KR20100025990A - 인조석 판재 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 벽재, 장롱, 식탁, 세면대, 싱크대, 욕조 등에 사용될 수 있는 인조석 판재 및 이의 제조 방법에 대한 것으로서, 인조석 판재는 재단한 돌을 포함하는 기저층, 기저층 위에 위치하며, 티타늄 분말 및 불포화 폴리에스테르 수지를 포함하는 기초 코팅층, 기초 코팅층 위에 위치하며, 금 분말, 은 분말 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 귀금속 분말 및 불포화 폴리에스테르 수지를 포함하는 분말 코팅층, 그리고 분말 코팅층 위에 위치하며, 불포화 폴리에스테르 수지를 포함하는 표면 코팅층을 포함한다.

인조석 판재는 천연 대리석과 같은 자연스러운 외관을 가지고, 고급스러운 분위기를 연출하며, 압축 강도, 굴곡 강도, 인장 강도 등이 우수하여 하중에 잘 견디고, 스크래치가 잘 발생하지 않으며, 내충격성, 내마모성, 내화학약품성 등이 우수하여 색상과 광택이 오랫동안 유지된다.

인조석, 판재, 돌, 수정백, 폴리에스테르, 금, 은, 티타늄, 분말, 첨가제, 디페닐포스파이트, 부스피론, 파라핀, 에틸아세테이트, 수산화나트륨, 메탄올, 아세톤

Description

인조석 판재 및 이의 제조 방법{IMITATION STONE BOARD AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 벽재, 장롱, 식탁, 세면대, 싱크대, 욕조 등에 사용될 수 있는 인조석 판재 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.

천연 대리석은 원래 수성암이나, 아름다운 무늬와 색상 및 형태로 재결정시켜 가공함으로써 미술 공예품이나 건축 장식재로 널리 사용된다. 그러나 천연 대리석은 채석량이 매우 적을 뿐만 아니라 여러 단계의 복잡하고 까다로운 공정을 거쳐야 하기 때문에 생산 단가가 높다는 문제점이 있다.

이에, 천연 대리석과 유사한 외관을 가지는 인조 대리석이 개발되어 널리 사용되고 있다. 인조 대리석은 천연 석분 또는 광물을 아크릴 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지 등과 같은 수지 또는 시멘트와 배합한 후, 안료, 경화제, 가교제, 무기 충전제 등을 첨가하여 제조된다.

인조 대리석은 제조 방법에 따라 아크릴계 인조 대리석, 폴리에스테르계 인조 대리석, 시멘트 인조 대리석, 석회석 인조 대리석 등으로 대별된다. 인조 대리석은 생산 단가가 낮아 천연 대리석을 대체할 수 있는 이점이 있다.

그러나 초기의 인조 대리석은 중량이 무겁고, 오래될 경우 인조석층이 시멘트로부터 분리되는 문제점이 있으며, 색상이 변색되기 쉽고 인장력의 약화로 작은 충격에도 쉽게 파손되거나 균열이 생기는 결점이 있다.

또한, 인조 대리석은 천연 대리석과 같은 자연스러운 외관을 가지면서도 고급스러운 분위기를 연출하기에는 부족하며, 하중에 잘 견디지 못하고, 스크래치나 균열이 잘 발생하고, 광택이 오랫동안 유지되지 못하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 천연 대리석과 같은 자연스러운 외관을 가지면서 고급스러운 분위기를 연출하며, 압축 강도, 굴곡 강도, 인장 강도 등이 우수하여 하중에 잘 견디고, 스크래치가 잘 발생하지 않으며, 내충격성, 내마모성, 내화학약품성 등이 우수하여 색상과 광택이 오랫동안 유지되는 인조석 판재를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 인조석 판재를 제조하는 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 인조석 판재는 재단한 돌을 포함하는 기저층, 기저층 위에 위치하며, 티타늄 분말 및 불포화 폴리에스테르 수지를 포함하는 기초 코팅층, 기초 코팅층 위에 위치하며, 금 분말, 은 분말 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 귀금속 분말 및 불포화 폴리에스테르 수지를 포함하는 분말 코팅층, 그리고 분말 코팅층 위에 위치하며, 불포화 폴리에스테르 수지를 포함하는 표면 코팅층을 포함한다.

불포화 폴리에스테르 수지는 무수말레인산, 무수프탈산, 이소프탈산, 푸마르산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 이염기산 40 내지 50 중량부, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세린 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 다가 알코올 20 내지 40 중량부, 스티렌, 메틸벤젠, 메틸메타크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 중 합성 비닐단량체 20 내지 30 중량부, 하이드로퀴논, 터트부틸카테콜(tertbutylcatechol) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 중합금지제 0.05 내지 5 중량부, 이산화규소, 칼륨, 칼슘, 코발트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 충전재 20 내지 300 중량부, 그리고 디페닐포스파이트(diphenylphosphite), 부스피론(buspirone), 파라핀, 에틸아세테이트, 수산화나트륨, 메탄올, 아세톤 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 특수 첨가제 0.5 내지 10 중량부를 혼합하여 제조될 수 있다.

