KR100476980B1 - 채색된 운모의 제조방법 및 그 방법에 의해서 제조된 운모 - Google Patents

채색된 운모의 제조방법 및 그 방법에 의해서 제조된 운모 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내열도료 및 일반 내,외장용 장식재에 사용되는 채색된 운모의 제조방법 및 그 방법에 의해서 제조된 운모에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내열도료 및 일반 내,외장용 장식재 등에 입체효과나 천연대리석의 질감을 부여하기 위해 인레이드(inlaid) 형태로 제공되는 채색된 운모 분말 및 박편(flake)에 관한 것으로, 내열도료나 장식재에 다양한 형태의 질감을 부여할 수 있도록 다양한 크기와 다양한 색상의 무정형(無定形)의 채색된 운모 분말 및 박편을 제조하는 방법 및 그 방법에 의해서 제조된 운모에 관한 것이다.
본 발명의 채색된 운모의 제조방법은 운모 박편 100중량부에 대하여 여러 종류의 바인더 0.1~50중량부, 색채 안료 0.1~100중량부을 혼합기에 넣고 고속혼련에 의해 운모 표면에 안료를 코팅하는 단계, 코팅된 운모를 소성 또는 경화시키는 단계, 및 소성 또는 경화된 운모를 냉각 해쇄하여 최종적으로 무정형의 채색된 운모 분말 및 박편을 제조하게 된다.

Description

채색된 운모의 제조방법 및 그 방법에 의해서 제조된 운모{A METHOD OF MAKING THE COLORED MICA FOR THE HEAT RESISTANT MATERIAL AND THE GENERAL MATERIAL, AND A COLORED MICA MADE BY THIS METHOD}
본 발명은 내열도료 및 일반 내,외장용 장식재에 사용되는 채색된 운모의 제조방법 및 그 방법에 의해서 제조된 운모에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내열도료 및 일반 내,외장용 장식재 등에 입체효과나 천연대리석의 질감을 부여하기 위해 인레이드(inlaid) 형태로 제공되는 채색된 운모 분말 및 박편(flake)에 관한 것으로, 내열도료나 장식재에 다양한 형태의 질감을 부여할 수 있도록 다양한 크기와 다양한 색상의 무정형(無定形)의 채색된 운모 분말 및 박편을 제조하는 방법 및 그 방법에 의해서 제조된 운모에 관한 것이다.
현재 일반 내외장용 장식재로 널리 사용되는 PVC 마블 칩은 PVC수지에 안료를 첨가하여 경화시킨 후 분쇄한 제품으로 인화성이 강하며 연소시 유독성 가스를 배출한다는 단점이 있었다.
운모(mica)는 석영·장석과 함께 화강암 중에 있는 중요한 조암 광물로서, 돌비늘이라고도 한다. 층상구조를 가지며, 보통은 육각 판상의 결정형을 이룬다. 또한 인상 ·섬유상 ·주상을 이루는데, 어느 형태나 밑면에 완전한 쪼개짐이 있어서 아주 엷게 벗겨진다. 광물 중에서 가장 쪼개짐이 완전하며, 쪼개진 조각은 탄력이 강하다. 일반적으로 내화성(耐火性)이 강하고 전기의 부도체이므로, 전기절연물 ·내화재 특히 난로의 창 등에 사용된다.
본 발명자는 종래 PVC 마블 칩의 단점을 보완하고자, PVC 대신에 분쇄된 운모를 기지로 사용하여 무정형의 채색된 운모 분말 및 박편을 제조하는 방법을 발명하게 되었다. 새로이 개발된 무정형의 채색된 운모를 이용하여 마블 칩을 제조함으로써, 인화성 및 유독성을 해결한 새로운 건설 자재를 제공하고자 하였다.
