KR101886586B1 - 착색 금속 필름과 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속품과 다수의 구멍으로 구성된 착색 금속필름에 관한 것이다. 해당 다수의 구멍은 상층, 중간층, 그리고 아래층으로 구성되었으며, 이 세 개의 층이 함께 양각문양을 구성한다. 본 발명은 또한 상기 착색 금속필름의 제조방법에 관한 것이다. 이 방법은 상기 금속품 위에 평평한 문양 또는 양각 문양을 제조하는데 사용된다. 이 방법은 연마공정, 첫 번째 코팅공정, 색상조절, 첫 번째 인쇄공정, 에칭 공정, 두 번째 코팅공정, 두 번째 인쇄공정, 밀봉공정, 그리고 세척 공정으로 구성된다.

Description

착색 금속 필름과 그의 제조방법{COLORED METAL FILMS AND METHODS OF MANUFACTURING THEREOF}

본 발명의 최소한 한가지 실시예는 착색 금속필름과 그의 제조방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명의 최소한 한개의 실시예는 금속품의 코팅층에 문양을 인쇄하는 방법에 관한 것이다.

포장 또는 케이스에 사용되는 금속품은 무게가 가볍고 내구성이 오래 지속되며 녹저항력이 강한 특징이 있기 때문에 휴대폰 케이스나 노트북 컴퓨터 케이스에 자주 사용된다. 금속품의 표면은 일반적으로 단조로운 금속의 원색을 지니기 때문에 이러한 악세서리 금속품의 표면을 장식하기 위해 전통적으로 염색, 페인팅, 도료분무, 전사인쇄, 그리고 스크린 날염 등 방법이 사용되었다. 이러한 장식기법을 금속품에 적용하면 금속품 표면에 다채로운 색상과 멋진 모양을 창출할 수 있다.

하지만 가장 자주 사용되는 기술 중 한 가지인 염색은 환경오염이 심하다. 이 방법은 금속품을 염색통에 담그고 한번에 한가지 염료를 금속품에 고착시켜 염색한다. 이 때 염색과정에 사용된 염색통은 다량의 폐수를 생산하게 된다. 페인팅과 도료분무는 풍부한 색상을 금속표면에 쉽게 적용할 수 있지만 작업자는 페인트에 함유된 휘발성 독소의 흡입을 방지하기 위해 반드시 마스크를 착용해야 한다. 마르지 않은 페인트는 끈적끈적하여 물체에 접착되며 마른 페인트는 부서지기 쉬운 것이 페인트의 또 다른 문제점이다. 페인트는 환경을 오염시킬 수 있으며, 페인트를 칠한 표면에 코팅 보호층이 없으면 다른 물체와 접촉할 경우 페인트는 쉽게 떨어져 나오게된다. 하지만 보호층은 추가 공정이 필요하기 때문에 제조원가가 상승하고 금속의 자연질감이 사라지게된다. 전사인쇄는 금속품 위에 다양한 문양을 이전할 수 있지만 이전된 문양은 마모에 매우 민감하다. 금속품 표면에 이전된 문양은 마찰이 있을 경우 불룩 튀어나오게 되거나 심지어 쉽게 벗겨진다. 스크린 날염은 틀을 필요로 하고 한번에 한가지 색상만 날염할 수 있기 때문에 이와 반대로 유연성이 덜하다.

위에 언급한 장식 기술 중 대부분은 금속품을 평평한 문양으로 장식할 수 있다. 다른 방법과 달리 스크린 날염은 더 나아가서 금속품 위에 마른 페인트로 형성된 양각과 유사한 문양을 창출할 수 있다. 하지만 스크린 날염이 광범위하게 사용되지 않는 이유 중 하나는 이 방법이 유연하지 않아서이다. 스크린 날염으로 창출한 양각과 유사한 문양은 뻣뻣한 인상을 주며, 양각과 유사한 문양은 모두 높이가 같다.

결론적으로, 금속품을 장식하는데 사용되는 기술은 모두 결점이 있다. 이러한 기술 중 일부는 환경친화적이지 못하며, 일부는 유연성이 부족하다. 그러므로 개선된 착색 금속필름과 금속의 특성을 유지하면서 풍부한 색상과 다양한 문양으로장식된 착색 금속필름을 제조하는 새로운 방법이 필요하다.

본 발명의 최소한 한 가지 실시예는 착색 금속품의 제조방법을 제시한다. 해당 제조방법은 환경친화적이며, 금속의 특성과 질감을 유지하는 동시에 금속품을 다채로운 색상으로 장식할 수 있다. 또한 금속품 위의 문양은 내구성이 매우 강하며 필요에 따라 평평하거나 양각된 문양으로 디자인할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예는 평평한 문양이 있는 착색 금속필름 제조방법을 제시한다. 해당 방법은 우선 연마공정으로 시작하여 금속품 표면에 최소한 한가지의 표면연마를 적용시키고, 표면에 코팅층을 입히는 코팅공정을 진행한다. 코팅공정을 통해 형성된 코팅층은 다수의 구멍으로 구성된다. 그런 다음 디지털 문양의 색상 조절 과정이 진행되어 디지털 문양의 색상이 조절되고, 인쇄공정을 통해 상기 디지털 문양을 코팅층에 인쇄하여 평평한 문양을 만들어 낸다. 인쇄공정은 잉크젯 프린터와 수성 잉크로 시행한다. 코팅층은 다수의 구멍으로 구성되었기 때문에 수성 잉크는 해당 다수의 구멍으로 유입하여 구멍을 차지할 수 있다. 그리고 해당 다수의 구멍에 밀봉공정과 세척 공정을 적용하여 수성 잉크를 고정시키고 다수의 구멍에 밀봉되지 않은 수성잉크를 제거한다.

