KR20190135193A - 스테인리스 스틸 및 레진의 복합체 및 그 제조 방법 - Google Patents

스테인리스 스틸 및 레진의 복합체 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 복합체(composite)는 전해 에칭(electrolytic etching)에 의해 요철 면이 형성된 스테인리스 스틸(stainless steel), 및 상기 요철 면에 결합된 레진(resin)을 포함할 수 있다. 다양한 다른 실시 예 또한 가능하다.

Description

스테인리스 스틸 및 레진의 복합체 및 그 제조 방법{COMPOSITE OF STAINLESS STEEL AND RESIN, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명의 다양한 실시 예들은 스테인리스 스틸 및 레진의 복합체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
자동차용 부품, 가전 제품, 산업 기계 등의 제조와 관련된 다양한 산업 분야에서 금속 및 레진(resin)(또는, 수지)을 접합하는 기술을 필요로 하고 있고, 다양한 접착 물질이 이러한 목적을 위하여 개발되고 있다. 한편, 접착 물질을 사용하지 않는 더 간단한 접합 방법 또한 연구되어 왔고, 예를 들어, 금형에 금속 부재를 넣은 후 용융 수지를 사출하여 수지 부재를 형성함과 동시에 수지 부재와 금속 부재를 접합하는 방법이 있다.
스마트폰과 같은 휴대용 전자 장치 또는 이 밖의 다양한 장치에서, 강성을 증가시키거나 디자인적 측면을 강화시키기 위한 노력의 일환으로 스테인리스 스틸(stainless steel)을 활용하는 외관 부재를 제조하려는 시도가 다양하게 진행되고 있다. 스테인리스 스틸 및 수지를 접합하고자 할 때, 스테인리스 스틸의 그 소재 특성으로 인하여, 스테인리스 스틸 및 레진의 안정적인 결합력이 확보되기 어려울 수 있다.
본 발명의 일 실시 예는, 스테인리스 스틸 및 레진 간의 높은 결합력(또는, 접합력 또는 접합 강도)을 가지는 스테인리스 스틸 및 레진의 복합체 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 복합체(composite)는 전해 에칭(electrolytic etching)에 의해 요철 면이 형성된 스테인리스 스틸(stainless steel), 및 상기 요철 면에 접합된 레진(resin)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 복합체를 제조하는 방법은, 스테인리스 스틸을 전해 에칭하여 요철 면을 형성하는 동작과, 상기 요철 면에 수지를 접합하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 스테인리스 스틸의 표면 처리 방법은, 황산 및 적어도 하나의 염화화합물이 혼합된 표면 처리액을 형성하는 동작과, 상기 표면 처리액을 활용하여 상기 스테인리스 스틸을 전해 에칭하는 동작을 포함하되, 상기 염화화합물은 약 10~100g/L의 농도를 가지고, 상기 황산은 약 50~300g/L의 농도를 가지며, 상기 전해 에칭은 약 0.5~5A/dm2의 전류 밀도를 활용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 간단한 제조 방법을 통해 스테인리스 스틸 및 레진 간의 결합력이 우수한 스테인리스 스틸 및 레진의 복합체가 제조될 수 있고, 그 제조 방법으로 인해 설비 구축 및 그 유지가 용이할 뿐 아니라 안전한 작업 환경이 마련될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 스테인리스 스틸 및 레진의 복합체의 제조 방법의 흐름도이다.
도 2a, 2b, 2c, 3a, 3b, 3c, 4, 5a 및 5b는 도 1의 제조 방법의 흐름을 부연 설명하기 위한 도면들이다.
도 6은 스테인리스 스틸 및 레진의 복합체를 포함하는 전자 장치의 전면의 사시도이다.
도 7은 도 6의 전자 장치의 후면의 사시도이다.
도 8은 도 6의 전자 장치의 전개 사시도이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시 예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성 요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다.
본 문서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성 요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
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어떤 구성 요소(예: 제 1 구성 요소)가 다른 구성 요소(예: 제 2 구성 요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성 요소가 상기 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성 요소(예: 제 3 구성 요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소(예: 제 1 구성 요소)가 다른 구성 요소(예: 제 2 구성 요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성 요소와 상기 다른 구성 요소 사이에 다른 구성 요소(예: 제 3 구성 요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)", "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)" 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어(hardware)적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
도 1은 일 실시 예에 따른 스테인리스 스틸 및 레진의 복합체의 제조 방법의 흐름도이다. 도 2a, 2b, 2c, 3a, 3b, 3c, 4, 5a 및 5b는 도 1의 제조 방법의 흐름을 부연 설명하기 위한 도면들이다.
