KR20140120966A - 이동통신단말기 배터리 케이스 및 전자제품 케이스 - Google Patents

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KR20140120966A
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Abstract

본 발명은 박형화가 가능하고 고강도를 갖도록 개선된 구조를 가지는 이동통신단말기 배터리 케이스 및 전자제품 케이스를 개시한다. 본 발명에 따른 이동통신단말기에 수납된 배터리를 보호하는 이동통신단말기 배터리 케이스는 열가소성 수지에 비해 유동성이 우수하여 제품의 박형화가 가능한 열경화성 수지와 열경화성 수지가 갖는 취성을 보완해 주는 적어도 하나 이상의 필름이 교대로 적층된 구조를 포함하고, 그 필름은 열경화성 수지의 상부, 하부 또는 내부 중 적어도 어느 하나에 위치할 수 있다. 또한, 상기 열경화성 수지는 에폭시 수지, 페놀 수지, 아미노 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 실리콘 수지, 열경화성 폴리이미드 수지를 포함하고, 상기 필름은 탄성이 있는 플라스틱 필름 또는 섬유강화필름을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 전자제품 케이스는 리브 또는 보스를 포함하는 구조물 구현이 가능하도록 필름에 열경화성 수지를 사출성형 또는 바인딩(binding) 접착제를 이용하여 부착시키는 것을 특징으로 한다.

Description

이동통신단말기 배터리 케이스 및 전자제품 케이스{BATTERY CASES FOR MOBILE COMMUNICATION TERMINAL AND CASES FOR ELECTRONIC PRODUCT}
본 발명은 이동통신단말기 배터리 케이스 및 전자제품 케이스에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 박형화가 가능하고 고강도를 갖는 이동통신단말기 배터리 케이스 및 전자제품 케이스에 관한 것이다.
최근 전자산업분야에서 박형 및 고강도 소재 개발의 필요성은 꾸준히 증가하고 있는 추세이다.
기존 전자제품의 외관은 열가소성 수지를 사출성형하여 사용하거나 알루미늄 등의 금속을 가공하여 제조하였다. 또한 제품의 내부를 구성하는 내장 부품 역시 열가소성 수지나 금속이 주로 사용되었다.
열가소성 수지는 열을 가하여 성형한 뒤에도 다시 열을 가하면 형태를 변형시킬 수 있는 수지로, 압출성형, 사출성형에 의해 능률적으로 가공할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 내열성, 내용제성은 열경화성수지에 비해 약하다는 단점이 있다.
반면, 열경화성 수지는 열을 가하여 경화 성형하면 다시 열을 가해도 형태가 변하지 않는 수지로 일반적으로 내열성, 내용제성, 내약품성, 기계적 성질, 전기절연성이 좋다. 충전제를 넣어 강인한 성형물을 만들 수 있으며, 고강도 섬유와 조합하여 섬유강화플라스틱을 제조하는 데에도 사용된다.
전자제품의 외관 또는 내장 부품에 금속을 사용하는 경우, 수지에 비해 상대적으로 재료비가 증가하고, 또한 비중차이로 인해 무게(비중을 기준으로, 수지는 약 1.0~2.0, 철은 약 7.8)가 증가하여 이동통신단말기 및 이를 포함하는 전자제품에 적용하기 어렵다.
또한, 수지의 경우는 박형화가 됨에 따라 강도가 감소하여 박형화를 하는데 한계가 있고, 특히 열가소성 수지의 경우는 열경화성 수지에 비해 점도가 크기 때문에 박형을 사출하기 어렵다. 이에 대하여, 기본적인 강도는 유지하면서 박형화가 가능하고, 경량화가 가능한 부품 제조기술이 요구된다.
반면, 열경화성 수지는 점도가 열가소성 수지 보다 낮아 유동성이 우수하여 박형 부품의 사출이 가능하고, 기본 강도 또한 우수하다. 그러나 취성이 있어 외부 충격에 쉽게 부서진다는 단점이 있고 그에 따라 전자제품에 사용된 예가 거의 없다.
