프리미엄 제품의 표면처리 방식에 대한 인지도 연구 : - 금속표면처리를 중심으로 -

이정순 영남대학교 대학원 2017 국내석사

부식방지와 새로운 색을 입히기 위한 표면 처리에는 도금, 증착, 양극산화, 페인팅, 인몰드, 화성처리 등이 있는데 이를 통해 수많은 디자인의 응용이 가능해진다. 표면처리 기술은 날로 발전하고 있으며 적용분야는 확대일로에 있다. 기술 발전을 통해 소재의 제약은 없어지고 또한 디자인에 적용될 소재 역시 무궁무진하다. 디자인 역량의 향상과 표면처리 기술의 발전은 사회적으로 인접한 기술에도 영향을 주게 될 것이다. 표면처리를 위한 신소재가 연구 개발 될 것이고 시도하지 못했던 디자인의 상품과 구조물 등이 등장할 것이다. 이런 일련의 활동들이 계속됨으로서 디자인은 소재에 표면처리를 더해 소비자를 풍요롭게 만들 것이다. 이러한 연유로 디자이너는 표면처리에 대한 지식을 토대로 장점을 최대로 활용하는 능력을 길러야 할 것이다. 새로운 디자인은 새로운 재료를 발굴해 나가며 성장하는 것이다. 현대의 디자인은 현대인들에게 친숙한 플라스틱, 신소재금속 등을 이용하여 나날이 발전하고 있다. 이런 발전되는 디자인에서 표면처리를 통해 구현한 금속 속성 디자인은 친숙하고 익숙한 것이며, 새로운 것이지만 친숙함을 느끼게 하는 디자인이야 말로 프리미엄이란 이름이 적합한 고부가가치 상품에 어울리는 것이다. 기술발전에 따라 제품의 소재에 한계가 없이 다양해지고 있다. 표면처리분야는 특유의 고급스러운 느낌과 경량화로 인해 프리미엄제품군 디자인의 많은 분야에 적용되고 있다. 시대변화에 따라 새롭게 형성되는 트렌드는 단일적인 디자인보다 제품의 복합적인 감성에 대한 비중이 높아지고 있으며, 소비자의 감성을 만족하기 위한 디자인이 지속적으로 개발되고, 트렌드 구성에 중심적인 역할을 하고 있다. Design development through surface treatment is a competitive issue in the world, and developed countries are leading the market based on technical superiority in high value-added market. In developing countries and third world countries, we are expanding the surface treatment market based on price competitiveness. I f we can not find our competitiveness in this international surface treatment design market competition, we will be taken away from design industry as well as design industry. The surface treatment design can realize various colors on the surface based on most of the materials used in the whole industry. Especially, when the metallic gloss is surface-treated, it gives a product a luxurious sensibility due to the feeling of dark tone and cold city feeling. do. Surface treatment design is an excellent design element that can move consumer sensitivity. Surface treatment technology is evolving and applications are expanding. Technological advances have eliminated the constraints of materials and the materials to be applied to designs are also endless. Improvement of design capability and development of surface treatment technology will affect socially adjacent technology. New materials for surface treatment will be studied and developed, and design products and structures that have not been tried will emerge. As this series of activities continues, design will enrich the consumer by adding surface treatments to the material. For this reason, designers should develop their ability to make the most of their advantages based on their knowledge of surface treatment.The new design will grow as we explore new materials. Modern design has been developed everyday by using plastics, new materials and metal which are familiar to modern people. In this advanced design, the metal property design realized through the surface treatment is familiar and familiar, and it is new, but the design that makes it feel familiar is suitable for the high value-added product with the name of premium. Due to technological advancement, the material of the product has been diversified without limitation. The surface treatment area has been applied to many areas of premium product design due to its unique luxurious feel and light weight. Trends that are newly formed according to the changes of the times, the proportion of the complex sensibility of the products is higher than the single design, and the design to satisfy the consumer 's sensitivity is continuously developed and plays a central role in the trend composition. Especially in the 21st century, the role of design is focused on emotion beyond function. It is necessary to understand the users who use the product in accordance with this, and studies are being conducted to satisfy users' emotions. This study investigates surface treatment methods for metal design and investigates emotions of users who use premium products with metal surface treatment design. The questionnaire surveyed the like of each method to determine whether the products implemented by the metal surface treatment design affected the premium. In the questionnaire survey, aluminum electroplating was the highest at 4.8 points in 5.0 out of 5.0, the nickel plating was 4.8 in 5.0 out of 5.0, chrome deposition was 4.8 points in premium (high grade) anodizing was 4.6, surface roughness was rated 4.5, and metal paint was rated 4.8. The results of each investigation on the surface treatment method show that anodizing, anodizing + electrodeposition, and deposition process are a method of making premium products feel special to experts and the general public.

