显色处理的基材及用于其的基材显色处理方法
【专利摘要】本发明公开一种包含镁的经显色处理的基材，该基材包括薄膜，所述薄膜具有由板状结构的结晶在水平方向上均匀密集地层压在包含镁的基材上的结构，从而不仅能够保持金属固有的质感及光泽性，并能够通过控制与所述结晶的层压程度对应的薄膜的平均厚度来在表面上均匀地显示多种颜色，因此，在使用金属材料的建筑外装材料、汽车装饰、特别是移动产品的壳体等电器、电子部件领域中，能够有效地利用。
【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] 本发明涉及一种包含镁的经显色处理的基材及用于其的基材显色处理方法，具体 地，涉及一种保持金属的质感及光泽的同时均匀地显示多种颜色的、包含镁的经显色处理 的基材及用于其的基材显色处理方法。
【背景技术】
[0002] 镁作为实用金属中属于超轻金属的金属，其耐磨性优异，抗日光性强，且环保，但 存在难以体现金属质感及多种颜色的问题。此外，作为电化学性非常活泼的金属，极具活 性，因此在显色处理没有进行时，在空气或溶液中非常迅速地腐蚀，因此在工业应用方面存 在很多困难。
[0003] 近年来，由于产业全面的轻量化趋势，镁产业受到瞩目，随着在移动电话壳体部件 等电器、电子部件材料领域中，金属质感的外包装材料成为趋势，从而积极开展改善镁的上 述问题的研究。
[0004] 结果，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阳极氧化上述基材，从而使表面显色的阳极氧化法。
[0005] 但是，就所述PVD-溶胶凝胶法而言，虽然在基材表面实现金属质感，但并非镁固有 的金属质感，存在难以显示各种颜色的问题。此外，利用阳极氧化法进行显色处理时，不仅 会在基材表面形成不透明的氧化膜，而且难以实现金属固有的金属质感。
[0006]因此，为了含有镁的基材的实用化，迫切需要一种能够将上述基材的表面进行化 学、电化学或物理处理，从而提高耐蚀性的同时，在其表面能够显示所需颜色的技术。
【发明内容】
[0007] (一)要解决的技术问题
[0008] 为解决所述问题，本发明的目的在于提供一种保持金属的质感及光泽的同时均匀 地显示多种颜色的、包含镁的经显色处理的基材。
[0009] 本发明的另一目的在于提供一种所述基材的显色处理方法。
[0010] (二)技术方案
[0011] 为实现上述目的，本发明在一个实施例1中提供一种显色处理的基材，包括:包含 镁的基体；以及薄膜，形成于所述基体上，其中，所述薄膜包括平均大小为50nm至100nm且含 有以下述化学式1表示的化合物的板状结构的结晶，
[0012][化学式1]
[0013] M(0H)m
[0014] 在所述化学式1中，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， 所述结晶满足下述数学式1的条件，
[0015] [数学式1]
[0016] a <30°
[0017]在所述数学式1中，a表示所述基体的表面或与所述基体表面水平的面与结晶的长 轴平面上的任意轴所形成的平均倾斜角。
[0018] 并且，本发明在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，其中，所述薄膜具有平均大小为50nm至100nm且含有以下述化学式 1所表示的化合物的板状结构的粒子以所述基体的表面或与所述基体表面水平的面与结晶 长轴平面上的任意轴所形成的平均倾斜角为30°以下的方式层压的结构，
[0019] [化学式1]
[0020] M(0H)m
[0021] 在所述化学式1中，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。 [0022](三)发明效果
[0023]本发明的经显色处理的基材，不仅能够保持金属固有的质感及光泽性，还能够通 过控制与所述结晶的层压程度对应的薄膜的平均厚度，从而在表面均匀地显示多种颜色， 因此，在使用金属材料的建筑外装材料、汽车装饰，特别是移动产品的壳体等电器、电子部 件材料领域中，能够有效地使用。
【附图说明】
