다중 감성발현 금속 시트(Sheet)

B09

특허명 :무전해 도금액 및 무전해 도금 방법외 5건

Metallic sheets with multi-emotional features

TRL4 :Lab Scale 시제품 개발/ TRL5: 구현환경적용실험

한줄 기술 요약

차갑고 딱딱한 금속 소재의 한계를 극복하여 따뜻하고 부드러운 느낌이 드는 표면 텍스처링과 다공체 구조로 제어되어 기계적 내구성과 구조적 성능을 개선한 것

금속표면의 열전도 및 촉감 제어 Plating 기술, 금속표면 나노 컬러링 기술, 텍스처링 및 연속 제조 기술을 적용하여 금속 소재의 질감, 색감, 촉감을 구현하기 위한 다중 감성 발현 금속 시트 기술

개발배경 및 해결과제

  • 기존의 유기용체 도장에 의한 컬러 구현의 한계, 대량 생산화에 의한 B2C 산업 대응 부족, 다양한 색감 및 촉감 구현 부족 등으로 금속 시트 개발과 소비자의 욕구에 부응할 수 있는 융복합 기술개발이 필요함
  • 금속 광택의 화려하고 선명한 색상을 발현하여 금속표면이나 비금속(플라스틱)에 적용하고, 금속의 미세구조 제어와 소재 간 융합을 통해 금속소재의 촉감을 따뜻하고 부드러운 특성으로 변환 제어 가능

기술의 우수성

  • Metal-Insulator-Metal(MIM) 구조를 이용한 금속 광택의 선명한 단일색 구현의 색감 구현 기술
  • Micro 패턴 자연 촉감 금속 복제 도금 기술의 질감 구현 기술
  • 다공성 Composite Plating 으로 금속시트 열전도 및 촉감 제어 기술
  • 표면 텍스처링 기술 및 열전도도 제어 기술의 촉감 구현 기술

기술의 차별성

  • 자연무늬 정밀 복제 정확도 95%(전주 패턴 복제율) 구현, 자연 촉감 패턴 해상도 10㎛ 이하, 임프린팅 패턴 복제율 85%
  • 자연 무늬 촉감의 최저 열전도도 1W/mk 이하, 중급 가죽 기준 겉보기 탄성 변형량 대비 25% 이상 제어
  • 표면 Texture로 금속포일 아키텍처링 구현으로 온감 및 탄성감 증진
  • 7색 이상의 플라즈모닉 색상으로 모든 색 구현(4인치 기반), PVD으로 나노 구조색 발현
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특허명

  1. 무전해 도금액 및 무전해 도금 방법 (한국재료연구원 /이주열 외 4명)KR 10-2017-0121488 (2017.09.20)/10-2036334(2019.10.18)
  2. 색채화된 표면을 가지는 금속부재 및 금속 표면의 색채화 방법 (한국과학기술원/ 변지영 외 5명)KR 10-2019-0040991 (2019.04.08)/10-2215030(2021.02.04)
  3. 온감 금속 아키텍처링 판재 및 그 제작 방법 (한국생산기술연구원/박재영 외 3명) KR 10-2019-0155127 (2019.11.28)

구현방법 1 (질감)

  • 전주도금으로 제조된 견고한 Ni 금속 몰드를 임프린팅용 롤을 이용하여 금속 sheet를 압연함

구현방법 2 (색감)

  • 상부금속층, 유전체층, 하부 기판층의 MIM구조를 이용하여 종류 및 두께 조절에 기판을 변화시켜 반사율을 변화함에 따라 색상 제어가 가능하며 유채색 18색을 구현

구현방법 3 (촉감)

  • Micro texture로 구성된 금속 포일의 유연 특성을 최적화 .  8장을 수직으로 교차하면서 적층 구조를 구현하여 기계적 물성평가를 통한 내구성 및 신뢰성 확보

활용분야

  • 건축 내장재 및 마감재

  • 자동차 내장재(표면 금속패턴)

적용제품

  • 자연무늬 금속 판재

  • 자동차 엠블럼 등 각종 로고

  • 메탈 카드

기술동향 1

  • 금속 소재의 경우, 수요자의 감성적 욕구를 충족시킬 수 있는 감성 디자인적 소재로서의 다중 감성 발현 금속시트 소재 개발 성공 가능성이 향후 더욱 높아질 것으로 예상됨

 

  • 기존 색상 구현 금속 패널 기술은 건설용•가전용 자재 및 자동차용 강판으로 사용되었고 다양한 색감 및 촉감 구현 부족, 대량생산 등의 한계 극복을 위한 인간의 오감 충족과 더불어 제품 경쟁력과 산업 트렌드에 따른 감성 디자인적 소재의 개발이 필요함

기술동향 2

  • 국내 및 일본을 중심으로 시장이 형성되어 성장하였고, 감성금속에 관한 특허출원이 2013년부터 눈에 띄게 증가

 

  •  ㈜유니온스틸, ㈜동부제철, ㈜현대하이스코 등에서 다수의 출원이 이루어짐

시장전망

  • 금속소재 세계시장은 2016년 1만4천억 달러에서 2021년 1만 8천억 달러로 전망하고 특히, 대표적인 금속소재인 철강과 알루미늄의 경우 중국시장을 중심으로 성장세가 두드러지며 전 세계 금속소재 시장의 연평균 성장률(5.5%)대비 높은 성장(6.0%)을 기록할 것으로 예상

시장전망 2

  • 국내는 2015년 42조원 규모로 세계시장의 약 3%정도의 시장규모를 보유 및 세라믹 소재부품 산업은 고기능성 소재의 시장확대에 따른 신성장동력 산업의 급성장세로 지속적인 성장이 예상