KR100956897B1 - 경면박막 및 입체 무늬를 가지는 연속 입체 금속박막에 관한 그 가공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수 백 미터의 수지로 된 Roller 금형을 사용하여 음각 성형을 하고 그 표면에 필요한 두께만큼 금속을 성장시켜, 입체 금속박막 또는 경면박막을 제조하는 방법에 대한 것이다.

먼저, Roll to Roll 기계에 Roller 금형을 장착하는 공정과 장착된 금형을 통해 수지 필름상에 입체 무늬를 음각 성형하는 공정과 상기 음각 성형된 표면을 도전성 물질로 도포하는 공정과 그리고 도전성 물질로 도포된 표면에 전주도금하는 공정으로 제작 되어진다.

양극 바스켓, 음극 Roller, 전주 탱크, Unwinding Roller, Rewinding Roller, 정류기, Guide Roller, 도전성 물질(Ag), 금속층

Description

경면박막 및 입체 무늬를 가지는 연속 입체 금속박막에 관한 그 가공 방법 {Mirror surface foil and Dimension foil and same manufacturing method}

전주도금 기술을 사용하여 불연자재인 금속박막을 제조하는데 목적이 있으며, 기존 공정에서는 입체 금속박막을 만들기가 용이하지 않고 불가능한 실정이다. 다음과 같이 본 발명의 공법은 수 백 미터 길이의 음각 성형된 수지필름의 표면을 도전성 물질로 도포하고 그 표면에 전주도금을 하여 금속층을 만드는 기술이다. 이때에 Master를 만들어서 수 백 미터의 길이의 연속 입체 금속박막을 반복 제조하는 기술이다.

먼저 기존 기술로서는 연속 입체 금속박막을 만들기가 용이하지 않기에 본 발명의 내용을 대신 설명한다.
수 백 미터의 길이로 입체 금속박막 및 경면박막을 전주도금으로 생산하는 기술에 대한 것이며 입체박막 및 경면박막을 수 백 미터의 길이로 연속 전주에 의해 생산하기 위해서 먼저 수지 필름상에 입체무늬를 가공하는 Roller 금형을 Roll to Roll 기계에 장착 후 그 다음에 수지로 된 필름도 Roll to Roll 기계에 장착하여 그 표면을 입체표면으로 음각 성형시키고, 또한 표면에 도전성 물질을 도포하는데 도포공정에는 Ag paste를 도포하는 방법과 Sputtering하는 방법으로 나눌 수 있으며, 한편 도전성 물질이 도포된 표면에 금속을 성장시키는 방법으로는 전주도금을 하게 된다.

이때 수 백 미터의 길이로 생산치 않으며, 실용도에 사용되지를 못함에 따라, 수백 미터의 길이로 연속 전주도금을 꼭 해야하는 필연적인 관계로 Roll to Roll로 연속 전주되는 본 발명의 방법을 아래와 같이 간략히 기술한다.

먼저 음각 성형되고 그 표면에 도전성 물질이 도포된 수지 필름을 전주탱크 기계에 장착하고 수 십 개의 음극 Roller와 양극 바스켓을 통과하면서 전주도금을 하며, 이때에 전압이 평균 6 volt이상에서 액온도 50 ℃를 기본으로 약 30분 동안 약 20마이크로미터 정도의 두께로 성장시킨다. 이와 같이 연속적으로 음각된 수지필름이 Unwinding Roller에서 풀리면서 전주도금이 되고 Rewinding Roller에 감기면서 수 백 미터의 길이로 제품이 만들어지며 이같은 방법으로 불연 자재인 수 백 미터의 입체 금속박막 및 경면박막을 생산할 수 있게 된다.

본 발명이 해결하고자 하는 부분은 기존 공법에서는 불가능한 연속 입체 박막금속을 수 백 미터의 길이로 양산하고자 함에 있고 그 방법은 수 백 미터의 수지필름을 음각 성형시키고 그 표면에 도전성 물질을 도포하여 전주도금을 함으로써 용이하게 금속박막을 만들 수 있는 것이다.

본 발명에서 수 십 마이크로미터의 두께를 갖는 입체 금속박막 및 경면박막을 수 백 미터 길이로 양산을 할 수가 있으며 기존 공법으로 수 십 마이크로미터의 두께를 갖는 입체 금속 박막생산이 불가능하다. 그리고 기존 가공에서는 대구경의 Roller를 사용하여 생산할 수 있으나, Roller가 1회전을 다하기 전 Roller로부터 성장된 전주 금속층을 분리하여야 되기 때문에 박막이 얇아 찢어지는 경우가 많아서 거의 불가능한 제조 공정이다.

