KR102186569B1 - Color implementing method of metal surface using heat treatment and surface color implemented metal panel - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LIPSS 표면에 서로 다른 조건으로 열처리를 수행하여 색상 그룹 구현 산화피막층을 형성하는 것에 의해 금속 표면에 다양한 색상을 구현할 수 있도록 하는 열처리를 이용한 금속 표면 색상 구현 방법 및 표면 색상이 구현된 금속 판재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 본 발명의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 레이저를 이용하여 금속 부재의 표면에 레이저 유도 주기적 표면 구조(LIPSS)를 형성하는 단계; 원하는 색상 그룹의 구현을 위한 상기 레이저 유도 주기적 표면 구조가 형성된 상기 금속 부재에 대한 열처리 조건을 설정하는 열처리 조건 설정 단계; 및 상기 설정된 열처리 조건으로 열처리를 수행하여 상기 금속 부재의 상기 레이저 유도 주기적 표면 구조의 상부면에 색상 그룹 구현 산화피막층을 형성하여 원하는 색상 그룹의 색상을 구현하는 원하는 색상 그룹 구현 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리를 이용한 금속 표면 색상 구현 방법을 제공한다.
The present invention is a method of realizing a color of a metal surface using heat treatment to realize a variety of colors on a metal surface by forming an oxide film layer to realize a color group by performing heat treatment under different conditions on the LIPSS surface, and a metal plate with surface color It aims to provide.
An embodiment of the present invention for achieving the object of the present invention described above, by using a laser to form a laser-induced periodic surface structure (LIPSS) on the surface of a metal member; A heat treatment condition setting step of setting a heat treatment condition for the metal member on which the laser-induced periodic surface structure is formed for realizing a desired color group; And performing a heat treatment under the set heat treatment conditions to form a color group realization oxide film layer on the upper surface of the laser-induced periodic surface structure of the metal member to implement a color of a desired color group. It provides a method of implementing the color of a metal surface using a heat treatment characterized.

Description

열처리를 이용한 금속 표면 색상 구현 방법 및 표면 색상이 구현된 금속 판재{Color implementing method of metal surface using heat treatment and surface color implemented metal panel}Color implementing method of metal surface using heat treatment and surface color implemented metal panel}

본 발명은 금속에 표면 색상을 구현하는 것에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, LIPSS 표면에 서로 다른 조건으로 열처리를 수행하여 색상 그룹 구현 산화피막층을 형성하는 것에 의해 금속 표면에 다양한 색상을 구현할 수 있도록 하는 열처리를 이용한 금속 표면 색상 구현 방법 및 표면 색상이 구현된 금속 판재에 관한 것이다.The present invention relates to implementing a surface color on a metal, and more particularly, by performing heat treatment on the LIPSS surface under different conditions to realize a color group by forming an oxide layer to implement various colors on the metal surface. The present invention relates to a method of implementing a color of a metal surface using heat treatment and a metal plate having a color of the surface.

최근 소비자들의 건축 내외장재, 가전 외장재, 자동차 내외장재 등으로 사용되는 강판의 표면에 대한 심미성의 충족에 대한 요구가 매우 높아졌다. 이에 따라, 소비자들의 기호를 충족하기 위하여 다양한 색상이 구현된 금속 판재들이 공급되고 있다.In recent years, the demands of consumers to satisfy the aesthetics of the surface of steel plates used as interior and exterior materials for buildings, exterior materials for home appliances, interior and exterior materials for automobiles, etc. have been very high. Accordingly, metal plates with various colors are being supplied to satisfy the taste of consumers.

종래기술에서의 상술한 금속 표면 색상 구현 방법으로는 대한민국 등록특허 제10-0171679호에 개시된 도장기술 또는 코팅기술 등이 널리 사용되어 왔다.As a method of implementing the color of the metal surface described above in the prior art, the coating technology or coating technology disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0171679 has been widely used.

그러나 상술한 종래기술의 금속 표면 색상 구현 방법인 도장기술 또는 코팅 기술은 휘발성 유기화합물이나 도금을 위한 전해용액을 사용하기 때문에, 휘발성 물질, 도금용 금속 또는 화학약품 등의 환경유해 물질이 대량 발생하는 문제점이 있었다.However, since the above-described conventional painting technology or coating technology, which is a method of implementing the color of the metal surface, uses volatile organic compounds or electrolytic solutions for plating, a large amount of environmentally harmful substances such as volatile substances, plating metals or chemicals are generated. There was a problem.

또한, 금속의 색상 구현 시 마다. 도장 또는 코팅 물질을 조합하여 사용하게 되므로, 색상 구현의 재현성이 떨어지게 되어, 일정 기간 동안 동일한 도장 또는 코팅 물질을 이용하여 색상이 구현된 금속 판재를 제작한 후에는, 다시 금속 판재의 표면에 동일한 색상을 구현하는 것이 불가능한 문제점을 가진다.Also, whenever the color of the metal is implemented. Since a combination of painting or coating materials is used, the reproducibility of color realization is degraded. After a metal plate with colors is manufactured using the same painting or coating material for a certain period, the same color is again applied to the surface of the metal plate. It has a problem that it is impossible to implement.

그리고 상술한 종래기술들에서와 같이 도장 또는 코팅에 의해 금속 표면에 색상을 구현하는 경우에는 재현성이 낮아지게 되므로, 대량생산이 용이하지 않은 문제점 또한 발생한다.In addition, when the color is implemented on the metal surface by painting or coating, as in the above-described conventional techniques, since reproducibility is lowered, there is also a problem that mass production is not easy.

대한민국 등록특허 제10-0171679호Korean Patent Registration No. 10-0171679

따라서 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 상대적으로 공정시간이 짧고 공정제어가 쉬운 펨토초 레이저를 이용하여 금속에 LIPSS(Laser Induced Periodic Surface Structure)를 형성하고, 열처리 온도와 시간을 가변하면서 열처리공정을 수행하여 LIPSS 표면에 색상 그룹 구현 산화피막층을 형성하는 것에 의해 환경오염의 발생 없이 금속 표면에 다양한 색상을 구현할 수 있도록 하는 열처리를 이용한 금속 표면 색상 구현 방법 및 표면 색상이 구현된 금속 판재를 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, one embodiment of the present invention for solving the problems of the prior art described above is to form a LIPSS (Laser Induced Periodic Surface Structure) on the metal using a femtosecond laser that has a relatively short process time and easy process control, and the heat treatment temperature The color group implementation method and surface color of the metal surface using heat treatment that allows various colors to be realized on the metal surface without environmental pollution by forming an oxide film layer by performing the heat treatment process while varying the time and time. It is an object of the present invention to provide an implemented metal plate.

