KR101660518B1 - 자연석 느낌의 석재 가공을 위한 연마사 분사장치와 그것을 사용한 석재 가공방법 및 그것에 의해 가공된 석판재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자연석 느낌의 석재 가공을 위한 연마사 분사장치와 그것을 사용한 석재 가공방법 및 그것에 의해 가공된 석판재에 관한 것이다.
본 발명의 연마사 분사장치는, 연마수분사노즐은 연마수가 유입되는 연마수유입홀; 연마수유입홀로 유입된 연마수가 석재를 향해 분사되도록 형성된 연마수분사구; 연마수유입홀로 유입된 연마수가 연마수분사구로 이동되는 유로를 형성하되 단면의 넓이가 연마수유입홀의 단면보다 넓은 형태를 가지는 연마수확산홀; 및 연마수확산홀로 공기가 유입되도록 형성되어 있되 연마수확산홀을 유동하는 연마수가 역류하지 않도록 되어 있는 공기유입구;를 갖는다.
본 발명에서는 세척수와 연마사가 혼합된 연마수가 연마수분사노즐을 통해 고압으로 석재에 분사되어 석재의 표면이 자연석과 같은 느낌으로 가공되도록 하는 것이므로 안전사고 및 미세먼지 발생이 방지되고 석재의 물리적 특성변화가 거의 없는 특징이 있다.
또, 연마수가 석재에 분사되기 전 연마수확산홀에서 연마수가 확산되고, 공기유입구를 통해 외부로부터 공기가 유입되어 연마수에 포함되므로 연마수분사구를 통해 분사되는 연마수가 불규칙적으로 분사됨으로써 석재가 자연석과 같은 느낌으로 가공되는 특징이 있다.

Description

자연석 느낌의 석재 가공을 위한 연마사 분사장치와 그것을 사용한 석재 가공방법 및 그것에 의해 가공된 석판재{POWDER SPRAYER FOR PROCESSING OF STONE}

본 발명은 석재의 표면을 가공하는 장치 및 방법과 그것에 의해 가공된 석재에 관한 것이다.

석재는 설치 후 수명이 길고, 고급스러운 미감을 주기 때문에 건축물은 물론 도로의 도로경계석과 같은 토목재, 조경재, 바닥제 등 다양한 분야에서 사용되고 있다.

종전에는 석재를 대리석과 같이 매끄럽게 가공하여 사용하는 경우가 많았으나 최근에는 자연석 느낌이 있는 석재 특히, 석판재의 수요가 증가하고 있는 추세이다.

자연석 느낌의 석재는 인공적으로 가공된 느낌의 석재와 달리 볼수록 자연스러운 아름다움을 줄 뿐만 아니라 표면이 미끄럽지 않은 특징이 있다.

이러한 이유로 바닥에 설치되는 석판재의 경우 자연석 느낌을 갖는 것이 주목을 받고 있으며, 소비도 증가하고 있다.

일정한 크기를 가지며, 표면이 자연석과 같은 느낌을 갖는 석재를 대량으로 확보하는 것이 쉽지 않기 때문에 석재의 표면을 자연석과 같은 느낌으로 가공하는 기술이 안출되었다.

한국 특허출원 제10-2007-0090213호 등에는 석재를 향해 쇼트볼을 고속으로 분사하여 석재의 표면을 가공하는 쇼트볼 사용 가공법이 제시되어 있다.

또, 한국 특허등록 제10-0646754호 등에는 석재에 고온의 열을 가하거나 고온의 열을 가한 후 물을 분사하여 석재의 표면을 울퉁불퉁하게 가공하는 쇼트블라스트 가공법이 제시되어 이다.

종래의 표면 가공법으로 가스버너를 사용해서 열을 가하는 방식이 주로 사용되었으나 물리적 특성이 크게 변하고 색상도 변하는 문제점이 있었다.

상기 2가지 방법 모두 석판재의 가공에 주로 사용되고 있는 실정이며, 자연석 느낌을 제대로 표현하지 못하는 문제점이 있었다.

