KR20230123914A - 알루미늄 가공물의 표면 무늬 형성 방법 - Google Patents

Abstract

무늬 형성 방법이 개시된다. 본 무늬 형성 방법은, 알루미늄을 포함하는 가공물의 표면을 버프 연마(buffing)하는 단계, 버프 연마된 표면의 적어도 일부를 에칭 레지스트로 마스킹하는 단계, 버프 연마된 표면 중 에칭 레지스트에 의해 마스킹되지 않은 부분을 에칭하는 단계, 에칭 레지스트를 표면에서 제거하는 단계, 에칭 레지스트가 제거된 표면을 아노다이징(anodizing)하는 단계를 포함한다.

Description

알루미늄 가공물의 표면 무늬 형성 방법 { SURFACE PATTERN FORMING METHOD FOR ALUMINIUM PRODUCT }

본 개시는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 표면에 무늬를 형성하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 고광택 및 무광택이 공존하는 표면 무늬를 형성할 수 있는 저비용 고효율의 공정에 관한 것이다.

알루미늄 가공물의 표면에 무늬를 형성하는 종래의 기술은 일반적으로 알루미늄 표면상 샌드 블라스팅, 헤어라인 등과 같은 물리적 가공 이후 아노다이징을 수행하였다. 다만, 종래의 일반적인 아노다이징의 경우, 양극 산화 공정 후 수용액 상 분산된 착색 염료에 제품 전체를 침적 처리 후 봉공 처리 하기 때문에, 이종 색상/이종 무늬/이종 광택 등을 일 표면상에 동시에 구현하기 어려웠다.

한편, 종래에 일 표면에 여러 색상 또는 이종 패턴을 구현하기 위해서는 이하 방법들이 사용되었다.

일 예로, 원하는 패턴 또는 문구를 스티커로 제작하여 표면에 부착하는 방법이 있었으나, 스티커가 떨어진다는 문제가 있었다.

일 예로, 아노다이징이 수행된 표면상에 부분적으로 인쇄 처리를 수행하는 방법이 있었으나, 아노다이징에 따라 이미 산화물 형태로 변성된 표면의 경우 부착력 저하로 잉크 등이 박리될 수 있다는 문제가 있었다.

일 예로, 기계 가공을 통해 2차원 또는 3차원 형상에 무늬를 가공하는 경우 가공 공구 직경으로 인해 세밀한 무늬를 구현하기 어렵고, 무늬가 복잡해질수록 비용이 상승한다는 문제가 있었다.

일 예로, 아노다이징이 수행된 표면상에 기계 가공을 수행하여 무늬를 형성한 뒤 투명한 도장을 형성하는 방법이 있었으나, 기계 가공 및 도장 공정비가 추가되어 비용의 문제가 있었고, 아울러 기계 가공의 경우 알루미늄 본연의 컬러인 회색으로 무늬의 색상이 한정된다는 문제가 있었다.

일 예로, 표면에 1차 아노다이징을 수행한 후 무늬 형성을 위하여 마스킹 및 부분 에칭을 수행하고, 이후 2차 아노다이징을 다시금 수행한 뒤 마스킹을 제거함으로써 두가지 색상을 구현하는 방법이 있었으나, 최종 마스킹 제거 과정에서 수작업이 필요하게 되어 작업자에게 유해 작업 환경이 조성될 수 있으며, 아노다이징의 반복으로 인해 비용이 상승하는 문제가 있었다.

일 예로, 표면 전면을 마스킹한 후 레이저를 활용하여 패턴을 형성하고, 이후 아노다이징을 수행하는 방법이 있었으나, 레이저에 의한 표면 손상을 피할 수 없으며, 그에 따라 색상이 정상적이지 않거나 부식 환경에서의 백녹 불량이 발생할 수 있다는 문제가 있었다.

한편, 1차 아노다이징 이후 기계 가공을 수행하고, 이후 2차 아노다이징을 수행하는 방법도 개시된바 있으나, 이 경우, 2차 아노다이징 시 1차 아노다이징 표면에 손상이 발생하여 사실상 미려한 표면을 구현하기 어렵다는 문제가 있었다.

