KR100425280B1 - 기와 제조방법 및 그 기와 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기본기와인 여와(11) 및 부와(12)를 제조하는 방법에 있어서: 점토 70~80%에 물 20~30%를 혼합하는 공정; 스크류(22)에 넣어 일정 크기 이상의 돌을 석발하는 공정; 적어도 2단계의 스크류(24)를 이용하여 점토분을 미분쇄하는 공정; 토련기(26)를 이용하여 완전 반죽상태의 원료로 생성하는 공정; 프레스를 이용하여 음양각의 문양(11a)(12a)을 형성하는 공정; 서서히 수분을 제거하여 크랙을 방지하는 건조공정; 및 가마(28) 내부에 기와를 수직으로 세운 상태 또는 수평으로 적재한 상태에서 소성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 기본기와인 여와와 부와에 음양각으로 문양을 넣어 미려함과 함께 시공의 견실함을 도모하는 효과가 있다.

Description

기와 제조방법 및 그 기와 {Method for manufacturing a tile and A tile thereby}

본 발명은 기와 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기본기와인 여와와 부와에 음양각으로 문양을 넣어 미려함과 함께 시공의 견실함을 도모하는 기와 제조방법 및 그 기와에 관한 것이다.

전통적인 기와는 양질의 점토를 재료로 기와 틀(모골, 와범)을 이용하여 일정한 모양으로 만들어 가마에서 높은 온도로 구워 낸 건축 부재로 방수성과 방화성이 뛰어나 예로부터 지붕의 부재로 선호되었으며 시대와 지역에 따라 다양한 변화를 겪게 된다. 이와 같은 기와는 사용처에 따라 평기와(기본기와), 막새기와, 망새기와, 특수기와 등으로 분류된다.

여와(女瓦), 평와(平瓦), 앙와(仰瓦), 빈와(牝瓦) 등으로 불리는 암기와는 평평하고 넓적해서 지붕의 바닥을 덮는 역할을 하는 바닥기와로서 지붕바닥에 고랑을 형성하도록 시공된다. 부와(夫瓦), 모와(牡瓦), 동와(童瓦) 등으로 불리는 숫기와는 원통을 세로로 종단한 것처럼 둥글고 길어서 암기와 사이의 세로줄을 감싸도록 덮어서 시공된다. 이외에 막새기와는 대부분 처마 끝에 설치하여 지붕의 끝을 마감하는 것으로서 수막새 · 암막새 · 초가리 기와가 있으며, 망새기와는 지붕의 모양새와 목재부분 보호를 위한 것으로서 용마루용 장식기와와 내림마루용 장식기와 등이 있다.

종래의 경우 막새기와나 망새기와는 장식성을 위한 문양을 구비하기도 하지만 기본기와는 문양이 형성됨에 따라 변형이나 균열 등의 이유로 강도가 저하되기 때문에 매우 제한적이며, 더구나 음각의 문양을 형성하여 두께가 얇아지면 기와의 강도가 저하되고 이를 방지하기 위해 전체 두께를 증가시키면 중량이 증가되어 시공성이 불량하고 건축물 전체의 내구성이 저하되는 문제점이 있다.

이에 따라 본 발명은 상기한 폐단을 해결하는 것으로서, 기본기와인 여와와 부와에 음양각으로 문양을 넣어 미려함과 함께 시공의 견실함을 도모하는 기와 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

그리고 본 발명의 또 다른 목적은 여와와 부와의 음양각이 맞물려 미끄러지지 않도록 하여 상호 결합력이 증대되는 기와를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 기와를 나타내는 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 제조방법을 구현하는 상태를 도식화한 예시도,

도 3은 본 발명에 따른 소성공정의 온도조건을 나타내는 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

11: 여와 11a, 12a: 문양

12: 부와 22, 24: 스크류

26: 토련기 28: 가마

32: 호퍼 34: 다이

이러한 목적을 달성하기 위해 본 특허청구범위의 청구항 1에 기재되는 발명은 기본기와인 여와(11) 및 부와(12)를 제조하는 방법에 있어서: 점토 70~80%에 물 20~30%를 혼합하는 공정; 스크류(22)에 넣어 일정 크기 이상의 돌을 석발하는 공정; 적어도 2단계의 스크류(24)를 이용하여 점토분을 미분쇄하는 공정; 토련기(26)를 이용하여 완전 반죽상태의 원료로 생성하는 공정; 프레스를 이용하여 음양각의 문양(11a)(12a)을 형성하는 공정; 서서히 수분을 제거하여 크랙을 방지하는 건조공정; 및 가마(28) 내부에 기와를 수직으로 세운 상태 또는 수평으로 적재한 상태에서 소성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 청구항 2에 기재되는 발명의 상기 소성공정은 예열단계, 소성단계, 1차 서냉단계, 염처리 단계, 2차 서냉단계로 이루어지며, 특히 염처리 단계에서 탄화수소 가스를 기와에 침착시켜 흑화되도록 하는 것에 주의하도록 한다.

