KR20110121412A - 사출물 표면 메탈 디자인 패턴 형성 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디자인 패턴 형성 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 플라스틱 사출물 표면에 금속으로 된 디자인 패턴을 형성하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 사출물 표면 메탈 디자인 패턴 형성 방법은, 플라스틱 사출물 표면에 프라이머를 도포하는 제 1 단계와; 프라이머가 도포된 플라스틱 사출물 표면에 금속박막을 형성하는 제 2 단계와; 금속박막 표면에 포토레지스트를 도포하는 제 3 단계와; 상기 포토레지스트 표면에 특정 디자인 패턴 형상 이외의 부위를 마스킹하는 패턴마스크를 덮고 UV광을 조사하여, 포토레지스트를 특정 디자인 패턴 형상으로 경화시키는 제 4 단계와; 경화되지 않은 포토레지스트(3) 부위, 특정 디자인 패턴 형상으로 경화된 포토레지스트 부위만 남도록, 경화되지 않은 포토레지스트 부위를 제거하는 제 5 단계와; 특정 디자인 패턴 형상으로 경화된 포토레지스트로 덮여있지 않은 노출된 금속박막 부위를 에칭하는 제 6 단계와; 특정 디자인 패턴 형상으로 경화된 포토레지스트를 제거하는 제 7 단계를 포함한다.

Description

사출물 표면 메탈 디자인 패턴 형성 방법{METHOD OF FORMING METAL DESIGN PATTERN ON PLASTIC MOLDING}

본 발명은 디자인 패턴 형성 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 플라스틱 사출물 표면에 금속으로 된 디자인 패턴을 형성하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰, 노트북, pmp, umpc 등 휴대형 전자 기기의 케이스나 커버는 플라스틱 사출물로 구성된다. 이러한 전자 기기의 케이스나 커버는 대체로 검정색이나 흰색, 회색 등의 단일 컬러로 구성되고, 표면에는 윤기가 흐르도록 투명 코팅처리되는 것이 일반적이었다. 그런데, 최근 들어, 수요자들은 자신만의 개성을 중요시하고 화려한 멋을 추구하는 경향이 많아짐에 따라, 휴대형 전자 기기의 케이스나 커버에도 다양한 디자인 패턴을 형성한 제품들이 속속 등장하고 있다. 특히, 플라스틱 사출물 표면에 보다 고급스럽고 샤프한 이미지를 풍길 수 있도록 금속 소재를 이용한디자인 패턴(이하, '메탈 디자인 패턴'이라 칭함)을 형성하는 경우가 많아지고 있다.

이와 같이 사출물 표면에 메탈 디자인 패턴을 형성하는 방법으로는, 인쇄, 증착, 스프레이 도장, 스탬핑 방법 등이 있다. 그러나, 이러한 종래의 방법들은 패턴 윤곽의 샤프니스(shrpness) 품질이 좋지 못하여 정밀한 디자인 패턴을 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 그립감이나 미감을 위하여 표면에 다양한 굴곡이 형성된 비평탄 사출물 표면에는 적용이 어려운 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 사출물 표면에 메탈 디자인 패턴을 형성하는 방법의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 디자인 패턴 윤곽의 샤프니스 품질이 우수하여 정밀한 패턴 형성이 가능하고, 다양한 굴곡이 형성된 비평탄 사출물 표면에도 디자인 패턴 형성이 가능한 사출물 표면 메탈 디자인 패턴 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 사출물 표면 메탈 디자인 패턴 형성 방법은, 플라스틱 사출물 표면에 프라이머를 도포하는 제 1 단계와; 프라이머가 도포된 플라스틱 사출물 표면에 금속박막을 형성하는 제 2 단계와; 금속박막 표면에 포토레지스트를 도포하는 제 3 단계와; 상기 포토레지스트 표면에 특정 디자인 패턴 형상 이외의 부위를 마스킹하는 패턴마스크를 덮고 UV광을 조사하여, 포토레지스트를 특정 디자인 패턴 형상으로 경화시키는 제 4 단계와; 경화되지 않은 포토레지스트(3) 부위, 특정 디자인 패턴 형상으로 경화된 포토레지스트 부위만 남도록, 경화되지 않은 포토레지스트 부위를 제거하는 제 5 단계와; 특정 디자인 패턴 형상으로 경화된 포토레지스트로 덮여있지 않은 노출된 금속박막 부위를 에칭하는 제 6 단계와; 특정 디자인 패턴 형상으로 경화된 포토레지스트를 제거하는 제 7 단계를 포함한다.