본 개시는 종래의 방법들에 비해 비용을 절감하면서도 미려한 외관을 구현할 수 있는 생산성 높은 무늬 형성 방법을 제공한다.

구체적으로, 본 개시는, 아노다이징 횟수를 최소화하여 비용을 줄이면서도 고광택 및 무광택을 모두 표현하는 무늬 형성 방법을 제공한다.

본 개시는, 고광택면 및 무광택면을 입체감 있게 구현하여, 한 번의 아노다이징만으로도 색상의 명도 차이를 정확하게 표현할 수 있는 무늬 형성 방법을 제공한다.

본 개시의 일 실시 예에 따른 무늬 형성 방법은, 알루미늄을 포함하는 가공물의 표면을 버프 연마(buffing)하는 단계, 상기 버프 연마된 표면의 적어도 일부를 에칭 레지스트로 마스킹하는 단계, 상기 버프 연마된 표면 중 상기 에칭 레지스트에 의해 마스킹되지 않은 부분을 에칭하는 단계, 상기 에칭 레지스트를 상기 표면에서 제거하는 단계, 상기 에칭 레지스트가 제거된 상기 표면을 아노다이징(anodizing)하는 단계를 포함한다.

이때, 상기 버프 연마하는 단계는, 상기 표면을 고광택 버프 연마할 수 있다.

그리고, 상기 에칭하는 단계는, 알칼리 용액을 이용하여 상기 마스킹되지 않은 부분을 용해할 수 있다.

그리고, 상기 제거하는 단계는, 상기 에칭 레지스트가 마스킹된 상기 가공물을 톨루엔, 트리클로로에탄, 케톤 및 사이클로헥사논 중 적어도 하나를 통해 초음파 침지 처리하여 상기 에칭 레지스트를 박리할 수 있다.

그리고, 상기 무늬 형성 방법은, 상기 버프 연마된 표면을 청정화하는 단계를 더 포함하고, 상기 마스킹하는 단계는, 상기 청정화된 표면을 상기 에칭 레지스트를 이용하여 마스킹할 수 있다.

이때, 상기 청정화하는 단계는, 상기 버프 연마된 표면을 고온 탈지 처리하고, 상기 고온 탈지 처리된 표면을 초음파 수세하며, 상기 초음파 수세된 표면을 건조시킬 수 있다.

한편, 상기 아노다이징하는 단계는, 상기 표면에 탈지, 에칭, 디스머트, 양극 산화, 착색, 봉공 처리 및 건조를 순차적으로 수행할 수 있다.

그리고, 상기 무늬 형성 방법은, 상기 아노다이징하는 단계를 한 번만 포함할 수 있다.

상기 알루미늄을 포함하는 가공물의 무늬는, 상기 에칭된 부분 및 상기 에칭되지 않은 부분에 기초하여 상기 표면에 형성될 수 있다.

한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 알루미늄 가공물은, 상술한 다양한 실시 예에 따른 무늬 형성 방법을 통해 표면에 무늬가 형성된 것일 수 있다.

본 개시에 따른 무늬 형성 방법은, 비교적 저렴한 비용의 공정을 통해 고광택 및 무광택을 동시에 구현할 수 있다는 장점이 있다.

특히, 본 개시에 따른 무늬 형성 방법은, 고광택면 및 무광택면을 입체감 있게 구현하여, 한 번의 아노다이징만으로도 명도 차이를 정확하게 표현할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 무늬 형성 방법을 설명하기 위한 순서도,
도 2는 본 개시의 무늬 형성 방법에 따라 고광택 버프 연마가 수행된 알루미늄 가공물의 일 예를 도시하기 위한 도면,
도 3a 및 도 3b는 본 개시의 무늬 형성 방법에 따라 마스킹이 수행된 알루미늄 가공물의 일 예를 도시하기 위한 도면들,
도 4a 내지 도 4c는 본 개시의 무늬 형성 방법에 따라 에칭이 수행된 알루미늄 가공물의 일 예를 도시하기 위한 도면들,
도 5a 내지 도 5c는 본 개시의 무늬 형성 방법에 따라 마스킹 제거가 수행된 알루미늄 가공물의 일 예를 도시하기 위한 도면들, 그리고
도 6은 본 개시의 무늬 형성 방법이 아노다이징을 수행하는 일 예를 구체적으로 설명하기 위한 순서도이다.

