일반 타일: 제조 공정, 핵심 특징, 유형 - 자재 및 엔지니어링

이 글에서는 다음을 다룹니다: 1. 일반 타일 제조 2. 좋은 타일의 특성 3. 유형.

일반 타일 제조:

일반 타일 제조 공정에는 다음 네 가지 뚜렷한 작업이 관여합니다:

(i) 점토 준비

(ii) 성형

(iii) 건조

(iv) 소성.

각 작업을 간략히 다룹니다.

(i) 점토 준비:

선정된 점토를 가져와 모래, 자갈 등 불순물을 제거합니다. 그런 점토를 프레스하고 펄그 밀(pug mills)에서 미세 분말로 만듭니다.

고품질 타일을 위해 다량의 순수를 분말 점토에 넣고 탱크에서 잘 섞습니다. 혼합물을 가만히 두면 굵고 무거운 입자가 탱크 바닥에 가라앉습니다. 미세 입자를 다른 탱크로 옮기고 물을 말립니다. 이 공정 후 남은 미세 점토로 타일을 만듭니다.

타일을 단단하고 불투수성으로 만들기 위해 분쇄 유리와 도기 조각을 필요한 양만큼 타일 점토에 첨가할 수 있습니다.

(ii) 성형:

타일로 형성될 패턴이나 형상을 나타내는 금형에 점토를 넣습니다. 성형은 나무 금형, 기계적 수단, 물레 중 하나로 할 수 있습니다.

나무 금형은 잘 마른 목재로 만들어야 합니다. 점토를 이런 금형에 눌러 넣고 금형에서 점토를 빼내면 타일은 건조 준비가 됩니다. 금형 제거 시 타일 형상 보존에 주의해야 합니다. 길이 방향 단면이 균일하지 않은 타일은 나무 금형으로 성형합니다.

기계적 성형은 기계 장치를 포함해 점토를 기계에 압입해 원하는 단면과 형상의 타일을 얻습니다. 이 방법은 길이 방향 단면이 균일한 타일에 채택됩니다. 원하는 길이로 타일 절단은 가는 와이어로 합니다.

물레 성형은 도공이 토기 그릇 만들 때 쓰는 방식과 유사합니다. 타일이 물레 위에서 완벽한 원형일 때 이 방법을 씁니다. 다만 길이에 따라 직경이 다를 수 있습니다.

(iii) 건조:

금형에서 나온 타일들을 적당량 납작하게 쌓아 올립니다. 여러 더미가 형성됩니다. 약 2일 뒤 휨으로 인한 타일 불규칙성을 납작한 나무 망치로 교정합니다. 타일들을 들어 올리면 이쯤 되면 손으로 다룰 만큼 단단해집니다. 가장자리와 아랫면을 청소합니다. 그늘 아래 세워서 약 이틀 정도 말립니다. 그늘 건조는 비와 햇빛으로 인한 타일 휨과 갈라짐을 방지합니다.

(iv) 소성:

타일은 가마(kiln)에서 굽습니다. 약 30,000~40,000장 수용 가능한 전형적인 가마인 시알코트 가마(Sialkote kiln)가 그림 3-1에 나와 있습니다. 원형이며 창고로 보호됩니다. 길고 좁은 연도(flue) 열 위에 벽돌을 납작하게 깝니다. 이 연도에 장작을 때서 소성합니다. 벽돌 사이를 틔워 배열합니다.

벽돌 층 위 가장자리로 마른 타일들을 층층이 쌓습니다. 문은 진흙 벽돌로 막습니다. 가마 위는 헌 타일을 느슨하게 깔아 덮습니다.

열 조절은 좋은 결과를 위해 중요합니다. 처음에는 약한 불로 수분을 제거합니다. 약 800°C까지 올립니다. 약 6시간 동안 불을 줄였다가 다시 백열(white heat), 1300°C까지 올립니다. 이 온도를 3시간 유지합니다.

