KR20100131774A - 핫멜트를 이용한 천연석 복합 패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 천연석; 및 천연석의 일면 또는 양면에 형성되고, 하나 이상의 핫멜트층 및 하나 이상의 기재층을 갖는 복합 보강층을 포함하는 천연석 복합 패널에 관한 것이다.
본 발명의 천연석 복합 패널에서는 별도의 접착제와 보강재 없이 핫멜트 하나만으로도 천연석층과 기재층을 접착하는 효과와 내충격성을 향상시키는 효과를 동시에 얻을 수 있다. 그러므로 패널에 포함되는 천연석의 두께를 얇게 구성할 수 있으며, 주로 에폭시계 접착제를 사용하던 기존의 대리석 복합 패널보다 제조시간을 단축하고 비용을 절감할 수 있다. 이에 따라 본 발명에서는 시공 또는 사용 시 외부에서 가해지는 충격에 대한 탁월한 저항성을 가지면서도 경량성, 취급성, 시공성 및 경제성이 우수한 천연석 복합 패널을 제공할 수 있다.
천연석, 대리석, 핫멜트, 복합 패널

Description

핫멜트를 이용한 천연석 복합 패널{Natural stone composite panel using hot melt}
본 발명은 탁월한 강도를 가지면서도, 경량성, 취급성, 시공성 및 경제성이 우수한 천연석 복합 패널에 관한 것이다.
최근 소득 수준이 상승하고, 인테리어에 대한 소비자의 인식이 향상되면서 각종 내/외장재, 특히 천연 대리석을 사용한 인테리어 소재에 대한 관심이 증가되고 있다. 그런데, 천연 대리석은 매우 고가이면서도 지나치게 무거워서 경제성 및 시공성이 떨어지는 장식재이다. 또한, 천연석 소재는 경도는 높으나, 탄성이 떨어지기 때문에 시공 또는 사용 시에 외부에서 가해지는 충격에 의해 깨지기 쉽다는 문제점도 가지고 있다.
따라서, 대리석 등의 천연석을 건축용 내/외장재로 사용할 시에는 대리석 자체의 비용 외에도 시공 비용이 많이 들 뿐만 아니라, 시공도 매우 까다로우며, 사용 시에도 충격에 의해 쉽게 파손될 가능성을 항상 내재하고 있다.
이러한 단점을 해결하기 위하여 대리석과 세라믹 타일 등을 복합한 타일 제품이 개발된 바 있다. 그러나, 상기 제품들은 경량성은 어느 정도 달성되었으나, 충격에 의한 깨짐 및 대리석층 박리와 같은 품질 문제가 지속적으로 나타나고 있다.
대한민국 특허 공개 제2006-4385호는 천연대리석 및 이 천연대리석의 일면에 부착된 보강부재를 포함하고, 보강부재가 시멘트, 모래 및 물을 포함하는 액상 모르타르 또는 발포 합성수지로 구성되는 장식패널을 개시한다. 또한, 대한민국 특허 공개 제2002-41407호는 천연석재층 및 지지시트층이 접착제에 의해 결합된 복합 타일로서, 지지시트는 실리카, 시멘트, 모래, 셀룰로오스 섬유, 안정화제 및 발수제를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 타일을 개시한다.
상기 기술에서 개시된 것 외에도 보강재로서의 사용이 고려될 수 있는 소재에는 철, 알루미늄 또는 구리 등의 금속 소재, 또는 아크릴, 에폭시 또는 폴리에스터와 같은 플라스틱 소재 등이 있다. 그러나, 현재까지 알려진 보강소재는 보강효과가 미미하여, 외부에서 가해지는 충격에 대한 충분한 강도를 제공하지 못한다는 문제점이 있다. 뿐만 아니라 천연석과 보강재 및 기재를 부착하기 위해서 사용하는 에폭시계 등의 접착제는 충분히 경화시켜야 하므로 작업시간이 상대적으로 많이 소요되며, 접착제 자체의 가격도 높다.
