KR101011039B1

KR101011039B1 - 홀로그램이 구현된 금속재 3차원 성형물 제조방법

Info

Publication number: KR101011039B1
Application number: KR1020100007827A
Authority: KR
Inventors: 임현래
Original assignee: 임현래
Priority date: 2010-01-28
Filing date: 2010-01-28
Publication date: 2011-01-26

Abstract

본 발명은 홀로그램이 구현된 금속재 3차원 성형물의 제조방법에 관한 것으로, 연질의 금속판을 표면을 초음파 또는 약품으로 세척하는 표면세척단계; 원하는 홀로그램 문양이 구비된 원판으로 표면이 세척된 금속판에 홀로그램 문양을 엠보싱처리하는 홀로그램형성단계; 홀로그램이 형성된 금속판 표면에 왁스 또는 윤활제를 도포하는 왁스 또는 윤활제 도포단계; 원하는 형상을 구현하기 위한 형틀을 이용하여 금속판을 3차원 성형하는 포밍프레스단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하여 구성되며, 복잡한 굴곡면을 형성하더라도 홀로그램이 선명하게 구현될 수 있게 하며, 경도가 높은 금속재로도 선명한 홀로그램의 구현 뿐만 아니라 복잡한 굴곡면을 포함한 3차원 성형물을 제조할 수 있게 한다는 유용한 효과를 제공한다.

Description

홀로그램이 구현된 금속재 3차원 성형물 제조방법{A METHOD FOR MAKING HOLOGRAM FORMMED THREE-DIMENSIONAL METAL STRUCTURE}

본 발명은 홀로그램이 구현된 금속재 3차원 성형물의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속판에 홀로그램을 형성한 후 포밍프레스과정을 거침으로써 홀로그램이 구현된 3차원 성형물을 제조하는 방법에 관련된다.

일반적으로 홀로그램은 플라스틱 필름에 구현된 후 상기 플라스틱 필름을 피착제에 직접 접착하거나 열전사 등의 방법을 통하여 홀로그램을 전사하는 방법으로 구현되고 있다. 그러나, 이러한 종래의 일반적인 방법으로는 라벨, 병뚜껑, 악세서리용 장식물 등 3차원 적인 형상으로 이루어지는 제품 전체에 홀로그램을 구현할 수가 없었다.

한편, 3차원 형상의 제품에 홀로그램을 구현하기 위하여 수지판에 홀로그램 문양을 형성한 후, 이 수지판을 형틀에 삽입하고 고온·고압을 가하여 3차원 적으로 성형함으로써 수지재 3차원 성형물을 제조하는 방법과, 상기 방법에 의하여 제조된 3차원 성형물을 이용하여 은경법 및 전주도금법을 적용하여 니켈 등의 금속재로 3차원 성형물을 제조하는 방법 등이 제안되었다. 그러나, 이러한 방법은 평면인 수지판에 홀로그램형성부가 미리 구현되어 있으므로, 3차원 형상을 구현하기 위한 후공정에서 수지판이 고온·고압으로 처리되거나 원하는 3차원 형상에서 굴곡면의 경사가 클 경우 홀로그램형성부가 변형되거나 뭉개지는 등의 현상이 발생하여 원하는 홀로그램형상을 구현하기 힘들었을 뿐만 아니라, 홀로그램의 선명도가 현저하게 감소된다는 문제점이 있었다.

또한, 본 발명의 발명자가 발명한 대한민국 등록특허 제815474호에서는 알루미늄판에 홀로그램을 각인하고 표면보호를 위하여 알루미늄 산화피막을 하는 알루미늄판에 홀로그램을 구현하는 방법을 제안한 바 있다. 이렇게 제조된 알루미늄판을 입체형상으로 성형할 경우 경도가 높은 산화피막 자체가 성형과정에서 파쇠되는 동시에 알루미늄판에 각인된 홀로그램 요철도 원래의 형상을 유지할 수가 없게 되므로 홀로그램 형상이 변형되거나 선명도가 감소된다는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 본 발명은 금속재 3차원 성형물에 원하는 모양의 홀로그램을 선명하게 구현하기 위한 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 의한 홀로그램이 구현된 금속재 3차원 성형물 제조방법은, 연질의 금속판을 표면을 초음파 또는 약품으로 세척하는 표면세척단계; 원하는 홀로그램 문양이 구비된 원판으로 표면이 세척된 금속판에 홀로그램 문양을 엠보싱처리하는 홀로그램형성단계; 홀로그램이 형성된 금속판 표면에 왁스 또는 윤활제를 도포하는 왁스 또는 윤활제 도포단계; 원하는 형상을 구현하기 위한 형틀을 이용하여 금속판을 3차원 성형하는 포밍프레스단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하여 구성된다.

