KR100518187B1 - The Precious Metal Composite and Method for preparing sintered product thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 미술 공예품, 보석 조형용 귀금속 점토 바인더 공예적 요소의 귀금속 소결품을 제작하는 데 있어서, 사용되는 귀금속 점토 조성물 및 이를 이용한 귀금속 소결품의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a precious metal clay composition used in the production of precious metal sintered articles of art crafts, precious metal clay binder craft elements, and a method of producing a precious metal sintered article using the same.
본 발명은 귀금속 점토에 95∼97중량%의 귀금속 합금 분말과 3∼5중량%의 유기질계 바인더와 성질 개선제를 혼합하는 것을 특징으로 하는 귀금속 점토 조성물및 95∼97중량%의 귀금속 분말에 3∼5중량%의 유기계 바인더와 성질 개선제를 혼합하고 반죽하여 점토화 하는 단계; 상기 반죽된 점토중 일정량을 분리하여 원하는 형상으로 성형한 후 -5∼5℃에서 냉각하여 고화(固化)시키는 단계; 상기 고화된 성형물을 승온된 가열로에 넣고 소결하는 단계가 순차적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 귀금속 소결품의 제조방법의 공정을 포함한다.The present invention relates to a noble metal clay composition and a 95 to 97% by weight noble metal powder, comprising 95 to 97% by weight of a noble metal alloy powder, 3 to 5% by weight of an organic binder and a property improving agent. Clay by mixing and kneading 5% by weight of an organic binder and a property improving agent; Separating a predetermined amount of the kneaded clay into a desired shape and then cooling it at -5 to 5 ° C. to solidify it; The solidified product is put in a heated furnace, and the step of sintering comprises a step of a method for producing a precious metal sintered product, characterized in that the step is made sequentially.
본 발명은 점토 내의 유기질계 바인더의 양을 최소화하여 소성시 수축되는 현상을 완화하고, 성형 완성 후의 조형물을 차가운 곳에서 방치하여 냉각과 고화시키는 방법을 사용하여, 곧바로 가열온도에서 짧은 시간내에 소결할 수 있게 하여, 남녀노소 누구라도 쉽게 배우고 따라할 수 있는 귀금속 점토 조성물 및 귀금속 소결품의 제조방법을 제공하는 효과가 있다The present invention is to minimize the amount of organic binder in the clay to mitigate the shrinkage phenomenon during firing, and to sinter within a short time at a heating temperature immediately by using a method of cooling and solidifying the molded product after the completion of molding in a cold place It is effective to provide a precious metal clay composition and a method for producing a precious metal sintered article that can be easily learned and followed by anyone of all ages.
Description
본 발명은 미술 공예품, 보석 장식품등 공예적 요소의 귀금속 소결품을 제작하는 데 있어서, 사용되는 귀금속 점토 조성물 및 이를 이용한 소결품의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a noble metal clay composition used in the production of precious metal sintered articles of craft elements such as art crafts, jewelry ornaments, and a method for producing a sintered article using the same.
상기 귀금속 소결품은 통상적으로 조형용 귀금속 점토를 손이나 기구를 사용하여 원하는 형상으로 빚고, 상기 조형물을 완전히 건조 시킨 뒤, 전기로나 가마 등에서 장기간에 걸쳐 점진적으로 온도를 상승시키면서 가열, 소성(燒成)하는 방법이 주로 사용되고 있다. 그러나 귀금속 소결품 및 그 제조방법에 있어서, 점토상 조성물 원료들의 구성 및 구성요소의 배합비와 소결(燒結) 시의 가열온도 및 가열시간 등을 변화시킴에 따라 귀금속 소결품의 완성도의 면에서 현격한 차이를 보이고 있다.The precious metal sintered product is usually formed into a desired shape by using a hand or utensil to form a noble metal clay for molding, and after drying the sculpture completely, heating and calcining while gradually raising the temperature in an electric furnace or a kiln over a long period of time. The method is mainly used. However, in the precious metal sintered product and its manufacturing method, the difference in the completeness of the precious metal sintered product by varying the composition ratio of the raw materials of the clay composition and the mixing ratio of the components, heating temperature and heating time during the sintering Is showing.
