KR100833273B1 - 금속 질감을 갖는 인조대리석 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속 질감을 갖는 인조대리석으로서, 페로실리콘 또는 실리콘메탈 3.0∼7.0 중량%, 실리카 함량이 96% 이상인 실리카 샌드(silica sand) 형태의 규석(quartz) 50.0∼60.0 중량%, 입자의 96% 이상이 325 메쉬(mesh)를 통과하는 실리카 분말(silica powder) 형태의 규석 23.0∼30.0 중량%, 불포화 폴리에스테르 수지 7.0∼10.0 중량%를 포함하고, 불포화 폴리에스테르 수지의 양을 기준으로 2.0∼3.0 중량%의 t-부틸 퍼옥시벤조에이트와 1.0∼2.0 중량%의 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시 실란(3-methacryloxypropyl trimethoxy silane)과 1.0∼5.0 중량%의 안료를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인조대리석(engineered stone)에 관한 것이다.
바닥재, 내장재, 벽체, 각종 상판재 등의 건축 자재로 사용되는 본 발명의 인조대리석은 비중이 낮아서 취급 및 유지관리가 용이하며, 압축 강도, 굴곡(휨) 강도, 인장 강도 등이 우수하여 하중에 잘 견디고 스크래치가 잘 발생하지 않으며, 내충격성, 내마모성, 내화학약품성 등이 우수하여 색상과 광택이 오랫동안 유지되고, 금속 질감의 다양한 색상 및 무늬를 통한 독특한 분위기 조성으로 고급스러움을 한층 높일 수 있으며, 공극이 거의 없어 동결융해에 강하다.
인조대리석, 금속 질감, 페로실리콘, 실리콘메탈, 실리카, 규석, 불포화 폴 리에스테르 수지, t-부틸 퍼옥시벤조에이트, 안료, 압축 강도, 굴곡 강도, 인장 강도, 내충격성, 내마모성, 내화학약품성.
Description
도 1은 본 발명에 따른 금속 질감을 갖는 인조대리석의 제조 공정도이다.
본 발명은 금속 질감을 갖는 인조대리석에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 페로실리콘(ferrosilicon, Fe-Si) 또는 실리콘메탈(silicon metal)을 함유하여 금속 질감을 갖는 인조대리석에 관한 것이다.
천연대리석은 원래 수성암이었으나 아름다운 무늬와 색상 및 형태로 재결정시켜 가공함으로써 미술공예품이나 건축장식재로 널리 사용되어 왔었다. 그러나, 천연대리석은 채석량이 매우 적을 뿐만 아니라 여러 단계의 복잡하고 까다로운 공정을 거쳐야 하기 때문에 생산 단가가 높아지는 문제점이 있었다.
한편, 인조대리석은 천연석분 또는 광물을 수지(예컨대, 아크릴 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지 등) 성분이나 시멘트(예컨대, 포틀랜트 시멘트)와 배합한 후, 안료, 경화제, 가교제, 무기 충전제 등을 첨가하여 제조되는 것으로서, 아크릴계 인조대리석, 폴리에스테르계 인조대리석, 시멘트 인조대리석, 석회석 인조대리석 등으로 대별된다. 인조대리석은 생산 단가가 낮아 천연대리석을 대체할 수 있는 이점(利點)이 있으나, 초기의 인조대리석은 중량이 무겁고 오래될 경우 인조석층이 시멘트로부터 이완되는 폐단이 있었으며, 색상이 변색되기 쉽고 인장력의 약화로 경미한 충격에도 쉽게 파손·균열되는 결점이 있었다. 기술의 발전에 따라 근래의 인조대리석은 가공성, 내후성, 시공성 등이 우수할 뿐만 아니라 천연대리석에 뒤떨어지지 않을 정도의 우수한 색상, 강도 등의 특성을 나타낸다. 그러나, 지금까지의 인조대리석은 금속과 같은 질감(texture)을 나타내는데 한계가 있을 뿐만 아니라, 압축 강도, 굴곡(휨) 강도 등의 물성도 만족할 만한 수준에 달하지 못한다.
