WO2024085303A1 - 3d 패턴이 형성된 카드 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to metal cards and methods of manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a card on which a 3D pattern is formed and a method of manufacturing the same.
- credit cards can not only be used in place of cash, but in recent years, smart cards have been developed with built-in IC chips that can store large amounts of information, and are being actively used not only for payments but also as various membership cards. In this smart card market, special cards using various materials are being developed. In particular, metal credit cards made of differentiated metal materials are being developed in a variety of ways for VIP customers.
- the antenna may operate abnormally during non-contact communication with the reader, which may result in limitations in RF functions, ATM use, etc.
- the method of manufacturing using a thin metal sheet or coating a thin layer of metal powder made it difficult to form patterns and letters on the surface of the metal card, and if it was made of a material that was too light, there was also the problem of not being able to feel the weight of the metal. . Accordingly, there is a demand for the development of metal cards that can overcome these limitations of metal cards and express the unique weight and aesthetics of metal.
- UV patterns are formed by applying and printing paint and then irradiating UV patterns with a certain amount of light. Due to the subtle differences, it is possible to print three-dimensional and 3D pattern patterns. However, due to the surface smoothness unique to metal materials, there is a gap between the metal body and the 3D pattern printing layer. There is a disadvantage that peeling occurs easily.
- the present invention was devised to solve the problems described above.
- a 3D pattern exemplified by a three-dimensional effect or a hologram-like pattern
- problems of peeling off the product and process problems of metal debris, and problems with metal Card manufacturing that solves various problems such as deterioration of feel and sheet alignment problems, thereby maximizing adhesion while minimizing deterioration of metal feel and product errors, thereby producing efficient and high-quality 3D patterned metal cards at low cost.
- the purpose is to provide methods and cards.
- the method according to an embodiment of the present invention to solve the above-described problem is a method of manufacturing a metal card using a metal card manufacturing apparatus, wherein an adhesive layer is formed on a body plate formed of a metal material having a preset first surface roughness. forming a; performing a vacuum deposition process using a first metal base on the adhesive layer; and printing a 3D pattern layer using UV on the surface of the adhesive layer on which the vacuum deposition process was performed.
- a metal card for solving the problems described above includes an adhesive layer formed on a body plate made of a metal material having a first preset surface roughness; A vacuum deposition layer formed on the adhesive layer according to a vacuum deposition process using a first metal base; and a 3D pattern layer formed by printing a 3D pattern layer using UV on the surface of the adhesive layer on which the vacuum deposition process was performed.
- an adhesive layer is formed on a body plate formed of a metal material having a preset first surface roughness, a vacuum deposition process using a first metal base is performed on the adhesive layer, and the vacuum deposition process is performed.
- double 3D pattern printing is possible by performing first UV pattern printing and second UV pattern printing on the metal deposition layer formed through the deposition process, and metal debris that may be generated accordingly can be eliminated.
- metal debris that may be generated accordingly can be eliminated.
- a registration hole that can adjust registration deviations that may occur due to metal and metal deposition and UV pattern printing is provided, thereby minimizing errors in the manufacturing process and creating 3D patterns at low cost and high efficiency.
- This formed metal card can be manufactured.
- Figure 1 is a perspective view of a metal card on which a 3D pattern is formed according to an embodiment of the present invention.
- Figure 2 is a cross-sectional view of a metal card on which a 3D pattern is formed according to an embodiment of the present invention.
- Figure 3 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a metal card with a 3D pattern according to an embodiment of the present invention.
- Figures 4 and 5 are table examples for explaining the configuration of an optimization table according to an embodiment of the present invention.
- Figures 6 and 7 are exemplary diagrams for explaining the digital printing structure and its effects according to an embodiment of the present invention.
- Figure 8 is an exemplary diagram showing UV pattern printing based on a metal deposition process according to an embodiment of the present invention and various metallic effects according to its combination.
- Figure 9 is an exemplary diagram for explaining the arrangement of matching holes and a sheet matching method using the same according to an embodiment of the present invention.
- Figure 1 shows a perspective view of a metal card 100 according to an embodiment of the present invention
- Figure 2 shows a cross-sectional view of the metal card 100 according to an embodiment of the present invention.
- the metal card 100 may include one or more sheets or layers.
- the metal card 100 includes a contact IC chip module and a wireless communication chip module capable of wireless communication, and according to the card company's card issuance and operation system, a credit payment based on a contact IC chip is possible.
- It may be a card that can process check card payments, wireless communication chip-based credit payments, check card payments, and postpaid payments, respectively.
- the metal card 100 is a card in which the body of a single metal material is formed as a core sheet, but the metal card 100 is a card made of a special material with various surface roughnesses.
- the composition may be different, and the metal core sheet that forms the metal body is formed by mixing different metal materials, is formed by mixing metal powder with other core materials such as PVC, or is formed by stacking different metal material layers. Alternatively, it may be formed of a clad metal material formed by combining two or three metal material layers in a layer structure.
- the metal card 100 includes a metal layer 110, an adhesive layer 120, a metal deposition layer 130, a first UV pattern layer 140, and a digital printing layer. (150), second UV pattern layer 145, insulating layer 160, antenna inlay layer 170, epoxy layer 180, lower printed layer 190, and magnetic strip overlay layer (MS O/L (Magnetic stripe overlay), 195), and a contact IC chip 155 in the form of a COB (Chip on Board) that provides contact communication and transaction functions may be attached to the top.
- a contact IC chip 155 in the form of a COB (Chip on Board) that provides contact communication and transaction functions
- the metal card 100 of the present invention can be manufactured to fit the standard size and thickness according to predefined standards, and the size and thickness of each sheet are determined to be the optimal thickness suitable for the operation of the metal card and wireless communication sensitivity. It can be implemented to be combined.
- the metal layer 110 is a layered sheet that expresses the unique material and weight of metal, and may be formed of SUS (steel use stainless) material. Alternatively, it may be formed of solid metal such as copper, copper alloy, and silver, which has antibacterial properties.
- SUS steel use stainless
- solid metal such as copper, copper alloy, and silver, which has antibacterial properties.
- the metal material constituting the metal layer 110 may be selected in consideration of not only material and weight to express the characteristics of the metal, but also durability to withstand the processing process, degree of wear, degree of deterioration, etc.
- the metal layer 110 made of SUS may be a material that is resistant to corrosion and can be heat treated. Heat treatment refers to a manipulation process that heats metal to a certain temperature and improves it to a certain desired property or metal structure depending on the cooling rate.
- the metal layer 110 may have irregularities on part or all of its surface for adhesion. Additionally, the metal layer 110 can be processed through a heat treatment process to improve strength and resilience when manufacturing the card 100.
- the metal layer 110 of the present invention may be composed of a large sheet containing a plurality of cards, and may be formed by a laminate process of combining several sheets and applying heat and pressure to form a single sheet. Afterwards, it can be produced into multiple cards through cutting processing.
- the cutting process of a metal sheet including a plurality of cards may use special processing materials, coolants, and cutting tools depending on the characteristics of the metal material.
- the insulating layer 160 serves to block interference with the metal layer 110 so that the antenna of the antenna inlay layer 170 can operate.
- communication must be established with the antenna reader on the other side, and in this case, a magnetic field is generated from the antenna coil provided in the antenna inlay layer 170.
- the metal material of the antenna coil and the metal layer 110 is close to each other, and the metal material changes the SRF (selfresonant frequency) of the antenna coil, worsening the loss and lowering the inductance of the antenna coil, which ultimately reduces the communication It causes disability.
- the cause of this phenomenon is the vortex (eddy current) generated in the metal due to the magnetic field.
- the insulating layer 160 is used for this purpose, and is also called a ferrite sheet. Ferrite can be used by grinding iron into powder, oxidizing the outer surface to make it insulating, and shaping it by applying pressure.
- the metal layer 110 and the insulating layer 160 may be bonded using hot melt. Hot melt can be used as a film-type hot melt adhesive because it melts by heating and then solidifies when cooled.
- the antenna inlay layer 170 may be a sheet including a radio frequency (RF) antenna coil 121, and the antenna coil is rotated to exhibit optimized sensitivity through RF communication (e.g., NFC, RFID) sensitivity test. (Turn) number can be determined. Additionally, the antenna coil of the present invention can be implemented to be directly connected to the COB contact area provided on the bottom of the IC chip 155 of the COB (Chip-On-Board) attached through a separate receiving groove. To this end, the metal layer 110 and the insulating layer 160 may be provided with a receiving groove having an opening corresponding to the bottom surface of the IC chip 155.
