KR20100056390A - 성형 부품, 전자 기기 및 성형 부품의 제조 방법 - Google Patents

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마사시 도리모또
시즈오 아라이
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Abstract

본 발명의 성형 부품은, 제1 방향의 폭 방향, 제2 방향의 길이 방향 및 제3 방향의 높이 방향을 갖고, 제3 방향으로 돌출하는 제1 면과 상기 제1 면의 다른측에 공간부를 형성하는 제2 면을 포함하는 상자 형상의 몸체부와, 몸체부의 주연으로부터 제1 방향 및 제2 방향으로 평행하게 외측을 향해서 돌출하는 받침대부를 포함하는 1차 성형층과, 1차 성형층 위에 적층되며, 1차 성형층과 동일한 폭 및 길이를 갖는 광투과성의 수지 재료로 형성되는 2차 성형층과, 1차 성형층과 2차 성형층 사이에 형성된 인-몰드층을 포함한다.
사출 성형, 인-몰드 성형, 캐비티, 코어, 금형

Description

성형 부품, 전자 기기 및 성형 부품의 제조 방법{MOLDED COMPONENT, ELECTRONIC APPARATUS, AND METHOD OF PRODUCING A MOLDED COMPONENT}
본 발명은, 내구성 및 디자인이 우수한 성형 부품, 성형 부품을 케이싱에 사용한 전자 기기 및 성형 부품의 제조 방법에 관한 것이다.
성형 시에 사출 성형 부품의 표면을 장식하는 방법으로서, 예를 들어, 인-몰드(in-mold) 성형법이 공지되어 있다. 인-몰드 성형은, 인쇄나 증착등의 방법으로 미리 시트에 도안(pattern)을 부착시켜 얻은 필름을 금형(die)에 밀착(press)시키는 단계와, 수지의 성형과 동시에, 성형 수지의 표면에 이러한 도안을 전사시키는 단계를 포함한다(일본 특허 출원 공개 공보 제2000-210971호 참조). 그러나, 인-몰드 성형에 의해 장식된 성형 부품의 표면에 인-몰드층이 노출됨으로써, 마멸이나 손상에 의해 장식 효과가 줄어들거나 외관이 손상되는 문제가 발생하기 쉽다.
한편, 1차 성형 수지와는 다른 수지로 형성되는 2차 성형층을, 1차 성형 부품의 표면에 형성하는 2색 성형법이 알려져 있다. 예를 들면, 일본 특허 제3,472,403호(이하 특허 문헌 2라 함)에는, 인-몰드층이 전사된 1차 성형 수지의 표면에 투명한 2차 성형 수지를 성형하는 방법이 개시되어 있다. 상기 특허 문헌 2 에서, 1차 성형 수지 및 2차 성형 수지는 공통 코어에 형성된 1차 성형 수지 사출 경로 및 2차 성형 수지 사출 경로로부터 용융 수지가 각각 사출됨으로써 성형된다. 또한, 상기 특허 문헌 2에는, 2차 성형층의 표면을 또한 인-몰드 성형법에 의해 장식하는 성형 방법이 개시되어 있다.
최근, 전자 기기의 케이싱부로서, 플라스틱 재료로 형성된 사출 성형체가 널리 사용되고 있다. 특히, 인-몰드 성형법과 2색 성형법을 병용한 성형 방법을 사용함으로써, 디자인이 우수하고, 디자인성의 효과가 높은 제품의 설계가 가능해질 것으로 기대되고 있다.
그러나, 이러한 특허 문헌 2에 개시된 성형 방법에서는, 수지의 사출 방향에 제약이 있기 때문에, 얻어지는 성형 부품은 2차 성형 수지가 1차 성형 수지의 측면을 피복하는 구성으로 한정된다. 따라서, 예를 들어 플레이트 형상과 같이 개구부를 갖는 상자 형상의 부품을 성형할 경우, 개구부의 외주부가 2차 성형 수지로 피복된 부품 밖에 얻을 수 없어, 디자인의 설계 자유도가 제한된다. 또한, 이와 같은 성형 부품은, 이러한 외주부에 낙하 충격이나 과도한 응력이 작용했을 때에, 1차 및 2차 성형 수지의 계면 박리가 발생하기 쉽다는 성형 품질상의 관점에서도 불이익을 갖는다. 또한, 2차 성형 수지의 표면에 전사된 인-몰드 층의 내구성에 대한 문제점도 남는다.
상술한 바와 같은 사정을 감안하여 볼 때, 성형 품질 및 내구성이 우수한 성 형 부품, 이러한 성형 부품을 케이싱에 사용한 전자 기기 및 성형 부품의 제조 방법이 필요하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 1차 성형층, 2차 성형층 및 인-몰드층을 포함하는 성형 부품이 제공된다.
1차 성형층은, 박스형의 몸체부와 받침대부를 포함한다. 몸체부는 제1 방향의 폭 방향, 제2 방향의 길이 방향 및 제3 방향의 높이 방향을 갖는다. 몸체부는 제3 방향으로 돌출하는 제1 면과, 이 제1 면의 다른측에 공간부를 형성하는 제2의 면을 포함한다. 받침대부는 몸체부의 주연(circumferential edge)으로부터 제1 방향 및 제2 방향으로 평행하게 외측을 향해서 돌출한다.
2차 성형층은, 1차 성형층 위에 적층되며, 1차 성형층과 동일한 폭 및 길이를 갖는 광투과성 수지 재료로 형성된다.
인-몰드층은 1차 성형층과 2차 성형층 사이에 형성된다.
