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KR20160105028A - Method for variation of stone color and Color stone manufactured using the method - Google Patents

Method for variation of stone color and Color stone manufactured using the method Download PDF

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KR20160105028A
KR20160105028A KR1020150028157A KR20150028157A KR20160105028A KR 20160105028 A KR20160105028 A KR 20160105028A KR 1020150028157 A KR1020150028157 A KR 1020150028157A KR 20150028157 A KR20150028157 A KR 20150028157A KR 20160105028 A KR20160105028 A KR 20160105028A
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South Korea
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stone
color
applying
catalyst
electric field
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Inventor
최원석
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한밭대학교 산학협력단
한밭대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention provides a method for changing a stone color effectively enabling the penetration of metal particles by coating a catalyst for changing a color comprising the metal particles and applying an electric field or vacuum. According to the present invention, provided is a color stone having high added value due to uniform color change with respect to total stones by effectively penetrating metal particles which constitute the catalyst for changing a color in an inner portion of the stones.

Description

석재 색상 변환 방법 및 이를 이용하여 제조된 컬러 석재 {Method for variation of stone color and Color stone manufactured using the method}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a stone color conversion method and a color stone produced using the same,

본 발명은 전계를 이용하여 금속입자를 침투시켜 화강석 등의 석재의 색상을 변화시키는 방법과 이러한 방법을 이용하여 제조된 컬러 석재에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for changing the color of a stone such as granite stone by penetrating metal particles using an electric field, and a color stone produced by using such a method.

전세계적으로 매장량과 생산량이 풍부한 화강암 등의 무채색 석재를 고부가가치의 유색 석재로 변환하려는 기술적 시도가 그동안 있어 왔다.Technological attempts have been made to convert colorless stone such as granite, which has abundant reserves and production capacity, into high value-added colored stone all over the world.

종래에는 염료 또는 안료 등을 석재에 도포하여 색을 변환하는 기술(염색기술)이 있었으나, 이 기술의 경우 석재 전체에 침투가 어렵고 설사 염색이 되었다 하더라도 시간이 지나면서 탈색 또는 변색이 일어나거나 색 묻어남 현상 등이 생기는 등의 문제로 인해 건축 내외장재로 사용함에 큰 제약이 있었으며, 이러한 문제로 인하여 양산에 선공한 사례는 없다.Conventionally, there has been a technique (dyeing technology) for converting color by applying dyes or pigments to a stone, but in this technique, even if the whole stone is difficult to penetrate and even if it is dyed, it is discolored or discolored over time, There is a great limitation in using it as interior and exterior materials for construction due to the problems such as the occurrence of the southern phenomenon.

다른 방법으로 유약 등에 사용되고 있는 무기계 안료 등도 많이 시도되었지만 800도 이상의 고온소성으로 인한 석재 손상과 겉 표면에만 처리되는 단점으로 인해 제품화가 이루어지지는 못하였다.In addition, inorganic pigments used in glaze and the like have been tried many times, but commercialization has not been achieved due to the damage of the stone due to the high-temperature firing above 800 degrees and the disadvantage of being treated only on the outer surface.

최근에는 무기촉매를 석재 내부에 침투시키고 촉매반응을 통해 구성 물질을 영구적으로 변환시켜 천연석과 동일한 물리 화학적 특성을 지닌 유색 석재로 변환시키려는 시도가 나타나고 있다.In recent years, attempts have been made to convert an inorganic catalyst to a colored stone having the same physico-chemical properties as natural stone by permeating the interior of the stone and permanently converting the constituent material through a catalytic reaction.

금속은 각기 고유의 색을 가지고 있고, 산소와 결합하여 산화물을 형성하였을 때 다양한 색을 띠게 된다. 산화물의 색은 반응물의 종류 및 온도 등의 반응조건에 따라 다르게 나타날 수 있으며, 몇 가지 금속이 화합물을 형성하였을 때 새로운 색을 나타내기도 한다.Each metal has its own color, and when it forms an oxide with oxygen, it has various colors. The color of the oxide may be different depending on the reaction conditions such as the kind of the reactant and the temperature, and may be a new color when some metals form a compound.

