显色处理的基材及用于其的基材显色处理方法
【专利摘要】显色处理的基材包括：包含镁的基体；薄膜，形成于所述基体上，且含有以下化学式1所表示的化合物；波长变换层，形成于所述薄膜上，所述显色处理的基材维持基材的金属固有质感以及光泽性，同时提高基材的耐久性，并且能够在基材表面均匀地显示包含黑色等非彩色在内的青色、绿色等多种颜色，因此在使用金属材料的建筑外装材料、汽车装饰，尤其是移动电话壳体部件等电器、电子部件材料领域中，能够有效地使用。
【专利说明】
显色处理的基材及用于其的基材显色处理方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种显色处理的基材及用于其的基材显色处理方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，由于全产业的轻量化趋势，镁产业受到关注，其中在移动电话的外壳部件 等电器、电子部件材料领域，具有金属质感的外装材料得到流行，为此用于改善镁的这种问 题的研究正在活跃地进行。
[0003] 作为一个例子，韩国公开专利第2011-0016750号公开了一种在由镁合金形成的基 材表面干式涂覆含金属物质后进行溶胶凝胶涂覆来实现金属质感和确保耐腐蚀性的PVD-溶胶凝胶法，韩国公开专利第2011-0134769号中公开了一种利用化学研磨给含有镁的基材 表面赋予光泽，在溶解有颜料的碱性电解液中对所述基材进行阳极氧化，从而使表面显色 的阳极氧化法。
[0004] 然而，截至目前所开发出的技术，虽然能够在基材表面显示金属质感，但其并非为 镁固有的金属质感，存在难以显示多种颜色的问题。另外，由于在基材表面形成有不透明的 氧化膜，因此存在不易显示金属固有的光泽以及金属质感的问题。
[0005] 另一方面，近年来，顺应消费者的多种要求及时装的高端化趋势，显色处理成黑色 的金属材料产品得到流行，为此切实需要一种能够在材料表面显示显示多种颜色尤其黑色 的技术。
[0006] 因此，当前切实需要开发一种既能够维持金属材料的固有质感以及光泽的同时提 高耐久性，又能将包含黑色等非彩色在内的多种颜色显示于表面的表面处理技术的开发。
【发明内容】
[0007] (一)要解决的技术问题
[0008] 本发明的目的在于提供一种维持金属的质感以及光泽，并且表面被显色处理成包 含黑色在内的多种颜色的基材。
[0009] 此外，本发明的目的在于提供一种用于所述基材的基材显色处理方法。
[0010] (二)技术方案
[0011] 为了实现所述目的，在本发明的一个实施例中提供一种显色处理的基材，包括:包 含镁的基体;薄膜，形成于所述基体上，且含有以下化学式1所表示的化合物;波长变换层， 形成于所述薄膜上，
[0012][化学式1]
[0013] M(0H)m
[0014] 在所述化学式1中，M包含选自由Na、K、Mg、Ca以及Ba组成的组的1种以上，m为1或者 2,其中，
[0015] 存在于波长变换层上的任意的地点A，满足以下数学式1的条件，
[0016] 数学式1
[0017] 0.1 <Tfilm/TML< 10
[0018] 在所述数学式1中，Tfilm表示在地点A的薄膜的平均厚度，Tml表示在地点A的波长变 换层的平均厚度。
[0019] 此外，在本发明另一个实施例中提供一种基材的显色处理方法，包括:在包含镁的 基体上形成薄膜的步骤;在所述薄膜上形成波长变换层的步骤，对于存在于所述波长变换 层上的任意地点A，满足以下数学式1的条件，
[0020] 数学式1
[0021] 0.1 <Tfilm/TML< 10
[0022] 在所述数学式1中，Tmm表示在地点A的薄膜的平均厚度，Tml表示在地点A的波长变 换层的平均厚度。
[0023](三)有益效果
[0024]本发明维持金属固有的质感以及光泽性，提高基材的耐久性，并且能够在基材表 面均匀地显示显示包含黑色等非彩色在内的青色、绿色等多种颜色，因此在使用金属材料 的建筑外装材料、汽车装饰，尤其是移动电话壳体部件等电器、电子部件材料领域中，能够 有效地使用。
