顯色處理的基材及用于其的基材顯色處理方法
【專利摘要】本發明公開一種包含鎂的經顯色處理的基材，該基材包括薄膜，所述薄膜具有由板狀結構的結晶在水平方向上均勻密集地層壓在包含鎂的基材上的結構，從而不僅能夠保持金屬固有的質感及光澤性，并能夠通過控制與所述結晶的層壓程度對應的薄膜的平均厚度來在表面上均勻地顯示多種顏色，因此，在使用金屬材料的建筑外裝材料、汽車裝飾、特別是移動產品的殼體等電器、電子部件領域中，能夠有效地利用。
【專利說明】
顯色處理的基材及用于其的基材顯色處理方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種包含鎂的經顯色處理的基材及用于其的基材顯色處理方法，具體 地，涉及一種保持金屬的質感及光澤的同時均勻地顯示多種顏色的、包含鎂的經顯色處理 的基材及用于其的基材顯色處理方法。
【背景技術】
[0002] 鎂作為實用金屬中屬于超輕金屬的金屬，其耐磨性優異，抗日光性強，且環保，但 存在難以體現金屬質感及多種顏色的問題。此外，作為電化學性非常活潑的金屬，極具活 性，因此在顯色處理沒有進行時，在空氣或溶液中非常迅速地腐蝕，因此在工業應用方面存 在很多困難。
[0003] 近年來，由于產業全面的輕量化趨勢，鎂產業受到矚目，隨著在移動電話殼體部件 等電器、電子部件材料領域中，金屬質感的外包裝材料成為趨勢，從而積極開展改善鎂的上 述問題的研究。
[0004] 結果，韓國公開專利第號公開了一種在由鎂合金形成的基材表面干 式涂覆含金屬物質后進行溶膠凝膠涂覆來實現金屬質感和確保耐蝕性的PVD-溶膠凝膠法， 韓國公開專利第號中公開了一種利用化學研磨給含有鎂的基材表面賦予光 澤，在溶解有顏料的堿性電解液中陽極氧化上述基材，從而使表面顯色的陽極氧化法。
[0005] 但是，就所述PVD-溶膠凝膠法而言，雖然在基材表面實現金屬質感，但并非鎂固有 的金屬質感，存在難以顯示各種顏色的問題。此外，利用陽極氧化法進行顯色處理時，不僅 會在基材表面形成不透明的氧化膜，而且難以實現金屬固有的金屬質感。
[0006]因此，為了含有鎂的基材的實用化，迫切需要一種能夠將上述基材的表面進行化 學、電化學或物理處理，從而提高耐蝕性的同時，在其表面能夠顯示所需顏色的技術。

【發明內容】

[0007] (一)要解決的技術問題
[0008] 為解決所述問題，本發明的目的在于提供一種保持金屬的質感及光澤的同時均勻 地顯示多種顏色的、包含鎂的經顯色處理的基材。
[0009] 本發明的另一目的在于提供一種所述基材的顯色處理方法。
[0010] (二)技術方案
[0011] 為實現上述目的，本發明在一個實施例1中提供一種顯色處理的基材，包括:包含 鎂的基體；以及薄膜，形成于所述基體上，其中，所述薄膜包括平均大小為50nm至100nm且含 有以下述化學式1表示的化合物的板狀結構的結晶，
[0012][化學式1]
[0013] M(0H)m
[0014] 在所述化學式1中，M包括選自由Na、K、Mg、Ca及Ba組成的組的一種以上，m為1或2， 所述結晶滿足下述數學式1的條件，
[0015] [數學式1]
[0016] a <30°
[0017]在所述數學式1中，a表示所述基體的表面或與所述基體表面水平的面與結晶的長 軸平面上的任意軸所形成的平均傾斜角。
[0018] 并且，本發明在另一個實施例中提供一種基材的顯色處理方法，包括:在包含鎂的 基體上形成薄膜的步驟，其中，所述薄膜具有平均大小為50nm至100nm且含有以下述化學式 1所表示的化合物的板狀結構的粒子以所述基體的表面或與所述基體表面水平的面與結晶 長軸平面上的任意軸所形成的平均傾斜角為30°以下的方式層壓的結構，
[0019] [化學式1]
[0020] M(0H)m
