KR100591272B1

KR100591272B1 - 전자기기 하우징용 경금속 성형물에 있어서의 성형불량재생방법

Info

Publication number: KR100591272B1
Application number: KR1020050111265A
Authority: KR
Inventors: 제갈훈
Original assignee: 제갈훈
Priority date: 2005-11-21
Filing date: 2005-11-21
Publication date: 2006-06-19

Abstract

본 발명은 전자기기 하우징용 경금속 성형물에 있어서의 성형불량 재생방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 휴대폰 등 전자기기의 하우징의 제조에 사용되는 마그네슘이나 알루미늄과 같은 경금속을 다이캐스팅하여 생성되는 성형물의 성형공정에서 발생한 흠과 같은 성형불량을 도장공정을 통해 커버하여 불량을 해소할 수 있는 재생방법에 관한 것이다.

마그네슘, 전자기기, 하우징, 성형불량, 세라믹 도료, 수용성 도료

Description

전자기기 하우징용 경금속 성형물에 있어서의 성형불량 재생방법{COATING METHOD FOR COVERING THE FLAW ON THE LIGHT METAL MOLD}

도 1은 성형공정에서 발생한 기공을 가진 마그네슘 다이캐스팅 성형물에 본 발명에 따른 방법을 적용하여 도장하여 이루어진 전자기기 하우징의 단면구조를 보여주는 단면모식도이고,

도 2는 성형공정에서 발생한 기공을 가진 마그네슘 다이캐스팅 성형물을 종래방법에 따른 도장하여 이루어진 전자기기 하우징의 단면구조를 보여주는 단면모식도이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

1: 전자기기 하우징

10: 마그네슘 성형물

11: 기공

12: 도금층

20: 도막

21: 세라믹 도막

22: 세라믹 도막

본 발명은 전자기기 하우징용 경금속 성형물에 있어서의 성형불량 재생방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 휴대폰 등 전자기기의 하우징의 제조에 사용되는 마그네슘이나 알루미늄과 같은 경금속을 다이캐스팅하여 생성되는 성형물의 성형공정에서 발생한 흠과 같은 성형불량을 도장공정을 통해 커버하여 불량을 해소하여 양품화할 수 있는 재생방법에 관한 것이다.

휴대폰이나 PDA와 같은 휴대용 무선통신 단말기와 같은 소형 전자기기의 경우, 기능적인 면에서는 향상되면서 디자인에 있어서는 날이 갈수로 소형화, 슬림화되는 경향이 있으며, 무게 또한 더욱 가벼워질 것이 요구되고 있다.

따라서 이러한 요구에 부응하는 소재의 발굴과 가공기술의 개발 또한 요구되고 있는데, 이러한 관점에서 최근 휴대단말기에 적용이 확대되어 가고 있는 것이 알루미늄이나 마그네슘, 티타늄과 같은 경금속 재료이다. 이들 경금속은 매우 얇고 가벼운면서도 필요한 기계적 물성을 달성할 수 있기 때문에 점차 그 적용이 확대되는 추세이며, 특히 최근의 슬림형 휴대폰 제품의 하우징에는 마그네슘 성형물이 주로 적용되고 있다.

그런데, 이들 경금속들, 특히 마그네슘의 다이캐스팅에 의한 성형공정은 일반 플라스틱 재료의 사출에 비해 매우 까다로운 편으로, 특히 성형 후에 나타나는 실크랙이나 기공, 찍힘, 미성형 등의 성형불량이 거의 70%에 달해 이들 불량품들의 발생은 제조원가 상승의 원인이 되고 있다.

그리고 이들 성형시 발생한 불량은 도금공정에서 표면이 침식되는 과정에서 더욱 두드러지게 되며, 통상의 도장공정을 거치더라도 도장 두께가 불과 50㎛ 이하 수준에서 이루어져야 하기 때문에, 통상 깊이 수십 마이크로미터에 달하는 이들 흠들은 이후의 도장공정에 의해서도 커버되거나 해소되지 않아 경금속재질의 하우징의 적용 확대에 매우 큰 부담으로 작용하고 있는 현실이다.

