KR100980802B1

KR100980802B1 - 인조석 성형장치, 인조석 성형방법 및 그로부터 제조된 인조석

Info

Publication number: KR100980802B1
Application number: KR1020100014801A
Authority: KR
Inventors: 시철기; 맹운재
Original assignee: 맹운재; 시철기
Priority date: 2010-02-18
Filing date: 2010-02-18
Publication date: 2010-09-10

Abstract

본 발명은 인조석 성형장치, 인조석 성형방법 및 그로부터 제조된 인조석에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 인조석 성형장치는, 인조석 원료가 투입되는 원료투입구; 상기 원료투입구로부터 배출되는 원료를 최종 성형품의 두께 단면적 방향으로 가압하여 이송하는 가압부; 상기 가압부에 의하여 이송된 원료가 내부에 형성된 중공에 투입되어 성형되도록 이루어진 성형몰드; 및 상기 성형몰드의 중공 내부에 위치하며, 상기 원료를 가운데 두고 상기 가압부와 마주하도록 배치되어, 상기 가압부에 의하여 이송되는 원료가 상기 성형몰드의 중공에 투입되는 방향으로 배출되지 않도록 지지하여, 상기 원료가 압축되도록 하는 지지부를 포함하며, 상기 지지부는, 상기 가압부에 의하여 미리 설정된 압력 값보다 큰 압력이 가해질 경우, 상기 가압부에 의하여 이송되는 원료가 상기 성형몰드의 중공에 투입되는 방향으로 이동하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 두께 방향으로의 측면 압축방식을 인조석 제조에 적용함으로써, 저온 및 저압에서의 성형이 가능하고, 고분자 수지의 첨가량을 최소화하여도 고밀도의 인조석을 얻을 수 있어, 친환경, 저비용으로 인조석을 제조할 수 있다.

Description

인조석 성형장치, 인조석 성형방법 및 그로부터 제조된 인조석{APPARATUS FOR FORMING ARTIFICIAL STONE, METHOD OF FORMING ARTIFICIAL STONE, AND ARTIFICIAL STONE MANUFACTURED THEREFROM}

본 발명은 인조석 성형장치, 인조석 성형방법 및 그로부터 제조된 인조석에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 천연석 분말 및/또는 칩을 다량 포함하는 천연석 조성물을 사용하여, 주로 건축용 내외장재로 사용되는 인조석을 제조하기 위한 성형장치, 그 성형방법 및 그로부터 제조된 인조석에 관한 것이다.

최근 건축물의 고급화가 진행됨에 따라, 주거환경을 보다 고급스럽게 꾸미기 위하여 대리석, 화강암, 안산암, 점판암, 섬록암, 편암류 등의 천연석재의 질감을 나타내는 인조석 등의 복합재료의 사용이 급증하고 있다.

대표적으로, 인조대리석의 연구는 이태리를 비롯하여 일본, 미국 등의 선진국에서 오래전부터 진행되어 다양한 형태의 제품이 개발되어 있다. 인조대리석은 자연대리석에 비해 비중이 작고, 곡면처리가 용이하므로 형태변화가 자유로워 다양한 디자인이 가능하다. 또한 따뜻한 질감과 다양한 색상을 지니고 있으며, 간단하고 손쉬운 유지보수를 할 수 있는 장점이 있다. 이러한 이유로 인조대리석은 바닥마감재(로비, 사우나, 마루굽틀, 재료분리대 등), 카운터 및 데스크(호텔 및 오피스 로비 등), 벽 또는 기둥 마감재(엘리베이터 벽면, 사무실 칸막이, 상점 프론터, 공공건물), 욕조마감, 샤워부스, 윈도우 씰, 주방 벽체 등, 그 활용도가 계속 높아지고 있다.

이와 더불어, 최근 많은 양의 대리석, 화강암, 현무암, 편암류, 사암 등의 천연석 폐석이 발생하고 있어, 이의 활용방안으로 인조석 제조를 통한 재활용에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.

