顯色處理的基材及用于其的基材顯色處理方法
【專利摘要】顯色處理的基材包括：包含鎂的基體；薄膜，形成于所述基體上，且含有以下化學(xué)式1所表示的化合物；波長(zhǎng)變換層，形成于所述薄膜上，所述顯色處理的基材維持基材的金屬固有質(zhì)感以及光澤性，同時(shí)提高基材的耐久性，并且能夠在基材表面均勻地顯示包含黑色等非彩色在內(nèi)的青色、綠色等多種顏色，因此在使用金屬材料的建筑外裝材料、汽車裝飾，尤其是移動(dòng)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] 近年來，由于全產(chǎn)業(yè)的輕量化趨勢(shì)，鎂產(chǎn)業(yè)受到關(guān)注，其中在移動(dòng)電話的外殼部件 等電器、電子部件材料領(lǐng)域，具有金屬質(zhì)感的外裝材料得到流行，為此用于改善鎂的這種問 題的研究正在活躍地進(jìn)行。
[0003] 作為一個(gè)例子，韓國(guó)公開專利第2011-0016750號(hào)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(jìn)行溶膠凝膠涂覆來實(shí)現(xiàn)金屬質(zhì)感和確保耐腐蝕性的PVD-溶膠凝膠法，韓國(guó)公開專利第2011-0134769號(hào)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對(duì)所述基材進(jìn)行陽極氧化，從而使表面顯色 的陽極氧化法。
[0004] 然而，截至目前所開發(fā)出的技術(shù)，雖然能夠在基材表面顯示金屬質(zhì)感，但其并非為 鎂固有的金屬質(zhì)感，存在難以顯示多種顏色的問題。另外，由于在基材表面形成有不透明的 氧化膜，因此存在不易顯示金屬固有的光澤以及金屬質(zhì)感的問題。
[0005] 另一方面，近年來，順應(yīng)消費(fèi)者的多種要求及時(shí)裝的高端化趨勢(shì)，顯色處理成黑色 的金屬材料產(chǎn)品得到流行，為此切實(shí)需要一種能夠在材料表面顯示顯示多種顏色尤其黑色 的技術(shù)。
[0006] 因此，當(dāng)前切實(shí)需要開發(fā)一種既能夠維持金屬材料的固有質(zhì)感以及光澤的同時(shí)提 高耐久性，又能將包含黑色等非彩色在內(nèi)的多種顏色顯示于表面的表面處理技術(shù)的開發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] (一)要解決的技術(shù)問題
[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種維持金屬的質(zhì)感以及光澤，并且表面被顯色處理成包 含黑色在內(nèi)的多種顏色的基材。
[0009] 此外，本發(fā)明的目的在于提供一種用于所述基材的基材顯色處理方法。
[0010] (二)技術(shù)方案
[0011] 為了實(shí)現(xiàn)所述目的，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中提供一種顯色處理的基材，包括:包 含鎂的基體;薄膜，形成于所述基體上，且含有以下化學(xué)式1所表示的化合物;波長(zhǎng)變換層， 形成于所述薄膜上，
[0012][化學(xué)式1]
[0013] M(0H)m
[0014] 在所述化學(xué)式1中，M包含選自由Na、K、Mg、Ca以及Ba組成的組的1種以上，m為1或者 2,其中，
[0015] 存在于波長(zhǎng)變換層上的任意的地點(diǎn)A，滿足以下數(shù)學(xué)式1的條件，
[0016] 數(shù)學(xué)式1
[0017] 0.1 <Tfilm/TML< 10
[0018] 在所述數(shù)學(xué)式1中，Tfilm表示在地點(diǎn)A的薄膜的平均厚度，Tml表示在地點(diǎn)A的波長(zhǎng)變 換層的平均厚度。
[0019] 此外，在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)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;在所述薄膜上形成波長(zhǎng)變換層的步驟，對(duì)于存在于所述波長(zhǎng)變換 層上的任意地點(diǎn)A，滿足以下數(shù)學(xué)式1的條件，
[0020] 數(shù)學(xué)式1
[0021] 0.1 <Tfilm/TML< 10
[0022] 在所述數(shù)學(xué)式1中，Tmm表示在地點(diǎn)A的薄膜的平均厚度，Tml表示在地點(diǎn)A的波長(zhǎng)變 換層的平均厚度。
[0023](三)有益效果
[0024]本發(fā)明維持金屬固有的質(zhì)感以及光澤性，提高基材的耐久性，并且能夠在基材表 面均勻地顯示顯示包含黑色等非彩色在內(nèi)的青色、綠色等多種顏色，因此在使用金屬材料 的建筑外裝材料、汽車裝飾，尤其是移動(dòng)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】
