KR101112217B1 - A Method for Orientation Particles and A Method for Forming Film using Particles - Google Patents
A Method for Orientation Particles and A Method for Forming Film using Particles Download PDFInfo
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Abstract
피가공물의 표면에 편상 입자를 소정 방향에 배향하는 피막을 형성한다.On the surface of the workpiece, a film is formed in which the flaky particles are oriented in a predetermined direction.
피가공물의 피막 형성면에 평탄면의 긴 변에 대해 두께가 1/2 이하인 편상 입자를 압축 기체와 함께 연속적으로 분사하여 편상 입자를 그 평탄면을 피가공물의 표면에 따라 배향시킨다.On the film-forming surface of the workpiece, flaky particles having a thickness of 1/2 or less with respect to the long side of the flat surface are continuously sprayed with the compressed gas to orient the flaky particles along the surface of the workpiece.
이와같이 하여 배향된 편상 입자와 피가공물간 결합은 피가공물의 표면에 미리 바인더를 도포해 두고 이 바인더를 매개로 하여 행해도 좋으며, 또는 피가공물의 표면과 편상 입자간,및 피가공물의 표면상에 도달한 편상 입자에 충돌하는 후속 편상 입자와의 충돌점에서 발열을 발생시키고 이 발열에 의하여 결합을 발생시키는 것도 좋다.Bonding between the oriented particles and the workpiece thus oriented may be performed by applying a binder to the surface of the workpiece in advance, or on the surface of the workpiece and between the flake particles and the surface of the workpiece. It is also possible to generate heat at the point of impact with the subsequent flaky particles colliding with the reached flaky particles and to generate a bond by this exotherm.
편상 입자, 배향, 압축기체, 발열 Flaky particles, orientation, compressor body, heat generation
Description
본 발명은 편상 입자의 배향 방법 및 그 편상 입자에 의한 피막의 형성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 편상 입자의 평탄면을 피가공물의 표면에 대하여 평행이 되도록 편상 입자의 평면을 갖추어질 수 있게 배치하는(본 명세서는 「배향」이라 한다)방법 및 상기 방법에 의하여 배향된 편상 입자에 의해 피가공물의 표면에 피막을 형성하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an orientation method of flaky particles and a method of forming a film by the flaky particles, and more particularly, to provide a plane of flaky particles such that the flat surface of the flaky particles is parallel to the surface of the workpiece. It relates to a method of arranging (this specification is referred to as "orientation") and a method of forming a film on the surface of a workpiece by planar particles oriented by the method.
종래부터, 편상 입자를 피가공물의 표면에 소정의 배향으로 부착시킨 방법으로서,도막 형성 수지중에 박편 모양이나 비늘 조각 모양의 편상 입자를 함유시킨 도료 등을 도포하는 방법이 공지되어 있다. 일례로서, 일본국특개 2001-226612호 공보(제2-7페이지)에 나타난 바와 같이, 피가공물에 거울면상의 금속 외관을 부여하는 방법으로서 금속의 증착막을 미소박편에 파쇄하여 얻어진 미세한 금속박을 함유하는 도막 형성 수지를 피가공물의 표면에 도포하는 방법이 있다.DESCRIPTION OF RELATED ART Conventionally, the method of apply | coating the coating material etc. which contained flaky and scaly-shaped flaky particle in the coating film forming resin as a method which adhere | attached flaky particle on the surface of a to-be-processed object is known. As an example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-226612 (pages 2-7), a method of imparting a mirror-like metallic appearance to a workpiece includes fine metal foil obtained by crushing a metal deposited film into fine flakes. There exists a method of apply | coating the coating film forming resin to the surface of a to-be-processed object.
이와같이 하여 피가공물의 표면에 미세한 금속박을 함유하는 도막 형성 수지 로 이루어지는 도료를 도포하면 도료중 금속박은 도막 형성 수지중에 있어서 소정의 배향으로 배치되고, 입자감이 없이 균일하게 거울면상의 금속 광택면을 얻을 수 있다.In this way, when a coating made of a coating film-forming resin containing fine metal foil is applied to the surface of the workpiece, the metal foil in the coating is arranged in a predetermined orientation in the coating film-forming resin, thereby obtaining a mirror-like metallic gloss surface uniformly without graininess. Can be.
상기의 도막 형성방법에 있어서는, 상술한 바와 같이 도막 형성 수지중에 함유된 미세한 금속박이 도막중에서 소정 배향되기 때문에 거울면상의 광택면을 형성할 수 있다.In the above-mentioned coating film forming method, as described above, since the fine metal foil contained in the coating film-forming resin is oriented in the coating film, a mirror surface gloss surface can be formed.