[0024]图1是在一个实施例1中对本发明的经显色处理的基材所包含的薄膜进行X射线衍 射测量的坐标图。
[0025]图2是将在一个实施例1中根据氢氧化物溶液的种类及浸渍时间的薄膜表面状态 利用扫描电子显微镜(SEM)拍摄的图像。
[0026]最佳实施方式
[0027] 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。
[0028] 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。
[0029]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。
[0030] 此外，应理解为，本发明的附图是为了便于说明放大或缩小示出的。
[0031] 下面，参照附图对本发明进行详细说明，与附图的符号无关地，相同或对应的组成 要素使用相同的附图标记，并省略了对其的重复说明。
[0032] 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。
[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 一个颜色，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) 中的哪一个颜色。
[0034] 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子。此外，所述b*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，a*值为负 数时为偏向于纯黄色的颜色，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位于更接近纯红色的位置。
[0035]而且，在本发明中，"色差"或"色坐标差"是指在CIE色度空间中两个颜色之间的距 离。即，距离远色差异大，距离越近颜色几乎没有差异，这可以通过以下数学式3的A E*表 不。
[0036][数学式5]
[0038]进一步地，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。
[0039] 同时，在本发明中，"倾斜角(a)"表示基体表面或与基体表面水平的面与结晶长轴 平面上的任意轴所形成的角中的最小的角。
[0040] 本发明提供一种包含镁的经显色处理的包含镁的基材及用于其的基材显色处理 方法。
[0041] 以往，已知的在包含镁的材料上显示颜色的方法有利用含金属物质或颜料等在材 料表面进行涂覆的PVD-溶胶凝胶法、阳极氧化法等。但是，所述方法有可能降低基材的耐久 性。另外，存在难以在材料表面均匀地显示颜色、涂覆的薄膜层容易被剥离而无法满足可靠 性的问题。特别是，所述方法由于无法体现金属固有的金属质感，因而存在难以在建筑外装 材料、汽车装饰，特别是移动产品的壳体等电器、电子部件材料领域利用的问题。
[0042]为了克服这种问题，本发明提出了本发明的包含镁的经显色处理的基材及用于其 的基材显色处理方法。
[0043]本发明的经显色处理的基材包括具有在包含镁的基材上板状结构的结晶向水平 方向均匀而密集地层压的结构的薄膜，从而不仅能够保持金属固有的质感及光泽性，还通 过控制与所述结晶的层压程度对应的薄膜的平均厚度，在表面上均匀地显示多种颜色。 [0044]下面将对本发明进行更加详细的说明。
[0045]本发明在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；以及薄 膜，其在所述基体上形成，其中，所述薄膜，平均大小为50nm至100nm，且包括含有以下述化 学式1表示的化合物的板状结构结晶，
[0046] [化学式1]
[0047] M(0H)m
[0048] 所述化学式1中，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，所 述结晶满足下述数学式1的条件，
[0049] [数学式1]
[0050] a < 30°
[0051]所述数学式1中，a表示所述基体表面或与所述基体表面水平的面与存在于结晶长 轴平面上的任意轴所形成的平均倾斜角。
