KR101685254B1 - 선형 줄무늬를 갖는 인조대리석 투명칩 및 이를 포함하는 인조대리석 - Google Patents

선형 줄무늬를 갖는 인조대리석 투명칩 및 이를 포함하는 인조대리석 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선형 줄무늬를 갖는 인조대리석 투명칩 및 이를 포함하는 인조대리석에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투명 수지에 금속섬유를 첨가하여 선형 줄무늬를 갖는 투명칩 및 이를 적용한 인조대리석으로써 선형 줄무늬 구현과 투명칩 자체의 입체감이 동시에 표현되어 심미적으로 미려한 특성을 나타내는 인조대리석 투명칩 및 이를 포함하는 인조대리석에 관한 것이다.

Description

선형 줄무늬를 갖는 인조대리석 투명칩 및 이를 포함하는 인조대리석{TRANSPARENT ARTIFICIAL MARBLE CHIPS HAVING STRIPE TEXTURE AND ARTIFICIAL MARBLE USING THE SAME}
본 발명은 선형 줄무늬를 갖는 인조대리석 투명칩 및 이를 포함하는 인조대리석에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투명 수지에 금속섬유를 첨가하여 선형 줄무늬를 갖는 투명칩 및 이를 적용한 인조대리석으로써 선형 줄무늬 구현과 투명칩 자체의 입체감이 동시에 표현되어 심미적으로 미려한 특성을 나타내는 인조대리석 투명칩 및 이를 포함하는 인조대리석에 관한 것이다.
최근 주택건설의 고급화, 쾌적화를 추구하게 되면서 건축용 소재로서 각광을 받게 된 천연 대리석은 높은 표면 경도와 수려한 문양에도 불구하고, 높은 가격과 무게가 무겁고 충격에 약하다는 점 등의 단점으로 인해 대중화되지 못하였다.
이에 비해 인조대리석은 천연대리석과는 달리 다양한 이미지와 무늬를 구현할 수 있고, 광택이 뛰어나며, 심한 온도 변화에 잘 견디고, 수분 흡수율이 낮고 강도가 높아 고급주택과 호텔, 아파트 등에 사용할 경우 훌륭한 인테리어 효과를 구현할 수 있어 전 세계적으로 급격히 수요가 증가하고 있다.
일반적으로 인조대리석은 천연의 광석분 또는 합성 무기재료 분말을 충전재로 하여 수지와 혼합한 후 진공 압축 프레스로 성형하거나 틀에 주형하여 제조한다. 충전재는 수산화알루미늄, 황산바륨, 황산마그네슘, 탄산바륨, 탄산칼슘, 실리카(규사), 화강암 등의 무기질 재료 또는 수지를 이용하여 만든 마블칩이 이용되고 있으며, 수지 재료로는 열경화성 불포화 폴리에스테르 또는 열가소성 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 수지를 메틸메타아크릴레이트 모노머에 녹여 만든 시럽(syrup) 등이 이용된다.
인조대리석의 다양한 색감과 패턴을 나타내기 위해 사용하는 다양한 종류의 마블칩은 수지 재료에 필요한 안료나 첨가제를 투입한 후 판상으로 경화시키고, 이것은 다양한 입도로 파쇄하여 제조한다.
위와 같이, 인조대리석은 천연 석분이나 광물을 아크릴레이트 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지 등의 수지성분과 배합하고 안료 및 첨가제 등을 첨가하여 천연대리석의 질감을 구현한 인조합성체를 통칭하며, 대표적으로 성형공법이나 모재(matrix)의 종류에 따라 아크릴레이트계, 불포화 폴리에스테르계, 에폭시계, 엔지니어드 스톤(engineered stone)계 인조대리석으로 구분할 수 있다.
이러한 인조대리석은 외관이 미려하고 가공성이 우수하며, 천연 대리석에 비하여 가볍고, 강도가 우수하여, 각종 상판재료, 드레싱 테이블, 세면대, 카운터, 벽재, 마루, 가구 등의 각종 인테리어 내·외장재로 널리 사용되고 있다.
