KR20070113736A - 줄무늬 속에 결무늬를 갖는 인조대리석 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 줄무늬 속에 결무늬를 갖는 인조대리석 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 두 가지 이상의 색상을 갖는 결무늬를 포함하고, 결방향에 대해 불연속적으로 이웃하는 두 결무늬 사이에 형성되는 경계면에 의해 구별되는 줄무늬를 포함하는 인조대리석을 제공한다.

줄무늬, 결무늬, 인조대리석

Description

줄무늬 속에 결무늬를 갖는 인조대리석 및 이의 제조방법{Artificial marble having texture pattern in stripe pattern and process for preparing the same}

도 1은 본 발명에 따른 인조대리석의 구조도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1a, 1b: 줄무늬

2: 줄무늬 폭

3a, 3b, 3c, 3d: 결무늬

4a, 4b: 경계면

본 발명은 인조대리석에 관한 것으로, 특히 줄무늬 속에 결무늬를 가짐으로써 다채롭고 세련된 느낌을 갖는 인조대리석 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

인조대리석은 각종 상판재료, 드레싱 테이블, 세면대, 테이블, 벽재, 바닥마루 재료, 가구, 내장재, 간접조명패널, 인테리어 소품과 같은 주택용 및 상업용의 다양한 용도로 사용되고 있으나, 그 85%가 가정의 상판용으로 사용되고 있다.

기존의 인조대리석의 패턴을 내는 방법으로는 안료와 칩을 이용하여 만드는 방법이 대부분이었다. 사람들의 요구수준이 높아짐에 따라 패턴은 점점 자연스러운 문양을 내는 쪽으로 발전하여 왔고, 그러한 패턴을 구현하기 위하여 칩은 점점 커졌고 색상은 화려해졌다.

칩을 이용하는 방법 이외의 패턴 형성방법으로는 줄무늬를 변화시키는 방법이 있는데, 어떤 장치를 이용하든 줄이 최대한 자연스럽게 형성되도록 하였다.

가정용 상판 등을 단색이나 칩을 이용한 제품으로 만든다면 단조로운 느낌을 줄 수 있으며, 줄무늬 패턴은 가정용 부엌의 상판으로 사용되기에는 어색한 편이다.

대한민국 특허등록 제175718호에는 통상의 표면투명층 코팅공정과 수지주입 성형공정 사이에 자연석 문양층 형성공정과 바탕색상층 형성공정을 부가하되, 자연석 문양층은 스프레이기 또는 스폰지 요철블럭으로 색채수지용액을 분사 또는 프린팅하여 표현하고 바탕색 상층은 문양의 나머지 부분에 넓고 고르게 분사하여 무늬와 바탕이 합일되게 표현함을 특징으로 하는 자연석 문양 합성수지 판넬 등의 제조방법이 개시되어 있으나, 본 발명과 같은 줄무늬와 결무늬의 조합 패턴과 상이하다.

대한민국 특허등록 제339728호에는 액상 수지를 성형 셀 내에서 경화시켜 인조 대리석을 제조하는 방법으로서, 성형 셀 내에 각기 색깔이 다른 액상 수지를 적어도 2층이 형성되도록 주입하여 적층한 후, 빗-모양 도구의 날개가 성형 셀의 기저면과 접촉하도록 하면서 빗-모양 도구를 적층된 액상 수지 내에서 이동시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 스트라이프 무늬를 갖는 인조 대리석의 제조 방법이 개시되어 있으나, 본원의 줄무늬와 결무늬 패턴과는 구조상으로 상이하다.

대한민국 특허공개 제1994-11386호에는 아크릴계 수지분말을 주성분으로 하는 매트릭스 수지분말과, 분말형상 무기충전재로서의 수산화알루미늄분말과, 장석, 규석, 붕사 등의 원료를 용융, 고화하거나 분쇄하여 얻어진 굴절률 1.48∼1.60의 투명성 플리트분말을 소량의 액상가소제와 함께 균일하게 혼합한 혼합물을 성형용재료로 구성하고 있고, 상기 성형용재료 중의 상기 매트릭스 수지분말과 상기 수산화알루미늄분말의 분말혼합물의 총량을 100중량부로 했을 때 100중량부 중 상기 매트릭스 수지분말은 20∼50중량부, 상기 수산화알루미늄분말은 80∼50중량부의 범위로 설정됨과 동시에, 상기 분말혼합물 100중량부에 대해 상기 플리트분말이 0.1∼10 중량부 배합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 결이 있는 인공대리석이 개시되어 있으나, 이 발명 또한 본원의 줄무늬와 결무늬 패턴과는 구조상으로 상이하다.

