KR101268301B1

KR101268301B1 - 투명칩을 갖는 인조대리석 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101268301B1
Application number: KR1020060058152A
Authority: KR
Inventors: 허대영; 김경환; 조영욱; 전승호
Original assignee: 한화엘앤씨 주식회사
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2006-06-27
Publication date: 2013-05-28
Also published as: KR20080000380A

Abstract

본 발명은 투명칩을 갖는 인조대리석 및 그 제조방법에 관한 것이다. 인조대리석은, 아크릴 수지시럽 25∼45wt%; 무기충진제 39∼54wt%; 가교제 0.1∼1wt%; 경화제 0.1∼1wt%; 침강방지제 0.1∼1wt%; 및 2차 투명칩 5∼30wt%를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 여기서, 2차 투명칩은, 아크릴 수지시럽 35∼50wt%, 무기충진제 30∼43wt%, 펄칩 0.1∼5wt%, 가교제 0.1∼1wt%, 경화제 0.1∼1wt%, 침강방지제 0.1∼1wt%, 및 아크릴 수지시럽 48∼78wt%와, 무기충진제 19∼48wt%와, 가교제 1∼2wt%와, 경화제 1∼2wt%와, 침강방지제 0.1∼1wt%를 혼합한 수지슬러리를 경화 후 파쇄하여 제조된 1차 투명칩 1∼30wt%를 포함하여 이루어지며, 그리고 1차 투명칩과, 2차 투명칩과, 인조대리석 간의 아크릴 수지시럽의 함량은 1차 투명칩 > 2차 투명칩 > 인조대리석의 순으로 조절된다.

이러한 인조대리석은, 투명칩과 매트릭스 간의 접합력이 우수하여 투명칩이 인조대리석의 벤딩 및 열가공시 쉽게 박리되지 않으며, 천연석 특유의 투명감 및 반짝임을 갖게 된다.

인조대리석, 투명칩, 질감, 아크릴계, 에스테르계, 비중

Description

투명칩을 갖는 인조대리석 및 그 제조방법{Artificial marble having transparent chip and the method for producing the same}

도1은 본 발명에 따른 인조대리석에 포함된 2차 투명칩의 단면구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명은 투명칩을 갖는 인조대리석 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 매트릭스와의 접합력이 우수하여 투명칩이 인조대리석의 벤딩 및 열가공시 쉽게 박리되지 않으며, 천연석 특유의 투명감 및 반짝임을 갖는 인조대리석 및 그 제조방법에 관한 것이다.

통상적으로 인조대리석은 수지에 무기충전물, 가교제, 경화제(중합개시제) 등을 첨가하여 천연석의 질감을 구현한 인조 합성체를 통칭하는 것으로, 대표적으로는 아크릴계 인조대리석, 불포화 폴리에스테르계 인조대리석이 있다.

이러한 인조대리석 제조시, 천연석이 갖는 투명성을 유도하기 위하여 투명칩을 사용하는 기술이 개발된 바 있다. 그 예가, 매트릭스와 동일한 계열의 수지를 이용한 투명칩을 인조대리석에 적용하거나, 매트릭스와 다른 굴절율을 갖는 이종의 수지를 이용한 투명칩을 인조대리석에 적용하는 것이다.

그러나, 전자의 경우, 일례로 아크릴계 인조대리석의 제조에 아크릴수지의 함량을 높인 투명칩을 사용하게 되면, 인조대리석의 매트릭스를 구성하는 아크릴수지시럽-무기충진물의 수지슬러리와 투명칩 간의 비중 차이로 인하여 투명칩이 수지슬러리(즉, 매트릭스)에 제대로 분산되지 않는 문제점이 있었다. 이와 같은 분산성 저하의 문제를 해결하기 위하여 침강방지제를 사용하거나, 수지 혼합물의 점도를 증가시키는 방법을 사용할 수 있으나, 이에 의하여도 매트릭스 내 투명칩을 균일하게 분산시키는 것은 사실상 어려웠다.