도 1 및 2a를 참조하면, 101 동작에서 스테인리스 스틸을 포함하는 모재(이하, 스테인리스 스틸 모재)(210)가 마련될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 스테인리스 스틸 모재(210)는, 스테인리스 스틸을 활용하여, CNC(computer numerical control), 프레스(press), 다이캐스팅(die casting) 등의 다양한 방식을 통해 원하는 형태로 성형될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 스테인리스 스틸은, 내식성을 확보하기 위하여, 철(Fe)에 크롬(Cr)이 약 12% 이상 첨가된 합금강일 수 있다. 크롬이 산화되어 철(212)의 표면에 얇은 크롬 산화물(Cr2O3)의 부동태 피막(passivity layer)(211)을 형성하고, 이러한 크롬 산화물 층(211)은 산소가 철(212)로 침투하는 것을 차단할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 크롬 산화물 층(211)의 두께는, 약 10~30Å(옹스트롬) 또는 약 20~30um(마이크로미터)일 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 스테인리스 스틸은, 철을 소지금속(base)으로 하여 크롬을 주원료로 하고 있으나, 내식성, 가공성, 내열성, 강도 또는 연성 등의 물성 향상을 위하여 크롬 외 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 질소(N) 등의 기타 금속을 더 합금하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 스테인리스 스틸은, 화학 성분과 금속 조직에 따라 대별하고 있으며, 화학 성분에 따라 Fe-Cr계, Fe-Cr-Ni계로 분류되고, 금속 조직상으로는 Austenite계(예: STS304, STS316, STS316L, STS301, STS321 등), Ferrite계(예: STS430, STS430J1L, STS409L 등), Martensite계(예: STS410, STS420J1L, STS420L2 등), Duplex계(예: STS2205, STS2304, STS2507 등) 및 석출경화계로 분류될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 스테인리스 스틸 모재(210)는 STS316L을 활용하여 형성될 수 있으나, 이 밖의 다양한 다른 스테인리스 스틸이 활용될 수도 있다.
103 동작에서, 일 실시 예에 따르면, 스테인리스 스틸 모재(210)의 표면은 전처리될 수 있다. 예를 들어, 기계 가공된 스테인리스 스틸 모재(210)의 표면에는 냉각액, 부스러기, 또는 미세 먼지 등이 부착되어 있을 수 있고, 전처리는 이에 대한 세정(cleaning)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전처리는, 스테인리스 스틸 모재(210)의 표면에 부착되어 있는 유지성 오염을 제거하는 탈지(degreasing)를 포함할 수 있다. 탈지에는, 계면 활성제를 주성분으로 하는 다양한 스테인리스 스틸 세척용 물질(예: degreaser)이 활용될 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 산성 물질과 계면 활성제가 함께 사용되는 산성 탈지가 이행될 수도 있다. 일 실시 예에 따르면, 탈지의 공정 온도는 약 20~80℃이고, 탈지의 공정 시간은 약 1~20분일 수 있으나, 스테인리스 스틸의 표면 상태, 계면 활성제 등의 조건에 따라 달라질 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 전처리는, 스테인리스 스틸 모재(210)의 고르지 못한 불균일한 표면을 평탄화시키기 위하여, 연마제를 활용하는 폴리싱(polishing)을 포함할 수도 있다.
105 동작에서, 일 실시 예에 따르면, 전처리된 스테인리스 스틸 모재의 표면은 전해 에칭(electrolytic etching)될 수 있다. 전해 에칭은, 전기 분해에 의해 스테인리스 스틸 모재를 양극 처리하여, 스테인리스 스틸의 표면에 요철을 만들거나, 결정조직을 노출시키거나, 부분적으로 용해시켜 모양을 만드는 표면 처리 방법으로 정의될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 스테인리스 스틸 모재를 전원의 양극에 걸고 표면 처리액에서 전해하면, 스테인리스 스틸 모재의 양극에서 발생한 산소가 스테인리스 스틸 모재의 표면을 산화시키는 에칭에 의해, 결정들(grains) 및 결정립계(grain boundary)가 드러나는 요철을 포함하는 면(이하, 요철 면)이 형성될 수 있다.
일 실시 에에 따르면, 스테인리스 스틸 모재에 대한 이러한 전해 에칭에는 다양한 표면 처리액이 활용될 수 있다. 도 2b를 참조하면, 황산(H2SO4) 및 물을 혼합한 황산 수용액(221)에 적어도 하나의 염화화합물(chlorinated compound)(222)를 추가하여 전해 에칭에 사용할 표면 처리액(223)이 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 표면 처리액(223)에 포함된 황산은 약 50~300g/L의 농도를 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 표면 처리액(223)에 포함된 염화화합물은 약 10~100g/L의 농도를 가질 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 황산을 대체하는 질산(HNO3) 등의 다양한 다른 산성 물질이 표면 처리액에 활용될 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 표면 처리액(223)에 포함된 염화화합물은 염화철(iron chloride)(FeCl)을 포함할 수 있다. 염화철은 염화제일철(FeCl2) 또는 염화제이철(FeCl3)을 포함할 수 있다. 염화제일철은, 녹는점 672℃, 끓는점 1023.4℃, 비중 2.99(18℃에서), 및 용해도 68.5g/100mL(20℃에서)의 특성들을 가질 수 있다. 염화제이철은, 녹는점 300℃, 끓는점 317℃, 비중 2.804(20℃에서), 및 용해도 74.4g/100mL(0℃에서)의 특성들을 가질 수 있다. 표면 처리액(223)은, 염화철을 대체하는 다른 염화화합물을 포함하도록 조성되거나 또는 이 밖의 다른 염화화합물을 더 포함하도록 조성될 수 있다. 예를 들어, 표면 처리액(223)에 활용되는 염화화합물은 염화나트륨(NaCl), 염화알루미늄(AlCl3), 염화마그네슘(MgCl2), 염화칼륨(KCl) 또는 염화칼슘(CaCl2) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 2c를 참조하면, 일 실시 예에서, 용기(bath)(224)에 표면 처리액(223)을 담고, 전원(power supply)(225)과 연결된 스테인리스 스틸 모재(210)를 표면 처리액(223)에 침지할 수 있다. 전원(225)의 음극(cathode 또는 lead cathode)(226)은 스테인리스 스틸 모재(210)와 닿지 않게 표면 처리액(223)에 담궈질 수 있다. 스테인리스 스틸 모재(210)를 양극(anode)으로 하고 표면 처리액(223)에서 전해하면, 스테인리스 스틸 모재(210)에서 발생한 산소가 스테인리스 스틸 모재(210)의 표면을 산화시키는 에칭이 이행되고 이에 의해 결정들 및 결정립계가 드러나는 요철 면이 형성될 수 있다. 이와 같이, 표면 처리액(223)을 활용하여 스테인리스 스틸 모재(210)을 전해 에칭하는 표면 처리 방법은, 스테인리스 스틸에 대한 양극 산화 처리(anodic oxidation) 또는 아노다이징(anodizing)으로 정의될 수 있다.
