表面處理的基材及用于其的基材表面處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種耐腐蝕性優(yōu)異、能夠在表面顯示顏色的表面處理的基材及用于其的基材表面處理方法。本發(fā)明的表面處理的基材，在金屬材料基體上包括均勻厚度的薄膜，不僅能夠提高耐腐蝕性，還能夠在表面均勻顯示顏色。此外，所述薄膜上依次包括波長變換層和面漆，從而具有在不發(fā)生通過薄膜顯示的顏色的變色的情況下，能夠提高基材的耐刮性和耐磨性的優(yōu)點。
【專利說明】
表面處理的基材及用于其的基材表面處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種耐腐蝕性優(yōu)異，且能夠在表面顯示顏色的表面處理的基材及用于 其的基材表面處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 儀作為實用金屬中屬于超輕金屬的金屬，其耐磨性優(yōu)異，抗日光性強，且環(huán)保，但 是存在無法表現(xiàn)多種顏色的問題。此外，作為電化學(xué)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(yè)應(yīng)用方面存在很多困 難。
[0003] 近年來，隨著工業(yè)整體方面的輕量化趨勢，儀產(chǎn)業(yè)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(lǐng)域中，金屬質(zhì)感的外包裝材料成為趨勢，從而積極開展改善儀 的上述問題的研究。
[0004] 結(jié)果，韓國公開專利第2011-0016750號公開了一種在由儀合金形成的基材表面干 式涂覆含金屬物質(zhì)后進行溶膠凝膠涂覆來實現(xiàn)金屬質(zhì)感和確保耐腐蝕性的PVD-溶膠凝膠 法，韓國公開專利第2011-0134768號中公開了一種利用化學(xué)研磨給含有儀的基材表面賦予 光澤，在溶解有顏料的堿性電解液中氧化上述基材，從而使表面顯色的陽極氧化法。
[0005] 但是，所述PVD-溶膠凝膠法雖然在基材表面實現(xiàn)金屬質(zhì)感，但是存在難W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W實現(xiàn)金屬固有的金屬質(zhì)感。
[0006] 從而，為了含有儀的基材的實用化，迫切需要一種能夠?qū)⑸鲜龌牡谋砻孢M行化 學(xué)、電化學(xué)或物理處理，從而提高耐腐蝕性的同時，在其表面能夠顯示所需的顏色的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] (一)要解決的技術(shù)問題
[000引本發(fā)明的目的在于，提供一種耐腐蝕性優(yōu)異，在表面顯示顏色的表面處理的基材。
[0009] 本發(fā)明的另一目的在于，提供一種用于制造上述基材的基材表面處理方法。
[0010] (二很術(shù)方案
[0011] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個實施例提供一種表面處理的基材，其包括:金屬 材料基體;薄膜，形成在所述金屬材料基體上，且含有W下化學(xué)式1所示的化合物;波長變換 層，形成在上述薄膜上；W及面漆，形成在所述波長變化層上，
[0012] 化學(xué)式1
[0013] M(0H)m
[0014] 所述化學(xué)式1中，M包括選自由Na、K、Mg、化及Ba組成的組的巧中W上，m為1或2。
[0015] 此外，本發(fā)明另一個實施例中提供一種基材表面處理方法，該方法包括:在金屬材 料基體上形成薄膜的步驟;在所述薄膜上形成波長變換層的步驟；W及在所述波長變換層 上形成面漆的步驟。
[0016] (;巧益效果
[0017] 本發(fā)明的表面處理的基材在金屬材料基體上包括均勻厚度的薄膜，不僅提高耐腐 蝕性，還能夠在表面均勻顯示顏色。此外，在上述薄膜上依次包括波長變換層和面漆，因此 具有通過薄膜顯示的顏色不發(fā)生變色的情況下，提高耐刮性和耐磨性的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0018] 圖1是在一個實施例中利用透射電子顯微鏡測量隨著浸潰時間的薄膜厚度的圖 像;其中，A是浸潰時間為10分鐘的基材，B是浸潰時間為170分鐘的基材，C是浸潰時間為240 分鐘的基材。
