KR20160002935U - 천연석재 표면의 보드 제조방법 및 이의 건식 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축내외장 마감재로서 천연 석재 즉, 천연 라임스톤, 화강석 및 대리석 등이 얇게 부착된 보드의 제조방법 및 이의 시공방법에 관한 것으로 최소 두께22mm 이상의 천연 라임스톤,화강석,대리석 등을 인조보드(최소 두께 9mm)에 접합재로 일차 접합하고 이렇게 접합된 보드를 적층한 후 일정한 압력을 위에서 가하여 접착제를 전면에 균질 도포되게 한 후 완전히 양생시키고 난 후 천연석의 두께가 4mm 이상 되도록 얇게 수평절단한 후 천연석 부분의 물갈기를 통하여 혼드 및 광택의 효과를 내어 대형 사이즈(폭 630이하,길이 천연석재 원판의 사이즈로 무제한)의 천연석재 표면의 보드를 만드는 제작방법과 이를 건축 외장 건식공사에 적용하는 방법에 관한 것이다

Description

천연석재 표면의 보드 제조방법 및 이의 건식 시공방법{Manufacturing Method to make Natural Stone Surface Board and Constructural Method}

본 발명은 건축내외장 마감재로서 천연석재 즉, 천연 라임스톤, 화강석 및 대리석 등이 부착된 보드의 제조방법 및 이의 시공방법에 관한 것으로 최소 두께22mm 이상의 천연 라임스톤,화강석,대리석 등을 인조보드(최소 두께 9mm)에 접합재로 일차 접합하고 이렇게 접합된 보드를 적층한 후 일정한 압력을 위에서 가하여 접합재를 전면에 균질 도포되게 한 후 완전히 양생시키고 난 후 천연석의 두께가 4mm 이상 되도록 얇게 수평절단한 후 천연석 부분의 미세단차제거 및 물갈기를 통하여 혼드 및 광택의 효과를 내어 천연석 부위 두께가 최소 3mm 이상의 대형 사이즈(폭:600mm x 길이:천연석원판의 길이까지 무제한)의 천연석재 표면의 보드를 만드는 제작방법과 이를 건축 외장 건식공사에 적용하는 방법에 관한 것이다.

석재의 시공방법은 크게 건식과 습식 및 반건식 시공으로 크게 분류된다. 건식시공은 주로 건축물의 외장마감을 위한 공법으로 건축물의 구조체에 직접 고정되는 앵커와 석재쪽에 고정되는 앵글 및 핀등의 부속품이 필요하다. 습식시공은 시멘트,압착시멘트,에폭시 등의 접착제를 이용하여 석재를 구조물에 직접 부착하는 공법이다. 반 건식은 습식공사와 동일하나 못과 구리 동선을 앵커,앵글 대신 이용하는 공법이다. 석재로 주로 쓰이는 자재의 종류는 크게 화강석,대리석,샌드스톤,라임스톤,슬레이트로 분류가 될 수있다. 건축물의 외장재로는 화강석,샌드스톤,라임스톤 공히 두께 30mm 이상의 것으로 건식시공 되고 실내 인테리어를 위한 내장재는 두께 20mm 이하의 대리석,라임스톤 등이 습식 및 반 건식으로 사용된다. 최근에는 건축물의 외장재로 드라이비트, 알루미늄판넬, 테라코타, FCT(Fiber Cement Tech.)등 경량해지면서 다양해지는 경향이 있다. 그러나 이들 경량 자재를 고정하기 위해 필수적으로 철재로 된 트러스트를 건물전체에 설치해야 하므로 경제성이 떨어지지만 작업의 편의성으로 인하여 대형건물에 주로 이용되고 있으나 도시경관상 자연스러운 면은 크게 떨어진다고 본다. 따라서 소재를 경량화하면서 도시미관에 자연스럽고 고급스러운 건축물에 적용할 새로운 소재의 필요성이 대두되어 본 발명을 고안하게 되었다. 기존의 천연석재를 이용한 발명등이 복합타일,복합대리석 및 석재복합판넬 등으로 주로 접합재(에폭시 본드,압착시멘트 등)를 이용한 습식시공 즉 인테리어 시공에 한정된 것으로 백판(Back board)로 쓰이는 알루미늄소재 및 도기타일의 성질상 쉽게 찢어지거나 깨어지는 특성으로 건물외장공사 즉 건식 시공에는 적용하기가 어렵고 여기에 쓰이는 천연석 또한 실내용 대리석에 한정되었다. 반면 본 발명은 앵커와 앵글을 이용한 건물외벽의 건식시공이 가능하도록 제작된 불연 인조보드에 천연석재을 얇게 부착함으로써 천연석이 주는 자연스러운 질감을 유지하면서도 천연석의 30% 수준의 무게로 경량화 하여 작업효율을 개선함은 물론이고 무거운 석재를 다루면서 발생하는 각종 산업재해를 최소화하는 기술이다.

