(57)【要約】  金属合金とセラミック樹脂の複合体が開示される。本発明の金属合金とセラミック樹脂の複合体は、表面の油成分を界面活性剤を用いて除去し、脱脂された表面を、塩酸、硫酸、窒酸、ギ酸から選択される１種以上の酸水溶液でエッチングして、平均表面粗さが８０〜１５０μｍの凹凸部アンダーカットが形成された金属合金；及び、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアセチル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェニレンオキシドから選択される１種以上の樹脂３０〜７０〜重量％、炭化ケイ素２０〜６０重量％、無機フィラー５〜７重量％、分散剤３〜５重量％を含むセラミック樹脂材；を含み、凹凸部アンダーカットが形成された上記金属合金の表面に上記セラミック樹脂材を射出成形により一体化したことを特徴とする。本発明によれば、放熱機能を有するセラミック樹脂と金属合金とを一体化させることにより、各種電子機器、家電製品、医療機器、車両用構造部品、車両搭載用品、建築資材の部品、その他の構造用部品、外装用部品だけでなく、ＬＥＤ照明装置などで有用に使用可能であるとの効果を提供できるようになる。
2016525032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面の油成分を界面活性剤を用いて除去し、脱脂された表面を、塩酸、硫酸、窒酸、ギ酸から選択される１種以上の酸水溶液でエッチングして、平均表面粗さが８０〜１５０μｍの凹凸部アンダーカットが形成された金属合金；及び、
樹脂分合計を１００重量部として、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアセチル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェニレンオキシドから選択される１種以上の樹脂３１〜７９重量％、炭化ケイ素２０〜６６重量％、添加剤１〜３重量％を含むセラミック樹脂材；を含み、
凹凸部アンダーカットが形成された上記金属合金の表面に上記セラミック樹脂材を射出成形により一体化したことを特徴とする、
金属合金とセラミック樹脂の複合体。
【請求項２】
上記炭化ケイ素は、
１〜１０ｎｍサイズの粉末形態で用いられることを特徴とする、
請求項１に記載の金属合金とセラミック樹脂の複合体。
【請求項３】
上記添加剤は、
添加剤合計を１００重量部として、無機フィラー２５〜３５重量％、分散剤３５〜４０重量％、凝固剤３０〜３５重量％を含むことを特徴とする、
請求項１に記載の金属合金とセラミック樹脂の複合体。
【請求項４】
上記金属合金は、
アルミニウム合金、マグネシウム合金、ステンレス合金の中から選択されるいずれか一つの合金からなることを特徴とする、
請求項１に記載の金属合金とセラミック樹脂の複合体。
【請求項５】
金属合金とセラミック樹脂の複合体を製造するための方法であって、
ａ）金属合金表面の油成分を界面活性剤を用いて除去する脱脂工程；
ｂ）脱脂工程がなされた金属合金の表面にある酸化膜を除去し、酸化物が除去された金属合金の表面を、塩酸、硫酸、窒酸、ギ酸から選択される１種以上の酸水溶液でエッチングして、平均表面粗さが８０〜１５０μｍの凹凸部アンダーカットを形成するアンダーカット形成工程；
ｃ）樹脂と炭化ケイ素を含むセラミック樹脂材を製造するセラミック樹脂製造工程；及び
ｄ）アンダーカット形成工程により表面にアンダーカットが形成された金属合金を射出成形金型に投入した後、金属合金の表面に、上記セラミック樹脂製造工程で製造されたセラミック樹脂材を射出接合する接合工程；を含むことを特徴とする、
金属合金とセラミック樹脂の複合体の製造方法。
【請求項６】
ｄ）セラミック樹脂製造工程は、
樹脂分合計を１００重量部として、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアセチル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェニレンオキシドから選択される１種以上の樹脂３１〜７９重量％、炭化ケイ素２０〜６６重量％、添加剤１〜３重量％を含むセラミック樹脂材を得ることを特徴とする、
請求項５に記載の金属合金とセラミック樹脂の複合体の製造方法。
【請求項７】
上記添加剤は、
添加剤合計を１００重量部として、無機フィラー２５〜３５重量％、分散剤３５〜４０重量％、凝固剤３０〜３５重量％を含むことを特徴とする、
