KR101147663B1 - 엔지니어드 스톤 제품 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔지니어드 스톤 제품 제조방법에 관한 것으로, 진공, 진동 압축 성형에 의해 제조된 엔지니어드 스톤 슬라브를 경량화시켜 벽체 또는 바닥재 제품으로 활용하기 위한 엔지니어드 스톤 제품을 제조할 때, 상기 엔지니어드 스톤 슬라브를 일정크기의 타일 형태로 절단하는 제1단계와; 상기 제1단계에서 절단된 엔지니어드 스톤 타일을 면적방향으로 켜서 일정두께를 갖도록 가공하는 제2단계와; 상기 제2단계 후 가공된 일정두께의 엔지니어드 스톤 타일의 배면에 접착제를 이용하여 경량재료를 접합하는 제3단계를 포함하는 엔지니어드 스톤 제품 제조방법에 있어서; 상기 제3단계에서 접합되는 경량재료는 PVC, PE 중 하나인 제1경량재료, 알루미늄 패널, 세라믹, 유/무기물 발포 폼, 월 보드 중 하나인 제2경량재료가 단독 또는 복합 구성되되, 상기 경량재료는 전체 비중이 2.45g/㎤ 이하인 것을 특징으로 하는 엔지니어드 스톤 제품 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 기계적 물성을 그대로 가지면서 엔지니어드 스톤의 경량화가 가능하며, 수축 및 뒤틀림이 없고, 경량화에 따른 자재 운반 및 벽체 등의 시공용이성이 확보되고, 바닥재 시공시 굴곡면을 갖도록 하여 습식시공도 가능하며, 다양하고 균일한 형상 구현이 가능하여 용도를 확대시키는 효과를 얻을 수 있다.

엔지니어 스톤, 경량화, 수축, 뒤틀림

Description

엔지니어드 스톤 제품 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING ENGINEERED STONE PRODUCTS}

본 발명은 엔지니어드 스톤 제품 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경량화를 통한 시공의 용이성 확보하고, 수축과 뒤틀림 현상을 방지할 수 있도록 개선된 엔지니어드 스톤 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 엔지니어드 스톤(Engineered Stone)은 천연석의 단점을 보완하고, 기존 인조대리석의 장점을 살린 소재로서, 소재의 약 93%가 천연석으로 되어 있어 친환경적이며, 내열성, 내습성, 내오염성이 우수해 깨짐이나 색상 불균일 현상, 변질 등이 일어나지 않는 차세대 대리석이다.

이러한 엔지니어드 스톤의 경량화를 위해 진공상태에서 진동, 압축 성형시 제품의 두께를 얇게 하는 방식이 가장 일반적이다.

또한, 제조공정 중 몰드 성형시 가시적인 면을 형성하는 제1층의 후면층에 제1층에 사용되는 골재 성분보다 가벼운 성분을 적용하여 성형하고, 그 사이에 연 속 유리 필라멘트 직물을 삽입하여 성형하는 방식을 사용하기도 한다.

그런데, 이와 같은 방식은 두께를 얇게 하는데 제한이 있어 제품의 경량화시 한계성을 가질 뿐만 아니라, 바닥재로 사용했을 경우 제품의 후면층이 평평하기 때문에 시멘트 몰탈 등의 습식 시공에 적합하지 않고, 슬라브 제조 공정중 또는 시공 후에도 수축이나 뒤틀림에 의한 휨 현상이 발생되는 문제가 있었다. 또한 얇은 두께의 슬라브 제조 시 수율 감소, 직물 삽입 공정 추가시 생산성 감소를 야기할 수 있는 문제가 있다.

다른 방식으로, 천연대리석 또는 화강석의 경량화 및 강도 보강을 위해 직물시트나 세라믹 등을 접착하는 방안도 개시된 바 있다.

