KR100868975B1

KR100868975B1 - 저광택 또는 무광택 플라스틱 성형용 금형의 제조방법, 그금형, 및 금형에 의해 제조되는 성형품

Info

Publication number: KR100868975B1
Application number: KR1020070085986A
Authority: KR
Inventors: 전상범; 신대현; 주월돈
Original assignee: 주식회사 몰텍스
Priority date: 2007-08-27
Filing date: 2007-08-27
Publication date: 2008-11-17

Abstract

본 발명은 포토리소그래피 기술을 이용한 저광택 또는 무광택 플라스틱성형용 금형의 제조방법, 이에 의해 제조되는 금형, 상기 금형에 의해 제조되는 저광택 또는 무광택 플라스틱 성형품에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면 플라스틱 성형용 금형에 특정패턴을 에칭가공하고, 에칭 가공된 금형 표면에 포토리소그래피 기술을 이용하여 미세패턴을 다시 에칭가공하는 금형의 제조방법이 제공되며, 이 방법에 의하여 제조되는 금형에 의하면 낮고 균일한 광택의 플라스틱성형물이 얻어지는바, 본 발명은 감성적으로 고품질의 플라스틱 성형품을 간단하면서도 효율적으로 생산할 수 있는 유용한 발명이다.

금형, 포토리소그래피, 저광택, 플라스틱

Description

저광택 또는 무광택 플라스틱 성형용 금형의 제조방법, 그 금형, 및 금형에 의해 제조되는 성형품{METHOD OF MANUFACTURING MOLD FOR ANTI REFLECTIVE PLASTIC, THE MOLD AND THE MOLDED ARTICLES}

본 발명은 플라스틱 성형물의 외관 광택을 낮추는 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플라스틱 성형용 금형에 특정 패턴을 에칭가공하고, 에칭 가공된 금형 표면에 포토리소그래피 기술을 이용하여 미세패턴을 다시 에칭 가공하여 제조되는 금형을 이용하여 플라스틱 성형물의 외관 광택을 낮추는 기술에 관한 것이다.

산업과 문화가 발전함에 따라 소비자들은 제품자체의 본연의 기능 뿐 아니라 제품의 외관 및 질감 등을 통하여 발휘되는 감성적 품질을 더욱 중요하게 여기게 되었다.

일반적으로 열가소성 수지의 성형품은 높은 표면광택도를 나타내며 이는 플라스틱 성형품의 장점이 되기도 하지만 특정 용도에서는 시각장애를 유발하는 등 단점으로 작용하기도 한다. 예를들어, 자동차 내장재, 컴퓨터 터미널, 사무기기 및 전기·전자제품의 하우징 등의 용도에서는 시력보호의 측면 및 감성적으로 고급스런 분위기의 연출을 위하여 저광택의 표면이 절실히 요구되어왔다.

이와 같은 요구에 따라 수지성형품의 표면광택을 줄이기 위해 종래에 다음과 같은 방법들이 개시된 바 있다.

