KR100749395B1 - 티타늄을 소재로 한 분말사출 성형제품, 티타늄 코팅제품,티타늄 코팅용 분무기 및 티타늄 코팅용 페이스트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 티타늄을 소재로 한 분말사출 성형제품, 티타늄 코팅제품, 티타늄 코팅용 분무기 및 티타늄 코팅용 페이스트(paste)에 관한 것으로서, 티타늄 수소화물 분말과 소정의 바인더로 이루어진 성형혼합물을 분말사출성형장치로 사출하여 성형체를 형성하고, 상기 성형체를 탈지 및 소결 처리하여 제조되는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 소결체 제조 성능이 향상된 티타늄 성형제품 및 티타늄 코팅제품을 얻을 수 있다.

분말사출성형, 티타늄 수소화물

Description

티타늄을 소재로 한 분말사출 성형제품, 티타늄 코팅제품, 티타늄 코팅용 분무기 및 티타늄 코팅용 페이스트{POWDER INJECTION MOLDING PRODUCT, TITANIUM COATING PRODUCT, SPRAYER FOR TITANIUM COATING AND PASTE FOR TITANIUM COATING}

도 1은 본 발명의 실시에 사용되는 티타늄 분말사출 성형체 제조방법을 설명하기 위한 순서도,

도 2는 도 1의 제조방법에 적용되는 장치 구성을 설명하기 위한 개략도,

도 3은 본 발명의 실시에 사용되는 티타늄 코팅방법을 설명하기 위한 순서도,

도 4 내지 도 7은 상기 도 1 및 도 3의 방법을 사용하여 제조된 제품의 예를 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 성형체 11: 마스킹(masking)

20: 빙초산용액 100: 휴대폰

200: 시계 310: 의료용 연결볼트

410: 의류용 단추

본 발명은 티타늄을 소재로 한 분말사출 성형제품, 티타늄 코팅제품, 티타늄 코팅용 분무기 및 티타늄 코팅용 페이스트(paste)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 티타늄 수소화물 분말을 성형재료로 이용하는 분말사출 성형제품, 티타늄 코팅제품, 티타늄 코팅용 분무기 및 티타늄 코팅용 페이스트에 관한 것이다.

티타늄은 우수한 기계적 특성과 인체에의 무해성 등과 같은 장점으로 인해 각종 공구나 기계 부품의 성형재료로서 이용되고 있다.

이러한 티타늄을 이용하여 공구 등의 성형제품을 제조하는 종래의 방법으로는 티타늄 분말을 이용한 소결방법, 티타늄 분말을 바인더와 혼합하여 사출성형하는 방법(한국특허등록 제508471호 참조) 등이 제안된 바 있다.

그러나, 티타늄 분말은 성형제품의 형성과정에서 입자 표면이 대기 중의 산소와 반응하여 산화층을 형성하고 이러한 산화층으로 인하여 순수 티타늄 분말 간의 결합이 곤란해짐에 따라 생산되는 티타늄 성형제품의 소결체 제조 성능이 떨어진다는 문제가 있었다.

한편, 상기와 같은 사출성형법은 아니나 티타늄 성형제품의 제조 시 티타늄 분말의 산화를 방지하기 위해, 소결 중 티타늄에 아르곤 기체를 공급하는 방식, 소결 중 탈수소화시켜 순수 티타늄을 소결하기 위해 티타늄 수소화물을 소결하는 방식(한국공개특허공보 제2004-99477호 참조) 등이 개시된 바 있다.

본 발명의 목적은 티타늄 수소화물 분말을 사출성형법에 적용함으로써 소결 체 제조 성능이 향상된 티타늄 성형제품을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 티타늄 수소화물을 코팅물질로 하여 우수한 소결체 성능을 가지는 티타늄 코팅제품을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 티타늄 수소화물을 코팅물질로 하여 우수한 소결체 제조 성능을 가지는 티타늄 제품을 형성하기 위한 티타늄 코팅용 분무기 및 티타늄 코팅용 페이스트를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 분말사출 성형제품에 있어서, 티타늄 수소화물 분말과 소정의 바인더로 이루어진 성형혼합물을 분말사출성형장치로 사출하여 성형체를 형성하고, 상기 성형체를 탈지 및 소결 처리하여 제조되는 것을 특징으로 하는 분말사출 성형제품을 제공한다.