- RF radio frequency
- an epoxy layer 180, a lower printed layer 190, and a magnetic strip overlay layer 195 may be sequentially provided below the antenna inlay layer 170, and the epoxy layer 180 is made of an epoxy material. It provides body support and cushioning effects, and the lower printing layer 190 can print and display information on the card to be printed on the back or images such as separate patterns and patterns can be printed, and the magnetic strip overlay layer 195 It may be composed of a sheet containing a strip with magnetic information.
- an adhesive layer 120, a metal deposition layer 130, and a first UV pattern layer ( 140), the digital printing layer 150, and the second UV pattern layer 145 may be formed sequentially.
- physical processing variables and chemical processing variables may be considered in advance. These physical processing variables and chemical processing variables can be determined according to tables pre-stored in the memory of the manufacturing device.
- the physical processing variables may include physical pretreatment processing variables set in response to the surface roughness of the metal layer 110.
- the card manufacturing device performs various physical pretreatment processing processes, such as sanding intensity, sanding number, brushing intensity, and brushing number, according to preset physical processing variables corresponding to the first surface roughness of the metal layer 110. It can be done.
- the chemical processing variables may include chemical pretreatment processing variables set in response to the surface roughness of the metal layer 110.
- the card manufacturing device can set the composition ratio of the adhesive corresponding to the adhesive layer 120, type of adhesive, adhesive application method, adhesive application intensity, adhesive application number, drying time, etc. to optimized values according to the surface roughness. there is.
- the chemical processing variables may further include chemical etching pretreatment processing variables corresponding to the metal layer 110.
- the types of adhesives may include various adhesives that provide adhesion in combination with a primer, and include various adhesives such as acrylic adhesives, polyamides, polyamido amine-based curing agents, epoxy adhesives, acrylic rubber-metal composites, and metal staple adhesives.
- Adhesives may be constructed.
- the composition is preferably 50 to 60 parts by weight of water, 1.5 parts by weight of 1-ethylpyrrolidin-2-one, 0.9 to 1 part by weight of triethylamine, and poly It may contain 38 to 42 parts by weight of urethane resin, and within the above weight range, the composition, application method, application parameters, etc. can be determined according to chemical processing variables.
- the physical processing variables and chemical processing variables can be optimized to minimize peeling problems and process defects due to tensile force and appearance defect rate, which may vary depending on the physical properties and types of metal materials of each metal layer 110.
- the card manufacturing device has a surface roughness value according to the type of metal material of each metal layer 110, and a physical processing variable and a chemical processing variable mapped to the surface roughness value. It can be set to .
- These physical processing variables and chemical processing variables are related to the bonding structure of the adhesive layer 120, metal deposition layer 130, first UV pattern layer 140, digital printing layer 150, and second UV pattern layer 145.
- the optimal value can be determined to minimize the appearance defect rate while maximizing the tensile force, and pre-tests for this can be performed in advance and stored in advance in the memory of the card manufacturing device in the form of a data table.
- physical processing variable and chemical processing variable values predetermined by this table may be transmitted and set from an external device to the card manufacturing device.
- the metal layer 110 can be formed as a body plate made of an optimized metal material on which physical and chemical pretreatment corresponding to the first surface roughness has been performed. .
- the adhesive layer 120 may be formed into an optimized structure by determining its composition and application method according to chemical processing parameters corresponding to the first surface roughness of the metal layer 110.
- the metal deposition layer 130 may be formed on the adhesive layer 120 through a vacuum deposition process using a first metal base.
- This metal deposition layer 130 can increase the tensile strength of the first UV pattern layer 140 and thus play a role in preventing the possibility of peeling.
- the metal deposition layer 130 is formed by a separate first metal base, it can provide a different metallic feel from the metal layer 110, and can perform the function of providing a more elegant aesthetic. there is.
- the first UV pattern layer 140 includes a 3D pattern layer formed on the metal deposition layer 130 using a UV printing method.
- the UV pattern printing method may be a UV coating method formed by applying a well-known UV paint and irradiating and curing a UV light source of a certain amount of light, so that the UV pattern is printed on the metal deposition layer 130 formed on the adhesive layer 120.
- the possibility of delamination can be minimized by optimizing the physical and chemical processing parameters described above.
- the metal card 100 can double maximize the effect of the 3D pattern as it is further provided with a second UV pattern layer 145.
- a double UV pattern layer is formed on the metal deposition layer 130, the product manufacturing defect rate due to the metal debris described above may increase.
- the metal card 100 may be configured such that the digital printing layer 150 is provided between the first UV pattern layer 140 and the second UV pattern layer 145.
- the digital printing layer 150 is a method of directly printing a preset digital image with a digital printing device, and is composed of a printing layer of the preset image, and after processing the first UV pattern layer 140, the second UV pattern layer (145) It can also play a role in suppressing metal debris that may be generated during processing.
- the digital printing layer 150 may be formed only in a specific side edge area of the first UV pattern layer 140 in order to maximize the metal debris prevention effect and reduce manufacturing costs.
- the second UV pattern layer 145 may be formed in a pattern that can further highlight the three-dimensional 3D effect provided by the first UV pattern layer 140 or provide a new three-dimensional 3D effect, and can be formed in a pattern that can be used in digital printing As it is printed on the layer 150, it can be manufactured with minimal metal debris generation.
- the metal card 100 includes the metal deposition layer 130, the first UV pattern layer 140, the digital printing layer 150, and the second UV pattern layer 145.
- the metal card 100 includes the metal deposition layer 130, the first UV pattern layer 140, the digital printing layer 150, and the second UV pattern layer 145.
- a rich and diverse three-dimensional effect and metallic feel can be maximized.
- the metal card 100 as described above is centered on the metal layer 110, which becomes the core body, and includes one or more processing processes such as printing processing, CNC (Computerized Numerical Control) machining, laminating processing, etc. according to each process.
- processing processes such as printing processing, CNC (Computerized Numerical Control) machining, laminating processing, etc. according to each process.
- the card manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention is not separately shown, but according to the parameter setting unit for setting the process and parameters for each process, the control unit for controlling the process according to the set parameters, and the driving of the control unit. It may be provided with one or more hardware modules that physically process each printing process, adhesive process, CNC process, registration process, laminating process, etc.
- the metal layer 110, the adhesive layer 120, the metal deposition layer 130, the first UV pattern layer 140, and the digital printing layer 150 can be formed sequentially according to a preset process.
- second UV pattern layer 145, insulating layer 160, antenna inlay layer 170, epoxy layer 180, lower printing layer 190, and magnetic stripe overlay layer (MS O/L (Magnetic stripe Overlay) , 195) can be formed sequentially according to a preset process.
- all of the above-mentioned components are aligned and laminated at once, or the metal layer 110, the adhesive layer 120, the metal deposition layer 130, the first UV pattern layer 140, the digital printing layer 150, and the second After forming the primary assembly through primary processing of the 3D pattern structure including the UV pattern layer 145, all remaining sheets are aligned and laminated to form a single card body through secondary lamination. It can also be processed to do so.
- one or more matching holes 115 may be processed in the metal layer 110 according to an embodiment of the present invention, and a semicircular opening corresponding to the matching hole 115 may be formed in the insulating layer 160. (165) may be provided.
- the registration hole 115 and the semicircular opening 165 may represent preset registration reference positions.
- the card manufacturing device can detect the position information of each matching hole 115 and the semicircular opening 165 with a visual sensor and quickly and accurately align the remaining sheets. This is faster and more accurate than the existing simple alignment method that adjusts the entire border range of the card for separate overall sheet registration by light transmission recognition, especially since the metal layer 110 or the insulating layer 160 does not transmit light. Alignment errors or errors that occur due to this can be prevented in advance.
- a light source for visual recognition and matching can be transmitted through the matching hole 115, and the insulating layer 160 can also be transmitted through the opening area, so that the antenna inlay layer 170 located at the bottom ), the alignment of the epoxy layer 180 and the lower printed layer 190 can be processed quickly and easily.
- the metal card 100 formed in this way is a combination of the upper adhesive layer 120, the metal deposition layer 130, the first UV pattern layer 140, the digital printing layer 150, and the second UV pattern layer 145. It is preferable that the entire 3D pattern layer is formed to be about 0.01 mm, the metal layer 110 is about 0.35 mm, the insulating layer 160 is about 0.06 mm, the antenna inlay layer 170 is about 0.13 mm, and the epoxy layer 180 is about 0.13 mm. ) may be preferably formed to be approximately 0.1 mm, the lower printed layer 190 to be approximately 0.1 mm, and the magnetic layer layer to be approximately 0.04 mm.
- Figure 4 is a flowchart for explaining the card manufacturing method of the card manufacturing device according to an embodiment of the present invention.
- the card manufacturing apparatus detects the first surface roughness of the metal card body to be bonded (S101).
- the pre-processed metal body plate may constitute the metal layer 110 of the metal card 100.
