KR20200063425A - 금속 광택을 포함한 색상을 갖는 금속 기판재의 제조방법 및 이에 의해 제조된 금속 기판재 - Google Patents

금속 광택을 포함한 색상을 갖는 금속 기판재의 제조방법 및 이에 의해 제조된 금속 기판재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속광택을 포함한 색상을 갖는 금속 기판재의 제조방법 및 이에 의해 제조된 금속 기판재를 제공한다. 구체적으로, 표면에 복수개의 요철들 이 서로 이격하여 배치된 텍스처 구조를 갖는 금속 기판 모재를 준비하여 상기 복수개의 요철들 사이의 이격공간에 안료혼합용액을 코팅하여 안료코팅층을 형성함으로써, 간소화된 공정을 통해 금속광택을 포함하는 다양한 색상을 용이하게 구현할 수 있고, 장기간 사용시에도 금속광택 및 색상 구현력을 그대로 유지할 수 있는, 내구성이 우수한 금속 기판재와 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

금속 광택을 포함한 색상을 갖는 금속 기판재의 제조방법 및 이에 의해 제조된 금속 기판재{METHOD OF FABRICATING METAL SUBSTRATE WITH COLOR COMPRISING METALIC LUSTER AND THE METAL SUBSTRATE THEREBY}
본 발명은 금속 광택을 포함한 색상을 갖는 금속 기판재의 제조방법 및 이에 의해 제조된 금속 기판재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표면에 복수개의 요철들이 서로 이격하여 배치된 텍스처 구조를 갖는 금속 기판 모재를 준비하여 상기 복수개의 요철들 사이의 이격공간에 안료코팅층을 형성함으로써, 금속광택을 포함하는 원하는 색상을 용이하게 구현할 수 있는 금속 기판재의 제조방법 및 이에 의해 제조된 금속 기판재에 관한 것이다.
산업의 발달과 함께 금속 고유의 특성을 가지면서 심미성을 높일 수 있는 컬러를 갖는 소재 및 제품 표면 처리에 대한 수요가 증가하고 있다. 일반적으로 금속 소재에 컬러 색상을 구현하기 위한 방법으로는, 주로 금속 소재의 표면에 원하는 색상을 구현할 수 있는 안료 및 무기안료를 코팅하는 도장방법이나, 물리적증착법(PVD) 등이 사용되고 있다.
구체적으로 예를 들어, 알루미늄 플레이크(Al flake)를 도료에 분산시켜 고광택효과를 구현하는 기술은 고급자동차의 도장재와 TV, 디지털카메라, 모바일, 가전 등의 컨슈머 기기에 포함되는 금속 외장재의 장식코팅기술로 활용되고 있다. 하지만, 평면 형태의 금속 소재에 도료를 증착하거나, 코팅하는 기술은 코팅층의 표면 경도가 낮아 시간이 경과할수록 노화되면서 손상되는 경우가 많다. 또한, 도료 특유의 색상을 구현할 수는 있으나, 금속 광택을 표현하는 데에는 한계가 있다.
통상적으로, 금속 내 자유전자들의 고유 진동주파수(플라즈마 주파수) 보다 작은 진동주파수를 가지고 입사한 빛은 금속 표면의 전자들에 의해 반사가 되고, 이보다 큰 주파수를 가지는 빛은 투과하게 된다. 금(Au), 은(Ag) 또는 구리(Cu) 등과 같은 대부분의 금속은 플라즈마 주파수가 자외선(UV) 영역에 존재하므로 대부분의 가시광선은 반사되어 밝게 빛나 보이며, 특정 진동수의 빛이 금속 내 에너지대에 흡수되어 고유한 금속 색상을 나타낸다. 또한, 금속의 표면은 다른 물질에 비해 굉장히 매끄러우며 빛을 전반사하기 때문에 금속 광택이 구현된다.