여기서, 상기 소결 처리된 성형체를 마스킹(masking)한 후 산성용액에 딥핑(dipping)하여 통전시켜 소정 두께의 산화층을 형성함으로써 소정의 표면 색상이 구현되도록 할 수도 있다.

그리고, 상기 성형체는 휴대폰 내/외장재를 포함할 수도 있다.

또한, 상기 성형체는 액세서리, 의료용 부품, 항공우주용 부품, 초정밀 부품, 스포츠용품, 의류용 단추 중 어느 하나를 포함할 수도 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 티타늄 코팅제품에 있어서, 티타늄 수소화물 분말과 바인더로 이루어진 코팅물질을 소정의 제품의 표면에 도포한 후 탈지 및 소결 처리하여 형성되는 것을 특징으로 하는 티타늄 코팅제품을 제공한 다.

여기서, 상기 소결 처리된 제품을 마스킹(masking)한 후 산성용액에 딥핑(dipping)하여 통전시켜 소정 두께의 산화층을 형성함으로써 소정의 표면 색상이 구현되도록 할 수도 있다.

그리고, 상기 제품은 휴대폰 내/외장재를 포함할 수도 있다.

또한, 상기 제품은 액세서리, 의료용 부품, 항공우주용 부품, 초정밀 부품, 스포츠용품, 의류용 단추 중 어느 하나를 포함할 수도 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 코팅용 분무기에 있어서, 티타늄 수소화물 분말과 소정의 바인더로 이루어진 성형혼합물이 수용된 것을 특징으로 하는 코팅용 분무기를 제공한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 코팅용 페이스트에 있어서, 티타늄 수소화물 분말과 소정의 바인더로 이루어진 성형혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅용 페이스트를 제공한다.

여기서, 상기 소정의 바인더는 LDPE(low density polyethylene), HDPE(high density polyethylene), PEG(polyethylene glycol), PW(paraffin wax) 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.

그리고, 상기 성형혼합물은 상기 티타늄 수소화물 40 내지 60 vol.%와 잔량의 상기 소정의 바인더로 이루어진 것을 특징으로 하는 코팅용 분무기.

또한, 상기 성형혼합물은 상기 티타늄 수소화물 40 내지 60 부피부, LDPE 10 내지 20 부피부, HDPE 10 내지 20 부피부, PEG 5 내지 10 부피부 및 PW 1 내지 10 부피부를 포함할 수도 있다.

본 명세서에서 분말사출성형(Powder Injection Molding, PIM)이라 함은 플라스틱 분야에서 발전된 사출성형 기술과 분말야금 분야에서 발전된 금속 분말 소결 기술이 융합된 기술로서, 절삭가공, 정밀주조, 다이캐스팅, 분말야금 등과 같은 기존 기술로는 제조가 곤란하거나 고비용이 소요되는 고기능 복잡 형상의 정밀부품을 저비용으로 양산 가능하도록 해주는 첨단가공기술을 말한다.

분말사출성형은 분말과 바인더의 혼합공정(Mixing Process) 및 사출성형공정(Injection Molding Process), 탈지공정(Debinding Process), 소결공정(Sintering Process) 등을 포함하며, 성형재료에 따라 금속사출성형(Metal Injection Molding, MIM), 세라믹사출성형(Ceramic Injection Molding, CIM) 등으로 분류된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 분말사출 성형제품을 제조하기 위한 분말사출 성형체 제조방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 티타늄 수소화물 분말과 바인더를 혼합하여 성형혼합물을 수득하는 단계(S110), 성형혼합물을 분말사출하여 성형체를 형성하는 단계(S120), 성형체를 탈지 처리하는 단계(S130), 성형체를 소결 처리하는 단계(S140) 및 성형체를 마스킹(masking)하고 빙초산액에 딥핑(dipping)하여 소정의 표면 색상을 구현하는 단계(S150)를 포함한다.

먼저, 성형혼합물을 수득하는 단계(S110)는 원료로서 티타늄 수소화물 분말과 바인더를 사용한다. 상기 분말사출 성형방법에 사용되는 티타늄 수소화물은 수소화 탈수화법(Hydride-dehydride, HDD)에 의해 제조되는 순도 99.7% 이상의 TiH₂(Titanium hydride)의 상용분말로서, 635메쉬(mesh)의 비교적 동일한 입자 크기를 가진다.