종래의 인조석 제조방법으로서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 성형몰드(1)에 인조석 원료(2)를 채우고, 프레스(3)를 이용하여 상부에서 가압하여 성형한 후, 성형몰드(1)를 별도의 경화장치에 이송하여 경화를 수행하고, 완성된 인조석을 성형몰드(1)로부터 탈형하는 방식이 주로 이용되고 있다.

구체적으로, 대한민국 특허공개 제1999-84009호에서는 폐석을 일정한 크기의 입자로 선별한 후, 이를 불포화폴리에스테르계 수지 및 충진재와 경화제와 혼합하여 압축성형한 인조석재의 제조방법이 제시되었다.

이러한 종래 방식에 의할 경우, 원료가 담긴 성형몰드의 평면부 전체에 압력을 가하여야 하며, 적어도 1000℃ 이상, 예를 들어 1100℃ 내지 1500℃에서 3 내지 6시간 동안 경화 공정을 수행하여야 하기 때문에, 지나치게 고온에서 수행함에 따른 물성 저하와, 에너지 낭비를 초래하게 되는 문제점이 있으며, 특히 고분자 수지 등이 적게 첨가될 경우 제품상 요구되는 고밀도 특성을 얻기 위해서는 엄청난 힘 또는 에너지가 소요되며, 인조석 원료로서 천연석 분말을 사용할 경우, 분말끼리의 부착성이 떨어지기 때문에, 상대적으로 작은 압력으로 고밀도 성형을 수행하기 위해서는 충진재와 함께, 증점재 등의 각종 고분자 수지를 다량 첨가하여 원료를 겔 상태로 만들어야 한다. 즉, 완성된 성형품의 평면상 넓이가 커질수록, 그리고 첨가되는 액상의 고분자 수지가 적을수록 이를 성형하기 위하여 소요되는 압력은 급격히 증가하게 된다. 아울러, 경화 이후에 완성된 제품이 몰드에 달라붙기 때문에, 이를 방지하기 위하여 경화단계를 수행하기 전에, 상기 성형몰드(1)의 내면에 이형재 및 탈형이 용이한 재질로 미리 도포 및 부착하여야 하며, 이형재를 도포한 후라도, 성형품이 몰드에서 잘 제거되지 않는 경우가 많기 때문에, 작업성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 상술한 종래 방법에 의하면 인조석을 제조하기 위하여 고분자 수지 등을 전체 중량 대비 약 40중량% 이상 사용하고 있어, 폐기시에 환경 오염의 원인인 되는 문제점을 초래한다. 아울러, 이러한 인조석재는 과거와는 달리, 고분자 수지의 가격상승에 따라 천연석재 대비 70% 이상 고가이다. 따라서, 천연 폐석 또는 가공 후 남겨진 잔석의 재활용을 극대화하여 환경오염을 방지하는 한편, 고분자 복합재료의 성형을 저압에서 수행하기 위한 방법이 강구되어야 한다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 저압에서의 인조석 제조가 가능한 성형장치, 성형방법, 및 그를 이용하여 제조된 인조석을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 고분자 수지를 최소한으로 적용하여, 친환경적이며, 원가절감을 가능하게 하면서도, 고밀도의 판상 인조석을 성형할 수 있는 성형장치 및 성형방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 성형과 경화를 한꺼번에 수행할 수 있으며, 별도의 이형재를 필요로 하지 않는 인조석 성형장치 및 성형방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 일 실시형태에 의한 인조석 성형장치는, 인조석 원료가 투입되는 원료투입구; 상기 원료투입구로부터 배출되는 원료를 최종 성형품의 두께 단면적 방향으로 가압하여 이송하는 가압부; 상기 가압부에 의하여 이송된 원료가 내부에 형성된 중공에 투입되어 성형되도록 이루어진 성형몰드; 및 상기 성형몰드의 중공 내부에 위치하며, 상기 원료를 가운데 두고 상기 가압부와 마주하도록 배치되어, 상기 가압부에 의하여 이송되는 원료가 상기 성형몰드의 중공에 투입되는 방향으로 배출되지 않도록 지지하여, 상기 원료가 압축되도록 하는 지지부를 포함하며, 상기 지지부는, 상기 가압부에 의하여 미리 설정된 압력 값보다 큰 압력이 가해질 경우, 상기 가압부에 의하여 이송되는 원료가 상기 성형몰드의 중공에 투입되는 방향으로 이동하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시형태에 의하면, 상기 성형몰드는, 상기 중공 상부에 설치되어, 열을 가하거나 자외선을 조사함으로써, 상기 중공 내부에 충진된 원료를 경화시키는 경화부를 더 포함하여, 하나의 장치 내에서 성형과 경화가 함께 이루어지도록 한다.