이에, 금속의 고유한 특성을 유지하면서도 금속 광택을 유지하는 방법이나, 금속 소재에 다양한 색상을 구현할 수 있는 방법에 대한 연구가 진행되고 있다. 이와 관련한 선행기술1(대한민국 등록특허 제10-0929225호)에는 금속 플레이트의 표면을 피막 처리하고 UV도포층을 형성한 후, 기계적 가공으로 피막 처리된 표면을 노출시켜, 색상피막층 형성과 봉공처리의 반복을 통해 금속 플레이트 제품의 색상을 구현하는 방법에 대해 개시하고 있다. 상기 선행기술은 금속 질감의 느낌 및 다색상 구현이 가능할 수 있으나, 제조공정이 복잡하고, 시간이 지날수록 공기 중에 노출된 표면에 조사되는 자외선 등에 의해 색상피막층을 구성하는 안료가 분해되면서 구현되는 색상의 명도 및 채도가 낮아질 수 있어, 개선이 필요하다.
대한민국 등록특허 제10-0929225호
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 금속 광택과 함께 다양한 색상을 구현할 수 있는 금속 기판재의 제조방법 및 이에 의해 제조된 금속 기판재를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 장기간 사용시에도 금속 광택 및 구현된 색상을 유지할 수 있는 금속 기판재의 제조방법 및 이에 의해 제조된 금속 기판재를 제공하는 것이다.
아울러, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래에 구현하기 어려웠던 금속 광택을 포함한 녹색 색상을 구현할 수 있는 금속 기판재의 제조방법 및 이에 의해 제조된 금속 기판재를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 표면에 복수개의 요철들이 서로 이격하여 배치된 텍스처 구조를 갖는 금속 기판 모재를 준비하는 단계 및 상기 복수개의 요철들 사이의 이격공간에 안료혼합용액을 코팅하여 안료코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 것인, 금속광택을 포함한 색상을 갖는 금속 기판재의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 안료혼합용액은 졸(sol) 상태인 실리카 기반의 용액에 안료가 분산된 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 안료코팅층을 형성하는 단계는 졸-겔(sol-gel) 코팅법을 이용하는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 안료코팅층의 높이는 상기 복수개의 요철들의 높이보다 낮게 형성하는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 금속 기판 모재를 준비하는 단계는, 복수개의 요철홈들이 서로 이격하여 배치된 구조를 갖는 맨드릴(mandrel)을 제조하는 공정, 전주도금을 이용하여 상기 맨드릴에 금속층을 전착시키는 공정 및 상기 맨드릴로부터 상기 금속층을 박리하는 공정을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 금속층은 니켈(Ni), 철(Fe), 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 망간(Mn), 크롬(Cr), 팔라듐(Pd), 텅스텐(W), 주석(Sn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 바나듐(V) 및 이들의 합금 중에서 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있다.
상기 금속 기판 모재를 준비하는 단계는, 상기 박리된 금속층에 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 구리(Cu) 및 이들의 합금 중에서 선택되는 적어도 어느 하나의 금속을 도금하여 금속색상층을 형성하는 공정을 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 텍스처 구조는 1 내지 100㎛의 크기의 복수개의 요철들이 서로 동일한 간격으로 이격하여 배열된 것일 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예는 표면에 복수개의 요철들이 서로 이격하여 배치된 텍스처 구조를 갖는 금속 기판 모재 및 상기 복수개의 요철들 사이의 이격공간에 구비된 안료코팅층을 포함하는 것인, 금속광택을 포함한 색상을 갖는 금속 기판재를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 안료코팅층은 상기 복수개의 요철들의 높이보다 낮은 높이로 형성된 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 금속 기판 모재에는 황색을 갖는 금속이 포함되고, 상기 안료코팅층에는 청색을 갖는 안료가 포함되어, 상기 금속 기판재는 금속광택을 포함한 녹색의 색상을 구현되는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 금속 기판재의 제조방법은 간소화된 공정을 통해 금속광택을 포함한 다양한 색상을 선택적으로 용이하게 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 금속 기판재의 제조방법은, 안료코팅층 형성시 졸(sol) 상태인 실리카 기반의 용액에 안료가 분산된 안료혼합용액을 사용하여, 공기 중에 노출시 자외선 등에 의한 안료의 분해속도를 저하시킬 수 있다.
