KR101028895B1 - 전자기기용 케이스 및 그 제조방법 - Google Patents

전자기기용 케이스 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

작업공정을 간소화하여 원가를 절감하고 생산성을 향상 시킬 수 있는 전자기기용 케이스 및 그 제조방법이 개시된다. 전자기기용 케이스는 케이스몸체를 사출 성형하는 단계, 케이스몸체를 금형 내부에 배치하는 단계, 케이스몸체의 표면 및 금형 사이로 용융된 저경도 수지를 주입하는 단계, 주입된 저경도 수지를 고화시켜 케이스몸체의 표면에 저경도 박막사출층을 이중 사출로 성형하는 단계에 의해 제조될 수 있다.
케이스, 이중사출, 케이스몸체, 저경도 박막사출층

Description

전자기기용 케이스 및 그 제조방법{CASE OF ELECTRONIC APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 전자기기용 케이스 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 초고속 이중 사출 공법에 의한 저경도 박막사출층을 갖는 전자기기용 케이스 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 전자기기의 케이스는 외형을 형성함과 동시에 외부 충격으로부터 내부 부품을 보호하고 먼지 등과 같은 이물질이 내부로 유입됨을 방지하기 위해 사용된다.
도 1은 종래 전자기기용 케이스의 구조를 도시한 단면도이다.
도 1에서 도시한 바와 같이, 종래 케이스는 케이스몸체(10) 및 케이스몸체(10)의 표면에 순차적으로 형성되는 하도 코팅층(20) 및 상도 코팅층(30)을 포함한다.
상기 케이스몸체(10)는 사출 성형에 의해 형성되며, 상기 하도 코팅층(20) 및 상도 코팅층(30)은 도장액 또는 도포액을 스프레이 방식으로 형성된다.
상기 하도 코팅층(20)은 케이스몸체(10)의 표면에 형성되어 실질적으로 케이 스의 바탕색을 이루며, 상기 상도 코팅층(30)은 투명한 재질로 하도 코팅층(20)의 표면에 형성되어 하도 코팅층(20)을 보호하기 위한 보호층의 역할을 수행한다.
그런데, 종래에는 케이스를 구성하는 하도 코팅층(20) 및 상도 코팅층(30)이 각각 스프레이 방식으로 형성됨에 따라 작업공정이 번거롭고 복잡한 문제점이 있으며, 이에 따라 제조원가가 상승되고 작업성 및 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 상기 각 코팅층(20,30)이 스프레이 방식으로 형성되는 구조에 있어서는 각 코팅층(20,30)의 두께를 전체적으로 균일하게 형성하기 어려운 문제점이 있으며, 많은 양의 도장액 또는 도포액이 불필요하게 소모되는 문제점이 있다.
더욱이, 종래 케이스는 사용중 상도 코팅층(30) 및 하도 코팅층(20)이 벗겨지게 되면 하도 코팅층(20)과 다른 바탕색을 갖는 케이스몸체(10)가 직접 외부로 노출되며 외관이 지저분해지는 문제점이 있다.
본 발명은 작업공정을 간소화할 수 있으며 원가를 절감하고 생산성을 향상 시킬 수 있는 전자기기용 케이스 및 그 제조방법을 제공한다.
특히, 본 발명은 초고속 이중 사출 공법을 이용하여 작업공정을 간소화하고 제조원가를 절감할 수 있는 전자기기용 케이스 및 그 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 제품의 외관을 깔끔하게 유지할 수 있는 전자기기용 케이스 및 그 제조방법을 제공한다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 전자기기용 케이스 제조방법은 케이스몸체를 사출 성형하는 단계, 케이스몸체를 금형 내부에 배치하는 단계, 케이스몸체의 표면 및 금형 사이로 용융된 저경도 수지를 주입하는 단계, 주입된 저경도 수지를 고화시켜 케이스몸체의 표면에 저경도 박막사출층을 이중 사출로 성형하는 단계를 포함한다.
저경도 수지를 주입하는 단계에서 저경도 수지는 1000 ~ 1500㎜/s의 주입속도로 주입될 수 있으며, 이중 사출에 의해 성형되는 저경도 박막사출층은 0.2 ~ 0.4㎜의 두께로 성형될 수 있다.
