KR20140036924A

KR20140036924A - 장식용 복합재료 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20140036924A
Application number: KR1020120118630A
Authority: KR
Inventors: 이병하; 이광호
Original assignee: 명지대학교 산학협력단; 이광호
Priority date: 2012-09-17
Filing date: 2012-10-24
Publication date: 2014-03-26
Also published as: KR101397426B1

Abstract

본 발명은 금속성 광택과 독특한 색상을 나타내는 장식용 복합재료의 제조방법에 관한 것으로서, ZrO₂에, TiC와 TiN에서 선택된 하나 이상의 물질을 혼합하여 혼합물을 형성하는 1단계; 상기 혼합물을 분무건조하여 복합체 분말을 제조하는 2단계; 및 상기 복합체 분말을 성형하여 성형체를 만들고 소성하는 3단계를 포함한다.
본 발명의 제조방법은, 분무건조를 통해 원료물질들이 혼합된 과립상태의 복합체 분말을 제조한 뒤에, 복합체 분말을 성형 및 소성함으로써, 독특한 금속성의 광택과 색상을 나타내어 외관이 미려한 장식용 복합재료를 제조할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 장식용 복합재료는 TiC와 TiN의 함량이 높아서 금속성 광택을 나타냄과 동시에 고유의 발색으로 외관이 뛰어나기 때문에 보석류, 장신구 등에 다양하게 이용될 수 있으며, 특히 최근 세라믹스 재질의 사용이 증가하고 있는 시계에 적용될 수 있다.

Description

장식용 복합재료 및 그 제조방법{DECORATIVE COMPOSITE MATERIALS AND PRODUCING METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 장식용 세라믹스 복합재료와 그 제조방법에 관한 것이며, 더욱 자세하게는 금속의 광택과 독특한 색상을 나타내어 장식적 가치가 뛰어난 장식용 복합재료와 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 지르코니아는 산화지르코늄(ZrO₂)을 이르는 것으로서, 고인성, 고내마모성, 고강도의 우수한 특성을 가진 지르코니아 세라믹스는 기계 부품용 구조 재료로서 주로 활용되어 왔다.

또한, 지르코니아는 굴절률이 크며 내식성이 크고 융점이 높으며, 열팽창률이 작기 때문에 최근에 장식 재료로 널리 사용된다. 그러나 지르코니아 자체는 흰색의 결정체이므로 장식재료용 소재로 사용하기 위해서는 색상을 나타내도록 하는 다른 성분의 첨가가 필요하다.

과거에 지르코니아에 색상을 추가하기 위하여 안료를 첨가하였으나, 지르코니아의 소결 공정의 고온을 견디지 못하여 안정한 재료를 만들지 못하였다. 최근에는 지르코니아에 고온에서 견딜 수 있는 물질을 첨가하여 색상을 나타내기 위한 노력이 계속되고 있다.

'대한민국 등록특허 제10-0147085호'에는, 에탄올 속에 지르코니아와 5~25wt%의 질화티탄을 혼합하고 볼 밀링 하여 제조된 슬러리로부터 제조된 분말을 성형함으로써, 국방색 또는 청회색 계통을 나타내는 컬러 세라믹스를 제조하는 방법이 기재되어 있다.

또한, '일본 공개특허 평03-51255호'에는 산화지르코늄이나 산화알루미늄과 같은 장식용 세라믹스에 2~20wt%의 탄화티탄 등을 혼합 및 소결하여 흑색의 장식용 재료를 제조하는 방법이 기재되어 있다.

이와 같이, 지르코니아의 뛰어난 물성을 이용하여 외관이 미려한 장식재료를 제조하려는 연구가 계속되고 있다.

대한민국 등록특허 제10-0147085호 일본 공개특허 평03-51255호

본 발명은 장식용 복합재료 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 금속성의 광택과 독특한 색상을 나타내는 장식용 복합재료 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 장식용 복합재료의 제조방법은, ZrO₂에, TiC와 TiN에서 선택된 하나 이상의 물질을 혼합하여 혼합물을 형성하는 1단계; 상기 혼합물을 분무건조하여 복합체 분말을 제조하는 2단계; 및 상기 복합체 분말을 성형하여 성형체를 만들고 소성하는 3단계를 포함한다.

