KR20050016812A - 인공 색골재 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 일정크기의 자연석 표면을 시멘트와 페인트가 배합된 도료로 코팅하고 나서 도장표면을 적어도 한번이상 강화코팅처리를 함으로써 색감이 뛰어나고 색상이 벗겨지지 않는 견고한 인공 색골재 및 그 제조방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명에 따른 인공 색골재는 20~50mm의 자연석 골재; 시멘트와 페인트가 혼합된 도료를 상기 골재 표면에 코팅하여 형성된 색층; 및 상기 색층 위에 적어도 한번 이상 강화코팅제로 코팅된 강화코팅층을 포함하여 구성된다. 또한, 그 제조방법은 자연석 골재표면에 시멘트와 페인트를 주성분으로 하는 혼합도료를 도포하고 건조하여 골재표면에 색층을 형성하는 단계; 및 상기 건조된 골재의 색층위에 강화코팅제를 도포하고 건조하는 과정을 적어도 한번이상 수행하여 상기 색층위에 강화코팅층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

인공 색골재 및 그 제조방법{AN ARTIFICIAL COLOR MATERIAL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 도로, 보행자로, 및 기타 다양한 건축물 바닥에 시공하여 미려한 색상을 띄게 하는 색골재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일정크기의 자연석 표면을 시멘트와 페인트가 배합된 도료로 코팅하고 나서 도장표면을 적어도 한번이상 강화코팅처리를 함으로써 색감이 뛰어나고 색상이 벗겨지지 않는 견고한 인공 색골재 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 보행자 도로에는 미끄럼을 방지하고 도보시 발에 지압효과를 주어 건강에 일조하기 위하여 콘크리트 시공시 자갈이 도로표면으로부터 일정부분 돌출하게 하고 있으며, 주차장 진출입 구간에도 자갈등이 돌출되게 시공되어 있다. 이러한 주차장에 시공된 자갈등은 일반적으로 콘크리트와 구별되는 검은색 자갈등이 사용되는데, 이는 운전자에게 미끄럼에 대한 경고기능도 하게 된다. 이러한 자연석인 자갈의 시공은 도 1에 도시된 바와 같이 이루어진다.

도 1은 기존의 자연석 시공방법을 보여주는 도면으로, 먼저 지면(10)의 바닥다짐을 한 후, 그 위에 1차 콘크리트(12) 타설을 하고, 타설된 1차 콘크리트(12)가 경화되면, 그 위에 다시 2차 콘크리트(14)를 타설한 후, 물이 어느 정도 빠지면 경화되기 전에 2차 콘크리트층 위에 수작업으로 일일히 자갈(16)을 꽂아서 자갈(16)이 콘크리트(14) 표면위로 일정부분 돌출하도록 시공하고 있다.

이렇게 시공되는 자갈은 검정색이나 회색등이 대부분이어서 색감이 좋지 않고, 따라서 사용자의 미감을 만족시키지 못할 뿐만 아니라 색을 통한 위험경고기능을 제대로 수행하지 못하고 있다.

한편, 보행자 도로, 자전거 도로, 및 주차장 등의 노면에 칼라콘크리트를 시공하여 사용자에게 색을 통한 만족감을 주도록 하고 있다. 이러한 시공은 매우 복잡한 과정을 거쳐 이루어지는데, 그에 대해 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2a 내지 도 2c는 기존의 칼라무늬 콘크리트 시공법을 순차적으로 설명하기 위한 도면들이다. 바닥(20)을 다진 후 1차 콘크리트(22)를 타설하고, 그 위에 2차 콘크리트(24)를 타설하는 작업은 도 1에서 설명한 방법과 동일하다. 도 2a에 도시한 바와 같이, 2차 콘크리트(24)를 타설한 후에는 상면을 고르게 평탄화하고, 상면에 물기가 적정한 지를 확인한다. 이때, 물기가 많으면 걷어내 물기를 적정하게 맞추게 된다. 그런 다음, 도 2b에서와 같이 콘크리트(24) 위에 원하는 색상의 하드너(hardner;26)를 대략 1~2mm정도 도포하고, 상면을 평평하게 고른다. 이때, 하드너(26)가 균일하게 도포되어 있는 지 확인하여, 하드너(26)가 도포되지 않은 부분은 재차 하드너(26)를 도포하고 면고르는 작업을 하고나서, 노면에 물기가 적당한 지를 다시 확인한다. 만약, 노면에 물기가 많으면 물이 고인 부분의 물기를 빼서 적정하게 맞춘다. 그리고 나서, 약간 경화시킨 후에 무늬매트를 찍어서 무늬를 내거나 아니면 그냥 완전히 경화시켜 색상만을 갖도록 할 수 있다. 무늬매트를 찍을 때에는 도 2c에서 보는 바와 같이 하드너(26)에 무늬매트가 들러붙거나 잘 떨어지지 않는 것을 방지하기 위하여 릴리즈(release;28)라는 분말을 하드너(26)위에 뿌리게 된다.

