KR20190081858A - 자동차용 기호 버튼 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

자동차용 기호 버튼 및 이의 제조 방법에 대한 것으로, 버튼 몸체부; 및 상기 버튼 몸체 상부에 위치하는 버튼 표면부;를 포함하고, 상기 버튼 표면부 상에 위치하는 기호 인쇄부; 상기 버튼 몸체부 하부에 위치하는 도금 방지부; 및 상기 기호 인쇄부 및 도금 방지부를 제외한 나머지 버튼 외부에 위치하는 금속 도금층을 포함하는 자동차용 기호 버튼을 제공한다.

Description

자동차용 기호 버튼 및 이의 제조 방법{SYMBOL BUTTON OF AUTOMOBILE AND METHOD OF PREPARING THE SAME}

자동차용 기호 버튼 및 이의 제조 방법에 대한 것이다.

자동차 내장 부품에 다양한 스위치 버튼이 적용되고 있다. 버튼은 오디오/공조/윈도우 등 자동차 부품의 작동/조작을 위해 사용되는 기능적 역할과, 제품을 조작하기 위해 시각적으로 확인을 하고 제품을 만질 때 느껴지는 촉각 등의 심미적인 역할을 가지고 있다.

기존 자동차 스위치 버튼에 금속 알루미늄, 메탈릭 도장, 무광 도장, 이온 플레이팅, 데코레이션용 인몰드 필름 등이 사용되고 있다.

스위치 버튼류에 메탈 질감을 부여하기 위하여 이온 플레이팅, 메탈릭 도장을 쓰고 있으나, 육안으로 봤을 때와 만졌을 때의 느낌이 달라 상품성 측면에서 부정적인 문제가 있다.

이에 고분자 소재의 버튼 표면에 금속을 도금하는 기술이 제안되고 있다.

현재 사용되고 있는 기술은 크게 2가지 정도로 볼 수 있다.

첫 번째 기술은, 다중사출 부분도금 방법이다. 도 1은 다중사출 부분도금 방법의 개략도이다.

이는 부분 도금을 위하여 도금 영역과 미도금 영역에 이종의 소재를 사출하여 접합을 한다. 우선 미도금영역 구현을 위하여 구현하고자 하는 심볼(문자 또는 패턴) 형태가 구현되도록 Polycarbonate 소재를 사출하고, 표면에 금속 도금 가능한 ABS 또는 PC+ABS 소재를 사출한다.

이때 용융된 상태의 ABS 또는 PC+ABS가 PC 소재와 접합을 하게 된다. 그 후 습식 크롬 도금 (화학도금+전기도금)을 실시하게 되면 ABS 또는 PC+ABS 표면에만 도금층이 형성되고, PC 소재는 미도금 상태가 된다.

이러한 방법은 심볼이 변경될 때마다 금형이 신규로 필요하여 금형 투자비가 많은 단점이 있고, 사출 성형시 흐름성 부족에 의한 사출 불량 발생시 도금 불량이 발생하는 단점이 있다.

두 번째 방법은 레이저 커팅 부분 도금 방법이다. 도 2는 레이저 커팅 부분 도금 방법의 개략도이다.

전술한 플라스틱 도금에서도 마찬가지이지만, 플라스틱 도금은 크게 비전도성인 사출소재에 화학도금을 이용하여 전도성을 부여하고, 전기도금을 이용하여 금속 층을 형성하는 연속 공정으로 이루어져 있다.

레이저 커팅 부분 도금은 화학 도금 후 레이저 커팅을 이용하여 화학도금 층을 부분적으로 제거 후, 전기도금을 실시하여 제품 표면에 심볼/패턴 등을 구현하는 방법이다.

상기 공정의 단점은 연속 공정 중에 화학도금 후 도금 지그(Rack)에서 제품을 꺼내어 레이저 커팅을 실시하고, 다시 도금 지그(Rack)에 장착하여 전기도금을 실시해야 하는 공정 상의 단점이 있다.

