KR100422788B1

KR100422788B1 - 천연석 질감을 갖는 박판 인조석재 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR100422788B1
Application number: KR10-2001-0062172A
Authority: KR
Inventors: 이현우
Original assignee: 주식회사 화성산업
Priority date: 2001-10-09
Filing date: 2001-10-09
Publication date: 2004-03-16
Also published as: KR20030030306A

Abstract

본 발명은 천연석 질감을 갖는 박판 인조석재 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 쇄석골재; 투명규사; 에폭시 계열, 불포화 폴리에스테르 계열 및 아크릴 계열의 합성수지; 및 희석제를 필수적으로 포함하는 천연석 질감을 갖는 박판 인조석재 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 박판 인조석재는 천연석재의 채취로 인한 자연환경 파괴를 막을 수 있고, 폐석을 이용함으로써 제조비용이 저렴하여 자재원가의 절감, 물류비용의 절감 등 경제적인 효과가 크고 다양한 색상을 연출하여 우아하고 화려한 분위기를 연출할 수 있다.

Description

천연석 질감을 갖는 박판 인조석재 및 이의 제조방법 {Thin artificial stone plate having texture of natural stone and method for preparing the same}

본 발명은 천연석 질감을 갖는 박판 인조석재 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 각종 건축물의 실내외 바닥 및 벽체, 건강소재 등의 장소에 천연 석재 대체품으로 부착할 수 있는 박판 인조석재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 건축물의 실내외 바닥 및 벽체, 건강소재 등의 마감재로 사용되는 고급스러운 소재로서는 천연석재를 들 수 있다. 그러나, 천연석재는 자연환경 파괴문제로 극히 제한적으로 채취될 수 있으며, 환경 보호운동이 확산일로에 있어 종래의 건축물의 실내외장재 및 건강소재로 널리 사용되어 온 천연 화강석, 천연대리석, 천연옥, 천연 광물판재의 사용은 한계가 있다.

따라서, 다양한 색상의 천연석 질감의 인조화강석, 인조대리석, 인조건강석을 제조하여 건축물의 실내외 바닥 및 벽체, 건강소재 등 대체재로 사용할 수 있는 석제품의 개발이 절실히 요구되고 있으며 다양하게 연구되어 오고 있다.

예를 들어 한국특허 제145117호에는 에폭시 수지 모르타르 조성물과 자연석 또는 인조석 규사를 배합하여 이를 포설한 다음 압착미장하고 경화시킨 표면층에 에폭시 수지를 기본수지로 한 응집성 성형코팅재를 도포함으로써 표면공극만을 일정한 두께로 메꾸어 평면 또는 엠보싱 상태를 갖게 하여 미관을 향상시키는 모르타르 미장방법이 기재되어 있고, 한국특허공보 제94-3470호에는 규사, 착색규사, 대리석 및 종석 등의 경량골재와 에폭시 수지 등의 각종 수지를 이용하여 제조한 레진 모르타르층을 시멘트 기판 위에 미장결합시켜 얻은 인조석의 제조방법이 기재되어 있다.

또한 한국특허공보 제96-11340호에는 불포화 폴리에스테르수지 또는 에폭시, 메틸에틸게론 퍼옥사이드, 석분, 유색 또는 무색유리, 안료 등을 혼합하여 이루어진 마감재를 금속이나 플라스틱으로 성형된 형틀에 이형제를 도포한 후 주입하고 그 상부에 시멘트 제품인 벽돌 및 블록 등을 안착시켜 10℃에서 61시간, 20℃에서 29시간, 30℃에서 18시간 정도 양생건조함으로써 시멘트 제품에 접합하여 사용되는 마감제품을 제조하는 방법이 기재되어 있다. 그러나, 상기 방법에서 석분으로서 자연석을 가공하면서 버려지는 폐석을 분쇄하여 사용하는데, 폐석 등을 이용하는 재활용 정도가 극히 미비하다.