상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 채색된 운모의 제조방법은 운모 박편 100중량부에 대하여 여러 종류의 바인더 0.1-50중량부, 안료 0.1-100중량부를 혼합기에 넣고 고속혼련에 의해 운모 표면에 안료를 코팅하는 단계, 코팅된 운모를 소성 또는 경화시키는 단계, 및 소성 또는 경화된 운모를 냉각하여 최종적으로 무정형의 채색된 운모 분말 또는 박편을 제조하게 된다.
바인더는 최종적으로 생산되는 채색된 운모의 용도에 따라서, 세라믹계 바인더, PTFE(polytetrafluoroethylene) 내열수지계 바인더, 또는 열가소성 바인더나 열경화성 바인더인 합성수지계 바인더가 사용된다.
상기 안료(color pigment)는 세라믹안료, 무기안료, 유기안료 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
원료의 혼합시에 필요에 따라서, 기능성 첨가제 0.1~20중량부를 추가로 혼합되는 데, 바람직하게 기능성 첨가제는 대전방지제, 항균제, 광색제(photochromic agent) 및 이의 혼합물이 사용된다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 내열도료 및 일반 내,외장용 장식재에 사용되는 채색된 운모의 제조방법 및 그 방법에 의해서 제조된 운모를 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 내열도료 및 일반 내,외장용 장식재에 사용되는 채색된 운모의 제조방법의 순서도이다.
도 1을 참조하면, 먼저 기지로 사용되는 운모(mica)를 적절한 크기로 분쇄한 후, 분쇄된 운모를 요구에 따라 평균입경 1㎛∼10mm까지의 적정한 크기별로 분급한다(S100). 즉, 운모 분말(powder)이나 박편(flake)으로 분쇄한 후, 사용되어질 용도에 따라서 운모를 일정한 크기별로 분급하게 된다.
다음단계로, 용도에 따라 적절한 종류의 바인더, 적절한 종류 및 적절한 색채의 색채 안료를 혼합한다(S102). 혼합된 바인더 및 색채 안료는 분급된 운모 분말이나 박편이 투입된다. 바람직하게는 운모 박편 100중량부에 대하여 바인더 0.1~50중량부, 안료 0.1~100중량부을 혼합한다. 이는 바인더를 너무 적게 삽입하면 바인더의 역할을 할 수 없으며 너무 많이 삽입하면 운모 박편표면에 안료가 삽입되지 않고 박편끼리 굳어 덩어리가 생성될 위험이 있으며, 안료는 너무 적으면 고유의 색을 발현시킬 수 없으며, 너무 많으면 과도한 비용이 초래된다.
바인더(binder)는 기지와 색채 안료를 결합시키기 위한 것으로 세라믹계 바인더, PTFE 내열수지계 바인더, 합성수지계 바인더 등이 사용될 수 있다. 합성수지계 바인더는 열가소성수지계 바인더, 열경화성수지계 바인더를 포함한다.
세라믹계 바인더를 사용하여 제조한 것은 800℃에서도 그 형태나 색상이 변하지 않는 불연제로 분류될 수 있고, PTFE 내열수지계 바인더를 사용하여 제조한 것은 400℃까지 안정하며, 이 외의 합성수지계 바인더로는 400℃ 이하의 온도 범위 내에서 적절하게 사용될 수 있다. 그 사용되는 양은 기지로 사용되는 운모의 크기와 첨가되는 안료의 양에 따라 달라질 수 있다.
안료(color pigment)는 기지로 사용되는 투명 운모에 색상을 부여하기 위한 것으로 세라믹안료, 무기안료 및 유기안료 등이 사용될 수 있다. 그 사용되는 양은 제품의 색상 농도에 따라 달라질 수 있다.
한편, 필요에 따라서 바인더 및 색채 안료 이외에 기능성 첨가제가 삽입된다. 바람직하게는 기능성 첨가제는 대전방지제, 항균제, 광색제(photochromic agent) 등이 사용될 수 있으며, 그 양은 바람직하게 운모 100중량부에 대해서 0.1~20중량부의 기능성 첨가제가 사용된다. 기능성 첨가제의 양이 너무 적으면 기능성 첨가제로서의 기능을 할 수 없으며, 너무 많으면 과도한 비용으로 비효율적이게 된다.
