WO2023182767A1 - 폐활용 유리골재를 이용한 디자인패널 제조방법 - Google Patents

폐활용 유리골재를 이용한 디자인패널 제조방법 Download PDF

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WO2023182767A1
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표미애
김성진
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김성진
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Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a design panel containing glass aggregate using waste glass and fluorescent stone to maximize the aesthetic effect of the design panel.
  • various types of materials are applied to the interior, exterior walls, pillars, or embankment construction of various architectural structures, port construction, soundproof walls of highways and underpasses, landscaping facilities, and concrete walls for other decorations to harmonize with the surrounding environment or to provide information for specific promotional purposes. It expresses the design pattern.
  • the concrete panels are manufactured so that various negative and positive design patterns are formed on the concrete panels.
  • This design concrete panel is made by placing a plate with a yin-yang design pattern on the bottom of the formwork and then curing it by pouring mortar or concrete into the formwork, thereby forming a three-dimensional pattern of yin-yang angles on the surface of the manufactured concrete panel. It is being used.
  • the conventional design concrete panel has a three-dimensional design pattern formed on the surface, but only the three-dimensional pattern is expressed.
  • the surface of the concrete panel is expressed with only one texture where both the design pattern part and the blank part are the same. There was no difference in texture and the design pattern was not emphasized, so it was not noticeable from the outside, so it was disappointing that it felt plain and monotonous.
  • Korean Patent No. 10-2019605 (announcement date: 2019.11.04.) is known from the inventor of this patent application, and this prior art has a texture compared to the blank portion of the manufactured design concrete panel.
  • a design pattern with a completely different rough feel is formed, and thermosetting ink is printed and fixed to the border of this design pattern, forming a border highlight that emphasizes the border of the design pattern, creating a more colorful, sophisticated and luxurious atmosphere.
  • the present invention provides a device that can facilitate identification of patterns by ambient lighting at night (e.g., vehicle lights, spotlights, etc.) without consuming additional energy.
  • the purpose is to provide a design panel.
  • Another purpose is to solve the problem of getting bored even after long-term use by breaking away from the monotonous image of the pattern regardless of day or night.
  • the method of manufacturing a design panel using waste glass aggregate according to the present invention includes 1) a pattern film 50 made of delayed ink and a base sheet 40 with perforated through holes 40a. Inserting into the mold 30, 2) Inserting fluorescent stone (F-S) into the through hole 40a, 3) Concrete containing glass aggregate (G-A) in the mold 30 After pouring the composition, curing it together with the fluorescent stone to obtain a concrete panel 20 to which the base sheet is fixed; and 4) exposing the concrete panel 20 and the glass aggregate to the surface through water spraying.
  • the concrete composition includes 0.6 parts by weight of nylon fiber reinforcement, 40 parts by weight of white cement, based on 120 parts by weight of glass aggregate.
  • the weight portion is mixed, and the height of the fluorescent stone is formed to be smaller than the height of the mold into which the concrete composition is poured.
  • the pattern film is formed with a retardation ink that delays the curing time of the concrete mixture for ease of peeling, and the retardation ink is based on 1 kg of the first adhesive consisting of 19 to 21% by weight of vinyl acetate and 79 to 81% by weight of water.
  • 1 kg of a second adhesive consisting of 41 to 43% by weight of vinyl acetate and 57 to 59% by weight of water, 19 to 21% by weight of citric acid, 19 to 21% by weight of tartaric acid, 6 to 8% by weight of sugar, and 52% by weight of water.
  • the design panel is installed in a building structure so that the glass aggregate and fluorescent stone can be exposed to the outside through the pattern portion and through hole of the design panel, which is obtained differently from the conventional one, and emits light by light reflection without consuming energy. ) It is possible to produce an effect that can provide a beautiful aesthetic sense to a boring structure with the above pattern and fluorescent stone.
  • glass aggregate is obtained using waste glass, an industrial waste that is not easily recycled, and then used to create the aesthetics of the design panel, which not only becomes a part of resolving environmental pollution, but also contributes to energy consumption. Since there is no consumption, economic benefits can be expected.
  • Figure 1 is a flow chart showing a method of manufacturing a design panel using waste glass aggregate according to the present invention.
  • Figure 2 is a view showing a base sheet being inserted into the mold for Figure 1.
  • Figures 3 and 4 are views showing the concrete composition poured into the mold for Figure 1.
  • Figure 5 is a diagram showing the obtained design panel for Figure 1.
  • Figures 6 and 7 are views showing a crushing member constituting a polishing means for the design panel manufacturing method using waste glass aggregate according to the present invention.
  • Figure 8 is an exploded view showing the polishing member constituting the polishing means for the design panel manufacturing method using waste glass aggregate according to the present invention.
  • Figures 9 and 10 are views showing the first and second polishing plates of Figure 8, respectively.
  • Figure 11 is a combination diagram of Figure 8.
  • the manufacturing method according to the present invention largely includes the steps of 1) inserting a pattern film made of delayed ink and a base sheet with perforated through holes into a molding mold (S10), and 2) the above. Inserting a fluorescent stone into a through hole (S20); 3) pouring a concrete composition containing glass aggregate into the mold and curing it together with the fluorescent stone to obtain a concrete panel to which the base sheet is fixed ( S30) and 4) obtaining a design panel in which the pattern film is peeled off and the fluorescent stone is exposed to the surface so that the concrete panel and the glass aggregate are exposed to the surface through water spray (S40).