상술된 구조를 가지는 성형 부품에서, 2차 성형층은 광학적으로 투명 또는 반투명한(translucent) 재료로 형성되기 때문에, 외부로부터의 인-몰드층을 시각적으로 인식할 수 있으며, 인-몰드층을 손상 및 마멸로부터 효과적으로 보호할 수 있다.
또한, 성형 부품은 몸체부의 내부에 공간부가 형성되는 대략 상자 형상이므로, 케이싱의 구성 부품, 전자 부품의 보호 패널 등에 사용할 수 있다.
또한, 2차 성형층은 1차 성형층과 동일한 폭 및 길이를 가지도록 형성되기 때문에, 2차 성형층은 받침대부의 측주면(circumferential side surface)을 피복하지 않는다. 따라서, 성형 부품의 측주부는, 2차 성형층에 의해 피복되는 경우와는 상이한 1차 성형층과 2차 성형층의 다층 구조를 형성한다. 따라서, 성형 부품의 측주부의 디자인성이 높아지고, 시각효과가 높은 제품설계가 가능해진다.
또한, 2차 성형층이 1차 성형층과 동일한 폭 및 길이로 형성되기 때문에, 성형 부품의 외주부에 낙하 충격이나 과도한 응력이 작용해도, 1차 성형층과 2차 성형층 사이에서 계면 박리가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
몸체부는 일반적으로 합성 수지 재료로 형성되는 사출 성형체로 구성된다. 그러나, 몸체부는 금속판의 성형 가공품이어도 좋다. 몸체부는, 내부에 공간부를 형성하는 대략 상자 형상이나, 단면 형상은 특별히 한정되지 않는다. 몸체부를 구성하는 재료의 종류 및 색상은 특별히 한정되지 않으며, 원하는 디자인이나 필요로 하는 기계적 강도 등에 따라서 설정된다.
받침대부는 몸체부의 주연으로부터 폭 방향 및 길이 방향으로 외측을 향해서 돌출한다. 몸체부의 주연은 일반적으로 공간부에 면하는 제2 면측의 개구부의 주연이다. 받침대부는 주연으로부터 플랜지 형상으로 돌출하고, 1차 성형층의 폭 치수 및 길이 치수를 규정한다. 또한, 받침대부는 몸체부의 주연 전체 둘레에 따라 형성되는 예에 한정되지 않고, 부분적으로 형성될 수도 있다.
인-몰드층은 일반적으로 1차 성형층을 장식하는 도안이나 문자등이 나타내진 인쇄층이다. 이외에, 인-몰드층에는, 각종 배선층, 정보 기록층, 태양 전지 셀 등의 전기 소자, 광학 소자 등이 포함된다.
제1 면과 받침대부 사이의 경계는 곡면 형상으로 형성될 수 있다.
이러한 구조에 의해, 금형의 캐비티를 형성하는 벽면에서의 인-몰드 포일의 드로잉률(drawing rate)을 낮출 수 있다. 그래서, 인-몰드층 형성시의 잔주름이나 찢어짐을 억제할 수 있다. 또한, 미적 장식층을 안정적으로 형성할 수 있다.
2차 성형층은 두께 구배를 가져도 좋다.
이러한 구조에 의해, 보는 위치에 따라 장식층의 시각 효과를 다르게 할 수 있어, 디자인에 깊이감을 부여할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 케이싱과, 제2 케이싱을 포함하는 전자 기기가 제공된다.
제1 케이싱은 1차 성형층, 2차 성형층 및 인-몰드층을 포함한다. 1차 성형층은 박스형의 몸체부와 받침대부를 포함한다. 몸체부는 제1 방향의 폭 방향, 제2 방향의 길이 방향 및 제3 방향의 높이 방향을 갖는다. 몸체부는 제3 방향으로 돌출하는 제1 면과, 이 제1 면의 다른측에 공간부를 형성하는 제2 면을 포함한다. 받침대부는 몸체부의 주연으로부터 제1 방향 및 제2 방향으로 평행하게 외측을 향해서 돌출한다. 2차 성형층은 1차 성형층 위에 적층되며, 1차 성형층과 동일한 폭 및 길이를 갖는 광투과성 수지 재료로 형성된다. 인-몰드층은 1차 성형층과 2차 성형층 사이에 형성된다.
제2 케이싱은 제1 케이싱을 수납하는 수납부를 포함한다.
제1 케이싱은 전형적으로 전자 기기의 메인 케이싱 부분을 구성한다. 제2 케이싱은 제1 케이싱에 부속되는 전자 장치의 케이싱부로서 구성될 수 있다. 일 실시예로서, 제2 케이싱은 유저의 조작에 의해 개폐되는 가동부를 구성한다. 또한, 제2 케이싱은 소정의 전자 부품을 보호하는 케이싱부로 기능하게 할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조를 가지는 전자 기기에서, 2차 성형층은 광학적으로 투명 또는 반투명한 재료로 형성되기 때문에, 외부로부터 인-몰드층을 시각적으로 인식할 수 있으며, 인-몰드층을 손상이나 마멸로부터 효과적으로 보호할 수 있다. 또한, 제2 케이싱은 내부에 공간부가 형성되는 실질적으로 상자 형상이므로, 전자 부품 등의 보호 패널에 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 인-몰드층을 지지하기 위한 전사 필름을 제1 캐비티에 배치하는 단계를 포함하는 성형 부품의 제조 방법이 제공된다. 용융 수지를 가동 코어측으로부터 가동 코어와 제1 캐비티 사이에 사출 및 충전 함으로써, 1차 성형층이 형성된다.
