KR20170114113A

KR20170114113A - 알루미늄과 플라스틱의 일체화 성형 방법

Info

Publication number: KR20170114113A
Application number: KR1020160041161A
Authority: KR
Inventors: 윤진호; 김명현
Original assignee: 주식회사 세원하이텍
Priority date: 2016-04-04
Filing date: 2016-04-04
Publication date: 2017-10-13

Abstract

본 발명은 알루미늄 합금 구조물에 이종 재질인 플라스틱 수지를 일체화시켜 성형하는 방법에 관한 것으로서, 알루미늄 금속체를 아민계 화합물 수용액에 침지시켜 상기 알루미늄 금속체표면을 나노 단위의 초미세 요철로 에칭하는 공정을 포함하여 알루미늄 금속체의 표면을 처리하는 표면처리 단계와, 상기 표면처리 단계에서 처리된 알루미늄 금속체를 사출 성형 금형에 삽입한 후에 PBT 또는 PPS계 수지를 이용하여 사출 성형하는 사출 단계를 포함하고, 상기 표면처리 단계는 탈지 공정, 디스머트 공정, SMT 공정, 활성화 공정, 디스머트 공정, 초음파 세척 공정이 포함되고, 각각의 공정 사이에는 수세 공정이 포함되어 진행됨으로써, 금속체와 수지재 사이에 견고한 결합력을 생성할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

알루미늄과 플라스틱의 일체화 성형 방법{Manufacturing method for integrating aluminum and plastic}

본 발명은 금속과 플라스틱의 이종 재질의 일체화 성형 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각종 기계 가공으로 만들어진 알루미늄 합금 구조물에 이종 재질인 플라스틱 수지를 일체화시켜 성형하는 방법에 관한 것이다.

이종 재질인 금속 합금재와 수지재를 접착제로 일체화하는 기술은, 자동차, 가정 전자 제품, 산업기기 등의 넓은 산업 및 기술 분야로부터 요구되고 있고, 이 때문에 많은 접착제와 접착테이프, 그리고 융착기술과 접합용 플라스틱 등이 개발되어 왔다.

이때, 상기 개발된 접착제 중에서는 뛰어난 접착성능을 발휘하는 것도 있으며, 이러한 접착제는 상온 또는 가열에 의하여 접착기능을 발휘하면서 금속 합금재와 수지재를 일체화하는 접합에 사용되었으며, 그 적용분야로는 자동차, TV, 핸드폰, 노트북 등이 있다.

한편, 접착제를 사용하지 않고 이종재질인 금속 합금재와 수지재를 접합하는 방법들이 연구되고 있는데, 그 중에서 하나의 방법으로는 나노 방법이 현재 활발하게 연구되고 있다.

즉, 상기 나노 방법에 의한 이종재질의 접합 기술은 금속 합금재의 표면에 나노 사이즈의 홀을 만들어 수지재를 인서트하는 것이다.

한국특허공개번호 10-2011-0133119(2011년 12월 12일 공개)에서, 각형의 홈부와 돌출부로 덮인 알루미늄 합금의 구조물을 사출성형 금형에 투입한 후, 이러한 사출성형 금형에 수지 조성물을 인서트 사출함으로써, 이종 재질인 알루미늄 합금재와 수지재의 일체화에 따른 접합방법이 개시되고 있다.

그러나, 전술한 방법에 의하더라도 미세관찰하면 접합에 있어 미세한 틈이 발생하고 접합강도에 제약이 있는 실정이며, 이에 따라 다양한 형태의 이종 재질의 일체화 성형방법에 대한 연구가 이루어지고 있다.

한국특허공개번호 10-2011-0133119 한국등록특허번호 10-1493768

본 발명은 상기한 바와 같은 요구를 반영하기 위하여 안출된 것으로서, 알루미늄 합금의 에칭시 표면에 생기는 미세요철을 이용하여 알루미늄과 플라스틱을 일체화하여 성형하여 결합력이 우수한 알루미늄과 플라스틱의 일체화 성형 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 알루미늄과 플라스틱의 일체화 성형 방법은, 알루미늄 금속체를 아민계 화합물 수용액에 침지시켜 상기 알루미늄 금속체 표면을 나노 단위의 초미세 요철로 에칭하는 공정을 포함하여 알루미늄 금속체의 표면을 처리하는 표면처리 단계와, 상기 표면처리 단계에서 처리된 알루미늄 금속체를 사출 성형 금형에 삽입한 후에 PBT 또는 PPS계 수지를 이용하여 사출 성형하는 사출 단계를 포함하고, 상기 표면처리 단계는 탈지 공정, 디스머트 공정, 에칭 공정, 활성화 공정, 디스머트 공정, 초음파 세척 공정이 포함되고, 각각의 공정 사이에는 수세 공정이 포함되어 진행되는 것을 특징으로 하여 가능하게 된다.