본 발명은 원료물질들을 단순히 혼합한 상태에서 성형 및 소성하지 않고, 분무건조를 통해 원료물질들이 혼합된 과립상태의 복합체 분말을 제조한 뒤에, 복합체 분말을 성형 및 소성함으로써, TiN 및/또는 TiC가 다량으로 첨가되어 독특한 금속성 광택 및 색상을 나타내는 장식용 복합재료를 제조할 수 있다.

이때, 1단계에서 TiC와 TiN에서 선택된 하나 이상의 물질은 20 ~ 85 wt%로 혼합하는 것이 바람직하다. 20wt% 미만으로 혼합될 경우에는 혼합에 따른 금속성 광택이 뛰어나지 못하다.

본 발명은 종래에 지르코니아의 발색으로 위하여 첨가물을 소량으로 첨가하는 것과 달리, 20wt% 이상의 다량을 혼합하여 지르코니아와 TiN 및 TiC의 복합체 형태의 복합재료를 만든다.

또한, 1단계에서 TiC와 TiN을 함께 혼합할 때는, TiN을 0.5 ~ 84.5wt% 범위에서 혼합하고 TiC을 0.5 ~ 84.5 wt% 범위에서 혼합하며, TiN과 TiC의 총량은 5 ~ 85 wt% 범위인 것이 바람직하다. TiC와 TiN을 함께 혼합하는 경우에는 TiC와 TiN의 총량이 5wt% 이상이면 금속성 광택 및 특유의 발색이 나타난다.

3단계에서, 복합체 분말을 성형하는 공정은 프레스성형, 사출성형 및 압출성형 중에 선택된 하나의 방법으로 수행되고, 성형체를 소성하는 공정은 진공소결로 또는 가스압소결로에서 수행될 수 있다.

한편, 1단계에서 W, Co, Ni, Cr, Mo, WC, TaC 중에서 선택된 하나 이상의 첨가물을 더 첨가할 수 있으며, 이러한 첨가물은 20 wt% 이하로 첨가되는 것이 좋다. 첨가물의 첨가량이 20wt%를 초과하면 색상이 어두워져 외관이 나빠진다.

그리고 2단계에서 제조되는 성형분말의 평균 입도는 40 ~ 120 ㎛인 것이 바람직하다. 제조된 성형분말의 평균 입도가 40㎛ 미만인 경우에는 분말이 너무 작아서 비산하기 때문에 성형과정에서 문제가 발생하며, 120㎛를 초과하는 경우에는 성형과정에서 내부에 많은 공극이 발생하여 복합재료의 물성이 나빠진다.

본 발명의 장식용 복합재료는 상기한 방법으로 제조된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 형태에 따른 장식용 복합재료는, 20 ~ 65 wt%의 TiC 및 잔부의 ZrO₂를 포함하며 회색을 띄는 장식용 복합재료와, 20 ~ 65 wt%의 TiN 및 잔부의 ZrO₂를 포함하며 노란색을 띄는 장식용 복합재료 및 3 ~ 62 wt%의 TiC와 3 ~ 62 wt%의 TiN 및 잔부의 ZrO₂를 포함하며, TiC와 TiN의 총량이 5 ~ 65 wt%인 장식용 복합재료인 것을 특징으로 한다. TiC와 TiN을 동시에 혼합한 경우에는, TiC와 TiN의 비율에 따라서 노란색에서 갈색을 거쳐 회색까지 다양한 색상을 표현할 수 있다.

이때, W, Co, Ni, Cr, Mo, WC, TaC 중에서 선택된 하나 이상의 물질이 20 wt%이하로 첨가될 수 있다.