이때, 상기 포밍프레스단계를 거친 금속재 3차원 성형물 표면의 왁스 또는 윤활제를 제거한 후 전주도금법을 1회 이상 적용하여 최종 산물을 제조할 수도 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 제조방법은 복잡한 굴곡면을 형성하더라도 홀로그램이 선명하게 구현될 수 있게 하며, 경도가 높은 금속재로도 선명한 홀로그램의 구현 뿐만 아니라 복잡한 굴곡면을 포함한 3차원 성형물을 제조할 수 있게 한다는 유용한 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 제조공정을 보인 단면도.
도 2는 본 발명의 다른 일실시예에 의한 제조공정을 보인 단면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 원리를 더욱 상세하게 설명하도록 한다.

도 1에서 보인 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 제조방법은 표면세척단계(a), 홀로그램형성단계(b), 왁스 또는 윤활제 도포단계(c) 및 포밍프레스단계(d)를 포함하여 구성된다.

먼저, 표면세척단계(a)는 홀로그램이 구현될 금속재의 표면을 세척하는 단계로 통상적인 금속 초음파 세척법이나 약품 세척법 등을 적용하여 수행될 수 있다.

홀로그램 구현을 위한 요철의 깊이는 수십~수백Å에 불과하기 때문에 금속재 표면에 이물질을 완전히 제거하지 않게 되면 선명한 홀로그램을 구현할 수가 없게 된다.

다음으로, 홀로그램형성단계(b)에서는 사전에 준비된 홀로그램 원판(20)으로 이전단계에서 세척된 연질의 금속판(10)에 프레스나 압연 등의 방법으로 홀로그램 문양을 요철화하여 각인하게 된다. 이때 연질의 금속판들로는 알루미늄, 주석, 동, 은, 금 등이 사용될 수 있고, 각각의 재질 및 불순물의 함량 등에 따라 경도가 달라질 수 있으므로 금속판의 두께는 10㎛ ~ 1mm의 범위에서 적절히 조절하는 것이 바람직하다. 그리고, 본 단계에서 사용되는 홀로그램 원판(2)은 니켈 등 경도가 높은 금속의 표면에 홀로그램 문양이 요철로 각인되어 있는 것을 말하며 일명 패턴원판이라고 부르기도 한다.

다음으로, 홀로그램이 형성된 금속판의 표면에 왁스 또는 윤활제를 도포하는 왁스 또는 윤활제 도포단계(c)를 수행한다. 본 단계 이후에 수행될 포밍프레스단계(d)에서는 평면인 금속판을 각종 3차원 형상으로 성형하게 되는데, 이때 형틀과 금속판 표면 사이가 직접 접촉하게 되면 프레스 성형중 금속판이 굴곡되거나 연신되는 과정에서 금속판 표면에 손상이 발생할 수 있을 뿐만 아니라, 미세한 요철로 구현된 홀로그램 문양 역시 이 과정에서 뭉개지거나 흠집이 발생하는 등 변형이 발생하게 되어 선명한 홀로그램을 구현할 수 없게 되므로, 포밍프레스단계를 수행하기 전에 반드시 왁스 또는 윤활제(30)를 도포하여야 한다. 이때 사용되는 왁스나 윤활제는 일반적인 파라핀 계열을 사용할 수 있으나, 연신되는 길이에 따라 점도를 조절해야 하며, 점도가 너무 낮으면 3차원 성형과정에서 금속판 표면이 손상될 가능성이 있으며, 점도가 너무 높으면 성형완료 후 왁스제거가 불편해 지므로 점도 약 40도 정도를 사용하는 것이 바람직하다.

