KR102010987B1

KR102010987B1 - 물체의 표면을 부분 코팅하는 방법

Info

Publication number: KR102010987B1
Application number: KR1020167031123A
Authority: KR
Inventors: 하인즈 노쓰덜프터; 루돌프 에른스트 알텐버거; 프란츠 칼텐벡커; 아르노 레하이스
Original assignee: 데. 스바로프스키 카게
Priority date: 2014-05-21
Filing date: 2014-05-21
Publication date: 2019-08-14
Also published as: WO2015176757A1; JP6498216B2; CN106232547B; EP3145885A1; EP3145885B1; CN106232547A; JP2017517469A; US20170066685A1; KR20160141844A; US10526245B2

Abstract

본 발명은 물체의 표면을 부분 코팅하는 방법에 관한 것으로, (a) 물체의 표면을 선택적으로 소수화시키는 단계; (b) (b1) 분말 또는 입상 물질을 도포한 다음 액체를 부분적으로 도포하거나; 또는 (b2) 분말 또는 액체 속에 있는 입상 물질의 용액 또는 현탁액을 부분적으로 도포하는 단계; (c) 공간적으로 제한된 염 또는 분말 크러스트를 형성하기 위하여 표면을 건조하는 단계; (d) 금속 또는 금속 화합물 중 적어도 하나의 층으로 표면을 코팅하는 단계; 및 (e) 상기 생성된 염 또는 분말 크러스트를 제거하는 단계를 포함한다. 또한, 본 발명은 상기 방법에 따라 제조된 물체에 관한 것이다.

Description

물체의 표면을 부분 코팅하는 방법{Method for Partially Coating a Surface of an Object}

본 발명은 물체의 표면을 부분 코팅하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 매우 간단한 방법이고 수많은 애플리케이션에서 경제적으로 사용이 가능하며, 특히 고색(patina) 효과를 갖는 원석을 생산하는데 적용 가능한 물체의 표면을 부분 코팅하는 방법에 관한 것이다.

보석 산업의 분야에서 표면을 장식적으로 디자인하는 방법을 점점 더 모색하고 있으며, 이를 위해 유리 및 세라믹 표면은 특정 색상을 갖도록 코팅이 제공된다.

미리 정해진 패턴의 형태에서 표면의 부분 코팅은 대부분 타일과 같은 이차원적인 표면에서 마스크를 적용함으로써 영향을 받는다.

예를 들어, EP 0,909,748 B1(Giulini)에서는, 세라믹 표면, 특히 타일에서 장식적인 효과를 생성하기 위한 방법 및 착색 도포방법, 예를 들면 도트 및 라인 패턴을 가능하게 하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 상기 방법은 세라믹 표면에 선택적으로 물 및/또는 접착 촉진제로 전처리하고, 분말 착색 안료 또는 분말 착색 수용성 금속염을 포함하는 층(layer)을 제공하며, 상기 층은 도포 후 물을 구비하고, 상기 세라믹 물질은 1400℃ 오븐에서 소성되었다.

세라믹 물질(타일)에 대한 반암(porphyry) 장식적인 효과를 생산하기 위한 공정은 DE 3109927 C2(Zschimmer and Schwarz)에 개시되어 있으며, 스크린-프린팅 스텐실을 사용하였다. 상기 세라믹 물질은 이후 건조 및 소성되었다.

EP 0788876 B1(Borsi)은 금속이 함유된 효과를 갖는 층과 투명 지지판의 영역을 선택적으로 코팅하는 공정에 관한 것이다.

EP 0686496(Hsiung)는 세라믹으로 착색된 유리 벌크를 포함하는 인쇄 잉크의 네트 및 유리 분말을 유리 플레이트에 직접 적용한 라미네이트를 입힌 장식용 유리에 관한 것이다.

