KR101462621B1

KR101462621B1 - 금속기재 제조방법

Info

Publication number: KR101462621B1
Application number: KR1020140010025A
Authority: KR
Inventors: 윤주식
Original assignee: 주식회사 위스코하이텍
Priority date: 2014-01-28
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2014-11-20

Abstract

본 발명은 휴대폰이나 노트북 및 각종 전자기기, 명함 케이스, 자동차, 항공기 등의 금속으로 구비된 외장 케이스(Case)나 하우징(Housing), 백커버(Back Cover) 등에 적용되는 것으로, 마그네슘, 마그네슘 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 티타늄, 티타늄 합금, 동, 동 합금, 은, 은 합금 등과 같은 산화가 용이한 금속기재의 표면과 구조물 패턴(Pattern)에 대해 부동태층(不動態層)을 비롯한 보호층 등의 표면처리를 통해서 금속 질감을 부여함과 함께 내구성, 내식성 등의 향상 및 전자파 등을 차폐시켜 줄 수 있도록 한 것이다.
이와 같은 본 발명은 알코올(Alcohol)계 또는 케톤(Ketone)계의 부동태 용액을 부동태처리 열온도로 가열시켜 주는 단계; 상기 부동태처리 열온도로 가열된 알코올계 또는 케톤계의 부동태 용액에 금속기재를 침적시킨 상태에서 상기 부동태 용액과의 반응에 의해 상기 금속기재의 표면에 부동태층(不動態層)을 형성시켜 주는 단계; 상기 부동태층이 형성된 표면에 도막(塗膜)으로 보호층을 형성시켜 주는 단계를 포함한 것을 그 특징으로 한다.

Description

금속기재 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING BASE METAL}

본 발명은 휴대폰이나 노트북 및 각종 전자기기를 비롯한 명함 케이스, 자동차, 항공기 등의 금속으로 구비된 외장재(外裝材), 외장 케이스(Case)나 하우징(Housing), 백커버(Back Cover) 등(이하 "금속기재"라 한다.)에 적용되는 것으로, 좀 더 구체적으로는 마그네슘, 마그네슘 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 티타늄, 티타늄 합금, 동, 동 합금, 은, 은 합금 등(이하 "금속"이라 한다.)과 같은 산화가 용이한 금속으로 구비된 기재의 표면과 구조물 패턴(Pattern)에 대해 부동태층(不動態層)을 비롯한 보호층 등의 표면처리를 통해서 금속 질감을 부여함과 함께 내구성, 내식성 등의 향상 및 전자파 등을 차폐시켜 줄 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.

근래 들어, 마그네슘이나 마그네슘 합금 소재는 경량이면서 전자파 차폐성 및 방열성 등이 우수하여 각종 전자제품이나 전자기기를 비롯한 컴퓨터, 노트북, 카메라, 휴대폰뿐만 아니라 자동차, 항공기 등 다양한 분야에 걸쳐 많이 사용되고 있다.

하지만, 높은 산화성과 낮은 내식성 문제를 가진 마그네슘이나 마그네슘 합금 등과 같은 소재를 실용화하기 위해서는 필히, 별도의 표면처리를 하여야만 각종 내장부품 및 외장부품 등에 내구성을 확보할 수 있다.

한편, 한국공개특허 제2002-0077150호(2002년 10월 11일)로 공개된 '마그네슘합금용 화성처리액, 표면처리방법 및 마그네슘합금 기재'(이를 '문헌1'이라 한다.)가 이미 널리 알려져 있다.

상기 언급된 문헌1에 대해 살펴보면, 마그네슘 합금에 도장 밀착성, 내식성 및 녹 방지성을 부여하기 위한 수단으로 인산이온 및 과망간산 이온을 함유하고, pH가 1.5 내지 7인 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금용 화성처리액과 표면처리방법을 제안하고 있다.

하지만, 이와 같은 종래의 방법으로는 화성처리액이 강산성 처리 조건인 pH 2.0 내지 4.0 범위로 선호되어야 하기 때문에 예컨데, 화성처리액의 pH가 7을 초과하면 과망간산 이온의 산화력 저하로 인해 피막 석출량이 극단적으로 적어지게 되어, 피막의 재현 신뢰도가 떨어지기 때문에 충분한 내식성과 도막 밀착성 등을 얻을 수 없는 문제점을 가지고 있는 실정이다.

상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 산화가 용이한 금속으로 구비된 기재의 표면과 구조물 패턴에 대해 부동태층(不動態層)을 비롯한 보호층 등을 형성시켜 주는 표면처리를 통해서 내구성 및 내식성 등을 향상시켜 줄 수 있는 금속기재를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 금속기재는 전면부, 후면부, 측면부 등의 표면에 다양한 형상의 구조물 패턴을 형성시켜, 금속(Metal) 질감을 부여할 수 있도록 함에 또 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명에 따른 표면처리가 이루어진 금속기재는 도전성의 소재로 구비되어 휴대폰이나 노트북 및 각종 전자기기 등에서 발생하는 전자파를 차폐시켜 인체를 보호할 수 있도록 함에 또 다른 목적이 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 과제를 해결하기 위한 방법으로는 알코올(Alcohol)계 또는 케톤(Ketone)계의 부동태 용액을 부동태처리 열온도로 가열시켜 주는 단계가 구비된 것을 그 특징으로 한다.

또한, 상기 부동태처리 열온도로 가열된 알코올계 또는 케톤계의 부동태 용액에 금속기재를 침적시킨 상태에서 상기 부동태 용액과의 반응에 의해 상기 금속기재의 표면에 부동태층(不動態層)을 형성시켜 주는 단계가 구비된 것을 그 특징으로 한다.

그리고, 상기 부동태층이 형성된 표면에 도막(塗膜)으로 보호층을 형성시켜 주는 단계를 포함한 것을 그 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 과제를 해결하기 위한 또 다른 방법으로는 금속기재의 표면에 구조물 패턴(Pattern)을 형성시켜 주는 단계가 구비된 것을 그 특징으로 한다.

