KR101291311B1

KR101291311B1 - Clad coin and a manufacturing method thereof

Info

Publication number: KR101291311B1
Application number: KR1020110004138A
Authority: KR
Inventors: 홍순익; 송준영
Original assignee: 충남대학교산학협력단
Priority date: 2011-01-14
Filing date: 2011-01-14
Publication date: 2013-07-30
Also published as: KR20120082700A

Abstract

본 발명은 클래드 주화(Clad coin) 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 탄소강 또는 합금강의 양면에 샌드위치 모양으로 구리 합금층이 적층된 구조를 갖는 클래드 주화 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 탄소강 또는 합금강에 구리 합금 조성물이 적층된 클래드 주화는 백동과 동일한 전기전도성을 가짐으로써 자동판매기에서 백동 주화와 동일하게 인식되어 기존의 자동판매기에서의 호환성이 있으며, 백동과 거의 동일한 색상을 보이고, 내변색성이 우수하며, 비용 절감의 효과도 우수한 특징이 있다.The present invention relates to a clad coin and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a clad coin and a method of manufacturing the clad coin having a structure in which a copper alloy layer is laminated on both surfaces of carbon steel or alloy steel. The clad coin in which the copper alloy composition is laminated on the carbon steel or the alloy steel of the present invention has the same electrical conductivity as the cupronickel and is recognized in the same way as the cupronickel coin in the vending machine, and is compatible with the existing vending machine. Visible, excellent discoloration resistance, cost-effective features are also excellent.

Description

Clad coin and manufacturing method {CLAD COIN AND A MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 클래드 주화(Clad coin) 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 탄소강 또는 합금강의 양면에 샌드위치 모양으로 구리 합금층이 적층된 구조를 갖는 클래드 주화 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a clad coin and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a clad coin and a method of manufacturing the clad coin having a structure in which a copper alloy layer is laminated on both surfaces of carbon steel or alloy steel.

전통적으로 주화는 구리 75중량%와 니켈 25중량%를 함유하는 백동으로 제조되어 왔다. 그러나, 백동으로 제조된 주화는 색상, 변색성, 전기전도성 등에서 우수한 특성을 나타내지만, 제조 비용 등의 문제점으로 현재는 구리에 다양한 비철금속이 혼합된 구리 합금을 이용하여 주화를 제조하고 있다.Coins have traditionally been made of white copper containing 75% copper and 25% nickel. However, although coins made of copper show excellent characteristics in color, discoloration, and electrical conductivity, the coins are currently manufactured using copper alloys in which various nonferrous metals are mixed with copper due to problems such as manufacturing cost.

구체적으로, 주화로 제조되는 구리 합금은 구리-아연-주석 합금, 구리-아연-니켈 합금 및 구리-아연-주석-니켈 합금 등을 예로 들 수 있는데, 이로부터 제조된 주화는 유통 기간 중 변색을 일으키거나 위조가 용이하고, 전기전도성이 나빠 자동판매기 등의 검전기에서 인식이 불가능하다는 단점이 있었다.Specifically, the copper alloy produced by the coin may include a copper-zinc-tin alloy, a copper-zinc-nickel alloy, and a copper-zinc-tin-nickel alloy, and the like. It was easy to cause or forged, and had poor electrical conductivity, so it was impossible to recognize in a detector such as a vending machine.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 구리-망간-아연-니켈 합금 등과 같은 새로운 성분을 갖는 구리 합금이 제조되었으나, 이러한 합금은 전기전도성이 어느 정도 개선되기는 하였으나, 여전히 백동과 동일한 전기적 성질, 현재 사용 중인 자동판매기에서의 호환성, 내변색성 및 색상을 만족시키지 못하고 있는 실정이다.In order to solve this problem, copper alloys having new components such as copper-manganese-zinc-nickel alloys have been produced, but these alloys have improved electrical conductivity to some extent, but still have the same electrical properties as copper, and are currently in use. It does not satisfy the compatibility, discoloration resistance and color in the vending machine.

