KR100890171B1

KR100890171B1 - 서스 미러 판을 이용한 노 브릿지 메탈에칭 가공 방법

Info

Publication number: KR100890171B1
Application number: KR1020080014558A
Authority: KR
Inventors: 김광수
Original assignee: (주) 피앤테크
Priority date: 2008-02-18
Filing date: 2008-02-18
Publication date: 2009-03-24

Abstract

본 발명은 서스 미러 판을 원소재로 한 메탈에칭 가공 방법에 관한 것으로, 일반적인 메탈에칭 가공 방법에 있어서, 건조공정 완료 후 패턴이 형성된 드라이 필름 층 사이로 노출되는 원소재에 염산과 물이 소정 비율로 혼합된 소프트 에칭액을 도포하여 산화 피막을 제거하기 위한 소프트 에칭공정 단계 및 상기 소프트 에칭공정을 거친 원소재가 에칭공정을 진행할 때, 원소재와 대응하는 크기를 갖는 판 형상의 자화부재를 구비하고 상기 자화부재 상부면에 상기 원소재를 고정 배치하는 단계를 더 포함하게 된다.

따라서, 본 발명은 노 브릿지 방식을 적용한 메탈에칭 가공에서, 자화부재를 이용하여 원소재를 고정 및 배치하고 에칭공정을 실시함으로써 원소재의 정위치를 유지하며 에칭을 진행할 수 있게 되고 이에 따라 정밀 가공은 물론 불량률 감소 및 가공 시 소요되는 시간을 단축시켜 생산성을 향상할 수 있게 된다.

에칭, 소프트 에칭, 미러 판, 자화부재

Description

서스 미러 판을 이용한 노 브릿지 메탈에칭 가공 방법{NO-BRIDGE PROCESSING METHOD FOR METAL ETCHING USING SUS MIRROR PLATE}

본 발명은 메탈에칭 가공에서 제품의 브릿지 부위가 발생하지 않는 노 브릿지 방식을 적용하며, 원소재의 정위치를 유지하여 에칭을 진행함에 따라 정밀 가공은 물론 불량률 감소 및 가공 시 소요되는 시간을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 서스 미러 판을 이용한 노 브릿지 메탈에칭 가공 방법에 관한 것이다.

일반적으로 에칭(etching)이라 함은 금속 표면에 소정의 패턴을 형성하고 산과 같은 에칭액을 통해 상기 패턴을 부식시켜 소거(消去)하는 방법을 말한다. 이러한 에칭 가공법은 미술 분야, 반도체 분야, 금속 분야 등 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 에칭 가공법을 통해 생산되는 제품들을 주위에서도 흔히 접할 수 있다.

상술한 에칭 기술의 일예로 STS(Stainless Steel) 또는 서스(SUS : Steel Use Stainless)라고 칭하는 스테인리스(이하 '서스'라 칭함)소재를 이용한 에칭 기술은 크게 분류하여 브릿지 방식과 노 브릿지 방식이 있다.

상기 에칭 기술의 브릿지 방식이라 함은 복수의 제품이 배열된 원소재 판에서 상기 제품이 분리 되지 않도록 상기 원소재 판과 복수의 제품들이 브릿지 부위 를 통해 서로 연결되어 에칭 공정을 진행하는 방법이다.

상기 브릿지 방식은 복수의 제품들이 모든 공정이 끝날 때까지 정위치를 유지하고 있기 때문에 에칭 가공의 정밀 치수 유지가 가능한 장점이 있지만, 상기 브릿지 부위로 인해 제품의 외측으로 돌출 부위가 형성되어 미관이 좋지 못해 외장용 제품으로 사용하기 어렵고, 외장용 제품으로 사용하기 위해서는 추가적인 가공 작업이 필요하다.

또한, 모든 공정이 완료된 후 원소재 판에서 상기 복수의 제품을 분리하기 위해서는 수작업 등이 필요하기 때문에 추가 인력이 발생하여 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

한편, 상기 브릿지 방식와 반대 개념인 노 브릿지 방식은 복수의 제품이 배열된 원소재 판에서 상술한 브릿지 부위가 발생하지 않고 에칭 공정을 진행하는 방법이다. 즉, 원소재 판상에 배열된 복수의 제품들이 서로 연결되어 있지 않다. 이러한 방법은 상기 브릿지 방식에서의 문제점을 일부 해소 하여 외장용 제품으로 사용가능하지만 이 또한, 많은 문제점들이 발생하게 된다.

