KR20210051635A - 열경화성 고분자 분말을 포함한 인조대리석용 조성물 및 이를 포함하는 인조대리석 - Google Patents
열경화성 고분자 분말을 포함한 인조대리석용 조성물 및 이를 포함하는 인조대리석 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20210051635A KR20210051635A KR1020190137143A KR20190137143A KR20210051635A KR 20210051635 A KR20210051635 A KR 20210051635A KR 1020190137143 A KR1020190137143 A KR 1020190137143A KR 20190137143 A KR20190137143 A KR 20190137143A KR 20210051635 A KR20210051635 A KR 20210051635A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- artificial marble
- composition
- powder
- resin
- quartz
- Prior art date
Links
- 239000002928 artificial marble Substances 0.000 title claims abstract description 112
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 75
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 37
- 239000004634 thermosetting polymer Substances 0.000 title abstract description 8
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 48
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 48
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 32
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 19
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 9
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims description 5
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 claims description 4
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 12
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 16
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 16
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 7
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 7
- 239000011439 engineered stone Substances 0.000 description 7
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 5
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 238000007600 charging Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 2
- 239000013558 reference substance Substances 0.000 description 2
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 229910010038 TiAl Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002969 artificial stone Substances 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 229910002026 crystalline silica Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000009408 flooring Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000001023 inorganic pigment Substances 0.000 description 1
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 229920006337 unsaturated polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
- C04B26/02—Macromolecular compounds
- C04B26/10—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C04B26/18—Polyesters; Polycarbonates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/06—Quartz; Sand
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
- C04B26/02—Macromolecular compounds
- C04B26/04—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C04B26/06—Acrylates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
- C04B26/02—Macromolecular compounds
- C04B26/10—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C04B26/14—Polyepoxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/54—Substitutes for natural stone, artistic materials or the like
- C04B2111/542—Artificial natural stone
- C04B2111/545—Artificial marble
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
본 출원은 열경화성 고분자 분말을 포함한 인조대리석용 조성물 및 이를 포함하는 인조대리석에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액상 바인더 대신 열경화성 고분자 분말을 포함하여, 생산 공정을 단순화하고, 다양한 패턴을 구현할 수 있는 인조대리석용 조성물 및 이를 포함하는 인조대리석에 관한 것이다.
Description
본 출원은 열경화성 고분자 분말을 포함한 인조대리석용 조성물 및 이를 포함하는 인조대리석에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액상 바인더 대신 열경화성 고분자 분말을 포함하여, 생산 공정을 단순화하고, 다양한 패턴을 구현할 수 있는 인조대리석용 조성물 및 이를 포함하는 인조대리석에 관한 것이다.
인조대리석은 아크릴 수지, 불포화폴리에스테르 수지 및 에폭시 수지 등의 합성 수지, 또는 시멘트와 같은 베이스에 천연석분, 입자 또는 칩 형태의 광물 및 수지 칩 등의 첨가물을 배합하고, 필요에 따라 안료 등의 첨가제를 첨가하여 천연석의 질감을 구현한 인조 합성체이다.
인조대리석의 대표적인 종류로는 아크릴계 인조대리석, 폴리에스테르계 인조대리석, 에폭시계 인조대리석, 멜라민계 인조대리석, 이스톤(Engineered stone) 계열의 인조대리석 등이 있다.
이러한 인조대리석은 기능적인 요소뿐만 아니라 고급스러운 패턴의 디자인을 구현하기 위한 관심이 확대되고 있다.
최근 주방 상판 분야에서 다양한 천연석 디자인을 갖는 포슬린 슬라브(porcelain slab)의 시장 진입이 시작되면서, 기존 엔지니어드 스톤의 디자인을 다양화할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
특히, 엔지니어드 스톤의 경우 하나의 새로운 디자인을 구현하기 위해서는 레시피를 새로 설계해야 하고, 디자인에 따라 공정을 변경하거나 추가 공정라인을 설치해야하는 등 비용과 시간이 많이 소모된다.
이러한 문제점을 해결하고, 디자인 자유도를 증가시키고, 공정 생산성을 향상시킬 수 있는 방법에 대한 연구가 필요한 시점이다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 종래의 액상 열경화성 레진을 분말 열경화성 폴리머 수지로 대체하여, 디지털 프린팅 방식을 적용할 수 있는 열경화성 고분자 분말을 포함한 인조대리석용 조성물 및 이를 포함하는 인조대리석을 제공하고자 한다.
