KR20220079337A - 인조현무암의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상부가 개구된 판형상의 성형틀의 내부에 이형제를 바르는 단계; 가공된 천연 식물성재료를 빻은 후 상기 성형틀 내부에 뿌리는 단계; 상기 성형틀에 겔 상태의 인조현무암 원료를 부은 후, 상온에서 2~24시간 동안 건조하여 경화시키는 단계; 상기 경화가 완료된 인조현무암을 성형틀로부터 분리하는 단계; 상기 분리된 인조현무암을 물로 세척하여 천연 식물성재료를 제거하는 단계;로 제조되는 인조현무암의 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 가공된 천연 식물성재료를 이용하여 일면에만 현무암의 표면 질감 및 문양을 가지도록 하는 인조현무암을 제조함으로써 특유의 아름다운 외관을 가짐과 동시에 기존의 천연현무암이 가지는 단점인 투수성을 방지하여 건축 내외장재 및 바닥재로 폭넓게 사용할 수 있도록 하는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

인조현무암의 제조방법{Manufacturing method of artificial basalt}

본 발명은 인조현무암의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가공된 천연 식물성재료를 이용하여 일면에만 현무암의 표면 질감 및 문양을 가지도록 하는 인조현무암을 제조함으로써 특유의 아름다운 외관을 가짐과 동시에 기존의 천연현무암이 가지는 단점인 투수성을 방지하여 건축 내외장재 및 바닥재로 폭넓게 사용할 수 있도록 하는 인조현무암의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 현무암은 용암류로부터 산출된 암석이다. 즉, 화산활동으로 만들어진 물질에는 물, 연기, 재, 그리고 녹아 있는 물질 등이 있으며, 이렇게 녹아 있는 물질이 지표면 밖에서 굳어져 만들어진 화산석이 바로 현무암이다.

이러한 현무암은 국내에서는 주로 제주도 및 울릉도, 강원도 철원지역에 분포되어 있는데, 외관상으로는 세립이면서 치밀하게 보이지만 다공질로 되어 있고 회흑색 내지 흑색을 띤다. 또한 성질이 굳기 때문에 건축 재료로도 널리 쓰이고 있는 천연석이다. 현무암의 표면에 형성된 다공 구조는 마그마가 지표면 밖으로 나올 때 여러 가지 가스가 빠져나간 자국으로 생성된 구조이다.

현재 현무암은 건축자재 및 관광 상품을 만드는데 많이 사용되고 있으며, 특히 제주도와 같은 관광지에서는 현무암 자체를 벽체나 담, 도로 바닥, 조형물, 기타 인공물이나 건축물 등을 축조하는데 널리 사용하고 있다.

이는 관광산업의 특수성과 함께 천연 현무암의 수려한 미관과 우수한 강도 및 내구성에 기인한다.

그러나, 천연현무암은 원석의 채취 및 가공 등의 면에서 흙을 구워서 만든 제품(흙벽돌과 같이 흙을 성형 후 열 가공하여 만든 제품)이나 콘크리트 제품에 비해 훨씬 비싸고, 원석의 크기에 따라 가공되는 제품, 자재, 축조물의 사이즈도 제한을 받는 단점이 있다.

또한, 현무암 자체를 벽체나 담 또는 도로 바닥, 그 밖의 건축자재나 관광상품, 조형물, 인공 축조물 등 다양한 재료로 계속 사용함에 따라서, 현재 현무암은 수요에 비해 공급이 매우 부족한 상태에 있고, 원석의 외부 유출이 어려워 산지 이외의 지역에서는 현무암을 건축자재로 사용하기가 쉽지 않다. 특히, 천연석의 무계획적인 채취로 인해 자연 상태의 현무암이 고갈될 위기에 처해 있는 것이 현실이다.

또한, 환경 친화적인 입장에서 볼 때 원석을 채취하는 과정에서 자연환경의 훼손이 불가피하고, 원석의 가공 시에도 다량의 석분이 발생하여 환경문제를 야기하게 된다.

따라서 천연현무암을 대체하여 천연현무암에 최대한 가까운 외양 및 질감을 지니면서도 저렴한 비용으로 제조가 가능하여 자연환경의 훼손을 최소화할 수 있는 인조 현무암의 개발이 필요한 실정이다. 이러한 점은 천연현무암을 특산품으로 하는 제주도와 같은 관광지에서 그 필요성이 더욱 절실하다.

현재 현무암을 건축재료로 사용하는 몇 가지의 예를 들어 보면, 현무암을 자연상태로 채취한 뒤 그대로 높게 쌓아 벽체나 담을 축조하기도 하나, 안료의 첨가, 에폭시 수지의 첨가, 고온의 열처리 등을 거친 고급 건축석재로 상품화하여 제공하기도 하며, 건축석재로서의 강도나 방수성, 광택성 등을 보강하기 위해 유약 및 열처리 가공 등을 거친 제품들이 출시되고 있다.

