KR100851730B1 - 다기공 발향체 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다기공 발향체 및 그 제조방법을 개시한다.

본 발명은 적어도 일면이 외부로 노출되게 수용공간을 형성한 상품틀을 준비하는 준비단계와, 상기 상품틀의 내부에 고체분말을 채워넣는 충진단계와, 상기 고체분말을 용융 온도 이하로 가열하여 상품틀과 접합되는 다공성 발향부를 얻는 성형단계와, 상기 발향부의 산화와 변색이 방지되게 도금을 실시하는 도금단계와, 상기 다공성 발향부에 향료를 침투시키는 침투단계로 구성된다.

이와 같이 본 발명에 따른 다기공 발향체의 제조방법은, 제조가 간소하고 별도의 상품의 형태를 형성하기 위한 별도의 틀을 제작할 필요가 없으므로 제조단가를 대폭 낮출 수 있을 뿐만 아니라 다품종 소량생산에 적합하고, 아울러 제품 디자인에 대한 자유도를 대폭적으로 높일 수 있어 소비자의 다양한 욕구를 신속하게 상품 개발에 적용시킬 수 있는 이점이 기대된다.

발향, 방향, 소결, 다공, 금속

Description

다기공 발향체 및 그 제조방법{FRAGRANCE EMITTING AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 금속 분말로 된 소결체를 이용한 방향성 다기공 발향체 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제조공정을 단순화시켜 다품종 소량 양산을 가능하게 하면서 지속적인 발향과 변색을 방지되게 하여 상품가치를 높일 수 있는 다기공 발향체 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 방향성을 갖는 금속은 다공성 금속 소결체에 일정량의 향료를 주입시켜 그 내부에 함침되도록 함으로써 서서히 발향이 이루어지도록 한 것으로서, 주로 소비자들의 시각적인 만족감을 주는 팬시 제품이나 악세사리 및 문구류 등의 재료로 사용된다.

종래 기술에 따른 다공성 금속 소결체는 평균입도가 100㎛ 이상인 금속분말을 100∼600Mpa 압력하에서 상온 가압하여 예비 소결체를 제조하고, 이때 10∼20%의 기공율을 갖도록 900℃∼1400℃ 범위의 온도에서 120분 이하 시간동안 소결함에 따라 다공 금속 소결체를 성형하였다.

이렇게 성형된 상기 다공 금속 소결체의 기공으로 진공상태에서 향료를 강제 침투시키는 과정을 통해 방향성 금속을 제조하였다.

그러나, 종래 기술에 따른 다공성 금속 소결체는 평균입도가 100㎛ 이상인 금속분말을 원재료로 하여 가압 소결함에 따라 큰 입도를 갖는 금속분말로 인하여 표면이 미려한 제품의 제조가 곤란하여 상품성을 높이는데 한계가 있는 단점이 있었다.

또한, 상기 금속분말을 가압 소결하여 성형되는 소결체는 20%이하의 기공율을 갖게 되며, 이와 같은 기공율을 갖는 금속 소결체에 향료를 침투시키기 위한 작업은 반드시 진공상태에서 이루어져야 향료의 효율적인 침투가 가능하게 되어 단시간내에 향료를 침투시키는 것이 불가능하고 아울러 사용 중 향료 리필(refell)이 용이하지 못한 단점으로 인해 결과적으로 소비자의 다양한 욕구를 충족시키는데 한계가 있는 문제점이 있었다.

특히, 종래의 소결체는 반드시 금속분말을 틀(금형)에 넣은 상태에서 프레스로 가압한 다음 그 물질의 녹는점에 가까운 온도로 가열하여 분말이 서로 접합 면에서 접합이 이루어지도록 하거나 일부가 증착되게 하여 한 덩어리가 되게 하여 성형되는 것이므로 제조과정이 복잡할 뿐만 아니라 상품 별로 그 외형을 형성하는 고가의 틀(금형)을 제작해야 하므로 소량 생산시에는 상대적으로 제조단가가 높아지는 폐단이 있으며, 이로 인해 악세사리나 팬시제품과 같이 소비자의 취향에 따라 시시각각 유행이 바뀌는 상품의 제조방법으로는 부적합한 문제점이 있었다.