[0019] 圖2是在一個實施例中利用透射電子顯微鏡拍攝的包括銘(化)層的經(jīng)過表面處理 的基材的圖像;其中，Dl表示銘層厚度，其值約為lOnm。
[0020] 圖3是在一個實施例中利用透射電子顯微鏡拍攝的包括侶(Al)層的經(jīng)過表面處理 的基材的照片;其中，D2表示侶層厚度，其值約為13nm。
[0021 ]最佳實施方式
[0022] 本發(fā)明可W進行多種變形，而且可W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。
[0023] 但是，本發(fā)明并不限定于運些特定的實施例，應(yīng)理解為包括在本發(fā)明的思想及技 術(shù)范圍內(nèi)的所有變更、等同物W及替代物均包括在本發(fā)明。
[0024] 在本發(fā)明中，"包括"或"具有"等術(shù)語應(yīng)當(dāng)理解為，僅僅是想要指出說明書中記載 的特征、數(shù)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 W上的其他特征、數(shù)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。
[0025] 此外，應(yīng)理解為，本發(fā)明的附圖是為了便于說明放大或縮小示出的。
[0026] 下面，參照附圖對本發(fā)明進行詳細說明，與附圖的符號無關(guān)地，相同或?qū)?yīng)的組成 要素使用相同的附圖標記，并省略了對其的重復(fù)說明。
[0027] 在本發(fā)明中，"色坐標"是指國際照明委員會（Commossion International de 1 ' Eclairage，CIE)規(guī)定的顏色值ere色空間的坐標，CIE色空間中的任意位置可W用L*、a*、b* 巧中坐標值來表示。
[002引其中，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。
[0029] 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)表示純綠色(pure green)。例如，a*值為負數(shù)時為偏向于純 綠色的顏色，a*值為正數(shù)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(shù)時為偏向于純黃色的顏色，正數(shù)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位于更接近純黃色的位置。
[0030] 進一步地，在本發(fā)明中，"色差"或"色坐標差"是指在Cffi色度空間中兩個顏色之間 的距離。即，距離遠顏色差異大，距離越近顏色幾乎沒有差異，運可W通過W下數(shù)學(xué)式3的A E*表示。
[0031] 猶舉式3
[0032]
[003；3] 巧巧，化半化化I T ,做K'義巧"巖巧f目化化阿下!凡;乂刑、OT刑、賞(射、衍"射等， 從而控制入射光波長的層，具有使在薄膜折射和/或散射的光在面漆中的進一步折射和散 射最小化的同時進行反射的作用。
[0034] 最后，在本發(fā)明中，單位叩'是表示包括儀的基材厚度，可W與單位"mm"相同。
[0035] 本發(fā)明提供表面處理的基材及用于其的基材表面處理方法。
[0036] W往，已知的在金屬材料上顯示顏色的方法有利用含金屬物質(zhì)或顏料等在儀表面 進行涂覆的PVD-溶膠凝膠法、陽極氧化法等。但上述方法可能會降低儀的耐磨性，且難W實 現(xiàn)多種顏色。此外，還有涂覆的薄膜層容易剝離而無法滿足可靠性的問題。
[0037] 為了克服上述問題，本發(fā)明提供在氨氧化物溶液中浸潰金屬材料基體后，依次層 壓波長變換層和面漆來制造的表面處理的基材。本發(fā)明的上述基材在金屬材料基體上依次 包括薄膜、波長變換層及面漆，從而具有能夠在基材表面均勻顯示顏色的同時，能夠提高基 材的耐刮性和耐磨性的優(yōu)點。
[0038] 下面詳細說明本發(fā)明。
