KR100828381B1

KR100828381B1 - 디아조 감광액을 이용한 석재 가공 방법

Info

Publication number: KR100828381B1
Application number: KR1020080007379A
Authority: KR
Inventors: 김진한
Original assignee: 김진한
Priority date: 2008-01-24
Filing date: 2008-01-24
Publication date: 2008-05-08

Abstract

각종 비석이나 장식용 돌 기념패 등의 석재(石材)에 원하는 사진이나 그림, 문자 등을 실제와 같이 가공하기 위해 석재(10) 표면에 감광액(20)을 도포한 후, 석재 위에 사진 필름(30)을 놓고 자외선램프(40) 빛을 일정한 시간동안 감광시킨 다음 석재 표면 부위에 고압의 모래를 분출시켜 사진 필름의 내용과 같은 형상을 표시시키는 석재의 가공 방법에 있어서,

상기 감광액(20)은, 디아조늄염에다 아조-픽스와 아교풀을 혼합하여 조성된 디아조 감광액(diazo sensitizer)으로 하되, 상기 디아조늄염과 아조-픽스는 감광단계에서 상기 필름(30)의 윤곽이나 음영에 따른 자외선의 빛이 투과되지 않은 석재(10)의 표면 부위에서는 반투막(半透膜) 작용에 의해 석재(10)를 고착화시키지 않은(굳히지 않음) 반면에, 자외선의 빛이 투과된 석재(10)의 표면 부위에서는 투막(透膜) 작용에 의해 석재(10)를 고착화(굳힘)시키며, 상기 아교풀은 디아조늄염과 아조-픽스의 고착화(굳힘)를 촉진 시킬 뿐만 아니라, 도포된 감광액(20) 막과 필름(30) 간의 끈적거림으로 서로 달라붙는 것을 방지하는 것을 포함하는 디아조 감광액을 석재(10) 표면에 도포하여 건조 시키는 단계와; 상기 석재(10)의 가공에 따른 곡률반경이나 모양·형상 등의 특성에 따라 부착되는 필름(30)이 들뜨는 현상을 방지하기 위하여 석재(10)의 표면과 필름(30) 막을 일체화하여 깨끗한 투명비닐(50)로 감싼 뒤, 진공흡입기(60)를 통해 상기 투명비닐(50)의 내부 공기를 완전히 빼내어 석재(10)와 필름(30)이 투명비닐의 진공흡착에 의해 고르게 밀·부착시키는 단계와; 상기 진공 흡착된 필름(30)과 투명비닐(50) 막에 일정한 거리를 두고 180nm 이상의 자외선램프로 5∼10분 동안 감광시키거나 자연 상태에서의 햇볕을 10∼15분 동안 감광시킨 후, 상기 필름(30)과 투명비닐(50)을 모두 제거하는 단계와; 기 필름(30)과 투명비닐(40)이 제거된 상기 석재(10)의 표면에 미지근한 물을 적신 우레탄 천이나 스폰지로 도포된 상기 감광액(20)을 반복적으로 문질러 깨끗하게 세정시키는 단계와; 상기 세정단계에서 석재(10)의 표면에 스며든 물과, 감광단계에서 단단하게 굳힌 감광액(20)이 상기 세정에 의해 불어난 석재(10)의 표면 부위를 송풍기(100)를 사용하여 완전히 건조 시키는 단계와; 상기 감광 감광단계에서 도포된 감광액(20)이 소정의 필름형상을 따라 석재(10) 표면을 고착화(固着化)시킨 부위와 고착화시키지 않은 부위의 경계에서 샌드브라스트기(110)의 샌드건(120)을 통해 고압으로 모래를 분출시켜 고착화시키지 않은 석재(10)의 표면 부위를 분산 파내어 사진필름의 내용과 같이 양각 또는 음각으로 형상을 표시시키는 샌드 타격 단계와; 상기 샌드 타격 후 최종적으로 슬러지와 도포된 감광액을 깨끗이 마감 처리하기 위해 탈막제나 미지근한 물로 세정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 의해 본 발명은 석재뿐만 아니라 금속, 도자기 등의 다양한 소재에 사용자가 원하는 사진이나 그림, 문자 등을 실제와 같이 보다 선명하고 뚜렷하게 양각 또는 음각으로 용이하게 가공할 수 있는 효과가 있다.

Description

디아조 감광액을 이용한 석재 가공 방법{method of processing stone used diazo sensitizer}

도 1은 감광액이 도포된 석재 표면상에 필름을 부착하는 과정을 보인 이해도

도 2는 석재표면과 제판필름을 투명비닐과 진공흡입기를 사용하여 밀·부착시키는 과정을 보인 단면도

도 3은 필름이 감광액 막에 밀·부착된 상태에서 자외선램프 또는 태양광에 의한 빛 조사 및 감광액이 석재의 표면 부위에 투막되는 것을 보인 이해도

