KR100897418B1

KR100897418B1 - 옹기점토와 폐도자기분말을 이용한 건축재 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100897418B1
Application number: KR20070107879A
Authority: KR
Inventors: 신승원
Original assignee: 신승원
Priority date: 2007-10-25
Filing date: 2007-10-25
Publication date: 2009-05-14
Also published as: KR20090042025A

Abstract

본 발명에 따른 건축재는 옹기점토 13 중량% ~ 70 중량%와, 폐도자기분말 10 중량% ~ 60 중량%와, 파유리 분말 10 중량% ~ 39 중량%, 및 벤토나이트 3 중량% ~ 15 중량%으로 이루어진 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 건축재의 100 중량부에 대하여 백토 또는 석회석이 5 ~ 30 중량부가 더 포함되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 건축재의 100 중량부에 대하여 알루미나 또는 규사가 5 ~ 30 중량부가 더 포함되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 건축재의 100 중량부에 대하여 색상을 조절하기 위해 착색제가 1 ~ 9 중량부가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

옹기점토, 폐도자기분말, 파유리 분말, 벤토나이트

Description

옹기점토와 폐도자기분말을 이용한 건축재 및 그 제조방법 {MANUFACTURING METHOD OF INORGANIC BUILDING MATERIALS USING POTTERY CLAY AND SCRAPPED AN CERAMIC}

본 발명은 옹기점토와 폐도자기분말을 이용한 건축재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 옹기점토에 폐도자기분말(폐타일분말과 폐벽돌분말을 포함함)과 파유리, 벤토나이트, 알루미나, 규사를 포함시켜 건축용 내.외장 타일 또는 인조대리석등의 건축재로 사용하는 옹기점토와 폐도자기분말을 이용한 건축재 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일상생활에서 흔히 접할 수 있는 무기질 건축용 마감자재는 내장재 및 외장재로 구분되고, 그 소재는 자연에서 채취하여 사용하는 석재와 세라믹(주로 가소성점토, 장석, 규석)을 기초소재로 하여 열처리(소성)한 타일 및 인조석재 그리고 세라믹에 화학약품을 첨가하여 사용하는 시멘트계 또는 수지계 타일 및 인조대리석이 보편적으로 사용되고 있다.

그러나 천연석재는 자연스러운 질감과 인체에 무해한 소재로서 오랜기간 인 간친화적인 자재로 쓰여지고 있으나, 시공후 백화현상과 오염제거의 어려움, 자원고갈에 따른 가격상승등의 문제점이 있었으며, 수지계 인조대리석은 뛰어난 외감과 우수한 강도를 갖는 장점이 있지만, 표면경도가 약하여 스크래치의 발생이 쉽고 외장재로 사용시 자외선에 의한 탈색과 치수변형이 발생되는 문제점이 있었다.

이와 같은 천연석재의 단점을 보완하여 세라믹(주로 가소성점토, 장석, 규석)을 기초소재로 하여 열처리(소성)한 타일 및 인조석재가 사용되었으나, 상기 열처리한 타일 및 인조 석재는 소성되는 온도에 따라서 도기질, 석기질, 자기질로 구분되어져, 일반적으로 도기질은 1100℃ - 1150℃ 사이, 석기질은 1150℃ - 1250℃, 자기질은 1250℃ - 1350℃ 이상에서 소결 되어지며, 이러한 세라믹 소재들의 소결은 대부분 장석질(정장석,조장석,회장석)융재의 함유량에 따라 달라질 수 있으며, 소결체의 기계적강도, 내마모성, 흡수율 등을 향상 시키기 위해서는 더욱더 높은 온도에서 소결되어야 함으로, 이에 수반되는 원료 또한 고품질의 고가 소재를 사용해야 하는 단점이 있었다.

또한, 다른 선행기술로서 파유리와 점토를 이용한 건축재가 보편적으로 사용되어, 상기 파유리를 사용함으로서 소결온도를 낮추어 연료비를 절감하고 파유리의 함량을 조절하여 자기질과 같이 흡수율을 개선 할 수 있는 장점이 있었다.

