KR20010089919A - Color granule and method for manufacturing thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 칼라골재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 칼라골재는 알칼리 금속 규산염에, 알루미노 실리케이트족 광물의 대체물인 실리카졸, 알루미나졸 및 그 둘의 혼합물 중에서 선택된 하나에 구연산 나트륨과 같은 물질이 혼합된 경화제 등을 첨가하여 바인더를 제조하고, 이러한 바인더에 색상부여제 및 물을 첨가하여 코팅 조성물을 제조한 후, 혼합기 내로 40∼120℃의 열풍을 투입한 상태에서 코팅 조성물로 골재의 표면을 코팅하고, 코팅 조성물로 코팅된 골재를 로 내에서 60∼1000℃로 열처리하여 제조됨으로써, 종래보다 낮은 온도에서 짧은 시간 동안 열처리를 수행하여 제조하기 때문에 생산원가가 절감되고, 기존에 사용되어온 알루미노 실리케이트족 광물을 대신하여 실리카졸, 알루미나졸 또는 그 둘의 혼합물을 사용함으로써 칼라골재의 색상 조절이 용이하며, 알루미노 실리케이트족 광물을 사용하였던 종래 칼라골재에 비해 내수성, 내후성 및 내열성이 우수한 효과가 있다.The present invention relates to a color aggregate and a method for producing the same, wherein the color aggregate according to the present invention comprises sodium citrate in an alkali metal silicate, one selected from silica sol, alumina sol, and a mixture of the two alumino silicate minerals. A binder is prepared by adding a curing agent or the like mixed with the same material, and a coating composition is prepared by adding a colorant and water to the binder, and then aggregated the coating composition in a state in which hot air at 40 to 120 ° C. is introduced into the mixer. It is produced by coating the surface of the coating, and the aggregate coated with the coating composition in a furnace heat-treated at 60 ~ 1000 ℃, to produce a heat treatment for a short time at a lower temperature than conventional production costs are reduced, and used in the past By using silica sol, alumina sol or a mixture of the two in place of the alumino silicate mineral It is easy to adjust the color of the color aggregate, and compared with the conventional color aggregate using the aluminosilicate group minerals, there is an effect excellent in water resistance, weather resistance and heat resistance.
Description
본 발명은 칼라골재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건축 외장재의 표면에 도포하는 칼라골재 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a color aggregate and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a color aggregate and a method of manufacturing the coating on the surface of the building exterior material.
건축 외장재 중 지붕재 또는 외벽재로 사용되고 있는 금속, 우레탄 및 아스팔트 등의 표면에는, 건축구조물의 미관을 화려하게 하고 유기물의 산화방지 및 금속의 부식방지를 목적으로, 색상처리된 칼라골재를 도포한다.Color-coated aggregates are applied to the surfaces of metals, urethanes, and asphalt, etc., which are used as roofing materials or exterior wall materials among building exterior materials, to enhance the aesthetics of building structures and to prevent oxidation of organic materials and corrosion of metals.
일반적으로 건축 구조물의 방수를 위해 사용되고 있는 대표적인 표면처리 방법에는 도료를 사용하는 방법과 칼라골재를 도포하는 방법이 있다.Representative surface treatment methods that are generally used for waterproofing building structures include a method of using paint and a method of applying color aggregate.
이 중에서 도료를 사용하는 방법을 콘크리트 또는 슬레이트 지붕으로 이루어진 구조물에 적용한 경우에는 시간이 경과함에 따라 색상이 변화하는 등 내후성이 낮아서 기대할만한 효과를 거두지 못하고 있다. 또한, 금속, 우레탄 및 아스팔트 등의 방수재에는 도료가 박리되는 문제점으로 인해 도료의 사용이 불가능하다.Among them, when the method of using paint is applied to a structure made of concrete or slate roof, the weatherability is low due to the change in color over time, and thus, the effect is not achieved. In addition, the use of the paint is impossible due to the problem that the paint is peeled off the waterproofing material such as metal, urethane and asphalt.
따라서 방수용 금속기와 아스팔트 시트 또는 슁글에는, 천연석 또는 소결석 등의 골재 표면이 요구되는 색상의 조성으로 처리된 칼라골재를 도포하고 있다.Therefore, the waterproof metal and the asphalt sheet or shingles are coated with a colored aggregate treated with a composition of a color required for the aggregate surface such as natural stone or sintered stone.
칼라골재는 천연석, 인조석 또는 소결석 등을 일정입도로 분쇄한 골재에 내구성, 내약품성, 내후성 및 내열성이 우수한 세라믹으로 코팅한 것으로서, 건축구조물 또는 토목용으로 사용되고 있다. 이러한 칼라골재는 내수성, 내알칼리성, 내열성, 내마모성 및 광택성 등이 우수한 환경친화적인 것이 요구된다.Color aggregate is coated with a ceramic having excellent durability, chemical resistance, weather resistance and heat resistance to aggregates crushed natural stone, artificial stone or sintered stone to a certain particle size, and is used for building structures or civil engineering. Such color aggregates are required to be environmentally friendly with excellent water resistance, alkali resistance, heat resistance, abrasion resistance and gloss.
종래의 칼라골재는 보통 300℃∼700℃의 온도에서 1시간 이상의 충분한 시간동안 열처리하여 제조되는데, 생산원가의 절감을 위해 열처리 온도 및 시간을 저하시킬 필요가 있다. 또한, 종래의 칼라골재는 내후성에 한계가 있어서 대기 중에 장기적으로 노출되면 색상 변화가 심한 문제점이 있었다.Conventional color aggregate is usually manufactured by heat treatment at a temperature of 300 ° C. to 700 ° C. for a sufficient time of 1 hour or more, and it is necessary to lower the heat treatment temperature and time to reduce production costs. In addition, the conventional color aggregate has a problem in severe color change when exposed to the air for a long time due to the limitation in weather resistance.
