KR20190076474A

KR20190076474A - 내마모성 및 발색력이 우수한 스테인레스 발색 기판 및 이를 위한 스테인레스 기판의 발색방법

Info

Publication number: KR20190076474A
Application number: KR1020170178300A
Authority: KR
Inventors: 정현주; 이경; 조재동; 여경윤
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2019-07-02
Also published as: WO2019125000A1

Abstract

본 발명은 스테인레스 발색 기판 및 이를 위한 스테인레스 기판의 발색 방법에 관한 것으로, 상기 발색 기판은 표면 경도가 높은 스테인레스 기재 상에 얇은 두께의 글래스층, 금속층 및 탑코팅층을 순차적으로 적층시킴으로써 스테인레스 기재의 고유 질감 및 광택을 유지하면서 표면에 다양한 색상을 높은 발색력으로 균일하게 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 표면에 구현된 색상의 변색 없이 우수한 내마모성 및 내식성을 나타내는 이점이 있다. 또한, 상기 발색 기판은 종래 발색 기판과 대비하여 박형화가 용이하므로 금속 소재가 사용되는 건축 외장재, 자동차 인테리어, 특히 모바일 제품 프레임 등의 전기전자 부품소재 분야에서 유용하게 사용될 수 있다.

Description

내마모성 및 발색력이 우수한 스테인레스 발색 기판 및 이를 위한 스테인레스 기판의 발색방법{Stainless colored substrate having excellent wear resistance and colorstrength, and color development method of stainless steel substrate therefor}

본 발명은 내마모성 및 발색력이 우수한 스테인레스 발색 기판 및 이를 위한 스테인레스 기판의 발색 방법에 관한 것이다.

가전 및 통신기기가 빠른 속도로 발전하면서 휴대용 전자기기에 대한 산업이 주목받고 있는 가운데 휴대용 전자기기의 디자인을 좌우하는 외장재에 대한 관심이 높아지고 있다. 최근에는 금속 질감을 나타내는 소재를 휴대용 전자기기의 외장재로 사용하는 것이 트렌드가 되면서 금속 질감을 유지하면서 소재 표면에 다양한 색상을 구현하는 기술에 대한 연구가 활발히 이뤄지고 있다.

그 예로서, 특허문헌 1 및 2는 발색 글래스층인 산화막 또는 수산화 글래스층을 스테인레스 기재 또는 마그네슘 기재 표면에 각각 형성하고, 형성된 발색 글래스층의 두께에 따라 다양한 색상을 구현하는 방법을 개시하고 있다.

그러나, 현재까지 개발된 기술들은 금속 기재 표면에 색상을 구현하기 위해 500 nm 이상의 충분한 두께를 갖는 발색 글래스층을 형성하거나 2 이상의 층을 반복 적층하여야 하므로, 400nm 미만의 낮은 두께로 글래스층을 형성하거나 반복 적층되는 층수가 낮을 경우 표면에 색상이 구현은 되나 그 정도가 미미하여 심미적 효과가 떨어지는 문제가 있다. 또한, 금속 기재 상에 충분한 두께의 발색 글래스층을 형성하더라도, 기판의 내마모성이나 내식성을 개선하기 위해 탑코트층을 추가 형성할 경우 기재 상에 적층되는 전체 층의 두께가 두꺼워지므로 기재의 박형화가 어렵고, 내구성이 낮아 적층된 박막이 금속 기재로부터 벗겨지는 한계가 있다.

따라서, 금속 기재의 금속 질감 및 광택을 유지하면서 얇은 두께의 발색 글래스층을 포함하더라도 표면에 다양한 색상을 높은 발색력으로 균일하게 구현할 수 있고, 내마모성이나 내식성 등이 우수한 발색 기판의 개발이 절실히 요구되고 있다.

대한민국 공개특허 제2015-0076352호 대한민국 공개특허 제2006-0031744호

이에, 본 발명의 목적은 스테인레스 기재의 금속 질감 및 광택을 유지하면서 얇은 두께의 발색 글래스층을 포함하더라도 다양한 색상을 높은 발색력으로 균일하게 표면에 구현할 수 있고, 내마모성 및 내식성이 우수한 발색 기판 및 이를 위한 기판의 발색방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 일실시예에서,

스테인레스 기재, 글래스층, 금속층 및 탑코팅층이 순차적으로 적층된 구조를 갖고;

상기 금속층은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 금(Au), 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 망간(Mn), 지르코늄(Zr), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 코발트(Co), 카드뮴(Cd), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속 또는 그 이온을 포함하며,

상기 스테인레스 기재의 표면 경도는 비커스 경도 500g 기준으로 110Hv 이상인 것을 특징으로 하는 발색 기판을 제공한다.

또한, 본 발명은 일실시예에서,

스테인레스 기재 상에 글래스층을 형성하는 단계;

형성된 글래스층 상에 금속층을 형성하는 단계; 및

형성된 금속층 상에 탑코팅층을 형성하는 단계를 포함하고,

상기 상기 금속층은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 금(Au), 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 망간(Mn), 지르코늄(Zr), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 코발트(Co), 카드뮴(Cd), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속 또는 그 이온을 포함하며,

상기 스테인레스 기재의 표면 경도는 비커스 경도 500g 기준으로 110Hv 이상인 것을 특징으로 하는 기판의 발색방법을 제공한다.

본 발명에 따른 발색 기판은 스테인레스 기재의 고유 질감 및 광택을 유지하면서 표면에 다양한 색상을 높은 발색력으로 균일하게 구현할 수 있고, 표면에 구현된 색상의 변색 없이 우수한 내마모성 및 내식성을 나타내는 이점이 있다. 또한, 상기 발색 기판은 종래 발색 기판과 대비하여 박형화가 용이하므로 금속 소재가 사용되는 건축 외장재, 자동차 인테리어, 특히 모바일 제품 프레임 등의 전기전자 부품소재 분야에서 유용하게 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 발색 기판의 적층 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 발색 기판의 발색 정도를 촬영한 이미지이다.
도 3은 CIE 색표계를 나타낸 이미지이다.
도 4는 탑코팅층의 포함여부에 따른 발색 기판의 염수분무 시험 결과를 도시한 이미지이다.
도 5 내지 8은 본 발명에 따른 발색 기판의 내마모성 결과를 도시한 그래프이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서, "포함한다" 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.

