공개특허 10-2004-0097678
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(19)대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(51) 。Int. Cl.7
C04B 26/06
(11) 공개번호
(43) 공개일자
10-2004-0097678
2004년11월18일
(21) 출원번호 10-2003-0030031
(22) 출원일자 2003년05월12일
(71) 출원인 기우성
경기 안산시 본오1동 724-8
(72) 발명자 기우성
경기도안산시사동1404-4302호
심사청구 : 있음
(54) 단열 패턴스톤의 제조 및 패턴스크린 제조·활용방법
요약
본 발명은 건축물의 외단열과 외부 장식을 동시 시공할 수 있는 단열 패턴 스톤의 제조기술과 석재무늬의 리얼리티를
표현 ·대량으로 생산할 수 있게 하는 패턴스크린 제작 및 활용방법을 제공한다.
기존 건축외벽의 석재시공은 단열과 외장으로 나뉘어져 있으며 이 과정은 단열재의 부착시공 및 외장의 석재시공 등
복잡한 일련의 과정을 거쳐야만 되는 것이었다. 하지만 본 발명은 단열기능이 있는 아름다운 인조석을 제조 ·시공하
여 기존의 복잡한 외벽마감시공을 1개 공정으로 단축시킬 수 있는 매우 유리한 조건을 제시하고 있다.
그 방법은 적당한 강도를 가진 단열재로서 PVC 발포 판재가 활용되며 PVC발포 공정시 석분을 투입하여 석재의 의
장이 돋보이는 PVC 발포 판넬을 제조하여 활용하게 된다.
상기의 PVC 발포 판넬의 상부 판상에 본 발며이 제공하는 패턴스크린을 이용한 석재 패턴을 인쇄하게 되는데, 이 패
턴스크린은 천연석재의 패턴을 잉크대신 석분으로 프린트 할 수 있는 획기적인 도구이며 인조석의 패턴구현 공정을
과학화하여 대량 인쇄기술처럼 인조석 패턴을 구현할 수 있게 된다.
패턴 구현에 이용되는 석분의 접착 바인다로서 수성아크릴본드(물의 부피 혼합률 20%액)로 판넬과 석분을 부착 ·고
정하게 하고 이것을 80℃∼100℃ 정도의 건풍으로 60분 경화 시킨 후, 열경화 합성수지40%액(또는 박막코팅용 세라
믹액 250℃/20분)을 물이 빠져나간 석분 사이의 공극에 침투시켜 다시 건풍로에 80℃로 30분 경화시키면 충분한 강
도와 매우 미려한 단열 패턴스톤을 제조할 수 있다. 상기한 단열패턴스톤의 제조방법과 패턴스크린의 제작방법은 하
기한 도면에 자세히 설명하기로 한다.
대표도
색인어
가‥‥‥단열재 나‥‥‥ 교반재 다‥‥‥‥패턴층 라‥‥‥‥철망 마‥‥‥‥스크린(실크, OHP필름) 바‥‥‥‥
전사무늬층 사‥‥‥‥천공 아‥‥‥‥분말(규사) 자‥‥‥‥ 합성수지액
명세서
공개특허 10-2004-0097678
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도면의 간단한 설명
① 1차 공정 : 가교제와 규사를 혼합하여 판넬 상면에 도포한다.
② 2차 공정 : '패턴 스크린'과 칼라 규사분으로 정밀하게 석재무늬 구현
③ 3차 공정 : 건풍로에 80℃/60분 강제 경화
④ 4차 공정 : 열경화용 합성수지 40%액에 함침
⑤ 5차 공정 : 80℃/30분으로 열경화
발명의 상세한 설명
발명의 목적
발명이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 발명이 제공하는 '단열패턴스톤의 제조 및 패턴스크린 제작활용법'은 건축외장재의 주요 성능인 단열성, 난연성,
시공성, 의장성을 동시에 만족시키는 이상적인 형태를 모두 취함으로써 건축재 시장에 큰 기여를 하게 될 것이다. 더
욱이 본 발명의 과정에서 부가로 얻어진 박막세라믹코팅제의 바인다 역할 방법까지 제공하고 있어 관련 업계에 참신
한 기술적 유익함을 부여할 것이다.
