KR100660987B1 - 일정한 패턴을 지닌 콘크리트 표면을 생성시키는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트 표면 지연제의 도움으로 패턴화된 콘크리트 표면을 생성시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 요망된 패턴을 형성시키는 표면 지연제를 캐스팅하고자 하는 콘크리트와 직접 접촉하게 되는 표면으로 전달하는데 프린팅 기술 또는 출력 기술이 이용된다. 프린팅 또는 출력 기술은 또한 동일하거나 별도의 전달 단계에서, 이형제, 또는 콘크리트의 표면에 영향을 미치는 그 밖의 물질을 캐스팅하고자 하는 콘크리트와 접촉하게 되는 표면으로 전달시키는 데에도 사용될 수 있다.

Description

일정한 패턴을 지닌 콘크리트 표면을 생성시키는 방법 {A METHOD FOR CREATING A PATTERNED CONCRETE SURFACE}

본 발명은 일정한 패턴을 지닌 콘크리트 표면을 생성시키는 방법에 관한 것이다. 이러한 방법은 거푸집 및 캐스팅 기술로 콘크리트 표면 구조를 형상화시키는 무수한 가능성을 제공한다. 본 발명의 방법은 조립식 유닛을 캐스팅할 때와 인-시츄(in-situ) 캐스팅할 때 모두에 적용될 수 있다.

이전에는, 골재 노출 콘크리트 표면을 생성시키기 위해, 콘크리트 거푸집 및 캐스팅 기술에서 콘크리트의 표면 지연을 사용하여 왔다. 콘크리트의 경화를 지연시키는 콘크리트 표면 지연제(retarding agent)는 현존하는 물질이다. 이들 물질은 골재 노출 콘크리트 표면을 생성시키는데 사용된다.

특히, 조립식 콘크리트 유닛을 캐스팅할 때, 표면 지연제가 이미 고르게 분포된 종이가 거푸집의 바닥에서 사용되어, 치밀한 골재 노출 콘크리트 유닛이 생성되게 한다.

표면 지연제는 또한 표면 지연제가 몇가지 종류의 스텐실을 통해 거푸집의 바닥으로 수작업에 의해 기계적으로 퍼지게 하여 다소 독특한 이미지를 생성시키는 방식으로 특정의 분야에서 명백하게 사용된다.

표면 지연제 기술을 사용함으로써 일정한 패턴을 지닌 골재 노출 콘크리트가 소정의 범위내에서 제조될 수 있는 방법도 또한 공지되어 있다. 본 발명과 어느 정도 공통점이 있는 이러한 두가지 방법은 하기에 상세하게 기술된다. 그러나, 인용된 공지문헌의 기술은 분명 본 발명에 비하여 기술적 및 경제적으로 낙후된 기술이다.

한 방법의 개념은 US-4055322호에 기술되어 있다. 이러한 방법에서, 표면 지연제는 투수성 막상에 분포된다. 상기 투수성 막은 표면 지연제가 거푸집 표면에 직면하고 콘크리트가 상기 막의 상부에서 캐스팅되는 방식으로 거푸집내에 놓여진다. 작용을 위해, 표면 지연제는 콘크리트로부터 유출된 물의 도움을 받는 확산에 의해 막을 통하여 콘크리트의 표면으로 이동하여야 한다.

이러한 방법의 단점은 투수성에 대한 요건이, 사용될 수 있는 물질로서 표면 지연제가 분포되는 물질을 제한한다는 것이다. 게다가, 새로운 콘크리트의 요건이 또한 조절하기 어려운 물의 충분한 유출을 포함하고 있다. 이것은 현재의 콘크리트 기술에서 특히 그러하며, 정확하게는 장기 내구성을 보장하는 콘크리트 등급이 아주 작은 정도의 물의 유출을 특징으로 하는 기술에서 그러하다. 반면, 투과성 막은 또한 막 내부에서 지연제가 거푸집 방향으로 이동하는 것이 상기 특허에 고려되어 있지 않으며 아마 방지될 수 없기 때문에 최종적인 결과를 약화시킨다. 이와 같이, 노출된 표면과 노출되지 않은 표면 사이의 경계는 정확하지 않다. 전체적으로, 언급된 특허문헌에 따른 방법에서 표면 지연제의 작용의 제어는 현재 출원중인 특허에 따른 방법보다 결정적으로 불량한 것으로 여겨진다.

