KR101068803B1 - 축소모형 제작용 금속판 가공방법 및 축소모형 제작방법 - Google Patents

축소모형 제작용 금속판 가공방법 및 축소모형 제작방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (A) 금속판을 준비하는 단계; (B) 상기 (A)단계에서 준비된 금속판 표면에 액상의 감광성 수지 조성물로 제1감광성수지층을 형성하는 단계; (C) 상기 (B)단계에서 형성된 제1감광성수지층의 표면에 감광성 수지 필름으로 제2감광성수지층을 형성하는 단계; (D) 상기 (C)단계의 제2감광성수지층 상에 돌출부 형성용 포토 마스크를 설치하고 노광하는 단계; (E) 상기 (D)단계의 노광된 금속판을 현상하여 부식대상 표면 상의 감광성 수지를 제거하는 현상단계; 및 (F) 상기 (E)단계에서 현상된 금속판을 에칭액으로 부식처리한 후 미부식표면 상의 감광성 수지를 제거하여 금속판 표면에 돌출부를 형성하는 단계를 포함하는 축소모형 제작용 금속판 가공방법, 상기 가공방법에 의해 가공된 금속판을 포함하는 축소모형, 그 제작방법 및 그 제작방법에 의해 제작된 축소모형을 제공한다. 본 발명의 축소모형 제작용 금속판 가공방법에 의해 상이한 높이를 갖는 돌출부를 금속판 표면에 용이하게 형성할 수 있다.

Description

축소모형 제작용 금속판 가공방법 및 축소모형 제작방법{Preparation method of metal plate for manufacturing scale model and Manufacturing method of scale model using the same}
본 발명은 축소모형 제작용 금속판 가공방법, 축소모형 제작방법 및 축소모형에 관한 것으로, 보다 상세하게는 축소모형 제작용 금속판의 표면에 상이한 높이를 갖는 돌출부를 에칭에 의해 용이하게 형성시킬 수 있는 방법에 관한 것이다.
축소모형 제작시 표면에 상이한 높이를 갖는 돌출부를 표현해 줄 필요가 있다. 도 1에서 보는 화차와 같이 철판을 이어붙여 제작한 화차의 축소모형을 제작할 경우, 동일한 리벳이라 하더라도 천정면(120)의 리벳(125)과 측면(130)의 리벳(135)은 서로 높이가 다르게 표현되어야 하고, 천정면(120)과 측면(130) 역시 서로 높이가 다르게 표현될 필요가 있다. 이는 실물의 천정면이 측면에 비해 더 돌출되어 보이는 현상을 반영하기 위한 것으로, 수요자가 인식되는 실물과 동일한 형태의 축소모형을 원하는 점을 고려한 것이다. 이와 같이, 축소모형 제작에 있어 상이한 높이의 돌출부를 표현하기 위해 종래에 주물로 제작한 리벳을 금속판의 표면에 용접으로 부착하거나, 두께가 다른 금속판을 이어 붙이는 등의 방법을 사용하였으나, 이와 같은 방법의 경우 정밀하게 표현하는 것에 한계가 있었고 작업이 용이하지 않은 문제가 있었다.
이와 같은 한계를 극복하고, 축소 모형의 정밀도에 대해 높아가는 수요자의 기대를 만족시키기 위해 축소모형 제작용 금속판 표면에 상이한 높이를 갖는 돌출부를 용이하게 형성할 수 있는 금속판의 가공방법을 개발할 필요가 있다.
본 발명이 해결하려는 기술적 과제는 금속판 표면에 상이한 높이를 갖는 돌출부를 용이하게 형성할 수 있는 축소모형 제작용 금속판 가공방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하려는 기술적 과제는 금속판 표면에 상이한 높이를 갖는 돌출부를 용이하게 형성할 수 있는 축소모형 제작용 금속판 가공방법에 의해 가공된 금속판을 포함하는 축소모형을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하려는 기술적 과제는 금속판 표면에 상이한 높이를 갖는 돌출부를 용이하게 형성할 수 있는 축소모형 제작용 금속판을 이용한 축소모형 제작방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하려는 기술적 과제는 금속판 표면에 상이한 높이를 갖는 돌출부를 용이하게 형성할 수 있는 축소모형 제작용 금속판을 이용한 모형 제작방법에 의해 제조된 축소모형을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 (A) 금속판을 준비하는 단계; (B) 상기 (A)단계에서 준비된 금속판 표면에 액상의 감광성 수지 조성물로 제1감광성수지층을 형성하는 단계; (C) 상기 (B)단계에서 형성된 제1감광성수지층의 표면에 감광성 수지 필름으로 제2감광성수지층을 형성하는 단계; (D) 상기 (C)단계의 제2감광성수지층 상에 돌출부 형성용 포토 마스크를 설치하고 노광하는 단계; (E) 상기 (D)단계의 노광된 금속판을 현상하여 부식대상 표면 상의 감광성 수지를 제거하는 현상단계; 및 (F) 상기 (E)단계에서 현상된 금속판을 에칭액으로 부식처리한 후 미부식표면 상의 감광성 수지를 제거하여 금속판 표면에 돌출부를 형성하는 단계를 포함하는 축소모형 제작용 금속판 가공방법을 제공한다.
상기 금속판은 철, 구리, 황동, 인청동, 백동, 베릴륨동, 스텐레스스틸 또는 니켈 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 합금으로 이루어진 금속판일 수 있다. 상기 돌출부는 표면 폭이 0.1~5mm일 수 있다. 상기 표면 폭은 표면 지름을 포함하는 의미이다. 상기 돌출부는 표면의 형상이 원형 또는 선상일 수 있으며, 상기 원형 돌출부의 표면지름은 바람직하게 0.1~2mm, 선상 돌출부의 표면 폭은 바람직하게 0.3~5mm일 수 있다. 상기 돌출부의 높이는 0.01~5mm일 수 있다.
상기 (B)단계의 액상의 감광성 수지 조성물은 감광제 및 수지 또는 기재를 포함하는 액상 조성물일 수 있다. 상기 감광제는 은염, 중크롬산염, 디아조화합물(diazo compound), 아지드 화합물 또는 철염 중에서 선택된 하나 이상이고, 상기 수지 또는 기재는 페놀수지, 에폭시수지, 아크릴수지, 메타크릴 수지, 폴리이미드, 폴리우레아, 폴리비닐알콜, 젤라틴 또는 아교 중에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 상기 조성물은 용제로 암모니아수, 메틸에틸케톤 또는 알코올 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 알코올은 메탄올 또는 옥틸알코올 중에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 (C)단계의 감광성 수지 필름은 지지필름 및 상기 지지필름에 적층된 감광성 수지조성물층을 포함하는 것일 수 있다.
상기 감광성 수지조성물층의 수지조성물은 액상의 감광성 수지 조성물 중 수지조성물과 동일한 것일 수 있다.
상기 (D)단계에서 노광은 자외선 또는 태양광 중에서 선택된 하나 이상 으로, 수은등 등에서 방사되는 빛을 이용할 수 있으며, 노광량 10~500mW/cm2으로, 1~500초간 실시하는 것일 수 있다. 바람직하게는 램프전력 8kW, 램프전압 1200V, 램프전류 7.5A의 수은램프를 사용할 수 있다.
