KR20050023093A - 티타늄 합금의 산화막을 이용한 다단 발색 기술 - Google Patents

Abstract

티타늄 또는 그의 합금을 표면에 산화막을 형성시켜 여러 가지 색상의 표면발색을 시켜서 심미적인 기능 향상과 광촉매효과를 가지게 된다. 심미성을 높이기 위해서 특별한 패턴이나 이미지를 서로 다른 색으로 구현하기 위해 마스크를 써서 티타늄 표면부터 반복하여 쌓아가면 마스크 에지부에 전류밀도가 집속되어 해상도가 떨어지는 문제가 있다. 본 발명은 일단 두꺼운 산화막을 생성시킨 후 이들을 반복하여특정 패턴을 가진 마스크를 이용하여 선택적으로 산을 써서 제거하면서 특정 이미지와 색을 내는 방안에 대한 발명이다.

Description

티타늄 합금의 산화막을 이용한 다단 발색 기술{ Coloring of Titanium alloy using multilayered Titanium Oxides }

티타늄 및 그의 합금은 특유의 내식성, 고강도, 경량성 이외에 최근 표면에 아노다이징 법이나 열산화법등으로 가 생성되는 경우 이들이 빛을 받아 반도체적으로 주변의 이물질의 결합을 끊어서 멸균 및 먼지 분해효과를 보이는 광촉매현상이 발견되어 각광을 받고 있다. 이러한 특성을 이용하여 자동차 외장재나 건축용 내외장재로서 활용되고 있다.

이러한 심미성과 광촉매 기능성을 향상시키기 위해 복수의 색으로 이미지나 특정패턴을 티타늄 표면에 나타내기 위해서는 이미 알려진 아노다이징이나 열산화법으로 특정한 두께들의 티타늄산화막을 여러 부분 만들어 구현해야 한다.

그러나 이러한 구조를 형성하기 위해서는 기존의 방법은 우선 아노다이징법으로 전해액에 넣고 목적하는 티타늄을 양극으로 잡고 나머지 전극판을 음극으로 취한 후 10～140V정도의 범위에서 전류를 통전하여 원하는 얇은 두께를 형성하고, 마스크 역할을 하는 테이프나 폴리머로 형성된 이미지를 티타늄 표면에 잘 부착하여 첫 단계보다 더 높은 전압하에서 통전하여 더 두꺼운 산화막을 마스크 이외의 부분에 형성시키는 방안을 채택하였다.

그러나 이러한 공정은 통전시 마스크의 에지부분에 전류밀도가 급증하여 온도가 높아지고 산화막이 형성되면서 마스크의 에지부가 손상되거나 약화되어 최종패턴과 이미지의 해상력이 열화되어 심미적으로 불리한 단점이 있었다.

마스크의 에지부분에 전류밀도가 급증하여 온도가 높아지고 산화막이 형성되면서 마스크의 에지부가 손상되거나 약화되어 최종패턴과 이미지의 해상력이 열화되어 심미적으로 불리한 단점 해결에 있다.

본 발명은 복수개 이상의 색을 산화막을 단리하여 내는 방안으로 밑에서부터 얇은 산화막을 만들고 점점 두꺼운 산화막을 쌓아서 만드는 것이 아니라, 일단 두꺼운 산화막을 형성시키고 마스크를 써서 선택적으로 산화막을 불산으로 모두 제거한 후 다시 첫 번째 얇은 산화막을 기존 산화막을 마스크역활로 하여 생성시키는 것으로 1㎛이내의 수평해상도를 가진 이미지를 생성할 수 있는 방안이다.

티타늄 및 그의 합금을 모재로한 대상물에 산화막을 서로 다른 두께로 형성시켜 서로 다른 색으로 발색시키기 위해서 <도1>과 같은 공정 예시가 가능하다.

먼저 1단계로 임의의 두꺼운 두께의 산화막을 아노다이징법으로 티타늄 전면에 형성시켜 초록색의 발색을 시킨다.

다음 2단계로는 특정한 형상의 이미지를 가진 테이프를 부착시킨다. 이때 테이프는 마스크 역할을 하므로 불산에 반응하지 않는 것으로서 테프론 재질의 테이프등이 유리하다.

3단계로는 전체 대상물을 불산에 침지시켜 가 마스크가 부착된 부분은 제외하고 드러나도록 부식시킨다.

4단계로는 테이프의 접착물질에만 선택적으로 작용하는, 예로써 A형 신나, 아세톤 등에 침지시켜 마스크 역할을 하는 테이프층을 제거한다.

5단계로는 이미 형성된 두꺼운를 마스크로 하여 티타늄 대상물 전체에 아노다이징법으로 이미 생성된 산화막 두께(t1)보다 얇은 두께의 2차 산화막(t2)을 형성시킨다. 이때 아노다이징시 t1을 형성하는 공정보다 낮은 전압하에서 공정하면 목적한 두께를 얻는다. 예로써 t2두께에서 파란색의 부분을 형성할 수 있다.

2에서 5단계를 반복하여 더 얇은 산화막(t3)을 만들면 예로써 노란색의 부분을 형성시킬 수 있고 이러한 단계를 반복하여 256가지 이상의 무수히 많은 색상을 고해상도의 이미지로 만들 수 있다.

상기 발명의 구성은 기본적으로 두꺼운 산화막을 형성시킨 후 사진식각법으로 순차적으로 제거하는 기본 개념을 가진 것으로 설명한 공정이외에, 응용공정으로 예로써 마스크재료 및 식각용액등의 변화, 이방성식각방법 등을 포함한 포괄적인 공정을 포함함을 특징으로 한다.

이러한 방법으로 건축용 내외장재의 특정한 이미지를 선명하게 발색시킬 수도 있고, 의료용이나 전자 부품용 정밀부품의 마킹시에도 동일한 방법으로 적용이 가능한 기대효과가 있다

Claims (4)

1. 티타늄 및 그의 합금을 모재로 한 대상물에 서로 다른 두께의 티타늄산화막을 형성시켜 복수개의 색으로 이루어진 표면처리를 하는 공정으로, 일단 전면에 두꺼운 산화막을 형성시키고, 폴리머마스크로 산을 써서 선택적인 산화막을 갖도록 형성된 티타늄 산화막을 제거하고, 마스크에 의해 보도된 산화막을 자체 마스크로 하여 마스크외의 부분에 특정 두께의 보다 얇은 산화막을 형성시키는 공정의 발명
2. 1항의 공정을 반복함으로써 3색이상의 발색을 하는 공정을 포함한다.
3. 산화막을 형성시키는 방법은 아노다이징법과 열산화법을 이용한 방법을 포함함을 특징으로 한다.
4. 1항의 폴리머 마스크는 선택성을 가지고 에칭시킬 수 있는 유기, 무기물을 포함한다.