일반적으로 칼라골재는 사용골재, 바인더의 종류, 또는 열처리 조건에 따라 그 물성에 많은 변화가 있으며, 특히 칼라골재의 색상은 사용되는 원료에 의해 크게 좌우된다.In general, the color aggregate has a lot of changes in the physical properties depending on the aggregate used, the type of binder, or the heat treatment conditions, in particular the color of the color aggregate is largely dependent on the raw materials used.
미국특허 4,378,408에 의하면 칼라골재의 바인더로서 널리 사용되고 있는 알루미노 실리케이트족 광물은 코팅에 있어서 충진제, 감수제 및 알칼리 금속 규산염의 불용화제의 역할을 한다. 그러나, 알루미노 실리케이트족 광물의 사용량이 증가하면 광택도가 저하하고, 특히 알루미노 실리케이트족 광물에 함유된 산화철 등의 불순물의 영향으로 열처리 후의 색상변화가 크기 때문에 원하는 색상을 예측하기가 어렵다. 이로 인해 다양한 색상의 칼라골재를 생산하기가 어렵고 특히 밝은 색상을 나타내기가 어려운 문제점이 있었다.According to US Pat. No. 4,378,408, aluminosilicate minerals widely used as binders for color aggregates serve as fillers, water reducing agents and insolubilizing agents for alkali metal silicates in coatings. However, when the amount of aluminosilicate group minerals used increases, the glossiness decreases, and in particular, it is difficult to predict a desired color due to the large change in color after heat treatment due to impurities such as iron oxide contained in the aluminosilicate group minerals. Because of this, it is difficult to produce a variety of color aggregates, and there was a problem in particular difficult to display a bright color.
또한, 바인더로 사용되는 알칼리 금속 규산염의 내수성 증진을 위해 소량의 경화제 등을 첨가하고 있으나 만족할 만한 내수성을 얻을 수 없으며, 내수성 증진을 위해 경화제를 다량 첨가할 경우 겔의 생성이 증가하여 색상변화가 커지고 골재와의 부착강도가 저하되는 문제점이 있었다.In addition, although a small amount of hardener is added to improve the water resistance of the alkali metal silicate used as the binder, satisfactory water resistance cannot be obtained. When a large amount of hardener is added to increase the water resistance, the formation of gel increases and the color change increases. There was a problem that the adhesion strength with the aggregates is lowered.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 첨가량이 증가하여도 색상변화가 일어나지 않는 경화제를 포함한 코팅 조성물을 이용하여 제조되고, 열처리 후에 색상이 변화되지 않는 칼라골재 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.The present invention has been made in order to solve the problems as described above, the object is to prepare a coating composition containing a curing agent that does not occur color change even if the addition amount is increased, the color aggregate does not change after heat treatment and It is to provide a manufacturing method.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 칼라골재는 알칼리 금속 규산염에, 알루미노 실리케이트족 광물의 대체물인 실리카졸, 알루미나졸 또는 그 둘의 혼합물에 구연산 나트륨과 같은 물질이 혼합된 경화제 등을 첨가하여 바인더를 제조하고, 이러한 바인더에 색상부여제 및 물을 첨가하여 코팅 조성물을 제조한 후, 혼합기 내로 40∼120℃의 열풍을 투입한 상태에서 코팅 조성물로 골재의 표면을 코팅하고, 코팅 조성물로 코팅된 골재를 로 내의 60∼1000℃에서 열처리함으로써 제조된다.In order to achieve the object as described above, the color aggregate according to the present invention is a curing agent in which a substance such as sodium citrate is mixed with an alkali metal silicate, silica sol, alumina sol, or a mixture thereof, which is an alternative to an aluminosilicate group mineral. A binder is prepared by adding a color additive and water to the binder to prepare a coating composition, and then the surface of the aggregate is coated with the coating composition in a state where hot air at 40 to 120 ° C. is introduced into the mixer, Aggregates coated with the coating composition are prepared by heat treatment at 60-1000 ° C. in a furnace.
본 발명에 따른 칼라골재는, 알칼리 금속 규산염과, 알루미노 실리케이트족 광물의 대체물을 포함한 경화제 등으로 이루어지는 바인더와, 이러한 바인더에 색상부여제 및 점도조절제로서 사용되는 물 등이 혼합되어 이루어진 코팅 조성물에 의해 코팅된 골재이며, 코팅 조성물을 이루는 각각의 원료에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.The color aggregate according to the present invention comprises a binder composed of an alkali metal silicate and a curing agent including a substitute for an aluminosilicate group mineral, and a coating composition in which such binder is mixed with water used as a color imparting agent and a viscosity modifier. Aggregate coated by, and described in detail for each raw material constituting the coating composition as follows.
먼저, 알칼리 금속 규산염은 M2O ·nSi02·mH20로 표현되는데, 알칼리 금속 규산염에는 m이 0인 분말형과 m이 0보다 큰 액상형이 있으며, 분말형과 액상형을 단독으로 또는 이 둘을 혼합하여 사용할 수 있다. 복합 사용시 액상형 알칼리 금속 규산염과 분말형 금속 규산염의 혼합비율에 제한은 없고, 다만 고형분인 M2O ·nSi02와 물과의 중량 비율이 5:95 ∼ 60:40 이면 된다.First, the alkali metal silicate is represented by M 2 O · nSi0 2 · mH 2 0, an alkali metal silicate, the m is 0 powdered and m is, and the larger aeksanghyeong than 0, alone, or both the powdered and aeksanghyeong Can be mixed and used. There is no restriction on the mixing ratio of the liquid alkali metal silicate and the powdered metal silicate in the combined use, except that the weight ratio of M 2 O.nSi0 2 , which is a solid component, to water is 5:95 to 60:40.