예를들면, 귀금속 점토의 조성물은 귀금속 분말, 유기질계 바인더, 용매를 기본 재료로 하고, 필요에 따라 혼합촉진제로서 계면활성제(계면의 표면장력을 크게 떨어뜨리는 작용을 하는 물질) 및 조형시 점토가 손(hand) 등에 부착(附着)되는 것을 방지하기 위해 오일 및 지방산과 같은 유지(油脂) 등을 적당히 혼합하여 점토상으로 혼합 반죽한 것이 알려져 있다. 점토상 조성물 중 귀금속 분말로는 평균 입자지름이 20㎛인 입자형상, 이형상(異形狀), 또는 편평한 형상의 분말이 주로 사용되고 있으며, 점토 조성물 중에서 15 ~ 30중량% 정도를 차지하고 있는 유기질계 결합제로는 수용성 셀룰로오스계수지, 아크릴계 수지, 폴리비닐 알콜계 수지, 왁스 등이 이용되고 있으며(특허출원 제1999-49158호), 계면 활성제는 알킬벤센술폰산나트륨이나 폴리소우프를 사용하며, 부착 방지제로는 프탈산 에스테르, 고급지방산, 고급지방산 에스테르, 유동 파라핀 등이 알려져 있다(특허 제 0179371호).For example, the composition of precious metal clay is based on precious metal powders, organic binders, and solvents. If necessary, surfactants (materials that greatly reduce the surface tension of the interface) and mixing clays are used as mixing accelerators. In order to prevent sticking to hands and the like, it is known to mix and knead oils and fats such as fatty acids and the like in clay form. As the noble metal powder in the clay composition, a powder of a particle shape, a heteromorphic shape, or a flat shape having an average particle diameter of 20 μm is mainly used, and it is an organic binder having about 15 to 30% by weight of the clay composition. Water-soluble cellulose resins, acrylic resins, polyvinyl alcohol resins, waxes, and the like are used (Patent Application No. 1999-49158), and surfactants include sodium alkylbensensulfonate or polysorbate. Phthalic acid esters, higher fatty acids, higher fatty acid esters, liquid paraffin, and the like are known (Patent No. 0179371).
그리고, 상기의 구성으로부터 점토상 조성물을 소정의 형상으로 조형하고, 건조시킨 후, 전기로나 가마등에서 상온으로 서서히 온도를 상승시켜 장시간에 걸쳐 가열, 소성하여 원하는 귀금속 소결품을 얻고 있다.From the above structure, the clay composition is molded into a predetermined shape, dried, and gradually heated to an ordinary temperature in an electric furnace or a kiln, heated and baked for a long time to obtain a desired precious metal sintered product.
그러나, 상기한 종래의 귀금속 점토 조성물에는 가소제, 계면활성제, 유지 등의 유기물이 15 ~ 30중량% 로 다량 함유되어 있어서 소결에 의해 현저한 수축이 발생되기 때문에 조형 이미지와는 다른 소결품이 되기가 쉽고, 수축을 고려한 조형이 필요하므로 초보자들이 쉽게 배우는 것이 어렵다.However, since the conventional noble metal clay composition contains 15 to 30% by weight of organic materials such as plasticizers, surfactants, and fats and oils, significant shrinkage occurs due to sintering, and thus it is easy to be a sintered product different from the molding image. Therefore, it is difficult for beginners to learn easily because it requires molding that considers shrinkage.
또한, 다공질이어서 강도가 낮은 소결체가 되기 쉽기 때문에, 소성중에 자중(自重)에 의한 변형이나, 소성 후의 충격이나 하중에 의한 변형 등으로 장식성이 손상되기 쉬웠다. 예를 들면, 점토상 조성물을 물로 희석하여 물품의 표면에 얇은 막 형상으로 부착시켰을 경우, 수축으로 커다란 균열이 많이 발생하기 때문에, 기대하였던 장식효과는 전혀 얻지 못하였다.Moreover, since it is porous and easy to become a sintered compact with low intensity | strength, decorative property was easy to be damaged by the deformation by self weight during baking, the deformation by the impact after a baking, the load, etc. For example, when the clay composition was diluted with water and adhered to the surface of the article in a thin film form, large cracks occurred due to shrinkage, so that the expected decorative effect was not obtained at all.