상기와 같은 성형 불량을 가진 마그네슘 성형물을 종래의 일반적인 도장방법에 의해 도장하여 이루어진 전자기기 하우징(100)의 단면을 도 2에 모식적으로 나타내었는데, 도면에서 보는 바와 같이 성형중에 표면에 기공(111)과 같은 흠이 발생한 성형물(110)의 불량부분은 도금층(112)의 형성이나 종래의 통상적인 도장방법에 의한 유기 도료 도막층(120)의 형성에 의해서도 커버가 되지 않고 그대로 남아 도장을 거치더라도 불량이 해소되지 않아 결국 수작업으로 일일이 흠을 매워 양품화하거나 새로 성형하여야 한다.

한편, 이들 경금속 성형물의 도장공정에서 사용되는 유기도료는 인체에 직접 접촉하는 일이 많은 휴대단말기 등의 하우징에 사용할 경우, 민감한 피부에 알레르기 작용을 일으키는 등의 문제가 있어 EU 등을 중심으로 규제가 확대되는 추세이기 때문에 환경친화적인 도장방법의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 휴대폰 등의 휴대 단말기를 포함한 전자기기의 하우징에 사용되는 마그네슘과 같은 경금속 성형품의 성형과정에 발생한 성형불량을 도장공정중에 효율적 으로 커버하여 해소하여 양품화할 수 있는 재생방법을 제공함으로써 불량률을 감소시켜 원가절감에 기여함에 있으며, 본 발명의 다른 목적은 상기한 성형불량의 해소와 동시에 사용자의 인체에 대한 유해성이 낮은 친환경적인 도장방법을 사용하여 인체에 대해 친화적인 전자기기 제품을 제공하도록 함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자기기 하우징용 경금속 성형물에 있어서의 성형불량 재생방법은,

마그네슘 또는 알루미늄과 같은 경금속을 다이캐스팅하여 이루어진 전자기기 하우징용의 경금속 성형물의 도장시에, 1차적으로 고순도 무기질 수지를 도막 형성 성분으로 하는 액상의 도료 조성물인 세라믹 도료를 분사에 의해 도포하고, 이를 건조·경화하여 두께 10~35㎛의 세라믹 도막을 형성함으로써 성형과정 중에 발생한 미세 흠을 커버하는 하도 도장을 실시한 후, 상기 세라믹 도막상에 상도 도장을 실시하는 것을 특징으로 한다.

여기서 바람직하게는, 상기 세라믹 도료 100중량부에 대해 5~100중량부의 수용성 도료를 첨가한 혼합 도료를 사용하여 세라믹 도막을 형성한다. 이와 같이 수용성 도료를 첨가하면, 세라믹 도료를 사용하여 경금속 재료의 표면에 도막을 형성할 때에 문제가 되는 접착성 불량문제가 해소될 뿐만 아니라, 세라믹 도료만 사용할 경우 발생하는 도막이 과도하게 강직하여 깨지기 쉬운 문제점이 소프트한 수용성 도료 성분에 의해 보완되기 때문에 이로 인한 문제발생을 아울러 예방할 수 있다.

또한 바람직하게는, 상기 상도 도장에 있어서도, 세라믹 도료 100중량부에 대해 수용성 도료 5~100중량부를 혼합한 혼합 도료 조성물을 분사하고 건조·경화하여 최상층에 세라믹 도막을 형성함으로써 친환경적이고 인체에 대한 유해성이 적은 도막을 형성한다.

이 경우에는 하도 도장에 있어서의 세라믹 도료의 건조온도를 100~150℃ 정도로 낮출 수 있으며, 상도 도장에서는 통상의 세라믹 도료 경화온도인 150~200℃ 에서 건조 및 경화시킨다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 좀 더 상세하게 설명한다.

도 1은 성형공정에서 발생한 기공을 가진 마그네슘 다이캐스팅 성형물에 본 발명에 따른 방법을 적용하여 도장한 전자기기 하우징의 단면구조를 보여주는 단면모식도이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 방법은, 기본적으로 예컨대 마그네슘과 같은 경금속을 다이캐스팅 성형하여 이루어진 마그네슘 성형물(10)로서 표면에 기공(11)과 같은 성형불량에 따른 흠을 가진 성형물의 성형불량을 커버하여 양품으로 재생시키는 데에 적용되는 것이다.