또한, 상기 금속 소결체는 표면이 거칠고 내구성이 취약하여 외부로부터의 충격이나 낙하로 인해 쉽게 파손되는 단점으로 인해 결과적으로 상품에 대한 소비자의 불만이 가중되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 제조방법을 간소화하여 경제적으로 다품종 소량생산을 가능하게 하고, 향료(아로마 오일, 향수 등)의 축향과 발향이 간단하게 이루어지도록 함과 동시에 발향이 끝난 후 향료의 리필을 간편하게 실시할 수 있도록 하여 사용상의 편의성을 높일 수 있는 다기공 발향체 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 내구성이 우수하면서 소결입자에 대한 도금을 실시하여 외관을 미려하게 하여 악세사리나 팬시용품으로서의 상품가치를 높일 수 있는 다기공 발향체 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 다기공 발향체의 제조방법은, 적어도 일면이 외부로 노출되게 수용공간을 형성한 상품틀을 준비하는 준비단계와, 상기 상품틀의 내부에 고체분말을 채워넣는 충진단계와, 상기 고체분말을 용융 온도 이하로 가열하여 상품틀과 접합되는 다공성 발향부를 얻는 성형단 계와, 상기 발향부의 산화와 변색이 방지되게 도금을 실시하는 도금단계와, 상기 다공성 발향부에 향료를 침투시키는 침투단계로 구성되는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 고체분말을 충진하는 단계에서, 상기 고체분말에 비하여 낮은 융점을 갖는 고체로 된 저온융점 칩을 투입시키는 것을 더 포함하는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 충진단계에서, 상기 상품틀에 충진되는 고체분말은 금속재·합성수지재·광물재·비철금속재 중 어느 하나인 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 성형단계에서, 고체분말은 용융점 대비 20~80% 낮은 온도에서 가열되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 도금단계에서 실시되는 도금은 습식 또는 건식 또는 습·건식 중 어느 하나인 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 도금단계에서 상기 습식 도금은 상기 80℃ 이하에서 용융되는 수지를 발향부에 도포하여 기공속에 함침시키고, 세척·건조·도금을 순차적으로 실시한 후 80℃ 이하의 저온 열처리를 통해 도금의 강도를 높임과 동시에 함침된 수지를 빼내는 과정을 포함하는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 도금단계에서, 상기 건식 도금은 도금입자를 고온으로 분사하여 1㎛ 이하의 도금막을 형성하여 된 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 상품틀은 고체분말에 비해 높은 용융점을 갖는 소재인 것에 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다기공 발향체는 적어도 일면이 외부로 노출되는 수용공간이 형성된 상품틀과, 상기 상품틀의 내부에 충진된 고체분말을 고온에서 소결하여 된 다공성 발향부와, 상기 다공성 발향부의 기공을 차단하지 않으면서 건식 또는 습식 또는 습·건식 도금을 실시하여 된 도금막과, 상기 다공성 발향부의 기공 속에 침투되는 향료를 포함하여 형성되는 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 아니 되며, 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.

본 발명에 따른 다기공 발향체 및 그 제조방법은, 제조가 간소하고 별도의 상품의 형태를 형성하기 위한 별도의 틀을 제작할 필요가 없으므로 제조단가를 대폭 낮출 수 있을 뿐만 아니라 다품종 소량생산에 적합하고, 아울러 제품 디자인에 대한 자유도를 대폭적으로 높일 수 있어 소비자의 다양한 욕구를 신속하게 상품 개발에 적용시킬 수 있는 이점이 기대된다.

특히, 금속 분말외에도 비철금속이나 광물질 또는 합성수지 등과 같이 성형이 가능한 모든 소재를 적용할 수 있을 뿐만 아니라 소결입자에 대한 도금을 실시하여 변색을 방지되게 하면서 동시에 표면 외관을 미려하게 할 수 있어 상품가치를 높일 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 다기공 발향체 및 그 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 다기공 발향체의 제조방법을 나타낸 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 다기공 발향체를 나타낸 사시도이다. 그리고, 도 3은 도 2의 다기공 발향체를 나타낸 분해 사시도이다.