상술한 방법은 편상 입자는,도막 형성 수지에 매설된 상태로 피가공물의 표면에 부착하기 때문에 상술한 바와 같이, 피가공물의 표면을 거울면상의 금속 외관에 가공하는 화장 효과를 목적으로한 가공시에는 유효하다. 그렇지만 예를 들어 도전 재료 로 이루어진 편상 입자를 피가공물의 표면에 부착시켜 도전성을 부여하는 것, 또는 피가공물인 기계 부품의 접동부에,이황화 몰리브덴이나 그라파이트등의 고체 윤활제로 이루어지는 편상 입자를 부착시켜 윤활성의 향상을 도모하는 가공을 행할 수는 없다.In the above-described method, since the flaky particles adhere to the surface of the workpiece in the state of being embedded in the coating film-forming resin, as described above, at the time of processing for the purpose of a cosmetic effect of processing the surface of the workpiece to the mirror-like metal appearance. Is valid. However, for example, by attaching flaky particles made of a conductive material to the surface of the workpiece to impart conductivity, or by attaching flaky particles made of solid lubricants such as molybdenum disulfide or graphite to the sliding parts of the machined parts of the workpiece. Machining to improve the lubricity cannot be performed.
편상 입자를 가공후 피처리 제품의 가장 바깥면에 노출한 상태로 부착시키려 하는 경우 바인더가 되는 수지를 미리 피가공물의 가공면에 도포해 두고 이 바인더의 경화전에 상술한 바와 같은 편상 입자를 부착시키는 것도 고려된다. 그렇지만,이 방법에 의해 편상 입자를 부착시킨 경우에는 편상 입자가 소정의 배향이 되도록 공급하지 않으면 편상 입자의 배향은 일정하지 않고,배향이 일정하지 않은 상태로 부착한 편상 입자를 예를 들면 그 평탄면이 피가공물의 표면과 평행을 이루도록 소 정의 방향에 배향하려고 하면 편상 입자의 부착후 바인더의 경화전에 부착한 편상 입자를 소정의 방향으로 압박하는 등의 작업이 필요해진다.In the case where the flaky particles are to be adhered to the outermost surface of the product after processing, the resin serving as the binder is applied to the processed surface of the workpiece in advance, and the flaky particles as described above are adhered before the binder is cured. It is also contemplated. However, in the case where the flaky particles are attached by this method, the orientation of the flaky particles is not constant unless the flaky particles are supplied so as to have a predetermined orientation. If the surface is to be aligned in a predetermined direction so as to be parallel to the surface of the workpiece, operations such as pressing the flaky particles adhered in the predetermined direction after the adherence of the flaky particles before curing of the binder are necessary.
또한, 상술한 도막 형성 수지는 편상 입자를 피가공물의 표면에 부착시킨 바인더로서의 역할을 가지고 일반적으로 용매로서 유기용제를 사용하는 것이다. 그렇지만 이같은 도막 형성 수지를 피가공물의 표면에 도포한 뒤 그 도막 형성 수지를 경화시키기 위해서는 건조시켜 유기용제를 휘발시킨 필요가 있고 이 유기용제에 의하여 작업 환경이나 주변 환경이 오염되는 우려가 있다.In addition, the above-mentioned coating film forming resin has a role as a binder which adhere | attached flaky particle on the surface of a to-be-processed object, and generally uses the organic solvent as a solvent. However, in order to apply | coat such a film forming resin to the surface of a to-be-processed object, it is necessary to dry it and to volatilize the organic solvent, and there exists a possibility that a working environment and surrounding environment may be polluted by this organic solvent.
이와 같은 오염을 피하려면 건조시 휘발한 유기용제를 회수하는 설비등을 설치할 필요가 있어 설비 투자에 막대한 부담을 강요받음과 동시에 이처럼 피가공물에 대한 도막 형성 수지의 도포와,도포 후의 건조 공정을 필요로 하는 바, 이같은 도막의 형성에 있어서 다수의 작업 공정을 거칠 필요가 있다.In order to avoid such contamination, it is necessary to install a facility for recovering the volatilized organic solvent during drying, which entails enormous burden on facility investment, as well as the application of coating film-forming resin to the workpiece and the drying process after application. In order to form such a coating film, it is necessary to go through a number of working steps.
이같은 도막 형성 수지를 사용할 경우에는 도막이 형성될 때까지 장시간을 필요로 한다. 그때문에 이같은 도막 형성 수지를 수반함없이 편상 입자를 피가공물의 표면에 부착할 수 있는 방법의 개발에 대한 요망은 높다.When using such a coating film formation resin, long time is needed until a coating film is formed. For this reason, there is a high demand for the development of a method for attaching flaky particles to the surface of a workpiece without accompanying such a film forming resin.
이에 본 발명은 상기 종래 기술에 있어서 결점을 해소하기 위해 발명된 것으로, 비교적 간단한 방법에 의해 피가공물의 표면에 대하여 편상 입자를 소정 방향에 배향시킬 수 있는 편상 입자의 배향 방법 및 이같은 배향에 의하여 편상 입자에 의한 피막을 형성하는 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been invented to solve the drawbacks in the prior art, and the alignment method of the flaky particles which can orient the flaky particles in a predetermined direction with respect to the surface of the workpiece by a relatively simple method and flaky by such orientation It is an object to provide a method of forming a film by particles.
