KR100457800B1 - 핸드폰 키패드 및 이 핸드폰 키패드를 생산하기 위한 이중사출성형금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부품의 내부, 외부에 이종의 수지를 사출하는 이중사출성형금형으로 생산된 핸드폰 키패드 및 이 핸드폰 키패드를 생산하기 위한 이중사출성형금형에 관한 것이다.

본 발명에 따른 핸드폰 키패드는 이중사출성형금형에 의하여 사출 성형된 핸드폰 키패드로서, 합성수지로 사출 성형된 일면을 접합면으로 하는 버튼과, 버튼의 접합면 상에 고무상탄성 재질을 사출 성형시킨 패드를 포함하는 것을 특징으로 하고, 본 발명에 따른 핸드폰 키패드를 생산하기 위한 이중사출성형금형은 수지의 흐름 방향 및 유량을 제어하도록 파팅라인의 아래로 설정되고, 런너보다 상측에 위치한 게이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

핸드폰 키패드 및 이 핸드폰 키패드를 생산하기 위한 이중사출성형금형 {KEYPAD OF A MOBILEPHONE AND CO-INJECTION MOLD WHICH PRODUCE IT}

본 발명은 부품의 내부, 외부에 이종의 수지를 사출하는 이중사출성형금형(Co-injection Mold)으로 생산된 핸드폰 키패드 및 이 핸드폰 키패드를 생산하기 위한 이중사출성형금형에 관한 것이다.

일반적으로 이중사출성형법은 하나의 부품에 2가지 재료(또는, 색상이 다른)를 적용하여 사출하는 방식으로, 사출성형기에 금형 2set를 일체로 설치하고, 먼저 1차금형에 사출성형한 후 1차 성형품을 2차 성형할 수 있도록 금형을 180도 회전시켜 2차금형의 캐비티와 1차 성형품 공간에 2차 수지를 사출하는 방식이다.

이러한, 이중사출성형법은 전자제품이나 생활용품 등에 다양하게 적용되어 전화기 키패드 또는 카오디오의 노브 등을 생산하는 데 사용된다.

전화기 키패드에 적용된 이중사출성형법은 한국특허출원번호 1985-0009606호에 게시되어 있는 바와 같이 공지의 이중사출성형금형에 의한 단순한 사출방법으로서, 전화기 키패드의 문자 부분을 1차 캐비티에 성형한 후 2차 캐비티에서는 상기 문자 부분의 요홈 내로 수지를 사출하여 상호 결합시킴으로써 수가공에 의한 실크인쇄의 단점을 극복한 것을 그 특징으로 한다.

한편, 카오디오의 노브에 적용된 이중사출성형법은 한국특허출원번호 1997-0051688호에 게시되어 있는 바와 같이 금형의 폐쇄문자성형부의 배면에 폐쇄공간유입구를 형성하고, 금형의 폐쇄공간유입부를 통하여 상기 폐쇄공간형성부에 2차 수지를 유입하는 것을 특징으로 한다.

그러나, 상기 종래의 이중사출성형법은 금형의 회전에 의해서 사출 위치만을 바꾸어 주는 단순한 방법에 불과하다.

또한, 이종의 재료를 요홈에 사출하여 상호 결합하도록 할 뿐 이종의 재료 표면 상에 사출하게 되면 결합력이 떨어져 탈락되는 문제점이 발생한다.종래의 핸드폰 키패드의 경우에는 실리콘 반죽을 적당한 양으로 잘라내어 열성형함으로써 패드형상을 형성하고, 이와 별개로 ABS 수지로 사출한 다음 도금을 하고 게이트를 잘라낸 후 이것을 패드 상에 접착제로 접착하는 공정에 의해 제조되었는데, 이러한 공정은 비교적 복잡할 뿐만 아니라 시간이 많이 소요되며, 특히, 접착부가 떨어지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 1차 사출된 재료의 표면 상에 요홈을 형성시키지 않더라도 사출된 이종의 재료가 완벽히 결합, 성형되고, 빠른 시간 내에 제조가능한 핸드폰 키패드 및 이 핸드폰 키패드를 생산하기 위한 이중사출성형금형을 제공하는 데 그 목적이 있다.

