KR100326471B1 - 인조석조성물과인조석의제조방법 - Google Patents

Abstract

깊이있는 색조와 고움을 가지고, 고밀도로 균일조직을 갖는 아래 조성의 인조석을 제공한다.

10∼70매쉬 크기의 무기질 세립성분을 사용하고, 이 세립성분과 100매쉬 이상의 무기질 미립성분과의 혼합이 제품의 85% 중량 이상, 수지성분이 15%이하에서 세립성분은 그 일부 또는 전부가 미리 무기 또는 유기물에 의해 표면피복경화되어 있다. 그리고, 인조석은 각 성분이 균일하게 조성되어 있고, 연마에 의해 세립성분이 표면에 노출되어 있다.

Description

인조석 조성물과 인조석의 제조방법

종래로 부터 천연석을 적절한 크기로 분쇄하고, 이에 탄산칼슘과 수지를 혼합한 후에 경화시켜 인조석으로 하는 것은 모두 알려져 있다. 즉, 예컨데 일본국 특개소 61-101443호 공보에는 얻어진 인조석이 절삭가공에 견디도록 괴상의 것을 얻는 방법이 개시되어 있고, 원료석분과 수지 등을 감압하에서 혼합하고, 이를 형틀중에 흘려넣고, 취출하여 절삭가공에 공급하는 것에 대하여 기술되어 있다.

게다가, 일본국 특공소 53-24447호 공보에는 천연석의 분말입자와 합성수지를 사용하여 인조석을 제조하는 경우에 소정의 혼합비에서 원료를 사용하는 것과, 원료를 형틀중에 넣은 후에 충분한 가압을 시행할 필요성에 대해서 기술되어 있다.

그러나, 이들 종래의 방법에 의해 얻어진 인조석의 경우에는 천연석의 분말입자를 사용하고 있다고 해도 그 색조와 깊이있는 감이 좋은 것으로 되기에는 한정되지 않는다는 문제가 있다.

종래의 인조석에서는 어떻게 해도 표면의 색조가 그을은 것처럼 선명치 않게 된다는 결점이 있었다. 이렇게, 종래에는 투명감이 있고 게다가 깊이있는 감이 있어서 묵직한 어영석조와 대리석조의 표면을 실현하는 것은 극히 어렵다는 실정이었다.

그 이유로서는 인조석은 그 조성 ·천연석 분말입자의 크기와 배합 등에 의해 표면에서 빛의 반사와 흡수의 특성이 크게 다르지만 이러한 관점에 있어서 종래는 그다지 검토되어 오지 않았다고 생각되어 진다.

그래서 인조석의 조성에 대해서는 형틀성형성을 더 크게 좌우하고, 인조석에 배합하는 천연석 분말입자의 크기와 비율 ·바인더수지의 비율 등에 의해서는 형틀성형을 위한 유동성이 손실되고, 성형체의 내부에 기포가 남고, 제품 인조석의 품질 ·강도를 현저히 훼손한다는 문제가 있다.

그리고, 예컨데 일본국 특공소 53-24447호 공보에서는 수지분의 양을 많게 하는 것으로 유동화가 꾀해지고, 유동화가 확보됨에 의해 기포 발생이 방지될 수 있도록 하고 있다.

그렇지만, 한편에서 기포의 발생을 방지함과 형틀로의 송급주입을 위한 유동성 확보를 위해 수지성분을 많게 하는 것은 유동성 확보와 기포발생 방지에는 기여를 해도 완성되는 인조석의 성질에는 악영향을 미치는 것으로 된다.

즉, 수지성분의 다량 사용은 인조석 제품의 수지화로 이어져 얻어지는 제품은 수지중에 천연석의 분말입자체가 존재한다는 것에 지나지 않고, 물성적으로는원료석보다도 원료수지에 가깝게 되어 버린다. 따라서, 인조석이라고 하지만 얻어지는 것은 돌처럼 보이는 수지제품에 그치고 있다.

그래서, 이러한 종래 인조석의 결점을 해소하고, 소재로서 천연석 등의 분말입자체를 사용한 경우 얻어진 제품이 치밀한 조직을 갖고, 그 투명감이 있는 색조와 함께 깊이감이 있고, 어영석과 대리석 등의 천연석조의 특징을 가지고, 게다가 성형성이 뛰어나고, 판상 혹은 봉상 등의 임의의 형상으로 하는 것을 가능하게 하는 새로운 인조석의 실현이 소망되고 있었다.

본 발명은 인조석 조성물과 인조석의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 어영석조(御影石調) 혹은 대리석조의 뛰어난 성품과 양호한 표면경도 및 표면내마모성이 우수한 특성을 가지고, 경량으로 고경도 ·고강도인 고밀도 인조석의 제조방법에 관한 것으로, 석재 ·바닥재 기타의 건재 ·토목용재 ·석주 등으로서 유용한 인조석을 제공하는 것이다.