상기 (E)단계에서 현상은 알카리 용액으로 현상하는 것일 수 있다. 상기 알카리 용액은 3~10부피% 탄산나트륨용액(일명, 소다회용액) 등 일 수 있다.
상기 (F)단계에서 에칭액은 염화제이철용액일 수 있으며, 에칭액 처리는 20~60부피% 염화제이철 용액으로 1~120분간 처리하는 것일 수 있다.
상기 (A)단계의 금속판은 표면에 형성된 돌출부를 포함할 수 있다.
상기 (A)단계의 금속판 표면에 형성된 돌출부는 상기 (F)단계에서 형성된 돌출부보다 높이가 높을 수 있다.
상기 (F)단계에서 형성된 돌출부는 표면에 상기 (A)단계의 금속판 표면에 형성된 돌출부가 돌출된 것일 수 있다. 상기 돌출부는 표면의 형상이 원형 또는 선상일 수 있으며, 상기 원형 돌출부의 표면지름은 바람직하게 0.1~2mm, 선상 돌출부의 표면 폭은 바람직하게 0.3~5mm일 수 있다. 상기 돌출부의 높이는 0.01~5mm일 수 있다.
상기 (A)단계의 금속판 표면에 형성된 돌출부는 (A1) 금속판 표면에 감광성 수지 필름 또는 액상의 감광성 수지 조성물 중에서 선택된 하나 이상으로 감광성수지층을 형성하는 단계; (A2) 상기 (A1)단계의 감광성수지층 상에 돌출부 형성용 포토 마스크를 설치하고 노광하는 단계; (A3) 상기 (A2)단계의 노광된 금속판을 현상하여 부식대상표면 상의 감광성 수지를 제거하는 현상단계; 및 (A4) 상기 (A3)단계에서 현상된 금속판을 에칭액으로 부식처리한 후 미부식표면 상의 감광성 수지를 제거하여 금속판 표면에 돌출부를 형성하는 단계를 포함하는 돌출부 형성방법에 의해 형성된 것일 수 있다.
상기 축소모형 제작용 금속판 가공방법에 있어서, (G) 상기 (F)단계에서 돌출부가 형성된 금속판 표면에 액상의 감광성 수지 조성물로 제1감광성수지층을 형성하는 단계; (H) 상기 (G)단계에서 형성된 감광성 수지층의 표면에 감광성 수지 필름으로 제2감광성수지층을 형성하는 단계; (I) 상기 (H)단계의 제2감광성수지층 상에 상기 (F)단계에서 형성된 돌출부 보다 낮은 높이의 돌출부 형성용 포토 마스크를 설치하고 노광하는 단계; (J) 상기 (I)단계의 노광된 금속판을 현상하여 부식대상면의 감광성 수지를 제거하는 단계; 및 (K) 상기 (J)단계에서 현상된 금속판을 에칭액으로 부식처리한 후 미부식 표면 상의 감광성 수지를 제거하여 금속판 표면에 상기 (F)단계에서 형성된 돌출부 보다 낮은 높이의 돌출부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 축소모형 제작용 금속판 가공방법에 있어서, 최종 돌출부 형성 이후 금속판을 관통하는 관통부를 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 관통부는 (L) 상기 최종 단계 완료된 금속판 표면에 액상의 감광성 수지 조성물로 제1감광성수지층을 형성하는 단계; (M) 상기 (L)단계에서 형성된 감광성 수지층의 표면에 감광성 수지 필름으로 제2감광성수지층을 형성하는 단계; (N) 상기 (M)단계의 제2감광성수지층 상에 관통부 형성용 포토 마스크를 설치하고 노광하는 단계; (O) 상기 (N)단계의 노광된 금속판을 현상하여 부식대상면의 감광성 수지를 제거하는 단계; 및 (P) 상기 (O)단계에서 현상된 금속판을 에칭액으로 부식처리한 후 미부식표면상의 감광성 수지를 제거하여 금속판을 관통하는 관통부를 형성하는 방법에 의해 형성될 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명의 가공방법에 의해 가공된 금속판을 포함하는 축소모형을 제공한다.
또한, 본 발명은 축소모형을 제작하는 방법에 있어서, 본 발명의 축소모형 제작용 금속판 가공방법에 의해 가공된 금속판을 구부리는 단계; 및 상기 단계에서 구부러진 금속판을 조립하는 단계를 포함하는 축소모형 제작방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 본 발명의 축소모형 제작방법에 의해 제조된 축소모형을 제공한다.
본 발명의 축소모형 제작용 금속판 가공방법에 의해 금속판 표면에 상이한 높이를 갖는 돌출부를 용이하게 형성할 수 있고, 다양한 높이를 갖는 돌출부를 갖는 축소모형을 용이하게 제작할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 화차축소모형을 나타낸 도이다.
도 2는 도 1의 화차축소모형 제작용 금속판의 일 예를 나타낸 도이다.
도 3은 도 2의 원형으로 표시된 부분의 AA'단면을 확대하여 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예인 축소모형 제작용 금속판 가공방법 중 금속판을 준비하는 단계의 일 예를 나타낸 도이다.
도 5는 도 4에 도시된 과정을 거쳐 준비된 금속판을 가공하여 표면에 돌출부를 형성하는 과정의 일 예를 나타낸 도이다.
도 6은 도 5에 도시된 과정을 거친 금속판을 다시 가공하여 추가적으로 돌출부를 형성하는 과정의 일 예를 나타낸 도이다.
도 7은 도 6에 도시된 과정을 거친 금속판을 다시 가공하여 관통부를 형성하는 과정의 일 예를 나타낸 도이다.
도 8은 증기기관차에 포함되는 캡루프(cap roof)의 축소모형 제작를 위한 금속판의 형태를 나타낸 일 예이다.
도 9는 증기기관차에 포함되는 캡루프(cap roof)의 축소모형 제작를 위한 금속판의 돌출부의 일 예를 형성하기 위한 포토마스크이다.
도 10은 증기기관차에 포함되는 캡루프(cap roof)의 축소모형 제작를 위한 금속판의 돌출부의 다른 예를 형성하기 위한 포토마스크이다.
도 11은 증기기관차에 포함되는 캡루프(cap roof)의 축소모형 제작를 위한 금속판의 관통부를 형성하기 위한 포토마스크의 일 예이다.
도 12는 증기기관차에 포함되는 캡루프(cap roof)의 축소모형 제작를 위한 금속판 가공물의 일 실시예이다.
도 13은 증기기관차에 포함되는 캡루프(cap roof)의 축소모형 제작를 위한 금속판 가공물의 일 비교예이다.
도 14는 도 13의 원형으로 표시된 부분의 BB'단면을 확대한 도이다.
도 15는 증기기관차에 포함되는 캡루프(cap roof)의 축소모형 제작를 위한 금속판 가공물의 다른 비교예이다.
도 16은 도 15의 원형으로 표시된 부분의 CC'단면을 확대한 도이다.
