KR20030044249A

KR20030044249A - 상감 무늬 패턴을 갖는 인조 대리석의 제조 방법

Info

Publication number: KR20030044249A
Application number: KR1020010074946A
Authority: KR
Inventors: 김동희; 정동춘
Original assignee: 제일모직주식회사
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2003-06-09
Also published as: KR100463481B1

Abstract

본 발명의 상감 무늬 패턴을 갖는 인조 대리석의 제조 방법은 무늬를 형성하는 슬러리(a) 및 베이스를 형성하는 슬러리(b)를 각각 제조하는 제1단계; 성형 셀 바닥면에 무늬를 형성하는 슬러리를 3 mm 이상의 두께가 되도록 주입하여 무늬를 형성시키는 제2단계; 상기 무늬를 형성하는 슬러리 위에 베이스를 형성하는 슬러리를 주입하여 무늬를 덮는 제3단계; 및 상기 슬러리들이 모두 주입된 성형 셀을 경화시키는 제4단계로 이루어진다.

Description

상감 무늬 패턴을 갖는 인조 대리석의 제조 방법{Method of Manufacturing Artificial Marble Having Inlay Pattern}

발명의 분야

본 발명은 상감 무늬 패턴을 갖는 인조 대리석의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 무늬를 형성하는 슬러리를 일정 두께이상이 되도록 하여 무늬를 형성한 다음 그 위에 베이스를 형성하는 슬러리를 덮어, 무늬의 평균 두께가 3 ㎜ 이상으로 한 상감 무늬 패턴을 갖는 인조 대리석의 제조 방법에 관한 것이다.

발명의 배경

인조대리석은 최근 건축 내장재로 많이 사용되고 있으며, 그 사용되는 베이스 레진(Base resin)에 따라 크게 아크릴계와 불포화 폴리에스터계의 두 가지 종류로 구분된다. 이중 아크릴계 인조 대리석은 수지 자체의 은은한 투명성과 고급스러운 질감 및 우수한 내후성을 가져 여러 가지 용도로 사용되고 있으며, 그 수요가 계속 증가하고 있다.

인조대리석은 특히 씽크대 상판, 세면 화장대의 상판, 은행 및 일반 매장의 접수대 등 각종 카운터의 상판, 상품 매장의 내벽재, 욕조, 싱크 보울(sink bowl) 및 각종 인테리어 조형물의 소재로서 많이 사용되고 있으며, 전 세계적으로 그 사용이 확대되고 있다.

이러한 인조 대리석은 일반적으로 제품의 모든 부위가 균일한 무늬를 갖도록 제조되지만, 일부 베이스와 상이한 무늬를 갖는 대리석이 제조되기도 한다.

특히, 표면에 줄무늬를 갖는 인조 대리석의 제조 방법으로 일본특허출원공고 제59-1568호 및 일본특허출원 공개공보 제1-317723호에서는, 성형 셀안으로 액상수지를 주입시켜 상이한 색깔의 합성 수지제를 혼합하고 있다. 그러나 이러한 방법은 패턴의 발현이 불량하고 또한 우수한 제품에 대한 생산율도 낮다는 단점이 있다. 특히 인조 대리석으로 사용되는 경우 제조 또는 가공 공정에서 제품의 표면이 종종 깎이게 되는데, 이 경우 표면의 무늬층이 얇아 표면의 깎임에 의해 패턴이 없어지거나 변하게 되는 단점이 있다.

본 발명에서는 상기의 문제점을 개선하기 위하여 무늬를 형성하는 슬러리와 베이스를 형성하는 슬러리를 각각 제조하여 무늬를 형성하는 슬러리를 먼저 일정 두께 이상이 되도록 원하는 무늬 형태로 뿌리고, 그 위에 베이스를 형성하는 슬러러를 덮어 경화시킴으로써, 제품의 표면이 깎여도 동일한 표면 패턴을 유지하는 상감 무늬 패턴을 갖는 인조 대리석의 제조방법을 개발하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 선명한 무늬를 갖는 상감 무늬 패턴을 갖는 인조 대리석의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 제품의 표면이 깎여도 동일한 표면 패턴을 유지하는 상감 무늬 패턴을 갖는 인조 대리석의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기의 목적 및 기타의 목적들은 하기 설명에 의하여 모두 달성될 수 있다. 이하 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 슬러리들이 모두 주입된 상태의 성형셀의 단면을 나타낸 것이다.

도2는 본 발명에 따른 경화 후, 제품의 단면을 나타내는 것이다.

