KR101747363B1 - 화강석 바닥재의 연마방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단시간 내에 고광택 연마 작업을 할 수 있도록 하여 연마 작업 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 화강석 바닥재의 연마방법에 관한 것으로, 특히 다이아몬드 연마재의 입도가 200메시, 800메시, 3000메시인 연마패드; 연마가압부(10)가 힌지(31)를 통해 축회전 가능하게 됨으로써 다수의 연마패드가 화강석 바닥재에 균일한 압력을 가할 수 있게 마련된 연마장치;를 포함하고, 상기 연마패드 3종을 각각 상기 연마장치에 장착하여 3단계로 연마작업을 순차적으로 진행하는 연마 공정을 포함하는 화강석 바닥재의 연마방법에 관한 것이다.

Description

화강석 바닥재의 연마방법{METHOD OF POLISHING FOR GRANITIE FLOORING}

본 발명은 건축물의 바닥에 설치된 화강석 바닥재의 광택을 위한 화강석 바닥재의 연마방법에 관한 것이다.

일반적으로 화강석(花崗石)은 석영과 장석류를 주성분으로 하는 조립완정질 암석을 지칭하는 것으로, 미량의 인화석, 티타나이트, 갈렴석, 자철석 등을 포함하고 있으며 장석의 함량비율에 따라서 화강암을 분류한다.

건축물의 바닥재로서 주로 화강석과 대리석이 사용되고 있으며, 대리석은 광택도가 높은 반면 수입에 의존하기 때문에 가격이 높다는 단점이 있고, 화강석은 국내에서도 생산되어 쉽게 공급되므로 대리석에 비해 가격이 저렴하고 더 단단한 경도를 지니고 있어서 우라나라에서는 비싼 대리석보다는 저렴하고 강한 화강석으로 건축물 로비 비닥재로 마감 시공하고 있다.

그러나 오랜 통행에 노출된 바닥재는 미세한 스크래치가 형성되면서 고유 광택을 잃어버리고 스크래치가 확대되면서 이물질이 고착되어 오염이 심화되며, 또한 사람들이 주로 이동하는 통행선을 따라 오염이 가중되기 때문에 비통행 구간과 통행 구간의 광택이 서로 달라서 바닥재의 미관을 해치는 문제점이 있다.

더욱이 미관상 문제뿐만 아니라 통행 등에 의해 형성된 스크래치 및 확장된 기공 등은 석재 내부로의 오염물 침투가 보다 용이하기 때문에 이를 장기간 방치하게 되면 석재 훼손이 더욱 빠르게 진행되어 본래 갖고 있던 내구성에 좋지 않은 영향을 주어, 훼손된 만큼 석재의 기대수명이 단축되어서 바닥 석재를 새로운 것으로 교체하게 된다.

이는 현존하고 있는 건축물에서 바닥석재를 교체하는 것이라 바닥석재 철거에 따른 환경폐기물 발생, 추가설치에 따른 비용 발생 등 합리적인 자원 재분배 정신에 부합되지 않으며, 건축물 유지관리 차원에서도 바람직하지 않다.

이에 화강석 바닥재의 광택을 복원하기 위하여 정기적으로 연마 작업을 수행하게 되는데, 화강석 연마 작업과 관련한 선행기술로서 대한민국 등록특허 제 10-0416375호에는 석재연마 가공용 연마헤드에 있어서, 다수의 홀더공(111)이 수평방향으로 천공되고, 상기 각각의 홀더공(111)에 다수의 연마지석(100)이 결합 설치되어 유동되도록 하는 유동장치부가 설치되며 내부에 오일이 담겨지는 하우징(110)과; 상기 하우징(110)의 중앙에 자유자재 회동 가능하게 설치되며, 중심부에는 메인샤프트(150)가 끼워지도록 하는 축공(133)이 천공되고, 원통면의 둘레에 캠홈(132)이 형성되며, 상부에는 캠기어(131)가 일체로 결합되고 오일통로를 갖는 원통형 캠(130)과; 상기 원통형 캠(130)의 상부 캠기어(131)에 하측내접기어(142)가 결합되고, 상측 내접기어(141)는 메인샤프트(150)에 고정된 동력전달기어(151)와 결합되어 동력이 전달되면서, 상기 원통형 캠(130)의 회동속도와 하우징(110)의 회전속도가 상호 다르게 변속되도록 상. 하 각각의 피치경이 다른 구조로서 일체로 이루어진 이중내접기어(140)와; 연마 기계장치 본체에 고정되어 회동되지 않고 장 치 이동에 따라 수평이동만 가능하며, 일 측으로 편심되게 내부홈(161)이 형성된 커버(160)로 구성된 '화강석 연마헤드'(특허문헌 1)가 제안된 바 있다.