그리고, 시중에 시판되는 유기질계 바인더, 계면활성제, 유지 등을 혼합한 귀금속 점토를 급속히 소성하면 이들 유기물들이 급속분해, 증발, 연소 등에 의해 소결품이 변형되거나 균열이 생겨 파손되는 문제가 쉽게 발생하기 때문에 성형이 완료된 후에는 드라이로 강제 건조를 시키거나 장시간 건조해야 하며, 소성시에도 2∼10시간이나 되는 장시간의 복잡한 온도관리가 불가피 하였다. 이는 창작자들의 창작 의욕을 저하시키는 요인이 되어 왔다.In addition, the rapid calcination of noble metal clay mixed with commercially available organic binders, surfactants, and fats and oils may easily cause problems such as deforming or cracking of sintered products due to rapid decomposition, evaporation, and combustion. Therefore, after the molding is completed, forced drying by drying or drying for a long time, even when firing, complex temperature management for a long time of 2 to 10 hours was inevitable. This has been a factor to lower the creative motivation of the creators.
또한, 소성을 위해 온도를 상승시킨 전기로나 가마 등은 그 다음에 다른 물품을 소성하기 위해 내부의 온도를 냉각시켜 상온으로 되돌릴 필요가 있어, 시간 및 에너지 낭비가 크다.In addition, electric furnaces, kilns, and the like, which are raised in temperature for firing, need to cool the internal temperature and return them to normal temperature in order to sinter other articles, which wastes time and energy.
이러한 단점들이 기존에 시판되는 유기질계 바인더인 수성(水性) 바인더의 문제점으로 지적되고 있는 실정이다. These disadvantages are pointed out as a problem of the aqueous binder which is a conventional organic binder.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 귀금속 소결품의 조성물 구성및 소결품 제조방법이 요구된다.Therefore, a composition composition and a method for producing a sintered article of a noble metal sintered article for solving the above problems are required.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 귀금속 소결품 제조의 문제점을 인식하여 이를 개선하기 위해 안출된 것으로, 점토 내의 유기질계 바인더와 성질 개선제의 양을 최소화하여 소성시 수축되는 현상을 완화하고, 성형 완성 후의 조형물을 승온된 가열온도에서 짧은 시간내에 소결할 수 있게 하여, 남녀노소 누구라도 쉽게 배우고 따라할 수 있는 귀금속 점토 조성물 및 이를 이용한 소결품 제조방법을 제공하는 것이다. The present invention was devised to recognize and improve the problems of the conventional noble metal sintered article as described above, to minimize the amount of the organic binder and the property improving agent in the clay to mitigate the shrinkage during firing, after molding It is possible to sinter the sculptures at elevated heating temperatures in a short time, to provide a precious metal clay composition and a method for producing a sintered article using the same, which can easily be learned and followed by anyone.
이와 같은 본 발명의 목적은 95∼97중량%의 순수 귀금속 분말 또는 귀금속 합금 분말과, 아마인유(亞麻仁油) 또는 식물성 오일이 첨가된 유성 바인더 및 수성 바인더가 혼합되어 있는 3∼5중량%의 유기질계 바인더와, 젤라틴, 리그린, 펄프, 젯소 ,전분 및 수분이 혼합되어 있는 성질 개선제로이루어진 것을 특징으로 하는 귀금속 점토 조성물을 제공하는데 있다. The object of the present invention is 3 to 5% by weight of a mixture of 95 to 97% by weight pure noble metal powder or precious metal alloy powder, oily binder and aqueous binder to which linseed oil or vegetable oil is added. The present invention provides a precious metal clay composition comprising an organic binder and a property improving agent in which gelatin, ligline, pulp, jetso, starch and water are mixed.
