KR101551420B1 - 장신구 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존의 도금공정에서 과전류가 흐르는 부분의 과도금을 방지하기 위하여 설치하는 과도금 방지용 구조물에 임의로 고전류를 과다하게 흐르게 하여 불규칙한 형상의 금속뭉침부를 대량생산하고, 이 금속뭉침부를 장신구의 기본재료로 활용함으로써, 기존의 도금처리 후 그냥 버려지던 재료를 재활용할 수 있어서, 환경보호와 자원 절약은 물론 장신구 제조시 제조비용을 절감할 수 있는 장신구 제조방법을 제공한다.

Description

장신구 제조방법{Accessory Manufacturing Method}

본 발명은 장신구 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 과도금에 의해 형성된 금속뭉침부재를 활용하여 장신구를 제조하는 방법에 관한 것이다.

도금은 금속이나 비금속의 표면에 다른 금속을 얇게 입히는 것을 말한다. 종래의 도금은 도금액이 담긴 욕조와 상기 욕조 위에 양극(+), 음극(-)이 교대로 배치되게 설치된 복수 쌍의 전극바아를 포함하여 구성된 도금장치를 이용한다.

구체적으로는, 상기 도금장치의 전극바아 중 음극바아에 랙(rack)을 걸어 상기 랙이 욕조 내의 도금액에 일정시간 담궈지도록 한 상태에서 상기 전극바아에 전류를 흘리게 되면 상기 랙의 수평바아에 설치되어 있는 제품의 표면에 도금액이 얇게 입혀지는 것이다.

이러한 과정을 거쳐서 완성되는 도금은 전체적으로 균일하고 매끈하게 표면이 형성되어야 하는데, 도금과정에서의 과전류를 포함하는 여러가지 문제로 인하여 표면이 거칠게 되는 등의 문제가 발생한다. 그 일예로서, 도금 과정에서 제품의 특정 부분에 발생하는 도금꽃 이라는 금속뭉침현상을 들 수 있다.

종래에는 이러한 금속뭉침현상은 제품불량을 의미하는 것으로서, 생산 손실을 의미하였는데, 본원 발명의 발명자는 금속뭉침현상에 의해 생성된 도금꽃이 꽃의 형상으로서 아름다운 장식구로 사용될 수 있다는 점에 착안하여 본 발명을 하게 되었다.

다만, 이 과정에서 단순히 과전류만 흐르게 할 경우에는 생성된 도금꽃이 쉽게 깨져서 제품으로 사용하지 못하는 문제가 있었다.

하기 특허문헌 1은 과도금방지 시스템 및 방지 방법에 대해 개시하고 있다.

국내공개특허 2009-0071222

본 발명은 상기된 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명은 도금공정에서 기존의 과전류가 흐르는 부분의 과도금을 방지하기 위하여 설치하는 과도금 방지용 구조물에 임의로 고전류를 과다하게 흐르게 하여 불규칙한 형상의 금속뭉침부재를 대량생산하고, 이 금속뭉침부재를 장신구의 기본재료로 활용할 수 있도록 한 장신구 제조방법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명에 의한 장신구 제조방법은 절연성 피복이 형성된 부분과 절연성 피복이 미형성된 부분을 포함하도록 랙(rack)에 절연성 피복을 입히는 단계; 상기 랙을 도금액이 수용된 욕조에 넣은 후, 제1 전류와 상기 제1 전류 보다 과전류인 제2 전류를 적어도 2회 이상 번갈아 흐르게 하여 상기 랙 중에서 피복들이 미형성된 부분을 과도금 처리하여 복수의 금속뭉침부를 형성하는 단계; 상기 랙에서 상기 금속뭉침부들을 개별적으로 절단하여 복수의 금속뭉침부재를 마련하는 단계; 및 상기 금속뭉침부재를 금속 선에 용접하거나 다른 액세서리에 납땜하여 장신구를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 금속뭉침부재는 불규칙한 꽃 형상으로 이루어진다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 제1 전류의 세기는 0.3 내지 0.5 A/dm²이고, 상기 제2 전류의 세기는 5.0 내지 8.0 A/dm²이다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 랙에 피복을 입히는 단계 이전 또는 이후에, 상기 랙을 크롬산으로 코팅하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 랙 중에서 피복들이 미형성된 부분의 형상은 일정한 면적을 가진 면 또는 핀의 형태 중의 어느 하나이거나 이들이 함께 존재할 수도 있다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 장신구를 제조하는 단계 이후에, 상기 장신구의 표면을 2차 도금하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존의 도금공정에서 과전류가 흐르는 부분의 과도금을 방지하기 위하여 설치하는 과도금 방지용 구조물에 임의로 고전류를 과다하게 흐르게 하여 불규칙한 형상의 금속뭉침부를 대량생산하고, 이 금속뭉침부를 장신구의 기본재료로 활용함으로써, 기존의 도금처리 후 그냥 버려지던 재료를 재활용할 수 있어서, 환경보호와 자원 절약은 물론 장신구 제조시 제조비용을 절감할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