그 대표적인 문제점은 크게 두 가지로 정밀 치수 유지와 가공성에 있다.

구체적으로 종래 노 브릿지 방식으로 살펴보면, 메쉬망 지그를 이용한 가공법이 있다. 상기 가공법은 원소재 판이 에칭 라인으로 이동할 때, 상기 원소재 판 크기보다 조금 더 큰 지그로 테두리를 만들고 내측으로는 메쉬 형상의 망을 이용하여 팽팽하게 상기 제품을 고정하여 에칭 가공을 진행하게 된다.

하지만, 에칭 단면을 보면 상기 메쉬망의 영향으로 일정간격의 선이 형성되 어 일정한 에칭이 이루어지지 않아 치수의 정확도가 떨어지고, 에칭 과정 중 원소재 판에서 분리된 복수의 제품들이 에칭액이 분사되는 노즐 스프레이의 압력에 의해 정위치를 벗어나 제품끼리 겹치는 현상이 발생한다.

이에 따라, 치수 편차가 발생하기 때문에 정밀 가공이 어려울 뿐만 아니라 각 공정 간의 이송을 담당하는 다수의 구동 롤러 사이로 상기 분리된 제품들이 떨어지기도 한다. 상기한 문제점을 해소하기 위해 구동 롤러의 간격을 대폭 축소하여 장비를 제작하기도 하지만 기존 장비보다 가격이 상승하므로 큰 효과를 보지 못하고 있는 실정이다.

또한, 작업 완료 후 제품과 원소재 판 테두리와 제품안의 필요 없는 부분이 전부 뒤섞여 수작업을 통해 일일이 분류해야함으로 추가 인원 투입 및 작업 시간이 길어지는 등 이 또한 생산성이 저하되는 문제점이 발생한다.

특히, 상기 서스 원소재 중 미러 판을 이용한 메탈에칭 가공 방법에서는 더욱 큰 문제점이 발생하게 된다.

구체적으로, 상기 미러 판이란 서스의 표면 상태를 거울처럼 만들어 외장용 제품으로 사용하기 위한 것으로, 서스 표면의 굴곡 부위를 소정의 화학용액으로 연마 후 광택제 또는 코팅제를 이용하여 가공한 제품이다. 이때, 상기 미러 판을 가공하면서 형성된 표면상의 피막 또는 표면상의 변화가 에칭공정에서 사용되는 에칭액과 반응하여 상기 에칭액의 침투를 막아 가공성을 저하 시키고, 제품의 패턴 형성을 위한 필름 층과의 밀착력을 떨어트려 막뜸 현상을 유발하기 때문에 이 또한 불량률이 높고 정밀 가공이 어려운 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 안출된 것으로, 노 브릿지 방식에 따른 메탈에칭 가공 시, 원소재상에 배열된 제품의 정위치를 유지할 수 있는 고정부재를 구비하고, 에칭진행 시 작업성 또는 생산성에 영향을 주지 않도록 하여 정밀 수치 유지가 가능하고 작업 시간을 단축시켜 작업 효율을 향상할 수 있는 메탈에칭 가공 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 서스 미러 판을 원소재로 한 메탈 가공에서 원소재의 표면상에 형성된 피막을 제거하고, 원소재 표면에 코팅 및 부착된 필름 층에 영향을 주지 않게 하여 불량률을 최소화하고 정밀가공 및 생산성을 향상시킬 수 있는 메탈에칭 가공 방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명 서스 미러 판을 이용한 노 브릿지 메탈에칭 가공 방법은 서스 미러 판을 원소재로 한 노 브릿지 메탈 가공 방법에 있어서, 상기 원소재의 표면에 있는 이물 및 얼룩을 산세액을 이용하여 제거하기 위한 전처리 단계; 상기 원소재 표면에 드라이 필름 층을 코팅하기 위한 드라이 필름 코팅 단계; 상기 드라이 필름 층 표면에 소정패턴이 형성된 음화필름을 부착하고 자외선을 조사(照射)하여 상기 패턴에 노출된 드라이 필름 층을 경화하는 노광공정 단계; 상기 노광공정 후 상기 드라이 필름 층을 포함한 원소재를 화학약품을 통해 경화된 드라이 필름 층을 제외한 부분을 제거하는 현상공정 단계; 상기 경 화된 드라이 필름 층의 밀착력을 강화하기 위해 상기 드라이 필름 층을 건조하는 건조공정 단계; 상기 건조공정 완료 후, 상기 드라이 필름 층 사이로 노출되는 상기 원소재에 염산과 물을 소정의 비율로 혼합한 소프트 에칭액을 도포하고, 산화 피막을 제거하기 위한 소프트 에칭공정 단계; 상기 소프트 에칭공정 완료 후, 상기 원소재는 분사챔버로 이동되어 에칭액이 분사되고, 상기 분사챔버를 통과한 상기 원소재는 상기 원소재와 대응하는 크기를 갖는 판 형상의 자화부재를 구비하여 상기 자화부재 상부면에 상기 원소재를 고정 배치한 뒤, 부식챔버로 이동되어 상기 에칭액에 의해 상기 드라이 필름 층 사이로 노출된 상기 원소재의 부식이 진행되고 상기 원소재 상의 제품이 각각 분리되는 에칭공정 단계; 및 상기 에칭공정 후, 드라이 필름 층을 박리액을 통해 제거하고 산세, 수세를 거쳐 건조하기 위한 박리공정 단계;를 포함하는 것이 특징이다.

