KR101633753B1 - 인조석 판재 생산방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인조석 판재 생산방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건축물의 외벽재로 사용되는 고강도이면서 경량의 인조석을 얇은 두께의 인조석 판재으로 제조함에 있어, 휨(굽힘변형) 발생을 억제시키면서 대량으로 생산할 수 있는 인조석 판재 생산방법에 관한 것이다.
이를 위하여, 본원 발명은 물, 골재 및 원자재를 포함하는 원료를 성형틀에 부어 원판를 형성하는 원판형성단계(S6); 원판의 크랙을 방지하면서 수분을 1차 증발시키는 스팀양생단계(S7); 스팀양생된 원판를 상온에서 경화시키면서 수분을 2차 증발시키는 자연양생단계(S8): 및 자연양생된 원판를 필요로 하는 두께의 판재로 분할하는 할석단계(S9);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

인조석 판재 생산방법{Manufacturing method for artificial stoneplate}

본 발명은 인조석 판재 생산방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건축물의 외벽재로 사용되는 고강도이면서 경량의 인조석을 얇은 두께의 인조석 판재으로 제조함에 있어, 휨(굽힘변형) 발생을 억제시키면서 대량으로 생산할 수 있는 인조석 판재 생산방법에 관한 것이다.

일반적으로, 건축용 벽재로 사용되는 석재에는 벽돌, 블록, 타일, 대리석, 화강암 등 다양한 종류가 있다. 여기서, 벽돌이나 블록 등의 콘크리트 제품은 가공이 쉽고 경제적이어서 보편적으로 사용되고 있다.

그러나, 이들 제품은 거친 표면과 약한 강도로 인해 기초 자재로 사용될 뿐, 디자인적 가치와 견고성을 동시에 추구하는 건물의 외벽재로는 사용에 한계가 있다.

한편, 천연 석재인 대리석 및 화강암 등은 질감에 따른 디자인적인 가치가 우수하여 건물의 외벽재를 형성하는 자재로 많이 사용되고 있다.

그러나, 이들 천연 석재는 천연 자원의 고갈 및 생태계 파괴를 유발시킴에 따라 채석에 한계가 있고, 이로 인해 원판 수급에 문제를 초래할 가능성을 항상 내포하고 있다.

그리고, 천연 석재는 축조된 건물의 안전성과 가공된 천연 석재에 대한 안정감 등을 고려하여, 그 두께를 비교적 두껍게 만들어야만 하는 제약이 있는데, 이는 비용 상승을 초래하게 된다.

또한, 천연 석재는 그 가공이 난해하거나 불가능할 수 있으며, 천연 석재의 형상 및 품질은 산지의 사정에 따라 좌우되므로, 건물의 설계 및 시공에 많은 제약이 따른다.

그리고 무엇보다도 이러한 천연 석재는 그 자체의 가격이 고가여서 일반적으로 사용하기에는 어려움이 있음과 더불어 건물을 철거하거나 교체 및 파손 등으로 배출되는 석재는 그대로 폐기되거나 방치되고 있는데, 이는 환경오염 및 활용 가능한 자원의 무분별한 낭비를 초래하게 된다.

따라서, 최근에는 우수한 강도를 가질 뿐만 아니라 간편하게 시공할 수 있는 인조석이 널리 사용되고 있다.

이러한 인조석은 한국 등록특허 제10-0795986호(이하 '선행기술문헌1'이라 한다)에 개시된 인조석 판재 제조장치 및 제조방법에 의해 제조될 수 있다.

이와 같은 선행기술문헌1에 개시된 인조석 판재 제조장치 및 제조방법은, 고분자 수지액과 석분이 혼합된 석분반죽액을 형틀에 부어 판형의 인조석 판재을 제조하는 인조석 판재 제조장치에 있어서, 상면이 트여 있는 사각 상자형상의 외곽틀; 상기 외곽틀의 내부 바닥면 위에 놓여지며 그 상면에는 좌우로 연장되는 복수의 바닥홈이 나란하게 형성되어 있는 바닥틀부재; 상기 외곽틀 안쪽의 양측면에 각각 접하도록 상기 바닥틀부재에 대해 수직으로 세워지며 상하로 연장되는 복수의 수직홈이 나란하게 형성되어 있는 두 개의 측면틀부재; 및 사각판 형상으로 형성되며, 상기 바닥홈과 수직홈에 끼워져서 그 사이사이에 석분반죽액이 채워져 인조석 판재이 성형되도록 하는 복수의 격판을 포함하여 구성되며, 상기 외곽틀은, 사각의 판 형상으로 바닥에 놓여지는 바닥판부재; 상기 바닥판부재의 앞쪽 테두리에 힌지결합되며 상기 바닥판부재에 대해 수직으로 세워지는 전면판부재; 상기 바닥판부재의 뒤쪽 테두리에 힌지결합되며 상기 바닥판부재에 대해 수직으로 세워지는 후면판부재; 상기 바닥판부재의 좌측 테두리에 힌지결합되며 상기 바닥판부재에 대해 수직으로 세워지는 좌측판부재; 및 상기 바닥판부재의 우측 테두리에 힌지결합되며 상기 바닥판부재에 대해 수직으로 세워지는 우측판부재;를 포함하도록 되어 있다.