또한, 본 발명은 금속 표면의 색상 구현 재현성을 높일 수 있으며, 대량 생산을 가능하게 하는 열처리를 이용한 금속 표면 색상 구현 방법 및 표면 색상이 구현된 금속 판재를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to provide a method of implementing color of a metal surface using heat treatment that enables mass production and a method of implementing color of a metal surface and a metal plate in which the color of the surface is implemented.

또한, 본 발명은 열처리공정을 제어하는 것에 의해 사용자 기호 또는 요구에 맞추어 자연적인 색상과 질감을 구현할 수 있도록 하는 열처리를 이용한 금속 표면 색상 구현 방법 및 표면 색상이 구현된 금속 판재를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention aims to provide a metal surface color realization method using heat treatment and a metal plate material in which the surface color is implemented so that natural colors and textures can be realized according to user preferences or needs by controlling the heat treatment process. do.

상술한 본 발명의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 레이저를 이용하여 금속 부재의 표면에 레이저 유도 주기적 표면 구조(LIPSS)를 형성하는 단계; 원하는 색상 그룹의 구현을 위한 상기 레이저 유도 주기적 표면 구조가 형성된 상기 금속 부재에 대한 열처리 조건을 설정하는 열처리 조건 설정 단계; 및 상기 설정된 열처리 조건으로 열처리를 수행하여 상기 금속 부재의 상기 레이저 유도 주기적 표면 구조의 상부면에 색상 그룹 구현 산화피막층을 형성하여 원하는 색상 그룹의 색상을 구현하는 원하는 색상 그룹 구현 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리를 이용한 금속 표면 색상 구현 방법을 제공한다.An embodiment of the present invention for achieving the object of the present invention described above, by using a laser to form a laser-induced periodic surface structure (LIPSS) on the surface of a metal member; A heat treatment condition setting step of setting a heat treatment condition for the metal member on which the laser-induced periodic surface structure is formed for realizing a desired color group; And performing a heat treatment under the set heat treatment conditions to form a color group realization oxide film layer on the upper surface of the laser-induced periodic surface structure of the metal member to implement a color of a desired color group. It provides a method of implementing the color of a metal surface using a heat treatment characterized.

상기 레이저는, 펨토초 레이저인 것을 특징으로 한다.The laser is characterized in that it is a femtosecond laser.

상기 레이저 유도 주기적 표면 구조를 형성하는 단계는, 기 설정된 색상을 표출하는 패턴을 가지도록 상기 펨토초 레이저의 스캔 조사 속도를 제어하여 상기 레이저 유도 주기적 표면 구조를 형성하는 것을 특징으로 한다.In the forming of the laser-induced periodic surface structure, the laser-induced periodic surface structure is formed by controlling the scan irradiation speed of the femtosecond laser so as to have a pattern expressing a preset color.

상기 금속 부재를 구성하는 금속은 비철계 금속 또는 철계 금속 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.The metal constituting the metal member is characterized in that any one of a non-ferrous metal or an iron-based metal.

상기 비철계 금속은, Cu, Zn, Au, Ag, Al, Ti, W, Ni, Mo, Co, Mg 또는 이들의 합금을 포함하는 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.The non-ferrous metal may be at least one selected from the group including Cu, Zn, Au, Ag, Al, Ti, W, Ni, Mo, Co, Mg, or alloys thereof.

상기 철계 금속은, Fe 또는 Fe 합금을 포함하는 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.The iron-based metal may be at least one selected from the group containing Fe or an Fe alloy.

상기 열처리 조건은, 150℃ 내지 350℃의 온도에서 20분 내지 60분 동안 수행되는 조건 중에서 설정되는 것을 특징으로 한다.The heat treatment condition is characterized in that it is set among conditions performed for 20 minutes to 60 minutes at a temperature of 150 ℃ to 350 ℃.

상술한 본 발명의 일 실시예의 열처리를 이용한 금속 표면 색상 구현 방법은, 상기 원하는 색상 그룹의 색상을 구현하는 단계 이후에, 시야각 및 상기 레이저 유도 주기적 표면 구조를 형성하는 단위 패턴과의 시야의 교차각에 따라 표출되는 상기 원하는 색상 그룹에 포함되는 색 중 특정 색의 표출을 위해 특정 시야각 및 교차각에 대응하는 굴절율을 가지는 투명 폴리머 층을 상기 색상 그룹 구현 산화피막층의 상부에 형성하는 표면 굴절율 부여 단계;를 더 포함할 수 있다.In the method for implementing a color of a metal surface using heat treatment according to an embodiment of the present invention described above, after the step of implementing the color of the desired color group, the viewing angle and the crossing angle of the viewing angle with the unit pattern forming the laser-induced periodic surface structure Providing a surface refractive index of forming a transparent polymer layer having a refractive index corresponding to a specific viewing angle and an intersection angle to express a specific color among colors included in the desired color group expressed according to the color group on the top of the oxide film layer implementing the color group; It may further include.

상술한 본 발명의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예는, 금속 부재; 상기 금속 부재의 상부에 형성되는 레이저 유도 주기적 표면 구조(LIPSS: Laser induced periodic surface structure); 및 원하는 색상 그룹의 구현에 대응하는 열처리 조건에 따른 열처리공정의 수행에 의해 상기 레이저 유도 주기적 표면 구조의 상부에 형성되는 색상 그룹 구현 산화피막층;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 표면 색상이 구현된 금속판재를 제공한다.Another embodiment of the present invention for achieving the object of the present invention described above, a metal member; A laser induced periodic surface structure (LIPSS) formed on the metal member; And a color group realization oxide film layer formed on top of the laser-induced periodic surface structure by performing a heat treatment process according to a heat treatment condition corresponding to the realization of a desired color group. Provide a metal plate.

상기 레이저는, 펨토초 레이저인 것을 특징으로 한다.The laser is characterized in that it is a femtosecond laser.

상기 레이저 유도 주기적 표면 구조를 형성하는 단계는, 기 설정된 색상을 표출하는 패턴을 가지도록 상기 펨토초 레이저의 스캔 조사속도를 제어하여 상기 레이저 유도 주기적 표면 구조를 형성하는 것을 특징으로 한다.In the forming of the laser-induced periodic surface structure, the laser-induced periodic surface structure is formed by controlling the scanning irradiation speed of the femtosecond laser so as to have a pattern expressing a preset color.

상기 금속 부재를 구성하는 금속은 비철계 금속 또는 철계 금속 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.The metal constituting the metal member is characterized in that any one of a non-ferrous metal or an iron-based metal.

