KR20210141082A - 이중 아노다이징에 의한 메탈카드의 다색 착색 방법 - Google Patents

이중 아노다이징에 의한 메탈카드의 다색 착색 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고강도의 알루미늄 합금 소재를 이용한 메칼카드의 제조 과정에서 이중 아노다이징에 의한 메탈카드의 다색 착색 방법에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 고강도 알루미늄 합금 소재를 이용하여 메탈카드를 제조함에 있어 메탈카드에 이중 아노다이징에 의해 2가지 색상으로 착색하되, 1차 아노다이징에 의해 베이스 컬러를 착색한 후 2차 착색하고자 하는 부분과 함께 메탈카드에 통전 부분으로 피막을 박리하고, 다시 2차 아노디이징에 의해 베이스 칼라와 다른 칼라를 착색하는 2차 착색하기 때문에 종래보다 고품질을 구현하여 VIP 손님을 위한 고급성을 추구하는 메탈카드의 상품성을 더욱 우수하게 제공하도록 하는데 그 특징이 있다.

Description

이중 아노다이징에 의한 메탈카드의 다색 착색 방법{Multicolor coloring method of the metal card by the double anodizing}
본 발명은 고강도의 알루미늄 합금 소재를 이용한 메칼카드의 제조 과정에서 이중 아노다이징에 의한 메탈카드의 다색 착색 방법에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 메탈카드에 아노다이징으로 착색하되, 이중 아노다이징에 의한 다색 착색으로 종래보다 고품질을 구현하여 VIP 손님을 위한 고급성을 추구하는 메탈카드의 상품성을 더욱 우수하게 제공하는 이중 아노다이징에 의한 메탈카드의 다색 착색 방법에 관한 것이다.
일반적으로 사용하고 있는 카드는, 금융권에서 사용되는 현금카드, 직불카드, 신용카드, 증권카드 등과 같은 금융카드를 비롯해, 각종 쇼핑몰이나 이동 통신사 및 병원 등에서 사용되는 멤버쉽 회원카드, 도서관, 학교, 회사 등에서 사용되는 신분증명카드 등이 있다.
이와같이 단순 결제 수단만으로 활용되어 오던 카드는 최근 더 다양한 목적으로 폭넓게 활용되고 있다.
특히, 최근에는 VIP 손님을 위한 고급성을 추구하는 금속 카드가 개시된 바 있다.
상기한 금속 카드는 공개특허 제10-2009-0071880호서와 같이 금속편 및 투명지를 카드의 크기에 맞도록 절단하고, 상기 투명지 및 금속편을 하단으로부터 투명지, 금속편, 및 투명지를 순서대로 적층한 후 프레스로 압착하여 제조하므로 카드의 소재로서 금속편을 사용하여 카드에 색다른 질감을 표현하나 금속편의 상하에 투명지를 적층하여 압착하는 것이어서 고품위를 만족시키는데 한계가 있었다.
이에 대한 만족도를 높이기 위해 공개특허 제10-2010-0066148호에서는 금속시트를 절단하여 금속 플레이트를 형성하고, 표면의 산화막 제거와 연마, 도금층을 형성한 후 특정 색상의 증착막 형성, 레이저를 이용하여 증착막을 제거하면서 소정 패턴을 형성하고, 다시 상기 패턴이 형성된 금속 플레이트 표면에 코팅막을 형성하며 소정 문자를 음각으로 조각하는 과정에 의해 제조하도록 하므로 금속 플레이트에 도금과 특정 색상을 증착한 후 제거하면서 패턴을 형성하는 것에 의해 금속카드의 외관을 더 미려하게 할 수 있었다.
그러나 상기한 종래 금속카드는 제조 공정이 까다로워 정밀하고 신속한 제조가 어렵고, 무엇보다 다양한 색상과 디자인의 표현이 곤란하여 고품질을 구현하는데 한계를 갖기 때문에 VIP 손님을 위한 고급성을 추구하는데 상품성이 저하되는 문제점이 있었다.