【附图说明】
[0025]图1是将在一个实施例中获得的被显色处理的基材的薄膜以及波长变换层利用透 射电子显微镜(TEM)拍摄的图像。
[0026]图2是将在另一个实施例中获得的被显色处理的基材的薄膜以及波长变换层利用 透射电子显微镜(TEM)拍摄的图像。
[0027]最佳实施方式
[0028] 本发明可以进行多种变形，而且可以具有多种不同实施例，在附图中例示特定实 施例，并对其进行详细说明。
[0029] 但是，本发明并不限定于这些特定的实施例，应理解为包括在本发明的思想及技 术范围内的所有变更、等同物以及替代物均包括在本发明。
[0030] 在本发明中，"包括"或"具有"等术语应当理解为，仅仅是想要指出说明书中记载 的特征、数字、步骤、动作、组成要素、部件或它们的组合的存在，并不事先排除一个或一个 以上的其他特征、数字、步骤、动作、组成要素、部件或它们的组合的存在或附加的可能性。 [0031 ] 在本发明中，"色坐标"是指国际照明委员会（Commossion International de 1 ' Eclairage，CIE)规定的颜色值CIE色空间的坐标，CIE色空间中的任意位置可以用L*、a*、b* 3种坐标值来表示。
[0032] 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* 值表示具有该色坐标的颜色偏向于纯红色(pure magenta)或纯绿色（pure green)中的哪 一种颜色，b*表示具有该色坐标的颜色偏向于纯黄色(pure yellow)和纯蓝色(pure blue) 中的哪一种颜色。
[0033] 具体地，所述a*值具有-a至+a的范围，a*的最大值（a*max)表示纯红色（pure magenta)，a*的最小值(a*min)表不纯绿色(pure green)。例如，a*值为负数时为偏向于纯 绿色的颜色，a*值为正数时为偏向于纯红色的颜色。比较a* = 80和a* = 50时，表示a* = 80相 比a* = 50位于更接近纯红色的位置。此外，所述b*值具有-b至+b的范围。b*的最大值(b* max)表示纯黄色(pure yellow)，b*的最小值(b*min)表示纯蓝色(pure blue)。例如，b*值 为负数时为偏向于纯黄色的颜色，b*值为正数时为偏向于纯蓝色的颜色。比较b* = 80和b* =50时，表示b* = 80相比b* = 50位于更接近纯黄色的位置。
[0034] 进一步地，在本发明中，"色差"或"色坐标差"是指在CIE色空间中两个颜色之间的 距离。即，距离远颜色差异大，距离越近颜色几乎没有差异，这可以通过以下数学式5的A E* 表不。
[0035] 数学式5
[0036] ^ .IT
[0037] 另外，在本发明中，"黑色(black)"是指以CIE色坐标为基准对明度的平均色坐标 (L*)在60以下的颜色。例如，所述黑色可包含灰色、黑色等非彩色，并且可以混合绿色系或 者青色系的颜色而包含绿黑色或者黑蓝色等颜色。
[0038] 并且，在本发明中，"青色"是指以CIE色坐标为基准平均色坐标(L*、a*、b*)中的L* 超过60、b*小于5的颜色。如前所述，b*表示纯黄色或者纯青色，因此本发明中的青色表示b* 值小的颜色，具体而言小于5的颜色。另外，对于a*的色坐标并非特别限定，但所述a*可以在 20以下，15以下，10以下或者5以下。作为本发明所涉及的青色，可以举出包括在所述色坐标 范围的蓝色、青色、亮青色;或者混合绿色系颜色的青绿色等。
[0039] 此外，在本发明中"绿色"是指以CIE色坐标为基准平均色坐标(L*、a*、b*)中的L* 超过60、a*在-5以下且b*在5以上的颜色。由于在CIE色空间中a*表示纯红色和绿色，因此本 发明中的绿色表示a*值为负数的颜色，具体而言在-5以下，更具体而言在-6以下，或者在-7 以下的颜色。另外，对于所述绿色而言，b*的色坐标可以在5以上，具体而言可以在6以上或 者7以上。本发明的绿色，可以举出包括在所所述色坐标范围的黄绿色、淡绿色、铁蓝色 (iron blue)、绿色等。