6시간 불 줄이고 백열로 올리는 공정을 반복합니다. 백열을 4시간 유지합니다. 마지막으로 연료를 연도에 채우고 진흙 벽돌로 문을 막습니다. 가마를 서서히 식힙니다. 타일 소성 완료에 약 72시간 소요됩니다.

가마에서 타일을 꺼냅니다. 덜 구워진 타일들을 골라 다음 소성 때 가마 위에 얹습니다. 이 가마가 간헐식 가마임이 확인됩니다.

새로운 단일 소성 기술(single firing technology)이 개발되어 기존 이중 소성 관행의 72시간 소성 주기를 평균 단 1시간으로 획기적으로 단축했습니다.

이 신기술은 연료 소비와 총 생산비를 낮췄습니다. 타일 품질, 디자인, 다양성을 높여 세라믹 산업에 새로운 발견의 장을 열었습니다.

좋은 타일의 특성:

좋은 타일의 특성은 다음과 같습니다:

(i) 균열, 결함, 휨이 없어야 합니다.

(ii) 형상과 크기가 규칙적이어야 합니다.

(iii) 건전하고 단단하며 내구성이 있어야 합니다.

(iv) 잘 구워져야 합니다.

(v) 손이나 서로 또는 가벼운 망치로 칠 때 맑은 금속음이 나야 합니다.

(vi) 제자리에 놓았을 때 제대로 맞아야 합니다.

(vii) 파단면에서 균일하고 치밀한 구조를 보여야 합니다.

(viii) 균일한 색을 가져야 합니다.

일반 타일 유형:

타일 용도에 따라 다음 유형으로 나뉩니다:

(i) 배수 타일

(ii) 바닥/포장 타일

(iii) 지붕 타일.

(i) 배수 타일:

소성 후 다공성 질감을 유지하도록 제작됩니다. 이런 타일을 물 고인 곳에 깔면 지하수가 골격을 통해 통과합니다. 원형, 반원형, 부채꼴 등이 있습니다. 관개수 이송에도 쓰입니다. 현대에는 거의 쓰이지 않습니다.

(ii) 바닥/포장 타일:

정사각형이나 육각형일 수 있습니다. 평평한 타일로 두께 12~50mm. 정사각형 타일 크기 150~300mm. 바닥 타일은 단단하고 치밀해 마모에 잘 견뎌야 합니다. 얇은 단면 바닥 타일은 천장용으로도 쓸 수 있습니다.

컬러 바닥 타일 제작 시 점토 준비 단계에서 착색제를 첨가합니다. 비교적 약한 바닥 타일은 벽면 시공용으로 쓸 수 있습니다.

세라믹 바닥/포장 타일은 높은 비용에도 불구하고 다음과 같은 뚜렷한 장점이 있습니다:

(a) 무한한 색상과 디자인으로 나옵니다.

(b) 크기가 작아 깔기 쉽습니다.

(c) 모자이크나 대리석보다 훨씬 가볍습니다.

(d) 스크래치, 오염, 방습, 미끄럼 방지 기능이 있습니다.

(e) 광택 작업 불필요, 바로 다음 날 바닥 사용 가능.

(iii) 지붕 타일:

경사 지붕 덮개로 쓰입니다. 시장에 다양한 지붕 타일이 있습니다.

주요 종류는 다음과 같습니다:

(a) 알라하바드 타일(Allahabad Tiles):

선별된 점토로 만듭니다. 기계로 압력 성형합니다. 더 높은 강도를 내도록 소성합니다. 위치에 놓았을 때 서로 맞물리도록 돌출부가 있습니다. 지붕의 합각, 마루, 골 부분용 특수 형상 타일도 만듭니다. 인도 북서부에서 널리 쓰입니다.

(b) 골타일(Corrugated Tiles):

골(corrugation)이 있어 위치에 놓으면 한쪽이 1~2골 겹칩니다. 아연도금 골판 철판 같은 외관을 줍니다. 외관은 수려하지만 강한 바람에 쉽게 날아갈 수 있습니다.