본 출원의 일 측면은 인조대리석용 조성물에 관한 것이다.
일 예시에서, 분말상으로서 10 내지 50 중량부의 열경화성 수지 및 90 내지 50 중량부의 골재를 포함할 수 있다.
일 예시에서, 상기 열경화성 수지 분말의 평균 입경은 4 ㎛ 내지 400 ㎛ 일 수 있다.
일 예시에서, 상기 열경화성 수지는 폴리에스터 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지 및 에폭시-폴리에스터 하이브리드 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
일 예시에서, 상기 골재는 석영을 포함할 수 있다.
석영은 10 내지 40 중량부의 직경 100 ㎛ 이하의 석영 파우더, 20 내지 75 중량부의 직경 100 ㎛ 내지 1 mm의 석영 샌드 및 40 중량부 이하의 직경 1 mm 이상의 석영 칩을 포함할 수 있다.
본 출원의 일 측면은 인조대리석에 관한 것이다.
일 예시에서, 전술한 인조대리석용 조성물로 제조된 인조대리석으로서,
상기 인조대리석은 인조대리석의 패턴 모양을 형성하는 무늬부와 인조대리석의 베이스를 이루는 바탕부로 이루어질 수 있다.
일 예시에서, 상기 무늬부는 제 1 인조대리석용 조성물로 제조되며, 상기 바탕부는 상기 제 1 인조대리석용 조성물과 명도 및 채도가 상이한 제 2 인조대리석용 조성물로 제조될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 액상 열경화성 수지 바인더를 분말 열경화성 수지 바인더로 대체한 인조대리석용 조성물을 제공할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 디지털 프린팅 방식을 이용하여 제조한 인조대리석을 제공할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 다양한 패턴을 형성할 수 있어서, 높은 디자인 자유도를 갖는 인조대리석을 제공할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 공정이 단순하고, 생산성이 우수한 인조대리석을 제공할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 유해 물질인 휘발성 물질 등을 사용하지 않아, 작업 환경을 크게 개선할 수 있는 인조대리석을 제공할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 스티렌이 공정 중 휘발되어 레진의 점도를 변화시켜 발생되는 불량품 생산이나, 점성이 있는 액상레진 사용으로 인한 청소의 번거러움을 해결할 수 있는 인조대리석을 제공할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 종래의 주방 상판 분야 뿐만 아니라, 벽 및 바닥재 등의 다양한 분야에도 적용가능한 인조대리석을 제공할 수 있다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 인조대리석의 제조 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 인조대리석의 제조 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 인조대리석의 다양한 패턴(무늬)을 나타내는 이미지이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 인조대리석의 제조 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 인조대리석의 다양한 패턴(무늬)을 나타내는 이미지이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 구성요소 등이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 구성요소 등이 존재하지 않거나 부가될 수 없음을 의미하는 것은 아니다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
여기서 중량부는 일반적으로 하나의 기준 물질을 정하고 이에 따른 다른 성분의 함량을 표현하는 기재방식이나 기준 물질이 특정되어 있지 않아도 한 성분을 기준으로 하여 다른 성분의 함량을 상대적인 비로 환산할 수 있으므로, 조성물의 조성비가 명확하게 기재된 것으로 해석되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 출원의 인조대리석용 조성물 및 이를 포함하는 인조대리석을 상세히 설명한다. 다만, 첨부된 도면은 예시적인 것으로, 본 출원의 인조대리석용 조성물 및 이를 포함하는 인조대리석의 범위가 첨부된 도면에 의해 제한되는 것은 아니다.
인조대리석용 조성물을 제공하기 위하여, 석영 또는 실리카와 열경화성 액상 레진을 혼합한 후 경화시켜 제조하는 방법은 열경화성 액상 레진을 사용함에 따라 패턴 구현의 한계가 있으며, 패턴 별 조성변화에 따른 생산 효율이 저하되며, 용매로 인한 작업의 안정성이 열위하고, 진공-진동-압축 프레스를 사용하는 배치방식의 공정으로 인하여 생산성이 상당히 불량하며, 열경화성 액상 레진은 스치렌을 용매로 사용하기 때문에, 공정시 안전도가 상당히 떨어진다.