이에 본 발명의 목적은 자연석 및 광물석(옥, 자수정, 운모, 활석, 맥반석 등)을 채취하거나 가공하면서 버려지는 폐석, 폐광석, 폐적벽돌, 또는 폐유리를 포함하는 폐석골재의 재활용도를 높임으로써 자연환경 파괴를 줄이고 제조비용, 자재원가 및 물류비용 등을 절감하면서도 천연석보다 우수한 강도 및 다양한 색상을 창출할 수 있으며 내오염성이 뛰어난 박판 인조석재를 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 상기 박판 인조석재를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.

상기 본 발명에 따른 목적을 달성하기 위한 박판 인조석재는 폐석, 폐광석, 폐적벽돌 및 폐유리를 포함하는 골재를 1∼5mm의 평균입경을 갖도록 분쇄하여 얻은 쇄석골재 25∼35중량%; 폐석, 폐광석, 폐적벽돌 및 폐유리를 포함하는 골재를 5∼10mm의 평균입경을 갖도록 분쇄하여 얻은 쇄석골재 18∼28중량%; 80∼100㎛의 평균입경을 갖는 투명규사 31∼36중량%; 에폭시 계열, 불포화 폴리에스테르 계열 및 아크릴 계열로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 합성수지 8∼12중량%; 및 물 또는 신나로 선택되는 희석제 2∼4중량%를 필수적으로 포함한다.

또한 상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제조방법은, 폐석, 폐광석, 폐적벽돌 및 폐유리를 포함하는 골재 중 1∼5mm의 평균입경을 갖도록 분쇄하여 얻은 쇄석골재 25∼35중량% 및 5∼10mm의 평균입경을 갖도록 분쇄하여 얻은 쇄석골재 18∼28중량%; 80∼100㎛의 평균입경을 갖는 투명규사 31∼36중량%, 에폭시 계열, 불포화 폴리에스테르 계열 및 아크릴 계열로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도하나의 합성수지 8∼12중량%, 물 또는 신나로 선택되는 희석제 2∼4중량%, 무기질 안료 0.14∼0.16중량%, 분산제 0.04∼0.06중량%, 자외선 흡수제 0.04∼0.06중량%, 산화방지제 0.04∼0.06중량%, 방염제 0.08∼0.12중량% 및 경화제 0.08∼0.12중량%를 혼합 및 교반하여 모르타르를 준비하는 단계; 및 상기 모르타르를 몰드에 주입한 후, 모르타르의 표면에 3∼5mm의 평균입경을 갖는 쇄석골재를 살포하고 나서 200∼300℃에서 성형 열처리하여 단시간에 경화시켜 돌귀형 표면을 갖는 예형을 형성시키는 단계; 및 상기 경화된 예형을 몰드로부터 이형시킨 후 돌귀가 형성된 표면의 배면(시공시 표출면)을 마광기로 연마하는 단계로 이루어진다.

도 1은 본 발명에 따른 일예의 박판 인조석재의 평면도를 나타내며,

도 2는 본 발명에 따른 다른 일예의 박판 인조석재의 평면도를 나타내고,

도 3은 도 2의 박판 인조석재의 측면도를 나타낸다.

이하, 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 천연석 질감을 갖는 박판 인조석재는 폐석, 폐광석, 폐적벽돌 및 폐유리를 포함하는 골재를 1∼5mm의 평균입경을 갖도록 분쇄하여 얻은 쇄석골재 25∼35중량%; 폐석, 5∼10mm의 평균입경을 갖도록 분쇄하여 얻은 쇄석골재 18∼28중량%; 80∼100㎛의 평균입경을 갖는 투명규사 31∼36중량%; 에폭시 계열, 불포화 폴리에스테르 계열 및 아크릴 계열로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 합성수지 8∼12중량%; 및 물 또는 신나로 선택되는 희석제 2∼4중량%를 필수적으로 포함한다. 또한, 무기질 안료 0.14∼0.16중량%, 분산제 0.04∼0.06중량%, 자외선 흡수제 0.04∼0.06중량%, 산화방지제 0.04∼0.06중량%, 방염제 0.08∼0.12중량% 및 경화제 0.08∼0.12중량%를 더욱 포함한다.