또한 본 발명에 의해 만들어진 장신구는 정형화된 형태를 갖는 것이 아니므로, 개개인이 자신만의 독특한 장신구를 가질 수 있으므로, 개성을 중시하는 현대사회에서 장신구로서의 가치가 더욱 높다 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장신구 제조방법을 나타낸 플로우차트이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의해 금속뭉침부가 랙의 수평바아에 형성된 것을 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의해 형성된 금속뭉침부재를 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의해 복수의 금속뭉침부재를 금속 선에 용접한 것을 나타낸 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의해 금속뭉침부재를 반지에 납땜으로 접합한 것을 나타낸 사진이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의해 형성된 금속뭉침부재를 나타낸 사진이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

본 발명의 장신구 제조방법은 전기도금 방식의 과도금 처리를 이용하여 소정 크기의 금속뭉침부재(일명 '도금꽃'이라 함)를 제조하고, 상기 금속뭉침부재를 금속 선에 용접하거나 반지 등의 액세서리에 땜납으로 붙여서 장신구를 제조하는 것이다.

장신구 제조방법

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 장신구 제조방법을 설명한다.

도금용 랙(rack)에 소정 간격으로 이격되게 복수의 절연성 피복을 형성한다(S2).
이로써 도금용 랙은 절연성 피복이 형성된 부분과 절연성 피복이 미형성된 부분을 포함한다.
이때, 상기 절연성 피복은 폴리 에틸렌 파우더, 잉크 마스킹, 테잎 마스킹 중 하나를 사용하여 이루어질 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 후술하는 도금은 상기 랙 중에서 상기 피복이 미형성된 부분에만 선택적으로 이루어지게 된다.

피복이 미형성된 부분의 형상은 일정한 면적을 가진 면일 수도 있고, 또는 핀의 형태를 가진 핀부로 만들수도 있다. 이 핀부는 이후 도금과정에서 과전류에 의한 금속뭉침부를 성장시키기 위한 베이스부가 될 수 있다. 일정한 면적을 가지게 한 경우에는 도 6과 같은 형태로 제작되고, 핀의 형태를 가질 경우에는 도 2와 같은 형태로 제작된다.

이때, 필요시 상기 수평바아에 피복을 입히는 단계 이전 또는 이후에, 상기 랙을 크롬산으로 코팅하는 과정을 수행할 수 있다(S1). 참고로, 도 1에서는 크롬산 코팅이 전단계로 기재되어 있으나, 이는 일 실시예에 불과하다. 상기 크롬산 코팅은 후술하는 도금 공정 이후에 과도금되어 형성된 금속뭉침부를 상기 랙으로부터 용이하게 떼어낼 수 있도록 하기 위한 공정이다.

다음으로, 상기 랙을 도금액이 수용된 욕조에 넣고 도금을 진행한다.

상기 도금액은 구리, 니켈, 은, 금, 3가크롬, 6가크롬, 주석 및 아연 중 적어도 하나의 금속 또는 적어도 2개 이상의 금속을 포함하는 합금으로 이루어질 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

본 실시예에 적용되는 도금장치는 상기 욕조 위에 양극(+)과 음극(-)이 교대로 복수 쌍 형성된 전극바아가 형성되는데, 이 전극바아 중 음극바아에 랙을걸어 전기적으로 연결한다.

이후, 상기 전극바아에 제1 전류와 상기 제1 전류 보다 고전류인 제2 전류를 적어도 2회 이상 번갈아 연속적으로 흐르게 하여 상기 랙 중 상기 피복들이 미형성된 부분, 즉 복수의 핀부를 과도금 처리하여 상기 핀부를 성장시켜 복수의 금속뭉침부를 형성한다(S3). 이러한 금속뭉침부는 일명 '도금꽃'이라 하며, 이하에서는 설명의 편의를 위해 금속뭉침부와 도금꽃을 혼용하여 사용할 수 있으나, 이 둘은 동일한 구성요소를 의미한다.

즉, 도금장치의 전극바아에 상기 제1 전류가 흐르게 할 때에는 균일한 두께로 기본 도금막이 형성되며, 상기 제2 전류를 흐르게 할 때에는 갑작스런 과전류가 특정 부위에 흐르게 됨으로써 과도금이 이루어져 랙 중 피복이 미형성된 핀부에 금속액이 뭉쳐진 불특정한 다양한 형상의 금속뭉침부가 형성되는 것이다. 이때, 상기 금속뭉침부의 크기는 제2 전류의 세기를 조정하여 조정할 수 있다.