연마공정에서, 금속 표면 연마는 작은 돌 연마, 광택 연마, 모래 연마, 거울 연마, 공단 연마, 그리고 긁어내기 연마 중에서 한가지를 선택할 수 있다. 표면 연마는 금속품 표면에 적용되어 매끄러운 표면이나 문양이 있는 표면을 만들어 낸다. 금속품의 재료는 표면에 코팅층을 코팅하는데 적합한 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 금속품의 재료는 강철, 철, 알루미늄, 마그네슘, 아연, 티타늄, 구리, 니켈, 망간, 베릴륨, 탄탈륨, 그리고 이러한 금속의 합금 중에서 선택된 재료다.

코팅공정에서, 코팅층은 비전기 영동 코팅기술(즉 화학공정) 및 전기 영동 코팅기술(즉 양극산화공정) 중 한가지 공정을 통해 형성된다. 화학공정에서, 인산염, 크롬산염, 또는 지르코늄염을 금속품 표면에 도포하여 금속품 표면을 산화해서산화 코팅이 생성되도록 하며, 이때 산화코팅과 다수의 구멍이 코팅층을 형성한다. 양극산화공정에서는 양극 전극에 놓인 금속품을 전해액에 담근다. 더 구체적으로, 해당 전해액은 황산, 크롬산, 인산, 옥살산, 구연산, 주석산, 그리고 술폰산 중에서 한가지를 선택한 유기산 용액이다. 전기회로에 전류가 흐르기 시작하면 금속품 표면에 코팅층이 형성된다. 일부 바람직한 실시예에서, 다수의 구멍은 금속품 표면과 수직을 이룬다. 이러한 구멍의 방향은 수성잉크가 다수의 구멍의 내부 공간으로충분히 유입되도록 돕는다. 이와 반대로, 만약 다수의 구멍이 금속표면에 비스듬하게 있을 경우, 수성잉크는 다수의 구멍에 의해 방해받거나 누출되어 인쇄된 문양에 영향을 미치게 된다.

색상조절에서, 디지털문양은 국제 색상 협의회(ICC) 프로파일 전환 하위 단계, 문양 수정 하위 단계, 그리고 잉크관리 하위 단계를 거친다. 색상조절은 디지털 문양을 금속 위에 인쇄되기 적합한 형태로 바꾼다. 대부분의 문양은 종이 위에서는 분명하지만 금속 위에서는 그렇지 않다. 색상은 연한 배경에서는 선명하지만 진한 색상과 금속 광채가 나는 매체 위에서는 흐릿하다. 다른 기기 사이의 차이점 또한 문제다. 예를 들어, 고객의 색상 입력장치의 색상과 서비스 제공업체의 색상출력장치의 색상은 일치하지 않을 수 있다. 따라서 인쇄된 문양은 고객이 기대했던 것과 다를 수 있다. 보다 자세히 설명하면, ICC 프로파일 전환 하위 단계란 여러 응용 프로그램의 ICC 프로파일에 따라 소프트웨어를 활용하여 문양을 전환하는 것이다. 예를 들어, 각각의 장치는 특정 ICC 프로파일이 있다. 두 개의 다른 장치(예를 들어 디스플레이어 대 프린터, 또는 어느 브랜드의 디스플레이어 대 다른 브랜드의 디스플레이어)의 ICC 프로파일에 근거하여 두 장치 사이의 색상 공간을 매핑하면 해당 두 장치의 색상이 일치하도록 보장할 수 있다. 문양 수정 하위 단계란 곡선 도구를 사용하여 곡선을 조절해서 문양의 일부 특정구역의 색조와 밝음을 수정하는 것이다. 문양 수정 하위 단계는 또한 색상을 포화시켜 금속광채로 인한 영향으로부터 균형을 유지하며, 색상의 온도를 변화시켜 종이에서처럼 금속 위에 자연스러운 색상을 재생하고 색상대비를 향상시켜 색상 사이의 차이를 높인다. 그리고 색상의 첨예도 및 밝기를 바꾸어 문양의 선명성을 제고한다. 잉크 관리 하위 단계란 잉크 적재량을 통제하는 것을 의미한다. 금속은 종이와 달리 염료를 효율적으로 흡수하지 못한다. 그래서 금속위의 잉크는 넘쳐 흐르고 다 마르기 전에 다른 색상의 잉크와 혼합하는 경향이 있다. 잉크 관리 하위 단계는 금속품 표면에 분사되는 잉크의 양을 조절하여 잉크가 넘쳐 흐르는 것과 그 뒤에 오는 잉크 결함을 억제한다.