그러나, 이 방식의 경우에는 천연대리석 본래의 약한 기계적 물성으로 인하여 용도가 크게 제한적이며, 천연석이기 때문에 균일한 미적 패턴이나 색상을 구현하지 못하는 단점도 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 엔지니어 스톤의 슬라브를 면적방향으로 절단하여 4~10mm의 두께로 만든 후 세라믹, 알루미늄 등의 경량재료를 접합시켜 기계적 물성을 갖춤과 동시에 수축 및 뒤틀림 현상을 방지하고, 경량화의 한계를 극복할 수 있도록 하여 엔지니어 스톤의 용도를 확대시킬 수 있도록 한 엔지니어드 스톤 제품 제조방법을 제공함에 그 주된 해결 과제가 있다.

본 발명은 상기한 해결 과제를 달성하기 위한 수단으로, 진공, 진동 압축 성형에 의해 제조된 엔지니어드 스톤 슬라브를 경량화시켜 벽체 또는 바닥재 제품으로 활용하기 위한 엔지니어드 스톤 제품을 제조할 때, 상기 엔지니어드 스톤 슬라브를 일정크기의 타일 형태로 절단하는 제1단계와; 상기 제1단계에서 절단된 엔지니어드 스톤 타일을 면적방향으로 켜서 일정두께를 갖도록 가공하는 제2단계와; 상기 제2단계 후 가공된 일정두께의 엔지니어드 스톤 타일의 배면에 접착제를 이용하여 경량재료를 접합하는 제3단계를 포함하는 엔지니어드 스톤 제품 제조방법에 있어서; 상기 제3단계에서 접합되는 경량재료는 PVC, PE 중 하나인 제1경량재료, 알루미늄 패널, 세라믹, 유/무기물 발포 폼, 월 보드 중 하나인 제2경량재료가 단독 또는 복합 구성되되, 상기 경량재료는 전체 비중이 2.45g/㎤ 이하인 것을 특징으로 하는 엔지니어드 스톤 제품 제조방법을 제공한다.
이때, 상기 제1단계에서 사용되는 엔지니어드 스톤 슬라브에는 석영과립재가 포함되되, 그 입도가 0.1~8.0mm로 한정되는 것에도 그 특징이 있다.
또한, 상기 제3단계 후, 상기 경량재료의 하면은 평평하게 가공되는 것에도 그 특징이 있다.
뿐만 아니라, 상기 제3단계 후, 상기 경량재료의 하면은 습식 시공이 가능하도록 굴곡지게 가공되는 것에도 그 특징이 있다.

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본 발명에 따르면, 기계적 물성을 그대로 가지면서 엔지니어 스톤의 경량화가 가능하고, 운반 용이성 확보되며, 수축 및 뒤틀림이 없어 벽체 등의 시공용이성이 확보되고, 바닥재 시공시 굴곡면을 갖도록 하여 습식시공도 가능하며, 다양하고 균일한 형상 구현이 가능하여 용도를 확대시키는 효과를 얻을 수 있다. 또한 기존 슬라브를 절단하여 타일을 제조할 때보다 2~3배 많은 장 수의 타일을 제조할 수 있어 원가 절감 및 생산성 향상의 효과가 있다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 제조방법을 보인 플로우챠트이며, 도 2는 본 발명에 따라 제조된 엔지니어드 스톤 제품의 예시적인 단면 구조를 보인 도면이고, 도 3은 본 발명에 따라 제조된 엔지니어드 스톤 제품의 예시도이며, 도 4는 본 발명에 따 라 제조될 엔지니어드 스톤 제품 구성을 위한 절단 규격 예를 보인 도면이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 엔지니어드 스톤 제품은 다음과 같은 과정을 거쳐 제조된다.

먼저, 일반적인 진공, 진동 압축 성형을 통해 제조된 도 4와 같은 크기(3000×1400mm)의 엔지니어드 스톤 슬라브(S)를 타일 형태로 절단하는 제1단계(S100)가 수행된다.

이때, 상기 엔지니어드 스톤 슬라브(S)는 용도 극대화를 위해 예시와 같이, 600×600mm 크기의 타일과, 400×600mm 크기의 타일로 절단됨이 바람직하다.