[0039] 本發(fā)明第一實施例中提供一種表面處理的基材，其包括:金屬材料基體;薄膜，形 成在所述金屬材料基體上，且含有W下化學(xué)式1所示的化合物;波長變換層，形成在所述述 薄膜上；W及面漆，形成在所述波長變化層上，
[0040] 化學(xué)式1 [0041 ] M(0H)m
[0042] 所述化學(xué)式1中，M包括選自由Na、K、Mg、Ca及Ba組成的組的巧巾W上，m為1或2。
[0043] 本發(fā)明的表面處理的基材可W具有在金屬材料基體上包括薄膜，在所述薄膜上依 次層壓波長變換層和面漆的結(jié)構(gòu)，運種層壓結(jié)構(gòu)可W在金屬材料基體的一面或兩面形成。 此時，所述薄膜位于所述金屬材料基體上，起到顯示顏色的作用，所述最外層面漆可W起到 提高基材的耐刮性和耐磨性的作用，僅在金屬材料基體上形成薄膜和面漆時，會存在通過 薄膜顯示的顏色因為面漆而發(fā)生變色的問題。但是本發(fā)明的表面處理的基材，在薄膜和面 漆之間形成波長變換層，從而能夠防止面漆引起的變色。
[0044] 此時，所述波長變換層只要是能夠使在薄膜折射和/或散射的光在面漆中的進一 步的折射和散射最小化，誘導(dǎo)光反射從而能夠維持通過薄膜顯示的顏色，對其種類或形態(tài) 不受特別地限制而使用。具體地，所述波長變換層可W包括選自由侶(A1)、銘(Cr)、鐵(Ti)、 金(Au)、鋼(Mo)、銀(Ag)、儘(Mn)、錯(Zr)、鈕(Pd)、銷(Pt)、鉆(Co)、儒(Cd)或銅(Cu)和上述 金屬的離子組成的組的1種W上，具體地，可W包括銘(吐）。此外所述金屬可W具有金屬粒 子形態(tài)，也可W是在波長變換層的形成過程中與氮氣、乙燒氣體、氧氣等反應(yīng)而包括金屬氮 化物、金屬氧化物、金屬碳化物等多種形態(tài)。進一步，所述波長變化層可W是金屬在薄膜上 緊密層壓而覆蓋所有表面的連續(xù)層，或在薄膜上拋灑金屬的形態(tài)的不連續(xù)層。
[0045] 此外，所述波長變換層的平均厚度只要是能夠防止通過薄膜而顯示的顏色的變 色，就不受特別的限制。具體地，所述平均厚度可W滿足5nm至200nm的條件。更具體地，所述 平均厚度可 W是5nm至 150nm，IOnm至IOOnm，5nm至20nm，IOnm至 15nm，20nm至40nm，1 Onm至 30nm或30nm至50nm。
[0046] 參照圖2和圖3,用透射電子顯微鏡對具有在金屬材料基體上依次層壓薄膜、波長 變換層和面漆的層壓結(jié)構(gòu)、所述波長變換層含有銘(Cr)或侶(Al)的本發(fā)明的表面處理的基 材進行拍攝的結(jié)果，可W確認各波長變換層的平均厚度分別約為IOnm和13nm。
[0047] 進一步地，本發(fā)明的表面處理的基材，包括在面漆上的任意區(qū)域(橫Icm和縱1cm) 的任意3個點，各點之間的平均色坐標偏差（AL*、Aa*、Ab*)可W滿足AL*<0.5、Aa*< 0.7和A b*<0.6中的I個W上的條件。
[0048] 具體地，本發(fā)明的表面處理的基材可W滿足上述條件中的巧中W上，更具體而言， 可W滿足上述所有條件。
[0049] 在一個實施例中，將金屬材料基體IcmX Icm的試片在100°C、10重量％的化OH水溶 液中浸潰85分鐘，依次形成波長變換層和面漆后，對試片中的任意3個點測量了CIE色空間 中的色坐標。結(jié)果，試片的平均色坐標差為〇.14< AL*<0.34、0.02< Aa*<〇.34和0.34< A b*<0.40，滿足上述所有條件。此外，由測量值導(dǎo)出的A E*為0.424 < A E*<0.578，可W 確認色坐標的平均差顯著小。運表示本發(fā)明的表面處理的基材的顏色均勻(參照試驗例3)。
[0050] 此外，所述表面處理的基材的薄膜只要是能夠?qū)⑷肷涞奖砻娴墓馍⑸浜驼凵涞模?就不受特別限制。具體地，所述薄膜可W包括氨氧化鋼(NaOH)、氨氧化鐘化OH)、氨氧化儀 (Mg(0H)2)、氨氧化巧(Ca(0H)2)和氨氧化領(lǐng)(Ba(0H)2)中的任意一種W上，更具體地，可W包 括氨氧化儀(Mg(OH)2)(參照試驗例2)。