인쇄공정에서는 잉크젯 프린터 가수성 잉크를 코팅층에 있는 다수의 구멍으로 분사하여 금속품 표면의 디지털 문양을 그린다. 잉크젯 인쇄는 분사 인쇄보다 더 정확하며, 염색보다 더 경제적이다. 잉크젯 프린터는 잉크를 효율적으로 사용하기 때문에 잉크 사용량을 줄일 수 있다. 잉크젯 프린터는 잉크 방울을 일부 구체적인 구멍으로 분사시켜 들어가게할 수 있으며 금속품에 매우 세련된 문양을 그릴 수 있다.

밀봉 공정에서는 잉크가 다수의 구멍에 밀봉된다. 밀봉 공정이란 금속품을 뜨거운 물, 크롬산염 용액, 붕산 용액, 또는 아세트산염 용액에 담그는것이다. 대체공정으로는 금속품에 증기를 쐬는 것이 있다. 밀봉 공정에서 코팅층의 산화코팅 중 일부가 용해되어 용해된 물질이 다수의 구멍을 막는다.

세척공정에서는 과도한 양의 잉크가 제거된다. 인쇄 및 밀봉공정에서 다수의 구멍에 유입되지 않은 잉크는 문양 인근 부위에 접착될 수 있다. 따라서 밀봉공정 후에는 금속품을 바나나 오일이나 부탄온과 같은 용제에 담그거나 이러한 용제로 닦아서 과도한 잉크를 용해시키는 방법으로 세척한다.

기존의 착색 금속 필름 제조방법은 금속 표면에 사진처럼 선명한 문양을 만들 수 없다. 그 주된 이유는 이러한 방법들은 디지털 문양의 색상을 최적화하지 않고 잉크젯 프린터를 활용하도록 애쓰지 않기 때문이다. 본 발명의 최소한 한가지 실시예는 문양의 품질이 종이에 인쇄된 문양에 가까운 착색 금속필름 제조방법을 제시한다.

본 발명의 일부 실시예는 양각 문양이 있는 착색 금속필름 제조방법을 제시한다. 해당 방법은 우선 최소한 한 유형의 표면 연마제를 금속품 표면에 적용하는 연마공정으로 시작하고, 첫 번째 코팅공정으로 금속표면에 첫 번째 코팅층을 입히며, 이때 첫 번째 코팅층은 첫 번째의 다수의 구멍으로 구성된다. 그런 다음 디지털 문양은 색상 조절을 거쳐 해당 디지털 문양의 색상이 조절되고 첫번째 인쇄공정은 해당 디지털 문양을 첫 번째 코팅층에 인쇄하여 평평한 문양을 만들어 낸다. 첫 번째 인쇄 공정은 잉크젯 프린터와 수성잉크로 수행한다. 첫 번째 코팅층은 첫 번째의 다수의 구멍으로 구성되었기 때문에 수성 잉크는 첫 번째의 다수의 구멍에 흡수 수용된다. 디지털 문양이 첫 번째 코팅층에 인쇄된 후 에칭공정으로 금속품 표면을 에칭하여 다수의 구멍의 깊이가 다르게 한다. 그런 다음 두 번째 코팅 공정을 시행하여 금속 표면에 두 번째 코팅층을 입히며, 이 때 두 번째 코팅층은 두 번째의 다수의 구멍으로 구성된다. 두 번째 코팅층이 형성된 후 두 번째 인쇄공정으로 금속 표면의 디지털 문양을 인쇄하여 양각 문양을 만들어 낸다. 이 두 번째 인쇄공정은 잉크젯 프린터와 수성 잉크로 수행한다. 두 번째 코팅층은 두 번째의 다수의 구멍으로 구성되었기 때문에 수성잉크는 두 번째의 다수의 구멍에 흡수 수용된다. 그런 다음 해당 두 번째의 다수의 구멍에 밀봉 공정과 세척 공정이 차례로 시행되어 수성 잉크를 고정시키고 두 번째의 다수의 구멍에 밀봉되지 않은 잉크를 제거한다.

평평한 문양이 있는 착색 금속필름 제조방법과 양각 문양이 있는 착색 금속필름 제조방법의 차이 중 한 가지는 에칭공정이다. 에칭단계는 부식성 화학 약품을 사용하여 첫 번째 코팅층의 산화 코팅을 에칭한다. 수성 잉크를 수용한 첫 번째 다수의 구멍 중 일부는 부식성 화학약품에 대한 저항력이 높고 일부는 저항력이 낮거나 수성 잉크가 없어 부식성 화학약품에 민감하게 반응한다. 부식성 화학약품으로 처리한 다음 약간의 시간이 경과하면 첫 번째 다수의 구멍의 상이한 부식 저항력으로 인해 다수의 구멍의 깊이에 차이가 생기게 된다. 그 다음에 금속표면에 적용되는 코팅 공정과 인쇄 공정은 금속품 위에 양각 문양을 생성하게 된다. 에칭 공정에 사용되는 부식성 화학약품은 염산용액, 불화수소산용액, 질산용액, 황산용액, 수산화나트륨용액, 탄산나트륨용액, 중탄산나트륨용액, 황산나트륨용액, 그리고 인산용액 중에서 선택한다.

기존의 착색 금속필름 제조방법은 금속 표면에 자연스러운 무늬의 양각 문양을 만들수 없다. 양각 문양과 비슷한 무늬를 만드는 유일한 방법은 스크린 날염을 하는 것인데 이 방법은 높이가 같은 양각과 유사한 문양만 만들 수 있을 뿐이다. 본 발명의 최소한 한 가지 실시예는 에칭 공정, 두 번째 코팅 공정, 그리고 두 번째 인쇄 공정으로 금속품 위에 다층 문양을 만드는 방법을 제시한다.

