KR101660767B1 - 폐섬유를 이용한 인조대리석 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 인조대리석은 아크릴수지, 불포화폴리에스테르 수지, 에폭스 수지 및 멜라민 수지, 우레탄 수지, 비닐계수지 중 하나 이상으로 이루어진 15~50 중량%의 베이스 수지와; 상기 베이스 수지의 물성, 성형가공성 및 경제성을 향상시키고, 특성을 개량하기 위해 첨가되며, 충전제를 포함하는 40~75 중량%의 유무기첨가물과; 무게를 줄이고, 내부에 형성되어 골조 역할을 하여 강도를 높이는 5~15중량%의 폐섬유를 원료로 하여 제조되며, 인조대리석의 제조방법은 상기 폐섬유를 이용하여 폐부직포를 제조하는 폐부직포 제조공정인 제 1공정과; 상기 제1혼합용액을 제조하는 제1혼합용액 제조공정인 제 2공정과; 상기 제2혼합용액을 제조하는 제2혼합용액 제조공정인 제 3공정과;상기 폐부직포에 상기 제2혼합용액을 함침시켜 제2층을 제조하는 폐부직포 함침공정인 제 4공정과; 성형몰드에 상기 제1혼합용액을 주입하여 제1층을 형성시킨 후 상기 제1층 상부에 상기 제2층을 적층시키고, 상기 제2층 상부에 상기 제1혼합용액 또는 상기 제2혼합용액을 주입하여 제3층을 형성시키는 층 형성공정인 제 5공정과; 상기 제1층, 제2층 및 제3층이 형성된 상기 성형몰드를 유압프레스에서 일정 압력으로 가압시킨 후 일정 온도에서 일정시간 동안 가열하여 인조대리석을 성형하는 성형공정인 제 6공정과; 성형 완료된 인조대리석을 검사하여 완제품 인조대리석을 완성시키는 검사공정인 제 7공정으로 구성된다.
본 발명의 인조대리석에 따르면 인조대리석의 무게를 줄일 수 있어 시공이 편리하며, 내부에 형성된 폐섬유가 골조 역할을 하므로 기존 보다 강도가 높아, 생산, 보관, 작업성이 모두 개선되는 효과가 있다.
본 발명의 인조대리석에 따르면 인조대리석의 무게를 줄일 수 있어 시공이 편리하며, 내부에 형성된 폐섬유가 골조 역할을 하므로 기존 보다 강도가 높아, 생산, 보관, 작업성이 모두 개선되는 효과가 있다.
Description
본 발명은 인조대리석 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 아크릴수지, 불포화폴리에스테르 수지, 에폭스 수지 및 멜라민 수지, 우레탄 수지, 비닐계수지 중 하나 이상으로 이루어진 베이스 수지와; 상기 베이스 수지의 기능을 향상시키기 위한 유무기첨가물과; 무게를 줄이고 내부에 형성되어 골조 역할을 하여 강도를 높이는 폐섬유를 혼합하여 제조되는 인조대리석 및 그 제조방법에 관한 것이다.
인조대리석은 크게 단색제품(solid product)과 칩을 첨가하여 제조되는 제품(granite product)으로 구분되며, 대표적인 종류로는 아크릴계 인조대리석, 폴리에스테르계 인조대리석, 에폭시계 인조대리석, 멜라민계 인조대리석, E-스톤(Engineered stone) 계열의 인조대리석 등이 있다.
이러한 인조대리석은 미려한 외관 및 우수한 가공성을 가지고, 천연대리석에 비하여 가벼우며, 강도가 우수하여, 각종 상판재료, 드레싱 테이블, 세면대, 카운터, 벽재, 마루, 가구 등의 각종 인테리어 내·외장재로 널리 사용되고 있다.
건축소재, 건축 내장재, 데코레이션 장식재, 리모델링용 인테리어 소재 분야에서 인조대리석 사용량은 계속 증가하는 추세이다.
인조대리석의 사용량이 계속 증가하는 요인은 석재의 채굴로 인한 자연환경의 훼손을 지양하는 사회적 환경과, 우수한 천연석재 천연 대리석의 수요에 따른 공급량이 부족한 요인이다.
또한 대리석의 품질과 관련되는 균일한 물성, 내구성, 균일한 색상, 일정한 무늬, 특정한 형태로의 가공성 등이 일부 제한적이므로 인조대리석 사용량은 계속 증가하는 추세이다.
인조대리석은 아크릴 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지 또는 시멘트와 같은 베이스에 천연석분, 광물 및 수지 칩 등의 첨가물을 배합하고, 필요에 따라 안료 등의 첨가제를 첨가하여 천연석의 질감을 구현한 인조합성체로, 크게 무기계와 수지계로 구분할 수 있다.
수지계의 인조대리석은 불포화폴리에스테르, 아크릴계 수지, 에폭시, 우레탄 수지, 멜라민 수지. 비닐계수지 등의 유기계 수지를 기초로 하여 무기충전제와 안료, 가교제, 경화제, 분산제 등의 첨가물이 배합된 혼합물을 가압 진공 압축하여 판상 형태로 제조한다.
그리고 연마, 절단 등의 후 가공 공정을 거쳐 다양한 질감과 디자인을 지닌 제품으로 만들어지게 된다.
기본적으로 사용되는 충진물로는 수산화알루미늄, 실리카, 알루미나, 삼산화안티몬, talc, 운모, 수산화바륨, 수산화마그네슘 등이 있다.
또한 천연대리석의 다양한 패턴과 미려한 색상을 연출 시키기 위해 돌가루 형태로 제조된 마블칩을 함께 혼합하여 만들어지게 된다.
통상적으로 사용되고 있는 인조대리석의 두께는 13 mm이다.
이렇게 제조된 인조대리석은 비교적 비중이 높은 무기첨가물의 혼합비율이 높아 전체적인 인조대리석의 무게를 절감시키기는 힘든 부분이 있다.
현재 시중에 시판되고 있는 인조대리석 삼성staron과 LG하이막스의 경우 1.6~1.7 비중을 나타내고 있으며, 천연대리석의 비중(2.7)에 비해서는 가벼우나 작업장 내에서 다루고 있는 사이즈와 두께를 고려했을 때 작업성이 어려우며, 큰 사이즈를 장시간 보관했을 때 치수 변형이 일어나는 문제점이 있다.
인조대리석은 천연대리석에 비해 가볍고 시공이 용이한 장점이 있으나, 벽체로 사용하기에는 합판보다 무거우며, 또한 중량, 가격 등의 문제점으로 인해 3 mm 정도의 얇은 두께의 인조대리석판과 합판을 접착하여 사용되기도 한다.