또, 한국 등록특허 제10-1188905호(이하 '선행기술문헌2'라 한다)에는 '인조석 판재의 제조방법'이 개시되어 있다.

이러한 선행기술문헌2에 개시된 인조석 판재의 제조방법은 인조석 판재의 제조방법에 있어서, 시멘트, 석재조각, 물을 포함하는 원료를 고무 또는 합성수지 재질로 형성된 형틀에 부어 판재를 형성하는 판재형성단계와; 상기 판재를 일정 수준으로 경화시키는 1차경화단계와; 상기 형틀에 형성된 하나 또는 둘 이상의 통공을 통해 상기 판재의 내부 일정 거리까지 홈형성수단을 삽입하여 상기 판재의 측부에 홈을 형성하는 홈형성단계와; 상기 판재를 완전히 경화시키는 2차경화단계; 및 상기 판재로부터 상기 형틀을 탈형하는 탈형단계; 상기 탈형단계 다음에, 상기 판재의 가장자리를 일정 폭으로 잘라내는 절단단계;가 포함하도록 되어 있다.

하지만, 종래의 선행기술문헌1 및 2 모두, 원료(석분반죽액)을 형틀인 외곽틀 내에 부어 양생시킴으로써 인조석 판재을 일정 규격으로 제조 후 양생시키는데, 이때 원료를 외곽틀 내에서 고루 퍼지게 하기 위해서는 수분 함유 비율이 높아질 수밖에 없으므로 인해 인조석 판재의 양생에 많은 시간이 소요될 뿐 아니라 양생과정 중에 원료에 포함되어 있는 많은 수분이 증발하면서 얇은 인조석 판재이 사발형으로 휘어지는 굽힘변형의 문제가 발생한다.

한국 등록특허 제10-0795986호 한국 등록특허 제10-1188905호

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 인조석 판재의 휨 방지 및 균일한 품질의 고강도 인조석 판재을 대량으로 공급하는 방법을 제시하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 인조석 판재 생산방법은 물, 골재 및 원자재를 포함하는 원료를 성형틀에 부어 원판를 형성하는 원판형성단계(S6);, 원판의 크랙을 방지하면서 수분을 1차 증발시키는 스팀양생단계(S7); 스팀양생된 원판를 상온에서 경화시키면서 수분을 2차 증발시키는 자연양생단계(S8): 및 자연양생된 원판를 필요로 하는 두께의 판재로 분할하는 할석단계(S9);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 스팀양생단계(S7)는 온도가 일정하게 유지되는 챔버 내에서 이루어지며, 상기 온도는 60℃인 것을 특징으로 한다.

또한, 원판형성단계(S6)는, 원료를 성형장치의 성형틀에 공급하는 원료공급공정(S81); 성형틀에 공급된 원료를 가압을 통해 압축하는 압축공정(S82); 성형틀에 공급된 원료를 진동을 통해 기포를 제거하는 기포제거공정(S83); 및성형틀을 제거하여 원판를 생성하는 탈형공정(S84);을 포함하되, 기포제거공정(S83)은 압축공정(S82)과 병행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 원료공급공정(S81)은, 원료가 담겨진 이송장치(300)가 성형장치(100)의 하우징(110) 내로 인입되어 가압판(190)과 성형틀(170) 사이에 위치하는 단계(S811); 이송장치(300)는 원료를 성형틀(170) 내부로 골고루 공급한 후 하우징(110)에서 인출되어 원위치하는 단계(S812);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 압축공정은(S82), 가압판(190)이 복수의 지지대(193)와, 상부 가이더(200)에 의해서 가이드되어 수평 균형을 유지한 채로 실린더(192)에 의해 하강 이동하면서 성형틀(170) 내의 원료를 가압하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 기포제거공정(S83)은, 가압판(190)이 원료를 가압하는 동안 진동판(140) 하부의 제 1 바이브레이터(130)와, 성형틀(170) 외측면의 제 2 바이브레이터(180)가 각각 작동하는 단계를 포함하되, 제 1 바이브레이터(130)는 모터(131)의 구동력이 벨트(132)를 통해 직접 전달되므로 강진동이 발생되고, 제 2 바이브레이터(180)는 고주파에 의한 미세 진동이 발생되는 것을 특징으로 한다.

