챕터 5
워치메이킹에 적용한 첨단 세라믹 소재
수 세기에 걸친 워치메이킹 혁신은 꾸준히 상 승 곡선을 그리며 전개되어 왔습니다. 다만 그 상승세가 언제나 일정하지는 않았습니다. 혁신의 요소도 늘 같지만은 않았습니다. 시대 에 따라 새로운 메커니즘이나 공예 기술이 주 목을 받기도 했습니다. 또 다른 시기에는 혁 신적인 디자인이 등장했습니다. 하지만 거의 모든 시대를 관통하는 일관된 요소가 하나 있 습니다. 바로 소재입니다. 소재의 혁신은 크 로노미터(헤어스프링 소재, 밸런스 휠, 주얼,휠) 기능과 견고성(루비, 크리스탈)을 크게 향 상시킨데다가,새로운공예재료를통해예 술 분야의 발전에도 기여했습니다.
오늘날 일부 시계의 경이로운 컴플리케이션 과구조는무려200년전에도입된포켓워치 디자인을 반영하고 있습니다. 워치메이킹의 발전을이끌어온신소재는이제혁신의무대 에서 주요한 역할을 담당하고 있습니다. 블랑 팡은 혁신을 향한 끊임없는 노력을 바탕으로 신소재기술을시계디자인에접목하는데앞 장서고 있습니다. 대표적으로 실리콘 헤어스 프링, 리퀴드 메탈 멤브레인, 리가(LiGa) 휠, 고성능메인스프링합금,밸런스휠,케이스 및 브레이슬릿을 위한 티타늄 합금, 브론즈 골드케이스등을열거할수있습니다.그중 에서 가장 주목할 만한 혁신은 케이스, 베젤, 심지어는 브레이슬릿에도 사용되고 있는 세 라믹 기술입니다.
오늘날 워치메이킹 세계에서 세라믹이 각광 받는 데에는 그만한 이유가 있습니다. 시계 케이스와 브레이슬릿을 평가하는 대표적인 기준으로는 내구성, 스크래치 방지 성능, 가 벼움, 저자극성, 색상 옵션을 들 수 있습니다. 세라믹은이모든기준을충족하는데다가다 른어떤소재보다도우수합니다.먼저내구성 과스크래치방지성능에관해이야기해보겠 습니다. 이를 평가하는 표준 척도는 비커스 경도(Vickers Hardness)입니다. 일반 스테인 리스 스틸은 250, 골드는 100, 23등급 티타 늄은 300인데 비해 지르코니아 세라믹은 1200으로 모두를 능가합니다.
이수치에는어떤의미가있을까요?한가지 사례를 소개해 드리겠습니다. 어느 날 저는 세라믹 바티스카프 워치를 책상에 올려둔 채 다른 업무를 처리하기 위해 밖으로 나갔습니 다. 사무실에는 약 40kg의 저먼 셰퍼드 종인 반려견이 있었습니다. 돌아와 보니, 견고한 세일클로스 스트랩 조각들이 여기저기 흩어 져 있었습니다. 시계는 바닥에 떨어져 있었습 니다. 개가 장난을 친 흔적이 역력했습니다. 워치메이킹 확대경으로 살펴보니 스크래치 나 결점이 전혀 없었습니다. 재료 과학자로서 는 놀랍지 않지만 뿌듯한 결과였습니다. 비커 스 경도 1200은 저먼 셰퍼드의 턱 힘에도 끄 덕없다는 뜻입니다. 세라믹 케이스 대 저먼 셰퍼드, 결과는 1:0으로 세라믹 케이스가 승 리했습니다.
세라믹은 무게에 관해서도 다른 ‘경쟁자’들을 제칩니다. 세라믹은 골드보다 약 70%, 스틸보 다 25% 가볍습니다1. 골드는 옐로우, 핑크, 레 드,화이트와같은다양한색상옵션을제공 합니다. 하지만 세라믹은 사실상 무한한 색상 을적용할수있는소재입니다.오늘날블랑 팡 컬렉션에는 그레이 플라즈마, 블랙, 블루, 화이트 및 그린 컬러가 포함되어 있습니다.
이처럼매력적인소재가시계산업에서더널 리사용되지않는이유는무엇일까요?그이 유는 간단합니다. 세라믹 케이스와 브레이슬 릿을 제작하는 일이 굉장히 복잡하기 때문입 니다. 디테일 작업이 극도로 까다로울 뿐만 아니라, 수공예 마감도 고난도의 기술입니다. 오직 소수의 장인만이 세라믹 소재의 부품을 완벽하게 만들 수 있으며, 엄격한 하이 워치 메이킹 기준을 충족하는 장인은 더더욱 적습 니다. 스위스와 프랑스의 국경에서 불과 몇 미터 떨어진 르 로클(Le Locle)의 세라믹 공 방에서는 블랑팡의 세라믹 타임피스를 제작 하기 위해 필요한 재료 과학 기술과 수공예 노하우를 모두 확인할 수 있습니다.
