KR100807973B1 - 자연스러운 문양을 갖는 인조대리석 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천연석에 가까운 자연스러운 문양을 갖는 인조대리석 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 충진제와 수지 및 그 외의 첨가제를 넣어 만든 슬러리를 베이스로 하고, 베이스와 원료는 같으나 안료를 첨가하여 베이스와 다른 색을 가지며 수지와 충진제의 함량을 조정하여 베이스 슬러리와 점도 및 비중을 다르게 조정한 착색 슬러리를 별도의 외부동력없이 베이스 슬러리와 혼련시켜 자연스러운 문양을 갖는 인조대리석을 제공한다.

인조대리석, 비중, 점도, 슈트

Description

자연스러운 문양을 갖는 인조대리석 및 이의 제조방법{Artificial marble having natural marble pattern and process for preparing the same}

도 1은 본 발명에 따른 인조대리석의 제조공정도이다.

도 2는 본 발명에 따른 인조대리석의 사진이다.

도 3은 도 2의 확대사진이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1a, 1b: 착색 슬러리 호퍼

2: 베이스 슬러리 호퍼

3: 슈트(chute)

4a, 4b: 슬러리 칸막이

5: 혼합 슬러리

6: 스틸벨트

본 발명은 인조대리석 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 아크릴 수지 혹은 불포화 폴리에스테르 수지를 베이스수지로 하고 동일한 내용물에서 수지, 충진제 및 첨가제의 조성만 다르게 하여 비중과 점도에 변화를 주어 마블무늬를 형성하는 것으로, 기존의 아크릴계 또는 불포화 폴리에스테르계 인조대리석의 제조시 무늬를 나타내기 위해 칩을 사용하는 방법 이외에, 인조대리석 슬러리를 비슷한 조성을 가지되 비중과 점도에 차이를 주어 2종 이상으로 제조한 후 이를 비중 및 점도차에 의해 별도의 외부동력없이 자체적으로 혼련시킴으로써 자연스러운 무늬를 갖는 인조대리석 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

인조대리석은 천연 석분이나 광물을 수지성분(아크릴, 불포화폴리에스테르, 에폭시 등)에 배합하고 각종 안료 및 첨가제 등을 첨가하여 천연석의 질감을 구현한 인조 합성체를 통칭하는데, 대표적으로는 아크릴계 인조대리석, 불포화 폴리에스테르계 인조대리석 등을 들 수 있다.

상기 아크릴계 인조대리석과 불포화 폴리에스테르계 인조대리석은 고체 재료의 특유한 강도와 색조를 가지고 있으며, 특히 아크릴계 인조대리석은 우수한 가공성과 내후성을 가지고 있다. 아크릴계 인조대리석은 천연 대리석과 비교하여 가볍고 비다공질이며, 천연 대리석에 뒤떨어지지 않는 우아한 색조, 뛰어난 강도 및 내후성을 가지고 있으며, 더욱이 목질과 비견될만한 우수한 가공성을 가지고 있어 천연 대리석과 차별화될 수 있다.

반면, 불포화 폴리에스테르 인조대리석은 내후성과 내열성이 아크릴계 인조대리석보다 열악하고 열성형이 어려운 단점이 있으나, 충진제로 사용되는 수산화 알루미늄 등과의 굴절율이 비슷하여 중합물의 투명도가 우수함으로써 보다 천연석처럼 자연스럽고 깊이감 있는 외관 구현이 가능한 장점이 있다.

이러한 인조대리석은 최근 각종 상판재료, 드레싱 테이블, 세면대, 테이블, 벽재, 바닥마루 재료, 가구, 내장재, 간접조명패널, 인테리어 소품과 같은 다양한 용도에 사용되고 있다.

인조대리석의 색상 및 형상을 나타내는 수단으로는 대부분 안료 및 칩이 사용되며, 칩의 성분은 인조대리석과 동일하거나 다른 원료를 사용하여 제조되며, 다양한 색상 및 입자 크기를 가진다.

그러나, 칩을 이용함에 있어서, 색깔별로 여러가지 종류의 칩을 이용하고 그 크기를 다양화하여 변화를 준다 하더라도 천연대리석의 패턴과는 많은 차이를 보인다.