[0052] 具体而言，所述经显色处理的基材可以以30°以下，29°以下，28°以下，27°以下或 26°以下来满足数学式1的条件。
[0053]本发明的经显色处理的基材包括包含镁的基体和薄膜，可通过位于基体上的薄膜 使入射到表面的光发生散射及折射，从而在表面显示颜色。
[0054] 此时，所述薄膜可含有以化学式1表示的化合物，且具有由板状结构的结晶层压的 结构，以化学式1表示的化合物具体而言可以是钠氢氧化物(NaOH)、钾氢氧化物(K0H)、镁氢 氧化物(Mg(0H) 2)、钙氢氧化物(Ca(0H)2)及钡氢氧化物(Ba(0H)2)中的任意一种以上，更加 具体而言可以是镁氢氧化物(Mg(0H)2)。
[0055] 其中一个例子为，所述经显色处理的基材，对形成薄膜的表面进行X射线衍射测量 时，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，所述衍射峰值可以满足下述数学式2的条件，
[0056] [数学式2]
[0057] Pi/P2 >0.9
[0058] 所述数学式2中，Pi表示以20表示的18.5 ± 1.0°范围内的衍射峰（diffraction peak)的强度，P2表示以20表示的38.0 ± 1.0°范围内的衍射峰的强度。
[0059] 此时，所述基材的？1与？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，可以满足上述数学式2的条件。
[0060] 具体而言，对所述经显色处理的基材表面进行X射线衍射测量的结果，可以确认镁 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，可以确认所述衍射峰值中18.5± 1.0°范围的峰(peak)的强度最为 高，与38.0±1.0°范围的峰的比例约为1.66至4.8。这种X射线衍射结果与氢氧镁石 (brucite)晶型即六方晶系形态的镁氢氧化物的X射线衍射一致，因此，表示在基体上形成 的薄膜具有由六方晶系晶型的镁氢氧化物(Mg(0H) 2)以板状结构层压的结构。以此结果来 看，本发明的所述经显色处理的基材满足所述数学式2的条件。（参照实验例1)
[0061] 并且，所述薄膜的结晶的大小没有特别的限制，但可以具有50nm至100nm的平均大 小。
[0062] -般情况下，当组织内的粒子微细均匀时减少可能构成在组织内发生的强度减弱 的原因的缺陷尺寸或残余应力，从而能够提高组织的强度。即所述结晶具有50nm至100nm的 平均大小，因而在基体上的结晶之间不会形成空隙，可以在水平方向上均匀密集地层压，由 此防止入射到基材表面的光的扩散，从而能够保持金属固有的质感及光泽，同时还提高基 材的耐久性。
[0063] 具体而言，通过肉眼和扫描电子显微镜(SEM)观察所述经显色处理的基材表面。其 结果，可通过肉眼确认所述经显色处理的基材能够保持金属固有的光泽，并显示均匀的颜 色。并且，从扫描电子显微镜的结果来看，能够确认所述基材表面具有以下结构：约50nm至 100nm大小的板状结构的结晶相对于基体表面水平密集层压，并且，通过层压使存在于结晶 的长轴平面上的任意轴与基体表面所形成的平均倾斜角(a)为30°以下。由此结果来看，本 发明的经显色处理的基材包括由板状结构的结晶在包含镁的基体上均匀密集地层压的薄 膜，并满足数学式1的条件(参照实验例3)。
[0064]进一步地，本发明的经显色处理的基材可以通过控制形成在基体上的薄膜的平均 厚度来显示多种颜色。通过所述薄膜的平均厚度的变化来控制进入基体表面的入射光及由 基体表面反射的光的性质，从而可以调节显示的颜色。此时，虽然所述薄膜的平均厚度没有 特别的限制，但可以为lnm至900nm，具体而言可以为lnm至800nm、lnm至700nm或lnm至 600nm〇
[0065]具体而言，在一个实施例中，对根据本发明的包含镁的基材的平均厚度来显示的 颜色进行评价的结果，当在基体上形成平均厚度约为200nm±50nm的薄膜的情况下，所显示 出的颜色是黄色(yellow)。并且，当在基体上形成平均厚度约为600±50nm的薄膜的情况 下，所显示出的颜色是绿色(green)。由此结果可知，根据在基体上形成的薄膜的厚度，入射 到基体表面的光的散射及折射会发生变化，因而发生所显示的颜色的色差。