이것은, 알칼리 금속 규산염 용액 중의 M2O ·nSi02함량이 5 중량보다 작은 경우에는 바인더로서의 역할이 불가능하며, 60 중량보다 큰 경우에는 점도가 높아져 골재에 코팅한 후 균열이 발생하기 때문이다. 가장 바람직하게는 알칼리 금속 규산염 용액 중의 M2O ·nSi02함량이 15∼35 중량인 것이다.This is because, when the M 2 O.nSi0 2 content in the alkali metal silicate solution is less than 5 weights, it is impossible to serve as a binder. When the M 2 O.nSi0 2 content is less than 60 weights, the viscosity becomes high and the crack occurs after coating on the aggregate. Most preferably, the M 2 O.nSi0 2 content in the alkali metal silicate solution is 15 to 35 weight.
알칼리 금속 규산염의 M은 알칼리족 금속으로서 K, Na, Li 등이 있으며, M2O와 SiO2의 몰비가 1:0.8∼4 의 조성으로 이루어지도록 한다.M of the alkali metal silicate includes K, Na, Li, and the like as the alkali metal, and the molar ratio of M 2 O to SiO 2 is made to be 1: 0.8 to 4.
이것은, M2O의 1에 대한 SiO2의 몰비가 0.8 보다 작은 경우에는 경화 후 내수성이 부족하게 되고, 4 보다 큰 경우에는 부착강도가 저하되기 때문이다. 내수성이 우수한 경화체를 얻기 위해서는 M2O와 SiO2의 몰비가 1:2.3∼3.2의 조성으로 이루어진 알칼리 금속 규산염을 사용하는 것이 가장 바람직하다.This is because, when the molar ratio of SiO 2 to 1 of M 2 O is less than 0.8, water resistance after curing is insufficient, and when greater than 4, the adhesion strength is lowered. In order to obtain a cured product excellent in water resistance of 1 molar ratio of M 2 O and SiO 2: it is most preferable to use an alkali metal silicate composed of the composition of from 2.3 to 3.2.
다음, 경화제는 알칼리 금속 규산염의 경화 후 재용해를 방지하기 위해 첨가하는 것으로서, 알칼리 금속 규산염과 혼합하였을 경우 pH가 8.5∼ll.5 가 되도록하는 물질이면 된다. 이러한 물질로서, 수용성의 황산염계, 질산염계, 인산염계, 붕산염계, 아민계, 소듐 알루미네이트, 가성소다, 구연산, 또는 구연산 금속염 등이 있으며, 이들 중에서 하나를 선택하여 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.Next, the curing agent is added to prevent re-dissolution after curing of the alkali metal silicate, and when mixed with the alkali metal silicate, the material may have a pH of 8.5 to ll.5. Such materials include water-soluble sulfates, nitrates, phosphates, borates, amines, sodium aluminate, caustic soda, citric acid, or citric acid metal salts. It can be mixed and used.
경화제의 첨가량은 바인더 100에 대해 0.05∼7 중량인데 보다 중요한 것은 알칼리 금속 규산염과 혼합하였을 경우 pH가 8.5∼ll.5 가 되도록 한다는 것이다. 이것은, pH가 8.5 보다 작을 경우에는 겔의 생성량이 과다하여 내수성은 향상되지만 색상변화가 크고 열처리시 표면에 균열이 발생하게 되며, pH가 11.5 보다 큰 경우에는 내수성이 저하되기 때문이다.The amount of the curing agent added is 0.05 to 7 weight based on the binder 100, but more importantly, the pH is 8.5 to ll.5 when mixed with the alkali metal silicate. This is because when the pH is less than 8.5, the amount of gel is generated to improve the water resistance, but the color change is large and cracks are generated on the surface during heat treatment, and when the pH is higher than 11.5, the water resistance is lowered.
다음, 또 다른 경화제로서, 본 발명에서는 알루미노 실리케이트족 광물을 대신하여 실리카졸, 알루미나졸, 또는 그 둘의 혼합물을 사용한다. 실리카졸은 알칼리 금속 규산염 및 경화제와 혼합하였을 경우 pH가 8.5∼11.5 가 되도록 한다.Next, as another curing agent, silica sol, alumina sol, or a mixture of the two is used in place of the aluminosilicate group mineral in the present invention. The silica sol has a pH of 8.5-11.5 when mixed with alkali metal silicate and hardener.
알루미노 실리케이트족 광물을 대신하여 실리카졸, 알루미나졸 또는 그 둘의 혼합물을 사용하면, 바인더가 경화 후 흰색 또는 투명질을 나타내므로 바인더와 색상 부여제가 혼합된 코팅 조성물로 코팅된 칼라골재의 색상이 열처리 후에도 동일한 색상을 나타내게 된다.If silica sol, alumina sol, or a mixture of the two is used in place of the aluminosilicate mineral, the color of the color aggregate coated with the coating composition mixed with the binder and the color imparting agent is increased because the binder shows white or transparent quality after curing. The same color appears after the heat treatment.
