KR20040067174A - 귀금속 점토 조성물 및 이를 이용한 소결품의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미술 공예품, 보석 조형용 귀금속 점토 바인더 공예적 요소의 귀금속 소결품을 제작하는 데 있어서, 사용되는 귀금속 점토 조성물 및 이를 이용한 귀금속 소결품의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 귀금속 점토에 95∼97중량%의 귀금속 합금 분말과 3∼5중량%의 유기질계 바인더와 성질 개선제를 혼합하는 것을 특징으로 하는 귀금속 점토 조성물및 95∼97중량%의 귀금속 분말에 3∼5중량%의 유기계 바인더와 성질 개선제를 혼합하고 반죽하여 점토화 하는 단계; 상기 반죽된 점토중 일정량을 분리하여 원하는 형상으로 성형한 후 -5∼5℃에서 냉각하여 고화(固化)시키는 단계; 상기 고화된 성형물을 승온된 가열로에 넣고 소결하는 단계가 순차적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 귀금속 소결품의 제조방법의 공정을 포함한다.

본 발명은 점토 내의 유기질계 바인더의 양을 최소화하여 소성시 수축되는 현상을 완화하고, 성형 완성 후의 조형물을 차가운 곳에서 방치하여 냉각과 고화시키는 방법을 사용하여, 곧바로 가열온도에서 짧은 시간내에 소결할 수 있게 하여, 남녀노소 누구라도 쉽게 배우고 따라할 수 있는 귀금속 점토 조성물 및 귀금속 소결품의 제조방법을 제공하는 효과가 있다

Description

귀금속 점토 조성물 및 이를 이용한 소결품의 제조방법{The Precious Metal Composite and Method for preparing sintered product thereof}

본 발명은 미술 공예품, 보석 장식품등 공예적 요소의 귀금속 소결품을 제작하는 데 있어서, 사용되는 귀금속 점토 조성물 및 이를 이용한 소결품의 제조방법에 관한 것이다.

상기 귀금속 소결품은 통상적으로 조형용 귀금속 점토를 손이나 기구를 사용하여 원하는 형상으로 빚고, 상기 조형물을 완저히 건조 시킨 뒤, 전기로나 가마 등에서 장기간에 걸쳐 점진적으로 온도를 상승시키면서 가열, 소성(燒成)하는 방법이 주로 사용되고 있다. 그러나 귀금속 소결품 및 그 제조방법에 있어서, 점토상 조성물 원료들의 구성 및 구성요소의 배합비와 소결(燒結) 시의 가열온도 및 가열시간 등을 변화시킴에 따라 귀금속 소결품의 완성도의 면에서 현격한 차이를 보이고 있다.

예를들면, 귀금속 점토의 조성물은 귀금속 분말, 유기질계 바인더, 용매를 기본 재료로 하고, 필요에 따라 혼합촉진제로서 계면활성제(계면의 표면장력을 크게 떨어뜨리는 작용을 하는 물질) 및 조형시 점토가 손(hand) 등에 부착(附着)되는것을 방지하기 위해 오일 및 지방산과 같은 유지(油脂) 등을 적당히 혼합하여 점토상으로 혼합 반죽한 것이 알려져 있다. 점토상 조성물 중 귀금속 분말로는 평균 입자지름이 20㎛인 입자형상, 이형상(異形狀), 또는 편평한 형상의 분말이 주로 사용되고 있으며, 점토 조성물 중에서 15 ~ 30중량% 정도를 차지하고 있는 유기질계 결합제로는 수용성 셀룰로오스계수지, 아크릴계 수지, 폴리비닐 알콜계 수지, 왁스 등이 이용되고 있으며(특허출원 제1999-49158호), 계면 활성제는 알킬벤센술폰산나트륨이나 폴리소우프를 사용하며, 부착 방지제로는 프탈산 에스테르, 고급지방산, 고급지방산 에스테르, 유동 파라핀 등이 알려져 있다(특허 제 0179371호).

그리고, 상기의 구성으로부터 점토상 조성물을 소정의 형상으로 조형하고, 건조시킨 후, 전기로나 가마등에서 상온으로 서서히 온도를 상승시켜 장시간에 걸쳐 가열, 소성하여 원하는 귀금속 소결품을 얻고 있다.

그러나, 상기한 종래의 귀금속 점토 조성물에는 가소제, 계면활성제, 유지 등의 유기물이 15 ~ 30중량% 로 다량 함유되어 있어서 소결에 의해 현저한 수축이 발생되기 때문에 조형 이미지와는 다른 소결품이 되기가 쉽고, 수축을 고려한 조형이 필요하므로 초보자들이 쉽게 배우는 것이 어렵다.

또한, 다공질이어서 강도가 낮은 소결체가 되기 쉽기 때문에, 소성중에 자중(自重)에 의한 변형이나, 소성 후의 충격이나 하중에 의한 변형 등으로 장식성이 손상되기 쉬웠다. 예를 들면, 점토상 조성물을 물로 희석하여 물품의 표면에 얇은 막 형상으로 부착시켰을 경우, 수축으로 커다란 균열이 많이 발생하기 때문에, 기대하였던 장식효과는 전혀 얻지 못하였다.