또한, 영역 코팅은 마스크를 사용하여 기상 증착에 의해 수득할 수 있으나, 상기 방법은 원석(gemstones), 특히 작은면이 있는 원석(facetted gemstones)과 같이 불규칙한 삼차원적인 형태에 사용할 수 없는 단점이 있다.

이에, 본 발명자들은 이러한 문제점을 해결하고자 예의 노력한 결과 삼차원적인 물체, 특히 "고색 효과"를 갖는 원석을 부분 코팅하는 방법을 제공하고 본 발명을 완성하게 되었다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 Zr/ZrN을 코팅한 것이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 Cr을 코팅한 것이다.

본 발명은 하기의 설명에 의하여 모두 달성될 수 있다. 하기의 설명은 본 발명의 바람직한 구체적인 예를 기술하는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 첨부된 도면은 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 개별 구성에 관한 세부 사항은 후술하는 관련 기재의 구체적 취지에 의하여 적절히 이해될 수 있다.

다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.

본 발명은 일 관점에서 하기 단계를 포함하는 물체의 표면을 부분 코팅하는 방법에 관한 것이다:

(a) 물체의 표면을 선택적으로 소수화시키는 단계;

(b) (b1) 분말 또는 입상 물질을 도포한 다음 액체를 부분적으로 도포하거나; 또는 (b2) 분말 또는 액체 속에 있는 입상 물질의 용액 또는 현탁액을 부분적으로 도포하는 단계;

(c) 공간적으로 제한된 염 또는 분말 크러스트를 형성하기 위하여 표면을 건조하는 단계;

(d) 금속 또는 금속 화합물 중 적어도 하나의 층으로 표면을 코팅하는 단계;

(e) 상기 생성된 염 또는 분말 크러스트를 제거하는 단계.

상기 단계를 포함하는 방법은 본 발명의 목적을 달성하는 것으로 밝혀졌으며, 심지어 경사진 표면(깎인 면)이 있는 작은 삼차원적인 물체에서도 부분 코팅이 분리되지 않고 잘 코팅되었다. 본 발명에 따른 방법은 고전적인 마스킹 방법에 의해 수득할 수 없는 물체의 모든 코팅된 표면에 뚜렷한 "고색 효과(patina effect)"를 제공한다.

상기 물체는 본 발명에 따른 방법에 의해 코팅된 것으로, 유리, 세라믹, 플라스틱, 금속, 자연석 등과 같은 다양한 물질로부터 제조될 수 있다. 또한, 원석(gemstones) 또는 준보석용 원석은 토파즈, 지르코니아 또는 수정으로 사용될 수 있다. 특히 매끄러운 표면(약 4-10　nm의 표면 거칠기)을 갖는 물체가 바람직하다. 본 발명에 따른 방법은 물체가 유리 또는 세라믹으로 제조된 장식적인 요소로 수행되는 것이 바람직하고, 상기 장식적인 요소는 연마된 작은 면이 있는 유리 요소인 것이 바람직하다. 상기 방법에서 마스크 물체의 부분 코팅은 매우 안정하고, 보석 업계에서 일반적인 애플리케이션 테스트에서 완벽한 코팅 물체로 안정적으로 코팅된다.

본 발명은 다른 관점에서 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 부분 코팅된 물체에 관한 것이다. 적절한 물질은 전술한 바와 같다. 유리 또는 세라믹 조성으로부터 제조된 물체가 특히 바람직하며, 유리 또는 세라믹의 작은면이 있는 원석(facetted gemstones)이 더 바람직하다. 본 발명에 따른 연마된 작은 면이 있는 유리 요소가 바람직하다. 일반적인 마스킹 방법은 한편으로는 삼차원적인 형태의 표면상에 경제적으로 부분 코팅을 성공적으로 실현할 수 없으며, 그리고 다른 한편으로는 시각적으로 충분히 날카로운 방식으로 코팅 및 코팅되지 않은 영역을 구별할 수 없기 때문에 특히, 측면 장식적인 요소의 부분 마스킹에는 완전히 적합하지 않으며, 따라서, 점진적인 전환으로 인식되지 않는다.