금 분말의 크기는 400 내지 1500 메쉬이고, 은 분말의 크기는 150 내지 1500 메쉬일 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 인조석 판재의 제조 방법은 돌을 재단하여 기저층을 형성하는 단계, 축합 반응하여 불포화 폴리에스테르 수지를 형성하는 수지 조성물과 티타늄 분말을 혼합한 기초 코팅용 조성물을 기저층 위에 도포하여 기초 코팅층을 형성하는 단계, 축합 반응하여 불포화 폴리에스테르 수지를 형성하는 수지 조성물과 금 분말, 은 분말 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 귀금속 분말을 혼합한 분말 코팅용 조성물을 기초 코팅층 위에 도포하여 분말 코팅층을 형성하는 단계, 그리고 축합 반응하여 불포화 폴리에스테르 수지를 형성하는 수지 조성물을 분말 코팅층 위에 도포하여 표면 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.

수지 조성물은 무수말레인산, 무수프탈산, 이소프탈산, 푸마르산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 이염기산 40 내지 50 중량부, 에 틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세린 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 다가 알코올 20 내지 40 중량부, 스티렌, 메틸벤젠, 메틸메타크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 중합성 비닐단량체 20 내지 30 중량부, 하이드로퀴논, 터트부틸카테콜 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 중합금지제 0.05 내지 5 중량부, 이산화규소, 칼륨, 칼슘, 코발트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 충전재 20 내지 300 중량부, 그리고 디페닐포스파이트, 부스피론, 파라핀, 에틸아세테이트, 수산화나트륨, 메탄올, 아세톤 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 특수 첨가제 0.5 내지 10 중량부를 혼합하여 제조될 수 있다.

금 분말의 크기는 400 내지 1500 메쉬이고, 은 분말의 크기는 150 내지 1500 메쉬일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 인조석 판재는 천연 대리석과 같은 자연스러운 외관을 가지고, 고급스러운 분위기를 연출하며, 압축 강도, 굴곡 강도, 인장 강도 등이 우수하여 하중에 잘 견디고, 스크래치가 잘 발생하지 않으며, 내충격성, 내마모성, 내화학약품성 등이 우수하여 색상과 광택이 오랫동안 유지된다.

또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 인조석 판재의 제조 방법을 이용하면, 천연 대리석과 같은 자연스러운 외관을 가지고, 고급스러운 분위기를 연출하며, 압축 강도, 굴곡 강도, 인장 강도 등이 우수하여 하중에 잘 견디고, 스크래치가 잘 발생하지 않으며, 내충격성, 내마모성, 내화학약품성 등이 우수하여 색상과 광택이 오랫동안 유지되는 인조석 판재를 제조할 수 있다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

그러면 본 발명의 일 실시예에 따른 인조석 판재에 대하여 도 1 및 도 2를 참고하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인조석 판재의 단면도이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 확대도이다.

인조석 판재(1)는 기본적으로 기저층(10), 기저층 위에 위치하는 기초 코팅층(30), 기초 코팅층 위에 위치하는 분말 코팅층(40), 그리고 분말 코팅층 위에 위치하는 표면 코팅층(50)을 포함하며, 기저층(10) 하부에 부착된 그물망(20)을 더 포함할 수 있다.

기저층(10)은 돌을 필요한 규격에 맞추어 자르고 표면을 연마하여 판 형상으로 제조한 것이다. 돌의 종류는 제한되지 않으나 중국 광시성에서 생산되는 수정백(水晶白)을 사용할 수 있다.

기저층(10) 하부에 부착된 그물망(20)은 기저층(10)의 강도를 향상시키며, 기저층(10)이 부서지는 경우에도 조각이 흩어지지 않도록 하여 인조석 판재(1)의 안정성을 높인다. 그물망(20)은 통상의 접착제를 이용하여 기저층(10) 하부에 부착될 수 있다.

기초 코팅층(30)은 티타늄 분말(31) 및 불포화 폴리에스테르 수지(32)를 포함한다. 기초 코팅층(30)은 티타늄 분말(31)을 포함함으로써 인조석 판재(1)의 기본적인 문양을 형성하고 천연 대리석과 같은 자연스러운 외관을 가지도록 한다. 또한, 기초 코팅층(30)은 분말 코팅층(40)의 배경으로 작용하여 분말 코팅층(40)을 더욱 돋보이게 한다.

불포화 폴리에스테르 수지(32)는 불포화 폴리에스테르와 중합성 비닐 단량체를 혼합한 후 중합시켜 제조된다. 이때, 필요에 따라 하이드로퀴논, 터트부틸카테콜, 메톡시하이드로퀴논 등의 중합금지제를 더 첨가할 수 있다.

