KR101216219B1 - 무정형 모양의 인조대리석 칩 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무정형 모양의 인조대리석 칩과 이를 이용한 인조대리석 및 상기 무정형 모양의 인조대리석 칩을 제조하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 무정형 모양의 인조대리석 칩과 이를 이용한 인조대리석 및 상기 무정형 모양의 인조대리석 칩을 제조하는 방법에 관한 것이다.
인조대리석은 천연대리석 칩이나 광물을 아크릴, 불포화폴리에스테르, 에폭시 수지 등과 배합하고 여러 가지의 첨가제나 안료 등을 첨가하여 천연대리석의 질감을 구현한 인조 합성체를 통칭하는데. 아크릴계 인조대리석 및 폴리에스테르계 인조대리석으로 크게 나눌 수 있다.
상기 인조대리석은 우수한 외관 및 내후성, 부드러운 촉감 등과 같은 특성을 지녀 각종 상판 및 인테리어 소재로서 수요가 계속 증가하고 있다.
이러한 인조대리석은 천연석의 질감을 발현하기 위하여 다양한 색상의 마블칩이 첨가되기도 하나, 상기 마블칩의 경우 카렌딩(calending)된 일정시트를 회전나이프 커터 및 분쇄기를 이용하여 칩을 제조하였기에 분쇄 단면을 형성하게 되어 원형에서 느끼는 부드러움과 원형크기의 다양함에서 느낄 수 있는 자연스러움이 없었다.
이처럼 인조대리석을 천연석에 보다 가깝게 하기 위하여 다양한 패턴 및 디자인을 갖는 마블칩이 다수 개발되었으나, 실제로 이러한 마블칩을 사용하여 천연석과 같은 효과를 내기에는 부족한 면이 있었다.
우리나라 공개특허 제10-2008-0069780호(2008.07.29)는 크기와 모양이 일정하지 않은 칩을 제조하는 것으로, 다수의 인조대리석용 칩을 인조대리석용 컴파운드에 투입하여 혼합, 교반 및 탈포시키는 공정; 전 단계의 혼합물을 체를 이용하여, 여분의 인조대리석용 컴파운드를 인조대리석용 칩들로부터 제거함과 아울러 인조대리석용 칩들이 서로 엉겨 붙은 다수의 덩어리진 결합체를 형성시키는 공정; 및 전 단계에서 체에 걸러진 인조대리석용 칩들의 결합체를 경화시키는 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 인조대리석용 칩 사전 처리 방법이 기재되어 있다.
그러나 위와 같은 인조대리석용 칩 사전 처리 방법은, 두 번째 공정에서 컴파운드의 손실이 다량 발생되고, 컴파운드의 점도가 낮아 칩표면에 잔류하는 컴파운드의 양이 적고, 따라서 칩덩어리의 강도가 기대하는 만큼 높지 않거나 그 강도 제어가 어려운 단점이 있다.
지금까지 알려진 인조대리석 칩의 제조방법은 대부분, 수지시럽에 칩을 첨가하여 교반한 후, 이를 다시 파쇄하는 방법으로 제조가 되고 있으나, 이러한 방법으로 제조되는 칩은 크기 및 모양이 일정한 패턴을 가지는 것이었다.
그러나, 보다 다양한 소비자의 욕구를 충족하기 위해서는 이러한 일정한 패턴을 형성하지 않는 무정형의 인조대리석 칩과 이를 이용하여 종래는 없는 새로운 패턴을 가지는 인조대리석을 개발하고자 하는 연구가 지속되고 있다.
이에 본 발명자들은 기존의 마블칩에 대한 문제점을 연구하던 중 분쇄가 필요 없이 간단한 방법으로 무정형 형태의 칩을 제조 할 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 기존 보다 자연 질감을 표현할 수 있어 자연물 소재로서의 인조대리석을 제조할 수 있는 무정형 모양의 인조대리석 칩을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 무정형에서 느끼는 부드러움과 각양각색의 모양과 크기의 다양함에서 느낄 수 있는 자연 질감의 무정형모양 칩의 제조방법 및 상기 제조방법으로 제조된 무정형 모양의 인조대리석 칩을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 무정형 모양의 인조대리석 칩을 포함하는 인조대리석을 제공하고자 한다.
본 발명은 무정형에서 느끼는 부드러움과 모양 및 크기의 다양함에서 느낄 수 있는 자연 질감의 무정형모양 칩의 제조방법 및 상기 제조방법으로 제조된 무정형모양 칩을 제공한다.
구체적으로 본 발명은
a) 분쇄된 제 1 마블칩이 담긴 반응조에 수지시럽을 드롭핑 하여 무정형 액적을 형성하는 단계;
b) 상기 무정형 액적 위에 분쇄된 제 2 마블칩을 뿌리는 단계;
c) 경화 후 무정형 액적에 결합되지 않은 제 1 마블칩과 제 2 마블칩을 제거하는 단계;
를 포함하는 무정형 모양의 인조대리석 칩의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에서, 상기 a)단계에서 드롭핑 시, 반응조는 수직 방향에 대해 좌우로 일정한 힘을 가하여 왕복운동을 실시하거나, 진동을 가하는 것일 수 있다.