[0066]并且，本发明的经显色处理的基材还可包括形成在薄膜上的表面涂层。
[0067] 所述表面涂层是为了提高包含镁的基材表面的耐刮性及耐久性而进一步被包括。 此时，形成所述表面涂层的透明涂覆剂，只要是可适用于金属、金属氧化物或金属氢氧化物 上进行涂覆的透明涂覆剂，则不特别进行限定。更加具体一点，可举出可以适用于金属涂覆 的无光透明涂覆剂或有光/无光透明涂覆剂。
[0068] 与此同时，所述表面涂层可与薄膜具有优异的附着力。具体而言，包括表面涂层的 经显色处理的基材在35°C下进行5重量％的盐水喷雾，经过72小时后进行附着性评价时，所 述表面涂层具有5%以下的剥离率。
[0069]并且，本发明在一个实施例中提供一种基材显色处理方法，包括:在包含镁的基体 上形成薄膜的步骤，其中，所述薄膜具有平均大小为50nm至100nm且含有以下述化学式1所 表示的化合物的板状结构的粒子以所述基体的表面或与所述基体表面水平的面与存在于 结晶长轴平面上的任意轴所形成的平均倾斜角为30°以下的方式层压的结构，
[0070] [化学式1]
[0071] M(0H)m
[0072] 所述化学式1中，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。 [0073]本发明的基材的显色处理方法包括在包含镁的基材上形成薄膜的步骤，对于形成 所述薄膜的步骤，只要是本领域为了在金属基材上形成薄膜而通常采用的方法，则没有特 别的限制。具体而言，可以将包含镁的基材浸渍于氢氧化物溶液来形成薄膜。
[0074] 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。本发明通过使用所述氢氧化物溶液作为浸渍溶液，能够在基体表面快速均匀地形成薄 膜，并且具有保持金属固有的光泽及质感的优点。
[0075] 此外，本发明的制备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，即使是在相同条件下 浸渍的基体，在表面形成的薄膜厚度也可能不同。从而，优选根据包含镁的基体的厚度，调 节浸渍条件，从而控制薄膜的厚度。
[0076]其中一个例子为，当包含镁的基体的厚度为0.4T至0.7T的情况下，所述氢氧化物 溶液的浓度为1重量％至20重量％，更加具体而言，可以为1重量％至15重量％。此外，所述 氢氧化物溶液的温度可以为90 °C至200 °C，具体而言，可以为100 °C至150 °C，更加具体而言， 可以在95°C至110°C的范围内进行。同时，浸渍时间可以为1分钟至180分钟，具体而言，可以 在5分钟至90分钟之间进行。形成所述薄膜的步骤，不仅可以在上述条件范围内经济地在将 多种颜色显示在基材表面，而且容易调节结晶的成长速度，因而防止由结晶过度成长引起 的薄膜平均厚度的过度增加，从而保持基材的金属固有的质感及光泽。
[0077] 参考图2，可以确认，在100°C，10重量的％NaOH溶液浸渍180分钟以下的基材是由 具有50nm至100nm的直径的板状结构结晶在水平方向上密集地层压从而形成薄膜。相反，浸 渍240分钟的基材是结晶成长致使结晶的直径超过lOOnm，表面不均匀。（参照实验例3) [0078]进一步地，形成所述薄膜的步骤，可包括:将包含镁的基体浸渍在他浓度的氢氧化 物溶液的第1浸渍步骤；以及将所述基体浸渍在1浓度的氢氧化物溶液的第n浸渍步骤，在 第1浸渍步骤和第n浸渍步骤中，氢氧化物溶液的浓度相互独立地满足下述数学式4及5，n为 2以上且6以下的整数。
[0079] [数学式4]
[0080] 8 < Ni < 25 [0081 ][数学式5]
[0082] Nn-1-Nnl >3
[0083]上述数学式4及5中，仏和1表示各个步骤中的氢氧化物溶液的浓度，单位是重 量％。
[0084]如上所述，浸渍在上述氢氧化物溶液的步骤是在包含镁的基材表面形成薄膜而显 示颜色的步骤，可以通过调节形成的薄膜的厚度来调节显示的颜色。此时，所述薄膜的厚度 可根据氢氧化物溶液的浓度来进行控制，因此，当将用于浸渍基体的氢氧化物溶液的浓度 细分为Ni至N n，具体而言，细分为沁至咏、他至池、见至仏、他至吣或沁至吣并依次浸渍时，可以 调节显示在表面的颜色的细微色差。
