KR100352090B1 - 필름 삽입형 성형부품의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 성형부품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자제품의 하우징 제조시 끝단부분에서의 불량 발생을 방지할 수 있고, 끝단부분을 흔적 없이 매끄럽게 처리할 수 있는 전자제품의 하우징 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 전자제품의 하우징에 관한 것이다.

본 발명의 하우징 제조방법은, 투명 박판필름(21)을 구비하여 그 일측면에 도색하거나 문자 등을 인쇄하여 도색층(22)을 형성하는 공정과, 상기 도색층(22)이 형성된 쪽을 내측면으로 하여 제조하고자 하는 하우징의 형태로 성형하되, 하우징의 측면에 해당하는 수직 측벽부(H)의 끝단지점(S)이 수직 측벽부(H)의 위치로부터 내측으로 약간 들어간 위치에 있도록 수직 측벽부(H)의 하부를 내측으로 변형시킨 굴곡부(21a)를 가지도록 성형하는 공정과, 상기 수직 측벽부(H)의 끝단지점(S)을 절단하여 필요 없는 부분을 제거하는 공정과, 하우징 형태로 성형된 투명 박판필름(21)을 하우징을 제조하고자 하는 금형 내에 장착하고 용융된 투명의 합성수지재를 주입하여 도색층(22) 위에 하우징본체(23)를 성형하는 공정으로 이루어지고, 이 제조방법으로 제조된 하우징(20)은, 성형시의 흔적 및 경계가 나타나지 않는 측면 끝단부를 가진다.

Description

필름 삽입형 성형부품의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 성형부품{PLASTIC RESIN ARTICLE WITH COVERING FILM AND METHOD FOR MAKING SAME}

본 발명은 휴대용 전자제품, 화장품용기 등의 플라스틱 수지로 이루어진 하우징 등 성형부품의 제조 시 사출금형의 분할면(파팅라인: parting line, 파팅플레인: parting plane) 근처에서의 불량 발생을 방지할 수 있고, 끝단부분을 매끄럽게 처리할 수 있는 하우징 등 성형부품의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 성형부품에 관한 것이다.

일반적으로 핸드폰, 호출기 휴대용 전자계산기 등 소형 전자제품 하우징은 프론트하우징과 리어하우징이 별개로 성형되고, 내부에 전자부품을 장착한 후, 상기 프론트하우징과 리어하우징을 결합함으로써 하나의 외부하우징을 구성하게 된다.

도 1에는 소형 전자제품의 일예로서, 핸드폰을 도시하였다. 도시된 바와 같이 핸드폰(1)의 하우징(2)은 프론트하우징(3)과 리어하우징(4)으로 이루어지며, 프론트하우징(3)의 표면에 각종의 기능버튼(5)과 액정디스플레이부(6)등이 노출되어 있다.

이러한 하우징(2)은 통상 합성수지재를 사출성형하여 제조되는 하우징 본체와, 이 하우징 본체 표면에 도색하거나 문자 등을 인쇄한 도색층으로 이루어진다. 이때 하우징(3)은 각종 기능부들이 구비되어 있기 때문에 자주 보게 되고, 또 외관품질을 좌우하는 것이므로, 표면이 미려하게 보일 필요가 있다. 또한 자주 사용하다보면 도색 및 인쇄된 문자가 퇴색되거나 벗겨질 염려가 있고, 또 흠집이 생기게 된다.

따라서, 통상 프론트하우징(3)의 하우징본체(3a) 위에 도색층(3b)을 형성하고, 이 도색층(3b) 위에 UV 코팅처리를 실시하여 코팅층(3c)을 형성함으로써 표면이 미려하게 보이고, 또 도색층(3b)을 보호할 수 있어 도색층(3b)의 퇴색, 벗겨짐 및 흠집발생을 방지하고 있다.

그러나, 상기와 같은 제조되는 하우징(2)은 UV코팅처리로 인해 제조비용이 상승되며, 제조 공정이 매우 복잡해지고 길어지게 되므로 생산수율을 저하시키는 단점이 있다. 따라서 UV코팅처리를 하지 않고 표면을 미려하게 유지함과 동시에, 도색층을 보호할 수 있는 하우징 제조방법이 제안될 필요가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 제조공정을 간소화시킴으로써 제조비용을 절감하고 생산수율을 향상시킬 수 있는 하우징 등 성형부품의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 성형부품을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 하우징 끝단부분에서의 불량발생을 방지하고, 끝단부분에 성형으로 인한 흔적 등이 나타나지 않도록 함으로써 제품의 표면을 미려한 상태로 유지할 수 있음과 동시에 품질을 향상시킬 수 있는 하우징 등 성형부품의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 성형부품을 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 휴대용 전자제품을 부분 절결하여 나타낸 측면도.