본 발명에 따른 마스크 된 물체의 "고색 효과(patina effect)"는 (b) 단계에서 순수하게 무작위로 분포되고, 연속되는 단계로부터 수득된다.

물체의 전처리 : (a) 소수화

본 발명에 따른 방법의 변형에 있어서, (b) 단계에서 물체의 표면이 부분적으로 젖기 전에 (a) 단계에서 소수화(hydrophobized)시킨다. 적절하게는, 상기 물체를 소수화 전에 세척해야 한다. (b) 단계에서 물체의 표면이 부분적으로 젖는 동안 액체 방울 형성에서 상기 소수화는 후속 단계에서 특히 균일한 부분 코팅 효과를 갖는다. 예를 들어, 소수화는 다수의 회사에서 시판되어 있는 지방산(fatty acid) 기반의 4가 암모늄 화합물 용액(e.g., Arquad^® HCV; 디하이드로제네이티드 탈로우 디메틸암모늄 클로라이드; 약 0.2 vol% in water)으로 수행하였다. 또한, 실리콘 기반 소수화제인 것이 바람직하고, 실란(silanes), 올리고머 실록산(oligomeric siloxanes), 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxanes), 또는 실리콘 수지(silicone resins)와 같이 시판 중인, 예를 들면 Tego^® Phobe 이다. 퍼플루오로하이드로카본 화합물도 소수화에 적합할 수 있다.

(b) 마스킹 단계

마스킹 단계 자체는 두 가지 방법 중 하나로 수행할 수 있다.

방법 1

먼저, 물체의 표면에 액적(물방울)을 형성하는 액체가 도포된다. 상기 도포된 액적은 보통 0.1 내지 2.0 mm의 직경을 갖는다. 표면 품질에 따라 적절한 액체는 물, 알콜, 오일, 또는 이들의 임의의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 애플리케이션은 하나 이상의 스프레이 노즐 수단에 의해 수행되는 것이 바람직하다. 상기 액체는 미스트(mist)/기체(vapor)로써 노즐로부터 도포할 수 있다. 본 발명에 따라 액적이 실질적으로 분사되는 스크린(screen)/브러쉬(brush)로 상기 액체를 도포하는 것 또한 바람직하다. 물은 바람직하게 액체로서 사용된다. 그 후에, 실제 마스킹 물질, 예를 들어, 분말 캐스터를 도포한다. 본 발명에 따른 적절한 마스킹 물질은 모든 분말 또는 입상 물질이 적절하고, 염(salts), 설탕(sugar), 석회(lime), 밀가루(flour), 폴리비닐 알코올 입자(polyvinyl alcohol granules) 기반의 분말 접착제(Mowiol^®), 고운 모래(fine sand) 등이 있다. 바람직하게는, 일반적인 염, 폴리비닐 알코올 입자, 설탕, 밀가루, 석고(gypsum) 및 가루 설탕(icing sugar)이 마스킹 물질로서 사용된다. 이러한 물질과 함께, 가장 내구성이 있고 균일한 표면을 수득하였다. 본 발명의 따른 마스킹 물질의 입자 크기는 약 0.01 내지 1 mm인 것이 바람직하고, 약 0.2 내지 0.5 mm인 것이 더욱 바람직하다. 특히 본 발명에 따라 선호되는 방법은 물을 스프레이 미스트로 도포한 다음, 염(salt)이 입상 형태로 도포되는 것이다.

방법 2

방법 1의 두 단계 대신에, 액상의 마스킹 물질 용액 또는 현탁액을 준비하고 도포하였다. 도포는 방법 1와 같이 수행하였다. 본 발명에 있어서, 염 또는 설탕 용액(in water); 또는 질화붕소(boron nitride) 또는 석고 현탁액(in water)이 바람직하다. 또한, 라커 및 페인트(in a solvent) 또는 페인트 스프레이도 적합할 수있다.