기존의 제품 및 발명들이 실내 인테리어 목적으로 고가의 대리석을 박리하여 알루미늄콤보,도기질의 타일에 접합한 복합대리석타일을 생산하여 단위 면적당 가격을 줄이고 제품을 경량화 하여 작업이 용이하도록 하는 데 주안을 맞추었으나 대리석과 백판으로 쓰이는 타일 및 알루미늄콤보의 열팽창율의 차이로 인해 제품의 뒤틀림,휨 현상 등의 한계로 인해 600x600mm 이하의 제품들이 실내용 대리석 대체제로 생산되고 있다. 이러한 열팽창율의 차이는 온도의 변화가 심한 건축물 외벽의 경우 더욱 더 심각한 문제를 야기한다. 이런 현상을 줄이기 위하여 전면부에는 A급 석재를 사용하고 후면부는 B급 석재를 사용하여 접합하여 동일한 열팽창계수를 이용하는 방법등을 쓰는 경우도 있으나 경제적으로 여전히 문제가 남는다. 참고로 알루미늄의 열 팽창율계수는 22.2 10-6 m/m K(이하 단위 동일)이고 도기질 타일은 5.9 천연석 즉, 화강석과 라임스톤의 열팽창계수는 7.9~8 이고 대리석의 그것은 5.5~14.1으로 많은 차이를 보인다. 본 발명에 쓰이는 인조보드의 열팽창계수는 8~10으로 성분구조상 대부분 석재로 부터 추출된 포틀랜트시멘트, 규사, 석분, Fly ash 등을 구성되어 천연석과의 열팽창계수의 차이가 없거나 미미하여 자연 조건에서의 수축팽창으로 인한 터짐과 뒤틀림의 현상은 발생하지 아니 한다. 또한 석분을 천연석원석에서 가공된 것을 사용하여 열팽창계수의 조절이 가능하다.본 발명은 천연석재를 얇게 박리하여 비교적 유사한 열팽창계수를 가진 불연 인조보드에 얇게 접합하여 휨이나 뒤틀림 없는 천역석재 표면의 보드를 생산하는데 그 목적이 있다. 본 발명의 또다른 목적은 앵커와 앵글을 이용한 건식시공을 위해 천연석을 최적의 두께로 박리하고 건축외장재로서 적합한 최적의 보드에 접합하여 제조된 천연석 표면의 외장재를 제공하는 것이다. 본 발명의 또다른 목적은 상기의 건축외장 건식 시공 방법을 제시하여 경량하고도 미려한 외장재를 제공하는 데 있다. 본 발명의 또다른 목적은 천연석재를 건물 내.외 벽체에 널리 쓰이는 사이즈인 최소 600폭 이상의 라임스톤,화강석,대리석 표면을 가진 보드를 제공하는 데 있다. 본 발명의 또다른 목적은 건축물의 외장공사시 별도로 비용이 들어가는 철골조인 트러스트를 필요로 하지 않는 경량재질의 건식용 천연석재 표면의 보드를 시공하는 방법을 제시하는데 있다.