이에, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 금속 기판재는 장기간 사용시에도 금속광택 및 색상 구현력을 그대로 유지할 수 있어, 내구성 또한 높일 수 있다.
아울러, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 금속 기판재는 텍스처 구조를 통해 금속 고유의 색상 및 광택을 구현할 수 있으며, 특히, 황색 금속과 청색 안료의 조합으로 녹색의 금속광택을 구현할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 금속광택을 포함한 색상을 갖는 금속 기판재의 제조방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 녹색 금속 광택을 갖는 금속 기판재의 이미지이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 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.
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.
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.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 표면에 복수개의 요철들이 서로 이격하여 배치된 텍스처 구조를 갖는 금속 기판 모재를 준비하는 단계 및 상기 복수개의 요철들 사이의 이격공간에 안료혼합용액을 코팅하여 안료코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 것인, 금속광택을 포함한 색상을 갖는 금속 기판재의 제조방법을 제공한다. 구체적으로, 본 발명은 종래의 금속 기판재의 컬러 구현 방법이 금속 광택을 포함하는 다양한 컬러를 용이하게 구현하기 어려웠던 점을 개선한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 금속 기판 모재의 표면에 복수개의 요철들이 서로 이격하여 배치되는 텍스처 구조를 구비하고, 상기 텍스처 구조의 음각 부분, 즉, 상기 복수개의 요철들 사이의 이격공간에만 선택적으로 안료혼합용액을 코팅하여 안료코팅층을 형성함으로써, 상기 텍스처 구조에서 구현되는 금속 고유의 광택 및 금속의 색상과, 상기 안료코팅층에서 구현되는 안료의 색상의 조합으로 금속광택을 포함한 색상을 구현할 수 있는 금속 기판재의 제조방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 금속광택을 포함한 색상을 갖는 금속 기판재의 제조방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 1을 참조하면, 먼저, 표면에 복수개의 요철들(110)이 서로 이격하여 배치된 텍스처 구조를 갖는 금속 기판 모재(100)를 준비하는 단계(S100)를 수행할 수 있다. 즉, 상기 금속 기판 모재(100)의 표면은 복수개의 요철들(110)이 구비된 영역과 복수개의 요철들(110)이 구비되지 않은 영역으로 구분될 수 있으며, 상기 요철의 형상은 원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 또는 다각형 등의 다양한 형상으로 구비될 수 있다. 상기 복수개의 요철들은 일정 크기의 간격으로 이격되어 반복적으로 배열된 텍스처 구조를 형성하는 것일 수 있다. 상기 복수개의 요철들의 크기 및 상기 복수개의 요철들이 서로 이격된 공간은 마이크로 스케일의 크기로 형성하는 것일 수 있다. 이는, 상기 텍스처 구조가 갖는 금속 고유의 컬러 및 금속광택을 구현하기 위함일 수 있다. 또한, 상기 텍스처 구조가 후술하는 안료코팅층과 마이크로 스케일 범위에서 교대로 배열되어 금속 기판재가 구현하는 컬러가 전체 영역에서 높은 순도로 고르게 발현되도록 하기 위함일 수 있다.