이때, 상기 자화부재는 고무 자석판인 것이 특징이다.

또한, 상기 소프트 에칭공정 단계를 수행하기 위한 상기 소프트 에칭액은 염산 농도 25% 내지 30% 기준으로 염산(Hcl) 15wt% 내지 25wt%, 물(H2O) 75wt% 내지 85wt%의 혼합 비율을 갖고, 18℃ ~ 22℃의 온도에서 5초 내지 8초의 시간으로 상기 원소재에 반응시키는 것이 특징이다.

한편, 상기 에칭공정 단계는 노즐 스프레이 방식으로 에칭공정을 수행되는 것일 수 있으며, 이때, 상기 노즐은 좌, 우로 각 45도의 분사 회전각을 갖거나, 전, 후방으로 소정의 이동간격으로 이동되는 것일 수 있다.

본 발명에 따르면, 서스 미러 판을 이용한 노 브릿지 메탈에칭 가공 방법에 있어서, 건조공정이 완료된 후 패턴이 형성된 드라이 필름 층 사이로 노출되는 원소재에 염산과 물이 소정 비율로 혼합된 소프트 에칭액을 도포하여 산화 피막을 제거하는 소프트 에칭공정 단계와 상기 에칭공정 진행 시 상기 원소재와 대응하는 크기를 갖는 판 형상의 자화부재를 구비하여 상기 자화부재 상부면에 상기 원소재를 고정 배치하는 단계를 더 포함하게 된다.

따라서, 노 브릿지 방식에 따른 메탈에칭 가공에서, 고무 자석판을 포함한 자화부재를 이용하여 원소재를 고정 및 배치하여 에칭공정을 실시함으로써 원소재상에 배열된 제품의 정위치를 유지하며 에칭을 진행할 수 있게 되고 이에 따라 작업성 및 생산성에 영향을 주지 않게 되어 정밀 수치 유지가 가능해지고 작업시간을 단축시켜 작업 효율을 향상시키는 효과가 발생한다.

또한, 본 발명에 따른 소프트 에칭공정을 수행함에 따라 서스 미러 판 원소재의 표면상에 형성된 피막을 용이하게 제거하고, 상기 원소재의 표면에 코팅 및 부착된 필름 층에 영향을 주지 않아 불량률을 최소화하고 정밀가공 및 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 노 브릿지 방식을 적용함에 따라 원소재 판의 가이드라인이 삭제됨으로 제품의 가공 공간을 더욱 확보할 수 있어 원가 절감을 이루기 때문에 본 발명에 따르면 종합적으로 매출증대의 효과가 발생한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예들에 따른 서시 미러 판을 이용한 노 브릿지 메탈에칭 가공 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시 예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 첨부된 도면에 있어서, 각 구성 요소들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 본 발명에 있어서, 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소 "상에", "상부에" 또는 "하부"에 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 상기 하나의 구성 요소는 상기 다른 구성요소 위에 형성되거나 또는 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 또 다른 구성 요소들이 상기 다른 구성 요소 상에 추가적으로 형성될 수 있다. 또한, 각 구성 요소들이 "제1", "제2" 및/또는 "제3"으로 언급되는 것은 한정하기 위한 것이 아니라 단지 각 구성 요소들을 구분하기 위한 것이다. 따라서 "제1", "제2" 및/또는 "제3"은 각 구성 요소에 대하여 각기 선택적으로 또는 교환적으로 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명 서스 미러 판을 이용한 노 브릿지 메탈에칭 가공 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 에칭공정 단계를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명 서스 미러 판을 이용한 노 브릿지 메탈에칭 가공 방법을 설명하기 위한 구성도이다.

