KR20090062513A

KR20090062513A - 우드 패턴 형성을 위한 마스크 제작방법

Info

Publication number: KR20090062513A
Application number: KR1020070129819A
Authority: KR
Inventors: 김민수; 박종서
Original assignee: 현대자동차주식회사; (주)몰텍스양산
Priority date: 2007-12-13
Filing date: 2007-12-13
Publication date: 2009-06-17
Also published as: CN101456329B; CN101456329A; KR100962778B1; US20090155482A1; US8088268B2

Abstract

본 발명은 우드 패턴 형성을 위한 마스크 제작방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입체물에 정교한 문양 또는 로고 등을 효과적으로 형상화하여 입체물 표면에 자연스럽고 미려한 질감의 색감과 이미지를 표현하기 위해 마스크(mask)를 가공하고, 이를 이용하여 생산시간을 획기적으로 단축하고 저렴한 비용으로 우드 그레인(Wood grain)과 같은 정밀하고 자연스러운 패턴을 입체물에 형상화할 수 있도록 하는 마스크를 제작하는 방법에 관한 것이다.

패턴, 에칭, 필름, 전주, 도금, 전착, 마스킹

Description

우드 패턴 형성을 위한 마스크 제작방법{Mask making method for forming wood grain}

일반적으로 기존에 플라스틱, 철판, 알루미늄판, 스테인리스판 등에 무늬를 만드는 방법은 여러 가지 방법으로 가공되어 오고 있다.

예를 들어, 필름에 인쇄를 하여 물로 전사시켜 가공하는 방식과 필름 시트에 인쇄하여 무늬를 만들어서 형상화하여 인젝션하는 방식 등을 사용하여 제작하는 방식과, 필름지에 인쇄 후 접착제를 발라서 제품 위에 씌우는 방법으로 가공하기도 하며, 또는 물 위에 잉크를 띄워서 무늬를 만드는 방법으로서 대별할 수도 있다.

이러한 방법은 전사 필름의 수입과 많은 설비, 오염으로 인한 비용의 증가와 불량 발생으로 인한 비용 증가로 이어져 대량생산에서 문제점으로 지적되고 있다.

그리고, 첨부한 도 7과 같이, 종래 제품에 패턴을 형상화하는 작업은 전체 공정이 수작업으로 진행되어 많은 인건비 및 공정이 추가되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 에칭 공정을 거쳐 사용자가 원하는 무늬의 패턴 시트를 제작하고, 전주공정 등을 통해 입체물에 정교하고 자연스러운 문양을 전사할 수 있는 마스크를 가공하는 제작방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 선정된 무늬의 패턴을 금속판에 에칭하는 에칭 공정을 실시하고, 에칭된 금속판과 플렉시블 시트를 이용하여 패턴 시트 가공을 하고, 가공된 패턴 시트를 제품에 부착하여 전주공정을 거쳐 마스크를 제작하는 것을 특징으로 하는 우드 패턴 형성을 위한 마스크 제작방법을 제공한다.

여기서, 상기 에칭 공정은, 금속판에 리지스트 코팅을 실시하여 코팅층을 형성하는 단계; 선정된 무늬의 패턴 형상에 따라 마련된 필름을 상기 코팅층 위에 부 착하는 단계; 상기 필름이 부착된 금속판에 자외선을 조사하는 단계; 자외선이 조사된 금속판을 에칭액에 담궈 에칭하는 단계; 에칭된 금속판을 샌딩하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 패턴 시트 가공은, 에칭 공정에서 선정된 패턴 형상이 에칭된 금속판에 플렉시블 시트를 프레스하여 패턴 시트를 제작하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전주공정은, 제품 표면에 패턴 시트를 부착하고, 상기 패턴 시트에 전도화 처리를 실시하는 단계; 전도화된 패턴 시트의 상단부를 연마하여 이형처리하는 단계; 상기 패턴 시트가 부착되는 않은 제품의 표면에 마스킹을 실시하는 단계; 마스킹된 제품에 전주도금을 실시하여 전착층을 형성하는 단계; 상기 전착층을 탈형하여 전주 지그를 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 금속판을 에칭하는 에칭 깊이는 0.12㎜~3.5㎜로 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게, 상기 플렉시블 시트는 0.15㎜~5.0㎜의 두께로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 플렉시블 시트의 재질은 PVC, 폴리 우레탄(POLY URETHANE), 실리콘(SILCONE) 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 패턴 시트는 0.12㎜ ~ 3.5㎜의 두께로 제작되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 전도화 처리는 은 용액을 상기 패턴 시트에 도포하는 것을 특 징으로 한다.