이에 보다 효과적인 플라스틱의 심볼을 살릴 수 있는 금속 도금 방법이 필요한 실정이다.

본 발명은 운전자의 손접촉이 많은 부품 버튼류에 습식크롬도금 표면처리를 적용하여 금속 쿨(cool) 터치감을 부여하여 상품성을 향상한다.

또한 스위치 버튼 표면에 주간 시인성을 부여하기 위한 문자/심볼을 구현하고, 야간 시인성을 위해 문자/심볼부에 조명이 투과되는 특성이 부여할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에서는, 버튼 몸체부; 및 상기 버튼 몸체 상부에 위치하는 버튼 표면부;를 포함하고, 상기 버튼 표면부 상에 위치하는 기호 인쇄부; 상기 버튼 몸체부 하부에 위치하는 도금 방지부; 및 상기 기호 인쇄부 및 도금 방지부를 제외한 나머지 버튼 외부에 위치하는 금속 도금층을 포함하는 자동차용 기호 버튼을 제공한다.

상기 기호 인쇄부;는 빛이 투과되는 소재일 수 있다.

상기 도금 방지부는, 상기 기호 인쇄부와 동일한 소재로 인쇄될 수 있다.

상기 도금 방지부는, 도금 방지 필름이 부착된 구조일 수 있다.

상기 버튼 몸체부 및 상기 버튼 표면부는 단일 사출로 형성된 동일 소재일 수 있다.

상기 버튼 몸체부 및 상기 버튼 표면부는 금속 도금이 가능한 고분자 소재일 수 있다.

상기 기호 인쇄부; 및 상기 도금 방지부;는 금속이 도금되지 않는 고분자 소재일 수 있다.

상기 기호 인쇄부;는 PVC 수지, 용제, 및 대전 방지제를 포함하는 고분자 조성물를 이용하여 제조되며, 상기 고분자 조성물 100중량%에 대해, 용제, 3 내지 7중량%를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 구현예에서는, 금속 도금이 가능한 고분자 소재를 이용하여 단일 사출 방법을 통해 버튼을 제조하는 단계; 상기 버튼의 표면부에 금속이 도금되지 않는 고분자 소재를 이용하여 기호를 인쇄하는 단계; 상기 버튼의 몸체부 하단에 도금 방지부를 형성하는 단계; 및 상기 버튼의 외부에 금속 도금층을 형성시키는 단계;를 포함하는 자동차용 기호 버튼의 제조 방법을 제공한다.

상기 버튼의 몸체부 하단에 도금 방지부를 형성하는 단계;는, 상기 버튼의 몸체부 하단에 상기 금속이 도금되지 않는 고분자 소재를 인쇄하는 방법으로 수행될 수 있다.

상기 버튼의 몸체부 하단에 도금 방지부를 형성하는 단계;는, 상기 버튼의 몸체부 하단에 금속 도금 방지 테이프를 구비하는 방법으로 수행될 수 있다.

상기 금속이 도금되지 않는 고분자 소재는, PVC 수지, 용제, 및 대전 방지제를 포함하는 고분자 조성물를 이용하여 제조되며, 상기 고분자 조성물 100중량%에 대해, 용제, 3 내지 7중량%를 포함할 수 있다.

기존 이중사출 부분도금 대비하여 문자/심볼 변경시 또는 동일 위치에 다양한 문자/심볼이 적용될 경우 추가적인 금형 제작이 불필요한 장점이 있으며, 화학도금 후 레이저 커팅을 이용한 부분 도금 대비 공정이 단순한 장점이 있다.

도 1은 다중사출 부분도금 방법의 개략도이다.
도 2는 레이저 커팅 부분 도금 방법의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 버튼의 제조 방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 버튼의 단계별 제조 사진이다.
도 5는 인쇄 불량의 판정 기준을 나타낸다.
도 6은 내약품성의 판정 기준을 나타낸다.
도 7은 도금 차폐 테이프를 이용하여 제조한 버튼의 사진이다.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 일 구현예는 기존 스위치 버튼류에 부분도금을 위하여 제품 표면에 도금층이 형성되지 않는 잉크를 인쇄 후 습식 크롬도금을 실시하여 문자/심볼 부에 도금층을 미형성하는 공정에 관한 것이다.