도 4의 (가)는 필름이 제거된 상태에서 필름의 형상에 따라 도포된 감광액이 굳힌 석재부위와 굳히지 않은 석재부위를 보인 이해도

도 4의 (나)는 도 4의 (가)단계 이후 석재 표면에 도포된 감광액을 스프레이 및 송풍기를 사용하여 세정 후 건조 시키는 단계를 보인 단면도

도 5는 샌드브라스터기의 샌드건에 의해 감광액이 굳히지 않은 석재 부위를 샌드 타격하는 단계를 보인 단면도

도 6의 (가)는 샌드 타격에 의해 특정부위가 양각 또는 음각으로 가공된 상태를 보인 단면도

도 6의 (나)는 본 발명의 일실시 예에 의해 얻어진 석재에 문자 및 문양이 가공된 상태를 도시한 실제 제품도

도 7은 본 발명의 디아조 감광액을 이용한 석재 가공 방법에 대한 전체 공정을 나타낸 흐름도

도 8 내지 도 10은 본 발명의 일실시 예에 의해 얻어진 석재 및 목재에 문자나 그림이 가공된 상태를 도시한 실제 제품도

도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 - 석재 20 - 디아조 감광액

30 - 필름 40 - 자외선램프

50 - 투명비닐 60 - 진공흡입기

90 - 스프레이 100 - 송풍기

110 - 샌드브라스터기 120 - 샌드건

본 발명은 각종 비석이나 장식용 돌 기념패 등의 석재(石材)뿐만 아니라 금속, 나무, 아크릴 등에 원하는 사진이나 그림, 문자, 등을 실제와 같이 양각 또는 음각으로 가공할 수 있도록 하는 디아조늄염(diazonium salt)에다 아조-픽스(Azo-fix No.1)와 아교풀을 소정 비율로 혼합하여 구성된 디아조 감광액을 이용한 석재 가공 방법을 제공한다.

일반적으로 비석이나 기념패 등의 석물에 원하는 사진이나 그림, 문자 등을 표시하는 방법으로는 수공구를 이용하거나 레이저 기구를 이용해 직접 파내어 음각 하는 방법과, 컴퓨터 이미지를 로봇 구동장치에 의해 다이아몬드 전자 침이 좌우상하로 작동하여 오석과 같은 석재에 직접 조각하는 방법 및 사전에 제작된 제판필름이 부착된 오석판 표면에 연마제를 고압으로 분사하여 음영 및 배경을 음각하는 방법이 있다.

이와 같이 수공구나 레이저 등의 기계장치를 이용해 석물을 음각으로 파내는 방법은 그 표현에 한계가 있어 정교한 인물묘사나 사진과 같이 사실적인 표현은 가공할 수 없다.

또한, 대한민국 등록특허 제184948호에서는 비석 등의 기념물 위에 실크 스크린의 인쇄기법을 이용해 인물 등을 인쇄하되, 도료 및 안료가 돌출되어 보다 실감 효과를 갖도록 한 것이 제안된 바 있다.

상기 실크 스크린 인쇄기법은 장시간 노출 및 환경 변화에 따라 인쇄잉크 등이 손상될 우려가 높고 석물에 직접 조각된 것과 같은 실감 효과를 충분히 내지 못한다.

또한, 대한민국 등록특허 제2002-0334738호에서는 각종 비석이나 장식용 돌 기념패 등의 석물(石物)에 원하는 인물사진이나 사인 등을 가공을 하기 위해 제판필름과 감광액을 이용한 석물의 부식기법이 제안된 바 있다.

또한, 감광액에 의한 석물의 부식기법은 일본의 日光産業(주)에서 개발한 기술로서 감광성 수지를 석재표면에 도포한 후, 석재 위에 원고 필름을 놓고 자외선을 조사하여 문양 외에 망점에 해당하는 감광성 수지를 경화시키고, 경화된 부분을 고압으로 모래를 분사하여 문양 부분의 망점에 해당하는 석재 표면 부분을 음각으 로 새겨 문양을 형성하는 방법이 있다.

상기 제0334738호 특허 및 日光産業(주) 기술은 모두 필름과 감광액을 사용하되, 비석이나 돌 기념패 등의 석물을 가공하기 위해서는 먼저 표면이 평편하고 매끈하게 가공된 석물을 준비해야 하며, 감광단계에서 도포된 감광액이 소정의 필름형상을 따라 석물 표면을 부식시킨 다음 부식된 위치와 부식되지 않은 위치의 경계에서 고압의 모래충격으로 부식된 부위를 파내어 음각으로 가공한다.

이와 같이, 종래기술의 부식방법(腐蝕方法)은 완전한 평면이 아닌 원형이나 소정의 곡율 반경을 가지는 타원형 석물 등을 가공할 경우 필름과 석물의 밀착이 들뜨게 되어 자외선램프로부터 조사되는 빛에 의해 필름의 형상이 제대로 이루어지지 않게 된다.

이때, 감광단계에서 자외선램프에 의해 감광되는 감광액이 석물의 표면과 석물 내부의 미세한 기공을 따라 옆으로 퍼져서 머리카락 굵기와 같은 가는 선을 표현하는데 한계가 있다. 특히, 섬세한 그림이나 문자 등을 양각으로 표식할 시에는 선명하고 뚜렷한 표현에 한계가 있으므로, 주로 샌드 충격에 의해 파손되는 부위가 미세한 반사면 차이 등에 의하여 윤곽 차이를 얻는 석물(石物)의 음각표시(陰刻表示)에만 사용된다.

