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(fā)明涉及一種顯色處理的基材及用于其的基材顯色處理方法，所述基材能夠提高基材表面的均質(zhì)性及耐蝕性，能夠在短時間內(nèi)均勻地顯示顏色。因此，所述經(jīng)顯色處理的基材在使用鎂材料的建筑外裝材料、汽車裝飾，特別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。
【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(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種包含鎂的經(jīng)顯色處理的基材及用于其的基材顯色處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鎂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 存在難以體現(xiàn)金屬質(zhì)感及多種顏色的問題。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，由于產(chǎn)業(yè)全面的輕量化趨勢，鎂產(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，從而積極開展改善鎂的上 述問題的研究。
[0004] 結(jié)果，韓國公開專利第2011-0016750號公開了一種在由鎂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)感和確保耐蝕性的PVD-溶膠凝膠法， 韓國公開專利第2011-0134769號中公開了一種利用化學(xué)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(xiàn)金屬質(zhì)感，但并非鎂固有 的金屬質(zhì)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(xiàn)金屬固有的金屬質(zhì)感。
[0006]因此，為了含有鎂的基材的實用化，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，從而提高耐蝕性的同時，在其表面能夠顯示所需顏色的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] (一)要解決的技術(shù)問題
[0008] 未解決所述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種包含鎂的經(jīng)顯色處理的基材。
[0009] 本發(fā)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(shù)方案
[0011] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)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;及薄膜，形成于所述基體上，且含有以下述化學(xué)式1所表示的化合物;其中，存在 于所述薄膜上的任意區(qū)域(橫lcm及縱lcm)中包括的任意3個點的各點之間的平均色坐標差 (AL*，Aa*，Ab*)滿足 AL*<0.6、Aa*<0.6及 Ab*<0.5中的一種以上的條件：
[0012][化學(xué)式1]
[0013] M(0H)m
[0014] 在所述化學(xué)式1中，M包括選自由Na、K、Mg、Ca及Ba組成的組的1種以上，m為1或2。
[0015] 另外，本發(fā)明在另一實施例中提供一種基材的顯色處理方法，該方法包括將包含 鎂的基體浸漬于氫氧化物溶液的步驟。
[0016] (三)有益效果
[0017] 本發(fā)明的經(jīng)顯色處理的基材在包含鎂的基體的表面，形成含有化學(xué)式1所示的化 合物的薄膜，從而能夠使基材表面的均質(zhì)性及耐蝕性提高，能夠在短時間內(nèi)均勻地顯示顏 色。因此，所述經(jīng)顯色處理的基材能夠在使用鎂材料的的建筑外裝材料、汽車裝飾，特別是 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。
【附圖說明】
[0018] 圖1是示出CIE色空間的圖像。
[0019]圖2是示出包括圖案結(jié)構(gòu)的薄膜的經(jīng)顯色處理的基材結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0020] 圖3是示出基材結(jié)構(gòu)的剖視圖，所述基材結(jié)構(gòu)包括在包含鎂的基體表面進行圖案 化之前，進一步進行浸漬于氫氧化物溶液的步驟，從而包括圖案結(jié)構(gòu)。
[0021] 圖4是在一個實施例中，利用透射電子顯微鏡測定不同浸漬時間下薄膜的厚度的 圖像:其中，A是浸漬時間為10分鐘的基材，B是浸漬時間為170分鐘的基材，C是浸漬時間為 240分鐘的基材。
[0022]圖5是在一個實施例中，在耐蝕性評價時，根據(jù)顯色處理與否而拍攝基材表面的圖 像:此時，A是未顯色處理的基材，B是經(jīng)顯色處理的基材。