그러나, 상기 건축재는 파유리의 함유량이 40%이상 함유되기 때문에 성형물(그린바디)을 소성할 경우 점토와 기타의 첨가물보다 파유리가 650℃ 이상에서 먼저 녹기 시작하여 점토와 기타 첨가물의 결합수나 결정수가 미쳐 빠져 나가지 못하므로 필연적으로 다량의 기포가 발생되고, 소결체의 부풀음 현상이 발생하여 최종 소결체의 강도를 약하게 되어 치수제어가 힘든 단점이 있었으며, 또한 파유리의 첨가량이 40%이상인 경우는 소결체가 유리에 가까운 성질을 갖게 되어 소성후 급냉각시 냉파의 위험률이 높고, 서냉 구간이 길어져 생산시간이 늘어나며, 일반적인 세라믹타일처럼 급냉 처리를 할 수 없는 결함이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 장기간 사용하여도 오염되지 않고, 소결온도가 낮아 원가비용이 저렴하며, 원료의 공급이 쉽고, 건축재로서 기계적 강도와 물리 화학적 특성이 우수한 건축재를 제공함을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 옹기점토와 폐도자기분말등의 재료를 재활용함으로서, 자원을 절약하며, 인체에 무해한 재료를 사용하여 환경의 보호와 사용자에 유익한 건축물을 건축함을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 건축재는 옹기점토 13중량% ~ 70중량%;와 폐도자기분말 10중량% ~ 60중량%;와 파유리 분말 10중량% ~ 39중량%; 및 벤토나이트 3중량% ~ 15중량%으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 건축재의 100 중량부에 대하여 백토 또는 석회석이 5 ~ 30 중량부가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 건축재의 100 중량부에 대하여 알루미나 또는 규사가 5 ~ 30 중량부가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 건축재의 100 중량부에 대하여 색상을 조절하기 위해 착색제가 1 ~ 9 중량부가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 건축재 제조방법은 옹기점토 13중량% ~ 70중량%과, 폐도자기분말 10중량% ~ 60중량%과, 파유리 분말 10중량% ~ 39중량% 및 벤토나이트 3중량% ~ 15중량%으로 이루어진 혼합원료에 수분을 첨가하여 볼밀에서 2 ~ 5시간 혼합하고 입도를 균질화하는 제1단계와; 상기 제1단계에서 입도가 균질화된 혼합원료를 스프레이 드라이어로 분무건조하고, 밀폐용기에 보관 후 가압하여 타일로 성형하는 제2단계와; 상기 제2단계에서 성형된 타일에 착색시키고 이를 건조하는 제3단계; 및 상기 제3단계에서 건조된 타일 표면에 추가 시유한 후 용도에 따라 흡수율을 조정하여 소성하는 제4단계;로 건식성형 되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 성형제조방법인 습식성형방법은 옹기점토 13중량% ~ 70중량%과, 폐도자기분말 10중량% ~ 60중량%과, 파유리 분말 10중량% ~ 39중량% 및 벤토나이트 3중량% ~ 15중량%으로 이루어진 혼합원료에 수분을 첨가하고, 볼밀에서 2 ~ 5시간 혼합하여 입도를 균질화하며, 상기 입도가 균질화된 혼합원료를 필터프레스에 장입하여 13~18% 범위로 수분을 조절하고, 진공토련기에 통과시켜 원료에 포함된 기공을 제거하면서 원형 또는 판상으로 압출하여 정해진 크기로 커팅한 후 금형을 장착한 유압프레스에 장입 후 가압성형하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유압프레스의 금형은 실리콘판에 의해 여러번 제작가능한 석고판으로서, 원형 또는 사각의 금속형틀에 실리콘으로 제작되어 음각 또는 양각의 문양을 갖는 실리콘판을 금속형틀의 하면에 고정시킨 다음, 고강도석고를 수분과 함께 혼합하여 그 혼합물을 금속형틀에 넣어 고형화하고, 이에 형성된 석고판에서 실리콘판을 떼어내어 만드는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기공가 제거된 원료와 금형 사이에 비닐을 끼워 넣어 탈형이 쉽도록 하는 것을 특징으로 한다.

