KR100464060B1 - 인조 바위와 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인조바위 및 그 제조방법에 관한 것으로, 수지가 포함된 폴리머 시멘트 콘크리트로 이루어지며, 인조바위의 기본 형상을 이루는 기본 형상층; 상기 기본 형상층의 외주면에 형성되어 기본 형상층으로의 침수를 방지하며, 그라우트와 섬유강화플라스틱의 혼합물로 이루어진 제 1 코팅층; 상기 제 1 코팅층의 외주면에 바위의 질감이 표현되도록 형성되며, 수지가 포함된 그라우트로 이루어진 질감형성층; 및 상기 질감형성층의 외주면에 형성되는 착색층을 포함하는 인조바위와 수지가 포함된 폴리머 시멘트 콘크리트로 이루어지며, 인조바위의 기본 형상을 이루는 기본 형상층을 형성하는 단계; 상기 기본 형상층의 외주면에 그라우트 및 섬유강화플라스틱의 혼합물을 도포한 후 건조시키는 제 1 코팅층 형성단계; 상기 제 1 코팅층의 외주면에 수지가 포함된 그라우트를 질감이 표현되도록 도포한 후 건조시키는 질감형성층 형성단계; 및 상기 질감형성층의 외주면에 착색제를 도포한 후 완전히 건조시키는 착색층 형성단계를 포함하는 인조바위 제조방법을 제공한다.

Description

인조바위와 그 제조방법{Artificial stone and manufacturing method thereof}

본 발명은 인조바위 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인공적으로 조성된 환경에 추가적으로 배치되어 자연미를 살리고, 운반 및 활용이 용이한 경량의 인조바위와 그 제조방법에 관한 것이다.

종래 제조되던 인조바위 및 인조석재(이하 인조바위)는 자갈이나 모래 및 시멘트 등의 혼합물에 접착제를 첨가하여 건조시키거나, 섬유강화플라스틱(F.R.P) 또는 섬유강화시멘트(G.R.C) 등을 형틀에 넣고 굳힘으로서 기본 형상체를 제조한 후,천연석재와 같은 외관을 표출하기 위해 석고분에 착색제를 적정배열된 무늬로 도포한 것으로, 이러한 인조바위는 중량이 작고 제조가 용이하기는 하지만, 단층으로 이루어지면서 체적, 강도, 색상, 방수, 및 질감 등과 같은 바위로서의 특성에 대한 표현을 이 한층에서 모두 해결하게되어, 상기한 특성들이 효과적으로 발하지 못하고, 이로인해 외부 충격과 마찰 및 열에 대한 내구성과 내화성이 저하될뿐만아니라, 인공폭포나 인공호수 등에 배치하기에는 방수성이 미약하여 반영구적으로 사용하기에는 무리가 있었다.

한편, 조성물간의 치밀성을 증대하여 보다 응집력 있는 인조바위를 제조하기 위해서, 고온 및 고압처리가 필수적인데, 이를 위해 고가의 장비를 생산과정에 투입하여야 하고, 이는 생산단가의 증가를 초래하였다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 안출된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 고가의 장비없이도 보다 향상된 내마모성, 내식성 및 내화성을 가지며, 수중에 배치되어도 쉽게 침수되거나 마모되지 않고, 천연석재와 같은 질감과 미관을 주도록 도포된 석분이 용이하게 분해되거나 이탈되지 않음으로서 반영구적으로 사용할 수 있는 인조바위를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상술한 바와 같은 인조바위를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 인조바위의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 인조바위의 제조방법에 대한 흐름도이다.

<주요 도면 부호에 대한 설명>

10: 기본 형상층 20: 제 1 코팅층

30: 질감형성층 40: 착색층

50: 제2 코팅층

상술한 기술적 과제를 달성하 위하여, 본 발명은

수지가 포함된 폴리머 시멘트 콘크리트로 이루어지며, 인조바위의 기본 형상을 이루는 기본 형상층;

상기 기본 형상층의 외주면에 형성되어 기본 형상층으로의 침수를 방지하며, 그라우트와 섬유강화플라스틱의 혼합물로 이루어진 제 1 코팅층;

상기 제 1 코팅층의 외주면에 바위의 질감이 표현되도록 형성되며, 수지가 포함된 그라우트로 이루어진 질감형성층; 및

상기 질감형성층의 외주면에 형성되는 착색층을 포함하는 인조바위를 제공한다.