여기서, 상기 금속박막은 금속재료의 증착에 의해 형성되는 것이 바람직하며, 상기 금속박막은 알루미늄으로 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 제 7 단계 후, 사출물 표면에 도료를 도포하여 색상을 착색하는 제 8 단계를 더 포함하는 것이 바람직하며, 제 8 단계 후, 사출물 표면을 투명 코팅재로 코팅하는 제 9 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 디자인 패턴 윤곽의 샤프니스 품질이 우수하여 정밀한 패턴 형성이 가능하고, 질감, 칼라감 및 입체감의 표현이 가능하며, 다양한 굴곡이 형성된 비평탄 사출물 표면에도 디자인 패턴 형성이 가능한 장점을 갖는다.

도 1 은 본 발명에 따른 메탈 디자인 패턴 형성 방법의 공정 순서도,
도 2 는 본 발명에 따른 메탈 디자인 패턴 형성 공정의 제1단계 내지 제3단계 공정의 모식도,
도 3 은 본 발명에 따른 메탈 디자인 패턴 형성 공정의 제4단계 내지 제7단계 공정의 모식도,
도 4 는 본 발명에 따라 메탈 디자인 패턴이 형성된 휴대폰 케이스의 샘플 사진,
도 5 는 종래 방법에 의해 형성된 메탈 디자인 패턴과 본 발명에 따른 방법에 의해 형성된 메탈 디자인 패턴의 샤프니스를 비교한 사진이다.

이하, 본 발명에 따른 사출물 메탈 디자인 패턴 형성 방법을 바람직한 실시예와 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 사출물 메탈 디자인 패턴 형성 공정은, 프라이머 도포 단계(ST1), 금속박막 형성 단계(ST2), 포토레지스트 도포 단계(ST3), 노광 단계(ST4), 현상 단계(ST5), 1차 에칭 단계(ST6), 2차 에칭 단계(ST7), 착색 단계(ST8) 및 표면 코팅 단계를 포함한다.

제 1 단계로서, 프라이머(2) 도포 단계는, 플라스틱 사출물(1) 표면에 금속층을 형성하기 전에, 금속층과 플라스틱 사출물(1) 사이의 접착력을 증대시킴과 아울러, 사출물(1) 표면의 흠결을 메꾸어 줄 뿐만 아니라, 추후 두차례에 걸친 에칭 공정시 에칭 약품에 의해 플라스틱 사출물(1) 표면이 손상되는 것을 방지하기 위해 플라스틱 사출물(1) 표면을 하도 코팅하는 단계이다.

프라이머(2)는 대체로 신너와 폴리아크릴계 고분자 물질이 혼합된 것을 사용하는 것이 바람직하며, 분사건을 이용하여 일정한 압력으로 사출물(1) 표면에 고르게 분사하여 3㎛내지 10㎛정도의 막을 형성한 후, 건조기에서 완전 경화시킨다. 도 2 의 (a)에는 이러한 프라이머(2) 도포 공정의 모식도가 개략적으로 도시된다.

제 2 단계로서, 금속박막(3) 형성 단계(ST2)는, 프라이머(2)가 도포된 플라스틱 사출물(1) 표면에 금속재료를 증착하여 금속박막(3)을 형성하는 단계이다. 도 2 의 (b)에는 이러한 금속박막(3) 형성 공정의 모식도가 개략적으로 도시된다.

본 단계에서 사용되는 금속의 종류에는 특별한 제한이 없어 단일 금속원소 뿐만 아니라 합금도 사용가능한데, 대체로, 미감 및 광택, 그리고 표면 질감 등이 우수한 알루미늄을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 단계에서 사용되는 증착 방법도 스퍼터링이나 진공증착 등 다양한 유형의 증착 방법이 사용될 수 있다. 이러한 증착 방법은 이미 공지된 기술로서 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 본 단계에서는 증착 이외에도, 미리 형성된 금속박막 시트 또는 필름을 사출물(1) 표면에 접착함으로써 금속박막(3)을 형성할 수도 있다.