본 발명은, 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 본 발명의 주된 목적은 디아조늄염(diazonium salt)에다 아조-픽스(Azo-fix)와 아교풀을 소정 비율로 혼합하여 구성된 디아조 감광액을 사용함으로써, 각종 석물뿐 만 아니라 금속, 나무, 아크릴 등의 다양한 소재는 물론 어떤 모양·형태이든 사진필름에 나타난 윤곽이나 음영을 그대로 양각 또는 음각으로 보다 선명하고 뚜렷하게 가공할 수 있도록 한 디아조 감광액을 이용한 석재 가공 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 투명비닐(50)과 진공흡입기(60)를 사용하여 가공대상물의 석재(10)와 사진필름(30) 간의 밀착력을 향상시켜 감광단계에서 양각 또는 음각을 극대화하기 위한 디아조 감광액을 이용한 석재 가공 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 종래 기술과 같이 감광단계에서 석물(10)의 표면을 부식시키는 방법이 아니라, 자외선램프(40) 빛이 투과된 석재 표면 부위에 도포된 감광액(20)의 투막 작용으로 석물 부위를 단단하게 굳히는 방법에 의한 디아조 감광액을 이용한 석재 가공 방법을 제공하는데 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디아조 감광액을 이용한 석재 가공 방법은,

상기 감광액(20)은, 디아조늄염에다 아조-픽스와 아교풀을 혼합하여 조성된 디아조 감광액(diazo sensitizer)으로 하되, 상기 디아조늄염과 아조-픽스는 감광단계에서 상기 필름(30)의 윤곽이나 음영에 따른 자외선의 빛이 투과되지 않은 석재(10)의 표면 부위에서는 반투막(半透膜) 작용에 의해 석재(10)를 고착화시키지 않은(굳히지 않음) 반면에, 자외선의 빛이 투과된 석재(10)의 표면 부위에서는 투막(透膜) 작용에 의해 석재(10)를 고착화(굳힘)시키며, 상기 아교풀은 디아조늄염과 아조-픽스의 고착화(굳힘)를 촉진 시킬 뿐만 아니라, 도포된 감광액(20) 막과 필름(30) 간의 끈적거림으로 서로 달라붙는 것을 방지하는 것을 포함하는 디아조 감광액을 석재(10) 표면에 도포하여 건조 시키는 단계와; 상기 석재(10)의 가공에 따른 곡률반경이나 모양·형상 등의 특성에 따라 부착되는 필름(30)이 들뜨는 현상을 방지하기 위하여 석재(10)의 표면과 필름(30) 막을 일체화하여 깨끗한 투명비닐(50)로 감싼 뒤, 진공흡입기(60)를 통해 상기 투명비닐(50)의 내부 공기를 완전히 빼내어 석재(10)와 필름(30)이 투명비닐의 진공흡착에 의해 고르게 밀·부착시키는 단계와; 상기 진공 흡착된 필름(30)과 투명비닐(50) 막에 일정한 거리를 두고 180nm 이상의 자외선램프로 5∼10분 동안 감광시키거나 자연 상태에서의 햇볕을 10∼15분 동안 감광시킨 후, 상기 필름(30)과 투명비닐(50)을 모두 제거하는 단계와; 상기 필름(30)과 투명비닐(40)이 제거된 상기 석재(10)의 표면에 미지근한 물을 적신 우레탄 천이나 스폰지로 도포된 상기 감광액(20)을 반복적으로 문질러 깨끗하게 세정시키는 단계와; 상기 세정단계에서 석재(10)의 표면에 스며든 물과, 감광단계에서 단단하게 굳힌 감광액(20)이 상기 세정에 의해 불어난 석재(10)의 표면 부위 를 송풍기(100)를 사용하여 완전히 건조 시키는 단계와;상기 감광단계에서 도포된 감광액(20)이 소정의 필름형상을 따라 석재(10) 표면을 고착화(固着化)시킨 부위와 고착화시키지 않은 부위의 경계에서 샌드브라스트기(110)의 샌드건(120)을 통해 고압으로 모래를 분출시켜 고착화시키지 않은 석재(10)의 표면 부위를 분산 파내어 사진필름의 내용과 같이 양각 또는 음각으로 형상을 표시시키는 샌드 타격 단계와; 상기 샌드 타격 후 최종적으로 슬러지와 도포된 감광액을 깨끗이 마감 처리하기 위해 탈막제나 미지근한 물로 세정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이, 본 발명이 해결하고자 하는 핵심 기술적 사항은, 종래의 기술과 같이 부식방법에 의한 것이 아니라, 자외선램프(40) 빛이나 태양광(40-1) 조사에 의한 감광단계에서 도포된 감광액이 석재(10)의 표면부위에서 투막 작용으로 석재(10) 표면부위를 단단하게 굳히기 위하여 특별히 고안된 디아조 감광액(diazo sensitizer), 즉 디아조늄염(diazonium salt)에다 아조-픽스(Azo-fix No.1)와 아교풀을 혼합한 특수한 디아조화합물(diazo compound)인 디아조 감광액을 이용한 석재 가공 방법을 특징으로 한다.

다시 말해서, 본 발명에 따른 디아조 감광액(diazo sensitizer)은, 디아조늄염(diazonium salt) 20∼35％ 중량％, 아조-픽스(Azo-fix No.1) 20∼35％ 중량％, 아교풀 30∼50％ 중량％로 구성된다.

상기 디아조 감광액(20)은, 상기 디아조늄염과 아조-픽스는 상용성(相溶性)을 갖고 감광단계에서는 유동성 내지는 유연성을 부여하여 석재(10)의 표면과 석재(10) 내부의 입자와 입자 사이에 존재하는 미세한 기공을 통해 침투(투막)하기에 적당한 점도와 함께, 상기 필름(30)의 윤곽이나 음영에 따른 자외선의 빛이 투과되지 않은 석재(10)의 표면부위에서는 반투막(半透膜) 작용에 의해 석재(10)를 고착화(固着化시)키지 않은(굳히지 않음) 반면에, 자외선의 빛이 투과된 석재(10)의 표면부위에서는 투막(透膜) 작용에 의해 석재(10)를 고착화(굳힘)시킨다.