바람직하게는, 상기 표면처리 단계는 초음파 탈지 -> 3단 수세 -> 침적 탈지 -> 3단 수세 -> 디스머트1 -> 3단 수세 -> SMT -> 3단 수세 -> 활성화 -> 3단 수세 -> 디스머트2 -> 3단 수세 -> 초음파 세척 -> 2단 수세 -> 온탕 수세 -> 순수 수세 -> 건조 순으로 진행된다.

이와는 달리, 상기 표면처리 단계는 초음파 탈지 -> 3단 수세 -> 침적 탈지 -> 3단 수세 -> 디스머트1 -> 3단 수세 -> SMT -> 3단 수세 -> 활성화 -> 3단 수세 -> 디스머트2 -> 1단 온탕 수세 -> 초음파 세척 -> 3단 온탕 수세 -> 순수 수세 -> 건조 순으로 진행되는 것도 가능하다.

상기 초음파 탈지 공정은 60±5℃ 조건에서 180±10초 동안 침지시키는 방법으로 진행하고, 상기 침적 탈지 공정은 45±5℃ 조건에서 15±5초 동안 침지시키는 방법으로 진행하고, 상기 디스머트1 공정은 55±5℃ 조건에서 180±10초 동안 침지시키는 방법으로 진행하고, 상기 SMT 공정은 25±5℃ 조건에서 30~180초 동안 침지시키는 방법으로 진행하고, 상기 활성화 공정은 25±5℃ 조건에서 30~180초 동안 침지시키는 방법으로 진행하고, 상기 디스머트2 공정은 20±10℃ 조건에서 30±10초 동안 침지시키는 방법으로 진행하고, 상기 초음파 세척 공정은 60±5℃ 조건에서 300±10초 동안 침지시키는 방법으로 진행하고, 상기 건조 공정은 건조기에서 80±10℃ 조건에서 30±10 분 동안 건조시키는 방법으로 진행하는 것이 바람직하다.

상기 PBT 또는 PPS계 수지재의 전체 중량 대비 20~40%의 필러를 포함하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 필러는 유리 섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유 중에서 어느 하나가 사용되는 것이 바람직하다.

상기 아민계 화합물은, 메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 에틸렌디아민, 에탄올아민, 아릴아민, 디에탄올아민, 아닐린, 트리에탄올아민 중에서 어느 하나가 사용되는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 본 발명의 주요한 과제 해결 수단들은, 아래에서 설명될 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용', 또는 첨부된 '도면' 등의 예시를 통해 보다 구체적이고 명확하게 설명될 것이며, 이때 상기한 바와 같은 주요한 과제 해결 수단 외에도, 본 발명에 따른 다양한 과제 해결 수단들이 추가로 제시되어 설명될 것이다.

본 발명에 따른 알루미늄과 플라스틱의 일체화 성형 방법은 알루미늄 금속체 표면을 에칭하여 미세 요철을 형성한 후에 수지재를 인서트 사출 방식으로 결합하기 때문에 금속체 표면에 ㎛단위의 미세 기공으로 인한 요철(anchor)이 형성되어 금속체와 수지재 사이에 견고한 결합력을 생성할 수 있는 효과가 있다.

즉, SMT 및 활성화 과정을 통해 알루미늄 금속체 표면에 화학 반응에 의한 표면 균일성이 확보될 수 있고, 또 사출 과정에서도 수지 흐름에 대한 방해 요소가 발생하지 않는 등 결과적으로 위치별 인장력 편차가 최소화되어 전체적으로 보다 균일한 접합 강도를 확보할 수 있고, 이에 따라 금속체와 수지재 사이에 견고한 결합력을 생성할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 본드, 테이프 융착 몰딩 등으로 부착하던 종래와 달리 전체적인 공정 축소로 생산력 증대와 원가 절감효과를 가져올 수 있는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 알루미늄과 플라스틱의 일체화 성형 과정을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 알루미늄 금속체 표면의 SMT 공정 전후의 상태를 보여주는 참고도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 알루미늄 금속체 표면에 수지재가 결합되는 상태를 보여주는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 알루미늄 금속체와 플라스틱의 일체화 성형 제품을 보여주는 참고도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 알루미늄 금속체와 플라스틱의 결합 상태를 보여주는 참고도이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 통해 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 여기에서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 본 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

도면들에 있어서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소를 나타낸다.