옹기점토와 파유리의 첨가로 제조비용이 저렴하고, 폐도자기를 사용함으로써 보다 안정적인 치수관리가 가능하며, 생산안정화 및 품질향상 효과를 동시에 충족시킬 수 있고, 특히 습식제조방법에 의한 금형제작방법은 다른 금속금형을 제작하는 비용과 시간을 대폭 줄일 수 있어서 경제적 효과가 뛰어난 장점이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 옹기점토13 ~ 70 중량 %, 폐 도자기분말(폐 타일분말과 폐 벽돌분말을 포함함) 10 ~ 60 중량 % , 파유리 분말 10 ~ 39 중량 % , 벤토나이트 3 ~ 15 중량 %로 이루어진 무기질 건축소재를 제공한다. 또한, 이러한 건축소재에 백토 또는 석회석 중 어느 하나를 5 ~ 30 중량 %를 더 포함하는 무기질 건축소재도 제공한다. 또한, 이러한 소재에 알루미나 또는 규사를 5 ~ 30 중량 %를 더 포함하는 무기질 건축소재도 제공한다. 또한, 이러한 건축소재의 소성후 색상을 조절하기 위하여 착색제를 1 ~ 9 중량%를 더 첨가할 수 있다.

본 발명의 상세한 설명은 아래와 같다.

본 발명에서 언급한 무기질 건축자재는 건축물의 축조와 그에 포함된 인테리어에 활용할 수 있는 것으로, 내장재와 외장재로 그 사용 용도를 대분류할 수 있으며, 더욱 상세하게는 벽재, 바닥재, 장식재, 주방재, 위생재 등으로 분류할 수 있다.

이러한 각각의 사용 용도에 따라서 각 소재의 혼합원료 비율을 조절하고, 이 에 따른 첨가물질을 선택적으로 배합하여, 그 사용목적에 부합하도록 한다.

본 발명에 따른 무기질건축소재의 혼합원료와 첨가물의 배합비, 각 물질의 첨가이유 및 주요작용에 대하여 다음과 같이 설명한다

본 발명의 무기질소재는 옹기점토와 폐 도자기 분말에 파유리, 벤토나이트 를 첨가하고, 골재로서 알루미나 또는 규사를 첨가하며 소재의 백색도를 높이기 위해 백토 또는 석회석을 선택적으로 첨가하며, 이러한 소재에 착색재를 첨가하여 건축소재로서 각각의 용도에 따라 제조된다.

본 발명에서 사용되는 점토는 2차점토로서 우리나라 전국에 많이 산재되어 손쉽게 구할 수 있는 옹기점토(석기점토:Stoneware Clay)로서 SK8-10정도의 저.중온(900℃-1100℃)에서 소결되는 점토를 사용하였다. 옹기점토는 산지에 따라서 그 화학적 조성이 약간의 차이는 있으나, 본 발명의 건축소재에서는 전남무안지역에서 채취된 옹기점토를 사용하였고, 그 조성은 아래 표1과 같다

옹기점토의 화학적 조성(Composition)

구 분	SiO2	Al2O3	CaO	Fe2O3	MgO	Na2O	K2O	IgLoss
조성비	64.1	19.1	1.36	5.04	0.93	0.95	1.63	6.01

본 발명에서 사용한 옹기점토의 입도는 100-500mesh 범위의 것을 사용 하였으며, 최종제품의 표면질감에 따라 선별적으로 사용하였다. 옹기점토는 점력이 뛰어나 다른 배합물질과 혼합시 성형을 손쉽게 하고, 다른 점토에 비해 소결 온도가 낮아 제조원가를 낮추고, 소결시 점토자체의 불순물로 소결물(그린바디)표면에 불규칙한 반점이 생성되어 토속적이고 자연스러운 질감을 표현할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 건축소재에서 옹기점토의 함량은 13 ~ 70중량%로, 13 중량% 미만으로 첨가시에 점력 저하로 성형이 어렵고, 소결 온도가 높아지며, 70 중량% 이상 첨가시에는 건조시간이 길어지고, 소결시 수축율이 높아져 치수제어가 힘들다.

그러므로 옹기점토의 첨가량은 13-70중량%가 적합하다.

폐 도자기 분말은 경기도 이천, 여주지역의 요업 및 생활도자기 제조공장에서 공정불량상 발생된 각종 폐 도자기를 색상별, 소재별로 공급받아, 함마크라샤와 볼밀로 분쇄하여 150-350mesh의 분말로 만들어 사용하였다.

폐 도자기 소지는 크게 분류하면 석기토(조합토), 자기토, 점토(청자토,산청토,옹기토)등으로 나눌수 있으며, 이러한 분류에 따라, 본 발명에서는 각각의 용도에 맞추어 아래 표2와 같이 선별적으로 첨가하였다.