상기 비철계 금속은, Cu, Zn, Au, Ag, Al, Ti, W, Ni, Mo, Co, Mg 또는 이들의 합금을 포함하는 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.The non-ferrous metal may be at least one selected from the group including Cu, Zn, Au, Ag, Al, Ti, W, Ni, Mo, Co, Mg, or alloys thereof.

상기 철계 금속은, Fe 또는 Fe 합금을 포함하는 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.The iron-based metal may be at least one selected from the group containing Fe or an Fe alloy.

상기 열처리 조건은, 150℃ 내지 350℃의 온도에서 20분 내지 60분 동안 수행되는 조건 중에서 설정되는 것을 특징으로 한다.The heat treatment condition is characterized in that it is set among conditions performed for 20 minutes to 60 minutes at a temperature of 150 ℃ to 350 ℃.

상기 금속판재는, 상기 색상 그룹 구현 산화피막층의 상부에 시야각 및 상기 레이저 유도 주기적 표면 구조를 형성하는 단위 패턴과의 시야의 교차각에 따라 표출되는 상기 원하는 색상 그룹에 포함되는 색 중 특정 색의 표출을 위해 굴절율이 조절된 투명 폴리머층;을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The metal plate may display a specific color among colors included in the desired color group expressed according to a viewing angle on an upper portion of the color group-implementing oxide layer and an intersection angle of a field of view with a unit pattern forming the laser-induced periodic surface structure. It characterized in that it is configured to further include; a transparent polymer layer whose refractive index is adjusted for.

본 발명의 실시예들에 따르면, 열처리 공정이 진행되기 때문에, 열처리 공정조건 제어에 따라 사용자 기호에 맞추어 금속표면에 자연적인 색상과 질감을 구현할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.According to embodiments of the present invention, since the heat treatment process is performed, it provides an effect of implementing a natural color and texture on the metal surface according to the user's preference according to the control of the heat treatment process conditions.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 상대적으로 공정시간이 짧고 공정제어가 쉬운 펨토초 레이저 가공에 의한 LIPSS의 형성과 열처리공정을 사용하여 금속 표면에 색상 그룹 구현을 위한 산화피막층을 형성함으로써, 금속 표면에 동일한 색상을 구현하는 재현성이 현저히 향상되며, 대량 생산에 용이한 열처리 공정을 적용하였기 때문에 공정효율이 현저히 향상되어, 색상 구현의 재현성이 높은 표면에 색상이 구현된 금속 판재의 대량생산을 가능하게 한다.In addition, according to the embodiments of the present invention, by forming an oxide film layer for realizing color groups on the metal surface by using the formation of LIPSS by femtosecond laser processing and heat treatment process, which has a relatively short process time and easy process control, The reproducibility of realizing the same color on the surface is remarkably improved, and the process efficiency is remarkably improved because the heat treatment process that is easy for mass production is applied, enabling mass production of metal plates with colors on the surface with high color reproducibility. Let's do it.

또한, 본 발명의 실시예들은, 상대적으로 공정시간이 짧고 공정제어가 쉬운 펨토초 레이저를 이용하여 금속에 LIPSS(Laser Induced Periodic Surface Structure)를 형성하고, 열처리공정을 가변하여 색상 그룹 구현을 위한 산화피막층을 형성하는 것에 의해 환경오염의 발생 없이 금속 표면에 다양한 색상을 구현할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.In addition, the embodiments of the present invention form a LIPSS (Laser Induced Periodic Surface Structure) on the metal using a femtosecond laser that has a relatively short process time and easy process control, and an oxide layer for realizing a color group by varying the heat treatment process. It provides the effect of implementing various colors on the metal surface without causing environmental pollution by forming.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 열처리를 이용한 금속 표면 색상 구현 방법의 처리과정을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 열처리를 이용한 금속 표면 색상 구현 공정을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시예의 표면 색상이 구현된 금속판재의 단면도.
도 4는 실험예의 금속 판재의 열처리 조건 별 금속 표면 밝기 변화를 나타내는 그래프.
도 5는 실험예의 금속 판재의 열처리 조건 별 금속 표면의 밝기 변화를 나타내는 그래프.
도 6은 LIPSS가 형성되지 않은 순수 구리판재의 시야각 및 교차각에 따른 색상변화를 나타내는 도면.
도 7은 2.5mm/s(a), 5mm/s(b) 및 6mm/s(c)로 펨토초 레이저를 스캔 조사하여 LIPSS를 형성한 후 열처리를 수행하지 않은 구리판재의 시야각 및 교차각에 따른 색상변화를 나타내는 도면.
도 8은 2.5mm/s(a), 5mm/s(b) 및 6mm/s(c)로 펨토초 레이저를 스캔 조사하여 LIPSS를 형성한 후 열처리를 수행하지 않은 구리판재의 시야각 및 교차각에 따른 색상변화를 나타내는 도면.
도 9는 2.5mm/s(a), 5mm/s(b) 및 6mm/s(c)로 펨토초 레이저를 스캔 조사하여 LIPSS를 형성한 후 200℃에서 60분간 열처리를 수행하여 색상 그룹 구현 산화피막층을 형성한 구리판재의 시야각 및 교차각에 따른 색상변화를 나타내는 도면.
1 is a view showing a processing process of a method for implementing color of a metal surface using heat treatment according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a metal surface color implementation process using heat treatment according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a metal plate in which the surface color of another embodiment of the present invention is implemented.
4 is a graph showing changes in the brightness of a metal surface according to heat treatment conditions of a metal plate of an experimental example.
5 is a graph showing changes in brightness of a metal surface according to heat treatment conditions of a metal plate of an experimental example.
6 is a view showing the color change according to the viewing angle and crossing angle of a pure copper plate material in which LIPSS is not formed.
Figure 7 shows the scanning and irradiation of a femtosecond laser at 2.5mm/s(a), 5mm/s(b) and 6mm/s(c) to form LIPSS, and then according to the viewing angle and crossing angle of the copper plate without heat treatment. A drawing showing color change.
8 is a view according to the viewing angle and the crossing angle of the copper plate not subjected to heat treatment after forming LIPSS by scanning and irradiating a femtosecond laser at 2.5mm/s (a), 5mm/s (b) and 6mm/s (c) A drawing showing color change.
9 shows a color group by performing a heat treatment at 200°C for 60 minutes after scanning and irradiating a femtosecond laser at 2.5mm/s(a), 5mm/s(b) and 6mm/s(c) to form a LIPSS. A view showing the color change according to the viewing angle and crossing angle of the formed copper plate.

이하에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be implemented in various different forms, and therefore is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, bonded)" with another part, it is not only "directly connected", but also "indirectly connected" with another member in the middle. "Including the case. In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further provided, rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.

