KR20170089180A - 섬유를 포함하는 인조대리석 및 이를 이용한 인조대리석용 칩 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인조대리석과 그 제조방법 및 인조대리석용 칩 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 섬유를 풀어 헤쳐 인조대리석용 컴파운드에 투입시킴으로써 불규칙한 선형 모양 및 적층 모양을 구현하여 천연석에 가까운 외관을 갖추도록 하여 고품질화를 달성토록 한 섬유를 활용한 인조대리석과 그 제조방법 및 이를 이용한 인조대리석용 칩 제조방법에 관한 것이다.

Description

섬유를 활용한 인조대리석과 그 제조방법 및 이를 이용한 인조대리석용 칩 제조방법{The artificial marble and a manufacturing method utilizing the fibers and chips for artificial marble using the same method}

본 발명은 인조대리석과 그 제조방법 및 인조대리석용 칩 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 섬유를 풀어 헤쳐 인조대리석용 컴파운드에 투입시킴으로써 불규칙한 선형 모양 및 적층 모양을 구현하여 천연석에 가까운 외관을 갖추도록 하여 고품질화를 달성토록 한 섬유를 활용한 인조대리석과 그 제조방법 및 이를 이용한 인조대리석용 칩 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 인조대리석은 천연 석분이나 광물을 수지성분에 배합하고, 각종 안료 및 첨가제 등을 혼합하여 천연석에 가까운 질감을 구현한 인조 합성체를 통칭하는 용어이다.

이러한 인조대리석은 주방, 벽체, 세면대, 각종 선반 등의 상판재; 바닥, 현관, 계단, 욕조 등의 마감재; 등으로 활용되고 있어 건축자재로서 그 활용도가 매우 크고 넓다.

인조대리석에서 미관을 결정하는 중요한 키는 칩에 있는데, 이는 칩을 이용하여 다양한 질감을 표현하기 때문이다.

하지만, 칩을 이용하여 다양한 질감은 표현할 수 있어도 천연대리석이 갖는 자연스러움은 표출하기가 매우 어렵다.

이것은 칩이 비교적 균일하게 분산 공급되기 때문에 군데 군데 칩이 박힌 형태로 표출되더라도 인위적으로 가공한 느낌이 강해 소비자 만족도를 떨어뜨린다.

이에, 다종(각기 다른 사이즈, 각기 다른 색, 각기 다른 재질)의 칩을 이용하여 조합 투입하면서 베이스 컬러와 색차를 두고 베이스 수지와 줄무늬 수지를 부분 혼합 후 경화하는 방식으로 줄무늬를 표현하려는 시도가 선행기술처럼 진행되고 있으나, 그럼에도 불구하고 천연석에 가까운 불특정, 불규칙적인 질감을 표현하는데는 한계가 있다.

대한민국 공개특허 제10-2015-0132956호(2015.11.27.) '서로 다른 2종의 혼합수지를 포함하는 마블 인조대리석용 조성물 및 그 인조대리석의 제조방법' 대한민국 공개특허 제10-2015-0007430호(2015.01.21.) '인조대리석 제조방법 및 이에 의해 제조된 인조대리석'

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 천연대리석에 가장 근접한 불균칙한 질감 패턴을 갖출 수 있도록 하여 소비자의 구매의욕을 증대시킨 섬유를 활용한 인조대리석과 그 제조방법 및 이를 이용한 인조대리석용 칩 제조방법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, PMMA와 MMA를 베이스 수지로 포함하는 컴파운드를 이용하여 제조된 인조대리석에 있어서, 상기 베이스 수지에는 섬유가 첨가된 것을 특징으로 하는 섬유를 활용한 인조대리석을 제공한다.

이때, 상기 섬유는 단섬유, 장섬유, 연속섬유 중 어느 하나 혹은 둘 이상의 조합으로 이루어지고, 인조대리석의 길이방향으로 줄무늬 패턴을 형성하는 것에도 그 특징이 있다.

또한, 본 발명은 PMMA와 MMA를 베이스 수지로 포함하는 컴파운드를 이용하여 제조된 인조대리석에 있어서, 상기 베이스 수지에는 일정 길이를 갖는 섬유가 완전히 풀어진 채 분산되고, 점도 증가를 억제하는 분산제가 함께 첨가되어 인조대리석에 선상의 질감 패턴을 구현시킨 것을 특징으로 하는 섬유를 활용한 인조대리석을 제공한다.