또한 본 발명의 다른 목적은 95∼97중량%의 순수 귀금속 분말 또는 귀금속 합금 분말에 아마인유(亞麻仁油) 또는 식물성 오일이 첨가된 유성 바인더 및 수성 바인더가 혼합되어 있는 3∼5중량%의 유기계 바인더와 젤라틴, 리그린, 펄프, 젯소 ,전분 및 수분이 혼합되어 있는 성질 개선제를 혼합하고 반죽하여 귀금속 점토 조성물을 준비하는 단계; 상기 귀금속 점토조성물을 소정의 형상으로 성형하여 성형물을 제조하는 단계; 상기 성형물을 -5∼5℃에서 고화(固化)시키는 단계; 상기 고화된 성형물을 가열로에 넣고 소결하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 귀금속 소결품의 제조방법을 제공하는데 있다. In addition, another object of the present invention is 3 to 5% by weight of the organic type is mixed with 95 to 97% by weight pure noble metal powder or noble metal alloy powder mixed with an oily binder and an aqueous binder to which linseed oil or vegetable oil is added Preparing a precious metal clay composition by mixing and kneading a binder and a property improving agent in which gelatin, ligline, pulp, jetso, starch, and water are mixed; Forming a molding by molding the precious metal clay composition into a predetermined shape; Solidifying the molded product at -5 to 5 ° C; It is to provide a method for producing a precious metal sintered article, characterized in that the solidified molding is put into a heating furnace and sintered.
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본 발명을 보다 상세히 설명하자면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명에 이용되는 조형용 귀금속 점토의 귀금속 분말은 순수한 귀금속 분말을 사용하거나 2개 이상의 귀금속이 혼합된 합금 분말을 사용할 수가 있으며, 분말의 입자 직경은 평균 1∼3㎛ 이 되게 하여 조밀도를 높여 소결 시, 수축되는 현상을 완화시키며, 그리고 혼합물의 조성비는 95∼97중량% 이상으로 하여 소결품의 강도가 단단하고 귀금속 순도를 높게 유지하도록 한다.The precious metal powder of the molding precious metal clay used in the present invention may use pure precious metal powder or alloy powder mixed with two or more precious metals, and the particle diameter of the powder may be 1 to 3 μm on average to increase the density and sinter The shrinkage phenomenon is reduced, and the composition ratio of the mixture is 95 to 97% by weight or more, so that the strength of the sintered product is hard and the purity of the precious metal is maintained.
유기질계(有機質系) 바인더(binder)는 수성 바인더와 유성(油性) 바인더가 같은 양으로 혼합된 것을 사용하는데, 본 조형용 귀금속 점토에서 겔화되어 수분과 조형의 가소성(可塑性)을 유지하게 하는 역할을 하고 조형물 층의 균열을 방지한다. 조형용 귀금속 점토에서 2∼3중량%의 비율로 혼합하는 것이 바람직한데, 혼합 비율이 그 이상일 경우엔 건조시 수축률이 떨어지고, 그 이하일 경우에는 가소성이 떨어진다.The organic binder is a mixture of an aqueous binder and an oily binder in the same amount, and is gelled in the precious metal clay for molding to maintain plasticity of moisture and molding. And to prevent cracking of the layer. It is preferable to mix at a ratio of 2 to 3% by weight in the noble metal clay for molding, and when the mixing ratio is higher, the shrinkage rate during drying is lowered, and when it is lower, plasticity is lowered.
