(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）人造石の原料に異なる粒径を有する２種以上のチップを混合すること；
（ｂ）チップが混合された人造石の原料をモールドに投入すること；
（ｃ）振動装置を使用して原料がモールド内に均一に分散されるように常圧で１次振動を加えること；
（ｄ）原料の気泡を除去するために真空を加えること；及び
（ｅ）振動装置を使用して常圧で２次振動を加えて人造石を成形することを含み、
前記原料は樹脂又はセメントスラリーであり、
前記樹脂は、アクリル系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート及びスチレン―メチルメタクリレート共重合体からなるグループより選ばれた一つ以上であることを特徴とする人造石の製造方法。
【請求項２】
前記セメントスラリーは、セメント１００重量部に対して２５〜３５重量部の水を含むことを特徴とする、請求項１に記載の人造石の製造方法。
【請求項３】
前記２種以上のチップを混合することは、人造石の原料１００重量部に対して、粒径が３ｍｍ〜９ｍｍであるチップを１２５〜２００重量部で混合し、粒径が１ｍｍ〜３ｍｍであるチップを５０〜８０重量部で混合することをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の人造石の製造方法。
【請求項４】
前記チップは、樹脂チップ、ガラスチップ、カラーガラスチップ、天然石チップ及び粉砕された天然石を着色して製造した着色天然石チップからなるグループより選ばれた１種以上であることを特徴とする、請求項１に記載の人造石の製造方法。
【請求項５】
前記１次振動及び２次振動は、１８００ｒｐｍ〜７０００ｒｐｍの振動数で加えられることを特徴とする、請求項１に記載の人造石の製造方法。
【請求項６】
前記真空は３０ｍｍＨｇ以上の真空条件で加えられることを特徴とする、請求項１に記載の人造石の製造方法。
【請求項７】
混合された人造石の原料を一定の量に計量して投入できる原料計量装置、前記の計量された原料が投入されるモールド、及び前記モールドに常圧で１次振動を加えるための振動発生装置を含む１次振動発生ユニット；
前記振動発生ユニットから移送されたモールドが収容されるチャンバ、及び前記チャンバ内の空間に真空を加えることができる真空発生装置を含む真空発生ユニット；及び
前記真空発生ユニットから移送されたモールドに常圧で２次振動を加えるための振動発生装置を含む２次振動発生ユニットを含み、
前記原料は樹脂又はセメントスラリーであり、
前記樹脂は、アクリル系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート及びスチレン―メチルメタクリレート共重合体からなるグループより選ばれた一つ以上であることを特徴とする人造石の製造装置。
【請求項８】
前記１次振動及び２次振動は１８００ｒｐｍ〜７０００ｒｐｍの振動数で加えられることを特徴とする、請求項７に記載の人造石の製造装置。
【請求項９】
前記真空は３０ｍｍＨｇ以上の真空条件で加えられることを特徴とする、請求項７に記載の人造石の製造装置。
【請求項１０】
前記セメントスラリーは、セメント１００重量部に対して２５〜３５重量部の水を含むことを特徴とする、請求項７に記載の人造石の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人造石の製造方法及び製造装置に関するもので、より具体的には、人造石の表面に露出するチップの出石率を極大化させ、より自然な人造石の外観デザインを表現するとともに、耐磨耗性及び耐汚染性を向上させることができる人造石の製造方法及び製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、建築用外装材や内装材として使用される人造石は、セメントベースに各種の天然石チップを混合した後、プレス工程又は単純な振動工程のみを行って製造するようになる。
【０００３】
