KR102290116B1 - 응집된 석재 및 시멘트 바인더로 모자이크를 갖는 슬래브를 제조하는 방법 및 이에 따라 제조된 슬래브 - Google Patents

Abstract

모자이크 구성을 갖는 슬래브를 제조하는 방법은, 상부에 복수의 모자이크 요소가 고정된 적층된 시트를 몰드 상에 제공하는 단계, 기설정된 두께의 층을 얻기 위해, 천연 석재의 과립 및, 시멘트 바인더, 물 및 시멘트 혼합물의 유동화제로 구성된 바인더 혼합물을 포함하는 혼합물을 몰드 내에 붓는 단계, 틈새의 구멍의 기포를 충분히 완전하게 제거하고, 시작 혼합물에 포함될 수 있는 남은 공기를 제거하기 위해, 기설정된 시간 동안 제1 값의 진공을 적용하여 혼합물의 기포를 없애는 단계, 제1 값보다 작은 제2 값을 갖는 진공 상태로 기설정된 기간 동안 진동 운동을 적용하는 단계를 포함한다.
그 다음, 슬래브를 형성하는 응결의 제1 단계 및 시멘트 바인더를 경화하는 단계가 수행되고, 몰드에서 슬래브를 제거하고, 시트가 제거되고, 슬래브를 보정 및 연마하는 단계 이전에 양생을 수행하는 것이 허용된다.

Description

응집된 석재 및 시멘트 바인더로 모자이크를 갖는 슬래브를 제조하는 방법 및 이에 따라 제조된 슬래브{ METHOD FOR MANUFACTURING SLABS OF AGGLOMERATED STONE MATERIAL WITH A CEMENTITIOUS BINDER WITH MOSAIC AND SLABS THUS OBTAINED }

본 개시는 응집된 석재(agglomerated stone material) 및 시멘트 바인더(cementitious binder)로 모자이크 구성(mosaic composition)을 갖는 슬래브(slab)를 제조하는 방법 및 이에 따라 얻어진 슬래브에 관한 것이다.

특히, 본 개시는 모자이크 구성을 생성하기 위하여, 무늬가 새겨진 조각들(inlaid pieces) 또는 삽입물(inserts)로 장식된, 응집된 석재 및 시멘트 바인더의 슬래브 제조에 관한 것이다.

이러한 슬래브의 유형들은 고품질의 바닥재(flooring)에 사용되나, 또한 외부 피복재(external cladding) 뿐만 아니라 내부(internal)에도 사용될 수 있다.

종래 기술의 언급에 따르면, 다양한 방법들은 모자이크 구성을 갖는, 응집된 석재 및 시멘트 바인더의 슬래브를 제조하기 위해 잘 알려져 있다.

예를 들어, 한 방법은 필요한 패턴을 얻기 위해 우선 모자이크 패턴이 도식적으로(graphically) 준비되고, 이 패턴 또는 패턴 윤곽(contour)이 적층된 시트(laminated sheet)와 같은 시트에 인쇄되는 것으로 알려져 있다.

그 다음, 사전에 정의되어진 모자이크의 패턴 이후, 다양한 재료의 테세라(tesserae)(또는 삽입물)는, 시트 상부에 접착(glued)된다.

테세라는 특정 재료, 바람직하게는 정사각형 또는 직사각형 모양으로 만들어진 조각들로, 모자이크를 구성하는데 사용되고, 보통 에나멜이 씌워진 모자이크 테세라이다. 유리 테세라 또는 금선 또는 은선이 있는 테세라와 같은 테세라의 다른 유형들은, 고품질의 모자이크의 생산에 사용될 수도 있다. 적절하게 절단된 천연 대리석(natural marble)의 테세라 또는 다양한 유형의 타일로 구성된 테세라가 사용될 수도 있다.

분명히, 사용 가능한 테세라의 많은 유형 중에서, 서로 가장 잘 맞는(best fit together) 것들 및 패턴을 복사하는데 가장 적합한 것들을 선택하는 것이 필요하다. 이 이유로, 서로 잘 맞고 바람직한 패턴에 완벽하게 따르기 위해서 칼 또는 끌(chisel)을 이용하여 손으로 테세라를 절단 및/또는 다듬는(trim) 것이 종종 필요하다.

일단 가장 적합한 테세라를 구분한 후, 필요하면 수동으로 가공되고, 특별한 접착제를 이용하여 시트 상에 접착되며, 따라서 바람직한 패턴을 복사하는 모자이크가 획득된다.