그러나 화강석은 대리석에 비해 경도(화강석의 모스 경도는 5.5 ~ 7.5, 대리석의 모스 경도는 2.5 ~3.5)가 높기 때문에 광택을 위한 연마 작업에 상당한 어려움이 있으며 실제로 세정이 아닌 화강석 바닥재의 100㎡ 면적을 광택하는데 있어 약 5000분(min)이 소요되고 있는 실정이어서 시간과 비용이 과다하기 때문에 대부분 세정에만 의존하고 있는 실정이다.

이에 따라 화강석 바닥재를 연마하는데 있어서는 특허문헌 1과 같은 연마헤드의 특정만으로는 부족하고, 연마장치의 구조를 비롯하여 연마패드 및 연마패드를 이용한 연마 공정과 작업 조건 등을 특정할 필요가 있다.

1. 대한민국 등록특허 제 10-0416375호(2004.1.13 공고)

본 발명은 전술한 종래 기술이 내포한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 화강석 바닥재의 연마 작업시 연마장치와 연마패드를 특정하고, 이들을 이용한 연마 공정과 조건을 특정함으로써 단시간 내에 고광택 연마 작업을 할 수 있도록 하여 연마 작업 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 화강석 바닥재의 연마방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 건축물 바닥 화강석의 적절한 연마광택 복원은 단순한 광택복원의 의미뿐 아니라 석재 사용가치 확장과 이에 따른 사회적 비용을 절감할 수 있는 매우 효과적인 방법론이 될 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다이아몬드 연마재 20~35중량%와 합성수지 레진 65~80중량%의 혼합물을 3~5인치 직경 및 2~6mm 두께를 갖는 원반상으로 성형하되, 상기 연마재의 입도가 200메시(mesh)인 제1연마패드와, 상기 연마재의 입도가 800메시(mesh)인 제2연마패드와, 상기 연마재의 입도가 3000메시(mesh)인 제3연마패드를 포함하는 3종의 연마패드; 상기 연마패드를 다수개 장착 가능하도록 하단부에 홀더(11)가 구비된 연마가압부(10)와, 상기 연마가압부(10)의 상부에 구비되어 상기 홀더를 회전시키는 모터(20)와, 일정 길이를 가진 프레임의 일단이 상기 연마가압부의 양측에 각각 힌지(31)로 축회전 가능하게 연결된 한 쌍의 연결프레임(30)과, 상기 연결프레임(30)의 타단에 고정되고 상부에 핸들(41)이 구비되며 일측에 연마용 냉각수를 저장한 냉각수통(42)이 부착된 본체(40)와, 상기 본체를 전후 방향으로 이동 가능하도록 상기 본체의 하부에 장착된 한 쌍의 휠(50)을 포함하여, 상기 연마가압부(10)가 상기 힌지(31)를 통해 축회전 가능하게 됨으로써 다수의 연마패드가 화강석 바닥재에 균일한 압력을 부여할 수 있게 마련된 연마장치; 를 포함하고,

상기 연마패드 3종을 각각 상기 연마장치에 장착하여 화강석 바닥재의 연마 공정을 수행하되, 상기 연마 공정은, 상기 제1연마패드를 상기 홀더에 장착하고 1200~1400rpm의 속도로 회전시키면서 바닥재 3.3㎡의 면적당 240~360sec동안 연마하는 제1연마단계; 상기 제2연마패드를 상기 홀더에 장착하고 1200~1400rpm의 속도로 회전시키면서 바닥재 3.3㎡의 면적당 240~360sec동안 연마하는 제2연마단계; 상기 제3연마패드를 상기 홀더에 장착하고 1400~1600rpm의 속도로 회전시키면서 바닥재 3.3㎡의 면적당 150~200sec동안 연마하는 제3연마단계; 가 순차적으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 연마방법에 의하면, 현재 7단계 연마작업을 하다보니 시간과 인건비등 비용이 과다하게 발생되어 평당 약 10~12만원 복원비용이 필요하지만, 본 발명에 의하면 연마단계를 3단계 축소하여 작업시간 단축 등으로 복원비용을 혁신적으로 감소시킬 수 있다.