실리카졸의 첨가량은 다른 경화제와는 달리 첨가량의 변화에 따라 특성이 변한다. 실리카졸의 첨가량은 바인더 100에 대해 0.1∼60 중량이다. 0.1 중량정도로 소량 첨가할 경우에도 경화 후 알칼리 금속 규산염의 내수성 등의 물성을 향상시킬 수 있다. 그러나 60 중량를 초과하여 첨가하면 내수성은 향상되지만, 골재와의 부착강도가 약해져 사용이 불가능하다.Unlike other curing agents, the amount of silica sol added varies with the amount of silica sol added. The addition amount of silica sol is 0.1-60 weight with respect to the binder 100. Even when a small amount is added at about 0.1 weight, physical properties such as water resistance of alkali metal silicate can be improved after curing. However, if it is added in excess of 60 weight, water resistance is improved, but the adhesion strength with the aggregate is weak, making it impossible to use.
이 때 알루미나졸을 10 중량이하로 첨가하면 보다 우수한 특성을 나타내게 된다. 알루미나졸 단독으로 10 중량이하 첨가하여도 좋다. 그러나 알루미나졸을 10 중량를 초과하여 첨가하면 겔의 생성량이 증가하여 골재와의 부착강도를 저하시키는 요인으로 작용하게 된다.In this case, when the alumina sol is added in an amount of 10 wt. You may add 10 weight or less independently of alumina sol. However, when the alumina sol is added in excess of 10 weights, the amount of gel produced increases, which acts as a factor of lowering the adhesion strength with the aggregate.
다음, 이와 같은 바인더에 색상을 부여하기 위해 본 발명에서 첨가하는 색상부여제에는 산화제1철, 산화제2철, 산화제3철, 산화크롬, 이산화망간, 카본블랙 등을 포함한 각종 무기안료가 있으며, 이들 중에서 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용한다.Next, there are various inorganic pigments including ferrous oxide, ferric oxide, ferric oxide, chromium oxide, manganese dioxide, carbon black, etc., in the present invention, to add color to such a binder. It is used individually or in mixture of 2 or more types.
색상부여제의 첨가량은 바인더와 혼합한 전체 코팅 조성물 100에 대해 5∼95 중량이며, 사용골재의 흡수율에 따라 첨가량을 달리하여야 한다. 만약, 95 중량를 초과하여 첨가할 경우 과잉첨가로 인해 색상이 용출되는 문제점이 있다.The addition amount of the color additive is 5 to 95 weight based on the total coating composition 100 mixed with the binder, and the addition amount should be changed according to the absorption rate of the aggregate used. If it is added in excess of 95, there is a problem that the color is eluted due to the excess addition.
또한, 골재의 종류에 따라 점도를 조절하여야 하는데 점도조절제로는 물을 사용한다.In addition, the viscosity should be adjusted according to the type of aggregate, water is used as a viscosity regulator.
한편, 칼라골재의 제조시 분진발생을 감소시키고 칼라골재의 내수성을 향상시킬 목적으로 실리콘계 오일, 실란계 수지 또는 페놀 레진 등을 외삽으로 10 중량이하로 첨가할 수도 있다.Meanwhile, silicone oil, silane resin, or phenol resin may be extrapolated to less than 10 wt% in order to reduce dust generation and improve water resistance of the color aggregate during manufacture of the color aggregate.
또는, 칼라골재의 색상변화 방지와, 내산화성, 내후성 등의 물성 증진을 위해, Cu, Sn, Zn, Ni 등과 같은 금속 또는 이들 금속의 산화물, 황화물, 또는 탄화물을 외삽으로 50 중량이하 첨가할 수도 있다.Alternatively, in order to prevent color change of color aggregates and to improve physical properties such as oxidation resistance and weather resistance, metals such as Cu, Sn, Zn, Ni, or oxides, sulfides, or carbides of these metals may be additionally added by 50 wt. have.
상기한 바와 같은 코팅 조성물에 의해 골재를 코팅하여 본 발명에 따른 칼라골재를 제조하는데, 그 제조방법에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.Coating the aggregate by the coating composition as described above to produce a color aggregate according to the present invention, the production method will be described in detail as follows.
본 발명에 따른 칼라골재의 제조방법은 사용하는 골재의 종류에 따라 달라진다. 인조석, 소결석 또는 수세된 골재를 사용할 경우에는, 골재의 표면에 미분이 존재하지 않기 때문에 바인더 및 색상부여제의 혼합물에 골재의 표면을 1회 또는 2회 이상 코팅처리하면 칼라골재를 제조할 수 있다.The method for producing a colored aggregate according to the present invention depends on the type of aggregate used. In the case of using artificial stone, sintered stone or washed aggregate, since fine powder is not present on the surface of aggregate, color aggregate can be produced by coating the surface of aggregate once or twice with mixture of binder and color additive. have.
그러나 수세가 되지 않아 표면에 미분이 존재하는 천연골재의 경우에는, 색상부여제가 첨가되지 않은 바인더만으로 1차 코팅을 실시한 후에 색상부여제가 혼합된 코팅 조성물로 코팅하여야 한다.However, in the case of natural aggregate having fine powder on the surface because it is not washed with water, it should be coated with the coating composition mixed with the color additive after performing the first coating only with the binder without adding the color additive.
내산화성, 내후성 등의 물성 향상을 위해 첨가하는 Cu, Sn, Zn, Ni 등과 같은 금속 또는 이들 금속의 산화물, 황화물, 또는 탄화물 등을 1차 코팅시 첨가하면 더욱 효과적이다.It is more effective to add metals such as Cu, Sn, Zn, Ni, or the like, which are added to improve physical properties such as oxidation resistance and weather resistance, or oxides, sulfides, or carbides of these metals in the primary coating.
