KR101540767B1 - 금속판 에칭방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속판 에칭방법에 관한 것으로, 이의 공정은,
1) 금속판 표면에 감광액을 도포하는 단계; 2) 상기 금속판에 도포된 감광액상에 빛을 차단하는 패턴이 형성된 필름을 부착시키는 단계; 3) 필름에 광원을 공급하여 공급된 광원이 패턴이 없는 부분을 통해 감광액에 도달되게 하여 노광된 감광액을 경화시키는 단계; 4) 감광액 경화 후 필름을 제거하는 단계; 5) 필름을 제거한 후 금속판에 도포된 감광액을 세척하여 금속판상에 경화된 감광제만 남게 하는 단계; 6) 금속판을 가열하여 금속판상에 경화된 감광제를 정착시키는 단계; 7) 감광제가 정착된 금속판을 부식제에 침지시켜 감광제에 의해 폐쇄된 부분을 제외한 노출된 금속판을 1차 에칭시키는 단계; 8) 금속판 1차 에칭 후 감광제 하부에 위치하여 비에칭부의 측면 둘레에 점성액을 도포하는 단계; 9) 점성액에 첨가제를 공급하여 부착시키는 단계; 10) 첨가제가 부착된 금속판을 가열하여 첨가제를 고온 부착시키는 단계; 11) 금속판을 냉각시켜 첨가제를 비에칭부의 측면 둘레에 고착시키는 단계; 12) 첨가제가 부착된 금속판을 다시 부식제에 침치시켜 노출된 금속판을 반복 에칭시키는 2차 에칭단계: 및 13) 2차 에칭공정 후, 8)단계∼12)단계를 반복하여 금속판을 복수 차 에칭시키는 단계를 포함하고, 이 과정에서 첨가제가 고착되는 비에칭부의 측면이 깊이 형성될수록 다단식으로 넓어지는 것을 특징이다.

Description

금속판 에칭방법 {Non-ferrous metal etching method}

본 발명은 구리에 아연이 함유된 황동판, 황동 성분을 포함한 금속판, 또는 동판을 에칭하는 방법에 관한 것으로, 특히 아연이 함유되어 경도와 강도가 증가한 황동판 또는 금속판을 깊게 에칭하기 위해 반복적으로 에칭 공정을 수행할 때마다 비에칭부와 에칭부의 경계인 비에칭부의 측면 둘레에 점성액을 도포하고 이 점성액에 분말형태의 첨가제를 공급한 후 고온 고착시켜, 에칭이 반복 진행될수록 첨가제와 점성액이 고착되는 비에칭부의 측면 둘레가 점차 넓어지면서 다단식으로 깊이 형성되게 하여, 종래에 에칭 공정이 반복적으로 진행될 때 비에칭부의 측면 둘레가 부식제로부터 보호되지 않아 사방이 오목하게 부식되어 절단되는 문제점을 해결할 수 있도록 하는 금속판 에칭방법에 관한 것이다.

금속의 에칭은 금속판을 부식제에 넣고 부식제에 노출된 부분만 일정 깊이로 부식시켜 노출되지 않아 부식되지 않은 부분을 필요한 용도로 사용토록 하는 일종의 표면처리 공정이다.

예컨대, 프린트 기판을 만드는 경우, 전체 면에 동박(銅箔)이 붙여진 기판을 준비하고, 동박의 필요 부분에 부식을 막기 위하여 마스킹(피복작업) 처리를 한 다음 이 기판을 염화제2철과 같은 부식제에 넣고 노출된 불필요한 동박 부분을 부식 제거하여 프린트 기판을 제조하는 것이다.

이러한 에칭공정에 사용되는 금속으로는 부식제에 비교적 잘 녹는 동(銅)과 같은 연질의 비철금속류를 주로 사용하게 되는데, 최근에는 아연이 함유된 황동의 경우도 에칭금속으로 사용한다.

황동은 산업 현장에서 신주(眞鍮)라고 일컬어지는데, 주성분 구리(Cu)에 아연(Zn)이 함유된 동합금으로, 아연의 함유량에 따라 전성과 연성, 강도, 내마모성, 색깔 등의 특성이 달라진다. 즉, 아연의 함유량이 증가할수록 강도와 경도가 커지고, 색깔은 붉은색에서 황색으로 변하며 소량의 납을 가하면 더욱 금과 같은 색이 되므로 금 대용으로 사용되는 금단추·휘장(徽章)·불단(佛壇) 등의 장식품, 전구 소켓, 스프링, 전기 기구, 인쇄용 등 다양한 공업 재료로 사용된다.

이러한 황동의 경우도 부식제를 이용하여 표면의 불필요한 부분을 부식 제거하여 여러 가지 용도로 사용되는데, 황동은 연한 재질을 갖는 구리와는 달리 아연이 함유되어 강도와 경도가 강하기 때문에 쉽게 부식되지 않아 주로 부식성이 강한 염화제2철용액을 부식제로 사용하게 된다. 참고로 구리의 부식제는 구리가 연질이므로 염화제2철용액의 강한 부식성을 완화시키는 별도의 첨가제를 혼합한 용액을 사용하게 된다.