대한민국 실용신안 등록 제185870호에는 천연석재 박판층, 열경화성수지 접착제층, 유리섬유층, 열경화성수지 접착제층, 폴리에틸렌 박판층, 핫멜트 접착제층 및 알루미늄 박판층으로 적층된 천연석재 박판을 이용한 건축물용 내외장재가 개시되어 있다. 이 고안에서는 천연석재를 핫멜트 접착제층으로 부착하는 것이 아니고, 기재층이 무엇인지 불명확하며, 적층구조도 복잡하고, 바람직한 핫멜트 접착제로서 폴리에틸렌을 주성분으로 하는 핫멜트 접착제를 사용한다.
일본 특허 공개 제1999-34210호에는 웹상 핫멜트 접착제를 이용하여 기재에 인공대리석을 접합하는 것을 특징으로 하는 인공대리석 적층판의 제조방법이 개시되어 있다. 이 특허에서는 천연석이 아닌 인공대리석을 사용하고, 바람직한 핫멜트 접착제로서 폴리에스터계를 사용한다.
일본 특허 등록 제2905085호에는 이형지가 뒷받침된 시트상의 핫멜트 접착제상에, 입경 0.03 내지 4.0 ㎜의 골재를 합성수지 중에 포함한 도료인 치장재를 도장하고, 이것을 건조시킨 후에 이형지를 제외하고 판상 기재 위에 싣고, 가열 수단에 의하여 일체화하고, 여분의 치장재와 접착제를 제거하는 것을 특징으로 하는 표면화장 건축 재료의 제조 방법이 개시되어 있다. 이 특허에서는 치장재로서 천연석 박판이 아닌 도료를 사용하고, 접착제로서 아크릴계 핫멜트 수지 등을 사용한다.
대한민국 실용신안 등록 제193334호에는 대리석 후면부로 바인더를 사용하여 화이버글라스로 이루어지는 보강재를 부착하고, 보강재의 후면에는 바인더를 사용하여 화강석을 부착한 것을 특징으로 하는 건축용 고강도 2중 경량석재 복합판넬이 개시되어 있다. 이 고안에서는 바인더로서 핫멜트 접착제가 아닌 에폭시수지를 사용한다.
일본 특허 공개 제2000-37794호에는 심재의 양면에 표면재를 습기 경화형 핫멜트 접착제 조성물을 이용하여 접합한 구조의 복합패널의 제조방법으로, 심재 및 표면재의 적어도 한편에 습기 경화형 핫멜트 접착제 조성물을 도포하고, 뒤이어 습기 경화형 핫멜트 접착제 조성물층을 60℃ 이하의 온도로 가열 활성화시킨 상태에 서 심재와 표면재를 상온에서 프레스하여 접합하는 것을 특징으로 하는 복합패널의 제조방법이 개시되어 있다. 이 특허에서는 심재로서 허니컴 코어, 유리 울 등을 사용하고, 표면재로는 금속판, 수지판을 사용하며, 따라서 천연석 복합패널이 아니며, 핫멜트 접착제로는 우레탄계를 사용한다.
본 발명은 탁월한 강도를 가져 시공 또는 사용 시 충격에 대한 저항성이 우수하면서도, 경량성, 시공성, 취급성 및 경제성이 뛰어난 천연석 복합 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 천연석; 및 천연석의 일면 또는 양면에 형성되고, 하나 이상의 핫멜트층 및 하나 이상의 기재층을 갖는 복합 보강층을 포함하는 천연석 복합 패널을 제공한다.
본 발명에서 천연석의 두께는 0.5 내지 20 ㎜, 바람직하게는 0.5 내지 10 ㎜, 가장 바람직하게는 3 내지 5 ㎜이다. 천연석의 두께가 얇을 경우 패널의 전체적인 강도가 저하될 우려가 있고, 두께가 두꺼울 경우 경량성, 가공성, 경제성 및/또는 취급성 등이 저하될 우려가 있다.
본 발명에서 핫멜트층은 폴리염화비닐계, 아크릴계, 폴리올레핀계, 폴리에스터계, 폴리아마이드계, 폴리우레탄계, 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 중에서 선택되는 1종 이상의 수지로 이루어질 수 있다.