그러나 이와 같이 합판과 접착하여 사용할 경우, 또 다른 인건비가 소요될 뿐만 아니라, 제품의 내구성이 떨어지며, 접착제로 인해 용도가 제한되고 시공이 어려운 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 베이스 수지와 유무기첨가물로 형성된 제1층과 베이스 수지와 유무기첨가물 및 무게를 줄이고 내부에 형성되어 골조 역할을 하여 강도를 높이는 폐섬유로 형성된 제2층으로 구성되거나, 베이스 수지와 무기첨가물로 형성된 제1층과, 베이스 수지와 무기첨가물 및 무게를 줄이고 내부에 형성되어 골조 역할을 하여 강도를 높이는 폐섬유로 형성된 제2층과, 베이스 수지와 무기첨가물로 형성된 제3층으로 구성되어 무게를 줄이고 강도를 높인 폐섬유를 이용한 인조대리석 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 인조대리석은 아크릴수지, 불포화폴리에스테르 수지, 에폭스 수지 및 멜라민 수지, 우레탄 수지, 비닐계수지 중 하나 이상으로 이루어진 15~50 중량%의 베이스 수지와; 상기 베이스 수지의 물성, 성형가공성 및 경제성을 향상시키고, 특성을 개량하기 위해 첨가되며, 충전제를 포함하는 40~75 중량%의 유무기첨가물과; 무게를 줄이고, 내부에 형성되어 골조 역할을 하여 강도를 높이는 5~15중량%의 폐섬유를 원료로 하여 제조되며, 상기 폐섬유는 여러 종류의 의류와, 생활용품 또는 산업 전반에 거쳐 사용된 섬유를 절단단계, 혼합단계, 타면단계 및 소면단계를 거쳐 제조된 장섬유 형태를 사용하거나, 일정 크기와 일정 높이 및 일정 밀도를 갖는 폐부직포로 제조하여 사용한다.
상기 유무기첨가물은 제1 충전제와 난연제인 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 30~77 중량%와; 제2 충전제와 난연제인 수산화알루미늄(Al(OH)3) 10~55 중량%와; 천연대리석의 다양한 패턴과 미려한 색상을 연출시키기 위해 돌가루 형태로 제조된 마블칩 0~40 중량%와; 경화제 0.3~2.5 중량%와; 가교제 0.1~1.5 중량%를 포함하여 조성된다.
상기 인조대리석은 상기 베이스 수지에 마블칩이 포함된 유무기첨가물을 혼합하여 만든 제1혼합용액으로 형성된 제1층과; 상기 제1층 상부에 형성되며, 상기 폐부직포에 상기 베이스 수지에 마블칩이 포함되지 않은 유무기첨가물을 혼합하여 만든 제2혼합용액을 함침시켜 제조된 제2층으로 구성되거나, 상기 베이스 수지에 마블칩이 포함된 유무기첨가물을 혼합하여 만든 제1혼합용액으로 형성된 제1층과; 상기 제1층 상부에 적층되며, 상기 폐부직포에 상기 베이스 수지에 마블칩이 포함되지 않은 유무기첨가물을 혼합하여 만든 제2혼합용액을 함침시켜 제조된 제2층과; 상기 제2층 상부에 형성되며, 상기 베이스 수지에 상기 유무기첨가물을 혼합하여 만든 상기 제1혼합용액 또는 상기 제2혼합용액으로 형성된 제3층으로 구성된다.
상기 제1혼합용액은 상기 베이스 수지 20~60 중량%와; 상기 제1혼합용액 유무기첨가물 40~80 중량%로 조성된다.
상기 제1혼합용액 유무기첨가물은 제1 충전제와 난연제인 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 30~70 중량%와; 제2 충전제와 난연제인 수산화알루미늄(Al(OH)3) 10~40 중량%와; 천연대리석의 다양한 패턴과 미려한 색상을 연출 시키기 위해 돌가루 형태로 제조된 마블칩 10~40 중량%와; 경화제 0.3~2.5 중량%와; 가교제 0.1~1.5 중량%를 포함하여 조성된다.
상기 제2혼합용액은 상기 베이스 수지 20~60 중량%와; 상기 제2혼합용액 유무기첨가물 40~80 중량%로 조성된다.
상기 제2혼합용액 유무기첨가물은 제1 충전제와 난연제인 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 42~77 중량%와; 제2 충전제와 난연제인 수산화알루미늄(Al(OH)3) 20~55 중량%와; 경화제 0.3~2.5 중량%와; 가교제 0.1~1.5 중량%를 포함하여 조성된다.
상기 인조대리석은 일정 내부사이즈를 갖는 성형몰드에서 상기 제1혼합용액을 주입시켜 제1층을 형성시킨 후, 상기 제1층 상부에 상기 제2혼합용액을 함침시킨 폐부직포로 된 상기 제2층을 적층한 후 유압프레스에서 일정 압력으로 가압시킨 후 일정 온도에서 일정시간 동안 가열하여 제조되거나, 일정 내부사이즈를 갖는 성형몰드에서 상기 제1혼합용액을 주입시켜 제1층을 형성시킨 후, 상기 제1층 상부에 상기 제2혼합용액을 함침시킨 폐부직포로 된 상기 제2층을 적층하고, 상기 제2층 상부에 상기 제1혼합용액 또는 상기 제2혼합용액을 주입시킨 후, 유압프레스에서 일정 압력으로 가압시킨 후 일정 온도에서 일정시간 동안 가열하여 제조된다.
인조대리석의 제조방법은 상기 폐섬유를 이용하여 폐부직포를 제조하는 폐부직포 제조공정인 제 1공정과; 상기 제1혼합용액을 제조하는 제1혼합용액 제조공정인 제 2공정과; 상기 제2혼합용액을 제조하는 제2혼합용액 제조공정인 제 3공정과;상기 폐부직포에 상기 제2혼합용액을 함침시켜 제2층을 제조하는 폐부직포 함침공정인 제 4공정과; 성형몰드에 상기 제1혼합용액을 주입하여 제1층을 형성시킨 후 상기 제1층 상부에 상기 제2층을 적층시키고, 상기 제2층 상부에 상기 제1혼합용액 또는 상기 제2혼합용액을 주입하여 제3층을 형성시키는 층 형성공정인 제 5공정과; 상기 제1층, 제2층 및 제3층이 형성된 상기 성형몰드를 유압프레스에서 일정 압력으로 가압시킨 후 일정 온도에서 일정시간 동안 가열하여 인조대리석을 성형하는 성형공정인 제 6공정과;성형 완료된 인조대리석을 검사하여 완제품 인조대리석을 완성시키는 검사공정인 제 7공정으로 구성된다.
상술한 인조대리석 및 그 제조방법으로 본 발명의 해결하고자 하는 과제를 해결할 수 있다.