[0021] 在所述化學式1中，M包括選自由Na、K、Mg、Ca及Ba組成的組的一種以上，m為1或2。 [0022](三)發明效果
[0023]本發明的經顯色處理的基材，不僅能夠保持金屬固有的質感及光澤性，還能夠通 過控制與所述結晶的層壓程度對應的薄膜的平均厚度，從而在表面均勻地顯示多種顏色， 因此，在使用金屬材料的建筑外裝材料、汽車裝飾，特別是移動產品的殼體等電器、電子部 件材料領域中，能夠有效地使用。
【附圖說明】
[0024]圖1是在一個實施例1中對本發明的經顯色處理的基材所包含的薄膜進行X射線衍 射測量的坐標圖。
[0025]圖2是將在一個實施例1中根據氫氧化物溶液的種類及浸漬時間的薄膜表面狀態 利用掃描電子顯微鏡(SEM)拍攝的圖像。
[0026]最佳實施方式
[0027] 本發明可以進行多種變形，而且可以具有多種不同實施例，在附圖中例示特定實 施例，并對其進行詳細說明。
[0028] 但是，本發明并不限定于這些特定的實施例，應理解為包括在本發明的思想及技 術范圍內的所有變更、等同物以及替代物均包括在本發明。
[0029]在本發明中，"包括"或"具有"等術語應當理解為，僅僅是想要指出說明書中記載 的特征、數字、步驟、動作、組成要素、部件或它們的組合的存在，并不事先排除一個或一個 以上的其他特征、數字、步驟、動作、組成要素、部件或它們的組合的存在或附加的可能性。
[0030] 此外，應理解為，本發明的附圖是為了便于說明放大或縮小示出的。
[0031] 下面，參照附圖對本發明進行詳細說明，與附圖的符號無關地，相同或對應的組成 要素使用相同的附圖標記，并省略了對其的重復說明。
[0032] 在本發明中，"色坐標"是指國際照明委員會（Commossion International de 1 ' Eclairage，CIE)規定的顏色值CIE色空間的坐標，CIE色空間中的任意位置可以用L*、a*、b* 3種坐標值來表示。
[0033] 其中，L*值表示明度，L* = 0表示黑色(black)，L* = 100表示白色(white)。此外，a* 值表示具有該色坐標的顏色偏向于純紅色(pure magenta)或純綠色（pure green)中的哪 一個顏色，b*表示具有該色坐標的顏色偏向于純黃色(pure yellow)和純藍色(pure blue) 中的哪一個顏色。
[0034] 具體地，所述a*值具有-a至+a的范圍，a*的最大值（a*max)表示純紅色（pure magenta)，a*的最小值(a*min)表不純綠色(pure green)。例如，a*值為負數時為偏向于純 綠色的顏色，a*值為正數時為偏向于純紅色的顏色。比較a* = 80和a* = 50時，表示a* = 80相 比a* = 50位于更接近純紅色的位子。此外，所述b*具有-b至+b的范圍。b*的最大值(b*max) 表示純黃色(pure yellow)，b*的最小值(b*min)表示純藍色(pure blue)。例如，a*值為負 數時為偏向于純黃色的顏色，正數時為偏向于純藍色的顏色。比較b* = 80和b* = 50時，表示 b* = 80相比b* = 50位于更接近純紅色的位置。
[0035]而且，在本發明中，"色差"或"色坐標差"是指在CIE色度空間中兩個顏色之間的距 離。即，距離遠色差異大，距離越近顏色幾乎沒有差異，這可以通過以下數學式3的A E*表 不。
[0036][數學式5]
[0038]進一步地，在本發明中，單位"T"表示包含鎂的基材的厚度，可以與單位"mm"相同。
[0039] 同時，在本發明中，"傾斜角(a)"表示基體表面或與基體表面水平的面與結晶長軸 平面上的任意軸所形成的角中的最小的角。
[0040] 本發明提供一種包含鎂的經顯色處理的包含鎂的基材及用于其的基材顯色處理 方法。