즉, 인조대리석의 베이스 색상과 단색 칩과의 이질적인 색상차로 인하여 천연색의 질감을 나타내는 데에는 한계가 있다. 또한 기존의 방법 중 안료를 이용하는 방법은 한가지 색만을 나타낼 수 밖에 없어서 역시 그 한계가 있다.

대한민국 등록특허 제464176호에서는 각각 다른 색상의 안료가 첨가된 2종 이상의 액상수지를 2개 이상의 공급구를 통해 각각 공급하고; 상기 공급된 2종 이상의 액상수지를 공급구와 배출구 중간에 설치된 라인 믹서에서 부분적으로 혼합시키고; 상기 부분적으로 혼합된 액상수지 혼합물을 직교 1축 로봇 장치에 연결되어 좌우로의 이동, 이동 속도의 조절 및 일정 시간동안 정지가 가능한 배출구 노즐을 통해 이동식 스틸벨트에 공급하고; 그리고 배출구 노즐을 스틸벨트의 지정된 위치에서 일정시간 정지시켜 액상수지가 번지게 하여 불규칙한 무늬를 형성시키는; 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 아크릴계 인조 대리석의 제조방법이 개시되어 있다. 그러나, 이 특허에서는 라인 믹서, 로봇장치 등 별도의 외부 동력을 이용하였고, 슈트를 이용하는 본 발명과 제조방법이 근본적으로 상이하고, 본 발명에서와 같이 슬러리의 비중과 점도차를 이용하는 구성 및 이에 따른 자연스러운 혼합효과에 대해서는 개시되어 있지 않다.

일본공개실용실안 실개평5-68611호에서는 열경화성 수지에 무기질 필러 또는 유리질 필러, 경화제, 안료 등의 충전제가 혼입되어 원재료를 형성하고 이 원재료를 형상내에 주입하고 경화시키고 형성된 인공 대리석 성형체에 있어서, 상기 인공 대리석 성형체는 그 높이 방향에 따라 제1의 안료에 의한 제1의 색조층과 제2의 안료에 의한 제2의 색조층과 상기 제1, 제2의 색조층의 사이에 상기 제1, 제2의 안료의 혼합으로 된 제3의 안료에 의한 제3의 색조층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 인공 대리석 성형체가 개시되어 있다. 이 고안도 제조방법에 있어서 슈트를 이용하는 본 발명과 근본적으로 상이하며, 본 발명에서와 같이 슬러리의 비중과 점도차를 이용하는 구성 및 이에 따른 자연스러운 혼합효과에 대해서도 개시되어 있지 않다.

본 발명자는 안료를 포함하는 착색 슬러리를 이용하되 베이스 슬러리와 완전히 섞이지 않게 하고 경화시 자연스럽게 섞이게 하여 천연석과 가까운 무늬를 갖는 형상을 개발하고자 하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 기존 인조대리석에 사용되는 안료를 포함하는 착색 슬러리를 새로운 방법으로 베이스 슬러리에 혼합시켜 천연석에 한층 더 가까운 질감을 나타내는 인조대리석 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 하나의 바탕 영역과 이와 색상 및 비중이 다른 2종 이상의 색 영역이 존재하는 인조대리석을 제공한다.

본 발명에서 바탕 영역과 색 영역의 비중차는 0.01 내지 1.0, 바람직하게는 0.01 내지 0.3이다. 별도의 외부 동력없이 중력에 의한 자발적인 혼합이 이루어지게 하는 구동력으로서 비중차는 적어도 0.01 이상이어야 하며, 비중차가 너무 클 경우 자연스러운 부분적인 혼합효과가 저하될 수 있다.

본 발명에서 바탕 영역의 비중은 통상의 인조대리석 원료 슬러리의 비중 범위 중에서 1.5 내지 1.75인 것이 바람직하며, 일반적으로 색 영역의 비중이 바탕 영역보다 크도록 착색 슬러리를 제조한 후, 이를 상부층으로 배치 적층할 경우 비중차에 의해 착색 슬러리가 아래로 번져 내려오면서 자연스러운 문양이 형성된다.