예를 들어, 하기 화학식 1 및 화학식 2는, 표면 처리액(223)을 활용하는 스테인리스 스틸 모재(210)의 전해 에칭에 관한 화학 반응식이다. 화학식 1은, 스테인리스 스틸에 포함된 철(Fe) 및 표면 처리액(223)의 황산(H2SO4) 사이의 화학 반응식과, 스테인리스 스틸에 포함된 철(Fe) 및 금속(M)의 염화물(MCL) 사이의 화학 반응식을 나타낸다. 화학식 2는, 스테인리스 스틸에 포함된 크롬(Cr) 및 표면 처리액(223)의 황산(H2SO4) 사이의 화학 반응식과, 스테인리스 스틸에 포함된 크롬(Cr) 및 금속(M)의 염화물(MCL) 사이의 화학 반응식을 나타낸다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004
다양한 실시 예에 따르면, 표면 처리액의 조성과 농도, 표면 처리액의 온도, 전압 및/또는 전류 등에 따라 전해 에칭된 스테인리스 스틸 모재(210)의 표면은 다양한 결정들 및 결정립계를 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전해 에칭에 활용되는 전류 밀도는 약 0.5~5A/dm2일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전해 에칭을 실시하는 공정 온도는 약 30~70℃(예: 약 60℃)일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전해 에칭을 실시하는 공정 시간은 약 2~20분일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 도 1에는 도시하지 않았으나, 전해 에칭 후 스테인리스 스틸 모재의 표면에는 불필요한 물질(예: 실리콘 등)이 산화물과 같은 형태의 스머트(smut)로 남아 있을 수 있고, 물 또는 용제(또는, 세척액)를 활용하여 이러한 스머트를 제거하는 세척(rinsing)이 이행될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 스테인리스 스틸 표면에 남아 있는 스머트는 초음파 수세를 활용하여 제거될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 초음파 수세를 실시하는 공정 온도는 약 20~60℃이고, 초음파 수세를 실시하는 공정 시간은 약 3~20분일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 도 1에는 도시하지 않았으나, 초음파 수세와 같은 세척 후 스테인리스 스틸 모재의 표면의 물기를 제거하는 건조가 이행될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 건조는 공기 분사를 활용할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 건조를 실시하는 공정 온도는 약 20~60℃이고, 건조를 실시하는 공정 시간은 약 3~20분일 수 있다.
도 3a는 일 실시 예에 따른 표면 처리(예: 전해 에칭, 세척 및 건조)를 실시하여 마련된 스테인리스 스틸 부재(300)의 표면(301)에 대한 20,000회 배율의 전자 현미경 이미지(electron micrograph)를 도시한다.
도 3a를 참조하면, 스테인리스 스틸 부재(300)의 표면(301)은 대체적으로 균일한 결정들(311, 312, 313) 및 결정립계(321, 322, 323)가 드러나는 표면이 형성될 수 있다. 결정립계(321, 322, 323)은 결정들(311, 312, 313)이 만나는 부분 또는 경계로 정의될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 결정들(311, 312, 313)은 대체적으로 육각형을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 전해 에칭에 관한 다양한 공정 조건들(예: 표면 처리액의 조성과 농도, 표면 처리액의 온도, 전압 및/또는 전류 등)에 따라, 결정들 및 결정립계의 형태, 사이즈 등은 다르게 형성될 수도 있다.
도 3b는 일 실시 예에 따른 전해 에칭, 세척 및 건조를 실시하여 마련된 스테인리스 스틸 부재(300)의 표면(301)을 도 3a에서의 배율보다 작은 배율을 가지고 획득한 전자 현미경 이미지를 도시한다.
도 3b를 참조하면, 스테인리스 스틸 부재(300)의 표면(301)은, 대체적으로, 파인 형태의 복수의 피트들(pits)(또는, 리세스들(recesses))이 표면 전반에 걸쳐 불규칙하게 형성된 요철 면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 어느 하나의 제 1 피트(331)와 그 주변의 이웃하는 제 2 피트(332) 사이의 간극(D1)은, 상기 제 1 피트(331)와 그 주변의 이웃하는 제 3 피트(333) 사이의 간극(D2)과 다를 수 있다. 다른 예를 들어, 제 1 피트(331) 및 제 2 피트(332) 사이의 간극(D1)과, 제 1 피트(331) 및 제 3 피트(333) 사이의 간극(D2)이 설정된 범위 내에 있다고 하더라도, 제 1 피트(331), 제 2 피트(332) 또는 제 3 피트(333) 중 적어도 하나는 나머지와 다른 형태일 수 있다.
도 3c는, 표면 거칠기(또는 표면 조도)(surface roughness)와 관련하여, 도 3b에 도시된 A-A 해당하는 부분에 대한 단면 곡선을 도시한다.
