(57)【要約】【課題】本発明は、プラスチック部材を有する金属ケースによる複合部品を提供する。【解決手段】内側面と、外側面と、を有する金属ケースと、物理的方式によって、前記金属ケースの前記内側面に成形される貼合面と、前記貼合面に対向して設けられる接着層と、射出成形によって、前記接着層に成形されるプラスチック部材と、を備える、プラスチック部材を有する金属ケースによる複合部品である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側面と、外側面と、を有する金属ケースと、
物理的方式または化学的方式によって、前記金属ケースの前記内側面に成形される貼合面と、
前記貼合面に対向して設けられる接着層と、
射出成形によって、前記接着層に成形されるプラスチック部材と
を備える、プラスチック部材を有する金属ケースによる複合部品。
【請求項２】
前記接着層は、接着剤を含む請求項１に記載のプラスチック部材を有する金属ケースによる複合部品。
【請求項３】
前記金属ケースは、マグネシウム合金、アルミニウム合金又はマグネシウムアルミ合金を含む請求項１または２に記載のプラスチック部材を有する金属ケースによる複合部品。
【請求項４】
前記金属ケースは、ステンレスを含む請求項１または２に記載のプラスチック部材を有する金属ケースによる複合部品。
【請求項５】
前記プラスチック部材は、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＰＣ）樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合（ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ  ｂｕｔａｄｉｅｎｅ  ｓｔｙｒｅｎｅ；ＡＢＳ）樹脂又はポリフェニレン・サルファイド（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  ｓｕｌｆｉｄｅ；ＰＰＳ）樹脂を含む請求項１から４の何れか１項に記載のプラスチック部材を有する金属ケースによる複合部品。
【請求項６】
前記プラスチック部材は、信号ポートである請求項１から５の何れか１項に記載のプラスチック部材を有する金属ケースによる複合部品。
【請求項７】
前記プラスチック部材は、組立構造である請求項１から６の何れか１項に記載のプラスチック部材を有する金属ケースによる複合部品。
【請求項８】
前記プラスチック部材は、補強用構造である請求項１から７の何れか１項に記載のプラスチック部材を有する金属ケースによる複合部品。
【請求項９】
前記金属ケースの前記外側面に設けられる装飾層を更に備える請求項１から８の何れか１項に記載のプラスチック部材を有する金属ケースによる複合部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属とプラスチックの複合部品に関し、特に、インサート射出（ｉｎｓｅｒｔ  ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）技術によって金属ケースに成形されたプラスチック部材を備える軽金属ケース成形物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯型電子製品が軽薄短小化の傾向にあるため、軽量化で高鋼性を持つ金属ケースの使用が必要となり、金属ケースとプラスチック部材からなる複合材構造技術が業界の発展の重心となっている。従来は、金属部品とプラスチック部品を別々に成形した後、粘着剤を金属部品に塗って、金属部品とプラスチック部品を合わせるように積み重ねて、最後に押圧して接着させるように製作する。しかしながら、３Ｃ製品用の金属ケースが単なる平面構造ではなく、不規則な曲面を有し、プラスチック部品も対応する曲面を有することは一般的であり、この曲面同士の間の接着工程は、非常に困難であるので、歩留まりを向上させることができなくなってしまう。
【０００３】
関連する先行技術において、特開２０１１‐７３１９１号公報には、図１に示すように、まず、ＣＦＲＰプリプレグ１２と金属合金１１の所定の表面を粗面化した後、それぞれに１液型（ｏｎｅ‐ｐａｃｋ  ｔｙｐｅ）エポキシ樹脂接着剤を塗布し、その後、接着剤が塗られている表面同士を接触させ、硬化させて接着させることを特徴とする、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）プリプレグ（ｐｒｅｐｒｅｇ）と金属合金を強力に固接させる方法が開示されているが、金属合金１１の所定の表面を粗面化する場合、特殊な薬液を塗布して、ナノホールを有する表面を形成する必要がある。