본 발명의 다른 목적은 편상 입자를 바인더등을 수반함없이 소정의 배향으로 피가공물의 표면에 부착시켜 피막을 형성하는 방법을 제공하는 것에 의해 유기용제등을 사용할 필요가 없으며, 따라서 환경에 배려한 편상 입자에 의한 피막 형성방법을 제공함을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a method of forming a film by attaching flaky particles to a surface of a workpiece in a predetermined orientation without accompanying a binder or the like, thus eliminating the need for using an organic solvent and the like. An object of the present invention is to provide a film forming method using flaky particles.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 편상 입자의 배향 방법은 피가공물의 표면에 평탄면의 긴 변에 대해 두께가 1/2이하인 편상 입자를 압축 기체와 함께 연속적으로 분사하여 편상 입자를 그 평탄면을 상기 피가공물의 표면에 따라 배향시킨 것을 특징으로 한다(청구항 1).In order to achieve the above object, in the alignment method of flaky particles of the present invention, flaky particles having a thickness of 1/2 or less with respect to the long side of the flat surface are continuously sprayed together with a compressed gas on the surface of the workpiece to flatten the flaky particles. A surface is oriented along the surface of the workpiece (claim 1).
본 발명의 편상 입자에 의한 피막 형성방법은,바인더를 도포한 피가공물의 표면에 바인더 경화전에 상술한 방법에 의해 편상 입자를 배향하고 피막을 형성하는 것이다(청구항 2).The film formation method by the flaky particle of this invention forms a film by orienting flaky particle by the method mentioned above before binder hardening on the surface of the to-be-processed workpiece (claim 2).
본 발명의 다른 편상 입자에 의한 피막 형성방법은 피가공물의 피막을 형성해야할 표면(이하,「피막 형성면」이라 한다)에 평탄면의 긴 변에 대해 두께가 1/2이하인 편상 입자를 압축기체와 함께 연속적으로 분사하여 편상 입자를 그 평탄면을 피가공물의 표면에 따라 배향시킴과 동시에 상기 피가공물의 표면과 편상 입자간 충돌점 및 피가공물의 표면상에 도달한 편상 입자에 충돌하는 후속 편상 입자와의 충돌점에서 발열을 발생시켜 편상 입자를 배향 상태에 있어서 상기 피가공물의 표면에 부착시킨 것을 특징으로 한다(청구항 3).The film formation method by the other flaky particle of this invention makes it possible to compress the flaky particle whose thickness is 1/2 or less with respect to the long side of a flat surface on the surface (henceforth "film formation surface") in which the film of a to-be-processed object should be formed. And continuous jetting together to orient the flaky particles along the surface of the workpiece while simultaneously impinging the collision point between the surface of the workpiece and the flaky particles and the flaky particles reaching the surface of the workpiece. It is characterized by generating heat at the point of collision with the particles and adhering the flaky particles to the surface of the workpiece in an orientation state (claim 3).
상기 편상 입자에 의한 피막 형성방법에 있어서, 바람직하게는 편상 입자는 유속 150m/s이상 또는 분사 압력 0.4MPa이상의 압축 기체에 의해 분사한다(청구항 4).In the method for forming a film by the above-mentioned particles, preferably, the particles are sprayed by a compressed gas having a flow rate of 150 m / s or more or an injection pressure of 0.4 MPa or more (claim 4).
상기 편상 입자는 바람직하게는 그 평탄면의 긴 변을 0.1mm-0.001mm로 하는 것이다(청구항 5,6).The flaky particles preferably have a long side of the flat surface of 0.1 mm to 0.001 mm (claims 5 and 6).
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated.
[배향 방법][Orientation method]
본 발명의 편상 입자의 배향 방법은 피가공물의 표면에 대하여 편상 입자를 압축 공기와 함께 세게 부는 것에 의해 피가공물의 표면에 그 편상 입자를 소정 방향에 배향시키는 것이다.The orientation method of the flaky particle of this invention is to orient oriented particle | grains in the predetermined direction on the surface of a to-be-processed object by blowing a flaky particle with compressed air with respect to the surface of a to-be-processed object.
또한 본 발명에 있어서 편상 입자란 비늘 조각 모양,박편 모양등의 평탄면을 갖는 편상의 입자를 넓게 포함하며, 평탄면을 이루는 지름이 아닌 근처중 긴 것(본 명세서에 있어서, 이들을 총칭하여 「긴 변」이라 한다)에 대하여, 두께가 예를 들면 1/2 이하인 것을 의미한다.In addition, in the present invention, the flaky particles include broadly flaky particles having a flat surface such as scaly or flaky shape, and are long in the vicinity rather than the diameter of the flat surface (these are collectively referred to as “long Side ”) means that thickness is 1/2 or less, for example.
상술한 편상 입자의 분사는 압축기체와 함께 후술하는 편상 입자를 분사 가능한 것이면 어떤 장치 등을 사용하여도 좋으며, 공지된 에어식 블라스트 가공 장치 일반을 본 발명의 방법에 사용할 수 있다.As long as the above-mentioned injection of the flaky particles can be carried out together with a compressor body, the flaky particles mentioned later may be used, what kind of apparatus etc. can be used, and the well-known air blasting apparatus general can be used for the method of this invention.
또한, 이와 같은 에어식 블라스트 가공 장치를 사용하여 편상 입자의 분사를 행하는 경우 블라스트 가공 장치에 설치되는 분사 노즐의 형상 등도 특별히 한정되지 않으며, 원형,슬릿형등 편상 입자를 분사가능한 것이라면 공지된 각종 장치를 그대로 사용할 수 있다.In addition, in the case of spraying flaky particles using such an air blasting apparatus, the shape of the spray nozzle provided in the blast processing apparatus is not particularly limited, and various kinds of apparatuses known as long as they are capable of spraying flaky particles such as circular and slit shapes. Can be used as is.