도 3b 및 3c를 참조하면, 일 실시 예에서, 단면을 볼 때, 복수의 피트들(351, 352, 353, 354)은 대체적으로 z 축 방향으로 움푹 파인 둥근형 공간 또는 반구형 공간을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 복수의 피트들(351, 352, 353, 354)의 둥근형 공간 또는 반구형 공간은, 대체적으로, 약 200um 이하의 직경(D3, D4, D5, D6) 또는 약 100um 이하의 깊이를 가질 수 있다.
도 3b를 참조하면, 일 실시 예에 따른 전해 에칭, 세척 및 건조를 실시하여 마련된 스테인리스 스틸 부재(300)의 표면(301)은, 약 50~200um의 요철 평균 간격(Rsm)을 가지거나, 약 20~150um의 십점 평균 거칠기(Rz)를 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 복수의 피트들(351, 352, 353, 354)의 적어도 일부는 서로 다른 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 피트들(351, 352, 353, 354) 중 적어도 하나는, x 축 방향 또는 y 축 방향으로, 나머지와는 다른 너비를 가질 수 있다. 예를 들어, 복수의 피트들(351, 352, 353, 354) 중 적어도 하나는, z 축 방향으로, 나머지와는 다른 깊이를 가질 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 전해 에칭에 관한 다양한 공정 조건들(예: 표면 처리액의 조성과 농도, 표면 처리액의 온도, 전압 및/또는 전류 등)에 따라, 복수의 피트들 및 이에 따른 표면 거칠기는 다르게 형성될 수 있다.
도 4는 스테인리스 스틸을 황산 수용액을 활용하여 무전해 에칭하여 얻는 스테인리스 스틸 부재(400)의 표면(401)에 대한 10,000회 배율의 전자 현미경 이미지를 도시한다. 일 실시 예에 따른 염화화합물을 혼합한 황산 수용액을 활용하여 전해 에칭한 스테인리스 스틸 부재의 표면(예: 도 3b 참조)과 비교하여, 도 4에 도시된 스테인리스 스틸 부재의 표면(401)은 불규칙한 결정들 및 결립립계를 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 염화화합물 및 황산을 혼합한 표면 처리액을 활용하는 전해 에칭과 비교하여, 스테인리스 스틸을 황산 수용액을 활용하여 무전해 에칭을 할 때에는, 스테인리스 스틸의 내식성을 극복하면서 그 표면을 부식하기 위하여 상대적으로 높은 공정 온도(예: 최소 80℃ 이상) 및 상대적으로 높은 고농도의 황산이 필요할 수 있다. 이로 인해, 황산 수용액을 활용하여 스테인리스 스틸을 무전해 에칭할 때에는, 고온으로 인해 황산 가스가 증발될 수 있고 이러한 황산 가스는 설비를 부식시키거나 작업자의 안전을 확보하기 어렵게 할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 염화화합물(예: 염화철) 및 황산을 혼합한 표면 처리액을 활용하는 전해 에칭은, 설비 구축 및 그 유지가 용이할 뿐 아니라 안전한 작업 환경을 제공할 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 107 동작에서, 표면 처리(예: 전해 에칭, 세척 및 건조)를 실시하여 마련된 스테인리스 스틸 부재에 레진(이하, '수지' 용어와 혼용)을 접합하는 사출이 이행될 수 있다. 도 5a는 일 실시 예에 따라 스테인리스 스틸 부재에 레진을 접합하는 사출을 설명하기 위한 도면이다. 도 5b는 일 실시 예에 따른 레진 및 스테인리스 스틸의 복합체를 도시하는 단면도이다.
도 5a를 참조하면, 금형(501, 502)은 용융 수지가 유입되도록 오목하게 만들어진 빈 공간(예: 캐비티(cavity))(미도시)를 가지는 고정측 형판(cavity retainer plate)(501)과, 코어(core)(미도시)를 가지는 가동측 형판(core retainer plate)(502))을 포함할 수 있다. 스테인리스 스틸 부재(510)가 캐비티 및 코어로 이루어진 공간(503)에 배치되도록 가동측 형판(502) 및 고정측 형판(501)이 결합된 후, 이젝터(504)는 가동측 형판(502)의 노즐(505)을 통해 용융 수지(506)를 상기 공간(503)으로 유입할 수 있다. 상기 공간(503)으로 유입된 용융 수지(506)는, 상기 공간(503)에 채워지면서 스테인리스 스틸 부재(510)의 표면(511)에 밀착될 수 있다.