일반적인 분말사출용 티타늄 분말의 입자는 6방정계(hexagonal) 형상을 가지고 평균 20㎛의 입자 크기를 가지는데 반해, 본 발명의 실시예에 적용되는 티타늄 수소화물은 입방체(cubic) 형상을 가지며 평균 8.5㎛의 입자 크기를 가진다. 또한, 티타늄 분말의 단위 부피당 표면적은 0.368[m²/cc]인데 대하여 본 발명의 실시예에 적용되는 티타늄 수소화물의 단위 부피당 표면적은 0.997[m²/cc]이다.

이상의 특징을 가지는 티타늄 수소화물 분말에 의하면 종래의 티타늄(Ti) 분말에 비해 소결체의 밀도를 현저하게 증가시킬 수 있다. 상기 티타늄 수소화물은 소결 시 탈수소 반응에 의해 순수 티타늄 소결체를 생성하게 된다.

상기 바인더로는 LPDP(low density polyethylene), HDPE(high density polyethlene), PEG(polyethylene glycol), PW(parafin wax) 중 적어도 하나를 포함하여 사용한다.

티타늄 수소화물 분말과 바인더는 티타늄 수소화물 분말 40 내지 60 vol.%와 잔량의 바인더의 비율, 보다 바람직하게는 티타늄 수소화물 분말 40 내지 60 vol.%에 대하여 LDPE 10 내지 20 vol.%, HDPE 10 내지 20 vol.%, PEG 5 내지 10 vol.% 및 PW 1 내지 10 vol.%를 혼합하게 되며, 이러한 혼합 과정은 150 내지 200℃의 온도 조건에서 약 2시간 동안 수행된다. 상기와 같은 혼합비에 의할 경우 상기 성형혼합물은 사출성형기 내에서 충분한 유동성을 가질 수 있을 뿐 아니라, 사출 직후 에는 HDPE 및 LDPE에 의해 소결 전 성형혼합물의 강도를 유지할 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이 탈지 과정에서는 PEG가 헥산을 통해 제거되어 상기 성형혼합물에 기공이 형성되면 이를 통해 PW가 제거될 수 있고, 이후 LDPE, HDPE가 순서대로 제거되어 성형체의 형상변형을 최소화할 수 있다.

상기 혼합은 통상의 더블 플래니터리 믹서(Double planetary mixer) 등을 이용하여 수행될 수 있다.

티타늄 수소화물 분말이 40vol.%보다 적은 경우에는 사출 시 유동성은 좋으나 탈지시 장시간이 소요되며, 60vol.%보다 많은 경우에는 사출 시 성형물이 충분한 강도를 가지지 못할 수 있으므로 상기 혼합비를 가지도록 혼합하는 것이 바람직하다.

또한, 혼합이 상기 조건보다 낮은 온도 또는 짧은 시간 동안 이루어지면 바인더가 충분한 유동성을 가지고 혼합되지 않을 수 있으며, 상기 조건보다 높은 온도 또는 긴 시간 동안 이루어지면 저온용 바인더의 경우 혼합 도중에 탈지 현상을 일으킬 수 있으므로 상기 혼합 조건을 유지하는 것이 바람직하다.

이렇게 혼합된 결과, 각 티타늄 수소화물 분말의 입자를 바인더가 감싸고 있는 형태의 혼합물이 수득되는 바, 성형혼합물은 바인더의 상호 결합에 의해 덩어리의 형태를 이룰 수도 있으나 약간의 가압력에 의해 분말 형태(Feed stock)로 쉽게 파쇄된다.

다음으로, 분말사출성형장치를 이용하여 상기 수득된 성형혼합물을 금형 내로 사출하여 소정 형상의 성형체를 얻는다(S120).

분말사출 성형제품을 제조하기 위한 분말사출성형장치는 티타늄 수소화물 분말 공급용 호퍼와 가소화 실린더, 사출용 스크류, 금형 등이 구비된 통상의 구성을 갖는 것으로 사용한다.

