KR20210112461A - 인조 대리석 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 인조대리석 제조방법은, 인조대리석의 제조 공정 중에서 연마에 의하여 발생하는 분진을 포집하는 분진 포집과정; 분진 포집과정에서 포집된 인조대리석 분말을 분말상태의 바인더와 혼합하는 바인더 혼합과정; 그리고 혼합과정에 의하여 만들어진 혼합 분말을 벨트 프레스 장치를 통하여, 가열하고, 가압, 두께 조절하며, 냉각시키는 벨트 프레스 과정을 포함한다. 여기서 벨트 프레스 과정은, 다수의 롤러를 구비하는 하부벨트, 다수의 롤러를 구비하는 상부벨트, 그리고 상부벨트와 하부벨트 사이를 통과하는 대상물을 가열하거나 가압, 냉각시킬 수 있는 가열장치 및 냉각장치를 구비하는 벨트 프레스 장치에 의하여 이루어진다. 상부벨트 및 하부벨트의 적어도 일부의 롤러는 서로 대응하는 위치에 설치되어, 그것을 통과하는 대상물의 두께를 조절한다.

Description

인조 대리석 제조방법{Method for manufacturing artficial marble}

본 발명은 인조 대리석의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일반적인 인조 대리석 제조 공정 중 연마 공정에서 생성되는 분말과 파손된 칩을 이용하여 인조 대리석을 만들수 있도록 구성됨으로써, 폐기물의 재사용에 의하여 경제적으로 인조 대리석을 만들 수 있는 인조 대리석의 제조 방법에 관한 것이다.

인조 대리석을 제조하는 방법에 대하여 많은 선행 특허가 제안되고 등록되어 있다. 이러한 선행 특허 중의 일례로써 한국 특허 제10-2042175호를 들 수 있다. 이러한 선행 특허에 의하여 공개되는 기술을 개략적으로 살펴보면, 인조 대리석 제조를 위한 조성물을 주형 라인에 공급하고 주조하여 주형물을 성형하고, 이를 1차 열처리하여 열경화물을 만드는 과정을 포함하고 있다.

그리고 이러한 경화물을 냉각시킨 후, 절단 또는 샌딩함으로써, 원하는 치수의 제품을 만든 후, 다시 2차 열처리를 수행하는 과정을 포함하고 있다. 이러한 인조 대리석 제조용 조성물은 아크릴계 수지를 주성분으로 하면서 다른 다양한 첨가제를 포함하는데, 예를 들면 아크릴계 단량체, 무기충진물, 가교제 및 가교촉진제 등을 포함하고 있다. 그러나 실질적으로 인조 대리석 제조를 위한 조성물은 이와 같은 것에 한정되지 않음은 물론이다.

그리고 무기충진물로써는, 알루미늄, 수산화 마그네슘, 탄산 칼슘, 실리카, 알루미나 및 알루민산 칼슘 등으로 이루어지는 군 중에서 적절하게 선택될 수 있으나, 이러한 것에 의하어 한정되는 것은 아니다. 여기서 인조 대리석 제조를 위한 조성물 자체는 널리 공지된 것이어서, 이러한 조성물 자체에 대해서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.

이와 같은 인조 대리석 제조용 조성물에 액상용제를 투입한 후, 교반 등에 의하여 시럽 상태로 만들고 이를 벨트를 통하여 원하는 두께를 만들면서 가열하는 벨트프레스 과정이 수행된다. 이러한 시럽 상태의 조성물은, 연속적으로 이동하는 스틸벨트, 테프론 벨트, 케터필러 벨트 등에 의하여 상술한 바와 같은 열처리가 진행된다.

위에서 살펴본 바와 같은 종래의 인조 대리석의 제조방법에 의하면, 최종 제품으로 완성되기 전에 치수 몇 평면도 등을 위하여 연마 또는 샌딩공정을 거치게 되는데, 이때 고체화된 반제품에서 분말이 생성될 수밖에 없다. 이와 같은 인조 대리석 반제품의 연마 또는 샌딩 공정에서 발생하는 분말은 실질적으로 산업 폐기물이라고 할 수 있어서, 생성되는 것 자체가 바람직하지 않다고 할 수 있다.

본 발명은, 상술한 바와 같이, 일반적인 인조 대리석의 제조 공정에서 발생하는 분말과 파손된 칩을 이용함으로써, 산업폐기물의 재활용이 가능함과 동시에 인조 대리석 제조의 새로운 방법을 제안하고자 한다.

