KR101287903B1 - A surface treatment goods having a color and method of surface treatment thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 색상을 가지는 표면처리물은, 알루미늄 또는 마그네슘으로 이루어진 모재와, 상기 모재에 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 구리(Cu), 크롬(Cr), 스테인리스스틸 중 하나 이상을 포함하도록 형성된 중간층과, 상기 중간층의 외면에 반응성 스퍼터링법(Sputtering), 반응성 이온플레이팅법(Ion-plating) 중 어느 하나의 방법으로 세라믹재질을 도포하여 색상을 갖도록 한 색상층을 포함하여 구성된다. 그리고, 본 발명에 의한 색상을 가지는 표면처리물의 제조 방법은, 알루미늄 또는 마그네슘으로 이루어진 모재를 준비하는 모재준비단계와, 상기 모재에 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 구리(Cu), 크롬(Cr), 스테인리스스틸 중 하나 이상을 포함하는 중간층을 형성하는 중간층형성단계와, 상기 중간층의 외면에 진공증착법(Evaporation), 스퍼터링법(Sputtering), 이온플레이팅법(Ion-plating) 중 어느 하나의 방법으로 세라믹재질을 도포하여 색상을 갖는 색상층을 형성하는 색상층형성단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The surface treatment product having a color according to the present invention includes a base material made of aluminum or magnesium and at least one of titanium (Ti), nickel (Ni), copper (Cu), chromium (Cr), and stainless steel. The intermediate layer is formed to include a color layer formed on the outer surface of the intermediate layer by applying a ceramic material by any one of reactive sputtering and reactive ion plating (Ion-plating) to have a color. In addition, the method for producing a surface treatment product having a color according to the present invention includes a base material preparation step of preparing a base material made of aluminum or magnesium, and titanium (Ti), nickel (Ni), copper (Cu), and chromium (Ti) on the base material. Cr), an intermediate layer forming step of forming an intermediate layer containing at least one of stainless steel, and any one of the method of vacuum deposition, evaporation, sputtering, ion-plating on the outer surface of the intermediate layer It characterized by consisting of a color layer forming step of applying a ceramic material to form a color layer having a color.
Description
본 발명은 색상을 가지는 표면처리물 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알루미늄 또는 마그네슘으로 이루어진 모재와, 상기 모재에 니켈(Ni) 구리(Cu), 크롬(Cr) 중 하나 이상을 포함하여 습식도금법으로 코팅된 중간층과, 상기 중간층의 외면에 질화티타늄(TiN), 탄화티타늄(TiC), 질화지르코늄(ZrN) 중 하나 이상을 포함하는 색상층을 포함하여 구성되어 다양한 색상 구현이 가능하며 색상층과 모재의 밀착력이 증대되도록 한 색상을 가지는 표면처리물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a surface treatment material having a color and a method for manufacturing the same, and more particularly, a base material made of aluminum or magnesium, and at least one of nickel (Ni) copper (Cu) and chromium (Cr) in the base material. The intermediate layer coated by the wet plating method, and a color layer including at least one of titanium nitride (TiN), titanium carbide (TiC), zirconium nitride (ZrN) on the outer surface of the intermediate layer is possible to implement a variety of colors The present invention relates to a surface treatment product having a color such that adhesion between the color layer and the base material is increased and a method of manufacturing the same.
일반적으로 표면 처리는 소재의 표면을 아름답게 보이게 하거나, 내식성, 내마모성, 표면의 경화 등 다양한 목적으로 이루어진다.In general, the surface treatment is made for a variety of purposes, such as to make the surface of the material beautiful, corrosion resistance, wear resistance, surface hardening.
예컨대, IT 제품과 같은 전자기기는 금속물이나 사출물로 이루어진 외장 케이스 내에 전자 부품들이 수용된 형태를 가지는데, 이러한 외장 케이스는 근본적으로 외부 환경으로부터 상기 전자 부품들을 보호하는 기능 및 부수적으로 시각적인 미감을 부여하는 기능을 제공하기 위하여 표면 처리된다. For example, an electronic device such as an IT product has a form in which electronic components are housed in an outer case made of metal or an injection molded product, which is essentially a function of protecting the electronic parts from an external environment and an incidental visual aesthetic. It is surface treated to provide the imparting function.
특히, 최근에는 기술의 평준화에 따라 소비자들에 의하여 상기 전자기기의 구입 시 내부 부품들의 보호 기능보다는 미학적 기능이 우선 시 되는 경향이 나타나고 있다.In particular, in recent years, according to the technology leveling, consumers tend to give priority to aesthetic functions rather than protection functions of internal components when purchasing the electronic device.
그러나 플라스틱 소재를 사용한 외장 케이스는 비강도와 내구성이 저하되어 내장된 부품을 보호하는데 한계가 발생하므로 금속 모재의 활용이 꾸준히 연구되고 있다.However, the use of a metal base material has been steadily researched because an exterior case using a plastic material has a limitation in protecting internal components due to a decrease in specific strength and durability.
이에 따라 알루미늄과 마그네슘 등으로 이루어진 모재에 표면 상에 하지 처리 후 구리(Cu), 니켈(Ni), 크롬(Cr) 등과 같은 금속에 의해 다층 도금하거나, 상기 다층 도금 중 기계적 가공을 첨가하거나, 소재 표면 상에 도료에 의해 도장하는 방법 등이 점차적으로 확대되어 사용되고 있다.Accordingly, after the base treatment on the surface of the base material made of aluminum, magnesium, and the like, multi-layer plating by a metal such as copper (Cu), nickel (Ni), chromium (Cr), or the like, or adding mechanical processing during the multi-layer plating, or The method of coating with paint on the surface is gradually expanded and used.