불포화 폴리에스테르는 αβ-불포화 폴리이염기산 또는 αβ-불포화 폴리이염기산과 포화이염기산의 혼합물을 다가알코올과 혼합하고, 탄산가스, 질소가스 등과 같은 불활성 가스 분위기에서 140 내지 250℃에서 축합 반응시키고 반응 진행 정도에 따라서 온도를 서서히 상승시키는 방법에 의하여 수득된다. 이때, 이염기산과 다가알코올의 혼합 비율은 알코올성 수산기 몰수/카르복실기 몰수를 0.8 내지 1.2의 비율이 되도록 조절할 수 있다. 이와 같이 제조된 불포화 폴리에스테르는 산가가 5 내지 40이고, 분자량이 1000 내지 5000 정도가 된다.

특히, 불포화 폴리에스테르 수지는 무수말레인산, 무수프탈산, 이소프탈산, 푸마르산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 이염기산 40 내지 50 중량부, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세린 및 이들의 조합으로 이 루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 다가 알코올 20 내지 40 중량부, 스티렌, 메틸벤젠, 메틸메타크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 중합성 비닐단량체 20 내지 30 중량부, 하이드로퀴논, 터트부틸카테콜(tertbutylcatechol) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 중합금지제 0.05 내지 5 중량부, 이산화규소, 칼륨, 칼슘, 코발트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 충전재 20 내지 300 중량부, 그리고 디페닐포스파이트(diphenylphosphite), 부스피론(buspirone), 파라핀, 에틸아세테이트, 수산화나트륨, 메탄올, 아세톤 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 특수 첨가제 0.5 내지 10 중량부를 혼합하여 제조된 수지 조성물을 축합 반응시켜 제조할 수 있다.

상기의 조성을 가지는 수지 조성물을 이용하여 제조된 불포화 폴리에스테르 수지를 이용하면 압축 강도, 굴곡 강도, 인장 강도 등이 우수하여 하중에 잘 견디고, 스크래치가 잘 발생하지 않으며, 내충격성, 내마모성, 내화학약품성 등이 우수하여 색상과 광택이 오랫동안 유지되는 인조석 판재(1)를 제조할 수 있다.

기초 코팅층(30)은 불포화 폴리에스테르 수지(32) 100 중량부에 대하여 티타늄 분말(31)을 0.05 내지 30 중량부로 포함할 수 있다. 티타늄 분말(31)의 함량이 불포화 폴리에스테르 수지(32) 100 중량부에 대하여 0.05 중량부 미만인 경우 티타늄 분말(31)을 첨가하는 효과를 얻기 어렵고, 30 중량부를 초과하는 경우 타타늄 분말이 불포화 폴리에스테르 수지와 분리되는 현상이 발생하며, 제조된 기초 코팅층(30)의 압축 강도, 굴곡 강도, 인장 강도 등이 나빠진다.

분말 코팅층(40)은 금 분말, 은 분말 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 귀금속 분말(41) 및 불포화 폴리에스테르 수지(42)를 포함한다. 분말 코팅층(40)은 귀금속 분말(41)을 포함함으로써 인조석 판재(1)가 빛을 받을 때 금빛 또는 은빛으로 반짝거리게 하여 고급스러운 분위기를 연출한다.

분말 코팅층(40)이 포함하는 불포화 폴리에스테르 수지(42)는 기초 코팅층(30)의 불포화 폴리에스테르 수지(32)와 동일한 성분의 것을 사용할 수 있어, 그 구체적인 설명은 기초 코팅층(30)의 불포화 폴리에스테르 수지(32)와 같으므로 생략한다.

분말 코팅층(40)은 불포화 폴리에스테르 수지(42) 100 중량부에 대하여 금 분말, 은 분말 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 귀금속 분말(41)을 0.03 내지 70 중량부로 포함할 수 있다. 귀금속 분말(41)의 함량이 불포화 폴리에스테르 수지(42) 100 중량부에 대하여 0.03 중량부 미만인 경우 분말(41)을 첨가하는 효과를 얻기 어렵고, 70 중량부를 초과하는 경우 타타늄 분말이 불포화 폴리에스테르 수지에 잘 분산되지 않으며, 제조된 분말 코팅층(30)의 압축 강도, 굴곡 강도, 인장 강도 등이 나빠져 작은 충격에도 금이 갈 수 있다.

금 분말의 크기는 400 내지 1500 메쉬이고, 은 분말의 크기는 150 내지 1500 메쉬일 수 있다. 금 분말과 은 분말의 크기가 상기 범위 내인 경우 금 분말 또는 은 분말이 분말 코팅층(40)에 고루 분포되고, 기초 코팅층(30)에 포함된 티타늄 분말(31)과 조화를 이루어 고급스러운 분위기를 한층 더할 수 있다.