【０００４】
特開２０１０‐２７４６００号公報には、図２に示すように、金属合金部品１の表面に特殊な薬液を塗り、ナノホールを有する表面となるように侵食し、続いて、金属酸化物又は金属リン酸化物の表面層を更に形成する必要があり、最後にインサート射出成形技術によってプラスチック部品４をこの金属合金部品１の表面に成形することを特徴とする金属合金と熱硬化性樹脂の複合体の製造方法が開示されている。
【０００５】
特開２００７‐１７９９５２号公報には、外側キートップ片（ｏｕｔｓｉｄｅ  ｋｅｙｔｏｐ  ｐｉｅｃｅ）の金属塗膜と内側キートップ片（ｉｎｓｉｄｅ  ｋｅｙｔｏｐ  ｐｉｅｃｅ）の白色の塗膜が融着層（ｆｕｓｉｏｎ  ｌａｙｅｒ）を介して組み合わせて固着されることを特徴とするキートップの製造方法が開示されている。
【０００６】
特開２００９‐８１０３０号公報には、製造過程におけるエア抜き（ｄｅｇａｓｓｉｎｇ）を容易に行うように、カバー部材（ｃｏｖｅｒ  ｍｅｍｂｅｒ）とキートップ（ｋｅｙ  ｔｏｐ）を貼り合わせるための粘着剤を、ドットアレイ状に前記カバー部材と前記キートップとの間に形成することを特徴とする押釦の製造方法が開示されている。
【０００７】
中国ＣＮ１８２７８３９特許公報には、金属部品に底面ラッカ塗布を施した後、真空めっき膜によって金属薄膜層を被覆し、その後透明硬膜ラッカ保護を施すことを特徴とし、主に、真空めっき膜工程によって、マグネシウム合金の外観製品の表面処理を行い、金属の外観の質感を備えたマグネシウム合金製品を産出する金属表面処理方法が開示されている。
【０００８】
特開２０１１‐１１５０５号公報には、図３に示すように、金属部品２０の裏面に樹脂部材をモールド成形する同時に、金属体２０の外観面に加飾シート（ｄｅｃｏｒａｔｉｖｅ  ｓｈｅｅｔ）Ｆにより加飾することができる、射出成形による金属と樹脂の複合品の製造方法が開示されている。
【０００９】
特開２０１１‐１１５０５号公報には、溶融樹脂を射出する同時に、加飾層を金属体の一面に形成し、金属体及び射出樹脂の複合品を所望の形状にモールド成形する複合品の製造方法が開示されている。
【００１０】
特開２０１１‐７３３１４号公報には、図４に示すように、透明性のインサート材３の外周に成形された樹脂部品の強度を向上させた方法において、透明性のインサート材３の外周に金属製のフレーム材４を提供し、粘着シート５を前記透明性のインサート材と前記金属製のフレーム材からなる一面に貼り付けた後、樹脂を射出成形し、前記透明性のインサート材を囲繞するとともに、少なくとも前記金属製のフレーム材の周縁部に係合した状態に樹脂部品７を形成したことを特徴とする透明性インサート材による樹脂射出成形方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−１７９９５２号公報
【特許文献２】特開２００９−０８１０３０号公報
【特許文献３】特開２０１０−２７４６００号公報
【特許文献４】特開２０１１−０１１５０５号公報
【特許文献５】特開２０１１−０７３３１４号公報
【特許文献６】特開２０１１−１１５９５５号公報
【特許文献７】特開２０１１−０７３１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、先行技術の不足と欠点を解決するように、改良された、プラスチック部材を有する金属ケースによる複合部品を提供することを主要な目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の好適な一実施例によると、本発明は、内側面と、外側面と、を有する金属ケースと、物理的方式によって、前記金属ケースの前記内側面に成形される貼合面と、前記貼合面に対向して設けられる接着層と、射出成形によって、前記接着層に成形されるプラスチック部材と、を備える、プラスチック部材を有する金属ケースによる複合部品を提供する。ただし、前記物理的方式は、砥粒吹き付け（サンドブラスト）による粗面化処理、レーザーエッチングによる粗面化処理、プラズマ処理（ｐｌａｓｍａ）、紫外線プラズマ処理（ＵＶ  Ｐｌａｓｍａ）又はモールドによる押圧成形を含む。
【００１４】