한편, 주화 제조의 다른 방법으로서 서로 다른 물성을 갖는 다층 구조의 클래드 주화가 제조되고 있다. 클래드 주화는 기존의 단일한 구리 합금 주화보다 제조 비용을 절약할 수 있다는 장점이 있으나, 여전히 백동과 동일한 전기적 성질, 현재 사용 중인 자동판매기에서의 호환성, 내변색성 및 색상을 만족시키지 못하고 있는 실정이다.
On the other hand, the clad coin of the multilayer structure which has a different physical property is manufactured as another method of coin manufacture. Clad coins have the advantage of saving manufacturing cost compared to the existing single copper alloy coins, but still do not satisfy the same electrical properties as copper, compatibility in the vending machines in use, discoloration resistance and color. .

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 종래의 백동 주화와 거의 동일한 전기 전도도, 색상, 강성 및 내변색성을 가지면서 제조 비용을 현저히 감소시킬 수 있는 클래드 주화 및 그 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.
The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, the problem to be solved in the present invention is to significantly reduce the manufacturing cost while having almost the same electrical conductivity, color, stiffness and discoloration resistance as a conventional cupronickel coin It is an object of the present invention to provide a clad coin and a method of manufacturing the same.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, In order to solve the above problems,

본 발명은 아연 10~25중량%, 니켈 5~20중량% 및 잔량으로 구리를 포함하는 구리 합금층이 탄소강 또는 합금강의 양면에 샌드위치 모양으로 적층된 클래드 주화를 제공한다.The present invention provides a clad coin in which a copper alloy layer containing 10-25 wt% zinc, 5-20 wt% nickel and the remaining amount of copper is sandwiched on both sides of carbon steel or alloy steel.

상기 구리 합금층은 철 0.01~5중량%를 더 포함할 수 있다.The copper alloy layer may further comprise 0.01 to 5% by weight of iron.

상기 합금강은 스테인리스강인 것이 바람직하다.It is preferable that the said alloy steel is stainless steel.

상기 클래드 주화는 전기 전도도가 4~7.5% IACS(International Annealed Copper Standard)인 것이 바람직하다.The clad coin is preferably an electrical conductivity of 4 ~ 7.5% IACS (International Annealed Copper Standard).

상기 클래드 주화는 백색을 띠는 것이 바람직하다.It is preferable that the clad coin has a white color.

상기 클래드 주화는 CIELAB에 의한 L 값이 80~90이고, a 값이 -1~3이며, b 값이 7~14인 것이 바람직하다.The clad coins preferably have an L value of 80 to 90, a a value of -1 to 3, and a b value of 7 to 14 by CIELAB.

또한, 본 발명은 아연 10~25중량%, 니켈 5~20중량% 및 잔량으로 구리를 포함하는 구리 합금층을 탄소강 또는 합금강의 양면에 샌드위치 모양으로 적층시키는 것을 특징으로 하는 클래드 주화의 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for producing a clad coin, characterized in that the copper alloy layer containing copper in 10 to 25% by weight of zinc, 5 to 20% by weight of nickel and the remaining amount of the copper alloy layer is laminated on both sides of the carbon steel or alloy steel. to provide.

상기 클래드 주화는 전기 전도도가 4~7.5% IACS인 것이 바람직하다.Preferably, the clad coin has an electrical conductivity of 4 to 7.5% IACS.

상기 클래드 주화는 CIELAB에 의한 L 값이 80~90이고, a 값이 -1~3이며, b 값이 7~14인 것이 바람직하다.
The clad coins preferably have an L value of 80 to 90, a a value of -1 to 3, and a b value of 7 to 14 by CIELAB.

본 발명에 의한 탄소강 또는 합금강에 구리 합금 조성물이 적층된 클래드 주화는 백동과 동일한 전기전도성을 가짐으로써 자동판매기에서 백동 주화와 동일하게 인식되어 기존의 자동판매기에서의 호환성이 있으며, 백동과 거의 동일한 색상을 보이고, 내변색성이 우수하며, 비용 절감의 효과도 우수한 특징이 있다.
Clad coin with copper alloy composition laminated on carbon steel or alloy steel according to the present invention has the same electrical conductivity as cupronickel. It is characterized by excellent discoloration resistance and cost-effectiveness.