일반적으로, 기존의 수성 바인더를 사용한 점토는 원하는 형상으로 조형한 다음에 드라이기로 건조해야 소성이 가능하나, 본 발명의 유기질계 바인더를 사용한 귀금속 점토는 원하는 형태로 조형한 다음, -5∼5℃에 방치하면 냉각 (Cooling)되면서 형태가 단단하게 굳게 되는 데, 이때 단단히 굳은 조형물은 그대로 가열된 전기로나 가열로에 소결시켜도 제품 완성에 무방하기때문에 가열 온도 조절 시간을 단축할 수 있다. In general, the clay using the conventional aqueous binder is molded to a desired shape and then dried with a dryer to be fired, but the precious metal clay using the organic binder of the present invention is molded into a desired shape and then -5 to 5 ° C. If left in the cooling (Cooling) form is hardened, but the solidified sculptures can be shortened the heating temperature control time because the solidified sculptures can be sintered in a heated electric furnace or a heating furnace as it is.
이때, 사용하는 수성 바인더는 유화제(乳化劑)를 첨가한 것을 사용하고, 유성 바인더는 건성유의 일종인 아마인유(亞麻仁油) 또는 식물성 오일을 첨가하여 사용한다. 유화제를 첨가한 수성 바인더는 물을 첨가할 경우 페이스트가 되므로 붓으로 바를수 있고, 조형 후의 고화 시간을 단축시키며, 아마인유는 조형시 손에 달라 붙는 것을 방지하면서, 냉각시, 산소와 접촉하면 고화가 일어나면서 표면을 매끄럽게 하는 특징을 가지고 있어 부가적인 표면 가공 단계를 제외 할 수 있는 특징을 가지고 있다.In this case, the aqueous binder to be used is one to which an emulsifier is added, and the oily binder is used by adding linseed oil or vegetable oil which is a kind of dry oil. Aqueous binders with emulsifiers are pastes when water is added, so they can be applied with a brush and shorten the solidification time after molding. Flaxseed oil solidifies when contacted with oxygen during cooling while preventing sticking to hands during molding. Has the feature of smoothing the surface as it occurs, eliminating additional surface finishing steps.
한편, 귀금속 분말과 유기질계 바인더를 섞을 시, 점토의 성질(性質)을 보다 개선하기 위해서 젤라틴, 리그린, 펄프, 젯소(Gesso),송진, 전분 및 수분이 혼합되어 이루어진 성질 개선제를 넣는다.On the other hand, when the noble metal powder and the organic binder is mixed, in order to improve the properties of the clay (geol), gelatin, ligrin, pulp, Gesso (ginso), rosin, starch, and a moisture improving agent made of a mixture is added.
이때 성질 개선제는 유기질계 결합제의 성질을 보다 향상시키기 위한 것으로 조형용 귀금속 점토에 대하여, 펄프는 0.3∼0.5중량%, 젤라틴과 리그닌은 0.05중량%, 전분은 0.5∼1.5중량%와 젯소를 0.03∼0.05중량%로 첨가하는 것이 바람직하다. At this time, the property improving agent is to improve the properties of the organic binders, and the pulp is 0.3 to 0.5% by weight, 0.05% by weight of gelatin and lignin, 0.5 to 1.5% by weight of starch and 0.03 to 0.05 to noble metal clay for molding. It is preferable to add by weight.
펄프와 젤라틴, 그리고 리그닌은 겔화되면서 조형용 귀금속 점토의 수분 유지력을 상시키면서 조형성 또한 증가시켜주는 역할을 하며, 소성시 터짐을 방지한다. 전분은 반죽시, 조형용 혼합물의 점조제로서 응집력을 좋게 하며, 젯소와 송진은 부착성(附着性)과 고화(固化)를 촉진한다.Pulp, gelatin, and lignin are gelled to increase the moisture retention of the modeling precious metal clay and to increase the formation and prevent the bursting during firing. Starch improves cohesion as a viscous agent of the molding mixture during kneading, and jet and rosin promote adhesion and solidification.
이와같은 성질 개선제는 조형용 귀금속 점토에서 3∼5중량%의 비율로 혼합하며, 유기질계 바인더와 함께 3∼5중량%의 비율의 범위가 넘지 않게 한다.This property improving agent is mixed in the proportion of 3 to 5% by weight in the noble metal clay for molding, and does not exceed the range of 3 to 5% by weight with the organic binder.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention in detail, and the scope of the present invention is not limited to these examples.
