KR20070048048A

KR20070048048A - 인조대리석 패널

Info

Publication number: KR20070048048A
Application number: KR1020050105035A
Authority: KR
Inventors: 정민철; 조규진; 황상하
Original assignee: 순천대학교 산학협력단
Priority date: 2005-11-03
Filing date: 2005-11-03
Publication date: 2007-05-08
Also published as: KR100826656B1

Abstract

본 발명은 건축자재, 가구류의 구성 부재, 인테리어용 자재 등에 사용될 수 있는 인조대리석 패널에 관한 것이다.

본 발명에 따른 인조대리석 패널은 표면층과 중심층이 결합 되어 있는 2층 구조 또는 표면층, 중심층, 표면층이 순차적으로 결합 되어 있는 3층 구조로 이루어지고, 상기 표면층과 중심층은 두께 비가 1.0 : 0.5 내지 5.0이며, 상기 표면층은 아크릴수지 20.0 내지 50.0wt%, 무기충전물 40.0 내지 80.0wt%, 가교제 0.2 내지 5.0wt% 및 중합개시제 0.1 내지 5.0wt%를 포함한 조성물로 이루어지고, 상기 중심층은 열가소성수지 97.0 내지 99.9wt% 및 발포제 0.1 내지 3.0wt%를 포함한 조성물로 이루어진다.

본 발명에 따른 인조대리석 패널은 기존의 인조대리석에 비하여 현저히 경량인 특성을 지니게 되며, 경제성 면에서도 탁월하다.

인조대리석, 인조대리석 패널, 열가소성수지

Description

인조대리석 패널{Artificial Marble Panel}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표면층, 중심층, 표면층이 순차적으로 결합 되어 있는 3층 구조의 인조대리석 패널의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표면층, 중심층이 결합 되어 있는 2층 구조의 인조대리석 패널의 단면도이다.

대리석은 그 자체가 지니고 있는 문양과 질감으로 인하여 최고급 건축자재로 인식되고 사용되어 왔으나, 생산량의 제한으로 가격이 고가이기 때문에, 대리석의 문양과 질감을 나타낼 수 있는 인조대리석에 관한 연구가 다양하게 진행되어 왔으며, 그 결과 여러 방식에 의해 제조된 인조대리석이 건축용 자재로 상용화되어 있고, 특히 건축물의 벽면, 바닥재, 부엌 가구, 세면대, 탁자, 칸막이, 실내장식 등 으로 널리 활용되고 있다.

지금까지의 인조대리석에 관한 연구는 인조대리석의 질감과 외관의 개선, 강도의 향상, 인조대리석을 구성하는 소재의 다양화, 인조대리석을 제조하는 방법 등에 집중되고 있다.

인조대리석을 제조하는 대표적인 방법은 합성수지에 충전물을 첨가하여 제조하는 것이다. 이렇게 제조된 인조대리석은 충전물의 종류 및 함량에 따라 다소간의 차이는 있으나 약 2.0 ~ 3.0g/㎤의 밀도를 나타낸다. 일반적으로 충전물을 많이 첨가하여 밀도가 높은 인조대리석의 강도는 그에 비례하여 커지게 되나, 무게가 증가하여 취급이 어렵게 된다. 인조대리석을 사용하는 용도에 따라서는 고강도가 필수적이다. 즉, 바닥재와 같은 경우에는 취급이 불편하더라도 고강도의 인조대리석을 사용하여야 한다. 그러나 인조대리석을 칸막이, 실내장식 등으로 사용하는 경우에는 이러한 고강도의 인조대리석을 사용하여야 할 필요가 없다. 오히려 이러한 고강도이면서 무거운 인조대리석을 사용하는 것은 취급의 불편을 초래함과 동시에 자원의 낭비를 가져오게 된다. 즉, 이러한 경우에는 사용하고자 하는 용도에 부합하는 강도를 가지면서 무게가 가벼운 것을 사용하는 것이 취급의 편의, 자원의 절약, 원가의 절감을 도모할 수 있는 것이다.

지금까지의 인조대리석에 관한 연구는 질감과 외관의 개선, 강도의 향상에 맞추어져 왔고, 상술한 문제점에 대한 해결은 미비한 실정이다.

본 발명은 건축자재, 가구류의 구성 부재, 인테리어용 자재 등에 사용될 수 있는 인조대리석에 관한 것으로서, 용도에 부합하는 강도를 갖추면서 무게를 줄여, 취급의 편의, 자원의 절약, 원가의 절감을 도모할 수 있는 인조대리석 패널을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 표면층과 중심층의 결합은 접착제 또는 접착필름을 이용하여 이루어진다.

본 발명에 있어서, 상기 중심층은 0.1 내지 0.7g/㎤의 밀도를 가지는 것을 특징으로 한다.