그러나 알루미늄이나 마그네슘 등과 같은 모재는 표면처리 공정이 매우 까다로워 실용화에 많은 제약을 받고 있는 실정이다. However, a base material such as aluminum or magnesium is very difficult to apply due to the very difficult surface treatment process.
따라서, 최근에는 알루미늄과 마그네슘 재료에 건식 코팅법을 적용하여 검은색, 회색, 골드색, 은회색 등의 색상이 구현될 수 있도록 하는 기술이 각광 받고 있다.Therefore, recently, a technique for applying a dry coating method to aluminum and magnesium materials to realize colors such as black, gray, gold, and silver gray has been in the spotlight.
그러나, 건식 코팅법에 의한 알루미늄과 마그네슘 재료의 색상 부여시에는 알루미늄과 마그네슘 재료에서 발생되는 방출 가스에 의해 색상 구현이 용이하지 않은 문제점이 있다.However, when the color of the aluminum and magnesium material is applied by the dry coating method, there is a problem in that the color is not easily realized by the emission gas generated from the aluminum and magnesium material.
이에 따라 대한민국 공개특허 제 10-2010-0092311호에는 산과 골 형태의 거칠기가 형성된 하지 도금층과, 하지 도금층 상에 형성된 광택 도금층과, 광택 도금층 상에 형성된 컬러 도장층을 포함하여 구성되는 표면 처리물이 개시되어 있다.Accordingly, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2010-0092311 discloses a surface treatment comprising a base plating layer having a roughness in the form of an acid and a valley, a gloss plating layer formed on the base plating layer, and a color coating layer formed on the gloss plating layer. Is disclosed.
상기 하지 도금층은 소재 상에 형성되는 구리도금층과 구리도금층 상에 형성되어 불규칙한 거칠기가 표현된 니켈도금층을 포함하여 구성되고, 상기 광택도금층은 크롬도금층이 적용되며, 컬러 도장층은 60~80%의 유광 도료와 20~40%의 무광 도료가 혼합된 도료를 이용하여 도장되어 형성된다.The base plating layer comprises a copper plating layer formed on the material and a nickel plating layer formed on the copper plating layer to express irregular roughness, and the gloss plating layer is applied with a chromium plating layer, and the color coating layer is 60-80% Glossy paint and 20-40% matte paint are formed by using a mixed paint.
그리고, 컬러도장층과 광택도금층 사이에는 밀착성을 높이기 위한 프라이머층이 형성되며, 컬러층 상에는 컬러의 명암을 조절하기 위한 투명층이 형성될 수 있다.In addition, a primer layer may be formed between the color coating layer and the gloss plating layer to increase adhesion, and a transparent layer may be formed on the color layer to adjust the contrast of the color.
그러나 상기와 같은 방법에 따라 제조되는 표면 처리물은 프라이머층에 의해 컬러도장층과 광택도금층이 부착되므로 밀착력이 낮아 박리 등의 불량이 발생할 수 있는 문제점이 있다.However, the surface treatment prepared according to the above method has a problem that a poor adhesion, such as peeling may occur because the adhesion of the color coating layer and the gloss plating layer by the primer layer.
또한, 표면 처리물의 표면을 처리하는 과정이 복잡하여 생산성이 저하되며 제조 원가가 상승하게 되는 문제점이 있다.In addition, there is a problem in that the process of treating the surface of the surface treatment is complicated, the productivity is lowered and the manufacturing cost is increased.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 알루미늄 또는 마그네슘으로 이루어진 모재와, 상기 모재에 니켈(Ni) 구리(Cu), 크롬(Cr) 중 하나 이상을 포함하여 습식도금법으로 코팅된 중간층과, 상기 중간층의 외면에 질화티타늄(TiN), 탄화티타늄(TiC), 질화지르코늄(ZrN) 중 하나 이상을 포함하는 색상층을 포함하여 구성되어 다양한 색상 구현이 가능하며 색상층과 모재의 밀착력이 증대되도록 한 색상을 갖는 표면처리물을 제공하는 것에 있다.An object of the present invention is to solve the above problems, the base material consisting of aluminum or magnesium, and the base material is coated with a wet plating method including at least one of nickel (Ni) copper (Cu), chromium (Cr) It is composed of an intermediate layer and a color layer including at least one of titanium nitride (TiN), titanium carbide (TiC), and zirconium nitride (ZrN) on the outer surface of the intermediate layer to realize a variety of colors and adhesion between the color layer and the base material It is to provide the surface treatment material which has one color so that this may increase.
본 발명의 다른 목적은, 습식도금법을 이용하여 중간층을 형성하고, 중간층의 외면에는 다양한 세라믹을 선택적으로 피복하여 다양한 색상의 구현이 가능하도록 한 표면처리물의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a method for producing a surface treatment by forming a middle layer using a wet plating method, and by coating various ceramics on the outer surface of the middle layer to realize a variety of colors.
본 발명에 의한 색상을 가지는 표면처리물은, 알루미늄 또는 마그네슘으로 이루어진 모재와, 상기 모재에 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 구리(Cu), 크롬(Cr), 스테인리스스틸 중 하나 이상을 포함하도록 형성된 중간층과, 상기 중간층의 외면에 반응성 스퍼터링법(Sputtering), 반응성 이온플레이팅법(Ion-plating) 중 어느 하나의 방법으로 세라믹재질을 도포하여 색상을 갖도록 한 색상층을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The surface treatment product having a color according to the present invention includes a base material made of aluminum or magnesium and at least one of titanium (Ti), nickel (Ni), copper (Cu), chromium (Cr), and stainless steel. And an intermediate layer formed to have a color by applying a ceramic material to the outer surface of the intermediate layer by any one of a reactive sputtering method and a reactive ion plating method. do.