본 발명에서 사용하는 쇄석골재라 함은, 폐석, 폐광석, 폐적벽돌 및 폐유리를 포함하는 폐석골재를 1∼5mm 및 5∼10mm의 평균입경을 갖도록 분쇄하여 얻는 것을 의미하며, 본 발명에 있어서 1∼5mm의 평균입경을 갖는 쇄석골재는 25∼35중량%로, 5∼10mm의 평균입경을 갖는 쇄석골재 18∼28중량%를 갖는다. 상기 쇄석골재의 총 함량이 최대 63중량%를 초과할 경우에는 인조석재의 제조과정에서 모르타르의 혼합에 문제가 있으며, 최소 43중량% 미만이면 천연질감의 자연미가 없는 문제가 있다. 또한, 상기 모르타르를 제조할 때 사용되는 쇄석골재의 평균입경이 1mm 미만이면 투명규사의 입경과 중복되어 모르타르의 점도에 문제가 있으며 10mm를 초과하면 천연질감의 자연미와 박판의 형성에 문제가 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 최종적으로 제조된 박판 인조석재를 건축물에 적용할 때 바닥이나 벽면으로의 부착성을 양호하게 하기 위해 바닥이나 벽면과의 부착면의 표면을 돌귀형 예형으로 형성하는데, 이 때 모르타르의 상부에 살포하는 쇄석골재는 3∼5mm의 평균입경을 갖는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 사용할 수 있는 투명규사는 80∼100㎛의 평균입경을 갖는 것이 바람직하며, 31∼36중량%로 사용된다. 이는 천연석 질감의 인조석재를 제조할 때 상기 쇄석골재(1∼10mm)와 결합함에 있어 최적의 중량과 입경이다.

본 발명에서 사용할 수 있는 에폭시 계열, 불포화 폴리에스테르 계열 및 아크릴 계열로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 합성수지는 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 모르타르 형성용 수지로서 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 있어서 상기 합성수지의 함량은 8∼12중량%가 바람직하며, 8중량% 미만이면 응집력에 문제가 있으며 12중량%를 초과하면 자연미가 없어지고 원가상승의 요인이 되는 문제가 있다.

또한 본 발명에 있어서, 희석제로서 물(H₂O) 또는 신나를 사용하며, 그 함량은 2∼4중량%이다. 2중량% 미만이면 모르타르 펼침에 문제가 있으며 4중량%를 초과하면 모르타르가 너무 묽어지는 문제가 있다.

전술한 필수성분외에도, 선택적으로 무기질 안료, 분산제, 자외선 흡수제, 산화방지제, 방염제 및 경화제를 더욱 포함한다. 이러한 기타 첨가제들은 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 모르타르 형성용 첨가제로서 특별히 한정되는 것은 아니다.

예를 들면, 상기 무기질 안료로서는 크롬(그린), 카드뮴(레드), 이산화티탄 또는 크로메이트, 페로시아나이드(청), 설파이드, 옥사이드, 실리케이트, 또는 카본블랙 등이 있으며, 본 발명에서는 바람직하게 0.14∼0.16중량%의 함량으로 사용한다.

각 성분들의 분산을 돕기 위해 첨가되는 분산제로는 동남합성공업의 TN을 사용하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 바람직하게 0.04∼0.06중량%의 함량으로 사용한다.

또한 변색방지를 위해 첨가되는 자외선 흡수제는 폴리[(6-몰폴리노-S-트리아진-2,4-디일)-(2,2,6,1-테트라에틸-4-피페리닐)이미노-헥사메틸렌-(2,2,6,6-테트라메틸)아미노], UV-531(미국 시아나마이드 제품) 등을 들 수 있으며, 본 발명에서는 바람직하게 0.04∼0.06중량%를 사용하고, 내구력 증강을 위해 첨가되는 산화방지제로는 BHT(미국 MDL사 제품) 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게 0.04∼0.06중량%의 함량으로 사용한다.