또한, 본 발명은 (a) 바탕 영역으로 사용될 베이스 슬러리를 제조하는 단계; (b) 색 영역으로 사용될 착색 슬러리를 제조하는 단계; (c) 베이스 슬러리와 2종 이상의 착색 슬러리를 칸막이가 구비된 슈트(chute)에 투입하여 각 슬러리끼리 층을 형성하도록 적층하는 단계; 및 (d) 칸막이를 통과한 후 각 슬러리간의 비중 및 점도차에 의해 자체적으로 각 슬러리끼리 경계를 이루면서 부분적으로 혼합되는 단계를 포함하는 인조대리석의 제조방법을 제공한다.

상기 제조방법에서 각 슬러리에 사용되는 수지와 충진제의 함량을 조절하여 슬러리의 점도 및 비중을 다르게 제조하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 슬러리의 비중차 뿐만 아니라 각 슬러리의 점도도 다르게 제 조하여 슬러리의 자연스러운 혼합효과를 극대화시킬 수 있다. 구체적으로, 베이스 슬러리와 착색 슬러리의 점도는 같거나 그 점도차가 90 Poise 이하인 것이 바람직하고, 베이스 슬러리의 점도는 60 내지 120 Poise인 것이 바람직하며, 착색 슬러리의 점도는 베이스 슬러리보다 낮은 것이 바람직하다.

한편, 착색 슬러리간의 비중 및 점도차이는 가능한 없는 것이 바람직하다. 자연스럽게 비중차에 의해 내려가면서 섞여야 하므로 2종 이상의 착색 슬러리가 동시에 내려갈 때 좋은 무늬가 형성된다.

바람직하게는, 상기 베이스 슬러리를 슈트의 가장 하부에 투입하고 베이스 슬러리보다 비중이 높고 점도는 낮은 착색 슬러리를 칸막이를 통하여 베이스 슬러리 상부에 투입한다.

또한, (d) 단계에서 부분적으로 혼합된 혼합 슬러리를 연속 이동식 스틸벨트에 공급하여 40 내지 60℃로 유지하면서 경화시키는 것이 바람직하다.

본 발명은 서로 다른 색상을 가지는 2종 이상의 착색 슬러리와 인조대리석의 주 색상을 나타내는 베이스 슬러리를 이용하여 제조한 인조대리석에 관한 것이다.

본 발명의 인조대리석은 베이스 슬러리 및 이와 동일한 원료에 안료를 첨가하여 색상이 서로 다른 2종 이상의 착색 슬러리를 제조한 후, 각 슬러리를 슈트의 칸막이 평판에 투입하여 적층한 다음, 착색 슬러리와 베이스 슬러리가 비중 및 점도차에 의해 별도의 외부 동력없이 자연스럽게 부분적으로 혼합되게 한 후, 혼합 슬러리를 경화시킨 후 얻은 평판을 연마하여 제조한다.

상기 베이스 슬러리는 아크릴계 또는 불포화 폴리에스테르계 시럽 100 중량 부에 대하여 무기충진제 100 내지 200 중량부, 가교제 0.1 내지 10 중량부, 중합개시제 0.1 내지 10 중량부를 포함하는 원료 조성물을 혼련하여 제조한 것이다.

상기 착색 슬러리는 아크릴계 또는 불포화 폴리에스테르계 시럽 100 중량부에 대하여, 무기충진제 100 내지 200 중량부, 가교제 0.1 내지 10 중량부, 중합개시제 0.1 내지 10 중량부, 색상을 나타내기 위한 안료 0.1 내지 10 중량부를 포함하는 원료 조성물을 혼련하여 제조한 것이다

상기 베이스 슬러리와 착색 슬러리의 혼합단계에서는 칸막이가 구비된 슈트에 베이스 슬러리와 착색 슬러리를 공급하여 혼합한다. 이 과정에서 착색 슬러리의 비중과 점도는 베이스 슬러리의 비중과 점도와 차이가 있게 만들어 사용하며, 비중의 차이는 0.01 내지 1.0, 바람직하게는 0.01 내지 0.3이고, 점도의 경우는 베이스 슬러리와 같거나 베이스 슬러리보다 90 Poise 이하의 낮은 범위에 있는 것이 바람직하다.

상기 베이스 슬러리의 비중은 1.5 내지 1.75, 점도는 60 내지 120 Poise가 바람직하다. 점도가 이 범위보다 낮을 경우는 착색 슬러리와 너무 잘 혼합되어 자연스러운 문양이 나오지 않으며, 이 범위보다 큰 경우는 착색 슬러리와 잘 혼합되지 않는다.