본 발명의 목적은 천연석재 표면의 보드 제작방법 및 이의 건식 시공방법에 의하여 달성될 수 있다. 본 발명에 쓰이는 천연 석재 표면의 보드는 천연 석재를 포틀랜트시멘트, 섬유소, 규사, 석분, Fiber, Fly ash 등의 성분으로 구성된 경량 인조보드에 부착하는 단계와 이렇게 부착된 천연 석재를 적층하여 상부에서 하부로 가압하여 접합재를 고르게 도포하면서 천연석재와 보드가 완전히 합체하도록 양생하는 단계, 그리고 천연 석재부위를 최소 4~5mm 수평절단하는 단계, 천연 석재 표면 부위에 추가적인 보수(Repairing)하는 단계, 천연 석재 표면을 절삭 및 연마하여 평활도를 맞춘 최종 두께로 만드는 단계, 고객 요구에 의하여 최종 재단(Resizing)하는 단계를 포함한다. 또한 이렇게 완성된 천연 석재 표면의 보드를 그라인드로 간단히 홈파기 한 후 특수 제작된 앵글을 이용하여 건축물에 건식으로 시공하는 단계와 앵글과 보드체에 추가적으로 에폭시를 찍어 바르는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면 건축 실내외장용으로 최소 두께 12mm의 천연석 표면의 보드를 생산 시공하여 건물의 하중을 줄이고 작업이 용이한 효과를 볼 수 있다. 특히 건식 시공시 두께가 30mm인 600x1200 사이즈의 화강석의 무게는 천연석의 비중을 2.7로 보았을 때 58kg을 초과하여 이의 양중 및 부착 작업시 최소 두명 이상의 인력이 필요하나 본 발명에 의한 같은 사이즈의 보드무게는 석재부분이 4mm 7.7kg이고 이에 접합되는 같은 사이즈의 10mm의 보드는 그 무게가 10.8kg으로 합하여 18.5kg로 천연석재의 31%에 불과하여 작업효율이 높아 시공 단가를 획기적으로 절감할 수 있는 이점이 있다. 본 발명에 의하면 건축물의 외장 건식시공시 별도로 철물구조인 트러스트를 설치 하지 않고도 앵글에 바로 천연석 보드를 결합하여 경량시공시의 비용을 획기적으로 줄일 수 있다. 본 발명에 의하면 화재의 위험이 많은 드라이비트를 비롯한, 테라코타, 시멘트보드, FCT보드 등 경량소재와는 달리 천연석이 주는 자연스러움과 아름다움으로 인하여 건축물을 보다 고급스럽게 하고 도시경관을 미려하게 하는 효과를 볼 수 있다.

도 1은 천연석재 표면의 보드 제조방법을 도시한 흐름도이다. 도 2는 천연석재 표면의 보드를 건식 시공된 단면에 관한 것이다.
도 3은 완성된 천연석재 표면의 보드(100)의 단면도이다. 도 4는 천연 석재의 원판(110)의 양면에 인조보드(120)을 접합하여 만들어진 1차 중간완성보드(130)와 이를 수직 가압하여 양생하는 과정에 관한 것이다. 도 5는 1차 중간완성보드(130)의 양면에 붙은 천연석재를 얇게 수평절단하는 하여 2차 중간완성보드(150)를 만드는 과정에 관한 것이다. 도 6은 천연석재 표면을 보수(Repair)한 후 물갈기를 통해 최종적으로 원하는 두께와 평활도를 맞춘 반제품보드(160)을 만드는 과정에 관한 것이다. 도 7은 천연석재 표면의 보드를 시공하는 데 필요한 주요 부품에 관한 것이다.