특허공개 제2007-28389호에는 실리카, 실리케이트, 칼슘카보네이트 또는 알루미나 등의 무기충진제를 첨가하는 방법이 개시되어 있으며, 특허등록 제0376212호에는 핫스탬핑머신의 실리콘고무부착부에 부착된 평평한 실리콘고무 또는 소정 형상으로 양각된 실리콘고무를 소정 온도 및 압력으로 플라스틱 표면에 직접 접촉시켜 상기 플라스틱 표면의 그 접촉부위가 무광처리되도록 하는 방법이 개시되어 있고, 특허등록 제0372227호에는 디엔계 고무, 방향족 비닐화합물 및 시안화비닐 화합물로 이루어진 열가소성 수지 조성물로 수지 조성물의 제조시 디엔계 고무의 입경이 0.08-0.20㎛인 소입경 20-70중량부와 0.3-0.5㎛인 대입경 30-80중량부로 이루어지도록 하여 제조하는 것을 특징으로 하는 광택 저하방법이 개시되어 있으며, 특허공개 제 2000-0039269호에는 용융지수 (ASTM D1238)가 10 dg/min 이하이고, 25 중량% 이하의 에틸렌을 포함하는 랜덤 폴리프로필렌 수지 20∼45 중량%, 용융지수가 1.0 dg/min 이하인 고밀도 폴리에틸렌 20∼45 중량% 및 용융지수가 1.0 dg/min 이하인 25 중량% 이하의 에틸렌을 포함하는 에틸렌-프로필렌 블록공중합체, 30∼80 중량%의 에틸렌을 포함하는 에틸렌-프로필렌공중합체 (EPR) 또는 에틸렌-프로필렌-다이엔 삼원공중합체 (EPDM) 중 하나 또는 그 이상이 10∼60 중량%로 필수적으로 구성되는 무광특성을 갖는 폴리올레핀 수지 조성물에 관하여 개시되어 있으며, 특허등록 제0507537호에는 용융점(DSC) 100 내지 130℃, 결정화도(X-ray diffractometry) 80 내지 95%, 수평균 분자량(GPC) 3000 내지 8000인 합성 폴리올 레핀 왁스 10∼20중량 크실렌, 톨루엔, 알코올류, 케톤류 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 유기용제 80∼90중량를 혼합하여 용융시킨 후 30℃ 이하로 냉각시켜 얻은 슬러리를 습식비드밀 장치에 통과시켜 평균입자 직경 2.0 내지 6.0㎛의 미세입자로 분산시킨 것임을 특징으로 하는 자외선 경화형 도료에 적합한 무광처리제에 관하여 개시되어 있다.

그러나 무기충진제를 첨가하는 방법은 그 소광효과가 미미하고, 소광효과의 증대를 위해서 첨가제의 함량을 늘렸을 때 충격강도와 유동성이 급격히 감소하는 문제가 있다. 그리고, 물리적인 방법으로 무광처리를 하는 방법은 그 공정이 복잡하고 부가적인 설비를 요하며 균일한 무광처리효과를 얻기 힘들고, 대구경 고무입자나 가교입자를 이용하는 방법은 가공조건에 의해 광택도의 변화가 심하고 성형품 표면에 플로우 마크(flow mark)를 유발하는 단점이 있다. 또한, 그 자체로서 무광특성을 가지는 수지를 사용하는 경우에는 그 소재선택이 제한될 수밖에 없으며, 무광처리제를 이용하여 제품의 성형 후에 무광도장을 실시하는 경우에는 공정추가에 따른 번잡함과 단가의 상승, 도료사용으로 인한 재활용의 어려움 등의 단점이 있다.

또한, 이와 같은 요구에 따라 종래 무광택 또는 저광택 표면을 갖는 플라스틱 제품을 사출 성형하는 방법으로는, 플라스틱 수지가 주입되는 금형의 사출면에 부식등에 의하여 패턴을 형성하고 사출하는 방법이 알려져 있다. 금형의 표면에 형성된 패턴은 무광택 또는 저광택을 갖도록 할 뿐만 아니라, 패턴의 모양에 따라서 제품 표면의 질감을 변화시킬 수도 있다. 금형의 사출면에 형성된 패턴이 사출된 제품 표면의 광택을 변화시키는 것은 사출시 사출면에 형성된 패턴이 제품의 표면에 전사되기 때문이다. 패턴이 전사된 제품의 표면에 입사된 빛은 산란되어 전반사되지 않기 때문에 무광택 또는 저광택을 띄게 되고, 패턴의 모양에 따라서 다양한 질감을 구비하게 된다.

자동차 내장재 플라스틱 성형물은 내장재의 고급감을 부여하기 위하여 가죽무늬의 패턴이나, 기하학적 패턴 그리고 스티플(stipple) 패턴 등이 가공되어 있으며, 이러한 패턴은 성형용 금형에 에칭가공을 하여 구현하고 있다.