상기 중간층은 습식도금법을 이용하여 니켈(Ni), 구리(Cu), 크롬(Cr) 중 하나 이상을 포함하며 0.5 내지 30㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.The intermediate layer comprises at least one of nickel (Ni), copper (Cu), and chromium (Cr) by wet plating, and has a thickness of 0.5 to 30 μm.
상기 중간층은, 진공증착법(Evaporation), 스퍼터링법(Sputtering), 이온플레이팅법(Ion-plating) 중 어느 하나 이상의 방법을 이용하여 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 스테인리스스틸 중 하나 이상을 포함하며 3 내지 100㎚의 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.The intermediate layer may be formed of any one of titanium (Ti), nickel (Ni), chromium (Cr), and stainless steel by using any one or more of vacuum evaporation, sputtering, and ion-plating. It comprises at least one and is characterized by having a thickness of 3 to 100nm.
상기 색상층은 질화티타늄(TiN), 탄화크롬(CrC), 탄화티타늄(TiC), 질화지르코늄(ZrN), 질화크롬(CrN) 중 하나 이상으로 형성됨을 특징으로 한다.The color layer is formed of one or more of titanium nitride (TiN), chromium carbide (CrC), titanium carbide (TiC), zirconium nitride (ZrN), and chromium nitride (CrN).
상기 색상층은 10 내지 500㎚의 두께 범위로 형성됨을 특징으로 한다.The color layer is characterized in that it is formed in a thickness range of 10 to 500nm.
상기 중간층은 모재와 색상층의 밀착력을 높이는 것을 특징으로 한다.The intermediate layer is characterized in that to increase the adhesion between the base material and the color layer.
본 발명에 의한 색상을 가지는 표면처리물의 제조 방법은, 알루미늄 또는 마그네슘으로 이루어진 모재를 준비하는 모재준비단계와, 상기 모재에 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 구리(Cu), 크롬(Cr), 스테인리스스틸 중 하나 이상을 포함하는 중간층을 형성하는 중간층형성단계와, 상기 중간층의 외면에 진공증착법(Evaporation), 스퍼터링법(Sputtering), 이온플레이팅법(Ion-plating) 중 어느 하나의 방법으로 세라믹재질을 도포하여 색상을 갖는 색상층을 형성하는 색상층형성단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Method for producing a surface treatment product having a color according to the present invention, the base material preparation step of preparing a base material consisting of aluminum or magnesium, and titanium (Ti), nickel (Ni), copper (Cu), chromium (Cr) to the base material , An intermediate layer forming step of forming an intermediate layer including one or more of stainless steel, and ceramics by any one of vacuum evaporation, sputtering and ion-plating on the outer surface of the intermediate layer. It characterized by consisting of a color layer forming step of applying a material to form a color layer having a color.
상기 중간층형성단계는 습식도금법을 이용하여 니켈(Ni), 구리(Cu), 크롬(Cr) 중 하나 이상을 포함하며 0.5 내지 30㎛의 두께를 갖는 중간층을 형성하는 과정임을 특징으로 한다.The intermediate layer forming step is characterized by the process of forming an intermediate layer having a thickness of 0.5 to 30㎛ including one or more of nickel (Ni), copper (Cu), chromium (Cr) by using the wet plating method.
상기 중간층형성단계는, 진공증착법(Evaporation), 스퍼터링법(Sputtering), 이온플레이팅법(Ion-plating) 중 어느 하나 이상의 방법을 이용하여 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 스테인리스스틸 중 하나 이상을 포함하며, 3 내지 100㎚의 두께를 갖는 중간층을 형성하는 과정임을 특징으로 한다.The intermediate layer forming step may be performed by using any one or more of vacuum evaporation, sputtering, and ion-plating methods of titanium (Ti), nickel (Ni), chromium (Cr), and stainless steel. At least one of steel, characterized in that the process of forming an intermediate layer having a thickness of 3 to 100nm.
상기 색상층형성단계에서 색상층은, 질화티타늄(TiN), 탄화크롬(CrC), 탄화티타늄(TiC), 질화지르코늄(ZrN), 질화크롬(CrN) 중 하나 이상으로 형성됨을 특징으로 한다.In the color layer forming step, the color layer is formed of one or more of titanium nitride (TiN), chromium carbide (CrC), titanium carbide (TiC), zirconium nitride (ZrN), and chromium nitride (CrN).
상기 색상층형성단계에서 색상층은, 10 내지 500㎚의 두께 범위로 형성됨을 특징으로 한다.In the color layer forming step, the color layer is characterized in that formed in a thickness range of 10 to 500nm.
위에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 색상을 가지는 표면처리물은, 알루미늄 또는 마그네슘으로 이루어진 모재와, 상기 모재에 니켈(Ni) 구리(Cu), 크롬(Cr) 중 하나 이상을 포함하도록 형성된 중간층과, 상기 중간층의 외면에 질화티타늄(TiN), 탄화티타늄(TiC), 질화지르코늄(ZrN) 중 하나 이상을 포함하는 색상층을 포함하여 구성된다.As described in detail above, the surface treatment product having a color according to the present invention includes a base material made of aluminum or magnesium, an intermediate layer formed to include at least one of nickel (Ni) copper (Cu) and chromium (Cr) in the base material; The outer surface of the intermediate layer is configured to include a color layer including at least one of titanium nitride (TiN), titanium carbide (TiC), zirconium nitride (ZrN).
따라서, 다양한 색상 선택적으로 채택하여 칼라의 구현이 가능하며 중간층을 구비함으로써 색상층과 모재의 밀착력이 증대되는 이점이 있다.Therefore, it is possible to implement a color by selectively adopting a variety of colors, by having an intermediate layer has the advantage that the adhesion of the color layer and the base material is increased.