본 발명의 일부 실시예는 독특한 문양이 있는 착색 금속필름을 제시한다. 실시예의 착색 금속필름 중 한 가지는 금속품에 기반한다. 해당 착색 금속필름은 금속품 표면에 다수의 구멍으로 구성되었으며, 해당 다수의 구멍은 더 나아가서 최소한 한 개의 상층, 최소한 한 개의 중간층, 그리고 최소한 한 개의 하층으로 나누어 진다. 보다 구체적으로, 상층은 최소한 한 가지의 첫 번째 잉크를 수용하는 첫 번째 다수의 구멍의 하위 집합이며, 중간층은 최소한 한 가지의 두 번째 잉크를 수용하는 두 번째 다수의 구멍의 하위 집합이며, 하층은 첫 번째 잉크 또는 두 번째 잉크를 수용하지 않는 세 번째 다수의 구멍의 하위 집합이다. 최소한 한 개의 상층, 최소한 한 개의 중간층, 그리고 최소한 한 개의 하층 조합은 금속품 표면에 다층의 무늬를 형성한다. 그리고 다층의 무늬와 잉크가 양각 문양을 만들어낸다.

본 발명의 최소한 한 가지 실시예는 착색 금속품 제조방법을 제시한다. 착색 금속품 위의 문양은 평평한 문양 혹은 양각 문양으로 디자인할 수 있으며, 문양들은 기존의 염색, 염료 분사 또는 페인팅이 아닌 잉크젯인쇄로 그려진다. 양각 문양은 여러 장점이 있다. 그 중 한 가지는 제조방법이 경제적인 것이다. 물, 가스, 그리고 폐기물이 적고 염료도 적게 사용되므로 작업자는 마스크를 착용할 필요가 없다. 다른 장점은 본 발명의 제조방법은 소모품 줄이기, 자재 재사용하기, 재활용하기, 그리고 자재 회수 방안을 준수하기 때문에 제품을 재활용하고 고쳐 만들 수 있다는 것이다. 그리고 또 다른 장점은 산화 코팅이 잉크를 보호하기 때문에 제품의 내구성이 높다는 것이다. 산화코팅은 햇빛, 비, 산, 마모, 긁힘에 저항력이 강하고파쇄되지 않으며, 정전기를 방지한다. 그리고 잉크에 손상이 가지 않도록 보호한다. 금속 코팅의 외피는 매끄럽고 쉽게 닦을 수 있어 선명한 색상과 세밀한 문양을 제시하는 이상적인 매개체이다. 본 발명의 일부 실시예는 또한 양각 문양이 있는 착색 금속필름 제조방법을 제시한다. 양각 문양은 나무, 가죽, 돌, 또는 자기의 자연 질감 및 시각 효과를 본뜰 수 있다. 그리고 제품은 다양한 휴대폰 케이스, 명함, 심지어 가구에사용될 수 있다.

본 발명에 따르는 착색 금속 필름 제조 방법은

금속품을 표면 연마하는 단계;

금속품 표면에 수성잉크를 수용하도록 구성된 다수의 구멍을 구비한 코팅층을 생성하는 단계;

디지털 문양의 색상을 조절하는 단계;

평평한 문양을 만들기 위해 잉크젯 프린터와 수성잉크로 디지털 문양을 코팅층에 인쇄하는 단계;

상기 다수의 구멍을 밀봉하는 단계;

밀봉되지 않은 수성잉크를 제거함으로써 표면의 코팅층을 세척하는 단계를 포함하는 것을 구성적 특징으로 한다.

본 발명에 따르는 착색 금속 필름 제조 방법은

금속품을 표면연마하는 단계;

상기 금속품 표면에 수성 잉크를 수용하도록 구성된 제 1 다수의 구멍을 구비한 제 1 코팅층을 생성하는 단계;

디지털 문양의 색상을 조절하는 단계;

평평한 문양을 만들기 위해 잉크젯 프린터와 수성잉크로 디지털 문양을 상기 제 1 코팅층에 인쇄하는 단계;

상기 제 1 다수의 구멍의 깊이가 다르도록 상기 금속품의 표면을 에칭하는 단계;

수성 잉크를 수용하도록 구성된 제 2 다수의 구멍을 구비한 제 2 코팅층을 생성하는 단계;

양각 문양을 만들기 위해 잉크젯 프린터와 수성잉크로 디지털 문양을 제 2 코팅층에 인쇄하는 단계;

상기 제 2 다수의 구멍을 밀봉하는 단계; 및

상기 제 2 다수의 구멍에 밀봉되지 않은 수성잉크를 제거함으로써 금속품 표면의 코팅층을 세척하는 단계를 포함하는 것을 구성적 특징으로 한다.

본 발명에 따르는 착색 금속 필름 제조방법 환경친화적이며, 금속의 특성과 질감을 유지하는 동시에 금속품을 다채로운 색상으로 장식할 수 있다.