금 분말의 크기가 400 메쉬 미만인 경우 금 분말이 일정 함량 이상 첨가되지 않으면 눈에 잘 띄지 않으므로 첨가하는 금 분말의 함량이 많아져 인조석 판재(1)의 제조 원가가 상승하고, 금 분말의 크기가 1500 메쉬를 초과하는 경우 금 분말이 불포화 폴리에스테르 수지에 잘 분산되지 않으며 금 분말의 입자 크기가 커서 더욱 고급스러운 분위기를 연출하지 못할 수 있다.

또한, 은 분말의 크기가 150 메쉬 미만인 경우 은 분말이 일정 함량 이상 첨가되지 않으면 눈에 잘 띄지 않으므로 첨가하는 은 분말의 함량이 많아져 인조석 판재(1)의 제조 원가가 상승하고, 은 분말의 크기가 1500 메쉬를 초과하는 경우 은 분말이 불포화 폴리에스테르 수지에 잘 분산되지 않으며 은 분말의 입자 크기가 커서 더욱 고급스러운 분위기를 연출하지 못할 수 있다.

인조석 판재(1)는 기초 코팅층(30)과 분말 코팅층(40) 사이에 다양한 문양이 새겨진 문양판(도시하지 않음)을 더 포함하여 인조석 판재(1)의 표면 형상에 다양한 변화를 줄 수 있다. 문양판은 종이, 필름, 아크릴 판 등 다양한 재질로 형성하는 것이 가능하고, 문양판에 새겨진 문양은 인쇄, 식각, 코팅 등 다양한 방법으로 형성하는 것이 가능하다. 또한, 문양판은 인조석 판재(1)의 표면에서 기초 코팅층(30)이 보일 수 있도록 투명한 재질로 형성할 수도 있다.

표면 코팅층(50)은 분말 코팅층(40) 위에 형성되어 분말 코팅층(40)이 마모되는 것을 방지하는 등 분말 코팅층(40)을 보호하기 위하여 형성되는 것으로서, 불포화 폴리에스테르 수지(51)를 포함한다. 표면 코팅층(50)의 불포화 폴리에스테르 수지(52)는 기초 코팅층(30)의 불포화 폴리에스테르 수지(32)와 동일한 성분의 것을 사용할 수 있어, 그 구체적인 설명은 기초 코팅층(30)의 불포화 폴리에스테르 수지(32)와 같으므로 생략한다.

도 3을 참고하여 인조석 판재의 제조 방법을 설명한다. 도 3은 인조석 판재의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.

돌을 필요한 규격에 맞추어 자르고 표면을 연마하여 판 형상으로 제조하여 기저층(10)을 준비한다(S1). 기저층(10)을 준비하는 과정에서 돌을 재단한 후 건조하는 과정을 더 포함할 수 있다. 기저층(10)에 이용되는 돌의 종류는 제한되지 않으나 중국 광시성에서 생산되는 수정백(水晶白)을 사용할 수 있다.

기저층(10)의 강도를 향상시키고 기저층(10)이 부서지는 경우에도 부서진 조각이 흩어지지 않도록 하기 위하여 기저층(10) 하부에 그물망(20)을 부착시킬 수 있다. 그물망(20)은 통상의 접착제를 이용하여 부착될 수 있다.

다음으로 기저층(10) 위에 기초 코팅용 조성물을 도포하여 기초 코팅층(30)을 형성한다(S2). 기초 코팅용 조성물은 축합 반응하여 불포화 폴리에스테르 수지를 형성하는 것으로서, 기초 코팅용 조성물을 기저층(10) 위에 도포한 후, 통상의 방법에 의하여 축합 중합시켜 기초 코팅층(30)을 형성시킬 수 있다.

기초 코팅용 조성물은 수지 조성물 100 중량부에 대하여 티타늄 분말을 0.05 내지 30 중량부로 혼합하여 제조될 수 있다. 티타늄 분말의 함량이 수지 조성물 100 중량부에 대하여 0.05 중량부 미만인 경우 티타늄 분말을 첨가하는 효과를 얻기 어렵고, 티타늄 분말의 함량이 수지 조성물 100 중량부에 대하여 30 중량부를 초과하는 경우 타타늄 분말이 불포화 폴리에스테르 수지와 분리되는 현상이 발생하며, 제조된 기초 코팅층(30)의 압축 강도, 굴곡 강도, 인장 강도 등이 나빠질 수 있다.

수지 조성물은 축합 반응하여 불포화 폴리에스테르 수지를 형성하는 것으로서 불포화 폴리에스테르와 중합성 비닐 단량체를 혼합하여 제조된다. 이때, 필요에 따라 하이드로퀴논, 터트부틸카테콜, 메톡시하이드로퀴논 등의 중합금지제를 함께 혼합할 수 있다.

