KR100825831B1 - Single crystal accessory manufacturing method and the single crystal accessory - Google Patents
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- C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
- C30B15/14—Heating of the melt or the crystallised materials
Abstract
Description
도 1 - 본 발명의 일실시예에 따른 단결정 장신구의 제조방법을 나타낸 모식도.1 is a schematic diagram showing a method of manufacturing single crystal ornaments according to an embodiment of the present invention.
도 2 - 본 발명의 다른 실시예에 따른 단결정 장신구의 제조방법을 나타낸 모식도.Figure 2-Schematic diagram showing a method of manufacturing single crystal ornaments according to another embodiment of the present invention.
도 2 - 본 발명의 실시예에 따라 육성된 단결정 및 이를 가공한 단결정 장신구에 대한 사진을 나타낸 도.2 shows a photograph of single crystals grown according to an embodiment of the invention and single crystal ornaments processed therefrom.
<도면에 사용된 주요부호에 대한 설명><Description of Major Symbols Used in Drawings>
10 : 육성된 단결정 20 : 결합홀10: grown single crystal 20: bonding hole
30 : 문양 40 : 보석30: Glyph 40: Gem
100 : 와이어컷 200 : 와이어드릴기100: wire cut 200: wire drill
300 : 연마브로셔300: polishing brochure
본 발명은 단결정 장신구의 제조방법 및 그 단결정 장신구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단결정 육성 방법을 이용하여 단결정을 성장시킨 후, 제조된 단결정을 이용하여 장신구의 형상으로 가공시켜 단결정 장신구를 형성시키는 단결정 장신구 제조방법 및 그 단결정 장신구에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing single crystal ornaments and single crystal ornaments thereof. More particularly, single crystals are grown by using a single crystal growing method, and then processed into the shape of ornaments using the prepared single crystals to form single crystal ornaments. The present invention relates to a method for producing jewelry and to single crystal jewelry.
일반적으로 단결정은 어떤 고체 안에 존재하는 원자·이온·분자가 규칙적인 배열을 가지는 것으로, 전체적으로 내부 원자 배열이 규칙적이면서 완전한 구조를 갖는 것을 말한다. 이러한 단결정은 내부 원자의 규칙적인 배열에 의해 광택이 뛰어나고 깊은 색채감을 느낄 수 있으며, 격자결함이 없고 광택이 오래가게 된다. 또한 구조가 빈틈없이 완벽하므로 일반금속보다 더 단단한 성질을 가지고 있다.In general, single crystals have a regular arrangement of atoms, ions, and molecules in a solid, and their internal atomic arrangements have a regular and complete structure. Such a single crystal has a high gloss and deep color due to the regular arrangement of internal atoms, and there is no lattice defect and the gloss lasts long. In addition, since the structure is perfect, it is harder than ordinary metal.
이러한 금속 단결정 중에 특히 은(Ag)으로 이루어진 단결정은 일반금속으로써 은에 비해 아주 우수한 특성을 지닐 것으로 예상되고 있다. 특히 시중에 파는 은 목걸이나 은 반지 등의 장신구의 경우에 일정 시간이 지나면 변색되거나 움푹파이는 등 변형이 쉽게 일어나는 단점이 있다. 이러한 은 장신구 등을 주물이 아닌 은 단결정 성장에 의한 은 단결정 장신구를 만든다면 특히, 단결정의 장점인 변색이 없으며, 광택이 오래가고 단단함을 유지할 수 있어 종래의 이러한 문제점을 해결할 수 있게 되는 것이다.Among these metal single crystals, in particular, single crystals made of silver (Ag) are expected to have very excellent characteristics as compared to silver as a general metal. In particular, in the case of jewelry such as silver necklaces or silver rings sold on the market there is a disadvantage that the deformation easily occurs such as discoloration or pitted after a certain time. When the silver single crystal ornaments are produced by the growth of silver single crystals, which are not castings, such as silver ornaments, in particular, there is no discoloration which is an advantage of the single crystal, and the gloss can be maintained for a long time and can be solved.