이러한 문제점들을 해결하고자 본 출원인은 액상 레진 대신 분말 열경화성 수지를 이용하고자 한다. 이를 통하여, 공정을 단순화하는 동시에 다양한 패턴을 구현하고, 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 인조대리석용 조성물은 분말상으로서 열경화성 수지와 골재를 포함한다.
특히, 10 내지 50 중량부의 열경화성 수지 분말 및 90 내지 50 중량부의 골재를 포함하는 것이 바람직하다.
종래의 인조대리석을 제조하기 위한 액상 레진의 함량보다는 분말 폴리머 수지의 함량이 상대적으로 높다.
여기서, 열경화성 수지 분말의 평균 입경은 4 ㎛ 내지 400 ㎛인 것이 바람직하며, 10 ㎛ 내지 380 ㎛, 20 ㎛ 내지 360 ㎛, 30 ㎛ 내지 340 ㎛, 40 ㎛ 내지 320 ㎛, 50 ㎛ 내지 300 ㎛, 60 ㎛ 내지 280 ㎛, 70 ㎛ 내지 260 ㎛, 80 ㎛ 내지 240 ㎛, 90 ㎛ 내지 220 ㎛, 또는 100 ㎛ 내지 200 ㎛일 수 있다.
본 출원의 주요 특징 중 하나는 열경화성 폴리머 분말 수지이며, 종래의 액상 레진을 분말 수지로 대체하여, 액상 레진의 점도 때문에 혼합물이 뭉쳐지기 때문에 디지털 프린팅 방식의 분상에 적용하기 어려움을 해결하였다.
여기서, 분말 평균 입경은 4 ㎛ 내지 400 ㎛일 수 있으며, 수지 종류 및 수지의 기본 물성에 따라 적절한 분말의 크기가 결정될 수 있다.
즉, 쿼츠 파우더와 비슷한 크기부터 석영 샌드 중 작은 크기의 샌드 범위까지 모두 적용이 가능하며, 분말의 크기에 따라 최종 제품의 물성이 달라지기 때문에, 적절한 입도를 갖는 분말을 선택하는 것이 중요하다.
분말의 크기가 4 ㎛ 보다 작은 경우에는 쿼츠 골재와의 혼합성이 좋아서, 최종 제품의 기공 제어가 용이하고 균일한 물성을 갖는 제품을 제작하기에 유리하나, 분상시에 흐름이 저해되고, 고분자를 분말화하는 과정에서 높은 비용이 소요되는 문제점이 있다. 반면에, 분말의 크기가 400 ㎛를 초과하는 경우에는 골재와 균일하게 섞이지 못하여, 부분적으로 물성이 다른 제품이 생산될 수 있으며, 무엇보다도 큰 기공이 발생할 확률이 높다.
여기서, 열경화성 수지는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 다양한 열경화성 수지가 적용될 수 있으며, 특히 폴리에스터 수지, 에폭시 수지, 경화성 아크릴 수지 및 에폭시-폴리에스터 하이브리드 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 골재는 특별히 한정되는 것은 아니며, 인조대리석에 사용될 수 있는 재료라면 어떠한 것이라도 적용될 수 있으며, 추가적인 첨가제가 필요한 경우, 이들을 포함하는 것으로 의미될 수 도 있다.
본 출원에 따른 골재는 천연석의 외관 및 질감을 나타낼 수 있는 것으로서, 공지된 엔지니어드 스톤(수지계 강화 천연석)에 사용되는 무기계 골재를 제한 없이 사용할 수 있다. 구체예에서, 골재는 실리카계 천연광물, 예를 들면, 실리카 (Silica), 구체적으로는 결정성 실리카인 석영 (Quartz), 퓸드 실리카 (Fumed silica), 비정질 상태의 용융 실리카 (Fused silica)를 모두 포함하며, 실리카를 기반으로 하는 유리 (Glass) 또는 폐 유리를 분쇄하여 가공한 형태 또한 모두 포함한다. 실리카 및 유리의 형태는 크기 100 ㎛ 이내의 분말 (Powder)이거나, 100 ㎛ 이상의 샌드 또는, 수 mm 크기의 칩 형태가 될 수 있으며, 본 출원에 포함되는 무기계 골재는 이들의 조합 등을 포함할 수 있다.