  • a pattern is formed by a pattern film 50 in a pre-manufactured mold 30, and at least one through hole 40a is perforated and has a predetermined area.
  • Complete step 1) by inserting the base sheet (40).
  • the retardation ink forming the pattern film 50 is formed with the property of delaying the curing time of the concrete mixture, based on 1 kg of the first adhesive consisting of 19 to 21% by weight of vinyl acetate and 79 to 81% by weight of water, acetate.
  • 1 kg of secondary adhesive consisting of 41 to 43% by weight of vinyl and 57 to 59% by weight of water, 19 to 21% by weight of citric acid, 19 to 21% by weight of tartaric acid, 6 to 8% by weight of sugar, and 52 to 54% by weight of water. It is preferable to mix 300g of % cement setting retardant with 100g of water-based ink.
  • the formation of the pattern film 50 is implemented through the 'delayed ink printing step' described in Patent Registration No. 10-2019605 (announcement date: 2019.11.04.) previously applied by the inventor of the present invention.
  • the detailed description is replaced with the contents of the relevant patent registration publication in order to clearly understand the gist of the present invention.
  • the through hole 40a is formed to have a shape corresponding to the outer surface of the fluorescent stone (F-S) so that the fluorescent stone (F-S) can be inserted by fitting the shape.
  • the through hole 40a can be drilled into a different shape depending on the operator's request.
  • step 2) as shown in FIGS. 3 and 4, fluorescent stone is inserted into the through hole 40a formed in the base sheet 40 inserted into the mold 30.
  • the height of the fluorescent stone (F-S) after being inserted into the through hole is formed to be smaller than the height of the mold 30 in which the concrete composition is poured, so that the concrete panel 20 and the fluorescent stone created after the concrete composition hardens are together. It is desirable to ensure that it can be fixed.
  • step 3 the concrete mixture is poured into the molding frame 30 into which the base sheet 40 and the fluorescent sub are inserted, and then cured or dried for a certain period of time to form the base sheet ( 40) obtains the fixed concrete panel (20).
  • step 4 after separating the hardened concrete panel 20 from the mold 30, water is sprayed on the surface of the base sheet 40 at a predetermined discharge pressure to prevent the collision.
  • the pattern film 50 By peeling the pattern film 50 from the concrete panel 20, the design panel 10 with the fluorescent stone and glass aggregate desired in the present invention exposed to the surface is obtained.
  • the part of the pattern film 50 that is formed with retarded ink and forms a shape on the base sheet 40 is in a state in which the curing time of the concrete mixture is delayed (concrete), unlike other areas of the base sheet 40 due to the retarded ink. It is maintained in a state (not adhered to the mixture), so that only the portion of the pattern film 50 is peeled off from the base sheet 40 through the discharge pressure of water discharged through a nozzle, etc., that is, the base sheet 40 and the base sheet 40.
  • a pattern portion 60 having a predetermined width is formed inside the boundary line between the concrete panels 20 exposed to the outside, so that the concrete panel 20 is exposed to the outside through the pattern portion 60 so that the glass aggregate is exposed. make it possible
  • the fluorescent stone (F-S) is inserted into the through hole 40a, it can be exposed to the surface of the design panel without any additional help (for example, water spray).
  • reflection by natural light or lighting can be implemented through exposure of the glass aggregate through the pattern portion 60 and exposure of the surface of the fluorescent stone identical to the shape of the through hole, so that the pattern portion 60 )
  • step 5 (S50) of washing and drying the obtained design panel 10 to remove foreign substances from the glass aggregate exposed to the outside through the pattern portion 60 to increase the reflection effect.
  • Step 5) above can also be omitted if necessary.
  • the concrete composition in the present invention described above includes water, white cement, nylon fiber reinforcement, silica fume, metakaolin, polypropylene fiber, AE water reducing agent, admixture, silica sol, wollastonite, pigment, and glass aggregate (G-A: Glass Aggregate). It is made by mixing, and after curing, this composition achieves a compressive strength of 74 megapascals (MPa), which is superior to that of conventional tiles (4 MPa), bricks (8 MPa), cement blocks (12 MPa), and artificial marble (26 MPa). Because it can have a high strength, it can be used as a concrete wall for interior and exterior walls or pillars of various structures, embankment construction, port construction, tunnel exterior walls, soundproof walls for highways and underpasses, landscaping facilities, and other decorations.
  • glass aggregate refers to waste glass that is crushed into predetermined sizes and then molded to have a curved and smooth surface to prevent safety accidents.
  • a polishing means 100 including a crushing member 110 and a polishing member 120.
  • the crushing member 110 is controlled through the control of a control unit (not shown) and has a crushing wing (not shown) capable of lifting and rotating inside the cylindrical housing 111 made of metal. 112) is formed on the outer surface of the rotating shaft 113, adjacent to each other in the longitudinal direction, and collides with the waste glass input into the enclosure 111 through the open upper part or the inlet pipe 117, so that it can be shattered to a predetermined size. Let it happen.
  • the crushing wing 112 is installed in a radially protruding shape on the outer surface of the rotating shaft 113, and the waste glass crushed by the crushing wing 112 is discharged through the discharge pipe 116 formed on the outer surface of the enclosure 111. It has a structure.
  • the crushing wing 112 is provided outside the enclosure 111 and rotates by the rotation of the rotation shaft 113 coupled to the rotation motor 114 controlled through the control unit, and is an elevator cylinder 115 operated by hydraulic pressure or air pressure. This rotates and elevates the inside of the enclosure 111 to facilitate crushing of waste glass.
