JP2012116191A - 防水部材、その製造方法、部材及び端末 - Google Patents

Abstract

【課題】電子製品などに使用され、作業が容易であると同時に長期間使用しても防水力低下の恐れがない防水部材を提供すること。
【解決手段】防水部材は高分子シートと高分子シートに形成されたＵＶ樹脂層を有する。防水部材の製造方法は、第１ＵＶ樹脂液を第１金型に注入し、高分子シートを第１ＵＶ樹脂液の上に配置し、第１金型に第１ＵＶ樹脂液を注入し、第１ＵＶ樹脂液の上に高分子シートを配置し、高分子シートと第１ＵＶ樹脂液とを密着させるように圧着し、第１ＵＶ樹脂液に紫外線を照射して硬化させ、高分子シートに第１ＵＶ樹脂層を形成し、第２金型に第２ＵＶ樹脂液を注入し、第２ＵＶ樹脂液の上に第１ＵＶ樹脂層が形成された高分子シートを配置し、第１ＵＶ樹脂層が形成された高分子シートと第２ＵＶ樹脂液とを密着させるように圧着し、第２ＵＶ樹脂液に紫外線を照射して硬化させ、高分子シートに第２ＵＶ樹脂層を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、防水部材及びその製造方法に関し、具体的にはＰＭＰ、ＰＤＡまたは携帯電話のような移動式端末機の内蔵部品などを保護するための防水部材に関するものであり、定形性を維持して組立が容易であって長期間形状を維持できると同時に復元力及び圧着力に優れ、防水効果が高い防水部材及びその製造方法を提供するものである。

電子製品、特に移動通信端末は場所にかかわらず移動しながら自由に使用できる端末として携帯電話のような移動通信端末、個人携帯端末と呼ばれるＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などは、使用の便宜性からその使用量が増えつつある。これらの端末は移動中に使用されるため、雨や飲み物などの水分に曝される危険が増加している。

電子製品などは特に水に弱く、高い防水力が要求される。このため多様な防水部材が開発された。図１に示すように、従来の防水部材においては、組立で構成される製品においてその組立部品間、例えば携帯電話の場合であれば上下ケース間の隙間が、ゴムやシリコーンなどにより封止されている。
しかし、このような場合、ゴムやシリコーンの特徴上、その形状を維持しようとする性質（定形性）が弱いことから、組立作業が困難であるために作業性が悪く、また、延性によって延びるなどの形状不良が多く生じるため、完成品において防水不良が多く生じるという問題点があった。
また、長期間使用していくと、防水力が落ちていくという問題点があった。

本発明の目的は、電子製品などに使用され、作業が容易であると同時に長期間使用しても防水力低下の恐れがない防水部材、部材及び端末を提供することである。
本発明の他の目的は、既存設備を大きく変更しなくても原材料、設備費用などを下げて製造原価を下げることができる共に、防水力及び作業性に優れた防水部材の製造方法を提供することである。

本発明は、高分子シート（ｓｈｅｅｔ）と、前記高分子シートの第１の面及び第２の面に接着されたＵＶ樹脂層とを含むことを特徴とする防水部材を提供する。

また、本発明は、第１金型に第１ＵＶ樹脂液を注入するステップと、前記第１ＵＶ樹脂液の上に高分子シートを配置するステップと、前記高分子シートと前記第１ＵＶ樹脂液とを密着させるように圧着するステップと、前記第１ＵＶ樹脂液に紫外線を照射して硬化させ、前記高分子シートに第１ＵＶ樹脂層を形成するステップとを含むことを特徴とする防水部材の製造方法を提供する。

また、本発明は、所定の領域への水分の侵入を防止する部材であって、ＵＶの照射によって形成される第１材料と、第２材料と、ＵＶの照射によって形成される第３材料とを含み、前記第１材料と前記第３材料とにより前記第２材料を挟むことを特徴とする部材を提供する。

また、本発明は、端末内部への水分の侵入を防止する防水部材を含み、前記防水部材は、高分子シートと、前記高分子シートの第１の面及び第２の面に接着されたＵＶ樹脂層とを含むことを特徴とする端末を提供する。