본 발명의 인조대리석에 따르면 인조대리석의 무게를 줄일 수 있어 시공이 편리하며, 내부에 형성된 폐섬유가 골조 역할을 하므로 기존 보다 강도가 높아, 생산, 보관, 작업성이 모두 개선되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석에 따른 인조대리석의 제1실시예 개략도
도 2는 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석에 따른 인조대리석의 제2실시예 개략도
도 3은 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제조방법 순서도
도 4는 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제 1공정 순서도
도 5는 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제 2공정 설명도
도 6은 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제 3공정 설명도
도 7은 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제 4공정 설명도
도 8은 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제 5공정 제1실시예 설명도
도 9는 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제 5공정 제2실시예 설명도
도 10은 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제 5공정의 성형몰드 개략도
도 11은 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제 6공정 제1실시예 설명도
도 12는 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제 6공정 제2실시예 설명도
도 2는 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석에 따른 인조대리석의 제2실시예 개략도
도 3은 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제조방법 순서도
도 4는 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제 1공정 순서도
도 5는 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제 2공정 설명도
도 6은 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제 3공정 설명도
도 7은 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제 4공정 설명도
도 8은 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제 5공정 제1실시예 설명도
도 9는 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제 5공정 제2실시예 설명도
도 10은 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제 5공정의 성형몰드 개략도
도 11은 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제 6공정 제1실시예 설명도
도 12는 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제 6공정 제2실시예 설명도
먼저, 본 발명의 구체적인 설명에 들어가기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명에 따른 "폐섬유를 이용한 인조대리석 및 그 제조방법"을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명에 따른 "폐섬유를 이용한 인조대리석 및 그 제조방법"에 관한 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
다음의 실시 예는 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석에 따른 인조대리석의 제1실시예 개략도이며, 도 2는 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석에 따른 인조대리석의 제2실시예 개략도이고, 도 3은 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제조방법 순서도이며, 도 4는 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제 1공정 순서도이고, 도 5는 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제 2공정 설명도이며, 도 6은 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제 3공정 설명도이고, 도 7은 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제 4공정 설명도이며, 도 8은 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제 5공정 제1실시예 설명도이고, 도 9는 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제 5공정 제2실시예 설명도이며, 도 10은 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제 5공정의 성형몰드 개략도이고, 도 11은 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제 6공정 제1실시예 설명도이며, 도 12는 본 발명의 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법에 따른 제 6공정 제2실시예 설명도이다.
본 발명의 인조대리석(1)은 아크릴수지, 불포화폴리에스테르 수지, 에폭스 수지 및 멜라민 수지, 우레탄 수지, 비닐계수지 중 하나 이상으로 이루어진 15~50 중량%의 베이스 수지와; 상기 베이스 수지의 물성, 성형가공성 및 경제성을 향상시키고, 특성을 개량하기 위해 첨가되며, 충전제를 포함하는 40~75 중량%의 유무기첨가물과; 무게를 줄이고, 내부에 형성되어 골조 역할을 하여 강도를 높이는 5~15중량%의 폐섬유를 원료로 하여 제조된다.
상기 폐섬유는 여러 종류의 의류와, 생활용품 또는 산업 전반에 거쳐 사용된 섬유를 절단단계, 혼합단계, 타면단계 및 소면단계를 거쳐 제조된 장섬유 형태를 사용하거나, 일정 크기와 일정 높이 및 일정 밀도를 갖는 폐부직포(121)로 제조하여 사용한다.
상기 유무기첨가물은 제1 충전제와 난연제인 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 30~77 중량%와; 제2 충전제와 난연제인 수산화알루미늄(Al(OH)3) 10~55 중량%와; 천연대리석의 다양한 패턴과 미려한 색상을 연출시키기 위해 돌가루 형태로 제조된 마블칩 0~40 중량%와; 경화제 0.3~2.5 중량%와; 가교제 0.1~1.5 중량%를 포함하여 조성된다.
상기 경화제는 메틸 에틸 켑톤 퍼옥사이드, t-부틸퍼록시벤조에이트, t-부틸퍼록시이소프로필카르보네이트, t-부틸퍼록시-2-에틸헥시노에이트, 1,1,디-t-부틸퍼록시-3,3,5-트리메틸시클로헥산에서 선택되는 어느 하나 이상 또는 아조 화합물을 사용한다.
상기 가교제는 트라에틸렌글리콜, 디메타크릴레이트, 헥산디올 디메타크릴레이트, 폴리부틸렌글리콜, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용한다.
도 1에 도시되어 있는 것 같이 본 발명의 제1실시예의 인조대리석(1)은 상기 베이스 수지에 마블칩이 포함된 유무기첨가물을 혼합하여 만든 제1혼합용액으로 형성된 제1층(11)과; 상기 제1층(11) 상부에 형성되며, 상기 폐부직포(121)에 상기 베이스 수지에 마블칩이 포함되지 않은 유무기첨가물을 혼합하여 만든 제2혼합용액을 함침시켜 제조된 제2층(12)으로 구성된다.
제1실시예의 상기 인조대리석(1)은 일정 내부사이즈를 갖는 성형몰드(5)에서 상기 제1혼합용액을 주입시켜 상기 제1층(11)을 형성시킨 후, 상기 제1층(11) 상부에 상기 제2혼합용액을 함침시킨 폐부직포(121)로 된 상기 제2층(12)을 적층한 후 유압프레스(6)에서 일정 압력으로 가압시킨 후 일정 온도에서 일정시간 동안 가열하여 제조된다.
상기 유압프레스(6)에서 60kg/cm2압력으로 가압시킨 후 120℃ 온도조건으로 30분간 가열하여 성형하는 것이 바람직하다.
제1실시예의 상기 인조대리석(1)은 두께가 20mm 이며, 이때 상기 제1층(11)은 15~16mm이고, 제2층은 4~5mm이며, 크기는 일반적으로 100mm x 100mm이거나 150mm x 150mm, 200mm x 200mm 일 수 있으나, 두께나 크기에 제한을 받지 않는다.
상기 제1혼합용액은 상기 베이스 수지 20~60 중량%와; 상기 제1혼합용액 유무기첨가물 40~80 중량%로 조성된다.
상기 제1혼합용액 유무기첨가물은 제1 충전제와 난연제인 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 30~70 중량%와; 제2 충전제와 난연제인 수산화알루미늄(Al(OH)3) 10~40 중량%와; 천연대리석의 다양한 패턴과 미려한 색상을 연출시키기 위해 돌가루 형태로 제조된 마블칩 10~40 중량%와; 경화제 0.3~2.5 중량%와; 가교제 0.1~1.5 중량%를 포함하여 조성된다.
상기 제2혼합용액은 상기 베이스 수지 20~60 중량%와; 상기 제2혼합용액 유무기첨가물 40~80 중량%로 조성된다.
상기 제2혼합용액 유무기첨가물은 제1 충전제와 난연제인 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 42~77 중량%와; 제2 충전제와 난연제인 수산화알루미늄(Al(OH)3) 20~55 중량%와; 경화제 0.3~2.5 중량%와; 가교제 0.1~1.5 중량%를 포함하여 조성된다.
상기 제1혼합용액 유무기첨가물에는 상기 마블칩과 같이 0.1~2.0%의 착색제가 추가로 포함되어 조성될 수도 있다.
상기 제2혼합용액 유무기첨가물에는 0.1~2.0%의 착색제가 추가로 포함되어 조성될 수도 있다.