또한, 상기 아교풀은, 상기 디아조늄염(diazonium salt) 및 아조-픽스(Azo-fix No.1)와 상용성(相溶性)을 갖는 동시에 감광액 도포시 급격한 휘발성을 방지시켜 석재(10) 표면에 도포하기 적합한 점성도(coefficint of viscosity)와 함께, 석재(10)의 표면과 석재(10) 내부의 미세한 기공을 통해 침투한 상기 디아조늄염 및 아조-픽스를 고착화시켜 상기 샌드브라스트기(110)의 샌드건(110-1)을 통해 샌드 타격시에도 석재(10)의 표면부위가 분산되지 않도록 단단하게 굳히는 작용을 촉진할 뿐만 아니라, 도포된 감광액(20) 막과 필름(30) 간의 끈적거림으로 서로 달라붙는 것을 방지한다.

또한, 상기한 본 발명의 디아조 감광액(diazo sensitizer)은 종래의 고무성분(탄성력과 신축성으로 섬세한 부분 표현에 한계)을 가지는 유성제(油性劑) 감광액에 비해 비닐성분의 수성제(水性劑) 성분을 가지므로 고무성분에 비해 접착력이 강하면서도 도포감광막(塗布感光膜)이 끈질기고 머리카락 굵기의 섬세한 가공이 가능할 뿐만 아니라, 석재(10)의 표면에 도포 후 미지근한 물만으로도 깨끗한 세정이 가능하여 최종마감 작업이 용이하다.

또한, 상기한 디아조늄염(diazonium salt)과 아조-픽스(Azo-fix No.1) 및 아교풀은 본 발명이 속한 기술 분야에서 당업자에게 널리 공지되어 있으므로 더 이상 의 상세한 설명은 생략하고, 상기 아조-픽스(Azo-fix No.1 : 상품명)는 일본 KURITA KAGAKU KENKYUJO Co, LTD 제품을 사용해야 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 통해 디아조 감광액(20)을 이용한 석재 가공 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 감광액(20)이 도포된 석재(10)의 표면에 필름(30)을 부착하는 일반적인 과정을 도시한 것이고, 도 2는 석재(10)의 표면과 필름(30)을 투명비닐(50)과 진공흡입기(60)를 사용하여 밀·부착시키는 단계를, 도 3은 필름(30)이 감광액(20) 막에 밀·부착된 상태에서 자외선램프(40) 또는 태양광(40-1)에 의한 빛 조사 및 감광액(20)이 석재(10)의 부위에 투막되는 과정을, 도 4의 (가)는 필름(30)이 제거된 상태에서 필름(30)의 윤곽이나 음영에 따른 감광액(20)이 굳힌 석물(10)의 표면부위와 굳히지 않은 석재(10)의 표면부위를 도시한 것이며, 또한 도 4의 (나)는 상기 도 4의 (가)단계 이후 석재(10)의 표면에 도포된 감광액(20)을 스프레이(90)와 송풍기(100)를 사용하여 세정한 후 건조 시키는 단계를, 도 5는 샌드브라스터기(110)의 샌드건(120)에 통해 감광액(20)이 굳히지 않은 석재(10)의 표면부위를 샌드 타격하는 단계를, 도 6의 (가)는 샌드 타격에 의해 특정부위가 양각 또는 음각으로 가공된 상태를 도시한 것이다. 또한, 도 6의 (나)는 본 발명의 실시예에 의해 얻어진 석재(10)에 문자 및 문양이 가공된 상태를 도시한 실제 제품도, 도 7은 본 발명의 디아조 감광액을 이용한 석재 가공 방법에 대한 전체 공정을 개략적으로 나타낸 흐름도, 도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 의해 얻어진 석재 및 목재에 문자나 그림이 가공된 실제 제품을 각각 도시한 것이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 디아조 감광액(20)을 이용한 석재 가공 방법은 석재(10), 디아조 감광액(20), 사진필름(30), 자외선램프(40), 투명비닐(50), 진공흡입기(60), 스프레이(90), 송풍기(혹은 드라이기)(100), 샌드브라스터기(110) 및 샌드건(110-1)을 주요 기술적 구성으로 하여 이루어진다.

한편, 도 7에는 본 발명에 따른 디아조 감광액(20)을 이용한 석재 가공 방법의 전체 공정도가 도시되어 있는 바, 공정별 세부단계에 대한 설명은 후술하는 도 1 내지 도 6을 통해 설명한다.

먼저, 도 1과 같이 석재(10)를 소정의 규격이나 모양·형태로 절단 가공하되, 그 형상과 표면은 사용자가 원하는 타입의 완전평면이나 타원형 등으로 하여 석재(10)의 표면을 깨끗하고 매끈하게 가공된 상태로 준비한다.

본 발명에서의 특별히 조성한 디아조 감광액(20)을 사용할 경우, 상기한 바와 같이 사용자가 원하는 사진이나 그림, 문자 등을 석재(石才)뿐만 아니라 금속, 나무, 아크릴, 도자기 등 어떠한 재질에도 상관없이 사진필름(30) 상의 윤곽이나 음영된 사실 그대로 양각 또는 음각으로 보다 선명하고 뚜렷하게 가공할 수 있다는데 그 특징이 있다.