한편, 또 다른 첨가제로서 연소시 매연방지를 위해 첨가되는 방염제는 DE-83R(미국 알베마블사 제품) 등을 사용할 수 있고, 바람직하게 0.08∼0.12중량%의 함량으로 사용하고, 또한 경화제로는 MEKPO(크레이벨리사) 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게 0.08∼0.12중량%의 함량으로 사용한다.

전술한 성분들을 사용하여 본 발명에 따른 박판 인조석재를 제조하는 방법을 살펴보면, 상기 성분들을 혼합 및 교반하여 모르타르를 준비하고, 준비된 모르타르를 몰드에 주입한 후, 모르타르의 표면에 3∼5mm의 평균입경을 갖는 쇄석골재를 살포하고 나서 200∼300℃에서 성형 열처리하여 단시간에 경화시켜 돌귀형 표면을 갖는 예형을 형성시킨다. 상기 경화된 예형을 몰드로부터 이형시킨 후 돌귀가 형성된 표면의 배면(시공시 표출면)을 마광기로 연마하여 천연석 질감을 갖는 박판 인조석재를 제조한다. 또한 이렇게 제조된 박판 인조석재의 두께는 종래기술에 의해 통상적으로 제조되는 25∼32mm 두께의 인조석재보다도 훨씬 얇은 5∼15mm를 갖는다.

본 발명에 따른 제조방법에 있어서, 몰드에 주입된 모르타르의 경화온도가 200℃ 미만이면 세라믹화에 문제가 있으며, 300℃를 초과하면 쇄석입자에 균열이 발생하는 문제가 있다. 또한 몰드로부터 예형을 이형시킬 때 분리를 용이하게 하기 위해 이형제를 도포할 수 있다.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

폐석, 폐광석, 폐적벽돌 및 폐유리를 포함하는 골재를 분쇄하여 얻은 쇄석골재 중 평균입경이 4mm인 쇄석골재를 25중량% 및 7mm인 쇄석골재 27중량%, 80㎛의 평균입경을 갖는 투명규사 38중량%, 불포화 폴리에스테르(크레이벨리사 제품) 10중량%, 신나 3중량%, 페로시아나이드 0.15중량%, TN(동남합성공업 제품) 0.05중량%, UV-531(미국 시아나마이드사제) 0.05중량%, BHT(미국 MDL사 제품) 0.05중량%, DE-83R(미국 알베마블 제품) 0.10중량% 및 MEKPO(크레이벨리사 제품) 0.10중량%를 혼합 및 교반하여 모르타르를 준비하고, 상기 준비된 모르타르를 1,100×510mm 크기, 15mm 두께의 직사각형 몰드에 주입한 후, 모르타르의 표면에 5mm의 평균입경을 갖는 쇄석골재를 살포하고 나서 300℃에서 10분동안 성형 열처리하여 단시간에 경화시켜 돌귀형 표면을 갖는 예형을 형성하였다. 상기 경화된 예형을 몰드로부터 이형시킨 후 돌귀가 형성된 표면의 배면(시공시 표출면)을 마광기로 연마하여 10mm의 박판 인조석재을 제조하였고, 제조된 인조석재는 천연석의 질감을 나타내었다.

본 발명에 따라 제조된 인조석재의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

시험명	KS 규격 및 시험방법	양호기준	결과
내후성(%)	KS M 3072-96250시간 변색률	10이내	1.6
내마모성(마모감량, mg)	KS F 2812-9620kg, 연삭재c, 입도 No. 20	50이내	21
내충격성(겉모양)	KS M 3074-961kg, 강구를 0.5m 낙하	이상없음	이상없음
부착강도(Kgf/cm²)	KS F4715-97	표준상태	20이상	31
부착강도(Kgf/cm²)	KS F4715-97	7일 침수후	10이상	16
압축강도(Kgf/cm²)	KS M 3816-97	210이상	801
휨파괴하중(Kgf)	KS F 4035-93	550이상	2,800
흡수량(g)	KS F 4716-97	0.5 이내	0.01
굴곡강도(Kgf/cm²)	KS M 3008-93	100 이상	225

상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 인조석재는 내후성, 내마모성, 내충격성, 부착강도, 압축강도, 휨파괴하중, 흡수량, 및 굴곡강도 모두에 있어서 우수한 결과를 얻었다.

