KR101835454B1 - 발포층 사이에 금속층이 형성된 버튼키 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발포층 사이에 금속층이 형성된 버튼키 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 문자나 도형이 형성된 금속층의 상하에 발포층을 형성하고, 엘이디와 같은 발광소자의 위에 설치하여 빛이 문자나 도형의 모양으로 발산되도록 하는 발포층 사이에 금속층이 형성된 버튼키 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 금속층에 형성된 문자나 도형이 발광하면서 심미감을 향상시키고, 다양한 문자나 도형을 정확하게 표현하는 버튼키를 사용할 수 있으며, 제품의 생산성을 높이면서 제조 원가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

Description

발포층 사이에 금속층이 형성된 버튼키 및 그 제조방법{BUTTON KEY WITH METAL LAYER BETWEEN FOAMED LAYERS AND METHOD THEREOF}

본 발명은 발포층 사이에 금속층이 형성된 버튼키 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 문자나 도형이 형성된 금속층의 상하에 발포층을 형성하고, 엘이디와 같은 발광소자의 위에 설치하여 빛이 문자나 도형의 모양으로 발산되도록 하는 발포층 사이에 금속층이 형성된 버튼키 및 그 제조방법에 관한 것이다.

버튼키는 일반적으로 휴대단말기나 기타 전자제품 또는 차량 등에 설치되는 전자기기에 사용된다. 이러한 버튼키는 제작방법에 따라 필름 인서트 타입(film insert type)과 몰드 타입(mold type)으로 구분할 수 있다.

필름 인서트 타입의 버튼키는, 플라스틱의 얇은 필름에 글자부와 백라이팅부를 인쇄한 후 상기 필름을 버튼 형상으로 포밍(forming)하고, 상기 필름을 사출 금형에 삽입하여 투명한 플라스틱과 함께 일체로 제작한다.

몰드 타입의 버튼키는, 투명한 플라스틱 버튼을 사출 성형하고, 상기 버튼을 도색한 후 글자 표시부분을 레이저 마킹하여 투명하게 만들며, 상기 버튼의 표면을 UV코팅하여 제작한다.

그러나 필름 인서트 타입의 버튼키는 장시간 사용시에 필름 부분이 박리되는 형상이 발생하고, 열충격 테스트시에 필름과 플라스틱 사출부가 분리되는 현상이 발생하며, 특히 버튼키의 질감이 고급스럽지 못한 문제점이 있다.

또한, 몰드 타입의 버튼키는 내마모 신뢰성이 떨어지고, 금속의 질감을 표현할 수 없기 때문에 질감의 표현에 한계가 있으며, 금속에 적용 가능한 후가공 기술을 적용할 수 없는 문제점이 있다.

이러한 한계를 해소하기 위해 금속판을 가공하여 빛이 투과하는 홈을 형성하는 버튼기에 대한 기술이 개시되었는데, 도 1은 종래기술에 따른 금속 발광 버튼키 제조과정을 나타낸 순서도이다.

종래기술의 버튼기 제조과정은 접착제 도포단계, 투광홈 가공단계, 리브 가압단계, 형상 가공단계, 제1 투과부 형성단계, 리브 제거단계 및 제2 투과부 형성단계로 이루어진다.

먼저 금속판의 일면에 열결화성 접착제를 도포한 후 가열 건조시켜 접착제층을 형성하고, 금속판에 문자 또는 부호의 형상을 따라 투광홈을 가공하고, 투광홈에 의해 서로 분리되는 금속판의 내측부와 외측부를 연결하는 리브를 형성한다.

그리고 리브를 후방으로 가압하여 접착제층이 형성되어 있는 금속판의 후방으로 돌출시킨다.

그리고 금속판을 프레스 가공하여 전방으로 볼록한 형상의 버튼본체를 형성하고, 버튼본체의 배면에 광투과성 재질의 제1 투과부를 인서트 사출방식으로 형성한다. 이때, 제1 투과부는 접착제층에 의해 버튼본체와의 접착력이 높아지게 된다. 그리고 제1 투과부는 투광홈으로 충전되어 투광홈에 형성된다.

그러나 금속판에 형성되는 형상이 문자나 도형 등인데, 인서트 사출성형 과정에서 형상의 위치가 변형되거나 손상을 입는 경우가 생기는 등, 제조과정의 환경적 요인으로 인해 정밀한 표현이 어려운 문제가 있었다.