- an adhesive layer is formed on the metal layer 110 according to the adhesive composition ratio and application method based on chemical processing variables (S107).
- a metal deposition layer is formed on the adhesive layer 120 by performing a first metal base-based vacuum deposition process (S109).
- the first UV pattern layer 140 is printed on the metal deposition layer 130 (S111), the digital printing layer 150 is formed on the first UV pattern layer 140 (S113), and the digital printing layer is A second UV pattern layer 145 is formed at 150 (S115).
- the metal deposition layer may be formed differently depending on the metal base.
- it may be formed of a material that can provide a mirror effect to the metal layer 110 to further provide a mirror deposition effect.
- the metal deposition layer 130 is formed as a mirror deposition layer to further enhance the metallic feel.
- Figures 4 and 5 are table examples for explaining the configuration of an optimization table according to an embodiment of the present invention.
- an optimization table of physical processing variables and chemical processing variables may be configured according to the results of optimization tests for each variable.
- the physical processing parameters are, prior to forming the adhesive layer 120, physical pretreatment of the body plate according to the physical processing parameters determined in response to the first surface roughness of the metal body plate constituting the metal layer 110. It may be a variable used to perform.
- the chemical processing variable may be a variable used to determine the composition or application method of the adhesive layer according to the chemical processing parameter determined in response to the first surface roughness before forming the adhesive layer 120.
- the card manufacturing device uses a table of tensile test results compared to the surface roughness of each metal material previously stored in the memory to determine the tensile strength corresponding to the first surface roughness of the metal material.
- the physical or chemical processing parameters that maximize can be determined.
- the card manufacturing device uses a table of appearance test results compared to the surface roughness of each metal material pre-stored in the memory, and performs physical processing to minimize appearance defects corresponding to the first surface roughness of the metal material. Variables or chemical processing parameters can be determined.
- Figures 4 and 5 illustrate a table of tensile test results compared to surface roughness for each metal material and a table of appearance test results compared to surface roughness for each metal material. Each surface roughness is determined by the table constructed according to each of these test results. Optimized physical processing parameters and chemical processing parameters can be determined.
- the number of sandings, sanding intensity, number of brushings, and brushing intensity as physical processing variables may be determined to maximize tensile strength while minimizing appearance defects
- the application method , silkscreen work mesh density, number of applications, drying time, etc. can be determined to maximize tensile strength while minimizing appearance defects.
- Figures 6 and 7 are exemplary diagrams for explaining the digital printing structure and its effects according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is a photo of the test results of the present applicant's own process test.
- FIG. 6(A) shows a photo of the metal deposition layer in the case where the digital printing layer 150 is not provided. This indicates that a lot of metal debris is generated by UV printing.
- the digital printing layer 150 can be used only as a means to minimize the generation of metal debris, which is mainly generated at the edge of the card body.
- a digital printing layer 150 may be formed on the first UV pattern to cover only a preset side edge area.
- the side edge area has a constant width and width, and is formed in a rectangular frame shape that surrounds only the edge area corresponding to the body plate of the metal layer 110. You can.
- the large sheets when manufacturing a plurality of metal cards 100 in a state in which the large sheets 400 forming each layer are laminated, the large sheets ( Since metal debris is mainly generated only at the edge of the large sheet 400, it may be configured as an area formed in a rectangular frame shape that surrounds only the edge area of the large sheet 400.
- Figure 8 is an exemplary diagram showing UV pattern printing based on a metal deposition process according to an embodiment of the present invention and various metallic effects according to its combination.
- an elegant effect resulting from the combination of the metal deposition layer 130, the first UV pattern layer 140, the digital printing layer 150, and the second UV pattern layer 145 according to an embodiment of the present invention.
- Various combination configurations are possible that can provide a smooth outer surface and minimize external deformation.
- Figure 8(A) can be used as a pattern shape to enhance the metallic feel
- Figure 8(B) can be used as a holographic object pattern shape to enhance the three-dimensional effect.
- the metal feeling and map shape image by applying the pattern of FIG. 8 (A) to the metal layer 110, the metal deposition layer 130, and the first UV pattern layer 140
- the digital printing layer 150 in which the map portion is transparent
- the pattern image in which the hologram object pattern of FIG. 8(B) is given three-dimensionally to the second UV pattern layer 145 a three-dimensional and metal portion of the map-shaped portion is created. It is possible to manufacture a metal card 100 in a form that can emphasize the feeling.
- the metal deposition layer 130 By combining the first UV pattern layer 140, the digital printing layer 150, and the second UV pattern layer 145, it is possible to achieve a mirror metal feel, creating a much more luxurious and smooth metal card 100. It can be manufactured.
- Figure 9 is an exemplary diagram for explaining the arrangement of matching holes and a sheet matching method using the same according to an embodiment of the present invention.
- one or more matching holes 115 may be machined in the metal layer 110 according to an embodiment of the present invention using a hole punching method, and the insulating layer 160 may have matching holes.
- a semicircular opening 165 corresponding to 115 may be provided.
- the registration hole 115 and the semicircular opening 165 may represent preset registration reference positions.
- the shape of the semicircular opening 165 is only an example, and the opening may be of any shape or form using the matching hole 115 as a reference position so that the matching hole 115 can be identified as well as a semicircle.
- the card manufacturing device can detect the position information of each matching hole 115 and the semicircular opening 165 using a visual sensor, and quickly and accurately align the remaining sheets. As mentioned above, this is faster and more accurate than the existing simple alignment method that adjusts the entire border range of the card for separate overall sheet registration by light transmission recognition, and in particular, the metal layer 110 or the insulating layer 160 is Alignment errors or errors that occur due to the inability to penetrate can be prevented in advance.
- the card manufacturing apparatus may sequentially stack an insulating layer 160 and an antenna inlay sheet 170 on the lower part of the body plate on which the 3D pattern layer is printed, and the sensor light transmitted through the Using the position information of the matching hole 115, the metal layer 110 of the body plate on which the 3D pattern layer (120, 130, 140, 150, 145) is printed, the insulating layer 160, and the antenna inlay The position of the sheet 170 can be aligned and corrected.
- the opening of the insulating layer 160 is opened in a certain area centered on the matching hole 115 of the body plate of the metal layer 110, so that the matching hole of the body plate is directed toward the bottom of the insulating layer. It may be in a processed form to be exposed.
- the card manufacturing apparatus may perform registration by adjusting the stacking position of each sheet so that the registration hole is located at the center of an open area of the insulating layer.
- metal card 155 IC chip
- metal deposition layer metal layer 140 first UV pattern layer
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Abstract
본 발명의 실시 예에 따른 카드 제조 장치를 이용한 카드의 제조 방법은, 사전 설정된 제1 표면 조도를 갖는 메탈 소재로 구성된 몸체 플레이트상에 접착층을 형성하는 단계; 상기 접착층상에 제1 금속 베이스를 이용한 진공 증착 공정을 수행하는 단계; 및 상기 진공 증착 공정이 수행된 상기 접착층 표면에 UV를 이용한 3D 패턴층을 인쇄 가공하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 메탈 카드 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 3D 패턴이 형성된 카드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 신용카드는 현금을 대신하여 사용할 수 있을 뿐 아니라 근래에는 대용량의 정보를 수록할 수 있는 IC 칩들이 내장된 스마트 카드로 개발되어 결제뿐만 아니라 각종 멤버쉽 카드 등으로 적극 활용되고 있다. 이러한 스마트 카드 시장에서, 다양한 재질을 이용한 특수 카드들이 개발되고 있다. 특히, VIP 고객을 위하여 차별화된 금속재질의 메탈 신용카드가 매우 다양한 방식으로 개발되고 있다.
그러나, 금속을 이용한 메탈 카드는 금속의 특성 상 리더기와 비접촉식 통신 시 안테나의 비정상적인 동작이 될 수 있고, 이로 인해 RF 기능, ATM 이용 등의 제한이 발생될 수 있다. 또한 얇은 박막의 금속시트를 사용하거나 금속분말을 얇게 코팅하여 제작하는 방식은 금속카드의 표면에 문양 및 문자의 형성이 어려웠고, 너무 가벼운 재질로 형성되는 경우 금속이 갖는 중량감을 느낄 수 없다는 문제점도 있었다. 따라서, 이러한 금속 카드의 한계를 극복하고, 금속 특유의 중량과 미감을 표현할 수 있는 금속 카드 개발이 요구되고 있는 실정이다.
특히, 3차원 입체 효과나 홀로그램과 같은 문양 등으로 예시되는 3D 패턴을 이러한 메탈 카드에 부여함에 있어서, 제품 및 공정상의 다양한 문제점들이 도출되는 바, 이에 대한 해결이 시급하게 요구되고 있다.