本発明による防水部材は、定形性（形状を維持しようとする性質）が大きい高分子フィルムと圧縮力及び密着力が高い軟質ＵＶ樹脂で構成される。この構成により、従来の防水構造が有する問題点、すなわち、防水部材の重要な要素のゴム（ｒｕｂｂｅｒ）の特性によって形状を維持しようとする性質（定形性）が弱いため組立作業に困り作業性が落ちるという問題点及び延性によって延びる現象などを解決すると同時に、高い防水効果を得ることができる。
また、定形性によって板状の防水部材を製造した後、所望の形状に容易に裁断して使用できるので、各々の金型を製造して射出成型しなければならない問題点を解決できる。そのため、原材料の節減、製造設備費用の節減などから製造原価を下げることができＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）加工などを介してより複雑な形状も容易に製造することができる。

従来の防水部材の概略断面図である。 本発明の一実施例による防水部材の断面図である。 本発明の一実施例による防水部材の正面図である。 本発明の一実施例による防水部材の製造過程を示すフローチャートである。 本発明の一実施例による防水部材の製造過程を示すフローチャートである。

本発明の実施例について、添付図面を参照して詳細に説明する。しかし、本発明は、ここに示される実施形態に限定されるものとして解釈されるべきでは無く、様々な態様で具体化され得る。むしろ、本願の開示を通じて、当業者であれば発明の範囲を十分に示唆し得る実施形態が提供される。ある要素が他の要素に「接着されている」または「接続されている」と記載されている場合、他の要素に直接接着または接続されていてもよいし、間に介在する要素があってもよいことは明らかである。図面と詳細な説明を通じて、特に説明されない限り、同じ図面参照符号は同じ要素、機能、および構造を参照すると理解される。これらの要素の相対的な大きさと描写は、明瞭性、イラスト性、および利便性のために誇張した表現になることがある。

図１は、従来の防水部材の概略断面図である。図１に示すように、従来の防水部材は、ゴムやシリコーンが防水のためのシールとして機能する。

以下、本発明をより詳しく説明する。
図２は、本発明の一実施例による防水部材の断面図である。
図２に示すように、本発明の一実施例による防水部材は、１以上のＵＶ樹脂層と防水性を有する高分子シートを含む。この防水部材は、定形性を維持できる高分子シートを中心にして上下層に圧縮力及び復元力を有する材料からなるサンドイッチ構造で形成される。さらに、圧縮力及び復元力を有する１層以上の軟質ＵＶ樹脂が、高分子シートの両面に設けられていてもよい。

本発明の一実施例による防水部材は、高分子シート（ｓｈｅｅｔ）と、前記高分子シートの上層及び下層に形成される軟質ＵＶ樹脂層とを含むが、本発明においては、樹脂層の形状、層数、高分子シートについて限定されるものではない。

例えば、前記高分子シートは定形性を維持できるものであれば何れも防水部材に用いることができ、特に軟質ＵＶ樹脂と密着力の高い高分子シートが好ましい。具体的には、例えば、高分子シートとして、ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌｅｔｅ）シートを用いることができるが、これに限定されるものではない。

前記高分子シートの厚さは、１５０〜３００μｍが好ましい。高分子シートの厚さが薄すぎると定形性を維持しにくく、厚すぎると圧着力などが弱いため防水効果が落ちる恐れがある。

前記軟質ＵＶ樹脂としては市販中のものを使用するかまたは製造して使用できる。ただし圧縮力と使用される高分子シートとの密着力とが高いものを使用する。例えば、３００〜５００μｍの軟質ＵＶ樹脂であれば所望の圧着力を有する。ＵＶ樹脂組成物としては樹脂原材料及び硬化剤の他に必要に応じて消泡剤、消光剤などの機能性添加剤をさらに含んでもよい。