상기 착색제는 통상적으로 사용되는 유·무기안료에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용하며, 예를 들면, 산화철, 적인(난연제로도 활용) 등의 적갈색 안료, 수산화철 등의 황색안료, 산화크롬 등의 녹색안료, 검은색의 Carbon black, Graphite 백색도가 높은 이산화규소, 활석, 산화티탄 등의 백색 안료 등을 사용한다.
상기 베이스 수지로 불포화폴리에스테르 20 중량%를 사용하고, 유무기첨가물로 수산화마그네슘 50~60 중량%, 마블칩 20 중량%, 폐섬유(폐부직포) 5~10 중량%를 사용할 때에 아래와 같은 결과가 나왔다.
실험결과 비중은 1.1~1.15가 나왔으며, 폐부직포가 포함되지 않았을 때는 1.5 정도 나왔다.
즉, 기존 인조대리석은 1.6~1.8의 고비중으로 제작 시 작업성이 떨어지는 반면, 예비평가를 통해 제작된 폐섬유 재생 부직포 복합체의 경우 비중이 1.1의 저비중으로 인조대리석에 비해 가벼워 생산, 보관, 작업성이 모두 개선될 것으로 기대된다. 참고로 일반 파티클보드(particle board)는 비중이 0.7 정도이다.
또한, 본 발명의 인조대리석의 인장강도를 측정해본 결과, 제조된 폐섬유 재생 부직포 복합체의 인장강도 값은 평균 48 MPa로 기존 인조대리석의 인장강도(40 MPa)보다 높은 값을 나타냈다.
이는 폐섬유로 제작한 폐부직포가 골조로 작용하여 섬유복합체 인장강도 향상에 큰 역할을 하는 것으로 판단된다.
도 2에 도시되어 있는 것 같이 본 발명의 제2실시예의 인조대리석(1)은 상기 베이스 수지에 마블칩이 포함된 유무기첨가물을 혼합하여 만든 제1혼합용액으로 형성된 제1층(11)과; 상기 제1층(11) 상부에 적층되며, 상기 폐부직포(121)에 상기 베이스 수지에 마블칩이 포함되지 않은 유무기첨가물을 혼합하여 만든 제2혼합용액을 함침시켜 제조된 제2층(12)과; 상기 제2층(12) 상부에 형성되며, 상기 베이스 수지에 유무기첨가물을 혼합하여 만든 상기 제1혼합용액 또는 제2혼합용액으로 형성된 제3층(13)으로 구성된다.
도 2의 단면도에서 상부도면은 상기 제2층(12) 상부에 상기 제1혼합용액을 피딩시켜 형성시킨 것을 나타내며, 도 2의 단면도에서 하부 도면은 상기 제2층(12) 상부에 상기 제2혼합용액을 피딩시켜 형성시킨 것을 나타낸다.
제2실시예의 상기 인조대리석(1)은 일정 내부사이즈를 갖는 성형몰드(5)에서 상기 제1혼합용액을 주입시켜 상기 제1층(11)을 형성시킨 후, 상기 제1층(11) 상부에 상기 제2혼합용액을 함침시킨 폐부직포(121)로 된 상기 제2층(12)을 적층하고, 상기 제2층(12) 상부에 상기 제1혼합용액 또는 상기 제2혼합용액을 주입시킨 후, 유압프레스(6)에서 일정 압력으로 가압시킨 후 일정 온도에서 일정시간 동안 가열하여 제조된다.
상기 제1혼합용액은 상기 베이스 수지 20~60 중량%와; 상기 제1혼합용액 유무기첨가물 40~80 중량%로 조성된다.
상기 제1혼합용액 유무기첨가물은 제1 충전제와 난연제인 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 30~70 중량%와; 제2 충전제와 난연제인 수산화알루미늄(Al(OH)3) 10~40 중량%와; 천연대리석의 다양한 패턴과 미려한 색상을 연출시키기 위해 돌가루 형태로 제조된 마블칩 10~40 중량%와; 경화제 0.3~2.5 중량%와; 가교제 0.1~1.5 중량%를 포함하여 조성된다.
상기 제2혼합용액은 상기 베이스 수지 20~60 중량%와; 상기 제2혼합용액 유무기첨가물 40~80 중량%로 조성된다.
상기 제2혼합용액 유무기첨가물은 제1 충전제와 난연제인 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 42~77 중량%와; 제2 충전제와 난연제인 수산화알루미늄(Al(OH)3) 20~55 중량%와; 경화제 0.3~2.5 중량%와; 가교제 0.1~1.5 중량%를 포함하여 조성된다.
상기 제1혼합용액 유무기첨가물에는 상기 마블칩과 같이 0.1~2.0%의 착색제가 추가로 포함되어 조성될 수도 있다.
상기 제2혼합용액 유무기첨가물에는 0.1~2.0%의 착색제가 추가로 포함되어 조성될 수도 있다.
상기 착색제는 통상적으로 사용되는 유·무기안료에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용하며, 예를 들면, 산화철, 적인(난연제로도 활용) 등의 적갈색 안료, 수산화철 등의 황색안료, 산화크롬 등의 녹색안료, 검은색의 Carbon black, Graphite 백색도가 높은 이산화규소, 활석, 산화티탄 등의 백색 안료 등을 사용한다.
본 발명의 제2실시예의 인조대리석(1)을 상기 베이스 수지로 불포화폴리에스테르 20 중량%를 사용하고, 유무기첨가물로 수산화마그네슘 50~60 중량%, 마블칩 20 중량%, 폐섬유(폐부직포) 5~10 중량%를 사용할 때에 상술한 제1실시예와 동일한 결과가 나왔다.
실험결과 비중은 1.1~1.15가 나왔다.
즉, 기존 인조대리석은 1.6~1.8의 고비중으로 제작 시 작업성이 떨어지는 반면, 예비평가를 통해 제작된 폐섬유 재생 부직포 복합체의 경우 비중이 1.1의 저비중으로 인조대리석에 비해 가벼워 생산, 보관, 작업성이 모두 개선될 것으로 기대된다. 참고로 일반 파티클보드(particle board)는 비중이 0.7 정도이다.
또한, 본 발명의 인조대리석의 인장강도를 측정해본 결과, 제조된 폐섬유 재생 부직포 복합체의 인장강도 값은 46~50 MPa로 기존 인조대리석의 인장강도(40 MPa)보다 높은 값을 나타냈다.
이는 폐섬유 재생 부직포가 골조로 작용하여 섬유복합체 인장강도 향상에 큰 역할을 하는 것으로 판단된다.