따라서, 본 발명의 목적은 줄무늬 패턴을 기본으로 하되, 기존의 방식과 같이 줄무늬를 자연스럽게 구부러지게 한다든가 퍼지게 하는 것이 아니라, 줄무늬 속에 결을 형성시켜 독특한 느낌을 자아내도록 함으로써 다채롭고 세련된 느낌을 갖는 줄무늬 인조대리석 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 두 가지 이상의 색상을 갖는 결무늬를 포함하고, 결방향에 대해 불연속적으로 이웃하는 두 결무늬 사이에 형성되는 경계면에 의해 구별되는 줄무늬를 포함하는 인조대리석을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 베이스 수지로서 아크릴계 수지를 사용하는 하나 이상의 아크릴계 결무늬와, 베이스 수지로서 불포화 폴리에스터계 수지를 사용하는 하나 이상의 불포화 폴리에스터계 결무늬가 조합되어 있는 것을 특징으로 하는 인조대리석을 제공한다.

본 발명에서 이웃하는 두 결무늬가 평행하거나 직각일 수 있으며, 결무늬 및 줄무늬가 불규칙적인 폭을 가지고 경계 영역에서 인접하는 결무늬 및 줄무늬 영역에 번져 있을 수 있고, 결무늬 및 줄무늬가 갈라지거나 일부 중첩될 수도 있으며, 또한 결무늬 및 줄무늬의 형태가 직선이고 그 폭이 일정하거나 일정한 비율로 증가 또는 감소할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 인조대리석의 원료는 베이스 수지 시럽 100 중량부에 대하여 무기충진물 100 내지 200 중량부, 가교제 0.1 내지 10 중량부, 중합개시제 0.1 내지 10 중량부를 포함하며, 칩을 사용하여 결무늬를 형성할 수 있다.

또한, 본 발명은 색상이 서로 다른 2종 이상의 슬러리를 제조하는 단계; 2종 이상의 슬러리를 노즐에 통과시켜 결무늬를 형성시키는 단계; 및 결무늬를 엇갈리게 하여 줄무늬를 형성시키는 단계를 포함하는 인조대리석의 제조방법을 제공한다.

본 발명에서 결무늬 형성용으로 사용되는 노즐은 하나 이상의 칸막이를 구비하는 파이프 형태로 이루어진 것을 특징으로 한다. 결무늬의 간격과 폭 그리고 패턴은 노즐의 칸막이 등을 통하여 조절할 수 있다.

본 발명의 줄무늬 형성단계에서 빗모양 도구를 이용하여 결무늬의 흐름을 방해하여 결무늬를 엇갈리게 함으로써 줄무늬를 형성시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 두 가지 이상의 색상을 갖는 인조대리석으로서 그 색상차에 의해 결무늬를 형성하고 그 결무늬에 의해 자연스럽게 줄무늬를 형성하는 인조대리석에 관한 것이다.

본 발명에서 상기한 줄무늬 패턴을 구현하기 위하여 2가지 이상의 색상을 갖는 원료 슬러리가 있어야 하며, 이 두 슬러리는 단지 안료에 의해 색상만 다를 뿐 그 구성 성분은 같다. 또한 슬러리에 동일 재질 또는 다른 재질의 칩이 섞여 들어갈 수도 있으며, 칩의 크기는 공정 문제상 너무 크면 안되며 6 내지 100 Mesh가 적당하다. 칩의 효과는 대칩(6 내지 30 Mesh(0.535 내지 3.35 ㎜))의 경우 줄무늬와 결무늬를 약간씩 흩뜨려 더 자연스럽게 보이게 할 수도 있으며, 소칩(30 내지 100 Mesh(0.14 내지 0.535 ㎜))의 경우 줄무늬나 결무늬에는 별 영향이 없으나 색상을 더하여 줄 수 있다.