[0051] 此外，所述薄膜的平均厚度不受特別限制，具體地，所述平均厚度可W是50nm至化 m，更具體地，所述平均厚度可W是IOOnm至化m。本發(fā)明的表面處理的基材顯示的顏色是利 用入射到基材表面的光的性質(zhì)，在基材表面均勻形成將入射光進行散射和折射的薄膜，從 而顯示均勻的顏色。此時，本發(fā)明能夠在上述厚度范圍內(nèi)，在不損失基材所具有的金屬固有 的質(zhì)感的情況下，顯示顏色。
[0052] 進一步地，所述表面處理的基材的金屬材料基體的種類或形態(tài)不受特別的限制。 具體地，可W使用由儀形成的儀基材，此外還可W使用在表面分散儀的形態(tài)的不誘鋼或鐵 (Ti)基材等。
[0053] 此外，所述表面處理的基材的面漆只要是能夠適用于金屬、金屬氧化物或金屬氨 氧化物上的涂覆的透明涂料就可W不受特別限制而使用。更具體地，所述透明涂料可W是 能夠適用于金屬涂覆的無光透明涂料或有光/無光透明涂料等。
[0054] 本發(fā)明的另一個實施例中，提供一種基材表面處理方法，該方法包括:在金屬材料 基體上形成薄膜的步驟;在所述薄膜上形成波長變換層的步驟；W及在所述波長變換層上 形成面漆的步驟。
[0055] 下面，按照各個步驟進一步詳細說明本發(fā)明的上述表面處理方法。
[0056] 首先，在金屬材料基體上形成薄膜的步驟是在金屬材料基體上顯示顏色的步驟， 所述顏色通過金屬材料基體上形成的薄膜來實現(xiàn)，所述薄膜可W通過將金屬材料基體浸潰 于氨氧化物溶液中而均勻形成。
[0057] 此時，所述氨氧化物溶液只要是含有氨氧根(-OH)的溶液就不受特別限制而使用。 具體地，可W使用選自由化細、1(0山1邑((^)2、〔曰((^)2和8曰(0^2組成的組中的1種^上所溶 解的水溶液。
[0058] 在一個實施例中，W含有儀的金屬材料基體為對象，評價了根據(jù)氨氧化物溶液的 顯色速度、顯色力和顏色均勻度。結(jié)果，使用溶解化OH的氨氧化物溶液時，相比使用蒸饋水 的情況，顯色速度快4倍W上。此外，在表面顯示的顏色顯色力優(yōu)異，顯示的顏色均勻。從該 結(jié)果可W知道，使用溶解化OH等金屬氨氧化物的溶液作為氨氧化物溶液時，在金屬材料基 體上快速均勻形成薄膜，從而能夠W卓越的顯色力均勻顯示顏色(參照實驗例1)。
[0059] 此外，本發(fā)明的制造方法能夠通過浸潰條件來控制在基體表面形成薄膜的厚度。 此時，根據(jù)所述基體的厚度導(dǎo)熱量不同，因此基體的厚度不同時，即使在相同條件下浸潰的 基體在表面形成的薄膜厚度也可能不同。從而，優(yōu)選通過含有儀的基體的厚度，調(diào)節(jié)浸潰條 件，從而控制薄膜的厚度。
[0060] 作為一個實施例，含有儀的基體厚度為0.4至0.7T的情況下，所述氨氧化物溶液的 濃度為1重量％至80重量％，更具體地，所述氨氧化物溶液的濃度為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％。與此同時，所述氨氧化物溶液的溫度可W為90°C至 20(TC，更具體地，可W為100°C至150°C，再進一步地，可W為95°C至11 (TC。同時，浸潰時間 可W為1分鐘至500分鐘，具體地，可W實施10分鐘至90分鐘。在本發(fā)明中，在上述條件范圍 內(nèi)能夠W經(jīng)濟的方法在基材表面顯示不同顏色。
[0061] 參照圖1，可W確認在相同條件下隨著金屬材料基體的浸潰時間，表面形成的薄膜 的平均厚度增加，顯色的顏色轉(zhuǎn)換。運表示在表面顯示的顏色根據(jù)薄膜的厚度轉(zhuǎn)換。從而可 W知道，在基材表面顯示的顏色可W通過調(diào)節(jié)浸潰金屬材料基體的氨氧化物溶液的濃度、 溫度和浸潰時間，控制薄膜的形成速度和平均厚度，從而能夠調(diào)節(jié)(參照實驗例2)
[0062] 進一步地，本發(fā)明的基材表面處理方法中，在金屬材料基體上形成薄膜的步驟包 括:將金屬材料基體在化濃度的氨氧化物溶液中浸潰的第一浸潰步驟；W及將金屬材料至 在Nn濃度的氨氧化物溶液中浸潰的第n浸潰步驟，在所述第一浸潰步驟和所述第n浸潰步驟 中，氨氧化物溶液的濃度各自獨立地滿足W下數(shù)學(xué)式1和2的條件，n為2W上6W下的正數(shù)，
[0063] 數(shù)學(xué)式1
[0064] 8 < 化 < 化 [00化]數(shù)學(xué)式2
[0066] Nn-I-Nnl >3
[0067] 在上述數(shù)學(xué)式1和2中，化和Nn表示各步驟的氨氧化物溶液濃度，單位為重量％。