본 개시에 대하여 구체적으로 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 도면의 기재 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 용어는 본 개시의 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 일반적인 용어들을 선택하였다 하지만, 이러한 용어들은 당해 기술 분야에 종사하는 기술자의 의도나 법률적 또는 기술적 해석 및 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 일부 용어는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있다. 이러한 용어에 대해서는 본 명세서에서 정의된 의미로 해석될 수 있으며, 구체적인 용어 정의가 없으면 본 명세서의 전반적인 내용 및 당해 기술 분야의 통상적인 기술 상식을 토대로 해석될 수도 있다.

또한, 본 명세서에 첨부된 각 도면에 기재된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다. 설명 및 이해의 편의를 위해서 서로 다른 실시 예들에서도 동일한 참조번호 또는 부호를 사용하여 설명한다. 즉, 복수의 도면에서 동일한 참조 번호를 가지는 구성요소를 모두 도시되어 있다고 하더라도, 복수의 도면들이 하나의 실시 예를 의미하는 것은 아니다.

또한, 본 명세서 및 청구범위에서는 구성요소들 간의 구별을 위하여 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어가 사용될 수 있다. 이러한 서수는 동일 또는 유사한 구성요소들을 서로 구별하기 위하여 사용하는 것이며 이러한 서수 사용으로 인하여 용어의 의미가 한정 해석되어서는 안 된다. 일 예로, 이러한 서수와 결합된 구성요소는 그 숫자에 의해 사용 순서나 배치 순서 등이 제한되어서는 안 된다. 필요에 따라서는, 각 서수들은 서로 교체되어 사용될 수도 있다.

본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 개시의 실시 예에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결뿐 아니라, 다른 매체를 통한 간접적인 연결의 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다는 의미는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 무늬 형성 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

본 무늬 형성 방법은 알루미늄을 포함하는 가공물의 표면에 무늬를 형성하기 위한 방법이다. 알루미늄을 포함하는 가공물은, 표면이 평면인 가공물 뿐만 아니라 표면이 입체적인 가공물도 포함할 수 있다. 본 가공물은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성된 파이프, 판 등 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 냉장고 등의 가전 기기, 전자 기기 내지는 그밖에 다양한 물품의 일부로 구현될 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 무늬 형성 방법은, 먼저 알루미늄을 포함하는 가공물의 표면을 버프 연마(Buffing)할 수 있다(S110).

구체적으로, 표면 전반에 유광택 내지는 고광택을 구현하기 위해 버프 연마 설비를 이용하여 표면을 습식 연마할 수 있다. 그리고, 버프 연마된 표면에 대한 청정화 작업을 수행할 수도 있다.

그리고, 버프 연마된 표면의 적어도 일부를 에칭 레지스트로 마스킹할 수 있다(S120). 이때, 표면 중 최종적으로 고광택으로 표현될 부분이 마스킹되도록 하고, 최종적으로 무광택으로 표현될 부분은 마스킹되지 않도록 할 수 있다.

여기서, 버프 연마된 표면 중 에칭 레지스트에 의해 마스킹되지 않은 부분을 에칭할 수 있다(S130).

구체적으로, 가성 소다 및 습윤제를 포함하는 알칼리 용액을 이용하여, 에칭 레지스트에 의해 마스킹되지 않은 표면 부분을 용해할 수 있다. 마스킹된 부분의 경우, 에칭 레지스트에 의해 보호되므로 용해되지 않는다.

그리고, 에칭 레지스트를 표면에서 제거할 수 있다(S140). 이때, 에칭 레지스트가 마스킹된 본 가공물을 박리 용액에 초음파 침지 처리하여 에칭 레지스트를 박리할 수 있다.