또한, 상기 구조물 패턴이 형성된 금속기재를 부동태처리 열온도로 가열된 알코올(Alcohol)계 또는 케톤(Ketone)계의 부동태 용액에 침적시킨 상태에서 상기 부동태 용액과의 반응에 의해 상기 구조물 패턴과 금속기재의 표면에 부동태층(不動態層)을 형성시켜 주는 단계가 구비된 것을 그 특징으로 한다.

그리고, 상기 부동태층이 형성된 구조물 패턴 위에 도막(塗膜)으로 보호층을 형성시켜 주는 단계를 포함한 것을 그 특징으로 한다.

이하, 본 발명이 해결하고자 하는 과제에 대한 구성수단 및 다양한 과정들은 첨부한 도면에 나타난 다양한 일실시사례들의 상세한 설명을 통해서 보다 더 명백하여 질 것이다.

이와 같이 본 발명은 산화가 용이한 금속으로 구비된 기재의 표면과 구조물 패턴에 대해 부동태층(不動態層)을 비롯한 보호층 등을 형성시켜 주는 표면처리를 통해서 내구성 및 내식성 등을 향상시켜 주는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명은 금속기재의 전면부, 후면부, 측면부 등의 표면에 다양한 형상의 구조물 패턴을 형성하여 금속(Metal) 질감을 부여시켜 줌으로써, 제품 디자인을 더욱 고급화시켜 주는 또 다른 효과를 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 표면처리가 이루어진 도전성의 금속기재는 휴대폰이나 노트북 및 각종 전자기기 등에서 발생하는 전자파를 차폐시켜 주는 기능에 의해 인체를 보호할 수 있는 또 다른 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 휴대폰에 적용되는 금속기재를 개략적으로 나타낸 제1실시사례 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 휴대폰에 적용되는 금속기재를 개략적으로 나타낸 제2실시사례 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 도 1 및 도 2에 있어서, 전면 하우징부의 전면부를 나타낸 일실시사례 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 명함 케이스에 적용되는 금속기재를 개략적으로 나타낸 제3실시사례 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 명함 케이스에 적용되는 금속기재를 개략적으로 나타낸 제4실시사례 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 금속기재에 대한 제조과정을 개략적으로 나타낸 제1실시사례 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 금속기재에 대한 제조과정을 개략적으로 나타낸 제2실시사례 도면이다.

본 발명의 구체적인 실시사례를 설명함에 있어서, 본 발명의 도면에 의해 도시되어 있고, 이에 따른 구성수단과 동작들은 적어도 하나의 일실시 사례로써 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심적인 구성수단 및 일실시 사례들이 제한받지는 않아야 할 것이다.

참고할 사항으로, 본 발명에서 설명되는 각 도면들에 부호를 표기함에 있어서 동일한 구성요소는 비록 다른 도면에 표기되더라도 동일한 부호를 부여하였음에 특히 유의하여야 할 것이다.

이하, 첨부된 도 1 내지 도 7에 나타낸 도면들을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 금속기재(100)는 휴대폰이나 노트북 및 각종 전자기기를 비롯한 명함 케이스, 자동차, 항공기 등(이하 "실시대상 제품"이라 한다.)의 금속으로 구비된 외장재(外裝材), 외장 케이스(Case)나 하우징(Housing), 백커버(Back Cover) 등(이하 "금속기재"라 한다.)에 적용되는 것으로, 이는 표면 산화가 용이한 마그네슘, 마그네슘 합금을 포함하여 알루미늄, 알루미늄 합금, 티타늄, 티타늄 합금, 동, 동 합금, 은, 은 합금 등(이하 "금속"이라 한다.)과 같은 소재를 포함하는 것을 그 특징으로 하되, 물론 본 발명의 금속기재(100)는 위에 언급된 실시대상 제품으로 한정되어서는 아니 될 것이다.

또한, 본 발명에 있어서 금속기재(100)는 상기 언급된 금속 소재를 활용하여 다이캐스팅(Die Casting)이나 사출, 압출, 압연, 프레스 또는 연마(Etching) 등과 같은 다양한 가공방식으로 그 형상이 구비되는 것을 그 특징으로 한다.

더불어, 본 발명에 따른 금속기재(100)는 휴대폰에 실시되는 경우에는 예컨데, 첨부된 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이 전면 하우징(Housing)부(101)와 후면 하우징(Housing)부(102), 그리고 첨부된 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이 명함 케이스에 실시되는 경우에는 전면 케이스(Case)부(101-1)와 후면 케이스(Case)부(102-1)에 구비된 표면(100a, 100b)을 포함하여 구조물 패턴(Pattern)(110) 등에 대해 부동태층(不動態層 ; 이를 "부동태(不動態)"라고도 한다.)(120a, 120-1a, 120b)을 비롯한 보호층(130a, 130-1a, 130b) 등을 형성시켜 주는 표면처리를 통해서 상기 금속기재(100)로 하여금 금속(Metal) 질감을 부여함과 함께 내구성을 비롯한 내식성, 내염성, 방청성, 도장 밀착성 등을 향상시켜 주고, 더 나아가서는 도전성의 금속기재(100)를 적용함에 따른 전자파를 차폐시켜 줄 수 있도록 한 것을 그 특징으로 한다.

아울러, 본 발명에 따른 금속기재(100)를 상기 언급된 실시대상 제품에 적용함에 있어서 표면(100a)은 상기 실시대상 제품의 외관 즉, 외측면 쪽을 의미하게 되고, 또한 표면(100b)은 상기 실시대상 제품의 내측면 쪽을 의미하게 된다.