1차 성형층은 몸체부와 받침대부를 포함한다. 몸체부는 제1 방향의 폭 방향, 제2 방향의 길이 방향 및 제3 방향의 높이 방향을 갖는다. 몸체부는 제3 방향으로 돌출하며 인-몰드층이 전사된 제1 면과, 이 제1 면의 다른측에 공간부를 형성하는 제2 면을 포함한다. 받침대부는 몸체부의 주연으로부터 제1 방향 및 제2 방향으로 평행하게 외측을 향해서 돌출한다.
가동 코어와, 1차 성형층을 수용하는 제2 캐비티와의 사이에, 광투과성 용융 수지를 사출 및 충전 함으로써, 2차 성형층이 형성된다. 2차 성형층은 인-몰드층을 개재하여 1차 성형층 위에 적층되며, 1차 성형층과 동일한 폭 및 길이를 갖는다.
이러한 성형 방법에 따르면, 상술한 바와 같이 구성된 1차 성형층, 인-몰드층 및 2차 성형층을 포함하는 적층 구조를 가지는 성형 부품을 제조할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 내구성 및 디자인이 우수한 성형 부품 및 이러한 성형 부품을 케이싱부에 사용한 전자 기기를 제공할 수 있다.
본 발명의 이러한 및 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부 도면에 도시된 바와 같은 본 발명의 최선의 실시예의 상세한 설명을 참조로 할 때 보다 명확해질 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조로 하여 설명한다.
[전자 기기의 전체 구성]
도 1 및 도 2는, 각각 본 발명의 실시예에 따른 전자 기기의 전체 구조를 도시한다. 이러한 실시예에서는, 전자 기기로서 휴대형 비디오 카메라(이하, 단순히「비디오 카메라」라 함)를, 예를 들어 설명한다.
비디오 카메라(10)는, 본체부(11), 촬상 렌즈를 포함하는 경통부(12), 파인더부(13) 및 표시부(14)를 포함한다. 경통부(12)는, 본체부(11)의 전방측에 배치되어 있다. 파인더부(13)는, 본체부(11)의 상면에 회전 가능하게 부착되어 있다. 표시부(14)는, 촬상된 화상을 표시하는 표시 소자(17)를 포함하며, 본체부(11)의 측면에 회전 가능하게 부착되어 있다. 상세한 도시는 생략하지만, 본체부(11)에는, 녹화 시작/정지 버튼(15), 각종 조작 버튼 및 스위치가 제공되어 있다. 배터 리(16)는, 본체부(11)의 배면에 탈착가능하게 부착되어 있다.
비디오 카메라(10)의 외관은, 주로, 제1 케이싱 부품(21) 및 제2 케이싱 부품(22)으로 구성되어 있다. 제1 케이싱 부품(21)은 본체부(11)의 케이싱부를 구성하고, 제2 케이싱 부품(22)은 표시부(14)의 케이싱부를 구성한다. 제1 케이싱 부품(21)은, 비디오 카메라(10)의 조작 시에 유저의 손에 의해 파지된다. 제2 케이싱 부품(22)은 유저의 손 및 손가락에 의해 파지되어, 표시부(14)가 사용될 때에 개폐 혹은 회전되며, 표시부(14)의 표시 소자(17)를 보호하는 기능을 한다.
표시부(14)는 대략 직사각형으로 형성된다. 비디오 카메라(10)의 비사용시, 표시부(14)는 일반적으로 본체부(11)의 측면에 형성된 수납부(18)에 수납된다. 표시부(14)는 그 일측부에 부착된 부착 부재(19)를 통해서 본체부(11)의 측면에 지지되어 있다. 표시부(14)는 부착 부재(19)를 통하여 본체부(11)의 높이 방향과 평행한 축(제1 축)의 근처와, 이 제1 축과 직교하는 축(제2 축)의 근처에서 각각 회전가능하다. 이러한 구조에 의해, 표시부(14)는 비디오 카메라(10)의 사용시에, 수납부(18)로부터 취출되어서, 도 2에 도시한 바와 같이, 유저측인 본체부(11)의 배면측에 원하는 앙각(elevation angle)으로 표시 소자(17)를 위치시킬 수 있다.
여기서, 표시 소자(17)는 액정 디스플레이, 유기 EL(일렉트로 루미네센스)
디스플레이 등으로 구성될 수 있다.
[제2 케이싱부의 구성]
다음으로, 표시부(14)의 케이싱부(제2 케이싱 부품(22))의 상세에 대해서 설명한다.
도 3 내지 도 5는 제2 케이싱 부품(22)의 구조를 도시하는 사시도이다. 제2 케이싱 부품(22)은 1차 성형층(31), 2차 성형층(32) 및 인-몰드층(33)을 포함하는 성형 부품이다. 도 6은 1차 성형층(31)을 도시하는 단면도이다.
[1차 성형층(몸체부)]
1차 성형층(31)은 플라스틱 재료로 형성된 대략 플레이트 형상(상자 형상)의 사출 성형체이며, 제1 방향(X축 방향)의 폭 방향, 제2 방향(Y축 방향)의 길이 방향, 제3 방향(Z축 방향)의 높이 방향을 갖는다. 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 1차 성형층(31)은 몸체부(310)와 받침대부(320)를 포함한다.
몸체부(310)는 인-몰드층(33)과 2차 성형층(32)이 적층되는, Z축 방향으로 돌출되는 볼록면(311; 제1 면)을 포함한다. 또한, 몸체부(310)는 볼록면(311)의 다른측에 공간부(31s)를 형성하는 오목면(312; 제2 면)을 포함한다. 공간부(31s)는 표시 소자(17)를 수용하기 위한 소정 용적을 갖는다. 오목면(312)에는 몸체부(310)를 보강하기 위한 복수의 리브(314)가 형성되어 있다.
