KR20040025713A

KR20040025713A - 자연석 착색방법과 그 장치

Info

Publication number: KR20040025713A
Application number: KR1020020056306A
Authority: KR
Inventors: 정영준
Original assignee: 이인애
Priority date: 2002-09-17
Filing date: 2002-09-17
Publication date: 2004-03-25

Abstract

본 발명은 자연석의 착색방법과 그 장치에 관한 것으로, 종래의 자연석 착색방법은 특정한 자연석, 예를 들어 규석성분이 많은 자연석을 염료에 장시간 침전시켜 착색하는 등, 착색되는 자연석의 종류에 제한이 있으며, 작업성에 있어 비능률적인 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 예시도면 도 1내지 도 3 에 표현된 바와 같이, 본 발명은 통상의 방법에 의해 1차 전처리 한 자연석(60)을 컨베어라인(10)을 갖춘 히팅터널 (20)과 염료챔버(30)를 거치도록 하되, 상기 히팅터널(20)은 단면상 원형을 이루고 외면과 내면에 단열재(24)와 히터(22)를 설치하여 히팅컨베어(12)에 자연석(60)을 얹어 히팅터널(20)을 거치는 동안 270℃로 가열하여 자연석을 진공탈취하는 제 1 공정과, 상기 제 1 공정을 거친 자연석을 염료챔버(30)에 침전시켜서 염료가 자연석(60)의 내면에 까지 침투시켜 착색하는 제 2 공정과, 염료가 내부에 까지 침투한 자연석(60)의 외면을 보호하기 위한 코팅·광택제를 도포하는 제 3 공정으로 이루어진 자연석의 염료 착색방법과 장치에 의해 다양한 색상의 자연석을 얻을 수 있도록 한 것이다.

Description

자연석 착색방법과 그 장치{Coloring method for the natural stone and its apparatus}

본 발명은 자연석의 착색방법과 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자연석의 종류에 따라 가열 온도와 착색시간을 달리하여 자연석의 외면은 물론 내면에까지 염료가 침투하도록 한 자연석의 착색방법과 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자연석은 자연색상을 살려 외면만 가공하여 건축의 내·외장재로 널리 사용하고 있으며, 필요에 따라 외면을 착색처리하게 되는데, 그 일예로서 외면에 형광물질을 착색하여 교통시설물로도 사용되고 있다.

상기와 같은 자연석의 착색방법은 이미 공지된 기술로서, 이를 간략하게 설명하면 규석성분이 많이 내포된 자연석을 염료에 장시간 침전시켜 일정한 시간이 경과한 후, 염료에 침전되어 있던 자연석을 건져내어 건조시키는 것으로 착색된 자연석을 얻을 수 있었다.

그러나, 상기와 같은 자연석의 착색방법은 자연석을 염료에 장시간 침전시켜야 하는 시간적으로 비능률적 면이 있으며, 특히 규석성분이 많이 내포된 자연석만을 착색할 수 있는 등, 착색되는 자연석의 종류에 한계가 있는 문제점과, 착색된 자연석의 외부만 착색되고 내부에는 염료가 침투되지 않는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위하여 발명한 것으로서, 자연석의 종류에 따라 화공학적 방법을 달리하여 1차로 자연석을 통상적인 방법에 의해 전처리하고, 전처리한 자연석을 고온의 히팅터널과 염료챔버를 거치도록 하여 자연석을착색처리하도록 함으로써, 자연석의 외면은 물론 내면에 까지 염료가 침투하도록 한 자연석의 착색방법과 그 장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 통상의 방법에 의해 1차 전처리된 자연석을 컨베어라인을 따라 설치한 히팅터널과 염료챔버를 거치도록 하되, 상기 히팅터널은 단면상 원형을 이루고 외면이 단열재로 감싸지며, 그 내면에 히터를 설치하여 컨베어라인에 얹어진 자연석은 히팅터널을 거치는 동안 270℃로 가열하여 자연석을 진공탈취하는 제 1 공정과, 상기 제 1 공정을 거친 자연석을 염료챔버에 침전시켜서 염료가 자연석의 내면에 까지 침투시켜 착색하는 제 2 공정과, 염료가 내부에 까지 침투한 자연석의 외면을 보호하기 위한 코팅제를 도포하는 제 3 공정으로 이루어진 자연석의 염료 착색방법에 의해 다양한 색상의 자연석을 얻을 수 있어 수요자에게 다양한 색상의 자연석을 공급할 수 있으므로 자연석의 색상에 대한 무한한 선택의 폭을 줄 수 있도록 한 것이다.