특히, 3D 패턴을 UV 패턴의 인쇄 방식으로 가공함에 있어서 메탈 몸체와의 부착이나 접착 결합이 용이하지 않은 문제점이 있다. UV 패턴은 도료 도포 인쇄 후 소정 광량의 UV 패턴을 조사하여 형성되며, 미세한 차이로 인해 입체감 및 3D 패턴무늬의 인쇄가 가능한 방식이나, 메탈 소재 특유의 표면 매끈함으로 인해, 메탈 몸체와 3D 패턴 인쇄층간의 박리가 쉽게 일어난다는 단점이 존재한다.
니아가, 이러한 메탈 몸체에 UV 패턴 인쇄 가공을 수행함에 있어서, 공정상에서는 금속 부스러기가 다수 발생될 수 있어 그 처리에 어려움이 있으며, UV 3D패턴 인쇄로 인한 굴곡 발생에 따른 메탈 카드의 전체적인 메탈감의 저하 현상과, UV 패턴 인쇄에 따른 시트 정합의 부정확성 또한 해결하여야 하는 문제점으로 대두되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점들을 해결하고자 안출된 것으로, 3차원 입체 효과나 홀로그램과 같은 문양 등으로 예시되는 3D 패턴을 메탈 카드에 부여함에 있어서, 제품 및 공정상의 박리 문제, 금속 부스러기 문제, 메탈감 저하 문제, 시트 정합 문제 등의 다양한 문제점들을 해결하고, 이에 따라 접착성이 극대화되면서도 메탈감의 저하 및 제품 오차를 최소화하여, 저비용으로 효율적이고 완성도 높은 3D 패턴 메탈 카드를 제조할 수 있는 카드 제조 방법 및 그 카드를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 메탈 카드 제조 장치를 이용한 메탈 카드의 제조 방법에 있어서, 사전 설정된 제1 표면 조도를 갖는 메탈 소재로 형성된 몸체 플레이트상에 접착층을 형성하는 단계; 상기 접착층상에 제1 금속 베이스를 이용한 진공 증착 공정을 수행하는 단계; 및 상기 진공 증착 공정이 수행된 상기 접착층 표면에 UV를 이용한 3D 패턴층을 인쇄 가공하는 단계를 포함한다.
또한, 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 메탈 카드는, 사전 설정된 제1 표면 조도를 갖는 메탈 소재로 형성된 몸체 플레이트상에 형성된 접착층; 상기 접착층상에 제1 금속 베이스를 이용한 진공 증착 공정에 따라 형성된 진공 증착층; 및 상기 진공 증착 공정이 수행된 상기 접착층 표면에 UV를 이용한 3D 패턴층이 인쇄 가공되어 형성된 3D 패턴층을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 사전 설정된 제1 표면 조도를 갖는 메탈 소재로 형성된 몸체 플레이트상에 접착층을 형성하고, 상기 접착층상에 제1 금속 베이스를 이용한 진공 증착 공정을 수행하며, 상기 진공 증착 공정이 수행된 상기 접착층 표면에 UV를 이용한 3D 패턴층을 인쇄 가공함에 따라, 메탈 몸체의 표면 조도에 적합한 접착층 형성 공정과 증착 공정의 효율 최적화를 가능하게 하며, 이는 제품 및 공정상의 박리문제를 최소화하면서도 3D 패턴의 메탈감과 외관은 극대화할 수 있는 3D 패턴이 형성된 메탈 카드 및 그 제조 방법을 제공할 수 있게 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 증착 공정으로 형성된 금속 증착층에 제1 UV 패턴 인쇄 및 제2 UV 패턴 인쇄를 수행함에 따른 이중 3D 패턴 인쇄가 가능하며, 이에 따라 발생될 수 있는 금속 부스러기를 방지하기 위한 디지털 프린팅층을 그 사이에 가공함에 따라, 제조 공정상에 발생될 수 있는 이물질 및 공정 불량을 최소화할 수 있다.
나아가, 본 발명의 실시 예에 따르면, 이러한 메탈 및 금속 증착과 UV 패턴 인쇄로 인해 발생될 수 있는 정합 편차를 조정할 수 있는 정합 홀을 제공하여, 제조 공정의 오차를 최소화하고, 저비용 고효율로 3D 패턴이 형성된 메탈 카드를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 3D 패턴이 형성된 메탈 카드의 사시도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 3D 패턴이 형성된 메탈 카드의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 3D 패턴이 형성된 메탈 카드의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 최적화 테이블 구성을 설명하기 위한 테이블 예시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 디지털 프린팅 구조 및 그 효과를 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 금속 증착 공정 기반의 UV 패턴 인쇄 및 그 조합에 따른 다양한 메탈감 효과를 나타내는 예시도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 정합 홀 배치 및 이를 이용한 시트 정합 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
예를 들어, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐만 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 카드(100)의 사시도를 도시한 것이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 카드(100)의 단면도를 도시한 것이다.
먼저, 메탈 카드(100)는 하나 이상의 시트 또는 레이어(층)을 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예로서, 메탈 카드(100)는 접촉식 IC 칩 모듈과, 무선 통신이 가능한 무선 통신 칩 모듈을 포함하여, 카드사의 카드발급 및 운용 시스템에 따라, 접촉식 IC 칩 기반의 신용결제, 체크카드 결제 또는 무선 통신 칩 기반의 신용 결제, 체크 카드 결제, 후불형 결제 등을 각각 처리할 수 있는 카드일 수 있다.
또한, 이하에서 설명할 본 발명의 실시 예에서는 메탈 카드(100)가 단일 금속 소재의 몸체를 코어 시트로 형성시킨 카드인 경우를 예시하고 있으나, 다양한 표면 조도를 갖는 특수 재질의 메탈 소재에 대한 금속 조성은 상이할 수 있으며, 금속 몸체를 형성하는 메탈 코어 시트는 서로 다른 금속 소재가 혼합되어 형성되거나, 금속 분말이 PVC 등의 다른 코어 소재와 혼합되어 형성되거나, 서로 다른 금속 소재층이 적층되어 형성되거나, 2 또는 3 이상의 금속 소재층이 레이어 구조로 결합되어 형성된 클래드 메탈(Clad metal) 소재로 형성될 수도 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 메탈 카드(100)는, 메탈층(110), 접착층(120), 금속 증착층(130), 제1 UV 패턴층(140), 디지털 프린팅층(150), 제2 UV 패턴층(145), 절연층(160), 안테나 인레이층(170), 에폭시층(180), 하부 인쇄층(190) 및 마그네틱 스트립 오버레이층(MS O/L(Magnetic stripe Overlay), 195)을 포함할 수 있으며, 상부에는 접촉식 통신 및 거래 기능을 제공하는 COB(Chip on Board) 형태의 접촉식 IC 칩(155)이 부착될 수 있다.
본 도면에서는, 상술한 구성요소들만을 기재하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 메탈 카드의 구현을 위한 다른 구성요소들이 더 추가될 수 있고, 부가 기능을 위해 디스플레이부, 생체 센서부 등이 추가로 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 메탈 카드(100)는 미리 정의된 기준에 따른 규격 사이즈와 두께에 맞게 제조될 수 있고, 각 시트의 사이즈와 두께는 메탈 카드의 동작과 무선 통신 감도 등에 맞는 최적의 두께로 결정되어 결합되도록 구현될 수 있다.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 메탈층(110)은 금속 특유의 재질과 중량감을 표현하는 층을 이루는 시트로서, SUS(steel use stainless, 스테인리스강) 재질로 형성될 수 있다. 또는 항균성을 가지는 구리, 구리합금 및 은 등의 고체 금속으로 형성될 수 있다.
메탈층(110)을 구성하는 메탈 소재는, 메탈의 특성을 표현하기 위한, 재질과 중량이 고려될 뿐만 아니라 가공 공정을 견디기 위한 내구성, 마모도, 변성정도 등을 고려하여 선택될 수 있다. 일 실시 예로서, SUS로 구성된 메탈층(110)은 부식에 강하고, 열처리가 가능한 소재일 수 있다. 열 처리란, 금속을 어떤 온도로 가열하여 냉각 속도에 따라 어떤 목적의 성질이나 금속 조직으로 개선하는 조작 공정을 말한다. 메탈층(110)은 접착력을 위해 표면의 일부 또는 전부에 요철이 있을수 있다. 또한 메탈층(110)은 카드(100) 제조 시, 강도와 복원력이 향상되도록 열처리 공정을 통해 가공할 수 있다.
