KR20110024881A

KR20110024881A - 가전제품의 외면에 부착되는 필름에 미세 패턴을 형성하기 위한 마스터 몰드의 제조방법과 이를 이용하여 미세 패턴 필름을 제조하는 장치 및 방법 그리고 미세 패턴 필름이 부착된 가전제품

Info

Publication number: KR20110024881A
Application number: KR1020090083054A
Authority: KR
Inventors: 정석재; 김영규
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2011-03-09
Also published as: KR101611286B1

Abstract

본 발명은 미세 패턴 필름의 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가전제품의 외면에 부착되는 필름에 미세 패턴을 형성하기 위한 마스터 몰드의 제조방법과 이를 이용하여 미세 패턴 필름을 제조하는 장치 및 방법 그리고 미세 패턴 필름이 부착된 가전제품에 관한 것이다.

본 발명의 가전제품의 외면에 부착되는 미세 패턴 필름을 제조하기 위한 마스터 몰드 제조방법은, 스테인레스스틸(STS) 기판의 표면에 포토레지스트를 도포하고 패턴이 형성된 마스크를 통해 자외선을 투사하여 패턴을 전사하는 단계; 상기 패턴이 전사된 STS기판을 에칭하는 단계; 상기 에칭된 STS기판에서 포토레지스트를 제거하는 단계; 및 합성수지 기판에 상기 STS기판의 패턴을 복제하는 단계를 포함하여 이루어진다.

그리고, 미세 패턴이 형성되어 있고 가전제품의 외면에 부착되는 필름을 제조하기 위한 본 발명의 필름 제조장치는, 합성수지 필름에 UV경화성수지를 도포하는 수지도포장치; 미세 패턴이 형성된 마스터 몰드를 이용하여 상기 필름의 UV경화성수지에 상기 마스터 몰드를 압착하여 패턴을 형성하는 패턴형성장치; 및 상기 패턴이 형성된 필름의 UV경화성수지에 자외선을 투사하여 경화시키는 수지경화장치를 포함하여 이루어진다.

그리고, 가전제품의 외면에 부착되는 본 발명의 미세 패턴 필름 제조방법은, 합성수지 필름에 UV경화성수지를 도포하는 단계; 미세 패턴이 형성되어 있는 유연 한 마스터 몰드를 롤러에 감고 회전시키면서 상기 필름에 대고 압착하여 마스터 몰드의 패턴을 임프린팅하는 단계; 상기 필름에 자외선을 가하여 패턴이 형성된 UV경화성수지를 경화시키는 단계; 및 상기 경화된 패턴이 형성된 필름에서 마스터 몰드를 분리하는 단계를 포함하여 이루어진다.

가전제품, 패턴, 필름, UV경화성수지, 임프린팅, 마스터 몰드

Description

가전제품의 외면에 부착되는 필름에 미세 패턴을 형성하기 위한 마스터 몰드의 제조방법과 이를 이용하여 미세 패턴 필름을 제조하는 장치 및 방법 그리고 미세 패턴 필름이 부착된 가전제품{MANUFACTURING METHOD OF A MASTER MOLD FOR FORMING MICRO PATTERN ON A FILM APPLIED TO OUTSIDE OF APPLIANCES AND MANUFACTURING APPARATUS AND METHOD OF THE FILM USING THE MASTER MOLD AND APPLIANCES TO WHICH THE MICRO PATTERN FILM IS APPLIED}

사출성형은 일정한 형상을 가진 금형의 캐비티 내부로 용융된 수지를 유입시켜 충진하고, 이를 냉각함으로써 캐비티의 형상과 동일한 제품을 형성하는 방법이다. 최근에는, MEMS 기술의 발달과 더불어 미세 패턴이 형성된 스탬프를 이용하여 다양한 형태의 구조물들이 만들어지고 있다.

특히, 이러한 사출성형은 플라스틱 제품을 대량으로 생산하는데 일반적으로 이용되는 제작방법이며, 시대가 발전함에 따라 내구성이 강한 고강도의 중합체로 구성되는 플라스틱 제품에 대한 수요가 현저하게 증대되고 있어서, 이러한 사출성형방법도 다양한 분야에 적용되고 있는 실정이다.

