속재 성형물(1)은 알루미늄, 스테인리스, 마그네슘, 티타늄 등 중 어느 하나가 사용될 수 있으며, 전자부품이나 비행기, 선박 등에 사용되는 모든 금속재 성형물(1)에 적용이 가능하다. The
금속재 성형물(1)로 마그네슘을 사용할 경우, 마그네슘 판재의 결정입자가 1∼3mm인 것이 바람직하다. 이러한 결정입자를 갖는 마그네슘 판재는 성형성이 양호하며 이에 따라 다양한 형태로 제조하는데 유리하다.When magnesium is used as the
본 발명에서 사용되는 플라스틱 수지재(4)는. 폴리카보네이트(poly cabonate; PC), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌수지(ABS수지), 아크릴 수지, 유리섬유 강화 폴리카보네이트(유리섬유 강화 PC), 유리섬유 강화 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌수지(유리섬유 강화 ABS) 등, 전자부품 등에 사용되는 수지들이다.Plastic resin material (4) used in the present invention. Polycarbonate (PC), acrylonitrile-butadiene-styrene resin (ABS resin), acrylic resin, glass fiber reinforced polycarbonate (glass fiber reinforced PC), glass fiber reinforced acrylonitrile-butadiene-styrene resin (glass Resins used in electronic parts such as fiber reinforced ABS).
본 발명의 실시예는 아래와 같다.An embodiment of the present invention is as follows.
(열경화성 접착제 제조실시예 1)Thermosetting Adhesive Preparation Example 1
점도가 350mPa.s이고 15% 용액(solution)인 저점도 코폴리에스터(pearlstick 45-40/03) 16g에 용제로 프로필렌 그리콜 에테르 아세테이트(propylene glycol ether acetate) 6g, 톨루엔 44g, 아세톤 16g을 넣고 60℃의 온도에서 1시간 동안 용해시킨 후 고점도 코폴리에스터(pear/stick 45-40/27) 6g을 첨가하여 다시 1시간 동안 용해시켰다. 용해 후 접착보강제인 구마론-인덴(hercules power co. picco 1-60) 6g을 균일하게 혼합시켜 용해한 후, 알파-메틸스티렌/비닐톨루엔 수지(hercules power co. piccotex 100) 2g을 첨가하고 용해시켰다.To 16 g of low viscosity copolyester (pearlstick 45-40 / 03) with a viscosity of 350 mPa.s and 15% solution, add 6 g of propylene glycol ether acetate, 44 g of toluene, and 16 g of acetone. After dissolution for 1 hour at a temperature of 60 ℃ 6g of high viscosity copolyester (pear / stick 45-40 / 27) was added and dissolved again for 1 hour. After dissolving, 6 g of guaron-indene (hercules power co. Picco 1-60), an adhesion promoter, was uniformly mixed and dissolved, followed by adding and dissolving 2 g of alpha-methylstyrene / vinyltoluene resin (hercules power co. Piccotex 100). .
이어서 슬립제로 PP 파우더(ultrafine hydrogilde 4500 PP powder wax; royce) 0.2g을 추가하여 분산시킨 다음, 열안정제로 이가녹스-1010(ciba-geiggy) 0.2g을 추가하여 분산 및 냉각시킨 다음, 가교제로 이소시아네이트를 1.5g 추가하여 접착제를 얻었다.After dispersing by adding 0.2 g of ultrafine hydrogilde 4500 PP powder wax (royce) as a slip agent, 0.2 g of diganox-1010 (ciba-geiggy) was added as a heat stabilizer, and then dispersed and cooled. 1.5 g was added to obtain an adhesive.
