KR100989405B1

KR100989405B1 - 경질 표면을 갖는 인조대리석 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100989405B1
Application number: KR1020080138574A
Authority: KR
Inventors: 최영석
Original assignee: 주식회사 세경글로텍
Priority date: 2008-12-31
Filing date: 2008-12-31
Publication date: 2010-10-25
Also published as: KR20100079966A

Abstract

본 발명은 경질 표면을 갖는 인조대리석 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 인조대리석의 최소 일면 이상에 SiO₂를 포함한 경질층을 적층 형성함으로 표면 경도가 향상된 인조대리석 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 아크릴계 또는 불포화 폴리에스테르계로 이루어진 인조대리석층의 최소 일면 이상에 SiO₂가 포함된 경질층이 적층 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 형틀 내부에 SiO₂를 포함한 액상의 경질층 조성물을 1차 도포하여 경질층을 형성하는 과정과; 1차로 도포된 액상의 경질층 조성물 상면에 Al₂O₃가 포함된 액상의 인조대리석층 조성물을 2차 도포하여 인조대리석층을 적층 형성하는 과정과; 형틀과 함께 내부에 수용된 조성물을, 60 ~ 120℃에서, 5 ~ 30분동안 가열함으로 액상의 조성물을 경화시키는 과정과; 형틀로부터 경화된 조성물을 분리하는 과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

인조대리석, 경질층

Description

경질 표면을 갖는 인조대리석 및 그 제조방법 {SCAGLIOLA HAVING HARD SURFACE AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}

본 발명은 경질 표면을 갖는 인조대리석 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 인조대리석의 표면에 SiO₂를 다량 포함하여 표면 경도를 향상시킨 인조대리석과 그의 제조방법에 관한 것이다.

석회암과 돌로마이트가 접촉변성작용이나 광역변성작용을 받아 재결정되어 형성되는 천연대리석은, 연마하면 특유의 다색무늬와 광택이 나타나 건축물의 내장 및 외장재로 사용되고 있다.

그러나, 천연대리석은 그 두께가 보통 10mm 이상으로 부피와 중량이 커서 취급 및 가공이 용이하지 못하고 가격이 고가여서 그 사용이 제한적이라는 문제점이 있었다.

그리하여 최근에는 천연대리석의 외관을 갖으면서도 부피와 중량 및 가격이 저렴한 인조대리석이 각 분야에 널리 사용되고 있다.

인조대리석은 그 사용되는 베이스 레진(Base resin)에 의해 크게 아크릴계와 불포화 폴리에스터계의 두 가지 종류로 구분된다.

일반적으로 아크릴계 수지로 제조된 인조대리석은 미려한 외관 및 우수한 가공성의 장점과 더불어, 천연 대리석에 비하여 가볍고 우수한 강도의 장점으로 인하여 카운터 테이블 및 각종 인테리어 재료로서 널리 사용되고 있다.

또한, 불포화 폴리에스테르 인조대리석은 내후성과 내열성이 아크릴계 인조대리석보다 열악하고 열성형이 어려운 단점이 있으나, 충진재로 사 용되는 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.

아크릴 및 불포화 폴리에스터계 인조대리석의 제조방법은 일반적으로 모노머(단량체)로 사용되는 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate : MMA)와 고분자량인 폴리 메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate : PMMA) 또는 불포화폴리에스터(Unsaturated polyesters : UPE)를 혼합한 시럽(syrup)에 수산화알루미늄, 탄산칼슘, 실리카, 또는 규소 등과 같은 비중을 갖는 무기충진제를 혼합한 컴파운드를 주성분으로 하고, 이에 개시제 및 가교제, 연쇄이동제, 커플링제 등의 첨가제와 안료 등을 혼합한 후 성형틀 또는 연속 스틸벨트에서 주형, 경화시켜 제조하는 것이다.