몸체부(310)는 그 길이 방향(Y축 방향)을 따라 대략 균일한 단면 형상을 갖는다. 본 실시예에서, 이러한 단면 형상은 굴곡된 아치형으로 형성되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이러한 단면 형상은 직사각형, 곡면 또는 다른 기하학적 형상으로 대체되어도 좋다.
공간부(31s)는 오목면(312)과, 몸체부(310)를 둘러싸는 측벽에 의해 규정된다. 몸체부(310)의 길이 방향의 단부에 형성된 하나의 측벽부(315)는, 상기 부착 부재(19)에 결합되는 결합 벽부로서 기능한다. 즉, 측벽부(315)는 제2 케이싱 부 품(22)을 부착 부재(19)에 결합하기 위한 나사 구멍(317)과, 부착 부재(19)에 대한 제2 케이싱 부품(22)의 회전축(상기 제2 축)을 수용하기 위한 노치부(316)를 포함한다.
[1차 성형층(받침대부)]
받침대부(320)는 몸체부(310)의 주연으로부터 폭 방향(X축 방향) 및 길이 방향(Y축 방향)의 플랜지 형상으로 외측을 향해 돌출되어 있다. 본 실시예에서, 받침대부(320)는 공간부(31s)에 면하는 오목면(312)측의 개구부(315)의 외주부를 따라 부착 부재(19)에 고정된 측 벽부(315)를 제외한 측주부 전체 영역에 걸쳐 균일한 형상으로 연속적으로 형성되어 있다.
1차 성형층(31)을 구성하는 재료의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대, ABS(아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌) 수지등의 범용 수지 또는 PC(폴리카보네이트) 수지 및 ABS와 PC의 혼합 수지등의 엔지니어링 플라스틱을 사용할 수 있다. 1차 성형층(31)의 수지색도 특별히 한정되지 않으며, 투명 또는 반투명하여도 좋다. 1차 성형층(31)의 게이트 위치는, 몸체부(310)의 오목면(312) 상의 임의의 위치로 할 수 있다.
[2차 성형층]
2차 성형층(32)은 1차 성형층(31) 위에 적층된다. 보다 상세하게, 2차 성형층(32)은 몸체부(310)의 볼록면(311)측의 표면과, 받침대부(320)의 동일 볼록면(311)측의 표면에 적층된다. 이러한 구조에 의해, 2차 성형층(32)은 도 4 및 도 6에 도시한 바와 같이, 1차 성형층(31)과 동일한 폭(W) 및 길이(L)로 형성된다.
2차 성형층(32)은 1차 성형층(31)의 볼록면(311)의 형상을 따라 대략 동일한 두께로 형성되어 있다. 2차 성형층(32)의 두께는 1차 성형층(31)의 두께와 동일, 혹은, 1차 성형층(31)의 두께보다도 작지만, 1차 성형층 (31)의 두께보다 커도 좋다. 본 실시예에서는, 제2 케이싱 부품(22)의 Z축 방향의 두께는 1.3mm이며, 1차 성형층(31) 및 2차 성형층(32)의 Z축 방향의 두께는 각각 0.65mm이지만, 물론 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 2차 성형층(32)의 형상은 이러한 실시예에 한정되지 않고, 1차 성형층(31)의 형상에 의존함 없이 직사각 형상이나 만곡 형상등의 임의의 형상일 수 있다.
2차 성형층(32)은 광투과성을 갖는 투명 또는 반투명 수지 재료로 형성된 사출 성형체이다. 2차 성형층(32)은 착색된 투명체이어도 좋다. 2차 성형층(32)의 게이트 위치는 주연측 표면을 포함하는 표면의 임의인 위치일 수 있다. 2차 성형층(32)은 후술하는 인-몰드층(33)을 보호하는 것과, 인-몰드층(33)을 제2 케이싱 부품(22)의 외부로부터 시각적으로 볼 수 있게 하는 것과, 제2 케이싱 부품(22)의 디자인성의 효과를 높이는 것을 목적으로 하여 형성된다.
2차 성형층(32)을 구성하는 재료의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, PMMA(폴리메틸메타크릴레이트(아크릴)), PC 및 PS(폴리스티렌) 등의 투명 또는 반투명 수지를 사용할 수 있다.
[인-몰드층]
인-몰드층(33)은 1차 성형층(31)과 2차 성형층(32) 사이에 형성된다. 인-몰 드층(33)은, 일반적으로, 1차 성형층(31)을 장식하며 도안이나 문자 등이 나타나는 인쇄층이다. 인-몰드층(33)은 1차 성형층(31)의 볼록면(311)에 인-몰드 성형법에 의해 형성된 전사층이다. 인-몰드층(33)의 형성 범위는, 1차 성형층(31)의 볼록면(311)의 일부 또는 전체 영역이다. 받침대부(320)의 표면에 인-몰드층(33)이 형성되어도 된다. 본 실시예에서는, 볼록면(311)의 대략 중앙부에 인-몰드층(33)이 형성되어 있다.
인-몰드층(33)의 디자인은, 제2 케이싱 부품(22)의 형상, 크기, 색조 등에 기초하여 자유롭게 설정된다. 인-몰드층(33)은 제2 케이싱 부품(22)의 디자인의 주요부를 구성하도록 설계되어도 좋다.