구 분	용 도	석기토	자기토	점토
내장재	벽(wall)	첨가		첨가
내장재	바닥(floor)		첨가
외장재	벽(wall)	첨가	첨가
외장재	바닥(floor)		첨가

본 발명에서 폐도자기 분말을 첨가한 목적은, 폐도자기 분말은 고온에서 소결되어 결합수와 결정수가 없어진 상태(강열감량이 없슴)로 본 발명의 첨가물로 첨가하여 소결시, 샤모트와 같은 작용으로 ,옹기점토의 소결수축을 억제하고, 폐도자기에 함유된 유약(유리질)에 의하여 소성온도를 낮추는 효과가 있다. 옹기점토는 다른 점토에 비해 소결시 수축이 크다는 단점이 있다.

그러므로 폐 도자기 분말을 첨가시 보다 안정적인 치수관리가 가능하다.

폐 도자기분말을 10중량% 미만으로 첨가시 옹기점토의 소결수축을 억제하기 힘들고, 60 중량% 이상으로 첨가시에는 가소성이 떨어져 성형이 힘들며, 소성온도를 높여야 하는 단점이 있다.

그러므로 폐 도자기 분말은 10 ~ 60중량%를 첨가 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용한 파유리는 판유리,병유리등의 생산 및 유통과정에서 발생한 파유리로, 자원재생공사 산하의 재활용 협의회와 충남연기에 위치한 재활용 수거 및 분쇄업체에서 공급받은 것으로, 주로 소다석회유리가 대부분이다.

파유리는 투명, 갈색, 녹색, 혼합색으로 분류하여 공급받아, 소재의 색상과 디자인에 따라 선택적으로 첨가하였으며, 본 발명의 건축소재에서 파유리를 첨가한 목적은 성형물의 소성온도를 낮추어 제조원가를 절감하고, 최종 소결물의 강도를 향상 시키고, 흡수율을 조절하기 위하여 첨가한다.

소다석회유리(Soda-Lime-Silicate Glass)는 아래 표3과 같은 조성으로 사용하였다.

파유리(소다석회유리)의 화학적조성

구 분	SiO2	Na2O	CaO	MgO	Al2O3	K2O
조성비	71.0	15.5	7.0	2.0	3.0	1.5

파유리의 첨가량이 5중량% 미만인 경우는 저온(900℃-1000℃)에서 소결이 어렵고, 최종 소결물의 강도가 저하되며, 39 중량% 이상 첨가시에는, 파유리가 650℃에서부터 같이 혼합된 다른 첨가물(옹기토,폐도자기분말,백토,석회석등)보다 먼저 녹기 시작하여, 옹기점토와 기타 첨가물의 결합수나 결정수가 미쳐 빠져 나가지 못하여 필연적으로 다량의 기포가 발생되고, 소결체의 부풀음 현상이 발생하여 최종 소결체의 강도를 약하게 하며, 치수제어가 힘든 단점이 있다.

그러므로 파유리의 첨가량은 5-39 중량%가 적당하다.

본 발명에서 사용한 벤토나이트는 폐도자기 분말의 점력을 보강하여 성형을 용이하게 하고, 건조강도를 높여 취급을 손쉽게 하기 위하여 첨가하였다. 벤토나이트의 첨가량이 3중량% 미만인 경우는 가소성이 떨어져 성형이 어렵고, 건조시 건조강도가 약하여 공정상 불량이 증가하고, 15중량% 이상으로 첨가시 성형물의 밀도가 증가(공극감소)하여 건조시간이 지연되고, 최종제품의 물리적 강도를 약하게 한다. 따라서 벤토나이트의 첨가량은 3-15중량%를 첨가하는 것이 바람직하다.

본 발명의 무기질 건축소재에서 사용한 백토 또는 석회석은 성형소성물의 백색도를 향상시키기 위해 선택적으로 첨가한 것으로, 5중량% 미만으로 첨가할 경우, 백색도의 향상이 어렵고, 30중량%이상으로 첨가할 경우, 소성온도가 높아지고 소성시간도 길어져 경제성이 떨어진다.

따라서 백토 또는 석회석의 첨가량은 5-30중량%를 첨가하는 것이 적합하다.

