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KR20030077664A - 알루미늄합금과 수지의 복합체와 그 제조방법 - Google Patents

알루미늄합금과 수지의 복합체와 그 제조방법 Download PDF

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KR20030077664A
KR20030077664A KR10-2003-7011585A KR20037011585A KR20030077664A KR 20030077664 A KR20030077664 A KR 20030077664A KR 20037011585 A KR20037011585 A KR 20037011585A KR 20030077664 A KR20030077664 A KR 20030077664A
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composite
resin
aqueous solution
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안도나오키
시라이시마사오
타카하시마사오
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다이세이 플라스 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은, 전자기기, 가전기기등에 있어서, 금속제 하우징의 장점과 합성수지구조의 장점을 양립시켜, 생산성과 양산성이 높고, 형상, 구조의 설계를 자유롭게 할 수 있게 된 것이다. 전자기기, 가전기기뿐 아니라, 각종부품, 구조물에서의 경량고강도화에도 도움이 되는 것이다.
전처리로서, 암모니아, 히드라진, 히드라진유도체, 및 수용성 아민계 화합물에서 선택된 1종이상의 수용액에 리브(3)를 침지시킨다. 이 리브(3)를 사출하기위한 사출성형 금형에 인서트한다. 금속프레임(2)의 표면에 사출성형에 의해 열가소성 수지조성물이 충전되어 리브(3)의 성형을 행한다. 성형된 케이스 커버(1)의 하우징(housing)은, 금속프레임(2)과 열가소성 수지조성물로 만들어진 리브(3)가 일체로 접합되어, 강도적으로도, 외관의 디자인상에서도 금속의 특징을 살리고, 또 하우징 내부의 형상, 구조도 복잡한 형상으로 할 수 있다.

Description

알루미늄합금과 수지의 복합체와 그 제조방법{Composite of Aluminum Alloy and Resin and Production Method Therefor}
금속과 수지를 일체화하는 기술은, 자동차, 가정전화(家庭電化)제품, 산업기기등의 부품제조등의 넓은 분야에서 요구되고 있고, 이를 위해 많은 접착제가 개발되어 있다. 이 중에는 아주 뛰어난 접착체가 있다. 상온, 또는 가열에 의해 기능을 발휘하는 접착제는, 금속과 합성수지를 일체화하는 접합에 사용되고, 이 접합방법은 현재로서는 일반적인 기술이다.
그러나, 접착제를 사용하지않는, 보다 합리적인 접합방법이 없는지 종래부터 연구되어 왔다. 마그네슘, 알루미늄이나 그 합금인 경금속류, 스텐레스등 철합금류에 대해, 접착제의 개재 없이 고강도의 엔지니어링수지를 일체화하는 방법, 예컨대, 금속제에 수지성분을 사출성형등의 방법으로 접착(고착)하는 방법, 줄여서 본발명자가 정의하여 명명하는 '사출접착법'(단, 사출성형에 의한 성형방법만을 의미하지않는다)은, 현재로서는 실용화되지않았다.
본 발명자들은 연구개발을 부단히 진행시켜, 수용성 환원제의 수용액에 알루미늄합금 형상물을 침지시킨 후, 알킬렌 테레프탈레이트(alkylene terephthalate)수지를 주성분으로 하는 열가소성 수지조성물과 고온고압하에서 접촉시키면 특이하게 접착력(본 발명에서는, '고착력(固着力)'과 같은 뜻으로 사용)이 상승하는 것을 발견하였다. 이것을 일본국 특허 출원 제 2001-314854호로서 제안하였다.
본 발명자들은, 금속합금중 특히 알루미늄합금에 주목하였다. 알루미늄은 경량으로 자원으로서도 풍부하다. 이 합금화나 표면처리에서, 본래의 물성인 뛰어난 신전성(excellent extensibility), 전도성(電導性), 열전도성에 더하여, 합금화로 고강도화, 고내식성화, 쾌삭성화(free-cutting properties), 고신전성화등이 가능하고, 현재, 넓은 분야에서 사용되고 있기 때문이다. 특히 앞으로, 개인의 정보화가 더욱 발전하고 모바일전자기기가 범용적으로 사용되게 되면, 이들 기기의 경량화가 더욱 더 요망될 것이 예상된다. 이 점에서 알루미늄 합금은 더욱 이용도가 커질 것으로 예상된다.
본 발명자들은, 본 발명자들에 의한 상술한 발명중 알루미늄합금과 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate)(이하, 'PBT'라고 함)를 주로 함유하는 열가소성 수지조성물로 대상을 좁혀, 상술한 발명에 관한 수평전개에 관해 실험을 거듭했다. 상술한 발명에서는 알루미늄합금을, 수용성 환원제의 수용액으로 처리하는 것이 특징이었으나, 환원제를 사용해도 처리수용액에서 꺼내면 공기중의산소에 의해 순식간에 표면은 산화되고, 최종적인 표면상태에서 말하면 표면은 제로가(zero-valence)의 알루미늄금속상태가 아님이 X선 전자분광법(XPS)에 의한 표면분석등에서 관찰됐다.
한편, 상술한 발명에서 주로 사용한 히드라진(hydrazine)은 특히 위험한 것은 아니지만, 그 밖의 표면처리한 유효한 처리약품을 확인하는 것도 중요하다고 생각했다. 이들을 감안하여, 사출접착이론의 가설을 만들고 실증실험을 행하기로 하였다. 이것은, 확실한 사출접착법을 개발하는 데에 도움이 될 것이라고 생각했기때문이다.
상술한 본발명자들의 발명을 발전시켜, 히드라진이나 고가의 수소화붕소나트륨 (sodium borohydride)(NaBH4), 취급이 어려운 수소화알루미늄리튬(lithium aluminum hydride)(LiAlH4)등의 환원제를 사용하지않고 알루미늄합금의 표면을 처리하여, 같은 목적을 달성하는 방법을 개발하고자 하였다.
또한, 알루미늄합금에는 강도나 그 외의 성질을 개량한 많은 종류가 있다. 마그네슘, 규소, 동, 그 외의 금속이 함유되는 알루니늄합금에 대해서도 만족할 수 있는 사출접착력으로 수지를 접착할 수 있는 전처리방법(前處理方法)도 필요하였다.
본 발명의 목적은, 알루미늄합금의 표면을 처리하여, 열가소성 수지조성물과 알루미늄합금 형상물이 쉽게 벗겨지지않는, 알루미늄합금과 수지의 복합체와 그 제조방법을 얻는 것에 있다.
본 발명의 또다른 목적은, 형상, 구조상, 기계적 강도상에도 문제가 없는 각종 기기의 하우징이나 부품, 구조물등을 만들 수 있는, 알루미늄합금과 수지의 복합체와 그 제조방법을 얻는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 전자기기등의 하우징, 부품, 구조물등의 경량화나 기기제조공정의 간소화에 도움이 되는, 알루미늄합금과 수지의 복합체와 그 제조방법을 얻는 것에 있다.