前記軟質ＵＶ樹脂層は３００〜５００μｍが好ましい。ＵＶ樹脂層の厚さが薄すぎると圧着力が弱くなるため防水力が落ち、厚すぎると定形性が落ちる。

前記軟質ＵＶ樹脂は、ＵＶ樹脂を相対的な硬度で分類したときに一般的に軟質のものであれば何れも用いることが可能であり、例えば硬化された後に樹脂層のショア硬度（Ｓｈｏｒｅ ｈａｒｄｎｅｓｓ）が４０〜６０°であることが好ましい。防水部材が硬すぎると、防水部材を製造する過程において変形を生じやすい。また、外部からの力が加わると、クラックが生じやすく、圧縮が適当に行われなくなる。一方、防水部材が軟らかすぎると、防水部材は延びやすくなったり、長期間使用により復元力が弱くなったりする。そのため、外部からの力によって防水部材が変形してしまう原因となる。

本発明による防水部材は組立で形成される機械及び電子装置に適用可能である。例えば、本発明による防水部材は、ＰＭＰ、ＰＤＡ、携帯電話などの移動通信端末機のように防水の必要があり、各組立部品との間に生じる隙間によって防水しにくい装置など様々な装置に対して適用することができる。例えば、図３に示すように、携帯電話の上部及び下部ケースの間に形成された隙間を埋める防水部材は、切れ目のないリング状であってもよい。図３は、本発明の一実施例による、図２に示す防水部材の正面図である。

図４及び図５は、本発明の一実施例による防水部材の製造過程を示すフローチャートである。図４に示すように、本発明の一実施例による防水部材の製造方法は、第１金型にＵＶ樹脂液を注入する第１ＵＶ樹脂液注入ステップ（Ｓ１）と、前記ＵＶ樹脂液の上に高分子シートを配置する高分子シート配置ステップ（Ｓ２）と、前記高分子シートと前記第１ＵＶ樹脂液とを密着させるように圧着するステップ（Ｓ３）と、前記ＵＶ樹脂液に紫外線照射して硬化させ、前記高分子シートに第１ＵＶ樹脂層を形成するステップ（Ｓ４）と、第２金型にＵＶ樹脂液を注入する第２ＵＶ樹脂液注入ステップ（Ｓ５）と、前記第２樹脂液の上部に前記第１ＵＶ樹脂層が形成された高分子シートを配置するステップ（Ｓ６）と、前記第１ＵＶ樹脂層が形成された高分子シートと前記第２ＵＶ樹脂液とを密着させるように圧着するステップ（Ｓ７）と、前記第２ＵＶ樹脂液に紫外線を照射して硬化させ、前記高分子シートに第２ＵＶ樹脂を形成するステップ（Ｓ８）と、を含む。

ステップＳ１及びステップＳ５は同時に処理されてもよいし、または順次処理されてもよい。前記ステップＳ１及びはステップＳ５において、前記第１金型及び第２金型は前記防水部材が適用される装置の形状に応じて作製されてもよい。しかし、これに限定されず、金型を平らにして、防水部材を平らな板状に製造した後、切削及び加工を介して所望の形状に製造してもよい。この場合、金型作製費用の節減、原材料の節減、製造工程の単純化効果が得られ、また既存設備を簡単に変更することで容易に防水部材を製造することができる。

前記第１及び第２ＵＶ樹脂液は同じであってもよいし、異なるものであってもよい。例えば、上下層の復元力及び圧縮力が異なるように設計される場合、それに応じて異なるＵＶ樹脂液を使用してもよいし、必要に応じてＵＶ樹脂液の層の厚さが異なるようにして使用してもよい。

ステップＳ２では、高分子シートは前記ＵＶ樹脂液全体を覆うように配置される。これによって、以後の圧着ステップで圧着が容易に行われる。

ステップＳ３では、圧着のときの加圧力、方向、ローラのサイズなどは、防水部材のサイズと厚さに応じて決められる。これは当該技術分野の通常の専門の者が適宜選択して決められるのでその説明は略する。

ステップＳ４では、ＵＶ樹脂硬化としては、使用されるＵＶ樹脂液に応じてその処理条件を適宜に選択および変更することができる。例えば、７００Ｊ〜１０００ＪのＵＶランプで５〜１０秒間照射して硬化させる。