본 발명의 복합재료는, 20 ~ 85 wt%의 TiC 및 잔부의 ZrO₂를 포함하며 회색을 띄는 장식용 복합재료와, 20 ~ 85 wt%의 TiN 및 잔부의 ZrO₂를 포함하며 노란색을 띄는 장식용 복합재료 및 0.5 ~ 84.5 wt%의 TiC와 0.5 ~ 84.5 wt%의 TiN 및 잔부의 ZrO₂를 포함하며, TiC와 TiN의 총량이 5 ~ 85 wt%인 장식용 복합재료인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 발명자들은 본 발명의 장식용 복합재료의 조성범위를 추가적으로 연구한 결과, TiN의 함량이나 TiC의 함량 또는 TiN과 TiC가 혼합된 함량이 85wt%인 범위까지 본 발명에서 의도하는 금속성 광택과 색상이 발현된 장식용 복합재료로 제품을 제조할 수 있음을 확인하였다. TiN의 함량이나 TiC의 함량 또는 TiN와 TiC가 혼합된 함량이 85wt%를 초과하는 경우에는 가공성이 낮아서, 제품을 제조할 수 없는 문제가 있다.

또한, TiN과 TiC가 혼합된 경우에, 혼합된 양이 5wt%이상이면 TiN 또는 TiC의 양이 0.5wt%인 경우에도 본 발명에서 의도하는 금속성 광택과 색상이 발현된 장식용 복합재료로 제품을 제조할 수 있음을 확인하였다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 제조방법은, 분무건조를 통해 원료물질들이 혼합된 과립상태의 복합체 분말을 제조한 뒤에, 복합체 분말을 성형 및 소성함으로써, 독특한 금속성의 광택과 색상을 나타내어 외관이 미려한 장식용 복합재료를 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 장식용 복합재료는 TiC와 TiN의 함량이 높아서 금속성 광택을 나타냄과 동시에 고유의 발색으로 외관이 뛰어나기 때문에 보석류, 장신구 등에 다양하게 이용될 수 있으며, 특히 최근 세라믹스 재질의 사용이 증가하고 있는 시계에 적용될 수 있다.

도 1은 본 실시예에 따라 제조된 장식용 복합재료의 외관을 촬영한 사진이다.
도 2는 본 실시예에 따라 제조된 장식용 복합재료의 광택을 확인하기 위한 사진이다.
도 3은 본 실시예에 따라 제조된 시편을 촬영한 사진이다.
도 4는 TiN, TiC 또는 TiN/TiC가 90wt% 포함된 재료를 이용하여 제품을 제조하는 과정에서 파괴된 모습을 촬영한 사진이다.
도 5는 본 실시예에 따른 장식용 복합재료를 이용하여 제조된 제품의 사진을 나타낸다.

이하에서 실시예를 통해서 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

본 실시예는 우선 원료물질을 혼합하여 혼합물을 형성한다. (1단계)

이러한 혼합물은 본 발명의 장식용 복합재료를 구성하는 성분들을 혼합한 것이며, 볼 밀 등의 방법으로 혼합할 수 있다.

본 실시예의 ZrO₂는 시중에서 구입할 수 있는 것을 제한 없이 이용할 수 있으나, 평균 입도가 0.3 ~ 0.8 ㎛인 분말을 이용하는 것이 바람직하다. 평균 입도가 0.3㎛ 미만인 분말을 사용하는 경우에 소성 과정에서 과도한 수축이 발생하는 문제점이 있고, 0.8㎛를 초과하는 분말의 경우에는 소결이 어렵고 소성 색상이 나빠지는 문제점이 있다.

TiN과 TiC도 시중에서 구입할 수 있는 것을 제한 없이 이용할 수 있으며, 두 물질을 각각 때, 혼합되는 양은 혼합물의 전체 중량에서 20 ~ 85 wt%가 되도록 혼합한다. TiN과 TiC는 본 발명의 컬러 지르코니아 세라믹스의 색상과 광택을 유발하는 원료이며, 20wt% 미만으로 혼합될 경우에는 혼합에 따른 금속성의 광택이 충분히 발현되지 못한다.