착색 슬러리의 비중이 베이스 슬러리의 비중보다 큰 경우 공급슈트에서 착색 슬러리를 베이스 슬러리보다 위에서 공급되게 하면, 경화 중에 비중차이에 의해 착색 슬러리가 아래로 번져 내려오면서 경화후에 자연스러운 문양이 나타나게 된다. 또한 점도는 베이스 슬러리보다 착색 슬러리가 낮아야 하는데, 착색 슬러리의 점도 가 베이스 슬러리보다 높게 되면 적절히 섞이면서 자연스러운 문양을 내는 효과가 현저히 떨어지게 된다.

이와 같이 혼합된 슬러리를 연속 이동식 스틸벨트에 공급하여 평판 형태로 주형한 후 경화시킨다. 이때 스틸벨트는 오븐을 통과하면서 열을 받아 온도가 올라가면서 경화하게 되는데, 온도가 40 내지 60℃에서 점도가 최하로 떨어지게 되면서 평판 내에서 자연스러운 문양을 나타내게 된다.

본 발명의 인조대리석은 착색 슬러리로 무늬를 나타내는 것 이외에, 베이스 슬러리에 크기별로 구분된 칩을 0.1 내지 20 중량부까지 넣어 색상을 더욱 화려하게 만들 수 있으며, 착색 슬러리에도 30 Mesh 이하의 작은 아크릴계 칩을 0.1 내지 20 중량부까지 넣어 안료가 나타내는 색상에 칩으로 표현할 수 있는 무늬를 더할 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 인조대리석의 제조공정도로서, 인조대리석의 제조과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 베이스 슬러리와 착색 슬러리를 배합한다.

구체적으로, 베이스 슬러리는 아크릴 수지 시럽 혹은 불포화 폴리에스테르 수지 시럽 100 중량부에 대하여, 무기충진제 100 내지 200 중량부, 가교제 0.1 내지 10 중량부, 중합개시제 0.1 내지 10 중량부, 칩 0 내지 20 중량부로 이루어진 슬러리이다.

착색 슬러리는 아크릴 수지 시럽 혹은 불포화 폴리에스테르 수지 시럽 100 중량부에 대하여, 무기충진제 100 내지 200 중량부, 가교제 0.1 내지 10 중량부, 중합개시제 0.1 내지 10 중량부, 30 Mesh 이하 크기의 칩 0 내지 20 중량부, 색상을 나타내기 위한 안료 0.1 내지 10 중량부로 이루어진 슬러리이다.

착색 슬러리 및 베이스 슬러리에 들어가는 칩의 경우는 아크릴계 수지 시럽 또는 불포화 폴리에스테르계 수지 시럽 100 중량부에 대하여, 무기충진제 100 내지 250 중량부, 가교제 0.1 내지 10 중량부, 가교촉진제 0.1 내지 3 중량부, 안료 0.1 내지 10 중량부를 배합하여 평판을 만든 다음, 오븐에서 경화시킨 후 파쇄기를 이용하여 100 내지 2.5 Mesh의 직경이 되도록 파쇄하여 제조하며, 100 내지 2.5 Mesh의 범위 내에서 다양한 크기로 제작한 후 메쉬 망을 사용하여 크기별로 선별한다.

본 발명에서 베이스 및 착색 슬러리를 배합할 때, 아크릴 수지 시럽을 원료로 하는 경우는 그 색상이 탁해지는 단점이 있으나, 색상의 구별이 뚜렷하게 나타나서 뚜렷하고 화려한 무늬를 표현할 수 있으며, 불포화 폴리에스테르를 원료로 하는 경우는 불포화 폴리에스테르 본래의 투명성에 색이 비치는 효과를 나타내고, 아크릴 수지시럽의 경우와 비교할 때 더 잘 섞이는 성질이 있어 무늬가 더 천연석에 가깝게 느껴진다.

베이스 슬러리의 수지와 착색 슬러리의 수지를 각각 아크릴 수지와 불포화 폴리에스테르 수지로 다르게 사용할 수도 있지만, 그렇게 되면 베이스 슬러리와 착색 슬러리가 완전히 혼합되는 것이 아니기 때문에 경화된 후 슬러리간 경계면이 갈라질 수가 있다.

