KR102433016B1 - 박막 배터리 커버의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
박막 배터리 커버의 제조방법이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 박막 배터리 커버의 제조방법은 박막강화시트를 마련하고, 박막강화시트의 전면에 칼라필름을 적층하여 박막합지시트를 마련하며, 박막합지시트를 열 성형하여 박막성형시트를 마련하고, 열 성형된 박막성형시트 외곽에 배터리 커버 형상을 인서트 사출하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 박막 배터리 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 두께가 얇으면서도 고강도를 가지는 박막 배터리 커버의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 모바일 전자기기의 대표적인 기기로 스마트폰이 널리 보급되고 있다. 스마트폰은 통화와 문자는 물론이고, 인터넷, 금융 결제, 내비게이션, 전자 사전 등 다양한 부가 기능들로 인해 바쁜 일상을 살아가는 현대인들에게 거의 생필품 내지 일상적 전자기기 개념으로 자리잡고 있으며, 이와 같은 다양한 기능들이 부가되는 스마트폰은 점점 고급화되고 그에 따라 가격도 상승하고 있다.
고가의 스마트폰이 외부의 충격으로부터 파손되는 것을 보호하고 화면에 스크래치 등이 발생하는 것을 방지하기 위하여 스마트폰의 외부를 감싸 보호하면서 멋을 내기 위한 케이스가 다양하게 보급되고 있다. 예를 들면 한국 등록실용신안 20-0461407호에서는 사용자의 욕구를 충족시키기 위해 휴대폰을 감싸며 보호하는 기능 외 장식이나 오락 기능을 가미한 휴대폰 케이스를 개시하고 있으며, 한국 공개특허 제 2008-98759호에서는 휴대폰 케이스 후면에 거울을 추가 부착하여 거울 기능을 가미한 휴대폰 케이스를 공개한 바도 있다.
또한, 최근의 스마트폰들은 금속을 케이스 재질로 채택하여 고급화를 실현하는 한편 외부 충격으로부터 파손되는 것을 방지하기도 한다. 하지만, 기기 전체를 금속으로 할 겨우 제조 원가의 상승은 물론 무게 감으로 인해 사용자의 불편함이 발생할 수 있다. 또, 일부 제품의 경우 본체는 금속으로 하고 본체로부터 착탈되는 배터리 커버는 플라스틱으로 마련하는 경우도 있다. 플라스틱 재질의 배터리 커버는 사용 편의성은 높으나 디자인 측면에서 보면 다양한 무늬나 색감, 질감 등을 구현하는 데는 한계가 있으며, 나아가 강도를 높이기 위해서는 소정의 두께가 필요하다.
본 발명의 실시 예는 얇으면서도 고강도를 가지며 다양한 디자인을 구현할 수 있는 박막 배터리 커버의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 박막강화시트를 마련하고, 박막강화시트의 전면에 칼라필름을 적층하여 박막합지시트를 마련하며, 박막합지시트를 열 성형하여 박막성형시트를 마련하고, 성형된 박막성형시트 외곽에 배터리 커버 형상을 인서트 사출하여 마련되는 박막 배터리 커버의 제조방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 박막강화시트는 CFRP 또는 GFRP를 포함하는 섬유강화 플라스틱으로 마련될 수 있다.
또한, 상기 박막합지시트의 전면에 메탈시트를 마련하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 메탈시트는 외면과 내면을 관통하는 다수의 관통홀을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 박막 배터리 커버 제조 방법은 배터리 커버가 얇으면서도 고강도를 가질 수 있도록 CFRP, GFRP 등의 박막강화시트에 칼라필름을 적층하거나 또는 그 위에 메탈시트를 추가로 적층하고, 이 적층물을 플라스틱 인서트 사출에 적용함으로써 디자인을 다양하게 구현하면서도 매우 얇고 고강도의 박막 배터리 커버를 효과적으로 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따라 마련되는 박막 배터리 커버를 포함하는 전자기기를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 박막 배터리 커버의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 제조되는 박막 배터리 커버를 순차적으로 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 단면도이다.
