KR101791457B1 - 인조대리석 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인조대리석에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아크릴 수지 또는 성질이 다른 이종의 수지를 이용하여 기존 모재의 비중차이를 조절함으로써 천연석과 같은 자연스러운 질감을 구현하되 마블링 및 줄무늬 패턴이 인조대리석의 두께방향으로도 침투 형성되므로 절단면에서도 마블링 효과를 얻을 수 있는 수지의 비중차이를 활용하여 마블 및 줄무늬 패턴을 구현한 인조대리석에 관한 것이다.

Description

인조대리석{Artificial marble}

본 발명은 인조대리석에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아크릴 수지 또는 성질이 다른 이종의 수지를 이용하여 기존 모재의 비중차이를 조절함으로써 천연석과 같은 자연스러운 질감을 구현하되 마블링 및 줄무늬 패턴이 인조대리석의 두께방향으로도 침투 형성되므로 절단면에서도 마블링 효과를 얻을 수 있는 수지의 비중차이를 활용하여 마블 및 줄무늬 패턴을 구현한 인조대리석에 관한 것이다.

일반적으로, 인조대리석은 천연 석분이나 광물을 수지성분에 배합하고, 각종 안료 및 첨가제 등을 혼합하여 천연석에 가까운 질감을 구현한 인조 합성체를 통칭하는 용어이다.

이러한 인조대리석은 주방, 벽체, 세면대, 각종 선반 등의 상판재; 바닥, 현관, 계단, 욕조 등의 마감재; 등으로 활용되고 있어 건축자재로서 그 활용도가 매우 크고 넓다.

인조대리석에서 미관을 결정하는 중요한 키는 칩에 있는데, 이는 칩을 이용하여 다양한 질감을 표현하기 때문이다.

하지만, 칩을 이용하여 다양한 질감은 표현할 수 있어도 천연대리석이 갖는 줄무늬 패턴이나 번짐 패턴 등은 구현할 수 없다.

다시 말해, 대부분의 칩 형상은 구형으로 컬러를 달리하거나 크기를 달리하여 여러 조합을 투입하는 것에 의해 인조대리석의 전체적인 미관을 형성하고 있지만, 이러한 칩만으로는 천연석이 갖는 줄무늬 패턴이나 번짐 패턴을 구현할 수는 없는 것이다.

이에, 다종(각기 다른 사이즈, 각기 다른 색, 각기 다른 재질)의 칩을 이용하여 조합 투입하면서 베이스 컬러와 색차를 두고 베이스 수지와 줄무늬 수지를 부분 혼합 후 경화하는 방식으로 줄무늬를 표현하려는 시도가 선행기술처럼 진행되고 있으나, 베이스 수지와 줄무늬 수지가 서로 섞임으로 인해 미려한 마블링 및 줄무늬 패턴을 형성하는데 한계에 직면하고 있다.

뿐만 아니라, 이와 같은 방식으로는 줄무늬 패턴 또는 번짐 패턴이 일부 구현된다고 하더라도 인조대리석의 두께방향, 즉 깊이방향으로는 패턴이 형성되지 않고 주로 표면에만 형성되기 때문에 인조대리석 절단시 절단면에서는 패턴 효과를 얻지 못하므로 천연석 느낌이 전혀들지 않아 미관이 떨어지는 단점도 있다.

대한민국 공개특허 제10-2015-0132956호(2015.11.27.) '서로 다른 2종의 혼합수지를 포함하는 마블 인조대리석용 조성물 및 그 인조대리석의 제조방법' 대한민국 공개특허 제10-2015-0007430호(2015.01.21.) '인조대리석 제조방법 및 이에 의해 제조된 인조대리석'