또한, 간단한 공정을 통해서 보다 용이하게 표면처리물에 색상을 부여할 수 있는 이점이 있다.In addition, there is an advantage that can be easily given a color to the surface treatment through a simple process.
뿐만 아니라, 중간층 및 색상층의 형성 속도가 빨라지게 되므로 생산성이 향상되는 이점이 있다.In addition, since the formation speed of the intermediate layer and the color layer is increased, productivity is improved.
도 1 은 본 발명에 의한 색상을 가지는 표면처리물의 구성을 개략적으로 보인 단면도.
도 2 는 본 발명에 의한 색상을 가지는 표면처리물의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도.
도 3 은 본 발명에 의한 색상을 가지는 표면처리물에서 모재의 실물 사진.
도 4 는 본 발명에 의한 색상을 가지는 표면처리물의 제1실시예의 실물 사진.
도 5 는 본 발명에 의한 색상을 가지는 표면처리물의 제2실시예의 실물 사진.1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the surface treatment having a color according to the present invention.
Figure 2 is a process flow chart showing a method for producing a surface treatment product having a color according to the present invention.
Figure 3 is a real picture of the base material in the surface treatment having a color according to the present invention.
Figure 4 is a real picture of the first embodiment of the surface treatment having a color according to the present invention.
5 is a real picture of a second embodiment of the surface treatment having a color according to the present invention.
이하 첨부된 도 1을 참조하여 본 발명에 의한 색상을 갖는 표면처리물의 구성을 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying Figure 1 will be described the configuration of the surface treatment having a color according to the present invention.
도 1에는 본 발명에 의한 색상을 가지는 표면처리물의 구성을 개략적으로 보인 단면도가 도시되어 있다.1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the surface treatment having a color according to the present invention.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional and dictionary sense, and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to describe its invention in the best possible way It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely preferred embodiments of the present invention, and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention. Therefore, various equivalents It should be understood that water and variations may be present.
첨부된 도 1과 같이, 상기 표면처리물(100)은 크게 모재(120)와 중간층(140)과, 색상층(160)을 포함하여 구성되며, 상기 색상층(160)은 표면처리물(100)의 외면을 형성하여 색상을 띄게 된다.As shown in FIG. 1, the
상기 모재는 IT 외장재로 많이 이용되는 알루미늄 또는 마그네슘 소재로 적용되며, 상기 모재(120)의 외면에는 중간층(140)이 구비된다.The base material is applied to an aluminum or magnesium material that is widely used as an IT exterior material, the
상기 중간층(140)은 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 구리(Cu), 크롬(Cr), 스테인리스스틸 중 하나 이상을 포함하도록 형성된 것으로, 상기 색상층(160)과 모재(120)의 밀착성을 증대시켜주며, 이와 동시에 가열 현상이 동반되는 상기 색상층(160) 형성시에 가스의 방출을 억제하기 위한 구성이다.The
그리고, 상기 중간층(140)은 습식도금법이나 진공증착법, 스퍼터링법, 이온플레이팅법 중 어느 하나의 방법을 채택하여 모재(120) 외면에 형성될 수 있고, 상기한 방법 중 2 이상을 연속적으로 실시하여 다층 구조로 구성되도록 할 수도 있다.In addition, the
상기 중간층(140)이 습식도금법을 이용하여 형성될 경우, 상기 중간층(120)은 니켈(Ni), 구리(Cu), 크롬(Cr) 중 하나 이상을 포함하며 0.5 내지 30㎛의 두께를 갖도록 형성된다.When the
그리고, 상기 중간층(140)이 진공증착법(Evaporation), 스퍼터링법(Sputtering), 이온플레이팅법(Ion-plating) 중 어느 하나 이상의 방법을 이용하여 형성되는 경우, 상기 중간층(140)은 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 스테인리스스틸 중 하나 이상을 포함하며 3 내지 100㎚의 두께를 갖도록 형성된다.In addition, when the
상기 중간층(140)의 외면에는 색상을 갖는 색상층(160)이 구비된다. 상기 색상층(160)은 반응성 스퍼터링법(Sputtering), 반응성 이온플레이팅법(Ion-plating) 중 어느 하나의 방법으로 세라믹재질을 도포함으로써 형성된 것이다.The outer surface of the
즉, 상기 색상층(160)은 질화티타늄(TiN), 탄화크롬(CrC), 탄화티타늄(TiC), 질화지르코늄(ZrN), 질화크롬(CrN) 중 하나 이상으로 형성되며, 10 내지 500㎚의 두께 범위로 형성된다.That is, the
예컨대, 상기 색상층(160)이 탄화크롬(CrC) 또는 탄화티타늄(TiC)로 형성되는 경우 검은색 계열의 색상을 띄게 되며, 질화티타늄(TiN), 질화지르코늄(ZrN), 질화크롬(CrN)으로 형성되는 경우에는 노란색 계열의 색상을 띄게 된다.For example, when the
따라서, 상기 색상층(160)은 구성 재료의 변경에 의해 다양한 색상을 선택적으로 가질 수 있게 된다.Accordingly, the
이하 첨부된 도 2를 참조하여 상기 표면처리물을 제조하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the surface treatment will be described with reference to FIG. 2.
도 2에는 본 발명에 의한 색상을 가지는 표면처리물의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도가 도시되어 있다.2 is a process flowchart showing a method for producing a surface treatment product having a color according to the present invention.