에칭 레지스트가 제거되면, 해당 표면에 대해 아노다이징(anodizing)을 수행할 수 있다(S150). 구체적으로, 화학 연마 공정이 제외된 아노다이징을 수행할 수 있으며, 그 결과, 고광택 부분 및 무광택 부분을 동시에 포함하는 입체적 표면 무늬를 형성할 수 있다.

본 무늬 형성 방법은, 앞선 S110 내지 S140 단계에 의해 형성된 무늬를 포함하는 표면에 대해 아노다이징을 최종 단계로 단 한 번만 수행할 수 있다. 아노다이징을 한 번만 수행한 결과, 이종 색상(: 고광택/무광택)을 동시에 포함하는 무늬를 형성했음에도 무늬 형성 공정의 비용이 크게 줄어들 수 있다.

또한, 아노다이징 이후 추가 공정을 수행할 필요가 없기 때문에, 형성된 무늬의 보존성이 매우 높다.

이하 도면들을 통해, 상술한 각 단계들을 보다 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 개시의 무늬 형성 방법에 따라 고광택 버프 연마가 수행된 알루미늄 가공물의 일 예를 도시하기 위한 도면이다. 도 2의 210은 고광택 버프 연마가 수행되기 전 알루미늄 파이프의 표면을 도시하고, 도 2의 220은 고광택 버프 연마가 수행된 후 알루미늄 파이프의 표면을 도시한다.

고광택 버프 연마 단계에서, 본 무늬 형성 방법은 서로 다른 거칠기의 페이퍼 등을 이용하여 순차적으로 습식 연마를 수행할 수 있다. 이때, 제1 거칠기를 가지는 제1 페이퍼를 이용하여 연마를 수행하다가, 이후에는 제1 거칠기보다 낮은 제2 거칠기의 제2 페이퍼를 이용하여 연마를 수행할 수 있다. 이후 제2 거칠기보다 낮은 제3 거칠기의 제3 페이퍼를 이용하여 연마를 수행하는 것도 물론 가능하다.

이렇듯, 초반부에는 상대적으로 거친 페이퍼(ex. Sand Paper)를 이용하여 연마를 수행하다가, 점차 더 부드러운 페이퍼를 이용하여 연마를 수행한 결과, 고광택 버프 연마 전의 표면(210)보다 roughness가 낮고 고광택을 가지는 표면(220)이 획득될 수 있다.

본 무늬 형성 방법은, 고광택 버프 연마된 표면을 청정화할 수 있다. 이때, 고온 탈지, 초음파 수세 및 건조 단계를 각각 수행할 수 있다.

먼저, 고온 탈지 단계는, 황산 또는 가성 소다를 포함하는 탈지액을 통해 표면의 유기/무기 이물질을 제거할 수 있다. 구체적으로, pH 5 ~ 9의 60 ℃ 가량의 탈지액에 600초 미만으로 침적시킬 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고 종래에 개시된 다양한 방법이 가능하다.

초음파 수세 단계는, 구체적인 예로, 가공물의 표면을 pH 6.5 ~ 7.5인 상온 가량의 이온 교환수 또는 증류수에 60초 이상 초음파 수세할 수 있다.

건조 단계는, 고온 탈지 내지는 초음파 수세 과정에서 표면에 생성된 물기를 제거하기 위한 과정으로, 예를 들어 90 ℃ 이하의 열풍으로 300 ~ 600초 가량 표면을 건조시킬 수 있다.

본 무늬 형성 방법은, 형성될 무늬에 맞게 표면을 부분 에칭하기 위해, 표면 중 적어도 일부를 에칭 레지스트를 통해 마스킹할 수 있다. 에칭 레지스트는 유기물, 무기물, 금속 등 다양할 수 있다.

구체적으로, 포토 레지스트법, 실크 스크린 인쇄법, 업세트 인쇄법, 메커 마스크법, PAD 인쇄 방식 등을 통해 표면의 적어도 일부를 에칭 레지스트로 마스킹할 수 있다. 한편, 이밖에도 종래에 개시된 다양한 마스킹 방식이 이용될 수 있음은 물론이다.