전술한 본 발명의 목적은 이중사출성형금형에 의하여 사출 성형된 핸드폰 키패드에 있어서, 합성수지로 사출 성형된 일면을 접합면으로 하는 버튼과 상기 버튼의 접합면 상에 고무상탄성 재질을 사출 성형시킨 패드를 포함하여 구성되는 본 발명에 따른 핸드폰 키패드에 의해 달성된다.전술한 본 발명의 목적은 또한 전술한 핸드폰 키패드를 생산하기 위해 이종의 수지를 사출하는 이중사출성형금형에 있어서, 수지의 흐름 방향 및 유량을 제어하도록 파팅라인의 아래로 설정되고, 런너보다 상측에 위치한 게이트를 포함하고, 상기 게이트의 입구에 형성되어, 캐비티나 런너에 잔류하고 있는 가스를 취출하고, 사출된 합성수지의 완전한 융합을 이루도록 하는 오버플로우홀을 더 포함하며, 상기 오버플로우홀에 동일 갯수로 삽입되어 설치되고, 오버플로우홀에 안내되어 전후 작동하며, 전진 작동으로 성형이 완성된 키패드를 취출하는 이젝터핀을 더 포함하는. 본 발명에 따른 이중사출성형금형에 의해 달성된다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드폰 키패드의 사시도.도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드폰 키패드의 단면도.도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드폰 키패드를 생산하기 위한 이중사출성형금형의 단면도로서 사출물을 사출하는 작업상태도.도 2b는 본 발명에 따른 핸드폰 키패드를 생산하기 위한 이중사출성형금형에 적용되는 가동형판의 캐비티의 평면상태도.도 2c는 본 발명에 따른 핸드폰 키패드를 생산하기 위한 이중사출성형금형에 적용되는 고정형판의 캐비티의 평면상태도.도 3a는 본 발명에 따른 핸드폰 키패드를 생산하기 위한 이중사출성형금형이 1차 사출 후 180도 회전한 작동상태도.도 3b는 본 발명에 따른 핸드폰 키패드를 생산하기 위한 이중사출성형금형이 2차 사출을 위해 재결합된 조립상태도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: 키패드 2: 패드

3: 버튼 3a: 접합면

4: 몰드베이스 4a: 고정형판

4b: 가동형판 4c: 스루프

5, 5a: 캐비티 6: 런너

7: 게이트 8: 오버플로우홀

9: 이젝터핀

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 핸드톤 키패드는 이중사출성형금형에 의하여 사출 성형된 핸드폰 키패드에 있어서, 합성수지로 사출 성형된 일면을 접합면으로 하는 버튼과 상기 버튼의 접합면 상에 고무상탄성 재질을 사출 성형시킨 패드를 포함한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 핸드폰 키패드 및 그 제작방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드폰 키패드의 사시도를 도시하고, 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드폰 키패드의 단면도를 도시한다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드폰 키패드(1)는 이중사출성형금형에 의하여 사출 성형되는 것으로, 합성수지로 사출 성형된 일면을 접합면(3a)으로 하는 버튼(3)과, 이 버튼(3)의 접합면(3a) 상에 고무상탄성 재질을 사출 성형시킨 패드(2)를 포함한다.

먼저, 본 발명에 적용된 합성수지의 사출성형에 의해 버튼(3)의 일면, 다시 말하면 접합면(3a)이 형성된다. 이 접합면(3a)은 후술되는 이중사출성형금형의 공정에 의해서, 바람직하게는 접합면(3a)의 위로 고무상탄성 재질이 사출 성형되어 패드(2)가 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 핸드폰 키패드(1)의 하단에 형성되는 패드(2)는 고무상탄성의 특성을 가진다.