[0068] 如上所述，在金屬材料基體上形成薄膜的步驟是在金屬材料基體表面顯示顏色的 步驟，通過調(diào)節(jié)所形成的薄膜的厚度，能夠調(diào)節(jié)顯示的顏色。此時，所述薄膜的厚度能夠通 過氨氧化物溶液的濃度控制，從而將浸潰金屬材料基體的氨氧化物溶液濃度細分為化至Nn， 具體地，細分為化至Ns，化至化，化至N4，化至化或化至化來依次進行浸潰時，能夠調(diào)節(jié)表面顯 示的顏色的細微的色差。
[0069] 此外，本發(fā)明的基材表面處理方法可W進一步包括:在金屬材料基體上形成薄膜 的步驟之前表面進行預(yù)處理的步驟；W及在金屬材料基體上形成薄膜的步驟之后沖洗的步 驟中的任意一個W上的步驟。此時，對所述表面進行預(yù)處理的步驟是，在將金屬材料基體浸 潰于氨氧化物溶液中之前，將表面用堿性洗涂劑進行處理，從而去除表面殘留的污染物質(zhì)， 或進行研磨的步驟。此時，所述堿性洗涂劑只要是本領(lǐng)域通常適用于金屬、金屬氧化物或金 屬氨氧化物表面洗涂的就不受特別限制。此外，所述研磨可W是通過拋光(buffing)、磨光 (polishing)、噴砂打磨(blasting)或電解研磨等方法而實施，但并不限定于此。在本步驟 中，不僅能夠去除含有儀的基體表面存在的污染物質(zhì)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(tài)，具體地，通過表面的微觀結(jié)構(gòu)變化，控制薄膜形成速度。即， 實施研磨的基體上形成的薄膜厚度可W不同于在相同條件下但沒有實施研磨的基體上形 成的薄膜的厚度，由此在表面顯示的顏色可能會不同。
[0070] 與此同時，所述沖洗的步驟是在將金屬材料基體浸潰于氨氧化物溶液中的步驟之 后，將表面沖洗從而去除表面殘留的氨氧化物溶液的步驟。在該步驟中，去除基體表面殘留 的氨氧化物溶液，從而防止殘留氨氧化物溶液引起的額外的薄膜的形成。
[0071] 然后，在薄膜上形成波長變換層的步驟是形成能夠防止通過薄膜顯示的顏色由于 面漆而變色的波長變換層的步驟。
[0072] 在金屬基體材料上僅依次形成薄膜和面漆時，顯示顏色的顯色光在面漆中可能會 再折射和散射，從而表面顯示的顏色可能會變色，變色程度根據(jù)面漆的平均厚度可能會不 同。例如，面漆具有扣m至20WI1的平均厚度時，可能會變色為褐色，具有30WI1W上的平均厚度 時可能會變色為黑色。但是，根據(jù)本發(fā)明在薄膜和面漆之間引入波長變換層時，波長變換層 能夠使由面漆引起的顯色光的折射和散射最小化，誘導(dǎo)光反射，從而能夠防止通過薄膜顯 示的顏色的變色。
[0073] 此時，為了形成所述波長變換層，可W使用本領(lǐng)域常用的方法。具體地，可W使用 真空沉積法、瓣射法、離子鍛膜或離子束沉積等方法形成。
[0074] 此時，所述波長變換層只要是能夠使面漆引起的顯色光的再折射和散射最小化， 誘導(dǎo)光反射，能夠維持通過薄膜顯示的顏色，對其種類或形態(tài)不受特別地限制而使用。作為 一個例子，所述波長變換層可W包括選自由侶(Al)、銘（Cr)、鐵(Ti)、金(Au)、鋼(Mo)、銀 (Ag)、儘(Mn)、錯(Zr)、鈕(Pd)、銷(Pt)、鉆(Co)、儒(Cd)或銅(Cu)和上述金屬的離子組成的 組的1種W上金屬。
[0075] 然后，在波長變換層上形成面漆的步驟是為了提高基材的耐刮性及耐磨性，在波 長變換層上利用無光或有光/無光透明涂覆劑導(dǎo)入面漆的步驟。
[0076] 此時，為了在波長變換層上形成面漆，所述面漆可W通過本領(lǐng)域常用的方法形成。
【具體實施方式】
[0077] 下面，通過實施例和實驗例進一步詳細說明本發(fā)明。
[0078] 但是，W下實施例和實驗例僅僅是例示本發(fā)明，本發(fā)明的內(nèi)容并不限定于W下實 施例和實驗例。
[0079] 實施例1
[0080] 將作為金屬材料基體的含儀的試片（橫IcmX縱IcmXO.4T)浸潰于堿性洗涂劑進 行脫脂，將脫脂的試片在100 °c、10重量％的船(^水溶液中浸潰50分鐘。然后，用蒸饋水沖洗 上述試片，在干燥箱中進行干燥，接著利用瓣射法形成厚度為10皿至20皿的銘(Cr)層。在上 述銘(化)層上涂覆液態(tài)的無光透明涂料，在120°C-15(rC的干燥箱中進行干燥，制造了紅色 的表面處理的試片。此時，涂覆的無光透明涂料的平均厚度為25WI1。