[0040]进而，在本发明中，"波长变换层"是指通过调节光的反射、折射、散射、衍射等来控 制入射光的波长的层，形成于薄膜上并包含嵌入(intercalation)薄膜表面的界面，具有使 由薄膜折射和/或散射的光以及由基体表面反射的光再次散射和/或折射的作用。
[0041]最后，在本发明中，单位"T"表示包含镁的基材的厚度，可以与单位"mm"相同。
[0042]本发明提供显色处理的基材以及用于其的基材显色处理方法。
[0043]在现有技术中，作为在包含镁的材料显示颜色的方法，有利用含金属物质或颜料 等来涂敷材料表面的PVD-溶胶凝胶法、阳极氧化法等。然而，所述方法有可能降低基材的耐 久性，很难在材料表面均匀地显示显示颜色。此外，因涂敷的薄膜层易于剥离而存在无法满 足可靠性的问题。与此同时，近年来，顺应消费者的多种要求及时装的高端化趋势，显色处 理成黑色的金属材料产品得到流行，为此对维持金属固有的光泽以及质感的同时在表面显 示黑色的技术的需求日益增大。
[0044]为此，本发明提出维持金属质感以及光泽的同时被显色处理成包含黑色在内的多 种颜色的基材以及用于其的基材的显色处理方法。
[0045]本发明所涉及的被显色处理的基材包含在基材上具有特定比例的nm级别的薄膜 以及波长变换层，维持金属固有的质感以及光泽性的同时提高基材的耐久性，并且能够在 基材表面均匀地显示显示包含灰色、黑色等非彩色在内的多种颜色，因此在使用金属材料 的建筑外装材料、汽车装饰，尤其是移动电话壳体部件等电器、电子部件材料领域中，能够 有效地使用。
[0046]以下，详细说明本发明。
[0047]在本发明的一个实施例中，提供一种显色处理的基材，其包括:包含镁的基体;薄 膜，形成于所述基体上，且含有以下化学式1所表示的化合物;波长变换层，形成于所述薄膜 上，
[0048] 化学式1
[0049] M(0H)m
[0050] 在所述化学式1中，
[0051 ] M包括选自由Na、K、Mg、Ca及Ba组成的组的一种以上，m为1或2，
[0052]其中，存在于波长变换层上的任意的地点A，满足以下数学式1的条件，
[0053] 数学式1
[0054] 0.1 <Tfiim/TML< 10 [0055] 在所述数学式1中，
[0056] Tmm表示在地点A的薄膜的平均厚度，
[0057] Tml表示在地点A的波长变换层的平均厚度。
[0058] 具体地，所所述基材可以满足0.1至10、0.1至9、0.1至8.5、0.5至6、0.5至4或者1至 8.5的数学式1的条件。
[0059]本发明所涉及的所述被显色处理的基材可具有在包含镁的基体上依次层压薄膜 以及波长变换层的结构，这种层压结构可以形成在金属材料基体的一面或者两面。此外，所 述基材通过满足所述数学式1的条件，能够防止波长变换层的光透射率的减少，并且在表面 均匀地显示颜色。此时，显示的颜色不仅包括灰色、黑色等非彩色，还包含青色、绿色等颜 色。
[0060]作为一个实施例，所述被显色处理的基材，当薄膜与波长变换层在波长变换层上 的任意地点A的平均厚度比（Tfilm/TML)为0.1至6.0时，可显示显示灰色、黑色等非彩色。此 时，存在于波长变换层上的任意区域(横lcm以及纵lcm)所包含的任意3点的平均色坐标的 L*可以为60以下。此外，所述薄膜的平均厚度可以小于80nm，具体而言可以为75nm以下、 70nm以下、65nm以下、60nm以下、50nm以下、10nm至55nm或者25nm至55nm(参照实验例2)。 [0061]作为另一个实施例，所述被显色处理的基材，当薄膜与波长变换层在波长变换层 上的任意地点A的平均厚度比（Tfilm/T ML)为0.2至4.0时，可显示显示青色、青绿色、天蓝色 (sky blue)等青色系颜色。此时，存在于波长变换层上的任意区域(横lcm以及纵lcm)所包 含的任意3点的平均色坐标的L*可以超过60，b*可以小于5。此外，所所述薄膜的平均厚度可 以为80至 140nm，具体而言可以为80nm至lOOnm、120nm至 140nm、110nm至 130nm，lOOnm至 135nm或者85nm至135nm(参照实验例2)。