그러나 본 발명에서는 수지필름을 음각 성형하여 먼저 입체표면을 만들고 그 표면에 도전성 물질을 도포하고 그 표면에 다시 금속층을 성장시키고 수지 필름층과 성장된 금속층을 분리하는 방법이므로 분리과정이 용이하여 제품양산이 가능한 기술이다.

이와 같이, 본 발명은 연속 입체 금속박막 및 연속 경면박막을 용이하게 양산할 수 있으며, 전주도금에 의하여 두께를 용이하게 조절이 가능하고, 또한 Master(4)에 의한 반복 생산함으로써 균일하고 안정성 있는 제품을 만들게 되는 기술이다. 한편, 생산 원가를 줄일 수 있으며 또한 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 당해 기술 분야의 통상 지식을 가진자에 의해 다양하게 변형 실시될 수 있다.

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본 발명은 연속 입체 금속박막 및 연속 경면박막을 제조하는 것에 대한 것이다.

먼저, Roller 금형(1)을 만들어서 Roll to Roll 기계에 장착시키고 수지로 만들어진 필름(2)을 Roller 금형(1)을 사용하여 Roll to roll 기계로 수지 필름(2) 표면을 음각 성형시킨 후 성형된 표면에 도전성 물질 도포한다. 이때 도전성 물질은 Ag paste(10) 도포하는 방법과 Sputtering하는 방법으로 도포할 수 있으며 한편으로는 음각 성형(3)된 전체 면적을 도포하는 방법과 필요한 부분만 마스크를 사용하여 도포하는 방법으로 양분되며 따라서, 도전성 물질이 도포된 표면에만 금속층(9)이 성장되게 하는 방법이다.
한편, 본 발명은 수 십 마이크로미터를 갖는 입체 금속막박 및 경면박막을 수 백 미터로 연속으로 만드는데 목적이 있다. 이때에 전주도금으로 금속층(9)을 만들게 되는 데 전주도금 탱크 크기를 수 백 미터로 만드는 것은 극히 경제적이지 못하다. 그래서 본 발명은 이와 같은 문제점을 지극히 평범하고 용이하게 만들 수 있는 방법으로 아래와 같이 기술한다.
도 6의 전주도금 탱크 크기는 약 10미터 길이로, 높이 1미터, 그리고 폭 1.3미터 크기로 만들며, 음극 Roller(7)를 탱크 상단 부위에 설치하고, 상단에 음극 Roller(7)와 하단에 Guide Roller(8)가 30센티미터 간격으로 번갈아 가면서 장착되고 또한, 음극 Roller(7)와 음극 Roller(7) 사이에 양극바스켓(13)이 설치되어 전주도금을 할 수 있게 된다. 한편, 음각 성형된 필름(3)이 Unwinding(11)부터 Rewinding Roller(12)까지 30분이 소요되면서 연속 전주도금이 되며 이때의 전압은 6 볼트이고 액온도는 50 ℃이며 음각성형(3)이 되고 도전성이 도포된 필름의 이동속도는 30분에 약 60미터 정도 이동되고 성장된 (9) 금속층의 두께는 20마이크로미터이다. 한편, 이같이 음각성형(3)이 되고 도전성이 도포된 필름상에서 성장된 금속층(9)을 음각성형(3)하고 도전성이 도포된 필름부터 분리하여 금속층(9) 뒷면에 절연물질(14)을 도포해서 계속하여 전주도금을 하여 사용할 수 있는 Master(4)를 만들게 되며 master(4)는 계속 반복 사용하여 입체 금속박막(9-1) 및 경면 박막을 만들게 되는 방법인 것이다. 이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명에서 사용하는 전주도금에 대하여 제 6도를 참고로 설명하면 전주 도금탱크 내부에는 금속용액(15)이 담겨져 있으며, 음극 Roller(7)와 음극 Roller(7) 사이에 양극 바스켓(13)이 위치되고 어떠한 형상으로 가공하고자 하는 목표물에 음극 전기선을 연결하고 양극 바스켓(13)에 +전기를 연결하여 DC전류를 흐르게 하면, 금속이온이 음극표면에 석출되어 금속층으로 만들어지는 가공기술이다. 이때에 도 6에서는 수 십개의 음극 Roller(7)가 사용되는 음극 Roller(7)의 구조는 중심부는 금속 파이프이고 중간층은 부드러운 탄성체가 되고 바깥 표면은 얇은 금속층으로 만들어서 Master(4)와 마찰면적을 증대시키면서 회전하여 전극도금을 하게 하는 기술이다.