종래 비철금속의 에칭방법으로는 공개특허 10-2009-0125595호를 포함하여 많은 에칭방법들이 제시되고 있다. 이들은 부식제로 염화제2철용액을 사용하고 있다. 특히 황동과 같이 강도와 경도가 강하면서도 두꺼운 비철금속은 염화제2철용액과 같이 강한 부식제를 사용하더라도 한 번의 에칭공정으로 부식을 원하는 깊은 곳까지 수행할 수 없으므로 두꺼운 비철금속판을 염화제2철용액에 여러 번 침지시켜 에칭공정을 다단식으로 반복 수행하여 원하는 깊은 위치까지 부식시켜야 한다.

그런데, 종래 기술과 같이 염화제2철용액을 부식제로 사용하여 강도와 경도가 강한 비철금속을 다단식으로 반복 에칭하게 되면, 도 1의 (a)(b)(c)와 같이 에칭 공정이 반복적으로 진행될수록 비에칭부(A)와 에칭부(B)의 경계인 비에칭부의 사방 측면(C)이 수직면 이상의 내측으로 삽입된 상태로 부식되어, 비에칭부(A)의 하부는 상부보다 면적이 축소되어 강도가 견고하지 못하게 되고, 특히 처음부터 비에칭부(A)의 면적이 협소할 경우에는 에칭 공정이 다단식으로 반복 진행되면 하부는 사방이 점차 오목하게 부식되어 결국 절단되는 문제가 있었다.

이와 같이 에칭공정이 반복적으로 수행될 때 비에칭부(A)의 하부가 오목하게 부식되는 현상은 비단 염화제2철용액 뿐만 아니라 여타 다른 부식제를 사용하더라도 발생할 수 있다.

따라서, 에칭공정이 다단식으로 반복 수행될 때 비에칭부(A)의 사방 하부가 점차 오목하게 부식되지 않는 에칭방법이 요구되고 있다.

이에, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 에칭방법의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 경도와 강도가 강한 금속판을 깊게 에칭하기 위해 반복적으로 에칭 공정을 수행할 때마다 비에칭부와 에칭부의 경계인 비에칭부의 측면 둘레에 점성액을 도포하고 이 점성액에 분말형태의 첨가제를 공급한 후 고온 고착시켜, 에칭이 반복 진행될수록 첨가제와 점성액이 고착되는 비에칭부의 측면 둘레가 점차 넓어지면서 다단식으로 깊이 형성되게 하여 종래에 에칭 공정이 반복적으로 진행될 때 비에칭부의 측면 둘레가 부식제로부터 보호되지 않아 사방이 오목하게 부식되는 문제점을 해결할 수 있도록 하는 금속판 에칭방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 금속판 에칭방법은,

1) 금속판 표면에 감광액을 도포하는 단계;

2) 상기 금속판에 도포된 감광액상에 빛을 차단하는 패턴이 형성된 필름을 부착시키는 단계;

3) 상기 필름에 광원을 공급하여 공급된 광원이 패턴이 없는 부분을 통해 감광액에 도달되게 하여 노광된 감광액을 경화시키는 단계;

4) 감광액 경화 후 상기 필름을 제거하는 단계;

5) 상기 필름을 제거한 후 금속판에 도포된 감광액을 세척하여 금속판상에 경화된 감광제만 남게 하는 단계;

6) 상기 금속판을 가열하여 금속판상에 경화된 감광제를 정착시키는 단계;

7) 감광제가 정착된 금속판을 부식제에 침지시켜 감광제에 의해 폐쇄된 부분을 제외한 노출된 금속판을 1차 에칭시키는 단계;

8) 금속판 1차 에칭 후 감광제 하부에 위치하여 에칭되지 않는 비에칭부와 에칭부의 경계인 비에칭부의 측면 둘레에 점성액을 도포하는 단계;

9) 상기 점성액에 첨가제를 공급하여 부착시키는 단계;

10) 상기 첨가제가 부착된 금속판을 가열하여 첨가제와 점성액을 고온 부착시키는 단계; 및

11) 상기 금속판을 냉각시켜 첨가제를 비에칭부의 측면 둘레에 고착시키는 단계;를 포함하고,

12) 상기 첨가제가 부착된 금속판을 다시 부식제에 침치시켜 감광제 및 첨가제에 의해 폐쇄된 부분을 제외한 노출된 금속판을 반복 에칭시키는 단계(2차 에칭단계):를 포함한다.

본 발명에 따른 다른 실시예의 금속판 에칭방법은,

1) 금속판 표면에 감광액을 도포하는 단계;

2) 상기 금속판에 도포된 감광액상에 빛을 차단하는 패턴이 형성된 필름을 부착시키는 단계;

3) 상기 필름에 광원을 공급하여 공급된 광원이 패턴이 없는 부분을 통해 감광액에 도달되게 하여 노광된 감광액을 경화시키는 단계;

4) 감광액 경화 후 상기 필름을 제거하는 단계;

5) 상기 필름을 제거한 후 금속판에 도포된 감광액을 세척하여 금속판상에 경화된 감광제만 남게 하는 단계;

6) 상기 금속판을 가열하여 금속판상에 경화된 감광제를 정착시키는 단계;

7) 감광제가 정착된 금속판을 부식제에 침지시켜 감광제에 의해 폐쇄된 부분을 제외한 노출된 금속판을 1차 에칭시키는 단계;

8) 금속판 1차 에칭 후 감광제 하부에 위치하여 에칭되지 않는 비에칭부와 에칭부의 경계인 비에칭부의 측면 둘레에 점성액을 도포하는 단계;

9) 상기 점성액에 첨가제를 공급하여 부착시키는 단계;

10) 상기 첨가제가 부착된 금속판을 가열하여 첨가제와 점성액을 고온 부착시키는 단계; 및

11) 상기 금속판을 냉각시켜 첨가제를 비에칭부의 측면 둘레에 고착시키는 단계;

12) 상기 첨가제가 부착된 금속판을 다시 부식제에 침치시켜 감광제 및 첨가제에 의해 폐쇄된 부분을 제외한 노출된 금속판을 반복 에칭시키는 단계(2차 에칭단계): 및

13) 상기 2차 에칭공정 후, 8)단계∼12)단계를 반복하여 금속판을 복수 차 에칭시키는 단계를 포함하고, 이 과정에서 첨가제가 고착되는 비에칭부의 측면이 깊이 형성될수록 다단식으로 넓어지는 것을 특징이다.