본 발명에서 핫멜트층의 두께는 0.01 내지 7 ㎜, 바람직하게는 0.1 내지 2 ㎜, 가장 바람직하게는 0.1 내지 1.5 ㎜이다. 핫멜트층의 두께가 얇을 경우 핫멜트층의 근본 목적인 접착성이 저하될 우려가 있으며, 두께가 두꺼울 경우 경제성이 떨어지며 가공이 어렵다.
본 발명에서 기재층은 무기 기재, 합성 수지 기재 및 목재 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 이때 무기 기재는 시멘트 보드, 콘크리트 보드, 규산칼슘 보드, 마그네슘 보드, 도기질 보드 및 자기질 타일 중에서 선택되는 1종 이상이고, 합성 수지 기재는 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스터, 폴리아마이드, 폴리스티렌, 폴리우레탄 및 폴리카보네이트 중에서 선택되는 1종 이상의 수지의 발포체 또는 비발포체이며, 목재가 마루판, 톱밥, 중밀도섬유판, 고밀도섬유판 및 베니어판 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 이중에서 경제적인 측면에서 무기질 기재, 그 중에서도 강도와 치수안정성 측면에서 자기질 타일이 가장 바람직하다.
본 발명에서 기재층의 두께는 1 내지 35 ㎜, 바람직하게는 1 내지 20 ㎜, 가장 바람직하게는 5 내지 15 ㎜이다. 기재층의 두께가 얇을 경우 기재로 인한 보강 효과가 저하될 우려가 있고, 두께가 두꺼울 경우 패널의 취급성, 경량성 및 시공성 등이 저하될 우려가 있다.
본 발명에서는 핫멜트층 및 기재층을 이용한 복합 보강층으로 천연석을 보강하여, 패널에 포함되는 천연석의 두께를 얇게 구성하면서도, 탁월한 강도를 부여할 수 있다.
핫멜트는 본질적인 기능에 따라 천연석과 기재를 서로 접착하는 역할을 할 뿐 아니라, 천연석, 자기질 타일 기재 등의 경질 소재에 대비하여 다소 유연한 특성을 지니기 때문에, 외부 충격에 의해 천연석 복합 패널의 천연석층과 기재층은 파괴되더라도 핫멜트층 자체는 손상되지 않은 채 접착력을 유지하여 복합 타일의 파편 비산을 방지하는 역할도 동시에 수행한다.
따라서, 핫멜트를 이용하여 천연석 복합 패널을 제조하면 별도의 접착제가 필요하지 않아 원재료비가 절감되며, 공정도 간편하고 작업 시간도 단축할 수 있으므로 상당한 경제적인 효과를 얻을 수 있으며, 파편 비산에 의한 외관 손상을 막아주는 충격강도 향상 효과를 한꺼번에 얻을 수 있다.
이에 따라 본 발명에서는 충격에 대한 탁월한 저항성을 가지면서도 경량성, 취급성, 시공성 및 경제성이 우수한 천연석 복합 패널을 제공할 수 있는 장점을 갖는다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 태양에 따른 천연석 복합 패널의 단면도로서, 본 발명의 천연석 복합 패널은 위로부터 천연석(10) 및 핫멜트층(20)과 기재층(30)을 포함하는 복합 보강층으로 이루어진다.
천연석(10)으로는 인테리어 소재로서 사용될 수 있는 모든 천연석을 사용할 수 있는데, 이와 같은 천연석의 대표적인 예로는 각종 대리석 소재를 들 수 있다.
전술한 바와 같이, 기존 기술에서는 천연석 소재 자체의 낮은 탄성 등으로 인해, 이를 박형으로 패널에 적용하는 것이 불가능하였으나, 본 발명에서는 천연석의 두께를 매우 박형으로 하여 패널에 포함시킬 수 있는 장점이 있다.
즉, 천연석(10)의 두께는 0.5 내지 20 ㎜, 바람직하게는 0.5 내지 10 ㎜, 가 장 바람직하게는 3 내지 5 ㎜이다. 천연석의 두께가 얇을 경우 패널의 전체적인 강도가 저하될 우려가 있고, 두께가 두꺼울 경우 경량성, 가공성, 경제성 및/또는 취급성 등이 저하될 우려가 있다.