  • the lifting cylinder 115 is preferably fixedly coupled to a guide piece formed on the outer surface of the rotating motor 114 and has a structure in which the rotating shaft 113 can be raised and lowered by lifting the rotating motor 114.
  • the crushing member 110 is installed in a plurality of structures to communicate with each other through the inlet pipe 117 and the discharge pipe 116 that are connected to each other as necessary (PIPE) to obtain the glass aggregate.
  • PIPE necessary
  • the crushing process can be performed in a multi-stage manner, and the discharge pipe 116 of the crushing member 110, which is located last among the multiple crushing members 110 having a structure connected to each other, is the abrasive member 120. It is installed so that waste glass can be injected inside.
  • the polishing member 120 is configured to smoothly polish the surface of the crushed waste glass and includes a lower body 121 and an upper body 122.
  • the lower body 121 is formed in the shape of a disk with an open upper part and a groove formed on the inside, and inside the groove is a first polishing plate 123 that is detachably coupled to the lower body 121. ) is provided.
  • the upper body 122 is formed in a shape corresponding to the lower body 121 so that it can be separated from and coupled to the upper part of the lower body 121, and has a plurality of plurality of elements opposed to each other in the vertical direction with the first polishing plate 123 inside the upper body 122.
  • the second polishing plate 124 is detachably coupled.
  • a plurality of the second polishing plates 124 are detachably coupled radially with respect to the switch 128, and the second polishing plate 124 is formed at the top. It is coupled so that vibration can be absorbed by the elastic body 129 having a coil spring structure provided inside the body 122.
  • a drive motor 126 is provided on the upper body 122 to rotate the upper body 122 in response to a control signal from the control unit, and the first polishing plate 123 and the first polishing plate 123 are formed through rotation of the drive motor 126.
  • the surface of the waste glass inserted between the two polishing plates 124 is polished smoothly to have a curved surface.
  • the upper body 122 comes into pressurized contact with the protrusion of the first polishing plate 123 inserted into the lower body 121, and is electrically turned on/off by the pressure. It is preferable that the ON/OFF activated switch 128 protrudes downward so that whether or not the driving motor 126 is operated through the control unit can be determined through the detection signal of the switch 128.
  • each of the first polishing plate 123 and the second polishing plate 124 which are arranged to face each other in the vertical direction, are formed with a polishing surface 125 coated with soft powder such as emery sand, glass powder, or silica stone.
  • soft powder such as emery sand, glass powder, or silica stone.
  • the surface of the crushed waste glass is polished through the pair of polishing surfaces 125 to form a smooth surface.
  • a plurality of embossings 127 forming a regular or irregular pattern are formed to protrude upward or downward, so that when the upper body 122 rotates, the waste glass moves and It is desirable for the flipping to be performed repeatedly to make polishing of the surface easier.
  • the polishing means 100 in the present invention may further include a cleaning member 130, which sprays water through a nozzle or the like on the glass aggregate obtained through the polishing member 120. Allows foreign substances present on the surface of the glass aggregate to be separated.
  • White cement is made of high-purity limestone that contains very small amounts of iron and colored elements (Fe2O3) during the manufacturing process.
  • Silica fume a type of admixture, is used to suppress cracks in the concrete panel 20, resist external shocks, increase freeze-thaw resistance, and prevent detonation. It is used as a highly durable strength reinforcement.
  • Metakaolin is used to increase the strength of the concrete panel (20) by filling the voids between silica fume and white cement when they are mixed together.
  • Admixtures use a melamine sulfonic acid formalin condensate (PMS) series admixture, which turns a concrete mixture with the properties of a stiff dough into a sticky dough due to the use of silica fume and metakaolin. Change it to make work easier.
  • PMS melamine sulfonic acid formalin condensate
  • Polypropylene fibers are produced by polymerizing propylene in the secondary gas generated during petroleum refining. They control tensile stress and cracks when concrete shrinks due to hardening (or drying), and increase toughness and impact. , helps increase durability by improving resistance to wear and fatigue.
  • AE water reducing agent air entraining and water reducing agent
  • Pigment a type of stain, refers to an inorganic pigment that is durable against color changes caused by natural light or heat, and is used to determine the color of the concrete panel 20 to be created.
  • the concrete mixture consisting of a mixture of the above-described composition contains 0.6 parts by weight of nylon fiber reinforcement, 40 parts by weight of white cement, and 0.3 parts by weight of silica fume, based on 120 parts by weight (unit: kilogram (kg)) of the glass aggregate obtained by the polishing means (100).
  • Parts by weight, 0.5 parts by weight of metakaolin, 0.25 parts by weight of admixture, 0.3 parts by weight of polypropylene fiber, 0.4 parts by weight of AE water reducing agent, 0.4 parts by weight of silica sol, 5 parts by weight of wollastonite, 4 parts by weight of pigment, and 18 parts by weight of water are mixed. desirable.
  • the manufacturing method according to the present invention is installed in a building structure so that the glass aggregate and fluorescent stone are exposed to the outside through the pattern portion 60 and the through hole of the design panel 10, which is obtained differently from the conventional one.
  • the manufacturing method according to the present invention is installed in a building structure so that the glass aggregate and fluorescent stone are exposed to the outside through the pattern portion 60 and the through hole of the design panel 10, which is obtained differently from the conventional one.

