KR102440979B1 - 표면 패턴을 가지는 압인제품 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 최종 표면 패턴이 형성되어 있는 압인제품을 제조하는 방법에 관한 것으로, 제1예비금형을 이용하여 금속 분말을 가압성형하여 제1성형체를 마련하는 단계, 제2예비금형을 이용하여 상기 제1성형체를 가압성형하여 제2성형체를 마련하는 단계 및 본금형을 이용하여 상기 제2성형체를 가압성형하여 상기 최종 표면 패턴이 형성되어 있는 압인제품을 마련하는 단계를 포함한다.

Description

표면 패턴을 가지는 압인제품 및 이의 제조방법{Pressed product having surface pattern and manufacturing method therefor}
본 발명은 표면 패턴을 가지는 압인제품 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
고심도 압인제품은 표면패턴의 심도가 높은(깊은) 압인제품이다. 현재 고심도 압인제품은 분말 소재의 소결 혹은 사출 공정, 또는 용융 소재의 주조 공정을 이용해 공표(blank)를 만든 뒤, 이를 바로 압인제품 형상이 새겨진 금형으로 프레스 성형하여 고심도 압인제품을 제작한다.
하지만 이러한 방법으로 제작된 압인제품은 적정 수준의 프레스 조건에서 금형의 문양(패턴)이 올바르게 전사되기 어렵고, 표면의 유무광 표현에 있어 분명한 한계점이 존재한다. 특히, 사출 공정을 거치는 경우 사용한 분말 소재 외의 기타 불순물(유기물 등)이 압인제품에 포함되는 결함이 발생할 수 있다.
한국 공개 특허 제10-2019-0072099호 (2019년 06월 25일 공개)
본 발명의 목적은 표면 패턴을 가지는 압인제품 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적은 최종 표면 패턴이 형성되어 있는 압인제품을 제조하는 방법에 있어서, 제1예비금형을 이용하여 금속 분말을 가압성형하여 제1성형체를 마련하는 단계, 제2예비금형을 이용하여 상기 제1성형체를 가압성형하여 제2성형체를 마련하는 단계 및 본금형을 이용하여 상기 제2성형체를 가압성형하여 상기 최종 표면 패턴이 형성되어 있는 압인제품을 마련하는 단계를 포함하는 것에 의해 달성된다.
상기 제2성형체는 상기 제1성형체보다는 정밀도가 높으며 상기 압인제품보다는 정밀도가 낮을 수 있다.
상기 제1예비금형은 제1금형패턴을 가지며, 상기 제2예비금형은 제2금형패턴을 가지며, 상기 본금형은 본금형패턴을 가지며, 상기 제1금형패턴과 상기 제2금형패턴은 본금형패턴에 대해 스무딩처리 되어 있으며, 상기 제1금형패턴의 상기 본금형패턴에 대한 스무딩 처리도는 상기 제2금형패턴의 상기 본금형패턴에 대한 스무딩 처리도보다 높을 수 있다.
상기 제1금형패턴의 스무딩 처리도는 70% 내지 95%이며, 상기 제2금형패턴의 스무딩 처리도는 50% 내지 93%일 수 있다.
상기 제1금형패턴은 단순 입체상일 수 있다.
상기 압인제품은 (1×압인제품의 무게(oz))mm 내지 (5×압인제품의 무게(oz))mm 범위의 심도를 가질 수 있다.
상기 제1성형체와 상기 압인제품간의 크기 차이는 상기 제2성형체와 상기 압인제품간의 크기 차이보다 클 수 있다.
상기 제1성형체의 크기는 상기 압인제품의 크기의 70% 내지 130%이며, 상기 제2성형체의 크기는 상기 압인제품의 크기의 80% 내지 120%일 수 있다.
상기 제1성형체를 마련하는 단계는, 상기 제1성형체를 열처리하는 제1열처리 단계를 포함하며, 상기 제2성형체를 마련하는 단계는, 상기 제2성형체를 열처리하는 제2열처리 단계를 포함할 수 있다.
상기 금속 분말의 사이즈는 1μm 내지 100μm일 수 있다.
상기 금속 분말은 금, 은, 동, 백금, 팔라듐, 또는 상기 소재 중 적어도 하나를 포함하는 합금 중 적어도 하나 이상을 포함하며, 상기 금속 분말의 형태는 spherical, flake, polygonal 및 agglomerated 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 1차성형체의 밀도는 상기 2차성형체의 밀도보다 낮고, 상기 2차성형체의 밀도는 상기 압인제품보다 낮을 수 있다.