인-몰드층(33)에는, 인쇄층 이외에, 각종 배선층, 정보 기록층, 태양 전지 셀 등의 전기 소자 혹은 광학 소자 등이 포함된다. 배선층으로서는, 예를 들어, 표시 소자(17)의 구동 회로를 들 수 있다. 인-몰드층(33)을 LED 회로로 구성하면, 제2 케이싱 부품(22)을 LED로 점등하는 것이 가능하다. 상기 정보 기록층의 예로서는, 자기 기록층, 홀로그램 소자, 반도체 칩을 포함하는 RFID 기판을 포함한다. 태양 전지 셀은, 예를 들면, 표시 소자(17)의 전력원으로서 사용될 수 있다.
1차 성형층(31)에 대한 인-몰드층(33)의 형성에는, 후술하는 바와 같이, 금형에 인-몰드 포일(foil)을 밀착시켜 1차 성형층(31)을 성형하는 인-몰드 성형법이 적용된다. 인-몰드 포일은 수지의 성형 압력에 의해 금형의 벽면에 압박되기 때문에, 벽면 형상이 급격하게 변하는 위치에서는 인-몰드 포일의 드로잉율이 높아져, 잔주름이나 손상의 원인이 된다. 따라서, 1차 성형층(31)의 볼록면(311)을 어떠한 예리한 코너부가 발생하지 않는 형상으로 형성하거나, 몸체부(310)와 받침대부(320) 사이의 경계부를 완만한 곡면 형상으로 형성함으로써, 인-몰드층 (33)의 적절한 전사 공정을 확보할 수 있다.
[본 실시예의 작용]
본 실시예의 제2 케이싱 부품(22)에서 2차 성형층(32)은, 광학적으로 투명 또는 반투명한 재료로 형성되기 때문에, 외부로부터 인-몰드층(33)을 시각적으로 인식할 수 있으며, 인-몰드층(33)을 손상이나 마모로부터 효과적으로 보호할 수 있다.
또한, 제2 케이싱 부품(22)은 몸체부(310)가 내부에 공간부(31s)를 형성하는 대략 상자 형상이므로, 표시 소자(17)의 보호 패널로서 충분히 기능할 수 있다.
한편, 2차 성형층(32)은 1차 성형층(31)과 동일한 폭 및 길이로 형성되기 때문에, 받침대부(320)의 측주면이 2차 성형층(32)으로 피복될 일은 없다. 따라서, 제2 케이싱 부품(22)의 측주부는, 2차 성형층(32)으로 피복되는 경우와는 상이하고, 1차 성형층(31)과 2차 성형층(32)을 포함하는 다층 구조로 이루어진다. 이에 의해, 제2 케이싱 부품(22)의 측주부의 디자인성이 향상되고, 시각 효과가 높은 제품 설계가 가능해진다.
또한, 2차 성형층(32)이 1차 성형층(31)과 동일한 폭 및 길이로 형성되기 때문에, 제2 케이싱 부품(22)의 외주부에 낙하 충격이나 과도한 응력이 작용하여도, 1차 성형층(31)과 2차 성형층(32) 사이에서 계면 박리가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
1차 성형층(31)의 볼록면(311)에 적층되는 2차 성형층(32)은 균등한 두께로 형성되는 예로 한정되지 않으며, 두께 구배를 가지도록 형성되어도 좋다. 예를 들어, 인-몰드층(33)의 형성 영역에 길이 방향(Y축 방향) 및 폭 방향(X축 방향)으로 두께 구배가 제공될 수 있다. 이러한 구조에 의해, 보는 위치에 따라 인-몰드층(33)의 시각 효과를 상이하게 할 수 있어, 디자인에 깊이감을 부여할 수 있다.
또한, 1차 성형층(31) 및/또는 2차 성형층(32)의 표면에 형상 가공을 실시해도 좋다. 이러한 형상 가공에 의해, 2차 성형층(32)의 두께를 변화시킬 수 있기 때문에, 디자인성의 효과의 향상에 기여할 수 있다.
[제2 케이싱부의 제조 방법]
다음으로, 상술한 바와 같이 구성된 제2 케이싱 부품(22)의 제조 방법에 대해서 설명한다.
[1차 성형층의 형성]
도 7은, 제2 케이싱 부품(22)을 구성하는 성형 부품을 제조하기 위한 금형 장치에서, 1차 성형층(31)을 성형하는 금형 부분의 개략 단면도이다. 이 금형 장치는, 3 플레이트 방식으로 구성되며, 고정측인 제1 금형 플레이트(51) 및 제2 금형 플레이트(52)와, 가동측인 제3 금형 플레이트(53)를 포함한다.
제2 금형 플레이트(52)는 1차 성형용의 제1 캐비티(522)를 포함한다. 제3 금형 플레이트(53)는 1차 성형용의 코어(532; 가동 코어)를 포함한다. 코어(532)는, 제2 금형 플레이트(52)와 제3 금형 플레이트(53)가 형 체결될 때, 제1 캐비티(522)의 내부에 수용된다. 제1 캐비티(522)와 코어(532) 사이의 간극 공간은, 1 차 성형층(31)의 외관 형상에 대응하는 내부 형상을 갖는다. 따라서, 이러한 간극 공간에 충전된 수지가 고화함으로써, 상술한 구조의 1차 성형층(31)이 형성된다(도 6).
제2 금형 플레이트(52)와 제3 금형 플레이트(53)의 사이에는, 인-몰드 포일 (300)이 배치되어 있다. 인-몰드 포일(300)은 제1 캐비티(522)를 덮도록, 제2 금형 플레이트(52) 측에 배치된다. 인-몰드 포일(300)은 예를 들어 롤-투-롤 방식에 의해, 도시된 금형 장치의 외부로부터 공급된다.