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Abstract

본 발명은 디자인패널의 심미감 효과를 극대화하기 위해 폐유리 및 형광석을 이용한 유리골재가 포함된 디자인패널의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 1)지연잉크를 재료로 하는 문양필름(50)과 관통공(40a)이 천공 형성된 베이스시트(40)를 성형틀(30)에 삽입하는 단계와, 2)상기 관통공(40a)에 형광석(F-S)을 삽입하는 단계와, 3)상기 성형틀(30)에 유리골재(G-A)가 포함된 콘크리트 조성물을 타설 후, 상기 형광석과 함께 경화시켜 상기 베이스시트가 고착된 콘크리트패널(20)을 획득하는 단계 및 4)물분사를 통해 콘크리트패널(20)과 유리골재가 표면으로 노출되게 상기 문양필름이 박리된 문양부(60)와 상기 형광석이 표면으로 노출된 디자인패널(10)을 획득하는 단계를 포함하되, 상기 콘크리트 조성물은 유리골재 120 중량부에 대하여, 나일론 섬유보강제 0.6 중량부, 백색시멘트 40 중량부, 실리카흄 0.3 중량부, 메타카올린 0.5 중량부, 혼화제 0.25 중량부, 폴리프로필렌섬유 0.3 중량부, AE 감수제 0.4 중량부, 실리카졸 0.4 중량부, 물 18 중량부, 규회석 5 중량부, 안료 4 중량부가 혼합되며, 상기 형광석의 높이는 상기 콘크리트 조성물이 타설되는 상기 성형틀의 높이보다 더 작게 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

폐활용 유리골재를 이용한 디자인패널 제조방법
본 발명은 디자인패널의 심미감 효과를 극대화하기 위해 폐유리 및 형광석을 이용한 유리골재가 포함된 디자인패널의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자연환경의 변화와 더불어 각종 토목 건축구조물의 콘크리트 벽면에는 단순히 타일이나 석재 등을 부착하는 방법에서 탈피하여 주변경관에 따라 다양한 입체 문양이 형성되게 하여 보다 효과적으로 장식성을 높이려는 시도가 이루어지고 있다.
예컨대 각종 건축구조물의 내, 외벽이나 기둥 또는 제방공사, 항만공사, 고속도로 및 지하차도의 방음벽, 조경시설물, 기타 장식을 위한 콘크리트 벽면에는 주변 환경과 조화를 이루거나 특정 홍보를 위한 정보제공을 위해 다양한 디자인 문양을 표현하고 있다.
이와 같이, 각종 외벽 등 건축물의 일면을 장식하기 위하여 콘크리트 판넬을 제조할 때 콘크리트 판넬에 다양한 음양각의 디자인문양이 형성되도록 콘크리트 판넬을 제조하고 있다.
이러한 디자인 콘크리트 판넬은 음양각의 디자인문양이 형성된 판재를 거푸집틀 바닥면에 배치시킨 후 거푸집틀에 모르타르나 콘크리트를 타설하여 양생해 줌으로써, 제조되는 콘크리트 판넬의 표면에 음양각의 입체문양이 형성되는 방식이 이용되고 있다.
하지만, 종래의 디자인 콘크리트 판넬은 입체적인 디자인 문양이 표면에 형성되어지기는 하나, 단순히 입체 문양만이 표현된 형태로서, 콘크리트 판넬의 표면은 디자인 문양부분과 여백부분이 모두 동일한 하나의 질감만으로 표현되어 질감차이가 있지 않고 디자인 문양이 강조되어 있지 않아 외부에서 눈에 잘 띄지 않기 때문에 밋밋하고 단조로운 느낌을 받을 수 밖에 없는 아쉬움이 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해 본 특허출원의 발명자로부터 공지된 한국등록특허 제10-2019605호(공고일:2019.11.04.)가 공지되어 있으며, 이러한 종래기술은 제조된 디자인 콘크리트 판넬에 여백부분 대비 질감이 전혀 다른 거친 느낌의 디자인 문양부가 형성되고, 이 디자인 문양부의 테두리에 열경화성 잉크가 인쇄되어 고착되어져 디자인 문양부의 테두리를 강조하는 테두리 강조부가 형성되게 됨으로써, 보다 다채롭고 세련된 고급스러운 분위기를 연출할 수 있는 디자인 콘크리트 판넬을 제조할 수 있는 효과가 있으며, 이러한 디자인 콘크리트 판넬을 건축 외벽, 천정, 바닥 등에 장식재로 적용할 경우 기존에 비해 장식성이 월등히 향상되는 효과를 구현하게 하였다.
그러나, 이러한 종래기술이 갖는 장점들은 문양부 자체의 디자인을 통해 구현되는데, 시야 확보가 용이한 주간과 대비하여 야간에는 상기 문양부를 식별하기 위한 별도의 조명시설이 갖추어져 있지 않으면 확인하기 어려운 문제점을 갖게 된다.
또한, 야간과 달리, 주간의 경우에 장식재로서의 문양부의 식별은 용이하나 단조로운 이미지 연출로 인하여 오랜시간 사용시에 쉽게 식상해지는 문제점이 발생하게 된다.