상기 경화부는, 상기 인조석 원료에 포함되는 고분자 수지가 열경화수지인 경우 및 광경화수지인 경우 모두에 대하여 적용될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 의하면, 상기 가압부부터 상기 지지부까지 상기 성형몰드의 하부면과 접촉하여 위치하여 원료가 그 위에 적재될 수 있도록 구성된 원료이송부와, 상기 지지부가 일체화되어 이루어짐으로써, 상기 지지부 이동시에 상기 원료이송부 위에 적재되어 있는 원료가 같이 이동하도록 이루어진 이동식 몰드를 더 포함하며, 이로써, 성형이 끝난 뒤에 상기 이동식 몰드를 탈착하여 바로 별도의 경화를 수행할 수도 있고, 앞서 설명한 경화부가 상기 성형장치에 적용된 경우라도, 별도의 이형재의 적용 없이도, 상기 이동식 몰드에서 완성된 성형품을 손쉽게 탈형하여 사용할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시형태에 의한 인조석 성형방법은, 인조석 원료를 원료투입구에 투입하는 원료투입단계; 및 상기 원료투입구로부터 배출되는 인조석 원료를 가압부를 이용하여 최종 성형품의 두께 단면적 방향으로 가압하여 성형몰드의 내부로 이송함과 아울러, 상기 성형몰드의 내부에 위치하며, 상기 인조석 원료를 가운데 두고 상기 가압부와 마주하도록 배치되어, 상기 인조석 원료가 상기 가압부에 의하여 이송되는 방향으로 배출되지 않도록 지지부에 의해 지지함으로써, 원료를 압축하는 원료압축단계를 포함하며, 상기 원료압축단계에서, 상기 원료에 미리 설정된 압력 이상의 압력이 가해질 경우, 상기 지지부가 상기 인조석 원료가 상기 가압부에 의하여 이송되는 방향으로 이동하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시형태에 의한 인조석 성형방법에 따르면, 상기 원료압축단계와 동시에, 상기 원료가 압축되는 과정에서 상기 원료를 경화시키는 경화단계를 더 포함하며, 이로써 성형단계와 경화단계가 동시에 수행될 수 있다.

여기서, 상기 경화단계는, 열경화 또는 광경화 방식으로 수행되어, 상기 인조석 원료에 포함되는 고분자 수지가 열경화수지인 경우 및 광경화수지인 경우 모두에 대하여 적용될 수 있다.

또한, 상기 인조석 원료는, 천연석을 분쇄한 천연석 분말 및/또는 칩을 90중량% 이상 포함하는 조성물인 것이, 사용되는 고분자 수지를 최소화하여, 친환경적이면서도 저비용으로 고밀도의 판상 인조석을 제조할 수 있다는 점에서 바람직하다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시형태에 의한 인조석 성형방법은, 상기 원료압축단계 이후에, 상기 가압부가 최초의 위치로 되돌아와 다음 원료에 대한 압축을 대기하는 가압대기단계를 더 포함하며, 상기 원료압축단계 및 가압대기단계를 반복적으로 수행하는 것이 소량의 원료를 반복하여 압축함으로써, 저압에서도 고밀도로 인조석을 성형할 수 있다는 점에서 바람직하다.

아울러, 본 발명에 의한 인조석은, 상술한 장치 및 방법에 의하여 제조되며, 상기 반복된 원료압축단계 및 가압대기단계 에 의하여 최종 성형품의 표면또는 내부에 소정 간격으로 띠가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 두께 방향으로의 측면 압축방식을 인조석 제조에 적용함으로써, 저온 및 저압에서의 성형이 가능하고, 고분자 수지의 첨가량을 최소화하여도 고밀도의 인조석을 얻을 수 있어, 친환경, 저비용으로 인조석을 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 성형과 경화공정을 한꺼번에 수행함에 따라, 연속공정이 가능하며, 단순한 공정으로 제조비용을 절감할 수 있다.

