KR101072463B1

KR101072463B1 - 인조대리석용 투명칩과 그 제조방법 및 이를 이용한 인조대리석

Info

Publication number: KR101072463B1
Application number: KR1020090001610A
Authority: KR
Inventors: 임현창
Original assignee: 임현창
Priority date: 2009-01-08
Filing date: 2009-01-08
Publication date: 2011-10-11
Also published as: KR20100082224A

Abstract

본 발명은 인조대리석용 투명칩과 그 제조방법 및 이를 이용한 인조대리석에 관한 것이다. 보다 상세하게는 칩의 투명성을 유지하면서도 충분한 비중을 얻을 수 있는 고비중의 투명칩을 제공함으로써, 일반 아크릴 소재의 인조대리석에 적용하여 천연대리석에 보다 근접한 우아하고 고급스러운 질감의 인조대리석을 제조할 수 있는 인조대리석용 투명칩과 그 제조방법 및 이를 이용한 인조대리석에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 브롬계 에폭시 수지 70 ~ 95 중량%, 반응성 희석제 5 ~ 30 중량%를 포함하는 수지조성물 100 중량부에 대하여, 변성지환족(變性脂環族) 아민(amine) 10 ~ 30 중량부를 경화제로 혼합 후 경화시킨 다음 분쇄한 것을 특징으로 하는 인조대리석용 투명칩을 제공한다.

인조대리석, 투명칩, 브롬계 에폭시 수지, 고비중, 변성지환족 아민

Description

인조대리석용 투명칩과 그 제조방법 및 이를 이용한 인조대리석{Artificial transparency marble chip, Method for preparing the same, and Artificial marble using the same}

내외장재로 사용되는 대리석에는 천연대리석과 인조대리석이 있다.

천연대리석은 채석장에서 직접 채취한 돌을 가공한 것이고, 인조대리석은 돌가루를 굳혀서 가공함으로써 천연대리석의 미감을 나타내도록 한 것이다. 이러한 인조대리석은 통상적으로 천연광물질을 합성 수지와 혼합하여 굳혀서 제조된다.

천연대리석은 수려한 외관으로 공간을 품위있게 장식할 수 있는 최상의 재료로 인정받고 있으나, 그 양이 한정되어 있고, 가공 및 운반에 많은 비용이 들기 때문에 그 사용이 제한적이었다. 이와 같은 천연대리석의 단점을 보완하기 위하여, 요즈음에는 인조대리석이 많이 사용되고 있다. 인조대리석은 천연대리석에 비해 단가가 낮고 중량이 가벼우며, 독특한 색감들을 자유롭게 표현 가능하다는 장점이 있다.

인조대리석은 천연대리석 칩이나 광물을 아크릴, 불포화폴리에스테르, 에폭시 수지 등과 배합하고 여러 가지의 첨가제나 안료 등을 첨가하여 천연대리석의 질감을 구현한 인조 합성체를 통칭하며, 크게 아크릴계 인조대리석과 폴리에스테르계 인조대리석으로 나눌 수 있다.

아크릴계 인조대리석은 외관이 미려하고 가공성이 우수하며, 천연대리석에 비하여 가볍고 우수한 강도를 나타내므로, 카운터, 테이블을 비롯한 각종 인테리어 재료로 널리 사용되고 있다. 그러나, 일반적으로 알려진 단색 위주의 칩 조합으로는 천연대리석 또는 화강석에 비하여 다양한 패턴을 표현하기에 기술적인 한계가 있었다.

인조대리석에 보다 세련된 느낌을 부여하기 위해서는 투명칩을 사용하는 것이 바람직하나, 이 경우 칩의 비중을 높이려면 무기충전제의 사용이 불가피하다. 이에 따라 칩에 무기충전제를 사용하면 투명성을 현저히 떨어뜨리는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 칩의 투명성을 유지하면서도 비중이 기존 칩과 유사한 새로운 형태의 칩을 적용함으로써 무기 충전제를 사용하지 않거나 매우 소량만 사용하여 충분한 비중을 확보할 수 있는 인조대리석용 투명칩을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 인조대리석용 투명칩은 브롬계 에폭시 수지 70 ~ 95 중량%, 반응성 희석제 5 ~ 30 중량%를 포함하는 수지조성물 100 중량부에 대하여, 변성지환족(變性脂環族) 아민(amine) 10 ~ 30 중량부를 경화제로 혼합 후 경화시킨 다음 분쇄한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인조대리석용 투명칩은 상기 수지조성물 100 중량부에 대하여, 자외선안정제, 중합방지제, 광확산제, 대전방지제, 커플링제, 착색제, 산화방지제 중 적어도 하나를 더 첨가할 수 있다.