본 발명의 에칭공정에 사용되는 금속판은 황동판, 황동을 포함한 비철금속판, 또는 동판 중에서 선택될 수 있다.

본 발명의 에칭공정에 사용되는 점성액은 인쇄용 잉크이다.

본 발명의 에칭공정에 사용되는 첨가제는 송진분말 50∼80중량%, 백자토분말 10∼30중량%, 백토분말 5∼20중량%를 포함하는 분말첨가제이다.

본 발명의 금속판 가열은 150∼200℃에서 30∼60초 가열한다.

이상과 같은 본 발명의 에칭방법은 에칭공정이 단계별로 진행될 때마다 비에칭부의 측면에 분말첨가제를 고온고착시켜 이 고착된 첨가제가 비에칭부의 측면을 형성하여, 에칭이 반복 진행될수록 비에칭부의 측면 둘레가 점차 넓어지면서 비에칭부의 측면을 보호하게 된다.

따라서, 에칭이 진행되면 될수록 비에칭부의 측면은 상부보다 하부가 더 넓어져 마치 피라미드형상과 같이 되어 필요한 비에칭부를 견고하게 보호할 수 있는 장점을 가진다.

도 1의 (a)(b)(c)는 종래 에칭방법에 관한 것으로, 황동판을 부식제에 반복적으로 부식시켰을 때 에칭부가 오목하게 부식되는 것을 보인 개념도
도 2는 본 발명에 따른 광원을 필름에 공급하는 에칭공정을 개념도
도 3은 도 2의 공정 이후 금속판에 감광액이 경화된 상태를 보인 개념도
도 4의 (a)(b)(c)(d)(e)는 본 발명에 따른 에칭방법을 순차적으로 도시한 개념도
도 5는 본 발명에 의해 에칭된 부분을 확대한 상세도
도 6은 본 발명에 따른 일 실시예의 에칭 순서도
도 7은 본 발명에 따른 다른 실시예의 에칭 순서도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 금속판 에칭방법을 상세히 설명한다.

본 발명은 강도와 경도가 강한 금속판을 반복적으로 에칭할 때 비에칭부의 측면 사방이 에칭이 진행될수록 점차 단계적으로 넓어져 비에칭부의 측면을 견고하게 보호할 수 있도록 하는 것으로, 그 금속판 에칭방법은,

1) 금속판(1) 표면에 감광액(2)을 도포하는 단계;

2) 상기 금속판(1)에 도포된 감광액(2)에 빛을 차단하는 패턴(3a)이 형성된 필름(3)을 부착시키는 단계;

3) 상기 필름(3)에 광원을 공급하여 공급된 광원이 패턴(3a)이 없는 부분을 통해 감광액(2)에 도달되게 하여 노광된 감광액(2)을 경화시키는 단계;

4) 감광액(2) 경화 후 상기 필름(3)을 제거하는 단계;

5) 상기 필름(3)을 제거한 후 금속판(1)에 도포된 감광액(2)을 세척하여 금속판(1)상에 경화된 감광제(4)만 남게 하는 단계;

6) 상기 금속판(1)을 가열하여 금속판(1)상에 경화된 감광제(4)를 정착시키는 단계;

7) 감광제(4)가 정착된 금속판(1)을 부식제에 침지시켜 감광제(4)에 의해 폐쇄된 부분을 제외한 노출된 금속판(1)을 1차 에칭시키는 단계;

8) 금속판(1) 1차 에칭 후 감광제(4) 하부에 위치하여 에칭되지 않는 비에칭부(5)와 에칭부(6)의 경계인 비에칭부(5)의 측면(5a) 둘레에 점성액을 도포하는 단계;

9) 상기 점성액에 첨가제(7)를 공급하여 부착시키는 단계;

10) 상기 첨가제(7)가 부착된 금속판(1)을 가열하여 첨가제(7)와 점성액을 고온 부착시키는 단계; 및

11) 상기 금속판(1)을 냉각시켜 첨가제(7)를 비에칭부(5)의 측면(5a) 둘레에 고착시키는 단계;를 포함하고,

12) 상기 첨가제(7)가 부착된 금속판(1)을 다시 부식제에 침치시켜 감광제(4) 및 첨가제(7)에 의해 폐쇄된 부분을 제외한 노출된 금속판(1)을 반복 에칭시키는 단계(2차 에칭단계):를 포함한다.