이상과 같이 복잡다단한 과정을 거쳐 칼라콘크리트 시공을 완료하게 되므로, 작업이 번거롭고 작업성이 나쁠 뿐만 아니라 시공비용이 상승하는 폐단이 있다. 또한, 칼라콘크리트는 단지 하나의 색상으로 전구간이 도장되므로 다채로운 색상을 표현하기가 어려운 문제가 있다. 나아가, 시공중에 물기를 조절하는 공정에서 물기를 적정하게 맞추어 주지 않으면 시공의 하자가능성이 매우 높게 나타나며, 무늬매트 도장에 있어 분말의 릴리즈를 사용하므로 시공자의 호흡기로 가루가 들어가 진폐증과 같은 직업병을 유발할 우려가 높다.

또한, 일반적으로 도로의 언덕길 또는 커브길에서는 그 위험도가 높아, 과속을 방지하고 차가 노면으로부터 미끄러지는 것을 방지하는 수단으로 노면에 미끄럼 방지층을 포장하고 있다. 이러한 미끄럼방지층은 대체로 도로 시공시 미끄럼 방지용 골재를 아스팔트나 시멘트와 혼합하여 시공하게 된다. 이렇게 시공된 미끄럼 구간에는 눈에 잘 띄는 색이나 야광 페인트등으로 표식을 그려 사용자에게 위험상황을 알리게 된다. 하지만, 페인트는 계속적으로 그 위를 지나가는 차량이나 사람에 의해 쉽게 마모되어 얼마 지나지 않아 색감이 떨어지므로 자주 도색하여 주지 않으면 안된다. 따라서, 관리가 번거롭고 그를 보수하기 위한 경비를 일정기간마다 주기적으로 지출하여야 하는 부담도 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 제결점들을 해소하기 위해서 안출한 것으로서, 일정크기의 자연석 표면을 시멘트와 페인트가 배합된 도료로 코팅하고 나서 도장표면을 적어도 한번이상 강화코팅처리를 함으로써 색감이 뛰어나고 색상이 벗겨지지 않는 견고한 인공 색골재를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 인공 색골재를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인공 색골재는 20mm이상의 자연석 골재; 시멘트와 페인트가 혼합된 도료를 상기 골재 표면에 코팅하여 형성된 색층; 및 상기 색층 위에 적어도 한번 이상 강화코팅제로 코팅된 강화코팅층을 포함한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인공 색골재 제조방법은 자연석 골재표면에 시멘트와 페인트를 주성분으로 하는 혼합도료를 도포하고 건조하여 골재표면에 색층을 형성하는 단계; 및 상기 건조된 골재의 색층위에 강화코팅제를 도포하고 건조하는 과정을 적어도 한번이상 수행하여 상기 색층위에 강화코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.

이하에서는 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 인공 색골재의 적층단면구조를 보여주는 단면도이다. 본 실시예에서는 피가공물인 골재로서 자연석 중에서 자갈(50)을 대상으로 하여 그 표면에 색상을 코팅한 것을 예시하고 있다. 이때, 사용되는 자갈(50)은 크기(평균 직경 기준)가 20mm이상이면 처리가 가능하나, 20~50mm정도의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 물론, 예시한 자갈(50) 이외에도 석산에서 채취되는 자연석을 20~50mm정도로 분쇄하여 사용할 수 있으며, 이 밖에도 돌맹이와 같은 다른 천연석도 크기가 적합하면 본 발명의 골재로서 사용될 수 있다.

본 발명의 색골재(5)는 도시한 바와 같이 시멘트와 페인트를 혼합하여 제조된 도료를 자갈(50)의 표면에 코팅하고 열처리하여 색층(60)을 만들고, 그 위에 강화코팅제를 적어도 1회이상 코팅하여 강화코팅층(70)을 형성하고 나서, 최종적으로 열처리하여 색상도료가 견고히 증착되게 함으로써 강한 충격에도 벗어지지 않고 내마모성도 우수하게 하고 있다. 특히, 본 실시예에서는 자갈(50)표면의 색층(60)위에 강화코팅을 3번 실시하여 제1강화코팅층(72), 제2강화코팅층(74), 제3강화코팅층(76)이 차례로 계속 적층되면서 색층(60)을 보호하고 있는 구조를 이루고 있다. 이 강화코팅층(70)을 이루는 강화코팅제로는 통상적으로 사용되는 실러(sealer)라는 물질이 이용된다. 이 실러라는 물질은 통상 콘크리트의 강도를 2~3배 강화시키는 물질로 알려져 있다.

