KR20090073891A

KR20090073891A - 감온변색 가능한 인조대리석

Info

Publication number: KR20090073891A
Application number: KR1020070141961A
Authority: KR
Inventors: 방영길; 최기섭; 박창현
Original assignee: 주식회사 라이온켐텍
Priority date: 2007-12-31
Filing date: 2007-12-31
Publication date: 2009-07-03
Also published as: KR100915122B1

Abstract

본 발명은 아크릴계 인조대리석의 제조에 관한 것으로서, 온도에 따라 변색이 가능한 감온안료를 사용하여 온도의 변화에 따른 외관(색상 및 디자인)의 변화를 육안으로 감지할 수 있는 인조대리석에 관한 것이다. 본 발명에 따른 인조대리석은 온도에 따라서 인조대리석 패턴의 변화를 줄 수 있으며, 특히, 목욕탕의 욕조 및 세면대 등에 사용 할 경우에는 냉수와 온수를 사용함에 있어 용기의 색상 및 디자인 변화의 신비감과 인테리어 소재로서의 화려한 기능을 갖는 것을 특징으로 한다.

아크릴계인조대리석, 감온변색기능 인조대리석, 감온변색기능 칩, 색상/디자인의 다변성, 우수한 성형성, 안정성, 기능성 인테리어재료

Description

감온변색 가능한 인조대리석{Artificial Marble}

본 발명은 감온변색 기능을 갖는 인조대리석 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 보다 자세하게는 감온변색 기능을 갖는 인조대리석 원판 또는 감온변색 기능을 갖는 입체 형상의 감온변색칩을 함유하는 인조대리석 성형체에 관한 것이다.

인조대리석은 미려한 외관, 우수한 가공성, 천연대리석에 비하여 인장강도가 우수하고 임의적인 형상 및 색상 패턴을 조절하여 제조할 수 있는 장점으로 인하여, 주방용 씽크대 상판, 카운터 테이블, 내벽재, 욕조, 싱크볼, 세면대 등 각종 인테리어 소재로 활용분야가 넓어지고 있는 추세이다. 그러나 그 활용도 면에서 볼 때 주로 주방용 씽크대 상판과 욕실 및 카운터 테이블에 사용되고 있으며, 건물의 내벽 및 인테리어 소재로의 활용은 다소 미약하다.

이러한 원인은 현재 시판되어지고 있는 벽지 및 각종 인테리어 재료들에 비하여 인조대리석이 기능성이나 화려함 측면에서 다소 부족하기 때문이다.

통상적으로 아크릴계 인조대리석의 제조 방법은 메틸메타아크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA)와 같은 모노머에 고분자수지로 폴리메틸메타아크릴레이트(Polymethyl methacrylate, PMMA)를 용융시켜 점도가 있는 용액을 제조하고, 여기에 무기충전제로 수산화알루미늄, 이산화티탄, 탄산칼슘, 산화규소, 수산화마그네슘 등과 각종 색상의 유/무기 안료 및 라디칼 반응개시제, 반응촉진제를 적정량 혼합하여 주형 성형틀 또는 스틸벨트와 같은 연속 성형장치에 투입하여 평판을 제조하고, 절단 및 표면연마 공정을 거쳐 제조를 완성한다.

이때, 인조대리석의 질감 및 색상을 구현하는 방법으로 각종 안료 및 칩(Chips)을 제조하여 첨가하게 된다. 칩의 구성성분은 인조대리석의 조성과 유사하며, 경우에 따라서는, 폴리스티렌(PS), 폴리(메타아크릴)과 폴리스티렌의 공중합체, 폴리비닐클로라이드(PVC)등과 같은 열가소성 수지류와 에폭시 수지, 불포화폴리에스터 수지와 같은 열경화성 수지류의 사용도 가능하다. 한 가지 이상의 안료를 첨가하여 인조대리석과 동일한 공정으로 평판을 제조하고 이를 파쇄하여 다양한 크기 및 색상을 갖는 칩을 제조하여 첨가하여 제조되어 지고 있다.

이러한 방법으로 제조된 현재 시판중인 인조대리들은 점차 미관이 수려해지고 여러 가지 특성들을 갖도록 되어 지고 있으나, 기능적인 면에서는 내부 벽재나 각종 인테리어 소품으로 활용되기에는 보완개발이 필요한 실정이다.

따라서 본 발명에서는 이러한 점을 보완하고자 온도의 변화에 따라 색상이 바뀌는 감온성 안료를 사용하여 온도의 변화에 따라 색상 및 패턴이 바뀌는 인조대리석 원판 및 칩을 개발하기에 이르렀다.