이 편상 입자의 분사는 편상 입자를 상술한 블라스트 가공 장치에 의해 분사 가능하며, 이에 의해 편상 입자를 피가공물상에 충돌시킬 수 있는 것이면 좋으며, 편상 입자의 사이즈나 재질, 피가공물의 재질이나 형상, 압축 기체의 유속이나 분사 압력등은 적절히 설정 가능하다. 그렇지만 일례로서, 편상 입자가 알루미늄인 경우 평탄면을 이루는 긴 변을 0.05mm-0.01mm으로 하고, 유속 150-310m/s 또는 분사 압력 0.4-0.7MPa의 압축 기체에 의하여 분사한다.The flake particles can be jetted by the blast processing apparatus described above, and the flake particles can be blown onto the workpiece. The flake particles can be blown onto the workpiece. The size and material of the flake particles, the material and shape of the workpiece, The flow rate or injection pressure of the compressed gas can be appropriately set. However, as an example, when the flaky particles are aluminum, the long side constituting the flat surface is 0.05 mm-0.01 mm and is injected by a compressed gas having a flow rate of 150-310 m / s or an injection pressure of 0.4-0.7 MPa.
이같이 하여 편상 입자를 압축 기체와 함께 분사하면 분사된 편상 입자는 난류 기체중을 회전하면서 피가공물에 충돌한다. 그때문에 피가공물의 표면에 대한 충돌시 편상 입자는 소정 방향으로 피가공물의 표면에 충돌하는 것이 아니고 각각 다양한 방향으로 피가공물의 표면에 대하여 충돌한다.In this way, when the flaky particles are injected together with the compressed gas, the jetted flaky particles collide with the workpiece while rotating in the turbulent gas. Therefore, when colliding with the surface of the workpiece, the flaky particles do not collide with the surface of the workpiece in a predetermined direction, but collide against the surface of the workpiece in various directions.
그러나 피가공물의 표면에 먼저 도달한 편상 입자에는 분사 노즐로부터 계속적으로 분사되고 후속적으로 피가공물 표면에 도달한 편상 입자가 충돌하며, 또한 편상 입자를 분사하기 위한 압축 기체의 압력이 가해지게 되므로 편상 입자의 평탄면이 피가공물의 표면에 따르도록 배향 된다.However, the flaky particles that first reach the surface of the workpiece are continuously jetted from the spray nozzle and subsequently collide with the flaky particles that reach the surface of the workpiece, and are also subjected to the pressure of the compressed gas for jetting the flaky particles. The flat surface of the particles is oriented along the surface of the workpiece.
그 결과 피가공물의 피막 형성면에 이같이 하여 편상 입자를 분사하면 분사된 편상 입자는 이것을 소정 방향에 배향할 수 있다.As a result, when the flaky particles are sprayed on the film-forming surface of the workpiece in this manner, the spherical particles can be oriented in a predetermined direction.
<피막 형성 방법><Film formation method>
이상과 같은 편상 입자의 배향 방법에 의하면 피가공물의 표면에 대하여 편 상 입자를 소정 방향에 배향할 수 있는 것으로 이같은 배향 방법을 이용하여 편상 입자에 의한 피막을 형성하는 것이 가능하다.According to the orientation method of the flaky particle as mentioned above, the flaky particle can be oriented in the predetermined direction with respect to the surface of a to-be-processed object, and it is possible to form the film by flaky particle using such an orientation method.
이같은 배향 방법을 이용한 편상 입자에 의한 피막 형성방법에 대하여 설명한다.The film formation method by the flaky particle using such an orientation method is demonstrated.
(1)바인더를 사용한 피막 형성 방법(1) Film formation method using binder
본 실시형태에 있어서는 피가공물의 표면에 대한 상술한 편상 입자를 부착시키기 위해 바인더를 사용하고, 이 바인더를 개재하고 피가공물의 표면에 편상 입자에 의한 피막을 형성한다.In this embodiment, a binder is used in order to adhere the above-mentioned flaky particle to the surface of a to-be-processed object, and a film | membrane by the flaky particle is formed on the surface of this workpiece through this binder.
이 피막 형성방법에 있어서는 피가공물의 표면중 편상 입자에 의한 피막을 형성하는 부분에 미리 바인더를 도포하고 이 바인더의 경화전에 압축 입자와 함께 상술한 편상 입자를 분사하고 피막을 형성한다.In this film formation method, a binder is previously applied to a portion of the surface of the workpiece to form a film made of flake particles, and the above-mentioned flake particles are sprayed together with the compressed particles before curing of the binder to form a film.
이같이하여 편상 입자를 피가공물의 바인더 도포면에 향하여 분사하면 분사된 편상 입자는 상술한 바와 같이 난류 기체중을 회전하면서 각각 다양한 방향으로 피가공물의 표면에 대하여 충돌하고 부착한다.In this way, when the flaky particles are sprayed toward the binder-coated surface of the workpiece, the injected flaky particles collide and adhere to the surface of the workpiece in various directions while rotating in the turbulent gas as described above.