아울러, 본 발명에 의하면, 성형장치의 경량화에 따라, 장치의 이동 설치가 용이하게 되는 장점이 있다.

도 1은, 종래의 인조석 성형장치를 나타낸 도면
도 2a 및 도 2b는, 각각 본 발명의 일 실시형태에 의한 인조석 성형장치를 나타낸 측단면도 및 평면도
도 3은, 본 발명의 다른 실시형태에 의한 인조석 성형장치를 나타낸 단면도
도 4는, 본 발명에 의하여 제조된 인조석의 표면사진

이하, 본 발명의 실시예 및 도면을 참고하여, 본 발명에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 2a 및 도 2b에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 의한 인조석 제조장치는, 원료투입구(10), 가압부(20), 성형몰드(30), 및 지지부(40)을 포함한다.

원료투입구(10)는 인조석 원료(A)가 투입되는 부분이며, 바람직하게는 재료를 지속적으로 자동 공급할 수 있도록 이루어진 호퍼 등의 장치를 사용한다. 이처럼 자동 공급장치를 사용할 경우, 별도의 인력을 필요로 하지 않기 때문에, 비용 절감을 도모할 수 있다.

가압부(20)는 원료투입구(10)로부터 배출되는 원료(A)를 최종 성형품의 두께 단면적 방향, 즉 바람직하게는 원료가 하방으로 투입되는 경우에, 이를 측면에서 가압하여, 성형몰드(30)에 형성된 중공(31)에 밀어 넣는 것이다. 즉, 이러한 가압부(20)는 플라스틱 성형에 있어서 사용되는 압출장치 혹은 사출장치에서 사용되는 스크류 또는 피스톤의 역할을 한다. 예를 들면, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 이러한 가압부(20)는, 원료(A)와 접하는 부분은 최종 성형품의 두께 방향의 단면형상을 지니는 판상의 접촉판(21)과, 이를 뒤에서 밀어주는 가압 실린더(22)로 이루어질 수 있다.

여기서, 중요한 것은 가압부(20)가 원료(A)를 이송하는 방향이다. 상술한 바와 같이, 종래의 인조석 성형장치의 경우에는 성형몰드의 상부에 위치한 프레스 장치가 몰드에 위치한 원료를 상부에서 하부로, 즉 최종 성형품의 평단면 방향으로 내리누르는 방식을 적용하였던 것에 반해, 본 발명에서는 측면, 즉 최종 성형품의 두께 단면적 방향으로 압력을 가하는 방식을 적용한다. 일반적으로 두께가 얇고 상하부 표면적이 넓은 판상의 인조석 제조에 있어서 이러한 측면 압축방식에 따를 경우, 압력을 가하는 부위의 면적이 종래의 상부 압축방식에 비하여 현저히 줄어들기 때문에, 가하여야 하는 힘 역시 현저하게 줄어들게 된다.

다만, 인조석 원료 조성물을 상업적으로 이용가능하도록 고밀도로 압축하는데에는 플라스틱 원료를 압축하는 것과는 달리 엄청난 압력을 필요로 하며, 기타 재료의 성질이 매우 다르기 때문에, 상술한 일반적인 플라스틱 성형에 사용되는 압출 혹은 사출장치를 그대로 인조석 성형에 적용할 수 없고, 가압부(20) 및 그 밖의 구성이 인조석의 물성을 뒷받침할 수 있도록 이루어져야 한다.

구체적으로, 이를 실시함에 있어서, 원료(A)가 순차적으로 조금씩 투입되는 것이 최소한의 힘으로 최대한의 밀도를 가진 성형품을 제조하기 위하여 바람직하다. 즉, 가압부(20)는 피스톤 운동이 가능하기 때문에, 한번에 소량의 원료(A)만을 압축시킨 후, 원래 위치로 되돌아온 후, 다시 동일한 양의 원료(A)를 압축시키는 방식을 최종성형품이 완성될 때까지 반복하는 것이다.