KR 10-2015-0105176 A KR 10-2004-0063545 A KR 10-2012-0003737 A

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 문자나 도형이 형성된 금속층의 상하에 발포층을 형성하여 빛의 투과성을 높이면서 문자나 도형의 형상이 온전하게 유지되도록 하고, 금속층과 발포 재료의 부착성을 향상시키도록 하는 발포층 사이에 금속층이 형성된 버튼키 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 투명한 발포층에 의해 빛이 잘 확산되도록 함으로써 버튼키의 시인성을 높이고 심미감을 향상시키도록 하는 발포층 사이에 금속층이 형성된 버튼키 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 발광소자 위에 설치하여 빛이 발산되도록 하는 버튼키로서, 문자나 도형과 같은 형상으로 절개부(104a)가 형성된 금속층(104)과; 상기 금속층(104)의 일측면에 폴리우레탄으로 형성된 제1발포층(108)과; 상기 금속층(104)의 타측면에 폴리우레탄으로 형성된 제2발포층(110);으로 이루어진다.

다른 실시예에 따른 본 발명은 버튼키를 제조하는 제조방법으로서, 일측면에 제1PET층(102)이 부착된 금속층(104)을 밀링머신(200)으로 부분적으로 절삭하여 문자나 도형을 형성하고, 상기 금속층(104)의 타측면에 제2PET층(106)을 부착하는 제1단계와; 제1PET층(102)과 제2PET층(106)이 부착된 상기 금속층(104)을 프레스성형기(300)에서 압력으로 누르면서 입체형상으로 성형하는 제2단계와; 상기 제1PET층(102)을 제거한 상태에서 발포성형기(400)에 투입하여 상기 금속층(104)의 일측면에 폴리우레탄으로 된 제1발포층(108)을 형성하는 제3단계와; 상기 제2PET층(106)을 제거한 상태에서 발포성형기(400)에 투입하여 상기 금속층(104)의 타측면에 폴리우레탄으로 된 제2발포층(110)을 형성하는 제4단계와; 상기 제1발포층(108)과 상기 제2발포층(110)에 각각 제3PET층(112)과 제4PET층(114)을 부착하는 제5단계;를 포함한다.

상기 제1단계에서 상기 금속층(104)에는 밀링머신(200)에 의해 절삭되어 빛이 통과하는 절개부(104a)와, 빛이 차단되는 차단부(104b)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 금속층에 형성된 문자나 도형이 발광하면서 심미감을 향상시키고, 다양한 문자나 도형을 정확하게 표현하는 버튼키를 사용할 수 있으며, 제품의 생산성을 높이면서 제조 원가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 금속 발광 버튼키 제조과정을 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 버튼키의 구조를 나타낸 사시도.
도 3은 제1PET층과 금속층을 나타낸 단면도.
도 4는 밀링머신으로 금속층에 NC가공을 하는 상태를 나타낸 단면도.
도 5는 금속층의 위에 제2PET층을 접착하는 상태를 나타낸 단면도.
도 6은 프레스성형기로 압축하여 성형을 하는 상태를 나타낸 단면도.
도 7은 제1발포층을 형성하는 상태를 나타낸 단면도.
도 8은 제2발포층을 형성하는 상태를 나타낸 단면도.
도 9는 제3PET층과 제4PET층을 접착하는 상태를 나타낸 단면도.
도 10은 발광소자에서 발생된 빛이 외부로 유출되는 상태를 나타낸 단면도.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 "발포층 사이에 금속층이 형성된 버튼키 및 그 제조방법"을 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 버튼키의 구조를 나타낸 사시도이다.

본 발명의 "발포층 사이에 금속층이 형성된 버튼키"(이하, '버튼키'라 함)는 자동차의 시동을 걸거나 전자제품의 온오프 제어에 사용되는 것으로서, 사용자가 버튼키(100)를 누르거나 대기상태에서 발광작용에 의해 표면의 문자나 도형이 표시되는 특징을 갖는다. 버튼키(100)의 하단에는 빛을 내는 발광수단이 설치되는데, 본 발명의 특징은 상단의 발포성형품의 구조와 그 제조방법에 있기 때문에 하단의 발광수단에 대해서는 상세하게 설명하지 않는다.

버튼키(100)는 금속이나 이와 유사한 재질을 소재로 사용하여 견고하면서도 고급스러운 느낌을 줄 수 있다.

이하에서는 각각의 단계별로 단면의 구조를 설명한다.

도 3은 제1PET층과 금속층을 나타낸 단면도이며, 도 4는 밀링머신으로 금속층에 NC가공을 하는 상태를 나타낸 단면도, 도 5는 금속층의 위에 제2PET층을 접착하는 상태를 나타낸 단면도, 도 6은 프레스성형기로 압축하여 성형을 하는 상태를 나타낸 단면도이다.