구체적으로 본 발명의 실시예에서, 상기 텍스처 구조는 1 내지 100㎛의 크기를 갖는 복수개의 요철들이 서로 동일한 간격으로 이격하여 배치된 것일 수 있다. 상기 요철의 크기는 요철의 형상에 따라 하나의 요철의 최대 직경, 최대 폭, 또는 최대 높이 등을 의미하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 텍스처 구조는 표면에 마이크로 스케일의 구조체가 마이크로 스케일의 동일한 간격으로 이격하여 배치된 것일 수 있다. 이는, 상기 복수개의 요철 및 상기 복수개의 요철 사이에 구비되는, 후술하는 안료코팅층을 마이크로 단위로 교대 배치시킴에 따라 최종 생성된 금속 기판재의 색상을 미세하게 제어하여, 금속광택 및 다양한 컬러를 효과적으로 구현하기 위함일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 텍스처 구조는, 폭이 3 ㎛ 인 삼각형 형상의 요철 복수개가 2 ㎛의 크기로 서로 이격하여 배치된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 금속 기판 모재를 준비하는 단계(S100)는, 복수개의 요철홈들이 서로 이격하여 배치된 구조를 갖는 맨드릴을 제조하는 공정(S110), 전주도금을 이용하여 상기 맨드릴에 금속층을 전착시키는 공정(S120) 및 상기 맨드릴로부터 상기 금속층을 박리하여 복수개의 요철들이 서로 이격하여 배치된 텍스처 구조를 갖는 금속 기판 모재를 형성하는 공정(S130)을 포함할 수 있다.
상기 S110공정은 성형이 가능한 금속소재를 준비하여 상기 금속소재의 표면에 복수개의 요철홈이 복수개로 배열되며, 상기 복수개의 요철홈들은 서로 이격하여 배치된 구조를 갖는 맨드릴을 제조하는 것으로, 상기 맨드릴은 후술하는 S120공정에서 금속층을 전착 형성하기 위한 금형으로 기능하는 것일 수 있다. 상기 표면에 복수개의 요철홈이 배치된 맨드릴을 제조하는 공정은 물리적, 화학적 방법을 이용하는 통상의 맨드릴(또는, 금형) 제조방법을 통해 제조할 수 있다.
상기 S120공정은, 상기 맨드릴에 금속층을 전착시키는 공정으로, 전주도금법을 이용하여 수행하는 것일 수 있다. 일반적으로 전주도금(electro forming)은 전기도금과 비슷하나 표면 코팅을 목적으로 하는 것이 아니라, 독립적인 금속 제품을 제조하는 기술로 사용되며, 금속염 용액에서의 전착공정에 의해 진행되는 정밀성형법이다.
구체적으로, 상기 S120단계의 전주도금을 수행하기 위하여, 상기 맨드릴을 전압공급원의 음극에 연결하고, 통상의 양극전극(Pt 등)은 상기 전압공급원의 양극에 연결할 수 있다. 전해질로는 전착하고자 하는 금속 이온을 포함하는 금속 염 용액을 준비한 후, 양 전극을 상기 전해질에 침지시켜 전압을 인가함으로써 상기 맨드릴에 금속층을 전착시키는 것일 수 있다. 상기 맨드릴에 전착되는 금속층은 상기 맨드릴에 구비된 복수개의 요철홈들을 메우면서 상기 맨드릴의 표면에 전착된다. 이에, 상기 맨드릴에 전착되는 금속층의 표면에는 상기 맨드릴의 요철홈과 대응되는 구조로 복수개의 요철들이 서로 이격하게 배치되는 것일 수 있다. 상기 맨드릴에 전착되는 금속층의 두께는 음극 및 양극에 인가되는 전류밀도나, 전착시간 등을 통해 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 금속층은 니켈(Ni), 철(Fe), 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 망간(Mn), 크롬(Cr), 팔라듐(Pd), 텅스텐(W), 주석(Sn), 인듐(In), 티타늄(Ti), 바나듐(V) 및 이들의 합금 중에서 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있다. 이를 위하여 상기 전해질에는 상술한 금속 이온을 포함하는 금속염 용액이 포함될 수 있다.