상기 1차성형체의 밀도는 상기 압인제품의 밀도의 75% 내지 90%이며, 상기 2차성형체의 밀도는 상기 압인제품의 밀도의 90% 내지 98%일 수 있다.
상기 본 발명의 다른 목적은 배경부와 형상부를 가지는 압인제품에 있어서, 상기 형상부는 요철상을 포함하며, 상기 배경부 중 유광면의 표면조도는 0.0001μm 내지 1μm이며, 상기 압인제품의 심도는 (1×압인제품의 무게(oz))mm 내지 (5×압인제품의 무게(oz))mm인 것에 의해 달성된다.
상기 형상부의 전사율은 95% 내지 100%일 수 있다.
상기 압인제품은 금속을 포함하며, 상기 금속은 금, 은, 동, 백금, 팔라듐, 또는 상기 소재 중 적어도 하나를 포함하는 합금 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 압인제품의 금속 함량은 99%이상이고 유기물의 함량은 0.01% 미만일 수 있다.
상기 압인제품은 본체와 방청층을 포함하며, 상기 본체는 금속 함량은 99%이상이고 유기물의 함량은 0.01% 미만일 수 있다.
본 발명에 따르면, 표면 패턴을 가지는 압인제품 및 이의 제조방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 표면 패턴을 가지는 압인제품을 나타낸 것이고,
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ‘를 따른 단면을 나타낸 것이며,
도 3은 압인제품의 해상도 및 표면조도 등을 설명하기 위한 도면이며,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 표면 패턴을 가지는 압인제품 제조방법의 순서도이며,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제1예비금형 및 제1성형체를 나타낸 것이고,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 제2예비금형 및 제2성형체를 나타낸 것이고,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 본금형 및 압인제품을 나타낸 것이고,
도 8은 본 발명의 실험예에서 실시예 1의 제1성형체를 나타낸 사진이고,
도 9은 본 발명의 실험예에서 실시예 1의 제2성형체를 나타낸 사진이고,
도 10은 본 발명의 실험예에서 실시예 1의 압인제품을 나타낸 사진이고,
도 11은 본 발명의 실험예에서 비교예 1의 압인제품을 나타낸 사진이고,
도 12는 본 발명의 실험예에서 비교예 2의 제2성형체를 나타낸 사진이며,
도 13은 본 발명의 실험예에서 비교예 3의 압인제품에서 검출된 불순물을 나타낸 사진이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 사상이 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.
도 1 및 도 2를 참조하여 발명의 일실시예에 따른 표면 패턴을 가지는 압인제품을 설명한다.
본 발명에서의 ‘압인제품’은 금속으로 이루어져 있으며 최종 성형 단계가 프레스 공정인 요철상과 배경부를 가지는 물품을 지칭하며, 다양한 형태의 주화, 메달, 기념품 등을 포함한다.
이하의 설명에서는 요철상이 배경부로터 돌출된 형태(돌출상)를 예시하여 설명하나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 요철상은 배경부로부터 함몰된 형태(함몰상)일 수 있으며, 배경부로부터 돌출된 형태와 함몰된 형태를 모두 가질 수 있다.
이하의 설명에서 함량에 관한 %는 다른 명시가 없으면 질량%를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 표면 패턴을 가지는 압인제품을 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 도 1의 Ⅱ-Ⅱ‘를 따른 단면을 나타낸 것이다.
압인제품(1)은 도 1과 같이 패턴을 가지는 원판형상이다.
다른 실시예에서 압인제품(1)은 다각판, 2체(body) 이상의 금속이 직접적 혹은 간접(부가적인 연결부 존재)적으로 체결된 판상 등 다양하게 변형될 수 있다.
압인제품(1)에는 표면패턴(최종표면패턴, 10, 20)이 마련되어 있다.
표면패턴(10, 20)은 요철상(10)과 배경부(20)를 포함한다.
요철상(10)은 배경부(20)로부터 돌출되어 있으며, 배경부(20)는 유광면과 무광면을 포함한다. 유광면은 육안 상으로 보았을 때 광택이 있는 면이며, 무광면은 육안 상으로 보았을 때 광택이 없는 면이다.