또한, 상기 인조대리석용 투명칩은 상기 수지조성물 100 중량부에 대하여 착색제 0.001 ~ 0.5 중량부, 가교제 0.2 ~ 3 중량부, 자외선안정제 0.01 ~ 0.5 중량부 중 적어도 하나를 더 첨가할 수 있다.

또한, 상기 인조대리석용 투명칩은 상기 수지조성물 100 중량부에 대하여 대전방지제 0.005 ~ 0.02 중량부, 산화방지제 0.01 ~ 0.5 중량부 중 적어도 하나를 더 첨가할 수 있다.

또한, 상기 반응성 희석제는 Tert-carboxylic glycidyl ester, Aliphatic glycidyl ether, Butyl glycidyl ether, 1,6-Hexandiol diglycidyl ether, 1,4-Butandiol diglycidyl ether, NPGDGE Type, SBPMGE Type, PPGDGE Type, Trimethyl Propane Type 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있다.

본 발명에 따른 인조대리석용 투명칩의 제조방법은 (a) 브롬계 에폭시 수지 70 ~ 95 중량%, 반응성 희석제 5 ~ 30 중량%를 혼합하여 수지조성물을 형성하는 단계; (b) 상기 수지조성물을 진공 탈포하는 단계; (c) 상기 진공 탈포된 수지조성물 100 중량부에 변성지환족 아민을 10 ~ 30 중량부 첨가하면서 교반하여 혼합 수지조성물을 형성하는 단계; (d) 상기 혼합 수지조성물을 성형틀에 캐스팅하여 가열한 후 경화시켜 경화 수지조성물을 형성하는 단계; 및 (e) 경화 수지조성물을 냉각시킨 후 파쇄 및 선별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제조방법은 상기 (a)단계의 혼합 후 온도를 70 ~ 85 도씨로 높여서 점도를 낮추는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면 칩의 투명성을 유지하면서도 충분한 비중을 얻을 수 있는 고비중의 투명칩을 제공함으로써, 일반 아크릴 소재의 인조대리석에 적용하여 천연대리석에 보다 근접한 우아하고 고급스러운 질감의 인조대리석을 제조할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에서 인조대리석용 투명 마블칩(이하, "투명칩")은 천연대리석에서와 같이 칩 자체가 투명하여 표면에 분포하면서 자체 내부를 통하여 안쪽의 형상이 관 찰될 수 있는 것을 말한다. 본 발명은 고비중의 투명칩을 함유하여 보다 천연대리석에 가까운 인조대리석을 제공한다.

본 발명에 따른 투명칩은 브롬계 에폭시 수지 70 ~ 95 중량%와 반응성 희석제 5 ~ 30 중량%를 포함하는 수지조성물 100 중량부에 대하여 변성지환족 아민 10 ~ 30 중량부를 경화제로 혼합후 경화시키고 분쇄함으로써 제조된다. 상기 투명칩은 필요에 따라 수지조성물 100 중량부에 대하여 착색제 0.001 ~ 0.5 중량부, 가교제 0.2 ~ 3 중량부, 자외선안정제 0.01 ~ 0.5 중량부에서 하나 이상을 더 첨가하는 것도 가능하다.

본 발명에 따른 고비중 투명칩의 제조방법에 대하여 설명하면, 먼저 브롬계 에폭시수지를 반응희석제와 혼합하고 온도를 높여서 점도를 낮춘다. 이때, 브롬계 에폭시수지는 70 ~ 95 중량%, 반응희석제는 5 ~ 30 중량%인 것이 바람직하다. 반응희석제의 조성이 5 중량% 미만이면 점도가 높아져 작업성이 떨어지는 문제가 있고, 30 중량%를 초과하면 비중이 낮아지는 문제가 있다. 또한, 점도를 낮추기 위한 온도는 70 ~ 85 도씨인 것이 바람직하다. 온도가 70 도씨 미만이면 점도가 급격히 상승하는 문제가 있고, 85 도씨를 초과하면 장기간 방치시 물성이 약화되는 문제가 있다.

그 후, 상기 수지조성물을 진공 탈포한 후, 70 도씨로 낮추고, 수지조성물 전체 100 중량부에 대하여 변성지환족 아민을 10 ~ 30 중량부 첨가하면서 교반하여 혼합 수지조성물을 형성한다. 변성지환족 아민의 첨가량은 하기 수학식에 의해 결정된다.