그러나 이러한 건축자재의 제조를 위해서는 적지 않은 천연 현무암이 사용되어야 하므로 대량 생산에 많은 제약 및 어려움이 있는 것이 사실이다. 그 밖에 천연 현무암을 사용하지는 않으나, 그것의 외형과 질감을 모방한 다양한 건축자재가 개발되어 사용되고 있다.

가장 간단한 예로는 현무암의 외형과 질감을 모방한 섬유 강화 플라스틱 내장재를 사용하거나, 섬유 강화 플라스틱 표면에 현무암 원석을 붙이는 방법 등이 있다. 섬유 강화 플라스틱 내장재의 경우 시각적인 효과를 유사하게 만들 수는 있지만 그 질감은 묘사할 수 없으며, 주로 실내 장식용 내장재로만 사용하고 실외의 벽체나 담과 같은 실외 자재로는 사용하지 않고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 현무암이나 화강암 등 외형 및 질감을 모방하려는 화산석의 원석을 가공한 뒤 그로부터 몰드를 제작하고 이 몰드를 성형틀, 즉 제품 성형을 위한 금형으로 사용하여 벽체나 담, 도로 바닥, 조형물, 기타 인공물이나 건축물 등의 자재를 성형 제작하는 방법이 제시된 바 있다.

일 예로서, 석고, 실리콘, 우레탄, 연질 PVC 등을 사용하는 공정을 거쳐 제작한 금형(몰드/성형틀)의 성형부 내측으로 몰탈을 투입한 뒤 건조 및 경화함으로써 제작할 수 있는데, 성형부 내측면이 화산석의 표면 형태와 같은 질감을 가지도록 금형이 제작되었으므로, 성형부 내측면에 의해 성형되는 자재 표면에는 화산석의 외형과 질감이 그대로 표현되게 된다. 이렇게 하여 화산석의 외형과 질감을 그대로 간직한 인조석이 제조될 수 있게 된다.

이러한 인조석은 판재의 형상, 즉 소정 두께를 가지는 판석으로 제조하는 경우, 건축 내외장재나 바닥재로 유용하게 사용될 수 있다.

그러나 현무암 등의 원석 가공품이나 상기한 인조 보도 판석은 사용시 외양 및 질감의 외관 측면에 있어서는 어느 정도 품질을 만족시켜 주고 있으나 기능적인 친환경적 측면에서는 석재판으로서의 기능을 넘어서지 못하고 있고, 또 기존 천연현무암의 특성인 투수성을 그대로 간직하게 되므로 건축 내외장재 및 바닥재로의 활용이 어려울 뿐더러 색상과 그 문양이 단순일편적이여서 현무암 특유의 외적미감을 구현하지 못하는 문제점이 있었다.

이에 본 출원인은 수많은 연구와 노력 끝에 그 공정이 단순하면서도 천연현무암 특유의 다공표면을 갖는 인조현무암의 제조방법을 개발하기에 이르른 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 가공된 천연 식물성재료를 이용하여 일면에만 현무암의 표면 질감 및 문양을 가지도록 하는 인조현무암을 제조함으로써 특유의 아름다운 외관을 가짐과 동시에 기존의 천연현무암이 가지는 단점인 투수성을 방지하여 건축 내외장재 및 바닥재로 폭넓게 사용할 수 있도록 하는 인조현무암의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인조현무암의 제조방법은, 상부가 개구된 판형상의 성형틀의 내부에 이형제를 바르는 단계; 가공된 천연 식물성재료를 빻은 후 상기 성형틀 내부에 뿌리는 단계; 상기 성형틀에 겔 상태의 인조현무암 원료를 부은 후, 상온에서 2~24시간 동안 건조하여 경화시키는 단계; 상기 경화가 완료된 인조현무암을 성형틀로부터 분리하는 단계; 상기 분리된 인조현무암을 물로 세척하여 천연 식물성재료를 제거하는 단계;로 제조되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 천연 식물성재료는 뻥튀기로 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인조현무암 원료는 수산화알루미늄을 포함하도록 구성되어 지되, 색상 표현을 위해 무기안료를 첨가하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 가공된 천연 식물성재료를 이용하여 일면에만 현무암의 표면 질감 및 문양을 가지도록 하는 인조현무암을 제조함으로써 특유의 아름다운 외관을 가짐과 동시에 기존의 천연현무암이 가지는 단점인 투수성을 방지하여 건축 내외장재 및 바닥재로 폭넓게 사용할 수 있도록 하는 매우 유용한 발명인 것이다.