[0023]圖6是示出在一個實施例中基于顯色處理的與否及浸漬時間的基材動電位極化曲 線（potentiodynamic polarization curve)的曲線圖。
[0024]最佳實施方式
[0025] 本發(fā)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。
[0026] 但是，本發(fā)明并不限定于這些特定的實施例，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、等同物以及替代物均包括在本發(fā)明。
[0027]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 以上的其他特征、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。 [0028]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。
[0029]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。
[0030] 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。
[0031 ] 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。
[0032] 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(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位于更接近純紅色的位置。
[0033]而且，在本發(fā)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(shù)學(xué)式3的A E*表 不。
[0034][數(shù)學(xué)式5]
[0036]進而，在本發(fā)明中，所謂"所需紋樣"，意味著根據(jù)基材的用途，在表面有計劃地和/ 或故意地導(dǎo)入的圖樣，此時，所述模樣可以全部包括不具有規(guī)則性的形態(tài)和具有規(guī)則性的 形態(tài)。
[0037]而且，在本發(fā)明中，"波長變換層"是指通過調(diào)節(jié)光的反射、折射、散射、衍射等來控 制入射光的波長的層，使在薄膜中折射和/或散射的光在表面涂層中的進一步折射和散射 最小化，誘導(dǎo)光反射，從而能夠發(fā)揮保持通過薄膜來顯色的顏色的作用。
[0038]最后，在本發(fā)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]本發(fā)明提供一種包含鎂的經(jīng)顯色處理的基材及用于其的基材顯色處理方法。
[0040]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(zhì)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(xiàn)金屬固有的金屬質(zhì)感，因而存在難以在建筑外裝 材料、汽車裝飾，特別是移動產(chǎn)品的殼體等電器、電子部件材料領(lǐng)域利用的問題。
[0041] 為了克服這種問題，本發(fā)明提出了本發(fā)明的包含鎂的經(jīng)顯色處理的基材及用于其 的基材顯色處理方法。
[0042] 本發(fā)明的經(jīng)顯色處理的基材，通過在包含鎂的基體表面均勻地形成薄膜，能夠在 短時間內(nèi)均勻地顯示顏色，根據(jù)形成的薄膜的厚度，可以顯示多種的顏色。而且，具有能夠 使基材表面的均質(zhì)性及耐蝕性提高的優(yōu)點。
[0043]下面更詳細地說明本發(fā)明。
[0044]本發(fā)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，含有以下化學(xué)式1所示的化合物；
[0045] 存在于所述薄膜上的任意區(qū)域(橫lcm及縱lcm)中包括的任意3個點，各點之間的 平均色坐標差（AL*，Aa*，Ab*)滿足AL*<0.6、Aa*<0.6及Ab*<0.5中的一種以上的 條件，
[0046] [化學(xué)式1]
[0047] M(0H)m
[0048] 在所述化學(xué)式1中，
[0049] M包括選自由Na、K、Mg、Ca及Ba構(gòu)成的組的1種以上，m為1或2。
[0050] 具體而言，所述經(jīng)顯色處理的基材可以滿足所述條件中2種以上，更具體而言，可 以全部滿足所述條件。
[0051 ]在一個實施例中，測定存在于本發(fā)明的顯色處理的基材上的任意3點在CIE色空間 中的色坐標。其結(jié)果，色坐標差為八1>〈0.06、0.23<八￡1*〈0.31及0.01<八13*〈0.21，全部滿 足所述條件。另外，從所述測定值導(dǎo)出的A E*為0.237 < A E*〈0.375，確認了色坐標的偏差 顯著很小。這意味著本發(fā)明的經(jīng)顯色處理的鎂的顏色均勻(參照實驗例1)。
[0052]在所述經(jīng)顯色處理的基材中體現(xiàn)的顏色，利用了入射到表面的光的散射及折射原 理，通過在基材表面均勻地形成的薄膜的平均厚度調(diào)節(jié)，控制入射光的散射及折射率，從而 可以在基材表面均勻地顯示所需的顏色。