분말사출은 350℃의 온도로 상기 성형혼합물이 가열된 상태에서 2000 내지 5000[psi]의 사출 압력으로 상기 성형혼합물을 가압하여 이루어지는 것이 바람직하다.

사출 온도가 350℃보다 낮은 경우에는 성형혼합물의 유동성이 좋지 않아 균일한 사출성형이 이루어지지 않을 수가 있으며, 350℃보다 높은 경우에는 바인더의 기화가 발생할 수 있으므로 상기 조건으로 사출하는 것이 바람직하다.

사출 압력이 2000[psi]보다 낮은 경우에는 성형혼합물이 노즐로부터 원활하게 사출되지 않을 수가 있으며, 5000[psi]보다 높은 경우에는 분말사출성형장치에 과부하가 걸릴 수 있으므로 상기 조건으로 사출하는 것이 바람직하다.

다음의 단계로서, 상기 성형체를 탈지 처리한다(S130).

탈지는 성형체 내에서 티타늄 수소화물 분말의 상호 결속을 위하여 첨가되었던 바인더를 제거하는 공정으로서, 본 실시예에서는 진공로 내에서 열분해 방식으로 탈지가 이루어지며 특히 아르곤(Ar) 등과 같은 소정의 불활성 가스를 포함하는 진공상태(진공도: 10^-3 내지 10^-6 기압)에서 1단계로서 상온(20℃)에서 300℃까지 1℃/hr의 승온 속도로 상기 성형체를 가열한 후 300℃에서 3시간 동안 유지하고, 2단계로서 300℃에서 700℃까지 1℃/hr의 승온 속도로 상기 성형체를 가열한 후 700 ℃에서 3시간 동안 유지함으로써 이루어진다.

탈지 과정을 보다 상세히 보면, 승온 초기 온도 범위에서는 바인더가 탈지되기 위한 통로가 사출 성형체 내에 형성되고, 중간 온도 범위에서는 저온용 바인더의 탈지가 이루어지며, 고온 범위에서는 고온용 바인더의 탈지가 순차적으로 이루어진다. 이러한 측면에서 이상과 같은 온도 범위 내에서 탈지가 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 탈지 과정의 기술적 측면만으로 볼 때에는 승온 속도가 낮을수록 바람직하지만, 승온 속도가 너무 낮게 되면 진공로의 고온 상태를 장시간 유지하여야 하며 그 결과 생산비가 상승되고 조업시간이 증가하게 되므로 원활한 탈지 과정이 이루어지는 조건 하에서 승온 속도를 최대한 높게 유지하는 것이 제조 측면에서 바람직하다. 반면에, 승온 속도가 과도하게 높아지면 탈지 시 성형체의 뒤틀림과 내부크랙, 기공, 부풀어오름 등의 현상이 발생할 수 있으므로 상기 승온 속도로서 탈지가 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 진공로의 승온 속도는 평균적인 의미를 갖는 것으로서, 탈지 과정 동안 일정한 속도로 계속 승온시키는 방식이 될 수도 있으며, 필요에 따라 중간에 승온을 일시 중지하고 고정 온도를 유지하는 과정이 포함되도록 공정을 운용할 수도 있다.

그리고, 탈지 과정에서 온도가 소정 온도(약 500℃)에 도달함에 따라 상기 성형체 내의 티타늄 수소화물이 분해되어 수소 기체가 발생한다. 이러한 수소 기체에 의해 진공로 내에 존재할 수 있는 산소 또는 탄소와 같은 오염물질이 상기 성형 체를 이루게 되는 티타늄으로 접근 및 반응하는 것을 차단하게 된다.

한편, 이상의 탈지 과정에 용매 추출 방식의 탈지 공정을 더 포함시킬 수도 있다. 용매 추출 방식은 사출된 성형물을 용매에 침지시켜 바인더를 용출 제거하는 방식이다. 이때 사용되는 용매는 바인더의 종류에 따라 달라질 수 있으며, 메탄올, 부탄올, 헥산, 다이크로메탄올 등이 사용될 수 있다. 특히, 상기 바인더로서 PEG를 포함하는 경우에는, 사출된 성형체를 50 내지 80℃의 헥산에 3시간 동안 침지시킴으로써 상기 성형체로부터 PEG를 추출하여 제거할 수 있다.