제 3 단계로서, 포토레지스트(4) 도포 단계(ST3)는, 제 2 단계에서 형성된 금속박막(3) 표면에 감광성 수지인 포토레지스트(4; Photo Resist)를 도포하는 단계로서, 액상 포토레지스트(4)를 금속박막(3)에 고르게 도포한 후 건조하여 포토레지스트(4)를 적층한다. 본 단계에서 사용되는 포토레지스트(4)는 네거티브(negative) 타입, 즉, 노광부가 경화되어 에칭되지 않는 형태인 것이 바람직하다. 도 2 의 (c)에는 본 포토레지스트(4) 도포 공정의 모식도가 개략적으로 도시된다.

제 4 단계로서, 노광 단계(ST4)는, 포토레지스트(4)를 빛에 노출시켜 요구되는 디자인 패턴 형상으로 경화시키는 단계로서, 도 3 의 (a)에는 노광 단계의 공정 모식도가 도시되고, 도 3 의 (b)에는 노광 단계를 거친 후의 상태가 도시된다.

도 3 의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 노광 단계(ST4)에서는, 먼저, 포토레지스트(4) 표면에 특정 디자인 패턴 형상 이외의 부위를 마스킹하는 패턴마스크(5)를 덮고 UV광을 조사한다. 일정 시간 동안 UV광을 조사하면, UV광에 노출된 포토레지스트(4) 부위(이하 '노광부(4a)'라 칭함)가 경화된다. 노광후 패턴마스크(5)는 제거한다. 이에 따라, 도 3 의 (b)에 도시된 바와 같이, 패턴마스크(5)에 의해 마스킹되지 않은 포토레지스트(4) 부위, 즉, 노광부(4a)가 특정 디자인 패턴 형상으로 경화된다.

제 5 단계로서, 현상 단계(ST5)는, 경화되지 않은 포토레지스트(4) 부위, 즉, 비노광부를 화학약품을 이용 제거하여 노광부(4a)만 남도록 하는 단계로서, 도 3 의(c)에 현상 단계를 거친 후의 상태가 도시된다. 도시된 바와 같이, 상기 금속박막(3) 위에는 경화되지 않은 포토레지스트(4) 부위, 즉, 비노광부가 제거되고 특정 디자인 패턴 형상을 갖는 경화된 노광부(4a)만이 남게 된다. 여기서 사용되는 화학약품은 경화되지 않은 포토레지스트(4)만 용해시키는 탄산소다 계열의 알카리 용액인 것이 바람직하다.

제 6 단계로서, 1차 에칭 단계(ST6)는, 남아있는 포토레지스트(4), 즉, 상기 경화된 노광부(4a)로 덮여있지 않은 노출된 금속박막(3) 부위를 화학약품을 이용하여 화학적 식각을 수행하는 단계이다. 도 3 의 (d)에는 본 에칭 단계를 거친 후의 상태가 개략적으로 도시된다. 도 3 의 (d)로부터, 경화된 노광부(4a)에 의해 덮여있지 않은 부위로 노출된 금속박막(3) 부위가 제거된 것을 알 수 있다. 여기서 사용되는 화학약품은 금속박막(3)만을 부식시키는 염산, 질산과 같은 강산인 것이 바람직하고, 시중에 유통되고 있는 질산과 불산, 그리고 계면활성제의 혼합물(일명 Ch-10-n)을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

제 7 단계로서, 2차 에칭 단계(ST7)는, 남아있는 포토레지스트, 즉, 상기 경화된 노광부(4a)를 제거하는 단계이다. 도 3 의 (e)에는 본 단계를 거친 후의 상태가 개략적으로 도시된다. 도시된 바와 같이, 상기 경화된 노광부(4a)의 제거에 따라 프라이머(2)가 도포된 플라스틱 사출물(1) 표면에 메탈 디자인 패턴이 형성된다.