교반이 완료되면 상기 혼합 수지조성물을 성형틀에 캐스팅(casting)하고 온도를 80 도씨로 높여서 경화시킨다. 그 후, 성형물을 냉각하고 파쇄 및 선별 작업을 수행한다.

필요에 따라 상기 수지조성물 100 중량부에 대하여 착색제 0.001 ~ 0.5 중량부, 가교제 0.2 ~ 3 중량부, 자외선안정제 0.01 ~ 0.5 중량부, 대전방지제 0.005 ~ 0.02 중량부, 또는 산화방지제 0.01 ~ 0.5 중량부에서 하나 이상을 더 첨가하는 것도 가능하다. 파쇄 및 선별 작업에 의해 제조된 칩의 크기는 대략 0.15 ~ 6 mm인 것이 사용된다.

이와 같이 제조된 고비중 투명칩을 인조대리석 원료에 적용시킴으로써 천연대리석과 같은 질감을 갖는 인조대리석을 제공한다.

이하, 구체적으로 고비중 투명칩의 제조방법을 설명한다.

브롬계 에폭시수지 70 ~ 95 중량% 및 반응성 희석제 5 ~ 30 중량%를 교반기, 온도계, 진공탈포장치 등이 설치된 반응기에 넣고 혼합하여 수지조성물을 형성한다. 본 발명에 사용되는 브롬계 에폭시수지는 인조대리석에 사용되는 불포화폴리에스테르계 수지 또는 아크릴계 수지에 비해 비중이 높고(대략 1.5 ~ 1.7), 난연성을 가지며, 에폭시 당량은 대략 300 ~ 600 이다.

반응성 희석제로는 Tert-carboxylic glycidyl ester, Aliphatic glycidyl ether, Butyl glycidyl ether, 1,6-Hexandiol diglycidyl ether, 1,4-Butandiol diglycidyl ether, NPGDGE Type, SBPMGE Type, PPGDGE Type, Trimethyl Propane Type 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택하여 사용할 수 있다.

브롬계 에폭시수지와 반응성 희석제의 혼합수지는 점도가 매우 높으므로 질소 또는 공기를 공급하면서 70 ~ 75 도씨에서 6시간 이상 유지하면서 용융시켜 교반이 가능할 정도로 점도가 낮아지면 반응로의 온도를 80 ~ 85 도씨로 올린다. 브롬계 에폭시수지가 완전히 용융되어 교반이 원활해진 것을 확인한 후, 질소 또는 공기의 공급을 차단하고 첨가제를 혼합하는 것이 바람직하다.

자외선 안정제는 수지조성물 100 중량부에 대해 0.01 ~ 0.5 중량부로 Tinubin-327(독일 시바가이社 제품), 산화방지제로는 0.01 ~ 0.5 중량부로 Iganox-1010(독일 시바가이社 제품)이 사용될 수 있다.

중합방지제로는 0.002 ~ 0.06 중량부로 파라벤젠퀴논, 디메틸파라벤젠퀴논에서 선택하여 사용한다.

필요에 따라 가교제를 첨가할 수 있는데, 사용량은 0.2 ~ 3 중량부가 바람직하며, 디메타크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 중에서 선택되는 단독 또는 2종 이상이 사용될 수 있다.

착색제로는 염료와 안료를 사용하는데 염료 단독으로도 사용가능하나, 분산성을 향상시키기 위해 토너로 제조된 안료를 사용할 수 있다. 사용량은 수지조성물 100 중량부에 대하여 0.001 ~ 0.5 중량부가 사용된다. 착색제의 사용량이 증가될수록 칩의 투명성을 저해하므로, 착색제는 가능한 소량으로 사용하는 것이 바람직하다.

상기 수지조성물을 진공탈포하여 시럽 내부의 공기를 제거한 후 온도를 70 도씨로 낮춘다.

이후, 수지조성물 100 중량부에 대해 변성지환족 아민을 10 ~ 30 중량부 첨가하면서 교반후 성형틀에 캐스팅하며 경화시킨다. 이때, 성형틀의 온도를 80도씨로 올린다. 경화가 완료되면 파쇄하여 칩의 크기가 0.15 ~ 6 mm가 되도록 선별한다. 칩의 크기가 0.15 mm보다 작으면 투명칩의 효과가 떨어지며, 인조대리석의 두께를 고려하면 이론적으로는 12 mm까지 가능하나 주로 사용되는 칩의 크기를 고려하면 6 mm 이하인 것이 바람직하다.

