KR880001372Y1

KR880001372Y1 - 금속이온의 혼정에 의한 컬러화강석의 제조장치

Info

Publication number: KR880001372Y1
Application number: KR2019870021613U
Authority: KR
Inventors: 김문규; 이구희
Original assignee: 김문규; 이구희
Priority date: 1985-05-11
Filing date: 1987-12-08
Publication date: 1988-04-09

Abstract

내용 없음.

Description

금속이온의 혼정에 의한 컬러화강석의 제조장치

제1도는 본 고안의 전체종단면도.

제2도는 본 고안의 건조로.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 동체 2, 2a : 재치돌기

3 : 재치격판 4 : 덮개판

5 : 제1탱크 6 : 제2탱크

7,7a : 역지변 8 : 진공펌프

9 : 수용액공급관 10 : 밸브

11 : 공기유통배관

본 고안은 금속이온의 혼정에 의한 컬러화강석의 제조장치에 관한 것이며, 더욱 상세히는 진공상태에서 오존가스를 이용한 금속 이온의 혼정에 의한 컬러 화강석의 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로 컬러대리석이라함은 외국의 인도, 이태리등지에서 자연석 그대로를 수입하여온 것으로서, 그 가격이 고가일뿐만 아니라 장거리 수송중 파손되는 등의 폐단을 가져옴으로 해서 매우 비경제적이며, 사치성이 뒤따르고 있었던 것은 숨길 수 없는 현실이었다.

본 고안자들은 이러한 점을 감안하여, 자연계에서의 암석이 생성되는 과정에서 그 암석성분들 이외에 각종의 금속성분(Fe, Al, Mn, Mg, Cu, Cr, Ni등)이 함유되게 되면, 산화등의 이온 변화를 일으켜 2가나 3가의 금속산화물로서 암석의 결정격자내에 혼정되어 발색된다는 사실로 부터 우리나라에 무진장으로 매장되어 있는 화강석을 자연석의 컬러화강암과 동일한 품질의 컬러화강석으로 제조하기 위한 장치를 개발하고자 예의 연구하였다.

화강암을 착색시키는 장치는, 일반적인 나염방식 및 염색방식등과 같은 유기물에 대한 착색장치로는 불가능하며, 화강암을 이루고 있는 결정격자내에 3가의 금속이온인 Fe⁺³, Cr⁺³, Co⁺³, Ni⁺³, Mn⁺³, Cu⁺³등을 혼정시킬 수 있어야 한다.

그러나, 석재를 가열하여 공격내의 탈기를 행한후, 이 온도로 유지된 석재를 FeSO₄·7H₂O용액에 함침시키고, 수차례에 걸친 소성공정을 거쳐 3가의 금속이온을 석재내에 혼정시키는 방법은 비경제적이고, 석재의 강도가 약해지며, 공정중에 생성되는 SO₂와 SO₃로 인하여 공해문제를 해결하여야 하는 등의 문제점이 있었다.

본 고안은 이러한 결점을 제거하기 위하여 진공으로 하여 공격내의 탈기를 행하고, 오존가스를 주입하여 산화에 필요한 활성화 에너지 값을 저하시킨후, 상온으로 유지된 3가의 금속이온 수용액에 함침시키는 것으로 3가의 금속이온을 화강석의 결정격자내에 용이하게 산화 혼정시킬 수 있는 장치로서, 이를 첨부도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

동체(1)의 내벽 중앙부에 재치돌기(2) (2a)를 고정시켜 재치격판(3)을 재치한 다음 동체(1)의 개구부에는 덮개판(4)을 복착하여 제1탱크(5)와 제2탱크(6)로 분리하되 제1탱크(5)에는 역지변(7)를 설한 진공펌프(8)와 제2탱크(6)에는 역지변(7a)을 설한 수용액 공급관(9)을 각각 설하며, 제1탱크(5)와 제2탱크(6)의 외벽으로 밸브(10)를 설한 공기유통배관(11)을 연설하여서된 것이다.

