KR100598378B1

KR100598378B1 - 알루미늄 또는 알루미늄합금에 무늬를 형성하는 방법 및이에 의해 제작된 알루미늄 또는 알루미늄합금 제품

Info

Publication number: KR100598378B1
Application number: KR1020040099411A
Authority: KR
Inventors: 안청일; 이기웅
Original assignee: 안청일; 이기웅
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2006-07-07
Also published as: KR20060060360A

Abstract

본 발명은 알루미늄 또는 그 합금에 입체적이고 다채로운 무늬를 형성하는 새로운 방법 및 이에 의해 제작된 알루미늄 또는 알루미늄합금 제품에 대한 것으로, 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 된 피가공물(2)을 광택처리하는 과정(A)과, 상기 피가공물(2)을 1차양극산화하는 과정(B)과, 상기 피가공물(2)에 내산내알칼리성의 제1레지스트패턴(10)을 형성하는 과정(C)과, 상기 피가공물(2)을 에칭액으로 1차에칭하여 제1에칭면(6)을 형성하는 과정(D)과, 상기 제1에칭면(6)에 알칼리박리형 내산성의 제2레지스트패턴(20)을 형성하는 과정(E)과, 상기 피가공물(2)을 산성에칭액으로 2차에칭하여 제2에칭면(8)을 형성하는 과정(F)과, 상기 피가공물(2)을 알칼리용액에 침지시켜 제2레지스트패턴(20)를 제거하는 과정(G)과, 상기 피가공물(2)을 2차양극산화하는 과정(H)과, 상기 피가공물(2)을 봉공처리하는 과정(I)과, 상기 제1레지스트패턴(10)을 제거하는 과정(J)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄합금에 무늬를 형성하는 방법 및 이에 의해 제작된 알루미늄 또는 알루미늄합금 제품이 제공된다.

Description

알루미늄 또는 알루미늄합금에 무늬를 형성하는 방법 및 이에 의해 제작된 알루미늄 또는 알루미늄합금 제품{A pattern forming method for aluminum or aluminum allay and an aluminum or aluminum allay product thereby}

도 1은 본 발명의 제조공정을 보인 공정도

도 2는 본 발명의 다른 실시예를 보인 공정도

도 3 내지 도 5는 본 발명에 의해 제작된 제품사진

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2. 피가공물 4. 양극산화피막

6. 제1에칭면 8. 제2에칭면

10. 제1레지스트패턴 20. 제2레지스트패턴

본 발명은 알루미늄 또는 알루미늄합금에 무늬를 형성하는 방법 및 이에 의해 제작된 알루미늄 또는 그 합금제품에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 알루미늄 또는 그 합금에 입체적이고 다채로운 무늬를 형성하는 새로운 방법 및 이에 의해 제작된 알루미늄 또는 알루미늄합금 제품에 관한 것이다.

알루미늄을 이용한 다양한 제품들이 제공되고 있다. 이러한 알루미늄 제품 중에는 표면에 무늬가 형성된 것이 있다. 한편, 종래 알루미늄 제품은 양극산화 후에 레지스트패턴을 형성하고 착색하여 무늬를 형성하거나 또는 레지스트패턴을 형성 후에 에칭하여 무늬가 형성된다.

