금속 장신구의 제조방법{Preparing Method for a Ornament}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 장신구의 분해 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 장신구의 내부 장식부재가 외형의 홈부에 부착된 상태를 도시하는 사시도이다. 도 3은 도 2에 도시된 장신구에 틈에 접착제가 도포된 상태를 도시하는 사시도이다. 도 4는 도 3에 도시된 장신구의 표면 처리가 완료된 상태를 도시하는 사시도이다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 제조된 장신구의 사시도이다. < 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 > 1 : 일 실시예에 따라 제조된 장신구 2 : 다른 실시예에 따라 제조된 장신구 10 : 금속 외형 13 : 홈부 20 : 내부 장식부재 30 : 접착제
본 발명은 금속 외형의 홈부에 장식부재가 부착된 금속 장신구의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 장신구로서의 질감이 떨어지지 않으면서 대량 생산이 가능한 금속 장신구의 제조방법에 관한 것이다. 다양한 형상의 홈부가 형성된 금속 외형에 자연석, 호마이카 등의 장식부재를 끼워 만든 장신구가 시중에 널리 판매되고 있다. 이러한 장신구는 금속 외형과 장식부재의 표면이 매끄럽게 연결되어 마치 금속 안에 장식부재가 박혀있는 듯한 느낌을 주며, 그 미감이 뛰어나 대중에게 큰 호응을 얻고 있다. 종래에는 이러한 장신구가 후술하는 방법에 의해 제조되었다. 먼저 장신구의 외형 및 장신구의 내부에 부착되는 내부 장식부재의 형상을 디자인한다. 이러한 디자인에 따라 금속 외형을 제조한다. 외형 제조에는 금 또는 은이 사용되었으며 정밀 주조에 의해 성형한다. 외형에는 내부 장식부재가 삽입될 수 있는 홈부가 형성된다. 그 후에, 외형의 홈부에 삽입될 내부 장식부재를 제조한다. 내부 장식부재가 완성되면, 외형의 홈부에 완성된 내부 장식부재를 삽입하여 접착시킴으로써 장신구가 완성된다. 그러나, 이러한 종래의 제조방법에는 다음과 같은 문제점이 있었다. 내부 장식부재는 하트, 새, 별, 고양이 모양 등 다양하고 복잡한 형상으로 디자인되는 경우가 많다. 그러나 이러한 디자인에 따라 외형과 내부 장식부재를 제조하는 경우, 외형의 주조 공정상의 오차, 내부 장식부재의 가공상의 오차로 인하 여 완성된 내부 장식부재는 외형의 홈부에 정확히 삽입되지 않게 된다. 따라서, 완성된 외형의 홈부에 맞추어 내부 장식부재를 재가공하는 공정을 필수적으로 수반하게 되는데, 이러한 공정은 모두 수작업으로 진행될 수밖에 없었다. 또한, 외형에 사용되는 금속이 금 또는 은이기 때문에 내부 장식부재가 외형에 부착된 후에는 표면처리를 하게 되면, 공정 중에 금 또는 은이 유실될 수 있어 내부 장식부재 접착 후에는 표면처리 공정을 할 수 없게 된다. 따라서 내부 장식부재는 외형에 부착되기 전에 외형의 홈부에 대응하는 높이로 정밀하게 가공되어야만 한다. 상기한 문제점들로 인하여, 장신구의 가격이 비싸고 또한 대량생산이 불가능하였다. 따라서 이러한 방식으로 제조되는 장신구는 외형이 금, 은 등 고가의 금속으로 구성되고, 소량만이 생산되어 고가에 판매되는 것이 일반적이다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 공정상의 수작업 시간을 최소화하여 대량 생산이 가능한 내부 장식부재를 구비하는 금속 장신구의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. 