다른 실시예에서는 배경부(20)의 일부에 문양이 형성될 수 있으며, 문양은 글씨 혹은 그림일 수 있다.
압인제품(1)의 재질은 금속이며, 이에 한정되지는 않으나 금, 은, 동, 백금, 팔라듐, 또는 상기 소재의 합금을 포함할 수 있다.
압인제품(1)은 금속만으로 이루어질 수 있으며, 피할 수 없는 불순물을 포함할 수 있다. 또는 압인제품(1)의 금속 함량(순도)은 99% 이상, 99.5% 이상 혹은 99.9% 이상일 수 있다. 압인제품(1)은 유기물이 없거나 피할 수 없는 수준의 유기물을 포함할 수 있으며, 유기물의 함량은 0.1%미만, 0.01% 미만 또는 0.001% 미만일 수 있다.
다른 실시예에서 압인제품(1)은 표면에 코팅된 방청층을 더 포함할 수 있다. 이 경우 압인제품(1)은 본체와 방청층으로 이루어지며, 본체의 금속 함량과 유기물 함량은 위에서 설명한 압인제품(1)과 동일하다.
본 발명에서의 심도는 도 2와 같이 배경부(20)에서 돌출된 요철상(10)의 높이(h)를 말한다. 요철상(10)이 함몰상인 경우, 심도는 배경부(20)에서 함몰된 요철상(10)의 깊이를 말한다.
종래 기술에서는 심도가 증가할수록 정밀한 형상과 표면의 유무광 표현이 금형으로부터 올바르게 전사되기 어렵다. 반면 본 발명에서는 고심도에서도 금형으로부터의 형상 전사율이 높고 유무광 표현이 우수하다.
압인제품(1)의 심도는 (1×압인제품의 무게(oz))mm 내지 (5×압인제품의 무게(oz))mm 범위일 수 있다.
압인제품(1)의 전사율은 93% 내지 98%, 94% 내지 99% 혹은 95% 내지 100%일 수 있으며, 전사율은 금형에 형성되어 있는 형상(문양 및 패턴) 대비 압인제품에 전사된 형상(문양 및 패턴)의 면적비로 계산한다.
압인제품(1)의 표면조도는 0.5μm 이하, 1μm 이하 또는 1.5μm 이하일 수 있으며, 또는 0.0001μm 내지 0.5μm, 0.0001μm 내지 1μm 또는 0.0001μm 내지 1.5μm 일 수 있다.
도 3을 참조하여 전사율 및 표면조도 등을 설명한다.
도 3은 표면 패턴을 가지는 압인제품의 전사율 및 표면조도 등을 설명하기 위한 도면으로, 설명을 위해 도 1 및 도 2와 다른 형태의 압인제품을 나타내었다.
배경부(20)는 유광면과 무광면으로 이루어지며, 선택적으로 형상부의 하나인 문양이 형성된다. 문양은 글씨 또는 그림일 수 있다.
본 발명에서의 ‘표면조도’는 이중 유광면에서의 표면조도를 말한다.
형상부의 하나인 요철상(10)은 배경부(20)로부터 돌출 혹은 함몰되어 있다.
본 발명에서의 ‘전사율’은 압인제품(1)의 형상부(문양 및 요철상(10))의 금형에 대한 전사율을 말한다.
이하 도 4를 참조하여 본 발명의 압인제품(1)의 제조방법을 설명한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 표면 패턴을 가지는 압인제품 제조방법의 순서도이다.
우선 금속 분말 소재를 준비한다(S100).
압인제품(1)의 원료는 금속 분말이며, 귀금속 분말일 수 있다. 금속은 이에 한정되지는 않으나 금, 은, 동, 백금, 팔라듐, 또는 상기 소재 중 적어도 하나를 포함하는 합금 중 하나 이상일 수 있다.
금속 분말의 사이즈는 10μm 내지 50μm, 1μm 내지 100μm 및 0.1μm 내지 150μm일 수 있다.
금속 분말의 형태는 spherical, flake, polygonal 또는 agglomerated 등 일 수 있다.
금속 분말 소재를 준비하는 단계는 sieving 및 drying 과정을 포함한다.
Sieving를 통해 금속 분말을 분급한다. Sieving에 사용하는 거름망은 예를 들어, 100mesh 내지 500mesh를 이용할 수 있다.
Drying을 통해 금속 분말의 수분을 제거한다.