しかし、このような方法で製造された人造石は、内部の気泡を充分に除去できないので、完成品の物性（強度）が脆弱な技術的限界を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３２０１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記のような問題を解決するためのもので、本発明の目的は、人造石の原料に多様な色相及び大きさを有する二つ以上のチップを一定の比率で混合した後、前記混合原料をモールドに入れて振動を加え、チップを下部に沈ませることによって、人造石の表面に露出するチップの出石率を極大化させ、より自然な外観デザインを表現するとともに、耐磨耗性及び耐汚染性を向上させることができる人造石の製造方法及び製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の前記のような目的を達成するために、本発明の一側面によると、
（ａ）人造石の原料に異なる粒径を有する２種以上のチップを混合すること；
（ｂ）チップが混合された人造石の原料をモールドに投入すること；
（ｃ）振動装置を使用して原料がモールド内に均一に分散されるように常圧で１次振動を加えること；
（ｄ）原料の気泡を除去するために真空を加えること；及び
（ｅ）振動装置を使用して常圧で２次振動を加えて人造石を成形することを含み、前記原料は樹脂又はセメントスラリーであり、前記樹脂は、アクリル系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート及びスチレン―メチルメタクリレート共重合体からなるグループより選ばれた一つ以上であることを特徴とする人造石の製造方法が提供される。
【０００７】
本発明の他の側面によると、
混合された人造石の原料を一定の量に計量して投入できる原料計量装置、前記の計量された原料が投入されるモールド、及び前記モールドに常圧で１次振動を加えるための振動発生装置を含む１次振動発生ユニット；
前記振動発生ユニットから移送されたモールドが収容されるチャンバ、及び前記チャンバ内の空間に真空を加えることができる真空発生装置を含む真空発生ユニット；及び
前記真空発生ユニットから移送されたモールドに常圧で振動を加えるための振動発生装置を含む２次振動発生ユニットを含み、前記原料は樹脂又はセメントスラリーであり、前記樹脂は、アクリル系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート及びスチレン―メチルメタクリレート共重合体からなるグループより選ばれた一つ以上であることを特徴とする人造石の製造装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように、本発明に係る人造石の製造方法及び製造装置は、人造石の原料に多様な色相及び大きさを有する二つ以上のチップを一定の比率で混合した後、前記混合原料をモールドに入れて振動を加え、チップを下部に沈ませることによって、人造石の表面に露出するチップの出石率を極大化させ、より自然な外観デザインを表現するとともに、耐磨耗性及び耐汚染性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例に係る人造石の製造方法を示す工程図である。
【図２】本発明の一実施例に係る人造石の製造装置を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施例に係る人造石の製造方法及び製造装置を添付の図面を参考にして詳細に説明する。添付の図面は、本発明の例示的な形態を示したもので、これは、本発明をより詳細に説明するために提供されるものに過ぎなく、これによって本発明の技術的な範囲が限定されることはない。
【００１１】
また、本発明で使用される人造石という用語は、建築用内装材又は外装材として使用することができ、セメント系人造石又は樹脂系人造石をいずれも含む概念で使用される。
【００１２】
図１は、本発明の一実施例に係る人造石の製造方法を示す工程図である。
【００１３】
本発明の一実施例に係る人造石の製造方法は、（ａ）人造石の原料に異なる粒径を有する２種以上のチップを混合すること；（ｂ）チップが混合された人造石の原料をモールドに投入すること；及び（ｃ）振動装置を使用して原料がモールド内に均一に分散されるように１０秒〜１分間１８００ｒｐｍ〜７０００ｒｐｍの振動数で常圧で１次振動を加えることを含む。
【００１４】
