KR101226362B1 - 석재 또는 석재와 같은 재료의 집괴 슬래브 형태로 제품을제조하기 위한 방법과 장치 - Google Patents

Abstract

촉매 작용과 열에 의해 복합 미가공 슬래브(resultant rough slab)를 강성화 시키는 단계와 혼합층의 진공 진동압축(vibrocompression)과 강성한 합성 수지를 포함하는 접합제 및 과립 형상 제품에 의해 형성된 혼합의 준비를 고려하는 기술을 사용하는 석재와 같은 재료 또는 석재의 슬래브를 제조하는 동안, 점차적이고 제어된 냉각을 위해 상기 공기의 흐름 비율을 제어하고 고정적(static)이며 완전히 편평한 조건에 있는 상기 슬래브를 지지하면서, 상기 슬래브는 특히 상온에서의 공기와 함께, 양 표면상으로 냉각 유체 흐름을 안내함으로써 상온으로 냉각된다. 상기 장치는 냉각 유체의 흐름이 작동을 수행하도록 허용하며 완전히 편평한 조건으로 상기 슬래브를 유지하는 복수의 스페이서(20)가 제공된 편평한 구조물로 구성된다.

Description

석재 또는 석재와 같은 재료의 집괴 슬래브 형태로 제품을 제조하기 위한 방법과 장치{METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING ARTICLES IN THE FORM OF SLABS OF CONGLOMERATE STONE OR STONE-LIKE MATERIAL}

본 발명은 석재 집괴 제품(conglomerate stone articles)의 제조에 관한 것이며, 보다 상세하게는 슬래브 형태의 제품을 제조하기 위한 장치와 방법에 관한 것이다.

수년 동안 석재와 같은 재료 또는 석재 집괴로 구성된 슬래브 형태의 제품(articles)을 제조하기 위한 기술이 산업적으로 개발되어 왔으며, 상기 제품은 구성 요소를 설치하고 빌딩 내부 및 외부의 마루를 깔고 입히는 것을 형성하도록, 상대적으로 작은 두께와 큰 치수(대략 3.2 x 1.6 미터)로 슬래브 제조 가능성을 포함하여 다양한 장점을 가진 특징을 가진다.

두 번째로, 상기 슬래브는 특히 가시화되는 표면에서 매우 일정하고 동종의 외부 외관을 가지며, 상기 특성은 자연 석재 블록(blocks)(대리석, 화강암, 반암(porphyry))으로부터 톱질 가공에 의해 얻어지는 슬래브의 경우로 구현되기에 용 이하지 않다.

세 번째로, 원재료 비용과 자연 환경의 영향의 견지로부터 명백한 장점을 가지고, 상기 집괴 재료의 제품은 부서지고 남은 석재 재료 즉, 채석장(quarries)으로부터 석재 재료 블록을 추출할 때 상기 작동이 수행된 이후 그 외 사용되지 않은 재료로부터 제조될 수 있다.

논의 중인 상기 기술은 본질적으로

(a)석재 또는 석재와 같은 재료로 구성된 하나 이상의 과립형 제품으로 주로 구성되는 초기 혼합물의 준비를 고려하고, 상기 과립형 제품은 선택된 미량의 크기와 접합제를 가지며,

(b)유사한 지지부로 상기 혼합물을 연속적인 커버링(covering)과 몰드로 또는 일시적인 지지부 표면상으로 사전 결정된 두께를 가지는 상기 혼합물 층의 침적을 고려하고,

(c)진공 진동압축 단계를 고려하고, 상기 단계 중에 혼합물 층은 사전 결정된 진공이 형성된 조건에서 가압 작용을 받으며 동시에 사전 결정된 진동수(frequency)를 가진 진동 운동이 상기 층에 적용되며,

(d)합성 미가공 형성된 슬래브를 강성화시키는 마지막 단계를 고려하고, 상기 절차를 위해 접합제의 고유 특성에 주로 의존한다.

논의 중인 상기 기술에 있어서 특히 시멘트로 기초된 접합제인 무기물 접합제를 사용하는 것이 가능하며, 상기 경우에 있어 강성화시키는 단계는 시멘트가 기초된 제품에 적합한 상기 절차를 이용하여 수행된다.