이렇게 적은 힘으로도 고밀도의 판상 인조석을 제조할 수 있기 때문에, 밀도 보충을 위하여 사용되는 증점제, 저수축제, 가교제 등의 고분자 수지가 상대적으로 적게 첨가될 수 있는 것이다. 이처럼 고분자 수지의 소량 첨가로 인하여 비용 절감과 환경오염 방지의 효과를 발휘할 수 있게 된다.

성형몰드(30)는, 그 내부에 원료(A)가 투입되고 충진 및 가압되어 성형품으로 제조될 수 있도록 이루어진 중공(31)을 포함하여 이루어진다. 중공(31)의 상부는 가압부(20) 및 후술하는 지지부(40)에 의하여 원료가 내부에서 압축됨으로써 수직방향으로 발생하는 압력을 지지할 수 있도록, 견고한 재질로 이루어지거나, 별도의 압력유지부(33)을 설치하여 수직방향으로의 압력을 유지하는 것이 바람직하고, 중공(31)의 표면은, 그 내부에서 압축되는 원료가 후방으로 지속적으로 이송될 수 있도록 마찰계수가 작은 소재, 특히 금속 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 플라스틱 압출장치 등에서는, 일반적으로 원료가 인입되는 입구가 최선단부에서 차츰 직경이 줄어드는 깔대기 모양으로 되어 있어, 소위 "쐐기 효과"에 의하여 압축력을 가하기 쉽게 구성할 수 있지만, 인조석에 이를 그대로 적용하는 경우에는, 원료 특성상, 깔대기 형상의 초입구와, 이후에 직경이 일정하게 유지되는 이송관이 연결되는 부위에서 원료가 쌓이고, 그대로 굳어버려, 공정을 진행할 수 없게 된다. 따라서, 이를 고려하여 본 발명에 의한 성형몰드(30)는, 원료가 투입되는 선단부부터, 원료가 배출되는 말단부까지 그 중공(31)의 크기를 거의 균일하게 구성하여야 한다. 즉, 쐐기 효과를 이용할 수 없기 때문에, 본 발명에서는, 후술하는 지지부(40)가 도입되어, 지지부(40)가 가압부(20)의 진행에 대한 브레이크 역할을 함으로써, 원료에 최대한의 압력이 걸릴 수 있도록 한다.

여기서, 본 발명의 다른 실시형태에 의하면, 성형몰드(30)는 중공(31)의 상부에 설치되어, 상기 중공 내부에 충진된 원료를 경화시키는 경화부(32)을 더 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의할 경우, 성형 공정과 더불어, 경화 공정을 함께 수행할 수 있기 때문에, 생산성이 현저히 향상될 수 있다. 즉, 일정량의 원료가 성형몰드(30)의 중공(31) 내부에 투입되고, 이것이 가압부(20) 및 후술하는 지지부(40)에 의하여 압축되면, 고밀도의 성형품을 얻을 수 있는데, 상부 및/또는 하부에 위치한 경화부(32)에 의하여 원료가 압축됨과 함께 경화되면, 종래 기술에서와 같이 원료에 대한 압축을 수행한 후, 이를 별도의 경화장치에서 경화시키는 손실요인을 줄일 수 있다.

이러한 경화부(32)는, 사용되는 인조석 원료(A) 조성물에 포함되는 고분자 수지에 따라, 그것이 열경화성 수지인 경우에는 가열수단을, 광경화성 수지인 경우에는 에너지선 조사수단, 예를 들어 자외선 조사장치를 사용할 수 있다. 바람직하게는, 원료 조성물로서 열경화성 수지를 적용하고, 경화부(32)로서 가열수단을 적용한다. 에너지선 조사수단은 장치가 복잡하고, 중공(31)의 표면이 투명한 재질로 이루어져야 하기 때문에 구성에 다소의 곤란성이 있기 때문이다.