상기 골재는 석영일 수 있으며, 구체적으로 석영 파우더, 샌드 및 칩을 포함할 수 있다.
특히, 석영은 10 내지 40 중량부의 직경 100 ㎛ 이하의 석영 파우더, 20 내지 75 중량부의 직경 100 ㎛ 내지 1 mm의 석영 샌드 및 40 중량부 이하의 직경 1 mm 이상의 석영 칩을 포함할 수 있다.
상기 범위에서 천연석에 보다 가까운 외관 및 질감을 구현할 수 있는 엔지니어드 스톤용 수지 조성물을 얻을 수 있다.
구체예에서, 상기 석영 파우더는 체가름 방법(장치)으로 측정한 평균 입경이 5 내지 50 ㎛, 예를 들면 10 내지 45 ㎛일 수 있다. 상기 석영 샌드는 체가름 방법(장치)으로 측정한 평균 입경이 0.1 내지 1.5 mm, 예를 들면 0.1 내지 1.2 mm일 수 있다. 상기 석영 칩은 체가름 방법(장치)으로 측정한 평균 입경(장경 기준)이 0.5 내지 10 mm, 예를 들면 1.3 내지 9 mm일 수 있다.
상기 범위에서 매트릭스 수지와의 혼합이 용이할 수 있고, 매트릭스 수지와 혼합시 공극 발생을 방지할 수 있으며, 천연석에 가까운 외관 및 질감을 구현할 수 있는 엔지니어드 스톤용 수지 조성물을 얻을 수 있다.
구체예에서, 상기 골재는 모스 경도가 3 초과 9 이하, 예를 들면 6 내지 8일 수 있다. 상기 범위에서, 엔지니어드 스톤의 표면 경도, 가공성, 내크랙성 등이 우수할 수 있다.
또한, 인조대리석용 조성물은 안료를 추가로 포함할 수 있다.
안료는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, (Ni,Sb,Cr,Ti)O2, TiO2, CrO2, Co(Al,Cr)2O4, (Co,Ni,Zn)2(TiAl)O4, (Fe,Cr)2O3 및 Cu(Cr,Fe)2O4로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 무기안료를 포함할 수 있다.
사용자의 의도에 맞게 적절한 함량을 갖도록 안료를 추가할 수 있으며, 열경화성 분말 수지 및 골재 총 합을 100 중량부로 기준하여, 안료는 1 내지 10 중량부로 포함할 수 있다.
다만, 후술하는 바와 같이, 인조대리석의 무늬부와 바탕부의 컬러 조합에 맞도록 적절히 제어하는 것이 바람직하다.
전술한 조성물은 사용자의 의도에 맞는 성분비로 혼합하여, 인조대리석용 조성물을 제조할 수 있다.
여기서, 혼합은 세라믹 분말 혼합 공정에서 적용되는 건식 혼합(dry mixer)으로 수행되는 것이 바람직하다.
그리고, 인조대리석용 조성물을 호퍼 내로 제공한다.
안료가 복수 개로 사용되면, 상기 안료의 컬러별로 인조대리석용 조성물을 복수의 호퍼에 각각 제공할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 다양한 패턴을 표현하기 위하여는 복수 개의 안료가 사용될 수 있으며, 이 때, 각각의 컬러를 갖는 원료를 각각의 인조대리석용 조성물 공급장치에 주입하는 것이 바람직하다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 인조대리석의 제조 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 인조대리석용 조성물 공급장치로서, 디지털 분상기(13)에 의해 제어되는 복수 개의 호퍼(11)에 인조대리석용 조성물을 주입하여, 몰드(15) 내에 분상할 수 있다.
호퍼는 유입구 및 배출구를 포함할 수 있다. 상기 호퍼는 유출구의 크기가 배출구의 크기 보다 큰 용기일 수 있다. 구체적인 호퍼의 형상은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 호퍼의 형상은 원뿔 또는 각뿔일 수 있다. 또한, 상기 호퍼는 상기 인조대리석 조성물을 상기 호퍼로부터 배출하기 전까지 마개 등에 의해 배출구를 막아 상기 호퍼 내에 상기 인조대리석 조성물을 저장할 수도 있다.