본 발명에 따른 메탈에칭 가공 방법을 간략히 설명하자면, 서스 미러 판을 원소재(10)한 노 브릿지 방식의 메탈에칭 가공에서 자화부재를 이용하여 상기 원소재(10)의 정위치를 유지시키며 에칭 공정을 진행하기 때문에 종래 노 브릿지 방식 의 가장 큰 문제점이던 제품의 치수나 불량 문제를 현저히 감소하여 정밀 가공 및 가공성을 향상시키며, 상기 서스 미러 판의 특성에 따라 에칭 가공성을 향상시키기 위한 소프트 에칭공정을 수행한다.

상기 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 메탈에칭 가공 방법을 구체적으로 설명하자면, 먼저 에칭가공의 준비 과정으로 원소재 표면에 배치되는 마스킹 필름의 제작을 하기 위한 필름 공정(s20)을 수행한다. 이때, 상기 마스킹 필름은 음화 필름의 일종으로 마스크 필름과 마스터 필름으로 구성되고 실질적으로 제품의 형상과 대응하는 패턴(300)이 형성되어 있다. 또한, 상기 마스킹 필름은 하기에서 설명할 드라이 필름(20)이 부착된 원소재(10) 표면으로 배치되어 실질적으로 에칭액을 통해 상기 패턴(300)에 노출되는 부위가 에칭가공된다.

상기 마스킹 필름의 제작을 위해서 도면작업을 통해 현상되는 마스크 필름이 구비되는데, 이때, 상기 도면작업의 일예로는 CAD 등 있을 수 있다.(s10)

한편, 상기 도면작업을 통해 현상되는 마스크 필름에 부착되는 마스터 필름은 막면이 상향하도록 유리판에 고정한 뒤, 현상된 상기 마스크 필름의 막면이 상기 마스터 필름의 막면과 서로 마주보도록 배치한다. 이때, 습자지를 상기 필름 사이에 끼워주게 되며 필름의 배치 편차를 측정한다. 또한, 편차를 확인한 후 필름들의 고정은 양면테이프 및 순간접착제를 이용한다.(s20)

다음 준비로는 롤, 시트 또는 판 타입으로 입고된 원소재를 검사 및 확인하게 되는 원소재 준비 공정(s30)을 수행한다. 이때, 상기 원소재의 검사로는 표면 및 색상검사, 평탄도 검사, 성분검사, 사이즈 검사 및 두께 검사 등 다양한 검사들 이 이루어질 수 있다.

여기에서, 에칭가공하기 위한 상기 원소재는 Sus304, Sus430 등의 서스 소재, 동 소재 및 특수금속 소재 등이 있을 수 있지만, 본 발명에 따르면 서스 소재의 미러 판을 원소재로 사용하게 된다.

대부분 입고되는 상기 원소재는 시트 또는 판 타입인 경우가 많기 때문에 재단 후 입고되어 바로 사용될 수 있지만, 경우에 따라 롤 타입이 입고될 경우 직접 제품의 사이즈에 맞게 재단 및 가공하여 사용한다.

한편, 실질적인 에칭가공 방법은 전처리 공정 단계(s40)에서부터 시작된다. 상기 전처리 공정 단계(s40)는 원소재(10)의 표면에 있는 이물, 얼룩 및 피막 등을 제거하기 위한 단계로 바람직하게는 히터와 같은 발열 수단 및 소정의 산세액과 스폰지 롤러 등이 구비된 전처리기를 이용하여 상기 원소재(10)를 투입하고 이후 탈지 및 세척하게 된다.

이때, 상기 전처리 공정(s40)에서 사용되는 액온도는 45℃ ~ 50℃, 건조 온도는 75℃ ~ 80℃가 적당하며 산 비율이 4 ~ 6%인 것이 바람직하다.

상술한 도면 작업(s10), 필름 공정(s20) 및 전처리 공정(s40)은 당업계에서 널리 이용될 뿐만 아니라 그 외 다양한 방법들로도 이루어지고 있기 때문에 본 발명이 상술한 방법에 의해 한정되는 것은 아니며 당업자에 의해 용이하게 변경될 수 있는 사항이다.