세라믹의 용도를 ‘케이스’와 ‘브레이슬릿’으 로만 나누는 방식은 지나치게 단순화된 접근 입니다. 블랑팡의 세라믹 바티스카프 크로노 그래프 ‘케이스’를 예로 들어 보겠습니다. 케 이스 본체뿐만 아니라 베젤, 케이스 백, 크로 노그래프 푸셔, 크라운까지 세라믹으로 만들 어졌습니다. 스트랩 버클도 세라믹 소재입니 다. 최근에 출시된 세라믹 브레이슬릿 버전은 잠금장치만 티타늄으로 제작되었습니다. 모 두세라믹소재이지만,각요소마다다른공 정이 적용됩니다. 케이스 본체, 베젤, 케이스 백은 프레스 공정을, 크라운과 크로노그래프 푸셔, 브레이슬릿 링크는 사출 공정을 거칩니 다.두공정은서로다르지만한가지공통점 이있습니다.디테일과수공마감작업이모 두 극도로 까다롭다는 사실입니다.
1 세라믹 무게 약 6g/cm3, 금 19.3g/cm3, 스테인리스 스틸 8.03g/cm
두가지기본공정은서로다르지만지르코니 아(ZrO2) 분말을 사용한다는 점에서는 유사 합니다. 지르코니아 분말은 흰색입니다. 따라 서 블랑팡 컬렉션에 존재하는 블랙, 그레이 플 라즈마, 블루, 그린 컬러를 구현하기 위해서 는지르코니아분말을최소한가지이상의첨 단안료와혼합해야합니다.간단한작업같 지만, 원하는 색상을 얻기까지 무수히 많은 변 수가 작용하고 세심한 연구와 정밀성이 요구 됩니다. 안료와 분말의 비율을 정확하게 설정 해야하는데다가안료의소재선택또한재 료과학연구에기반해야합니다.고온의소 성작업은앞서언급한두가지공정의후반 부에 이루어지기 때문에 열이 색상에 미치는 영향도 미리 고려해야 합니다. 예를 들어, 블 랙 세라믹의 안료는 열처리 전에는 회색이나 황갈색을 띱니다. 첨단 안료는 여러 가지 재 료를혼합해야하며,소결과정에서색이변 합니다. 오래 지속되는 색상을 일관된 방식으 로 완벽하게 구현하려면 세심한 엔지니어링 이 필요합니다. 착색 단계는 지르코니아 분말 입자에안료를고르게입힐수있도록분말과 안료를 습식 분쇄하는 것으로 마무리됩니다.
프레스공정과사출공정은이시점에서각기 다른 방식으로 진행됩니다. 프레스 공정에서 는 여러 가지 바인더로 습식 분말을 제조한 후 분무 건조와 미립화 작업을 진행합니다. 준비된 분말은 정량만큼 금형에 주입하여 고 압으로 압축합니다. 이 과정에서도 수 톤에 이르는 압력의 크기, 금형의 사용 주기와 같 은 다양한 변수가 작용합니다. 금형의 형태조 차 신중한 연구를 통해 결정됩니다. 다음 단 계인 ‘소결’ 공정에서 세라믹의 크기가 줄어
들기 때문입니다. 소결이란 고온에서 이루어 지는 열처리 작업을 의미하는데, 설정 온도와 이에 도달하기까지의 가열 시간과 속도, 길게 는수일에이르는전체소요시간을모두세 심하게 고려해야 합니다. 소결 공정은 고급 타임피스의모든요소,특히방수기능이연 관된경우정밀한허용오차범위내에서엄 격하게 통제되어야만 목표 크기의 부품을 제 작할 수 있습니다.
그레이플라즈마컬러에는추가적인열처리 작업이 필요합니다. 초고압 플라즈마 열처리 를 통해 지르코니아가 탄화 지르코늄으로 변 환됩니다. 이 과정에서 스테인리스 스틸을 연 상시키는 독특한 그레이 플라즈마 컬러가 만 들어집니다.
사출 공정은 조금 다릅니다. 지르코니아 분말 과 첨단 안료의 ‘습식 분쇄’가 끝나면, 분무 건조와 미립화 작업이 먼저 이루어집니다. 이 후 혼합 작업이 이어집니다. 통제된 환경에서 특허받은 여러 가지 바인더를 착색된 분말에 추가하여 혼합물을 완성합니다. 다음으로 혼 합물을 분쇄하고 과립화하여 사출기에 공급 할 수 있는 크기로 준비합니다.