한편, 본 발명에 있어서 상기 금속기재(100)는 마그네슘(Mg) 단독이거나 또는 마그네슘(Mg)에 Al, Cu, Ti, Ag, Ni, Si, Cr, Mn, Zn, Zr, Fe, Ca, Li, Be 중에서 적어도 어느 하나 이상 선택된 마그네슘 합금을 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 있어서 상기 금속기재(100)는 알루미늄(Al) 단독이거나 또는 알루미늄(Al)에 Mg, Cu, Ti, Ag, Ni, Si, Cr, Mn, Zn, Zr, Fe, Ca, Li, Be 중에서 적어도 어느 하나 이상 선택된 알루미늄 합금을 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 있어서 상기 금속기재(100)는 동(Cu) 단독이거나 또는 동(Cu)에 Mg, Al, Ti, Ag, Ni, Si, Cr, Mn, Zn, Zr, Fe, Ca, Li, Be 중에서 적어도 어느 하나 이상 선택된 동 합금을 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 있어서 상기 금속기재(100)는 티타늄(Ti) 단독이거나 또는 티타늄(Ti)에 Mg, Al, Cu, Ag, Ni, Si, Cr, Mn, Zn, Zr, Fe, Ca, Li, Be 중에서 적어도 어느 하나 이상 선택된 티타늄 합금을 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 있어서 상기 금속기재(100)는 은(Ag) 단독이거나 또는 은(Ag)에 Mg, Al, Cu, Ti, Ni, Si, Cr, Mn, Zn, Zr, Fe, Ca, Li, Be 중에서 적어도 어느 하나 이상 선택된 은 합금을 포함하여 구성된다.

더 나아가서, 본 발명에 있어서 상기 금속기재(100)에 대한 두께(t1)는 너무 얇게 할 경우에는 연마(Etching) 등을 통한 박막(薄膜) 가공의 어려움을 비롯하여, 후술(後述)되는 구조물 패턴(Pattern)(110) 및 부동태층(120a, 120-1a, 120b)의 형성에도 어려움이 따르게 되고, 반면에 그 두께(t1)를 너무 두껍게 하면 가공성은 용이하나 중량감이 커질 뿐만 아니라 제품 적용시 자재의 소요량도 불필요하게 증가하는 요인이 될 수 있다.

따라서, 본 발명은 금속기재(100)의 화학적, 물리적인 특성 및 가공성 등을 비롯하여 이를 사용하는 목적이나 용도 및 적용제품 등에 따라 그 두께(t1)를 선정하여 사용하는 것이 바람직할 것이다.

한편, 본 발명에 따른 금속기재(100)에 대한 신뢰성 테스트 조건으로는 온도 60℃, 습도 90%에서 240시간 동안 실시되는 항온항습 테스트를 비롯하여, 온도 -40℃의 30분에서 80℃의 30분 동안까지 100사이클(Cycle)에 걸쳐 실시되는 냉온 열충격 테스트, 그리고 염수 5%에서 120시간 동안 실시되는 내염수 테스트에서 변형이나 변질이 없어야 하기 때문에 그 표면처리 기술이 무엇보다 중요시되고 있는 실정이다.

이와 같은 본 발명에 따른 과제를 해결하기 위한 금속기재(100)의 구성수단 및 제조방법에 대해 첨부된 도면들을 참조하여 그 일실시사례를 구체적으로 살펴보기로 한다.

먼저, 첨부된 도 1, 도 3, 도 4 및 도 6에 나타낸 바와 같이 본 발명의 제1실시사례에 대해 살펴보면, 예컨데 휴대폰에 실시되는 경우의 금속기재(100)는 상기 언급된 가공방식에 의해 화면부(150)가 구비되는 전면 하우징(Housing)부(101)와 상기 전면 하우징부(101)에 체결되는 후면 하우징(Housing)부(102)로 구성되고, 또한 명함 케이스에 실시되는 경우의 금속기재(100)는 상기 언급된 가공방식에 의해 전면 케이스(Case)부(101-1)와 후면 케이스(Case)부(102-1)로 구성시켜 주게 된다.

이와 같이 구성된 상기 금속기재(100)는 버너(Burner)나 히터(Heater) 등과 같은 별도의 가열수단에 의해 용액조(300)에서 알코올(Alcohol)계 또는 케톤(Ketone)계의 부동태 용액(200)을 부동태처리 열온도(T1)로 가열(또는 "히팅(Heating)"이라고도 한다.)시켜 주는 단계가 구비된다.

또한, 상기 부동태처리 열온도(T1)로 가열된 알코올계 또는 케톤계의 부동태 용액(200)에 금속기재(100)를 침적(이를 "디핑(Dipping)"이라고도 한다.)시킨 상태에서 상기 부동태 용액(200)과의 반응에 의해 상기 금속기재(100)의 표면(100a, 100b)에 부동태층(不動態層)(120a, 120b)을 형성시켜 주는 단계가 구비된다.

그리고, 상기 부동태층(120a)이 형성된 표면(100a)에는 도막(塗膜)으로 보호층(130a)을 형성시켜 주는 단계를 포함하여 구비된 것을 그 특징으로 한다.

한편, 첨부된 도 2, 도 3, 도 5 및 도 7에 나타낸 바와 같이 본 발명의 제2실시사례에 대해 살펴보면, 예컨데 휴대폰에 실시되는 경우의 금속기재(100)는 상기 언급된 가공방식에 의해 화면부(150)가 구비되는 전면 하우징(Housing)부(101)와 상기 전면 하우징부(101)에 체결되는 후면 하우징(Housing)부(102)로 구성되고, 또한 명함 케이스에 실시되는 경우의 금속기재(100)는 상기 언급된 가공방식에 의해 전면 케이스(Case)부(101-1)와 후면 케이스(Case)부(102-1)로 구성시켜 주게 된다.

또한, 휴대폰에 실시되는 경우의 금속기재(100)에 있어서 상기 전면 하우징부(101)와 후면 하우징부(102), 그리고 명함 케이스에 실시되는 경우의 금속기재(100)에 있어서 상기 전면 케이스부(101-1)와 후면 케이스부(102-1)에 구비된 전면부 또는 후면부, 측면부 중에서 선택된 표면(100a)에는 다양한 구조물 패턴(Pattern)(110)을 형성시켜 주는 단계가 구비되고, 이때 상기 구조물 패턴(110)은 후술(後述)되는 동일하거나 또는 비동일한 주기(週期)로 연속되게 0.01 내지 20㎛의 깊이(D1)로 형성시킨 구성으로 된다.