또한, 바닥면이 거칠어지면 오염속도도 빨라지고 그만큼 청소도 어려우나, 본 발명에 따르면 적절한 시기에 언제든지 화강석에 대한 연마 광택복원 작업을 가능하게 하여 광택성 부여를 통한 건물 가치를 증가시키고, 석재 사용가치 증가로 철거 및 재시공으로 발생되는 폐기물, 추가설치 비용을 절감할 수 있으며, 청소 작업도 용이하다는 장점이 있다.

결국 경도가 높은 화강석을 단시간 내에 높은 광택으로 복원할 수 있으므로 연마 작업의 효율성이 높으며, 연마 작업에 따른 비용과 시간을 대폭 절약할 수 있게 되는 것이다.

도 1은 본 발명의 화강석 바닥재의 연마방법에 수반되는 연마장치의 구조를 보인 도면.
도 2는 도 1의 연마장치의 요부 확대도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 화강석 바닥재의 연마방법에 따른 광택복원 전과 광택복원 후의 바닥재 광택을 비교하기 위한 사진.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 이하에서는 본 발명의 바람직한 형태의 구조를 예시하고 이에 기하여 본 발명을 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 예시된 형태만으로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위는 예시된 형태의 통상적인 변경이나 균등물 내지 대체물까지 포함한다.

도 1은 본 발명의 화강석 바닥재의 연마방법에 수반되는 연마장치의 구조를 보인 도면이고, 도 2는 도 1의 연마장치의 요부 확대도이다.

도 1 및 도 2를 참조하는 바와 같이 본 발명에 따른 화강석 바닥재의 연마방법에 사용되는 연마장치는, 연마패드를 다수개 장착 가능하도록 하단부에 홀더(11)가 구비된 연마가압부(10)와, 상기 연마가압부(10)의 상부에 구비되어 상기 홀더를 회전시키는 모터(20)와, 일정 길이를 가진 프레임의 일단이 상기 연마가압부(10)의 양측에 각각 힌지(31)로 연결된 한 쌍의 연결프레임(30)과, 상기 연결프레임(30)의 타단에 고정되고 상부에 핸들(41)이 구비되며 일측에 연마용 냉각수를 저장한 냉각수통(42)이 부착된 본체(40)와, 상기 본체(40)를 전후 방향으로 이동 가능하도록 상기 본체(40)의 하부에 장착된 한 쌍의 휠(50)을 포함하여 구성된다.

여기서 상기 연결프레임(30)과 연마가압부(10)는 힌지(31)를 통해 축회전 가능하게 연결되어 있으므로 연결프레임(30)에 대하여 연마가압부(10)가 축회전할 수 있게 마련된다. 따라서 연마 대상물의 화강석 바닥재가 경사지거나 평탄하지 않더라도 그에 대응하여 연마가압부(10)가 기울어질 수 있으므로 상기 홀더(11)에 다수 개의 연마패드가 장착된 경우에도 다수의 연마패드가 화강석 바닥재에 균일한 압력을 가할 수 있다.

또한, 상기 한 쌍의 휠(50)은 본체 하부에서 작업자의 좌우 양쪽에 배치되게 하여 상기 연마가압부(10)가 작업자를 기준으로 전후 방향으로 이동할 수 있게 마련됨으로써 연마장치 이동시 작업자가 수월하게 진행할 수 있으므로 피로도를 감소시킬 수 있으면서도 작업성이 향상될 수 있다.

이때 화강석 바닥재에 가해지는 적절한 압력을 고려하여 상기 연마가압부(10)의 중량은 150 ~ 170kgf일 수 있고, 상기 모터(20)는 4~5KW 용량으로, 회전속도를 0 ~ 1800RPM의 범위에서 속도를 가변시킬 수 있는 것을 선택할 수 있다.

상기 홀더(11)에 탈부착되는 연마패드(미도시)는, 단결정 또는 다결정 구조의 다이아몬드 연마재 20~35중량%와, 페놀, 멜라민 등의 합성수지 레진 65~80중량%를 혼합한 혼합물을 열프레싱하여 성형한 것으로, 성형성과 마모에 따른 교체성 등을 고려하여 연마패드의 직경은 3~5인치일 수 있고, 두께는 2~6mm일 수 있다.

연마패드는 다이아몬드 연마재 입도 크기에 따라 여러 종류로 구분될 수 있으며, 통상적으로 합성수지 레진이 함유된 연마패드는 50메시, 100메시, 200메시, 400메시, 600메시, 800메시, 1000메시, 1500메시, 1800메시, 2000메시, 3000메시, 3500메시 등의 것이 있다.