이하, 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, "및/또는"은 언급된 구성요소의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 화차 축소모형의 일 예를 나타낸 도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 화차 축소모형의 제조를 위해 가공한 금속판의 일 예를 나타낸 도이다. 도 2에 도시된 형태의 금속판을 구부려 도 1에 도시된 화차를 제작할 수 있다. 도 1과 도 2에서 보는 바와 같이, 화차 축소모형(100)에는 천정면 리벳(125), 천정면(120), 측면(130), 측면 리벳(135), 측면 횡선(137), 모서리부(123), 금속판이음부(127), 전면(140), 전면 리벳(145), 전면 횡선(147, 149) 등 상이한 높이로 표현해야 하는 돌출부와 문(150)과 같은 관통부가 포함되어 있다.
도 3은 도 2에서 원형으로 표시된 부분의 AA'단면을 확대하여 나타낸 도이다.
도 3에서 보는 바와 같이, 천정면 리벳(125)이 가장 높은 높이의 돌출부이고, 그 다음 높이의 돌출부(2단)가 천정면(120)이고, 그 다음 높이의 돌출부(3단)가 모서리부(123), 측면 리벳(135) 및 측면 횡선(137)이며, 마지막으로 개구부인 문(150)를 형성해 줄 필요가 있다. 또한, 상기 천정면(120)의 표면에 천정면 리벳(125)이 돌출된 형태로 형성할 필요가 있다.
이와 같은, 화차 축소모형 제작용 금속판을 가공하는 방법의 구체 예를 도 3의 단면을 예로 들어 도 4 내지 도 7에 나타내었다.
도 4는 금속판을 준비하는 단계(A)의 일 예를 나타낸 도이고, 도 5는 도 4에 도시된 과정을 거쳐 준비된 금속판을 가공하여 표면에 돌출부를 형성하는 과정을 나타낸 도이고, 도 6은 도 5에 도시된 과정을 거친 금속판을 다시 가공하여 추가적으로 돌출부를 형성하는 과정을 나타낸 도이며, 도 7은 도 6에 도시된 과정을 거친 금속판을 다시 가공하여 관통부를 형성하는 과정을 나타낸 도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 철, 구리, 황동, 인청동, 백동, 베릴륨동, 스텐레스 스틸 또는 니켈 등 중에서 선택된 하나로 이루어진 금속판 또는 둘 이상의 합금으로 이루어진 금속판(10)을 필요에 따라 준비한다(A1a).
필요시 상기 금속판을 탈지 및/또는 정면할 수 있다.
상기 탈지는 금속판의 표면에 얼룩, 이물질 등을 제거하기 위한 것으로, 표면의 색상 및 광택의 변화가 없는 것이 바람직하다. 가성소다(NaOH) 등의 탈지제로 탈지를 실시할 수 있으며, 강알칼리성의 탈지제 사용시 산으로 중화처리를 하는 것이 바람직하다. 상기 탈지제는 시판되는 탈지제(슈퍼타이)일 수 있다.
상기 정면은 정밀한 에칭공정을 수행하기 위해 금속판의 면을 고르게 하는 공정으로, 사포, 브러쉬 또는 탄산칼슘 등으로 금속판의 면을 연마하여 표면상의 흠을 제거함으로써 금속판의 면을 고르게 할 수 있다. 상기 정면은 브러쉬가 장착된 정면기로 실시할 수 있다.
상기 금속판 표면에 감광성 수지 필름 또는 액상의 감광성 수지 조성물 중에서 선택된 하나 이상으로 감광성수지층을 형성할 수 있다(A1b). 도 4의 A1b에는 감광성 수지 필름(20)을 금속판 표면에 롤러로 압착하는 방법(lamination) 등으로 감광성수지층을 형성한 것이나, 이에 한정되지 아니한다. 액상의 감광성 수지 조성물을 회전도포기 코팅법, 스프레이 코팅법, 또는 딥코팅방법 등으로 도포한 후 건조하는 등의 방법으로 형성하는 방법, 액상의 감광성수지 조성물을 회전도포기 코팅법, 스프레이 코팅법, 또는 딥코팅방법 등으로 도포하고 건조한 후 감광성 수지 필름을 압착하는 방법, 또는 감광성 수지 필름을 압착한 후 액상의 감광성수지 조성물을 회전도포기 코팅법, 스프레이 코팅법, 또는 딥코팅방법 등으로 도포하고 건조하는 등의 방법으로도 감광성 수지층을 형성할 수 있다. 액상의 감광성 수지 조성물을 도포한 후 건조시 바람직하게는 섭씨 5~40도에서 5~60분 건조할 수 있다.
본 발명에 있어서, '감광성 수지 조성물'은 감광성을 갖는 수지조성물을 의미하고, 감광제(photoactive compound) 및 수지(resin) 또는 기재(base material)를 포함할 수 있으며, 액상의 용제(solvent)를 포함할 수 있다. 감광성 수지는 크게 양성(positive) 감광성 수지와 음성(negative) 감광성 수지로 나눌 수 있다. 양성 감광성 수지는 노광된 부분이 현상액에 용해되고, 음성 감광성 수지는 노광된 부분이 녹지 않고 노광되지 않은 부분이 용해된다. 상기 용제는 감광제를 액체 상태를 유지시켜 도포하기 쉽게 만들고, 수지 또는 기재는 고분자 물질로서 막의 기계적인 성질을 결정하며, 감광제는 빛에 의한 광화학 반응을 일으킨다. 양성 감광성 수지의 경우 감광제는 고분자가 용매에 녹는 것을 억제하는 dissolution inhibitor 역할을 하는데, 빛(예를 들어, 자외선, 근자외선, 또는 태양광 등)에 노출되면 구조가 깨지면서 더 이상 용매 억제기능을 하지 못해 결국 빛에 조사된 부분이 선택적으로 녹아나가게 된다. 이러한 기작을 용해억제형이라 한다.
예를 들어, 2성분계 감광성 수지 조성물로 NQD/Novolak resin 등이 있으며, NQD(나프토퀴논디야지드; Naphthoquinonediazide)는 알칼리 수용액에서 불용성인 감광물질(photo active compound; PAC)로서 용해억제제(dissolution inhibitor)로 작용하지만 자외선에 노광되면 인덴케텐을 형성하고, 생성된 인덴케텐은 물과 반응하여 알칼리 가용인 3-인덴칼본산으로 변하게 되어 현상액인 알칼리 수용액에 잘 녹는 용해 촉진제로 작용하게 된다. 즉, 나프토퀴논디야지드(NQD)를 15~25%의 중량%로 넣은 노볼락 수지막을 노광함으로서 노광 영역의 용해성이 증가하고 포지티브 상이 남게 된다.
상기 감광제는 나프토퀴논디야지드와 같은 아지드 화합물, 중크롬산 암모늄과 같은 중크롬산염, 디아조화합물(diazo compound), 아지드 화합물(azide compound), 은염 또는 철염 등일 수 있다. 상기 수지는 인공수지 또는 천연수지일 수 있으며, 바람직하게는 페놀수지(노볼락 수지), 에폭시수지, 아크릴수지, 메타크릴 수지, 폴리이미드, 폴리우레아, 폴리비닐알콜, 젤라틴, 및/또는 아교 등일 수 있다. 상기 용제는 암모니아수, 메틸에틸케톤 및/또는 알코올 등일 수 있다. 상기 알코올은 메탄올, 또는 옥틸알코올일 수 있다.