도 1은 본 발명의 클래드 주화를 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 클래드 주화의 컬러플롯을 나타낸 그래프이다.1 is a schematic diagram showing a clad coin of the present invention.
2 is a graph showing a color plot of the clad coin of the present invention.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 탄소강 또는 합금강과 주화 제조에 사용되는 새로운 구리 합금 조성물의 적층 구조를 가진 클래드 주화 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 주화용 소재로 가장 많이 사용하고 있는 구리 75 중량%와 니켈 25 중량%로 형성된 백동을 대체할 수 있는 것으로서 자동판매기의 검전기에서 백동으로 제조된 주화와 동일하게 인식되는 백색의 색상을 가지며, 내변색성이 우수한 클래드 주화에 관한 것이다.The present invention relates to a clad coin having a laminated structure of carbon steel or alloy steel and a new copper alloy composition used to manufacture a coin, and a method of manufacturing the same, in particular 75% by weight of copper and 25% by weight of nickel. The present invention relates to a clad coin having a white color that can be recognized as a coin made of copper in an automatic vending machine detector, and having excellent discoloration resistance.

또한, 본 발명의 상기 구리 합금층에는 철 0.01~5중량%가 더 포함될 수 있다.In addition, the copper alloy layer of the present invention may further contain 0.01 to 5% by weight of iron.

상기 탄소강은 탄소강으로 알려진 다양한 조성의 탄소강이 사용될 수 있다.The carbon steel may be carbon steel of various compositions known as carbon steel.

상기 합금강 역시 합금강으로 알려진 다양한 합금강이 사용될 수 있으며, 스테인리스강인 것이 보다 바람직하다.The alloy steel may also be used a variety of alloy steel known as alloy steel, more preferably stainless steel.

구리 75중량%와 니켈 25중량%로 이루어진 일반적인 백동 주화에서 니켈의 양을 줄이면 색상이 구리와 비슷하게 되고, 전기 전도도가 높아지게 되며, 강도가 저하되는 문제점이 있다.Reducing the amount of nickel in a general cupronickel coin made of 75% by weight of copper and 25% by weight of nickel, the color is similar to copper, the electrical conductivity is increased, there is a problem that the strength is lowered.

그러나, 니켈의 함량을 줄이더라도 아연과 철 등을 첨가하게 되면 색상이 백색 동전 또는 은화와 유사해지고, 전기 전도도도 백동과 유사하게 되어 현재 보급되고 있는 자동판매기에서 백동과 호환되어 사용될 수 있다.However, even if the nickel content is reduced, the addition of zinc, iron, etc., the color is similar to white coins or silver coins, the electrical conductivity is similar to the copper and can be used in compatibility with the copper in the vending machine is currently spreading.

상기 구리 합금층에서 아연의 함량이 10중량% 미만인 경우에는 백동과 유사한 색상을 나타낼 수 없고, 전기 전도도도 떨어지며, 강도가 저하되는 문제점이 있고, 상기 함량이 20중량%를 초과하는 경우에는 가공성과 전기 전도도가 급격히 저하되어 동전 소재로서 적합하지 않으며, 백동과 호환성을 유지할 수 없는 문제점이 있다.When the content of zinc in the copper alloy layer is less than 10% by weight, it may not exhibit a color similar to cupronickel, the electrical conductivity is also lowered, the strength is lowered, and when the content is more than 20% by weight, Electrical conductivity is drastically lowered, so it is not suitable as a coin material, and there is a problem in that it cannot maintain compatibility with cupronickel.