다음으로, 상기 석재(10) 준비단계를 거친 후 석재(10)의 표면에 원하는 내용물을 표현하기 위한 사진 내용이 흑백 네가티브 필름(black ＆ white negative film)에 담겨지도록 하는 상기 사진필름(30)의 성형단계를 거친다.

통상적인 사진필름은 필름 베이스 위에 유제와 베이스가 잘 접착하도록 하도층(下塗層)을 도포한 다음 감광유제를 도포하고 그 위에 보호막인 젤라틴(gelatin) 층이 있다. 유제층은 단층인 경우도 있으나 일반용 필름에서는 래티튜드(latitude)를 넓게 하기 위해서 밑에는 저감도(低感度) 유제를, 위에는 고감도 유제를 도포한 중층유제(重層乳劑)를 채택하고 있다. 또한, 필름 베이스 아래쪽에는 헐레이션(halation)을 방지하기 위해서 젤라틴 색소(色素)를 혼합한 헐레이션 방지층이 있는 것이 이용된다.

따라서 상기 필름(30) 성형단계는 석재(10)에 표현하고자 하는 사진이나 그림, 문자 등을 사용자가 원하는 크기 및 형상을 가지며 네가티브 형식(negative type)의 사진필름으로 제작하게 된다. 즉, 통상 소유하고 있는 작은 사이즈의 사진을 컴퓨터 작업이나 스캐너(scanner)로 판독하여 이미지 파일(image file)로 만든 다음 필름인쇄기에서 네가티브 상태로 명암이 바뀌도록 인쇄한 후, 현상액을 도포하는 것에 의해 네가티브 필름을 현상하게 되는데, 이 네가티브 필름은 명암(明暗)에 따른 윤곽만을 얻으면 되므로 흑백상태로 필름인쇄기에서 성형하게 된다.

이때, 상기 필름(30)의 크기는 석재(10)의 크기 등을 감안하여 확대배율이 결정되며, 필름의 해상도를 약 30-50 Line/mm 사이에서 선택하여 흑백의 제판필름을 성형하게 되는 것이다.

그리고 나서 상기 필름(30)의 성형이 완성되면 소정의 규격 및 모양·형상으로 가공된 상기 석재(10)의 매끈한 표면에 상기 디아조 감광액(20)을 일정한 두께로 기포 발생 없이 반복하여 고르게 도포하는 감광액 도포 단계를 거친다.

통상적으로 제판필름에 상용되는 감광재료는 은염(銀鹽) 감광제, 중크롬산염(dichromate), 디아조화합물(diazo compound), 아지드 화합물(azide compound), 감 광성 수지(photosensitive resin) 및 철염(鐵鹽) 등이 있으나 본 발명에서는 특별히 조성된 디아조화합물을 사용한다. 즉, 디아조늄염(diazonium salt)에다 아조-픽스 azo-fix, No.1)와 아교풀을 소정 비율로 혼합하여 만든 디아조화합물 계통의 수성(水性) 성분을 갖는 디아조 감광액(diazo sensitizer)으로 한다.

디아조 수지(diazo resin) 계통은, 네거티브 타입(negative type)의 필름에 현재 가장 많이 사용하고 있는 감광재료(sensitive material)로서 디아조 감광액(diazo sensitizer)은 노광(露光)으로 질소가 유리되고 유기콜로이드 물질이 경화하는 성질을 이용하는 것인데, 1931년 독일의 칼레사(社)가 특허를 얻은 방법에서 비롯되며, 현재 평판제판에서 와이폰판이나 프레센시타이즈판(PS판)의 감광유액으로 이용되고 있다.

또한, 디아조 감광액은 오래전부터 제판용 감광유액으로 사용하고 있는 중크롬산 감광유액에 비해 감광도가 크고, 온도 ·습도의 영향을 받지 않으며, 암반응(暗反應) 및 잔반응(殘反應)을 일으키지 않으므로 감광유액(感光乳液)으로서 또는 도포감광막(塗布感光膜)으로서의 보존 등에 유리하다.

따라서 본 발명에서 특별히 조성된 상기 디아조 감광액(20)은, 상기한 종래기술과 같이 감광단계에서 자외선램프(40)의 빛 투과 여부에 따라 석재(10)의 표면에 부식된 부위를 모래충격에 의해 파손되는 미세한 반사면 차이 등에 의하여 윤곽차이를 얻는 석물(石物)의 음각표시(陰刻表示)에 사용되는 감광액이 아니라, 도 1 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 감광단계에서의 자외선램프(40)나 태양광(40-1)을 통해 흑백 네가티브 필름(30) 상에 자외선램프(40)의 빛이 투과된 석재(10)의 표면 (도 1의 기호 30-a : 밝은 부분 참조)을 샌드(sand) 타격에도 파손되지 않도록 도포 감광액이 투막(透膜) 작용에 의해 석재(10)의 표면을 단단하게 굳히는 상태(도 4의 기호 70 참조)를 유지하는 반면에, 자외선램프(40)의 빛이 투과되지 않은 석재(10) 표면(도 1의 기호 30-b : 어두운 부분 참조)은 샌드 타격에 의해 소정 깊이로 분산 파손되도록 굳히지 않은 반투막(半透膜) 상태(도 4의 기호 80 참조)를 유지하도록 함으로써, 가공대상물인 석재 등을 소정 두께의 양각 또는 소정 깊이의 음각 형태로 보다 선명하고 뚜렷한 윤곽으로 가공할 수가 있게 된다.

