KR100271597B1 - 고밀도인조석과 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고밀도이며 물성적으로 천연석에 근사한 성질을 확보해서, 외견도 우수한 미관을 구비한 인조석을 얻는다. 또, 그 제조방법을 제공한다.

즉, 본 발명은 10메시 내지 70메시(mesh) 크기의 천연석 등의 무기질세립성분을 사용하며, 이 세립성분과 100메시 이상의 무기질미립성분과의 중량비가 0.5：1 내지 5：1이고, 그 합이 제품의 85중량%이상, 수지성분이 15중량% 이하의 구성이고, 각 성분이 균일하게 조성되어 있으며, 천연석 등의 세립성분이 표면에 노출되어 있는 고밀도인조석을 제공한다.

Description

고밀도인조석과 그 제조방법

본 발명은, 통형상 고밀도인조석과 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은, 대리석조의 우수한 성질을 보유하는 고밀도인조석과 그 제조방법에 관한 것으로서, 벽재, 바닥재, 기타의 건축재료, 토목용재료, 석주(石柱) 등으로서 유용한 인조석을 제공하는 것이다.

종래부터, 천연석을 적당한 크기로 분쇄해서, 이것에 탄산칼슘과 수지를 혼합한 후에 경화시켜 인조석으로 하는 것은 이미 알려져 있다. 즉, 예를들어 일본특개소 61－101443호 공보에는, 얻어진 인조석이 절삭가공에 견딜 수 있는 괴상(塊狀)의 것을 얻는 방법이 나타나 있는데, 원료석분(石粉)이나 수지 등을 감압하에서 혼합하여, 이것을 형틀 중에 흘려넣은 후, 뽑아내여 절삭가공에 제공하는 것에 대해 기술되어 있다.

또, 일본특공서 53－24447호 공보에는, 천연석의 분립(粉粒)과 합성수지를 사용하여 인조석을 제조하는 경우에, 소정의 혼합비로 원료를 사용하는 것과, 원료를 형틀 중에 넣은 후 충분한 가압을 실시하는 것의 필요성에 대하여 기술되어 있다.

또, 이들 공지예에 있어서도 지적되어 있는 바와같이, 이와같은 방법에 의해 얻어지는 인조석에 있어서 문제가 되는 것은, 형틀을 사용한 성형이므로, 성형성의 내부에 기포가 남게 되어버리는 것과, 형틀 중에 수지와 석립(石粒)을 흘려넣기 위한 유동성이 확보되지 않으면 안되는 것이다.

그래서, 예를들어 상기한 일본특공소 53－24447호 공보에서는, 수지분의 양을 많게 하는 것으로 유동화가 도모되고, 유동화가 확보되는 것에 의해서, 기포발생을 방지할 수 있다고 하고 있다.

그러나, 한편으로, 기포발생을 방지하는 것이나, 형틀으로의 흘려넣기를 위한 유동성확보 때문에, 수지성분을 많게 하는 것은, 유동성확보나 기포발생방지에는 유용하여도 완성되는 인조석의 성질을 위해서는 악영향을 미친다.

즉, 수지성분의 다량사용은 제품의 수지화에 관계되며, 얻어진 제품은 수지 중에 쳔연석의 분립체가 존재하는 것에 불과해서, 물성적으로는 원료석보다도 원료 수지에 가깝게 되어버린다. 따라서, 인조석이라고 말하지만, 얻어지는 것은 돌모양으로 보이는 수지제품에 머물고 있다.

또, 형틀의 사용에 있어서, 형틀을 밀폐한 상태에서 가압하는 것은, 발생한 거품이 눌러 찌부러질 뿐으로, 본질적으로 빠져나가 없어지는 것이 아니고, 제품의 표면이나 내부에 그 일부가 남아서 표면의 미관을 해치고, 물리적성질을 열화시킨다.

그래서, 이와같은 종래의 인조석의 결점을 해소하기 위하여, 소재로서 천연석 등의 분립체를 사용할 경우, 얻어진 제품이 고밀도이고 물성적으로 천연석에 가까운 성질을 보유하며, 외관은 물론 명실공히 돌의 상태 및 성질을 구비한 인조석을 얻는 것과, 또 물성적인 성질의 확보에 의해 인조석이 판형상 혹은 봉형상 등 임의의 형상인 것을 가능하게 하는 새로운 인조석의 조성과 그 제조방법이 정력적으로 검토되어 오고 있다.

그러나, 지금까지 검토되어온 바에 의하면, 실용적인 인조석은 실현되고 있지 않는 것이 실정이다. 그 이유로는, 소재조성과 아울러, 이것에 밀접하게 관련하는 점으로서, 제품의 표면성상의 가공방법에도 큰 문제가 있었기 때문이다. 그것은, 천연석의 경우에도, 우수한 질감을 부여하기 위해서 표면에 소요의 요철을 형성하고 있지만, 수지를 사용하는 인조석에 있어서는, 이 요철성형이 질감을 손상시키는 원인이 되고 있었기 때문이기도 하다.