사출 공정에 쓰이는 금형은 정밀한 엔지니어 링의 산물입니다. 부품의 수축을 고려한 기하 학적 설계도 필요하지만, 주입 위치와 구조도 중요합니다.주입후잔여물이남을수있으 므로,이를쉽게제거할수있는위치로조정 해야합니다.사출성형이끝난후에는바인 더를 화학적으로 일부 제거하여 세라믹 부품 에미세한구멍을남깁니다.이제소결작업 이 뒤따릅니다. 이 과정에서도 온도와 시간을 엄격하게 통제합니다. 남아 있는 바인더를 제 거하고,부품을미리설계해놓은크기와형 태로 수축시킵니다.
프레스 부품과 사출 부품은 아직 완성되지 않 은 상태입니다. 최종 형태와 수공 마감 디테 일을 구현하기 위해 현대 기술과 섬세한 마감 노하우를모두동원해야하는고된정밀작업 이 남아 있습니다.
케이스의 최종 형태를 완성하기까지는 상당 한 작업이 필요합니다. 시계를 손목에 착용하 든손에쥐든,케이스는외형만드러낼뿐입 니다. 베젤, 무브먼트, 케이스백을 수용하는 내부 요소들은 보이지 않습니다. 하지만 이러 한필수요소들을제작하려면오랜시간의그 라인딩 작업을 거쳐야 합니다. 새틴 마감은 바티스카프를 상징하는 디자인 요소입니다. 시계를 가까이 들여다보면 새틴 마감의 복잡 성과 정교함을 확인할 수 있습니다. 미세한 새틴 라인이 케이스 측면에는 가로 방향으로, 러그 사이에는 세로 방향으로 그어져 있습니다.
수공 마감 작업의 복잡성을 보여주는 두 가치 수치가 있습니다. 바티스카프 워치 스트랩의 세라믹 버클을 예로 들어 보겠습니다. 버클 하나에만 40개가 넘는 서로 다른 면이 있으 며, 장인은 모든 면을 개별적으로 처리해야 합니다. 한 면을 여러 차례 다듬어야 할 때도 많습니다. 케이스에는 이보다 더 많은 50개 이상의 면이 있어 각 면마다 별도의 마감이 필요합니다.
새로운 바티스카프 세라믹 브레이슬릿 제작 에도 이와 유사한 혁신과 디테일이 적용됩니 다. 블랑팡은 제작 과정에서 두 개의 특허를 획득했습니다. ‘마이용(maillon)’이라고 불리 는 각각의 브레이슬릿 링크는 사출 방식으로 제작됩니다. 초기 형태는 탭이 있는 상태입니 다. 다음으로 이루어질 기계 가공에 필요하기 때문입니다. 이후 링크를 하나하나 수작업으 로 새틴 마감합니다. 고급 타임피스의 브레이 슬릿을 제작하는 것은 까다로운 작업입니다. 각 링크가 느슨하게 조여져 있으면 브레이슬 릿이 헐거워지고, 반대로 너무 단단하게 조여 져 있으면 움직이지 않을 수 있습니다. 따라 서 허용 가능한 오차 범위가 매우 좁습니다. 그러므로 링크 하나하나를 세심하게 측정하 고 검사하고 조정해야 합니다. 금속 소재나 세라믹 소재의 브레이슬릿 링크는 모두 금속 핀을 이용하여 연결합니다. 일반적으로 핀의 모양은 원형이지만, 세라믹 바티스카프 워치 의 구조는 한층 더 정교합니다. 캠 형태의 특 허받은 핀이 브레이슬릿의 적절한 가동 범위 를 보장해 줍니다.
블랑팡의세라믹베젤도그자체로어려운도 전이었습니다. 이번에는 70주년 ACT 3 워치 를 예로 들어 보겠습니다. 우선 12시 방향에 커다란 삼각형 인덱스가 있습니다. 3,6,9시 방향에는 아라비아 숫자가 있으며, 5분마다 막대 인덱스가 배치되어 있습니다. 인덱스 표 시를 위한 홈은 레이저 커팅으로 만들지만, 홈을 채우는 작업은 일일이 수작업으로 진행 합니다. 삼각형 인덱스가 특히 까다롭습니다. 넓은 표면을 균일하게 채워야 하기 때문입니 다. 쌍안 확대경을 이용하여 슈퍼-루미노바 (Super-LumiNova)를 수작업으로 고르게 도포합니다. 바티스카프 크로노그래프 워치 의 베젤 표시도 수작업으로 이루어집니다. 장 인이 재료의 양을 정확하게 주입하기 위해 특 수 설계된 장비의 도움을 받는 것은 사실이지 만, 미세한 조정 작업은 오롯이 장인의 몫입 니다. 예를 들어, 숫자 ‘1’에는 ‘4’보다 더 적 은 양의 재료가 필요합니다.
블랑팡이 세라믹 바티스카프 케이스와 다른 세라믹 부품을 개발하면서 저먼 셰퍼드의 턱 힘을 염두에 두지는 않았지만, 경도와 스크래 치 방지 성능, 가벼움, 피부에 닿는 착용감, 다양한 색상 옵션을 최우선으로 고려한 것은 분명합니다.