한편, 아노다이징은 도금의 한 종류로서, 알루미늄 소재 등의 표면 후처리 방식으로 소재의 표면에 전기 화학적으로 산화 피막을 만들어 금속 표면을 보호하도록 하는 것이다. 즉, 소재를 양극(+)에 걸고 도금 수조의 희석산 전해액(-)에 침전시켜 전해하면, 양극에서 발생하는 산소에 의해서 메탈카드 소재와 밀착력을 갖는 산화 피막(산화 알루미늄: Al2O3)이 형성되고, 이에 의해 착색도 이루어지게 되는 것이다.
그러나 종래 아노다이징에 의한 착색은 도금 대상물에 단색 착색만이 가능하였다. 즉 아노다이징 공정에 의해 다색 착색을 하지 않으면서 고급성이나 상품성을 극대화하지 못하는 문제점이 있었다.
이러한 종래 아노다이징에 의한 착색 문제점을 본 출원인이 제조하고자 하는 VIP 손님을 위한 메탈카드에서 해결하므로 메탈카드의 고급성, 상품성을 더욱 높이기 위해 연구노력하였다.
등록특허 제10-1983028호(2019년05월22일) 등록특허 제10-1868478호(2018년06월11일)
본 발명은 상기한 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 발명된 것으로서, 메탈카드에 아노다이징으로 착색하되, 이중 아노다이징에 의한 다색 착색으로 종래보다 고품질을 구현하여 VIP 손님을 위한 고급성을 추구하는 메탈카드의 상품성을 더욱 우수하게 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 본 발명은 고강도 알루미늄 합금 소재를 이용하여 메탈카드를 제조하면서 메탈카드에 2가지 색상으로 착색하기 위한 이중 아노다이징으로 수행하되, 상기 이중 아노다이징은 메탈카드 소재에 1차 아노다이징에 의한 산화 피막으로 베이스 컬러를 착색하는 1차 착색 과정과; 상기 1차 착색된 메탈카드 소재에서 2차 착색하고자 하는 부분과 함께 메탈카드에 통전 부분으로 1차 착색된 피막을 제거하는 박리 과정 및; 상기 메탈카드 소재에서 박리된 부분으로 다시 2차 아노디이징에 의한 산화 피막으로 베이스 칼라와 다른 칼라를 착색하는 2차 착색 과정에 의해 2가지 색상으로 착색하도록 하는 이중 아노다이징에 의한 메탈카드 다색 착색 방법을 제공함에 그 특징이 있다.
이러한 본 발명은 고강도 알루미늄 합금 소재를 이용하여 메탈카드를 제조함에 있어 메탈카드에 이중 아노다이징에 의해 2가지 색상으로 착색하되, 1차 아노다이징에 의해 베이스 컬러를 착색한 후 2차 착색하고자 하는 부분과 함께 메탈카드에 통전 부분으로 피막을 박리하고, 다시 2차 아노디이징에 의해 베이스 칼라와 다른 칼라를 착색하는 2차 착색하기 때문에 종래보다 고품질을 구현하여 VIP 손님을 위한 고급성을 추구하는 메탈카드의 상품성을 더욱 우수하게 제공하게 되는 것이다.
도 1은 본 발명이 적용된 메탈카드 제조 방법을 보여주는 전체 공정도.
도 2는 도 1의 메탈카드 소재 준비 과정을 보여주는 정면도.
도 3 및 도 4는 도 1의 밀링 공정에 의해 가공된 메탈카드 소재의 전면 및 배면을 보여주는 정면도.
도 5는 본 발명의 이중 아노다이징에 의한 다색 착색 방법을 보여주는 공정도.
도 6은 도 5의 아노다이징 공정에서 사용되는 지그의 일 실시 예를 보여주는 전체 사시도.
도 7은 도 6의 "A"부분 확대도.
도 8은 도 6의 정면도.
도 9는 도 6의 요부 사시도.
도 10은 도 6의 측면도.
도 11은 본 발명에서 1차 아노다이징 후 2차 착색 부분의 커팅 상태를 보여주는 카드 사진.
도 12는 도 11에서 카드 측면의 통전 부분 커팅 상태를 보여주는 카드 사진.
도 13은 도 11의 카드를 2차 아노다이징에 의해 2차 착색된 상태를 보여주는 카드 사진.