이러한 용매 추출 탈지 공정이 더 포함되는 경우에는, 상기 열분해 탈지 공정의 전(前) 단계로서 거치게 하는 것이 바람직하다.

다음으로, 탈지 처리된 성형체를 소결로 내에서 소결 처리한다(S140).

소결은 아르곤 등의 불활성 가스를 대기로서 포함하는 진공 상태(진공도: 10^-3 내지 10^-6 기압)에서 수행되며, 별도의 소결로 내에서 이루어질 수도 있으며 탈지 공정이 완료된 진공로 내에서 연속적으로 수행되도록 할 수도 있다.

성형체의 소결은 상기 성형체를 700℃에서 1250℃까지 5℃/hr로 가열한 후 1250℃에서 1시간동안 유지하는 과정에서 수행된다. 상기 온도 조건보다 낮은 온도에서는 상기 성형체를 구성하는 티타늄 분말이 소결되어도 충분한 경도를 가지지 못할 수 있으며, 반면 이보다 높은 온도에서는 티타늄 소결 분말이 열 변형을 일으킬 수 있으므로 상기 온도 조건을 유지하는 것이 바람직하다.

이 때, 소결 과정은 상기 온도 조건 하에서 성형체의 특성에 따라 설정되는 소정 시간 동안 이루어지게 된다. 예를 들어, 소결 시간은 수 분 정도로 충분할 수도 있으며, 성형물에 따라서는 2 내지 3시간 정도를 필요로 할 수도 있다.

이상의 티타늄 분말사출 성형체 제조방법의 일 실험예에 따르면, 상기 제조방법에 의해 형성되는 티타늄 성형체는 티타늄 밀도 99%, 경도 HRC 20의 특성을 나타냈다. 이러한 수치는 기존의 주조에 의해 제조된 티타늄 성형체의 경도 및 밀도와 비슷한 값에 해당한다.

한편, 상기 티타늄 분말사출 성형체 제조방법은 상기 소결 처리 단계(S140)로서 종료할 수도 있으나, 이에 더하여 상기 성형체의 표면에 색상을 구현하는 단계(S150)를 더 포함할 수도 있다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 소결된 성형체(10)에 소정 모양의 마스킹(masking, 11)을 행하고, 상기 성형체(10)를 산성용액, 예를 들면 빙초산용액(20)에 딥핑(dipping)하여 통전시킴으로써 성형체(10) 표면에 마스킹(11) 모양을 가지는 산화층을 형성할 수 있다. 이러한 표면 산화층은 색상으로 구현된다. 표면 산화층의 두께는 성형체(10)에 가하는 전류의 양을 조절함으로써 변화시킬 수 있다. 또한, 표면 산화층의 두께 변화에 따라 성형체(10)의 표면 색상을 변화시킬 수 있다.

이상 설명한 방법에 의해 형성되는 분말사출 성형제품은 티타늄의 내식성, 강도, 경도, 내식성, 고유 광택 등의 면에서 우수한 기계적 특성을 나타낼 뿐 아니라 티타늄의 인체에의 무해성으로 인해 다양한 분야에 널리 적용되어 사용될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 티타늄 코팅제품의 제조에 사용되는 코팅방 법은, 도 3에 도시된 바와 같이, 티타늄 수소화물 분말과 바인더를 혼합하여 코팅물질을 수득하는 단계(S210), 대상체의 표면에 코팅물질을 도포하는 단계(S220), 대상체를 탈지 처리하는 단계(S230) 및 대상체를 소결 처리하는 단계(S240)를 포함한다.

코팅물질을 수득하는 단계(S210)은 상기 분말사출 성형체 제조방법의 실시예에서 설명한 성형혼합물 수득 단계(도1의 S110)과 동일하다. 다만, 상기 S110 단계에서는 티타늄 수소화물 분말과 바인더의 혼합물을 성형체를 형성하기 위한 성형혼합물로 이용하였으나, S210 단계에서는 후술하는 바와 같이 상기 혼합물을 대상체 표면에 도포하기 위한 코팅물질로 이용한다.

