KR102247775B1 - Eco-friendly phosphorescent color aggregate manufacturing method and eco-friendly phosphorescent color aggregate module using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 칼라골재 제조방법에 관한 것으로, 특히 자연석을 분쇄하여 활용하면서도 탈색이나 변색이 거의 없이 아름다운 색상을 나타내며, 다양한 건축물, 토목시설물에 적용하여 야간에도 축광에 의한 아름다움을 구현하면서 에너지 절감효과를 얻을 수 있고 유해물질의 검출도 없는 친환경 축광 칼라골재 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a color aggregate manufacturing method, and in particular, while crushing and utilizing natural stone, it exhibits a beautiful color with almost no discoloration or discoloration, and it is applied to various buildings and civil engineering facilities to realize the beauty of phosphorescent light even at night while reducing energy. It relates to a method for manufacturing eco-friendly phosphorescent color aggregates that can be obtained and do not detect harmful substances.
세계적으로 축광 물질에 대한 연구는 줄기차게 이루어져 왔으며 특히 축광물질을 이용한 페인트 제조 분야에서는 괄목한 성장을 이루어서 도로 및 건축물에 다양한 디자인 도색을 통한 야간 조형물이 축조되고 있다. In the world, research on phosphorescent materials has been steadily conducted, and in particular, in the field of paint manufacturing using phosphorescent materials, remarkable growth has been achieved, and night sculptures are being built through various design paintings on roads and buildings.
하지만, 이같은 종래기술의 경우 페인트 도색에 의존하는 관계로 강도, 표면경도, 내마모성, 내후성, 내수.내약품성 등의 성능을 유지하는 것이 과제로 남아있다. 이를 해결하기 위해 투명한 골재(석영 또는 수정 등)을 사용하여 인조석을 만들어 적용하는 방법도 시도되고 있으나 이는 초기휘도와 반사율에 의한 휘도는 증대 시킬 수 있으나 과도한 원가상승으로 인해 실용적이지 못하다는 문제에 직면하였으며, 그 발광효과도 저조하였다. However, in the case of such a conventional technology, it remains a task to maintain performances such as strength, surface hardness, abrasion resistance, weather resistance, water and chemical resistance, etc. due to the dependence on paint coating. In order to solve this problem, a method of making artificial stone using transparent aggregate (quartz or crystal, etc.) is also being attempted, but this may increase the luminance due to initial luminance and reflectance, but faces the problem that it is not practical due to excessive cost increase. And the luminous effect was also poor.
따라서, 가격이 저렴하면서도 야간에 축광에 의한 아름다움을 구현할 수 있고 주간에도 아름다운 색상을 나타내면서 환경 친화적인 새로운 형태의 부재의 개발이 절실하였다.Therefore, there is an urgent need to develop a new type of member that is environmentally friendly while being inexpensive and capable of realizing beauty by phosphorescence at night and displaying beautiful colors even during daytime.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 자연석을 분쇄하여 활용하면서도 탈색이나 변색이 거의 없이 아름다운 색상을 나타내며, 다양한 건축물, 토목시설물에 적용하여 야간에도 축광에 의한 아름다움을 구현하면서 에너지 절감효과를 얻을 수 있고 유해물질의 검출도 없는 친환경 축광 칼라골재 제조방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been proposed in order to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to show a beautiful color with almost no discoloration or discoloration while crushing and utilizing natural stone, and applying it to various buildings and civil engineering facilities at night. Edo is to provide an eco-friendly photoluminescent color aggregate manufacturing method that can achieve energy saving effect while realizing the beauty by photoluminescence and does not detect harmful substances.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 친환경 축광 칼라골재 제조방법은, 자연석 골재를 이용하여 칼라골재를 제조하는 친환경 축과 칼라골재 제조방법으로서, 자연석으로 이루어진 골재를 분쇄하는 단계; 분쇄된 골재를 입도별로 분리하는 단계; 입도별로 분리된 골재를 일정 색상의 안료와 혼합하여 교반하는 단계; 교반된 골재와 안료를 가열하여 골재에 착색하는 단계; 착색된 골재에 식물성 수지, UV안정제, 경화촉진제를 혼합 및 교반하여 표면 코팅하는 단계; 식물성 수지, UV안정제, 경화촉진제가 표면 코팅된 골재를 가열 함침하는 단계; 가열 함침된 골재를 냉각 건조하는 단계; 및 냉각 건조된 골재에 대하여 축광안료를 도포하는 단계;를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the eco-friendly photoluminescent color aggregate manufacturing method according to the technical idea of the present invention is an eco-friendly shaft and color aggregate manufacturing method for manufacturing color aggregate using natural stone aggregate, comprising the steps of pulverizing the aggregate made of natural stone ; Separating the pulverized aggregate by particle size; Mixing and stirring the aggregate separated by particle size with a pigment of a predetermined color; Heating the stirred aggregate and the pigment to color the aggregate; Mixing and stirring a vegetable resin, a UV stabilizer, and a curing accelerator to the colored aggregate to coat the surface; Heat-impregnating the aggregate surface-coated with a vegetable resin, a UV stabilizer, and a curing accelerator; Cooling and drying the heat-impregnated aggregate; And applying a photoluminescent pigment to the cooled and dried aggregate.
여기서, 상기 축광안료 도포 시, 축광안료를 1차 도포하고, 1차 도포된 축광안료가 고착된 후 축광안료를 2차 도포하며, 2차 도포된 축광안료가 고착되면 축광안료를 3차 도포하여, 고착된 축광안료의 두께를 일정 수치 이상 확보하고 축광안료에 의한 발광 기간을 증대시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다. Here, when the photoluminescent pigment is applied, the photoluminescent pigment is first applied, the photoluminescent pigment applied first is fixed, and then the photoluminescent pigment is applied second, and when the second applied photoluminescent pigment is fixed, the photoluminescent pigment is applied third. , It may be characterized in that it is possible to secure the thickness of the fixed phosphorescent pigment more than a certain value and to increase the light emission period by the phosphorescent pigment.
또한, 상기 골재에 대한 안료의 착색 효율을 높이기 위하여 상기 골재와 안료의 혼합 전 골재를 세척하고 그 표면에 대하여 플라즈마 처리하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, in order to increase the coloring efficiency of the pigment with respect to the aggregate, the aggregate may be cleaned before mixing the aggregate and the pigment, and plasma treatment may be performed on the surface thereof.
또한, 상기 자연석 골재 입자의 세척을 위하여 산소용해기에 의해 생산된 산소수를 사용하며, 상기 산소용해기는, 액상의 물을 초미립자 상태의 무상수로 변환하여 분무하는 분무헤드와, 상기 분무헤드로부터 분무되면서 속도가 낮게 형성되는 무상수를 보다 높은 속도로 송출하는 원심팬이 구비된 상변환모듈; 선단부가 상변환모듈과 연통되어 상기 상변환모듈로부터 송출되는 무상수를 공급받으며 내부에는 내경을 점차 줄여주었다가 원상태로 넓히면서 중간 지점에 협소한 유로를 형성하는 돌출부가 구비되어 이송 중인 초미립자 상태의 무상수와 기체 상태의 산소가 협소해진 유로에서 보다 증가된 속도로 접촉할 수 있도록 한 연통관; 산소탱크와 연결되어 산소를 공급받으며 상기 연통관의 선단부 벽체를 관통한 상태에서 끝단부가 상기 연통관의 중심선상에 위치하면서 상기 돌출부에 의해 협소하게 형성된 연통관의 유로를 향해 공급받은 산소를 분사하는 산소노즐; 상기 연통관의 선단부 내부에 구비되어 상기 상변환모듈의 원심팬으로부터 송출되는 무상수를 회오리바람의 형태로 송출함으로서 상기 연통관 내부로 공급되는 산소와 원활한 혼합이 이루어질 수 있도록 한 축류팬; 산소탱크와 연결되어 산소를 공급받은 후 상기 연통관으로 배출하는 내관과, 상기 내관을 이격되게 둘러싸서 보냉하는 외관과, 상기 내관의 내부에서 내관의 중심축을 따라 봉 형상으로 길게 형성되어 상기 내관의 내부를 경유하는 산소를 냉각시켜주는 냉각봉과, 상기 냉각봉의 외주면을 따라 나선형으로 형성되어 상기 내관의 내부를 나선 형태로 경유하도록 산소를 안내하면서 접촉하여 냉각시켜주는 냉각핀으로 이루어진 산소냉각모듈;을 포함하는 구성에 의해 고순도의 냉각된 산소를 공급할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, oxygen water produced by an oxygen dissolver is used to clean the natural stone aggregate particles, and the oxygen dissolver includes a spray head that converts liquid water into non-constant water in a state of ultrafine particles and sprays it, and sprays from the spray head. A phase change module provided with a centrifugal fan that transmits free water, which is formed at a lower speed, at a higher speed; The tip part is in communication with the phase change module to receive the free water sent from the phase change module, and the inside diameter is gradually reduced and then expanded to the original state, and a protrusion forming a narrow flow path at the middle point is provided, so that the ultra-fine particles being transferred are free of charge. A communication tube that allows water and gaseous oxygen to contact at an increased speed in a narrowed flow path; An oxygen nozzle connected to an oxygen tank to receive oxygen and to inject oxygen supplied toward a flow path of a communication tube narrowly formed by the protrusion while an end of the communication tube is positioned on the center line of the communication tube while penetrating through the front end wall of the communication tube; An axial fan provided inside the distal end of the communication pipe and configured to smoothly mix the oxygen supplied into the communication pipe by transmitting the free water transmitted from the centrifugal fan of the phase change module in the form of a whirlwind; An inner tube connected to an oxygen tank to receive oxygen and then discharged to the communication tube, an outer tube that surrounds the inner tube spacedly to cool the inner tube, and the inner tube is formed long in a rod shape along the central axis of the inner tube inside the inner tube. An oxygen cooling module comprising a cooling rod for cooling the oxygen passing through the cooling rod, and a cooling fin formed in a spiral shape along the outer circumferential surface of the cooling rod to guide and cool oxygen through the inner tube in a spiral shape; It may be characterized in that it is possible to supply high-purity cooled oxygen by the configuration.
또한, UV안정제, 경화촉진제가 표면 코팅된 자연석 골재 입자를 가열 함침하는 단계는, 가열로에 투입하여 300 내지 780℃의 온도로 1차 가열하여 중도 코팅막을 형성한 후, 300 내지 780℃의 온도로 2차 가열하여 상도 코팅막을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the step of heat-impregnating the natural stone aggregate particles coated on the surface of the UV stabilizer and the curing accelerator is to form an intermediate coating film by first heating it to a temperature of 300 to 780°C by putting it into a heating furnace, and then forming the intermediate coating film at a temperature of 300 to 780°C. It may be characterized in that the secondary heating to form a top coat film.
또한, 본 발명에 의한 친환경 축광 칼라골제는 전술된 친환경 축광 칼라골재 제조방법에 의해 제조된 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다. In addition, the eco-friendly phosphorescent color aggregate according to the present invention is manufactured by the above-described eco-friendly phosphorescent color aggregate manufacturing method and is characterized in its technical configuration.