또한, 금, 은이 아닌 금속 외형의 홈부에 내부 장식부재를 부착한 후에 표면연마 및 도금이 가능하여 귀금속 즉, 금 은과 같은 질감을 유지할 수 있는 금속 장신구의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 금속 장신구의 제조방법은 (A) 적어도 하나 이상의 홈부가 형성된 금속 외형을 원심주조기와 실리콘 몰드를 사용하여 주조하는 단계, (B) 상기 홈부보다 크기가 작은 내부 장식부재를 제작하는 단계, (C) 상기 내부 장식부재를 상기 홈부에 접착제를 이용하여 접착하는 단계, (D) 상기 홈부의 측면부와 상기 내부 장식부재 사이에 형성된 틈에 접착제를 충진시키는 단계, (E) 상기 외형의 표면과 상기 홈부에 접착된 내부 장식부재의 표면이 매끄럽게 연결되도록 표면처리하는 단계 및 (F) 상기 외형을 도금시키는 단계를 포함하는 것을 그 특징으로 한다. 본 발명의 바람직한 한 특징으로서 내부 장식부재는, 홈부에 대응하는 형상을 갖는 것에 있다. 본 발명의 바람직한 다른 특징으로서 외형을 형성하는 금속은, 납, 아연, 주석 또는 이들의 합금으로 구성되는 것에 있다. 본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서 내부장식부재는, 에폭시, 호마이카, 셀룰로이드 또는 플라스틱으로 구성되는 것에 있다. 본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서 내부 장식부재는, 컴퓨터 수치제어(CNC)공작기계를 이용하여 제조하는 것에 있다. 본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서 접착제는, 내열성 소재로 구성되고, 그 색상이 상기 접착제에 의해 접착되는 상기 내부 장식부재와 동일 또는 극히 유사한 것에 있다. 본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서 상기 접착하는 단계 (C) 는, (C-1) 상기 홈부의 하면과 상기 내부 장식부재 사이에 접착제를 도포하고 접착하는 단계 및 (C-2) 상기 홈부의 측면과 상기 내부 장식부재 사이에 형성되는 틈에 접착제를 충진시키는 단계를 포함하는 것에 있다. 본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서 내부 장식부재는, 60 ℃ 이상의 온도에서 변형되지 않는 내열성 소재인 것에 있다. 본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서 상기 내부 장식부재는, 그 폭이 상기 대응하는 홈부의 폭보다 0.1 ㎜ 내지 1.5 ㎜ 작은 것에 있다. 본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 이하, 본 발명에 따른 내부 장식부재(20)를 포함하는 금속 장신구의 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 장신구의 분해 사시도이다. 먼저, 내부 장식부재(20)를 구비하는 금속 장신구의 형상의 디자인이 완성되면, 설계된 치수에 따라 목형을 제조한다. 제조된 목형을 액상 실리콘 고무에 넣고 가열하여 경화시키면 탄력성 실리콘 몰드가 제작된다. 실리콘 몰드는 제조 공정이 쉽고, 비싼 장비가 필요 없으며, 조절 가능한 작업 시간 및 경화 속도를 그 특징으로 하며, 아울러 견고하면서도 유연한 종류의 금형을 제조하는데 이상적이다. 따라서 본 발명의 실시에 아주 적합하다. 이러한 실리콘 몰드의 제작은 공지의 기술에 의해 실시되어도 무방하므로 상세한 설명은 생략한다. 실리콘 몰드가 완성되면, 원심주조법으로 금속 외형(10)을 성형한다. 원심주조법은 용융금속을 주입 응고시킬 때 주형을 고속으로 회전하여 그 원심력을 이용하는 것으로 다음과 같은 특징이 있다. 용융금속은 주형 내에 고속으로 유입 분포되어 유동성불량이 방지되고 살결이 고와진다. 용융금속에 높은 압력이 걸리게 되므로 주물의 조직이 치밀하고 기공이 없다. 또한 비중차이에 의하여 금속 개재물의 분리 제거가 용이하다. 원통형 주물의 경우에도 코어가 필요 없으며, 작업시간이 짧고 대량생산이 가능하다. 주물의 모양에 따라 다르지만 많은 경우 탕구나 압탕이 불필요하다. 따라서 본 발명의 실시에 이상적이다. 이러한 원심주조법은 공지의 기술에 의해 실시되므로 상세한 설명은 생략한다. 본 발명에 있어서, 외형(10) 제작에는 납, 주석, 아연 또는 납과 주석의 합금이 사용된다. 