상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 별도의 에너지를 소비하지 않고도 야간에 주변에서 발광하는 조명(예를 들어, 차량의 라이트, 정광판 등)에 의하여 문양부의 식별을 용이하게 할 수 있는 디자인패널을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
또한, 주/야간에 상관없이 문양부의 단조로운 이미지를 탈피하여 오랜시간 사용하여도 식상해지는 문제점을 해결하고자 하는데 또 다른 목적이 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 폐활용 유리골재를 이용한 디자인패널 제조방법은 1)지연잉크를 재료로 하는 문양필름(50)과 관통공(40a)이 천공 형성된 베이스시트(40)를 성형틀(30)에 삽입하는 단계와, 2)상기 관통공(40a)에 형광석(F-S)을 삽입하는 단계와, 3)상기 성형틀(30)에 유리골재(G-A)가 포함된 콘크리트 조성물을 타설 후, 상기 형광석과 함께 경화시켜 상기 베이스시트가 고착된 콘크리트패널(20)을 획득하는 단계 및 4)물분사를 통해 콘크리트패널(20)과 유리골재가 표면으로 노출되게 상기 문양필름이 박리된 문양부(60)와 상기 형광석이 표면으로 노출된 디자인패널(10)을 획득하는 단계를 포함하되, 상기 콘크리트 조성물은 유리골재 120 중량부에 대하여, 나일론 섬유보강제 0.6 중량부, 백색시멘트 40 중량부, 실리카흄 0.3 중량부, 메타카올린 0.5 중량부, 혼화제 0.25 중량부, 폴리프로필렌섬유 0.3 중량부, AE 감수제 0.4 중량부, 실리카졸 0.4 중량부, 물 18 중량부, 규회석 5 중량부, 안료 4 중량부가 혼합되며, 상기 형광석의 높이는 상기 콘크리트 조성물이 타설되는 상기 성형틀의 높이보다 더 작게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 문양필름은 박리의 용이성을 위해 콘크리트 혼합물의 경화시간을 지연시키는 지연잉크로 형성되되 상기 지연잉크는 초산염화비닐 19~21중량%와 물 79~81 중량%로 이루어진 제1접착제 1kg 기준으로, 초산염화비닐 41~43중량%와 물 57~59 중량%로 이루어진 제2접착제 1kg과, 시트르산 19~21 중량%, 주석산 염 19~21 중량%, 설탕 6~8 중량%와, 물 52~54 중량%로 이루어진 시멘트경화지연제 300g과, 수성잉크 100g을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 종래와는 차별적으로 획득한 디자인패널의 문양부와 관통공을 통해 유리골재 및 형광석이 외부로 노출될 수 있도록 건축구조물에 설치되어 에너지의 소비가 없이도 빛 반사에 의한 광(光) 연출이 가능하여 심심한 느낌의 구조물에 상기 문양부 및 형광석과 함께 화려한 심미감을 제공할 수 있는 효과를 구현하게 된다.
또한, 종래와는 차별적으로 재활용이 용이하지 못한 산업폐기물인 폐유리를 이용하여 유리골재를 획득 후, 이를 디자인패널의 심미감 연출에 사용함으로써, 환경오염에 대한 해소의 일환이 되는 것은 물론, 에너지소비가 없어 경제적인 이득에 대한 효과를 기대할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 폐활용 유리골재를 이용한 디자인패널 제조방법을 나타낸 흐름도.
도 2는 도 1에 대한 성형틀에 베이스시트가 삽입되는 모습을 도시한 도면.
도 3 및 도 4는 도 1에 대한 성형틀에 콘크리트 조성물이 타설된 모습을 도시한 도면.
도 5는 도 1에 대한 획득된 디자인패널을 나타낸 도면.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 폐활용 유리골재를 이용한 디자인패널 제조방법에 대한 연마수단을 구성하는 파쇄부재를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명에 따른 폐활용 유리골재를 이용한 디자인패널 제조방법에 대한 연마수단을 구성하는 연마부재를 나타낸 분해도.
도 9 및 도 10은 도 8에 대한 제1 및 제2연마판을 각 나타낸 도면.
도 11은 도 8에 대한 결합도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시예는 다양한 실시예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서 첨부된 도면에 개시된 특정 실시예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 폐활용 유리골재를 이용한 디자인패널 제조방법(이하, 간략하게 '제조방법'이라 한다)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 제조방법은 크게 1)지연잉크를 재료로 하는 문양필름과 관통공이 천공 형성된 베이스시트를 성형틀에 삽입하는 단계(S10)와, 2)상기 관통공에 형광석을 삽입하는 단계(S20)와, 3)상기 성형틀에 유리골재가 포함된 콘크리트 조성물을 타설 후, 상기 형광석과 함께 경화시켜 상기 베이스시트가 고착된 콘크리트패널을 획득하는 단계(S30) 및 4)물분사를 통해 콘크리트패널과 유리골재가 표면으로 노출되게 상기 문양필름이 박리된 문양부와 상기 형광석이 표면으로 노출된 디자인패널을 획득하는 단계(S40)를 포함한다.
더욱 상세하게 설명하면, 도 2에 도시한 바와 같이, 미리 제작된 성형틀(30) 내에 문양필름(50)에 의해 문양이 형성되되 적어도 하나 이상의 관통공(40a)이 천공형성된 소정의 면적을 갖는 베이스시트(40)를 삽입하여 1)단계를 마감한다.
이때, 문양필름(50)을 이루는 지연잉크는 콘크리트 혼합물의 경화시간을 지연시키는 성질로 형성되기 위해 초산염화비닐 19~21중량%와 물 79~81 중량%로 이루어진 제1접착제 1kg 기준으로, 초산염화비닐 41~43중량%와 물 57~59 중량%로 이루어진 제2접착제 1kg과, 시트르산 19~21 중량%, 주석산 염 19~21 중량%, 설탕 6~8 중량%와, 물 52~54 중량%로 이루어진 시멘트경화지연제 300g과, 수성잉크 100g을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
아울러, 문양필름(50)의 형성은 본 발명의 발명자에 의해 기출원된 특허등록번호 제10-2019605호(공고일:2019.11.04.)에 기재된 '지연잉크 인쇄단계'를 통하여 구현되기에 이에 대한 상세한 설명은 본 발명의 요지를 명확하게 이해시키기 위해 해당 특허등록공보의 내용으로 대신한다.