다음으로 준비된 금속 분말을 가압성형하는 단계(S210) 및 제1성형체를 열처리하는 제1열처리 단계(S220)를 수행하여 제1성형체를 마련한다(S230).
제1성형체를 마련하는 단계(S230)를 본 발명의 일실시예에 따른 제1예비금형 및 제1성형체를 나타낸 도 5를 참조하여 설명한다.
준비된 금속 분말을 가압성형하는 단계(S210)에서는 제1예비금형을 이용하여 분말 소재를 프레스 성형한다.
프레스 성형의 압력은 1톤 내지 50톤일 수 있다.
제1예비금형은 금형강으로, CALMAX, STD61, STD11, SKT4 또는 P21 등 일 수 있다.
\*66제1예비금형의 경도는 HRC 45 내지 65일 수 있다.
제1예비금형은 도 5의 (a)와 같이, 제1금형패턴을 가지고 있다. 다른 실시예에는 제1예비금형은 제1성형체의 상하부에 각각 표면 패턴을 가지도록 마련될 수 있으며, 이 경우 제1예비금형의 2개의 부분으로 이루어질 수도 있다.
제1금형패턴은 입체상으로 마련되어 있다. 본 발명에서 입체상은 단순 입체형으로, 이에 한정된 것은 아니나 원뿔, 다면체(피라미드 등) 또는 돔 형상일 수 있다.
도 5의 (b)의 L1’은 제1성형체가 원판일 때 제1성형체의 직경을 나타낸 것이며, 도 5의 (a)의 L1의 90% 내지 110%일 수 있다.
제1열처리 단계(S220)에서는 제1성형체를 소결(sintering) 처리한다.
제1열처리 단계(S220)는 진공 혹은 Ar 분위기 하의 로에서 진행되며, 가열 및 냉각 단계를 포함한다.
가열은 400 내지 900℃에서 1 내지 2시간 동안 수행될 수 있다.
이후 가열을 멈추고 상온까지 서서히 냉각시킨다.
다음으로 제1성형체를 가압성형하는 단계(S310) 및 제2성형체를 열처리하는 제2열처리 단계(S320)를 수행하여 제2성형체를 마련한다(S330).
제2성형체를 마련하는 단계(S330)를 본 발명의 일실시예에 따른 제2예비금형 및 제2성형체를 나타낸 도 6을 참조하여 설명한다.
제1성형체를 가압성형하는 단계(S310)에서는 제2예비금형을 이용하여 제1성형체를 프레스 성형한다.
프레스 성형의 압력은 10톤 내지 150톤일 수 있다.
제2예비금형은 금형강으로, CALMAX, STD61, STD11, SKT4 또는 P21 등 일 수 있다.
제2예비금형의 경도는 HRC 45 내지 65일 수 있다.
제2예비금형은 도 6의 (a)와 같이 제2금형패턴을 가지고 있다.
도 6의 (b)의 L2’는 제2성형체가 원판일 때 제2성형체의 직경을 나타낸 것이며, 도 6의 (a)의 L2의 95% 내지 105%일 수 있다.
제2열처리 단계(S320)에서는 제2성형체를 어닐링(annealing) 처리한다.
제2열처리 단계(S320) 역시 진공 혹은 Ar 분위기 하의 로에서 진행되며, 가열 및 냉각 단계를 포함한다.
가열 온도는 200 내지 500 ℃에서 1 내지 4시간 동안 수행될 수 있다.
이후 가열을 멈추고 상온까지 서서히 냉각시킨다.
제2성형체의 경도는 25 Hv10 내지 40 Hv10 일 수 있다.
마지막으로 제2성형체를 가압성형하는 단계(S410)를 수행하여 최종 표면 패턴이 형성되어 있는 압인제품(1)을 마련한다(S420).
압인제품(1)을 마련하는 단계(S420)를 본 발명의 일실시예에 따른 본금형 및 압인제품(1)을 나타낸 도 7을 참조하여 설명한다.
도면에 표시하진 않았지만, 제2성형체는 본금형을 통해 가압성형하기 전에 필요에 따라 표면가공(밀링, 바렐 등) 과정 및 세척(cleaning) 과정을 거칠 수 있다.
제2성형체를 가압성형하는 단계(S410)는 본금형을 이용하여 제2성형체를 프레스 성형한다.