액상의 감광성 수지조성물은 예를 들어, PVA(poly vinyl alcohol) 70ml를 500ml의 물에 녹여 20~30분간 가열 한 후, 암모니아수 2ml와 옥틸 알콜 3ml를 혼합한 후, 감광성 수지조성물 도포 직전에 중크롬산 암모늄 6ml를 넣고 헤라로 잘 섞어 제조할 수 있다. 또한, 젤라틴을 이용하여 제조할 수 있다. 정제된 젤라틴 500ml에 물 4000ml를 넣어 5시간 가열하고, 정제된 부레 80ml에 물 1000ml를 넣어서 가열한 조성물에 혼합하다. 여기에 암모니아수 10ml를 첨가하고 옥틸 알콜 3ml, 포르말린 용액을 2ml 첨가 후 교반하여 따뜻한 상태로 보관하고, 사용시 중크롬산 암모늄을 감광성 수지 조성물 1000ml당 15ml의 비율로 적정량 배합하여 사용할 수 있다. 액상의 감광성 수지 조성물은 직접 제조하거나 시판품{예를 들어, (주)코오롱 제품(대한민국, 액상에칭레지스트, NR Series), (주)신화에프씨 제품(대한민국, 감광액) 등}일 수 있다.
상기 '감광성 수지 필름'은 감광성 수지를 포함하는 필름으로, 드라이 필름(dry film) 등으로 불리우며 직접 제조하거나 시판되는 것을 사용할 수 있다. 상기 감광성 수지 필름은 지지필름(support film) 및 상기 지지필름에 적층된 감광성 수지조성물층을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 지지필름, 감광성 수지조성물층 및 보호필름의 순서로 적층될 수 있다. 상기 지지 필름은 폴리에스테르 등으로 이루어질 수 있다. 상기 보호필름은 폴리올레핀 수지 등으로 이루어질 수 있으며, 상기 폴리올레핀은 바람직하게는 폴리에틸렌일 수 있다. 상기 감광성 수지 필름은 구체적으로, 폴리에스테르 필름에 액상의 감광성 수지조성물을 코팅한 후 건조하고, 폴리에틸렌 필름으로 덮어 제조할 수 있다.
상기 감광성 수지 필름은 시판품{예를 들어, (주)코오롱 제품(대한민국, 드라이 필름포토레지스트) 등)일 수 있다.
감광성 수지 필름을 롤러 등으로 압력을 가하여 감광성 수지층을 형성할 수 있다. 상기 롤러는 가열된 것일 수 있다. 감광성 수지층 형성시 감광성 수지 조성물이 지지필름에 부착된 채로 보호필름을 제거할 수 있다. 상기 보호필름은 수지층 형성과 노광 이후에도 제거될 수 있다.
본 발명에 있어서, 감광성 수지 조성물 또는 감광성 수지 필름의 감광성 수지는 양성(positive) 감광성 수지 또는 음성(negative) 감광성 수지를 모두 포함한다. 후술하는 도 4는 음성 감광성 수지를 예로 들어 설명하나, 양성 감광성 수지를 제외하는 것은 아니다. 양성 감광성 수지는 포토마스크의 광차폐부가 음성 감광성 수지와 반대일 뿐 동일한 방법에 의해 제조할 수 있다.
감광성수지층을 금속판 표면에 형성한 후, 돌출부 형성용 포토마스크(30)를 설치하고(A2a), 자외선 등의 빛(50)으로 노광함으로써, 감광성 수지 중 부식대상표면 이외의 부분에 해당하는 감광성 수지(25)를 경화시키고, 부식대상표면 상의 감광성 수지(27)는 경화되지 않도록 할 수 있다(A2b).
상기 돌출부 형성용 포토마스크(30)는 노광시 광선이 투과되는 부분과 투과되지 않는 부분을 포함하는 마스크로, 필름과 같은 투명한 지지부(33)에 광차폐부(37)를 레이저프린터, 필름출력기 등으로 프린트하는 등의 방법으로 제작한 것일 수 있다. 상기 지지부는 광을 투과할 수 있고, 광차폐부가 표면에 형성될 수 있는 한 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 폴리에스테르 필름, OPP 필름, 또는 PET(Polyethylene terephthalate) 필름 등일 수 있다. 상기 OPP필름은 PP(Poly prophylene)를 일축 또는 이축으로 연신(Oriented)을 하여 제조한 필름일 수 있다. 상기 광차폐부는 검정색 카본블랙 등을 포함하여 광의 투과를 차단할 수 있는 토너 파우더 등으로 필름 등의 지지부에 레이저프린터로 형성하거나, 필름출력기{예를 들어, Lux Setter 5600(후지필름) 등} 등으로 형성할 수 있다.
상기 노광시 적용가능한 광원은 자외선, 또는 태양광 등으로, 수은등 등에서 방사되는 광일 수 있으며, 상기 광원의 광량은 4~16KW일 수 있다. 노광량은 10~500mW/cm2일 수 있으며, 노광시간은 1~500초일 수 있다.
금속판에 형성된 막을 강하게 하기 위해 강막제 등으로 강막처리를 할 수 있다. 강막제의 처리는 습식상태에서 스폰지 또는 탈지면에 강막제를 묻힌 후 면전체에 고르게 바른 후 30초 경과하면 물로 세정하고 건조시켜 강막시키는 방법과 노광후 세정하고 건조된 금속판을 햇빛에 5~10분 노광하거나 햇빛 대신 노광기를 사용하여 20~30분 노광하여 강막시키는 방법 등이 있다.
노광 이후, 현상액으로 현상하여 부식대상표면 상의 감광성 수지(27)를 제거할 수 있다(A3). 상기 현상액은 알칼리 용액으로, 상기 알카리 용액은 3~10부피% 탄산나트륨용액(일명, 소다회용액) 등 일 수 있다. 섭씨 10~40도의 현상액에 노광된 금속판을 침지하거나 분사하는 등의 방법으로 현상할 수 있으며, 처리 시간은 10~3600초, 바람직하게는 10~300초일 수 있다.
현상된 금속판을 에칭액으로 부식처리한 후(A4a), 미부식표면에 잔류한 감광성 수지를 제거하여 금속판 표면에 돌출부인 천정면 리벳(125)을 형성할 수 있다(A4b). 상기 에칭액은 염화제2철(Fe2Cl3) 등 공지의 에칭액 중에서 선택된 것을 사용할 수 있다. 상기 에칭액의 온도는 섭씨 30~50도로, 50도 초과시 에칭면이 거칠게 되고, 30도 미만에서 에칭시간이 오래 걸릴 염려가 있다. 에칭액 처리는 섭씨 30~60도의 20~60부피% 염화제이철 용액으로 1~120분간 처리하는 것일 수 있다. 에칭시간을 적절히 하여 에칭하여야 하며, 시간이 지남에 따라 에칭액의 부식능력이 저하되므로 에칭도중 에칭액 농도를 수시로 점검해야 한다. 상기 에칭액 처리에 의해 감광성 수지로 보호되는 부분을 제외한 금속표면이 부식된 결과 돌출부인 천정면 리벳(125)을 형성하게 된다. 이 때 잔류한 수지는 섭씨 20~80도의 가성소다(NaOH) 용액, 바람직하게는 3~10부피% 용액 등에 10~30분간 침적 또는 분사하여 제거하거나 사포 또는 브러쉬가 장착된 정면기 등을 사용하여 잔류한 수지를 문질러 제거할 수 있다. 잔류 수지 제거 후 물로 세척한 후 탄산칼슘 등으로 문질러 광택을 낼 수 있다.