본 발명은, 알루미늄합금과 수지의 복합체와 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 각종 기계가공방법으로 제조된 알루미늄합금 형상물에 열가소성 수지를 일체화한 구조물에 관해, 전자기기의 하우징(housing), 가정용 전화(電化)제품의 하우징, 자동차등의 구조용 부품, 각종 구조용 기계부품등에 사용되는 알루미늄합금과 수지의 복합체와 그 제조방법에 관한 것이다.
도 1은, 휴대폰 케이스 커버의 외관도.
도 2는, 도1에서 나타낸 휴대폰 케이스 커버를 ∏-∏선으로 절단했을 때의 단면도.
도 3은, 금속프레임의 표면에 사출성형에 의해 열가소성 수지조성물이 충전되는 사출성형 금형의 단면도.
도 4는, 알루미늄합금과 수지의 복합체의 실험편(experimental piece).
본 발명의 알루미늄합금과 수지의 복합체는, 암모니아, 히드라진, 히드라진유도체, 및 수용성 아민계 화합물에서 선택된 1종 이상의 화합물과 접촉시키는 접촉공정을 거친 알루미늄합금형상물과, 상기 알루미늄합금 형상물의 표면에, 폴리알킬렌 테레프탈레이트, 상기 폴리알킬렌 테레프탈레이트를 주체로 하는 공중합체(共重合體), 및 상기 폴리알킬렌 테레프탈레이트를 성분으로서 포함한 열가소성 수지조성물에서 선택된 1종 이상이 일체로 부착되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 알루미늄합금과 수지의 복합체의 제조방법은, 상기 알루미늄합금을 기계가공하여 알루미늄합금형상물로 하는 가공공정과, 상기 알루미늄합금 형상물을 암모니아, 히드라진, 히드라진유도체, 및 수용성 아민계 화합물에서 선택된 1종 이상의 화합물과 접촉시키는 접촉공정과, 성형용 금형에 상기 접촉공정에서 접촉처리된 상기 알루미늄합금 형상물을 삽입하여, 상기 알루미늄합금 형상물의 표면에, 폴리알킬렌 테레프탈레이트, 상기 폴리알킬렌 테레프탈레이트를 주체로 하는 공중합체, 및 상기 폴리알킬렌 테레프탈레이트를 성분으로서 포함하는 열가소성 수지조성물에서 선택된 1종 이상을 가압, 가열하여 일체로 하는 성형공정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 알루미늄합금과 수지의 복합체의 제조를 구성하는 각 요건마다 상세하게 설명한다.
[알루미늄합금 형상물]
알루미늄합금 형상물의 소재로서 사용되는 알루미늄합금은, JIS(일본공업규격) 규격화되어 있는 1000~7000번계 물질, 또 다이캐스트용의 각종 알루미늄합금을 사용할 수 있다. 이 1000번계는 고순도알루미늄계의 합금이나, 그 이외는 알루미늄 이외에 마그네슘, 규소, 동, 망간, 그 이외 것이 함유된 다종의 목적에 맞춘 합금계이다. 이 표면의 전처리공정(前處理工程)은, 알루미늄 이외의 금속이 비교적 많이 함유된 합금에서는, 후술할 '전처리공정I'이 바람직한 방법이나, 반드시 이 전처리공정이 필요한 것은 아니다. 어느것으로 하든, 고순도알루미늄합금뿐아니라 현재 실제로 각종 기기의 하우징등에 사용되고 있는 알루미늄합금의 대부분이 사용가능하다.
사출성형에 의한 수지의 접착을 행할 경우, 알루미늄합금 형상물은, 알루미늄합금의 덩어리(aluminum alloy ingot), 판재(plate), 봉재(bar)등으로부터 소성가공, 톱가공(sawing), 밀링가공(milling), 방전가공(electrical discharge machining), 드릴가공, 프레스가공, 연삭가공, 연마가공등을 단독, 또는 이들 가공을 조합하여 원하는 형상으로 기계가공한다. 이 기계가공에 의해, 사출성형가공의 인서트(insert)용으로서 필요한 형상, 구조의 알루미늄합금 형상물이 가공된다. 가공된 이 알루미늄합금 형상물은, 접착되는 표면이 산화나 수산화된 녹등의 두꺼운 피막이 없는 것이 필요하고, 장기간의 자연방치로 표면에 녹의 존재가 확실한 것은 연마하여 제거하는 것이 필요하다.
(i) 표면가공
연마와 겸해도 되나, 이하에 서술하는 수용액을 사용한 전처리공정의 직전에 샌드블래스트가공(sandblasting), 쇼트 블래스트가공(shot blasting), 연삭가공, 배럴가공(barreling) 등으로 표면의 녹등의 피막층을 기계가공에 의해 제거하기 위한 표면가공을 하는 것이 바람직하다. 후술하는 열가소성 수지조성물과 접착(고착)하는 면이 이들 표면가공에 의해 표면이 거친 면, 즉 표면 거칠기를 크게 하여, 이 표면과 열가소성 수지조성물의 접착효과를 높이는 것이 바람직하다.
또한, 이 표면가공은, 금속가공공정에서 남은 표면의 유지층(油脂層)의 제거와, 기계가공후에 알루미늄합금 형상물의 보존보관 기간중에, 그 표면에 생긴 산화물층, 부식물층등을 벗겨내어 알루미늄합금 표면을 새롭게 하는 등의 중요한 역할이 있다. 이리하여 다음 공정의 효과를 새로워진 표면전체에 균일하게 작용시킬 수 있다. 또, 본 발명자들의 실험에 의하면, 블래스트 처리를 한 알루미늄합금 형상물은, 건조공기하에서 1주간정도의 보관이면, 당일, 다음 공정에서 처리한 것과 그 표면형태는 큰 차이가 없음을 확인하였다.
(ii) 세정공정
이 세정공정은, 상술한 표면가공을 행하므로, 본 발명에서는 반드시 필요한 공정은 아니다. 그러나, 알루미늄합금 형상물의 표면에는, 유지류나 미세한 먼지가부착되어 있다. 특히, 기계가공된 표면에는, 기계가공시에 사용되는 냉각액, 부스러기 등이 부착되어 있어 이들을 세정하는 것이 바람직하다. 오염물의 종류에 의하겠으나, 유기용제(有機溶劑)로의 세정과 수세정(水洗淨)의 조합으로 행하는 것이 바람직하다. 수용성 유기용제, 예를 들면, 아세톤, 메탄올, 에탄올 등이면, 유기용제에 침지시켜 유성오염을 뺀 후 수세하여 용제를 제거하는 것이 용이하다. 만약 강하게 유성물(油性物)이 부착되어 있는 상황이라면, 벤진(benzine), 크실렌 (xylene)등의 유기용제로 세정한다.
이 경우에도 나중에 수세정하여 건조하는 것이 바람직하다. 세정후의 보존기간도 가능한 한 짧게 한다. 가능하면, 세정공정과 다음에 나타낸 공정(전처리공정)은 시간을 두지말고 연속적으로 처리하는 것이 바람직하다. 연속적으로 처리할 경우에는, 세정공정 후에 건조할 필요는 없다.