예컨데, 첨부된 도 2, 도 5 및 도 7에 나타낸 바와 같이 상기 구조물 패턴(110)은 레이저가공, 절삭가공, 연삭가공, 부식가공, 샌드블라스트(Sand Blast)가공 등의 물리적, 화학적인 가공수단에 의해 헤어라인(Hairline)이나 도형, 이미지(Image), 로고(Logo) 등으로 다양하게 형상화시켜 이를 시각적으로 나타낸 것을 의미하게 된다.

이와 같이 구성된 상기 구조물 패턴(110)은 첨부된 도 7에 나타낸 바와 같이 산(110-1)과 골(110-2)이 동일하거나 또는 비동일한 주기로 연속되게 형성시킨 헤어라인(Hairline)을 포함하여 구성될 수 있으며, 이때 상기 구조물 패턴(110)에 포함된 헤어라인은 산(110-1)과 골(110-2)이 1cm 간격 내에 10 내지 400 주기로 형성시켜 주는 것을 그 특징으로 한다.

다시 말해서, 상기 헤어라인 구조물 패턴(110)에 있어서 산(110-1)과 골(110-2)을 1cm 간격 내에 10 주기 이하 즉, 산(110-1) 또는 골(110-2)의 갯 수를 5개 이하로 형성시켜 주게 되면, 이는 너무 엉성한 간격으로 인해 금속(Metal) 질감을 저하시켜 디자인성이 떨어질 우려가 있고, 반면에 산(110-1)과 골(110-2)을 1cm 간격 내에 400 주기 이상 즉, 산(110-1) 또는 골(110-2)의 갯 수를 200개 이상으로 조밀하게 형성시켜 줄 경우에는 금속(Metal) 질감이나 디자인성. 세련미 등은 우수하나, 이를 연마 또는 가공하기 위한 시간과 비용 등을 증가시켜 주는 요인으로 작용할 수 있기 때문에 이러한 점을 감안하여 1cm 간격 내에 200 주기 내외로 형성시켜 주는 것이 바람직하나, 본 발명에서는 10 내지 400 주기로 형성시켜 주는 것이 더 바람직할 것이다.

또한, 상기 구조물 패턴(110)에는 첨부된 도 5에 나타낸 바와 같이 동일하거나 또는 비동일한 크기의 도형을 요(凹)와 철(凸)의 조합에 의해 하나 또는 그 이상으로 금속기재(100)에 구비된 전면부 또는 후면부, 측면부 중에서 선택된 표면(100a)에 배치되도록 형성시킨 구성을 포함할 수 있다.

예컨데, 상기 구조물 패턴(110)에 포함된 도형에는 원형상, 삼각형상, 사각형상, 오각형상, 육각형상, 다이아몬드 형상 등 다양한 종류의 도형이 포함될 수 있으며, 이는 앞에서 열거된 도형들로 한정되어서는 아니 될 것이며, 이때 상기 도형에는 요(凹) 또는 철(凸)의 부분이 1㎠ 내에 4 내지 400개를 형성시킨 것을 그 특징으로 한다.

다시 말해서, 상기 요(凹)를 4개 이하로 형성시켜 주게 되면, 이 또한 너무 엉성한 구성으로 인해 금속(Metal) 질감을 저하시켜 디자인성이 떨어질 우려가 있을 수 있으며, 반면에 요(凹)를 400개 이상으로 조밀하게 너무 많이 형성시켜 줄 경우에는 금속(Metal) 질감이나 디자인성, 세련미 등이 우수한 장점은 있으나, 이를 연마 또는 가공하기 위한 시간과 비용 등을 증가시켜 주는 요인으로 작용할 수 있기 때문에 이러한 점을 감안하여 200 개 내외로 형성시켜 주는 것이 바람직하나, 본 발명에서는 4개 내지 400개로 형성시켜 주는 것이 더 바람직할 것이다.

또한, 상기 구조물 패턴(110)에는 도시하지는 않았지만 이미지(Image)를 요(凹)와 철(凸)의 조합에 의해 하나 또는 그 이상으로 금속기재(100)에 구비된 전면 하우징부(101)의 전면부 또는 후면부, 측면부 중에서 선택된 표면(100a)에 배치되도록 형성시킨 구성을 포함할 수 있다.

예컨데, 상기 구조물 패턴(110)에 포함된 이미지에는 꽃이나 잎, 나무 등과 같은 식물을 비롯하여 나비, 벌 등과 같은 곤충이 포함될 수 있고, 또한 개나 돼지 등과 같은 동물도 포함되며, 또한 인물이나 초상화 등을 포함할 수 있으며. 이 또한 앞에서 열거된 이미지들로 한정되어서는 아니 될 것이다.

더불어, 상기 구조물 패턴(110)에는 도시하지는 않았지만 로고(Logo)를 요(凹)와 철(凸)의 조합에 의해 하나 또는 그 이상으로 금속기재(100)에 구비된 전면 하우징부(101)의 전면부 또는 후면부, 측면부 중에서 선택된 표면(100a)에 배치되도록 형성시킨 구성을 포함할 수 있다.

예컨데, 상기 구조물 패턴(110)에 포함된 로고에는 기업체명이나 학교명, 학원명, 상점명, 동호회명, 지방자치단체명 등을 포함하되, 사람 이름이나 명함 등도 포함될 수 있으며, 이 또한 앞에서 열거된 로고들로 한정되어서는 아니 될 것이다.