최근에는 투박한 인조대리석에 경쾌하고 세련된 느낌을 주거나, 심미적으로 미려한 특성을 부여하기 위하여 기존에 없던 새로운 패턴을 구현하거나, 줄무늬 패턴 등을 형성시킨 마블칩(marble chip)이 사용되고 있으며, 최근 그 수요가 늘고 있는 추세이다.
인조대리석 칩 제조시 선형 줄무늬를 갖는 패턴을 표현하고자, 여러가지 섬유 형태의 소재를 활용하여 대리석 판재를 제조하고, 섬유가 갖는 선형 줄무늬 패턴이 표현된 인조대리석 판재를 파쇄하여 제조된 칩을 활용하여 선형 줄무늬를 갖는 인조대리석을 제조할 수 있다.
인조대리석에 줄무늬 패턴을 형성하는 방법으로는 액상수지를 사용하거나, 천연섬유 또는 인조섬유를 사용하는 방법이 있다. 그러나, 액상수지를 이용할 경우에는 인조대리석의 입체감이 저하되는 단점이 있으며, 천연섬유 또는 인조섬유를 이용하여 줄무늬 패턴을 형성할 경우에는 섬유 자체의 흡수율이 높고, 섬유 자체가 가지는 기공으로 인하여 충진되지 않은 표면이 생성될 수 있으며, 이러한 미충진된 표면에 의하여 인조대리석의 표면이 오염된다는 단점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 대한민국 공개특허 제2013-0074744호(특허문헌 1)에는 경화성 수지에 금속섬유 또는 무기섬유를 첨가하여 줄무늬 패턴을 구현한 인조대리석에 관하여 개시하고 있다. 그러나 이 같은 경우에, 인조대리석을 경화시키기 위하여 가열하면 비중이 무거운 금속섬유 또는 무기섬유가 침강되는 문제가 발생하였으며, 이를 보완하기 위하여 무기 충전재를 첨가할 경우, 선형 줄무늬 패턴이 눈에 띄지 않고 입체감 구현이 어려운 불투명한 인조대리석이 제조되는 문제가 있었다.
따라서, 선형줄무늬 패턴 형성이 용이하고, 투명칩의 입체감을 살려 천연석의 질감을 구현할 수 있는 인조대리석 칩 및 이를 포함하는 인조대리석에 대한 기술 개선이 필요한 실정이다.
대한민국 공개특허 제2013-0074744호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 평활성 및 샌딩(sanding)성이 우수하여 인조대리석의 표면을 균일하게 가공할 수 있으며, 선형 줄무늬 구현 및 천연석과 같은 입체감을 동시에 표현되어 심미적으로 미려한 특성을 가지는 인조대리석 투명칩 및 이를 포함하는 인조대리석을 제공하는 것을 목적으로 한다. 보다 구체적으로, 할로겐화 에폭시 아크릴레이트계 수지 및 금속섬유를 포함하는 투명칩을 제조함으로써, 선형 줄무늬 패턴을 인조대리석 전반적으로 균일하게 구현할 수 있으며, 천연석과 유사한 입체감을 표현할 수 있는 인조대리석 투명칩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상술한 인조대리석 투명칩과 무기 충전재를 포함함으로써, 선형 줄무늬 패턴을 균일하게 형성할 수 있으며, 천연석과 같은 입체감을 구현하고, 샌딩성 및 평활성이 향상되어 항균성 및 내오염성이 우수한 인조대리석을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 (A) 할로겐화 에폭시 아크릴레이트계 수지 및 (B) 금속섬유를 포함하는 인조대리석 투명칩에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 인조대리석 투명칩은 (A) 할로겐화 에폭시 아크릴레이트계 수지 100 중량부에 대하여, 상기 (B) 금속섬유를 0.1 내지 10 중량부 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 (A) 할로겐화 에폭시 아크릴레이트계 수지는 중량평균분자량이 500 내지 3,000g/mol일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 금속섬유는 바콜경도가 10 내지 40이고, 평균길이가 1 내지 10mm이며, 평균입경이 5 내지 20㎛일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 