최근에는 일반적인 가정용 플라스틱 제품뿐만 아니라, 우주 항공분야나 정밀광학기기 분야에 사용되는 플라스틱 제품을 생산하는데 있어서도 사출성형방법이 사용되고 있으며, 특히, 미세하고도 정밀한 패턴이 요구되는 제품에도 적용되고 있다.

즉, 표면에 수십 나노 내지 수십 마이크로미터 크기의 미세패턴이 존재하는 플라스틱 구조물을 생산하기 위한 방법으로 사출성형이 이용되는 것이다.

그런데, 그러한 나노 또는 마이크로 크기의 미세패턴을 구비하는 플라스틱 성형물을 제공하기 위해서는 그 미세패턴에 상응하는 별도의 스탬퍼를 이용하며, 이러한 스탬퍼는 일종의 판(plate) 형태로 제공되는 것이 일반적이다.

이러한 미세패턴을 구비하는 스탬퍼를 이용하여 빛의 보강간섭 및 소멸간섭 현상에 따른 광학적 효과를 구현할 수 있는 성형물을 제작할 수 있는데, 예를 들어서 그러한 미세패턴에 따른 나노선폭을 이용하여 고분해능분광계에 사용하거나, 빛의 산란을 촉진하는 패턴을 형성하여 LCD 부품의 백라이트 유닛(Back Light Unit)으로 사용할 수 있다.

또한, 극미세 패턴의 규칙적인 배열을 통하여 광밴드갭(Photonic Band Gap) 효과를 발생시킴으로써 그 극미세 패턴에서 특정파장의 빛만 반사하고 나머지 빛은 투과 및 흡수시키는 특성을 갖게 할 수도 있다.

일반적으로, 이러한 미세 또는 극미세 패턴을 갖는 스탬퍼를 제작하기 위해 LIGA(Lithographie, Galvanoformug, Abformung in German) 공정이 이용된다. 도 1에는 종래기술에 따른 스탬퍼 제조방법이 개략적으로 나타나 있다. 즉, 이 공정은 실리콘이나 유리 등의 기판(10)을 세척하고 그 기판의 표면에 포토레지스트(20)을 도포한 후 도포된 포토레지스트(20)을 열처리(soft bake)하는 단계; 소정 형태의 패턴이 형성된 마스크(pattern mask)를 올리고 노광하고 노광된 포토레지스트(20')을 통해 현상한 후 포토레지스트가 부분적으로 제거된 곳에 열처리(hard bake)를 통해 소정 형태의 패턴을 형성하는 단계; 형성된 패턴 위에 CrON, DLC(Diamond Like Carbon), C4F8, SAM(Self-Assembled Monolayer) 등 중 하나를 진공증착하여 시드층(seed layer, 30)을 형성하는 단계; 형성된 시드층(30) 위에 Ni이나 Cu 등의 금속을 도금하여 도금층(50)을 형성하는 단계; 및 상기 도금층(50)을 분리하여 스탬퍼(50)를 형성하는 단계를 포함하고 있다. 후속 공정으로는 상기 스탬퍼(50)를 평탄화한 다음 절단 작업을 거쳐 마스터 스탬퍼를 완성시킨다.

그런데, 이러한 스탬퍼의 제작방법은 마이크로크기(1μm 이상)의 패턴을 가진 스탬퍼의 제작에는 시간 및 비용상 유용하나, 나노크기(1μm 미만)의 패턴을 가진 스탬퍼를 제작하는데는 시간적인 면이나 비용적인 면에서 부적절하다. 왜냐하면 노광 및 열처리하는 경우에 정밀도가 크게 요구되기 때문이다.

또한, 패턴의 피치 및 높이를 상기 LIGA방법으로 조절하는 경우에도, 공정의 정밀도가 높아야만 하고 고비용이 소요되는 문제가 있다.