또한, 후자의 경우, 일례로 아크릴수지를 이용하여 제조된 매트릭스에 불포화 폴리에스테르를 사용하여 제조된 투명칩을 사용하게 되면, 아크릴계의 매트릭스와 불포화 폴리에스테르계의 투명칩 간의 굴절율이 달라 투명감이 우수하나 다음과 같은 문제점이 있었다. 즉, 매트릭스와 투명칩이 서로 이종의 수지로 이루어져 있기에, 투명칩과 매트릭스 간의 접합성이 떨어져 계면에 미세한 틈이 발생되고, 나아가 열을 이용한 벤딩 가공시 칩이 매트릭스로부터 쉽게 박리된다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 매트릭스와의 접합력이 우수하여 투명칩이 인조대리석의 벤딩 및 열가공시 쉽게 박리되지 않으며, 천연석 특유의 투명감 및 반짝임을 갖는 인조대리석 및 그 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 투명칩을 갖는 인조대리석은, 아크릴 수지시럽 25∼45wt%; 무기충진제 39∼54wt%; 가교제 0.1∼1wt%; 경화제 0.1∼1wt%; 침강방지제 0.1∼1wt%; 및 2차 투명칩 5∼30wt%를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 여기서, 2차 투명칩은, 아크릴 수지시럽 35∼50wt%, 무기충진제 30∼43wt%, 펄칩 0.1∼5wt%, 가교제 0.1∼1wt%, 경화제 0.1∼1wt%, 침강방지제 0.1∼1wt%, 및 아크릴 수지시럽 48∼78wt%와, 무기충진제 19∼48wt%와, 가교제 1∼2wt%와, 경화제 1∼2wt%와, 침강방지제 0.1∼1wt%를 혼합한 수지슬러리를 경화 후 파쇄하여 제조된 1차 투명칩 1∼30wt%를 포함하여 이루어지며, 그리고 1차 투명칩과, 2차 투명칩과, 인조대리석 간의 아크릴 수지시럽의 함량은 1차 투명칩 > 2차 투명칩 > 인조대리석의 순으로 조절된다.

이와 같이, 아크릴 수지시럽의 함량을 1차 투명칩 > 2차 투명칩 > 인조대리석(최종 제품)의 순서로 단계화하여, 아크릴 수지시럽의 함량을 높인 1차 투명칩을 상대적으로 1차 투명칩 보다 아크릴 수지시럽의 함량을 낮춘 2차 투명칩 제조시 첨가하여 칩인칩을 만들고, 이 칩인칩 즉, 2차 투명칩을 아크릴 수지시럽의 함량이 제일 낮은 인조대리석 제조시 적용함으로써, 투명칩을 인조대리석의 매트릭스에 균일하게 분산시킬 수 있다.

그리고, 매트릭스와 투명칩은 모두 동종의 아크릴수지를 사용하여 제조되므로, 투명칩과 매트릭스 간의 접합력이 뛰어나 투명칩의 박리현상이 방지된다. 이와 관련하여, 1차, 2차 투명칩 및 인조대리석의 제조에 사용되는 무기충진제 또한 동종인 것이 바람직하다.

1,2차 투명칩의 제조에 사용되는 아크릴 수지시럽의 양은, 최종 제품인 인조대리석의 제조에 사용되는 아크릴 수지시럽의 양, 투명칩에 의해 인조대리석에 구현하고자 하는 투명도의 정도 및 색감 등을 고려한 반복실험의 결과로 얻어질 수 있다. 통상적으로 아크릴계 인조대리석은 제조시 아크릴 수지시럽이 25∼45wt% 혼합되는 바, 반복 실험결과, 이러한 조건 하에서 1차 투명칩의 경우 아크릴 수지시럽이 48∼78wt%, 2차 투명칩의 경우 아크릴 수지시럽이 35∼50wt%의 범위 조건을 가질 때, 제조된 인조대리석의 색상, 투명도 등이 우수한 것으로 나타났다.

한편, 1차 투명칩의 색상은 2차 투명칩의 색상과 동일 계열로 하는 것이, 1차 투명칩의 투명도를 높이는데 있어 바람직하다. 일례로 2차 투명칩은 블래계열의 색상인데, 1차 투명칩을 화이트계열의 색상으로 하는 경우, 외관상 1차 투명칩의 투명도가 떨어지는 것으로 나타난다.

