KR20200051217A - 안료 분산액 및 인조대리석 - Google Patents

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Abstract

안료, 분산용매 및 분산제를 포함하고, 상기 분산용매는 불포화 폴리에스테르, 스타이렌계 모노머 및 C1 내지 C11의 알킬기를 갖는 아크릴레이트 모노머를 포함하는 안료 분산액을 제공한다.

Description

안료 분산액 및 인조대리석{PIGMENT DISPERSION AND ARTIFICIAL MARBLE}
본 발명은 안료 분산액 및 인조대리석에 관한 것이다.
무기 충진제를 포함하는 복합체는 건축 재료 등에 다양하게 사용되고 있다. 예를 들어, 인조대리석은 무기 충진제를 포함하고, 천연대리석의 대체 용도로 각광받는 소재로서 은은함과 부드러운 질감, 우수한 가공성, 우수한 내후성 및 우수한 내구성 등을 가지고 있어 다양한 용도로 사용되고 있다.
그리고, 상기와 같은 복합체의 외관과 미적 특성을 개선하기 위하여 안료 등의 착색제가 종종 사용되고 있다. 이때, 상기 복합체 내에서 안료가 잘 분산되지 않으면 색상이 불균일하게 되어 색상편차를 유발할 수 있고, 이는 제품 불량으로 취급될 수 있다. 그리고, 안료의 입자 크기가 크면 색상 발현이 충분하지 못하여, 복합체에 스크래치 또는 충격 등의 물리적 손상이 가해지거나, 굽힘 등의 성형이 가해질 때, 복합체 표면이 백색으로 변화하는 백화(whitening)현상이 나타나 제품의 품질이 저하되는 문제가 있다.
그리고, 작고 잘 분산된 안료 입자를 제조하기 위하여 분산용매 하에서 안료를 분쇄하는 경우, 사용되는 분산용매로 인해 복합체의 물성이 떨어지는 문제가 발생한다.
이에, 제품에 열변형 등의 성형을 가하거나 물리적 손상이 가해지더라도, 제품의 물성을 저하시키지 않으면서, 백화현상에 대해 저항성을 갖는 우수한 착색력을 갖는 안료 분산액이 요구된다.
본 발명의 목적은 우수한 분산성 및 저장 안정성을 갖는 안료 분산액을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 우수한 착색력과 함께 우수한 물성을 갖는 인조대리석을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 안료, 분산용매 및 분산제를 포함하고, 상기 분산용매는 불포화 폴리에스테르, 스타이렌계 모노머 및 C1 내지 C11의 알킬기를 갖는 아크릴레이트 모노머를 포함하는 안료 분산액을 제공 할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 아크릴계 수지 시럽, 무기 충진제 및 안료 분산액을 포함하는 인조 대리석 조성물의 경화물이고, 상기 안료 분산액은 안료, 분산용매 및 분산제를 포함하고, 상기 분산용매는 불포화 폴리에스테르, 스타이렌계 모노머 및 C1 내지 C11의 알킬기를 갖는 아크릴레이트 모노머를 포함하는 인조 대리석을 제공 할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 안료 분산액은 작은 크기의 안료를 포함하면서, 우수한 분산성 및 저장 안정성을 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 인조 대리석은 우수한 착색력으로 굽힘 등의 굴곡 성형시 백화현상이 발생하는 것을 방지하면서 동시에, 우수한 내광성, 바콜경도, 굴곡강도 및 열변형 온도를 나타낼 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일 구현예는 안료, 분산용매 및 분산제를 포함하고, 상기 분산용매는 불포화 폴리에스테르, 스타이렌계 모노머 및 C1 내지 C11의 알킬기를 갖는 아크릴레이트 모노머를 포함하는 안료 분산액을 제공한다.