또한, 본 발명에서 첨부된 도면은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소하여 도시된 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에서, "색좌표"란, CIE(국제조명위원회, Commission International de l'Eclairage)에서 규정한 색상 값인 CIE Lab 색 공간에서의 좌표를 의미하며, CIE 색 공간에서의 임의의 위치는 L*, a*, b* 3가지 좌표값으로 표현될 수 있다.

여기서, L* 값은 밝기를 나타내는 것으로 L*=0 이면 흑색(black)을 나타내며, L*=100 이면 백색(white)을 나타낸다. 또한, a* 값은 해당 색좌표를 갖는 색이 순수한 적색(pure magenta)과 순수한 녹색(pure green) 중 어느 쪽으로 치우쳤는지를 나타내며, b* 값은 해당 색좌표를 갖는 색이 순수한 황색(pure yellow)과 순수한 청색(pure blue) 중 어느 쪽으로 치우쳤는지를 나타낸다.

구체적으로, 상기 a* 값은 -a 내지 +a의 범위를 가지며, a*의 최대값(a* max)은 순수한 적색(pure magenta)을 나타내며, a*의 최소값(a* min)은 순수한 녹색(pure green)을 나타낸다. 예를 들어, a* 값이 음수이면 순수한 녹색에 치우친 색상이며, 양수이면 순수한 적색에 치우친 색상을 의미한다. a^*=80와 a^*=50를 비교하였을 때, a^*=80이 a^*=50보다 순수한 적색에 가깝게 위치함을 의미한다. 이와 더불어, 상기 b* 값은 -b 내지 +b의 범위를 가진다. b*의 최대값(b* max)은 순수한 황색(pure yellow)을 나타내며, b*의 최소값(b* min)은 순수한 청색(pure blue)을 나타낸다. 예를 들어, b* 값이 음수이면 순순한 황색에 치우친 색상이며, 양수이면 순수한 청색에 치우친 색상을 의미한다. b^*=50와 b^*=20를 비교하였을 때, b^*=50이 b^*=20보다 순수한 황색에 가깝게 위치함을 의미한다.

또한, 본 발명에서, "색편차" 또는 "색좌표 편차"란, CIE Lab 색 공간에서의 두 색간의 거리를 의미한다. 즉, 거리가 멀면 색상의 차이가 크게 나는 것이고 거리가 가까울수록 색상의 차이가 거의 없다는 것을 의미하며, 이는 하기 수학식 1로 나타내는 ΔE^*로 표시할 수 있다:

[수학식 1]

나아가, 본 발명에서, 단위 "T"는, 스테인레스 기재의 두께를 나타내는 것으로서, 단위 "mm"와 동일할 수 있다.

그러나, 현재까지 개발된 기술들은 금속 기재 표면에 색상을 구현하기 위해 500㎚ 이상의 충분한 두께를 갖는 발색 글래스층을 형성하거나 2 이상의 층을 반복 적층하는 구성을 갖는다. 즉, 금속 기재 표면에 400nm 미만의 낮은 두께로 글래스층을 형성하거나, 반복 적층되는 층수가 낮을 경우 색상이 구현은 되나 그 정도가 미미하여 심미적 효과가 떨어지는 문제가 있다. 또한, 금속 기재 상에 충분한 두께의 발색 글래스층을 형성하더라도, 기판의 내식성을 개선하기 위해 탑코트층을 추가 형성할 경우 기재 상에 적층되는 전체 층의 두께가 두꺼워지므로 기재의 박형화가 어렵고, 내마모성이 낮아 표면에 힘이 가해질 경우 스크래치가 강하게 남거나 적층된 박막이 금속 기재로부터 벗겨지는 한계가 있다.

이에, 본 발명은 내마모성 및 발색력이 우수한 스테인레스 발색 기판 및 이를 위한 스테인레스 기판의 발색 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 발색 기판은 표면 경도가 높은 스테인레스 기재 상에 얇은 두께의 글래스층, 금속층 및 탑코팅층을 순차적으로 적층시킴으로써 스테인레스 기재의 고유 질감 및 광택을 유지하면서 표면에 다양한 색상을 높은 발색력으로 균일하게 구현할 수 있고, 표면에 구현된 색상의 변색 없이 우수한 내마모성 및 내식성을 나타내는 이점이 있다. 또한, 상기 발색 기판은 종래 발색 기판과 대비하여 박형화가 용이하므로 금속 소재가 사용되는 건축 외장재, 자동차 인테리어, 특히 모바일 제품 프레임 등의 전기전자 부품소재 분야에서 유용하게 사용될 수 있다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

스테인레스 발색 기판

본 발명은 일실시예에서,

본 발명에 따른 발색 기판은 스테인레스 기재 상에 글래스층, 금속층 및 탑코팅층이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있고, 이러한 적층 구조는 스테인레스 기재의 일면 또는 양면에 형성될 수 있다.

상기 발색 기판은 표면 경도가 높은 스테인레스 기재 상에 글래스층 및 금속층을 순차적으로 형성함으로써 글래스층과 금속층의 두께에 따라 높은 발색력으로 균일하게 다양한 색상을 구현할 수 있고, 표면 색상의 변색 없이 기판의 내마모성과 내식성을 향상시킬 수 있다.