이와 같이, 상기 감광액(20)이 투막 작용으로 굳힌 상태를 유지하게 되면 일정 두께로 도포된 석재(10) 표면의 투막 부위(도 4의 기호 70 참조)가 탄성을 갖게 되고, 강한 압력으로 모래가 분출되더라도 감광액(20)이 굳힌 투막 부위에서는 모래가 탄성력에 의해 반사되어 양각 상태로 남게 되고, 반투막 부위(도 4의 기호 80 참조)에서는 석물(10)의 표면이 샌드브라스터기(110)의 샌드건(120)에 의해 분산 파내져서 음각 상태로 보다 선명하고 뚜렷한 형상으로 표시가 이루어지는 것이다.

또한, 본 발명에서의 석재(10)의 표면에 도포되는 디아조 감광액(20)의 도포 두께는 0.02-0.05 mm 사이가 적당하고, 감광액(20) 도포 후 약 5∼10분 정도 암실에서 건조하여 표면탄성을 유지시키게 되며, 감광단계에서의 반투막 부위는 샌드 타격단계에서 소정의 고압으로 분출되는 샌드 분사력에 따라 일정한 깊이로 분산 파내어져 제거되는 것이다.

다음으로, 상기 도 2를 참조하여 필름 성형 단계에서 얻어진 흑백 네가티브 필름(30)은 상기 도 1에서 보는 바와 같이 석재(10)의 표면에 감광액(20)이 도포된 막 상부로 필름(30)을 밀·부착시키는 필름 밀·부착단계가 이루어진다.

이때, 필름(30)의 먹색면이 감광액(20)을 향하도록 부착하게 되는데 기존의 유성제(油性劑) 감광액을 사용할 경우, 상기 필름(30) 막 사이에서 기포가 발생되거나 가공대상물인 석재(10)가 완전한 평면이 아닐 경우, 석재의 가공 모양·형태에 따라 상기 필름(30)이 석재(10)의 표면과 고르게 밀착되지 못하고 들뜨게 되어 감광단계에서의 석재(10) 표면에서의 투막 부위와 반투막 부위의 경계가 비정상적으로 이루어지므로 보다 선명하고 뚜렷한 사진이나 그림, 문자 등을 얻을 수가 없게 된다.

본 발명에서는 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 상기한 바와 같이 유성제가 아닌 디아조늄염에다 아조-픽스와 아교풀을 소정 비율로 혼합하여 구성시킨 수성제 감광액을 사용함으로써, 도포단계에서부터 기포 발생을 원천적으로 차단하며, 또한 도 3에서 보는 바와 같이 감광액(20)이 도포된 석재(10)의 표면과 필름(30)의 고른 밀·부착을 위해서는 투명비닐(50)과 진공흡입기(60)를 사용함으로써, 사용자 선택에 의한 다양한 모양·형태의 석재 가공에도 불구하고 필름(30)의 밀착도를 현저하게 높일 수 있는 특징이 있다.

다음으로, 상기 감광액(20)이 도포된 석재(10)와 필름(30)의 밀·부착단계가 끝나면, 도 3에서 보는 바와 같이 상기 필름(30)의 상부에서 일정한 거리를 두고 180nm 이상의 자외선램프(40) 또는 태양광(40-1) 조사를 통해 일정한 시간동안 감광토록 하는 감광단계가 이루어진다.

본 발명에서의 감광단계에 필요한 시간은 자외선램프(40)를 사용할 경우 180nm 이상의 자외선 빛을 5∼10분 동안 조사시키거나 자연 상태에서의 태양광(40-1)은 10∼15분 동안 조사시키면 충분하다.

다음으로, 도 4는 석재(10)의 표면에 도포된 상기 감광액(20)과 밀·부착된 필름(30)을 제거한 후, 석재(10)의 표면을 물로 세정하고 건조 시키는 단계에 관한 것으로서, 상기 도 4의 (가)는 상기 도 3의 감광단계에서의 자외선에 의해 디아조 감광액(20)이 필름(30) 상의 내용과 같이 빛이 투과된 밝은 부분(70)에서는 투막 작용으로 석재(10)의 표면에 도포된 감광액을 굳히는 상태를, 빛이 투과되지 않은 검은 부분(80)에서는 반투막 작용으로 석재(10) 표면의 감광액이 굳히지 아니하므로 굳힘 작용이 발생하지 않은 것을 나타낸다.

또한, 상기 도 4의 (나)는 자외선 빛에 의해 디아조 감광액(20)이 굳히지 않은 부분(80)을 샌드 타격에 앞서서 먼저 스프레이(90)와 송풍기(혹은 드라이기)(100)를 사용하여 석재(10)의 표면에 도포된 디아조 감광액(20)을 미지근한 물로 깨끗히 세정하되, 석재(10)의 표면에 스며든 물과 세정으로 물에 불은(젖은) 디아조 감광액(20)이 도포된 석물(10) 표면의 굳힌 부분을 완전히 건조 시키는 단계를 수행하는 것을 나타낸다.

