KR101040768B1 - 다기공 소결 발향체의 건식 도금방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다기공 소결 발향체의 건식 도금방법을 개시한다.

본 발명은 파우더 상태의 금이나 은으로 된 순수금속 분말을 소결 성형하는 소결체 성형단계와; 상기 소결체를 용융 온도 보다 10~50% 낮은 온도 분위기의 조건에서 가열하고, 이를 에칭액에 침지시켜 상기 소결체 표면의 결정입자 배열 변화를 유도하는 전처리단계와; 상기 결정입자의 배열이 변화된 소결체의 표면에 대하여 산화와 변색이 방지되게 건식도금을 실시하는 도금단계로 구성된다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 금이나 은과 같은 순수금속으로 된 파우더를 소결 성형한 소결체를 에칭액에 침지시켜 결정입자의 배열을 변화시킨 뒤 건식도금을 실시하는 것에 의해 결과적으로 소결 발향체의 표면에 대한 안정된 건식도금막 형성이 가능하므로 순수금속으로 된 제품의 상품가치를 높일수 있는 산업상 유용한 효과가 기대된다

발향, 방향, 소결, 다공, 금속

Description

다기공 소결 발향체의 건식 도금방법{FRAGRANCE EMITTING AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 금속 분말을 소결하여 된 소결체에 대한 도금방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 은이나 금과 같은 순수 금속을 소결하여 된 소결체에 대하여 장기간 동안 안정되고 견고한 도금막 상태를 유지할 수 있는 건식도금을 가능하게 하여 상품가치를 높일 수 있는 다기공소결발향체의건식 도금방법에 관한 것이다.

일반적으로 방향성을 갖는 금속은 다공성 금속 소결체에 일정량의 향료를 주입시켜 그 내부에 함침되도록 함으로써 서서히 발향이 이루어지도록 한 것으로서, 주로 소비자들의 시각적인 만족감을 주는 팬시 제품이나 악세사리 및 문구류 등의 재료로 사용된다.

종래 기술에 따른 다공성 금속 소결체는 평균입도가 100㎛ 이상인 금속분말을 100∼600Mpa 압력하에서 상온 가압하여 예비 소결체를 제조하고, 이때 10∼20%의 기공율을 갖도록 900℃∼1400℃ 범위의 온도에서 120분 이하 시간동안 소결함에 따라 다공 금속 소결체를 성형하였다.

이렇게 성형된 상기 다공 금속 소결체의 기공으로 진공상태에서 향료를 강제 침투시키는 과정을 통해 방향성 금속을 제조하였다.

그러나, 종래 기술에 따른 다공성 금속 소결체는 평균입도가 100㎛ 이상인 금속분말을 원재료로 하여 가압 소결함에 따라 큰 입도를 갖는 금속분말로 인하여 표면이 미려한 제품의 제조가 곤란하여 상품성을 높이는데 한계가 있는 단점이 있었다.

또한, 상기 금속분말을 가압 소결하여 성형되는 소결체는 20%이하의 기공율을 갖게 되며, 이와 같은 기공율을 갖는 금속 소결체에 향료를 침투시키기 위한 작업은 반드시 진공상태에서 이루어져야 향료의 효율적인 침투가 가능하게 되어 단시간내에 향료를 침투시키는 것이 불가능하고 아울러 사용 중 향료 리필(refell)이 용이하지 못한 단점으로 인해 결과적으로 소비자의 다양한 욕구를 충족시키는데 한계가 있는 문제점이 있었다.

특히, 종래의 소결체는 반드시 금속분말을 틀(금형)에 넣은 상태에서 프레스로 가압한 다음 그 물질의 녹는점에 가까운 온도로 가열하여 분말이 서로 접합 면에서 접합이 이루어지도록 하거나 일부가 증착되게 하여 한 덩어리가 되게 하여 성형되는 것이므로 제조과정이 복잡할 뿐만 아니라 상품 별로 그 외형을 형성하는 고가의 틀(금형)을 제작해야 하므로 소량 생산시에는 상대적으로 제조단가가 높아지는 폐단이 있으며, 이로 인해 악세사리나 팬시제품과 같이 소비자의 취향에 따라 시시각각 유행이 바뀌는 상품의 제조방법으로는 부적합한 문제점이 있었다.

또한, 상기 금속 소결체는 표면이 거칠고 내구성이 취약하여 외부로부터의 충격이나 낙하로 인해 쉽게 파손되는 단점으로 인해 결과적으로 상품에 대한 소비자의 불만이 가중되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자 본 출원인은 특허등록 제0851730호를 통해 ′다기공 발향체 및 그 제조방법′을 등록받은 바 있다.