특히 종래의 순금이나 순은의 경우에는 무른 성질이 있어 외압에 의해 형태가 변형되어 섬세한 문양을 형성시키거나 다른 보석을 결합할 수가 없어 그 심미감이 떨어지게 되어 수요자의 다양한 욕구를 충족시키지 못하는 단점이 있다.Particularly, in the case of conventional pure gold or pure silver, it has a soft property, so it is deformed by external pressure to form a delicate pattern or cannot combine other gemstones, resulting in a lack of aesthetics, thereby failing to satisfy various needs of consumers. .
따라서, 본 발명은 상기한 종래기술들의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것 으로서, 종자결정을 사용하여 금속 단결정을 육성한 뒤 가공하여 금속 단결정을 각종 장신구의 형상으로 가공하여 단결정 장신구를 제조시키기 위한 단결정 장신구 제조방법 및 그 단결정 장신구를 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems of the prior art, the seed crystals are used to grow the metal single crystal and then processed to process the metal single crystal into the shape of various ornaments to produce single crystal ornaments An object of the present invention is to provide a method for producing jewelry and single crystal jewelry.
상기한 목적 달성을 위해 본 발명은, 금 또는 은을 성장도가니에 수용시키고, 성장도가니에 수용된 금 또는 은을 가열하여 용융시킨 후, 결정구조를 가진 종자결정을 시드로 이용하여 초크랄스키 또는 브리지만 방법에 의해 단결정을 성장시키는 단결정육성단계와; 상기 육성된 단결정을 절단하여 1차 외형을 형성시키는 1차외형형성단계와; 상기 1차 외형 형성 후 2차 외형을 형성시키는 2차외형형성단계와; 상기 2차 외형 형성 후 표면을 연마시키는 표면연마단계와; 상기 표면 연마 후 표면에 문양을 형성시키는 문양형성단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 단결정 장신구 제조방법 및 이에 의해 제조된 단결정 장신구를 기술적 요지로 한다.In order to achieve the above object, the present invention, after receiving the gold or silver in the growth crucible, by heating and melting the gold or silver contained in the growth crucible, using a seed crystal having a crystal structure as a seed Czochralski or bridge A single crystal growing step of growing the single crystal by the Bay method; A first outer shape forming step of cutting the grown single crystal to form a first outer shape; Forming a second outer shape after forming the first outer shape; A surface polishing step of polishing the surface after forming the secondary outline; The pattern forming step of forming a pattern on the surface after the surface polishing; and the single crystal ornaments manufacturing method characterized in that it comprises a and the single crystal ornaments produced thereby are the technical gist.
또한, 상기 1차외형형성단계는, 상기 육성된 단결정으로부터 원판, 원통 또는 직육면체의 형상으로 가공시키는 것이 바람직하며, 또한, 이는 와이어컷 또는 선반가공에 의해 소정 형상으로 가공되는 것이 바람직하다.In addition, the primary shape forming step is preferably processed into the shape of a disk, cylinder or rectangular parallelepiped from the grown single crystal, and it is also preferably processed into a predetermined shape by wire cut or lathe processing.
또한, 상기 2차외형형성단계는, 링, 반원링 또는 사각면체 형상으로 가공시키는 것이 바람직하며, 또한, 이는 와이어컷, 선반가공 또는 패턴을 가진 금형을 이용한 프레스 가공 중에 하나의 방법에 의해 소정 형상으로 가공되는 것이 바람직하다.In addition, the secondary shape forming step, it is preferable to process into a ring, semi-circular ring or rectangular parallelepiped shape, furthermore, it is a predetermined shape by one method during the wire cut, lathe processing or press working using a mold having a pattern. It is preferable to be processed into.