이때, 상기 섬유는 단섬유, 장섬유, 연속섬유 중 어느 하나 혹은 둘 이상의 조합으로 이루어진 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 분산제는 상기 베이스 수지의 점도를 25,000-70,000CPS로 유지시키는 것에도 그 특징이 있다.

또한, 본 발명은 PMMA와 MMA를 베이스 수지로 포함하고, 여기에 가교제ㆍ표면처리제ㆍ개시제ㆍ착색제를 포함한 각종 첨가제, 및 필러와 칩을 혼합하여 컴파운드를 만들고; 상기 컴파운드를 성형기에 넣고 성형하여 질감 패턴을 갖는 인조대리석을 제조하는 방법에 있어서, 상기 컴파운드를 만들 때, 상기 베이스 수지에 각종 첨가제 및 필러와 칩을 혼합하기 전에 일정 길이의 섬유와 분산제를 상기 베이스 수지에 넣고 교반하여 점도가 증가하지 않은 상태로 섬유가 완전히 풀어지게 하는 과정을 먼저 실시한 다음, 나머지 컴파운드 조성물을 혼합 조성하는 것을 특징으로 하는 섬유를 활용한 인조대리석 제조방법을 제공한다.

이때, 상기 섬유는 단섬유, 장섬유, 연속섬유 중 어느 하나 혹은 둘 이상의 조합으로 이루어지고, 일정량씩 배치타입으로 계량 투입되는 것에도 그 특징이 있다.

또한, 본 발명은 섬유가 포함되어 선상의 질감패턴을 갖는 인조대리석을 이용하여 또다른 질감 패턴을 갖춘 인조대석을 구현하기 위한 인조대리석용 칩을 제조하는 방법에 있어서, 인조대리석용 원료인 컴파운드를 구성하는 베이스 수지로서, PMMA와 MMA에 섬유를 분산시키는 단계; 섬유가 분산된 베이스 수지와 나머지 컴파운드 조성물을 혼합한 후 성형기를 통해 성형하여 섬유가 포함되어 선상의 질감 패턴을 갖는 인조대리석을 만드는 단계; 성형된 선상의 질감 패턴을 갖는 인조대리석을 파쇄하여 부정형의 섬유가 포함된 선상의 질감 패턴을 갖는 칩을 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유를 활용한 인조대리석을 이용한 인조대리석용 칩 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 천연대리석과 거의 흡사하게 불규칙한 질감 패턴을 구현할 수 있다.

또한, 불규칙한 질감 패턴을 갖출 수 있도록 인조대리석용 칩도 생산할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 인조대리석의 예시적인 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 섬유를 활용한 인조대리석의 예시적인 사진이다.
도 3은 도 2의 인조대리석을 파쇄하여 인조대리석 제조용 칩을 활용하여 제조한 또다른 질감 패턴을 갖는 인조대리석의 예시적인 사진이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 인조대리석을 제조하는 방법은 일반적으로 알려진 공정을 대부분 그대로 따르지만, 기존에는 시도하지 않던 불규칙한 질감 패턴 구현을 위해 섬유를 활용한 점에 있어 통상의 방식과 전혀 다른 개념을 갖는다.

일반적으로, 인조대리석은 원료(PMMA, MMA, 필러, 칩, 가교제, 표면처리제, 개시제, 착색제 등의 각종 첨가제 혼합)를 배합하여 컴파운드를 만들고, 이 컴파운드를 성형기로 성형한 후 제품화하도록 가공하는 방식으로 제조된다.

이때, 천연석처럼 보이기 위해 질감을 내는 수단으로 칩을 사용하고 있는데, 이러한 칩은 최소 0.1mm에서 최대 10mm 크기를 갖는 구형 또는 파쇄형에 가까운 것들을 상기 컴파운드에 투입하여 고르게 분산시킴으로써 인조대리석에 질감 패턴이 구현되도록 하고 있다.

이 경우, 질감 패턴을 다양화시키기 위해 투명칩을 사용하기도 하고, 혹은 칩 내에 칩을 포함시킨 다중칩을 사용하기도 하며, 경우에 따라서는 줄무늬를 포함한 칩을 사용하기도 한다.

하지만, 이와 같은 경우에는 칩이 고르게 분산되므로 인조대리석의 모든 면에서 균일한 질감을 도출시키므로 천연석이 갖는 불균칙한 선형 혹은 적층 모양(단층 같은 형태)을 표현하지 못하므로 한계가 있다.