즉, 고무 및 고무와 비슷한 물질이 지닌 특성은 잡아당기면 원형의 5배 이상이나 쉽게 늘어나고(영률이 금속의 10만분의 1로 매우 작다), 그 힘을 제거하면 거의 완전히 원형으로 되돌아가는 특징이 있다.

고무상탄성을 나타내는 물질로는 황을 알맞게 첨가한 천연고무(가황고무) 외에, 무기물질로는 황, 셀렌 원자의 사슬로 이루어진 탄성황, 탄성셀렌이 있고, 유기물질로는 부타디엔고무, 부타디엔스티렌고무(SBR), 부타디엔아크릴로니트릴고무(NBR), 클로로프렌고무, 우레탄고무, 플루오르고무 등이 적용된다.

한편, 이러한 고무상탄성을 나타내는 물질로서 실리콘고무가 적용되는 것이 바람직한데, 이 실리콘고무는 화학적으로는 일반 유기고무와 별 유사성이 없지만 그 물성상 일반 유기고무와는 매우 유사한 특성을 가진다.

즉, 실리콘고무와 일반 유기고무는 팽창과 수축, 탄성력과 반발력 그리고 유연성을 갖고 있다는 점에서는 유사하지만, 일단 물리적, 화학적 외력이 가해지면 서로 다른 특징을 가지게 된다.

일반 고무는 상온에서는 실리콘 고무보다 우수한 물성을 갖고 있으나 인장강도, 신율, 매마모성 등의 성질은 고온, 저온 또는 약품에 의해서 쉽게 파괴되고, 실리콘 고무는 훨씬 더 넓은 온도 범위와 많은 약품에 대하여 원래의 물성에서 큰 변화를 일으키지 않으므로 본 발명에 가장 바람직하게 적용된다.

이러한 고무상탄성을 갖는 패드(2)의 하면으로 버튼(3)이 형성된다.

버튼(3)은 페체섬유(PC fiber) 및 에이비에스수지(이하 ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene)수지라 함)의 재질이 적용되고, 페체섬유(PC fiber)는 폴리염화비닐을 염소화하여 아세톤에 녹여 방사한 것이며, 연화점이 약 70℃로 낮고 흡수성도 적기 때문에 내약품성, 전기절연성이 좋으므로 공업용에 적합하다.

또한, ABS수지는 아크릴로니트릴, 부타디엔 및 스티렌의 3성분으로 이루어져 있으며 내충격성 열가소성 수지의 총칭이며, 이들 세 성분의 머릿글자를 취하여 ABS수지라 칭한다.

따라서, 이러한 페체섬유, ABS수지는 다른 스티렌계의 수지와 같이 사출성형이 중심이며, 본 발명에서는 총칭하여 합성수지 또는 수지로 기술되고, 본 발명에 따른 이중사출성형에 적용되는 회전성형 등의 기술에 적용된다.

이중사출성형법에 의하여 일체로 성형된 핸드폰 키패드는 핸드폰의 외관에 맞는 색상을 구비하여야 하고, 바람직하게는 은빛 색상인 크롬도금이 버튼(3)의 전체에 도금된다.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중사출성형금형의 단면도로서 사출물을 사출하는 작업상태도를 도시하고, 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중사출성형금형에 적용되는 가동형판의 캐비티의 평면상태도를 도시하며, 도 2c는 고정형판의 캐비티의 평면상태도를 도시한다.

먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 부호 4는 공지의 몰드베이스이다. 본 발명에 적용된 몰드베이스(4)는 통상의 구성인 고정,가동형판(4a,4b)으로 분리된다.

