KR100586304B1 - 금속 제품의 다색상 디자인 방법 - Google Patents

Abstract

금속 제품의 다색상 디자인 방법을 제공한다. 이 방법은 먼저, 금속 모재를 제조한다. 이어서, 상기 금속 모재의 표면에 도색 하지용 피막을 형성한다. 상기 도색 하지용 피막의 표면에 하부 도색층 및 적어도 하나의 상부 도색층을 차례로 형성한다. 상기 상부 도색층의 전층 또는 일부층을 패터닝하여 상기 하부도색층 또는 상기 상부 도색층 중 선택된 어느 한 층을 노출시킨다.

레이저 식각, chromate, 케이싱 프레임

Description

금속 제품의 다색상 디자인 방법{method for colar design of metal product}

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 금속 제품의 다색상 디자인 방법을 설명하기 위하여 나타낸 흐름도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 단말기 프레임을 나타낸 사시도이다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 단말기 프레임의 다색상 디자인 방법을 설명하기 위하여 도 2의 Ⅰ~Ⅰ′에 따라 취해진 단면도들이다.

* 도면의 주요부분에 대한 설명*

300 : 단말기 프레임 모재 302 : 도색 하지용 피막

304 : 하부 도색층 306 : 제1 상부 도색층

308 : 제2 상부 도색층

본 발명은 금속 제품의 후가공 방법에 관한 것으로, 특히 금속 제품의 다색 상 디자인 방법에 관한 것 이다.

가전제품 등의 케이싱 프레임을 제작하는 데 있어서 휴대성 향상을 위한 경량화 및 소형화를 위하여 합성수지가 사용되고 있다. 그러나 상기 합성수지는 재활용이 곤란하여 친환경적이지 못하며 내구성이 취약한 단점을 가지고 있다. 예를 들어, 종래 무선 이동통신 단말기 프레임은 합성수지를 사출성형하여 모재를 제조한 후 그 표면을 UV 코팅처리 하여 표면 긁힘(scratch)을 방지하고 있다. 그러나, 상술한 바와 같이 합성수지 성형품을 무선 이동통신 단말기 프레임으로 사용하는 경우 친환경적이지 못하며 내구성이 취약하다. 또한, 상기 모재와 코팅층간의 밀착성(adhesion)이 좋지 않아 장시간 사용하는 경우 상기 코팅층이 손실되어 표면 긁힘에 취약하게 된다. 금속재료는 일반적으로 재활용이 가능하여 친환경적이며 적절한 강도를 가지고 있어 이에 대한 대안으로서 활용이 요구되어 진다. 특히, 알루미늄 합금은 낮은 비중, 적절한 강도 및 기계적 특성을 가지고 있어 자동차 또는 휴대용 가전 제품용 재료로서 주목되고 있다.

한편, 가전제품 시장의 경쟁이 치열해 짐에 따라 가전제품 고유의 기능 이외에 외관 디자인이 판촉에 중요한 역할을 하고 있다. 특히, 상기 가전 제품 중 최근들어 가장 활발하게 개발되고 있는 무선 이동통신 단말기는 그 주된 소비자층의 연령대가 낮아짐에 따라 제품 고유의 기능 이외에 케이싱 프레임의 디자인에 따라 판매실적이 좌우되고 있다. 따라서, 소비자의 구매욕구를 증가시키기 위하여는 케이싱 프레임에 별도의 부착물을 부착시키는 것 외에 케이싱 프레임 자체에 다양한 색상의 디자인을 부가하여 소비자의 탐미적 욕구를 충족시키는 것이 필요하다.