한편, 본 발명에 의한 친환경 축광 칼라골재 모듈은, 전술된 칼라골재와 폴리우레탄 수지와 경화촉진제를 혼합하여 교반하는 단계; 교반된 칼라골재, 폴리우레탄 수지 및 경화촉진제의 혼합물을 제1성형기에 투입하여 투수 가능한 공극들을 가지는 모듈 본체부로 가압 성형하는 단계; 상기 제1성형기에서 성형된 모듈 본체부를 제1성형기에서 탈형하는 단계; 상기 제1성형기에서 탈형된 모듈 본체부를 양생하는 단계; 모르타르를 제조하여 교반하는 단계; 상기 모르타르를 제2성형기에 투입하여 상기 모듈 본체부의 하면에 대응하는 크기를 갖고 다수의 투수공이 형성된 평판 형상의 모듈 보강부를 성형하는 단계; 상기 제2성형기에서 성형된 모듈 보강부를 제2성형기에서 탈형하는 단계; 상기 제2성형기에서 탈형된 모듈 보강부를 양생하는 단계; 양생된 모듈 보강부에 축광안료를 도포하는 단계; 및 상기 모듈 보강부를 상기 모듈 본체부의 하면에 접합하는 단계;를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다. On the other hand, the eco-friendly photoluminescent color aggregate module according to the present invention comprises the steps of mixing and stirring the above-described color aggregate, a polyurethane resin, and a curing accelerator; Injecting a mixture of the stirred color aggregate, polyurethane resin, and curing accelerator into a first molding machine and press-molding into a module body portion having permeable pores; Demolding the module body part molded in the first molding machine in a first molding machine; Curing the module body portion demolded in the first molding machine; Preparing and stirring mortar; Inserting the mortar into a second molding machine to form a flat module reinforcement portion having a size corresponding to a lower surface of the module body portion and having a plurality of permeable holes; Demolding the module reinforcement part molded in the second molding machine in a second molding machine; Curing the module reinforcement part demolded in the second molding machine; Applying a photoluminescent pigment to the cured module reinforcement portion; And bonding the module reinforcement portion to a lower surface of the module body portion.
여기서, 상기 모르타르는 고로슬래그 시멘트 49~55%중량, PE 합사 0.05~0.2%중량, 폴리머 0.2~1.5%중량, 증점제 0.02~0.1%중량, 기포제 0.05~0.2%중량 및 잔골재 40~50%중량을 포함하며, 상기 모듈 보강부를 성형하기 위한 모르타르에는 3 내지 6cm의 단섬유 PE 합사를 균일하게 분산된 형태로 첨가하되, 양단부가 고리 형태로 구부러진 단섬유 PE 합사를 마련하기 위해, PE 합사 줄에 인장력을 가하는 공정; 상기 PE 합사 줄에 인장력을 가한 상태에서 먼저 에폭시를 분사하여 도포하고, 도포된 에폭시가 경화되기 전에 10~100μm 크기의 입경을 갖는 무기입자를 흩뿌려서 상기 PE 합사 줄 표면에 무기입자에 의한 돌기를 형성시키는 공정; 및 PE 합사줄을 여러 가닥으로 짧게 절단하는 공정;을 단계적으로 진행하며, 상기 모듈 본체부와 상기 모듈 보강부를 접합할 때 상기 모듈 보강부의 상면에 발포우레탄을 일정 두께로 균일하게 도포하여 외부 충격을 완화하기 위한 충격완화층을 더 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다. Here, the mortar is a blast furnace slag cement 49 to 55% weight, PE bonded yarn 0.05 to 0.2% weight, polymer 0.2 to 1.5% weight, thickener 0.02 to 0.1% weight, foaming agent 0.05 to 0.2% weight, and
본 발명에 의한 친환경 축광 칼라골재 제조방법은 자연석을 분쇄하여 활용하면서도 탈색이나 변색이 거의 없이 아름다운 색상을 나타내며, 다양한 건축물, 토목시설물에 적용하여 야간에도 축광에 의한 아름다움을 구현하면서 에너지 절감효과를 얻을 수 있고 유해물질의 검출도 없는 친환경 축광 칼라골재를 제조할 수 있다. The eco-friendly photoluminescent color aggregate manufacturing method according to the present invention exhibits beautiful color with almost no discoloration or discoloration while crushing and utilizing natural stone, and it is applied to various buildings and civil engineering facilities to realize beauty by photoluminescence even at night, while obtaining energy saving effect. It is possible to manufacture eco-friendly photoluminescent color aggregate without detection of harmful substances.
또한, 본 발명은 친환경 축광 칼라골재를 주요 소재로 하여 건축ㅇ토목 포장재, 도보블록, 가로수 보호판에 직접적으로 적용할 수 있는 칼라골재 모듈을 제조할 수 있다. In addition, the present invention can manufacture a color aggregate module that can be directly applied to a building or civil engineering pavement, a pedestrian block, a street tree protection plate by using an eco-friendly phosphorescent color aggregate as a main material.
도 1 본 발명의 실시예에 의한 친환경 축광 칼라골재의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 칼라골재 모듈의 일부 사시도
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 칼라골재 모듈의 계층 구성을 설명하기 위한 일부 단면도
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 칼라골재 모듈의 분해사시도
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 칼라골재 모듈에서 모듈 보강부의 내부 구성을 설명하기 위한 단면참조도
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 칼라골재 모듈의 모듈 본체부를 제조하기 위한 제조방법을 설명하기 위한 흐름도
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 칼라골재 모듈의 모듈 보강부를 제조하기 위한 제조방법을 설명하기 위한 흐름도
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 칼라골재 제조방법을 구현하기 위한 제조장치의 구성도
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 칼라골재 제조방법을 구현하기 위한 제조장치의 배치상태를 나타낸 배치상태도
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 칼라골재 제조방법을 구현하기 위한 제조장치 중 이물질 제거기의 구성을 설명하기 위한 측면도
도 11은 본 발명의 실시예에 의한 칼라골재 제조방법을 구현하기 위한 제조장치 중 산소용해기의 사시도
도 12는 본 발명의 실시예에 의한 칼라골재 제조방법을 구현하기 위한 제조장치 중 산소용해기의 단면도
도 13 및 도 14는 본 발명의 실시예에 의한 칼라골재 제조방법을 구현하기 위한 제조장치 중 산소용해기의 작용 및 동작을 설명하기 위한 일련의 참조도
도 15와 도 16a 내지 도 16d는 본 발명의 실시예에 의한 칼라골재 제조방법에 사용되는 단섬유 PE 합사의 제작공정을 설명하기 위한 일련의 참조도1 a flow chart for explaining a method of manufacturing an eco-friendly phosphorescent color aggregate according to an embodiment of the present invention
2 is a partial perspective view of a color aggregate module according to an embodiment of the present invention
3 is a partial cross-sectional view for explaining the hierarchical structure of the color aggregate module according to an embodiment of the present invention
Figure 4 is an exploded perspective view of the color aggregate module according to an embodiment of the present invention
Figure 5 is a cross-sectional reference view for explaining the internal configuration of the module reinforcement in the color aggregate module according to an embodiment of the present invention
6 is a flow chart for explaining a manufacturing method for manufacturing the module body part of the color aggregate module according to an embodiment of the present invention
7 is a flow chart for explaining a manufacturing method for manufacturing the module reinforcement part of the color aggregate module according to an embodiment of the present invention
8 is a block diagram of a manufacturing apparatus for implementing the color aggregate manufacturing method according to an embodiment of the present invention
9 is an arrangement state diagram showing an arrangement state of a manufacturing apparatus for implementing the color aggregate manufacturing method according to an embodiment of the present invention
10 is a side view for explaining the configuration of a foreign substance remover among the manufacturing apparatus for implementing the color aggregate manufacturing method according to an embodiment of the present invention
11 is a perspective view of an oxygen dissolver in a manufacturing apparatus for implementing the color aggregate manufacturing method according to an embodiment of the present invention
12 is a cross-sectional view of an oxygen dissolver in a manufacturing apparatus for implementing the color aggregate manufacturing method according to an embodiment of the present invention
13 and 14 are a series of reference diagrams for explaining the action and operation of an oxygen dissolver in a manufacturing apparatus for implementing the color aggregate manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
15 and 16A to 16D are a series of reference diagrams for explaining the manufacturing process of the short fiber PE ply yarn used in the color aggregate manufacturing method according to an embodiment of the present invention
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 @에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.With reference to the accompanying drawings, @ according to embodiments of the present invention will be described in detail. Since the present invention can be modified in various ways and has various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form of disclosure, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals have been used for similar elements. In the accompanying drawings, dimensions of structures are shown to be enlarged than actual for clarity of the present invention, or reduced than actual to understand a schematic configuration.
또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element. Meanwhile, unless otherwise defined, all terms used herein including technical or scientific terms have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. Does not.
<실시예><Example>
도 1 본 발명의 실시예에 의한 친환경 축광 칼라골재의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 1 is a flow chart illustrating a method of manufacturing an eco-friendly photoluminescent color aggregate according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 친환경 축광 칼라골재 제조방법은, 골재 분쇄단계(S101), 이물질 제거단계(S102), 입도별 분리단계(S103), 세정단계(S104), 플라즈마 처리단계(S105), 안료 혼합 및 교반단계(S106), 가열 착색단계(S107), 보호제 혼합 및 교반단계(S108), 보호제 가열 함침단계(S109), 냉각 건조단계(S110), 축광안료 도포단계(S111)를 포함하여 이루어진다. As shown, the eco-friendly photoluminescent color aggregate manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes an aggregate crushing step (S101), a foreign substance removing step (S102), a particle size separation step (S103), a cleaning step (S104), and a plasma treatment. Step (S105), pigment mixing and stirring step (S106), heating coloring step (S107), protective agent mixing and stirring step (S108), protective agent heating impregnation step (S109), cooling drying step (S110), phosphorescent pigment coating step ( S111).
상기 골재 분쇄단계(S101)에서는, 현무암, 화강석, 돌로마이트, 규사, 지르콘, 게르마늄 중에서 선택된 자연석 중 한 종 이상으로 이루어진 골재를 0.5 내지 50mm의 평균입도로 분쇄한다. 이를 위해 하나의 분쇄기가 골재를 필요로 하는 입도가 될 때까지 분쇄하는 것도 가능하지만, 환경이 허락된다면 도 8 및 도 9에 도시된 것처럼 제1분쇄기(110a)와 제2분쇄기(110b)를 직렬로 설치하여 단계적으로 골재를 분쇄하는 것이 분쇄 품질측면에서 바람직하다. In the aggregate crushing step (S101), an aggregate composed of one or more of natural stones selected from basalt, granite, dolomite, silica sand, zircon, and germanium is pulverized to an average particle size of 0.5 to 50 mm. To this end, it is possible to pulverize one pulverizer until the aggregate is required, but if the environment permits, the
상기 이물질 제거단계(S102)에서는, 분쇄된 골재와 함께 포함된 불필요한 미세 분말들과 각종 이물질을 제거하게 된다. 이를 위해 도 10에 도시된 것처럼 이물질 제거기(120)가 진동판(121)에 의해 분쇄된 골재(S)를 진동시켜 들뜨게 하면서 일측면에서는 송풍기(123)가 송풍압을 가하고 타측면에서는 덕트(124)가 송풍압에 의해 날리는 이물질(E1)을 흡입하여 제거하며, 상측에서는 전자석(125)이 금속성 이물질(E2)을 흡착하여 제거한다. 이같은 이물질 제거과정은 분쇄된 골재(S)의 양에 따라 시간을 조절하여 수행된다. 참고로 진동판(121) 상면 둘레를 따라 메쉬망으로 구성된 울타리(121a)를 둘러친 형태로 설치하여 골재(S)가 진동판(121)에서 이탈되는 것을 차단하면서 송풍기(123)에 의한 송풍압이나 전자석(125)에 의한 자력을 허용하도록 한다. In the foreign matter removing step (S102), unnecessary fine powders and various foreign matters included together with the pulverized aggregate are removed. To this end, as shown in FIG. 10, while the foreign matter remover 120 vibrates and lifts the aggregate (S) crushed by the
상기 입도별 분리단계(S103)에서는, 분쇄된 골재를 입도별로 분리하는 작업이 이루어진다. 이를 위해 분리기(130)가 서로 다른 크기의 공극으로 이루어진 다수의 메쉬 또는 입도별 채를 구비하여 분쇄된 골재를 입도별로 걸러내 분리한다. In the particle size separation step (S103), the operation of separating the pulverized aggregate by particle size is performed. To this end, the
상기 세정단계(S104)에서는, 산소용해기(141)에서 만들어진 산소수를 세정장치(140a)가 고압으로 분사하여 입도별로 분리된 자연석 골재를 세척한다. 이로써 앞선 이물질 제거단계(S102)에서 제거되지 않고 자연석 골재 표면에 잔존해 있는 미세한 분말까지 제거할 수 있다. 이 과정은 뒤에 이어질 플라즈마 처리작업의 효율을 높이는데 도움이 된다. In the cleaning step (S104), the
여기서 주목할 점은 자연석 골재를 세척하기 위해 용존산소의 포화도가 높은 고품질의 산소수를 사용한다는 점이다. 이를 통해 자연석 골재에 대한 세척과 동시에 자연석 골재 표면에 존재하는 각종 세균들들 신속히 살균할 수 있게 되어 친환경의 축광 칼라골재를 제공하는 것이 가능해진다. The point to note here is that high-quality oxygen water with high saturation of dissolved oxygen is used to clean natural stone aggregates. Through this, it is possible to quickly sterilize various bacteria existing on the surface of the natural stone aggregate while washing the natural stone aggregate, and thus it becomes possible to provide an eco-friendly phosphorescent color aggregate.