대안적으로, 유기물 수지를 강성화시키는 가공을 포함하는 접합제를 사용하는 것이 가능하며, 상기 경우에 있어 미가공 형성된 시트를 강성화시키는 공정은 보통 미가공 형성된 슬래브 표면으로 가능한 한 일정하게 적용된 열과 복합된 촉매 반응으로써 합성 수지로 공지된 절차를 이용하여 수행된다.

강성 합성 수지 접합제로 제조된 슬래브와 같은 제품은 강성화시키는 단계 동안 감소와 제한된 두께의 제품을 제조하는 가능성과 같이 시멘트가 기초된 접합제로 제조된 제품과 비교된 장점은 의심할 여지가 없다. 시멘트가 기초된 접합제로 제조된 제품은 보다 적은 비용이 드는 장점을 가지며, 이러한 측면은 궁극정인 이용에 있어서 다소 중요하다.

상기 공정에 대한 보다 상세한 정보와 상기 슬래브 형태의 제품을 제조하기 위한 공정을 위한 표준은 유기물 접합제의 사용과 관련하여 유럽 특허 출원 Nos.786,325와 Nos.1,027,205 및 이탈리아 출원 번호 No.TV2004A000103에 형성된다.

본 발명은 보다 상세하게 상기 접합제가 열경화성 수지 또는 불포화 폴리에스테르 수지로 거의 배타적으로 구성되는 합성수지인 슬래브의 형태로 제품을 제조하기 위한 기술에 관한 것이다.

보다 상세하게 본 발명은 진공 진동압축 단계로부터 형성되는 미가공 형성된 슬래브를 강성화시키는 최종 단계에 관한 것이다. 사실, 지난 과거에 상기 강성화 시키는 단계와 냉각하는 단계 이후에 얻어진 상기 슬래브는 종종 편평함의 측면에서 실제로 다소 뒤틀림(warping)이 형성되고, 실제로 사용되지 않는 상기 슬래브가 제조되는 단점이 있다.

이러한 이유로 인해, 이제까지 실제로 강성화시키는 단계로 보다 많은 주목이 집중되어 왔으며, 상기 슬래브 표면을 일정하게 가열시키지 못하는 단점이 있음이 고려된다.

상기 단계 동안에, 열경화성 수지의 중합반응에 대한 촉매화 단계가 완성될 때까지 미가공 형성된 슬래브는 90℃와 180℃ 사이의 온도로 가열되고 상기 온도로 유지된다. 일정하지 않은 가열을 피하기 위해, 몰드 지지부 내측부에 둘러싸인 미가공된 슬래브는 몰드 지지부를 통하여 상기 표면으로부터 상기 슬래브의 인접한 표면까지 직접 전달(transmission)함으로써 수행되는 열 적용과 일정한 온도를 가지는 완벽하게 편평한 2개의 뜨거운 표면 사이로 삽입되며, 상기 몰드 지지부는 박판 모양의 페이퍼 시트(sheet of laminated paper)로 구성될 수 있거나 또는 엘라스토머 재료의 시트로 바람직하게 구성될 수 있다.

상기 수지의 고온 촉매화 이후, 상기 슬래브는 슬래브의 축적을 형성하기 위하여 수지 위치로 일반적으로 배열되며, 상온에서 자연적으로 냉각된다. 다소의 적용물에 있어서, 수직으로 축적되기 이전 상기 슬래브는 필요한 경우에 공기 흐름의 적용으로 모터로 구동된 캐리지(carriage)상에 배치되도록 함으로써 대략 50℃ 내지 60℃로 떨어져 냉각된다. 그러나, 채택된 상기 수단 에도 불구하고, 본 명세서에서 기술된 것과 같이 종종 최종 슬래브는 몇몇 밀리미터와 동등한 정도로 휘어지거나 또는 뒤틀리는 것과 같은 단점을 가진다.

현재 제조된 슬래브가 사용된 공정에 있어 평균적으로 대략 30%가 이상적인 표면에 대하여 변형을 가질 수 있으며, 상기 변형은 길이에 있어서 3mm 내지 4mm의 변형이고 폭에 있어서는 2mm의 변형이 될 수 있다.

본 발명의 목적은 이러한 문제를 해결하는 것이고 열 적용과 촉매화 방법으로 열경화성 합성 수지 접합제를 강성화시키는 단계로부터 형성되는 최종 슬래브에서 전술된 단점을 제거한다.