한편, 본 발명에 있어서 상기 구조물 패턴(110)은 도시하지는 않았지만 금속 질감 및 디자인 감각을 더욱 잘 살려주기 위한 수단으로 앞에서 언급된 헤어라인을 기본 바탕으로 하여 도형, 이미지, 로고 중에서 선택된 어느 하나를 요(凹)와 철(凸)의 조합에 의해 형성시켜 주거나, 또는 도형, 이미지, 로고 중에서 적어도 둘 이상을 선택하여 요(凹)와 철(凸)의 조합에 의해 형성시켜 주는 구성을 포함할 수 있다.

이때, 상기 도형, 이미지, 로고를 헤어라인이 기본 바탕으로 형성된 금속기재(100)의 표면(100a)으로부터 0.01 내지 0.6mm의 높이로 돌출되게 형성시켜 주는 구성에 의해 상기 헤어라인과 시각적으로 차별화시켜 주도록 하는 것이 바람직할 것이다.

더 나아가서, 상기 돌출 형성된 도형, 이미지, 로고에 대해서는 그 표면(도시 생략함.)을 경면(鏡面)처리하거나, 또는 해칭(Hatching)처리하여 상기 헤어라인과 차별화는 물론 시각적인 감각을 더욱 잘 나타내 주도록 하는 것이 바람직할 것이다.

예컨데, 상기 도형, 이미지, 로고에 대한 그 돌출 높이를 0.01mm 이하로 형성시켜 주게 되면, 기본 바탕으로 형성된 헤어라인에 대비하여 뚜렷한 차별화가 되지 않기 때문에 시각적인 감각을 떨어뜨릴 우려가 있고, 반면에 0.6mm 이상으로 너무 높게 형성시켜 주게 되면, 상기 헤어라인에 대비하여 시각적인 차별화 효과는 우수하나 심한 돌출로 인해 오히려 금속기재(100)에 구비된 표면(100a)이 훼손될 우려가 있을 수 있기 때문에 이를 감안하여 본 발명에서는 0.01 내지 0.6mm의 높이로 돌출 형성시켜 주는 것이 바람직할 것이다.

그리고, 본 발명에 있어서 앞에서 언급된 상기 구조물 패턴(110)에 포함된 요(凹)와 철(凸)은 음각과 양각으로도 표현 내지는 형성될 수 있음이 자명(自明)할 것이다.

더불어, 본 발명에 있어서 상기 언급된 구조물 패턴(110)에 대한 깊이(D1)는 첨부된 도 7에 나타낸 바와 같이 그 표면(100a)으로부터 0.01 내지 20㎛로 형성시킨 구성을 그 특징으로 한다.

이때, 상기 구조물 패턴(110)의 깊이(D1)를 0.01㎛ 이하로 얕게 형성시켜 줄 경우에는 육안 즉, 시각으로 구분이 너무 어려워 오히려 금속(Metal) 질감을 저하시킬 우려가 있고, 반면에 20㎛ 이상으로 깊게 형성시켜 줄 경우에는 자칫 금속기재(100)의 표면(100a)을 훼손시킬 우려가 있기 때문에 이를 감안하여 본 발명은 0.01 내지 20㎛의 깊이(D1)로 형성시켜 주는 것이 바람직할 것이다.

이어서, 상기 구조물 패턴(110)이 형성된 금속기재(100)를 버너(Burner)나 히터(Heater) 등과 같은 별도의 가열수단에 의해 용액조(300)에서 부동태처리 열온도(T1)로 가열(또는 "히팅(Heating)"이라고도 한다.)된 알코올(Alcohol)계 또는 케톤(Ketone)계 부동태 용액(200)에 침적(이를 "디핑(Dipping)"이라고도 한다.)시킨 상태에서 상기 부동태 용액(200)과의 반응에 의해 상기 구조물 패턴(110)과 금속기재(100)의 표면(100b)에 부동태층(不動態層)(120-1a, 120b)을 형성시켜 주는 단계가 구비된다.

그리고, 상기 부동태층(120-1a)이 형성된 구조물 패턴(110) 위에는 도막(塗膜)으로 보호층(130-1a)을 형성시켜 주는 단계를 포함하여 구비된 것을 그 특징으로 한다.

한편, 이와 같이 구성된 본 발명은 첨부된 도 6에 나타낸 바와 같이 상기 부동태층(120a)이 형성된 금속기재(100)의 표면(100a)에 두께 0.2 내지 20㎛의 도막(塗膜)으로 보호층(130a)을 형성 한층 또는 다층으로 형성시켜 줌에 따라 상기 금속기재(100)에 대한 금속(Metal) 질감을 높여 줌과 함께 내지문성을 비롯한 내구성, 내식성, 방청성 등을 향상시켜 주고, 더 나아가서 자외선으로부터 상기 금속기재(100)의 변질과 표면(100a, 100a)의 긁힘을 방지하여 주는 다양한 보호 기능을 하게 된다.

또한, 첨부된 도 7에 나타낸 바와 같이 상기 부동태층(120-1a)이 형성된 구조물 패턴(110)이 훼손되지 않도록 보호함과 함께 상기 구조물 패턴(110)을 잘 구현시켜 주기 위한 수단으로 두께 0.2 내지 20㎛의 도막(塗膜)으로 보호층(130-1a)을 형성시켜 주게 된다.

더불어, 본 발명은 첨부된 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이 상기 부동태층(120b)이 형성된 금속기재(100)의 표면(100b)에 두께 0.2 내지 20㎛의 도막(塗膜)으로 보호층(130b)을 한층 또는 다층으로 형성시켜 주는 단계를 더 포함하여, 상기 금속기재(100)에 대한 내구성을 비롯한 내식성 등을 향상시켜 주는 보호 기능을 하게 된다.

이와 같은 본 발명의 보호층(130a, 130-1a, 130b)은 투명 또는 유색수지(이를 "칼라(Color)수지"라고도 한다.) 등으로 구성된 도료(塗料)를 포함하여 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 보호층(130a, 130-1a, 130b)은 금속기재(100)에 다양한 색상을 부여하거나 또는 금속 질감을 높여 주기 위한 수단으로 백색 또는 유색의 안료물질 등으로 구성된 도료(塗料)를 포함하여 형성될 수 있다.

