KR20100125026A - 컬러 파친코 볼의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 컬러 파친코 볼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내구성과 반발력이 높은 컬러 파친코 볼의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 컬러 파친코 볼에 관한 것으로, 산화 열처리의 온도 조건에 따라 다양한 색상의 컬러 산화피막층을 형성시킴으로써, 파친코 볼의 다양한 컬러를 발현할 수 있고, 친환경적인 방법으로 제조가 가능하고, 또한 이 방법에 의해 제조된 컬러 파친코 볼은 높은 내구성 및 반발력과 함께 시인성이 우수한 것이 장점이다.

경화열처리, 컬러, 산화물층, 파친코 볼, 시인성

Description

컬러 파친코 볼의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 컬러 파친코 볼{Method for Manufacturing color pachinko ball and color pachinko ball manufactured thereof}

본 발명은 내구성과 반발력이 높은 컬러 파친코 볼의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 컬러 파친코 볼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 강재로 제조된 파친코 볼에 질화 열처리, 고주파 열처리, 침탄 열처리 또는 담금질 열처리 등의 경화열처리를 실시하여 내구성 및 반발력이 높고, 컬러 산화열처리에 의해 다양한 컬러를 발현시킴으로써, 시인성이 우수하여 파친코 볼의 진위판정이 용이하고 환경친화적으로 제조가능한 것을 특징으로 하는 컬러 파친코 볼의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 컬러 파친코 볼에 관한 것이다.

일반적으로 파친코 등의 오락실에서는 금전 대신 파친코 볼을 파친코 유기기에 투입하여 유기를 행한다. 이러한 파친코 유기기에 사용되는 종래의 파친코 볼은 강구를 압조하고 각인 후 내구성이나 반발력을 높이기 위한 침탄열처리 및 도금두 께가 1 ~ 2㎛ 인 경질크롬도금을 실시한 다음 파친코 볼을 구별하기 위한 색인을 하여 완성한다.

이와 같이 상기의 방법에 의해 제조되는 파친코 볼은 도 1에 나타난 바와 같이 직경 11mm의 은백색 단일 색상의 금속구로서 모든 오락실에서 거의 동일한 외형의 볼을 사용하므로 파친코 볼의 표면에 각기 다른 색인을 하였다고 할지라도 파친코 볼의 외형과 색상이 거의 동일하여 미세한 색인을 육안으로 쉽게 식별하기가 어려우므로 파친코 볼의 진위나 이력의 판정이 용이하지가 않아 오락실에 손실을 입히는 사례가 빈번하게 발생하고 있는 실정이다.

즉, 파친코 볼은 오락실내에서는 상품과 교환가능한 화폐적 가치를 갖고 있는데 반해 오락실 밖에서는 이러한 화폐적 가치를 갖는다는 인식이 희박해져 단순한 금속구로서 인식된다. 그 결과 제조단계나 유통단계등의 오락실에 이르는 과정이나 오락실이 폐점한 이후에도 파친코 볼의 엄격한 관리가 이루어지지 않고 있어, 유통단계에서 분실된 볼이나 또는 폐점한 오락실에서 갖고 나온 볼을 다른 오락실에서 사용하거나 심지어는 파친코 볼과 유사한 금속 볼을 사용함으로 인해 오락실이 손해를 입는 경우가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 파친코 볼에 독특한 글자나 무늬를 각인하고 페인트를 도색한 후 연마하여 페인트를 제거하면 각인된 오목한 홈부에 충진된 페인트의 색상에 의해 표출되는 각인 마크를 형성시켜 각 오락실 별로 파친코 볼의 진위여부를 판정하기도 하나 이러한 방법에 의해 수많은 파친코 볼의 진위여부를 판정하는 것은 용이하지가 않을 뿐만 아니라 파친코 볼을 계속 사용할 경우 오목한 홈부 내에 충진되어 있던 페인트가 벗겨져 각인된 마크의 시인성이 떨어지고, 또한 유해 화학성분이 함유된 페인트의 분진에 의해 오락실 내부의 환경을 오염시키는 문제점이 발생한다.