본 발명에 따른 다른 실시예의 금속판 에칭방법은,

1) 금속판(1) 표면에 감광액(2)을 도포하는 단계;

2) 상기 금속판(1)에 도포된 감광액(2)상에 빛을 차단하는 패턴(3a)이 형성된 필름(3)을 부착시키는 단계;

3) 상기 필름(3)에 광원을 공급하여 공급된 광원이 패턴(3a)이 없는 부분을 통해 감광액(2)에 도달되게 하여 노광된 감광액(2)을 경화시키는 단계;

4) 감광액(2) 경화 후 상기 필름(3)을 제거하는 단계;

5) 상기 필름(3)을 제거한 후 금속판(1)에 도포된 감광액(2)을 세척하여 금속판(1)상에 경화된 감광제(4)만 남게 하는 단계;

6) 상기 금속판(1)을 가열하여 금속판(1)상에 경화된 감광제(4)를 정착시키는 단계;

7) 감광제(4)가 정착된 금속판(1)을 부식제에 침지시켜 감광제(4)에 의해 폐쇄된 부분을 제외한 노출된 금속판(1)을 1차 에칭시키는 단계;

8) 금속판(1) 1차 에칭 후 감광제(4) 하부에 위치하여 에칭되지 않는 비에칭부(5)와 에칭부(6)의 경계인 비에칭부(5)의 측면(5a) 둘레에 점성액을 도포하는 단계;

9) 상기 점성액에 첨가제(7)를 공급하여 부착시키는 단계;

10) 상기 첨가제(7)가 부착된 금속판(1)을 가열하여 첨가제(7)와 점성액을 고온 부착시키는 단계; 및

11) 상기 금속판(1)을 냉각시켜 첨가제(7)를 비에칭부(5)의 측면(5a) 둘레에 고착시키는 단계;

12) 상기 첨가제(7)가 부착된 금속판(1)을 다시 부식제에 침치시켜 감광제(4) 및 첨가제(7)에 의해 폐쇄된 부분을 제외한 노출된 금속판(1)을 반복 에칭시키는 단계(2차 에칭단계): 및

13) 상기 2차 에칭공정 후, 8)단계∼12)단계를 반복하여 금속판(1)을 복수 차 에칭시키는 단계를 포함하고, 이 과정에서 첨가제(7)가 고착되는 비에칭부(5)의 측면(5a)이 깊이 형성될수록 다단식으로 넓어지는 것을 특징으로 한다.

상기 1)단계는 도 2와 같이 에칭 대상이 되는 금속판(1)의 표면에 감광액(2)을 도포하는 단계이다. 여기서, 본 발명의 에칭공정에 사용되는 상기 금속판(1)은 황동판, 황동을 포함한 비철금속판(1) 또는 동판 중에서 선택될 수 있다. 또한 본 발명의 에칭공정에 사용되는 상기 금속판(1)은 황동판, 동판을 제외한 적용가능한 철금속판(1) 및 비철금속판(1)을 사용할 수도 있다.

특히, 황동판은 아연이 함유되어 있어 비철금속류 중에서 강도와 경도가 강하기 때문에 다용도로 널리 사용되고, 강한 강도와 경도로 인하여 에칭 공정시 염화제2철용액으로 반복적으로 부식시켜야 하므로 본 발명에 적합하다. 물론 본 발명의 부식제는 염화제2철용액으로 한정되는 것은 아니다. 즉 본 발명은 염화제2철용액을 포함한 다른 부식제를 이용하여 철금속판(1) 또는 비철금속판(1)을 반복적으로 부식시킬 수 있고, 이 과정에서 비에칭부(5)의 측면(5a)에 첨가제(7)를 고온 고착시켜 에칭 완료 후 비에칭부(5)의 측면(5a)이 하부로 갈수록 더 넓어지게 보호할 수 있다.

본 발명에 사용되는 감광액(2)은 공지의 것을 사용하며, 바람직하게는 PVA광감액을 사용한다. 상기 PVA감광액(2)을 금속판(1)의 표면에 균일하게 도포하여 이후 공정에 사용되는 필름(3)을 부착할 준비를 완료한다. 상기 감광액(2)은 빛에 노출되면 경화되는 특징이 있어, 관련 산업분야에서 널리 사용되고 있으므로 더 자세한 설명은 생략한다.

상기 2)단계는 도 2와 같이 금속판(1)에 도포된 감광액(2)상에 빛을 차단하는 패턴(3a)이 형성된 필름(3)을 부착시키는 공정이다. 상기 필름(3)은 패턴(3a)이 형성된 부분은 빛이 통과하지 않고 패턴(3a)이 형성되지 않은 부분은 빛이 통과하여 빛이 감광액(2)에 도달하게 한다. 빛이 통과하지 않은 부분과 대응되는 금속판(1)의 일정 부분은 부식이 진행되고, 빛이 통과한 부분과 대응되는 금속판(1)의 나머지 면적은 필요한 부분이 되어 부식이 진행되지 않는다. 따라서 상기 필름(3)에 형성된 패턴(3a)은 부식되는 부분에 해당하므로 사용자의 목적에 따라 다양하게 형성할 수 있다.

상기 필름(3)은 투명한 재질에 빛을 투과하지 않은 물질을 코팅하거나 부착하여 형성할 수 있다.

상기 3)단계는 도 2와 같이 감광액(2)상에 부착된 필름(3)에 광원을 공급하여 공급된 광원이 패턴(3a)이 없는 부분을 통과하여 감광액(2)에 도달하게 하는 공정이다. 상기 필름(3)에 공급되는 광원은 관련분야에서 널리 사용되고 있는 UV램프를 사용한다. 본 발명에서는 상기 UV램프의 빛을 필름(3)에 약 3∼10분간 공급한다. 3분 이하로 빛을 공급하게 되면 감광액(2)이 충분히 경화되지 않아 이후 세척과정에서 경화된 감광제(4)가 세척될 수 있고, 10분 이상 빛을 공급하게 되면 불필요한 시간낭비를 초래하게 된다. 상기 UV램프에서 발생되는 빛이 필름(3)에 공급되어 패턴(3a)이 형성되지 않은 투명부분을 통과하여 금속판(1)에 도포된 감광액(2)에 조사되어 감광액(2)을 경화시키게 된다.