저경도 박막사출층을 형성하기 위한 저경도 수지로서는 요구되는 조건 및 제품 사양에 따라 다양한 종류의 저경도 수지가 사용될 수 있다. 일 예로, 상기 저경도 수지로서는 통상의 촉감 향상용 소재 즉, 러버, 우레탄 및 실리콘 중 적어도 어 느 하나가 사용될 수 있다.
저경도 박막사출층이 성형되는 단계에서 저경도 박막사출층의 표면에는 문양부가 형성될 수 있다. 문양부는 통상의 음각 또는 양각 방식으로 형성될 수 있으며, 문양부의 형태 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 환경에 따라 자유롭게 변경될 수 있다.
참고로, 본 발명에서 전자기기라 함은 통상의 모든 전자기기를 포함할 수 있다. 일 예로, 전자기기라 함은 PDA(Personal Digital Assistant), 스마트 폰(Smart phone), 핸드헬드(handheld) PC, 휴대폰, MP3 플레이어 등과 같은 휴대용 전자기기를 포함할 수 있으며, 그외 팩시밀리, 프린터, 유/무선전화기 등과 같은 전자기기도 포함할 수 있다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따르면 이중 사출 성형에 의해 케이스몸체의 표면에 저경도 박막사출층이 형성될 수 있게 함으로써, 케이스의 제조공정을 간소화할 수 있으며, 원가 절감 및 생산성 향상에 기여할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 제품의 외관을 깔끔하고 안정적으로 유지할 수 있으며, 소비자의 만족도를 제공시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 케이스가 이중 사출 성형에 의해 제조될 수 있기 때문에 불량률을 현저하게 저감시킬 수 있으며, 저경도 수지의 불필요한 소모를 방지할 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 상기 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 전자기기용 케이스 제조방법을 설명하기 위한 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 전자기기용 케이스 제조에 사용되는 금형을 설명하기 위한 사시도이다. 또한, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 전자기기용 케이스와 그 제조방법을 설명하기 위한 사시도이고, 도 6은 도 4의 I-I선 단면도이다.
이들 도면에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자기기용 케이스는 초고속 이중 사출 성형에 성형되도록 구성되어 있다.
일반적인 사출 방법(수지의 주입속도가 500㎜/s 내외인 경우)에 의해서는 매우 얇은 두께의 박막을 성형하기 어려운 문제점이 있다. 즉, 용융된 수지가 금형 내를 흐르게 되면 급속하게 유동성을 잃게 되므로, 수지의 주입속도가 느리면 용융점도가 단시간에 급속히 저하되며 금형의 캐비티(cavity)를 완전히 채우지 못하는 미성형(short shot), 플로우마크(flow mark), 웰드라인(weld line), 표면광택 불량 등의 현상이 발생하는 문제점이 있다. 그러므로, 매우 얇은 두께의 박막을 사출 성형을 통해 성형하기 위해서는 특별히 높은 사출속도와 균일한 금형의 온도 관리가 요구된다.
또한, 사출 공정에 있어서 사출 성형되는 제품의 두께는 생산효율 측면에서 많은 비중을 차지한다. 즉, 사출되는 제품의 두께가 얇으면 얇을수록 냉각시간이 단축될 수 있다. 이는 결과적으로 싸이클 타임(cycle time)이 단축될 수 있게 하며, 생산성이 향상될 수 있게 한다. 또한, 사출 성형되는 제품의 두께 감소는 경량화에 기여할 수 있게 함은 물론 제품원가를 절감할 수 있게 한다.
따라서, 본 발명은 초고속 이중 사출 성형에 의해 고품질의 박막이 성형될 수 있도록 구성되는 바, 이에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다. 이하에서는 본 발명에 따른 제조 공법에 의해 바형 개인휴대단말기용 케이스가 제작된 예를 들어 설명하기로 한다.