도 3에 도시되어 있는 것 같이 본 발명의 인조대리석의 제조방법은 상기 폐섬유를 이용하여 상기 폐부직포(121)를 제조하는 폐부직포 제조공정인 제 1공정과; 상기 제1혼합용액을 제조하는 제1혼합용액 제조공정인 제 2공정과; 상기 제2혼합용액을 제조하는 제2혼합용액 제조공정인 제 3공정과; 상기 폐부직포(121)에 상기 제2혼합용액을 함침시켜 제2층을 제조하는 폐부직포 함침공정인 제 4공정과; 성형몰드(5)에 상기 제1혼합용액을 주입하여 상기 제1층(11)을 형성시킨 후 상기 제1층(11) 상부에 상기 제2층(12)을 적층시키고, 상기 제2층(12) 상부에 상기 제1혼합용액 또는 상기 제2혼합용액을 주입하여 제3층(13)을 형성시키는 층 형성공정인 제 5공정과; 상기 제1층(11), 제2층(12) 및 제3층(13)이 형성된 상기 성형몰드(5)를 유압프레스(6)에서 일정 압력으로 가압시킨 후 일정 온도에서 일정시간 동안 가열하여 인조대리석을 성형하는 성형공정인 제 6공정과; 성형 완료된 인조대리석(1)을 검사하여 완제품 인조대리석을 완성시키는 검사공정인 제 7공정으로 구성된다.
본 발명의 인조대리석의 제조방법은 상술한 3개의 층으로 형성되는 제2실시예에 의한 것으로 상기 인조대리석(1)은 상기 베이스 수지에 마블칩이 포함된 유무기첨가물을 혼합하여 만든 제1혼합용액으로 형성된 제1층(11)과; 상기 제1층(11) 상부에 적층되며, 상기 폐부직포(121)에 상기 베이스 수지에 마블칩이 포함되지 않은 유무기첨가물을 혼합하여 만든 제2혼합용액을 함침시켜 제조된 제2층(12)과; 상기 제2층(12) 상부에 형성되며, 상기 베이스 수지에 유무기첨가물을 혼합하여 만든 상기 제1혼합용액 또는 상기 제2혼합용액으로 형성된 제3층(13)으로 구성되며, 상술한 내용과 동일하므로 제2실시예를 준용한다.
단, 본 발명의 인조대리석 제조방법은 도 8에서와 같이 상술한 제1실시예에도 동일하게 적용될 수 있으나, 상기 인조대리석(1)은 상기 베이스 수지에 마블칩이 포함된 유무기첨가물을 혼합하여 만든 제1혼합용액으로 형성된 제1층(11)과; 상기 제1층(11) 상부에 형성되며, 상기 폐부직포(121)에 상기 베이스 수지에 마블칩이 포함되지 않은 유무기첨가물을 혼합하여 만든 제2혼합용액을 함침시켜 제조된 제2층(12)으로 구성되며, 상기 제 5공정이 성형몰드(5)에 상기 제1혼합용액을 주입하여 상기 제1층(11)을 형성시킨 후 상기 제1층(11) 상부에 상기 제2층(12)을 적층시키는 층 형성공정으로 교체된다.
도 4에 도시되어 있는 것 같이 상기 제 1공정은 상기 폐섬유를 이용하여 상기 폐부직포(121)를 제조하는 폐부직포 제조공정으로, 버려진 옷이나 이불, 부직포 또는 폐천 등의 원단을 잘게 절단하는 절단단계와; 절단된 원단과 저융점 섬유(LM fiber)를 혼합챔버 안에 넣어서 강한 바람으로 혼합하여 폐섬유혼합물을 만드는 혼합단계와; 상기 폐섬유혼합물을 콘베이어로 이송하여 1차 섬유형태로 풀어헤치는 타면단계와; 상기 타면단계를 거친 폐섬유혼합물 중 작은 덩어리 형태로 뭉쳐져 있는 것을 잘게 풀어헤쳐서 평행이 되게 하고, 이것을 다시 슬라이버(sliver)로 만드는 소면단계와; 상기 소면단계를 거친 혼합물을 성형기에 투입하여 일정한 속도로 섬유를 배열시켜 부직포 형태로 만드는 성형단계와; 상기 성형단계에서 만들어진 부직포는 볼륨감이 크므로 이를 펀칭기에 넣어서 원하는 두께와 밀도를 가지는 폐부직포로 만드는 펀칭단계와; 상기 펀칭단계에서 만들어진 폐부직포를 섬유 간의 결합력을 높이기 위하여 상기 혼합단계에서 투입된 저융점 섬유(LM fiber)를 용융시키기 위해 가열하는 가열단계와; 가열하여 섬유 간의 결합력을 높인 상기 폐부직포를 하는 일정 크기로 재단하는 재단단계를 포함하여 구성된다.
도 5에 도시되어 있는 것 같이 상기 제 2공정은 상기 제1혼합용액을 제조하는 제1혼합용액 제조공정으로, 상기 베이스 수지와 제1혼합용액 유무기첨가물을 계량하는 제1혼합원료 계량단계와; 계량된 제1혼합원료를 제1혼합탱크(2)에 투입하는 제1혼합원료 투입단계와; 상기 제1혼합탱크(2)에 투입된 제1혼합원료를 제1교반기(21)로 균일하게 혼합하여 상기 제1혼합용액을 완성시키는 제1혼합원료 믹싱단계로 구성된다.
상기 제1혼합용액은 상기 베이스 수지 20~60 중량%와; 상기 제1혼합용액 유무기첨가물 40~80 중량%로 조성된다.
상기 제1혼합용액 유무기첨가물은 제1 충전제와 난연제인 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 30~70 중량%와; 제2 충전제와 난연제인 수산화알루미늄(Al(OH)3) 10~40 중량%와; 천연대리석의 다양한 패턴과 미려한 색상을 연출시키기 위해 돌가루 형태로 제조된 마블칩 10~40 중량%와; 경화제 0.3~2.5 중량%와; 가교제 0.1~1.5 중량%를 포함하여 조성된다.
도 6에 도시되어 있는 것 같이 상기 제 3공정은 상기 제2혼합용액을 제조하는 제2혼합용액 제조공정으로, 상기 베이스 수지와 제2혼합용액 유무기첨가물을 계량하는 제2혼합원료 계량단계와; 계량된 제2혼합원료를 제2혼합탱크(3)에 투입하는 제2혼합원료 투입단계와; 상기 제2혼합탱크(3)에 투입된 제2혼합원료를 균일하게 혼합하여 상기 제2혼합용액을 완성시키는 제2혼합원료 믹싱단계로 구성된다.
상기 제2혼합용액 유무기첨가물은 제1 충전제와 난연제인 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 42~77 중량%와; 제2 충전제와 난연제인 수산화알루미늄(Al(OH)3) 20~55 중량%와; 경화제 0.3~2.5 중량%와; 가교제 0.1~1.5 중량%를 포함하여 조성된다.
도 7에 도시되어 있는 것 같이 상기 제 4공정은 상기 폐부직포(121)에 상기 제2혼합용액을 함침시켜 제2층을 제조하는 폐부직포 함침공정으로, 함침탱크(4)에 상기 제2혼합용액을 충액시키는 충액단계와; 상기 함침탱크(4)에 상기 폐부직포(121)를 로딩시키는 폐부직포 로딩단계와; 상기 폐부직포(121)를 가압롤러(41)로 가압하면서 함침시키는 함침단계와; 함침이 완료된 폐부직포를 상기 함침탱크(4)에서 언로딩시키는 언로딩단계로 구성된다.