실크 스크린 인쇄법을 이용하는 경우, 아스팔트계 마스킹액을 표면의 일부분에 마스킹할 수 있으며, 이때 경화 온도는 80 ~ 90 ℃, 경화 시간은 30 ~ 60분 가량일 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 본 개시의 무늬 형성 방법에 따라 마스킹이 수행된 알루미늄 가공물의 일 예를 도시하기 위한 도면들이다.

도 3a는 에칭 레지스트가 도포된 알루미늄 가공물(10)을 도시한 것이다. 가공물(10)의 표면을 참조하면, 에칭 레지스트가 도포된 부분(310) 및 도포되지 않은 부분(320)이 구분된다.

도 3b는 부분적으로 마스킹이 수행된 표면을 사이드 방향에서 바라본 모습을 개략적으로 나타낸 근접도이다.

도 3b를 참조하면, 일부 표면 부분(310)은 에칭 레지스트(301)로 마스킹되고, 다른 표면 부분(320)은 마스킹되지 않았음을 확인할 수 있다.

본 무늬 형성 방법은, 에칭 용액을 이용하여, 부분적으로 마스킹된 표면을 부분적으로 에칭할 수 있다.

구체적으로, 온도 50 ~ 60 ℃의 알칼리 용액을 이용하여 300초 가량 표면의 적어도 일부를 용해할 수 있다. 이때, 알칼리 용액은 NaOH 8 ~ 12 질량% 및 습윤제 1 질량% 미만의 용액일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

도 4a 내지 도 4c는 본 개시의 무늬 형성 방법에 따라 에칭이 수행된 알루미늄 가공물의 일 예를 도시하기 위한 도면들이다.

가공물(10)이 도시된 도 4a 및 가공물(10)의 표면이 확대 도시된 도 4b를 참조하면, 에칭 결과, 기존에 광택이 유지되던 표면 부분(320)의 광택이 사라져 무광택의 표면 부분(320')이 획득된다.

도 4c를 참조하면, 마스킹이 된 표면 부분(310)의 경우 에칭 용액에 의해 용해되지 않으나, 마스킹이 되지 않은 표면 부분(320)의 경우 표면의 깊이 방향으로 용해된다. 그 결과, 무광택의 표면 부분(320')이 형성되는 한편, 가공물(10)의 표면에는 입체적인 무늬가 형성될 수 있다.

도 5는 에칭 시간에 따른 표면의 입체감을 이미지 및 수치로써 설명하기 위한 도면이다. 도 5는, 표면 중 가로폭 1.0 mm 및 세로폭 1.0 mm에 해당하는 영역이 마스킹된 상태에서, NaOH 10 질량%의 알칼리 용액을 통해 표면을 에칭한 경우를 전제로 한다.

도 5를 참조하면, 마스킹 후 에칭 시간에 따른 표면의 2D/3D 이미지 및 3D 등고선 등이 도시되어 있다. 도 5에서, 'a'는 표면을 위에서 바라본 마스킹 방향의 폭이고, 'b'는 마스킹 부분과 마스킹 되지 않은 부분의 중간 기울어진 영역을 위에서 바라본 폭이다. 그리고, 에칭 깊이는 마스킹된 부분과 마스킹 되지 않은 부분 간의 깊이(높이) 차이에 해당한다.

대체로 에칭 깊이 및 'b' 값이 커질수록 3차원 촉감이 우수해지는바, 에칭 깊이가 30 μm 이상이고 'b' 값이 0.1 mm 이상이 되었을 때 입체적 촉감이 잘 구현되었다.

즉, NaOH 10 질량%의 알칼리 용액을 이용하는 경우, 에칭 시간이 5분 이상이면 우수한 표면 질감이 구현될 수 있다. 구체적으로, 5분 내지 9분 정도의 에칭 시간이 적절할 수 있다.