본 발명은 온도에 따른 변색 기능을 갖는 감온변색안료를 첨가한 인조대리석을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 온도에 따른 변색 기능을 갖는 감온변색안료를 첨가한 인조대리석 칩 및 이를 포함하는 인조대리석을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 감온변색안료와 일반안료의 혼합안료를 사용하여, 감온변색안료가 색상을 발휘하지 않는 온도에서는 일반안료만의 색상을 나타내다가, 감온변색 안료가 색상을 발휘하는 온도에서는 일반안료와 감온변색안료의 혼합 색상이 발현되어, 각종 색상 및 패턴을 유지하면서도 온도의 변화에 따라 색상이 변하면서 패턴 및 무늬가 변화되는 기능을 갖는 인조대리석을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 감온변색안료와 일반안료의 혼합안료를 첨가하여, 감온변색안료가 색상을 발휘하지 않는 온도에서는 일반안료만의 색상을 나타내다가, 감온변색 안료가 색상을 발휘하는 온도에서는 일반안료와 감온변색안료의 혼합 색상이 발현되어, 각종 색상 및 패턴을 유지하면서도 온도의 변화에 따라 색상이 변하면서 패턴 및 무늬가 변화되는 기능을 갖는 인조대리석 칩 및 이를 포함하는 인조대리석을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 인조대리석 원판의 내/외부가 고르게 변색이 이루어지는 인조대리석을 제공하고자 한다.

본 발명은 감온변색안료가 포함된 수지시럽 조성물을 경화시킨 인조대리석에 관한 것으로, 감온변색 안료만을 사용하거나 또는 감온변색안료와 일반안료를 혼합한 혼합 안료를 사용하여, 빛의 유무, 또는 빛의 세기에 따라 색상이 변하도록 하면서 패턴 및 무늬를 변화시킬 수 있도록 제조한 인조대리석에 관한 것이다.

본 발명에서 감온변색은 단순히 인조대리석의 표면에 코팅되어 기능을 발휘하는 것이 아니라, 인조대리석 원판의 내/외부가 고르게 변색이 이루어지도록 제조하는데 특징이 있다. 따라서 표면의 긁힘, 파손 및 이물에 의하여 표면에 손상이 오더라도 간단한 표면연마만을 통하여 원래의 패턴으로 되돌릴 수 있는 반영구적인 소재이다.

또한, 감온변색안료를 인조대리석 원판 및 칩에 적용함으로서 온도변화에 따른 명확한 색상의 변화 패턴을 갖는 것을 육안으로 빠르게 인지할 수 있으며, 감온변색 안료를 2종이상의 것을 혼용하거나 일반안료를 혼용하여 사용함으로써 색상의 다변화가 가능하였다. 즉, 2종 이상의 감온변색안료를 혼합하여 사용하는 경우, 저온(-5 ~ 10℃)에서 변색의 기능을 갖는 안료, 중간온도범위(35 ~45℃)에서 변색 기능을 갖는 안료, 고온 (65 ~ 75℃ 또는 100℃ 이상)등 임의의 온도범위에서 변색이 조절 가능하게 인조대리석을 제조함으로써 주변의 온도를 대략적으로 쉽게 가늠할 수 있는 기능을 부여할 수 있으며, 온도의 변화에 따라 다른 색상을 발현하도록 할 수 있다.

또한 감온변색안료와 일반안료를 혼용하여 사용함으로써 색상의 다변화가 가능하였다. 즉, 감온변색안료가 색상을 발휘하지 않는 온도에서는 일반안료만의 색상을 나타내다가, 감온변색 안료가 색상을 발휘하는 온도에서는 일반안료와 감온변색안료의 혼합 색상이 발현된다.

본 발명에서 상기 인조대리석 제조용 수지시럽 조성물은 해당분야에서 통상적으로 사용되는 열경화성 수지시럽 조성물이라면 제한되지 않으며, 예를 들면 아크릴계 수지시럽, 불포화폴리에스테르계 수지시럽, 에폭시계 수지시럽, 할로겐화에폭시계 수지시럽, 할로겐화불포화폴리에스테르계 수지시럽 또는 이들의 혼합시럽 등을 포함한다.

보다 구체적으로는 아크릴계수지시럽 100 중량부에 대하여, 무기충전제 100 ~ 200 중량부, 가교제로서 다관능성 아크릴계 모노머 0.1 ~ 10 중량부, 감온변색안료 또는 감온변색안료와 일반안료의 혼합안료 0.01 ~ 10 중량부, 개시제 0.1 ~ 5 중량부를 포함한다. 또한, 반응촉진제로서 소듐바이설파이드 0.1 ~ 5 중량부를 더 포함하는 것도 가능하다.

상기 감온변색안료는 특정 온도 범위에서 색을 발현하는 안료로서, 열을 흡수하면 화합물의 구조가 변하여 발색 또는 소색되며, 열을 차단시키면 다시 원래의 화합물 구조로 되돌아오게 되어 소색 또는 발색된다. 이러한 감온변색안료는 전자 공여성 정색성 유기 화합물과 전자 수용성 화합물로 이루어지며, 이러한 감온변색안료는 일본공개특허공보 2002-129030호, 2002-129029호, 2002-127287호 등에 기재 되어 있다.