ステップＳ６では、前記成型された第１ＵＶ樹脂層が形成された高分子シートを上下層が対称になるように配置させる。

ステップＳ７では、高分子シートと第２ＵＶ樹脂液とを圧着する。第１ＵＶ樹脂層を圧着する場合、立体的形状の存在により圧着が困難であれば、防水部材を平面状に製造した後、第１ＵＶ樹脂層を切削及び加工を介して形状加工することもできる。

ステップＳ８では、ステップＳ４で説明したＵＶ硬化条件と同様の条件で第２ＵＶ樹脂層を硬化させる。

本発明の他の実施例によれば、前記防水部材を切削及び加工するステップＳ９をさらに含めてもよい。すなわち、防水部材が使用される装置に応じて個別に金型を製造するのではなく、平面状に製造した後、切削及び加工工程を介して形状加工を行い、所望の形状の防水部材を製造してもよい。例えば、ＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）工程を介してプログラムを変更するだけで所望の形状を製造することができ、より複雑で小さい形状も容易に製造することができる。

以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。しかし、この実施例は本発明を説明するものに過ぎず、本発明の範囲が制限されるものではない。

実施例１
２２０×２００ｍｍの金型に、要求される形状（１２５×４７）にＮＣ加工幅を考慮して、０．５ｍｍの深さの１４０×６０ｍｍの形状を加工し、その金型にＵＶ樹脂液（市販されている２００４ｅ、（株）ＭＩＲＡＥ Ｃ＆Ｐ、大韓民国）を注入した。前記ＵＶ樹脂液が覆われるように３００μｍ厚さのＰＣ Ｓｈｅｅｔを配置し、２５０ｍｍサイズのローラを用いて２ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力で前後に移動させつつ圧着を行った。ＵＶ樹脂液を硬化させるため、前記シートの上に９００ＪのＵＶランプを１０秒間照射して上層ＵＶ樹脂層を形成した。前記硬化された上層ＵＶ樹脂層を金型から取り出した後、前記金型に再び前記ＵＶ樹脂液を注入した。前記ＵＶ樹脂層が形成されたＰＣシートを前記ＵＶ樹脂液の上に配置し圧着した後、ＵＶ樹脂液を硬化させるため、再び前記ＵＶランプを１０秒間照射して下層ＵＶ樹脂層を形成し、サンドイッチ構造の防水部材を製造した。

前記製造された防水部材を携帯電話の上下ケースの間に形成された隙間を埋めることができるようにＮＣ加工して、切れ目のないリング状の防水部材を製造した。

実験例１
前記実施例１によって製造された防水部材の評価基準、例えば、成形性、金型の作製時間、作製費用、金型修正の便宜性、金型修正費用、作業性などを従来の防水リング（SILICON 40°, RUBBER PACK CASE, NOK Corporation）と比較し、その結果を表１に示した。

実験例２
従来の防水リングと実施例１による防水部材を適用した携帯電話（ＰＴ００１）を１ｍ水深に３０分間浸漬した後、前記携帯電話を分解して湿気や水に反応する試験紙の変色有無を確認した。この試験紙は、例えば、水分に曝されると変色する紙である。その結果を下記の表２に示した。

表２の記載からわかるように、実施例１による防水部材と従来の防水リングとは、防水力は同等である。

表２に示すように、実施例１による防水部材と従来の防水リングの防水力が同様であることをわかる。

本発明は、発明の趣旨または範囲から逸脱することなく、様々な態様に変形できることは当業者にとって明らかである。したがって、本発明は、特許請求の範囲の記載およびそれら均等物の範囲に含まれる様々な態様の発明を包含することを意図している。

Claims (21)