본 무늬 형성 방법은, 에칭된 표면에 부착된 에칭 레지스트를 제거할 수 있다. 구체적으로, 에칭 레지스트가 마스킹된 가공물(10)을 톨루엔, 트리클로로에탄, 케톤 및 사이클로헥사논 중 적어도 하나를 통해 초음파 침지 처리하여 에칭 레지스트를 박리할 수 있다.

도 6a 내지 도 6c는 본 개시의 무늬 형성 방법에 따라 마스킹 제거가 수행된 알루미늄 가공물의 일 예를 도시하기 위한 도면들이다.

에칭 레지스트가 제거된 가공물(10)이 도시된 도 6a 및 도 6a의 가공물(10)의 표면이 확대 도시된 도 6b를 참조하면, 에칭 레지스트가 제거된 표면 부분(310')의 광택 상태가 고광택 버프 연마된 직후와 비교해서 거의 그대로 보전되었음을 확인할 수 있다.

관련하여, 도 6c는 에칭 레지스트(301)가 제거된 표면이 사이드 방향에서 개략적으로 도시된 근접도이다. 도 6c를 참조하면, 표면에 고광택 표면 부분(310') 및 무광택 포면 부분(320')이 공존하며, 고광택 표면 부분(310') 및 무광택 표면 부분(320') 간에 깊이감이 달라 입체감 있는 무늬가 구현된다.

그 결과, 고광택의 표면 부분(310') 및 무광택의 표면 부분(320')이 구분되는 입체적/다색적인 무늬가 구현될 수 있다.

그리고, 본 무늬 형성 방법은 최종적으로 한 번의 아노다이징을 수행할 수 있다.

도 7은 본 개시의 무늬 형성 방법이 아노다이징(S150)을 수행하는 일 예를 구체적으로 설명하기 위한 순서도이다.

도 7을 참조하면, 먼저 탈지를 수행할 수 있다(S710). 구체적인 예로, 황산 또는 가성 소다를 포함하는 탈지액을 통해 표면을 세정할 수 있다. 이때, 온도 30 ~ 60 ℃인 탈지액에 표면을 60~120초 가량 세정할 수 있다.

그리고, 에칭을 수행할 수 있다(S720). 본 과정은 표면 무늬를 입체적으로 형성하고 부분적으로 광택을 제거하는 상술한 에칭 단계(S130)와는 전혀 다른 것이며, 단지 가공물(10)의 표면 또는 가공물(10) 내 이물질을 제거하기 위한 것이다. 구체적인 예로, 가공물(10)을 50℃ 가량의 NaOH 용액(5 질량% 미만)에 10초 미만 침적시킬 수 있다.

그리고, 표면의 무기 불순물을 제거하기 위한 디스머트(Desmut)를 수행할 수 있다(S730). 구체적인 예로, 질산 또는 과망간산 등을 포함하는 디스머트 전용 용액에 가공물(10)을 60초 미만 정도로 침전시킬 수 있다.

그리고, 본격적으로 양극 산화를 진행시킬 수 있다(S740). 이를 위해, 18 ~ 23℃ 가량의 온도의 황산(H₂SO₄) 용액(18 ~ 20 질량%)에 가공물(10)을 침적시키는 한편 13 ~ 18 V 가량의 전압을 가지는 전류를 공급할 수 있다. 본 상태가 600 초 이상 유지된 결과 표면이 양극 산화될 수 있다. 다만, 이때 표면에 미세 기공이 생성될 수 있다. 한편, 이는 양극 산화를 진행하는 구체적이 일 예일 뿐 양극 산화의 과정이 본 예에만 한정되는 것은 아니다.

그리고, 표면에 대한 착색을 진행시킬 수 있다(S750). 구체적인 예로, pH 5.8 ~ 6.0 인 50℃ 가량의 염료 용액에 가공물(10)을 600초 미만 침적시킬 수 있다. 다만, 적정한 pH 및 온도는 염료 용액에 포함된 물질에 따라 달라질 수 있다.

그리고, 착색된 표면을 봉공 처리할 수 있다(S760). 구체적인 예로, 온도 85 ~ 95 ℃ 가량의 실링제(ex. 아세트산 니켈 3 ~ 5 질량% 용액)에 가공물(10)을 300초 이상 침적시킬 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 봉공 처리를 거치게 된 결과, 탈색이 방지되는 한편 미세 기공이 매꿔질 수 있다.