상기 구리 합금층에서 니켈의 함량이 5중량% 미만인 경우에는 백동과 유사한 색상을 나타낼 수 없고, 전기 전도도도 떨어지며, 강도가 저하되는 문제점이 있고, 상기 함량이 25중량%를 초과하는 경우에는 실질적으로 백동을 이용하는 경우와 비용 등에서 큰 차이가 없다.When the nickel content of the copper alloy layer is less than 5% by weight, it may not exhibit a color similar to that of copper, and there is a problem that the electrical conductivity is lowered and the strength is lowered, and when the content is more than 25% by weight, There is no big difference in case of using copper and cost.

상기 조성물에서 철의 함량이 0.01중량% 미만인 경우에는 백동과 유사한 색상을 나타낼 수 없고, 전기 전도도도 떨어지며, 강도가 저하되는 문제점이 있고, 상기 함량이 5중량%를 초과하는 경우에는 가공성과 전기 전도도가 급격히 저하되어 동전 소재로서 적합하지 않으며, 백동과 호환성을 유지할 수 없는 문제점이 있다.If the content of iron in the composition is less than 0.01% by weight, it may not exhibit a color similar to cupronickel, the electrical conductivity is also lowered, the strength is lowered, the processability and electrical conductivity when the content is more than 5% by weight There is a problem that is not suitable as a coin material is sharply lowered, and can not maintain compatibility with copper.

이와 같이 본 발명의 구리 합금층의 각 성분의 함량은 강도, 가공성, 색상 및 전기 전도도 등의 물성을 모두 고려하여 현재의 자동판매기를 교환하지 않고도 백동 소재의 동전과 호환하여 사용할 수 있도록 개발된 것이다.As described above, the content of each component of the copper alloy layer of the present invention is developed to be compatible with the coin of copper alloy without changing the current vending machine in consideration of physical properties such as strength, processability, color, and electrical conductivity. .

본 발명의 클래드 주화의 두께는 제조하려는 주화의 두께와 동일하며, 탄소강 또는 합금강의 두께 및 구리 합금층의 각각의 두께는 본 발명의 클래드 주화에 요구되는 전기 전도도의 범위를 만족시킬 수 있는 정도로 조절이 가능하다.The thickness of the clad coin of the present invention is equal to the thickness of the coin to be manufactured, and the thickness of the carbon steel or alloy steel and the thickness of each of the copper alloy layers are adjusted to the extent that the range of electrical conductivity required for the clad coin of the present invention can be satisfied. This is possible.

상기 본 발명의 클래드 주화는 IACS(International Annealed Copper Standard)가 4~7.5%인 것이 바람직하다.Clad coin of the present invention is preferably IACS (International Annealed Copper Standard) is 4 ~ 7.5%.

주화가 검전기를 통과할 때 발생하는 와전류는 전기 전도도의 함수이기 때문에 백동을 대체할 수 있는 신규 소재의 가장 중요한 요건은 백동과 매우 유사한 전기 전도도를 가져야 한다. 백동은 구리 75중량%와 니켈 25중량%로 이루어져 우수한 가공성, 내부식성, 내마모성의 특징으로 인하여 고액면 주화에 가장 많이 사용되고 있다. 주화용 소재로 사용되는 백색의 색상을 갖는 금속의 전기 전도도는 아래 표 1과 같으며, 본 발명의 클래드 주화의 전기 전도도는 IACS 4~7.5% 범위로서 백동과 일치한다. 여기에서 IACS는 순수한 구리의 전기 전도도를 20℃에서 100% IACS로 하여 전지 전도도 단위로 사용한다.Since the eddy currents generated when a coin passes through the detector is a function of electrical conductivity, the most important requirement for new materials to replace copper is that it should have electrical conductivity very similar to that of copper. Copper is composed of 75% by weight of copper and 25% by weight of nickel, which is the most used for high-liquid coin because of its excellent workability, corrosion resistance and wear resistance. The electrical conductivity of the white colored metal used as the coin material is shown in Table 1 below, and the electrical conductivity of the clad coin of the present invention is in the range of 4 to 7.5% of IACS, which is consistent with white copper. Here, IACS is used as the cell conductivity unit with the electrical conductivity of pure copper as 100% IACS at 20 ° C.