[전처리공정I]
(i) 알칼리 에칭
후술하는 접촉공정의 전처리로서, 다음에 설명하는 전처리공정I을 행하면, 알루미늄합금 형상물과 열가소성 수지조성물의 접착이 보다 효과적이다. 알루미늄합금표면에 미세한 에칭면을 형성하기 위한 처리이다. 알루미늄합금 형상물을 우선 염기성 수용액(pH > 7)에 침지시키고, 그 후에 알루미늄합금 형상물을 수세한다. 염기성 수용액에 사용하는 염기로서는, 수산화 나트륨(NaOH), 수산화 칼륨(KOH)등의 수산화 알칼리금속류의 수산화물, 또는 이들이 함유된 저가의 재료인소다회(soda ash)[Na2CO3; 무수탄산나트륨(anhydrous sodium carbonate)], 암모니아등을 사용할 수 있다.
또한, 수산화알칼리 토류금속(Ca, Sr, Ba, Ra)류도 사용할 수 있으나, 실용상으로는 가격이 싸고 효능이 좋은 전자(前者)의 군에서 선택하면 좋다. 수산화나트륨 사용의 경우에는, 0.1~10%농도의 수용액, 소다회 사용의 경우에도 0.1~10%가 바람직하며, 침지시간은 상온(常溫)에서는 몇분정도(several minutes)이다. 이 침지처리후, 수세한다. 염기성 수용액에 침지시킴으로써, 알루미늄합금의 표면은 수소를 방출하면서 알루민산이온(aluminate ions)이 되어 용해되고 알루미늄합금 표면은 미세한 에칭면이 된다.
(ii) 중화처리
다음으로 산수용액(acid aqueous solution)에 침지시키고, 그 후에 수세한다. 산수용액을 사용하는 목적은 중화이다. 수산화나트륨등이 전공정(前工程)에서 알루미늄형상물의 표면에 잔존하면, 이것이 제품으로 사용될 때에 부식을 촉진시킬것이 예상되므로 중화가 필요하다. 또, 마그네슘, 동, 규소등의 알루미늄합금내에 고용(固溶)되어 있던 금속이, 염기성 수용액의 전처리공정(前處理工程)에서는 완전 용해되지않고 표면 근방에 수산화물 그 외의 조성물이 되어 존재하므로, 산수용액에 침지시킴으로써 이들을 제거할 수도 있다.
따라서, 이 목적에 맞는 산수용액이면 어떤 산수용액이라도 좋다. 구체적으로는, 희초산(希硝酸)이 바람직하고, 규소 함유의 알루미늄합금에서는 산화규소대책으로 플루오르화 수소산(hydrofluoric acid)을 첨가하는 것도 바람직하다. 질산(HNO3)의 농도는 수%(several percent)정도, 플루오르화 수소산(액체 플루오르화 수소의 수용액)의 농도는 0~1.0%를 바람직하게 사용할 수 있다. 질산의 농도가 높으면, 알루미늄합금의 표면이 알루마이트상태에 가까워 다음 공정에서 차질이 생기기쉽다.
침지시간은 수분(several minutes)이면 충분하다. 이 전공정(前工程)에서, 표면에 잿물(lye)(알루미늄에 첨가되어 있는 금속의 수산화물이나 산화규소가 주성분) 같은 것이 부착되어 오염물이 부착되어 있는 경우에는, 이 잿물같은 물질이 녹거나 벗겨지면 이 공정을 종료해도 좋다고 판단한다. 다음으로, 알루미늄합금형상물을 산수용액에서 건져 수세(水洗)한다.
아울러, 중화처리는, 반드시 행할 필요는 없으며, 이 중화처리를 하지않는 것이라도 알루미늄합금 형상물과 열가소성 수지 조성물의 부착강도는 실용적으로 견딜 수 있는 정도의 것을 얻을 수 있었다.
[전처리공정(前處理工程)Ⅱ]
상술한 전처리공정I 대신에 다음에 설명하는 전처리공정Ⅱ을 행해도 된다. 이 전처리공정Ⅱ을 행하면, 알루미늄합금 형상물과 열가소성 수지조성물의 접착이 효과적이다. 알루미늄합금 형상물을 우선 수용성 환원제의 수용액에 침지시켜 수세한다. 수용성 환원제로서는, 아황산알칼리금속, 아황산수소알칼리금속, 히드라진(N2H4), 수소화붕소알칼리금속(예컨대, 수소화붕소나트륨(NaBH4)등), 수소화알루미늄알칼리금속(예컨대, 수소화알루미늄리튬(LiAlH4)등) 등을 사용할 수 있는데, 특히, 아황산나트륨을 바람직하게 사용할 수 있다. 아황산나트륨수용액을 사용할 경우, 농도는 1~5%정도, 침지시간은 상온(常溫)에서 수분(several minutes)~10분이다.
[접촉처리공정]
상술한 전처리공정I 또는 Ⅱ가 완료된 후, 다음의 (i), 또는 (ii)의 접촉처리공정에서 처리한다.
(i) 수용액 침지법
알루미늄합금 형상물 표면의 접촉처리법으로서, 다음의 화합물 수용액에 침지시키는 수용액 침지법이 있다. 알루미늄합금 형상물을 암모니아(NH3), 히드라진(N2H4), 히드라진유도체, 및 수용성 아민계 화합물에서 선택된 1종이상의 수용액에 침지시킨다. 암모니아 수용액은, 시판되는 암모니아수를 그대로, 또는 희석하여 사용할 수 있다. 히드라진을 사용할 때에는, 원료로서 히드라진수화물(hydrazine hydrate)이나 히드라진 60%수용액이 시판되고있어 이것을 희석하여 사용할 수 있으며, 히드라진유도체의 수용액, 예컨대 카보디히드라지드(carbodihydrazide)(NH2-NH-CO-NH-NH2)의 수용액도 사용할 수 있다.
수용성 아민계화합물로서는 저급아민류(lower amines)를 사용할 수 있고, 특히 메틸아민(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], 등이 바람직하며, 이들을 물에 용해시켜 사용한다.
사용하는 수용액에서 상기 화합물 농도는, 2∼30%정도를 사용할 수 있고, 침지시간은 상온(常溫)∼60℃에서 수분(several minutes)∼30분이다. 예컨대, 암모니아라면, 농도 10∼30%, 상온(常溫)하에서 15∼120분의 침지가 바람직하다. 이들 수용액에서 침지처리후, 수세하여 건조한다.
암모니아수용액에 알루미늄합금을 침지시킴으로써, 그 속의 알루미늄은 수소를 발포하면서 알루민산 이온이 되어 용해되고, 표면은 미세한 에칭면이 된다. 이 암모니아수용액에 침지시켜, 수세건조한 후의 알루미늄합금 표면의 X선전자분광법 (X-ray photoelectron spectroscopy)(XPS)에 의한 분석에서는, 알루미늄합금 표면에 질소가 잔존해 있고, 이들이 사출성형에 의한 접착에 유효한 것으로 추정된다.
(ii) 가스접촉법
알루미늄합금형상물 표면의 접촉처리법으로서, 다음의 화합물을 가스화하여, 이 가스에 접촉시키는 가스접촉법이 있다. 단, 이 가스접촉법은, 알루미늄합금 형상물과 열가소성 수지조성물의 고착강도의 확보라는 관점에서는, 전처리공정I을 행한 것을 가스처리하는 것이 바람직하다.
