KR100235415B1 - 인조대리석 성형품의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축 마감재로 사용되는 인조대리석의 성형 방법에 관한 것으로서, 무기 충전재 65∼80중량%, 바인더 수지인 액상의 아크릴수지 시럽 20∼35중량%로 구성된 통상의 인조대리석 제조용 슬러리 100중량부에 대하여 반응개시제로 t-부틸 퍼옥시 말레인산 0.1 ∼1.0중량부, 촉진제로 중아황산소다 0.1∼1.0중량부를 첨가하여 상온에서 반응을 진행시킨 다음 점도가 8,000∼12,000cps에 이를 때 열풍오븐 속에 넣어 가열 경화시키는 것을 특징으로 하며, 본 발명에 따라 제조된 아크릴계 인조대리석은 성형시 발생하는 휨 문제를 해결할 수 있고, 공정시간을 줄일 수 있으며, 값싼 성형틀을 이용하기 때문에 제조 비용이 적게되는 장점이 있다.

Description

인조대리석 성형품의 제조방법

본 발명은 건축 마감재로 사용되는 인조대리석의 성형 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아크릴계 인조대리석 수지 조성물로 ㄱ자형의 마루귓틀을 성형하는 방법에 관한 것이다.

종래의 아크릴계 인조대리석 성형법에 대한 특허를 살펴보면 다음과 같다. 미합중국 특허 제3,847,665호(1974)와 미합중국 특허 제4,188,315호(1980)와 미합중국 특허 제4,341,673호(1982)에서는 인조대리석의 수지조성물에 대한 방법이 기재되어 있고, 국제특허 제89/05310호에서는 아크릴계 인조대리석 수지 조성물로 밀폐된 성형틀(몰드)에 성형 원료를 가압 충진하고 가열 경화시키는 성형법으로 개수대(씽크볼)를 제작하는 방법이 개시되어 있다. 유럽특허 제66951 A1호에서는 성형틀에 주형 압력을 대기압보다 높이고, 상하부 성형틀 온도차를 10℃이상 유지하는 성형법이 개시되어 있으며, 유럽 특허 제516299 A1호에서는 무기충전재의 입자크기, 비표면적등을 적절히 조합하여 슬러리 점도를 조절한 가압 주형 성형법이 개시되어 있다. 국제 특허 제89/05310호에서는 사용 온도가 다른 2조의 가열 개시제를 사용하여 성형하는 방법이 개시되어 있다.

아크릴계 인조대리석 수지조성물로 인조대리석 마루귓틀을 제조하는 방법에는 아크릴계 인조대리석 판재를 잘라, 접착제로 붙여 가공하는 방법이 있으나 가공비가 비싼 단점이 있다. 또한 불포화폴리에스테르 인조대리석 성형품을 만드는 상압 주형 성형법이 있다. 자세하게는 상하부로 나뉘어 조립된 성형틀 속에 슬러리를 붓고, 상온 경화시킨 후 빼내고 후경화 시키는 방법이다.

상기 특허들에서 보는 바와 같은 씽크볼 성형 방법을 이용하기에는 마루귓틀의 단면이 작고 길이가 길어서 성형 몰드 제작 비용이 매우 비싸고, 몰드 비용에 비하여 성형시간이 1시간 이상 소요되는 아크릴계 수지 성형물인 제작 방법으로는 생산성이 매우 낮기 때문에 경제성이 적었다.

일반적으로 비용이 적게 드는 주형 방식의 성형틀로는 불포화 폴리에스테르계 인조대리석 성형품을 만드는 데 사용되는 수지계 혹은 알루미늄계 성형틀을 이용하여 상압에서 주형하여 50∼80℃에서 경화시키는 방법에 있으나, 이 방법으로 제조한 아크릴계 인조대리석 마루귓틀은 성형품의 길이 방향에 대한 수축으로 인한 휨이 발생하였고, 또한 후경화로 인한 성형시간이 긴 것이 단점이었다. 마루귓틀은 통상 1,000mm∼1,800mm의 길이로 성형하게 되는데, 길이가 길수록 성형수축율로 인한 휨 변형이 잘 나타났다.