본 발명에서, 상기 a)단계에서 드롭핑 시, 제 1 마블칩이 담긴 반응조로부터 일정 간격 이격된 노즐을 통해 수지시럽을 일정 속도로 드롭핑하는 것일 수 있다.
본 발명에서, 상기 수지시럽은 불포화폴리에스테르수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시수지, 브롬계 에폭시아크릴레이트수지, 브롬계 에폭시아크릴레이트수지의 올리고머 또는 아크릴계수지에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 바인더 100 중량부에 대하여, 개시제를 0.1 ~ 2.0 중량부 포함하는 것일 수 있다.
본 발명에서 상기 개시제는 t-부틸퍼록시벤조에이트, t-부틸퍼록시이소프로필카르보네이트, t-부틸퍼록시-2-에틸헥시노에이트, 1,1,디-t-부틸퍼록시-3,3,5-트리메틸시클로헥산에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다.
본 발명에서 상기 수지시럽은 바인더 100 중량부에 대하여, 무기충전제를 1 ~ 300 중량부 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명에서 상기 무기충전제는 수산화알루미늄, 수산화칼슘, 실리카, 알루미나, 황산바륨, 수산화마그네슘, 인조대리석 폐미분으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다.
본 발명에서 상기 제 1 마블칩과 제 2 마블칩은 불포화폴리에스테르수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시수지, 브롬계 에폭시아크릴레이트수지, 브롬계 에폭시아크릴레이트수지의 올리고머 또는 아크릴계수지로 제조된 인조대리석을 파쇄하여 제조된 마블칩인 것일 수 있다.
본 발명에서 상기 무정형 모양의 인조대리석 칩은 수지시럽 100 중량부에 대하여, 제 1 마블칩과 제 2 마블칩의 함량의 합이 0.1 ~ 300 중량부일 수 있다.
본 발명에서 상기 무정형 모양의 인조대리석 칩은 장축 길이방향에 대한 평균직경이 0.1 내지 2.5㎝이고, 길이방향에 수직인 폭방향의 평균직경이 0.1 내지 10mm일 수 있다.
본 발명은 상기 제조방법으로 제조되는 무정형 모양의 인조대리석 칩과, 이를 포함하는 인조대리석에 관한 것이다.
본 발명에 따른 무정형모양 칩은 자연물 소재개발의 어려움을 다른 측면에서 착안하여 제조된 것으로, 천연석에서 쉽게 볼 수 있는 무정형모양을 응용하여 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 대리석에 접목 가능한 장점이 있어 실제로 무정형의 자연 질감을 표현할 수 있고 우수한 가공성으로 강도, 내구성 및 수밀성이 향상된 칩을 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 무정형모양 칩을 포함한 인조대리석은 천연대리석에 비해 가볍고, 가공이 쉽다는 장점 뿐 아니라 오늘날 자연 그대로의 환경에 좀 더 접근하고자 하는 현대인에게 도심 속에서 이를 충족하기 위한 인조대리석을 제조할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무정형 모양의 인조대리석 칩의 일 양태를 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명의 무정형 모양의 인조대리석 칩을 포함하는 인조대리석의 일 양태를 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 무정형 모양의 인조대리석 칩을 제조하는 방법을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 무정형 모양의 인조대리석 칩의 장축 길이방향에 대한 직경(L1)과, 길이방향에 수직인 폭방향의 직경(L2)을 예시한 것이다.
도 2는 본 발명의 무정형 모양의 인조대리석 칩을 포함하는 인조대리석의 일 양태를 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 무정형 모양의 인조대리석 칩을 제조하는 방법을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 무정형 모양의 인조대리석 칩의 장축 길이방향에 대한 직경(L1)과, 길이방향에 수직인 폭방향의 직경(L2)을 예시한 것이다.
이하는 본 발명의 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명에서 무정형 모양이란 특정한 형태를 가지지 않고 다양한 형태로 제조가 가능함을 의미한다.
본 발명에서 마블칩이란 수지시럽을 이용하여 경화시킨 후, 파쇄된 칩을 의미한다.
본 발명의 일 양태에 따른 무정형 모양의 인조대리석 칩의 제조방법은
a) 분쇄된 제 1 마블칩이 담긴 반응조에 수지시럽을 드롭핑 하여 무정형 액적을 형성하는 단계;
b) 상기 무정형 액적 위에 분쇄된 제 2 마블칩을 뿌리는 단계;
c) 경화 후 무정형 액적에 결합되지 않은 제 1 마블칩과 제 2 마블칩을 제거하는 단계;
를 포함한다.