또한, 탈형공정(S84)은, 하부 가이더(160)가 실린더(161)에 의해 배출판(150) 상에서 성형틀(170)을 상방향으로 들어올려 이동시켜 이루어지되, 급격한 탈형과정에서 발생될 수 있는 원판의 형상 훼손을 방지하도록 하부 가이더(160)에 의해 천천히 수직 상승되어 1차 탈형됨으로써 성형틀(170)의 안전한 탈형을 위해 가압판(190)은 원판 원료의 상면을 가압하여 압축한 상태에서, 성형틀(170)만 일정 높이 수직 상승하는 1차 탈형 단계(S841); 및 하부 가이더(160)에 의한 성형틀(170)과, 실린더(192)에 의한 가압판(190)이 동시에 상승되어 가압판(190)과 성형틀(170)이 원판와 분리됨으로써 원판의 완전한 탈형이 이루어지는 2차 탈형 단계(S842):를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 인조석 판재 생산방법에 따르면, 종래의 완제품 규격을 갖는 성형틀에 의해 완제품 규격으로 제조 후 양생되던 제조방법에서 벗어나, 두께를 대형화한 성형틀에 의해 제조 후 양생하고 이를 완제품 규격으로 할석함으로써, 양생과정에서 수분의 증발로 인한 인조석 판재의 휨을 원천적으로 방지하는 효과가 있다.

또한, 반죽 형태의 인조석 원료를 성형틀 내에 고루 공급하고, 공급된 인조석 원료의 상면을 가압판으로서 가압하여 평활하게 고루 다지는 한편 성형틀의 하부와 중앙부에 진동을 발생시켜 상부의 가압력과 더불어 중앙 및 하부에서 발생되는 진동력에 의해 원료 내의 기포를 모두 효율적으로 제거함으로써, 원재료의 충전밀도를 향상시키고, 균일한 품질의 고강도 인조석을 제조할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 발명에 따른 인조석 판재 생산방법 전체 공정도이다.
도 2는 종래기술과 발명에 따른 인조석 판재 생산방법 요부 핵심 공정도이다.
도 3은 본 발명에 따른 인조석 성형장치의 전체 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 가압판과 성형틀의 분리도이다.
도 5은 본 발명에 따른 성형틀과 진동판 및 진동수단을 보인 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 성형장치의 정면 구성도이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명에 따른 인조석 성형장치의 작동상태도로서, 도 7은 성형틀 내에 인조석 원료를 공급하는 상태이고, 도 8은 성형틀 내의 인조석 원료를 가압판이 가압하는 상태이며, 도 9는 성형틀의 1차 탈형 과정의 도면이고, 도 10은 성형틀 및 가압판의 2차 탈형 과정의 도면이다.
도 11은 본 발명에 따라 성형된 인조석의 반출 상태 도면이다.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.

이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시 예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 인조석 판재 생산방법은, 도 1을 참조하면, 총 소요량,우선 순위,시공 순서등을 파악후 현장 사정에 맞게 생산 계획 수립과 원판 인원등 확보하기 위한 발주 접수 및 생산 계획 수립단계(S1); 로트별 원자재 선별, 칼라 검사 실시 및 계획한 량의 원자재 부족시 최근접 로트 생산 원자재 병합 사용 여부 판단 등의 검사단계(S2); 물, 골재 및 원자재를 실시계획에 맞도록 계량하는 계량단계(S3); 자동 계량 투입후 교반 시간 10분간 물 없이 교반하는 건비빔단계(S4), 건비빔후 일정량 수분 투입후 10분 이내에서 교반하는 습빔단계(S5), 건비빔 및 습비빔을 통해 완성된 물, 골재 및 원자재를 포함하는 원료를 성형틀에 부어 원판를 형성하는 원판형성단계(S6); 원판의 크랙을 방지하면서 수분을 1차 증발시키는 스팀양생단계(S7); 스팀양생된 원판를 상온에서 경화시키면서 수분을 2차 증발시키는 자연양생단계(S8); 자연양생된 원판를 필요로 하는 두께의 판재로 분할하는 할석단계(S9); 겉 표면을 연마(광내기), 잔다듬(표면을 거칠게 하기위해 표면을 걷어내는것)하는 표면처리단계(S10); 재단기를 이용하여 4각 절단하는 절단단계(S11); 각도기를 이용하여 ± 0.5도 이내, 줄자나 스텐자를 이용하여 칫수 ± 1m/m 이내 제품만을 합격처리하는 각도 및 치수검사단계(S12); 분무기나 전착을 통해 5면 방수를 위한 발수제 도포하는 무기제 표면코팅단계(S13); 겉모양 우선으로 건조 상태, 이색, 판재의 휨 발생 여부, 작업 지시서의 수량과 일치여부 및 오작 여부 등을 판단하는 완제품 검사단계(S14); 판재이므로 세워서 포장하고, 포장끈 접촉면 코너 보강제 삽입후 포장하며 마감면이 서로 맞볼수 있도록 포장하는 포장단계(S15), 작업지시서와 동일 여부 및 합격 검사서 발행 여부를 확인후 출고증 작성하여 출고하는 출고단계(S16)를 포함한다.