고정형판(4a)은 미도시된 성형장치의 일측에 고정되고, 가동형판(4b)은 타측에 상호 맞물리도록 고정된다. 한편, 본 발명의 작동 설명에서 더욱 명확하게 설명되어질 가동형판(4b)은 성형장치의 1사이클 동작에 따라 180도 회전한다.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중사출성형금형에서는 이종의 수지(전술한 합성수지와 고무상탄성 재질)를 사출하는 스루프(4c)가 장착됨을 그 특징으로 한다. 즉, 2개의 스루프(4c)는 도 1a에 도시된 버튼(3)의 본체를 성형하는 합성수지와 패드(2)를 성형하는 고무상탄성 재질이 1사이클 동작에 따라 사출된다.

도 2b를 참조하면, 합성수지가 채워짐으로써 목적하는 사출물을 성형시키는 캐비티(5)가 좌우로 대칭, 바람직하게는 H형 배열로 형성되어 있다.

캐비티(5)는 용융된 합성수지를 안내하는 길의 역할인 런너(6)의 말단에 형성되고, 런너(6)를 중심으로 좌우 대칭되는 구조로 위치함이 바람직하다. 이러한 구조는 합성수지가 유동압력, 유속등 사출물의 불량을 유발하는 변수가 상쇄되도록 유도하는 것으로 이해될 수 있을 것이다.

다시, 도 2a와 도 2c를 참조하면, 런너(6)에 의해 공급되는 합성수지의 흐름 방향 및 유량을 제어하고, 충전된 합성수지의 역류를 막는 게이트(7)가 캐비티(5)와 런너(6)의 사이에 위치한다.

여기에서, 본 발명에 적용된 게이트(7)는 공지의 게이트 위치와 상위점이 발견된다. 즉, 일반적인 게이트는 런너의 하측에 위치되나, 본 발명에 적용된 게이트(7)는 키패드의 성형이라는 고유의 목적과 이중사출성형금형이라는 특성으로 그 위치는 공지의 게이트 위치와 반대가 된다. 따라서, 게이트(7)는 파팅라인의 아래로 설정되어야 하며, 런너(6)보다 상측에 위치하고 있다. 또한, 이러한 게이트(7)는 나중에 설명하는 바와같이 또 다른 목적을 갖는다.

캐비티(5, 5a)는 1차 성형이 완료된 후 가동형판(4b)의 180도 회전에 따라 캐비티(5, 5a)의 위치가 바뀌게 되고, 위치가 바뀐 고정캐비티(5a) 즉, 1차 성형이 완료된 사출물의 상면으로 고무상탄성 재질이 2차로 사출된다.

2차 사출된 수지 역시, 고정캐비티(5a)의 형상에 따라 성형되나, 성형된 사출물간의 접착이 견고하도록 소정의 형상, 바람직하게는 1차 사출물 상의 돌출된 돌기를 감싸안도록 사출된다.

여기서, 고정캐비티(5a)는 고무상탄성 재질을 일정한 형상, 바람직하게는 도 1a에 도시되는 바와 같은 키패드(1)의 패드(2) 부분으로 1차 사출물을 덧씌운 모양으로 되도록 하고, 게이트(7)는 캐비티(5)의 위치와 반대인 런너(6) 밑에 위치함을 그 특징으로 한다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 합성수지를 흐르게 하는 관로인 런너(6)의 곳곳에는 오버플로우홀(8)이 형성된다. 이 오버플로우홀(8) 역시, 나중에 설명하는 바와같이 다른 목적을 갖는다.

한편, 성형이 완료된 사출물을 취출하는 문제를 보완하기 위해서 다수개의 이젝터핀(9)이 오버플로우홀(8)과 동일한 갯수로 설치된다. 즉, 가동형판(4b)과 오버플로우홀(8)은 서로 연통되도록 관통되고, 관통된 구멍으로 이젝터핀(9)이 삽입되어 설치된다.