금속 제품 표면의 디자인을 개선하기 위하여 여러가지 물리적 또는 화학적 방법들이 시도되고 있다. 종래 금속 제품의 표면을 처리하는 방법을 분류하여 보면 금속표면을 거울과 같이 처리하는 크롬도금등 금속 고유의 색상을 발현시키기 위한 각종 도금방법, 양극산화처리등의 방법에 의하여 금속 제품의 표면에 단일색상의 절연피막을 형성하는 절연피막법 및 경질피막법등이 사용되고 있다. 그러나 상술한 방법들은 특정한 기능적인 목적 예를들어, 표면경도강화등의 기계적, 물리적인 기능이나 표면 부식방지등의 화학적인 기능을 우선적으로 고려하여 선택적으로 적용되고 있으며 상술한 방법들만으로는 금속 제품의 표면에 다양한 색상의 패턴이나 이미지등을 디자인하여 표현하기가 곤란하다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 금속 제품의 표면에 다양한 색상의 디자인을 구현함으로써 시장경쟁력을 갖는 금속 제품을 제조 가능케 하는 금속 제품의 다색상 디자인 방법을 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은 레이저 식각방법을 적용한 금속 제품의 다색상 디자인 방법을 제공한다. 이 방법은 먼저, 금속 모재를 제조한다. 이어서, 상기 금속 모재의 표면에 도색 하지용 피막을 형성한다. 상기 도색 하지용 피막의 표면에 하부 도색층 및 적어도 하나의 상부 도색층을 차례로 형성한다. 상기 상부 도색층의 전층 또는 일부층을 패터닝하여 상기 하부도색층 또는 상기 상부 도색층 중 선택된 어느 한 층을 노출시킨다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 금속 제품의 다색상 디자인 방법을 설명하기 위하여 나타낸 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 먼저 금속 모재를 제조한다.(100) 상기 금속 모재는 다이캐스트법을 적용하여 형성할 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다이캐스트법은 복잡한 모양을 갖는 얇은 주물의 제조가 가능하며 단가가 싸고 생산속도가 큰 장점을 가지고 있는 주조법으로써 무선 이동통신 단말기 케이싱 프레임(이하 단말기 프레임이라 한다.)과 같은 복잡한 모양을 갖는 합금 제품을 대량으로 제조하는데 적합한 주조법이다. 이후 상기 금속 모재의 표면에 도색 하지용 피막을 형성한다.(102) 상기 도색 하지용 피막은 상기 금속 모재의 부식을 방지하고 후속 공정에 의한 도색층과의 밀착성(adhesion)을 개선시키기 위하여 형성한다. 본 발명의 실시예에 있어서 상기 도색 하지용 피막은 크로매이트(chromate)법에 의하여 형성된 크로매이트 피막인 것이 바람직하다. 다음으로, 상기 도색 하지용 피막의 표면에 하부 도색층 및 적어도 하나의 상부 도색층을 차례로 형성한다.(104) 상기 하부 도색층 및 상기 상부 도색층은 금속 모재의 표면에 구현하고자 하는 디자인의 색상에 따라 서로 다른 색상을 갖는 다수의 층으로 형성할 수 있다. 상기 하부 도색층 상에 형성된 상기 상부 도색층을 패터닝한다.(106) 본 발명의 실시예에서 상기 상부 도색층은 레이저 식각방법에 의하여 패터닝 하는 것이 바람직하다. 즉, 금속 모재의 표면에 구현하고자 하는 다색상을 갖는 디자인에 따라 상기 상부 도색층의 전층 또는 일부층을 패터닝한다. 그 결과, 하부 도색층 또는 상기 상부 도색층 중 선택된 어느 한층이 노출됨에 따라 상기 금속 모재의 표면에 다색상의 디자인이 구현된다. 상기 상부 도색층을 패터닝 한 후에 그 결과물을 열처리(108) 하여 상기 레이저 식각 공정 동안 상기 도색층들에 가해진 데미지를 치유한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 단말기 프레임을 나타낸 사시도이다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 단말기 프레임의 다색상 디자인 방법을 설명하기 위하여 도 2의 Ⅰ~Ⅰ′에 따라 취해진 단면도들이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 먼저, 단말기 프레임 모재(300)를 제조한다. 상기 단말기 프레임 모재(300)는 알루미늄 합금으로 이루어지며 다이캐스트법을 적용하여 제조한다. 상기 다이캐스트법은 냉가압식 다이캐스트기를 사용하고 용탕의 온도를 600℃ 내지 700℃로 유지하여 수행하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 단말기 프레임 모재(300)는 KS 규격에 의한 다이캐스트용 알루미늄 합금기호 AIDC8의 조성을 갖는다. 더욱 자세하게는 상기 단말기 프레임 모재(300)는 아래의 표 1과 같은 조성을 갖는다.

성분	Cu	Si	Mg	Zn	Fe	Mn	Ni	Sn	Al
함량(%)	2.0~4.5	10.5~12.0	~0.3	~1.0	~1.0	~0.5	~0.5	~0.35	나머지

이어서, 상기 단말기 프레임 모재(300)의 표면을 덮는 도색 하지용 피막 (302)을 형성한다. 상기 도색 하지용 피막(302)은 상기 단말기 프레임 모재(300)의 부식을 방지하고 후속 공정에 의한 도색층의 밀착성을 향상시키기 위하여 형성한다. 상기 도색 하지용 피막(302)은 크로매이트법에 의한 크로매이트 피막으로 형성한다. 자세하게는, 크롬산염을 포함하는 크로매이트 용액에 상기 단말기 프레임 모재를 15초 정도 침적시킨 후 약 70℃의 온도에서 30분 동안 건조시켜 상기 단말기 프레임 모재(300)의 표면에 크롬염을 주성분으로 하는 크로매이트 피막을 형성한다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 도색 하지용 피막(302)의 표면에 하부 도색층(304), 제1 상부 도색층(306) 및 제2 상부 도색층(308)을 차례로 형성한다. 상기 하부 도색층(304), 제1 상부 도색층(306) 및 제2 상부 도색층(308)은 각각 서로 다른 색상을 갖는 도료로 형성한다. 상기 각 도색층들(304,306 및 308)은 에어에 의한 스프레이식 분무도장법에 의하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 각 도색층 (304, 306 또는 308)을 형성한 후에는 형성된 도색층을 열풍 건조하여 후속의 도색층과의 섞임을 방지한다.