그리고, 설정된 패턴에 의해 디지털 분상기를 이용하여, 상기 호퍼에 제공된 인조대리석용 조성물을 몰드에 주입한다.
디지털 분상기(디지털 프린터)는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 분상 패턴이 저장되어 있고, 저장된 패턴에 따라 호퍼로부터 인조대리석용 조성물을 몰드 내로 주입하도록 제어할 수 있다.
상기 몰드는 상기 호퍼로부터 배출된 인조대리석 조성물이 일정 형태로 담길 수 있도록 일정 형상을 가진 용기일 수 있다. 예를 들어, 상기 인조리석은 판상형으로 제조하는 경우, 상기 호퍼로부터 유입된 인조대리석이 판상형으로 채워질 수 있다.
몰드에 인조대리석용 조성물을 채운 후 고온 및 고압의 프레스를 이용하여, 인조대리석을 제조할 수 있다. 여기서, 압축 방식은 일반 프레스를 이용한 1축 성형 방식을 적용할 수 있으며, 더블 벨트 프레스와 같은 연속형 프레스도 적용할 수 있다.
이와 같은 더블 벨트 프레스에 대한 모식도를 도 2에 도시한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 혼합된 인조대리석용 조성물을 혼합장치(21)에 장입한 후, 적절히 건식 혼합한 후 인조대리석용 조성물 공급장치(23)에 주입한 후 공급장치에서 제공되는 분말을 몰드에 주입한 후, 연속가열장치(25)에서 가열한 후 더블 벨트 프레스 장치(27)에서 압축하여 인조대리석을 제조할 수 있다.
인조대리석용 조성물을 혼합 후, 골재 사이 사이에 열경화성 분말 수지가 위치되는데, 이 때, 분말들 사이에는 기공이 많이 형성되어 있다.
열경화성 수지 분말을 사용하기 때문에 고온의 환경에서 압축하여, 열경화성 수지 분말을 멜팅하여, 기공을 최소화하는 공정이 중요하다. 따라서, 인조대리석용 조성물을 가열하여, 기공을 최소화하는 공정이 필요하다.
상기 가열은 열경화성 수지 분말의 종류나 크기에 따라 다양한 온도 범위가 적용될 수 있으나, 120 ℃ 내지 250 ℃에서 수행되는 것이 바람직하다.
상기 가열은 열경화성 수지 분말의 종류나 크기에 따라 다양한 시간 범위가 적용될 수 있으나, 5 분 내지 20 분 동안 수행되는 것이 바람직하다.
그리고, 전술한 바와 같이, 더블 벨트 프레스에서 압축할 수 있다. 더블 벨트 프레스는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 더블 벨트 프레스 장치는 연속적으로 공급되는 소재의 상하에 배치되고, 서로 반대방향으로 회전하며, 소재를 상하에서 압착하면서 이송시키는 장치이다.
압축은 3000 x 1400 mm 크기의 슬라브 제조하는 것을 기준으로, 20000 ton 이상의 범위에서 수행되는 것이 바람직하다.
가열에 의하여 열경화성 수지 분말은 액상화되며, 액상의 열경화성 수지는 압축 및 냉각에 의하여 고상화될 수 있다.
특히, 열경화성 수지의 유리전이온도 이하가 되면, 탈형하여 인조대리석을 제조할 수 있다.
이를 통하여, 종래의 진공진동 프레스 방식에 비해 짧은 시간 내에 압축 및 성형이 가능하다. 더불어, 짧은 시간 동안 압축 및 성형이 가능하여, 공정상 생산 효율 역시 증가시킬 수 있다.
전술한 방법에 의하여 제조된 인조대리석은 인조대리석의 패턴 모양을 형성하는 무늬부와 인조대리석의 베이스를 이루는 바탕부로 이루어질 수 있다.
특히, 인조대리석은 전술한 인조대리석용 조성물을 포함한다. 즉, 전술한 인조대리석용 조성물로 제조된다. 다만, 무늬부의 패턴 등은 특별히 한정되는 것은 아니다.
여기서, 무늬부는 제 1 인조대리석용 조성물로 제조되며, 상기 바탕부는 상기 제 1 인조대리석용 조성물과 명도 및 채도가 상이한 제 2 인조대리석용 조성물로 제조될 수 있다.