상기 실시예를 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 박판 인조석재는 천연석재를 사용하지 않고 폐석, 폐광석, 폐적벽돌 및 폐유리 등을 사용할 수 있기 때문에 자연환경 파괴를 막을 수 있고, 제조비용이 저렴하여 자재원가의 절감할 수 있고, 두께가 상당히 얇기 때문에 물류비용도 절감할 수 있다. 또한, 내오염성 등이 우수하고, 천연석보다도 다양한 색상을 연출하여 우아하고 화려한 분위기를 연출할 수 있다. 또한, 바닥이나 벽면에 접하는 면에 돌귀가 형성되어 있어 부착성이 향상되고 인조석재가 쉽게 떨어지지 않는다.

Claims

폐석, 폐광석, 폐적벽돌 및 폐유리를 포함하는 골재를 1∼5mm의 평균입경을 갖도록 분쇄하여 얻은 쇄석골재 25∼35중량%;

폐석, 폐광석, 폐적벽돌 및 폐유리를 포함하는 골재를 5∼10mm의 평균입경을 갖도록 분쇄하여 얻은 쇄석골재 18∼28중량%;

80∼100㎛의 평균입경을 갖는 투명규사 31∼36중량%;

에폭시 계열, 불포화 폴리에스테르 계열 및 아크릴 계열로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 합성수지 8∼12중량%; 및

물 또는 신나로 선택되는 희석제 2∼4중량%를 필수적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 천연석 질감을 갖는 박판 인조석재.
제1항에 있어서, 상기 박판 인조석재는 무기질 안료 0.14∼0.16중량%, 분산제 0.04∼0.06중량%, 자외선 흡수제 0.04∼0.06중량%, 산화방지제 0.04∼0.06중량%, 방염제 0.08∼0.12중량% 및 경화제 0.08∼0.12중량%를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 천연석 질감을 갖는 박판 인조석재.
폐석, 폐광석, 폐적벽돌 및 폐유리를 포함하는 골재 중 1∼5mm의 평균입경을 갖도록 분쇄하여 얻은 쇄석골재 25∼35중량% 및 5∼10mm의 평균입경을 갖도록 분쇄하여 얻은 쇄석골재 18∼28중량%; 80∼100㎛의 평균입경을 갖는 투명규사 31∼36중량%, 에폭시 계열, 불포화 폴리에스테르 계열 및 아크릴 계열로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 합성수지 8∼12중량%, 물 또는 신나로 선택되는 희석제 2∼4중량%, 무기질 안료 0.14∼0.16중량%, 분산제 0.04∼0.06중량%, 자외선 흡수제 0.04∼0.06중량%, 산화방지제 0.04∼0.06중량%, 방염제 0.08∼0.12중량% 및 경화제 0.08∼0.12중량%를 혼합 및 교반하여 모르타르를 준비하는 단계; 및

상기 모르타르를 몰드에 주입한 후, 모르타르의 표면에 3∼5mm의 평균입경을 갖는 쇄석골재를 살포하고 나서 200∼300℃에서 성형 열처리하여 단시간에 경화시켜 돌귀형 표면을 갖는 예형을 형성시키는 단계; 및

상기 경화된 예형을 몰드로부터 이형시킨 후 돌귀가 형성된 표면의 배면(시공시 표출면)을 마광기로 연마하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 천연석 질감을 갖는 박판 인조석재의 제조방법.
제3항에 있어서, 상기 박판 인조석재의 두께는 5∼15mm인 것을 특징으로 하는 박판 인조석재의 제조방법.