일 실시 예로서, 본 발명의 메탈층(110)은 복수개의 카드를 포함하는 대형 시트로 구성될 수 있고, 여러 개의 시트를 합지하여 열과 압력을 가해 하나의 시트로 만드는 라미네이트(Laminate) 공정을 거친 후, 절삭 가공을 통해 여러 장의 카드로 생산해낼 수 있다. 이러한 복수 개의 카드들 포함하는 메탈 시트의 절삭 가공 작업은 메탈 소재 특성에 따른 특수 가공재, 냉각제, 절삭 공구가 이용될 수 있다.
절연층(160)은 안테나 인레이층(170)의 안테나가 동작 가능하도록 메탈층(110)과의 간섭을 차단하는 역할을 한다. NFC 안테나가 작동하기 위해서는 반대편 안테나 리더기와 통신이 이루어져야 하는데, 이 경우 안테나 인레이층(170)에 구비되는 안테나 코일에서 자기장이 발생하게 된다. 이 때, 안테나 코일과 메탈층(110)의 금속 재질이 근접되는 구조로, 메탈 소재가 안테나 코일의 SRF(selfresonantfrequency; 자기공진 주파수)를 변화시켜 손실을 악화시키고 안테나 코일의 인덕턴스를 낮추게 되고 결국 통신 장애를 일으키게 된다. 이러한 현상의 원인은 자기장으로 인해서 금속에서 발생 하는 와류(와전류) 때문인데, 이 와류를 없애기 위해서는 고투자율과 고저항 재료를 금속과 안테나 사이에 위치시켜 자기력선을 각각 양방향으로 조절할 수 있게 해야 한다. 이를 위해 사용되는 것이 절연층(160)이며, 페라이트 (Ferrite) 시트라고도 한다. 페라이트는 철을 가루로 만든 후 겉표면을 산화시켜 절연이 되게 하고, 압력을 가해 모양을 만들어 사용할 수 있다. 상기 메탈층(110)과 절연층(160)은 핫멜트(hot melt)를 이용하여 접착될 수 있다. 핫멜트는 가열에 의해 용융시킨 후 냉각 시 고화되는 특징을 통해 필름형 핫멜트 접착제로 사용될 수 있다.
안테나 인레이층(170)은 무선 주파수(RF) 안테나 코일(121)을 포함하는 시트일 수 있으며, 안테나 코일은 RF 통신(예컨대, NFC, RFID) 감도 시험을 통해 최적화된 감도를 나타내도록 코일의 턴(Turn) 수가 결정될 수 있다. 또한 본 발명의 안테나 코일은 별도의 수용홈을 통해 부착되는 COB(Chip-On-Board)의 IC칩(155) 하단면에 구비되는 COB 접점 영역과 직접 연결되도록 구현될 수 있다. 이를 위해, 메탈층(110) 및 절연층(160)에는 IC칩(155) 하단면에 대응하여 개구되는 형태의 수용홈이 구비될 수 있다.
그리고, 안테나 인레이층(170) 하부에는, 에폭시층(180) 및 하부 인쇄층(190)과, 마그네틱 스트립 오버레이층(195)이 순차적으로 구비될 수 있는 바, 에폭시층(180)은 에폭시 소재의 몸체 지지 및 완충 효과를 제공하며, 하부 인쇄층(190)에는 후면에 인쇄될 카드의 정보를 프린트하여 표시하거나 별도의 무늬, 문양과 같은 이미지가 프린팅될 수 있으며, 마그네틱 스트립 오버레이층(195)은 마그네틱 정보를 구비한 스트립을 포함하는 시트로 구성될 수 있다.
한편, 메탈층(110)의 상부에는 본 발명의 실시 예에 따른 3D 패턴 효과를 UV 인쇄를 기반으로 효율적으로 구현하기 위하여, 접착층(120), 금속 증착층(130), 제1 UV 패턴층(140), 디지털 프린팅층(150), 제2 UV 패턴층(145)이 순차적으로 형성될 수 있다.
특히, 본 발명의 실시 예에 따르면, 메탈층(110)에 접착층(120)을 형성하기 위하여, 물리적 가공 변수와, 화학적 가공 변수가 미리 고려될 수 있다. 이러한 물리적 가공 변수 및 화학적 가공 변수는, 제조 장치의 메모리상에 사전 저장된 테이블에 따라 결정될 수 있다.
보다 구체적으로, 물리적 가공 변수는, 메탈층(110)의 표면 조도에 대응하여 설정된 물리적 전처리 가공 변수 등이 예시될 수 있다. 예를 들어, 카드 제조 장치는, 메탈층(110)의 제1 표면 조도에 대응하는 사전 설정된 물리적 가공 변수에 따라, 샌딩 강도, 샌딩 횟수, 브러싱 강도, 브러싱 횟수, 등의 다양한 물리적 전처리 가공 프로세스를 수행할 수 있다.
또한, 화학적 가공 변수는, 메탈층(110)의 표면 조도에 대응하여 설정된 화학적 전처리 가공 변수 등이 예시될 수 있다. 예를 들어 카드 제조 장치는, 접착층(120)에 대응하는 접착제의 조성 비율, 접착제의 종류, 접착제 도포 방식, 접착제 도포 강도, 접착제 도포 횟수, 건조 시간 등을 표면 조도에 따라 최적화된 값으로 설정할 수 있다. 또한 화학적 가공 변수는 메탈층(110)에 대응하는 화학적 에칭 전처리 가공 변수 등을 더 포함할 수도 있다.
여기서, 상기 접착제의 종류는 프라이머와 조합하여 접착력을 제공하는 다양한 접착제를 포함할 수 있으며, 아크릴 접착제, 폴리아미드,폴리아미도 아민계 경화제, 에폭시 접착제, 아크릴 고무-금속 복합체, 금속 스테이플 접착제 등 다양한 접착제들이 구성될 수 있다. 그 조성으로, 바람직하게는 물 50 내지 60 중량부, 1-에틸피롤리딘-2-온(1-ethylpyrrolidin-2-one) 1.5 중량부, 트리에틸아민(Triethylamine) 0.9 내지 1 중량부, 폴리우레탄 수지 38 내지 42중량부를 포함할 수 있으며, 상기 중량부 범위 내에서 화학적 가공 변수에 따른 조성 및 도포 방식, 도포 변수 등이 결정될 수 있다.
여기서, 상기 물리적 가공 변수와 화학적 가공 변수는, 각 메탈층(110)의 금속 소재의 물성과 종류 등에 따라 달라질 수 있는 인장력과 외관 불량률로 인한 박리문제와, 공정 불량 문제를 최소화하도록 최적화 처리될 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 카드 제조 장치에는 각각의 메탈층(110)의 금속 소재 종류에 따른 표면 조도 값과, 상기 표면 조도 값에 매핑되는 물리적 가공 변수 및 화학적 가공 변수가 최적화된 값으로 설정될 수 있다.
이러한 물리적 가공 변수 및 화학적 가공 변수는, 접착층(120), 금속 증착층(130), 제1 UV 패턴층(140), 디지털 프린팅층(150) 및 제2 UV 패턴층(145)의 결합구조에 의한 인장력을 최대화하면서, 외관 불량률를 최소화할 수 있는 최적화 값으로 결정될 수 있으며, 이를 위한 사전 테스트가 미리 수행되어, 데이터 테이블의 형태로 카드 제조 장치의 메모리상에 미리 저장될 수 있다. 또한, 이러한 테이블에 의해 미리 결정된 물리적 가공 변수 및 화학적 가공 변수 값이 외부 장치로부터 카드 제조 장치로 전달되어 설정될 수도 있다.
이와 같이 최적화 처리된 물리적 가공 변수 및 화학적 가공 변수에 의해, 메탈층(110)은, 제1 표면 조도에 대응하는 물리적 및 화학적 전처리가 수행된, 최적화된 메탈 소재로 구성된 몸체 플레이트로서 형성될 수 있다.
그리고, 접착층(120)은 메탈층(110)의 제1 표면 조도에 대응하는 화학적 가공 변수에 따라, 그 조성 및 도포 방식이 결정되어 최적화된 구조로 형성될 수 있다.
한편, 금속 증착층(130)은, 상기 접착층(120)상에 제1 금속 베이스를 이용한 진공 증착 공정에 따라 형성될 수 있다. 이러한 금속 증착층(130)은, 제1 UV 패턴층(140)과의 인장 강도를 높일 수 있으며, 이에 따라 박리가능성을 사전에 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
또한, 금속 증착층(130)은 별도의 제1 금속 베이스에 의해 형성되는 바, 메탈층(110)과는 또다른 메탈감을 부여할 수 있어, 보다 유려한 심미감을 나타내도록 하는 기능을 수행할 수 있다.