본 발명은 상기 c)단계에 경화 시, 반응조를 그대로 오븐에 넣고 경화하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 필요에 따라 상기 b)단계 후, 제 2 마블칩의 상부에 다시 수지시럽을 드롭핑하여 무정형의 액적을 형성한 후, 상기 무정형 액적 위에 분쇄된 제 2 마블칩을 뿌리는 단계;를 더 포함할 수 있다.
도 3을 참고하여 설명하면, 도 3은 상기 a)단계 및 b)단계를 수행한 후의 단면을 나타내는 것으로, 먼저 반응조(100)에 분쇄된 제 1 마블칩(10)을 담고, 그 위에 수지시럽을 드롭핑하여 무정형 액적(20)을 형성한 후, 상기 액적 위에 분쇄된 제 2 마블칩(30)을 다시 뿌려 무정형 액적의 상부 표면에 도포되도록 한 후 경화를 하는 것이다. 이때, 경화 후 시럽에 부착되지 않은 제 1 마블칩과 제 2 마블칩은 체거름 등의 방법을 통하여 제거가 될 수 있다. 제거된 제 1 마블칩과 제 2 마블칩은 또 다시 체거름 등의 방법을 통하여 원료로 재사용될 수 있다.
본 발명의 일 양태에서 상기 제 1 마블칩과 제 2 마블칩의 크기는 하기 식 1을 만족하는 것일 수 있다.
[식 1]
무정형 액적의 평균입경 > 제 1 마블칩의 평균입경 ≥ 제 2 마블칩의 평균입경
즉, 무정형 액적의 평균입경은 제 1 마블칩의 평균입경보다 크며, 제 1 마블칩의 평균입경과 제 2 마블칩의 평균입경은 같거나 제 2 마블칩의 평균입경이 작은 것이 바람직하다. 상기 제 1 마블칩은 액적이 하부의 반응조에 달라붙는 것을 방지하며 액적의 하부에 제 1 마블칩이 붙게 하는 역할을 한다. 즉, 상기 액적이 드롭핑되어 상기 제 1 마블칩 위에 떨어지며, 제 1 마블칩들간의 공극으로 흘러내려 반응조에 달라붙지 않도록 제 1 마블칩을 충분한 두께로 반응조에 상기 제 2 마블칩은 액적의 상부에 도포되어 제 1 마블칩이 붙지 않은 부분까지 마블칩이 고르게 도포되도록 하며, 그 위에 다시 액적을 드롭핑할 때 먼저 드롭핑한 액적과 붙는 것을 방지하는 역할을 한다.
상기 액적의 평균입경은 제 1 마블칩 위에 떨어진 후 형성된 무정형의 크기를 의미하며, 무정형 액적의 장축 길이방향에 대한 직경(L1)과 길이방향에 수직인 폭방향 중 가장 넓은 위치의 직경(L2)을 의미하며, 상기 장축 길이방향에 대한 직경은 무정형 중 가장 긴 부분의 직경을 측정한 것을 의미한다.
상기 제 1 마블칩과 제 2 마블칩은 색상 및 원료가 동일하거나, 서로 상이한 것을 사용하는 것이 가능하며, 다양한 색상 및 무늬를 부여하기 위하여 당업자가 용이하게 변경하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 수지시럽과 동일한 성분으로 이루어지거나, 또는 전혀 상이한 성분으로 이루어진 것도 가능하다. 통상적으로 해당 분야에서 사용되는 인조대리석을 분쇄한 칩이라면 제한되지 않고 사용가능하다. 구체적으로 예를 들면, 불포화폴리에스테르수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시수지, 브롬계 에폭시아크릴레이트수지, 브롬계 에폭시아크릴레이트수지의 올리고머 또는 아크릴계수지로 제조된 인조대리석을 파쇄하여 제조된 마블칩인 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 a)단계에서 드롭핑 시, 반응조는 수직 방향에 대해 좌우로 일정한 힘을 가하여 왕복운동을 실시하거나, 진동을 가할 수 있다. 또한 드롭핑 시 노즐을 이용하는 것도 가능하며, 노즐을 수직 방향에 대해 좌우로 일정한 힘을 가하여 왕복운동을 실시하거나, 진동을 가하는 것일 수 있다. 이렇게 하는 경우 상기 제 1 마블칩과 제 2 마블칩이 액적에 용이하게 부착이 되면서 특정한 모양을 갖지 않고 무정형으로 뭉쳐지게 된다. 상기 드롭핑은 노즐을 이용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 왕복운동 및 진동은 통상의 당업계에서 사용되는 수단을 이용할 수 있으므로 제한되지 않는다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 a)단계에서 드롭핑 시, 제 1 마블칩이 담긴 반응조로부터 일정 간격 이격된 노즐을 통해 수지시럽을 일정 속도로 드롭핑하는 것이 바람직하며, 노즐을 이용하여 드롭핑 함으로써 서로 분리된 다수개의 무정형모양 칩을 제조할 수 있으므로 바람직하다.