먼저 본 발명의 버튼키(100)를 제조하기 위해 도 3과 같이 제1PET층(102)의 윗면에 금속층(104)을 접착시킨다. 이를 위해 제1PET층(102)의 윗면에 접착제가 도포되어 있는 것이 바람직하다. 금속층(104)은 알루미늄이나 금, 은 등이 소재를 얇은 박막 형태로 제작하여 사용하는데, 대략 제1PET층(102)과 금속층(104)은 0.1~0.3㎜의 두께로 제작하는 것이 바람직하다.

다음으로 도 4에 도시된 바와 같이, NC가공을 위한 밀링머신(200)으로 금속층(104)을 부분적으로 절삭하여 문자나 도형을 형성한다. NC가공은 금속층(104)과 동일한 두께의 절개부(104a)를 형성하기 위한 공정이다. 밀링머신(200)으로 절삭하지 않은 부분은 차단부(104b)가 되는데, 빛은 절개부(104a)를 통해서만 외부로 노출된다.

경우에 따라서는 전체를 도포한 금속층(104)의 일부분을 절삭하는 방법 대신, 일부분에만 금속층(104)을 인쇄 또는 부착시키는 방법을 사용할 수도 있다. 이를 위해서는 제1PET층(102)의 표면에 이형처리를 한 후, 그 위에 금속을 실크인쇄 또는 그라비아인쇄한다. 이때 인쇄되는 영역은 차단부(104b)와 동일한 형상이 되도록 한다. 따라서 금속이 인쇄되지 않는 부분이 절개부(104a)가 되며, 이 부분을 통해 빛이 외부로 나오게 된다.

금속층(104)의 인쇄 전에 먼저 제1PET층(102)의 표면에 이형처리를 하여 추후 가공 과정에서 금속층(104)이 제1PET층(102)으로부터 용이하게 분리되도록 한다.

다음으로 도 5에 도시된 바와 같이, 절삭 또는 인쇄에 의해 형성된 금속층(104)의 윗면에 제2PET층(106)을 부착한다. 제2PET층(106)은 다음 가공이나 검사과정에서 금속층(104)에 형성된 문자나 도형이 손상되지 않도록 보호하는 역할을 한다.

다음으로 도 6에 도시된 바와 같이, 아랫면과 윗면에 각각 제1PET층(102)과 제2PET층(106)이 부착된 재료를 프레스성형기(300)에 넣어서 3D 입체형상으로 성형한다. 프레스성형기(300)는 하부프레스(302)와 상부프레스(304)로 구성되며, 특정한 입체형상이 형성되어 있는 프레스성형기(300)의 내부에서 압력을 받으면서 재료의 형상이 변화한다.

프레스 공정이 끝나면 성형 상태에 대한 검사과정을 거치며, 가장자리나 표면에 돌출된 부분(BUR)은 별도의 트리밍 공정을 통해서 제거된다.

이와 같은 과정을 거치면 일정한 문자나 도형이 새겨져 있는 금속층(104)의 윗면과 아랫면에 PET층이 부착된 상태에서 버튼키(100)의 최종 형상과 동일한 형상의 중간 제품이 제작된다. 그리고 중간 제품은 발포성형을 위한 공정에 투입된다.

도 7은 제1발포층을 형성하는 상태를 나타낸 단면도이며, 도 8은 제2발포층을 형성하는 상태를 나타낸 단면도이다.

본 발명의 버튼키(100)에는 윗면과 아랫면에 두 개의 발포층이 형성되는데, 제1PET층(102)을 제거한 면에 형성되는 것을 제1발포층(108)이라 하고, 제2PET층(106)을 제거한 면에 형성되는 것을 제2발포층(110)이라고 정의한다.

이를 위해 도 7에 도시된 바와 같이, 먼저 제1PET층(102)을 제거한 상태에서 발포성형기(400)에 재료를 투입하여 1차 발포를 한다. 하부금형(402)과 재료의 사이에는 약간의 틈이 형성되며, 이 틈으로 폴리우레탄 액이 주입되면서 발포성형이 이루어진다. 1차 발포에 의해 생성되는 제1발포층(108)은 0.2~0.7㎜ 정도의 두께를 갖도록 하는 것이 바람직하다.

폴리우레탄은 투명재료로서 빛의 투과성이 좋으며, 수축률이 0에 가까우면서 다른 재료와의 부착성이 좋다는 특성을 가지고 있다. 또한 거품반응을 일으키지 않는 촉매제를 첨가함으로써 시간이 지나면 단단하게 굳게 된다.