보다 구체적으로는 임의의 온도에서 전자를 공여하는 물질인 트리페닐메탄계, 플로란계, 로이다민락탐계에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 전자공여 물질과, 전자를 수용하는 비스페놀류, 알킬페놀류, 노블락형 페놀수지, 카르본산 유도체 및 금속염, 히드록시안식향산에스텍, 활성백토에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 전자수용성 물질을 혼합하여 제조된다.

또한 상기 감온변색안료를 수지시럽 조성물에 첨가 시 분산성 및 저장안정성 등의 물성을 향상시키기 위해서 아크릴계수지, 멜라민수지, 에폭시시지, 우레탄수지, 폴리우레아수지, 폴리에스테르 수지, 폴리비닐클로라이드수지, 폴리비닐알콜, 셀룰로오스계수지를 이용하여 표면이 캡슐화된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 마이크로캡슐화된 감온변색안료의 예로는 제한되지 않으나 국내의 폴리크롬사의 상품명 Chameleon-T시리즈가 있다.

또한 본 발명에서 상기 감온변색안료를 단독으로 첨가하는 것도 가능하나, 일반적으로 인조대리석 제조 시 사용되는 일반 안료를 혼합하여 첨가하는 것도 가능하다. 이때 혼합비율은 제한되지 않으나 감온변색안료와 일반안료를 1 ~ 99 : 1 ~ 99 중량비로 혼합하는 것이 변색기능을 발휘하기에 적합하다.

일반 안료와 혼합하는 경우는 감온변색안료가 기능을 발휘하지 않는 온도에서는 일반안료의 색상을 발휘하다가, 감온변색안료의 기능이 발휘되는 온도에서는 감온변색안료의 색상이 발현이 되므로 다중 변색 가능한 인조대리석을 제조할 수 있으며, 무늬나 패턴의 변화가 가능하다.

또한 2종 이상의 감온변색 안료를 사용하는 경우에도 각 안료마다 기능이 발현되는 온도가 다른 것을 혼용하여 사용함으로써, 온도의 변화에 따라 다른 색을 발현하도록 할 수 있다.

이때 상기 안료의 함량은 1종 이상의 감온변색안료를 사용하거나, 또는 1종 이상의 감온변색안료와 1종 이상의 일반안료와 혼합하여 사용하는 경우에도 안료의 총 함량은 아크릴계수지시럽 100 중량부에 대하여 0.01 ~ 30 중량부를 사용한다. 0.01 중량부 미만으로 사용되는 경우 색상 발현이 미미하고, 30 중량부를 초과하는 경우 무기필러의 함량 및 첨가제의 양이 부족하여 기계적 물성을 저하 시키는 원인이 되며, 안료가 고가이기 때문에 많은 양을 넣기에는 다소 부적절 하다.

상기 아크릴계수지시럽은 아크릴 단량체 65 ~ 85 중량%, 더욱 바람직하게는 70 ~ 80 중량%와, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)수지 15 ~ 35 중량%, 더욱 바람직하게는 20 ~ 30 중량%를 혼합하여 사용한다.

이러한 아크릴계 단량체는 메틸아크릴레이트(MA), 에틸아크릴레이트(EA), 부틸아크릴레이트(BA), 메틸메타크릴레이트(MMA), 에틸메타크릴레이트(EMA), 부틸메타크릴레이트(BMA), 2-에틸헥실메타크릴레이트(EHMA), 글리시딜메타크릴레이트(GMA)에서 선택되는 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 특히 메틸메타크릴레이트(MMA) 단독 또는 2종 이상 혼용하여 사용되어진다.

또한, 메틸메타크릴레이트 모노머에 용융시켜 사용하는 수지로 바람직하게는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지를 사용한다. 여기서, 아크릴수지는 분자구조 및 분자의 크기에 따라 점도가 다르게 나타날 수 있으므로 사용량은 조절이 가능하 다.

상기 무기충전제는 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 수산화지르코늄, 이산화티탄, 탄산칼슘, 산화규소에서 선택되는 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 일반적으로 아크릴계 인조대리석의 제조에서는 수산화알루미늄이 가장 널리 사용되어지고 있다. 사용량은 수지시럽 100중량부에 대하여 50 ~ 250 중량부이며, 바람직하기로는 100 ~ 200 중량부이다. 50 중량부 미만에서는 혼합용액의 점도가 낮아 성형이 균일하게 이루어 지지 못하고, 경화물의 강도와 내열성이 낮아 바람직하지 못하다. 또한 무기필러의 부족으로 치수안정성이 저하되어 연속케스팅에 의한 생산 공정 경화반응 진행 단계에서 판재가 휨이 발생하는 원인이 된다.

인조대리석 제조용 수지시럽 조성물의 적절한 점도는 50 ~ 100 cps(25℃)이다. 이는 무기충진제와 칩의 첨가량에 따라 변화가 있으며, 시럽제조시 아크릴수지의 분자량이나 함량에 따라서도 변화가 있다. 따라서 각종 첨가제의 사용량에 의하여 점도의 제한범위를 조절이 가능하다.