고품질의 산소수를 제조하기 위하여 독특한 구성을 갖는 산소용해기(141)가 사용되는데, 상기 산소용해기(141)는 도 11 및 12에 도시된 것처럼, 연통관(20)과, 산소노즐(20)과, 상변환모듈(30)과, 용존모듈(40)과, 산소냉각모듈(50)을 포함하여 이루어진다. In order to produce high-quality oxygen water, an
상기 연통관(20)은 상변환모듈(30)에서 안개상으로 입자화된 물인 무상수와 기체 상태의 산소를 함께 공급받아 강하게 접촉 및 혼합시키면서 1차 용존하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 연통관(20)은 선단부가 상변환모듈(30)과 연통되어 상기 상변환모듈(30)로부터 송출되는 무상수를 공급받을 수 있도록 함과 동시에 산소탱크와 연결되어 상기 산소노즐(20)로부터 기체 상태의 산소도 공급받는다. 배관 형태를 갖는 몸체 내부에는 내경을 점차 줄여주었다가 원상태로 넓히면서 중간 지점에 협소한 벤츄리관 형태의 유로를 형성하는 돌출부(11)가 구비된다. 이같은 돌출부(11)는 도 13에서 볼 수 있는 것처럼 무상수와 산소가 벤츄리 효과에 의해 상대적으로 협소해진 유로(10a)에서 보다 증가된 속도로 흐르면서 서로 강하게 접촉할 수 있도록 유도한다. 또한, 상기 돌출부(11) 내부에는 삼방밸브(60)의 제1공급관(62)을 통해 산소탱크와 연결되어 산소를 공급받아 임시 저장하는 챔버(11a,11b)가 형성되고, 상기 돌출부(11) 중 유로가 협소하게 형성된 지점에 대응하는 중간 지점의 내주면에는 상기 챔버(11a,11b)로부터 산소를 공급받아 분사하는 제1분사홀(11c)이 내주면 둘레방향을 따라 다수 형성되며, 상기 돌출부(11) 중 후단부 지점에는 상기 챔버(11a,11b)로부터 산소를 공급받아 분사하는 제2분사홀(11d)이 후단부 둘레방향을 따라 다수 형성된다. 이로써, 기체 상태의 산소를 상기 산소노즐(20)만 아니라 보다 다양한 지점에서 동시다발적으로 공급할 수 있게 되어 무상수와 보다 효과적인 접촉할 수 있게 된다. 특히 돌출부(11) 중간 지점에 형성된 제1분사홀(11c)을 통해 분사되는 산소가 가장 빠른 속도로 흐르고 있는 무상수와 격렬하게 접촉할 수 있도록 하는 것에 반해, 돌출부(11) 후단부 지점에 형성된 제2분사홀(11d)을 통해 분사되는 산소는 상대적으로 느린 속도로 흐르고 있는 무상수와 차분하게 접촉할 수 있도록 하였다. 이같이 다양성을 가미한 구성에 의하여 무상수와 산소의 혼합 및 접촉의 효과를 높이고 그에 따른 용존율을 초기부터 높은 수준으로 끌어올릴 수 있게 된다. The
또한 상기 연통관(20)의 선단부 내부에는 상변환모듈(30)의 원심팬(32)으로부터 송출되는 무상수를 도 14와 같이 회오리바람의 형태로 송출하는 축류팬(12)이 더 구비된다. 이같은 축류팬(12)이 구비되어 작동하게 되면 도 13에서 볼 수 있는 것처럼 벤츄리 효과에 의해 무상수와 산소의 유동속도가 빠르게 형성되면서 서로 강력한 접촉이 이루어지는 것과 함께 도 14에서 볼 수 있는 것처럼 무상수가 강력한 회오리바람의 형태로 산소와 혼합되는 복합적인 작용이 일어난다. 따라서 초미세 입자 상태의 무상수와 기체 상태의 산소 간 접촉 및 혼합, 그에 따른 초기의 산소 용존이 매우 신속하면서도 효과적으로 일어나게 된다. 참고로 상기 축류팬(12)은 최근 가정에서 사용되고 있는 에어서큘레이터에 채용된 팬과 동일한 형태의 것으로 마련하면 충분하다. 다만, 상기 축류팬(12)의 소재는 습도에 계속 노출되는 배관 내부에 설치된다는 점을 감안하여 내부식성 및 내구성을 강화한 것으로 적용되어야 한다. In addition, an
상기 산소노즐(20)은 상기 연통관(20) 내부에서 무상수의 흐름방향과 일치하게 산소를 공급하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 산소노즐(20)은 삼방밸브(60)의 제2공급관(63)을 통해 산소탱크와 연결되어 산소를 공급받으며 연통관(20)의 선단부 벽체를 관통한 상태에서 끝단부가 연통관(20)의 중심선상에 위치하면서 상기 돌출부(11)에 의해 협소하게 형성된 유로를 향하도록 형성된다. 여기서 상기 산소노즐(20)은 도 12에서 볼 수 있는 것처럼 연통관(20)의 벽체로부터 중심선까지 형성된 제1노즐부(21)와 상기 제1노즐부(21)로부터 연통관(20)의 중심선을 따라 연장되어 그 끝단이 돌출부(11)에 의한 협소한 유로(10a)에 까지 근접하게 형성된 제2노즐부(22)로 이루어진다. 이같은 산소노즐(20)은 돌출부(11)에 의한 협소한 유로(10a) 인근에서 산소를 무상수의 흐름방향으로 일치하게 분사하면서 무상수의 유동속도를 가속화하는데 도움을 주게 된다. 이로써 연통관(20)의 돌출부(11) 중간 지점의 협소한 유로(10a)에서 보다 빠른 속도로 무상수와 산소가 접촉하는데 크게 기여한다. The
상기 상변환모듈(30)은 상수도(P1)에서 공급받은 액상의 물을 초미세 입자 형태의 무상으로 변환하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 상변환모듈(30)은 플랜지를 구비하여 상기 상수도(P1)와 연통관(20) 중간에서 연통되는 배관 형태의 몸체를 갖고 내부에는 상수도(P1)를 통해 이송되는 액상의 물을 무상수로 변환하여 분무하는 분무헤드(31)를 구비한다. 이같은 분무헤드(31)는 물분무 소화설비에 적용되는 분무헤드(31)(노즐)를 그대로 채용될 수 있으나, 습도에 계속 노출되는 배관 내부에 설치된다는 점을 감안하여 내부식성 및 내구성을 강화한 것으로 개량하여 적용되는 것이 바람직하다. 이처럼 상수도(P1)로부터 공급받은 물을 그대로 사용하지 않고 초미세 입자 형태의 무상수로 변환하게 되면 산소와 접촉할 수 있는 접촉면적을 획기적인 수준으로 넓게 확보할 수 있게 되어 용존율을 대폭 높일 수 있다는 점에서 매우 중요하다. The
또한, 상기 상변환모듈(30) 내부에는 분무헤드(31)로부터 분무되면서 속도가 낮게 형성되는 안개상의 무상수를 보다 높은 속도로 송출하는 원심팬(32)이 구비된다. 축류팬(12)의 경우 무상수를 밀어 송출하는데 특화된 기능을 가지고 있다면 상기 원심팬(32)은 분무헤드(31)의 설치로 인한 저항을 이겨내면서 속도가 낮아진 상태로 생성된 무상수를 끌어내어 상기 원심팬(32)까지 송출하는데 적합하다고 할 수 있다. 본 발명에서는 이처럼 원심팬(32)과 축류팬(12)을 인근에 나란히 직렬 배치함으로써 양자 간 장점을 극대화할 수 있도록 하였다.In addition, a
상기 용존모듈(40)은 상기 연통관(20)을 거치면서 잘 혼합된 상태가 되고, 1차 용존이 이루어진 무상수와 산소의 혼합수를 공급받아 용존율을 극대화하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 용존모듈(40)은 배관 형태의 몸체에 의해 연통관(20)의 후단부에 연결되어 상기 연통관(20)을 경유한 무상수와 산소가 혼합된 혼합수를 공급받으며, 내부에는 유로를 차단하는 형태로 다수의 미세공이 형성된 그릴(41,42,43)(grill)이 이격을 두고 직렬로 복수 배치된다. 도면에 따르면 세 개의 그릴(41,42,43)이 배치된 것으로 도시되었는데 이같은 구성에 의하면 혼합수가 상기 그릴(41,42,43)에 의해 형성된 그릴(41,42,43)층을 통과할 때마다 수축 및 팽창을 반복하면서 물 입자에 대한 산소의 용존율을 점진적으로 높일 수 있게 되며, 혼합수가 각각의 그릴(41,42,43)을 혼합수가 통과할 때마다 그릴(41,42,43) 뒤쪽에 형성된 이격공간(44a,44b,44c)에서는 난류 형태의 유동까지 일어나면서 물 입자에 대한 산소의 접촉이 보다 활발하게 이루어지게 된다. 이로서 물에 대한 산소의 용존율을 과포화 상태로까지 높일 수 있게 된다. The dissolved
상기 산소냉각모듈(50)은 연통관(20)에 공급되는 산소를 중간에서 신속히 냉각하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 산소냉각모듈(50)은 인입구(52a)와 인출구(52b)를 구비하여 산소탱크로부터 산소를 공급받은 후 삼방밸브(60)의 인입배관(61)을 통해 연통관(20)으로 배출하는 내관(51)과, 상기 내관(51)을 이격되게 둘러싸서 보냉하는 외관(52)과, 상기 내관(51)의 내부에서 내관(51)의 중심축을 따라 봉 형상으로 길게 형성되어 상기 내관(51)의 내부를 경유하는 산소를 냉각시켜주는 냉각봉(53)과, 상기 냉각봉(53)의 외주면을 따라 나선형으로 형성되어 상기 내관(51)의 내부를 나선 형태로 경유하도록 산소를 안내하면서 접촉하여 냉각시켜주는 냉각핀(54)을 구비한다. The
이같은 산소냉각모듈(50)의 구성에 의하면 공급되는 산소의 온도를 신속히 낮출 수 있게 되어 연통관(20) 내부에서 안개상의 무상수와 산소의 혼합이 더 낮은 온도 분위기에서 이루어질 수 있도록 한다. 이처럼 무상수와 산소에 더 낮은 온도 분위기가 형성되면 산소의 용존율이 증가하게 된다. According to the configuration of the
상기 플라즈마 처리단계(S105)에서는, 상기 골재에 대한 안료의 착색 효율을 높이기 위하여 상기 골재와 안료의 혼합 전 세척된 골재의 표면에 대하여 플라즈마 처리한다. 이를 위해 진공장치나 크기가 큰 초대형의 기계장치에서 실시할 필요 없이 간단히 대기압 플라즈마 처리장치(140b)를 라인 상에 설치하여 실시할 수 있다. 이때 상온에서 방전출역은 3kw, 플라즈마 생성을 위해 질소와 산소가스의 유입량을 60:1 정도로 조절하며, 골재의 이송속도는 분당 1 내지 2m 정도로 하면서 플라즈마 처리시간은 1 내지 5분으로 할 수 있다. 이같은 플라즈마 처리에 의해서 처음에는 매끄러웠던 골재 표면에 에칭현상이 나타나고 거친 형태의 미세요철들(micro-crater)이 형성되어 표면조도(root mean square(RMS) roughness) 값은 증가한다. 이로써 골재 표면에 대한 안료 성분의 결합이 쉽게 이루어질 수 있는 조건이 갖추어진다. 만일 위 설명된 플라즈마 처리단계(S105) 없이 골재와 안료를 혼합 및 교반하여 가열 착색하는 작업이 곧바로 이루어지는 경우 안료의 양을 증가시켜야 하고 혼합 및 교반과, 가열 착색에 소요되는 시간이 대폭 증가시켜야 하는 어려움이 있다. 하지만 이와 같은 플라즈마 처리를 통하여 안료의 양과 착색에 소요되는 시간을 대폭 절감할 수 있으며, 전반적으로 착색 품질도 향상된다. In the plasma treatment step (S105), in order to increase the coloring efficiency of the pigment for the aggregate, the surface of the cleaned aggregate is subjected to plasma treatment before mixing the aggregate and the pigment. To this end, the atmospheric pressure
상기 안료 혼합 및 교반단계(S106)에서는, 플라즈마 처리된 골재와 안료를 혼합하고 전용의 제1교반기(150a)에서 충분히 교반하여 준다. 이로써 안료가 골재 표면에 충분한 양으로 균일하게 분산되어 도포된다.In the pigment mixing and stirring step (S106), the plasma-treated aggregate and the pigment are mixed and sufficiently stirred in a dedicated
상기 가열 착색단계(S107)에서는, 상기 제1교반기(150a)에서 교반된 골재와 안료를 착색로(160a)에서 가열하여 안료를 골재에 안정적으로 착색하게 된다. 이때 가열온도는 200℃ 이상으로부터 1000℃ 구간이면 적당하다. In the heating coloring step (S107), the aggregate and the pigment stirred in the
상기 보호제 혼합 및 교반단계(S108)에서는, 착색된 골재에 식물성 수지, UV안정제, 경화촉진제를 혼합 및 교반하여 표면 코팅을 하게 된다. 상기 식물성 수지, UV안정제, 경화촉진제의 사용은 골재에 착색된 안료가 날아가지 않도록 보호하고 광택을 살리기 위함인데, 여기서 이들을 안료와 함께 착색단계에서 함께 적용하지 않고 단계별로 구분하여 적용하였다는 점이다. 이로써 안료의 착색시에는 에폭시 수지로 인한 가열의 제한을 염두에 두지 않고 보다 자유롭게 가열온도를 설정하여 착색작업을 진행할 수 있다는 장점과, 안료의 착색이 완전히 이루어진 후에 그 표면을 감싸 보호하기 때문에 안료가 착색된 골재의 표면을 보호한다는 측면에서도 바람직하다. 여기서 상기 골재 50 내지 90중량%, 안료 1 내지 10중량%, 식물성 수지 1 내지 30%, UV안정제 0.1 내지 5%, 경화촉진제 0.1 내지 5중량%의 비율로 혼합해준다. In the protective agent mixing and stirring step (S108), a vegetable resin, a UV stabilizer, and a curing accelerator are mixed and stirred in the colored aggregate to coat the surface. The use of the vegetable resin, UV stabilizer, and curing accelerator is to protect the colored pigments from flying away from the aggregate and to preserve the gloss, where these are not applied together with the pigment in the coloring step, but are applied in stages. . As a result, when coloring the pigment, it has the advantage that it is possible to perform coloring by setting the heating temperature more freely without taking into consideration the limitation of heating due to the epoxy resin, and the pigment is protected by covering the surface after the pigment is completely colored. It is also preferable in terms of protecting the surface of the colored aggregate. Here, 50 to 90% by weight of the aggregate, 1 to 10% by weight of pigment, 1 to 30% of vegetable resin, 0.1 to 5% of UV stabilizer, and 0.1 to 5% by weight of a curing accelerator are mixed.