이에 나타내 보인 바와 같이, 본 발명에 따른 다기공 발향체의 제조방법은, 상품틀(10)을 준비하는 준비단계(S10)와, 상기 준비된 상품틀(10)에 고체분말(25)을 채워넣는 충진단계(S20)와, 상기 상품틀(10)과 함께 충진된 고체분말(25)을 고온으로 가열하여 다공성 발향부(20)를 성형하는 성형단계(S30)와, 상기 다공성 발향부(20)의 표면을 미려하게 하면서 산화와 변색을 방지하는 도금단계(S40)과 상기 다공성 발향부(20)에 향료액을 침투시키는 침투단계(S50)로 이루어진다.

상기 상품틀(10)을 준비하는 준비단계(S10)에서, 상기 상품틀(10)은 적어도 일면이 외부로 노출되는 수용공간을 형성한 부재로서, 고체분말(25)의 용융온도에 비하여 높은 온도에서 용융되는 소재로 성형되는 것이 바람직하다.

이러한 상품틀(10)은 다양한 형태나 크기로 제작이 가능하며, 일예로 내부에 고체분말(25)을 채워넣을 수 있는 수용홈(11)을 형성한 형태로 제작되는 것이 바람직하며, 이외에도 도시하지는 않았으나 관통된 구멍 형태로도 제작이 가능하다.

상기 고체분말(25) 충진단계는(S20)에서, 상기 고체분말(25)은 금속재·비철금속재·광물질·합성수지 등 형상을 성형할 수 있는 특징을 갖는다면 다양한 소재 가 사용되어도 무방하며, 본 발명에서는 바람직한 실시예로서 귀금속재로 널리 활용되면서 가공이 용이한 은·금·주석·신주·스테인레스 분말이 사용될 수 있으며, 이러한 금속 및 비금속재 외에도 합성수지류로는 우레탄·실리콘·플라스틱 분말이 사용될 수 있다. 또한 유리분말이나 광물질 분말 및 비철금속 분말이 사용될 수 있다.

이러한 고체분말(25)은 상기 상품틀(10)의 수용홈(11)내에 넘치지 않을 정도로 적당량 채워진 상태에서 고온 즉, 고체분말(25)이 완전히 용융되지 않을 정도의 조건하에서 일정시간 가열되는 것에 의해 다공성 발향부(20)를 형성하게 된다.

상기 다공성 발향부(20) 성형단계(S30)에서, 성형조건은 상기 고체분말(25)의 소재가 갖는 특성별로 용융점 대비 20~80% 낮은 온도에서 일정시간 가열한다. 이러한 조건에 의해 고체분말(25)을 가열하게 되면 상기 고체분말(25) 들이 서로 기공을 형성하면서 접합되는 것에 의해 다공성 발향부(20)를 형성하게 된다. 또한, 상기 다공성 발향부(20)를 형성하는 고체분말(25)은 상품틀(10)의 수용홈(11) 내주면에 일체로 접합된다.

한편, 상기 성형조건에서 핵심적인 부분은,

첫째, 고체분말(25)의 가열시 상품틀(10)이 변형되지 말아야 한다.

둘째, 기공을 형성할 수 있을 정도로 고체분말과 고체분말이 융착되어야 한다.

셋째, 융착된 고체분말(25)로 된 다공성 발향부(20)가 상품틀(10)에 일체로 접합되어야 한다.

넷째, 고체분말(25)에 대한 가열온도와 가열시간을 통해 다공성 발향부(20)의 기공조건이 결정된다.

대표적인 귀금속재료로 널리 활용되는 은과 성형성이 양호하여 악세사리나 팬시용품의 소재로 활용되는 합성수지(폴리카보네이트, 우레탄)의 성형조건을 살펴보면 다음과 같다.

은(Ag) 또는 은합금으로 된 상품틀(10)에 은(Ag) 분말을 넣어서 소결하는 경우를 살펴보면, 융점을 기준으로 25~30%의 낮은 온도로 5분간 소결하는 것에 의해 다기공 발향체(1)를 얻을 수 있다. 이때 소결하는 시간을 연장하는 경우에는 기공율이 낮아지는 것을 실험을 통해 확인할 수 있다.