보다 구체적으로 설명하면, 종래, 천연석의 표면에 요철을 형성시키는 방법으로는, 광물의 열팽창의 차이에 의한 계면박리를 발생시키는 제트버어너법이나, 철구(鐵球)나 정 등의 충격에 의해 물리적으로 표면을 파괴시키는 타격다듬질법 등이 주로 이용되었으며, 시멘트계 인조석(테라쪼)에 있어서는 타격다듬질법이 주로 이용되었다.

그러나, 수지계(아크릴, 불포화폴리에스테르 등) 인조석에 있어서는, 제트버어너법은 사용할 수 없고, 타격다듬질법을 사용하는 경우, 골재에 유색의 것을 사용해도, 수지에 안료 등을 혼합 및 착색해서, 할면(割面)이 백화(白化)하여 버리므로, 착색자체가 무의미하게 되어버린다고 하는 큰 결점이 있었다. 이 때문에, 요철면을 보유하는 수지계인조석으로서 양호한 성질과 질감을 보유하며, 대리석조의 우수한 품질을 제현한 인조석은 발견되지 않는 것이 실정이다.

또, 요철모양을 미리 형성한 형틀에 수지·골재 및 충전재를 혼합한 것을 주조 또는 프레스해서, 경화시킨 제품이 있지만, 이것은 표면이 모두 수지피막으로 피복되어 있어서, 마모성이나 의장성 등, 수지제품과 동등하게 되어 버리고 있다.

또, 종래의 인조석에는, 그 조성에 큰 문제가 있을 뿐만 아니라, 형틀사용에 의한 성형 바로 그것에 제약이 있었다. 이 때문에, 임의형상의 인조석으로서 질감이 우수한 것은 아직 실현되지 않은 것이 실정이다.

그래서, 이와같은 종래의 인조석의 결점을 해소하기 위하여, 소재로서 천연석 등의 분립체를 사용할 경우, 얻어진 제품이 고밀도이고 물성적으로 천연석에 가까운 성질을 보유하며, 외관은 물론 명실공히 돌의 상태, 성질을 구비한 인조석을 얻는 것과, 또 물성적인 성질의 확보에 의해 임의 형상인 것을 가능하게 하는 개선된 인조석의 조성과 그 제조방법이 정력적으로 검토되어 오고 있다.

본 발명은, 이상과 같은 사정에 입각하여 이루어진 것으로서; 천연석의 질감을 부여하고, 보다 저렴한 쇄석이나 회수세립분(回收細粒粉), 기타 무기질원료를 사용하여 건조물 등의 판체나 석주 등에 이용할 수 있는 새로운 인조석과 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

즉, 우선 본 발명은, 이상의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 10메시 내지 70메시(mesh) 크기의 무기질 세립성분과 100메시 이상의 무기질 입자성분이, 그 중량비가 0.5：1 내지 5：1이고, 그 합이 제품의 85중량%이상으로 되도록 함유되고, 또 수지성분이, 필요에 따라서 혼합되는 유리섬유와 함께 배합된 혼합조성을 보유하며, 세립성분이 표면에 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 고밀도인조석을 제공한다.

또, 본 발명은, 10메시 내지 70메시 크기의 무기질세립성분과 100메시 이상의 크기의 무기질입자성분과의 중량비가 0.5：1 내지 5：1이고, 그 합이 제품의 85중량%이상이며, 또 수지성분이 필요에 따라서 혼합되는 유리섬유와 함께 배합된 혼합 조성물을, 성형틀에 투입해서 성형하고, 표면부의 수지성분을 유기용매에 의해 처리해서 연화(軟化) 혹은 용융하여 제거하든지, 또는 기계적으로, 또는 물분사기(water jet)의 표면으로의 물분사에 의해 제거하는 것에 의해 세립성분을 표면에 노출시키는 것을 특징으로 하는 고밀도인조석의 제조방법도 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은, 통형상으로 성형·고화되며, 또 연마표면 혹은 거친 표면을 보유하는 것을 특징으로 하는 통형상 고밀도인조석, 그리고 인조석이 통형상의 콘크리이트 성형체와 고화일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 통형상 고밀도인조석과, 그들의 원심성형방법에 의한 제조방법도 제공한다.

이하, 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.

우선, 본 발명의 인조석을 구성하는 원료는 3성분으로 대별된다. 하나는 주성분으로는 10메시 내지 70메시 크기의 세립성분으로, 이것은 천연석, 도자기, 유리, 금속 등에서 선택되는 적당한 세립성분이 사용된다. 이들 중에 일부 이들의 작은 조각이 혼재하여도 지장이 없다.