프레스 성형의 압력은 50톤 내지 150톤일 수 있으며, 반복해서 가압할 수 있다.
본금형 역시 금형강으로, CALMAX, STD61, STD11, SKT4 또는 P21 등 일 수 있다.
본금형의 경도는 HRC 55 내지 65일 수 있다.
본금형은 도 7의 (a)와 같이, 한 면에 본금형패턴을 가지고 있다.
도 7의 (b)의 L3’은 압인제품(1)이 원판일 때 압인제품(1)의 직경을 나타낸 것이며, 도 7의 (a)의 L3의 98% 내지 102%일 수 있다.
최종 표면 패턴은 다양한 디자인일 수 있으며, 이에 한정되지는 않으나 인물, 동물, 사물, 건물 등일 수 있다.
이상 설명한 제조방법에서 각 단계에서의 온도와 압력은 압인제품의 크기, 압인제품의 심도, 사용하는 금속재료 등에 따라 달라진다.
이상 설명한 제1성형체, 제2성형체 및 압인제품(1)의 크기와 밀도는 다음과 같은 관계를 가진다.
제1성형체와 압인제품(1)간의 크기 차이는 상기 제2성형체와 압인제품(1)간의 크기 차이보다 크다.
본 발명에서 성형체의 크기란 원판의 높이 및 직경, 요철상(10)의 높이 혹은 깊이(심도, h) 및 가로/세로 폭 중 어느 하나를 의미한다.
제1성형체의 크기는 압인제품(1)의 75 내지 125%, 70 내지 130% 또는 65 내지 135%일 수 있다.
제2성형체의 크기는 압인제품(1)의 85 내지 115%, 80 내지 120% 또는 75 내지 125%일 수 있다.
1차성형체의 밀도는 2차성형체의 밀도보다 낮고, 2차성형체의 밀도는 압인제품(1)보다 낮다.
제1성형체의 밀도는 금속 분말의 소재 고유 밀도의 70 내지 95%, 75 내지 90% 또는 80 내지 85%일 수 있다.
제2성형체의 밀도는 금속 분말의 소재 고유 밀도의 92 내지 95%, 90 내지 98% 및 88 내지 99%일 수 있다.
압인제품(1)의 밀도는 금속 분말의 소재 고유 밀도의 98 내지 100%일 수 있다.
본 발명에서 제1예비금형은 제1금형패턴을 가지고, 제2예비금형은 제2금형패턴을 가지고, 본금형은 본금형패턴을 가진다. 제2금형패턴은 제1금형패턴보다 정밀도가 높고 본금형패턴에 비해 정밀도가 낮다.
제1금형패턴과 제2금형패턴은 본금형패턴에 대해 스무딩처리 되어 있다.
스무딩(smoothing)이란 형상에 포함된 미세 문양을 제거하고 ARTCAM 등의 프로그램으로 형상의 외곽선/면을 블러(blur)처리(밋밋하게 혹은 흐리게)하는 것으로, %값이 클수록 스무딩 효과가 크다.
제1금형패턴은 본금형패턴의 75% 내지 90%, 70% 내지 95%, 또는 65% 내지 99% 스무딩(smoothing) 처리한 형태이다.
제2금형패턴은 본금형패턴의 60% 내지 83%, 50% 내지 93%, 또는 45% 내지 95% 스무딩(smoothing) 처리한 형태이다.
따라서, 제1금형패턴의 본금형패턴에 대한 스무딩 처리도는 제2금형패턴의 본금형패턴에 대한 스무딩 처리도보다 높다.
또한, 본 발명에서 제1성형체는 제1금형패턴을 통해 생성된 제1성형체의 표면 패턴을 가지며, 제2성형체는 제2금형패턴을 통해 생성된 제2성형체의 표면 패턴을 가지고, 최종 압인제품(1)은 본금형패턴을 통해 생성된 최종 표면 패턴을 가진다.
제1성형체의 표면 패턴의 정밀도인 제1정밀도는 최종 표면 패턴의 정밀도보다 낮다. 제2성형체의 표면 패턴의 정밀도인 제2정밀도는 제1정밀도보다 높고, 최종 표면 패턴의 정밀도보다 낮다.
이하 실험예(실시예 및 비교예)를 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
실시예 1
금속 분말 소재로 99.8% 순도를 갖는 spherical 타입의 은(Ag) 분말을 사용하였으며, 은 분말의 입도는 7.0 내지 49.6 μm였다.