[실시예]EXAMPLE
귀금속 점토 만들기Precious Metal Clay Making
시판되고 있는 은 분말을 100g 준비하고, 분말을 곱게 갈아 입경을 더 작게 한다. 그런다음 , 이의 은 분말에 시판되는 수성 바인더와 유성 바인더를 각각 1g을 넣고, 0.5g의 펄프, 1.3g의 전분, 0.05g의 젤라틴과 리그닌, 그리고 0.03g의 젯소를 넣고 잘 혼합하여 반죽하여 귀금속 점토를 완성한다. 이때 점토 점성의 필요에 따라 수분을 조금씩 넣어준다.100 g of commercially available silver powder is prepared, and the powder is ground finely to make the particle size smaller. Then, 1 g of a commercially available aqueous binder and an oily binder were added to the silver powder thereof, 0.5 g pulp, 1.3 g starch, 0.05 g gelatin and lignin, and 0.03 g jetso were mixed and kneaded well to knead the precious metal. Complete the clay. At this time, add a little water according to the clay viscosity needs.
한편, 본 발명의 귀금속 소결품에 대한 제조방법은 다음과 같다.On the other hand, the production method for the precious metal sintered article of the present invention is as follows.
1 단계로 순수 귀금속 또는 귀금속 합금을 평균 입경이 약 1∼3㎛가 되도록 분말화 한다.In one step, the pure noble metal or the noble metal alloy is powdered so as to have an average particle diameter of about 1 to 3 μm.
2 단계로 95∼97중량%의 귀금속 분말에 3∼5중량%의 유기질계 바인더와 성질 개선제를 혼합하고 점토 상태로 반죽한다.In two steps, 3 to 5% by weight of an organic binder and a property improving agent are mixed with 95 to 97% by weight of noble metal powder and kneaded in a clay state.
3 단계로 반죽된 점토중 일정량을 분리하여 원하는 형상으로 성형한 후, -5∼5℃에서 형태가 굳어질 때까지 냉각한다. 이 과정은 점토와 종이를 이완시키기 위한 것으로 이완시키지 않을 경우 종이 위에 얹혀져 있는 상태로 소성해도 무방하다. After separating a certain amount of clay kneaded in three stages to form a desired shape, it is cooled until the form is solidified at -5 ~ 5 ℃. This process is intended to loosen clay and paper, which may be fired on the paper if not relaxed.
4 단계로는 고화된 성형물을 승온된 가열로에 넣고 소결한다. 이때 일정 온도와 시간으로 소성(燒成)을 하는 데, 930℃일 때는 5∼7분, 900℃일 때는 7∼10분, 870℃일 때는 40∼50분 중 어느 하나를 선택한다. 소결이 끝난 후에는 상온에서 식힌다.In the fourth step, the solidified molding is placed in a heated furnace and sintered. At this time, firing is carried out at a constant temperature and time. Any one of 5 to 7 minutes at 930 ° C, 7 to 10 minutes at 900 ° C, and 40 to 50 minutes at 870 ° C is selected. After sintering, cool down to room temperature.
상기 귀금속 소결품은 필요에 따라 표면을 가공하여, 광택을 낼 수도 있다.The said precious metal sintered article can also be polished by processing the surface as needed.
본 발명의 결과, 점토 내의 유기질계 바인더의 양을 최소화하여 소성시 수축되는 현상을 완화하고, 성형 완성 후의 조형물을 차가운 곳에서 방치하여 냉각과 고화시키는 방법을 사용하여, 곧바로 가열온도에서 짧은 시간내에 소결할 수 있게 하여, 남녀노소 누구라도 쉽게 배우고 따라할 수 있는 귀금속 점토를 제공하는 효과가 있다.As a result of the present invention, by minimizing the amount of the organic binder in the clay to mitigate the shrinkage phenomenon during firing, and using the method of leaving the molded product after the completion of the molding in a cool place to cool and solidify, within a short time at the heating temperature By sintering, there is an effect of providing a precious metal clay that can be easily learned and followed by anyone of all ages.
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