본 발명은 전자기기용 케이스로서, 케이스몸체(110)를 사출 성형하는 단계, 상기 케이스몸체(110)를 금형(200) 내부에 배치하는 단계, 상기 케이스몸체(110)의 표면 및 상기 금형(200) 사이로 용융된 저경도 수지를 주입하는 단계, 상기 용융된 저경도 수지를 고화시켜 케이스몸체(110)의 표면에 저경도 박막사출층(120)을 이중 사출로 성형하는 단계에 의해 제조될 수 있다.
먼저 케이스몸체(110)를 사출 성형하게 되는데 케이스몸체(110)는 투명 또는 불투명한 통상의 플라스틱 수지를 일반적인 사출 방법을 통해 성형함으로써 형성될 수 있다. 경우에 따라서는 케이스몸체가 금속 재질로 형성될 수 있으며, 여타 다른 재질로도 케이스몸체를 형성할 수 있다.
다음, 상기 케이스몸체(110)를 금형(200) 내부에 배치시킨다. 이때 상기 케이스몸체(110)는 금형(200)과 케이스몸체(110)의 표면 사이에 소정 공극이 형성되도록 금형(200) 내부에 배치된다. 이때 상기 케이스몸체(110)는 케이스몸체(110)의 표면과 금형(200) 사이 공극의 크기가 0.2 ~ 0.4㎜가 되도록 금형(200) 내부에 배치될 수 있다.
상기 케이스몸체(110)을 금형(200) 내부에 배치하는 방법으로는 통상의 인서트공법이 활용될 수 있다. 인서트공법이 이용될 경우 케이스몸체는 별도로 미리 제작된 후 금형 내부에 배치될 수 있다.
바람직하게는 전체적인 제조공정을 간소화할 수 있도록 1차 사출을 통해 금형 내부에 케이스몸체를 성형한 후, 성형된 케이스몸체를 금형으로부터 분리하지 않고 2차 사출에 필요한 상부 금형만 교환함으로써 금형 내부에 케이스몸체가 배치되도록 한 이중사출공법이 적용될 수 있다.
다음, 상기 케이스몸체(110)의 표면 및 금형(200) 사이의 공극으로 용융된 저경도 수지를 고속으로 주입한다. 여기서 저경도 수지를 고속으로 주입한다라 함은 저경도 수지가 1000㎜/s 이상의 주입속도로 주입됨을 의미하며, 바람직하게는 1000 ~ 1500㎜/s의 주입속도로 저경도 수지가 주입된다.
상기 저경도 수지로서는 요구되는 조건 및 제품 사양에 따라 다양한 종류의 저경도 수지가 사용될 수 있다. 일 예로, 상기 저경도 수지로서는 소위 SF(soft feeling) 코팅층을 형성할 수 있는 촉감 향상용 소재 즉, 러버, 우레탄 및 실리콘 등이 사용될 수 있다.
다음, 주입된 상기 저경도 수지를 고화시켜 케이스몸체(110)의 표면에 저경도 박막사출층(120)을 이중 사출로 성형함으로써 케이스의 제작이 완료될 수 있다. 즉, 이 단계에서는 케이스몸체(110)의 표면 및 금형(200) 사이의 공극에 채워진 저 경도 수지가 고화됨으로써, 케이스몸체(110)의 표면에 일체로 저경도 박막사출층(120)이 성형될 수 있다.
이와 같이 형성되는 저경도 박막사출층(120)은 먼지 등의 이물질이 잘 묻지않고 스크래치가 잘 나지 않아 유지 및 관리가 편리한 장점이 있다. 그리고, 제품의 실질적인 바탕색은 저경도 박막사출층(120)의 색상에 의해 결정될 수 있다.
또한, 상기 저경도 박막사출층(120)이 성형되는 단계에서 저경도 박막사출층(120)의 표면에는 문양부(122)가 형성될 수 있다. 상기 문양부(122)는 통상의 음각 또는 양각 방식으로 형성될 수 있으며, 이하에서는 상기 문양부(122)가 음각 방식으로 구현된 예를 들어 설명하기로 한다. 이와 같이 제품의 바탕 문양을 결정하는 문양부(122)의 형태 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 환경에 따라 자유롭게 변경될 수 있으며, 경우에 따라서는 문양부가 입체적으로 구현될 수도 있다.