[0025]圖1是將在一個(gè)實(shí)施例中獲得的被顯色處理的基材的薄膜以及波長(zhǎng)變換層利用透 射電子顯微鏡(TEM)拍攝的圖像。
[0026]圖2是將在另一個(gè)實(shí)施例中獲得的被顯色處理的基材的薄膜以及波長(zhǎng)變換層利用 透射電子顯微鏡(TEM)拍攝的圖像。
[0027]最佳實(shí)施方式
[0028] 本發(fā)明可以進(jìn)行多種變形，而且可以具有多種不同實(shí)施例，在附圖中例示特定實(shí) 施例，并對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0029] 但是，本發(fā)明并不限定于這些特定的實(shí)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。
[0030] 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(dòng)作、組成要素、部件或它們的組合的存在，并不事先排除一個(gè)或一個(gè) 以上的其他特征、數(shù)字、步驟、動(dòng)作、組成要素、部件或它們的組合的存在或附加的可能性。 [0031 ] 在本發(fā)明中，"色坐標(biāo)"是指國(guó)際照明委員會(huì)（Commossion International de 1 ' Eclairage，CIE)規(guī)定的顏色值CIE色空間的坐標(biāo)，CIE色空間中的任意位置可以用L*、a*、b* 3種坐標(biāo)值來表示。
[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* 值表示具有該色坐標(biāo)的顏色偏向于純紅色(pure magenta)或純綠色（pure green)中的哪 一種顏色，b*表示具有該色坐標(biāo)的顏色偏向于純黃色(pure yellow)和純藍(lán)色(pure blue) 中的哪一種顏色。
[0033] 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(fù)數(shù)時(shí)為偏向于純 綠色的顏色，a*值為正數(shù)時(shí)為偏向于純紅色的顏色。比較a* = 80和a* = 50時(shí)，表示a* = 80相 比a* = 50位于更接近純紅色的位置。此外，所述b*值具有-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(lán)色(pure blue)。例如，b*值 為負(fù)數(shù)時(shí)為偏向于純黃色的顏色，b*值為正數(shù)時(shí)為偏向于純藍(lán)色的顏色。比較b* = 80和b* =50時(shí)，表示b* = 80相比b* = 50位于更接近純黃色的位置。
[0034] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明中，"色差"或"色坐標(biāo)差"是指在CIE色空間中兩個(gè)顏色之間的 距離。即，距離遠(yuǎn)顏色差異大，距離越近顏色幾乎沒有差異，這可以通過以下數(shù)學(xué)式5的A E* 表不。
[0035] 數(shù)學(xué)式5
[0036] ^ .IT
[0037] 另外，在本發(fā)明中，"黑色(black)"是指以CIE色坐標(biāo)為基準(zhǔn)對(duì)明度的平均色坐標(biāo) (L*)在60以下的顏色。例如，所述黑色可包含灰色、黑色等非彩色，并且可以混合綠色系或 者青色系的顏色而包含綠黑色或者黑藍(lán)色等顏色。
[0038] 并且，在本發(fā)明中，"青色"是指以CIE色坐標(biāo)為基準(zhǔn)平均色坐標(biāo)(L*、a*、b*)中的L* 超過60、b*小于5的顏色。如前所述，b*表示純黃色或者純青色，因此本發(fā)明中的青色表示b* 值小的顏色，具體而言小于5的顏色。另外，對(duì)于a*的色坐標(biāo)并非特別限定，但所述a*可以在 20以下，15以下，10以下或者5以下。作為本發(fā)明所涉及的青色，可以舉出包括在所述色坐標(biāo) 范圍的藍(lán)色、青色、亮青色;或者混合綠色系顏色的青綠色等。
[0039] 此外，在本發(fā)明中"綠色"是指以CIE色坐標(biāo)為基準(zhǔn)平均色坐標(biāo)(L*、a*、b*)中的L* 超過60、a*在-5以下且b*在5以上的顏色。由于在CIE色空間中a*表示純紅色和綠色，因此本 發(fā)明中的綠色表示a*值為負(fù)數(shù)的顏色，具體而言在-5以下，更具體而言在-6以下，或者在-7 以下的顏色。另外，對(duì)于所述綠色而言，b*的色坐標(biāo)可以在5以上，具體而言可以在6以上或 者7以上。本發(fā)明的綠色，可以舉出包括在所所述色坐標(biāo)范圍的黃綠色、淡綠色、鐵藍(lán)色 (iron blue)、綠色等。
[0040]進(jìn)而，在本發(fā)明中，"波長(zhǎng)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(zhǎng)的層，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體表面反射的光再次散射和/或折射的作用。