상기 수지시럽 조성물에 첨가되는 가교제는 공중합이 가능한 이중결합을 2개 이상 포함하고 있는 다관능성 아크릴계 모노머로 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,6-헥산 디올 디메타크릴레이트, 폴리부틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트에서 선택되는 단독 또는 2종 이상 의 혼합물을 사용한다. 특히 에틸렌글리콜디메타크릴레이트(EGDMA)가 바람직하다.

상기 가교제의 사용 적정량은 수지시럽 100 중량부에 대하여 1 ~ 10 중량부가 적절하며, 1 중량부 미만 또는 사용하지 않는 경우는 인조대리석 내부에 바인더로 작용하는 수지 간에 가교결합성이 미약하여 내용제성, 내열성, 기계적인 물성(표면강도, 내충격성 등) 등이 떨어지고, 10 중량부 이상의 과량 사용 시에는 칩들의 상분리로 인하여 미관이 좋지 못하고 신축성이 저하되어 쉽게 부러지므로 각종 인테리어로 가공 과정에서 시공성이 좋지 못하게 된다.

본 발명에서 사용되는 개시제는 인조대리석 혼합원료의 중합(경화)반응을 가능하게 한다. 통상적으로 사용 가능한 것이라면 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 라디칼개시제, 레독스 개시제 등을 제한 없이 사용할 수 있다.

라디칼 개시제의 예로는 일정온도 이상에서 라디칼을 생성시키는 벤조일퍼옥사이드, 디쿠밀퍼옥사이드, 쿠밀하이드로퍼옥사이드, 디아실퍼옥사이드, 부틸하이드로퍼옥사이드, 하이드로퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시말레인산, t-부틸하이드로퍼옥사이드, t-부틸하이드로퍼옥시부틸레이트, 아세틸퍼옥사이드, 라우로일퍼옥사이드, 아조비스이소부틸로니트릴, 아조비스디메틸발레로니트릴에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 유기 과산화물이 사용 가능하다.

본 발명에서 중합개시제(경화)로 t-부틸퍼옥시말레인산을 사용하고, 반응촉진제로 소듐바이설파이드(23%-수용액)를 사용하여, 각각 수지시럽 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 5.0 중량부 사용하였다. 이는 실온(25℃)에서도 경화반응이 원활하게 일어나는 레독스(산화-환원)반응을 유도하기 위함이다.

이외에도 상기 수지시럽 조성물에는 필요에 따라 소포제, 커플링제, 자외선흡수제, 난연제, 이형제, 산화방지제 중에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 소량 첨가하여 인조대리석의 성형물성을 증가 시킬 수 있다. 상기 첨가제들의 함량은 제한되지 않으나 0.1 ~ 10.0 중량부 범위로 사용한다.

또한 본 발명은 앞서 설명한 수지시럽 조성물과 동일한 수지 시럽 조성물을 이용하여 제조된 각종 색상 및 감온변색 범위가 다른 원판을 파쇄하여 무정형의 입자를 제조하고 입자크기 별로 선별 분리하여 감온변색칩으로 제조할 수 있다.

이렇게 제조된 감온변색 칩은 또 다른 수지시럽 조성물과 혼합을 하여 성형, 경화시킴으로써 마블(dot)이 형성된 인조대리석으로 제조할 수 있다. 이때 혼합비율은 사용되는 칩의 입자의 크기에 따라 달라질 수 있으나, 수지시럽 조성물 100 중량부에 대하여 감온변색 칩을 1 ~ 50 중량부로 포함하는 것이 바람직하다. 1 중량부 미만에서는 완성된 성형품의 표면에 출현빈도가 빈약하여 변색기능의 인지가 난해하고, 50 중량부를 초과하여 사용하는 경우, 혼합원료의 점도가 과다하게 증가하여 성형이 어렵고 제조공정상에 탈포가 제대로 이루어 지지 않아 완성된 성형품의 표면에 기포가 발생하는 등의 문제를 야기 시킬 수 있다.

또한 인테리어 재료의 특성을 높이기 위해서 각각의 색상별로 칩을 제조하여 첨가하는 것도 가능하다.

다음으로 본 발명의 인조대리석을 제조하는 방법으로는 아크릴계수지시럽 100 중량부에 대하여, 무기충전제 100 ~ 200 중량부, 가교제로서 다관능성 아크릴계 모노머 0.1 ~ 10 중량부, 감온변색안료 또는 감온변색안료와 일반안료의 혼합안 료 0.01 ~ 10 중량부, 개시제 0.1 ~ 5 중량부를 포함하는 수지시럽 조성물을 제조하는 단계; 상기 수지시럽 조성물을 성형틀에서 경화시키는 단계; 를 포함한다.

또한 상기 수지시럽 조성물에 반응촉진제로서 소듐바이설파이드 0.1 ~ 5 중량부로 더 첨가하여 상온에서도 반응이 일어나도록 할 수 있다.