본 발명은 상압에서 주형하는 방법으로 단순한 구조의 값싼 성형틀로 짧은 시간동안 성형하더라도 휨 등의 변형이 생기지 않으며, 열풍 오븐 내에서 성형가능한 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

제1도는 인조대리석 마루귓틀의 사시도이고,

제2도는 성형품과 성형틀의 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : ㄱ자 형태의 인조대리석 성형품 2 : 하부에서 지지하는 보강재

3 : 성형품 4 : 하부 성형틀

5 : 상부 성형틀

본 발명은 무기 충전재 65∼80중량%, 바인더 수지인 액상의 아크릴수지 시럽 20∼35중량%로 구성된 통상의 인조대리석 제조용 슬러리 100중량부에 대하여 반응 개시제로 t-부틸 퍼옥시 말레인산 0.1 ∼1.0중량부, 촉진제로 중아황산소다 0.1∼1.0중량부를 첨가하여 상온에서 반응을 진행시킨 다음 점도가 8,000∼12,000cps에 이를 때 열풍오븐 속에 넣어 가열 경화시키는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 반응개시제와 촉진제를 함께 사용하게 되면 종래의 반응개시제인 벤조일퍼옥사이드, 라우릴퍼옥사이드, 아조비스이소부티로니트릴 등을 사용할 때 자주 발생하게 되는 휨으로 인한 변형이 방지된다. 또한 종래의 반응개시제를 사용할 경우 약 80℃정도에서 약 1시간∼1시간 30분동안 가열반응시키고, 경화가 된 후에 2차로 약 110℃∼120℃에서 약 30분 이상 후경화시켜야 하나, 본 발명의 반응개시제와 촉진제를 병용하게 되면 상온에서 반응이 완료된다.

반응개시제와 촉진제를 슬러리에 투입하여 상온에서 반응을 진행시켜서 점도가 8,000∼12,000 cps에 이를 때 열풍오븐 속에 넣어 가열 경화시키며, 열풍 오븐에 넣어 가열경화시키는 적절한 온도는 110∼130℃이며, 적절한 경화시간은 45분∼1시간 정도이다. 또한 후경화 고정을 따로 거치지 않고도 잔류모노머 함량을 전체 성형품의 중량의 0.5wt%이하로 유지할 수 있다.

슬러리 조제시 초기 메틸메타크릴레이트 시럽 수지의 점도가 약 300cps 내외인데 메틸메타크릴레이트 모노머를 2∼10wt% 희석함으로써 150∼250cps에서 조절하여 고화시간 및 경화시간을 조절할 수도 있었다. 초기 슬러리 점도가 낮을수록 고화시간은 길어지기 때문에 총 성형 공정 시간이 길어지므로 최적의 슬러리 점도는 2,500∼4,000cps이다.

본 발명에서 사용하는 전용 성형틀은 제1도에 도시된 ㄱ자 형태의 인조대리석 마루귓틀을 성형하기 위한 제2도에 도시된 바와 같이 하부성형틀(4)과 상부성형틀(5)사이에 성형재료(3)를 주형하여 성형품을 얻을 수 있도록 구성되어 있다.

성형틀의 재질은 알루미늄 합금 혹은 금속 파우더를 혼합한 수지계 몰드(아크릴수지 또는 에폭시수지 도는 불포화폴리에스테르 수지에 알루미늄 합금 가루를 혼합한 주형품 등)면 좋다. 가열 경화시키는 수지 조성물로 공정시간을 줄이기 위하여 알루미늄과 같이 열전도율이 좋은 재질이 바람직하다.

한편, 제1도에 도시된 바와 같은 아크릴계 인조대리석 마루귓틀은 인조 대리석 판재를 이용하여 절단한 후 전용접착제로 접합하여 만들 수도 있겠지만 이와 같은 방법은 인조대리석 판재의 제조 과정과 판재를 다시 절단, 접착, 절삭하는 과정에서의 재료 손실과 작업비용이 많이 투입되기 때문에 한 번에 성형하는 것이 제조원가를 현저히 낮출 수 있다.

