KR101145736B1 - 초대형칩을 이용한 인조석 제조방법 및 이를 구현하는 연속성형장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인조석을 연속 성형함에 있어서 일정 크기 이상의 초대형칩을 수지 컴파운드와 별도로 투입하여 제조할 수 있도록 해주는 초대형칩을 이용한 인조석 제조방법 및 이를 구현하는 연속 성형장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 초대형칩을 이용한 인조석 제조방법은, 상부 벨트와 하부 벨트 사이에 액상의 수지 컴파운드를 투입하여 인조석으로 연속 성형하는 방법에 있어서, 상기 하부 벨트 위에 초대형칩을 별도로 투입하고, 이 초대형칩 위에 수지 시럽과 각종 혼합재료가 믹싱된 액상의 상기 수지 컴파운드를 투입하여 인조석으로 연속 성형하며, 상기 수지 컴파운드와 초대형칩 사이에 공극이 발생되지 않도록 하기 위하여 상기 하부 벨트에 일정한 진동을 가하도록 구성된다.
인조석, 초대형칩, 수지 컴파운드, 연속 성형
Description
본 발명은 초대형칩을 이용한 인조석 제조방법 및 이를 구현하는 연속 성형장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인조석의 연속 성형장치 내로 일정한 문양을 나타내는 초대형칩을 액상의 수지 컴파운드와 함께 투입하여 성형할 수 있도록 해주는 인조석 제조방법 및 그 장치에 관한 것이다.
인조석은 최근에 화강암(Granite)이나 대리석(Marble)과 같은 천연석을 대신하여 건축 및 인테리어용 자재로 많이 사용되고 있다. 인조석은 그 베이스를 구성하는 수지(resin)의 종류에 따라 불포화 폴리에스테르계 인조석과 아크릴계 인조석으로 구분된다.
불포화 폴리에스테르계 인조석은 불포화 폴리에스테르 수지 시럽(syrub)에 무기계 골재, 경화 개시제, 촉진제 및 착색제 등의 재료를 혼합한 후 몰드에 균일하게 담아 진공 압축 성형한 다음, 표면 연마처리하여 제조된다.
아크릴계 인조석은 메틸 메타아크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA)와 같 은 모노머와 폴리메틸 메타아크릴레이트(Polymethyl methacrylate, PMMA)를 혼합한 수지 시럽(syrub)에 무기 충전제, 색깔 및 패턴을 구현하는 마블칩을 혼합하고 중합 개시제를 용해시킨 후, 이를 적정한 온도에서 캐스팅(casting)하여 제조된다.
이러한 인조석은 통상적으로 더블 벨트 컨베이어를 이용하여 연속 성형장치에 의해 제조되며, 도 1에는 이 장치의 구성이 개략적으로 도시되어 있다.
연속 성형장치는 더블 벨트 컨베이어 유니트(10)를 메인 구성으로 하고, 이 더블 벨트 컨베이어 유니트(10)의 일측에 수지 시럽(A)과 여러 가지 혼합재료(B)를 믹싱하여 투입하는 믹서(20)가 설치되며, 타측에는 연속 성형된 인조석을 일정한 크기로 절단하는 절단기(30)가 설치된다.
상기 더블 벨트 컨베이어 유니트(10)는 수지 컴파운드(1)를 소정의 두께로 가압 성형하기 위해 스테인레스 스틸로 구성된 상부 벨트(11) 및 하부 벨트(12)가 일정한 간격을 두고 설치되고, 그 사이에는 상기 수지 컴파운드(1)가 벨트 사이를 통과하는 동안에 양 측면으로 흘러 내리는 것을 방지하기 위하여 가스켓(13)이 설치된다.
상기 믹서(20)는 인조석의 베이스 수지를 구성하는 수지 시럽(A)과 인조석의 질감, 패턴, 색상 등을 결정하는 각종 혼합재료(B)를 균일하게 믹싱하여 수지 컴파운드(1)로 제조한 후 상기 하부 벨트(12) 위로 공급하도록 구성된다. 상기 더블 벨트 컨베이어 유니트(10)를 통과하는 동안에 가압 성형된 수지 컴파운드(1)는 테이블(31) 상에 설치된 절단기(30)에 의해 일정한 크기로 절단된 다음 후공정을 거쳐 인조석으로 최종 제조된다.