안료 분산액은 인조대리석 등의 복합체에 포함되어 미적 특성을 나타낼 수 있다. 이때, 안료 분삭액에 포함되는 안료의 입자 크기가 작을 수록 효과적으로 색채특성을 발현할 수 있다. 안료의 입자 크기를 작게 하기 위하여, 일반적으로 분산기기를 사용하여 안료를 매질에서 분쇄 및 분산하는 전처리 작업을 거친다. 이때, 분산용매로서 MEK(Methyl Ethyl Ketone) 등의 유기용제를 사용할 수 있으나, 인조대리석과 같이, 두꺼운 두께의 복합체 제품을 제작하는 경우에는 용제 휘발에 의해서 제품에 용제 끓음 자국이나 용제 기포 자국 등이 남아 불량으로 취급되는 문제가 있다.
이에, 상기와 같은 문제를 극복하기 위하여 분산용매로 휘발성이 적은 디이소데실프탈레이트(DIDP, Diisodecyl phthalate) 등의 가소제를 사용할 수 있다. 그러나, 가소제의 특성으로 인해 가소제를 포함하는 안료 분산액을 이용하여 복합체를 제조하는 경우 복합체의 물성이 저하되는 문제가 있고, 프탈레이트계 화합물은 인체에 유해물질로 사용에 제한이 따른다. 이에 따라, 가소제의 함량을 크게 높일 수 없게 되고, 이와 함께, 투입할 수 있는 안료의 함량이 제한되어, 물리적 손상이 가해지거나, 굽힘 등의 성형이 가해질 때, 복합체 표면이 백색으로 변화하는 백화(whitening)현상이 나타나 제품의 품질이 저하되는 문제가 있다.
안료, 분산용매 및 분산제를 포함하는 상기 안료 분산액은 분산용매로 불포화 폴리에스테르, 스타이렌계 모노머 및 C1 내지 C11의 알킬기를 갖는 아크릴레이트 모노머를 포함하여, 작은 크기의 안료를 포함하면서, 우수한 분산성 및 저장 안정성을 나타낼 수 있다. 그리고, 상기 안료 분산액은 복합체에 우수한 착색력을 나타내어 스크래치 또는 충격 등의 물리적 손상이 가해지거나, 굽힘 등의 성형이 가해질 때, 복합체 표면이 백색으로 변화하는 백화(whitening)현상이 나타나는 것을 방지할 수 있으며, 이와 동시에 우수한 바콜경도, 굴곡강도 및 열변형 온도 등의 물성을 나타낼 수 있다.
분산용매에 포함되는 상기 불포화 폴리에스테르는 반응성 물질로서 가소제와 달리, 복합체의 제조과정에서 경화 반응 등에 참여하여 높은 함량으로 포함되어도 복합체의 물성 저하를 일으키지 않을 수 있다. 이에 따라 상기 안료 분산액은 높은 함량의 안료를 포함할 수 있고, 색채 발현도를 높여 백화현상이 일어나는 것을 방지할 수 있다.
상기 불포화 폴리에스테르는 상기 안료 분산액에 포함되어 바인더 역할을 할 수 있다. 구체적으로, 상기 불포화 폴리에스테르는 약 100g/mol 내지 약 3,000g/mol의 중량평균분자량을 갖는 올리고머일 수 있다. 상기 안료 분산액은 상기 범위의 중량평균분자량을 갖는 올리고머인 불포화 폴리에스테르를 포함하여, 안료의 분산 안정성 및 저장 안정성을 향상시켜 안료가 재응집 되는 것을 방지할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 불포화 폴리에스테르의 불포화도는 약 40% 내지 약 50%일 수 있다. 상기 불포화도는 불포화 폴리에스테르 전체 분자 수 대비 불포화 결합을 갖는 불포화 폴리에스테르 분자의 수를 의미한다. 상기 불포화도는 FT-IR Spectroscopy 를 이용하여 측정할 수 있다.