또, 이 세립성분과 함께 100메시 이상의 미립성분도 사용되지만, 이 미림성분으로서는, 천연 또는 인조의 각종 미립성분이 열거된다. 탄산칼슘, 산화알루미늄 등은 얻기 쉬운 미립성분이다.

3번째 성분으로서 수지성분이 있다. 수지성분은 열경화성인 것 중에서 광범위하게 선택할 수가 있다.

예를 들어서, 아크릴수지, 메타크릴수지, 보다 바람직하게는 PMMA(폴리메틸메타크릴레이트수지), 불포화폴리에스테르수지 등이 예시된다.

천연석 등의 세립성분은, 얻어지는 인조석의 외관 및 물리적성질에 주요한 요인으로서 기능한다. 특히 일부를 노출하는 것으로 다른 성분과 함께 외관상의 색이나 모양의 주요인으로 된다.

미립성분은 세립성분에 비해서 100메시 정도보다도 상당히 미세한 것으로, 세립성분 하나하나의 입자사이에 침입하여 입자사이의 공간을 메우도록 위치하여, 얻어지는 인조석의 경도나 연성(延性)이라는 성질을 얻는 것에 기여한다. 세립성분과 이 미립성분과는, 그 중량비에 있어서 0.5：1 내지 5：1로 하는 것이 바람직하다.

또, 수지성분은, 전술한 골격을 형성하는 성분인 천연석 등의 세립성분이나, 미립성분에 대해서, 이들을 에워싸 전체를 결합하는 것에 기여하며, 인조석이 완성되었을 때 제품에 탄성 혹은 인장강도를 부여하는 기능이 있다.

본 발명에 있어서는, 이들 성분이 구성비율이 중요하다. 특히 중요한 것은 수지성분과 다른 성분과의 구성비율이다. 고밀도란 제품중에 함유되어 있는 세립성분과 미립성분이 고밀도로 존재한다라는 의미이며, 그 정도는 예를들어 2g/cm³이상으로서, 종래의 인조석에 함유하고 있는 범위를 넘고 있다.

즉, 골격성분인 천연석 등의 세립성분의 제품중의 구성비율은 많을수록 천연석에 가까운 것으로 되지만, 지나치게 많으면 단단한 것으로 되지 않아서, 제품으로서 사용할 수가 없다. 또, 얻어지는 제품의 물리적성질이 빈약한 것으로 되어서, 통상의 용법에 따른 사용에 견딜 수 없다.

또, 미립성분을 많이 사용하여도 단단해지지 않는 등의 문제를 발생시키는 외에, 얻어지는 것이 광택이 없는 것으로 되어서, 돌이라고는 말하기 곤란한 것으로 된다.

따라서, 세립성분이나, 미립성분의 사용량 비율은 한정된다. 즉, 중량비로 85% 이상이지 않으면 안되며, 바람직하게는 90% 이상이다. 또, 98%를 넘으면 제품이 깨지기 쉽게 되어서, 사용하기 곤란한 것밖에 얻어지지 않는다. 또, 85% 미만에서는 제품이 너무 물러서 돌과 같은 성질이 얻어지지 않아, 사용범위가 수지판과 동일한 범위로 되어버린다.

이것은, 천연석 등의 세립성분 및 미립성분 이외의 것, 즉 수지성분은 제품에 있어도 많아도 중량비 15%를 넘어서 존재해서는 안되는 것으로 된다.

수지성분이 15%정도를 넘으면 제품이 플라스틱처럼 되어서, 인조석이란 이름뿐인 겉보기만의 것으로 된다. 또, 수지성분을 적게 하는 것은 제품이 돌과 같이 되는 경향을 증가시키는 면도 있지만 제품이 깨지기 쉬운 것으로 되어서, 사용에 적합하지 않게 된다. 현실적으로 종래 수지 등의 성분을 10%이하로 하는 것은 곤란하였던 것이다.

세립성분은, 상기한 바와같이 10메시 내지 70메시 크기로 하지만, 특수한 경우를 제외하고, 동일한 크기만을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어서, 색이 있는 것과 없는 것을 사용해서, 색을 위 또는 아래에 짙게하고 싶은 경우 등에 있어서, 색의 유무에 따라 세립의 크기를 바꾸어 사용하는 것이 고려되지만, 극단적으로 차이가 있는 것의 대량생산은, 제품의 강도를 열화시키므로 사용해서는 안된다.

미립성분의 입자크기는, 상기한 바와같이 세립성분의 입자사이에 충분히 들어갈 수 있는 것이 아니면 안된다. 따라서, 세립성분의 입자크기에 가까운 것은 바람직하지 않고 150메시 내지 250메시 정도의 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 고밀도인조석에 있어서 중요한 것은, 특별한 예를 제외하고, 이들의 재료조성물이 제품의 어느 부분에 있어서도 균일하게 분산하고 있는 것이 바람직한 것이다.