그 결과 도 4의 (4b)에 도시된 형태의 돌출부인 천정면 리벳(125)이 표면에 형성된 금속판을 준비할 수 있다.
그 이후 도 5에 도시한 바와 같이, 준비된 도 4의 (4b)에 도시된 형태의 금속판(10)을 준비한 후(A), 상기 금속판 표면에 액상의 감광성 수지 조성물(40)을 스프레이로 도포한 후 건조하는 등의 방법으로 제1감광성수지층을 형성할 수 있다(B).
제1감광성 수지층 표면에 감광성수지필름(20)을 로울러로 압착하는 등의 방법으로 제2감광성수지층을 형성할 수 있다(C).
이와 같이 액상의 수지조성물로 제1감광성수지층을 형성하여 금속판 표면, 바람직하게는 돌출부와 표면이 만나는 부분까지 유동성 있는 액상으로 채워준 후, 감광성 수지 필름으로 제2감광성수지층을 추가로 형성시켜 줌으로써 원하는 두께로 금속판 표면의 모든 부분에 감광성 수지층을 형성할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 있어서, 제2감광성수지층을 형성하는 감광성 수지 필름 중 포함 가능한 감광성 수지 조성물은 바람직하게는 제1감광성수지층을 형성하는 액상의 감광성 수지 조성물에 포함되는 감광성 수지 조성물과 동일한 감광물질과 수지 또는 기재를 포함할 수 있다. 양 층에 포함되는 감광물질과 수지 또는 기재를 동일하게 함으로써, 이후 노광, 에칭 등 공정에서 동일 방식으로 처리할 수 있어 원하는 돌출부를 용이하게 형성할 수 있다. 즉, 각 층의 성분이 동일하므로 노광시 굴절율이 동일하게 되어 서로 다른 층임에도 동일한 방식으로 처리가 가능하다.
또한, 상기 액상의 감광성 수지 조성물에 포함되는 수지와 상기 감광성수지필름, 바람직하게는 필름의 표면에 포함되는 수지는 동일한 것으로, 바람직하게는아크릴 수지일 수 있다. 동일한 종류의 수지를 포함함으로써, 수지간의 친화력으로 인해 균일한 감광성수지층을 형성할 수 있다. 균일한 감광성수지층을 형성함으로써, 노광 등의 후속 단계에서 빛의 굴절율 등이 동일하여 예상가능한 효과를 나타낼 수 있는 장점이 있다.
이 후, 제2감광성수지층 상에 돌출부 형성용 포토마스크(30)를 설치하고(D1) 자외선 등의 빛(50)으로 노광함으로써, 감광성 수지 중 미부식표면 상의 감광성 수지(25)를 경화시키고, 부식대상표면 상의 감광성 수지(27)는 경화되지 않도록 할 수 있다(D2).
노광 이후, 현상액으로 현상하여 부식대상표면 상의 감광성 수지(27)를 제거할 수 있다(E).
현상된 금속판을 에칭액으로 부식처리한 후(F1), 미부식표면 상의 감광성 수지를 제거하여 금속판 표면에 돌출부인 천정면(120)을 형성할 수 있다(F2). 이와 같은 방법으로 상기 천정면(120) 표면에 높이가 더 높은 돌출부인 천정면 리벳(125)을 형성하는 것이 가능하다.
그 결과 도 5의 (F2)에 도시된 형태의 서로 다른 높이의 돌출부가 표면에 형성된 금속판을 준비할 수 있다.
도 5의 설명에서 언급된 액상의 감광성 수지 조성물, 감광성수지필름, 돌출부 형성용 포토 마스크, 노광, 현상, 에칭액, 부식 등과 관하여 별도의 언급이 없는 한 도 4의 설명에서 언급한 것과 동일한 내용이 적용된다.
그 이후 도 6에 도시한 바와 같이, 도 5의 (F2)에 도시된 형태의 금속판(10)을 준비한 후(F), 액상의 감광성 수지 조성물(40)을 표면에 스프레이 등으로 도포한 후 건조하는 등의 방법으로 제1감광성수지층을 형성할 수 있다(G).
상기 제1감광성 수지층 표면에 감광성수지필름(20)을 로울러 등으로 압착하여 제2감광성수지층을 형성할 수 있다(H).
이 후, 제2감광성수지층 상에 돌출부 형성용 포토마스크(30)를 설치하고(I1), 빛(50)으로 노광함으로써, 감광성 수지 중 미부식표면 상의 감광성 수지(25)를 경화시키고, 부식대상표면 상의 감광성 수지(27)는 경화되지 않도록 할 수 있다(I2).
노광 이후, 현상액으로 현상하여 부식대상표면 상의 감광성 수지(27)를 제거할 수 있다(J). 현상된 금속판을 에칭액으로 부식처리한 후(K1), 미부식표면 상의 감광성 수지를 제거하여 금속판 표면에 돌출부인 모서리부(123), 측면리벳(135), 측면횡선(137)을 형성할 수 있다(K2).
그 결과 도 6의 K2에 도시된 형태의 돌출부가 표면에 형성된 금속판을 준비할 수 있다.
도 6의 설명에서 언급된 액상의 감광성 수지 조성물, 감광성수지필름, 돌출부 형성용 포토 마스크, 노광, 현상, 에칭액, 부식 등과 관하여 별도의 언급이 없는 한 도 5의 설명에서 언급한 것과 동일한 내용이 적용된다.
그 이후 도 7에 도시한 바와 같이, 도 6의 (K2)에 도시된 형태의 금속판(10)을 준비한 후(K2), 액상의 감광성 수지 조성물(40)을 표면에 스프레이 등으로 도포한 후 건조하는 등의 방법으로 제1감광성수지층을 형성할 수 있다(L).
이 후, 상기 제1감광성 수지층 표면에 감광성수지필름(20)을 로울러 등으로 압착하여 제2감광성수지층을 형성할 수 있다(M).
이 후, 제2감광성수지층 상에 돌출부 형성용 포토마스크(30)를 설치하고(N1), 빛(50)으로 노광함으로써, 미부식표면 상의 감광성 수지(25)를 경화시키고, 부식대상표면 상의 감광성 수지(27)는 경화되지 않도록 할 수 있다(N2).
노광 이후, 현상액으로 현상하여 부식대상표면 상의 감광성 수지(27)를 제거할 수 있다(O). 현상된 금속판을 에칭액으로 부식처리한 후(P1), 미부식표면상의 감광성 수지를 제거하여 금속판을 관통하는 관통부인 문(150)을 형성할 수 있다(P2).
그 결과 도 7의 P2에 도시된 형태의 관통부가 형성된 금속판을 준비할 수 있다. 이상의 방법에 의해 단일 설비로 돌출부와 관통부까지 형성하는 것이 가능한 장점이 있다.
도 7에는 일면을 부식하는 방법에 대해 기재되어 있으나, 이면에 대해서도 (L)~(P2)단계를 동일하게 동시에 실시하는 것이 가능하다. 이면에 대한 실시시 상기 (L)~(P2)단계 중 (L)단계와 (M)단계를 도 4의 (A1b)단계와 동일한 단계로 대체하는 것이 가능하다. 바람직하게는 금속판 이면에 감광성 수지 필름 또는 액상의 감광성 수지 조성물 중에서 선택된 하나 이상으로 감광성수지층을 형성할 수 있으며, 보다 바람직하게는 금속판 이면에 감광성 수지 필름으로 감광성수지층을 형성할 수 있다.