첨부된 도면과 같이, 상기 표면처리물(100)은, 알루미늄 또는 마그네슘으로 이루어진 모재(120)를 준비하는 모재준비단계(S100)와, 상기 모재(120)에 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 구리(Cu), 크롬(Cr), 스테인리스스틸 중 하나 이상을 포함하는 중간층(140)을 형성하는 중간층형성단계(S200)와, 상기 중간층(140)의 외면에 진공증착법(Evaporation), 스퍼터링법(Sputtering), 이온플레이팅법(Ion-plating) 중 어느 하나의 방법으로 세라믹재질을 도포하여 색상을 갖는 색상층(S160)을 형성하는 색상층형성단계(S300)를 연속적으로 실시하여 제조된다.As shown in the accompanying drawings, the
상기 모재준비단계(S100)에서 준비된 모재(120)는 중간층형성단계(S200)를 통해 외면에 중간층(140)이 형성되며, 상기 중간층(140)은 중간층형성단계(S200)에서 다양한 방법을 채택하여 실시할 수 있다. 본 발명의 실시예에 사용된 모재(120)는 첨부된 도 3과 같다.The
상기 중간층(140)은 습식도금법을 이용하여 모재(120) 외면에 니켈(Ni), 구리(Cu), 크롬(Cr) 중 하나 이상을 포함하고, 0.5 내지 30㎛의 두께를 갖도록 구성될 수 있다.The
그리고, 상기 중간층(140)은 중간층형성단계(S200)에서 진공증착법(Evaporation), 스퍼터링법(Sputtering), 이온플레이팅법(Ion-plating) 중 어느 하나 이상의 방법을 이용하여 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 스테인리스스틸 중 하나 이상을 포함하도로 구성하되, 3 내지 100㎚의 두께를 갖도록 형성된다.In addition, the
따라서, 상기 중간층형성단계(S200)에서 형성된 중간층(140)은 이후 색상층형성단계(S300)에서 형성되는 색상층(160)과 모재(120) 사이의 밀착력을 증대시킬 수 있고, 이와 함께 가열 현상을 동반하는 색상층형성단계(S300)를 실시하는 중에 가스의 방출을 억제할 수 있게 된다.Therefore, the
상기 중간층형성단계(S200)에 적용될 수 있는 진공증착법, 스퍼터링법, 이온플레이팅법에 대하여 본 발명의 실시예를 토대로 설명한다.The vacuum deposition method, the sputtering method, and the ion plating method that can be applied to the intermediate layer forming step (S200) will be described based on the embodiments of the present invention.
상기 중간층형성단계(S200)가 본 발명의 실시예에서 습식도급법으로 실시한 경우는 다음과 같다.When the intermediate layer forming step (S200) is performed by the wet coating method in the embodiment of the present invention is as follows.
- 무전해 Ni 도금 : 막 두께 (10㎛)-Electroless Ni Plating: Film Thickness (10㎛)
- 무전해 Cu 도금 : 막 두께 (10㎛)-Electroless Cu Plating: Film Thickness (10㎛)
이렇게 습식 도금법에 의해 내열성과 밀착성이 우수한 중간층(140)을 형성할 수 있다.Thus, the
그리고, 상기 중간층형성단계(S200)는 진공 증착법(Evaporation), 스퍼터링(Sputtering), 이온플레이팅(Ion-plating)법에 의해 이루어질 수 있으며 그 자세한 설명은 다음과 같다.The intermediate layer forming step S200 may be performed by vacuum evaporation, sputtering, or ion-plating. A detailed description thereof will be given below.
진공 증착법은 진공 챔버 내의 진공도를 10-5torr ~ 10-6torr로 유지시킨 상태에서 가열원에 밀착력을 증대시킬 수 있는 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 스테인레스스틸 등 금속 물질을 장착시킨 후 전기적 에너지나 전자충돌, 레이저 가열 등을 이용하여 증발시켜 모재에 피복시키는 방법이다.Vacuum deposition method is a metal such as titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), stainless steel, etc. which can increase the adhesion to the heating source while maintaining the vacuum degree in the vacuum chamber from 10 -5 torr to 10 -6 torr After attaching the material, it is a method of coating on the base material by evaporation using electrical energy, electron collision, laser heating and the like.
이때 증발시키고자 하는 물질에 따라 가열원을 보트(Boat) 형태를 사용하기도 하고 코일 형태를 사용하기도 하며 가열원 재질은 텅스텐(W) 이나 몰리브데늄(Mo)을 사용한다. 증착속도는 물질의 종류에 따라 그리고 가열원의 온도에 따라 결정되며 본 발명에서는 티타늄(Ti)을 약 30nm/min 증착 속도로 금속 박막을 피복시켰다.At this time, depending on the material to be evaporated, the heating source may use a boat form or a coil form, and the heating source material uses tungsten (W) or molybdenum (Mo). The deposition rate is determined according to the type of material and the temperature of the heating source. In the present invention, titanium (Ti) is coated with a metal thin film at a deposition rate of about 30 nm / min.