또, 인조석의 성형후의 형상이나 사용형태에 따라서는, 유리섬유를 더 배합해도 좋다. 예를 들어서 곡면형상의 성형체나, 이형(異形)형상품, 또는 강도가 보다 큰 것이 요구되는 장소 등에 사용하는 것에는, 이 유리섬유의 배합이 유효하다. 그 배합량에 대해서는, 통상, 무기질의 세립성분의 1중량% 내지 15주량% 상당량으로 한다. 15중량%를 넘는 경우에는, 유리섬유의 존재가 인조석의 질감을 손상시키므로 바람직하지 않다. 보다 바람직하게는 3중량% 내지 8중량% 정도로 한다. 유리섬유로서는, 통상, 지름이 10μm 내지 100μm, 길이가 1mm 내지 5mm 정도인 것이 바람직하게 사용된다.

물론, 본 발명에 있어서, 특징이 손상되지 않는 범위에서, 수지의 열화방지제, 난연제, 경화제, 경화조제, 증점제, 안료 등을 적당히 배합하여도 좋다.

그리고, 제품의 외부를 구성하는 면은 연마해도 좋고, 또 조면화처리해도 좋다. 즉, 표면의 적어도 일부는 세립성분이 노출해서, 아름다운 천연석의 색조가 얻어지며, 또한 용도에 따라서 연마표현 혹은 조화(粗化)표면을 갖고 있도록 하는 것이 바람직하다.

연마는 고밀도인조석이 갖고 있는 치밀한 조직상태를 표면노출시키기 위해 행하는 실용적으로 편리한 방법이다. 또, 제품의 면의 일부를 연마해서 세립성분을 노출시켜서, 동일면의 다른 부분과의 사이의 상위를 모양으로서 사용할 수도 있다. 또, 인조석을 얻는 경우에 있어서, 목표로 하는 천연석을 어떠한 것으로 하는가는, 중요한 문제이다. 대리석은 천연의 것을 구하기 어렵고, 색깔과 광택이 미려하기 때문에 흔히 목표로 된다. 이 경우, 그 색깔과 광택은, 대리석의 가치를 결정하는 중요한 테마이다. 천연의 대리석에 있어서는, 완전히 검은 것부터 흰 것, 혹은 붉은 것까지 색 그 자체의 종류도 많고, 또 동일한 색이어도 그 정도가 다르다.

그래서 이들에 대응해서 색을 부여하는 경우, 예를들어 검은 것을 얻는 데에는 천연석 등의 분립체의 검은 것 만을 사용하면 좋지만, 중간색조의 것을 얻는 데에는, 재현성에 곤란이 따르는 것이다. 또, 색을 부여해도 대리석이 갖는 독특한 광택을 부여하는 것은, 상당한 노력이 필요하며, 때로는 곤란하였다.

특히 염료나 안료를 사용해서 색을 부여했을 경우에, 광택을 부여하는 것은 곤란하였다.

한편, 본 발명에 있어서는, 대리석조 등의 광택이 있는 것을 얻고자 할 때, 세립성분으로서 석영계 천연석을 분쇄해서 얻은 세립을 사용한다.

석영계 천연석을 분쇄해서 얻은 세립은, 원료가 석영계이므로 표면이 독특한 평활부를 갖고 있다. 또, 많은 경우 무색으로 투명하다. 색을 갖고 있는 경우도 그다지 강하지 않고, 투명하지 않은 경우도 어느 정도의 투명성을 남기고 있는 것이 많다.

이와같이 선택된 원료를 사용하면 얻어진 제품의 색은 수지가 갖고 있는 색이 주체로 된다. 더구나, 색이 석영계 세립성분의 존재에 의해서, 광택을 갖도록 할 수가 있다.

예를 들어서 수지에 폴리에스테르계 불포화수지를 사용한 경우에, 수지가 갖는 색은 일반적으로 다소 황색 빛깔을 포함하는 백색이므로, 얻어지는 제품은 광택이 있는 유백색의 것으로 되어서, 천연 유백색의 대리석에 아주 유사한 색조의 제품을 얻을 수가 있다.

수지성분에 안료 등을 첨가하여 제품에 색을 가하는 경우도 세립성분을 석영계의 것으로 해두면 균일한 색을 보유하며, 또 독특한 색조를 갖는 제품이 얻어진다.

제품에 색을 부여하는 경우, 석영계의 천연석을 분쇄해서 얻은 세립성분을 색에 대해서는 아무런 가공을 하지 않고 그대로 사용하고, 이것에 색성분으로서 세립성분과 거의 동일한 크기의 입자형상이 유색의 것을 혼합하여 사용해서, 제품에 색을 부여할 수가 있다.