도 8은 인-몰드 포일(300)의 단면도이다. 인-몰드 포일(300)은 베이스 막(301), 제1 접착층(302), 인-몰드층(303) 및 제2 접착층(304)을 포함하는 적층 구조를 갖는다. 인-몰드층(303)은 도 3 및 도 4을 참조하여 설명한 인-몰드 층 (33)에 상당한다. 제1 접착층(302)은 인-몰드층(303)을 베이스 필름(301)에 접착시킨다. 제2 접착층(304)은 인-몰드층(303)을 1차 성형층(31)의 표면에 전사시키는데 사용된다. 인-몰드 포일(300)은 제2 접착층(304)이 제3 금형 플레이트(53)에 대향되도록, 제2 금형 플레이트(52)와 제3 금형 플레이트(53) 사이에 배치된다.
제3 금형 플레이트(53)에는, 제1 캐비티(522)에 용융 수지를 도입하기 위한 제1 게이트부(531)가 형성되어 있다. 제1 게이트부(531)의 게이트 부는, 코어(532)의 캐비티 대향면에 배치되어 있다. 본 실시예에서는, 도시한 바와 같이, 바나나 게이트(컬 혼 방식(curl-horn-type)의 게이트)가 제1 게이트부(531)에 사용되지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 도 10에 도시한 바와 같이, 서브마린(submarine) 게이트(532)를 사용해도 된다. 바나나 게이트는 성형 후의 이젝터 핀에 의해 이형 시에 자동적으로 절단된다. 그래서, 성형 후의 후 가공의 게이트 절단 가공이 불필요하게 된다.
제2 금형 플레이트(52)에는, 탕구부(521)가 형성되어 있다. 또한, 제1 금형 플레이트(51)에는, 탕구부(521)와 소통하는 제1 러너부(511)가 형성되어 있다. 제1 러너부(511)는 제1 금형 플레이트(51)의 표면에 형성된 제1 수지 공급부(512)와 소통된다. 제1 수지 공급부(512)는 1차 성형층을 형성하기 위하여 용융 수지를 사출하는 제1 사출 장치(도시 생략)과 연결되어 있다.
제2 금형 플레이트(52)와 제3 금형 플레이트(53)를 형 체결하면, 탕구부(521)와 제1 게이트부(531)가 서로 소통된다. 1차 성형층(31)을 형성하는 제1 수지(R1)는, 제1 사출 장치로부터 제1 수지 공급부(512), 제1 러너부(511), 탕구부(521) 및 제1 게이트부(531)를 통하여, 제1 캐비티(522)로 공급된다. 사출되는 수지의 온도, 압력, 속도 등의 성형 조건은 적절히 설정할 수 있다.
제1 캐비티(522)에 제1 수지(R1)가 충전된 후, 금형 장치가 냉각됨으로써 제1 수지(R1)가 고화된다. 이때, 인-몰드 포일(300)은 사출된 수지의 내압에 의해 캐비티(522)의 벽면에 압박되며, 수지 온도에 의해 연화된 제2 접착층(304)에 의해 인-몰드층(303)이 1차 성형층(31)의 표면에 접착된다.
상술한 바와 같은 인-몰드 성형법에 의해, 1차 성형층(31)의 형성과 동시에, 1차 성형층(31)의 표면에 인-몰드층(303)이 형성된다. 도 11에 도시한 바와 같이, 인-몰드층(303)은 제2 금형 플레이트(52)와 제3 금형 플레이트(53)의 형 개방 시에, 베이스 막(301) 측으로부터 1차 성형층(31) 측으로 전사된다. 인-몰드층(303 이 전사된 1차 성형층(31)은, 형 개방후, 제3 금형 플레이트(53)의 코어(532) 위에 남는다.
[2차 성형층의 형성]
도 12는 제2 케이싱 부품(22)을 구성하는 성형 부품을 제조하기 위한 금형 장치에서, 2차 성형층(32)을 성형하는 금형 부분의 개략 단면도이다.
가동측인 제3 금형 플레이트(53)는, 그 면내에서 회전가능한 회전 테이블(도시 생략) 상에 배치된다. 1차 성형층(31)의 성형후, 제3 금형 플레이트(53)는, 이러한 회전 테이블의 회전축의 근처에서 180도 회전하여, 예컨대 2차 성형층(32)의 성형 위치에 배치된다. 제2 금형 플레이트(52)는 2차 성형을 위한 제2 캐비티(524)를 더 포함한다. 제2 캐비티(524)는 코어(532)를 180도 회전시킨 위치에 대응하여 형성된다. 따라서, 1차 성형층(31)의 형성후, 제3 금형 플레이트(53)가 1차 성형층(31)과 함께 180도 회전했을 때, 코어(532)는 제2 캐비티(524)와 대향하는 위치 관계가 된다.
제2 금형 플레이트(52)에는, 제2 캐비티(524)에 용융 수지를 도입하기 위한 제2 게이트부(523)가 형성되어 있다. 제2 게이트부(523)의 게이트 구는, 제2 캐비티(524)의 저면에 위치되어 있다. 본 실시예에서는, 도시한 바와 같이, 제2 게이트부(523)로서 핀포인트(pinpoint) 게이트가 사용되고 있지만, 이에 한정되지 않는다. 도 14에 도시한 바와 같이, 사이드 게이트(에지 게이트; 533)를 제2 게이트부로 사용해도 된다. 이 경우, 사이드 게이트(533)는 제3 금형 플레이트(53)에 형성되고, 그 게이트 구는 제2 캐비티(524)의 측주부에 위치된다. 또한, 제2 금형 플 레이트(52)에는, 제2 게이트부(523) 대신에 탕구부(525)가 형성된다.