이와 같이, 상기 스프레이(90) 및 상기 송풍기(혹은 드라이기)(100)를 사용하여 석재(10)의 표면에 도포된 디아조 감광액(20)을 미지근한 물로 깨끗하게 세척하고 완전히 건조 시키는 단계는, 후술하는 소정의 압력으로 분출되는 샌드 타격으로부터 석재(10)의 표면에 도포된 감광액이 굳힌 부위(70)를 보호하면서 보다 선명하고 뚜렷하게 양각 또는 음각으로 가공하기 위한 사전 준비단계라 할 수 있다.

또한, 상기 도 5를 참조한 그 다음 단계로는 석재(10)의 표면에 도포된 디아조 감광액(20)이 소정의 필름(30)의 윤곽이나 음영 내용에 따라 굳힌 상태를 유지하게 되는 것이며, 이후 석재(10)의 표면에 샌드브라스트기(110)의 샌드-건(110-1)을 통해 소정의 고압으로 분출되는 샌드(모래)에 의해 디아조 감광액(20)이 굳힌 부위(70)를 제외한 나머지 굳히지 않은 부위(80)에서 상기 석재(10)의 표면이 소정의 깊이로 분산 파내어지는 샌딩(sanding) 단계가 이루어진다.

이때, 상기 샌드브라스트기(110)의 샌드건(110-1)에서 모래가 분출되는 분출압력은 대개 석재(10)의 표면 강도보다 높은 압력으로 분출하되, 감광단계에서 석재(10)의 표면이 굳힌 부위와 굳히지 않은 부위의 경계 위치에서 샌드 타격에 의해 굳히지 않은 석재(10) 표면부위가 분산 파내어지는 정도를 고려하여 샌드 분출압력은 6-30kg/cm² 범위가 적합하다 할 것이다.

상기 디아조 감광액(20)이 단단하게 굳힌 석재(10)의 표면부위에서는 탄성력으로 모래알이 반사되고, 상기 디아조 감광액이 굳히지 않은 석재(10)의 표면부위에서만 석재(10)의 표면이 상기 도 5에서 보는 바와 같이 일정한 깊이로 분산 파내어져 도 6의 (나)와 같이 사진의 내용과 같은 형상 그대로 석재(10)의 표면에 마치 사진 인화와 같은 상태로 그림이나 문자 등을 그대로 표시(表示) 할 수가 있는 것이다.

다음으로, 상기 석재(10)의 표면에 상기 필름(30) 상의 윤곽이나 음영 그대로 감광된 후에는 석재(10)의 표면에 자외선 빛이 투과되지 않은 소정부위에 도포 된 감광액(20)과 샌딩 슬러지를 제거하는 최종마감 단계가 이루어진다.

본 발명에서 특별히 조성된 디아조 감광액(20)은 수성제이므로, 상기 도 6의 (가) 및 상기 도 6의 (나)에서 보는 바와 같이, 미지근한 물에 적신 탈막제(미도시)나 스폰지(미도시)만으로도 석재(10)의 표면에 도포된 디아조 감광액(20)이 쉽게 제거되며, 이때 석재(10)의 깨끗한 표면이 노출되어 모래 타격으로부터 분산 파내어진 음각부분과 디아조 감광액(20)에 의해 굳힌 양각부분의 깨끗한 표면이 선명하고 뚜렷한 윤곽차이로 노출됨으로써, 실제 사진과 같은 특정 내용이 그대로 석재(10)의 표면에 표시되는 것이다.

즉, 도 6의 (가)에서 보는 바와 같이, 석재(10) 표면의 볼록부분(70:문자)과 오목부분(80:여백)에 대한 단면도에 대응하는 도 6의 (나)에서는 본 발명의 전체 공정단계를 통해 실제 가공된 문자 및 문양은 양각으로 표시되고, 여백은 음각으로 하여 표시된 것을 동시에 보여주고 있다.

이와 같이, 본 발명은 종래의 유성제 감광액을 사용한 미세한 윤곽 차이에 의한 음각 가공방식에 비해 보다 선명하고 뚜렷한 양각 및 음각으로 가공이 용이하게 이루어지며, 최종마감 작업에 있어서도 미지근한 물 세정만으로 깨끗하게 표시할 수 있는 것이다.

또한, 도 8 내지 도 10는 보령 남포석 벼루의 뚜껑에다 문자 및 그림을 가공한 실제 제품으로서, 도 8에는 벼루상자, 즉 목재 뚜껑에 문자를 음각으로 가공하고 석재(10)의 표면에는 포도그림을 양각으로 가공한 것이며, 도 9에는 반야심경(한자)과 부처그림을 함께 양각으로, 도 10은 최후의 만찬 그림과 문자를 음각만으 로 실제 제품을 각각 가공한 것을 나타낸다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 당해 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 고무성분을 가지는 종래의 유성제 감광액에 비해 비닐성분을 가지는 본 발명의 수성제인 디아조 감광액은 고무성분에 비해 접착력이 강하면서도 도포감광막(塗布感光膜)이 끈질기고 섬세한 가공이 가능하다.

또한, 본 발명은 투명비닐과 진공흡입기를 사용함으로써, 석재의 평면뿐만 아니라 원형, 타원형 등 어떤 모양·형태이든 사진필름과의 고른 밀·부착력이 가능하여, 종래의 석재 가공 방식에 비해 석재와 필름 간의 밀착력이 떨어져 빛이 비정상적으로 조사되어 석재의 표면에 도포된 감광액이 굳어버리는 현상을 방지할 수가 있다.