[0081 ] 實施例2
[0082] 除了在所述實施例1中將試片在氨氧化物溶液中浸潰50分鐘替代為浸潰85分鐘之 夕h按照同實施例1相同的方法實施來制造綠色的表面處理的試片。
[0083] 實施例3
[0084] 除了在所述實施例1中將試片在氨氧化物溶液中浸潰50分鐘替代為浸潰10分鐘之 夕h按照同實施例1相同的方法實施來制造銀色的表面處理的試片。制造的試片用透射電子 顯微鏡進行拍攝，并將其結(jié)果表示在圖2中。如圖2所示，確認所述試片上形成的銘層的平均 厚度(Dl)為約lOnm。
[0085] 實施例4
[0086] 除了在所述實施例1中將試片在氨氧化物溶液中浸潰50分鐘替代為浸潰10分鐘， 且形成銘(Cr)層替代為形成侶(Al)層之外，按照同實施例1相同的方法實施來制造銀色的 表面處理的試片。制造的試片用透射電子顯微鏡進行拍攝，并將其結(jié)果表示在圖3中。如圖3 所示，確認所述試片上形成的侶層的平均厚度(D2)為約13nm。
[0087] 比較例1
[0088] 將作為金屬材料基體的含儀的試片（橫Icm X縱Icm X O . 4T)浸潰于堿性洗涂劑進 行脫脂，將脫脂的試片在100 °c、10重量％的船(^水溶液中浸潰85分鐘。然后，用蒸饋水沖洗 上述試片，在干燥箱中進行干燥，接著涂覆液態(tài)無光透明涂料，在120°C-15(rC的干燥箱中 進行干燥，制造了紅色的表面處理的試片。此時，涂覆的無光透明涂料的平均厚度為如m。
[0089] 比較例2
[0090] 除了在所述比較例1中涂覆無光透明涂料的平均厚度為扣m替代為涂覆平均厚度 為30wiiW上之外，按照同比較例1相同的方法實施來制造了表面處理的試片，。
[0091 ]實驗例1:評價根據(jù)氨氧化物溶液種類的基材的顯色效率
[0092] 為了評價根據(jù)氨氧化物溶液種類的顯色處理的基材的顯色速度和顯色力，進行了 如下的實驗。
[0093] 將作為金屬材料基體的含儀的試片（橫IcmX縱IcmXO.4T)浸潰于堿性洗涂劑進 行脫脂，將脫脂的試片在100°c、10重量％的船(^水溶液或蒸饋水中分別浸潰40分鐘、1小時 和2小時。然后，用蒸饋水沖洗上述試片，在干燥箱中進行干燥，用肉眼觀察表面顯示的顏 色。
[0094] 結(jié)果，浸潰于10重量％的化OH水溶液的試片相比浸潰于蒸饋水的試片，確認為顯 色速度快。更具體地，浸潰于10重量％的化OH水溶液的試片在經(jīng)過浸潰10分鐘的時間點，顯 示銀色，然后經(jīng)過黃色，在40分鐘W內(nèi)顯示為澄色。但是，在蒸饋水中浸潰40分鐘的試片，表 面顏色變化很小，與沒有進行顯色處理的基材相比，幾乎沒有顏色差，浸潰1小時的試片慢 慢顯示黃色。此外，浸潰2小時的試片雖然顯示黃色，但與浸潰于10重量％的化OH水溶液的 試片相比，顯色力顯著降低。
[00巧]從上述結(jié)果可W知道，基材的表面處理使用含有化細、10^、1旨((^)2、化((^)2和8曰 (0H)2等的氨氧化物溶液進行，不僅工藝效率顯著，而且顯色力也優(yōu)異。
[0096] 實驗例2:評價根據(jù)氨氧化物溶液浸潰時間的基材的顯色
[0097] 為了評價金屬材料基體的根據(jù)氨氧化物溶液浸潰時間的顯色程度，進行了如下的 實驗。
[0098] 將作為金屬材料基體的含儀的試片（橫IcmX縱lcmX0.4T)浸潰于堿性洗涂劑進 行脫脂，將脫脂的試片在100°c、10重量％的化OH水溶液或蒸饋水中浸潰240分鐘。此時，肉 眼觀察將上述試片浸潰于化OH水溶液中后，剛放進去開始W5分鐘至10分鐘的間隔觀察顯 示的顏色。此外，為了確認試片表面生成的薄膜的成分及厚度，在W經(jīng)過浸潰10分鐘、170分 鐘及240分鐘的時間點的試片為對象，進行了薄膜的X射線衍射分析及透射電子顯微鏡 (TEM)的拍攝。上述結(jié)果表示在圖1。
[0099] 本發(fā)明的表面處理的基材，根據(jù)氨氧化物溶液中浸潰的時間而顯示不同顏色。更 具體地，沒有進行顯色處理的銀色試片浸潰于氨氧化物溶液中時，經(jīng)過30分鐘W后，依次顯 示黃色、澄色、紅色、紫色、藍色和綠色，運種顏色變化隨著時間的經(jīng)過，具有一定的周期，反 復(fù)出現(xiàn)。