따라서, 본 발명에서는 금속성분을 이온형태 또는 나노 형태로 만들어 석재에 침투시킨 후 금속 산화물을 형성하도록 하여 석재의 색상을 영구히 변환시키는 기술을 적용하고자 한다. Accordingly, in the present invention, a technique of permanently changing the color of a stone by making a metal component into an ionic form or a nano form to form a metal oxide after penetrating into a stone is applied.

그러나, 화강석과 같은 석재의 경우 조직이 치밀하고 기공의 크기가 나노 크기이므로 촉매가 석재 내부까지 침투하는데 어려움이 있었으며, 도 1에서와 같이 석재 중앙부에 색상변환이 이루어지지 않은 부분이 나타나는 문제가 있었다.However, in the case of stone such as granite, since the structure is dense and the pore size is nano-sized, it is difficult for the catalyst to penetrate into the interior of the stone, and there is a problem that a part where color conversion is not performed appears at the center of the stone .

전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 변색촉매를 이루는 금속입자가 석재의 내부까지 침투되어 석재 전면에 대하여 일률적인 색상변환을 하게 할 수 있는 효율적인 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
In order to solve the above-described problems, it is an object of the present invention to provide an efficient method of allowing metal particles constituting a discoloration catalyst to penetrate into the inside of a stone so that uniform color conversion can be performed on the entire surface of the stone.

전술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 금속입자를 포함하는 변색촉매를 석재에 도포하는 단계; 및 상기 석재에 금속입자가 침투하는 방향으로 전계를 인가하는 단계;를 포함하여 이루어지는 석재 색상 변환 방법을 제공한다.As a means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides a method for producing an optical fiber, comprising the steps of: applying a discoloration catalyst containing metal particles to a stone; And applying an electric field in a direction in which the metal particles penetrate the stone.

이때, 상기 전계는 DC 전압이 인가되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 펄스 DC 전압이 인가되는 것이 효과적이다. 또한, 상기 전계는 주기적으로 가해지는 바람직하다.
At this time, it is preferable that the electric field is applied with a DC voltage, more preferably, a pulse DC voltage is applied. Further, it is preferable that the electric field is applied periodically.

전술한 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서, 본 발명은 금속입자를 포함하는 변색촉매를 석재에 도포하는 단계; 및 상기 석재에 진공을 가하는 단계;를 포함하여 이루어지는 석재 색상 변환 방법을 제공한다.
As another means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides a method for manufacturing a metal mold, comprising the steps of: applying a discoloration catalyst containing metal particles to a stone; And applying a vacuum to the stone material.

변색촉매에 포함되는 상기 금속입자는, 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu) 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나로 이루어지는 바람직하다.The metal particles contained in the discoloration catalyst are at least one selected from the group consisting of manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu) .

또한, 상기 변색촉매는, 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu) 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속의 황산염, 염산염 또는 질산염 중 적어도 하나의 수용액으로 이루어지는 것이 바람직하다.
The discoloration catalyst may be at least one metal selected from the group consisting of Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ca, An aqueous solution of at least one of sulfate, hydrochloride or nitrate.

또한, 상기 석재 변환 방법은, 석재에 전계를 인가하는 단계 이전에 석재를 가열하여 건조시키는 단계를 수행하는 것이 바람직하며, 전계를 인가하는 단계 이후에는 석재를 공냉하는 단계를 수행하는 것이 바람직하다.
In the stone conversion method, it is preferable to perform a step of heating and drying the stone before the step of applying the electric field to the stone, and after the step of applying the electric field, the step of air cooling the stone is preferably performed.

한편, 본 발명은 전술한 어느 하나의 석재 색상 변환 방법으로 제조되어 5mm ~ 40mm 깊이로 변색이 이루어진 석재를 제공할 수 있다.
Meanwhile, the present invention can provide a stone produced by any one of the above-described stone color conversion methods and color-changed to a depth of 5 mm to 40 mm.