그러나 이같이하여 피가공물의 표면에 부착한 편상 입자에 대하여 분사 노즐로부터 계속적으로 분사되고 계속해서 피가공물상에 도달한 편상 입자가 충돌하고 이 편상 입자를 날리는 압축 기체의 압력에 의해 그 평탄면이 피가공물의 표면에 따라 배향된다. 그 결과, 압축기체와 함께 분사한 편상 입자를 바인더를 매개로 하여 피가공물의 표면에 소정의 배향으로 또한 균일한 상태로 부착시킬 수 있다.However, in this way, the flat particles adhered to the surface of the work piece are continuously sprayed from the spray nozzle, and the flat particles that reach the work piece collide with each other. Is oriented along the surface of the workpiece. As a result, the flaky particles sprayed together with the compressor body can be attached to the surface of the workpiece in a predetermined orientation and in a uniform state via a binder.
이같이하여 편상 입자를 소정의 배향으로 피가공물의 표면에 부착시킨 뒤 피가공물과 편상 입자간을 접착하는 바인더를 건조시켜 경화시키는 것에 의해 편상 입자가 안정된 피막이 형성된다.In this way, the flaky particles are stabilized by adhering the flaky particles to the surface of the workpiece in a predetermined orientation, followed by drying and curing the binder that adheres between the workpiece and the flaky particles.
이상의 방법에 의한 편상 입자에 의한 피막 형성방법에 있어서는 바인더를 이용하여 피가공물과 편상 입자간 부착이 행해지는 것으로, 가공 대상으로 하는 피가공물이나 편상 입자의 재질 등은 특별히 한정되지 않으며 피가공물 및 편상 입자 모두 금속,유리,세라믹등외에도 목재,플라스틱 제품등의 수지, 석재등의 광물, 목재등의 식물계 재질등 각종 재질의 것을 사용할 수 있다.In the film formation method by the particle | grains by the above method, a process is performed between a to-be-processed object and a plate-shaped particle using a binder, The material of a to-be-processed object, a piece particle, etc. to be processed is not specifically limited, A workpiece and a piece In addition to metals, glass, and ceramics, the particles can be made of various materials such as resins such as wood and plastic products, minerals such as stone, and plant materials such as wood.
(2)충돌 에너지를 이용한 피막 형성 방법(2) Film formation method using collision energy
이상의 실시형태에 있어서는 피가공물의 표면에 대하여 편상 입자를 부착시키기 위해 바인더를 사용했지만 본 실시 형태에 나타내는 방법에 있어서는 바인더등을 사용함없이 편상 입자를 직접 피가공물의 표면에 부착시키고 피막을 형성한다.In the above embodiment, although a binder was used to adhere the flaky particles to the surface of the workpiece, in the method shown in this embodiment, the flaky particles are directly adhered to the surface of the workpiece without the use of a binder or the like to form a film.
이 방법에 의한 피막의 형성은 압축기체와 함께 분사되는 편상 입자가 피가공물의 표면에 대하여 충돌할때 이 충돌점에서 생기는 발열 및 피가공물의 표면에 도달한 편상 입자에 대하여 그 뒤에 피가공물의 표면에 충돌하려고 하는 후속의 편상 입자가 이미 피가공물상에 도달하여있는 편상 입자상에 충돌할때 그 충돌점에서 생기는 발열에 의하여 상 입자를 피가공물의 표면에 부착시킨다.The formation of the coating by this method is characterized by the fact that the flaky particles injected with the compressor body collide against the surface of the workpiece and the exothermic particles generated at this collision point and the flaky particles reaching the surface of the workpiece thereafter. When subsequent flaky particles attempting to impinge collide on flaky particles already reaching the workpiece, the phase particles adhere to the surface of the workpiece by the heat generated at the point of impact.
이같은 편상 입자의 분사에 의하여 생기는 발열은 이론 해석에 의한 것과 충 돌 후 0.1μs로 최대치 1500K에 이르고 피가공물의 표면 온도는 순간에 고온이 된다. 그리고 이같이하여 발생한 열은 상술한 바와 같은 편상 입자와 피가공물간의 결합을 발생시킨다.The heat generated by the injection of such flaky particles reaches the maximum value of 1500K by the theoretical analysis and 0.1 s after the collision, and the surface temperature of the workpiece becomes instantaneously high temperature. The heat generated in this way generates the bond between the flaky particles and the workpiece as described above.
이같이하여 발생한 열은 편상 입자의 충돌부분인 극히 소면적에서 발생하는 것이기 때문에 급격히 냉각되고 그 온도는 저하된다. 그렇지만 피가공물의 표면 및 이 표면상에 부착한 편상 입자에는 분사 노즐로부터 분사되는 편상 입자가 연속하여 충돌하기 때문에 피가공물과 편상 입자와의 결합을 계속적으로 생기게 하기에 필요한 열량을 확보할 수 있도록 된다.The heat generated in this way is generated in an extremely small area, which is a collision portion of the flaky particles, and is rapidly cooled and the temperature is lowered. Nevertheless, the surface of the workpiece and the flaky particles adhering to the surface collide with the flaky particles sprayed from the spray nozzle continuously so that the amount of heat required to continuously generate the bond between the workpiece and the flaky particles can be secured. .