[0085]另一方面，根据本发明的基材的显色处理方法可进一步包括以下步骤中的任意一 个以上的步骤:在形成薄膜的步骤之前，对表面进行预处理的步骤；以及在形成薄膜的步骤 之后，进行冲洗的步骤。
[0086] 此时，对所述表面进行预处理的步骤，是在包含镁的基体形成薄膜之前，利用碱性 清洗液对表面进行处理，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 性清洗液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的清洗的就不受 特别限制。另外，所述研磨可以是通过抛光（buff ing)、磨光（polishing)、喷砂打磨 (blasting)或电解研磨等方法而实施，但并非限定于此。
[0087] 在本步骤中，不仅可以去除在包含镁的基体表面残存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，就执行了研磨的基体而言，即使在与未执行研磨的基体相同的 条件下形成薄膜，在基体表面形成的薄膜的厚度也会相异，因此，在表面显示的颜色会相 异。
[0088] 并且，所述冲洗的步骤是，在基体上形成薄膜之后，具体而言，将基体浸渍在氢氧 化物溶液的步骤之后，对基体表面进行冲洗，以此来去除表面残留的氢氧化物溶液的步骤。 在此步骤，去除残留在基体表面的氢氧化物溶液，以此来防止因残留氢氧化物溶液引起的 额外薄膜的生成。
【具体实施方式】
[0089] 下面根据实施例及实验例，更详细地说明本发明。
[0090] 但是，下述实施例及实验例只是对本发明的示例，本发明的内容并非限定于下述 实施例及实验例。
[0091] 实施例1至实施例3:
[0092]将lcmXlCmX0.4T的包含镁的试片浸渍于碱性清洗液进行脱脂，将脱脂的试片在 100°C、10重量％的似(^溶液中浸渍以下表1中所示的时间。然后，用蒸馏水冲洗所述试片， 在干燥箱中进行干燥，从而制备经显色处理的试片。
[0093]表 1
[0095]比较例1至比较例4:
[0096] 将lcmXlCmX0.4T的包含镁的试片浸渍于碱性清洗液进行脱脂，将脱脂的试片如 以下表2中所示在100°C的溶液中浸渍。然后，用蒸馏水冲洗所述试片，在干燥箱中进行干 燥，从而制备经显色处理的试片。
[0097] 表 2
[0099]实验例1.薄膜成分及结构分析
[0100] 为确认本发明的经显色处理的基材的薄膜的组成成分及结构，进行了下述实验。
[0101] 对实施例1至3及比较例2中得到的试片进行了 X射线衍射(XRD)测量。此时，使用的 测量仪器是Rigaku ultra_X(Cu Ka radiation，40kV，120mA)。并且，测量条件是，将 1.5406A波长以〇.〇2°/秒的扫描速度进行扫描，并在20为10至80°范围内得到了X射线衍射 图。
[0102] 并且，对所述实施例1至3中得到的试片进行透视电子显微镜(TEM)拍摄，测量在镁 试片上层压的薄膜的平均厚度，并将测量结果表示在图1和以下表3中。
[0103] 表3
[0105] 参照图1，对于实施例1至3中得到的试片，可以确认作为基体的镁的以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，可以确认所述衍射峰值中18.5± 1.0°范围的峰的强度最为高，与38.0± 1.0°范围的 峰的比例约为1.66至4.8。在此，所述衍射峰值及衍射图是氢氧镁石(brucite)晶型即六方 晶系形态的镁氢氧化物的衍射值，表示形成在基体上的薄膜具有由六方晶系的晶型的镁氢 氧化物(Mg(0H) 2)以板状结构层压的结构。与此相反地，虽然在比较例2中得到的试片的以2 0表示的衍射峰值与实施例中得到的试片相似，但是18.5±1.0°范围的峰的强度弱，与38.0 ±1.0°的峰的比例约为0.4。这表示比较例2中的试片上所形成的薄膜虽具有由镁氢氧化物 的结晶层压的结构，但是上述结晶在基体上层压的结构与实施例不同。