[0041] 以往，已知的在包含鎂的材料上顯示顏色的方法有利用含金屬物質或顏料等在材 料表面進行涂覆的PVD-溶膠凝膠法、陽極氧化法等。但是，所述方法有可能降低基材的耐久 性。另外，存在難以在材料表面均勻地顯示顏色、涂覆的薄膜層容易被剝離而無法滿足可靠 性的問題。特別是，所述方法由于無法體現金屬固有的金屬質感，因而存在難以在建筑外裝 材料、汽車裝飾，特別是移動產品的殼體等電器、電子部件材料領域利用的問題。
[0042]為了克服這種問題，本發明提出了本發明的包含鎂的經顯色處理的基材及用于其 的基材顯色處理方法。
[0043]本發明的經顯色處理的基材包括具有在包含鎂的基材上板狀結構的結晶向水平 方向均勻而密集地層壓的結構的薄膜，從而不僅能夠保持金屬固有的質感及光澤性，還通 過控制與所述結晶的層壓程度對應的薄膜的平均厚度，在表面上均勻地顯示多種顏色。 [0044]下面將對本發明進行更加詳細的說明。
[0045]本發明在一個實施例中提供一種顯色處理的基材，包括:包含鎂的基體；以及薄 膜，其在所述基體上形成，其中，所述薄膜，平均大小為50nm至100nm，且包括含有以下述化 學式1表示的化合物的板狀結構結晶，
[0046] [化學式1]
[0047] M(0H)m
[0048] 所述化學式1中，M包括選自由Na、K、Mg、Ca及Ba組成的組的一種以上，m為1或2，所 述結晶滿足下述數學式1的條件，
[0049] [數學式1]
[0050] a < 30°
[0051]所述數學式1中，a表示所述基體表面或與所述基體表面水平的面與存在于結晶長 軸平面上的任意軸所形成的平均傾斜角。
[0052] 具體而言，所述經顯色處理的基材可以以30°以下，29°以下，28°以下，27°以下或 26°以下來滿足數學式1的條件。
[0053]本發明的經顯色處理的基材包括包含鎂的基體和薄膜，可通過位于基體上的薄膜 使入射到表面的光發生散射及折射，從而在表面顯示顏色。
[0054] 此時，所述薄膜可含有以化學式1表示的化合物，且具有由板狀結構的結晶層壓的 結構，以化學式1表示的化合物具體而言可以是鈉氫氧化物(NaOH)、鉀氫氧化物(K0H)、鎂氫 氧化物(Mg(0H) 2)、鈣氫氧化物(Ca(0H)2)及鋇氫氧化物(Ba(0H)2)中的任意一種以上，更加 具體而言可以是鎂氫氧化物(Mg(0H)2)。
[0055] 其中一個例子為，所述經顯色處理的基材，對形成薄膜的表面進行X射線衍射測量 時，具有以20表示的18.5±1.〇°、38.〇±1.〇°、5〇.5±1.〇°、58.5±1.〇°、62.〇±1.〇°及68.5 ± 1.0°的衍射峰值，所述衍射峰值可以滿足下述數學式2的條件，
[0056] [數學式2]
[0057] Pi/P2 >0.9
[0058] 所述數學式2中，Pi表示以20表示的18.5 ± 1.0°范圍內的衍射峰（diffraction peak)的強度，P2表示以20表示的38.0 ± 1.0°范圍內的衍射峰的強度。
[0059] 此時，所述基材的？1與？2具有0.9以上、1.0以上、1.1以上、1.2以上或1.5以上的比 例，可以滿足上述數學式2的條件。
[0060] 具體而言，對所述經顯色處理的基材表面進行X射線衍射測量的結果，可以確認鎂 的以29表示的18.5±1.0°、38.0±1.0°、50.5±1.0°、58.5±1.0°、62.0±1.0°及68.5± 1.0°的衍射峰值。并且，可以確認所述衍射峰值中18.5± 1.0°范圍的峰(peak)的強度最為 高，與38.0±1.0°范圍的峰的比例約為1.66至4.8。這種X射線衍射結果與氫氧鎂石 (brucite)晶型即六方晶系形態的鎂氫氧化物的X射線衍射一致，因此，表示在基體上形成 的薄膜具有由六方晶系晶型的鎂氫氧化物(Mg(0H) 2)以板狀結構層壓的結構。以此結果來 看，本發明的所述經顯色處理的基材滿足所述數學式2的條件。（參照實驗例1)