상기 S130 공정은 상기 맨드릴로부터 상기 금속층을 박리하는 것으로, 상기 맨드릴로부터 박리된 금속층은 복수개의 요철들이 서로 이격하여 배치된 텍스처 구조를 갖는 것일 수 있다. 이에, 상기 박리된 금속층을 본 발명의 금속 기판 모재로 사용하는 것일 수 있다.
실시예에 따라, 상기 S130공정 이후에, 상기 박리된 금속층에 금(Au), 은(Ag) 백금(Pt), 구리(Cu) 및 이들의 합금 중에서 선택되는 적어도 어느 하나의 금속을 도금하여 금속색상층을 형성하는 공정을 더 수행할 수 있다. 즉, 상기 박리된 금속층의 표면에 원하는 색상을 갖는 금속색상층을 추가적으로 형성하는 것일 수 있다. 상기 금속색상층을 구성하는 금속들은 상대적으로 반사율이 높은 금속으로 추가적인 색상을 형성하기 위해, 상기 금속층 상에 배치되는 금속색상층으로 적합할 수 있다.
이를 이용하여, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 S120공정에서 전주도금으로 금속층 형성시 다양한 금속을 적용하여 금속층을 형성하고, 최종적으로 구현하고자 하는 색상의 금속을 상기 금속층의 표면에 금속색상층으로 구비할 수 있다. 전술된 방법을 이용하면, 상기 금속층은 상대적으로 저렴한 금속 또는 내구성이 우수한 금속으로 구성하고, 상기 금속색상층은 구현하고자 하는 색상을 갖는 금속으로 구성함으로써, 상기 금속 기판 모재의 제조비용을 절감시키거나, 내구성을 높일 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 S100단계를 수행한 이후, 상기 복수개의 요철들 사이의 이격공간에 안료혼합용액을 코팅하여 안료코팅층을 형성하는 단계(S200)를 수행할 수 있다. 즉, 상기 표면에 텍스처 구조가 형성된 금속 기판 모재에 안료코팅층을 형성시, 상기 복수개의 요철들 사이의 이격공간에만 선택적으로 안료혼합용액을 코팅하는 것일 수 있다. 이에, 제조된 금속기판재의 색상은 상기 텍스처 구조가 구비된 금속 기판 모재를 구성하는 금속 고유의 색상 및 금속광택과 상기 안료코팅층에 포함된 안료가 구현하는 색상이 조합된 색상으로, 금속광택을 포함한 색상이 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 안료혼합용액은 졸(sol) 상태인 실리카 기반의 용액에 안료가 분산된 것일 수 있다. 구체적으로, 예를 들어, 상기 안료로는 청색(blue), 적색(red), 황색(yellow), 자색(violet), 녹색(green), 또는 흑색(black) 안료로, 공지된 유기, 무기, 유-무기 복합체 또는 금속착염형 안료들을 사용할 수 있어, 특별히 한정하지는 않는다. 더욱 구체적으로, 상기 안료로는, 선명한 착색력이 있으며 자연스러운 색상을 구현하는 유기 안료 또는 이러한 유기 안료와 무기 안료가 복합된 유무기 안료를 사용할 수 있다. 유기 안료로는 프탈로시아닌계 (phthalocyanine), 다이옥사진계(dioxazine), 디케토피롤로피롤계(diketopyrrolopyrrole, DPP) 또는 아조계(Azo compounds) 안료를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 졸(sol) 상태인 실리카 기반의 안료혼합용액은 실리카 전구체를 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 상기 실리카 전구체는 테트라에틸 오쏘실리케이트(tetraethyl Orthosilicate, TEOS), 메틸트리메톡시실란(methyl trimethoxysilane, TMMS), 메틸 트리에톡시실란(methyl triethoxysilane, MTES), 메틸 트리메톡시실란(methyl trimethoxysilane, MTMS) 또는 이들의 혼합물일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