(c) 건조 단계

본 발명에 따른 방법의 다음 단계는 마스크 된 물체가 염 또는 분말 크러스트를 형성하기 위하여 건조하는 단계이다. 상기 건조는 적어도 40℃의 온도로 수행되는 것이 바람직하고, 약 5 내지 15분 동안 약 40 내지 70℃에서 오븐 또는 건조 캐비넷에서 수행할 수 있다. 하지만, 상기 마스크 된 물체는 시간의 증가 비용은 물론 상온에서도 간단히 건조할 수 있다.

(d) 코팅 단계

(d) 코팅 단계에서 금속 산화물(metal oxides), 금속 질화물(metal nitrides), 금속 불화물(metal fluorides), 금속 탄화물(metal carbides), 또는 상기 화합물의 임의의 혼합물과 같은 금속 및/또는 금속 화합물의 적어도 하나의 층이 일반적인 코팅 방법에 의해 임의의 순서로 도포되었다. 또한, 다른 금속 또는 금속 화합물의 연속적인 층이 도포될 수 있다.

코팅 방법은 특히 PVD(물리 증착법, physical vapor deposition), CVD(화학 증착법, chemical vapor deposition) 및 페인팅(painting)을 포함한다. 본 발명에 있어서 물리 증착법이 더욱 바람직하다. 상기 PVD 방법은 진공 기반 코팅 방법 또는 충분히 당업자에게 잘 알려진 광학 및 보석 산업에서 유리 및 플라스틱 코팅을 위해 특히 이용되는 박막 기술이다. PVD 공정에서, 상기 코팅 물질은 기상으로 전환된다. 상기 기상 물질은 코팅된 기판으로 유도된 다음, 표적 층(target layer)에 응축 및 형성된다. 이러한 PVD 방법(마그네트론 스퍼터링, 레이저 빔 증착, 열적 기상 증착 등)의 일부와 함께 매우 낮은 공정 온도를 실현할 수 있다. 이러한 방법으로, 다수의 금속은 얇은 층에서 매우 순수한 형태로 증착될 수 있다. 상기 공정이 산소와 같은 반응성 가스의 존재하에 수행되는 경우, 금속 산화물도 증착될 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 방법은 스퍼터링(sputtering)에 의한 코팅 공정이다. 기능 광학적 외관의 필요조건에 따라, 원하는 효과를 제조하기 위한 전형적인 층(later) 시스템은 하나의 층뿐만 아니라 다수의 층으로 구성될 수 있다. 실제로, 상기 방법은 주로 층수(layer numbers)가 1 내지 25에 한정된다. 전형적인 층의 두께는 5 내지 800 nm로 다양하다. 특히, 코팅 물질로서 Cr, Cr₂O₃, Fe, Fe₂O₃, Al, Al₂O₃, Au, SiO, SiO₂, Mn, Si, Si₃N₄, TiO₂, Cu, Ag 및 Ti이 바람직하다.

본 발명에 따른 적절한 코팅은 예를 들어, 경조(Al, Cr 또는 Ag)를 갖는 금속 거울을 포함하고, 이는 선택적으로 적절한 보호 층에 의해 부식으로부터 보호된다. 이러한 금속 거울의 일 실시예로는 Al 및 SiO₂의 시퀀스이다. 또한, 적절한 코팅 물질은 그들의 흡수 거동 때문에 흡수 물질을 파장-선택적 방법으로 가시광의 특정 분획을 전도하거나 반사시키고 따라서, 예를들어 Fe₂O₃이 착색된다. 또한, 본 발명에 따른 적절한 물질은 유전 물질(dielectric materials)로 구성되는 층(layer) 시스템이고, 이는 간섭 현상(interference phenomena)때문에 가시광의 특정 분획을 전도하거나 반사시키고 따라서, 예를 들어 유리 위에 TiO₂, SiO₂, TiO₂, SiO₂, TiO₂, SiO₂, TiO₂, SiO₂의 시퀀스가 착색된다.