이때 색에 대하여 가공하지 않은 석영게의 세립성분과 유색의 것과의 혼합비율을 일정하게 하면 일정한 색조의 것이 얻어진다. 이 경우 얻어지는 것은, 종래 수지측에 착색하거나, 안료 등을 사용하거나 하는 것에 비해서 색의 재현성이 훨씬 용이하며, 변색이 없고, 광택도 정확하게 재현되므로 종래의 착색방법에 비해 우수한 것이 얻어진다.

유색의 세립성분을 복수색 종류로 사용하여 특별한 색을 부여하는 경우도, 색에 대해 가공하지 않은 석영계의 세립성분을 첨가하는 것에 의한 색의 조정은 극히 우수한 효과를 올리게 된다.

유색의 세립성분을 천연적으로 구하는 것은 좋은 방법이지만, 양이 한정되거나, 색이 한정된다.

그래서, 도자기 등에 착색하는 유약을 천연의 분립체에 도포하고, 이들을 열기 건조(baking)해서 희망하는 색의 분립체로 하여 세립성분으로서 사용하는 것이 유효하다. 이 방법을 이용하면 유색체의 색을 확실한 것으로 할 수가 있을 뿐아니라, 폭넓게 선택할 수가 있다.

분립체로서 석영계의 천연석을 분쇄한 것으로 세립성분으로서 사용하는 것과 동일한 것을 사용하고, 이것에 유약을 도포하여 열기건조한 것을 사용하면, 흑색 혹은 적색의 경우, 색의 재현성에 대해서는 전혀 걱정이 없으며, 재현되는 색은, 단순히 색 그 자체만이 아니라 광택이나 색조라고 하는 것까지 완전하게 재현되는 것으로서, 종래의 착색방식으로는 도저히 얻을 수가 없는 것이 된다.

이와같은 우수한 색조특성도 보유하는 본 발명의 고밀도인조석은, 그 형상에 있어서 판형상, 봉형상, 통형상 등의 임의로 할 수가 있다.

이것을 위한 성형방법도 다양하게 선택되는 것으로서, 예를 들어 주형(注型)성형, 압축성형 등이 적절히 고려된다.

어느 경우에도, 본 발명의 제조방법으로서 중요한 것은, 우선 사용하는 성형틀이 밀폐형이 아닌 것이다. 즉, 개방되어 있는 부분은 전체의 표면적에 대해 확실히 일부일 필요가 있다.

예를 들어, 각통형상물을 얻는 경우, 틀내부의 판의 가장자리를 형성하는 부분이 개방되어 있는 틀을, 개방측의 다른 쪽보다 높게 해서 사용하는 것이 바람직하다.

개방시에 상방 외에, 좁은 측면 부분을 반개방, 즉 예를 들어 세립성분이 흘러나오기 어렵도록 그물코형상으로 해두는 것도 지장이 없다.

개방하는 부분의 크기는, 형틀의 내부용적의 외부전체면적의 수%이하가 좋다.

또, 이와같은 형틀에 대해서, 수지성분과 세립성분과 미립성분을 균일하게 혼합한 유동상태엔 것을 주입(注入)했을 때, 주입후, 틀의 내부용적을 축소하는 것이 필요하다.

예를들어, 형틀의 내부가 평판형상일 때, 그 두께가 줄어들도록 틀의 평평한 판부분에 접근시킨다. 이 내부용적의 축소에 의해서, 내부로부터 수지성분이 바깥으로 나와 틀의 개방부분에 모여서, 형들의 개방부분으로 부터 넘친다. 혹은 주입이 종료한 후, 바닥부분을 밀어올려서 내부용적을 감소시키는 것에 의해 위쪽에 있는 수지성분이 밖으로 흘러나간다.

즉, 세립성분이나 미립성분은 수지성분에 대해 확실히 비중이 크므로, 형틀 중에 주입되면 아래로 가라앉기 시작한다. 이 침하는 비중차가 크므로 신속하게 행해진다. 그래서 내부용적의 축소가 행해지면, 대략 가벼운 수지성분만이 바깥쪽으로 밀려서 이동하여 개방부분에 모인다. 그래서 ,내부용적을 미리 소정의 것으로 하고, 이어서 소정의 용적축소를 행하면 제어된 양의 수지성분을 취출할 수가 있다. 따라서, 고화에 참가하는 수지성분은, 주입되었을 때의 수지성분량 보다도 적은 것으로 되어서, 제품중에 포함되는 수지량비를 주입시의 양비보다도 감소시킬 수가 있다.

그리고, 본 발명에 있어서는 성형후의 성형체 표면에 가공을 실시해서, 세립성분이 표현부에 노출하도록 해도 좋다.

이것을 위한 방법으로서는, 수지성분의 선택적 제거법의 채용된다, 즉, 표면부를 유기용제에 의해 처리하고, 수지성분을 연화혹은 용융시켜서 제거할 수 있다.