[0106] 并且，参照图3,所述薄膜会随着浸渍时间的增加而其厚度也会增加。具体而言，浸 渍时间分别为30分钟、80分钟及170分钟的实施例1至3的试片的情况下，可以确认其薄膜的 平均厚度分别为 200 ± 50nm、600 ± 50nm 及800 ± 50nm 〇
[0107]从上述结果可知，本发明的经显色处理的基材包括由含有以化学式1表示的化合 物的板状结构的结晶层压的薄膜，薄膜的平均厚度为lnm至900nm，其厚度会随着基材的浸 渍时间的增加而增加。
[0108] 实验例2.根据浸渍时间分析显示的颜色
[0109] 为确认根据浸渍时间而显示在表面的颜色及颜色均匀度，进行下述实验。
[0110] 将lcmXlcmX0.4T的包含镁的试片浸渍在碱性清洗液进行脱脂，将脱脂的试片在 100°C、10重量％的似(^溶液浸渍170分钟。此时，将上述试片浸渍在NaOH溶液后，以5分钟至 10分钟的间隔通过肉眼观察试片表面的颜色，从而确认根据浸渍时间而显示的颜色。并且， 以实施例2及3中得到的经显色处理的试片为对象，选定存在于各表面的任意3个点A至C，对 选定的点反复进行4次CIE色空间中的色坐标的测量。根据测量出的色坐标，得出平均色坐 标(L'a'bl和色坐标差，并将其结果表示在下述表4中。
[0111] 表4
[0113] 可以得知本发明的经显色处理的基材可以根据浸渍时间来在表面上显示多种颜 色。
[0114] 具体而言，当包含镁的试片浸渍在氢氧化物溶液时，可以确认会保持镁的固有颜 色即银色，经过30分钟后，依次均匀地显示出黄色、红色、紫色、蓝色及绿色。这表示，可通过 控制基体的浸渍时间来调节显示在基体表面的颜色。
[0115] 并且，参照上述表4,可得知经显色处理的基材上所显示的颜色的均匀度优异。具 体而言，实施例2的试片的色坐标差显示为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，可以确认实施例3的试片的色坐标差为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] 从上述结果可知，通过控制将包含镁的基体浸渍于1至20重量％浓度的、50°C至 200°C的Na0H、K0H、Mg(OH) 2、Ca(0H)2及Ba(0H)2等氢氧化物溶液中的时间，从而能够在基材 表面均匀地显示多种颜色。
[0117] 实验例3.根据浸渍溶液及浸渍时间分析薄膜结构
[0118]根据本发明的经显色处理的基材的薄膜的形成，为评价浸渍溶液的种类及浸渍时 间所涉及到的影响，进行了下述实验。
[0119]通过肉眼评价了在实施例1、实施例2、比较例1、比较例2及比较例4中制备的经显 色处理的镁试片的表面颜色及光泽度。之后，利用扫描电子显微镜(SEM)以50,000倍率观察 形成在各个试片表面的薄膜，并将其结果表示在图2中。
[0120] 通过肉眼观察经过显色处理试片的结果，可以确认实施例1及3的试片保持金属固 有的光泽，并显示均匀的颜色。相反，比较例的试片虽能显示均匀的颜色，但其显色力较低， 光泽也明显减弱。
[0121] 并且，参照图2,可以确认实施例1及2的试片是具有由50至100nm平均大小的板状 结构的结晶层压而构成的薄膜。并且，可以确认构成薄膜的结晶之间几乎没有空隙。这表 示，板状结构的结晶在水平方向上密集层压，因此，存在于结晶的长轴平面上的任意轴与基 体表面所形成的平均角度为30°以下，比较小。
[0122] 相反地，根据比较例1中的试片，可以确认构成薄膜的结晶平均大小超过lOOnm，表 面不均匀。并且，可以确认比较例2及4的试片包括薄膜:所述薄膜具有板状结构的结晶在结 晶长轴平面上的任意轴与基体所形成的平均角度约为75°至105°，并形成不规则的网络的 结构。
[0123] 从上述结果可知，本发明是通过在1至20重量％浓度的NaOH、KOH、Mg(OH)2、Ca(OH) 2 及Ba (OH) 2等氢氧化物溶液中浸渍包含镁的基体，使板状结构结晶在水平方向上密集地层 压在基体上。并且，因这种层压结构，能够获得在没有减弱金属固有的光泽的情况下显示均 匀的颜色。
[0124] 工业实用性