또한, 상기 엔지니어드 스톤 슬라브(S)는 부피비로 폴리에스터수지 14~22%, 미세 석영 미립자 19~25%, 0.1~8.0mm의 입도를 갖는 석영과립재 53~67%로 조성되며, 특히 바람직하기로는 폴리에스터수지 18%, 미세 석영 미립자 22%, 0.1~8.0mm의 입도를 갖는 석영과립재 60%로 조성된다.

여기에서, 석영과립재의 경우 그 입도가 8.0mm를 초과할 경우에는 슬라브를 얇게 켰을 경우, 과립재의 입자와 폴리에스터 수지 간의 낮은 결합력으로 인한 물성 저하를 초래할 수 있고, 0.1mm 미만일 경우에는 슬라브의 진공, 진동 압축 성형시 혼합물의 유동성 저하에 따른 성형 불량을 초래하여 정상적인 엔지니어드 스톤 슬라브를 제조할 수 없으므로 상기 범위로 한정함이 특히 바람직하다.

이어, 절단된 엔지니어드 스톤 타일을 원하는 두께를 갖도록 타일의 면적방향으로 켜는 제2단계(S200)가 수행된다.

상기 제2단계(S200)는 엔지니어드 스톤 제품 제조를 위한 두께 가공 공정으 로 벽체 또는 바닥재의 특성에 맞춰 2~15mm의 두께 범위를 갖도록 가공되어야 한다.

이는 이 두께를 넘어서게 되면 효율적인 경량화를 달성할 수 없고, 이 두께보다 적으면 강성이 급격히 떨어져 시공성과 시공품위가 저하되기 때문에 상기 범위로 한정함이 바람직하다.

뿐만 아니라, 상기 제2단계(S200)를 거쳐 결정된 두께는 도 2에 도시된 본 발명 제품의 제1층(100)을 구성한다.

이때, 상기 제1층(100)은 표면층으로서 다양한 무늬를 연출하면서 장식미, 심미감 등을 제공하는 부위이다.

이후, 경량재료를 상기 제1층(100)의 배면, 즉 도시상 저면에 접착제로 접합하는 제3단계(S300)가 수행된다.

따라서, 상기 제3단계(S300)가 완료되면 본 발명에 따른 엔지니어드 스톤 제품은 제1층(100), 접착제층(200), 경량재료층(300)으로 이루어진 하나의 시공재(벽체, 바닥재, 타일 등)가 된다.

이 경우, 상기 접착제층(200)은 주성분이 아크릴계 또는 에폭시계 접착제로 이루어져야 하는데, 이는 아크릴계 접착제의 경우 소수면(疎水面)으로의 접착이 우수하고 내수성도 양호하며, 여러가지 모노머와 공중합하기 쉬우므로 피막이 부드러운 접착제까지 자유롭게 설계할 수 있고; 에폭시계 접착제는 금속, 유리, 도자기, 목재, 플라스틱 등의 접착성이 뛰어나고 내약품성, 내전압성 및 기계적 강도를 충분히 유지시킬 수 있는 접착제이기 때문이다.

그리고, 상기 경량재료층(300)은 제1경량재료층(310)과 제2경량재료층(320)으로 나뉠 수 있는데, 제1경량재료층(310)은 PVC, PE 등으로 이루어진 층이고, 제2경량재료층(320)은 알루미늄 패널, 세라믹, 유/무기물 발포 폼, 월 보드 등으로 이루어진 층이며, 이들이 단독 혹은 복합적으로 사용될 수 있는 바, 단독으로 사용되든지 복합으로 사용되든지 상관없이 효율적인 경량화를 위해 경량재료층(300)의 전체 비중은 2.45g/㎤을 넘지 않아야 한다.

예컨대, 이 조건을 고려하여 도시된 도 2의 제1층(100)이 만약 4mm라면 경량재료층(300)은 전체 두께가 5mm 정도를 유지함이 타당하며, 도 3의 예시와 같이 제1층(100)인 엔지니어드 스톤이 5mm 인 경우라면 경량재료층(300)은 세라믹으로 했을 때 8~9mm를 유지하여야 한다.