그러나, 종래의 인조대리석은 장기간 사용시 표면상에 다수의 미세한 긁힘이 발생할 수 있었으며, 표면에 형성된 마모 현상은 인조대리석의 외관 및 질감을 현저하게 손상시키고 그에 따라 인조대리석 본질이 갖는 고유한 광택이 사라지는 등의 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 인조대리석의 최소 일면 이상에 SiO₂를 다량 포함한 경질층을 적층 형성함으로 표면 경도가 향상된 인조대리석 및 그 제조방법을 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로, 본 발명은 아크릴계 또는 불포화 폴리에스테르계로 이루어진 인조대리석층의 최소 일면 이상에 SiO₂가 포함된 경질층이 적층 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 경질 표면을 갖는 인조대리석 및 그 제조방법에 의하면, 인조대리석의 최소 일면 이상에 SiO₂를 포함한 경질층이 적층 형성된 것으로, 이는 표면 경도의 향상으로 인해 긁힘에 따른 마모가 잘 발생하지 않으며, 그에 따른 인조대리석 본질이 갖는 고유한 외관 및 질감과 고유한 광택을 장기간 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, SiO₂가 다량 포함된 경질층은 빛에 대한 난반사 기능을 제공하여 기존의 인조대리석에서는 갖을 수 없던 특유의 광택과 고급스러운 미려함을 제공하는 효과도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 경질 표면을 갖는 인조대리석의 사시도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 인조대리석(100)은 아크릴계 또는 불포화 폴리에스테르계로 이루어진 인조대리석층(110)의 최소 일면 이상에 SiO₂가 포함된 경질층(120)이 적층 형성된 것으로, 상기 경질층(120)은 SiO₂가 포함되어 표면 경도를 향상시키고, 빛에 대한 난반사 기능을 갖기 때문에 특유의 광택을 형성한다.

바람직하게, 상기 인조대리석층(110)의 두께는 3mm ~ 20mm로 형성되며, 경질 층(120)의 두께는 0.2mm ~ 5mm로 형성됨을 특징으로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 경질 표면을 갖는 인조대리석 제조방법을 도시한 공정 개념도이며, 도 3은 순서도이다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 먼저, 마련된 형틀(200)에 경질층(120)을 형성하는 것으로, SiO₂를 포함한 액상의 경질층 조성물을 형틀(200)의 내측 표면에 1차로 도포한다(S110).

상기에서 경질층(120)을 형성하는 액상의 조성물은, 전체 조성물의 합 100 중량%에 대해, UPE 30 ~ 40 중량%, MMA 0.1 ~ 0.3 중량%, 커플링제 3.2 ~ 4.6 중량%, SiO₂ 48 ~ 66 중량%, 경화제 0.1 ~ 0.3 중량%, 분산제 0.2 ~ 0.4 중량%, 안료 0.4 ~ 0.6 중량% 를 포함하여 형성된 것으로, 바람직하게, 형틀(200)의 내측 표면에 0.2mm ~ 5mm 두께로 도포한다.

이후, 경질층(120) 상면에 인조대리석층(110)을 적층 형성하는 것으로, 1차로 도포된 액상의 경질층 조성물 상면에 Al₂O₃가 포함된 액상의 인조대리석층 조성물을 2차 도포한다(S120).

상기에서 인조대리석층(110)을 형성하는 액상의 조성물은, 전체 조성물의 합 100 중량%에 대해, UPE 30 ~ 40 중량%, MMA 0.1 ~ 0.3 중량%, 커플링제 3.2 ~ 4.6 중량%, Al₂O₃ 48 ~ 66 중량%, 경화제 0.1 ~ 0.3 중량%, 분산제 0.2 ~ 0.4 중량%, 안료 0.4 ~ 0.6 중량% 를 포함하여 형성된 것으로, 바람직하게, 1차로 도포된 경질 층(120) 상면에 3mm ~ 20mm 두께로 2차 도포한다.

이후, 형틀(200)을 가열하여 내부에 수용된 액상의 조성물을 경화시키는 것으로(S130), 60 ~ 120℃에서, 5 ~ 30분동안 가열함으로 형틀(200) 내부에 수용된 조성물을 경화시킨다.

이후, 형틀(200)로부터 경화된 조성물을 분리하면 인조대리석층(110)의 일면에 경질층(120)이 적층 형성된 인조대리석(100) 제작이 완료되는 것이다(S140).

상기 실시예에 따라 제조된 제품에 대하여 각종 성능시험을 한 결과는 다음과 같다.

먼저, SiO₂가 포함되지 않은 인조대리석층에 대해 성능시험을 한 결과는 다음과 같다.