본 발명의 제조방법은, 인조대리석의 제조 공정 중에서 연마에 의하여 발생하는 분진을 포집하는 분진 포집과정; 분진 포집과정에서 포집된 인조대리석 분말을 분말상태의 바인더와 혼합하는 바인더 혼합과정; 그리고 혼합과정에 의하여 만들어진 혼합 분말을 벨트 프레스 장치를 통하여, 가열과 가압, 두께 조절하며, 냉각시키는 벨트 프레스 과정으로 구성된다.

그리고 본 발명의 벨트 프레스 과정은, 다수의 롤러와 면베아링 BOX을 구비하는 하부벨트, 다수의 롤러와 면베아링 BOX을 구비하는 상부벨트, 그리고 상부벨트와 하부벨트 사이를 통과하는 대상물을 가열과 가압 냉각시킬 수 있는 가열장치 및 냉각장치를 구비하는 벨트 프레스 장치에 의하여 이루어진다. 또한 상부벨트 및 하부벨트의 적어도 일부의 롤러는 서로 대응하는 위치에 설치되어, 그것을 통과하는 대상물의 두께를 조절하며 동시에 압력을 가하며 완성된 제품을 구현 할 수 있다.

이상과 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 일반적인 인조대리석 성형과정에서 발생하는 인조대리석 분말을 이용하고 있음을 알 수 있다. 이는 실질적을 산업 폐기물을 이용하여 인조대리석을 생산하는 것이라고 할 수 있어서, 여러 가지 측면에서 상당한 장점을 가질 수 있을 것으로 기대된다.

도 1은 본 발명 인조 대리석의 제조 방법을 보인 플로챠트.
도 2는 본 발명의 제조 방법에 이용하는 벨트 프레스 장치의 예시도.

다음에는 도면에 도시한 실시 예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제조방법은 종래의 방법에 의하여 생산되는 인조대리석의 연마 과정에서 발생하는 인조대리석의 분진을 포집하는 과정(S110)으로 시작한다. 위에서 언급한 바와 같이, 종래의 인조래리석 제조방법에 의하면 제품의 최종적인 과정에서 열처리에 의한 변형 및 외형 치수를 위하여 연마를 수행하는 것이 일반적이다.

이러한 연마 과정에서 발생하는 분진은 아주 미세한 크기를 가지는 미립자라고 할 수 있는데, 본 발명에서는 이와 같은 연마에서 생성되는 미립자 분진을 이용하고자 하는데 착안하고 있다. 이와 같이 인조대리석의 연마과정에서 발생하는 분진을 이용함으로써, 후술하는 바와 같이, 분말 바인더와의 균일한 교반에 유리함은 물론이고, 완성된 인조대리석의 표면이 종래의 것에 비하여 현저하게 우수할 것이며, 그 제조 과정도 간단하게 구현될 수 있을 것으로 기대된다.

이와 같은 분진포집과정은, 종래의 인조 대리석 제조장에서 이용되는 포집시설을 이용하는 것이 편리할 것임은 당연하나, 이에 한정될 수 없음은 당연하다. 그리고 이렇게 포집된 인조대리석 분말에는, 인조대리석을 형성하기 위한 기본적인 첨가물이 충분히 포함되어 있을 것인데, 예를 들면 인조 대리석에 기본적으로 필요한 무기(충진)물을 포함한다고 할 수 있다. 이러한 무기충진물은 예를 들면 수산화 알미늄, 수산화 마그네슘, 탄산칼슘, 실리카, 알루미나, 그리고 알우민산 칼슘 등을 들 수 있을 것이나, 이러한 조성물에 한정될 수 없음도 자명하다.

그리고 다음에는, 이러한 인조대리석 분말에 대하여 분말 상태의 바인더와 액상을 첨가한다. 여기서 분말 바인더는 합성수지재 분말로써, 후술하는 공정에서 알 수 있는 바와 같이, 열에 의하여 녹아서 상술한 무기충진물과 일체화되고, 냉각되면 고화되는 것으로 정의될 수 있다. 이러한 바인더의 대표적인 조성물로 아크릴계 수지 분말을 들 수 있다.

이와 같은 인조대리석 분말과 바인더 분말, 그리고 액상은 전체적으로 균질하게 혼합(S120)되어야 하는 것은 당연하다. 이러한 인조 대리석과 바인더의 혼합은 별도의 교반기를 이용하는 것도 가능하고, 후술하는 호퍼 내부에서 수행되는 것도 가능하다. 이와 같이 인조대리석 분말과 바인더 분말이 균질 상태로 혼합되면, 다음에는 벨트 프레스 가공(S130)이 진행된다.

