KR100428990B1 - 인공대리석 성형재료의 제조장치 및 제조방법 - Google Patents

Abstract

인공대리석 질감이 나는 시트상의 열경화성 성형재료를 사용하여 제품 표면의 질감과 무늬 발현이 우수한 인공대리석을 제조하는 인공대리석 성형재료의 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로,

서로 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 함침롤러와, 함침롤러의 일측 상부에서 위치하며, 함침롤러에 인공대리석 혼합물을 투입하는 혼합물 투입부와, 함침롤러의 중앙 상부에 위치하며, 유리섬유를 일정한 크기로 절단하여 함침롤러의 위치한 혼합물에 투입하는 커팅롤러와, 함침롤러의 하방에 위치하면서 함침롤러와 동일한 방향으로 회전하면서 함침롤러를 통과한 혼합물을 상·하부 필름에 각각 부착시키는 2개의 보조롤러와, 혼합물이 부착된 상·하부 필름을 하나의 시트형태로 부착시키는 조절롤러, 및 일체로 부착된 혼합물을 이송하는 이송롤러를 포함하는 인공대리석 성형재료의 제조장치가 개시된다.

Description

인공대리석 성형재료의 제조장치 및 제조방법{Manufacturing apparatus and method for imitation marble molding material}

본 발명은 인공대리석 성형재료의 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 인공대리석 질감이 나는 시트상의 열경화성 성형재료를 사용하여 제품 표면의 질감과 무늬 발현이 우수한 인공대리석 성형재료의 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 인공대리석은 불포화 폴리에스테르 수지를 주재료로 사용하고, 실리카, 탄산칼슘, 수산화알루미늄 등의 충진제, 유리섬유 및 기타 첨가제 등을 혼합한 재료을 이용하여 제조하며 부엌 싱크대 상판, 욕실 카운타 판널, 욕조, 벽판넬 등으로 많이 이용되고 있다.

불포화 폴리에스테르를 기재로하는 인공대리석의 성형재료를 제조하는 방법으로 BMC(Bulk Molding Compound)가 있다.

BMC는 불포화 폴리에스테르 수지, 충진제, 기타 첨가제를 넣고 혼련한 후에 배치(batch)에 칼라 칩, 약 2mm의 유리섬유 단편(chop)을 넣고 함께 니더(kneader)를 이용하여 혼련하여 만든 벌크상의 성형재료를 사용한다. 이러한 벌크상의 성형재료는 덩어리 형태이기 때문에 덩어리 하나 하나를 적당량 만큼의 몰드(mold)에 올려놓고 프레스 성형을 한다. 따라서, 금형에 충진 작업시 여러번에 걸쳐 작업이 이루어지는 단점이 있다. 또한, 덩어리 형태의 제품이라서 작업시 다루기가 불편할 뿐만 아니라 규격이 큰 인공대리석을 제작하기에는 작업성이 저하되고, 유리섬유를 혼련하는 과정에서 유리섬유의 가닥이 풀려 물성이 떨어지게 되며, 색상을 결정하는 칼라 칩의 몰림현상과 함께 성형품 강도가 약해지는 단점이 있다.

한편 인공대리석 성형재료로서 시트형상으로 제조하는 SMC는 도 1에 도시한 바와 같이 불포화 폴리에스테르 수지의 혼합물들을 상·하면에 위치하는 필름의 마주보는 위치에 각각 얇게 도포시키고, 하면에 도포된 혼합물에 유리섬유를 짧게 분쇄한 단편을 뿌리는 방식으로 생산된다. 이와 같이 연속적인 시트형상으로 형성되면 적당량의 시트를 여러 장 겹쳐 올려놓은 후에 프레스로 압축 성형하여 성형품을 연속적으로 제조할 수 있고, 판상이나 표면적이 넓은 성형품 생산에 있어 작업성이 용이하고 제품별 차이가 적은 장점이 있으나, 인공대리석의 질감 및 색을 결정하는 칼라 칩을 혼합물에 넣을 수가 없고 고점도의 혼합물은 강화제(유리섬유)의 함침성이 나빠 인공대리석 성형재료로서 부적합한 단점이 있다.

이와 같은 단점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 SMC와 같은 시트형상으로서 칼라 칩을 자유롭게 투입 및 조절하여 다양한 색상을 갖으며, 제품 표면의 질감과 무늬 발현이 우수한 인공대리석 성형재료의 제조장치 및 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 인공대리석의 색상을 결정하는 칼라 칩을 홈이 파여진 롤러를 이용하고 롤러의 회전을 조절함으로써 칼라 칩의 투입량을 조절할 수 있는 인공대리석 성형재료의 제조장치 및 제조방법을 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 SMC 방식을 이용하는 인공대리석 성형재료의 제조장치의 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 인공대리석 성형재료의 제조장치의 평면도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 칼라 칩 투입장치의 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 함침롤러 3 : 투입부