또한, 상기 문양형성단계는, 음각 또는 양각문양으로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 문양에는 보석이 결합되는 것이 바람직하다.In addition, the pattern forming step, it is preferable that the intaglio or embossed pattern is formed, it is preferable that the jewelry is coupled to the pattern.
또한, 상기 2차외형형성단계 후에 전후로 관통하는 결합홀을 형성시켜 목걸이나 팔찌, 귀걸이 등에 결합할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to form a coupling hole penetrating back and forth after the secondary appearance forming step to be coupled to a necklace, bracelet, earrings, and the like.
이에 따라, 단결정 고유의 특성인 뛰어난 광택 및 색채감, 그리고 일반금속보다 더욱 단단한 성질을 이용하여 육성된 단결정으로부터 단결정 장신구를 제조한 것이며, 기존의 귀금속을 대체할 수 있을 뿐만 아니라, 색다른 미감의 표출이 가능한 이점이 있다.As a result, single crystal ornaments are manufactured from single crystals grown by using the excellent gloss and color, which are inherent in single crystals, and harder properties than ordinary metals, and not only replace existing precious metals, but also display different tastes. There is a possible advantage.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
먼저, 육성하고자 하는 금속 덩어리(금, 은)를 성장도가니(BN도가니, 석영도가니, 흑연도가니, 알루미나도가니 등)에 넣어서, 상기 금속덩어리가 포함되어 있는 성장도가니를 유도코일을 이용한 유도가열 또는 탄소히터를 이용하여 상기 금속덩어리를 용융시킨다. 본 발명에서는 성장도가니로 흑연도가니를 사용하거나 또는 흑연도가니를 외부도가니로 사용하고 BN도가니, 석영도가니, 알루미나도가니 중 하나를 내부도가니로 사용하는 이중 구조도가니를 이용하였다.First, a metal mass (gold, silver) to be grown is put in a growth crucible (BN crucible, quartz crucible, graphite crucible, alumina crucible, etc.), and the induction heating or carbon using the induction coil is used as a growth crucible containing the metal mass. The metal mass is melted using a heater. In the present invention, a graphite crucible is used as a growth crucible, or a double crucible using a graphite crucible as an external crucible and one of a BN crucible, a quartz crucible, and an alumina crucible is used as an inner crucible.
본 발명에서는 은 단결정을 육성하는 방법에 대해 상세히 기술하기로 한다.In the present invention, a method for growing a silver single crystal will be described in detail.
여기서 은이 탄소와 화학적 결합을 하지 않으므로 성장도가니를 흑연도가니 또는 외부도가니가 흑연도가니인 이중 구조도가니를 사용하였다. 성장도가니를 발 열체로 사용하는 이유는 금속 단결정이 육성되어지면서 도가니에 잔류한 용융상태의 덩어리 양이 감소되는 경우에 유도 가열의 온도 조절이 어렵다는 것이다. 그래서 성장도가니를 발열체로 사용하여 도가니 자체의 온도를 제어하는 것이 금속단결정을 육성하는데 용이하다는 것이다. 성장도가니와 일반 은은 RF코팅을 이용하여 금속의 녹는점까지 유도가열한다. 은의 녹는점이 962℃이므로 녹는점보다 30℃ 정도 높은 온도까지 가열하여 은을 완전히 녹인다.Since silver does not chemically bond with carbon, a growth crucible was used as a graphite crucible or a double structure crucible in which an external crucible is a graphite crucible. The reason why the growth crucible is used as a heating element is that it is difficult to control the temperature of induction heating when the metal single crystal is grown and the amount of lumps in the molten state remaining in the crucible is reduced. Therefore, controlling the temperature of the crucible itself by using the growth crucible as a heating element is easy to cultivate the metal single crystal. Growth crucibles and ordinary silver are inductively heated to the melting point of the metal using RF coating. Since the melting point of silver is 962 ℃, it is completely dissolved by heating it to a temperature about 30 ℃ higher than the melting point.