불포화 폴리에스테르는 αβ-불포화 폴리이염기산 또는 αβ-불포화 폴리이염기산과 포화이염기산의 혼합물을 다가알코올과 혼합하고, 탄산가스, 질소가스 등과 같은 불활성 가스 분위기에서 140 내지 250℃에서 축합 반응시키고 반응 진행 정도에 따라서 온도를 서서히 상승시키는 방법에 의하여 수득된다. 이때, 이염기산과 다가알코올의 혼합 비율은 알코올성 수산기 몰수/카르복실기 몰수를 0.8 내지 1.2의 비율이 되도록 조절할 수 있다. 이와 같이 제조된 불포화 폴리에스테르는 산가가 5 내지 40이고, 분자량이 1000 내지 5000 정도가 된다.

이때 사용하는 αβ-불포화 폴리이염기산, 포화이염기산으로는 무수말레인산, 시트라콘산(Citraconic Acid), 푸마르산, 이타콘산, 프탈산, 무수프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 호박산, 아디핀산, 세바틴산, 테트라하이드로프탈산, 헷트산(HET acid, Chlorendic acid) 등을 사용할 수 있다.

또한 필요에 따라서 아크릴산, 프로피온산, 안식향산 등과 같은 일염기산이나, 트리멜리트산, 벤젠, 테트라카본산과 같은 다염기산도 사용할 수 있다.

다가 알코올로는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 수소화비스 페놀A, 트리메틸올프로판모노아릴에테르, 네오펜틸글릴콜, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 글리세린 등을 사용할 수 있다.

중합성 비닐단량체는 불포화 폴리에스테르와 공중합하여 가교제로 작용하는 것으로서, 스티렌, 클로로스티렌, 비닐톨루엔, 메틸벤젠, 디메틸벤젠, 메타크릴산에스테르, 아크릴산에스테르, 초산비닐, 디아릴프탈레이트, 트리아릴시아누레이트 등을 사용할 수 있다. 중합성 비닐단량체는 이들 단량체 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 불포화 폴리에스테르 100 중량부에 대하여 20 내지 300 중량부로 사용할 수 있다.

또한, 수지 조성물은 충전재를 더 포함할 수 있다. 충전재로는 탄산칼슘 분말, 칼륨, 칼슘, 코발트, 이산화규소, 점토, 알루미나 분말, 규석 분말, 활석, 왕겨가루, 목분, 골분 등을 사용할 수 있다. 중전재는 불포화 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 20 내지 300 중량부로 사용할 수 있다.

특히, 수지 조성물은 무수말레인산, 무수프탈산, 이소프탈산, 푸마르산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 이염기산 40 내지 50 중량부, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세린 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 다가 알코올 20 내지 40 중량부, 스티렌, 메틸벤젠, 메틸메타크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 중합성 비닐단량체 20 내지 30 중량부, 하이드로퀴논, 터트부틸카테콜 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 중합금지제 0.05 내지 5 중량부, 이산화규소, 칼륨, 칼슘, 코발트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 의 충전재 20 내지 300 중량부, 그리고 디페닐포스파이트, 부스피론, 파라핀, 에틸아세테이트, 수산화나트륨, 메탄올, 아세톤 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 특수 첨가제 0.5 내지 10 중량부를 혼합하여 제조될 수 있다.

상기의 조성을 가지는 수지 조성물을 이용하여 제조된 불포화 폴리에스테르 수지를 이용하면 압축 강도, 굴곡 강도, 인장 강도 등이 우수하여 하중에 잘 견디고, 스크래치가 잘 발생하지 않으며, 내충격성, 내마모성, 내화학약품성 등이 우수하여 색상과 광택이 오랫동안 유지되는 인조석 판재(1)를 제조할 수 있다.

수지 조성물은 골재, 경화촉매, 내부이형제, 증점제 등을 더 포함할 수 있다.

골재로는 입경이 0.1 내지 15mm인 규사, 천사(川砂), 한수석(寒水石), 대리석 조각, 쇄석(碎石) 등을 사용할 수 있다. 골재는 불포화 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 20 내지 1000 중량부로 사용할 수 있다.

경화촉매로는 아조비스이소부티로니트릴과 같은 아조화합물, 터트부틸퍼옥시벤조에이트, 터트부틸퍼옥토에이트, 벤조일퍼옥사이드, 메틸에틸케톤퍼옥사이드, 디쿠밀퍼옥사이드 등의 유기 과산화물을 사용할 수 있다. 경화촉매는 불포화 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 0.5 내지 3 중량부로 사용할 수 있다.

내부 이형제로는 스테아린산, 스테아린산아연 등과 같은 고급 지방산이나 상기 고급 지방산의 에스테르, 알킬린산에스테르 등을 사용할 수 있다. 내부 이형제는 불포화 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 0.5 내지 5 중량부로 사용할 수 있다.