본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "포함한다" 또는 "포함하는"으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 소자 및 장치의 존재 또는 추가를 의미한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 알루미늄과 플라스틱의 일체화 성형 과정을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 알루미늄과 플라스틱의 일체화 성형 과정을 나타낸 순서도이고, 도 2 내지 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 SMT 공정의 상태를 보여주는 참고도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 알루미늄과 플라스틱의 일체화 성형 방법은, 알루미늄 금속체를 아민계 화합물 수용액에 담가 상기 알루미늄 금속체표면이 나노 단위의 초미세 요철로 에칭되는 공정을 포함하여 알루미늄 금속체를 전처리하는 표면처리 단계와, 이 표면처리 단계에서 처리된 알루미늄 금속체를 사출 성형 금형에 삽입한 후에 PBT 또는 PPS계 수지를 사출하는 사출 단계를 포함한다.

이를 통해 수지와 알루미늄 금속체가 견고하게 접합하게 되는데, 기계적 강도 시험 등을 통해 접착력이 기존 제품보다 우수하고, 게다가 열전도성도 높아 각종 조리기기, 난방 기기 등의 전자 제품의 활용도도 높을 것으로 기대된다.

이하, 상기한 본 발명의 표면처리 단계와 사출 단계에 대하여 상세히 설명한다.

<표면처리 단계>

표면처리 단계를 설명하기에 앞서, 알루미늄은 일반적으로 경량으로 자원으로서도 풍부하나, 합금화로 고강도화, 고내식성화 등이 가능하여 폭넓은 분야에서 사용되고 있다.

이러한 알루미늄은 기계 가공 후 경화에만 의하여 경도, 인장강도를 높이는 비열처리형 합금과, 열처리에 의하여 기계적 성질을 개선하는 열처리 합금으로도 구별할 수 있다. 즉, 상기 비열처리형 합금에 속하는 알루미늄 합금은 Al－Mg계 합금, Al－Mn계 합금, Al－Mg－Mn계 합금 등을 들 수 있고, 상기 열처리형 합금에 속하는 알루미늄 합금은 Al－Cu－Mg계 합금, Al－Zn－Mg계 합금, Al－Mg－Si계 합금 및 내열 알루미늄 합금 등이 해당될 수 있다.

본 실시예 등에서 언급되는 알루미늄 금속체는 위와 같은 알루미늄 합금으로 이루어진 금속체를 통칭한 것이다.

표면처리 단계는, 도 1을 참조하면, 알루미늄 금속체를 처리 과정을 통해 합금표면을 덮고 있는 이물질과 산화피막 등을 제거하고, 아민계 화합물 수용액에 담가 상기 알루미늄 금속체 표면을 에칭하여 나노 단위의 요철을 형성하게 되는 단계이다.

이러한 표면처리 단계는, 초음파 탈지 -> 3단 수세 -> 침적 탈지 -> 3단 수세 -> 디스머트1 -> 3단 수세 -> SMT -> 3단 수세 -> 활성화 -> 3단 수세 -> 디스머트2 -> 3단 수세 -> 초음파 세척 -> 2단 수세 -> 온탕 수세 -> 순수 수세 -> 건조 등의 순으로 진행할 수 있다.

여기서, 초음파 탈지 공정은 알루미늄 금속체 표면에 존재하는 유지 성분 등을 제거하는 외관 세척 공정이다. 이러한 초음파 탈지 공정은 초음파 탈지조에 알루미늄 금속체를 투입하여, 60±5℃ 조건에서 180±10초 정도 침지(dipping)시키는 방법으로 진행할 수 있다. 이때 탈지제는 20% 정도 투입되는 것이 바람직하다.

3단 수세 공정은 통상의 수세액이 저장된 3단 수세조에서 탈지, 에칭, 활성화, 디머스트, 소음파 세척 등이 끝난 알루미늄 금속체를 수세를 통해 중성화를 실현하기 위한 공정이다.

침적 탈지 공정은 탈지제가 5% 정도 투입된 탈지액에 알루미늄 금속체를 투입하여 45±5℃ 조건에서 15±5초 정도 침지(dipping)시키는 방법으로 진행할 수 있다.