상기 안료 분산액은 상기 범위의 불포화도를 갖는 불포화 폴리에스테르를 포함하여 안료의 분산 안정성 및 저장 안정성을 향상시킬 수 있으며, 이를 포함하는 인조대리석의 물성 및 가공성 저하를 방지할 수 있다. 구체적으로, 불포화 폴리에스테르의 불포화도가 상기 범위 미만인 경우에는 복합체 제조시 반응에 참여하는 정도가 낮아지고, 결과적으로 복합체의 물성이 떨어질 수 있다. 그리고, 불포화도가 상기 범위를 초과하는 경우에는 복합체가 너무 딱딱해져 가공이 어려워지는 문제가 있을 수 있다.
불포화 폴리에스테르는 불포화 다염기산, 또는 불포화 다염기산에 포화 다염기산을 병용하여 다가 알코올과의 축합중합하여 얻어진 생성물이다. 불포화 다염기산은 예를 들어, 무수 말레인산, 말레인산, 푸마르산, 무수 이타콘산, 이타콘산 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 그리고, 포화 다염기산은 예를 들어, 무수 프탈산, 프탈산, 테레프탈산, 이소프탈산, 아디핀산, 테트라히드로 무수 프탈산, 3-메틸테트라히드로 무수 프탈산, 트리멜리트산, 무수 트리멜리트산 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 불포화 다염기산 등과 축합중합 될 수 있는 다가 알코올은 예를 들어, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 비스페노올A(bisphenol A), 비스페노올A 디옥시프로폭시에테르(bisphenol A dioxypropoxy ether), 1,9-노네인디올(nonanedilol), 1,3-부틸렌 글리콜, 트리메틸올에탄, 글리세린, 펜타에리트리톨(pentaerythritol), 시클로헥산디메탄올 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 불포화 폴리에스테르는 아릴기를 갖는 불포화 폴리에스테르일 수 있으며, 이에 따라 안료의 재응집을 효율적으로 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 불포화 폴리에스테르는 불포화 다염기산인 무수 말레인산과 포화 다염기산인 테레프탈산, 그리고 비스페노올 A 의 축합 중합되어 형성된 아릴기를 갖는 불포화 폴리에스테르 일 수 있다.
상기 분산용매는 상기 불포화 폴리에스테르와 함께 스타이렌계 모노머를 포함한다. 상기 스타이렌계 모노머는 올리고머인 상기 불포화 폴리에스테르와 함께 포함되어 안료 분산액의 점도를 적절히 낮춰줄 수 있다. 그리고, 상기 스타이렌계 모노머는 가교제 역할을 하여 상기 불포화 폴리에스테르가 반응할 수 있도록 할 수 있다. 상기 스타이렌계 모노머는 상기 안료 분산액에 포함되어 불포화 폴리에스테르의 반응을 촉진함으로써, 복합체에 우수한 바콜 경도, 굴곡 강도 및 열변형 온도를 부여할 수 있다. 예를 들어, 상기 스타이렌계 모노머는 스타이렌, α-메틸스타이렌, o-에틸스타이렌, p-에틸스타이렌 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나일 수 있다. 구체적으로 상기 스타이렌계 모노머는 스타이렌일 수 있다.
상기 분산용매는 상기 불포화 폴리에스테르 대 상기 스타이렌계 모노머를 약 3:1 내지 약 2: 1의 중량비로 포함하여, 안료 분산액의 분산 안정성 및 저장 안정성을 향상시키고, 이를 포함하는 복합체의 물성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 스타이렌계 모노머의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 복합체의 굴곡강도, 바콜 경도 및 열변형 온도가 떨어지고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 내충격성, 인장 신율 등의 기계적인 물성이 저하되거나, 굽힘 등의 성형이 되지 않을 수 있으며, 내광성이 저하되어 복합체의 색상이 변색되는 문제가 있을 수 있다.