플라스틱 성형용 금형에 에칭을 하는 공정은 ⅰ) 에칭 가공용 금형표면의 이물을 제거하는 세척단계, ⅱ) 일정한 모양의 패턴을 형성하기 위하여 사출면에 일정한 패턴을 갖는 고분자 코팅을 하거나 고분자 필름을 부착하여 패턴을 전사하는 단계, ⅲ) 전사된 패턴을 수정 및 검사하는 단계, iv)염산이나 황산 등의 강산에 금형을 침적하여 에칭하는 단계, 및 ⅳ) 상기 침적단계에서 생성된 금형표면의 오염물을 제거하기 위하여 압축공기를 이용하여 투사재를 금형의 에칭된 표면에 분사하는 샌드블라스트 단계를 포함한다.

이때, 상기 샌드블라스트 공정은 금형 표면의 오염물 제거작용 뿐 아니라 사출될 플라스틱 성형품의 광택을 조절하기 위한 목적으로 시행된다. 샌드블라스트 공정은 투사재를 3∼5㎏／㎠의 공기압력으로 금형의 에칭된 표면에 분사하는 것으로 주로 사용되는 투사재로는 산화알루미늄과 글래스 비드(glass bead)가 있으며, 그 입자의 크기는 다양하다. 산화알루미늄은 입자의 외관이 모래와 같이 날카로운 각으로 형성되어 있으며, 금형의 에칭 가공이 완료된 후 이를 이용하여 샌드블라스 트를 하면 성형물의 광택을 전반적으로 낮출 수는 있지만, 입자의 형상에 의한 영향으로 성형시에 스크래치 발생 확률이 높아지고, 성형 후에는 취급 스크래치 및 외관이 탁해 보여 디자인 감성 품질을 저하시키는 요인이 된다. 반대로 글래스 비드를 이용하여 샌드블라스트를 하게 되면, 광택이 증가하여 이 역시 디자인 감성 품질을 저하시키는 요인이 된다. 상기와 같은 종래의 금형 에칭에 의한 플라스틱 성형품의 광택저감 효과는 수요자의 기대를 만족시키기에 충분치 못하여 이에 대한 기술개발이 요구되어 왔다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 플라스틱 성형용 금형에 특정 패턴을 에칭가공하고, 에칭 가공된 금형 표면에 포토리소그래피 기술을 이용하여 미세패턴을 다시 에칭 가공하는 저광택 또는 무광택 플라스틱 성형용 금형의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 상기와 같은 방법에 의해 제조되는 저광택 또는 무광택 플라스틱 성형용 금형의 제조방법에 의해 제조되는 금형을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 상기와 같은 금형에 의해 제조되는 저광택 또는 무광택 플라스틱 성형품을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면 에칭가공에 의한 저광택 또는 무광택 플라스틱 성형용 금형의 제조방법에 있어서, 플라스틱 성형용 금형강에 포토 레지스트(photo resist)를 도포하고 소정의 패턴을 전사하여 에칭하는 1차 에칭단계; 1차 에칭에 의해 가공된 금형강의 표면에 포토 레지스트를 도포하는 단계; 상기 도포된 포토 레지스트위에 미세패턴이 형성된 포토 마스크 필름을 부착하는 단계; 상기 포토 마스크 필름에 자외선을 조사하고 현상액을 이용해 상기 미세패턴을 현상하는 단계; 플라스틱 금형강용 에칭액에 침적하여 에칭하는 2차 에칭 단계; 및 상기 포토레지스트 층을 제거하고 샌드블라스트 가공을 하는 단계를 포함하는 저광택 또는 무광택 플라스틱 성형용 금형의 제조방법이 제공된다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 1차 에칭가공에 의해 형성된 금형강의 표면에 미세패턴이 형성되어 있는 필름을 부착하여 전사함으로써 상기 1차 에칭에 의해 가공된 금형강의 표면에 미세패턴을 전사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저광택 또는 무광택 플라스틱 성형용 금형의 또 다른 제조방법이 제공된다.

상기와 같은 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 저광택 또는 무광택 플라스틱 성형용 금형에 있어서, 소정패턴으로 1차 에칭가공하여 형성된 플라스틱 성형용 금형면에, 다시 미세패턴으로 2차 에칭가공하여 형성되는 금형면을 가지는 저광택 또는 무광택 플라스틱 성형용 금형이 제공된다.