본 출원인이 선출원 한 다기공 발향체의 제조방법은, 적어도 일면이 외부로 노출되게 수용공간을 형성한 상품틀을 준비하는 준비단계와, 상기 상품틀의 내부에 고체분말을 채워넣는 충진단계와, 상기 고체분말을 용융 온도 이하로 가열하여 상품틀과 접합되는 다공성 발향부를 얻는 성형단계와, 상기 발향부의 산화와 변색이 방지되게 도금을 실시하는 도금단계와, 상기 다공성 발향부에 향료를 침투시키는 침투단계로 구성된다.

그러나, 본 출원인이 선출원한 소결체는 표면의 거칠기를 저감시키면서 내구성 향상을 기대할 수 있으나, 악세사리 용으로 주로 사용되는 금이나 은과 같은 순수금속에 대해서는 도금막을 장기간 안정되게 유지시킬 수 있는 건식도금에 의한 도금막 성형이 불가능한 문제점이 있었다.

즉, 알려진 바와 같이, 습식도금은 금속의 종류에 상관없이 폭넓게 도금을 실시할 수 있는 용이성이 있으나, 도금막이 쉽게 벗겨지는 단점으로 인해 2~3 개월 정도 시간이 경과하면 도금막 박리 현상으로 인해 고가의 악세라리류 등에는 사용하기 부적합한 단점이 있을 뿐만 아니라 습식 도금과정에서 도금액에 의한 소결체의 기공을 차단하는 현상으로 인해 발향성을 크게 저하시켜 상품가치를 떨어뜨리는 문제점이 있다.

또한, 건식도금은 도금공정이 비교적 까다로우나 도금막 상태가 우수하여 장기간에 걸쳐서도 안정된 도금막 상태를 유지할 수 있는 장점이 있으나, 은이나 금과 같은 순수금속에는 도금막 형성이 곤란한 단점이 있어 주로 합금류에 적용되고 있는 실정이다.

이러한 이유로 종래에는 합금재에 대하여 건식도금을 실시하고 있는 실정이며, 은이나 금과 같은 순수금속에 대해서는 건식도금이 불가한 이유로 도금을 실시하지 않고 있어 결과적으로 금이나 은으로 된 제품은 주기적으로 표면광택을 해주어야 할 뿐만 아니라 취급시 상당한 주의를 기울여야 하는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 금이나 은과 같은 순수금속으로 된 소결체에 대하여 미세기공을 차단하지 않는 하지작업 후 건식도금막을 형성시킬 수 있도록 하여 상품가치를 높일 수 있는 다기공소결발향체의건식 도금방법을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 다기공 소결 발향체의 건식 도금방법은 파우더 상태의 금이나 은으로 된 순수금속 분말을 소결 성형하는 소결체 성형단계와; 상기 소결체를 용융 온도 보다 10~50% 낮은 온도 분위기의 조건에서 가열하고, 이를 에칭액에 침지시켜 상기 소결체 표면의 결정입자 배열 변화를 유도하는 전처리단계와; 상기 결정입자의 배열이 변화된 소결체의 표면에 대하여 산화와 변색이 방지되게 건식도금을 실시하는 도금단계로 수행되는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 에칭액은 저온 용해 금속인 신주,주석,아연 중 적어도 어느 하나를 포함하는 용액이고, 에칭액의 온도는 300℃ 미만인 것에 있다

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 전처리단계에서 상기 소결체의 기공율에 따라 소결체에 대한 가열과 냉각을 수회 반복하는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 전처리단계를 거친 소결체에 대하여 도금입자를 고온으로 분사하여 1㎛ 이하의 도금막을 형성하여 된 것에 있다.

삭제

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따른 다기공 소결 발향체의 건식 도금방법, 금이나 은과 같은 순수금속으로 된 파우더를 소결 성형한 소결체를 에칭액에 침지시켜 결정입자의 배열을 변화시킨 뒤 건식도금을 실시하는 것에 의해 결과적으로 소결 발향체의 표면에 대한 안정된 건식도금막 형성이 가능하므로 순수금속으로 된 제품의 상품가치를 높일수 있는 산업상 유용한 효과가 기대된다

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 다기공 소결 발향체의 건식 도금방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 다기공 소결 발향체의 건식 도금방법을 나타낸 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 다기공 소결 발향체의 제조공정을 설명하기 위한 모식도이다.

이에 나타내 보인 바와 같이, 본 발명에 따른 다기공 소결 발향체의 건식 도금방법은, 파우더 상태의 금이나 은으로 된 순수 금속분말(25)을 소결 성형하는 소 결체 성형단계(s10)와, 상기 소결된 소결체(20)를 용융 온도 보다 10~50% 낮은 온도 분위기의 조건에서 가열하고, 이를 에칭액(30)에 침지시켜 상기 소결체(20) 표면의 결정입자 배열 변화를 유도하는 전처리단계(s20)와, 상기 결정입자의 배열이 변화된 소결체(20)의 표면에 대하여 산화와 변색이 방지되게 건식도금을 실시하는 도금단계(s30)로 이루어진다.