한편, 상기 전처리공정(s40)에서 세척된 원소재(10)의 표면에는 드라이 필름 층을 형성하기 위해 드라이 필름(20)을 코팅하는 공정을 수행하게 된다.(s50) 여기 에서, 상기 드라이 필름(20)은 자외선 또는 열을 가하면 경화되는 성질을 갖는 필름으로 하기의 현상공정(s70) 이후 실질적으로 상기 원소재(10) 표면에서 패턴을 형성할 수 있게 하는 수단으로 이용된다. 또한, 상기 드라이 필름(20)은 제품의 스팩에 따라 유형 및 두께가 상이해 지며, 라미네이팅(laminating)기와 같은 코팅기에서 압축롤러를 통해 코팅된다.

이후, 상술한 필름공정(s20)을 통해 현상된 음화 필름(30)을 드라이 필름(20)으로 코팅이 완료된 상기 원소재(10) 상부에 부착시킨 뒤, UV(자외선)광을 조사(照射)하게 되는 노광공정 단계(s60)를 수행하게 된다. 상기 노광공정(s60)으로 인해 UV광이 상기 패턴(300)이 형성된 음화 필름(30)을 사이로 관통되어 상기 드라이 필름(20)에 조사됨으로 UV광에 노출된 상기 드라이 필름(20)은 경화되는 부분과 경화되지 않는 부분으로 각각 분리 된다.

즉, 상기 음화 필름(30)은 제품에 대응하는 패턴(300)이 관통 형성되는데, 이와 인접한 상기 드라이 필름(20)은 상기 패턴(300) 사이로 UV광에 노출되는 부분이 상기 UV광으로 인해 경화되며, 그렇지 않은 부분은 경화되지 않게 된다.

상기 노광공정(s60)을 거친 코팅 처리된 상기 원소재(10)는 현상공정 단계(s70)를 통해 경화된 드라이 필름 층을 제외하고 모두 제거하게 된다. 즉, 상기 현상공정(s70) 단계에서는, 소정의 화학약품을 통해 원소재(10)의 표면상에 구비되는 모든 필름 층(20, 30)을 제거하되, 상기 노광공정(s60)에서 경화된 드라인 필름 층은 제거되지 않게 됨으로, 결론적으로 상기 현상공정(s70)을 통해 원소재(10) 상부에 에칭 가공할 패턴이 형성되게 된다.

상기 현상공정(s70)을 통해 원소재(10) 상부에 형성된 드라이 필름 층 패턴은 하기에서 설명할 에칭공정 단계(s100) 시 에칭액이 필름과 원소재(10) 사이로 유입되는 것을 방지하기 위해 건조공정 단계(s80)를 거치게 된다. 상기 건조공정 단계(s80)는 상기 드라이 필름(20)이 상기 원소재(10)의 표면과의 밀착력을 강화하기 위해 건조 수단인 건조기에 의해 소정온도에서 건조된다. 한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 에칭가공을 하기 위한 상기 원소재(10)가 서스 미러 판이기 때문에 에칭 가공의 용이성을 확보하기 위한 소프트 에칭공정 단계(s90)를 더 포함하게 된다.

상기 서스 미러 판을 설명하자면, 도 4는 일반 서스 판과 서스 미러 판을 비교하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 소프트 에칭공정 단계를 설명하기 위한 도면이다.

일반적으로 서스 판을 원소재로 한 메탈에칭 공정은 일반 서스 판을 도시하고 있는 도 4(a)에서와 같이 서스 판 표면이 거칠어 에칭액의 침투성이 용이하기 때문에 에칭 가공의 가공성에 영향을 주지 않으나, 도 4(b)에 도시된 바와 같이 표면이 매끄러운 서스 미러 판과 같은 경우 서스 미러 판으로 가공한 상태에서 에칭을 진행하게 되면, 작업성 30 ~ 40% 감소, 생산성 20% 감소 등 그 가공성이 현저히 저하하게 된다.

또한, 광택제 및 코팅제로 표면을 가공한 상태이기 때문에 이때 형성된 피막 또는 표면의 변화가 에칭공정에서 사용되는 약품과의 반응력 및 침투를 막고 필름과의 밀착력을 저하시킴으로써 막뜸 현상이 발생하는 등 에칭 가공이 어렵다.

이와 같은 문제점들을 해결하기 위해 에칭 작업 전 부드러운 스폰지를 이용하여 염화 제이철이 골고루 스며들도록 하였으나, 도 5(a)에 도시한 소프트 에칭공정 미실시 서스 미러 판(110)과 같이 표면이 고르지 못할뿐더러 완벽하게 문제점들을 개선하지 못했다.

