KR20090058068A - 산화피막을 통한 유색의 음각 문양을 갖는 알루미늄 냄비및 이의 가공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양극산화피막을 통한 유색의 음각 문양을 갖는 알루미늄 냄비 및 이의 가공 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강성의 양극산화피막과 광택층이 표면처리된 알루미늄 냄비의 표면에 원하는 문양 대로 강성의 양극산화피막과 광택층을 박피한 후 연성의 양극산화피막을 형성하고 연성의 양극산화피막에 원하는 색상의 염료로 착색시킨 음각 문양이 형성됨에 따라, 강성의 양극산화피막의 색만을 갖는 종래의 알루미늄 냄비의 문양에 대한 한계를 극복할 수 있게 됨으로써 알루미늄 냄비의 외관을 더욱 화사하고 세련되게 연출할 수 있도록 한 양극산화피막을 통한 유색의 음각 문양을 갖는 알루미늄 냄비 및 이의 가공 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 알루미늄 냄비를 -5~0℃의 온도에서 15~30중량%의 황산, 옥살산, 인산 중의 하나가 혼합된 수용액에 40~50분 동안 침지시킨 상태에서 60~80V의 직류전압을 인가하여 강성산화피막을 형성시키는 1차아노다이징단계와; 광택제를 사용하여 강성산화피막의 표면에 광택층을 형성시키는 광택층형성단계와; 강성산화피막과 광택층을 원하는 문양의 형상대로 박피하여 알루미늄 냄비에 원하는 문양을 형성시키는 문양형성단계와; 알루미늄 냄비를 15~20℃의 온도에서 10~25중량%의 황산, 옥살산, 인산 중의 하나가 혼합된 수용액에 35~50분 동안 침지시킨 상태에서 15~30V의 직류전압을 인가하여 문양의 표면에 연성산화피막을 형성시키는 2차아노다이징단계와; 연성산화피막에 원하는 색상을 입히는 착색단계와; 연성산화피막에 착색된 색상을 고정시키는 봉공처리단계와; 알루미늄 냄비의 표면에 수분을 제거하는 건조단계를; 포함하여 구성됨을 특징으로 한 산화피막을 통한 유색의 문양을 갖는 알루미늄 냄비의 가공 방법과, 상기의 가공 방법의한 산화피막을 통한 유색의 음각 문양을 갖는 알루미늄 냄비가 제공된다.

알루미늄, 냄비, 산화피막, 아노다이징, 음각, 문양, 유색

Description

산화피막을 통한 유색의 음각 문양을 갖는 알루미늄 냄비 및 이의 가공 방법{Aluminum pot had colored intaglio pattern and its processing method}

본 발명은 양극산화피막을 통한 유색의 음각 문양을 갖는 알루미늄 냄비 및 이의 가공 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강성의 양극산화피막과 광택층이 표면처리된 알루미늄 냄비의 표면에 원하는 문양 대로 강성의 양극산화피막과 광택층을 박피한 후 연성의 양극산화피막을 형성하고 연성의 양극산화피막에 원하는 색상의 염료로 착색시킨 음각 문양이 형성됨에 따라, 강성의 양극산화피막의 색만을 갖는 종래의 알루미늄 냄비의 문양에 대한 한계를 극복할 수 있게 됨으로써 알루미늄 냄비의 외관을 더욱 화사하고 세련되게 연출할 수 있도록 한 양극산화피막을 통한 유색의 음각 문양을 갖는 알루미늄 냄비 및 이의 가공 방법에 관한 것이다.

[문헌 1] 대한민국 등록실용신안 제20-0294724호, 2002.10.30.

일반적으로 냄비는 외부에서 가해지는 열원을 통해 내부에 담긴 음식물을 가열하여 국이나 찌게 등으로 조리하기 위한 조리용기를 말한다.

이러한 냄비는 외부의 열원에 의한 열기가 내부 전체에 고르게 전달될 수 있도록 열전도도가 우수하면서도 다양한 형상으로 제작할 수 있도록 가공성이 우수한 알루미늄이나 스테인레스 등과 같은 재질로 주로 사용되고 있다.

상기한 알루미늄으로 된 냄비는 표면에 내마모성과 내식성과 장식성 등을 위한 경질의 양극산화피막과 함께 연질의 양극산화피막을 형성한다. 따라서 상기 양극산화피막에 의해 내마모성과 내식성이 우수하고 다양한 색상을 갖는 알루미늄 냄비를 제조할 수 있었다. 그러나 상기한 알루미늄 냄비는 표면이 단색으로 구성되고 아무런 문양이 형성되지 않아 외관에 대한 미려함이 전혀 없었다.