이 때 도금층이 형성되지 않는 잉크는 조명 구현을 위하여 빛 투과가 가능하고, 도금 공정 중 도금약품에 의해 침식 또는 박리 되지 않는 특성을 가지고 있어야 한다.

먼저 버튼은 금속 도금이 가능한 고분자 소재로를 이용하여 단일 사출 방벙으로 구현된다. 이어 상기 사출 소재 위에 도금층 미형성을 위한 차폐 인쇄층을 형성한다. 그리고 인쇄된 사출부품을 습식 크롬 도금을 실시하게 되면 투명 또는 반투명 사출 소재의 인쇄되지 않은 영역에만 도금층이 형성되고, 인쇄부와 불투명 소재 영역에는 도금층이 형성되지 않는다.

이 때 도금층이 형성되지 않은 인쇄부에서 문자/심볼이 구현되어 운전자가 육안으로 문자/심볼을 구분할 수 있다. 또한 야간에는 인쇄부를 통하여 조명을 구현하여, 야간에 문자/심볼을 구별 할 수 있게 된다.

보다 구체적으로, 본 발명은 플라스틱 사출, 기호(문자/심볼)인쇄, 하단면 차폐층 구현 및 습식 도금 의 순서로 제조될 수 있다. 도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 버튼의 제조 방법의 순서도이다.

이 때 플라스틱 사출은 일단 도금용 사출 소재를 이용한다. 도금용 투명 소재는 도금성과 빛 투과성을 갖는 ABS, PC+ABS, PC 등이 적용될 수 있다.

이후, 도금 방지용 인쇄를 수행할 수 있다.

도금 방지용 인쇄는 PVC 수지를 기반으로 한 잉크를 사용할 수 있으며, 패드 인쇄 스크린 인쇄, 레이저 프린팅 등이 가능하다.

잉크는 분자량이 15,000 내지 25,000 Mw인 PVC 수지를 사용할 수 있다. PVC는 도금 공정중 황산/크롬산/염산 등에 대한 내화학성이 우수하고, 금속이 도금되지 않는 특징이 있다.

인쇄 후 60 내지 80℃의 조건에서 0.5hr 내지 2.0hr 동안 건조를 통하여 잉크를 경화시킬 수 있다.

이후, 버튼 하단면 도금 차폐막 형성할 수 있다.

버튼 하단면 도금 차폐막은 제품 배면에 전기가 통전되지 않아, 도금층 형성을 방지하는 역할을 한다. 도금용 소재를 이용하여 버튼을 사출하고, 도금공정을 거치게 되면, 소재 배면에 금속층이 형성되어 조명이 투과하지 않게 되는 문제가 있다.

이에 사출물 배면에 도금층이 형성되지 않도록 하기 위한 버튼 하단부에 도금 차폐구조를 형성할 수 있다.

또한 이러한 도금 차폐막은 버튼과 조명 구조(PCB버튼 및 LED)와의 전기적 통전을 방지하는 역할을 하여, 외부의 전기적 충격시 제품 손상 및 오작동을 방지할 수 있다. 또한, 버튼 조명 적용 시 측면으로 조명이 누광 되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.

도 3의 1번 순서도는 상기 기호를 인쇄한 잉크를 dipping, 패드인쇄 등을 이용하여 도금 차폐막을 형성하는 방법에 대한 것이다.

인쇄공정 적용시 80℃ 30 min의 건조공정 후 도금을 실시한다.

도 3의 2번 순서도는 도금 약품에 반응하지 않은 필름을 제품 측면에 부착 후 도금을 실시하는 방법에 대한 것이다.