관통공(40a)은 형광석(F-S)이 형상맞춤으로 삽입될 수 있게 상기 형광석 외면과 대응되는 형상을 갖도록 형성되며, 도시된 형상이외에 작업자의 요구에 따라 다른 형상으로의 천공도 가능하다.
다음, 2)단계로, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 성형틀(30) 내에 삽입된 베이스시트(40)에 형성된 관통공(40a)에 형광석을 삽입한다.
이때, 관통공에 삽입된 이후의 형광석(F-S) 높이는 콘크리트 조성물이 타설되는 성형틀(30)의 높이보다 더 작게 형성되어 콘크리트 조성물이 경화한 이후에 생성되는 콘크리트패널(20)과 형광석이 함께 고정될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
다음 3)단계로, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 베이스시트(40)와 형광섭이 삽입된 성형틀(30) 내부에 콘크리트 혼합물을 타설 후, 일정시간 경화 또는 건조시켜 상기 베이스시트(40)가 고착된 콘크리트패널(20)을 획득한다.
다음 4)단계로, 도 5에 도시한 바와 같이, 경화된 콘크리트패널(20)을 성형틀(30)에서 분리 후, 베이스시트(40) 표면에 소정의 배출압력으로 물을 분사하여 그 충돌에 의해 문양필름(50)을 상기 콘크리트패널(20)에서 박리하여 본 발명에서 원하는 형광석과 유리골재가 표면으로 노출된 디자인패널(10)을 획득하게 된다.
즉, 지연잉크로 형성되되 베이스시트(40)에 모양을 형성하는 문양필름(50) 부분은 해당 지연잉크로 인하여 다른 상기 베이스시트(40) 영역과 달리, 콘크리트 혼합물의 경화시간이 지연된 상태(콘크리트 혼합물과 고착이 이루어지지 않은 상태)를 유지하고 있어 노즐 등으로 배출되는 물의 배출압력을 통해 상기 문양필름(50) 부분만이 상기 베이스시트(40)에서 박리된 부분 즉, 베이스시트(40)와 외부로 노출된 콘크리트패널(20) 간의 경계라인 내측으로 소정의 폭을 갖는 문양부(60)를 형성하여 상기 문양부(60)를 통해 콘크리트패널(20)이 외부로 노출되어 유리골재가 노출될 수 있도록 한다.
아울러, 형광석(F-S)은 관통공(40a)에 삽입된 상태이기에 별도의 도움(예를 들어, 물분사)이 없이도 디자인패널 표면으로 노출이 가능하게 된다.
하여, 도시한 바와 같이, 종래와는 다르게 문양부(60)를 통한 유리골재의 노출과 관통공의 형상과 동일한 형광석의 표면 노출을 통해 자연광이나 조명에 의한 반사가 구현가능해져 상기 문양부(60) 자체의 심미감 이외에 유리골재의 빛 반사에 의한 광(光) 연출이 가능하여 심미감의 효과를 더욱 극대화할 수 있게 된다.
아울러, 본 발명은 획득한 디자인패널(10)을 세척 후, 건조하는 5)단계(S50)를 실행하여 문양부(60)를 통해 외부로 노출된 유리골재의 이물질을 제거하여 반사 효과를 높일 수 있도록 하며, 상기 5)단계는 필요에 따라 생략하는 것도 가능하다.
한편, 상술한 본 발명에서의 콘크리트 조성물은 물, 백색시멘트, 나일론 섬유보강제, 실리카흄, 메타카올린, 폴리프로필렌섬유, AE 감수제, 혼화제, 실리카졸, 규회석, 안료 및 유리골재(G-A:Glass Aggregate)의 혼합으로 이루어지며, 이러한 조성물은 경화 이후에 74메가파스칼(MPa)의 압축강도를 구현하여 종래의 타일(4MPa), 벽돌(8MPa), 시멘트블록(12MPa) 및 인조대리석(26MPa)와 대비하여 월등한 강도(strength)를 가질 수 있어 각종 구조물의 내외벽이나 기둥 또는 제방공사, 항만공사, 터널 외벽, 고속도로 및 지하차도의 방음벽, 조경시설물, 기타 장식을 위한 콘크리트 벽면으로서의 활용이 가능하다.
이때, 필요에 따라 백규사의 혼합도 가능하다.
여기서, 유리골재는 폐유리를 소정의 크기로 파쇄 후, 안전사고 방지를 위해 표면이 굴곡지게 매끄러워 지도록 성형된 것을 의미한다.
이러한 유리골재의 획득을 위해 도 6 내지 도 11에 도시한 바와 같이, 파쇄부재(110) 및 연마부재(120)를 포함하는 연마수단(100)에 의해 획득한다.
예컨대 파쇄부재(110)는 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 제어부(미도시)의 제어를 통해 제어되되 금속재질로 성형된 원통형의 함체(111) 내부에 승강 및 회전이 가능한 파쇄윙(112)이 회전축(113) 외면에 길이방향으로 서로 이웃하게 다수 돌출형성되어 개구된 상부나 유입관(117)을 통해 상기 함체(111) 내부에 투입되는 폐유리와 충돌하여 소정 크기로 파쇄될 수 있도록 한다.