請求項６に記載の金属合金とセラミック樹脂の複合体の製造方法。
【請求項８】
上記金属合金は、
アルミニウム合金、マグネシウム合金、ステンレス合金の中から選択されるいずれか一つの合金からなることを特徴とする、
請求項５に記載の金属合金とセラミック樹脂の複合体の製造方法。
【請求項９】
上記炭化ケイ素は、
１〜１０ｎｍサイズの粉末形態で用いられることを特徴とする、
請求項６に記載の金属合金とセラミック樹脂の複合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属合金とセラミック樹脂の複合体及びその製造方法に関するもので、より詳しくは、放熱機能を有するセラミック樹脂と金属合金とを一体化させて各種電子機器、家電製品、医療機器、車両用構造部品、車両搭載用品、建築資材の部品、その他の構造用部品、外装用部品だけでなく、ＬＥＤ照明装置などに利用される複合構造物を提供することができる金属合金とセラミック樹脂の複合体及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、インサートモールド成形技術を用いてアルミニウム合金成形体又はステンレススチール成形体などの成形体に、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂などの汎用エンジニアリング樹脂又はポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）などのスーパーエンジニアリング樹脂など、所謂エンジニアリング樹脂系コンパウンド（compound）をモールドする異種材料一体成形技術、又はマグネシウム合金とナイロン（ＰＡ）樹脂との異種材料一体成形技術、またシリコーンゴム又は液状フッ素系エラストマーなどの熱硬化性エラストマーと、ガラス、ステンレススチール、アルミニウム、更にポリカーボネート（ＰＣ）樹脂などとの異種材料一体成形技術が幅広く知られていて汎用されている。そして、これら異種材料一体成形技術の活用分野としては、ノートパソコン、プロジェクター、携帯電話、ゲーム機器等の各種電子製品のハウジング用途として、また例えば液晶・プラズマＴＶ又はパラボラアンテナなどの家電関連各種製品用ハウジング及び構成部品として、また自動車関連の各種部品として異種材料複合成形体が色々な分野で活用されている。
【０００３】
このようにインサートモールド成形技術が色々な分野で活用されることができるのは、意匠性及び機械的強度特性などの機能を各種金属・合金成形体で具現させ、一方、金属製では目的を解決できない熱的・電気的絶縁性又は軽量性の確保などの機能を各種エンジニアリング樹脂・各種熱硬化性エラストマーなどで実現させるなど、各々の素材の特性を上手く組み合わせることができるためと理解される。
【０００４】
このような金属合金と樹脂のような異種材料の一体成形技術は、韓国特許文献（韓国公開特許第10-2012-0132848号［公開日：2012.12.10.］、韓国公開特許第10-2011-0133119号［公開日：2011.12.12.］、韓国公開特許第10-2009-0055052号［公開日：2009.06.02.］）などに多様に開示されている。
【０００５】
このように金属合金と樹脂とを一体化させる技術は多様に開示されているが、放熱特性を有する樹脂、例えば、セラミックを含む樹脂と金属合金とを一体化させる技術は提示されていない。すなわち、最近ではＬＥＤ照明の放熱構造物を含む電子機器の部品製造時に用いられる素材として、機械的、電気的特性の低下なしに放熱特性が向上した多様な種類の樹脂組成物が開発されているが、このような放熱機能を有する樹脂と金属合金とを一体化させる技術は提示されていないことから、多様な分野での適用が困難であるとの問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、放熱機能を有するセラミック樹脂と金属合金とを一体化させて各種電子機器、家電製品、医療機器、車両用構造部品、車両搭載用品、建築資材の部品、その他の構造用部品、外装用部品だけでなく、ＬＥＤ照明装置などに利用される複合構造物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、本発明により、表面の油成分を界面活性剤を用いて除去し、脱脂された表面を、塩酸、硫酸、窒酸、ギ酸から選択される１種以上の酸水溶液でエッチングして、平均表面粗さが８０〜１５０μｍの凹凸部アンダーカットが形成された金属合金；及び、樹脂分合計を１００重量部として、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアセチル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェニレンオキシドから選択される１種以上の樹脂３１〜７９重量％、炭化ケイ素２０〜６６重量％、添加剤１〜３重量％を含むセラミック樹脂材；を含み、凹凸部アンダーカットが形成された上記金属合金の表面に上記セラミック樹脂材を射出成形により一体化したことを特徴とする金属合金とセラミック樹脂の複合体により達成される。