1. 高分子シート（ｓｈｅｅｔ）と、
   前記高分子シートの第１の面及び第２の面に接着されたＵＶ樹脂層と
   を含むことを特徴とする防水部材。
2. 前記ＵＶ樹脂層は、前記高分子シートの前記第１の面に接着された上層樹脂層と、前記高分子シートの前記第２の面に接着された下層樹脂層とを含むことを特徴とする請求項１に記載の防水部材。
3. 前記高分子シートがＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）であることを特徴とする請求項１に記載の防水部材。
4. 前記高分子シートがＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）シートであることを特徴とする請求項１に記載の防水部材。
5. 前記高分子シートの厚さが１５０μｍ〜３００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の防水部材。
6. 前記ＵＶ樹脂層の厚さが１５０μｍ〜３００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の防水部材。
7. 前記ＵＶ樹脂層は、ショア硬度４０〜６０°であることを特徴とする請求項１に記載の防水部材。
8. 前記ＵＶ樹脂層は、ＵＶ樹脂と、硬化剤とを含むことを特徴とする請求項１に記載の防水部材。
9. 前記ＵＶ樹脂層は、消泡剤を含むことを特徴とする請求項７に記載の防水部材。
10. 前記ＵＶ樹脂層は、消光剤を含むことを特徴とする請求項７に記載の防水部材。
11. 前記防水部材は、切れ目のないリング状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の防水部材。
12. 第１金型に第１ＵＶ樹脂液を注入し、
    前記第１ＵＶ樹脂液の上に高分子シートを配置し、
    前記高分子シートと前記第１ＵＶ樹脂液とを密着させるように圧着し、
    前記第１ＵＶ樹脂液に紫外線を照射して硬化させ、前記高分子シートに第１ＵＶ樹脂層を形成することを含むことを特徴とする防水部材の製造方法。
13. 第２金型に第２ＵＶ樹脂液を注入し、
    前記第２ＵＶ樹脂液の上に前記第１ＵＶ樹脂層が形成された高分子シートを配置し、
    前記第１ＵＶ樹脂層が形成された高分子シートと前記第２ＵＶ樹脂液とを密着させるように圧着し、
    前記第２ＵＶ樹脂液に紫外線を照射して硬化させ、前記高分子シートに第２ＵＶ樹脂層を形成することをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の防水部材の製造方法。
14. 前記第１ＵＶ樹脂層及び前記第２ＵＶ樹脂層が形成された高分子シートを切削及び加工することをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の防水部材の製造方法。
15. 前記第１金型に第１ＵＶ樹脂液を注入することと、前記第２金型に第２ＵＶ樹脂液を注入することとが同時に行われることを特徴とする請求項１３に記載の防水部材の製造方法。
16. 前記第１ＵＶ樹脂液に紫外線を照射して硬化させ、前記高分子シートに第１ＵＶ樹脂層を形成すること、及び前記第２ＵＶ樹脂液に紫外線を照射して硬化させ、前記高分子シートに第２下層ＵＶ樹脂層を形成することにおいては、７００Ｊ〜１０００ＪのＵＶランプを用いて前記紫外線を照射することを特徴とする請求項１３に記載の防水部材の製造方法。
17. 前記第１ＵＶ樹脂液に紫外線を照射して硬化させ、前記高分子シートに第１ＵＶ樹脂層を形成すること、及び前記第２ＵＶ樹脂液に紫外線を照射して硬化させ、前記高分子シートに第２下層ＵＶ樹脂層を形成することにおいては、ＵＶランプを用いて前記紫外線を５〜１０秒間照射することを特徴とする請求項１３に記載の防水部材の製造方法。
18. 所定の領域への水分の侵入を防止する部材であって、
    ＵＶの照射によって形成される第１材料と、
    第２材料と、
    ＵＶの照射によって形成される第３材料と、
    を含み、
    前記第１材料と前記第３材料とにより前記第２材料を挟むことを特徴とする部材。
19. 前記第１材料と前記第３材料とは、互いに異なる圧縮力及び復元力を有することを特徴とする請求項１８に記載の部材。
20. 前記第１材料と前記第３材料とは、互いに異なる厚さを有することを特徴とする請求項１８に記載の部材。
21. 端末内部への水分の侵入を防止する防水部材を含み、
    前記防水部材は、高分子シートと、前記高分子シートの第１の面及び第２の面に接着されたＵＶ樹脂層とを含むことを特徴とする端末。