상기 보호제 가열 함침단계(S109)에서는, 식물성 수지, UV안정제, 경화촉진제가 표면 코팅된 골재를 가열로(160b)에 투입하여 함침하게 된다. 이때 300 내지 780℃의 온도로 1차 가열한 후, 300 내지 780℃의 온도로 2차 가열해준다. In the protective agent heating impregnation step (S109), the aggregate material coated with the surface of the vegetable resin, UV stabilizer, and curing accelerator is introduced into the
상기 냉각 건조단계(S110)에서는, 가열로(160b)에서 보호제가 함침된 골재를 냉각 건조한다. 이를 위해 도 4에 도시된 것처럼 상기 가열로(160b)에서 가열된 골재를 이송장치(190)인 컨베이어를 따라 길게 설치된 냉각 건조기(170)에 통과시켜준다. 상기 냉각 건조기(170)는 골재를 이송하는 컨베이어가 통과할 수 있는 통로를 마련하는 박스형 본체(171)와 상기 박스형 본체(171)에서 컨베이어를 따라 배치된 다수의 송풍팬(172)으로 구성되어 가열된 골재를 효과적으로 냉각 건조시켜준다. In the cooling drying step (S110), the aggregate impregnated with the protective agent is cooled and dried in the
상기 축광안료 도포단계(S111)에서는, 냉각 건조된 골재에 대하여 고압 스프레이기가 포함된 제1축광안료 도포장치(180)를 사용하여 축광안료를 m2 당 10 내지 40L의 양으로 도포한다. 이때 축광안료를 1차 도포하고, 1차 도포된 축광안료가 고착된 후 축광안료를 2차 도포하며, 2차 도포된 축광안료가 고착되면 축광안료를 3차 도포한다. 이로써, 축광안료의 두께를 일정 수치 이상 확보하고 축광안료에 의한 발광 기간을 증대시킬 수 있게 되어 반영구적인 사용이 가능해진다. In the photoluminescent pigment coating step (S111), the photoluminescent pigment is applied in an amount of 10 to 40L per m 2 using the first photoluminescent
여기서, 상기 축광안료는 빛을 내부에 흡수해 저장하고 방출ㅇ발광하는 성질을 지닌 안료를 의미하며, 태양을 비롯해 수은등, 형광등, 백열등 같은 일상생활에서 사용되는 자연광 및 인조광의 에너지를 흡수ㆍ축적해서 어두운 곳에서 형광빛을 방출하는 성질을 갖는다. 이같은 축광안료로는 황록색을 발색하며 안전성이 비교적 우수하고, 저가이기 때문에 현재에도 많이 사용하고 있는 유화 아연계(ZnS : Cu) 안료를 사용할 수 있으며 바람직하게는 유로퓸(europium) 이온을 활성화시킨 스트론튬알루마트(SrAl2O4: Eu, Dy)를 사용한다. 스트론튬알루마트(SrAl2O4: Eu, Dy)의 경우 잔광 휘도, 잔광 시간 등이 황화아연계 안료의 10배 이상에 달하는 장점이 있다. Here, the phosphorescent pigment refers to a pigment that absorbs, stores, and emits light inside, and absorbs and accumulates energy from natural light and artificial light used in daily life such as the sun, mercury lamps, fluorescent lamps, and incandescent lamps. It has the property of emitting fluorescent light in a dark place. As such a photoluminescent pigment, it develops a yellow-green color, has relatively excellent safety, and is low-cost, so it is possible to use an emulsified zinc-based (ZnS: Cu) pigment that is widely used today. Preferably, strontium alu that activates europium ions. Mart (SrAl2O4: Eu, Dy) is used. In the case of strontium alumina (SrAl2O4: Eu, Dy), afterglow luminance and afterglow time are 10 times or more than zinc sulfide pigments.
한편, 축광안료 도포단계(S111)가 완료되면 광촉매를 도포할 수 있다. 광촉매의 경우 산화티탄(TiO2)을 염두에 두기는 하지만 가시광에서의 효율을 높이기 위하여 산화티탄과 금속이온이 첨가된 주석산화물의 복합체나 산화티탄과 금속텅스텐산화물 접합구조의 복합체 등으로 구비될 수 있다. On the other hand, when the photoluminescent pigment application step (S111) is completed, a photocatalyst may be applied. In the case of a photocatalyst, titanium oxide (TiO 2 ) is in mind, but it can be provided as a composite of titanium oxide and tin oxide to which metal ions are added, or a composite of a junction structure of titanium oxide and metal tungsten oxide in order to increase the efficiency in visible light. have.
전술된 것처럼 골재가 제1축광안료 도포장치(180)를 거치면 칼라골재의 제조가 완료된다. As described above, when the aggregate passes through the first phosphorescent
계속해서 본 발명에 의한 친환경 축광 칼라골재를 모태로 하여 제조되는 칼라골재 모듈에 대해 설명하기로 한다. 칼라골재 모듈의 경우 투수성 보도블록, 친환경 건축ㅇ토목 포장재, 가로수 보호판 등에 직접적으로 적용할 수 있는 부재이다.Subsequently, a description will be given of a color aggregate module manufactured by using the eco-friendly photoluminescent color aggregate according to the present invention as a parent. In the case of color aggregate modules, it is a member that can be directly applied to permeable sidewalk blocks, eco-friendly construction/civil engineering pavements, and street tree protection plates.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 칼라골재 모듈의 일부 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 칼라골재 모듈의 계층 구성을 설명하기 위한 일부 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 칼라골재 모듈의 분해사시도이다. 그리고 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 칼라골재 모듈에서 모듈 보강부의 내부 구성을 설명하기 위한 단면참조도이다. Figure 2 is a partial perspective view of a color aggregate module according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a partial cross-sectional view for explaining the hierarchical structure of the color aggregate module according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is an embodiment of the present invention It is an exploded perspective view of the color aggregate module by. And Figure 5 is a cross-sectional reference view for explaining the internal configuration of the module reinforcement in the color aggregate module according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 칼라골재 모듈(300)은 칼라골재를 소재로 성형된 모듈 본체부(310)와, 상기 모듈 본체부(310)의 하면에 접합되어 볼록 본체(310)이 파손되지 않도록 강도를 보강해주면서 편리한 시공을 보장하는 모듈 보강부(320)와 상기 모듈 본체부(310)와 모듈 보강부(320) 사이에 개재되어 외부 충격으로부터 야기되는 손상을 방지해주는 충격완화층(330)의 조합으로 이루어진다. As shown, the
상기 모듈 본체부(310)는 도면에는 일부만 도시되어 블록 형상의 몸체처럼 보여질 수 있으나 시공면적에 따라 보다 넓은 판 형상으로 형성된다. 상기 모듈 본체부(310)에서 주목할 점은 칼라골재를 소재로 성형되었다는 점이다. 이를 위해 현무암, 화강석, 돌로마이트, 규사, 지르콘, 게르마늄 중에서 적어도 하나 선택된 자연석을 분쇄한 골재에 안료를 착색하여 칼라골재를 제조한 후, 상기 칼라골재와 폴리우레탄 수지와 경화촉진제를 혼합하여 교반하고, 교반된 칼라골재, 폴리우레탄 수지 및 경화촉진제의 혼합물을 가압 성형하여 제조된다. 이처럼 모듈 본체부(310)가 칼라골재를 소재로 하여 제조되면 자연스럽게 투수 가능한 공극들을 가지게 되고 주변환경과 조화를 이루는 칼라골재 특유의 아름다운 색상을 연출하게 된다. 더욱이 모듈 본체부(310)를 구성하는 칼라골재 표면에는 축광안료가 도포되어 도로를 주행하는 자동차에서 발생한 배기가스에 의한 질소산화물(NOX)의 오염을 제거하고 공기를 정화하며 미끄럼을 효과적으로 방지하는 기능까지 갖는다.The module
상기 모듈 보강부(320)는 모듈 본체부(310)의 강도를 보강해주며 모듈 본체부(310)를 규격된 형태로 시공을 하는데 도움을 준다. 상기 모듈 보강부(320)는 상기 모듈 본체부(310)의 하면에 접합되는 얇은 판 형상의 몸체로 형성되며 다수의 투수공(321)을 구비한다. The
상기 모듈 보강부(320)를 제조하기 위한 모르타르(350)는 고로슬래그 시멘트 49~55%중량, PE 합사 0.05~0.2%중량, 폴리머 0.2~1.5%중량, 증점제 0.02~0.1%중량, 기포제 0.05~0.2%중량 및 잔골재 40~50%중량으로 이루어져, 독성이 있는 포틀랜드 시멘트를 전혀 사용하지 않는다는 점에 주목할 수 있다. 또한, 모르타르(350)에 포함된 PE 합사는 도 5에 도시된 것처럼 결합성과 인장강도를 높이기 위하여 양단부가 고리 형태로 구부러진 길이 3 내지 6cm의 단섬유 PE 합사(351,352)로 구비되어 균일하게 분산된다. 단섬유 PE 합사(351,352)의 표면에는 다른 성분들 특히 모르타르의 다른 성분들과의 접합성을 향상시키는 소재인 에폭시가 도포되어 형성된 에폭시층(353a)과, 상기 에폭시층(353a)에 표면 접합력과 난연성 향상을 위해 다수의 무기입자 돌기(353b)가 형성된다. 이같은 독특한 단섬유 PE 합사(351,352)가 모르타르에 포함되면 고리 형태로 구부러진 양단부에 의해 수많은 단섬유 PE 합사(351,352)가 서로 얽혀 있는 결합구조를 형성하게 되면서 취성에 강하고 인장강도가 높은 모듈 보강부(320)를 구현하게 된다.