표면층을 이루는 상기 아크릴수지는 아크릴 단량체의 함량이 65.0wt% 이상이 고, 아크릴 중합물의 함량이 35.0wt% 이하인 것이 바람직하다.

상기 무기충전물은 탄산칼슘, 수산화 알루미늄, 실리카, 알루미나, 수산화 마그네슘, 황산바륨, 탄산바륨, 유리섬유 중에서 선택되는 하나 이상의 성분임을 특징으로 한다.

상기 가교제는 다 관능성 메타 아크릴레이트가 사용되며, 구체적으로는 에틸렌 글리콜 디 메타 아크릴레이트, 프로필렌 글리콜 디 메타 아크릴레이트, 글리세롤 트리 메타 아크릴레이트, 트리메틸 프로판 트리 메타 아크릴레이트 또는 비스페놀 A 디 메타 아크릴레이트 중에서 선택된다.

상기 중합개시제는 벤조일 퍼옥사이드, 라루오일 퍼옥사이드, 부틸 하이드로 퍼옥사이드, 큐밀 하이드로 퍼옥사이드 등의 과산화물 또는 아조비스이소부틸로니트릴과 같은 아조 화합물이 사용된다. 또한 중합속도를 빠르게 하기 위하여 상기 중합개시제에 유기 금속염이나 유기 아민과 같은 가속제를 첨가할 수도 있다.

본 발명에 있어 중심층을 이루는 상기 열가소성수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌과 프로필렌의 공중합체 또는 프로필렌 단량체 성분이 70wt% 이상인 프로필렌과 α-올레핀으로 구성된 공중합체의 어느 하나임을 특징으로 한다.

또한, 상기 발포제는 중탄산나트륨과 구연산을 포함하는 무기발포제 또는 아조디카본아미드의 유기발포제 중에서 선택됨을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 인조대리석 패널은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 표면층 (10), 중심층(20), 표면층(10)이 순차적으로 결합된 3층 구조 또는 표면층(10)과 중심층(20)이 결합된 2층 구조를 가진다. 인조대리석의 수려한 외관 및 질감을 양면 모두 활용하여야 할 경우에는 3층 구조의 인조대리석 패널이 사용되고, 한 면만을 사용하여도 되는 경우에는 2층 구조의 인조대리석 패널이 사용된다.

상기 표면층(10)과 중심층(20)은 기본 수지가 상이하여 자체적으로는 서로 간의 결합이 이루어지지 않는다. 본 발명에서는 접착제 또는 접착필름을 사용하여 표면층(10)과 중심층(20)을 견고하게 결합시킨다. 이러한 접착제 또는 접착필름의 종류 및 작용은 공지의 것이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

상기 표면층(10)과 중심층(20)은 1.0 : 0.5 내지 5.0의 두께 비율을 가진다. 두께 비율의 차이가 작은 경우의 인조대리석 패널의 밀도와 강도는 두께 비율의 차이가 큰 경우에 비하여 상대적으로 높다.

상기 표면층(10)은 인조대리석 특유의 외관과 질감을 살리기 위한 부분으로써, 아크릴수지 20.0 내지 50.0wt%, 무기충전물 40.0 내지 80.0wt%, 가교제 0.2 내지 5.0wt% 및 중합개시제 0.1 내지 5.0wt%를 포함한 조성물로 이루어진다.

상기 중심층(20)은 열가소성수지 97.0 내지 99.9wt% 및 발포제 0.1 내지 3.0wt%를 포함한 조성물로 이루어진 발포층으로써 본 발명에 따른 인조대리석 패널의 전체적인 밀도 및 무게를 줄이게 된다.

실시예

먼저 표면층(10)을 형성하기 위하여, 메틸 메타 아크레이트(MMA)(20wt%)와 폴리메틸 메타 아크레이트(PMMA)(80wt%)로 이루어지고 용융된 아크릴수지 30.0wt%와 수산화 알루미늄 25.0wt%, 실리카 20.0wt%, 탄산바륨 10.0wt%, 유리섬유 10.0wt%와 에틸렌 글리콜 디 메타 아크릴레이트 3.0wt%와 벤조일 퍼옥사이드 2.0wt%를 혼합하고 10기압 조건의 성형틀에 넣어 다양한 두께의 표면층을 형성한다. 가압을 하는 것은 치밀도를 증가시키기 위함이다. 이러한 표면층의 성형은 상기와 같은 배치 타입(Batch Type)이 아니라 연속성형장치를 통해서 이루어질 수도 있다. 이렇게 성형된 표면층(10)은 2.2g/㎤의 밀도를 나타내었다.

다음으로 용융된 폴리에틸렌(PE) 99.0wt%와 무기발포제(대림산업 FAM 231) 1.0wt%를 혼합하고 성형틀에 넣어 다양한 두께의 중심층(20)을 형성한다. 이러한 중심층의 성형은 표면층과 마찬가지로 배치 타입(Batch Type)이 아니라 연속성형장치를 통해서 이루어질 수도 있다. 이렇게 성형된 중심층(20)은 0.6g/㎤의 밀도를 나타내었다.