상기와 같은 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 상기의 저광택 또는 무광택 플라스틱 성형용 금형에 의해 사출되며, 그 표면에 다수의 균일한 미세패턴이 형성되어있는 저광택 또는 무광택 플라스틱 성형품이 제공된다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 저광택 또는 무광택 플라스틱 성형용 금형의 제조방법은 에칭가공에 의한 저광택 또는 무광택 플라스틱 성형용 금형의 제조방법에 있어서, (a)플라스틱 성형용 금형강에 포토 레지스트(photo resist)를 도포하고 소정의 패턴을 전사하여 에칭하는 1차 에칭단계; (b)1차 에칭에 의해 가공된 금형강의 표면에 포토 레지스트를 도포하는 단계; (c)상기 도포된 포토 레지스트위에 미세패턴이 형성된 포토 마스크 필름을 부착하는 단계; (d)상기 포토 마스크 필름에 자외선을 조사하고 현상액을 이용해 상기 미세패턴을 현상하는 단계; (e)상기 플라스틱 금형강을 에칭액에 침적하여 에칭하는 2차 에칭단계; 및 (f)상기 포토레지스트 층을 제거하고 샌드블라스트 가공을 하는 단계를 포함하는 저광택 또는 무광택 플라스틱 성형용 금형의 제조방법이 제공된다.

이때 상기의 (b) (c) (d) 단계 대신에, (b-1)상기 1차 에칭가공에 의해 형성된 금형강의 표면에 미세패턴이 형성되어 있는 필름을 부착하여 전사함으로써 상기 1차 에칭에 의해 가공된 금형강의 표면에 미세패턴을 전사하는 단계를 포함하는 것도 가능하다.

상기의 1차 에칭공정은 i)포토레지스트 도포, ii)패턴현상, iii)에칭으로 이루어지는 일반에칭가공(single layer etching)이 수회 반복 수행되는 다중에칭가공(multiple layer etching)에 의할 수 있다. 다중에칭가공의 개략적 공정에 대하여 도1에 나타내었다. 자동차 내장재나 인테리어 용품에 사용되는 플라스틱 성형품 등의 입체무늬 패턴을 형성함에 있어서는 다중에칭가공에 의하는 것이 바람직하다.

상기의 미세패턴의 형상은 원, 정사각형(square), 허니코움(honeycomb)등 일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 상기의 미세패턴의 크기는 0.05∼0.2㎜, 상기 미세패턴의 간격은 0.02∼0.2㎜인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 미세패턴의 크기는 0.06∼0.15㎜ , 상기 미세패턴의 간격은 0.02∼0.1㎜ 인 것이 바람직하다. 상기 미세패턴의 크기가 0.05㎜미만인 경우에는 광택감소효과가 미미하고 금형표면에 패턴을 형성시키기 어려운 문제가 있으며, 0.2㎜를 초과하는 경우에도 광택감소효과가 미미하며 패턴이 너무 커서 기존 패턴의 변형이 너무 심해져 새로운 패턴이 되는 문제점이 있다.

또한, 상기 미세패턴의 간격이 0.02㎜ 미만인 경우에는 패턴과 패턴이 붙는 불량률이 높아져 패턴 형성 작업의 어려움이 있으며, 0.2㎜를 초과하면 광택감소효과가 미미하게 된다.

상기의 2차 에칭공정에 있어서, 에칭깊이는 10∼50㎛인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 10∼30㎛ 인 것이 바람직하다. 상기 에칭깊이가 10㎛ 미만인 경우에는 기존의 패턴과 구별이 되지 않고 광택감소효과도 미미한 문제점이 있으며, 50㎛를 초과하는 경우에는 기존 패턴의 변형이 심해지고 미세패턴이 변형되어 새로운 패턴이 형성되는 문제점이 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 저광택 또는 무광택 플라스틱 성형용 금형의 제조방법을 상세하게 설명한다.