また、人造石の製造方法は、（ｄ）原料の気泡を除去するために３０ｍｍＨｇ以上の真空条件で１０秒〜３０秒間真空を加えること；及び（ｅ）振動装置を使用して３０秒〜５分間１８００ｒｐｍ〜７０００ｒｐｍの振動数で常圧で２次振動を加えて人造石を成形することを含む。
【００１５】
以下、各動作を具体的に説明すると、本発明の一実施例に係る人造石の原料としては、樹脂又はセメントスラリーを使用することができる。
【００１６】
ここで、前記樹脂としては、通常の人造石の製造に使用されるものを制限なく使用できるが、例えば、アクリル系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート及びスチレン―メチルメタクリレート共重合体からなるグループより選ばれた一つ以上を使用することができる。
【００１７】
一方、前記人造石の原料としてはセメントスラリーを使用することができ、このようなセメントスラリーは、セメント１００重量部に対して２５〜３５重量部の水を含むことができる。
【００１８】
前記数値より小さい重量部の水を含む場合は、作業性及び流動性が低下し、前記数値を超える重量部の水を含む場合は、最終的なセメント製品の機械的性質が低下するという問題が発生する。
【００１９】
一方、動作（ａ）で、人造石の原料１００重量部に対して、粒径が３mm〜９mmであるチップを１２５〜２００重量部で混合し、粒径が１mm〜３mmであるチップを５０〜８０重量部で混合することをさらに含むことができる。
【００２０】
このような人造石の原料に混合されるチップとしては、多様な粒径を有する２種以上を使用することができ、アクリル系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート及びスチレン―メチルメタクリレート共重合体からなるグループより選ばれた一つ以上の樹脂で形成される樹脂チップ；ガラスチップ；カラーガラスチップ；天然石チップ；及び粉砕された天然石を着色して製造した着色天然石チップ；からなるグループより選ばれた１種以上を使用することができる。
【００２１】
一実施態様で、セメントスラリーを人造石の原料として使用する場合は、セメント１００重量部に約３〜９mmの天然石チップ１７０〜２５０重量部、約１〜３mmの天然石チップ５０〜１００重量部、天然石粉３０〜１００重量部、水２５〜３５重量部及び可塑剤１〜３重量部で組成することができ、当該分野で公知となった通常の添加剤をさらに含んで組成することができる。
【００２２】
その後、チップが混合された原料をモールドに投入し、振動装置を使用して原料がモールド内に均一に分散されるように１０秒〜１分間１次振動を加えるようになる。前記時間より短く振動を加える場合は均一な分散が難しく、前記時間を超えて振動を加える場合は、混合された原料が過度に固まるので、気泡除去が効率的に行われにくい。
【００２３】
前記１次振動工程を通してモールド内に混合された人造石の原料が一定の厚さで広げられ、このような振動は１８００ｒｐｍ〜７０００ｒｐｍの振動数で加えられることが望ましく、前記振動数より小さい場合は混合原料がモールド内に均一な厚さで広げられにくく、前記振動数より大きい場合は、振動を加える工程で原料がモールドの外部に離脱するなどの問題が発生しうる。
【００２４】
その後、前記モールドは、通常の真空チャンバ内に収容され、原料の気泡を除去するために１０秒〜３０秒間３０ｍｍＨｇ以上の真空条件で真空を加えるようになる。
【００２５】
その後、振動装置を使用して３０秒〜５分間２次振動を加えて人造石を成形し、２次振動を加える過程で比重の大きいチップはモールドの下部に沈むようになるので、人造石の表面に露出するチップの量を増加させることができ、その結果、本実施例によって製造された人造石は美麗な外観デザインを有することになる。
【００２６】
また、本発明の一実施例に係る人造石の製造方法は、２次振動工程を通して真空過程で原料の表面に気泡が抜け出ることによって形成された穴を埋めることができるので、組織が緻密になり、機械的強度が優秀になる。
【００２７】
最後に、成形された人造石は、通常の養生及び脱型後、表面の研磨加工、裁断、検査、包装を通して最終的な製品に製造することができる。
【００２８】
以下、前記のような人造石の製造方法に使用可能な人造石の製造装置を、添付の図面を参照して具体的に説明する。
【００２９】
