KR20090064864A - 에프알피 폐기물을 이용한 인조대리석제조용 칩 제조방법 - Google Patents

Abstract

인조대리석용 칩 제조방법이 개시된다. 본 발명의 인조대리석 제조용 칩 제조방법은, a) FRP(유리섬유강화플라스틱)의 폐기물을 분쇄하는 단계; b) 상기 FRP 분쇄물, 안료 및 수지용융액을 혼합하는 단계; c) 상기 혼합액을 형틀에 부어 경화시킴으로써 칩 판재를 생성하는 단계; 및 d) 상기 칩 판재를 분쇄함으로써 칩을 생성하는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면, FRP 폐기물을 재활용함으로써 환경문제를 방지할 수 있고, 제조비용이 절감된다.

Description

에프알피 폐기물을 이용한 인조대리석제조용 칩 제조방법{Method for generating chip used in imitation stone panel using FRP waste}

도 1은 FRP 폐기물을 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 인조대리석 제조용 칩 제조방법을 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 칩 제조방법을 나타내는 도면이다.

도 4 및 5는 본 발명에 의해 생산된 인조대리석용 칩 및 이를 이용하여 생성된 인조대리석 판넬을 나타내는 도면이다.

본 발명은 인조대리석제조용 칩 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인체에 유해한 폐기물의 재활용함으로써 환경친화적인 칩 제조방법에 관한 것이다.

최근 건축 및 인테리어 자재로서 인조대리석이 널리 사용되고 있다. 인조대리석은 몸체를 형성하는 합성수지계열의 재료와 대리석 효과의 포인트를 형성하는 칩이라고 하는 천연광물질 혹은 합성수지계열의 재료를 혼합하여 경화시킨 것으로, 천연대리석의 디스플레이 효과를 내면서도 저렴하고 시공하기 간편함으로 인해 널 리 사용된다.

인조대리석 판넬의 일반적인 제조공정은 합성수지 특히 열경화성수지액체 와 칩을 혼합->혼합물을 형틀에 넣어 고형->탈형 의 순서로 제조된다.

칩은 대리석의 시각효과를 기위해 첨가하는 포인트 재료로서 일반적으로 대리석의 구성성분인 석영, 장석 및 운모등의 디스플레이 효과를 나타내어야 하기 때문에, 투명한색, 흰색 및 검은색의 세가지 색으로 표현되는 재료를 사용하는 것이 일반적이나 소비자의 다양한 기호에 맞게 별도의 색으로 제조도 가능하다. 종래의 칩으로서는 천연광물질 박편 혹은 안료가 첨가된 합성수지 박편을 사용하는 것이 일반적이다.

도 1은 FRP 폐기물을 나타내는 도면이다.

FRP (Fiberglass Reinforced Plastic, 유리섬유강화플라스틱)는 합성수지계열의 재료에 유리섬유를 첨가함으로써 강도를 강화시킨 재료로서, 자동차범퍼, 트럭스포일러, 헬맷, 조형물, 시제품등의 제조에 널리 사용된다.

이 FRP 는 제조과정중에 내부 성분에 인체에 유해한 성분이 많이 첨가되어 있어 제조과정 혹은 설치과정에서 남은 부산물 혹은 사용이 완료된 폐기물은 별도의 수거 및 매립과정을 거칠 것이 필요하다. 이러한 수거 및 매립과정은 별도의 비용이 발생될 뿐 아니라 매립을 하는 경우 환경문제를 발생시킨다는 문제점이 있다.

또한 인조대리석 제조용 칩은 천연석 및 합성수지 등을 분쇄하여 사용하는 것이 일반적인데 이는 천연자원의 고갈을 가져올 뿐 아니라 제조비용이 증가된다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 FRP 폐기물을 이용하여 인조대리석제조용 칩을 생성함으로써, 하는데 활용함으로써 환경친화적인 인조대리석 제조용 칩 제조방법을 제공하는 것이다.