[0041]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。
[0042]本發(fā)明提供顯色處理的基材以及用于其的基材顯色處理方法。
[0043]在現(xiàn)有技術(shù)中，作為在包含鎂的材料顯示顏色的方法，有利用含金屬物質(zhì)或顏料 等來涂敷材料表面的PVD-溶膠凝膠法、陽極氧化法等。然而，所述方法有可能降低基材的耐 久性，很難在材料表面均勻地顯示顯示顏色。此外，因涂敷的薄膜層易于剝離而存在無法滿 足可靠性的問題。與此同時(shí)，近年來，順應(yīng)消費(fèi)者的多種要求及時(shí)裝的高端化趨勢(shì)，顯色處 理成黑色的金屬材料產(chǎn)品得到流行，為此對(duì)維持金屬固有的光澤以及質(zhì)感的同時(shí)在表面顯 示黑色的技術(shù)的需求日益增大。
[0044]為此，本發(fā)明提出維持金屬質(zhì)感以及光澤的同時(shí)被顯色處理成包含黑色在內(nèi)的多 種顏色的基材以及用于其的基材的顯色處理方法。
[0045]本發(fā)明所涉及的被顯色處理的基材包含在基材上具有特定比例的nm級(jí)別的薄膜 以及波長(zhǎng)變換層，維持金屬固有的質(zhì)感以及光澤性的同時(shí)提高基材的耐久性，并且能夠在 基材表面均勻地顯示顯示包含灰色、黑色等非彩色在內(nèi)的多種顏色，因此在使用金屬材料 的建筑外裝材料、汽車裝飾，尤其是移動(dòng)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。
[0046]以下，詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0047]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提供一種顯色處理的基材，其包括:包含鎂的基體;薄 膜，形成于所述基體上，且含有以下化學(xué)式1所表示的化合物;波長(zhǎng)變換層，形成于所述薄膜 上，
[0048] 化學(xué)式1
[0049] M(0H)m
[0050] 在所述化學(xué)式1中，
[0051 ] 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，
[0052]其中，存在于波長(zhǎng)變換層上的任意的地點(diǎn)A，滿足以下數(shù)學(xué)式1的條件，
[0053] 數(shù)學(xué)式1
[0054] 0.1 <Tfiim/TML< 10 [0055] 在所述數(shù)學(xué)式1中，
[0056] Tmm表示在地點(diǎn)A的薄膜的平均厚度，
[0057] Tml表示在地點(diǎn)A的波長(zhǎng)變換層的平均厚度。
[0058] 具體地，所所述基材可以滿足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的數(shù)學(xué)式1的條件。
[0059]本發(fā)明所涉及的所述被顯色處理的基材可具有在包含鎂的基體上依次層壓薄膜 以及波長(zhǎng)變換層的結(jié)構(gòu)，這種層壓結(jié)構(gòu)可以形成在金屬材料基體的一面或者兩面。此外，所 述基材通過滿足所述數(shù)學(xué)式1的條件，能夠防止波長(zhǎng)變換層的光透射率的減少，并且在表面 均勻地顯示顏色。此時(shí)，顯示的顏色不僅包括灰色、黑色等非彩色，還包含青色、綠色等顏 色。
[0060]作為一個(gè)實(shí)施例，所述被顯色處理的基材，當(dāng)薄膜與波長(zhǎng)變換層在波長(zhǎng)變換層上 的任意地點(diǎn)A的平均厚度比（Tfilm/TML)為0.1至6.0時(shí)，可顯示顯示灰色、黑色等非彩色。此 時(shí)，存在于波長(zhǎng)變換層上的任意區(qū)域(橫lcm以及縱lcm)所包含的任意3點(diǎn)的平均色坐標(biāo)的 L*可以為60以下。此外，所述薄膜的平均厚度可以小于80nm，具體而言可以為75nm以下、 70nm以下、65nm以下、60nm以下、50nm以下、10nm至55nm或者25nm至55nm(參照實(shí)驗(yàn)例2)。 [0061]作為另一個(gè)實(shí)施例，所述被顯色處理的基材，當(dāng)薄膜與波長(zhǎng)變換層在波長(zhǎng)變換層 上的任意地點(diǎn)A的平均厚度比（Tfilm/T ML)為0.2至4.0時(shí)，可顯示顯示青色、青綠色、天藍(lán)色 (sky blue)等青色系顏色。此時(shí)，存在于波長(zhǎng)變換層上的任意區(qū)域(橫lcm以及縱lcm)所包 含的任意3點(diǎn)的平均色坐標(biāo)的L*可以超過60，b*可以小于5。此外，所所述薄膜的平均厚度可 以為80至 140nm，具體而言可以為80nm至lOOnm、120nm至 140nm、110nm至 130nm，lOOnm至 135nm或者85nm至135nm(參照實(shí)驗(yàn)例2)。