상기 가압롤러(41)는 상기 폐부직포 내부로 상기 제2혼합용액이 충분히 투입되도록 음각과 양각 형태로 표면이 널링 가공된 널링가공부(411)가 원주면에 형성되어야 한다.
도 8은 상기 제1층과 제2층의 2개층으로 구성된 제1실시예에 의한 제5공정 설명도로, 상기 제 5공정은 성형몰드(5)에 상기 제1혼합용액을 주입하여 상기 제1층(11)을 형성시킨 후 상기 제1층(11) 상부에 상기 제2층(12)을 적층시키는 층 형성공정의 내용이 교체된다.
도 9에 도시되어 있는 것 같이 상기 제5공정은 성형몰드(5)에 상기 제1혼합용액을 주입하여 상기 제1층(11)을 형성시킨 후 상기 제1층(11) 상부에 상기 제2층(12)을 적층시키고, 상기 제2층(12) 상부에 상기 제1혼합용액 또는 제2혼합용액을 주입하여 제3층(13)을 형성시키는 층 형성공정으로, 상기 성형몰드(5)에 상기 제1혼합용액을 피당하여 상기 제1층(11)을 형성시키는 제1층 형성단계와; 상기 제1층(11) 상부에 상기 제2혼합용액이 함침된 폐부직포인 상기 제2층(12)을 적층시키는 제2층 적층단계와; 상기 제2층(12) 상부에 상기 제1혼합용액 또는 상기 제2혼합용액을 피당하여 상기 제3층(13)을 형성시키는 제3층 형성단계와; 상기 성형몰드(5)의 상판 덮개를 닫고 가압 가열 할 수 있게 성형을 마무리 하는 성형마무리 단계로 구성된다.
도 9의 상부도면은 제3층을 제1혼합용액으로 형성시켰을 때의 도면이고, 도 9의 하부도면은 제3층을 제2혼합용액으로 형성시켰을 때의 설명 도면이다.
도 10은 상기 성형몰드(5)의 개략도로서, 상기 성형몰드(5)는 하부를 이루는 하판몰드(51)와, 상기 하판몰드(51)의 상부에 형성되어 상기 제1층, 제2층 및 제3층이 형성되는 중판몰드(52)와, 상기 중판몰드(52)의 상부를 덮는 상판몰드(53)로 구성된다.
도 11과 도 12에 도시되어 있는 것 같이 상기 제 6공정은 상기 제1층(11), 제2층(12) 및 제3층(13)이 형성된 상기 성형몰드(5)를 유압프레스(6)에서 일정 압력으로 가압시킨 후 일정 온도에서 일정시간 동안 가열하여 인조대리석을 성형하는 성형공정으로, 상기 유압프레스(6)에 상기 성형몰드(5)를 로딩하는 성형몰드 로딩단계와; 상기 유압프레스(6)에서 일정 압력까지 가압시키는 가압단계와; 상기 유압프레스(6)에서 일정 온도까지 가열시키는 가열단계와; 상기 유압프레스(6)에서 일정 온도에서 일정 시간 동안 유지시키는 가열유지단계와; 상기 성형몰드(5)를 상기 유압프레스(6)에서 언로딩하는 성형몰드 언로딩단계와; 성형이 완료된 인조대리석(1)을 자연 냉각시키는 냉각단계를 포함하여 구성된다.
도 11은 상기 제1층과 제2층의 2개층으로 구성된 제1실시예에 의한 제6공정 설명도이고, 도 12는 상기 제1층과 제2층 및 제3층으로 구성되고, 제2혼합용액으로 형성시켰을 때의 제2실시예에 의한 제6공정 설명도이다.
상기 유압프레스(6)에는 상부가열판(61)과 하부가열판(62)이 형성되어 상기 성형몰드(5)의 인조대리석을 일정 온도까지 가열시킨다.
상기 유압프레스(6)에서 60kg/cm2압력으로 가압시킨 후 120℃ 온도조건으로 30분간 가열하여 성형하는 것이 바람직하다.
본 발명의 인조대리석에 따르면 인조대리석의 무게를 줄일 수 있어 시공이 편리하며, 내부에 형성된 폐섬유가 골조 역할을 하므로 기존 보다 강도가 높아, 생산, 보관, 작업성이 모두 개선되는 효과가 있다.
1 : 인조대리석
11 : 제1층 12 : 제2층
121 : 폐부직포 13 : 제3층
2 : 제1혼합탱크 21 : 제1교반기
3 : 제2혼합탱크 31 : 제2교반기
4 : 함침탱크 41 : 가압롤러
411 : 널링가공부 5 : 성형몰드
51 : 하판몰드 52 : 중판몰드
53 : 상판몰드 6 : 유압프레스
61 : 상부가열판 62 : 하부가열판
11 : 제1층 12 : 제2층
121 : 폐부직포 13 : 제3층
2 : 제1혼합탱크 21 : 제1교반기
3 : 제2혼합탱크 31 : 제2교반기
4 : 함침탱크 41 : 가압롤러
411 : 널링가공부 5 : 성형몰드
51 : 하판몰드 52 : 중판몰드
53 : 상판몰드 6 : 유압프레스
61 : 상부가열판 62 : 하부가열판
Claims (8)
- 아크릴수지, 불포화폴리에스테르 수지, 에폭스 수지 및 멜라민 수지, 우레탄 수지, 비닐계수지 중 하나 이상으로 이루어진 15~50 중량%의 베이스 수지와;
상기 베이스 수지의 물성, 성형가공성 및 경제성을 향상시키고, 특성을 개량하기 위해 첨가되며, 충전제를 포함하는 40~75 중량%의 유무기첨가물과;
무게를 줄이고, 내부에 형성되어 골조 역할을 하여 강도를 높이는 5~15중량%의 폐섬유를 원료로 하여 제조된 인조대리석(1)에 있어서,
상기 폐섬유는 의류와, 생활용품 또는 산업 전반에 거쳐 사용된 섬유를 절단단계, 혼합단계, 타면단계 및 소면단계를 거쳐 제조된 장섬유를 사용하거나, 일정 크기와 밀도를 갖는 폐부직포(121)로 제조하여 사용하고,
상기 인조대리석(1)은 상기 베이스 수지에 마블칩이 포함된 유무기첨가물을 혼합하여 만든 제1혼합용액으로 형성된 제1층(11)과;
상기 제1층(11) 상부에 형성되며, 상기 폐부직포(121)에 상기 베이스 수지에 마블칩이 포함되지 않은 유무기첨가물을 혼합하여 만든 제2혼합용액을 함침시켜 제조된 제2층(12)으로 구성되며,
상기 제1혼합용액은 상기 베이스 수지 20~60 중량%와;
상기 제1혼합용액 유무기첨가물 40~80 중량%로 조성되고,
상기 제1혼합용액 유무기첨가물은 제1 충전제와 난연제인 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 30~70 중량%와;
제2 충전제와 난연제인 수산화알루미늄(Al(OH)3) 10~40 중량%와;
천연대리석의 패턴과 색상을 연출시키기 위한 마블칩 10~40 중량%와;
경화제 0.3~2.5 중량%와;
가교제 0.1~1.5 중량%를 포함하여 조성되며,
상기 제2혼합용액은 상기 베이스 수지 20~60 중량%와;
상기 제2혼합용액 유무기첨가물 40~80 중량%로 조성되고,