본 발명의 무정형모양 칩의 평균 직경은 인조대리석의 제조 시 인조대리석 제조용 슬러리 내 물리적으로 서로 분리된 다수개의 무정형모양 칩을 포함할 수 있어야 하므로 무정형모양 칩의 평균 직경을 제어하는 것이 바람직하며, 구체적으로 장축 길이방향에 대한 평균직경이 0.1 내지 2.5㎝이고, 길이방향에 수직인 폭방향의 평균직경이 0.1 내지 10mm인 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 무정형모양 칩의 장축 길이방향에 대한 평균직경을 0.1 내지 2.5 ㎝로 제어하기 위해서는 수지시럽의 점도를 조절하는 것이 바람직하며, 점도를 조절하기 위하여 무기충전제를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이때 점도는 5,000 ~ 200,000 cps(25℃)인 것이 제 1 마블칩들 간의 사이에 형성된 빈 공간으로 액적이 흘러내리지 않아 액적이 반응기에 달라붙는 것을 방지할 수 있으며, 무정형형태의 칩을 제조하기에 좋다.
본 발명의 일 양태에서 수지시럽은 통상적으로 당업계에서 사용되는 수지 조성물이라면 제한되지 않는다.
구체적으로 예를 들면, 수지시럽은 불포화폴리에스테르수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시수지, 브롬계 에폭시아크릴레이트수지, 브롬계 에폭시아크릴레이트수지의 올리고머 또는 아크릴계수지에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 바인더 100 중량부에 대하여, 개시제를 0.1 ~ 2.0 중량부 포함할 수 있다.
상기 불포화폴리에스테르수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시수지, 브롬계 에폭시아크릴레이트수지, 브롬계 에폭시아크릴레이트수지의 올리고머 또는 아크릴계수지에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 바인더는 칩의 비중 및 계면 접착강도를 조절하기 위하여 사용되고, 바람직하게는 불포화폴리에스테르수지를 사용할 수 있다.
보다 구체적으로 수지시럽의 일 양태에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명의 일 양태에서 수지시럽은 불포화폴리에스테르수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시수지, 브롬계 에폭시아크릴레이트수지, 브롬계 에폭시아크릴레이트수지의 올리고머 또는 아크릴계수지에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 바인더를 포함할 수 있다.
상기 불포화폴리에스테르수지는 프탈산(Phthalic Acid) 10 ~ 30 중량%에 말레익산(Maleic Acid) 10 ~ 30 중량%, 프로필렌글리콜(Propylene Glycol) 5 ~ 20 중량%, 에틸렌 글리콜(Ethylene Glycol) 1 ~ 10 중량%, 디에틸렌글리톨(Diethylene Glycol) 7 ~ 15 중량%를 210℃하에서 18시간 축중합반응 시키고, 반응성 희석제인 스티렌 모노머(Styrene Monomer)를 20 ~ 60 중량%로 추가하여 희석시켜 제조할 수 있다. 중량평균분자량은 1500 ~ 5000인 것을 사용할 수 있다.
상기 불포화폴리에스테르계 수지 시럽의 상업화된 예로는 애경화학(한국)의 ATM-161H, SC-920, 삼화페인트(한국) Polymaster MC-801 등이 있다.
상기 브롬계 에폭시아크릴레이트 또는 그의 올리고머(brominated epoxy-acrylate oligomer)는 브롬화된 에폭시아크릴레이트라면 특별히 제한되지 않으며, 해당분야에서 통상의 방법으로 제조된 것을 사용할 수 있다. 본 발명에 사용되는 브롬계 에폭시아크릴레이트 또는 그의 올리고머(brominated epoxy-acrylate oligomer)는 바람직하게는 점도가 175±50 poise(25℃), 중량평균분자량이 500 내지 3000인 것을 사용할 수 있다.
또한, 상기 수지시럽은 바인더 100 중량부에 대하여 개시제를 0.1 내지 2.0 중량부를 포함할 수 있다. 상기 개시제로는 퍼옥사이드계 개시제라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 구체적으로 예를 들면, t-부틸퍼록시벤조에이트, t-부틸퍼록시이소프로필카르보네이트, t-부틸퍼록시-2-에틸헥시노에이트, 1,1,디-t-부틸퍼록시-3,3,5-트리메틸시클로헥산에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 경화성을 향상시키기 위해서는 특히 상기 개시제로서 디(4-터셔리-부틸사이클로헥실)퍼옥시디카보네이트와 터셔리-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트를 1:1중량비로 혼합하여 사용하는 경우 가장 우수한 경화성을 달성할 수 있다. 보다 상세하게는 디(4-터셔리-부틸사이클로헥실)퍼옥시디카보네이트와 터셔리-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트를 1:1 중량비로 혼합한 개시제를 0.1 내지 2 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양태에서 상기 수지시럽은 바인더 100 중량부에 대하여, 무기충전제를 1 ~ 300 중량부, 더욱 구체적으로 20 ~ 220 중량부를 더 포함할 수 있다. 상기 무기충전제는 수산화알루미늄, 수산화칼슘, 실리카, 알루미나, 황산바륨, 수산화마그네슘, 인조대리석 폐미분으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 1 중량부 미만으로 사용하는 경우 마블칩의 비중이 가벼워 인조대리석 제조 시 표면으로 떠오를 수 있으며, 마블칩 간에 달라붙는 현상이 나타남으로 인한 불량이 발생할 수 있고, 300 중량부를 초과하는 경우 무정형 칩에 기포가 발생할 수 있다.