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 칩 또는 베이스 수지와 줄무늬의 혼합 방법으로 표현할 수 없었던 천연대리석의 마블링 또는 줄무늬 패턴을 수지 간의 비중차이를 이용하여 천연대리석 질감과 아주 근접되게 구현시켜 인조대리석의 품질을 증대시키도록 함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 인조대리석에 있어서, 상기 인조대리석의 제조원료인 컴파운드에 포함된 베이스 수지와 비중차이를 갖는 수지를 더 첨가하되, 상기 베이스 수지는 1.7-1.8의 비중을 갖고; 비중차이를 갖는 수지는 아크릴수지와 필러를 10-30중량%:70-90중량%로 혼합하여 1.14-1.40의 비중을 갖도록 한 수지이며; 상기 필러는 수산화 알루미늄, 탄산칼슘, 실리카파우더 중 어느 하나 혹은 둘 이상의 조합이고; 상기 베이스 수지와 비중차이를 갖는 수지간의 비중차는 0.3-0.56으로 유지되게 하며, 상기 비중차 의한 층분리가 일어나게 하여 마블 및 줄무늬 패턴을 형성한 것을 특징으로 하는 인조대리석을 제공한다.

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본 발명에 따르면, 천연대리석과 거의 흡사하게 마블링과 줄무늬 패턴을 아주 자연스럽게 구현시킬 수 있다.

또한, 수지에 다양한 색상을 배합하게 되면 다양한 컬러의 인조대리석을 제조할 수 있다.

뿐만 아니라, 종래 대비 조성물의 섞임이 최소화되기 때문에 보다 선명한 마블링 및 줄무늬 패턴 구현이 가능하다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 수지의 비중차이를 활용하여 마블 및 줄무늬 패턴을 구현한 인조대리석의 제조예를 보인 예시적인 모식도이다.
도 3은 본 발명에 따라 제조된 인조대리석의 예시적인 정면 및 측면 사진이다.
도 4는 본 발명에 따라 제조된 인조대리석과 종래 칩 투입 방식으로 제조된 인조대리석의 비교 사진이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 인조대리석을 제조하는 방법은 일반적으로 알려진 공정을 대부분 그대로 따르지만, 도시된 도 1 및 도 2와 같은 방식으로 투입되는 수지의 비중차이를 이용할 수 있도록 구성된 점이 통상의 방식과 다르다.

즉, 통상 인조대리석은 원료를 배합하여 배합물(컴파운드)을 만들고, 이 배합물을 성형기로 성형한 후 제품화하도록 가공하는 방식으로 제조하게 되는데, 배합물은 인조대리석의 골격을 형성하는 샌드(sand, 주로 석영)와, 원료 사이의 공극을 메워주는 파우더와, 원료 간의 결합력을 유지시키는 UPE(Unsaturated Polyester:불포화 폴리에스테르)와, 샌드와 수지 간의 결합력을 유지시키는 첨가제들과, 경화제, 촉진제 등이 포함되어 조성된다.

본 발명은 이러한 배합물의 조성을 바꾸는 것이 아니라, 그 조성은 그대로 사용하면서 별도로 패턴생성재를 구비하되, 상기 배합물, 즉 컴파운드를 구성하는 베이스 수지와 비중차이를 갖는 수지로 패턴생성재를 구성하여 성형시 비중차에 의해 수지 유동이 일어나면서 자연스러운 마블링 혹은 줄무늬 패턴 혹은 번짐 패턴 등이 구현될 수 있도록 한 것이다.

이를 통해, 기존 방법으로는 구현되기 어렵던 두께 방향 깊숙이까지 마블링 등 패턴 형성이 가능하여 고품질성을 확보할 수 있게 된다.

여기에서, 상기 컴파운드를 구성하는 베이스 수지의 비중은 통상 2가지 타입으로 나뉘는데, 첫째로 아크릴계 인조대리석의 경우는 베이스 수지의 비중이 1.7-1.8이고, 둘째로 석영계 인조대리석의 경우에는 베이스 수지의 비중이 2.4-2.5이다.

따라서, 본 발명에서는 이 두가지 타입의 인조대리석에 맞춰 각각의 베이스 수지보다 고비중으로 된 패턴생성재를 이용하거나 혹은 각각의 베이스 수지보다 저비중으로 된 패턴생성재를 이용하여 천연에 가까운 마블링, 줄무늬 패턴, 번짐 패턴 등을 구현하게 된다.