금속섬유는 알루미늄 섬유, 니켈 섬유 및 이들의 합금 섬유 중에서 적어도 1종 이상 선택될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 인조대리석 투명칩의 표면경도는 15 내지 30일 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 아크릴레이트계 단량체의 중합체 1 내지 30중량% 및 상기 아크릴레이트계 단량체 70 내지 99중량%를 포함하는 아크릴레이트 시럽 100 중량부에 있어서, 상술한 인조대리석 투명칩 40 내지 100 중량부; 및 무기 충전재 120 내지 180 중량부;를 포함하는 인조대리석에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 아크릴레이트계 단량체는 아크릴산, 메타크릴산, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소프로필메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트 및 2-에틸헥실메타크릴레이트 중에서 적어도 1종 이상 선택될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 무기 충전재는 탄산칼슘, 수산화 알루미늄, 실리카, 알루미나 및 수산화 마그네슘 중에서 적어도 1종 이상 선택될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 인조대리석은 일반칩 및 불포화 폴리에스테르칩 중에서 적어도 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 인조대리석의 표면경도는 30 내지 40일 수 있다.
본 발명에 따른 선형 줄무늬를 갖는 인조대리석 투명칩 및 이를 포함하는 인조대리석은 비중에 따른 금속섬유의 침강 없이 균일한 선형 패턴을 구현할 수 있으며, 천연석과 같은 입체감을 구현할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 인조대리석 투명칩을 포함하는 인조대리석은 평활성 및 샌딩성이 우수하여, 항균성 및 내오염성이 향상되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 금속섬유의 함량에 따른 인조대리석 투명칩의 디지털 사진이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 선형 줄무늬 패턴을 갖는 인조대리석의 디지털 사진이다.
이하 본 발명의 선형 줄무늬를 갖는 인조대리석 투명칩 및 이를 포함하는 인조대리석에 관하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 발명자들은 균일한 선형 패턴을 구현할 수 있으며, 천연석과 같은 입체감을 구현할 수 있는 인조대리석용 투명칩 및 이를 포함하는 인조대리석을 개발하기 위하여 연구한 결과, 할로겐화 에폭시 아크릴레이트계 수지와 금속섬유를 포함하는 인조대리석 투명칩을 제조하고, 이를 포함하는 인조대리석을 제조함으로써, 종래 모재(matrix)와 금속섬유의 비중 차이로 인하여 금속섬유가 침강되어 불균일하게 형성되는 것을 방지하여 균일한 선형 줄무늬 패턴 구현이 가능하며, 천연석과 같은 입체감을 구현하여 심미적으로 미려한 특성을 가지는 인조대리석의 제조가 가능하며, 샌딩성 및 평활성이 향상되어 항균성 및 내오염성이 향상되는 것을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
이하, 각 구성성분에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
인조대리석 투명칩
본 발명의 인조대리석 투명칩은 (A) 할로겐화 에폭시 아크릴레이트계 수지 및 (B) 금속섬유를 포함한다.
(A) 할로겐화 에폭시 아크릴레이트계 수지
본 발명의 일실시예에 따르는 할로겐화 에폭시 아크릴레이트계 수지는 인조대리석 투명칩의 투명성, 내열성 및 기계적 물성 향상을 위하여 첨가될 수 있다.