【０００８】
上記炭化ケイ素は、１〜１０ｎｍサイズの粉末形態で用いられることができる。
【０００９】
上記添加剤は、添加剤合計を１００重量部として、無機フィラー２５〜３５重量％、分散剤３５〜４０重量％、凝固剤３０〜３５重量％を含むことができる。
【００１０】
上記金属合金は、アルミニウム合金、マグネシウム合金、ステンレス合金の中から選択されるいずれか一つの合金からなり得る。
【００１１】
上記目的は、本発明により、金属合金とセラミック樹脂の複合体を製造するための方法であって、ａ）金属合金表面の油成分を界面活性剤を用いて除去する脱脂工程；ｂ）脱脂工程が行われた金属合金の表面にある酸化膜を除去し、酸化物が除去された金属合金の表面を、塩酸、硫酸、窒酸、ギ酸から選択される１種以上の酸水溶液でエッチングして、平均表面粗さが８０〜１５０μｍの凹凸部アンダーカットを形成するアンダーカット形成工程；ｃ）樹脂と炭化ケイ素とを含むセラミック樹脂材を製造するセラミック樹脂製造工程；及びｄ）アンダーカット形成工程により表面にアンダーカットが形成された金属合金を射出成形金型に投入した後、金属合金の表面に、上記セラミック樹脂製造工程により製造されたセラミック樹脂材を射出接合する接合工程；を含むことを特徴とする金属合金とセラミック樹脂の複合体の製造方法により達成される。
【００１２】
ｄ）セラミック樹脂製造工程は、樹脂分合計を１００重量部として、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアセチル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェニレンオキシドから選択される１種以上の樹脂３１〜７９重量％、炭化ケイ素２０〜６６重量％、添加剤１〜３重量％を含むセラミック樹脂材を得ることができる。
【００１３】
上記添加剤は、添加剤合計を１００重量部として、無機フィラー２５〜３５重量％、分散剤３５〜４０重量％、凝固剤３０〜３５重量％を含むことができる。
【００１４】
上記金属合金は、アルミニウム合金、マグネシウム合金、ステンレス合金の中から選択されるいずれか一つの合金からなり得る。
【００１５】
上記炭化ケイ素は、１〜１０ｎｍサイズの粉末形態で用いられることができる。
【００１６】
本発明によれば、放熱機能を有するセラミック樹脂と金属合金とを一体化させることにより、各種電子機器、家電製品、医療機器、車両用構造部品、車両搭載用品、建築資材の部品、その他の構造用部品、外装用部品だけでなく、ＬＥＤ照明装置などで有用に使用可能であるとの効果を提供できるようになる。
【００１７】
また、セラミック樹脂は金属のように熱による収縮膨脹が速く起こるため、金属合金との結合時に膨張率速度差による付着強度の低下現象を防止できるとの効果を提供できるようになる。
【００１８】
また、射出成形によって金属合金と一体化される時、セラミック樹脂が放熱作用をすることになるため、冷却が迅速になされて射出速度が向上するとの効果を提供できるようになる。
【００１９】
また、放熱機能を有するセラミック樹脂が金属と結合されて一体化され得ることにより、機械的、電気的特性の低下なしに放熱特性が向上した多様な種類の放熱構造物や放熱機能を有する電子機器の部品製造が可能になるとの効果を提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明による金属合金とセラミック樹脂の複合体の製造方法を示した概略的順序図である。
【図２ａ】本発明によるセラミック樹脂の表面を拡大撮影した写真である。
【図２ｂ】本発明によるセラミック樹脂の表面を拡大撮影した写真である。
【図３ａ】本発明によるセラミック樹脂と金属合金との接合面を拡大撮影した写真である。
【図３ｂ】本発明によるセラミック樹脂と金属合金との接合面を拡大撮影した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。但し、本発明の説明において、既に公知の機能或いは構成に関する説明は、本発明の要旨を明瞭にするために省略することとする。