따라서, 감광액(2)은 공급되는 빛에 노출되는 부분은 견고하게 경화되고, 빛에 노출되지 않는 부분은 도포된 액상의 상태를 그대로 유지하게 된다.

상기 4)단계는 감광액(2) 경화 후 상기 필름(3)을 제거하는 공정으로, 금속판(1)에 부착된 필름(3)을 단순히 제거하면 된다.

상기 5단계는 도 2의 상기 필름(3)을 제거한 후 금속판(1)에 도포된 감광액(2)을 세척하여 도 3과 같이 금속판(1)상에 경화된 감광제(4)만 남게 하는 공정이다. 상기 감광액(2) 세척은 물을 사용한다. 즉, 금속판(1)을 물속에 넣거나 또는 금속판(1)에 물을 공급하여 액상의 감광액(2)을 세척하게 된다. 이때 UV램프의 빛에 노광되어 경화된 감광제(4)는 세척되지 않고 경화된 상태를 유지하게 된다. 본 발명에서는 상기 액상의 감광액(2)이 경화되는 것을 감광제(4)라고 정의한다.

상기 6)단계는 감광제(4)가 경화된 금속판(1)을 가열하여 금속판(1)상에 경화된 감광제(4)를 정착시키는 공정이다. 이 단계는 UV램프의 빛을 공급받아 금속판(1)에 경화된 감광제(4)는 세척과정에서 세척되지 않을 정도로 경화되어 있으나 그 경화상태가 아직 견고하지 않아 이후 에칭 공정에서 손상될 수 있으므로 경화된 감광제(4)에 열을 공급하여 정착시키는 공정이다. 상기 금속판(1)의 가열은 약 200∼230℃ 상태에서 5분 이하 동안, 바람직하게는 3분정도 가열한다. 금속판(1)의 가열은 전기에 의한 히터장치 또는 가스불을 이용하여 가열할 수 있다.

이와 같이 금속판(1)에 열을 공급하면, 상기 금속판(1)상에 경화된 감광제(4)는 견고하게 정착되어 이후 에칭 공정에서 그가 위치한 면적에 해당하는 금속판(1)의 일정 부분을 부식제로부터 차단하여 부식이 발생하지 않도록 한다.

상기 7)단계는 감광제(4)가 정착된 금속판(1)을 부식제에 침지시켜 도 4의 (a)와 같이 감광제(4)에 의해 폐쇄된 부분을 제외한 금속판(1)의 노출된 부분을 에칭시키는 공정이다. 즉, 표면에 감광제(4)가 정착된 금속판(1)을 부식제에 침지시키면 부식제는 감광제(4)를 제외한 나머지 노출된 금속판(1) 표면을 부식시키게 된다. 여기서, 부식제는 공지의 염화제2철용액을 사용한다. 이 부식제에 금속판(1)을 장시간 침지시키면 금속판(1)의 에칭 깊이는 깊어지고 짧으면 얇아진다. 그러므로 부식 시간은 사용자의 편의에 따라 선택적으로 결정된다.

상기와 같이 감광제(4)에 의해 폐쇄되어 부식되지 않은 면적은 비에칭부(5)가 되고, 부식제에 노출되어 일정 깊이로 부식된 부분은 에칭부(6)가 되는데, 일정 깊이로 에칭부(6)가 형성되므로 비에칭부(5)와 에칭부(6)의 경계인 비에칭부(5)의 테두리에는 측면(5a)이 형성될 수밖에 없다. 상기 비에칭부(5)의 측면(5a)은 수직으로 형성되는 것이 바람직하나, 금속판(1)의 재질, 부식제의 종류, 부식 시간에 따라 부식 정도가 다르게 되므로 비에칭부(5)의 측면(5a)을 수직형태로 에칭하는 것은 쉽지 않다. 더 나아가 동일 금속판(1)을 반복적으로 에칭할 경우에는 이미 형성된 비에칭부(5)의 측면(5a)이 그때마다 계속 부식되므로 부식이 진행될수록 사방이 내측으로 오목하게 되어, 결국 비에칭부(5)는 하부로 갈수록 면적이 좁아져 하단부가 절단되는 문제가 있다.

이와 같이 동일 금속판(1)을 반복적으로 에칭할 경우에 사용하기 위해 부식시키지 않은 비에칭부(5)의 측면(5a)이 하부로 갈수록 사방이 오목하게 부식되어 절단되는 문제를 해결하기 위해 본 발명을 개발하게 되었다.

일단, 1)단계부터 상기 7)단계까지의 일련의 공정에 의해 도 4의 (a)와 같이 금속판(1)의 1회 에칭공정이 완료된다. 이렇게 되면 경화된 감광제(4)에 의해 폐쇄된 부분을 제외한 나머지 금속판(1)은 부식제에 의해 일정깊이 낮아지게 된다.