[0061] 并且，所述薄膜的結晶的大小沒有特別的限制，但可以具有50nm至100nm的平均大 小。
[0062] -般情況下，當組織內的粒子微細均勻時減少可能構成在組織內發生的強度減弱 的原因的缺陷尺寸或殘余應力，從而能夠提高組織的強度。即所述結晶具有50nm至100nm的 平均大小，因而在基體上的結晶之間不會形成空隙，可以在水平方向上均勻密集地層壓，由 此防止入射到基材表面的光的擴散，從而能夠保持金屬固有的質感及光澤，同時還提高基 材的耐久性。
[0063] 具體而言，通過肉眼和掃描電子顯微鏡(SEM)觀察所述經顯色處理的基材表面。其 結果，可通過肉眼確認所述經顯色處理的基材能夠保持金屬固有的光澤，并顯示均勻的顏 色。并且，從掃描電子顯微鏡的結果來看，能夠確認所述基材表面具有以下結構：約50nm至 100nm大小的板狀結構的結晶相對于基體表面水平密集層壓，并且，通過層壓使存在于結晶 的長軸平面上的任意軸與基體表面所形成的平均傾斜角(a)為30°以下。由此結果來看，本 發明的經顯色處理的基材包括由板狀結構的結晶在包含鎂的基體上均勻密集地層壓的薄 膜，并滿足數學式1的條件(參照實驗例3)。
[0064]進一步地，本發明的經顯色處理的基材可以通過控制形成在基體上的薄膜的平均 厚度來顯示多種顏色。通過所述薄膜的平均厚度的變化來控制進入基體表面的入射光及由 基體表面反射的光的性質，從而可以調節顯示的顏色。此時，雖然所述薄膜的平均厚度沒有 特別的限制，但可以為lnm至900nm，具體而言可以為lnm至800nm、lnm至700nm或lnm至 600nm〇
[0065]具體而言，在一個實施例中，對根據本發明的包含鎂的基材的平均厚度來顯示的 顏色進行評價的結果，當在基體上形成平均厚度約為200nm±50nm的薄膜的情況下，所顯示 出的顏色是黃色(yellow)。并且，當在基體上形成平均厚度約為600±50nm的薄膜的情況 下，所顯示出的顏色是綠色(green)。由此結果可知，根據在基體上形成的薄膜的厚度，入射 到基體表面的光的散射及折射會發生變化，因而發生所顯示的顏色的色差。
[0066]并且，本發明的經顯色處理的基材還可包括形成在薄膜上的表面涂層。
[0067] 所述表面涂層是為了提高包含鎂的基材表面的耐刮性及耐久性而進一步被包括。 此時，形成所述表面涂層的透明涂覆劑，只要是可適用于金屬、金屬氧化物或金屬氫氧化物 上進行涂覆的透明涂覆劑，則不特別進行限定。更加具體一點，可舉出可以適用于金屬涂覆 的無光透明涂覆劑或有光/無光透明涂覆劑。
[0068] 與此同時，所述表面涂層可與薄膜具有優異的附著力。具體而言，包括表面涂層的 經顯色處理的基材在35°C下進行5重量％的鹽水噴霧，經過72小時后進行附著性評價時，所 述表面涂層具有5%以下的剝離率。
[0069]并且，本發明在一個實施例中提供一種基材顯色處理方法，包括:在包含鎂的基體 上形成薄膜的步驟，其中，所述薄膜具有平均大小為50nm至100nm且含有以下述化學式1所 表示的化合物的板狀結構的粒子以所述基體的表面或與所述基體表面水平的面與存在于 結晶長軸平面上的任意軸所形成的平均傾斜角為30°以下的方式層壓的結構，
[0070] [化學式1]
[0071] M(0H)m
[0072] 所述化學式1中，M包括選自由Na、K、Mg、Ca及Ba組成的組的一種以上，m為1或2。 [0073]本發明的基材的顯色處理方法包括在包含鎂的基材上形成薄膜的步驟，對于形成 所述薄膜的步驟，只要是本領域為了在金屬基材上形成薄膜而通常采用的方法，則沒有特 別的限制。具體而言，可以將包含鎂的基材浸漬于氫氧化物溶液來形成薄膜。