또한, LIGA 방법에 의해서는 대면적(지름 4 인치 이상)의 원판 형태의 스탬 퍼의 제작이 어렵고 또한, 스탬퍼의 면적이 커질수록 제작 비용이 급격히 증가하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 가전제품의 외면에 부착되는 필름에 대면적의 미세 패턴을 형성할 수 있는 마스터 몰드를 저비용으로 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 상기 제조된 마스터 몰드를 이용하여 대면적이라도 상관없이 다양한 디자인의 미세 패턴이 형성된 필름을 제조할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가전제품의 외면에 부착되는 미세 패턴 필름을 제조하기 위한 마스터 몰드 제조방법은, 스테인레스스틸(STS) 기판의 표면에 포토레지스트를 도포하고 패턴이 형성된 마스크를 통해 자외선을 투사하여 패턴을 전사하는 단계; 상기 패턴이 전사된 STS기판을 에칭하는 단계; 상기 에칭된 STS기판에서 포토레지스트를 제거하는 단계; 및 합성수지 기판에 상기 STS기판의 패턴을 복제하는 단계를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 패턴을 복제하는 단계는, 상기 합성수지 기판에 UV경화성수지를 도포하는 단계; 상기 UV경화성수지가 도포된 합성수지 기판에 상기 패턴이 형성된 STS기판을 대고 압착한 후 상기 UV경화성수지를 경화시켜 상기 기판의 패턴을 복제하는 단계; 및 상기 패턴이 형성된 합성수지 기판을 STS기판으로부터 분리하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 패턴 복제 후에, 상기 패턴이 형성된 합성수지 양단을 서로 부착하여 벨트 형태로 만드는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 합성수지는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)인 것이 바람직하다.

또한, 상기 UV경화성수지는 아크릴 UV경화성수지인 것이 바람직하다.

또한, 상기 패턴형성장치는, 하나 이상의 롤러 주위로 회전되도록 설치되는 유연한 재질의 마스터 몰드; 상기 UV경화성수지가 도포된 필름과 마스터 몰드를 두 롤러 사이에서 압착시키는 2개의 압착롤러; 및 상기 압착롤러를 통과한 패턴이 형성된 필름을 수지경화장치로 이송하는 이송롤러를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 필름 제조장치는 수지경화장치를 통과한 필름을 권취하는 권취롤러를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 가전제품의 외면에 부착되는 본 발명의 미세 패턴 필름 제조방법은, 합성수지 필름에 UV경화성수지를 도포하는 단계; 미세 패턴이 형성되어 있는 마스터 몰드를 상기 필름의 UV경화성수지에 대고 압착하여 마스터 몰드의 패턴을 임프 린팅하는 단계; 상기 필름에 자외선을 가하여 패턴이 형성된 UV경화성수지를 경화시키는 단계; 및 상기 경화된 패턴이 형성된 필름에서 마스터 몰드를 분리하는 단계를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 마스터 몰드는 유연한 재질의 합성수지 기판의 표면에 미세 패턴이 형성되어 이루어지고, 상기 패턴 임프린팅 단계에서는 상기 유연한 마스터 몰드를 롤러에 감고 회전시키면서 마스터 몰드의 미세 패턴을 상기 UV경화성수지에 임프린팅하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 필름은 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 필름인 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 가전제품은 상기한 제조방법에 따라 제조된 미세 패턴 필름이 외면에 부착된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가전제품은 전면에 상기 미세 패턴 필름이 부착된 냉장고일 수 있다.

상기한 본 발명의 마스터 몰드 제조방법에 의하면, 가전제품의 외면에 부착되는 필름에 대면적의 미세 패턴을 형성할 수 있는 마스터 몰드를 저비용으로 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 필름 제조장치 및 제조방법에 의하면, 대면적이라도 상관없이 다양한 디자인의 미세 패턴이 형성된 필름을 효율적으로 대량생산할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따라 마스터 몰드를 제조하는 공정을 나타내는 단면도이다.

본 발명의 가전제품의 외면에 부착되는 미세 패턴 필름을 제조하기 위한 마스터 몰드 제조방법은, 스테인레스스틸(STS)기판(100)의 표면에 포토레지스트(110)를 도포하고 패턴이 형성된 마스크(140)를 통해 자외선(UV)을 투사하여 패턴을 전사하는 단계; 상기 패턴이 전사된 STS기판을 에칭용액(170)으로 에칭하는 단계; 및 상기 에칭된 STS기판(100')에서 포토레지스트(110)를 제거하는 단계; 및 합성수지 기판(210)에 상기 STS기판(100')의 패턴을 복제하는 단계를 포함하여 이루어진다.

본 발명에서는 스테인레스스틸(stainless steel; 이하 "STS"라 한다) 재질의 기판에 도면공정(lithography)과 습식에칭(식각)공정을 통해 직접 패턴을 형성한다.