상기 8)단계는 금속판(1) 에칭 후 감광제(4) 하부에 위치하여 에칭되지 않는 비에칭부(5)와 에칭부(6)의 경계인 비에칭부(5)의 측면(5a) 둘레에 점성액을 도포하는 공정이다. 이미 설명한 바와 같이 7)단계까지는 일반적인 에칭방법으로 금속판(1)을 1회 에칭하는 공정이 완료되며, 더 이상 에칭을 하지 않을 경우 7)단계에서 마무리된다. 그러므로 상기 8)단계는 1회 에칭공정이 완료된 후 추가 또는 반복 에칭공정에 해당한다.

즉, 8)단계는 1)∼7)단계를 거쳐 1회 에칭공정이 완료된 그 금속판(1)의 부식된 곳을 추가로 더 부식시켜 깊이 에칭할 때 비에칭부(5)의 측면(5a) 사방이 내측으로 오목하게 부식되어 면적부족으로 비에칭부(5)의 하단부가 절단되는 것을 방지하기 위해 비에칭부(5)의 측면(5a)에 첨가제(7)를 접착시키기 위한 초기 공정이다.

따라서, 상기 8)단계는 1차 에칭공정에 의해 부식되어 깊이를 형성하는 비에칭부(5)의 측면(5a)에 점성액을 도포하는 공정이다. 상기 점성액은 후술하는 첨가제(7)를 부착시키게 되는데, 상기 점성액은 인쇄용 잉크를 사용한다. 점성액은 후술하는 첨가제(7)가 분말형태이므로 분말 내부로 흡수되어 분말을 응집시키는 기능을 한다.

상기 9)단계는 비에칭부(5)의 측면(5a)에 도포된 점성액에 첨가제(7)를 공급하여 부착시키는 공정이다. 상기 첨가제(7)는 9)단계 이후 계속되는 에칭공정에서 비에칭부(5)의 측면(5a)이 부식되는 것을 방지하기 위한 보호제로서 분말형태의 것을 사용한다.

즉, 상기 첨가제(7)는 송진분말, 백자토분말, 백토분말의 혼합으로 이루어진다. 더 구체적으로 송진분말 50∼80중량%, 백자토분말 10∼30중량%, 백토분말 5∼20중량%를 포함한다. 바람직하게는 송진분말 70중량%, 백자토 20중량%, 백토 10중량%를 사용하면 좋다.

송진분말은 끈적끈적한 액상 또는 제리 형태의 송진을 건조시켜 고체형태로 만든 후 파쇄하여 제조한 것으로, 부식제에 의해 부식되지 않은 특징이 있다. 이러한 송진분말은 부식제로부터 비에칭부(5)의 측면(5a)을 보호하는 보호제로서 양호하며, 그와 함께 혼합되는 백자토와 백토를 결합시키는 접착제 기능을 하게 된다. 송진분말이 50중량%보다 부족할 경우에는 접착제 기능이 부족하게 되고, 80중량%보다 많게 되면 백자토와 백토의 함유량이 부족하여 호보제 기능이 상실될 수 있다.

상기 백자토는 부식제에 의해 부식되지 않으며, 도자기인 백자를 만드는 흙이며 1250℃ 이상의 환원소성에서 유백색의 흰색을 나타낸다. 우리가 일상생활에서 볼 수 있는 밥공기 국공기 중에서 바닥이 희면 그것은 다 백자토로 만들어질 정도로 도자기용으로 널리 사용되고 있다. 흙은 거의 모두 철분성분을 가지고 있으나 백자토는 철분성분이 거의 없어 부식제에 부식되지 않는 장점이 있고, 또한 송진분말과 잘 혼합되어 본 발명의 보호제로 사용되면 이상적이다.

상기 백자토분말은 10∼30중량%가 사용되며, 바람직하게는 20중량%가 사용된다. 10중량% 이하를 사용하게 되면 송진분말의 사용량이 많아지게 되어 접착성능을 향상되나 실질적으로 보호제의 기능을 하는 미세한 알갱이들이 부족하게 되고, 30중량% 이상 사용하게 되면 송진분말 사용량이 줄어들어 접착기능이 약화될 수 있다.

상기 백토는 부식제에 부식되지 않은 특징이 있다. 이러한 백토는 역시 도자기용으로 널리 사용되며, 특히 밀양백토 아주 백색에 가까워서 예로부터 물레 및 캐스팅용으로 널리 사용된다. 백토는 화강암이 풍화된 모래가 섞인 흙으로 추사라고도 하며, 석비레는 푸석돌이 섞인 흙으로 편마암이 풍화된 고령토의 일 종으로 땅속 깊숙한 곳에 있고 생산지가 일부 지역에만 국한되어 있으며, 우리나라에서는 밀양이 산지로서 유명하다. 백토를 송진분말과 함께 혼합해서 쓰면 굳은 다음 돌처럼 단단하게 되어 부식제로부터 비에칭부(5)의 측면(5a)을 보호할 수 있다.

백토의 함유량은 백토분말 5∼20중량%를 포함하며, 백토 10중량%를 사용하면 좋다. 5중량% 이하를 사용하게 되면 사용량이 부족하여 경화된 후 첨가제(7)의 강도가 약화될 우려가 있고 첨가제(7)의 색상이 달라질 수 있다. 20중량% 이상을 사용하게 되면 경화 후 강도는 강화되나 송진분말 사용량이 줄어들어 첨가제(7)의 접착력이 약화될 수 있다.