[0074] 此時，所述氫氧化物溶液只要是含有氫氧根(-OH)的溶液就不受特別限制。更具體 地，可以使用選自由似011、1(011、1%(01〇 2丄&(01〇2及8&(01〇2組成的組的1種以上所溶解的溶 液。本發明通過使用所述氫氧化物溶液作為浸漬溶液，能夠在基體表面快速均勻地形成薄 膜，并且具有保持金屬固有的光澤及質感的優點。
[0075] 此外，本發明的制備方法能夠通過浸漬條件來控制在基體表面形成的薄膜的厚 度。此時，所述基體根據其厚度導熱量不同，因此基體的厚度不同時，即使是在相同條件下 浸漬的基體，在表面形成的薄膜厚度也可能不同。從而，優選根據包含鎂的基體的厚度，調 節浸漬條件，從而控制薄膜的厚度。
[0076]其中一個例子為，當包含鎂的基體的厚度為0.4T至0.7T的情況下，所述氫氧化物 溶液的濃度為1重量％至20重量％，更加具體而言，可以為1重量％至15重量％。此外，所述 氫氧化物溶液的溫度可以為90 °C至200 °C，具體而言，可以為100 °C至150 °C，更加具體而言， 可以在95°C至110°C的范圍內進行。同時，浸漬時間可以為1分鐘至180分鐘，具體而言，可以 在5分鐘至90分鐘之間進行。形成所述薄膜的步驟，不僅可以在上述條件范圍內經濟地在將 多種顏色顯示在基材表面，而且容易調節結晶的成長速度，因而防止由結晶過度成長引起 的薄膜平均厚度的過度增加，從而保持基材的金屬固有的質感及光澤。
[0077] 參考圖2，可以確認，在100°C，10重量的％NaOH溶液浸漬180分鐘以下的基材是由 具有50nm至100nm的直徑的板狀結構結晶在水平方向上密集地層壓從而形成薄膜。相反，浸 漬240分鐘的基材是結晶成長致使結晶的直徑超過lOOnm，表面不均勻。（參照實驗例3) [0078]進一步地，形成所述薄膜的步驟，可包括:將包含鎂的基體浸漬在他濃度的氫氧化 物溶液的第1浸漬步驟；以及將所述基體浸漬在1濃度的氫氧化物溶液的第n浸漬步驟，在 第1浸漬步驟和第n浸漬步驟中，氫氧化物溶液的濃度相互獨立地滿足下述數學式4及5，n為 2以上且6以下的整數。
[0079] [數學式4]
[0080] 8 < Ni < 25 [0081 ][數學式5]
[0082] Nn-1-Nnl >3
[0083]上述數學式4及5中，仏和1表示各個步驟中的氫氧化物溶液的濃度，單位是重 量％。
[0084]如上所述，浸漬在上述氫氧化物溶液的步驟是在包含鎂的基材表面形成薄膜而顯 示顏色的步驟，可以通過調節形成的薄膜的厚度來調節顯示的顏色。此時，所述薄膜的厚度 可根據氫氧化物溶液的濃度來進行控制，因此，當將用于浸漬基體的氫氧化物溶液的濃度 細分為Ni至N n，具體而言，細分為沁至詠、他至池、見至仏、他至吣或沁至吣并依次浸漬時，可以 調節顯示在表面的顏色的細微色差。
[0085]另一方面，根據本發明的基材的顯色處理方法可進一步包括以下步驟中的任意一 個以上的步驟:在形成薄膜的步驟之前，對表面進行預處理的步驟；以及在形成薄膜的步驟 之后，進行沖洗的步驟。
[0086] 此時，對所述表面進行預處理的步驟，是在包含鎂的基體形成薄膜之前，利用堿性 清洗液對表面進行處理，從而去除表面殘留的污染物質，或進行研磨的步驟。此時，所述堿 性清洗液只要是本領域通常適用于金屬、金屬氧化物或金屬氫氧化物表面的清洗的就不受 特別限制。另外，所述研磨可以是通過拋光（buff ing)、磨光（polishing)、噴砂打磨 (blasting)或電解研磨等方法而實施，但并非限定于此。
[0087] 在本步驟中，不僅可以去除在包含鎂的基體表面殘存的污染物質或氧化皮 (scale)等，還能夠通過改變表面的表面能和/或表面狀態，具體地，通過表面的微觀結構變 化，控制薄膜形成速度。即，就執行了研磨的基體而言，即使在與未執行研磨的基體相同的 條件下形成薄膜，在基體表面形成的薄膜的厚度也會相異，因此，在表面顯示的顏色會相 異。