더구나, 칩은 구형 또는 파쇄된 부정형이기 때문에 점처럼 박힐 뿐 선상으로 표현될 수는 없고, 칩을 불규칙하게 분산시키기 위해 별도의 장비를 개발한다고 하더라도 이 역시 점 상의 패턴일 뿐 선상의 패턴은 아니므로 질감이 다르게 느껴진다.

본 발명에서는 선상의 질감 패턴, 선상의 적층무늬 패턴을 형성하기 위해 섬유를 사용한다.

그런데, 섬유는 수십가닥의 실(원사)로 이루어져 있고, 흡습성이 있기 때문에 수지와 배합하게 되면 뭉치면서 엉겨 풀리지 않는 문제, 그리고 점도를 높이기 때문에 성형성을 떨어뜨리므로 지금까지 인조대리석에 적용되지 못하였다.

하지만, 본 발명에서는 이러한 섬유를 응용하여 선상의 질감 패턴을 구현함으로써 보다 더 천연석에 가까운 외관을 취득함으로서 고급스럽고 자연스러운 분위기 연출이 가능토록 하였다.

보다 구체적으로, 본 발명에 따른 섬유를 활용한 인조대리석은 컴파운드를 구성하는 베이스 수지인 PMMA, MMA에 섬유를 일정량 미리 투입하여 믹싱함으로써 섬유가 완전히 풀리면서 분산되도록 하되, 섬유 뭉칭과 점도 증가 방지를 위해 분산제(점도저하제)를 일정량 함께 투입하여 점도가 25,000-70,000CPS로 유지되게 한 상태에서 나머지 컴파운드 조성물을 넣고 최종 혼합한 후 성형하여 제품화 된다.

즉, 본 발명에 따른 인조대리석은 섬유가 완전히 풀린 상태로 분산된 상태로 유지되는 베이스 수지(PMMA와 MMA)에 나머지 컴파운드 조성물을 첨가혼합하여 제조되는 것이다.

이때, 베이스 수지에 섬유를 투입하는 양은 패턴에 따라 다를 수 있지만, 0.1-1.0PHR로 투입 분산시킬 때 가장 이상적이고 선명한 선상의 질감 패턴을 구현할 수 있다.

뿐만 아니라, 이 범위값에서 섬유 풀림 및 분산 효과가 가장 우수하며, 0.1PHR 미만으로 첨가되면 선상의 질감 패턴 구현이 어렵고, 1.0PHR을 초과하면 섬유가 주변의 MMA를 흡수하여 점도가 급격히 상승되면서 배합의 원활성을 저해하므로 상기 범위로 한정되어야 한다.

아울러, 섬유 투입은 기존 칩 투입처럼 연속처리하지 않고 배치(Batch)식으로 계량 투입됨이 바람직하다.

따라서, 상기 섬유는 단섬유, 장섬유, 연속섬유 중 어느 하나 혹은 둘 이상의 조합으로 투입될 수 있다.

여기에서, 상기 분산제는 PMMA와 MMA가 혼합된 수지 상에서 섬유가 풀리면서 분산되어야 하기 때문에 PMMA의 고분자 사슬을 끊어 점도를 낮출 수 있는 것을 사용해야 하는데, AFCONA ADDITIVES社(www.afcona.com)에서 판매하는 'AFCONA-PF604'를 사용함이 바람직하다.

중요한 사실은 컴파운드를 만들 때 다른 조성물들과 함께 섬유를 단순히 투입해서는 본 발명이 원하는 선상의 질감 패턴을 결코 구현할 수 없다는 점이다.

이것은 섬유가 풀리기도 전에 뭉쳐 버릴 뿐만 아니라, 점도 증가로 인해 배합 자체가 매우 어렵기 때문인데, 이러한 이유로 인해 지금까지 섬유가 인조대리석에 투입 사용되기 어려웠지만, 본 발명은 그러한 문제를 말끔해 해소하여 이를 구현한 것이다.

그 해결의 주된 키는 컴파운드를 만들 때 PMMA와 MMA에 먼저 섬유를 일정비율로 투입함과 동시에 분산제를 일정량(섬유의 투입양에 따라 다르지만 섬유 100중량부에 대해 50-54중량부가 바람직함) 투입한 상태에서 교반함으로써 점도는 증가키시지 않으면서 섬유 뭉침없이 완전히 섬유를 풀어주도록 하는 과정이 선행된다는 점이다.