이때, 고전류인 제2 전류만을 연속하여 흐르게 하면 생성된 금속뭉침부의 강도가 낮아 랙으로부터 분리했을 때 금속뭉침부재가 쉽게 갈라지거나 부서질 수 있는 문제점이 발생할 수 있다. 본 실시예에서는 상기 제2 전류 보다 낮은 세기의 제1 전류를 상기 제2 전류와 일정시간을 두고 번갈아 연속적으로 흐르게 함으로써 생성되는 금속뭉침부의 강도를 향상시킬 수 있으며, 이에 고강도를 갖는 금속뭉침부재를 얻을 수 있게 된다.

이때, 상기 금속뭉침부는 불규칙한 형상으로서, 예컨대 수려한 외형을 갖는 안개 꽃과 같은 꽃 형상으로 이루어질 수 있으며, 거친 표면은 레벨링 되면서 거칠지 않은 상태로 평탄화될 수 있다.

한편, 상기 제1 전류의 세기는 0.3 내지 0.5 A/dm²이고, 상기 제2 전류의 세기는 5.0 내지 8.0 A/dm²으로 설정할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 및 제2 전류의 세기가 상기 수치범위 보다 작은 경우 금속뭉침부를 얻는데 시간이 오래 걸려 생산성이 저하될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 전류의 세기가 상기 수치범위 보다 큰 경우 제품의 강도 및 경도가 약하고, 표면 레벨링이 제대로 이루어지지 않아 제품의 표면이 거칠게 형성될 수 있는 문제점이 있다.

다음으로, 상기 랙에서 상기 금속뭉침부들을 개별적으로 절단하여 복수의 금속뭉침부재를 마련한다(S4).

다음으로, 상기 금속뭉침부재를 사용하여 미려한 외형을 갖는 디자인으로 된 장신구를 제조한다(S5). 상기 장신구는 예를 들어 철이나 구리 등 금속으로 된 선에 상기 금속뭉침부재를 적어도 한 개 이상 용접하여 접합시키거나 반지와 같은 액세서리에 납땜으로 붙인 후 필요시 도금하여 완성시킬 수 있다.

이후, 상기 제조된 장신구는 고광택이나 내구성을 강화하는 등 필요조건에 따라 그 표면을 제2 도금액으로 2차 도금 처리하는 과정을 수행할 수 있다(S6). 또한, 상기 2차 도금을 수행하기 전 세척 과정으로 선수행할 수 있다.

이때, 상기 제2 도금액은 구리, 니켈, 은, 금, 3가크롬, 6가크롬, 주석, 아연, 백금, 오스뮴, 팔라듐 및 로듐 중 적어도 하나의 금속 또는 적어도 2개 이상의 금속을 포함하는 합금으로 이루어질 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 상기 2차 도금은 무니켈 도금을 하기 위해서는 주석-구리-아연 합금 도금을 실시하거나, 구리 도금을 먼저 실시하고 광택작업을 한 후, 그 위에 은 도금이나 구리-주석-아연 합금 도금을 하고 마감재로 금, 백금, 팔라듐, 로듐, 오스뮴, 은 도금을 실시하여 장신구의 장식성을 높일 수 있다. 여기서, 장식성이란 광택을 포함하여 컬러와 장신구로서의 내식성 등을 포함한다.

한편, 상기 제조된 장신구는 필요시 그 표면을 2차 도금 하지 않고 그 표면을 코팅하는 과정을 수행할 수 있다. 이때, 상기 코팅에는 일반적인 금속 코팅액이나 타놀 코팅액 등이 사용될 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 코팅은 스프레이 기계에 코팅액을 넣고 제품 표면 상에 골고루 도포하는 방식을 사용할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

따라서, 위와 같이 제조된 장신구는 종래의 도금 처리 후 그냥 버려지던 과도금된 금속뭉침부를 기본 재료로 활용하는 것으로서, 적은 비용으로 장신구를 제조할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

실험 예

본 발명의 일 실시예로서 이중 구리 도금액으로 과도금처리를 하여 도금꽃이라 불리는 금속뭉침부재를 만드는 실험을 실시하였다.

본 실시예에서, 도금장치의 욕조에 수용된 도금액은 전해질로서 황산 50g/L를 사용하였고, 도금에 사용된 금속은 황산구리 5수화물 200g/L를 사용하였다. 염소이온은 5 내지 15ppm인 것을 사용하였으며, 광택제는 일반적인 구리 도금용 광택제를 일부 사용하였다.