또한, 본 출원은 무늬부가 바탕부보다 어둡게 제어할 수 있다. 여기서 용어 "어둡다"는 것은 컬러의 명도 및 채도가 상이한 것을 의미하는 것으로서, 명도 및 채도가 낮은 것을 어둡다라고 지칭한다.
무늬부가 바탕부보다 어둡게 제어하기 위하여, 무늬부를 형성하는 인조대리석용 조성물과 바탕부를 형성하는 인조대리석용 조성물의 성분함량이 상이하다.
특히, 무늬부의 컬러가 상기 바탕부의 컬러보다 어둡도록, 상기 제 1 인조대리석용 조성물의 안료는 상기 제 2 인조대리석용 조성물의 안료 보다 어두운 것이 바람직하다.
다만, 동일한 종류의 안료를 사용하는 경우, 안료의 함량의 차이를 통하여, 보다 어두운 컬러를 제공할 수 도 있다.
인조대리석의 형태는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 압축에 의하여 소정의 크기를 갖는 슬라브(slab)일 수 있다.
이러한 인조대리석은 컬러가 우수할 뿐만 아니라 기계적 물성도 우수하다. 특히, 내오염성 평가 점수가 우수하며, 흡수율과 굴곡 강도가 우수하다.
이하, 실험예를 통하여 본 출원을 보다 상세히 설명한다.
[
실험예
1]
폴리에스터 분말 36 g과 골재 144 g을 건식 혼합한 후 몰드에 장입 후 가열하고 압축한 후 냉각하여 슬라브 형태의 실시예 1을 제작하였다. 또한, 액상 폴리에스터 36 g과 골재 144 g을 혼합 후, 진공-진동-압축 프래스를 이용하여, 슬라브 형태의 비교예 1을 제작하였다.
실시예 1 및 비교예 1에 대해 내오염성, 흡수율 및 굴곡강도를 측정하였다.
내오염성 평가는 ANSI Z124.6-2007 기준을 따르고 최소 20에서 최대 100으로 숫자가 낮을수록 내오염성이 양호함을 나타낸다.
또한, 흡수율은 105℃(오차 5℃)에서 24시간 건조 후 무게와 탈이온화한 물에 샘플이 완전히 잠기도록 채워진 수조에 48시간 침지한 후 각각의 무게를 비교하였다.
또한, 굴곡 강도는 ASTMD790 기준을 따라 측정하였다.
각각의 결과값을 하기 표 1에 나타내었다.
| 물성 | 실시예 1 | 비교예 1 |
| 내오염성 | 36 | 40 |
| 흡수율(%) | 0.03 | 0.05 |
| 굴곡강도(MPa) | 57 | 41 |
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1은 내오염성 수치가 36으로서, 비교예 1의 40 보다 낮아 내오염성이 양호함을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 1은 흡수율이 0.03%로서, 비교예 1의 0.05 %보다 낮아 흡수율 또한 양호함을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 1은 굴곡강도가 57 MPa로서, 비교예 1의 41 MPa보다 높아 굴곡 강도 또한 우수함을 확인할 수 있었다.
고압의 프레스를 사용할 경유 효율적으로 패킹(packing)이 가능하기 때문에, 더 낮은 흡수율과 향상된 내오염성을 기대할 수 있다.
이를 통하여, 종래의 액상 수지를 사용한 인조대리석에 비하여, 열경화성 수지 분말을 사용한 인조대리석의 기계적 물성이 우수함을 확인할 수 있었다.
[
실험예
2]
폴리에스터 분말 25.2g, 골재 100.8 g 및 안료 1.3g을 건식혼합한 후 제 1 조성물을 형성하였다. 또한, 폴리에스터 분말 10.8 g, 골재 46.2 g 및 안료 0.54g을 건식혼합한 후 제 2 조성물을 형성하였다.
제 1 조성물을 이용하여 인조대리석의 무늬부를 형성하고, 제 2 조성물을 이용하여 인조대리석의 바탕부를 형성하도록 인조대리석용 조성물 공급장치에 각각 장입하였다.
설정된 패턴에 따라, 잉크젯프린터와 유사한 방식의 디지털 분상법을 이용하여 몰드에 조성물을 장입하였다. 장입 후 가열하고 압축한 후 냉각하여 슬라브 형태의 실시예 2를 제작하였다.