지지부(40)는, 성형몰드(30)의 중공(31) 내부에서 원료를 중간에 두고 가압부(20)와 마주하도록 반대편에 배치되어, 가압부(20)에 의하여 이송되는 원료가 압축되도록 지지하는 구성이다. 예를 들면, 지지부(40)는 그 선단에 가압부(20)에 의하여 이송되는 원료를 반대방향에서 지지하도록 이루어진, 예를 들어 판상의 지지부재(41)와, 몰드(30)의 배출구에서 지지부재(41)를 파지하여 소정의 압력에 이르기까지는 움직이지 않도록 고정하는 고정부재(42)를 포함하여 이루어진다. 이러한 고정부재(42)는, 일정 압력 이상의 압력이 걸리면 후방, 즉 원료(A)의 이송방향으로 밀리도록 설계된다.

특징적인 것은, 가압부(20)에 의하여 미리 설정된 압력 값보다 큰 압력이 가해질 경우, 이러한 지지부(40)가 중공(31)의 배출구 방향, 즉 원료(A)의 이송방향으로 후진하도록 이루어진다는 것이다. 즉, 가압부(20)가 미리 설정된 압력에 이르기까지 원료를 가압하는 동안, 가압부(20) 및 지지부(40)에 의하여 원료가 압축되고, 가압부(20)가 상기 설정 압력을 초과하여 가압하면 비로소 지지부(40)가 뒤로 밀려, 원료(A)가 성형몰드(30)의 중공(31) 내부에서 이송되도록 하는 구성을 갖는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 의하여 경화부(32)가 성형몰드(30)에 일체로 형성될 수 있는 것은, 본 발명에 의한 성형장치가 측면 압축방식을 취함과 더불어, 본 발명의 이동가능한 지지부(40)가 적용되었기 때문이다. 즉, 측면에서 압력을 가하여 소량의 원료를 반복적으로 압축하며, 이와 동시에 원료(A)를 경화시킬 경우, 원료(A)와 중공(31)이 접촉하는 면적이 작기 때문에, 적은 힘으로도 경화된 원료(A)가 중공(31) 벽으로부터 쉽게 떨어져 이송될 수 있고, 종래 방식과 같이 몰드에 원료가 부착되는 문제를 해결할 수 있으며, 이러한 문제를 해결함에 있어, 몰드에 미리 이형재를 도포하는 등의 조치를 취할 필요가 없어진다.

물론, 상기 실시형태와는 달리, 경화부(32)를 배제한 상태로 성형몰드(30)를 구성하더라도, 측면 압축방식에 의하여 적은 힘으로 인조석을 성형할 수 있고, 고분자 수지를 다량 첨가하지 않고서라도 고밀도의 성형품을 얻을 수 있기 때문에, 그 자체로 특유한 효과를 발휘한다. 이 경우에는, 상기 측면 압축방식으로 성형품을 제조한 후, 별도의 경화장치를 이용하여 이를 경화시키는 방식을 취할 수도 있다.

이러한 경우, 본 발명의 다른 실시형태에 따라 성형장치를 구성할 수도 있는데, 이는 도 3에 나타낸 바와 같이, 성형몰드(30)의 중공(31)의 적어도 일면, 바람직하게는 하부면과 접촉하여, 원료(A)가 그 위에서 적재되어 이송될 수 있도록 이루어진 원료이송부(34)와, 상기 지지부(40)가 일체화되어 이루어진 이동식 몰드(30a)를 도입하는 방식을 예로 들 수 있다. 이를 채용할 경우, 원료(A)가 압축되어 나오면서 원료이송부(34)가 함께 움직이고, 성형이 완료될 경우, 이동식 몰드(30a)를 그대로 별도의 경화장치에 이송하여 경화를 수행할 수 있게 된다.

다음으로, 상술한 성형장치를 이용한 본 발명에 의한 인조석 성형방법을 설명하기로 한다.

본 발명의 본 발명의 일 실시형태에 의한 인조석 성형방법은, 인조석 원료를 원료투입구(10)에 투입하는 원료투입단계(S1); 및 상기 인조석 원료를 가압부(20)를 이용하여 최종 성형품의 두께 단면적 방향으로 가압하여 성형몰드(30)의 내부로 이송함과 아울러, 상기 성형몰드(30)의 내부에 마련된 지지부(40)에 의하여 상기 원료를 이송방향의 후방에서 지지함으로써, 원료를 압축하는 원료압축단계(S2)를 포함하며, 상기 원료압축단계(S2)에서, 상기 원료에 미리 설정된 압력 이상의 압력이 가해질 경우, 상기 지지부가 상기 원료의 이송방향으로 이동하는 것을 특징으로 한다.