상기 제2혼합용액 유무기첨가물은 제1 충전제와 난연제인 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 42~77 중량%와;
제2 충전제와 난연제인 수산화알루미늄(Al(OH)3) 20~55 중량%와;
경화제 0.3~2.5 중량%와;
가교제 0.1~1.5 중량%를 포함하여 조성되는 것을 특징으로 하는 폐섬유를 이용한 인조대리석
- 제 1항에 있어서,
상기 유무기첨가물은 제1 충전제와 난연제인 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 30~77 중량%와;
제2 충전제와 난연제인 수산화알루미늄(Al(OH)3) 10~55 중량%와;
천연대리석의 패턴과 색상을 연출시키기 위한 마블칩 0~40 중량%와;
경화제 0.3~2.5 중량%와;
가교제 0.1~1.5 중량%를 포함하여 조성되는 것을 특징으로 하는 폐섬유를 이용한 인조대리석
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 인조대리석(1)은 성형몰드(5)에서 상기 제1혼합용액을 주입시켜 상기 제1층(11)을 형성시킨 후, 상기 제1층(11) 상부에 상기 제2혼합용액을 함침시킨 폐부직포(121)로 된 상기 제2층(12)을 적층한 후 유압프레스(6)에서 일정 압력으로 가압시킨 후 일정 온도에서 일정시간 동안 가열하여 제조되는 것을 특징으로 하는 폐섬유를 이용한 인조대리석
- 아크릴수지, 불포화폴리에스테르 수지, 에폭스 수지 및 멜라민 수지, 우레탄 수지, 비닐계수지 중 하나 이상으로 이루어진 15~50 중량%의 베이스 수지와;
상기 베이스 수지의 물성, 성형가공성 및 경제성을 향상시키고, 특성을 개량하기 위해 첨가되며, 충전제를 포함하는 40~75 중량%의 유무기첨가물과;
무게를 줄이고, 내부에 형성되어 골조 역할을 하여 강도를 높이는 5~15중량%의 폐섬유를 원료로 하여 제조된 인조대리석(1)에 있어서,
상기 폐섬유는 의류와, 생활용품 또는 산업 전반에 거쳐 사용된 섬유를 절단단계, 혼합단계, 타면단계 및 소면단계를 거쳐 제조된 장섬유를 사용하거나, 일정 크기와 밀도를 갖는 폐부직포(121)로 제조하여 사용하고,,
상기 인조대리석(1)은 상기 베이스 수지에 마블칩이 포함된 유무기첨가물을 혼합하여 만든 제1혼합용액으로 형성된 제1층(11)과;
상기 제1층(11) 상부에 적층되며, 상기 폐부직포(121)에 상기 베이스 수지에 마블칩이 포함되지 않은 유무기첨가물을 혼합하여 만든 제2혼합용액을 함침시켜 제조된 제2층(12)과;
상기 제2층(12) 상부에 형성되며, 상기 베이스 수지에 상기 유무기첨가물을 혼합하여 만든 상기 제1혼합용액 또는 제2혼합용액으로 형성된 제3층(13)으로 구성되며,
상기 제1혼합용액은 상기 베이스 수지 20~60 중량%와;
상기 제1혼합용액 유무기첨가물 40~80 중량%로 조성되고,
상기 제1혼합용액 유무기첨가물은 제1 충전제와 난연제인 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 30~70 중량%와;
제2 충전제와 난연제인 수산화알루미늄(Al(OH)3) 10~40 중량%와;
천연대리석의 패턴과 색상을 연출시키기 위한 마블칩 10~40 중량%와;
경화제 0.3~2.5 중량%와;
가교제 0.1~1.5 중량%를 포함하여 조성되며,
상기 제2혼합용액은 상기 베이스 수지 20~60 중량%와;
상기 제2혼합용액 유무기첨가물 40~80 중량%로 조성되고,
상기 제2혼합용액 유무기첨가물은 제1 충전제와 난연제인 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 42~77 중량%와;
제2 충전제와 난연제인 수산화알루미늄(Al(OH)3) 20~55 중량%와;
경화제 0.3~2.5 중량%와;
가교제 0.1~1.5 중량%를 포함하여 조성되는 것을 특징으로 하는 폐섬유를 이용한 인조대리석
- 제 5항에 있어서,
상기 인조대리석(1)은 성형몰드(5)에서 상기 제1혼합용액을 주입시켜 상기 제1층(11)을 형성시킨 후, 상기 제1층(11) 상부에 상기 제2혼합용액을 함침시킨 폐부직포(121)로 된 상기 제2층(12)을 적층하고, 상기 제2층(12) 상부에 상기 제1혼합용액 또는 상기 제2혼합용액을 주입시킨 후, 유압프레스(6)에서 일정 압력으로 가압시킨 후 일정 온도에서 일정시간 동안 가열하여 제조되는 것을 특징으로 하는 폐섬유를 이용한 인조대리석
- 아크릴수지, 불포화폴리에스테르 수지, 에폭스 수지 및 멜라민 수지, 우레탄 수지, 비닐계수지 중 하나 이상으로 이루어진 15~50 중량%의 베이스 수지와;
상기 베이스 수지의 물성, 성형가공성 및 경제성을 향상시키고, 특성을 개량하기 위해 첨가되며, 충전제를 포함하는 40~75 중량%의 유무기첨가물과;
무게를 줄이고, 내부에 형성되어 골조 역할을 하여 강도를 높이는 5~15중량%의 폐섬유를 원료로 하여 제조된 인조대리석(1)의 제조방법에 있어서,
상기 폐섬유는 의류와, 생활용품 또는 산업 전반에 거쳐 사용된 섬유를 일정 공정을 거쳐 제조된 장섬유를 일정 크기와 밀도를 갖는 폐부직포(121)로 제조하여 사용하며,
상기 인조대리석(1)은 상기 베이스 수지에 마블칩이 포함된 유무기첨가물을 혼합하여 만든 제1혼합용액으로 형성된 제1층(11)과;
상기 제1층(11) 상부에 적층되며, 상기 폐부직포(121)에 상기 베이스 수지에 마블칩이 포함되지 않은 유무기첨가물을 혼합하여 만든 제2혼합용액을 함침시켜 제조된 제2층(12)과;
상기 제2층(12) 상부에 형성되며, 상기 베이스 수지에 상기 유무기첨가물을 혼합하여 만든 상기 제1혼합용액 또는 상기 제2혼합용액으로 형성된 제3층(13)으로 구성되며,
상기 제1혼합용액은 상기 베이스 수지 20~60 중량%와;
상기 제1혼합용액 유무기첨가물 40~80 중량%로 조성되고,
상기 제1혼합용액 유무기첨가물은 제1 충전제와 난연제인 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 30~70 중량%와;
제2 충전제와 난연제인 수산화알루미늄(Al(OH)3) 10~40 중량%와;