상기 검사단계(S2)는 물, 무기재 칼라검사단계(S2-1), 골재 선별 및 칼라 검사단계(S2-2) 및 시맨트외 원자재 로트 검사단계(S2-3)를 포함한다.

또한, 계량단계(3)는 총 중량의 5~7%가 되도록 물을 계량하는 물 계량단계(S3-1), 총중량의 53~55%가 되도록 골재를 계량하는 골재 계량단계(S3-2), 총중량 대비 시멘트:38%, 유기제 2%가 포함되도록 원자재를 계량하는 원자재 계량단계(S3-3)를 포함한다. 여기서, 유기제는 경화제, 응집제, 소포제, 방수제, 유동화제, 폴리 프로필렌(PP) 섬유를 포함한다.

상기 원판형성단계(S6)는 본 발명에 따른 핵심적 단계중 하나로서, 건비빔 및 습비빔 완료후 성형틀로 원료 투입후 7초간 10톤의 압력과 고주파 진동으로 기포 제거하여 원판을 제작한다.

이는 종래와 대비되는 단계로서, 도 2를 참조하면, 종래에는 완제품 규격을 갖는 성형틀에 의해 완제품 규격으로 제조 후 양생되던 제조방법, 즉, 1,250mm×1,250Cm×300mm의 제품을 제작할 경우, 성형틀을 완제품에 대응하는 규격으로 제작하여 이를 통해 인조석 판재를 제작하고, 이를 양생하는 과정을 거치므로 양생과정에서 얇은 판재가 사발모양으로 휘어지는 문제점이 있었다.

반면 상기 원판형성단계(S6)는 가령 1,250mm×1,250Cm×650mm으로 높이를 2배가량 높게 성형틀을 형성하여 이를 통해 원판을 제작한다. 이후 하기할 활석단계(S9)를 통해 1,250mm×1,250Cm×300mm의 완제품 판재를 제작한다. 여기서, 높이 50mm는 완제품 제작을 위해 할석하는 과정에서 손실되는 부분을 고려한 여유율이다. 이렇듯, 높이가 높은, 즉 두꺼운 원판을 제작하고, 이를 1차 및 2차에 걸쳐 양생하므로 수분증발에 의한 원판의 휨이 발생하지 않는 효과가 얻을 수 있다.

상기 스팀양생단계(S7)는 챔버에서 60℃에서 24시간 스팀양생한다. 이는 원판이 경화되는 과정에서 내부온도가 서서히 증가하여 60 ~ 70℃의 내화열이 발생하게 되는데, 이때 경화과정에서 내부크랙이 발생하게 되므로 60℃ 항온을 유지하여 원판의 내외부가 일정한 온도를 유지하도록 하여 원판의 강도 강화와 내부 크랙 방지를 하도록 하기 위함이다.상기 자연양생단계(S8)는 60℃에서 양생된 원판이 서서히 낮아지도록 하기 위한 단계로서, 원판 자체의 내화열을 조정하는 역할과 이를 통해 강도를 강화시키는 역할을 한다.

상기 할석단계(S9)는 본 발명에 따른 핵심적 핵심적 단계중 하나로서, 원판형성단계(S6)에서 제작된 원판을 필요로 하는 두께의 판재로 분할하기 위해 부가된 단계이다.

한편, 원판형성단계(S6)에서 원판을 제작함에 있어, 종래의 얇은 판재에 비하여 두꺼운 원판을 제작해야 함에 따라 두꺼운 원판의 성형틀에 투입되는 인조석 원료에 기포가 원활히 빠져나가지 못하는 문제점이 발생된다.

이를 해결하기 위하여, 성형틀에 공급된 인조석 원료(반죽 상태의 원료)의 상면을 가압하여 평활하게 고루 다지는 한편 성형틀의 하부와 중앙부에 진동을 발생시켜 상부의 가압력과 중앙 및 하부의 진동력에 의해 원료 내의 기포를 효율적으로 제거하여 고강도의 인조석을 성형할 수 있도록 한 인조석 성형장치를 제공한다.

본 발명에 따른 인조석 성형장치(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 마주하는 면이 개구된 하우징(110)과, 하우징(110)의 내측 하부에 진동가능하게 구비되는 진동판(140)과, 진동판(140)의 상부에 출입가능하게 구비되는 배출판(150)과, 배출판(150)의 상면에 분리가능하게 구비되고 그 내부에는 인조석 원료가 충진되는 성형틀(170)과, 하우징(110)의 내측 상부에 승강가능하게 구비되어 성형틀(170) 내의 인조석 원료를 가압하는 가압판(190)을 포함한다.