[0100] 此外，對薄膜進行X射線衍射分析的結(jié)果，=個試片的薄膜均顯示出W20表示的 18.5±1.0°、38.0±1.0°、50.5±1.0°、58.5±1.0°、62.0±1.0°和68.5±1.0°的衍射峰值， 確認含有氨氧儀石(brucite)晶型的儀氨氧化物(Ma(0H)2)。
[0101] 進一步地，如圖1所示，薄膜的平均厚度隨著時間的經(jīng)過，確認為分別增加至約 200nm、600nm 及900nm。
[0102] 從上述結(jié)果可W知道，本發(fā)明的表面處理的基材包括含有儀氨氧化物(Ma(0H)2) 的薄膜而顯色。
[0103] 此外，含有儀的金屬材料基體根據(jù)浸潰時間可W控制形成于表面的薄膜厚度，通 過此也可W調(diào)節(jié)顯示的顏色。
[0104] 實驗例3:評價表面處理的基材的顏色及顏色均勻度
[0105] 為了評價本發(fā)明的表面處理的基材的顏色和顏色均勻度，進行了如下試驗。
[0106] 肉眼評價實施例1、實施例2、比較例1和比較例2的表面處理的試片顏色。此外，在 實施例2制造的試片上選定任意3個點A至C，對選定的點測量CIE色空間的色坐標，由測量的 色坐標求出色坐標差，在下表1中示出。此時，色坐標差（AE*)利用W下數(shù)學(xué)式3導(dǎo)出。
[0107] 數(shù)學(xué)式3
[010 引
[0109]表1 「mini
[0111]結(jié)果，可W知道，本發(fā)明的表面處理的基材包括波長變換層，從而通過薄膜顯示的 顏色在形成面漆之后也維持。更具體地，在實施例1和實施例2中形成波長變換層之前，通過 薄膜在表面顯示的顏色，分別為紅色和綠色，之后即使在薄膜上依次形成波長變換層和面 漆，表面的顏色不變色。與此相反，比較例1和比較例2的情況，在形成面漆之前，在表面顯示 的顏色分別為紅色和綠色，但在薄膜上形成面漆后，表面顯示的顏色變色。此時，變色的顏 色根據(jù)面漆的厚度變色為褐色或黑色。
[0112] 運表明，入射到金屬材料基體表面的光通過薄膜折射和散射轉(zhuǎn)換為顯色光，比較 例的試片的情況時，所述顯色光接著通過面漆發(fā)生再折射和散射而發(fā)生變色，相反，實施例 的試片的情況時，在薄膜和面漆之間形成波長變換層，波長變換層使顯色光的再折射和散 射最小化，進行光反射，從而防止顏色的變色。
[0113] 此外，如圖1所示，可W知道本發(fā)明的表面處理的基材顯示的顏色均勻。更具體地， 包括波長變換層的實施例2的試片，在試片上存在的任意的3點的平均色坐標差為0.14 < A L*<0.：M、0.02< Aa*<0.：M、0.34< Ab*<0.40和0.424< AE*<0.587。運表明本發(fā)明的 顯色處理的儀的顏色顯示均勻。
[0114] 從上述結(jié)果可W知道，為了提高基材的耐刮性和耐磨性，在薄膜上形成面漆時，需 要在薄膜和面漆之間形成能夠防止顏色變色的波長變換層，包括波長變換層的表面處理的 基材能夠均勻地顯示顏色。
[0115] 因此，本發(fā)明的表面處理的基材在金屬材料基體上包括均勻厚度的薄膜，從而能 夠均勻顯示顏色。此外，所述薄膜上依次包括波長變換層和面漆，具有在不發(fā)生通過薄膜顯 示的顏色的變色的情況下，能夠提高基材的耐刮性和耐磨性的優(yōu)點。
[0116] 工業(yè)適用性
[0117] 本發(fā)明的表面處理的基材在金屬材料基體上包括均勻厚度的薄膜，不僅能夠提高 耐腐蝕性，還能夠在表面均勻顯示顏色。此外，所述薄膜上依次包括波長變換層和面漆，在 不發(fā)生通過薄膜顯示的顏色的變色的情況下，能夠提高基材的耐刮性和耐磨性，因此在使 用儀材料的建筑外裝材料、汽車裝飾，尤其是移動電話殼體部件等電器、電子部件材料領(lǐng)域 中，能夠有效地使用。
【主權(quán)項】