제 1도는

Roller 금형(1)을 Roll to Roll 기계에 장착한 예시도이다. 본 발명에서 Roller 금형은 설계된 평면 설계도면 Roller 표면에 입체 형상으로 가공되어지는 금형기법으로서, 본 발명의 Roller 금형은 이음새가 없는 상태로 가공되며, 이음새 없는 금형은 수지 필름(2)상에 무늬의 끊김이 없이 가공되어지게 하는 방법이다.

제 2도는

Roller 금형(1)을 사용하여 설계된 Pattern을 수지 필름상(2)에 음각 성형(3)시키는 공정이며, 이때 Roll to Roll 기계에서 Roller 금형(1)을 약 110℃의 온도를 가지고 Roller 금형(1)과 아래에 위치한 Roller 사이에 수지필름(2)이 통과하면서 무늬가 음각 성형(3)되는 것이다. 한편, 경면박막은 수지필름(2)을 음각 성형을 하지 않고 표면 전체를 도전성 물질(10)만 도포하여 전주 도금층으로 경면박막이 만들어지는 것이다.

제 3도는

본 발명에서는 수 백 미터 길이로 음각 성형(3)된 표면에 도전성 물질이 도포된 후 금속층을 형성하여 입체 금속박막을 만드는데, 음각성형(3)이 되고 도전성 물질이 도포된 수지 필름(2)을 사용하여 도 6의 자동 기계에서 입체 금속박막이 제작된다. 한편, 음각 성형(3)된 부위에 도전성 물질(10)을 도포하는 과정에서 은나노(Ag Paste)물질을 Screen Mesh를 사용하여 도포하는 방식과 Cu를 sputtering 방식으로 도포하는 방법이 있게 되며 상기와 같은 공정으로 도전성 물질로 도포한 후 전주 도금(5)탱크에서 금속층(9)을 만들게 되는 것이다.

제 4도는

금속층이 성장된 예시도인데 먼저 수지 필름(2)을 음각 성형(3)하는 공정을 거쳐 도전성 물질(10)을 도포 후, 제 6도의 자동기계에서 수 백 미터의 길이와 두께가 약 20마이크로미터를 갖는 금속층(9)을 성장시킨 공정이다. 이때에 음극 Roller(7)를 A에서 Z까지 계속 통과하면서 두께가 더해지면서 원하는 두께의 금속층(9)을 성장시켜서 만든다.

제 5도는

본 발명의 Master를 사용하여 금속층(9-1)을 얻는 공정인데, 수지필름(2)을 사용하지 않고 단지 Master(4)만을 사용하여 금속층(9-1)을 만들고, 이때에 Master(4) 표면에 이형층(6)을 형성하게 되는데 이형층(6)막은 산화피막으로 형성되어 두께도 부피도 없는 상태이다. 그리하여 Master(4) 표면이 조금도 변형없이 금속층(9-1)이 형성되고 또한 이형층(6)에 의해서 Master(4)로부터 금속층(9-1)이 쉽게 분리 되어지는 방법이다.

제 6도는

자동 생산되는 전주도금(5)탱크의 구조로서, 먼저 수 백 미터의 수지필름(2)에 도금을 하기 위해서 도전성 물질(10)을 도포한 후 표면에 금속층(9)을 성장시키는 공정이다. 이 때에 전주도금(5)탱크에서 두께가 20마이크로미터를 만들기 위해서 또한 연속으로 생산되게 하기 위해서는 전주도금(5)탱크의 구조는 제 6도와 같이 수직방향으로 음극 Roller(7)와 Guide Roller(8)가 장착되고 한편으로 30센티미터의 간격으로 나란히 장치되어 있는 구조이다. 이때에 Unwinding Roller(11)로부터 수지필름(2)이 전주도금(5)탱크로 풀리면서 도금이 시작되고 Rewinding Roller(12)까지 이동되는 거리 약 60미터정도이며 이때에 전압은 6볼트이고 음극 Roller A에서 Z까지 통과하면서 금속층(9)이 성장되는 공정이다.

본 발명의 제품은 불연재 건축자재로써 호화여객선의 내외장재, 자동차 및 기차, 빌딩의 내장 자재로 충분히 사용될 수 있으며 현재는 SUS 판재를 엣칭하여 사용되고 있다. 또한 입체 금속박막이 수 백 미터의 길이로 양산이 되면 다양한 분야에 적용될 수 있다.