또한 일본특허 제 3806137호는 파친코 볼의 표면에 전조의 방법으로 선상의 미세한 요철을 각인하여 제조처, 제조일자, 제조이력, 오락실 정보, 진위정보 등의 정보를 기록하고자 하였으나 전조공정 추가에 따른 공정비용의 발생하고 오락실 마다 파친코 볼의 진위여부를 판정하기 위한 코드리더를 구비해야 하고 또 파친코 볼의 장기간 반복사용시에는 요철부의 마모로 인해 파친코 볼의 표면에 새긴 기록정보가 훼손되어 코드리더에 의한 파치코 볼의 식별이 불가능한 문제점이 있으며, 구리도금을 실시하여 시인성을 높이고자 하였으나 조기마모가 발생하여 그 효과가 지속되지 못하는 문제가 있었다

또한 종래의 파친코 볼은 침탄열처리 후 실시하는 경질크롬도금의 처리시 공정중 6가 크롬이 발생하고 세척후에도 파친코 볼 표면에 6가 크롬성분이 잔류하여 환경이나 인체에 나쁜 영향을 주며 각인된 마크를 만들 때 사용하는 페인트도 주로 유해화학성분이 함유된 페인트로서 친환경적이지 않은 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 파친코 볼을 경화열처리 후 표면가공을 한 다음 표면에 산화 열처리의 온도 조건에 따라 다양한 색상의 컬러 산화피막층을 형성시킴으로써, 파친코 볼의 다양한 컬러를 발현할 수 있고, 친환경적으로 제조가 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 컬러 파친코 볼의 제조방법을 제공함을 그 과제로 한다.

그리고 본 발명은 상기의 방법에 의해 제조한 컬러 파친코 볼은 우수한 내구성과 반발력의 특성이 우수하고, 시인성이 높아 파친코 볼의 진위여부 판정이 용이하도록 한 것을 특징으로 하는 컬러 파친코 볼을 제공함을 다른 과제로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의하면 강재로 제조된 파친코 볼에 있어, 상기 파친코 볼을 경화 열처리를 실시하고 상기 경화 열처리 공정에 후속하는 후산화공정에 의해 컬러 산화물층을 포함하는 내구성과 반발력이 우수한 컬러 파친코 볼이 제공된다.

따라서 본 발명은 파친코 볼의 제조방법에 있어서,

상기 파친코 볼에 경화열처리를 실시하고 표면가공을 거친 후 표면에 컬러 산화피막을 형성시키는 것을 특징으로 하는 컬러 파친코 볼의 제조방법을 과제 해결 수단으로 한다.

그리고 본 발명은 상기의 방법에 의해 제조되어 지는 것을 특징으로 하는 컬러 파친콜 볼을 다른 과제 해결 수단으로 한다.

본 발명에 따른 컬러파친코 볼의 제조방법은 산화 열처리의 온도 조건에 따라 다양한 색상의 컬러 산화피막층을 형성시킴으로써, 파친코 볼의 다양한 컬러를 표출할 수 있고, 친환경적인 방법으로 제조가 가능하고, 또한 이 방법에 의해 제조된 컬러 파친코 볼은 높은 내구성 및 반발력과 함께 시인성이 우수한 것이 장점이다.

이하, 본 발명은 첨부된 도면인 도 2 내지 도 8에 의거하여 상세히 설명하되, 각 도면 및 상세한 설명에서 일반적인 금속의 표면처리방법으로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 이해할 수 있는 부분들은 별도의 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 시인성이 우수한 컬러 파친코 볼의 제조공정 블럭도를 나타낸 것이다.

도면을 참조하면, 먼저 본 발명은 파친코 볼을 침탄열처리, 질화열처리, 담금질 열처리 및 고주파 열처리와 같은 경화 열처리 공정(S10)을 실시하여 경도를 향상시킨다.