증점제로는 불포화 폴리에스테르가 갖는 -OH기, -COOH기나 에스테르 결합 등과 화학적으로 결합하여 선상 또는 일부 교차결합을 만들어 분자량을 증대시킴으로써 불포화 폴리에스테르 수지를 증점시키는 역할을 한다. 증점제로는 톨루일렌디이소시아네이트와 같은 디이소시아네이트류를 사용할 수 있고, 알루미늄이소프로폭사이드, 티탄테트라부톡사이드와 같은 금속알콕사이드류를 사용할 수 있고, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화바륨과 같은 2가 금속의 산화물을 사용할 수 있고, 수산화칼슘과 같은 2가 금속의 수산화물 등을 사용할 수 있다. 증점제는 불포화 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 0.5 내지 10 중량부로 사용할 수 있다.

다음으로 기초 코팅층(30) 위에 분말 코팅용 조성물을 도포하여 분말 코팅층(40)을 형성한다(S3). 분말 코팅용 조성물은 축합 반응하여 불포화 폴리에스테르 수지를 형성하는 것으로서, 분말 코팅용 조성물을 기초 코팅층(30) 위에 도포한 후, 통상의 방법에 의하여 축합 중합시켜 분말 코팅층(40)을 형성시킬 수 있다.

분말 코팅용 조성물은 수지 조성물 100 중량부에 대하여 금 분말, 은 분말 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 귀금속 분말을 0.03 내지 70 중량부로 혼합하여 제조할 수 있다. 귀금속 분말의 함량이 수지 조성물 100 중량부에 대하여 0.03 중량부 미만인 경우 귀금속 분말을 첨가하는 효과를 얻기 어렵고, 귀금속 분말의 함량이 수지 조성물 100 중량부에 대하여 70 중량부를 초과하는 경우 귀금속 분말이 수지 조성물에 잘 분산되지 않으며, 제조된 분말 코팅층(30)의 압축 강도, 굴곡 강도, 인장 강도 등이 나빠져 작은 충격에도 금이 갈 수 있다.

금 분말의 크기는 400 내지 1500 메쉬이고, 은 분말의 크기는 150 내지 1500 메쉬일 수 있다. 금 분말과 은 분말의 크기가 상기 범위 내인 경우 금 분말 또는 은 분말이 분말 코팅층(40)에 고루 분포되고, 기초 코팅층(30)에 포함된 티타늄 분말(31)과 조화를 이루어 고급스러운 분위기를 한층 더할 수 있다.

금 분말의 크기가 400 메쉬 미만인 경우 금 분말이 일정 함량 이상 첨가되지 않으면 눈에 잘 띄지 않으므로 첨가하는 금 분말의 함량이 많아져 인조석 판재(1)의 제조 원가가 상승하고, 금 분말의 크기가 1500 메쉬를 초과하는 경우 금 분말이 불포화 폴리에스테르 수지에 잘 분산되지 않으며 금 분말의 입자 크기가 커서 더욱 고급스러운 분위기를 연출하지 못할 수 있다.

또한, 은 분말의 크기가 150 메쉬 미만인 경우 은 분말이 일정 함량 이상 첨가되지 않으면 눈에 잘 띄지 않으므로 첨가하는 은 분말의 함량이 많아져 인조석 판재(1)의 제조 원가가 상승하고, 은 분말의 크기가 1500 메쉬를 초과하는 경우 은 분말이 불포화 폴리에스테르 수지에 잘 분산되지 않으며 은 분말의 입자 크기가 커서 더욱 고급스러운 분위기를 연출하지 못할 수 있다.

인조석 판재(1)는 기초 코팅층(30)과 분말 코팅층(40) 사이에 다양한 문양이 새겨진 문양판(도시하지 않음)을 더 포함하여 인조석 판재(1)의 표면 형상에 다양한 변화를 줄 수 있다. 문양판은 종이, 필름, 아크릴 판 등 다양한 재질로 형성하는 것이 가능하고, 문양판에 새겨진 문양은 인쇄, 식각, 코팅 등 다양한 방법으로 형성하는 것이 가능하다. 또한, 문양판은 인조석 판재(1)의 표면에서 기초 코팅 층(30)이 보일 수 있도록 투명한 재질로 형성할 수도 있다.

분말 코팅용 조성물에 사용되는 수지 조성물은 기초 코팅용 조성물에 사용되는 수지 조성물과 동일한 성분의 것을 사용할 수 있어, 그 구체적인 설명은 기초 코팅용 조성물의 수지 조성물과 같으므로 생략한다.

마지막으로 분말 코팅층(40) 위에 수지 조성물을 도포하며 표면 코팅층(50)을 형성함으로써(S4), 인조석 판재(1)를 제조할 수 있다. 수지 조성물은 축합 반응하여 불포화 폴리에스테르 수지를 형성하는 것으로서, 수지 조성물을 분말 코팅층(40) 위에 도포한 후, 통상의 방법에 의하여 축합 중합시키면 표면 코팅층(50)을 형성시킬 수 있다.

