KR20160082378A

KR20160082378A - 표면이 미려한 Fe-Ni계 금속박

Info

Publication number: KR20160082378A
Application number: KR1020140190499A
Authority: KR
Inventors: 박준학; 양홍석; 정관호; 홍재화; 이재곤
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2016-07-08
Also published as: KR101726027B1

Abstract

본 발명은 표면이 미려한 Fe-Ni계 금속박에 관한 것이다.
본 발명은 Ni: 30~50 중량%, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 가지고, 표면에 전기도금과정에서 형성된 줄무늬가 포함된 표면이 미려한 Fe-Ni계 금속박에 관한 것이다.

Description

표면이 미려한 Fe-Ni계 금속박{Fe-Ni METAL FOIL HAVING ELEGANT SURFACE}

본 발명은 표면이 미려한 Fe-Ni계 금속박 및 그 제조방법에 관한 것이다.

금속박(Metal Foil)은 강도 및 탄성 등이 금속의 물리적 특성을 가지며, 금속 특유의 질감을 표현할 수 있기 때문에 건축물이나 사물의 외장재로 활용이 가능하다. 그 대표적인 예로 엘리베이터 내부 외장재나 가전제품 외장 케이스 등에 활용이 가능하다.

한편, 금속박 표면에 무늬를 주어 제품의 미적기능을 부여할 수 있는데 이때 사용되는 방법으로는 산세 무늬나 압흔을 주어 규칙적인 무늬를 만들어 내거나 또는 미리 별도의 무늬가 인쇄된 코팅지를 합금 금속박에 붙이는 방식 등이 있다. 그렇지만 상기 방법들은 금속박 제조 외에 산세, 합지 등의 별도의 제조 공정을 필요로 하여 제조원가 상승의 원인으로 작용한다. 또한, 금속의 두께가 수십 ㎛ 수준일 때는 고도의 압연기술이 요구되기 때문에 압흔을 주는 방식에서는 대량생산이 불가능하다.

따라서, 경제적이며 대량생산이 가능하면서도 표면이 미려한 Fe-Ni계 금속박 및 그 제조방법에 대한 개발이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명의 일 측면은 표면이 미려한 Fe-Ni계 금속박 및 그 제조방법을 제공하기 위함이다.

본 발명의 일 측면은 Ni: 30~50 중량%, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 가지고, 표면에 전기도금과정에서 형성된 줄무늬가 포함된 표면이 미려한 Fe-Ni계 금속박에 관한 것이다.

또한, 상기 백색 줄무늬에 수직한 방향으로 직선을 그었을 때 백색 무늬가 차지하는 길이가 전체 길이의 5~80% 일 수 있다.

또한, 0.35mm x 0.45mm 의 면적에서 측정한 상기 금속박의 표면조도는 Ra=0.1~0.7㎛ 일 수 있다.

또한, 상기 금속박의 두께는 100 ㎛ 이하 (0 ㎛ 제외) 일 수 있다.

또한, 본 발명의 일측면에 따른 금속박은 줄무늬가 형성된 부분의 표면조도가 줄무늬가 형성되지 않은 부분의 표면조도보다 20% 이상 높을 수 있다.

덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있다.

본 발명에 의하면, 표면이 미려한 Fe-Ni계 금속박 및 그 제조방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 표면에 백색 줄무늬가 형성된 표면이 미려한 Fe-Ni계 금속박을 경제적이며 대량생산이 가능한 제조방법을 제공할 수 있다.

도 1은 발명예 2의 표면을 관찰한 사진이다.
도 2는 발명예 3의 표면을 관찰한 사진이다.
도 3은 발명예 4의 표면을 관찰한 사진이다.

본 발명자들은 종래의 압흔 방식이나 코팅지를 부착하는 방식은 원가 상승을 초래하고 극박재에는 적합하지 않다는 문제를 발견하고 이를 해결하기 위한 수단을 강구하여 본 발명에 이르게 되었다.

그 결과, Ni-Fe계 금속박에 있어서 Ni 함량 및 제조공정을 적절히 제어하여 산세, 합지 등의 별도의 제조공정을 거치지 않더라도 표면에 백색 줄무늬가 형성된 표면이 미려한 Fe-Ni계 금속박을 제조할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

이하, 본 발명의 일 측면에 따른 표면이 미려한 Fe-Ni계 금속박에 대하여 상세히 설명한다.