본 발명은 이상과 같은 사정이 감안된 것으로 상기의 과제를 해결하는 것으로, 10∼70매쉬 크기의 무기질 세립성분과 100매쉬 언더(100메쉬의 채를 통과하여 채 아래로 떨어지는 크기; 이하 동일)의 무기질 세립성분의 합이 제품전체의 85중량% 이상이다. 무기질 세립성분과 무기질 세립성분으로 이루어지는 무기질 혼합성분과 함께 전체량의 15중량% 이하의 수지성분을 함유하고, 상기 무기질 세립성분은 그 일부 또는 전부가 각각의 입자 또는 입자괴(塊)에서 무기 또는 유기물에 의해 미리 피복되어 있는 투명성의 세립성분으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인조석 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기의 조성물이 형틀로 주입 혹은 투입되어 성형된 인조석 성형품을 제공한다.

더구나, 본 발명은 성형된 인조석의 표면이 연마된 인조석 성형품도 제공한다.

본 발명에 대하여 아래에 보다 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명의 인조석을 구성하는 원료는 3성분으로 대별된다. 첫째는 주성분으로서의 10∼70매쉬 크기의 무기질 세립성분이고, 이는 규석 ·감람석 ·장석 ·휘석 ·운모 등의 광물과, 화강암 ·변성암 등의 천연석, 도자기, 유리, 금속등으로 적절한 무기질의 세립성분이 이용된다.

또한, 이 세립성분과 함께 100매쉬 이하의 세립성분이 이용된다. 이 세립성분으로서는 천연 또는 인조의 각종 세립성분을 들 수 있다. 예컨데 탄산칼슘, 물, 산화알루미늄 등은 얻기 쉬운 미립성분이다.

또한, 이 세립성분의 1부로서 색조의 조정을 위한 이산화망간, 이산화티탄, 규산지르코늄, 산화철 등의 성분과, 이연성(離燃性) 부여를 위한 삼산화안티몬, 붕소화합물, 불소화합물 등의 성분을 첨가 배합해도 좋다.

세 번째 성분으로서 수지성분이 있다. 수지성분은 열경화성의 것 중 넓은 범위에서 선택할 수 있다.

예컨데, 아크릴수지, 메타크릴수지, 불포화폴리에스테르수지등이 예시된다.

천연석 등의 세립성분은 얻어지는 인조석의 외관 및 물리적성질에 중요한 요인으로서 기능한다. 특히 일부를 노출하는 것으로 다른 성분과 서로 어울려 외관상의 색조와 모양의 주요인으로 된다.

미립성분은 세립성분에 비하여 100매쉬 수준보다도 상당히 작은 것이고, 세립성분의 개개의 입자 사이에 침입하는 입자의 사이공간을 매꾸도록 위치하고, 얻어지는 인조석의 굳음과 품질과 부피라는 성질을 얻음에 기여한다. 세립성분과 이미립성분은 그 중량비에 있어서 0.5 : 1 ∼ 5 : 1로 하는 것이 선호된다.

또한, 수지성분은 상술한 골격을 형성하는 성분인 천연석 등의 세립성분과 미립성분에 대하여 이들을 둘러쌓아 전체를 결합함에 기여하고, 인조석이 완성한때 제품에 탄성 혹은 인장강도를 부여하는 기능이 있다.

본 발명에 있어서는 이들 성분의 구성 비율이 중요하다. 특히 중요한 것은 수지성분과 다른 성분의 구성비율이다. 본 발명에서는 치밀한 조직을 가지는 고밀도제품을 가능하게 하는 것이 특징의 하나이지만, 여기서 고밀도란 인조석제품중에 포함되어 있는 세립성분과 미립성분이 고밀도로 존재한다는 의미이고, 그 정도는 예컨데 밀도 2.2g/cm³이상을 말하고, 종래의 인조석에 함유되어 있는 범위를 넘어서고 있다.

즉, 골격성분인 천연석 등의 세립성분 제품중의 구성비율은 많을수록 천연석에 가까운 것으로 되지만, 너무 많으면 단단한 것으로 되지 않고, 제품으로서 사용할 수 없다. 또한 얻는 제품의 물리적성질이 빈약한 것으로 되고, 통상의 용법에 의한 사용에 견디지 못한다.

또한, 미립성분을 많이 사용해도 단단해 지지않는 등의 불이익이 생기는 이외에 얻어지는 것이 곱지 않은 것으로 되고, 돌이라고 하기 힘든 것으로 된다.

따라서, 세립성분과 미립성분의 사용량 비율은 한정된다. 즉, 중량비로 85% 이상되지 않으면 안되고, 좋기로는 90% 이상이다. 게다가, 95%를 넘으면 제품이 취약해지고, 사용하기 불편한 것밖에 얻어지지 않는다. 또한 85%미만에서는 제품이너무 유연하여 돌같은 성질이 얻어지지 않고, 사용범위가 수지판과 동일한 범위로 되어 버린다.

이것은 천연석 등의 세립성분 및 미립성분이외의 것, 즉 수지성분은 제품에 있어서 많아도 중량비 15%를 넘어서 존재해서는 안된다는 것으로 된다.