상기 분산용매는 상기 불포화 폴리에스테르, 상기 스타이렌계 모노머와 함께, C1 내지 C11의 알킬기를 갖는 아크릴레이트 모노머를 포함한다. 상기 불포화 폴리에스테르는 아릴기를 갖는 올리고머로 상대적으로 점도를 높여 작은 크기의 안료로의 분쇄 및 분산이 용이하지 않을 수 있고, 복합체에 강직한 구조를 부여하여 성형성을 저하시킬 수 있다. 그리고, 모노머로 상기 스타이렌계 모노머만을 포함하는 경우에는 스타이렌계 모노머의 함량을 높여 점도는 낮출 수 있으나, 내광성이 저하되어 변색 등이 발생할 수 있다. 상기 분산용매는 상기 불포화 폴리에스테르 및 상기 스타이렌계 모노머와 함께 C1 내지 C11의 알킬기를 갖는 아크릴레이트 모노머를 포함하여 점도를 조절하고, 복합체의 성형성을 높이면서 우수한 내광성으로 변색되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 복합체에 내충격성, 인장 신율 등의 기계적 물성이 저하되거나, 굽힘 등의 성형이 가해질 때, 복합체 표면이 백색으로 변화하는 백화(whitening)현상이 나타나는 것을 효율적으로 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 C1 내지 C11의 알킬기를 갖는 아크릴레이트 모노머는 메틸(메타)아크릴레이트， 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트， 펜틸(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 상기 C1 내지 C11의 알킬기를 갖는 아크릴레이트 모노머는 메틸메타크릴레이트일 수 있으며, 복합체의 물성을 더욱 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 불포화 폴리에스테르, 상기 스타이렌계 모노머 및 메틸메타크릴레이트로 이루어진 상기 분산용매는 폴리아크릴레이트를 포함하는 인조대리석 조성물에 포함될 수 있다. 이때, 상기 메틸메타크릴레이트는 수지 시럽에 포함된 폴리아크릴레이트와 우수한 상용성을 나타내어 안료의 분산성을 향상시키고, 경화물인 인조대리석의 물성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 안료 분산액은 안료를 포함하며, 상기 안료의 평균 직경은 약 300㎚ 내지 약 700㎚일 수 있다. 상기 평균 직경은 동적광산란 원리를 이용한 Zetasizer를 이용하여 측정할 수 있다. 응집되지 않은 제1차 입경을 갖는 안료 입자는 용매 내에서 응집되어 덩어리 형태가 될 수 있다. 상기 안료의 평균 직경은 분산용매 내에서 분산기기를 이용하여 분쇄 및 분산시킨 후에 형성된 제2차 입경을 의미한다
안료의 입자 크기가 크면 색상 발현이 충분하지 못하여, 복합체에 스크래치 또는 충격 등의 물리적 손상이 가해지거나, 굽힘 등의 성형이 가해질 때, 복합체 표면이 백색으로 변화하는 백화(whitening)현상이 나타나 제품의 품질이 저하되는 문제가 있다. 상기 안료는 상기 분산용매 내에서 상기 범위의 직경으로 분쇄 및 분산될 수 있다. 구체적으로, 안료의 평균 직경이 상기 범위 미만인 경우에는 안료가 응집하려는 성향이 커져서 분산성 및 저장 안정성이 떨어지고, 흡유량이 증가하여 점도 조절이 어려워 질 수 있다. 그리고, 안료의 평균 직경이 상기 범위를 초과하는 경우에는 색채의 발현이 저하될 수 있다.
상기 안료는 상기 안료 분산액 100 중량부 대비 약 10 중량부에서 약 40 중량부까지 포함될 수 있다. 구체적으로, 상기 안료의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 색채의 발현이 저하되고, 분산용매의 함량이 필요 이상으로 많아져 비용이 상승하는 문제가 있고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 분산 안정성이 저하되고 재응집이 발생하는 문제가 있을 수 있다.