다음으로, 상기 단계에서 수득한 코팅물질을 코팅하고자 하는 대상체 표면에 도포한다(S220). 도포하는 방법으로는, 통상의 스프레이 장치를 이용하여 상기 코팅물질을 상기 대상체 표면에 분사하는 방법, 상기 대상체를 상기 코팅물질이 담긴 용기에 딥핑(dipping)하는 방법 등에 의한다.

코팅물질의 도포가 완료되면, 상기 대상체에 탈지 처리(S230) 및 소결 처리(S240)를 수행한다. 본 단계에서의 탈지 처리 및 소결 처리는 상기 실시예에서 설명한 성형체 탈지 처리 단계(도 1의 S130) 및 소결 처리 단계(도 1의 S140)의 경우와 동일하다.

한편, 이상의 티타늄 코팅방법에서도, 상기 티타늄 분말사출 성형체 제조방법과 같이, 상기 소결 처리 단계(S240)에 더하여 상기 대상체의 표면에 색상을 구현하는 단계(도면 미도시)를 더 포함할 수도 있다.

이상의 코팅방법에 의해 코팅된 상기 대상체의 경우에도, 상기 실시예에서 설명한 바와 같이, 탈지 처리 내지 소결 처리 과정에서 발생하는 수소기체에 의해 티타늄 표면층의 산화를 방지할 수 있으며 이로 인해 순수 티타늄 입자 간의 결합이 원활하게 이루어짐에 따라 종래의 티타늄 코팅방법에 비해 우수한 기계적 특성을 가지는 티타늄 코팅층을 얻을 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 티타늄 분말사출 성형체 제조방법 또는 티타늄 코팅방법은 휴대폰의 내/외장재, 액세서리, 항공우주용 부품, 의료용 부품, 초정밀 부품, 스포츠용품, 의류용 단추 등의 제품 제조에 사용할 수 있다.

도 4는 상기 방법들이 휴대폰의 내/외장재에 적용된 예를 나타낸 도면으로서, 상기 방법들은 휴대폰(100)의 버튼(110), 렌즈 프레임(120), 케이스(130) 등의 제조에 사용될 수 있다.

도 5는 액세서리의 일례로서 시계를 나타낸 도면이다. 상기에서 설명한 방법들은 시계(200)의 케이스(210), 바늘침(220), 체인(230), 버튼(240) 등의 성형 내지 코팅에 사용될 수 있다.

도 6a 및 도 6b는 의료용 부품을 나타낸 도면으로서, 상기 방법들은 의료용 연결볼트(310), 조인트, 지지부품, 치아보조기구 등의 제조에 사용될 수 있다.

또한, 도 7은 의류용 단추를 나타낸 도면으로서, 상기 방법들은 의류용 단추(410) 기타 장신구의 제조에 사용될 수도 있다.

한편, 티타늄 코팅을 수행하기 위해, 티타늄 수소화물 분말과 소정의 바인더로 이루어지는 코팅물질이 내부에 수용된 코팅용 분무기(sprayer)를 이용할 수도 있다. 상기 코팅용 분무기는 페인팅 스프레이와 같이 일반적으로 사용되고 있는 방식으로 구비될 수 있으며, 이에 의해 원하는 부위에 용이하게 코팅물질을 도포할 수 있다. 티타늄 수소화물 분말과 바인더의 성형혼합물로 이루어진 상기 코팅물질은 상기 실시예에서 설명한 조성비 및 입자 크기를 가지도록 할 수도 있으며, 나노입자의 크기를 가지도록 할 수도 있다. 성형혼합물이 나노입자의 크기를 가지는 경우에는 코팅 후의 향상된 표면 상태를 얻을 수 있다.