[0062]作為另一個(gè)實(shí)施例，所述被顯色處理的基材，當(dāng)薄膜與波長(zhǎng)變換層在波長(zhǎng)變換層 上的任意地點(diǎn)A的平均厚度比（Tfilm/TML)為0.7至8.5時(shí)，可顯示顯示黃綠色、淡綠色、鐵藍(lán)色 (iron blue)、綠色等綠色系顏色。此時(shí)，存在于波長(zhǎng)變換層上的任意區(qū)域(橫lcm以及縱 lcm)所包含的任意3點(diǎn)的平均色坐標(biāo)的L*可以超過60，a*可以為-5以下，并且b*可以為5以 上。此外，所述薄膜的平均厚度可以大于140nm且為300nm以下，具體而言，可以為145nm至 300nm、146nm 至290nm、147nm以上至260nm、145nm 至 200nm 或者 145nm 至 170nm (參照實(shí)驗(yàn)例 2)〇
[0063]下面，對(duì)本發(fā)明的所述被顯色處理的基材按照不同的構(gòu)成進(jìn)行更詳細(xì)的說明。
[0064]首先，包含鎂的所述基體執(zhí)行決定基材的基本骨架以及物理性質(zhì)的作用，可認(rèn)為 本發(fā)明所涉及的被顯色處理的基材為被顯色處理之前的形態(tài)。
[0065]此外，包含鎂的所述基體只要能夠在電器、電子產(chǎn)品材料領(lǐng)域能夠作為框架使用， 不會(huì)特別去限定其種類及形態(tài)。作為一例，所述基體可使用由鎂構(gòu)成的鎂基材、表面分散有 鎂的形態(tài)的不銹鋼或者鈦(Ti)基材等。
[0066] 接下來，所述薄膜形成于基體表面，起到使入射于表面的入射光散射或者折射的 作用。
[0067] 此時(shí)，所述薄膜為能夠透光的透明的薄膜，只要能夠使入射的光散射或者折射，則 不會(huì)特別限定。例如，所述薄膜可包含選自由鈉的氫氧化物(NaOH)、鉀的氫氧化物(K0H)、鎂 的氫氧化物(Mg(0H) 2)、鈣的氫氧化物(Ca(0H)2)以及鋇的氫氧化物(Ba(0H)2)組成的組的一 種以上。更具體而言，所述薄膜可以包含鎂的氫氧化物(Mg(0H) 2)。
[0068] 此外，所述薄膜與形成于薄膜上的波長(zhǎng)變換層具有特定的平均厚度比，由此在基 材表面顯示包含灰色、黑色等非彩色在內(nèi)的青色、綠色等多種顏色，此時(shí)，可作為決定顯示 顏色的顯色層發(fā)揮作用。例如，本發(fā)明所涉及的被顯色處理的基材，即便薄膜與波長(zhǎng)變換層 的平均厚度比相同，只要形成于基體上的薄膜的平均厚度不同，則顯示于表面的顏色不同。 其中，所述薄膜的平均厚度，只要在nm級(jí)別，則無特別限定。具體而言，所述薄膜的平均厚度 可以為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]接下來，所述波長(zhǎng)變換層(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體表面反射的光再次散射和/或折射， 由此能夠在基體表面顯示顏色。
[0070]此時(shí)，為了在基體表面顯示顏色，如前所述，所述波長(zhǎng)變換層需要與薄膜具有滿足 數(shù)學(xué)式1的條件的平均厚度比，同時(shí)具有nm級(jí)別的平均厚度。具體而言，所述波長(zhǎng)變換層的 平均厚度可以為200nm以下。具體而言，所述平均厚度可以為190nm以下、180nm以下、170nm 以下、160nm以下或者150nm以下。在本發(fā)明中，可通過將波長(zhǎng)變換層的平均厚度調(diào)節(jié)為所述 范圍內(nèi)，防止波長(zhǎng)變換層的光透射率減少而導(dǎo)致顏色不顯示。并且，所述波長(zhǎng)變換層的成分 及形態(tài)無特殊限定。作為一個(gè)例子，所述波長(zhǎng)變換層可包括選自由鋁(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，具體而言，可包括金屬鉻(Cr)。此外，所述金屬可以具有金 屬粒子形態(tài)，也可以是在波長(zhǎng)變換層形成過程中與氮?dú)?、乙烷氣體、氧氣等反應(yīng)而包括金屬 氮化物、金屬氧化物、金屬碳化物等多種形態(tài)。進(jìn)一步，所述波長(zhǎng)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。
[0071]另一方面，本發(fā)明所涉及的被顯色處理的基材，為了提高基材的耐刮性以及耐久 性，在波長(zhǎng)變換層上還可包括面漆。
[0072]此時(shí)，所述面漆只要是能夠適用于金屬、金屬氧化物或金屬氫氧化物上的涂覆的 透明涂覆劑就可以不受特別限制而使用。更具體地，所述透明涂覆劑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。此外，所述面漆可與波長(zhǎng)變換層之間 具有優(yōu)異的粘附力。具體而言，包括面漆的被顯色處理的基材，在35°C下用5重量％的鹽水 進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)并經(jīng)過72小時(shí)后評(píng)價(jià)粘附性時(shí)，可以具有5%以下的面漆剝離率。