도 7는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 박막 배터리 커버의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 제조되는 박막 배터리 커버를 순차적으로 도시한 도면이다.
도 10은 도 9의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 박막 배터리 커버의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 제조되는 박막 배터리 커버를 순차적으로 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 단면도이다.
도 7는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 박막 배터리 커버의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 제조되는 박막 배터리 커버를 순차적으로 도시한 도면이다.
도 10은 도 9의 단면도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따라 마련되는 박막 배터리 커버를 구비하는 전자기기이다. 여기서, 본 실시 예에서는 전자기기의 일례로 스마트폰을 예시하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 스마트폰, 테블릿, 노트북 등의 다른 휴대 가능한 전자기기는 물론 가정 및 산업용 가전 제품에도 통상의 기술자가 적절한 수정 및 변형을 통해 적용 가능하다.
도면을 참조하면, 본 실시 예에 따른 전자기기는 디스플레이(1)를 포함하는 본체(2)와, 본체(2)의 배면에 마련되는 배터리 커버(3)를 포함한다.
본체(2)는 입력장치와 출력장치 기능을 동시에 수행할 수 있는 터치스크린 형태의 디스플레이(1)를 전면에 구비하며, 배면에는 배터리, USIM 소켓, 메모리 소켓, 카메라, 안테나 등의 내부 부품을 보호하며 본체(2)로부터 착탈되거나 부착될 수 있도록 배터리 커버(3)가 마련된다.또한, 본체(2)와 배터리 커버(3)에는 상호 결합부재로서 대응되는 위치에 걸림공(미도시)과, 걸림공에 체결되는 고정편(4)이 각각 마련된다. 본 실시 예에서 배터리 커버(3)의 가장자리를 따라 마련되는 고정편(4)은 본체(2)의 가장자리를 따라 마련되는 걸림공에 억지끼움방식으로 결합될 수 있으며, 그 위치는 서로 반대로 마련될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 커버를 제조하는 방법을 도시한 흐름도이며, 도 3 내지 도 5는 제조 방법의 각 단계를 순차적으로 설명하기 위한 도면들이다.
도면들을 참조하면, 배터리 커버를 제조하기 위해서는 먼저 박막강화시트(10)를 준비한다(S1).
박막강화시트(10)로는 복합재료인 GFRP, CFRP 등의 섬유강화 플라스틱이 사용될 수 있다. GFRP(glass fiber reinforced plastic)는 유리섬유강화플라스틱으로 유리 섬유로 강화된 플라스틱을 지칭하며, CFRP(Carbon fiber reinforced plastic)은 카본섬유강화플라스틱으로 카본 섬유로 강화된 플라스틱을 지칭한다. 이들 섬유강화 플라스틱을 채용하는 박막강화시트(10)는 기계적 특성(고강도, 고탄성률 등)과 물리적 특징(저비중, 저팽창률, 내열성, 내마모성, 내약품성, 경량 등)이 우수하고 다른 유사 부재에 비해 가격은 높지만 설계 및 가공기술의 진보로 인해 가공이 용이해지면서 최근 수요가 증가하고 있다.
박막강화시트(10)는 해당 배터리 커버의 제품 스펙에 따라 적정 사이즈로 절단된 장방형의 평면 시트 형태로 마련될 수 있다.
이어서, 박막강화시트(10)의 전면에 칼라필름(20)을 적층하여 박막합지시트(30)를 마련한다(S2). 칼라필름(20)은 PET/PC 등 IML 또는 IMD로 사용할 수 있는 Film에 실크 인쇄나 증착 등을 통해 도트나 체크, 물결 등의 문양 또는 색상을 입히거나, 그 위에 로고 등을 인쇄하여 다양하게 디자인 할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 박막강화시트(10)와 칼라필름(20)이 적층된 박막합지시트(30)는 아직 배터리 커버의 형태로 성형되기 전이므로 합지 후에도 장방형의 시트 형태를 갖는다.