먼저, 본 발명이 적용된 알루미늄 합금 메탈카드 제조 방법에 대해 첨부 도면을 참조하여 살펴보기로 한다.
본 발명은 고강도 알루미늄 합금 소재를 이용하여 메탈카드 소재 준비, 부식 에칭, 밀링, 전처리(퍼핑, 헤어라인, 샌딩), 아노다이징, 인쇄(열처리 전사, 실크 인쇄 및 잉킹), 레이져 마킹 및, 세라믹 코팅 공정에 의해 알루미늄 합금 메탈카드를 제조하는 것이다.
1. 메탈카드 소재 준비 공정
상기 고강도 알루미늄 합금 소재(1)는 0.4 내지 0.8mm 두께로 두랄루민(duralumin)(2014합금 인장강도 40kg/mm²클래스), 초두랄루민(2024합금 인장강도 50kg/mm²클래스) 및 초초두랄루민(7075합금 인장강도 60kg/mm²클래스)의 소재를 프레스 가공에 의해 메탈카드 사이즈로 타발 성형하거나 CNC 정밀 가공에 의해 메탈카드 사이즈로 가공하여 메탈카드 소재(2)를 준비한다(도 2 참조).
이때, 상기 메탈카드 소재(2)는 고강도 알루미늄 합금 소재(1)의 길이 방향을 따라 복수 개를 동시 또는 연속 가공하도록 하는 것이다.
상기 프레스 가공의 경우 CNC 정밀 가공에 비해 단시간에 대량 생산이 가능하나 프레스 성형 과정에서 메탈카드 소재(2)의 측면에 알루미늄 버가 발생할 수 있어 이를 별도 제거하는 과정이 요구된다.
2. 부식 에칭(Etching) 공정
상기 메탈카드 소재(2)의 표면에 이미지 필름을 부착하고 화학 용액(부식액)으로 이미지 필름의 이미지에 따라 소재 표면을 부식시켜 글씨(작은 글씨), 이미지, 로고 등을 형성하도록 가공하는 것이다.
이는 상기 메탈카드에 글씨, 이미지, 로고 등이 적용되는 경우에 한하여 적용하는 공정이다.
3. 밀링 공정
상기 메탈카드 소재(2)의 전면 및 배면을 CNC 공작기계에 의해 밀링 가공하는 것이다.
즉, 상기 메탈카드 소재(2)의 전면은 도 3에서와 같이 칩 결합 부분(2a)을 밀링 가공하고, 배면은 도 4에서와 같이 MC 부분(2b), 서명판 부분(2c), 홀로 그림 부분(2d)을 밀링 가공하는 것이다.
이때, 상기 메탈카드 소재(2)의 밀링 가공 부위는 CNC 공작기계에 의한 정밀 가공을 통해 밀링 깊이가 부위 별로 일정한 수치를 유지하게 하고, 밀링 가공 부위의 표면이 요철 및 굴곡 없이 평탄하게 가공하도록 하는 것이다.
4. 전처리 공정
상기 메탈카드 소재의 표면에 메탈카드의 디자인 사양에 따라 퍼핑, 허어라인, 샌딩 처리를 선택적으로 수행하여 다양한 디자인을 연출하도록 하는 것이다.
(1) 퍼핑
상기 메탈카드 소재를 연마 바퀴로 갈고 닦는 가공을 행하는 것에 의해 소재를 평평하게 보정하도록 함과 함께 메탈카드 소재의 표면을 거울처럼 매끄럽게 하기 위한 것이다.
(2)헤어라인
상기 메탈카드 소재의 표면에 머리카락과 같은 가는 선을 긋는 가공을 행하는 것이다.
이러한 헤어라인 가공은 메탈카드 소재의 표면에 기스나 찍힘을 없애고 표면을 더욱 곱게하기 위한 것이다.
(3)샌딩
상기 메탈카드 소재의 표면에 모래 알갱이를 고압으로 쏘아서 앰보싱 효과를 내는 가공을 행하는 것이다.
이러한 샌딩 가공은 메탈카드 소재의 표면에 발생할 수 있는 스크레치를 숨기고 외관을 좀더 완성도 있게 제공하기 위해 것이다.