그런데 이와 같은 방법으로 형성되는 무늬는 다소 평면적이고 단조롭다. 따라서 종래 알루미늄 제품들은 소비자들의 다양한 취향을 만족시키기에는 다소 역부족한 면이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 다단계의 에칭을 통해 알루미늄 또는 그 합금에 입체적이고 다채로운 무늬를 형성할 수 있는 새로운 무늬형성 방법 및 이에 의해 제작되어 외관이 미려한 알루미늄 또는 알루미늄합금 제품을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 된 피가공물(2)을 광택처리하는 과정(A)과, 상기 피가공물(2)을 1차양극산화하는 과정(B)과, 상기 피가공물(2)에 내산내알칼리성의 제1레지스트패턴(10)을 형성하는 과정(C)과, 상기 피가공물(2)을 에칭액으로 1차에칭하여 제1에칭면(6)을 형성하는 과정(D)과, 상기 제1에칭면(6)에 알칼리박리형 내산성의 제2레지스트패턴(20)을 형성하는 과정(E)과, 상기 피가공물(2)을 산성에칭액으로 2차에칭하여 제2에칭면(8)을 형성하는 과정(F)과, 상기 피가공물(2)을 알칼리용액에 침지시켜 제2레지스트패턴(20)를 제거하는 과정(G)과, 상기 피가공물(2)을 2차양극산화하는 과정(H)과, 상기 피가공물(2)을 봉공처리하는 과정(I)과, 상기 제1레지스트패턴(10)을 제거하는 과정(J)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄합금에 무늬를 형성하는 방법이 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 피가공물(2)에 제1레지스트패턴(10)을 형성하기(C) 전 또는 봉공처리하기(I) 전에 피가공물(2)을 착색시키는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄합금에 무늬를 형성하는 방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 표면에는 소정형상으로 에칭된 제1에칭면 (6)이 형성되고, 상기 제1에칭면(6) 중의 일부에는 제1에칭면(6) 보다 상대적으로 더 깊게 에칭된 제2에칭면(8)이 형성되어, 에칭되지 않은 면(5)과, 상기 제1에칭면(6)과, 제2에칭면(8)에 의해 무늬가 형성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄합금 제품이 제공된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다. 본 발명은 알루미늄으로 된 피가공물에 입체적인 무늬를 형성하는 방법에 관한 것이다. 도 1은 본 발명에 의한 공정을 보인 공정도로서, 구체적으로 살펴보면, 다음과 같다.

먼저, 알루미늄판으로 된 피가공물(2)의 표면을 전해연마 또는 화학연마 등의 방법으로 광택처리를 한 다음(A), 피가공물(2)을 양극산화하여(B) 양극산화피막(4)을 형성시킨다. 이어서 내산내알칼리성의 레지스트잉크를 스크린인쇄나 옵셋인쇄방식으로 피가공물(2)에 인쇄하여 제1레지스트패턴(10)을 형성한다(C). 그리고 상기 제1레지스트패턴(10)이 형성된 피가공물(2)을 알칼리에칭액에 침지시켜 1차에칭한다(D). 1차에칭시 상기 제1레지스트패턴(10)이 보호층 역할을 하므로 제1레지스트패턴(10)이 형성되지 않은 부분만 에칭되어 제1에칭면(6)이 형성된다

이와 같이 한 다음, 알칼리박리형 내산성의 레지스트잉크를 전술한 바와 동일한 방법으로 피가공물(2)의 제1에칭면(6)에 인쇄하여 제2레지스트패턴(20)을 형성한다(E). 이어서 피가공물(2)을 산성에칭액에 침지시켜 2차에칭한다(F). 2차에칭시에는 제1레지스트패턴(10)과 제2레지스트패턴(20) 중 어느 것에 의해서도 커버되 지 않은 제1에칭면(6) 중의 일부가 에칭되어 제1에칭면(6) 중의 일부에는 제1에칭면(6)보다 더 깊게 에칭된 제2에칭면(8)이 형성된다. 이어서 피가공물(2)을 알칼리용액에 침지시켜 상기 제2레지스트패턴(20)을 제거하고(G), 피가공물(2)을 2차양극산화하여(H) 제1,2에칭면(6,8)에 양극산화피막(2)을 형성한 다음, 봉공처리한다(I). 이어서 톨루엔이나 아세톤 등과 같은 유기용매에 피가공물(2)을 침지시켜 제1레지스트패턴(10)을 제거한다(J). 바람직하게는 톨루엔과 아세톤의 혼합용액에 피가공물(2)을 침지시켜 제1레지스트패턴(10)을 제거한다.

이와 같은 일렬의 과정에 의해 피가공물(2)의 표면에는 서로 다른 깊이를 갖는 제1에칭면(6)과 제2에칭면(8)이 형성되며, 제1레지스트패턴(10)에 의해 커버되었던 부분은 에칭되지 않은 면(5)으로 남게 된다. 그리고 이 에칭되지 않은 면(50은 공정 초기의 광택처리(A)를 통해 부여되었던 광택이 그대로 존재하며, 제1에칭면(6)은 에칭되지 않은 면(5) 보다는 광택이 감소되고, 제2에칭면(8)은 제1에칭면(6) 보다는 광택이 감소되는데, 이러한 광택의 차에 의해 피가공물(2)의 표면에는 선명한 무늬가 형성된다. 뿐만 아니라 에칭되지 않은 면(5)과 제1,2에칭면(6,8)의 깊이 및 반사도의 차이에 의해서도 무늬가 한층 더 선명하게 표현되어 보인다.