【００２２】
添付図面のうち、図１は、本発明による金属合金とセラミック樹脂の複合体の製造方法を示した概略的順序図である。
【００２３】
図１を参照して、金属合金とセラミック樹脂の複合体及びその製造方法を説明することとする。
【００２４】
金属合金とセラミック樹脂の複合体は、アルミニウム合金、マグネシウム合金、ステンレス合金の中から選択されるいずれか一つの合金からなる金属合金に、炭化ケイ素（ＳｉＣ）を主成分とする樹脂材が射出成形により接合されて一体化されてなるものである。これをより具体的に説明することとする。
【００２５】
[金属合金]
本発明の望ましい実施例で用いられる金属合金は、アルミニウム合金からなる。アルミニウム合金は、展伸用合金と鋳物用合金とに大別される。一方、加工硬化だけにより硬度、引張強度を高める非熱処理型合金と、熱処理により機械的性質を改善する熱処理合金とにも大別することができる。非熱処理型合金に属するアルミニウム合金としては、Ａｌ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｍｎ系合金、Ａｌ−Ｍｇ−Ｍｎ系合金などが挙げられる。熱処理型合金に属するアルミニウム合金としては、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金、及び耐熱アルミニウム合金などがある。また、鋳物用合金は、金型・砂型・シェル（shell）鋳物用とダイ（die）鋳物用などに分けられる。
【００２６】
このように、本発明の実施例に適用されるアルミニウム合金は、色々な種類のものが知られており、韓国工業規格（ＫＤＳ）によって規格化されている。
【００２７】
また、本発明の実施例に適用されるアルミニウム合金は、加工前の素材形状として板形状、棒形状、パイプ形状の押出品などの中間アルミニウム材料から得られ、これは、切断、切削、ドローイング（drawing）などの加工、ミーリング（milling）加工、放電加工、プレス（press）加工、研削加工、研磨加工などの機械加工によって部品構造物に加工される。
【００２８】
従って、部品構造物が射出成形金型に投入されることにより、特定製品に要する形状及び構造を有する部品に加工されてなる。
【００２９】
[前処理工程]
また、必要な形状、構造に加工されたアルミニウム合金からなる部品は、接着しなければならない面に厚い酸化膜、水酸化膜などが形成されていてはならず、長期間の自然放置で表面に錆の存在が明らかな場合は、研磨、ブラスト（blast）加工などで表面を除去する加工をしなければならない。錆以外の汚染物、すなわち金属加工工程で付着した表面の油層、運搬で付着した指の油気などは次のような脱脂工程で除去するようにする。
【００３０】
すなわち、アルミニウム合金部品の表面には加工油、指の油気、金属屑などが付着しており、またサンドブラスト（sand blast）加工などによる加工後も微細な油滴や汚染物が付いているため、脱脂、洗浄されなければならない。一般的には、加工されたアルミニウム合金部品を公知の脱脂処理のための溶剤脱脂処理器に投入して処理するか、油剤の付着が軽度の場合は、市販されているアルミニウム合金用脱脂剤を溶解させた水溶液に数分間浸漬し水洗する脱脂処理を最初に行う。また、表面を化学的に削って清浄なアルミニウム面を出すために、４０℃程度で数％濃度の薄い苛性ソーダ水溶液槽を準備し、この苛性ソーダ水溶液槽にアルミニウム合金部品を浸漬する。
【００３１】
また、他の槽に数％濃度の塩酸水溶液、窒酸水溶液、一水素二フッ化アンモニウム水溶液などの酸性水溶液を４０℃程度にして準備する。アルミニウム合金の種類によって用いる酸液が異なるが、このような色々な種類の溶液を準備しておけば、他のアルミニウム合金にも対応できる。苛性ソーダ水溶液に浸漬し水洗したアルミニウム合金形状物は、これら酸液に浸漬してから水洗して前処理工程を終える。
【００３２】
また他の例として、界面活性剤を用いてアルミニウム合金に付いた油成分を除去することもできる。
【００３３】
[アンダーカット形成工程]
上述の前処理工程によって脱脂がなされた金属合金（アルミニウム合金）を、塩酸、硫酸、窒酸、ギ酸から選択される１種以上の酸水溶液でエッチングして、平均表面粗さが８０〜１５０μｍの凹凸部アンダーカットを形成する。すなわち、アルミニウム合金の表面に超微細の凹凸を形成するために、上述の前処理工程を終えたアルミニウム合金を酸水溶液に浸漬してエッチング（etching）するのである。