5. 아노다이징(Anodizing) 공정
상기 메탈카드 소재의 표면 후처리 방식으로 많이 사용하는 공정이다. 상기 메탈카드 소재의 표면에 전기 화학적으로 산화 피막을 만들어 금속 표면을 보호하도록 하는 공정이다.
즉, 상기 메탈카드 소재를 양극(+)에 걸고 도금 수조의 희석산 전해액(-)에 침전시켜 전해하면, 양극에서 발생하는 산소에 의해서 메탈카드 소재와 밀착력을 갖는 산화 피막(산화 알루미늄: Al2O3)이 형성되는 것이다.
이때, 상기 메탈카드 소재의 표면에 소비자가 선호하는 색상의 착색이 이루어진다.
6. 인쇄 공정
상기 메탈카드 소재의 표면에 형성하는 디자인에 따라 아노다이징 공정과 별도로 추가 실시하는 공정으로 디자인에 따라 열처리 전사, 실크 인쇄, 잉킹 등의 인쇄 공정을 선택적으로 수행한다.
(1) 열처리 전사 공정
상기 메탈카드 소재의 표면에 열처리 전사를 수행하면서 아노다이징에서 할 수 없는 다수 색상의 디자인을 표현하도록 하는 것이다.
즉, 상기 메탈카드 소재 상부에 다양한 색상과 디자인이 표현된 전사지를 위치시키고 열 프레스를 이용하여 눌러 전사지의 색상과 디자인이 메탈카드에 전사되도록 하는 것인데, 상기 열 프레스의 프레싱 시간과 온도에 따라 칼라가 약간 다르게 나오게 되기 때문에 시간과 온도를 조절 셋팅하면서 작업하게 되는 것이다.
이와 같은 열처리 전사에 의해 다양한 색상의 이미지 및 그라데이션 기법을 적용할 수 있는 것이다.
(2) 실크 인쇄 공정
상기 메탈카드 소재(2)에 실크 스크린을 이용하여 실크 인쇄하는 것이다. 즉 상기 메탈카드 소재 상부로 실크 스크린을 위치시키고, 롤러나 주걱 등을 이용하여 잉크가 스크린의 망점을 통과하도록 하면서 메칼카드 소재 상부에 스크린의 디자인으로 인쇄하도록 하는 것이다.
이러한 실크 인쇄는 인쇄의 대상이 넓고 인쇄시 압력이 작은 이점이 있다. 뿐만 아니라 유성잉크, 수성잉크, 합성수지계 잉크로 소재의 두께나 재질에 상관없이 인쇄가 가능함은 물론 인쇄 시간이 짧게 소요되는 이점이 있다.
(3) 잉킹 공정
상기 메탈카드의 표면에 글씨 및 로고 등을 CNC 가공에 의해 가공 깊이 0.08~0.1mm로 음각 처리 후, 상기 음각 처리된 부분으로 실크 인쇄염료를 투입하여 인쇄하는 것이다.
이러한 잉킹 공정은 실크 인쇄 보다는 고급 스러운 멋이 있으나 사람이 수 공정으로 작업하기 때문에 작업 시간이 많이 소요되는 것이다.
7. 레이져 마킹 공정
상기 메탈카드의 배면에 주로 행하는 가공으로 레이져에 의해 문구 및 이미지를 마킹하는 작업을 수행하는 것이다.
상기 레이져 마킹은 위 실크 인쇄 보다 다채로운 색상 구현은 힘드나 단일 색상으로 흰색, 그레이 색상의 구현이 가능하다.
8. 세라믹 코팅 공정
상기 메탈카드의 제조 공정중에 최종 공정으로서, 메탈카드 소재의 표면에 세라믹 코팅을 수행하는 공정이다. 상기 메탈카드 소재 표면의 세라믹 코팅은 메탈카드의 지문 방지 및 스크래치 방지에 우수하도록 하기 위한 것이다.
이와 같은 제조 공정에 의해 고강도 알루미늄 합금을 이용한 메탈카드를 제조하는 것이다.
특히, 상기한 제조 방법에서 본 발명의 아노다이징 공정은 메탈카드에 2가지 색상을 착색하여 상품성을 높이고자 도 5에 도시된 바와 같이 이중 아노다이징을 수행한다.