하우징(110)은 도 3에서와 같이, 상판(113)과, 하판(111) 및 서로 마주하는 양 측판(112)으로 구비되고, 하우징(110)의 다른 측면부는 개구되게 구비되어, 이 개구부를 통해 후술될 이송장치(300)와 배출판(150)이 하우징(110) 내부를 출입하게 된다.

이러한 하우징(110)의 하판(111) 하면에는 후술될 모터(131)가 고정되게 구비될 수 있으나, 하우징(110)의 하판(111) 하부에 별도의 판을 이격되게 구비하여, 그 판 위에 모터(131)를 고정하여 구비할 수도 있다.

그리고, 하우징(110)의 내측 하판(111) 상에는 하판(111)에 고정되게 설치되는 베이스판(120)이 구비되고, 베이스판(120) 위에는 진동판(140)이 고정되게 구비된다.

진동판(140)은 도 5 및 도 6에서와 같이, 베이스판(120)의 상면과 이격되는 상부에 고정되게 설치되고, 진동판(140)과 베이스판(120) 사이에는 진동판(140)을 진동시키기 위한 제 1 바이브레이터(130)가 구비된다.

이러한 진동판(140)은 그 내부에 공간을 갖는 격자 구조로 구비됨으로써, 제 1 바이브레이터(130)의 진동력을 손실을 최소화한 상태로 상부의 성형틀(170) 하부로 전달할 수 있게 된다.

이와 같은 제 1 바이브레이터(130)는 진동판(140) 하부의 네 코너부위에 각각 구비되고, 하우징(110)의 하판(111)과 베이스판(120) 사이에 구비된 모터(131)와는 벨트(132)로서 연결되어, 모터(131)의 작동시 벨트(132)에 의해 제 1 바이브레이터(130)가 연동되어 작동됨으로써, 진동판(140)에 강한 진동력을 제공하게 된다.

따라서, 상기와 같은 제 1 바이브레이터(130)의 진동력은 진동판(140)을 통해 그 손실이 최소화된 상태로 성형틀(170)의 하부로 강한 진동으로 전달됨으로써 후술될 가압판(190)의 가압력이 미치지 못하는 원료의 내측 하부에 존재하는 기포를 제거할 수 있으므로, 원판(1)의 충진밀도를 높일 수 있게 된다.

그리고, 상기와 같은 진동판(140)의 상면에는 원판(1)을 하우징(110) 외부로 반출시키기 위한 배출판(150)이 출입가능하게 구비된다.

이와 같은 배출판(150)은 진동판(140)과 같이 진동되도록 구비되어 성형틀(170) 내부로 충진된 인조석 원료를 효과적으로 진동시킬 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 원판(1)을 하우징(110) 외부로 반출시키는 배출판(150)은 본 발명에서는 도시되지 않았지만, 3개 또는 4개의 배출판이 순환하면서 진동판(140)의 상면에 구비됨으로써 원판(1)을 연속적으로 자동 생산할 수 있게 된다.

또한, 상기와 같은 배출판(150)의 상면에는 성형틀(170)이 상방향으로 분리가능하게 구비되고, 성형틀(170)은 그 상,하면이 개구된 측판(171)으로만 이루어진 사각형상으로 형성된다.

그리고, 성형틀(170)의 각 측판(171)의 외측면 중앙부에는 고주파로서 성형틀(170) 내부의 인조석 원료를 미세 진동시키는 제 2 바이브레이터(180)가 구비되고, 이와 같은 제 2 바이브레이터(180)는 제 1 바이브레이터(130)보다 약한 진동을 제공하게 된다.

따라서, 제 2 바이브레이터(180)에 의해 원판(1)의 측면을 통해 중앙부로 진동을 가해 원판(1)의 내측부에 존재하는 기포를 효과적으로 제거하여, 원판(1)의 충진밀도를 높일 수 있게 된다.

또, 성형틀(170)의 각 측판(171) 외측면에는 배출판(150) 상에서 상부로 이동되는 성형틀(170)을 가이드하는 지지대(172)가 각각 설치되어 구비되고, 이 지지대(172)는 실린더(또는 가스스프링)와 같이 인장과 압축될 수 있는 구조로 구비될 수 있다. 즉, 지지대(172)의 일단부는 하우징(110)의 상판(113) 내측면에 고정되게 설치되고, 지지대(172)의 타단부는 성형틀(170)에 고정되게 설치되어, 성형틀(170)의 상승시는 지지대(172)가 압축되고, 성형틀(170)의 하강시는 지지대(172)가 인장되게 구비할 수 있다.