또한, 상기 코팅물질은 페이스트(paste) 상태로 구비하고 페인팅 붓 등으로 이를 제품에 도포하는 방식을 취할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 분말사출 성형제품에 의하면 티타늄 수소화물 분말과 소정의 바인더의 혼합물을 사출성형 재료로 사용함으로써 티타늄 산화층의 형성을 방지하여 순수 티타늄 간 결합이 원활하게 이루어지도록 하여 수득되는 티타늄 성형제품의 소결체 제조 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 티타늄 코팅제품에 의하면, 대상체의 코팅재료로서 티타늄 수소화물 분말과 소정의 바인더의 혼합물을 코팅재료로서 사용함으로써 티타늄 코팅 시 산화층의 형성을 방지하여 순수 티타늄 간의 결합이 원활하게 이루어지도록 하여 수득되는 티타늄 코팅층의 제조 성능을 향상시킬 수 있다. 한편, 상기 티타늄 성형체 및 상기 티타늄 코팅층의 표면에 두께가 조절된 산화층을 형성함으로써 티타늄 성형제품 및 티타늄 코팅층의 색상 변화를 얻어낼 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 티타늄 코팅용 분무기 및 티타늄 코팅용 페이스트에 의하면, 티타늄 수소화물 분말과 바인더의 혼합물로 이루어진 코팅물질을 편리하게 제품에 도포할 수 있게 된다.

Claims (13)

1. 분말사출 성형제품에 있어서,

   티타늄 수소화물 분말 40 내지 60 부피부, LDPE(low density polyethylene) 10 내지 20 부피부, HDPE(high density polyethylene) 10 내지 20 부피부, PEG(polyethylene glycol) 5 내지 10 부피부 및 PW(paraffin wax) 1 내지 10 부피부를 150 내지 200℃의 온도조건에서 2시간 동안 균질하게 혼합하여 이루어진 성형혼합물을 수득하고,

   분말사출성형장치로 상기 성형혼합물을 2000 내지 5000 psi의 압력으로 사출하여 성형체를 형성하고,

   상기 성형체를 불활성 가스를 포함하는 10^-3 내지 10^-6 기압의 진공도 하에서 1단계로서 상온(20)℃에서 300℃까지 1℃/hr의 승온 속도로, 2단계로서 300℃에서 700℃까지 1℃/hr의 승온 속도로 가열하여 탈지 처리하고,

   상기 탈지 처리된 성형체를 불활성 가스를 포함하는 진공상태에서 상기 성형체를 700℃에서 1250℃까지 5℃/hr로 소결 처리하여 제조되는 것을 특징으로 하는 분말사출 성형제품.
2. 제1항에 있어서,

   상기 소결 처리된 성형체를 마스킹(masking)한 후 산성용액에 딥핑(dipping)하여 통전시켜 산화층을 형성함으로써 표면 색상이 구현된 것을 특징으로 하는 분말사출 성형제품.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 성형체는 휴대폰 내/외장재를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말사출 성형제품.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 성형체는 액세서리, 의료용 부품, 항공우주용 부품, 초정밀 부품, 스포츠용품, 의류용 단추 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말사출 성형제품.
5. 티타늄 코팅제품에 있어서,

   티타늄 수소화물 분말 40 내지 60 부피부, LDPE(low density polyethylene) 10 내지 20 부피부, HDPE(high density polyethylene) 10 내지 20 부피부, PEG(polyethylene glycol) 5 내지 10 부피부 및 PW(paraffin wax) 1 내지 10 부피부를 150 내지 200℃의 온도조건에서 2시간 동안 균질하게 혼합하여 이루어진 코팅물질을 수득하고,

   대상체의 표면에 상기 코팅물질을 도포하고,

   상기 코팅물질이 도포된 대상체를 불활성 가스를 포함하는 진공상태에서 1단계로서 상온(20)℃에서 300℃까지 1℃/hr의 승온 속도로, 2단계로서 300℃에서 700℃까지 1℃/hr의 승온 속도로 가열하여 탈지 처리하고,

   상기 탈지 처리된 대상체를 불활성 가스를 포함하는 소정의 진공상태에서 상기 성형체를 700℃에서 1250℃까지 5℃/hr로 소결 처리하여 형성되는 것을 특징으로 하는 티타늄 코팅제품.
6. 제5항에 있어서,

   상기 소결 처리된 제품을 마스킹(masking)한 후 산성용액에 딥핑(dipping)하여 통전시켜 산화층을 형성함으로써 표면 색상이 구현된 것을 특징으로 하는 티타늄 코팅제품.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서,

   상기 제품은 휴대폰 내/외장재를 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 코팅제품.
8. 제5항 또는 제6항에 있어서,

   상기 제품은 액세서리, 의료용 부품, 항공우주용 부품, 초정밀 부품, 스포츠용품, 의류용 단추 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 티타늄 코팅제품.
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