【００３４】
例えば、硫酸とギ酸の割合が１:４の混合水溶液を準備した状態で、混合水溶液に金属合金を浸漬させた後、望ましくは温度３０〜７０℃で、時間１〜５分の条件で酸化膜を破壊させ表面処理を進めることができる。
【００３５】
望ましくは、０．５〜３％の硫酸水溶液と２〜１０％のギ酸によって、４０〜７０℃の温度で１〜５分程度処理し、水道水で洗浄して混合液を落とし、早急に水気を除去する。
【００３６】
上述の本処理工程において、１分未満処理した状態で樹脂材の射出がなされると、複合構造体の引張力が低くなってきちんと処理したものと差が出ることになり、５分以上と処理し過ぎた場合は、引張力については大きな変化がないが、複合構造物自体の厚みが減り処理液の老朽化が早くなるとの問題がある。
【００３７】
このようなエッチング過程を経たアルミニウム合金の表面を電子顕微鏡で観察した結果、平均内径（ホールサイズ）が１〜１０μｍと観察された。このような合金の表面粗さを測定した結果、微細アンダーカットで覆われた表面の平均表面粗さ（Ｒｍｓ）は８０〜１５０μｍと観察された。
【００３８】
このような粗さの数値は、アンダーカットがセラミック樹脂とアルミニウム合金との接合時に無数のアンカー（anchor）効果により非常に強い接合力を発生させることになる。このとき、ホールサイズが１μｍ以下に形成される場合は、アンカー効果が低くて接合力が低下し、１０μｍ以上と大きい場合は、アルミニウム合金自体の強度が下がる問題が生じるため、ホールサイズは１〜１０μｍになるようにエッチングすることが望ましい。
【００３９】
[セラミック樹脂製造工程]
一方、セラミック樹脂材は、樹脂分合計を１００重量部として、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアセチル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェニレンオキシドから選択される１種以上の樹脂３１〜７９重量％、炭化ケイ素２０〜６６重量％、添加剤１〜３重量％を含み、放熱機能を有する。
【００４０】
このとき、炭化ケイ素（Ｓｉｃ）が２０重量％以下添加されて混合される場合は、セラミック樹脂材の熱伝導度、すなわち放熱機能が低下し得、６６重量％以上添加されて混合される場合は、セラミック樹脂材の強度が弱くて割れ易く、射出性（射出成形性）が低下する問題点がある。よって、３９〜４６重量％添加するのが望ましく、この場合、樹脂は５１〜６０重量％、そして添加剤は１〜３重量％添加する。
【００４１】
より具体的に説明すると、次の通りである。
【００４２】
樹脂は、上述のポリプロピレン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアセチル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェニレンオキシドだけでなく、大部分の熱可塑性樹脂が使用可能である。
【００４３】
炭化ケイ素は、共有結合性が高く非常に堅固で、また分解温度も２,５００℃前後と非常に高い化合物である。このような炭化ケイ素の結晶には非常に多くの形が存在し、化学的に安定的で耐熱性に優れ、研磨材、耐火材、高温用熱交換器、抵抗発熱体などに用いられる。このような炭化ケイ素は、１〜１０ｎｍサイズの粉末形態で用いられるのが望ましい。これは、１０ｎｍサイズ以上に形成される場合は分散性が低下するためである。
【００４４】
添加剤は、セラミック樹脂の性能、すなわち剛性を補完したり、同一の物性が表れるように炭化ケイ素の分散性を向上させ、固化速度を速めるなど、セラミック樹脂の性能を向上させるためのものである。
【００４５】
無機フィラー、すなわち充填剤は、高分子材料の物性（例えば、強度、弾性、柔軟性、耐季節性、耐応力緩和性、導電性、着色など）、また成形加工性（例えば、流動性、収縮性など）、経済性（重量、資源節約など）の改善、剛性の向上に加え、表面を良くし、曲がりを補正するか、剛性の補完を目的として高分子中に分散させるために、各種の形状（粒子状、繊維状、フレーク状など）で配合して用いる無機材料であって、添加剤合計１００重量部を基準に大略２５〜３５重量％添加する。
【００４６】
このような無機フィラーは、シリカゲル、炭酸カルシウム、酸化チタンなどからなり得るが、これに限られるものではなく、多様な種類の無機フィラーが用いられることができ、熱伝導性フィラーとして、炭素繊維、黒鉛、酸化亜鉛、アルミナ、結晶性シリカ、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素などが用いられ得る。