제 8 단계로서, 착색 단계(ST8)는, 사출물(1) 표면에 도료를 도포하여 색상을 착색하는 단계이다. 본 단계에서는 메탈 디자인 패턴 부분을 마스킹후 사출물(1) 표면에만 착색을 수행할 수도 있고, 전체 착색 후 메탈 디자인 패턴 부분의 도료를 제거하는 방식을 취할 수도 있다. 그리고, 착색되는 색상은 단일 색상일 수도 있고, 다양한 색상이 혼용되어 사용될 수도 있으며, 경우에 따라 펄과 같은 장식체가 함께 적용될 수도 있다.

제 9 단계로서, 표면 코팅 단계(ST9)는 메탈 디자인 패턴이 형성된 사출물(1) 표면을 투명 코팅재로 코팅하는 단계이다. 본 단계는 사출물(1) 표면을 매끄럽게 함과 동시에, 표면을 강화시켜 패턴 및 사출물(1) 표면을 보호하기 위한 공정으로서, 투명 아크릴 또는 에폭시 코팅재를 사용하여 사출물(1) 전체 표면에 걸쳐 고르게 도포한다.

상슬한 바와 같은 공정 단계를 거쳐 사출물(1) 표면에 메탈 디자인 패턴 형성 작업이 완료된다. 도 4 에는 위와 같은 공정에 의해 최종 완성된 메탈 디자인 패턴을 갖는 휴대폰 케이스의 샘플 사진이 도시된다. 샘플에서는 디자인 패턴으로서 도트(dot) 패턴이 사용되었다.

한편, 도 5 에는 종래 스탬핑 방법에 의해 형성된 메탈 디자인 패턴(a)과 본 발명에 따른 방법에 의해 형성된 메탈 디자인 패턴(b)의 샤프니스를 비교한 사진이다. 도시된 바와 같이, 스탬핑 방법에 의해 형성된 메탈 디자인 패턴(a)의 경우, 패턴의 윤곽이 일정치 못한 반면, 본 발명에 따른 메탈 디자인 패턴(b)의 경우, 패턴의 윤곽이 일정하고 칼로 자른듯 명확하여 샤프니스가 매우 우수한 것을 알 수 있다.

그리고, 본 발명에 따르면, 종래 스탬핑 방법과 같이 금형을 사용하지 않기 때문에, 금형비가 절감될 수 있고 굴곡이 있는 비평탄 사출물(1) 표면에도 디자인 패턴의 형성이 가능하게 되는 것이다.

지금까지, 본 발명의 실시예를 기준으로 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적 균등범위까지 포함된다 할 것이다.

1 : 사출물 2 : 프라이머
3 : 금속박막 4 : 포토레지스트
4a : 노광부 5 : 패턴마스크

Claims (5)

1. 플라스틱 사출물 표면에 프라이머를 도포하는 제 1 단계와;
   프라이머가 도포된 플라스틱 사출물 표면에 금속박막을 형성하는 제 2 단계와;
   금속박막 표면에 포토레지스트를 도포하는 제 3 단계와;
   상기 포토레지스트 표면에 특정 디자인 패턴 형상 이외의 부위를 마스킹하는 패턴마스크를 덮고 UV광을 조사하여, 포토레지스트를 특정 디자인 패턴 형상으로 경화시키는 제 4 단계와;
   경화되지 않은 포토레지스트(3) 부위, 특정 디자인 패턴 형상으로 경화된 포토레지스트 부위만 남도록, 경화되지 않은 포토레지스트 부위를 제거하는 제 5 단계와;
   특정 디자인 패턴 형상으로 경화된 포토레지스트로 덮여있지 않은 노출된 금속박막 부위를 에칭하는 제 6 단계와;
   특정 디자인 패턴 형상으로 경화된 포토레지스트를 제거하는 제 7 단계를 포함하는 사출물 표면 메탈 디자인 패턴 형성 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 금속박막은 금속재료의 증착에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 사출물 표면 메탈 디자인 패턴 형성 방법.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 금속박막은 알루미늄으로 구성되는 것을 특징으로 하는 사출물 표면 메탈 디자인 패턴 형성 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   제 7 단계 후, 사출물 표면에 도료를 도포하여 색상을 착색하는 제 8 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사출물 표면 메탈 디자인 패턴 형성 방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   제 8 단계 후, 사출물 표면을 투명 코팅재로 코팅하는 제 9 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사출물 표면 메탈 디자인 패턴 형성 방법.
   
   
   
   
   
   
   

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