이때 증착속도는 칼라 코팅 제품 제조에 큰 변수는 아니나 너무 빠른 속도로 피복시킬 경우 모재(120)와 중간층(140)과의 박리 현상이 발생될 수 있어 주의가 요망된다.At this time, the deposition rate is not a large variable for manufacturing a color coating product, but if the coating is too fast, peeling of the
스퍼터링 장치는 진공 챔버, 진공펌핑장치, 플라즈마 발생장치, 가스 주입장치 그리고 스퍼터 타겟으로 구성되어 있다. 이러한 스퍼터링 장치를 이용하여 중간층(140)을 피복시킬 수 있다.The sputtering device is composed of a vacuum chamber, a vacuum pumping device, a plasma generator, a gas injection device and a sputter target. The sputtering apparatus may be used to coat the
본 발명의 실시예에서 챔버 내의 초기 진공도를 10-5torr～10-6torr 정도로 유지시켜 준 후 스퍼터 타겟에 플라즈마를 발생시키기 위해 정밀 가스 주입 장치를 통해 비활성 기체인 알곤(Ar)을 주입하여 챔버의 진공도를 10-2torr ~ 10-3torr정도로 유지시키며 플라즈마 발생 전원 장치(Power Supply)를 사용하여 음전압(Negative Potential)을 스퍼터 타겟에 인가시켜 플라즈마 에너지를 이용하여 타겟 물질을 증발시켜 모재(120) 상에 중간층(140)을 형성시키는 기술이다. 이때 음전압은 -300V부터 -1000V까지 조절해 주며 알곤(Ar) 가스 주입에 의한 챔버의 진공도는 1×10-3torr ~ 2×10-2torr 범위 내에서 조절해 준다.In the embodiment of the present invention to maintain the initial vacuum degree in the chamber of about 10 -5 torr ~ 10 -6 torr and injecting the argon (Ar), an inert gas through the precision gas injection device to generate a plasma to the sputter target chamber Maintain vacuum degree of 10 -2 torr ~ 10 -3 torr and apply negative potential to sputter target using plasma generating power supply and evaporate the target material by using plasma energy. The
스퍼터 타겟의 재질은 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 스테인레스스틸 등을 사용할 수 있으며, 증착속도는 인가되는 플라즈마 전력과 진공도 그리고 물질의 종류에 따라 차이가 있다.The material of the sputter target may be titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), stainless steel, etc., and the deposition rate is different depending on the plasma power, vacuum degree, and material type.
한편, 이온플레이팅법은 아크 이온 플레이팅법이 대표적이며, 본 발명에 사용되었던 장치는 스퍼터링 장치와 유사하며 스퍼터 타겟 대신 아크 발생 장치 및 아크 타겟이 존재 한다.On the other hand, the ion plating method is representative of the arc ion plating method, the device used in the present invention is similar to the sputtering device and there is an arc generating device and an arc target instead of the sputter target.
아크 이온 플레이팅 공정은 초기 진공도를 10-5torr ~ 10-6torr로 유지하며 가스 주입 장치를 통해 알곤(Ar) 가스를 1×10-4torr ～1×10-3torr 정도로 주입시킨 후 아크 타겟에 아크 발생 전원 장치로부터 -100V ~ -30V의 음전압과 30A ~ 120A까지 전류를 유지시켜 주며 금속 박막을 피복시킨다.The arc ion plating process maintains an initial vacuum of 10 -5 torr to 10 -6 torr and injects argon (Ar) gas at about 1 × 10 -4 torr to 1 × 10 -3 torr through a gas injection device The target maintains a negative voltage of -100V to -30V and a current of 30A to 120A from the arc generating power supply and covers the metal thin film.
이때 아크 타겟 물질은 피복 물질과 동일한 물질로서 티타늄(Ti) 박막을 피복시키기 위해서는 티타늄(Ti) 아크 타겟을 사용하여야 한다.At this time, the arc target material is the same material as the coating material, and in order to coat the titanium (Ti) thin film, a titanium (Ti) arc target should be used.
이하 첨부된 도 4 및 도 5를 참조하여 색상층형성단계(S300)의 실시예를 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the color layer forming step S300 will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
도 4는 본 발명에 의한 색상을 가지는 표면처리물의 제1실시예의 실물 사진이고, 도 5는 본 발명에 의한 색상을 가지는 표면처리물의 제2실시예의 실물 사진이다.4 is a real picture of a first embodiment of a surface treatment having a color according to the present invention, and FIG. 5 is a real picture of a second embodiment of a surface treatment having a color according to the present invention.
상기 색상층형성단계(S300)는 표면처리물(100)이 색상을 가질 수 있도록 하는 과정으로, 상기 색상층(160)은, 질화티타늄(TiN), 탄화크롬(CrC), 탄화티타늄(TiC), 질화지르코늄(ZrN), 질화크롬(CrN) 중 하나 이상으로 형성되며, 10 내지 500㎚의 두께 범위로 형성된다.The color layer forming step (S300) is a process for allowing the
예를 들어 상기 색상층(160)이 30㎚이상의 두께를 갖는 질화티타늄(TiN)으로 형성되는 경우 노란색의 고유한 색상을 띠며 탄화티타늄(TiC)는 짙은 회색을 띠고 질화 지르코늄(ZrN)은 옅은 노란색을 띤다.For example, when the
따라서 이러한 물질들을 반응성 스퍼터링법 또는 반응성 이온플레이팅법에 의해 중간층(140)상에 30㎚이상의 두께로 피복되면 다양한 색상의 표면처리물(100)을 제조할 수 있다.Therefore, when these materials are coated with a thickness of 30 nm or more on the
반응성 스퍼터링법은 스퍼터링 공정에서 화학반응을 유발할 수 있는 반응성 가스를 알곤(Ar)가스와 동시에 유입시키는 피복 방법이다. 산화물 박막을 형성시키고자 할 경우 반응성 가스로 산소(O2)를 주입시키며 질화물 박막을 형성시키기 위해서는 고순도 질소 가스를 알곤 가스와 함께 주입시킨다.The reactive sputtering method is a coating method in which a reactive gas capable of causing a chemical reaction in the sputtering process is simultaneously introduced with argon (Ar) gas. In order to form an oxide thin film, oxygen (O 2 ) is injected as a reactive gas, and high purity nitrogen gas is injected together with argon gas to form a nitride thin film.