도 5a 및 5b를 참조하면, 금형(501, 502)을 통해 냉각수가 순환된 후 가동측 형판(502)이 고정측 형판(501)으로부터 분리되면, 수지 부재(520) 및 스테인리스 스틸 부재(510)가 접합된 복합체(530)가 형성될 수 있다. 이와 같이, 금형(501, 502)에 스테인리스 스틸 부재(510)를 넣은 후 용융 수지를 사출하여 수지 부재(520)를 형성함과 동시에 수지 부재(520)와 스테인리스 스틸 부재(510)를 접합하는 방법은, 사출 접합(injection joining)으로 정의될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 표면 처리를 실시하여 마련된 스테인리스 스틸 부재(510)의 표면(511)은, 대체적으로, 움푹 파인 형태의 복수의 피트들(pits)이 표면 전반에 걸쳐 불규칙하게 형성된 요철 면(예: 도 3b의 301)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 표면 처리를 실시하여 마련된 스테인리스 스틸 부재(510)의 표면(511)은 대체적으로 균일한 결정들 및 결정립계를 포함할 수 있다(예: 도 3a의 301 참조). 이러한 표면(511)은 스테인리스 스틸 부재(510) 및 수지 부재(520) 간의 결합력(또는, 기계적 결합력)을 높일 수 있다. 이와 같이, 스테인리스 스틸 부재(510)의 표면(511)의 미세 요철에 수지가 침입하여 고화함으로써 스테인리스 스틸 부재(510) 및 수지 부재(520) 간의 기계적 결합이 가지는 효과를 앵커 효과(anchor effect)라 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 사출에 활용되는 용융 수지는, 스테인리스 스틸 부재(510)의 요철 면(511)에 빈틈없이 채워질 수 있는 유동성(예: 105 pa 이하의 모듈러스(modulus))를 가질 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 수지 부재(520)는, 폴리알킬렌테레프탈레이트(polyalkyleneterephthalate) 또는 폴리알킬렌테레프탈레이트를 주소재하는 공중합체(copolymer) 중 적어도 하나의 수지를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 수지 부재(520)는 다양한 다른 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수지 부재(520)는, 폴리프탈아미드(polyphthalamide), 폴리아마이드(polyamide), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리페닐렌옥사이드(polyphehyleneoxide), 폴리술폰(polysulfone), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylenesulfide), 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 액정 고분자, 폴리에테르키톤(polythezrketone), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리올레핀(polyolefin), 폴리스티렌(polystyrene), 또는 신디오텍틱 폴리스티렌(syndiotactic polystyrene) 중 적어도 하나의 수지를 포함할 수 있다. 이 밖에, 수지 부재(520)는 다양한 폴리머(polymer) 또는 프리프레그(prepreg)로 형성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 수재 부재(520)는 스테인리스 스틸과 안정적으로 접합될 수 있는 특성(예: 접합 친화력)을 가지는 수지로 형성될 수도 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 스테인리스 스틸 부재(510) 및 수지 부재(520) 사이에 개재된 실란트(sealant)와 같은 유기 접착층이 더 포함될 수도 있다. 유기 접착층은, 트리아진티올, 디티오 피리미틴, 또는 실란계 화합물 등을 포함할 수 있다.
도 6은 스테인리스 스틸 및 레진의 복합체를 포함하는 전자 장치의 전면의 사시도이다. 도 7은 도 6의 전자 장치의 후면의 사시도이다. 도 8은 도 6의 전자 장치의 전개 사시도이다.
도 6 및 7을 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치(600)는, 제 1 면(또는 전면)(610A), 제 2 면(또는 후면)(610B), 및 제 1 면(610A) 및 제 2 면(610B) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(610C)을 포함하는 하우징(610)을 포함할 수 있다. 다른 실시 예(미도시)에서는, 하우징은, 도 1의 제 1 면(610A), 제 2 면(610B) 및 측면(610C)들 중 일부를 형성하는 구조를 지칭할 수도 있다. 일 실시 예에 따르면, 제 1 면(610A)은 적어도 일부분이 실질적으로 투명한 전면 플레이트(602)(예: 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트, 또는 폴리머 플레이트)에 의하여 형성될 수 있다. 제 2 면(610B)은 실질적으로 불투명한 후면 플레이트(611)에 의하여 형성될 수 있다. 상기 후면 플레이트(611)는, 예를 들어, 코팅 또는 착색된 유리, 세라믹, 폴리머, 금속(예: 알루미늄, 스테인레스 스틸(STS), 또는 마그네슘), 또는 상기 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 형성될 수 있다. 상기 측면(610C)은, 전면 플레이트(602) 및 후면 플레이트(611)와 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 베젤 구조 (또는 "측면 부재")(618)에 의하여 형성될 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 후면 플레이트(611) 및 측면 베젤 구조(818)는 일체로 형성되고 동일한 물질(예: 알루미늄과 같은 금속 물질)을 포함할 수 있다.
도시된 실시 예에서는, 상기 전면 플레이트(602)는, 상기 제 1 면(610A)으로부터 상기 후면 플레이트(611) 쪽으로 휘어져 심리스하게(seamless) 연장된 2개의 제 1 영역(610D)들을, 상기 전면 플레이트(602)의 긴 엣지(long edge) 양단에 포함할 수 있다. 도시된 실시 예(도 7 참조)에서, 상기 후면 플레이트(611)는, 상기 제 2 면(610B)으로부터 상기 전면 플레이트(602) 쪽으로 휘어져 심리스하게 연장된 2개의 제 2 영역(610E)들을 긴 엣지 양단에 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 상기 전면 플레이트(602)(또는 상기 후면 플레이트(611))가 상기 제 1 영역(610D)들(또는 상기 제 2 영역(610E)들) 중 하나 만을 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서는, 상기 제 1 영역(610D)들 또는 제 2 영역(610E)들 중 일부가 포함되지 않을 수 있다. 상기 실시 예들에서, 상기 전자 장치(600)의 측면에서 볼 때, 측면 베젤 구조(618)는, 상기와 같은 제 1 영역(610D)들 또는 제 2 영역(610E)들이 포함되지 않는 측면 쪽에서는 제 1 두께(또는 폭)을 가지고, 상기 제 1 영역(610D)들 또는 제 2 영역(610E)들을 포함한 측면 쪽에서는 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(600)는, 디스플레이(601), 오디오 모듈들(603, 607, 614), 센서 모듈들(604, 619), 카메라 모듈들(605, 612, 613), 키 입력 장치들(615, 616, 617), 인디케이터(606), 및 커넥터 홀들(608, 609) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 상기 전자 장치(600)는, 구성 요소들 중 적어도 하나(예: 키 입력 장치들(615, 616, 617), 또는 인디케이터(606))를 생략하거나 다른 구성 요소를 추가적으로 포함할 수 있다.