특히, 성형틀(170)을 가이드하는 지지대(172)를 실린더 수단으로 구비할 경우에는 성형틀(170)의 급격한 상승이나 하강을 방지하여 완충할 수 있으므로, 급격한 탈형으로 인한 원판(1)의 훼손이나 파손을 방지할 수 있다.

그리고, 상기와 같은 성형틀(170)은 하우징(110)의 내측 하부에 구비되는 하부 가이더(160)에 의해 상하로 이동된다.

즉, 하부 가이더(160)는 하우징(110)의 내측 양 측판(112)에 각각 구비된 상태에서 하우징(110)의 하판(111)을 관통하는 실린더(161)에 의해 상하로 이동가능하게 구비되고, 하부 가이더(160)의 상면에는 성형틀(170)의 양 측부가 각각 고정되게 설치되어, 성형틀(170)이 하부 가이더(160)에 의해 상하로 이동된다.

특히, 하부 가이더(160)는 상하 이동시 하우징(110)의 양 측판(112)에 가이드되어 이동됨으로써 성형틀(170)을 가이드하게 된다.

한편, 상기와 같은 성형틀(170) 상부의 하우징(110) 내측에는 가압판(190)이 상하로 이동가능하게 구비되고, 이와 같이 구비되는 가압판(190)은 하우징(110)의 내측에서 하강하면서 성형틀(170) 내에 충진된 인조석 원료를 가압하게 된다.

이러한 가압판(190)은 도 4에서와 같이, 전술한 진동판(140)과 마찬가지로 그 내부에 공간을 갖는 격자 구조로 구비되고, 그 하면부에는 인조석 원료의 가압시 인조석 원료에서 제거된 기포가 배기될 수 있는 배기구(191)가 형성된다.

따라서, 가압판(190) 하면부의 배기구(191)로 배기된 기포는 가압판(190)의 내부 공간을 통해 외부로 배출된다.

그리고, 가압판(190)은 그 상면에 하우징(110)의 상판(113)을 관통하는 복수의 실린더(192)가 각각 연결되어 구비되고, 실린더(192)와 이격된 가압판(190)의 상면에는 하우징(110)의 상판(113)을 관통하는 복수의 지지대(193)가 대각방향으로 구비되어, 가압판(190)의 상하 이동시 가압판(190)의 수평 균형을 유지하게 된다.

게다가, 하우징(110)의 내측 상부에는 상부 가이더(200)가 상하로 이동가능하게 구비되고, 상부 가이더(200)에는 가압판(190)의 양측부가 각각 고정되게 연결되어, 상부 가이더(200)가 가압판(190)과 같이 상하로 이동되면서 가압판(190)을 가이드하게 된다.

이러한 상부 가이더(200)는 전술한 하부 가이더(160)와 마찬가지로 상하 이동시 하우징(110)의 양 측판(112)에 가이드되어 이동됨으로써 가압판(190)을 가이드하게 된다.

한편, 상기와 같이 구성되는 성형장치(100)에는 도 4에서와 같이, 각종 원료가 혼합되어 반죽된 인조석 원료를 공급하기 위한 이송장치(300)가 성형틀(170)의 상부에 위치되어 구비된다.

이와 같은 이송장치(300)의 하부에는 이송장치(300) 내부의 원료를 공급하기 위한 다수의 배출스크류(310)가 구비되어, 성형틀(170) 내로 인조석 원료를 고르게 공급할 수 있게 된다.

이상과 같은 본 발명에 따른 인조석 성형장치를 이용하여 원판을 제작하는 방법을 살펴보면, 원료를 성형장치의 성형틀에 공급하는 원료공급공정(S81); 성형틀에 공급된 원료를 가압을 통해 압축하는 압축공정(S82); 성형틀에 공급된 원료를 진동을 통해 기포를 제거하는 기포제거공정(S83); 및 성형틀을 제거하여 원판를 생성하는 탈형공정(S84);을 포함한다.

상기 원료공급공정(S81)은 원료가 담겨진 이송장치(300)가 성형장치(100)의 하우징(110) 내로 인입되어 가압판(190)과 성형틀(170) 사이에 위치하는 단계(S811) 및 이송장치(300)는 원료를 성형틀(170) 내부로 골고루 공급한 후 하우징(110)에서 인출되어 원위치하는 단계(S812);를 포함한다.

즉, 각종 원료가 혼합되어 반죽된 인조석 원료가 담아진 이송장치(300)가 도 7에서와 같이, 성형장치(100)의 하우징(110) 내로 인입되어 가압판(190)과 성형틀(170) 사이에 위치된다.

이 상태에서 이송장치(300)의 하부에 구비된 다수의 배출스크류(310)가 작동되어 이송장치(300) 내의 원료가 성형틀(170) 내부로 골고루 퍼져 공급되고, 원료의 공급이 완료되면 이송장치(300)는 하우징(110)에서 인출되어 이동된다.