본 발명에서 사용가능한 불포화 폴리에스테르는 특별히 제한되지 않으며, 일 반적인 불포화 폴리에스테르는 거의 아무거나 사용하여도 무방하다. 예를 들어 α,β-불포화 이염기산 또는 이 불포화 이염기산과 포화 이염기산의 혼합물을 다가 알콜과 알콜성 수산기 몰수/카르복실기 몰수비로서 0.8 내지 1,2의 비율이 되도록 혼합하고, 탄산가스, 질소가스 등과 같은 불활성 가스기류 중에서 140 내지 250℃의 온도에서 축합반응시키고, 생성수를 제거하면서 반응진행 정도에 따라서 온도를 서서히 상승시키는 방법에 의해서 수득되는 산가 5 내지 40, 분자량 1,000 내지 5,000 정도 범위를 가지는 불포화 폴리에스테르를 사용할 수 있다.

이때 사용하는 α,β-불포화 이염기산, 포화 이염기산으로서는 무수말레인산(Maleic Anhydride), 시트라콘산(Citraconic Acid), 푸마르산(Fumaric Acid), 이타콘산(Itaconic Acid), 프탈산(Phthalic Acid), 무수프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산(Terephthalic Acid), 호박산(Succinic Acid), 아디핀산(Adipic Acid), 세바신산(Sebacic Acid), 테트라하이드로프탈산 등을 들 수가 있다.

또 필요에 따라서 아크릴산, 프로피온산(Propionic Acid), 안식향산(Benzoic Acid) 등과 같은 일염기산이나, 트리멜리트산(Trimellitic Acid), 벤졸의 테트라카아본산과 같은 다염기산도 사용할 수 있다.

다가 알콜로서는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 수소화 비스페놀 A, 트리메틸롤프로판모노아릴에테르, 네오펜틸글리콜, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 글리세린 등을 사용할 수 있다.

인조대리석 제조시 사용되는 아크릴 수지 시럽의 중합가능한 단량체로는 아 크릴 단량체가 좋다. 구체적으로 상기 아크릴 수지 시럽은 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 벤질메타크릴레이트 및 글리시딜메타크릴레이트 중에서 선택되는 메타크릴레이트 단량체 단독 또는 2종 이상의 혼합물이며, 메타크릴레이트 단량체 및 그 일부가 중합된 중합체의 혼합물을 사용할 수도 있다. 이들 중에서 메틸메타크릴레이트가 특히 바람직하다. 시럽내의 중합체의 함량은 10 내지 50 중량%인 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 가교제는 분자내 공중합 가능한 이중결합을 포함하여 상기 아크릴 수지 시럽과 가교결합하는 다관능성 아크릴 단량체로서, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 1,6-헥산 디올 디메타크릴레이트, 폴리부틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 및 네오펜틸 글리콜 디메타크릴레이트 중에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합물이며, 이들 중에서 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트가 특히 바람직하다.

상기 가교제들을 사용하지 않거나 너무 적게 사용할 경우에는 표면의 요철이 발생하고, 인조대리석의 상부와 하부에 기포가 발생하는 등 원료들간의 결합력이 떨어지게 되고, 내열성 및 내열 변색성이 나빠진다. 가교제를 너무 많이 사용할 경우에는 칩들의 상분리가 일어나게 되어서 인조대리석 패턴에 많은 문제점을 나타낸다. 따라서 가교제의 사용량은 베이스 수지 시럽 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부가 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 무기충진제는 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 알 루민산 칼슘 등으로, 굴절율이 1.57 내지 1.62인 것이 바람직하며, 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용 가능하다. 상기 무기충진제는 수지와의 분산성, 제품의 기계적 강도 향상 및 침전방지 등을 위해 실란계 커플링제, 티타네이트계 커플링제 또는 스테아린산으로 처리된 표면을 갖는 것이 바람직하다. 상기 무기충진제의 바람직한 함량은 베이스 수지 시럽 100 중량부에 대하여 100 내지 200 중량부이다.