본 발명에서 수지로는 아크릴계 및/또는 불포화 폴리에스터가 사용되며, 두 가지를 혼용하여 사용할 수도 있다. 다만 두 가지 수지의 양에 있어서 한쪽이 더 많은 경우(질량비로 10:1 이상의 차이) 경화 속도차에 따라 두 수지간 경계면이 갈라질 우려가 있으므로 이 경우는 혼용할 수 없다. 또한, 결무늬를 나타내기 위하여 이 두 가지 수지를 번갈아 사용할 수도 있다. 아크릴계 수지의 경우는 질감이 뛰어나고 불포화 폴리에스터계 수지의 경우는 투명도가 뛰어나기 때문에, 이 두 원료가 번갈아 선으로 사용되는 경우 동일한 색이라 할지라도 독특한 느낌을 만들어 낼 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 인조대리석의 구조도로서, 4가지의 색상을 갖는 결무늬(3a, 3b, 3c, 3d)가 형성되고, 이 결무늬가 결방향을 따라 불연속적으로 엇갈려서 이웃하는 두 결무늬 사이에 경계면(4a, 4b)이 형성되며, 이 경계면에 의해 구별되는 줄무늬(1a, 1b)가 형성되어 있다. 줄무늬의 폭(2)은 두 경계면 사이의 간격이며, 일정하지 않거나 불규칙적인 폭을 가질 수 있으며, 갈라지거나 일부 중첩될 수도 있고, 또한 일정한 비율로 증가 또는 감소할 수 있다.

도면에는 이웃하는 두 결무늬가 서로 평행하나, 직각으로 배열될 수도 있다. 또한 도면에는 결무늬의 형태가 직선이고 그 폭이 일정하나, 결무늬가 불규칙적인 폭을 가지고 경계 영역에서 인접하는 결무늬 영역에 번져 있을 수 있고, 결무늬가 갈라지거나 일부 중첩될 수도 있으며, 또한 일정한 비율로 증가 또는 감소할 수 있다.

본 발명에 따라 구현된 줄무늬 내 결무늬를 갖는 패턴의 경우 인조적인 느낌이 나면서도 자연스러운 면이 있어 상판용은 물론 벽체 등의 용도로도 이용할 수 있다.

본 발명에 따른 인조대리석의 제조공정은 크게 슬러리 제조단계, 결무늬 형성단계 및 줄무늬 형성단계로 구성된다.

먼저, 색상이 서로 다른 2종 이상의 슬러리를 제조한다.

인조대리석 원료는 베이스 수지 시럽, 무기충진물, 가교제, 중합개시제, 안료 등으로 조성되며, 예를 들어 베이스 수지 시럽 100 중량부에 대하여 무기충진물 100 내지 200 중량부, 가교제 0.1 내지 10 중량부, 중합개시제 0.1 내지 10 중량 부, 안료 0.1 내지 5 중량부로 조성된다.

베이스 수지로는 아크릴계 수지, 불포화 폴리에스터계 수지, 에폭시계 수지 등이 사용가능하다. 베이스 수지 시럽은 수지 단량체 및/또는 중합체로 이루어지며, 통상적으로는 단량체와 중합체의 혼합물로 조성된다.

아크릴 수지 시럽의 중합가능한 단량체로는 아크릴 단량체가 좋다. 구체적으로 상기 아크릴 수지 시럽은 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 벤질메타크릴레이트 및 글리시딜메타크릴레이트 중에서 선택되는 메타크릴레이트 단량체 단독 또는 2종 이상의 혼합물이며, 메타크릴레이트 단량체 및 그 일부가 중합된 중합체의 혼합물을 사용할 수도 있다. 이들 중에서 메틸메타크릴레이트가 특히 바람직하다. 시럽내의 중합체의 함량은 10 내지 50 중량%인 것이 바람직하다.

불포화 폴리에스터는 특별히 제한되지 않으며, 일반적인 불포화 폴리에스터는 거의 아무거나 사용하여도 무방하다. 예를 들어 포화 및/또는 불포화 이염기산과 다가 알콜의 축합반응에 의해 수득되는 산가 5 내지 40, 분자량 1,000 내지 5,000 정도 범위를 갖는 불포화 폴리에스터를 사용할 수 있다.

이때 사용하는 불포화 이염기산, 포화 이염기산으로서는 무수말레인산, 시트라콘산, 푸마르산, 이타콘산, 프탈산, 무수프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 호박산, 아디핀산, 세바신산, 테트라하이드로프탈산 등을 들 수가 있다. 또 필요에 따라서 아크릴산, 프로피온산, 안식향산 등과 같은 일염기산이나, 트리멜리트산, 벤졸의 테트라카아본산과 같은 다염기산도 사용할 수 있다.

다가 알콜로서는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 수소화 비스페놀 A, 트리메틸롤프로판모노아릴에테르, 네오펜틸글리콜, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 글리세린 등을 사용할 수 있다.