본 발명에 있어서 상술한 발열에 의한 부착은 충돌시 발열에 의해 충돌점에서 피가공물 및/또는 편상 입자가 용융하여 양 물질이 경계부분에서 융합하는 등으로 인해 생기는 것이라 여겨진다. 즉 완전 용융하는 것과 편상 형상이 완벽하지 않게 되고,다른 결정 구조가 되며 배향이 무너지기 때문이다.In the present invention, the above-mentioned adhesion by exothermic heat is considered to be caused by melting of the workpiece and / or flaky particles at the point of impact by exothermic heat at the time of collision and fusing both materials at the boundary portion. In other words, the complete melting and the flaky shape are not perfect, the crystal structure becomes different, and the orientation collapses.
또한 본 발명에 있어서 다른 융착 메커니즘으로는 충돌에 의한 기계적 에너지에 의해 편상 입자의 일부가 피가공물에 매입되고 그 경계부분에서 충돌시 발열에 의하여 편상 물질, 피가공물이 용융하여 융합하는 것으로 추론된다.In addition, in the present invention, as another fusion mechanism, it is inferred that a part of the flaky particles is embedded in the workpiece by mechanical energy caused by the collision, and the flaky substance and the workpiece melt and fuse by heat generation during the collision at the boundary portion.
또한 피가공물상에 편상 입자를 부착시킬 수 있는 것이면 어떤 물리적,화학적인 결합라도 좋다.In addition, any physical or chemical bond may be used as long as the particles can be attached to the workpiece.
피가공물의 재질과 편상 입자간 재질의 조합은 입자비중, 입자직경, 분사기체의 속도 또는 분사 압력에 의하여 결정되어진다.The combination of the material to be processed and the interstitial particles is determined by the particle specific gravity, particle diameter, velocity of the spraying gas, or spraying pressure.
또한 상술한 바와 같이 피가공물과 편상 입자의 결합을 발생시키는 발열을 얻기 위한 충돌 에너지를 확보하기 위해 편상 입자의 사이즈는 그 긴 변을 0.1mm-0.001mm 정도로 하는 것이 바람직하고, 편상 입자를 분사하는 압축 기체는 유속 150m/s이상 또는 분사 압력 0.4MPa이상인 것이 바람직하다. In addition, the size of the flaky particles is preferably about 0.1 mm to 0.001 mm for the long sides of the flaky particles in order to secure collision energy for obtaining exothermic heat to generate the binding of the workpiece and flaky particles as described above. The compressed gas is preferably at least 150 m / s flow rate or at least 0.4 MPa injection pressure.
<편상입자><Flat Particle>
일례로서 피가공물에 금속 외관의 부여를 목적으로 하는 경우에는 알루미늄, 실리콘, 티탄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 동, 아연, 게르마늄, 지르코늄, 네오듐, 몰리브덴, 로듐, 파라듐, 은, 인듐, 주석, 플래티나, 금등 각종 금속 및 그 산화물, 상기 금속의 내(內), 복수 금속과의 산화물 및 비정질 구조물을 포함하는 편상 입자를 사용할 수 있다. 또한, 이러한 금속은 그 특성에 따라 보호막, 도전성 피막의 형성시에도 사용할 수 있다. 또한, 내열, 내마모성 피막의 형성을 목적으로 하는 경우에는 세라믹등의 편상 입자를 사용할 수 있다. 또한 기계 부품등의 접동부에 대하여 윤활성 피막을 형성하는 것을 목적으로 하는 경우에는 이황화 몰리브덴이나 그라파이트, 질화 붕소, 이황화 텅스텐, 함수 규산 알루미늄, 칼륨으로 표현되는 운모, 함수 규산 마그네슘으로 표현하게 되는 활석, 함수 규산 알루미늄으로 표현되는 카올린등의 고체 윤활제로된 편상 입자를 사용할 수 있다. 또한, 기질 표면을 광학적으로 변화시켜 미장하는 방법으로서 알루미늄 고용체 산화철α-Fe2O3(예를 들어, 티탄공업주식회사제 산화철 펄 안료), 비늘, 조개의 편상 입자를 사용할 수 있다. 부가하여 자성막의 형성을 목적으로 하는 경우에는,바륨 페라이트,산화철 등의 자성 재료로 이루어지는 편상 입자를 사용할 수 있다.또한,절연성,내열성을 목적으로 하는 경우에는 운모등으로 이루어지는 광물성질의 편상 입자를 사용할 수 있다. 또한 내수성이나 내후성, 방오등을 목적으로 한 보호막을 형성하기 위해서는 각종 수지 재료로된 편상 입자를 사용할 수 있는등, 그 목적, 용도등에 따라 선택가능하다.For example, in order to impart a metallic appearance to the workpiece, aluminum, silicon, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, germanium, zirconium, neodium, molybdenum, rhodium, palladium And flaky particles including various metals such as silver, indium, tin, platinum, gold and oxides thereof, internal metals, oxides with a plurality of metals, and amorphous structures. Moreover, such a metal can be used also when forming a protective film and a conductive film according to the characteristic. In addition, when it aims at formation of a heat resistant and abrasion resistant film, flake | grain particles, such as a ceramic, can be used. In addition, when the purpose of forming a lubricating film for the sliding parts of mechanical parts, such as molybdenum disulfide or graphite, boron nitride, tungsten disulfide, hydrous aluminum silicate, mica represented by potassium, talc represented by hydrous magnesium silicate, Flat particles made of a solid lubricant such as kaolin represented by hydrous aluminum silicate can be used. In addition, as a method of optically changing the surface of the substrate and plastering, aluminum solid solution iron oxide α-Fe 2 O 3 (for example, iron oxide pearl pigments manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.), scale particles, and clad particles may be used. In addition, in the case of forming a magnetic film, flaky particles made of a magnetic material such as barium ferrite or iron oxide can be used. In addition, in the case of insulating and heat resistance purposes, flaky particles made of mica or the like can be used. Can be used. In addition, in order to form a protective film for the purpose of water resistance, weather resistance, antifouling and the like, flake particles made of various resin materials can be used, and the like can be selected according to the purpose and use.