또한, 본 발명에서 사용한 알루미나 또는 규사는 골재 보강용으로, 소성시 수축을 억제하고, 최종제품의 물리적 강도를 향상시키기 위해 선택적으로 첨가한 것으로, 5중량% 미만으로 첨가시 소성수축을 제어하기 어려워 치수불량이 발생하기 쉽고, 30중량% 이상으로 첨가시 가소성이 떨어져 성형이 어렵고, 소성온도가 높아지고 길어져 경제성이 떨어진다. 따라서 알루미나 또는 규사는 5-30중량%를 첨가하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 첨가된 착색제는 옹기점토와 폐도자기분말로 이루어진 건축자재의 최종색상을 조절하기 위하여 첨가하였으며, 표면착색방식과 Green body(소결물전체)착색의 방식으로, 1-9중량%의 범위에서 첨가하였다. 본 발명에서 사용된 착색제(유약)는 1,150℃를 기준으로 하여, 주로 1,150℃ 미만에서 사용되었으며 아래표4. 와 같다.

착색제의 색상별 화학조성

색 상	착색제의 조성
반투명	규석+고령토+월러스토나이트+리튬+프리트 (15 + 27 + 12 + 7 + 39)
불투명백색	프리트+고령토+주석 (69 + 25 + 6)
연한녹색	규석+고령토+연백+아연화+석회석+프리트 (27 + 10 + 22 + 3 + 2 + 36)
연한하늘색	프리트+규석+장석+고령토+석회석+산화동 (75 + 9 + 8.5 + 3 + 3 + 1.5)
연한노랑	규석+석회석+고령토+아연화+탄산리튬+지당 (21 + 7 + 23 + 26 + 13 + 10)
색 상	착색제의 조성
갈색(무광)	규석+고령토+아연화+마그네슘+월러스토나이트+스포듀민 (12 + 6 + 2 + 2 + 7 + 71)
코발트색(무광)	저슬리보레이+골회+탄산동+코발트+주석 (79 + 20 + 0.7 + 0.1 + 0.2)
검정색(유광)	프리트+연백+규석+산화철+망간+코발트 (45 + 31 + 15 + 4 + 3 + 2)

본 발명의 건축소재는 이상과 같은 첨가목적과 이유, 조성비율과 범위 등을 상세히 설명하였다.

다음의 설명은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 건축 내.외장용 타일을 그 실시 예로 한다 .

이하 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하고, 그에 따른 제조공정을 설명하기로 한다.

실시예1 : 건축 내.외장 마감용 타일

아래 표5.는 앞서 설명한 출발원료의 실시재별 조합비를 표시한 것으로, 표1의 화학적 조성을 갖는 옹기토, 폐도자기 분말, 표3의 화학적조성을 갖는 파유리, 벤토나이트,백토,알루미나,규사,착색재를 혼합하여 사용하였다. 출발원료의 입도는, 옹기점토 100-500mesh, 폐도자기분말과 파유리는 80-350mesh, 벤토나이트, 백토, 알루미나, 규사는 100-350mesh의 것을 사용하였다.

출발원료 조성비(건축 내.외장타일용)

실시재	옹기토	폐도자기	파유리	벤토나이트	백토	알루미나	규사	착색재
1	65	18.7	10				5	1.3
2	55	25.7	13				5	1.3
3	44	29.7	15	5		5		1.3
4	40	29.7	17	7		5		1.3
5	35	30	18	9	6.7			1.3
6	33	35	15	8.7	7			1.3
7	29	40	20	9.5				1.5
8	25	22	35	9.5			7	1.5
9	20	45	20	8.5	5			1.5
10	18	53.5	15	7	5			1.5

도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 건식 성형 방법의 공정이 도시되어 있다.

먼저, 혼합된 원료는 수분(비중 1.6)을 첨가하여 볼밀에서 2-5시간 혼합(mixing) 및 입도 균질화(S10)한 후, 스프레이 드라이어로 분무건조하고, 1-3일간 밀폐된 비닐용기에 보관후(수분균질화) 유압프레스로 가압성형(S20)하고, 이때 유압프레스 압력은 200-600kg/㎠로 하여 건식성형하였으며, 타일(그린바디) 두께는 7㎜로 하였다.

성형된 타일은 밸트 콘베이어로 이송하여, 디스크시유기 또는 스크린 프린터를 선별적으로 통과하여 착색하고, 착색된 타일은 스틸로라 건조기에서 80-270℃범위에서 20-40분간 건조한 후(S30), 건조된 타일표면 상부에 그레뉼시유기 또는 스프레이시유기를 이용하여 선택적으로 추가 시유한 후, 로라하스킬른에 진입시켜 최고950℃-1250℃까지의 범위에서 승온하여, 타일의 용도에 따라 흡수율을 20-0.1%로 조절하여 소성(S40) 하였으며, 소성 시간은 50분-90분로 하였다.