그리고 본 발명의 다른 일면에 따르면, 상기 청구항 1의 방법을 이용하여 적어도 여와(11) 및 부와(12)의 일면에 상호 맞물림 접촉이 가능한 음양각의 문양(11a)(12a)을 형성하는 기와를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 기와를 나타내는 사시도가 도시된다.

본 발명은 여와(11)와 부와(12)에 음양각의 문양(11a)(12a)을 형성하는 것을 요지로 한다. 음양각의 문양(11a)(12a)은 음각과 양각이 규칙적으로 반복되는데, 중앙부는 물론 변부까지 미치도록 배열하여 부와(12)와 접하도록 한다. 여와(11)의 문양(11a)이 부와(12)의 변부와 접하면 부와(12)의 미끄럼과 저항력이 증가되어 결국 상호 결속력이 증가된다.

도 2는 본 발명에 따른 제조방법을 구현하는 상태를 도식화한 예시도가 도시된다.

우선 자연에서 채취되는 점토를 그대로 사용하거나 적당히 모래가 섞인 점토질 흙을 준비한 다음 숙성시킨다. 강산(强酸) 등을 이용한 산화과정을 통하여 숙성된 점토 70~80%에 물 20~30%를 혼합하여 점토 전체에 골고루 수분이 함유된 상태로 만든다. 물론 완전하게 이개어 진득한 상태로 할 수도 있으나 작업 공수가 지나치게 증가하므로 약간의 덩어리진 상태이어도 무방하다.

다음으로, 이와 같이 이갠 점토를 스크류(22)에 넣어 일정 크기 이상의 돌을 골라내는 석발공정을 거친다. 한 쌍으로 맞물리는 스크류(22)의 틈새를 조절하여 석발시키면 통과되지 못한 큰 돌이 스크류(22) 밖으로 밀려나고 순수한 점토 성분만 하방향으로 낙하된다. 이때 미세한 크기의 돌은 점토 성분과 함께 스크류(22)를 통과하여 다음 공정에 투입될 수 있다.

그 다음, 적어도 2단계의 스크류(24)를 이용하여 점토분을 미분쇄하는 공정을 거친다. 이 공정의 스크류(24)는 전 공정의 스크류(22)에 비하여 톱니의 크기와피치가 작다. 이때 점토분에 혼합된 작은 크기의 돌도 함께 분쇄되어 전체적으로 대략 1~30 메쉬의 입도로 된다.

다음으로, 호퍼(32)를 통하여 토련기(26)에 투입된 점토분은 완전 반죽상태의 원료로 되며 필요에 따라 경화제 등의 다른 성분이 추가될 수도 있다. 토련기(26)의 전면에는 토출구(26a)가 형성되어 원료가 떡가래처럼 배출되되, 여와(11) 또는 부와(12)의 형태와 가깝게끔 배출된다. 그리고 토출구(26a)의 하방향에 수평으로 장착되는 다이(34)는 기와의 곡면과 유사하여 배출된 원료가 완제품에 근접한 형태를 지닌다.

다음으로, 도시에는 없으나 프레스 공정을 이용하여 문양(11a)(12a)을 형성한다. 다이(34)를 이용하여 먼저 기와의 전체적인 외형을 결정한 후 문양(11a)(12a)을 프레스로 성형할 수도 있지만, 기와의 전체적인 외형과 문양(11a)(12a)을 동시에 프레스로 성형할 수도 있다. 문양(11a)(12a)이 간단하면 전자의 방법이, 문양(11a)(12a)이 복잡하면 후자의 방법이 유리하다. 반면 후자의 경우 프레스에 일회 로드(load)되는 양이 정확하게 계량되도록 해야 한다. 만일 기와의 양측면이 도 1에서 나타내는 것보다 더 심하게 라운드되어 ㄴ자 형태로 된다면 후자의 방법이 유리하다.

한편, 종래에 모골을 이용하여 암기와 및 숫기와를 제작하는 경우에는 복수의 원판에 일종의 이형제인 마포를 씌우고, 모골의 겉면에 다시 네모난 점토판을 대고, 점토판의 표면을 방망이로 두들겨 표면에 문양을 지닌 기와를 형성한다. 반면에 본 발명의 주목적은 음양각의 문양(11a)(12a)을 형성하는데 있고, 따라서 종래의 방식에 의하면 기와의 기계적 강도가 보장되지 못하여 불량율이 높아지므로 본 발명에서는 이를 해소하는 장점이 있다.

다음으로, 도시에는 없으나 서서히 수분을 제거하여 크랙을 방지하도록 건조공정을 거친다. 대략 48시간 정도 자연 상태로 건조한 다음 3~4일 정도 건조기를 이용한 열풍건조 과정을 거친다. 자연건조에만 의존할 수도 있으나 기간이 10~15일이 소요되므로 생산성이 저하된다. 열풍 건조시에도 고가의 건조로 대신 현장의 상황에 따라 폐열 회수장치 등을 사용할 수도 있다.