이때, 상기 성형틀은 다수의 구획으로 분리되어 있고, 상기 구획별로 각각 상이한 감온변색안료가 첨가된 수지시럽 조성물을 충전하여 중합, 경화시킴으로써 무늬를 형성할 수도 있으며, 온도의 가온 범위에 따라 각각 다른 색상을 발현하도록 할 수 있다.(도 4 참조)

다음으로 감온변색칩의 제조방법 및 이의 적용방법에 대하여 설명한다.

a) 아크릴계수지시럽 100 중량부에 대하여, 무기충전제 100 ~ 200 중량부, 가교제로서 다관능성 아크릴계 모노머 0.1 ~ 10 중량부, 감온변색안료 또는 감온변색안료와 일반안료의 혼합안료 0.01 ~ 10 중량부, 개시제 0.1 ~ 5 중량부를 포함하는 수지시럽 조성물(1)을 제조하는 단계;

b) 상기 수지시럽 조성물(1)을 성형틀에서 경화시키는 단계;

c) 상기 경화된 성형체를 파쇄하여 감온변색칩을 제조하는 단계;

d) 아크릴계수지시럽 100 중량부에 대하여, 무기충전제 100 ~ 200 중량부, 가교제로서 다관능성 아크릴계 모노머 0.1 ~ 10 중량부, 감온변색안료 또는 감온변색안료와 일반안료의 혼합안료 0.01 ~ 10 중량부, 개시제 0.1 ~ 5 중량부를 포함하는 수지시럽 조성물(2)을 제조하는 단계;

e) 상기 수지시럽 조성물(2) 100 중량부에 대하여, 상기 c)단계에서 제조된 감온변색칩을 1 ~ 50 중량부로 첨가하여 혼합한 후 성형틀에서 경화시키는 단계;

를 포함하며, 또한 상기 수지시럽 조성물에 반응촉진제로서 소듐바이설파이드 0.1 ~ 5 중량부로 더 첨가하여 상온에서도 반응이 일어나도록 할 수 있다.

또한, f) 경화된 성형체의 표면을 연마하여 감온변색칩의 단면을 노출시키는 단계; 를 더 포함할 수 있다.

상기 경화된 아크릴계인조대리석은 일반적인 방법으로 연마하여 감온변색칩의 단면을 노출 시킨다. 이러한 공정은 인조대리석의 표면을 매끄럽고 고르게 하기 위함이다. 또한, 표면 연마공정을 통하여 인조대리석 표면에 발현된 감온변색칩의 색상 및 형상이 뚜렷하게 노출되고 내부에 박힌 칩들과 입체감을 주게 된다.

표면연마는 0.1 ~ 5.0 mm 정도 진행 하는데, 이는 사용된 칩의 크기에 따라 편차가 있다. 칩을 사용하지 않거나 작은 칩(직경 1.0 mm 이하)을 사용한 경우에는 0.1 ~ 0.5 mm의 두께로 얇게 연마하여도 인조대리석 표면이 고르게 되고 칩의 단면도 명확하게 보이는 효과가 있지만, 큰 칩(직경 5.0mm 이상)이 사용될 경우에는 2 ~ 5mm정도로 두껍게 표면을 연마해야 만이 칩의 단면이 제대로 효과를 보이게 된다.

본 발명에 따른 인조대리석은 온도에 따라서 색상 및 패턴이 변화하는 신비감 및 특수기능을 제공할 수 있다.

본 발명은 하나의 원판 내에서 온도에 따른 색상의 변화를 가능하게 하여 2가지 이상의 색상 또는 패턴의 다변성을 제공할 수 있다. 따라서 상기 기능의 인조 대리석을 재료로 하여 각종 인테리어 소품 및 건축자재료 활용하는 가공 분야에서는 여러 가지 판재를 혼용 사용하여 절단 가공하여 더욱 미관 및 기능성을 부각시킬 수 있다.

또한 본 발명은 인조대리석 원판의 내/외부가 고르게 변색이 이루어지므로, 표면의 긁힘, 파손 및 이물에 의하여 표면에 손상이 오더라도 간단한 표면연마만을 통하여 원래의 패턴으로 되돌릴 수 있는 반영구적인 소재를 제공할 수 있다.

본 발명에서 단순히 첨가 재료의 종류 및 함량, 안료의 첨가 비율에 따른 조색에 의한 변경은 해당 분야의 일반적인 경험과 지식을 가진 사람이라면 쉽게 실시될 수 있다. 따라서 이러한 변경 및 변형은 본 발명의 영역에 벗어나지 못하는 것으로 볼 수 있다.

이하 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 일예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예1]

감온변색 인조대리석 제조

아크릴 수지시럽은 아크릴 모노머(MMA, 엘지화학) 75 중량%와 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, 아토피나, AlTOGLAS) 25 중량%를 혼합하여 제조하였다.

제조된 수지 시럽 100 중량부에 대하여, 수산화알루미늄 170 중량부, 감온변색안료(폴리크롬사의 Chameleon-T 31, 빨간색) 3.0 중량부, t-부틸퍼옥시말레인산 2 중량부, 소듐바이설파이드(23%-수용액) 1 중량부를 고르게 혼합하여 수지시럽 조성물을 제조하였다.