사용되는 무기 충전제의 크기는 평균입경이 1 내지 100 ㎛인 것을 사용하는 경우 무기 충전제가 고르게 분산된 인조대리석을 제조할 수 있으며, 보다 바람직하게는 평균입경이 1 내지 100 ㎛인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 범위에서 칩의 제조 시 비중을 조절할 수 있으면서도 무기 충전제에 의한 투명성 저하를 방지할 수 있다. 이러한 무기 충전제로는 Shandong Aluminium사(중국)의 HWF-10 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 수지시럽은 상기 구성요소 이외에도 가교제, 착색제, 커플링제, 펄, 자외선 안정제 등 기타 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 무정형 칩의 물성을 저해하지 않는 범위에서 사용되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태의 수지시럽은 필요에 따라 가교제를 첨가할 수 있으며, 테트라에틸렌글리콜, 디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올 디메타크릴레이트, 폴리부틸렌글리콜, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 중에서 선택되는 단독 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 양태의 수지시럽은 필요에 따라 착색제를 첨가할 수 있으며, 착색제는 통상적으로 사용되는 유?무기안료에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용하며, 예를 들면, 산화철 등의 적갈색 안료, 수산화철 등의 황색안료, 산화크롬 등의 녹색안료, 나트륨알루미노실리케이트 등의 군청색 안료, 산화티탄 등의 백색 안료 등 이 분야에서 사용되는 통상의 것을 사용할 수 있다. 또한 분산력을 좋게 하기 위하여 상기의 안료를 넣어 제조한 토너를 사용할 수 있으며, 안료는 투명성을 저해하지 않는 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태의 수지시럽은 펄을 사용할 수 있으며, 펄은 통상의 금속펄 분말을 사용하는 것이라면 제한되지 않는다. 상기 펄을 추가하는 경우 반짝이는 효과를 부여할 수 있다.
본 발명의 일 양태의 수지시럽은 실리케이트 무수물과 같은 커플링제 또는 계면활성제를 더 추가하여 사용하는 것도 가능하다. 상기 커플링제 또는 계면활성제를 첨가하는 경우 무기 충전제와 수지의 결합력 또는 안료와 수지의 결합력을 향상시켜주는 역할을 한다. 커플링제로는 예를 들어 DEGUSSA의 AROSIL RY 200 등의 퓸드 실리카(Fumed Silica)를 사용할 수 있다. 상기 계면활성제로는 음이온계 계면활성제 또는 비이온계 계면활성제에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 양태의 수지시럽은 자외선 안정제를 더 포함할 수 있으며, 자외선 안정제는 해당분야에서 사용되는 것이라면 제한되지 않고 사용할 수 있으며, 예를 들면, CIBA사의 Tinuvin-P 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 제조방법에 대해 구체적으로 설명하면, 수지시럽을 준비하고 진공탈포한 후, 노즐을 통하여 제 1 마블칩이 깔려 있는 반응조에 액적이 떨어지도록 하며, 이때 상기 반응조를 일정한 힘으로 흔들어 무정형 모양의 액적이 마블칩위에 떨어지게 한 후, 그 위에 제 2 마블칩을 뿌려서 덮어준다. 이때 상기 제 1 마블칩의 크기는 0.01 ~ 3mm이고, 무정형 액적의 평균입경은 장축 길이방향에 대한 평균직경이 0.1 내지 2.5㎝이고, 길이방향에 수직인 폭방향의 평균직경이 0.1 내지 10mm인 것이 바람직하다. 이때, 상기 제 2 마블칩은 액적의 표면을 완전히 덮을 수 있을 정도의 양으로 도포하는 것이 바람직하며, 구체적으로 예를 들면, 1 ~ 10mm 두께가 되도록 도포할 수 있다.
상기 액적의 평균입경은 노즐을 통해 제 1 마블칩 위에 떨어진 후 형성된 무정형의 크기를 의미하며, 도 4에 도시된 바와 같이, 장축 길이방향에 대한 직경(L1)과 길이방향에 수직인 폭방향 중 가장 넓은 위치의 직경(L2)을 의미하며, 상기 장축 길이방향에 대한 직경은 무정형 중 가장 긴 부분의 직경을 측정한 것을 의미한다.
본 발명에서 일정한 크기의 노즐에서 일정한 흔들림과 칩 간에 부착을 방지하기 위하여 일정한 크기의 마블칩 위에 도포하는 것이 바람직하다.