본 발명의 일측면은 박형화가 가능하고, 강도를 높일 수 있도록 개선된 구조를 가지는 이동통신단말기 배터리 케이스 및 전자제품 케이스를 제공한다.
본 발명의 사상에 따른 전자제품 케이스는 열가소성 수지에 비해 유동성이 우수하여 제품의 박형화가 가능한 열경화성 수지;와 상기 열경화성 수지가 갖는 취성을 보완해 주는 적어도 하나 이상의 필름;이 교대로 적층된 구조를 포함한다.
상기 열경화성 수지는 에폭시 수지, 페놀 수지, 아미노 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 실리콘 수지, 열경화성 폴리이미드 수지를 포함할 수 있다.
상기 필름은 플라스틱 필름 또는 섬유강화필름을 포함할 수 있다.
또한, 상기 필름은 탄성을 가지고, 상기 열경화성 수지의 상부, 하부 또는 내부 중 적어도 어느 하나에 위치할 수 있다.
상기 전자제품 케이스는 리브 또는 보스를 포함하는 구조물 구현이 가능하도록 상기 필름에 상기 열경화성 수지를 사출성형 또는 바인딩(binding) 접착제를 이용하여 부착시키는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 사상에 따른 이동통신단말기 배터리 케이스는 열가소성 수지에 비해 유동성이 우수하여 제품의 박형화가 가능한 열경화성 수지;와 상기 열경화성 수지가 갖는 취성을 보완해 주는 적어도 하나 이상의 필름;이 교대로 적층된 구조를 포함하고, 상기 필름은 상기 열경화성 수지의 상부, 하부 또는 내부 중 적어도 어느 하나에 위치할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 이동통신단말기 배터리 케이스는 상기 열경화성 수지로서 에폭시 수지, 페놀 수지, 아미노 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 실리콘 수지, 열경화성 폴리이미드 수지를 포함하고, 상기 필름으로서 탄성이 있는 플라스틱 필름 또는 섬유강화필름을 포함할 수 있다.
박형 전자제품의 외관을 기존대비 동일한 강도에서 더욱 얇게 생산할 수 있어 슬림(slim) 디자인을 가능하게 한다. 또한 브래킷 류에 적용함으로서, 원가를 절감하여 코스트(cost) 경쟁력을 갖출 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자제품 케이스에서 필름이 열경화성 수지 상부에 위치한 구조를 도시한 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자제품 케이스에서 필름이 열경화성 수지 내부에 위치한 구조를 도시한 도면
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자제품 케이스를 압축성형하는 예를 개략적으로 설명한 도면
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자제품 케이스를 사출성형하는 예를 개략적으로 설명한 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신단말기 배터리 케이스를 도시한 도면
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자제품 케이스에서 필름이 열경화성 수지 상부 또는 내부에 위치한 구조를 도시한 도면이다.
열경화성 수지(2)는 열을 가하여 경화 성형하면 다시 열을 가해도 형태가 변하지 않는 수지로서 에폭시 수지, 페놀 수지, 아미노 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 실리콘 수지, 열경화성 폴리이미드 수지 등이 있다.
열경화성 수지(2)는, 단독으로 또는 2종 이상 병용하여 이용할 수 있다.
상기 에폭시 수지는 특별히 한정되지 않고, 예컨대 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 브롬화비스페놀 A형 에폭시 수지, 수소 첨가 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 AF형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 플루오렌형 에폭시 수지, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 오르토크레졸노볼락형 에폭시 수지, 트리스히드록시페닐메탄형 에폭시 수지, 테트라페닐올에탄형 에폭시 수지 등의 이관능 에폭시 수지나 다관능 에폭시 수지, 또는 히단토인형 에폭시 수지, 트리스글리시딜이소시아누레이트형 에폭시 수지 혹은 글리시딜아민형 에폭시 수지 등의 에폭시 수지를 이용할 수 있다.