파친코 볼은 반복적으로 사용하여도 표면에 찍힘이나 마모가 발생하지 않고 우수한 반발력이 요구되는데 이를 위해서는 파친코 볼의 표면 또는 파친코 볼의 전체가 경화될 필요가 있다.

본 공정에서 침탄 열처리는 930℃내외의 온도에서 탄소분위기에서 강의 표면에서 약 1mm 까지 탄소함량를 높이는 열처리를 실시함으로서 표면의 경도는 높고 내부는 강인한 조직을 만들어 내구성이 높고 반발력이 우수한 파친코 볼을 제조할 수 있게 하는 열처리 공법이다.

그리고 질화 열처리는 550 ~ 580℃의 온도영역에서 강의 표면에 질소 또는 질소와 탄소원자를 강재의 표면에 침투 및 확산시킴으로써 소정의 특성을 얻는 공정으로서 적용 강종이 다양하고 내구성이 우수한 파친코 볼을 제조할 수 있는 장점이 있는데, 그 방법으로는 질소 및 탄소의 매체에 따라 가스 질화법, 염욕 질화법, 플라즈마 질화법, 진공질화법이 있다.

이때 공정에 따라 강재의 표면에 두께 10 ~ 30㎛의 철과 질소 및 탄소로 구성된 화합물층이 형성되어 내구성을 확보하며 질소가 확산 및 고용되어 깊이 0.5mm 내외의 질소확산층이 형성됨으로써 반발력이 증가한다.

본 공정에서 고주파 열처리는 강의 표면에 고주파 코일을 설치하고 고주파 유도가열의 열원으로 금속부품의 표면을 가열 또는 냉각하여, 표면을 경화시켜 내마모성을 향상시키는 것으로 급속가열 및 냉각에 따라 표면층이 오스테나이트 조직에서 마르텐사이트 조직으로 변태하는 것이기 때문에 내구성이 향상된다.

또한 본 공정에서 담금질 열처리는 강종에 따라 850 ~ 900℃로 가열한 후 급냉하여 소재 전체가 오스테나이트 조직에서 마르텐사이트 조직으로 변태함에 따라 표면층뿐만 아니라 심부도 경화할 수 있는 열처리 공법이다.

이때 상기 경화열처리공법을 단독 또는 복합하여 실시할 수 있으며 구체적인 공정은 통상의 방법으로 실시할 수 있다.

참고로, 도 3은 본 발명에 따라 제조한 경화 열처리된 파친코 볼을 찍은 사진이다.

그리고 상기 경화 열처리 공정(S10)을 실시한 파친코 볼은 표면가공 공 정(S20)을 거친다.

표면가공 공정(S20)은 상기 경화 열처리 공정(S10)후 표면에 형성된 산화물을 제거하고 정밀도 개선 및 경면 형성을 위한 바렐연마 (Barrel), 쇼트 블라스트 (shot blast), 샌드 블라스트 (sand blast), 폴리싱 (polishing), 래핑 (lapping) 또는 버핑 (buffing)의 방법으로 실시할 수 있다

그런 다음, 상기 표면가공 공정(S20)을 통해 얻어진 파친코 볼과 산화성 가스를 노속에 투입(S30)하여 산화열처리 공정(컬러층형성 공정)(S30)을 실시한다.

이때, 상기 산화성 가스는 파친코 볼의 표면에 컬러 산화물층을 형성시키기 위해 산소, 공기, 이산화탄소, 암모니아, 프로판 가스, 스팀 중에서 단독 또는 단독 이상을 선택 혼합하여 이용할 수 있으며, 그 밖에 질소가스를 상기 산화성 가스에 포함하여 산화열처리를 시행할 수 있다.

본 발명에서 산화성 가스의 조성비는 구체적으로 예를 들면, 암모니아 40~60 부피%, 공기 12~20 부피%, 프로판 3~5 부피%, 질소 25~35 부피%로 혼합된 산화성 가스를 사용하는 것이 바람직하며, 파친코 볼의 원하고자 하는 컬러에 따라 상기에서 한정한 조성비를 적절한 조건으로 변경하거나 또는 다른 종류의 가스를 추가 혼합할 수 있다.