2차 투명칩 제조시, 수지 수지슬러리에는 1차 투명칩과 더불어 천연펄 또는 인조펄이 함께 첨가된다. 이에 따른 인조대리석은, 도1에 도시된 바와 같이, 아크릴 수지시럽의 함량이 가장 높은 1차 투명칩으로 인한 투명감은 물론이고, 펄에 의해 반사되는 빛으로 인한 반짝임 및 1차 투명칩을 통과한 빛이 후방의 펄에 의해 반사됨에 의한 깊이감이 모두 나타난다. 즉, 본 발명에 따르면, 동일 조성의 수지를 사용함에 의해 물성의 저하가 발생하지 않으면서도, 종래 인조대리석에서는 표현할 수 없었던 천연석에 보다 가까운 투명성과 고도의 반짝거림을 갖는 인조대리석을 제조할 수 있는 것이다.

본 발명에 따르면 투명칩은, 아크릴 수지시럽의 혼합량을 더욱 미세하게 단 계화함으로써, 1, 2차 투명칩을 포함하는 3차 투명칩으로도 제조될 수 있다.

이하 본 발명에 따른 인조대리석 제조방법을 살펴본다.

[1차 투명칩의 제조]

메틸메타 아크릴레이트(methyl metha acrylate: MMA) 60∼80%와 폴리메틸메타 아크릴레이트(Poly memethyl metha acrylate: PMMA) 20∼40%로 만든 아크릴 수지시럽 48∼78wt%, 무기충진제 19∼48wt%, 가교제 1∼2wt%, 경화제 1∼2wt%, 침강방지제 0.1∼1wt%를 혼합한 수지슬러리를 경화 후, 이를 파쇄하여 1차 투명칩을 제조하는 한다.

1차 투명칩은 0.8mm 이상의 크기일 경우, 파쇄과정에서 충격을 받은 부위에 남은 흔적으로 인하여 투명도가 저하되는 현상이 발생되었다. 다만, 1차 칩과 2차칩 간의 상대적인 크기 관계, 투명도, 수율을 고려할 때, 칩의 크기가 0.1∼3mm 정도인 경우 1차 투명칩으로 사용하기에 적당한 것으로 나타났다.

[2차 투명칩의 제조]

메틸메타 아크릴레이트 60∼80%와 폴리메틸메타 아크릴레이트 20∼40%로 만든 아크릴 수지시럽 35∼50wt%, 무기충진제 30∼43wt%, 1차 투명칩 1∼30wt%, 펄칩 0.1∼5wt%, 가교제 0.1∼1wt%, 경화제 0.1∼1wt%, 침강방지제 0.1∼1wt%를 혼합한 수지슬러리를 경화한 후, 이를 파쇄하여 2차 투명칩을 제조한다.

사용되는 2차 투명칩의 크기는 0.1∼10mm, 보다 바람직하게는 0.1∼6mm인 것이 좋다.

펄칩은 전체 중량에 대하여 0.1∼5wt% 첨가되는데, 펄을 5wt% 보다 많이 첨 가하는 경우 제조된 인조대리석의 연마 및 절단가공 작업이 상당히 어려워지며, 0.1wt% 미만으로 첨가하는 경우 펄 특유의 반짝임이 제조된 인조대리석에 제대로 발현되지 않는다. 사용되는 펄칩의 크기는 200∼1200㎛ 정도인 것이 바람직하다.

[인조대리석의 제조]

메틸메타 아크릴레이트 60∼80%와 폴리메틸메타 아크릴레이트 20∼40%로 만든 아크릴 수지시럽 25∼45wt%, 무기충진제 39∼54wt%, 2차 투명칩 5∼30wt%, 가교제 0.1∼1wt%, 경화제 0.1∼1wt%, 침강방지제 0.1∼1wt%를 혼합한 수지슬러리를 경화한 후, 이를 파쇄하여 인조대리석을 제조한다.

이상 본 발명에 대한 설명에서, 무기충진제에는 알루미늄 하이드록사이드, 칼슘 하이드록사이드 등이 사용될 수 있다. 가교제에는 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, t-에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디-에틸렌글리콜메타크릴레이트 등이 사용될 수 있으며, 경화제에는 t-부틸 퍼옥시 말레익산, 벤조일 퍼옥사이드, t-부틸 하이도퍼옥사이드, 아세틸 퍼옥사이드 등이 사용될 수 있다. 그리고, 침강방지제에는 독일의 BYK사에서 판매되는 P104 제품을 사용할 수 있으며, 이외에 징크 옥사이드 화이트, 아이언 옥사이드 블랙 등과 같은 토너 및 그 밖에 기타 공지된 첨가제들이 사용될 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 투명칩을 갖는 인조대리석 및 그 제조방법에 따르면, 매트릭스와의 접합력이 우수하여 투명칩이 인조대리석의 벤딩 및 열가공시 쉽게 박리되지 않으며, 천연석 특유의 투명감 및 반짝임을 갖는 인조대리석 의 제조가 가능하다.