상기 목적은 특히, 미가공된 슬래브를 강성화시키기 위한 섹션(section)의 다운스트림(downstream)으로 전술된 공정과 상기 공정의 연합된 장치와 방법을 구현하는 것이다.

보다 상세하게, 본 발명에 따르는 상기 방법은 고온 촉매화 단계의 최종 단계에서 상기 슬래브 2개의 표면을 상온으로 떨어져 일정하게 냉각시키고, 어느 경우에 있어 상온에서 바람직하게 공기인 유체 흐름에 의해 수지의 유리 변이 온도(glass transition temperature) 하부로 냉각시키며, 상기 공기 흐름이 상기 슬래브의 양 표면으로 접촉할 수 있도록, 상기 슬래브는 상기 목적을 위하여 완전히 편평한 조건으로 변하지 않게 지지시킨다.

상온으로 떨어져 완전히 편평한 지지부로 일정하게 냉각된 경우, 촉매화 오븐으로부터 추출된 상기 슬래브는 상기 지지부의 완전히 편평한 형상으로 최종적으로 가정된다. 상기 촉매 반응 오븐으로부터 추출된 상기 슬래브는 90℃ 이상의 온도를 가지며, 15% 내지 20%와 동등한 체적 측정 함유량을 가진 형식(formulation)에서 존재하는 접합 수지(binding resin)의 유리 변이 온도보다 높다. 열경화성 수지로 구성됨에도 불구하고, 상기 높은 온도는 여전히 상기 고분자(macromolecules) 수지의 일정한 재배열(rearrangement)과 석재 과립의 작고 상대적인 변위(displacement)를 허용하며, 슬래브 자체 무게 하에서 상기 슬래브가 수 밀리미터 재조절 가능한 결과로써, 상온으로 떨어져 냉각되거나 및 상기 수지의 유리 변이 온도 하부의 어떠한 온도로 떨어져 냉각되는 동안, 상기 슬래브 표면의 완전히 편평한 형상 위에 고정되는 방식으로 지지되고 정지됨을 명확하게 가정되기에 충분하다.

특히, 본 발명에 따르는 방법에 있어서, 상온에서 공기 흐름에 의해 냉각은 상기 슬래브 표면의 온도에 있어 감소가 완만해 지도록 수행된다. 상기 목적을 위하여, 바람직한 유체 흐름의 속도는 대략 1.5 내지 2.5 m/min의 수치로 유지되면서 제어된다.

순차적으로, 본 발명에 따르는 장치는 촉매화의 강성한 오븐과 열이 빠져나가는 상기 슬래브를 지지하기 위한 강성하고 금속적이며 편평한 구조물로 구성되며, 상기 편평한 구조물은 복수의 스페이서(spacers)를 가지며, 상기 구조물은 낮은 전도성을 가진 재료로 바람직하게 구성되고, 완벽하게 편평한 조건으로 상기 슬래브 지지부 표면을 유지 가능하며, 이격된 거리에서 표면을 장착하는 스페이서로부터 분리되고, 이는 일정하게 냉각 유체 흐름의 제어된 분배를 허용하며, 편평한 구조물을 향하여 상기 슬래브으로부터 흐르는 열을 제한하기 위함이며, 이는 바람직하지 못한 변형이 발생될 수 있다.

바람직하게, 표면을 장착하는 스페이서는 실질적으로 직사각형 프레임을 포함하고, 프레임의 보다 큰 측부는 복수의 횡단 피스에 의해 상기 스페이서가 고정되는 표면으로 연결된다.

상기 슬래브는 통상 매 2분 내지 4분당 1회의 비율로 촉매화 오븐으로 빠져 나오며(leave), 대략 40분 내지 80분 동안 정지해 있는 냉각 단계 동안 상기 슬래브를 고정하여 지지하는 편평한 구조물은 서로 나란하게 배열될 수 있으며 또한 둘레(circuit)를 따라 배치될 수 있으며 또는 냉각 유체를 공급하기 위한 채널이 제공된 타워(tower) 내측부에 삽입될 수 있다. 그러나 가능한 한 변형을 방지하며 냉각 표면의 완벽하게 편평한 배열을 보장하고 상기 2개의 측부 상에 냉각 유체의 지속적으로 일정한 흐름을 보장하는 것이 필수적이다.