즉, 원료(A)를 원료투입구(10)에 투입하고, 가압부(20) 및 지지부(40)에 의하여 측면 압축방식으로 원료를 압축하되, 소정 압력 이상의 압력이 가해질 경우, 지지부(40)가 이동하도록 하여, 인조석을 성형하는 방법이다.

여기서, 원료압축단계(S2)와 더불어, 열경화 또는 광경화 방식으로 원료를 경화시키는 경화단계(S3)가 수행될 수 있으며, 그 구체적인 실시예는 앞서 성형장치에서 설명한 바와 같이 수행하면 된다.

또한, 본 발명의 다른 실시형태에 의한 인조석 성형방법에 의하면, 상기 원료압축단계(S2) 및/또는 경화단계(S3) 이후에, 가압부(20)가 최초의 위치로 되돌아와 다음 원료에 대한 압축을 대기하는 가압대기단계(S4)를 더 포함할 수 있으며, 이러한 원료압축단계(S2) 및 가압대기단계(S3)를 반복적으로 수행한다.

이는, 앞서 설명한 바와 같이, 원료 압축단계(S2) 및/또는 경화단계(S3)를 수행함에 있어, 한꺼번에 원료를 가압하게 되면 압축이 잘 되지 않기 때문에, 소량의 원료를 공급한 후, 이를 일차적으로 압축/경화한 후, 가압부(20)가 다시 뒤로 물러나 압축을 대기하는 가압대기단계(S4)를 거친 후, 다시 축적된 원료를 성형몰드(30) 내부로 압축하도록 하는 방식이다. 이렇게 함으로써, 반복적으로 조금씩의 원료를 압축/경화시키면서 밀고 나가, 최종적으로 완성된 성형체를 절단하여 사용할 수 있다.

이러한 본 발명에 의한 인조석 성형방법에 사용되는 인조석 원료로서는, 천연석을 분쇄한 천연석 분말을 90중량% 이상 포함하는 조성물을 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 환경오염을 일으키며, 제조원가를 상승시키는 고분자 수지를 10중량% 이하로 포함함으로써, 적은 힘으로도 고밀도의 친환경, 저비용으로 인조석을 제조할 수 있다.

예를 들어, 상기 인조석 조성물은, 천연석 분말(칩을 포함함) 92 내지 98중량부 대비 2 내지 8중량부의 열경화성 수지와, 상기 열경화성 수지 100중량부에 대하여 충진재 30 내지 100중량부, 경화제 0.01 내지 2중량부, 폴리스티렌계 저수축제 5 내지 20중량부, 및 증점제 0.1 내지 5중량부로 이루어진 수지조성물을 사용할 수 있다. 이러한 인조석 조성물은, 그 구성에서 알 수 있듯이, 천연석 분말이 대부분을 차지하며, 고분자 수지의 함량을 최소로 하여 첨가하였다. 이러한 천연석 분말의 가공 상의 어려움에도 불구하고, 본 발명에 의한 인조석 성형방법에 의할 경우, 고밀도의 인조석을 제조할 수 있다.

이러한 장치 및 성형방법에 의하여 제조된 인조석은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 반복된 원료압축단계(S2) 및 가압대기단계(S4)에 의하여 최종 성형품의 표면 또는 내부에 소정 간격으로 띠, 바람직하게는 단층 형상의 띠가 형성된다. 즉, 원료압축단계(S2)를 일차적으로 수행하고, 가압대기단계(S4)를 위하여 가압부(20)가 뒤로 물러나는 동안의 휴지기에 형성되는 독특한 띠 형상의 결이 반복적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이상, 본 발명을 구성을 중심으로 실시예를 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나 본 발명의 권리범위는 상기 실시예에 한정되는 것은 아니라 첨부된 특허청구범위내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 가능한 다양한 변형 가능한 범위까지 본 발명의 청구 범위 기저의 범위 내에 있는 것으로 본다.