실제로, US-4055322호에 따른 방법에 의해 제조된, 모든 평탄하게 캐스팅된 콘크리트 표면상의 콘크리트에 직면하고 있는 거푸집 재료는 상기 언급된 투수성 막이다. 상기 막은 평탄하게 캐스팅된 표면의 품질에 대하여 바람직하지 않으며, 최소한 제어할 수 없는 효과를 가질 수 있다.

그 밖의 방법의 개념은 EP-0052237호에 기술되어 있다. 이 방법에서는, 일반적인 표면 지연제 막이 사용되며, 이때 표면 처리는 골재 노출 표면이 요망되지 않는 막 부분을 커버링하는데 사용된다.

이러한 방법은 표면 지연제 막이 패턴화시키고자 하는 전체 영역에 요구된다는 점에서 비경제적이다. 사실상, 평탄하게 캐스팅된 표면은 상기 막 뿐만 아니라 화학물질, 즉, 표면 지연제 및 바니시(varnish)의 층을 갖는다. 게다가, 언급된 방법은 단지 하나의 표면 지연제가 동시에 사용될 수 있다는 점에서 본 발명과 결정적으로 다르다.

본 발명은 표면 지연제가 프린팅 기술 또는 출력 기술에 적용되는 신개념을 창출시키려는 시도로 표면 지연제를 사용한다.

본원에 개시되고 있는 방법은, 이전의 방법과는 달리 현재 생성된 평탄하게 캐스팅된 표면의 특성에 영향을 미치는 우수한 가능성을 또한 제공한다. 일반적으로 공지되어 있는 바와 같이, 거푸집의 표면상에 분포된 이형제는 생성된 평탄하게 캐스팅된 표면의 품질에 고유한 영향을 미친다. 상이한 거푸집 재료 및 콘크리트 등급에 적합한 여러 다양한 이형제가 개발되었다. 이형제는 예를 들어 다음과 같은 그룹으로 개략적으로 분류될 수 있다:

- 순수한 광유

- 화학적으로 개질된 식물성 오일

- 식물성 오일과 광유의 혼합물

- 에멀션화된 광유

- 에멀션화된 식물성 오일.

본원에 기술된 방법에서, 적합한 이형제는 표면 지연제가 분포되어 있지 않은 막 부분에 분포될 수 있다. 이것은 요망되는 품질의 평탄하게 캐스팅된 표면을 생성시킨다.

이러한 구체예의 또 다른 장점은 어떠한 패턴도 형성되지 않을 조립식 유닛에서, 막상에서 사용되는 이형제와 동일한 이형제를 평탄한 거푸집의 표면상으로 분포시키기에 충분하다는 점에 있다. 앞서 언급된 방법은 이러한 장점을 갖지 않았으며, 대신에 둘 모두의 방법에서는, 전체적으로 평탄하게 캐스팅된 유닛의 표면이 부분적으로 골재 노출 유닛의 평탄하게 캐스팅된 표면과 동일할 것이 요망되는 경우에, 막은 이들 유닛에 또한 분포되어야 한다. 이제까지, 콘크리트 제조업자는 평탄하게 캐스팅된 표면의 품질에 영향을 미칠 수 없었다.

본 발명에 따른 방법은 다음과 같은 특성을 지닌 해결책을 달성하고자 의도된 것이다 :

1. 본 방법은 유닛들과 다양한 그래픽 릴리프 표면 사이의 접합부가 디자인의 일부로서 고려되게 하는, 콘크리트 캐스팅 기술공학에서 콘크리트에 대한 신종의 표면 처리법을 창출하는데 사용될 수 있다.

2. 본 방법은 디자이너에게 다양한 그래픽 패턴을 지닌 콘크리트의 표면 구조를 형성시키는 무수한 가능성을 제공한다.

3. 본 방법은 가능한 한 유동적이며, 다양한 종류의 콘크리트 캐스팅에 적용될 수 있다.

4. 본 방법의 출발점은 가능한 대부분의 디자이너에게 친밀한 생성방법을 제공하는 것이다. 디자이너는 데이터 네트워크 상에서 완성된 디자인을 생산 공장에 보낼 수 있다.