[0053]此時，所述基體可以經(jīng)顯色處理的基材與進行顯色處理之前的基材相同，作為所 述基體，只要是包含鎂且可以在電器、電子產(chǎn)品材料領(lǐng)域中用作框架，則不特別地限定其種 類或形態(tài)。作為一個例子，可以使用以鎂組成的鎂基材、在表面分散有鎂的形態(tài)的不銹鋼或 鈦(Ti)基材等。
[0054]另外，所述薄膜不特別限定平均厚度，但具體而言，可以為50nm至2_，更具體而 言，可以為l〇〇nm至lym〇
[0055]進而，所述薄膜可以具有在包含鎂的基體上顯示所需紋樣的圖案結(jié)構(gòu)，所述紋樣 可以通過薄膜的平均厚度偏差而體現(xiàn)。
[0056]參考圖2及圖3,就所述薄膜102、202而言，當(dāng)為圖案化區(qū)域103、203時，包括薄膜的 圖案化區(qū)域103、203和非圖案化區(qū)域104、204,所述圖案化區(qū)域103、203在基體101、201)上 未形成有薄膜或以較薄厚度形成，可以與非圖案化區(qū)域1〇4、204具有規(guī)定的平均厚度偏差。 此時，所述紋樣可以通過由薄膜（102及202)的平均厚度偏差導(dǎo)致的入射光的散射及折射率 差異來體現(xiàn)。
[0057] 作為一個示例，所述薄膜的平均厚度偏差可以滿足下述數(shù)學(xué)式1的條件，
[0058] [數(shù)學(xué)式1]
[0059] 5nm< | T1-T21 <2. Oym [0060] 在所述數(shù)學(xué)式1中，
[0061] 表示圖案化區(qū)域的薄膜平均厚度，
[0062] ^表示非圖案化區(qū)域的薄膜平均厚度。
[0063]具體而言，所述薄膜的平均厚度偏差可以為5nm以上、小于2.Own，更具體而言，可 以為5nm至100nm、50nm至0 ? 5ym或0 ? 5圓以上、小于2 ? Oym。本發(fā)明可以在所述平均厚度偏差 范圍內(nèi)，誘導(dǎo)圖案化區(qū)域與非圖案化區(qū)域的較大色差，更有效地顯示紋樣。
[0064]另外，本發(fā)明的經(jīng)顯色處理的基材在基體上包括薄膜，從而可以提高耐蝕性。具體 而言，所述經(jīng)顯色處理的基材在耐蝕性評價時，可以滿足下述數(shù)學(xué)式2，
[0065] [數(shù)學(xué)式2]
[0066] 腐蝕速度（Corr.Rate) < 0.01 [0067] 在所述數(shù)學(xué)式2中，
[0068] 腐蝕速度(Corr.Rate)表示在常溫、0.5重量％鹽水中，通過動電位極化實驗測定 的經(jīng)顯色處理的基材的腐蝕程度，單位為mm/年。其中，常溫可以為25±2°C。
[0069] 在一個實施例中，以所述經(jīng)顯色處理的基材與未顯色處理的基材為對象，執(zhí)行在 常溫、0.5重量％鹽水中的動電位極化試驗，評價了基材的耐蝕性。其結(jié)果，確認了就經(jīng)顯色 處理的基材而言，腐蝕速度(Corr. Rate)為0.0004至0.0013mm/年，另一方面，未顯色處理的 基材的腐蝕速度為0.4322mm/年。從這種結(jié)果可知，本發(fā)明的經(jīng)顯色處理的基材在表面形成 薄膜，從而與未顯色處理的基材相比，具有更優(yōu)秀的耐蝕性(參照實驗例3及4)。
[0070]此時，所述薄膜只要是能夠使入射到表面的光散射及折射，則不特別進行限定。具 體而言，所述薄膜可以為氫氧化鈉(NaOH)、氫氧化鉀(K0H)、氫氧化鎂(Mg(0H) 2)、氫氧化鈣 (Ca(0H)2)及氫氧化鋇(Ba(0H)2)中某一種以上，更具體而言，可以為氫氧化鎂(Mg(0H)2)。 [0071]在一個實施例中，執(zhí)行了所述經(jīng)顯色處理的基材中包括的薄膜的X射線衍射分析。 其結(jié)果，確認了所述薄膜具有標識為卯的18.5 ± 1.0°、38.0 ± 1.0°、50.5 ± 1.0°、58.5 土 1.0°、62.0 ± 1.0°及68.5 ± 1.0°的衍射峰值。這意味著，在基材表面形成的薄膜由具有氫氧 鎂石(brucite)結(jié)晶形的氫氧化鎂(Mg(0H)2)構(gòu)成。從這種結(jié)果可知，本發(fā)明的經(jīng)顯色處理 的基材包括氫氧化鎂(Mg(0H) 2)(參照實驗例2)。
[0072]另外，本發(fā)明的經(jīng)顯色處理的基材還可以包括在薄膜上形成的波長變換層及表面 涂層。
[0073]此時，作為所述波長變換層，只要是能夠使從薄膜折射和/或散射的光進一步地在 表面涂層發(fā)生折射及散射實現(xiàn)最小化，通過誘導(dǎo)光反射而保持通過薄膜而顯色的顏色，則 其種類或形態(tài)可以不特別地限定而使用。具體而言，所述波長變換層可以包括選自由鋁 (八1)、鉻(0)、鈦(11)、金以11)、鉬(11〇)、銀以8)、錳(1111)、鋯(2〇、鈀(？(1)、鉑(？〇、鈷((：〇)、鎘 (Cd)或銅（Cu)和所述金屬離子組成的組的1種以上，具體而言，可以包括作為金屬的鉻 (Cr)。另外，所述金屬可以具有金屬粒子形態(tài)，可以在波長變換層形成過程中與氮氣、乙烷 氣體、氧氣等反應(yīng)而包括金屬氮化物、金屬氧化物、金屬碳化物等多樣的形態(tài)。進一步，所述 波長變換層可以是所述金屬在薄膜上緊密層壓而完全覆蓋表面的連續(xù)層，或在薄膜上拋灑 金屬的形態(tài)的不連續(xù)層，但并非限定于此。