코팅 효과는 시판되고 당업자에게 잘 알려진 두 가지 PVD 방법(기상 증착 또는 스퍼터링)에 의해 도포되는 것이 바람직하다. 양 방법에서 층을 형성하는 입자는 고체로서 진공 공정 챔버로 도입된다. 바람직한 코팅 물질은 기상으로 전환되고, 응축되어 코팅된 표면을 향해 이동된다. 코팅 전 배출(evacuation)은 층을 형성하는 기상 입자가 다른 기상 물질이 갖는 부식 없이 기판의 표면을 코팅하는데 필수적이다. 기상 증착 기술에서, 상기 코팅 물질은 층(layer) 물질로 채워진 소스의 저항력 있게 또는 유도에 의해 가열함으로써 기상으로 전환되고, 상기 물질을 끓는점으로 가열시킨다. 또 다른 열 증착(thermal evaporation) 방법은 소위 전자 빔 증착(electron beam evaporation)으로 불리우며, 상기 증착 에너지는 높은 에너지 전자 빔에 의해 생성된다. 상기 기술은 당업자에게 충분히 알려진 것이다. 특히, 입방 기계(cubic machine)의 사용은 열 증발기(thermal evaporator) 및 전자 빔 총(electron beam guns)이 장착된 것이 적절하다. 예를 들어, Evatec의 모델 BAK1101을 이용할 수 있다.

스퍼터링 기술에서, 원자가 기계적인 충격에 의해 탈착되어 높은 에너지의 가스 이온이 타겟의 표면으로 진공 공정 챔버 내에서 가속화된다. 상기 타겟은 궁극적으로 형성되기를 바라는 층(layer)과 동일한 물질로 구성된다. 상기 탈착된 입자는 기판을 침해하고, 표면 위에 응축된다. 예를 들어, 플랜트로 Leyboldoptics의 모델 DynaMet4V이 적절하다.

(e) 분말 또는 염 크러스트 제거

마지막 공정 단계로, 염 또는 분말 크러스트를 제거하였다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 공간적으로 구분되는 염 또는 분말 크러스트는 물로 세척함으로써 제거된다. 바람직하게는 부분적으로 코팅된 물체가 따뜻한 물(약 40℃)로 처리된다. 상기 층 위에 존재하는 염 및 분말 크러스트는 용해되고 코팅된 장식적인 요소 위에 코팅되지 않은 영역(공극률)이 남게된다. 상기 거동은 일반적인 염일 경우 잘 발생한다. 또한, 상기 염 또는 분말 크러스트는 기계적으로 간단하게 제거할 수 있다(예를 들어, 부드러운 브러쉬를 이용). 계면 활성제 용액은, 임의의 염기성 또는 산성 용액뿐만 아니라, 임의로 초음파 처리하에, 분말 크러스트를 제거하기 위해 사용될 수 있다.

일반적인 방법 설명

마스킹 플랜트는 이송 벨트, 액체 분사 스테, 액체 분사 스테이션, 및 입상 자유 유동성 스테이션으로 구성된다. 마스크 된 물체는 모판(carrier plate)에 배치된다. 코팅되는 요소와 함께 상기 모판은 일정한 속도로 이송 벨트로 이송하였다. 이송 경로를 따라, 상기 물체는 두 개의 분리된 공정 단계를 통해 이동하였다. 첫 번째 단계에서, 상기 물체는 액체 분사 스테이션 아래에 통과시켰다. 노즐은 아래쪽으로 유도된 액체의 좁은 미스트를 생산하였고, 이는 표면 아래에 증착되었다. 두 번째 단계에서, 입상 캐스터는 이전에 고운 입자로 젖은 표면에 뿌려지고, 액체 방울로 부착된다. 상기 마스크 요소는 코팅 플랜트로 전달하기 전에, 건조 오븐에서 건조하였다.