상기 수지시럽 조성물은 200*200*20mm 크기의 주형틀에 고르게 흩어 뿌린 후 상온(25 ℃)에서 30분간 중합 반응시켜 인조대리석 판을 얻었다. 자체 중합열에 의하여 100 ℃이상 고온까지 올라간 판재를 냉수로 냉각하고, 표면연마를 0.2 mm 정도 하였다. 이를 상온과 35℃가온 상태에 따른 색상 변화를 확인한 결과 붉은색에서 흰색으로 색상이 변하였다.

따라서 앞에서 언급한 감온변색 기능을 갖은 인조대리석 판재가 제조되었음을 확인 할 수 있었다. 상기 제조된 인조대리석판의 사진을 도1에 나타내었다.

감온변색칩의 제조

상기 제조된 인조대리석판과 동일한 조성 및 동일한 방법으로 성형체를 제조한 후, 파쇄기를 이용하여 파쇄를 하였으며, 체 분리를 통하여 칩을 크기별로 선별 분리하여 아래와 같은 크기 분포의 것들을 준비하였다.

4메쉬는 통과하고 8메쉬는 통과되지 않는 칩(A칩, #4~8), 8메쉬는 통과하고 12메쉬는 통과되지 않는 칩(B칩, #8~12), 12메쉬는 통과하고 20메쉬는 통과되지 않는 칩(C칩, #12~20), 20메쉬는 통과하고 40메쉬는 통과되지 않는 칩(D칩, #20~40), 40메쉬는 통과하고 100메쉬는 통과되지 않는 칩(E칩, #40~100)으로 분리하였다.

[실시예2]

감온변색 인조대리석 제조

제조된 수지 시럽 100 중량부에 대하여, 수산화알루미늄 170 중량부, 실시예 1에서 제조된 감온변색칩을 크기별로(A~E칩) 각각 2 중량부 씩 총 10 중량부를 첨가하고, t-부틸퍼옥시말레인산 2 중량부, 소듐바이설파이드(23%-수용액) 1 중량부를 고르게 혼합하여 수지시럽 조성물을 제조하였다.

상기 수지시럽 조성물은 200*200*20mm 크기의 주형틀에 고르게 투입하고, 상온(25 ℃)에서 30분간 중합 반응시켜 인조대리석 판을 얻었다. 자체 중합열에 의하여 100 ℃이상 고온까지 올라간 판재를 냉수로 냉각하고 표면연마를 0.2 mm 정도 하였다. 이를 상온과 35℃가온 상태에 따른 색상 변화를 확인한 결과 감온변색 기능을 갖은 인조대리석 칩이 함유된 판재가 제조되었음을 확인 할 수 있었다. 상기 제조된 인조대리석판의 사진을 도2에 나타내었다.

[ 실시예3 ]

안료로 국내의 폴리크롬사에서 제조되는 Chameleon-T 31(빨간색) 1.5 중량부와 노란색 일반안료(진우켐, Yellow-2042) 0.5 중량부를 첨부 한 것을 제외 하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 인조대리석을 제조하였다.

상온과 가온(35 ℃ 이상)에 따른 색상 변화를 확인한 결과 상온에서는 혼합안료 색상인 주황색에서 가온상태에서는 감온변색안료의 색상이 없어지고 노란색으 로 변하였다. 감온변색 기능을 갖은 인조대리석이 감온변색안료와 일반안료의 혼용으로 색상의 다변성을 증가시키고 조색의 범위를 조절 할 수 있는 인조대리석의 제조가 가능함을 확인 할 수 있었다. 상기 제조된 인조대리석판의 사진을 도 3에 나타내었다.

[ 실시예4 ]

수지시럽조성물 (1)

제조된 수지 시럽 100 중량부에 대하여, 수산화알루미늄 170 중량부, 감온변색안료로 빨간색(폴리크롬사, Chameleon-T 31) 1.5 중량부와 파란색(폴리크롬사, Fastblue T 31) 1.5중량부, 검은색의 일반안료(진우켐, Black-9020)가 함유된 칩(40메쉬는 통과되고 100메쉬는 통과되지 않는 칩) 5 중량부, t-부틸퍼옥시말레인산 2 중량부, 소듐바이설파이드(23%-수용액) 1 중량부를 고르게 혼합하여 수지시럽 조성물(1)을 제조하였다.

수지시럽조성물 (2)

제조된 수지 시럽 100 중량부에 대하여, 수산화알루미늄 170 중량부, 검은색 의 일반안료(진우켐, Black-9020)가 함유된 칩(40메쉬는 통과되고 100메쉬는 통과되지 않는 칩) 5 중량부와 폴리크롬사에서 제조 시판되는 붉은색 감온변색안료(Chameleon T 31) 1.5 중량부, 일반안료 파란색(진우켐, Blue-5023) 0.5중량부, t-부틸퍼옥시말레인산 2 중량부, 소듐바이설파이드(23%-수용액) 1 중량부를 고르게 혼합하여 수지시럽 조성물(2)을 제조하였다.