두 물질을 함께 혼합하는 경우에는, TiN은 0.5 ~ 84.5 wt% 범위이고, TiC는 0.5 ~ 84.5 wt% 범위이며, 두 물질을 합한 총량이 5 ~ 85 wt% 범위가 되도록 혼합되는 것이 좋다. TiC와 TiN을 함께 혼합하는 경우에는 TiC와 TiN의 총량이 5wt% 이상이면 뛰어난 금속성 광택 및 특유의 발색이 나타난다. 본 실시예와 같이, TiN을 단독으로 혼합한 경우에는 최종적으로 짙은 노란색 계열의 색상을 나타내고, TiC를 단독으로 혼합한 경우에는 최종적으로 짙은 회색 계열의 색상을 나타낸다. 특히 TiN와 TiC를 동시에 혼합한 경우에는 TiN과 TiC의 비율에 따라서 짙은 노란색에서 짙은 갈색을 거쳐 짙은 회색까지 다양한 색상을 얻을 수 있다.

본 실시예에서는 TiN과 TiC 이외에 첨가물을 선택적으로 첨가할 수 있다. 이때 첨가될 수 있는 첨가물은 W, Co, Ni, Cr, Mo, WC, TaC 등이며, 이들 중에 하나 이상의 물질을 첨가할 수 있다. 이러한 첨가물은 복합재료의 소결밀도를 높여주며, 혼합물의 전체 중량에서 20 wt% 이하의 범위로 혼합한다. 이러한 첨가물의 첨가량이 20wt%를 초과하면 색상이 어두워져 미관이 나빠진다.

다음으로, 혼합물을 분무건조(spray drying)하여 과립상태의 복합재료 분말을 제조한다. (2단계)

분무건조는 미립화된 액체 방울을 가열된 공기와 접촉시켜 순간적으로 건조시킴으로써 분말을 형성하는 기술이며, 본 실시예에서는 ZrO₂와 TiN/TiC 및 첨가물이 혼합된 복합물이 과립상태의 분말로 제조된다. 이때, 분무건조에 의해서 형성된 복합체 분말은 평균 입도가 40 ~ 120 ㎛가 되도록 한다. 본 실시예는 원료물질들을 단순히 혼합한 상태에서 성형 및 소성하지 않고, 분무건조를 통해 원료물질들이 혼합된 과립상태의 복합체 분말을 먼저 제조한 뒤에, 복합체 분말을 성형 및 소성함으로써, TiN과 TiC이 다량으로 첨가되어 금속성 광택 및 종래의 기술과는 다른 색상을 띄는 장식용 복합재료를 제조할 수 있다. 이때, 제조된 복합체 분말의 평균 입도가 40㎛미만인 경우에는 분말이 너무 작아서 비산하기 때문에 성형과정에서 문제가 발생하며, 120㎛를 초과하는 경우에는 성형과정에서 내부에 많은 공극이 발생하여 복합재료의 물성이 나빠진다.

이러한 분무건조를 위해서는 혼합물이 포함된 액체 방울을 형성할 수 있도록, 원료물질이 혼합된 혼합물에 수분 등의 액체를 가하여야 한다.

또한, 분무건조를 통해서 원료물질이 균일하게 혼합된 성형 분말을 얻기 위해서는, 수분 등의 액체 이외에도 결합제, 분산제, 이형제, 가소제 및 소포제 등을 선택적으로 혼합한다. 본 실시예에서 습식 혼합을 위해 사용되는 결합제, 분산제, 이형제, 가소제 및 소포제 등은 특별히 제한되지 않고, 수계물질과 비수계물질이 모두 적용될 수 있다.

이러한 본 실시예의 습식 혼합 공정 및 건조분무 공정은 이 기술분야의 기술자들에게 널리 알려진 방법을 모두 적용할 수 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.

마지막으로 복합체 분말을 성형하여 성형체를 만들고 소성한다. (3단계)

성형체의 형상은 본 실시예의 장식용 복합재료가 적용되는 분야에 따라서 다양한 형태가 가능하다. 또한, 성형분말을 성형하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 이 기술분야에서 사용될 수 있는 모든 방법이 사용될 수 있다. 본 실시예에서는 프레스를 이용한 가압성형 공법으로 성형체를 만들었으나, 사출성형 공법 또는 압출성형 공법 등 세라믹스 재질의 분말을 성형할 수 있는 모든 방법이 적용될 수 있다.

그리고 본 실시예의 소성 공정은 환원 분위기 또는 진공상태 모두에서 수행될 수 있으나, 진공상태에서 수행되는 경우에 외관이 더욱 뛰어나다.