또 1차 코팅시 분진발생을 감소시키고 골재의 내수성을 향상시킬 목적으로 실리콘계 오일, 실란계 수지 또는 페놀 레진 등을 외삽으로 10 중량이하로 첨가하면 효과적인데, 이러한 유기물은 첨가량이 증가함에 따라 분진발생율은 떨어지지만 내열성 및 기타특성이 저하되는 것을 고려하여 첨가량을 조절하여야 한다.In addition, it is effective to add silicone oil, silane resin, or phenol resin by extrapolation of less than 10 wt% for the purpose of reducing dust generation and improving the water resistance of aggregate when these organic substances are added. Is lowered but the amount of addition should be adjusted in consideration of deterioration of heat resistance and other properties.
한편, 본 발명에서는 9.2×108Pa 이상의 강도를 가지는 골재를 사용하는 것이 바람직하다. 이것은 9.2×108Pa 보다 작은 강도를 가지는 골재를 사용할 경우, 스크류 형태의 원료이송장치에서 칼라골재가 분쇄되어 제품에 문제가 생기기 때문이다. 또한, 금속기와의 경우, 시공시에 망치 등의 공구를 사용하기 때문에 시공시 골재의 강도가 중요하다. 이러한 골재의 비중은 낮을수록 효과적이며 이에 적합한 골재는 편마암 등이 있다.On the other hand, in the present invention, it is preferable to use aggregate having a strength of 9.2 × 10 8 Pa or more. This is because when the aggregate having a strength of less than 9.2 × 10 8 Pa is used, the color aggregate is crushed in the screw feeder, which causes problems in the product. In addition, in the case of a metal machine, since the tools, such as a hammer, are used at the time of construction, the strength of aggregate at the time of construction is important. The lower the specific gravity of such aggregates, the more effective and suitable aggregates are gneiss.
골재를 코팅할 때에는 골재의 분쇄량을 최소화할 수 있는 드럼형 혼합기, 무중력 혼합기 등에 골재를 넣고 혼합기를 가동하고 여기에 바인더 및 색상부여제의 혼합물을 2∼15 중량정도 투입하여 골재 표면을 코팅한다.When coating the aggregate, put the aggregate into a drum type mixer or gravity-free mixer that can minimize the amount of aggregate grinding, and start the mixer, and add 2 to 15 weights of the mixture of binder and color additive to coat the aggregate surface. .
이 때, 코팅 후 뭉침을 방지하기 위해 건조시 발생하는 폐열을 이용한 열풍발생장치를 설치하여 열풍을 투입한 상태에서 코팅하는 것이 더욱 효과적이며, 코팅설비에 투입되는 열풍의 온도는 40∼120℃이면 바람직하다.At this time, in order to prevent agglomeration after coating, it is more effective to install a hot air generating device using waste heat generated during drying and to coat it in a state where hot air is put therein. desirable.
코팅 후에는 60∼1000℃에서 5분 이상 열처리를 수행하며, 가장 바람직한 열처리 온도는 300℃이다. 열처리하는 시간은 열처리 온도가 올라갈수록 짧아지는데, 예를 들어 300℃에서는 15분 이상 열처리하고 1000℃에서는 5분 이상이면 되며, 이는 종래 칼라골재의 제조시 요구되는 열처리 시간보다 훨씬 짧은 것이다.After coating, the heat treatment is performed at 60 to 1000 ° C. for at least 5 minutes, and the most preferable heat treatment temperature is 300 ° C. The heat treatment time becomes shorter as the heat treatment temperature increases, for example, heat treatment may be performed for 15 minutes or more at 300 ° C. and 5 minutes or more at 1000 ° C., which is much shorter than the heat treatment time required in manufacturing a conventional aggregate.
이후, 칼라골재를 체거름하여 원하는 입도별로 구분하여 사용하게 된다.Afterwards, the color aggregates are sieved and used for each desired particle size.
이하 본 발명의 실시예를 통하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter will be described in more detail through embodiments of the present invention.
본 발명의 실시예에서는 표면에 미분이 존재하는 천연석을 골재로 사용하며 따라서 먼저, 1차 코팅을 위한 바인더를 제조하였다. 1차 코팅을 위한 바인더의 조성은 표 1에 나타나 있는데, 표 1에는 ①∼⑧의 8가지 경우에 대한 조성이 바인더 100에 대한 중량로 나타나 있다.In the embodiment of the present invention, a natural stone having fine powder on its surface is used as an aggregate, and thus, a binder for primary coating was first prepared. The composition of the binder for the primary coating is shown in Table 1, and in Table 1, the compositions for the eight cases of ① to ⑧ are shown by weight with respect to the binder 100.
알칼리 금속 규산염은 고형분이 36인 액상형 알칼리 금속 규산염을 사용하였다.As the alkali metal silicate, a liquid alkali metal silicate having a solid content of 36 was used.
표 1에 나타난 조성으로 알칼리 금속 규산염에 경화제 등의 기타 부원료를 첨가하고 강력교반 혼합기를 이용하여 혼합한 후, 이를 드럼형 혼합기에 들어있는 천연석 골재에 4 중량첨가하고 열풍을 투입하면서 혼합하여 골재표면을 코팅한 다음, 300℃로 유지된 회전로에서 30분간 열처리하였다.In the composition shown in Table 1, other auxiliary raw materials such as hardeners and the like are added to the alkali metal silicate and mixed using a strong stirring mixer, and then 4 weights are added to the natural stone aggregate contained in the drum-type mixer and mixed with hot air. Was coated and then heat treated for 30 minutes in a rotary furnace maintained at 300 ° C.