또한, 상기 전주도금에서 패턴 시트에 전착되는 소재는 니켈, 철 및 크롬 등과 같은 금속 및 경금속인 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 전주 지그는 0.12㎜~5.0㎜ 정도로 형성되는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게, 상기 마스크는 0.15㎜ 이상으로 제작하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 우드 패턴 형성을 위한 마스크 제작방법은 제품 표면에 원하는 무늬를 형상화하여 자유롭게 구현하고, 종래에 장치 비용과 관리 비용이 막대하게 들어감에 비해, 원가 절감과 환경오염을 최소화하여 제품 표면의 질감을 자연스럽고 실감나게 표현할 수 있는 효과가 있다.

통상적인 설명이나, 종래의 기술과 동일한 부분에 대하여 중복되는 설명은 생략될 수 있으며, 아래 내용을 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점을 더욱 잘 이해할 수 있게 되며, 이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 우드 패턴 형성을 위한 마스크 제작과정 중 에칭 공정을 도시한 흐름도이고, 도 2는 본 발명에 따른 우드 패턴 형성을 위한 마스크 제작과정 중 패턴 시트를 제작하는 과정을 도시한 흐름도이며, 도 3~ 도 5는 본 발명에 따른 우드 패턴 형성을 위한 마스크 제작과정 중 전주 공정의 일부를 도시한 흐름도이고, 도 6은 본 발명에 따른 마스크가 형성된 전주 지그를 이용하는 일 예를 도시한 개략도이다.

본 발명에 따른 우드 패턴 형성을 위한 마스크 제작방법은 자연스럽고 정밀한 패턴 형상을 임의의 입체물(제품)에 형상화하기 위하여, 에칭 공정을 통해 사용자가 원하는 패턴 형상을 갖는 패턴 시트를 제작하고, 상기 패턴 시트를 갖고 전주 공정을 실시하여 마스크를 가공하고, 이 마스크를 이용하여 제품에 패턴을 자연스럽고 정밀하게 형상화할 수 있게 된다.

원만한 작업 진행을 위하여 먼저, 사용자가 원하는 패턴을 선정하고 디자인 작업, 선정된 패턴의 미세 분석 작업 등을 한다.

그리고, 에칭 공정을 통해 금속판 또는 롤에 원하는 패턴을 가공하고, 플렉시블 시트를 상기 금속판에 프레스(press)하여 패턴 시트를 가공한 다음, 전주 공정을 통해 마스크를 가공하고, 상기 마스크와 제품 간에 이격 거리를 두고 조립하여 패턴을 형상화한다.

또한, 제품을 제조하는 금형과 에칭을 이용하여 금형 내 1㎛~300㎛의 깊이를 갖도록 가공하고, 이를 통해 전주 공정시 이용되는 기본형상의 제품을 제공한다.

더욱 상세하게 설명하면, 에칭 공정을 실시하기 전에 먼저 사용자가 요구하는 패턴을 선정하여 디자인하고, 선정된 패턴으로 형상화된 필름을 제작하여 준비 하며, 패턴 시트가 가공된 후에는 패턴의 확인 및 검토를 위해 사전 테스트를 실시한다.

그리고, 도 1에 도시된 바와 같이, 금속판에 에칭 공정을 실시한다.

상기 에칭 공정은 준비된 금속판에 리지스트 코팅(Resist coating)을 실시하여 코팅층을 형성하고, 선정된 패턴에 따라 형상화된 필름을 상기 금속판에 부착한 다음, 자외선 램프(ultraviolet lamp)장치를 이용하여 상기 필름이 부착된 금속판에 자외선을 조사한다.

그럼, 첨부한 도 1의 다섯 번째 도면과 같이, 상기 필름의 패턴 형상에 따라 코팅층의 일부가 남게 되고, 이러한 금속판을 에칭액에 담궈 에칭시킨다.

상기 코팅층이 제거된 금속판의 일부가 선정된 패턴에 따라 부식되면, 코팅층을 탈막시킨 후, 상기 금속판을 샌딩(sanding)하여 도 1의 일곱 번째 도면과 같은 형상으로 가공한다.

상기 에칭 공정에서 에칭 깊이는 마스크의 변형을 최소화하기 위한 깊이로 설정되는 것이 바람직하며, 본 발명에서 그 에칭 깊이는 0.12㎜~3.5㎜ 정도로 설정된다.

선정된 패턴의 무늬 형상의 정교함과 패턴을 이루는 무늬와 무늬를 연결하는 방법에 있어서, 패인트 도장시에 무늬 모양에 영향을 주지 않을 정도의 정교한 형태로 에칭하여 제작하는 것이 바람직하다.

한편, 3차원 형상의 입체물에 선정된 패턴을 형성시키기 위하여, 상기와 같이 에칭된 금속판의 표면에 플렉시블 시트(flexible sheet)를 프레스하여 도 2에 도시된 바와 같이 패턴 시트를 제작한다.