본 발명은 비중이 낮아서 취급 및 유지관리가 용이하며, 압축 강도, 굴곡(휨) 강도, 인장 강도 등이 우수하여 하중에 잘 견디고 스크래치가 잘 발생하지 않으며, 내충격성, 내마모성, 내화학약품성 등이 우수하여 색상과 광택이 오랫동안 유지되고, 금속 질감의 다양한 색상 및 무늬를 통한 독특한 분위기 조성으로 고급스러움을 한층 높일 수 있으며, 공극이 거의 없어 동결융해에 강한 인조대리석을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 금속 질감을 갖는 인조대리석으로서, 페로실리콘 또는 실리콘메탈 3.0∼7.0 중량%, 실리카 함량이 96% 이상인 실리카 샌드(silica sand) 형태의 규석(quartz) 50.0∼60.0 중량%, 입자의 96% 이상이 325 메쉬(mesh)를 통과하는 실리카 분말(silica powder) 형태의 규석 23.0∼30.0 중량%, 불포화 폴리에스테르 수지 7.0∼10.0 중량%를 포함하고, 불포화 폴리에스테르 수지의 양을 기준으로 2.0∼3.0 중량%의 t-부틸 퍼옥시벤조에이트와 1.0∼2.0 중량%의 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시 실란(3-methacryloxypropyl trimethoxy silane)과 1.0∼5.0 중량%의 안료를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인조대리석을 제공한다. 페로실리콘(ferrosilicon, Fe-Si) 또는 실리콘메탈(silicon metal)은 금속 질감을 나타내도록 하는 필수 성분으로서, 그 입도(粒度)는 0.3∼4.0㎜인 것이 바람직하다. 실리카 함량이 96% 이상인 모래(sand) 형태의 규석의 입도는 0.1∼1.2㎜인 것이 바람직하며, 입자의 96% 이상이 325 메쉬(mesh)를 통과하는 분말(powder) 형태의 규석의 평균 직경은 5.0∼15.0㎛인 것이 바람직하다. t-부틸 퍼옥시벤조에이트(t-butyl peroxybenzoate, TBPB)는 경화제로서의 역할을 하고, 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시 실란(3-methacryloxypropyl trimethoxy silane)은 가교제로서의 역할을 한다. 흑색 산화철(Fe3O4)[Bayer AG에서 제조하여 시판되는 Bayferrox 318M]과 카본 블랙과 실리카 샌드(silica sand)(실리카 샌드의 입도는 0.1∼0.3㎜인 것이 바람직함)의 배합비(중량비)가 8:1:9인 안료를 사용하는 것이 바람직하지만, 당업계에 공지된 통상의 안료를 사용할 수 있다.
도 1에 나타나 있는 바와 같이, 본 발명의 금속 질감을 갖는 인조대리석은 다음과 같은 공정에 따라 제조된다.
1. 원재료 저장 공정
페로실리콘 또는 실리콘메탈, 실리카 함량이 96% 이상인 실리카 샌드(silica sand) 형태의 규석(quartz), 입자의 96% 이상이 325 메쉬(mesh)를 통과하는 실리카 분말(silica powder) 형태의 규석, 불포화 폴리에스테르 수지, t-부틸 퍼옥시벤조 에이트, 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시 실란, 안료 등의 원재료를 각각 검사한 후, 사일로(SILO), 백(bag) 등에 나누어 저장한다.
2. 원재료 계량 공정
페로실리콘 또는 실리콘메탈, 실리카 함량이 96% 이상인 실리카 샌드(silica sand) 형태의 규석, 안료, 불포화 폴리에스테르 수지, t-부틸 퍼옥시벤조에이트, 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시 실란, 입자의 96% 이상이 325 메쉬(mesh)를 통과하는 실리카 분말(silica powder) 형태의 규석을 각각 계량하여 순서대로 혼합기(mixer)에 투입한다.
3. 원재료 혼합 공정
혼합기에 투입된 원재료를 160초 이상 혼합(mixing)한다.
4. 혼합물 분상 공정
혼합기에서 혼합된 혼합물을 분상기로 이송한 후 몰드(mold)에 분상한다.
5. 성형 공정
3400 rpm의 회전 속도로 프레스 바이브레타를 45초간 작동시킴으로써, 몰드에 분상된 혼합물의 다짐 작업을 수행하여 원판 슬라브를 형성시킨다. 이 때, 프레스 진공도는 20 mbar 이하로 유지시킨다.
6. 경화 공정
다짐된 원판 슬라브를 83∼85℃에서 28분 이상 경화시킨다.
7. 슬라브 적재 공정
경화 완료된 반제품을 원판대차에 적재한 후 보관 장소로 이송한다.
8. 슬라브 보관 공정
원판대차에 적재된 반제품을 일정 기간 동안 보관한다.