상술한 본 발명에 따른 인조바위는 상기 착색층의 외주면에 형성되며, 상기 기본형상체, 보강층, 제 1 코팅층, 질감형성층 및 착색층의 내용물로의 침수를 방지하고 용이하게 분해되거나 이탈되지 않도록 열가소성 코팅제로 이루어진 제 2 코팅층을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상술한 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은

수지가 포함된 폴리머 시멘트 콘크리트로 이루어지며, 인조바위의 기본 형상을 이루는 기본 형상층을 형성하는 단계;

상기 기본 형상층의 외주면에 그라우트 및 섬유강화플라스틱의 혼합물을 도포한 후 건조시키는 제 1 코팅층 형성단계;

상기 제 1 코팅층의 외주면에 수지가 포함된 그라우트를 질감이 표현되도록 도포한 후 건조시키는 질감형성층 형성단계; 및

상기 질감형성층의 외주면에 착색제를 도포한 후 완전히 건조시키는 착색층형성단계를 포함하는 인조바위 제조방법을 제공한다.

상술한 본 발명에 따른 인조바위 제조방법은 상기 착색층의 외주면에 열가소성 코팅제를 적어도 2회 이상 도포한 후 충분히 건조시키는 제 2 코팅층 형성단계를 더 포함하는 것이 바람직하다,

이하, 첨부된 예시도면에 의거하여 본 발명에 따른 인조바위 및 인조바위 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.

우선, 본 발명에 따른 인조바위의 구조에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 인조바위의 단면도로 이를 참조하면, 본 발명에 따른 인조바위는, 중심부에 위치하여 제조하고자 하는 인조바위의 기본 형상을 이루며, 수지가 포함된 폴리머 시멘트 콘크리트로 이루어져 경량이면서도 고강도인 기본 형상층(10)과, 상기 기본 형상층(10)의 외주면에 형성되어 기본형상층(10)으로의 침수를 방지하며, 그라우트와 섬유강화플라스틱의 혼합물로 이루어진 제 1 코팅층(32)과, 천연바위와 유사한 질감 및 표면형상을 표현하도록 수지가 포함된 그라우트로 이루어진 질감형성층(30)과, 색상을 표현하는 착색층(50) 및/또는, 상기한 층들(10, 20, 30, 40)을 이루는 각각의 내용물로의 침수를 방지하고 용이하게 분해되거나 이탈되지 않도록하며 열가소성 코팅제로 이루어진 제 2 코팅층(50)이 순차적으로 도포되어진 구조를 이룬다.

또한, 도 1에 도시된 구조는 제 2 코팅층(50)이 포함되어 있으나, 상기에서 설명한 바와 같이 제 2 코팅층(50)은 최외각에서 각 층(10, 20, 30, 40)을 보호하기 위한 것으로서 제 2 코팅층(50)이 생략된 구조를 갖는 인조바위도 가능하며, 이역시 본 발명에 따른 인조바위에 포함된다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 인조바위는, 섬유강화플라스틱(F.R.P) 또는 섬유강화시멘트(G.R.C) 등을 미리 제조된 바위형상의 형틀에 부어 주형을 뜬 후, 천연바위와 같은 질감 및 미관을 얻기 위해 미리 안료를 혼합하거나, 코르크나 발포수지 등으로 먼저 질감 처리한 후, 착색제를 주형물의 외주면에 도포함으로서 제조되어지는 인조바위와, 또는, 모래, 자갈 및 석분 등을 적정 비율로 혼합하고, 접착제를 더 첨가하여 상기 내용물(모래, 자갈, 석분, 잡착제 및 인조바위를 제조하기위한 다양한 혼합물)들 간의 결속력을 강화시키는 동시에, 강도 및 내마모성 또한 향상되도록 고압 및 고온을 가함으로서 제조되어지는 인조바위 등과 같은 종래 인조바위의 내부구조 및 제조방법과는 달리, 불연속적인 다수의 층구조로 이루어지고, 이중으로 코팅처리 됨으로서, 침수 및 내용물의 분해가 최대한 방지되고 강도 및 내마모성 또한 크게 향상되는 구조를 갖는다.

이어서, 본 발명에 따른 인조바위의 제조방법에 대하여 설명한다.

도 2를 참조하여 본 발명에 따른 인조바위의 제조방법을 공정 순으로 설명하면, 먼저 기본 형상체층 형성단계(S10)를 거친다.

상기 기본 형상층(10)는 제조하고자 하는 인조바위의 최 내부에서 핵의 역활을 하는 것으로서, 본 발명에 따른 인조바위의 장점 중의 하나인 경량화를 위해서는 실제 체적에 비해 중량이 작도록 폴리머 시멘트 콘크리트 및 레진 콘크리트의 혼합물로 된 것이 바람직한데, 레진 콘크리트는 시멘트, 물, 및 모래 등의 혼합물인 그라우트를 충분히 건조한 후, 불포화폴리에스텔수지, 에폭시, 폴리우레탄 등의열경화성 합성수지를 혼합하여 만든 것으로, 조강성 및 강도가 매우 커서 압축강도 500~1000, 인장강도 100이상을 나타내며, 상기 폴리머 시멘트 콘크리트는, 석회석 및 점토를 주 원료로 하는 규석에 산화철을 첨가 혼합하여 소성한 클링커에 석고를 첨가분쇄하여 만든 수경성 시멘트인 주지의 포틀랜드 시멘트에 고무라텍스 등의 폴리머를 혼합제로 사용한 것으로, 수중 배치에 우수한 절연특성을 갖는다.

반면, 상기 폴리머 시멘트 콘크리트에 접착제의 일종인 액상으로된 아크릴 조절 첨가제를 적정비율로 직접 혼합하면, 생산원가를 보다 낮출 수 있고, 상기한 폴리머 시멘트 콘크리트 및 레진 콘크리트의 혼합물에 준하는 강도와 접착력 및 방수성을 얻을 수 있다.

이후, 상기 기본 형상층(10)의 내용물이 용이하게 분해되거나, 침수가 최대한 억제되도록 제 1 코팅층 형성단계(S20)를 거치는데, 상기 제 1 코팅층(20)은 섬유강화플라스틱(FRP)을 활용한다. 상기 섬유강화플라스틱(FRP)은 불포화 폴리에스터 수지(Unsaturated Polyester Resin)와 섬유(Fiber)를 혼합하여 만들어내는 복합재로서, 특히 유리섬유(Fiber Glass)가 혼합된 혼합물은 내식, 내열 및 내부식성이 우수하고 비중이 철에 비해 20% 수준이므로, 본 발명에 따른 인조바위의 제 1 코팅부재로는 가장 바람직하다.

상기 섬유강화플라스틱(FRP)은 시멘트와 물 및 모래 등의 혼합물인 그라우트와 적정비율로 혼합되어진 후, 기본 형상층(10) 외주면에 도포된다.

이후, 천연바위와 동일한 질감표현을 위해, 완전히 건조된 상기 제 1코팅층(20)의 외주면에 질감효과를 내는 혼합물을 도포하는 질감형성층 형성단계(S30)를 거치는데, 포틀랜드 시멘트를 함유하면서 물과 모래 및 석분 등의 혼합물인 그라우트와 레진 콘크리트를 적정비율로 혼합한 혼합물을, 제 1 코팅층(20)의 외주면에 도포한다. 이때, 상기 레진 콘크리트는 질감형성층(30)을 이루는 구성물의 상호 접착력 및 강도의 향상을 위해 보강되는 것으로, 상술한 바와 같이 아크릴 조절 첨가제만을 부가함으로서 이에 준하는 효과를 기대할 수 있다.

한편, 질감형성층 형성단계(S30)는 천연바위와 같은 질감을 표현하기 위한 것으로, 매끄럽게 도포하는 것보다는 철석 거리며 치대는 방식인 것이 좋으며, 또는 분무기를 활용하여 거친 표면을 갖도록 분무하는 방식도 바람직하다.

이후, 천연바위와 유사한 색상이 되도록 도색 작업이 이루어지는 착색층 형성단계(S40)를 거치는데, 인조바위를 제조하기 위해 사용되는 주지된 착색제를 활용하는데, 그 예를 들면, 케어프리 선라이즈(Carefree Sunrise), 시엔나 옐로우(Sienna Yellow), 판데로사 그린(Ponderosa Green), 릴리 패드 그린(Lilly Pad Green), 테이블 메사 탄(Table Mesa Tan), 데저트 브라운(Desert Brown), 세도나 레드(Sedona Red), 번트우드 블랙(Burntwood Black), 블라인딩 화이트(Blinding White), 윅켄버그 화이트(Wickenburg White) 등을 들 수 있다. 이때, 천연바위는 전체가 하나로 된 단색이 아니고, 부분적으로 다양한 색상을 가지므로, 이를 감안하여 적절하게 혼합한 착색제를 이용하여 도색 작업을 한다.