본 발명에 의하여, 변색촉매를 이루는 금속입자가 석재의 내부까지 효과적으로 침투되게 되어 석재 전체에 대하여 일률적인 색상변환을 할 수 있게 되어 보다 부가가치가 높은 컬러 석재를 제공할 수 있게 된다.    According to the present invention, the metal particles constituting the discoloration catalyst are effectively penetrated into the interior of the stone so that uniform color conversion can be performed with respect to the whole stone, thereby providing a color stone having a higher added value.

이로써, 매장량과 생산량이 상대적으로 많아 저가에 거래되고 있는 석재를 색상과 무늬를 바꿈으로써 최대 10배 이상의 고부가가치를 창출할 수 있다.As a result, it is possible to create high added value up to 10 times by changing the color and pattern of the stone which is traded at a low price due to the relatively large amount of reserves and production.

또한, 건축석재의 특성상 일정기간 채굴 후에 상품성이 현저히 떨어지는데 본 기술을 적용하면 지속적인 수익 창출을 할 수 있다.In addition, due to the nature of the building stone, the merchantability after drilling for a certain period is considerably lowered.

특히, 국내 석재의 경우 회백색 일변의 저가 화강석이 주종을 이루고 있는데 본 발명을 이용하면 고급 수입석과 가격, 품질 면에서 동이하거나 더 우수한 제품을 제조 할 수 있다.In particular, in the case of domestic stones, low cost granite is one of the main types of grayish white one. By using the present invention, it is possible to manufacture products which are equal to or superior in terms of price and quality.

국내 일부 지역에서 소량 생산되는 회색(고홍석) 및 흑색계열(마천석)을 대체 가능하고 수입석과의 가격 경쟁력을 확보하여 수입 대체뿐만 아니라, 최근 중국의 고급 석재 시장이 급속히 성장함에 따라 화려한 컬러의 석재 수입이 급증하고 있어 향후 컬러 석재의 중국 수출 가능성이 기대된다.It is possible to substitute gray (gonghwa stone) and black (maroon) stone which is produced in a small part of the country in Korea and secure price competitiveness of imported stone stones. As a result of recent rapid growth of Chinese high quality stone market, As imports are soaring, color stones are expected to be exported to China.

저렴한 석재를 활용하여 고급석재가 가지는 색상 및 선능을 현출하여 고부가가치의 제품을 생산할 수 있게 됨으로써, 부가가치가 낮은 회백색계의 석재산업을 획기적으로 발전시킬 수 있을 것으로 예상된다.
It is expected that it will be able to dramatically develop the gray-white stone industry with low added value by making use of low-cost stone to produce the high-value-added products by developing color and sophistication possessed by high-grade stone.

도 1은 종래 기술의 문제점을 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3은 는 본 발명의 기본 개념을 도시적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전계를 인가하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 진공을 가하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 각 실시예에 따른 석재 색상 변환 방법을 적용한 결과를 비교하여 나타내는 화강암 단면 사진이다.
도 8는 본 발명의 각 실시예에 따른 석재 색상 변환 방법을 적용한 결과를 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 석재 색상 변환 방법을 적용한 결과를 비교하여 나타내는 화강암 단면 사진이다.
1 is a diagram showing a problem of the prior art.
FIG. 2 and FIG. 3 are diagrams schematically showing the basic concept of the present invention.
4 is a diagram illustrating a method of applying an electric field according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a method of applying a vacuum according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 6 and 7 are cross-sectional photographs of a granite showing a comparison of results obtained by applying the stone color conversion method according to each embodiment of the present invention.
8 is a graph showing a result of comparing the results of applying the stone color conversion method according to each embodiment of the present invention.
FIGS. 9 and 10 are cross-sectional photographs of a granite showing a comparison of results obtained by applying the stone color conversion method according to still another embodiment of the present invention.

이하에서는, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.