시험항목	단위	SiO₂가 포함되지 않은 인조대리석층	시험방법
인장강도	Mpa	37	ASTM D 638
인장탄성률	Mpa	7.93×10³	ASTM D 638
신장률	%	0.55	ASTM D 638
굴곡탄성률	Mpa	8.77×10³	ASTM D 790
굴곡강도	Mpa	62.8	ASTM D 790
바콜경도	Mpa	63	ASTM D 2583
로크웰경도	Mpa	91	ASTM D 785
연필경도	Mpa	8H	KS D 6711
아이죠드충격강도	J/m	10.6	ASTM D 256
흡수율	%	0.046	ASTM D 570
하중변형온도(1.82Mpa)	℃	101	ASTM D 648
열팽창	1/℃	3.3×10^-5	KS M 3015

상기 표에서 표면 경도를 측정하기 위한 시험방법은 바콜경도 ASTM 2583으로 측정하였으며, 보다 정확한 측정값을 위해 동일한 조건에서 5회 표면 경도를 측정시 각각의 측정값은 다음과 같았다.

	1회	2회	3회	4회	5회	시험방법
바콜경도 (Mpa)	63	63	64	63	62	ASTM D 2583

이후, SiO₂가 포함된 경질층에 대한 표면 경도를 측정하였으며, 상기와 동일한 조건에서 바콜경도 ASTM 2583으로 측정하되, 5회 측정시 다음과 같은 결과값을 확인할 수 있었다.

	1회	2회	3회	4회	5회	시험방법
바콜경도 (Mpa)	76	77	77	75	76	ASTM D 2583

상기의 시험데이터를 통해 확인할 수 있듯이, SiO₂가 포함된 경질층은 이를 포함하지 않은 인조대리석층에 비해 그 표면 경도가 확연히 향상되었음을 확인할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 기술적 사상을 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 경질 표면을 갖는 인조대리석의 사시도이며,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 경질 표면을 갖는 인조대리석 제조방법을 도시한 공정 개념도이며,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 경질 표면을 갖는 인조대리석 제조방법을 도시한 순서도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 인조대리석 110 : 인조대리석층

120 : 경질층

Claims

삭제
삭제
형틀(200) 내부에 SiO₂를 포함한 액상의 경질층 조성물을 1차 도포하여 경질층(120)을 형성하는 과정과(S110);

1차로 도포된 액상의 경질층 조성물 상면에 Al₂O₃가 포함된 액상의 인조대리석층 조성물을 2차 도포하여 인조대리석층(110)을 적층 형성하는 과정과(S120);

형틀(200)과 함께 내부에 수용된 조성물을, 60 ~ 120℃에서, 5 ~ 30분동안 가열함으로 액상의 조성물을 경화시키는 과정과(S130);

형틀(200)로부터 경화된 조성물을 분리하는 과정(S140);을 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 경질 표면을 갖는 인조대리석 제조방법.
제 3항에 있어서,

상기에서 경질층(120)을 형성하는 액상의 조성물은, 전체 조성물의 합 100 중량%에 대해, 불포화폴리에스터(Unsaturated polyesters : UPE) 30 ~ 40 중량%, 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate : MMA) 0.1 ~ 0.3 중량%, 커플링제 3.2 ~ 4.6 중량%, SiO₂ 48 ~ 66 중량%, 경화제 0.1 ~ 0.3 중량%, 분산제 0.2 ~ 0.4 중량%, 안료 0.4 ~ 0.6 중량% 를 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 경질 표면을 갖는 인조대리석 제조방법.
제 3항에 있어서,

상기에서 인조대리석층(110)을 형성하는 액상의 조성물은, 전체 조성물의 합 100 중량%에 대해, 불포화폴리에스터(Unsaturated polyesters : UPE) 30 ~ 40 중량%, 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate : MMA) 0.1 ~ 0.3 중량%, 커플링제 3.2 ~ 4.6 중량%, Al₂O₃ 48 ~ 66 중량%, 경화제 0.1 ~ 0.3 중량%, 분산제 0.2 ~ 0.4 중량%, 안료 0.4 ~ 0.6 중량% 를 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 경질 표면을 갖는 인조대리석 제조방법.