그리고, 상기 안료물질에는 친환경 차원에서 금, 은, 니켈, 아연, 티타늄, 철, 구리, 크롬 등과 같은 광물성 천연 무기안료를 적어도 1종 이상 포함시켜 주는 것에 의해 금속기재(100)로 하여금 강한 자외선으로부터 저항력을 강화시켜 줌과 함께 탈색이나 변색되는 현상을 방지하여 주는 내후성을 가질 수 있도록 하는 것이 바람직할 것이다.

예컨데, 상기 안료물질 중에서 백색안료에는 화학적 성질이 안정되고 독성이 없으며, 특히 산이나 안칼리에 대한 저항성 및 착색력, 은폐력이 강한 굴절율이 2.50 내지 2.75 범위의 TiO₂(이산화티타늄)를 포함하되, 이는 앞에서 열거된 사례들로 제한받지는 않아야 할 것이다.

또한, 상기 안료물질 중에서 유색안료에는 굴절율이 1.8 이상인 ZrO₂(지르코니아), ZnO(산화아연), BiOCl(산화염화비스무스) 또는 굴절율이 1.8 이하인 SiO₂(이산화규소), MgF₂(불화마그네슘), Al₂O₂(알루미나) 중에서 선택된 단독 또는 2종 이상 포함하되, 이 또한 앞에서 열거된 사례들로 제한받지는 않아야 할 것이다.

더불어, 상기 유색안료 중에는 카본블랙(Carbon Black)이나 크롬 옥사이드 그린(Chromium Oxide Green) 등을 비롯한 인체에 무해하고 무독성을 가진 예컨데 BLACK, RED, BLUE, PINK, VIOLET, YELLOW 등과 같은 다양한 색상을 구현할 수 있는 안료물질들을 더 포함하여 구성될 수 있다.

이와 같이 상기 보호층(130a, 130-1a, 130b)을 형성시켜 주기 위한 수단으로는 상기 언급된 도료(塗料)를 사용하여 전착 도장법이나 합성수지 도장법, 분체 도장법, 정전 도장법 중에서 선택된 어느 하나에 의해 도막(塗膜)처리로 균일하게 형성시켜 주는 것이 바람직하나, 이 또한 앞에서 열거된 사례들로 제한받지는 않아야 할 것이다.

한편, 상기 보호층(130a, 130-1a, 130b)의 두께를 0.2㎛ 이하로 형성할 경우에는 미세한 구조물 패턴(110)도 잘 구현할 수 있기 때문에 금속 질감을 잘 살려 주는 장점은 있으나, 이는 도막의 두께가 너무 얇기 때문에 보호성이 떨어질 우려가 있고, 반면에 그 두께를 20㎛ 이상으로 두껍게 형성할 경우에는 보호성 및 내식성은 우수하나, 미세한 구조물 패턴(110)에 대한 구현도가 떨어질 우려가 있을 뿐만 아니라, 외부로부터의 빛의 반사광이 서로 간섭하여 세밀한 구조물 패턴(110)의 금속 질감을 저하시 킬 우려가 있을 수 있다.

따라서, 상기 보호층(130a, 130-1a, 130b)의 두께는 금속기재(100) 즉, 금속으로 구비된 소재의 화학적, 물리적인 특성을 비롯하여 이를 사용하는 목적이나 용도 및 실시대상 제품 등에 따라 그 두께를 0.2 내지 20㎛ 범위에서 너무 얇거나 두껍지 않도록 적합하게 선택하여 형성시켜 주는 것이 바람직할 것이다.

한편, 첨부된 도 6에 나타낸 바와 같이 본 발명에 있어서 상기 금속기재(100)의 표면(100a, 100b)에 형성되는 부동태층(120a, 120b)의 두께는 0.2 내지 20㎛의 도막으로 형성되는 보호층(130a) 두께의 0.005 내지 0.5배에 해당하는 즉, 0.00l 내지 10㎛로 형성시켜 주는 구성을 그 특징으로 한다.

더불어, 첨부된 도 7에 나타낸 바와 같이 상기 구조물 패턴(110)에 형성되는 부동태층(120-1a)의 두께도 0.2 내지 20㎛로 형성되는 보호층(130-1a) 두께의 0.005 내지 0.5배에 해당하는 0.00l 내지 10㎛로 형성시켜 주는 구성으로 된다.

다시 말해서, 본 발명은 상기 부동태층(120a, 120b)의 두께를 0.001㎛ 이하로 얇게 형성시켜 줄 경우에는 금속기재(100)의 표면(100a, 100b)에 대한 훼손이 적은 장점은 있으나, 이는 산화 피막(또는 "산화막"이라고도 한다.)이 너무 얇게 형성되기 때문에 내식성이 떨어질 우려가 있고, 반면에 그 두께를 10㎛ 이상으로 두껍게 형성시켜 줄 경우에는 내식성은 우수하나 상기 표면(100a, 100b)이 심하게 훼손될 우려가 있을 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 구조물 패턴(110)에 형성되는 부동태층(120-1a)의 두께를 0.001㎛ 이하로 얇게 형성시켜 줄 경우에는 미세하게 형성된 구조물 패턴(110)에 대한 훼손이 적어 금속 질감을 잘 살려 주는 장점은 있으나, 이는 산화 피막이 너무 얇게 형성되기 때문에 내식성이 떨어질 우려가 있고, 반면에 그 두께를 10㎛ 이상으로 두껍게 형성시켜 줄 경우에는 내식성은 우수하나 미세한 구조물 패턴(110)이 훼손될 우려가 있을 수 있다.