\*119① 230 mesh의 거름망을 이용하여 분말 sieving하고, 120℃의 진공분위기에서 2시간 drying하였다.
② 약 62.5g의 분말을 제1예비금형에 넣고 15톤의 압력으로 프레스 성형한 뒤 Ar 분위기 하의 로에서 750℃로 1.5시간 동안 가열한 후 가열을 멈추고 상온까지 서서히 냉각하여 제1성형체를 제작하였다.
프레스 성형에서는 경도가 HRC 61인 STD61 소재의 제1예비금형을 사용하였으며, 제1예비금형은 원뿔상을 갖는 형태이다.
도 8과 같이, 제1성형체의 원판의 높이는 4.43 mm, 원판의 직경은 Φ39, 원뿔상 높이는 4.9 mm 및 원뿔상의 직경은 Φ30였다.
제1성형체는 제1예비금형과 7% 오차 이내로 일치하는 형상 및 사이즈를 가진다. 제1성형체의 밀도는 8.06 g/cm-3 였다.
③ 제1성형체를 압축 공기를 사용하여 클리닝한 후, 제2예비금형에 넣고 150톤의 압력으로 프레스 성형한 뒤 Ar 분위기 하의 로에서 250℃로 3시간 동안 가열한 후 가열을 멈추고 상온까지 서서히 냉각하여 제2성형체를 제작하였다.
이때 본금형패턴 대비 90% 스무딩 처리된 제2금형패턴을 갖는 경도가 HRC 60.7인 STD61 소재의 제2예비금형을 사용하였다.
도 9와 같이, 제2성형체의 원판의 높이는 3.93 mm, 원판의 직경은 Φ39.5, 제2금형패턴의 높이는 4.85 mm 였다.
제2성형체는 제2예비금형과 3% 오차 이내로 일치하는 형상 및 사이즈를 가진다.
제2성형체의 밀도는 9.59 g/cm-3 였다.
제2성형체의 경도는 39.7 Hv10 였다.
④ 마지막으로 제2성형체를 바렐을 이용하여 표면연마하고, 압축공기를 사용하여 클리닝한 후, 본금형에 넣고 95톤의 압력으로 프레스 성형을 4회 반복하여 최종 압인제품을 제작하였다.
경도가 HRC 602인 STD61 소재의 본금형을 사용하였다.
도 10과 같이, 최종 표면 패턴은 호랑이의 얼굴을 나타내었다.
압인제품의 원판의 두께는 3.69 mm, 원판의 직경은 Φ40, 최종 표면 패턴의 심도(높이)는 5.60 mm 였다.
최종 표면 패턴은 본금형과 0.6% 오차 이내로 일치하는 형상 및 사이즈를 가진다.
압인제품의 밀도는 10.44 g.cm-3이며, 무게는 2oz 였다.
\*136압인제품의 순도는 99.8%이었으며, 표면조도가 0.23 내지 0.81 μm인 유광 표면을 가졌다.
압인제품의 전사율은 98.7%였다.
비교예 1
실시예 1의 제1성형체를 제2성형체 제조과정을 생략하고 본금형을 사용하여 110톤의 압력으로 프레스 성형하였다.
도 11은 발명의 실험예에서 비교예 1의 압인제품을 나타낸 사진이다. 11a과 같이 미세 문양 및 형상이 제대로 형성되지 않았으며, 11b와 압인제품에 포함된 원판의 높이가 비대칭으로 형성되었다.
비교예 2
제1성형체 과정을 거치지 않고 실시예 1의 금속 분말을 제2예비금형을 사용하여 25톤의 압력으로 프레스 성형한 후, Ar 분위기 하의 로에서 750℃로 1.5시간 동안 가열한 후 가열을 멈추고 상온까지 서서히 냉각하여 제2성형체를 제작하였다.
이하 모든 실험의 조건은 실시예 1과 동일하게 수행되었다.
도 12와 같이 부분적으로 뒤틀리거나 표면이 파여 있는 등, 제2성형체가 최종 압인제품을 만들기에 부적절한 상태를 나타내었다.
비교예 3
제1성형체 과정을 거치지 않고 실시예 1의 금속 분말과 통상적으로 사용하는 금속제품 사출성형용 바인더(binder)의 혼합물을 사출성형 및 열처리하여 제2성형체를 제작하였다.