우선 도2를 참조하여 포토레지스트 도포 후 미세패턴을 현상하는 방법에 대하여 설명한다.

(S1) 플라스틱 금형강을 준비하고. (S2)플라스틱 금형강에 소정의 패턴을 1차로 에칭 가공한다. (S3)에칭가공된 금형의 표면에 포토레지스트를 도포한다. (S4)상기 도포된 포토레지스트위에 원, 정사각형, 허니코움형상 등의 미세패턴이 인쇄된 포토마스크 필름을 부착한다. (S5)상기 포토마스크 필름 위에서 UV조사기를 이용하여 자외선을 조사한다. (S6)자외선 조사 후 현상액을 이용하여 상기 미세패턴을 현상한다. (S7) 플라스틱 금형강용 에칭액에 침적시킨다. (S8)침적에 의해 노 출된 금형강의 표면 에칭이 이루어진다. (S9)상기의 포토레지스트 층을 제거하고 샌드블라스트 가공을 한다.

다음으로, 도3을 참조하여 미세패턴이 형성된 필름을 부착하고 전사하여 미세패턴을 전사하는 방법에 대하여 설명한다.

(S1')플라스틱 금형강을 준비하고, (S2')플라스틱 금형강에 소정의 패턴을 1차로 에칭 가공한다. (S3')원, 정사각형, 허니코움형상 등의 미세패턴이 형성된 필름을 준비한다. (S4')상기 필름을 상기의 1차 에칭가공된 금형강의 표면에 부착한다. (S5')상기 필름을 전사하여 상기 1차 에칭가공된 금형강의 표면에 상기 미세패턴을 전사한다. 이때 전사하는 방법에는 제한이 없으나, 바람직하게는 수압전사방식에 의하여 패턴을 전사할 수 있다.

수압전사의 일 구체예는 다음과 같다. UV 타입의 잉크로 실크스크린을 이용하여 인쇄에 의해 수용성필름에 미세패턴을 형성하고, 수압전사를 실시하기 전에 헤라를 사용하여 금형강의 표면에 필름을 밀착시킨다. 수압전사를 실시하면 수용성필름은 용해되어 사라지고 필름에 인쇄되어 있던 패턴이 금형에 전사된다. 이때 UV를 조사하면 금형에 있는 패턴들이 경화되어 금형표면에 더 단단하게 부착된다.

(S6')플라스틱 금형강용 에칭액에 침적시킨다. (S7') 침적에 의해 노출된 금형강의 표면 에칭이 이루어진다. (S8')샌드블라스트 가공을 한다.

상기의 방법에 의하여 제조되는 상기 플라스틱 성형용 금형강의 표면에는 미세패턴에 대응하는 다수의 균일한 요철부분이 형성된다.

따라서, 상기의 금형에 PP수지, ABS수지, TPO수지, PVC수지, PC수지, 아크릴 수지, 나일론수지 등을 주입하여 사출성형을 하면 성형된 플라스틱의 표면에는 다수의 미세패턴이 균일하게 형성되게 되어 플라스틱 표면의 광택이 크게 저감된다.

상기의 성형방법에 의하면, 사출공정 자체로써 표면 광택 저감 효과를 가져오므로, 무광플라스틱 성형재료로서 선택되는 수지는 그 제품자체가 요구하는 물성에 적합하다면 제한이 없다. 그러므로 플라스틱 성형의 재료로 되는 수지의 선택폭이 크게 향상된다. 상기와 같은 플라스틱 성형품의 표면의 모식적 단면을 기존의 플라스틱가공단면도와 비교하여 도4에 나타내었다.

이와 같이, 본 발명에 의하면 무광택 표면을 얻기 위해 한정된 재료를 사용할 수밖에 없었던 종래의 기술에 대하여 플라스틱 성형재료 선택의 폭이 크게 확대되는 효과가 있으며, 본 발명에 의하면 그 표면광택이 크게 저감되어 감성품질이 향상된 플라스틱 성형품이 제공되며, 사출성형 그 자체로써 광택저감효과를 발휘하므로 제품 성형 후에 무광처리를 위한 별도의 페이트 도장공정을 생략할 수 있어 원가절감의 효과가 있다.