평균입경이 0.01 ~ 3mm 크기의 칩을 뿌려주는 것은 무정형모양 칩을 구성하는 시럽의 표면에 0.01 ~ 3mm 크기의 칩이 고르게 도포되어 도포층이 형성되기 위한 것이며, 불균일한 모양의 칩 형태를 이루게 하고 무정형 칩간에 부착을 방지하여 무정형에서 느끼는 부드러움과 모양크기의 다양함에서 느낄 수 있는 자연 질감의 무정형모양 칩을 얻기 위하여 사용되는 것이다.
이에, 상기 무정형모양 칩은 수지시럽과 필러 배합을 통하여 마블칩에 수지시럽을 뿌려주어 마블칩에 서서히 도포층을 형성하게 되어 무정형모양 칩을 형성하게 되므로, 중요한 의미를 가진다.
상기 무정형 모양의 인조대리석 칩은 수지시럽 100 중량부에 대하여, 제 1 마블칩과 제 2 마블칩의 함량의 합이 0.1 ~ 300 중량부인 범위로 사용될 수 있으며, 상기 범위에서 칩 간의 부착을 방지하면서 무정형 모양의 칩을 제조하기에 용이하다.
본 발명에 있어서, 경화는 도포된 무정형칩을 경화시키는 것으로, 무정형 액적에 제 2 마블칩을 도포한 후에 그대로 50 내지 180℃에서 일정시간 경화가 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기와 같이 제조된 무정형모양 칩을 이용하여 인조대리석 제조용 슬러리와 혼합 한 후, 주형 및 경화를 거쳐 천연대리석과 같은 자연 질감을 표현할 수 있는 인조대리석을 제공한다. 이때 상기 인조대리석 제조용 슬러리는 통상적으로 인조대리석 제조분야에서 사용되는 조합을 사용할 수 있다.
본 발명의 제조방법으로 제조된 무정형 모양의 인조대리석 칩은 장축 길이방향에 대한 평균직경이 0.1 내지 2.5㎝이고, 길이방향에 수직인 폭방향의 평균직경이 0.1 내지 10mm으로 제조될 수 있다. 상기 범위에서 천연 대리석과 같은 패턴의 인조대리석 제조가 가능하다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며, 첨부된 특허 청구 범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
1) 무정형 칩의 평균직경
제조되는 무정형모양 칩의 평균직경 측정은 도 4에 도시된 바와 같이, 무정형 칩의 장축으로 가장 긴 길이(L1)를 측정하고, 폭방향으로 가장 넓은 위치의 길이(L2)를 측정하여 평균값을 계산하였다.
상기 평균값은 내측길이가 10mm인 체걸음망을 이용하여 시료를 선별한 후, 체걸음망을 통과하지 않은 시료 30개에 대한 평균값으로 하였다.
[실시예 1]
무정형모양 칩의 제조
무정형모양 칩 제조를 위한 바인더로 불포화폴리에스테르(Polymaster MC-801, 삼화페인트, 불포화도 25% , 중량평균분자량 3,500)바인더 100 중량부에 대하여, 디(4-터셔리-부틸사이클로헥실)퍼옥시디카보네이트(Akzo Nobel사의 Perkadox 16)와 터셔리-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트(Akzo Nobel사의 Trigonox 21)를 1:1중량비로 혼합한 개시제 0.2 중량부와 수산화알루미늄(Shandong Aluminium사(중국)의 HWF-10, 평균입경 10㎛) 180중량부를 사용하여 수지시럽을 제조하였다. 제조된 수지시럽의 점도는 50,000 cps(25℃)이었다.
반응조에 분쇄기(삼아엔지니어링, PF-10)를 이용하여 인조대리석을 분쇄한 평균 직경이 0.4mm인 크기의 제 1 마블칩을 3mm두께로 깔아 준비하였다.
제조된 수지 시럽을 노즐을 통해 상기 반응조에 드롭핑하였으며, 이때 떨어지는 액적의 장축 길이방향에 대한 직경이 2.5cm이하 및 길이방향에 수직인 폭방향의 직경이 5 mm이하가 되도록 노즐과 반응조의 거리를 조절하였다. 또한, 반응조가 50rpm의 속도로 좌우 왕복운동을 하도록 하였다.
그 위에 다시 분쇄된 평균입경 0.4mm의 제 2 마블칩을 도포하여 수지 시럽 표면에 칩이 도포되도록 하였다.
이후 상기 반응조를 그대로 오븐에 넣은 후 120℃로 가온하여 경화시켰다. 상기 수지시럽에 제 1 마블칩 및 제 2 마블칩이 도포된 무정형칩을 30℃로 냉각 후 선별기를 통해 장축 길이방향에 대한 평균직경이 2.0cm이고, 길이방향에 대해 수직인 폭방향의 평균직경이 4 mm인 무정형모양 칩을 수득하였다. 제조된 칩의 사진을 도 1에 나타내었다. 도 1에서 보이는 바와 같이, 무정형의 칩이 제조되었다.