상기 문양부는 저경도 박막사출층(120)이 성형된 후 별도의 가공에 의해 형성될 수도 있으나, 전체적인 제조공수를 간소화할 수 있도록 저경도 박막사출층(120)이 성형될 시 금형 내부에 문양부에 대응되는 요철부(도시하지 않음)를 구비함으로써, 저경도 박막사출층(120)이 성형되는 단계에서 문양부가 동시에 형성될 수 있다.
한편, 상기와 같이 이중 사출 성형에 의해 성형된 케이스는 도 4 내지 도 6에서 확인할 수 있다. 도 4 내지 도 6에서 도시한 바와 같이, 케이스몸체(110)의 표면에는 이중 사출 성형에 의해 저경도 박막사출층(120)이 일체로 형성될 수 있으며, 저경도 박막사출층(120)의 표면에는 문양부(122)가 형성될 수 있다. 아울러, 첨부된 도 5에서는 발명의 이해를 돕기 위해 케이스몸체(110) 및 저경도 박막사출층(120)이 각각 독립적으로 분리된 예를 들어 설명하고 있지만, 실질적으로 케이스몸체(110) 및 저경도 박막사출층(120)은 도 4와 같이 일체를 이루며 하나의 형태로 제공된다.
또, 이와 같이 초고속 이중 사출에 의해 성형되는 저경도 박막사출층(120)은 강도 및 전체적인 두께를 고려하여 0.2 ~ 0.4㎜의 두께로 성형됨이 바람직하다. 즉, 저경도 박막사출층(120)의 두께가 0.2㎜ 미만으로 형성될 경우에는 형상 강도를 유지하기 어렵고, 저경도 박막사출층(120)이 0.4㎜ 보다 큰 두께로 형성될 경우에는 케이스의 전체적인 두께가 두꺼워지기 때문에 저경도 박막사출층(120)은 0.2 ~ 0.4㎜의 두께로 성형됨이 바람직하다.
아울러, 상기 저경도 박막사출층(120)은 전체 영역에 걸쳐 균일한 두께로 형성됨이 바람직하며, 경우에 따라서는 저경도 박막사출층(120)이 국부적으로 상이한 두께를 가지도록 구성할 수도 있다.
한편, 상기 저경도 박막사출층(120)이 이중 사출 성형되는 단계 즉, 상기 저경도 수지가 주입 및 고화되는 동안에는 금형(200) 내부에 형성된 온도조절라인(210)을 따라 금형(200)의 온도를 조절하기 위한 조절제가 유동될 수 있다.
즉, 저경도 수지가 높은 온도로 용융되어 금형(200) 내부에 고속으로 주입된다 하더라도 금형(200)의 온도가 일정 이상 내려가게 되면 케이스몸체(110)의 표면 및 금형(200) 사이의 좁은 공극 사이로 흐르는 저경도 수지가 급속하게 유동성을 잃게 될 우려가 있다. 따라서, 저경도 수지의 주입시에는 저경도 수지의 유동성 저 하를 방지할 수 있도록 금형(200)의 온도가 일정 이상으로 유지될 수 있어야 한다.
또한, 금형(200)의 온도가 너무 높으면 그만큼 저경도 수지의 냉각시간이 길어지며 싸이클 타임이 길어지는 문제점이 있기 때문에 저경도 수지의 고화시에는 저경도 수지의 냉각시간을 단축할 수 있도록 금형(200)의 온도를 낮춰줄 수 있어야 한다.
이를 위해 금형(200)의 내부에는 온도조절라인(210)이 제공될 수 있으며, 온도조절라인(210)을 따라서는 금형(200)의 온도를 조절하기 위한 조절제가 유동될 수 있다. 이와 같이 상기 조절제는 금형(200) 내부의 온도조절라인(210)을 따라 유동하며, 저경도 수지의 주입시에는 금형(200)의 온도가 일정 이상으로 유지될 수 있게 하고, 저경도 수지의 고화시에는 금형(200)의 온도를 낮출 수 있게 한다.