소재Material 전기 전도도(% IACS)Electrical Conductivity (% IACS) 은silver 117117 알루미늄aluminum 6666 주석Remark 1717 연강Mild steel 1414 백동Cupronickel 5.45.4 양백White 8.58.5

본 발명의 클래드 주화는 백색을 띠는 것이 바람직하며, CIELAB에 의한 L 값이 80~90이고, a 값이 -1~3이며, b 값이 7~14인 것이 바람직하다.It is preferable that the clad coin of the present invention is white, the L value of CIELAB is 80 to 90, the a value is -1 to 3, and the b value is 7 to 14.

색을 측정하는 일반적인 방법은 반사율 곡선을 나타내는 시각 스펙트럼으로부터 빛을 측정하는 분광 광도법이다. 색을 정량적인 수치로 표시하는 방법 중 국제적으로 인정된 표기는 CIE(국제조명위원회)에 의하여 개발된 CIELAB 표기(L*a*b)가 있다. 이 방법은 색을 명도(L)와 색상(a, b)으로 나타내며 a와 b로 색의 방향을 표시한다. 여기에서 a가 (+)이면 적색, (-)이면 녹색이고, b가 (+)이면 황색, (-)이면 청색을 나타낸다. 도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 클래드 주화(A1 내지 A4)의 금속 색상은 백동의 색상과 거의 유사함을 확인할 수 있다.A common method of measuring color is spectrophotometry, which measures light from a visual spectrum representing a reflectance curve. The internationally recognized notation of color as a quantitative value is the CIELAB notation (L * a * b) developed by the CIE. This method displays colors in terms of brightness (L) and colors (a, b) and the direction of the colors in a and b. Here, a is red if (+), green if (-), yellow if b is (+), and blue if (-). As shown in Figure 2, it can be seen that the metal color of the clad coins (A1 to A4) of the present invention is almost similar to the color of copper.

상기 구리 합금층은 철 0.01~5중량%를 더 포함하여 제조될 수 있다.The copper alloy layer may be prepared by further comprising 0.01 to 5% by weight of iron.

본 발명의 방법에 따라 제조된 클래드 주화는 전기 전도도가 4~7.5% IACS의 범위를 가진다.Clad coins made according to the method of the present invention have an electrical conductivity in the range of 4-7.5% IACS.

또한, 본 발명의 방법에 따라 제조된 클래드 주화는 백동과 같은 백색을 띠며, CIELAB에 의한 L 값이 80~90이고, a 값이 -1~3이며, b 값이 7~14의 범위를 갖는다.In addition, the clad coin manufactured according to the method of the present invention has a white color such as copper, has an L value of 80 to 90 by CIELAB, a value of -1 to 3, and b value of 7 to 14. .

종래 기술을 통해서 제작된 주화는 유통 기간 중 변색을 일으키거나 위조가 용이하고, 자동판매기 등의 검전기에서 인식이 불가능하다는 단점이 있다. 하지만, 본 발명은 백동과 매우 유사한 색상 및 특성을 가진 클래드 주화는 전기 전도도가 백동과 거의 동일하므로 기존 자동판매기에서의 호환성이 우수하여 많은 경비를 줄일 수 있는 이점이 있다.
Coins produced through the prior art have a drawback that discoloration or counterfeiting during distribution period is not easy, and it is impossible to recognize them in a detector such as a vending machine. However, the present invention has the advantage that the clad coin having a color and characteristics very similar to cupronickel, because the electrical conductivity is almost the same as cupronickel, it is excellent in compatibility with the existing vending machine to reduce a lot of expenses.

이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples.