여기에서 이젝터핀(9)의 선단은 오버플로우홀(8)의 말단을 막도록 설치되고, 선단과 말단의 거리 즉, 깊이는 일정한 깊이로 설치되나, 바람직하게는 2mm 내지 5mm, 최적의 상태로는 3mm의 거리를 두고 설치된다. 이 이젝터핀(9)은 금형의 개폐에 따라 전후로 작동되어 성형이 완료된 사출물을 취출하는 역할을 한다.

여기서 전술한 오버플로우홀(8)과 파팅라인의 역할과 목적에 대하여 설명하면 다음과 같다:

일반적으로 캐비티(5) 내에 용융수지(합성수지 및 고무상탄성 재질)를 충전할 때는 발생하는 공기 및 용융수지로부터 발생하는 가스를 금형 밖으로 배출하여야 하고, 용융수지가 캐비티(5) 내에서 나누어진 후 합류할 때 완전히 융합되지 않아 용융수지의 융합면에 모발상의 가는 선이 생기는 현상인 웰드라인을 예방하여야 한다.

이러한 가스 취출문제와 웰드라인은 외관, 기계적 파손을 일으키기 쉽기 때문에 최대한으로 막아야 한다.

따라서, 본 발명에서는 사출물의 양 외측, 게이트(7)의 입구에 오버플로우홀(8)이 설치된다. 또한, 그 역할과 목적은 사출시 캐비티(5)나 런너(6)에 잔류하고 있는 가스를 취출하는 에어벤트의 역할과 사출된 용융수지가 일단 오버플로우홀(8)을 채운 후 다시 흐르도록 함으로써 용융수지의 완전한 융합을 이루도록 하여 웰드라인의 형성을 미연에 방지하는 목적이 있으나 본 발명에서는 그 일실시예만을 보여주고 있을 뿐 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이다.

또한, 본 발명은 파팅라인(parting line, 분할선)의 위치에 그 특징을 가지고 있다.

일반적으로 금형의 가동형판(4b)을 열어 성형품을 빼내는 곳, 즉 분할이 되는 부분을 파팅라인이라 하는데, 파팅라인의 위치가 달라지면 금형의 코어나 캐비티의 형상도 달라지게 되며, 성형제품의 외관에 파팅라인이 나타나는 경우는 제품의 상품가치를 저하시키기 때문에 파팅라인 설정에 신중한 고려가 요구되므로 본 발명에서는 게이트(7)가 파팅라인 아래에 위치한다. 즉, 가동형판(4b)의 런너(6) 위와 고정형판(4a)의 런너(6) 밑에 위치하여 키패드(1)의 최종적인 형상에 무리를 주지 않도록 함을 그 구조적인 특징으로 하나, 역시 본 발명에서는 그 일실시예만을 보여주고 있을 뿐 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이다.

다음은 합성수지에 의한 1차 사출 후 금형이 회전하여 2차 사출하는 작동을 설명한다.

도 3a는 본 발명에 따른 핸드폰 키패드를 생산하기 위한 이중사출성형금형이 1차 사출 후 180도 회전한 작동상태도를 도시하고, 도 3b는 본 발명에 따른 핸드폰 키패드를 생산하기 위한 이중사출성형금형이 2차 사출을 위해 재결합된 조립상태도이다.

먼저, 도 2a, 도 2b 및 도 2c에 도시되고, 전술한 바와 같은 성형장치를 통하여 공급된 합성수지는 고정형판(4a)에 장착된 스루프(4c)에 의하여 사출된 후 런너(6)와 게이트(7)를 따라 흘러 개비티(5)에 채워지게 된다.

캐비티(5)에 채어진 합성수지는 1차 사출물, 바람직하게는 키패드의 버튼(3) 형상으로 성형 된 후 수초의 간격을 두고 고정형판(4a)과 가동형판(4b)의 결합이 해제되어 금형은 개방된다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 미도시된 성형장치에 고정형판(4a)과 가동형판(4b)이 개방된 상태에서 가동형판(4b)이 180도 회전된다.