도 1 는 본 발명에 따른 자연석의 착색방법을 설명하기 위한 블록도,

도 2 는 본 발명에 따른 자연석의 착색장치를 정면에서 본 전체구성도,

도 3 은 본 발명에 따른 자연석의 착색장치를 평면에서 본 전체구성도 이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

100 - 착색장치,

10 - 컨베어라인, 12 - 히팅컨베어,

14 - 착색컨베어, 16 - 코팅컨베어,

17·18·19 - 구동부,

20 - 히팅터널, 22 - 히터,

24 - 단열재,

30 - 염료챔버, 32 - 메인챔버,

34 - 서브챔버, 36 - 냉각파이프,

38 - 순환펌프,

40 - 코팅터널, 42 - 분사노즐.

이하 첨부된 예시도면과 함께 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

예시도면 도 1 는 본 발명에 따른 자연석 착색방법의 전체구성도 이고, 도 2 는 본 발명에 따른 자연석 착색장치의 정면 구성도이며, 도 3 은 본 발명에 따른 자연석 착색장치의 평면 구성도로서, 본 발명은 도 1에 표현된 바와 같이 통상의 방법에 의해 1차 전 처리된 자연석을 히팅터널에 넣고, 히팅터널 내의 온도를 100℃~400℃로 유지하며, 자연석을 히팅터널 내에서 약 6분 정도 가열시켜서 자연석의 온도를 270℃정도 올라가게 하여 자연석 내에 함유된 이물질을 외부로 배출시키는진공탈취를 위한 제1공정과, 상기 제 1 공정 후 자연석을 증류수와 분산염료 및 가성소다와 백반을 혼합한 염료가 들어 있는 염료챔버에 투입하고, 염료챔버내에 들어 있는 염료의 온도는 30℃를 유지하며, 투입한 자연석을 염료챔버내에 1분 정도 침전시켜서 자연석을 착색하는 제 2 공정과, 제 2 공정 후 착색한 자연석의 외면에 광택재를 코팅하는 제 3 공정으로 이루어진 자연석 착색방법 이다.

상기와 같은 자연석의 침윤착색방법에 대하여 보다 상세히 설명하면 통상의 방법에 의해 전처리된 자연석을 히팅터널에 투입하고, 히팅터널의 입구에서 출구에 이르는 내부온도를 순차적으로 100℃에서 400℃에 이르도록 하여 투입한 자연석을 6분 정도에 히팅터널을 통과하도록 하면 히팅터널을 통과한 자연석의 온도는 270℃정도에 이르게 된다.

즉, 자연석을 진공탈취하는 제 1 공정은 전 처리된 자연석이 히팅터널에 투입될 때, 히팅터널의 입구는 100℃가 유지되고 있으므로 자연석은 서서히 가열되어 예열된 상태를 이루면서 400℃에 이르는 출구를 통과하게 됨으로서, 자연석이 히팅터널의 출구를 통과되기 까지 온도가 서서히 올라가게 되고 이러한 과정에서 자연석 내부의 이물질(예를 들어 수분)이 외부로 배출되어 자연석의 내부는 진공탈취상태를 이루게 되고. 이때, 자연석의 중량은 0.03％정도 감량된다.

상기와 같이 히팅터널을 통과한 자연석은 투입전 중량대비 0.03％ 중량이 감량되고, 이러한 자연석은 염료가 들어 있는 염료챔버에 침전되면서 이물질이 빠져나간 미세한 틈새(미세한 기공)를 통해 염료가 내부에 까지 침투되면서 자연석의 중량은 히팅터널 통과후의 중량대비 1.97％중량이 증가 되어 자연석은 외면은 물론내면에 까지 염료가 착색(제 2 공정)된다.