인조대리석의 제조
25 중량%의 폴리메틸메타크릴레이트(LG MMA사(한국), IH830, 유동성 2.2 g/10min?230℃/3.8kg)와 75 중량%의 메틸메타크릴레이트(LG MMA사, MMA, 중량평균분자량 100.12)로 이루어진 메틸메타크릴레이트 시럽 100 중량부에 대하여, 상기 제조된 무정형모양 칩 100 중량부, 수산화알루미늄(Shandong Aluminium사(중국)의 HWF-10, 평균입경 10㎛) 160 중량부, 트리메틸프로판트리메타아크릴레이트 1.5 중량부, 라우로일 퍼옥사이드 1.5 중량부, 포스페이트계 커플링제로서 하이드록시에틸메타크릴레이트엑시드포스페이트 2.0 중량부와 혼합하여 인조대리석 슬러리를 제조하였다.
상기 슬러리를 300×300×15 ㎜의 성형 셀에 담아 열풍오븐에 넣고, 오븐의 온도를 80℃까지 상승시켜 경화를 시켰다. 경화가 완료된 후 상온까지 냉각하여 표면을 연마하여 평판상의 인조대리석을 제조하였다. 제조된 인조대리석의 사진을 도 2에 도시하였다.
도 2에서 보이는 바와 같이, 무정형 모양의 칩에 의해 무정형의 패턴이 형성된 인조대리석이 제조되었으며, 무정형 칩의 표면에 도포된 제 1 마블칩 및 제 2마블칩의 색상 및 크기에 의해 자연스러운 색상 및 패턴의 인조대리석이 제조되었음을 알 수 있었다.
[실시예 2]
무정형모양 칩의 제조
무정형모양 칩 제조를 위한 바인더로 불포화폴리에스테르(MC801, 삼화페인트 )바인더 50 중량부와, 25 중량%의 폴리메틸메타크릴레이트(LG MMA사(한국), IH830, 유동성 2.2 g/10min?230℃/3.8kg)와 75 중량%의 메틸메타크릴레이트(LG MMA사, MMA, 중량평균분자량 100.12)로 이루어진 메틸메타크릴레이트 시럽 50중량부를 혼합한 바인더 100 중량부에 대하여, 디(4-터셔리-부틸사이클로헥실)퍼옥시디카보네이트(Akzo Nobel사의 Perkadox 16)와 터셔리-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트(Akzo Nobel사의 Trigonox 21)를 1:1중량비로 혼합한 개시제 0.2 중량부와 충전제로는 수산화알루미늄(Shandong Aluminium사(중국)의 HWF-10, 평균입경 10㎛) 180중량부를 사용하여 수지시럽을 제조하였다. 제조된 수지시럽의 점도는 30,000 cps(25℃)이었다.
반응조에 분쇄기(삼아엔지니어링, PF-10)를 이용하여 인조대리석을 분쇄한 평균 직경이 0.4mm인 크기의 제 1 마블칩을 3mm두께로 깔아 준비하였다.
제조된 수지 시럽을 노즐을 통해 상기 반응조에 드롭핑하였으며, 이때 떨어지는 액적의 장축 길이방향에 대한 직경이 2.5cm이하 및 길이방향에 수직인 폭방향의 직경이 5 mm이하가 되도록 노즐과 반응조의 거리를 조절하였다. 또한, 반응조가 50rpm의 속도로 좌우 왕복운동을 하도록 하였다.
그 위에 다시 분쇄된 평균입경 0.4mm의 제 2 마블칩을 도포하여 수지 시럽 표면에 칩이 도포되도록 하였다.
이후 상기 반응조를 그대로 오븐에 넣은 후 120℃로 가온하여 경화시켰다. 상기 수지시럽에 제 1 마블칩 및 제 2 마블칩이 도포된 무정형칩을 30℃로 냉각 후 선별기를 통해 장축 길이방향에 대한 평균직경이 2.0cm이고, 길이방향에 대해 수직인 폭방향의 평균직경이 4 mm인 무정형모양 칩을 수득하였다.
실시예 1과 동일한 방법으로 인조대리석을 제조하였다.
[실시예 3]
무정형모양 칩의 제조
무정형모양 칩 제조를 위한 바인더로 25 중량%의 폴리메틸메타크릴레이트(LG MMA사(한국), IH830, 유동성 2.2 g/10min?230℃/3.8kg)와 75 중량%의 메틸메타크릴레이트(LG MMA사, MMA, 중량평균분자량 100.12)로 이루어진 메틸메타크릴레이트 시럽 100 중량부에 대하여, 디(4-터셔리-부틸사이클로헥실)퍼옥시디카보네이트(Akzo Nobel사의 Perkadox 16)와 터셔리-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트(Akzo Nobel사의 Trigonox 21)를 1:1중량비로 혼합한 개시제 0.2 중량부와 충전제로는 수산화알루미늄(Shandong Aluminium사의 HWF-10) 180중량부를 사용하여 수지시럽을 제조하였다. 제조된 수지시럽의 점도는 60,000 cps(25℃)이었다.