파쇄윙(112)은 회전축(113) 외면에 방사상으로 다수 돌출된 형상으로 설치되며, 상기 파쇄윙(112)에 의해 파쇄된 폐유리는 함체(111) 외면에 형성된 배출관(116)을 통해 배출되는 구조를 갖는다.
파쇄윙(112)은 함체(111) 외부에 구비되되 제어부를 통해 제어되는 회전모터(114)와 결합하는 회전축(113)의 회전에 의해 회전하며, 유압이나 기압 등에 의해 동작하는 승강실린더(115)에 의해 상기 함체(111) 내부에서 회전 및 승강하여 폐유리의 파쇄가 유리하도록 한다.
이때, 승강실린더(115)는 회전모터(114) 외면에 형성된 가이드편과 고정 결합하여 상기 회전모터(114)의 승강을 통해 회전축(113)이 승강할 수 있는 구조를 갖는 것이 바람직하다.
한편, 파쇄부재(110)는 도시한 바와 같이, 필요에 따라 상호 관(PIPE) 연결되는 유입관(117) 및 배출관(116)을 통해 상호 연통되게 복수의 구조로 설치되어 획득하고자 하는 유리골재의 크기에 따라 다단 방식으로 파쇄공정이 이루어지도록 할 수 있으며, 다수가 서로 연결된 구조를 갖는 상기 파쇄부재(110) 중 마지막에 위치하는 상기 파쇄부재(110)의 배출관(116)은 연마부재(120) 내측으로 폐유리가 투입될 수 있도록 설치된다.
또한, 연마부재(120)는 도 8 내지 도 11에 도시한 바와 같이, 파쇄가 이루어진 폐유리의 표면을 매끄럽게 연마하기 위한 구성으로 하부몸체(121) 및 상부몸체(122)를 포함한다.
이를 위해, 도시한 바와 같이, 하부몸체(121)는 상부가 개구되되 내측으로 홈이 형성된 원판의 형상으로 이루어지되 홈 내부에는 상기 하부몸체(121)와 탈착 가능하게 결합하는 제1연마판(123)이 구비된다.
상부몸체(122)는 하부몸체(121) 상부와 분리 결합이 가능하게 상기 하부몸체(121)와 대응하는 형상으로 형성되되 그 내부에는 제1연마판(123)과 수직방향으로 서로 대향되게 복수의 제2연마판(124)이 탈착 가능하게 결합한다.
여기서, 제2연마판(124)은 원판 형상으로 이루어진 제1연마판(123)과 달리, 스위치(128)를 기준으로 방사상으로 다수가 탈착 가능하게 결합하되 상기 제2연마판(124)은 상부몸체(122) 내부에 구비된 코일스프링 구조를 갖는 탄성체(129)에 의해 진동이 흡수될 수 있도록 결합한다.
상부몸체(122) 상부에는 제어부의 제어신호에 의해 상기 상부몸체(122)를 회전시키는 구동모터(126)가 구비되며, 상기 구동모터(126)의 회전을 통해 제1연마판(123)과 제2연마판(124) 사이에 투입된 폐유리 표면이 굴곡면을 갖도록 매끄럽게 연마될 수 있도록 한다.
이때, 상부몸체(122)는 하부몸체(121)와 서로 결합시에 상기 하부몸체(121)에 삽입된 제1연마판(123)의 돌출부와 가압 가능하게 면접하여 그 가압에 의해 전기적으로 온/오프(ON/OFF) 활성화되는 스위치(128)가 하방으로 돌출 형성되어 상기 스위치(128)의 감지신호를 통해 제어부를 통한 구동모터(126)의 동작 여부가 결정될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
수직방향으로 서로 마주되게 배치되는 제1연마판(123)과 제2연마판(124) 각각의 표면은 금강사나 유리 가루, 규석(硅石) 따위의 보드라운 가루가 도포된 연마면(125)이 형성되어 있으며, 한 쌍의 상기 연마면(125)을 통해 파쇄가 이루어진 폐유리 표면을 연마하여 그 표면을 매끄럽게 형성할 수 있도록 한다.
즉, 제1연마판(123)과 제2연마판(124) 사이에 파쇄가 이루어진 폐유리를 공급한 상태에서 구동모터(126)에 의해 상부몸체(122)가 회전하면 해당 폐유리 표면에 형성된 뽀족한 부분이 한 쌍의 연마면(125)을 통해 갈려 매끄럽게 형성하여 본 발명에서 사용하고자 하는 유리골재의 성형이 완성되게 하는 것이다(도 11 참조).
이때, 한 쌍의 연마면(125) 중 적어도 어느 하나에는 규칙 또는 불규칙한 패턴을 형성하는 복수의 엠보싱(127)이 상방 또는 하방으로 돌출 형성되어 상부몸체(122)가 회전시에 폐유리가 이동 및 뒤집힘이 반복적으로 실행되어 표면의 연마가 더욱 용이하도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에서의 연마수단(100)은 세척부재(130)를 더 포함할 수 있으며, 상기 세척부재(130)는 연마부재(120)를 통해 획득한 유리골재에 노즐 등으로 물을 분사하여 해당 유리골재 표면에 존재하는 이물질이 분리될 수 있도록 한다.
백색시멘트는 제조과정에서 철분 및 유색원소(Fe2O3)가 극소량으로 포함된 고순도의 석회석으로 이루어진 것을 사용한다.