1. 一種表面處理的基材，其特征在于，其包括： 金屬材料基體； 薄膜，形成在所述金屬材料基體上，且含有以下化學(xué)式1所示的化合物； 波長變換層，形成在上述薄膜上；以及 面漆，形成在所述波長變化層上， 化學(xué)式1 M(〇H)m 所述化學(xué)式1中，Μ包括選自由Na、K、Mg、Ca及Ba組成的組的1種以上，m為1或2。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面處理的基材，其中，所述波長變換層包括選自由鋁(A1)、 鉻(Cr)、鈦(Ti)、金(Au)、鉬(Mo)、銀(Ag)、錳(Mn)、鋯(Zr)、鈀(Pd)鉑(Pt)、鈷(Co)、鎘(Cd)或 銅(Cu)和所述金屬離子組成的組的1種以上。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面處理的基材，其中，所述波長變換層的平均厚度為5nm至 200nm〇4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面處理的基材，其中，包括在面漆上的任意區(qū)域(橫lcm和縱 lcm)的任意3個點，各點之間的平均色坐標差（AL*、Aa*、Ab*)滿足AL*<0.5、Aa*<0.7 和Ab*<0.6中的1個以上的條件。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面處理的基材，其中，所述薄膜的平均厚度為50nm至2μπι。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面處理的基材，其中，所述金屬材料基體進一步包括不銹鋼 或鈦。7. 一種基材表面處理方法，其包括： 在金屬材料基體上形成薄膜的步驟； 在所述薄膜上形成波長變換層的步驟;及 在所述波長變換層上形成面漆的步驟。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的基材表面處理方法，其中，在所述金屬材料基體上形成薄膜的 步驟中，薄膜是通過將金屬材料基體浸漬于氫氧化物溶液中而形成。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基材表面處理方法，其中，所述氫氧化物溶液包括選自由 恥0!1、1(0!1、]\%(0!〇2、〇&(0!〇 2和8&(0!〇2組成的組中的1種以上。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的基材表面處理方法，其中，所述氫氧化物溶液的濃度為1重 量％至80重量％。11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基材表面處理方法，其中，所述在金屬材料基體上形成薄膜 的步驟包括： 將金屬材料基體在Λ濃度的氫氧化物溶液中浸漬的第一浸漬步驟;以及 將金屬材料基體在Νη濃度的氫氧化物溶液中浸漬的第η浸漬步驟， 在所述第一浸漬步驟和所述第η浸漬步驟中，氫氧化物溶液的濃度各自獨立地滿足以 下數(shù)學(xué)式1和2的條件，η為2以上6以下的正數(shù)， 數(shù)學(xué)式1 8 < Νι < 25 數(shù)學(xué)式2 Nn-1-Nnl >3 在上述數(shù)學(xué)式1和2中，NjPNn表示各步驟的氫氧化物溶液濃度，單位為重量％。12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的基材表面處理方法，其中，所述形成波長變換層的步驟使用 真空沉積、濺射、離子鍍膜或離子束沉積等方法實施。13. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的基材表面處理方法，其中，在所述形成波長變換層的步驟中， 所述波長變換層包括選自由鋁(A1)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、金(Au)、鉬(Mo)、銀(Ag)、錳(Mn)、鋯 (Zr)、鈀(Pd)鉑(Pt)、鈷(Co)、鎘(Cd)或銅(Cu)和上述金屬的離子組成的組的1種以上的金 屬。14. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的基材表面處理方法，其中，該方法進一步包括在金屬材料基 體上形成薄膜的步驟之前，表面進行預(yù)處理的步驟；以及在金屬材料基體上形成薄膜的步 驟之后沖洗的步驟中的任意一個以上的步驟。
【文檔編號】C23C22/50GK105874100SQ201480071130
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2014年12月26日
【發(fā)明人】鄭鉉珠, 金慶保, 樸河善, 金武鎮(zhèn), 金慶式, 李睍英
【申請人】Posco公司