또, 쇼트볼 사용 가공법은 쇼트볼로 인해 안전사고와 미세먼지 발생 및 기기의 고장이 빈번하게 발생되고, 석재의 강도가 저하되며, 물리적 특성이 크게 변하고, 휨 현상이 발생하는 문제점이 있었다.

한국 특허출원 제10-2007-0090213호 한국 특허등록 제10-0646754호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하려는 것으로서, 더욱 상세하게는 석재의 표면을 가공함에 있어 안전사고 및 미세먼지 발생이 방지되고 물리적 특성의 변화도 거의 없으며, 자연석 느낌의 표면을 갖는 석재로 용이하게 가공할 수 있는, 연마사 분사장치와 그것을 사용한 석재 가공방법 및 그것에 의해 가공된 석판재를 제공하려는데 목적이 있다.

본 발명에서는 고압의 세척수와 연마사가 혼합된 연마수가 연마수분사노즐을 통해 고압으로 석재에 분사되어 석재의 표면이 자연석과 같은 느낌으로 가공되도록 한다.

또, 연마수분사노즐을 통해 연마수가 분사되기 전 연마수가 연마수확산홀에서 확산되고 분사되기 전에는 공기유입구를 통해 외부로부터 공기가 유입되어 연마수에 공기가 포함되면서 연마수분사구를 통해 분사되는 연마수가 불규칙적으로 분사됨으로써 석재가 자연서과 같은 느낌으로 가공되도록 한다.

따라서 본 발명의 연마사 분사장치는, 고압의 세척수와 연마사가 혼합된 연마수가 유입되는 연마수유입홀을 갖는다.

또, 연마수유입홀로 유입된 연마수가 석재를 향해 분사되도록 형성된 연마수분사구를 갖는다.

또, 연마수유입홀로 유입된 연마수가 연마수분사구로 이동되는 유로를 형성하되 단면의 넓이가 연마수유입홀의 단면보다 넓은 형태를 가지는 연마수확산홀을 갖는다.

또, 연마수확산홀로 공기가 유입되도록 형성되어 있되 연마수확산홀을 유동하는 연마수가 역류하지 않도록 되어 있는 공기유입구를 갖는다.

또, 연마수확산홀로 공급되는 공기가 불규칙하게 공급되도록 한다.

본 발명에서는 세척수와 연마사가 혼합된 연마수가 연마수분사노즐을 통해 고압으로 석재에 분사되어 석재의 표면이 자연석과 같은 느낌으로 가공되도록 하는 것이므로 안전사고 및 미세먼지 발생이 방지되고 석재의 물리적 특성변화가 거의 없는 특징이 있다.

또, 연마수가 석재에 분사되기 전 연마수확산홀에서 연마수가 확산되고, 공기유입구를 통해 외부로부터 공기가 유입되어 연마수에 포함되므로 연마수분사구를 통해 분사되는 연마수가 불규칙적으로 분사됨으로써 석재가 자연석과 같은 느낌으로 가공되는 특징이 있다.

또, 연마수분사노즐이 전, 후, 좌, 우의 방향 중 적어도 2방향 이상으로 움직이면서 연마수를 분사하도록 연마수분사노즐을 움직여주는 노즐움직임수단이 더 구비된 경우 더욱 더 자연석 느낌이 나도록 가공할 수 있는 특징이 있다.

또, 가공대상물인 석재가 전, 후, 좌, 우의 방향 중 적어도 2방향 이상으로 움직이도록 되어 있는 경우 석재의 표면을 더욱 더 자연석과 같은 느낌으로 가공하면서도 가공시간을 단축할 수 있으며, 연마수가 더욱 더 고르게 분사되는 결과를 가져와 더욱 자연석과 같은 느낌으로 가공할 수 있고, 생산성이 크게 향상되는 특징이 있다.

도 1은 본 발명의 자연석 느낌 석재 가공을 위한 연마사 분사장치를 설명하기 위하여 흔들림몸체가 좌측으로 이동된 상태를 도시한 개략도
도 2는 본 발명의 자연석 느낌 석재 가공을 위한 연마사 분사장치를 설명하기 위하여 흔들림몸체가 우측으로 이동된 상태를 도시한 개략도
도 3은 본 발명의 구성요소인 연마수분사노즐을 설명하기 위한 개략도

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에한정되는 것은 아니다.