폴리카보네이트 또는 우레탄으로 된 합성수지물로 된 분말의 경우 융점을 기준으로 10~20% 낮은 온도로 5분 이상 소결하는 것에 의해 다기공 발향체(1)를 얻을 수 있음을 확인하였다. 이러한 합성수지재 역시 상기 은 분말과 마찬가지로 소결시간을 연장할 경우 기공율이 낮아지는 것을 실험을 통해 확인하였다.

상기 도금단계(S40)에서 도금방법은 크게 건식과 습식 그리고 습·건식으로 대별된다.

즉, 본 발명은 상기 고체분말(25)을 일정 온도에서 가열하여 된 다공성 발향부(20)의 외관을 미려하게 하면서 산화와 변색을 방지되게 하여 악세사리나 팬시용품으로서의 상품성을 유지할 수있도록 하기 위하여 도금을 실시하여 상기 고체분말(25)의 외표면에 도금막(30)을 형성하는 것이며, 이때의 도금조건을 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

첫째, 다공성 발향부(20)의 기공을 차단하거나 폐쇄시키지 않도록 도금이 이루어져야 한다.

둘째, 고체분말(25)의 소재 종류에 따라 습식 또는 건식 또는 습·건식의 3가지 방법으로 도금을 실시한다.

여기서, 상기 습식 도금시 주의할 점은 도금액이 기공으로 스며들지 않게 하는 것이 가장 중요하다.

이를 위해 본 발명은 바람직하게 80℃ 이하의 온도에서 용융되는 물질(대표적으로 파라핀계열 등)을 사전에 도포하여 다공성 발향부(20)의 기공속으로 함침시킨 후 세척과 건조과정을 거친 뒤 습식 도금을 실시하고, 이어서 80℃ 이하의 저온 열처리를 통하여 도금의 강도를 높임과 동시에 다공성 발향부(20)의 기공에 함침된 물질(파라핀 계열)을 빼내어 주는 것에 의해 미세 기공을 유지하도록 하는 방법을 제안한다.

건식 도금 역시 최우선적으로 고려되어야 할 부분은 도금막이 다공성 발향부(20)의 기공을 차단하지 않도록 유지하는 것이다.

이를 위해 본 발명은 도금막을 형성하는 도금 입자를 상기 다공성 발향부(20)의 외표면에서 고온·고압으로 분사하는 방법을 제안한다. 이때, 상기 도금막의 두께는 3㎛ 이상이 될 경우 도금전과 비교하여 기공이 차단되거나 좁혀지는 현상에 의해 향료액의 원활한 침투가 곤란하게 되므로 가급적 1㎛ 이하로 도금이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

상기 침투단계(S50)는 상기 다공성 발향부(20)의 외표면에 향료(40) 또는 향수를 뿌리거나 떨어뜨리면, 향료 액이 다공성 발향부(20)의 기공속으로 즉, 모세관 현상에 의해 기공속으로 침투되며, 침투된 향료는 자연 발향된다.

여기서, 다른 향료를 사용하고자 하는 경우에는, 상기 다공성 발향부(20)를 헤어 드라이어를 이용하여 다공성 발향부(20)에 열을 가하면 기존의 향이 발향되어 없어지게 되므로, 원하는 향료(40)나 향수를 다공성 발향부(20)에 뿌리거나 떨어뜨리면 된다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다기공 발향체의 제조방법을 나타낸 순서도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다기공 발향체의 제조방법을 순서대로 나타낸 개략도이다.

이에 나타내 보인 바와 같이 본 실시예에서의 특징적인 요소는, 상기 다기공 발향체(1)의 다공성 발향부(20) 내부에 임의의 크기를 갖는 공간(S)을 형성하여 향료 또는 향수의 함침량을 증대시켜 발향 지속시간을 연장할 수 있도록 하면서 무게의 경량화에 따른 제품의 디자인의 자유도를 높일 수 있도록 한 것이다.