이와 같이 제조된 종래의 인조석에 있어서 인조석의 표면 문양을 결정하는 패턴칩들은 최소 0.1㎜ 이상, 최대 10㎜ 이하의 작은 크기로 분쇄된 후 수지 시럽(A)과 함께 혼합되어 성형된다. 패턴칩의 크기가 10㎜ 이하로 제한되는 이유는 더 큰 크기의 패턴칩의 경우 공정 상 믹서(20)에서 균일하게 혼합되기 어렵기 때문이다. 이러한 공정의 한계로 인해 종래의 인조석은 그 표면에 작은 크기의 패턴칩들이 램덤하게 흩어져 있는 있는 문양만이 나타날 뿐 의도된 문양을 만들어낼 수 없다는 디자인의 한계가 있었다.
또한, 패턴칩을 양산할 때 일정 크기 이상의 것은 스크랩으로 버려지는 경우가 많아 칩 수율이 떨어지고, 그 결과 제조 원가가 상승하는 원인이 되었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 인조석을 연속 성형함에 있어서 일정 크기 이상의 초대형칩을 수지 컴파운드와 별도로 투입하여 제조할 수 있도록 해주는 초대형칩을 이용한 인조석 제조방법 및 이를 구현하는 연속 성형장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 초대형칩을 이용한 인조석 제조방법은, 상부 벨트와 하부 벨트 사이에 액상의 수지 컴파운드를 투입하여 인조석으로 연속 성형하는 방법에 있어서, 상기 하부 벨트 위에 초대형칩을 별도로 투입하고, 이 초대형칩 위에 수지 시럽과 각종 혼합재료가 믹싱된 액상의 상기 수지 컴파운드를 투입하여 인조석으로 연속 성형하며, 상기 수지 컴파운드와 초대형칩 사이에 공극이 발생되지 않도록 하기 위하여 상기 하부 벨트에 일정한 진동을 가하도록 구성된다.
한편, 본 발명에 따라 초대형칩을 이용하여 인조석을 제조하기 위한 연속 성형장치는, 액상의 수지 컴파운드를 투입하는 믹서와, 초대형칩을 상기 수지 컴파운드와는 별도로 투입하는 초대형칩 투입기로 구성된 원료 투입부; 일정 간격을 두고 설치된 상부 벨트와 하부 벨트로 구성되어 상기 원료 투입부로부터 투입된 수지 컴파운드와 초대형칩을 가압 성형하는 더블 벨트 컨베이어 유니트; 및 이 더블 벨트 컨베이어 유니트에 의해 연속 성형된 인조석을 일정한 크기로 절단하는 절단기로 구성되며, 상기 하부 벨트에는 그 지지 롤러 사이에 진동 모터가 설치되고, 이 진동 모터에 의해 가해지는 진동 에너지는 2 ~ 40 ㎽/㎠로 제어되도록 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 초대형칩을 이용한 인조석 제조방법 및 그 연속 성형장치에 따르면, 일정 크기 이상의 초대형칩을 가지고 원형, 삼각형, 사각형과 같은 기하학적 문양이나 꽃, 별, 나무와 같은 자연 문양을 인조석의 표면에 자유롭게 표현할 수 있다.
또한, 패턴칩을 양산함에 있어서 일정 크기 이상의 초대형칩도 사용할 수 있어 칩 수율을 향상시켜 제조 원가 절감에 기여할 수 있다.
이하에서 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 초대형칩을 이용한 인조석 제조방법 및 이를 구현하는 연속 성형장치에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 2에는 본 발명의 제조방법을 구현할 수 있도록 구성된 연속 성형장치가 도시되어 있다. 본 발명에 따른 연속 성형장치도 더블 벨트 컨베이어를 이용한다는 점에서 상술한 도 1에 도시된 연속 성형장치와 동일하므로, 이해를 돕기 위하여 도 1에 도시된 것과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 병기한다.