알루미늄합금형상물을 암모니아(NH3), 히드라진(N2H4), 피리딘(C5H5N), 아민계화합물에서 선택된 1종이상과 접촉시킨다. 전공정(前工程)에서 얻은 알루미늄합금 형상물에 이들 질소함유화합물을 흡착시키는 것이 이 공정의 목적이다. 질소함유화합물로서는, 넓은 의미의 아민계 화합물이라고 할 수 있는, 암모니아, 히드라진, 피리딘, 메틸아민(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], 트리에탄올아민[(HOCH2CH2)3N], 아니린(aniline)(C6H7N), 기타 아민류가 바람직하다.
증기압이 높은 암모니아나 저급아민류는 그 가스속을 빠져나가게 함(접촉함)으로써 이 공정을 진행시킬 수 있고, 히드라진이나 증기압이 낮은 아민계 화합물은 물에 용해시켜 그 속에 알루미늄합금 형상물을 침지시키거나, 희석하지않고 직접 침지시키거나, 또, 알루미늄합금 형상물에 이들 수용액을 분무하거나 함으로써 접촉을 끝낼 수도 있다.
가스접촉시킬 경우, 예컨대 암모니아의 경우에는, 시판되는 암모니아 가스 실린더를 사용하거나, 시판되는 암모니아수를 용기에 반을 채우고 그 기층부를 통과시키는 방법도 사용할 수 있다. 저급아민등은 수용액으로 해서 약간 가열함으로써 그 증기에 알루미늄합금을 접촉시킬 수 있다. 히드라진이나 에탄올아민류는 수용액이 적합하다. 저급아민은 수용액으로도 톨루엔용액으로도 사용할 수 있다. 액화암모니아나 피리딘에 직접 침지하는 것도 효과가 있으나, 전자에서는 공업적인 설비의 작성이 커지고, 후자에서는 처리후의 피리딘의 처리가 어려워져, 실용적이지 못하다.
본공정에서 사용하는 광의의 아민류에 속하는 질소화합물은 모두 악취가 강하고 심하므로, 그 의미에서는 희석용액으로써 취급함이 가장 바람직하나, 상압(常壓)의 암모니아가스와의 접촉으로 공정을 짠다면, 그 설비는 그만큼 복잡하지 않을지도 모른다. 상압의 암모니아가스에 노출시키는 경우의 조건으로서는, 상온에서 수십분∼수일이 바람직하다. 단, 저급아민이나 히드라진, 아니린, 피리딘은, 수용액에 침지시키는게 바람직하다.
(iii) 전처리후의 알루미늄합금형상물의 보관
건조후의 알루미늄합금 형상물은 건조공기하에서 보관하다. 이 보관시간은 짧은 편이 좋으나, 상온에서 1주간 이내라면 문제는 없다.
[열가소성 수지조성물]
본 발명에 있어서, 알루미늄합금 형상물에 고착되는 열가소성 수지조성물에 대해서 설명한다. 열가소성 수지조성물은, 알루미늄합금 형상물의 표면에 폴리알킬렌 테레프탈레이트, 폴리알킬렌 테레프탈레이트를 주체로 하는 공중합체, 및 폴리알킬렌 테레프탈레이트를 성분으로서 포함하는 열가소성 수지조성물에서 선택된 1종 이상으로 이루어진다. 폴리알킬렌 테레프탈레이트로서 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)가 바람직하다.
이 PBT를 포함한 폴리머는, PBT단독의 폴리머, PBT와 폴리카보네이트(이하,'PC'라고 함)의 폴리머 컴파운드(polymer compound), PBT와 아크릴로니트릴ㆍ부타디엔ㆍ스틸렌수지(이하,'ABS'라 함)의 폴리머 컴파운드, PBT와 폴리에틸렌 테레프탈레이트(이하, 'PET'라고 함)의 폴리머 컴파운드, PBT와 폴리스틸렌(이하, 'PS'라 함)의 폴리머 컴파운드에서 선택된 1종 이상을 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 이들 폴리머에 필러(filler)를 함유시켜 기계적 특성을 개선한다. 필러의 함유는, 특히 알루미늄합금 형상물과 열가소성 수지조성물의 선팽창율(coefficient of linear expansion)을 일치시킨다는 관점에서 아주 중요하다. 필러로서는, 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유(aramid fiber), 그외 이들과 유사한 고강도 섬유가 좋다.
상기 폴리머 컴파운드에는, 물성을 개량하기위한 충전재가 더해져 있으면 좋다. 충전재는, 카본블랙(carbon black), 탄산칼슘, 규산칼슘, 탄산마그네슘, 실리카, 탤크(talc), 점토(clay), 리그닌(lignin), 아스베스토(asbestos), 운모(mica), 석영분(silica powder), 유리구(glass globules)등과 같이 공지의 재료로부터 선택된 1종 이상으로 이루어지면 된다.
상기 필러를 함유하지않는 경우라도 단단하게 접착되고, 금속에 접착된 수지성형물을 제거하는 데에는 아주 강한 힘이 필요하다. 그러나 성형된 복합체를 온도사이클 시험을 하면, 상기 필러를 함유하지않는 열가소성 수지조성물계에서는 사이클을 반복함으로써 급속하게 접착강도가 저하된다. 이것에는 2가지의 원인이 있는 것으로 추정된다.
하나는, 선팽창율에서 알루미늄합금 형상물과 열가소성 수지조성물에 큰 차이가 있는 것에 의한다. 순알루미늄(pure aluminum)의 선팽창율은 금속안에서는 큰 편이지만, 그래도 열가소성 수지조성물보다 상당히 작다. 필러의 존재는 열가소성 수지조성물의 선팽창율을 떨어뜨려, 알루미늄합금의 선팽창율(순알루미늄에서 2.4 ×10-5)에 가까이가게 한다. 필러의 종류와 그 함유율을 고르면 선팽창율은 알루미늄합금에 상당히 가까운 값으로 할 수 있다.
또 하나는, 인서트성형후의 알루미늄합금 형상물의 냉각수축(cooling shrinkage)과 열가소성 수지조성물의 성형수축의 관계이다. 필러를 함유하지않는 열가소성 수지조성물의 성형수축율은 작더라도 0.6%정도이다. 한편, 알루미늄합금의 냉각수축은, 예컨대 열가소성 수지조성물을 사출한 후 실온까지 150℃정도 냉각시키는 것으로 하여 약 0.3%, 열가소성 수지조성물의 성형수축율보다 작고 차이가 있다. 사출성형금형에서 이형(離型)되고 시간이 지나, 열가소성 수지조성물이 안정되면, 계면(界面)에 내부변형이 일어나 작은 충격에 계면파괴가 일어나 벗겨져버린다.
이 현상을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같이 된다. 알루미늄합금에서는, 열팽창율, 자세하게는 온도변화에 대한 선팽창율은 2∼3 ×10-5℃-1이다. 한편, PBT나 PBT함유의 폴리머 컴파운드의 그것은 7∼8 ×10-5℃-1이다. 선팽창율을 떨어뜨리기위해, 필러의 열가소성 수지조성물에 있어서의 함유율은 높은 편이 바람직하여, 함유율은 20%이상, 보다 바람직하게는 30%이상이 바람직하다. PBT나 PBT함유의 폴리머 컴파운드에 고강도섬유나 무기필러를 함유율로써 30~50%함유시키면 선팽창율은 2∼3 ×10-5℃-1이 되어 알루미늄과 거의 일치한다.