먼저 혼합물을 160℃로 가열한 후, 사출 장치에 장착된 제2예비금형에 이를 주입하였다. 35 bar까지 가압하여 8초간 유지하고 8초에 걸쳐 감압해 사출 성형하였다. 이후, 탈지 과정(바인더 제거 과정)을 거쳐 Ar 분위기 하의 로에서 940℃로 2시간 동안 가열한 후 가열을 멈추고 상온까지 서서히 냉각하여 제2성형체를 제작하였다.
이하 모든 실험의 조건은 실시예 1과 동일하게 수행되었다.
도 13과 같이 비교예 3의 압인제품을 은(Ag)을 용해시켜 불순물을 검출할 수 있는 질산-증류수(부피비 80:20) 용액에 넣고 가열하자 바인더(유기물)에 해당하는 다량의 불순물이 검출되었다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (18)

  1. 최종 표면 패턴이 형성되어 있는 압인제품을 제조하는 방법에 있어서,
    제1예비금형을 이용하여 금속 분말을 가압성형하여 제1성형체를 마련하는 단계;
    제2예비금형을 이용하여 상기 제1성형체를 가압성형하여 제2성형체를 마련하는 단계; 및
    본금형을 이용하여 상기 제2성형체를 가압성형하여 상기 최종 표면 패턴이 형성되어 있는 압인제품을 마련하는 단계;를 포함하는 압인제품의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2성형체는 상기 제1성형체보다는 패턴의 정밀도가 높으며 상기 압인제품보다는 패턴의 정밀도가 낮은 압인제품의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1예비금형은 제1금형패턴을 가지며,
    상기 제2예비금형은 제2금형패턴을 가지며,
    상기 본금형은 본금형패턴을 가지며,
    상기 제1금형패턴과 상기 제2금형패턴은 본금형패턴에 대해 스무딩처리 되어 있으며,
    상기 제1금형패턴의 상기 본금형패턴에 대한 스무딩 처리도는 상기 제2금형패턴의 상기 본금형패턴에 대한 스무딩 처리도보다 높은 압인제품의 제조방법.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1금형패턴은 단순 입체상인 압인제품의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 압인제품은 (1×압인제품의 무게(oz))mm 내지 (5×압인제품의 무게(oz))mm 범위의 심도를 가지는 압인제품의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1성형체와 상기 압인제품간의 심도 차이는 상기 제2성형체와 상기 압인제품간의 심도 차이보다 큰 압인제품의 제조방법.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1성형체를 마련하는 단계는,
    상기 제1성형체를 열처리하는 제1열처리 단계를 포함하며,
    상기 제2성형체를 마련하는 단계는,
    상기 제2성형체를 열처리하는 제2열처리 단계를 포함하는 압인제품의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 금속 분말의 입도는 1μm 내지 100μm인 압인제품의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 금속 분말은 금, 은, 동, 백금, 팔라듐, 또는 상기 소재 중 적어도 하나를 포함하는 합금 중 적어도 하나 이상을 포함하며,
    상기 금속 분말의 형태는 spherical, flake, polygonal 및 agglomerated 중 적어도 어느 하나를 포함하는 압인제품의 제조방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 1차성형체의 밀도는 상기 2차성형체의 밀도보다 낮고,
    상기 2차성형체의 밀도는 상기 압인제품보다 낮은 압인제품의 제조방법.
  13. 삭제
  14. 배경부와 형상부를 가지는 압인제품에 있어서,
    상기 형상부는 요철상을 포함하며,
    상기 배경부 중 유광면의 표면조도는 0.0001μm 내지 1μm이며,
    상기 압인제품의 심도는 (1×압인제품의 무게(oz))mm 내지 (5×압인제품의 무게(oz))mm인 압인제품.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 형상부의 전사율은 95% 내지 100%인 압인제품.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 압인제품은 금속을 포함하며,
    상기 금속은 금, 은, 동, 백금, 팔라듐, 또는 상기 소재 중 적어도 하나를 포함하는 합금 중 적어도 하나 이상을 포함하는 압인제품.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 압인제품의 금속 함량은 99%이상이고 유기물의 함량은 0.01% 미만인 압인제품.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 압인제품은 본체와 방청층을 포함하며,
    상기 본체는 금속 함량은 99%이상이고 유기물의 함량은 0.01% 미만인 압인제품.
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