그 다음, 가마(28) 내부에 기와를 수직으로 세운 상태로 복열로 배치하여 소성공정을 거친다. 소성을 위한 가열 후 냉각할 때 기와에 균열이나 파열 등 결함이 발생되는 것을 최소화하려면 전술한 성형 및 건조공정 이상으로 소성공정이 중요하다. 완제품의 내충격성과 내구성은 소성공정을 거쳐야 결정되는데, 이미 전단계의 공수가 투입된 재료를 폐기하는 일이 없도록 해야 한다. 소성공정의 세부단계는 후술하는 도 3을 참조한다.

그리고 종래와 같이 가마(28)의 내부에 기와를 경사지게 배치하여 상단에서 접하게 하면 일회 소성을 위한 기와의 투입량은 약간 증대할 수 있으나 소성중에 서로 고착되어 불량의 요인이 될 수도 있다.

도 3은 본 발명에 따른 소성공정의 온도조건을 나타내는 그래프가 도시된다.

가마(28)의 내부 온도를 7~8시간에 걸쳐 서서히 상승시켜 약 600℃ 정도로 높이는 애기불 단계(A)와, 3시간에 걸쳐 다시 온도를 약 900℃ 정도로 높이는 예열단계(B)와, 3~4시간에 걸쳐 약 1000℃까지 상승시켜 기와를 고화하는 소성단계(C)와, 3~4시간에 걸쳐 약 800℃까지 낮추는 1차 서냉단계(D)와, 48시간동안 가마(28)의 문을 개방하는 온도인 250~350℃까지 낮추는 2차 서냉단계(E)로 이루어진다.

이때, 상기한 1차 서냉단계(D)와 2차 서냉단계(E) 사이에 기와의 표면을 흑화하는 염처리 단계를 거친다. 염처리 단계에서는 기름과 물을 약 2:1 정도로 혼합하여 투입함으로써 탄화수소 가스가 기와에 침착되도록 한다. 염처리는 1~1.5시간 동안 3~4회 반복한다. 탄화수소 가스는 서냉중인 온도 800℃ 하에서 폭발적으로 가마(28) 내에 확산되어 수직으로 세워진 전체 기와에 골고루 작용한다.

이후, 가마(28)에서 생성된 기와를 꺼내어 크랙 등의 불량을 육안으로 검사하고, 포장 및 출하하는 과정이 이어진다.

이와 같이 제조되는 본 발명에 따른 기와는 도 1에 예시한 것처럼 음양각의 문양(11a)(12a)을 지니는데, 문양(11a)(12a)을 상면에만 형성할 수도 있지만 상하면에 모두 형성할 수도 있다. 여와(11)와 변부에서 접하는 부와(12)는 변부에까지 문양(12a)이 이르도록 한다.

음양각의 문양(11a)(12a)은 부와(12)가 여와(11) 사이에서 일측으로 미끄러져 제위치를 이탈하지 않도록 구속하므로 시공시 잡고 있지 않아도 되어 편리하고 시공후에도 결합력이 오래 유지되어 건축물의 내구성이 향상된다.

문양(11a)(12a)을 적절하게 미세한 크기로 할수록 요철이 많아 미끄럼을 방지하는 측면에서 유리하지만 너무 미세하면 프레스 성형에 의하여도 모양이 제대로 형성되지 않을 수도 있다. 성형시 원료의 유동성을 개선하기 위해 점토분을 더욱 미분쇄하거나 프레스 압력을 증가시키면 그만큼 제조원가가 상승된다.

문양(11a)(12a)을 충분하게 크게 하려는 경우에는 별도로 성형한 조각 그림 형태로 부착할 수도 있다. 이 또한 일정의 요철 구조이므로 어느 정도 미끄럼 방지 기능을 지니고, 문양(11a)(12a)을 서로 다른 형태로 차별화하여 미감을 높일 수도 있다.

이상의 구성 및 작용에 따르면 본 발명은 기본기와인 여와와 부와에 음양각으로 문양을 넣어 미려함과 함께 시공의 견실함을 도모하는 효과가 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (3)

1. 기본기와인 여와(11) 및 부와(12)를 제조하는 방법에 있어서:

   점토 70~80%에 물 20~30%를 혼합하는 공정;

   스크류(22)에 넣어 일정 크기 이상의 돌을 석발하는 공정;

   적어도 2단계의 스크류(24)를 이용하여 점토분을 미분쇄하는 공정;

   토련기(26)를 이용하여 완전 반죽상태의 원료로 생성하는 공정;

   프레스를 이용하여 음양각의 문양(11a)(12a)을 형성하는 공정;

   서서히 수분을 제거하여 크랙을 방지하는 건조공정; 및

   가마(28) 내부에 기와를 수직으로 세운 상태 또는 수평으로 적재한 상태에서 소성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기와 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 소성공정은 예열단계, 소성단계, 1차 서냉단계, 염처리 단계, 2차 서냉단계로 이루어지며, 염처리 단계에서 탄화수소 가스를 기와에 침착시켜 흑화되도록 하는 것을 특징으로 하는 기와 제조방법.
3. 제 1 항의 방법을 이용하여 적어도 여와(11) 및 부와(12)의 일면에 상호 맞물림 접촉이 가능한 음양각의 문양(11a)(12a)을 형성하는 것을 특징으로 하는 기와.