한편, 필요에 따라서는 제1레지스트패턴(10)을 형성하기(C) 전에 또는 봉공처리하기(I) 전에 피가공물(2)을 전해착색 등의 다양한 방법으로 착색시킬 수도 있다. 이와 같이 하면, 피가공물(2)의 에칭되지 않은 면(5)과, 각 에칭면(6,8)에 서로 다른 색상이 부여되어 피가공물(2)에 훨씬 더 다채롭고 미려한 무늬가 형성된다.

또한, 경우에 따라서는 전술한 바와 같이 제2레지스트패턴(20)을 제거(G)하기 전에 제2에칭면(8)에 알칼리박리성 내산성의 레지스트잉크를 인쇄하여 또 다른 레지스트패턴을 형성하고, 산성에칭액에서 에칭하는 과정을 반복할 수도 있다. 이러한 과정을 반복함에 따라, 피가공물(2)에는 제1, 2에칭면(6,8) 뿐만 아니라 더 많은 에칭면이 형성되므로 피가공물(2)에는 한층 더 입체적이고 다채로운 무늬가 형성된다.

이상과 같은 방법은 알루미늄 또는 그 합금제품 예를 들며, 표시판이나 건축자재, 장식용품 등의 제작시에 적용이 가능하다. 그리고 이와 같은 방법으로 제작된 제품은 에칭되지 않아 초기의 광택이 유지되는 면(5)과, 이 에칭되지 않은 면(5)에 비해 단계적으로 광택이 저하된 제1에칭면(6)과 제2에칭면(8)이 형성되며, 이들 각 면의 광택 및 깊이, 반사도의 차이에 의해 입체적이고 다채로운 무늬가 형성된다. 본 발명에서는 무늬는 특정문양이나 문자, 로그, 마크, 기호 등을 포함하는 개념이다..

한편, 이상에서는 피가공물(2)에 레지스트잉크를 스크린인쇄나 옵셋인쇄방식으로 인쇄하여 레지스트패턴을 만드는 것으로 설명하였으나, 경우에 따라서는 레지스트잉크대신 포토레지스트를 사용하여 레지스트패턴을 형성할 수도 있다. 포토레지스트를 사용하는 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이, 피가공물(2)을 광택처리(A)하여 광택을 부여한 후에, 1차양극산화하고(B), 내산ㆍ내알칼리성의 제1포토레지스트를 도포하여(C') 건조시킨 다음, 포토필름을 피가공물(2)에 밀착시켜서 노광하고 현상하여 제1포토레지스트패턴(30)을 형성한다(C). 그리고 전술한 바와 동일한 방 법으로 1차에칭하여(D) 제1에칭면(6)을 형성한다.

이어서, 피가공물(2)의 제1에칭면(6)에 알칼리박리형 내상성의 제2포토레지스트를 도포하고(E'), 상기 제1포토레지스트패턴(30)의 형성시 사용된 포토필름과 다른 무늬가 촬영된 포토필름을 제2포토레지스트에 밀착시켜 노광하고 현상하여 제2포토레지스트패턴(40)을 형성한다(E). 그리고 산성에칭액으로 2차에칭하여(F) 제2에칭면(8)을 형성한다. 이어서 알칼리용액으로 제2포토레지스트패턴(40)을 제거한(G) 후, 2차양극산화하고(H), 봉공처리한(I) 다음, 유기용매로 제1포토레지스트패턴(30)을 제거한다(J).

실시예 1

NO. 1050인 알루미늄판을 인산 70%, 황산 29%, 핏트방지제 1%로 조성된 전해연마액에서 직류 18V, 90℃로 하여 5분간 전해연마하였다. 이어서 알루미늄판을 황산전해액 180g/ℓ에서 직류 1A/dm², 온도 18℃로 하여 20분간 양극산화한 다음, 수세하여 건조시켰다. 그리고 내산내알칼리성의 포토레지스트인 상표명 KFPR(제조원:부림양행)을 알루미늄판에 도포하여 건조시킨 후, 포토필름과 밀착시켜 자외선을 조사하고, 현상하여 제1포토레지스트패턴을 만들었다, 그리고 알루미늄판을 가성소다 50g/ℓ, 제3인산소다 50g/ℓ, 그루콘산소다 5g/ℓ로 조성된 알칼리에칭액에서 65℃로 하여 3분간 에칭한 후 수세하고, 중화건조시켜 제1에칭면을 형성하였다.