이하 본 발명을 실시예, 비교예, 시험예에 의하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 예에 의해 한정되는 것은 아니다.

플라스틱성형용 금형의 시험편 제조

실시예 1∼6

표면의 광택이 저감된 플라스틱 성형품을 제조하기 위하여, 금형을 제조하였 다. 먼저, 도5와 같이 제작된 기준판 코어 5개를 준비하였다. 코어의 규격은 210㎜×160㎜×25㎜(두께)이며, 각 각을 6개의 구역으로 구분하였다. 코어로는 두산 중공업의 HP-4 금형강을 사용하였다. 이 코어 전체영역에 현대자동차 내장재에 적용된 HL-330가죽 무늬 패턴을 에칭 가공하였다(1차 에칭). 상기 HL-330 가죽무늬 패턴의 에칭가공이 완료된 후 금형의 표면을 포토레지스트(수도신역(주) SP-202M)로 도포하였다. 상기의 구분된 6개의 구역에 도6 (a)와 같은 패턴이 형성된 포토 마스크필름을 부착하고 자외선을 조사하였다. 이때 상기의 구분된 6개의 구역에 미세패턴의 크기를 하기의 표 1과 같이 각각 달리하여 포토 마스크필름을 부착하고 자외선을 조사하였다. 이때 미세패턴의 간격은 0.1㎜로 하였다. 자외선 조사 후 포토마스크필름을 제거하고 현상액을 이용하여 도6(a)와 같은 미세패턴이 형성되게 현상을 하였다. 현상작업이 완료된 후 금속시편을 에칭액(질산:CPL:H₂0=1:1:8) 속에 침적하여 깊이 20㎛로 에칭가공(2차 에칭)을 하였다.

	미세패턴의 크기(㎜)	미세패턴의 간격(㎜)	에칭 깊이(㎛)
실시예1	0.2	0.1	20
실시예2	0.15
실시예3	0.12
실시예4	0.1
실시예5	0.08
실시예6	0.05

실시예 7∼12

미세패턴의 간격을 0.08㎜로 조정하고 하기의 표2와 같이 미세패턴의 크기를 달리하여 금속시편에 에칭가공을 하였다. 그 이외의 것은 상기의 실시예 들과 동일하게 실시하였다.

	미세패턴의 크기(㎜)	미세패턴의 간격(㎜)	에칭 깊이(㎛)
실시예7	0.2	0.08	20
실시예8	0.15
실시예9	0.12
실시예10	0.1
실시예11	0.08
실시예12	0.05

실시예 13∼18

미세패턴의 간격을 0.05㎜로 조정하고 하기의 표3과 같이 미세패턴의 크기를 달리하여 금속시편에 에칭가공을 하였다. 그 이외의 것은 상기의 실시예 들과 동일하게 실시하였다.

도6(b)는 실시예 16의 미세패턴의 크기와 간격을 나타낸다.

	미세패턴의 크기(㎜)	미세패턴의 간격(㎜)	에칭 깊이(㎛)
실시예13	0.2	0.05	20
실시예14	0.15
실시예15	0.12
실시예16	0.1
실시예17	0.08
실시예18	0.05

실시예 19∼24

미세패턴의 간격을 0.02㎜로 조정하고 하기의 표4와 같이 미세패턴의 크기를 달리하여 금속시편에 에칭가공을 하였다. 그 이외의 것은 상기의 실시예 들과 동일하게 실시하였다.

	미세패턴의 크기(㎜)	미세패턴의 간격(㎜)	에칭 깊이(㎛)
실시예19	0.2	0.02	20
실시예20	0.15
실시예21	0.12
실시예22	0.1
실시예23	0.08
실시예24	0.05

실시예 25∼29

미세패턴의 크기와 간격은 일정하게 하고, 하기의 표5와 같이 에칭깊이를 달리하여 금속시편에 에칭가공을 하였다. 현대자동차 내장재에 적용된 HL-410 무늬 패턴으로 에칭 가공하였다. 그 이외의 것은 상기의 실시예 들과 동일하게 실시하였다.