[0062]作为另一个实施例，所述被显色处理的基材，当薄膜与波长变换层在波长变换层 上的任意地点A的平均厚度比（Tfilm/TML)为0.7至8.5时，可显示显示黄绿色、淡绿色、铁蓝色 (iron blue)、绿色等绿色系颜色。此时，存在于波长变换层上的任意区域(横lcm以及纵 lcm)所包含的任意3点的平均色坐标的L*可以超过60，a*可以为-5以下，并且b*可以为5以 上。此外，所述薄膜的平均厚度可以大于140nm且为300nm以下，具体而言，可以为145nm至 300nm、146nm 至290nm、147nm以上至260nm、145nm 至 200nm 或者 145nm 至 170nm (参照实验例 2)〇
[0063]下面，对本发明的所述被显色处理的基材按照不同的构成进行更详细的说明。
[0064]首先，包含镁的所述基体执行决定基材的基本骨架以及物理性质的作用，可认为 本发明所涉及的被显色处理的基材为被显色处理之前的形态。
[0065]此外，包含镁的所述基体只要能够在电器、电子产品材料领域能够作为框架使用， 不会特别去限定其种类及形态。作为一例，所述基体可使用由镁构成的镁基材、表面分散有 镁的形态的不锈钢或者钛(Ti)基材等。
[0066] 接下来，所述薄膜形成于基体表面，起到使入射于表面的入射光散射或者折射的 作用。
[0067] 此时，所述薄膜为能够透光的透明的薄膜，只要能够使入射的光散射或者折射，则 不会特别限定。例如，所述薄膜可包含选自由钠的氢氧化物(NaOH)、钾的氢氧化物(K0H)、镁 的氢氧化物(Mg(0H) 2)、钙的氢氧化物(Ca(0H)2)以及钡的氢氧化物(Ba(0H)2)组成的组的一 种以上。更具体而言，所述薄膜可以包含镁的氢氧化物(Mg(0H) 2)。
[0068] 此外，所述薄膜与形成于薄膜上的波长变换层具有特定的平均厚度比，由此在基 材表面显示包含灰色、黑色等非彩色在内的青色、绿色等多种颜色，此时，可作为决定显示 颜色的显色层发挥作用。例如，本发明所涉及的被显色处理的基材，即便薄膜与波长变换层 的平均厚度比相同，只要形成于基体上的薄膜的平均厚度不同，则显示于表面的颜色不同。 其中，所述薄膜的平均厚度，只要在nm级别，则无特别限定。具体而言，所述薄膜的平均厚度 可以为500nm以下、400nm以下、300nm以下、100nm 至250nm、10nm 至75nm、50nm 至140nm、140nm 至 200nm或者 lnm 至 300nm。
[0069]接下来，所述波长变换层(包括)形成于薄膜上并包含嵌入（intercalation)薄膜 表面的界面，使由薄膜折射和/或散射的光以及由基体表面反射的光再次散射和/或折射， 由此能够在基体表面显示颜色。
[0070]此时，为了在基体表面显示颜色，如前所述，所述波长变换层需要与薄膜具有满足 数学式1的条件的平均厚度比，同时具有nm级别的平均厚度。具体而言，所述波长变换层的 平均厚度可以为200nm以下。具体而言，所述平均厚度可以为190nm以下、180nm以下、170nm 以下、160nm以下或者150nm以下。在本发明中，可通过将波长变换层的平均厚度调节为所述 范围内，防止波长变换层的光透射率减少而导致颜色不显示。并且，所述波长变换层的成分 及形态无特殊限定。作为一个例子，所述波长变换层可包括选自由铝(A1)、铬(Cr)、钛(Ti)、 金(Au)、钼(Mo)、银(Ag)、锰(Mn)、锆(Zr)、钯(Pd)、铂(Pt)、钴(Co)、镉(Cd)或铜(Cu)和上述 金属的离子组成的组的1种以上，具体而言，可包括金属铬(Cr)。此外，所述金属可以具有金 属粒子形态，也可以是在波长变换层形成过程中与氮气、乙烷气体、氧气等反应而包括金属 氮化物、金属氧化物、金属碳化物等多种形态。进一步，所述波长变换层可以是所述金属在 薄膜上紧密层压而完全覆盖表面的连续层，或在薄膜上抛洒金属的形态的不连续层，但并 非限定于此。