디스머트1 공정은 알루미늄 금속체에 남아 있는 얼룩, 오염 등 이물질을 제거하는 공정이다. 이러한 디스머트1 공정은 HNO₃ 용액, 55±5℃ 조건에서, 180±10초 정도 침지하는 방법으로 진행할 수 있다. 이때, 디스머트제는 15% 정도 투입하는 것이 바람직하다.

SMT 공정은 알루미늄 금속체를 아민계 화합물 수용액에 담가 상기 알루미늄 금속체표면이 나노 단위의 초미세 요철(anchor)을 형성하는 공정이다.

이러한 SMT 공정은 에칭조에 알루미늄 금속체를 투입하고, 25±5℃ 조건에서, 30~180초 정도 침지하는 방식으로 진행하는 것이 바람직하다. 이때 비중은 17±5, 아민계 화합물 40% 정도 투입하는 것이 바람직하다.

여기서, 수용성 아민계화합물로는 특히 메틸 아민(CH₃NH₂), 디메틸아민((CH₃)₂NH), 트리메틸아민((CH₃)₃N), 에틸아민(C₂H₅NH₂),디에틸아민((C₂H₅)₂NH),트리에틸아민((C₂H₅)₃N),에틸렌디아민(H₂NCH₂CH₂NH₂),에탄올아민(모노에탄올아민(HOCH₂CH₂NH₂), 아릴아민(CH₂CHCH₂NH₂), 디에탄올아민((HOCH₂CH₂)₂NH), 아닐린(C₆H₇N), 트리에탄올아민((HOCH₂CH₂)₃N) 등을 이용할 수 있다.

이러한 아민계 화합물의 수용액에 에칭하는 공정으로 인해, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 알루미늄 금속체표면이 초미세 에칭되어 수십 나노nm 직경의 미세한 오목판, 즉 요철(anchor)을 형성하게 된다.

참고로, 도 2는 SMT 공정 전의 알루미늄 금속체의 표면과 SMT 공정 후의 알루미늄 금속체의 표면을 보여주고, 도 3은 SMT 공정 후의 알루미늄 금속체 표면에 수지재가 결합되는 과정을 도식화하여 보여주는 도면이다.

또한, 아민계 화합물 수용액에 알루미늄 금속체를 담그는 과정에서 그 약염기성에 의해 알루미늄 금속체를 미세하게 에칭하면 표면에 화학적 흡착이 생성된다. 이때, XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)로 보면 그 표면에 질소원자가 관철되는데, 상기 질소는 아민계 화합물에서 오는 것으로 판단되며, 세척이나 건조 및 그 이후의 보관에 견뎌내어 표면에 잔류함을 알 수 있다.

활성화 공정은 알루미늄 금속체 표면에 버(burr) 등을 제거하여 요철을 보다 명확하게 하는 공정이다. 이러한 활성화 공정은 알루미늄 금속체를 활성화액이 저장된 활성화조에 투입하여 25±5℃ 조건에서, 30~180초 정도 침지하는 방식으로 진행하는 것이 바람직하다. 이때 비중은 29±5, 활성화제 전체 중량 대비 70% 정도 투입하는 것이 바람직하다.

디스머트2 공정은 상기 디스머트1 공정과 달리 상온 조건에서 진행한다. 즉, 20±10℃ 조건에서, 30±10초 정도 침지하는 방법으로 진행할 수 있다.

온탕 수세 공정은 온탕조에 알루미늄 금속체를 투입하고, 50±5℃ 조건에서, 180±10초 정도 진행하는 것이 바람직하다. 이러한 온탕 수세 공정은 1단에서 3단까지 필요에 따라 적절하게 설정하여 진행할 수 있다. 즉, 3단 온탕 수세 공정은 각단 60초씩 총 180초를 진행할 수 있는 것이다.

초음파 세척 공정은 세정액에 초음파를 가하여 액압이 충격적으로 변동하여 알루미늄 금속체 표면에 침식되면서 세척하는 공정으로서, 60±5℃ 조건에서, 300±10초 정도 진행하는 것이 바람직하다.

건조 공정은 전처리된 알루미늄 금속체를 최종 건조하는 공정으로서, 건조기에 알루미늄 금속체를 투입하고, 80±10℃ 조건에서, 30±10 분 정도 진행하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 공정 순서와 달리, 초음파 세척 공정 전후에 온탕 수세 공정을 추가하여 진행하는 것도 가능하다.