수지시럽조성물 (3)

제조된 수지 시럽 100 중량부에 대하여, 수산화알루미늄 170 중량부, 검은색의 일반안료가 함유된 칩(40메쉬는 통과되고 100메쉬는 통과되지 않는 칩) 5 중량부와 폴리크롬사에서 제조시판되는 파란색 감온변색안료(Fastblue T 31) 1.5 중량부, 일반 붉은색안료(진우켐, Red-4025) 0.5 중량부, t-부틸퍼옥시말레인산 2 중량부, 소듐바이설파이드(23%-수용액) 1 중량부를 고르게 혼합하여 수지시럽 조성물(3)을 제조하였다.

감온변색 인조대리석 제조

200*200*20mm 크기의 주형틀의 가운데에 태극 모양의 주형틀을 놓고, 주형틀 밖은 상기 수지시럽조성물(1)을 투입하고, 태극모양의 상부는 상기 수지시럽조성물(2)를 투입하고, 태극모양 하부는 상기 수지시럽조성물(3)을 투입한 후 상온(25 ℃)에서 30분간 중합 반응시켜 인조대리석 판을 얻었다.

제조된 인조대리석판을 표면연마를 약 1 mm 진행하여 감온변색 기능에 의한 패턴의 변화 기능이 부여된 인조대리석을 제조하였다. 온도에 따른 색상 변화를 확인한 결과, 30℃이하에서는 패턴이 보이지 않다가, 33℃ 이상의 온도가 되는 경우 태극 무늬의 패턴이 나타내는 것을 확인하였다. 상기 제조된 인조대리석판의 사진을 도4에 나타내었다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 인조대리석 원판의 온도변화 따른 색상의 변화를 나타낸 사진이다. 왼쪽이 상온에서 촬영한 사진이고, 오른쪽이 가온한 상태에서 촬영한 사진이다.

도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 감온변색칩의 온도변화 따른 색상의 변화를 나타낸 사진이다. 왼쪽이 상온에서 촬영한 사진이고, 오른쪽이 가온한 상태에서 촬영한 사진이다.

도 3은 본 발명의 실시예 3에 따른 인조대리석 원판의 온도변화 따른 색상의 변화를 나타낸 사진이다. 왼쪽이 상온에서 촬영한 사진이고, 오른쪽이 가온한 상태에서 촬영한 사진이다.

도 4는 본 발명의 실시예 4에 따른 인조대리석 온도변화에 따른 색상의 변화를 나타낸 사진이다. 왼쪽이 상온에서 촬영한 사진이고, 오른쪽이 가온한 상태에서 촬영한 사진이다.

Claims

감온변색안료가 포함된 수지시럽 조성물을 경화시킨 인조대리석.
제 1항에 있어서,

상기 수지시럽 조성물은 아크릴계수지시럽 100 중량부에 대하여, 무기충전제 100 ~ 200 중량부, 가교제로서 다관능성 아크릴계 모노머 0.1 ~ 10 중량부, 감온변색안료 또는 감온변색안료와 일반안료의 혼합안료 0.01 ~ 10 중량부, 개시제 0.1 ~ 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인조대리석.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 감온변색안료는 트리페닐메탄계, 플로란계, 로이다민락탐계에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 전자 공여 물질과 비스페놀류, 알킬페놀류, 노블락형 페놀수지, 카르본산 유도체 및 금속염, 히드록시안식향산에스텍, 활성백토에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 전자 수용 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 인조대리석.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 감온변색안료는 아크릴계수지, 멜라민수지, 에폭시수지, 우레탄수지, 폴리우레아수지, 폴리에스테르 수지, 폴리비닐클로라이드수지, 폴리비닐알콜, 셀룰 로오스계수지에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 수지를 이용하여 캡슐화된 것을 특징으로 하는 인조대리석.
제 2항에 있어서,

상기 수지시럽 조성물은 반응촉진제로서 소듐바이설파이드 0.1 ~ 5 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인조대리석.
제 2항에 있어서,

상기 아크릴계수지시럽은 메틸아크릴레이트(MA), 에틸아크릴레이트(EA), 부틸아크릴레이트(BA), 메틸메타크릴레이트(MMA), 에틸메타크릴레이트(EMA), 부틸메타크릴레이트(BMA), 2-에틸헥실메타크릴레이트(EHMA), 글리시딜메타크릴레이트(GMA)에서 선택되는 1종 이상의 아크릴 단량체 65 ~ 85 중량%와, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)수지 15 ~ 35 중량%를 혼합한 것을 특징으로 하는 인조대리석.
제 2항에 있어서,

상기 가교제는 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,6-헥산 디올 디메타크릴레이트, 폴리부틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하 는 인조대리석.
제 2항에 있어서,

상기 무기충전제는 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 수산화지르코늄, 이산화티탄, 탄산칼슘, 산화규소에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 인조대리석.
감온변색안료가 포함된 수지시럽 조성물을 경화시킨 후 파쇄한 인조대리석용 감온변색칩.
제 9항에 있어서,