상기 충격완화층(330)은 모듈 보강부(320)의 상면에 발포우레탄을 일정 두께로 균일하게 도포하여 형성된다. 상기 충격완화층(330)의 발포우레탄이 경화되기 전에 상기 모듈 보강부(320)를 모듈 본체부(310)에 접합하면 양자 간 원활한 접합이 이루어지면서 강도보강층(324)이 자연스럽게 형성된다. The
이처럼 발포우레탄 소재의 충격완화층(330)을 형성시켜주면 표면질감이 서로 이질적인 모듈 본체부(310)와 모듈 보강부(320)가 보다 원활하게 접합될 수 있으며, 시공시 외부로부터 가해지는 충격으로 인해 깨지거나 균열이 발생하는 손상문제를 최소화하는 것이 가능해진다. In this way, by forming the shock-absorbing
전술된 칼라골재 모듈의 경우 공장에서 모듈 본체부(310), 모듈 보강부(320), 충격완화층(330)이 처음부터 일체로 제조될 수도 있고, 현장 시공을 통해 일체화될 수도 있다. 현장 상황에 따라 상기 모듈 보강부(320), 충격완화층(330)의 구성은 제한적으로 생략될 수도 있다. In the case of the above-described color aggregate module, the
계속해서 아래에서는 도 6 내지 도 15, 도 16a 내지 도 16d를 참조로 본 발명의 실시예에 의한 칼라골재 모듈 제조방법에 대해 설명하기로 한다. Subsequently, a method of manufacturing a color aggregate module according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 6 to 15 and 16A to 16D.
본 발명의 실시예에 의한 칼라골재 모듈 제조방법은, 먼저 모듈 본체부(310)를 제조하기 위해 도 6에 도시된 것처럼 칼라골재 제조단계(S11), 칼라골재 및 폴리우레탄 수지 혼합 교반단계(S12), 이형제 분사단계(S13), 가압 성형단계(S14), 탈형 단계(S15), 양생 단계(S16)를 포함한다. Color aggregate module manufacturing method according to an embodiment of the present invention, first, as shown in Figure 6 in order to manufacture the
상기 칼라골재 제조단계(S11)에서는 자연석을 분쇄한 골재에 안료를 착색하고 축광안료까지 도포하여 친환경 축광 칼라골재를 제조하게 된다. 이 단계에서 제조되는 친환경 축광 칼라골재의 경우 탈색이나 변색이 거의 없이 아름다운 색상을 나타내며, 다양한 건축물, 토목시설물에 적용하여 야간에도 축광에 의한 아름다움을 구현하면서 에너지 절감효과를 얻을 수 있고 유해물질의 검출도 없어 친환경적인 소재가 되며, 도 8 및 도 9에 도시된 것처럼 이송장치(190)인 컨베이어에 의해 골재가 이송되면서 제1분쇄기(110a)와 제2분쇄기(110b), 이물질 제거기(120), 입도별 분리기(130), 플라즈마 처리장치(140b), 제1교반기(150a) 및 제2교반기(150b), 착색로(160a), 가열로(160b), 냉각 건조기(170), 제1축광안료 도포장치(180)를 거쳐 제조된다. 상기 칼라골재 제조방법에 대해서는 앞서 자세히 설명되었으므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다. In the color aggregate manufacturing step (S11), an eco-friendly photoluminescent color aggregate is manufactured by coloring a pigment on the aggregate obtained by pulverizing natural stone and applying even a photoluminescent pigment. In the case of eco-friendly phosphorescent color aggregate manufactured at this stage, it exhibits beautiful color with little or no fading or discoloration, and it is applied to various buildings and civil engineering facilities to realize the beauty of phosphorescent light even at night, while achieving energy saving effect and detecting harmful substances. As shown in Figs. 8 and 9, it is an eco-friendly material, and as the aggregate is transferred by the conveyor, which is the
상기 칼라골재 및 폴리우레탄 수지 혼합 교반단계(S12)에서는, 전 단계에서 제조된 칼라골재와 2액형 폴리우레탄 수지 및 경화촉진제를 혼합하여 제3교반기(210)에서 교반하게 된다. 이때 상기 칼라골재 70 내지 95중량%, 상기 폴리우레탄 수지 4 내지 30중량%, 상기 경화촉진제 0.001 내지 3중량%를 혼합하게 된다. 여기서 칼라골재와 혼합되는 폴리우레탄 수지는 시멘트를 완전히 대체하여 칼라골재를 높은 강도로 바인딩하는 역할을 하게 되며, 경화촉진제는 상기 폴리우레탄 수지의 경화를 촉진하여 경화시간을 단축하도록 해준다. In the stirring step of mixing the color aggregate and the polyurethane resin (S12), the color aggregate prepared in the previous step, the two-component polyurethane resin, and the curing accelerator are mixed and stirred in the
상기 이형제 분사단계(S12)에서는, 제1성형기(220)에 교반된 칼라골재, 폴리우레탄 수지 및 경화촉진제의 혼합물을 투입하기에 앞서 상기 제1성형기(220) 내부에 수분형 이형제를 분사한다. 여기서 수분형 이형제는 제1성형기(220)의 상판 형틀과 하판 형틀에 집중적으로 분사된다. 이 과정은 제1성형기(220)에 대한 폴리우레탄 수지와 칼라골재의 접착을 방지하여 제1성형기(220)로부터 성형된 모듈 본체부(310)의 탈형을 용이하도록 한 것으로 전체 공정시간을 줄이는 데 도움이 된다. In the releasing agent spraying step (S12), the water-type releasing agent is sprayed into the
상기 가압 성형단계(S14)에서는, 교반된 칼라골재, 폴리우레탄 수지 및 경화촉진제의 혼합물을 제1성형기(220)에 투입한 후 가압하여 모듈 본체부(310)으로 성형한다.In the pressure molding step (S14), a mixture of the stirred color aggregate, polyurethane resin, and curing accelerator is put into the
상기 탈형 단계(S15)에서는, 상기 제1성형기(220)에서 성형된 모듈 본체부(310)를 제1성형기(220)로부터 탈형하게 된다. 이같은 모듈 본체부(310)의 탈형은 전 단계에서 분사된 수분형 이형제로 인해 폴리우레탄 수지나 칼라골재의 접착의 문제 없이 용이하게 이루어진다. In the demolding step (S15), the module
상기 양생 단계(S16)에서는, 제1성형기(220)에서 탈형된 모듈 본체부(310)를 이송장치(190)인 컨베이어를 따라 설치된 제1양생기(230)를 서서히 통과시키거나 충분한 시간동안 보관하면서 양생하게 된다. 이렇게 양생된 모듈 본체부(310)는 포장기(240)를 거치면서 계측 및 포장이 이루어진다. 여기서 상기 제1양생기(230)는 복수의 냉각팬이 설치된 형태로 구성되어 상기 냉각팬을 양생 시간을 조절하는데 선택적으로 이용할 수 있다. In the curing step (S16), the module
이로써, 친환경 무독성 모듈 본체부(310)를 얻을 수 있는 것이다.Thereby, it is possible to obtain an eco-friendly non-toxic module
계속해서 모듈 보강부(320)를 제조하기 위해 도 7에 도시된 것처럼 모르타르 제조단계(S21), 모르타르 교반단계(S22), 가압 성형단계(S23), 탈형 단계(S24), 양생 단계(S25) 및 축광안료 도포단계(S26)가 진행된다. In order to continuously manufacture the
상기 모르타르 제조단계(S21)에서는 고로슬래그 시멘트 49~55%중량, PE 합사 0.05~0.2%중량, 폴리머 0.2~1.5%중량, 증점제 0.02~0.1%중량, 기포제 0.05~0.2%중량 및 잔골재 40~50%중량을 포함하는 모르타르를 제조한다. 이같은 조성은 독성이 잇는 포틀랜드 시멘트를 전혀 사용하지 않는다는 점에 주목할 수 있다.In the mortar manufacturing step (S21), 49 to 55% by weight of blast furnace slag cement, 0.05 to 0.2% by weight of PE blend, 0.2 to 1.5% by weight of polymer, 0.02 to 0.1% by weight of thickener, 0.05 to 0.2% by weight of foaming agent, and 40 to 50 of fine aggregates To prepare a mortar containing% weight. It can be noted that this composition does not use any toxic Portland cement.