본 발명은 석재의 표면을 자연석과 같은 느낌으로 가공하는 장치와 방법에 관한 것이다.

그러나 본 발명은 종래기술과 달리 안전사고 및 미세먼지 발생이 방지되고 석재의 물리적 특성변화도 거의 없으며, 자연석 느낌의 표면을 갖는 석재로 용이하게 가공할 수 있도록 하려는 목적을 갖는다.

이를 위하여 본 발명에서는 고압의 세척수와 연마사가 혼합된 연마수가 연마수분사노즐(10)을 통해 고압으로 석재에 분사되어 석재의 표면이 자연석과 같은 느낌으로 가공되도록 한다.

초경합금 재질 등의 쇼트볼을 고속으로 분사하는 방식은 쇼트볼에 의한 충격이 누적되어 석재의 물리적 특성을 변화시키는 단점이 있지만 본 발명에서와 같이 연마사를 사용하는 방식은 석재의 물리적 특성을 변화시키지 않는다.

또, 쇼트볼 분사방식은 석판재의 휨현상이 발생되고 미세먼지와 석재 파편이 강하게 분사되면서 안전사고나 기기의 고장을 유발하지만 본 발명에서와 같이 세척수에 연마사가 혼합된 연마수를 분사하는 방식은 안전사고 발생이 거의 없고 기기의 고장도 매우 적다.

본 발명에서의 연마수는 석재의 특정 부분에 집중적으로 강하(좁은 부분에 강하게) 분사하여 석재를 절단하는 용도 등으로 사용되는 기기에 사용되는 것을 사용할 수 있다.

그러나 석재의 절단 등에 사용되는 연마수분사구(14)조는 석재의 표면을 자연석에 가깝게 가공하는데 사용하기 어렵다.

석재의 표면이 자연석에 가까운 느낌을 가지려면 석재의 표면 중에서 특정 지점이 가공처리되는 것이 아니라 표면이 전체적으로 자연스럽게 가공되어야 하기 때문이다.

또, 특정 패턴을 갖는 가공형태는 인위적인 느낌이 발생하기 때문에 불규칙한 가공 형태를 가질 필요성이 있다.

이를 위하여 본 발명에서는 연마수분사노즐(10)을 통해 연마수가 분사되기 전 연마수가 연마수확산홀(12)에서 확산되도록 함으로써 연마수가 넓게 확산되어 분사될 수 있게 한다.

또, 분사되기 전에는 공기유입구(13)를 통해 외부로부터 공기가 유입되어 연마수에 공기가 포함되면서 연마수분사구(14)를 통해 분사되는 연마수가 불규칙적으로 분사되도록 한다.

따라서 본 발명의 연마사 분사장치는 연마수분사노즐(10)을 갖는다.

이러한 연마수분사노즐(10)은, 고압의 세척수와 연마사가 혼합된 연마수가 유입되는 연마수유입홀(11)을 갖는다.

또, 연마수유입홀(11)로 유입된 연마수가 석재를 향해 분사되도록 형성된 연마수분사구(14)를 갖는다.

또, 연마수유입홀(11)로 유입된 연마수가 연마수분사구(14)로 이동되는 유로를 형성하되 단면(유량과 관련된 단면, 도 1과 같은 구조에서는 횡단면)의 넓이가 연마수유입홀(11)의 단면보다 넓은 형태를 가지는 연마수확산홀(12)을 갖는다.

또, 연마수확산홀(12)로 공기가 유입되도록 형성되어 있되 연마수확산홀(12)을 유동하는 연마수가 역류하지 않도록 되어 있는 공기유입구(13)를 갖는다.(공기유입량을 조절할 수 있는 형태로 구현할 수도 있다.)

공기유입구(13)로 연마수가 역류되지 않도록 하는 형태는 체크밸브 등을 설치하는 구조도 있지만 첨부된 도면에서와 같이 연마수유입홀(11) 방향에서 시작하여 연마수확산홀(12)로 진행되어 있되 경사를 형성하면서 형성되어 있는 형태로 구현할 수도 있다.