다음으로, 원료를 혼합기에서 고속혼련하여 운모 표면에 안료를 코팅시킨다(S104). 즉, 혼합기에 원료를 투입한 후, 일정한 속도로 믹싱함으로써 운모 표면에 안료가 코팅되도록 한다. 혼합기는 일반적으로 널리 사용되고 있는 일반 혼합기가 사용될 수 있다.
안료의 코팅이 끝나면, 이를 소성로에 삽입하여 운모를 소성시키거나, 건조기에서 경화시킨다(S106). 소성로는 일반적인 소성로가 사용되며, 건조기 또한 일반 건조기가 사용된다. 소성온도는 첨가되는 바인더 및 안료에 따라서 적절히 조절되는 데, 세라믹계 바인더가 사용될 경우에는 약 500℃의 온도에서 소성되며, PTFE 내열수지계 바인더가 사용될 경우에는 이보다 낮은 온도인 약 380℃ 정도에서 소성되며, 합성수지계 바인더의 경우에는 약 110℃의 온도에서 건조기에서 경화되게 된다.
운모의 소성 또는 경화 단계가 끝나면, 이를 꺼내어 냉각 해쇄한다(S108). 운모을 냉각 해쇄함으로써, 최종적으로 무정형의 채색된 운모 분말 및 박편을 제조하게 된다.
이하에서는 본 발명의 제조방법을 구체적인 실시예를 들어 상세히 설명하기로 한다.
실시예 1
세라믹 안료(색상:green) 45g을 세라믹계 바인더 20g에 분산시키고, 이것을 평균입경 40mesh의 운모 200g이 들어 있는 혼합기에 넣어 운모의 표면에 안료를 코팅하였다. 혼합기는 약 200rpm의 속도로 약 30분간 원료를 믹싱함으로써, 운모의 표면에 안료를 코팅하였다. 코팅인 끝난 후, 소성로에서 약 500℃에서 20분간 소성하고, 자연냉각으로 냉각 해쇄함으로써 최종적으로 무정형의 녹색의 운모 분말 및 박편을 제조하였다.
실시예 1에서는 세라믹안료 및 세라믹 바인더를 사용하여 운모 분말 및 박편을 제조하였기 때문에, 800℃에서도 그 형태나 색상이 변하지 않는 불연재로 사용되게 된다.
실시예 2
세라믹 안료(색상:red) 40g을 PTFE(polytetrafluoroethylene) 내열수지계 바인더 40g에 분산시키고, 이것을 평균입경 100mesh의 운모 400g이 들어 있는 혼합기에 넣어 운모의 표면에 안료를 코팅하였다. 혼합기는 약 200rpm의 속도로 약 30분간 원료를 믹싱함으로써, 운모의 표면에 안료를 코팅하였다. 코팅인 끝난 후, 소성로에서 380℃에서 20분간 소성하고, 자연냉각으로 냉각 해쇄함으로써 최종적으로 무정형의 적색의 운모 분말 및 박편을 제조하였다.
실시예 3
세라믹 안료(색상:blue) 45g과 항균제 20g을 열경화성 우레탄 수지 바인더 40g에 분산시키고, 이것을 평균입경 10mesh의 운모 400g이 들어 있는 혼합기에 넣어 운모의 표면에 안료를 코팅하였다. 혼합기는 약 200rpm의 속도로 약 30분간 원료를 믹싱함으로써, 운모의 표면에 안료를 코팅하였다. 코팅인 끝난 후, 건조로에서 약 110℃에서 20분간 경화하고, 자연냉각으로 냉각 해쇄함으로써 최종적으로 무정형의 푸른색의 운모 분말 및 박편을 제조하였다.