여기서 상기 PE 합사는 도 5에 도시된 것처럼 결합성과 인장강도를 높이기 위하여 양단부가 고리 형태로 구부러진 길이 3 내지 6cm의 단섬유 PE 합사(351,352)로 구비되어 균일하게 분산된 형태로 첨가된다. Herein, as shown in FIG. 5, the PE ply yarn is provided as short fiber
여기서, 양단부가 고리 형태로 구부러진 상기 단섬유 PE 합사(351,352)는 시중에서 낚시줄로 이용되고 있는 고탄성의 PE 합사 줄(35)에 인장력을 가하고, 그 상태에서 PE 합사 줄(35)을 여러 가닥으로 짧게 절단하는 독특한 공정에 의해 제작된다. 이를 위해 도 15에 도시된 것처럼 한번에 PE 합사 줄(35) 여러 줄을 동시에 홀더(W1)로 잡아 늘리며 그 상태에서 도 16c 및 도 16d에 도시된 것처럼 3 내지 6cm 간격으로 여러 개의 날(W4a)을 가진 바이트(W4)로 절단한다. 이때 PE 합사 줄(35)을 절단하기 전 인장력을 가한 상태에서 도 16a와 같이 분사노즐(W2)을 이동시켜 가면서 에폭시를 분사하여 도포하고, 도포된 에폭시가 경화되기 전에 도 16b와 같이 10~100ㅅm 크기의 입경을 갖는 알루미노실리케이트를 스프레이(W3)로 흩뿌려서 PE 합사 줄(35) 표면에 무기입자에 의한 돌기(353b)를 형성하는 공정을 중간에 추가 진행한다. Here, the short-fiber PE ply yarns (351, 352) with both ends bent in a ring shape apply a tensile force to the high elastic PE ply yarns (35) used as fishing lines in the market, and in that state, the PE ply yarns (35) are multiplied. It is produced by a unique process that cuts it shortly. For this purpose, as shown in FIG. 15, several rows of
이로써, 도 5에 도시된 것처럼 단섬유 PE 합사(351,352)의 표면에 모르타르의 다른 성분들과의 접합성을 향상시키는 소재인 에폭시가 도포되어 형성된 에폭시층(353a)과, 상기 에폭시층(353a)에 표면 접합력과 난연성 향상을 위해 다수의 무기입자 돌기(353b)가 형성된 독특한 모양의 단섬유 PE 합사(351,352)가 완성된다. 이같은 독특한 단섬유 PE 합사(351,352)가 모르타르에 포함되면 고리 형태로 구부러진 양단부에 의해 수많은 단섬유 PE 합사(351,352)가 서로 얽혀 있는 결합구조를 형성하게 되어 전체적으로 일체화된 내부구조를 갖는데 기여하게 된다. 이같이 단섬유 PE 합사(351,352)를 중심으로 하는 구조적 특성에 의해 모듈 보강부(320)를 형성하는 모르타르의 결합성이 향상되고 이로부터 성형된 모듈 보강부(320)의 인장강도의 향상이 이루어지는 것이다. As a result, as shown in FIG. 5, the
여기서, 상기 단섬유 PE 합사(351,352)의 경우 단일 길이의 것으로 구비하지 않고 상대길이가 짧고 긴 2종류의 것으로 구비되는 것이 바람직하다. 단섬유 PE 합사(351,352)의 길이가 3 내지 6cm 범위를 벗어나지 않으면서 한 종은 3 내지 4cm의 길이를 갖는 제1단섬유 PE 합사(351)로, 다른 한 종은 5 내지 6cm의 길이를 갖는 제2단섬유 PE 합사(352)로 구비된다. 이로써, 동일 공간에 대하여 단섬유 PE 합사(351,352)가 균일하게 확산되면서도 더 높은 밀도로 첨가될 수 있다. 단섬유 PE 합사(351,352)를 서로 다른 길이를 갖는 제1단섬유 PE 합사(351)과 제2단섬유 PE 합사(352)로 구비하기 위해서는 바이트가 PE 합사줄을 절단하여 여러 가닥의 단섬유 PE 합사(351,352)를 마련할 때 간단히 날의 간격을 달리한 2종류의 바이트를 사용하면 된다.Here, in the case of the single-fiber
상기 모르타르에서 고로슬래그 시멘트의 경우 중량 기준으로 고로슬래그를 최대 성분으로 포함하고 있으며, 수화반응을 통하여 에트린자이트(3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O)를 생성할 수 있도록 아우인, 석회, 무수석고를 필수성분으로 포함하고 있다. In the case of blast furnace slag cement in the mortar, it contains blast furnace slag as the largest component by weight, and it is possible to generate ethrinzite (3CaO·Al 2 O 3 ·3CaSO 4 ·32H 2 O) through hydration reaction. It contains phosphorus, lime and anhydrous gypsum as essential ingredients.
상기 고로슬래그 시멘트의 성분을 구체적으로 살펴보면, 고로슬래그 38~70%중량, 석고 5~15%중량, 아우인 6~20%중량, 감수제 또는 고유동화제 0.3~2.5%중량, 및 잔부인 포틀랜드 시멘트를 포함하되 상기 포틀랜드 시멘트는 13%중량 미만으로 포함시켜 모르타르 조성물 전체 대비 8%중량 미만이 되도록 함으로써 포틀랜드 시멘트의 실직적인 무시멘트화를 달성할 수 있도록 한다. Looking specifically at the components of the blast furnace slag cement, 38 to 70% by weight of blast furnace slag, 5 to 15% by weight of gypsum, 6 to 20% by weight of auin, 0.3 to 2.5% by weight of water reducing agent or superplasticizer, and the balance Portland cement Including, but the Portland cement is included in an amount of less than 13% by weight so as to be less than 8% by weight of the total mortar composition, so that practical cementation of Portland cement can be achieved.
상기 모르타르 교반단계(S22)에서는, 전 단계에서 제조된 모르타르를 제4교반기(240)에서 교반하게 된다. 이때 첨가된 단섬유 PE 합사(351,352)가 균일하게 모르타르 내에 분산된다. In the mortar stirring step (S22), the mortar prepared in the previous step is stirred in the
상기 가압 성형단계(S23)에서는, 전 단계에서 제조된 후 교반된 모르타르를 제2성형기(250)에 투입한 후 가압하여 모듈 보강부(320)로 성형한다.In the press-molding step (S23), the mortar prepared in the previous step and then stirred is injected into the
상기 탈형 단계(S24)에서는, 상기 제2성형기(250)에서 성형된 모듈 보강부(320)를 제2성형기(250)로부터 탈형하게 된다. In the demolding step (S24), the
상기 양생 단계(S25)에서는, 제2성형기(250)에서 탈형된 모듈 보강부(320)를 이송장치(190)인 컨베이어를 따라 설치된 제2양생기(260)를 서서히 통과시키거나 충분한 시간동안 보관하면서 양생하게 된다. In the curing step (S25), the
상기 축광안료 도포단계(S26)에서는 양생된 상기 모듈 보강부(320)에 대하여 고압 스프레이기가 포함된 제2축광안료 도포장치(270)를 사용하여 축광안료를 m2 당 10 내지 40L의 양으로 도포한다. 이때 축광안료를 1차 도포하고, 1차 도포된 축광안료가 고착된 후 축광안료를 2차 도포하며, 2차 도포된 축광안료가 고착되면 축광안료를 3차 도포한다. 이로써, 축광안료의 두께를 일정 수치 이상 확보하고 축광안료에 의한 발광 기간을 증대시킬 수 있게 되어 반영구적인 사용이 가능해진다. In the photoluminescent pigment application step (S26), a photoluminescent pigment is applied in an amount of 10 to 40L per m 2 using a second phosphorescent
여기서, 상기 축광안료는 앞서 칼라골재를 제조할 때와 마찬가지로 유화 아연계(ZnS : Cu) 안료를 사용할 수 있으며 바람직하게는 유로퓸(europium) 이온을 활성화시킨 스트론튬알루마트(SrAl2O4: Eu, Dy)를 사용한다. Here, as the photoluminescent pigment, an emulsified zinc-based (ZnS: Cu) pigment may be used as in the case of preparing the color aggregate, and preferably strontium alumina (SrAl2O4: Eu, Dy) activated with europium ions is used. use.
축광안료 도포단계(S26)가 완료되면 광촉매를 도포할 수 있다. 광촉매의 경우 산화티탄(TiO2)을 염두에 두기는 하지만 가시광에서의 효율을 높이기 위하여 산화티탄과 금속이온이 첨가된 주석산화물의 복합체나 산화티탄과 금속텅스텐산화물 접합구조의 복합체 등으로 구비될 수 있다. When the photoluminescent pigment application step (S26) is completed, a photocatalyst may be applied. In the case of a photocatalyst, titanium oxide (TiO 2 ) is in mind, but it may be provided as a composite of titanium oxide and tin oxide to which metal ions are added, or a composite of a junction structure of titanium oxide and metal tungsten oxide in order to increase the efficiency in visible light. have.
이로써 모듈 보강부(320)의 제조가 완료된 것이라 할 수 있다. 완성된 모듈 보강부(320)를 합체부(280)에서 모듈 본체부(310)와 합체시키면 본 발명의 실시예에 의한 칼라골재 모듈(300)가 완성되는 것이다. 이때 모듈 보강부(320)의 하면에 발포우레탄을 일정 두께로 균일하게 도포하여 충격완화층(330)을 형성시킨 후 발포우레탄이 완전히 경화되기 전에 앞서 만들어진 모듈 본체부(310)와 접합하면 된다. 이로써 발포우레탄을 소재로 형성된 충격완화층(330)이 모듈 보강부(320)와 모듈 본체부(310)의 표면 이질감에도 불구하고 서로 완전하게 접합되도록 해준다. 단, 발포우레탄을 모듈 본체부(310)에 도포하게 되면 칼라골재에 의해 형성된 투수성 공극들이 막히므로 반드시 투수공(321)이 형성된 모듈 보강부(320)에 도포하도록 주의한다. Accordingly, it can be said that the manufacturing of the
이로써, 자연석에 주변환경과 조화되는 아름다운 색상을 입혀 도시 미관을 향상시키면서도 투수성이 우수하고 축광안료에 의한 발광기능까지 갖추고 있는 친환경 축광안료 칼라골재를 적용한 칼라골재 모듈를 얻게 된다. 칼라골재 모듈의 경우 투수성 보도블록, 친환경 건축ㅇ토목 포장재, 가로수 보호판 등에 널리 이용할 수 있다. As a result, a color aggregate module using an eco-friendly phosphorescent pigment color aggregate, which has excellent water permeability and a light emitting function by a phosphorescent pigment, while improving the aesthetics of the city by coating natural stone with beautiful colors in harmony with the surrounding environment is obtained. In the case of color aggregate modules, it can be widely used for permeable sidewalk blocks, eco-friendly construction and civil engineering pavements, and roadway protection plates.
계속해서 아래에서는, 본 발명의 실시예에 의한 칼라골재 모듈 제조시스템을 설명하기로 한다. Continuing below, a system for manufacturing a color aggregate module according to an embodiment of the present invention will be described.
도 8 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 칼라골재 모듈 제조시스템은 모듈 본체부(310)를 제조하기 위한 제1분쇄기(110a)와 제2분쇄기(110b), 이물질 제거기(120), 입도별 분리기(130), 세정장치(140a), 플라즈마 처리장치(140b), 제1교반기(150a) 및 제2교반기(150b), 착색로(160a), 가열로(160b), 냉각 건조기(170), 제1축광안료 도포장치(180), 이송장치(190), 제3교반기(210), 제1성형기(220), 제1양생기(230)와 함께 모듈 보강부(320)를 제조하기 위한 제4교반기(240), 제2성형기(250), 제2양생기(260) 및 제2축광안료 도포장치(270)를 구비하고, 제조된 모듈 본체부(310)와 모듈 보강부(320)를 합체하기 위한 합체부(280)를 추가적으로 구비한다. 이로써, 친환경 축광 칼라골재 모듈를 제조하기 위한 일련의 공정들을 실시할 수 있게 된다. As shown in FIGS. 8 to 12, the color aggregate module manufacturing system includes a
이하, 상기 각 구성요소들을 중심으로 보다 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, each of the above components will be described in more detail.