구체적으로, 상기 안료는 카본 블랙, 티타늄 블랙, 그라파이트, 팽창 흑연, 산화철 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 안료 분산액은 카본 블랙을 포함하여 인조대리석에 우수한 흑색도를 나타낼 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 카본 블랙의 표면 pH는 약 1.5 내지 약 3.5일 수 있다. 상기 안료 분산액은 상기 범위의 표면 pH를 갖는 카본 블랙을 포함하여 상기 분산용매 특히, 메틸메타크릴레이트와의 상용성을 향상시켜 분산 안정성 및 저장 안정성을 향상시킬 수 있다.
상기 안료 분산액은 분산제를 포함하여, 상기 안료의 분산성을 향상시키고, 저장 안정성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 안료 분산액은 분산제로 아민가 및 산가를 동시에 갖는 고분자를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 분산제는 약 15mg KOH/g 내지 약 20mg KOH/g의 아민가 및 약 5mg KOH/g 내지 약 10mg KOH/g의 산가를 가질 수 있으며, 상기 범위의 아민가 및 산가를 갖는 분산제를 포함하여 안료, 특히 카본 블랙과의 친화력(affinity)을 향상시켜 분산된 카본 블랙의 응집을 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 분산제는 고분자량 공중합체의 알킬암모늄 염일 수 있다.
상기 분산제는 상기 안료 분산액 100 중량부 대비 약 3 중량부 내지 약 18 중량부의 함량으로 포함되어 많은 비용을 들이지 않고도 우수한 분산력을 나타낼 수 있다.
상기 안료 분산액은 상기 분산용매, 상기 안료 및 상기 분산제를 포함하는 것으로서, 25℃에서, 1 Ps 내지 10Ps의 점도를 나타낼 수 있다. 상기 안료 분산액은 상기 범위의 점도를 가져 비드밀에 의해 우수한 전단력으로 효율적으로 안료를 분쇄 및 분산시킬 수 있다. 안료 분산액의 점도가 상기 범위를 초과하는 경우에는 고점도의 물질을 분쇄시킬 수 있는 분산기기를 사용하여야 안료를 분쇄시킬 수 있다. 그러나, 고점도 물질에 적합한 분산기기는 비드밀과 비교하여 전단력이 떨어지는 바, 분쇄된 안료의 입자 크기가 커지게 되고 이에 따라, 색채의 발현이 떨어지고, 백화현상 개선효과가 저하될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예는 아크릴계 수지 시럽, 무기 충진제 및 안료 분산액을 포함하는 인조 대리석 조성물의 경화물이고, 상기 안료 분산액은 안료, 분산용매 및 분산제를 포함하고, 상기 분산용매는 불포화 폴리에스테르, 스타이렌계 모노머 및 C1 내지 C11의 알킬기를 갖는 아크릴레이트 모노머를 포함하는 인조 대리석을 제공한다.
인조대리석은 아크릴계 수지 시럽, 무기 충진제 및 안료 분산액을 포함하는 인조 대리석 조성물의 경화물로서, 인조 대리석은 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 탄산 칼슘, 실리카, 알루미나 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 무기 충진제를 포함하여 난연성을 부여하고, 물성을 향상시킬 수 있다. 그리고, 안료 분산액은 인조 대리석 조성물에 포함되어 우수한 미적 특성을 나타낼 수 있다.
한편, 상기 인조 대리석 조성물 내에서 안료, 예를 들어 카본 블랙이 잘 분산되지 않거나, 안료의 입자 크기가 크면, 색상 발현이 충분하지 못하여 인조대리석에 스크래치 또는 충격 등의 물리적 손상이 가해지거나, 굽힘 등의 성형이 가해질 때, 인조대리석의 무기 충진제가 표면에 노출되고, 이에 따라 인조대리석 표면이 백색으로 변화하는 백화(whitening)현상이 나타나 제품의 품질이 저하되는 문제가 있다. 그리고, 안료의 함량을 증가시키기 위하여 분산용매의 양을 함께 증가시키면 인조대리석의 물성이 저하되는 문제가 발생한다.