본 발명의 일 실시예는, 레이저를 이용하여 금속 부재의 표면에 레이저 유도 주기적 표면 구조(LIPSS)를 형성하는 단계; 원하는 색상 그룹의 구현을 위한 상기 레이저 유도 주기적 표면 구조가 형성된 상기 금속 부재에 대한 열처리 조건을 설정하는 단계; 및 상기 설정된 열처리 조건으로 열처리를 수행하여 상기 금속 부재의 상기 레이저 유도 주기적 표면 구조의 상부면에 색상 그룹 구현 산화피막층을 형성하여 원하는 색상 그룹의 색상을 구현하는 원하는 색상 그룹 구현 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리를 이용한 금속 표면 색상 구현 방법을 제공한다.An embodiment of the present invention includes the steps of forming a laser induced periodic surface structure (LIPSS) on the surface of a metal member using a laser; Setting heat treatment conditions for the metal member on which the laser-induced periodic surface structure is formed for realizing a desired color group; And performing a heat treatment under the set heat treatment conditions to form a color group realization oxide film layer on the upper surface of the laser-induced periodic surface structure of the metal member to implement a color of a desired color group. It provides a method of implementing the color of a metal surface using a heat treatment characterized.

상기 레이저는, 펨토초 레이저인 것을 특징으로 한다.The laser is characterized in that it is a femtosecond laser.

상기 레이저 유도 주기적 표면 구조를 형성하는 단계는, 기 설정된 색상을 표출하는 패턴을 가지도록 상기 펨토초 레이저의 스캔 조사속도를 제어하여 상기 레이저 유도 주기적 표면 구조를 형성하는 것을 특징으로 한다.In the forming of the laser-induced periodic surface structure, the laser-induced periodic surface structure is formed by controlling the scanning irradiation speed of the femtosecond laser so as to have a pattern expressing a preset color.

상기 금속 부재를 구성하는 금속은 비철계 금속 또는 철계 금속 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.The metal constituting the metal member is characterized in that any one of a non-ferrous metal or an iron-based metal.

상기 비철계 금속은, Cu, Zn, Au, Ag, Al, Ti, W, Ni, Mo, Co, Mg 또는 이들의 합금을 포함하는 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.The non-ferrous metal may be at least one selected from the group including Cu, Zn, Au, Ag, Al, Ti, W, Ni, Mo, Co, Mg, or alloys thereof.

상기 철계 금속은, Fe 또는 Fe 합금을 포함하는 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.The iron-based metal may be at least one selected from the group containing Fe or an Fe alloy.

상기 열처리 조건은, 150℃ 내지 350℃의 온도에서 20분 내지 60분 동안 수행되는 조건 중에서 설정되는 것을 특징으로 한다.The heat treatment condition is characterized in that it is set among conditions performed for 20 minutes to 60 minutes at a temperature of 150 ℃ to 350 ℃.

상술한 본 발명의 일 실시예의 열처리를 이용한 금속 표면 색상 구현 방법은, 상기 원하는 색상 그룹의 색상을 구현하는 단계 이후에, 시야각 및 상기 레이저 유도 주기적 표면 구조를 형성하는 단위 패턴과의 교차각에 따라 표출되는 상기 원하는 색상 그룹에 포함되는 색 중 특정 색의 표출을 위해 특정 시야각에 대응하는 굴절율을 가지는 투명 폴리머 층을 상기 색상 그룹 구현 산화피막층의 상부에 형성하는 표면 굴절율 부여 단계;를 더 포함할 수 있다.The method for implementing a color of a metal surface using a heat treatment according to an embodiment of the present invention described above is, after the step of implementing the color of the desired color group, according to a viewing angle and an intersection angle with a unit pattern forming the laser-induced periodic surface structure. It may further include a surface refractive index imparting step of forming a transparent polymer layer having a refractive index corresponding to a specific viewing angle on top of the color group realization oxide layer for expressing a specific color among colors included in the desired color group to be expressed; have.

상술한 본 발명의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예는, 금속 부재; 상기 금속 부재의 상부에 형성되는 레이저 유도 주기적 표면 구조(LIPSS: Laser induced periodic surface structure); 및 원하는 색상 그룹의 구현에 대응하는 열처리 조건에 따른 열처리공정의 수행에 의해 형성되는 색상 그룹 구현 산화피막층;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 표면 색상이 구현된 금속판재를 제공한다.Another embodiment of the present invention for achieving the object of the present invention described above, a metal member; A laser induced periodic surface structure (LIPSS) formed on the metal member; And a color group realization oxide film layer formed by performing a heat treatment process according to a heat treatment condition corresponding to the realization of the desired color group. It provides a metal plate material having a surface color, characterized in that it comprises.

상기 레이저는, 펨토초 레이저인 것을 특징으로 한다.The laser is characterized in that it is a femtosecond laser.

상기 레이저 유도 주기적 표면 구조를 형성하는 단계는, 기 설정된 색상을 표출하는 패턴을 가지도록 상기 펨토초 레이저의 스캔 조사속도를 제어하여 상기 레이저 유도 주기적 표면 구조를 형성하는 것을 특징으로 한다.In the forming of the laser-induced periodic surface structure, the laser-induced periodic surface structure is formed by controlling the scanning irradiation speed of the femtosecond laser so as to have a pattern expressing a preset color.

상기 금속 부재를 구성하는 금속은 비철계 금속 또는 철계 금속 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.The metal constituting the metal member is characterized in that any one of a non-ferrous metal or an iron-based metal.

상기 비철계 금속은, Cu, Zn, Au, Ag, Al, Ti, W, Ni, Mo, Co, Mg 또는 이들의 합금을 포함하는 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.The non-ferrous metal may be at least one selected from the group including Cu, Zn, Au, Ag, Al, Ti, W, Ni, Mo, Co, Mg, or alloys thereof.

상기 철계 금속은, Fe 또는 Fe 합금을 포함하는 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.The iron-based metal may be at least one selected from the group containing Fe or an Fe alloy.

상기 열처리 조건은, 150℃ 내지 350℃의 온도에서 20분 내지 60분 동안 수행되는 조건 중에서 설정되는 것을 특징으로 한다.The heat treatment condition is characterized in that it is set among conditions performed for 20 minutes to 60 minutes at a temperature of 150 ℃ to 350 ℃.

상기 금속판재는, 상기 색상 그룹 구현 산화피막층의 상부에 시야각에 따라 표출되는 상기 원하는 색상 그룹에 포함되는 색 중 특정 색의 표출을 위해 굴절율이 조절된 투명 폴리머층;을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The metal plate material further comprises a transparent polymer layer having a refractive index adjusted to express a specific color among colors included in the desired color group displayed on an upper portion of the color group-implementing oxide film layer according to a viewing angle. do.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 열처리를 이용한 금속 표면 색상 구현 방법의 처리과정을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예의 열처리를 이용한 금속 표면 색상 구현 공정을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예의 표면 색상이 구현된 금속판재의 구성도이다.1 is a view showing a processing process of a method of implementing color of a metal surface using heat treatment according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view showing a process of implementing color of a metal surface using heat treatment according to an embodiment of the present invention. It is a configuration diagram of a metal plate in which the surface color of another embodiment of the present invention is implemented.

도 1 및 도 2와 같이, 상술한 본 발명의 일 실시예의 금속 표면 색상 방법은, LIPSS 형성단계(S10), 열처리 조건 설정 단계(S20), 원하는 색상 그룹 구현 단계(S30) 및 표면 굴절율 부여단계(S40)를 포함하여 구성된다.1 and 2, the metal surface color method according to an embodiment of the present invention described above includes a LIPSS forming step (S10), a heat treatment condition setting step (S20), a desired color group implementation step (S30), and a surface refractive index imparting step. It is configured to include (S40).

그리고 도 1 및 도 2의 순서 및 공정에 의해 제작된 본 발명의 일 실시예의 표면 색상이 구현된 금속 판재(1)는, 도 3과 같이, 금속 부재(10), 상기 금속 부재(10)의 상부에 형성되는 레이저 유도 주기적 표면 구조(LIPSS: Laser induced periodic surface structure)(LIPSS(11)), 색상 그룹 구현 산화피막층(20) 및 투명 폴리머층(30)을 포함하여 구성된다.In addition, the metal plate 1 in which the surface color of the embodiment of the present invention is implemented, manufactured by the sequence and process of FIGS. 1 and 2, is, as shown in FIG. 3, the metal member 10 and the metal member 10. It comprises a laser induced periodic surface structure (LIPSS) (LIPSS 11) formed thereon, an oxide film layer 20 implementing a color group, and a transparent polymer layer 30.

구체적으로, 상기 LIPSS 형성단계(S10)에서 1kW 내지 3 kW 파워를 가지는 펨토초 레이저를 이용하여 구현될 색상 그룹에 대응하는 패턴을 가지는 LIPSS(11)를 금속 부재(10)의 표면에 형성한다. 이때, 금속 부재(10)는 비철계 금속 또는 철계 금속 중 어느 하나의 금속으로 형성된다. 상기 비철계 금속은, Cu, Zn, Au, Ag, Al, Ti, W, Ni, Mo, Co, Mg 또는 이들의 합금을 포함하는 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. 그리고 상기 철계 금속은, Fe 또는 Fe 합금을 포함하는 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.Specifically, in the LIPSS forming step (S10), a LIPSS 11 having a pattern corresponding to a color group to be implemented using a femtosecond laser having a power of 1 kW to 3 kW is formed on the surface of the metal member 10. At this time, the metal member 10 is formed of any one of a non-ferrous metal or an iron-based metal. The non-ferrous metal may be at least one selected from the group including Cu, Zn, Au, Ag, Al, Ti, W, Ni, Mo, Co, Mg, or alloys thereof. And the iron-based metal may be one or more selected from the group containing Fe or an Fe alloy.

다음으로, 상기 열처리 조건 설정 단계(S20)에서 구현될 색상 그룹에 대응하는 색상 그룹 구현 산화피막층(20)의 형성을 위한 열처리 조건을 설정한다.Next, heat treatment conditions for forming the color group realization oxide film layer 20 corresponding to the color group to be implemented in the heat treatment condition setting step S20 are set.

상술한 열처리 조건은, 질소 또는 대기 분위기에서 150℃ 내지 350℃의 온도로 20분 내지 60분 동안 수행되는 조건 중에서 설정될 수 있다.The heat treatment conditions described above may be set among conditions performed for 20 minutes to 60 minutes at a temperature of 150° C. to 350° C. in a nitrogen or atmospheric atmosphere.

상술한 LIPSS 형성을 위한 펨토초 레이저의 파워와 스캔 조사 속도 및 열처리 조건은 색상 그룹에 포함되는 색상별로 데이터베이스로 구축된 후, 원하는 색상의 표출을 위한 공정처리 과정에서 선택되어 설정될 수 있다.The power of the femtosecond laser for forming the LIPSS described above, the scan irradiation rate, and the heat treatment condition may be set as a database for each color included in the color group, and then selected and set in a process process for expressing a desired color.

이후, 색상 구현 단계(S30)에서는 상기 설정된 열처리 조건에 따라 열처리를 수행하는 것에 의해 상기 LIPSS(11)의 표면에 색상 그룹 구현 산화피막층(20)을 형성하여 원하는 색상 그룹을 구현한다.Thereafter, in the color realization step (S30), a color group realization oxide film layer 20 is formed on the surface of the LIPSS 11 by performing heat treatment according to the set heat treatment condition to implement a desired color group.

상술한 바와 같이 LIPSS(10)와 색상 그룹 구현 산화피막층(20)이 형성된 금속 부재의 표면은 시야각 및 교차각에 따라 상기 색상 그룹에 포함되는 서로 다른 색을 발현하게 된다.As described above, the surface of the metal member on which the LIPSS 10 and the color group-implementing oxide layer 20 are formed express different colors included in the color group according to the viewing angle and the intersection angle.

여기서, 시야각은 금속판재의 표면을 바라보는 고도각으로서 0℃에서 90℃ 사이의 각도이고, 상기 교차각(방위각)은 레이저 유도 주기적 표면 구조(11)를 구성하는 단위 패턴들과 시야의 동일 평면에서의 사잇각으로서 0℃에서 180℃(180℃ d에서 360℃는 동일 색상 구간임)의 값을 가질 수 있다.Here, the viewing angle is an elevation angle looking at the surface of the metal plate and is an angle between 0°C and 90°C, and the crossing angle (azimuth angle) is the same plane of the field of view as the unit patterns constituting the laser-induced periodic surface structure 11 It may have a value of 0°C to 180°C (180°C d to 360°C is the same color range) as the angle between.

이에 따라, 상기 표면 굴절율 부여 단계(S40)에서는 시야각 및 교차각에 따라 서로 다르게 발현되는 색들을 가지는 색상 그룹 중 특정 색을 시야각 및 교차각에 무관하게 표출하도록 하기 위하여, 특정 시야각 및 교차각에 대응하는 굴절율을 가지는 투명 폴리머 층(30)을 색상 그룹 구현 산화피막층(20)의 상부에 형성한다. 이에 의해, 상기 투명 폴리머 층(30)의 굴절율에 대응하는 시야각 및 교차각 방향의 색상이 시야각 및 교차각에 무관하게 금속 부재(10)의 표면 전체에서 표출된다.Accordingly, in the step of imparting the surface refractive index (S40), in order to express a specific color among color groups having colors that are differently expressed according to the viewing angle and the crossing angle, corresponding to a specific viewing angle and crossing angle. A transparent polymer layer 30 having a refractive index of is formed on the oxide layer 20 for implementing a color group. Accordingly, the color of the viewing angle and the cross-angle direction corresponding to the refractive index of the transparent polymer layer 30 is expressed on the entire surface of the metal member 10 regardless of the viewing angle and cross-angle.

상술한 바와 같이, 본 발명은 금속 부재(10)의 표면에 구현될 색상 그룹에 대응하는 패턴을 가지는 LIPSS(11)를 형성하고, 공정 시간이 작고 제어가 용이한 열처리공정을 수행하여 색상 그룹 구현 산화피막층(20)을 형성하는 것에 의해, 색상 재현성이 높고, 색상 구현 공정의 연속적 구현을 가능하게 하는 것에 의해 색상 재현성이 높은 표면 색상 그룹 구현 금속 판재(1)를 대량으로 생산할 수 있도록 한다.As described above, the present invention forms the LIPSS 11 having a pattern corresponding to the color group to be implemented on the surface of the metal member 10, and implements a color group by performing a heat treatment process that has a short process time and is easy to control. By forming the oxide film layer 20, color reproducibility is high and the color realization process can be continuously implemented, thereby enabling the mass production of the surface color group realization metal plate 1 with high color reproducibility.

<실험예><Experimental Example>

- 표면 색상 그룹 구현 금속 판재의 제작-Fabrication of metal plates that implement surface color groups

순수 구리판재(Pure Cu), 2.5mm/s(a), 5mm/s(b) 및 10mm/s(c)로 1Kw의 파워를 가지는 펨토초 레이저를 스캔 조사하여 LIPSS를 형성한 후 열처리를 수행하지 않은 구리판재들, 2.5mm/s(a), 5mm/s(b) 및 10mm/s(c)로 1Kw의 파워를 가지는 펨토초 레이저를 스캔 조사하여 LIPSS를 형성한 후 200℃에서 20분간 열처리를 수행한 구리판재들 및 2.5mm/s(a), 5mm/s(b) 및 10mm/s(c)로 1Kw의 파워를 가지는 펨토초 레이저를 스캔 조사하여 LIPSS를 형성한 후 200℃에서 60분간 열처리를 수행하여 색상 그룹 구현 산화피막층을 형성한 구리판재들을 제작하였다.Pure copper plate (Pure Cu), 2.5mm/s(a), 5mm/s(b), and 10mm/s(c) scan and irradiate a femtosecond laser with a power of 1Kw to form LIPSS and then heat treatment is not performed. After forming LIPSS by scanning and irradiating a femtosecond laser having a power of 1Kw at 2.5mm/s(a), 5mm/s(b), and 10mm/s(c) of uncoated copper plates, heat treatment was performed at 200℃ for 20 minutes. After forming the LIPSS by scanning and irradiating the performed copper plate and a femtosecond laser having a power of 1Kw at 2.5mm/s(a), 5mm/s(b) and 10mm/s(c), heat treatment at 200℃ for 60 minutes Was carried out to fabricate copper plate materials having an oxide film layer formed thereon.

- 분석- analysis

도 4는 실험예의 금속 판재의 열처리 조건 별 금속 표면 밝기 변화를 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing changes in the brightness of a metal surface according to heat treatment conditions of a metal plate of an experimental example.

도 4와 같이, 순수 구리판재 및 LIPSS가 형성된 구리판재들에서 열처리를 수행하지 않은 구리판재의 밝기가 가장 밝게 나타났으며, 열처리 시간이 증가할수록 밝기가 감소하여 어두워지는 것을 알 수 있었다.As shown in FIG. 4, in the pure copper plate and the copper plate on which the LIPSS was formed, the brightness of the copper plate without heat treatment was the brightest, and as the heat treatment time increased, the brightness decreased and became dark.

도 5는 실험예의 금속 판재의 열처리 조건 별 금속 표면의 밝기 변화를 나타내는 그래프이다.5 is a graph showing changes in brightness of a metal surface according to heat treatment conditions of a metal plate of an experimental example.

도 5의 색상 구현 성능은 CIE 색좌표계에서 시야각 90°에서 L*, a*, b*를 이용하여 측정하였다. 참고로, CIE 색좌표계에서 L*은 명도의 변화를 나타내며, a*는 (+) 측은 붉은 색(R)이 점점 강해지며 (-) 측은 녹색(G)이 점점 강해지고, b*는 (+) 측은 노란색(Y)이 점점 강해지며 (-) 측은 파란색(B)이 점점 강해진다.The color realization performance of FIG. 5 was measured using L*, a*, and b* at a viewing angle of 90° in the CIE color coordinate system. For reference, in the CIE color coordinate system, L* represents the change in brightness, a* represents the red color (R) on the (+) side, and the green (G) on the (-) side gets stronger, and the b* is (+) On the) side, yellow (Y) gets stronger and on the (-) side, blue (B) gets stronger.

도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 열처리를 수행하지 않은 LIPSS가 형성된 구리판재(Non haeat treatment)의 경우 (a*, b*)가 약(-22, -8)로 녹색과 파란색이 강하게 나타났다. 그리고 LIPSS가 형성된 후 20분간 열처리를 수행한 구리판재(20min)의 경우에는 (a*, b*)가 약(-16, +1)로 녹색이 강하게 나타났으며, LIPSS가 형성된 후 60분간 열처리를 수행한 구리판재(60min)의 경우에는 (a*, b*)가 약(-9, 7)로 약한 녹색과 약한 파란색을 나타냈다. 즉, 도 5를 통해 구리판재에 LIPSS를 형성한 후 열처리 시간을 다르게 하는 경우 서로 다른 색상 그룹이 구현됨을 확인할 수 있었다.As can be seen from FIG. 5, in the case of a copper plate (Non haeat treatment) in which LIPSS was not subjected to heat treatment, (a*, b*) was about (-22, -8), and green and blue were strong. And in the case of the copper plate (20min) that was heat treated for 20 minutes after the LIPSS was formed, (a*, b*) was about (-16, +1), and the green color was strong, and after the LIPSS was formed, the heat treatment was performed for 60 minutes. In the case of the copper plate (60min) that was performed, (a*, b*) was about (-9, 7), showing weak green and weak blue. That is, it can be seen from FIG. 5 that different color groups are implemented when the heat treatment time is different after forming the LIPSS on the copper plate.