본 발명에 따른 연속 성형장치는, 크게 액상의 수지 컴파운드(1)를 투입하는 믹서(20) 및 일정 크기 이상의 초대형칩(41)을 상기 수지 컴파운드(1)와는 별도로 투입하는 초대형칩 투입기(40)로 구성된 원료 투입부(50)와, 일정 간격을 두고 설치된 상부 벨트(11)와 하부 벨트(12)로 구성되어 상기 원료 투입부(50)로부터 투입된 수지 컴파운드(1)와 초대형칩(41)을 함께 가압 성형하는 더블 벨트 컨베이어 유니트(10)와, 이 더블 벨트 컨베이어 유니트(10)에 의해 연속 성형된 인조석을 일정 한 크기로 절단하는 절단기(30)로 구성된다.
이 연속 성형장치를 이용하여 구현되는 본 발명에 따른 초대형칩을 이용한 인조석 제조방법은, 상기 더블 벨트 컨베이어 유니트(10)의 상부 벨트(11)와 하부 벨트(12) 사이에 액상의 수지 컴파운드(1)를 투입하여 인조석으로 연속 성형하는 방법에 있어서, 상기 하부 벨트(12) 위에 초대형칩(41)을 별도로 투입하고, 이 초대형칩(41) 위에 수지 시럽(A)과 각종 혼합재료(B)가 믹싱된 액상의 상기 수지 컴파운드(1)를 투입하여 인조석으로 연속 성형하도록 구성된다.
이와 같이 본 발명에 따른 제조방법은 수지 컴파운드(1)를 제조하는 믹서(20)에서 함께 혼합하기 어렵거나, 의도된 문양을 나타내기 위해 하부 벨트(12) 상의 일정 위치에 놓여지도록 투입되어야 하는 초대형칩(41)을 수지 컴파운드(1)와 별도로 투입한 다음 일체로 성형할 수 있도록 해주는데 그 기술적 특징이 있다.
상기 원료 투입부(50)는 수지 시럽(A)과 각종 혼합재료(B)를 믹싱하여 액상의 수지 컴파운드(1)를 제조하는 믹서(20)와, 일정 크기 이상의 초대형칩(41)을 저장하고 이를 투입하는 초대형칩 투입기(40)로 구성된다.
상기 믹서(20)는 도 1에 도시된 종래의 믹서(20)와 동일하며, 특별한 제한을 두지 아니한다. 상기 수지 시럽(A)은 베이스 수지를 구성하는 것으로서, 예를 들어 아크릴계 인조석의 경우 메틸 메타아크릴레이트(MMA)와 같은 모노머와 폴리메틸 메타아크릴레이트(PMMA)를 혼합하여 만들어진다. 상기 혼합재료(B)는 마블칩, 투명칩과 같은 작은 크기의 패턴칩, 산화 알루미늄과 같은 무기 충진제, 착색제, 경화제, 첨가제 등이 포함된다. 상기 수지 컴파운드(1)는 투입 노즐(21)을 통해 더블 벨트 컨베이어 유니트(10) 상에 연속으로 공급된다.
상기 초대형칩 투입기(40)는 종래에는 사용되지 않았던 일정 크기의 이상의 초대형칩(41)을 저장하고, 이 초대형칩(41)을 액상의 수지 컴파운드(1)와는 별도로 하부 벨트(12) 위에 투입하도록 구성된다.
상기 초대형칩(41)은 통상 10㎜ 이상의 직경을 가진 것으로 종래의 믹서(20)를 통해 혼합되기 어려웠던 패턴칩을 말한다. 믹서(20)의 용량이나 성능에 따라 혼합 가능한 패턴칩의 크기가 달라질 수 있다는 점을 감안할 때 상기 초대형칩(41)의 크기는 일정한 수치로 한정될 필요는 없으며 믹서(20)을 통해 혼합되기에 부적법한 크기의 가진 패턴칩으로 정의할 수 있다.