또한, 본 발명에서의 바람직한 범위의 범위 한정은 그 효과를 더욱 극대화 시키기 위한 것으로서, 한정 범위가 좁혀짐으로써 더욱 만족스러운 기술적 효과를 얻을 수 있다.

10: 원료투입구 20: 가압부
21: 접촉판 22: 가압 실린더
30: 성형몰드 31: 중공
32: 경화부 33: 압력유지부
34: 원료이송부 30a: 이동식 몰드
40: 지지부 41: 지지부재
42: 고정부재

Claims

인조석 원료가 투입되는 원료투입구;
상기 원료투입구로부터 배출되는 원료를 최종 성형품의 두께 단면적 방향으로 가압하여 이송하는 가압부;
상기 가압부에 의하여 이송된 원료가 내부에 형성된 중공에 투입되어 성형되도록 이루어진 성형몰드; 및
상기 성형몰드의 중공 내부에 위치하며, 상기 원료를 가운데 두고 상기 가압부와 마주하도록 배치되어, 상기 가압부에 의하여 이송되는 원료가 상기 성형몰드의 중공에 투입되는 방향으로 배출되지 않도록 지지하여, 상기 원료가 압축되도록 하는 지지부를 포함하며,
상기 지지부는, 상기 가압부에 의하여 미리 설정된 압력 값보다 큰 압력이 가해질 경우, 상기 가압부에 의하여 이송되는 원료가 상기 성형몰드의 중공에 투입되는 방향으로 이동하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 인조석 성형장치.
제1항에 있어서,
상기 성형몰드는, 상기 중공 상부에 설치되어, 열을 가하거나 자외선을 조사함으로써, 상기 중공 내부에 충진된 원료를 경화시키는 경화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인조석 성형장치
삭제
제1항에 있어서,
상기 가압부부터 상기 지지부까지 상기 성형몰드의 하부면과 접촉하여 위치하여 원료가 그 위에 적재될 수 있도록 구성된 원료이송부와, 상기 지지부가 일체화되어 이루어짐으로써, 상기 지지부 이동시에 상기 원료이송부 위에 적재되어 있는 원료가 같이 이동하도록 이루어진 이동식 몰드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인조석 성형장치.
인조석 원료를 원료투입구에 투입하는 원료투입단계; 및
상기 원료투입구로부터 배출되는 인조석 원료를 가압부를 이용하여 최종 성형품의 두께 단면적 방향으로 가압하여 성형몰드의 내부로 이송함과 아울러, 상기 성형몰드의 내부에 위치하며, 상기 인조석 원료를 가운데 두고 상기 가압부와 마주하도록 배치되어, 상기 인조석 원료가 상기 가압부에 의하여 이송되는 방향으로 배출되지 않도록 지지부에 의해 지지함으로써, 원료를 압축하는 원료압축단계를 포함하며,
상기 원료압축단계에서, 상기 원료에 미리 설정된 압력 이상의 압력이 가해질 경우, 상기 지지부가 상기 인조석 원료가 상기 가압부에 의하여 이송되는 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 인조석 성형방법.
제5항에 있어서,
상기 원료압축단계와 동시에, 상기 원료가 압축되는 과정에서 상기 원료를 경화시키는 경화단계를 더 포함하는 인조석 성형방법.
제6항에 있어서,
상기 경화단계는, 열경화 또는 광경화 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 인조석 성형방법.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 인조석 원료는, 천연석을 분쇄한 천연석 분말 또는 칩을 90중량% 이상 포함하는 조성물인 것을 특징으로 하는 인조석 성형방법.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 원료압축단계 이후에, 상기 가압부가 최초의 위치로 되돌아와 다음 원료에 대한 압축을 대기하는 가압대기단계를 더 포함하며,
상기 원료압축단계 및 가압대기단계를 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 인조석 성형방법.
제9항의 성형방법에 의하여 제조되며,
상기 반복된 원료압축단계 및 가압대기단계에 의하여 최종 성형품의 표면 또는 내부에 소정 간격으로 띠가 형성된 것을 특징으로 하는 인조석.