이때의 소성온도와 소성시간은 최종제품의 흡수율과 강도에 따라서 조절하며, 특히 옹기점토와 파유리의 함유량에 따라서 소성온도와 소성시간을 조절할 수 있으며, 각 실시재의 소성온도는 아래표 6.과 같다.

실시재	첨가%(옹기토+파유리)	소성온도(℃)	최고온도유지시간(min)
1	75(65+10)	950	20
2	68(55+13)	980	25
3	59(44+15)	1000	25
4	57(40+17)	1030	25
5	51(35+18)	1070	30
6	48(33+15)	1100	30
7	49(29+20)	1150	25
8	60(25+35)	980	20
9	40(20+20)	1180	25
10	32(18+15)	1200	35

위의 표6.과 같이 소성온도는 옹기점토와 파유리의 첨가량이 많을수록 낮으며, 첨가량이 적을수록 높아진다. 파유리는 미분화될수록 그 융점이 낮아지며, 150mesh를 기준으로 할 때 650℃에서, 다른 첨가물보다 먼저 녹기 시작하여, 소성물의 소결온도를 낮추는 역할을 한다.

아래표7.은 각 실시재의 물리적 특성을 측정한 것이다.

실시재	수축율 (%)	흡수율 (%)	꺽임강도(kgf/㎠)	압축강도(kgf/㎠)
1	4.3	8	220	990
2	4.1	6.7	235	1030
3	3.9	4.8	250	1080
4	3.8	2.6	287	1100
5	3.5	2.0	305	1135
6	3.3	1.2	320	1170
7	3.2	0.8	325	1230
8	3.4	1.2	243	1120
9	2.6	0.3	335	1310
10	2.3	0.1	355	1360

위의 실험결과와 같이 수축율은 폐도자기 분말의 첨가량이 많을수록 낮아지고, 적을수록 높아진다. 흡수율은 소성온도가 높거나 파유리의 첨가량이 많을수록 낮아지고, 소성온도가 낮거나 파유리 첨가량이 적을수록 높아진다. 꺽임강도와 압축강도는 폐도자기 분말의 첨가량이 많을수록 또는 소성온도가 높을수록 높아진다.

이상의 설명과 같이 본 발명은 비교적 낮은 소성온도에서 무기질 건축소재를 제조하고, 폐도자기 또는 파유리를 재활용하여, 시장 및 소비자가 요구하는 제품을 저렴하게 공급하기 위함이다. 이에 도 2에서는 본 발명의 건식 성형 방법에 의해 제조된 타일의 예를 다수개 도시하였다.

실시예2 : 습식성형제조법

본 발명의 또 다른 성형제조 방법으로, 상기의 건식성형방법과는 달리, 습식성형법에 대하여 설명한다.

도 3에는 본 발명의 일실시예에 따른 습식 성형 방법의 공정이 도시되어 있다.

먼저, 원료의 조성비에 따라 볼밀에 원료를 장입후 혼합 및 입도균질화(S100)를 유도하는 것까지는 상기 건식성형방법과 같고, 볼밀 공정을 거친후 슬러리(수분이 혼합된상태)를 필터프레스에 장입후 수분을 13-18% 범위에서 수분을 조절하고, 이 원료를 진공토련기에 통과시키는 과정에서 원료에 포함된 기공을 제거하면서 원형 또는 판상으로 압출하여, 정해진 크기로 커팅한 후(S200), 컨베이어(60)를 통해 이송시켜 금형을 장착한 유압프레스(10)에 장입후 가압성형(S300)한다. 이때 본 발명에서 사용하는 금형과 성형방법을 도 4는 도시된 구성도를 통해 다시 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 사용하는 금형은 원형 또는 사각의 금속형틀(20,20')에 실리콘으로 제작되어 음각 또는 양각의 문양(문자, 그림 등)의 갖는 실리콘판을 금속형틀(20,20')의 하면에 고정시킨 다음, 고강도석고를 수분과 함께 혼합하여 그 혼합물을 금속형틀(20.20')에 넣어 고형화하고, 이에 형성된 석고판(30)에서 실리콘판을 떼어내어 원하는 디자인으로 새겨진 석고판이 금형이 된다.

상기와 같이 제작된 금형의 석고판(30)은 제작비용이 저렴하며, 상기 석고판(30)의 파손시에 실리콘판에 의해 다시 여러번 제작할 수 있는 장점을 갖는다.