표면 코팅층(50) 형성에 사용되는 수지 조성물은 기초 코팅용 조성물에 사용되는 수지 조성물과 동일한 성분의 것을 사용할 수 있어, 그 구체적인 설명은 기초 코팅용 조성물의 수지 조성물과 같으므로 생략한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실험예 1: 특수 첨가제의 첨가 효과 실험

(실시예 1)

ⅰ) 무수말레인산, 무수프탈산, 이소프탈산 및 푸마르산 45 중량부,

ⅱ) 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 및 글리세린 30 중량부,

ⅲ) 스티렌, 메틸벤젠 및 메틸메타크릴레이트 25 중량부,

ⅳ) 하이드로퀴논 및 터트부틸카테콜 0.05 중량부,

ⅴ) 이산화규소, 칼륨, 칼슘 및 코발트 200 중량부

ⅵ) 디페닐포스파이트, 부스피론, 파라핀, 에틸아세테이트, 수산화나트륨, 메탄올 및 아세톤 5 중량부

ⅶ) 터트부틸퍼옥시벤조에이트 1 중량부

ⅷ) 스테아린산아연 3 중량부

ⅸ) 산화마그네슘 2 중량부

를 모르타르 믹서에 투입하고, 5분간 혼합하여 수지 조성물을 제조하였다.

한편, 중국 광시성에서 생산되는 수정백을 재단하여 700× 900mm이고, 두께가 15mm인 기저층을 제조하였다.

상기 제조된 수지 조성물 100 중량부에 대하여 티타늄 분말을 15 중량부로 첨가한 후 혼합하여 기초 코팅용 조성물을 제조하였고, 제조된 기초 코팅용 조성물을 기저층에 도포한 후, 질소가스 분위기에서 150℃에서 3분 동안 축합 중합시켜 기초 코팅층을 제조하였다.

또한, 제조된 수지 조성물 100 중량부에 대하여 500 메쉬의 금 분말을 5 중량부로 첨가한 후 혼합하여 분말 코팅용 조성물을 제조하였고, 제조된 분말 코팅용 조성물을 기초 코팅층에 도포한 후, 질소가스 분위기에서 150℃에서 3분 동안 축합 중합시켜 분말 코팅층을 제조하였다.

또한, 제조된 수지 조성물을 분말 코팅층 위에 도포한 후, 질소가스 분위기 에서 150℃에서 3분 동안 축합 중합시켜 분말 코팅층을 제조하여 인조석 판재를 제조하였다.

(비교예 1)

실시예 1에서 수지 조성물 제조시 디페닐포스파이트(diphenylphosphite), 부스피론(buspirone), 파라핀, 에틸아세테이트, 수산화나트륨, 메탄올 및 아세톤 5 중량부를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 인조석 판재를 제조하였다.

(인조석 판재의 물성 측정 결과)

실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 인조석 판재에 대한 물성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 정리하였다.

[표 1]

물성	단위	실시예 1	비교예 1	시험방법
비중		2.43	2.36	ASTM D 792 A
압축 강도	kgf/cm2	1890	1830	KS F 2518
굴곡 강도	kgf/cm2	550	520	ASTM D 780 (시험속도: 6mm/분, 지지간 거리: 250mm)
인장 강도	kgf/cm2	151	142	ASTM D 638 (시험속도: 5mm/분)
흡수율 (23±1℃, 물, 24시간)	%	0.019	0.021	ASTM D 570
하중 변형 온도 (굴곡응력: 18.5 kgf/cm)	℃	163	152	ASTM D 648
내연성		불연성	불연성	KS M 3015-97
열팽창	1/℃	1.5×10-5	1.6×10-5	KS M 3015-97
내열수성		이상없음	이상없음	JIS K 6902

표 1을 참고하면, 실시예 1에서 제조한 인조석 판재가 비교예 1에서 제조한 인조석 판재 보다 압축 강도, 굴곡 강도, 인장 강도가 우수한 것을 알 수 있다. 따라서, 실시예 1에서 제조한 인조석 판재는 하중에 잘 견디고, 스크래치가 잘 발생하지 않을 것으로 예상된다.

실험예 2: 귀금속 분말의 첨가 효과 실험

(실시예 2)

실시예 1에서 분말 코팅층 제조시 500 메쉬의 금 분말 대신에 250 메쉬의 금 분말을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 인조석 판재를 제조하였다.

(비교예 2)

실시예 1에서 분말 코팅층 제조시 금 분말을 첨가하지 않은 수지 조성물을 이용하여 분말 코팅층을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 인조석 판재를 제조하였다.

(인조석 판재의 외관 관찰 결과)

실시예 1, 실시예 2 및 비교예 2에서 제조한 인조석 판재의 표면 사진을 각각 도 4 내지 도 6에 나타내었다.