그리고, 시중에 시판되는 유기질계 바인더, 계면활성제, 유지 등을 혼합한 귀금속 점토를 급속히 소성하면 이들 유기물들이 급속분해, 증발, 연소 등에 의해 소결품이 변형되거나 균열이 생겨 파손되는 문제가 쉽게 발행되기 때문에 성형이 완료된 후에는 드라이로 강제 건조를 시키거나 장시간 건조해야 하며, 소성시에도 2∼10시간이나 되는 장시간의 복잡한 온도관리가 불가피 하였다. 이는 창작자들의 창작 의욕을 저하시키는 요인이 되어 왔다.

또한, 소성을 위해 온도를 상승시킨 전기로나 가마 등은 그 다음에 다른 물품을 소성하기 위해 내부의 온도를 냉각시켜 상온으로 되돌릴 필요가 있어, 시간 및 에너지 낭비가 크다.

이러한 단점들이 기존에 시판되는 유기질계 바인더인 수성(水性) 바인더의 문제점으로 지적되고 있는 실정이다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 귀금속 소결품의 조성물 구성및 소결품 제조방법이 요구된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 귀금속 소결품 제조의 문제점을 인식하여 이를 개선하기 위해 안출된 것으로, 점토 내의 유기질계 바인더와 성질 개선제의 양을 최소화하여 소성시 수축되는 현상을 완화하고, 성형 완성 후의 조형물을 승온된 가열온도에서 짧은 시간내에 소결할 수 있게 하여, 남녀노소 누구라도 쉽게 배우고 따라할 수 있는 귀금속 점토 조성물 및 이를 이용한 소결품 제조방법을 제공하는 것이다.

이와 같은 본 발명의 목적은 조형용 귀금속 점토에는 95∼97중량%의 귀금속 합금 분말과 3∼5중량%의 유기질계 바인더와 성질 개선제를 혼합하는 것을 특징으로 하는 귀금속 점토 조성물 및 95∼97중량%의 귀금속 분말에 3∼5중량%의 유기계 바인더와 성질 개선제를 혼합하고 반죽하여 점토화 하는 단계;

상기 반죽된 점토중 일정량을 분리하여 원하는 형상으로 성형한 후 -5∼5℃에서 냉각하여 고화(固化)시키는 단계;

상기 고화된 성형물을 승온된 가열로에 넣고 소결하는 단계가 순차적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 귀금속 소결품의 제조방법으로 달성 될 수 있다.

본 발명을 보다 상세히 설명하자면 다음과 같다.

본 발명에 이용되는 조형용 귀금속 점토의 귀금속 분말은 순수한 귀금속 분말을 사용하거나 2개 이상의 귀금속이 혼합된 합금 분말을 사용할 수가 있으며, 분말의 입자 직경은 평균 1∼3㎛ 이 되게 하여 조밀도를 높여 소결 시, 수축되는 현상을 완화시키며, 그리고 혼합물의 조성비는 95∼97중량% 이상으로 하여 소결품의 강도가 단단하고 귀금속 순도를 높게 유지하도록 한다.

유기질계(有機質系) 바인더(binder)는 수성 바인더와 유성(油性) 바인더가 같은 양으로 혼합된 것을 사용하는데, 본 조형용 귀금속 점토에서 겔화되어 수분과 조형의 가소성(可塑性)을 유지하게 하는 역할을 하고 조형물 층의 균열을 방지한다. 조형용 귀금속 점토에서 2∼3중량%의 비율로 혼합하는 것이 바람직한데, 혼합 비율이 그 이상일 경우엔 건조시 수축률이 떨어지고, 그 이하일 경우에는 가소성이떨어진다.

일반적으로, 기존의 수성 바인더를 사용한 점토는 원하는 형상으로 조형한 다음에 드라이기로 건조해야 소성이 가능하나, 본 발명의 유기질계 바인더를 사용한 귀금속 점토는 원하는 형태로 조형한 다음, -5∼5℃에 방치하면 냉각 (Cooling)되면서 형태가 단단하게 굳게 되는 데, 이때 단단히 굳은 조형물은 그대로 가열된 전기로나 가열로에 소결시켜도 제품 완성에 무방하기때문에 가열 온도 조절 시간을 단축할 수 있다.

이때, 사용하는 수성 바인더는 유화제(乳化劑)를 첨가한 것을 사용하고, 유성 바인더는 건성유의 일종인 아마인유(亞麻仁油) 또는 식물성 오일을 첨가하여 사용한다. 유화제를 첨가한 수성 바인더는 조형 후의 고화 시간을 단축시키며, 아마인유는 조형시 손에 달라 붙는 것을 방지하면서, 냉각시, 산소와 접촉하면 고화가 일어나면서 표면을 매끄럽게 하는 특징을 가지고 있어 부가적인 표면 가공 단계를 제외 할 수 있는 특징을 가지고 있다.