이 경우의 유기용제로는, 사용하는 수지성분에 대응해서 선택하면 좋은데, 예를 들어 염화에틸, 염화메틸, 클로로포름 등의 할로겐화탄화수소, 무수초산, 초산에틸, 초산부틸 등의 카르본산이나 그 에스테르화합물, 혹은 아세톤, 테트라히드로퓨란, DMF, DMSO등이 예시된다.

성형체는 이들 유기용매에 침지하든지, 혹은 이들 유기용매를 스프레이 또는 유하(流下)시켜서, 연화 혹은 용융된 수지성분을 표면부로부터 제거하는 것으로 표면요철을 형성할 수가 있다.

또는, 와이어브러시, 절삭수단 등에 의해 경도가 낮은 수지성분을 표면부로부터 베끼도록 해서 요철을 형성해도 좋다.

이와같이 해서, 우수한 성질, 질감을 보유하는 인조석이 제조된다.

본발명의 인조석에 있어서는, 그 천연색조나 보다 고조성(高組成)이 있는 재질로 하기 때문에, 표면에 제트수류(水流)를 분사시키는 것도 유효하다.

이 경우도, 세립성분이 표면에 노출되도록 수지분을 제거하는 것으도 된다. 그것을 위한 방법으로서, 물분사기(water jet)의 표면으로의 분사방법도 유효하다. 이들 물의 수압에 의해 절삭 또는 타격을 주는 것이다. 이 경우, 압력이 대략 1500kgf/cm²정도의 제트류의 분사로 할 수 있다.

또, 원통형상 인조석의 경우에는, 주지의 방법으로서의 원심성형을 채용할 수 있다. 이 방법은, 로울러 등에 의해 회전시키고 있는 중공원통형틀의 내측에, 상기한 바와같은 본발명의 조성물을 투입하고, 이 형틀의 내면에 중공원통형상의 조성물층을 성형해서, 이것을 고화시키는 것에 의해 실시된다. 회전수는 적당히 선택하면 좋다. 이 원심성형에 의해, 조직이 치밀한 고밀도의 원통형상 인조석이 제조된다.

이 경우, 조성물의 원심성형에 의해 고화·양생시킨 후에, 혹은 고화하기 전에 콘크리이트를 투입해서, 일체화하도록 해도 좋다.

이것에 의해, 석주 등의 구조재로서의 용도가 보다 확대되는 것이 기대된다.

원통형상 인조석의 제조에 있어서는, 보다 바람직하게는 무기질미립성분과 수지성분을 미리 혼합해서, 얻어진 점조(粘稠) 혼합물과 무기질세립성분을 각각 회전하고 있는 원통형상형틀 내에 투입해서 원심성형하여 고화시키는 것이 바람직하다. 또, 이 경우, 상기한 점조혼합물을 우선 투입하고, 이어서 그 위로부터 무기질세립성분을 투입해서 원심성형하는 것이 바람직하다.

이러한 형태는, 무기질세립성분, 미립성분 및 수지성분, 또는 유리섬유의 다성분의 혼합이, 원심력만에 의해서는(40G정도) 균일하게 효율적으로 형틀면에 퍼지기 곤란한 경우에 유효하게 된다.

종래기술에서는, 이와같은 경우에, 내측으로부터 보조적으로 가압하든지, 혹은 성형분에 의해 강제적으로 성형하는 등의 수단이 채용되고 있지만, 이와같은 수단으로는 생산성이나 조작성이 악화되는 결점이 있었다.

상기한 형태에 의해서, 이와같은 강제력에 의한 수단을 이용하지 않고, 균일한 고품질 원통형상 인조석을 얻는 것이 가능하게 된다.

이하, 실시예를 설명한다. 물론, 본발명은 이하의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

입경이 10메시 내지 25메시인 석영계천연석과, 230메시인 탄산칼슘을, 그 중량비 2：1에 있어서, 조성물전중량의 90중량%가 되도록 9중량%의 폴리메틸메타크릴수지 및 1중량%의 경화제와 함께 혼합해서 모르타르 형상으로 하였다.

이 조성물을, 형틀내에 투입해서 두깨 약 15mm인 판형상체로 성형하였다.

계속해서, 염화메틸과 염화에틸과의 혼합용매중에 이 판형상체를 침지하고, 표면부를 연화시켜 수지성분을 제거해서, 세립성분을 노출시켰다.

얻어진 인조석은, 완전한 대리석조의 유백색과 광택을 갖으며, 내부나 표면에 기포가 존재치 않아서, 조성은 균일하였다.

얻어진 인조석은 비중 2.30, 인장강도 122kg/cm²로서, 천연대리석에 가까운 상태를 나타내었다. 표면에는 석영계의 세립이 노출되어 있었다.

얻어진 제품을 건물의 벽판으로서 사용한 바, 깊이가 있는 미려한 대리석벽을 얻을 수가 있었다.

[실시예 2]

실시예1에서, 세립성분과 미립성분의 합은 93%로 하고, 또 수지분은, 빙초산과 초산에틸과의 혼합용제를 사용하여 연화시켜서, 와이어브러시처리하여 제거하였다.