즉, 본 실시예에 따른 다기공 발향체의 제조방법을 살펴보면, 상품틀(10)을 준비하는 단계와(S10')와, 상기 준비된 상품틀(10)에 고체분말(25)을 일정량 채워넣은 뒤 저온융점 칩(C)을 투입하는 충진단계(S20')와, 상기 상품틀(10)과 함께 충진된 고체분말(25)을 고온으로 가열하여 다공성 발향부(20)를 성형하는 성형단계(S30')와, 상기 다공성 발향부(20)의 표면을 미려하게 하면서 산화와 변색을 방지하는 도금단계(S40')과 상기 다공성 발향부(20)에 향료액을 침투시키는 침투단계(S50')로 이루어진다.

이와 같이 이루어지는 본 실시예는 전술한 일 실시예의 제조방법과 유사하다. 다만, 본 실시예에서는 다공성 발향부(20)의 내부에 소정 크기의 공간(S)을 형성하여 향료 및 향수의 침투량을 높이고 발향 지속시간을 연장시킬 수 있도록 하는데 있다.

즉, 상기 고체분말(25)에 비하여 상대적으로 저온에서 용융되는 금속 또는 합성수지로 이루어진 저온융점 칩(C)을 고체분말(25)의 내부에 위치시킨 뒤 소결시키는 것에 의해, 상기 소결과정에서 고체분말(25)이 형성하는 틈새를 통해 용융 상태의 저온융점 칩(C)이 흘러나가거나 기화되어 제거된다. 이와 같이 상기 소결과정에서 저온융점 칩(C)이 제거되는 과정에서 상기 다공성 발향부(20)의 내부에는 공간(S)이 형성된다.

한편, 상기 저온융점 칩(C)은 상기 다공성 발향부(20)의 내부에 형성하고자 하는 공간(S)의 크기나 형태를 고려하여 다양한 형상이나 크기로 제조될 수 있을 것이다.

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 변형 예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구 범위에 속한다 해야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다기공 발향체의 제조방법을 나타낸 순서도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다기공 발향체를 나타낸 사시도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다기공 발향체의 제조방법을 순서대로 나타낸 개략도,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다기공 발향체의 제조방법을 나타낸 순서도,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다기공 발향체의 제조방법을 순서대로 나타낸 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 다기공 발향체

10 : 상품틀

11 : 수용홈

20 : 다공성 발향부

25 : 고체분말

30 : 도금막

40 : 향료·향수

Claims (9)

1. 적어도 일면이 외부로 노출되게 수용공간을 형성한 상품틀을 준비하는 준비단계와;

   상기 상품틀의 내부에 고체분말을 채워넣는 충진단계;

   상기 고체분말을 용융 온도 이하로 가열하여 상품틀과 접합되는 다공성 발향부를 얻는 성형단계와;

   상기 발향부의 산화와 변색이 방지되게 도금을 실시하는 도금단계와;

   상기 다공성 발향부에 향료를 침투시키는 침투단계를 포함하고,

   상기 도금단계에서 도금은 상기 80℃ 이하에서 용융되는 수지를 발향부에 도포하여 기공속에 함침시키고, 세척·건조·도금을 순차적으로 실시한 후 80℃ 이하의 저온 열처리를 통해 도금의 강도를 높임과 동시에 함침된 수지를 빼내는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다기공 발향체의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 고체분말을 충진하는 단계에서,

   상기 고체분말에 비하여 낮은 융점을 갖는 고체로 된 저온융점 칩을 투입시키는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다기공 발향체의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 충진단계에서,

   상기 상품틀에 충진되는 고체분말은 금속재·합성수지재·광물재·비철금속재 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다기공 발향체의 제조방법
4. 제 1항에 있어서, 상기 성형단계에서, 고체분말은 용융점 대비 20~80% 낮은 온도에서 가열되는 것을 특징으로 하는 다기공 발향체의 제조방법
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1항에 있어서, 상기 상품틀은 고체분말에 비해 높은 용융점을 갖는 소재인 것을 특징으로 하는 다기공 발향체의 제조방법.
9. 삭제

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