제 1도는 Roller 금형을 장착한 예시도이다.

제 2도는 Roll to Roll 기계를 사용하여 입체 무늬를 만드는 예시도이다.

제 3도는 음각성형된 표면에 도전성 물질을 도포한 예시도이다.

제 4도는 도전성 물질 위에 전주 도금을 한 예시도이다.

제 5도는 음각 성형된 표면으로부터 분리 성장된 전주도금층 예시도이다.

제 6도는 수 백 미터를 생산하는 자동 전주도금 탱크 예시도이다.

＜도면의 주요 부분에 관한 부분의 설명＞

1: Roller 금형 2: 수지로 된 필름

3: 음각 성형된 필름 4: Master(금속필름)

5: 전주 도금 6: 이형층

7: 음극 Roller(A에서 Z) 8: Guide Roller

9: 금속층 9-1: Master로부터 성장된 금속층
9-2: Mesh형 금속층 10: 도전성 물질(Ag) 또는 Sputtering

11: Unwinding Roller 12: Rewinding Roller

13: 양극 바스켓 14: 절연 물질

15: 금속 용액

Claims (9)

1. 수 백 미터의 길이의 수지필름(2)을 Roller 금형(1)을 사용하여 Roll to Roll 기계에서 음각 성형(3)하는 공정과 음각 성형(3)된 표면에 도전성 물질(10)을 도포하는 공정과 도전성 물질(10)로 도포된 표면에 수 십 마이크로미터 두께의 금속층(9)을 성장시키는 공정과 수 백 미터 길이의 음각 성형(3)된 수지필름으로부터 성장된 후 분리된 금속층(9)의 뒷 부분을 수지로 절연코팅(14)하는 공정과 절연되어진 금속층 앞부분에 산화 피막 이형층(6)을 형성하고서 다시 전주 도금에서 금속층(9-1)으로 성장시키고 분리되어 제작되어 지는 것을 특징으로 하는 연속 전주법을 이용한 입체 금속박막 및 경면박막 제조방법
2. 제 1 항에 있어서,

   Roller 금형(1)을 사용하여 수지필름(2)을 음각 성형(3)으로 가공하는 공정에서 PET, PE, PP, 테프론, 나일론, 비닐을 포함한 수지 중에서 어느 하나를 이용하여 이음새 없는 수 백 미터의 길이로 수지표면을 음각 성형(3)하는 것을 특징으로 하는 연속 전주법을 이용한 입체 금속박막 및 경면박막 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   음각 성형(3)된 수지표면에 도전성 물질을 도포하는 공정에서 은나노(Ag paste)를 Screen Mesh를 사용하여 도포하는 방법과 다른 방법으로는 Sputtering하여 금속 표면을 갖게 하는 것을 특징으로 하는 연속 전주법을 이용한 입체 금속박막 및 경면박막 제조 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   도전성 물질로 도포된 음각 성형(3)된 표면에 전주도금을 하여 금속층(9)을 성장시키는 공정에서 금속층(9)은 단일금속 또는 합금으로 구성된 것을 특징으로 하는 연속 전주법을 이용한 입체 금속박막 및 경면박막 제조 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   음각 성형(3)된 표면으로부터 성장된 수 십 마이크로미터 두께의 금속층(9)을 분리하여 성장된 금속층(9) 뒷면을 절연물질로 결합시키는 것을 특징으로 하는 연속 전주법을 이용한 입체 금속박막 및 경면박막 제조 방법.
6. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 성장된 금속층은 :

   성장된 금속층(9) 뒷 부분은 절연체로 결합되어 있고 앞부분은 이형층(6)막을 구현해서 계속 반복 사용할 수 있는 Master(4)를 만드는 것을 특징으로 하는 연속 전주법을 이용한 입체 금속박막 및 경면박막 제조 방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   도전성 물질(10)로 도포된 수 백 미터 길이의 음각 성형(3)된 수지필름(2)에 전주도금(5)을 하는 공정에서 전기 공급장치인 음극 Roller(7)의 구조는 마찰 면적을 증대시키면서 회전하는 조건에 맞추기 위해서 음극 Roller(7)의 표면을 수 십 마이크로미터 두께로 하고 Roller의 바깥 표면은 금속층이고 중간 부분은 부드러운 탄성체로 만들고 중심부는 금속 파이프로 만들어진 것을 특징으로 하는 연속 전주법을 이용한 입체 금속박막 및 경면박막 제조 방법.
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