수지성분이 15%정도를 넘으면 제품이 플라스틱적으로 되고, 이미 인조석이라는 이름뿐인 껍데기에 지나지 않는 것으로 된다. 또한, 수지성분을 너무작게 하는 것은 제품의 천연색에 가까운 외관성을 증대시키는 면도 있지만 제품이 취약한 것으로 되고, 사용에 적절하지 않게 된다. 이러한 관점에서는 보다 좋기로는 수지성분은 3∼10중량% 로 되도록 한다.

그리고, 본 발명의 인조석 조성물 및 제품으로서의 인조석에서는 상기 무기질 세립성분의 일부 또는 전부가 투명성의 입자이고, 게다가 미리 그 입자 혹은 작은 덩어리가 무기 혹은 유기물에 의해 피복되어 있는 것임을 필수 조건으로 하고, 또 본 발명으로서의 본질적인 특징으로 하고 있다.

투명성인 세립성분의 이러한 피복은 그 투명성 세립성분의 표면에 수지를 피복 경화시키는 것과, 혹은 물유리 ·도자기용의 유약 등의 무기물질을 소부(燒付)로 피복하는 것 등에 의해 실현된다. 어느 경우에도 투명성 세립성분의 입자표면에는 수 mu m∼수십 mu m, 예컨데 5∼50 mu m, 보다 좋기로는 20∼30 mu m 정도의 피복이 실시되어 있도록 한다. 보다 구체적으로는, 예컨데 아크릴계수지 ·불포화 폴리에스테르계수지조성물을 사용하고 150∼300℃ 정도로 가열하고, 혹은 광조사하여 세립성분의 입자 표면에 이들 수지조성물을 피복 경화시키는 것과, 혹은 물유리 ·유약 등을 사용하여 800∼1100℃ 정도의 고온에서 소부하여 무기질 피복을 실시할 수 있다.

이들의 피복은 인조석의 골재로서 기능하는 세립성분의 조직 전체에 대하여 친화성을 크게 향상시킨다. 또한, 미립성분과 수지성분의 혼합에 의해 강도가 크고 표면 경도도 양호하게 된다.

더욱 중요한 것은, 세립성분은 상기와 같이 투명성의 천연석 등을 사용하고, 그 표면에 상기 경질피복을 하고 있기 때문에 인조석 제품의 표면을 연마하면 부분적으로 이 피복층이 파괴되는 것이다. 그러면, 부분적으로 노출한 무기질 투명성 세립성분의 입자와 그 주변의 피복층과의 표면조직이 빛 반사에 독특한 효과를 가지게 된다.

즉, 빛은 투명성의 세립성분에 입사하고, 그 주변의 피복층에서 반사되고, 투명 세립성분을 재통과하여 반사되게 된다. 이러한 투광과 반사의 현상은 종래 인조석의 표면만의 반사와는 본질적으로 다른 것이고, 본 발명의 인조석 제품에 독특한 깊은 감을 부여하게 되어, 묵직한 듯한 깊이있는 고품질의 대리석조인 인조석을 얻는다.

이상과 같이 피복층을 가지는 투명 세립성분은 조성물에 배합하는 무기질 세립성분의 전량으로 하여 일반적으로는 10∼100%의 비율로 할 수 있다.

게다가, 본 발명에서는 무기질 세립성분의 크기도 특정한 것으로 하는 것이 필요하다. 즉, 무기질 세립성분은 상기와 같이 10∼70매쉬의 크기로 한다. 그리고 특수한 경우를 제외하고 동일 크기의 것만을 사용하는 것이 좋다. 색이 있는 것과없는 것을 사용하여 색을 위 혹은 아래에 진하게 부착하고 싶은 경우 등에 있어서, 색의 유무에 의해 세립의 크기를 바꾸어 사용하는 것이 고려되어 지지만, 극단적인 차이를 갖는 것의 대량 사용은 제품의 강도를 열화시킴으로 사용할 수 없다.

한편, 미립성분의 입자크기는 상기와 같이 100매쉬 언더로 한다. 세립성분의 입자사이에 충분히 인입시킬수 있는 것으로 되지 않으면 안된다. 따라서, 세립성분의 입자 크기에 가까운 것은 바람직하지 않고, 보다 구체적으로는 150∼250매쉬 정도의 것이 바람직하다.

게다가, 본 발명의 고밀도 인조석에 있어서 중요한 것은 특례를 제하고, 이들 재료 조성물이 제품의 어느 부분에 있어서도 균일하게 분산하고 있는 것이 소망스러운 것이다.

그리고, 제품의 외부표면은 연마하는 것이 바람직하다. 즉, 표면의 적어도 일부에는 상기와 같이 피복층이 일부 파괴되어 세립성분이 노출하고 있도록 하는 것이 바람직하다.