본 실시예는 발색을 위해서 안료가 아닌 TiN과 TiC를 다량으로 첨가하고 진공상태에서 약 1700~ 2000℃의 온도로 소성하였으나, 이제 한정되지 않으며, 1600 ~ 2000℃의 온도 범위에서 소성할 수 있다. TiN과 TiC는 고온에서도 견딜 수 있기 때문에 1600℃ 이상으로 소성하는 것이 좋으며, 2000℃를 초과하는 경우에는 복합재료의 물성이 나빠진다.

도 1은 본 실시예에 따라 제조된 장식용 복합재료의 외관을 촬영한 사진이다.

도시된 것과 같이, 본 실시예에 따라 제조된 장식용 복합재료는 은은한 금속성의 광택을 나타낸다. 또한, TiN과 TiC의 함량에 따라서 다양한 색상의 조절이 가능하다.

사진의 왼쪽은 TiN의 함량이 많은 경우에 해당하며 짙은 노란색을 나타낸다. 본 실시예에 의해서 제조된 장식용 복합재료의 노란색은 색이 짙고 금속성의 광택을 가지기 때문에, 황금과 유사한 느낌의 고급스러운 외관을 가지는 것을 확인할 수 있다.

사진의 가운데는 TiC의 함량이 많은 경우에 해당하며 짙은 회색을 나타낸다. 본 실시예에 의해서 제조된 장식용 복합재료의 회색은 금속성 광택에 의해서 묵직한 스테인리스 재질의 금속제품과 같은 느낌의 고급스러운 외관을 보이는 것을 알 수 있다.

마지막으로 사진의 오른쪽은 TiN과 TiC가 비슷한 양으로 혼합되어 짙은 갈색을 나타낸다. 실시예에 의해서 제조된 장식용 복합재료의 갈색은 금속성 광택과 결합하여 종래의 장식용 재료들에서는 얻지 못하였던 새로운 느낌의 외관을 나타낸다.

이상과 같이 본 실시예에서 제조된 장식용 복합재료는 가벼운 광택이 아닌 금속성의 은은한 광택을 가지면서, 종래에 지르코니아에 소량의 발색물질을 첨가한 경우와는 다른 품위 있는 색상을 나타내기 때문에 장식용 재료로서 심미적 가치가 높다.

도 2는 본 실시예에 따라 제조된 장식용 복합재료의 광택을 확인하기 위한 사진이다.

도 2에서 본 실시예에 따라서 제조된 장식용 복합재료는 금속성의 광택을 갖는 것을 다시 한 번 확인할 수 있으며, 이러한 광택은 일반적인 세라믹스 재료들, 특히 종래기술에서 언급된 '대한민국 등록특허 제10-0147085호'나 '일본 공개특허 평03-51255호'와 같은 지르코니아 세라믹스 재료들에서는 얻을 수 없었던 것이다.

이상과 같이 제조된 본 발명의 장식용 복합재료는 TiC와 TiN의 함량이 높아서 금속성 광택을 나타냄과 동시에 고유의 발색으로 미관이 뛰어나기 때문에, 보석류, 장신구 등에 다양하게 이용될 수 있으며, 특히 최근 세라믹스 재질의 사용이 증가하고 있는 시계에 적용하기 위한 수요가 높을 것으로 예상된다.

본 실시예의 장식용 복합재료에 적용될 수 있는 조성범위를 추가적으로 확인하기 위하여 다양한 조성으로 시험 시편을 제작하고 외관을 관찰하였다.

ZrO₂	TiN	Ni	Cr	색상	광택
95	5			노란색	bad
70	30			노란색	good
20	80			노란색	good
50	45	3	2	노란색	good

표 1에 나타난 것과 같이, TiN를 포함하는 장식용 복합재료는 모두 금속성의 광택을 나타내는 노란색인 것을 확인할 수 있으며, TiN의 함량이 30wt%보다 적은 경우, 구체적으로 20wt% 미만인 경우에는 금속성 광택이 뛰어나지 못하였다.

또한, 조성을 변경하며 계속적인 실험을 수행한 결과, TiN을 80wt% 포함하는 조성에서도 뛰어난 금속성 광택과 노란색을 나타내는 장식용 복합재료가 제조되는 것을 확인할 수 있었다.