[0073]在一個(gè)實(shí)施例中，以包括面漆的被顯色處理的基材為對(duì)象，在35°C下噴霧5重量％ 的鹽水，經(jīng)過72小時(shí)后，實(shí)施劃實(shí)驗(yàn)方格膠帶測(cè)試(cross-cut tape test)方法。其結(jié)果可 確認(rèn)，以整個(gè)面漆面積為基準(zhǔn)，被剝離的面漆的面積為5%以下。由這種結(jié)果可知，本發(fā)明所 涉及的形成有面漆的所述基材，其波長(zhǎng)變換層與面漆之間的粘附力優(yōu)異(參照實(shí)驗(yàn)例3)。 [0074]進(jìn)一步，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施中，提供一種基材顯色處理方法，其包括:在包含鎂 的基體上形成薄膜的步驟;在所述薄膜上形成波長(zhǎng)變換層的步驟，其中，對(duì)于存在于所述波 長(zhǎng)變換層上的任意地點(diǎn)A，滿足以下數(shù)學(xué)式1的條件：
[0075] 數(shù)學(xué)式1
[0076] 0.1 <Tfiim/TML< 10 [0077] 在所述數(shù)學(xué)式1中，
[0078] Tmm表示在地點(diǎn)A的薄膜的平均厚度，
[0079] Tml表示在地點(diǎn)A的波長(zhǎng)變換層的平均厚度。
[0080] 本發(fā)明的基材顯色處理方法，將具有0.1至10的特定比例的薄膜和波長(zhǎng)變換層以 nm級(jí)別的厚度形成，從而能夠在基材表面以卓越的顯色力不僅均勻地顯示灰色、黑色等非 彩色，還顯示青色、綠色等多種顏色。
[0081 ]在所述顯色處理方法中，形成薄膜的步驟可將包含鎂的基體浸漬于氫氧化物溶液 來執(zhí)行。
[0082] 此時(shí)，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。所述氫氧化物溶液具有能夠在短時(shí)間內(nèi)將薄膜均勻地形成于基材表面，并且具有所顯 示的顏色的顯色力以及清晰度優(yōu)異的優(yōu)點(diǎn)(參照實(shí)驗(yàn)例1)。
[0083] 此外，本發(fā)明的制造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(shí)，所述基體根據(jù)其厚度導(dǎo)熱量不同，因此基體的厚度不同時(shí)，即使在相同條件下浸 漬的基體在表面形成的薄膜厚度也可能不同。從而，優(yōu)選通過含有鎂的基體的厚度，調(diào)節(jié)浸 漬條件，從而控制薄膜的厚度。
[0084]作為一個(gè)實(shí)施例，含有鎂的基體厚度為0.4T至0.7T的情況下，所述氫氧化物溶液 的溫度為15°C至200°C，具體地，所述氫氧化物溶液的溫度可以為15°C至50°C、15°C至30°C、 90°C至150°C或95°C至110°C。而且，基體的浸漬時(shí)間可以為60分鐘以下，具體地，可以為50 分鐘以下、40分鐘以下、30分鐘以下、20分鐘以下或15分鐘以下。進(jìn)一步，所述氫氧化物溶液 的濃度可以為1重量％至80重量％，具體地，所述氫氧化物溶液的濃度可以為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％或5重量％至20重量％。所述顯色處理方法是通過在所述條件范 圍內(nèi)進(jìn)行基體的浸漬來在短時(shí)間內(nèi)均勻地形成薄膜，從而能夠防止因形成過度的薄膜而降 低金屬固有的光澤度。
[0085]進(jìn)一步，在所述顯色處理方法中，關(guān)于形成波長(zhǎng)變換層的步驟，只要是本領(lǐng)域通常 使用的方法，則可無特殊限定地使用。具體而言，例如形成所述波長(zhǎng)變換層的步驟，可通過 真空沉積法、濺射法，離子鍍膜法或者離子束沉積法來執(zhí)行。
[0086] 與此同時(shí)，本發(fā)明的基材顯色處理方法可進(jìn)一步包括:在形成薄膜的步驟之前對(duì) 基體表面進(jìn)行預(yù)處理的步驟；以及在形成薄膜的步驟之后沖洗的步驟中的任意一個(gè)以上的 步驟。
[0087] 此時(shí)，對(duì)所述表面進(jìn)行預(yù)處理的步驟是，在將包含鎂的基體浸漬于氫氧化物溶液 中之前，將表面用堿性洗滌劑進(jìn)行處理，從而去除表面殘留的污染物質(zhì)，或進(jìn)行研磨的步 驟。此時(shí)，所述堿性洗滌劑只要是本領(lǐng)域通常適用于金屬、金屬氧化物或金屬氫氧化物表面 洗滌的就不受特別限制。此外，所述研磨可以是通過拋光(buffing)、磨光(polishing)、噴 砂打磨(blasting)或電解研磨等方法而實(shí)施，但并不限定于此。在本步驟中，不僅能夠去除 含有鎂的基體表面所存在的污染物質(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(shí)施研磨的基 體上所形成的薄膜厚度可以不同于在相同條件下但沒有實(shí)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(huì)不同。