도면중 미설명 부호 : 12는 화강석, 13은 화강석의 재치틀, 14는 건조로를 표시한 것이다. 이와같이 구성된 본 고안으로 컬러화강석을 제조함에는 우선 색상에 따라 선정된 3가의 금속이온의 수용액을 만드는데 이때 필요로 하는 색의 수용액을 만들기 위해서는 가용성의 특정색의 질산염(X⁺³(NO₃)₃)혹은 염화염(X⁺³Cl₃)을 물에 녹인다. 이는 고유의 컬러를 갖는 산화물(X⁺³O₃)을 만들어 화강석 결정격자에 흡착최어 결함이며, 위에서 표시한 X⁺³는 필요로 하는 색깔을 내기 위한 3가의 금속이온을 나타내는 것으로 F⁺³이온을 비롯하여 Cr, Co, Ni, Mn, Cu이온이 최적하며, 3가의 금속을 이온화 한 수용액은 그 금속이온에 따라 색채가 다음과 같다.

즉, 가. 적색계열(황, 담, 적색등)의 화강석을 원할 경우에는 3가의 Fe이온이 최적하며,

나. 녹색및 갈색계열(연녹, 진녹, 갈색, 흑갈색등)의 화강석을 원할 경우에는 3가의 Cr이온이 최적이며,

다. 청색및 흑색계열의 화강석을 원할 경우에는 3가의 Co(코발트)이온이 최적하다.

라. 또한 색채의 농도는 상기한 3가의 금속이온의 양에 따라 결정되는 것임으로 이는 실사용에 대한 사용수단에 불가한 것이라할 것이고, 이는 사용자의 기호에 따라 결정된다.

이렇게 만든 수용액을 준비한후 잘라서 일면을 연마한 화강석(12)을 재치틀(13)에 고정시켜 이를 제2탱크(6)에 넣은후, 제2탱크(6)의 재치격판(3)을 재치하여 닫고 탱크(5)의 덮개판(4)을 닫는다.

이렇게 준비과정을 마친후, 먼저 밸브(10)을 닫고 제1탱크(5)의 진공펌프(8)를 이용하여 제1탱크(5)의 내부를 진공화한후, 제2탱크(6)에 산화 돕기 위한 오존(O₃)가스를 주입하여, 내부의 공기를 오존가스로 치환한 다음, 다시 제2탱크(6)에 3가의 금속이온의 수용액을 넣어 화강석(12)을 침적시킨 상태에서, 밸브(10)를 열어 급격히 제2탱크(6)내부의 압력을 저하시켜서, 3시간 상온으로 방치하면 3가의 금속이온의 화강석(12)의 결정격자에 흡수되면서 산화됨과 동시에 격자에 3가의 금속산화물이 혼정되어 착색이 이루워지는 것이다.

여기서, 제2탱크(6)내부의 압력을 급격히 저하시키는 이유는 혼정착색이 균일하게 일어나도록 하기위함이며, 서서히 압력을 저하시키는 경우에는 혼정착색의 불균일 상태로 얼룩이 발생되기 쉽기때문이며, 상기와 같은 간접적인 진공화 수단은 질산염및 염산염 수용액으로부터 진공펌프의 부식및 진공펌프오일의 변패를 방지할 수 있기 때문이다.

일단, 혼정되어 착색이 이루워진 다음에는 제2도에서 표시한 것처럼 이를 건조로(14)에 넣어 다음의 온도로 건조시키면 된다.

가. 적색계열시 200-250℃

나. 녹색 및 갈색계열시 300-350℃

다. 청색및 흑색계열시 150-200℃

이와같이 얻어진 화강석의 색채는 수입되는 자연색깔의 화강석과 조금도 차이가 없을뿐만 아니라, 오히려 그 색채의 다양함과 뚜렷함을 가져오게 됨으로 국내에 무수히 매장되어 있는 화강석으로 자연석 그대로의 효과를 가져오게 하는 일석이조의 실사용 효과를 가져오는 신규유용의 고안인 것이다.

Claims

동체(1)의 내벽중앙부의 재치돌기(2) (2a)를 고정시켜 재치격판(3)을 재치한 다음 동체(1)의 개구부에는 덮개판(4)을 복착하여 제1탱크(5)와 제2탱크(6)로 분리하되, 제1탱크(5)에는 역지변(7)을 설한 진공펌프(8)와 제2탱크(6)에는 역지변(7a)을 설한 수용액 공급관(9)을 각각 설하며, 제1탱크(5)와 제2탱크(6)의 외벽으로 밸브(10)를 설한 공기유통배관(11)을 연설하여서된 금속이온의 혼정에 의한 컬러 화강석의 제조장치.