Claims

아크릴 수지시럽 25∼45wt%; 무기충진제 39∼54wt%; 가교제 0.1∼1wt%; 경화제 0.1∼1wt%; 침강방지제 0.1∼1wt%; 및 2차 투명칩 5∼30wt%를 포함하여 이루어진 인조대리석으로서,

여기서, 2차 투명칩은,

아크릴 수지시럽 35∼50wt%, 무기충진제 30∼43wt%, 펄칩 0.1∼5wt%, 가교제 0.1∼1wt%, 경화제 0.1∼1wt%, 침강방지제 0.1∼1wt%, 및 아크릴 수지시럽 48∼78wt%와, 무기충진제 19∼48wt%와, 가교제 1∼2wt%와, 경화제 1∼2wt%와, 침강방지제 0.1∼1wt%를 혼합한 수지슬러리를 경화 후 파쇄하여 제조된 1차 투명칩 1∼30wt%를 포함하여 이루어지며,

1차 투명칩과, 2차 투명칩과, 인조대리석 간의 아크릴 수지시럽의 함량은 1차 투명칩 > 2차 투명칩 > 인조대리석의 순으로 조절되는 것을 특징으로 하는 투명칩을 갖는 인조대리석.
제1항에 있어서,

1차 투명칩의 크기는 0.1∼3mm이며, 2차 투명칩의 크기는 0.1∼10mm인 것을 특징으로 하는 투명칩을 갖는 인조대리석.
제1항에 있어서,

펄칩의 크기는 200∼1200㎛인 것을 특징으로 하는 투명칩을 갖는 인조대리석.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

1차 투명칩과 2차 투명칩은 동일 계열의 색상을 갖는 것을 특징으로 하는 투명칩을 갖는 인조대리석.
아크릴 수지시럽이 전체 중량에 대하여 25∼45% 혼합되는 아크릴계 인조대리석 제조방법에 있어서,

아크릴 수지시럽의 함량을 48∼78wt%로 높여 투명도를 증가시킨 1차 투명칩을, 펄칩과 함께, 아크릴 수지시럽이 35∼50wt% 범위 내에서 1차 투명칩 보다는 많고 인조대리석 제품보다는 적게 함유되도록 조절되는 2차 투명칩 제조시 첨가하여 칩인칩을 만들고, 이 칩인칩을 인조대리석 제품 제조시 첨가하는 것을 특징으로 하는 투명칩을 갖는 인조대리석 제조방법.
아크릴 수지시럽 48∼78wt%, 무기충진제 19∼48wt%, 가교제 1∼2wt%, 경화제 1∼2wt%, 침강방지제 0.1∼1wt%를 혼합한 수지슬러리를 경화 후, 이를 파쇄하여 1차 투명칩을 제조하는 단계;

아크릴 수지시럽 35∼50wt%, 무기충진제 30∼43wt%, 1차 투명칩 1∼30wt%, 펄칩 0.1∼5wt%, 가교제 0.1∼1wt%, 경화제 0.1∼1wt%, 침강방지제 0.1∼1wt%를 혼 합한 수지슬러리를 경화한 후, 이를 파쇄하여 아크릴 수지시럽의 혼합량이 1차 투명칩 보다 낮은 2차 투명칩을 제조하는 단계; 및

아크릴 수지시럽 25∼45wt%, 무기충진제 39∼54wt%, 2차 투명칩 5∼30wt%, 가교제 0.1∼1wt%, 경화제 0.1∼1wt%, 침강방지제 0.1∼1wt%를 혼합한 수지슬러리를 경화한 후, 이를 파쇄하여 아크릴 수지시럽의 혼합량이 2차 투명칩 보다 낮은 인조대리석을 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명칩을 갖는 인조대리석 제조방법.