실시예 1과 동일하게 해서, 고품질인 인조석이 얻어졌다. 인장강도 130kg/cm², 압축강도 605kg/cm², 굽힘강도 660kg/cm²의 특성을 보유하며, 대리석조의 깊이가 있는 우수한 표면을 보유하고 있었다.

[실시예 3]

실시예 1에서, 5cm의 노즐높이로부터 800kgf/cm²의 수압으론 물분사기로 표면을 향해 분사시켰다. 균일한 평만표면이 얻어져서, 미관성이 우수한 고품질인조석이 얻어졌다.

[실시예 4]

실시예1에서 세립성분의 약 5중량%로 유리섬유(평균지름 30μm, 길이 2mm)를 혼합해서 인조석으로 하여다. 인장강도 220kg/cm², 압축강도 620kg/cm², 굽힘강도 750kg/cm²인 고강도이며 깊이가 있는 표면을 보유하는 인조석이 얻어졌다.

[실시예 5]

입경이 15메시 내지 30메시인 석영계천연석과, 230메시인 탄산칼슘을, 그 중량비 2：1에 있어서, 조성물 전중량의 90%가 되도록, 9중량%의 폴리메틸메타크릴수지 및 1중량%의 경화제와 함께 균일하게 혼합해서 모르타르형상의 조성물로 하였다.

이 조성물을, 직경 300mm인 중공회전형틀의 내측에 투입해서, 40mm정도의 두께인 중공원통형상의 조성물층을 성형하였다.

이것을 80℃의 양생실에서 5시간이상 양생하고, 약 10시간 방치하였다. 탈형 후 표면을 연마다듬질 하였다.

얻어진 원통형상인조석은, 완전한 대리석조의 유백색과 광택을 보유하며, 내부나 표면에 기포가 존재치 않아서, 각 면에 나타나는 조성은 균일하였다.

얻어진 인조석은 비중 2.20, 인장강도 120kg/cm², 압축강도 600kg/cm², 굽힘강도 640kg/cm²로서, 천연대리석에 가까운 상태를 나타내었다. 연마한 표면에는 석영계의 세립이 보여졌다.

얻어진 제품을 건물의 석주로서 사용한 바, 미려한 대리석조의 기둥을 얻을 수 있었다.

[실시예 6]

실시예 1에서, 조성물층의 두께를 10mm로 하고 내측에 콘크리이트를 투입해서 그 두께가 약 30mm로 되도록 성형하였다.

실시예 1과 동일하게 해서, 석주로서, 유용한 인조석이 얻어졌다. 인장강도 130kg/cm², 압축강도 650kg/cm², 굽힘강도 660kg/cm²의 특성을 보유하며, 대리석조의 우수한 표면을 보유하고 있었다.

[실시예 7]

실시예 5의 조성에 있어서, 탄산칼슘과 폴리메틸메타크릴수지를 미리 혼합해서 점조혼합물로 하고, 이것을 우선 형틀내에 투입하고, 이어서, 석영계 천연석을 투입하여 성형하였다.

인장강도 180kg/cm², 압축강도 680kg/cm², 굽힘강도 670kg/cm²로 우수한 특성의 인조석이 얻어졌다.

본 발명은, 종래 얻어지지 않았던 고밀도의 천연석 등의 분립체를 포함하는 고밀도인조석 및 그 제조방법을 제공하는 것으로, 얻어진 제품은, 외관성질이 천연석에 근사하고, 또 천연품으로는 얻기 어려운 균일한 제품을 얻을 수가 있는 것이다. 또한 이와같이 우수한 제품의 제조가 특별히 고가인 설비를 사용하지 안고 제조할 수가 있는 것이다.

특히 본 발명의 고밀도인조석은, 대리석조의 것을 얻는데에 적합하여서, 천연석과 동일하게 사용할 수가 있는 것이다.

제품은 천연석으로부터 연마하여 나온것과 동일한 색조 특히 광택을 보유하며, 깊이가 있는 고급품으로서 천연품보다도 폭넓게 벽재, 바닥재, 기둥재로서 사용할 수 있는 것이다.

종래 단순히 겉보기만의 것이었던 인공대리석이, 천연의 것에 실질적으로 떨어지지 않고, 또 사용이 용이하며, 인조의 장점을 구비한 것을 제공할 수 있다.

Claims (20)

10메시 내지 70메시(mesh) 크기의 무기질세립성분과 100메시 이하의 무기질미립성분이, 그 중량비가 0.5：1 내지 5：1이고 그 합이 제품의 85중량% 이상이 되도록 함유되고, 또 수지성분이 배합되어 이루어지는 혼합조성을 보유하며, 세립성분이 표면에 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 고밀도 인조석.

제1항에 있어서, 연마표면 또는 거친 표면을 보유하는 것을 특징으로 하는 고밀도인조석.