효과적인 코팅은 시판되어 있는 두 가지 PVD 방법(기상 증착 또는 스퍼터링)에 의해 도포하였다. 코팅하는 동안 작동 압력의 범위는 기상 증착에서 10^-5 내지 10^-4 mbar 및 스퍼터링에서 10^-4 내지 10^-3 mbar이 바람직하다.

그 후에, 상기 마스크는 따뜻한 물(약 30 내지 40℃)로 세척된다.

[실시예]

이하 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

예비 실험

실시예 1: NaCl

Facetted glass chatons은 H₂O 미스트(0.5 mm 노즐)로 습윤시킨 다음, NaCl 과립을 뿌렸다. 상기 수득된 부분적으로 마스크 된 기판을 크롬(Cr)로 기상 증착하였다. 마스크는 깎인 면(facets)에서도 양호한 접착력을 나타내었다.

심지어 고온 진화 진공 코팅 방법에서도 NaCl이 증발(evaporation)되거나 분해(decomposition)되는 것은 관찰할 수 없었다. 마스크의 광학적 외관은 H₂O 미스트의 양과 염 과립의 입자 크기에 의해 제어 및 적용할 수 있다(약 0.2 내지 0.5 mm의 입자 크기가 이용될 수 있다).

실시예 2: H₂O/CH₃COOH/프로판올 BN 현탁액

현탁액은 facetted chatons에 0.75　mm 노즐을 통해 분사하였다. Al/SiO₂ 및 Cr/SiO₂/Zr/ZrN/Fe₂O₃ 코팅을 사용하였다. 마스크는 깎인 면에서도 매우 양호한 접착력을 나타내었고, 미지근한 물로 잘 제거되고; 액적이 매우 균일하게 분포되며; 측면에서 광학적 외관이 균일한 것을 나타내었다.

실시예 3: Mowiol^®과립, 미세(fine)

Facetted glass chatons은 H₂O 미스트(0.5 mm 노즐)로 습윤시킨 다음, 미세) 과립(Mowiol^®)를 뿌렸다. Al/SiO₂ 코팅을 사용하였다. 마스크는 측면의 깎인 면(lateral facets)에서도 양호한 접착력을 나타내었다. 그러나, 부분적으로 코팅된 기판을 제거하기 위하여, 즉 마스크를 씻겨 없어지게 하기 위하여 오랜 시간동안 물에 침지되는데, 이는 산업용 애플리케이션이 불리하다.

실시예 4: Mowiol^® 과립, 체질하지 않은(unsifted)

Facetted glass chatons은 H₂O 미스트(0.5 mm 노즐)로 습윤시킨 다음, 체질하지 않은 과립(Mowiol^®)를 뿌렸다. Al/SiO₂ 코팅을 사용하였다. 실시예 3과 같이, 마스크는 측면의 깎인 면(lateral facets)에서 우수한 접착력을 나타내었다. 그러나 실시예 3과 같이 마스크는 오랜 시간동안 물에 침지시킨 다음 성공적으로 제거할 수 있었다.

실시예 5: Mowiol^® 과립, 굵은(coarse)

Facetted glass chatons은 H₂O 미스트(0.5 mm 노즐)로 습윤시킨 다음, 굵은 과립(Mowiol^®)를 뿌렸다. Al/SiO₂ 코팅을 사용하였다. 굵은 과립은 미스트가 분사된 깎인 면(facets)에서 불완전하게 접착되었다. 실시예 3 및 4와 같이, 마스크는 오랜 시간동안 물에 침지시킨 다음 성공적으로 제거할 수 있었다.

실시예 6: Mowiol^® 수용액

Facetted glass chatons은 20 wt% 농도의 Mowiol^® 수용액(0.75 mm 노즐)으로 분사하였다. Zr/ZrO₂ 코팅을 사용하였다. 마스크의 애플리케이션이 간단하게 증명되었지만, 액적 분포가 불균일하였다.