또한, 상기 페놀 수지는 페놀노볼락수지, 페놀아랄킬 수지, 크레졸노볼락 수지, tert-부틸페놀노볼락 수지, 노닐페놀노볼락 수지 등의 노볼락형 페놀 수지, 레졸형 페놀 수지, 폴리파라옥시스티렌 등의 폴리옥시스티렌 등을 들 수 있다.
본 발명에서는 열경화 촉진 촉매가 이용될 수 있다. 열경화 촉진 촉매는 특별한 제한이 없고, 공지의 열경화 촉진 촉매 중에서 적절하게 선택하여 이용할 수 있다. 열경화 촉진 촉매는 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다. 열경화 촉진 촉매로서는, 예컨대 아민계 경화 촉진제, 인계 경화 촉진제, 이미다졸계 경화촉진제, 붕소계 경화 촉진제, 인-붕소계 경화 촉진제 등을 이용할 수 있다.
한편, 열경화성 수지(2)에는 필요에 따라 다른 첨가제를 적절하게 배합할 수 있다. 다른 첨가제로서는, 예컨대 충전제(filler), 난연제, 실란 커플링제, 이온 트랩제 외에, 증량제, 노화 방지제, 산화 방지제, 계면 활성제 등을 들 수 있다.
상기 충전제(filler)로서는, 무기 충전제 또는 유기 충전제 중 어느 것이라도 무관하고, 충전제의 배합에 따라, 열응력의 내성 향상을 도모할 수 있다.
상기 무기 충전제로서는, 실리카, 클레이, 석고, 탄산칼슘, 황산바륨, 산화알루미나, 산화베릴륨, 탄화규소, 질화규소 등의 세라믹류, 알루미늄, 구리, 은, 금, 니켈, 크롬, 납, 주석, 아연, 팔라듐, 땜납 등의 금속, 또는 합금류, 그 외 카본 등으로 이루어지는 여러 무기 분말 등을 들 수 있다.
상기 유기 충전제로서는, 폴리에틸렌이민 올리고머, 고무 등을 들 수 있다.
상기 충전제는 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 이용할 수 있다.
한편, 필름(1)은 탄성이 있고, 이로 인해 외부의 물리적 충격을 완화함으로써 기존 열경화성 수지로 성형된 부품의 한계인 취성을 극복 할 수 있다.
필름(1)은 일반적인 플라스틱 필름 혹은 섬유 강화 필름(유리섬유, 탄소섬유와 같은 모재에 강도를 향상시킬 수 있는 섬유로 강화된 필름)을 포함할 수 있다.
구체적으로 필름(1)은, 고온에서 견딜 수 있는 에폭시(Epoxy) 소재의 GFRP(glass-fiber-reinforced-plastics) 또는 CFRP(carbon-fiber-reinforced-plastics), GFRP/CFRP 프리프레그(prepreg), PET(polyethylene phthalate)등의 일반 가소성 필름 등을 포함 할 수 있다.
필름(1)은 열경화성 수지(2) 전체 또는 일부만을 커버할 수 있다.
필름(1)은 열경화성 수지(2)의 상부, 하부 또는 내부 중 적어도 어느 하나에 위치할 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 열경화성 수지(2)와 필름(1)이 교대로 적층된 구조(박형)의 두께는 이동통신단말기의 경우 0.5mm 이하인 것을 특징으로 한다. 박형의 두께는 제품에 따라 다르며, 상기 0.5mm 에 한정하지 않는다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자제품 케이스에서, 열경화성 수지의 공법 중 압축성형을 개략적으로 설명한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자제품 케이스에서, 열경화성 수지의 공법 중 사출성형을 개략적으로 설명한 도면이다.