하나의 예로서, 본 발명에 따른 발색 기판은 내마모성 평가 시, 평균 직경 6±0.1 ㎜을 갖는 볼을 이용하여 5±0.1N의 하중, 1 Hz의 속도로 탑코팅층 표면을 1회 긁는 경우 표면에 발색되는 긁힘(scratch)의 평균 깊이가 3㎛ 이하이고, 평균 너비가 0.1㎜ 이하일 수 있다. 구체적으로 긁힘의 평균 깊이는 3㎛ 이하, 2.5㎛ 이하, 2㎛ 이하, 1.5㎛ 이하, 1㎛ 이하, 0.9㎛ 이하, 0.8㎛ 이하, 0.7㎛ 이하, 0.6㎛ 이하, 0.5㎛ 이하, 0.4㎛ 이하, 0.3㎛ 이하, 0.2㎛ 이하, 0.1㎛ 이하, 0.05㎛ 이하, 0.01㎛ 이하 또는 0.01㎛ 내지 1㎛일 수 있고, 평균 너비는 0.075㎜ 이하, 0.05㎜ 이하, 0.025㎜ 이하, 또는 0.01㎜ 이하일 수 있다. 또한, 상기 발색 기판은 평균 직경 6±0.1 ㎜을 갖는 볼을 이용하여 20±0.1N의 하중, 1 Hz의 속도로 탑코팅층 표면을 1회 긁는 경우 표면에 발색되는 긁힘(scratch)의 평균 깊이가 5㎛ 이하이고, 평균 너비가 0.3㎜ 이하일 수 있고, 보다 구체적으로는 평균 깊이가 4㎛ 이하 또는 3.5㎛ 이하이고, 평균 너비가 0.25㎜ 이하 또는 0.2㎜ 이하일 수 있다.

이때, 상기 스테인레스 기재의 표면 경도는 비커스 경도 500g 기준으로 110Hv 이상일 수 있고, 구체적으로는 비커스 경도 500g 기준으로 120Hv 이상, 130Hv 이상, 140Hv 이상, 150Hv 이상, 180Hv 이상, 120Hv 내지 500Hv, 120Hv 내지 400Hv, 120Hv 내지 350Hv, 120Hv 내지 300Hv, 120Hv 내지 250Hv, 120Hv 내지 220Hv, 120Hv 내지 180Hv, 150Hv 내지 200Hv, 150Hv 내지 250Hv, 150Hv 내지 300Hv, 180Hv 내지 200Hv, 180Hv 내지 220Hv, 180Hv 내지 250Hv, 180Hv 내지 300Hv, 180Hv, 350Hv, 180Hv 내지 400Hv, 180Hv 내지 450Hv, 200Hv 내지 300Hv, 200Hv 내지 350Hv, 200Hv 내지 400Hv, 220Hv 내지 300Hv, 220Hv 내지 350Hv, 220Hv 내지 400Hv, 230Hv 내지 300Hv 내지 350Hv, 300Hv 내지 400Hv, 350Hv 내지 450Hv 또는 220Hv 내지 250Hv일 수 있다. 본 발명은 금속 기재인 스테인레스 기재의 표면 경도를 상기 범위로 제어함으로써 기재 표면에 적층되는 글래스층, 금속층 및 탑코팅층의 표면 경도를 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 발색 기판의 내마모성을 개선할 수 있다.

다른 하나의 예로서 본 발명에 따른 발색 기판은 내식성 평가 시 전체 면적에 대한 부식된 면적의 비율이 5% 이하, 구체적으로는 4% 이하, 3% 이하, 2% 이하 또는 1% 이하일 수 있고, 경우에 따라서는 부식이 진행되지 않아 부식된 면적의 비율이 0%에 가까울 수 있다. 본 발명은 염수분무 시험법(SST, Salt Spray Tester)을 이용하여 발색 기판에 35℃, 5 중량%의 염수를 고르게 분사한 후 35℃에서 72시간 동안 방치하면서 24시간 간격으로 표면을 육안으로 평가하였다. 그 결과, 상기 기판은 염수 분무 이후 72시간 동안 방치되어도 부식이 방지되어 부식되거나 표면 색상이 변색된 면적이 전체 면적의 5% 미만인 것으로 확인되었다. 이는, 발색 기판의 최외각에 형성된 탑코팅층이 발색 기판의 내식성을 향상시켜 염수 부식에 대한 내성이 개선됨을 의미하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 발색 기판(100)의 구조를 나타낸 단면도이다. 이하, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 발색 기판(100)의 각 구성성분을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 상기 스테인레스 기재(101)는 기판의 베이스로서 전기전자 제품소재 분야에서 프레임으로 사용될 수 있고, 철(Fe)을 주성분으로 포함하는 기재라면 특별히 제한되지 않는다. 여기서, "주성분으로 한다"란 기재 전체 중량에 대하여 90 중량부 이상, 95 중량부 이상, 96 중량부 이상, 97 중량부 이상, 98 중량부 이상 또는 99 중량부 이상 포함되는 것을 의미한다. 상기 스테인레스 기재(101)로는 예를 들어, 스테인레스 스틸(STS)이나 스테인레스 합금 등일 수 있고, 발색 기판(100)의 발색 처리 이전 상태로서 기판의 기본 골격 및 물성을 결정하는 역할을 수행할 수 있다.

또한, 상기 스테인레스 기재(101)는 높은 표면 경도를 가질 수 있다. 본 발명은 표면 경도가 높은 스테인레스 기재(101)를 금속 기재로 포함함으로써 종래 마그네슘(표면경도: 비커스 경도 500 g 기준 50~60Hv)과 같은 연질 금속을 사용한 경우와 비교하여 금속 기재 표면에 적층되는 박막의 경도를 현저히 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 발색 기판의 내마모성이 개선할 수 있다.

이때, 상기 스테인레스 기재(101)의 표면 경도는 비커스 경도 500g 기준으로 120Hv 이상, 130Hv 이상, 140Hv 이상, 150Hv 이상, 180Hv 이상, 120Hv 내지 500Hv, 120Hv 내지 400Hv, 120Hv 내지 350Hv, 120Hv 내지 300Hv, 120Hv 내지 250Hv, 120Hv 내지 220Hv, 120Hv 내지 180Hv, 150Hv 내지 200Hv, 150Hv 내지 250Hv, 150Hv 내지 300Hv, 180Hv 내지 200Hv, 180Hv 내지 220Hv, 180Hv 내지 250Hv, 180Hv 내지 300Hv, 180Hv, 350Hv, 180Hv 내지 400Hv, 180Hv 내지 450Hv, 200Hv 내지 300Hv, 200Hv 내지 350Hv, 200Hv 내지 400Hv, 220Hv 내지 300Hv, 220Hv 내지 350Hv, 220Hv 내지 400Hv, 230Hv 내지 300Hv 내지 350Hv, 300Hv 내지 400Hv, 350Hv 내지 450Hv 또는 220Hv 내지 250Hv일 수 있다. 스테인레스 기재(101)의 표면 경도는 스테인레스 조성에 따라 제어할 수 있으며, 경우에 따라서는 글래스층 형성 이전에 표면 처리를 수행하여 적절하게 조절할 수도 있다.