상기한 바와 같은 방법으로 제조된 바인더로 천연석 골재를 1차 코팅한 후, 내수성, 부착성, 내알칼리성, 내산성 및 내열성을 평가하였다.After primary coating the natural stone aggregate with the binder prepared by the method as described above, the water resistance, adhesion, alkali resistance, acid resistance and heat resistance were evaluated.
상온에서의 내수성 평가는 증류수 200 ml가 채워진 비이커에 100g의 코팅골재를 투입한 후, 상온에서 48시간 동안 저속교반을 수행한 다음, pH 변화를 관찰하였다.Water resistance evaluation at room temperature was put 100g coated aggregate into a beaker filled with 200 ml of distilled water, and then subjected to low speed agitation for 48 hours at room temperature, and then observed the pH change.
100℃에서의 내수성 평가시험방법은 증류수 200 m1가 채워진 비이커에 100g의 코팅골재를 투입하고 핫 플레이트에서 48시간 동안 저속교반을 수행한 다음, pH 변화를 관찰하였다.In the test method for evaluating water resistance at 100 ° C., 100 g of coated aggregate was added to a beaker filled with 200 m 1 of distilled water, and then subjected to low speed stirring on a hot plate for 48 hours, and then observed the pH change.
이 때 관측된 pH 값의 7±0.5가 내수성 합격기준이며, 이것은 증류수 pH의 7에서 변화량이 0.5 이하로서 바인더가 거의 용출되지 않았음을 의미하기 때문이다. 표 1에 나타난 바와 같이 본 발명의 실시예에 따라 1차 코팅한 천연석 골재의 내수성은 ①∼⑧의 모든 경우에서 우수하였다.At this time, 7 ± 0.5 of the observed pH value is the acceptance criteria for water resistance, because it means that the amount of change in the distilled water pH of 7 is 0.5 or less and little binder is eluted. As shown in Table 1, the water resistance of the primary-coated natural stone aggregate according to the embodiment of the present invention was excellent in all cases of ① to ⑧.
바인더와 골재와의 코팅 부착성은, 우레탄볼을 이용하여 24시간 동안 코팅골재를 볼밀링한 후 미분 발생량을 관측함으로써 평가하였다. 관측된 미분 발생량이 0.5 중량이하이면 부착성은 양호한 것으로 평가되는데, 이 때 미분은 바인더가 골재로부터 떨어져 나와서 발생되는 것으로서 미분 발생량이 작을수록 부착성이 우수한 것으로 평가할 수 있기 때문이다.The coating adhesion between the binder and the aggregate was evaluated by observing the amount of fines generated after ball milling the coated aggregate for 24 hours using a urethane ball. When the amount of fine powder observed is 0.5 weight or less, the adhesion is evaluated as good, because fine powder is generated when the binder is separated from the aggregate, and the smaller the fine powder is, the better the adhesion is.
표 1에 나타난 바와 같이 본 발명의 실시예에 따라 1차 코팅한 천연석 골재의 부착성은 ①∼⑧의 모든 경우에서 우수하였다.As shown in Table 1, the adhesion of the primary-coated natural stone aggregate according to the embodiment of the present invention was excellent in all cases of ① to ⑧.
내알칼리성과 내산성은 각각 NaOH 10수용액과 염산 10수용액 200 m1에 100g의 코팅골재를 투입하고 48시간후의 표면의 상태를 관찰하였으며, 그 결과 본 발명의 실시예에 따라 1차 코팅한 천연석 골재의 내알칼리성 및 내산성은 ①∼⑧의 모든 경우에서 표면 상태가 변화 없이 양호하였으므로 내알칼리성 및 내산성이 우수함을 알 수 있었다.Alkali and acid resistance of 100 g of coated aggregate were added to 200 m1 of 10 aqueous solution of NaOH and 10 aqueous solution of hydrochloric acid, respectively, and the surface condition was observed after 48 hours. Alkaline and acid resistance were excellent in alkali and acid resistance because the surface condition was good in all cases of ① to ⑧ without change.
내열성은 1000℃에서 10분 동안 유지한 후, 표면 상태를 관찰한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따라 1차 코팅한 천연석 골재의 부착성은 ①∼⑧의 모든 경우에서 표면 상태가 변화 없이 양호하였으므로 내열성이 우수함을 알 수 있었다.After maintaining the heat resistance at 1000 ℃ for 10 minutes, the surface state was observed, the adhesion of the primary stone natural stone aggregate coated according to the embodiment of the present invention was excellent in all cases of ① to ⑧ because the surface state was good without change It was found to be excellent.
다음, 표 1에서 ①과 ②의 조성으로 이루어진 조성물에 색상 부여제로서 산화철을 첨가하고 점도 조절제로 물을 첨가하였다. 산화철 및 물의 첨가량은 ①과 ② 각각에 대해 6가지로 다르게 하였고, ①에 대한 6가지 경우를 실시예 1∼6이라 하고 ②에 대한 6가지 경우를 실시예 7∼12이라 하여, 실시예 1∼12에 대한 조성이 바인더 및 경화제와 색상 부여제가 혼합된 전체 코팅 조성물 100에 대해 중량로 표 2에 나타내었다.Next, in Table 1, iron oxide was added as a color imparting agent to the composition consisting of ① and ②, and water was added as a viscosity modifier. The amount of iron oxide and water added was different for each of ① and ②, and six cases for ① were called Examples 1 to 6 and six cases for ② were referred to as Examples 7 to 12, and Examples 1 to 2. The composition for 12 is shown in Table 2 by weight relative to the total coating composition 100 in which the binder and the curing agent and the color imparting agent were mixed.