또한, 본 발명은 코팅처리를 하기 전에, 즉 페인트와 시멘트가 혼합된 도료를 골재표면에 도포하기에 앞서, 골재에 도료가 잘 부착되게 하기 위하여 (도료의 부착성을 높이기 위하여) 준비된 골재를 산성용액에 담가 골재에 포함된 금속성분을 산화시킴으로써 골재 표면의 금속이 산화제거되면서 골재표면에 홈이나 구멍을 형성하여 골재가 까칠까칠한 요철표면을 형성하게 한다. 이와 같이, 골재표면에 요철이 형성되면 매끄러운 표면에 비하여 도료의 부착성이 대폭 향상되게 된다. 이때, 사용되는 산성용액으로는 염산이나 황산이 사용될 수 있고, 그 외에도 금속성분을 산화시킬 수 있는 정도의 산성도를 가진 산성용액이면 어느 것이든 사용이 가능하다.

위와 같은 구조를 갖는 본 발명의 인공 색골재의 제조방법에 대해서는 도 4 및 도 5를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 인공 색골재의 제조방법을 순차적으로 나타낸 흐름도로, 이 도면을 참조하여 색골재 제조방법에 대해 상세하게 설명하기로 한다.

20~50mm정도의 자갈(50)을 준비한다.(단계100) 물론, 본 실시예에서는 자연석 중에 하나인 자갈을 사용하여 실시하였으나, 석산에서 채취한 큰 바위돌을 20~50mm정도의 크기로 분쇄하여 사용할 수 있고, 그 외에도 골재로서 적합한 크기를 갖는 각종의 돌들이 사용될 수 있다. 이렇게 준비된 자갈을 산성용액에 담가 표면에 요철처리를 하거나, 아니면 이 요철처리를 생략하고 곧바로 다음의 공정을 진행한다.

시멘트와 페인트를 혼합하고, 첨가제로 신나를 섞어 교반하여 도료를 제조한다.(단계102) 이때, 혼합비율로는 시멘트 : 페인트 : 신나 = 30~45중량% : 30~45중량% : 10~20중량%가 적합하고, 바람직하게는 40~45중량% : 40~45중량% : 10~15중량%가 좋다. 이와 같이 제조한 도료를 자갈표면에 도포한다.(단계104) 이때, 자갈표면에 도료가 적당한 두께로 균일하게 도포되게 한다.

그리고나서, 건조하여 자갈표면의 도장이 마르면, 120~200℃하에서 5~20분간 열처리하여 도포된 색상에 광택이 나게 하고 견고하게 자갈표면에 증착되게 한다.(단계106) 열처리 온도로는 140~150℃정도가 더욱 바람직하다. 위의 건조는 자연바람에 의하거나 아니면 송풍기의 강제송풍을 통한 인공바람에 의해 수행된다.

단계106에서의 열처리후 색상이 코팅된 자갈을 상온에서 냉각시킨 다음 색층위에 강화코팅처리를 한다.(단계108) 강화코팅 과정은 자갈의 색층위에 적어도 한번이상 강화코팅제를 도포하여 이루어진다. 강화코팅을 여러번 수행할수록 보다 견고한 색자갈을 얻을 수 있는데, 이에 대해 좀더 자세하게 설명하면 다음과 같다.

강화코팅제인 실러를 색층위에 도포하여 1차 코팅한다. 1차코팅후 바람에 의해 약 30~40분 건조시킨다. 건조후 제1강화코팅층위에 다시 강화코팅제를 도포한 후 바람에서 30~40분 건조시켜 제2강화코팅층을 형성한다. 제2강화코팅층 위에 위와 동일한 방법으로 다시 한번 강화코팅제를 도포하고 건조시켜 제3강화코팅층을 형성한다. 물론, 제4, 제5, 그 이상의 강화코팅층도 앞의 제1 내지 제3강화코팅층과 같은 과정을 거쳐 형성될 수 있다.

위와 같이 강화코팅 과정을 수행한 후에는, 최종적으로 120~200℃에서 5~20분동안 열처리한다.(단계110) 바람직하게는, 열처리는 140~150℃에서 5~10분정도하는 것이 좋다. 이상과 같은 과정들을 거쳐 색상이 부여되고 강화코팅된 색골재가 얻어진다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 인공 색골재 제조방법을 순차적으로 나타낸 도면들로, 본 도면은 제조과정에 따른 구조변화를 시각적으로 보여주기 위해 단면도로 도시되었다.