분말형태의 첨가제(7)를 비에칭부(5)의 측면(5a)에 공급하는 방법은 붓을 이용할 수 있다. 즉 붓에 첨가제(7)를 묻힌 다음 이 붓을 금속판(1)에 사방으로 왕복이동시키면 분말첨가제(7)가 비에칭부(5)의 측면(5a)에 공급되어 쌓여 미리 도포된 점성액에 부착되어 점성액을 흡수하게 된다. 상기 붓의 왕복동작은 수작업 또는 기계조작에 의해 가능할 것이다.

상기 10)단계는 비에칭부(5) 측면(5a)에 첨가제(7)가 부착된 금속판(1)을 가열하여 첨가제(7)와 점성액을 고온 부착시키는 공정이다. 금속판(1)에 열을 가하면 점성액에 접착된 분말의 첨가제(7)가 고온으로 상승하여 점성액이 분말내부로 흡수되어 분말의 첨가제(7)가 덩어리 형태로 경화되면서 송진성분에 의해 비에칭부(5)의 측면(5a)에 견고하게 부착된다.

금속판(1) 가열은 150∼200℃에서 30∼60초 가열한다. 가열온도가 낮으면 가열시간을 길게 하고, 가열온도가 높으면 가열시간을 짧게 하여 첨가제(7)의 부착조건을선택적으로 조절할 수 있다. 상기 가열시간과 온도의 범위는 적의 실시예 의해 본 출원인이 결정한 것이다.

다만, 가열온도가 150℃보다 낮게 되면 가열시간을 길게 하더라도 첨가제(7)가 잘 부착되지 않은 문제가 있고, 200℃보다 높게 되면 송진분말이 용융되면서 빨리 증발하는 문제가 있었다.

상기 11)단계는 금속판(1)을 냉각시켜 첨가제(7)를 비에칭부(5)의 측면(5a) 둘레에 고착시키는 공정이다. 이 공정은 상온에서 자연냉각시킨다.

상기 8)단계부터 11)단계는 1차 에칭공정이 완료된 후 비에칭부(5)의 측면(5a)에 도 4의 (b)와 같이 첨가제(7)를 부착하는 공정이다. 이와 같이 1차 에칭공정이 완료된 비에칭부(5)의 측면(5a)에 첨가제(7)가 부착되면 이후 상기 금속판(1)을 반복해서 에칭공정을 진행하더라도 그 측면(5a)은 첨가제(7)에 의해 폐쇄되므로 부식제로부터 보호되어 도 1과 같이 종래 문제점으로 지적된 비에칭부(B)의 측면(C)이 오목하게 부식되는 현상을 방지할 수 있다.

그러므로, 본 발명은 상기 11)단계 이후, 12)단계의 2차 에칭공정을 진행할 수 있다. 상기 12단계는 첨가제(7)가 부착된 금속판(1)을 다시 부식제에 침치시켜 감광제(4) 및 첨가제(7)에 의해 폐쇄된 부분을 제외한 노출된 금속판(1)을 도 4의 (c)와 같이 반복 에칭(2차 에칭)시키는 공정이다.

상기와 같이 반복 에칭공정이 완료되면, 비에칭부(5)는 1차 에칭공정에 의해 형성된 측면(5a)보다 2차 에칭공정에서 형성된 측면(5a)이 깊이 형성되면서 넓게 다단식으로 형성된다. 따라서 비에칭부(5)는 1차 에칭공정에서 형성된 사방 측면(5a)이 보호되면서 2차 에칭공정에서 형성된 사방 측면(5a)이 다단식으로 깊이 형성되어 마치 피라미드 형상을 갖게 되므로 에칭이 진행될수록 하부의 면적이 증가하여 튼튼하게 된다.

상기 13)단계는 상기 2차 에칭공정 후, 8)단계∼12)단계를 반복하여 금속판(1)을 복수 차 에칭시키는 공정이다. 도 4의 (d)는 상기 13)단계에 의해 2차 에칭공정에서 형성된 비에칭부(5)의 측면(5a)에 첨가제(7)가 부착된 상태를 나타내는 도면이고, 도 4의 (e)는 도 4의 (d) 상태에서 금속판(1)을 다시 부식제에 침치시켜 3차 에칭공정이 완료된 상태를 나타내는 도면이다.

상기 13)단계에 의해 3차 에칭이 완료되면, 비에칭부(5)는 2차 에칭공정에 의해 형성된 측면(5a)보다 2차 에칭공정에서 형성된 측면(5a)이 깊이 형성되면서 넓게 다단식으로 형성된다. 따라서 비에칭부(5)는 2차 에칭공정에서 형성된 사방 측면(5a)이 보호되면서 3차 에칭공정에서 형성된 사방 측면(5a)이 다단식으로 깊이 형성되므로 에칭이 진행될수록 하부의 면적이 더욱 증가하게 된다.

본 발명은 2차 에칭공정 후 8)단계∼12)단계를 반복하여 금속판(1)을 복수 차 에칭시킬 수 있기 때문에 황동판과 같이 금속판(1)이 부식이 잘되지 않아 1회 에칭 깊이가 깊지 않을 때 또는 필요에 따라 에칭을 깊이 해야 할 경우에 유효하게 적용할 수 있다.

이러한 본 발명은 에칭이 반복 진행될수록 비에칭부(5)의 측면(5a)의 하부 면적이 증가하게 되므로 비에칭부(5)는 금속판(1)에 견고하게 부착되어 종래 면적부족으로 비에칭부(A)가 절단되는 문제점을 해결할 수 있는 유익한 발명이다.