[0074]為了提高包含鎂的基材表面的耐刮性及耐久性，還可包括所述表面涂層。此時，形 成所述表面涂層的透明涂覆劑，只要是可用于金屬涂覆的透明涂覆劑，則不特別進行限定。 更具體而言，可以是能夠適用于金屬涂覆的無光透明涂覆劑或有光/無光透明涂覆劑等。 [0075] 包括所述表面涂層的經(jīng)顯色處理的基材在35 °C下進行5重量％鹽霧處理，經(jīng)過72 小時后進行粘附性評價時，可以具有5%以下的表面涂層剝離率。
[0076]在一個實施例中，以形成有無光表面涂層或有光/無光表面涂層的經(jīng)顯色處理的 基材為對象，在35 °C下進行5 %鹽水噴霧，經(jīng)過72小時后，實施劃十字方格膠帶測試(crosscut tape t e s t) 方法 。其結(jié) 果顯示 ，被 剝離 的表面涂層的 面積相對于試 片全體面積為 5 % 以 下。從這種結(jié)果可知，本發(fā)明的形成有表面涂層的所述基材，其經(jīng)顯色處理的基材與表面涂 層之間的附著力優(yōu)秀(參照實驗例5)。
[0077]另一方面，在本發(fā)明的另一實施例中，提供一種包括將包含鎂的基體浸漬于氫氧 化物溶液的步驟的基材顯色處理方法。
[0078]本發(fā)明的所述基材的顯色處理方法，可以通過將包含鎂的基體浸漬于氫氧化物溶 液而在表面均勻地形成薄膜，從而顯示顏色。
[0079] 此時，作為所述氫氧化物溶液，只要是包含氫氧基(-OH基）的溶液，則不特別進行 限定。具體而言，可以使用溶解有選自由他011、1(011、1%(01〇 2、0&(01〇2及8&(01〇 2組成的組的1 種以上的溶液。
[0080] 在一個實施例中，以包含鎂的基體為對象，評價了根據(jù)氫氧化物溶液種類的顯色 速度、顯色力及顏色均勻度。其結(jié)果，確認了當(dāng)使用溶解有NaOH的水溶液作為氫氧化物溶液 時，與使用蒸餾水的情形相比，顏色的顯色速度快4倍以上。另外，顯示出在表面顯色的顏色 的顯色力優(yōu)秀，顯示的顏色均勻。從這種結(jié)果可知，當(dāng)使用溶解有NaOH等金屬氫氧化物的溶 液作為氫氧化物溶液時，薄膜在基體表面迅速、均勻地形成，能夠以卓越的顯色力顯示顏色 (參照實驗例1)。
[0081]另外，本發(fā)明的制備方法可以根據(jù)浸漬條件，控制在基體表面形成的薄膜的厚度。 其中，所述基體根據(jù)厚度而導(dǎo)熱量相異，因而當(dāng)基體的厚度不同時，即使是在相同條件下浸 漬的基體，在表面形成的薄膜的厚度也會相異。因此，優(yōu)選根據(jù)包含鎂的基體的厚度，調(diào)節(jié) 浸漬條件，控制薄膜的厚度。
[0082]作為一個示例，當(dāng)包含鎂的基體的厚度為0.4T至0.7T時，所述氫氧化物溶液的濃 度可以為1重量％至80重量％，更具體而言，可以為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％、5重量％至20重量％或1重量％至15重量％。而且，所述氫氧化物溶液的溫度可以為90 °C至200°C，更具體而言，可以為100°C至150°C，再更具體而言，可以為95°C至110°C。而且， 浸漬時間可以為1分鐘至500分鐘，具體而言，可以為10分鐘至90分鐘。本發(fā)明在所述范圍 內(nèi)，可以在基材表面更經(jīng)濟地顯示多種顏色，可以防止因薄膜厚度的過度增加而導(dǎo)致的基 材固有的光澤度減小。
[0083] 在一個實施例中，可知隨著基體的浸漬時間的經(jīng)過，在基材表面形成的薄膜的平 均厚度增加，因此確認了在表面顯色的顏色進行轉(zhuǎn)換。這意味著在表面顯示的顏色隨著薄 膜的厚度而轉(zhuǎn)換。因此可知，通過調(diào)節(jié)用于浸漬基體的氫氧化物溶液的濃度、溫度及浸漬時 間的，可以控制薄膜的形成速度及平均厚度，從而能夠調(diào)節(jié)在基材表面顯示的顏色(參照實 驗例2)。
[0084] 進而，所述浸漬于氫氧化物溶液中的步驟可以包括：
[0085 ]在Ni濃度的氫氧化物溶液中浸漬的第1浸漬步驟;及 [0086]在Nn濃度的氫氧化物溶液中浸漬的第n浸漬步驟；
[0087]在第1及第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(shù)學(xué)式3及4，n 為2以上、6以下的整數(shù)，
[0088] [數(shù)學(xué)式3]
[0089] 8 < Ni < 25 [0090][數(shù)學(xué)式4]
[0091] | Nn-1-Nn I >3
[0092] 在所述數(shù)學(xué)式3及4中，
[0093]見及化意味著各步驟的氫氧化物溶液的濃度，單位為重量％。
[0094]正如前面所作的說明，所述在氫氧化物溶液中浸漬的步驟，作為在包含鎂的基材 的表面形成薄膜而顯示顏色的步驟，可以通過形成的薄膜的厚度調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)顯色的顏色。 此時，所述薄膜的厚度可以根據(jù)氫氧化物溶液的濃度來進行控制，因此，當(dāng)將用于浸漬基體 的氫氧化物溶液的濃度細分為Ni至Nn，具體而言，細分為Ni至N 6、Ni至N5、Ni至N4、Ni至N3或Ni至 N2并依次浸漬時，可以調(diào)節(jié)顯示于表面的顏色的細微色差。