[실시예]

30mm 내외의 자갈(50)을 준비하고, 시멘트 : 페인트 : 신나를 각각 20cc : 20cc : 5cc 비율로 혼합하여 도료를 만들어, 준비된 자갈(50)을 도료내에 담궜다 꺼내어 자갈(50) 표면에 도료를 도포했다.(단계Ⅰ,Ⅱ) 도료가 도포된 자갈(50)을 송풍기(80)로 약 30분간 강제바람을 송풍하여 건조하였다.(단계Ⅲ) 건조된 자갈(50)을 150℃하에서 약10분간 열처리하였다.(단계Ⅳ) 그리고 열처리된 자갈(50)을 상온에서 식힌 후, 실러를 자갈(50)의 색층(60)위에 도포하였다.(단계Ⅴ) 실러가 도포된 자갈(50)을 송풍기(80) 바람에서 약30분 정도 건조시켜 제1강화코팅층(72)을 얻었다.(단계Ⅵ) 그런 후, 제1강화코팅층(72)위에 다시 실러를 도포하고 송풍기(80) 바람에서 약30분 정도 건조시켜 제2강화코팅층(74)을 얻었다.(단계Ⅶ,Ⅷ) 다시 한번 더 제2강화코팅층(74)위에 실러를 도포하고서 송풍기(80) 바람에서 약30분동안 건조시켜 제3강화코팅층(76)을 얻었다.(단계Ⅸ,Ⅹ)

그리고나서, 150℃로 10분간 자갈의 표면, 즉 강화코팅층(70)에 열처리를 하여 완성품인 인공 색골재(5)를 얻었다.(단계ⅩⅠ,ⅩⅡ)

이상과 같은 과정을 통해 얻은 색자갈은 견고하고 색감이 뛰어나 보행자 도로는 물론 주차장의 노면 및 진입구간, 도로의 미끄럼방지구간에 적용할 수 있다. 특히, 사용되는 용도에 따라 적합한 색상이 발현되도록 시멘트와 혼합하는 페인트의 색상을 선정하며, 위의 강화코팅 과정도 그 용도에 따라 수를 결정할 수 있다. 특히, 본 색골재는 선정되는 페인트에 따라 다양한 색상의 골재를 제조할 수 있어 손쉽게 다양한 색표현이 가능하다. 따라서, 노면에 다양한 색상의 골재를 배열시켜 무늬를 놓거나 그림을 그리거나 경고표시 등을 할 수 있다. 특히, 본 골재를 사용한 경고표시는 색감이 뛰어나고 색상이 쉽게 사라지지 않으므로 인식성이 좋고 내구성이 오래가며 사용기간이 연장되므로 유지보수비가 저렴하다.

도 6a는 본 발명에 따른 인공 색골재를 실제 도로표면에 시공한 상태를 위에서 본 평면도이고, 도 6b는 도 6a의 측단면도이다.

도 6a에서 원과 그 내부에 구성된 클러버문양은 본 발명의 색골재들에 의해 표현된 것으로, 본 발명의 인공 색골재의 도로시공에 있어서는 도 6a에 도시한 바와 같이 클러버 문양은 클러버색, 즉 녹색 색골재(5a)를 클러버모양으로 배열하여 구성하고, 원문양은 적색 색골재(5b)를 이용하고, 배경은 검정색 색골재(5c)를 이용하여 도로에 아름다운 문양을 표현할 수 있다. 본 도면에서 배경인 검정색 색골재(5c)는 문양 이외의 모든 부분이므로 문양부분이 확연히 드러날 수 있도록 골재형상으로 구체화하여 표시하지는 않았다. 물론, 색골재(5a~5c)는 도 6b에서 보는 바와 같이 콘크리트(90)에 2/3이상이 진입되고, 나머지 1/3정도가 노면밖으로 돌출하여 색감을 표현하는 동시에 미끄럼방지, 지압 등의 기능을 수행하게 한다.