本発明のまた他の好適な実施例によると、本発明は、内側面と、外側面と、を有する金属ケースと、化学的方式によって、前記金属ケースの前記内側面に成形される貼合面と、前記貼合面に対向して設けられる接着層と、射出成形によって、前記接着層に成形されるプラスチック部材と、を備える、プラスチック部材を有する金属ケースによる複合部品を提供する。ただし、前記化学的方式は、化学エッチング処理、成形を含む。
【００１５】
本発明に関する以下の詳細な説明と添付図面は、審査官に本発明の特徴及び技術内容を更に理解させるためのものである。しかしながら、添付図面は、参照したり説明を補助するためのものに限り、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本明細書の一部として、それに含まれる添付図面は、読者に本発明の実施例を更に理解させるためのものである。これらの図面は、本発明の幾つかの実施例を描き、本文の説明と合わせてその原理を説明するものである。これらの図面は、以下の通りである。
【００１７】
【図１】特開２０１１‐７３１９１号公報による炭素繊維強化プラスチックプリプレグと金属合金との強力固接の模式図である。
【図２】特開２０１０‐２７４６００号公報による金属合金と熱硬化性樹脂の複合体の模式図である。
【図３】特開２０１１‐１１５０５号公報による射出成形によって金属と樹脂の複合品を製作することの模式図である。
【図４】特開２０１１‐７３３１４号公報による透明性インサート材による樹脂射出成形方法の模式図である。
【図５】本発明のプラスチック部材を有する金属ケースによる複合部品を例示する側面図である。
【図６】切線Ｉ‐Ｉ'に沿っている、図５に示したプラスチック部材を有する金属ケースによる複合部品の断面模式図である。
【図６Ａ】図６に示した丸の箇所の拡大模式図である。
【図７】本発明の好適な一実施例によるプラスチック部材を有する金属ケースによる複合部品の製作フローを示す模式図である。
【図８】本発明のまた他の好適な実施例によるプラスチック部材を有する金属ケースによる複合部品の製作フローを示す模式図である。
【００１８】
本明細書における図面のいずれも、図面で例示するためのものであることは注意すべきである。図面を明確で説明しやすくするように、図面における各部品を、サイズと比例で、拡大したり縮小するように示すことがある。一般的に、図における同一の参照符号は、修正後又は異なる実施例における対応又は類似な特徴を明示するためのものである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
下記の詳細な説明において、符号を、添付した図面の一部としてその中に明示し、且つ前記実施例を実行できるように特別に説明するように示す。このような実施例では、当業者が実施できるように、細部を十分に説明する。読者であれば、本発明において、他の実施例を採用したり、本願に記載の実施例から逸脱せずに、如何なる構造性、論理性、ステップの順番上の変更をしたりしてよいことは、理解すべきである。そのため、下記の詳細な説明を、限定と見なそうとしてはいけなく、それに対して、それに含まれる実施例は、添付の特許請求の範囲によって限定される。
【００２０】
本発明のプラスチック部材を有する金属ケースによる複合部品の側面図である図５と、切線Ｉ‐Ｉ'に沿っている、図５に示したプラスチック部材を有する金属ケースによる複合部品の断面模式図である図６と、図６に示した丸の箇所の拡大模式図である図６Ａと、を参照する。本発明のプラスチック部材を有する金属ケースによる複合部品は、携帯電話筐体又は電池バックカバー等であってよい。図５及び図６に示すように、本発明のプラスチック部材を有する金属ケースによる複合部品１は、金属ケース１０と、金属ケース１０の内側面Ｓ１に成形され、信号ポート１２ａ、組立構造１２ｂ及び／又は補強用構造１２ｃを含むプラスチック部材１２と、を備える。
【００２１】
プラスチック部材１２を、金属ケース１０の内側面Ｓ１の貼合面ＳＢに射出成形し、詳しくは、貼合面ＳＢを、射出の前、予め物理的方式又は化学的方式によって成形し、貼合面ＳＢに接着層１１２を設け、プラスチック部材１２を、接着層１１２に射出成形して、金属ケース１０と緊密に接合する。また、外観的な質感の異なる表現が得られるように、金属ケース１０の外側面Ｓ０に、表面装飾層１０１を被覆してよい。
【００２２】
前記貼合面ＳＢを成形するための物理的方式は、砥粒吹き付け（サンドブラスト）による粗面化処理、レーザーエッチングによる粗面化処理、プラズマ処理（ｐｌａｓｍａ）、紫外線プラズマ処理（ＵＶ  Ｐｌａｓｍａ）又はモールドによる押圧成形を含んでよく、化学的方式は、化学エッチング処理、成形を含んでよい。
