흡수성 및 통기성이 우수한 다공질 인조석 및 그 제조방법{The imitation stone with many holes is excellent in absorptiveness and ventilation and the way of making it}
본 발명은 흡수성 및 통기성이 우수한 다공질 인조석 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 현무암 등의 자연석에 풍란 등의 식물을 부착시켜 감상할 수 있는 석부작에 있어서 자연석을 대신할 수 있는 인조석에 관한 것이다. 종래의 석부작은 구멍이 많아 생물들의 살기에 적합하고 흡수성이 좋은 현무암을 주재료로 사용해왔으나 석부작에 접착시킨 풍란 등이 살아있기 위해서는 물을 인위적으로 계속하여 공급해야 했으며, 또한 현무암의 무게로 인하여 대형의 작품을 제작하는 데에는 많은 어려움이 있었다. 그리고, 자연석을 가공하기가 어려워다양한 연출이 어렵고, 비용이 많이 드는 점 등의 문제점이 있었다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 인조석을 만듦에 있어서, 인조석 내부에 많은 구멍을 형성하여 통기성이 우수하며, 흡수성이 뛰어나고 또한 중량이 가벼운 인조석을 만들고자 함에 그 목적이 있다. 부가하여, 상술한 기능을 가지면서 더욱 자연석에 가까운 인조석을 만들고, 가공이 손쉬워서 보다 다양한 작품의 연출이 가능한 인조석을 만드는 데 또 다른 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 제조단계중 7단계까지 진행된 일실시예의 사진 도 1a는 도 1의 일부분 확대사진 도 2는 본 발명의 일실시예의 사진 도 2a는 도 2의 일부분 확대사진
이하 본 발명에 의한 흡수성 및 통기성이 우수한 다공질 인조석 및 그 제조방법을 설명하면 다음과 같다. 인조석의 재료로는 1~500#(mesh) 사이의 활성탄미분 50~90부피%와, 100~500# 사이의 진주석발포체미분 10~50부피%로 구성된 혼합재와, 일반적으로 사용하는 폴리올(A성분)과 이소시아네이트(B성분)로하는 폴리우레탄이 결합제로 사용된다. 여기서 폴리올은 경질폼용 폴리올(Polyethers for rigid urethane foam)을 사용하는 것이 바람직하며, 경우에 따라 반경질폼용 폴리올(Polyethers for semi-rigid urethane foam)을 사용할 수도 있다. 그리고, 이소시아네이트는 일반적으로 많이 사용되는 MDI 또는 TDI를 사용할 수 있다. 제조 단계는 활성탄미분과 진주석발포체미분을 섞어 혼합재를 만드는 단계(이하 '1단계'라 한다), 상기 혼합재에 폴리올을 넣은 후 충분히 혼합하는 단계(이하 '2단계'라 한다), 혼합재와 폴리올을 혼합한 곳에 이소시아네이트를 신속히 투입하는 단계(이하 '3단계'라 한다), 40~90초간 기계믹싱하는 단계(이하 '4단계'라 한다), 형틀에 혼합물을 주입하는 단계(이하 '5단계'라 한다), 분출구를 개방한 상태로 형틀의 덮개를 밀폐시키는 단계(이하 '6단계'라 한다), 형틀에서 분리하는 단계(이하 '7단계'라 한다), 표면층을 공구로 털어내는 단계(이하 '8단계'라 한다)로 제작한다. 먼저, 혼합재의 양은 0.8~1.8 정도로 하고, 폴리올은 0.4~0.6 정도, 이소시아네이트는 0.4~0.6 정도의 비율로 결합한다. 즉, 혼합재와 폴리올, 이소시아네이트의 부피에 따른 비율은 0.8~1.8: 0.4~0.6 : 0.4~0.6 정도가 된다. 실시예로서, 혼합재의 양을 1.3, 폴리올의 양을 0.5, 이소시아네이트의 양을 0.5로서 혼합한 뒤 발포비율을 270% 정도로 하게 되면 비중이 0.6정도인 인조석이 생성된다. 