상기 수지시럽 조성물은 아크릴계수지시럽 100 중량부에 대하여, 무기충전제 100 ~ 200 중량부, 가교제로서 다관능성 아크릴계 모노머 0.1 ~ 10 중량부, 감온변색안료 또는 감온변색안료와 일반안료의 혼합안료 0.01 ~ 10 중량부, 개시제 0.1 ~ 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인조대리석용 감온변색칩.
제 9항에 있어서,

상기 감온변색안료는 트리페닐메탄계, 플로란계, 로이다민락탐계에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 전자 공여 물질과 비스페놀류, 알킬페놀류, 노블락형 페놀수지, 카르본산 유도체 및 금속염, 히드록시안식향산에스텍, 활성백토에서 선택 되는 단독 또는 2종 이상의 전자 수용 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 인조대리석용 감온변색칩.
제 9항에 있어서,

상기 감온변색안료는 아크릴계수지, 멜라민수지, 에폭시시지, 우레탄수지, 폴리우레아수지, 폴리에스테르 수지, 폴리비닐클로라이드수지, 폴리비닐알콜, 셀룰로오스계 수지를 이용하여 캡슐화된 것을 특징으로 하는 인조대리석용 감온변색칩.
제 10항에 있어서,

상기 수지시럽 조성물은 반응촉진제로서 소듐바이설파이드 0.1 ~ 5 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인조대리석용 감온변색칩.
제 10항에 있어서,

상기 아크릴계수지시럽은 메틸아크릴레이트(MA), 에틸아크릴레이트(EA), 부틸아크릴레이트(BA), 메틸메타크릴레이트(MMA), 에틸메타크릴레이트(EMA), 부틸메타크릴레이트(BMA), 2-에틸헥실메타크릴레이트(EHMA), 글리시딜메타크릴레이트(GMA)에서 선택되는 1종 이상의 아크릴 단량체 65 ~ 85 중량%와, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)수지 15 ~ 35 중량%를 혼합한 것을 특징으로 하는 인조대리석용 감온변색칩.
제 10항에 있어서,

상기 가교제는 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,6-헥산 디올 디메타크릴레이트, 폴리부틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 인조대리석용 감온변색칩.
제 10항에 있어서,

상기 무기충전제는 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 수산화지르코늄, 이산화티탄, 탄산칼슘, 산화규소에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 인조대리석용 감온변색칩.
제 9항 내지 제 16항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 인조대리석용 감온변색칩을 포함하는 인조대리석.
아크릴계수지시럽 100 중량부에 대하여, 무기충전제 100 ~ 200 중량부, 가교제로서 다관능성 아크릴계 모노머 0.1 ~ 10 중량부, 감온변색안료 또는 감온변색안료와 일반안료의 혼합안료 0.01 ~ 10 중량부, 개시제 0.1 ~ 5 중량부를 포함하는 수지시럽 조성물을 제조하는 단계;

상기 수지시럽 조성물을 성형틀에서 경화시키는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 인조대리석의 제조방법.
제 18항에 있어서,

상기 수지시럽 조성물은 반응촉진제로서 소듐바이설파이드 0.1 ~ 5 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인조대리석의 제조방법.
제 18항에 있어서,

상기 성형틀은 다수의 구획으로 분리되어 있고, 상기 구획별로 각각 상이한 감온변색안료가 첨가된 수지시럽 조성물을 충전하여 경화시킨 것을 특징으로 하는 인조대리석의 제조방법.
a) 아크릴계수지시럽 100 중량부에 대하여, 무기충전제 100 ~ 200 중량부, 가교제로서 다관능성 아크릴계 모노머 0.1 ~ 10 중량부, 감온변색안료 또는 감온변색안료와 일반안료의 혼합안료 0.01 ~ 10 중량부, 개시제 0.1 ~ 5 중량부를 포함하는 수지시럽 조성물(1)을 제조하는 단계;

b) 상기 수지시럽 조성물(1)을 성형틀에서 경화시키는 단계;

c) 상기 경화된 성형체를 파쇄하여 감온변색칩을 제조하는 단계;

d) 아크릴계수지시럽 100 중량부에 대하여, 무기충전제 100 ~ 200 중량부, 가교제로서 다관능성 아크릴계 모노머 0.1 ~ 10 중량부, 감온변색안료 또는 감온변 색안료와 일반안료의 혼합안료 0.01 ~ 10 중량부, 개시제 0.1 ~ 5 중량부를 포함하는 수지시럽 조성물(2)을 제조하는 단계;

e) 상기 수지시럽 조성물(2) 100 중량부에 대하여, 상기 c)단계에서 제조된 감온변색칩을 1 ~ 50 중량부로 첨가하여 혼합한 후 성형틀에서 경화시키는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 인조대리석의 제조방법.
제 21항에 있어서,

상기 수지시럽 조성물(1) 및 (2)는 반응촉진제로서 소듐바이설파이드 0.1 ~ 5 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인조대리석의 제조방법.
제 21항에 있어서,

f) 경화된 성형체의 표면을 연마하여 감온변색칩의 단면을 노출시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인조대리석의 제조방법.