본 발명의 벨트 프레스 가공(S130)은, 금속재 또는 이에 상당하는 벨트 상에서, 정해진 두께를 가질 수 있도록 가공하는 것과 동시에 가열에 의하여 분말 바인더가 용해되면서 인조대리석 분말과 일체화된 후, 냉각되어 소정 두께를 가지는 판상의 대리석으로 형성되는 과정이라고 할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 벨트 프레스 가공에 대하여, 도 2를 참고하면서 살펴보기로 한다. 도시한 바와 같이, 본 발명에서 사용하는 벨트 프레스 장치는, 상술한 바와 같이 균질하게 혼합된 인조대리석 분말과 바인더 분말(이하에서는 혼합 분말이라고 칭함)을, 호퍼(10)에서 스크류피더(12)를 통하여 공급받는다. 본 발명의 벨트 프레스 장치는, 각각 금속성 벨트 또는 이에 상응하는 성질의 벨트를 가지는 상부벨트(40)와 하부벨트(30)를 포함하고 있다.

하부벨트(30)는 그 내부에 다수의 롤러(32,34,36,38)가 설치되어 있고, 이들 중에서 일부는 구동벨트로 동작하고 다른 일부는 아이들벨트로 동작한다. 그리고 상부벨트(40)도 그 내부에 다수의 롤러(44,46)가 설치되어 있고, 적어도 일부는 상부벨트(40)를 구동하기 위한 구동롤러로 작용한다. 그리고 상부벨트(40)의 앞에는 별도의 상부롤러(42)가 설치될 수도 있는데, 이러한 상부롤러(42)는 하부의 하부롤러 중 하나의 하부롤러(34)와 정해진 간격으로 설정되어 있다.

그리고 상부롤러(44,46)의 일부와 하부롤러(32,34,36,38)의 적어도 일부는 서로 대응하는 위치를 가지고 있고, 정해진 간격을 가지고 있으며, 그 사이로 혼합분말이 통과하도록 구성되어 있다. 또한 본 발명의 벨트 프레스 장치는, 혼합 분말을 가열하기 위한 히터(50)을 가지고 있는데, 이러한 히터(50)은 예를 들면 상기 상부벨트(40) 또는 하부벨트(30)와 면상의 베어링 BOX을 개재시켜 설치될 수 있다.

또는 상술한 다수의 상부롤러 + 면베아링 BOX와 하부롤러 + 면베아링 BOX 사이에 열매체유 순환 가열 장치를, 이러한 히터를 히터으로 이용할 수도 있음은 물론이다. 그리고 혼합분말을 가열한 후, 냉각의 필요가 있으며, 상술한 히터(50,52)에 대신하여 칠러(Chiller)를 설치하여 액상의 반제품을 냉각시킬 수 있도록 구성할 수 있다. 즉, 본 발명의 벨트 프레스 장치는, 히터(50,52) 및 냉각원을 설치하여, 혼합분말을 녹여서 일체화하거나, 이렇게 만들어진 액상의 반제품을 냉각시켜 고체화할 수 있다.

도시한 실시 예에서와 같이, 최초로 통과하는 하나의 상부롤러(42)와 하나의 하부롤러(34)의 사이를 통과하는 혼합분말은 그 두께가 1차적으로 결정된다. 그리고 본 발명에서의 서로 대응하는 상부롤러(44,46) 및 하부롤러(36,38)가 다수 개 설치되어 있기 때문에, 제조하고자 하는 인조대리석의 두께를 수회에 걸쳐 조절하여 정확한 두께를 얻을 수 있다.

그리고 하부롤러(30)의 입구 부분 양측에는 한 쌍의 측면가이드(62)가 설치되어, 제조하고자 하는 인조대리석의 폭을 결정할 수 있다. 이러한 측면가이드(62)의 바로 후방에는 상술한 바와 같이, 한 쌍의 상부롤러(42) 및 하부롤러(34)가 설치되어 있음을 알 수 있다. 다음에는 이와 같은 벨트 프레스 장치를 이용하여 본 발명의 인조 대리석을 제조하는 과정에 대하여 설명하기로 한다.