이러한 마그네슘 성형물(10)은 부식성이 강하기 때문에, 통상 크로메이트 또는 아노다이징 도금을 실시하여 표면에 도금층(12)을 형성하게 되며, 그 위에 도장을 실시하게 된다. 이러한 도금공정은 마그네슘 성형물의 표면에 대한 일부 침식이 수반되는 공정이기 때문에, 도금을 거치면 흠(11)은 오히려 더욱 두드러지게 된다.

도금공정을 거친 후에는 도장공정을 거쳐 표면에 도막(20)을 형성하게 되는 데, 본 발명에서는 이 도장공정중에 상기한 성형불량에 의한 표면의 흠을 치유하여 양품화하는 재생을 수반하게 된다. 이를 위해서 본 실시예에서는, 먼저 세라믹 도료를 이용한 하도 도장을 통해 표면에 세라믹 도막(21)을 형성하게 된다.

본 발명에서 사용하는 세라믹 도료는 졸겔법에 의해 제조된 고순도 무기질 수지와 고온에서 안정한 무기안료를 주성분으로 하는 액상의 도료 조성물로서, pH가 약 4~6의 약산성을 띠고 있으며, 고형분 함량 20~40% 범위로 제조된 것으로서, 비중이 0.90~1.25에 이른다. 이러한 세라믹 도료에 있어서 상기 무기수지를 구성하는 기본적인 성분은 규소, 알루미늄과 같은 금속의 산화물(SiO₂, Al₂O₃, TiO₂ 등)로서 화학구조중의 알콕사이드기와 히드록시드기가 금속표면에서 가열 경화과정에 의해 강한 3차원의 망상구조를 형성하여 도막을 형성하게 되며, 이 과정에서 비중이 큰 무기안료와 3차원 망상구조체가 금속 성형물의 표면에서 성형불량으로 발생한 흠을 메워 불량을 해소하는 것으로 이해된다.

그러나 세라믹 도료는 금속 표면에의 접착성이 불량하여 이를 직접적으로 도포할 경우 상당한 어려움이 따르고, 또한 생성된 도막은 강직하여 깨지기 쉬운(BRITTLE) 성질을 가지기 때문에, 이를 보완하여 추후에 도막이 충격에 의해 손상되는 현상을 방지할 필요가 있다.

따라서 본 실시예에서는 상기 세라믹 도막(21)을 형성함에 있어서, 상기 세라믹 도료 100중량부에 대해 20중량부의 수용성 도료를 첨가한 도료 조성물을 제조하여 이를 분사에 의해 도포하고, 건조하여 15~25㎛ 두께로 세라믹 도막을 형성하 였다. 수용성 도료는 유기용제 대신 물을 사용하는 것으로서 세라믹 도료의 접착성을 향상시키고 도막의 내충격성을 보완하기 위해 사용되는데, 세라믹 도료와의 상용성을 고려하여 적합한 것을 선택하여 사용할 수 있다. 다만 본 실시예에서는 고형분 함량 20~40% 범위의 수용성 우레탄 도료를 혼용하여 세라믹 도막(21)을 형성하였다.

세라믹 도료의 경화는 통상 세라믹 도료의 경화를 위해서는 150~200℃, 바람직하게는 180℃에서 30분간 가열, 건조하여 이루어지게 되지만, 본 실시예에서는 상도 도장으로서 후술하는 바와 같이 다시 세라믹 도막(22)을 형성하기 때문에 120℃에서 30분간 가열하여 건조한 후, 상도 도장을 실시하는 것으로 하였다. 물론, 본 실시예에서와 달리 상도 도장으로 세라믹 도장을 실시하지 않고 UV 도장 등의 유기도료를 이용한 도장을 실시할 경우에는 세라믹 도료의 경화가 충분히 일어날 수 있도록 150~200℃에서 충분히 건조하여, 경화시키는 것이 바람직하다.