【００４７】
そして、プラスチック（樹脂）の特性改良のための添加剤（additives）として、可塑剤、安定剤、帯電防止剤、難燃剤、充填剤、着色剤、発泡剤、潤滑剤、造核剤、硬化剤（架橋剤）、紫外線吸収剤などが更に添加されてもよい。
【００４８】
分散剤は、大きい粒子と凝集した粒子を粉砕してより小さい粒子とコロイド粒子にするとき、生成された微小粒子の凝集を防止するために加えるものである。すなわち、同一の物性を得るためのもので、界面活性剤、高分子物質など吸着性物質とペブタイザーも用いられる。このような分散剤は、添加剤合計１００重量部を基準に３５〜４０重量％添加される。
【００４９】
凝固剤（触媒剤）は、冷却が遅い素材の固化速度を速めるためのもので、大部分の場合カーボンブラックを用いる。このような凝固剤は、添加剤合計１００重量部を基準に３０〜３５重量％添加される。
【００５０】
このような成分からなるセラミック樹脂材は、炭化ケイ素が添加されることにより、熱伝導率が高くなって放熱機能を有するようになる。
【００５１】
そして、図２ａ，図２ｂに示したような表面を有する。
【００５２】
一例として、樹脂分合計を１００重量部として、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアセチル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェニレンオキシドから選択される１種以上の樹脂５１重量％、炭化ケイ素４６重量％、添加剤３重量％を含むセラミック樹脂材を金型により射出成形して金属合金とセラミック樹脂の複合体を得た。
【００５３】
このようなセラミック樹脂材は、下記表１から確認されるような物性を表した。
【００５４】
【表１】
2016525032.tif 000003
他の例として、樹脂分合計を１００重量部として、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアセチル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェニレンオキシドから選択される１種以上の樹脂５８重量％、炭化ケイ素３９重量％、添加剤３重量％を含むセラミック樹脂材を金型により射出成形して金属合金とセラミック樹脂の複合体を得た。
【００５５】
このようなセラミック樹脂材は、下記表２から確認されるような物性を表した。
【００５６】
【表２】
2016525032.tif 000004
上で提示した各例で確認されるように、炭化ケイ素の含量が低い場合、すなわち３５重量％以下添加される場合は、熱伝導率が顕著に落ち、５０重量％以上添加される場合は、材料（樹脂）の強度が弱くて割れ易く、射出成形性が低下する問題点がある。よって、炭化ケイ素は３５〜５０重量％の範囲内で添加するのが望ましい。
【００５７】
[接合工程]
上述の過程を経たアルミニウム合金からなる材料とセラミック樹脂が製造されたら、接合工程を行う。すなわち、射出成形金型を準備し、上型金型（可動金型）を開いて下型金型（固定金型）内に加工された金属合金からなる部品構造物を投入した後、上型金型を閉める。
【００５８】
そして、セラミック樹脂材を上述の金型に射出すると、異種材質である金属合金とセラミック樹脂材とが接合されて一体化された複合構造体が得られる。
【００５９】
射出成形時、熱可塑性合成樹脂組成物の条件は、金型温度、射出温度、そして通常の樹脂材射出温度に適用される温度で、その射出成形がなされるようにした。すなわち、金型温度、射出温度は高い方が好ましい結果が得られるが、無理に上げるのではなく、上記熱可塑性合成樹脂組成物を用いて通常よりも高い１００℃以上にすることにより、実際金型の温度よりは、金属合金、例えば、マグネシウム合金製品の温度が１００℃以上になれば接合性能は最高に至る。
【００６０】
製品設計上、製品の温度さえ上げることができれば、上，下側金型の温度は低くても可能である。製品が厚いか大きい場合は、射出待機時間で調節が可能である。よって、射出成形金型は、このような高温で用いることを前提に作られなければならない。
【００６１】
上述の過程により接合された合金金属（アルミニウム合金）とセラミック樹脂との接合面は、図３ａ，図３ｂに示したように、緻密な接合構造を有する。
【００６２】
[実施例１]