마지막으로 포밍프레싱단계(d)에서는 원하는 형상으로 미리 준비된 형틀을 이용하여 평면상태인 금속판을 3차원 적인 형상으로 성형하게 된다.

한편, 일반적으로 홀로그램이 형성된 표면을 보호하기 위하여 프라이머를 코팅하는 방법이 널리 사용되고 있는데, 본 발명의 일실시예에서도 왁스 또는 윤활제 도포단계 이전이나 포밍프레스단계를 거쳐 3차원 성형이 된 상태에서도 왁스 또는 윤활제를 제거한 후 프라이머 코팅과정을 적용할 수 있다.

한편, 전술한 연질 금속들은 상기와 같은 방법을 이용하여 홀로그램이 구현된 금속재 3차원 성형물을 제조할 수 있지만, 니켈 등 경도가 높은 금속재(60)로 3차원 성형물을 제조하기 위해서는 다른 방법을 사용해야 한다.

도 2에서는 경도가 높은 금속재로 3차원 성형물을 제조하기 위한 과정을 도시하고 있다.

본 실시예에서 표면세척, 홀로그램형성, 왁스 또는 윤활제 도포, 포밍프레스 등의 단계는 전술한 바와 동일하다.

다음으로, 포밍프레스단계를 마친 상태에서 먼저 표면의 왁스 또는 윤활제를 제거하게 된다(e). 이 과정에서 금속재 표면에 존재하는 이물질은 모두 제거하는 것이 바람직하다.

다음으로 전주도금법을 적용하여 니켈 등 원하는 금속을 도금하게 되는데, 이때 전주도금법을 1회 사용할 때마다 홀로그램의 음양각 전환되며, 홀로그램이 구현되는 면 또한 성형물의 내면이 되기도 하고 외면이 되기도 하므로 최종 제품의 디자인에 따라 전주도금법 적용 횟수를 조절할 수 있다. 한편, 이때 사용되는 전주도금법은 금속가공분야에서 이미 널리 사용되고 있는 방법이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

10 : 연질금속판
11 : 불순물
12 : 홀로그램 요철
20 : 원판
30 : 왁스 또는 윤활제
40 : 형틀
50 : 이형제
60 : 경질금속판

Claims

(a) 연질의 금속판(10)의 표면을 초음파 또는 약품으로 세척하는 표면세척단계;
(b) 원하는 홀로그램 문양이 구비된 원판(20)으로 표면이 세척된 금속판(10)에 홀로그램 문양을 엠보싱처리하는 홀로그램형성단계;
(c) 홀로그램 요철(12)이 형성된 금속판 표면에 왁스 또는 윤활제(30)를 도포하는 왁스 또는 윤활제(30) 도포단계;
(d) 원하는 형상을 구현하기 위한 형틀(40)을 이용하여 금속판(10)을 3차원 성형하는 포밍프레스단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는
홀로그램이 구현된 금속재 3차원 성형물 제조방법.
(a) 연질의 금속판(10)의 표면을 초음파 또는 약품으로 세척하는 표면세척단계;
(b) 원하는 홀로그램 문양이 구비된 원판(20)으로 표면이 세척된 금속판(10)에 홀로그램 문양을 엠보싱처리하는 홀로그램형성단계;
홀로그램이 형성된 금속판 표면에 프라이머층을 형성하는 프라이머 코팅단계(도면 미도시);
(c) 프라이머층 위에 왁스 또는 윤활제를 도포(30)하는 왁스 또는 윤활제 도포단계;
(d) 원하는 형상을 구현하기 위한 형틀(40)을 이용하여 금속판(10)을 3차원 성형하는 포밍프레스단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는
홀로그램이 구현된 금속재 3차원 성형물 제조방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 (d) 단계를 거친 금속재 3차원 성형물 표면의 왁스 또는 윤활제(30)나 프라이머층을 제거한 후 전주도금법을 1회 이상 적용(f, g, h)하는 것을 특징으로 하는
홀로그램이 구현된 금속재 3차원 성형물 제조방법.