도 2의 (가) 내지 (마)는 전자제품 하우징을 제조하는 방법의 일실시예를 나타낸 공정도.

도 3의 (가),(나)는 도 2의 방법에 의한 불량 발생 상태를 나타낸 요부 확대단면도.

도 4의 (가) 내지 (마)는 본 발명의 일실시예에 따른 전자제품의 하우징을 제조하는 방법을 나타낸 공정도.

도 5는 도 4의 제조방법에 의해 제조된 전자제품의 하우징을 나타낸 일부절결 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

20 : 하우징 21 : 투명 박판필름

21a : 굴곡부 22 : 도색층

23 : 하우징본체 H : 수직 측벽부

S : 끝단지점

먼저 종래 플라스틱 수지제 하우징 제조방법의 문제점을 극복하기 위한 하나의 제조공정을 도 2의 (가) 내지 (마)를 참조하여 설명한다.

먼저 (가)에 나타낸 바와 같이, 폴리카보네이트재 등의 플라스틱 수지로 이루어진 투명 박판필름(11)을 구비하고, 그 저면에 도색하거나 문자 등을 인쇄하여 도색층(12)을 형성한다. 이때 제품의 액정디스플레이부와 같이 하우징 내부의 부품이 외부에서 보여야 하는 부분은 도색을 제외하여 투시창(12a)이 형성되도록 한다.

이어서 (나)에 나타낸 바와 같이, 도색층(12)이 형성된 투명 박판필름(11)을 제조하고자 하는 하우징 형태로 성형하고, (다)에 나타낸 바와 같이 필요 없는 부분을 절단하여 제거한다.

이어서 (라)에 나타낸 바와 같이 제조하고자 하는 금형(15)에 도색층(12)이 형성된 투명 박판필름(11)을 장착하고, 가소화 또는 용융된 플라스틱 수지(예를 들면, 폴리카보네이트 수지 또는 ABS 수지)를 사출하여 투명 박판필름(11) 안쪽 면의 도색층(12) 위에 하우징 본체(13)를 성형하여 (마)에 나타낸 바와 같은 하우징(10)을 제조한다. 이러한 제조 방식을 통상 인몰드 성형 방식이라고 한다.

이와 같이 제조되는 하우징(10)은, 도색층(12)을 투명 박판필름(11)이 보호하게 되므로 도색층(12)의 변색, 벗겨짐 및 흠집발생이 방지되고, 표면을 미려한 상태로 유지할 수 있다. 또한 상기한 바와 같이 UV코팅처리가 삭제됨으로써 제조공정이 보다 간단하고 제조시간이 짧아지므로 제조비용이 대폭 감소되는 이점이 있다.

그러나, 본 발명자는 이러한 제조방법에 있어서는, 투명 박판필름(11)을 하우징 형태로 성형하는 공정, 투명 박판필름(11)의 필요 없는 부분을 절단하는 공정 및 성형된 투명 박판필름(11)의 도색층(12) 위에 하우징본체(13)를 성형하는 공정시, 하우징(10)의 측면에 해당하는 투명 박판필름(11)의 수직 측벽부 길이가 실제치수보다 길어지거나 짧아지는 오차가 발생하게 되고, 이 오차로 인해 완성된 하우징(10)의 측벽의 끝단부분, 즉 금형 분할면-금형의 파팅라인(parting line) 또는 파팅플레인(parting plane) 이라고도 함-에서 불량을 초래할 수 있다는 것을 발견하였다.

이를 상세히 설명하면, 도 3의 (가)에 나타낸 바와 같이 투명 박판필름의 수직 측벽부(H) 길이가 실제치수보다 긴 경우에는, 가동측 금형(15a)이 이동하여 금형이 닫힐 때, 수직 측벽부의 끝단을 눌러 수직 측벽부(H)가 가상선a로 도시된 바와 같이 볼록하게 변형하게 되거나, 가상선b로 도시된 바와 같이 바깥쪽으로 구부러지게 된다.

따라서, 가상선a와 같이 볼록하게 변형되는 경우에는 하우징본체(13)의 성형시 투명 박판필름(11)의 수직 측벽부(H)에 주름을 형성하는 불량이 발생할 수 있으며, 가상선b와 같이 바깥쪽으로 구부러지는 경우에는 금형이 완전히 닫히지 않아 불량이 발생하거나, 성형이 된다 하더라도 하우징본체(13) 성형 후 필름 끝을 절단해야하는 후가공이 필요하므로 공정이 번거롭고, 절단으로 인해 하우징(10)의 끝단부가 거칠어지므로 품질을 저하된다.