즉, 본 발명의 발명자들은 전기 도금 방식으로 Fe-Ni 금속박을 제조할 때, 제조조건을 적절히 제어하면, Ni 함량에 따라 금속박 표면에 자연스러운 줄무늬가 형성되는 현상을 발견하였다. 즉, 본 발명에서는 전해액 조건을 적절히 제어하고, 금속박의 Ni 함량을 적정 범위로 조절할 경우 금속 박의 표면조도에 불균일이 생성되어 전기도금과정에서 자연스럽게 줄무늬가 형성되는 것을 발견하고 본 발명에 이르게 되었다. 즉, 본 발명의 금속박은 표면에 줄무늬를 포함하되, 그 줄무늬는 전기도금 과정에서 형성되는 줄무늬인 것이 한가지 특징이다.

즉, 본 발명의 금속박은 종래의 줄무늬 금속박과는 달리 전기도금 과정에서 금속박을 형성시킨다. 이를 위해서는 전기도금시 첨가제의 종류와 함량을 적정하게 제어하는 것은 물론이고, Ni 함량을 적절한 범위로 제어할 필요가 있다. 본 발명의 Fe-Ni 금속박 중 Ni 함량은 아래에서 기재하는 바와 같이 30~50중량%로 제어될 필요가 있다.

Ni: 30~50 중량%

전기 도금 방식으로 금속박을 제조하는 경우, 금속박의 Ni 함량은 금속박 표면의 평탄도에 영향을 준다. Ni 함량이 높은 경우 도금 조직이 성장할 때 금속박 표면을 평탄하게 유지하는 작용이 강하며, Ni 함량이 낮은 경우 평탄화 작용이 약해서 금속박 표면이 국부적으로 거칠어 지는 현상이 발생하게 된다. 즉, 금속박 중 Ni 함량이 감소할수록 국부적인 조도의 불균일이 일어나서 금속박에 줄무늬를 형성하게 되는데, 본 발명에서는 이를 위하여 금속박 중 Ni함량을 50 중량% 이하, 바람직하게는 49 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 48 중량% 이하로 제어한다. 다만, 금속박중 Ni 함량이 감소할수록 줄무늬 사이의 간격이 줄어들고 조도가 높은 줄무늬 부분의 폭이 넓어지는 경향이 있으며, 그 결과 금속박 중 Ni 함량이 30 중량% 미만으로 제어되면 전체적으로 조도가 높은 부분이 금속박을 점유하여 줄무늬가 나타나는 것이 아니라, 금속박이 난반사에 의해 희게 보이는 현상만이 나타나게 되므로, 금속박 중 Ni 함량의 하한은 30 중량%로 정하며, 보다 바람직하게는 31중량%, 더욱 바람직하게는 32중량%로 정한다. 본 발명에서 금속박 중 줄무늬 부분(상대적으로 희게 보이는 부분)은 그렇지 않은 부분에 비하여 표면조도 Ra 값이 20% 이상 높을 정도로 국부적으로 거칠어진 영역이 존재하고, 이 영역에서 난반사가 일어나서 백색 무늬가 발현된다.

본 발명의 금속박의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.

상술한 과정에 의해 금속박을 제조하였을 경우, 상기 백색 줄무늬에 수직한 방향으로 직선을 그었을 때 백색 무늬가 차지하는 길이가 전체 길이의 5~80% 일 수 있다. 백색무늬의 비율이 5% 이하일 경우에는 무늬의 비율이 낮아서 외장재 무늬로 활용하기 어려우며 80% 이상일 경우에는 무늬의 비율이 너무 높아서 표면이 미려하지 않은 문제가 있다.

또한, 표면이 미려한 백색무늬가 발현되기 위해서는 0.35mm x 0.45mm 의 면적에서 측정한 상기 금속박의 표면조도는 Ra=0.1~0.7㎛ 일 수 있다. 금속박의 표면 조도가 0.1 ㎛ 이하일 경우에는 백색 무늬의 비율이 5% 이하여서 외장재 무늬로 활용하기 어려우며 0.7 ㎛ 이상일 경우에는 백색무늬가 80% 이상을 차지하여 표면이 미려하지 않은 문제가 있다.

또한, 상기 금속박의 두께는 100 ㎛ 이하 (0 ㎛ 제외) 일 수 있다. 전기도금방식으로 상기 금속박을 생산할 경우 100 ㎛ 보다 두꺼우면 생산성이 떨어져 적합하지 않은 문제가 있다.

본 발명의 금속박은 전기주조에서 첨가제의 종류와 양을 적절히 선택하고, 전기도금되는 Ni의 함량을 적절하게 제어하면 얻어지는 것이므로, 그 제조방법을 특별히 제한하지 않는다. 다만, 본 발명의 금속박을 얻기 위한 한가지 방법을 제공한다면 다음과 같다.