무기충진물은 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 알루민산 칼슘, 탄산칼슘, 실리카 분말, 알루미나 등 동 분야에서 통상적으로 사용되는 무기분말 중 어느 것을 사용해도 무방하며, 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용 가능하다. 상기 무기충진물의 입자크기는 10 내지 200 ㎛인 것이 바람직하며, 굴절율은 1.57 내지 1.62인 것이 바람직하다. 상기 무기충진물은 수지와의 분산성, 제품의 기계적 강도 향상 및 침전방지 등을 위해 실란계 커플링제, 티타네이트계 커플링제 또는 스테아린산으로 처리된 표면을 갖는 것이 바람직하다. 상기 무기충진물의 바람직한 함량은 베이스수지 시럽 100 중량부에 대하여 100 내지 200 중량부이다.

가교제는 분자내 공중합 가능한 이중결합을 포함하여 상기 아크릴 수지 시럽과 가교결합하는 다관능성 아크릴 단량체로서, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 트리메티롤 프로판 트리메타크릴레이트, 1,6-헥산 디올 디메타크릴레이트, 폴리부틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 및 네오펜틸 글리콜 디메타크릴레이트 중에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합물이며, 이들 중에서 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트가 특히 바람직하다.

가교제들을 사용하지 않거나 너무 적게 사용할 경우에는 표면의 요철이 발생 하고, 인조대리석의 상부와 하부에 기포가 발생하는 등 원료들간의 결합력이 떨어지게 되고, 내열성 및 내열 변색성이 나빠진다. 가교제를 너무 많이 사용할 경우에는 칩들의 상분리가 일어나게 되어서 인조대리석 패턴에 많은 문제점을 나타낸다. 따라서 가교제의 사용량은 베이스수지 시럽 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부가 바람직하다.

중합개시제는 유기 과산화물으로서 벤조일 퍼옥사이드, 디쿠밀 퍼옥사이드와 같은 디아실 퍼옥사이드, 부틸하이드로 퍼옥사이드, 쿠밀하이드로 퍼옥사이드와 같은 하이드로 퍼옥사이드, t-부틸 퍼옥시 말레인산, t-부틸하이드로 퍼옥사이드, t-부틸 하이드로 퍼옥시부틸레이트, 아세틸 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 아조비스이소부티로니트릴, 아조비스디메틸발레로니트릴, t-부틸 퍼옥시 네오데카노에이트, t-아밀 퍼옥시 2-에틸 헥사노에이트 중에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합물을 사용한다. 아울러, 아민의 퍼옥사이드와 술폰산의 혼합물 또는 퍼옥사이드와 코발트 화합물의 혼합물을 사용하여 중합과 경화가 실온에서 수행되도록 할 수 있다. 상기 중합개시제의 함량은 베이스수지 시럽 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부인 것이 바람직하며, 중합촉진제와 함께 사용하는 것이 일반적이다.

또한, 노르말도데실메르캅탄, 터어셔리도데실메르캅탄, 벤질메르캅탄 및 트리메칠벤칠메르캅탄 등의 메르캅탄 화합물과 같은 라디칼 운반체를 사용할 수 있다. 라디칼 운반체의 함량은 베이스수지 시럽 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부가 바람직하다.

발색수단은 특별히 한정되는 것은 아니며, 통상적으로 알려진 인조대리석 첨 가성분으로 유기 또는 무기 안료나 염료 등이 사용될 수 있다.

이외에도 상기 조성물은 통상적으로 알려진 인조대리석의 첨가성분으로 실리콘계 또는 비실리콘계 소포제; 트리메톡시실란을 주성분으로 하는 실란계, 산계 또는 티타네이트계 커플링제; 페닐 살리실레이트계, 벤조페논계, 벤조트리아졸계, 니켈 유도체계 또는 라디칼 제거제계 자외선 흡수제; 할로겐계, 인계 또는 무기금속계 난연제; 스테아린산계 또는 실리콘계 이형제; 카테콜계 또는 하이드로퀴논류계 중합억제제; 페놀계, 아민계, 퀴논계, 유황계 또는 인계 산화방지제 중에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.

다음, 제조한 2종 이상의 슬러리를 결무늬 형성용 노즐에 통과시켜 결무늬를 형성시킨다. 이때 결무늬 형성용으로 사용되는 노즐은 하나 이상의 칸막이를 구비하는 파이프 형태로 이루어져 있으며, 결무늬의 간격과 폭 그리고 패턴은 노즐의 칸막이 등을 통하여 조절할 수 있다.

다음, 빗모양 도구를 이용하여 결무늬의 흐름을 방해하여 결무늬를 엇갈리게 함으로써 줄무늬를 형성시킨다.