상기 제 2 공정 후, 자역석은 컨베어라인을 따라 배출되며, 배출되는 자연석의 표면온도는 65℃를 이루게 되어 자연건조에 의해 건조되고, 이어서 광택재 코팅터널에 투입되어 도면상 미 도시되었으나 통상의 건조로를 거치면서 투입되는 염료에 따라 다양한 색상의 자연석을 얻을 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 본 발명에 따른 자연석의 염료 착색방법을 실현하기 위한 자연석 염료 착색장치는 도 2와 도 3에 표현된 바와 같이, 컨베어라인(10)을 갖춘 히팅터널(20)과 염료챔버(30)와 광택재 코팅터널(40)로 자연석 염료 착색장치(100)가 이루어지되, 상기 히팅터널(20)은 외형상 원통형으로 이루어져 히팅컨베어라인(12)을 히팅터널(20) 단면상 그 중심에 위치하도록 설치하고, 히팅터널(20)의 내면과 외면에는 히터(22)와 단열재(24)로 이루어져 있으며, 상기 염료챔버(30)는 메인챔버(32)와 서버챔버(34)로 이루어지되, 서버챔버(34)내에 냉각파이프(36)를 설치하고, 메인챔버(32)와 서버챔버(34)간에는 순환펌프(38)를 설치하며, 메인챔버(32) 내에 착색컨베어라인(14)을 설치하고, 상기 광택재 코팅터널(40)은 외형상 원통형으로 이루어져 코팅컨베어라인(16)을 코팅터널(40)의 중심에 설치하며, 광택재 코팅터널(40)의 내면에는 광택재 분사노즐(42)에 의해 자연석의 외면을 코팅할 수 있도록 하고, 상기 컨베어라인(10)에는 각각 별개의 감속모우터를 갖춘 구동부(17)(18)(19)를 설치 한다.

도면중 미 설명부호 60은 착색을 하기 위한 자연석이고, 62는 이동하는 자연석(60)의 위치를 감지하는 위치감지센서이며, 63은 메인챔버(32)의 염료온도를 감지하는 온도감지센서이고, 64는 메인챔버(32)의 저면에 설치된 드레인밸브, 66은 코팅터널(40)에 설치된 광택제 투입구, 68은 냉각수 투입구, 70은 냉각수 배출구 이다.

상기와 같이 이루어진 본 발명에 따른 자연석의 염료 착색장치에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 감속모우터를 갖춘 구동부(17)에 의해 히팅컨베어(12)가 작동됨에 따라 자연석(60)이 히팅터널(20)로 투입되어 히팅터널(20)의 입구에 설치된 위치감지센서(62)가 이를 감지하여 히터(22)에 전원이 공급되면서 열이 발산된다.

이때, 히팅터널(20)의 입구와 출구측의 온도는 100℃에서 400℃에 이르게 되며, 자연석(60)이 입구측에서 출구측을 통과하는 시간은 약 6분간에 걸쳐 이동되는데 이때 자염석은 입구측에서 서서히 가열(예열)되면서 출구측으로 배출되어 자연석(60)의 온도가 약 270℃에 이르게 되고, 또한 자연석(60)의 중량은 히팅터널(20) 투입전과 투입후의 중량이 0.03％ 감소된다.

이와 같이 자연석(60)의 중량이 감소되고 고온으로 가열된 자연석(60)이 메인챔버(32)에 투입되면 메인챔버(32)의 입구에 설치된 위치감지센서(62)에 의해 착색컨베어(14)를 작동시키는 구동부(18)가 작동된다.

상기 착색컨베어(14)가 작동되어 고온의 자연석(60)이 염료에 침전되고, 이때 염료가 자연석(60)의 내부에 까지 침투가 되며, 메인챔버(32)의 염료온도는 30℃가 유지되고 있었으나 투입되는 고온의 자연석(60)에 의해 염료의 온도가 상승되어 메인챔버(32)에 설치되어 있는 온도감지센서(63)가 작동되어 순환펌프(38)를 구동시키게 된다.

상기 서브챔버(34)에는 냉각파이프(36)가 설치되어 있어 염료의 온도는 일정온도(30℃이하)가 유지되고 있으며, 상기 순환펌프(38)의 구동으로 서브챔버(34)의 냉각된 염료는 일측의 라인을 통해 메인챔버(32)로 투입되고, 메인챔버(32)의 가온된 염료는 다른 일측의 라인을 통해 서브챔버(34)로 이동됨으로 메인챔버(32)의 염료온도는 항상 일정한 온도가 유지된다.

상기와 같이 자연석(60)에 염료를 착색시키면 자연석(60)의 중량은 히팅터널(20) 통과후의 자연석 중량대비 1.97％증가되며, 메인챔버(32)에 투입된 자연석(60)은 염료에 약 1분가 침전시키는 것으로 착색과정을 거치게 되며, 도면상 미도시 되었으나 착색컨베어(14)를 작동시키는 구동부(18)에는 타이머가 설치되어 있어 자연석이 출구측의 감지센서에 감지되면 일정시간동안 정지되었다가 다시 구동된다.