[0095]另一方面，本發(fā)明的基材顯色處理方法還可包括以下步驟中的任意一個以上的步 驟:在浸漬于氫氧化物溶液的步驟之前，對表面進行預(yù)處理的步驟;在浸漬于氫氧化物溶液 的步驟之前，利用掩膜對基體表面進行圖案化的步驟;及在浸漬于氫氧化物溶液的步驟之 后，進行沖洗的步驟。
[0096] 此時，對所述表面進行預(yù)處理的步驟，是在基體上形成薄膜之前，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(zhì)，或進行研磨的步驟。此時，所述堿性清洗 液只要是本領(lǐng)域通常適用于金屬、金屬氧化物或金屬氫氧化物表面清洗的就不受特別限 制。另外，所述研磨可以是通過拋光(131^；^1^)、磨光(口〇11811；[1^)、噴砂打磨(131381：；[即)或 電解研磨等方法而實施，但并非限定于此。
[0097] 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(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，就執(zhí)行了研磨的基體而言，即使在與未執(zhí)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。
[0098] 另外，所述進行圖案化的步驟，是在將基體浸漬于氫氧化物溶液之前，利用掩膜對 基體表面進行圖案化，誘導(dǎo)使得在氫氧化物溶液浸漬時形成圖案結(jié)構(gòu)的薄膜的步驟。
[0099]參照圖2,根據(jù)所述圖案化的步驟而以掩膜進行了圖案化的"圖案化區(qū)域103"在氫 氧化物溶液浸漬時不形成薄膜，未以掩膜進行圖案化的"非圖案化區(qū)域104"形成薄膜，它們 之間發(fā)生薄膜的平均厚度偏差，因而由于在表面顯色的色差而可以體現(xiàn)紋樣。
[0100] 而且，當(dāng)在所述進行圖案化的步驟之前還執(zhí)行將基體浸漬于氫氧化物溶液的步驟 時，如圖3所示，在"圖案化區(qū)域203"也形成與"非圖案化區(qū)域204"相比厚度相對薄的薄膜， 從而能夠顯示顏色，此時，在"圖案化區(qū)域203"顯示的顏色會與"非圖案化區(qū)域204"的顏色 相異。
[0101] 其中，所述掩膜只要是能夠在基體表面實現(xiàn)圖案化的掩膜，則不特別進行限定，但 具體而言，可以使用對在執(zhí)行浸漬于氫氧化物溶液的步驟時施加的熱具有阻抗性的可脫模 的散熱膜等。
[0102] 進而，所述進行沖洗的步驟，是在基體上形成薄膜之后，具體而言，在將基體浸漬 于氫氧化物溶液的步驟之后，通過沖洗基體表面來去除表面殘留的氫氧化物溶液的步驟。 在該步驟中，通過去除在基體表面殘留的氫氧化物溶液，可以防止因殘留氫氧化物溶液而 導(dǎo)致的薄膜的進一步形成。
【具體實施方式】
[0103] 下面根據(jù)實施例及實驗例，更詳細地說明本發(fā)明。
[0104] 但是，下述實施例及實驗例只是對本發(fā)明的示例，本發(fā)明的內(nèi)容并非限定于下述 實施例及實驗例。
[0105] 實施例1.
[0106] 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％的他(》1溶液中浸漬40分鐘。然后，用蒸餾水沖洗所述試片，在干燥烘箱中進 行干燥，從而制備經(jīng)顯色處理的試片。
[0107] 實施例2.
[0108] 代替在所述實施例1中將鎂試片在100°C、10重量％的似011溶液中浸漬40分鐘，而 是浸漬30分鐘，除此之外，以與所述實施例1相同的方法進行，從而制備被顯色處理成黃色 的試片。
[0109] 實施例3.
[0110] 代替在所述實施例1中將鎂試片在100°c、10重量％的似011溶液中浸漬40分鐘，而 是浸漬55分鐘，除此之外，以與所述實施例1相同的方法進行，從而制備被顯色處理成紫色 的試片。
[0111] 實施例4.
[0112] 代替在所述實施例1中將鎂試片在100°C、10重量％的似011溶液中浸漬40分鐘，而 是浸漬80分鐘，除此之外，以與所述實施例1相同的方法進行，從而制備被顯色處理成綠色 的試片。
[0113] 實施例5.
[0114] 將4cm X 7cm X 0.4T的包含鎂的試片浸漬于堿性清洗液進行脫脂，在脫脂的試片上 粘貼掩膜。然后，在100°C、10重量％的似(》1溶液中浸漬20分鐘，并用蒸餾水沖洗后，在干燥 烘箱中進行干燥，從而制備被圖案化的顯色試片。當(dāng)通過肉眼觀察所述試片時，能夠確認在 表面圖案化有紋樣。
[0115] 實施例6.
[0116]將lcmXlCmX0.4T的包含鎂的試片浸漬于堿性清洗液進行脫脂，并將脫脂的試片 在100°C、10重量％的似(》1溶液中浸漬50分鐘。然后，用蒸餾水沖洗所述試片并干燥后，在干 燥的試片上涂覆液態(tài)的無光透明涂料，在120°C-15(TC的烘箱中進行干燥，從而制備無光透 明涂覆的試片。此時，涂覆的無光透明涂料的厚度為5mi以下。
[0117] 實施例7.
[0118] 在實施例7中除了將所述實施例6中將鎂試片在100°C、10重量％的他(^溶液中浸 漬50分鐘替代為浸漬85分鐘之外，其他以與所述實施例6相同的方法進行，從而制備無光透 明涂布的顯色試片。
[0119] 實施例8.
[0120] 在實施例8中將所述實施例6中使用的無光透明涂布劑替代為有光/無光透明涂布 劑之外，其他以與所述實施例6相同的方法進行，從而制備有光/無光透明涂布的顯色試片。
[0121] 比較例1至比較例3.