[0071]另一方面，本发明所涉及的被显色处理的基材，为了提高基材的耐刮性以及耐久 性，在波长变换层上还可包括面漆。
[0072]此时，所述面漆只要是能够适用于金属、金属氧化物或金属氢氧化物上的涂覆的 透明涂覆剂就可以不受特别限制而使用。更具体地，所述透明涂覆剂可以是能够适用于金 属涂覆的无光透明涂覆剂或有光/无光透明涂覆剂等。此外，所述面漆可与波长变换层之间 具有优异的粘附力。具体而言，包括面漆的被显色处理的基材，在35°C下用5重量％的盐水 进行盐雾试验并经过72小时后评价粘附性时，可以具有5%以下的面漆剥离率。
[0073]在一个实施例中，以包括面漆的被显色处理的基材为对象，在35°C下喷雾5重量％ 的盐水，经过72小时后，实施划实验方格胶带测试(cross-cut tape test)方法。其结果可 确认，以整个面漆面积为基准，被剥离的面漆的面积为5%以下。由这种结果可知，本发明所 涉及的形成有面漆的所述基材，其波长变换层与面漆之间的粘附力优异(参照实验例3)。 [0074]进一步，在本发明的一个实施中，提供一种基材显色处理方法，其包括:在包含镁 的基体上形成薄膜的步骤;在所述薄膜上形成波长变换层的步骤，其中，对于存在于所述波 长变换层上的任意地点A，满足以下数学式1的条件：
[0075] 数学式1
[0076] 0.1 <Tfiim/TML< 10 [0077] 在所述数学式1中，
[0078] Tmm表示在地点A的薄膜的平均厚度，
[0079] Tml表示在地点A的波长变换层的平均厚度。
[0080] 本发明的基材显色处理方法，将具有0.1至10的特定比例的薄膜和波长变换层以 nm级别的厚度形成，从而能够在基材表面以卓越的显色力不仅均匀地显示灰色、黑色等非 彩色，还显示青色、绿色等多种颜色。
[0081 ]在所述显色处理方法中，形成薄膜的步骤可将包含镁的基体浸渍于氢氧化物溶液 来执行。
[0082] 此时，所述氢氧化物溶液只要是含有氢氧根(-OH)的溶液就不受特别限制。更具体 地，可以使用选自由似011、1(011、1%(01〇 2丄&(01〇2及8&(01〇2组成的组的1种以上所溶解的溶 液。所述氢氧化物溶液具有能够在短时间内将薄膜均匀地形成于基材表面，并且具有所显 示的颜色的显色力以及清晰度优异的优点(参照实验例1)。
[0083] 此外，本发明的制造方法能够通过浸渍条件来控制在基体表面形成的薄膜的厚 度。此时，所述基体根据其厚度导热量不同，因此基体的厚度不同时，即使在相同条件下浸 渍的基体在表面形成的薄膜厚度也可能不同。从而，优选通过含有镁的基体的厚度，调节浸 渍条件，从而控制薄膜的厚度。
[0084]作为一个实施例，含有镁的基体厚度为0.4T至0.7T的情况下，所述氢氧化物溶液 的温度为15°C至200°C，具体地，所述氢氧化物溶液的温度可以为15°C至50°C、15°C至30°C、 90°C至150°C或95°C至110°C。而且，基体的浸渍时间可以为60分钟以下，具体地，可以为50 分钟以下、40分钟以下、30分钟以下、20分钟以下或15分钟以下。进一步，所述氢氧化物溶液 的浓度可以为1重量％至80重量％，具体地，所述氢氧化物溶液的浓度可以为1重量％至70 重量％、5重量％至50重量％、10重量％至20重量％、1重量％至40重量％、30重量％至60重 量％、15重量％至45重量％或5重量％至20重量％。所述显色处理方法是通过在所述条件范 围内进行基体的浸渍来在短时间内均匀地形成薄膜，从而能够防止因形成过度的薄膜而降 低金属固有的光泽度。
[0085]进一步，在所述显色处理方法中，关于形成波长变换层的步骤，只要是本领域通常 使用的方法，则可无特殊限定地使用。具体而言，例如形成所述波长变换层的步骤，可通过 真空沉积法、溅射法，离子镀膜法或者离子束沉积法来执行。
[0086] 与此同时，本发明的基材显色处理方法可进一步包括:在形成薄膜的步骤之前对 基体表面进行预处理的步骤；以及在形成薄膜的步骤之后冲洗的步骤中的任意一个以上的 步骤。
