KR910005024B1 - 다색상 혼합무늬를 갖는 요업자재의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

다색상 혼합무늬를 갖는 요업자재의 제조방법

제1도는 본 발명의 제조공정도.

제2도는 종래의 제조공종도로서,

a도는 건식타일공법.

b도는 습식타일공법(벽돌포함).

c도 슬립식 도자기공법(캐스팅공법).

2d도는 물레식 도자기공법.

본 발명은 무늬색상이 다양하고 우수한 강도를 갖는 대리석, 기와 벽돌, 기타블록등에 이용되는 요업자재의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 건축물 내. 외장재로서는 결정질 석회석, 화강암, 납석, 또는 사암등의 천연석재를 그대로 가공 연마하여 사용하거나, 시멘트 콘크리트내에 대리석 파쇄물을 넣어 이를 가공연마하여 사용되었으나 자원이 점차 고갈됨에따라 양질의 큰 원석 채취가 어려운 실정에 있고 이와 같은 자연석의 경우는 혼합무늬를 임의로 형성시킬 수 없었다. 이에따라 국내특허공고 79-929호는 감람석을 원료로하여 유색광택을 내는 타일을 제조하는 공법으로서 감람석에 착색제 성분을 가하여 1450℃-1650℃의 범위에서 등차온도로 용해, 진공 열처리하는 공법이 있으나 이와 같은 경우는 색깔농도의 조절은 물론 혼합무늬의 색상을 만들 수 없고 방대한 제조설비와 등차온도처리등 제조공법이 복잡하다.

또한 국내특허공고 81-297호는 도석분말에 염화칼륨수용액, 아황산수용액, 황산구리 및 적색안료, 석고시멘트등을 혼합성형시키고 있으나 이와 같은 경우도 혼합무늬 색상을 얻지 못하고 있다.

또한 국내특허공고 80-1706호는 유색타일을 제조하고 있으나 백시멘트 및 한수석에 수용액과 안료를 배합 성형하고 있으며 이것 역시 단일 색상에 국한되어 있다.

본 발명은 현재까지 사용되어온 제품의 재질과는 완전히 다른 새로운 질감과 여러 가지의 색상을 자연석 형상으로 무늬를 혼합 생산할 수 있는 새로운 제조방법을 제공하므로서 자연석의 가공 제품을 대체시키는데 그 목적이 있다.

이하 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 원재료의 준비과정에서 생산코자 하는 제품의 종류에 따라 원료의 배합비를 결정하고 습식원료로서 점토와 안료, 물을 배합, 분쇄교반한 단색 혼합물(A)을 각각 다른 여러 가지 색상별로 만들어 준비하고, 건식원료로서 도석, 장석, 규석, 납석을 분쇄 교반한 혼합물(B)를 만든다음, 각각의 단색 혼합물(A)에 혼합물(B)를 배합한 후 숙성하여 각각 다른 여러가지 색상의 단색숙성물을 만들고 각각의 단색 숙성물을 소정의 형태로 절단한 후 절단된 2가지 이상의 단색숙성물을 합하여 유압성형기에서 압축성형하고 자연건조와 강제건조를 거친후 소성, 절단, 연마, 광택 처리시키는 것으로서 본 발명을 보다 이해하기 쉽도록 제1도의 제조공정에 따라 상세히 설명키로한다.

[원료]

습식원료는 볼밀(분쇄기)에 점토(고령토포함), 물, 색상의 무기안료를 사전에 계산된 비율로 넣고 분쇄한다.

이때 입자크기는 100-120메쉬 이하로 하므로서 안료가 점토가 잘 결합되는 상태까지 밀링한다. 입자크기를 100-120메쉬 이하로 한 것은 소성시 건식원료와 결속력 증대를 위함이다.

이때 점토의 배합비율은 습식원료와 건식원료를 합한 전체 100중량％에 대한 20-40％를 사용한다.

이때 점토의 배합비율은 함수분량 및 건식원료와 상관관계를 갖는 것으로서 그 범위르 벗어나면 건식원료와의 입자결속력 약화로서 소성공정에서 요구하는 이온결합의 촉진이 용이치않아 요구되는 강도를 얻기 어렵다. 물은 습식원료와 건식원료를 배합했을 때 16-20％ 함수분을 갖도록 투입한다.

함수분의 량이 16-20％를 벗어나면 숙성공정에서의 유리수분 결합촉진과 소성 공정에서의 이온결합이 용이치 않다. 안료의 배합량은 제품전체의 발색도를 감안하여 투입시킨다. 이렇게 배합, 분쇄한 혼합물(A)은 단색으로서 안료 배합량에 따라 색깔의 농도를 조절할 수 있다.

이와 같은 단색을 여러 가지 색상별로 하여 별도의 용기에 각각 여러개 준비한다.

이렇게 색상별로 준비한 것을 건식원료와 배합한다.