상기한 목적 및 효과를 달성하기 위한 본 발명을 바람직한 실시예를 통해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 인조현무암의 제조방법은, 상부가 개구된 판형상의 성형틀의 내부에 이형제를 바르는 단계(S-1); 가공된 천연 식물성재료를 빻은 후 상기 성형틀 내부에 뿌리는 단계(S-2); 상기 성형틀에 겔 상태의 인조현무암 원료를 부은 후, 상온에서 2~24시간 동안 건조하여 경화시키는 단계(S-3); 상기 경화가 완료된 인조현무암을 성형틀로부터 분리하는 단계(S-4); 상기 분리된 인조현무암을 물로 세척하여 천연 식물성재료를 제거하는 단계(S-5);로 제조된다.

상기 상부가 개구된 판형상의 성형틀의 내부에 이형제를 바르는 단계에서, 상기 성형틀은 인조현무암의 원료에 따라서 금형, 거푸집 등의 다양한 성형수단이 사용될 수 있고, 또 상기 성형틀은 건축 내외장재 및 바닥재로의 사용을 위해 판재 형상을 가지도록 판형상으로 구성됨이 바람직하나, 이에 국한되지 않고 다양한 형상을 가지도록 구성될 수도 있음은 당연하다.

또한, 상기 성형틀 내부에 이형제를 바르는 것은 추후 탈형단계에서 판 형상의 인조현무암이 상기 성형틀로부터 손쉽게 분리되도록 하기 위함이다.

상기 가공된 천연 식물성재료를 빻은 후 상기 성형틀 내부에 뿌리는 단계에서, 상기 천연 식물성재료는 뻥튀기(쌀튀밥 등)를 포함한 가공처리된 천연 식물성 재료를 의미하고, 상기 뻥튀기를 빻거나 으깨는 것은 부정형의 형상을 가지도록 하여 인조현무암의 표면에 연출되는 다공에 다양성을 부여하기 위함이다.

상기 성형틀에 겔 상태의 인조현무암 원료를 부은 후, 상온에서 2~24시간 동안 건조하여 경화시키는 단계에서, 이와 같이 뻥튀기를 빻은 후 인조현무암 원료를 붓는 것은 상기 뻥튀기가 인조현무암의 표면에 침투되도록 하기 위함이고, 상기 뻥튀기의 형상이 유지되도록 하기 위해 상온에서 경화시키는 것이 바람직하다.

물론 상기 인조현무암의 경화를 촉진시키기 위해, 인조현무암 원료에 경화제, 경화촉진제 등이 첨가되고, 색상 표현을 위해 무기안료를 첨가할 수도 있음은 당연하다. 이때 유기안료가 아닌 무기안료를 사용하는 것은 인조현무암의 탈색을 방지하기 위함이다.

또한, 상기 인조현무암 원료는 기존에 공개된 다양한 원료를 사용할 수도 있으나, 내구성 및 천연현무암의 표면 질감 및 문양 표현을 위해 수산화알루미늄을 포함하도록 구성됨이 바람직하다.

상기 경화가 완료된 인조현무암을 성형틀로부터 분리한 후, 이를 물로 세척하여 천연 식물성재료를 제거하는 단계에서, 상기 천연 식물성재료인 뻥튀기는 세척 시 물로 쉬이 제거되고, 상기 뻥튀기를 빻은 후 성형틀 내부에 뿌린 다음 인조현무암 원료를 부어서 경화시키므로 탈형된 인조현무암의 일면, 즉 상면에만 천연혐무암 특유의 다공성 표면을 가지게 되며, 이로 인해 천연현무암이 가지는 투수성을 방지할 수 있어 건축 내외장재 및 바닥재로의 활용이 가능하게 되는 것이다.

이처럼 상기한 공정으로 제조되는 본 발명은 가공된 천연 식물성재료를 이용하여 일면에만 현무암의 표면 질감 및 문양을 가지도록 하는 인조현무암을 제조함으로써 특유의 아름다운 외관을 가짐과 동시에 기존의 천연현무암이 가지는 단점인 투수성을 방지하여 건축 내외장재 및 바닥재로 폭넓게 사용할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.

Claims (3)

1. 상부가 개구된 판형상의 성형틀의 내부에 이형제를 바르는 단계(S-1); 가공된 천연 식물성재료를 빻은 후 상기 성형틀 내부에 뿌리는 단계(S-2); 상기 성형틀에 겔 상태의 인조현무암 원료를 부은 후, 상온에서 2~24시간 동안 건조하여 경화시키는 단계(S-3); 상기 경화가 완료된 인조현무암을 성형틀로부터 분리하는 단계(S-4); 상기 분리된 인조현무암을 물로 세척하여 천연 식물성재료를 제거하는 단계(S-5);로 제조되는 것을 특징으로 하는 인조현무암의 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 천연 식물성재료는 뻥튀기로 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인조현무암의 제조방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 인조현무암 원료는 수산화알루미늄을 포함하도록 구성되어 지되, 색상 표현을 위해 다양한 색상의 무기안료를 첨가하여 여러가지 다양한 색상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 인조현무암의 제조방법.