상기 할로겐화 에폭시 아크릴레이트계 수지는 당해 기술분야에 자명하게 공지된 할로겐화 에폭시 아크릴레이트계 수지이면 제한되지 않는다. 예를 들면, 할로겐화 비스페놀 A형 에폭시 아크릴레이트 수지, 할로겐화 비스페놀 S형 에폭시 아크릴레이트 수지, 할로겐화 테트라페닐에탄 에폭시 아크릴레이트 수지 및 페놀 노볼락형 할로겐화 에폭시 아크릴레이트 수지 중에서 선택될 수 있다. 특히, 할로겐화 비스페놀 A형 에폭시 아크릴레이트인 것이 효과적이며, 브롬계 비스페놀 A형 에폭시 아크릴레이트인 것이 더욱 효과적이다. 상기 브롬계 비스페놀 A형 에폭시 아크릴레이트는 해당분야에서 통상의 방법으로 제조된 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 할로겐화 에폭시 아크릴레이트계 수지는 중량평균분자량이 500 내지 3,000g/mol일 수 있다. 중량평균분자량이 500g/mol 미만일 경우에는 경화 후 수축이 심해져 컨케이브(concave) 현상을 야기할 우려가 있으며, 3,000g/mol 초과일 경우에는 점도가 높아져 성형가공성이 저하되고, 기계적 물성이 감소할 우려가 있다.
컨케이브 현상이란 칩(chip)과 모재(matrix)의 경도 차이로 인하여 발생하는 계면 불량을 의미하는 것으로, 칩과 모재의 경도가 유사할 때, 표면 가공 후에도 컨케이브 현상 없이 평활성 및 샌딩성이 우수한 장점이 있다.
(B) 금속섬유
본 발명의 일실시예에 따르는 금속섬유는 인조대리석 투명칩의 선형 줄무늬 패턴을 형성하고, 경도를 향상시키기 위하여 첨가될 수 있다.
상기 금속섬유는 섬유가 갖는 특유의 질감을 살려 천연석과 같은 패턴을 형성할 수 있으며, 천연섬유나 인조섬유와 달리 섬유 내부에 기공이 존재하지 않기 때문에 흡수율이 낮아, 투명칩 제조시 기공형성을 방지할 수 있다. 그 결과 샌딩성 및 평활성이 우수해 내오염성 및 항균성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
상기 금속섬유는 바콜경도(Barcol hardness)가 10 내지 40인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 25 내지 35으로 무기 충전재의 경도와 유사한 수치를 가지는 것이 효과적이다. 금속섬유의 바콜경도가 상술한 범위를 벗어날 경우에는 모재와의 경도 차이가 크게 발생하고, 이 경우, 표면 가공시 균일한 가공이 어렵고, 항균성 및 내오염성이 감소하는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 금속섬유는 평균길이가 1 내지 10mm이며, 평균입경이 5 내지 20㎛일 수 있다. 보다 바람직하게 평균길이는 3 내지 6mm 이며, 평균입경은 10 내지 15㎛일 수 있다.
상기 금속섬유의 평균길이 및 평균입경이 상술한 범위일 때, 상기 할로겐화 에폭시 아크릴레이트계 수지 내에 균일하게 분산될 수 있고, 샌딩성이 우수하게 유지될 수 있으며, 선형 줄무늬가 천연석과 같은 패턴으로 미려하게 형성될 수 있다.
상기 금속섬유는 특별히 제한되지 않으나, 알루미늄 섬유, 니켈 섬유 및 이들의 합금 섬유 중에서 적어도 1종 이상 선택될 수 있다. 보다 바람직하게 알루미늄 섬유일 수 있다. 알루미늄 섬유가 할로겐화 에폭시 아크릴레이트계 수지 내에서 균일하게 분산될 수 있으므로 효과적이다.
본 발명의 일실시예에 따른 금속섬유는 할로겐화 에폭시 아크릴레이트계 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 10 중량부 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 1 내지 5중량부 포함할 수 있다.
상기 금속섬유가 0.1중량부 미만일 경우에는 선형 줄무늬 패턴 형성이 어려우며, 10 중량부 초과일 경우에는 금속섬유의 응집으로 인하여 선형 줄무늬 패턴 효과를 상실하고 투명성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 금속섬유의 함량을 상술한 범위 내에서 변화시키며, 선형 줄무늬 패턴 형성 및 입체감을 조절할 수 있다.
본 발명의 선형 줄무늬 패턴이 형성된 인조대리석 투명칩을 제조하기 위하여, 통상의 중합 개시제를 더 포함할 수 있다.