즉, 초음파 탈지 -> 3단 수세 -> 침적 탈지 -> 3단 수세 -> 디스머트1 -> 3단 수세 -> SMT -> 3단 수세 -> 활성화 -> 3단 수세 -> 디스머트2 -> 1단 온탕 수세 -> 초음파 세척 -> 3단 온탕 수세 -> 순수 수세 -> 건조 등의 순으로 진행하는 것이다.

여기서, 1단 온탕 수세 공정은 온탕조에 알루미늄 금속체를 투입하고, 50±5℃ 조건에서, 60±10초 정도 진행하고, 3단 온탕 수세 공정은 50±5℃ 조건에서, 180±10초 정도 진행하는 것이 바람직하다.

<사출 단계>

이어서, 사출성형금형을 준비하고, 금형을 열어서 그 한쪽에 상기 표면처리 단계에서 표면 처리된 알루미늄 금속체를 삽입하고, 금형을 닫는다. 이후, 수지재인 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 또는 PPS계 수지를 상기 금형으로 사출하면, 도 4에 예시된 바와 같은 이종재질인 금속재인 알루미늄 금속체와 수지재인 PBT 또는 PPS계 수지가 접합되어 일체화된 복합구조물이 얻어질 수 있는 것이다.

여기서, PBT 또는 PPS를 포함한 폴리머는, PBT 단독의 폴리머, PPS 단독의 폴리머, PBT와 PPS의 폴리머 컴파운드, PBT와 폴리카보네이트(PC)의 폴리머 컴파운드(polymer compound), PBT와 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 폴리머 컴파운드, PPS와 폴리카보네이트의 폴리머 컴파운드, PPS와 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 폴리머 컴파운드 등이 사용될 수 있다.

또한, 상기 PBT 또는 PPS 수지의 전체 중량 대비 20~40%의 필러(filler)를 포함시켜 기계적 특성을 개선하는 것이 필요하다. 필러의 함유는, 특히 알루미늄합금 형상물과 수지재의 선팽창률(coefficient of linear expansion)을 일치시키도록 하고 동시에 성형수축률을 작게 한다는 관점에서 아주 중요하다. 즉, 선팽창률을 일치시키는 것은 온도변화가 있는 가운데에서 장기적인 결합력을 유지할 수 있기 때문이고, 또 성형수축률을 작게 함으로써 사출접합 직후의 내부변형을 최소한으로 줄일 수 있기 때문이다. 상기 필러로서는, 유리 섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유(aramid fiber), 그 외 이들과 유사한 고강도 섬유가 좋다.

상기 일체화된 복합구조물을 성형하는 사출 방법은 인서트 성형이 바람직하다. 이러한 인서트 성형을 이용하면, 일체화된 복합구조물을 쉽게 분리할 수 있고 대량 생산에 유리하다. 특히, 금형을 여는 단계에서 삽입 형판에 성형제품이 부착되는 경우가 많아 알루미늄 부분이 변형되기 쉬우므로 금형구조 자체를 돌려서 분리하는 사출성형 과정을 이용한다.

사출조건으로서, 금형 온도, 사출 온도는 높은 편이 좋은 결과를 얻을 수 있으나, 최적화 방안으로 상기 PBT 또는 PPS계 수지재의 사출 성형시와 동일한 조건으로 충분한 접합 효과를 발휘할 수 있다.

예를 들면, 100톤 크기의 사출 금형에 사출 레진으로 PBT(Gray)를 이용할 경우에, 사출 조건은 금형온도 135~160℃, 배럴온도 270℃, 사출속도 60 mm/s, 보압 800 kg/cm²,3초, 냉각시간 20초 등으로 설정할 수 있다.

이와 같은 인서트 성형 방법으로 일체화된 복합구조물을 통째로 잘라 그 단면을 투과전자현미경(TEM)으로 관찰하면 도 5에 도시된 바와 같이 알루미늄 금속체 표면에 곡률 직경1㎛이하인 요철 안쪽까지 수지가 침투해 들어간 것을 확인할 수 있다. 이를 더욱 자세히 관찰하면 수지와 알루미늄의 경계선에는 100nm 단위 이하의 굴곡이 있어 그 요철 바닥까지 수지가 산포 발생 등이 최소화된 상태로 침투해 있는 것을 볼 수 있는 것이다. 이는 분명 접합력의 근원인 초미세 앵커의 효과로 파악된다.

한편, 일체화된 물질에서 수지와 알루미늄 금속체가 만나는 경계선에는 미크론 단위의 틈이 발생할 수 있으므로, 상기 경계선 주변을 도장한 후 알루마이트화하여 내후성을 강화시킬 필요가 있다. 이때, 상기 PBT, PPS 수지는 모두 도장이 힘든 폴리머이므로, 일체화 물질에 접착성이 우수한 도료를 선택할 필요가 있다.

상기와 같은 본 발명에 따른 알루미늄과 플라스틱의 일체화 성형 방법에 의해 성형된 일체화된 복합구조물은 수차례에 걸친 인장 강도 실험 결과, [표 1]에서 확인할 수 있는 바와 같이 35MPa 정도의 접함 강도를 가지는 것을 확인할 수 있었다.

[표 1]

참고로, 위 실험은 길이 40mm, 폭 12mm, 두께 3mm를 갖는 알루미늄 금속체 시편에 도 4에서와 같이 플라스틱(PBT 수지)을 접합하여 인장 실험한 결과이다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims

알루미늄 금속체를 아민계 화합물 수용액에 침지시켜 상기 알루미늄 금속체표면을 나노 단위의 초미세 요철로 에칭하는 공정을 포함하여 알루미늄 금속체의 표면을 처리하는 표면처리 단계와, 상기 표면처리 단계에서 처리된 알루미늄 금속체를 사출 성형 금형에 삽입한 후에 PBT 또는 PPS계 수지를 이용하여 사출 성형하는 사출 단계를 포함하고,
상기 표면처리 단계는 탈지 공정, 디스머트 공정, 에칭 공정, 활성화 공정, 디스머트 공정, 초음파 세척 공정이 포함되고, 각각의 공정 사이에는 수세 공정이 포함되어 진행되는 것을 특징으로 하는 알루미늄과 플라스틱의 일체화 성형 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 표면처리 단계는 초음파 탈지 -> 3단 수세 -> 침적 탈지 -> 3단 수세 -> 디스머트1 -> 3단 수세 -> SMT -> 3단 수세 -> 활성화 -> 3단 수세 -> 디스머트2 -> 3단 수세 -> 초음파 세척 -> 2단 수세 -> 온탕 수세 -> 순수 수세 -> 건조 순으로 진행되는 것을 특징으로 하는 알루미늄과 플라스틱의 일체화 성형 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 표면처리 단계는 초음파 탈지 -> 3단 수세 -> 침적 탈지 -> 3단 수세 -> 디스머트1 -> 3단 수세 -> SMT -> 3단 수세 -> 활성화 -> 3단 수세 -> 디스머트2 -> 1단 온탕 수세 -> 초음파 세척 -> 3단 온탕 수세 -> 순수 수세 -> 건조 순으로 진행되는 것을 특징으로 하는 알루미늄과 플라스틱의 일체화 성형 방법.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
상기 초음파 탈지 공정은 60±5℃ 조건에서 180±10초 동안 침지시키는 방법으로 진행하고,
상기 침적 탈지 공정은 45±5℃ 조건에서 15±5초 동안 침지시키는 방법으로 진행하고,
상기 디스머트1 공정은 55±5℃ 조건에서 180±10초 동안 침지시키는 방법으로 진행하고,
상기 SMT 공정은 25±5℃ 조건에서 30~180초 동안 침지시키는 방법으로 진행하고,
상기 활성화 공정은 25±5℃ 조건에서 30~180초 동안 침지시키는 방법으로 진행하고,
상기 디스머트2 공정은 20±10℃ 조건에서 30±10초 동안 침지시키는 방법으로 진행하고,
상기 초음파 세척 공정은 60±5℃ 조건에서 300±10초 동안 침지시키는 방법으로 진행하고,
상기 건조 공정은 건조기에서 80±10℃ 조건에서 30±10 분 동안 건조시키는 방법으로 진행하는 것을 특징으로 하는 알루미늄과 플라스틱의 일체화 성형 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 PBT 또는 PPS계 수지재의 전체 중량 대비 20~40%의 필러를 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄과 플라스틱의 일체화 성형 방법.
청구항 5에 있어서,
상기 필러는 유리 섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유 중에서 어느 하나가 사용되는 것을 특징으로 하는 알루미늄과 플라스틱의 일체화 성형 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 아민계 화합물은, 메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 에틸렌디아민, 에탄올아민, 아릴아민, 디에탄올아민, 아닐린, 트리에탄올아민 중에서 어느 하나가 사용되는 것을 특징으로 하는 알루미늄과 플라스틱의 일체화 성형 방법.