4 : 커팅롤러 5 : 보조롤러

7 : 필름공급롤러 9 : 하부필름

11 : 상부필름 13 : 조절롤러

15 : 이송롤러 21 : 칩호퍼

23 : 스케터롤러 30: 포장장치

40 : 숙성실

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 서로 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 함침롤러와, 함침롤러의 일측 상부에서 위치하며, 함침롤러에 인공대리석 혼합물을 투입하는 혼합물 투입부와, 함침롤러의 중앙 상부에 위치하며, 유리섬유를 일정한 크기로 절단하여 함침롤러의 위치한 혼합물에 투입하는 커팅롤러와, 함침롤러의 하방에 위치하면서 함침롤러와 동일한 방향으로 회전하여 함침롤러를 통과한 혼합물을 상·하부 필름에 각각 부착시키는 2개의 보조롤러와, 혼합물이 부착된 상·하부 필름을 하나의 시트형태로 부착시키는 조절롤러, 및 일체로 부착된 혼합물을 이송하는 이송롤러를 포함하는 인공대리석 성형재료의 제조장치가 개시된다.

바람직하게, 각각의 함침롤러의 상부에는 칼라 칩을 보관하는 칩호퍼, 및 칩호퍼의 하부에는 표면에 일정한 간격으로 홈이 형성된 스케터 롤러가 각각 위치하며 스케터 롤러의 회전에 따라서 롤러표면에 형성된 홈에 삽입된 칼라 칩이 하부로 낙하되는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게, 인공대리석 성형재료의 혼합물은 총 중량을 기준으로 불포화 폴리에스테르 수지 20 내지 25중량%, 실리카, 탄산칼슘계의 충진제 40 내지 50중량%, 첨가제 5 내지 10중량%의 혼합물에 유리섬유 10 내지 15중량%, 칼라 칩 5 내지 25중량%을 각각 혼합시킨 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 구성을 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 인공대리석 제조장치의 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 칼라 칩 투입장치의 사시도이다.

본 발명에 사용한 인공대리석 성형재료는 총 중량을 기준으로 불포화 폴리에스테르 수지 20 내지 25중량%, 실리카, 탄산칼슘 및 수산화알루미늄 등의 충진제 40 내지 50중량%, 대리석, 폐기물 및 천연 파쇄물 등의 첨가제 5 내지 10중량%의 기본 혼합물에 유리섬유 10 내지 15중량%, 칼라 칩 5 내지 25중량%을 각각 혼합시킨 것을 이용한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 유리섬유와 칼라 칩을 제외한 인공대리석 성형재료의 기본 혼합물은 서로 마주보고 회전하는 한 쌍의 함침롤러(1) 상부에 형성된 투입부(3)를 통하여 각각의 함침롤러(1)의 상에 토출된다.

또한 함침롤러(1) 사이의 상부에는 유리섬유를 일정한 크기, 바람직하게는 약 1인지의 크기로 절단하는 커터가 장착된 커팅롤러(4)를 통과시켜 절단된 유리섬유 단편이 기본 혼합물에 투입된다.

그리고, 각 함침롤러(1)의 상부에는 도 3에 도시한 바와 같이 칼라 칩을 보관하는 칩호퍼(21)와 표면에 일정한 간격으로 다수의 홈(25)이 형성된 스케터롤러(23)가 칩호퍼(21)의 하부에 거의 맞닿도록 설치된다.

따라서, 칩호퍼(21)에 보관되는 칼라 칩이 칩호퍼(21)의 하부와 맞닿는 스케터롤러(23)의 표면에 형성된 홈(25) 중에 모여지고, 스케터롤러(23)의 회전에 의해 홈에 모여진 칼라 칩이 함침롤러(1) 상에 공급되는 혼합물에 낙하된다. 이때, 스케터롤러(23)를 저속을 회전시키면 혼합물에 낙하되는 칼라 칩의 량이 적어지고, 스케터롤러(23)를 고속으로 회전시키면 혼합물에 공급되는 칼라 칩의 량을 많아진다.

이와 같이, 함침롤러(1)에 인공대리석 성형재료의 주재료인 불포화 폴리에스테르 혼합물에 유리섬유 단편 및 칼라 칩 등이 투입되면, 함침롤러(1)는 서로 반대방향으로 회전되어 불포화 폴리에스테르 혼합물에 유리섬유와 칼라 칩이 강제 함침되어 함침롤러(1) 하방으로 낙하시킨다.

그 후, 함침롤러(1)의 하방으로 낙하된 혼합물은 함침롤러(1)의 하방으로 낙하된 혼합물은 2개의 보조롤러(5)에 의해 2개의 방향으로 나누어져 하나는 상부 필름(11)의 하면에 부착되고, 다른 하나는 하부 필름(9)의 상면에 각각 부착된다.

혼합물들이 상·하부 필름(11,9)에 부착되면 일정한 높이의 시트형상이 되도록 조절롤러(13)에 의해 하나로서 합쳐지고, 하나의 시트형상으로 제조된다.

이와 같이 시트형상의 성형재료가 형성되면, 형성된 성형재료를 이송롤러(15)들에 의해 일정한 모양을 유지한 체로 이송된다. 이송롤러(15)는 시트형상의 성형재료를 이송하기 위하여 성형재료의 상·하부에 각각 위치한다.

이때, 이송롤러는 이송속도를 제어하는 콘트롤러(미도시)에 연결되어 콘트롤러의 제어에 따라 이송속도를 제어함으로써 성형재료의 두께를 조절할 수 있는데, 이송롤러(15)의 이송속도를 저속으로 유지하면 이에 대응하는 상·하부 필름(11,9)의 이동속도가 저속으로 유지되고 필름(11,9)에 부착되어 쌓이는 혼합물의 량이 증가되어 성형재료의 두께가 증가되다. 또한, 이송속도를 높으면 상·하부 필름(11,9)의 이동속도가 빠르게 되어 필름(11,9)에 부착되는 혼합물의 량이 상대적으로 감소되어 성형재료의 두께가 상대적으로 작게 된다.

이와 소정의 이송롤러의 이송속도에 의해 소정의 두께를 갖도록 조절된 성형재료는 일정한 넓이를 갖는 포장장치(30)로 이송되어 필요한 두께로 포장된다. 이때, 두꺼운 두께를 갖는 인공대리석은 포장장치(30)에 여러장의 성형재료를 겹쳐 놓고 프레스 성형으로 제조할 수 있다.

마지막으로, 포장된 성형물은 숙성실(40)에서 숙성된 후에 제품으로 완성한다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의해 조제된 인공대리석 성형재료는 SMC와 같은 시트형상으로 제작되며 칼라 칩을 자유롭게 투입 및 조절할 수 있어 다양한 색상을 갖도록 할 수 있다.

또한, 인공대리석 성형재료 중에서 인공대리석의 색상을 결정하는 칼라 칩을 홈이 파여진 롤러를 이용하고 롤러의 회전을 조절함으로써 칼라 칩의 투입량을 조절할 수 있다.

또한, 이송롤러를 통과하는 성형재료의 이송속도를 조절하여 필름에 부착되는 혼합물의 두께를 조절함으로써 다양한 두께를 갖는 인공대리석 성형재료를 제조할 수 있다.

그리고, 제조된 성형재료를 시트형상의 인공대리석 성형재료를 금형위에 원하는 두께로 놓고 프레스 성형함으로써 다양한 크기의 인공대리석을 얻을 수 있다.

Claims (6)

1. 서로 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 함침롤러;

   상기 함침롤러의 일측 상부에서 위치하며, 상기 함침롤러에 인공대리석 혼합물을 투입하는 혼합물 투입부;

   상기 함침롤러의 중앙 상부에 위치하며, 유리섬유를 일정한 크기로 절단하여 상기 함침롤러의 위치한 혼합물에 투입하는 커팅롤러;

   상기 함침롤러의 하방에 위치하면서 상기 함침롤러와 동일한 방향으로 회전하여 상기 함침롤러를 통과한 혼합물을 2개의 시트형상으로 상·하부 필름에 각각 부착시키는 보조롤러;

   상기 혼합물이 부착된 상·하부 필름을 하나의 시트형태로 부착시키는 조절롤러; 및

   상기 일체로 부착된 혼합물을 이송하는 이송롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공대리석 성형재료의 제조장치.
2. 제 1 항에 있어서, 각각의 상기 함침롤러의 상부에는 칼라 칩을 보관하는 칩호퍼, 및 상기 칩호퍼의 하부에는 표면에 일정한 간격으로 홈이 형성된 스케터 롤러가 각각 위치하며 상기 스케터 롤러의 회전에 따라서 상기 롤러표면에 형성된 홈에 삽입된 칼라 칩이 하부로 낙하되는 것을 특징으로 하는 인공대리석 성형재료의제조장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 이송롤러를 통과한 시트형상의 혼합물을 여러장 겹쳐 놓은 후에 프레스 성형하는 포장장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인공대리석 성형재료의 제조장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 이송롤러는 이송속도를 제어하는 콘트롤러를 더 포함하며, 상기 이송롤러의 이송속도의 변동에 따라서 상기 필름에 낙하되는 혼합물의 두께가 조절되는 것을 특징으로 하는 인공대리석 성형재료의 제조장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 인공대리석 혼합물은 총 중량을 기준으로 불포화 폴리에스테르 수지 20 내지 25중량%, 실리카, 탄산칼슘계의 충진제 40 내지 50중량%, 첨가제 5 내지 10중량%의 혼합물에 유리섬유 10 내지 15중량%, 칼라 칩 5 내지 25중량%을 각각 혼합시킨 것을 특징으로 하는 인공대리석 성형재료의 제조장치.
6. 서로 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 함침롤러의 일측 상부에서 위치에 인공대리석 혼합물을 투입하는 단계;

   상기 함침롤러의 중앙 상부에서 유리섬유를 일정한 크기로 절단하여 상기 함침롤러에 투입하는 단계;

   상기 함침롤러를 통과하는 상기 혼합물을 상기 함침롤러와 동일한 방향으로 회전하여 보조롤러를 통과시켜 2개의 시트형상으로 분리한 후 각각 상·하부 필름에 부착시키는 단계; 및

   상기 혼합물이 부착된 상·하부 필름을 일체로 부착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공대리석 성형재료의 제조방법.