도 4 내지 도 6을 참고하면, 실시예 1 및 실시예 2에서 제조한 인조석 판재는 분말 코팅층에 금 분말을 포함하고 있어 비교예 2에서 제조한 인조석 판재 보다 고급스러운 분위기를 연출함을 알 수 있다. 다만, 실시예 2에서 제조한 인조석 판재는 금 분말의 크기가 작아 같은 함량을 첨가하였음에도 실시예 1에서 제조한 인 조석 판재 만큼의 효과가 발생하지 않음을 알 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인조석 판재의 단면도이다.

도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 확대도이다.

도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 인조석 판재의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.

도 4는 본 발명의 실시예 1에서 제조한 인조석 판재의 표면 사진이다.

도 5는 본 발명의 실시예 2에서 제조한 인조석 판재의 표면 사진이다.

도 6은 비교예 1에서 제조한 인조석 판재의 표면 사진이다.

<도면 부호의 설명>

1: 인조석 판재 10: 기저층

20: 그물망 30: 기초 코팅층

31: 티타늄 분말 32: 불포화 폴리에스테르 수지

40: 분말 코팅층 41: 분말

42: 불포화 폴리에스테르 수지 50: 표면 코팅층

52: 불포화 폴리에스테르 수지

Claims (6)

1. 재단한 돌을 포함하는 기저층,

   상기 기저층 위에 위치하며, 티타늄 분말 및 불포화 폴리에스테르 수지를 포함하는 기초 코팅층,

   상기 기초 코팅층 위에 위치하며, 금 분말, 은 분말 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 귀금속 분말 및 불포화 폴리에스테르 수지를 포함하는 분말 코팅층, 그리고

   상기 분말 코팅층 위에 위치하며, 불포화 폴리에스테르 수지를 포함하는 표면 코팅층

   을 포함하는 인조석 판재.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 불포화 폴리에스테르 수지는

   무수말레인산, 무수프탈산, 이소프탈산, 푸마르산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 이염기산 40 내지 50 중량부,

   에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세린 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 다가 알코올 20 내지 40 중량부,

   스티렌, 메틸벤젠, 메틸메타크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 중합성 비닐단량체 20 내지 30 중량부,

   하이드로퀴논, 터트부틸카테콜(tertbutylcatechol) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 중합금지제 0.05 내지 5 중량부,

   이산화규소, 칼륨, 칼슘, 코발트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 충전재 20 내지 300 중량부, 그리고

   디페닐포스파이트(diphenylphosphite), 부스피론(buspirone), 파라핀, 에틸아세테이트, 수산화나트륨, 메탄올, 아세톤 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 특수 첨가제 0.5 내지 10 중량부

   를 혼합하여 제조되는 것인 인조석 판재.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 금 분말의 크기는 400 내지 1500 메쉬이고, 상기 은 분말의 크기는 150 내지 1500 메쉬인 것인 인조석 판재.
4. 돌을 재단하여 기저층을 형성하는 단계,

   축합 반응하여 불포화 폴리에스테르 수지를 형성하는 수지 조성물과 티타늄 분말을 혼합한 기초 코팅용 조성물을 상기 기저층 위에 도포하여 기초 코팅층을 형성하는 단계,

   축합 반응하여 불포화 폴리에스테르 수지를 형성하는 수지 조성물과 금 분말, 은 분말 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 귀금속 분 말을 혼합한 분말 코팅용 조성물을 상기 기초 코팅층 위에 도포하여 분말 코팅층을 형성하는 단계, 그리고

   축합 반응하여 불포화 폴리에스테르 수지를 형성하는 수지 조성물을 상기 분말 코팅층 위에 도포하여 표면 코팅층을 형성하는 단계

   를 포함하는 인조석 판재의 제조 방법.
5. 제4 항에 있어서,

   상기 수지 조성물은

   무수말레인산, 무수프탈산, 이소프탈산, 푸마르산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 이염기산 40 내지 50 중량부,

   에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세린 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 다가 알코올 20 내지 40 중량부,

   스티렌, 메틸벤젠, 메틸메타크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 중합성 비닐단량체 20 내지 30 중량부,

   하이드로퀴논, 터트부틸카테콜 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 중합금지제 0.05 내지 5 중량부,

   이산화규소, 칼륨, 칼슘, 코발트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 충전재 20 내지 300 중량부, 그리고

   디페닐포스파이트(diphenylphosphite), 부스피론(buspirone), 파라핀, 에틸아세테이트, 수산화나트륨, 메탄올, 아세톤 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 특수 첨가제 0.5 내지 10 중량부

   를 혼합하여 제조되는 것인 인조석 판재의 제조 방법.
6. 제4 항에 있어서,

   상기 금 분말의 크기는 400 내지 1500 메쉬이고, 상기 은 분말의 크기는 150 내지 1500 메쉬인 것인 인조석 판재의 제조 방법.

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