이러한 편상 입자는 편상 입자가 광물성인 경우에는 이것을 예를 들어 분쇄기에 거는등을 수행하여 그 결정 구조에 근거하여 편상으로 파쇄할 수 있고, 또한 금속에 있어서는 증착이나 압연, 세라믹에 관해서는 소정 두께로 소성, 수지 등에 있어서는 연신, 팽창등의 방법에 의하여 원하는 편상비가 될 수 있는 두께의 막, 박, 판 내지는 필름 등을 제조하고,이것을 분쇄 내지는 절단하는 등을 수행하여 상술한 편상 입자를 얻을 수 있다.When the flaky particles are mineral, they can be crushed into a flaw based on the crystal structure, for example, by crushing them in a pulverizer. Further, the flaky particles can be vaporized, rolled, or have a predetermined thickness for ceramics. In firing, resin, and the like, a film, foil, plate, or film having a thickness that can have a desired flaw ratio may be prepared by a method of stretching or expansion, and the flaky particles may be obtained by pulverizing or cutting. have.
또한 이 편상 입자의 크기는 공지된 블라스트 가공 장치에 의하여 압축 기체와 함께 분사가능한 사이즈라면 특별히 한정되지 않지만, 상술한 바와 같이 피가공물과의 충돌 등에 의해 생기는 발열에 의하여 피가공물과 편상 유체를 결합시킨 상술한 피막 형성방법에서 사용하는 경우라면 이같은 결합을 발생시키는 발열을 얻기 위한 편상 입자의 긴 변의 길이는 바람직하게는 0.1mm-0.001mm이고, 보다 바람직하게는 0.01mm-0.001mm이다.The size of the flaky particles is not particularly limited as long as the size of the flaky particles can be jetted together with the compressed gas by a known blast processing apparatus. However, as described above, the flaky particles are bonded to the workpiece and the flaky fluid by heat generated by collision with the workpiece. In the case of using the above-described film forming method, the length of the long side of the flaky particles for obtaining exothermic heat to generate such a bond is preferably 0.1 mm to 0.001 mm, more preferably 0.01 mm to 0.001 mm.
이상 설명한 본 발명의 방법은 각종 재질의 피가공물의 표면에 금속 광택을 부여하거나, 또는 거울면에 가공하는등 화장 효과를 목적으로한 피막을 형성하는 경우외, 보호막, 도전성 피막, 윤활막등 형성시 사용할 수 있는등 광범위한 기술 분야에 응용가능하다.In the method of the present invention described above, a protective film, a conductive film, a lubricating film, and the like are formed, except for forming a film for the purpose of a cosmetic effect, such as applying a metallic luster to a surface of a workpiece of various materials or processing it on a mirror surface. It can be used in a wide range of technical fields.
<실시예><Examples>
1.실시예 Example
?편상입체:Ba 페라이트(티탄공업주식 회사제 BF-2700)-Plates: Ba Ferrite (BF-2700 made by Titanium Industry Co., Ltd.)
?결정계:6분 방정Crystal system: 6 minutes
?형상과 결정면:육각 판상으로 그 편상 결정 면은 c 면이다.? Shape and crystal plane: Hexagonal plate with c plane.
?편상 결정의 긴변 직경: 1μ, 두께:0.3μLong side diameter of single crystal: 1μ, thickness: 0.3μ
?Ba 페라이트의 자화가 용이한 축은 c축이다.The easy axis of magnetization of Ba ferrite is the c-axis.
입자의 자기 특성과 입자를 피가공물에 분사한후 자기 특성은 시료 진동형 자력계(VSM)로 측정했다. 최대 인가 자장은 1200kA/m이다. 입자의 자기 측정은 시료 홀더에 충전하여 측정했다. 분사 가공후 피가공물상의 막은 5mm*5mm의 샘플을 잘라 2장을 겹쳐 인가 자장에 수직이 되도록 시료 홀더에 셋팅하고 측정했다.The magnetic properties of the particles and the particles after the particles were injected into the workpiece were measured by a sample vibration magnetometer (VSM). The maximum applied magnetic field is 1200 kA / m. Magnetic measurement of the particles was measured by filling the sample holder. After spraying, the film on the workpiece was cut into 5 mm * 5 mm samples, set two sheets, and was set in the sample holder to be perpendicular to the applied magnetic field and measured.
