KR930011276B1 - 경량 세라믹석재의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

경량 세라믹석재의 제조방법

본 발명은 불석과 무기재료를 합성하여 파우더(powder) 공법으로 제조하는 경량세라믹석재의 제조방법에 관한 것이다.

기존 건축용(내외장,바닥용) 석재에는 천연재와 인공재가 있으며, 천연재에는 화강암, 섬록석, 안산암, 현무암, 편암류, 사암, 옹회암, 대리석, 사문암, 점판암 등이 있다.

화강암은 국내에서 생산량 및 양질 석재 생산지도 많아 보편적으로 많이 쓰이는 석재로서, 석질이 견고하며, 내구성이 크고, 대형재를 얻을 수 있고, 아름다우며, 물갈기를 하면 광택이 나는 것도 있다. 그러나, 내화성이 부족하고(550℃이상에서 표면박리현상), 너무 단단하여 조각이나 가공에 어려움이 많다.

섬록석은 면이 미려해서 내외장재로 이용되나, 결정이 미세하고 견고해서 가공이 곤란한 점이 있다.

그리고, 안산암은 화강암 다음으로 많은 석재로서 내구성, 내화성, 압축강도가 크며 조각에도 적당하나, 갈아도 광택이 나지 않는다.

현무암은 석질이 견고해서 토대석, 석축, 타일등에 쓰이며, 제주도 등지에서 많이 산출되고 있지만, 지리적 여건과 관광지로서의 자연보호측면에서 대량개발이 곤란하다.

또, 편암류는 층상으로 박리되지만, 직각으로 가공이 곤란하여 자연석 그대로 석축, 석원등에 사용된다.

옹회암은 다공질로서 가공이 용이하나 흡수성이 높고 강도가 낮으며 내구성이 작아서 건축용으로 부적당하고 석축등에 이용된다.

대리석은 내수성이 좋아서 욕실바닥에도 이용이 가능하며, 색조가 미려하고, 치밀하여 강도가 높고, 갈면 광택이 있는 실내장식용 석재로서는 가장 고급재료이지만, 내화성이 약하고, 산에 약하며, 풍화하기 쉬우므로, 외장재로는 부적당하다.

사문암은 물갈기하면 광택이 나며, 벽판, 계단판, 난간 등에 대리석 대용으로 사용되기도 한다.

점판암은 천연슬레이트판을 바닥에 깔 경우가 있으나 색조가 암색계이므로 의장 효과가 적다.

인조석어는 테라조, 의석, 수지계인조석, 세라믹인조대리석등이 있다. 테라조는 대리석 쇄석을 종석으로 취하고 시멘트를 사용하여 만든 것인데, 연마하여 광택을 낸 모조석이며, 의석은 종석을 대리석 이외의 암석을 사용한 것이다.

이들 모두가 천연대리석 혹은 천연석보다도 염가이지만, 중량이 무겁고 내화성이 부족한 점이 단점이다.

수지계 인조석은 결합재를 폴리에스테르수지나 에폭시수지 등을 액상으로 하여 만든 것인데, 수지가 열경화성이기 때문에 경화가 급속하고, 높은 압축강도가 단기에 얻어지며, 균열이 적고, 수밀성의 양호, 방수성, 내마모성, 내산성 등의 이점이 있다. 그러나, 열에 취약하여 내화성이 매우 부족한 점이 단점이다.

그리고, 세라믹인조대리석은 무기원료로 만들어 소성한 자기질인조대리석인데, 중량이 천연대리석보다는 비교적 가벼운 편이나 경량이 못되고, 현 기술여건 및 제조공정상 대형재가 아닌 소형타일이 생산되고 있다.

이상과 같이 건축용 내외장 및 바닥용석재에 대해 간략하게 살펴보았는데, 대부분 취도계수가 크고, 장대재를 얻기 어렵고, 비중이 크고, 가공성이 불량하며, 화열이 닿으면 균열이 발생하거나 파괴되는 단점을 갖고 있다.

따라서, 기존 건축용 석재에서 장점만 갖춘것을 찾기는 곤란하여서 장,단점을 충분히 연구하여 적재적소에 맞도록 선택함이 필요하며, 또한 새로운 건축용 인공석재 개발의 필요성도 요청된다.