또한, 도 3의 (나)에 나타낸 바와 같이 투명 박판필름(11)의 수직 측벽부(H) 길이가 실제치수보다 짧은 상태에서 하우징본체(13)를 성형하게 되면, 투명 박판필름(11)의 수직 측벽부(H) 끝단부에 하우징본체(13)가 노출되므로-즉 투명필름이 측벽 끝단부까지 덮지 못하므로, 이들 하우징을 조립한 후, 도색층(12)이 형성된 투명 박판필름(11)과 하우징본체(13)의 경계가 뚜렷하게 나타나게 된다. 이러한 뚜렷한 경계에서 필름이 벗겨질 수도 있어 역시 하우징(10)의 품질을 저하시키는 문제가 발생할 수 있다.

이러한 발생할 수 있는 문제점까지도 고려하여, 본 발명은, 플라스틱 수지로 이루어지며 상벽과 상기 상벽으로부터 연장되는 측벽을 구비한 하우징 등의 성형부품을 제조하는 방법에 있어서,

상기 성형부품의 바깥 면을 형성하기 위한 것으로서, 박판필름을 성형하여 상벽과 측벽이 구비되며, 그 측벽의 하단에는 내측으로 향한 경사부 끝단이 구비된 박판필름체를 준비하는 단계와,

상기 박판필름체를 사출성형 금형의 고정측 금형에 설치하는 단계와,

사출성형 금형의 가동측 금형을 이동시켜 금형을 닫는 단계와,

상기 사출성형 금형의 캐비티 내에 용융 또는 가소화된 플라스틱 수지를 사출하여 성형하여 성형부품 본체를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱제 성형부품의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 플라스틱 수지로 이루어지며 상벽과 상기 상벽으로부터 연장되는 측벽을 구비한 성형부품에 있어서,

상기 성형부품의 외피를 이루는 박판 필름체와,

상기 박판 필름체의 내측에 사출성형되어 박판 필름체와 결합되는 성형부품 본체를 구비하되,

상기 박판 필름체와 상기 성형부품 본체의 경계가 상기 측벽의 하단면에 형성된 것을 특징으로 하는 플라스틱 수지제 성형부품이 제공된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 플라스틱 수지로 이루어지며 상벽과 상기 상벽으로부터 연장되는 측벽을 구비한 성형부품의 외피를 이루도록 그 내측에 성형부품 본체가 사출성형되어 결합되기 위한 박판 필름체로서,

상기 성형부품의 상벽의 외피를 형성하는 상벽과,

상기 상벽으로부터 연장되는 측벽을 구비하되,

상기 측벽의 하단에는 내측으로 향한 경사부가 구비된 것을 특징으로 하는 플라스틱 수지제 박판 필름체가 제공된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도 4의 (가) 내지 (마)를 참조하여 설명한다. 여기에서 제조되는 하우징은 상벽(27)과 측벽(26)을 구비한다. 이 측벽(26)은 발구배가 적용된 대체로 수직인 경우가 대부분이나 필요에 따라서는 경사진 측벽일 수도 있다. 본 발명은 이 측벽(26)의 하단면(26a)이 있는데, 하우징의 외피를 이루는 필름과 사출되는 하우징 본체의 경계를 이 측벽(26)의 하단면(26a) 쪽으로 유도하기 위한 것이다.

먼저 (가)에 나타낸 바와 같이, 두께가 0.05 내지 0.3mm(바람직하기로는 0.125∼0.25㎜)인 플라스틱 수지(바람직하기로는 폴리카보네이트, ABS, 아크릴, 나이론, PET)재의 투명 박판필름(21)을 준비하고, 투명 박판필름(21)의 저면에 스프레이로 도색하거나 실크스크린 인쇄 등의 방식으로 문자 또는 바탕색을 인쇄하여 도색층(22)을 형성한다. 도색층(22)은 얇게 이루어지나, 이해를 돕기 위해 과장하여 두껍게 도시하였다. 필요에 따라, 제품의 액정디스플레이부와 같이 하우징 내부의 부품을 외부에서 볼 필요가 있는 부분은 도색을 제외하여 투시창(22a)이 형성되도록 한다. 또한 바람직하기로는 필름의 내측에 전자파 차폐 기능을 갖는 기능성 도장재료가 인쇄될 수도 있다.