상기 이중 아노다이징은 메탈카드 소재에 1차 아노다이징에 의한 산화 피막으로 베이스 컬러를 착색하는 1차 착색 과정과; 상기 1차 착색된 메탈카드 소재에서 2차 착색하고자 하는 부분과 함께 메탈카드의 측면에 통전 부분으로 1차 착색된 피막을 제거하는 박리 과정 및; 상기 상기 메탈카드 소재에서 박리된 부분으로 다시 2차 아노디이징에 의한 산화 피막으로 베이스 칼라와 다른 칼라를 착색하는 2차 착색 과정에 의해 2가지 색상을 착색하게 되는 것이다.
이때, 상기 박리 과정은 CNC 공작기계에서 천연 또는 인조 다이어 툴을 이용한 커팅 가공에 의해 산화 피막을 파괴하면서 도 11 및 도 12에서와 같이 2차 착색을 위한 부분과 함께 2차 아노다이징을 위한 도금 수조의 희석산 전해액(-)에 침전시켜 전해시 통전을 위해 메탈카드 소재(2) 측면의 통전 부분을 박리하게 되는 것이다.
여기서, 상기 메탈카드 소재(2)는 장착하는 지그(200)는 티타늄 소재로 제조하여 사용한다.
이는 도 6 내지 도 10에 도시된 바와 같이 상,하 횡바(21)(22)를 좌우 수직바(25)(26) 사이에 적어도 하나 이상 상하로 이격 설치하는 프레임(20)과; 상기 프레임의 중앙에 수직 상부로 연결되는 걸이 부재(30)와; 상기 프레임의 상,하 횡바(21)(22)의 길이 방향을 따라 상하로 대향 설치하되, 중앙에 연결부(41)와 상기 연결부 양측에 경사지는 텐션부(42) 및 상기 텐션부에 수평 연결되어 지지부(43)로 구성하되, 상기 지지부(43)에는 장공(43a)을 형성하는 상,하 텐션 지지부재(40)(40')로 구성하여 상기 상하 텐션 지지부재의 지지부(43)를 상하로 벌려주면서 장공(43a)에 메탈카드 소재(2)의 대각선에 위치하는 모서리 부분(2f)(2g)을 탄발 삽입하여 장착하도록 하는 것이다.
이때, 상기 상하 텐션 지지부재의 지지부(43)는 외측 단부를 내향 절곡한 절곡부(44)를 형성하고, 상기 절곡부 끝단에 삼각형 홈(44a)을 대향 형성하여 상기 삼각형 홈(44a)에 메탈카드의 상하 끝단을 탄발 삽입하여 장착하도록 할 수도 있는 것이다.
또한, 상기 상,하 횡바(21)(22)는 양 측단에 외측에 가이드 홈(23a)이 형성된 역U자형 결합 브라켓(23)을 결합 형성하여 상기 결합 브라켓의 가이드 홈(23a)을 좌우 수직바(25)(26)에 삽입하되, 상기 좌우 수직바를 따라 상하로 슬라이드 이동시켜 상하 텐션 지지부재(40)(40') 사이의 간격을 조절하면서 체결 부재(24)로 체결하여 고정할 수 있는 것이다.
이러한 본 발명의 지그(200)는 아노다이징 처리하기 위한 메탈카드 소재(2)를 상,하 횡바(21)(22)에 대향 설치되어 있는 상,하 텐션 지지부재(40)(40') 양측의 지지부(43)에 의해 장착하는 것이다.
즉, 상기 상,하 텐션 지지부재 양측의 지지부(43)를 텐션부(42)에 의해 상하로 벌러주면서 메탈카드 소재(2)의 대각선에 위치하는 모서리 부분(2f)(2g)을 지지부(43)에 형성되어 있는 장공(43a)에 탄발 삽입하는 것에 의해 장착하게 되는 것이다.
이때, 상기 메탈카드 소재(2)의 측면에는 도 12에서와 같이 통전을 위해 박리하는데, 상기 통전 부분이 상,하 텐션 지지부재 양측의 지지부(43)에 형성된 장공(43a)에 삽입되어 상기 장공 위치에서 지지부(43)와 접촉하여 통전되게 창착하도록 하는 것이다.