그리고, 제1 UV 패턴층(140)은, UV 인쇄 방식을 이용하여, 금속 증착층(130)상에 형성되는 3D 패턴층을 포함한다. 여기서, UV 패턴 인쇄 방식은 잘 알려진 UV 도료의 도포 및 일정 광량의 UV 광원을 조사 및 경화하여 형성되는 UV 코팅 방식이 이용될 수 있는 바, 접착층(120)상에 형성된 금속 증착층(130) 위로 형성되는 측면에 있어서, 전술한 물리적 가공 변수 및 화학적 가공 변수 최적화에 의해, 박리가능성이 최소화될 수 있다.
나아가, 본 발명의 실시 예에 따른 메탈 카드(100)는, 제2 UV 패턴층(145)이 더 구비됨에 따라, 3D 패턴의 효과를 이중으로 극대화할 수 있다. 다만, 금속 증착층(130)상에 UV 패턴층이 이중으로 형성되는 경우, 앞서 설명한 금속 부스러기로 인한 제품 제조 불량률이 높아질 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 메탈 카드(100)는, 제1 UV 패턴층(140)과, 제2 UV 패턴층(145) 사이에 디지털 프린팅층(150)이 구비되도록 구성될 수 있다. 여기서, 디지털 프린팅층(150)은, 사전 설정된 디지털 이미지를 디지털 프린팅 기기로 직접 인쇄하는 방식으로서, 사전 설정된 이미지의 인쇄층으로 구성되되, 제1 UV 패턴층(140) 가공 후 제2 UV 패턴층(145) 가공시 발생될 수 있는 금속 부스러기를 억제하는 역할도 함께 수행할 수 있다.
또한, 디지털 프린팅층(150)은 금속 부스러기 방지 효과만을 최대화하고, 그 제조 비용을 절감하기 위해, 제1 UV 패턴층(140)의 특정 측면 가장자리 영역에만 형성되는 것도 가능할 수 있다.
한편, 제2 UV 패턴층(145)은, 제1 UV 패턴층(140)에서 부여된 입체적 3D 효과를 더욱 부각시키거나, 새로운 입체적 3D 효과를 부여할 수 있는 패턴으로 형성될 수 있으며, 디지털 프린팅층(150)상에 인쇄 구성됨에 따라 금속 부스러기 발생이 최소화된 상태로 제조될 수 있다.
나아가, 전술한 금속 증착층(130), 제1 UV 패턴층(140), 디지털 프린팅층(150) 및 제2 UV 패턴층(145)은 각각의 고유의 입체감과 메탈감, 이미지 프린팅 효과 등을 보유하고 있으므로, 본 발명의 실시 예에 따른 메탈 카드(100)는, 금속 증착층(130), 제1 UV 패턴층(140), 디지털 프린팅층(150) 및 제2 UV 패턴층(145)의 각각의 문양, 패턴, 형태, 이미지 조합에 따라 풍부하면서도 다양한 입체감과 메탈감을 극대화할 수 있게 된다.
그리고, 상기한 바와 같은 메탈 카드(100)는 코어 몸체가 되는 메탈층(110)을 중심으로, 각각의 프로세스에 따른 인쇄 가공, CNC(Computerized Numerical Control) 공작 가공, 라미네이팅 가공 등을 처리하는 하나 이상의 자동화된 카드 제조 장치에 구동에 의해, 나머지 구성요소들이 결합 형성될 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 카드 제조 장치는 따로 도시되지는 않았으나, 각각의 프로세스별 공정 및 파라미터를 설정하기 위한 파라미터 설정부, 설정된 파라미터에 따른 공정을 제어하는 제어부 및 제어부의 구동에 따라 각각의 인쇄 가공, 접착 가공, CNC 가공, 정합 가공, 라미네이팅 가공 등을 물리적으로 처리하는 하나 이상의 하드웨어 모듈을 구비할 수 있다.
이와 같은 카드 제조 장치의 구동에 의해, 본 발명의 실시 예에 따른 메탈층(110), 접착층(120), 금속 증착층(130), 제1 UV 패턴층(140), 디지털 프린팅층(150), 제2 UV 패턴층(145), 절연층(160), 안테나 인레이층(170), 에폭시층(180), 하부 인쇄층(190) 및 마그네틱 스트립 오버레이층(MS O/L(Magnetic stripe Overlay), 195)은 사전 설정된 프로세스에 따라 순차적으로 형성될 수 있다.
또한, 상술한 구성요소들은 모두 한번에 정합되어 합지되거나, 메탈층(110), 접착층(120), 금속 증착층(130), 제1 UV 패턴층(140), 디지털 프린팅층(150), 제2 UV 패턴층(145)을 포함하는 3D 패턴 구조의 1차 가공을 통해, 1차 조립체를 형성한 후, 나머지 전체 시트들을 정합하고 적층되도록 합지한 뒤, 2차 라미네이트를 통해 하나의 카드 몸체를 형성하도록 가공될 수도 있다.
특히, 시트의 정합에 있어서, 본 발명의 실시 예에 따른 메탈층(110)에는 하나 이상의 정합 홀(115)이 가공될 수 있으며, 절연층(160)에는 정합 홀(115)에 대응하는 반원 개구부(165)가 구비될 수 있다. 정합 홀(115) 및 반원 개구부(165)는 사전 설정된 정합 기준 위치를 나타낼 수 있다.
이에 따라, 카드 제조 장치는, 각 정합 홀(115) 및 반원 개구부(165)의 위치 정보를 시각 센서로 파악하여, 신속하고 정확하게 나머지 시트들을 정합시킬 수 있다. 이는, 별도의 전체적인 시트 정합을 위한 카드 전체 테두리 범위를 광 투과 인식으로 조정하는 기존의 단순 정렬 방식보다 신속하고 정확하며, 특히 메탈층(110)이나 절연층(160)이 광을 투과하지 못함으로 인해 발생되는 정렬 오차나 오류 등을 사전에 방지할 수 있다.
즉, 메탈층(110)에서는 정합 홀(115)을 통해 시각 인식 및 정합을 위한 광원이 투과될 수 있으며, 절연층(160) 또한 개구영역을 통해 이를 투과함에 따라 하단에 위치한 안테나 인레이층(170), 에폭시층(180) 및 하부 인쇄층(190) 등의 정렬이 신속 용이하게 처리될 수 있다.
이와 같이 형성된 메탈 카드(100)는, 상부의 접착층(120), 금속 증착층(130), 제1 UV 패턴층(140), 디지털 프린팅층(150) 및 제2 UV 패턴층(145)을 결합한 전체 3D 패턴층이 0.01mm 내외로 형성되는 것이 바람직하며, 메탈층(110)은 0.35mm 내외, 절연층(160)은 0.06mm 내외, 안테나 인레이층(170)은 0.13mm 내외, 에폭시층(180)은, 0.1mm 내외, 하부 인쇄층(190)은 0.1mm 내외, 마그네틱 레이어 층은 0.04mm 내외로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 카드 제조 장치의 카드 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 카드 제조 장치는, 접착 대상 메탈 소재 카드 몸체의 제1 표면조도를 검출한다(S101).
이후, 사전 구성된 최적화 매핑 테이블을 이용하여, 검출된 제1 표면조도에 대응하는 물리적 가공 변수 및 화학적 가공 변수를 결정한다(S103).
그리고, 물리적 가공 변수에 기초한 메탈 소재 카드 몸체 플레이트의 전처리 가공을 수행한다(S105). 여기서, 상기 전처리 가공된 메탈 소재 몸체 플레이트는 메탈 카드(100)의 메탈층(110)을 구성할 수 있다.
이후, 메탈층(110)에는 화학적 가공 변수에 기초한 접착제 조성 비율 및 도포 방식에 따라 접착층이 형성된다(S107).
그리고, 접착층(120)상에는 제1 금속 베이스 기반의 진공 증착 공정을 수행하여, 금속 증착층이 형성된다(S109).
이후, 금속 증착층(130)에는 제1 UV 패턴층(140)이 인쇄 가공되며(S111), 제1 UV 패턴층(140)상에는 디지털 프린팅층(150)이 형성되고(S113), 디지털 프린팅층(150)에는 제2 UV 패턴층(145)이 형성된다(S115).
여기서, 상기 금속 증착층은, 금속 베이스에 따라 상이하게 형성될 수 있으며, 특히 메탈층(110)에 미러 효과를 부여할 수 있는 소재로 형성되어 미러 증착 효과를 더 부여할 수도 있다. 이 경우, 금속 증착층(130)은 미러 증착층으로서 형성되어 메탈감을 더욱 증강시킬 수 있다.