사출성형의 경우에는 주입되는 고압의 수지 액에 의해 금속층(104)에 형성된 문자나 도형이 원래의 위치에서 이탈할 수 있다. "ㅇ"이나 "ㅂ"과 같은 문자와 같이 가운데 분리된 형상이 있는 문자나 도형의 경우에는 이탈 현상이 더 잘 일어날 수 있다. 그러나 발포 성형의 경우에는 상대적으로 낮은 압력으로 폴리우레탄 액을 주입하면서 성형이 이루어지기 때문에 기존에 형성된 문자나 도형이 원상태를 그대로 유지할 수 있다.

1차 발포가 완료되면 도 8에 도시된 바와 같이, 제2PET층(106)을 제거한 상태에서 발포성형기(400)에 재료를 투입하고, 상부금형(404)을 통해서 폴리우레탄 액을 주입하면서 2차 발포를 한다. 상부금형(404)과 재료의 사이에 형성된 틈으로 폴리우레탄 액이 들어가면서 1차와 동일한 방식으로 발포 성형이 이루어진다.

제2발포층(110)은 1.5~2.0㎜ 정도의 두께를 갖도록 하는 것이 바람직하다.

발포성형기(400)에는 1차와 2차 발포를 위한 별도의 위치가 형성되어 있어서 단계적으로 발포성형기(400)가 회전하면서 재료를 이동시킬 수 있도록 한다.

1차와 2차 발포 성형이 완료되면, 가운데 금속층(104)을 중심으로 제1발포층(108)과 제2발포층(110)이 각각 형성된다.

경우에 따라서는 제2발포층(110)의 대신에 사출성형을 하여 보호층을 형성할 수도 있다.

도 9는 제3PET층과 제4PET층을 접착하는 상태를 나타낸 단면도로서, 두 번의 발포 성형이 완료된 재료의 아랫면과 윗면에 각각 제3PET층(112)과 제4PET층(114)을 각각 부착함으로써 버튼키(100)가 완성된다.

제3PET층(112)과 제4PET층(114)이 부착되면서 완성된 버튼키(100)는 외관과 문자, 성형상태 등에 대한 검사와 조명 테스트를 거친 후, 완제품으로 포장되어 출고된다. 아래 윗면에 보호필름(PET)이 부착된 버튼키(100) 완제품은 자동차나 전자제품 제조공정에 투입되고, 보호필름을 제거한 상태에서 어셈블리 조립공정을 통해 필요한 위치에 장착된다.

도 10은 발광소자에서 발생된 빛이 외부로 유출되는 상태를 나타낸 단면도이다. 버튼키(100)의 일측면에 결합되는 발광소자(500)에서 발생되는 빛은 금속층(104)의 절개부(104a)를 통해 외부로 노출된다. 사용자는 빛에 의해 드러나는 문자나 도형을 인식하게 된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 버튼키 102 : 제1PET층
104 : 금속층 104a : 절개부
104b : 차단부 106 : 제2PET층
108 : 제1발포층 110 : 제2발포층
112 : 제3PET층 114 : 제4PET층
200 : 밀링머신 300 : 프레스성형기
302 : 하부프레스 304 : 상부프레스
400 : 발포성형기 402 : 하부금형
404 : 상부금형 500 : 발광소자

Claims (3)

1. 삭제
2. 발광소자 위에 설치하여 빛이 발산되도록 하는 버튼키를 제조하는 제조방법으로서,
   일측면에 제1PET층(102)이 부착된 금속층(104)을 밀링머신(200)으로 부분적으로 절삭하여 문자나 도형을 형성하고, 상기 금속층(104)의 타측면에 제2PET층(106)을 부착하는 제1단계와;
   제1PET층(102)과 제2PET층(106)이 부착된 상기 금속층(104)을 프레스성형기(300)에서 압력으로 누르면서 입체형상으로 성형하는 제2단계와;
   상기 제1PET층(102)을 제거한 상태에서 발포성형기(400)에 투입하여 상기 금속층(104)의 일측면에 폴리우레탄으로 된 제1발포층(108)을 형성하는 제3단계와;
   상기 제2PET층(106)을 제거한 상태에서 발포성형기(400)에 투입하여 상기 금속층(104)의 타측면에 폴리우레탄으로 된 제2발포층(110)을 형성하는 제4단계와;
   상기 제1발포층(108)과 상기 제2발포층(110)에 각각 제3PET층(112)과 제4PET층(114)을 부착하는 제5단계;를 포함하는, 발포층 사이에 금속층이 형성된 버튼키의 제조방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1단계에서 상기 금속층(104)에는 밀링머신(200)에 의해 절삭되어 빛이 통과하는 절개부(104a)와, 빛이 차단되는 차단부(104b)가 형성되는 것을 특징으로 하는, 발포층 사이에 금속층이 형성된 버튼키의 제조방법.

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