상기 초대형칩(41)은 의도된 문양을 나타낼 수 있도록 만들어진 패턴칩도 포함한다. 예를 들어, 원형, 삼각형, 사각형과 같은 기하학적 문양이나 꽃, 별, 나무와 같은 자연 문양을 나타내도록 제작된 일련의 패턴칩들은 하부 벨트(12) 상에 정해진 위치에 놓여지도록 투입되어야 하기 때문에 믹서(20)를 통해서는 투입될 수 없다. 그리고, 패턴칩이 의도된 문양을 나타내기 위해서는 적어도 10mm 이상의 크기를 가져야 하므로 크기 면에서도 초대형칩의 범주에 속한다. 상기 초대형칩 투입기(40)는 의도된 문양을 나타내는 일련의 패턴칩들이 하부 벨트(12)의 일정한 위치에 놓여지도록 하기 위하여 일련의 순서와 시간 간격에 따라 패턴칩을 투입할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 종래와 달리 액상의 수지 컴파운드(1)와 고상의 초대형칩(41)이 별도로 투입되어 성형되기 때문에 이 두 원료가 완전히 밀착 결합될 수 해주는 것이 매우 중요하다. 따라서, 상기 초대형칩 투입기(40)를 통해 고상의 초대형칩(41)이 하부 벨트(12) 상에 투입된 다음 액상의 수지 컴파운드(1)를 상기 초대형칩(41) 위에 덮히도록 투입하는 것이 바람직하다. 이를 위해 상기 수지 컴파운드(1)의 투입 노즐(21)과 초대형칩 투입기(40) 사이에 경사대(22)가 설치된다. 이 경사대(22)의 경사 각도를 0 ~ 90°범위 안에서 변경함으로써 수지 컴파운드(1)의 투입속도를 조절하여 하부 벨트(12) 상에 놓여진 초대형칩(41) 위에 덮혀지는 수지 컴파운드(1)의 양과 두께를 조절할 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이 액상의 수지 컴파운드(1)와 고상의 초대형칩(41)이 완전히 밀착 결합되지 못하는 때에는 가압 성형이 완료된 후에도 그 접촉면에 공극(42)이 발생할 수 있다. 본 발명은 이러한 공극(42)을 효과적으로 감소시키기 위하여 하부 벨트(12)에 일정한 진동을 가하도록 구성된다. 보다 상세하게는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 하부 벨트(12)의 지지 롤러(14) 사이에 진동 모터(15)가 일정 간격으로 설치된다. 수지 컴파운드(1)가 상부 벨트(11)에 의해 가압되기 시작하면 유동이 되지 않아 진동에 의한 공극의 감소 효과가 없으므로 진동 모터(15)는 하부 벨트(12) 만이 설치되는 더블 벨트 컨베이어 유니트(10)의 앞쪽에만 설치되는 것이 바람직하다.
상기 진동 모터(15)에 의해 가해지는 진동 에너지는 2 ~ 40 ㎽/㎠로 제어되는 것이 바람직하다. 하부 벨트(12)에 가해지는 진동 에너지가 2 ㎽/㎠보다 작게 되면 공극(42)이 완전히 제거되지 않기 때문에 인조석의 표면 부분에서 수지 컴파운드(1)와 초대형칩(41)의 사이에 공극(42)이 남게 된다. 이 잔존 공극(42)은 인조 석의 표면에 까칠까칠한 촉감을 유발하여 표면 품질을 저하시키므로 후공정인 연마 공정을 통해 이를 완전히 제거하여야 한다. 이를 위해서는 0.3 ~ 1mm로 이루어지는 통상적인 연마 두께보다 더 깊게 연마를 실시하여야 하므로, 이는 제품의 수율을 저하시키는 원인이 된다. 한편, 진동 에너지가 40 ㎽/㎠보다 크게 되면 초대형칩(41)이 흔들려서 위치 불량이 발생할 수 있고, 액상의 수지 컴파운드(1)가 튀어 올라 인조석 내부에 기포가 발생될 수도 있다.
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예로 초대형칩을 이용하여 출원인인 "주식회사 한화 엘앤씨(Hanwha L&C)"의 로고가 나타나도록 제조된 인조석을 보여준다. 이와 같이 본 발명에 따르면 기존에 사용할 수 없었던 초대형칩을 이용하여 다양한 형태의 디자인을 나타낼 수 있다.