아울러, 상기 실리카 기반의 유전체 용액에는 상기 실리카 전구체의 가수분해 및 후술하는 광화학 환원법 수행시에 수반되는 물분해를 위해 일정량의 물이 포함될 수 있으며, 추가적으로 알코올 등의 유기용매로 더 첨가될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 안료코팅층을 형성하는 단계(S200)는 졸-겔(sol-gel) 코팅법을 이용하는 것일 수 있다. 즉, 상기 복수개의 요철들 사이의 이격공간에 상기 안료혼합용액을 도포한 후 건조시키는 졸-겔(sol-gel) 코팅법을 이용함으로써, 상기 안료코팅층을 상기 텍스처 구조의 음각 부분에만 용이하게 형성할 수 있다. 상기 졸(sol) 상태인 실리카 기반의 안료혼합용액은 안료가 분산되어 포함되어 있어, 상기 도포된 안료혼합용액이 건조되면서 상기 복수개의 요철들 사이의 이격공간에 형성된 안료코팅층은 안료가 고르게 분산된 구조를 가지면서, 실리카 기반의 안료혼합용액이 겔(gel) 상태로 형성되는 것일 수 있다. 이에, 상기 안료코팅층 내에 함유된 안료는 상기 안료코팅층 전체에 고르게 분산되어 영역 전체에서 순도가 높은 색상을 구현할 수 있게 된다. 또한, 상기 안료코팅층에 포함된 실리카는 상기 안료코팅층의 부착강도를 향상시킬 수 있다.
또한, 이러한 안료를 포함한 실리카 기반의 용액은 젖음성이 좋아 코팅용액으로 묻어나지 않으므로, 내구성 측면에서 우수한 효과를 나타낼 수 있다. 또한, 상기 안료코팅층에 포함된 안료는 겔(gel) 상태의 실리카 내에 분산하여 배치되므로, 안료가 공기 중에 직접적으로 노출되지 않아, 안료의 손상을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 안료코팅층의 높이는 상기 복수개의 요철들의 높이보다 낮게 형성하는 것일 수 있다. 이는, 상기 금속 기판 모재의 표면에 형성된 텍스처 구조에서 일정 높이의 상부 영역은 그대로 유지하고, 상기 텍스처 구조에서 일정 높이의 하부 영역에만 안료코팅층을 형성하는 것일 수 있다. 이는, 상기 안료코팅층이 형성되지 않은 텍스처 구조로부터 금속광택을 구현하여 상기 안료코팅층과 함께 심미성이 높은 고순도의 색상을 구현하기 위한 것일 수 있다. 또한, 상기 안료코팅층이 상기 텍스처 구조의 음각 부분에 더 낮은 높이로 배치되어 있어, 상기 안료코팅층의 표면에 가해지는 다양한 손상요인으로부터 상기 안료코팅층을 보호할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 표면에 복수개의 요철들이 서로 이격하여 배치된 텍스처 구조를 갖는 금속 기판 모재 및 상기 복수개의 요철들 사이의 이격공간에 구비된 안료코팅층을 포함하는 것인, 금속광택을 포함한 색상을 갖는 금속 기판재를 제공한다. 즉, 상기 금속 기판재는 앞서 상술된 금속광택을 포함한 색상을 갖는 금속 기판재의 제조방법에 의해 제조된 것일 수 있다.
상기 금속 기판재는 상기 금속광택을 포함한 색상을 갖는 금속 기판재의 제조방법에 의해 제조된 것이므로, 표면에 복수개의 요철들이 서로 이격하여 배치된 텍스처 구조를 갖는 금속 기판 모재 및 상기 복수개의 요철들 사이의 이격공간에 배치된 안료코팅층에 관해서는 상기 금속광택을 포함한 색상을 갖는 금속 기판재의 제조방법에서 설명한 바와 동일할 수 있다. 이에, 본 발명의 금속 기판재는 상기 금속광택을 포함한 색상을 갖는 금속 기판재의 제조방법의 설명을 원용하여 상세한 설명은 생략하고, 이하에서는 상기 금속 기판재의 특이적인 구성에 대해서 설명할 수 있다.