금속은 각기 고유의 색을 가지고 있고 산소와 결합하여 산화물을 형성하였을 때 다양한 색을 띠게 된다. 산화물의 색은 반응물의 종류 및 온도 등의 반응조건에 따라 다르게 나타날 수 있으며, 몇 가지 금속이 화합물을 형성하였을 때 새로운 색을 나타내기도 한다.Each metal has its own color, and when it forms an oxide with oxygen, it becomes a different color. The color of the oxide may be different depending on the reaction conditions such as the kind of the reactant and the temperature, and may be a new color when some metals form a compound.

본 발명은 석재가 색을 가지는 것이 이러한 금속산화물임에 착안하여 금속성분을 이온형태 또는 나노 형태로 만들어 석재에 침투시킨 후 금속 산화물을 형성하도록 하는 촉매기술이다. The present invention is a catalyst technology for forming a metal oxide into an ionic form or a nano form by forming a metal oxide after impregnating a stone with attention to the fact that a stone has a color such a metal oxide.

보통 금속은 800도 이상의 고온에서 금속산화물을 형성하게 되는데 이러한 고온에서는 석재가 견디지 못하는 문제가 있다. 본 발명은 이런 문제를 극복하고자 금속염(황산염, 질산염, 염산염 등)을 증류수에 녹인 용액으로 이루어진 변색촉매를 석재에 침투시키고 저온의 열을 가하여 금속 산화물을 만드는 방법을 제안하였다.Normally, metal forms a metal oxide at a high temperature of 800 degrees or more. However, at such a high temperature, there is a problem that the stone can not stand. In order to overcome this problem, the present invention proposes a method of forming a metal oxide by impregnating a stone with a discoloration catalyst composed of a solution of metal salts (sulfate, nitrate, hydrochloride, etc.) in distilled water and applying heat at a low temperature.

본 발명에 사용되는 금속 촉매는 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg) 중 적어도 하나를 사용하며 황산염, 염산염, 질산염 형태의 분말을 일정 비율로 증류수에 녹여서 제조한다. Ex) 황산니켈, 황산구리, 질산철, 질산망간The metal catalyst used in the present invention is at least one selected from the group consisting of Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ca and Mg, Hydrochloric acid, and nitrate are dissolved in distilled water at a predetermined ratio. Ex) Nickel sulfate, copper sulfate, iron nitrate, manganese nitrate

원하는 색에 따라 각 금속의 비율을 달리하여 제조하며 대상 석재의 특성에 따라 그 비율은 조정된다.The proportion of each metal is varied according to the desired color and the ratio is adjusted according to the characteristics of the target stone.

본 발명에 따른 일반적인 석재 색상변환 공정은 다음과 같다.The general stone color conversion process according to the present invention is as follows.

1) 20mm~30mm 두께의 석재판재를 150℃에서 2시간 이상 건조한 후 상온까지 식힌다.One) Dry the stone plate of 20mm ~ 30mm thickness at 150 ℃ for more than 2 hours and cool to room temperature.

2) 1)의 석재에 금속촉매 수용액을 붓이나 롤러를 이용하여 고르게 도포한다.2) 1), the metal catalyst aqueous solution is evenly applied using a brush or roller.

3) 촉매가 석재 내부에까지 충분히 스며들었을 때 석재를 전기로에 넣고 열을 가한다.3) When the catalyst has sufficiently penetrated into the stone, the stone is placed in an electric furnace and heated.

4) 이때 온도는 120℃ - 500℃ 사이로 2시간-3시간 동안 유지한다. 각 색과 촉매에 따라 온도 조건은 연구를 통해 도출된 온도를 사용한다.4) The temperature is maintained between 120 ° C and 500 ° C for 2 hours - 3 hours. For each color and catalyst, the temperature conditions are derived from the study.

5) 반응이 끝난 석재는 상온으로 식힌 후 연마(polishing), 재단(cutting) 공정을 통해 석재 완제품으로 생산된다.
5) After the reaction, the stone is cooled to room temperature and then it is produced as a finished stone product through polishing and cutting process.

