옻칠 고온경화기법을 활용한 알루미늄 표면질감에 관한 연구

Study on Aluminum Surface Texture using High Temperature Hardening Technique with Otchill

본 연구는 알루미늄 표면 질감과 고온경화 환경에 따른 옻칠고온경화기법의 도막형성과 강도 및 접착력 정도를 알아보기 위한 것이다. 알루미늄은 다른 금속에 비해 가볍고, 가공성이 우수하며, 비교적 경제적인 소재로서 일반 산업 소재뿐만 아니라 금속 조형작업에도 적합하여 금속제 가구, 조명, 장신구 등에 널리 사용되고 있다. 알루미늄 판재를 가공하여 입체형태로 만들기 위해서는 판재를 절곡, 밴딩, 망치성형과 용접 작업을 병행하게 된다. 이렇게 용접 부분이 형성된 작업물의 접합한 부분에는 양극산화기법을 적용하게 되면 얼룩이 생기게 되어 원하는 색상 표현에 문제점이 발생한다. 합성수지도료를 사용하는 도장법을 활용하여 작업의 색상을 표현할 수 있지만, 금속 조형작업의 마감 표면착색 기법으로써 아쉬운 점이 있다. 이러한 아쉬움에 본 연구자는 알루미늄 판금 성형 작업에 적용할 수 있는 고급스러우며 부가가치가 높은 알루미늄 표면처리 방법에 대하여 연구를 하였다. 여러 금속 공예가들은 색상의 다양한 표현을 위해 여러 가지 방법을 사용하고 있다. 그 중 전통적이며 친환경적인 소재인 옻칠을 작업에 적용하는 것을 볼 수 있다. 옻칠은 역사적 가치와 강한 접착력과 내구성 등 여러 우수성을 지닌 전통적인 소재이며 색상표현 및 광택도의 고급스러움으로 알루미늄 금속 조형작업의 표면마감 기법으로 적합하다. 금속 소재에 옻칠을 안착시키기 위해서는 가마나 가스토치 등 가열경화 하는 방법을 사용한다. 일정의 고온이 유지되어 옻칠이 금속 표면에 접착이 되는데, 가열경화의 환경과 표면질감은 도막형성에 영향을 준다. 옻칠의 가열경화 환경과 알루미늄 표면질감이 옻칠의 도막형성에 어떻게 영향을 주는지 확인하기 위해 가열경화 환경으로 가열시간과 가열온도의 변화를 주어 실험하였고, 알루미늄 표면질감으로 정제된 판, #320 사포 연마된 상태, 모래맞춤가공 상태, 망치 질감 4가지 상태로 나뉘어 실험하였다. 4가지 알루미늄 표면질감과 경화 시간과 경화 온도에 따른 도막형성 정도의 시편을 만들었고, 만들어진 시편에 연필 강도 실험과 크로스커트 실험을 통해 알루미늄 표면과 옻칠고온경화 환경에 따른 접착력 및 강도 실험 결과를 도출하였다. 옻칠의 가열경화 환경 중 가열시간 보다는 일정 가열온도에 따라 접착력이 높은 도막을 형성하였고, 광택이 난 표면질감은 사포연마와 망치 질감보다 접착력이 떨어졌으며, 모래맞춤 가공된 상태의 표면질감이 가장 접착력이 높은 것을 확인할 수 있었다. 실험을 통하여 옻칠의 가열경화 환경과 알루미늄 표면상태에 따라 옻칠의 강도와 접착력이 다름을 파악할 수 있었다. 다양한 알루미늄 판금성형에 옻칠을 적용은 금속작업의 경량화, 색상표현의 다양화 등의 장점을 갖추며, 장식적이고 부가가치가 높은 표면처리로 알루미늄 판금성형 작업의 심미성을 더하고 그 가치를 높일 수 있으리라 기대한다.

This study aims to identify film formation, intensity and adhesion degree of the high temperature hardening technique of a Otchill according to a surface texture of aluminum and a high temperature hardening environment. Aluminum has advantages over other metals, for instance, lighter weight, more excellent machinability and relatively cheaper price. Therefore, it is widely used in metallic furniture, lighting devices or stylish accessories because it is suitable for not only a general industrial material but also metallic molding works. In order to fabricate a specific conformation shape by processing aluminum plates, it is required to perform several different works on the plates such as cutting, bending, hammering formation and welding. If an anodic oxidation method is applied in such a welded part of the fabricated object, a stain occurs to cause problems in representing the color wanted. Although, of course, there is a way to represent the color of work through a painting of synthetic resin paints, it is not sufficient as a finishing surface coloring technique of metallic formation works. In this regard, the researcher has studied on the surface treatment method of aluminum that is a luxurious and highly value added material, and that can be applied in a sheet metal formation works. Many metal craftsmen use a variety of methods for various representations of colors. Of those, it is sometimes possible to see that a Otchill, which is a traditional and eco-friendly material, is applied in the works. Lacquer is a traditional material that shows off many superiorities including traditional values, strong adhesion and durability, in addition, it is appropriate to a surface finishing material of metallic formation works using aluminum due to its luxurious sensation in terms of color representation and brilliance. Hardening with heating methods such as kilns or gas torches are typically required in order to stain a metallic material with a Otchill. In other words, a Otchill can be stained on the metal surface by maintaining a specific high temperature and the film formation is affected by environment of heat hardening and surface texture. To identify the impacts of both heat hardening environment by a lacquer and surface texture of aluminum on the film formation in a lacquer, experiments were conducted by altering the heating time and temperature under the environment of heat hardening. The experiments were conducted by dividing into 4 states, including a refined plate with surface texture of aluminum, a ground state by the #320 sandpaper, a state by sandblast processing and a hammer texture. The specimens, which are in line with film formation degrees according to the 4 different surface textures of aluminum as well as the time and temperature for hardening, were fabricated. With these specimens fabricated, the experiment results on adhesion and strength according to the aluminum surface and high temperature hardening environment for a Otchill were derived through a strength experiment of a pencil and crosscut experiment. The film with a higher adhesion was formed with the specific heating temperature rather than the heating time among environmental factors for heat hardening of a Otchill. In addition, it was confirmed that a surface texture showing a brilliance had less adhesion than sandpaper grinding or hammering texture and the surface texture of sandblast processing exhibited the highest adhesion. It was possible to identify through the experiments that strength and adhesion of a lacquer varied according to the heat hardening environment of a Otchill and surface status of aluminum. It is anticipated that applying a Otchill on various aluminum plate moldings will not only increase the aesthetic impression of a plate molding work of aluminum but also heighten its value because it has advantages of weight lightening of metallic works, a diversity of color representation and the ornamental and high value-added surfa