그리고 컬러층형성 공정(S30)은 경화 열처리된 파친코 볼의 표면에 산화열처리를 실시하여 컬러산화피막층을 형성시키는 것으로서, 산화열처리 조건은 각각 발현시키고자 하는 색상에 따라, 산화열처리가 수행되는 온도를 150 ~ 500℃의 범위에서, 30분 ~ 5시간 동안 실시한다.

상기와 같은 조건에서 실시하는 이유는, 산화열처리의 온도를 150℃ 미만으로 했을 경우에는, 산화열처리가 수행되지 않아 원하는 철산화물층을 얻을 수 없으며, 500℃를 초과할 경우에는 경화열처리된 파친코 볼의 경도가 급속히 낮아져서 반발력이 저하되기 때문이다.

또한, 산화열처리 시간이 30분 미만이면 산화처리가 수행될 수 있는 컬러산화피막층 형성온도에 도달하지 못하여 원하는 컬러산화피막층을 얻기 어려우며, 5시간을 초과할 경우에는 흑색으로만 계속 유지되기 때문에 경제적인 관점에서 불필요한 시간을 초래하여 비효율적이다.

구체적으로, 상기 산화열처리후 형성된 컬러산화피막층의 표면색상은 아래 실시예 1, 2에서 설명한 바와 같이 산화열처리 온도, 시간, 산화열처리 분위기에 따라 금색, 자주색, 보라색, 청색 및 흑색으로 발현될 수 있는데, 컬러산화피막층 의 조성은 주로 FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄ 의 단독 혹은 복합상이다.

파친코 볼의 컬러는 구체적인 예를 들면, 상기와 같은 조건의 조성비로 혼합된 산화성 가스 분위기에서 220±5℃, 240±5℃, 260±5℃ 및 320±5℃의 온도조건으로 각각 3 시간씩 산화열처리 할 경우 각각 황금색, 자주색, 청색 및 흑색의 컬러를 띄는 파친코 볼을 제조할 수 있으며, 그리고 공기 분위기에서 200±5℃, 260±5℃ 및 320±5℃의 온도조건으로 2.5시간 동안 산화열처리를 실시할 경우 각각 금색, 청색 및 흑색의 파친코 볼을 제조할 수 있다.

이러한 후산화공정에 의해 형성되는 산화물층 두께는 최소 0.01㎛ 이상으로 5㎛ 을 넘지 않으며, 바람직하게는 0.01∼1㎛ 이 좋다.

상기 컬러구현은 산화분위기하에서 열적인 방법으로 표면에 산화물층을 형성하여 이 산화물층과 표면상에서 반사된 빛이 서로 간섭하여 색상을 구현하는 것으로 이 산화물층의 두께에 따라 독특한 컬러가 발현되는 것이다.

종래의 파친코 볼은 강재의 표면에 형성된 경질 크롬도금층의 은백색의 단일색상만 얻을 수 있었지만, 본 발명의 컬러 파친코 볼의 제조방법에 의해 제조된 컬러 파친코 볼은 강재가 산화됨으로써 색을 발현시키고, 산화열처리 조건에 따라 각 각 금색, 자주색, 보라색, 청색, 흑색계열의 다양한 색상을 발현시킬 수 있기 때문에, 그 색상이 다양하고 미려하므로 시인성이 우수한 컬러 파친코 볼을 친환경적으로 제조할 수 있게 된다.