	에칭깊이(㎛)	미세패턴의크기(㎜)	미세패턴의간격(㎜)
실시예25	10	0.1	0.1
실시예26	20
실시예27	30
실시예28	40
실시예29	50

비교예

상기의 1차 에칭가공만 실시한 금속시편을 각각의 비교예로 사용하였다.

시험예:표면광택값의 측정

상기의 실시예 1∼24와 비교예에 따라 제조된 금형을 사용하여 각각 ABS수지와 PP수지를 가지고 플라스틱 성형품을 제조하여 표면광택의 변화를 측정(독일 BYK Gardner사의 micro-gloss 60˚사용)하여 그 결과를 하기의 표6에 나타내었다.

	미세패턴의 크기(㎜)	미세패턴의 간격(㎜)	ABS소재 광택값 (gloss unit)	PP소재 광택값 (gloss unit)	깊이(㎛)
비교예	2차 에칭가공 전		2.5	2	0
실시예1	0.2	0.1	2.3	1.8	20
실시예2	0.15		2.1	1.7
실시예3	0.12		2	1.5
실시예4	0.1		1.8	1.5
실시예5	0.08		1.7	1.3
실시예6	0.05		1.5	1
실시예7	0.2	0.08	2.2	1.5	20
실시예8	0.15		2.2	1.2
실시예9	0.12		2	1
실시예10	0.1		1.8	0.8
실시예11	0.08		1.5	0.7
실시예12	0.05		1.3	0.7
실시예13	0.2	0.05	2.1	1.5	20
실시예14	0.15		1.9	1.3
실시예15	0.12		1.8	1
실시예16	0.1		1.5	0.9
실시예17	0.08		1.4	0.7
실시예18	0.05		1.3	0.6
실시예19	0.2	0.02	2.2	1.5	20
실시예20	0.15		2	1.2
실시예21	0.12		1.8	1.2
실시예22	0.1		1.5	1
실시예23	0.08		1.3	0.7
실시예24	0.05		1.2	0.5

상기의 실시예 25∼29와 비교예에 따라 제조된 금형을 사용하여 각각 ABS수지와 PP수지를 가지고 플라스틱 성형품을 제조하여 표면광택의 변화를 측정하여 그 결과를 하기의 표7에 나타내었다.

	에칭깊이 (㎛)	미세패턴의크기 (㎜)	미세패턴의간격 (㎜)	ABS소재광택값 (gloss unit)	PP소재 광택값 (gloss unit)
비교예	0	2차 에칭가공 전		4.2	1.6
실시예25	10	0.1	0.1	3.9	1.4
실시예26	20			2.6	1.1
실시예27	30			2.4	1.0
실시예28	40			2.2	0.9
실시예29	50			1.9	0.8

상기의 표6에 나타난 바와 같이 실시예 1 내지 실시예 24에 따라 제조된 금형에 의해 사출된 ABS수지, PP수지 성형품의 표면광택을 측정한 결과 ABS수지 성형품의 경우에는 본 발명에 따른 2차 에칭가공에 의해서 최대 1.1까지 광택 저감효과가 있었으며, PP수지 성형품의 경우에는 최대 1.5까지 광택 저감효과가 있었다.

또한, 상기의 표7에 나타난 바와 같이 실시예 25 내지 29에 따라 제조된 금형에 의해 사출된 ABS수지, PP수지 성형품의 표면광택을 측정한 결과, 상기의 에칭깊이 범위 내에서 만족할 만한 광택저감효과가 얻어짐을 확인할 수 있었다.

그러므로 본 발명에 따라 제조된 플라스틱 성형품의 디자인 감성품질이 크게 향상되었음을 알 수 있다.

본 발명은 고급 자동차내장재, 인테리어 용품 등 높은 감성품질이 요구되는 플라스틱 성형품이 사용되는 분야에 유용하게 사용가능하다.