9. 캘리브레이션(calibration) 공정
보관 중인 반제품을 1차 및 2차 캘리브레이션 한다. 1차 캘리브레이션 후에는 완제품의 뒷면이, 2차 캘리브레이션 후에는 완제품의 연마면이 각각 형성된다.
10. 연마(polishing) 공정
캘리브레이션된 완제품을 1차 및 2차 연마(polishing)한다.
11. 검사 공정
1차 및 2차 연마된 제품의 원판을 검사한다. 원판 출하 제품의 경우에는 원판 적재 및 출하 공정으로 이송하고, 절단(cutting)을 요하는 제품은 절단 공정으로 이송한다.
12. 절단(cutting) 공정
원하는 크기에 따라 원판을 연속 절단한다. 이 때, 1차적으로 종방향으로 절단한 후, 2차적으로 횡방향으로 절단한다.
13. 원판 적재 및 출하 공정
절단 제품의 경우에 한하여 면취 공정으로 이송하고, 원판 출하 제품의 경우에는 바로 출하한다.
14. 면취(edge grinding) 공정
절단 제품의 경우에 한하여 면취 작업을 수행한다.
15. 검사/포장 공정
절단 제품을 검사한 후, 적재하고 포장한다.
16. 출하 공정
검사 완료된 절단 제품을 출하한다.
본 발명의 금속 질감을 갖는 인조대리석은 비중(比重)(시험방법: ASTM D 792 A)이 2.3∼2.4이고, 압축 강도(시험방법: KS F 2518)가 1700∼1900 ㎏f/㎝2이며, 굴곡(휨) 강도(시험방법: ASTM D 780, 시험 속도: 6 ㎜/분, 지지간 거리: 250 ㎜)가 400∼600 ㎏f/㎝2이고, 인장 강도(시험방법: ASTM D 638, 시험 속도: 5 ㎜/분)가 130∼160 ㎏f/㎝2이며, 흡수율(시험방법: ASTM D 570, 23±1℃, 물, 24시간)이 0.016∼0.050%이고, 하중 변형 온도(시험방법: ASTM D 648, 굴곡 응력: 18.5 ㎏f/㎝2)가 150∼160℃이다.
본 발명의 금속 질감을 갖는 인조대리석은 바닥재, 내장재, 벽체, 각종 상판재 등의 건축 자재로 사용될 수 있다.
하기 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이므로, 본 발명의 범주가 하기 실시예에 국한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이른바 "당업자" 또는 "평균적 기술자")는 첨부된 특허청구범위에 기재된 사항으로부터 도출되는 기술적 사상의 범위 내에서 하기 실시예의 다양한 변형, 수정 및 응용이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
실시예
페로실리콘 4.5 중량%, 실리카 함량이 96% 이상인 실리카 샌드(silica sand) 형태의 규석(quartz) 52.0 중량%, 블랙 318M(상품명)과 카본 블랙과 실리카 샌드(silica sand)의 배합비가 32:4:36인 안료 0.4 중량%, 불포화 폴리에스테르 수지 8.0 중량%, t-부틸 퍼옥시벤조에이트 0.16 중량%, 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시 실란 0.08 중량%, 입자의 96% 이상이 325 메쉬(mesh)를 통과하는 분말(powder) 형태의 규석 35.5 중량%를 각각 계량하여 순서대로 혼합기(mixer)에 투입한 후, 160초 이상 혼합(mixing) 혼합하였다. 이어서, 혼합된 혼합물을 분상기로 이송한 후 몰드(mold)에 분상하고, 3400 rpm의 회전 속도로 프레스 바이브레타를 45초간 작동시킴으로써, 몰드에 분상된 혼합물의 다짐 작업을 수행하여 원판 슬라브를 형성시켰다. 이 때, 프레스 진공도는 10 mbar로 유지시켰다. 이어서, 다짐된 원판 슬라브를 83∼85℃에서 28분 이상 경화시킨 후, 경화 완료된 반제품을 원판대차에 적재한 후 보관 장소로 이송하였다. 이어서, 원판대차에 적재된 반제품을 1주일 정도 보관하면서, 보관 중인 반제품을 1차 및 2차 캘리브레이션 하였다. 1차 캘리브레이션 후에는 완제품의 뒷면이, 2차 캘리브레이션 후에는 완제품의 연마면이 각각 형성되었다. 이어서, 캘리브레이션된 완제품을 1차 및 2차 연마(polishing)하고, 1차 및 2차 연마된 제품의 원판을 검사한 후, 400㎜ × 400㎜로 절단하였다. 이어서, 절단된 제품에 대한 면취(edge grinding) 작업을 하였다.