[0088] 并且，所述沖洗的步驟是在將基體浸漬于氫氧化物溶液中的步驟之后，對(duì)基體表 面進(jìn)行沖洗從而去除表面殘留的氫氧化物溶液的步驟。在該步驟中，去除基體表面所殘留 的氫氧化物溶液，從而防止殘留氫氧化物溶液引起的額外的薄膜的形成。
【具體實(shí)施方式】
[0089] 下面，通過實(shí)施例和實(shí)驗(yàn)例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更為詳細(xì)的說明。
[0090] 但是，以下實(shí)施例和實(shí)驗(yàn)例只是例示本發(fā)明，本發(fā)明的內(nèi)容并非限定于以下實(shí)施 例和實(shí)驗(yàn)例。
[0091] 實(shí)施例1至3
[0092]將作為基體準(zhǔn)備的、包含鎂的試片(橫1 cm X縱1 cm X 0.4T)浸漬于堿性洗滌劑進(jìn)行 脫脂，并在以下表1中表示的時(shí)間內(nèi)，將脫脂的試片在1 〇〇°C、10重量％的他011水溶液中浸 漬。然后，用蒸餾水沖洗所述試片，在干燥箱中進(jìn)行干燥，接著通過濺射法形成由鉻(Cr)組 成的波長(zhǎng)變換層，從而獲得被顯色處理的試片。并且，選定存在于所獲得的被顯色處理的試 片上的任意地點(diǎn)A，利用透射電子顯微鏡(TEM)，對(duì)薄膜以及波長(zhǎng)變換層在地點(diǎn)A的厚度測(cè)量 3次，并求出其平均厚度。
[0093]表 1
[0095] 實(shí)施例4
[0096]將作為基體準(zhǔn)備的、包含鎂的試片(橫1 cm X縱1 cm X 0.4T)浸漬于堿性洗滌劑進(jìn)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20秒。然后，用蒸餾水沖洗所 述試片，在干燥箱中進(jìn)行干燥，接著通過濺射法形成由鉻(Cr)組成的波長(zhǎng)變換層。在所述波 長(zhǎng)變換層上涂敷液態(tài)無光透明涂料，在120°C-15(TC的溫度下進(jìn)行烤箱干燥來制造被顯色 處理的試片。此時(shí)，被涂敷的無光透明涂料的平均厚度約為25wii。
[0097] 比較例1
[0098]將作為基體準(zhǔn)備的、包含鎂的試片(橫1 cm X縱1 cm X 0.4T)浸漬于堿性洗滌劑進(jìn)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15分鐘。然后，用蒸餾水沖洗 所述試片，在干燥箱中進(jìn)行干燥，接著通過濺射法形成由鉻(Cr)組成的波長(zhǎng)變換層，從而制 造在基體上依次層壓薄膜和波長(zhǎng)變換層的試片。此時(shí)，形成在基體上的薄膜以及波長(zhǎng)變換 層的平均厚度分別約為150±5nm以及220nm〇 [0099]實(shí)驗(yàn)例1.評(píng)價(jià)根據(jù)氫氧化物溶液種類的基材的顯色效率
[0100] 為了評(píng)價(jià)根據(jù)氫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(jìn)行了 如下實(shí)驗(yàn)。
[0101] 將作為基體的、包含鎂的試片（橫lcmX縱lcmX0.4T)浸漬于堿性洗滌劑進(jìn)行脫 月旨，并將脫脂的試片在1〇〇°C、10重量％的似011水溶液或蒸餾水中分別浸漬40分鐘、1小時(shí)以 及2小時(shí)。然后，用蒸餾水沖洗試片，在干燥箱中進(jìn)行干燥，并用肉眼評(píng)價(jià)顯示在表面的顏 色。
[0102] 結(jié)果，浸漬于10重量％的似011水溶液的試片相比浸漬于蒸餾水的試片，確認(rèn)為顯 色速度快。更具體地，浸漬于10重量％的他011水溶液的試片到經(jīng)過浸漬10分鐘的時(shí)間點(diǎn)為 止，保持試片固有的顏色即銀色，然后經(jīng)過黃色，在40分鐘以內(nèi)顯示為橙色。但是，在蒸餾水 中浸漬40分鐘的試片，表面顏色變化很小，與沒有進(jìn)行顯色處理的基材相比，幾乎沒有顏色 差，浸漬1小時(shí)的試片慢慢顯示黃色。此外，浸漬2小時(shí)的試片雖然顯示黃色，但與浸漬于10 重量％的他011水溶液的試片相比，顯色力顯著降低。
[0103] 從上述結(jié)果可知，基材的表面處理使用含有Na0H、K0H、Mg(0H)2、Ca(0H)4PBa(0H)2 等的氫氧化物溶液進(jìn)行，不僅工藝效率顯著，而且顯色力也優(yōu)異。
[0104] 實(shí)驗(yàn)例2.評(píng)價(jià)根據(jù)浸漬時(shí)間的基材的顯色
[0105] 為了評(píng)價(jià)根據(jù)在本發(fā)明中進(jìn)行顯色處理的基材的薄膜以及波長(zhǎng)變換層的平均厚 度比顯示于表面的顏色以及顏色均勻性，實(shí)施下述實(shí)驗(yàn)。