본 발명에 따라 제조된 착색 금속 필름 위의 문양은 내구성이 매우 강하며 필요에 따라 평평하거나 양각된 문양으로 디자인할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일부 실시예에 따른 착색 금속필름의 제조방법을 표시하는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예에 따른 다수의 구멍을 표시하는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예에 따른 양각 문양이 있는 착색 금속필름의 제조방법을 표시하는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예에 따른 착색 금속필름의 제조방법 중 에칭 공정을 표시하는 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일부 실시예에 따른 착색 금속필름의 제조방법을 표시하는 구성도이다.

도1은 본 발명의 일부 실시예에 따른 평평한 문양이 있는 착색 금속필름의 제조방법을 표시하는 흐름도이다. 이러한 실시예에서, 해당 제조방법은 연마 공정, 코팅 공정, 색상 조절, 인쇄 공정, 밀봉 공정, 그리고 세척 공정으로 구성되었다.하나의 실시예에서, 본보기 금속품은 알루미늄 합금이다. 연마공정에서, 연마기 또는 사포를 이용하여 해당 금속품의 표면을 매끄럽게 만들거나 머리카락 문양을 만든다. 코팅공정에서, 해당 금속품은 양극 산화처리를 거친다. 금속품을 코팅하기 위해 해당 금속품은15-18 wt% 황산용액에 10-30분 동안 담가지며, 양극 산화조건은15-20 V 및 1-2 A/dm²이다. 코팅 공정 후 해당 금속품 위에 두께가 약 11-16㎛인 산화 코팅층이 형성된다.

도 2는 본 발명의 일부 실시예에 따른 다수의 구멍을 표시하는 구성도이다. 금속품(1) 위의 코팅층(2)은 산화 코팅(3)이다. 코팅층(2)은 다수의 구멍(4)으로 구성되었으며, 다수의 구멍(4)의 각각의 구멍은 금속품(1)과 수직을 이룬다. 도1을 참고하여, 색상 조절에서 소프트웨어가 문양 입력장치의 ICC 프로파일에 따라 디지털 문양을 전환한다. 예를 들어, RGB 프로파일의 디지털 문양을 CMYK 프로파일의 디지털 문양으로 전환한다. 포토 편집 소프트웨어는 문양의 과다하게 노출된 부위에 곡선 도구를 적용하고, 금속 색상을 덮기 위해 색상의 포화도를 향상시키며, 색상의 온도와 대비를 바꾸어 문양의 자연스런 색상을 재생한다. 그리고 색상의 첨예도 및 밝기를 바꾸어 문양의 선명성을 제고한다. 본 발명의 한 가지 바람직한 실시예에서, 문양의 라인은 최소한 800 x 600픽셀의 스크린 해상도에서도 매우 선명하다. 한편 잉크 관리 소프트웨어는 각 색상의 잉크 양을 통제하게 된다.

인쇄공정에서, 금속품은 잉크젯 프린터로 이송된다. 해당 잉크젯 프린터의 노즐 직경은 0.1-0.5 ㎛이며, 피코-리터 규모의 잉크방울 (즉 잉크 방울당1-2 pL)을 분사한다. 인쇄 공정에서 다수의 구멍으로 분사되는 수성 잉크는 색소 4-20%, 글리콜에테르화합물 15-30%, 케톤화합물 1-5%, 탈이온수 60-75%, 첨가제 0.1-1%, 그리고 계면활성제 0.01-0.1%로 구성된다. 밀봉공정에서, 금속품은 찜통으로 이송되어 증기를 쐬게 된다. 증기 쐬기 조건은 85-100℃에서 최소한 30분이다. 밀봉공정에서, 코팅층의 일부 산화 코팅 중 일부가 용해되어 용해된 물질이 다수의 구멍을 막는다. 세척 공정에서는 부탄온을 사용하여 금속품 표면에 남은 과도한 잉크를 녹임으로써 금속품 표면을 깨끗하게 세척한다.

도 3은 본 발명의 일부 실시예에 따른 양각 문양이 있는 착색 금속필름의 제조방법을 표시하는 흐름도이다. 해당 실시예에서, 제조방법은 연마공정, 첫 번째 코팅 공정, 색상 조절, 첫 번째 인쇄 공정, 에칭공정, 두 번째 코팅 공정, 두 번째 인쇄 공정, 밀봉 공정, 그리고 세척 공정으로 구성되었다. 한 가지 실시예에서, 본보기 금속품은 알루미늄 합금이다. 연마 공정에서, 금속품은 매끄러운 표면이 나가는 선표면을 만들기 위해 연마기 또는 전기 사포로 이송된다. 첫 번째 코팅 공정에서, 금속품은 양극 산화된다. 보다 구체적으로, 금속품은15-18 wt% 황산용액에 10-30분 동안 담가지며, 양극 산화조건은 15-20 V 및 1-2 A/dm²이다. 첫 번째 코팅 공정 후 해당 금속품 위에 두께가 약11-16㎛인 첫 번째 산화 코팅층이 형성된다. 첫 번째 코팅층은 첫 번째 산화 코팅 및 첫 번째 다수의 구멍으로 구성되며, 해당 첫 번째 다수의 구멍의 각각의 구멍은 금속품과 수직을 이룬다.