다음으로 접착제를 사용하여 성형된 표면층(10), 중심층(20), 표면층(30)을 순차적으로 결합하여 3층구조의 인조대리석 패널을 형성한다.

아래의 표는 상기와 같이 형성된 본 발명에 따른 인조대리석 패널의 표면층(10)과 중심층(20)의 두께비를 나타낸 것이다.

[표 1] 실시예에 따른 표면층과 중심층의 두께 비

비교예

앞선 실시예와 동일한 조성 및 조건하에서 표면층만으로 인조대리석을 성형하였다.

시험예

앞선 실시예 및 비교예에 의하여 성형된 인조대리석 패널에 대하여 물성시험을 하였다. 물성은 인장강도, 압축강도, 굽힘강도, 로크웰경도에 대하여 측정하였으며, KSM3015-2003에 규정된 시험방법에 의하였다.

[표 2] 물성 측정값

상기의 표에 나타난 각 실시예별 물성 측정값과 무게를 비교예에 대하여 백 분율 값으로 표현하여 나타내면 아래의 표와 같다.

[표 3] 백분율 값

상기의 표에서 보여지듯이 본 발명에 따른 인조대리석 패널은 물성저하는 최소화되면서 무게는 획기적으로 줄어들게 됨을 알 수 있다. 실시예 1의 경우, 물성저하는 5% 내외에 불과하지만 무게는 약 36% 줄어든다. 물성이 가장 취약한 실시예 3의 경우를 보더라도 물성저하는 약 20 내지 25%에 불과하지만 무게는 약 58%가 감소하게 됨을 알 수 있다.

본 발명에 따른 인조대리석 패널은 물성저하는 최소화하면서, 무게는 현저히 줄일 수 있어, 취급이 용이하며, 낮은 강도만으로도 충분히 적용가능한 부분에도 높은 강도의 인조대리석이 사용됨으로써 가져오던 자원낭비를 막을 수 있게 되어 경제성에서도 탁월한 효과가 있다.

Claims

표면층과 중심층이 결합 되어 있는 2층 구조 또는 표면층, 중심층, 표면층이 순차적으로 결합 되어 있는 3층 구조로 이루어지고,

상기 표면층과 중심층은 두께 비가 1.0 : 0.5 내지 5.0이며;

상기 표면층은 아크릴수지 20.0 내지 50.0wt%, 무기충전물 40.0 내지 80.0wt%, 가교제 0.2 내지 5.0wt% 및 중합개시제 0.1 내지 5.0wt%를 포함한 조성물로 이루어지고;

상기 중심층은 열가소성수지 97.0 내지 99.9wt% 및 발포제 0.1 내지 3.0wt%를 포함한 조성물로 이루어짐을 특징으로 하는 인조대리석 패널.
제1항에 있어서,

상기 표면층과 중심층의 결합은 접착제 또는 접착필름을 이용하여 이루어짐을 특징으로 하는 인조대리석 패널.
제1항에 있어서,

상기 중심층은 0.1 내지 0.7g/㎤의 밀도를 가지는 것을 특징으로 하는 인조대리석 패널
제1항에 있어서,

상기 아크릴수지는 아크릴 단량체의 함량이 65.0wt% 이상이고, 아크릴 중합물의 함량이 35.0wt% 이하인 것을 특징으로 하는 인조대리석 패널.
제1항에 있어서,

상기 무기충전물은 탄산칼슘, 수산화 알루미늄, 실리카, 알루미나, 수산화 마그네슘, 유리섬유, 황산바륨, 탄산바륨 또는 이들로부터 선택된 두가지 이상 성분의 임의의 혼합물임을 특징으로 하는 인조대리석 패널
제1항에 있어서,

상기 가교제는 에틸렌 글리콜 디 메타 아크릴레이트, 프로필렌 글리콜 디 메타 아크릴레이트, 글리세롤 트리 메타 아크릴레이트, 트리메틸 프로판 트리 메타 아크릴레이트 또는 비스페놀 A 디 메타 아크릴레이트 또는 이들로부터 선택된 두가지 이상 성분의 임의의 혼합물임을 특징으로 하는 인조대리석 패널
제1항에 있어서,

상기 열가소성수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌과 프로필렌의 공중합체 또는 프로필렌 단량체 성분이 70wt% 이상인 프로필렌과 α-올레핀으로 구성된 공중합체의 어느 하나임을 특징으로 하는 인조대리석 패널
제1항에 있어서,

상기 발포제는 중탄산나트륨과 구연산을 포함하는 무기발포제 또는 아조디카본아미드의 유기발포제 중에서 선택됨을 특징으로 하는 인조대리석 패널