다음으로, 상기 글래스층(102)은 스테인레스 기재(101) 상에 입사되는 광의 성질을 변화시켜 그 평균 두께에 따라 다양한 색상(hue)을 균일하게 구현하는 역할을 수행한다.

이때, 상기 글래스층(102)은 높은 굴절률을 갖는 투명 글래스층으로 금속 화합물을 포함하는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 글래스층(102)은 산화규소(SiO₂), 산화티타늄(TiO₂), 산화알루미늄(Al₂O₃), 산화지르코늄(ZrO₂), 질화티타늄(TiN), 질화알루미늄(AlN) 및 질화규소(SiN)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속 화합물을 포함하는 투명 글래스층일 수 있다.

또한, 상기 글래스층(102)은 특정 두께를 가짐으로써 글래스층(102) 상에 형성되는 금속층(103)과 함께 입사광의 간섭을 유도하여 금속 고유의 질감을 유지하면서 의도한 색상(hue)을 표면에 균일하게 구현할 수 있다. 여기서, 상기 글래스층(102)의 평균 두께는 10 ㎚ 내지 400 ㎚일 수 있으며, 구체적으로는 10 ㎚ 내지 350 ㎚, 10 ㎚ 내지 300 ㎚, 10 ㎚ 내지 250 ㎚, 10 ㎚ 내지 200 ㎚, 10 ㎚ 내지 150 ㎚, 10 ㎚ 내지 100 ㎚, 10 ㎚ 내지 50 ㎚, 50 ㎚ 내지 350 ㎚, 100 ㎚ 내지 350 ㎚, 150 ㎚ 내지 350 ㎚, 200 ㎚ 내지 400 ㎚, 250 ㎚ 내지 350 ㎚, 300 ㎚ 내지 350 ㎚, 300 ㎚ 내지 400 ㎚, 100 ㎚ 내지 200 ㎚, 200 ㎚ 내지 300 ㎚, 10 ㎚ 내지 90 ㎚, 30 ㎚ 내지 90 ㎚, 50 ㎚ 내지 90 ㎚, 100 ㎚ 내지 150 ㎚, 150 ㎚ 내지 200 ㎚, 220 ㎚ 내지 290 ㎚, 230 ㎚ 내지 270 ㎚, 190 ㎚ 내지 210 ㎚, 130 ㎚ 내지 170 ㎚, 110 ㎚ 내지 140 ㎚, 210 ㎚ 내지 230 ㎚, 60 ㎚ 내지 80 ㎚ 또는 60 ㎚ 내지 90 ㎚일 수 있다.

다음으로, 금속층(103)은 글래스층(102) 상에 위치하여 글래스층(102)에 의해 구현된 색상(hue)을 조율(tunning)하는 기능을 수행할 수 있다. 구체적으로, 상기 금속층(103)은 글래스층에 의해 간섭된 입사광을 시프트(shift)시킴으로써 박막에 의해 구현되는 색상(hue)을 변화시킴과 동시에 구현된 색상의 발색력을 강화시킬 수 있다. 예를 들어, 표면에 산화규소(SiO₂)를 포함하는 글래스층(102)을 80±2㎚의 평균 두께로 형성한 스테인레스 기재(101)를 2개 준비하고, 글래스층(102) 상에 금속층(103)을 형성하되 금속층(103)의 평균 두께를 각각 10±2㎚ 및 15±2㎚로 조절하는 경우, 도 2에 나타낸 바와 같이 금속층(103)의 평균 두께가 10±2㎚인 기재는 청색(blue)이 강하게 발색되는 반면 금속층(103)의 평균 두께가 15±2㎚인 기재는 황색(yellow)이 강하게 발색될 수 있다. 이는 금속층(103)의 평균 두께에 따라 글래스층(102)에 의해 유도되는 발색 색상(hue)이 변화됨을 의미하는 것이다.

아울러, 발색 기판(100)의 내마모성 및 내식성을 향상시키기 위해 탑코팅층(104)을 최외각에 도입 시 발생되는 입사광의 추가 간섭을 최소화함으로써 표면에 구현된 색상(hue)이 변색되는 것을 방지할 수 있다.

하나의 예로서, 스테인레스 기재 상에 평균 두께가 170±2㎚인 글래스층과 동일 성분을 포함하고 평균 두께가 500±2㎚인 탑코팅층을 포함하되 이들 사이에 일정 두께의 금속층을 도입하는 경우 표면에는 선명한 황색(clear yellow)이 구현된다. 그러나, 금속층을 도입하지 않는 경우 발색 기판의 표면에는 탁한 분홍색(unclear pink)이 구현된다. 이는 글래스층 상에 금속층을 포함하는 경우 최외각층에 탑코팅층을 포함하더라도 금속층이 탑코팅층으로 인한 입사광의 추가 간섭을 최소화시킴으로써 표면에 구현된 색상(hue)의 변화가 현저히 적으나, 금속층을 포함하지 않는 경우 탑코팅층으로 인한 입사광의 간섭이 발생되어 표면에 구현된 색상(hue)이 선명도 및/또는 발색력 등이 낮은 다른 계열의 색상(hue)으로 변색됨을 의미한다.