[0122] 在比較例1至比較例3中將所述實施例1中將鎂試片在100 °C、10重量溶液 中浸漬40分鐘替代為在100°C下在蒸餾水中浸漬下表1所示時間之外，其他以與所述實施例 1相同的方法進行，從而制備被顯色處理的試片。
[0123] 表1
[0125]實驗例1.根據(jù)氫氧化物溶液種類評價基材顯色效率
[0126] 根據(jù)作為氫氧化物溶液使用的溶液的種類，為了評價包含鎂的基材的顯色速度、 顯色力及顏色均勻度，執(zhí)行了如下實驗。
[0127] 通過肉眼評價了實施例1及比較例1至比較例3中制備的經(jīng)顯色處理的試片的顯色 力。另外，以實施例2至實施例4及比較例3的試片為對象，選定存在于各表面的任意3點A至 C，測定關(guān)于選定地點的CIE色空間中的色坐標，求出了平均色坐標差。此時，色坐標差（A E*)利用下述數(shù)學(xué)式5導(dǎo)出，并將其結(jié)果顯示于下表2中。
[0128] [數(shù)學(xué)式5]
[0132] 首先，通過肉眼評價實施例1及比較例1至比較例3中制備的經(jīng)顯色處理的試片的 顯色力，結(jié)果顯示，使用NaOH水溶液作為氫氧化物溶液而對表面進行處理的試片與使用蒸 餾水作為氫氧化物溶液的試片相比，試片的顯色速度更快。更具體而言，以NaOH水溶液進行 處理的實施例1的試片在浸漬經(jīng)過10分鐘的時間點，保持了作為試片固有顏色的銀色，但在 之后經(jīng)過30分鐘的時間點，顯示黃色。但是，在以蒸餾水進行處理的比較例1至比較例3的試 片中，浸漬經(jīng)過時間為40分鐘的比較例1的試片，其表面的顏色變化量小，與未顯色處理的 基材比較，顯示出色差不大。另外確認了，浸漬經(jīng)過時間為1小時的比較例2的試片，慢慢顯 色并顯示為黃色，經(jīng)過浸漬2小時的比較例3的試片，顯示為黃色，但與所述實施例1的試片 相比，顯示的顏色的顯色力顯著降低。
[0133] 下面，參照所述表2,可知以NaOH水溶液進行顯色處理的試片，其顯示的顏色均勻。 更具體而言，以NaOH水溶液進行顯色處理的實施例2的試片，其在試片上存在的任意3點的 色坐標差顯示為 AL*〈0.06、0.23< Aa*〈0.31、0.01< Ab*〈0.21 及0.237 S AE*〈0.375。另 外，可確認到，實施例3及實施例4的試片的色坐標差也是0.02 < A L*〈0.24、0.09 < A a*〈 0.44、0.03< Ab*〈0.47及0.271 < AEK0.630,其偏差不大。但是，比較例3的試片，其色坐 標差顯示為2.25< AL*〈2.88、0.79< Aa*〈1.01、3.11< Ab*〈3.23及3.919< AE*〈4.40， 色坐標差大。
[0134] 從這種結(jié)果可知，就包含鎂的基材的顯色處理而言，浸漬于包含Na0H、K0H、Mg (OH) 2、Ca(OH)2、Ba(OH)2等的氫氧化物溶液，不僅效率卓越，而且顯示的顏色也均勻。
[0135] 實驗例2.根據(jù)氫氧化物溶液的浸漬時間評價基材的顯色
[0136] 為了評價包含鎂的基材的根據(jù)浸漬時間的顯色度，執(zhí)行了如下實驗。
[0137] 將lcmXlCmX0.4T的包含鎂的試片浸漬于堿性清洗液進行脫脂，并將脫脂的試片 在100°C、10重量％的他011水溶液中浸漬240分鐘。此時，在將所述試片浸漬于NaOH水溶液 后，每隔5分鐘至10分鐘，通過肉眼評價了顯示的顏色。另外，為了確認在試片表面生成的薄 膜的成分及厚度，以浸漬經(jīng)過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)拍攝。所述結(jié)果顯示于圖4中。
[0138] 顯示出，本發(fā)明的經(jīng)顯色處理的基材，根據(jù)在氫氧化物溶液中浸漬的時間而顯示 的顏色相異。更具體而言，如果將未顯色處理的銀色試片浸漬于氫氧化物溶液，則經(jīng)過30分 鐘之后，依次顯示為黃色、橙色、紅色、紫色、藍色及綠色，這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)。
[0139] 另外，在浸漬于10重量％的似011水溶液后，對經(jīng)過10分鐘、170分鐘及240分鐘的試 片薄膜進行X線衍射的結(jié)果，三個試片的薄膜均具有以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，確認包含氫氧鎂石 (brucite)晶型的鎂氫氧化物(Mg(0H)2)。
[0140] 進而，參照圖4可知，所述薄膜的平均厚度隨著浸漬時間的經(jīng)過而分別增加至約 200nm、600nm 及900nm。
[0141] 從上述結(jié)果可知，本發(fā)明的經(jīng)顯色處理的基材通過包括含有鎂氫氧化物（Mg (〇H)2)的薄膜，從而顯色。另外，可以根據(jù)包含鎂的基材的浸漬時間，控制形成于表面的薄 膜的厚度，由此也可以調(diào)節(jié)顯示的顏色。
[0142] 實驗例3.經(jīng)顯色處理的基材的耐蝕性評價1
[0143] 為了評價本發(fā)明的經(jīng)顯色處理的基材的耐蝕性，執(zhí)行了如下的實驗。