이와 같이 금속판 양면에 대해 부식이 가능하도록 함으로써, 짧은 시간 내에 효과적으로 관통부를 형성할 수 있다.
도 5, 도 6 및 도 7의 설명에서 언급된 액상의 감광성 수지 조성물, 감광성수지필름, 돌출부 형성용 포토 마스크, 노광, 현상, 에칭액, 부식 등과 관하여 별도의 언급이 없는 한 도 4의 설명에서 언급한 것과 동일한 내용이 적용된다. 다만, 관통부 형성시 부식시간은 15~45분이 바람직하고, 30분이 보다 바람직하며, 돌출부 형성시 부식시간은 1~10분이 바람직하며, 2분이 보다 바람직하다. 관통부 형성시 부식시간을 돌출부 형성에 비해 길게 함으로써, 관통부 형성이 용이하다.
그 결과 도 3에 도시된 돌출부가 형성된 금속판을 제조할 수 있다. 도 2에 도시된 금속판 중 철판이음부(127)는 측면(130) 형성시 동일 방법으로 동시에 형성하는 것이 가능하다.
그 결과 도 2에 도시된 형태의 화차 모형의 천정 및 측면 제조를 위한 금속판 가공이 가능하다.
또한, 도 4에서 설명한 방법과 동일한 방법으로 전면 리벳(145) 및 전면 횡선(147, 149)과 같은 돌출부를 금속판에 형성시켜, 도 1에 도시된 형태의 화차 전면부(140)와 후면부(전면부와 동일한 형상으로 도 1에 도시하지 않음)를 각각 제조할 수 있다. 바닥판용 금속판(미도시)은 세로 길이가 화차 전면부(140)의 폭과 동일하고, 가로 길이가 측면(130) 폭과 동일하도록 절단하여 직사각형 형태로 준비할 수 있다. 또한, 바퀴(160)와 축(165)이 연결된 형태의 바퀴부와 몸체 고정부(167)를 주물로 제작한 것을 준비할 수 있다.
도 2에 도시된 형태의 화차 천정 및 측면용 금속판을 도 1에 도시한 형태로 구부린 후, 전면부, 후면부 및 바닥판과 용접 등의 방법을 이용하여 조립한 후, 바퀴부와 몸체 고정부를 바닥판에 용접 등의 방법으로 고정할 수 있다. 그 결과 도 1에 도시된 형태의 화차 축소 모형을 제작할 수 있다.
이하에서는, 증기기관차 축소모형 제작용 금속판 가공을 실시예와 비교예로 들어 좀 더 상세하게 설명한다.
<실시예 1> 증기기관차 축소모형 제작용 금속판 가공
증기기관차에 포함되는 캡루프(cap roof)의 축소모형 제작를 위한 금속판을 하기 방법으로 가공하였다. 캡루프는 증기기관차의 석탄 공급을 위한 작업 장소의 지붕부분으로, 캡루프 제조용 금속판은 도 8에 도시된 형태를 갖는다. 도 8의 금속판은 금속판(10)에 리벳(170), 밴드(173), 홈형성돌출부(175)가 표면에 형성되고, 관통홈(180), 관통공(185), 절단부(190)와 같은 관통부, 및 연결부(195)가 형성된 형태이다. 상기 절단부(190)와 연결부(195)는 작업의 편의를 위해 실제 모형 제작시 작업의 편의를 위해 금속판에서 분리하여 사용할 수 있도록 형성된 것이다. 바람직하게는 하나의 금속판에 복수의 축소모형 제작용 금속판을 형성할 경우 연결부를 절단함으로써 개별 금속판을 용이하게 떼어내어 사용할 수 있다.
황동의 일 종인 황동 2종A로 이루어진 금속판을 준비한 후, 구리판 표면에 감광성 수지 필름{아크릴계 수지층 포함 필름, (주)코오롱(대한민국), DRY FILM}을 필름 압착용 롤러(섭씨 110도)로 압착하여 배치한 후, 필름 상부에 도 9에 도시된 형태의 돌출부(리벳) 형성용 필름형 포토 마스크를 설치하였다. 상기 포토마스크는 리벳 해당부(70)가 투명하고 그 이외 부분은 검은색으로 하여 폴리에스테르 필름 상에 필름출력기(Lux Setter 5600, 후지필름, 일본)로 프린트한 것이다. 그 후 UV램프를 광원으로, 80mW/cm2광량에서 20초간 노광하였다.
노광된 금속판에 섭씨 25도의 탄산나트륨용액(3부피%)을 5분간 분사하고, 물로 세척 후 건조하여 부식대상표면(리벳 부분을 제외한 부분) 상의 감광성 수지를 제거하였다.
이 후 섭씨 50도의 염화제이철용액(38부피%)을 1.2분간 분사하고, 물로 세척 후 건조하여 부식처리하였다. 이 후 섭씨 60도의 가성소다용액(3부피%)을 20분간 처리하여 미부식표면(리벳의 표면)에 잔류한 감광성 수지를 제거하였다. 그 결과 금속판 표면에 돌출부(리벳)를 형성하였다.
상기 돌출부(리벳)가 형성된 금속판 표면에 액상의 감광성 수지 조성물(아크릴계 수지 조성물, (주)신화에프씨, 대한민국)을 도포한 후 섭씨 20도에서 30분간 건조하여 제1감광성 수지층을 형성하였다.
건조된 제1감광성 수지층의 표면에 감광성 수지 필름(아크릴계 수지 함유 필름, KS-4840, (주)코오롱, 대한민국)을 필름 압착기(YH-6300DL, OTS사, 대한민국)로 압착하여 제2감광성 수지층을 형성한 후, 필름 상부에 도 10에 도시된 형태의 돌출부(밴드 및 홈형성돌출부) 형성용 필름형 포토 마스크를 설치하였다. 상기 포토마스크는 밴드 해당부(73)와 홈형성돌출부 해당부(75)가 투명하고 그 이외 부분은 검은색으로 하여 폴리에스테르 필름 상에 필름출력기(Lux Setter 5600, 후지필름, 일본)로 프린트한 것이다. 그 후 UV램프를 광원으로, 80mW/cm2광량에서 20초간 노광하였다.
노광된 금속판에 섭씨 25도의 탄산나트륨용액(3부피%)을 현상기에서 5분간 2kg/cm2 압력으로 분사하고, 물로 세척 후 건조하여 부식대상표면(밴드 및 개구 설치부분을 제외한 부분) 상의 감광성 수지를 제거하였다.
이 후 섭씨 50도의 염화제이철용액(38부피%)을 3kg/cm2압력으로 2분간 분사하고, 물로 세척 후 건조하여 부식처리하였다. 이 후 섭씨 60도의 가성소다용액(3부피%)에 20분간 침지하여 미부식표면(밴드 및 홈형성돌출부 표면)에 잔류한 감광성 수지를 제거하여 금속판 표면에 밴드 및 홈 형성 돌출부를 형성하였다.