이어서 (나)에 나타낸 바와 같이, 상기 도색층(22)이 형성된 쪽을 내측면으로 하여 제조하고자 하는 하우징의 형태로 상기 필름을 성형한다. 필름을 하우징 형태로의 성형시, 하우징의 측면에 해당하는 대체로 수직인 측벽부(H)의 끝단지점(S)이 측벽부(H)의 위치로부터 내측으로 0.1∼0.3㎜, 바람직하게는 0.2㎜ - 0.3mm 들어간 위치에 있도록, 측벽부(H)의 하부 끝부분을 경사지도록 내측으로 변형시킨 굴곡 경사부(21a)가 형성되도록 한다. (내측으로 굴곡되어 들어가는 수치는 크기가 큰 하우징 부품에서는 0.3mm 이상일 수도 있으며, 하우징 부품에 따라 달라질 수 있다는 것은 당업자라면 알 수 있을 것이다.) 필름의 성형방법은 당업자에게 잘 알려진 것으로서, 하측에 원하는 형상이 형성된 하측코어를 두고, 그 위에 일정한 간격을 두고 필름을 위치시킨 후, 필름의 열변형 온도 이상으로 예열한 후, 고압의 공기를 필름에 가하면, 하측코어의 형상대로 필름이 성형된다.

이어서 (다)에 나타낸 바와 같이, 굴곡 경사부(21a)에서 절단(바람직하기로는 끝단지점(S)을 절단)하여 필요 없는 부분을 제거하여 하우징의 외피를 이루는 박판필름체(210)(본 명세서에서는 가열 성형 및 절단 후의 필름을 박판 필름체라고 하여 기재하나, 그대로 박판필름이라고 사용할 수도 있다. 당업자라면, 본 명세서에서 사용하는 용어인 박판필름이 가열 성형 및 절단 전의 필름을 가리키는 것인지 가공 후의 박판필름체를 가리키는 것인지 용이하게 이해할 수 있을 것이다)를 마련한다.

이어서 (라)에 나타낸 바와 같이 제조하고자 하는 금형(25)에 도색층(22)이 형성된 투명 박판필름체(210)를 장착하고, 가소화 또는 용융된 플라스틱 수지(바람직하기로는 폴리카보네이트 또는 ABS 수지를 사용하며, 필요에 따라 투명인 수지를 사용함)를 사출하여 투명 박판필름체(210) 안쪽 면의 도색층(22) 위에 0.8 내지 2mm(바람직하기로는 1.1∼1.2㎜) 두께의 하우징본체(23)를 성형한다. 박판 필름체(210)의 내면에는 미리 접착제를 도포해 두는 것이 바람직하다.

이때, 절단된 투명 박판필름체(210)의 끝단지점(S)이 굴곡 경사부(21a)에 의해 내측으로 구부러져 있기 때문에, 필름의 측벽부의 전체길이는 항상 성형될 하우징의 측벽부의 실제길이보다 길다. 따라서 필름의 측벽부의 길이가 하우징의 측벽부의 실제길이보다 짧을 때 발생하는 투명 박판필름체(210)와 하우징본체(23)와의 경계가 나타나는 것으로 인한 불량은 없다.

또한, 이미 내측으로 경사지도록 필름이 성형되어 있으므로 필름의 측벽부가 길어져서 끝단지점이 고정측 금형과 가동측 금형(25a)을 닫을 때, 그들 사이에 끼이는 염려가 없고 측벽부의 변형도 없다.

성형하여 준비된 필름을 금형에 장착하고 금형을 닫은 후, 용융 또는 가소화된 플라스틱 수지(예를 들면, 폴리카보네이트 수지)를 금형(25)내에 주입하게 되면, 이 수지의 사출압력이 화살표로 나타낸 바와 같이 작용하여 투명 박판필름체(210)의 굴곡부(21a)를 고정측 금형(25b)의 측벽으로 밀착시키게 되고, 이로써 굴곡부(21a)는 가상선으로 나타낸 바와 같이 고정측 금형(25b)의 측벽에 밀착됨과 동시에, 굴곡부(21a)의 남는 부분은 고정측 금형(25b) 및 가동측 금형(25a)의 분할면 모서리 부에 의해 직각으로 절곡되어 가동측 금형(25a)에 밀착됨으로써 (마)에 나타낸 바와 같은 단면 형태로 하우징(20)이 성형된다.

따라서 도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(20)의 측벽 하부 및 끝단 모서리부에는 분할면의 흔적이 나타나지 않고, 조립시 투명 박판필름체(210)와 하우징본체(23)와의 경계가 나타나지 않으며, 하우징(20) 측면 상부 끝단모서리와 마찬가지의 매끄러운 표면과 미려함을 가지는 하우징(20)을 얻을 수 있게 된다.