전술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 인조대리석 제조용 칩을 제조하는 방법에 있어서, a) FRP(유리섬유강화플라스틱)의 폐기물을 분쇄하는 단계; b) 상기 FRP 분쇄물, 안료 및 수지용융액을 혼합하는 단계; c) 상기 혼합액을 형틀에 부어 경화시킴으로써 칩 판재를 생성하는 단계; 및 d) 상기 칩 판재를 분쇄함으로써 칩을 생성하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 b)단계는 b1)석분을 혼합하는 단계를 더 포함한다.

일 실시예에서, 상기 b1)단계는 상기 FRP 분쇄물과 상기 석분을 1:0.5의 무게비율로 혼합하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 b2)단계는 b1)상기 FRP분쇄물과 상기 수지용융액을 1:1 의 무게비율로 혼합하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 안료는 무기안료인 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 인조대리석 제조용 칩 제조방법을 나타내는 도면이 다.

단계 210에서, FRP의 폐기물을 분쇄한다. 분쇄크기는 0.02~0.5mm가 바람직하다. FRP 는 유리섬유강화플라스틱(Fiberglass Reinforced Plastic)으로서 자동차범퍼, 트럭스포일러, 조형물 등에 사용되며 유리섬유와 수지등이 혼합되어 고형된 것이다. 유리섬유는 여러층이 겹쳐져서 혼합되어 있으며, 이로 인해 강도가 강화되어 있다.

단계 220에서, 단계 210의 FRP 분쇄물, 안료 및 수지용융액을 혼합한다.

안료는 칩의 색깔을 내기위한 재료로서 무기안료 및 유기안료가 사용된다. 일 실시예에서 무기안료로서는 탄산칼슘, 카본, 흑연, 티탄백, 아연가루, 벤갈, 황색황화철, 코발트, 그린인, 구리가루등이 사용된다. 유기안료로서는 리솔레드, 신카샤레드, 벤진,힌사, 인단스렌, 블루 등이 사용된다. 무기물질로 이루어진 안료는 유리안료에 비해 화학적으로 안정하여 변색이 잘 되지 않으며, 색감이 진하다는 장점이 있다.

일 실시예에서, 안료는 고체 또는 액체 결합체를 더 포함한다. 안료는 고체 혹은 액체 결합체와 함께 사용함으로써 안료의 고유의 색을 더욱 잘 표현될 수 있다. 즉, 안료는 안료가 부착된 결합체와의 굴절율의 차이 때문에 산란현상이 발생하며, 이 산란현상은 외부로부터의 광을 더욱 잘 반사한다. 고체 또는 액체 결합체는 합성수지계열의 용융액 혹은 고체 분쇄물이 사용가능하다. 본 발명에서는 수지용융액이 칩판재의 제조과정중에 이미 혼합되므로, 안료의 색표현이 보다 용이하다.

수지용융액은 열경화성수지액이 사용된다. 인조대리석의 칩 판재제조용으로사용되는 주 매질이다.

일 실시예에서, FRP 분쇄물과 수지용융액의 혼합비는 무게비율로 1:1 인 것이 바람직하다. 본 출원인은 FRP 폐기물을 인조대리석제조용 칩 제조에 재활용하기 위해 수회의 반복적 실험을 통해 FRP 분쇄물과 수지용융액의 최적의 무게비율을 착안할 수 있었다. FRP 분쇄물이 너무 많으면 FRP 폐기물의 너무 농도가 진해서 즉 너무 뻑뻑해서 혼합과정이 용이하지 않을 뿐아니라 경화시간도 오래걸리는 문제점이 있었고, 반대로 FRP 분쇄물이 너무 적으면 FRP 폐기물의 재활용도가 지나치게 감소된다는 문제점이 있었다.