연마는 본 발명의 깊이감이 있는 고밀도 인조석이 갖고 있는 치밀한 조직상태를 표면노출 시키기에 실용적으로 편리한 방법이다. 물론, 제품 면의 일부를 연마하여 세립성분을 노출하고, 같은 면의 다른 부분과의 사이의 차이를 모양으로 하여 사용할 수도 있다.

또한, 인조석을 얻는 경우에 있어서, 목표로 하는 천연석을 여하한 색조와 의장성의 것으로 하는 가는 중요한 문제이다. 어영석과 대리석은 천연의 것에서 제품이 얻어지기 힘들고, 색조가 미려하기 때문에 좋은 목표로 된다. 이 경우, 그 색조는 어영석과 대리석의 가치를 결정하는 중요한 테마이다. 천연의 어영석과 대리석에 있어서는 전부 검은 것에서 하얀 것 혹은 빨간 것까지 색 그자체의 종류도 많고, 또 같은 색이라 해도 그 정도가 다르다.

종래, 각종 인조석에 색을 가하는 경우, 예컨데 검은 것을 얻기에는 천연석 등 분말입자체의 검은 것만을 사용하면 좋았지만, 중간 색조의 제품을 얻기에는 재현성이 문제로 된다. 또한, 색을 가해도 대리석이 갖는 독특한 고움을 가하기에는 곤란하였다.

예를들어, 염료와 안료를 사용하여 색을 가한 경우에도 종래에는 고움과 깊이를 가하는 것은 곤란하였다.

한편, 본 발명에 있어서는 세립성분으로서 투명성의 것을 사용한다. 예컨데, 어영석조와 대리석조 등의 고운 것을 얻으려 할 때에는 세립성분으로서 석영계 천연석을 분쇄하여 얻은 세립을 사용할 수 있다.

석영계 천연석을 분쇄하여 얻은 세립은 원료가 석영계이므로 표면이 독특한 평활부를 갖고 있다. 또 많은 경우 무색으로 투명하다. 색을 갖고 있는 경우도 그다지 강하지 않고, 투명하지 않는 경우도 어느 정도의 투명성을 남기고 있는 것이 많다. 이 원료를 사용하면 얻어진 제품의 색은 세립성분의 피복층 및 수지성분의 색조에 의해 제어될 수 있고, 또 그 색은 투명성 석영계 세립성분의 존재에 의해 깊이를 가지고, 고움을 얻을 수 있다.

예를들어, 피복층으로서 백색안료를 함유하는 물유리의 소부층을 가지는 경우와, 폴리에스테르계 불포화수지의 경화층을 갖는 경우에 있어서, 수지성분으로서폴리에스테르계 불포화수지를 사용한 경우는 수지가 갖는 색은 일반적으로 다소 노란기미가 있는 백색이므로 얻어지는 제품은 고운 유백색의 것으로 되고, 천연 유백색의 대리석에 거의 유사한 색조의 제품을 얻을 수 있다.

피복층을 안료 ·염료 등의 착색제를 함유시킨 것으로 함에 의해, 게다가 수지성분에 이산화티탄, 규산지르코늄, 이산화망간, 산화철, 산화코발트 등의 무기안료와 아조안료, 부탈로시아닌계 안료 등의 유기안료 혹은 각종의 염료를 가함에 의해 균일한 색을 갖고 깊이와 고움이 있는 독특한 색조를 갖게 할 수 있다.

더구나, 본 발명의 인조석 조성물에서는 색성분으로서 세립성분과 거의 같은 크기 입상인 유색의 것을 혼합하여 사용하고, 제품에 색을 부여하는 것도 가능하다.

여하튼 종래의 인조석에 비하여 색의 재현성이 휠씬 용이하게 확보될 수 있고, 변색이 없고, 깊이와 고움에 뛰어난 것이 얻어진다.

또한, 본 발명의 인조석에서는 도자기 등의 착색하는 유약을 천연의 투명성 세립성분의 미분입자체에 도포하고, 이를 구워붙여서(소부하여) 희망하는 색의 분말입자체로 하고, 이를 세립성분으로 하여 사용하는 것이 특히 유효하다. 이 방법을 사용하면 색을 확실한 것으로 할 뿐만 아니라 폭넓게 선택할 수 있다.

석영계의 천연석을 분쇄한 것으로 세립성분으로 사용하는 것과 같은 것을 사용하고, 이에 유약을 도포하고 소부한 것을 사용하면 흑색 혹은 적색의 경우 색의 재현성에 대해서는 전혀 걱정이 없고, 재현되는 색은 간단한 색 그것만이 아니고 고움과 색조라는 점까지 완전히 완전히 재현되므로, 종래 착색방식에서는 도저히얻을 수 없는 것이 된다.

어떻게 하여도, 이 소부에 의해 피복층을 형성한 세립성분은 모든 세립성분의 10∼100%의 비율로 사용한다.

또한, 색조와의 균형에 있어서, 성형품의 조직보강을 위해 짧은 섬유성분을 배합해도 좋다. 예를들어, 유리섬유 ·세라믹스 섬유 ·금속섬유 ·수지섬유 등을 사용할 수 있다. 그중에서도 유리섬유가 바람직한 것으로 예시된다.