이어서, 표면에 다양한 디자인이 마련된 박막합지시트(30)는 배터리 커버 형상에 대응하도록 성형하여 박막성형시트(40)를 마련한다(S3). 박막합지시트(30)의 성형은 포밍기를 이용할 수 있다. 포밍기는 크게 포밍할 재료의 성질 특히 경도에 따라 열 포밍이나 에어 포밍을 사용할 수 있다. 경도가 높은 경질의 필름은 주로 열 포밍기를 이용하며 경도가 낮은 연질의 필름이나 높이가 필요한 제품은 에어 포밍기를 이용한다. 본 실시 예에서는 경도가 높은 GFRP, CFRP 등을 이용하므로 열 포밍기의 사용이 바람직하다. 포밍기로는 본 출원인이 등록 받은 한국 특허번호 제1266375호(2013.04.23.)을 이용할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 배터리 커버 형상으로 성형된 박막성형시트(40)는 평면의 시트 형태에서 최종 제품의 형상에 따라 입체적으로 가공된 형태를 가지며, 내부에도 카메라, 후레쉬 등 외부로 노출되는 부품을 위한 다수의 관통홀(42)이 마련될 수 있다.
이어서, 박막성형시트(40)는 배터리커버시트(52)를 포함하는 최종 배터리 커버 형태로 인서트 사출된다(S4). 이를 위해 배터리 커버 형상이 마련되어 있는 금형(미도시)의 캐비티에는 기성형된 박막성형시트(40)가 먼저 흡착부재 등을 이용하여 인서트되고 이후 용융 합성수지가 캐비티에 주입되어 최종 형태의 배터리 커버(50)가 마련된다.
배터리 커버(50)에는 도 5에 도시된 바와 같이 박막성형시트(40)를 외측에서 내측으로 가장자리의 일부를 감싸는 형태의 배터리커버시트(52a)가 외표면에 합성수지재로 마련되거나 또는 도 6에 도시된 바와 같이 박막성형시트(40)를 외측에서 내측으로 가장자리의 일부를 감싸는 형태의 배터리커버시트(52b)가 내측면에 마련될 수 있다. 도 5에서는 본 실시 예의 디자인 형상에 따라 박막성형시트 위에 배터리커버시트(52a)가 마련되었으나, 디자인에 따라 박막성형시트(40)만 외부로 노출될 경우 배터리커버시트(52a)는 생략될 수 있다. 배터리커버시트(52b)에는 상술한 바와 같이 본체(2)에 결합될 수 있도록 돌출 마련되는 다수의 고정편(54) 및 본체(2)의 측면 스위치 등이 노출될 수 있도록 사이드 버튼홀 등이 가공 마련된다.
한편, 도 7 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 커버 제조방법 및 이를 설명하기 위한 도면들을 도시한 것이다. 이하에서는 일 실시 예와 다른 점을 중심으로 설명하며, 동일한 참조부호는 동일한 기능을 수행하므로 그 설명은 생략한다.
본 실시 예에 따른 배터리 커버는 상술한 일 실시 예와 대비해 볼 때, 박막강화시트(10)의 외면에 메탈시트(60)가 추가적으로 마련된다(도 9 참조).
메탈시트(60)는 메쉬 형태로 다수의 관통홀(62)이 외표면과 내표면을 관통하도록 천공되어 내측에 위치하는 박막강화시트(10)의 외면에 적층된 칼라필름(20)이 외부로 노출될 수 있도록 한다. 이러한 메탈시트(60)를 채용한 배터리 커버는 메탈 소재의 필링을 가지면서도 관통홀을 통해 내부에 적층된 칼라필름(20)의 무늬나 색상 등이 외부로 노출될 수 있으므로 보다 다양한 디자인을 구현할 수 있다.
메탈시트(60)는 상술한 일 실시 예에 따른 배터리 커버의 제조방법에 있어서, 박막강화시트(10)의 준비 단계(S1)에 앞서 시행된다.