색상 조절에서, 소프트웨어가 문양 입력장치의 ICC 프로파일에 따라 디지털 문양을 전환한다. 예를 들어, RGB 프로파일의 디지털 문양을 CMYK 프로파일의 디지털 문양으로 전환한다. 포토 편집 소프트웨어는 문양의 과다하게 노출된 부위에 곡선 도구를 적용하고, 금속 색상을 덮기 위해 색상의 포화도를 향상시키며, 색상의온도와 대비를 바꾸어 문양의 자연스런 색상을 재생한다. 그리고 색상의 첨예도 및 밝기를 바꾸어 문양의 선명성을 제고한다. 문양의 라인은 최소한 800x600 픽셀의 스크린 해상도에서도 매우 선명하다. 한편 잉크 관리 소프트웨어는 각 색상의 잉크양을 통제하게 된다. 첫 번째 인쇄 공정에서, 금속품은 잉크젯 프린터로 이송된다. 해당 잉크젯 프린터의 노즐 직경은 0.1-0.5㎛이며, 피코-리터 규모의 잉크 방울 (즉 잉크 방울당 1-2 pL)을 분사한다. 첫 번째 인쇄 공정에서 첫 번째 다수의 구멍으로 분사되는 수성 잉크는 색소 4-20%, 글리콜에테르화합물 15-30%, 케톤화합물 1-5%, 탈이온수 60-75%, 첨가제 0.1-1%, 그리고 계면활성제 0.01-0.1%로 구성된다. 보다 구체적으로, 프린터는 문양을 네 개의 플레이트로 분리시키고 (각 플레이트는한 가지 색상을 나타냄) 네 개의 플레이트를 제각기 그린다.

도 4는 본 발명의 일부 실시예에 따른 착색 금속필름의 제조방법 중 에칭 공정을 표시하는 구성도이다. 첫 번째 인쇄 공정 후, 첫 번째 다수의 구멍(4) 중 일부는 최소한 한 가지의 첫 번째 잉크(8)를 수용하고 (즉 더 짙은 색), 첫 번째 다수의 구멍(4) 중 다른 일부는 최소한 한 가지의 두 번째 잉크(9)를 (즉 더 엷은 색)을 수용한다. 보다 구체적으로, 더 짙은 색으로 인쇄된 구멍은 엷은 색으로 인쇄된 구멍보다 더 많은 수성 잉크로 채워진다. 에칭 공정에서, 첫 번째 코팅층(2)은 금속품(1)의 표면을 수정하기 위해 90℃의 90% 수산화나트륨용액에 약 30초간 담긴다. 잉크로 덮인 부위의 부식 속도는 잉크가 덮이지 않은 부위보다 느리므로 최소한 한 가지 첫 번째 잉크(8)를 수용한 구멍은 최소한 한 가지 두 번째 잉크(9)를 수용한 구멍과 비교할 때 더 느리게 에칭된다. 일정한 시간이 경과하면 수산화나트륨 용액은 다수의 구멍(4)을 모두 에칭하고 금속품(1) 표면에 도달하게 된다. 그러나 금속품(1)에 인쇄된 색상에 따라, 금속품(1)의 각기 다른 부위에 도달하는 수산화나트륨 용액의 속도가 다르기 때문에 다수의 구멍의 깊이가 달라져 금속품(1) 표면에 인쇄된 문양에 따라 양각과 유사한 무늬를 형성한다.

도 5는 본 발명의 일부 실시예에 따른 착색 금속필름의 제조방법을 표시하는 구성도이다. 두 번째 코팅공정에서, 금속품(1)은 양극 산화되어 표면에 두 번째 코팅층을 형성한다. 금속품(1)은 15-18 wt% 황산용액에 10-30분 동안 담가지며, 양극 산화조건은 15-20 V및 1-2 A/dm²이다. 두 번째 코팅 공정 이후, 금속품(1)에 높이가11-16㎛인 두 번째 다수 구멍(4)이 형성된다. 두 번째 다수 구멍(4)의 각각의 구멍은 금속품(1) 표면과 수직을 이룬다. 두 번째 인쇄 공정에서, 해당 금속품(1)은 두 번째 다수의 구멍(4)에 양각 문양을 형성하기 위해 잉크젯 프린터로 이송된다. 두 번째 인쇄 공정 후 두 번째 다수의 구멍(4)은 최소한 한 개의 상층(5), 최소한 한 개의 중간층(6), 그리고 최소한 한 개의 하층(7)으로 나누어진다. 보다 구체적으로, 해당 최소한 한 개의 상층(5)은 두 번째 다수의 구멍(4)의 첫 번째 하위 집합으로 구성되었으며, 최소한 한 가지 첫 번째 잉크를 수용한다. 해당 최소한 한 개의 중간층(6)은 두 번째 다수의 구멍(4)의 두 번째 하위집합으로 구성되었으며, 최소한 한 가지 두 번째 잉크를 수용한다. 그리고 해당 최소한 한 개의 하층(7)은 두 번째 다수의 구멍(4)의 세 번째 하위집합으로 구성되었으며, 첫 번째 잉크 또는 두 번째 잉크를 수용하지 않는다. 해당 최소한 한 개의 상층(5), 최소한 한 개의 중간층(6), 그리고 최소한 한 개의 하층(7)은 같이 다층 표면을 형성하기 때문에 금속품(1) 위에 양각 문양이 창출된다.