본 발명의 실시예는 다음과 같다.

[실시예 1]

수산화알루미늄(평균입경 10∼20㎛) 75Kg과 액상 메틸메타크릴레이트 수지시럽(평균점도 200∼300cps) 25Kg, 그리고 칼라점박이 입자 10Kg을 혼합하고, 첨가제로 트리메틸올 프로판 트리메타크릴레이트를 250gr, 스테아린산 50gr 그리고 커플링제를 혼합한 후 진공을 걸어 슬러리내의 기포를 제거하였다. 이 슬러리 100중량부에 대하여 반응개시제로 t-부틸 퍼옥시말레인산을 0.20 중량부 투입하고 혼합물을 약 2분간 교반한 후에 촉진제로 중아황산소다 0.2 중량부를 투입하고 약 2분간 교반한 다음 하부 주형틀에 부었다.

준비된 주형틀은 폭 100mm, 높이 60mm, 길이 1,600mm 알루미늄 10t로 조립된 성형틀로 제2도에서 기재되어 있는 바와 같이 하부에 슬러리를 붓고 나서 상부 성형틀을 끼워 넣었다. 슬러리에 반응개시제를 투입한 시점부터 약 10분∼15분 후면 주형된 슬러리가 고화되는데, 이때 점도는 10, 000cps 정도가 되었다. 이후에 성형틀을 열풍오븐(120℃)에 넣고 45분간 경화를 시킨 후 상온에서 냉각시켜 성형품을 빼내었다. 이렇게 제작된 성형품에 대하여 휨이나 기포의 유무를 검사하였으며, 그 결과는 표 1과 같다.

[비교예 1]

실시예 1에서와 같이 수산화알루미늄(평균입력 10∼20㎛) 75Kg과 액상 메틸메타크릴레이트 수지시럽(평균점도 200 ∼300cps) 25Kg, 그리고 칼라 점박이 입자 10Kg을 혼합하고, 첨가제로 트리메틸올 프로판 트리메타크릴레이트를 250gr, 스테아린산 50gr, 그리고 라우릴퍼옥사이드 0.35phr 혼합한 후 진공을 걸어 슬러리 내의 기포를 제거하였다. 이 슬러리를 계량하여 하부 성형틀에 붓고 상부 성형틀을 끼워 넣었다. 이후에 성형틀을 열풍오븐(80℃)에서 약 1시간 30분 동안 경화시킨 후 열풍오븐을 120℃로 올려 약60분간 후경화시킨 후 상온에서 냉각시키고 성형품을 빼내었다.

[비교예 2∼4]

비교예 1에서 반응개시제만 표 1과 같이 변경하였다.

본 발명에 따라 제조된 아크릴계 인조대리석은 성형시 발생하는 휨 문제를 해결할 수 있고, 공정시간을 줄일 수 있었으며, 값싼 성형틀을 이용하기 때문에 제조 비용이 적게 드는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 무기 충전재 65∼80중량%, 바인더 수지인 액상의 아크릴수지 시럽 20∼35중량%로 구성된 통상의 인조대리석 제조용 슬러리 100중량부에 대하여 반응개시제로 t-부틸 퍼옥시 말레인산 0.1 ∼1.0중량부, 촉진제로 중아황산소다 0.1∼1.0중량부를 첨가하여 상온에서 반응을 진행시킨 다음 점도가 8,000∼12,000cps에 이를 때 열풍오븐 속에 넣어 가열 경화시키는 것을 특징으로 하는 인조대리석 성형품의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 무기충전재는 수산화알루미늄, 탄산칼슘 또는 실리카 중 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 인조대리석 성형품의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 액상 아크릴 수지가 시럽상으로 점도가 200∼300cps인 것을 특징으로 하는 인조대리석 성형품의 제조방법.

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