상기 압축공정(S82)은 가압판(190)이 복수의 지지대(193)와, 상부 가이더(200)에 의해서 가이드되어 수평 균형을 유지한 채로 실린더(192)에 의해 하강 이동하면서 성형틀(170) 내의 원료를 가압하는 단계를 포함한다.

즉, 하우징(110)에서 이송장치(300)가 인출된 후에는 도 8에서와 같이, 가압판(190)이 실린더(192)에 의해 하강 이동되고, 이때의 가압판(190)은 대각방향으로 위치된 복수의 지지대(193)와, 상부 가이더(200)에 의해서 가이드되어 수평 균형을 유지한 채로 이동된다.

이와 같이 하강되는 가압판(190)은 성형틀(170) 내로 진입되어 성형틀(170)에 충진된 인조석 원료의 상면을 일정한 압력으로 일정시간 동안 눌러 압축시킴으로써 원료의 상면이 고르게 다져질 뿐 아니라 충진밀도가 높아지게 된다.

상기 기포제거공정(S83)은 가압판(190)이 원료를 가압하는 동안 진동판(140) 하부의 제 1 바이브레이터(130)와, 성형틀(170) 외측면의 제 2 바이브레이터(180)가 각각 작동하는 단계로서, 제 1 바이브레이터(130)는 모터(131)의 구동력이 벨트(132)를 통해 직접 전달되므로 강진동이 발생되고, 제 2 바이브레이터(180)는 고주파에 의한 미세 진동이 발생시킨다.

즉, 가압판(190)이 성형틀(170) 내의 원료를 가압하여 압축하는 동안, 진동판(140) 하부의 제 1 바이브레이터(130)와, 성형틀(170) 외측면의 제 2 바이브레이터(180)가 각각 작동되며, 이때, 제 1 바이브레이터(130)에서는 강진동이 발생되고, 제 2 바이브레이터(180)에서는 약진동이 발생되어, 성형틀(170) 내의 원료에 존재하는 기포를 모두 제거함으로써 원료의 충진밀도를 높여 고밀도의 인조석을 생산할 수 있게 된다.

한편, 제거된 기포는 가압판(190)의 배기구(191)를 통해 외부로 배출되고, 제 1 바이브레이터(130)는 모터(131)의 구동력이 벨트(132)를 통해 직접 전달되므로 강진동이 발생되고, 제 2 바이브레이터(180)는 고주파에 의한 미세 진동이 발생된다.

상기 탈형공정(S84)은 성형틀(170)의 안전한 탈형을 위해 가압판(190)은 원판 원료의 상면을 가압하여 압축한 상태에서, 성형틀(170)만 일정 높이 수직 상승하는 1차 탈형 단계(S841); 및 하부 가이더(160)에 의한 성형틀(170)과 실린더(192)에 의한 가압판(190)이 동시에 상승되어 가압판(190)과 성형틀(170)이 원판와 분리됨으로써 원판의 완전한 탈형이 이루어지는 2차 탈형 단계(S842):를 포함한다.

즉, 가압판(190)에 의한 압축작동과, 각 바이브레이터(130)(180)에 의한 진동 다짐작동이 완료된 후에는 도 9 및 도 10에서와 같은 1,2차에 걸친 탈형작동이 진행된다.

1차 탈형작동은 도 9에서와 같이, 실린더(161)에 의해 상승 이동되는 하부 가이더(160)가 배출판(150) 상에서 성형틀(170)을 상방향으로 들어올려 이동시키게 된다. 이때, 성형틀(170)은 인조석 원료의 점도에 의해 인조석 원료와 가장 큰 마찰저항으로 접하여 있으므로 하부 가이더(160)에 의해 천천히 수직 상승되어 1차 탈형됨으로써 급격한 탈형과정에서 발생될 수 있는 원판(1)의 형상 훼손이나 파손, 부식을 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같은 성형틀(170)의 안전한 탈형을 위해 가압판(190)은 인조석 원료의 상면을 가압하여 압축한 상태에서, 성형틀(170)이 50㎝ 정도 수직 상승하면 1차 탈형이 완료된다.

그리고, 상기와 같이 1차 탈형이 완료되면 2차 탈형이 이루어지고, 2차 탈형은 도 10에서와 같이, 하부 가이더(160)에 의한 성형틀(170)과, 실린더(192)에 의한 가압판(190)이 동시에 상승되어 가압판(190)과 성형틀(170)이 원판(1)과 분리됨으로써 원판(1)의 완전한 탈형이 이루어진다.

이와 같이 탈형이 완료되면 도 11에서와 같이, 배출판(150) 위에는 원판(1)만 남게 되고, 원판(1)은 배출판(150)에 의해 하우징(110) 외부로 반출되어 상기 스팀양생단계(S7)을 거치게 된다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.