나아가, 이러한 미러 증착층상에 형성된 제1 UV 패턴층(140)의 표면이 거칠어지더라도, 디지털 프린팅층(150) 및 제2 UV 패턴층(145) 형성에 따라 매끈한 형태의 메탈감이 재부여될 수 있는 바, 다양한 금속 증착층(130), 제1 UV 패턴층(140), 디지털 프린팅층(150) 및 제2 UV 패턴층(145) 조합에 따른 유려한 효과 부여가 가능하면서도, 외부 표면은 매끄럽고 외관 변형 또한 최소화될 수 있다.
그리고, 정합 홀(115) 및 반원 개구부(165)를 통해, 시트 정합 및 라미네이팅 처리가 수행되어 메탈 카드(100) 제조가 완료 처리될 수 있다(S117).
도 4 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 최적화 테이블 구성을 설명하기 위한 테이블 예시도이다.
도 4 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 물리적 가공 변수 및 화학적 가공 변수의 최적화 테이블은 각각의 변수별 최적화 테스트 결과에 따라 구성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 물리적 가공 변수는, 접착층(120) 형성 이전에, 메탈층(110)을 구성하는 메탈 몸체 플레이트의 제1 표면 조도에 대응하여 결정된 물리적 가공 변수에 따라, 상기 몸체 플레이트의 물리적 전처리를 수행하는데 이용되는 변수일 수 있다.
또한, 화학적 가공 변수는, 상기 접착층(120) 형성 이전에, 상기 제1 표면 조도에 대응하여 결정된 화학적 가공 변수에 따라, 접착층의 조성 또는 도포방식을 결정하는 데 이용되는 변수일 수 있다.
이와 같은 변수 결정에 있어서, 인장 강도 최적화를 위해, 카드 제조 장치는, 메모리에 미리 저장된 메탈 소재 별 표면 조도 대비 인장 테스트 결과 테이블을 이용하여, 상기 메탈 소재의 상기 제1 표면 조도에 대응하는 인장 강도를 최대화하는 물리적 가공 변수 또는 화학적 가공 변수를 결정할 수 있다.
또한, 외관 불량 최소화를 위해, 카드 제조 장치는, 메모리에 미리 저장된 메탈 소재 별 표면 조도 대비 외관 테스트 결과 테이블을 이용하여, 상기 메탈 소재의 상기 제1 표면 조도에 대응하는 외관 불량을 최소화하는 물리적 가공 변수 또는 화학적 가공 변수를 결정할 수 있다.
즉, 도 4 내지 도 5는 메탈 소재 별 표면 조도 대비 인장 테스트 결과 테이블과, 메탈 소재 별 표면 조도 대비 외관 테스트 결과 테이블을 예시한 것으로, 이러한 각각의 테스트 결과에 따라 구성된 테이블에 의해, 각 표면 조도별로 최적화된 물리적 가공 변수와 화학적 가공 변수가 결정될 수 있다.
예를 들어, 메탈 소재의 조도에 따라, 물리적 가공 변수로서 샌딩 횟수, 샌딩 강도, 브러싱 횟수, 브러싱 강도 등이 인장 강도를 최대화하면서 외관 불량은 최소화하는 값으로 결정될 수 있으며, 화학적 가공 변수로서 도포 방식, 실크스크린 작업 목(目)수(mesh 밀도), 도포 횟수, 건조 시간 등이 인장 강도를 최대화하면서 외관 불량은 최소화하는 값으로 결정될 수 있는 것이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 디지털 프린팅 구조 및 그 효과를 설명하기 위한 예시도이다.
먼저, 도 6을 참조하면, 도 6은 본 출원인이 자체적인 공정 테스트에 따라 실험해본 테스트 결과 사진들로서, 도 6(A)는 디지털 프린팅층(150)이 구비되지 않은 경우에, 금속 증착층에 대한 UV 인쇄에 의해 발생되는 금속 부스러기가 다수 발생됨을 나타낸다.
그러나, 도 6(B)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 제1 UV 패턴층(140)상에 디지털 프린팅층(150) 인쇄 후 제2 UV 패턴층(145)을 인쇄하는 경우, 금속 부스러기나 이물감 없이 매끈한 형태의 시트 제조가 가능하며, 이는 제조 불량을 최소화할 수 있음을 나타낸다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 디지털 프린팅층(150)은 주로 카드 몸체 테두리에서 많이 발생하는 금속 부스러기 발생을 최소화하기 위한 수단으로서만 이용될 수 있는 바, 이 경우 프린팅 원가 비용 절감을 위해, 상기 제1 UV 패턴상에 사전 설정된 측면 가장자리 영역만 커버되도록 하는 디지털 프린팅층(150)이 형성될 수 있다.
이러한 상기 측면 가장자리 영역은, 도 7(A)에 도시된 바와 같이, 일정한 폭과 너비를 가지고, 메탈층(110)의 몸체 플레이트에 대응하는 가장자리 영역만 둘러싸는 사각틀 형상으로 형성되는 영역으로 구성될 수 있다.
나아가, 도 7(B) 및 도 7(C)에 도시된 바와 같이, 각 층을 형성하는 대형 시트(400)가 합지된 상태에서 복수 개의 메탈 카드(100)를 제조하는 경우에는, 대형 시트(400)의 테두리에서만 주로 금속 부스러기가 발생되므로, 그 대형 시트(400)의 가장자리 영역만 둘러싸는 사각틀 형상으로 형성되는 영역으로 구성될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 금속 증착 공정 기반의 UV 패턴 인쇄 및 그 조합에 따른 다양한 메탈감 효과를 나타내는 예시도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 금속 증착층(130), 제1 UV 패턴층(140), 디지털 프린팅층(150) 및 제2 UV 패턴층(145) 조합에 따른 유려한 효과 부여가 가능하면서도, 외부 표면은 매끄럽고 외관 변형 또한 최소화될 수 있는 다양한 조합 구성이 가능하게 된다.
보다 구체적으로, 예를 들어, 도 8(A)는 메탈감을 증강하는 패턴 형상으로 이용될 수 있으며, 도 8(B)의 입체 문양은 입체 효과를 증강하는 홀로그램 객체 패턴 형상으로 이용될 수 있다.
이에 따라, 도 8(C)에 도시된 바와 같이, 메탈층(110), 금속 증착층(130) 및 제1 UV 패턴층(140)에 도 8(A) 패턴을 부여한 메탈감과, 지도 형상 이미지로서 지도 부분이 투명 처리된 디지털 프린팅층(150)과, 제2 UV 패턴층(145)에 도 8(B)의 홀로그램 객체 문양을 입체적으로 부여한 패턴 이미지 조합을 통해, 입체적이면서도 지도 형상부분의 메탈감이 강조될 수 있는 형태의 메탈 카드(100) 제조가 가능하게 된다.
또한, 도 8(D)에 도시된 바와 같이, 메탈층(110), 금속 증착층(130) 및 제1 UV 패턴층(140)에 형성된 도 8(B) 패턴을 이용한 입체감과, 디지털 프린팅층(150)상에 형성된 제2 UV 패턴층(145)에 도 8(A)의 메탈감 문양을 형성시킴으로써, 입체 문양 자체의 메탈감이 극대화될 수 있는 형태의 메탈 카드(100) 제조가 가능하게 된다.
나아가, 전술한 바와 같이, 통상적으로 금속 표면에 UV 패턴 인쇄층 형성시, 입체 구조로 인해 메탈감이 저감되고 거칠어지는 문제점이 존재하는 바, 본 발명의 실시 예에 따른 금속 증착층(130), 제1 UV 패턴층(140), 디지털 프린팅층(150) 및 제2 UV 패턴층(145)의 조합에 따른 미러 메탈감 등의 구현이 가능하게 되어 훨씬 고급스러우면서도 매끈한 느낌의 메탈 카드(100)를 제조할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 정합 홀 배치 및 이를 이용한 시트 정합 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9를 참조하면, 시트의 정합을 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 메탈층(110)에는 하나 이상의 정합 홀(115)이 홀 타공 방식으로 가공될 수 있으며, 절연층(160)에는 정합 홀(115)에 대응하는 반원 개구부(165)가 구비될 수 있다. 정합 홀(115) 및 반원 개구부(165)는 사전 설정된 정합 기준 위치를 나타낼 수 있다. 여기서, 상기 반원 개구부(165)의 형태는 예시일 뿐이며, 반원 뿐만 아니라 정합 홀(115)를 식별할 수 있도록 정합 홀(115)을 기준 위치로 하여 개구되는 어떠한 모양이나 형태도 가능할 수 있다.
나아가, 카드 제조 장치는, 각 정합 홀(115) 및 반원 개구부(165)의 위치 정보를 시각 센서로 파악하여, 신속하고 정확하게 나머지 시트들을 정합시킬 수 있다. 이는, 전술한 바와 같이, 별도의 전체적인 시트 정합을 위한 카드 전체 테두리 범위를 광 투과 인식으로 조정하는 기존의 단순 정렬 방식보다 신속하고 정확하며, 특히 메탈층(110)이나 절연층(160)이 광을 투과하지 못함으로 인해 발생되는 정렬 오차나 오류 등을 사전에 방지할 수 있다.