또한, 이 때 성형수축율도 저하된다. 성형수축율에 대해 말하면, PBT의 높은 결정성(結晶性)이 수축율을 높이므로, 결정성이 낮은 수지, PET, PC, ABS, PS, 그 이외의 것을 섞어서 컴파운드화하는 쪽이 더욱 저하된다. 그러나, PBT농도도 떨어지므로 그 최적함유율은 아직 상세하게는 조사되어있지않다.
[성형/사출성형]
사출성형금형을 준비하고, 금형을 열어서 그 한쪽에 알루미늄합금 형상물을 인서트하고, 금형을 닫고, 상기 열가소성 수지조성물을 사출하고, 금형을 열어 이형하는 방법이다. 형상의 자유도, 생산성등 가장 뛰어난 성형법이다. 대량생산에서는, 인서트용으로 로봇을 준비하면 좋다.
다음으로, 사출조건에 대해 설명한다. 금형온도, 사출온도는 높은 편이 좋은 결과를 얻을 수 있으나 무리하게 올릴 필요는 없으며, 상기 열가소성 수지조성물을 사용하는 통상의 사출성형시와 거의 동일한 조건에서 충분한 접착효과를 발휘할 수 있다. 접착력을 올리기위해서는, 오히려 금형의 게이트 구조에 있어서 가능한 한 핀게이트(pin gate)를 사용하는 것에 유의하는 편이 좋다. 핀 게이트에서는 수지통과시에 생기는 전단마찰(剪斷摩擦)에 의해 순식간에 수지온도가 올라가 이것이 좋은 효과를 낳는 경우가 많다. 요컨대, 원활한 성형을 저해하지않는 범위에서 가능한 한 접착면에 고온의 수지용융물이 접하게 만드는 것이 바람직하게 보였다.
[성형/사출성형 이외의 방법]
금형에 알루미늄합금 형상물과 얇은 열가소성 수지조성물로 이루어진 수지형상물의 쌍방을 인서트하고, 다른 쪽 금형에서 닫아 가열하면서 밀어붙이는 성형법, 즉 가열프레스성형에서도 일체화품(一體化品)을 얻을 수 있다. 양산(量産)에 적합한 방법은 아니지만, 형상에 따라서는 사용할 수 있는 가능성은 있다. 접착 원리는, 상술한 사출성형에 의한 접착과 똑같다.
그 외에, 파이프 형상물, 판 형상물등의 일체화품이 요구되는 경우에, 압출성형(extrusion process)이라는 방법이 사용되는데, 이 압출성형으로도 본 발명은 이용가능하다. 상술한 열가소성 수지조성물이, 가열용융상태시에 처리된 알루미늄합금 형상물의 표면과 접촉하는 것이 중요할 뿐으로, 이론적으로는 성형방법을 선택하지않을 것이다. 다만, 압출성형에서는 용융수지와 알루미늄합금 형상물의 표면 사이에 걸리는 압력이 사출성형등과 비교하면 현저히 낮다. 이 점에서 최강의 접착력을 보이는 것은 기대할 수 없지만 실용성과의 관계에서 충분히 사용에 견디는 설계가 있을 것임에 틀림없다.
도 1은, 휴대폰 케이스 커버의 외관도이다. 도 2는, 도1에서 나타낸 휴대폰 케이스 커버를 ∏-∏선으로 절단했을 때의 단면도이다. 케이스 커버(1)는, 알루미늄합금제의 판재로부터 기계가공에 의해 제작된 금속프레임(2)으로 형성되어있다. 금속프레임(2)은, 구체적으로는 프레스기와 이것으로 구동되는 금형에 의해 소성가공하고, 또한 필요에 따라 절삭가공하여 만들어진 것이다.
금속프레임(2)의 내면에는, 격벽(隔壁)과 보강을 위해 열가소성 수지조성물의 리브(3)가 일체(一體)로 고착(固着)되어 있다. 이 고착은 후술할 방법에 의해 사출성형되어 금속프레임(2)과 일체화되어 있다. 사출에 사용하는 열가소성 수지조성물에 대해서는 위에서 설명하였다. 리브(3)를 사출성형하기 전에 금속프레임(2)의 표면은 상술한 각종 화합물의 수용액에 의한 침지처리, 또는 가스화된 화합물로 접촉처리되어 있다.
이하, 리브(3)를 사출성형법으로 고착하는 방법(사출고착)에 대해서 상세하게 설명한다. 상술한 금속리브(2)는, 침지에 의한 표면처리후, 가능한 한 보관시작 1주간 이내에 꺼내어져, 리브(3)를 사출하기위한 사출성형 금형에 인서트된다. 도 3은, 금속프레임(2)의 표면에 사출성형에 의해 열가소성 수지조성물이 충전되는 사출성형 금형의 단면도이다. 가동측형판(可動側型板)(movable retainer plate)(10)의 캐버티(cavity)에, 전처리된 금속프레임(2)을 삽입배치한다.
금속프레임(2)을 캐버티에 삽입한 상태에서 가동측형판(10)을 닫는다. 캐버티(11)는, 가동측형판(10)과 고정측형판(stationary retainer plate)(13)을 닫은상태에서, 금속프레임(2), 가동측형판(10), 고정측형판(13)으로 형성된 공간이다. 이 캐버티(11)에 러너(runner)(15), 게이트(gates)(14)를 통해 리브(3)를 구성하는 용융수지가 공급되어, 리브(3)의 성형을 실시한다. 완성된 케이스 커버(1)의 하우징(housing)은, 금속프레임(2)과 열가소성 수지조성물로 만들어진 리브(3)가 일체로 접합되어, 강도적으로도, 외관의 디자인상에서도 금속의 특징을 살리고, 또 하우징 내부의 형상, 구조도 복잡한 형상으로 할 수 있다.
[실험예]
이하, 본 발명의 실시예를 실험에 의해 확인하기위해 다음과 같은 간이적인 실험을 행하였다.
(i) 실험예 1 (수용액으로의 침지)
시판되는 1mm두께의 A1100(일본공업규격(JIS))알루미늄합금판을 구입하였다. 20mm ×50mm의 직사각형 조각 100개로 절단하였다. 이 알루미늄편(片)을 양면테이프로 고무시트에 붙여서 블래스트장치(blast apparatus)(도시생략)에 넣었다. 연마량이 약 5μ레벨이 되도록 에어펄스(air pulse)시간을 설정하고, 에어블래스트(air blast)처리를 했다. 블래스트장치에서 꺼내어, 평균 5시간이내로 둔 후, 에탄올 4리터에 초음파를 걸면서 10분 침지시키고 꺼내어, 이온교환수 4리터에 담궈 섞은 후 플라스틱제 소쿠리에 넣고 다시 이온교환수 2리터를 부어 세정하고, 고압공기에서 건조하였다.