밀봉공정에서, 금속품(1)은 증기를 쐬기 위해 찜통으로 이송된다. 증기 쐬기 조건은 85-100℃에서 최소한 30분이다. 해당 공정에서, 코팅층(2)의 일부 산화 코팅(3) 중 일부가 용해되어 용해된 물질이 두 번째 다수의 구멍(4)을 막는다. 세척 공정에서는 부탄온을 사용하여 금속품 표면에 남은 과도한 잉크를 녹임으로써 금속품 표면을 깨끗하게 세척한다.

본 발명의 최소한 한 가지 실시예는 착색 금속품의 제조방법을 제시한다. 착색 금속필름의 문양은 기존의 기술인 염색이나 염료분사가 아니라 잉크젯 인쇄로 그려진다. 본 발명의 실시예에서 제시하는 방법은 여러 장점이 있다. 그 중 한 가지는 환경 친화적이며 시행이 쉽다는 것이다. 보다 중요한 것은, 이러한 방법은 작업자에 대한 유해성이 덜 하다는 것이다. 다른 장점으로는 색상 조절과 인쇄 공정은 보다 선명한 색상과 세밀한 문양을 제공한다는 것이다. 에칭 공정은 더 나아가서 산화 코팅에 양각 문양을 만들어 낼 수 있다. 해당 방법의 또 다른 장점은 금속의 높은 내구성과 가벼운 무게를 유지하는 동시에 금속품 위에 평평한 문양과 양각 문양을 창출할 수 있다는 것이다.

본 발명에서 상기 실시예는 일부 예시일 뿐이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실직적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다. 따라서 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형, 변경이 가능할 것이며, 이러한 것들은 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

1 : 금속품 2 : 코팅층
3 : 산화 코팅 4 : 다수의 구멍
5 : 상층 6 : 중간층
7 : 하층 8 : 첫 번째 잉크
9 : 두 번째 잉크

Claims (21)

1. 금속품을 표면 연마하는 단계;
   금속품의 표면에 제 1 코팅층이 생성될 때까지 15 내지 18wt%의 황산용액에 10 내지 30분 동안 담금(immersing)으로써 제 1 코팅 단계로서 양극산화 공정을 수행하는 단계로서, 제 1 코팅층은 제 1 다수의 구멍을 포함하고, 양극산화 공정은 15 내지 20V의 전압과 1 내지 2A/dm²의 전류밀도에서 수행되는, 단계;
   디지털 문양의 색상을 조절하는 단계;
   평평한 문양을 만들기 위해 잉크젯 프린터와 수성잉크로 디지털 문양을 상기 제 1 코팅층에 인쇄하는 단계로서, 제 1 다수의 구멍 중 짙은 색상으로 인쇄되는 일부 구멍은 제 1 다수의 구멍 중 밝은 색상으로 인쇄되는 다른 구멍보다 많은 수성잉크를 수용하는, 단계;
   고르지 않은 표면이 생성되도록 상기 금속품의 표면을 에칭하는 단계;
   상기 금속품의 상기 고르지 않은 표면에 제 2 코팅층이 생성될 때까지 15 내지 18wt%의 황산용액에 10 내지 30분 동안 상기 금속품을 담금(immersing)으로써 제 2 코팅 단계로서 양극산화 공정을 수행하는 단계로서, 제 2 코팅층은 적어도 하나의 상층, 적어도 하나의 중간층, 및 적어도 하나의 하층으로 나눠지는 제 2 다수의 구멍을 포함하고, 양극산화 공정은 15 내지 20V의 전압과 1 내지 2A/dm²의 전류밀도에서 수행되는, 단계;
   양각 문양을 만들기 위해 잉크젯 프린터와 수성잉크로 상기 고르지 못한 표면에 디지털 문양을 인쇄하는 단계로서, 제 2 다수의 구멍 중 짙은 색으로 인쇄되는 일부 구멍을 포함하는 적어도 하나의 상층은 제 2 다수의 구멍 중 밝은 색상으로 인쇄되는 다른 구멍을 포함하는 적어도 하나의 중간층보다 많은 수성잉크를 수용하는, 단계;
   상기 제 2 다수의 구멍을 밀봉하는 단계;
   제 2 다수의 구멍의 밀봉되지 않은 수성잉크를 제거함으로써 표면의 제 2 코팅층을 세척하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 착색 금속 필름 제조 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 표면 연마는 작은 돌 연마, 광택 연마, 모래 연마, 거울 연마, 공단 연마, 긁어내기 연마 중에서 선택된 하나 또는 이들의 조합에 의해 이뤄지는 것을 특징으로 하는 착색 금속 필름 제조 방법.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 금속품의 재료는 강철, 철, 알루미늄, 마그네슘, 아연, 티타늄, 구리, 니켈, 망간, 베릴륨, 탄탈륨, 및 이 금속의 합금 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 착색 금속 필름 제조 방법.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 다수의 구멍 각각은 상기 금속품의 표면과 수직을 이루는 것을 특징으로 하는 착색 금속 필름 제조 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   디지털 문양의 색상을 조절하는 단계는
   ICC 프로파일 전환 단계;
   문양 수정 단계; 및
   잉크 관리 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 착색 금속 필름 제조 방법.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 수성잉크는 색소, 글리콜에테르 화합물, 케톤 화합물, 물, 첨가물, 그리고 계면활성제로 구성되는 것을 특징으로 하는 착색 금속 필름 제조 방법.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 다수의 구멍을 밀봉하는 단계는 상기 금속품을 뜨거운 물, 크롬산염 용액, 붕산 용액 또는 아세트산 용액에 담그거나 상기 금속품에 증기를 가하는 공정인 것을 특징으로 하는 착색 금속 필름 제조 방법.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   표면의 제 2 코팅층을 세척하는 단계는 바나나 오일 또는 부탄온이 포함된 그룹에서 선택된 용제로 다수의 구멍 주위에 있는 과다한 양의 수성잉크를 제거하는 공정인 것을 특징으로 하는 착색 금속 필름 제조 방법.
   