[0125] 本发明的经显色处理的基材不仅能够保持金属固有的质感及光泽性，而且通过控 制与所述结晶的层压程度对应的薄膜的平均厚度，在表面均匀地显示多种颜色，因此，在使 用金属材料的建筑外装材料、汽车装饰、特别是移动产品的壳体等电器、电子部件领域中， 能够有效地利用。
【主权项】
1. 一种显色处理的基材，其特征在于，包括： 包含镁的基体；以及 薄膜，形成于所述基体上， 其中，所述薄膜包括平均大小为50nm至lOOnm且含有以下述化学式1表示的化合物的板 状结构的结晶， [化学式1] M(〇H)m 在所述化学式1中，Μ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，所述 结晶满足下述数学式1的条件， [数学式1] α<30° 在所述数学式1中，α表示所述基体的表面或与所述基体表面水平的面与结晶的长轴平 面上的任意轴所形成的平均倾斜角。2. 根据权利要求1所述的显色处理的基材，其特征在于，在对经显色处理的基材进行X 射线衍射测量时，满足下述数学式2的条件， [数学式2] Ρι/Ρ2 >0.9 在所述数学式2中，Pi表示以2Θ表示的18.5± 1.0°范围内的衍射峰的强度，Ρ2表示以2Θ 表示的38.0 ± 1.0°范围内的衍射峰的强度。3. 根据权利要求1所述的显色处理的基材，其特征在于，对经显色处理的基材进行X射 线衍射测量时，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. 根据权利要求1所述的显色处理的基材，其特征在于，存在于薄膜上的任意区域(横 lcm及纵lcm)所包括的任意3个点的各点之间的平均色坐标差（Δ L*、Δ a*、Δ b*)满足Δ L* <0.4、Aa*<0.3及Ab*<0.5中的一种以上的条件。5. 根据权利要求1所述的显色处理的基材，其特征在于，薄膜的平均厚度为lnm至 900nm〇6. 根据权利要求1所述的显色处理的基材，其特征在于，进一步包括形成在薄膜上的表 面涂层。7. -种基材显色处理方法，其特征在于，包括:在包含镁的基体上形成薄膜的步骤，其 中，所述薄膜具有平均大小为50nm至lOOnm且含有以下述化学式1所表示的化合物的板状结 构的粒子以所述基体的表面或与所述基体表面水平的面与结晶长轴平面上的任意轴所形 成的平均倾斜角为30°以下的方式层压的结构， [化学式1] M(〇H)m 在所述化学式1中，Μ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。8. 根据权利要求7所述的基材显色处理方法，其特征在于，形成薄膜的步骤是通过将包 含镁的基体浸渍在氢氧化物溶液来实施。9. 根据权利要求8所述的基材显色处理方法，其特征在于，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。10. 根据权利要求8所述的基材显色处理方法，其特征在于，氢氧化物溶液的浓度为1重 量％至20重量％。11. 根据权利要求8所述的基材显色处理方法，其特征在于，氢氧化物溶液的温度为90 °C至200 °C，浸渍时间为1分钟至180分钟。12. 根据权利要求8所述的基材显色处理方法，其特征在于，形成薄膜的步骤包括： 将包含镁的基体浸渍在N1浓度的氢氧化物溶液的第1浸渍步骤；以及 将所述基体浸渍在Nn浓度的氢氧化物溶液的第η浸渍步骤， 其中，在第1浸渍步骤和第η浸渍步骤中，氢氧化物溶液的浓度相互独立地满足下述数 学式4及5，η为2以上且6以下的整数， [数学式4] 8 < Νι < 25 [数学式5] Nn-1-Nn| <3 在上述数学式4和5中，NlSN"表示各个步骤中的氢氧化物溶液的浓度，单位为重量％。13. 根据权利要求7所述的基材显色处理方法，其特征在于，进一步包括以下步骤中的 任意一个以上的步骤： 在形成薄膜的步骤之前，对表面进行预处理的步骤；以及 在形成薄膜的步骤之后，进行冲洗的步骤。
【文档编号】C23C22/46GK105849316SQ201480071368
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2014年12月26日
【发明人】郑铉珠, 宋渊均, 徐旼弘, 安钢焕, 全英遇
【申请人】Posco公司