상기 염료챔버(30)를 통해 착색된 자연석은 도면상 미도시 되었으나 자연건조과정을 거쳐 코팅터널(40)측으로 이동되어 자연석(60)이 코팅터널(40)의 입구에 이르게 되면 위치감지센서(62)에 의해 코팅컨베어(16)가 작동됨과 동시에 코팅터널(40)의 내부에 설치되어 있는 분사노즐(42)에 의해 착색된 염료의 색상을 보호하기 위한 코팅제와 광택제가 순차적으로 분사된다.

이때, 코팅과정에서 첨가되는 첨가물은 탈색방지를 위한 자외선차단제를 첨가하거나, 교통안전시설물로 사용하기 위한 형광물질을 첨가하는등 사용 목적에 따라 첨가물을 달리하여 사용목적에 부합하는 다양한 자연석을 생산할 수 있게 된다.

상술된 바와 같이 본 발명은 통상의 방법에 의해 1차 전처리 한 자연석(60)을 컨베어라인(10)을 갖춘 히팅터널(20)과 염료챔버(30)를 거치도록 하되, 상기 히팅터널(20)은 단면상 원형을 이루고 외면과 내면에 단열재(24))와 히터(22)를 설치하여 히팅컨베어(12)에 자연석(60)을 얹어 히팅터널(20)을 거치는 동안 270℃로 가열하여 자연석을 진공탈취하는 제 1 공정과, 상기 제 1 공정을 거친 자연석을 염료챔버(30)에 침전시켜서 염료가 자연석(60)의 내면에 까지 침투시켜 착색하는 제 2 공정과, 염료가 내부에 까지 침투한 자연석(60)의 외면을 보호하기 위한 코팅·광택제를 도포하는 제 3 공정으로 이루어진 자연석의 염료 착색방법과 장치에 의해 다양한 색상의 자연석을 얻을 수 있어 수요자에게 다양한 색상의 자연석을 공급할 수 있으므로 자연석의 색상에 대한 무한한 선택의 폭을 줄 수 있는 효과가 있다.

Claims

통상의 방법에 의해 1차 전 처리된 자연석을 히팅터널에 넣고, 히팅터널 내의 온도를 100℃~400℃로 유지하며, 자연석을 히팅터널 내에서 약 6분 정도 가열시켜서 자연석의 온도를 270℃정도 올라가게 하여 자연석 내에 함유된 이물질을 외부로 배출시키는 진공탈취를 위한 제1공정과, 상기 제 1 공정 후 자연석을 증류수와 분산염료 및 가성소다와 백반을 혼합한 염료가 들어 있는 염료챔버에 투입하고, 염료챔버내에 들어 있는 염료의 온도는 30℃를 유지하며, 투입한 자연석을 염료챔버내에 1분 정도 침전시켜서 자연석을 착색하는 제 2 공정과, 제 2 공정 후 착색한 자연석의 외면에 광택재를 코팅하는 제 3 공정으로 이루어진 자연석 착색방법.
컨베어라인(10)을 갖춘 히팅터널(20)과 염료챔버(30)와 광택재 코팅터널(40)로 자연석 염료 착색장치(100)가 이루어지되, 상기 히팅터널(20)은 외형상 원통형으로 이루어져 히팅컨베어라인(12)을 히팅터널(20) 단면상 그 중심에 위치하도록 설치하고, 히팅터널(20)의 내면과 외면에는 히터(22)와 단열재(24)로 이루어져 있으며, 상기 염료챔버(30)는 메인챔버(32)와 서버챔버(34)로 이루어지되, 서버챔버(34)내에 냉각파이프(36)를 설치하고, 메인챔버(32)와 서버챔버(34)간에는 순환펌프(38)를 설치하며, 메인챔버(32) 내에 착색컨베어라인(14)을 설치하고, 상기 광택재 코팅터널(40)은 외형상 원통형으로 이루어져 코팅컨베어라인(16)을 코팅터널(40)의 중심에 설치하며, 광택재 코팅터널(40)의 내면에는 광택재분사노즐(42)에 의해 자연석의 외면을 코팅할 수 있도록 하고, 상기 컨베어라인(10)에는 각각 별개의 감속모우터를 갖춘 구동부(17)(18)(19)를 설치 한 것을 특징으로 하는 자연석의 착색장치.