본 발명이 속해있는 분야의 종래기술은,
① 인조석의 제조 : 건축외장재로 널리 사용되는 인조석은 시멘트 재질로 된 것이 주류이다. 시멘트는 그 특성상 직조
가 어렵고 하루 이상 기초양생을 시켜야 운반 적재가 가능하며, 5일 정도 수중 양생시켜야 비로소 강도가 발현되는 매
우 생산성이 매우 낮은 산업인 것이다. 의장성에 있어서도 석재 패턴을 모사하기 위해 시멘트용 안료로 도안 및 규사
분의 뿜칠로 얻어지는 우연의 단순패턴 구현방법 외에 별 방법이 없는 것이라서 그 의장성이 매우 조악하여 매우 후
진적인 제조방식인 것이다.
② 세라믹 코팅제의 한계 : 세라믹 코팅제는 마이크로 단위의 박막코팅만 가능한 코팅제이다. 그러므로 규사와 같은
비교적 큰 입자를 부착시킬 수 있는 기능은 현재 가능하지 않다고 여겨지고 있다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제
본 발명은 강력한 수성아크릴 본드와 물의 혼합비를 2:8로 제시함으로써, 본드의 접착력을 적당히 감소시켜 가교제
역할을 수행할 수 있도록 하며, 규사와 교반하여 경화시킴으로써 점력이 전혀 없는 규사를 일정한 형태를 유지 가능
하도록 하면서 동시에 스폰지의 형태를 갖게 하여 합성수지액 및 박막용 세라믹이 매우 용이하게 침투.충전될 수 있
도록 그 농도를 20%로 조절한다는데 요점이 있다.
이는 시멘트를 사용하는 성형제품의 복잡한 공정과 완성기일을 대폭 앞당기는 새로운 기술이면서 현장에서 시공되는
규사와 수성본드의 뿜칠 공법에서 야기되는 자원 낭비 및 인부의 피로도 등을 뛰어 넘는 경제성과 작업성을 지닌 기
술인 것이다.
또한 본 발명이 제공하고 있는 패턴구현 방법인 OHP필름을 이용한 패턴스크린의 제작 ·활용방법은 석분 등의 입자
만으로도 자연 무늬의 리얼리티를 구현할 수 있는 방안을 제공하는 새로운 기술인데, 규사분이 통과 못하는 실크스크
린 대신 OHP 필름에 컴퓨터그래픽 기술을 이용하여 패턴을 간단하게 전사시켜 그 패턴에 따라 천공을 하고 500매쉬
이상의 고운 규사를 통과시키면 기재 위에 아름다운 패턴을 구현할 수 있는 원리인 것이다. 이는 미장재에 의장성을
높이기 위해 행해지는 접착시트 시공보다도 더욱 현실감을 부여하며, 실제 천연재료의 사용으로 강도와 의장성에 대
해선 비교할 수가 없는 것이다.
상기한 바와 같이 제조된 스폰지 형태의 칼라규사 판상의 자체나 또는 단열 판재와 결합한 규사에 경도보장을 위한
합성수지 40%액의 함침이나 세라믹 코팅제 함침을 통하여 새로운 건축재가 탄생되는 것이다.
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발명의 구성 및 작용
본 발명이 제공하는 단열패턴스톤의 제조방식은 상기한 그림1에서 보는 바와 같이 5개공정으로 이루어진다.
① 1차 공정 : 가교제와 규사를 혼합하여 판넬 상면에 도포한다.
② 2차 공정 : '패턴 스크린'과 칼라 규사분으로 정밀하게 석재무늬 구현
③ 3차 공정 : 건풍로에 80℃/60분 강제 경화
④ 4차 공정 : 열경화용 합성수지 40%액에 함침
⑤ 5차 공정 : 80℃/30분으로 열경화 등 대략 5개공정을 거치게 되며 그 세부적인 방법은 다음과 같다.