디스플레이(601)는, 예를 들어, 전면 플레이트(602)의 상당 부분을 통하여 노출될 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 상기 제 1 면(610A), 및 상기 측면(610C)의 제 1 영역(610D)들을 형성하는 전면 플레이트(602)를 통하여 상기 디스플레이(601)의 적어도 일부가 노출될 수 있다. 디스플레이(601)는, 터치 감지 회로, 터치의 세기(압력)를 측정할 수 있는 압력 센서, 및/또는 자기장 방식의 스타일러스 펜을 검출하는 디지타이저와 결합되거나 인접하여 배치될 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 상기 센서 모듈들(604, 619)의 적어도 일부, 및/또는 키 입력 장치들(615, 616, 617)의 적어도 일부가, 상기 제 1 영역(610D)들, 및/또는 상기 제 2 영역(610E)들에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 오디오 모듈들(603, 607, 614)은, 마이크 홀(603) 및 스피커 홀들(607, 614)을 포함할 수 있다. 마이크 홀(603)은 외부의 소리를 획득하기 위한 마이크가 내부에 배치될 수 있고, 어떤 실시 예에서는 소리의 방향을 감지할 수 있도록 복수 개의 마이크가 배치될 수 있다. 스피커 홀들(607, 614)은, 외부 스피커 홀(607) 및 통화용 리시버 홀(614)을 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는 스피커 홀들(607, 614)과 마이크 홀(603)이 하나의 홀로 구현 되거나, 스피커 홀들(607, 614) 없이 스피커가 포함될 수 있다(예: 피에조 스피커).
일 실시 예에 따르면, 센서 모듈들(604, 619)은, 전자 장치(600)의 내부의 작동 상태, 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈들(604, 619)은, 예를 들어, 하우징(610)의 제 1 면(610A)에 배치된 제 1 센서 모듈(604)(예: 근접 센서) 및/또는 제 2 센서 모듈(미도시)(예: 지문 센서), 및/또는 상기 하우징(610)의 제 2 면(610B)에 배치된 제 3 센서 모듈(619)(예: HRM 센서)을 포함할 수 있다. 상기 지문 센서는 하우징(610)의 제 1면(610A)(예: 홈 키 버튼(615))뿐만 아니라 제 2 면(610B)에 배치될 수 있다. 전자 장치(600)는, 도시되지 않은 센서 모듈, 예를 들어, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서(804) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 카메라 모듈들(605, 612, 613)은, 전자 장치(600)의 제 1 면(610A)에 배치된 제 1 카메라 장치(605), 및 제 2 면(610B)에 배치된 제 2 카메라 장치(612), 및/또는 플래시(613)를 포함할 수 있다. 상기 카메라 장치들(605, 612)은, 하나 또는 복수의 렌즈들, 이미지 센서, 및/또는 이미지 시그널 프로세서를 포함할 수 있다. 플래시(613)는, 예를 들어, 발광 다이오드 또는 제논 램프(xenon lamp)를 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 2개 이상의 렌즈들(적외선 카메라, 광각 및 망원 렌즈) 및 이미지 센서들이 전자 장치(600)의 한 면에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 키 입력 장치들(615, 616, 617)은, 하우징(610)의 제 1 면(610A)에 배치된 홈 키 버튼(615), 홈 키 버튼(615) 주변에 배치된 터치 패드(616), 및/또는 하우징(610)의 측면(610C)에 배치된 사이드 키 버튼(617)을 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서는, 전자 장치(600)는 상기 언급된 키 입력 장치들(615, 616, 617) 중 일부 또는 전부를 포함하지 않을 수 있고 포함되지 않은 키 입력 장치들(615, 616, 617)은 디스플레이(601) 상에 소프트 키 등 다른 형태로 구현될 수 있다.
인디케이터(606)는, 예를 들어, 하우징(610)의 제 1 면(610A)에 배치될 수 있다. 인디케이터(606)는, 예를 들어, 전자 장치(600)의 상태 정보를 광 형태로 제공할 수 있으며, LED를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 커넥터 홀들(608, 609)은, 외부 전자 장치와 전력 및/또는 데이터를 송수신하기 위한 커넥터(예를 들어, USB 커넥터)를 수용할 수 있는 제 1 커넥터 홀(608), 및/또는 외부 전자 장치와 오디오 신호를 송수신하기 위한 커넥터를 수용할 수 있는 제 2 커넥터 홀(예를 들어, 이어폰 잭)(609)을 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 전자 장치(800)는, 측면 베젤 구조(810), 제 1 지지 부재(811)(예: 브라켓), 전면 플레이트(820), 디스플레이(830), 인쇄 회로 기판(PCB(printed circuit board))(840), 배터리(850), 제 2 지지 부재(860)(예: 리어 케이스), 안테나(870), 및 후면 플레이트(880)를 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 전자 장치(800)는, 구성 요소들 중 적어도 하나(예: 제 1 지지 부재(811), 또는 제 2 지지 부재(860))를 생략하거나 다른 구성 요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 전자 장치(800)의 구성 요소들 중 적어도 하나는, 도 6, 또는 도 7의 전자 장치(600)의 구성 요소들 중 적어도 하나와 동일, 또는 유사할 수 있으며, 중복되는 설명은 이하 생략한다.