그러나, 상기 공정을 석재에 적용하였을 때 화강석의 경우 조직이 치밀하고 기공의 크기가 나노 크기이므로 촉매가 석재 내부까지 침투하는데 어려움이 있다. 즉, 도 1에서와 같이 석재 중앙부에 색상변환이 이루어지지 않은 부분이 나타나는 문제가 있었다. 전술한 방법으로는 화강석 내부 10mm까지침투될 수 있었으나 그 이상은 침투하여 변색시키기 어려운 문제가 있었다. 따라서 촉매의 크기 및 침투 특성을 조정하고 새로운 촉매 침투기술이 필요하다.However, when the above process is applied to the stone, granite has a dense structure and the pore size is nano-sized, so that it is difficult for the catalyst to penetrate into the interior of the stone. That is, as shown in FIG. 1, there is a problem that a part where the color conversion is not performed appears in the central part of the stone. In the above-mentioned method, it was possible to penetrate up to 10 mm inside the granite, but there was a problem that it was difficult to permeate and discolor the granite. Therefore, it is necessary to adjust the size and penetration characteristics of the catalyst and to introduce new catalyst penetration techniques.

본 발명에서는 효과적인 금속촉매입자의 침투를 위해 전계를 가하는 방법과 진공을 가하는 방법의 두 가지 방식을 사용할 것이다. 도 2 및 도 3에는 상기 각 두가지 방법에 대한 개념도가 도시되어 있다.In the present invention, two methods of applying an electric field and applying a vacuum for effective penetration of metal catalyst particles will be used. 2 and 3 are conceptual diagrams of the two methods.

본 발명의 일실시예로서 전계를 이용한 변색촉매의 침투방법을 설명한다.As an embodiment of the present invention, a method of infiltrating a discoloration catalyst using an electric field will be described.

석재를 가열하여 건조시킨 후 변색촉매를 석재 표면에 골고루 도포한다. 이후 석재에 전계를 가하는데, 전계의 방향은 변색촉매의 금속이온이 침투하는 방향과 동일하다. 양이온인 금속입자가 전기장에 의해 석재 내부로 침투하는 원리이다.After the stone is heated and dried, the discoloration catalyst is spread evenly on the stone surface. Thereafter, an electric field is applied to the stone, and the direction of the electric field is the same as the direction in which the metal ions of the discoloration catalyst penetrate. It is the principle that the metal particles, which are positive, penetrate into the interior of the stone by the electric field.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 전계를 가하는 방식을 나타내는 도면이다. 사용된 전계발생장치는 DC type의 power supply이며 발생 pulse의 종류는 DC, pulse DC 모드가 있다. 또한 장비의 최대 출력은 1 kV이기 때문에 안전을 위해 900 V 이내에서 실시예를 진행하였다. 4 is a view showing a method of applying an electric field according to an embodiment of the present invention. The electric field generator used is a DC type power supply, and the types of generated pulses are DC and pulse DC modes. In addition, since the maximum output of the device is 1 kV, the embodiment is performed within 900 V for safety.

실시예에 사용된 변색촉매는 red와 black 촉매를 사용하여 진행하였다. 색상변환도니 석재의 표면은 가해진 전계 조건에 따라 큰 차이를 보이지는 않았다. The discoloration catalysts used in the examples were red and black catalysts. Color conversion The surface of the stone did not show a large difference depending on the applied electric field conditions.

도 6 및 도 7은 가해지는 전계의 조건에 따른 석재변환 결과를 비교하여 나타내 주고 있다. Figs. 6 and 7 show the results of stone conversion according to the conditions of the applied electric field.

도 6은 인가한 bias type을 달리하여 30분간 반응시킨 화강석 석재의 단면사진이다. 바이어스가 없었던 경우에 비해 바이어스를 인가한 경우 모두 침투깊이가 증가하였고 특히 pulse type 바이어스를 인가한 경우 효과가 큰 것을 확인할 수 있다. 6 is a cross-sectional photograph of a granite stone which was reacted for 30 minutes with different bias types applied. Compared to the case where the bias is not applied, the penetration depth is increased in all the cases where the bias is applied. Especially, when the pulse type bias is applied, the effect is large.