(c) 평타일(Flat Tiles):

일반 바닥 타일입니다. 서까래 고정용으로 표면에 2개 이상 구멍이 있습니다. 측면과 가장자리에 적절한 겹침이 있습니다.

(d) 플레미시 타일(Flemish Tiles):

'S'자 형상에 치수 350mm × 225mm × 12mm로 금형으로 만듭니다. 평타일만큼 좋은 덮개가 안 되어 헛간용으로만 씁니다.

(e) 구나 타일(Guna Tiles):

중공 테이퍼 소성 점토 타일. 원뿔형으로 넓은 끝 지름 100mm, 좁은 끝 75mm. 환형 두께 6mm. 물레로 제작 가능하며 원뿔형이라 서로 끼워 원형, 타원형, 포물선형 등 적절한 형상의 링을 만들 수 있습니다.

(f) 망갈로르 타일(Manglore Tiles):

평평한 패턴에 위치 시 맞물리는 적절한 돌출부가 있습니다. 빨간색이며 더블 채널 바젤 미션 망갈로르 패턴으로 만듭니다. 합각, 마루, 골 부분용 특수 망갈로르 타일도 있습니다. 지붕 1㎡ 덮개에 약 15장 망갈로르 타일이 필요합니다.

이 타일들은 남인도, 특히 망갈로르, 코친, 칼리컷에서 대규모로 제조됩니다. 이 산업은 19세기 초 독일 선교사들에 의해 시작되었습니다. 망갈로르 패턴 타일 최초 제조 단위는 1951년 모르비, 사우라슈트라에서 시작되었고 현재 이 지역에 200개 이상 단위가 가동 중입니다.

따라서 모르비는 구자라트 주의 방갈로르가 되었고, 불사르와 수라트 지구에도 30개 이상 단위가 있습니다.

망갈로르 패턴 지붕 타일은 건축 효과, 대체재 부족과 가격 상승, 인구 증가 등 여러 이유로 농촌과 준도시 지역에서 중저소득층에게 인기를 끌고 있습니다. 수명은 연간 약 5% 교체 기준으로 약 25년으로 추정됩니다.

인도 표준국(BIS): 654-1962에 따라 망갈로르 패턴 타일은 AA급과 A급 두 등급으로 나뉩니다.

두 등급 특성은 표 3-1에 나와 있습니다.

망갈로르 타일 치수는 표 3-2에 나와 있습니다.

(g) 팬 타일(Pan Tiles):

짧고 무겁습니다. 팟 타일보다 덜 휘어 있습니다. 이런 타일은 먼저 평평하게 성형한 뒤 적절한 금형으로 필요한 곡률을 줍니다. 타일 건조와 소성을 신중히 해 품질을 높입니다. 길이 330~380mm, 폭 230~280mm.

(h) 팟 타일(Pot Tiles):

일반적인 반원형 시골 타일로 잠금 타일(locking tiles)이라고도 합니다. 물레로 만들고 도공이 젖은 손으로 형상을 만듭니다. 안팎 표면 광택은 젖은 천이나 젖은 가죽 조각으로 합니다.

반원 단면에 길이 300mm 따라 테이퍼지며 큰 끝 지름 약 230mm, 작은 끝 약 200mm. 오목면과 볼록면을 번갈아 위로 해 얹으면 스스로 잠깁니다. 가장자리에 최소 80mm 겹침을 줍니다.

이 타일은 쉽게 깨져 빈번한 교체와 수리가 필요해 매우 어려울 수 있습니다.

이 타일의 장점:

(i) 새들에 의한 밀림 가능성이 적습니다.

(ii) 지붕 단독 덮개로 쓸 수 있습니다.

(iii) 지붕 경사가 낮아도 양호한 배수가 보장돼 경사 지붕을 완전히 방수할 수 있습니다.