아울러, 상기 저경도 수지가 주입 및 고화되는 동안 조절제는 동일한 온도로 제공될 수 있다. 예를 들어, 저경도 수지로서 폴리카보네이트계 저경도 수지가 사용될 경우 조절제는 대략 120℃의 온도로 제공될 수 있으며, 이러한 조절제의 온도 조건은 저경도 수지의 종류 및 특성에 따라 자유롭게 변경될 수 있다. 경우에 따라서는 저경도 수지가 주입되는 동안과 저경도 수지가 고화되는 동안 조절제가 각각 다른 온도로 제공되도록 구성할 수 있다.
상기 조절제로서는 냉각수, 온유, 온수, 냉각유 등과 같은 액상(液相) 조절제가 사용될 수 있으며, 다르게는 스팀과 같은 기상(氣相) 조절제가 사용될 수 있다. 이러한 조절제의 특성 및 종류에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
그리고, 상기 온도조절라인(210)은 서로 다른 입구 및 출구를 가지며 서로 다른 영역상에 배치되는 복수개의 조절라인(211,212)을 포함하여 구성됨이 바람직하다. 아울러 상기 각 조절라인(211,212)은 금형(200) 내부의 성형부의 윤곽을 따라 곡선형으로 형성됨에 바람직하다. 이와 같은 방식은 특수하게 설계 및 배치된 각 조절라인(211,212)을 통해 조절제가 독립적으로 유동되며 금형(200)의 국부적인 온도 변화없이 금형(200)의 온도가 전체적으로 일정하게 조절될 수 있게 한다. 본 발명의 실시예에서는 온도조절라인(210)이 서로 다른 영역상에 배치되는 2개의 조절라인(211,212)을 포함하여 구성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 3개 이상의 조절라인이 제공될 수 있으며, 그 배치구조 역시 요구되는 조건에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 종래 전자기기용 케이스의 구조를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전자기기용 케이스 제조방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전자기기용 케이스 제조에 사용되는 금형을 설명하기 위한 사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 전자기기용 케이스와 그 제조방법을 설명하기 위한 사시도이다.
도 6은 도 4의 I-I선 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 케이스몸체 120 : 저경도 박막사출층
122 : 문양부 200 : 금형
210 : 온도조절라인

Claims (9)

  1. 전자기기용 케이스 제조방법에 있어서,
    케이스몸체를 사출 성형하는 단계;
    상기 케이스몸체를 금형 내부에 배치하는 단계;
    상기 케이스몸체의 외표면 중 일면 및 상기 금형 사이로, 러버, 우레탄 및 실리콘 중 적어도 어느 하나를 포함하여 용융되어 상기 케이스몸체보다 낮은 경도를 갖는 연질의 저경도 수지를 주입하는 단계; 및
    주입된 상기 저경도 수지를 고화시켜 상기 케이스몸체의 외표면에만 촉감 향상을 위한 저경도 박막사출층을 이중 사출로 성형하는 단계;
    를 포함하는 전자기기용 케이스 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 저경도 박막사출층을 이중 사출로 성형하는 단계에서 상기 저경도 박막사출층의 표면에는 문양부가 함께 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기기용 케이스 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 저경도 박막사출층은 0.2 ~ 0.4㎜의 두께로 성형되는 것을 특징으로 하는 전자기기용 케이스 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 저경도 수지는 1000 ~ 1500㎜/s의 속도로 주입되는 것을 특징으로 하는 전자기기용 케이스 제조방법.
  6. 전자기기용 케이스에 있어서,
    사출 성형에 의해 형성되는 케이스몸체; 및
    상기 케이스몸체를 금형 내부에 배치하고, 러버, 우레탄 및 실리콘 중 적어도 어느 하나를 포함하여 용융되어 상기 케이스몸체보다 낮은 경도를 갖는 연질의 저경도 수지를 상기 케이스몸체 외표면 중 일면 및 상기 금형 사이로 주입한 후 고화시켜 상기 케이스몸체의 외표면에만 촉감 향상을 위해 형성되는 저경도 박막사출층;
    을 포함하는 전자기기용 케이스.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 저경도 박막사출층은 0.2 ~ 0.4㎜의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 전자기기용 케이스.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 저경도 박막사출층은 표면에 형성되는 문양부를 더 포함하고,
    상기 문양부는 상기 저경도 박막사출층과 함께 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기기용 케이스.
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