상기 중합 개시제로는 벤조일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 부틸 하이드로 퍼옥사이드, 큐밀 하이드로 퍼옥사이드 등의 과산화물 또는 아조비스이소부티로니트릴과 같은 아조 화합물을 사용할 수 있으며, 이로 제한되는 것은 아니다.
상기 중합개시제의 함량은 할로겐화 에폭시 아크릴레이트계 수지 100 중량부 기준으로 0.01 내지10 중량부가 바람직하다. 상기 범위를 벗어날 경우, 경화가 되지 않거나 급격한 반응으로 경화되어 균일한 물성의 투명칩 제조가 어려울 수 있다.
또한, 본 발명의 선형 줄무늬 패턴이 형성된 인조대리석 투명칩은 상술한 구성성분 이외에 목적하는 물성 및 용도를 달성하기 위하여 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 착색제, 자외선 흡수제, 소포제, 실란커플링제, 경화촉진제, 저장성 안정제, 난연제, 중합방지제 및 대전방지제 중에서 1종 또는 2종 이상이 선택될 수 있다.
상기 첨가제는 인조대리석 투명칩의 물성을 저해하지 않는 범위 내에서 적절히 포함될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 선형 줄무늬 패턴이 형성된 인조대리석 투명칩은 바콜경도계(GYZJ 934-1, Barber Colman company)로 측정한 표면경도(바콜경도)가 15 내지 30일 수 있다.
상기 인조대리석 투명칩의 경도가 상기 범위일 때, 투명칩과 모재와의 경도가 서로 유사하여 우수한 샌딩성 및 평활성을 유지할 수 있고, 선형 줄무늬가 천연석과 같이 형성되어 심미적으로 미려하다.
인조대리석
이하는 상술한 인조대리석 투명칩을 포함하는 인조대리석에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 선형 줄무늬 패턴이 형성된 인조대리석은 아크릴레이트 시럽, 상술한 인조대리석 투명칩 및 무기 충전재를 포함할 수 있다.
아크릴레이트 시럽
본 발명의 일실시예에 따른 아크릴레이트 시럽은 아크릴레이트계 단량체 및 이들의 중합체를 포함할 수 있다.
상기 아크릴레이트계 단량체는 당해 기술분야에 자명하게 사용되는 아크릴레이트계 단량체이면 제한되지 않으며, 예를 들면, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 옥실(메타)아크릴레이트, 도데실(메타)아크릴레이트, 메틸사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 페닐(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 클로로페닐(메타)아크릴레이트, 메톡시페닐(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,2-프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트 및 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트 중에서 1종 또는 2종 이상 선택될 수 있다.
상기 이들의 중합체는 상기 아크릴레이트계 단량체 중에서 1종 또는 2종 이상이 중합된 중합물일 수 있으며, 바람직하게 아크릴산, 메타크릴산, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소프로필메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트 및 2-에틸헥실메타크릴레이트 중에서 적어도 1종 이상의 중합물일 수 있다. 이중 메틸메타크릴레이트의 중합체인 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)가 가장 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 따른 아크릴레이트 시럽은 상기 아크릴레이트계 단량체의 중합체 1 내지 30중량% 및 상기 아크릴레이트계 단량체 70 내지 99중량%를 포함할 수 있다.
상기 아크릴레이트계 단량체의 중합체 함량이 1 중량% 미만이거나, 아크릴레이트계 단량체의 함량이 99중량% 초과일 경우에는 기계적 물성이 저하될 우려가 있으며, 상기 중합체의 함량이 30중량% 초과이거나, 아크릴레이트계 단량체의 함량이 70중량% 미만일 경우에는 점도가 과도하게 높아져 성형가공성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
인조대리석 투명칩
본 발명의 일실시예에 따른 인조대리석 투명칩은 선형 줄무늬 패턴을 구현하고 천연석과 같은 입체감을 나타내기 위한 것으로 상술한 본 발명의 인조대리석 투명칩을 사용할 수 있다.
본 발명의 인조대리석 투명칩은 상기 아크릴레이트 시럽 100 중량부에 대하여 40 내지 100 중량부를 포함할 수 있다.