상기 제1분쇄기(110a)와 제2분쇄기(110b)는 현무암, 화강석, 돌로마이트, 규사, 지르콘, 게르마늄 중에서 선택된 자연석 중 한 종 이상으로 이루어진 골재를 0.5 내지 50mm의 평균입도로 분쇄하는 역할을 한다. 여기서 제1분쇄기(110a)와 제2분쇄기(110b)가 직렬로 설치되어 단계적으로 골재를 분쇄하도록 구성되면 분쇄기에 걸리는 부하를 줄일 수 있으며 골재의 분쇄품질 측면에서도 바람직하다.The first and
상기 이물질 제거기(120)는 분쇄된 골재와 함께 포함된 불필요한 미세 분말들과 각종 이물질을 제거하는 역할을 한다. 상기 이물질 제거기(120)는 도 10에 도시된 것처럼 액추에이터(122)에 지지된 상태에서 분쇄된 골재를 진동시켜 들뜨게 하는 진동판(121)과, 상기 진동판(121)의 일측면에서는 송풍압을 가하는 송풍기(123)와, 상기 진동판(121)의 타측면에서 송풍압에 의해 날리는 이물질을 흡입하여 제거하는 덕트(124)와, 상기 진동판(121)의 상측에 설치되어 분쇄된 골재와 혼합된 금속성 이물질을 흡착하여 제거하는 전자석(125)을 구비한다. 이같은 구성에 의하면 이물질 제거기(120)가 진동판(121)에 의해 분쇄된 골재(S)를 진동시켜 들뜨게 하면서 일측면에서는 송풍기(123)가 송풍압을 가하고 타측면에서는 덕트(124)가 송풍압에 의해 날리는 이물질(E1)을 흡입하여 제거하며, 상측에서는 전자석(125)이 금속성 이물질(E2)을 흡착하여 제거한다. 이로써 골재와 혼합되어 있는 다양한 이물질들을 신속히 제거할 수 있게 된다. 한편, 진동판(121) 상면 둘레를 따라 메쉬망으로 구성된 울타리(121a)를 둘러친 형태로 설치한다. 이는 골재(S)가 진동판(121)에서 이탈되는 것을 차단하면서 송풍기(123)에 의한 송풍압이니 전자석(125)에 의한 자력을 허용하도록 하는 역할을 한다. The
상기 입도별 분리기(130)는 분쇄된 골재를 입도별로 분리하는 역할을 한다. 이를 위해 입도별 분리기(130)는 서로 다른 크기의 공극으로 이루어진 다수의 메쉬 또는 입도별 채를 구비하여 분쇄된 골재를 입도별로 걸러내 분리한다. The
상기 세정장치(140a)는 자연석골재에 대한 플라즈마 처리를 앞두고 산소용해기(141)에서 제조된 고품질의 산소수를 이용하여 자연석골재 입자를 세척한다. 이처럼 고품질의 산소수를 이용하는 경우 자연석골재 입자 표면에 잔존하는 각종 세균들을 신속히 살균할 수 있다. The
상기 플라즈마 처리장치(140b)는 상기 골재에 대한 안료의 착색 효율을 높이기 위하여 상기 골재와 안료의 혼합 전 세척된 골재의 표면에 대하여 플라즈마 처리하는 역할을 한다. 이를 위해 진공장치나 크기가 큰 초대형의 기계장치에서 실시할 필요 없이 간단히 대기압 플라즈마 처리장치(140b)를 라인 상에 설치하여 실시할 수 있다. 이같은 플라즈마 처리장치(140b)가 구비되면 골재 표면에 미세요철들(micro-crater)이 형성되어 표면조도(root mean square(RMS) roughness) 값을 증가시킬 수 있다. 이로써 골재 표면에 대한 안료 성분의 결합이 쉽게 이루어질 수 있는 조건이 갖추어진다.The
상기 제1교반기(150a)는 플라즈마 처리된 골재와 안료를 혼합하고 충분히 교반하는 역할을 한다. 이로써 안료가 골재 표면에 충분한 양으로 균일하게 분산되어 도포될 수 있다. The
상기 착색로(160a)는 상기 제1교반기(150a)에서 교반된 골재와 안료를 착색로(160a)에서 가열하여 안료를 골재에 안정적으로 착색하는 역할을 한다. 상기 착색로(160a)에서 이루어지는 가열온도는 200℃ 이상으로부터 1000℃ 구간이면 적당하다. The
상기 제2교반기(150b)는 착색된 골재에 식물성 수지, UV안정제, 경화촉진제를 혼합 및 교반하여 표면 코팅을 하는 역할을 한다. The
상기 가열로(160b)는 식물성 수지, UV안정제, 경화촉진제가 표면 코팅된 골재를 가열로(160b)에 투입하여 함침하는 역할을 한다. 상기 가열로(160b)는 상기 착색로(160a)와 같은 종류의 것으로 구비하더라도 서로 다른 소재를 다루기 때문에 각각 마련하는 것이 바람직하다. The
상기 냉각 건조기(170)는 가열로(160b)에서 보호제가 함침된 골재를 냉각 건조하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 냉각 건조기(170)는 도 9에 도시된 것처럼 상기 가열로(160b)에서 가열된 골재를 이송장치(190)인 컨베이어를 따라 길게 설치된 냉각 건조기(170)에 통과시켜준다. 상기 냉각 건조기(170)는 골재를 이송하는 컨베이어가 통과할 수 있는 통로를 마련하는 박스형 본체(171)와 상기 박스형 본체(171)에서 컨베이어를 따라 배치된 다수의 송풍팬(172)으로 구성된다. 이같은 냉각 건조기(170)의 구성에 따르면 가열된 골재를 신속히 냉각 건조시킬 수 있다. The cooling
상기 제1축광안료 도포장치(180)는 내부에 축광안료를 고압으로 분사할 수 있는 고압 스프레이기를 복수개 구비하고 있으며, 축광안료를 m2 당 10 내지 40L의 양으로 도포한다. 이때 축광안료를 1차 도포하고, 1차 도포된 축광안료가 고착된 후 축광안료를 2차 도포하며, 2차 도포된 축광안료가 고착되면 축광안료를 3차 도포한다. 이로써, 축광안료의 두께를 일정 수치 이상 확보하고 축광안료에 의한 발광 기간을 증대시킬 수 있게 되어 반영구적인 사용이 가능해진다. 이같은 제1축광안료 도포장치(180)를 거치면 칼라골재의 제조가 완료된 것이라 할 수 있다. The first phosphorescent
상기 제3교반기(210)는 앞선 시설들을 통해 제조된 칼라골재와 2액형 폴리우레탄 수지 및 경화촉진제를 혼합하여 교반하게 된다. 이때 상기 칼라골재 70 내지 95중량%, 상기 폴리우레탄 수지 4 내지 30중량%, 상기 경화촉진제 0.001 내지 3중량%를 혼합하게 된다. 여기서 칼라골재와 혼합되는 폴리우레탄 수지는 시멘트를 완전히 대체하여 칼라골재를 높은 강도로 바인딩하는 역할을 하게 되며, 경화촉진제는 상기 폴리우레탄 수지의 경화를 촉진하여 경화시간을 단축하도록 해준다. The
상기 제1성형기(220)는 제3교반기(210)에서 교반된 칼라골재, 폴리우레탄 수지 및 경화촉진제의 혼합물을 모듈 본체부(310)으로 가압 성형한다. 상기 제1성형기(220)에는 가압 성형전 수분형 이형제를 미리 분사해두어 폴리우레탄 수지나 칼라골재가 접착되는 문제를 방지할 수 있도록 한다. The
상기 제1양생기(230)는 제1성형기(220)에서 탈형된 모듈 본체부(310)를 이송장치(190)인 컨베이어를 따라 설치된 제1양생기(230)를 서서히 통과시키거나 충분한 시간동안 보관하면서 양생하는 역할을 한다. 상기 제1양생기(230)는 성형을 마친 모듈 본체부(310)에 대한 양생 속도를 조절할 수 있도록 복수의 냉각팬을 구비한다. The
상기 제어기는 이송장치(190)를 포함하여 앞서 언급된 다양한 장치들과 연계하여 골재의 처리와 이송 과정을 전반적으로 제어하는 역할을 한다. The controller plays a role of overall controlling the processing and transfer process of the aggregate in connection with the various devices mentioned above, including the
한편 모듈 보강부(320)를 제조하기 위한 영역(A1)은 도 9에 도시된 것처럼 모듈 본체부(310)를 제조하기 위한 영역의 인근에 마련되며, 제4교반기(240), 제2성형기(250), 제2양생기(260) 및 제2축광안료 도포장치(270)로 이루어진다. Meanwhile, the area A1 for manufacturing the
상기 제4교반기(240)는 모르타르의 각 성분들을 균일하게 혼합하는 역할을 하며 특히 단섬유 PE 합사(351,352)가 모르타르 내에 균일하게 분산되도록 해준다. The
상기 제2성형기(250)는 제4교반기(240)에서 교반된 모르타르를 모듈 보강부(320)로 가압 성형한다. The
상기 제2양생기(260)는 제2성형기(250)에서 탈형된 모듈 보강부(320)를 이송장치(190)인 컨베이어를 따라 설치된 제2양생기(260)를 서서히 통과시키거나 충분한 시간동안 보관하면서 양생하는 역할을 한다. 상기 제2양생기(260)는 성형을 마친 모듈 보강부(320)에 대한 양생 속도를 조절할 수 있도록 복수의 냉각팬을 구비한다. The
상기 제2축광안료 도포장치(270)는, 제1축광안료 도포장치(180)과 마찬가지로 내부에 축광안료를 고압으로 분사할 수 있는 고압 스프레이기를 복수개 구비하고 있으며, 축광안료를 m2 당 10 내지 40L의 양으로 도포한다. 이때 축광안료를 1차 도포하고, 1차 도포된 축광안료가 고착된 후 축광안료를 2차 도포하며, 2차 도포된 축광안료가 고착되면 축광안료를 3차 도포한다. 이로써, 축광안료의 두께를 일정 수치 이상 확보하고 축광안료에 의한 발광 기간을 증대시킬 수 있게 되어 반영구적인 사용이 가능해진다. 이같은 제2축광안료 도포장치(170)를 거치면 칼라골재의 제조가 완료된 것이라 할 수 있다. 이같은 제2축광안료 도포장치(270)를 거치면 모듈 보강부(320)의 제조가 완료된 것이라 할 수 있다. The second phosphorescent
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다. Although a preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention can use various changes, modifications, and equivalents. It is clear that the present invention can be applied in the same manner by appropriately modifying the above embodiments. Therefore, the above description does not limit the scope of the present invention determined by the limits of the following claims.