그리고 원하는 결정구조를 지닌 종자결정을 제조하여 초크랄스키 방법에 의해 단결정 시드를 육성시키게 되는 바, 종자결정인 단결정 시드는 (100), (110), (111) 방향으로 막대모양으로 각각 제조하였다. 또한 은 단결정을 육성하기 위해 성장온도는 1000℃~900℃의 범위 내에서 실시하였고, 액상의 온도를 0.1~1℃/min 정도 조절해가면서 성장시키는 종자결정인 단결정 시드를 이용한 초크랄스키 방법으로 은의 고순도 단결정을 육성한다.And seed crystals having a desired crystal structure were prepared to grow single crystal seeds by the Czochralski method, and seed crystal single crystal seeds were prepared in the shape of rods in the directions of (100), (110), and (111), respectively. In addition, the growth temperature was carried out in the range of 1000 ℃ to 900 ℃ to grow the silver single crystal, by using the Czochralski method using a single crystal seed, which is a seed crystal that grows while controlling the liquid temperature about 0.1 ~ 1 ℃ / min Foster high purity single crystals of silver.
상기에서는 초크랄스키 방법에 의해 단결정을 육성하는 방법에 대해 설명하였으나 브리지만 방법에 의해 단결정을 형성하여도 무방하다.In the above, the method for growing the single crystal by the Czochralski method has been described, but the single crystal may be formed by the Bridgman method.
다음은 육성된 단결정(10)을 이용하여 장신구를 제조하여야 하는 바, 상기 육성된 고순도 단결정을 와이어컷(wire-cut)(100) 가공을 하기 위한 공정으로 방전가공 또는 선반가공을 실시하여 원하는 두께의 원판형상, 원통형상 또는 직육면체 형상의 조각으로 절단시킴으로써 1차 외형을 형성시키게 된다. 여기에서 최종적으로 만들고자 하는 장신구의 디자인에 따라 이에 근접한 외형으로 형성시키게 되는데, 원판형상이나 원통형상의 경우에는 최종 장신구의 형상이 원형, 반원형, 링형, 반링형 또는 얇으면서도 각종 복잡한 디자인인 경우에 1차 외형으로써 형성시키게 된다. 그리고 직육면체 형상의 경우에는 최종적으로 만들고자 하는 장신구의 디자인이 사각면체이거나 이와 유사한 형상인 경우에 1차 외형으로써 형성시키게 된다.Next, to produce jewelry using the grown single crystal (10), the process for the wire-cut (100) processing of the grown high-purity single crystal to the desired thickness by performing electrical discharge machining or turning The primary outer shape is formed by cutting into a disc, cylindrical, or cuboid shaped piece of. According to the design of the ornaments to be finally made here, it is formed in a shape close to this. In the case of a disc shape or a cylindrical shape, the shape of the final ornament is round, semi-circular, ring, semi-ring or thin but various complex designs are primary. It is formed by the appearance. In the case of a rectangular parallelepiped shape, when the design of the ornament to be finally made is a rectangular parallelepiped or a similar shape, it is formed as a primary appearance.
또한 원판 형상의 조각의 두께는 제조하고자 하는 장신구의 너비에 의존하여 결정되어지게 되는데, 만약 장신구로써 반지를 제조할 경우에는 최종 디자인을 고려하여 적절한 두께로 절단시킨다.In addition, the thickness of the disc-shaped piece is determined depending on the width of the jewelry to be manufactured. If the ring is manufactured with jewelry, it is cut to an appropriate thickness in consideration of the final design.