[0106] 在所述實(shí)施例1至3中制造試片時(shí)，在浸漬于氫氧化物溶液之后，用肉眼評(píng)價(jià)表面 顏色。之后，形成鉻(Cr)層，用肉眼評(píng)價(jià)被顯色處理的基材的表面顏色之后，對(duì)存在于試片 上的任意3個(gè)點(diǎn)進(jìn)行了 4次CIE色空間中的色坐標(biāo)的測(cè)定。根據(jù)測(cè)定出的色坐標(biāo)，求出平均色 坐標(biāo)(L*、a*、b*)和色坐標(biāo)差，并將其結(jié)果表示在以下表2中。
[0107] 表2
[0109] 可知本發(fā)明的被顯色處理的基材不僅能夠顯示顯示黑色等非彩色，還能夠均勻地 顯示藍(lán)色、綠色等多種顏色。
[0110] 具體而言，用肉眼對(duì)被顯色處理的基材的顏色進(jìn)行評(píng)價(jià)的結(jié)果，實(shí)施例1至3的基 材在僅形成薄膜的情況下，維持金屬固有的顏色即銀色，當(dāng)在薄膜上形成波長(zhǎng)變換層時(shí)，根 據(jù)薄膜與波長(zhǎng)變換層的平均厚度比來顯示黑色、青色或者綠色。另一方面，在比較例2中制 造的試片，由于形成在薄膜上的波長(zhǎng)變換層的平均厚度厚，在表面沒有顯示顏色，而是顯示 構(gòu)成波長(zhǎng)變換層的鉻(Cr)的固有顏色即銀色。
[0111] 此外，觀察所述表2可確認(rèn)，對(duì)存在于試片上的任意3個(gè)點(diǎn)測(cè)定色坐標(biāo)的結(jié)果，由于 實(shí)施例1至3的基材的色坐標(biāo)差（A E*)在0.7以下，顯示于表面的色差不大，均勻。與此同時(shí)， 實(shí)施例1至3的基材的薄膜與波長(zhǎng)變換層的平均厚度比（Tmm/TML)分別為0.875、3.25及 3.75,滿足數(shù)學(xué)式1的條件。從這些結(jié)果可知，本發(fā)明的被顯色處理的基材，通過將具有特定 厚度比的薄膜和波長(zhǎng)變換層以nm級(jí)別形成，能夠在基材表面均勻地顯示包含黑色等非彩色 在內(nèi)的青色、綠色等多種顏色，并且能夠根據(jù)薄膜的平均厚度選擇性顯示所述顏色。
[0112] 實(shí)驗(yàn)例3.評(píng)價(jià)形成有面漆的被顯色處理的基材的物理性質(zhì)
[0113]為了評(píng)價(jià)形成有面漆的被顯色處理的基材的耐腐蝕性以及粘附力，進(jìn)行一下實(shí) 驗(yàn)。
[0114] 利用鹽霧試驗(yàn)機(jī)(SST，Salt Spray Tester)，在35°C的溫度下將5重量％的鹽水均 勻地噴射于實(shí)施例4中形成有面漆的被顯色處理的試片，并在鹽水噴霧的時(shí)間經(jīng)過72小時(shí)， 對(duì)試片的表面耐腐蝕性以及波長(zhǎng)變換層與形成于表面的面漆的粘附力進(jìn)行了評(píng)價(jià)。此時(shí)， 所述粘附力通過劃方格膠帶測(cè)試來進(jìn)行評(píng)價(jià)。更詳細(xì)而言，利用刀片在已涂敷的面漆上劃 出具有1mm間隔的相交叉的橫向6個(gè)線和縱向6個(gè)線之后，在橫線和縱線的交叉點(diǎn)牢固地粘 貼膠帶，并通過測(cè)定迅速拆除所述膠帶時(shí)的、相對(duì)于面漆總面積被剝離的面漆的面積的方 法，來評(píng)價(jià)粘附力。
[0115]其結(jié)果可知，本發(fā)明的形成有面漆的被顯色處理的基材的耐腐蝕性優(yōu)異，并且被 顯色處理的基材與面漆之間的粘附力非常優(yōu)異。更具體而言，形成有無光面漆的實(shí)施例2的 試片在鹽水噴霧時(shí)間經(jīng)過72小時(shí)之后，也不產(chǎn)生由腐蝕引起的表面變形。此外，對(duì)已進(jìn)行耐 腐蝕性實(shí)驗(yàn)的試片進(jìn)行粘附力評(píng)價(jià)結(jié)果可確認(rèn)，通過膠帶被剝離的面漆的面積在面漆總面 積的5%以下。
[0116]從這種結(jié)果可知，本發(fā)明的形成有面漆的被顯色處理的基材不僅具有優(yōu)異的耐腐 蝕性，還具有波長(zhǎng)變換層與面漆之間的優(yōu)異的粘附力。
[0117] 因此，本發(fā)明的被顯色處理的基材通過在基體上包含nm級(jí)別的、具有特定比例的 薄膜和波長(zhǎng)變換層，能夠維持金屬固有的質(zhì)感以及光澤性，提高基材的耐久性，而且在基材 表面不僅均勻地顯示黑色等非彩色，還均勻地顯示青色、綠色等多種顏色，因此在使用金屬 材料的建筑外裝材料、汽車裝飾，尤其是移動(dòng)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。
[0118] 工業(yè)實(shí)用性
[0119] 本發(fā)明的被顯色處理的基材能夠維持基材的金屬固有質(zhì)感以及光澤性的同時(shí)提 高基材的耐久性，并且能夠在基材表面均勻地顯示包含黑色等非彩色在內(nèi)的青色、綠色等 多種顏色，因此在使用金屬材料的建筑外裝材料、汽車裝飾，尤其是移動(dòng)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(xiàng)】