이들 짧은 섬유는 일반적으로는 10∼100 mu m 직경, 1∼10mm 길이 정도의 것이나, 세립성분의 1∼10중량% 정도의 비율에서 사용된다.

뛰어난 색조특성을 더 가지는 본 발명의 고밀도 인조석은 그 형상에 있어서 판상 ·봉상 ·통상 등의 임의로 할 수 있다.

이 때문에 성형방법도 다양하게 선택되는 것이고, 예컨데 주형(注型)성형 ·압축성형등이 적절하게 고려된다.

본 발명의 제조방법중 하나로서 중요한 것중 하나는 사용하는 성형형이 밀폐형이 아닌 것이다. 즉, 개방되어 있는 부분은 전체의 표면적에 대하여 분명히 일부일 필요가 있다.

예를들어, 육면체물을 얻는 경우 형의 내부 판 연부를 형성하는 부분이 개방되어 있는 형을 개방측이 다른 쪽보다 위로 하여 사용하는 것이 바람직하다.

개방은 때때로 위쪽 이외에 좁은 측면의 부분을 반개방, 즉 예컨데 세립성분이 유출되기 어렵도록 망사상으로 하여두는 것도 지장이 없다.

또한, 이러한 형틀에 대해서, 수지성분과 세립성분과 미분성분을 균일하게혼합한 유동상태의 것을 주입할 때 주형시의 유동성을 계속 확보하고, 게다가 성형체 인조석의 수지분을 줄이기 위해 주입후 형 내부용적을 축소하는 것이 유효하다.

즉, 예컨데 형 내부가 평판상일 때 그 두께가 감소하도록 형의 평평한 판부분에 접근시킨다. 이 내부용적의 축소에 의해 내부에서 수지성분이 바깥으로 나와서 형의 개방부분에 모이고, 더구나 형의 개방부분에서 넘친다. 혹은, 주입이 종료된후 저부를 압상하여 내부의 용적을 감소시켜서 위쪽에 있는 수지성분을 바깥으로 유출한다.

그렇다고 하는 것도, 세립성분과 미립성분은 수지성분에 대해 분명히 비중이 크므로 형틀중에 주입되면 아래로 잠기기 시작하고, 이 침하는 비중의 차가 크므로 빠르게 진행하고, 내부용적의 축소가 진행되면 가벼운 수지성분만이 바깥쪽으로 밀려서 이동하고, 개방부분으로 모이기 때문이다. 그래서 내부용적을 미리 소정의 크기로 하고, 이어서 소정의 용적축소를 할 수 있으면 제어된 양의 수지성분을 취출할 수 있다. 따라서 성형체 인조석의 고화시에 수지성분은 주형시의 수지성분 양보다도 적은 것으로 되고, 제품중에 포함되는 수지양비는 주형시 양비보다도 감소 시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 제조방법중 하나로서 압축성형 방식도 유용하다.

이 압력성형방식은 수평형틀로서의 하형에 세립성분 ·미립성분 및 수지성분을 미리 성형완료후의 조성에서 필요한 양만큼 배합하여 혼합한 재료(혼합재료)를 투입하고, 상형을 맞추고, 이를 5∼100kgf/cm²의 면압으로 가압하여 압축성형을 하는 것이다. 그리고, 이 성형에서는 압축시에 대략 90∼140℃의 온도로 5∼20분간 정도 가열한다.

또한, 이 가열하면서 하는 압축성형에서는 압력과 함께 형틀에 진동을 주어 형틀내의 상기 혼합재료의 유동성을 좋게 하는 것도 가능하다.

이러한 압축성형에 의한 방법은 평판 성형품과 같이 비교적 단순한 형상의 성형법으로서 양산효과를 발휘하고, 또 재료의 낭비가 거의 없기 때문에 경제성에서도 우월한 것이다.

그리고, 본 발명에서는 성형후 성형체 표면에 가공을 하여 세립성분이 표면부에 노출하도록 해도 좋다.

이러한 방법으로서는, 먼저 수지성분의 선택적 제거법이 채용된다. 즉, 예컨데 성형형에서 취출한 후에 성형품의 표면에 고압수를 분출시켜 맨 표면 가공을 실시하는 것이 유효하다.

이 가공은 두께와 노즐과의 거리 ·가공형상 등의 여러 가지 조건에 따라 다르므로 제한적이지는 않지만 통상은 2∼20cm 두께인 경우, 2∼10cm 정도 노즐의 높이에서는 50∼800kg/cm²정도의 수압으로 할 수 있다. 이 압력은 자연석을 대상으로 하는 경우에 비하여 보다 낮은 수압조건으로 된다.

즉, 수지분의 잔존에 의해 보다 용이하게 고품위로의 가공이 가능하게 되기 때문이다.

고압수의 분출을 위한 노즐과 그 시스템에 대해서는 특별한 제한은 없고, 각종의 것이 채용된다.