도 6은 LIPSS가 형성되지 않은 순수 구리판재의 시야각 및 교차각에 따른 색상변화를 나타내는 도면이고, 도 7은 2.5mm/s(a), 5mm/s(b) 및 6mm/s(c)로 펨토초 레이저를 스캔 조사하여 LIPSS를 형성한 후 열처리를 수행하지 않은 구리판재의 시야각 및 교차각에 따른 색상변화를 나타내는 도면이며, 도 8은 2.5mm/s(a), 5mm/s(b) 및 6mm/s(c)로 펨토초 레이저를 스캔 조사하여 LIPSS를 형성한 후 열처리를 수행하지 않은 구리판재의 시야각 및 교차각에 따른 색상변화를 나타내는 도면이고, 도 9는 2.5mm/s(a), 5mm/s(b) 및 6mm/s(c)로 펨토초 레이저를 스캔 조사하여 LIPSS를 형성한 후 200℃에서 60분간 열처리를 수행하여 색상 그룹 구현 산화피막층을 형성한 구리판재의 시야각 및 교차각에 따른 색상변화를 나타내는 도면이다.6 is a view showing the color change according to the viewing angle and the crossing angle of a pure copper plate without LIPSS formed, Figure 7 is 2.5mm / s (a), 5mm / s (b) and 6mm / s (c) It is a diagram showing the color change according to the viewing angle and the crossing angle of the copper plate without heat treatment after forming the LIPSS by scanning and irradiating the femtosecond laser, Figure 8 is 2.5mm / s (a), 5mm / s (b) and It is a view showing the color change according to the viewing angle and crossing angle of the copper plate without heat treatment after forming LIPSS by scanning and irradiating a femtosecond laser at 6mm/s(c), and FIG. 9 is 2.5mm/s(a), After forming LIPSS by scanning and irradiating femtosecond lasers at 5mm/s(b) and 6mm/s(c), heat treatment was performed at 200℃ for 60 minutes to realize color group. The viewing angle and crossing angle of the copper plate with the oxide layer It is a diagram showing the color change accordingly.

도 7 내지 9에서 (a), (b) 및 (c)로 펨토초 레이저를 각각 2.5mm/s, 5mm/s 및 10mm/s로 스캔 조사하여 LIPSS를 형성한 후 열처리를 수행한 구리판재들에서 표출되는 색상 그룹을 나타낸다.In Figures 7 to 9 (a), (b) and (c), the femtosecond laser was scanned at 2.5mm/s, 5mm/s and 10mm/s, respectively, to form LIPSS and then heat-treated copper plate materials. Represents a group of colors to be displayed.

도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 순수 구리판재의 경우에도 시야각에 따라 밝기의 변화만을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.As can be seen from FIG. 6, it was confirmed that even in the case of a pure copper plate, only a change in brightness was displayed according to the viewing angle.

그러나 도 7 내지 도 9에서와 같이, 표면에 LIPSS를 형성한 후, 열처리를 수행하는 경우에는 LIPSS 형성 조건과 열처리 조건에 따라 다양한 색상이 구현됨을 확인할 수 있었다. 즉, 금속 부재로 되는 금속판재의 표면에 색상 그룹 구현 산화피막층을 형성하는 경우 펨토초 레이저의 스캔 조사 속도 및 열처리 조건에 따라 다양한 색상이 구현됨을 확인하였다. 또한, 이러한 색상들은 금속 판재(1)를 바라보는 시선의 각도인 시야각과, 시선의 수평면에 선과 레이저 유도 주기적 표면 구조를 구성하는 단위 패턴의 길이 방향 축 사이의 수평면에서의 교차각에 따라 다양한 색상을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.However, as shown in FIGS. 7 to 9, when heat treatment is performed after forming LIPSS on the surface, it can be seen that various colors are implemented according to LIPSS formation conditions and heat treatment conditions. That is, it was confirmed that various colors were implemented according to the scan irradiation speed and heat treatment conditions of the femtosecond laser when forming the color group realization oxide film layer on the surface of a metal plate material as a metal member. In addition, these colors vary according to the viewing angle, which is the angle of the line of sight looking at the metal plate 1, and the cross angle in the horizontal plane between the line on the horizontal plane of the line of sight and the longitudinal axis of the unit pattern constituting the laser-guided periodic surface structure. It was confirmed that it represents.

이에 따라, 색상 그룹에 포함된 색상 중 각각의 시야각에 대응하여 표출되는 색상에 대응하는 굴절을 가지는 투명 폴리머층(30)을 색상 그룹 구현 산화피막층(20) 표면에 형성하는 경우, 금속 판재(1)의 표면 전체에서 해당 시야각에 대응하는 특정 색상을 구현할 수 있음을 확인하였다.Accordingly, when a transparent polymer layer 30 having a refraction corresponding to a color expressed in correspondence with each viewing angle among colors included in the color group is formed on the surface of the color group-implemented oxide layer 20, the metal plate 1 It was confirmed that a specific color corresponding to the viewing angle can be implemented over the entire surface of ).

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains will be able to understand that it is possible to easily transform it into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and the concept of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

1: 금속 판재
10: 금속 부재
11: LIPSS
20: 색상 그룹 구현 산화피막층
21: 발열기
30: 투명 폴리머 층
1: metal plate
10: metal member
11: LIPSS
20: color group realization oxide layer
21: heater
30: transparent polymer layer

Claims (16)