[0088] 并且，所述沖洗的步驟是，在基體上形成薄膜之后，具體而言，將基體浸漬在氫氧 化物溶液的步驟之后，對基體表面進行沖洗，以此來去除表面殘留的氫氧化物溶液的步驟。 在此步驟，去除殘留在基體表面的氫氧化物溶液，以此來防止因殘留氫氧化物溶液引起的 額外薄膜的生成。
【具體實施方式】
[0089] 下面根據實施例及實驗例，更詳細地說明本發明。
[0090] 但是，下述實施例及實驗例只是對本發明的示例，本發明的內容并非限定于下述 實施例及實驗例。
[0091] 實施例1至實施例3:
[0092]將lcmXlCmX0.4T的包含鎂的試片浸漬于堿性清洗液進行脫脂，將脫脂的試片在 100°C、10重量％的似(^溶液中浸漬以下表1中所示的時間。然后，用蒸餾水沖洗所述試片， 在干燥箱中進行干燥，從而制備經顯色處理的試片。
[0093]表 1
[0095]比較例1至比較例4:
[0096] 將lcmXlCmX0.4T的包含鎂的試片浸漬于堿性清洗液進行脫脂，將脫脂的試片如 以下表2中所示在100°C的溶液中浸漬。然后，用蒸餾水沖洗所述試片，在干燥箱中進行干 燥，從而制備經顯色處理的試片。
[0097] 表 2
[0099]實驗例1.薄膜成分及結構分析
[0100] 為確認本發明的經顯色處理的基材的薄膜的組成成分及結構，進行了下述實驗。
[0101] 對實施例1至3及比較例2中得到的試片進行了 X射線衍射(XRD)測量。此時，使用的 測量儀器是Rigaku ultra_X(Cu Ka radiation，40kV，120mA)。并且，測量條件是，將 1.5406A波長以〇.〇2°/秒的掃描速度進行掃描，并在20為10至80°范圍內得到了X射線衍射 圖。
[0102] 并且，對所述實施例1至3中得到的試片進行透視電子顯微鏡(TEM)拍攝，測量在鎂 試片上層壓的薄膜的平均厚度，并將測量結果表示在圖1和以下表3中。
[0103] 表3
[0105] 參照圖1，對于實施例1至3中得到的試片，可以確認作為基體的鎂的以20表示的 18.5±1.0。、38.0±1.0。、50.5±1.0。、58.5±1.0。、62.0±1.0。及68.5±1.0。的衍射峰值。 并且，可以確認所述衍射峰值中18.5± 1.0°范圍的峰的強度最為高，與38.0± 1.0°范圍的 峰的比例約為1.66至4.8。在此，所述衍射峰值及衍射圖是氫氧鎂石(brucite)晶型即六方 晶系形態的鎂氫氧化物的衍射值，表示形成在基體上的薄膜具有由六方晶系的晶型的鎂氫 氧化物(Mg(0H) 2)以板狀結構層壓的結構。與此相反地，雖然在比較例2中得到的試片的以2 0表示的衍射峰值與實施例中得到的試片相似，但是18.5±1.0°范圍的峰的強度弱，與38.0 ±1.0°的峰的比例約為0.4。這表示比較例2中的試片上所形成的薄膜雖具有由鎂氫氧化物 的結晶層壓的結構，但是上述結晶在基體上層壓的結構與實施例不同。
[0106] 并且，參照圖3,所述薄膜會隨著浸漬時間的增加而其厚度也會增加。具體而言，浸 漬時間分別為30分鐘、80分鐘及170分鐘的實施例1至3的試片的情況下，可以確認其薄膜的 平均厚度分別為 200 ± 50nm、600 ± 50nm 及800 ± 50nm 〇
[0107]從上述結果可知，本發明的經顯色處理的基材包括由含有以化學式1表示的化合 物的板狀結構的結晶層壓的薄膜，薄膜的平均厚度為lnm至900nm，其厚度會隨著基材的浸 漬時間的增加而增加。
[0108] 實驗例2.根據浸漬時間分析顯示的顏色
[0109] 為確認根據浸漬時間而顯示在表面的顏色及顏色均勻度，進行下述實驗。