상기 인조대리석은 상기 안료 분산액을 이용하여, 작은 크기의 안료를 포함하면서, 우수한 분산성 및 저장 안정성을 나타내고, 높은 함량의 안료를 포함하면서도 우수한 물성을 동시에 나타낼 수 있다. 상기 안료 분산액에 대한 내용은 전술한 바와 같다.
상기 안료 분산액은 인조대리석 경화과정에서 상기 불포화 폴리에스테르, 상기 스타이렌계 모노머 및 상기 C1 내지 C11의 알킬기를 갖는 아크릴레이트 모노머 상호 간에 서로 반응하여 연결될 수 있다. 그리고, 상기 인조 대리석 조성물 내의 아크릴계 수지 시럽에 포함된 수지 및/또는 모노머와 반응하여 경화 구조를 형성할 수 있다. 이에 따라, 인조 대리석에 우수한 물성을 부여할 수 있다.
구체적으로, 상기 인조대리석은 우수한 분산 안정성 등으로 인조 대리석 전체에 걸쳐 색상편차 없이 균일한 색상을 나타내고, 스크래치 또는 충격 등의 물리적 손상이 가해지거나, 굽힘 등의 성형이 가해질 때 인조대리석 표면의 백화 현상을 방지할 수 있다. 이와 동시에, 상기 인조대리석은 우수한 바콜경도, 굴곡강도 및 열변형 온도를 나타낼 수 있다.
구체적으로, 상기 인조대리석은 ASTM D648에 따른, 열 변형 온도가 약 95 ℃ 내지 약 110 ℃일 수 있다. 열 변형 온도가 상기 범위 미만인 경우에는 열에 의해 대리석에 변형이 쉽게 생길 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우에는 열 성형시 가열 온도가 높아지거나 가열시간이 길어져 가공이 어려운 문제가 있을 수 있다.
또한, 상기 인조대리석은 색차계로 측정한 L 값이 약 32 내지 약 35 일 수 있다. L값이 높을수록 백색도가 높다는 것을 의미한다. 상기 인조대리석은 상기 안료 분산액을 포함하고, 상기 범위의 L 값을 가짐으로써, 인조대리석에 스크래치 또는 충격 등의 물리적 손상이 가해지거나, 굽힘 등의 성형이 가해질 때, 인조대리석의 무기 충진제가 표면에 노출되고, 이에 따라 인조대리석 표면이 백색으로 변화하는 백화(whitening)현상이 나타나는 것을 효율적으로 방지할 수 있다.
그리고, 상기 인조대리석의 바콜 경도는 약 70 내지 약 90일 수 있다. 상기 인조대리석은 상기 범위의 바콜경도를 가짐으로써, 성형과정이나 외부 충격 등에 쉽게 스크래치가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 상기 인조대리석의 ASTM D790 조건에서 측정한 굴곡강도는 약 7kgf/cm2 내지 약 9 kgf/cm2일 수 있다. 상기 인조대리석은 상기 범위의 굴곡강도를 가짐으로써, 성형과정이나 외부 충격 등에 의해 인조대리석이 쉽게 변형되는 것을 방지할 수 있다.
(실시예)
실시예 1
중량평균분자량이 1,000g/mol이고, 40%의 불포화도를 갖고 아릴기를 포함하는 불포화 폴리에스테르 29 중량부, 스타이렌 13 중량부 및 메틸메타크릴레이트 29 중량부를 혼합한 분산용매 70 중량부에 카본 블랙 30 중량부 및 분산제 5 중량부를 혼합하고, 1㎜구경의 비드를 갖는 비드밀(bead-mill) 장치로 상기 카본 블랙을 분쇄하여 직경 500㎚ 의 카본 블랙을 분산시킨 안료 분산액을 제조하였다.