도 1은 천연석재 표면의 보드 제조방법을 도시한 흐름도이고 도 2는 이렇게 완성된 보드가 건설현장에 설치되는 방법에 관한 것이다. 도 3은 천연석재 표면의 보드(100)가 천연석재의 박판(11a)과 인조보드(120)가 접합되어 완성된 모습이다. 인조보드(120)는 불연소재료로서 포틀랜트시멘트, 섬유소, 규사, 석분, Fiber, Fly ash 등의 성분으로 구성되어 건축자재로서 충분한 강도를 유지하되 비중이 1.5 이하로 경량화한 것으로 한다. 인조보드(120)의 두께는 본 발명품이 쓰이는 용도(실내,실외,습식,건식 등)에 따라 최소 9mm 이상의 것으로 사용할 수 있으며 특별히 건식시공이 필요한 건식시공용으로는 최소 10mm 이상의 것을 사용하여 재질의 강도를 높힌다. 천연 석재를 보드에 접합하는 접합재(140)로는 석재가공시 널리 쓰이는 실리콘,석재본드 등이 사용된다. 특히 대리석의 경우 열팽창율을 측정하여 보드와 차이가 많은 경우 보드 생산시 동일한 종류의 대리석 석분을 첨가하여 팽창율의 차이를 최소화 한다. 천연 석재의 원판(110)은 그 크기를 폭이 630이하의 것으로하고 길이는 천연석재가 원판의 길이대로 제한이 없으며 그 두께를 22mm이상의 것으로 한다. 이는 천연 석재의 원판(110)에 인조보드(120)을 접합한 후 석재부분을 얇게 수평절단하는 기계가 현재까지는 600폭이하 까지 개발되어 있기 때문이다. 하지만 기술의 발전이 비약적으로 발전하는 현대에는 그 크기를 슬라브 사이즈(통상 1500x2000 정도)의 수평절단 기계도 고객의 수요에 따라 조만간 개발될 수 있으리라 본다. 따라서 인조보드(120)의 크기도 폭이 630, 길이는 천연석재원판의 사이즈의 것을 사용하여 접합과정에서 발생하는 조그만 어긋남 오차등을 허용할 수 있도록하고 이렇게 생산된 최종제품을 고객의 요구(600폭 이하)에 의하여 재단(Resizing)하여 공급한다. 이때 천연석원판(110)의 두께를 22mm 이상으로 하는 까닭은 도5에서 보듯이 천연석원판이 양면으로 4mm 씩 수평절단되고 수평절단하는 톱의 날이 3mm로 가운데 남는 천연석원판의 두께가 6mm로 1장의 2차중간보드(150)을 만드는데 다시 쓰일 수 있기 때문이다. 즉 도 4는 천연석재의 원판(110)의 양면에 인조보드(120)을 접합하여 만들어진 1차 중간완성보드판(130)을 양생하는 과정을 그린 것이다. 1차 중간완성보드판(130)은 상온에서 양생하며 도면과 같이 서로 적층하여 접합재(140)가 접합부위의 측면으로 흘러나올 정도로 위에서 수직 압력을 전면에 균질하게 가하여 전체면에 골고루 접합재가 도포되고 완전히 압착되도록 한다. 이러한 양생이 끝난 후 도 5에서 보듯이 한장의 1차 중간완성보드판(130)에서 천연석 부위가 최소 4 또는 5mm가 되도록 양 쪽면을 수평절단하여 두장의 2차 중간완성보드판(150)를 생산해낸다. 이 때 화강석,라임스톤의 경우 두께가 5mm 이상이 되도록 하고 대리석의 경우 4mm이상으로 하여 최종 완성품보다 최소 1mm 두껍게 수평절단한다. 이 때 두께를 최종 생산품인 천연석재 표면의 보드(100)보다 1mm 두껍게 하는 이유는 다음 단계의 두께조정과정 및 자동폴리슁 과정에서 약 1mm가 줄어들기 때문이고 이 과정을 통해 전체 제조과정에서 생길 수 있는 두께의 오차를 정확히 수정하고 제품의 전체 평활도를 완성할 수 있기 때문이다. 물론 기 서술한 바와 같이 2차 중간완성보드판은 폭이 630이하 길이는 천연석원판의 길이(예: 최대 2,400mm)의 제품이 될것이고 건식시공용으로는 천연 석재의 박판(11A)의 두께가 최소4mm 이상으로 하고 보드는 10mm의 것을 사용하고 실내 습식용으로는 천연석 박판(11A)의 두께가 최소 3mm이상으로 하고 보드는 9mm의 것을 사용하여 현장의 용도에 맞게 구성하면 된다. 이 과정을 거친 후 남게되는 천연석부위는 건조 후 도 3의 과정으로 재 투입된다. 도 6은 2차 중간완성보드판(150)에 필요한 보수(핀홀 메꿈,레진처리 등)를 한 후 두께의 편차를 조정하는 절삭 과정 및 자동으로 혼드 또는 물갈기 등의 과정을 거쳐서 최종 천연석 보드 직전의 반제품보드로(160) 제작된다. 이 반제품보드는 고객의 주문에 따라 다양한 사이즈로 재단(Resizing)되어 공급된다.