[0087] 此时，对所述表面进行预处理的步骤是，在将包含镁的基体浸渍于氢氧化物溶液 中之前，将表面用碱性洗涤剂进行处理，从而去除表面残留的污染物质，或进行研磨的步 骤。此时，所述碱性洗涤剂只要是本领域通常适用于金属、金属氧化物或金属氢氧化物表面 洗涤的就不受特别限制。此外，所述研磨可以是通过抛光(buffing)、磨光(polishing)、喷 砂打磨(blasting)或电解研磨等方法而实施，但并不限定于此。在本步骤中，不仅能够去除 含有镁的基体表面所存在的污染物质或氧化皮(scale)等，还能够通过改变表面的表面能 和/或表面状态，具体地，通过表面的微观结构变化，控制薄膜形成速度。即，实施研磨的基 体上所形成的薄膜厚度可以不同于在相同条件下但没有实施研磨的基体上形成的薄膜的 厚度，由此在表面显示的颜色可能会不同。
[0088] 并且，所述冲洗的步骤是在将基体浸渍于氢氧化物溶液中的步骤之后，对基体表 面进行冲洗从而去除表面残留的氢氧化物溶液的步骤。在该步骤中，去除基体表面所残留 的氢氧化物溶液，从而防止残留氢氧化物溶液引起的额外的薄膜的形成。
【具体实施方式】
[0089] 下面，通过实施例和实验例，对本发明进行更为详细的说明。
[0090] 但是，以下实施例和实验例只是例示本发明，本发明的内容并非限定于以下实施 例和实验例。
[0091] 实施例1至3
[0092]将作为基体准备的、包含镁的试片(横1 cm X纵1 cm X 0.4T)浸渍于碱性洗涤剂进行 脱脂，并在以下表1中表示的时间内，将脱脂的试片在1 〇〇°C、10重量％的他011水溶液中浸 渍。然后，用蒸馏水冲洗所述试片，在干燥箱中进行干燥，接着通过溅射法形成由铬(Cr)组 成的波长变换层，从而获得被显色处理的试片。并且，选定存在于所获得的被显色处理的试 片上的任意地点A，利用透射电子显微镜(TEM)，对薄膜以及波长变换层在地点A的厚度测量 3次，并求出其平均厚度。
[0093]表 1
[0095] 实施例4
[0096]将作为基体准备的、包含镁的试片(横1 cm X纵1 cm X 0.4T)浸渍于碱性洗涤剂进行 脱脂，并将脱脂的试片在100 °C、10重量％的他011水溶液中浸渍20秒。然后，用蒸馏水冲洗所 述试片，在干燥箱中进行干燥，接着通过溅射法形成由铬(Cr)组成的波长变换层。在所述波 长变换层上涂敷液态无光透明涂料，在120°C-15(TC的温度下进行烤箱干燥来制造被显色 处理的试片。此时，被涂敷的无光透明涂料的平均厚度约为25wii。
[0097] 比较例1
[0098]将作为基体准备的、包含镁的试片(横1 cm X纵1 cm X 0.4T)浸渍于碱性洗涤剂进行 脱脂，并将脱脂的试片在100°c、10重量％的他011水溶液中浸渍15分钟。然后，用蒸馏水冲洗 所述试片，在干燥箱中进行干燥，接着通过溅射法形成由铬(Cr)组成的波长变换层，从而制 造在基体上依次层压薄膜和波长变换层的试片。此时，形成在基体上的薄膜以及波长变换 层的平均厚度分别约为150±5nm以及220nm〇 [0099]实验例1.评价根据氢氧化物溶液种类的基材的显色效率
[0100] 为了评价根据氢氧化物溶液种类的显色处理的基材的显色速度和显色力，进行了 如下实验。
[0101] 将作为基体的、包含镁的试片（横lcmX纵lcmX0.4T)浸渍于碱性洗涤剂进行脱 月旨，并将脱脂的试片在1〇〇°C、10重量％的似011水溶液或蒸馏水中分别浸渍40分钟、1小时以 及2小时。然后，用蒸馏水冲洗试片，在干燥箱中进行干燥，并用肉眼评价显示在表面的颜 色。
[0102] 结果，浸渍于10重量％的似011水溶液的试片相比浸渍于蒸馏水的试片，确认为显 色速度快。更具体地，浸渍于10重量％的他011水溶液的试片到经过浸渍10分钟的时间点为 止，保持试片固有的颜色即银色，然后经过黄色，在40分钟以内显示为橙色。但是，在蒸馏水 中浸渍40分钟的试片，表面颜色变化很小，与没有进行显色处理的基材相比，几乎没有颜色 差，浸渍1小时的试片慢慢显示黄色。此外，浸渍2小时的试片虽然显示黄色，但与浸渍于10 重量％的他011水溶液的试片相比，显色力显著降低。
