티타늄 아노다이징 색상 원리와 주얼리·의료기기 응용 사례

티타늄 제품을 보면 도금도 아닌 것 같은데 파란색, 보라색, 금색, 초록색이 번쩍거리듯 섞여 있는 것을 자주 보게 됩니다. 겉으로 보면 “색을 칠한 것 같다”는 느낌이지만 사실 이 색들은 염료나 안료가 아니라 빛의 간섭으로 생기는 결과입니다.

 

특히 주얼리, 피어싱, 의료기기, 치과 임플란트 보조 부품처럼 인체와 가깝게 쓰이는 제품에서 티타늄 아노다이징은 디자인과 식별, 위생성을 한 번에 다루는 도구로 활용됩니다.

 

이 글에서는 티타늄 아노다이징 색이 어떻게 만들어지는지, 알루미늄 아노다이징과 무엇이 다른지, 주얼리와 의료기기에서 어떻게 쓰이는지 중심으로 정리해 보겠습니다.

 

티타늄 아노다이징 색은 “염료색”이 아니라 “간섭색”이다

 

알루미늄 아노다이징에서 색을 내는 방식은 보통 두 가지입니다. 염료를 스며들게 하거나, 전해 착색으로 금속 입자를 넣거나. 티타늄은 다릅니다. 일반적인 티타늄 아노다이징에서는 염료를 쓰지 않고, 티타늄 표면에 자라난 산화막 두께만 조절해서 색을 만듭니다.

 

원리는 간단히 말해 얇은 막에서 생기는 빛 간섭입니다. 빛이 공기 → 산화막 → 티타늄 모재를 오가며 반사될 때, 파장에 따라 서로 더해지거나 상쇄되면서 특정 색이 강조되는 구조입니다. 산화막이 얇을 때는 노란색, 조금 더 두꺼우면 보라색, 파란색, 초록색, 회색 계열로 순서가 바뀌는 식입니다.

 

피막 안에 염료가 들어있는 것이 아니라, 투명한 막의 두께만 다를 뿐이지만 보는 눈에는 전혀 다른 색으로 보입니다.

 

알루미늄 아노다이징과 티타늄 아노다이징의 근본 차이

 

둘 다 “아노다이징”이라는 이름을 쓰지만, 공정 목적과 색 구현 방식에는 큰 차이가 있습니다. 한 번에 비교해 보면 다음과 비슷한 그림이 나옵니다.

항목	알루미늄 아노다이징	티타늄 아노다이징
기본 피막 물질	산화 알루미늄	산화 티타늄
색 구현 방식	염료·전해 착색 등 외부 물질을 넣어 색 부여	산화막 두께에 따른 빛 간섭으로 색 결정
색 조절 변수	염료 농도, 시간, 온도, 피막 두께	인가 전압(또는 전위)
색의 종류	다양한 단색·메탈릭, 브론즈 계열 중심	금색, 보라, 파랑, 초록 등 무지개 스펙트럼 일부
주 사용 목적	내식성, 내마모성, 외관	색상, 식별, 일부 내식·생체 적합성 강조

 

알루미늄은 기능성 피막과 장식이 함께 목표인 경우가 많다면, 티타늄 아노다이징은 “색과 표식”의 성격이 더 강한 편입니다. 특히 주얼리, 의료기기 쪽에서는 금속 분위기를 해치지 않으면서도 확실한 색 구분을 할 수 있다는 점이 중요합니다.

 

전압만으로 색이 달라지는 구조

 

티타늄 아노다이징의 실무적인 핵심은 “전압만 바꿔도 색이 바뀐다”는 점입니다. 일정 농도의 전해액(보통 희석된 황산, 인산, 붕산계 전해액 등이 쓰입니다) 속에서 티타늄을 양극으로 두고 전압을 올려 가면, 전압에 비례해 산화막 두께가 조금씩 커집니다.

 

아주 단순화된 예시를 들면 이런 식의 관계가 만들어집니다. 실제 값은 전해액, 온도, 표면 상태에 따라 달라지지만 흐름을 이해하는 데는 도움이 됩니다.

인가 전압	주로 보이는 색 예시
10 전후	옅은 금색, 노란빛
15~20	보라, 핑크 계열
20~25	푸른색, 남색
25~30	청록, 연두 계열
30 이상	회색에 가까운 탁색, 색 변화 반복 구간 진입

 

작업자는 보통 전압과 색을 대응하는 차트를 만들어 놓고, 목표 색에 맞춰 전압 세팅을 잡습니다. 전류량보다 전압이 훨씬 직접적인 제어 변수라는 점이 알루미늄 아노다이징과 다른 지점입니다.

 

티타늄 주얼리·피어싱에서 아노다이징이 선호되는 이유

 

바디 피어싱, 귀걸이, 펜던트, 시계 부품처럼 몸에 닿는 주얼리 영역에서 티타늄 아노다이징이 자주 언급되는 데에는 몇 가지 이유가 있습니다.