도 7은 인가한 bias type을 달리하여 60분간 반응시킨 화강석 석재의 단면사진이다. 이 경우에도 바이어스가 없었던 경우에 비해 바이어스를 인가한 경우 모두 침투깊이가 증가하였고 특히 pulse type 바이어스를 인가한 경우 효과가 큰 것을 확인할 수 있다. FIG. 7 is a cross-sectional photograph of a granite stone which was reacted for 60 minutes with different bias types applied. In this case, penetration depth was increased in all of the cases where the bias was applied as compared with the case where there was no bias. Especially, when pulse type bias is applied, the effect is large.

도 8은 전계의 조건에 따른 결과를 정리한 그래프이다. 그래프에 정리된 것처럼 바이어스를 사용한 경우 침투깊이가 증가하였으며 특히 펄스타입 바이어스를 인가한 경우 보다 깊은 깊이까지 침투가 가능하였다. 이 그래프를 통해 1시간 이상의 공정을 수행한다면 30 mm 이상(약 40mm 깊이 변색)의 침투가 가능하지만 양산의 효율성을 위해 1시간 이내에 30 mm의 두께를 불량 없이 진행하기 위하여 또 다른 실시예를 실시하였다.8 is a graph summarizing the results according to electric field conditions. As shown in the graph, the penetration depth was increased when the bias was used, and it was possible to penetrate to a deeper depth than when the pulse type bias was applied . In this graph, penetration of 30 mm or more (about 40 mm depth discoloration) is possible if the process is performed for 1 hour or more, but another embodiment is conducted in order to proceed the thickness of 30 mm within 1 hour for mass production efficiency without defects .

다른 실시예에서는 DC 바이어스만 가능한 최대 100 kV 출력의 파워 서플라이를 사용하여 실험을 진행하였다. 좀 더 고전압의 출력을 갖는 파워 서플라이를 사용하여 실험을 수행하였으나 결과는 기존실험 방식에 비해 향상되지 않았다. In another embodiment, the experiment was conducted using a power supply having a maximum output of 100 kV that can only be DC bias. Experiments were conducted using a power supply with a higher voltage output, but the results were not improved compared to the conventional method.

이 결과를 통해 DC 바이어스 인가는 투입율 향상에 효과가 있지만 일반적인 DC 바이어스로 인가하는 경우 인가 전압의 크기는 중요하지 않다는 것을 확인할 수 있었다.The results show that the application of DC bias is effective in improving the charging rate, but the magnitude of the applied voltage is not important when applied with a general DC bias.

본 발명의 또 다른 실시예에서는 30 mm 이상의 두께에 중간 결합이 없는 시편을 제작하기 위하여 전술한 각 전계 인가 방식을 이용하여 양면 투입방식을 사용하여 보았다. 도 9는 양면 투입 방식을 사용한 결과를 나타내는 화강암 단면 사진이다. 도 9를 통하여 확인할 수 있듯이 바이어스를 사용한 모든 경우에서 양면 투입방식은 30 mm 두께에 결합 없이 색상변환이 이루어진 것을 확인할 수 있다.In another embodiment of the present invention, a double-sided injection method was used to fabricate a specimen having no intermediate connection at a thickness of 30 mm or more by using the electric field application method described above. 9 is a cross-sectional photograph of a granite showing the result of using the two-sided loading method. As can be seen from FIG. 9, in all the cases using the bias, it is confirmed that the color conversion is performed without bonding at the thickness of 30 mm in the double-side input method.

본 발명의 또 다른 실시예에서는 function generator를 사용하여 인가 주파수의 크기에 따른 변화를 측정하였다. 함수발생기의 출력전압은 최대 10 V이고 주파수는 1kHz와 1 MHz로 수행하였으며, 그 결과가 도 10에 나타나 있다. 낮은 전압에도 불구하고 주파수가 높은 경우 투입율이 상당히 향상한다는 것을 확인할 수 있다. In another embodiment of the present invention, a change with the magnitude of the applied frequency is measured using a function generator. The output voltage of the function generator was 10 V at maximum and the frequencies were 1 kHz and 1 MHz, and the results are shown in FIG. It can be seen that the input ratio is significantly improved when the frequency is high despite the low voltage.