도 2(a)에서와 같이, STS기판(100)의 표면에 포토레지스트(110)를 도포한 다음 패턴이 형성된 마스크(140)가 부착된 유리(150)를 통해 STS기판(100)의 표면에 자외선을 투사함으로써 STS기판(100)에 도포된 포토레지스트(110)에 마스크(140)의 패턴이 잠재적으로 전사된다. 다음에, 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 에칭용액(170)을 가하여 STS기판(100)을 에칭하면 원하는 디자인의 패턴이 STS기판(100)의 표면에 형성된다. 도 2(c)에 도시된 바와 같이, 에칭된 STS기판(100)상에 남아있는 포토레지스트(110)를 제거하면 스테인레스스틸 재질로 된 패턴이 형성된 기판, 즉 하 드 몰드(hard mold, 100')가 제작된다. 이 하드 몰드(100')를 이용하여 합성수지 기판에 상기 하드 몰드의 패턴을 복제함으로써 합성수지로 형성된 소프트 몰드(200)가 완성된다.

상기 STS 재질의 하드 몰드(100')를 이용하여 미세 패턴 필름을 제조하는 과정이 도 3에 도시되어 있다. 미세 패턴 필름의 제조장치 및 제조방법에 대하여는 뒤에서 상세히 설명될 것이다. 본 발명에서는 디자인의 자유도가 우수하고 대형화가 용이하며 패턴을 이루는 선의 형태나 크기에 영향을 받지 않도록 하기 위하여, 상기 하드 몰드(100')를 사용하여 미세 패턴을 임프린팅하기보다는 소프트 몰드(200)를 이용하여 미세 패턴을 임프린팅(imprinting)하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 패턴을 복제하는 단계는, 도 2(c)에 도시된 바와 같이, 상기 합성수지 기판(210)에 UV경화성수지(220)를 도포하는 단계; 상기 UV경화성수지(220)가 도포된 합성수지 기판(210)에 상기 패턴이 형성된 STS기판, 즉 하드 몰드(100')를 대고 압착한 후 상기 UV경화성수지(220)를 경화시켜 상기 STS기판(100')의 패턴을 복제하는 단계; 및 상기 패턴이 형성된 합성수지 기판(210)을 STS기판(100')으로부터 분리하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 UV경화성수지(220)는 자외선이 투사되면 경화되는 성질을 가진 합성수지이다. 먼저 합성수지 기판(210)에 UV경화성수지(220)를 도포한 다음 상기 하드 몰드(100')를 대고 압착하면 하드 몰드(100')의 패턴이 UV경화성수지(220)에 전사되어 형성된다. 이어서, UV경화성수지(220)에 자외선을 투사하여 경화시킨 다음 패턴이 형성된 합성수지 기판(210)을 하드 몰드(100')로부터 분리하면 유연한 재질로 이루어진 소프트 몰드(200)가 완성된다.

또한, 도 2(d)에 도시된 바와 같이, 상기 패턴 복제 후에, 상기 패턴이 형성된 소프트 몰드(200) 양단을 서로 부착하여 벨트 형태로 만드는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 연속되는 벨트 형태의 소프트 몰드(200)는 하나의 롤러에 그 원주상의 길이와 일치되도록 형성하여 권취하는 것보다는, 소프트 몰드(200)가 충분한 길이를 갖도록 하여 2개 이상의 롤러에 감아서 패턴 형성에 사용되는 것이 바람직하다. 이를 통해 유연한 합성수지로 이루어지고 미세 패턴이 형성되어 있음에도 불구하고 필름상에 미세 패턴을 연속적으로 정확하게 형성할 수 있다.

또한, 상기 소프트 몰드(200)의 기판을 이루는 합성수지는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)인 것이 바람직하다. PET는 유연하고 투명한 재질의 합성수지로서, 미세 패턴이 형성된 소프트 몰드로서 적절한 특성을 가지고 있다. 또한, 상기 UV경화성수지는 아크릴 UV경화성수지인 것이 바람직하다. 아크릴 UV경화성수지는 투명하고 성형가공성이 좋고 UV경화성도 우수하다.

도면 공정에 의해 전사되는 패턴은 선의 형태나 크기에 영향을 받지 않기 때문에 외관에 적용될 수 있는 대부분의 디자인에 대용이 가능하다. 또한 대형화가 용이하며, 고가의 반도체 공정 장비를 사용하지 않기 때문에 저비용으로 생산이 가능하다.