이 방법으로는 질화티타늄(TiN), 질화지르코늄(ZrN)등 질화물계 중간층(140)을 형성시킬 수 있으며 투명한 산화물계 중간층(140)과는 달리 노란 색상을 띄며, 30㎚ 이상의 두께로 피복시킬 경우 노란색 계열의 표면처리물(100)을 제조할 수 있다.In this method, a nitride based
이때 알곤과 질소 가스의 유입량의 비에 의해 옅은 노란색, 짙은 노란색, 갈색 등의 색상 조절도 가능하다. 알곤과 질소 유량의 비가 9:1이면 옅은 노란색, 8:2이면 짙은 노란색, 7:3이면 갈색의 색상이 나타나게 된다.At this time, it is also possible to adjust the color of pale yellow, dark yellow and brown by the ratio of the inflow of argon and nitrogen gas. If the ratio of argon and nitrogen flow is 9: 1, it will be light yellow, 8: 2 will be dark yellow, and 7: 3 will be brown.
또한 질소 대신 아세틸렌 가스를 주입시키면 탄화 티타늄(TiC)이 형성되며 이 물질의 색상은 짙은 회색을 띄게 된다.In addition, when acetylene gas is injected instead of nitrogen, titanium carbide (TiC) is formed, and the color of the material becomes dark gray.
(실시예1 : 질화 티타늄 피복)Example 1 titanium nitride coating
- 초기 진공도 : 1 × 10-5torr- Initial vacuum degree: 1 × 10 -5 torr
- 플라즈마 전력 : 420V × 12A ( 4.8㎾)Plasma Power: 420V × 12A (4.8)
- Target Size 및 물질 : 130㎜ × 1200㎜, Ti(99.7%)-Target Size and Material: 130㎜ × 1200㎜, Ti (99.7%)
- 작업 진공도 : 2 × 10-3torrWorking vacuum degree: 2 × 10 -3 torr
- 유입 가스 : 알곤(순도 99.999%), 질소 (순도 99.999%)Inflow gas: Argon (purity 99.999%), nitrogen (purity 99.999%)
- 가스 유입량비 : 알곤(70% ~ 90%), 질소(30% ~ 10%)-Gas Inflow Ratio: Argon (70% ~ 90%), Nitrogen (30% ~ 10%)
- 피복층 두께 : 20㎚ ~ 150㎚-Coating layer thickness: 20 nm ~ 150 nm
- 증착속도 : 5㎚/min-Deposition rate: 5nm / min
( 실시예2 : 질화 티타늄 피복 형성 )Example 2 Titanium Nitride Coating Formation
- 초기 진공도 : 1 × 10-5torr- Initial vacuum degree: 1 × 10 -5 torr
- 플라즈마 전력 : 40V × 60A ( 2.4㎾)-Plasma Power: 40V × 60A (2.4㎾)
- Target Size 및 물질 : 80㎜(지름) × 40㎜(높이), Ti(99.7%)-Target Size and Material: 80㎜ (diameter) × 40㎜ (height), Ti (99.7%)
- 작업 진공도 : 1.5 × 10-3torrWorking vacuum degree: 1.5 × 10 -3 torr
- 작업 가스 : 알곤(순도 99.999%), 질소(순도 99.999%)Working gas: argon (purity 99.999%), nitrogen (purity 99.999%)
- 유입 가스량 : 알곤 (50%이하), 질소 (50% 이상)-Inflow gas: Argon (less than 50%), nitrogen (more than 50%)
- 가스 유입량비 : 알곤(0%～50%), 질소(100%～50%)Gas inflow rate: Argon (0% ~ 50%), Nitrogen (100% ~ 50%)
- 피복층 두께 : 100㎚ ~ 120㎚-Coating layer thickness: 100 nm ~ 120 nm
- 증착속도 : 10㎚/min-Deposition rate: 10nm / min
실시예1 및 실시예2에 따라 제조된 표면처리물(100)은 첨부된 도 4 와 같이 금색을 띄게 된다.The
반응성 아크 이온플레이팅법으로 질화물 박막을 형성시키는 공정은 아크 이온플레이팅 방법에 반응성 가스(질소)를 동시에 주입시킴으로서 이루어 질 수 있다. 반응성 스퍼터링법과 같이 이 방법으로도 질화티타늄(TiN), 질화지르코늄(ZrN) 질화물계 색상을 띠는 박막을 형성시킬 수 있으며 산화물계 박막 형성에서와 유사하게 반응성 스퍼터링 공정보다 증착속도가 빠르며 코팅층이 치밀한 박막을 피복시킬 수 있다는 장점을 가지고 있다. 스퍼터링 방법과 동일하게 아세틸렌 가스를 주입하면 탄화 티타늄이 형성되며 이때 구현되는 색상은 짙은 회색계열 또는 검은색 계열이다.
The process of forming the nitride thin film by the reactive arc ion plating method may be performed by simultaneously injecting a reactive gas (nitrogen) into the arc ion plating method. As with the reactive sputtering method, this method can also form thin films having titanium nitride (TiN) and zirconium nitride (ZrN) nitride colors. It has the advantage of coating a thin film. As in the sputtering method, injecting acetylene gas forms titanium carbide, and the color is dark gray or black.