즉, FRP 분쇄물을 이용하여 제조한 칩은 불투명 칩이므로, 투명도와 관계없으므로 FRP의 함량을 증가시킬수 있는 것이 일반적일 것이나, 그 함량증가는 혼합과정이 용이하지 않아 FRP의 뭉침현상이 발생하는 문제점 있었다. 이 뭉침현상은 주로 FRP 폐기물내에 포함된 유리섬유로 인해 발생하는 것인데, 유리섬유의 밀도 및 중량이 수지용융액에 비해 현저히 크다는 점을 감안하면, 수지용융액과 FRP 분쇄물의 1:1 무게비율의 혼합은 FRP 폐기물을 거의 최대로 활용하는 것이라고 할 수 있다.

안료의 혼합비율은 칩의 색상에 따라 다양하게 증감시킬 수 있으며, 출원인의 실험결과 FRP:안료:수지의 혼합비가 1: 0.5 :1 일 때 가장 색감이 좋은 칩 판재가 제조되었다.

단계 230에서, 상기 혼합액을 형틀에 부어 경화시킴으로써 칩 판재를 생성한 다.

형틀에는 판재를 용이하게 분리하기위한 이형제가 형틀의 내부면에 발려진다. 이형제는 몰드와 성형물과의 탈형을 용이하게 하기 위한 것이며, 본 발명에 있어서 이형제는 그 재료가 특별히 한정되는 것은 아니지만, 왁스, PVA 용액 및 실리콘 이형제 등을 들 수 있으며, 왁스 이형제가 가장 바람직하다. 일 실시예에서, 이형제로서는 CHEMLRase사 제품의 pmr-asia가 사용된다. 일 실시예에서, 겔코팅제로서는 크래이벨리사 제품의, VUP-464BS가 사용된다.

경화 원리는 자연 경화 및 열 경화 모두 가능하다. 열 경화의 경우, 40~50섭씨온도 동안 30~40분 정도가 적절하다. 온도가 40도 미만이면 경화지연으로 생산이 저하되는 문제점이 있고, 50도를 초과하면 겔코팅제가 몰드로부터 박리되는 현상으로 인해 불량률이 증가되는 문제점이 있다. 또한 처리시간이 30분 미만이면 경화시간이 지연되고, 40분을 초과하면 겔코팅제와 몰드가 제품생산전 선박리현상으로 인해 불량률이 높아기 때문에 주의를 요한다.

단계 240에서, 경화된 칩 판재를 분쇄함으로써 칩을 생성한다. 분쇄크기는 칩의 용도에 따라 상이하면 다음 표와 같다.

[표 1]

칩의 용도	칩 크기(mm)
도장용 스프레이 전용	0.01~0.058
마블,조각,화분전용	0.05~0.1
건축자재용 인조대리석 전용	0.2~0.5

본 발명에서, 칩제조용 재료로서 FRP 분쇄물을 사용하기 때문에, 첫째 FRP 폐기물을 재활용할 수 있어서 환경친화적이라는 효과가 있다. 또한 분리수거 및 매 립등의 별도의 비용 및 노력을 절감할수 있기 때문에 훨씬 경제적이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 칩 제조방법을 나타내는 도면이다.

변형된 실시예에서, 본 발명은 상기 혼합단계에서, FRP 분쇄물, 안료, 수지용융액에 추가하여 석분도 혼합하는 것을 특징으로 한다(단계 320, 다른 단계는 도 2와 동일). 석분은 천연광물 혹은 인조대리석의 분말이지만 바람직하게는, 화학적으로 안정된 물질이어야 하므로, 천연광물의 분말이 바람직하다. 일 실시예에서, 석분은 화강암, 수산화알루미늄, 황산바륨, 탄산바륨, 탄산칼슘, 실리카(규사), 어영석분 중 어느하나 또는 이들의 조합을 포함한다.