이때 필름의 재질은 PVC, TPU, PP 필름이 가능하나, 바람직하게는 PVC 필름이 가장 우수하다.

필름의 요구특성은 도금 공정 조건인 80℃ 이하에서 변형 및 연신이 없고, 접착력 저하가 없어야 한다는 것이다.

구체적인 예를 들어, PVC 재질인 3M Automotive Grade high adhesion Scotchcal ™을 사용할 수 있다.

이후 습식 크롬도금을 수행할 수 있다.

습식크롬도금은 크게 에칭/화학도금/전기도금으로 나눠진다.

에칭(전처리)은 ABS/PC+ABS 표면에 크롬산/황산을 이용하여 부타디엔 성분을 용해시키고 앵커홀을 형성하여 도금 부착력을 구현하는 역할을 한다.

화학도금은 비전도성인 플라스틱 사출소재 표면에 전도성을 부여하기 위한 공정으로 박막의 화학니켈 도금층(1㎛)을 형성한다.

전기도금은 제품표면에 전기를 부여하여 구리/니켈/크롬을 순차적으로 구현한다.

도금 방지용 인쇄층의 경우, PVC 소재가 크롬산/황산에 용해되지 않아, 화학니켈 도금층이 형성되지 않아 전기도금시 도금층이 형성되지 않는다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예

도금용 사출 소재의 선정

도금용 투명 사출소재의 요구 조건은 도금 부착력이 구현 및 조명 구현이 가능하여야 한다.

ABS, PC+ABS, PC 소재 등이 가능하다. 제품에서 두께는 1.0~1.5 mm 이다.

소재의 두께가 1.0mm 이하이면 소재의 흐름성 부족으로 사출시 성형성이 떨어진다. 소재의 두께가 2.0mm 이상이면 빛 투과도(Total Transmittiance)가 5 이하, HAZE가 95이상이 되어 조명 투과도가 저하되어 조명 부품에 적용되기 어렵다.

잉크 수지의 선정

문자/심볼부에 도금층이 형성되지 않는 인쇄를 구현하기 위하여, 플라스틱 소재에 적용 가능한 PVC, PMMA, PU 수지에 대해 평가를 실시하였다.

PMMA, PU 수지는 도금 공정 중 황산/염산/크롬산 등 화학약품에 의해 용해되어 인쇄층이 제거되거나, 인쇄층이 잔존하여도 표면에 도금층이 형성되었다. PVC 수지의 경우, 내화학성이 강하여 크롬도금 공정 후에도 인쇄층이 제거되지 않고 유지되어, 도금층이 형성되지 않았다.

PVC 수지는 분자량에 상관없이 습식크롬도금 후 도금층이 형성되지 않았다.

PVC 수지는 분자량이 20,000~30,000Mw를 쓰는 것이 바람직하다.

PVC 수지의 분자량이 20,000Mw 미만인 경우, 인쇄 번짐에 의한 인쇄성이 저하되고, 인쇄 후 인쇄 두께를 확보가 어려운 단점이 있다.

PVC 수지의 분자량이 30,000Mw 초과인 경우, 수지의 슬립성 저하로 인쇄 후 잉크 표면이 거칠어 지고, 인쇄 번짐에 의해 이미지의 선명도가 떨어져 반복 작업이 어려우며, 도금 균일정시 저하되어 문자/심볼이 일정하지 않는 단점이 있다.

인쇄의 경우 패드인쇄, 스크린 인쇄, 레이저 인쇄 등의 방법으로 문자 심볼을 구현하는 것이 가능하다.

PVC 수지의 인쇄 작업성 확보를 위해 유기용제를 사용한다. 유기 용제는 점도 조절 및 수지 분산의 역할을 담당한다.

이때 사용된 용제는 Acetonitrile, ISOPHORONE, XYLENE을 사용한다.

용제의 함량은 수지 대비 3 내지 7중량% 정도의 함량이 바람직하다.