예컨대, 도 1의 예시와 같이, 성형 라인에서 이송벨트(100) 상에 먼저 베이스 수지가 포함된 컴파운드(110)를 투입하고, 상기 컴파운드(110)의 상부에 상기 베이스 수지의 비중 보다 무거운 고비중의 패턴생성재(120)를 투입하게 된다.

이 경우, 상기 컴파운드(110)와 고비중의 패턴생성재(120)는 각각 토출장치를 통해 토출되는데, 이는 당해 분야에 공지된 것이므로 설명을 생략한다.

그러면, 상기 이송벨트(100)가 상기 컴파운드(110)와 고비중의 패턴생성재(120)를 이송하는 동안 고비중의 패턴생성재(120)가 가라앉으면서 자연스럽게 도 3에 예시한 바와 같은 마블링, 줄무늬 패턴을 형성하게 된다.

그런데, 이와 같은 방법을 적용하게 되면 고비중의 패턴생성재(120)가 가라앉기 때문에 인조대리석의 두께방향으로 침투가 일어나 기존 방식으로는 얻을 수 없었던 깊이 방향으로의 마블링, 줄무늬 패턴도 얻을 수 있게 되므로 보다 더 천연석에 가깝게 되어 미감을 증대시키는 효과를 얻을 수 있다.

특히, 도 4에 첨부하여 비교한 바와 같이, 본 발명에 따른 인조대리석은 확실히 천연석에 가깝고 선명한 마블링 및 줄무늬 패턴, 번짐 패턴이 나타나 있지만, 종래 칩을 이용한 인조대리석은 밋밋한 외관만 보이고 있어 차이가 분명함을 확인할 수 있다.

다른 예로, 도 2에 도시된 바와 같이, 성형 라인에서 이송벨트(100) 상에 먼저 베이스 수지 보다 비중이 낮은 저비중의 패턴생성재(130)를 투입하고, 상기 저비중의 패턴생성재(130)의 상부에 상기 베이스 수지를 포함하고 있는 컴파운드(110)를 투입한다.

그러면, 상기 이송벨트(100)가 상기 저비중의 패턴생성재(130)와 상기 컴파운드(110)를 이송하는 동안 저비중의 패턴생성재(130)가 떠오르면서 자연스럽게 도 3에 예시한 바와 같은 마블링, 줄무늬 패턴을 형성하게 된다. 즉, 도 1을 통해 얻을 수 있는 효과와 동일한 효과를 얻을 수 있게 된다.

다만, 주의할 것은 베이스 수지는 기본적으로 UPE를 사용하지만, 특히 아크릴수지로 할 경우, 패턴생성재(120,130)는 비중이 조절된 아크릴수지 또는 이종 수지를 사용하되, 특히 이종 수지는 아크릴수지와 경화 경향이 유사한 수지로 한정함이 바람직하다.

뿐만 아니라, 이종 수지로 비닐에스테르계가 사용될 경우, 가교성 모노머로는 베이스 수지와 동종을 사용토록 하여 경화 경향을 동일하게 하여야 성형성이 좋다.

여기에서, 상기 패턴생성재(120,130)의 비중 조절은 하기한 표 1과 같이, 필러를 이용하여 조절한다.

이때, 상기 필러는 여러 종류가 있지만, 주로 수산화 알루미늄, 탄산칼슘, 실리카파우더 중 어느 하나 혹은 둘 이상의 조합이 사용된다.

구분	1번	2번	3번	4번	5번	6번	7번	8번	9번	10번	11번
수지	100	90	80	70	60	50	40	30	20	10	0
필러	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
비중	1.01	1.14	1.27	1.40	1.53	1.66	1.79	1.91	2.04	2.17	2.30

(여기에서, 수지와 필러의 배합비율은 모두 중량%이다)

따라서, 수지, 특히 아크릴수지와 필러의 배합비율에 따라 비중조절이 가능하므로, 이를 테면 아크릴계 인조대리석의 경우 통상적인 비중이 1.7-1.8에 해당하므로 고비중의 패턴생성재(120)로 사용되는 배합은 1.8을 초과하는 것이어야 하므로 8번-11번의 배합예가 적용될 것이고; 저비중의 패턴생성재(130)로 사용되는 배합은 1.7 미만이어야 할 것이므로 1번-6번까지의 배합예가 적용될 것이다.