이러한 연마패드를 이용하여 연마작업을 수행할 때 통상적으로 50메시와 100메시 연마패드를 이용하여 그라인딩(griding)을 수행하고, 200메시와 400메시 연마패드를 이용하여 호닝(honing)을 수행하며, 800메시, 1500메시 및 3000메시 연마패드를 이용하여 폴리싱(polishing)을 수행하지만, 이러한 연마 공정은 상당한 작업시간이 필요하므로 바람직하지 않다.

따라서 작업 효율성을 유지하면서도 작업시간을 단축하기 위하여 3종의 제1연마패드 내지 제3연마패드를 구비하는 것이 바람직하며, 본 발명자의 연구에 의하면 제1연마패드의 경우 다이아몬드 연마재의 입도가 200메시(mesh)인 것을, 제2연마패드의 경우 다이아몬드 연마재의 입도가 800메시(mesh)인 것을, 제3연마패드의 경우 다이아몬드 연마재의 입도가 3000메시(mesh)인 것을 적용하는 것이 양호하였다.

상기 연마패드 3종을 각각 상기 연마장치의 홀더(11)에 다수개 장착하여 화강석 바닥재의 연마 공정을 수행하되, 상기 연마 공정은, 상기 제1연마패드를 상기 홀더(11)에 장착하고 1200~1400rpm의 속도로 회전시키면서 바닥재 3.3㎡의 면적당 240~360sec동안 연마하는 제1연마단계; 상기 제2연마패드를 상기 홀더(11)에 장착하고 1200~1400rpm의 속도로 회전시키면서 바닥재 3.3㎡의 면적당 240~360sec동안 연마하는 제2연마단계; 및 상기 제3연마패드를 상기 홀더에 장착하고 1400~1600rpm의 속도로 회전시키면서 바닥재 3.3㎡의 면적당 150~200sec동안 연마하는 제3연마단계;를 순차적으로 진행한다.

제1연마단계와 제2연마단계는 비교적 입도가 큰 다이아몬드 연마재를 사용하기 때문에 화강석 바닥재의 절삭량이 많으므로 제3연마단계시보다 비교적 저속으로 회전시키면서 장시간 연마하는 것이 바람직하다. 1200rpm 이하 및 1400rpm 이상으로 회전시키면 바닥재 표면의 균일성을 충분히 확보할 수 없고 작업시간이 길어지므로 바람직하지 않다.

제3연마단계는 비교적 입도가 작은 다이아몬드 연마재를 사용하여 바닥재 표면을 균일하게 함으로써 광택을 부여하는 작업이므로 제1, 제2연마단계보다 고속으로 회전시키면서 비교적 단시간 내에 마무리하는 것이 바람직하다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 화강석 바닥재의 연마방법의 일 실시예에 따른 연마작업 전과 연마작업 후의 바닥재 광택을 비교한 사진으로서, 이하에서는 도 3 및 도 4의 사진과 실시예의 설명을 통해 본 발명을 더욱 구체화한다.

[실시예]

도 3과 같이 광택이 소멸된 면적이 약 100㎡인 화강석 바닥재를 본 발명의 연마방법을 통해 광택복원 작업을 수행하였으며, 연마공정 전의 바닥재 표면 광택도는 글로스미터(GlossMeter) 60°로 측정한 결과 36도로 광택이 거의 없는 상태이다.

1. 제1 내지 제3연마패드 준비

다이아몬드 연마재 30중량%와 합성수지 레진 70중량%의 혼합물을 열프레싱하여 직경 4인치, 두께 4mm인 연마패드 3종을 성형하였다. 이때 다이아몬드 연마재의 입도는 제1연마패드가 200메시이고, 제2연마패드는 800메시이며, 제3연마패드는 3000메시이다.

2. 연마장치 준비

도 1 및 도 2에 도시한 구조의 연마장치로서 중량은 160kgf이고, 모터는 용량 4KW, 최대 1800RPM으로 회전속도를 조절할 수 있는 연마장치를 준비하였다.

3. 연마작업 수행

제1연마단계: 연마재 입도가 200메시인 제1연마패드 9개를 연마장치의 홀더(11)에 장착하고 1200rpm의 속도로 회전시키면서 화강석 바닥재 3.3㎡의 면적당 300sec로 연마하였다.