인조대리석 투명칩의 함량이 40 중량부 미만일 경우에는 선형 줄무늬 패턴 형성 및 천연석 질감 구현이 미미해지는 문제가 발생할 수 있으며, 100 중량부 초과일 경우에는 점도가 상승하여 성형 가공성이 저하되고 레벨링(leveling) 특성이 저하될 우려가 있다.
또한, 본 발명의 인조대리석 투명칩은 통상의 방법으로 파쇄하여 사용할 수 있으며, 보다 효과적으로 선형 줄무늬 패턴 형성하고 입체감을 부여하기 위하여, 금속섬유의 함량이 상이한 2종 이상의 인조대리석 투명칩을 혼합하여 사용할 수 있다.
무기 충전재
본 발명의 무기 충전재는 인조대리석의 기계적 물성 향상 및 천연석 질감을 부여하기 위하여 첨가될 수 있다. 당해 기술분야에 자명하게 공지된 무기 충전재이면 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들면, 탄산칼슘, 수산화 알루미늄, 실리카, 알루미나, 유산바륨 및 수산화 마그네슘 중에서 적어도 1종 이상 선택될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 무기 충전재는 평균입경이 1 내지 100㎛일 수 있으며, 특히, 상기 범위의 수산화 알루미늄인 것이 투명하고 미려한 대리석 형상의 외관을 갖는 인조대리석을 제조할 수 있다는 점에서 효과적이다.
본 발명의 무기 충전재의 함량은 상기 아크릴레이트 시럽 100중량부에 대하여, 120 내지 180 중량부를 포함할 수 있다.
상기 무기 충전재의 함량이 120중량부 미만일 경우에는 인조대리석의 천연석 질감이 미미해지며, 기계적 물성이 저하되고, 투명칩이 침강되어 인조대리석의 패턴발현 및 성형성이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 180중량부 초과일 경우에는 점도가 높아져 성형 가공성이 저하되며, 인조대리석 성형시 투명칩의 탈락 및 갈라짐 현상을 야기할 우려가 있다.
본 발명의 선형 줄무늬 패턴이 형성된 인조대리석을 제조하기 위하여, 통상의 중합 개시제를 더 포함할 수 있다.
상기 중합 개시제로는 벤조일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 부틸 하이드로 퍼옥사이드, 큐밀 하이드로 퍼옥사이드 등의 과산화물 또는 아조비스이소부티로니트릴과 같은 아조 화합물을 사용할 수 있으며, 이로 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 인조대리석의 물성을 저해하지 않는 범위 내에서 천연석 질감 구현 및 기계적 물성 향상을 위하여 일반칩 또는 불포화 폴리에스테르칩(UP칩)을 더 포함할 수 있다.
상기 일반칩이란 아크릴레이트 수지와 무기충전재로 제조된 마블칩이며, 상기 불포화 폴리에스테르칩은 불포화 폴리에스테르 수지와 무기충전재로 제조된 마블칩이다.
또한, 본 발명의 선형 줄무늬가 형성된 인조대리석은 상술한 구성성분 이외에 목적하는 물성 및 용도를 달성하기 위하여 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 착색제, 자외선 흡수제, 소포제, 실란커플링제, 경화촉진제, 저장성 안정제, 난연제, 중합방지제 및 대전방지제 중에서 1종 또는 2종 이상이 선택될 수 있다.
본 발명의 선형 줄무늬가 형성된 인조대리석은 바콜경도계(GYZJ 934-1, Barber Colman company)로 측정한 표면경도가 30 내지 40으로, 종래 모재와 금속섬유의 비중 차이로 인하여 금속섬유가 침강되어 불균일하게 형성되는 것을 방지하여 균일한 선형 줄무늬 패턴 구현이 가능하며, 천연석과 같은 입체감을 구현하여 심미적으로 미려한 인조대리석의 제조가 가능하며, 샌딩성 및 평활성이 향상되어 항균성 및 내오염성이 향상되는 장점이 있다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 하기 일 예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
물성 측정
(1) 표면경도
ASTM D 2583 규격에 의거하여 바콜경도계(GYZJ 934-1, Barber Colman company)를 이용하여 바콜경도를 측정하였다.