제1항에 있어서, 수지성분이 아크릴수지 또는 메타크릴수지인 것을 특징으로 하는 고밀도인조석.

10메시 내지 70메시 크기의 무기질세립성분과 100메시 이하의 무기질미립성분이, 그 중량비가 0.5：1 내지 5：1이고 그 합이 제품의 85중량% 이상이 되도록 함유되고, 또 수지성분과 무기세립성분에 대해서 1중량% 내지 15중량%의 유리섬유가 배합된 혼합조성을 보유하며, 세립성분이 표면에 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 고밀도인조석.

제4항에 있어서, 연마표면 또는 거친 표면을 보유하는 것을 특징으로 하는 고밀도인조석.

제4항에 있어서, 수지성분이 아크릴수지 또는 메타크릴수지인 것을 특징으로 하는 고밀도인조석.

10메시 내지 70메시 크기의 무기질세립성분과 100메시 이하의 무기질미립성분이, 그 중량비가 0.5：1 내지 5：1이고 그 합이 제품의 85중량% 이상이 되도록 함유되고, 또 수지성분이 배합된 혼합조성물을 성형틀에 투입해서 성형하고, 표면부의 수지성분을 유기용매에 의해 세립성분을 표면에 노출시키는 것을 특징으로 하는 고밀도인조석의 제조방법.

10메시 내지 70메시 크기의 무기질세립성분과 100메시 이하의 무기질미립성분이, 그 중량비가 0.5：1 내지 5：1이고 그 합이 제품의 85중량% 이상이 되도록 함유되고, 또 수지성분이 배합된 혼합조성물을, 성형틀에 투입해서 성형하고, 이어서 물분사기에 의해 물을 표면에 분사해서 세립성분을 표면에 노출시키는 것을 특징으로 하는 고밀도인조석의 제조방법.

10메시 내지 70메시 크기의 무기질세립성분과 100메시 이하의 무기질미립성분이, 그 중량비가 0.5：1 내지 5：1이고 그 합이 제품의 85중량% 이상이 되도록 함유되고, 또 수지성분이 배합된 혼합조성물을 보유하며, 통형상으로 성형·고화되고, 또 연마표면 또는 거친 표면을 보유하는 것을 특징으로 하는 통형상 고밀도인조석.

제9항에 있어서, 인조석이 통형상의 콘크리이트성형체와 고화일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 통형상 고밀도인조석.

제9항에 있어서, 통형상으로 성형·고화되어 이루어진 것을 특징으로 하는 통형상 고밀도인조석.

제9항에 있어서, 무기질세립성분에 대해 1중량% 내지 15중량%의 유리섬유가 배합되어 있는 것을 특징으로 하는 통형상 고밀도인조석.

10메시 내지 70메시 크기의 무기질세립성분과 100메시 이하의 무기질미립성분이, 그 중량비가 0.5：1 내지 5：1이고 그 합이 제품의 85중량% 이상이 되도록 함유되고, 또 수지성분이 배합되어 이루어지는 혼합조성물을, 회전하고 있는 원통형상 형틀내에 투입하고, 원심성형하여 고화시키고, 이어서 표면연마 또는 표면조화하는 것을 특징으로 하는 통형상 고밀도인조석의 제조방법.

제13항에 있어서, 혼합조성물에는 무기질 세립성분에 대해 1중량% 내지 15중량%의 유리섬유가 배합되어 있는 것을 특징으로 하는 통형상 고밀도인조석의 제조방법.

제13항에 있어서, 물분사로 표면조화하는 것을 특징으로 하는 통형상 고밀도인조석의 제조방법.

원심성형에 의해 고화, 양생시킨 후에, 성형체의 내측에 콘크리이트를 투입하여 원심성형해서 고화일체화시키는 것을 특징으로 하는 청구항 제10항 기재의 통형상 고밀도인조석의 제조방법.

원심성형시에, 조성물의 고화전에 콘크리이트를 그 내측에 투입하여 성형하고, 고화일체화시키는 것을 특징으로 하는 청구항 제10항 기재의 통형상 고밀도인조석의 제조방법.

제13항에 있어서, 무기질미립성분과 수지성분을 미리 혼합한 점조혼합물과 무기질세립성분을 각각 회전하고 있는 원통형상 형틀내에 투입하여 원심성형해서, 고화시키는 것을 특징으로 하는 통형상 고밀도인조석의 제조방법.

제18항에 있어서, 무기질미립성분과 수지성분을 미리 혼합한 점조혼합물을 먼저 형틀내에 투입하고, 이어서 그 위로부터 무기질세립성분을 투입해서 원심성형하는 것을 특징으로 하는 통형상 고밀도인조석의 제조방법.

제18항에 있어서, 상기한 점조혼합물에는 유리섬유가 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 통형상 고밀도인조석의 제조방법.