일 실시 예에 따르면, 제 1 지지 부재(811)는, 전자 장치(800) 내부에 배치되어 측면 베젤 구조(810)와 연결될 수 있거나, 측면 베젤 구조(810)와 일체로 형성될 수 있다. 제 1 지지 부재(811)는, 예를 들어, 금속 재질 및/또는 비금속 (예: 폴리머) 재질로 형성될 수 있다. 제 1 지지 부재(311)는, 일면에 디스플레이(830)가 결합되고 타면에 인쇄 회로 기판(840)이 결합될 수 있다. 인쇄 회로 기판(840)에는, 프로세서, 메모리, 및/또는 인터페이스가 장착될 수 있다. 프로세서는, 예를 들어, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
메모리는, 예를 들어, 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
인터페이스는, 예를 들어, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 및/또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스는, 예를 들어, 전자 장치(800)를 외부 전자 장치와 전기적 또는 물리적으로 연결시킬 수 있으며, USB 커넥터, SD 카드/MMC 커넥터, 또는 오디오 커넥터를 포함할 수 있다.
배터리(850)는 전자 장치(800)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 또는 재충전 가능한 2차 전지, 또는 연료 전지를 포함할 수 있다. 배터리(850)의 적어도 일부는, 예를 들어, 인쇄 회로 기판(840)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(850)는 전자 장치(800) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(800)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.
제 2 지지 부재(860)는, 예를 들어, 제 1 지지 부재(811)에 결합되고, 인쇄 회로 기판(840) 및 후면 플레이트(880) 사이에 배치될 수 있다. 제 2 지지 부재(860)는 인쇄 회로 기판(840)과 함께 볼트 체결 등을 이용하여 제 1 지지 부재(811)에 결합되고, 인쇄 회로 기판(840)을 커버하여 보호하는 역할을 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 안테나(870)는 후면 플레이트(880)와 배터리(850) 사이에 배치될 수 있다. 안테나(870)는, 예를 들어, NFC(near field communication) 안테나, 무선 충전 안테나, 및/또는 MST(magnetic secure transmission) 안테나를 포함할 수 있다. 안테나(870)는, 예를 들어, 외부 장치와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신 할 수 있다. 다른 실시 예에서는, 측면 베젤 구조(810) 및/또는 상기 제 1 지지 부재(811)의 일부 또는 그 조합에 의하여 안테나 구조가 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 측면 베젤 구조(810) 또는 후면 플레이트(880) 중 적어도 하나는 도 1의 제조 방법의 흐름을 통해 형성되는 스테인리스 스틸 및 레진의 복합체(예: 도 5b의 530)를 포함할 수 있다. 도 1의 제조 방법의 흐름들을 통해 형성되는 스테인리스 스틸 및 레진의 복합체는 전자 장치(300)의 다양한 다른 부분에 적용될 수도 있다.
본 문서의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 영상 전화기, 전자책 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD) 등), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드(skin pad) 또는 문신), 또는 생체 이식형(예: implantable circuit) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시 예들에서, 전자 장치는 가전 제품(home appliance)일 수 있다. 가전 제품은, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), 홈 오토매이션 컨트롤 패널(home automation control panel), 보안 컨트롤 패널(security control panel), TV 박스(예: 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(예: XboxTM, PlayStationTM), 전자 사전, 전자 키, 캠코더(camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, 위성 항법 시스템(GNSS, global navigation satellite system), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM(automatic teller's machine), 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치(internet of things)(예: 전구, 각종 센서, 전기 또는 가스 미터기, 스프링클러 장치, 화재경보기, 온도조절기(thermostat), 가로등, 토스터(toaster), 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시 예에 따르면, 전자 장치는 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 어떤 실시 예에 따른 전자 장치는 플렉서블 전자 장치일 수 있다. 또한, 본 문서의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않으며, 기술 발전에 따른 새로운 전자 장치를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 도 1의 제조 방법의 흐름을 통해 형성되는 스테인리스 스틸 및 레진의 복합체(예: 도 5b의 530)는 전자 장치가 아닌 다양한 구조물의 외부 또는 내부의 적어도 일부 구성 요소로 활용될 수도 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 복합체(예: 도 5b의 530)는, 전해 에칭(예: 도 1의 105)에 의해 요철 면(예: 도 3b의 301)이 형성된 스테인리스 스틸(예: 도 5b의 스테인리스 스틸 부재(510)), 및 상기 요철 면에 결합된 레진(예: 도 5b의 수지 부재(520))을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 전해 에칭에는, 황산 및 적어도 하나의 염화화합물을 혼합한 표면 처리액(예: 도 2b의 223)이 활용될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 요철 면(예: 도 3b이 301)은, 약 50~200um의 요철 평균 간격(Rsm) 또는 약 20~150um의 십점 평균 거칠기(Rz)를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 요철 면(예: 도 3b이 301)에는, 약 200um 이하의 직경 또는 약 100um 이하의 깊이를 가지는 복수의 피트들(pits)이 불규칙하게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 요철 면(예: 도 3b이 301)은, 일정한 결정들(예: 도 3a의 311, 312, 313) 및 결정립계(예: 도 3a의 321, 322, 323)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 스테인리스 스틸은, STS316L을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 수지는, 폴리알킬렌테레프탈레이트, 폴리프탈아미드, 폴리아마이드, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리술폰, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에테르술폰, 액정 고분자, 폴리에테르키톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리올레핀, 폴리스티렌, 또는 신디오텍틱 폴리스티렌 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 복합체를 제조하는 방법(예: 도 1)은, 스테인리스 스틸을 전해 에칭하여 요철 면을 형성하는 동작, 및 상기 요철 면에 수지를 접합하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 전해 에칭에는, 황산 및 적어도 하나의 염화화합물을 혼합한 표면 처리액이 활용될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 염화화합물은 약 10~100g/L의 농도를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 