(2) 컨케이브 현상
본 발명의 일실시예에 따라 제조된 인조대리석을 샌드페이퍼 #360과 #400으로 연마 후 육안으로 검수하여 칩과 모재 사이에 컨케이브 현상이 발생하였으면 "불량", 컨케이브 현상 없이 평활성이 우수하였으면 "양호"로 기재하였다.
(3) 선형 줄무늬 패턴 외관
본 발명의 일실시예에 따라 제조된 인조대리석을 샌드페이퍼 #360과 #400으로 연마 후 육안으로 검수하여 선형 줄무늬 패턴이 인조대리석 표면에 균일하게 분포하면서 선명하게 나타났으면 "양호", 그렇지 않으면 "불량"으로 기재하였다.
하기 실시예 및 비교예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다.
(A) 할로겐화 에폭시 아크릴레이트계 수지
애경화학社의 ATM-9000을 사용하였다.
(B) 금속섬유
평균길이가 3mm이고, 평균입경이 12㎛인 알루미늄 섬유를 사용하였다.
(C) 아크릴레이트 시럽
중합체로 LG MMA社의 IH830이 16중량% 및 아크릴레이트계 단량체로 메틸메타크릴레이트(LG MMA社)가 74중량% 혼합된 아크릴레이트 시럽을 사용하였다.
(D) 무기 충전재
평균입경이 45㎛인 Chalco Qingdao社의 수산화 알루미늄인 H-WF-50-SP를 사용하였다.
[제조예 1]
인조대리석 투명칩의 제조
하기 표 1에 기재된 바와 같이, (A) 할로겐화 에폭시 아크릴레이트계 수지 100 중량부에, (B) 금속섬유 1 중량부를 투입하여 20분간 혼합하고, 3분간 740mmHg로 진공 탈포 과정을 거친 후 개시제(Allytech社 BPO 98, Akzo Nobel社 PERKADOX 16)를 각각 0.04, 0.05 중량부 투입하고 1분간 교반하였다. 이렇게 제조한 슬러리를 성형틀에 고르게 펴지게 부은 후 80℃ 온도로 설정된 오븐에서 1시간 동안 경화하여 인조대리석 투명칩을 제조하였다.
[제조예 2 내지 5]
하기 표 1에 기재된 바와 같이, (B) 금속섬유의 함량을 변화시킨 것을 제외하고, 제조예 1과 동일하게 인조대리석 투명칩을 제조하였다.
[실시예 1]
인조대리석의 제조
하기 표 2에 기재된 바와 같이, (C) 아크릴레이트 시럽 100 중량부에 (D) 무기 충전재 150 중량부 및 제조예 1의 투명칩 50 중량부를 투입하여 20분간 혼합하고 3분간 740mmHg로 진공 탈포 과정을 거친 후 개시제(동성하이켐社 Chemex MOM)를 2.0 중량부 투입하고 1분간 교반하였다. 이렇게 제조한 슬러리를 성형틀에 고르게 펴지게 부은 후 80℃ 온도로 설정된 오븐에서 1시간 동안 경화하여 인조대리석을 제조하였다. 제조된 인조대리석을 샌드페이퍼 #360과 #400으로 연마 후 표면경도, 컨케이브 현상 및 선형 줄무늬 패턴 외관을 측정하였다.
[실시예 2 내지 3]
하기 표 2에 기재된 바와 같이, [제조예 1]에서 제조된 투명칩 대신 각각 [제조예 2] 및 [제조예 3]에서 제조된 투명칩을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 인조대리석을 제조하였으며, 물성을 측정하여 표 2에 기재하였다.