금속광택용 첨가제 및 무기필러의 종류와 함량이 고분자의 충격강도에 미치는 영향에 관한 연구

이정석 순천향대학교 대학원 2015 국내석사

Defect analysis of pre-and post-coated metal and its application

손영기 부산대학교 대학원 2015 국내박사

가전제품의 외판소재는 부식방지 및 우수한 외관광택을 위해서 coated metal의 사용이 일반적이다. 특히 coated metal은 기존의 금속 소재가 가지지 못하는 다양한 색상과 패턴을 구현함으로써 최근 증가하고 있는 제품 고급화에 대한 사용자의 요구를 만족시킬 수 있다. Coated metal은 모재로 사용되는 박판금속의 성형공정을 기준으로 coating 공정이 수행되는 순서에 따라 pre-coated metal과 post-coated metal로 분류될 수 있다. 박판금속과 비교해서 coated metal이 가지는 우수한 장점에도 불구하고, 성형, 코팅 및 사용환경 시험 등을 포함하는 제조공정에서 발생하는 다양한 결함들은 coated metal의 사용을 제한하고 있으며 제조원가를 상승시키는 원인이 된다. 따라서 제품의 설계단계 에서 결함을 미리 예측하고 변경된 설계 및 공정변수를 적용하여 개선여부를 판단할 수 있는 효과적인 결함예측 기법이 필요하다. 본 연구의 목적은 pre/post-coated metal의 제조공정에서 발생하는 결함들을 정밀하게 예측하기 위한 기법을 개발하고 실제 공정에 적용하여 그 유효성을 검증하는 것이다. Pre-coated metal은 모재의 성형 전에 미리 코팅된 강판을 의미하는데, 성형 공정 중에 코팅층의 박리와 찢김이 대표적인 결함이다. 따라서 성형 공정에서 나타나는 다양한 변형모드에서의 결함한계를 예측하기 위해서 성형한계선도의 개념을 차용하여 박리와 찢김의 한계를 포함하는 결함한계선도를 작성하였다. 또한 성형 공정에서 발생하는 두 가지의 결함은 각각 혹은 동시에 발생할 수 있기 때문에, two-layer 해석모델을 제안하였으며 제품의 다양한 위치에서 발생하는 박리와 찢김을 각각 예측하였다. 반면에 모재의 성형 후에 소성공정에 의해 코팅되는 post-coated metal은 냉각 후에 발생하는 열 변형과 사용환경에서 발생하는 크랙으로 인해 그 사용이 제한되고 있다. 그렇기 때문에 성형 공정에서 발생한 모재의 성형이력과 열팽창계수의 차이로 인해 발생하는 코팅층의 응력변화를 고려함으로써 열 변형을 예측할 수 있다. 특히, 열 변형에 큰 영향을 미치는 열팽창계수와 탄성계수를 실험에 의해 측정함으로써 예측된 열 변형의 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 마지막으로 본 연구에서는 사용환경에서 post-coated metal의 코팅층 크랙 발생을 예측하였다. 소성 후 코팅은 취성재이기 때문에 사용조건에서 모재와의 열팽창계수의 차이로 발생한 인장응력으로 인해 크랙이 발생한다. 따라서 소성 후 발생한 코팅층의 압축잔류응력과 취성파괴 모델을 사용하여 사용환경에서의 코팅층의 크랙을 예측할 수 있다. 또한 잔류응력 유무에 따른 시험편을 압입시험을 통해 비교함으로써, 잔류응력의 수준을 정량적으로 평가할 수 있다. 이상의 연구결과들을 실제 가전제품 외판의 생산공정에 적용한 결과, 예측과 실험의 결과가 잘 일치하였으며, 공정변수들을 수정함으로써 발생하는 결함들을 예방하거나 저감하는 것이 가능하였다. 따라서 본 연구에서 제시한 coated metal의 결함 예측기법은 제품설계 단계에서 결함발생 유무를 평가하여, 가전제품 외판의 품질 및 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