1차 공정(교반제 제조)
: 규사를 혼합기 내에 두고 수성아크릴본드 20%액을 규사 부피의 30%를 붓고 교반하여 재료를 만드는데 너무 불필
요하게 본드 량을 높이면 수량이 따라서 높아지므로 작업성이 떨어진다. 이 재료를 사각의 틀에 투입하거나, PVC발
포판넬이나 기타의 판재의 상면에 2mm 두께로 투입하여 가볍게 수평을 고른다. 사각틀에 투입함은 단열성능을 배제
한 타일형태의 건축재 생산을 위함이며, 본 발명에서는 단열판넬과 결합함을 전제로 하고 있다.
수평이 고루 펴진 교반제는 특정한 패턴을 가지고 있지 못하므로 여기에 아름다운 패턴을 부여하여야 할 것이다. 화
강석이나 고급대리석의 무늬를 대량으로 구현할 수 있는 방법을 본 발명은 제시하고 있다.
2차 공정(스크린 제작 및 무늬형성)
: 석재의 아름답고 다양한 패턴구현과 그 패턴의 대량인쇄 체제를 구축하기 위해 패턴스크린을 제작하여야 한다. 스
크린에 사용되는 재료는 실크스크린을 대용할 수 있는 0HP 프린트용 필름 사용한다. OHP필름에 석재무늬의 이미지
를 컴퓨터그래픽 기술을 활용하여 프린트하면 투명한 OHP필름에 그 패턴이 전사된다.
상기 상태에서 패턴에 따라 OHP필름을 세밀하게 천공하면 칼라인쇄술의 일종인 실크스크린 인쇄기술과 같이 석분으
로 칼라 패턴을 구현할 수 있는 패턴스크린이 제작되는 것이다.
패턴에 따라 세밀하게 천공된 OHP필름 스크린을 가는 철망에 부착하여 견고하게 고정시키면 대량으로 석재무늬를
프린트할 수 있는 스크린 틀이 되며 이는 500매쉬 이상의 고운 석분을 칼라별로 통과시켜 석재의 리얼리티를 그대로
구현하면서도 대량생산의 방법을 제공하는 수단이 될 수 있다.
이 스크린의 자세한 제작방법은 실크스크린 제작방식을 응용한 것으로서 15페이지 [도면]항의 [도2]과 같다.
먼저 석재무늬가 프린트된 OHP필름(가)과 500매쉬 이상의 고운 철망(나)을 완전 밀착하여 합본(다)한후 OHP필름
위에 전사된 석재무늬에 따라 섬세하게 구멍을 내면 석분이 통과될 수 있는 구멍이 천공(라)되는데, 이 석재무늬에 따
라 천공된 스크린에 500매쉬 정도의 석분(규사분)을 뿌리면 천공을 통과한 석분만이 기재면(교반제)에 입체적인 무
늬로 새겨지게 된다.
이러한 현상은 실크스크린 인쇄법에 있어 잉크의 통과 여부로 무늬 및 상이 새겨지는 실크스크린 인쇄법을 따른 것으
로 천공된 각기 다른 스크린을 여러 장 준비하여 인쇄처리 해준다면 매우 사실적인 칼라 석재무늬가 쉽게 얻어지는
것이다. 여기서 칼라석분은 칼라잉크역할을 하며, 철망의 역할은 실크스크린을 지지해주는 역할을 한다. 이러한 패턴
스크린을 교반재가 뿌려진 판상 위에 놓고 칼라별로 석분을 뿌려주면 사실적인 석재무늬가 그대로 판상에 새겨지게
된다.
3차 공정(1차 경화처리)
: 위와 같은 방법으로 제조된 패턴부는 하부에 있는 교반제의 본드가 스며들어 따로 바인다 처리를 안 해도 되므로 수
분이 탈수되면 건풍로에 투입하여 80℃/1시간 정도로 강제 경화시킨다.