얻어진 열경화성 접착제(2)는 점도 350 mPa.s(brookfield rvf sp. 2,20 rpm), 밀도 20℃ 1,19g/cm3, 고형분 32% 였다.The
(이종재질 접합 실시예 1)(Different material bonding example 1)
열경화성 접착제 제조실시예 1에 의하여 얻어진 열경화성 접착제(2)를 0.5t 두께의 스텐레스 플레이트 이면에 60 마이크로미터의 두께로 도포하고 80℃의 온도 에서 40분간 건조하였으며, 여기에 폴리카보네이트 수지(유리섬유가 30% 혼합된 마스터 배치 수지)를 실린더 온도 285℃에 사출노즐압을 135Kg/cm2로 하여 플레이트 이면으로 사출하였다.The thermosetting adhesive (2) obtained in Example 1 of thermosetting adhesive was applied to the back surface of a stainless steel plate having a thickness of 0.5 tons with a thickness of 60 micrometers and dried at a temperature of 80 ° C. for 40 minutes, and a polycarbonate resin (glass fiber 30% mixed master batch resin) was injected into the back surface of the plate at a cylinder temperature of 285 ° C with an injection nozzle pressure of 135 Kg / cm 2 .
이때 금형(3)의 온도는 100℃였으며, 사출속도는 95%, 사출시간은 2초이고, 냉각시간은 20초로 유지하였다. 사출물의 두께는 500마이크로미터(0.5t)가 되도록 사출하였다.At this time, the temperature of the
금속면과 사출된 수지(PC) 사이의 접착제를 확인한 결과 밀려남이 전혀 없었음이 확인되었으며, 24시간 이후의 접착력을 확인하기 위하여 금속면과 수지면을 분리한 결과 수지재 성형물(PC)이 금속면에서 찢어질 정도로 우수한 접착력을 보였다.As a result of checking the adhesive between the metal surface and the injected resin (PC), it was confirmed that there was no repulsion at all, and after separating the metal surface and the water surface to check the adhesive strength after 24 hours, the resin material molding (PC) was formed on the metal surface Excellent adhesion was torn at.
냉각 낙하 후 접착력 테스트 결과와 열 충격 74시간 이후의 접착력 테스트 결과도 동일하였다.The results of the adhesion test after the cooling drop and the adhesion test after 74 hours of heat shock were also the same.
접착력 테스트에 사용된 시험기는 푸시-풀 게이지(Push-pull gauge)(표준 속도 : 10㎝/min)였으며, 열충격 시험은 -40℃에서 24시간, 85℃에서 2시간 유지되는 오븐에서 72시간 유지시킨 후 상온에서 4시간 방치한 다음 접착력을 테스트하였다.The tester used for the adhesion test was a push-pull gauge (standard speed: 10 cm / min), and the thermal shock test was held for 24 hours at -40 ° C and 72 hours in an oven maintained at 85 ° C for 2 hours. After leaving for 4 hours at room temperature, the adhesion was tested.
(이종재질 접합 실시예 2 및 이종재질 접합 실시예 3)(Secondary Material Bonding Example 2 and Dissimilar Material Bonding Example 3)
이종재질 접합 실시예 1과 동일하게 시행하되, 수지재(4) 대신에 투명 수지재(PC)와 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌수지(ABS 수지)를 사용하였으며, 결과는 이종재질 접합 실시예 1과 동일하였다. 이 실시예들에 의하여 본 발명의 접착방법은 다양한 수지에 적용할 수 있음을 확인할 수 있다.Heterogeneous bonding was performed in the same manner as in Example 1, except that the transparent resin (PC) and acrylonitrile-butadiene-styrene resin (ABS resin) were used instead of the resin material (4). Was the same as By these examples it can be seen that the adhesive method of the present invention can be applied to various resins.
(이종재질 접합 실시예 4 내지 이종재질 접합 실시예 6)(Heteromaterial bonding example 4 to heterogeneous bonding example 6)
이종재질 접합 실시예 1과 동일하게 시행하되, 스텐레스 플레이트 대신에 알루미튬 플레이트와 티타늄 플레이트 및 마그네슘 플레이트를 사용하였으며, 결과는 이종재질 접합 실시예 1과 동일하였다. 이 실시예들에 의하여 본 발명의 접착방법은 다양한 금속 플레이트에 적용할 수 있음을 확인할 수 있다. Heterogeneous bonding was carried out in the same manner as in Example 1, but instead of the stainless steel plate was used aluminium plate, titanium plate and magnesium plate, the result was the same as the heterogeneous bonding Example 1. By these embodiments it can be seen that the adhesive method of the present invention can be applied to various metal plates.