[건식원료]

건식원료는 도석(카올리 나이트를 주로 다량 포함하는

), 장석, 규석, 납석으로서 이들은 각각 그 경도가 다르므로 혼합 분쇄하지 않고 각각 별도로 15-40메쉬 이하로 분쇄하여 혼합시킨다. 이때 15-40메쉬이하로 분쇄한 이유는 100-120메쉬 이하인 점토와의 배합에 따라 건식원료인 입자와 입자 사이에 점토가 끼워지면서 소성열처리시 이온결합 증대로 습식원료와 건식원료의 결속력 증대를 위함이다.

[습식원료와 건식원료 배합]

상기와 간이 단색으로 준비된 각각 다른 여러 가지 색상별 습식원료와 건식원료를 배합기에 넣고 안료로 염색된 점토가 건식원료의 입자들에 완전히 흡입되도록 잘 섞는다.

이때의 배합비율은 전체 배합원료의 100중량％에 대해 점토는 25-40％이고, 건식원료는 60-75％의 비율로 한다.

이 비율의 범위를 벗어나면 점토량이 너무높아 요구로하는 강도를 얻을수 없다.

[숙성]

단색으로된 배합율(A+B)을 각각 다른 여러 가지 색상별로 각각 숙성한다.

숙성은 상온에서 24-48시간 행한다.

이렇게 하므로서 유리수분 결합촉진이 이루어진다.

숙성대기중인 원재료는 그 색상별로 여러개의 숙성실에서 다음 공정을 기다린다.

[색상혼합]

숙성실에서 각 색상별로 숙성이 완료된 여러 가지 색상별 단색 원재료를 생산코저하는 제품의 색상의 가지수와 무늬의 크기 및 형태별로 원재료 절단기에 넣고 원하는 크기로 절단한 후 각 단색을 색상비율로 색상 혼합기에 투입하여 합한다. 현재까지의 요업공장에서는 본 발명처럼 원재료를 색상별로 합하는 공정은 없다.

[성형작업]

여러 가지 단색별 색상과 형태로 절단 혼합된 재료를 유압성형기에 최고가압상태(25-100kg/cm²) 5-20초간 유지하면서 성형한다.

이와 같은 성형공정에서는 여러형태로 절단된 원재료 끼리의 경계면을 갖는 색상재료는 함수분량이 16-20％인 상태에서 최고압력을 5-20초간 유지하면서 성형하므로 절단된 경계면 사이는 일정한 점성이 형성되면서 상호 결속이 이루어진다.

[건조작업]

위에서 성형된 제품은 16-20％의 함수분량이므로 이를 소성시키려면 함수분량을 1％ 미만으로 건조시켜야 되는데 본 발명에서는 자연건조후 강제건조시키는 두단계를 거친다.

즉, 자연건조시 함수분량이 5％ 미만이 될 때까지 3-7일동안 건조시키면 고른밀도가 유지되도록 숙성도 함께 이루어진다. 그후 함수분이 1％ 미만이 되도록 강제건조 시킨다.

이 건조과정에서 16-20％ 수분이 제품의 몸체내에 있다가 건조가 이루어지면서 기공이 형성되고 소성왼료 후 이기공에 따라 가공이 용이한 다공질 조직이 된다.

[소성과정]

소성과정은 제품의 가공성(절단, 절삭, 연마, 광택등)을 요구하므로 해서 원재료의 배합시에 적당한 소성온도(1150-1250℃)를 결정하고 배합비를 결정했을지라도 보다 중요한 것은 입자들의 소결결합인 단결정이 다결정으로 변하는 이온결합이 필수적으로 이루어져야한다.

소성온도가 1300℃ 이상으로 높아 공유결합(유리와 같이 녹아서 결합이 되는 경우)으로 소성된다면 가공성도 없고 제품의 형태도 변하게 되며 1100℃ 이하로 온도가 낮으면 소결성이 없는등 본 발명의 목적으로하는 제품이 될 수 없다.

[가공]

소성된 제품은 필요에 따라 절단, 연마, 광택을 내어 완성품이 된다.

본 발명은 유약을 전혀 사용치않고 그 표면을 가공하여 몸체에 혼합된 색상과 무늬를 그대로 사용할 수 있는 것으로서 연마, 광택, 모래쏘기 작업(sand blast) 등 어느 작업의 마감으로도 자연석의 질감으로 사용할 수 있다.

이상과 같이 하여서된 본 발명은 실시예를 통하여 설명한다.

[실시예]

다음은 본 발명에 따른 실험성적치를 제시한다.

[표 1]

원료배합비와 결합력

상기와 같이 본 발명의 배합조건에서 결속력이 좋은 결과로 나타났다.

[표 2]

각 공정별 실험 성적표

[표 3]

색상에 따른 자연석 대체가능성

상기 표 2의 성형과정에서 시험편 3, 4, 5는 각각 20초, 10초, 5초간 유압상태에서 정지하였고, 시험편 1, 2, 6, 7은 동일하게 10초를 정지하였다.