4차 공정(열경화성 합성수지 함침)
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: 상기한 3차 공정을 거친 후의 교반재는 약간의 경도로 형태가 중력에 의해 무너지지 않을 정도의 결합력을 가지게
되는데, 물이 모두 증발 ·빠져나간 자리에 많은 공극들이 존재하게 된다.
이 공극에 열경화성 합성수지 40%액을 투입시키면 마치 스폰지처럼 합성수지를 빨아들여 규사 사이를 수지액으로
충전시키게 되므로 이를 경화시키면 완전 방수 및 강한 재질을 얻을 수 있는 것이다.
5차 공정(2차 경화처리)
: 합성수지액이 충전된 교반재를 80℃/30분 정도로 열경화시키면 바로 시공이 가능한 경도로 굳게 된다. 이 기법에
이용되는 아크릴수성본드와 열경화성 합성수지 강제 경화에 걸리는 시간은 불과 2∼3시간이면 족하므로 하루가 넘는
시멘트 양생속도와는 비교가 안 되는 것이다.
또한 본 발명은 박막도막재료인 세라믹 코팅제를 내화재 제조에 있어서 바인다로 사용법을 제공하고 있으며 그 방법
은 하기와 같다.
이 방법은 박막으로만 코팅이 가능한 세라믹 코팅제를 마치 합성수지와 같은 바인다로 사용할 수 있는 매우 중요한
발견으로서 공정 전체는 동일하며 교반물과 석재무늬의 전체두께가 최대 2㎜를 넘지 않아야 하며 경화조건인 250℃/
30분 소부한다는 조건만 달리 해주면 된다.
이러한 조건은 알미늄과 타일 등과 같은 내연성 건자재의 표면을 2차공정에 표기한 방법대로 행하되, 규사 석재무늬
를 1㎜ 두께 이하로 행하여 수성본드 가교제로 분무.안착 시킨 후 3차공정 대로 열풍 경화시키면 석분으로 형성된 입
체의 무 늬가 안착된 판재를 얻을 수 있는데 이 판상에 합성수지 대신 세라믹 코팅제를 함침시켜 250℃/30분 조건하
에 소부 처리하면 완전내연판재를 얻을 수 있으므로 내연조건을 충족시켜야 하는 건축내장재 제조에 쓰일 수 있는 획
기적인 방법을 제공하는 것이다.
발명의 효과
본 발명이 제공하는 패턴스톤 제조방법인 수성아크릴을 물 혼합비를 20%로 조절함으로써 가교제 역할을 부여하고
합성수지액 및 세라믹코팅제의 함침.충전법과 패턴스크린의 제작방법 및 자연무늬 인쇄법 등은 품질 높은 건축재의
대량생산체제를 갖출 수 있는 근거를 제공하고 있으며 다양한 부가재료를 도입할 경우 단열 인조석뿐만이 아니라 각
용도에 맞는 기능을 가진 건축재들의 제조와 의장성을 대폭 향상시킬 수 있을 것이다.
(57) 청구의 범위
청구항 1.
본 발명은 인조석을 제조하는데 있어 성형틀 없이도 규사 교반재가 형태를 유지하게 하는 수성본드의 가교제 역할방
법과 강력한 내후성을 얻기 위한 합성수지 함침법은 성형법에 의해 생산되는 성형제품과 동등한 형태성과 강도를 보
장하과 있다.
본 발명이 제공하는 단열 패턴스톤은 단열부분과 패턴부분으로 나뉘는데 단열부분은 PVC 발포 판넬 또는 기타 단열
재를 활용하면 되나, 패턴부분은 본 발명이 제공하는 수성본드 가교제 역할법을 따른다.