이와 같이 육성된 단결정(10)으로부터 1차로 외형이 형성시킨 후, 본 발명의 일실시예로써 오픈된 링형의 펜던트를 제조하는 경우를 살펴보고자 한다.After the outer shape is formed primarily from the
도 1에 도시한 바와 같이 종자결정인 단결정 시드로부터 육성된 단결정(10)을 와이어컷(wire-cut)(100)으로 원판형상의 조각으로 절단한 다음, 원판형상의 조각을 외부 몰더를 사용하여 고정시킨 후, 와이어컷(wire-cut)(100) 방전가공을 이용하여 2차로 펜던트의 외형을 형성시킨다. 여기에서 대량 생산을 위해 다수개의 원판형상의 조각을 외부 몰더에 고정시키거나 또는 고정대에 전도성 접착제로 고정하여 다수개의 원판형상의 조각을 동시에 와이어컷(wire-cut)(100) 방전가공을 수행함으로써 대량의 펜던트를 일시에 제작할 수 있도록 한다.As shown in Fig. 1,
또한 이러한 와이어컷(wire-cut)(100)에 의한 방전가공뿐만 아니라, 원판형상의 조각을 원하는 패턴이 형성된 금형 상면에 위치시킨 후 프레스 가공함에 의해 상기 금형의 패턴 형상과 동일한 장신구가 가공되는 것이다. 링형상의 패턴이 형성된 금형의 경우에는 링형상의 장신구가 형성되며, 사각형상의 패턴이 형성된 금형의 경우에는 사각형상의 장신구가 형성될 것이다. 또한, 선반가공에 의해 소정 형 상으로 형성시킬 수도 있다.In addition to the electrical discharge machining by the wire-cut (100), the same shape as the pattern shape of the mold is processed by placing the disk-shaped pieces on the upper surface of the mold formed with the desired pattern and then press working. . Ring-shaped ornaments are formed in the case of the ring-shaped pattern, and square ornaments are formed in the case of the metal-shaped mold. Moreover, it can also form in a predetermined shape by lathe processing.
그리고 펜던트로써 목걸이나 팔찌 줄에 결합하기 위해 2차 외형을 형성시킨 후 와이어드릴기(200)를 이용하여 전후로 관통하는 결합홀(20)을 형성시킨다.And after forming the secondary shape to be coupled to the necklace or bracelet string as a pendant to form a
그리고, 장신구의 외형 형성이 완료되면, 장신구의 표면을 연마브러셔(300)로 연마하여 단결정 고유의 광택이 나도록 한다.When the external appearance of the jewelry is completed, the surface of the jewelry is polished with the
또한 연마작업이 끝나면 펜던트의 외표면에 수요자의 필요에 의해 양각이나 음각 문양(30)을 더 형성시킬 수 있으며, 이러한 문양형성방법은 미세 레이저 가공이나 수공예에 의해 구현될 수 있다. 또한 이러한 음각 문양이나 양각 문양(30)에는 다양한 색채의 보석(40) 즉, 다이아몬드 등의 천연보석이나 합성보석, 인조보석 등을 결합시킬 수도 있으며, 이러한 보석(40)의 결합방법은 종래의 귀금속 가공시 일반적으로 행하는 방식으로 보석이 들어갈 자리를 가공한 후, 보석의 가장 넓은 부분인 거들(girdle)을 잡아주는 방식으로 고정시키거나, 접착제를 이용하여 접착시키는 방식을 사용한다.In addition, after the polishing operation, the embossed or engraved
도 1은 이러한 단결정 장신구로써 오픈된 링형 펜던트의 제조공정을 도식화한 것이고, 도 2는 다른 실시예로써 사각면체형 펜던트의 제조공정을 도식화한 것이이다. 사각면체형 펜던트의 경우에는 육성된 단결정(10)을 직육면체 형상으로 절단하여 1차 외형을 형성시키고, 이를 이용하여 최종 형상인 2차 외형을 형성시킨다. 도 3은 실제 은 단결정과 이를 가공하여 사각면체형, 오픈된 링형 그리고 링형의 펜던트를 제조한 사진을 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a manufacturing process of a ring-shaped pendant opened with such single crystal ornaments, and FIG. 2 is a diagram illustrating a manufacturing process of a tetrahedron-shaped pendant according to another embodiment. In the case of a rectangular parallelepiped pendant, the grown
본 발명은 상기의 실시예에 국한되지 않으며, 2차 외형 형성시 원하는 디자 인의 장신구를 다양하게 형성시킬 수 있으며, 단결정으로 이루어진 펜던트, 반지, 귀걸이, 머리핀, 단추, 각종 악세사리의 제조가 가능한 것이다. 이에 의해 단결정의 특성으로써 우수한 광택 및 깊은 색감, 변색이 되지 않는 점, 단단함이 뒷받침되어 기존의 귀금속을 대체할 수 있을 뿐만 아니라, 색다른 미감의 표출이 가능한 이점이 있다.The present invention is not limited to the above embodiments, and can form various ornaments of the desired design when forming the secondary appearance, and it is possible to manufacture pendants, rings, earrings, hairpins, buttons, and various accessories made of single crystals. As a result of the characteristics of the single crystal, excellent gloss and deep color, no discoloration, and firmness are supported to replace the existing precious metals, and there is an advantage of expressing a different taste.