(실시예3 : 탄화 티타늄 피복)(Example 3: titanium carbide coating)
- 초기 진공도 : 1 × 10-5torr- Initial vacuum degree: 1 × 10 -5 torr
- 플라즈마 전력 : 420V × 12A ( 4.8㎾)Plasma Power: 420V × 12A (4.8)
- Target Size 및 물질 : 130㎜ × 1200㎜, Ti(99.7%)-Target Size and Material: 130㎜ × 1200㎜, Ti (99.7%)
- 작업 진공도 : 2 × 10-3torrWorking vacuum degree: 2 × 10 -3 torr
- 유입 가스 : 알곤(순도 99.999%), 아세틸렌 (순도 99.998%)Influent gas: Argon (purity 99.999%), acetylene (purity 99.998%)
- 가스 유입량비 : 알곤(80%～60%), 아세틸렌 (20%～40%)-Gas inflow ratio: Argon (80% ~ 60%), Acetylene (20% ~ 40%)
- 피복층 두께 : 20㎚ ~ 150㎚-Coating layer thickness: 20 nm ~ 150 nm
- 증착속도 : 3㎚/min-Deposition rate: 3nm / min
( 실시예4 : 탄화 티타늄 피복)Example 4 Titanium Carbide Coating
- 초기 진공도 : 1 × 10-5torr- Initial vacuum degree: 1 × 10 -5 torr
- 플라즈마 전력 : 40V × 60A ( 2.4㎾)-Plasma Power: 40V × 60A (2.4㎾)
- Target Size 및 물질 : 80㎜(지름) × 40㎜(높이), Ti(99.7%)-Target Size and Material: 80㎜ (diameter) × 40㎜ (height), Ti (99.7%)
- 작업 진공도 : 3 × 10-3torrWorking vacuum degree: 3 × 10 -3 torr
- 작업 가스 : 알곤(순도 99.999%), 아세틸렌(순도 99.998%)Working gas: argon (purity 99.999%), acetylene (purity 99.998%)
- 유입 가스량 : 알곤 (60%이하), 아세틸렌 (40% 이상)-Inflow gas: Argon (less than 60%), acetylene (more than 40%)
- 가스 유입량비 : 알곤(50%～80%), 아세틸렌(50%～20%)-Gas inflow ratio: Argon (50% ~ 80%), Acetylene (50% ~ 20%)
- 피복층 두께 : 100㎚ ~ 120㎚-Coating layer thickness: 100 nm ~ 120 nm
- 증착속도 : 7㎚/min-Deposition rate: 7nm / min
상기 실시예3 및 실시예4에 따라 제조되는 표면처리물(100)은 첨부된 도 5와 같이 검은색을 띄게 되며, 색상층(160)을 구성하는 물질 및 공정 조건을 변경하면 회색, 은회색, 갈색 등 다양한 색상을 구현할 수 있음은 물론이다.The
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정하지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and many other modifications based on the present invention will be possible to those skilled in the art within the scope of the present invention.
100. 표면처리물 120. 모재
140. 중간층 160. 색상층
S100. 모재준비단계 S200. 중간층형성단계
S300. 색상층형성단계100.
140.
S100. Base material preparation step S200. Interlayer Formation Step
S300. Color layer formation step
Claims (11)
상기 모재에 무전해도금법을 이용하여 니켈(Ni), 구리(Cu), 크롬(Cr) 중 하나 이상을 포함하도록 0.5 내지 30㎛의 두께로 형성된 중간층과,
상기 중간층의 외면에 반응성 스퍼터링법(Sputtering), 반응성 이온플레이팅법(Ion-plating) 중 어느 하나의 방법으로 세라믹재질을 도포하여 색상을 갖도록 한 색상층을 포함하여 구성되며,
상기 중간층은 색상층 형성시에 동반되는 가열 현상에 의해 발생하는 가스의 방출을 억제하는 것을 특징으로 하는 색상을 가지는 표면처리물.A base material made of aluminum or magnesium,
An intermediate layer formed to a thickness of 0.5 to 30 μm to include at least one of nickel (Ni), copper (Cu), and chromium (Cr) by using an electroless plating method on the base material;
The outer surface of the intermediate layer is configured to include a color layer having a color by applying a ceramic material by any one of a reactive sputtering method, a reactive ion plating method (Ion-plating),
The intermediate layer is a surface treatment product having a color, characterized in that to suppress the release of gas generated by the heating phenomenon accompanying the formation of the color layer.
상기 모재에 무전해도금법으로 니켈(Ni), 구리(Cu), 크롬(Cr) 중 하나 이상을 포함하는 0.5 내지 30㎛의 두께의 중간층을 형성하는 중간층형성단계와,
상기 중간층의 외면에 진공증착법(Evaporation), 스퍼터링법(Sputtering), 이온플레이팅법(Ion-plating) 중 어느 하나의 방법으로 세라믹재질을 도포하여 색상을 갖는 색상층을 형성하는 색상층형성단계로 이루어지며,
상기 중간층형성단계에서 형성된 중간층은 색상층형성단계 중에 동반되는 가열 현상에 의해 발생하는 가스의 방출을 억제하는 것을 특징으로 하는 표면처리물의 제조 방법.A base material preparation step of preparing a base material made of aluminum or magnesium,
An intermediate layer forming step of forming an intermediate layer having a thickness of 0.5 to 30 μm including at least one of nickel (Ni), copper (Cu), and chromium (Cr) by electroless plating on the base material;
A color layer forming step of forming a color layer having a color by applying a ceramic material to the outer surface of the intermediate layer by any one of a method such as evaporation, sputtering, ion-plating. Lose,
The intermediate layer formed in the intermediate layer forming step is a method for producing a surface treatment, characterized in that to suppress the release of gas generated by the heating phenomenon accompanying the color layer forming step.
질화티타늄(TiN), 탄화크롬(CrC), 탄화티타늄(TiC), 질화지르코늄(ZrN), 질화크롬(CrN) 중 하나 이상으로 형성됨을 특징으로 하는 색상을 가지는 표면처리물의 제조 방법.The method of claim 8, wherein the color layer in the color layer forming step,
Method of producing a surface treatment product having a color characterized in that it is formed of at least one of titanium nitride (TiN), chromium carbide (CrC), titanium carbide (TiC), zirconium nitride (ZrN), chromium nitride (CrN).
The method of claim 8, wherein the color layer is formed in a thickness range of 10 to 500 nm in the color layer forming step.
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