* 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명 *

1 : 무늬형성 부분2 : 슬러리

3 : 성형 셀

본 발명의 상감 무늬 패턴을 갖는 인조 대리석의 제조방법은 무늬를 형성하는 슬러리 및 베이스를 형성하는 슬러리를 각각 제조하는 제1단계, 성형 셀 바닥면에 무늬를 형성하는 슬러리를 3 mm 이상의 두께가 되도록 주입하여 무늬를 형성시키는 제2단계, 상기 무늬를 형성하는 슬러리 위에 베이스를 형성하는 슬러리를 주입하여 무늬를 덮는 제3단계 및 상기 슬러리들이 모두 주입된 성형 셀을 경화시키는 제4단계로 이루어진다. 이하, 각 단계 별로 상세히 설명한다.

(1) 제1단계

본 발명에 이용되는 상기 무늬를 형성하는 슬러리(a)는 아크릴 수지 시럽, 마블 칩, 무기 충전물, 아크릴계 다 관능성 단량체, 중합 개시제로 제조 되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 베이스를 형성하는 슬러리(b)는 무늬를 형성하는 슬러리와 성분은 동일하며, 그 구성물의 함량비만 다르다.

상기 무늬를 형성하는 슬러리(a)는 폴리 아크릴레이트 0 내지 35 중량% 및 아크릴 단량체 65 내지 100 중량%로 이루어진 아크릴 수지 시럽 100 중량부에 대하여, 다 관능성 단량체 0 내지 30 중량부, 무기 충전물 30 내지 150 중량부, 마블 칩 50 내지 250 중량부를 포함한다.

상기 베이스를 형성하는 슬러리(b)는 폴리 아크릴레이트 0 내지 35 중량% 및 아크릴 단량체 65 내지 100 중량%로 이루어진 아크릴 수지 시럽 100 중량부에 대하여, 다 관능성 단량체 0 내지 30 중량부, 무기 충전물 100 내지 300 중량부, 마블 칩 0 내지 50 중량부를 포함한다.

상기 아크릴 수지는 라디칼 중합성 모노머로서, 그 구체적인 예로는 메타크릴산, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 이소 프로필 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트 및, 2-에틸 헥실 메타클릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 단량체에 이들의 중합체인 폴리아크릴레이트가 용해되어 있는 시럽이다. 상기 수지 시럽은 아크릴 단량체 함량이 65 중량부 이상, 아크릴 중합물 함량이 35 중량부 이하로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 아크릴계 다 관능성 단량체는 가교제로 사용된다. 상기 아크릴계 다 관능성 단량체의 구체적인 예로는 에틸렌 글리콜 디 메타크릴레이트, 프로필렌 글리콜 디 메타크릴레이트, 글리세롤 트리 메타크릴레이트, 트리메틸 프로판 트리 메타크릴레이트 및 비스페놀 A 디 메타크릴레이트가 있다.

상기 아크릴계 다 관능성 단량체는 아크릴 수지 시럽 100 중량부를 기준으로 0 내지 30 중량부로 첨가하며, 2 내지 15 중량부가 더욱 바람직하다.

상기 무기 충전물은 입자크기가 1 내지 80 ㎛이며, 탄산칼슘, 수산화 알루미늄, 실리카, 알루미나, 수산화 마그네슘과 같이 당 분야에서 통상적으로 사용되는 무기 분말 중 어느 것도 사용될 수 있다.

상기 무기 분말 중 특히, 수산화 알루미늄은 투명하고 미려한 대리석 형상의 외관을 갖는 인조대리석을 제조 할 수 있다는 점에서 바람직하다.

본 발명에서 무기 충전물은 무늬를 형성하는 슬러리와 베이스를 형성하는 슬러리의 경우에 있어서, 각각 그 혼합비를 달리한다. 무늬를 형성하는 슬러리(a)의 경우, 아크릴 수지 시럽 100 중량부를 기준으로 30 내지 150 중량부, 바람직하게는50 내지 100 중량부로 무기 충전물을 혼합한다. 무늬를 형성하는 슬러리에 무기 충전물의 함량이 150 중량부 이상이면 점도가 너무 높아 무늬 형성 조작을 할 수 없으며, 무기 충전물이 혼합되지 않으면 무늬 부분의 경화 과정에서 수축이 심하게 발생하여 무늬 부분에서 마블 칩들 사이나, 무늬와 베이스 사이가 벌어지는 현상이 발생한다.

한편, 베이스를 형성하는 슬러리(b)의 경우, 아크릴 수지 시럽 100 중량부에 대하여 무기 충전물을 100 내지 300 중량부, 더욱 바람직하기로는 120 내지 200 중량부로 첨가된다.

본 발명의 혼합물을 구성하는 마블 칩은 베이스와 동일한 조성으로 제조된 인조 대리석 제품이며, 이를 햄머밀 타입의 파쇄기 또는 커터 타입의 파쇄기를 이용하여 파쇄한 후 다양한 크기의 채를 이용하여 0.1∼5 mm크기로 분류한 것을 사용한다.

상기 마블 칩의 혼합비는 아크릴 수지 시럽 100 중량부를 기준으로 무늬를 형성하는 슬러리에는 50 내지 250 중량부, 더욱 바람직하기로는 100 내지 200 중량부의 범위로 첨가한다. 무늬를 형성하게 되는 슬러리(a)에 마블칩의 함량이 200 중량부 이상이면, 슬러리의 점도가 너무 높아 무늬 형성 조작을 할 수가 없으며, 100 중량부 이하가 되면 베이스를 형성하는 슬러리에 의해 무늬 부분이 눌리게 되어 무늬가 얇게 형성되어 3 mm이상의 두께를 유지하지 못한다.

베이스를 형성하는 슬러리(b)의 경우에는 아크릴 수지 시럽 100 중량부에 대하여 0 내지 50 중량부 더욱 바람직하기로는 0 내지 30 중량부의 범위로 마블칩을첨가한다. 상기 베이스를 형성하는 슬러리에 마블 칩의 함량이 50 중량부 이상이면, 먼저 뿌려진 무늬 형성 부분의 두께가 얇아져 본 발명이 목적하는 효과가 감소된다.

중합 개시제로는 벤조일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 부틸 하이드로 퍼옥사이드, 큐밀 하이드로 퍼옥사이드등의 과산화물 또는 아조비스이소부틸로니트릴(AIBN)과 같은 아조 화합물을 사용한다. 상기 중합개시제의 함량은 아크릴 수지 시럽 100 중량부 기준으로 0.1 내지 10 중량부가 바람직하다.

또한 중합속도를 촉진시키기 위하여 유기 금속염이나, 유기아민과 같은 가속제를 사용할 수 있다.

(2) 제2단계

상기 제1단계로부터 제조된 무늬를 형성하는 슬러리(a)를 성형 셀 바닥면에 두께가 약 3 mm이상이 되도록 주입하여 무늬를 형성시킨다. 상기 무늬를 형성하는 슬러리는 뿌리는 형태에 따라 상감 무늬를 형성하는데 있어서 다양한 무늬를 얻을 수 있다.

일반적으로 경화가 완료된 인조 대리석은 일정한 두께로 생산하거나 표면 광택을 위해 제조 과정에서 표면을 0.5 내지 1.5 mm 정도로 깎아 내기도 하며, 또한 싱크대 상판 등에 이용하기 위해 가공하는 과정에서도 일부 깎아 내기도 한다. 이때 표면의 무늬 층이 얇을 경우, 표면의 깎임에 의해 패턴이 없어지거나 변하게 되는 문제점이 있기 때문에, 본 발명에서는 무늬의 두께를 3 mm이상으로 하여 무늬가일정하게 유지 되도록 한다.

(3) 제3단계

제3단계에서는 상기 무늬를 형성하는 슬러리(a)가 주입된 성형 셀에 베이스를 형성하는 슬러리(b)를 주입한다.

상기 베이스를 형성하는 슬러리(b)는 무늬를 형성하는 슬러리와 그 구성물의 함량비만 다르게 하는 것을 특징으로 한다.

베이스를 형성하는 슬러리(b)의 경우, 아크릴 수지 시럽 100 중량부에 대하여 무기 충전물을 100 내지 300 중량부, 더욱 바람직하기로는 120 내지 200 중량부로 첨가된다. 또한, 마블칩의 경우, 베이스를 형성하는 슬러리(b)에는 아크릴 수지 시럽 100 중량부에 대하여 0 내지 50 중량부 더욱 바람직하기로는 0 내지 30 중량부의 범위로 마블칩을 첨가한다. 상기 베이스를 형성하는 슬러리에 마블 칩의 함량이 50 중량부 이상이면, 먼저 주입된 무늬 형성 부분의 두께가 얇아져 본 발명이 목적하는 효과가 감소된다.

본 발명에 따른 무늬를 형성하는 슬러리(a) 및 성형 셀에 베이스를 형성하는 슬러리(b)가 모두 주입된 상태의 성형셀의 단면은 도1에 개시되어 있다.

(4) 제4단계

상기 무늬를 형성하는 슬러리(a) 및 성형 셀에 베이스를 형성하는 슬러리(b)가 모두 주입된 성형셀을 45∼120 ℃의 열풍 오븐에서 경화시킨다. 경화시, 45℃열풍오븐에 넣고, 단계적으로 오븐의 온도를 100℃까지 올리는 것이 바람직하다. 경화후의 제품의 단면은 도2에 개시되어 있다. 본 발명의 방법으로 제조된 인조대리석은 제품의 표면이 깎여도 동일한 표면 패턴을 유지하게 된다.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허 청구 범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예 1

(1) 무늬를 형성하기 위한 슬러리 및 베이스를 형성하기 위한 슬러리의 제조

가. 무늬를 형성하기 위한 슬러리(a) 제조 : 30 중량%의 폴리메틸 메타크릴레이트와 70 중량%의 메틸 메타크릴레이트의 혼합물로 이루어진 메틸메타크릴레이트 시럽(이하 수지 시럽으로 칭함) 100 중량부, 수산화 알루미늄 50 중량부, 트리메틸 프로판 트리 메타크릴레이트 3 중량부, 마블 칩 150 중량부 및 라우로일 퍼옥사이드 2 중량부를 혼합하여 제조하였다.

나. 베이스를 형성하기 위한 슬러리(b) 제조 : 30 중량%의 폴리메틸 메타크릴레이트 및 70 중량%의 메틸메타크릴레이트의 혼합물로 이루어진 메틸메타크릴레이트 시럽 2000 중량부, 수산화 알루미늄 3000 중량부, 트리메틸 프로판 트리 메타크릴레이트 60 중량부, 마블 칩 0 중량부 및 라우로일 퍼옥사이드 40 중량부를 혼합하여 제조하였다.

(2) 무늬를 형성하기 위한 슬러리 및 베이스를 형성하기 위한 슬러리의 주입

300×600×15mm의 유리 성형 셀의 바닥 면에 두께가 약 5mm가 되도록 무늬를 형성하기 위한 슬러리(a)를 뿌리고, 그 위에 베이스를 형성하기 위한 슬러리(b)를 뿌린 후 45℃ 열풍오븐에 넣고, 단계적으로 오븐의 온도를 100℃까지 올려 경화시켰다.

경화가 완료된 후 상온까지 냉각된 인조 대리석 제품에서 상감 무늬가 형성된 부분의 단면을 잘라 무늬의 두께를 측정하였으며, 두께 측정 값은 5 mm로 나타났다.

본 발명은 무늬를 형성하는 슬러리와 베이스를 형성하는 슬러리를 각각 제조하여 무늬를 형성하는 슬러리를 먼저 일정 두께 이상이 되도록 원하는 무늬 형태로 뿌리고 그 위에 베이스를 형성하는 슬러러를 덮어 경화시킴으로써, 선명하고, 표면이 깎이더라도 패턴이 없어지거나 변하지 않는 인조 대리석의 제조방법을 제공할 수 있는 발명의 효과를 갖는다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims

무늬를 형성하는 슬러리(a) 및 베이스를 형성하는 슬러리(b)를 각각 제조하는 제1단계;

성형 셀 바닥면에 무늬를 형성하는 슬러리를 3 mm 이상의 두께가 되도록 주입하여 무늬를 형성시키는 제2단계;

상기 무늬를 형성하는 슬러리 위에 베이스를 형성하는 슬러리를 주입하여 무늬를 덮는 제3단계; 및

상기 슬러리들이 모두 주입된 성형 셀을 경화시키는 제4단계;

로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상감 무늬 패턴을 갖는 인조 대리석의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 무늬를 형성하는 슬러리(a)는 폴리 아크릴레이트 0 내지 35 중량% 및 아크릴 단량체 65 내지 100 중량%로 이루어진 아크릴 수지 시럽 100 중량부에 대하여, 다관능성 단량체 0 내지 30 중량부, 무기 충전물 30 내지 150 중량부, 및 마블 칩 50 내지 250 중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 상감 무늬 패턴을 갖는 인조 대리석의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 베이스를 형성하는 슬러리(b)는 폴리 아크릴레이트 0 내지 35 중량% 및 아크릴 단량체 65 내지 100 중량%로 이루어진 아크릴 수지 시럽 100 중량부에 대하여, 다관능성 단량체 0 내지 30 중량부, 무기 충전물 100 내지 300 중량부, 및 마블 칩 0 내지 50 중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 상감 무늬 패턴을 갖는 인조 대리석의 제조 방법.