상기 금속 기판재는 금속 기판 모재와 상기 금속 기판 모재의 표면에 형성된 텍스처 구조의 음각부분에 배치된 안료코팅층으로 구성되며, 상기 안료코팅층은 안료를 포함한 실리카층으로, 상기 안료코팅층에 의해 구현되는 다양한 색상과 상기 금속 기판 모재의 텍스처 구조에 의한 금속 고유의 색상 및 금속 광택이 결합되어, 금속광택을 포함한 색상을 구현하는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 금속 기판 모재에는 황색을 갖는 금속이 포함되고, 상기 안료코팅층에는 청색을 갖는 안료가 포함되어, 상기 금속 기판재는 금속광택을 포함한 녹색의 색상을 구현되는 것일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 황색을 갖는 금속으로는 금(Au) 등이 사용될 수 있으며, 청색을 갖는 안료로는 알칼리 블루(alkali blue) 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 이는, 종래에 녹색 컬러를 구현하기 위하여 금속 기판 모재 표면 전체에 녹색 안료를 코팅하거나, 다른 여러 색상의 안료의 조합으로 녹색 컬러를 구현하는 방법의 단점을 개선한 것일 수 있다.
구체적으로, 종래의 안료층은 장기간 사용시 공기 중에 표면이 노출됨에 따라 조사되는 UV등에 의해 안료가 손상되어 색바램 현상이 나타날 수 있고, 안료를 금속 기판 모재 표면 전체에 일정 두께로 형성함에 따라 금속 기판 모재가 갖는 금속 고유의 색상 및 금속 광택을 동시에 구현하기 어려웠다. 그러나, 본 발명은 금속 기판 모재의 텍스처 구조를 통해 금속 광택을 구현하고 동시에, 텍스처 구조를 통해 금속 고유의 색상과 안료코팅층의 색상을 조합하여 더욱 다양한 색상을 구현할 수 있다. 또한, 본 발명은 복수개의 요철들 사이의 이격공간에만 안료코팅층을 형성하므로, 값비싼 안료에 대한 부담을 줄일 수 있으며, 화학적 안정성 또한 높아질 수 있는 효과를 가진다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 상기 금속광택을 포함한 색상을 갖는 금속 기판재를 포함하는 금속 패널을 제공한다. 즉, 상기 금속 패널은 전술된 바와 같이, 표면에 복수개의 요철들이 서로 이격하여 배치된 텍스처 구조를 갖는 금속 기판 모재 및 상기 복수개의 요철들 사이의 이격공간에 배치되는 안료코팅층을 포함하는 금속 기판재를 전극 등으로 사용하는 것일 수 있다. 이에, 상기 금속 패널은 금속광택을 포함한 색상을 구현하는 금속 기판재를 구비함으로써, 상기 금속 패널이 적용되는 다양한 터치 스크린 패널, 예를 들어, OLED 디스플레이 패널 플라즈마 디스플레이 패널, 또는 액정 디스 플레이 등의 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.
실시예1: 금속광택을 포함한 색상을 갖는 금속 기판재의 제조
니켈(Ni)-철(Fe)의 합금으로 이루어진 금속 기판 모재의 텍스처 구조를 형성한 후, 금(Au)을 추가적으로 도금하여 금속 기판 모재를 준비하였다. 상기 금속 기판 모재의 텍스처 구조의 음각 부분에 알칼리 블루(alkali blue) 등의 유무기 청색안료가 포함된 실리카 기반의 안료혼합용액을 도포한 후 건조시켜 안료코팅층을 형성하여, 금속 기판재를 제조하였다.
도 2는 본 발명의 실시예1에서 제조된 녹색 금속 광택을 갖는 금속 기판재의 이미지이다.