다음으로, 28%농도의 암모니아수를 폴리에틸렌제 비이커에 0.5리터 준비하고, 조금전의 알루미늄편을 침지시켰다. 이것을 25분후에 건져서, 이온교환수로 충분히 세정하였다. 또, 비이커에 채운 아세톤에 몇초간 담근 후, 고압공기를 내뿜어 건조시켜, 건조공기로 채워져있는 보관상자 안에 수납하였다.
2일 후, 보관상자에서 알루미늄편을 꺼내어, 유분등이 부착되지않게 장갑으로 잡고 사출성형금형에 인서트하였다. 금형을 닫고, 유리섬유 20%, 초미세분 탤크(talc) 20%함유의 PBT/PET수지(PBT 약 70%와 PET 약 30%, 미쓰미시레이온주식회사(Mitsubishi Rayon Co., Ltd.)제)를 사출하고, 도 4에서 나타낸 바와 같이 일체화된 복합체를 얻었다.
도 4에 나타낸 직사각형의 기대(基臺,base)는 판모양의 금속편(金屬片)(21)이다. 이것은 아까 얻은 알루미늄편과 동일한 두께 1mm로서 20mm ×50mm의 직사각형 모양이다. 여기로 2개의 핀 게이트(22),(23)로부터 수지조성물이 주입되어 보스형상물(boss-shaped molding)(24)과 리브형상물(25)이 형성된다. 보스형상물(24)은 접착면이 직경 8mm의 원형상이고, 리브형상물(25)은 접착면이 8mm ×25mm의 직사각형 모양이다. 보스형상물(24), 리브형상물(25) 모두 높이가 8mm이고, 보스형상물(24)은 중심에 직경 2mm의 구멍이 뚫려있고 토크측정용의 나사산부착형 측정단(threaded measuring end)을 조여넣을 수 있게 되어있다.
금형온도는 100℃로 하고, 사출성형기의 가열통의 최종부분 온도와 노즐온도는 270℃로 하였다. 성형품을 성형후 실내에 1주간 방치한 후, 접착력을 검사하였다. 알루미늄판 부분을 책상 위에 밀어붙이고 보스형상물(24), 및 리브형상물(25)의 선단을 엄지손가락으로 수평방향으로 세게 밀어 수지부분을 벗길려고 했으나 손가락에 상처가 날 정도로 밀어도 벗길 수는 없었다. 이 간이적인 시험을 10개의 성형품에 대해서 실험했으나 모두 똑같았다.
이 10개를 포함한 총 70개에 대해서, 펜치로 리브형상물(25)의 수지부를 바로위에서부터(펜치가 수직방향이 되도록하여) 붙잡고, 그대로 펜치를 기울여 리브형상물(25)을 벗길려고 하였다. 그러나, 70개 모두 접착면은 전혀 벗겨지지않았고 리브형상물(25)이 도중에 굽었다. 보스형상물(24)을 똑같이 펜치로 집어 구부러뜨린 바, 10개는 알루미늄판에서 벗겨낼 수 있었으나, 보스형상물(24)이 접착된 알루미늄면에는 점점이 작은 수지잔존물이 남아있고 재료파괴가 일어나고 있었다. 나머지 60개는 벗길 수 없었고 보스형상물(24)이 도중에 구부러졌다.
또, 다른 10개에 대해서 보스형상물(24)에 있는 구멍에 나사산부착형 측정단을 질러넣어 토크측정기를 돌렸다. 보스형상물(24)이 벗겨질 때의 토크를 측정할려고 했으나, 모든 것에서 토크가 약 200Ncm을 넘은 정도에서 수지측 구멍이 깎여지고 공회전되어 보스형상물(24)은 벗겨지지않았다.
또, 다른 10개를 집어 금속접시 위에 올리고, 85℃와 -40℃ 사이의 온도사이클 시험을 실시했다. 실온에서 +0.7℃/분으로 온도를 올려 85℃로 하여 2시간두고, 다음으로, 0.7℃/분의 속도로 실온(실험시에는 25℃)까지 돌아가, 1시간 둔 후 다시 똑같은 속도로 -20℃까지 냉각시켰다. -40℃로 2시간 두고, 이번에는 +0.7℃/분으로 온도를 올려 실온으로 돌아가 1시간 둔 후에 다시 온도를 올린다는 온도사이클 시험이다. 총 100사이클 하고나서 상기와 동일한 펜치와 토크측정기를 사용한 시험을 했다. 결과는 온도사이클 시험을 하지않는 경우의 시험결과와 동일하였다.
또, 다른 10개 대해서 고온고습시험을 실시하였다. 구체적으로는 85℃, 60%습도의 조건하에 24시간 방치하고 실온하에 1시간 걸려 되돌린 후에 상기와 동일한 펜치와 토크측정기를 사용한 시험을 했다. 결과는 고온고습시험을 행하지않은 상기 시험결과와 동일했다. 전체적으로 봤을 때, 접착물의 파괴시험으로서는 놀랄만큼 안정된 결과를 얻었다.
이와 같은 것이 가능해진 이유는, 알루미늄합금을 암모니아로 접촉처리한 것에 있다. 이 처리에 의해 알루미늄합금의 표면이 친PBT표면으로 바뀐 것으로 추정된다.
(ii) 실험예2
시판되는 1mm두께의 A5052(일본공업규격(JIS)) 알루미늄합금판을 구입하였다. 20mm×50mm의 직사각형 조각 50개로 절단하였다. 이것을 실험예1과 똑같은 방법으로 세정했다. 다음으로, 1%농도의 수산화나트륨수용액을 폴리에틸렌제 비이커에 500g준비하고, 상술한 알루미늄편을 침지시켰다. 2분후에 건져서, 이온교환수로 충분히 세정했다.
다음으로, 1%농도의 질산과 0.2%농도의 불화수소산을 포함한 수용액을 폴리에틸렌제 비이커에 500cc준비하고, 조금 전의 알루미늄편을 1분간 침지시켜 중화했다. 건져 이온교환수로 충분히 세정했다. 다음으로, 1%농도의 메틸아민수용액을 폴리에틸렌제 비이커에 500g준비하고, 조금 전의 알루미늄편을 1분간 침지시키고, 건져올려 이온교환수로 충분히 세정했다.
또, 비이커에 채운 아세톤에 몇초간(several seconds) 담근 후, 고압공기를 내뿜어 건조시키고, 건조공기로 채워져 있는 보관상자내에 수납했다. 2일 후, 보관상자에서 알루미늄편을 꺼내어, 유분등이 부착되지않도록 장갑으로 집어서 사출성형 금형에 인서트했다. 그 후에는 실험예 1과 완전히 동일하게 성형을 실시했다. 얻어진 일체화물 중 10개에 대해서, 알루미늄판 부분을 책상 위에 밀어붙이고 보스형상물(24), 및 리브형상물(25)의 선단을 엄지손가락으로 수평방향으로 세게 밀어 수지부분을 벗길려고 했으나, 모두, 손가락에 상처가 날 정도로 밀어도 벗길 수는 없었다.