그리고, 최종적으로 표면 물기를 제거하기 위한 건조를 수행할 수 있다(S770). 구체적인 예로, 90 ℃ 이하의 열풍을 통해 300 ~ 600초 가량 표면 물기를 제거할 수 있다.

그 결과, 고광택 및 무광택이 공존하는 입체 무늬를 갖는 알루미늄 가공물이 완성될 수 있다.

이렇듯, 본 개시에 따른 무늬 형성 방법은, 고광택 및 무광택 무늬 또는 문구를 표면에 동시에 구현할 수 있고, 부분 용해 과정을 통해 용해부와 비용해부 간의 깊이 차이로 입체감 있는 무늬를 형성할 수 있다.

또한, 본 무늬 형성 방법은, 한 번의 아노다이징만으로도 색상의 명도 차이를 이용하여 다색 효과를 제공할 수 있다.

또한, 본 무늬 형성 방법은, 종래의 다중 아노다이징, 기계 가공, 레이저 가공 방식 등에 비하여 높은 생산성과 비용 절감의 효과가 있으며, 미려한 외관의 표면을 구현할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시에 따른 무늬 형성 방법은 상술한 실시 예들에만 한정되는 것은 아니며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어서는 안될 것이다.

10: 알루미늄 가공물

Claims (3)

1. 알루미늄을 포함하는 가공물의 표면을 고 광택 버프 연마(buffing)하는 단계;
   상기 버프 연마된 표면을 청정화 하는 단계;
   상기 청정화 된 표면의 적어도 일부를 에칭 레지스트로 마스킹 하는 단계;
   5분 내지 9분 동안 알칼리 용액을 이용하여 상기 알루미늄의 표면 중 상기 에칭 레지스트에 의해 마스킹 되지 않은 부분이 용해되도록 에칭하는 단계;
   상기 에칭 레지스트를 상기 표면에서 제거하여 상기 알루미늄의 표면 중 상기 마스킹 된 부분에 대응하는 고 광택 부분 및 상기 마스킹 되지 않은 부분에 대응하는 무광택 부분을 형성하고, 상기 마스킹 된 부분과 상기 마스킹 되지 않은 부분 간의 광택 차이 및 높이 차이에 기초하여 상기 알루미늄의 표면 상에 입체 패턴이 형성되는 는 단계; 및
   상기 에칭 레지스트가 제거된 상기 표면을 1회 아노다이징(anodizing)하는 단계;를 포함하고,
   에칭 시간은, 상기 입체 패턴의 높이 및 기울기에 기초하여 설정되고,
   상기 고 광택 버프 연마 단계는,
   제1 거칠기를 갖는 제1 페이퍼를 이용하여 연마를 하는 단계;
   상기 제1 거칠기보다 낮은 제2 거칠기를 갖는 제2 페이퍼를 이용하여 연마를 하는 단계; 및
   상기 제1 및 제2 거칠기보다 낮은 제3 거칠기를 갖는 제3 페이퍼를 이용하여 연마를 하는 단계를 포함하고,
   상기 청정화 하는 단계는,
   상기 버프 연마된 표면을 고온 탈지 처리하는 단계;
   상기 고온 탈지 처리된 표면을 초음파 수세하는 단계; 및
   상기 초음파 수세된 표면을 건조시키는 단계;를 포함하는, 무늬 형성 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제거하는 단계는,
   상기 에칭 레지스트가 마스킹 된 상기 가공물을 톨루엔, 트리클로로에탄, 케톤 및 사이클로 헥사논 중 적어도 하나를 통해 초음파 침지 처리하여 상기 에칭 레지스트를 박리하는, 무늬 형성 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 아노다이징하는 단계는,
   상기 표면에 탈지, 에칭, 디스머트, 양극 산화, 착색, 봉공 처리 및 건조를 순차적으로 수행하는, 무늬 형성 방법.
   

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