본 발명에 따른 전자제품 케이스는 리브(RIB) 또는 보스(BOSS)를 포함하는 구조물 구현이 가능하도록 필름(1)에 열경화성 수지(2)를 사출성형 또는 바인딩(binding) 접착제를 이용하여 부착시킬 수 있다.
도 3에 따른 압축성형(compression molding process)은 각종 플라스틱 성형법 중 가장 역사가 오래된 열경화성수지 성형의 대표적인 성형법이다. 도 3과 같이 열경화성수지는 분말상태의 성형재료(4)를 적절한 온도로 조절되는 캐비티(6) 안에 넣고, 가열, 가압하여 성형한다. 성형재료(4)가 캐비티(6) 안에서 가열되면 유연해 지고 금형(3)의 코어가 캐비티(6) 안의 성형재료를 가압하여 캐비티(6) 안을 채우게 된다. 그리고 화학반응에 의해 경화되어 제품을 형성하게 된다.
그러나 압축성형에 의해 열경화성수지를 성형하는 경우, 리브나 보스류의 구조물 구현이 어렵다는 단점이 있다.
위와 같은 압축성형에 의한 단점을 보완하기 위해, 본 발명에 따른 전자제품 케이스가 포함하는 필름(1)과 열경화성 수지(2)는 사출성형 또는 바인딩 접착제를 이용하여 부착시킨다.
구체적으로 필름(1)에 사출성형을 통해 열경화성 수지(2)를 부착하는데, 사출성형에 대해 설명하면 다음과 같다.
사출성형(Injection molding)은 열가소성 및 열경화성의 모든 플라스틱 재료에 적용될 수 있다. 원리적으로는 가열실린더(9) 속에서 가열, 유동화시킨 성형재료를 고압으로 금형(11)내에 사출하고 냉각고화(열가소성수지) 또는 경화(열경화성수지)를 기다려 금형(11)을 열고 성형품을 꺼낸다. 따라서, 성형재료가 열가소성이냐, 열경화성이냐에 따라서 가열실린더(9) 온도나 금형(11) 온도가 다르지만 원리적으로는 유사하다.
호퍼(7)는 가열실린더(9)에 공급하는 플라스틱 수지의 저장 용기이며, 호퍼(7)의 출구에는 슬라이더 식의 셔터(shutter)가 있다. 수지를 건조시킬 수 있는 드라이어가 함께 설치되는 것이 일반적이다.
플라스틱 수지를 가소화 하는 가열실린더(9)내에 스크루(8)가 내장되어 있다. 플라스틱 수지는 외부에 있는 히터(12)로 가열되고, 가소화 하면서 계량을 하고, 스크루(8)의 전진에 의하여 사출된다.
노즐(10)은 가열실린더(9)의 선단에 있고, 금형의 스프루부시(sprue bush)에 밀착하여 용융수지를 금형(11)에 흘려 보내는 역할을 한다.
사출 실린더(13)는 스크루(8)를 전진 시키는 장치이며, 유압모터(14)나 전동기, 감속장치로 되어 있다. 유압모터(14)일 때 감속장치가 없는 것도 있다.
사출성형공정은 공정 중 온도 변화가 크고 높은 압력이 적용되기 때문에 체적의 변화가 수반되어 성형품에 형상오차가 발생하게 된다. 즉, 성형품이 금형(11)의 모양이나 치수 그대로 전사되는 것이 아니라 금형(11)의 치수보다 작은 치수로 성형된다. 이와 같은 현상을 성형수축이라 한다.
사출성형품에 나타나는 또 다른 외관특징은 형상의 변형(deflection, warpage)이다. 형상의 변형은 성형품의 치수 및 외관형상의 정밀도와 관련이 있다. 성형 중에 형성된 잔류응력(residual stress)이 성형이 끝난 후 제품에 작용되어 시간이 지난 후에 제품을 변형시키는 것이다. 따라서, 정밀성형을 위해서는 이러한 잔류응력의 제어가 중요하다.