황산은 약 50~300g/L의 농도를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 전해 에칭에는 약 0.5~5A/dm2의 전류 밀도가 활용될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 전해 에칭은 약 30~70℃에서 이행될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 요철 면은, 약 50~200um의 요철 평균 간격(Rsm) 또는 약 20~150um의 십점 평균 거칠기(Rz)를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 요철 면에는, 약 200um 이하의 직경 또는 약 100um 이하의 깊이를 가지는 복수의 피트들(pits)이 불규칙하게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 스테인리스 스틸은 STS316L을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 수지는, 폴리알킬렌테레프탈레이트, 폴리프탈아미드, 폴리아마이드, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리술폰, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에테르술폰, 액정 고분자, 폴리에테르키톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리올레핀, 폴리스티렌, 또는 신디오텍틱 폴리스티렌 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 방법은, 상기 요철 면에 형성된 이물질을 제거하는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 요철 면에 형성된 이물질을 제거하는 동작은, 초음파 수세가 활용될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 스테인리스 스틸의 표면 처리 방법은, 황산 수용액에 적어도 하나의 염화화합물이 혼합된 표면 처리액을 형성하는 동작, 및 상기 표면 처리액을 활용하여 상기 스테인리스 스틸을 전해 에칭하는 동작을 포함하되, 상기 염화화합물은 약 10~100g/L의 농도를 가지고, 상기 황산은 약 50~300g/L의 농도를 가지며, 상기 전해 에칭은 약 0.5~5A/dm2의 전류 밀도가 활용될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 전해 에칭은 약 30 ~ 70℃에서 이행될 수 있다.
그리고 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 실시 예에 따른 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 실시 예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다양한 실시 예의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시 예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
530: 복합체 510: 스테인리스 스틸 부재
520: 수지 부재

Claims (20)

  1. 복합체(composite)에 있어서,
    전해 에칭(electrolytic etching)에 의해 요철 면이 형성된 스테인리스 스틸(stainless steel); 및
    상기 요철 면에 접합된 레진(resin)을 포함하는 복합체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전해 에칭에는, 황산 및 적어도 하나의 염화화합물을 혼합한 표면 처리액이 활용되는 복합체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 요철 면은,
    약 50~200um의 요철 평균 간격(Rsm) 또는 약 20~150um의 십점 평균 거칠기(Rz)를 가지는 복합체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 요철 면에는, 약 200um 이하의 직경 또는 약 100um 이하의 깊이를 가지는 복수의 피트들(pits)이 불규칙하게 형성되어 있는 복합체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 요철 면은,
    일정한 결정들(grains) 및 결정립계(grain boundary)를 포함하는 복합체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테인리스 스틸은,
    STS316L을 포함하는 복합체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지는,
    폴리알킬렌테레프탈레이트(polyalkyleneterephthalate), 폴리프탈아미드(polyphthalamide), 폴리아마이드(polyamide), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리페닐렌옥사이드(polyphehyleneoxide), 폴리술폰(polysulfone), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylenesulfide), 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 액정 고분자, 폴리에테르키톤(polythezrketone), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리올레핀(polyolefin), 폴리스티렌(polystyrene), 또는 신디오텍틱 폴리스티렌(syndiotactic polystyrene) 중 적어도 하나를 포함하는 복합체.
  8. 복합체를 제조하는 방법에 있어서,
    스테인리스 스틸을 전해 에칭하여 요철 면을 형성하는 동작; 및
    상기 요철 면에 수지를 접합하는 동작을 포함하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전해 에칭에는, 황산 및 적어도 하나의 염화화합물을 혼합한 표면 처리액이 활용되는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 염화화합물은,
    약 10~100g/L의 농도를 가지는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 황산은,
    약 50~300g/L의 농도를 가지는 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 전해 에칭은,
    약 0.5~5A/dm2의 전류 밀도를 활용하는 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 전해 에칭은,
    약 30~70℃에서 이행되는 방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 요철 면은,
    약 50~200um 값의 요철 평균 간격(Rsm) 또는 약 20~150um의 십점 평균 거칠기(Rz)를 가지는 방법.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 요철 면에는, 약 200um 이하의 직경 또는 약 100um 이하의 깊이를 가지는 복수의 피트들(pits)이 불규칙하게 형성되어 있는 방법.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 스테인리스 스틸은,
    STS316L을 포함하는 방법.
  17. 제 9 항에 있어서,
    상기 수지는,
    폴리알킬렌테레프탈레이트, 폴리프탈아미드, 폴리아마이드, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리술폰, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에테르술폰, 액정 고분자, 폴리에테르키톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리올레핀, 폴리스티렌, 또는 신디오텍틱 폴리스티렌 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  18. 제 9 항에 있어서,
    상기 요철 면에 형성된 이물질을 제거하는 동작을 더 포함하는 방법.
  19. 스테인리스 스틸의 표면 처리 방법은,
    황산 및 적어도 하나의 염화화합물이 혼합된 표면 처리액을 형성하는 동작;
    상기 표면 처리액을 활용하여 상기 스테인리스 스틸을 전해 에칭하는 동작을 포함하되,
    상기 염화화합물은, 약 10~100g/L의 농도를 가지고,
    상기 황산은, 약 50~300g/L의 농도를 가지며,
    상기 전해 에칭은, 약 0.5~5A/dm2의 전류 밀도를 활용하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 전해 에칭은,
    약 30~70℃에서 이행되는 방법.
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