1. 一種顯色處理的基材，其包括： 包含鎂的基體； 薄膜，形成于所述基體上，且含有以下化學(xué)式1所表示的化合物； 波長(zhǎng)變換層，形成于所述薄膜上， 化學(xué)式1 M(〇H)m 在所述化學(xué)式1中，Μ包含選自由Na、K、Mg、Ca以及Ba組成的組的1種以上，m為1或者2， 其中，存在于波長(zhǎng)變換層上的任意的地點(diǎn)A，滿足以下數(shù)學(xué)式1的條件， 數(shù)學(xué)式1 0.1 <Tfilm/TML< 10 在所述數(shù)學(xué)式1中，Tfllm表示在地點(diǎn)A的薄膜的平均厚度，Ik表示在地點(diǎn)A的波長(zhǎng)變換層 的平均厚度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯色處理的基材，其中，波長(zhǎng)變換層的平均厚度為200nm以下。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯色處理的基材，其中，存在于波長(zhǎng)變換層上的任意地點(diǎn)A的 薄膜與波長(zhǎng)變換層的平均厚度比（Tmm/TML)為0.1至6.0，在薄膜的平均厚度小于80nm的情 況下，存在于波長(zhǎng)變換層上的任意區(qū)域(橫lcm以及縱lcm)所包含的任意3個(gè)點(diǎn)的CIE平均色 坐標(biāo)中的L*為60以下。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯色處理的基材，其中，存在于波長(zhǎng)變換層上的任意地點(diǎn)A的 薄膜與波長(zhǎng)變換層的平均厚度比(Tmm/TML)為0.2至4.0，在薄膜的平均厚度為80nm至140nm 的情況下，存在于波長(zhǎng)變換層上的任意區(qū)域(橫lcm以及縱lcm)所包含的任意3個(gè)點(diǎn)的平均 色坐標(biāo)中的L*超過60，b*小于5。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯色處理的基材，其中，存在于波長(zhǎng)變換層上的任意地點(diǎn)A的 薄膜與波長(zhǎng)變換層的平均厚度比(Tfiim/TML)為0.7至8.5，在薄膜的平均厚度超過140nm且為 300nm以下的情況下，存在于波長(zhǎng)變換層上的任意區(qū)域(橫lcm以及縱lcm)所包含的任意3個(gè) 點(diǎn)的平均色坐標(biāo)中的L*超過60，a*為-5以下，且b*為5以上。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯色處理的基材，其中，薄膜包含鎂氫氧化物(Mg(OH)2)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯色處理的基材，其中，波長(zhǎng)變換層包括選自由鋁（A1)、鉻 (0)、鈦(11)、金以11)、鉬(1〇)、銀以8)、錳(111)、鋯(2〇、鈀(？(1)、鉑(？〇、鈷((：〇)、鎘(〇(1)或 者銅(Cu)和所述金屬離子組成的組的1種以上。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯色處理的基材，其中，基體還包括不銹鋼或鈦。9. 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； 在所述薄膜上形成波長(zhǎng)變換層的步驟， 對(duì)于存在于所述波長(zhǎng)變換層上的任意地點(diǎn)A，滿足以下數(shù)學(xué)式1的條件， 數(shù)學(xué)式1 0.1 <Tfilm/TML< 10 在所述數(shù)學(xué)式1中，Tfllm表示在地點(diǎn)A的薄膜的平均厚度，Ik表示在地點(diǎn)A的波長(zhǎng)變換層 的平均厚度。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的基材的顯色處理方法，其中，在形成薄膜的步驟中，薄膜是通 過將包含鎂的基體浸漬于氫氧化物溶液中而形成的。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的基材的顯色處理方法，其中，氫氧化物溶液的溫度為90°C至 200 °C，浸漬時(shí)間為20分鐘以下。12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的基材的顯色處理方法，其中，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。13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的基材的顯色處理方法，其中，氫氧化物溶液的濃度為1重 量％至80重量％。
【文檔編號(hào)】C23C22/57GK105849313SQ201480071014
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2014年12月26日
【發(fā)明人】鄭鉉珠, 金慶保, 宋淵均, 李正熙, 柳潤(rùn)夏
【申請(qǐng)人】Posco公司