또한, 폴리에스터 분말 25.2 g, 골재 100.8 g 및 안료 1.3 g을 건식혼합한 후 제 1 조성물을 형성하였다. 또한, 폴리에스터 분말 10.8 g, 골재 46.2 g 및 안료 0.54g을 건식혼합한 후 제 2 조성물을 형성하였다.
제 1 조성물을 이용하여 인조대리석의 무늬부를 형성하고, 제 2 조성물을 이용하여 인조대리석의 바탕부를 형성하도록 인조대리석용 조성물 공급장치에 각각 장입하였다.
설정된 패턴에 따라, 잉크젯프린터와 유사한 방식의 디지털 분상법을 이용하여 몰드에 조성물을 장입하였다. 장입 후 가열하고 압축한 후 냉각하여 슬라브 형태의 실시예 3을 제작하였다.
실시예 2 및 3에 대하여 카메라를 이용하여 촬영한 후 각각의 이미지를 도 3에 도시하였다.
도 3에 도시한 바와 같이, 2 가지 이상의 색상을 가진 분말 혼합물을 분사하는 방식을 이용하여 혼합물의 조성 변화 없이 다양한 패턴을 구현할 수 있음을 확인할 수 있었다.
또한, 몰드의 표면에 따라 슬라브 표면의 다양한 질감을 부여할 수 있다.
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
11: 호퍼
13: 디지털 분상기
15: 몰드
21: 인조대리석용 조성물 혼합장치
23: 인조대리석용 조성물 공급장치
25: 연속가열장치
27: 더블 벨트 프레스 장치
13: 디지털 분상기
15: 몰드
21: 인조대리석용 조성물 혼합장치
23: 인조대리석용 조성물 공급장치
25: 연속가열장치
27: 더블 벨트 프레스 장치
Claims (7)
- 분말상으로서 10 내지 50 중량부의 열경화성 수지 및 90 내지 50 중량부의 골재를 포함하는 인조대리석용 조성물.
- 제 1 항에 있어서,
상기 열경화성 수지 분말의 평균 입경은 4 ㎛ 내지 400 ㎛인 인조대리석용 조성물.
- 제 1 항에 있어서,
상기 열경화성 수지는 폴리에스터 수지, 에폭시 수지, 경화성 아크릴 수지 및 에폭시-폴리에스터 하이브리드 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나를 포함하는 인조대리석용 조성물.
- 제 1 항에 있어서,
상기 골재는 석영을 포함하는 인조대리석용 조성물.
- 제 4 항에 있어서,
상기 석영은 10 내지 40 중량부의 직경 100 ㎛ 이하의 석영 파우더, 20 내지 75 중량부의 직경 100 ㎛ 내지 1 mm의 석영 샌드 및 40 중량부 이하의 직경 1 mm 이상의 석영 칩을 포함하는 인조대리석용 조성물.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 인조대리석용 조성물로 제조된 인조대리석으로서,
상기 인조대리석은 인조대리석의 패턴 모양을 형성하는 무늬부와 인조대리석의 베이스를 이루는 바탕부로 이루어지는 인조대리석.