도 12에 도시한 바와 같이, 제1 금형 플레이트(51)는 제2 게이트부(523)와 소통하는 제2 러너부(513)를 더 포함한다. 제2 러너부(513)는 제1 금형 플레이트(51)의 표면에 형성된 제2 수지 공급부(514)와 소통된다. 제2 수지 공급부(514)는 2차 성형층을 형성하기 위하여 용융 수지를 사출하는 제2 사출 장치(도시 생략)와 연결되어 있다.
도 13은 제2 금형 플레이트(52)와 제3 금형 플레이트(53)가 형 체결된 상태를 나타내는 개략 단면도이다. 1차 성형층(31) 및 코어(532)는, 제2 캐비티(524)에 수용된다. 1차 성형층(31)과 제2 캐비티(524) 사이의 간극 공간은, 2차 성형층(32)의 외관 형상에 대응하는 내부 형상을 갖는다. 2차 성형층(32)을 형성하는 광투과성 제2 수지(R2)는, 제2 사출 장치로부터 제2 수지 공급부(514), 제2 러너부(513) 및 제2 게이트부(523)를 통하여, 제2 캐비티(524)로 공급된다. 사출되는 수지의 온도, 압력, 속도 등의 성형 조건은, 적절히 설정될 수 있다.
제2 캐비티(524)에 제2 수지(R2)가 충전된 후, 금형 장치의 냉각에 의해 제2 수지(R2)가 고화된다. 그 후, 제2 금형 플레이트(52)와 제3 금형 플레이트(53)를 형 개방함으로써, 1차 성형층(31) 위에 인-몰드층(303)과 2차 성형층(32)이 순서대로 적층된 성형 부품이 제조된다. 제2 캐비티(524)로부터의 2차 성형층(32)의 이형 및, 코어(532)로부터의 1차 성형층(31)의 이형은, 제2 금형 플레이트(52) 및 제3 금형 플레이트(53)의 임의인 위치에 배치된 이젝터 핀(도시 생략)을 사용하여 수행된다.
상술한 바와 같은 인-몰드 성형법과 2색 성형법을 조합함으로써, 본 실시예의 제2 케이싱 부품(22)이 제조된다. 본 실시예에서는, 1차 성형층(31)의 형성 이후에, 가동 금형인 제3 금형 플레이트(53)를 회전시킴으로써, 2차 성형층(32)을 형성한다. 이러한 구조에 의해, 1대의 금형 장치로 상술한 구조의 성형 부품을 용이하게 제조할 수 있다.
또한, 인-몰드 포일(300)을 고정 금형인 제2 금형 플레이트(52)에 배치하고, 제2 금형 플레이트(52) 측에 제1 캐비티(522)를 형성한다. 이러한 구조에 의해, 형 개방 이후에, 인-몰드층(303(33))이 전사된 1차 성형층(31)을 가동 금형측에 배치할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 1차 성형층(31)을 성형하는 수지를 제1 캐비티(522)에 공급하기 위한 제1 수지 공급부(512)가, 제3 금형 플레이트(53)의 회전 중심과는 다른 위치에 형성되어 있다. 이러한 구조에 의해, 2차 성형층(32)을 성형하는 수지를 제2 캐비티(524)에 공급하기 위한 제2 수지 공급부(514)의 배치 자유도를 높일 수 있어, 금형 설계가 용이해진다.
이상, 본 발명의 실시예에 대해서 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상에 기초하여 다양한 변형이 가능하다.
예를 들어, 이러한 실시예에서는, 제2 케이싱 부품(22)을 구성하는 성형 부품의 1차 성형층(31)에 합성 수지 재료로 형성된 사출 성형체를 사용했지만, 이 대신에, 금속판의 프레스 성형체 등의 성형 가공품을 사용해도 된다. 금속판의 구성 재료의 예로서는, 마그네슘 합금, 알루미늄 합금 및 철강 재료를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 성형 부품은, 비디오 카메라의 표시부용의 케이싱부에 적용되는 것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 디스플레이의 외곽 프레임, 휴대 전화 및 휴대형 게임 기기 등의 다른 전자 기기의 케이싱 부품에 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 전자 기기의 케이싱 부품 이외에, 케이스, 장식구, 램프 기구(lamp fitting) 및 용기 등의 가정용 혹은 오피스용의 각종 비품에도, 본 발명은 적용 가능하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 성형 부품의 제조 장치는, 상술한 3 플레이트 방식의 금형 장치에 한정되지 않고, 예를 들어, 2 플레이트 방식의 금형 장치를 사용해도 된다.
또한, 이상의 실시예에서는, 1차 성형층(31) 및 2차 성형층(32)의 형성에 있어, 수지의 사출 장치를 금형 장치의 외부에 제공한 예를 설명하였다. 이 대신에, 도 15 및 도 16에 도시한 바와 같이, 금형 장치의 내부에서 용융 수지를 사출하는 핫 러너(hot runner)를 사용하는 것도 가능하다. 도 15는 1차 성형층(31)을 형성하기 위한 게이트부(531)에 직접 용융 수지를 사출하는 제1 핫 러너(61)를 제2 금형 플레이트(52)에 제공한 예를 도시한다. 도 16은 2차 성형층(32)을 형성하기 위한 게이트부(533)에 직접 용융 수지를 사출하는 제2 핫 러너(62)를 제2 금형 플레이트(52)에 제공한 예를 도시한다.
본 발명은 일본 특허청에 2008년 11월 18일에 출원된 일본 우선권 특허 출원 JP 2008-294175에 개시된 관련 요지를 포함하며, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 포함되어 있다.