[0110] 將lcmXlcmX0.4T的包含鎂的試片浸漬在堿性清洗液進行脫脂，將脫脂的試片在 100°C、10重量％的似(^溶液浸漬170分鐘。此時，將上述試片浸漬在NaOH溶液后，以5分鐘至 10分鐘的間隔通過肉眼觀察試片表面的顏色，從而確認根據浸漬時間而顯示的顏色。并且， 以實施例2及3中得到的經顯色處理的試片為對象，選定存在于各表面的任意3個點A至C，對 選定的點反復進行4次CIE色空間中的色坐標的測量。根據測量出的色坐標，得出平均色坐 標(L'a'bl和色坐標差，并將其結果表示在下述表4中。
[0111] 表4
[0113] 可以得知本發明的經顯色處理的基材可以根據浸漬時間來在表面上顯示多種顏 色。
[0114] 具體而言，當包含鎂的試片浸漬在氫氧化物溶液時，可以確認會保持鎂的固有顏 色即銀色，經過30分鐘后，依次均勻地顯示出黃色、紅色、紫色、藍色及綠色。這表示，可通過 控制基體的浸漬時間來調節顯示在基體表面的顏色。
[0115] 并且，參照上述表4,可得知經顯色處理的基材上所顯示的顏色的均勻度優異。具 體而言，實施例2的試片的色坐標差顯示為0.25< A L*<0.30、0.15 < A a*<〇. 20、0.15< A b*<0.20及A E*<0.400。并且，可以確認實施例3的試片的色坐標差為0.20< A L*<0.25、 0.15S Aa*<0.20、0.35< Ab*<0.40及0.45S AE*<0.500,其偏差也小。
[0116] 從上述結果可知，通過控制將包含鎂的基體浸漬于1至20重量％濃度的、50°C至 200°C的Na0H、K0H、Mg(OH) 2、Ca(0H)2及Ba(0H)2等氫氧化物溶液中的時間，從而能夠在基材 表面均勻地顯示多種顏色。
[0117] 實驗例3.根據浸漬溶液及浸漬時間分析薄膜結構
[0118]根據本發明的經顯色處理的基材的薄膜的形成，為評價浸漬溶液的種類及浸漬時 間所涉及到的影響，進行了下述實驗。
[0119]通過肉眼評價了在實施例1、實施例2、比較例1、比較例2及比較例4中制備的經顯 色處理的鎂試片的表面顏色及光澤度。之后，利用掃描電子顯微鏡(SEM)以50,000倍率觀察 形成在各個試片表面的薄膜，并將其結果表示在圖2中。
[0120] 通過肉眼觀察經過顯色處理試片的結果，可以確認實施例1及3的試片保持金屬固 有的光澤，并顯示均勻的顏色。相反，比較例的試片雖能顯示均勻的顏色，但其顯色力較低， 光澤也明顯減弱。
[0121] 并且，參照圖2,可以確認實施例1及2的試片是具有由50至100nm平均大小的板狀 結構的結晶層壓而構成的薄膜。并且，可以確認構成薄膜的結晶之間幾乎沒有空隙。這表 示，板狀結構的結晶在水平方向上密集層壓，因此，存在于結晶的長軸平面上的任意軸與基 體表面所形成的平均角度為30°以下，比較小。
[0122] 相反地，根據比較例1中的試片，可以確認構成薄膜的結晶平均大小超過lOOnm，表 面不均勻。并且，可以確認比較例2及4的試片包括薄膜:所述薄膜具有板狀結構的結晶在結 晶長軸平面上的任意軸與基體所形成的平均角度約為75°至105°，并形成不規則的網絡的 結構。
[0123] 從上述結果可知，本發明是通過在1至20重量％濃度的NaOH、KOH、Mg(OH)2、Ca(OH) 2 及Ba (OH) 2等氫氧化物溶液中浸漬包含鎂的基體，使板狀結構結晶在水平方向上密集地層 壓在基體上。并且，因這種層壓結構，能夠獲得在沒有減弱金屬固有的光澤的情況下顯示均 勻的顏色。
[0124] 工業實用性
[0125] 本發明的經顯色處理的基材不僅能夠保持金屬固有的質感及光澤性，而且通過控 制與所述結晶的層壓程度對應的薄膜的平均厚度，在表面均勻地顯示多種顏色，因此，在使 用金屬材料的建筑外裝材料、汽車裝飾、特別是移動產品的殼體等電器、電子部件領域中， 能夠有效地利用。
【主權項】