이후, 상기의 모든 단계(S10, S20, S30, S40)를 거치면서 형성된 각 층(10,20, 30, 40)의 구성요소들의 분해, 이탈 및 파손을 최소화하고, 침수를 막는 방수기능의 향상을 위해, 상기 착색층(50)의 외주면에 코팅부재로 도포하는 제 2 코팅층 형성단계(S50)를 거치는데, 코팅부재가 희석되지 않도록 충분히 건조시킨 후, 코팅작업에 착수해야한다.

일반적으로 제 2 코팅층 형성단계(S50)에서 활용되는 코팅부재는, 외부환경과 직접 맞닿게 되므로, 내마모성, 내식성 및 방수성이 우수하고, 도포 후 냉각과정을 통해 단시간에 건조되는, 액상의 열가소성 수지인 아크릴계 코팅제인 것이 바람직하다.

한편, 상기 코팅부재가 불균형적으로 도포되거나 두껍게 도포된 후 건조됨으로서, 앞서 도포된 질감형성층의 질감효과가 약화되는 것을 방지하기 위해 가능한한 얇고 고르게 도포하는 것이 중요하며, 이에 탱크 분무기, 진공 분무기, 롤러 및 솔 등을 활용하여 적어도 2회 이상 도포하고, 2-3시간의 충분한 건조시간을 갖는 것이 바람직하다.

앞서, 인조바위의 구조에서 설명하였듯이, 제 2 코팅층(50)은 본 발명에 따른 인조바위의 필수적 구성이 아니고, 선택적으로 추가될 수 있는 요소인 바, 본 발명에 따른 인조바위 제조방법에 있어서도 제 2 코팅층 형성단계(S50)는 필수적 구성 요소가 아닌 선택적으로 추가될 수 있는 단계이다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 불연속적인 층구조를 갖는 본 발명에 따른 인조바위는 별도의 고가장비 없이 수작업으로도 용이하게 제조될 수 있으며,체적, 강도, 색상, 방수, 및 질감 등에 있어서 고유한 기능을 갖는 상이한 내용물로 해당층을 구성하게 함으로써, 하나의 내용물을 일체로하여 단층의 단면구조를 갖도록 제조되던 종래의 인조바위보다 그 기능이 우수하며, 2회에 걸친 코팅작업으로 인해 방수효과는 물론 내마모성 및 내식성 또한 크게 향상되어, 수중에 배치되어도 반영구적으로 사용할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 포틀랜드 시멘트, 불포화 폴리에스테르 수지로 이루어진 폴리머 시멘트 콘크리트에 접착제로서 액상의 아크릴계 접착제를 혼합한 혼합물을 사용하여 인조바위의 기본 형상을 이루는 경량의 기본 형상층을 형성하는 단계;

   시멘트, 물 및 모래의 혼합물인 시멘트계 그라우트에 불포화 폴리에스테르 수지와 유리섬유로 이루어진 섬유강화플라스틱(FRP)를 혼합한 후 이를 상기 기본 형상층의 외주면에 도포한 후 건조시켜 상기 기본 형상층으로의 침수를 방지하는 제1 코팅층을 형성하는 단계;

   시멘트, 물 및 모래의 혼합물인 시멘트계 그라우트에 불포화 폴리에스테르 수지, 석분 및 접착제로서 액상의 아크릴계 접착제를 혼합한 후 이를 치대는 방식으로 거친 표면을 갖도록 상기 제 1 코팅층의 외주면에 도포한 후 건조시켜 부착된 모래와 석분에 의해 바위의 질감이 표현되며, 모래와 석분이 제 1 코팅층의 표면에 강력하게 부착되어 있는 질감형성층을 형성하는 단계;

   상기 질감형성층의 외주면에 자연의 바위의 색상을 갖도록 착색제를 도포한 후 완전히 건조시켜 착생층을 형성하는 단계; 및

   상기 기본형상층, 제 1 코팅층, 질감형성층 및 착색층의 내용물로의 침수를 방지하고 용이하게 분해되거나 이탈되지 않도록 열가소성 수지인 아크릴계 코팅제를 상기 착색층의 외주면에 2회 도포한 후 충분히 건조시켜 제 2 코팅층을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 인조바위 제조방법.