1 : 금속판 4 : 감광제
5 : 비에칭부 6 : 에칭부
7 : 첨가제

Claims (6)

1) 금속판(1) 표면에 감광액(2)을 도포하는 단계);
2) 상기 금속판(1)에 도포된 감광액(2)상에 빛을 차단하는 패턴(3a)이 형성된 필름(3)을 부착시키는 단계;
3) 상기 필름(3)에 광원을 공급하여 공급된 광원이 패턴(3a)이 없는 부분을 통해 감광액(2)에 도달되게 하여 노광된 감광액(2)을 경화시키는 단계;
4) 감광액(2) 경화 후 상기 필름(3)을 제거하는 단계;
5) 상기 필름(3)을 제거한 후 금속판(1)에 도포된 감광액(2)을 세척하여 금속판(1)상에 경화된 감광제(4)만 남게 하는 단계;
6) 상기 금속판(1)을 가열하여 금속판(1)상에 경화된 감광제(4)를 정착시키는 단계;
7) 감광제(4)가 정착된 금속판(1)을 부식제에 침지시켜 감광제(4)에 의해 폐쇄된 부분을 제외한 노출된 금속판(1)을 1차 에칭시키는 단계;
8) 금속판(1) 1차 에칭 후 감광제(4) 하부에 위치하여 에칭되지 않는 비에칭부(5)와 에칭부(6)의 경계인 비에칭부(5)의 측면(5a) 둘레에 점성액을 도포하는 단계;
9) 상기 점성액에 첨가제(7)를 공급하는 단계;
10) 상기 첨가제(7)가 부착된 금속판(1)을 가열하여 첨가제(7)와 점성액을 고온 부착시키는 단계;
11) 상기 금속판(1)을 냉각시켜 첨가제(7)를 비에칭부(5)의 측면(5a) 둘레에 고착시키는 단계;를 포함하고,
12) 상기 첨가제(7)가 부착된 금속판(1)을 다시 부식제에 침치시켜 감광제(4) 및 첨가제(7)에 의해 폐쇄된 부분을 제외한 노출된 금속판(1)을 반복 에칭시키는 단계(2차 에칭단계):를 포함하고,

여기서, 상기 첨가제(7)는 송진분말 50∼80중량%, 백자토분말 10∼30중량%, 백토분말 5∼20중량%를 포함하는 분말첨가제인 것을 특징으로 하는 금속판 에칭방법. 는 것을 특징으로 하는 금속판 에칭방법.

1) 금속판(1) 표면에 감광액(2)을 도포하는 단계;
2) 상기 금속판(1)에 도포된 감광액(2)상에 빛을 차단하는 패턴(3a)이 형성된 필름(3)을 부착시키는 단계;
3) 상기 필름(3)에 광원을 공급하여 공급된 광원이 패턴(3a)이 없는 부분을 통해 감광액(2)에 도달되게 하여 노광된 감광액(2)을 경화시키는 단계;
4) 감광액(2) 경화 후 상기 필름(3)을 제거하는 단계;
5) 상기 필름(3)을 제거한 후 금속판(1)에 도포된 감광액(2)을 세척하여 금속판(1)상에 경화된 감광제(4)만 남게 하는 단계;
6) 상기 금속판(1)을 가열하여 금속판(1)상에 경화된 감광제(4)를 정착시키는 단계;
7) 감광제(4)가 정착된 금속판(1)을 부식제에 침지시켜 감광제(4)에 의해 폐쇄된 부분을 제외한 노출된 금속판(1)을 1차 에칭시키는 단계;
8) 금속판(1) 1차 에칭 후 감광제(4) 하부에 위치하여 에칭되지 않는 비에칭부(5)와 에칭부(6)의 경계인 비에칭부(5)의 측면(5a) 둘레에 점성액을 도포하는 단계;
9) 상기 점성액에 첨가제(7)를 공급하는 단계;
10) 상기 첨가제(7)가 부착된 금속판(1)을 가열하여 첨가제(7)와 점성액을 고온 부착시키는 단계;
11) 상기 금속판(1)을 냉각시켜 첨가제(7)를 비에칭부(5)의 측면(5a) 둘레에 고착시키는 단계;
12) 상기 첨가제(7)가 부착된 금속판(1)을 다시 부식제에 침치시켜 감광제(4) 및 첨가제(7)에 의해 폐쇄된 부분을 제외한 노출된 금속판(1)을 반복 에칭시키는 단계(2차 에칭단계): 및
13) 상기 2차 에칭공정 후, 8)단계∼12)단계를 반복하여 금속판(1)을 복수 차 에칭시키는 단계를 포함하고, 이 과정에서 첨가제(7)가 고착되는 비에칭부(5)의 측면(5a)이 깊이 형성될수록 다단식으로 넓어지는 것을 포함하고,

여기서, 상기 첨가제(7)는 송진분말 50∼80중량%, 백자토분말 10∼30중량%, 백토분말 5∼20중량%를 포함하는 분말첨가제인 것을 특징으로 하는 금속판 에칭방법. 특징으로 하는 금속판 에칭방법.

청구항 1 내지 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속판(1)은 황동판, 황동을 포함한 비철금속판, 또는 동판 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 금속판 에칭방법.

청구항 1 내지 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서, 상기 점성액은 인쇄용 잉크인 것을 특징으로 하는 금속판 에칭방법.

청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 10)단계에서 금속판(1) 가열은 150∼200℃에서 30∼60초 가열하는 것을 특징으로 하는 금속판 에칭방법.

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