따라서, 본 발명에 있어서 상기 부동태층(120a, 120-1a, 120b)의 두께는 금속기재(100)의 재질을 비롯하여 구조물 패턴(110)이 형성되는 깊이(D1) 또는 후술(後述)되는 용액조(300)에서 가열시켜 주는 부동태처리 열온도(T1) 및 부동태 용액(200) 즉, 반응물질의 종류나 침적시간 등에 따라 달라질 수 있으나, 그 두께를 0.001 내지 10㎛로 형성시켜 주는 것이 바람직할 것이다.

한편, 본 발명에 있어서 상기 금속기재(100)의 표면(100a, 100b) 및 구조물 패턴(110)에 부동태층(120a, 120-1a, 120b)을 형성시켜 주기 위한 수단에 포함된 부동태 용액(200) 즉, 산화 피막 형성을 위한 반응 물질에는 에탄올(Ethanol), 메탄올(Methanol), 이소프로필알코올(Isopropyl Alcohol), 부틸알코올(Butyl Alcohol), 옥틸알코올(Octyl alcohol) 중에서 선택된 어느 하나 또는 두 가지 이상 혼합시킨 휘발성의 알코올(Alcohol)계 물질을 포함하여 조성된다.

더불어, 상기 부동태 용액(200)으로는 아세톤(Acetone), 메틸에틸케톤(Methyl Ethyl Ketone), 메틸이소부틸케톤(Methyl Isobutyl Ketone) 중에서 선택된 어느 하나 또는 두 가지 이상 혼합시킨 휘발성의 케톤(Ketone)계 물질을 포함하여 조성될 수 있다.

한편, 본 발명에 있어서 상기 금속기재(100)의 표면(100a, 100b) 및 구조물 패턴(110)에 부동태층(120a, 120-1a, 120b)을 형성시켜 주기 위한 수단에 포함된 부동태처리 열온도(T1)는 용액조(300)에 채워진 알코올(Alcohol)계 또는 케톤(Ketone)계 물질의 부동태 용액(200)을 40℃ 내지 비점(沸點)(이를 "비등점(沸騰點)"이라고도 한다.) 범위로 가열하여, 이로 인해 부동태층(120a, 120-1a, 120b)의 형성을 위한 반응이 용이하도록 하는 것이 바람직할 것이다.

또한, 상기 부동태처리 열온도(T1)는 용액조(300)에 채워진 알코올(Alcohol)계 또는 케톤(Ketone)계 물질의 부동태 용액(200)을 40 내지 220℃로 가열하여, 일 인해 부동태층(120a, 120-1a, 120b)의 형성을 위한 반응이 용이하도록 하는 것이 바람직할 것이다.

예컨데, 상기 부동태처리 열온도(T1)를 40℃ 이하로 낮게 설정할 경우에는 부동태 용액(200)의 반응이 저하되어 금속기재(100)의 표면(100a, 100b) 및 구조물 패턴(110)에 부동태층(120a, 120-1a, 120b)이 치밀하게 형성되지 않을 우려가 있고, 반면에 부동태처리 열온도(T1)를 비점(沸點) 또는 220℃ 이상으로 높게 설정하게 되면 알코올계 또는 케톤계의 휘발성 물질로 조성된 부동태 용액(200)의 증발이 심하여 손실이 발생되기 때문에 경제적으로 불리할 뿐만 아니라, 균일한 부동태층(120a, 120-1a, 120b)이 형성되지 않을 우려가 있기 때문이다.

다시 말해서, 상기 부동태 용액(200)에 포함된 알코올계 반응물질 중에서 그 비점(沸點)을 살펴보면 에탄올은 78.3℃, 메탄올은 64.65℃, 이소프로필알코올은 82℃, 부틸알코올은 117.7℃, 옥틸알코올은 194.5℃이고, 반면에 부동태 용액(200)에 포함된 케톤계 반응물질 중에서 비점(沸點)을 살펴보면 아세톤은 56.5℃, 메틸에틸케톤은 79.6℃, 메틸이소부틸케톤은 115.9℃이기 때문에 본 발명에서는 그 어느 하나를 단독으로 선택하여 조성하거나 또는 두 가지 이상 혼합하여 조성되는 반응물질의 종류에 따라 부동태처리 열온도(T1)를 40℃ 내지 비점(沸點) 범위 또는 40 내지 220℃ 범위에서 적합하게 선택하여 주는 것이 바람직할 것이다.

더불어, 본 발명에 있어서 상기 금속기재(100)의 표면(100a, 100b) 및 구조물 패턴(110)에 부동태층(120a, 120-1a, 120b)을 형성시켜 주기 위한 수단에 포함된 예컨데, 부동태처리 열온도(T1)로 가열된 부동태 용액(200)에 금속기재(100)를 침적시켜 주는 시간은 앞에서 언급된 알코올계 또는 케톤계 반응물질의 종류에 따라 달라질 수 있으나, 이는 1초 내지 30분 범위에서 침적시켜 주는 것을 그 특징으로 한다.

예컨데, 상기 부동태 용액(200)에 금속기재(100)를 침적시켜 주는 시간을 1초 이하로 너무 짧게 설정할 경우에는 부동태 용액(200)의 반응이 저하되어 금속기재(100)의 표면(100a, 100b) 물론 구조물 패턴(110)에 부동태층(120a, 120-1a, 120b)이 치밀하게 형성되지 않을 우려가 있고, 반면에 30분 이상으로 길게 설정할 경우에는 부동태층(120a, 120-1a, 120b)의 치밀도가 높아지는 장점은 있으나, 상기 부동태층(120a, 120-1a, 120b)의 형성 즉, 부동태처리를 위한 공정시간이 불필요하게 길어지게 되어 경제적인 낭비 요인으로 작용할 우려가 있기 때문에 본 발명은 1초 내지 30분 범위에서 적합하게 선택하는 것이 바람직할 것이다.