각형비는 VSM시료의 이력현상(hysteresis)곡선으로부터 요구되는 포화 자화량σs와 잔류자화량σr의 비 σr/σs으로 표시된다.The square ratio is expressed as the ratio sigma r / σs of the required saturation magnetization s and the residual magnetization σr from the hysteresis curve of the VSM sample.
각형비의 결과는 입자 상태에서는 자기적으로 등방적이고, 입자 배열로는 등방이었다. 분사 가공후 각형비는 0.75를 나타내었으며 자기적 배향 상태에 있다. 판상 Ba 페라이트의 판상면은 c 면에서 그 결정축인 c축이 자기 용이축이다. 즉 분사 가공후 결정은 편상면을 가공물 표면에 평행하게 배열하고 있음을 나타냈다.The result of the square ratio was magnetically isotropic in the particle state and isotropic in the particle arrangement. The square ratio after spraying was 0.75 and was in magnetic orientation. As for the plate-like surface of the plate-shaped Ba ferrite, the c-axis, which is the crystal axis thereof, in the c plane is the magnetic easy axis. In other words, the crystal after spraying showed that the flaky plane was arranged parallel to the workpiece surface.
2.비교예로서 침상 입자인 자성 입자의 γ-Fe2O3을 마찬가지 방법으로 분사 가공했다. 분사후 각형비는 0.5이었고 자기에는 무배향 상태였다. 이로부터 분사 가공막은,배향하고 있지 않음을 나타냈다.2. As a comparative example was processed spraying γ-Fe 2 O 3 of the needle-shaped particles of the magnetic particles in the same manner. The square ratio after spraying was 0.5 and it was unoriented to magnetism. This shows that the spray processed film is not aligned.
본 발명의 상술한 구성에 의하면, 편상 입자를 압축 기체와 함께 분사한다는 극히 간단한 공정에 의하여 피가공물의 피막 형성면에 대하여 편상 입자를 소정 방향에 배향시킬 수 있었다.According to the above-described configuration of the present invention, the flaky particles can be oriented in a predetermined direction with respect to the film-forming surface of the workpiece by an extremely simple step of injecting the flaky particles together with the compressed gas.
그 결과, 피가공물의 피막 형성면에 바인더 등을 도포해 두고,이 바인더의 경화전에 그 도포면에 편상 입자를 분사하는 것에 의해 편상 입자를 바인더를 이용 하여 소정의 배향으로 부착시킬 수 있다. 이것에 의해,편상 입자를 소정 방향에 배향하게 되는 피막을 극히 용이하게 형성할 수 있었다.As a result, a binder etc. are apply | coated to the film formation surface of a to-be-processed object, and it can adhere to a predetermined orientation using a binder by spraying flake particle on the coating surface before hardening of this binder. Thereby, the film which orientates a piece particle in a predetermined direction was able to be formed very easily.
또한, 피가공물의 표면에 편상 입자를 소정의 배향으로 부착시킨 경우에는 편상 입자를 피가공물의 피막 형성면에 대하여 압축 기체와 함께 분사하고, 피가공물의 표면과 편상입체간 및 피가공물의 표면상에 도달한 편상 입자에 충돌하는 후속의 편상 입자와의 충돌점에서 생기는 발열에 의하여 상기 피막 형성이 가능해진다. 따라서 유기용제를 사용하는 바인더 등을 이용함없이 피막을 형성할 수 있고, 유기용제의 휘발에 의한 작업 환경이나 주변 환경의 오염을 방지할 수 있음과 동시에 바인더의 도포 공정,건조 공정 등을 생략할 수 있고 따라서 작업 효율을 향상시킬 수 있었다.In addition, in the case where the flaky particles are attached to the surface of the workpiece in a predetermined orientation, the flaky particles are sprayed together with the compressed gas onto the film-forming surface of the workpiece, between the workpiece and the flaky solids and on the surface of the workpiece. The film formation is possible by the heat generated at the point of impact with the subsequent flaky particles which collide with the flaky particles which have reached. Therefore, it is possible to form a film without using a binder using an organic solvent, to prevent contamination of the work environment or the surrounding environment by volatilization of the organic solvent, and to omit a binder coating process and a drying process. And thus improved working efficiency.
또한, 상기 어떠한 방법에 의하여 형성되는 편상 입자의 피막은 종래 기술과 같이편상 입자가 바인더인 도막 형성 수지중에 매설된 피막과는 다르고, 편상 입자를 가공후 피가공물의 가장 바깥면에 노출시킬 수 있다. 따라서 도전성 편상 입자를 사용함에 의해 절연성 피가공물의 표면에 도전성 피막을 형성하거나 또는 고체 윤활제로 이루어진 편상 입자를 사용함에 의해 피가공물의 표면에 윤활성 피막을 형성하는등, 종래 기술에 의해서는 얻을 수 없는 효과를 얻는 것도 가능하다.In addition, the coating of the flaky particles formed by any of the above methods is different from the coating embedded in the coating film forming resin in which the flaky particles are a binder as in the prior art, and the flaky particles can be exposed to the outermost surface of the workpiece after processing. . Therefore, it is impossible to obtain a conductive film on the surface of an insulating workpiece by using conductive flat particles or to form a lubricant film on the surface of a workpiece by using flat particles made of a solid lubricant. It is also possible to obtain an effect.
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