이 10개를 포함한 총 50개에 대해서, 펜치로 리브형상물(25)의 수지부를 바로위에서부터(펜치가 수직방향이 되도록하여) 붙잡고, 그대로 펜치를 기울여 리브형상물(25)을 벗길려고 하였다. 그러나, 50개 모두 접착면은 전혀 벗겨지지않았고 리브형상물(25)이 도중에 굽었다. 보스형상물(24)을 똑같이 펜치로 집어 구부러뜨린 바, 7개는 알루미늄판에서 벗겨낼 수 있었으나, 보스형상물(24)이 접착된 알루미늄면에는 점점이 작은 수지잔존물이 남아있고 재료파괴가 일어나고 있었다. 나머지 43개는 벗길 수 없었고 보스형상물(24)이 도중에 구부러졌다.
알루미늄합금에 대해서, 열가소성 수지조성물을 단단하게 붙이기위해, 아민계화합물에 의한 접촉처리 전에 화학적 에칭이나, 염기/산수용액으로의 침지처리를 추가한 방법을 사용할 수 있음을 확인할 수 있었다.
(iii) 실험예 3 (가스접촉법)
상술한 실험예2에 있어서, 알루미늄편을 수산화 나트륨수용액에서 처리한 후, 불화수소산에서 중화처리하였다. 이 중화처리후에, 실험예1에서는 28%농도의 암모니아수에 알루미늄편을 침지시켰으나, 이 대신에 다음 방법으로 암모니아가스에 접촉시켰다. 30리터의 암모니아로 채운 2중의 대형폴리에틸렌 주머니에 상술한 알루미늄편을 완전하게는 겹치지않도록 하여 넣고, 소량의 암모니아가스를 공급하면서 방치했다.
이것을 48시간후에 꺼내어, 고압공기를 쐬게 한 후, 건조공기로 채워져있는 보관상자내에 수납했다. 이 처리이외에는, 실험예1과 실질적으로 동일 처리, 및 강도시험을 행했다. 이 접착강도는, 실험예1과 실질적으로 동일강도였다.
(iv) 실험예 4
시판되는 1mm두께의 A1100(일본공업규격(JIS)) 알루미늄합금판을 구입하였다. 20mm×50mm의 직사각형 조각 50개로 절단하였다. 이것을 실험예1과 똑같은 방법으로 세정했다. 다음으로, 5%농도의 아황산 나트륨 수용액을 폴리에틸렌제 비이커에 500g준비하고, 조금 전의 알루미늄편을 침지시켰다. 10분후에 건져서, 이온교환수로 충분히 세정했다.
다음으로, 1%농도의 에틸렌디아민 수용액을 폴리에틸렌제 비이커에 500g준비하고, 조금 전의 알루미늄편을 1분간 침지시켜, 건져올려 이온교환수로 충분히 세정했다. 또, 비이커에 채운 아세톤에 몇초간(several seconds) 담근 후, 고압공기를 내뿜어 건조시키고, 건조공기로 채워져 있는 보관상자내에 수납했다.
2일 후, 보관상자에서 알루미늄편을 꺼내어, 유분등이 부착되지않도록 장갑으로 집어서 사출성형 금형에 인서트했다. 그 후에는 실험예 1과 완전히 동일하게 성형을 실시했다. 얻어진 일체화물 중 10개에 대해서, 알루미늄판 부분을 책상 위에 밀어붙이고 보스형상물(24), 및 리브형상물(25)의 선단을 엄지손가락으로 수평방향으로 세게 밀어 수지부분을 벗길려고 했으나, 모두, 손가락에 상처가 날 정도로 밀어도 벗길 수는 없었다.
이 10개를 포함한 총 50개에 대해서, 펜치로 리브형상물(25)의 수지부를 바로위에서부터(펜치가 수직방향이 되도록하여) 붙잡고, 그대로 펜치를 기울여 리브형상물(25)을 벗길려고 하였다. 그러나, 50개 모두 접착면은 전혀 벗겨지지않았고 리브형상물(25)이 도중에 굽었다. 보스형상물(24)을 똑같이 펜치로 집어서 구부러뜨린 바, 12개는 알루미늄판에서 벗겨낼 수 있었으나, 보스형상물(24)이 접착된 알루미늄면에는 점점이 작은 수지잔존물이 남아있고 재료파괴가 일어나고 있었다. 나머지 38개는 벗길 수는 없었고 보스형상물(24)이 도중에 구부러졌다.
(v) 실험예 5
시판되는 1mm두께의 A5052(일본공업규격(JIS)) 알루미늄합금판을 구입하였다. 20mm×50mm의 직사각형 조각 50개로 절단하였다. 이것을 실험예1과 똑같은 방법으로 세정했다. 다음으로, 1%농도의 수산화 나트륨 수용액을 폴리에틸렌제 비이커에 500g준비하고, 상술한 알루미늄편을 침지시켰다. 2분후에 건져서, 이온교환수로 충분히 세정했다.
다음으로, 1%농도의 질산을 폴리에틸렌제 비이커에 500cc준비하고, 상술한 알루미늄편을 1분간 침지시켜 중화했다. 건져 이온교환수로 충분히 세정했다. 다음으로, 5%농도의 수화히드라진수용액을 폴리에틸렌제 비이커에 500g준비하고, 가열하여 수용액을 50℃로 하고, 상술한 알루미늄편을 2분간 침지시켜, 건져올려 이온교환수로 충분히 세정했다.
또, 온풍건조기로 옮겨서 70℃에서 20분동안 건조하여, 건조공기로 채워져 있는 보관상자내에 수납했다. 2일 후, 보관상자에서 알루미늄편을 꺼내어, 유분등이 부착되지않도록 장갑으로 집어서 사출성형 금형에 인서트했다. 그 후에는 실험예 1과 완전히 동일하게 성형을 실시했다. 얻어진 일체화물 중 10개에 대해서, 알루미늄판 부분을 책상 위에 밀어붙이고 보스형상물(24), 및 리브형상물(25)의 선단을 엄지손가락으로 수평방향으로 세게 밀어 수지부분을 벗길려고 했으나, 전부, 손가락에 상처가 날 정도로 밀어도 벗길 수는 없었다.
이 10개를 포함한 총 50개에 대해서, 펜치로 리브형상물(25)의 수지부를 바로위에서부터(펜치가 수직방향이 되도록하여) 붙잡고, 그대로 펜치를 기울여 리브형상물(25)을 벗길려고 하였다. 그러나, 50개 모두 접착면은 전혀 벗겨지지않았고 리브형상물(25)이 도중에 굽었다. 보스형상물(24)을 똑같이 펜치로 집어 구부러뜨린 바, 7개는 알루미늄판에서 벗겨낼 수 있었으나, 보스형상물(24)이 접착된 알루미늄면에는 점점이 작은 수지잔존물이 남아있고 재료파괴가 일어나고 있었다. 나머지 43개는 벗길 수는 없었고 보스형상물(24)이 도중에 구부러졌다.
본 발명의 이용분야는, 모바일용의 각종 전자기기, 가정용 전화제품(電化製品), 의료기기, 자동차의 차체, 차량탑재용품, 건축자재의 부품, 그 외의 각종 기계의 구조용부품, 각종내장ㆍ외장용부품 등에 사용할 수 있다.