당업자라면, 첨부된 청구범위 또는 이와 등가물 내의 설계 요건 및 다른 요건에 따라, 다양한 변경, 조합, 하위 조합 및 대체가 있을 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
도 1은 정면 측으로부터 본, 본 발명의 실시예에 따른 전자 기기를 나타내는 전체 사시도.
도 2는 전자 기기를 배면 측으로부터 본 사시도.
도 3는 전자 기기의 표시부의 케이싱부를 구성하는 성형 부품의 전체 사시도.
도 4는 성형 부품을 다른 각도로부터 본 사시도.
도 5는 성형 부품의 주요부의 단면 사시도.
도 6는 성형 부품을 구성하는 1차 성형층의 단면도.
도 7는 성형 부품을 제조하는 금형 장치에서 1차 성형층을 형성하기 위한 금형부를 나타내는 개략 단면도.
도 8는 금형 장치의 내부에 배치되는 인-몰드 포일의 개략 단면도.
도 9는 금형 장치에 의하여 1차 성형층을 형성하는 공정을 나타내는 단면도.
도 10는 금형 장치의 게이트 구조의 변형예를 나타내는 단면도.
도 11는 금형 장치의 형 개방 공정을 나타내는 단면도.
도 12는 금형 장치에서 2차 성형층을 형성하기 위한 금형부를 나타내는 단면도.
도 13는 금형 장치에 의해 2차 성형층을 형성하는 공정을 나타내는 단면도.
도 14는 금형 장치의 게이트 구조의 변형예를 나타내는 단면도.
도 15는 금형 장치에서 1차 성형층을 형성하는 금형부의 구조의 변형예를 나 타내는 단면도.
도 16은 금형 장치에서 2차 성형층을 형성하기 위한 금형부의 구조의 변형예를 나타내는 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10: 비디오 카메라
11: 본체부
14: 표시부
17: 표시 소자
18: 수납부
21: 제1 케이싱 부품
22: 제2 케이싱 부품
33, 303: 인-몰드층
300: 인-몰드 포일
310: 몸체부
311: 볼록면(제1 면)
312: 오목면(제2 면)
320: 받침대부
522: 제1 캐비티
524: 제2 캐비티
532: 코어(가동 코어)

Claims (9)

  1. 성형 부품으로서,
    제1 방향의 폭 방향, 제2 방향의 길이 방향, 및 제3 방향의 높이 방향을 갖고, 상기 제3 방향으로 돌출하는 제1 면과 상기 제1 면의 다른측에 공간부를 형성하는 제2 면을 포함하는 상자 형상의 몸체부와, 상기 몸체부의 주연으로부터 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 평행하게 외측을 향해서 돌출하는 받침대부를 포함하는 1차 성형층과,
    상기 1차 성형층 위에 적층되며, 상기 1차 성형층과 동일한 폭 및 길이를 갖는 광투과성의 수지 재료로 형성되는 2차 성형층과,
    상기 1차 성형층과 상기 2차 성형층 사이에 형성된 인-몰드층을 포함하는, 성형 부품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인-몰드층은 상기 1차 성형층을 장식하기 위한 인쇄층인, 성형 부품.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 면과 상기 받침대부 간의 경계는 곡면 형상인, 성형 부품.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 2차 성형층은 두께 구배를 갖는, 성형 부품.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 1차 성형층은 금속 가공판인, 성형 부품.
  6. 전가 기기로서,
    제1 방향의 폭 방향, 제2 방향의 길이 방향, 및 제3 방향의 높이 방향을 갖고, 상기 제3 방향으로 돌출하는 제1 면과 상기 제1 면의 다른측에 공간부를 형성하는 제2 면을 포함하는 상자 형상의 몸체부와, 상기 몸체부의 주연으로부터 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 평행하게 외측을 향해서 돌출하는 받침대부를 포함하는 1차 성형층과,
    상기 1차 성형층 위에 적층되며, 상기 1차 성형층과 동일한 폭 및 길이를 갖는 광투과성의 수지 재료로 형성되는 2차 성형층과,
    상기 1차 성형층과 상기 2차 성형층 사이에 형성된 인-몰드층을 포함하는 제1 케이싱과,
    상기 제1 케이싱을 수납하는 수납부를 포함하는 제2 케이싱을 포함하는, 전자 기기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 케이싱은 상기 제2 케이싱에 대하여 회전 가능하게 부착되어 있는, 전자 기기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 공간부에 수용되는 표시 소자를 더 포함하는, 전자 기기.
  9. 성형 부품의 제조 방법으로서,
    인-몰드층을 지지하기 위한 전사 필름을 제1 캐비티에 배치하는 단계와,
    용융 수지를 가동 코어측으로부터 상기 가동 코어와 상기 제1 캐비티와의 사이에 사출 및 충전함으로써, 제1 방향의 폭 방향, 제2 방향의 길이 방향, 및 제3 방향의 높이 방향을 갖고, 상기 제3 방향으로 돌출하며 상기 인-몰드층이 전사된 제1 면과 상기 제1 면의 다른측에 공간부를 형성하는 제2 면을 포함하는 상자 형상의 몸체부와, 상기 몸체부의 주연으로부터 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 평행하게 외측을 향해서 돌출하는 받침대부를 포함하는 1차 성형층을 형성하는 단계와,
    상기 가동 코어와, 상기 1차 성형층을 수용하는 제2 캐비티와의 사이에 광투과성 용융 수지를 사출 및 충전 함으로써, 상기 인-몰드층을 개재하여 상기 1차 성형층 위에 적층되며 상기 1차 성형층과 동일한 폭 및 길이를 갖는 2차 성형층을 형성하는 단계를 포함하는, 성형 부품의 제조 방법.
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