혼화재(admixture)의 일종인 실리카흄(silica fume)은 획득하고자 하는 콘크리트패널(20)의 균열 억제, 외부 충격에 대한 저항성, 동결융해 저항성 증대 및 폭열방지의 기능을 구현하기 위한 콘크리트패널(20)의 고내구성의 강도보강제 용도로 사용한다.
메타카올린(Metakaolin)은 실리카흄과 백색시멘트가 서로 혼합시에 해당 실리카흄과 백색시멘트 사이의 공극을 채워 생성하고자 콘크리트패널(20)의 강도 증진을 위해 사용한다.
혼화제(admixtures)는 멜라민설폰산 포르말린 축합물(PMS) 계열의 혼화제를 사용하며, 이를 통해 실리카흄과 메타카올린의 사용으로 인하여 된반죽(stiff dough)의 성질을 갖는 콘크리트 혼합물을 찰진반죽(sticky dough)으로 변화시켜 작업의 용이성을 갖도록 한다.
폴리프로필렌(polypropylene) 섬유는 석유 정제시 부차적으로 생기는 가스 속에 프로필렌(propylene)을 중합시켜 생성한 것으로, 콘크리트가 경화(또는 건조)로 인한 수축시에 인장응력 및 균열을 제어하고, 인성증가와 충격, 마모, 피로에 대한 저항성을 향상시켜 내구성 증대에 도움을 준다.
AE감수제(air entraining and water reducing agent)는 콘크리트 혼합물을 형성시에 발생하는 많은 미세공극을 균일하게 분포시키기 위해 사용하며, 분포된 미세공극은 상술한 메타카올린을 통해 채워져 콘크리트패널의 강도를 향상시킬 수 있도록 한다.
착색제(stain)의 일종인 안료는 자연광이나 열에 의한 색변화에 내구성을 갖는 무기안료를 의미하며, 생성하고자 하는 콘크리트패널(20)의 색상을 결정하는데 사용한다.
상술한 조성물의 혼합으로 이루어진 콘크리트 혼합물은 연마수단(100)에 의해 획득한 유리골재 120 중량부(단위:킬로그램(kg))에 대하여, 나일론 섬유보강제 0.6 중량부, 백색시멘트 40 중량부, 실리카흄 0.3 중량부, 메타카올린 0.5 중량부, 혼화제 0.25 중량부, 폴리프로필렌섬유 0.3 중량부, AE 감수제 0.4 중량부, 실리카졸 0.4 중량부, 규회석 5 중량부, 안료 4 중량부, 물 18 중량부가 혼합되는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 제조방법은 종래와는 차별적으로 획득한 디자인패널(10)의 문양부(60)와 관통공을 통해 유리골재 및 형광석이 외부로 노출될 수 있도록 건축구조물에 설치되어 에너지의 소비가 없이도 빛 반사에 의한 광(光) 연출이 가능하여 심심한 느낌의 구조물에 상기 문양부(60) 및 형광석과 함께 화려한 심미감을 제공할 수 있는 효과를 구현하게 된다.
또한, 종래와는 차별적으로 재활용이 용이하지 못한 산업폐기물인 폐유리를 이용하여 유리골재를 획득 후, 이를 디자인패널(10)의 심미감 연출에 사용함으로써, 환경오염에 대한 해소의 일환이 되는 것은 물론, 에너지소비가 없어 경제적인 이득에 대한 효과를 기대할 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (2)

1)지연잉크를 재료로 하는 문양필름과 관통공이 천공 형성된 베이스시트를 성형틀에 삽입하는 단계;
2)상기 관통공에 형광석을 삽입하는 단계;
3)상기 성형틀에 유리골재가 포함된 콘크리트 조성물을 타설 후, 상기 형광석과 함께 경화시켜 상기 베이스시트가 고착된 콘크리트패널을 획득하는 단계; 및
4)물분사를 통해 콘크리트패널과 유리골재가 표면으로 노출되게 상기 문양필름이 박리된 문양부와 상기 형광석이 표면으로 노출된 디자인패널을 획득하는 단계;를 포함하되,
상기 콘크리트 조성물은 유리골재 120 중량부에 대하여,
나일론 섬유보강제 0.6 중량부, 백색시멘트 40 중량부, 실리카흄 0.3 중량부, 메타카올린 0.5 중량부, 혼화제 0.25 중량부, 폴리프로필렌섬유 0.3 중량부, AE 감수제 0.4 중량부, 실리카졸 0.4 중량부, 규회석 5 중량부, 안료 4 중량부, 물 18 중량부가 혼합되며,
상기 형광석의 높이는 상기 콘크리트 조성물이 타설되는 상기 성형틀의 높이보다 더 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 폐활용 유리골재를 이용한 디자인패널 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 문양필름은
박리의 용이성을 위해 콘크리트 혼합물의 경화시간을 지연시키는 지연잉크로 형성되되 상기 지연잉크는 초산염화비닐 19~21중량%와 물 79~81 중량%로 이루어진 제1접착제 1kg 기준으로, 초산염화비닐 41~43중량%와 물 57~59 중량%로 이루어진 제2접착제 1kg과, 시트르산 19~21 중량%, 주석산 염 19~21 중량%, 설탕 6~8 중량%와, 물 52~54 중량%로 이루어진 시멘트경화지연제 300g과, 수성잉크 100g을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 폐활용 유리골재를 이용한 디자인패널 제조방법.
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