소결체 성형단계(s10)는, 금형(10)의 내부에 금 또는 은으로 된 순수금속의 파우더 즉, 금속분말(25)을 채워 넣고, 이를 용융 온도 이상으로 가열하여 다공성 소결체(20)를 성형한다. 이때의 상기 금형(10)은 성형하고자 하는 성형품에 대응되는 성형공간인 캐비티를 형성하고 있는 것으로 공지의 기술에 의해 실시되어도 무방하므로 상세한 설명은 생략한다. 또한, 상기 고체분말(25)은 바람직한 실시예로서 귀금속재로 널리 활용되면서 가공이 용이한 은·금·주석·신주 등이 사용되며, 이러한 고체분말(25)은 상기 금형(10)의 성형공간인 캐비티 내에서 넘치지 않을 정도로 적당량 채워진 상태에서 고온 즉, 고체분말(25)이 완전히 용융되지 않을 정도의 조건하에서 일정시간 가열되는 것에 의해 소결체(20)로 형성된다.

전처리단계(s20)는, 상기 소결체(20)를 용융 온도 보다 낮은 온도로 가열하고 이를 에칭액(30)에 침지시켜 냉각시킴으로서 상기 소결체(20) 표면에 대한 결정입자 배열 변화를 유도하는 공정이다.

여기서, 상기 가열조건은 상기 소결체(20)의 용융 온도 보다 10~50% 낮은 온 도 분위기를 유지하여야 하며, 이와 같이 소결체(20)에 대한 가열을 실시하는 이유는 상기 소결체(20)가 후술할 에칭액(30)에 침지되었을 때 상기 에칭액(30)에 의한 결정입자의 배열이 원활하게 변화 유도될 수 있도록 하기 위한 온도 분위기 조성을 위한 것이다.

또한, 상기 에칭액(30)은 바람직하게는 저온 용해 금속인 신주,주석,아연 중 적어도 어느 하나를 포함하는 용액이 사용되며, 이때의 상기 에칭액(30)의 온도는 300℃ 미만을 유지하여야 한다.

한편, 상기 전처리단계(s20)에서, 상기 소결체(20)의 기공율에 따라 소결체(20)에 대한 가열과 에칭액(30)을 이용한 냉각을 수회 반복할 수 있을 것이다.

즉, 상기 전처리단계(s20)에서, 상기 가열된 소결체(20)를 에칭액(30)에 30초간 침지시키는 1차단계와, 선택적으로 1차단계를 거친 소결체를 재가열하여 다시 에칭액에 10초간 침지시키는 2차단계 그리고 선택적으로 2차단계를 거친 소결체를 재가열하고 에칭액에 3초간 침지시키는 단계를 포함할 수 있다.

즉, 소결체(20)의 종류나 기공율에 따라 전처리단계(s20)를 구성하는 가열 및 에칭액(30)을 통한 냉각을 반복하여 실시할 수 있을 것이다.

도금단계(s30)는 상기 결정입자의 배열이 변화된 소결체(20)의 표면에 대하여 산화와 변색이 방지되게 건식 도금을 실시하는 공정으로, 상기 전처리단계(s20)를 거친 소결체(20)에 대하여 도금입자를 고온으로 분사하여 1㎛ 이하의 도금막(40)을 형성하는 것에 의해 이루어진다.

한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서 그러한 변형 예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구 범위에 속한다 해야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 다기공 소결 발향체의 건식 도금방법을 나타낸 순서도,

도 2는 본 발명에 따른 다기공 소결 발향체의 제조공정을 설명하기 위한 모식도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 금형

20 : 소결체

30 : 에칭액

40 : 도금막

Claims (5)

1. 파우더 상태의 금이나 은으로 된 순수금속 분말을 소결 성형하는 소결체 성형단계와;

   상기 소결체를 용융 온도 보다 10~50% 낮은 온도 분위기의 조건에서 가열하고, 이를 에칭액에 침지시켜 상기 소결체 표면의 결정입자 배열 변화를 유도하는 전처리단계와;

   상기 결정입자의 배열이 변화된 소결체의 표면에 대하여 산화와 변색이 방지되게 건식도금을 실시하는 도금단계;

   로 구성되는 것을 특징으로 하는 다기공 소결 발향체의 건식 도금방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 에칭액은 저온 용해 금속인 신주,주석,아연 중 적어도 어느 하나를 포함하는 용액이고, 에칭액의 온도는 300℃ 미만인 것을 특징으로 하는 다기공 소결 발향체의 건식 도금방법.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서, 상기 도금단계에서, 상기 전처리단계를 거친 소결체에 대하여 도금입자를 분사하여 1㎛ 이하의 도금막을 형성하여 된 것을 특징으로 하는 다기공 소결 발향체의 건식 도금방법.

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