용제의 함량이 3중량% 미만일 경우, 잉크 용액의 점도가 5,000cp으로 높아, 분산성이 저하된다. 또한 점도가 높은 경우, 패드 인쇄 시 잉크가 사출물로 전사되지 않고, 패드 (실리콘 고무)에 남아 있게 되어, 인쇄성이 저하된다.

용제의 함량이 7중량% 초과인 경우, 잉크용액의 점도가 2000cp 이하로 낮아, 인쇄의 번짐이 심해지고, 인쇄 및 건조 후 도막두께 확보가 어려워진다.

경화제는 PVC 수지와의 경화를 통하여 내약품성, 내열성, 부착력 등 내구 물성을 증가 시키기 위한 목적으로 사용되며 이소시아네이트계 경화제를 사용하며, HDI, MDI, TDI, IPDI 등을 사용하는 것이 바람직하고, 10 내지 20중량부의 함량을 적용하는 것이 바람직하다.

경화제 함량이 10중량부 미만이면 도막 경화 부족에 의해 내약품성이 저하되고, 경화제 함량이 20중량부 초과 첨가 시 내구 물성이 좋아지나, 인쇄성이 저하 되고 공기 중 노출로 인하여 잉크의 가사 시간이 짧아진다. 또한 수지와의 과경화에 의해, 내광성 평가 후 도막깨짐 등이 발생한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 버튼의 단계별 제조 사진이다.

	#1	#2	#3	#3	#4	#5
수지의 종류	PVC-1 (분자량 10,000)	PVC (분자량 20,000)	PVC (분자량 30,000)	PVC (분자량 40,000~)	PMMA (분자량 10,000 이하)	PU (아크릴 우레탄)
인쇄성	△	◎	◎	△	◎	◎
미도금 성능	◎	◎	◎	◎	X	X
빛 투과성	◎	◎	◎	◎	◎	◎

	#6	#7	#8	#9	#10	#11	#12	#13
수지의 종류	PVC (분자량 20,000)	PVC (분자량 20,000)	PVC (분자량 20,000)	PVC (분자량 20,000)	PVC (분자량 20,000)	PVC (분자량 20,000)	PVC (분자량 20,000)	PVC (분자량 20,000)
수지	30	50	70	90	90	90	90	90
용제	70	47	30	7	7	7	3	10
대전방지제		3		3	3	3	7
계	100중량%	100중량%	100중량%	100중량%	100중량%	100중량%	100중량%	100중량%
경화제		10중량부		20중량부	10중량부	30중량부	20중량부	20중량부
인쇄불량	○ (인쇄번짐)	◎	○ (인쇄번짐)	◎	◎	O (미인쇄, 가사시간 짧음)	◎ (미인쇄, 점도 상승)	○ (인쇄 번짐)
내약품성 (에탄올/가솔린)	X	○	X	◎	○	◎	◎	◎

도 5는 인쇄 불량의 판정 기준을 나타낸다. 도 6은 내약품성의 판정 기준을 나타낸다.

차폐용 잉크의 선정

차폐용 테이프의 요구 성능은 도금 공정 중 화학 도금층이 형성되지 않아야 하고, 전기 도금 공정중 절연 특성이 있고, 도금 공정 중 약품에 반응하지 않아야 한다.

PVC 테이프는 3M사의 scotchcal high performance automotive grade를 사용하였다.

도 7은 도금 차폐 테이프를 이용하여 제조한 버튼의 사진이다.

	PE 필름	PVC 필름	PET 필름
차폐성능	불만족 도금 공정 中 도금 약품에 녹음	이상없음	불만족 도금 공정 中 shrink 발생으로 약품이 사출물 사이에 침투

본 발명은 기존 버튼류에 적용되는 이중사출 부분도금을 대체하기 위한 공법으로, 이중사출 없이 버튼류에 문자/심볼을 부분도금 공법으로 구현하여 소비자에게 금속 외관 및 cool 터치감을 부여할 수 있다.