따라서, 본 발명에 따른 소프트 에칭공정 단계(s90)에서는 염산과 물을 소정 비율로 혼합한 소프트 에칭액을 통해 상술한 문제점을 해결하였다. 상기 소프트 에칭공정(s90)을 좀 더 구체적으로 살펴보면, 상기 건조공정(s80) 완료 후, 상기 드라이 필름 층 사이로 노출되는 상기 원소재(10)에 상기 소프트 에칭액을 반응시켜 필름 층에 영향을 주지 않고도 용이하게 산화 피막을 제거하게 된다.

이때, 상기 소프트 에칭액은 염산 농도 25% 내지 30% 기준으로 염산(Hcl) 15wt% 내지 25wt%, 물(H2O) 75wt% 내지 85wt%의 혼합 비율을 갖고, 상기 소프트 에칭액을 18℃ ~ 22℃의 온도에서 5초 내지 8초의 시간으로 상기 원소재(10)와 반응시키는 것이 바람직하다.

그 이유는 반응시간이 10초 이상일 경우 코팅지가 원소재 표면에서 분리될 수 있으며, 동일 조건으로 노즐 스프레이 장비로 작업 시 코팅막이 분리될 수 있기 때문에 수작업을 통해 작업을 해야 한다.

따라서, 상술한 소프트 에칭공정(s90)을 실시함으로써 도 5(b)에 도시한 소프트 에칭공정 실시 서스 미러 판(100)과 같이 표면 고르기를 유지하여 서스 미러 판을 이용한 제품의 품질을 유지하며, 상기 원소재의 표면에 코팅 및 부착된 필름 층에 영향을 주지 않게 되어 불량률을 최소화하고 정밀가공 및 생산성을 향상시키 게 된다.

한편, 상술한 소프트 에칭공정 단계(s90)를 거친 상기 원소재(10)는 본격적인 에칭가공을 위해 에칭공정 단계(s100) 라인으로 이동하게 된다. 이때, 본 발명에서는 노 브릿지 방식을 적용하기 때문에 상기 원소재(10)가 에칭 가공에 의해 복수의 제품으로 분리되는데 상기 제품의 분리로 인해 발생하는 문제점들을 해결하고, 생산성 및 작업성에 영향을 주지 않도록 상기 원소재(10)를 고정하기 위한 고정부재가 필요하게 되는데 본 발명에 따르면 상기 고정부재를 자성력을 갖는 자화부재를 적용하였다.

도 6은 본 발명에 따른 자화부재를 설명하기 위한 도면으로, 본 발명에 따른 에칭공정 단계(s100)는 상기 원소재(10)와 대응하는 크기를 갖는 판 형상의 자화부재(40)를 구비하며 상기 자화부재(40) 상부면에 상기 원소재(10)를 고정 배치하여 에칭고정을 진행하게 된다.

상기 자화부재는 자성력을 갖는 판 형상으로, 철 성분이 ??유된 서스 소재는 약자성력을 갖고 상기 자화부재에 움직이지 않게 고정될 수 있다.

이때, 상기 자화부재(40)는 고무 자석 판인 것이 바람직하며, 이동 라인을 전자석으로 구성하여 자동화 하거나, 원소재(10)의 라인 이동시 작업자가 상기 자화부재(40) 상부면에 상기 원소재(10)를 배치하는 것일 수 있다.

여기에서, 비자성체로 알려진 서스 소재가 상술한 바와 같이 약자성을 띄는 이유를 간략히 설명하자면, 서스300 계열의 대표적인 것으로 서스304, 서스316 등이 있으며, 상기 300계열은 오스테나이트계로 자성이 없다. 하지만, 서스400 계열 과 같은 경우 마르텐사이트계로 미세하게 자성력을 갖고 있다.

그런데, 상기 서스300 계열이라 해도 열을 가하거나 가공 중 열이 발생하는 공정에 있어서는 자성을 띄게 되는데, 이는 금속의 조직은 가공 시 열로 인해 오스테나이트계에서 마르텐사이트계로 금속조직의 성질과 자기적 성질이 변환되어 자성을 띄게 된다.

즉, 서스300 계열에서 서스400계열로 금속조직이 바뀔 수 있으며, 어느 정도의 자성력을 갖게 된다는 의미이다.