수용성 도료는 일반적으로 고온, 장시간의 건조가 필요하지만 본 실시예에서는 고온에서의 건조, 경화가 필요한 세라믹 도료와 혼용하므로 문제가 되지 않는다.

수성도료와 세라믹 도료의 혼합비는 시판 도료들의 조성비에 따라 조금씩 달라질 수 있으므로 이를 조성비를 감안하여 적의 조정하여 사용하지만, 통상 세라믹 도료 100중량부에 대해 수용성 도료를 5~100중량부 혼합하여 사용하며, 이 범위를 벗어나면 수성도료의 첨가에 의한 내충격성 개선 효과가 미미하거나 마그네슘 성형물의 성형과정에서 발생한 불량(흠)을 커버하는 기능을 충분히 발휘할 수 없으므로 바람직하지 않다.

한편, 상기 세라믹 도료에 의한 도막이 형성된 후에는 상도 도장을 실시하게 되는데, 상술한 바와 같이 종래의 유기 도료를 이용한 도장을 실시할 수도 있지만, 본 실시예에서는 세라믹 도료에 의한 도장을 실시하여 최상층에도 세라믹 도막(22)을 형성한 경우를 보여준다.

본 실시예에 있어서는 세라믹 도료 100중량부에 대해 20중량부의 상기한 수용성 우레탄 도료를 첨가한 혼합 도료 조성물을 상기 세라믹 도막(21) 상에 분사하고, 180℃에서 30분간 가열하여 건조·경화하여 두께 25~30㎛의 세라믹 도막(22)을 형성하여 도장을 완료하였다. 특히 이 부분은 외부의 충격을 직접 받는 부분이므로 상기한 수용성 우레탄 도료와 같은 수용성 도료의 첨가에 의해 내충격성을 보완할 필요가 있으며, 세라믹 도료의 경화가 충분히 이루어질 수 있도록 150~200℃의 고온에서의 충분한 건조, 경화가 필수적이다.

다만, 이러한 상도 도장에 있어서의 세라믹 도막은 2층 이상으로 이루어질 수도 있으며, 기타, 세라믹 도료에 의한 상도 도장에 있어서 상기 하도 도장에서 설명한 부분과 중복되는 부분에 대한 설명은 이하 생략한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 방법에 따른 전자기기 하우징용 경금속 성형물을 도장할 경우, 경금속 성형물의 성형시에 발생한 실크랙, 기공과 같은 사소한 표면 흠에 의한 성형물의 성형불량부분을 커버하여 재생하기 때문에 불량품을 양품화할 수 있어, 70%에 이르는 성형불량률을 80% 이상 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 방법에 의해 세라믹 도료에 의한 상도 도장을 실시할 경우, 인체에 직접 접촉하는 부분이 인체에 대한 유해성이 적기 때문에 더욱 환경친화적인 제품을 생산할 수 있는 이점이 있다.

Claims

마그네슘 또는 알루미늄과 같은 경금속을 다이캐스팅하여 이루어진 전자기기 하우징용의 경금속 성형물의 도장시에, 1차적으로 고순도 무기질 수지를 도막 형성 성분으로 하는 액상의 도료 조성물인 세라믹 도료를 분사에 의해 도포하고, 건조·경화하여 두께 10~35㎛ 의 세라믹 도막을 형성하여 성형과정 중에 발생한 미세 흠을 커버하는 하도 도장을 실시한 후, 상기 세라믹 도막상에 상도 도장을 실시하는 것을 특징으로 하는 전자기기 하우징용 경금속 성형물에 있어서의 성형불량 재생방법.
제 1항에 있어서, 상기 세라믹 도료 100중량부에 대해 5~100중량부의 수용성 도료를 첨가한 혼합 도료 조성물을 사용하여 세라믹 도막을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자기기 하우징용 경금속 성형물에 있어서의 성형불량 재생방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 상도 도장에 있어서도, 세라믹 도료 100중량부에 대해 수용성 도료 5~100중량부를 혼합한 혼합 도료 조성물을 분사하고 건조·경화하여 최상층에 세라믹 도막을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자기기 하우징용 경금속 성형물에 있어서의 성형불량 재생방법.