여기서, 상기 금속층(103)은 글래스층(102)에 의해 구현되는 색상(hue)을 조율할 수 있고, 탑코팅층(104)으로 인한 발색광의 파장 이동(shift)을 최소화할 수 있는 두께로 적용될 수 있다. 구체적으로, 상기 상기 금속층(103)의 평균 두께는 5 ㎚ 내지 50 ㎚일 수 있으며, 보다 구체적으로는 5 ㎚ 내지 40 ㎚; 5 ㎚ 내지 30 ㎚; 5 ㎚ 내지 20 ㎚; 5 ㎚ 내지 10 ㎚; 10 ㎚ 내지 20 ㎚; 20 ㎚ 내지 30 ㎚; 15 ㎚ 내지 18 ㎚; 8 ㎚ 내지 12 ㎚; 11 ㎚ 내지 16 ㎚; 25 ㎚ 내지 50 ㎚; 15 ㎚ 내지 18 ㎚; 18 ㎚ 내지 25 ㎚; 19 ㎚ 내지 22 ㎚; 20 ㎚ 내지 23 ㎚; 또는 9 내지 23 ㎚일 수 있다. 본 발명은 금속층(103)의 평균 두께를 상기 범위로 조절함으로써 발색 기판(100)의 발색력을 향상시킬 수 있으므로 발색력 향상을 위해 두께가 400㎚를 초과하는 글래스층(102)이 요구되지 않고 (발색 기판의 '박형화' 가능), 금속층(103)의 광투과도가 저하하는 것을 방지할 수 있으며, 최외각에 형성되는 탑코팅층(104)으로 인한 입사광의 추가 간섭을 최소화하여 표면에 구현된 색상의 변화를 최소화할 수 있다.

또한, 상기 금속층(103)은 글래스층(102)에 의해 구현된 색상(hue)을 강화시킬 수 있고, 탑코팅층(104)으로 인해 발생되는 입사광의 추가 간섭을 최소화하여 표면에 구현된 색상(hue)이 유지할 수 있는 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속층(103)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 금(Au), 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 망간(Mn), 지르코늄(Zr), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 코발트(Co), 카드뮴(Cd), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속을 포함할 수 있다. 하나의 예로서, 상기 금속층(103)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 크롬(Cr) 또는 티타늄(Ti)을 포함할 수 있다.

마지막으로, 탑코팅층은 금속층 상에 형성되어 발색 기판의 내마모성은 물론 내식성을 향상시키는 기능을 갖는다.

이때, 상기 탑코트는 금속, 금속 산화물 또는 금속 수산화물로 이루어진 표면을 코팅할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않고 적용될 수 있다. 하나의 예로서, 상기 탑코트는 산화규소(SiO₂), 산화티타늄(TiO₂), 산화알루미늄(Al₂O₃), 산화지르코늄(ZrO₂), 질화티타늄(TiN), 질화알루미늄(AlN) 및 질화규소(SiN)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물이 증착되어 형성되는 투명 박막일 수 있다.

또한 상기 탑코트의 평균 두께는 50㎚ 내지 2㎛일 수 있으며, 구체적으로는 50㎚ 내지 1.5㎛, 50㎚ 내지 1㎛, 100㎚ 내지 2㎛, 100㎚ 내지 1.5㎛, 150㎚ 내지 1㎛, 200㎚ 내지 1㎛, 400㎚ 내지 1㎛, 500㎚ 내지 1㎛, 500㎚ 내지 2㎛, 750㎚ 내지 1㎛, 750㎚ 내지 2㎛, 1㎛ 내지 2㎛, 1㎛ 내지 1.5㎛, 50㎚ 내지 900㎚, 50㎚ 내지 750㎚, 50㎚ 내지 500㎚, 50㎚ 내지 300㎚, 50㎚ 내지 150㎚, 100㎚ 내지 500㎚, 200㎚ 내지 600㎚, 500㎚ 내지 900㎚, 또는 80㎚ 내지 120㎚일 수 있다. 본 발명은 탑코팅층의 평균 두께를 상기 두께로 조절함으로서 금속 고유의 질감이 저감되는 것을 방지할 수 있고, 발색 기판의 내식성 및 내마모성을 현저히 향상시킬 수 있다.

스테인레스 기판의 발색방법

또한, 본 발명은 일실시예에서,

스테인레스 기재 상에 글래스층을 형성하는 단계;

형성된 글래스층 상에 금속층을 형성하는 단계; 및

형성된 금속층 상에 탑코팅층을 형성하는 단계를 포함하고,

본 발명에 따른 기판의 발색방법은 스테인레스 기재 상에 글래스층, 금속층 및 탑코팅층을 순차적으로 적층하는 단계를 포함한다.

이때, 스테인레스 기재 상에 형성되는 글래스층, 금속층 및 탑코팅층을 형성하는 단계는 당업계에서 금속 화합물 내지는 금속의 증착 시 통상적으로 사용되고 있는 방법이라면 특별히 제한되지 않고 적용될 수 있다. 구체적으로, 글래스층, 금속층 및 탑코팅층을 형성하는 단계는, 화학적 증기 증착(CVD), 물리적 증기 증착(PVD), 원자층 증착(ALD) 등의 증착법에 의해 수행될 수 있다.

하나의 예로서, 상기 글래스층이나 탑코팅층은 화학적 증기 증착(CVD)의 일종인 플라즈마 화학 증기 증착(PECVD)이나, 대기압 플라즈마 등에 의해 수행될 수 있고, 금속층은 물리적 증기 증착(PVD)의 일종인 스퍼터링 등에 의해 수행될 수 있다. 상기 증기 증착들은 표면에 균일하게 박막을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 증착 시간에 따라 증착되는 박막의 평균 두께를 용이하게 조절할 수 있는 이점이 있다.

상기 증기 증착의 수행온도는 형성되는 각 층이 균일하게 형성될 수 있는 온도일 수 있으며, 구체적으로는 20 내지 1,500℃일 수 있고, 보다 구체적으로는 20 내지 1,400℃, 20 내지 1,300℃, 20 내지 1,200℃, 20 내지 1,100℃, 20 내지 1,000℃, 20 내지 900℃, 20 내지 750℃, 20 내지 500℃, 300 내지 600℃, 400 내지 800℃, 500 내지 1,000℃, 750 내지 1,500℃, 750 내지 1,000℃, 800 내지 1,100℃, 900 내지 1,500℃, 1,000 내지 1,500℃, 20 내지 40℃, 20 내지 60℃, 20 내지 100℃, 20 내지 200℃, 100 내지 200℃, 100 내지 300℃, 200 내지 500℃ 또는 200 내지 400℃일 수 있다.