소성과정에서는 시험편 3,4,5는 각각 1240℃, 1200℃, 1140℃를 적용하였고, 시험편 1, 2, 6, 7은 1200℃를 적용하였다.

이상과 같은 조건에서 시험편 3-5가 양호함을 알았다.

[표 4]

성형공정의 특성

[표 5]

제품의 물리적 특성 비교

안료투임과 무늬색상의 혼합예를 살펴본다.

1. 색상의 순도는 백색도 100을 기준으로 점토(25％ 사용기준)에 배합시킨 안료의 양에따라

(1) 원색일때는 1％=1, 2％=2, 9％=9, 로 표시하고 (예) G6=녹색 6％ 안료투입

(2) 간색일때는 원색과 원색의 안료투입비율을 다음과 같이한다(x) (예) (R2XY3)= 빨간색 2％와 노란색 3％의 안료가 완전배합된 노란계통의 주홍색

2. 숙성과 소정형태의 절단이 끝난후 무늬색상의 혼합비는 전체를 100％로 하고 대리석 몸체 색상에 대하여 혼합색의 차지는 ％ 비율을 숫자로만 표시한다.

(1) 1가지 색만 혼합했을시

(예) G4, W70, SP40, = 녹색 4％ 안료를 넣은 몸체에 백색도 70짜리 반점무늬가 40％ SP : Speckle Type (반점무늬)

(2) 2가지 이상의 색상이 혼합되었을시(+)

(예) B5, (G3 OB30 + W70 ST70), CT30, 파란색 5％를 넣은 몸체에 녹색 3％ 안료를 넣은 배합재료와 백색도 70의 재료를 입자무늬 30％ 및 얼룩무늬 70％와 구름모양 30％ 및 얼룩무늬 70％와 구름모양 30％형성시킨 모형

OB : Only Beta Type (입자무늬)

ST : Spotting Type (얼룩무늬)

G : Cloud Type(구름무늬)

이상에서 열거한 습식원료와 건식원료를 동시에 준비하여 배합시키는 경우는 제1도의 공정비교에서 나타난 바와 같이 본 제조방법인 경우 외는 없으며, 특히 각 색상의 원료를 혼합하여 유약을 사용치 않고 색상별 무늬를 몸체와 표면에 형성시키는 제조방법은 없었다.

그러므로 본 발명은 자연석을 대체 사용할 수 있는 가공성을 지니고 자연석의 색상과 무늬를 능가하는 순수한 요업 제품을 생산할 수 있다.

현재까지의 건축용 타일은 건식 생산방법으로 절단, 연마, 광택작업에 그 경도가 높아 난점이 많으며 원자재가 건식(분말상태)이므로 혼합 색상을 생산할 수 없으며 또한 습식 생산의 쪽타일이나 벽돌은 최종 성형기를 진공 토련기를 사용하므로해서 단색의 제품만을 생산할 수 있을뿐이다.

본 발명은 여러가지 색상의 무늬를 몸체와 표면에 동시에 형성시키는 습식 제조방법으로 성형시에 함수분이 소성후 다공질 형태로 유지되므로해서 가공이 용이하도록(제품의 모스경도 4.5-6, 가공기계의 다이아몬드 9.5-10)이루어져 있다.

Claims (3)

1. 습식원료로서 점토와 안료, 물을 배합, 분쇄, 교반한 단색혼합물(A)을 각각 다른 여러 가지 색상별로 만들고, 건식원료로서 도석, 장석, 규석, 납석을 분쇄, 교반한 혼합물(B)을 만든다음 각각의 단색 혼합물(A)에 혼합물(B)를 배합한 후 숙성하여 각각 다른 여러 가지 색상의 단색 숙성물을 만들고 각각의 단색숙성물을 소정의 형태로 절단한후 절단된 2가지 이상의 단색 숙성물을 합하여 유압 성형기에서 성형하고 자연건조와 강제건조를 한후 소성, 가공 처리함을 특징으로하는 다색상 혼합무늬를 갖는 요업자재의 제조방법.
2. 제1항에 있어서 습식원료로서 점토 25-40％(점토와 건식원료를 합한 100중량％에 대한 비율)와 안료, 물 16-20％(점토와 안료 및 건식 원료를 합한후의 함수분량)을 배합, 100-120메쉬 이하가 되게 분쇄 교반한 단색 혼합물(A)를 각각 다른 여러 가지 색상으로만들고, 건식원료로서 도석, 장석, 규석, 납석을 15-40메쉬 이하가 되게 분쇄 교반한 60-75％(점토와 도석,장석,규석,납석을 합한 100중량에 대한 비율)혼합물(B) 얻는것을 특징으로하는 다색상 혼합무늬를 갖는 요업 자재의 제조방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 유압성형기에서 5-20초간 정지상태로 성형하고, 함수분량이 5％까지 자연건조한 후 함수분량이 1％되기까지 강제 건조하고, 소성한 후 절단, 연마, 광택 처리함을 특징으로하는 다색상 혼합무늬를 갖는 요업자재의 제조방법.

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