위에서 언급한 바와 같이 균일하게 혼합된 혼합분말(인조대리석 분말 및 분말 바인더)은 호퍼(10)에서 스크류피더(12)를 경우하여, 하부벨트(30)의 상부로 공급된다. 여기서 혼합분말은 하부벨트(30) 상에서 전체적으로 균일한 분포를 가지도록 하는 것이 바람직하고, 하부벨트(30) 상에서 분일한 두께를 가지도록 공급하는 장치에 대해서는 스크류피더(12) 이외에도 다양한 장치를 사용하는 것도 가능할 것임은 당연하다.

이때 측면가이드(62)에 의하여 인조대리석의 폭이 결정될 수 있을 것이다. 이렇게 하부벨트(30) 상으로 공급되면 하부벨트(30)를 따라 이동하게 된다. 그리고 이렇게 흐르는 혼합분말은 첫 번째의 상부롤러(42)와 하부롤러(34) 사이를 통과하게 된다. 이러한 상부롤러(42)와 하부롤러(34) 사이에서 설정된 간격은 실질적으로 혼합분말의 높이를 결정함으로써 인조대리석의 두게를 1차적으로 조절하게 된다.

그리고 이후 연속적으로 두 번째의 상부롤러(44)와 하부롤러(36), 그리고 세 번째의 상부롤러(46) 및 하부롤러(38)를 통과하게 될 것이고, 최종적으로 통과하는 상부롤러 및 하부롤러 사이의 간격에 의하여 인조대리석의 두께가 결정될 것이다. 또한 이와 같은 다수의 상부 및 하부롤러를 통과하는 과정에서, 혼합분말은 히터(50,52)에 의하여 발생한 열에 의하여 가열된다.

이렇게 히터(50,52)에서 발생한 열에 의하여, 혼합분말이 가열되면 예를 들면 합성수지재의 유기 바인더는 녹아서 인조대리석 분말과 합쳐진 후, 냉각에 의하여 인조대리석으로 완성될 수 있는 상태이다. 따라서 도 2에 도시한 벨트 프레스 장치의 후단(하류)에는 상술한 히터(50,52)에 대신하여 냉각장치(냉각용 열교환기)를 설치하는 것이 바람직하다.

이러한 냉각장치는 예를 들면 수냉식 자켓으로 구성될 수 있을 것이고, 상술한 히터의 자리에 대신하여 설치되면 충분할 것이다. 그리고 이렇게 널리 알려진 수냉식 자체 이외에도, 상술한 바와 같은 고온의 인조대리석을 냉각시킬 수 있는 것이면, 어떠한 열 흡수 장치라도 충분하다고 할 수 있다. 이러한 냉각장치는, 히터와 같이 벨트(상부밸트 및 하부벨트)의 이면에서 면상베어링을 통하여 설치될 수도 있고, 각각의 롤러에 내장시키는 것도 가능할 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서의 벨트 프레스 과정(S130)은, 상부벨트와 하부벨트 사이로 혼합 분말을 공급하면서, 히터에 의한 가열 및 냉각장치에 의한 냉각, 그리고 상부롤러와 하부롤러 사이를 통과시킴으로써 인조대리석의 두께 조절을 동시에 수행하고 있음을 알 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 다른 여러 가지 변형이 가능할 것임은 물론이고, 본 발명의 보호범위는 특허청구범위의 기재에 기초하여 해석되어야 할 것임은 당연하다.

10 ..... 호퍼
12 ..... 스크류피더
20 ..... 벨트 프레스 장치

Claims (1)

1. 인조대리석의 제조 공정 중에서 연마에 의하여 발생하는 분진을 포집하는 분진 포집과정;
   분진 포집과정에서 포집된 인조대리석 분말을 분말상태의 바인더와 혼합하는 바인더 혼합과정; 그리고
   혼합과정에 의하여 만들어진 혼합 분말을 벨트 프레스 장치를 통하여, 가열하고, 두께 조절하며, 냉각시키는 벨트 프레스 과정으로 구성되고;
   상기 벨트 프레스 과정은, 다수의 롤러를 구비하는 하부벨트, 다수의 롤러와 면베아링 BOX을 구비하는 상부벨트, 그리고 상부벨트와 하부벨트 사이를 통과하는 대상물을 가열하거나 냉각시킬 수 있는 가열장치 및 냉각장치를 구비하는 벨트 프레스 장치에 의하여 이루어지고;
   상부벨트 및 하부벨트의 적어도 일부의 롤러는 서로 대응하는 위치에 설치되어, 그것을 통과하는 대상물의 두께를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 인조대리석 제조방법.
   
   
   

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