또한, 증기 증착의 수행속도는 0.5 ㎚/min 내지 1,500 ㎚/min일 수 있으며, 구체적으로는 0.5 ㎚/min 내지 10 ㎚/min; 10 ㎚/min 내지 100 ㎚/min; 50 ㎚/min 내지 150 ㎚/min; 100 ㎚/min 내지 500 ㎚/min; 400 ㎚/min 내지 600 ㎚/min; 500 ㎚/min 내지 1000 ㎚/min; 750 ㎚/min 내지 1000 ㎚/min; 또는 900 ㎚/min 내지 1500 ㎚/min일 수 있다. 본 발명은 증착 시 온도와 증착속도를 상기 범위로 조절함으로써 증착되는 각 층의 밀도를 최적화하여 금속 고유의 질감 및 광택의 저하 없이 다양한 색상을 구현할 수 있고, 각 층간 밀착력을 증가시킬 수 있다.

나아가, 금속층을 증착하는 시간은 5초 내지 500초일 수 있고, 구체적으로는 5초 내지 400초, 5초 내지 300초, 5초 내지 200초, 5초 내지 100초, 5초 내지 60초, 5초 내지 25초, 5초 내지 15초, 10초 내지 60초, 50초 내지 120초, 100초 내지 200초, 150초 내지 300초, 200초 내지 400초 또는 5초 내지 35초일 수 있다. 본 발명은 금속층의 증착시간을 상기 범위로 조절함으로써 금속층의 평균 두께를 적절히 제어할 수 있다.

하나의 예로서, 연속적으로 20±5℃ 온도 하에서 RF/DC 스퍼터링을 20±2초 동안 수행하여 금속층을 형성하는 경우 금속층의 평균 두께는 10±2㎚일 수 있고, 30±2초 동안 수행하여 금속층을 형성하는 경우 금속층의 평균 두께는 15±2㎚일 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 기판의 발색방법은 글래스층을 형성하는 단계 이전에, 스테인레스 기재 표면을 전처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이때, 스테인레스 기재 표면을 전처리하는 단계는, 스테인레스 기재를 수산화 용액에 침지하기 이전에 표면을 알칼리 세정액으로 처리하여 표면에 잔류하는 오염 물질을 제거하거나, 연마를 수행하는 단계이다. 상기 알칼리 세정액으로는 금속, 금속 산화물 또는 금속 수산화물의 표면을 세정을 위하여 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면, 특별히 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 연마는 버핑(buffing), 폴리싱(polishing), 블라스팅(blasting) 또는 전해연마 등에 의해 수행될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 본 단계에서는 스테인레스 기재 표면에 존재하는 오염 물질이나 스케일 등을 제거할 수 있을 뿐만 아니라 표면의 표면에너지 및/또는 표면상태 구체적으로 표면의 미세 구조 변화를 통하여 글래스층 형성속도를 제어할 수 있다.

또한, 경우에 따라서 상기 전처리하는 단계는 스테인레스의 표면 강도를 높이기 위한 표면처리를 수행하는 단계일 수 있다. 스테인레스의 표면 강도를 높일 수 있는 표면처리 공정으로서는 예를 들어, 500℃의 고온에서 수행되는 질화처리 등을 들 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 이러한 공정들은 당업계에서 통상적으로 적용되는 공정 방식으로 수행될 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 보다 상세히 설명한다.

단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 내지 5.

가로 6 cm × 세로 3 cm × 0.4 T의 스테인레스(STS, 표면 경도: 270±5Hv)를 준비하고, 준비된 기재를 건식 증착기에 고정시킨 후, 300±5℃ 온도 하에서 화학적 증기 증착(CVD)을 수행하여 산화규소(SiO₂)를 증착시켰다. 그런 다음, 연속적으로 20±5℃ 온도 하에서 RF/DC 스퍼터링을 수행하여 금속층을 증착시키고, 다시 300±5℃ 온도 하에서 화학적 증기 증착(CVD)을 수행하여 산화규소(SiO₂)를 증착시켜 발색 기판을 얻었다. 이때, 각 층의 두께와 금속층의 종류는 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.

	글래스층 두께	금속층		탑코팅층 두께
	글래스층 두께	종류	증착시간	탑코팅층 두께
실시예 1	80±2㎚	크롬(Cr)	20±2초	1,000±2㎚
실시예 2	80±2㎚	크롬(Cr)	30±2초	1,000±2㎚
실시예 3	150±2㎚	크롬(Cr)	30±2초	1,000±2㎚
실시예 4	80±2㎚	티타늄(Ti)	30±2초	1,000±2㎚
실시예 5	170±2㎚	알루미늄(Al)	30±2초	1,000±2㎚

비교예 1 내지 4.

가로 6 cm × 세로 3 cm × 0.4 T의 스테인레스(STS, 표면 경도: 270±5Hv)를 준비하고, 준비된 기재를 건식 증착기에 고정시킨 후, 300±5℃ 온도 하에서 화학적 증기 증착(CVD)을 수행하여 산화규소(SiO₂)를 증착시켰다. 그런 다음, 연속적으로 20±5℃ 온도 하에서 RF/DC 스퍼터링을 수행하여 금속층을 증착시켜 발색 기판을 얻었다. 이때, 각 층의 두께와 금속층의 종류는 하기 표 2에 나타낸 바와 같다.

	글래스층 두께	금속층		탑코팅층 두께
	글래스층 두께	종류	증착시간	탑코팅층 두께
비교예 1	80±2㎚	-	-	-
비교예 2	150±2㎚	크롬(Cr)	30±2초	-
비교예 3	80±2㎚	티타늄(Ti)	30±2초	-
비교예 4	170±2㎚	-	-	1,000±2㎚

비교예 5.

표면 경도가 150±5Hv인 스테인레스(STS)를 사용한 것을 제외하고는 비교예 2와 동일한 방법으로 수행하여 발색 기판을 얻었다.

실험예 1.

본 발명에 따른 발색 기판의 표면 발색을 확인하기 위하여 실시예 1, 2 및 5와 비교예 1 및 4에서 얻은 발색 기판의 표면을 육안으로 평가하였으며, 일부 결과를 도 2에 나타내었다.

또한, 실시예 1 및 2와 비교예 1에서 얻은 발색 기판과 무처리 스테인레스 기판을 대상으로 각 표면에 존재하는 임의의 3지점, A 내지 C를 선정하고, 선정된 지점에 대하여 CIE 색 공간에서의 색좌표(D65)를 측정하여 평균 색좌표 편차를 구하였다. 이때, 색좌표 편차(ΔE*)는 하기 수학식 1을 이용하여 도출하였으며, 발색된 기판의 색상 균일도를 나타내는 각 기판의 색좌표 편차(ΔE*)는 표 3에 나타내었다.