한편, 귀금속 분말과 유기질계 바인더를 섞을 시, 점토의 성질(性質)을 보다 개선하기 위해서 젤라틴, 리그린, 펄프, 젯소(Gesso),송진, 전분 및 수분이 혼합되어 이루어진 성질 개선제를 넣는다.

이때 성질 개선제는 유기질계 결합제의 성질을 보다 향상시키기 위한 것으로 조형용 귀금속 점토에 대하여, 펄프는 0.3∼0.5중량%, 젤라틴과 리그닌은 0.05중량%, 전분은 0.5∼1.5중량%와 젯소를 0.03∼0.05중량%로 첨가하는 것이 바람직하다.

펄프와 젤라틴, 그리고 리그닌은 겔화되면서 조형용 귀금속 점토의 수분 유지력을 상시키면서 조형성 또한 증가시켜주는 역할을 하며, 소성시 터짐을 방지한다. 전분은 반죽시, 조형용 혼합물의 점조제로서 응집력을 좋게 하며, 젯소와 송진은 부착성(附着性)과 고화(固化)를 촉진한다.

이와같은 성질 개선제는 조형용 귀금속 점토에서 3∼5중량%의 비율로 혼합하며, 유기질계 바인더와 함께 3∼5중량%의 비율의 범위가 넘지 않게 한다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다.

[실시예]

귀금속 점토 만들기

시판되고 있는 은 분말을 100g 준비하고, 분말을 곱게 갈아 입경을 더 작게 한다. 그런다음 , 이의 은 분말에 시판되는 수성 바인더와 유성 바인더를 각각 1g을 넣고, 0.5g의 펄프, 1.3g의 전분, 0.05g의 젤라틴과 리그닌, 그리고 0.03g의 젯소를 넣고 잘 혼합하여 반죽하여 귀금속 점토를 완성한다. 이때 점토 점성의 필요에 따라 수분을 조금씩 넣어준다.

한편, 본 발명의 귀금속 소결품에 대한 제조방법은 다음과 같다.

1 단계로 순수 귀금속 또는 귀금속 합금을 평균 입경이 약 1∼3㎛인가 되도록 분말화 한다.

2 단계로 95∼97중량%의 귀금속 분말에 3∼5중량%의 유기질계 바인더와 성질개선제를 혼합하고 점토 상태로 반죽한다.

3 단계로 반죽된 점토중 일정량을 분리하여 원하는 형상으로 성형한 후, -5∼5℃에서 형태가 굳어질 때까지 냉각한다. 이 과정은 점토가 소성 중에 균열이 생기는 문제점을 방지하기 위한 단계이다.

4 단계로는 고화된 성형물을 승온된 가열로에 넣고 소결한다. 이때 일정 온도와 시간으로 소성(燒成)을 하는 데, 930℃일 때는 5∼7분, 900℃일 때는 7∼10분, 870℃일 때는 40∼50분 중 어느 하나를 선택한다. 소결이 끝난 후에는 상온에서 식힌다.

상기 귀금속 소결품은 필요에 따라 표면을 가공하여, 광택을 낼 수도 있다.

본 발명의 결과, 점토 내의 유기질계 바인더의 양을 최소화하여 소성시 수축되는 현상을 완화하고, 성형 완성 후의 조형물을 차가운 곳에서 방치하여 냉각과 고화시키는 방법을 사용하여, 곧바로 가열온도에서 짧은 시간내에 소결할 수 있게 하여, 남녀노소 누구라도 쉽게 배우고 따라할 수 있는 귀금속 점토를 제공하는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 95∼97중량%의 순수 귀금속 분말 또는 귀금속 합금 분말과 3∼5중량%의 유기질계 바인더와 성질 개선제가 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 귀금속 점토 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 순수 귀금속 분말은 은(Siver) 또는 금(Gold) 분말인 것을 특징으로 하는 귀금속 점토 조성물.
3. 제 1항에 있어서, 상기 귀금속 분말은 평균 입경은 1∼3㎛인 것을 특징으로 하는 귀금속 점토 조성물.
4. 제 1항에 있어서 유기질계 바인더는 수성 바인더와 유성 바인더가 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 귀금속 점토 조성물.
5. 제 1항에 있어서, 상기 성질 개선제는 젤라틴, 리그린, 펄프, 젯소 ,전분 및 수분이 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 귀금속 점토 조성물.
6. 제 4항에 있어서, 상기 유성 바인더는 아마인유(亞麻仁油) 또는 식물성 오일을 첨가하여 사용하는 것을 특징으로 하는 귀금속 점토 조성물.
7. 95∼97중량%의 귀금속 분말에 3∼5중량%의 유기계 바인더와 성질 개선제를 혼합하고 반죽하여 점토화 하는 단계;

   상기 반죽된 점토중 일정량을 분리하여 원하는 형상으로 성형한 후 -5∼5℃에서 냉각하여 고화(固化)시키는 단계;

   상기 고화된 성형물을 승온된 가열로에 넣고 소결하는 단계로 된 것을 특징으로 하는 귀금속 소결품의 제조방법.
8. 제 7항에 있어서, 소결 후 표면가공의 광택처리단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 귀금속 소결품의 제조방법.