납과 주석의 합금비율은 자유롭게 정할 수 있다. 납과 주석의 합금을 사용하는 경우 작업온도는 250 ℃ 내지 450 ℃이다. 이때 경화시간은 10초 내지 60초이다. 아연의 작업 시 온도는 450 ℃ 내지 700 ℃이다. 종래와 같이 용융 온도 가 높은 금 또는 은으로 외형(10)을 제작하는 경우에는 실리콘 몰드를 사용할 수 없으며, 사용한다고 하여도 원심주조기와 실리콘 몰드를 사용하여 외형(10)을 주조하는 경우 용융 금속(금 또는 은)의 유실이 발생할 수 있기 때문에 원심주조기 및 실리콘 몰드를 이용하는 방식은 저가의 금속을 이용하여 신속하고 대량으로 금속 외형을 제조하는데 적합하다. 상기된 방법으로 제조된 외형(10)은, 최초 설계시의 외형(10)을 기준으로 그 크기가 3% 내지 7%의 오차를 가질 수 있으나, 통상적으로 제조된 외형(10)들 간의 오차 범위는 0.5% 내지 1%이다. 외형(10)이 제작되고 난 후 또는 외형(10) 제작과 별도로 내부 장식부재(20)를 가공한다. 내부 장식부재(20)는 외형(10)에 형성된 홈부(13)에 삽입되도록 대응하는 형상으로 가공된다. 이때에 외형(10) 주조시 발생하는 오차 및 내부 장식부재(20) 가공시 발생하는 오차를 고려하여 내부 장식부재(20)는 외형(10)의 홈부(13)보다 작게 가공한다. 이때 가공되는 내부 장식물의 폭은 외형(10)의 홈부(13)의 폭보다 0.1 ㎜ 내지 1.5 ㎜ 작은 것이 바람직하다. 0.1 ㎜ 이하로 제조하는 경우 상술한 오차범위 내에서 외형의 홈부에 삽입되지 않을 수 있으며 1.5 ㎜ 이상으로 제조하는 경우에는 후술하는 접착제에 의해 충진되는 틈이 너무 넓어져 미관을 해칠 수 있기 때문이다. 그러나 내부 장식부재(20)의 높이는 홈부(13)의 깊이와 동일한 것이 바람직하나 그보다 커도 무관하다. 이러한 본원 발명의 특징은 후술하는 표면처리단계와 관련하여 설명될 것이다. 외형(10)의 홈부(13)보다 작게 가공된 내부 장식부재(20)는 추가의 수작업 공정 없이 홈부(13)에 삽입될 수 있다. 한편, 내부 장식부재(20)의 가공은 손줄톱, 기계줄톱, 컴퓨터 수치제어(CNC) 공작기계를 이용하여 이루어진다. 정밀한 가공 및 대량 생산을 위해 CNC 공작기계를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 내부장식부재(20)는 에폭시, 호마이카, 셀룰로이드, 플라스틱 등 일반적인 합성수지뿐만 아니라 합성석, 천연석, 자개, 나무, 고무 등의 다양한 재료로 제작될 수 있다. 그러나 접착된 내부 장식부재(20)는 후술하는 바와 같이 금속 외형(10)과 함께 연마공정을 거치기 때문에 연마공정 시 발생하는 온도의 범위인 약 60 ℃ 이상의 온도에서 변형되지 않는 내열성 소재이어야 한다. 도 2는 도 1에 도시된 장신구의 내부 장식부재가 외형의 홈부에 접착된 상태를 도시하는 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 장신구에 틈에 접착제가 도포된 상태를 도시하는 사시도이다. 외형(10)과 내부 장식부재(20)가 완성되면 내부 장식부재(20)를 대응하는 홈부(13)에 접착한다. 먼저, 홈부(13) 바닥면에 접착제(30)를 도포하고 그 위에 내부 장식부재(20)를 올린다. 이때 상술한 바와 같이, 내부 장식부재(20)는 대응하는 홈부(13)보다 작게 가공되기 때문에 홈부(13)의 측면과 내부 장식부재(20) 사이에 미세한 틈이 형성된다. 형성된 틈은 접착제(30)를 이용하여 완전하게 매립한다. 이때 틈이 접착제(30)에 의해 완전히 매립되지 않으면 후술하는 도금 공정의 진행이 어 렵게된다. 상기 접착제(30)는 후술하는 표면연마공정에서 발생하는 온도 약 60 ℃ 이상의 온도에서 변형되지 않는 내열성 재료로 제조되어야 하며, 주로 에폭시 수지를 사용한다. 한편, 홈부(13)의 바닥에 도포되는 접착제(30)는 무색이어도 상관없으나, 틈에 매립되는 접착제(30)는 장신구가 완성된 후에도 외부에 노출되기 때문에 장식물의 미관상 내부 장식부재(20)와 색상이 동일하거나 또는 극히 유사한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 접착제(30)는 안료의 배합으로 제조되게 되며, 이러한 접착제(30)의 제조는 공지의 기술에 의해 실시되므로 상세한 설명은 생략한다. 