도면 7은 본 발명에 의해 완성된 보드(100)을 건식시공에 적용하는 시공방법에 관한 것으로 이 때 필요한 부품으로는 벽체에 고정되는 앵커와 특수 제작된 앵글(170) 및 기타 부속품으로 구성된다. 특수 제작된 앵글(170)은 석재를 잡아 주는 핀(Pin)역활을 하는 돌출부A가 면상으로 형성되어서 천연 석재 표면의 보드를 단단히 고박하여 핀 형태로 시공되었을 때보다 최소 10배 이상의 지지력을 가진다.

돌출부B는 천연석재 표면의 보드 전체를 뒤에서 받쳐주어 전면부에 발생하는 압력을 보드 전체에 분산하는 역활을 한다. 도 2에서와 같이 천연 라임스톤 또는 화강석 표면의 보드(100)의 옆면에 그라인더로 홈을 판 후 벽체에 고정된 앵커 및 앵글(170)의 돌출부에 끼워 맞추고 나서 앵글과 홈의 빈틈 그리고 보드 부분에 에폭시를 찍어 발라서 시공이 완성된 모습을 볼 수 있다. 이 후의 과정은 일반적인 건식 시공의 방법과 동일하게 실리콘 코킹,발수 등을 처리하면 되고 습식시공 및 반 건식시공 또한 일반적인 시공법에 따르면 되어 생략한다.

천연 석재 표면의 보드(100),천연 석재의 원판(110),천연석재의 박판(11A),인조보드(120),접합제(140),1차 중간완성보드판(130),2차 중간완성보드판(150),반제품보드로(160),특수 제작된 앵글(170)

Claims (5)

1. 천연석재 표면의 보드를 제작함에 있어서, 천연석재의 원판 양면에 인조보드를 실리콘,석고본드 등의 접합재를 이용하여 압착하는 단계와
   상기 1차 중간완성보드를 수평으로 적층하여 상부에서 압을 가하여 완벽히 접합하도록하는 단계와
   상기 1차 중간완성보드에서 천연석재 부위의 두께가 최종 생산품의 그것보다 1mm 이상 두껍게 수평절단하여 2차 중간완성보드를 만드는 단계와
   상기 2차 중간완성보드를 보수하는 단계와
   상기 2차 중간완성보드를 자동화된 절삭 및 폴리슁(Polishing) 작업을 통하여 천연석 보드의 총 두께가 일정하고 평활도를 맞추는 단계를 거쳐 반제품보드를 완성하는 단계와
   상기 반제품보드를 고객요구에 따라 재단하는 단계를 포함한다.
   
2. 청구항 1에서 1차 중간완성보드의 천연석 두께는 최종 천연석재 표면의 보드가 인테리어 습식공사용일 경우에는 4mm로 하고 건축물 외장 건식공사용일 경우에는 5mm로 하는 단계와
   상기 1차 중간완성보드를 절삭 폴리슁하여 최종 천연석재 표면의 보드가 인테리어 습식공사용일 경우에는 3mm로 하고 건축물 외장 건식공사용일 경우에는 4mm로 하는 2차 중간완성보드를 만드는 단계를 포함한다.
3. 청구항 2에서 습식공사용에 쓰이는 보드는 최소 9mm의 것으로 하고 건식공사용으로 쓰이는 보드는 최소 10mm 이상의 것으로 하는 단계를 포함한다.
4. 천연석재 표면의 보드를 시공함에 있어서, 천연석 부위를 제외한 인조보드의 두께면 쪽에 중앙에 그라인드로 2mm의 홈을 파는 단계와
   상기의 천연석재 표면의 보드를 특수 제작된 앵글의 돌출부A를 2mm홈에 끼우는 단계와
   상기의 천연석재 표면의 보드를 특수 제작된 앵글의 돌출부B에 기대어 세우는 단계와
   상기의 천연석재 표면의 보드와 앵글이 일체화 되도록 에폭시를 접합면에 찍어 발르는 단계를 포함한다.
5. 청구항 4에 스이는 특수 제작된 앵글의 제작에 관한 것을 포함한다.
   
   
   

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