그리고, 미세 패턴이 형성되어 있고 가전제품의 외면에 부착되는 필름을 제조하기 위한 본 발명의 필름 제조장치는, 합성수지 필름(410)에 UV경화성수지(550)를 도포하는 수지도포장치(500); 미세 패턴이 형성된 마스터 몰드를 이용하여 상기 필름(410)의 UV경화성수지(550)에 상기 마스터 몰드를 압착하여 패턴을 형성하는 패턴형성장치(600); 및 상기 패턴이 형성된 필름의 UV경화성수지(550)에 자외선을 투사하여 경화시키는 수지경화장치(700)를 포함하여 이루어진다.

도 3은 본 발명에 따른 마스터 몰드 중 하드 몰드(100')를 이용하여 미세 패턴이 형성된 필름을 제조하는 장치 및 공정이 도시되어 있다. 상기 하드 몰드(100')는 위에서 설명한 바와 같이 STS기판(100)의 표면에 포토레지스트(110)를 도포한 다음 자외선을 투사하여 패턴을 형성하는 도면 공정과 에칭용액(170)을 가하여 STS기판(100)을 에칭하면 원하는 디자인의 패턴을 형성하는 습식에칭 공정을 거쳐 제작된다. 한편, 다이아몬드 바이트를 이용하여 몰드 롤러(610)의 표면에 미세 패턴을 직접 기계가공하여 제작할 수도 있다.

먼저, 합성수지 필름(410)이 권취되어 있는 롤러(400)를 준비하고 수지도포장치(500) 부근에 회전가능하게 장착한다. 권출롤러(400)에서 권출되는 필름(410)은 이송롤러(510)를 통해 수지도포롤러(520)상에서 이동한다. 수지도포롤러(520)는 UV경화성수지(550)가 담겨 있는 용기에 그 일부가 잠긴 채로 회전되면서 UV경화성수지(550)를 필름(410)의 표면에 일정 두께로 도포한다. UV경화성수지(550)가 도포된 필름(410)은 이송롤러(530)를 통해 다음 장치인 패턴형성장치(600)로 이송된다.

패턴형성장치(600)는 롤러의 원주 표면상에 미세 패턴이 형성되어 있는 마스터 몰드(610)와 이 마스터 몰드(610)와의 사이에 UV경화성수지(550)가 도포된 필름(410)을 통과시키면서 압착하는 압착롤러(630)를 포함한다. 또한, 마스터 몰드(610) 위에는 마스터 몰드(610)의 패턴이 복제된 UV경화성수지(550)를 경화시키 기 위해 자외선투사기(650)가 설치되어 있어서 자외선을 투사할 수 있도록 한다. 자외선 투사 대신에 가열기로 UV경화성수지(550)를 가열할 수도 있고, 자외선투사기(650) 및 가열기가 동시에 설치될 수도 있다.

이어서, 마스터 몰드(610)의 패턴이 복제된 필름(410)은 자외선투사기로 이루어진 수지경화장치(700)를 통과하면서 경화가 완료된다. 이때에도 가열기를 함께 설치하여 가열과 자외선투사를 동시에 또는 연속적으로 행할 수 있다.

마지막으로, 본 발명의 필름 제조장치는 수지경화장치(700)를 통과한 필름(1000)을 권취하는 권취롤러(800)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 수지경화장치(700)에서 경화가 완료되어 미세 패턴이 형성된 필름(1000)은 권취롤러(800)에 감기게 된다. 이 미세패턴 필름(1000)은 가전제품에 부착될 형태 및 크기에 따라 적절히 재단되어 부착된다.

그런데, 특히 기계가공을 통해 하드 몰드를 제작하는 경우에는 마스터 몰드와 이로부터 복제된 미세 패턴 필름에서 수평 또는 수직 방향의 패턴만 구현할 수 있기 때문에 디자인의 자유도가 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 롤 타입의 하드 몰드는 필름 및 그에 구현되는 디자인을 300mm 이상으로 대형화하기 위해서는 큰 롤이 필요하게 되고, 고가의 비용이 발생한다. 따라서, 본 발명에서 상기 마스터 몰드로 STS 재질로 이루어진 하드 몰드(100')를 사용하여 미세 패턴을 형성하는 것은 크기가 300mm를 넘지 않는 디자인의 경우에 적용하는 것이 바람직하다.