이 맨 표면가공에 의해 워터제트(Water-Jet)에 의한 평탄화 혹은 조면화(粗面化)가 실현되어 깊이있는 질감을 얻은 인조석이 제조된다.

수지성분의 존재에 따라 표면이 뿌해지지(白濁) 않고, 또한 약품을 사용하는 애칭(Atching) 방법에 기하여 폐액의 처리도 용이하게 된다.

물론, 필요에 따라서 표면부를 유기용재에 의해 처리하고, 수지성분을 연화 혹은 용융시켜 부분제거 하는 것도 가능하다.

이 경우 유기용매로서는 사용하는 수지성분에 대응하여 선택하면 좋고, 예컨데 염화에틸렌, 염화메틸렌, 크로로포름 등의 할로겐화 탄화수소; 무수초산, 초산에틸, 초산부틸 등의 카르본산과 그의 에스테르화합물 혹은 아세톤, 테트라히드로퓨란, DMF, DMSO등이 예시된다.

성형체는 이들의 유기용매에 침적하던가 혹은 이들 유기용매를 스프레이 또는 흘려서 연화 혹은 용융한 수지성분을 표면부에서 제거하여 표면요철을 형성시킬 수 있다.

혹은, 와이어 브러쉬(Wire Brush) ·절삭수단 등에 의해 경도가 낮은 수지성분을 표면부에서 절삭하도록 하여 요철을 형성해도 좋다.

이상의 각종 수단에 의해 조면화하고, 맨 표면가공을 실시한후, 상기한 바와같이 표면을 연마함에 의해 표면 세립성분의 피복층을 부분적으로 파기하여 이 피복층과 세립성분의 입자를 단면으로 하여 제품의 표면부에 노출시킨다. 이에따라 독특한 깊이있고 고운 표면질감이 실현된다. 이는 모두 상술한 바와같은 빛의 독특한 반사현상에 귀인하는 것이다.

표면연마를 위한 수단에는 특별한 한정은 없고, 지석(砥石) ·연마포 ·연마밸트등의 공구를 사용하여 혹은 버프(Buff) 연마제 ·러빙컴파운드(Rubbing Compound) 등의 연마제를 사용하여 실시할 수 있다.

연마제로서는 연마작용을 주로하는 다이아몬드 ·탄화붕소 ·코렌덤 ·알루미나 ·지르코니아와, 닦음(琢磨) 작용을 주로하는 트리폴리(Tripoli) ·돌로마이트(Dolomite) ·알루미나 ·산화크롬 ·산화셀륨등이 적의 사용된다.

물론, 이러한 연마를 실시한 후에 표면부를 더욱 조면화하여 요철을 형성해도 좋다. 단, 이 경우에도 상기와 같이 적어도 일부 세립성분의 입자와 그 피복층의 단면이 노출되도록 한다.

이렇게 함에 의해 뛰어난 성질 ·질감을 가지는 인조석이 제조된다.

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

[실시예 1]

미리 백색유약을 사용하여 약 1000℃에서 표면 소부층을 약 30 mu m의 두께로 설치한 직경 10∼25매쉬의 천연규석을 전체 세립성분의 50중량%로 사용하고, 세립성분과 230매쉬의 탄산칼슘을 그 중량비 2 : 1에서 조성물 전중량의 90중량%로 되도록 9중량%의 폴리메틸메타크릴수지 및 1중량%의 경화제와 함께 균일하게 혼합하여 모르타르상으로 했다.

이 조성을 형틀내로 투입하고, 두께 약 15mm의 판상체로 성형했다.

이어서 표면부를 코란담 연마제를 사용하여 연마했다. 이에의해, 소부피복층을 가지는 세립성분은 그 소부층과 세립성분의 부분단면을 노출시켰다.

얻은 인조석은 깊이 있고 대리석조의 유백색과 고움을 갖고 내부와 표면에 기포가 존재하지 않고, 조성은 균일하였다.

일본공업규격 JIS K-7112에 따른 시험에서는 비중 2.29이었다. 또한, 흡수율은 0.13% 이었다. 그 외의 특성은 아래의 표 1과 같았다.

항 목	결 과	시 험 조 건
굽힘강도	31.30kgf/cm	JIS A5209에 의함
압축강도	1400kgf/cm2	크로스헤드 속도 0.5mm/min로드셀 2Ton
충격강도	4.58kgf ·cm/cm2	진자형 충격시험
경 도	1021kgf/mm2	JIS Z-2244에 의함비커스 경도
선팽창계수	0.65(×10-5K)	TMA (30∼100℃)
내마모성	0.03g	JIS A-1452낙사식(落沙式) 마모시험

또한, 3% 염산수용액에 8시간 침적 및 3% 수산화나트륨 수용액에 8시간 침적에 의한 내산성 ·내알카리성시험에 의해서도 이상은 인식되지 않았다.

얻은 제품은 건물의 벽판으로 사용했던 바 깊이가 있고 미려한 대리석 벽을 얻을 수 있었다.