본 발명은 하기의 실시예를 통하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

브롬계 에폭시수지(국도화학 YDB-400, 에폭시 당량 400) 95 중량%, 반응성 희석제 5 중량%를 교반기, 온도계, 진공탈포장치 등이 설치된 반응로에 넣는다. 65 ~ 75 도씨에서 6시간 이상 유지하며 용융시켜 점도가 교반가능한 정도로 되면 반응로의 온도를 80 ~ 85 도씨로 올린다.

상기 수지시럽을 진공탈포하여 시럽내부의 공기를 제거한 후, 온도를 70 도씨로 낮춘다.

상기 수지시럽 100 중량부에 대해 변성지환족 아민 10 중량부를 첨가하여 교반한 후 성형틀에 캐스팅하여 경화시킨다. 이때, 성형틀의 온도를 80 도씨로 올린다.

실시예 1에 의해 경화된 제품은 투명한 무색을 띠었다.

실시예 2

실시예 1의 수지시럽 100 중량부에 대해 가교제로 K-100(K-Tech 社) 0.2 중량부, UV 안정제로 Tinubin-327(독일 시바가이社) 0.02 중량부, 산화방지제로 Iganox-1010(독일 시바가이社) 0.5 중량부를 추가로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.

비교예

비스페놀 A형 에폭시수지(국도화학 YD-127) 80 중량% 및 변성지환족 아민 20 중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.

각 실시예에 의해 경화된 제품의 비중과 굴절률을 측정하여 표 1에 정리하였다. 굴절률은 아베굴절계를 사용하여 측정하였다.

	비중	굴절률
실시예 1	1.58	1.57
실시예 2	1.58	1.57
비교예	1.21	1.54

표 1을 참조하면, 브롬계 에폭시수지를 사용한 실시예 1과 실시예 2는 비중과 굴절률에서 동일한 결과를 나타내었으나, 비스페놀계 에폭시수지를 사용한 비교예의 경우 실시예 1 및 2에 비하여 비중과 굴절률이 낮음을 확인할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명은 고비중의 투명칩 제조에 관한 것으로, 특히 인조대리석 제조 분야에 광범위하게 적용될 수 있다.

Claims

브롬계 에폭시 수지 70 ~ 95 중량%, 반응성 희석제 5 ~ 30 중량%를 포함하는 수지조성물 100 중량부에 대하여, 변성지환족(變性脂環族) 아민(amine) 10 ~ 30 중량부를 경화제로 혼합 후 경화시킨 다음 분쇄한 것을 특징으로 하는 인조대리석용 투명칩.
제1항에 있어서,

상기 수지조성물 100 중량부에 대하여, 자외선안정제, 중합방지제, 광확산제, 대전방지제, 커플링제, 착색제, 또는 산화방지제 중 적어도 하나를 더 첨가한 것을 특징으로 하는 인조대리석용 투명칩.
제1항에 있어서,

상기 반응성 희석제는 Tert-carboxylic glycidyl ester, Aliphatic glycidyl ether, Butyl glycidyl ether, 1,6-Hexandiol diglycidyl ether, 1,4-Butandiol diglycidyl ether, NPGDGE Type, SBPMGE Type, PPGDGE Type, Trimethyl Propane Type 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 인조대리석용 투명칩.
(a) 브롬계 에폭시 수지 70 ~ 95 중량%, 및 반응성 희석제 5 ~ 30 중량%를 혼합하여 수지조성물을 형성하는 단계;

(b) 상기 수지조성물을 진공 탈포하는 단계;

(c) 상기 진공 탈포된 수지조성물 100 중량부에 변성지환족 아민 10 ~ 30 중량부를 첨가하면서 교반하여 혼합 수지조성물을 형성하는 단계;

(d) 상기 혼합 수지 조성물을 성형틀에 캐스팅하여 가열한 후 경화시켜 경화 수지조성물을 형성하는 단계; 및

(e) 상기 경화 수지조성물을 냉각시킨 후 파쇄 및 선별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인조대리석용 투명칩의 제조방법.
제4항에 있어서,

상기 (a)단계의 혼합 후 온도를 70 ~ 85 도씨로 높여서 점도를 낮추는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인조대리석용 투명칩의 제조방법.
제4항에 있어서,

상기 (c) 단계는 상기 진공 탈포된 수지조성물 100 중량부에 자외선안정제, 중합방지제, 광확산제, 대전방지제, 커플링제, 착색제, 또는 산화방지제 중 적어도 하나를 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 인조대리석용 투명칩의 제조방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 인조대리석용 투명칩을 사용한 인조대리석.