여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예 중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에 의해서만 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론, 균등한 다른 실시예가 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 일정크기로 분쇄된 자연석의 표면을 시멘트와 페인트가 배합구성된 도료로 코팅하고 나서 도장표면을 적어도 한번이상 강화코팅처리를 함으로써 색증착이 견고하여 잘 벗겨지지 않고 색감이 뛰어나다. 또한, 본 색골재는 천연색을 띄는 자연석에 비하여 저렴한 비용으로 다양한 색상을 표현할 수 있어 시공비를 절감할 수 있는 잇점이 있다. 또한, 천연색의 자연석에 비해 다양한 색상 창출이 가능하여 더욱 화려한 시공이 가능하고, 따라서 원하는 색상을 모두 표현하여 보다 미려하고 화려한 환경을 조성할 수 있다. 또한, 미끄럼노면과 같이 위험구간에 설치하면 기존의 단순 페인트 도포와 같은 위험표식이 색층위에 강화코팅된 색골재를 배열시킴에 의해 한번 시공으로 장기간의 유지가 가능하여 관리가 용이하고 유지보수비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시예에 관한 상세한 설명은 첨부하는 도면들을 참조하여 이루어질 것이며, 도면에서 대응되는 부분을 지정하는 번호는 같다.

도 1은 기존의 자연석 시공방법을 보여주는 도면이고,

도 2a 내지 도 2c는 기존의 칼라무늬 콘크리트 시공법을 순차적으로 설명하기 위한 도면들이고,

도 3은 본 발명에 따른 인공 색골재의 적층단면구조를 보여주는 단면도이고,

도 4는 본 발명에 따른 인공 색골재의 제조방법을 나타낸 흐름도이고,

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 인공 색골재 제조방법을 순차적으로 나타낸 도면들이고,

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 인공 색골재를 실제 노면에 시공한 상태를 보여주는 도면들이다.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

5~5c : 색골재 50 : 자갈

60 : 색층 70 : 강화코팅층

72 : 제1강화코팅층 74 : 제2강화코팅층

76 : 제3강화코팅층

Claims (11)

1. 20mm이상의 자연석 골재;

   시멘트와 페인트가 혼합된 도료를 상기 골재 표면에 코팅하여 형성된 색층; 및

   상기 색층 위에 적어도 한번 이상 강화코팅제로 코팅된 강화코팅층을 포함하는 인공 색골재.
2. 제 1항에 있어서, 상기 자연석 골재로는 크기 20~50mm정도의 자갈, 돌맹이, 기타 자연상태의 돌이 이용되며, 상기 골재의 표면은 산성용액에 의해 금속성분이 부식되어 형성된 요철표면인 것을 특징으로 하는 인공 색골재.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 색층 및 상기 강화코팅층의 표면은 열처리된 것을 특징으로 인공 색골재.
4. 제 1항에 있어서, 상기 강화코팅제로는 실러가 사용되며, 상기 강화코팅층은 상기 색층위에 코팅된 제1강화코팅층, 상기 제1강화코팅층위에 코팅된 제2강화코팅층, 상기 제2강화코팅층위에 코팅된 제3강화코팅층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 인공 색골재.
5. 자연석 골재표면에 시멘트와 페인트를 주성분으로 하는 혼합도료를 도포하고 건조하여 골재표면에 색층을 형성하는 단계; 및

   상기 건조된 골재의 색층위에 강화코팅제를 도포하고 건조하는 과정을 적어도 한번이상 수행하여 상기 색층위에 강화코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 인공 색골재 제조방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 혼합도료내에는 신나가 첨가제로 첨가되며, 상기 시멘트 : 페인트 : 신나의 배합비율은 30~45중량% : 30~45중량% : 10~20중량%인 것을 특징으로 하는 인공 색골재 제조방법.
7. 제 5항에 있어서, 상기 색층 형성단계에 앞서 준비된 골재를 산성용액에 담가 골재표면의 금속성분을 산화시킴에 의해 금속표면에 요철이 형성되게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인공 색골재 제조방법.
8. 제 5항에 있어서, 상기 색층 형성단계 후에는 상기 색층을 열처리하는 단계를 더 구비하며, 상기 강화코팅층 형성단계 후에는 상기 강화코팅층을 열처리하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 인공 색골재 제조방법.
9. 제 8항에 있어서, 상기 열처리 단계는 120~200℃하에서 5~20분간 수행되는 것을 특징으로 하는 인공 색골재 제조방법.
10. 제 5항에 있어서, 상기 강화코팅층 형성단계는 상기 색층위에 강화코팅제를 도포하고 바람에 의해 건조하여 제1강화코팅층을 형성하는 단계와, 상기 제1강화코팅층 위에 강화코팅제를 도포하고 바람에 의해 건조하여 제2강화코팅층을 형성하는 단계와, 상기 제2강화코팅층 위에 강화코팅제를 도포하고 바람에 의해 건조하여 제3강화코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공 색골재 제조방법.
11. 제 5항 또는 제 10항에 있어서, 상기 자연석 골재로는 크기 20~50mm정도의 자갈, 돌맹이, 기타 자연상태의 돌이 이용되며, 상기 강화코팅제로는 실러가 사용되는 것을 특징으로 하는 인공 색골재 제조방법.