[0103] 从上述结果可知，基材的表面处理使用含有Na0H、K0H、Mg(0H)2、Ca(0H)4PBa(0H)2 等的氢氧化物溶液进行，不仅工艺效率显著，而且显色力也优异。
[0104] 实验例2.评价根据浸渍时间的基材的显色
[0105] 为了评价根据在本发明中进行显色处理的基材的薄膜以及波长变换层的平均厚 度比显示于表面的颜色以及颜色均匀性，实施下述实验。
[0106] 在所述实施例1至3中制造试片时，在浸渍于氢氧化物溶液之后，用肉眼评价表面 颜色。之后，形成铬(Cr)层，用肉眼评价被显色处理的基材的表面颜色之后，对存在于试片 上的任意3个点进行了 4次CIE色空间中的色坐标的测定。根据测定出的色坐标，求出平均色 坐标(L*、a*、b*)和色坐标差，并将其结果表示在以下表2中。
[0107] 表2
[0109] 可知本发明的被显色处理的基材不仅能够显示显示黑色等非彩色，还能够均匀地 显示蓝色、绿色等多种颜色。
[0110] 具体而言，用肉眼对被显色处理的基材的颜色进行评价的结果，实施例1至3的基 材在仅形成薄膜的情况下，维持金属固有的颜色即银色，当在薄膜上形成波长变换层时，根 据薄膜与波长变换层的平均厚度比来显示黑色、青色或者绿色。另一方面，在比较例2中制 造的试片，由于形成在薄膜上的波长变换层的平均厚度厚，在表面没有显示颜色，而是显示 构成波长变换层的铬(Cr)的固有颜色即银色。
[0111] 此外，观察所述表2可确认，对存在于试片上的任意3个点测定色坐标的结果，由于 实施例1至3的基材的色坐标差（A E*)在0.7以下，显示于表面的色差不大，均匀。与此同时， 实施例1至3的基材的薄膜与波长变换层的平均厚度比（Tmm/TML)分别为0.875、3.25及 3.75,满足数学式1的条件。从这些结果可知，本发明的被显色处理的基材，通过将具有特定 厚度比的薄膜和波长变换层以nm级别形成，能够在基材表面均匀地显示包含黑色等非彩色 在内的青色、绿色等多种颜色，并且能够根据薄膜的平均厚度选择性显示所述颜色。
[0112] 实验例3.评价形成有面漆的被显色处理的基材的物理性质
[0113]为了评价形成有面漆的被显色处理的基材的耐腐蚀性以及粘附力，进行一下实 验。
[0114] 利用盐雾试验机(SST，Salt Spray Tester)，在35°C的温度下将5重量％的盐水均 匀地喷射于实施例4中形成有面漆的被显色处理的试片，并在盐水喷雾的时间经过72小时， 对试片的表面耐腐蚀性以及波长变换层与形成于表面的面漆的粘附力进行了评价。此时， 所述粘附力通过划方格胶带测试来进行评价。更详细而言，利用刀片在已涂敷的面漆上划 出具有1mm间隔的相交叉的横向6个线和纵向6个线之后，在横线和纵线的交叉点牢固地粘 贴胶带，并通过测定迅速拆除所述胶带时的、相对于面漆总面积被剥离的面漆的面积的方 法，来评价粘附力。
[0115]其结果可知，本发明的形成有面漆的被显色处理的基材的耐腐蚀性优异，并且被 显色处理的基材与面漆之间的粘附力非常优异。更具体而言，形成有无光面漆的实施例2的 试片在盐水喷雾时间经过72小时之后，也不产生由腐蚀引起的表面变形。此外，对已进行耐 腐蚀性实验的试片进行粘附力评价结果可确认，通过胶带被剥离的面漆的面积在面漆总面 积的5%以下。
[0116]从这种结果可知，本发明的形成有面漆的被显色处理的基材不仅具有优异的耐腐 蚀性，还具有波长变换层与面漆之间的优异的粘附力。
[0117] 因此，本发明的被显色处理的基材通过在基体上包含nm级别的、具有特定比例的 薄膜和波长变换层，能够维持金属固有的质感以及光泽性，提高基材的耐久性，而且在基材 表面不仅均匀地显示黑色等非彩色，还均匀地显示青色、绿色等多种颜色，因此在使用金属 材料的建筑外装材料、汽车装饰，尤其是移动电话壳体部件等电器、电子部件材料领域中， 能够有效地使用。