110a : 제1분쇄기 110b : 제2분쇄기
120 : 이물질 제거기 121 : 진동판
121a : 메쉬망 울타리 122 : 액추에이터
123 : 송풍기 124 : 덕트
125 : 전자석 130 : 입도별 분리기
140a : 세정장치 140b : 플라즈마 처리장치
141 : 산소용해기 150a : 제1교반기
150b : 제2교반기 160a : 착색로
160b : 가열로 170 : 냉각 건조기
180 : 제1축광안료 도포장치 190 : 이송장치
210 : 제3교반기 220 : 가압 성형기
230 : 양생기 240 : 제4교반기
250 : 제2성형기 260 : 제2양생기
270 : 제2축광안료 도포장치 280 : 합체부
300: 칼라골재 모듈 310 : 모듈 본체부
320 : 모듈 보강부 330 : 충격완화층110a:
120: foreign matter remover 121: vibration plate
121a: mesh fence 122: actuator
123: blower 124: duct
125: electromagnet 130: separator for each particle size
140a: cleaning
141:
150b:
160b: heating furnace 170: cooling dryer
180: first phosphorescent pigment application device 190: transfer device
210: third agitator 220: pressure molding machine
230: Curing period 240: 4th stirring period
250: second molding machine 260: second curing machine
270: second phosphorescent pigment application device 280: coalescence unit
300: color aggregate module 310: module body part
320: module reinforcement part 330: impact mitigating layer
Claims (8)
자연석으로 이루어진 골재를 분쇄하는 단계; 분쇄된 골재를 입도별로 분리하는 단계; 입도별로 분리된 골재를 일정 색상의 안료와 혼합하여 교반하는 단계; 교반된 골재와 안료를 가열하여 골재에 착색하는 단계; 착색된 골재에 식물성 수지, UV안정제, 경화촉진제를 혼합 및 교반하여 표면 코팅하는 단계; 식물성 수지, UV안정제, 경화촉진제가 표면 코팅된 골재를 가열 함침하는 단계; 가열 함침된 골재를 냉각 건조하는 단계; 및 냉각 건조된 골재에 대하여 축광안료를 도포하는 단계;를 포함하며,
상기 골재에 대한 안료의 착색 효율을 높이기 위하여 상기 골재와 안료의 혼합 전 골재를 세척하고 그 표면에 대하여 플라즈마 처리하며,
상기 자연석 골재 입자의 세척을 위하여 산소용해기에 의해 생산된 산소수를 사용하며, 상기 산소용해기는, 액상의 물을 초미립자 상태의 무상수로 변환하여 분무하는 분무헤드와, 상기 분무헤드로부터 분무되면서 속도가 낮게 형성되는 무상수를 보다 높은 속도로 송출하는 원심팬이 구비된 상변환모듈; 선단부가 상변환모듈과 연통되어 상기 상변환모듈로부터 송출되는 무상수를 공급받으며 내부에는 내경을 점차 줄여주었다가 원상태로 넓히면서 중간 지점에 협소한 유로를 형성하는 돌출부가 구비되어 이송 중인 초미립자 상태의 무상수와 기체 상태의 산소가 협소해진 유로에서 보다 증가된 속도로 접촉할 수 있도록 한 연통관; 산소탱크와 연결되어 산소를 공급받으며 상기 연통관의 선단부 벽체를 관통한 상태에서 끝단부가 상기 연통관의 중심선상에 위치하면서 상기 돌출부에 의해 협소하게 형성된 연통관의 유로를 향해 공급받은 산소를 분사하는 산소노즐; 상기 연통관의 선단부 내부에 구비되어 상기 상변환모듈의 원심팬으로부터 송출되는 무상수를 회오리바람의 형태로 송출함으로서 상기 연통관 내부로 공급되는 산소와 원활한 혼합이 이루어질 수 있도록 한 축류팬; 산소탱크와 연결되어 산소를 공급받은 후 상기 연통관으로 배출하는 내관과, 상기 내관을 이격되게 둘러싸서 보냉하는 외관과, 상기 내관의 내부에서 내관의 중심축을 따라 봉 형상으로 길게 형성되어 상기 내관의 내부를 경유하는 산소를 냉각시켜주는 냉각봉과, 상기 냉각봉의 외주면을 따라 나선형으로 형성되어 상기 내관의 내부를 나선 형태로 경유하도록 산소를 안내하면서 접촉하여 냉각시켜주는 냉각핀으로 이루어진 산소냉각모듈;을 포함하는 구성에 의해 고순도의 냉각된 산소를 공급할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 친환경 축광 칼라골재 제조방법.As an eco-friendly shaft and color aggregate manufacturing method for manufacturing color aggregate using natural stone aggregate,
Crushing an aggregate made of natural stone; Separating the pulverized aggregate by particle size; Mixing and stirring the aggregate separated by particle size with a pigment of a predetermined color; Heating the stirred aggregate and the pigment to color the aggregate; Mixing and stirring a vegetable resin, a UV stabilizer, and a curing accelerator to the colored aggregate to coat the surface; Heat-impregnating the aggregate surface-coated with a vegetable resin, a UV stabilizer, and a curing accelerator; Cooling and drying the heat-impregnated aggregate; And applying a photoluminescent pigment to the cooled and dried aggregate,
In order to increase the coloring efficiency of the pigment with respect to the aggregate, the aggregate is cleaned before mixing the aggregate and the pigment, and plasma treatment is performed on the surface thereof,
Oxygen water produced by an oxygen dissolver is used to clean the natural stone aggregate particles, and the oxygen dissolver includes a spray head that converts liquid water into non-constant water in a state of ultrafine particles and sprays it, and a speed while being sprayed from the spray head A phase change module provided with a centrifugal fan for transmitting the free water formed at a lower rate at a higher speed; The tip part is in communication with the phase change module to receive the free water sent from the phase change module.The inner diameter is gradually reduced and then expanded to the original state, and a protrusion forming a narrow flow path at the middle point is provided, so that the ultrafine particles being transferred A communication tube that allows water and gaseous oxygen to contact at an increased speed in a narrowed flow path; An oxygen nozzle connected to an oxygen tank to receive oxygen and to inject oxygen supplied toward a flow path of a communication tube narrowly formed by the protrusion while an end of the communication tube is positioned on the center line of the communication tube while passing through the front end wall of the communication tube; An axial fan provided inside the distal end of the communication pipe and configured to smoothly mix the oxygen supplied into the communication pipe by transmitting the free water transmitted from the centrifugal fan of the phase change module in the form of a whirlwind; An inner tube connected to an oxygen tank to receive oxygen and then discharged to the communication tube, an outer tube that surrounds the inner tube and cools it, and the inner tube is formed long in a rod shape along the central axis of the inner tube from the inside of the inner tube. An oxygen cooling module comprising a cooling rod for cooling the oxygen passing through the cooling rod, and a cooling fin formed in a spiral shape along the outer circumferential surface of the cooling rod to guide and cool oxygen through the inner tube in a spiral shape; Eco-friendly photoluminescent color aggregate manufacturing method, characterized in that to supply high-purity cooled oxygen by the configuration.
상기 축광안료 도포 시, 축광안료를 1차 도포하고, 1차 도포된 축광안료가 고착된 후 축광안료를 2차 도포하며, 2차 도포된 축광안료가 고착되면 축광안료를 3차 도포하여, 고착된 축광안료의 두께를 일정 수치 이상 확보하고 축광안료에 의한 발광 기간을 증대시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 친환경 축광 칼라골재 제조방법.The method of claim 1,
When applying the photoluminescent pigment, the photoluminescent pigment is applied first, and the photoluminescent pigment is applied secondarily after the photoluminescent pigment applied first is fixed, and when the photoluminescent pigment applied secondarily is fixed, the photoluminescent pigment is applied third, and then fixed. An eco-friendly photoluminescent color aggregate manufacturing method, characterized in that the thickness of the photoluminescent pigment can be secured to a certain value or more and the period of light emission by the photoluminescent pigment can be increased.
UV안정제, 경화촉진제가 표면 코팅된 자연석 골재 입자를 가열 함침하는 단계는, 가열로에 투입하여 300 내지 780℃의 온도로 1차 가열하여 중도 코팅막을 형성한 후, 300 내지 780℃의 온도로 2차 가열하여 상도 코팅막을 형성하는 것을 특징으로 하는 친환경 축광 칼라골재 제조방법.The method of claim 1,
In the step of heat-impregnating the natural stone aggregate particles coated with the UV stabilizer and the curing accelerator by heating, it is added to a heating furnace and first heated to a temperature of 300 to 780°C to form an intermediate coating film, and then to a temperature of 300 to 780°C. An eco-friendly photoluminescent color aggregate manufacturing method, characterized in that the secondary heating to form a top coat film.
교반된 칼라골재, 폴리우레탄 수지 및 경화촉진제의 혼합물을 제1성형기에 투입하여 투수 가능한 공극들을 가지는 모듈 본체부로 가압 성형하는 단계;
상기 제1성형기에서 성형된 모듈 본체부를 제1성형기에서 탈형하는 단계;
상기 제1성형기에서 탈형된 모듈 본체부를 양생하는 단계;
모르타르를 제조하여 교반하는 단계;
상기 모르타르를 제2성형기에 투입하여 상기 모듈 본체부의 하면에 대응하는 크기를 갖고 다수의 투수공이 형성된 평판 형상의 모듈 보강부를 성형하는 단계;
상기 제2성형기에서 성형된 모듈 보강부를 제2성형기에서 탈형하는 단계;
상기 제2성형기에서 탈형된 모듈 보강부를 양생하는 단계;
양생된 모듈 보강부에 축광안료를 도포하는 단계; 및
상기 모듈 보강부를 상기 모듈 본체부의 하면에 접합하는 단계;
를 포함하며,
상기 모르타르는 고로슬래그 시멘트 49~55%중량, PE 합사 0.05~0.2%중량, 폴리머 0.2~1.5%중량, 증점제 0.02~0.1%중량, 기포제 0.05~0.2%중량 및 잔골재 40~50%중량을 포함하며, 상기 모듈 보강부를 성형하기 위한 모르타르에는 3 내지 6cm의 단섬유 PE 합사를 균일하게 분산된 형태로 첨가하되, 양단부가 고리 형태로 구부러진 단섬유 PE 합사를 마련하기 위해, PE 합사 줄에 인장력을 가하는 공정; 상기 PE 합사 줄에 인장력을 가한 상태에서 먼저 에폭시를 분사하여 도포하고, 도포된 에폭시가 경화되기 전에 10~100μm 크기의 입경을 갖는 무기입자를 흩뿌려서 상기 PE 합사 줄 표면에 무기입자에 의한 돌기를 형성시키는 공정; 및 PE 합사줄을 여러 가닥으로 짧게 절단하는 공정;을 단계적으로 진행하며, 상기 모듈 본체부와 상기 모듈 보강부를 접합할 때 상기 모듈 보강부의 상면에 발포우레탄을 일정 두께로 균일하게 도포하여 외부 충격을 완화하기 위한 충격완화층을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 친환경 축광 칼라골재 모듈 제조방법.Crushing an aggregate made of natural stone; Separating the pulverized aggregate by particle size; Mixing and stirring the aggregate separated by particle size with a pigment of a predetermined color; Heating the stirred aggregate and the pigment to color the aggregate; Mixing and stirring a vegetable resin, a UV stabilizer, and a curing accelerator to the colored aggregate to coat the surface; Heat-impregnating the aggregate surface-coated with a vegetable resin, a UV stabilizer, and a curing accelerator; Cooling and drying the heat-impregnated aggregate; And applying a photoluminescent pigment to the cooled and dried aggregate; mixing and stirring the color aggregate prepared by the eco-friendly photoluminescent color aggregate manufacturing method comprising a polyurethane resin and a curing accelerator;
Injecting a mixture of the stirred color aggregate, polyurethane resin, and curing accelerator into a first molding machine and press-molding into a module body portion having permeable pores;
Demolding the module body part molded in the first molding machine in a first molding machine;
Curing the module body portion demolded in the first molding machine;
Preparing and stirring mortar;
Inserting the mortar into a second molding machine to form a flat module reinforcement portion having a size corresponding to a lower surface of the module body portion and having a plurality of permeable holes;
Demolding the module reinforcement part molded in the second molding machine in a second molding machine;
Curing the module reinforcement portion demolded in the second molding machine;
Applying a photoluminescent pigment to the cured module reinforcement portion; And
Bonding the module reinforcement portion to a lower surface of the module body portion;
Including,
The mortar includes 49-55% weight of blast furnace slag cement, 0.05-0.2% weight of PE blend, 0.2-1.5% weight of polymer, 0.02-0.1% weight of thickener, 0.05-0.2% weight of foaming agent, and 40-50% weight of fine aggregate, , To the mortar for molding the module reinforcement part, 3 to 6 cm of short fiber PE plying yarn is added in a uniformly dispersed form, but in order to prepare a short fiber PE plying yarn in which both ends are bent in a ring shape, a tensile force is applied to the PE plying string. fair; Applying by spraying epoxy first while applying tensile force to the PE braided string, and spraying inorganic particles having a particle diameter of 10 to 100 μm before the applied epoxy is cured, thereby forming protrusions caused by inorganic particles on the surface of the PE braiding string. Forming process; And the process of cutting the PE braided wire into several short strands; proceeding step by step, and when joining the module body part and the module reinforcement part, an external impact is prevented by uniformly applying foamed urethane to the upper surface of the module reinforcing part. Eco-friendly photoluminescent color aggregate module manufacturing method, characterized in that further forming a shock-absorbing layer for alleviation.
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