이렇게 제작된 상부와 하부의 석고판(30)을 유압프레스(10)에 장착하여 커팅된 원료(50)를 가압성형한다. 상기 유압프레스(10)에 의한 가압성형시에 석고판(30)과 커팅된 원료(50)가 잘 떨어지지 않으므로 석고판(30)과 원료 사이에 비닐(40,40')을 끼워넣어 들러붙지 않고 손쉽게 탈형되도록 하며, 도시된 예는 박엽비닐(두께0.3-0.1㎜)을 끼워넣은 모습을 도시한 것이다.

상기와 같은 방법으로 제조된 타일의 예를 도 5에 다수개 도시하였다.

도시된 바와 같이 컨베이어(60)와 박엽비닐을 이용하여 유압프레스(10)의 금형으로 이송시켜 가압성형후 이송과 동시에 탈형하는 것이다. 상기와 같은 방법에 의해 연속성형을 손쉽게 할 수 있으며, 이때 사용되는 박엽비닐의 롤은 인버터에 의하여 그 이송속도를 조절하고 원료(50)이송-멈춤-성형시 광센서를 이용하여, 그 성형순서를 제어할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 건식 성형 방법을 나타내는 개략도

도 2는 본 발명의 건식 성형 방법에 의해 제조된 타일을 나타내는 상태도

도 3은 본 발명에 따른 습식 성형 방법을 나타내는 개략도

도 4는 본 발명에 따른 습식 성형 방법의 일부 구성도

도 5는 본 발명의 습식 성형 방법에 의해 제조된 타일을 나타내는 상태도

*주요부호의 설명

10. 유압프레스

20,20'. 금속형틀

30. 석고판

40,40'. 비닐

50. 원료

60. 컨베이어

Claims

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옹기점토 13중량% ~ 70중량%과, 폐도자기분말 10중량% ~ 60중량%과, 파유리 분말 10중량% ~ 39중량% 및 벤토나이트 3중량% ~ 15중량%으로 이루어진 혼합원료에 수분을 첨가하여 볼밀에서 2 ~ 5 시간 혼합하고 입도를 균질화하는 제1단계;

상기 제1단계에서 입도가 균질화된 혼합원료를 스프레이 드라이어로 분무건조하고, 밀폐용기에 보관 후 가압하여 타일로 성형하는 제2단계;

상기 제2단계에서 성형된 타일에 착색시키고 이를 건조하는 제3단계;

상기 제3단계에서 건조된 타일 표면에 추가 시유한 후 용도에 따라 흡수율을 조정하여 소성하는 제4단계;로 건식성형 되는 것을 특징으로 하는 옹기점토와 폐도자기분말을 이용한 건축재 제조방법.
옹기점토 13중량% ~ 70중량%과, 폐도자기분말 10중량% ~ 60중량%과, 파유리 분말 10중량% ~ 39중량% 및 벤토나이트 3중량% ~ 15중량%으로 이루어진 혼합원료에 수분을 첨가하고, 볼밀에서 2 ~ 5 시간 혼합하고 입도를 균질화하는 단계와,

상기 입도가 균질화된 혼합원료를 필터프레스에 장입하여 13~18% 범위로 수분을 조절하고, 진공토련기에 통과시켜 원료에 포함된 기공을 제거하면서 원형 또는 판상으로 압출하여 정해진 크기로 커팅한 후 금형을 장착한 유압프레스에 장입 후 가압성형하는 단계로 습식성형되는 것을 특징으로 하는 옹기점토와 폐도자기분말을 이용한 건축재 제조방법.
제6항에 있어서, 상기 유압프레스의 금형은 실리콘판에 의해 여러번 제작가능한 석고판으로서, 원형 또는 사각의 금속형틀에 실리콘으로 제작되어 음각 또는 양각의 문양을 갖는 실리콘판을 금속형틀의 하면에 고정시킨 다음, 고강도석고를 수분과 함께 혼합하여 그 혼합물을 금속형틀에 넣어 고형화하고, 이에 형성된 석고판에서 실리콘판을 떼어내어 만드는 것을 특징으로 하는 옹기점토와 폐도자기분말을 이용한 건축재 제조방법.
제6항에 있어서, 상기 기공이 제거된 원료와 금형 사이에 비닐을 끼워 넣어 탈형이 쉽도록 하는 것을 특징으로 하는 옹기점토와 폐도자기분말을 이용한 건축재 제조방법.