밴드 및 홈형성돌출부가 형성된 금속판 표면에 액상의 감광성 수지 조성물{아크릴계 수지 함유 감광액, (주)신화에프씨, 대한민국}을 도포한 후 섭씨 20도에서 30분간 건조하여 제1감광성 수지층을 형성하였다.
건조된 제1감광성 수지층의 표면과 수지층이 형성되지 않은 금속판 이면에 각각 감광성 수지 필름{아크릴계 수지 함유 필름, 드라이필름레지스트, (주)코오롱}을 필름 압착기(YH-6300DL, OTS사, 대한민국)로 압착함으로써, 제1감광성수지층 표면에 제2감광성수지층을 형성하고 금속판 이면에 필름이 압착된 감광성수지층을 형성하였다. 그 후, 제2감광성수지층 상부에 도 11에 도시된 형태의 관통부 형성용 포토 마스크를 설치하였고, 금속판 이면의 감광성수지층 상부에도 동일한 형태의 포토 마스크를 원하는 형태의 관통부가 형성되도록 정열하여 설치하였다. 그 후 양면 모두 UV램프로 80mW/cm2 광량에서 20초간 노광하였다.
노광된 금속판을 섭씨 25도의 탄산나트륨용액(3부피%)을 2kg/cm2의 압력으로 5분간 분사하여 부식대상(관통홈, 관통공, 절단부) 표면 상의 감광성 수지를 제거하였다.
이 후 섭씨 50도의 염화제이철용액(38부피%)을 3kg/cm2 압력으로 30분간 양 면에 분사하고, 물로 세척 후 건조하여 부식처리하였다. 이 후 미부식표면(밴드 및 개구 설치부분의 표면)에 잔류한 감광성 수지를 섭씨 60도의 가성소다용액(3부피%)에 20분간 침지하여 제거함으로써, 금속판을 관통하는 관통부(관통홈, 관통공, 절단부)를 형성하였다. 그 결과를 도 12에 나타내었다.
도 12에서 보는 바와 같이, 도 8에 도시된 형태의 금속판이 가공되었으며, 상기 금속판은 리벳(지름 0.7mm), 밴드(폭 1.3mm) 및 홈(폭 0.1mm) 등이 명확하게 형성되었음을 확인할 수 있다.
<비교예 1> 액상 감광성 수지 조성물을 이용한 증기기관차 캡루프(cap roof) 축소모형 제작용 금속판 가공
돌출부(밴드 및 홈형성돌출부) 및 관통부 형성시 각각 건조된 감광성 수지층의 표면에 감광성 수지 필름(아크릴수지 함유 필름, 드라이필름레지스트, (주)코오롱)을 필름 압착기(YH-6300DL, OTS사, 대한민국)로 압착하여 제2감광성 수지층을 형성하는 과정을 생략한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
그 결과를 도 13과 도 14에 나타내었다. 도 14는 도 13의 원 부분의 BB'단면을 도시한 도이다. 도 13과 도 14에서 보는 바와 같이 가장 높이가 높은 돌출부인 리벳이 소실되어 움푹 파인 홈(177)이 형성됨을 알 수 있다.
에칭을 위해 액상의 감광성 수지를 사용하는 방법의 경우 2 이상의 높이차를 갖는 돌출부를 형성하고자 할 경우 높이가 가장 높은 돌출부의 형성이 용이하지 않은 문제가 있는 것이다. 반복된 에칭과정에서 금속판 표면에 가장 높이가 높은 돌출부가 소실되는 경우가 자주 발생하여 다양한 높이를 갖는 돌출부의 형성이 어렵다.
<비교예 2> 감광성 수지 필름을 이용한 증기기관차 캡루프(cap roof) 축소모형 제작용 금속판 가공
돌출부(밴드 및 홈형성돌출부) 및 관통부 형성시 각각 금속판 표면에 액상의 감광성 수지 조성물을 도포한 후 건조하여 제1감광성 수지층을 형성한 후, 건조된 감광성 수지층의 표면에 감광성 수지 필름을 압착하여 제2감광성 수지칭을 형성하는 대신, 금속판 표면에 감광성 수지 필름을 필름 압착기로 직접 압착하여 감광성수지층을 형성한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
그 결과를 도 15에 나타내었다. 도 16은 도 15의 원부분의 CC'단면을 도시한 도이다. 도 15와 도 16에서 보는 바와 같이 돌출부 중 높이가 낮은 돌출부인 밴드부분의 측면이 깊게 파여 골(197)이 생겨 원하는 밴드의 형태를 구현하기 어려움을 알 수 있다.
에칭을 위해 감광성 수지 필름을 사용하는 방법의 경우 2 이상의 높이차를 갖는 돌출부를 형성하고자 할 경우 높이가 가장 낮은 돌출부의 형성이 용이하지 않은 문제가 있는 것이다.
이와 같은 결과로부터 본원 발명의 가공방법에 의해 금속판 표면에 다양한 높이를 갖는 돌출부를 용이하게 표현할 수 있음을 알 수 있다.
10: 금속판 20: 감광성수지필름
25: 미부식표면상 감광성수지 27: 부식대상표면상 감광성수지
30:돌출부형성용 포토마스크 33: 지지부
37: 광차폐부 40: 액상 감광성수지 조성물
50: 빛 70: 리벳 해당부
73: 밴드 해당부 75: 홈형성돌출부 해당부
80: 관통홈 해당부 85: 관통공 해당부
90: 절단부 해당부 100: 화차 축소모형
120: 천정면 123: 모서리부
125: 천정면 리벳 127: 금속판 이음부
130: 측면 135: 측면 리벳
137: 측면횡선 140: 전면
145: 전면 리벳 147, 149: 전면 횡선
150: 문 160: 바퀴
165: 축 167: 바퀴부와 몸체 고정부
170: 리벳 173: 밴드
175: 홈형성 돌출부 177: 홈
180: 관통홈 185: 관통공
190: 절단부 195: 연결부

Claims (23)

  1. (A) 금속판을 준비하는 단계;
    (B) 상기 (A)단계에서 준비된 금속판 표면에 액상의 감광성 수지 조성물로 제1감광성수지층을 형성하는 단계;
    (C) 상기 (B)단계에서 형성된 제1감광성수지층의 표면에 감광성 수지 필름으로 제2감광성수지층을 형성하는 단계;
    (D) 상기 (C)단계의 제2감광성수지층 상에 돌출부 형성용 포토 마스크를 설치하고 노광하는 단계;
    (E) 상기 (D)단계의 노광된 금속판을 현상하여 부식대상 표면 상의 감광성 수지를 제거하는 현상단계; 및
    (F) 상기 (E)단계에서 현상된 금속판을 에칭액으로 부식처리한 후 미부식표면 상의 감광성 수지를 제거하여 금속판 표면에 돌출부를 형성하는 단계를 포함하는 축소모형 제작용 금속판 가공방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 금속판은 철, 구리, 황동, 인청동, 백동, 베릴륨동, 스텐레스스틸 또는 니켈 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 합금으로 이루어진 금속판인 축소모형 제작용 금속판 가공방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 돌출부는 표면 폭이 0.1~5mm인 축소모형 제작용 금속판 가공방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (B)단계의 액상의 감광성 수지 조성물은 감광제 및 수지 또는 기재를 포함하는 액상 조성물인 축소모형 제작용 금속판 가공방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 감광제는 은염, 중크롬산염, 디아조화합물(diazo compound), 아지드 화합물 또는 철염 중에서 선택된 하나 이상인 축소모형 제작용 금속판 가공방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 수지 또는 기재는 페놀수지, 에폭시수지, 아크릴수지, 메타크릴 수지, 폴리이미드, 폴리우레아, 폴리비닐알콜, 젤라틴 또는 아교 중에서 선택된 하나 이상인 축소모형 제작용 금속판 가공방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 조성물은 용제로 암모니아수, 메틸에틸케톤 또는 알코올 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 축소모형 제작용 금속판 가공방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 (C)단계의 감광성 수지 필름은 지지필름 및 상기 지지필름에 적층된 감광성 수지조성물층을 포함하는 것인 축소모형 제작용 금속판 가공방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 감광성 수지조성물층의 수지조성물은 액상의 감광성 수지 조성물 중 수지조성물과 동일한 것인 축소모형 제작용 금속판 가공방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 (D)단계에서 노광은 자외선 또는 태양광 중에서 선택된 하나 이상 으로, 노광량 10~500mW/cm2으로, 1~500초간 실시하는 것인 축소모형 제작용 금속판 가공방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 (E)단계에서 현상은 알카리 용액으로 실시하는 것인 축소모형 제작용 금속판 가공방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 (F)단계에서 에칭액은 염화제2철용액인 축소모형 제작용 금속판 가공방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 (A)단계의 금속판은 표면에 형성된 돌출부를 포함하는 축소모형 제작용 금속판 가공방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 (A)단계의 금속판 표면에 형성된 돌출부는 상기 (F)단계에서 형성된 돌출부보다 높이가 높은 축소모형 제작용 금속판 가공방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 (F)단계에서 형성된 돌출부는 표면에 상기 (A)단계의 금속판 표면에 형성된 돌출부가 돌출된 것인 축소모형 제작용 금속판 가공방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 돌출부는 표면 폭이 0.1~5mm인 축소모형 제작용 금속판 가공방법.