또한, 상기의 방법으로 제조된 링 형상의 반지의 경우에는 인체 건강에 도움이 되는 보조적 역할로서 활용되어 질 수도 있다. 반지 형상에서 금속 원자가 일방향으로 구성된 단결정 반지의 경우는 일반 금속 반지보다 링 형상 내부에 흐르는 전류에 대해 유도되는 자기장의 변화 또는 이러한 자기장의 변화에 유도되는 에디커런트(eddy current)가 더 증가할 것이다. 결정구조가 일방향인 단결정 반지의 경우 구조적 안정화로 인해 전류의 방해요소가 감소되어 링형상에서 유도되는 전류의 양은 일반 링 형상의 반지보다 크게 나타난다는 것이다.In addition, in the case of a ring-shaped ring manufactured by the above method may be utilized as an auxiliary role to help human health. In the case of a single crystal ring in which the metal atoms are unidirectional in the ring shape, the change in the magnetic field induced by the current flowing inside the ring shape or the eddy current induced by the change in the magnetic field will increase more than in the general metal ring. In the case of a single crystal ring with a unidirectional crystal structure, the disturbance of the current is reduced due to structural stabilization, so that the amount of current induced in the ring shape is larger than that of a general ring shape ring.
따라서 단결정 반지에서 생성되는 에디커런트(eddy current)의 양은 인체의 혈류 흐름을 원활하도록 자극하여 주고, 이러한 혈류의 변화로 인해 생체 자기적 변화가 시간에 따라 축적이 되면 일반사람보다 혈류의 변화가 활동성이 있을 것이다. 혈류의 흐름이 일정하고 항상 활동적이면 인체의 건강에 도움이 된다는 것은 현재의 의학과 잘 일치하고 있는 것이다.Therefore, the amount of eddy current generated in the single crystal ring stimulates the body's blood flow smoothly, and when the biomagnetic change accumulates with time due to the change of blood flow, the change of blood flow is more active than the general person. Will be there. Consistent with current medicine, it is conducive to the health of the human body if the flow of blood is constant and always active.
상기 구성에 의한 본 발명은 단결정 고유의 특성인 뛰어난 광택 및 색채감, 그리고 일반금속보다 더욱 단단한 성질을 이용하여 육성된 단결정으로부터 단결정 장신구를 제조한 것이며, 기존의 귀금속을 대체할 수 있을 뿐만 아니라, 색다른 미감의 표출이 가능한 효과가 있다.The present invention by the above configuration is to produce a single crystal ornaments from single crystals grown using the excellent gloss and color, and the harder properties than ordinary metals, which are inherent to single crystals, and can replace existing precious metals, It is possible to express the sense of beauty.
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KR101717922B1 (en) * | 2016-03-08 | 2017-03-20 | 안은경 | Method for manufacturing a ring |
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