[수학식 1]

	3점	L*	a*	b*	ΔL*	Δa*	Δb*	ΔE*
실시예 1	A	29.61	6.02	-42.34	-	-	-	-
	B	29.02	6.22	-42.03	0.59	0.2	0.31	0.70
	C	29.86	6.22	-41.72	0.25	0.2	0.62	0.70
	평균	29.16	6.15	-42.03	0.42	0.2	0.47	0.67
실시예 2	A	64.29	3.69	48.74	-	-	-	-
	B	64.44	3.65	49.07	0.15	0.04	0.33	0.36
	C	64.82	3.52	49.67	0.53	0.17	0.93	1.08
	평균	64.63	3.59	49.37	0.34	0.10	0.63	0.72
비교예 1	A	74.86	-1.79	-8.11	-	-	-	-
	B	74.61	-1.7	-8.16	0.25	0.09	0.05	0.27
	C	74.39	-1.61	-8.2	0.47	0.18	0.09	0.51
	평균	74.62	-1.7	-8.16	0.36	0.14	0.07	0.39
무처리	A	76.29	-0.77	5.17	-	-	-	-
	B	76.24	-0.74	5.32	0.05	0.03	-0.15	0.16
	C	76.11	-0.76	5.28	0.18	0.01	-0.11	0.21
	평균	76.21	-0.76	5.26	0.115	0.02	-0.13	0.18

도 2와 상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 발색 기판은 금속 질감 및 광택을 유지하면서 표면에 색상이 높은 발색력으로 균일하게 구현되는 것을 알 수 있다.

구체적으로, 도 2를 살펴보면, 실시예 1 및 2에서 얻은 발색 기판에 구현되는 색상은 금속층의 평균 두께에 따라 청색, 황색 등 다양한 색상이 구현되고, 비교예 1의 발색 기판과 비교하여 선명한 것으로 확인되었다.

또한, 표 3에 나타낸 바와 같이 실시예 1 및 2의 발색 기판은 시편 상에 존재하는 임의의 3 지점에 대한 색좌표 편차가 0.25≤ΔL*<0.45, 0.05<Δa*<0.25, 및 0.45<Δb*<0.65인 것으로 나타내고, 0.6<ΔE*<0.75의 색좌표 편차를 나타내어 표면에 구현된 색상 간의 편차가 작은 것으로 확인되었다.

이러한 결과는 본 발명에 따른 발색 기판은 글래스층 상에 형성되는 금속층의 두께에 따라 다양한 색상이 균일하게 구현되며, 금속층을 포함하여 발색력이 우수한 것을 나타낸다.

나아가, 실시예 5에서 얻은 발색 기판은 표면에는 선명한 황색(clear yellow)이 구현되는 것을 육안으로 확인되었다. 이에 반해, 글래스층과 탑코팅층의 성분 및 평균 두께가 동일하나 금속층을 포함하지 않는 비교예 4의 발색 기판은 선명한 황색(clear yellow)이 아닌 탁한 분홍색(unclear pink)이 구현되는 것으로 나타났다.

이는 글래스층 상에 금속층을 포함하는 경우 최외각층에 탑코팅층을 포함하더라도 금속층이 탑코팅층으로 인한 입사광의 추가 간섭을 최소화시킴으로써 표면에 구현된 색상(hue)의 변화가 현저히 적으나, 금속층을 포함하지 않는 경우 탑코팅층으로 인한 입사광의 간섭이 발생되어 표면에 구현된 색상(hue)이 선명도 및/또는 발색력 등이 낮은 다른 계열의 색상(hue)으로 변색됨을 의미한다.

실험예 2.

본 발명에 따른 발색 기판의 신뢰성을 평가하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.

가. 염수분무 시험(SST, Salt Spray Test)

염수분무 시험기를 이용하여 35에서 실시예 4와 비교예 3에서 얻은 발색 기판을 5 중량%의 염수를 고르게 분사하고, 염수 분무 72시간이 경과 후 염수 부식으로 인한 변색 정도를 육안으로 확인하였다. 그 결과는 도 4에 나타내었다.

그 결과, 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 발색 기판은 금속 산화물을 포함하는 탑코팅층을 최외각에 포함함으로써 우수한 내식성을 갖는 것을 알 수 있다.

구체적으로, 최외각에 금속 산화물을 포함하는 탑코팅층을 포함하는 실시예 4의 발색 기판은 염수 분무 전후의 변색이 발생되지 않아 변색 면적이 전체 면적의 1% 미만인 것이 육안으로 확인되었다. 그러나, 탑코팅층을 포함하지 않는 비교예 3의 발색 기판은 염수로 인해 부식이 발생되어 전체 면적의 약 10 내지 30%가 변색된 것을 확인되었다.

나. 박막의 내마모성 시험

볼 온 플레이트(ball on plate) 형태의 마찰계수 측정기(tribometer)를 이용하여 실시예 3과 비교예 2 및 5의 발색 기판 표면에 각각 긁힘(scratch)을 발생시킨 후 표면에 발생된 긁힘(scratch)의 평균 너비와 평균 깊이를 측정하였다. 이때, 상기 긁힘(scratch)은 발색 기판의 표면을 5N, 10N 또는 20N의 하중을 갖는 볼(ball, 직경: 6±0.1 mm)을 이용하여 20±2℃에서 1 hz(≒1회/1초)의 속도로 수행되었으며, 1회 긁는 것을 원칙으로 하였다. 이러한 일련의 과정을 5개의 발색 기판에 반복 수행하여 평균값을 도출하였으며, 측정된 긁힘(scratch)의 평균 너비와 깊이를 표 4 및 도 5 내지 9에 나타내었다.