공기유입구(13)는 연마수분사구(14)에서 10mm~30mm 떨어져 있는 지점에 형성하는 것이 연마수의 분산 효과가 우수하다.

연마수의 공급 압력이 100bar 이상 되어야 연마 효율이 우수하며, 연마사로는 모래, 금강사, 광택제 분말 등을 사용할 수 있다.

전술한 본 발명의 구조는 연마수가 불규칙한 형태로 넓게 확산되어 분사되기 때문에 생산성이 우수하다.

본 발명에 있어서, 상기 연마수분사노즐(10)은 복수 개 구비되어 있는 것이 좋으며, 각각의 연마수분사노즐(10)은 간격을 두고 위치되어 있는 것이 좋다.

본 발명에 있어서, 연마수분사노즐(10)이 전, 후, 좌, 우의 방향 중 적어도 2방향 이상으로 움직이면서 연마수를 분사하도록 연마수분사노즐(10)을 움직여주는 노즐움직임수단(20)을 더 구비할 수 있다.

이러한 경우 연마수분사노즐(10)이 전, 후, 좌, 우의 방향 중 적어도 2방향 이상으로 움직이면서 연마수를 분사하기 때문에 석재의 넓은 면적에 연마수를 빠르게 분사하면서도 비교적 고르게 분사할 수 있다.

따라서 표면적이 넓은 석재(1)를 자연석 느낌이 나도록 가공하는데 소요되는 시간을 단축할 수 있으며, 전체적으로 고른 작업이 이루어져 자연석 느낌을 더욱 살릴 수 있는 것이다.

연마수분사노즐(10)이 움직이는 구조에서 석재(1)도 좌, 우, 전, 후 중 적어도 2방향 이상으로 움직일 경우 효과는 더욱 증가한다.

다만, 연마수분사노즐(10)과 석재(1)는 서로 교차하는 방향으로 움직이는 것이 좋다.

노즐움직임수단(20)은 캠을 사용한 방식, 링크를 사용한 방식 등 다양한 형태로 구현할 수 있다.

그러나 도 1 및 도 2와 같은 형태로 구현하는 것이 연마수의 원활한 공급과 장치의 고장발생률 등을 낮출 수 있어 바람직하다.

첨부된 도 1에서 연마수분사노즐(10)이 설치되어 있는 흔들림몸체(30)는 상부가 회전볼연결장치(40)의해 회전되게 고정되어 하부가 추와 같이 움직일 수 있도록 되어 있다.

또, 노즐움직임수단(20)은 중공(21a)이 형성된 원통형의 회전체(21)를 가지고 있다.

또, 상기 회전체(21)를 회전시켜 주는 모터(22)를 가지고 있다.

또, 상기 회전체(21)의 한 지점과 흔들림몸체(30)의 하부를 연결하고 있어 회전체(21)의 회전시 흔들림몸체(30)의 하부를 끌어당겨 움직이게 하는 연결체(24)를 가지고 있다.

도 1에서는 기어(23)를 통해 모터(22)의 회전력을 회전체(21)에 전달하는 방식으로 되어 있다.

그러나 모터(22)의 회전력을 회전체(2)에 전달하는 동력전달기구는 공지의 다양한 동력전달방식을 적용 가능하다.

전술한 회전볼연결장치(40)는 끝부분이 구형 또는 반구형으로 가공된 축이 구형 또는 반구형의 홈에 들어가 회전되는 방식 등으로 이루어진 것을 의미한다.

이러한 회전볼연결장치(40)는 이미 다양한 산업분야에 적용되고 있는 것이므로 보다 구체적인 설명은 생락한다.

전술한 회전볼연결장치(40)는 흔들림몸체(30)의 전, 후, 좌, 우의 움직임에 대응할 수 있은 것이다.

그러나 흔들림몸체(30)가 좌, 우로만 움직이거나 전, 후로만 움직이는 경우 통상의 힌지를 사용한 방식 등으로 구현할 수 있다.

미설명 부호 25는 베어링이고, 31은 세척수공급라인이며, 32는 연마사공급라인이다.

본 발명에 기재된 석판재는 판형 석재를 의미하는 관용어이다.