[0118] 工业实用性
[0119] 本发明的被显色处理的基材能够维持基材的金属固有质感以及光泽性的同时提 高基材的耐久性，并且能够在基材表面均匀地显示包含黑色等非彩色在内的青色、绿色等 多种颜色，因此在使用金属材料的建筑外装材料、汽车装饰，尤其是移动电话壳体部件等电 器、电子部件材料领域中，能够有效地使用。
【主权项】
1. 一种显色处理的基材，其包括： 包含镁的基体； 薄膜，形成于所述基体上，且含有以下化学式1所表示的化合物； 波长变换层，形成于所述薄膜上， 化学式1 M(〇H)m 在所述化学式1中，Μ包含选自由Na、K、Mg、Ca以及Ba组成的组的1种以上，m为1或者2， 其中，存在于波长变换层上的任意的地点A，满足以下数学式1的条件， 数学式1 0.1 <Tfilm/TML< 10 在所述数学式1中，Tfllm表示在地点A的薄膜的平均厚度，Ik表示在地点A的波长变换层 的平均厚度。2. 根据权利要求1所述的显色处理的基材，其中，波长变换层的平均厚度为200nm以下。3. 根据权利要求1所述的显色处理的基材，其中，存在于波长变换层上的任意地点A的 薄膜与波长变换层的平均厚度比（Tmm/TML)为0.1至6.0，在薄膜的平均厚度小于80nm的情 况下，存在于波长变换层上的任意区域(横lcm以及纵lcm)所包含的任意3个点的CIE平均色 坐标中的L*为60以下。4. 根据权利要求1所述的显色处理的基材，其中，存在于波长变换层上的任意地点A的 薄膜与波长变换层的平均厚度比(Tmm/TML)为0.2至4.0，在薄膜的平均厚度为80nm至140nm 的情况下，存在于波长变换层上的任意区域(横lcm以及纵lcm)所包含的任意3个点的平均 色坐标中的L*超过60，b*小于5。5. 根据权利要求1所述的显色处理的基材，其中，存在于波长变换层上的任意地点A的 薄膜与波长变换层的平均厚度比(Tfiim/TML)为0.7至8.5，在薄膜的平均厚度超过140nm且为 300nm以下的情况下，存在于波长变换层上的任意区域(横lcm以及纵lcm)所包含的任意3个 点的平均色坐标中的L*超过60，a*为-5以下，且b*为5以上。6. 根据权利要求1所述的显色处理的基材，其中，薄膜包含镁氢氧化物(Mg(OH)2)。7. 根据权利要求1所述的显色处理的基材，其中，波长变换层包括选自由铝（A1)、铬 (0)、钛(11)、金以11)、钼(1〇)、银以8)、锰(111)、锆(2〇、钯(？(1)、铂(？〇、钴((：〇)、镉(〇(1)或 者铜(Cu)和所述金属离子组成的组的1种以上。8. 根据权利要求1所述的显色处理的基材，其中，基体还包括不锈钢或钛。9. 一种基材的显色处理方法，包括： 在包含镁的基体上形成薄膜的步骤； 在所述薄膜上形成波长变换层的步骤， 对于存在于所述波长变换层上的任意地点A，满足以下数学式1的条件， 数学式1 0.1 <Tfilm/TML< 10 在所述数学式1中，Tfllm表示在地点A的薄膜的平均厚度，Ik表示在地点A的波长变换层 的平均厚度。10. 根据权利要求9所述的基材的显色处理方法，其中，在形成薄膜的步骤中，薄膜是通 过将包含镁的基体浸渍于氢氧化物溶液中而形成的。11. 根据权利要求10所述的基材的显色处理方法，其中，氢氧化物溶液的温度为90°C至 200 °C，浸渍时间为20分钟以下。12. 根据权利要求10所述的基材的显色处理方法，其中，氢氧化物溶液包括选自由 他0!1、1(0!1、]\%(0!〇2、〇3(0!〇 2及83(0!〇2组成的组的1种以上。13. 根据权利要求10所述的基材的显色处理方法，其中，氢氧化物溶液的浓度为1重 量％至80重量％。
【文档编号】C23C22/57GK105849313SQ201480071014
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2014年12月26日
【发明人】郑铉珠, 金庆保, 宋渊均, 李正熙, 柳润夏
【申请人】Posco公司