본 발명에서 사용되는 중합개시제는 경화제 역할을 하며, 유기 과산화물으로서 벤조일 퍼옥사이드, 디쿠밀(Dicumyl) 퍼옥사이드와 같은 디아실 퍼옥사이드, 부틸하이드로 퍼옥사이드, 쿠밀하이드로 퍼옥사이드와 같은 하이드로 퍼옥사이드, t-부틸 퍼옥시 말레인산, t-부틸하이드로 퍼옥사이드, 아세틸 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 아조비스이소부티로니트릴, 아조비스디메틸발레로(valero)니트릴, t-부틸 퍼옥시 네오데카노에이트(Neodecanoate), t-아밀 퍼옥시 2-에틸 헥사노에이트 중에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합물을 사용한다. 아울러, 아민의 퍼옥사이드와 술폰산의 혼합물 또는 퍼옥사이드와 코발트 화합물의 혼합물을 사용하여 중합과 경화가 실온에서 수행되도록 할 수 있다. 상기 중합개시제의 함량은 베이스 수지 시럽 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부인 것이 바람직하며, 중합촉진제와 함께 사용하는 것이 일반적이다.

또한, 노르말도데실메르캅탄, 터어셔리도데실메르캅탄, 벤질메르캅탄 및 트리메칠벤칠메르캅탄 등의 메르캅탄 화합물과 같은 라디칼 운반체를 사용할 수 있다. 라디칼 운반체의 함량은 베이스 수지 시럽 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부가 바람직하다.

이외에도 상기 조성물은 통상적으로 알려진 인조대리석의 첨가성분으로 실리콘계 또는 비실리콘계 소포제; 트리메톡시실란(Trimethoxysilane)을 주성분으로 하는 실란계, 산계 또는 티타네이트계 커플링제; 유기 또는 무기 안료나 염료; 페닐 살리실레이트(Phenyl Salicylate)계, 벤조페논(Benzophenone)계, 벤조트리아졸(Benzotriazole)계, 니켈 유도체계 또는 라디칼 제거제(Radical Scavenger)계 자외선 흡수제; 할로겐계, 인계 또는 무기금속계 난연제; 스테아린산계 또는 실리콘계 이형제; 카테콜(Catechol)계 또는 하이드로퀴논류계 중합억제제; 페놀계, 아민계, 퀴논계, 유황계 또는 인계 산화방지제 중에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.

다음, 상기에서 제조한 베이스 슬러리 및 착색 슬러리를 각각 베이스 슬러리 호퍼(2) 및 착색 슬러리 호퍼(1a, 1b)를 통하여 슈트(3)에 공급한다.

상기 슈트(3)는 경사로를 의미하며, 이 슈트(3)의 일측에는 다수의 슬러리 칸막이(4a, 4b)가 구비되며, 다른 일측은 스틸벨트(6)와 인접한다.

상기 칸막이(4a, 4b)는 도면에 도시된 바와 같이, 평판 형태로서 슬러리의 원활한 흐름을 위해 진행 방향쪽으로 하향 경사져 있다. 상기 칸막이(4a, 4b)의 수는 사용되는 착색 슬러리의 수에 따라 결정되며, 도면에는 2단으로 배치되어 있다.

슈트(3)에 슬러리를 공급할 때, 베이스 슬러리를 슈트(3)의 하단에 투입하고, 베이스 슬러리보다 비중이 높고 점도는 낮은 착색 슬러리를 베이스 슬러리 상단에 투입한다. 도면에 도시된 바와 같이 2종류의 착색 슬러리를 사용할 경우, 제2착색 슬러리 호퍼(1b)로부터 나온 제2착색 슬러리는 제1칸막이(4a)와 제2칸막이 (4b) 사이에 투입하고, 제1착색 슬러리 호퍼(1a)로부터 나온 제1착색 슬러리는 제2칸막이(4b) 상단에 투입한다.

칸막이(4a, 4b)를 통하여 분리 투입된 베이스 슬러리와 2종의 착색 슬러리는 일시적으로 층을 이루어 3층의 적층물이 형성되며, 이와 같이 각 슬러리를 슈트(3)의 칸막이(4a, 4b)를 이용하여 분리 투입하는 이유는 칸막이(4a, 4b)가 없이 각 슬러리가 슈트(3)에 투입될 경우 처음부터 슬러리들이 완전히 섞여버릴 수 있기 때문이며, 칸막이(4a, 4b)를 이용하여 분리 투입함으로써 일시적인 적층구조를 거쳐 비중 및 점도차에 의한 자연스러운 혼합효과를 극대화할 수 있다.