1. 석재
10. 연마수분사노즐
11. 연마수유입홀
12. 연마수확산홀
13. 공기유입구
14. 연마수분사구
20. 노즐움직임수단
21. 회전체
21a. 중공
22. 모터
23. 기어
24. 연결체
25. 베어링
30. 흔들림몸체
31. 세척수공급라인
32. 연마사공급라인
40. 회전볼연결장치

Claims (5)

1. 삭제
2. 석재의 표면을 연마하는 장치에 있어서,
   연마수분사노즐(10)과 노즐움직임수단(20) 및 상기 연마수분사노즐(10)이 설치되어 있는 흔들림몸체(30)를 가지며,
   상기 연마수분사노즐(10)은 고압의 세척수와 연마사가 혼합된 연마수가 유입되는 연마수유입홀(11);
   상기 연마수유입홀(11)로 유입된 연마수가 석재를 향해 분사되도록 형성된 연마수분사구(14);
   상기 연마수유입홀(11)로 유입된 연마수가 연마수분사구(14)로 이동되는 유로를 형성하되 단면의 넓이가 연마수유입홀(11)의 단면보다 넓은 형태를 가지는 연마수확산홀(12); 및
   상기 연마수확산홀(12)로 공기가 유입되도록 형성되어 있되 연마수확산홀(12)을 유동하는 연마수가 역류하지 않도록 되어 있는 공기유입구(13);를 갖는 연마수분사노즐(10)을 포함하여 구성되고,
   흔들림몸체(30)는 상부가 회전볼연결장치(40)의해 회전되게 고정되어 하부가 추와 같이 움직일 수 있도록 되어 있으며,
   노즐움직임수단(20)은 중공(21a)이 형성된 원통형의 회전체(21);
   상기 회전체(21)를 회전시켜 주는 모터(22); 및
   상기 회전체(21)의 한 지점과 흔들림몸체(30)의 하부를 연결하고 있어 회전체(21)의 회전시 흔들림몸체(30)의 하부를 끌어당겨 움직이게 하는 연결체(24);를 포함하여 구성된, 자연석 느낌의 석재 가공용 연마사 분사장치.
   
3. 삭제
4. 석재의 표면을 가공하는 방법에 있어서,
   고압의 세척수와 연마사가 혼합된 연마수가 연마수분사노즐(10)을 통해 석재에 분사되어 석재의 표면이 자연석과 같은 형태로 가공되도록 하되
   상기 연마수분사노즐(10)은 연마수가 유입되는 연마수유입홀(11);
   상기 연마수유입홀(11)로 유입된 연마수가 석재를 향해 분사되도록 형성된 연마수분사구(14);
   상기 연마수유입홀(11)로 유입된 연마수가 연마수분사구(14)로 이동되는 유로를 형성하되 단면의 넓이가 연마수유입홀(11)의 단면보다 넓은 형태를 가지는 연마수확산홀(12); 및
   상기 연마수확산홀(12)로 공기가 유입되도록 형성되어 있되 연마수확산홀(12)을 유동하는 연마수가 역류하지 않도록 되어 있는 공기유입구(13);를 갖고
   상기 연마수분사노즐(10)이 설치되어 있고, 상부가 회전볼연결장치(40)의해 회전되게 고정되어 하부가 추와 같이 움직일 수 있도록 되어 있는 흔들림몸체(30)를 노즐움직임수단(20)을 통해 움직이면서 연마수를 분사하는데
   상기 노즐움직임수단(20)은 중공(21a)이 형성된 원통형의 회전체(21);
   상기 회전체(21)를 회전시켜 주는 모터(22); 및
   상기 회전체(21)의 한 지점과 흔들림몸체(30)의 하부를 연결하고 있어 회전체(21)의 회전시 흔들림몸체(30)의 하부를 끌어당겨 움직이게 하는 연결체(24);를 갖도록 하여 석재의 넓은 면적에 연마수를 빠르게 분사하면서 고르게 분사하여 석재를 가공하는, 자연석 느낌의 석재 가공용 연마사 분사장치를 사용한 석재 가공방법.
   
5. 제 4항의 자연석 느낌의 석재 가공용 연마사 분사장치를 사용한 석재 가공방법에 의해 가공된 석판재.
   

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