금속유물 코팅제의 소광제첨가에 따른 표면광택 변화연구

홍진영 한서대학교 대학원 문화재보존학과 2010 국내석사

현재 박물관 및 발굴기관 등 문화재를 다루는 기관에서는 많은 금속유물을 소장하고 있다. 금속유물은 여러 종류의 재질로 나눌 수 있으며, 각각 부식양상 또한 다양하여 전문적 보존처리와 안정된 환경을 요구한다. 보존처리 과정 중 코팅처리는 낮은 농도의 점착성 합성수지를 유물 표면위로 얇은 피막을 형성시켜 외부의 오염 및 부식인자를 차단하여 유물을 보호하는 역할을 한다. 그러나 코팅 피막의 표면은 요철 없이 매끄럽게 형성되어 빛에 대한 반사가 심하므로 보는 이로 하여금 눈에 띄는 광택을 동반한다. 현재 이 광택에 대한 문제의 해결방법은 피막형성 후 용제를 이용하여 코팅 피막을 일부 녹여 닦아내거나, 경화하기 전 과도포 되지 않도록 닦아내고 있다. 이러한 과정은 작업의 번거로움을 가져올 뿐만 아니라 피막의 내구성과도 직결되는 문제로 볼 수 있다. 이러한 문제점 해결을 위해 소광제를 이용하여 광택을 감소시키고자 하였다. 기존의 코팅제에 silica계열의 소광제를 첨가하고 적용하고자 하는 대상의 표면위에 분사하여 피막을 형성하였다. silica는 입도별 4종을 선택하였고 이어 3가지 농도로 각각의 실험을 하였다. 광학적 특성실험으로 광택도와 투과도 및 흡광도를 측정하였고, 주사전자현미경을 이용한 표면변화를 관찰하였으며 도막두께를 측정하여 도막의 특성을 파악하고자 하였다. 해당 실험들을 통하여 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 광택의 감소는 기본적으로 소광제의 입자크기가 커질수록 상승하고, 농도가 높아질수록 더 큰 감소율을 보였다. 그러나 입자의 pore volume이 크면 난반사율이 높아지고 점도의 상승과 입자의 낮은 침강율로 인하여 입자크기 순서에 따르지 않고 더 높은 소광효과를 나타냈다. 투과도 실험 결과 입자가 작고, 농도가 낮을수록 배합된 수지용액은 투명하고, 흡광도 또한 입자가 작고, 농도가 낮을수록 낮은 흡광도를 보였다. 그러나 이것 또한 Pore volume이 높을수록 더 높은 투과도를 나타냈다. 도막두께 측정결과 입자크기와 농도에는 크게 영향을 받지 않는 고른 도막두께가 형성되는 것을 확인하였다. 주사전자현미경을 통한 표면 변화를 관찰한 결과 입자의 pore volume이 클수록 고른 분산을 가지며, 순도가 높을수록 입자의 평균크기가 고른 것을 나타냈다. 그러나 입자가 크고, 농도가 높아질수록 분산이 쉽지 않고 표면에 고르게 소광제가 분포하지 않는 것으로 드러났다. 이러한 이유로 큰 입자에 고농도임에도 불구하고 상대적으로 광택감소 비율이 낮은 것으로 유추해 볼 수 있다. 결과를 종합하면 표면광택의 감소는 입자가 크고 농도가 높을수록 효과가 우수하나, pore volume이 커질수록 더 높은 광택감소효과를 동반하고 분산성이 우수해진다. 또한 평균입자의 크기가 고를수록 원하고자하는 표면의 재현성이 높아질 것으로 생각된다. 다만 고려되어야 할 점은 소광제의 pore volume이 분산계에 가장 큰 변화요인로 작용하고 있어, 입자의 세공적에 따른 고른 분산과, 낮은 침강 조건을 만족시켜야 높은 소광효과를 얻어낼 수 있다. Presently, museums and excavation institutions which deal with cultural properties possess numerous metal antiquities. Metal antiquities can be divided into various kinds of materials, and each metal antiquity has diverse appearance of corrosion and needs professional conservation treatment and stable environment. In the process of conservation treatment coating treatment forms thin film over the surface of antiquity with adhesive synthetic resin of low concentration and blocks external contamination and corrosion elements to protect antiquity. But the surface of coating film is smoothly formed without unevenness and reflection of light is great so accompanies visible-to-viewer gloss. Currently solution to this problem of gloss is melting with solvent and wiping off part of coating film after formation of film or in the first place before the film hardened wiping off to prevent excessive spread. Such process can cause inconvenience of the work and is also the problem directly connected with durability of film. Therefore to recognize this problem tried to reduce gloss using quenching agent. After adding quenching agent of silica series to existing coating agent sprayed it on the surface of object applicable and formed a film. Silica was selected by each particle-degree of product and experiments were conducted separately for 3 kinds of concentration. For optical characteristics experiment, measured brilliance, permeability and extinction and using scanning electron microscope observed change of surface and measured thickness of film and through these tried to understand the characteristics of the film. Through concerned experiments following results could be obtained. Basically the decrease of gloss became the more for the lager particle and the higher concentration. But the higher the absorption rate of particle, due to the increase in viscosity and the lower rate of sinking of particle the higher effect of quenching without following the order of size of particle appeared. As results of permeability experiment, the less the particle is and the lower the concentration is the mixed resin solution is the more transparent and also the extinction was the lower for the smaller particle and the lower concentration. But it was also shown that for the higher absorption rate the extinction rate was the lower and the permeability rate became the higher. As results of film thickness measurement, it was confirmed that even film thickness was formed without greatly influenced by the size of the particle and concentration rate. The result of observation of surface change through scanning electron microscope confirmed that in the higher concentration, distribution of quenching agent became more and for the higher absorption rate it has evener dispersion and the higher the purity of quenching agent is the evener size and distribution particles have on the average. But the bigger the size of particle is and the higher the concentration is the dispersion is not easier and quenching agent is not distributed evener over the surface. For this reason it can be conjectured that in spite of big particle and high concentration, the rate of decrease in gloss is comparatively low. To put together the results, it is thought that the effect of decrease in gloss of surface is better the bigger the particle is and the higher the concentration rate is and the high rate of dispersion acts as major change factor and the higher the absorption rate is the higher the dispersion increase and the evener the size of particle is the higher the reproducibility of the surface desired becomes. Only, the things which should considered is that the absorption rate of quenching agent acts as the greatest changing factor in disperse system and the viscosity and porosity of particle, even dispersion of particle and condition of low sinking should be met to obtain high effect of quenching.