図２は、本発明の一実施例に係る人造石の製造装置を示す概念図で、人造石の製造装置１は、１次振動発生ユニット１０、真空発生ユニット２０及び２次振動発生ユニット３０を含み、各ユニット間には、モールドを次期ユニットに伝達できる通常の移送手段（例えば、ベルトコンベヤー）が連結されている。
【００３０】
前記モールド１３、２３、３３は、各ユニット間に移送されるもので、それらの配置を区分するために、便宜上、異なる図面符号を付した。
【００３１】
１次振動発生ユニット１０は、混合された人造石の原料Ｓを一定の量に計量して投入できる原料計量装置１４と、前記の計量された原料が投入されるモールド１３と、前記モールドに１０秒〜１分間常圧で１８００ｒｐｍ〜７０００ｒｐｍの振動数で振動を加えるための振動発生装置１１とを含む。
【００３２】
前記モールド１３は振動工程時にフレーム１２などによって支持することができ、フレーム１２は、振動工程時に弾性を維持できるようにフレーム１２が設置される底面と弾性部材１５を通して連結することができる。
【００３３】
このような１次振動発生ユニット１０を使用して、上述した製造方法のうち動作（ａ）〜動作（ｃ）を行うことができる。
【００３４】
真空発生ユニット２０は、前記１次振動発生ユニット１０から移送されたモールド２３が収容されるチャンバ２１、及び前記チャンバ内の空間２５に３０ｍｍＨｇ以上の真空を加えるための真空発生装置２４を含む。
【００３５】
このような真空発生ユニット２０を使用して、上述した製造方法のうち動作（ｄ）を行うことができる。
【００３６】
２次振動発生ユニット３０は、前記真空発生ユニット２０から移送されたモールド３３に３０秒〜５分間常圧で１８００ｒｐｍ〜７０００ｒｐｍの振動数で振動を加えるための振動発生装置３１を含む。
【００３７】
また、前記モールド３３は、２次振動工程時にフレーム３２などによって支持することができ、フレーム３２は、振動工程時に弾性を維持できるようにフレーム３２が設置される底面と弾性部材３５を通して連結することができる。
【００３８】
このように構成された各ユニットは一つの設備を構成し、各ユニットで各工程が行われた後、モールドのみが移送されて次期ユニットに進入し、連続的に工程を行うことができるため、大量生産に適している。
【００３９】
実施例
【００４０】
天然石チップを用いてセメント系人造石を製造した。
【００４１】
まず、人造石のバインダーとなるセメントスラリーをモールドに投入した。このとき、使用されるセメントスラリーは、セメント１００重量部に約５mmの天然石チップ約１５０重量部、約２mm程度の天然石チップ約１００重量部、天然石粉約５０重量部、水約３０重量部及び可塑剤約２重量部で組成した。
【００４２】
セメントスラリーをモールドに入れ、振動装置を用いて約１５秒間１次振動を加え、セメントスラリーを一定の厚さでモールドに広げた後、真空チャンバに入れて約２５秒間真空を加え、セメントスラリー内部の気泡を除去した。その後、再び振動装置を用いてモールドに約３分間２次振動を加え、セメントスラリー内の天然石チップをモールドの下部に沈ませてチップの出石率を最大化した後、温度４０〜５０℃及び恒湿が維持される条件で１２時間養生させた。
【００４３】
養生が完了した後、モールドから取り出し、通常の人造石の研磨及び裁断過程を経て４００mmＬ×４００mmＷ×２０mmＴの人造石を得た。
【００４４】
比較例
【００４５】
一方、比較例は、実施例と全ての工程が同一であり、真空工程のみを経ていない。
【００４６】
実施例と比較例による人造石の曲げ強度と吸収率を測定し、その結果を下記の表１に示した。
【００４７】
【表１】
0005443611.tif 000002
【００４８】
前記表で確認されるように、本発明の実施例に係る製造方法によって製造された人造石の場合、曲げ強度が高くなり、吸収率が低くなったことを確認することができた。
【００４９】
以上説明した本発明の好適な実施例は、例示のために開示されたもので、本発明に対する通常の知識を有する当業者であれば本発明の思想と範囲内で多様な修正、変更、付加が可能であり、このような修正、変更及び付加は下記の特許請求の範囲に属するものと見なすべきである。
【符号の説明】
【００５０】
１：製造装置、１０：１次振動発生ユニット、２０：真空発生ユニット、３０：２次振動発生ユニット
【図１】
0005443611.tif 000003
【図２】
0005443611.tif 000004