 

첫째, 티타늄 자체의 생체 적합성입니다. 일부 합금 구성에 따라 차이는 있지만, 티타늄은 일반적으로 니켈 알레르기와 같은 금속 알레르기를 줄이고자 할 때 많이 선택되는 재료입니다. 아노다이징 산화막은 이 표면을 더 안정적으로 만들어 주는 역할을 합니다.

 

둘째, 도금이나 페인트처럼 “벗겨지는 층”이 아니라는 점입니다. 색이 변하거나 바래는 일은 있을 수 있지만, 표면 막이 껍질처럼 떨어져 나와 피부에 상처를 내거나 잔여물이 묻어 나오는 형태는 상대적으로 적습니다.

 

셋째, 색감의 특이함입니다. 일반 도금으로는 내기 어려운 오팔 느낌의 보라, 파랑, 초록 조합이 각도에 따라 달라 보이는 효과를 낼 수 있습니다. 작은 부품일수록 이 미묘한 색 변화가 존재감을 키워 줍니다.

 

물론 여기에도 주의할 점은 있습니다. 염소 성분이 강한 세제, 연마제, 물리적 마찰에 오래 노출되면 산화막이 부분적으로 손상되고 색이 변할 수 있습니다. 주얼리 사용자에게는 이런 관리를 미리 안내하는 것이 좋습니다.

 

의료기기·임플란트 주변 부품에서의 활용

 

수술기구, 치과용 핸드피스 외장, 임플란트 드라이버, 스크류, 툴 세트 등 의료 현장에서 쓰이는 티타늄 부품에서도 아노다이징은 상당히 자주 등장합니다. 목적은 두 가지쯤으로 나눌 수 있습니다.

1. 크기·용도·좌우 구분 등 시각적 식별
   수술실에서 여러 길이와 규격의 핀, 스크류, 드라이버가 동시에 사용될 때 색상 코딩은 큰 도움이 됩니다. 숫자나 각인만 보고 구분하는 것보다 색으로 한 번에 구분하는 편이 훨씬 빠르고 정확합니다.
2. 표면 안정화
   티타늄은 원래도 산화막을 자연스럽게 형성하지만, 공정상 일정하게 제어된 산화막을 만들어 두면 부식과 표면 반응성을 좀 더 안정적으로 관리할 수 있습니다. 특히 고온 세척과 멸균을 반복하는 의료 환경에서는 피막의 일관성이 중요합니다.

실제 임상용 임플란트 본체 표면은 별도의 거칠기·코팅 요구가 있기 때문에 단순한 색 아노다이징과는 다른 접근이 필요하지만, 주변 도구와 보조 부품에는 색 아노다이징이 널리 쓰입니다.

 

티타늄 아노다이징 설계·발주 시 체크 포인트

 

티타늄 아노다이징을 설계하거나 발주할 때는 알루미늄과 조금 다른 질문을 먼저 던져 보는 편이 좋습니다.

• 색상 목표가 단일 색인지, 그라데이션인지, 각도에 따라 변하는 효과인지.
• 색보다도 먼저 고려해야 할 생체 적합성, 규격, 멸균 조건이 무엇인지.
• 주 조명 환경이 자연광인지, 실내 형광등·수술등인지. 같은 색이라도 조명에 따라 다르게 보인다.
• 반복 멸균, 세척, 마찰에 대한 요구 수명을 어느 정도로 잡을 것인지.
• 색으로 구분하는 정보가 규격, 좌우, 길이, 토크 범위 중 어떤 것인지.

이 질문에 따라 전압 범위, 전해액 시스템, 표면 전처리 방식이 달라질 수 있습니다.

예를 들어 아주 선명한 보라색이 필요하다면 특정 전압 구간을 정확히 재현할 수 있어야 하고, 의료용이라면 전해액이나 전처리 약품의 선택에서 규격과 인증을 같이 검토해야 합니다.

 

내용 정리

 

티타늄 아노다이징은 염료나 도료로 색을 입히는 공정이 아니라, 티타늄 위에 아주 얇고 정교한 산화막을 만들어 빛을 다르게 반사하게 하는 기술입니다.

 

전압을 바꾸면 산화막 두께가 달라지고, 그에 따라 금색, 보라, 파랑, 초록 같은 색이 연속적으로 나타납니다. 주얼리와 피어싱에서는 이 특이한 색감과 생체 적합성이 장점이 되고, 의료기기에서는 규격별 색상 코딩과 표면 안정화라는 역할을 수행합니다.

 

색이 예쁘다는 이유만으로 접근하는 대신, 사용 환경과 세척·멸균 조건, 인체 접촉 여부를 함께 놓고 보면 티타늄 아노다이징의 설계 폭을 훨씬 안전하고 현실적으로 가져갈 수 있습니다.

 

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