복합 보강층은 천연석의 일면 또는 양면에 형성되어, 천연석의 강도를 보강한다. 본 발명에서 복합 보강층은 하나 이상의 핫멜트층 및 하나 이상의 기재층이 서로 적층되어 형성되는 층을 의미하고, 이때 핫멜트층 및 기재층의 개수, 적층 순서 및 형태는 특별히 제한되지 않는다.
핫멜트층(20)의 예로는 폴리염화비닐 수지계, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)류, 아크릴계, 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀계, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 같은 폴리에스터계, 폴리아마이드계, 폴리우레탄계 등의 열가소성 수지 중 일종 또는 이종 이상을 들 수 있다. 핫멜트의 형태는 필름 또는 시트의 형태인 것이 가장 바람직하다.
핫멜트층(20)의 두께는 0.01 내지 7 ㎜, 바람직하게는 0.1 내지 2 ㎜, 가장 바람직하게는 0.1 내지 1.5 ㎜이다. 핫멜트층(20)의 두께가 얇을 경우 보강 효과가 미미할 우려가 있고, 두께가 두꺼울 경우 원재료비가 상승하여 경제성이 저하될 우려가 있다.
복합 보강층은 또한 핫멜트층(20)과 함께 기재층(30)을 추가로 포함한다. 이와 같이 핫멜트층(20) 및 기재층(30)을 복합하여 사용함으로써, 두 층 중 어느 하나가 단독으로 형성되었을 때에 비하여, 충격에 의한 천연석의 비산 방지 및 충격 흡수 효과 등을 현저히 개선할 수 있다.
기재층(30)은 무기 기재, 합성 수지 기재, 목재 등을 단독 또는 혼용하여 구성할 수 있다. 무기 기재로는 시멘트 보드, 콘크리트 보드, 규산칼슘 보드, 마그네슘 보드, 도기질 보드 및 자기질 타일 중에서 선택되는 하나 이상을 들 수 있고, 합성 수지 기재로는 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스터, 폴리아마이드, 폴리스티렌, 폴리우레탄 및 폴리카보네이트 중에서 선택되는 하나 이상의 수지의 발포체 또는 비발포체를 들 수 있으며, 목재로는 마루판, 톱밥, 중밀도섬유판(MDF: Medium Density Fiberboard), 고밀도 섬유판(HDF: High Density Fiberboard) 및 베니어판 중에서 선택되는 하나 이상을 들 수 있다.
기재층(30)의 두께는 1 내지 35 ㎜, 바람직하게는 1 내지 20 ㎜, 가장 바람직하게는 5 내지 15 ㎜이다. 기재층(30)의 두께가 얇을 경우 기재로 인한 보강 효과가 저하될 우려가 있고, 두께가 두꺼울 경우 패널의 취급성, 경량성 및 시공성 등이 저하될 우려가 있다.
상기와 같은 각 소재로 구성되는 본 발명의 복합 패널은 다양한 적층 구조를 가질 수 있으며, 이는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 본 발명의 복합 패널은 도 1에 나타난 바와 같이, 천연석(10), 핫멜트층(20) 및 기재층(30)이 순차로 적층된 구조를 가질 수 있다.
[실시예]
이하, 본 발명에 따른 실시예 및 본 발명에 따르지 않는 비교예를 통하여, 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 제한되는 것은 아니다.