[실시예 2]

실시예 1에 있어서 세립성분과 미립성분의 합을 93%, 수지성분을 6%로 하고, 표면 소부층의 두께를 20 mu m로 했다.

실시예 1과 동일하게 하여 고품질인 인조석이 얻어졌다. 압축강도1385kg/cm², 경도 1025kgf/mm²의 특성을 가지고, 대리석조의 깊이있는 우수한 표면을 가지고 있다.

[실시예 3]

세립성분으로서의 천연규석이 전량의 15%에 대하여 입자표면에 두께 25 mu m 청색유약으로 소부를 한 것을 사용했다.

이 세립성분 10∼50매쉬인 것을 사용하여 실시예 1과 동일하게 하여 판상체를 형성했다.

알루미나 ·지르코니아 연마제를 사용하여 연마했다.

깊이있고 아름다운 청백색의 표면이 얻어졌다.

물리특성은 실시예 1과 대체로 같고, 건축재로서 고품질의 인조석 제품이 실현되었다.

[실시예 4]

세립성분으로서의 10∼50매쉬 천연규석이 전량의 65%에 대하여 코발트 청색(Pig. Blue 28) 안료를 혼합한 폴리메틸메타크릴 수지를 두께 약 50 mu m 로 피복하여 경화시켰다.

실시예 3과 동일하게 성형하고, 그후 표면 연마했다.

청색과 유백색이 혼재하여 깊이있고 아름다운 표면이 얻어졌다.

이 인조석 제품은 비중 2.29에서 굽힘강도 30.5kgf/cm, 압축강도 1305kgf/cm², 경도 950kgf/mm²이었다.

[비교예 1]

실시예 1에서 세립성분으로 5∼20매쉬의 것을 사용했다. 얻은 성형품은 강도가 충분하지 않고, 균일조직으로 되어 있지 않은 것이 확인되었다.

[비교예 2]

실시예 1에 있어서, 세립성분과 미립성분의 중량비를 0.2 : 1의 것과 6 : 1의 것을 각각 제조했다. 어느것도 균일한 치밀조직으로 되지 않고, 실용적으로 만족할 수 있는 강도특성의 것으로는 되지 않았다.

[비교예 3]

실시예 3에 있어서, 수지성분을 전체의 20중량%로 했다. 경도특성이 저하할뿐만 아니라 긁힘이 생기기 쉽고, 천연석재로서의 감을 얻을 수 없었고, 소위 수지제품이라는 점이 용이하게 판별되었다.

[비교예 4]

실시예 4에 있어서, 세립성분에 피복층을 설치하지 않고, 수지성분에 녹색안료를 배합하여 성형했다. 녹색이 너무 강하게 표현되고, 천연석조의 표면감은 잃어버렸다.

[실시예 5]

벵가라(산화철계) 적색안료를 포함하는 물유리를 소부하여 약 30 mu m 두께로 표면피복한 천연규석 10∼50매쉬인 것을 약 80% 포함하는 세립규석 성분과, 100∼350매쉬인 탄산칼슘 및 수산화알루미늄의 50 : 50 혼합물로 이루어지는 미립성분을 그 중량비에서 2 : 1로 혼합하고, 전체량의 90%로 되도록 적색안료를 첨가한 불포화 폴리에스테르수지를 혼합했다.

이 혼합물을 형틀에 투입하여 면압 10kgf/cm²로 압축성형하고, 표면부를 코란담 연마제에 의해 연마했다.

대단히 우수한 색조의 깊이있는 적색 인조석제품이 얻어졌다. 이것의 강도 등의 특성은 굽힘 강도 32.05kgf/cm, 압축강도 1405kgf/cm², 경도 1062kgf/mm²등으로 양호하였다.

이상과 같이 본 발명에서는 종래 얻어지지 않던 깊이와 고움이 있는 우수한 색조와, 양호한 특성을 갖는 고밀도 인조석을 제공한다. 얻은 제품은 천연품에서는 얻기 어려운 균일한 제품으로 된다. 게다가 이러한 우수한 제품의 제법이 특별히 고가의 설비를 사용하지 않아도 가능하게 된다.

특히 본 발명의 인조석은 어영석조 혹은 대리석조의 것을 얻기 위해 적합하고, 천연석과 동일하게 사용할 수 있는 것이다. 제품은 깊이있는 고급품으로서 천연품보다도 폭넓게 벽재 ·바닥재 ·기둥등으로 사용할 수 있는 것이다.

Claims (12)

10∼70매쉬 크기의 무기질 세립성분과 100매쉬 언더(100메쉬의 채를 통과하여 채 아래로 떨어지는 크기; 이하 동일)의 무기질 세립성분의 합이 제품전체의 85∼97중량% 무기질 세립성분과 무기질 미립성분으로 이루어지는 무기질 혼합성분과 함께, 제품 전체질량의 3∼15중량%의 수지성분을 함유하는 인조석 조성물에 있어서, 상기 무기질 세립성분은 그 일부 또는 전부에 대하여 아크릴수지, 메타크릴수지, 불포화롤리에스테르수지에서 선택된 무기물 혹은 물유리, 안료첨가물유리, 도자기용 유약에서 선택된 유기물이 그 표면에 미리 피복경화된 무기물 혹은 유기물피복경화층을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 인조석 조성물.