5. 빗물의 유거수 및 도시 공기의 오염에 관한 주요한 목적은 디자인하는 동안에 이미 전면의 오염을 예기하는 것이다.

6. 통상의 콘크리트 표면에 비하여 상당한 추가 비용 발생을 피할 수 있다.

상기 방법은 거푸집 및 캐스팅 기술공학에서 프린팅 기술 또는 출력 기술에 의해 콘크리트 표면 지연제 및, 요망되는 경우에, 이형제 또는 그 밖의 요망 물질을 사용하는 것을 기초로 한다. 요망되는 표면 패턴은 콘크리트 표면 지연제가 안료로서 사용되는 프린팅 기술 또는 출력 기술에 의해 거푸집의 캐스팅 표면으로 전달된다. 현대의 프린팅 및 출력 기술은 요망되는 경우에, 콘크리트 표면에 상이한 영향을 미치는 수종의 상이한 표면 지연제 또는 그 밖의 물질의 동시적인 또는 순차적인 첨가를 가능하게 한다. 이것은 본 발명의 기본 원리가 특정한 패턴을 형성시키는 것 뿐만 아니라 표면 지연제가 첨가되지 않은 영역을 콘크리트 표면 및 차례로 생성된 콘크리트 조각의 질에 영향을 미치는 이형제 또는 그 밖의 물질로 표면처리하는 것을 포함하기 때문이다. 표면 지연제는 상이한 깊이에서 영향을 미치는 유형의 표면 지연제일 수 있다.

거푸집의 캐스팅 표면은 표면 지연제가 프린팅 제제 또는 출력 제제로서 작용하는 프린팅 또는 출력 기술에 의해 패턴이 전달되는 막과 같은 물질, 예를 들어, 코팅된 종이 또는 일부 다른 물질일 수 있다. 기술은 세리그라피(serigraphy), 플렉소그라피(flexography), 디지털 출력 기술, 또는 그 밖의 프린팅 또는 출력 기술일 수 있다. 캐스팅된 콘크리트가 경화되면, 거푸집이 탈형되고 콘크리트 조각이 세척되어, 표면 지연제가 거푸집내에 있던 골재 노출 표면의 일부상에 패턴을 형성시킨다.

이러한 방법은 콘크리트 표면을 패턴화하는 이전의 공지된 방법에 비해 수가지의 장점을 갖는다. 조립식 콘크리트 유닛에서 패턴을 형성시키는 공지된 방법은 거푸집의 바닥에 부착된 다양한 프로파일, 거푸집의 바닥상의 일부 스텐실을 통해 브러쉬를 이용한 표면 지연된 분포, 콘크리트 유닛의 표면상의 분사된(sand-blasted) 패턴, 또는 콘크리트 유닛의 기계적 그루빙(grooving)을 포함하였다. 이러한 이전에 공지된 방법은 주로 수작업 공정이어서 시간 소모적이며 덜 제한된 패턴이 콘크리트 표면상에 생성되지 못하게 한다. 상기된 공지문헌의 기술과 비교하여, 본 발명의 방법은 보다 다양하며, 경제적 및 생태학적으로 보다 합리적이다.

본 발명에 따른 신규한 방법은 고도로 자동화된 생성 방법이며 무수히 다양한 패턴을 제공할 수 있다. 본 발명이 도면 및 구체적인 실시예를 참조하여 나중에 기술된 바와 같이 다양한 깊이 효과를 발생시키는데 용이하게 때문에, 제조되는 콘크리트 조각의 표면에 대한 3차원 효과를 생성시키는데 사용될 수 있다.

본 발명은 첨부 도면을 참조하여 상세하게 기술된다:

도 1은 바로 위쪽으로부터 관찰한 상기된 발명에 따라 고안된 하나의 해결책을 도시하고;

도 2는 본 발명에 따른 방법을 사용하여 수득된 콘크리트 조각의 형상의 횡단면을 도시하고;

도 3은 도 1의 횡단면 A-A를 도시한다.

도 1, 2 및 3에서, 층은 명료하게 나타내기 위해 실제의 층 두께가 아닌 상당한 층 두께로 도시하였다. 실제로, 층은 매우 얇다. 최종 생성물의 중심을 이루는, 콘크리트의 표면상에 노출된 골재 입자는 도 2에 의도적으로 도시하지 않았다.