실시예 7: 초크 페인트 현탁액(in water)

Facetted glass chatons은 물에 초크 페인트가 현탁되어 있는 시판 현탁액(0.75 mm 노즐)으로 분사하였다. Al/SiO₂ 및 Zr/ZrN 코팅을 사용하였다. 마스크의 애플리케이션은 쉽게 증명되었고, 마스크는 측면의 깎인 면(lateral facets)에서도 잘 접착되었으며; 액적의 분포가 균일하고; 고색 효과의 광학적 외관이 균일한 것을 나타내었다.

실시예 8: Moltofill^® 현탁액(in water)

Facetted glass chatons은 100 ml 물에 80 g Moltofill^®이 분산된 현탁액(0.75 mm 노즐)으로 분사하였다. Zr/ZrN 및 Al/SiO₂ 코팅을 사용하였다. 마스크의 애플리케이션은 간단하게 증명되었고, 마스크는 측면의 깎인 면(lateral facets)에서도 잘 접착되었다. 액적의 분포가 균일하고 고색 효과의 광학적 외관이 균일한 것을 수득하였다.

실시예 9: 초크 페인트

Facetted glass chatons은 브러쉬를 사용한 스크린(mesh size 710　μm; ISO 3310-1)을 통해 시판 초크 페인트 현탁액으로 젖게 하였다. Zr/ZrN 코팅을 사용하였다. 마스크의 애플리케이션은 쉬웠으나, 액적의 분포가 불균일하고 고색 효과의 광학적 외관이 불균일한 것을 수득하였다.

실시예 10: 석고 현탁액(in water)

Facetted glass chatons은 붓을 이용한 spray-on 방법에 의해 100 g 물에 100 g 석고가 분산된 현탁액(0.75 mm 노즐)으로 분사하였다. Al/SiO₂ 코팅을 사용하였다. 마스크의 애플리케이션은 간단하였지만, 다른 마스크에 비해 유리에 접착력이 떨어졌다. 마스크가 제거될 때(기계적 마찰), 먼지의 무거운 진화는 불리하다. 그러나, 마스크는 물로 쉽게 씻어낼 수 있다.

실시예 11: 설탕

Facetted glass chatons은 수분 미스트(0.5 mm 노즐)로 분사하여 젖게 한 다음, 설탕 입자를 스크린을 통해 인가하였다. Al/SiO₂ 코팅을 사용하였다. 마스크의 애플리케이션은 간단하고, 마스크는 측면의 깎인 면(lateral facets)에서도 아주 잘 접착되었다. 그러나, 상기 마스크는 PVD 공정 동안 설탕의 캐러멜화 반응에 의해 변색되었다. 상기 설탕 마스크는 쉽게 씻겨질 수 있고, 세척에 의해 변색도 쉽게 사라졌다.

실시예 12: 가루 설탕

Facetted glass chatons은 수분 미스트(0.5 mm 노즐)로 분사하여 젖게 한 다음, 가루 설탕을 스크린을 통해 인가하였다. Al/SiO₂ 코팅을 사용하였다. 마스크의 애플리케이션은 간단하고, 마스크는 측면의 깎인 면(lateral facets)에서도 아주 잘 접착되었다. 실시예 14와 같이 PVD 공정 동안 설탕의 캐러멜화 반응에 의해서 마스크는 변색되었다. 상기 설탕 마스크는 PVD 공정 후 쉽게 씻겨질 수 있고, 상기 변색은 세척한 다음 찾아볼 수 없었다.

실시예 13: NaCl 용액(in water)

Facetted glass chatons은 NaCl/H₂O 포화 용액(25℃에서 약 360 g/l 농도, 0.5 mm 노즐)으로 젖게 한 다음, 수득된 부분 마스크 된 기판을 Cr 및 Zr/ZrO₂로 코팅하였다. 마스크는 깎인 면에서도 양호한 접착력을 나타냈으나, 마스크 물질 층의 두께가 충분하지 않았다.