제2연마단계: 연마재 입도가 800메시인 제2연마패드 9개를 연마장치의 홀더(11)에 장착하고 1300rpm의 속도로 회전시키면서 제1연마단계를 완료한 화강석 바닥재 3.3㎡의 면적당 300sec로 연마하였다.

제3연마단계: 연마재 입도가 3000메시인 제3연마패드 9개를 연마장치의 홀더(11)에 장착하고 1500rpm의 속도로 회전시키면서 제2연마단계를 완료한 화강석 바닥재 3.3㎡의 면적당 180sec로 연마하였다

제1 내지 제3연마단계를 통해 100㎡ 면적의 화강석 바닥재의 연마공정 소요시간은 480분으로서 종래 약 5000분이 소요되는 것에 비해 1/10 이상 단축하였다.

이와 같은 연마 작업을 수행한 후의 광택도는 통상 50 ~ 60을 유지할 수 있다.

또한, 도 4는 연마공정 완료 후 광택제를 분무하고 버핑 작업을 한 후 촬영한 사진으로서 도 3과 대비하는 바와 같이 광택도(연마복원작업 전의 광택도: 36; 도 3 참조)가 우수하며, 광택도를 그로스미터(GlossMeter) 60°로 측정한 결과 80도로 양호한 수준의 결과치를 얻었다.

이와 같이 상술한 설명은 본 발명의 기술 사상을 보인 한정된 실시 예에 따라 설명하였으나, 본 발명은 특정의 실시 예나 수치에 한정되지 아니하며, 실시 예들의 구성요소 일부를 변경, 혼합하는 등, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능하고, 그러한 변형 실시는 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

10... 연마 가압부
11... 홀더
20... 모터
30... 연결프레임
31... 힌지
40... 본체
50... 휠

Claims (1)

1. 화강석으로 이루어진 바닥재의 표면을 연마하여 광택을 복원하기 위한 화강석 바닥재의 연마방법으로서,
   다결정 구조의 다이아몬드 연마재 20~35중량%와 멜라민 합성수지 레진 65~80중량%의 혼합물을 열프레싱하여 3~5인치 직경 및 2~6mm 두께를 갖는 원반상으로 성형하되, 상기 연마재의 입도가 200메시(mesh)인 제1연마패드와, 상기 연마재의 입도가 800메시(mesh)인 제2연마패드와, 상기 연마재의 입도가 3000메시(mesh)인 제3연마패드를 포함하는 3종의 연마패드;
   상기 연마패드를 다수개 장착 가능하도록 하단부에 홀더(11)가 구비된 연마가압부(10)와, 상기 연마가압부(10)의 상부에 구비되어 상기 홀더를 회전시키는 4~5KW 용량의 모터(20)와, 일정 길이를 가진 프레임의 일단이 상기 연마가압부에 힌지(31)로 연결된 연결프레임(30)과, 상기 연결프레임(30)의 타단에 고정되고 상부에 핸들(41)이 구비되며 일측에 연마용 냉각수를 저장한 냉각수통(42)이 부착된 본체(40)와, 상기 본체를 전후 방향으로 이동 가능하도록 상기 본체의 하부에서 작업자를 기준으로 좌우에 장착된 한 쌍의 휠(50)을 포함하여, 상기 연마가압부(10)가 상기 힌지(31)를 통해 축회전 가능하게 됨으로써 다수의 연마패드가 화강석 바닥재에 균일한 압력을 부여할 수 있게 마련된 150 ~ 170kgf 중량의 연마장치;
   상기 연마패드 3종을 각각 상기 연마장치에 장착하여 화강석 바닥재의 연마 공정을 수행하되, 상기 연마 공정은,
   상기 제1연마패드를 상기 홀더에 장착하고 1200~1400rpm의 속도로 회전시키면서 바닥재 3.3㎡의 면적당 240~360sec동안 연마하는 제1연마단계;
   상기 제2연마패드를 상기 홀더에 장착하고 1200~1400rpm의 속도로 회전시키면서 바닥재 3.3㎡의 면적당 240~360sec동안 연마하는 제2연마단계;
   상기 제3연마패드를 상기 홀더에 장착하고 1400~1600rpm의 속도로 회전시키면서 바닥재 3.3㎡의 면적당 150~200sec동안 연마하는 제3연마단계;
   상기 연마단계 후 화강석 바닥재 표면에 광택제를 분무하고 버핑하는 버핑 단계;
   가 순차적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화강석 바닥재의 연마방법.

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