도 1은 일반적인 인조석 연속 성형장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 인조석 연속 성형장치를 나타낸 도면.
도 3은 도 2 중 초대형칩을 투입하는 부분을 확대 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 진동 모터의 장착 상태를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따라 제조된 초대형칩을 이용한 인조석의 사진.
※본 발명의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
1: 수지 컴파운드 10: 더블 벨트 컨베이어 유니트
11: 상부 벨트 12: 하부 벨트
13: 가스켓 14: 지지 롤러
15: 진동 모터 20: 믹서
21: 투입 노즐 22: 경사대
30: 절단기 31: 테이블
40: 초대형칩 투입기 41: 초대형칩
42: 공극 A: 수지 시럽
B: 혼합 재료
Claims (8)
- 상부 벨트(11)와 하부 벨트(12) 사이에 액상의 수지 컴파운드(1)를 투입하여 인조석으로 연속 성형하는 방법에 있어서,상기 하부 벨트(12) 위에 10mm 이상의 초대형칩(41)을 별도로 투입하고, 이 초대형칩(41) 위에 수지 시럽(A)과 마블칩, 패턴칩, 무기 충진제, 착색제, 경화제, 첨가제 중 2 이상을 혼합한 혼합재료(B)가 믹싱된 액상의 상기 수지 컴파운드(1)를 투입하여 인조석으로 연속 성형하며, 상기 수지 컴파운드(1)와 초대형칩(41) 사이에 공극(42)이 발생되지 않도록 하기 위하여 상기 하부 벨트(12)에 일정한 진동을 가하는 것을 특징으로 하는 초대형칩을 이용한 인조석 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 수지 컴파운드(1)의 투입 노즐(21)과 초대형칩 투입기(40) 사이에 경사대(22)를 설치하여 액상의 상기 수지 컴파운드(1)를 상기 초대형칩(41) 위에 덮히도록 투입하는 것을 특징으로 하는 초대형칩을 이용한 인조석 제조방법.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,상기 하부 벨트(12)에 진동을 가하기 위하여 상기 하부 벨트(12)의 지지 롤러(14) 사이에 진동 모터(15)를 설치하고, 이 진동 모터(15)에 가해지는 진동 에너지를 2 ~ 40 ㎽/㎠로 제어하는 것을 특징으로 하는 초대형칩을 이용한 인조석 제조방법.
- 삭제
- 액상의 수지 컴파운드(1)를 투입하는 믹서(20)와, 10mm 이상의 초대형칩(41)을 상기 수지 컴파운드(1)와는 별도로 투입하는 초대형칩 투입기(40)로 구성된 원료 투입부(50);일정 간격을 두고 설치된 상부 벨트(11)와 하부 벨트(12)로 구성되어 상기 원료 투입부(50)로부터 투입된 수지 컴파운드(1)와 초대형칩(41)을 가압 성형하는 더블 벨트 컨베이어 유니트(10); 및이 더블 벨트 컨베이어 유니트(10)에 의해 연속 성형된 인조석을 일정한 크기로 절단하는 절단기(30)로 이루어지고,상기 하부 벨트(12)에는 그 지지 롤러(14) 사이에 진동 모터(15)가 설치되고, 이 진동 모터(15)에 의해 가해지는 진동 에너지는 2 ~ 40 ㎽/㎠로 제어되는 것을 특징으로 하는 초대형칩을 이용하여 인조석을 제조하기 위한 연속 성형장치.
- 청구항 6에 있어서,상기 믹서(20)의 투입 노즐(21)과 초대형칩 투입기(40) 사이에는 액상의 상기 수지 컴파운드(1)를 상기 초대형칩(41) 위에 덮히도록 투입할 수 있도록 경사대(22)가 설치된 것을 특징으로 하는 초대형칩을 이용하여 인조석을 제조하기 위한 연속 성형장치.
- 삭제
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Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020080122717A KR101145736B1 (ko) | 2008-12-04 | 2008-12-04 | 초대형칩을 이용한 인조석 제조방법 및 이를 구현하는 연속성형장치 |
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2008
- 2008-12-04 KR KR1020080122717A patent/KR101145736B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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