실시예 14: 설탕

Facetted glass chatons은 설탕 용액(0.5 mm 노즐)을 분사하여 젖게 하였다. Al/SiO₂ 코팅을 사용하였다. 마스크의 애플리케이션은 간단하고, 마스크는 측면의 깎인 면(lateral facets)에서도 아주 잘 접착되었다. 실시예 11/12와 같이, 상기 마스크는 PVD 공정 동안 설탕의 캐러멜화 반응에 의해 변색되었다. 상기 설탕 마스크는 쉽게 씻겨질 수 있고, 세척에 의해 변색도 쉽게 사라졌다.

기술적 프로세스

상기 예비 실험때문에, 실시예 1에 따른 방법이 고색 효과를 갖는 유리 물체를 기술적인 제조법으로 선택되었다.

상기 마스크의 기술적인 공정은 전술한 마스크 플랜트로 수행하였다. NaCl은 마스킹 물질로 사용되었고, 측면의 깎인 면(lateral facets)은 기판으로 사용되었다. 다수의 다른 코팅은 전술한 PVD 방법으로 적용되었다. 코팅 공정 후에, 마스크는 미지근한 물로 제거되었다. 도 1 내지 3에 나타난 유기 기판은 본 발명에 따른 방법에 의해 코팅되었다. 상기 부분적으로 마스크 된 기판은 매우 아름다운 고색 효과를 나타내었으며, 통상적인 마스킹 방법에 의해 달성될 수 없다. 놀랍게도, 상기 부분적으로 마스크 된 기판은 보석 업계에서 실시하는 통상적인 모든 시험(sea water test, sweat test, UV test, perfume test)에서 완벽하게 코팅된 기판으로 안정한 것을 확인하였다.

Claims

하기 단계를 포함하는 고색 효과 코팅으로 경사면을 갖는 삼차원 물체의 표면을 부분 코팅하는 방법:
(a) 경사면을 갖는 삼차원 물체의 표면을 소수화시키는 단계;
(b) 하나 이상의 스프레이 노즐을 통해, 부분적으로 도포하는 단계:
(b1) 액체를 도포한 다음 분말 또는 입상 물질을 도포; 또는
(b2) 분말 또는 입상 물질의 용액 또는 현탁액을 액체 상태로 도포;
여기서 경사면을 갖는 삼차원 물체의 표면을 소수화시키는 단계 (a)는 단계 (b)에서 0.1 내지 2.0 mm의 직경을 갖는 액체 방울을 형성하게 하여, 액체, 용액 또는 현탁액을 경사면을 갖는 삼차원 물체의 표면에 부분적으로 무작위로 도포하게 함;
(c) 상기 표면을 건조하여 공간적으로 제한되고, 무작위로 분포된 염 또는 분말 크러스트를 형성시키는 단계;
(d) 금속 또는 금속 화합물로 된 적어도 하나의 층으로 상기 표면을 코팅하는 단계;
(e) 상기 생성된 염 또는 분말 크러스트를 제거하여 상기 물체 상에 고색 효과 코팅을 남기는 단계.
제1항에 있어서, 상기 물체는 유리 또는 세라믹으로된 장식적인 요소인 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, 상기 장식적인 요소는 연마된 작은면이 있는 유리 요소인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 액체는 물, 알코올 및 오일로 구성된 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 분말 또는 입상 물질은 0.01 내지 1.0 mm의 입자 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 분말 또는 입상 물질은 일반적인 염, 폴리비닐 알코올 입자, 설탕, 밀가루, 석고 및 가루 설탕으로 구성된 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
삭제
제1항에 있어서, 상기 (c) 단계는 40℃ 이상의 온도에서 상기 표면을 건조하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 (d) 단계는 물리 증착법에 의해 상기 표면을 코팅하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 (e) 단계는 물로 세척함으로써 염 또는 분말 크러스트가 제거되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제6항, 및 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 물체.