도 2를 참조하면, 황색(yellow)를 구현하는, 표면에 텍스처 구조를 갖는 금속 기판 모재가 준비되고, 상기 금속 기판 모재의 텍스처 구조의 음각 부분에 청색안료를 포함한 안료코팅층을 형성하면, 금속 기판 모재의 텍스처 구조에 의한 금속 광택을 구현하면서 동시에 황색과 청색의 결합으로 녹색(green) 색상을 구현하는 금속 기판재가 제조되는 것을 확인할 수 있다. 상기와 같이, 본 발명은 표면에 구비된 텍스처 구조를 통해 금속 광택을 구현하고, 텍스처 구조가 갖는 금속 고유의 색상과 안료코팅층의 안료색상이 결합되어 구현하고자 하는 다양한 색상을 갖는 금속 기판재를 제공할 수 있어, 관련 분야에 적극 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 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.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 금속 기판 모재 110: 복수개의 요철
200: 안료코팅층

Claims (11)

  1. 표면에 복수개의 요철들이 서로 이격하여 배치된 텍스처 구조를 갖는 금속 기판 모재를 준비하는 단계; 및
    상기 복수개의 요철들 사이의 이격공간에 안료혼합용액을 코팅하여 안료코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 것인, 금속광택을 포함한 색상을 갖는 금속 기판재의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안료혼합용액은 졸(sol) 상태인 실리카 기반의 용액에 안료가 분산된 것인, 금속광택을 포함한 색상을 갖는 금속 기판재의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 안료코팅층을 형성하는 단계는 졸-겔(sol-gel) 코팅법을 이용하는 것 인, 금속광택을 포함한 색상을 갖는 금속 기판재의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 안료코팅층의 높이는 상기 복수개의 요철들의 높이보다 낮게 형성하는 것인, 금속광택을 포함한 색상을 갖는 금속 기판재의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 금속 기판 모재를 준비하는 단계는,
    복수개의 요철홈들이 서로 이격하여 배치된 구조를 갖는 맨드릴을 제조하는 공정;
    전주도금을 이용하여 상기 맨드릴에 금속층을 전착시키는 공정; 및
    상기 맨드릴로부터 상기 금속층을 박리하는 공정을 포함하는 것인, 금속광택을 포함한 색상을 갖는 금속 기판재의 제조방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 금속층은 니켈(Ni), 철(Fe), 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 망간(Mn), 크롬(Cr), 팔라듐(Pd), 텅스텐(W), 주석(Sn), 인듐(In), 티타늄(Ti) 및 이들의 합금 중에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것인, 금속광택을 포함한 색상을 갖는 금속 기판재의 제조방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 금속 기판 모재를 준비하는 단계는,
    상기 박리된 금속층의 표면에 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 구리(Cu) 및 이들의 합금 중에서 선택되는 적어도 어느 하나의 금속을 도금하여 금속색상층을 형성하는 공정을 더 포함하는 것인, 금속광택을 포함한 색상을 갖는 금속 기판재의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 텍스처 구조는 1 내지 100㎛의 크기의 복수개의 요철들이 서로 동일한 간격으로 이격하여 배열된 것인, 금속광택을 포함한 색상을 갖는 금속 기판재의 제조방법.
  9. 표면에 복수개의 요철들이 서로 이격하여 배치된 텍스처 구조를 갖는 금속 기판 모재; 및
    상기 복수개의 요철들 사이의 이격공간에 구비된 안료코팅층을 포함하는 것인, 금속광택을 포함한 색상을 갖는 금속 기판재.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 안료코팅층은 상기 복수개의 요철들의 높이보다 낮은 높이로 형성된 것인, 금속광택을 포함한 색상을 갖는 금속 기판재.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 금속 기판 모재에는 황색을 갖는 금속이 포함되고,
    상기 안료코팅층에는 청색을 갖는 안료가 포함되어,
    상기 금속 기판재는 금속광택을 포함한 녹색의 색상이 구현되는 것인, 금속광택을 포함한 색상을 갖는 금속 기판재.
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