이상 본 발명을 휴대용 전자 제품을 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 휴대용 전자제품에 적용하는 하우징에만 한정되는 것은 아니다. 소형의 가전제품 하우징이나, 휴대용의 다른 제품 예를 들면, 화장품 용기에도 적용 가능하다. 즉, 플라스틱 수지의 하우징 제품이라면 어느 곳에서나 적용 가능한 것이며, 특히, 휴대용 제품의 하우징 제품에 적합하다.

이상 본 발명을 상기 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예로 제한되는 것은 아니다. 당업자라면, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경이 가능하며 이러한 수정이나 변경도 본 발명의 범위에 속한다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 하우징 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 전자제품의 하우징에 의하면, 외부에 도장면이 나타나지 않아 UV코팅처리를 하지 않을 수 있다. 따라서 제조공정이 보다 간소화됨과 동시에, 제조시간이 짧아지므로 생산수율이 증대되고 제조비용이 대폭 감소된다.

또한, 투명 박판필름의 수직 측벽부 길이에 관계없이 하우징 끝단부분에서의 불량발생이 방지된다. 또한, 끝단부분에 성형으로 인한 흔적 등이 나타나지 않고 측벽에 필름과 사출된 수지의 경계가 나타나지 않음으로써 제품의 표면 전체가 미려한 상태로 유지되어 품질이 향상되는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 플라스틱 수지로 이루어지며 상벽과 상기 상벽으로부터 연장되는 측벽을 구비한 성형부품에 있어서,

   상기 성형부품의 외피를 이루는 박판 필름체와,

   상기 박판 필름체의 내측에 사출성형되어 박판 필름체와 결합되는 성형부품 본체를 구비하되,

   상기 박판 필름체와 상기 성형부품 본체의 경계가 상기 측벽의 하단면에 형성된 것을 특징으로 하는 플라스틱 수지제 성형부품.
2. 제1항에 있어서, 상기 박판 필름체의 내측에는 도장 또는 인쇄에 의해 형성된 도색층이 마련된 것을 특징으로 하는 플라스틱 수지제 성형부품.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 박판 필름체는 0.05 내지 0.3mm 두께의 폴리카보네이트, ABS, 아크릴, 나이론, PET에서 선택된 하나의 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라스틱 수지제 성형부품.
4. 플라스틱 수지로 이루어지며 상벽과 상기 상벽으로부터 연장되는 측벽을 구비한 성형부품의 외피를 이루도록 그 내측에 성형부품 본체가 사출성형되어 결합되기 위한 박판 필름체로서,

   상기 성형부품의 상벽의 외피를 형성하는 상벽과,

   상기 상벽으로부터 연장되는 측벽을 구비하되,

   상기 측벽의 하단에는 내측으로 향한 경사부가 구비된 것을 특징으로 하는 플라스틱 수지제 박판 필름체.
5. 제4항에 있어서, 도장 또는 인쇄에 의해 형성된 도색층이 내면에 더 구비된 것을 특징으로 하는 플라스틱 수지제 박판 필름체.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 0.05 내지 0.3mm 두께의 폴리카보네이트, ABS, 아크릴, 나이론, PET에서 선택된 하나의 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라스틱 수지제 박판 필름체.
7. 플라스틱 수지로 이루어지며 상벽과 상기 상벽으로부터 연장되는 측벽을 구비한 성형부품을 제조하는 방법에 있어서,

   상기 성형부품의 바깥 면을 형성하기 위한 것으로서, 박판필름을 성형하여 상벽과 측벽이 구비되며, 그 측벽의 하단에는 내측으로 향한 경사부 끝단이 구비된 박판필름체를 준비하는 단계와,

   상기 박판필름체를 사출성형 금형의 고정측 금형에 설치하는 단계와,

   사출성형 금형의 가동측 금형을 이동시켜 금형을 닫는 단계와,

   상기 사출성형 금형의 캐비티 내에 용융 또는 가소화된 플라스틱 수지를 사출하여 성형하여 성형부품 본체를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱제 성형부품의 제조방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 박판필름체를 준비하는 단계는

   박판필름의 일면에 도색층을 형성하는 단계와,

   상기 인쇄면이 내측에 위치하도록 상벽과 그 하단에 상기 경사부가 구비된 측벽을 성형하는 단계와,

   상기 경사부의 끝에서 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱제 성형부품의 제조방법.