따라서, 상술한 바와 같이 자화부재를 이용하여 노 브릿지 방식의 에칭 가공 시 제품의 정위치를 유지하여 정밀 가공이 가능하고, 별도의 수작업이 필요하지 않게 된다. 또한, 에칭 가공성에 영향을 주지 않기 때문에 일반 브릿지 방식과 동일한 공정을 제공할 수 있게 되어, 그에 따라 공정 시간 단축과 추가 인원이 필요하지 않으므로 작업 능률 향상과 매출 증대의 효과가 발생하게 된다.

한편, 상술한 에칭공정 단계(s90)를 도 2를 참조하여 구체적으로 살펴보면, 상기 소프트 에칭공정 단계(s90)를 거친 후, 에칭공정 라인으로 이동된 상기 원소재(10)는 제1 내지 제4 챔버로 차례로 이동되면서 최종적으로 원소재 상에 배열된 제품들이 부식에 의해 각각 분리하게 된다.

상기 제1 및 2챔버는 분사챔버라 칭하며, 이동된 상기 원소재(10)에 에칭액이 분사되는 공정을 수행한다. 이때, 상기 각 분사챔버는 노즐 스프레이 방식이 적용되는데, 이에 따라 각 분사챔버 내부에는 에칭액 관이 배치되며, 상기 관과 연결되는 복수의 노즐들이 구비된다.

한편, 상기 원소재는 상기 분사챔버를 통과한 뒤 상술한 자화부재로 고정 및 배치된다. 즉, 상기 분사챔버를 통과한 상기 원소재는 상기 원소재와 대응하는 크기를 갖는 판 형상의 자화부재를 구비하여 상기 자화부재 상부면에 상기 원소재를 고정 및 배치되며 부식챔버로 이동하게 된다.

이때, 상기 부식챔버는 상기 에칭액이 도포된 상기 원소재 상에서 부식이 이루어지기 위한 최적의 조건이 형성된 챔버로 도면에 도시된 제3 및 4챔버라 할 수 있다.

상기 원소재는 상기 부식챔버로 이동되고, 드라이 필름 층 사이로 노출되는 상기 원소재는 에칭액에 의해 부식이 진행되고, 상기 드라이 필름 층이 형성된 부분은 부식이 진행되지 않아 원소재 상에 배열된 각 제품들이 분리 및 형성된다. 이때, 분리된 상기 제품들은 상술한 자화 부재에 의해 정위치를 유지하며 에칭 공정을 수행 할 수 있게 된다.

이때, 상기 에칭공정 단계(s100)의 분사챔버에서는 노즐 스프레이(400) 방식이 적용됨으로, 노즐챔버 내부로 연결되는 에칭액관 및 상기 관과 연결되는 복수의 노즐이 구비된다.

여기에서, 상기 노즐은 원소재(10)가 소정의 이동 속도로 에칭 라인을 이동 및 통과할 때, 이동 방향 및 속도에 따라 상기 원소재(10)에 고루 분사될 수 있는 구조로 배치한다. 바람직하게는 상기 노즐은 좌, 우로 각기 45도의 분사 회전각을 갖거나, 전방 또는 후방으로 소정의 이동간격으로 이동되며 분사되는 것일 수 있다.

한편, 상기 에칭공정(s100)을 통해 제품화된 상기 원소재(10)는 최종적으로 드라이 필름 층을 제거하기 위한 박리공정 단계(s110)를 수행한다. 상기 박리공정(s110)은 에칭이 끝난 제품의 표면에 붙어 있는 필름을 박리액을 통해 제거한 뒤, 산세, 수세를 거쳐 최종적으로 건조하게 된다.

이후, 모든 제조 공정을 거쳐 완성된 제품은 검사실로 입고되고 검사자에 의해 검사공정(s120)을 하게 된다. 상기 검사 항목으로는 표면 상태, 치수, 피트 등을 비롯한 검사항목을 측정 장비를 사용하여 체크하게 되고, 검사를 마친 제품은 포장 과정을 거쳐 출하하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 메탈에칭 가공 방법은 노 브릿지 방식으로 에칭 공정을 수행하면서 종래 노 브릿지 방식에서 발생하는 다양한 문제점을 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 종래 일반적인 브릿지 방식으로 생산되는 제품과 동일한 효과를 얻을 수 있을뿐더러, 브릿지 부위가 발생하지 않기 때문에 외장재로 쓰이지 못했던 제품도 본 발명에 따른 메탈에칭 가공 방벙으로 생산할 수 있게 되고, 브릿지가 필요없기 때문에 원소재 판의 가이드라인 생략하고 제품의 배열을 더 할 수 있기 때문에 원가 절감을 이루 수 있게 된다.