도 2 및 도 5를 참조하면, 상기 제2 상부 도색층(308)의 소정부분을 패터닝하거나 상기 제2 상부 도색층(308) 및 상기 제1 상부 도색층(306)의 소정부분을 연속적으로 패터닝하여 상기 제1 상부 도색층(306) 또는 상기 하부 도색층(304)을 노 출시킨다. 즉, 상기 제1 상부 도색층(306)을 노출시키고자 하는 영역에서는 상기 제2 상부 도색층(308)만을 패터닝하여 제거하고 상기 하부 도색층(304)을 노출시키고자 하는 영역에서는 상기 제2 상부 도색층(308) 및 상기 제1 상부 도색층(306)을 모두 패터닝하여 제거한다. 상기 패터닝은 레이저 식각방법을 적용하여 수행한다. 본 발명의 실시예에 있어서 레이저 식각방법은 레이저를 이용하여 도색층을 제거할 수 있는 모든 방법들이 포함된다. 본 발명의 실시예에 있어서, 바람직한 레이저 식각방법을 자세히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 상기 단말기 프레임에 구현하고자 하는 디자인이 스캐너 또는 다른 입력장치에 의해 컴퓨터의 메모리 내로 입력, 저장된다. 본 발명의 실시예에서는 이해를 용이하게 하기 위하여 단순한 이중의 원을 갖는 디자인을 예시하고 있으나 본 발명에 의하여 상기 단말기 프레임에 구현될 수 있는 디자인은 이에 한정되지 않는다. 즉, 상기 디자인은 상기 단말기 프레임의 전면에 일정하게 또는 불규칙하게 재배열된 특정 패턴일 수 있으며 일정 형상을 갖는 문자, 도형 및 도안 등 일 수 있다. 이어서, 제거하고자 하는 도색층의 수에 따라 레이저의 강도가 프로그래밍 된다. 상기 디자인 및 레이저의 강도가 프로그래밍된 데이타가 레이저 장치로 송출된다. 이후, 레이저 장치로 부터 방출된 레이저에 의해 상기 제2 상부 도색층(308)이 패터닝 되거나 상기 제2 상부 도색층 (308) 및 상기 제1 상부 도색층(306)이 패터닝 된다. 그 결과 도 2에 도시한 바와 같이 3색상을 갖는 이중 원형의 디자인이 구현된다.

이어서, 상기 레이저 식각공정을 마친 결과물에 대하여 열처리를 수행한다. 상기 열처리는 상기 레이저 식각 공정 동안 상기 도색층들(304, 306 및 308)에 가 해진 데미지를 치유하기 위한 것으로 열처리 온도는 약 170℃ 정도인 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에서는 단말기 프레임을 예시하여 금속 제품의 표면에 다색상의 디자인을 구현하는 방법에 대하여 설명하였다. 그러나 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않으며 노트북 등의 휴대용 가전제품의 케이싱 프레임 또는 금속 장신구등 다양한 산업분야에 널리 적용될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 금속 제품의 표면에 다색상을 갖는 다중의 도색층을 형성한 후 상기 도색층을 선택적으로 제거함으로써 다색상 디자인을 갖는 금속 제품을 제조할 수 있게 된다.

Claims (7)

1. 금속 모재를 제조하고,

   상기 금속 모재의 표면에 도색 하지용 피막을 형성하고,

   에어에 의한 스프레이식 분무도장법을 이용하여 상기 도색 하지용 피막의 표면에 하부 도색층 및 적어도 하나의 상부 도색층을 차례로 형성하고,

   상기 상부 도색층의 전층 또는 일부층을 패터닝하여 상기 하부도색층 또는 상기 상부 도색층 중 선택된 어느 한 층을 노출시키는 것을 포함하는 금속 제품의 다색상 디자인 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 금속 모재는 다이캐스트법에 의하여 제조된 알루미늄 합금인 것을 특징으로 하는 금속 제품의 다색상 디자인 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 도색 하지용 피막은 크로매이트 피막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 금속 제품의 다색상 디자인 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 하부 도색층 및 상기 상부 도색층은 각각 서로 다른 색상의 도색층으로 형성하는 것을 특징으로 하는 금속 제품의 다색상 디자인 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부 도색층을 패터닝하는 것은 레이저 식각방법을 적용하는 것을 특징으로 하는 금속 제품의 다색상 디자인 방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부 도색층의 전층 또는 일부층을 패터닝 한 후에 그 결과물에 대하여 열처리를 수행하는 것을 더 포함하는 금속 제품의 다색상 디자인 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 금속 모재는 무선 이동통신 단말기 케이싱 프레임 모재인 것을 특징으로 하는 금속 제품의 다색상 디자인 방법.

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