레이저를 이용하여 금속 부재의 표면에 레이저 유도 주기적 표면 구조(LIPSS)를 형성하는 단계;
원하는 색상 그룹의 구현을 위한 상기 레이저 유도 주기적 표면 구조가 형성된 상기 금속 부재에 대한 열처리 조건을 설정하는 열처리 조건 설정 단계; 및
상기 설정된 열처리 조건으로 열처리를 수행하여 상기 금속 부재의 상기 레이저 유도 주기적 표면 구조의 상부면에 색상 그룹 구현 산화피막층을 형성하여 원하는 색상 그룹의 색상을 구현하는 원하는 색상 그룹 구현 단계;를 포함하고,
이때, 상기 레이저는 펨토초 레이저이고,
상기 레이저 유도 주기적 표면 구조를 형성하는 단계는, 기 설정된 색상을 표출하는 패턴을 가지도록 상기 펨토초 레이저의 스캔 조사속도를 제어하여 상기 레이저 유도 주기적 표면 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 열처리를 이용한 금속 표면 색상 구현 방법.
Forming a laser induced periodic surface structure (LIPSS) on the surface of the metal member using a laser;
A heat treatment condition setting step of setting a heat treatment condition for the metal member on which the laser-induced periodic surface structure is formed for realizing a desired color group; And
Including; a step of implementing a desired color group of implementing a color of a desired color group by forming a color group realization oxide film layer on the upper surface of the laser-induced periodic surface structure of the metal member by performing heat treatment under the set heat treatment condition; and
In this case, the laser is a femtosecond laser,
In the forming of the laser-induced periodic surface structure, the laser-induced periodic surface structure is formed by controlling the scanning irradiation speed of the femtosecond laser so as to have a pattern expressing a preset color. How to implement color.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 금속 부재를 구성하는 금속은,
비철계 금속 또는 철계 금속 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 열처리를 이용한 금속 표면 색상 구현 방법.
The method of claim 1, wherein the metal constituting the metal member,
Metal surface color implementation method using a heat treatment, characterized in that any one of non-ferrous metal or ferrous metal.
제 4 항에 있어서, 상기 비철계 금속은,
Cu, Zn, Au, Ag, Al, Ti, W, Ni, Mo, Co, Mg 또는 이들의 합금을 포함하는 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 열처리를 이용한 금속 표면 색상 구현 방법.
The method of claim 4, wherein the non-ferrous metal is
Cu, Zn, Au, Ag, Al, Ti, W, Ni, Mo, Co, Mg, or a metal surface color implementation method using a heat treatment, characterized in that at least one selected from the group containing these alloys.
제 4 항에 있어서, 상기 철계 금속은,
Fe 또는 Fe 합금을 포함하는 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 열처리를 이용한 금속 표면 색상 구현 방법.
The method of claim 4, wherein the iron-based metal,
Metal surface color implementation method using heat treatment, characterized in that at least one selected from the group containing Fe or Fe alloy.
제 1 항에 있어서, 상기 열처리 조건은,
150℃ 내지 350℃의 온도에서 20분 내지 60분 동안 수행되는 조건 중에서 설정되는 것을 특징으로 하는 열처리를 이용한 금속 표면 색상 구현 방법.
The method of claim 1, wherein the heat treatment condition is
A method of implementing color of a metal surface using heat treatment, characterized in that it is set among conditions performed for 20 to 60 minutes at a temperature of 150°C to 350°C.
제 1 항에 있어서,
상기 원하는 색상 그룹의 색상을 구현하는 단계 이후에, 시야각 및 상기 레이저 유도 주기적 표면 구조를 형성하는 단위 패턴과의 시야의 교차각에 따라 표출되는 상기 원하는 색상 그룹에 포함되는 색 중 특정 색의 표출을 위해 특정 시야각 및 교차각에 대응하는 굴절율을 가지는 투명 폴리머 층을 상기 색상 그룹 구현 산화피막층의 상부에 형성하는 표면 굴절율 부여 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리를 이용한 금속 표면 색상 구현 방법.
The method of claim 1,
After the step of implementing the color of the desired color group, the expression of a specific color among the colors included in the desired color group is expressed according to a viewing angle and an intersection angle of a field of view with a unit pattern forming the laser-induced periodic surface structure. For example, a method for implementing a color of a metal surface using a heat treatment, further comprising: forming a transparent polymer layer having a refractive index corresponding to a specific viewing angle and an intersection angle on top of the color group-implementing oxide layer.
금속 부재;
상기 금속 부재의 상부에 형성되는 레이저 유도 주기적 표면 구조(LIPSS: Laser induced periodic surface structure); 및
원하는 색상 그룹의 구현에 대응하는 열처리 조건에 따른 열처리공정의 수행에 의해 상기 레이저 유도 주기적 표면 구조의 상부에 형성되는 색상 그룹 구현 산화피막층;을 포함하여 구성되고,
이때, 상기 레이저는 펨토초 레이저이고,
상기 레이저 유도 주기적 표면 구조는, 기 설정된 색상을 표출하는 패턴을 가지도록 상기 펨토초 레이저의 스캔 조사속도를 제어하여 형성된 것을 특징으로 하는 표면 색상이 구현된 금속판재.
Metal member;
A laser induced periodic surface structure (LIPSS) formed on the metal member; And
And a color group realization oxide film layer formed on top of the laser-induced periodic surface structure by performing a heat treatment process according to a heat treatment condition corresponding to the realization of a desired color group, and
In this case, the laser is a femtosecond laser,
The laser-induced periodic surface structure is formed by controlling the scanning irradiation speed of the femtosecond laser so as to have a pattern expressing a preset color.
삭제delete 삭제delete 제 9 항에 있어서, 상기 금속 부재를 구성하는 금속은,
비철계 금속 또는 철계 금속 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 표면 색상이 구현된 금속판재.
The method of claim 9, wherein the metal constituting the metal member,
A metal plate material with surface color, characterized in that it is any one of a non-ferrous metal or a ferrous metal.
제 12 항에 있어서, 상기 비철계 금속은,
Cu, Zn, Au, Ag, Al, Ti, W, Ni, Mo, Co, Mg 또는 이들의 합금을 포함하는 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 표면 색상이 구현된 금속판재.
The method of claim 12, wherein the non-ferrous metal,
Cu, Zn, Au, Ag, Al, Ti, W, Ni, Mo, Co, Mg, or a metal plate having a surface color, characterized in that at least one selected from the group containing an alloy thereof.
제 12 항에 있어서, 상기 철계 금속은,
Fe 또는 Fe 합금을 포함하는 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 표면 색상이 구현된 금속판재.
The method of claim 12, wherein the iron-based metal,
Metal plate material with surface color, characterized in that at least one selected from the group containing Fe or Fe alloy.
제 9 항에 있어서, 상기 열처리 조건은,
150℃ 내지 350℃의 온도에서 20분 내지 60분 동안 수행되는 조건 중에서 설정되는 것을 특징으로 하는 표면 색상이 구현된 금속판재.
The method of claim 9, wherein the heat treatment conditions,
A metal plate material having a surface color, characterized in that it is set among conditions performed for 20 to 60 minutes at a temperature of 150°C to 350°C.
청구항 9 항에 있어서, 상기 금속판재는,
상기 색상 그룹 구현 산화피막층의 상부에 시야각 및 상기 레이저 유도 주기적 표면 구조를 형성하는 단위 패턴과의 시야의 교차각에 따라 표출되는 상기 원하는 색상 그룹에 포함되는 색 중 특정 색의 표출을 위해 굴절율이 조절된 투명 폴리머층;을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 표면 색상이 구현된 금속판재.
The method of claim 9, wherein the metal plate,
The refractive index is adjusted to express a specific color among the colors included in the desired color group expressed according to the angle of view on the top of the color group realization oxide layer and the cross angle of the field of view with the unit pattern forming the laser-induced periodic surface structure A metal plate material having a surface color, characterized in that it further comprises a transparent polymer layer.
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