천연대리석의 패턴과 색상을 연출시키기 위해 제조된 마블칩 10~40 중량%와;
경화제 0.3~2.5 중량%와;
가교제 0.1~1.5 중량%를 포함하여 조성되며,
상기 제2혼합용액은 상기 베이스 수지 20~60 중량%와;
상기 제2혼합용액 유무기첨가물 40~80 중량%로 조성되고,
상기 제2혼합용액 유무기첨가물은 제1 충전제와 난연제인 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 42~77 중량%와;
제2 충전제와 난연제인 수산화알루미늄(Al(OH)3) 20~55 중량%와;
경화제 0.3~2.5 중량%와;
가교제 0.1~1.5 중량%를 포함하여 조성되며,
상기 제조방법은 상기 폐섬유를 이용하여 상기 폐부직포(121)를 제조하는 폐부직포 제조공정인 제 1공정과;
상기 제1혼합용액을 제조하는 제1혼합용액 제조공정인 제 2공정과;
상기 제2혼합용액을 제조하는 제2혼합용액 제조공정인 제 3공정과;
상기 폐부직포(121)에 상기 제2혼합용액을 함침시켜 제2층을 제조하는 폐부직포 함침공정인 제 4공정과;
성형몰드(5)에 상기 제1혼합용액을 주입하여 상기 제1층(11)을 형성시킨 후 상기 제1층(11) 상부에 상기 제2층(12)을 적층시키고, 상기 제2층(12) 상부에 상기 제1혼합용액 또는 상기 제2혼합용액을 주입하여 제3층(13)을 형성시키는 층 형성공정인 제 5공정과;
상기 제1층(11), 제2층(12) 및 제3층(13)이 형성된 상기 성형몰드(5)를 유압프레스(6)에서 일정 압력으로 가압시킨 후 일정 온도에서 일정시간 동안 가열하여 인조대리석을 성형하는 성형공정인 제 6공정과;
성형 완료된 인조대리석(1)을 검사하여 완제품 인조대리석을 완성시키는 검사공정인 제 7공정을 포함하여 구성되는 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법
- 제 7항에 있어서,
상기 제 1공정은 버려진 옷이나 이불, 부직포 또는 폐천 등의 원단을 잘게 절단하는 절단단계와;
절단된 원단과 저융점 섬유(LM fiber)를 혼합챔버 안에 넣어 바람으로 혼합하여 폐섬유혼합물을 만드는 혼합단계와;
상기 폐섬유혼합물을 콘베이어로 이송하여 1차 섬유형태로 풀어헤치는 타면단계와;
상기 타면단계를 거친 폐섬유혼합물 중 작은 덩어리 형태로 뭉쳐져 있는 것을 잘게 풀어헤치고, 이것을 다시 슬라이버(sliver)로 만드는 소면단계와;
상기 소면단계를 거친 혼합물을 성형기에 투입하여 일정한 속도로 섬유를 배열시켜 부직포 형태로 만드는 성형단계와;
상기 성형단계에서 만들어진 부직포는 볼륨감이 크므로 이를 펀칭기에 넣어서 원하는 두께와 밀도를 가지는 폐부직포로 만드는 펀칭단계와;
상기 펀칭단계에서 만들어진 폐부직포를 섬유 간의 결합력을 높이기 위하여 상기 혼합단계에서 투입된 저융점 섬유(LM fiber)를 용융시키기 위해 가열하는 가열단계와;
가열하여 섬유 간의 결합력을 높인 상기 폐부직포를 하는 일정 크기로 재단하는 재단단계를 포함하여 구성되며,
상기 제 2공정은 상기 베이스 수지와 제1혼합용액 유무기첨가물을 계량하는 제1혼합원료 계량단계와;
계량된 제1혼합원료를 제1혼합탱크(2)에 투입하는 제1혼합원료 투입단계와;
상기 제1혼합탱크(2)에 투입된 제1혼합원료를 균일하게 혼합하여 상기 제1혼합용액을 완성시키는 제1혼합원료 믹싱단계로 구성되고,
상기 제 3공정은 상기 베이스 수지와 제2혼합용액 유무기첨가물을 계량하는 제2혼합원료 계량단계와;
계량된 제2혼합원료를 제2혼합탱크(3)에 투입하는 제2혼합원료 투입단계와;
상기 제2혼합탱크(3)에 투입된 제2혼합원료를 균일하게 혼합하여 상기 제2혼합용액을 완성시키는 제2혼합원료 믹싱단계로 구성되며,
상기 제 4공정은 함침탱크(4)에 상기 제2혼합용액을 충액시키는 충액단계와;
상기 함침탱크(4)에 상기 폐부직포(121)를 로딩시키는 폐부직포 로딩단계와;
상기 폐부직포(121)를 가압롤러(41)로 가압하면서 함침시키는 함침단계와;
함침이 완료된 폐부직포를 상기 함침탱크(4)에서 언로딩시키는 언로딩단계로 구성되고,
상기 가압롤러(41)는 상기 폐부직포 내부로 상기 제2혼합용액이 충분히 투입되도록 음각과 양각 형태로 표면이 널링 가공된 널링가공부(411)가 원주면에 형성되어야 하며.
상기 제 5공정은 상기 성형몰드(5)에 상기 제1혼합용액을 피당하여 상기 제1층(11)을 형성시키는 제1층 형성단계와;
상기 제1층(11) 상부에 상기 제2혼합용액이 함침된 폐부직포인 상기 제2층(12)을 적층시키는 제2층 적층단계와;
상기 제2층(12) 상부에 상기 제1혼합용액 또는 상기 제2혼합용액을 피당하여 상기 제3층(13)을 형성시키는 제3층 형성단계와;
상기 성형몰드(5)의 상판 덮개를 닫고 가압 가열할 수 있게 성형을 마무리 하는 성형마무리 단계로 구성되고,
상기 제 6공정은 상기 유압프레스(6)에 상기 성형몰드(5)를 로딩하는 성형몰드 로딩단계와;
상기 유압프레스(6)에서 일정 압력까지 가압시키는 가압단계와;
상기 유압프레스(6)에서 일정 온도까지 가열시키는 가열단계와;
상기 유압프레스(6)에서 일정 온도에서 일정 시간 동안 유지시키는 가열유지단계와;
상기 성형몰드(5)를 상기 유압프레스(6)에서 언로딩하는 성형몰드 언로딩단계와;
성형이 완료된 인조대리석(1)을 자연 냉각시키는 냉각단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폐섬유를 이용한 인조대리석의 제조방법
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KR1020160077420A KR101660767B1 (ko) | 2016-06-21 | 2016-06-21 | 폐섬유를 이용한 인조대리석 및 그 제조방법 |
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- 2016-06-21 KR KR1020160077420A patent/KR101660767B1/ko active IP Right Grant
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