[[ 실시예Example ]]

실시예Example 1 One

하기 표 2의 성분 및 함량으로 아연과 니켈을 함유한 구리 합금 조성물을 제조하고, 제조된 구리 합금 조성물과 스테인리스강을 도 1과 같은 적층 구조가 되게 압연 접합하여 두께가 국내 100원화와 같은 1.36mm가 되도록 제조한 후 전기 전도도를 측정하고 표 3에 나타내었고, 여기 주파수에 따라 시그마테스터(제조원 FOERSTER)로 측정한 결과 백동과 유사한 특징을 가짐을 확인하였다(도 2).
To prepare a copper alloy composition containing zinc and nickel with the components and contents of Table 2 below, by rolling and bonding the prepared copper alloy composition and stainless steel to a laminated structure as shown in Figure 1, the thickness is 1.36mm, such as 100 won in Korea After the preparation was made to measure the electrical conductivity and shown in Table 3, and measured according to the excitation frequency with a sigma tester (manufacturer FOERSTER) was confirmed to have a similar characteristic as the copper (Fig. 2).

실시예Example 2 2

하기 표 2의 성분 및 함량으로 아연과 니켈을 함유한 구리 합금 조성물을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 주화를 제조하고, 제조한 주화의 전기 전도도를 측정하여 표 3에 나타내었고, 시그마테스터로 측정한 결과 백동과 유사한 특징을 가짐을 확인하였다(도 2).
To prepare a coin using the same method as in Example 1, except that a copper alloy composition containing zinc and nickel in the component and content of Table 2, and to measure the electrical conductivity of the prepared coin in Table 3 It was confirmed that the sigma tester has a characteristic similar to that of copper (Fig. 2).

실시예Example 3 3

하기 표 2의 성분 및 함량으로 아연, 니켈 및 철을 함유한 구리 합금 조성물을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 주화를 제조하고, 제조한 주화의 전기 전도도를 측정하여 표 3에 나타내었고, 시그마테스터로 측정한 결과 백동과 유사한 특징을 가짐을 확인하였다(도 2).
To prepare a coin by using the same method as in Example 1, except that a copper alloy composition containing zinc, nickel and iron in the component and content of Table 2, and measured the electrical conductivity of the manufactured coin It was shown in 3, and measured by the sigma tester was confirmed to have similar characteristics as the copper (Fig. 2).

실시예Example 4 4

실시예Example 성분 및 조성(중량%)Ingredients and Composition (% by weight) 아연zinc 니켈nickel 철iron 구리Copper 실시예 1Example 1 2020 1010 00 7070 실시예 2Example 2 2525 1515 00 6060 실시예 3Example 3 2020 1010 22 6868 실시예 4Example 4 2525 1515 22 5858

실시예Example 전기 전도도(% IACS)Electrical Conductivity (% IACS) 실시예 1Example 1 4.84.8 실시예 2Example 2 5.65.6 실시예 3Example 3 5.55.5 실시예 4Example 4 5.95.9 백동Cupronickel 5.45.4

본 발명은 상기한 실시예와 첨부한 도면을 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 개념 및 범위 내에서 상이한 실시예를 구성할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위 및 이와 균등한 것들에 의해 정해지며, 본 명세서에 기재된 특정 실시예에 의해 한정되지는 않는다.Although the present invention has been described with reference to the above-described embodiments and the accompanying drawings, other embodiments may be configured within the spirit and scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is defined by the appended claims and equivalents thereof, and is not limited by the specific embodiments described herein.

Claims

Clad, characterized in that the copper alloy layer containing copper in 10 to 25% by weight of zinc, 5 to 20% by weight of nickel, 0.01 to 5% by weight of iron and the balance is rolled and laminated in a sandwich shape on both sides of carbon steel or alloy steel. coinage.

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The method of claim 1,
Clad coin, characterized in that the alloy steel is stainless steel.

The method according to claim 1 or 3,
The clad coin is clad coin, characterized in that the electrical conductivity is 4 ~ 7.5% IACS (International Annealed Copper Standard).

The method according to claim 1 or 3,
The clad coin is white clad coin, characterized in that the.

The method according to claim 1 or 3,
The clad coin is a clad coin, characterized in that the L value by CIELAB is 80 ~ 90, the a value is -1 to 3, the b value is 7 to 14.

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