S1: 발주 접수 및 생산 계획 수립단계 S2: 검사단계
S3: 계량단계 S4: 건비빔단계
S5: 습빔단계 S6: 원판형성단계
S7: 스팀양생단계 S8: 자연양생단계
S9: 할석단계 S10: 표면처리단계
S11: 절단단계 S12: 각도 및 치수검사단계
S13: 무기제 표면코팅단계 S14: 완제품 검사단계
S15: 포장단계 S16: 출고단계
S81: 원료공급공정 S82: 압축공정
S83: 기포제거공정 S84: 탈형공정
1 : 인조석 100 : 성형장치
110 : 하우징 111 : 하판
112 : 측판 113 : 상판
120 : 베이스판 130 : 제 1 바이브레이터
131 : 모터 132 : 벨트
140 : 진동판 150 : 배출판
160 : 하부 가이더 161 : 실린더
170 : 성형틀 171 : 측판
172 : 지지대 180 : 제 2 바이브레이터
190 : 가압판 191 : 배기구
192 : 실린더 193 : 지지대
200 : 상부 가이더 300 : 이송장치
310 : 배출스크류

Claims (7)

1. 물, 골재 및 원자재를 포함하는 원료를 성형틀에 부어 원판를 형성하는 원판형성단계(S6);
   원판의 크랙을 방지하면서 수분을 1차 증발시키는 스팀양생단계(S7);
   스팀양생된 원판를 상온에서 경화시키면서 수분을 2차 증발시키는 자연양생단계(S8): 및
   자연양생된 원판를 필요로 하는 두께의 판재로 분할하는 할석단계(S9);를 포함하되,
   원판형성단계(S6)는,
   원료를 성형장치의 성형틀에 공급하는 원료공급공정(S81);
   성형틀에 공급된 원료를 가압을 통해 압축하는 압축공정(S82);
   성형틀에 공급된 원료를 진동을 통해 기포를 제거하는 기포제거공정(S83); 및
   성형틀을 제거하여 원판를 생성하는 탈형공정(S84);을 포함하는 한편, 기포제거공정(S83)은 압축공정(S82)과 병행하고,
   기포제거공정(S83)은, 가압판(190)이 원료를 가압하는 동안 진동판(140) 하부의 제 1 바이브레이터(130)와, 성형틀(170) 외측면의 제 2 바이브레이터(180)가 각각 작동하는 단계를 포함하는 한편, 제 1 바이브레이터(130)는 모터(131)의 구동력이 벨트(132)를 통해 직접 전달되므로 강진동이 발생되고, 제 2 바이브레이터(180)는 고주파에 의한 미세 진동이 발생되는 것을 특징으로 하는 인조석 판재 생산방법
   
2. 청구항 1에 있어서,
   스팀양생단계(S7)는 온도가 일정하게 유지되는 챔버 내에서 이루어지며,
   상기 온도는 60℃인 것을 특징으로 하는 인조석 판재 생산방법
   
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   원료공급공정(S81)은,
   원료가 담겨진 이송장치(300)가 성형장치(100)의 하우징(110) 내로 인입되어 가압판(190)과 성형틀(170) 사이에 위치하는 단계(S811);
   이송장치(300)는 원료를 성형틀(170) 내부로 골고루 공급한 후 하우징(110)에서 인출되어 원위치하는 단계(S812);를 포함하는 것을 특징으로 하는 인조석 판재 생산방법
   
5. 청구항 1에 있어서,
   압축공정은(S82), 가압판(190)이 복수의 지지대(193)와, 상부 가이더(200)에 의해서 가이드되어 수평 균형을 유지한 채로 실린더(192)에 의해 하강 이동하면서 성형틀(170) 내의 원료를 가압하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인조석 판재 생산방법
   
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서,
   탈형공정(S84)은, 하부 가이더(160)가 실린더(161)에 의해 배출판(150) 상에서 성형틀(170)을 상방향으로 들어올려 이동시켜 이루어지되,
   급격한 탈형과정에서 발생될 수 있는 원판의 형상 훼손을 방지하도록 하부 가이더(160)에 의해 천천히 수직 상승되어 1차 탈형됨으로써
   성형틀(170)의 안전한 탈형을 위해 가압판(190)은 원판 원료의 상면을 가압하여 압축한 상태에서, 성형틀(170)만 일정 높이 수직 상승하는 1차 탈형 단계(S841); 및
   하부 가이더(160)에 의한 성형틀(170)과, 실린더(192)에 의한 가압판(190)이 동시에 상승되어 가압판(190)과 성형틀(170)이 원판와 분리됨으로써 원판의 완전한 탈형이 이루어지는 2차 탈형 단계(S842):를 포함하는 것을 특징으로 하는 인조석 판재 생산방법
   

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