본 발명은 조명 투과가 가능한 도금용 소재 표면에 패드 또는 스크린 인쇄의 공법을 이용하여 도금 방지 및 빛 투과가 가능한 인쇄 층을 형성하고 습식 크롬도금을 실시하여, 문자/심볼의 인쇄층을 제외한 나머지 영역에서만 금속층을 형성하고 문자/심볼영역에서만 조명을 투과하여 주간에는 문자/심볼의 이미지를, 야간에는 조명 이미지를 추가로 제공하는 역할을 한다.

본 기술은 기존 이중사출 부분도금 대비 구조가 단순하고, 문자/심볼 변경시 추가적인 금형 제작 없이, 인쇄 패턴만 변경하여 문자/심볼 변경이 가능한 장점이 있다, 또 원가 절감을 위하여 미도금 영역을 구현하기 위한 이중사출을 단일 사출로 변경 가능하다.

본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (12)

1. 버튼 몸체부; 및 상기 버튼 몸체 상부에 위치하는 버튼 표면부;를 포함하고,
   상기 버튼 표면부 상에 위치하는 기호 인쇄부;
   상기 버튼 몸체부 하부에 위치하는 도금 방지부; 및
   상기 기호 인쇄부 및 도금 방지부를 제외한 나머지 버튼 외부에 위치하는 금속 도금층을 포함하는 자동차용 기호 버튼.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 기호 인쇄부;는 빛이 투과되는 소재인 것인 자동차용 기호 버튼.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 도금 방지부는, 상기 기호 인쇄부와 동일한 소재로 인쇄된 것인 자동차용 기호 버튼.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 도금 방지부는, 도금 방지 필름이 부착된 구조인 것인 자동차용 기호 버튼.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 버튼 몸체부 및 상기 버튼 표면부는 단일 사출로 형성된 동일 소재인 것인 자동차용 기호 버튼.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 버튼 몸체부 및 상기 버튼 표면부는 금속 도금이 가능한 고분자 소재인 것인 자동차용 기호 버튼.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 기호 인쇄부; 및 상기 도금 방지부;는 금속이 도금되지 않는 고분자 소재인 것인 자동차용 기호 버튼.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 기호 인쇄부;는 PVC 수지, 용제, 및 대전 방지제를 포함하는 고분자 조성물를 이용하여 제조되며,
   상기 고분자 조성물 100중량%에 대해, 용제, 3 내지 7중량%를 포함하는 것인 자동차용 기호 버튼.
   
9. 금속 도금이 가능한 고분자 소재를 이용하여 단일 사출 방법을 통해 버튼을 제조하는 단계;
   상기 버튼의 표면부에 금속이 도금되지 않는 고분자 소재를 이용하여 기호를 인쇄하는 단계;
   상기 버튼의 몸체부 하단에 도금 방지부를 형성하는 단계; 및
   상기 버튼의 외부에 금속 도금층을 형성시키는 단계;
   를 포함하는 자동차용 기호 버튼의 제조 방법.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 버튼의 몸체부 하단에 도금 방지부를 형성하는 단계;는,
    상기 버튼의 몸체부 하단에 상기 금속이 도금되지 않는 고분자 소재를 인쇄하는 방법으로 수행되는 것인 자동차용 기호 버튼의 제조 방법.
    
11. 제9항에 있어서,
    상기 버튼의 몸체부 하단에 도금 방지부를 형성하는 단계;는,
    상기 버튼의 몸체부 하단에 금속 도금 방지 테이프를 구비하는 방법으로 수행되는 것인 자동차용 기호 버튼의 제조 방법.
    
12. 제9항에 있어서,
    상기 금속이 도금되지 않는 고분자 소재는, PVC 수지, 용제, 및 대전 방지제를 포함하는 고분자 조성물를 이용하여 제조되며,
    상기 고분자 조성물 100중량%에 대해, 용제, 3 내지 7중량%를 포함하는 것인 것인 자동차용 기호 버튼의 제조 방법.
    
    

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