이상에서 살펴본 본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었으나 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양한 변형 및 수정 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1은 본 발명 서스 미러 판을 이용한 노 브릿지 메탈에칭 가공 방법을 설명하기 위한 순서도.

도 2는 본 발명에 따른 에칭공정 단계를 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명 서스 미러 판을 이용한 노 브릿지 메탈에칭 가공 방법을 설명하기 위한 구성도.

도 4는 일반 서스 판과 서스 미러 판을 비교하기 위한 도면.

도 5는 본 발명에 따른 소프트 에칭공정 단계를 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명에 따른 자화부재를 설명하기 위한 도면.

** 도면의 주요부분에 대한 도면부호의 간단한 설명 **

10 : 원소재 20 : 드라이 필름

30 : 음화 필름 40 : 자화부재

100 : 소프트 에칭공정 미실시 서스 미러 판

110 : 소프트 에칭공정 실시 서스 미러 판

300 : 패턴 400 : 노즐 스프레이

Claims

서스 미러 판을 원소재로 한 노 브릿지 메탈 가공 방법에 있어서,

상기 원소재의 표면에 있는 이물 및 얼룩을 산세액을 이용하여 제거하기 위한 전처리 단계;

상기 원소재 표면에 드라이 필름 층을 코팅하기 위한 드라이 필름 코팅 단계;

상기 드라이 필름 층 표면에 소정패턴이 형성된 음화필름을 부착하고 자외선을 조사(照射)하여 상기 패턴에 노출된 드라이 필름 층을 경화하는 노광공정 단계;

상기 노광공정 후 상기 드라이 필름 층을 포함한 원소재를 화학약품을 통해 경화된 드라이 필름 층을 제외한 부분을 제거하는 현상공정 단계;

상기 경화된 드라이 필름 층의 밀착력을 강화하기 위해 상기 드라이 필름 층을 건조하는 건조공정 단계;

상기 건조공정 완료 후, 상기 드라이 필름 층 사이로 노출되는 상기 원소재에 염산과 물을 소정의 비율로 혼합한 소프트 에칭액을 도포하고, 산화 피막을 제거하기 위한 소프트 에칭공정 단계;

상기 소프트 에칭공정 완료 후, 상기 원소재는 분사챔버로 이동되어 에칭액이 분사되고, 상기 분사챔버를 통과한 상기 원소재는 상기 원소재와 대응하는 크기를 갖는 판 형상의 자화부재를 구비하여 상기 자화부재 상부면에 상기 원소재를 고정 배치한 뒤, 부식챔버로 이동되어 상기 에칭액에 의해 상기 드라이 필름 층 사이 로 노출된 상기 원소재의 부식이 진행되고 상기 원소재 상의 제품이 각각 분리되는 에칭공정 단계; 및

상기 에칭공정 후, 드라이 필름 층을 박리액을 통해 제거하고 산세, 수세를 거쳐 건조하기 위한 박리공정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 서스 미러 판을 이용한 노 브릿지 메탈에칭 가공 방법.
제1항에 있어서, 상기 자화부재는

고무 자석 판인 것을 특징으로 하는 서스 미러 판을 이용한 노 브릿지 메탈에칭 가공 방법.
제1항에 있어서, 상기 소프트 에칭공정 단계를 수행하기 위한 상기 소프트 에칭액은 염산 농도 25% 내지 30% 기준으로 염산(Hcl) 15wt% 내지 25wt%, 물(H2O) 75wt% 내지 85wt%의 혼합 비율을 갖는 것을 특징으로 하는 서스 미러 판을 이용한 노 브릿지 메탈에칭 가공 방법.
제1항에 있어서, 상기 소프트 에칭공정 단계는

상기 소프트 에칭액을 18℃ ~ 22℃의 온도에서 5초 내지 8초의 시간으로 상기 원소재에 반응시키는 것을 특징으로 하는 서스 미러 판을 이용한 노 브릿지 메탈에칭 가공 방법.
제1항에 있어서, 상기 에칭공정 단계는

노즐 스프레이 방식으로 에칭공정을 수행되는 것을 특징으로 하는 서스 미러 판을 이용한 노 브릿지 메탈에칭 가공 방법.
제5항에 있어서, 상기 노즐은

좌, 우로 각 45도의 분사 회전각을 갖거나, 전, 후방으로 소정의 이동간격으로 이동되는 것을 특징으로 하는 서스 미러 판을 이용한 노 브릿지 메탈에칭 가공 방법.