테세라를 포함하는 시트는 몰드 내부에 위치되고, 테세라가 없는 적층된 시트의 표면은 몰드의 바닥과 접촉된다. 분명히, 슬래브의 노출된 면은 몰드의 바닥 쪽으로 향하기 때문에, 패턴은 그에 맞춰, 즉, 거울 같이(mirrored) 복사되어야 한다.

적층된 시트는 투명할 수 있고, 이를 몰드 내부의 중심에 맞추기 위하여 기준선(예를 들어 교차를 형성하는 두 중심선)이 제공될 수 있고, 명백히 동일한 기준선은 몰드의 바닥에 제공될 수 있다. 적층된 시트가 몰드 내부에 위치될 때, 시트의 투명성 때문에 최고의 위치 결정(optimum positioning)을 얻도록, 몰드의 선 상에 적층된 시트의 선을 겹칠 수 있다.

특히, 모자이크가 복수의 슬래브를 커버하기 위해 형성된 때, 위치 결정의 보정은 핵심적으로 중요하고, 슬래브의 패턴이 형성된 곳은 인접한 슬래브 상에 형성된 패턴과 중단(interruptions) 없이 정확히 일치해야만 한다.

그리고, 모자이크 구성을 완전히 덮기 위해 그라우트(grout)(액상의 시멘트 모르타르(liquid cement mortar))는 몰드 내부의 테세라 및 시트의 맨 위(top)에 부어진다. 그 다음, 비활성 재료(inert material)를 형성하고 보통 큰 입자 사이즈를 갖고, 심지어 6mm 이상인 조각들(chipping)이 부어진다.

그 다음, 전체 어셈블리(entire assembly)는 진동을 겪고, 조각들은 그라우트 내에 균일하게 분포된다. 이전에, 물품(article)이 경화되면, 몰드로부터 빼내어지고, 다른 시멘트 베이스 제품처럼 응결하는 것이 허용된다. 모자이크 구성의 표면(예를 들어, 몰드의 바닥에 접촉된 표면)은 평활화(smoothing) 및 연마(polishing) 작업을 겪는다.

이상에 기재한 바와 같이, 동일한 패턴을 모두 복사하는 슬래브를 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 심지어 복수의 슬래브를 커버하는 큰 사이즈(large-size)의 모자이크 구성을 생산할 수도 있다. 이러한 경우, 도식적인 설계 단계 동안, 패턴이 복수의 슬래브 상에 복사될 것이 고려되어야만 하고, 따라서 각 슬래브가, 슬래브들을 나란히 배열함으로써 필요한 이미지를 정확하게 얻는 그러한 방법으로 복사되어야만 하는 정확한 패턴을 형성하는 것이 필요해진다.

게다가, 두 슬래브 사이에 접합 부분(joints)이 제공되는 것이 필요한 경우, 패턴이 형성되는 동안, 슬래브들은 서로에 대하여 일정한 간격을 둘 것이 필요하다.

종래 기술은 광범위하게 사용되었음에도 불구하고 단점이 없지 않다.

이상에 기재된 방법은, 부분적으로만 자동화되어 있는 반면, 특히 많은 수동 구성(manual component)을 갖는 것이 명백하다. 사실 모자이크의 다양한 테세라는, 우선 그들의 형태와 크기에 기초하여 선택되고, 그 다음, 형성될 패턴에 가장 적합하기 위해 절단 또는 모델링되고(modelled), 최종적으로 투명한 적층된 시트 상에 하나씩 접착되어야만 한다.

따라서, 예술적 작업에 수반되는 중요한 금액(significant amount)의 관점에서, 이러한 유형들의 슬래브의 생산은, 지속적인 고비용과 함께, 다소 힘들고 길다.

게다가, 이상에 기재된 방법에서, 모든 단계들은 (진공이 아닌)일반적인 주변 상태(normal ambient conditions) 하에서 수행되는 것이 예상되고, 따라서, 그라우트 또는 조각들을 붓는 동안, 상당한 양의 공기가 포켓(pockets) 또는 버블(bubbles)의 형태로 혼합물 내부에 포함될 수 있었다. 후속의 평활화 및 연마 작업 동안, 이들 포켓 또는 버블은 슬래브의 표면에 작은 크레이터(crators)와 비슷한 결함(imperfections)을 증가시켜, 결국 최종 슬래브는 완벽하게 균일하지는 않다.

혼합물 내부에 갇힌 공기의 문제점은, 예를 들어, 유럽 특허 EP 1, 266, 734와 같은 선행 기술에 의해 고려되어져 왔다. 본 특허는, 먼저 그라우트가 몰드 내부에 부어지는 곳에, 이후 조각들이 부어지고, 그 다음, 전체 어셈블리가 진동을 받는, 슬래브를 생산하는 방법에 관한 것이다. 진동 단계 이후, 제2 양의 그라우트 및 제2 양의 조각들이 몰드 내부에 분포되고, 전체 어셈블리는 제2 진동 작업을 받는다.

이러한 방법으로, 큰 입자 크기를 갖는 비활성 재료만을 사용할 수 있고, 이는 얻을 수 있는 미학적 특성(aesthetic characteristics)을 매우 제한한다. 시멘트 반죽(cementitious paste)에 포함된 그러한 큰 입자 크기는 또한 얻어지는 슬래브의 기계적 강도 특성(mechanical strength characteristics)을 어쩔 수 없이 제한한다.

따라서, 본 개시의 목적은, 종래 기술의 단점을 해결하는 것이다.

본 개시의 첫 번째 과제는, 잘 압축(well compacted)되고 내부에 공기 방울을 갖지 않는 물품(articles)을 제조하는 것이다.

본 개시의 두 번째 과제는, 모자이크 구성의 슬래브를 제조하기 위해 수행되는 작업들의 복잡성(complexity) 및 비용을 감소시키는 것이다.

게다가, 본 개시의 추가적인 과제는, 높은 미학적 가치 및 최적의 기계적 강도 특성을 갖는 슬래브를 제공하는 것이다.

상기 목적 및 과제는 청구항 제1항에 따른 방법 및 청구항 제12항에 따른 슬래브로 이루어진다.

본 개시의 특징적 세부 특징(characteristic features) 및 이점은, 이하 제공되고, 비제한적인 예시로서 제공되는 다수의 바람직한 실시 예가 포함된 상세한 설명으로부터 보다 명확하게 나타난다.

본 개시에 따른 모자이크 구성을 갖는, 응집된 석재 및 시멘트 바인더의 슬래브를 제조하는 방법은,

- 모자이크를 형성하기 위해 복수의 테세라를 갖는 적층된 시트(laminated sheet)를 몰드(mould) 상에 제공하는 단계;

- 기설정된 두께의 층을 얻기 위해, 천연 석재의 과립(a granulate of natural stone material) 및, 시멘트 바인더(cementitious binder), 물 및 시멘트 혼합물(cement mixtures)의 유동화제(fluidizer)로 구성된 바인더 혼합물을 포함하는 혼합물을 상기 몰드 내에 붓는(pouring) 단계;

- 틈새의 구멍(interstitial cavities)의 기포를 충분히 완전하게 제거하고, 시작 혼합물(starting mixture)에 포함될 수 있는 남은 공기를 제거하기 위해, 기설정된 시간 동안 제1 값(first value)의 진공을 적용하여 상기 혼합물의 기포를 없애는(de-aerating) 단계;

- 상기 제1 값보다 작은 제2 값(second value)을 갖는 진공 상태로 기설정된 기간 동안 진동 운동(vibratory motion)을 적용하는 단계;

- 응결(setting)의 제1 단계에 착수하고(proceeding), 상기 슬래브의 상기 시멘트 바인더를 경화(hardening)하는 단계;

- 상기 몰드에서 상기 슬래브를 제거하고, 상기 시트를 제거하고, 상기 시트를 제거한 슬래브를 양생(curing)하는 단계; 및

- 노출된 면(exposed face)을 평활화(smoothing) 및 연마(polishing)하기 위한 과정으로 상기 슬래브의 기계 가공(machining)을 수행하는 단계;를 포함한다.

본 개시의 가능한 실시 예에 따르면, 방법은 모자이크의 패턴이 도식적으로 준비되는 것인 초기 단계를 포함한다. 그 다음, 모자이크의 패턴 또는 이의 윤곽(contour)은 시트 상에 배치된다. 유리하게는, 모자이크 패턴 또는 이의 윤곽은 시트 상에 인쇄된다.

따라서, 얻어진 시트는 몰드 내부에 위치된다. 분명히, 슬래브의 가시적인 면은 몰드의 바닥 쪽으로 향하기 때문에, 패턴은 그에 맞춰, 즉, 거울 같이(mirrored) 준비되어야 한다.

유리하게는, 적층된 시트는 투명할 수 있다.

인쇄하는 동안, 시트를 몰드 내부의 중심에 맞추기 위한 기준선(예를 들어 교차를 형성하는 두 중심선)이 인쇄될 수 있고, 명백히 동일한 기준선은 몰드의 바닥에 복사될 수 있다. 적층된 시트가 몰드 내부에 위치될 때, 시트의 투명성 때문에 최고의 위치 결정(optimum positioning)을 얻도록, 몰드의 선 상에 적층된 시트의 선을 겹칠 수 있다.

유리하게는, 그 다음, 다양한 재료의 테세라(또는 삽입물)는, 사전에 정의되어진 모자이크의 패턴에 따라 수동(manually) 또는 자동 로봇 조작자(automatic robotic manipulator)를 통해 시트 상에 접착된다. 시트는 밀리미터의 십분의 일(one tenth of a millimetre)의 범위(region)의 두께를 가질 수 있다. 유리하게는 시트는 폴리머 재료의 적층된 시트일 수 있다.

본 개시의 가능한 실시 예에 따라, 테세라는, 예를 들어 모자이크를 위해 에나멜을 씌운 테세라(enamelled tesserae for mosaics)와 같이, 모자이크의 형성을 위해 사용되는 특정 재료로 만들어진 조각들일 수 있다. 유리(glass) 테세라 또는 미러 테세라(mirror tesserae), 후면에 은선(silver-lined) 또는 금선(gold-lined)이 있는 유리질의 테세라(glassy tesserae) 또는 금속 테세라(metal tesserae)와 같은 테세라의 다른 유형들은, 고품질의 모자이크를 생산하기 위하여 이 방법으로 위치될 수도 있다. 적절하게 절단된, 대리석(marble)과 같은 천연석(natural stone)으로 만들어진 테세라 또는 세라믹 타일과 같은 다양한 유형의 타일로 구성된 테세라도 사용될 수도 있다.

본 개시의 가능한 실시 예에 따라, 제1 진공(first vacuum)은 상대적으로 높을 수 있고, 60 내지 20 mbar 사이의 잔압 값(residual pressure value)을 가질 수 있다. 유리하게는 제2 진공은, 혼합물의 온도에 관하여 100 내지 30 mbar 사이의 잔압 값을 가질 수 있다.

본 개시의 가능한 실시 예에 따라, 예를 들어, 혼합물 내에서 물이 끓는 것을 피하기 위해, 제2 진공 값의 잔압은 혼합물의 온도에서 증기 압력(vapour pressure)보다 높다.

유리하게는 제1 진공 값은 1 내지 10초의 시간 동안 적용될 수 있다.

본 개시의 가능한 실시 예에 따라, 진동 운동은 2000 내지 4800 Hz 사이, 바람직하게는 2800 내지 3600 Hz 사이의 진동수(frequency)를 가질 수 있다.

유리하게는, 제2 진공 값 및 진동 운동은 1 내지 4분 사이의 기간 동안 적용될 수 있다.

상기 설명으로부터, 본 개시에 따른 방법으로 성취할 수 있는 이점들은 이제 명백하다.

우선, 복수의 작업으로 그라우트 및 그 다음 조각들을 몰드 내에 붓고, 전체 어셈블리의 진동을 여러번 수행하는 대신에, 이미 내부에 시멘트 바인더 및 비활성 재료를 모두 포함하는 단일 혼합물(single mixture)이 부어진다.

게다가, 이러한 유형의 혼합물을 사용함으로 인해, 가장 굵은 크기로부터 가장 가는 크기까지의 범위가 더 균일한 입자 크기 분포(uniform particle size distribution)를 갖는 비활성 재료를 사용할 수 있다. 더 균일한 입자 크기 분포를 갖는 비활성 재료를 사용하는 가능성이 있기 때문에, 보다 높은(superior) 미학적 품질 및 더 좋은 기계적 강도 특성을 갖는 슬래브가 얻어진다.

결국, 진동 작업이 공기 내에서 수행되는 종래 기술의 방법에 반하여, 본 개시에서는, 혼합물에서 공기를 제거하는 것에 관하여 명백한 이점과 함께 혼합물은 진공 하에서 진동된다. 구멍 내에 액체 및 먼지의 흡수로 기계적 강도 뿐만 아니라 오염에 대한 저항에 부정적인 영향을 미치는 공기 방울을 갖지 않기 때문에 보다 높은 미학적 및 기계적 특성을 갖는 완성품을 얻을 수 있다.