전술한 내용은 후술할 발명의 특허청구범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 본 발명의 특허청구범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.
또한, 본 발명에서 개시된 발명 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 사용되어질 수 있을 것이다. 또한, 당해 기술분야의 숙련된 사람에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명의 제조방법에 의해서 제조된 채색된 운모 및 박편은 운모의 특성을 그대로 간직하고 있을 뿐만아니라, 내열도료 및 일반 내,외장용 장식재의 입체효과나 천연대리석과 같은 다양한 형태의 질감을 부여하기 위해 인레이드(inlaid) 형태로 제공되며, 다양한 크기와 다양한 색상의 무정형(無定形)의 채색된 운모 분말 및 박편이다.
특히, 제조과정 중에서, 세라믹 안료와 세라믹계 바인더를 사용하여 제조한 것은 800℃에서도 그 형태나 색상이 변하지 않는 불연제로 분류될 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 채색된 운모의 제조방법 순서도이다.

Claims (14)

  1. 무정형의 채색된 운모 박편을 제조하는 방법에 있어서,
    운모 박편 100중량부에 대하여 세라믹계 바인더 0.1~50중량부, 안료 0.1~100중량부를 혼합기에 넣고 고속혼련에 의해 운모 표면에 안료를 코팅하는 단계, 코팅된 운모를 소성로에서 소성시키는 단계, 및 소성된 운모를 냉각하는 단계를 포함하는 데,
    상기 안료(color pigment)는 세라믹안료, 무기안료, 유기안료 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 채색된 운모의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    원료의 혼합시에 기능성 첨가제 0.1~20중량부를 추가로 혼합되는 데,
    상기 기능성 첨가제는 대전방지제, 항균제, 광색제(photochromic agent) 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것은 특징으로 하는 채색된 운모의 제조방법.
  4. 삭제
  5. 무정형의 채색된 운모 박편을 제조하는 방법에 있어서,
    운모 박편 100중량부에 대하여 PTFE(polytetrafluoroethylene) 내열수지계 바인더 0.1~50중량부, 안료 0.1~100중량부를 혼합기에 넣고 고속혼련에 의해 운모 표면에 안료를 코팅하는 단계, 코팅된 운모를 소성로에서 소성시키는 단계, 및 소성된 운모를 냉각하는 단계를 포함하는 데,
    상기 안료(color pigment)는 세라믹안료, 무기안료, 유기안료 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 채색된 운모의 제조방법.
  6. 삭제
  7. 제 5항에 있어서,
    원료의 혼합시에 기능성 첨가제 0.1~20중량부가 추가로 혼합되는 데,
    상기 기능성 첨가제는 대전방지제, 항균제, 광색제(photochromic agent) 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 채색된 운모의 제조방법.
  8. 삭제
  9. 무정형의 채색된 운모 박편을 제조하는 방법에 있어서,
    운모 박편 100중량부에 대하여 합성수지계 바인더 0.1~50중량부, 안료 0.1~100중량부을 혼합기에 넣고 고속혼련에 의해 운모 표면에 안료를 코팅하는 단계, 코팅된 운모를 건조기에서 경화시키는 단계, 및 경화된 운모를 냉각하는 단계를 포함하는 데,
    상기 합성수지계 바인더는 열가소성 바인더 또는 열경화성 바인더이며,
    상기 안료는 세라믹안료, 무기안료, 유기안료 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 채색된 운모의 제조방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 9항에 있어서,
    원료의 혼합시에 기능성 첨가제 0.1~20중량부가 추가로 혼합되는 데,
    상기 기능성 첨가제는 대전방지제, 항균제, 광색제(photochromic agent) 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것은 특징으로 하는 채색된 운모의 제조방법.
  13. 삭제
  14. 제1항, 제3항, 제5항, 제7항, 제9항, 또는 제12항 중 적어도 어느 한 항에 따른 제조방법에 의해서 제조되는 것을 특징으로 하는 채색된 운모.
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