이때 사용되는 상기 플렉시블 시트는 에칭 깊이보다 두껍도록 0.15㎜~5.0㎜ 정도의 두께로 사용하고, 재질은 PVC와 폴리 우레탄(POLY URETHANE), 실리콘(SILCONE) 등과 같은 소재를 사용하게 된다.

상기 패턴 시트를 가공하는 중 패턴 형상 및 패턴 깊이가 변할 수 있으므로, 이를 방지하기 위하여 상기 플렉시블 시트용 소재에 알맞은 온도를 유지하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 패턴 시트는 페인트시 제품과의 이격 거리를 유지하도록 설계하는 것이 바람직하고, 제품에 부착해야 하므로 이에 적합한 소재를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 패턴 시트는 원하는 제품에 부착시 형태의 변화가 최소화되도록 가공되는 것이 바람직하다.

다음, 선정된 패턴으로 형상화하고자 하는 모델이나 플라스틱 사출품 등과 같은 제품의 표면을 표면처리하고, 상기 패턴 시트가 0.12㎜ ~ 3.5㎜정도의 두께로 제작되었는지 사전 테스트를 실시한 다음, 상기 제품의 표면에 상기 패턴 시트를 부착한다.

상기 패턴 시트는 너무 두꺼우면 제품에 잘 부착되지 않고, 너무 얇으면 형상의 변형이 발생하므로 0.12㎜ ~ 3.5㎜정도의 두께로 제작하여, 제품에 부착시 떨어짐을 최소화하도록 가공하고, 패턴 형상의 변형이 최소화되도록 작업한다.

그리고, 상기 패턴 시트는 패턴의 형성 범위와 보강 역할이 가능하도록 설계 함이 바람직하며, 제품에 부착된 패턴 시트에 전착을 위한 전도화 처리를 실시하여 은 용액을 도포한다.

이때, 상기 은 용액이 패턴 시트의 표면에 균일하게 도포되도록 하고, 불균일하게 도포된 경우 표면에 관통되지 않은 부분을 분분적으로 가공하며, 보강을 위한 부분이 불필요하게 커지지 않도록 한다.

본 발명에서 상기 패턴 시트는 0.12㎜ ~ 3.5㎜정도의 형상으로 가공되나, 이는 각 작업의 조건과 상황에 따라 조절될 수 있다.

한편, 전도화 처리된 패턴 시트의 상단부를 도 3의 네 번째 도면과 같이 연마하여 이형처리하고, 첨부한 도 3의 다섯 번째 도면과 같이, 전착시키지 않을 부분에 마스킹(masking)을 실시한다.

다음, 도 4에 도시된 바와 같이, 전기주조(전주)도금을 위해, 도금하고자 하는 상기 제품에 양극의 전류를 걸고 니켈 펠릿(pellet)에 음극의 전류를 공급하여 전주 도금액에 담그면, 니켈 펠릿의 니켈 이온이 전주 도금액을 통하여 전도화 처리된 부분에 전착되어 첨부한 도 5의 첫 번째 도면과 같이 전착층을 형성한다.

상기 전착층은 니켈 외에도 철이나 크롬 등과 같은 금속 및 경금속을 포함하여 형성가능하다.

그럼, 형상의 변형이 최소화되도록 주의하면서 첨부한 도 5의 두 번째 도면과 같이 상기 전착층을 제품과 은 용액이 도포된 패턴 시트 등으로부터 탈형한다.

탈형된 전착층 즉, 전주 지그에 관통형의 마스크가 형성되고, 상기 전주 지그는 0.12㎜~5.0㎜ 정도로 형성되며, 본 발명에 따라 마스크는 0.15㎜ 이상으로 제 작하되, 패턴의 느낌에 따라 0.1㎜~10.0㎜까지 고려된다.

상기 마스크가 형성된 전주 지그는 마스크를 고정시켜주는 고정핀이 구비된 하형판에 조립되고, 제품을 하형 지그에 고정시켜, 우드 그레인과 같은 자연스러운 패턴을 도장시 페인트가 흘러내리지 않도록 하여 패턴을 형상화한다.

부분적인 패턴의 형상 수정과 미관통부의 미세가공이 필요한 부분적 가공을 위해 하형 지그를 제작한다.

그리고, 첨부한 도 6의 두 번째 도면과 같이, 선정된 패턴을 형상화하기 위해 제품을 전착층과 이격 거리를 확보하여 하형 지그에 고정한다.

상기 전착층과 제품 간에 이격 거리는 0.3~7.0㎜ 정도로 확보하고, 제품에 형상화한 패턴 형상의 미비한 곳을 조정하여 완성도를 높이도록 한다.

본 발명에 따른 마스크에 손잡이 등의 제작에 필요한 작업을 하거나 보강을 위한 작업은 작업시 패턴의 변형이 생기지 않는 조건으로 실시한다.