그래서, 필름에 크기 300mm 이상의 패턴을 형성하는 경우에는 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 패턴형성장치는, 하나 이상의 롤러 주위로 회전되도록 설치되는 유연한 재질의 마스터 몰드(200); 상기 UV경화성수지(550)가 도포된 필름(410)과 마스터 몰드(200)를 두 롤러 사이에서 압착시키는 2개의 압착롤러(610, 620); 및 상기 압착롤러(610, 620)를 통과한 패턴이 형성된 필름(410)을 수지경화장치(700)로 이송하는 이송롤러를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

본 실시예에서 마스터 몰드(200)는 상기한 바와 같이 하드 몰드(100')의 패턴을 필름 상에 복제한 소프트 몰드이다. 이 소프트 몰드(200)는 상대적으로 큰 지름의 제1몰드롤러(610)와 상대적으로 작은 지름의 제2몰드롤러(620)에 팽팽하게 감기게 된다. 이 상태에서 두 롤러((610, 620)가 회전함에 따라 회전되면서 상기 UV경화성수지(550)가 도포된 필름(410)에 소프트 몰드(200)의 패턴을 전사하게 된다.

본 실시예의 다른 부분의 구성은 하드 몰드(100')의 실시예에서와 동일하므로 여기서 상세한 설명은 생략한다.

그리고, 가전제품의 외면에 부착되는 본 발명의 미세 패턴 필름 제조방법은,합성수지 필름(410)에 UV경화성수지(550)를 도포하는 단계; 미세 패턴이 형성되어 있는 유연한 마스터 몰드(200)를 롤러에 감고 회전시키면서 상기 필름(410)에 대고 압착하여 마스터 몰드(200)의 패턴을 임프린팅하는 단계; 상기 필름(410)에 자외선을 가하여 패턴이 형성된 UV경화성수지(550)를 경화시키는 단계; 및 상기 경화된 패턴이 형성된 필름에서 마스터 몰드(200)를 분리하는 단계를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 필름(410)은 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 필름인 것이 바람직하다.

도 5에는 마스터 몰드를 사용하여 필름에 미세 패턴을 형성하는 공정이 개략적으로 도시되어 있다. 도 5의 마스터 몰드는 상기 소프트 몰드(200)를 사용하는 것이 바람직한 바 소프트 몰드(200)를 사용하여 필름을 제조하는 과정이 도시되어 있으나, 하드 몰드(100')를 사용하는 경우도 동일한 공정을 거쳐 미세패턴 필름(1000)이 생산될 것이다.

도 5(a)에서와 같이, 먼저 UV경화성수지(550)를 필름(410)에 적절한 두께로 도포한 다음, 마스터 몰드(200)를 상기 필름(410) 상에 정치시킨다. 다음으로 도 5(b)에서와 같이, 마스터 몰드(200)의 미세 패턴이 UV경화성수지(550)에 복제되도록 마스터 몰드(200)를 필름(410)의 UV경화성수지(550)에 대고 압착한다.

다음으로, 도 5(c)에서와 같이, 상기 필름(410)에 자외선을 가하여 UV경화성수지(550)를 경화시킨다. 위의 미세 패턴 필름 제조장치에서는 마스터 몰드(200)를 필름에서 분리한 다음 자외선을 투사하는 것으로 설명하였으나, 여기서는 마스터 몰드(200)의 분리 전에 자외선을 투사하는 것도 가능하다. 왜냐하면, 자외선은 합성수지로 이루어진 필름(410)을 통과하여 UV경화성수지(550)에까지 투사될 수 있기 때문이다. 이러한 점에서, 상기 필름(410)은 투명한 PET수지로 이루어진 필름인 것이 바람직하다.

마지막으로, UV경화성수지(550)가 경화된 후 이로부터 마스터 몰드(200)를 분리해 내면, 미세패턴이 형성된 필름 제작이 완료된다. 본 발명의 필름 제조방법에 있어서, 상기한 필름 제조장치를 사용하는 경우에는 미세패턴 필름을 연속적으로 제조할 수 있어서 더 효율적으로 대량생산할 수 있다.