즉, 본 발명에서는 표면에 미려한 줄무늬가 형성된 금속박을 얻기 위해 철(Fe) 농도: 8 g/L, 니켈(Ni) 농도: 20 ~ 60g/L, 응력완화제: 2 g/L, 전도보조제 10 g/L, 착화제 6 g/L 로 구성되며, 여기에 pH가 2.5인 도금액을 사용한다. 이때, 도금액의 온도는 70℃로 할 수 있으며, 도금시 전류밀도를 전류밀도 8A/dm²로 제어할 수 있다. 이러할 경우 Ni: 30~50 중량% 포함되고 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하며, 표면에 백색 줄무늬가 형성된 표면이 미려한 Fe-Ni계 금속박을 제조할 수 있다. 다만, 본 발명의 금속박은 상술한 제조방법에 국한되는 것은 아니며, 전기 주조법에 의하여 Ni 함량을 변화시킴으로써 표면에 줄무늬가 형성되는 금속박이라면 모두 본 발명의 범주에 속한다고 할 것이다.

또한, 바람직한 일례로서, 상기 철은 황산철, 염화철, 설퍼민산 철 등의 염의 형태에서 녹여 사용하거나 혹은 전해철 및 철 파우더를 염산이나 황산에 녹여서 공급할 수 있으며, 니켈은 염화니켈, 황산니켈, 설퍼민산 니켈 등의 염 상태로나, 산에 페로니켈 등을 녹여 공급할 수 있고, 응력 완화제로는 사카린 등을 사용할 수 있고, 전도 보조제로는 염화 나트륨 등을 사용할 수 있고, 착화제로는 글리코빅 산 등을 사용할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.

( 실시예 )

철(Fe) 농도: 8 g/L, 니켈(Ni) 농도: 17~65 g/L, 응력완화제: 2g/L, 전도보조제: 10g/L, 착화제: 2g/L이고 pH를 2.5로 고정하되, 하기 표 1에 기재된 바와 같이 니켈(Ni) 농도를 17~65g/L로 변화시킨 도금액의 온도를 70℃로 유지한 상태에서 8A/dm²의 전류밀도로 도금을 실시하여 금속박을 얻었다.

상기 응력완하제로는 사카린을 사용하였으며, 상기 전도 보조제로는 염화나트륨을 사용하였고, 상기 착화제로는 글리코빅 산을 사용하였다.

그 결과 얻어진 Fe-Ni계 금속박의 백색 줄무늬에 수직한 방향으로 직선을 그엇을 때, 백색 무늬가 차지하는 길이의 비율 및 금속박의 표면조도를 측정하여 표 1에 함께 나타내었다.

	전해액 니켈 농도 (g/L)	극박재 Ni 성분 (wt%)	백화 비율 (%)	표면조도 (Ra/㎛)
비교재1	65	55	3 (± 1)	0.07
비교재2	62	52	4 (± 0.5)	0.09
발명재1	58	50	10(± 3)	0.11
발명재2	45	46	12 (± 4)	0.24
발명재3	36	39	22 (±15)	0.35
발명재4	30	36	45 (±10)	0.43
발명재5	21	30	62 (±15)	0.57
비교재3	18	29	81 (±9)	0.72
비교재4	17	28	92 (±4)	0.76

비교재 1 및 2 의 경우, 극박재의 Ni 성분이 50 wt% 를 초과하여 백색 무늬 비율이 5% 이하로 발생하여 무늬의 효과가 미약하여 줄무늬를 가지는 외장재로는 활용이 불가능하였다.

발명재 1 내지 5 의 경우, 극박재의 Ni 성분이 30~50 wt% 를 범위이며 백색 무늬의 비율이 본 발명에서 약 1m 거리에서 육안으로 인지 가능한 무늬로 간주하는 5~80 % 범위 안에 포함되어 외장재로 활용 가능한 것으로 판단되었다.

그러나, 비교재 3 및 4 의 경우에는 극박재의 Ni 성분이 30 wt% 를 미만이어서 백색 무늬 비율이 80% 이상으로 표면 상태가 양호하지 않아 외장재로 활용하기에는 미흡하였다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

Ni: 30~50 중량%, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 가지고, 표면에 전기도금과정에서 형성된 줄무늬가 포함된 표면이 미려한 Fe-Ni계 금속박.
제 1항에 있어서,
상기 백색 줄무늬에 수직한 방향으로 직선을 그었을 때 백색 무늬가 차지하는 길이가 전체 길이의 5~80% 인 표면이 미려한 Fe-Ni계 금속박.
제 1항에 있어서,
상기 금속박의 0.35mm x 0.45mm 의 면적에서 측정하였을 때, 표면조도가 Ra=0.1~0.7㎛인 표면이 미려한 Fe-Ni계 금속박.
제 1항에 있어서,
두께가 100㎛ 이하인 표면이 미려한 Fe-Ni계 금속박.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 줄무늬가 형성된 부분의 표면조도가 줄무늬가 형성되지 않은 부분의 표면조도보다 20% 이상 높은 표면이 미려한 Fe-Ni 계 금속박.