외형(10)에 내부 장식부재(20)를 접착시키고 난 후, 내부 장식부재(20)가 접착된 면이 매끄럽게 형성되도록 표면처리를 한다. 이때 표면처리는 3단계를 거쳐 이루어진다. 1 단계에서는 연마기구로 거친 그라인더를 이용하여 외형(10) 외부로 돌출된 내부 장식부재(20)를 깎아낸다. 이때 그라인더의 회전속도는 1200 rpm 내지 3200 rpm이며, 이에 따라 발생하는 온도는 60 ℃ 이상이다. 따라서 내부 장식부재(20)와 접착제(30)는 이러한 온도에서 변형되지 않는 내열성 소재로 제작될 것이 요구된다. 내부 장식부재(20)를 깎아 높이가 외형(10)의 표면과 일치되면 1단계에서 사용한 그라인더보다 고운 그라인더 또는 핸드피스를 사용하여 장신구의 형태를 곱게 갈아낸다. 3단계로 더욱 고운 연마기구, 예를 들면, 광택 빠우를 이용하여 장 신구의 광택을 낸다. 표면연마가 완료되면 TC초음파를 이용하여 연마시 발생한 각종 이물질을 완전히 제거한다. 마지막으로 공정으로, 장신구의 표면처리가 끝나면 금속 외형(10)을 도금한다. 주로 금 또는 은 도금이 실시되며 이러한 도금은 공지의 기술에 의해 실시되므로 상세한 설명은 생략한다. 도 4를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 장신구(1)이 도시되어 있다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 제조된 장신구(2)의 사시도이다. 도 5를 참조하면, 외형(10)의 홈부(13)에 들어가는 내부 장식부재(20)가 홈부에 대응하는 형상이 아님을 알 수 있다. 따라서 상술한 실시예에서 보다 홈부(13)의 측면부와 내부 장식부재(20) 사이의 틈이 넓음을 알 수 있다. 이렇게 넓은 틈은 접착제(30)에 의해 매몰되게 된다. 타 공정은 상술한 바와 같으므로 상세한 설명은 생략한다. 본 발명에 따라 내부 장식부재(20)를 구비하는 금속 장신구를 제조함에는 다음과 같은 이점이 있다. 제조 공정상에서 내부 장식부재를 외형의 홈부에 맞도록 깎는 등의 수작업 시간을 최소화함으로써 공정시간이 단축된다. 특히 내부 장식부재(20)를 외형(10)의 홈부(13)에 정확히 맞추기 위한 수작업에는 많은 시간이 소요되기 때문에 이러 한 공정시간을 절감할 수 있다. 또한 종래에는 외형(10)의 홈부(13)와 내부 장식부재(20) 사이에 형성되는 틈에 의해 도금공정상의 어려움이 있어 금속 외형(10)을 도금한 후에 내부 장식부재(20)를 부착하는 단계를 진행하였으나 본 발명에 따른 제조방법에서는 상기 틈에 접착제(30)로 완전히 매립하기 때문에 내부 장식부재(20)를 접착한 후에 도금 공정을 진행할 수 있다. 또한 종래에는 표면연마시 사용되는 그라인더 등의 연마기에 의해 발생하는 열에 의해 접착제(30) 및 내부 장식부재(20)가 변형되기 때문에 도금 공정이 완료된 외형(10)에 그 홈부(13)의 깊이와 일치하는 높이를 갖는 내부 장식부재(20)를 가공하여 접착하여야 하였다. 그러나 본 발명에 따른 제조방법에 의하는 경우 내열성 접착제(30) 및 내부 장식부재(20)를 사용하기 때문에 외형(10)에 내부 장식부재(20)를 부착한 후에 표면 연마 단계를 수행할 수 있어 내부 장식부재(20)의 높이를 부착시 홈부(13)의 깊이와 일치시킬 필요가 없다. 한편 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 권리범위에 속한다 해야 할 것이다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 금속 장신구의 제조 공정상에 수작업 시간, 특히 내부 장식부재를 외형의 홈부에 정확히 맞추기 위한 수작업 시간을 최소화함으로써 공정시간이 단축되며, 내부 장식부재를 부착한 후에 표면 연마 단계를 수행하고 그 후에 도금 공정을 진행할 수 있어 제조공정이 간소화되는 이점이 있다. |