본 발명에 따라 제조된 미세 패턴 필름은 복제된 패턴과 부착되는 필름의 형태 및 크기에 따라 적절히 재단되어 냉장고, 세탁기, 에어컨 등의 다양한 가전제품에 부착될 수 있을 것이다.

도 6은 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 미세 패턴 필름이 적용된 대표적인 가전제품으로서 냉장고의 전면을 나타내는 도면이다. 도 6에 도시된 냉장고(2000)는 냉동실 도어(2100)와 냉장실 도어(2200)가 수직선을 기준으로 양측으로 개폐되도록 각각 구비되어 있는 양문형 냉장고이다. 각 도어(2100, 2200)에는 도어 손잡이(2150, 2250)가 구비되어 있다.

냉동실 도어(2100)의 상부에는 냉장고의 제어를 위해 사용자가 조작하는 버튼들과 디스플레이부 등이 구비된 조작부(2110)가 구비되어 있다. 이 조작부(2110) 아래에는 물이나 얼음 등을 취출하는 디스펜서의 전면을 개폐하는 디스펜서(dispenser) 도어(2120)가 구비되어 있다. 또한, 우측에 있는 냉장실 도어(2200)의 상부에도 홈바(home bar) 도어(2220)가 구비되어 있다. 이 각 도어(2100, 2200)의 전면에는 꽃 모양의 디자인이나 조작부 등의 패턴을 가진 미세 패턴 필름이 부착되어 있다.

도시된 실시예에서는 상기 냉장실 도어(2200)의 전면 중 홈바 도어(2220) 위 부분에 꽃 모양의 디자인으로 이루어진 미세 패턴 필름(1000)이 부착되어 있는 것으로 표시하였으나, 사실 냉장실 도어(2200)의 전면 모두에 본 발명의 미세 패턴 필름이 부착되어 있는 것이다. 마찬가지로 냉동실 도어(2100)의 전면 모두에도 미세 패턴 필름이 부착되어 있다. 특히, 도 7은 냉동실 도어(2100)의 상부에 구비된 조작부(2110)에 부착되는 미세 패턴 필름의 일 예를 확대하여 나타낸 것이다.

도 8은 본 발명에 의해 제조된 미세 패턴 필름의 예들을 나타내는 도면이다. 도 8(a) 내지 8(d)에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 미세 패턴 필름은 빛의 회절 효과에 의하여 보는 각도에 따라 다양한 색상을 구현할 수 있다. 특히, 도 8(b)는 도 7의 냉장고에 적용되는 꽃 모양의 디자인이 형성된 미세 패턴 필름이다. 본 발명에 따르면, 별도로 유채색을 가진 잉크로 인쇄하는 공정이 필요 없게 된다.

또한, 가전제품이 아니더라도 필름을 부착함으로써 외면을 장식하는 경우에는 본 발명의 미세 패턴 필름이 적용될 수 있음이 이해될 것이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 스탬퍼 제조 공정을 나타내는 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 마스터 몰드 중 하드 몰드를 이용하여 미세 패턴이 형성된 필름을 제조하는 장치 및 공정을 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 마스터 몰드 중 소프트 몰드를 이용하여 미세 패턴이 형성된 필름을 제조하는 장치 및 공정을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 5는 마스터 몰드를 사용하여 필름에 미세 패턴을 형성하는 공정을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 6은 본 발명에 의한 미세 패턴 필름이 적용된 냉장고의 전면을 나타내는 도면이다.

도 7은 본 발명에 의해 제조되어 냉장고의 조작부에 부착되는 미세 패턴 필름을 나타내는 도면이다.

도 8은 본 발명에 의해 제조된 미세 패턴 필름의 예들을 나타내는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: STS 기판

100': 에칭된 STS 기판(하드 몰드)

110: 포토레지스트

140: 마스크

150: 유리

170: 에칭용액

200: 소프트 몰드

210: 합성수지 기판

220: UV경화성수지

400: 권출롤러

410: 필름

500: 수지도포장치

510, 530: 이송롤러

520: 수지도포롤러

550: UV경화성수지

600: 패턴형성장치

610: 제1몰드롤러

620: 제2몰드롤러

630: 압착롤러

650: 자외선투사기

700: 수지경화장치

800: 권취롤러

1000: 미세패턴 필름

2000: 냉장고

2100: 냉동실 도어

2200: 냉장실 도어

Claims

가전제품의 외면에 부착되는 미세 패턴 필름을 제조하기 위한 마스터 몰드 제조방법에 있어서,

스테인레스스틸(STS)기판의 표면에 포토레지스트를 도포하고 패턴이 형성된 마스크를 통해 자외선을 투사하여 패턴을 전사하는 단계;