다음, 칸막이(4a, 4b)를 통과한 후 비중 및 점도차에 의해 별도의 외부 동력없이 자연스럽게 부분적으로 혼합된 혼합 슬러리(5)를 연속 이동식 스틸벨트(6)에 공급하여 평판 형태로 주형한 후 경화시킨다. 주형 및 경화중에도 비중 및 점도차에 의한 각 슬러리의 부분적인 혼합은 계속해서 일어난다. 경화시에 스틸벨트(6)는 오븐을 통과하면서 열을 받아 온도가 올라가면서 경화하게 되는데, 온도가 40 내지 60℃에서 점도가 최하로 떨어지게 되면서 평판 내에서 자연스러운 문양을 나타내게 된다.

마지막으로, 경화가 완료된 후 평판의 상부면 및 하부면을 일정 두께로 연마하여 천연석 질감의 인조대리석 완제품을 완성한다.

도 2는 본 발명에 따른 인조대리석의 사진이고, 도 3은 도 2의 확대사진으로, 베이스 슬러리와 착색 슬러리간의 비중 및 점도차에 의한 자연스러운 혼합효과로 인하여 자연스러운 문양이 형성되었음을 확인할 수 있다.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

1. 원료 슬러리의 제조

1) 베이스 슬러리의 제조

30 중량%의 폴리메틸메타크릴레이트와 70 중량%의 메틸메타크릴레이트의 혼합물로 이루어진 메틸메타크릴레이트 시럽 100 중량부, 수산화 알루미늄 160 중량부, t-부틸 퍼옥시 네오데카노에이트 0.2 중량부, t-아밀 퍼옥시 2-에틸 헥사노에이트 0.3 중량부, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 3 중량부, 노르말도데실메르캅탄 0.2 중량부, 소포제로서 BYK 555(BYK-Chemie사, 독일) 0.2 중량부, 커플링제로서 BYK 900(BYK-Chemie사, 독일) 0.75 중량부, 자외선 안정(흡수)제로서 Hisorp-P(LG화학) 0.2 중량부를 혼합하여 베이스 원료로 쓰일 슬러리를 제조하였다. 이때 베이스 슬러리의 비중은 1.61이고, 점도는 70 Poise이었다.

2) 착색 슬러리의 제조

22 중량%의 폴리메틸메타크릴레이트와 78 중량%의 메틸메타크릴레이트의 혼합물로 이루어진 메틸메타크릴레이트 시럽 100 중량부, 수산화 알루미늄 180 중량부, t-부틸 퍼옥시 네오데카노에이트 0.2 중량부, t-아밀 퍼옥시 2-에틸 헥사노에이트 0.3 중량부, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 3 중량부, 노르말도데실메르캅탄 0.2 중량부, 소포제로서 BYK 555(BYK-Chemie사, 독일) 0.2 중량부, 커플링제로서 BYK 900(BYK-Chemie사, 독일) 0.75 중량부, 자외선 안정(흡수)제로서 Hisorp- P(LG화학) 0.2 중량부, 색상을 나타내기 위한 안료 0.3 중량부를 혼합하여 각기 다른 색상을 가지는 2종의 책색 슬러리를 제조하였다. 이때 2종의 착색 슬러리의 비중은 1.66이고, 점도는 52 Poise이었다.

2. 인조대리석 제조

상기에서 제조한 베이스 슬러리 및 2종의 착색 슬러리를 각각 베이스 슬러리 호퍼(2) 및 착색 슬러리 호퍼(1a, 1b)를 통하여 슈트(3)에 공급하였다. 이때 베이스 슬러리를 슈트(3)의 하단에 투입하고, 베이스 슬러리보다 비중이 높고 점도는 낮은 착색 슬러리를 베이스 슬러리 상단에 투입하였으며, 구체적으로는 도 1에 도시된 바와 같이 제2착색 슬러리 호퍼(1b)로부터 나온 제2착색 슬러리는 제1칸막이(4a)와 제2칸막이(4b) 사이에 투입하고, 제1착색 슬러리 호퍼(1a)로부터 나온 제1착색 슬러리는 제2칸막이(4b) 상단에 투입하였다. 이때 베이스 슬러리 100 중량부에 대하여 각 착색 슬러리 11 내지 12 중량부를 투입하였다.