(열경화성 접착제 제조실시예 2)Thermosetting Adhesive Preparation Example 2
열경화성 접착제 제조실시예 1과 동일하게 열경화성 접착제(2)를 제조하되, 코폴리에스터를 점도가 400mPa.s이고 15%이 용액(solution)인 저점도 코폴리에스터(Pear/stick 45-40/05)를 사용하였다.A
(열경화성 접착제 제조실시예 3)Thermosetting Adhesive Preparation Example 3
열경화성 접착제 제조실시예 1과 동일하게 열경화성 접착제(2)를 제조하되, 코폴리에스터를 점도가 800mPa.s이고 15%의 용액(solution)인 저점도 코폴리에스터(Pear/stick 45-40/08)를 사용하였다.A thermosetting adhesive (2) was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that the copolyester had a low viscosity copolyester (Pear / stick 45-40 / 08) having a viscosity of 800 mPa · s and a solution of 15%. ) Was used.
(이종재질 접합 실시예 7 및 이종재질 접합 실시예 8)(Example 7 of dissimilar materials and Example 8 of dissimilar materials)
열경화성 접착제 제조실시예 2 및 열경화성 접착제 제조실시예 3에 의하여 얻어진 접착제를 사용하여 이종재질 접합 실시예 1과 같이 접착력을 테스트하였으며, 그 결과는 이종재질 접합 실시예 1과 동일하였다. The adhesive strength was tested as in the heterogeneous bonding Example 1 using the adhesive obtained in Example 2 and thermosetting adhesive Preparation Example 3, the result was the same as in the heterogeneous bonding Example 1.
(열경화성 접착제 제조실시예 4)Thermosetting Adhesive Preparation Example 4
열경화성 접착제 제조실시예 1과 동일하게 접착제를 제조하되, 코폴리에스터를 점도가 1100mPa.s이고 15%의 용액(solution)인 저점도 코폴리에스터(Pear/stick 45-40/11)를 사용하였다.Thermosetting adhesive Preparation The adhesive was prepared in the same manner as in Example 1, except that the copolyester was a low viscosity copolyester (Pear / stick 45-40 / 11) having a viscosity of 1100 mPa · s and a solution of 15%. .
(이종재질 접합 실시예 9)(Secondary Material Bonding Example 9)
열경화성 접착제 제조실시예 4에 의하여 얻어진 접착제를 사용하여 이종재질 접합 실시예 1과 같이 접착력을 테스트하였으며, 결과는 열충격 실험에서 접착제의 들뜸 현상이 발생하였다.The adhesive strength was tested as in the heterogeneous bonding Example 1 using the adhesive obtained in Example 4 of the thermosetting adhesive preparation, and the result of the lifting of the adhesive occurred in the thermal shock experiment.
그러므로 열경화성 접착제를 제조할 때에 사용되는 코폴리에스터는, 점도가 200mPa.s ~ 1000mPa.s이고 15% 용액인 저점도 코폴리에스터를 사용하는 것이 바람직하다.Therefore, as the copolyester used when producing the thermosetting adhesive, it is preferable to use a low viscosity copolyester having a viscosity of 200 mPa · s to 1000 mPa · s and a 15% solution.
도 1 및 도 2는 본 발명의 이종재질 접합 사출성형방법을 개략적으로 보인 공정도 및 그 순서도1 and 2 is a process diagram and a flow chart schematically showing a dissimilar material injection molding method of the present invention
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
1 : 금속재 성형물 2 : 열경화성 접착제1: metal molding 2: thermosetting adhesive
3 : 금형 4 : 수지재3: mold 4: resin material
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