예를 들어, 카드 제조 장치는, 상부에 상기 3D 패턴층이 인쇄되는 상기 몸체 플레이트 하부에, 절연층(160) 및 안테나 인레이 시트(170)를 순차 적층할 수 있으며, 센서 광을 통해 투과되는 상기 정합 홀(115)의 위치 정보를 이용하여, 상기 3D 패턴층(120, 130, 140, 150, 145)이 인쇄된 몸체 플레이트의 메탈층(110)과, 상기 절연층(160) 및 상기 안테나 인레이 시트(170)의 위치를 정합 교정할 수 있다.
이에 따라, 상기 절연층(160)의 개구부는, 상기 메탈층(110)의 몸체 플레이트의 상기 정합 홀(115)을 중심으로 일정 영역이 개구되어, 상기 몸체 플레이트의 정합 홀이 상기 절연층 하부 방향으로 노출되도록 가공된 형태일 수 있다.
그리고, 카드 제조 장치는, 상기 정합 교정을 위해, 상기 절연층의 개구된 일정 영역 중심부에 상기 정합 홀이 위치되도록 각 시트의 적층 위치를 조정하는 방식으로, 정합을 수행할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
[부호의 설명]
100 : 메탈 카드 155 : IC 칩
110 : 메탈층 120 : 접착층
130 : 금속 증착층 메탈층 140 : 제1 UV 패턴층
150 : 디지털 프린팅층(150) 145 : 제2 UV 패턴층
160 : 절연층 170 : 안테나 인레이층
180 : 에폭시층 190 : 하부 인쇄층
195 : 마그네틱 스트립 오버레이층
Claims (20)
- 카드 제조 장치를 이용한 카드의 제조 방법에 있어서,사전 설정된 제1 표면 조도를 갖는 메탈 소재로 구성된 몸체 플레이트상에 접착층을 형성하는 단계;상기 접착층상에 제1 금속 베이스를 이용한 진공 증착 공정을 수행하는 단계; 및상기 진공 증착 공정이 수행된 상기 접착층 표면에 UV를 이용한 3D 패턴층을 인쇄 가공하는 단계를 포함하는카드의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,상기 접착층을 형성하는 단계 이전에, 상기 제1 표면 조도에 대응하여 결정된 물리적 가공 변수에 따라, 상기 몸체 플레이트의 물리적 전처리를 수행하는 단계를 더 포함하는카드의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,상기 접착층을 형성하는 단계 이전에, 상기 제1 표면 조도에 대응하여 결정된 화학적 가공 변수에 따라, 접착층의 조성 또는 도포방식을 결정하는 단계를 더 포함하는카드의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,상기 접착층을 형성하는 단계 이전에, 메모리에 미리 저장된 메탈 소재 별 표면 조도 대비 인장 테스트 결과 테이블을 이용하여, 상기 메탈 소재의 상기 제1 표면 조도에 대응하는 인장 강도를 최대화하는 물리적 가공 변수 또는 화학적 가공 변수를 결정하는 단계를 더 포함하는카드의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,상기 접착층을 형성하는 단계 이전에, 메모리에 미리 저장된 메탈 소재 별 표면 조도 대비 외관 테스트 결과 테이블을 이용하여, 상기 메탈 소재의 상기 제1 표면 조도에 대응하는 외관 불량을 최소화하는 물리적 가공 변수 또는 화학적 가공 변수를 결정하는 단계를 더 포함하는카드의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,인쇄 가공하는 단계는,상기 증착 공정이 수행된 제1 금속 베이스의 표면에 제1 UV 패턴을 인쇄 가공하는 단계;상기 인쇄 가공된 제1 UV 패턴상에 디지털 프린팅층을 형성하는 단계; 및상기 디지털 프린팅층 상에 제2 UV 패턴을 인쇄하는 단계를 포함하는카드의 제조 방법.
- 제6항에 있어서,상기 디지털 프린팅층을 형성하는 단계는,상기 제1 UV 패턴상에 사전 설정된 측면 가장자리 영역이 커버되도록 상기 디지털 프린팅층을 형성하는 단계를 포함하는카드의 제조 방법.
- 제7항에 있어서,상기 측면 가장자리 영역은, 일정한 폭과 너비를 가지고, 상기 몸체 플레이트에 대응하는 가장자리 영역을 둘러싸는 사각틀 형상으로 형성되는 영역인카드의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,상기 제1 UV 패턴의 패턴 형상과, 상기 제2 UV 패턴의 패턴 형상은 상이한 것을 특징으로 하는카드의 제조 방법.
- 제9항에 있어서,상기 제1 UV 패턴의 패턴 형상은 홀로그램 객체 형상을 포함하고,상기 제2 UV 패턴의 패턴 형상은 메탈감 향상 패턴 형상을 포함하는카드의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,상기 몸체 플레이트의 일측에, 센서 광을 투과하면서 시트 적층시의 정합을 유도하기 위한 소정 크기의 정합 홀을 가공하는 단계를 더 포함하는카드의 제조 방법.
- 제11항에 있어서,상부에 상기 3D 패턴층이 인쇄되는 상기 몸체 플레이트 하부에, 절연층과, 안테나 인레이 시트를 순차 적층하는 단계; 및상기 정합 홀의 위치 정보를 이용하여, 상기 3D 패턴층이 인쇄되는 몸체 플레이트, 상기 절연층 및 상기 안테나 인레이 시트의 위치를 정합 교정하는 단계를 더 포함하는카드의 제조 방법.
- 제12항에 있어서,상기 절연층은, 상기 몸체 플레이트의 상기 정합 홀을 중심으로 일정 영역이 개구되어, 상기 몸체 플레이트의 정합 홀이 상기 절연층 하부 방향으로 노출되도록 가공된 것인카드의 제조 방법.
- 제13항에 있어서,상기 정합 교정하는 단계는,상기 절연층의 개구된 일정 영역 중심부에 상기 정합 홀이 위치되도록 각 시트의 적층 위치를 조정하는 단계를 포함하는카드의 제조 방법.
- 카드에 있어서,사전 설정된 제1 표면 조도를 갖는 메탈 소재로 구성된 몸체 플레이트상에 형성되는 접착층;상기 접착층상에 제1 금속 베이스를 이용한 진공 증착 공정에 따라 형성된 금속 증착층; 및상기 진공 증착 공정이 수행된 상기 접착층 표면에 UV를 이용한 3D 패턴층이 인쇄 가공되어 형성된 3D 패턴층을 포함하는카드.
- 제15항에 있어서,상기 몸체 플레이트는, 상기 제1 표면 조도에 대응하여 결정된 물리적 가공 변수에 따라 전처리되며,상기 접착층의 조성 또는 도포방식은, 상기 접착층 형성 이전에, 상기 제1 표면 조도에 대응하여 결정된 화학적 가공 변수에 따라 결정된 것인카드.
- 제16항에 있어서,상기 물리적 가공 변수 또는 상기 화학적 가공 변수는, 상기 접착층 형성 이전에, 메모리에 미리 저장된 메탈 소재 별 표면 조도 대비 인장 테스트 결과 테이블을 이용하여, 상기 메탈 소재의 상기 제1 표면 조도에 대응하는 인장 강도를 최대화하는 값으로 결정된 것인카드.
- 제16항에 있어서,상기 물리적 가공 변수 또는 상기 화학적 가공 변수는, 상기 접착층 형성 이전에, 메모리에 미리 저장된 메탈 소재 별 표면 조도 대비 외관 테스트 결과 테이블을 이용하여, 상기 메탈 소재의 상기 제1 표면 조도에 대응하는 외관 불량을 최소화하는 값으로 결정된 것인카드.
- 제15항에 있어서,상기 3D 패턴층은,상기 증착 공정이 수행된 제1 금속 베이스의 표면에 인쇄 가공된 제1 UV 패턴층;상기 인쇄 가공된 제1 UV 패턴상에 형성되는 디지털 프린팅층; 및상기 디지털 프린팅층 상에 인쇄된 제2 UV 패턴층을 포함하고,상기 디지털 프린팅층은 상기 제1 UV 패턴상에 사전 설정된 측면 가장자리 영역이 커버되도록 형성되며,상기 제1 UV 패턴의 패턴 형상과, 상기 제2 UV 패턴의 패턴 형상은 상이한 것을 특징으로 하는카드.
- 제15항에 있어서,상기 몸체 플레이트의 일측에는, 시트 적층시의 정합을 유도하기 위한 소정 크기의 정합 홀이 가공되는카드.
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