【００２３】
本発明の好適な一実施例によるプラスチック部材を有する金属ケースによる複合部品の製作フローを示す模式図である図７を参照する。図７に示すように、本発明のプラスチック部材を有する金属ケースによる複合部品の製作方法は、金属ケースの製作ステップであるＳ１００と、主に、インサート射出成形、表面処理ステップ及び後段製品品質管理検査であるＳ１０２という２つのサブフローを備える。まず、金属素材供給（ステップＭ０１）及び供給材料の検査を行い、ただし、前記金属素材は、ステンレス、マグネシウム合金、アルミニウム合金又はマグネシウムアルミ合金等であってよい。そして、例えば、携帯電話筐体又は電池バックカバー等のような所望の金属ケース形状を得るように、前記金属素材に対してプレス成形（ステップＭ０２）を行い、続いて、切削加工（ステップＭ０３）を行い、そして、トリミング処理ステップ（ステップＭ０４）を行う。
【００２４】
トリミング処理ステップを完成した後、そして、金属ケースの内側面に貼合面の成形（ステップＭ０５）を行う。本発明の好適な実施例によると、例えば、砥粒吹き付けによる粗面化処理のような物理的方式によって、前記貼合面に対して表面処理をしてよい。無論、例えば、レーザーエッチングによる粗面化処理、プラズマ処理、紫外線プラズマ処理又はモールドによる押圧成形等のような他の物理的方式を選んで表面粗化してもよい。また、例えば、化学エッチング処理、成形のような化学的方式を選んで貼合面を成形してもよい。そして、洗浄ステップ（ステップＭ０６）を行う。その後、例えば、スプレー、グルーイング又は印刷等の方式で、接着剤（ａｄｈｅｓｉｖｅ）又は結合剤（ｐｒｉｍｅｒ）等を、表面処理されたり加工された貼合面に塗布し、前記貼合面に接着層を形成するように、接着剤被覆ステップ（ステップＭ０７）を行う。次に、ベーキング（ステップＭ０８）を行い、これで、サブフローＳ１００を完成する。サブフローＳ１００で処理された金属ケースは、後のインサート射出成形加工、即ち、サブフローＳ１０２を待つことになる。
【００２５】
以下、サブフローＳ１０２を詳しく説明する。まず、樹脂原料供給（ステップＰ０１）及び検査を行い、ただし、前記樹脂原料は、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＰＣ）樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合（ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ  ｂｕｔａｄｉｅｎｅ  ｓｔｙｒｅｎｅ；ＡＢＳ）樹脂又はポリフェニレン・サルファイド（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  ｓｕｌｆｉｄｅ；ＰＰＳ）樹脂等であってよい。そして、乾燥処理（ステップＰ０２）を行う。その後、樹脂原料又はプラスチックをサブフローＳ１００で処理された金属ケースに射出成形するように、インサート射出工程（ステップＰ０３）を行う。より詳しくは、プラスチックを直接に金属ケースの貼合面の接着層に射出成形する。例として、金属ケースは、携帯電話筐体又は電池バックカバー等であってよく、射出成形されるプラスチック部材は、信号ポート、組立構造及び／又は補強用構造であってよい。インサート射出成形工程は、既に周知の技術であるため、詳しく説明しないことにする。後で、トリミング処理ステップ（ステップＰ０４）を行う。その後、例えば、砥粒吹き付け、ヘアライン処理、ＰＶＤ処理、陽極処理又はスプレー処理等のような、金属部品の表面装飾処理（ステップＰ０５）を選んでよい。ただし、前記ＰＶＤ処理は、ケースの表面で隠し文字の特殊効果を現す可能な、ニッケルめっき膜処理を更に含むことは注意すべきである。また、例えば、印刷、塗装、アルミニウム陽極処理等の方式によって、多様の色、パターン、柄を形成するように、金属ケースの外側面に装飾層を設けてもよい。最後、整形（ステップＰ０６）及び後段品質管理ステップ（ステップＰ０７）を行い、サブフローＳ１０２を完成する。
【００２６】