1. 一種顯色處理的基材，其特征在于，包括： 包含鎂的基體；以及 薄膜，形成于所述基體上， 其中，所述薄膜包括平均大小為50nm至lOOnm且含有以下述化學式1表示的化合物的板 狀結構的結晶， [化學式1] M(〇H)m 在所述化學式1中，Μ包括選自由Na、K、Mg、Ca及Ba組成的組的一種以上，m為1或2，所述 結晶滿足下述數學式1的條件， [數學式1] α<30° 在所述數學式1中，α表示所述基體的表面或與所述基體表面水平的面與結晶的長軸平 面上的任意軸所形成的平均傾斜角。2. 根據權利要求1所述的顯色處理的基材，其特征在于，在對經顯色處理的基材進行X 射線衍射測量時，滿足下述數學式2的條件， [數學式2] Ρι/Ρ2 >0.9 在所述數學式2中，Pi表示以2Θ表示的18.5± 1.0°范圍內的衍射峰的強度，Ρ2表示以2Θ 表示的38.0 ± 1.0°范圍內的衍射峰的強度。3. 根據權利要求1所述的顯色處理的基材，其特征在于，對經顯色處理的基材進行X射 線衍射測量時，具有以29表示的18.5±1.0°、38.0±1.0°、50.5±1.0°、58.5±1.0°、62.0± 1.0°及68.5 ± 1.0°的衍射峰值。4. 根據權利要求1所述的顯色處理的基材，其特征在于，存在于薄膜上的任意區域(橫 lcm及縱lcm)所包括的任意3個點的各點之間的平均色坐標差（Δ L*、Δ a*、Δ b*)滿足Δ L* <0.4、Aa*<0.3及Ab*<0.5中的一種以上的條件。5. 根據權利要求1所述的顯色處理的基材，其特征在于，薄膜的平均厚度為lnm至 900nm〇6. 根據權利要求1所述的顯色處理的基材，其特征在于，進一步包括形成在薄膜上的表 面涂層。7. -種基材顯色處理方法，其特征在于，包括:在包含鎂的基體上形成薄膜的步驟，其 中，所述薄膜具有平均大小為50nm至lOOnm且含有以下述化學式1所表示的化合物的板狀結 構的粒子以所述基體的表面或與所述基體表面水平的面與結晶長軸平面上的任意軸所形 成的平均傾斜角為30°以下的方式層壓的結構， [化學式1] M(〇H)m 在所述化學式1中，Μ包括選自由Na、K、Mg、Ca及Ba組成的組的一種以上，m為1或2。8. 根據權利要求7所述的基材顯色處理方法，其特征在于，形成薄膜的步驟是通過將包 含鎂的基體浸漬在氫氧化物溶液來實施。9. 根據權利要求8所述的基材顯色處理方法，其特征在于，氫氧化物溶液包括選自由 他0!1、1(0!1、]\%(0!〇2、〇3(0!〇2及83(0!〇2組成的組的1種以上。10. 根據權利要求8所述的基材顯色處理方法，其特征在于，氫氧化物溶液的濃度為1重 量％至20重量％。11. 根據權利要求8所述的基材顯色處理方法，其特征在于，氫氧化物溶液的溫度為90 °C至200 °C，浸漬時間為1分鐘至180分鐘。12. 根據權利要求8所述的基材顯色處理方法，其特征在于，形成薄膜的步驟包括： 將包含鎂的基體浸漬在N1濃度的氫氧化物溶液的第1浸漬步驟；以及 將所述基體浸漬在Nn濃度的氫氧化物溶液的第η浸漬步驟， 其中，在第1浸漬步驟和第η浸漬步驟中，氫氧化物溶液的濃度相互獨立地滿足下述數 學式4及5，η為2以上且6以下的整數， [數學式4] 8 < Νι < 25 [數學式5] Nn-1-Nn| <3 在上述數學式4和5中，NlSN"表示各個步驟中的氫氧化物溶液的濃度，單位為重量％。13. 根據權利要求7所述的基材顯色處理方法，其特征在于，進一步包括以下步驟中的 任意一個以上的步驟： 在形成薄膜的步驟之前，對表面進行預處理的步驟；以及 在形成薄膜的步驟之后，進行沖洗的步驟。
【文檔編號】C23C22/46GK105849316SQ201480071368
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年12月26日
【發明人】鄭鉉珠, 宋淵均, 徐旼弘, 安鋼煥, 全英遇
【申請人】Posco公司