ZrO₂	TiC	Ni	Cr	색상	광택
95	5			회색	bad
70	30			회색	good
50	50			회색	good
20	80			회색	good
50	45	3	2	회색	good

표 2에 나타난 것과 같이, TiC를 포함하는 장식용 복합재료는 모두 금속성의 광택을 나타내는 회색인 것을 확인할 수 있으며, TiC의 함량이 30wt%보다 적은 경우, 구체적으로 20wt% 미만인 경우에는 금속성 광택이 뛰어나지 못하였다.

또한, 조성을 변경하며 계속적인 실험을 수행한 결과, TiC를 80wt% 포함하는 조성에서도 뛰어난 금속성 광택과 노란색을 나타내는 장식용 복합재료가 제조되는 것을 확인할 수 있었다.

이상과 같이, 본 실시예의 장식용 복합재료의 조성을 다양하게 변경하며 실험을 수행한 결과, TiN과 TiC가 80wt% 포함된 경우에도 본 실시예 특유의 금속성 광택과 노란색 또는 회색의 색상이 결합된 시편을 제조할 수 있었다.

ZrO₂	TiN	TiC	Ni	Cr	색상	광택
20	75	5			노란색	excellent
30	65	5			노란색	excellent
55	35	5	3	2	노란색	good
20	45	35			갈색	excellent
50	25	25			갈색	excellent
20	35	45			갈색	excellent
55	5	35	3	2	회색	good
30	5	65			회색	excellent
20	5	75			회색	excellent

표 3에 나타난 것과 같이, TiN과 TiC를 혼합한 장식용 복합재료는 모두 뛰어난 금속성의 광택을 보였으며, TiN과 TiC의 양에 따라서 노란색과 갈색 및 회색을 나타내었다. TiN의 양이 많을수록 노란색을 나타내었고, TiC의 양이 많을수록 회색을 나타내었으며, TiN과 TiC의 양이 비슷하게 혼합된 경우에는 갈색을 나타내었다.

또한, 조성을 변경하며 계속적인 실험을 수행한 결과, TiC와 TiN을 합한 양이 80wt%인 조성에서도 뛰어난 금속성 광택과 갈색을 나타내는 장식용 복합재료가 제조되는 것을 확인할 수 있었다.

도 3은 본 실시예에 따라 제조된 시편을 촬영한 사진이다.

사진의 왼쪽은 표 1에서 80wt%의 TiN이 포함된 시편의 사진이고, 사진의 오른쪽은 표 2에서 80wt%의 TiC가 포함된 시편의 사진이며, 사진의 가운데는 표 3에서 25wt%의 TiN과 25wt%의 TiC가 포함된 시편의 사진이다.

이들 사진은 광택처리를 수행하지 않고 소결공정만을 수행한 시편 자체의 사진이며, 종래의 장식용 재료들에서는 볼 수 없었던 금속성 광택이 나타나는 것을 확인할 수 있다. 또한, TiN과 TiC의 포함여부 및 혼합양에 따라서 그 색상이 노란색, 갈색, 회색으로 다양하게 조절될 수 있음을 알 수 있다.

한편, TiN의 함량이 90wt%인 경우와 TiC의 함량이 90wt%인 경우 및 TiN과 TiC의 함량이 각각 45wt%인 조성에 대하여 시편을 제작한 결과, 덩어리 형태의 시편은 제작할 수 있었으나 가공성이 떨어져 구체적인 형상의 제품을 제조할 수 없었다.

도 4는 상기한 조성으로 구성된 장식용 복합재료를 이용하여 제품을 제조하는 과정에서 파괴된 모습을 촬영한 사진이다. 왼쪽에는 TiN를 90wt% 포함하여 노란색을 나타내고, 오른쪽은 TiC를 90wt% 포함하여 회색을 나타내며, 가운데는 TiN과 TiC를 각각 45wt%씩 포함하여 갈색을 나타내고 있다. 그러나 원형의 제품을 제조하는 과정에서 형상을 유지하지 못하고 파괴되었다.