가동형판(4b)은 1차 사출된 캐비티(5)의 위치가 일방향으로 180도 회전하여 이종의 수지, 바람직하게는 고무상탄성을 가지는 수지를 사출하는 스루프(4c)와 수직상의 위치에서 정지하게 되고, 다시 고정형판(4a)과 가동형판(4b)이 재결합된 후 기성형된 키패드에 고무상탄성 재질의 수지를 2차 사출하게 된다. 이때, 2차 사출된 고무상탄성 재질의 수지는 특유의 접착력으로 1차 사출된 합성수지에 견고히 결합되어 성형된다.

이렇게, 2차 사출이 종료되면 금형은 다시 재개방된 후 이젝터핀(9)의 작동에 의해서 사출물은 취출된다.

그러나, 본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로 부터 일탈하는 일없이, 다른 여러가지 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에, 전술한 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며, 한정적으로 해석해서는 안된다. 즉, 본 발명에서 사용된 사출물 또는 성형품은 키패드로 이해될 수 있고, 본 발명의 범위는 특허청구에 의해서 나타내는 것으로써, 명세서의 본문에 의해서는 아무런 구속도 되지 않는다. 다시, 특허청구범위의 균등의 범위에 속하는 변형이나 변경은 모두 본 발명의 범위 내에 해당한다.

전술한 바와 같은 본 발명에 따른 핸드폰 키패드는 페체섬유, ABS수지와 고무상탄성 재질 수지의 완벽한 이종 재질의 결합이 가능하여, 키패드의 반복적인 사용시 이종재질간의 탈락이 방지되며, 이중사출성형에 의해 비교적 빠른 시간 내에 제조될 수 있는 이점이 있다.

본 발명에 따른 핸드폰 키패드를 생산하기 위한 이중사출성형금형은 공지의 게이트 위치를 런너 상측에 배치시킴으로써 성형시, 핸드폰의 외관에 장착되어 미감을 일으키게 되는 키패드의 외형에 전혀 변형을 주지 않도록 한다. 따라서, 다양한 디자인의 키패드를 제작할 수 있는 제조상의 이점이 있다.

또한, 게이트의 위치에 무리가 가지 않도록 하기 위하여 이종수지재료간의 접합면으로 파팅라인을 설정하여 접착 강도를 증대시키는 이점이 있다.

Claims (6)

1. 이중사출성형금형에 의해 사출 성형되는 핸드폰 키패드에 있어서,

   합성수지로 사출 성형된 일면을 접합면으로 하는 버튼; 및

   상기 버튼의 접합면 상에 고무상탄성 재질을 사출 성형시킨 패드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드폰 키패드.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 합성수지는 페체섬유, ABS수지 중 하나인 것을 특징으로 하는 핸드폰 키패드.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 고무상탄성 재질은 천연고무, 황, 탄성황, 탄성셀렌, 부타디엔고무, 부타디엔스티렌고무(SBR), 부타디엔아크릴로니트릴고무(NBR), 클로로프렌고무, 우레탄고무, 플루오르고무, 실리콘고무 중 하나인 것을 특징으로 하는 핸드폰 키패드.
4. 청구항 1의 핸드폰 키패드를 생산하기 위해 이종의 수지를 사출하는 이중출성형금형에 있어서,

   상기 수지의 흐름 방향 및 유량을 제어하도록 파팅라인의 아래로 설정되고, 런너보다 상측에 위치한 게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중사출성형금형.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 게이트의 입구에 형성되어, 캐비티나 런너에 잔류하는 가스를 취출하고, 사출된 합성수지의 완전한 융합을 이루도록 하는 오버플로우홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중사출성형금형.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 오버플로우홀에 동일 갯수로 삽입되어 설치되고, 오버플로우홀에 안내되어 전후 작동하며, 전진 작동으로 성형이 완성된 키패드를 취출하는 이젝터핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중사출성형금형.