이와 같이 형성된 본 발명의 부동태층(120a, 120-1a, 120b)은 금속기재(100)에 대한 내식성의 향상과 함께 도장(塗裝)을 기반으로 하는 보호층(130a, 130-1a, 130b)의 형성시에 도막(塗膜)의 흡착력을 상승시켜 주는 작용을 하게 되고, 이로 인해 본 발명의 금속기재(100)에 대해 내식성 및 방청성 등을 비롯한 금속(Metal) 질감성을 더욱 향상시켜 주는 적용을 하게 된다.

한편, 본 발명은 상기 언급된 금속기재(100)를 부동태 용액(200)이 채워진 용액조(300)에 침적시켜 주기 전에 충분한 탈지 및 세정공정을 거쳐서 그 표면(100a, 100b)에 묻은 이물질을 충분하게 제거시켜 주는 것이 바람직할 것이다.

다시 말해서, 상기 금속기재(100)의 표면(100a, 100b) 및 구조물 패턴(110)에 이물질이 묻어 있을 경우에는 표면장력으로 인해 부동태 용액(200)이 전체적으로 균일하게 묻지 않기 때문에 결국, 치밀하고 안정된 부동태층(120a, 120-1a, 120b)의 형성에 나쁜 영향을 미치게 될 수 있는 것이다.

이어서, 본 발명은 앞에서 언급된 바와 같이 상기 금속기재(100)를 부동태 용액(200)에 1초 내지 30분간 침적에 의해 부동태층(120a, 120-1a, 120b)을 형성시켜 준 다음 이를 용액조(300)로부터 꺼내어 건조시켜 주는 단계를 더 포함할 수 있다.

예컨데, 상기 부동태 용액(200)이 휘발성 물질이기 때문에 상온에서 자연 건조시켜 주는 것도 가능하나, 20 내지 60℃의 열온도에서 실시되는 적외선 또는 열풍으로 건조시켜 주는 것이 바람직할 것이다.

또한, 이와는 달리 본 발명은 상기 금속기재(100)를 부동태 용액(200)에 1초 내지 30분간 침적에 의해 부동태층(120a, 120-1a, 120b)을 형성시켜 준 다음 이를 용액조(300)로부터 꺼내어 40 내지 200℃에서 실시되는 열처리 단계를 더 포함하여 줌으로써, 이를 통해 상기 금속기재(100)에 대한 건조와 함께 상기 부동태층(120a, 120-1a, 120b) 즉, 산화 피막에 대한 고착화(固着化) 내지는 안정화를 시켜주는 것이 바람직할 것이다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위에서 다양한 변경과 수정 등이 가능함을 자명하게 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 언급된 바와 같은 다양한 일실시사례들에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 특허청구 범위에 의하여 정해져야 함이 바람직할 것이다.

100 : 금속기재
100a, 100b : 표면
101 : 전면 하우징(Housing)부
101-1 : 전면 케이스(Case)부
102 : 후면 하우징(Housing)부
102-1 : 후면 케이스(Case)부
110 : 구조물 패턴(Pattern)
110-1 : 산
110-2 : 골
120a, 120-1a, 120b : 부동태층
130a, 130-1a, 130b : 보호층
150 : 화면부
200 : 부동태 용액
300 : 용액조

Claims

마그네슘, 마그네슘 합금 중에서 어느 하나로 구비된 금속기재(100)를 포함하고,
케톤(Ketone)계의 부동태 용액(200)을 40℃ 내지 비점(沸點) 범위의 부동태처리 열온도(T1)로 가열시켜 주는 단계;
상기 부동태처리 열온도(T1)로 가열된 상기 부동태 용액(200)에 상기 금속기재(100)를 침적시킨 상태에서 상기 부동태 용액(200)과의 반응에 의해 상기 금속기재(100)의 표면(100a, 100b)에 부동태층(不動態層)(120a, 120b)을 형성시켜 주는 단계;
상기 부동태층(120a)이 형성된 표면(100a)에 도막(塗膜)으로 보호층(130a)을 형성시켜 주는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 금속기재 제조방법.
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마그네슘, 마그네슘 합금 중에서 어느 하나로 구비된 금속기재(100)를 포함하고,
상기 금속기재(100)의 표면(100a)에 구조물 패턴(Pattern)(110)을 형성시켜 주는 단계;
상기 구조물 패턴(110)이 형성된 상기 금속기재(100)를 40℃ 내지 비점(沸點) 범위의 부동태처리 열온도(T1)로 가열된 케톤(Ketone)계의 부동태 용액(200)에 침적시킨 상태에서 상기 부동태 용액(200)과의 반응에 의해 상기 구조물 패턴(110)과 금속기재(100)의 표면(100b)에 부동태층(不動態層)(120-1a, 120b)을 형성시켜 주는 단계;
상기 부동태층(120-1a)이 형성된 구조물 패턴(110) 위에 도막(塗膜)으로 보호층(130-1a)을 형성시켜 주는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 금속기재 제조방법.
제4항에 있어서, 상기 구조물 패턴(110)은 산(110-1)과 골(110-2)이 1cm 간격 내에 10 내지 400 범위의 동일하거나 또는 비동일한 주기(週期)로 연속되게 0.01 내지 20㎛의 깊이(D1)로 형성시킨 것을 특징으로 하는 금속기재 제조방법.
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제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 금속기재(100)를 휘발성을 가진 케톤(Ketone)계의 부동태 용액(110)에 침적시켜 주는 시간은 1초 내지 30분 범위인 것을 특징으로 하는 금속기재 제조방법.
삭제
제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 부동태처리 열온도(T1)는 휘발성을 가진 케톤(Ketone)계의 부동태 용액(200)을 40℃ 내지 220℃로 가열한 것을 특징으로 하는 금속기재 제조방법.
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제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 금속기재(100)가 침적되는 케톤(Ketone)계의 부동태 용액(200)은 아세톤(Acetone), 메틸에틸케톤(Methyl Ethyl Ketone), 메틸이소부틸케톤(Methyl Isobutyl Ketone) 중에서 선택된 어느 하나 또는 두 가지 이상 혼합하여 조성된 물질인 것을 특징으로 하는 금속기재 제조방법.