위와 같은 공정을 거쳐 제조된 인조대리석에 대한 물성(物性) 등의 시험 결과는 하기 표 1에 나타나 있다.
물성 | 단위 | 결과치 | 시험방법 |
비중 | 2.36 | ASTM D 792 A | |
압축 강도 | ㎏f/㎠ | 1830 | KS F 2518 |
굴곡(휨) 강도 | ㎏f/㎠ | 520 | ASTM D 780 (시험 속도: 6 ㎜/분, 지지간 거리: 250 ㎜) |
인장 강도 | ㎏f/㎠ | 142 | ASTM D 638 (시험 속도: 5 ㎜/분) |
흡수율 (23±1℃, 물, 24시간) | % | 0.021 | ASTM D 570 |
하중 변형 온도 (굴곡 응력: 18.5 ㎏f/㎝) | ℃ | 152 | ASTM D 648 |
내연성 | 불연성 | KS M 3015-97 | |
열팽창 | 1/℃ | 1.6×10-5 | KS M3015-97 |
내열수성 | 이상없음 | JIS K 6902 | |
내열성 | JIS K 6902 |
또한, JIS K 6902에 따른 시험 결과, 홍차, 커피, 우유, 1% 요오드알콜 용액, 10% 시트르산 수용액, 가솔린, 아세톤, 올리브유, 10% 암모니아수, 구두약, 사무용 잉크, 5% 석탄산, 산성 아황산나트륨 포화 수용액, 간장 등에 의한 치수 변환이 거의 없음이 확인되었다.
바닥재, 내장재, 벽체, 각종 상판재 등의 건축 자재로 사용되는 본 발명의 인조대리석은 비중이 낮아서 취급 및 유지관리가 용이하며, 압축 강도, 굴곡(휨) 강도, 인장 강도 등이 우수하여 하중에 잘 견디고 스크래치가 잘 발생하지 않으며, 내충격성, 내마모성, 내화학약품성 등이 우수하여 색상과 광택이 오랫동안 유지되고, 금속 질감의 다양한 색상 및 무늬를 통한 독특한 분위기 조성으로 고급스러움을 한층 높일 수 있으며, 공극이 거의 없어 동결융해에 강하다.
Claims (6)
- 금속 질감을 갖는 인조대리석으로서, 페로실리콘 또는 실리콘메탈 3.0∼7.0 중량%, 실리카 함량이 96% 이상인 실리카 샌드(silica sand) 형태의 규석(quartz) 50.0∼60.0 중량%, 입자의 96% 이상이 325 메쉬(mesh)를 통과하는 실리카 분말(silica powder) 형태의 규석 23.0∼30.0 중량%, 불포화 폴리에스테르 수지 7.0∼10.0 중량%를 포함하고, 불포화 폴리에스테르 수지의 양을 기준으로 2.0∼3.0 중량%의 t-부틸 퍼옥시벤조에이트와 1.0∼2.0 중량%의 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시 실란(3-methacryloxypropyl trimethoxy silane)과 1.0∼5.0 중량%의 안료를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인조대리석.
- 제 1 항에 있어서,상기 페로실리콘 또는 실리콘메탈의 입도(粒度)는 0.3∼4.0㎜인 것을 특징으로 하는 인조대리석.
- 제 1 항에 있어서,상기 실리카 함량이 96% 이상인 실리카 샌드(silica sand) 형태의 규석의 입도는 0.1∼1.2㎜인 것을 특징으로 하는 인조대리석.
- 제 1 항에 있어서,상기 입자의 96% 이상이 325 메쉬(mesh)를 통과하는 실리카 분말(silica powder) 형태의 규석의 평균 직경은 5.0∼15.0㎛인 것을 특징으로 하는 인조대리석.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항에 있어서,상기 안료는 흑색 산화철(Fe3O4)과 카본 블랙과 실리카 샌드(silica sand)가 8:1:9의 중량비로 배합된 것인 것을 특징으로 하는 인조대리석.
- 제 5 항에 있어서,상기 실리카 샌드의 입도는 0.1∼0.3㎜인 것을 특징으로 하는 인조대리석.
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KR1020070024857A KR100833273B1 (ko) | 2007-03-14 | 2007-03-14 | 금속 질감을 갖는 인조대리석 |
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Cited By (9)
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