이 실시예에 의하면, 화학적으로 안정한 석분이 포함되어 있기 때문에, 첫째 경화과정에서 발생하는 열을 흡수하여 고온의 FRP+안료+수지용융액혼합물을 화학적으로 안정하게 함으로써, 안료성분 혹은 안료성분이 결합된 결합제가 열 때문에 변색되는 것을 방지한다. 일반적으로 경화과정에서 사용하는 경화제는 화학적인 반응으로 경화를 촉진하는 물질이다. 이러한 경화제는 화학적인 반응으로 인해 열을 발생시키고 이 열은 상기 혼합액을 더욱 화학적으로 불안정하게 만든다. 안료는 그 성분에 의해 화학적으로 불안정할때에 화학적 특성이 변화하고 그 결과 미세한 색의 변화까지 발생하는데 본 발명에서는 석분을 첨가시킴으로써 상기 경화제에 의해 발생하는 열을 흡수함으로써 안료의 색이 용이하게 발현되도록 한다.

특히, 본 발명에서는 칩제조를 위해 FRP 폐기물을 사용하고, 이 FRP폐기물은 탁한색을 나타내므로, 칩 전체가 탁한색을 발현할 가능성이 높다는 문제점이 있다. 이에 본 출원인은 안료첨가시 석분을 같이 첨가함으로서 경화시 발생되는 열흡수를 통해 안료의 색이 좀더 명확하게 표현되도록 하여 FRP 폐기물을 이용했을때 발생가능한 색 문제를 해결하였다.

바람직한 실시예에서, FRP:석분의 혼합비는 1: 0.5 무게비율인 것이 바람직하다. 석분이 너무 많으면 혼합 및 경화시간이 증가하고, 석분이 너무 적으면 전술한 석분으로 인한 열흡수 효과가 미미해서 안료의 광택이 잘 발현되지 않기 때문이다.

도 4 및 5는 본 발명에 의해 생산된 인조대리석용 칩 및 이를 이용하여 생성된 인조대리석 판넬을 나타내는 도면이다.

도 4 및 5에 나타난 바와 같이, 본 발명에 의해 생산된 칩 혹은 인조대리석 판넬은 FRP 폐기물을 이용하더라도, 칩의 색깔 및 그 밖의 물리적 특성에는 전혀 문제점을 발생시키지 않는다. 오히려 환경문제를 발생시키지 않아서 자연친화적일 뿐 아니라 비용이 절감됨으로써, 인조대리석 산업상에 현저한 경제적 및 환경적 파급효과가 예상된다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, FRP 폐기물을 사용하여 인조대리석용 칩을 제조하기 때문에, 첫째 칩 제조비용이 감소하며, 둘째 FRP 수거 및 매립비용이 절감된다.

또한 본 발명에 의하면, 석분을 첨가시킴으로써 FRP 폐기물이용시 발생할 수 있는 색발현 저하를 방지한다.

또한 본 발명에 의하면, FRP 폐기물, 안료, 석분 및 수지용융액의 무게비율을 적절히 조절함으로써, 색발현, FRP 활용도, 혼합 및 경화과정의 효율성을 등을 극대화할 수 있다.

무엇보다도 본 발명에 의하면, 인체에 유해한 FRP 폐기물을 재활용할 수 있어 환경문제를 해결할 수 있다.

Claims (5)

1. 인조대리석 제조용 칩을 제조하는 방법에 있어서,

   a) FRP(유리섬유강화플라스틱)의 폐기물을 분쇄하는 단계;

   b) 상기 FRP 분쇄물, 안료 및 수지용융액을 혼합하는 단계;

   c) 상기 혼합액을 형틀에 부어 경화시킴으로써 칩 판재를 생성하는 단계; 및

   d) 상기 칩 판재를 분쇄함으로써 칩을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인조대리석 제조용 칩 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 b)단계는

   b1)석분을 혼합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인조대리석제조용 칩 제조방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 b1)단계는 상기 FRP 분쇄물과 상기 석분을 1:0.5의 무게비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는 인조대리석 제조용 칩 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 b)단계는

   b2)상기 FRP분쇄물과 상기 수지용융액을 1:1 의 무게비율로 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인조대리석 제조용 칩 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 안료는 무기안료인 것을 특징으로 하는 인조대리석 제조용 칩 제조방법.

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