[0144] 將lcmXlcmX0.4T的包含鎂的未顯色處理的試片及在實施例4中經(jīng)顯色處理的試 片，分別利用鹽霧試驗機(SST，Salt Spray Tester)，在35°C下均勻地噴射5重量％的鹽水， 通過肉眼評價了經(jīng)過942小時后的試片表面，將其結(jié)果顯示于圖5中。
[0145] 參照圖5可知，本發(fā)明的經(jīng)顯色處理的基材，其耐蝕性顯著改善。更具體而言，未顯 色處理的試片顯示為由于鹽水而發(fā)生腐蝕，試片表面通過肉眼觀察也不夠均勻，并且變形。 與此相反，確認了在表面形成有薄膜的實施例4的經(jīng)顯色處理的試片只是發(fā)生微小程度的 脫色，試片的表面未發(fā)生變形，而是均勻。
[0146] 從這種結(jié)果可知，本發(fā)明的經(jīng)顯色處理的基材通過在表面形成薄膜，從而提高耐 蝕性。
[0147] 實驗例4.經(jīng)顯色處理的基材的耐蝕性評價2
[0148] 為了評價本發(fā)明的經(jīng)顯色處理的基材的耐蝕性，執(zhí)行了如下實驗。
[0149] 將lcmXlCmX0.4T的包含鎂的未顯色處理的試片和與未顯色處理的所述試片相 同的試片，在100 °C、10重量％的似011水溶液中分別浸漬75分鐘、150分鐘及230分鐘，并準備 了所獲得的試片。然后，在將準備的試片浸漬于0.5重量％的鹽水的狀態(tài)下，經(jīng)過72小時后， 以未顯色處理的試片和經(jīng)顯色處理的試片為對象進行了動電位極化試驗。將測定的動電位 極化曲線顯示于圖6中，并通過對動電位極化曲線進行塔菲爾分析(Tafel analysis)，求出 了從各試片的極化曲線的塔菲爾區(qū)域（±200mV)獲得的腐蝕電流密度（1。。^)、腐蝕電位 (Ec^rr)及孔蝕電位（E plt)。另外，從利用下述數(shù)學(xué)式6導(dǎo)出的值，算出了腐蝕速度 (Corr .Rate)。將其結(jié)果顯示于下表3中。
[0150][數(shù)學(xué)式6]
[0152] 在所述數(shù)學(xué)式6中，E. W為鎂原子量/交換電子數(shù)量=24.305/2，
[0153] 密度為 1.738g/cm3〇
[0156] 通過3可知，本發(fā)明的經(jīng)顯色處理的基材的耐蝕性優(yōu)秀。
[0157]更具體而言，對在氫氧化物溶液中分別浸漬75分鐘、150分鐘及230分鐘的試片與 未顯色處理的試片進行動電位極化試驗，結(jié)果確認到經(jīng)顯色處理的試片顯示出約0.0004至 0.0013mm/年的腐蝕速度(Corr.rate)，顯色處理時間越長，腐蝕速度逐漸降低。另一方面， 就未顯色處理的試片而言，確認到腐蝕速度約為0.4322mm/年，與經(jīng)顯色處理的試片相比， 腐蝕速度約高330倍以上。
[0158] 從這種結(jié)果可知，在經(jīng)顯色處理的基材的表面形成的薄膜不僅在表面顯示顏色， 而且還同時起到防止包含鎂的基體的腐蝕的作用。
[0159] 實驗例5.形成表面涂層的經(jīng)顯色處理的基材的物理性質(zhì)評價
[0160]為了評價形成有表面涂層的經(jīng)顯色處理的基材的耐蝕性及附著力，執(zhí)行了如下實 驗。
[0161] 以實施例6及實施例8中形成有表面涂層的經(jīng)顯色處理的試片為對象，以與所述實 驗例3相同的條件進行實驗，且在鹽水噴霧的時間經(jīng)過72小時，評價試片的表面耐蝕性及經(jīng) 顯色處理的基材與形成于表面的表面涂層的附著力。此時，所述附著力通過劃十字方格膠 帶測試來進行評價。更詳細而言，利用刀片在已涂覆的表面涂層上劃出具有1mm間隔的相交 叉的橫向6個線和縱向6個線之后，在橫線和縱線的交叉點牢固地粘貼膠帶，并通過測定迅 速拆除所述膠帶時的、相對于試片總面積被剝離的表面涂層的面積的方法，來評價附著力。
[0162] 其結(jié)果可知，本發(fā)明的形成有表面涂層的經(jīng)顯色處理的基材的耐腐蝕性優(yōu)異，并 且經(jīng)顯色處理的基材與表面涂層之間的附著力非常優(yōu)異。更具體而言，形成有無光表面涂 層或有光/無光表面涂層的實施例6及實施例8的試片在噴鹽水的時間經(jīng)過72小時之后，也 不產(chǎn)生由腐蝕引起的表面變形。此外，對已進行耐腐蝕性實驗的試片進行附著力評價結(jié)果 可確認，通過膠帶被剝離的表面涂層的面積在表面涂層總面積的5%以下。
[0163] 從這種結(jié)果可知，本發(fā)明的形成有表面涂層的經(jīng)顯色處理的基材不僅具有優(yōu)異的 耐蝕性，而且經(jīng)顯色處理的基材與表面涂層之間具有卓越的附著力。
[0164] 因此，本發(fā)明的經(jīng)顯色處理的基材通過將包含鎂的基體浸漬于包含Na0H、K0H、Mg (OH)2、Ca(OH) 2、Ba(0H)2等的氫氧化物溶液中，在表面形成薄膜，從而能夠提高表面的均質(zhì) 性及耐蝕性，具有能夠在短時間內(nèi)均勻地顯示顏色的優(yōu)點。因此，所述經(jīng)顯色處理的基材在 使用鎂材料的的建筑外裝材料、汽車裝飾，特別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。
[0165] 工業(yè)實用性