이상의 결과에서 TiN의 함량이나 TiC의 함량 또는 TiN와 TiC가 혼합된 함량이 85wt%를 초과하는 경우에는 가공성이 낮아서, 제품을 제조할 수 없는 문제가 있는 것을 확인할 수 있었다.

도 5는 본 실시예에 따른 장식용 복합재료를 이용하여 제조된 제품의 사진을 나타낸다. 해당 제품은 손목시계의 베젤에 적용되는 부품이며, 이러한 베젤 부품은 두께가 얇은 원형으로 제작되어야 하기 때문에 높은 가공성을 갖지 못하면 제작할 수 없다.

도시된 것과 같이, 본 실시예에 따른 장식용 복합재료는 얇은 원형의 베젤부품을 제조할 수 있었으며, 종래의 장식용 재료에서는 나타나지 않았던 금속성의 광택과 노란색(사진 왼쪽)에서부터 갈색(사진 중앙)을 거쳐 회색(사진 오른쪽)에 이르는 다양한 색상이 결합되어 뛰어난 외관을 나타내었다.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

ZrO₂에, TiC와 TiN에서 선택된 하나 이상의 물질을 혼합하여 혼합물을 형성하는 1단계;
상기 혼합물을 분무건조하여 복합체 분말을 제조하는 2단계; 및
상기 복합체 분말을 성형하여 성형체를 만들고 소성하는 3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 장식용 복합재료 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 1단계에서, 상기 TiC와 TiN에서 선택된 하나 이상의 물질을 20 ~ 85 wt% 혼합하는 것을 특징으로 하는 장식용 복합재료 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 1단계에서, 0.5 ~ 84.5 wt%의 TiC와 0.5 ~ 84.5 wt% TiN을 두 물질의 합이 5~85 wt%가 되도록 함께 혼합하는 것을 특징으로 하는 장식용 복합재료 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 3단계에서, 상기 성형 공정이 프레스성형, 사출성형 및 압출성형 중에 선택된 하나의 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 장식용 복합재료 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 3단계에서, 상기 소성 공정이 진공소결로 또는 가스압소결로에서 수행되는 것을 특징으로 하는 장식용 복합재료 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 1단계에서, W, Co, Ni, Cr, Mo, WC, TaC 중에서 선택된 하나 이상의 첨가물을 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 장식용 복합재료 제조방법.
청구항 6에 있어서,
상기 첨가물이 20 wt% 이하 첨가되는 것을 특징으로 하는 장식용 복합재료 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 2단계에서 제조되는 성형분말의 평균 입도가 40 ~ 120 ㎛인 것을 특징으로 하는 장식용 복합재료 제조방법.
청구항 1 내지 청구항 8 중에 하나의 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 장식용 복합재료.
20 ~ 65 wt%의 TiC 및 잔부의 ZrO₂를 포함하며, 회색을 띄는 것을 특징으로 하는 장식용 복합재료.
20 ~ 65 wt%의 TiN 및 잔부의 ZrO₂를 포함하며, 노란색을 띄는 것을 특징으로 하는 장식용 복합재료.
3 ~ 62 wt%의 TiC와 3 ~ 62 wt%의 TiN 및 잔부의 ZrO₂를 포함하며, TiC와 TiN의 총량이 5 ~ 65 wt%인 것을 특징으로 하는 장식용 복합재료.
청구항 10 내지 청구항 12 중에 어느 한 항에 있어서,
W, Co, Ni, Cr, Mo, WC, TaC 중에서 선택된 하나 이상의 물질이 20 wt%이하 첨가된 것을 특징으로 하는 장식용 복합재료.
20 ~ 85 wt%의 TiC 및 잔부의 ZrO₂를 포함하며, 회색을 띄는 것을 특징으로 하는 장식용 복합재료.
20 ~ 85 wt%의 TiN 및 잔부의 ZrO₂를 포함하며, 노란색을 띄는 것을 특징으로 하는 장식용 복합재료.
0.5 ~ 84.5 wt%의 TiC와 0.5 ~ 84.5 wt%의 TiN 및 잔부의 ZrO₂를 포함하며, TiC와 TiN의 총량이 5 ~ 85 wt%인 것을 특징으로 하는 장식용 복합재료.