도면에 도시된 예에서, 상이한 세척 깊이까지 지연시키는 3개의 표면 지연제가 사용되며, 프린팅 또는 출력 기술에 의해 표면상에 분포된다. 도면부호 1, 2 및 3은 이들 층을 표시한 것이다. 번호 1로 표시된 상기 지연제는 도 2에서 측면으로 도시된 바와 같이, 콘크리트의 경화를 최대의 깊이까지 지연시킨다. 번호 2로 표시된 제제는 보통의 효과를 가지며, 반면에 번호 3으로 표시된 제제는 최소의 효과를 갖는다.

도 1이 도시하고 있는 바와 같이, 표면 지연제로부터의 패턴은 뚜렷하며 선명한 윤곽선을 나타낸다. 이와 같이, 이들은 직접적이고 선명하게 도시된 이미지를 생성시킨다. 도면에서, 참조번호 4는 표면 지연제와 동일한 기술을 사용하여 표면에 첨가되는 이형제를 표시한 것이다. 일반적으로, 동일한 작업 단계 또는 순차적인 작업 단계가 다양한 물질을 첨가하는데 사용될 수 있다. 동일한 방식으로, 상이한 물질을 분포시킬 때, 출력 기술은 요망에 따라 하나의 물질과 함께 사용될 수 있으며, 프린팅 기술은 요망에 따라 또 다른 물질과 함께 사용될 수 있다. 기술은 예를 들어 하나의 물질이 하나의 기술에 의해 그리고 나머지 물질이 또 다른 기술에 의해 보다 용이하게 분포되기 때문에 선택될 수 있다.

물질 1, 2, 3 및 4가 프린팅 또는 출력 기술에 의해 전달되는, 본질적으로 비투수성 물질은 번호 5로 표시되어 있다. 번호 6은 패턴화된 표면 지연제 막이 놓여지는 평탄화된 거푸집을 나타낸다. 도 2에서, 참조번호 7은 콘크리트를 나타낸다.

이하, 본 발명은 구체 실시예의 도움으로 설명된다.

구체 실시예 1

막상에서의 세리그라피(serigraphy)

콘크리트 표면 지연제가 프린팅 잉크로서 사용되는, 세리그라피를 사용하여 요망되는 표면 패턴이 막에 전달되게 한다. 이렇게 하여, 콘크리트 표면 지연제가 막상에 요망되는 패턴을 형성시키면서 일정한 패턴을 지닌 표면 지연제 막이 형성된다. 세리그라피는 현존하는 반자동 기술이다. 세리그라피에서, 요망되는 개수의 표면 지연제, 이형제 또는 그 밖의 물질이 프린트될 수 있다. 콘크리트 공장에서, 패턴화된 표면 지연제 막을 거푸집의 바닥상에 분포시키며 콘크리트 물질을 상기 거푸집내로 붓는다. 일단 콘크리트가 경화되면, 콘크리트 유닛을 거푸집으로부터 방출시키고 이의 표면을 세척한다. 상기 막에 표면 지연제가 제공된, 콘크리트의 이들 표면 부분에서 일정한 패턴이 발생한다.

정확한 유형의 막의 선택은 처리 동안에 및 요망에 따라 유닛-캐스팅 거푸집의 기저부를 관통시키고 이와 같이 형성된 홀을 진공 저장기에 연결시킴으로써 표면 지연제 막의 구겨짐을 방지시킨다. 진공 저장기는 표면 지연제 막이 거푸집의 바닥에 견고하게 유지되게 한다. 인-시츄 캐스팅에서, 패턴화된 표면 지연제 막은 접착제가 막을 거푸집의 캐스팅 표면에 고정시키는 방식으로 본 발명에 따라 사용될 수 있다.

구체 실시예 2

막상에서의 플렉소그라피

프린팅 잉크로서 콘크리트 표면 지연제를 사용하는 플렉소그라프 프린팅 프레스를 이용하여 요망되는 표면 패턴을 막상에 프린트한다. 플렉소그라프 프린팅 프레스는 제조된 프린팅 판이 롤러 주변에 부착되는, 소위, 롤러 프린팅 프레스(roller printing press)이다. 플렉소그라프 프린팅 프레스는 기계에 따라서, 3-5 미터 임프레션(impression) 및 3미터 길이까지의 반복 패턴을 프린트한다. 플렉소그라프 프린팅 프레스는 하나 및 동일한 작업 단계에서 4개의 색상을 프린트할 수 있다. 플렉소그라프 기술은 일반적으로 대용량의 프린트 런(print run)에서 세리그라피 보다 경제적인 것으로 간주된다. 콘크리트 캐스팅에서, 이러한 기술에 의해 프린트된 표면 지연제 막은 구체 실시예 1에서와 같은 방식으로 사용된다.