[0166] 本發(fā)明的經(jīng)顯色處理的基材在包含鎂的基體的表面，形成含有以化學(xué)式1表示的 化合物的薄膜，從而能夠提高基材表面的均質(zhì)性及耐蝕性，能夠在短時間內(nèi)均勻地顯示顏 色。因此，所述經(jīng)顯色處理的基材在使用鎂材料的建筑外裝材料、汽車裝飾，特別是移動電 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，且含有以下述化學(xué)式1表示的化合物； 其中，存在于所述薄膜上的任意區(qū)域(橫lcm及縱lcm)中包括的任意3個點的各點之間 的平均色坐標差（^1>、&3*、&13*)滿足&]><0.6、&3*<0.6及&13*<0.5中的一種以上 的條件， [化學(xué)式1] M(〇H)m 在所述化學(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所述的顯色處理的基材，其特征在于，薄膜的平均厚度為1至2μπι。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯色處理的基材，其特征在于，薄膜具有在包含鎂的基體上實 現(xiàn)所需紋樣的圖案結(jié)構(gòu)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯色處理的基材，其特征在于，紋樣通過滿足下述數(shù)學(xué)式1的 條件的薄膜的平均厚度偏差而體現(xiàn)， [數(shù)學(xué)式1] 5nm < | T1-T21 <2. Ομπι 在所述數(shù)學(xué)式1中，Ti表示圖案化區(qū)域的薄膜平均厚度，Τ2表示非圖案化區(qū)域的薄膜平 均厚度。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯色處理的基材，其特征在于， 在進行耐蝕性評價時，滿足下述數(shù)學(xué)式2的條件， [數(shù)學(xué)式2] 腐蝕速度<0.01 在所述數(shù)學(xué)式2中， 腐蝕速度表示在〇. 5重量％鹽水中通過動電位極化實驗測定的經(jīng)顯色處理的基材的腐 蝕程度， 單位為mm/年。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯色處理的基材，其特征在于，薄膜包含鎂氫氧化物（Mg (0H)2)o7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯色處理的基材，其特征在于，基體還包括不銹鋼或鈦(Ti)。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯色處理的基材，其特征在于，還包括形成在薄膜上的表面涂 層。9. 一種基材顯色處理方法，其特征在于，包括:將包含鎂的基體浸漬于氫氧化物溶液的 步驟。10. 根據(jù)權(quán)利要求9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。11. 根據(jù)權(quán)利要求9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80重量％。12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的基材顯色處理方法，其特征在于，浸漬于氫氧化物溶液的步 驟是在氫氧化物溶液的溫度為90°C至200°C的范圍內(nèi)，進行1分鐘至500分鐘。13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的基材顯色處理方法，其特征在于，還包括以下步驟中的任意 一個以上的步驟： 在浸漬于氫氧化物溶液的步驟之前，對表面進行預(yù)處理的步驟； 在浸漬于氫氧化物溶液的步驟之前，利用掩膜對基體表面進行圖案化的步驟；以及 在浸漬于氫氧化物溶液的步驟之后，進行沖洗的步驟。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的基材顯色處理方法，其特征在于，還包括:在利用掩膜進行 圖案化的步驟之前，將包含鎂的基體浸漬于氫氧化物溶液的步驟。15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的基材顯色處理方法，其特征在于，掩膜為可脫模的散熱膜。16. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的基材顯色處理方法，其特征在于， 浸漬于氫氧化物溶液的步驟包括： 在Νι濃度的氫氧化物溶液中浸漬的第1浸漬步驟;以及 在Nn濃度的氫氧化物溶液中浸漬的第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(shù) 學(xué)式3及4，η為2以上、6以下的整數(shù)： [數(shù)學(xué)式3] 8 < Νι < 25 [數(shù)學(xué)式4] Nn-1-Nn | >3 在所述數(shù)學(xué)式3及4中，N1及Nn表示各步驟的氫氧化物溶液的濃度，單位為重量％。
【文檔編號】C23C22/46GK105849315SQ201480071367
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年12月26日
【發(fā)明人】鄭鉉珠, 柳潤夏, 李正熙, 林玉姬, 趙載東
【申請人】Posco公司