그리고, 폴리메틸메트아크릴레이트 30중량%와 메틸메트아크릴레이트 70중량%를 60℃, 30분 동안 교반하여 아크릴계 수지 시럽(25℃, 점도 1000 cps)을 제조하였다. 그리고 상기 아크릴계 수지 시럽 33중량부에 수산화알루미늄(ATH) 60 중량부, 가교제 및 열개시제를 포함하는 첨가제 2중량부 및 상기 안료 분산액 20중량부를 포함하고, 30℃에서 40분 동안 교반하여 인조대리석 조성물 (점도 5000 cps, 25℃)을 제조하였다. 이 후, 상기 인조 대리석 조성물을 몰드에 투입한 후, 80℃에서 30분 동안 경화시켜 인조 대리석을 제조하였다.
비교예 1
메틸메타크릴레이트를 제외하고, 상기 불포화 폴리에스테르 29 중량부 및 스타이렌 42 중량부를 혼합한 분산용매를 사용하여 안료 분산액을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 안료 분산액 및 이를 포함하는 인조대리석을 제조하였다.
비교예 2
스타이렌을 제외하고, 상기 불포화 폴리에스테르 29 중량부 및 메틸메타크릴레이트 42 중량부를 혼합한 분산용매를 사용하여 안료 분산액을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 안료 분산액 및 이를 포함하는 인조대리석을 제조하였다.
<평가>
실험예 1: 인조대리석의 흑색도 평가(색차값(L))
상기 실시예 및 비교예의 인조대리석을 샌드페이퍼로 연마하고, CNC조각기(TinyCNC-6012)로 100mm(L)Х100mm(W)Х12mm(T) 크기의 시편으로 제작하였다.
그리고, 상기 시편의 표면을 색차계 CR-400를 이용하여 색차값(L)을 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다. 이때, L값이 낮을수록 흑색도가 높음을 의미한다.
실험예 2: 인조대리석 열성형시 곡선 부분의 백화 정도 평가
상기 실시예 및 비교예의 인조대리석을 절단기와 CNC를 이용하여 100mm(L)Х100mm(W)Х12mm(T) 크기의 시편으로 제작한 후, 상기 시편을 대류 오븐에서 180℃에서 10분 동안 방치하였다.
그 후, 상기 시편을 오븐에서 꺼낸 직후 16R 몰드에 넣고 열성형 후 냉각시켰다. 그리고, 색차계 CR-400을 이용하여 상기 시편의 곡선으로 성형된 부분과 성형되지 않은 부분의 백화 정도를 하기 기준에 따라 평가하고 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
(평가 기준)
-곡선 성형부분과 성형되지 않은 부분의 L값 차이(△L)가 2 미만: 양호
-곡선 성형부분과 성형되지 않은 부분의 L값 차이(△L)가 2이상 이거나 성형이 불가능한 경우: 불량
실험예 3: 내광성
상기 실시예 및 비교예의 인조대리석을 샌드페이퍼로 연마하고 CNC조각기(TinyCNC-6012)로 75mm(L)Х75mm(W)Х12mm(T) 크기의 시편 4 개를 제작하였다. 그리고 상기 시편에 QUV Test 장비(Q-lab사, accelerated weathering tester QUV/spray model)를 이용하여 340nm, 0.6W/㎡ 조건의 UV를 250시간 동안 조사한 뒤, 시편의 표면을 색차계 CR-400를 이용하여 △E값을 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
(평가 기준)
-250 시간 이후 △E값이 0.5 이하: 양호
-250 시간 이후 △E값이 0.5 초과: 불량
실험예 4: 열변형 온도(HDT)
상기 실시예 및 비교예의 인조대리석을 샌드페이퍼로 연마하고, CNC조각기(TinyCNC-6012)로 100mm(L)Х100mm(W)Х12mm(T) 크기의 시편으로 제작하였다.
그리고, ASTM D648에 따라, 상기 시편을 3인치 떨어진 지지대 위에 올려놓고, 중심에 0.45 MPa의 부하를 가한다. 동시에, 시편이 위치하고 있는 주위의 온도를 분당 2 ℃의 속도로 올려 시편이 0.25mm 변형될 때까지의 온도를 측정한다. 이 온도가 열변형 온도이며 이 결과는 표 1에 기재하였다.