구체 실시예 3

디지털 출력 기술

요망되는 표면 패턴을, 5미터 폭까지 임프레션을 프린트할 수 있는 디지털 프린터에 프로그래핑시킨다. 출력 임프레션의 길이는 제한을 받지 않지만, 예를 들어, 5킬로미터 길이의 가변 패턴이 출력될 수 있을 정도의 열 만큼 길 수 있다. 이러한 디지털 출력 프린터는 어떠한 물질상에도 프린트할 수 있는데, 그 이유는 프린팅 노즐이 프린팅 물질이 제거된 것이기 때문이다. 이러한 프린터는 개별적으 로 도장된 차에 대한 요건을 충족시키기 위해서, 최소한 자동차 산업에서는 분명히 사용된다.

콘크리트 표면 지연제 및 이형제는 디지털 프린터에서 패턴화된 표면 지연제 막을 제조할 때 프린팅 잉크로서 사용된다. 이들 물질은 기계에서 보편적으로 사용되는 색상과 동일한 점도로 형성된다. 프린트하고자 하는 물질의 층 두께는 제한없이 디지털 방식으로 조정될 수 있다. 이러한 디지털 프린터는 요망되는 물질상에 요망되는 패턴을 디지털 방식으로 프린트한다. 프린팅 물질은 예를 들어 비투수성 막, 거푸집 합판, 또는 일반적으로는 스테인레스강인 콘크리트 유닛 거푸집의 바닥일 수 있다.

이러한 기술에 의한 지연제 막 출력은 구체 실시예 1에서와 같은 방식으로 조립식 콘크리트 유닛을 캐스팅하는데 사용된다. 이러한 기술을 사용하여 콘크리트 표면 지연제로 프린트된 거푸집 합판은 인-시츄 캐스팅에 사용될 수 있다. 이러한 기술을 사용하여 콘크리트 표면 지연제 패턴으로 프린트된 거푸집의 바닥은 조립식 콘크리트 유닛 캐스팅 기술공학에서 사용된다.

Claims (7)

1. 프린팅 기술 또는 출력 기술에 의해, 캐스팅하려는 콘크리트와 직접 접촉하게 되는 표면으로 직접 전달되는 콘크리트 표면 지연제에 의해 일정한 패턴을 지닌 콘크리트 표면을 생성시키는 방법으로서, 추가로 이형제가 동일한 전달 단계 또는 별도의 전달 단계에서 캐스팅하려는 콘크리트와 직접 접촉하게 되는 표면으로 전달됨을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1항에 있어서, 표면 지연제를 캐스팅하려는 콘크리트와 직접 접촉하게 되는 표면에 전달하기 위해 세리그라피(serigraphy), 플렉소그라피(flexography), 오프셋 프린팅 또는 디지털 출력 기술이 사용됨을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 콘크리트 표면 지연제를 이용하여 생성시키려는 요망되는 패턴이 셀룰로오스, 플라스틱 또는 금속 기재 물질로부터 제조된 막상에 형성된 후, 요망되는 패턴을 지닌 막이 거푸집의 바닥에 배치되어, 패턴이 캐스팅하려는 콘크리트 물질과 마주하게 됨을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 콘크리트 표면 지연제를 이용하여 생성시키려는 요망되는 패턴이 거푸집의 바닥에 직접 형성됨을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 캐스팅 후, 패턴을 생성시키도록 경화가 지연된 콘크리트를 세척하기 위해 캐스팅된 콘크리트 조각이 통상적으로 세척됨을 특징으로 하는 방법.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상이한 깊이에서 작용하여 소정의 패턴을 형성시키는 표면 지연제, 및 이형제가 캐스팅하려는 콘크리트 조각과 접촉하게 되는 표면으로 전달됨을 특징으로 하는 방법.
7. 삭제

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