	금속 기재의 표면 경도	하중	평균 깊이	평균 너비
실시예 3	270±5Hv	5N	≒ 0㎛	≒ 0㎜
실시예 3		10N	≒ 0㎛	≒ 0㎜
실시예 3		20N	≒ 3.3±0.1㎛	≒ 0.19±0.05㎜
비교예 2	270±5Hv	5N	≒ 3±0.1㎛	≒ 0.13±0.05㎜
비교예 5	150±5Hv	5N	≒ 6.6±0.1㎛	≒ 0.36±0.05㎜

표 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 발색 기판은 표면 경도가 높은 스테인레스 기재를 포함하여 내마모성이 우수한 것을 알 수 있다.

구체적으로, 도 5 및 8을 살펴보면, 5N의 하중에서 긁힘을 발생시키는 경우 표면에 탑코팅층을 포함하는 실시예 3의 발색 기판은 내마모성이 향상되어 긁힘이 발생되지 않으므로 긁힘의 평균 깊이 및 너비가 각각 0±0.1㎛ 및 0±0.1㎜에 가까운 것으로 나타났다. 반면, 탑코팅층을 포함하지 않는 비교예 2는 표면에 뚜렷한 긁힘이 발생했으며, 이때 긁힘의 평균 깊이 및 너비는 각각 3±0.1㎛ 및 0.13±0.1㎜인 것으로 나타났다. 이러한 결과는 탑코팅층이 발색 기판의 내마모성을 개선하는 역할을 수행함을 나타냅니다.

또한, 도 8 및 9를 살펴보면, 비교예 2와 5의 발색 기판을 비교해보면, 두 발색 기판은 탑코팅층을 포함하지 않아 뚜렷한 긁힘 발생되나 표면 경도가 낮은 스테인레스 기재를 포함하는 비교예 5의 경우 긁힘의 평균 깊이 및 너비가 각각 6.6±0.1㎛ 및 0.36±0.1㎜로 비교예 2의 발색 기판보다 긁힘 보다 강하게 발생된 것으로 나타났다. 이는 베이스 기재인 스테인레스 기재의 표면 경도를 증가시키는 경우 표면에 형성되는 최외각층의 표면 경도도 함께 증가되고 이에 따라 발색 기판의 내마모성도 향상됨을 의미하는 것이다.

이러한 결과로부터, 본 발명에 따른 발색 기판은 탑코팅층과 함께 표면 경도가 높은 스테인레스 기재를 포함하여 내마모성이 현저히 우수함을 알 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 발색 기판은 표면 경도가 높은 스테인레스 기재 상에 얇은 두께의 글래스층, 금속층 및 탑코팅층을 순차적으로 적층시킴으로써 스테인레스 기재의 고유 질감 및 광택을 유지하면서 표면에 다양한 색상을 높은 발색력으로 균일하게 구현할 수 있고, 동시에 표면에 구현된 색상의 변색 없이 우수한 내마모성 및 내식성을 나타내는 이점이 있다. 또한, 상기 발색 기판은 종래 발색 기판과 대비하여 박형화가 용이하므로 금속 소재가 사용되는 건축 외장재, 자동차 인테리어, 특히 모바일 제품 프레임 등의 전기전자 부품소재 분야에서 유용하게 사용될 수 있다.

100: 발색 기판
101: 스테인레스 기재
102: 글래스층
103: 금속층
104: 탑코팅층

Claims

스테인레스 기재, 글래스층, 금속층 및 탑코팅층이 순차적으로 적층된 구조를 갖고;
상기 금속층은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 금(Au), 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 망간(Mn), 지르코늄(Zr), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 코발트(Co), 카드뮴(Cd), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속 또는 그 이온을 포함하며,
상기 스테인레스 기재의 표면 경도는 비커스 경도 500g 기준으로 110Hv 이상인 것을 특징으로 하는 발색 기판.
제1항에 있어서,
발색 기판은, 내마모성 평가 시, 평균 직경 6±0.1 ㎜을 갖는 볼을 이용하여 5±0.1N의 하중, 1 Hz의 속도로 탑코팅층 표면을 1회 긁는 경우 표면에 발색되는 긁힘(scratch)의 평균 너비가 0.1㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 발색 기판.
제1항에 있어서,
35, 5 중량%의 염수에 대한 염수분무 시험 시 부식 면적이 전체 면적의 5% 이하인 발색 기판.
제1항에 있어서,
금속층의 평균 두께는 5㎚ 내지 50㎚인 것을 특징으로 하는 발색 기판.
제1항에 있어서,
글래스층의 평균 두께는 5㎚ 내지 400㎚인 것을 특징으로 하는 발색 기판.
제1항에 있어서,
글래스층은 산화규소(SiO₂), 산화티타늄(TiO₂), 산화알루미늄(Al₂O₃), 산화지르코늄(ZrO₂), 질화티타늄(TiN), 질화알루미늄(AlN) 및 질화규소(SiN)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 발색 기판.
제1항에 있어서,
탑코팅층은 산화규소(SiO₂), 산화티타늄(TiO₂), 산화알루미늄(Al₂O₃), 산화지르코늄(ZrO₂), 질화티타늄(TiN), 질화알루미늄(AlN) 및 질화규소(SiN)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 발색 기판.
제1항에 있어서,
탑코팅층의 평균 두께는 50㎚ 내지 2㎛인 발색 기판.
스테인레스 기재 상에 글래스층을 형성하는 단계;
형성된 글래스층 상에 금속층을 형성하는 단계; 및
형성된 금속층 상에 탑코팅층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 상기 금속층은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 금(Au), 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 망간(Mn), 지르코늄(Zr), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 코발트(Co), 카드뮴(Cd), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속 또는 그 이온을 포함하며,
상기 스테인레스 기재의 표면 경도는 비커스 경도 500g 기준으로 110Hv 이상인 것을 특징으로 하는 기판의 발색방법.
제9항에 있어서,
글래스층 및 금속층은 각각 화학적 증기 증착(CVD), 물리적 증기 증착(PVD) 또는 원자층 증착(ALD)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 기판의 발색방법.
제10항에 있어서,
증기 증착은 20℃ 내지 1,500℃에서 0.5 ㎚/min 내지 1,500 ㎚/min의 속도로 수행되는 기판의 발색방법.
제10항에 있어서,
글래스층을 형성하는 단계 이전에, 스테인레스 기재 표면을 전처리하는 단계를 더 포함하는 기판의 발색방법.