즉, 종래의 파친코 볼은 파친코 볼의 표면에 각인 또는 코드를 새기고 이를 코드리더 등으로 일일이 진위여부를 판단하므로 번거로웠으나 본 발명에 의한 파친코 볼은 시인성이 우수한 컬러 색상을 형성하였으므로 육안으로 진위여부 판단이 용이하고 반복사용하여도 그 컬러 색상층이 벗겨지거나 박리가 발생하지 않으므로 내구성이 우수하다

<실시예 1>

S20C 소재를 압조하여 마르텐사이트 조직으로 0.8mm 경화깊이의 침탄 경화처리한 후 경면연마를 실시한 강구를 내경 500mm, 높이가 1000mm 인 로에 장입하고 총유량 1.2m³/hr, 가스 조성이 암모니아 50 부피%, 공기 16 부피%, 프로판 4 부피%, 질소 30 부피%로 혼합된 산화성 가스를 사용하여 580℃에서 각각 3시간 동안 질화열처리를 실시한 결과 화합물층 경도 및 그 두께는 각각 Hv 700, 16㎛ 이었고 심부경도는 Hv 320이었다. 이 강구를 바렐연마로 경면가공을 실시하고 220℃, 240℃, 260℃ 및 320℃의 공기분위기에서 각각 3시간 동안 산화열처리를 실시한 결과 각각 황금색, 자주색, 청색 및 흑색의 파친코 볼을 얻었다.

<실시예 2>

S60C 소재를 압조하여 강구를 제작하고 이 강구를 860℃에서 1시간동안 가열하고 수냉한 후 황삭가공 및 폴리싱가공을 실시하여 경면을 얻었다. 이 강구를 200℃, 260℃ 및 320℃의 공기 분위기에서 각각 2.5시간 동안 산화열처리를 실시한 결과 각각 금색, 청색 및 흑색의 파친코 볼을 얻었다.

본 발명은 상기 실시예 1, 2에서와 같이 경화열처리, 표면가공 및 산화열처리 공정을 각각 거쳐 제조한 컬러 파친고 볼은 다양한 컬러를 구현할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

참고로, 도 4 내지 도 8은 본 발명에 따라 제조한 황금색, 자주색, 보라색, 청색, 흑색 파친코 볼을 각각 찍은 사진에 관한 것이다

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1 은 종래의 제조방법에 의해 제조된 파친코 볼을 찍은 사진,

도 2는 본 발명에 따른 시인성이 우수한 컬러 파친코 볼의 제조공정 블럭도,

도 3은 본 발명에 따라 제조한 경화 열처리된 파친코 볼을 찍은 사진,

도 4는 본 발명에 따라 제조한 황금색 파친코 볼을 찍은 사진,

도 5는 본 발명에 따라 제조한 자주색 파친코 볼을 찍은 사진,

도 6은 본 발명에 따라 제조한 보라색 파친코 볼을 찍은 사진,

도 7은 본 발명에 따라 제조한 청색 파친코 볼을 찍은 사진,

도 8은 본 발명에 따라 제조한 흑색 파친코 볼을 찍은 사진에 관한 것이다.

Claims (6)

1. 파친코 볼의 제조방법에 있어서,

   상기 파친코 볼에 경화열처리를 실시하고 표면가공을 거친 후 표면에 컬러 산화피막을 형성시키는 것을 특징으로 하는 컬러 파친코 볼의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 경화열처리는 침탄열처리, 질화열처리, 담금질 열처리 및 고주파 열처리로서 이들 열처리 공정의 단독 또는 복합적으로 실시할 수 있는 것을 특징으로 하는 컬러 파친코 볼의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 컬러 산화피막의 두께는 0.01 ~ 5㎛인 것을 특징으로 하는 컬러 파친코 볼의 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 컬러 산화피막은 산소, 공기, 이산화탄소, 스팀 등 모든 산화성 가스의 단독 또는 혼합가스 분위기에서 150 ~ 500℃의 범위에서, 30분 ~ 5시간 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 컬러 파친코 볼의 제조방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 표면가공은 바렐 연마 (Barrel), 쇼트 블라스트 (shot blast), 샌드 블라스트 (sand blast), 폴리싱 (polishing), 래핑 (lapping) 또는 버핑 (buffing) 인 것을 특징으로 하는 컬러 파친코 볼의 제조방법.
6. 상기 청구항 1 내지 청구항 6에 따른 어느 한 항의 방법에 의해 제조되어 지는 것을 특징으로 하는 컬러 파친코 볼.

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