반응조에 분쇄기(삼아엔지니어링, PF-10)를 이용하여 인조대리석을 분쇄한 평균 직경이 0.4mm인 크기의 제 1 마블칩을 3mm두께로 깔아 준비하였다.
제조된 수지 시럽을 노즐을 통해 상기 반응조에 드롭핑하였으며, 이때 떨어지는 액적의 장축 길이방향에 대한 직경이 2.5cm이하 및 길이방향에 수직인 폭방향의 직경이 5 mm이하가 되도록 노즐과 반응조의 거리를 조절하였다. 또한, 반응조가 50rpm의 속도로 좌우 왕복운동을 하도록 하였다.
그 위에 다시 분쇄된 평균입경 0.4mm의 제 2 마블칩을 도포하여 수지 시럽 표면에 칩이 도포되도록 하였다.
이후 상기 반응조를 그대로 오븐에 넣은 후 120℃로 가온하여 경화시켰다. 상기 수지시럽에 제 1 마블칩 및 제 2 마블칩이 도포된 무정형칩을 30℃로 냉각 후 선별기를 통해 장축 길이방향에 대한 평균직경이 2.0cm이고, 길이방향에 대해 수직인 폭방향의 평균직경이 4 mm인 무정형모양 칩을 수득하였다.
실시예 1과 동일한 방법으로 인조대리석을 제조하였다.
Claims (13)
- a) 분쇄된 제 1 마블칩이 담긴 반응조에 수지시럽을 드롭핑 하여 무정형 액적을 형성하는 단계;
b) 상기 무정형 액적 위에 분쇄된 제 2 마블칩을 뿌리는 단계;
c) 경화 후 무정형 액적에 결합되지 않은 제 1 마블칩과 제 2 마블칩을 제거하는 단계;
를 포함하는 무정형 모양의 인조대리석 칩의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 b)단계 후, 제 2 마블칩의 상부에 다시 수지시럽을 드롭핑하여 무정형의 액적을 형성한 후, 상기 무정형 액적 위에 분쇄된 제 2 마블칩을 뿌리는 단계;를 더 포함하는 무정형 모양의 인조대리석 칩의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 a)단계에서 드롭핑 시, 반응조는 수직 방향에 대해 좌우로 일정한 힘을 가하여 왕복운동을 실시하거나, 진동을 가하는 것인 무정형 모양의 인조대리석 칩의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 a)단계에서 드롭핑 시, 제 1 마블칩이 담긴 반응조로부터 일정 간격 이격된 노즐을 통해 수지시럽을 일정 속도로 드롭핑하는 것인 무정형 모양의 인조대리석 칩의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 수지시럽은 불포화폴리에스테르수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시수지, 브롬계 에폭시아크릴레이트수지, 브롬계 에폭시아크릴레이트수지의 올리고머 또는 아크릴계수지에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 바인더 100 중량부에 대하여, 개시제를 0.1 ~ 2.0 중량부 포함하는 것인 무정형 모양의 인조대리석 칩의 제조방법. - 제 5항에 있어서,
상기 수지시럽은 바인더 100 중량부에 대하여, 무기충전제를 1 ~ 300 중량부 더 포함하는 것인 무정형 모양의 인조대리석 칩의 제조방법. - 제 5항에 있어서,
상기 개시제는 t-부틸퍼록시벤조에이트, t-부틸퍼록시이소프로필카르보네이트, t-부틸퍼록시-2-에틸헥시노에이트, 1,1,디-t-부틸퍼록시-3,3,5-트리메틸시클로헥산에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 무정형 모양의 인조대리석 칩의 제조방법. - 제 6항에 있어서,
상기 무기충전제는 수산화알루미늄, 수산화칼슘, 실리카, 알루미나, 황산바륨, 수산화마그네슘, 인조대리석 폐미분으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 무정형 모양의 인조대리석 칩의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 제 1 마블칩 및 제 2 마블칩은 불포화폴리에스테르수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시수지, 브롬계 에폭시아크릴레이트수지, 브롬계 에폭시아크릴레이트수지의 올리고머 또는 아크릴계수지로 제조된 인조대리석을 분쇄시킨 마블칩인 것인 무정형 모양의 인조대리석 칩의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 무정형 모양의 인조대리석 칩은 수지시럽 100 중량부에 대하여, 제 1 마블칩과 제 2 마블칩의 함량의 합이 0.1 ~ 300 중량부로 도포된 것인 무정형 모양의 인조대리석 칩의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 무정형 모양의 인조대리석 칩은 장축 길이방향에 대한 평균직경이 0.1 내지 2.5㎝이고, 길이방향에 수직인 폭방향의 평균직경이 0.1 내지 10mm인 무정형 모양의 인조대리석 칩의 제조방법. - 제 1항 내지 제 11항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 제조방법으로 제조되는 무정형 모양의 인조대리석 칩.
- 제 1항 내지 제 11항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 제조방법으로 제조되는 무정형 모양의 인조대리석 칩을 포함하는 인조대리석.
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