본 발명의 또 다른 방법으로서 진공을 가하는 방법을 이용할 수 있다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 석재에 진공을 가하는 방법을 나타내는 도면이다.As another method of the present invention, a method of applying a vacuum can be used. 5 is a view showing a method of applying a vacuum to a stone according to an embodiment of the present invention.

진공을 가하지 않은 경우에는 10mm까지 변색가능하였으나, 진공을 가한 경우에는 30mm이상까지 변색이 이루어짐을 확인할 수 있었다.
When vacuum was not applied, it was possible to discolor up to 10 mm, but when vacuum was applied, discoloration was confirmed to be over 30 mm.

이상과 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
As described above, an optimal embodiment has been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms have been employed herein, they are used for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

Claims (8)

금속입자를 포함하는 변색촉매를 석재에 도포하는 단계; 및
상기 석재에 금속입자가 침투하는 방향으로 전계를 인가하는 단계;
를 포함하여 이루어지는 석재 색상 변환 방법.
Applying a discoloration catalyst comprising metal particles to the stone; And
Applying an electric field in a direction in which the metal particles penetrate the stone;
And converting the color of the stone into color.
제 1항에 있어서,
상기 전계는 DC 전압이 인가되어 이루어지는 석재 색상 변환 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the electric field is applied by applying a DC voltage.
제 1항에 있어서,
상기 전계는 펄스 DC 전압이 인가되어 이루어지는 석재 색상 변환 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the electric field is applied by applying a pulse DC voltage.
제 1항에 있어서,
상기 전계는 주기적으로 인가되는 석재 색상 변환 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the electric field is periodically applied.
금속입자를 포함하는 변색촉매를 석재에 도포하는 단계; 및
상기 석재에 진공을 가하는 단계;
를 포함하여 이루어지는 석재 색상 변환 방법.
Applying a discoloration catalyst comprising metal particles to the stone; And
Applying a vacuum to the stone;
And converting the color of the stone into color.
제 1항 또는 제 5항에 있어서,
상기 금속입자는,
망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu) 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나로 이루어지는 석재 색상 변환 방법
6. The method according to claim 1 or 5,
The metal particles may be,
A stone color conversion method comprising at least one selected from the group consisting of Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ca, and Mg.
제 1항 또는 제 5항에 있어서,
상기 변색촉매는,
망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu) 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 금속에 대한 황산염, 염산염 또는 질산염 중 선택된 적어도 하나의 수용액으로 이루어지는 석재 색상 변환 방법
6. The method according to claim 1 or 5,
The above-
Hydrochloride or nitrate of at least one metal selected from the group consisting of Mn, Fe, Co, Ni, Cu, and Mg. A stone color conversion method comprising at least one selected aqueous solution
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항의 석재 색상 변환 방법으로 제조되어 5mm ~ 40mm 깊이로 변색이 이루어진 컬러 석재.
A colored stone produced by the stone color conversion method of any one of claims 1 to 5 and discolored to a depth of 5 mm to 40 mm.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR880001375B1 (en) * 1981-03-16 1988-07-29 브리스톨-마이어스 컴페니 Process for preparing 2-pheno yalkyl-1,2,4-triazol-3 one antidepressants
JP2001046884A (en) * 1999-08-12 2001-02-20 Nagasaki Prefecture Production of photocatalytic titanium oxide film

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR880001375B1 (en) * 1981-03-16 1988-07-29 브리스톨-마이어스 컴페니 Process for preparing 2-pheno yalkyl-1,2,4-triazol-3 one antidepressants
JP2001046884A (en) * 1999-08-12 2001-02-20 Nagasaki Prefecture Production of photocatalytic titanium oxide film

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102155970B1 (en) * 2019-11-20 2020-09-14 김영웅 Method for coloring natural granite stone

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