마지막으로, 노즐을 통하여 줄무늬와 결무늬가 형성된 슬러리를 구동벨트를 구비하는 캐스팅 라인(casting line)에 공급하여 경화시킴으로써, 본 발명에 따른 줄무늬 인조대리석을 완성한다.

[실시예]

1. 원료 슬러리의 제조

27 중량%의 폴리메틸메타크릴레이트와 73 중량%의 메틸메타크릴레이트의 혼 합물로 이루어진 메틸메타크릴레이트 시럽 100 중량부, 수산화 알루미늄 160 중량부, t-부틸 퍼옥시 네오데카노에이트 0.2 중량부, t-아밀 퍼옥시 2-에틸 헥사노에이트 0.3 중량부, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 3 중량부, 노르말도데실메르캅탄 0.2 중량부, 소포제로서 BYK 555(BYK-Chemie사, 독일) 0.2 중량부, 커플링제로서 BYK 900(BYK-Chemie사, 독일) 0.75 중량부, 자외선 안정(흡수)제로서 Hisorp-P(LG화학) 0.2 중량부를 혼합하여 베이스 원료로 쓰일 슬러리를 제조하였다. 이 혼합 슬러리를 2개 이상으로 나누어 서로 다른 색의 안료를 첨가하여 교반한 후 탈포하였다.

2. 인조대리석 제조

상기에서 제조한 2종 이상의 슬러리를 노즐에 통과시키고 빗모양 도구를 이용하여 결무늬와 줄무늬를 형성시킨 후, 구동벨트를 구비하는 캐스팅 라인에 공급하여 경화시킴으로써, 줄무늬 내 결무늬를 갖는 인조대리석을 제조하였다.

본 발명에 따라 구현된 줄무늬 내 결무늬를 갖는 패턴의 경우 인조적인 느낌이 나면서도 자연스러운 면이 있어 상판용은 물론 벽체 등의 용도로도 이용할 수 있다.

Claims (11)

1. 두 가지 이상의 색상을 갖는 결무늬를 포함하고, 결방향에 대해 불연속적으로 이웃하는 두 결무늬 사이에 형성되는 경계면에 의해 구별되는 줄무늬를 포함하는 인조대리석.
2. 제1항에 있어서, 베이스 수지로서 아크릴계 수지를 사용하는 하나 이상의 아크릴계 결무늬와, 베이스 수지로서 불포화 폴리에스터계 수지를 사용하는 하나 이상의 불포화 폴리에스터계 결무늬가 조합되어 있는 것을 특징으로 하는 인조대리석.
3. 제1항에 있어서, 이웃하는 두 결무늬가 평행하거나 직각인 것을 특징으로 하는 인조대리석.
4. 제1항에 있어서, 결무늬 및 줄무늬가 불규칙적인 폭을 가지고 경계 영역에서 인접하는 결무늬 및 줄무늬 영역에 번져 있는 것을 특징으로 하는 인조대리석.
5. 제1항에 있어서, 결무늬 및 줄무늬가 갈라지거나 일부 중첩되는 것을 특징으로 하는 인조대리석.
6. 제1항에 있어서, 결무늬 및 줄무늬의 형태가 직선이고 그 폭이 일정하거나 일정한 비율로 증가 또는 감소하는 것을 특징으로 하는 인조대리석.
7. 제1항에 있어서, 인조대리석의 원료가 베이스 수지 시럽 100 중량부에 대하여 무기충진물 100 내지 200 중량부, 가교제 0.1 내지 10 중량부, 중합개시제 0.1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인조대리석.
8. 제1항에 있어서, 결무늬가 소칩(30 내지 100 Mesh), 대칩(6 내지 30 Mesh) 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 인조대리석.
9. 색상이 서로 다른 2종 이상의 슬러리를 제조하는 단계;

   2종 이상의 슬러리를 노즐에 통과시켜 결무늬를 형성시키는 단계; 및

   결무늬를 엇갈리게 하여 줄무늬를 형성시키는 단계를 포함하는 인조대리석의 제조방법.
10. 제9항에 있어서, 노즐이 하나 이상의 칸막이를 구비하는 파이프 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 인조대리석의 제조방법.
11. 제9항에 있어서, 줄무늬 형성단계에서 빗모양 도구를 이용하여 결무늬의 흐름을 방해하여 결무늬를 엇갈리게 함으로써 줄무늬를 형성시키는 것을 특징으로 하 는 인조대리석의 제조방법.

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