本発明のまた他の好適な実施例によるプラスチック部材を有する金属ケースによる複合部品の製作フローを示す模式図である図８を参照する。図８に示すように、プラスチック部材を有する金属ケースによる複合部品を製作するための方法である本発明のまた他の好適な実施例は、同様に、金属ケースの製作ステップであるＳ２００と、主に、インサート射出成形及び後段製品品質管理検査であるＳ２０２という２つのサブフロー、を備える。以下、サブフローＳ２０２を詳しく説明する。まず、金属素材供給（ステップＭ１１）及び供給材料の検査を行い、ただし、前記金属素材は、ステンレス、マグネシウム合金、アルミニウム合金又はマグネシウムアルミ合金等であってよい。金属ケースの内側面に貼合面を成形する（ステップＭ１２）。本発明の好適な実施例によると、例えば、砥粒吹き付けによる粗面化処理のような物理的方式によって、前記貼合面に対して表面処理する。無論、例えば、レーザーエッチングによる粗面化処理、プラズマ処理、紫外線プラズマ処理又はモールドによる押圧成形等のような他の物理的方式を選んで表面粗化してもよい。また、例えば、化学エッチング処理、成形のような化学的方式を選んで貼合面を成形してもよい。そして、例えば、携帯電話筐体又は電池バックカバー等のような必要な金属ケース形状を得るように、前記金属素材に対してプレス成形（ステップＭ１３）を行い、続いて、切削加工（ステップＭ１４）を行い、そして、トリミング処理ステップ（ステップＭ１５）を行う。そして、洗浄ステップ（ステップＭ１６）を行う。
【００２７】
洗浄ステップを完成した後、次に例えば、砥粒吹き付け、ヘアライン処理、ＰＶＤ処理、陽極処理又はスプレー処理等のような、表面装飾処理（ステップＭ１７）を行う。ただし、前記ＰＶＤ処理は、ケースの表面で隠し文字の特殊効果を現す可能な、ニッケルめっき膜処理を更に含むことは注意すべきである。また、例えば、印刷、塗装、アルミニウム陽極処理等の方式によって、多様の色、パターン、柄を形成するように、金属ケースの外側面に装飾層を設けてもよい。その後、例えば、スプレー、グルーイング又は印刷等の方式で、接着剤（ａｄｈｅｓｉｖｅ）又は結合剤（ｐｒｉｍｅｒ）等を、表面処理されたり加工された貼合面に塗布し、前記貼合面に接着層を形成するように、接着剤被覆ステップ（ステップＭ１８）を行う。次に、ベーキング（ステップＭ１９）を行い、これで、サブフローＳ２００を完成する。サブフローＳ２００で処理された金属ケースは、後のインサート射出成形加工、即ち、サブフローＳ２０２を待つことになる。
【００２８】
以下、サブフローＳ２０２を詳しく説明する。まず、樹脂原料供給（ステップＰ１１）及検査を行い、ただし、前記樹脂原料は、ＰＣ樹脂、ＡＢＳ樹脂又はＰＰＳ樹脂等であってよい。そして、乾燥処理（ステップＰ１２）を行う。その後、樹脂原料又はプラスチックをサブフローＳ２００で処理された金属ケースに射出成形するように、インサート射出工程（ステップＰ１３）を行う。より詳しくは、プラスチックを直接に金属ケースの貼合面の接着層に射出成形する。例として、金属ケースは、携帯電話筐体又は電池バックカバー等であってよく、射出成形されるプラスチック部材は、信号ポート、組立構造及び／又は補強用構造であってよい。インサート射出成形工程は、既に周知の技術であるため、詳しく説明しないことにする。後で、トリミング処理ステップを行う（ステップＰ１４）。最後、整形（ステップＰ１５）及後段品質管理ステップ（ステップＰ１６）を行い、サブフローＳ２０２を完成する。
【００２９】
上記のいずれも、本発明の好適な実施例に限り、本発明の特許請求の範囲による均等な変更や修正は、全て本発明に含まれる範囲に属する。
【符号の説明】
【００３０】
１  プラスチック部材を有する金属ケースによる複合部品、１０  金属ケース、１２  プラスチック部材、１２ａ  信号ポート、１２ｂ組立構造、１２ｃ  補強用構造、１０１  装飾層、１１２  接着層、Ｓ０  内側面、Ｓ１  外側面、ＳＢ  貼合面、Ｓ１００、Ｓ１０２、Ｓ２００、Ｓ２０２  サブフロー、Ｍ０１、Ｍ１１  金属素材供給、Ｍ０２、Ｍ１３  プレス成形、Ｍ０３、Ｍ１４  切削加工、Ｍ０４、Ｍ１５、Ｐ０４、Ｐ１４  トリミング処理、Ｍ０５、Ｍ１２  貼合面表面処理、Ｍ０６、Ｍ１６  洗浄、Ｍ０７、Ｍ１８  接着剤被覆、Ｍ０８、Ｍ１９  ベーキング、Ｍ１７、Ｐ０５  表面装飾処理、Ｐ０１、Ｐ１１  樹脂原料供給、Ｐ０２、Ｐ１２  乾燥、Ｐ０３、Ｐ１３  インサート射出、Ｐ０６、Ｐ１５  整形、Ｐ０７、Ｐ１６  後段品質管理ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図７】
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【図８】
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