본 발명의 경량세라믹석재는, 화산회와 불석을 주원료로 하고, 기타 무기원료를 조합하여, 세라믹공정을 거친 인공석재로서, 기능면에서 세라믹의 일반적 특성을 지녔으면서도 부가해서 경량이며, 보온, 단열, 내화 등 열적기능과 방음효과, 시각적으로 미려함, 다양한 색상 및 디자인 개발이 가능한 이상적인 인공석재이다.

이하 본 발명의 제조방법에 대하여 구체적인 설명을 하면, 불석 75∼85% 카올린 4∼6%, 납석 5∼9%, 규석 6∼10%를 중량조성비로 각각 분쇄조합해서, A, S, T, M 100∼325mesh 통과된 입도의 것을 기준으로 진동밀을 통한 건식 조합한 후 내화물틀에 넣어 파우더공법에 의해 성형하고, 1200∼1400℃ 온도범위에서 약 10~14시간 동안 중성 내지 산화소성 처리한 후, 자연냉각시킨 소결품을 절단 및 표면을 연마시켜 제품을 완성시키는데, 조성, 입도, 소성기법, 성형 등의 여러조건이 매우 중요하다.

본 발명은 주 원료인 불석이 발표작용의 요인이며, 기타 부원료는 안정제의 역할을 한다.

이러한 불석의 특성을 이용하되, 양호한 발포성, 소결성, 강도 그리고 제조공정에 적합하고 안정된 물질 조성을 위해 기타 무기재료를 첨가한다.

원료처리 및 제조공정은 제품의 물리적특성 및 기능에 큰 영향을 끼치므로 주의를 요하지 않으면 안된다.

먼저, 입도에 있어서, 전술한 입도의 범위를 벗어난 조립 혹은 초미립의 것을 사용하면 과다발포, 형태변형 혹은 발포의 미발달, 구조의 치밀화, 무게증가등의 원인이 되므로 요구되는 입도를 맞추는 것이 바람직하다.

또, 원료자체가 유리성분이 많고 흡수성이 부족하므로, 프레스성형시 압력을 급격히 주는 것보다는 여러회수로 나누어서 점차적으로 증가시켜 가하는 것이 필요하다.

소성시간 및 방법은 제품의 비중, 발포성등에 직접적인 영향을 주는데, 소성시 적정온도에 다다르면, 소결이 진행되면서 제품내에서 발포현상이 일어나고 비중은 감소하게 된다. 그러나, 발포가 어느 정도 진행된 뒤, 유지시간을 과다하게 주거나 소성온도를 지나치게되면 발포작용이 끝나면서 다시 소결이 지배적으로 되어서 조직은 치밀해지면서 유리질화되어 비중도 무겁게되어 제품으로 적합치 않게된다. 그리고, 소성을 너무 서서히 하게되면 제품의 내부와 외부의 온도차이가 적어도 미처 발포하지 못하고 그대로 소결되어 버리는 수가 많으므로 소성조건에 유의해야 한다.

상기한 본 발명의 제조방법으로 만들어지는 제품은 다음과 같은 특성을 보유한다. 즉, 제품이 수많은 기공 때문에 방음, 보온, 단열효과를 지니며, 그리고 비중이 0.7∼0.9g/㎤으로 초경량이며, 불연성, 내화성, 내부식성, 내산성, 강도 및 내구성이 우수하고 인체에 무해할 뿐 아니라, 시각적으로 미려하며, 첨가되는 원료에 따라서 다양한 색상의 것이 가능하여서 이상적인 인공석재라 할 수 있다.

Claims (1)

1. 불석 75∼85%, 카올린 4∼6%, 납석 5∼9%, 규석 6∼10%를 중량조성비로 각각 분쇄혼합하여 100∼325mesh를 통과한 입도의 것을 파우더공법에 의해 성형한 후 1200∼1400℃의 산화소성 처리한 후 서냉한 소결품을 표면을 연마하여 이루어진 것을 특징으로 하는 경량세라믹석재의 제조방법.