이어서 노블락형 포지형 포토레지스트인 상표명 KFPCR(제조원:부림양행)을 상기 알루미늄판의 제1에칭면에 도포한 후 또 다른 포토필름과 밀착시켜 노광하고 현상하여 제2포토레지스트패턴을 만들었다. 그리고 상기 알루미늄판을 불산50g/ℓ, 질산 100g/ℓ로 조성된 산성에칭액에서 상온으로 하여 3분간 에칭하여서 제2에칭면을 형성하였다. 이어서 알루미늄판을 온도 60℃의 가성소다 30g/ℓ에 30초간 침지시켜 제2포토레지스트막을 제거하고, 양극산화한 후 봉공처리하였으며, 톨루엔과 아세톤이 1:1부피비로 혼합된 혼합액에 침지시켜 제1포토레지스트를 제거하였다. 이와 같이 하여 제작된 시편은 도 3과 같다.

실시예 1에서 제작된 시편은 도 3을 통해 알 수 있는 바와 같이, 시편, 즉, 피가공물(2)의 표면에는 에칭되지 않은 면(5), 제1에칭면(6), 제2에칭면(8)이 형성되었다. 상기 에칭되지 않은 면(5) 공정 초기에 부여된 광택이 그대로 유지되었으며, 제1에칭면(6)과 제2에칭면(8)은 단계적으로 광택이 저하되었다. 이러한 실시예 1에 의해서는 전체적으로 알루미늄고유의 은백을 가지면서 그 표면에는 광택차에 의한 무늬가 형성된 시편을 얻을 수 있었다.

실시예 2

NO. 1050 알루미늄판을 실시예 1과 동일한 방법으로 전해연마 한 다음, 황산전해액 180g/ℓ에서 직류 15V, 온도 18℃로 하여 20분간 양극산화한 후 봉공처리하고, 내산내알칼리성의 레지스트잉크인 MAR 705(제조원: 부림양행)를 스크린인쇄하여 100℃에서 5분간 건조시켜서 제1레지스트패턴을 만들었다. 이어서 알루미늄판을 가성소다 50g/ℓ, 제3인산소다 50g/ℓ, 그루콘산소다 5g/ℓ로 조성된 에칭액에 온 도 65℃에서 3분간 에칭하여 제1에칭면을 만들고, 수세하고 중화, 건조시켰다.

그런 다음 상표명 HF레지스트잉크(제조원:부림양행)를 상기 알루미늄판의 제1에칭면에 스크린인쇄하고, 100℃에서 5분간 건조시켜 제2레지스트패턴을 만들었다. 그리고 알루미늄판을 불산50g/ℓ, 질산 100g/ℓ로 조성된 산성에칭액에서 상온으로 하여 3분간 에칭하여 제2에칭면을 만들고, 수세하여 중화, 건조시켰다. 이어서 알루미늄판을 온도 60℃의 가성소다 30g/에 30초 침지시켜 제2레지스트패턴을 제거하고, 양극산화한 후에, 알루미늄판을 황산제일석 10g/ℓ, 황산 18g/ℓ, 산화방지제 및 용해보조제로 조성된 전해착색액에 교류 13V로 1분간 전해착색시켜 밝은 갈색을 착색시켰다. 이어서 피가공물을 봉공처리하고, 톨루엔용액에 침지시켜 제1레지스트패턴을 제거하였다. 이와 같이 하여 제작된 시편은 도 4와 같다.

실시예 2에서 제작된 시편은 도 4를 통해 알 수 있는 바와 같이, 역시 그 표면에 에칭되지 않고 초기의 광택을 유지하는 면(5)과, 제1, 제2에칭면(6,8)이 형성되었는데, 제1에칭면(6)과 제2에칭면(8)은 밝은 갈색을 띤다. 이와 같이 이러한 실시예 2에 의해서는 에칭되지 않은 부분인 은백색의 광택을 띠는 부분과 밝은 갈색을 띠며 서로 다른 광택도를 가지는 제1, 2에칭면(6,8)에 의한 무늬가 형성된 시편을 얻을 수 있었다.