그리고, 도금장치의 양극은 티타늄 재질의 바스켓에 동볼을 사용하였다. 여기서, 동볼이란 도금될 제품에 입히는 비철을 의미하며, 양극이 음극으로 옮겨지는 과정 중에 필요한 동도금재료를 일컫는다. 랙에 형성되는 금속뭉침부의 크기를 일정 수준 이상으로 하기 위하여 정류기는 약 20A/100A의 펄스 정류기를 사용하였으며, 도금은 약 5시간 정도 진행하였다.

위와 같은 조건으로 도금조건을 설정하고, 도금장치의 음극바아에 랙을 걸어두었다. 상기 랙에는 도금을 하기 위한 제품은 설치되지 않으며, 상기 랙은 소정간격으로 핀부를 가지도록 구성하였다.

상기 핀부는 바람직하게 스테인레스로 이루어질 수 있으며, 소정 길이 돌출되게 형성되어 도금시 상기 핀부에 불규칙한 모양의 금속뭉침부가 성장되어 형성되었다. 상기 핀부를 스테인레스로 형성하는 이유는 상기 스테인레스는 다른 금속소재에 비해 도금밀착력이 떨어지기 때문에, 상기 핀부에 금속뭉침부를 형성한 후 분리하기 용이하도록 하기 위함이며, 상기 핀부의 재질이 반드시 스테인레스로 한정되는 것은 아니다.

그리고, 도금장치의 음극바아와 연결된 양극바아에 저전류인 제1 전류와 상기 제1 전류에 비해 상대적으로 고전류인 제2 전류를 약 3분 간격으로 번갈아 연속하여 공급하였다. 이때, 상기 제1 전류의 세기는 0.3 내지 0.5 A/dm²이고, 상기 제2 전류의 세기는 5.0 내지 8.0 A/dm²이다.

그 결과, 도 2에 도시된 바와 같이 불규칙적이면서 일정한 크기를 가지며 상기 제1 전류 공급시 약 300/HV의 경도를, 상기 제2 전류 공급시 약 10 내지 20/HV의 경도를 갖는 금속뭉침부가 랙에 일정 간격으로 형성되었다. 도 3은 상기 랙에서 개별적으로 절단한 복수의 금속뭉침부재를 나타낸 사진이다.

이하, 이렇게 제조된 복수의 금속뭉침부재를 구리로 이루어진 선에 용접하여 팔찌용 소재로서의 활용 가능성을 실험해본 결과 도 4에 도시된 바와 같이 용접이 용이하게 잘 이루어졌다.

또한, 금속뭉침부재의 납땜 특성을 평가하기 위해 황동으로 된 반지 위에 금속뭉침부재를 땜납을 이용하여 붙이고 그 표면을 백색의 백금 도금으로 처리하였다. 그 결과 도 5에 도시된 바와 같이 하지도금을 안 한 상태여서 완전한 백색이 구현되지는 않았으나 도금상태가 양호함을 알 수 있었다.

따라서, 본 실시예에 의해 제조된 금속뭉침부재는 일정한 강도를 가지면서, 용접이나 납땜 작업이 용이하여, 이에 다양한 형태의 액세서리에 접목하여 장신구를 제조하는 기본재료로 활용할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

S1 ; 크롬산 코팅 단계 S2 ; 피복 형성 단계
S3 ; 금속뭉침부 형성 단계 S4 ; 금속뭉침부 절단 단계
S5 ; 금속뭉침부재 부착 단계 S6 ; 2차 도금 단계

Claims (6)

1. 절연성 피복이 형성된 부분과 절연성 피복이 미형성된 부분을 포함하도록 랙(rack)에 절연성 피복을 입히는 단계;
   상기 랙을 도금액이 수용된 욕조에 넣은 후, 제1 전류와 상기 제1 전류 보다 과전류인 제2 전류를 적어도 2회 이상 번갈아 흐르게 하여 상기 랙 중에서 피복들이 미형성된 부분을 과도금 처리하여 복수의 금속뭉침부를 형성하는 단계;
   상기 랙에서 상기 금속뭉침부들을 개별적으로 절단하여 복수의 금속뭉침부재를 마련하는 단계; 및
   상기 금속뭉침부재를 금속 선에 용접하거나 다른 액세서리에 납땜하여 장신구를 제조하는 단계;를 포함하는 장신구 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 금속뭉침부재는 불규칙한 꽃 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 장신구 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 전류의 세기는 0.3 내지 0.5 A/dm²이고, 상기 제2 전류의 세기는 5.0 내지 8.0 A/dm²인 것을 특징으로 하는 장신구 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 랙에 피복을 입히는 단계 이전 또는 이후에, 상기 랙을 크롬산으로 코팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장신구 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 랙 중에서 절연성 피복이 미형성된 부분의 형상이 일정한 면적을 가진 면 또는 핀의 형태 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 장신구 제조방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 장신구를 제조하는 단계 이후에, 상기 장신구의 표면을 2차 도금하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장신구 제조방법.
   

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