표 2에 나타난 조성으로 바인더에 산화철과 물을 첨가한 다음, 앞에서 언급한 1차 코팅과 동일한 방법으로 열풍을 투입하면서 골재 표면을 코팅한 다음, 300℃로 유지된 회전로에서 30분간 열처리하여 칼라골재를 제조하였다.Iron oxide and water were added to the binder according to the composition shown in Table 2, and then the surface of the aggregate was coated with hot air in the same manner as the above-mentioned primary coating, and then heat-treated for 30 minutes in a rotary furnace maintained at 300 ° C. Aggregate was prepared.
상기한 바와 같은 방법으로 제조된 칼라골재에 대해 1차 코팅 후의 평가와 동일한 방법으로 부착성, 내수성, 내알칼리성, 내산성 및 내열성을 평가하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.In the same manner as the evaluation after the primary coating on the color aggregate prepared by the method as described above, the adhesion, water resistance, alkali resistance, acid resistance and heat resistance were evaluated and the results are shown in Table 2.
코팅 조성물과 골재 사이의 부착성은 1차 코팅 후의 부착성 평가와 동일한 방법으로 미분 발생량을 측정하여 평가하였으며, 그 결과 본 발명의 실시예 1∼12 모두에서 미분 발생량이 0.5 중량이하로서 부착성이 우수한 것으로 나타났다.The adhesion between the coating composition and the aggregate was evaluated by measuring the amount of fine powder generated in the same manner as in the evaluation of the adhesion after the first coating. Appeared.
상온에서의 내수성 및 100℃에서의 내수성은 앞에서 언급한 1차 코팅 후의 내수성 평가와 동일한 조건으로 수행한 후, 색도계를 이용하여 색상변화를 관찰함으로써 평가하였다. 그 결과 본 발명의 실시예 1∼12 모두에서 색상이 변화하지 않아서 내수성이 우수한 것으로 나타났다.Water resistance at room temperature and water resistance at 100 ° C. were evaluated under the same conditions as the above-described water resistance evaluation after the first coating, and then evaluated by observing color change using a colorimeter. As a result, the color did not change in all of Examples 1 to 12 of the present invention was found to be excellent in water resistance.
내알칼리성, 내산성 및 내열성은 앞에서 언급한 1차 코팅 후의 평가와 동일한 조건으로 수행한 후, 색도계를 이용하여 색상변화를 관찰함으로써 평가하였다.그 결과 본 발명의 실시예 1∼12 모두에서 색상 변화가 없었으므로 내알칼리성, 내산성 및 내열성이 우수한 것으로 나타났다.The alkali resistance, acid resistance and heat resistance were evaluated by performing the same conditions as the evaluation after the first coating mentioned above, and then observing the color change using a colorimeter. As a result, the color change in all of Examples 1 to 12 of the present invention was evaluated. It was found to be excellent in alkali resistance, acid resistance and heat resistance.
비교예Comparative example
다음, 비교예로서, 표 1 및 표 2에 나타난 바와 같은 본 발명의 칼라골재 제조를 위한 바인더 및 색상 부여제의 조성으로부터 벗어난 조성으로 바인더 및 색상 부여제의 혼합물을 제조한 후, 이를 이용하여 칼라골재를 제조하였다.Next, as a comparative example, after preparing a mixture of the binder and the color imparting agent in a composition deviating from the composition of the binder and the color imparting agent for producing the color aggregate of the present invention as shown in Table 1 and Table 2, using the color Aggregate was prepared.
먼저, 바인더를 이용하여 천연골재를 1차 코팅하였으며, 이 때 사용된 바인더의 조성은 표 3에 나타내었고, 표 3에는 ⓐ∼ⓖ의 7가지 경우에 대한 조성이 중량로 나타나 있다. 1차 코팅의 방법은 본 발명과 동일하고, 1차 코팅된 골재에 대해 내수성 및 부착성을 평가하여 그 결과를 표 3에 나타내었다.First, the natural aggregate was first coated using a binder, and the composition of the binder used in this case is shown in Table 3, and in Table 3, the compositions for the seven cases of ⓐ to ⓖ are shown by weight. The method of the primary coating is the same as the present invention, the water resistance and adhesion of the primary coated aggregate was evaluated and the results are shown in Table 3.
표 3에 나타난 바와 같이, ⓐ, ⓑ, ⓓ 및 ⓖ의 경우에는 상온 및 100℃에서의 내수성 측정지표인 pH 값이 7±0.5의 범위를 넘었으므로 내수성이 불량하고, ⓔ의 경우에는 100℃에서의 내수성이 불량하였다.As shown in Table 3, in the case of ⓐ, ⓑ, ⓓ and ⓖ, the pH value, which is the measurement value of water resistance at room temperature and 100 ° C, exceeded the range of 7 ± 0.5, and thus the water resistance was poor. The water resistance of was poor.
부착성은 ⓑ, ⓒ, ⓓ, ⓔ 및 ⓕ의 경우 미분량이 0.5 중량를 초과하였기 때문에 불량한 것으로 나타났다.Adhesiveness was found to be poor because the fine amount exceeded 0.5 in the case of ⓑ, ⓒ, ⓓ, ⓔ and ⓕ.