실시예 3

NO. 5052 알루미늄판을 고광택처리용 화학연마제인 다이아부라이트 N₂(제조 원:부림양행)로 온도 95℃에서 2분간 처리한 후, 황산전해액 180g/ℓ, 직류 15V, 온도 18℃에서 20분간 양극산화하고 봉공처리하였다. 이어서 내산내알칼리형 레지스트잉크인 상표명 MAR 705(제조원:부림양행)로 스크린인쇄하고 100℃에서 5분간 건조하여 제1레지스트패턴을 만들었다. 그리고 알루미늄판을 가성소다 50g/ℓ, 제3인산소다 50g/ℓ, 그루콘산소다 5g/ℓ로 조성된 알칼리에칭액에서 65℃로 하여 3분간 에칭한 후 수세하고, 중화건조시켜 제1에칭면을 형성하였다. 그런 다음, 내산성 알칼리박리형 레지스트잉크인 상표명 HF 레지스트인쇄잉크(제조원: 부림양행)로 스크린인쇄한 후, 100℃에서 5분간 건조시켜 제2레지스트패턴을 만들었다. 그리고 알루미늄판을 불산50g/ℓ, 질산 100g/ℓ로 조성된 산성에칭액에서 상온으로 하여 3분간 에칭하여서 제2에칭면을 형성하였다. 이어서 알루미늄판을 온도 60℃의 가성소다 30g/ℓ에 30초간 침지시켜 제2포토레지스트막을 제거하고, 상표명 블루 403(제조원:아노드) 5g/용액에 60℃에서 1분간 침지시켜 착색시킨 후, 봉공처리하고, 톨루엔에 알루미늄판을 침지시켜 제1레지스트를 제거하였다. 이와 같이 하여 제작된 시편은 도 5와 같다.

도 5를 통해 알 수 있는 바와 같이, 실시예 3에서 제작된 시편은 표면에 에칭되지 않고 초기의 광택을 유지하는 면(5)과, 제1, 제2에칭면(6,8)이 형성되었는데, 제1에칭면(6)과 제2에칭면(8)은 엷은 푸른색을 띤다. 이와 같이 이러한 실시예 2에 의해서는 에칭되지 않은 부분인 은백색의 광택을 띠는 부분과, 엷은 푸른색을 띠며 서로 다른 광택도를 가지는 제1, 2에칭면(6,8)에 의한 무늬가 형성된 시편을 얻을 수 있었다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 알루미늄 또는 그 합금의 표면에 에칭되지 않고 초기의 광택을 유지하는 면(5)과, 서로 다른 깊이로 에칭되어 점차 광택이 저하된 제1에칭면(6)과 제2에칭면(8)이 형성되어 이들 각 면들의 광택도와 반사도 등을 비롯하여 각 면의 색상차에 의해 입체적인 무늬가 형성되는 새로운 표면처리방법 및 이에 의해 제작되어 외관이 미려한 새로운 알루미늄 또는 알루미늄합금 제품이 제공된다. 이러한 본 발명은 알루미늄이나 그 합금으로 된 표시판이나 기타 건축용 자재에 적용이 가능하며, 평면적인 종래의 제품들에 비해 입체적이고 다채로운 무늬가 형성되어 외관이 미려한 제품을 제공할 수 있다.

Claims

알루미늄 또는 알루미늄합금으로 된 피가공물(2)을 광택처리하는 과정(A)과, 상기 피가공물(2)을 1차양극산화하는 과정(B)과, 상기 피가공물(2)에 내산ㆍ내알칼리성의 제1레지스트패턴(10)을 형성하는 과정(C)과, 상기 피가공물(2)을 에칭액으로 1차에칭하여 제1에칭면(6)을 형성하는 과정(D)과, 상기 제1에칭면(6)에 알칼리박리형 내산성의 제2레지스트패턴(20)을 형성하는 과정(E)과, 상기 피가공물(2)을 산성에칭액으로 2차에칭하여 제2에칭면(8)을 형성하는 과정(F)과, 상기 피가공물(2)을 알칼리용액에 침지시켜 제2레지스트패턴(20)를 제거하는 과정(G)과, 상기 피가공물(2)을 2차양극산화하는 과정(H)과, 상기 피가공물(2)을 봉공처리하는 과정(I)과, 상기 제1레지스트패턴(10)을 제거하는 과정(J)을 포함하며, 상기 피가공물(2)에 제1레지스트패턴(10)을 형성하는 과정(C) 전이나 또는 봉공처리하는 과정(I) 전에 피가공물(2)을 착색시키는 것을 특징으로 하는 알루미늄 또는 알루미늄합금에 무늬를 형성하는 방법.
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