특히, 상기 상,하 텐션 지지부재의 지지부(43)가 텐션부(42)에 의해 상하로 텐션 작동하면서 착탈이 간단하면서 견고하게 지지하도록 함은 물론 상기 지지부(43)에 형성된 장공(43a)에 메탈카드(2)의 대각선에 위치하는 모서리 부분(2f)(2g)이 삽입되어 설치되기 때문에 메탈카드 소재(2)를 도금 수조의 희석산 전해액에 침전시키는 도금 과정이나 그 밖에 수세, 건조 과정에서 이탈이 방지되어 신뢰성이 우수하고, 그 밖에 접점 부위 손상이 적고, 전류 전도율이 우수하여 피박 불량을 최소화하는 것이다.
따라서, 본 발명의 제조 방법은 고강도 알루미늄 합금 소재를 이용하여 메탈카드를 제조함에 있어 상기 메탈카드 소재를 양극(+)에 걸고 도금 수조의 희석산 전해액(-)에 침전시켜 전해하면서 메탈카드 표면에 산화 피막(산화 알루미늄: Al2O3)을 형성하는 아노다이징 공정을 1,2차로 진행하는 이중 아노다이징에 의해 메탈카드를 2가지 색상으로 착색하는 것이다.
즉, 1차 아노다이징에 의해 베이스 컬러를 착색한 후 2차 착색하고자 하는 부분과 함께 메탈카드에 통전 부분으로 피막을 박리하고, 다시 2차 아노디이징에 의해 베이스 칼라와 다른 칼라를 착색하는 2차 착색하기 때문에 종래보다 고품질을 구현하여 VIP 손님을 위한 고급성을 추구하는 메탈카드의 상품성을 더욱 우수하게 제공하게 되는 것이다.
2b: MC 부분 2c: 서명판 부분
2d: 홀로 그림 부분 11: 다이
12: 삽입 장착홈 12a: 에어 흡입공
13: 파지홈 20: 프레임
21,22: 상,하 횡바 23: 결합 브라켓
23a: 가이드 홈 24: 체결 부재
25,26: 좌우 수직바 30: 걸이 부재
40,40': 상,하 텐션 지지부 41: 연결부
42: 텐션부 43: 지지부
43a: 장공 44: 절곡부
44a: 삼각형 홈 100: 카드 고정구
200: 지그
2: 메탈카드 소재 2a: 칩 결합 부분

Claims (2)

  1. 고강도 알루미늄 합금 소재를 이용하여 메탈카드를 제조하면서 메탈카드에 2가지 색상으로 착색하기 위한 이중 아노다이징으로 수행하되,
    상기 이중 아노다이징은 메탈카드 소재에 1차 아노다이징에 의한 산화 피막으로 베이스 컬러를 착색하는 1차 착색 과정과,
    상기 1차 착색된 메탈카드 소재에서 2차 착색하고자 하는 부분과 함께 메탈카드에 통전 부분으로 1차 착색된 피막을 제거하는 박리 과정 및,
    상기 메탈카드 소재에서 박리된 부분으로 다시 2차 아노디이징에 의한 산화 피막으로 베이스 칼라와 다른 칼라를 착색하는 2차 착색 과정에 의해 2가지 색상으로 착색하도록 하는 것을 특징으로 하는 이중 아노다이징에 의한 메탈카드의 다색 착색 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 박리 과정에서 메탈카드의 통전 부분은 메탈카드의 상,하 대각선 방향의 모서리 위치에서 측면 위치로 형성하여 도금 지그의 상,하 텐션 지지부재 사이로 탄발 삽입 설치하되, 상기 텐션 지지부의 지지부에 장공을 형성하고, 상기 장공에 메탈카드 소재의 대각선에 위치하는 모서리 부분을 탄발 삽입 장착하여 메탈카드의 통전 부분이 장공에서 상,하 텐션 지지부재에 접촉하여 통전하도록 하는 것을 특징으로 하는 이중 아노다이징에 의한 메탈카드의 다색 착색 방법.
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