  17. 제13항에 있어서, 상기 (A)단계의 금속판 표면에 형성된 돌출부는
    (A1) 금속판 표면에 감광성 수지 필름 또는 액상의 감광성 수지 조성물 중에서 선택된 하나 이상으로 감광성수지층을 형성하는 단계;
    (A2) 상기 (A1)단계의 감광성수지층 상에 돌출부 형성용 포토 마스크를 설치하고 노광하는 단계;
    (A3) 상기 (A2)단계의 노광된 금속판을 현상하여 부식대상표면 상의 감광성 수지를 제거하는 현상단계; 및
    (A4) 상기 (A3)단계에서 현상된 금속판을 에칭액으로 부식처리한 후 미부식표면 상의 감광성 수지를 제거하여 금속판 표면에 돌출부를 형성하는 단계를 포함하는 돌출부 형성방법에 의해 형성된 것인 축소모형 제작용 금속판 가공방법.
  18. 제1항에 있어서,
    (G) 상기 (F)단계에서 돌출부가 형성된 금속판 표면에 액상의 감광성 수지 조성물로 제1감광성수지층을 형성하는 단계;
    (H) 상기 (G)단계에서 형성된 감광성 수지층의 표면에 감광성 수지 필름으로 제2감광성수지층을 형성하는 단계;
    (I) 상기 (H)단계의 제2감광성수지층 상에 상기 (F)단계에서 형성된 돌출부 보다 낮은 높이의 돌출부 형성용 포토 마스크를 설치하고 노광하는 단계;
    (J) 상기 (I)단계의 노광된 금속판을 현상하여 부식대상면의 감광성 수지를 제거하는 단계; 및
    (K) 상기 (J)단계에서 현상된 금속판을 에칭액으로 부식처리한 후 미부식 표면 상의 감광성 수지를 제거하여 금속판 표면에 상기 (F)단계에서 형성된 돌출부 보다 낮은 높이의 돌출부를 형성하는 단계를 더 포함하는 축소모형 제작용 금속판 가공방법.
  19. 제18항에 있어서, 최종 돌출부 형성 이후 금속판을 관통하는 관통부를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 축소모형 제작용 금속판 가공방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 관통부는
    (L) 상기 최종 단계 완료된 금속판 표면에 액상의 감광성 수지 조성물로 제1감광성수지층을 형성하는 단계;
    (M) 상기 (L)단계에서 형성된 감광성 수지층의 표면에 감광성 수지 필름으로 제2감광성수지층을 형성하는 단계;
    (N) 상기 (M)단계의 제2감광성수지층 상에 관통부 형성용 포토 마스크를 설치하고 노광하는 단계;
    (O) 상기 (N)단계의 노광된 금속판을 현상하여 부식대상면의 감광성 수지를 제거하는 단계; 및
    (P) 상기 (O)단계에서 현상된 금속판을 에칭액으로 부식처리한 후 미부식표면상의 감광성 수지를 제거하여 금속판을 관통하는 관통부를 형성하는 단계를 더 포함하는 축소모형 제작용 금속판 가공방법.
  21. 삭제
  22. 축소모형을 제작하는 방법에 있어서,
    제1항 내지 제20항 중 어느 한 항의 방법에 의해 가공된 금속판을 구부리는 단계; 및
    상기 구부러진 금속판을 조립하는 단계를 포함하는 축소모형 제작방법.
  23. 삭제
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105887086A (zh) * 2016-06-07 2016-08-24 共青城超群科技协同创新股份有限公司 锚型三维立体蚀刻方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107496023A (zh) * 2017-08-29 2017-12-22 李明守 一种热凝止血手术剪
CN107595379A (zh) * 2017-08-29 2018-01-19 李明守 一种内置加热单元的手术刀

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000176896A (ja) * 1998-12-09 2000-06-27 Printing Bureau Ministry Of Finance Japan 抜き型の製造方法および抜き型

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1066300A (zh) * 1991-04-30 1992-11-18 陈嫣徽 表面具凸粒之金属片之制法
KR0175012B1 (ko) * 1995-09-13 1999-02-18 김광호 초경강판재의 패턴 형성 방법
KR20010028558A (ko) * 1999-09-22 2001-04-06 윤종용 단차 있는 하부막 위에 대한 포토레지스트막 도포 방법
KR20030070640A (ko) * 2002-02-26 2003-09-02 박희순 금속문양판의 제조방법
KR20040079519A (ko) * 2003-03-07 2004-09-16 이대훈 금속 박판을 이용한 모형물 조립판의 제작방법
KR100598378B1 (ko) * 2004-11-30 2006-07-07 안청일 알루미늄 또는 알루미늄합금에 무늬를 형성하는 방법 및이에 의해 제작된 알루미늄 또는 알루미늄합금 제품
CN101923283B (zh) * 2009-06-09 2012-01-25 清华大学 纳米压印抗蚀剂及采用该纳米压印抗蚀剂的纳米压印方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000176896A (ja) * 1998-12-09 2000-06-27 Printing Bureau Ministry Of Finance Japan 抜き型の製造方法および抜き型

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105887086A (zh) * 2016-06-07 2016-08-24 共青城超群科技协同创新股份有限公司 锚型三维立体蚀刻方法

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