일반적으로 활성탄(活性炭, active carbon)은 대부분의 구성물질이 탄소질로 된 물질로서 흡착성이 강하여 기체나 습기를 흡수시키는 데 사용되고, 진주석(pearlite) 역시 흡수성이 높은 광물이다. 따라서, 활성탄미분에 진주석발포체미분을 섞은 혼합재와 결합제의 비율 변화와 발포비율의 조절에 의해 인조석의 비중을 변화시킬 수 있으며 수분흡수율도 조절할 수 있다. 즉, 혼합재의 비율을 줄이고 발포비율을 높일 수록 인조석의 비중은 작아지며, 혼합재의 비율을 높이고 발포비율을 낮추게 되면 인조석의 비중은 커지게 된다. 또한, 혼합재의 비율을 높이면 수분흡수율이 상승하고 결합제의 비율을 높이면 수분흡수율이 감소함은 당연하다. 1단계에서, 혼합재의 혼합시에 혼합재(활성탄미분 + 진주석발포체미분) 외의 재료 즉, 제오라이트 미분, 황토 미분, 화산재 미분, 맥반석 미분 등을 첨가하여 사용할 수 있다. 일반적으로 제오라이트는 농업용으로는 토양개량제, 비료혼합제 등으로 사용되고 수산용으로는 해양오염방지제, 적조현상방지제 등으로 사용되며, 축산용으로는 악취제거제, 정수제 등으로 사용되며 또한 흡수기능이 있어서 혼합재에 혼합할 시에는 악취제거, 정수작용, 흡수율을 향상시키는 효과가 있다. 또한, 제오라이트는 식물성장에도 좋은 효과를 보이는 것으로 알려져 있으므로, 풍란 등의 식물에 유익한 성분이다. 또한, 황토나 화산재 및 맥반석은 각각의 효능이 다양하므로, 각 재료의 혼합비율에 따라 필요로 하는 효과를 높일 수 있다. 2단계에서는 혼합재와 폴리올이 충분히 섞일 수 있도록 한다. 시간은 별 관계가 없으나 5~10분 정도면 적당하다. 3단계에서는 혼합재와 폴리올을 혼합한 곳에 이소시아네이트를 신속히 투입하며, 4단계에서는 40~90초간 기계믹싱(2000~5000RPM)한다. 5단계에서는 형틀에 혼합물을 2분 이내에 주입하고, 6단계에서는 형틀의 분출구를 개방한 상태에서 3분 이내(반응전)에 형틀의 덮개를 밀폐시킨다. 7단계에서는 결합제의 경화시간이 약 15~30분이므로, 충분한 시간(약 1시간)이 경과한 후에 형틀에서 분리하며, 8단계에서는 형틀에서 분리한 인조석의 표면은 반응과정에서 생긴 반응가스 압력에 의해 형틀과 밀착되어 매끄럽고 조밀한 형태가 됨으로서 수분흡수가 불가능하다. 이런 매끄러운 표면층을 와이어브러쉬 등으로 털어낸다. 도 1은 본 발명의 제조단계중 7단계까지 진행된 일실시예의 사진이며, 도 1a는 도 1의 일부분 확대사진으로서, 표면이 매끄럽고 조밀한 형태가 된다. 이 상태의 인조석을 와이어브러쉬 등으로 표면을 털어주게 되면(8단계) 도 2 및 도 2a가 된다. 즉, 매끄러운 표면층을 털어주고 나면 인조석의 표면은 현무암과 흡사한 불규칙한 다공질 기공을 무수히 갖고 있으며, 사용용도 및 형태에 따라 수공구 등으로 조각 및 절단을 할 수 있는 초경량 다공질 인조석이 완성된다. 즉, 인조석의 표면과 내부가 유사한 기공형태를 가지게 되므로, 절단이나 조각을 하여도 표면의 질감이 그대로 유지되고, 칼이나 톱 등의 수공구로 쉽게 가공할 수 있다. 또한, 혼합물의 색상에 의해 검은 색 또는 갈색 등의 자연색상을 가지게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 흡수성 및 통기성이 우수한 다공질 인조석을 제공함으로서, 입체산수도나 석부작 등의 연출시에 보다 자연스러운 연출이 가능하고, 흡수성이 우수하여 자주 물을 주지 않아도 풍란 등의 식물이 인조석으로 부터 물을 충분히 섭취할 수 있으며, 혼합재를 다양화하여 인조석의 기능을 다양화시킬 수 있다. 또한, 비중이 0.4~0.6의 경량 인조석이므로, 부피가 상대적으로 큰 제품의 연출시에도 작업이 편리하고, 이동 및 보관이 간편하며, 많은 기공으로 인해 통기성이 우수하며, 하나의 형틀로서 대량생산이 가능하며, 나아가서는 석부작 및 입체산수도의 제작비용을 절감할 수 있다. |