表面の油成分を界面活性剤を用いて除去し、脱脂された表面を、塩酸、硫酸、窒酸、ギ酸から選択される１種以上の酸水溶液でエッチングして、平均表面粗さが８０〜１５０μｍの凹凸部アンダーカットが形成されたアルミニウム合金であって、所定の厚みと幅そして長さを有する片状に加工された金属合金材料と、樹脂分合計を１００重量部として、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアセチル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェニレンオキシドから選択される１種以上の樹脂５１重量％、炭化ケイ素４６重量％、添加剤３重量％を含むセラミック樹脂材とを金型に射出成形して金属合金とセラミック樹脂の複合体を得た。
【００６３】
このような過程で得られた金属合金とセラミック樹脂の複合体の試片１０個のせん断破断力を各々引張破断試験を通して測定した結果、平均１５０ｋｇｆ／ｃｍ２と測定された。
【００６４】
[実施例２]
表面の油成分を界面活性剤を用いて除去し、脱脂された表面を、塩酸、硫酸、窒酸、ギ酸から選択される１種以上の酸水溶液でエッチングして、平均表面粗さが８０〜１５０μｍの凹凸部アンダーカットが形成されたアルミニウム合金であって、所定の厚みと幅そして長さを有する片状に加工された金属合金材料と、樹脂分合計を１００重量部として、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアセチル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェニレンオキシドから選択される１種以上の樹脂５８重量％、炭化ケイ素３９重量％、添加剤３重量％を含むセラミック樹脂材とを金型により射出成形して金属合金とセラミック樹脂の複合体を得た。
【００６５】
このような過程で得られた金属合金とセラミック樹脂の複合体の試片１０個のせん断破断力を各々引張破断試験を通して測定した結果、２００ｋｇｆ／ｃｍ２と測定された。
【００６６】
上の各実施例で確認されるように、炭化ケイ素が３９重量％添加されたセラミック樹脂の場合は、強度（せん断破断力）は高いが、金属合金との接合面が分離するという問題点があり、炭化ケイ素が４６重量％添加されたセラミック樹脂の場合は、せん断破断力は炭化ケイ素が３９重量％添加されたセラミック樹脂よりも高くはないが、接合面が分離せず、セラミック樹脂自体が破断された。
【００６７】
このような実施例を通して、セラミック樹脂に添加される炭化ケイ素は、３５重量％以下添加される場合は、強度は高いが、接合面が分離しやすく、熱伝導率が低いという問題点があり、４６重量％以上添加される場合は、強度は３５重量％以下添加された樹脂に比べて低いが、接合面が強く、熱伝導率が高いことが分かる。
【００６８】
よって、本発明による金属合金とセラミック樹脂の複合体に適用されるセラミック樹脂は、炭化ケイ素が３５〜５０重量％、望ましくは３９〜４６重量％添加されるものである。
【００６９】
上で、本発明の特定の実施例が説明及び図示されているが、本発明は記載されている実施例に限定されるものではなく、本発明の思想及び範囲を逸脱せずに多様な修正及び変形が可能であることは、該当技術分野で通常の知識を有する者にとって自明なことである。よって、かかる修正例又は変形例は本発明の技術的思想や観点から個別的に理解されてはならず、変形された実施例は本発明の特許請求範囲に属するべきものと言える。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明による金属合金とセラミック樹脂の複合体及びその製造方法によると、放熱機能を有するセラミック樹脂と金属合金とを一体化させることにより、各種電子機器、家電製品、医療機器、車両用構造部品、車両搭載用品、建築資材の部品、その他の構造用部品、外装用部品だけでなく、ＬＥＤ照明装置などで有用に用いられる点で既存技術の限界を超えることにより、関連技術に対する利用だけではなく適用される装置の市販又は営業の可能性が十分なばかりか、現実的に明白に実施できる程度であるため、産業上の利用可能性のある発明である。
【符号の説明】
【００７１】
Ｓ１：脱脂工程
Ｓ２：酸化物除去工程
Ｓ３：アンダーカット形成工程
Ｓ４：セラミック樹脂製造工程
Ｓ５：接合工程
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【国際調査報告】
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