Claims (25)

  1. 암모니아, 히드라진, 히드라진유도체, 및 수용성 아민계 화합물에서 선택된 1종 이상의 화합물과 접촉시키는 접촉공정을 거친 알루미늄합금형상물과,
    상기 알루미늄합금 형상물의 표면에, 폴리알킬렌 테레프탈레이트, 상기 폴리알킬렌 테레프탈레이트를 주체로 하는 공중합체(共重合體), 및 상기 폴리알킬렌 테레프탈레이트를 성분으로서 포함한 열가소성 수지조성물에서 선택된 1종 이상이 일체로 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금과 수지의 복합체.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 접촉공정은, 상기 화합물을 용해시킨 수용액에 접촉시키는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금과 수지의 복합체.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 폴리알킬렌 테레프탈레이트가, 폴리부틸렌 테레프탈레이트인 것을 특징으로 하는 알루미늄합금과 수지의 복합체.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중, 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄합금 형상물은, 상기 접촉공정 전에 염기수용액에 침지시키고, 다음에 산수용액에 침지시키는 중화처리공정을 거친 것임을 특징으로 하는 알루미늄합금과 수지의 복합체.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중, 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉공정 전에, 수용성환원제의 수용액에 침지시키는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금과 수지의 복합체.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트의 폴리머가, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 단독의 폴리머, 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 폴리카보네이트의 폴리머 컴파운드(polymer compound), 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 아크릴로니트릴ㆍ부타디엔ㆍ스틸렌수지의 폴리머 컴파운드, 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 폴리머 컴파운드, 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 폴리스틸렌의 폴리머 컴파운드에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 알루미늄합금과 수지의 복합체.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 접촉공정은, 상기 화합물을 가스화하여 접촉시키는 것임을 특징으로 하는 알루미늄합금과 수지의 복합체.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 폴리머에는, 물성을 개량하기위한 충전재가 첨가된 것을 특징으로 하는 알루미늄합금과 수지의 복합체.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 폴리머에는, 기계적강도를 높이기위해 고강도섬유가 첨가된 것을 특징으로 하는 알루미늄합금과 수지의 복합체.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 충전재는, 카본블랙(carbon black), 탄산칼슘, 규산칼슘, 탄산마그네슘, 실리카, 탤크(talc), 점토(clay), 리그닌(lignin), 아스베스토(asbestos), 운모(mica), 석영분(silica powder), 및 유리구(glass globules)에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 알루미늄합금과 수지의 복합체.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 고강도섬유는, 유리섬유, 탄소섬유, 및 아라미드섬유(aramid fiber)에서 선택된 1종이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 알루미늄합금과 수지의 복합체.
  12. 알루미늄합금과 열가소성수지 조성물의 복합체의 제조방법으로서,
    상기 알루미늄합금을 기계가공하여 알루미늄합금형상물로 하는 가공공정과,
    상기 알루미늄합금 형상물을 암모니아, 히드라진, 히드라진유도체, 및 수용성 아민계 화합물에서 선택된 1종 이상의 화합물과 접촉시키는 접촉공정과,
    성형용 금형에 상기 접촉공정에서 접촉처리된 상기 알루미늄합금 형상물을 삽입하여, 상기 알루미늄합금 형상물의 표면에, 폴리알킬렌 테레프탈레이트, 상기 폴리알킬렌 테레프탈레이트를 주체로 하는 공중합체, 및 상기 폴리알킬렌 테레프탈레이트를 성분으로서 포함하는 열가소성 수지조성물에서 선택된 1종 이상을 가압, 가열하여 일체로 하는 성형공정
    으로 이루어진 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 형상물과 수지의 복합체의 제조방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 접촉공정은, 상기 화합물을 수용액에 용해시켜 접촉시키는 것임을 특징으로 하는 알루미늄합금과 수지의 복합체의 제조방법.
  14. 제 12항에 있어서, 상기 성형공정은, 사출성형으로 행하는 것임을 특징으로 하는 알루미늄합금 형상물과 수지의 복합체의 제조방법.
  15. 제 12항에 있어서, 상기 폴리알킬렌 테레프탈레이트가, 폴리부틸렌 테레프탈레이트인 것을 특징으로 하는 알루미늄합금과 수지의 복합체의 제조방법.
  16. 제 12항 내지 제 15항 중, 어느 한 항에 있어서, 상기 가공공정과 상기 접촉공정의 사이에,
    상기 알루미늄합금형상물을 염기성수용액에 침지시키는 제 1침지공정과,
    상기 제 1침지공정에서 침지처리된 상기 알루미늄합금형상물을 중화처리하기위해 산수용액에 침지시키는 제 2침지공정으로 이루어진 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 형상물과 수지의 복합체의 제조방법.
  17. 제 12항 내지 제 15항 중, 어느 한 항에 있어서, 상기 가공공정과 상기 접촉공정의 사이에,
    상기 알루미늄합금형상물을 수용성환원제의 수용액에 침지시키는 수용성환원제 침지공정을 가지는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 형상물과 수지의 복합체의 제조방법.
  18. 제 15항에 있어서, 상기 폴리부틸렌 테레프탈레이트의 폴리머가, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 단독의 폴리머, 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 폴리카보네이트의 폴리머 컴파운드(polymer compound), 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 아크릴로니트릴ㆍ부타디엔ㆍ스틸렌수지의 폴리머 컴파운드, 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 폴리머 컴파운드, 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 폴리스틸렌의 폴리머 컴파운드에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 알루미늄합금과 수지의 복합체의 제조방법.
  19. 제 16항에 있어서, 상기 염기성수용액은, 수산화알칼리금속의 수용액인 것 을 특징으로 하는 알루미늄합금 형상물과 수지의 복합체의 제조방법.
  20. 제 17항에 있어서, 상기 수용성 환원제는, 아황산알칼리금속, 아황산수소알칼리금속, 히드라진, 수소화붕소알칼리금속, 및 수소화알루미늄알칼리금속에서 선택된 1종 이상의 수용액인 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 형상물과 수지의 복합체의 제조방법.
  21. 제 17항 또는 제 18항에 있어서, 상기 접촉공정은, 상기 화합물을 가스화하여 접촉시키는 것임을 특징으로 하는 알루미늄합금과 수지의 복합체의 제조방법.
  22. 제 18항에 있어서, 상기 폴리머에는, 기계적 강도를 높이기위해 고강도섬유가 첨가된 것을 특징으로 하는 알루미늄합금과 수지의 복합체의 제조방법.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 고강도섬유는, 유리섬유, 탄소섬유, 및 아라미드섬유(aramid fiber)에서 선택된 1종이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 알루미늄합금과 수지의 복합체의 제조방법.
  24. 제 19항에 있어서, 상기 폴리머에는, 물성을 개량하기위한 충전재가 첨가된 것을 특징으로 하는 알루미늄합금과 수지의 복합체의 제조방법.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 충전재는, 카본블랙(carbon black), 탄산칼슘, 규산칼슘, 탄산마그네슘, 실리카, 탤크(talc), 점토(clay), 리그닌(lignin), 아스베스토(asbestos), 운모(mica), 석영분(silica powder), 및 유리구(glass globules)에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 알루미늄합금과 수지의 복합체의 제조방법.
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