뿐만 아니라, 상기 경량재료층(300) 구현시 제1경량재료층(310)이 반드시 포함되는 구조일 경우에는 별도의 접착제층(200)을 구성하지 않고, 적절한 온도 조건 속에서 제1경량재료층(310)을 구성하는 PVC 혹은 PE를 직접 접합 경화되게 구성할 수도 있음은 물론이며, 이 경우 경량화는 더욱 유리할 것이다.

나아가, 도면에는 도시되지 않았으나 상기 제3단계(S300) 후 표면층을 구성하는 제1층(100)의 표면을 폴리싱하는 단계가 더 수행될 수 있다.

이는 수요가의 요구 조건에 따라 선택되는 사항으로 엔지니어드 스톤 제품의 활용측면에서 다양한 변화를 줄 수 있는 하나의 방편이라 할 수 있다.

또한, 상기 경량재료층(300)은 수요가의 요구에 따라 평평하게 가공될 수도 있고, 또 습식 시공이 요구되는 곳에서는 굴곡지게 후가공할 수도 있다.

이렇게 함으로써, 습식 가공시 가공의 편의성과 용이성이 향상되고, 가공 후 시공품위 향상, 시공불량 제거 등 큰 효과를 얻을 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따라 제조된 엔지니어드 스톤 제품은 기존에 비해 현저히 경량화될 수 있으며, 동시에 강도가 저하되지 않고 기계적 물성을 유지하면서 수축이나 뒤틀림도 방지할 수 있어 그 용도가 더욱 확대될 것으로 기대된다.

도 1은 본 발명에 따른 제조방법을 보인 플로우챠트,

도 2는 본 발명에 따라 제조된 엔지니어드 스톤 제품의 예시적인 단면 구조를 보인 도면,

도 3은 본 발명에 따라 제조된 엔지니어드 스톤 제품의 예시도,

도 4는 본 발명에 따라 제조될 엔지니어드 스톤 제품 구성을 위한 절단 규격 예를 보인 도면.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

100....제1층 200....접착제층

300....경량재료층 310....제1경량재료층

320....제2경량재료층

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6. 진공, 진동 압축 성형에 의해 제조된 엔지니어드 스톤 슬라브를 경량화시켜 벽체 또는 바닥재 제품으로 활용하기 위한 엔지니어드 스톤 제품을 제조할 때,

   상기 엔지니어드 스톤 슬라브를 일정크기의 타일 형태로 절단하는 제1단계와; 상기 제1단계에서 절단된 엔지니어드 스톤 타일을 면적방향으로 켜서 일정두께를 갖도록 가공하는 제2단계와; 상기 제2단계 후 가공된 일정두께의 엔지니어드 스톤 타일의 배면에 접착제를 이용하여 경량재료를 접합하는 제3단계를 포함하는 엔지니어드 스톤 제품 제조방법에 있어서;

   상기 제3단계에서 접합되는 경량재료는 PVC, PE 중 하나인 제1경량재료, 알루미늄 패널, 세라믹, 유/무기물 발포 폼, 월 보드 중 하나인 제2경량재료가 단독 또는 복합 구성되되,

   상기 경량재료는 전체 비중이 2.45g/㎤ 이하인 것을 특징으로 하는 엔지니어드 스톤 제품 제조방법.
7. 청구항 6에 있어서;

   상기 제1단계에서 사용되는 엔지니어드 스톤 슬라브에는 석영과립재가 포함되되, 그 입도가 0.1~8.0mm로 한정되는 것을 특징으로 하는 엔지니어드 스톤 제품 제조방법.
8. 청구항 6에 있어서;

   상기 제3단계 후, 상기 경량재료의 하면은 평평하게 가공되는 것을 특징으로 하는 엔지니어드 스톤 제품 제조방법.
9. 청구항 6에 있어서;

   상기 제3단계 후, 상기 경량재료의 하면은 습식 시공이 가능하도록 굴곡지게 가공되는 것을 특징으로 하는 엔지니어드 스톤 제품 제조방법.
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