다음, 표 3에서 ⓐ와 ⓑ의 조성으로 이루어진 바인더에 색상 부여제로서 산화철을 첨가하고 점도 조절제로 물을 첨가하였다. 산화철 및 물의 첨가량은 ⓐ와 ⓑ 각각에 대해 6가지로 다르게 하였고, ⓐ에 대한 6가지 경우를 비교예 1∼6이라 하고 ⓑ에 대한 6가지 경우를 비교예 7∼12이라 하여, 비교예 1∼12에 대한 조성이 중량로 표 4에 나타내었다.Next, in Table 3, iron oxide was added as a color imparting agent to a binder composed of ⓐ and ⓑ, and water was added as a viscosity modifier. The amount of iron oxide and water added was different for each of ⓐ and ⓑ, and six cases for ⓐ were referred to as Comparative Examples 1 to 6, and six cases for ⓑ were referred to as Comparative Examples 7 to 12. The composition for 12 is shown in Table 4 by weight.
표 4에 나타난 조성으로 바인더에 산화철과 물을 첨가한 다음, 실시예와 동일한 방법으로 열풍을 투입하면서 골재 표면을 코팅한 다음, 300℃로 유지된 건조기에서 30분간 열처리하여 칼라골재를 제조하였다.Iron oxide and water were added to the binder in the composition shown in Table 4, the surface of the aggregate was coated with hot air in the same manner as in Example, and then heat-treated in a drier maintained at 300 ° C. for 30 minutes to prepare a color aggregate.
상기한 바와 같은 방법으로 제조된 칼라골재에 대해 실시예와 동일한 방법으로 부착성, 내수성, 내알칼리성, 내산성 및 내열성을 평가하고 그 결과를 표 4에 나타내었다.The color aggregate produced by the method as described above was evaluated in the same manner as in the adhesion, water resistance, alkali resistance, acid resistance and heat resistance and the results are shown in Table 4.
코팅 조성물과 골재 사이의 부착성은 1차 코팅 후의 부착성 평가와 동일한 방법으로 미분 발생량을 측정하여 평가하였으며, 그 결과 비교예 1∼12 모두에서미분 발생량이 0.5 중량을 초과하여 부착성이 불량한 것으로 나타났다.The adhesion between the coating composition and the aggregate was evaluated by measuring the amount of fine powder generated in the same manner as the evaluation of the adhesion after the first coating. As a result, the amount of fine powder exceeded 0.5 weight in all of Comparative Examples 1 to 12, indicating poor adhesion. .
상온에서의 내수성 및 100℃에서의 내수성은 앞에서 언급한 1차 코팅 후의 내수성 평가와 동일한 조건으로 수행한 후, 색도계를 이용하여 색상변화를 관찰함으로써 평가하였다. 그 결과 비교예 1∼12 모두에서 색상이 탈색되어 내수성이 불량한 것으로 나타났다.Water resistance at room temperature and water resistance at 100 ° C. were evaluated under the same conditions as the above-described water resistance evaluation after the first coating, and then evaluated by observing color change using a colorimeter. As a result, in all of Comparative Examples 1 to 12, the color was decolorized and the water resistance was poor.
내알칼리성, 내산성 및 내열성은 앞에서 언급한 실시예와 동일한 조건으로 수행한 후, 색도계를 이용하여 색상변화를 관찰함으로써 평가하였다. 그 결과 비교예 1∼12 모두에서 색상 이 탈색되어 내알칼리성, 내산성 및 내열성이 불량한 것으로 나타났다.The alkali resistance, acid resistance and heat resistance were evaluated by performing the same conditions as in the above-mentioned examples, and then observing the color change using a colorimeter. As a result, in all of Comparative Examples 1 to 12, the color was discolored, indicating that alkali resistance, acid resistance and heat resistance were poor.
본 발명에 따른 칼라골재는 종래보다 낮은 온도인 60∼1000℃에서 종래보다 짧은 시간 동안 열처리를 수행하여 제조하기 때문에, 생산원가가 절감되는 효과가 있다.Color aggregate according to the present invention is produced by performing a heat treatment for a shorter time than conventional at 60 to 1000 ℃, a lower temperature than the conventional, there is an effect that the production cost is reduced.
또한, 본 발명에서는 바인더에 사용되는 경화제로서 기존에 사용되어온 알루미노 실리케이트족 광물을 대신하여 실리카졸 또는 실리카졸과 알루미나졸의 혼합물을 사용함으로써, 바인더가 경화 후 흰색 또는 투명질을 나타내므로 바인더와 색상 부여제가 혼합된 코팅 조성물로 코팅된 칼라골재의 색상이 열처리 후에도 동일한 색상을 나타내는 효과가 있다.In addition, in the present invention, by using silica sol or a mixture of silica sol and alumina sol in place of the aluminosilicate group minerals that have been used as a curing agent used in the binder, since the binder shows white or transparent after curing, The color of the color aggregate coated with the coating composition mixed with the color imparting agent has the effect of showing the same color even after the heat treatment.
본 발명에 따른 칼라골재는 알루미노 실리케이트족 광물을 사용하였던 종래 칼라골재에 비해 내수성, 내후성 및 내열성이 우수한 효과가 있다.Color aggregate according to the present invention has an excellent water resistance, weather resistance and heat resistance compared to the conventional color aggregate using aluminosilicate group minerals.
한편, 본 발명에서는 9.2×108Pa 이상의 강도를 가지는 골재를 사용하여 스크류 형태의 원료이송장치에서 칼라골재가 분쇄되는 일이 미연에 방지되며, 시공시 망치 등의 공구를 사용하여도 파괴되지 않아서 시공이 용이한 효과가 있다.On the other hand, in the present invention, using the aggregate having a strength of 9.2 × 10 8 Pa or more in the screw-type raw material transfer device is prevented from being crushed in the collar, and not destroyed even when using a tool such as a hammer during construction It is easy to install.
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