실험예 5: 바콜경도
상기 실시예 및 비교예의 인조대리석을 샌드페이퍼로 연마하고, CNC조각기(TinyCNC-6012)로 100mm(L)Х100mm(W)Х12mm(T) 크기의 시편으로 제작하였다.
그리고, 바콜경도계(GYZJ 934-1, Barber Colman company)를 이용하여 상기 시편의 바콜경도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
실험예 6: 굴곡강도(kgf/cm2)
상기 실시예 및 비교예의 인조대리석을 샌드페이퍼로 연마하고, CNC조각기(TinyCNC-6012)로 100mm(L)Х100mm(W)Х12mm(T) 크기의 시편으로 제작하였다.
그리고, 상기 시편의 굴곡강도는 ASTM D 790 조건에서 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
색차값(L) 굴곡 성형시 백화 정도 내광성 열변형 온도
(℃)		 바콜 경도 굴곡 강도
(kgf/cm2)
실시예 1 33.1 양호 양호 102 75.3 7.9
비교예 1 33.8 불량 불량 100 73.1 7.8
비교예 2 33.4 양호 양호 73 51 5.59
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 실시예의 안료 분산액은 우수한 분산성 및 저장성을 갖고 작은 크기의 안료를 포함하여, 상기 안료 분산액을 포함하여 제조된 인조대리석이 굴곡 성형시 백화현상이 발생하는 것을 방지하고, 우수한 내광성, 바콜 경도, 굴곡 강도 및 열 변형 온도를 나타내는 것을 확인 할 수 있다. 반면, 비교예 1은 굴곡 성형시 인조대리석이 깨지고, 내광성이 떨어진다. 그리고, 비교예 2는 낮은 바콜 경도, 굴곡 강도 및 낮은 열변형 온도로 물성이 저하되는 것을 확인할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

Claims (11)

  1. 안료, 분산용매 및 분산제를 포함하고,
    상기 분산용매는 불포화 폴리에스테르, 스타이렌계 모노머 및 C1 내지 C11의 알킬기를 갖는 아크릴레이트 모노머를 포함하는
    안료 분산액.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안료는 카본 블랙, 티타늄 블랙, 그라파이트, 팽창 흑연, 산화철 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
    안료 분산액.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 안료의 평균 직경이 300㎚ 내지 700㎚인
    안료 분산액.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 불포화 폴리에스테르의 불포화도가 40% 내지 50%인
    안료 분산액.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 불포화 폴리에스테르는 100g/mol 내지 3,000g/mol의 중량평균분자량을 갖는 올리고머인
    안료 분산액.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 불포화 폴리에스테르 대 상기 스타이렌계 모노머의 중량비가 3:1 내지 2: 1인
    안료 분산액.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 C1 내지 C11의 알킬기를 갖는 아크릴레이트 모노머는 메틸(메타)아크릴레이트， 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트， 펜틸(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
    안료 분산액.

  8. 아크릴계 수지 시럽, 무기 충진제 및 안료 분산액을 포함하는 인조 대리석 조성물의 경화물이고,
    상기 안료 분산액은 안료, 분산용매 및 분산제를 포함하고, 상기 분산용매는 불포화 폴리에스테르, 스타이렌계 모노머 및 C1 내지 C11의 알킬기를 갖는 아크릴레이트 모노머를 포함하는
    인조 대리석.
  9. 제8항에 있어서,
    ASTM D648에 따른, 열 변형 온도가 95 ℃ 내지 110 ℃인
    인조 대리석.
  10. 제8항에 있어서,
    바콜경도가 70 내지 90인
    인조 대리석.
  11. 제8항에 있어서,
    ASTM D790 조건에서 측정한 굴곡강도가 7kgf/cm2 내지 9 kgf/cm2인
    인조 대리석.
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