이러한 단점을 해소하기 위하여 선반 등의 기계장치를 사용하여 염료가 착색된 부분만을 원하는 특정 패턴으로 박피함으로써 박피부를 통해 외부에 노출되는 양극산화피막의 색상을 통해 표면과 구별되는 색상을 갖는 패턴을 표면에 형성할 수 있었다.

따라서 약극산화피막을 형성한 알루미늄 냄비가 갖는 외관의 단순함을 어느 정도 보완할 수 있었다. 그러나 상기한 패턴의 생삭은 양극산화피막의 색상, 즉 회색이나 검정색 등과 같은 무채색만을 가지므로 여러가지 다양한 문양을 형성하기에는 적합하지 않아 구성의 한계를 가지고 있었고, 뿐만 아니라 외관도 밋밋하고 단 순하여 종래의 단점을 완벽히 해소할 수 없는 한계도 가지고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 유색의 음각 문양을 표면에 형성하여 알루미늄 냄비의 외관을 더욱 화사하고 고풍스럽게 할 수 있도록 하기 위하여, 강성산화피막과 광택층이 표면처리된 알루미늄 냄비의 표면에 레이저머신이나 밀링머신을 이용하여 원하는 문양 대로 강성산화피막과 광택층을 박피한 후 연성산화피막을 형성하고 연성산화피막에 원하는 색상의 염료로 착색시킨 음각 문양이 형성된 산화피막을 통한 유색의 문양을 갖는 알루미늄 냄비 및 이의 가공 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 알루미늄 냄비의 표면에 다양한 색상이 착색시키는 다양한 형태의 음각 문양을 형성할 수 있게 됨으로써 알루미늄 냄비의 외관을 화사하고 세련되게 연출할 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 양극산화피막을 통한 유색의 음각 문양을 갖는 알루미늄 냄비의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 양극산화피막을 통한 유색의 음각 문양을 갖는 알루미늄 냄비의 수직 단면도 및 일부 확대 단면도이며, 도 3은 본 발명의 양극산화피막을 통한 유색의 음각 문양을 갖는 알루미늄 냄비의 가공 방법을 단계적으로 나타낸 수직 단면도이다.

본 발명의 양극산화피막을 통한 유색의 음각 문양을 갖는 알루미늄 냄비의 가공 방법은 알루미늄 냄비(100)의 표면(50)에 강성산화피막(10)을 형성시키는 1차아노다이징단계와; 광택제를 사용하여 강성산화피막(10)의 표면에 광택층(20)을 형성시키는 광택층형성단계와; 강성산화피막(10)과 광택층(20)을 원하는 문양(30)의 형상대로 박피하여 알루미늄 냄비(100)에 원하는 문양(30)을 형성시키는 문양형성단계와; 문양(30)의 표면에 연성산화피막(40)을 형성시키는 2차아노다이징단계와; 연성산화피막(40)에 원하는 색상을 입히는 착색단계와; 색상을 고정시키는 봉공처리단계와; 수분을 제거하는 건조단계를; 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 문양형성단계는 레이저머신 또는 밀링머신으로 강성산화피막(10)과 광택층(20)을 원하는 문양(30)의 형상대로 박피하여 알루미늄 냄비(100)에 원하는 문양(30)을 형성시킨다.

상기 1차아노다이징(양극산화)단계는 알루미늄 냄비(100)를 -5~0℃의 온도에서 15~30중량%의 황산, 옥살산, 인산 중의 하나가 혼합된 수용액에 40~50분 동안 침지시킨 상태에서 60~80V의 직류전압을 인가하여 강성산화피막(10)을 형성한다.

상기 2차아노다이징단계는 알루미늄 냄비(100)를 15~20℃의 온도에서 10~25 중량%의 황산, 옥살산, 인산 중의 하나가 혼합된 수용액에 35~50분 동안 침지시킨 상태에서 15~30V의 직류전압을 인가하여 연성산화피막(40)을 형성한다.

상기 봉공처리단계는 봉공처리제가 포함된 80~100℃의 열수에 침지하여 1~2분 동안 1차 색상을 고정하는 1차봉공처리공정과, 20~30ml/l의 농도를 갖는 봉공처리제와 1~5ml/l의 농도를 갖는 빙초산이 포함된 열수에 침지하여 15~40분 동안 봉공처리하는 2차봉공처리공정으로 구성된다.

이와 같이 구성된 가공 방법으로 제조되는 본 발명의 양극산화피막을 이용한 유색의 음각 문양을 갖는 알루미늄 냄비(100)는 종래의 알루미늄 냄비가 가지는 외관의 밋밋함과 단숨함을 극복하여 외관이 화사하면서도 세련된 것이 큰 특징이다.

이는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 양극산화피막을 통한 음각 문양(30)이 유색으로 착색됨에 의한 것이다.

따라서 음각 문양(30)의 색이 알루미늄의 은회색 또는 알루미늄의 산화피막에 의한 색만으로 구성할 수 밖에 없었던 종래의 알루미늄 냄비과 달리, 다양한 색상으로 된 음각 문양(30)을 가질 수 있게 됨으로써 알루미늄 냄비(100)의 외관을 향상시킬 수 있게 된다.

여기서 본 발명의 가공 과정을 단계적으로 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제1단계는 도 3의 (b)와 같이 알루미늄 냄비(100)의 표면에 강성산화피막(10)을 형성시키는 1차아노다이징단계로, 알루미늄 냄비(100)를 -5~0℃의 온도에서 15~30중량%의 황산, 옥살산, 인산 중의 하나가 혼합된 수용액에 40~50분 동안 침지시킨 상태에서 60~80V의 직류전압을 인가하여 강성산화피막(10)을 형성시키는 단계이다.

이는 알루미늄에 도금이나 다른 금속을 코팅하는 것이 어렵고, 자연피막의 경우 두께에 한계가 있다. 따라서 전기적으로 두께가 어느 정도 이상이 되는 산화물을 만드는 공정이다.

이러한 강성산화피막(10)은 화학반응으로 금속의 표면에 생기는 산화물의 얇은 막으로서, 두께가 일정하고 어느 정도의 두께를 가지는 산화알루미늄(알루미나)로 형성되는데, 전기적 저항이 크고, 경도가 높아 내마모성이 우수하며, 내식성 또한 뛰어난 특성을 가진다.

단, 상기 제1단계를 거치기 전에 알루미늄 냄비(100)의 표면(50)에 부착된 유지, 산화물, 금속염, 기타 오염물을 황산 또는 가성소다 용액으로 제거하는 탈지단계와, 상기 탈지단계에 의해 알루미늄 냄비(100)의 표면(50)에 묻은 용액이나 기타 불순물을 제거하는 수세단계와, 알루미늄 냄비(100)의 표면(50)에 있는 요철을 전기 또는 화학적으로 제거하여 매끈하게 하는 표면처리단계를 거치는 것이 바람직하다.

제2단계는 도 3의 (c)와 같이 광택층(20)을 형성시키는 광택층형성단계로, 광택제를 사용하여 강성산화피막(10)의 표면에 광택층(20)을 형성시키는 단계이다.

여기서 광택층(20)은 표면에 광택을 주기 위한 것이만, 이후에 거치게 될 2차아노다이징단계에서 1차아노다이징단계에서 생긴 강성산화피막(10)의 표면이 손상되지 않게 하고, 그 이후에 거치게 될 착색단계에서 염료에 의한 착색이 이루어 지지 않게 하기 위한 것이 주기능이다.

단, 광택층(20)을 형성시키기 이전에 유색의 염료를 사용하여 강성산화피막(10)에 착색시키면 알루미늄 냄비(100)의 바탕색도 유색을 띄게 할 수 있다.

제3단계는 도 3의 (d)와 같이 알루미늄 냄비(100)에 원하는 형태의 문양(30)을 형성시키는 문양형성단계로서, 이는 강성산화피막(10)과 광택층(20)만을 레이저머신 또는 밀링머신을 통해 원하는 문양(30)의 형상대로 박피하는 단계이다.

즉, 이후에 거치게 될 착색단계에서 착색을 원하는 부위를 원하는 형태로 알루미늄 냄비(100)에 형성시키기 위한 것이다. 따라서 문양(30)의 형태대로 강성산화피막(10)과 광택층(20)이 박피되면서 알루미늄 냄비(100)에 문양(30)이 형성된다.

따라서 알루미늄 냄비(100)에 꽃무늬 등과 같은 다양한 형태의 문양(30)을 형성시킬 수 있게 된다.

제4단계는 문양(30)의 표면에 연성산화피막(40)을 형성시키는 2차아노다이징단계로, 알루미늄 냄비(100)를 15~20℃의 온도에서 10~25중량%의 황산, 옥살산, 인산 중의 하나가 혼합된 수용액에 35~50분 동안 침지시킨 상태에서 15~30V의 직류전압을 인가하여 연성산화피막(40)을 형성시키는 단계이다.

따라서 도 3의 (e)에 도시된 바와 같이 강성산화피막(10)과 광택층(20)이 박피된 부분, 즉 문양(30)이 형성된 부분에만 연성산화피막(40)이 형성되게 된다.

상기 연성산화피막(40)은 상기한 강성산화피막(10)과는 달리 다공질로 이루어져 염료의 흡착과 결합이 쉽게 이루어짐에 따라 원하는 색상의 염료로 착색이 가 능하게 된다.

제5단계는 연성산화피막(40)에 원하는 색상을 입히는 착색단계로, 문양(30)을 원하는 색상의 염료로 착색시키기 위한 단계이다.

따라서 알루미늄 냄비(100)에는 상기 염료가 착색된 유색의 문양(30)이 음각으로 형성된다.

이때 같은 염료라고 하더라도 착색시간과 염료의 농도에 따라 다르게 나온다. 일반적으로 착색시간이 길수록 어두운 색상을 가지게 된다. 이에 따라 착색시간과 염료의 농도를 조절하여 원하는 색상으로 착색시키면 된다.

제6단계는 봉공처리단계로, 연성산화피막(40)에 착색된 색상을 고정시키는 단계이다.

이는 봉공처리제가 포함된 80~100℃의 열수에 알루미늄 냄비(100)를 침지하여 1~2분 동안 색상을 고정하는 1차봉공처리공정과, 20~30ml/l의 농도를 갖는 봉공처리제와 1~5ml/l의 농도를 갖는 빙초산이 포함된 열수에 재차 침지하여 15~40분 동안 봉공처리하는 2차봉공처리공정으로 구성된다.

이러한 봉공처리단계는 알루미늄 제품에 착색된 색상을 고정시킬 때에 주로 많이 사용하는 통상적으로 널리 알려진 공정이다.

따라서 연성산화피막(40)의 미세공이 봉공처리됨으로써 문양(30)에 해당하는 부분의 염색 및 착색된 피막의 안정성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 내식성과 오염방지능과 내광(내후)성 등을 높일 수 있게 된다.

제7단계는 건조단계로, 봉공처리단계에 사용된 열수 등의 수분이 알루미늄 냄비(100)에 없도록 하는 단계이다. 이또한 봉공처리단계 후에 행하는 일반적으로 널리 알려진 공정이다.

도 1은 본 발명의 양극산화피막을 통한 유색의 음각 문양을 갖는 알루미늄 냄비의 사시도

도 2는 본 발명의 양극산화피막을 통한 유색의 음각 문양을 갖는 알루미늄 냄비의 수직 단면도 및 일부 확대 단면도

도 3은 본 발명의 양극산화피막을 통한 유색의 음각 문양을 갖는 알루미늄 냄비의 가공 방법을 단계적으로 나타낸 수직 단면도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 강성산화피막 20: 광택층

30: 문양 40: 연성산화피막

50: 표면 100: 알루미늄 냄비

Claims (3)

1. 알루미늄 냄비(100)를 -5~0℃의 온도에서 15~30중량%의 황산, 옥살산, 인산 중의 하나가 혼합된 수용액에 40~50분 동안 침지시킨 상태에서 60~80V의 직류전압을 인가하여 표면(50)에 강성산화피막(10)을 형성시키는 1차아노다이징단계와; 광택제를 사용하여 강성산화피막(10)의 표면에 광택층(20)을 형성시키는 광택층형성단계와; 강성산화피막(10)과 광택층(20)을 원하는 문양(30)의 형상대로 박피하여 알루미늄 냄비(100)에 원하는 문양(30)을 형성시키는 문양형성단계와; 알루미늄 냄비(100)를 15~20℃의 온도에서 10~25중량%의 황산, 옥살산, 인산 중의 하나가 혼합된 수용액에 35~50분 동안 침지시킨 상태에서 15~30V의 직류전압을 인가하여 문양(30)의 표면에 연성산화피막(40)을 형성시키는 2차아노다이징단계와; 연성산화피막(40)에 원하는 색상을 입히는 착색단계와; 연성산화피막(40)에 착색된 색상을 고정시키는 봉공처리단계와; 알루미늄 냄비(100)의 수분을 제거하는 건조단계를; 포함하여 구성됨을 특징으로 한 산화피막을 통한 유색의 음각 문양을 갖는 알루미늄 냄비의 가공 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 문양형성단계는 레이저머신 또는 밀링머신을 사용하여 강성산화피막(10)과 광택층(20)을 원하는 문양(30)의 형상대로 박피하여 알루미늄 냄비(100)에 원하는 문양(30)을 형성시키는 산화피막을 통한 유색의 음각 문양을 갖는 알루미늄 냄비의 가공 방법.
3. 상기한 가공 방법에 의해 가공된 산화피막을 통한 유색의 음각 문양을 갖는 알루미늄 냄비.

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