패턴부분의 두께 역할을 하는 재료를 만드는데 있어, 칼라규사들을 혼합기 내에 두고 수성아크릴본드 20%액을 규사
부피의 30%를 붓고 규사와 본드의 교반물을 만든다. 수성아크릴 본드와 물의 혼합비를 20%, 즉 2:8로 제시하는 이유
는 본드의 접착력을 적당히 감소시켜 가교제 역할을 수행할 수 있도록 함으로써 점력이 전혀 없는 규사를 잠시 일정
한 형태를 유지 가능하도록 하고 경화 후 합성수지액 및 박막용 세라믹이 침투.충전될 수 있도록 규사의 간격을 헐겁
게 하는 의도이다. 결국 80%의 물이 빠져나간 다수의 공극에 합성수지 등이 충전되게 함이다. 이 가교제와 혼합된 교
반물을 단열재 판상에 2㎜ 두께로 펼쳐서 패턴 및 질감을 구현한 후 80℃/60분 강제 경화시키면 약간의 경도를 가진
판재가 제작되는데 이 판상에 열경화성합성수지 40%액을 함침시키면 마치 스폰지처럼 합성수지액을 빨아들여 충만
하게 된다. 이를 다시 80℃/30분의 조건하에 열경화 시키면 강한 표면의 단열 패턴스 톤이 완성된다.
청구항 2.
본 발명은 잉크대신 석분을 이용한 인쇄방법을 제공하고 있다. [도면]항의 [도2]을 보면 석재무늬가 프린트된 OHP
필름(가)과 500매쉬 이상의 고운 철망(나)을 완전 밀착하여 합본(다)한후 OHP필름 위에 전사된 석재무늬에 따라 섬
세하게 구멍을 내면 석분이 통과될 수 있는 구멍이 천공(라)되는데, 이 석재무늬에 따라 천공된 스크린에 500매쉬 정
도의 석분(규사분)을 뿌리면 천공을 통과한 석분만이 기재면에 입체적인 무늬로 새겨지게 된다.
공개특허 10-2004-0097678
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이러한 현상은 실크스크린 인쇄법에 있어 잉크의 통과 여부로 무늬 및 상이 새겨지는 실크스크린 인쇄법을 따른 것으
로 천공된 각기 다른 스크린을 여러장 준비하여 인쇄처리 해준다면 매우 사실적인 칼라 석재무늬가 쉽게 얻어지는 것
이다. 여기서 석분은 잉크역할을 하며, 철망의 역할은 실크스크린을 지지해주는 역할을 한다. 이러한 패턴스크린을 교
반재가 뿌려진 판상 위에 놓고 칼라별로 석분을 뿌려주면 사실적인 석재무늬가 그대로 판상에 새겨지게 된다.
청구항 3.
박막으로만 코팅이 가능한 세라믹 코팅제를 마치 합성수지와 같은 바인다로 사용할 수 있는 매우 중요한 발견으로서
공정 전체는 상기 공정과 동일하며 교반물과 석재무늬의 전체두께가 최대 1mm를 넘지 않아야 하는 것에 주의해야한
다. 이는 박막도막용 세라믹의 두께가 어느 정도 높아지면 스스로 붕괴되어 부서지는 성질이 있어서이며 상기한 1m
m에서는 그러한 반응이 최소화 된다하겠다. 그리고 세라믹의 경화조건인 250℃/20분 소부한다는 조건만 달리 해주
면 된다.
알미늄과 타일등과 같은 내연성 건자재의 판상에 본 발명이 제공하는 수성 아크릴본드액 20%과 칼라규사와 또는 무
기질 가루의 교반물을 펼치되 1mm 두께 이하로 행하고 패턴스크린을 이용한 무늬내기 공정 후 1차 열풍경화를 시행
한다.
상기한 상태는 수분이 빠져나간 자리에 공극이 생기고 이 공극에 세라믹액이 충전되어 경화하게 되면 매우 단단하고
내연효과가 큰 석분층 또는 무기질 층이 형성되게 되는 것이다.
일반적으로 판매되는 박막용 세라믹 코팅제는 250℃/30분 조건하에 소부처리하면 고유의 경도를 얻을 수 있다.
도면
도면1a
도면1b
공개특허 10-2004-0097678
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도면1c
도면1d
도면1e
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도면2
도면3

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