예컨대, 도 7에 도시한 바와 같이 먼저 얇은 SUS나 알루미늄 재질을 가지며 다수의 관통홀(62)이 마련된 메탈시트를 준비한다(S10). 이때, 메탈시트(60)는 후속공정인 성형 포밍시 가공이 용이하도록 먼저 프레스 등을 이용하여 제품 형상에 따른 카메라, 후레쉬 등의 부품홀(64) 및 외곽라인 등을 선가공할 수 있다.
이어서, 메탈시트(60)의 전면에 박막합지시트(30)를 적층하여 박막메탈합지시트(30')를 마련한다(S20). 박막합지시트(30)는 일 실시 예에 따른 박막합지시트 제조 과정을 따른다. 즉, 박막합지시트(30)는 박막강화시트(10)의 전면에 PET Film에 실크 인쇄나 증착 등을 통해 도트나 체크, 물결 등의 문양 또는 색상, 로고 등을 인쇄한 칼라필름(20)을 적층하여 마련한다.
이어서, 박막메탈합지시트(30')를 배터리 커버 형상에 대응하도록 포밍하여 박막메탈성형시트(40')를 마련한다(S30). 박막메탈성형시트(40')는 열 포밍기를 이용하여 가공할 수 있다.
이어서, 박막메탈성형시트(40')는 배터리커버시트(52)를 포함하는 최종 배터리 커버(50') 형태로 인서트 사출된다(S40). 이를 위해 배터리 커버 형상이 마련되어 있는 금형(미도시)의 캐비티에는 기성형된 박막메탈성형시트(40')가 먼저 흡착부재 등을 이용하여 인서트되고 이후 용융 상태의 합성수지가 캐비티에 주입되어 최종 형태의 배터리 커버(50')가 마련된다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 배터리 커버(50')는 박막메탈성형시트(40')의 외표면에는 배터리커버시트가 마련되지 않으며, 박막메탈성형시트(40')의 내측면에는 본체(2)에 착탈될 수 있도록 다수의 고정편(54)을 포함하는 합성수지재의 배터리메탈커버시트(52)가 마련될 수 있다.
상기와 같이 마련되는 메탈릭 배터리 커버는 메탈 소재의 필링을 가지면서도 관통홀(62)을 통해 내부에 적층된 칼라필름(20)의 무늬나 색상 등이 외부로 노출될 수 있으므로 일 실시예에 덧붙여 보다 다양한 디자인을 구현할 수 있다.
1..디스플레이 2..본체
3..배터리 커버 10..박막강화시트
20..칼라필름 30..박막합지시트
40..박막성형시트 50..배터리 커버
60..메탈시트 30'박막메탈합지시트
40'..박막메탈성형시트
3..배터리 커버 10..박막강화시트
20..칼라필름 30..박막합지시트
40..박막성형시트 50..배터리 커버
60..메탈시트 30'박막메탈합지시트
40'..박막메탈성형시트
Claims (4)
- 외면과 내면을 관통하는 다수의 관통홀을 구비하는 메탈시트를 준비하고,
박막강화시트를 마련하고,
상기 박막강화시트의 전면에 칼라필름을 적층하여 박막합지시트를 마련하며,
상기 메탈시트의 전면에 상기 박막합지시트를 적층하여 상기 칼라필름이 상기 다수의 관통홀을 통해 상기 메탈시트 외부로 노출되는 박막메탈합지시트를 마련하고,
상기 박막메탈합지시트를 열 성형하여 박막메탈성형시트를 마련하고,
열 성형된 박막메탈성형시트 외곽에 배터리 커버 형상을 인서트 사출하여 마련되는 박막 배터리 커버의 제조 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 박막강화시트는 CFRP 또는 GFRP를 포함하는 섬유강화 플라스틱으로 마련되는 박막 배터리 커버의 제조 방법. - 삭제
- 삭제
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