도1은 다중에칭가공(multiple layer etching)의 개략적 공정도이고,

도2는 본 발명에 따른 포토레지스트 도포에 의한 미세패턴 현상방법을 나타내는 공정도이고,

도3은 본 발명에 따른 필름부착에 의한 미세패턴 전사방법을 나타내는 공정도이고,

도4는 본 발명에 따른 플라스틱 성형품 표면의 모식적 단면도와 기존의 플라스틱 가공단면도를 나타내고,

도5는 본 발명의 실시예에 시험편으로 사용된 기준판 코어를 나타내고,

도6a는 본 발명의 미세패턴이 형성된 포토마스크필름을 나타내고,

도6b는 본 발명 실시예 16에 해당하는 미세패턴의 크기 및 간격을 나타내는 도이다.

Claims

에칭가공에 의한 저광택 또는 무광택 플라스틱 성형용 금형의 제조방법에 있어서,

(a) 플라스틱 성형용 금형강에 포토 레지스트(photo resist)를 도포하고 소정의 패턴을 전사하여 에칭하는 것을 반복하여 다중에칭가공(multiple layer etching)하는 1차 에칭단계;

(b) 1차 에칭에 의해 가공된 금형강의 표면에 포토 레지스트를 도포하는 단계;

(c) 상기 도포된 포토 레지스트 위에 그 크기는 0.05∼0.2㎜이고, 그 간격은 0.02∼0.2㎜인 미세패턴이 형성된 포토 마스크 필름을 부착하는 단계;

(d) 상기 포토 마스크 필름에 자외선을 조사하고 현상액을 이용해 상기 미세패턴을 현상하는 단계;

(e) 상기 플라스틱 금형강을 에칭액에 침적하여 그 에칭깊이가 10∼30㎛가 되도록 에칭하는 2차 에칭단계; 및

(f) 상기 포토레지스트 층을 제거하고 샌드블라스트 가공을 하는 단계를 포함하는 저광택 또는 무광택 플라스틱 성형용 금형의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기의 (b) (c) (d) 단계 대신에, (b-1)상기 1차 에칭가공에 의해 형성된 금형강의 표면에 그 크기는 0.05∼0.2㎜이고, 그 간격은 0.02∼0.2㎜인 미세패턴이 형성되어 있는 필름을 부착하여 전사함으로써 상기 1차 에칭에 의해 가공된 금형강의 표면에 미세패턴을 전사하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 저광택 또는 무광택 플라스틱 성형용 금형의 제조방법.
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제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 미세패턴의 형상은 원, 정사각형(square), 또는 허니코움(honeycomb)인 것을 특징으로 하는 저광택 또는 무광택 플라스틱 성형용 금형의 제조방법.
삭제
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저광택 또는 무광택 플라스틱 성형용 금형에 있어서, 다중에칭가공에 따른 1차 에칭가공에 의해 소정 패턴이 형성된 플라스틱 성형용 금형면에, 다시 2차 에칭가공에 의해 그 크기가 0.05∼0.2㎜이고, 그 간격은 0.02∼0.2㎜이고 및 그 에칭깊이가 10∼30㎛인 미세패턴을 형성시킨 금형면을 가지는 저광택 또는 무광택 플라스틱 성형용 금형.
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제8항에 있어서, 상기 미세패턴의 형상은 원, 정사각형(square), 또는 허니코움(honeycomb)인 것을 특징으로 하는 저광택 또는 무광택 플라스틱 성형용 금형.
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제8항에 의한 저광택 또는 무광택 플라스틱 성형용 금형에 의해 사출되며, 그 표면에 다수의 균일한 미세패턴이 형성되어 있는 저광택 또는 무광택 플라스틱 성형품.
제14항에 있어서, 상기 플라스틱 성형품은 ABS수지, PP수지, TPO수지, PVC수지, PC수지, 아크릴수지 및 나일로수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나의 수지 성형품인 것을 특징으로 하는 저광택 또는 무광택 플라스틱 성형품.
제14항에 있어서, 상기 플라스틱 성형품은 자동차 내장재 또는 인테리어용품인 것을 특징으로 하는 저광택 또는 무광택 플라스틱 성형품.