상기 패턴이 전사된 STS기판을 에칭하는 단계;

상기 에칭된 기판에서 포토레지스트를 제거하는 단계; 및

합성수지 기판에 상기 STS기판의 패턴을 복제하는 단계;

를 포함하여 이루어지는 마스터 몰드 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 패턴을 복제하는 단계는,

상기 합성수지 기판에 UV경화성수지를 도포하는 단계;

상기 UV경화성수지가 도포된 합성수지 기판에 상기 패턴이 형성된 STS기판을 대고 압착한 후 상기 UV경화성수지를 경화시켜 상기 STS기판의 패턴을 복제하는 단계; 및

상기 패턴이 형성된 합성수지 기판을 STS기판으로부터 분리하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스터 몰드 제조방법.
제2항에 있어서,

상기 패턴 복제 후에, 상기 패턴이 형성된 합성수지 양단을 서로 부착하여 벨트 형태로 만드는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스터 몰드 제조방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 합성수지는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)인 것을 특징으로 하는 마스터 몰드 제조방법.
제4항에 있어서,

상기 UV경화성수지는 아크릴 UV경화성수지인 것을 특징으로 하는 마스터 몰드 제조방법.
미세 패턴이 형성되어 있고 가전제품의 외면에 부착되는 필름을 제조하기 위한 필름 제조장치에 있어서,

합성수지 필름에 UV경화성수지를 도포하는 수지도포장치;

미세 패턴이 형성된 마스터 몰드를 이용하여 상기 필름의 UV경화성수지에 상기 마스터 몰드를 압착하여 패턴을 형성하는 패턴형성장치; 및

상기 패턴이 형성된 필름의 UV경화성수지에 자외선을 투사하여 경화시키는 수지경화장치를 포함하여 이루어지는 필름 제조장치.
제6항에 있어서,

상기 패턴형성장치는,

하나 이상의 롤러 주위로 회전되도록 설치되는 유연한 재질의 마스터 몰드;

상기 UV경화성수지가 도포된 필름과 마스터 몰드를 두 롤러 사이에서 압착시키는 2개의 압착롤러; 및

상기 압착롤러를 통과한 패턴이 형성된 필름을 수지경화장치로 이송하는 이송롤러를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 필름 제조장치.
제6항 또는 제7항에 있어서,

상기 필름 제조장치는 수지경화장치를 통과한 필름을 권취하는 권취롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필름 제조장치.
가전제품의 외면에 부착되는 미세 패턴 필름의 제조방법에 있어서,

합성수지 필름에 UV경화성수지를 도포하는 단계;

미세 패턴이 형성되어 있는 마스터 몰드를 상기 필름의 UV경화성수지에 대고 압착하여 마스터 몰드의 패턴을 임프린팅하는 단계;

상기 필름에 자외선을 가하여 패턴이 형성된 UV경화성수지를 경화시키는 단계; 및

상기 경화된 패턴이 형성된 필름에서 마스터 몰드를 분리하는 단계를 포함하 여 이루어지는 미세 패턴 필름의 제조방법.
제9항에 있어서,

상기 마스터 몰드는 유연한 재질의 합성수지 기판의 표면에 미세 패턴이 형성되어 이루어지고,

상기 패턴 임프린팅 단계에서는 상기 유연한 마스터 몰드를 롤러에 감고 회전시키면서 마스터 몰드의 미세 패턴을 상기 UV경화성수지에 임프린팅하는 것을 특징으로 하는 미세 패턴 필름의 제조방법.
제10항에 있어서,

상기 필름은 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 필름인 것을 특징으로 하는 미세 패턴 필름의 제조방법.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항의 제조방법에 따라 제조된 미세 패턴 필름이 외면에 부착된 것을 특징으로 하는 가전제품.
제12항에 있어서,

상기 가전제품은 전면에 상기 미세 패턴 필름이 부착된 냉장고인 것을 특징으로 하는 가전제품.