본 발명에 따르는 방법과 냉각 장치를 사용하여 제조된 모든 슬래브는 작동 오차(working tolerances) 이내에서 잘 보존되기 위하여, 횡 방향으로 0.5 mm이고 종 방향으로 1.0 mm로 전술된 이상적인 평면에 대하여 최대 변형을 가진다.

본 발명의 특징과 장점은 수반되는 도면에 대한 설명으로부터 보다 자명하게 구현될 것이며, 도면은 다음과 같다.

도 1은 냉각 표면의 상부로부터 도시하는 평면도.

도 2는 도 1의 평면 Ⅱ-Ⅱ을 따르는 횡단면을 도시하는 횡단면도.

도 3은 도 1에서 도시된 편평한 구조의 짧은 측부를 따르는 단부를 도시하는 단부도.

도 4는 스페이서와 편평한 구조물의 일부를 확대된 크기로 도시하는 도면.

전술한 바에 따라, 표면을 냉각하는 단독 슬래브(slap)가 도시되는 도면에 대하여, 선호된 실시예에 있어서, 슬래브의 무게 하에서 실질적으로 변형되지 않도록 충분히 강성하고, 2개의 종 방향 측부 부재(12)와 2개의 단부 횡단 부재(14)에 의해 형성되는 금속 프레임(10)을 포함한다.

도 1로부터, 보강하는 중앙 종 방향 부재(16)가 제공됨이 용이하게 이해될 수 있으며, 반면 종 방향 부재(12)는 복수의 횡단 피스(18)에 의해 연결되고 상기 횡단 피스는 2개의 횡 방향 부재(12)에 대해 규칙적인 간격으로 바람직하게 강성하도록 고정된다.

일반적으로 일정한 간격으로 종 방향 부재에 고정된 각각의 횡단 피스(18)는 스페이서(spacers)를 가지며 상기 스페이서는 도면 부호(20)에 의해 일반적으로 도시되고, 낮은 전도성(conductivity)을 가진 플라스틱 재료의 버섯 형태 블록의 형태로 있으며(하지만 완벽하게 편평한 상부 표면을 가진다), 예를 들어 볼트(22)에 의해 생크(shank, 24)는 횡단 피스(18)의 상부 표면으로 강성하게 고정되며, 반면 상기 헤드(26)는 상부 방향으로 돌출되며, 횡단 피스(18) 상에 상기 스페이서(20)를 지지하기 위한 표면은 일정한 표면을 형성하기 위해 기계적으로 매끄럽게 가공된다.

도 1로부터, 복수의 스페어서(spacers, 20)가 적절한 수평 표면을 어떻게 형성하는 지를 용이하게 이해될 수 있으며, 상기 적절한 수평 표면상에서 촉매 반응 강성화 단계가 전술된 온도에 대한 가열과 함께 수행되는 단계를 벗어나 강성화 형성된 슬래브(slab)를 정지 가능하다.

도 4로부터 종 방향 부재(12)는 어떤 방식으로 나사못(30)과 스페이서(34)에 의해 기계적으로 기계 가공된 추출 부분(32)이 고정되는 환형 섹션(angular section, 28)으로 구성되는 지를 용이하게 이해될 수 있으며, 완벽한 직선 및 스페이서(20)와 같은 면의 방식으로 상기 부분은 냉각 유체를 공급하기 위해 침적되는 장치상에 금속의 편평한 구조물의 지지를 보장한다.

도 2와 도 3은 공간이 상기 슬래브 바로 아래에 형성되도록 상기 스페이서(20) 상에 정지해 있는 슬래브(36)를 도시하며, 상기 공간을 통하여 시트(sheet)를 냉각하는 속도를 제어하기 위하여 정격 유량(flowrate)으로 상온에서 바람직하게 공기(air)인 냉각 유체의 흐름을 이송하는 것이 가능하다.

종래 기술의 당업자들에게 잘 알려져 있는 장치로 구성되므로 비록 상기 슬래브(36)의 주요 표면에 대하여 냉각 공기의 흐름을 이송하고 분배하기 위한 수단이 보다 상세하게 도시되지 않았지만, 상기 중요한 특성은 상기 양 표면상에 상기 슬래브를 점차적이고 일정하게 냉각하는 것을 보장하는 것이다.