따라서, 무엇보다도 완성품의 낮은 비용을 초래하는 생산 시간의 상당한 감소 때문에 슬래브를 생산하기 위한 과정의 복잡성은 감소된다

이상에 기재한 이의 특성의 관점에서, 본 개시의 제품은, 내부 및 외부 피복재 및 가구 뿐만 아니라 바닥재 모두에 유리하게 사용될 수 있다.

당 분야의 통상의 기술자는 특정 요구를 만족하기 위하여, 첨부된 청구항의 범위를 벗어나지 않고, 이상에 기재된 실시 예들을 변형 및/또는 기재된 부분을 동등한 부분으로 대체할 수 있다.

예를 들어, 실시 예들은, 이상에 기재한 바과 같이, 즉, 수동 또는 로봇 장치를 사용하여 특별한 접착제의 사용으로, 모자이크의 테세라가 이의 상부에 미리 적용되어진 이후, 적층된 시트는 몰드 내부에 위치되는 것은 예상될 수 있다.

Claims (15)

1. 모자이크 구성(mosaic composition)을 갖는, 응집된 석재(agglomerated stone material) 및 시멘트 바인더(cementitious binder)의 슬래브(slab)를 제조하는 방법에 있어서,
   모자이크를 형성하기 위한 복수의 테세라(tesserae)를 갖는 적층된 시트(laminated sheet)를 몰드(mould) 상에 제공하는 단계;
   기설정된 두께의 층을 얻기 위해, 천연 석재의 과립(a granulate of natural stone material) 및, 시멘트 바인더, 물 및 시멘트 혼합물(cement mixtures)의 유동화제(fluidizer)로 구성된 바인더 혼합물을 포함하는 혼합물을 상기 몰드 내에 붓는(pouring) 단계;
   틈새의 구멍(interstitial cavities)의 기포를 충분히 완전하게 제거하고, 시작 혼합물(starting mixture)에 포함될 수 있는 남은 공기를 제거하기 위해, 기설정된 시간 동안 제1 값(first value)의 진공을 적용하여 상기 혼합물의 기포를 없애는(de-aerating) 단계;
   상기 제1 값보다 작은 제2 값(second value)을 갖는 진공 상태로 기설정된 기간 동안 진동 운동(vibratory motion)을 적용하는 단계;
   응결(setting)의 제1 단계에 착수하고(proceeding), 상기 시멘트 바인더를 경화(hardening)하는 단계;
   상기 몰드에서 상기 슬래브를 제거하고, 상기 시트를 제거하고, 상기 시트를 제거한 슬래브의 양생 과정(step of curing)에 착수하는 단계; 및
   면의 보정(calibration of the faces)을 위해 기계적인 작업(machining operations)에 착수하고, 노출된 면(exposed face)을 평활화(smoothing) 및 연마(polishing)하는 단계;를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 값은,
   상기 혼합물에서 상기 물이 끓는 것을 피하기 위해, 상기 혼합물의 온도에서의 증기 압력(vapour pressure)보다 높은 잔압(residual pressure)을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1 값은,
   60 내지 20 mbar 사이의 잔압을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제2 값은,
   상기 혼합물의 온도에 관하여(in relation to) 100 내지 30 mbar 사이의 잔압을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 진동 운동은,
   2000 내지 4800 Hz 사이의 진동수(frequency)를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 진동 운동은,
   2800 내지 3600 Hz 사이의 진동수를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1 값은,
   1 내지 10초의 시간 동안 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 진동 운동은,
   1 내지 4분 사이의 지속 기간(duration)을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 테세라(tesserae)는, 적절하게 절단된(appropriately cut), 유리(glass), 모자이크를 위해 에나멜을 씌운 테세라(enamelled tesserae for mosaics), 미러 테세라(mirror tesserae), 후면에 은선(silver-lined) 또는 금선(gold-lined)이 있는 유리질의 테세라(glassy tesserae), 금속 테세라(metal tesserae), 천연석(natural stone), 또는 다양한 유형의 타일 조각(tile pieces)을 포함하는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 테세라는,
    상기 시트가 상기 몰드 내부(inside)에 배치된(placed) 이후, 상기 시트에 고정되는(fixed) 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 테세라는,
    상기 시트가 상기 몰드 내부에 위치되기(positioned) 이전에 상기 시트에 고정되는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 테세라는,
    상기 시트에 접착제(adhesive)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 테세라는,
    상기 시트에 수동으로(manually) 고정되는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 테세라는,
    상기 시트에 로봇 장치(robotic device)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제1항 또는 제2항의 방법에 따라 제조된 슬래브.