[비교예 1]
하기 표 2에 기재된 바와 같이, 본 발명에 따른 투명칩을 사용하지 않고, 아크릴레이트 시럽 100 중량부, 금속섬유 5 중량부, 무기 충전재 150 중량부를 20분간 혼합하고 3분간 740mmHg로 진공 탈포 과정을 거친 후 개시제(동성하이켐社 Chemex MOM)를 2.0 중량부 투입하고 1분간 교반하였다. 이렇게 제조한 슬러리를 성형틀에 고르게 펴지게 부은 후 80℃ 온도로 설정된 오븐에서 1시간 동안 경화하여 인조대리석을 제조하였다. 제조된 인조대리석을 샌드페이퍼 #360과 #400으로 연마 후 표면경도, 컨케이브 현상 및 선형 줄무늬 패턴 외관을 측정하였다.
[비교예 2 내지 3]
하기 표 2에 기재된 바와 같이, [제조예 1]에서 제조된 투명칩 대신 각각 [제조예 4] 및 [제조예 5]에서 제조된 투명칩을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 인조대리석을 제조하였으며, 물성을 측정하여 표 2에 기재하였다.
[표 1]
Figure 112014072998037-pat00001
[표 2]
Figure 112014072998037-pat00002
도 1에는 본 발명의 제조예(제조예 1 내지 3)에 따라 제조된 인조대리석 투명칩의 금속섬유의 함량별 디지털 사진을 나타낸 것이다. 비중에 따른 금속섬유의 침강 없이 선형 줄무늬 패턴이 형성된 것을 확인할 수 있었다.
도 2에는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 인조대리석 투명칩을 포함하는 인조대리석의 디지털 사진을 나타낸 것이다. 금속섬유를 포함하는 투명칩을 포함함에 따라 선형 줄무늬 패턴이 형성이 용이하고, 천연석과 같은 입체감을 더욱 효과적으로 나타낼 수 있다.
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 3은 선형 줄무늬 패턴이 형성되고, 기계적 물성이 우수하며, 컨케이브 현상이 발생하지 않고, 천연석과 같은 입체감이 잘 구현되는 것을 알 수 있었다.
이상과 같이 본 발명에서는 한정된 실시예에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (11)

  1. (A) 할로겐화 에폭시 아크릴레이트계 수지 100 중량부; 및
    (B) 금속섬유 0.1 내지 10 중량부를 포함하며,
    바콜경도계로 측정한 표면경도가 15 내지 30인 것을 특징으로 하는 인조대리석 투명칩.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 (A) 할로겐화 에폭시 아크릴레이트계 수지는 중량평균분자량이 500 내지 3,000g/mol인 인조대리석 투명칩.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 금속섬유는 바콜경도가 10 내지 40이고,
    평균길이가 1 내지 10mm이며, 평균입경이 5 내지 20㎛인 인조대리석 투명칩.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 금속섬유는 알루미늄 섬유, 니켈 섬유 및 이들의 합금 섬유 중에서 적어도 1종 이상 선택되는 인조대리석 투명칩.
  6. 삭제
  7. 아크릴레이트계 단량체의 중합체 1 내지 30 중량% 및 상기 아크릴레이트계 단량체 70 내지 99 중량%를 포함하는 아크릴레이트 시럽 100 중량부에 대하여,
    제 1항 및 제 3항 내지 제 5항 중에서 선택되는 어느 한 항의 인조대리석 투명칩 40 내지 100 중량부; 및 무기 충전재 120 내지 180 중량부;를 포함하는 인조대리석.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 아크릴레이트계 단량체는 아크릴산, 메타크릴산, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소프로필메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트 및 2-에틸헥실메타아크릴레이트 중에서 적어도 1종 이상 선택되는 인조대리석.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 무기 충전재는 탄산칼슘, 수산화 알루미늄, 실리카, 알루미나 및 수산화 마그네슘 중에서 적어도 1종 이상 선택되는 인조대리석.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 인조대리석은 일반칩 및 불포화폴리에스테르칩 중에서 적어도 1종 이상을 더 포함하는 인조대리석.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 인조대리석의 표면경도는 30 내지 40인 인조대리석.
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