제 1항에 있어서, 표면의 피복경화층이 두께 5∼50㎛인 것을 특징으로 하 는 인조석 조성물.

제 1항에 있어서, 세립성분 전체량의 적어도 10%가 표면 피복경화된 층을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 인조석 조성물.

제 1항에 있어서, 안료 첨가수지로 이루어지는 표면 피복경화층을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 인조석 조성물.

제 1항에 있어서, 세립성분과 미립성분이 중량비로 0.5 : 1 ∼ 5 : 1의 비율로 배합되어 있는 것을 특징으로 하는 인조석 조성물.

제 1항에 있어서, 수지성분의 비율이 3 ∼ 10중량%인 것을 특징으로 하는 인조석 조성물.

10∼70매쉬 크기의 무기질 세립성분과 100매쉬 언더의 무기질 미련성분의 합이 합이 제품전체의 85∼97중량%인 무기질 세립성분과 무기질 미립성분으로 이루 어지는 무기질 혼합성분과 함께, 제품 전체질량의 3∼15중량%의 수지성분을 함유하는 인조석 조성물에 있어서, 상기 무기질 세립성분은 그 일부 또는 전부에 대하여 아크릴수지, 메타크릴수지, 불포화폴리에스테르수지에서 선택된 무기물 혹은 물유리, 안료첨가물유리, 도자기용 유약에서 선택된 유기물이 그 표면에 미리 피복경화된 무기물 혹은 유기물 피복경화층을 가지고 있는 인조석 조성물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인조석.

10∼70매쉬 크기의 무기질 세립성분과 100매쉬 언더의 무기질 미립성분의 합이 제품전체의 85∼97중량%인 무기질 세립성분과 무기질 미립성분으로 이루어지는 무기질 혼합성분과 함께, 제품 전체질량의 3∼15중량%의 수지성분을 함유하는 인조식 조성물에 있어서, 상기 무기질 세립성분은 그 일부 또는 전부에 대하여 아크릴수지, 메타크릴수지, 불포화폴리에스테르수지에서 선택된 무기물 혹은 물유리, 안료첨가물유리, 도자기용 유약에서 선택된 유기물이 그 표면에 미리 피복경화된 무기물 혹은 유기물 피복경화층을 가지고 있는 인조석 조성물로 이루어지고, 그 표면이 연마되어 있는 것을 특징으로 하는 인조석.

10∼70매쉬 크기의 무기질 세립성분과 100매쉬 언더의 무기질 미립성분의 합이 제품전체의 85∼97중량%인 무기질 세립성분과 무기질 미립성분으로 이루어지는 무기질 혼합성분과 함께, 제품 전체질량의 3∼15중량%의 수지성분을 함유하는 인조석 조성물에 있어서, 상기 무기질 세립성분은 그 일부 또는 전부에 대하여 아크릴수지, 메타크릴수지, 불포화폴리에스테르수지에서 선택된 무기물 혹은 물유리, 안료첨가물유리, 도자기용 유약에서 선택된 유기물이 그 표면에 미리 피복경화된 무기물 혹은 유기물 피복경화층을 가지고 있는 인조석 조성물로 이루어지는 인조석의 제조법에 있어서, 이 조성물을 형틀내로 투입하여 경화시키고, 이어서 표면연마하는 것을 특징으로 하는 인조석의 제조법.

10∼70매쉬 크기의 무기질 세립성분과 100매쉬 언더의 무기질 미립성분의 합이 제품전체의 85∼97중량%인 무기질 세립성분과 무기질 미립성분으로 이루어지는 무기질 혼합성분과 함께, 제품 전체질량의 3∼15중량%의 수지성분을 함유하는 인조석 조성물에 있어서, 상기 무기질 세립성분은 그 일부 또는 전부에 대하여 아크릴수지, 메타크릴수지, 불포화폴리에스테르수지에서 선택된 무기물 혹은 물유리, 안료첨가물유리, 도자기용 유약에서 선택된 유기물이 그 표면에 미리 피복경화된 무기물 혹은 유기물 피복경화층을 가지고 있는 인조석 조성물로 이루어지는 인조석의 제조법에 있어서, 이 조성물을 형틀내로 투입하여 가압 및 가열에 의해 경화시키고, 이어서 표면연마하는 것을 특징으로 하는 인조석의 제조법.

제 11항 에 있어서. 5∼100kgf/㎠의 압력에서 90∼140℃로 가열하여 경화시키는 것을 특징으로 하는 인조석의 제조법.

제 10항 또는 제 11항에 있어서, 연마에 앞서 표면가공하는 것을 특징으로 하는 인조석의 제조법.