9. 금속품을 표면 연마하는 단계;
   상기 금속품 표면에 제 1 다수의 구멍을 구비한 제 1 코팅층을 생성하도록 제 1 코팅을 수행하는 단계;
   디지털 문양의 색상을 조절하는 단계;
   평평한 문양을 만들기 위해 잉크젯 프린터와 수성잉크로 디지털 문양을 상기 제 1 코팅층에 인쇄하는 단계로서, 제 1 다수의 구멍 중 짙은 색상으로 인쇄되는 일부 구멍은 제 1 다수의 구멍 중 밝은 색상으로 인쇄되는 다른 구멍보다 많은 수성잉크를 수용하는, 단계;
   고르지 않은 표면이 생성되도록 상기 금속품의 표면을 에칭하는 단계;
   적어도 하나의 상층, 적어도 하나의 중간층, 및 적어도 하나의 하층으로 나눠지는 제 2 다수의 구멍을 구비한 제 2 코팅층을 상기 고르지 않은 표면상에 생성하도록 제 2 코팅을 수행하는 단계;
   양각 문양을 만들기 위해 잉크젯 프린터와 수성잉크로 디지털 문양을 인쇄하는 단계로서, 제 2 다수의 구멍 중 짙은 색으로 인쇄되는 일부 구멍을 포함하는 적어도 하나의 상층은 제 2 다수의 구멍 중 밝은 색상으로 인쇄되는 다른 구멍을 포함하는 적어도 하나의 중간층보다 많은 수성잉크를 수용하는, 단계;
   상기 제 2 다수의 구멍을 밀봉하는 단계; 및
   상기 제 2 다수의 구멍에 밀봉되지 않은 수성잉크를 제거함으로써 금속품을 세척하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 착색 금속 필름 제조 방법.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 표면 연마는 작은 돌 연마, 광택 연마, 모래 연마, 거울 연마, 공단 연마, 긁어내기 연마 중에서 선택된 하나에 의해 이뤄지는 것을 특징으로 하는 착색 금속 필름 제조 방법.
    
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 금속품의 재료는 강철, 철, 알루미늄, 마그네슘, 아연, 티타늄, 구리, 니켈, 망간, 베릴륨, 탄탈륨, 및 이 금속의 합금 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 착색 금속 필름 제조 방법.
    
12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 코팅층을 생성하는 단계 및 제 2 코팅층을 생성하는 단계는 각각 화학 공정과 양극 산화 공정 중에서 선택되어 실시되는 것을 특징으로 하는 착색 금속 필름 제조 방법.
    
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 화학 공정은 인산염, 크롬산염, 또는 지르코늄염을 금속품 표면에 도포하여 코팅층을 생성하는 것을 특징으로 하는 착색 금속 필름 제조 방법.
    
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 양극 산화 공정은 황산, 크롬산, 인산, 옥살산, 구연산, 주석산, 또는술폰산 중 하나를 이용하여 코팅층을 생성하는 것을 특징으로 하는 착색 금속 필름 제조 방법.
    
15. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 다수의 구멍 각각은 상기 금속품 표면과 수직을 이루는 것을 특징으로 하는 착색 금속 필름 제조 방법.
    
16. 제 9 항에 있어서,
    디지털 문양의 색상을 조절하는 단계는
    ICC 프로파일 전환 단계;
    문양 수정 단계; 및
    잉크 관리 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 착색 금속 필름 제조 방법.
    
17. 제 9 항에 있어서,
    상기 수성잉크는 색소, 글리콜에테르 화합물, 케톤 화합물, 물, 첨가물, 그리고 계면활성제로 구성되는 것을 특징으로 하는 착색 금속 필름 제조 방법.
    
18. 제 9 항에 있어서,
    상기 금속품의 표면을 에칭하는 단계는
    제 1 코팅층을 염산용액, 불화수소산용액, 질산용액, 황산용액, 수산화나트륨용액, 탄산나트륨용액, 중탄산나트륨용액, 황산나트륨용액, 그리고 인산용액을 포함하는 그룹에서 선택한 용액에 담그는 공정인 것을 특징으로 하는 착색 금속 필름 제조 방법.
    
19. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 다수의 구멍을 밀봉하는 단계는 상기 금속품을 뜨거운 물, 크롬산염 용액, 붕산 용액 또는 아세트산 용액에 담그거나 상기 금속품에 증기를 가하는 공정인 것을 특징으로 하는 착색 금속 필름 제조 방법.
    
20. 제 9 항에 있어서,
    표면의 제 2 코팅층을 세척하는 단계는 바나나 오일 또는 부탄온이 포함된 그룹에서 선택된 용제로 제 2 다수의 구멍 주위에 있는 과다한 양의 수성잉크를 제거하는 공정인 것을 특징으로 하는 착색 금속 필름 제조 방법.
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