또한, 본 발명은 자외선램프 이외에 자연 햇볕(태양광)을 그대로 이용할 수 있으므로 약품 등의 간단한 장비 휴대만으로도 기존의 묘지석 등의 석물에서도 용이하게 가공이 가능하다.

또한, 기존의 유성 감광액을 사용하는 경우 감광단계에서 부식된 부분을 제거하기 위한 최종마감 작업에 어려움이 있는 반면에, 본 발명에서는 수성 감광액을 사용하므로 최종마감 작업에서도 미지근한 물만으로도 깨끗한 세척이 가능하다.

또한, 종래의 부식 방법은 부식 부위를 샌드 충격에 의해 파손되는 부위가 미세한 반사면 차이 등에 의하여 윤곽차이를 얻는 것이므로 석물(石物)이나 금속의 음각표시(陰刻表示)에 주로 사용되는 반면에, 본 발명은 석재 등의 표면에 도포된 디아조 감광액이 투막 또는 반투막 작용에 의하여 석재를 고착화(굳힘)와 비 고착화(굳히지 않음)에 따른 샌드 타격으로부터 보다 선명하고 뚜렷한 양각 또는 음각으로 용이하게 가공할 수 있는 효과를 가진다.

Claims

각종 비석이나 장식용 돌 기념패 등의 석재(石材)에 원하는 사진이나 그림, 문자 등을 실제와 같이 가공하기 위해 석재(10) 표면에 감광액(20)을 도포한 후, 석재 위에 사진 필름(30)을 놓고 자외선램프(40) 빛을 일정한 시간동안 감광시킨 다음 석재 표면 부위에 고압의 모래를 분출시켜 사진 필름의 내용과 같은 형상을 표시시키는 석재의 가공 방법에 있어서,

상기 감광액(20)은, 디아조늄염에다 아조-픽스와 아교풀을 혼합하여 조성된 디아조 감광액(diazo sensitizer)으로 하되, 상기 디아조늄염과 아조-픽스는 감광단계에서 상기 필름(30)의 윤곽이나 음영에 따른 자외선의 빛이 투과되지 않은 석재(10)의 표면 부위에서는 반투막(半透膜) 작용에 의해 석재(10)를 고착화시키지 않은(굳히지 않음) 반면에, 자외선의 빛이 투과된 석재(10)의 표면 부위에서는 투막(透膜) 작용에 의해 석재(10)를 고착화(굳힘)시키며, 상기 아교풀은 디아조늄염과 아조-픽스의 고착화(굳힘)를 촉진 시킬 뿐만 아니라, 도포된 감광액(20) 막과 필름(30) 간의 끈적거림으로 서로 달라붙는 것을 방지하는 것을 포함하는 디아조 감광액을 석재(10) 표면에 도포하여 건조 시키는 단계와;

상기 석재(10)의 가공에 따른 곡률반경이나 모양·형상 등의 특성에 따라 부착되는 필름(30)이 들뜨는 현상을 방지하기 위하여 석재(10)의 표면과 필름(30) 막을 일체화하여 깨끗한 투명비닐(50)로 감싼 뒤, 진공흡입기(60)를 통해 상기 투명비닐(50)의 내부 공기를 완전히 빼내어 석재(10)와 필름(30)이 투명비닐의 진공 흡 착에 의해 고르게 밀·부착시키는 단계와;

상기 진공 흡착된 필름(30)과 투명비닐(50) 막에 일정한 거리를 두고 180nm 이상의 자외선램프로 5∼10분 동안 감광시키거나 자연 상태에서의 햇볕을 10∼15분 동안 감광시킨 후, 상기 필름(30)과 투명비닐(50)을 모두 제거하는 단계와;

상기 필름(30)과 투명비닐(40)이 제거된 상기 석재(10)의 표면에 미지근한 물을 적신 우레탄 천이나 스폰지로 도포된 상기 감광액(20)을 반복적으로 문질러 깨끗하게 세정시키는 단계와;

상기 세정단계에서 석재(10)의 표면에 스며든 물과, 감광단계에서 단단하게 굳힌 감광액(20)이 상기 세정에 의해 불어난 석재(10)의 표면 부위를 송풍기(100)를 사용하여 완전히 건조시키는 단계와;

상기 감광단계에서 도포된 감광액(20)이 소정의 필름형상을 따라 석재(10) 표면을 고착화(固着化)시킨 부위와 고착화시키지 않은 부위의 경계에서 샌드브라스트기(110)의 샌드건(120)을 통해 고압으로 모래를 분출시켜 고착화시키지 않은 석재(10)의 표면 부위를 분산 파내어 사진필름의 내용과 같이 양각 또는 음각으로 형상을 표시시키는 샌드 타격 단계와;

상기 샌드 타격 후 최종적으로 슬러지와 도포된 감광액을 깨끗이 마감 처리하기 위해 탈막제나 미지근한 물로 세정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디아조 감광액을 이용한 석재 가공 방법
제1항에 있어서, 상기 디아조 감광액(diazo sensitizer)은 디아조늄염 (diazonium salt) 20∼35％ 중량％, 아조-픽스(Azo-fix No.1) 20∼35％ 중량％, 아교풀 30∼50％ 중량％로 구성된 것을 특징으로 하는 디아조 감광액을 이용한 석재 가공 방법
제1항에 있어서, 상기 가공대상물은 석재 외에 금속, 나무, 도자기, 아크릴, 유리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디아조 감광액을 이용한 석물 가공 방법