또한, 석영계 인조대리석의 경우에는 통상적인 비중이 2.4-2.5에 해당되므로 고비중의 패턴생성재(120)로 사용되는 배합은 2.5를 초과하는 것이어야 하는데 상기 표 1에서 배합예를 적용하기 어렵고; 저비중의 패턴생성재(130)로 사용되는 배합은 2.4 미만이어야 하므로 1-11번까지 모두 적용될 수 있다.

이때, 아크릴계 인조대리석 및 석영계 인조대리석의 베이스수지는 모두 UPE지만, 특히 바람직하기로 본 발명에서는 아크릴수지를 기준으로 설명될 뿐이다.

뿐만 아니라, 베이스 수지와의 비중 차이가 크면 클수록 마블링, 줄무늬 패턴이 선명하게 나타나며, 반대로 비중 차이가 작을수록 선명도가 떨어지기 때문에 일정 이상의 비중차를 유지함이 바람직하다. 따라서, 본 발명에서 제시하는 특히 바람직한 비중차이의 정도는 최소 0.3 이상이 좋다.

이러한 인조대리석은 다음과 같은 방법으로 제조된다.

먼저, 컴파운드 배합단계가 수행된다.

상기 컴파운드 배합단계는 공지된 아크릴계 인조대리석이나 혹은 석영계 인조대리석의 컴파운드 그대로 사용된다. 때문에, 본 발명에서는 이들 조성 및 조성비에 대해서는 설명을 생략한다.

이어, 패턴생성재 배합단계가 수행된다.

상기 패턴생성재 배합단계는 컴파운드에 포함된 베이스수지 보다 높은 비중으로 만들것인지 아니면 낮은 비중으로 만들것인지를 먼저 결정한 다음, 그에 맞춰 앞서 설명한 표 1의 수지와 필러 간의 조성비율을 조절하여 결정한 비중차를 갖도록 배합하는 단계이다.

이렇게 하여, 패턴생성재 배합이 완료되면 성형하는 단계를 수행하는데, 만약 고비중의 패턴생성재를 사용하는 경우라면 컴파운드를 먼저 투입한 다음 패턴생성재를 그 위로 투입하고; 저비중의 패턴생성재를 사용하는 경우라면 저비중의 패턴생성재를 먼저 투입한 다음 그 위로 컴파운드를 투입한다.

그러면, 성형라인을 따라 이동하면서 자연스럽게 마블링, 줄무늬 패턴이 형성되게 된다.

이후, 성형완료와 동시에 커팅, 사이드 트리밍 등 제품화 단계가 수행됨으로써 천연석에 가깝고 선명한 마블링, 줄무늬 패턴을 갖는 인조대리석을 만들 수 있게 된다.

100: 이송벨트 110: 컴파운드
120: 고비중의 패턴생성재 130: 저비중의 패턴생성재

Claims (8)

1. 인조대리석에 있어서,
   상기 인조대리석의 제조원료인 컴파운드에 포함된 베이스 수지와 비중차이를 갖는 수지를 더 첨가하되,
   상기 베이스 수지는 1.7-1.8의 비중을 갖고;
   비중차이를 갖는 수지는 아크릴수지와 필러를 10-30중량%:70-90중량%로 혼합하여 1.14-1.40의 비중을 갖도록 한 수지이며;
   상기 필러는 수산화 알루미늄, 탄산칼슘, 실리카파우더 중 어느 하나 혹은 둘 이상의 조합이고;
   상기 베이스 수지와 비중차이를 갖는 수지간의 비중차는 0.3-0.56으로 유지되게 하며, 상기 비중차 의한 층분리가 일어나게 하여 마블 및 줄무늬 패턴을 형성한 것을 특징으로 하는 인조대리석.
   
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