본 발명에 의해 제공된 중요한 장점은 상기 시트(sheet)로부터 편평한 구조물을 향하여 열의 과도한 흐름이 변형을 유발함을 방지하면서 냉각에 있어 균일성의 실질적인 결여(lack)를 회피하고 동시에 시트(sheet)를 완벽하게 편평한 조건을 유지시키도록 냉각되는 상기 슬래브는 복수의 작은 표면 부분을 따라 지지되는 사실에 있다.

본 발명은 선호된 실시예와 관련하여 설명되며, 개념적이며 기계적으로 동등한 변경물과 변형물들이 가능하며 수반하는 청구항의 범위 이내에서 고찰될 수 있음이 이해된다.

Claims (6)

1. (a)석재 또는 석재와 같은 재료로 구성된 하나 이상의 과립형 제품을 주로 포함하는 초기 혼합의 준비 단계를 포함하고, 상기 과립형 제품은 바람직하게 포화되지 않은 폴리에스테르 수지(polyester resin)인 열경화성 합성 수지 접합제로 구성된 접합제와 선택된 입자 크기를 가지며,

   (b)유사한 지지부(support)에 뒤따르는 커버링(covering)으로 몰드(mould) 또는 일시적인 지지 표면상으로 사전 형성된 두께를 가지는 혼합층을 침적시키는 단계를 포함하고,

   (c)혼합층은 사전 결정된 주파수의 진동 운동(movement)이 상기 층에 적용되는 동시에, 사전 형성된 진공이 형성되는 환경에서 가압 작용을 받는 동안 진공 진동 압축단계를 포함하며,

   (d)접합 수지의 열적 촉매 작용에 의해 미가공된 합성 슬래브를 강성화시키는 단계를 포함하는 형태의 집괴 재료의 슬래브를 제조하기 위한 방법에 있어서,

   상기 합성 수지의 고온 촉매 반응을 수반하는 마지막 단계에서 상기 슬래브의 2개의 표면은 제어된 온도에서 냉각 유체의 흐름에 의해 적어도 합성 수지의 유리 변이 온도(glass transition temperature) 아래의 온도로 일정하게 냉각되며, 상기 목적을 위한 슬래브는 상기 유체 흐름이 상기 슬래브의 양 표면에 자유스럽게 접촉될 수 있도록 완벽히 편평한 조건으로 지지되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각 유체는 상온에서 공기이며, 이는 합성 수지의 유리 변이 온도 하부의 경우에 있는 것을 특징으로 하는 슬래브 형성에 있어 제품(article)을 제조하기 위한 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 공기 흐름의 속도는 대략 1.5 내지 2.5 m/min의 수치에서 유지되면서 제어되는 것을 특징으로 하는 슬래브 형성에 있어 제품을 제조하기 위한 방법.
4. 제 1 항에 따르는 방법을 이용하여 슬래브 형태의 제품을 제조하는 장치에 있어서, 상기 장치는 가열 및 촉매화 경화 오븐으로부터 빠져나오는 슬래브를 지지하는 편평한 구조물로 구성되며, 상기 편평한 구조물은 냉각 유체 흐름을 일정하며 제어된 분배로 허용하고 편평한 구조물을 향하여 상기 슬래브의 형성으로부터 열 흐름을 방지하기 위한 거리에 의해 표면을 장착하는 스페이서로부터 분리된 완벽하게 편평한 조건으로 상기 슬래브 지지 표면을 유지 가능한 복수의 스페이서(20)를 가지며, 이에 편평한 구조물의 변형을 유발하는 것을 특징으로 하는 슬래브 형성에 있어 제품을 제조하기 위한 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 표면을 장착하는 상기 스페이서는 실질적으로 직사각형 금속 프레임(10)을 구성하고, 상기 프레임은 상기 2개의 단부 횡단 부재(14)와 2개의 종 방향 측부 부재(12)에 의해 형성되며, 상기 종 방향 부재는 복수의 횡단 피 스(18)에 의해 연결되고, 횡단 피스의 표면으로 상기 스페이서(20)가 고정되는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제 4 항에 있어서, 각각의 스페이서(20)는 횡단 피스(18)의 상부 표면으로 단단히 고정된 상기 생크(shank, 24)와 완벽하게 편평한 상부 표면을 가지며, 낮은 전도성을 가진 플라스틱 재료로 구성된 버섯 모양의 블록 형태인 것을 특징으로 하는 장치.

Images