칸막이(4a, 4b)를 통하여 분리 투입된 베이스 슬러리와 2종의 착색 슬러리는 일시적으로 층을 이루어 3층의 적층물이 형성하였으며, 칸막이(4a, 4b)를 통과한 후 비중 및 점도차에 의해 별도의 외부동력없이 자연스럽게 부분적으로 혼합되었다.

혼합 슬러리(5)를 연속 이동식 스틸벨트(6)에 공급하여 14 ㎜ 두께의 평판이 되도록 주형한 후 80℃ 열풍 오븐에 통과시켜 혼합 슬러리(5)의 온도를 50℃로 유지하면서 경화시켰다. 경화되는 동안 상부에 위치하였던 착색 슬러리가 비중 및 점도 차이에 의해 밑으로 내려오면서 자연스럽게 섞여서 자연스러운 질감을 나타내었 다. 경화가 완료된 후 평판의 상부면을 1 ㎜, 하부면을 2 ㎜ 두께로 연마하여 천연석 질감의 인조대리석을 만들었다.

[실시예 2]

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 베이스 및 착색 슬러리의 제조시에 단색 일반칩 20 중량부를 사용하였다.

일반적으로 아크릴 수지로 제조된 인조대리석은 뛰어난 가공성과 더불어 가벼움, 내후성 및 열적 특성 등의 장점으로, 주방 상판 및 각종 인테리어 재료로서 다양한 용도에 사용되고 있다. 그러나 천연대리석에 비해 다양한 무늬와 색상을 모두 표현하지는 못하고 있었다. 특히 단색으로 구성된 칩의 조합으로 연속할 수 있는 색상의 무늬는 단조로운 느낌을 주며, 흔한 천연석 질감의 색상 및 무늬를 구현하는 데에도 그 한계가 있었다.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 개선하여, 서로 다른 색상을 가지는 2종 이상의 착색 슬러리와 인조대리석의 주 색상을 나타내는 베이스 슬러리를 원료로 하여, 슈트에 의한 일시적인 적층구조 및 슬러리간의 비중 및 점도차에 의한 자연스러운 혼합효과를 이용함으로써, 기존 인조대리석과 현저히 차별화된 외관 및 천연석의 사실감을 갖는 인조대리석을 얻을 수 있다.

Claims (12)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. (a) 바탕 영역으로 사용될 베이스 슬러리를 제조하는 단계;

   (b) 색 영역으로 사용될 착색 슬러리를 제조하는 단계;

   (c) 베이스 슬러리와 2종 이상의 착색 슬러리를 칸막이가 구비된 슈트(chute)에 투입하여 각 슬러리끼리 층을 형성하도록 적층하는 단계;

   (d) 칸막이를 통과한 후 각 슬러리간의 비중 및 점도차에 의해 자연스럽게 각 슬러리끼리 경계를 이루면서 혼합되는 단계를 포함하며,

   각 슬러리에 사용되는 수지와 충진제의 함량을 조절하여 슬러리의 비중 및 점도를 다르게 제조하되, 상기 베이스 슬러리와 착색 슬러리의 점도가 같거나 점도차가 90 Poise 이하로 되도록 제조하는 것을 특징으로 하는 인조대리석의 제조방법.
6. 삭제
7. 삭제
8. 제5항에 있어서, 상기 베이스 슬러리의 점도가 60 내지 120 Poise인 것을 특징으로 하는 인조대리석의 제조방법.
9. 제5항에 있어서, 상기 착색 슬러리의 점도가 베이스 슬러리보다 낮은 것을 특징으로 하는 인조대리석의 제조방법.
10. 제5항에 있어서, 각 착색 슬러리의 비중 및 점도가 동일한 것을 특징으로 하는 인조대리석의 제조방법.
11. 제5항에 있어서, 상기 베이스 슬러리를 슈트의 가장 하부에 투입하고 베이스 슬러리보다 비중이 높고 점도는 낮은 착색 슬러리를 칸막이를 통하여 베이스 슬러리 상부에 투입하는 것을 특징으로 하는 인조대리석의 제조방법.
12. 제5항에 있어서, (d) 단계에서 혼합 슬러리를 연속 이동식 스틸벨트에 공급하여 40 내지 60℃로 유지하면서 경화시키는 것을 특징으로 하는 인조대리석의 제조방법.

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