성형품의 품질에 영향을 주는 현상들은 여러 가지가 있는데, 주로 표면의 품질과 관련이 있다. 웰드라인(weld line), 흐름자국(flow mark), 게이트 자국(gate mark), 젯팅(jetting), 은줄(silver streak), 그리고 버닝(buring) 등이 표면 품질과 관련된 현상인데, 이러한 현상들은 성형조건, 제품형상, 금형설계, 그리고 소재의 용융물성과 관련이 있다. 미성형(short shot)은 수지가 금형의 캐비티 속을 완전히 채우지 못한 현상인데 역시 성형조건, 제품설계, 그리고 수지의 용융물성과 관련이 있다.
한편, 본 발명에 따른 전자제품 케이스가 포함하는 필름(1)과 열경화성 수지(2)를 부착시키는데 사용하는 바인딩 접착제의 일 예로서, 에폭시 접착제, UV 접착제 등이 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신단말기 배터리 케이스를 도시한 도면이다.
이동통신단말기 배터리 케이스(16)는 이동통신단말기 내부에 마련된 배터리를 보호하기 위한 장치이다.
이동통신단말기 배터리 케이스(16)에 상기 열경화성 수지(2) 및 필름(1)을 도입할 경우, 앞서 설명한 바와 같이, 이동통신단말기 배터리 케이스(16)의 박형화 및 고강도화를 실현할 수 있다.
이상에서는 특정의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 상기한 실시예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
1 : 필름(film) 2 : 열경화성 수지
3 : 금형 4 : 성형재료
5 : 성형품 6 : 캐비티(cavity)
7 : 호퍼 8 : 스크루
9 : 가열실린더 10 : 노즐
11 : 금형(사출성형기) 12 : 히터
13 : 사출실린더 14 : 유압모터
16 : 이동통신단말기 배터리 케이스

Claims (7)

  1. 열가소성 수지에 비해 유동성이 우수하여 제품의 박형화가 가능한 열경화성 수지;와
    상기 열경화성 수지가 갖는 취성을 보완해 주는 적어도 하나 이상의 필름;이
    교대로 적층된 구조를 포함하는 전자제품 케이스.
  2. 제 1항에 이어서,
    상기 열경화성 수지는 에폭시 수지, 페놀 수지, 아미노 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 실리콘 수지, 열경화성 폴리이미드 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자제품 케이스.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 필름은 플라스틱 필름 또는 섬유강화필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자제품 케이스.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 필름은 탄성을 가지고, 상기 열경화성 수지의 상부, 하부 또는 내부 중 적어도 어느 하나에 위치하는 것을 특징으로 하는 전자제품 케이스.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 전자제품 케이스는 리브 또는 보스를 포함하는 구조물 구현이 가능하도록 상기 필름에 상기 열경화성 수지를 사출성형 또는 바인딩(binding) 접착제를 이용하여 부착시키는 것을 특징으로 하는 전자제품 케이스.
  6. 이동통신단말기에 수납된 배터리를 보호하는 케이스에 있어서,
    상기 케이스는 열가소성 수지에 비해 유동성이 우수하여 제품의 박형화가 가능한 열경화성 수지;와
    상기 열경화성 수지가 갖는 취성을 보완해 주는 적어도 하나 이상의 필름;이 교대로 적층된 구조를 포함하고, 상기 필름은 상기 열경화성 수지의 상부, 하부 또는 내부 중 적어도 어느 하나에 위치하는 것을 특징으로 하는 이동통신단말기 배터리 케이스.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 열경화성 수지는 에폭시 수지, 페놀 수지, 아미노 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 실리콘 수지, 열경화성 폴리이미드 수지를 포함하고, 상기 필름은 탄성이 있는 플라스틱 필름 또는 섬유강화필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신단말기 배터리 케이스.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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