이렇게 하면, 섬유가 최대로 균일하게 분산된 상태가 되고, 그 상태에서 나머지 컴파운드 조성물과 혼합한 후 성형하게 되면 기존에는 도 1과 같은 형태의 질감 패턴 밖에 구현할 수 없었던 것을 도 2와 같은 선상의 질감 패턴, 선상의 적층형 질감 패턴을 구현할 수 있어 보다 천연석에 가깝게 표현할 수 있게 된다.

덧붙여, 본 발명에서는 상술한 바와 같은 방법을 통해 인조대리석을 만들어 선상의 질감 패턴 구현이 가능토록 하였는 바, 이렇게 만들어진 선상의 질감패턴이 구현된 인조대리석(이하 '인조판재'라 함)을 파쇄하여 부정형의 인조판재칩을 만들고, 이 인조판재칩을 상술한 인조대리석 제조공정 중 성형 공정에 투입하게 되면 도 3과 같은 형태로 선상의 질감 패턴을 갖는 인조판재칩들이 군데 군데 불규칙하게 분포됨으로써 기존과 또다른 형태의 질감을 갖는 인조대리석을 만들 수 있게 된다.

이것은 섬유, 섬유가 포함된 칩을 복합적으로도 운용할 수 있어 더욱 더 다양한 형태의 질감을 갖는 인조대리석 제조의 기반이 될 수 있다.

Claims (8)

1. PMMA와 MMA를 베이스 수지로 포함하는 컴파운드를 이용하여 제조된 인조대리석에 있어서,
   상기 베이스 수지에는 섬유가 첨가된 것을 특징으로 하는 섬유를 활용한 인조대리석.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 섬유는 단섬유, 장섬유, 연속섬유 중 어느 하나 혹은 둘 이상의 조합으로 이루어지고, 인조대리석의 길이방향으로 줄무늬 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 섬유를 활용한 인조대리석.
   
3. PMMA와 MMA를 베이스 수지로 포함하는 컴파운드를 이용하여 제조된 인조대리석에 있어서,
   상기 베이스 수지에는 일정 길이를 갖는 섬유가 완전히 풀어진 채 분산되고, 점도 증가를 억제하는 분산제가 함께 첨가되어 인조대리석에 선상의 질감 패턴을 구현시킨 것을 특징으로 하는 섬유를 활용한 인조대리석.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 섬유는 단섬유, 장섬유, 연속섬유 중 어느 하나 혹은 둘 이상의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 섬유를 활용한 인조대리석.
   
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 분산제는 상기 베이스 수지의 점도를 25,000-70,000CPS로 유지시키는 것을 특징으로 하는 섬유를 활용한 인조대리석.
   
6. PMMA와 MMA를 베이스 수지로 포함하고, 여기에 가교제ㆍ표면처리제ㆍ개시제ㆍ착색제를 포함한 각종 첨가제, 및 필러와 칩을 혼합하여 컴파운드를 만들고; 상기 컴파운드를 성형기에 넣고 성형하여 질감 패턴을 갖는 인조대리석을 제조하는 방법에 있어서,
   상기 컴파운드를 만들 때, 상기 베이스 수지에 각종 첨가제 및 필러와 칩을 혼합하기 전에 일정 길이의 섬유와 분산제를 상기 베이스 수지에 넣고 교반하여 점도가 증가하지 않은 상태로 섬유가 완전히 풀어지게 하는 과정을 먼저 실시한 다음, 나머지 컴파운드 조성물을 혼합 조성하는 것을 특징으로 하는 섬유를 활용한 인조대리석 제조방법.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 섬유는 단섬유, 장섬유, 연속섬유 중 어느 하나 혹은 둘 이상의 조합으로 이루어지고, 일정량씩 배치타입으로 계량 투입되는 것을 특징으로 하는 섬유를 활용한 인조대리석 제조방법.
   
8. 섬유가 포함되어 선상의 질감패턴을 갖는 인조대리석을 이용하여 또다른 질감 패턴을 갖춘 인조대석을 구현하기 위한 인조대리석용 칩을 제조하는 방법에 있어서,
   인조대리석용 원료인 컴파운드를 구성하는 베이스 수지로서, PMMA와 MMA에 섬유를 분산시키는 단계; 섬유가 분산된 베이스 수지와 나머지 컴파운드 조성물을 혼합한 후 성형기를 통해 성형하여 섬유가 포함되어 선상의 질감 패턴을 갖는 인조대리석을 만드는 단계; 성형된 선상의 질감 패턴을 갖는 인조대리석을 파쇄하여 부정형의 섬유가 포함된 선상의 질감 패턴을 갖는 칩을 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유를 활용한 인조대리석을 이용한 인조대리석용 칩 제조방법.

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