600㎜×600㎜×20㎜(너비×길이×두께) 크기의 천연 대리석의 양면에 EVA(에틸렌 비닐 아세테이트) 수지로 제조된 두께 1 ㎜의 핫멜트 시트를 크기에 맞게 재단 후 적층하였다. 이어서 범용적으로 널리 쓰이는 8 ㎜ 두께의 자기질 타일 기재를 적층하여, 대리석의 양면에 위치한 자기질 타일 기재 사이에 핫멜트가 위치하도록 하였다. 이어서, 상기 적층물에 5 kg/㎠의 압력을 가한 채로 100℃의 챔버에 1시간 동안 두어서 핫멜트의 용융에 의해 대리석과 기재가 접착되도록 하였다. 이 후 챔버에서 적층물을 꺼내어 30분간 식힌 다음, 고정형 원형 톱날에 통과시켜 천연석(대리석)의 길이방향으로 가운데 부분을 켜서 양분하였다. 그 후, 천연석의 두께가 약 4 ㎜가 되도록 절단면을 그라인더로 연마하고, 이어서 다이아몬드 톱날을 이용하여 원하는 크기로 재단한 후, 표면을 곱게 갈아 광택을 내는 과정을 거쳐 천연 대리석 복합 패널을 제조하였다.
[비교예]
대리석과 자기질 타일 기재 사이를 핫멜트가 아닌, 주제와 경화제를 무게비 1:1로 혼합한 에폭시계 접착제를 적용한 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 패널을 제조하였다.
[시험예]
실시예와 비교예에서 제조된 복합 패널 및 두께가 20 ㎜인 일반 대리석(대조예)에 대하여, KS F 4060에 근거하여 충격 강도를 측정하였다. 구체적으로는 KS L 5100에서 규정한 바와 같이 모래를 두껍게 쌓고, 그 위에 시험에 사용될 시편을 적층한 후, 가지형 강제 추(500 g)를 50 cm의 높이에서 낙하시켜 시편의 파단 여부와 파편의 비산 여부를 관찰하고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
실시예 비교예 대조예
파단여부 이상 없음 깨짐 깨짐
비산여부 이상 없음 파편 비산 파편 비산
표 1에 나타난 결과와 같이, 기존 범용되고 있는 천연석 패널에 해당하는 비교예와 천연 대리석 원석인 대조예의 경우 50 cm의 높이에서 떨어진 추에 의해 가해진 충격으로 시편이 완전히 파손된 반면, 실시예의 경우 낙하된 추에 의해 충격이 가해진 경우에도 파손되지 않아 충격 강도가 현저히 개선되었음을 확인할 수 있었다.
도 1은 본 발명의 일 태양에 따른 천연석 복합 패널의 단면도이다.
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]
10: 천연석
20: 핫멜트층
30: 기재층

Claims (11)

  1. 천연석; 및 천연석의 일면 또는 양면에 형성되고, 하나 이상의 핫멜트층 및 하나 이상의 기재층을 갖는 복합 보강층을 포함하는 천연석 복합 패널.
  2. 제1항에 있어서, 천연석의 두께가 0.5 내지 20 ㎜인 것을 특징으로 하는 천연석 복합 패널.
  3. 제2항에 있어서, 천연석의 두께가 3 내지 5 ㎜인 것을 특징으로 하는 천연석 복합 패널.
  4. 제1항에 있어서, 핫멜트층이 폴리염화비닐계, 아크릴계, 폴리올레핀계, 폴리에스터계, 폴리아마이드계, 폴리우레탄계, 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 중에서 선택되는 1종 이상의 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 천연석 복합 패널.
  5. 제4항에 있어서, 핫멜트층이 에틸렌 비닐 아세테이트 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 천연석 복합 패널.
  6. 제1항에 있어서, 핫멜트층의 두께가 0.01 내지 7 ㎜인 것을 특징으로 하는 천연석 복합 패널.
  7. 제6항에 있어서, 핫멜트층의 두께가 0.1 내지 1.5 ㎜인 것을 특징으로 하는 천연석 복합 패널.
  8. 제1항에 있어서, 기재층이 무기 기재, 합성 수지 기재 및 목재 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 천연석 복합 패널.
  9. 제8항에 있어서, 기재층이 무기 기재로서 자기질 타일인 것을 특징으로 하는 천연석 복합 패널.
  10. 제1항에 있어서, 기재층의 두께가 1 내지 35 ㎜인 것을 특징으로 하는 천연석 복합 패널.
  11. 제10항에 있어서, 기재층의 두께가 5 내지 15 ㎜인 것을 특징으로 하는 천연석 복합 패널.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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