- 제 6 항에 있어서,
상기 무늬부는 제 1 인조대리석용 조성물로 제조되며,
상기 바탕부는 상기 제 1 인조대리석용 조성물과 명도 및 채도가 상이한 제 2 인조대리석용 조성물로 제조된 인조대리석.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190137143A KR102641980B1 (ko) | 2019-10-31 | 2019-10-31 | 열경화성 고분자 분말을 포함한 인조대리석용 조성물 및 이를 포함하는 인조대리석 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190137143A KR102641980B1 (ko) | 2019-10-31 | 2019-10-31 | 열경화성 고분자 분말을 포함한 인조대리석용 조성물 및 이를 포함하는 인조대리석 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210051635A true KR20210051635A (ko) | 2021-05-10 |
| KR102641980B1 KR102641980B1 (ko) | 2024-02-28 |
Family
ID=75917695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190137143A KR102641980B1 (ko) | 2019-10-31 | 2019-10-31 | 열경화성 고분자 분말을 포함한 인조대리석용 조성물 및 이를 포함하는 인조대리석 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102641980B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023146300A1 (ko) * | 2022-01-26 | 2023-08-03 | (주)엘엑스하우시스 | 이스톤계 인조대리석 및 이의 제조방법 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR850001521A (ko) * | 1983-08-01 | 1985-03-30 | 조유형 | 인조대리석의 제법 |
| JPH04224922A (ja) * | 1990-12-27 | 1992-08-14 | Tsutsunaka Plast Ind Co Ltd | 押出成形による人工大理石の製造方法 |
| KR20170066938A (ko) * | 2015-12-07 | 2017-06-15 | (주)엘지하우시스 | 크런치칩 제조방법, 이에 의해 제조된 크런치칩 및 이를 포함하는 인조대리석 |
| KR20190050275A (ko) * | 2017-11-02 | 2019-05-10 | (주)엘지하우시스 | 내광성이 개선된 인조대리석 |
-
2019
- 2019-10-31 KR KR1020190137143A patent/KR102641980B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR850001521A (ko) * | 1983-08-01 | 1985-03-30 | 조유형 | 인조대리석의 제법 |
| JPH04224922A (ja) * | 1990-12-27 | 1992-08-14 | Tsutsunaka Plast Ind Co Ltd | 押出成形による人工大理石の製造方法 |
| KR20170066938A (ko) * | 2015-12-07 | 2017-06-15 | (주)엘지하우시스 | 크런치칩 제조방법, 이에 의해 제조된 크런치칩 및 이를 포함하는 인조대리석 |
| KR20190050275A (ko) * | 2017-11-02 | 2019-05-10 | (주)엘지하우시스 | 내광성이 개선된 인조대리석 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023146300A1 (ko) * | 2022-01-26 | 2023-08-03 | (주)엘엑스하우시스 | 이스톤계 인조대리석 및 이의 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102641980B1 (ko) | 2024-02-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1878712A1 (en) | Method of producing artificial stone slabs with methacrylate resin for external use by means of vibro-compression under vacuum | |
| CN101941233B (zh) | 一种仿木纹图案之人造石的制备方法及人造石 | |
| US10906836B1 (en) | Composite plate and preparation method thereof | |
| CN114423720B (zh) | 包含长石颗粒的人造石 | |
| CN114096497A (zh) | 包含合成硅酸盐颗粒的人造石 | |
| KR100824081B1 (ko) | 내츄럴 컬러를 갖는 블록제조방법 | |
| WO2005108323A1 (en) | High strength ascon composition comprising slag ball and method for producing the same | |
| KR20090088141A (ko) | 다중색 흐름무늬를 갖는 수지계 강화 천연석 및 그제조방법 | |
| KR102641980B1 (ko) | 열경화성 고분자 분말을 포함한 인조대리석용 조성물 및 이를 포함하는 인조대리석 | |
| EP2527117B1 (en) | Method and device for manufacturing artificial stone | |
| KR101215731B1 (ko) | 내마모성 및 내오염성을 향상시킨 다양한 외관디자인의인조석 및 이의 제조방법 | |
| KR102641977B1 (ko) | 열가소성 고분자 분말을 포함한 인조대리석용 조성물 및 이를 포함하는 인조대리석 | |
| KR101829391B1 (ko) | 칼라 콘크리트 성형체의 제조방법 | |
| CN115231879B (zh) | 一种可变色的无机人造石及其制备方法 | |
| CN108178613B (zh) | 复合色仿石产品、制备方法及其制备系统 | |
| CN105819746A (zh) | 一种铁尾矿粉环保型人造石材及其生产方法 | |
| KR20210044173A (ko) | 분말 폴리머 수지를 이용한 인조대리석의 제조 방법 | |
| JP2005511361A5 (ko) | ||
| EP2792654A2 (en) | An artifical marble and method for manufacturing the same | |
| KR101241780B1 (ko) | 불포화폴리에스테르계 인조석 제조방법 | |
| CN103803848A (zh) | 复合型节能材料的制备方法 | |
| KR100882087B1 (ko) | 제강 슬래그를 이용한 인조 대리석 제조방법 및 이에 따라제조된 인조대리석 | |
| CN109180072A (zh) | 一种彩色人造石配方及其制作工艺 | |
| CN102815890A (zh) | 低树脂含量人造石的制作方法 | |
| CN117980281A (zh) | 人造石 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |