KR20040081287A

KR20040081287A - 야광성 인조석 구조체 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20040081287A
Application number: KR1020030016058A
Authority: KR
Inventors: 윤석봉
Original assignee: 주식회사 케비
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2004-09-21
Also published as: KR100604468B1

Abstract

야광성 인조석 구조체 및 그 제조방법이 개시된다. 야광성 인조석 구조체는 소정 형상으로 인조석으로 형성된 인조석 성형체와, 인조석 성형체의 적어도 일면에 소정의 유도 표지마크 형상이 적어도 일부가 매립되게 축광물질로 형성된 방향유도 표시층을 구비한다. 이러한 야광성 인조석 구조체 및 그 제조방법에 의하면, 바닥 및 벽체 등의 마감재로서 이용하면서도 유도 표시기능을 할 수 있어 소방안전 시설용으로 설치된 전등 내장형 유도표지판을 대체할 수 있는 장점을 제공한다.

Description

야광성 인조석 구조체 및 그 제조방법{artificial marble structure having a noctilucent direction guide mark and method of manufacturing the same}

본 발명은 야광성 인조석 구조체 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 내구성 및 화재에 대한 안전성을 향상시킨 야광성 인조석 구조체 및 그 제조방법에 관한 것이다.

통상 인조대리석으로 통칭하여 사용하는 인조석은 천연석에 비해 저렴한 가격 및 모양과 무늬 및 질감을 다양하게 구현할 수 있는 장점 때문에 보행용 바닥이나 벽체 등의 건축용 마감재로 널리 이용되고 있다.

인조석은 통상 충진제, 결합체 및 개시제 등을 혼합한 후 소정 온도에서 성형하여 제조된다.

그런데, 종래에 충진제로 적용된 수산화 알루미늄, 모래, 자갈, 황토, 시멘트 등은 강도가 낮아 풍화에 의한 수명이 짧고, 성형된 인조석의 색상이 백색으로 변색되는 백화현상이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 종래에는 결합체로서 불포화폴리에스테르, 에폭시, 페놀 등을 사용하였는데, 이러한 소재는 인체에 유해하고, 자외선에 노출시 색상이 황색으로 변색되는 황변현상이 발생되는 문제점이 있다. 그 밖에도 일반적으로 중합개시제, 경화제, 표백제 등의 용도로 사용하는 벤조일퍼옥사이드를 인조석 제조시 반응 촉진제로 사용하는데, 벤조일퍼옥사이드는 가열, 마찰, 충격 등에 의해 폭발되는 특성과, 자체적으로 쉽게 분해되는 특성, 금속재료를 부식시키는 특성 등에 의해 취급에 주의를 요하고, 인체에 해로운 영향을 미칠 수 있는 등의 단점을 안고 있다.

한편, 이러한 소재로 형성된 인조석에 축광물질을 혼합하여 야광성 인조석을 형성하는 방안이 다양하게 시도되고 있으나, 종래에는 인조석과 이종 성분인 황화아연 계열의 축광소재를 인조석용 소재에 혼합 또는 결합하는 방식에 의해 제조됨으로써, 인조석과의 약한 결합력에 의해 축광물질이 인조석과 쉽게 분리되는 등의 내구성이 약한 문제점이 있다.

한편, 인조석에 난연제로서 폴리머에 할로겐 계열의 염소(Cl), 브롬(Br) 등이 함유된 것이 적용되었다. 그런데, 할로겐 계열 성분은 기체상에서 라디컬 반응에 의한 난연 역할을 하지만 산소와 반응하여 산으로 변함으로써, 금속 및 폴리머 등을 부식 또는 분해시키는 문제점이 있고, 인체에 유해한 할로겐가스는 발생시키는 문제점이 있다. 또한, 인조석 성형과정에서 금형을 오염 및 부식시키는 문제점이 있다.

또한, 축광소재로 일반적으로 이용되는 황화아연계열은 조도가 낮고, 태양광에 장시간 노출될 경우 황색으로 변색되는 황화현상이 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 장시간 사용에 따른 변색이 억제되며, 내구성을 높일 수 있는 야광성 인조석 구조체 및 그 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 내열성이 높고, 화재에 노출시 유독가스 발생이 억제될 수 있는 야광성 인조석 구조체 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 축광이 어려운 환경에서도 야광 표시 기능을 수행할 수 있는 구조의 야광성 인조석 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 야광성 인조석 구조체를 나타내 보인 사시도 이고,

도 2는 도 1의 제조과정을 설명하기 위해 방향유도 표시층이 충진되기 이전의 1차 소성처리된 1차 인조석 성형체를 나타내 보인 사시도 이고,

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 야광성 인조석 구조체를 나타내 보인 사시도 이고,

도 4는 도 3의 단면도 이고,

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 야광성 인조석 구조체를 나타내 보인 사시도 이고,

도 6은 본 발명에 따른 야광성 인조석 구조체의 제조과정을 나타내 보인 공정 플로우도 이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10, 20, 30: 야광성 인조석 구조체 11: 인조석 성형체

12: 방향유도 표시층 23: 발광다이오드

33: 광섬유

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 야광성 인조석 구조체는 소정 형상으로 인조석으로 형성된 인조석 성형체와; 상기 인조석 성형체의 적어도 일면에 소정의 유도 표지마크 형상이 적어도 일부가 매립되게 축광물질로 형성된 방향유도 표시층;을 구비한다.

상기 인조석 성형체는 실리카, 난연제, 결합체, 개시제, 가교제를 혼합하여 소정 온도에서 성형처리한다.

바람직하게는 상기 실리카는 60 내지 70 중량 페센트, 상기 난연제는 10 내지 20 중량 퍼센트, 상기 결합체는 20 내지 30 중량 퍼센트 정도의 성분비로 혼합된다.

또한, 상기 난연제는 수산화 마그네슘을 포함하고, 상기 결합체는 메틸메타아크릴레이트를 포함하며, 상기 가교제 에틸렐그리콜다이메타아크릴레이트를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 방향유도 표시층은 Mo, SiO₂, Al₂O₃로 형성된 축광안료와 메틸메타아크릴레이트가 소정 비율 바람직하게는 2 대 8정도로 혼합되어 형성된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면 상기 방향유도 표시층으로 광을 방사시킬 수 있도록 상기 인조석 성형체에 설치된 적어도 하나의 광원부재;를 더 구비한다.

상기 광원부재는 발광다이오드, 광섬유 중 적어도 어느 하나가 적용된다.

또한, 상기 인조석 성형체는 상기 광원부재와 접속시킬 전력공급선을 돌출되지 않게 상기 광원부재와 접속시킬 수 있는 배선용 홈이 형성된 것이 바람직하다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 야광성 인조석 구조체 제조방법은 난연제와 결합체 및 개시제를 소정 비율로 중합시켜 시럽상태의 1차 중합체를 만드는 1차 중합체 형성단계와; 상기 1차 중합체에 충진제로 실리카, 난연제, 가교제 및 개시제를 소정비율로 혼합하여 2차 중합체를 형성하는 단계와; 형성하고자 하는 방향유도 표시층에 대응되는 홈을 형성할 수 있게 구조된 성형틀에 상기 2차 중합체를 주입하여 소정온도로 1차 성형처리하여 1차 성형체를 형성하는 단계와; 상기 1차 성형체에 형성된 상기 방향유도 표시층용 홈에 축광물질을 주입한 후 소정온도에서 2차 성형처리하는 단계;를 포함한다.

상기 실리카는 60 내지 70 중량 페센트, 상기 난연제는 10 내지 20 중량 퍼센트, 상기 결합체는 20 내지 30 중량 퍼센트 정도의 성분비로 혼합된다.

바람직하게는 상기 1차 성형체 형성단계에서 인가되는 가열 온도는 80 내지 100도시 정도에서 수분동안 수행되고, 상기 2차 성형체 형성단계에서는 100 내지 110도 정도의 온도로 유지하여 성형한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 야광성 인조석 구조체 및 그 제조방법을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 야광성 인조석 구조체를 나타내 보인 사시도 이고, 도 2는 도 1의 제조과정을 설명하기 위해 방향유도 표시층이 충진되기이전의 1차 성형처리된 인조석 성형체를 나타내 보인 사시도 이다.

도면을 참조하면, 야광성 인조석 구조체(10)는 인조석 성형체(11)와, 인조석 성형체(11)상에 형성된 방향유도 표시층(12)을 구비한다.

인조석 성형체(11)는 실리카를 주성분으로 하여 형성된다.

인조석 성형체(11)는 도시된 바와 같이 바닥재로서 이용될 수 있도록 판형으로 형성될 수 있고, 또 다르게는 장인 안내용 점자블록형태, 길게 연장된 손잡이 안내 봉 형태 등 다양하게 성형될 수 있음은 물론이다.

방향 유도 표시층(12)은 인조석 성형체(11)의 적어도 일면에 일부가 노출되게 인조석 성형체(11)에 삽입되어 형성되어 있다. 방향 유도 표시층(12)의 형상은 도시된 바와 같은 화살표 형상 이외에도 통상적으로 이용되는 유도 표시용 각종 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다.

방향유도 표시층(12)은 도 2에 도시된 바와 같이 대응되는 형상의 홈(11a)이 형성된 인조석 성형체(11)에 매립되게 형성된다. 홈(11a)의 깊이는 3 내지 5밀리미터 정도로 적용하는 것이 바람직하다.

또한, 장인용 점자블럭형태로 야광성 인조석 구조체를 형성할 경우 돌출되게 형성하고자 하는 점자마크를 인조석 성형체(11) 및/또는 방향 유도 표시층(12)에 형성하면 된다.

한편, 축광이 어려운 환경 예를 들면 극장 실내 또는 실내 계단의 측면 등 조도가 낮은 지역에 야광성 인조석 구조체를 설치하고자 할 경우 축광이 이루어질 수 있게 하여 비상시 유도등으로서 이용될 수 있는 구조의 야광성 인조석 구조체의예가 도 3내지 도 5에 도시되어 있다. 앞서 도시된 도면에서와 동일 기능을 하는 요소는 동일 참조부호로 표기한다.

먼저, 도 3 및 도 4에 도시된 야광성 인조석 구조체(20)는 인조석 성형체(21)에 형성된 방향유도 표시층(12)의 일부 영역에 광원부재로서 발광다이오드(23)가 삽입된 구조로 형성되어 있다.

바람직하게는 발광다이오드(23)로의 전력공급을 위한 배선공간이 인조석 구조체(21)에 돌출되지 않게 처리할 수 있도록 도시된 바와 같이 인조석 구조체(21)에 설치된 발광다이오드(23)와 외부와의 전기적 배선용 공간을 제공할 수 있게 형성된 홈(22)이 형성된다. 배선용 홈(22)의 형태는 방향유도 표시층(12) 맞은편의 인조석 구조체(21)의 바닥면에서 발광다이오드의 전극과 연결될 수 있는 구조의 홈 또는 홀을 형성하거나, 인조석 구조체(21)의 몸통을 관통하게 형성하면 된다.

본 발명의 또 다른 실시예로서, 도 5에 도시된 야광성 인조석 구조체(30)는 발광다이오드(23) 대신에 방향유도 표시층(12)에 방향유도 표시층(12)의 형상과 대응되게 어레이 되어 삽입된 광섬유(33)를 구비한다.

참조부호 40은 광섬유(33) 번들로 광을 공급하기 위한 광원기기이다. 광원기기는 통상 광원(미도시)과, 광원에서 출사된 광을 광섬유번들들로 집속 시키는 집속부재를 구비한다.

이러한 구조의 야광성 인조석 구조체(20)(30)는 광원부재로 적용된 발광다이오드(23) 또는 광섬유(33)로 전력공급이 정상적으로 이루어지는 상시에는 장식성 및 용이한 식별성을 제공함과 아울러 방향유도축광물질이 축광할 수 있게 한다. 따라서, 전력공급이 중단되는 비상시에는 야광성 인조석 구조체(20)(30)가 축광된 에너지를 발광할 수 있어 비상등으로서의 기능을 할 수 있다.

이러한 구조를 갖는 야광성 인조석 구조체(10)(20)(30)의 제조과정을 도 6을 함께 참조하면서 상세하게 설명한다.

먼저, 난연제와 결합체 및 개시제를 소정 비율로 중합시켜 시럽상태의 1차 중합체를 만든다(단계 110).

난연제는 수산화 알루미늄(Al(OH)₃) 또는 수산화 마그네슘(Mg(OH)₂)이 적용될 수 있다.

난연제로 적용되는 수산화 알루미늄(Al(OH)₃) 또는 수산화 마그네슘(Mg(OH)₂)은 연소시 주위 열을 빼앗고, 물(H₂O)을 발생시키는 특성을 갖고 있다. 따라서 이러한 난연제는 연소시 발생된 물이 수증기로 변하면서 연소성 가스를 희석시키는 역할을 하며 연소발생영역 주위 온도를 낮추어 연소현상을 억시키는 기능을 한다. 또한, 이러한 난연제는 연소 발생영역의 표면을 덮으면서 산소와의 접촉을 막는다.

바람직하게는 융점이 상대적으로 높아 가공성이 용이한 수산화 마그네슘(Mg(OH)₂)이 난연제로 적용된다.

특히 수산화 마그네슘(Mg(OH)₂)은 황변현상을 억제시키는 기능을 하며, 칼슘 스트레트(calsium stearate) 보다 내부식성이 5배 정도 높고, 스테릭산(Stearicacid) 증기 발생을 억제시키며, 반응후 결정성 구조 형성으로 안정화되는 등의 장점이 있다.

또한, 타 수지와 결합시 기능성 충진제의 역할도 하며 인체에 무해한 특징이 있다.

결합체 및 가교제는 각각 메틸메타아크릴레이트, 에틸렐 그리콜 다이메타아크릴레이트(EGDMA)를 적용하는 것이 바람직하다.

더욱 바람직하게는 메틸메타아크릴레이트를 20 내지 30중량퍼센트(WT%), 개시제로 적용된 아조비스이소부틸렌0.05중량퍼센트, 수산화 마그네슘 5 내지 10중량퍼센트로 상호 1차 중합시킨 뒤 중합률 15 내지 25 중량 퍼센트, 분자량 1,500 내지 2,500 정도의 특성을 갖는 1차 중합체 시럽을 만든다.

다음으로, 1차 중합체에 충진제, 난연제, 가교제 및 개시제를 소정비율로 혼합하여 2차 중합체를 형성한다(단계 120). 바람직하게는 충진제로서 실리카가 60 내지 70 중량퍼센트, 난연제로서 수산화 마그네슘이 10 내지 20 중량퍼센트, 가교제로 에틸렐그리콜다이메타아크릴레이트가 0.05중량 퍼센트 정도가 되게 혼합한다.

실리카는 융점이 660℃로 매우 높고, 순수한 무결정형이며 넓은 표면적을 가지며 화학적 활성이 없는 무기질 소재로서, 인체에 해롭지 않고 내수성이 크며 안정성이 뛰어난 소재이다.

또한 실리카는 내산, 내알카리성 및 경도가 매우 높고, 열팽창율 및 전기전도도가 매우 낮은 소재로서 이산화 규소(SiO₂)의 함유량이 99.5퍼센트 이상되는 것이 적용된다. 실리카에 미량원소로 Al₂O₃, Fe₂O₃, TiO₂, CaO, MgO, H₂O 등이 소량 첨가될 수 있다.

이렇게 2차 중합체를 형성한 후 방향유도 표시층이 삽입될 홈을 갖는 성형체를 성형시키도록 구조된 성형틀에 2차 중합체를 주입한 후 80 내지 100도시에서 약 2분간 경화시켜 1차 성형체를 형성시킨다(단계 130).

그리고나서, 중합율 70 내지 80 중량 퍼센트에서 1차 성형체의 방향유도 표시층 형성용 홈에 축광용 소재를 주입한 후 소정온도로 경화시켜 2차 성형체를 형성시킨다(단계 140).

바람직하게는 축광용소재는 축광안료와 메틸메타아크릴레이트를 약 2:8 정도로 혼합한 것을 적용한다.

축광안료는 내광성 및 내열성이 높고, 중금속 및 방사선물질을 함유하지 않고, 태양광에 장시간 노출되어도 흑화현상이 발생되지 않는 것이 적용된다.

바람직하게는 축광안료는 Mo, SiO2, Al₂O₃가 소정비율로 함유된 것이 적용된다.

상기 축광안료는 축광과정을 거친 이후 발광상태에 대해 실험한 결과에 의하면 시간경과에 따라 1시간 경과후 5,000밀리 칸델라, 2시간경과후 3,000밀리 칸델라, 8시간경과후 300밀리 칸델라 이상을 유지하였고, 이러한 결과는 황화아연계 축광소재 보다 발광 조도가 훨씬 높음을 알 수 있다.

또한, 온도가 상온 보다 10도시 이상 상승하면 자연발광하는 특성을 갖고 있어 화재시에 특히 유도 표시기로서의 역할을 안정적으로 할 수 있는 장점을 제공한다.

지금까지 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 야광성 인조석 구조체 및 그 제조방법에 의하면, 바닥 및 벽체 등의 마감재로서 이용하면서도 유도 표시기능을 할 수 있어 소방안전 시설용으로 설치된 전등 내장형 유도표지판을 대체할 수 있는 장점을 제공한다.

Claims

소정 형상으로 인조석으로 형성된 인조석 성형체와;

상기 인조석 성형체의 적어도 일면에 소정의 유도 표지마크 형상이 적어도 일부가 매립되게 축광물질로 형성된 방향유도 표시층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 야광성 인조석 구조체.
제1항에 있어서, 상기 인조석 성형체는 실리카, 난연제, 결합체, 개시제, 가교제를 혼합하여 소정 온도에서 성형처리한 것을 특징으로 하는 야광성 인조석 구조체.
제2항에 있어서, 상기 실리카는 60 내지 70 중량 페센트, 상기 난연제는 10 내지 20 중량 퍼센트, 상기 결합체는 20 내지 30 중량 퍼센트 정도의 성분비로 혼합된 것을 특징으로 하는 야광성 인조석 구조체.
제3항에 있어서, 상기 난연제는 수산화 마그네슘을 포함하는 것을 특징으로 하는 야광성 인조석 구조체.
제3항에 있어서, 상기 결합체는 메틸메타아크릴레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 야광성 인조석 구조체.
제3항에 있어서, 상기 가교제는 에틸렐그리콜다이메타아크릴레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 야광성 인조석 구조체.
제3항에 있어서, 상기 방향유도 표시층은 축광안료와 메틸메타아크릴레이트가 소정 비율로 혼합되어 형성된 것을 특징으로 하는 야광성 인조석 구조체.
제1항에 있어서, 상기 방향유도 표시층으로 광을 방사시킬 수 있도록 상기 인조석 성형체에 설치된 적어도 하나의 광원부재;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 야광성 인조석 구조체.
제8항에 있어서, 상기 광원부재는 발광다이오드, 광섬유 중 적어도 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 야광성 인조석 구조체.
제8항에 있어서, 상기 인조석 성형체는 상기 광원부재와 접속시킬 전력공급선을 돌출되지 않게 상기 광원부재와 접속시킬 수 있는 배선용 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 야광성 인조석 구조체.
난연제와 결합체 및 개시제를 소정 비율로 중합시켜 시럽상태의 1차 중합체를 만드는 1차 중합체 형성단계와;

상기 1차 중합체에 충진제로 실리카, 난연제, 가교제 및 개시제를 소정비율로 혼합하여 2차 중합체를 형성하는 단계와;

형성하고자 하는 방향유도 표시층에 대응되는 홈을 형성할 수 있게 구조된 성형틀에 상기 2차 중합체를 주입하여 소정온도로 1차 성형처리하여 1차 성형체를 형성하는 단계와;

상기 1차 성형체에 형성된 상기 방향유도 표시층용 홈에 축광물질을 주입한 후 소정온도에서 2차 성형처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 야광성 인조석 구조체의 제조방법.
제11항에 있어서, 상기 실리카는 60 내지 70 중량 페센트, 상기 난연제는 10 내지 20 중량 퍼센트, 상기 결합체는 20 내지 30 중량 퍼센트 정도의 성분비로 혼합된 것을 특징으로 하는 야광성 인조석 구조체의 제조방법.
제12항에 있어서, 상기 난연제는 수산화 마그네슘을 포함하는 것을 특징으로 하는 야광성 인조석 구조체의 제조방법.
제12항에 있어서, 상기 결합체는 메틸메타아크릴레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 야광성 인조석 구조체의 제조방법.
제12항에 있어서, 상기 가교제는 에틸렐그리콜다이메타아크릴레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 야광성 인조석 구조체의 제조방법.
제12항에 있어서, 상기 방향유도 표시층은 축광안료와 메틸메타아크릴레이트가 소정 비율로 혼합되어 형성된 것을 특징으로 하는 야광성 인조석 구조체의 제조방법.
제16항에 있어서, 상기 축광안료와 상기 메틸메타아크릴레이트는 2 대 8 정도의 성분비로 혼합된 것을 특징으로 하는 야광성 인조석 구조체의 제조방법.
제16항에 있어서, 상기 축광안료는 Mo, SiO₂, Al₂O₃를 포함하는 것을 특징으로 하는 야광성 인조석 구조체의 제조방법.
제11항에 있어서, 상기 1차 성형체 형성단계에서 인가되는 가열 온도는 80 내지 100도시 정도에서 수분동안 수행되는 것을 특징으로 하는 야광성 인조석 구조체의 제조방법.
제11항에 있어서, 상기 2차 성형체 형성단계에서 인가되는 가열온도는 100 내지 110도 정도인 것을 특징으로 하는 야광성 인조석 구조체의 제조방법.