그리고, 상기 마스크 조립시 제품이 원활히 작업되도록 위치의 설정과 관련 형상에 맞추어 변형이 생기지 않도록 조립하고, 이격 거리 및 위치의 조정은 제품에 패턴이 형성되는 것에 따라 설정함이 바람직하다.

또한, 페인트의 세척이 용이하도록 또는 페인트의 분사 각도를 고려하여 모양과 수량의 배치를 합리적이도록 해야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 우드 패턴 형성을 위한 마스크 제작과정 중 에칭 공정을 도시한 흐름도,

도 2는 본 발명에 따른 우드 패턴 형성을 위한 마스크 제작과정 중 패턴 시트를 제작하는 과정을 도시한 흐름도,

도 3은 본 발명에 따른 우드 패턴 형성을 위한 마스크 제작과정 중 전주 공정의 일부를 도시한 흐름도,

도 4는 본 발명에 따른 우드 패턴 형성을 위한 마스크 제작과정 중 도 3를 이어 전주 공정의 일부를 도시한 흐름도,

도 5는 본 발명에 따른 우드 패턴 형성을 위한 마스크 제작과정 중 도 4를 이어 전주 공정의 일부를 도시한 흐름도,

도 6은 본 발명에 따른 마스크가 형성된 전주 지그를 이용하는 일 예를 도시한 개략도,

도 7은 종래 제품에 패턴을 형상화하는 공정을 도시한 흐름도.

Claims

선정된 무늬의 패턴을 금속판에 에칭하는 에칭 공정을 실시하고, 에칭된 금속판과 플렉시블 시트를 이용하여 패턴 시트 가공을 하고, 가공된 패턴 시트를 제품에 부착하여 전주공정을 거쳐 마스크를 제작하는 것을 특징으로 하는 우드 패턴 형성을 위한 마스크 제작방법.
청구항 1에 있어서, 상기 에칭 공정은,

금속판에 리지스트 코팅을 실시하여 코팅층을 형성하는 단계;

선정된 무늬의 패턴 형상에 따라 마련된 필름을 상기 코팅층 위에 부착하는 단계;

상기 필름이 부착된 금속판에 자외선을 조사하는 단계;

자외선이 조사된 금속판을 에칭액에 담궈 에칭하는 단계;

에칭된 금속판을 샌딩하는 단계;

를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 우드 패턴 형성을 위한 마스크 제작방법.
청구항 1에 있어서, 상기 패턴 시트 가공은,

에칭 공정에서 선정된 패턴 형상이 에칭된 금속판에 플렉시블 시트를 프레스하여 패턴 시트를 제작하는 것을 특징으로 하는 우드 패턴 형성을 위한 마스크 제작방법.
청구항 1에 있어서, 상기 전주공정은,

제품 표면에 패턴 시트를 부착하고, 상기 패턴 시트에 전도화 처리를 실시하는 단계;

전도화된 패턴 시트의 상단부를 연마하여 이형처리하는 단계;

상기 패턴 시트가 부착되는 않은 제품의 표면에 마스킹을 실시하는 단계;

마스킹된 제품에 전주도금을 실시하여 전착층을 형성하는 단계;

상기 전착층을 탈형하여 전주 지그를 형성하는 단계;

를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 우드 패턴 형성을 위한 마스크 제작방법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 금속판을 에칭하는 에칭 깊이는 0.12㎜~3.5㎜로 설정되는 것을 특징으로 하는 우드 패턴 형성을 위한 마스크 제작방법.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,

상기 플렉시블 시트는 0.15㎜~5.0㎜의 두께로 이루어지는 것을 특징으로 하는 우드 패턴 형성을 위한 마스크 제작방법.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,

상기 플렉시블 시트의 재질은 PVC, 폴리 우레탄(POLY URETHANE), 실리콘(SILCONE) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 우드 패턴 형성을 위한 마스크 제작방법.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,

상기 패턴 시트는 0.12㎜ ~ 3.5㎜의 두께로 제작되는 것을 특징으로 하는 우드 패턴 형성을 위한 마스크 제작방법.
청구항 4에 있어서,

상기 전도화 처리는 은 용액을 상기 패턴 시트에 도포하는 것을 특징으로 하는 우드 패턴 형성을 위한 마스크 제작방법.
청구항 4에 있어서,

상기 전주도금에서 패턴 시트에 전착되는 소재는 니켈, 철 및 크롬 등과 같은 금속 및 경금속인 것을 특징으로 하는 우드 패턴 형성을 위한 마스크 제작방법.
청구항 4에 있어서,

상기 전주 지그는 0.12㎜~5.0㎜ 정도로 형성되는 것을 특징으로 하는 우드 패턴 형성을 위한 마스크 제작방법.
청구항 1에 있어서,

상기 마스크는 0.15㎜ 이상으로 제작하는 것을 특징으로 하는 우드 패턴 형성을 위한 마스크 제작방법.