KR20210072972A - 인조 대리석 - Google Patents
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Abstract
본 출원은 인조 대리석 및 상기 인조 대리석을 포함하는 외장재에 관한 것이다. 본 출원의 인조 대리석은 천연석과 비슷한 질감을 갖고, 우수한 투명성을 가질 수 있으며, 이를 통해 실내 바닥 장식, 벽 장식, 주방 상판 또는 화장실 세면대 등의 외장재에 적용될 수 있다.
Description
본 출원은 인조 대리석 및 상기 인조 대리석을 포함하는 외장재에 관한 것이다.
인조 대리석은 아크릴 수지, 불포화 폴리에스테르 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.
인조 대리석의 대표적인 종류로는 아크릴계 인조 대리석, 폴리에스테르계 인조 대리석, 에폭시계 인조 대리석, 멜라민계 인조 대리석, 이스톤(Engineered stone) 계열의 인조 대리석 등이 있다.
이러한 인조 대리석은 천연석에 가까운 질감 및 느낌을 가지므로, 주로 실내 바닥과 벽 장식, 주방 상판, 화장실 세면대 등의 외장재에 적용되고 있다.
종래의 인조 대리석으로는 천연석 중에서도 화강암과 대리석 계열의 석종을 모사한 제품들이 많았으나, 최근 인테리어 트랜드는 화강암과 대리석보다 좀 더 고급스러운 무늬를 갖는 규암(Quartzite) 석종의 시장이 커지고 있다. 하지만 규암류 천연석 디자인은 인조 대리석 기술로는 구현이 어려운 상황이다.
종래의 규암은 석영을 98% 이상 함유한 변성암인데, 석영의 높은 투명성으로 인해 규암은 깊이감 있고 투명한 느낌을 나타낸다. 그러나, 인조 대리석은 석영계 입자, 바인더 및 안료 등의 원재료 간의 굴절률 차이가 커 투명성이 떨어지기 때문에 규암을 구현하는 것이 어려운 현실이다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 투명성을 향상시킨 인조 대리석이 요구되고 있다.
본 출원의 과제는 천연석과 비슷한 질감을 갖고, 우수한 투명성을 가지는 인조 대리석 및 상기 인조 대리석을 포함하는 외장재를 제공하는 것이다.
본 출원은 인조 대리석에 관한 것이다. 본 출원의 인조 대리석은 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 천연석과 비슷한 질감을 갖고, 우수한 투명성을 가질 수 있다. 예시적인 본 출원의 인조 대리석은 무기계 필러 및 바인더 수지로 이루어진다. 상기 무기계 필러와 상기 바인더 수지의 굴절률 차이의 절대 값은 0.05 미만이다. 상기 굴절률은 550 nm 파장에서 측정될 수 있다. 구체적으로, 상기 무기계 필러와 상기 바인더 수지의 굴절률 차이의 절대 값은 0.04 이하일 수 있고, 더 좋게는 0.03 이하, 더 좋게는 0.01 이하일 수 있다. 또한, 상기 무기계 필러와 상기 바인더 수지의 굴절률 차이의 절대 값 하한은 0 이상일 수 있다. 본 출원의 인조 대리석은 무기계 필러와 바인더 수지 간의 굴절률 차이의 절대 값이 전술한 범위를 만족함으로써, 천연석과 비슷한 질감을 갖고, 우수한 투명성을 나타낼 수 있다. 본 명세서에서 「인조 대리석이 무기계 필러 및 바인더 수지로 이루어진다」는 것은 경화된 인조 대리석 내에 무기계 필러 및 바인더 수지 이외의 물질이 존재하지 않는다는 것을 의미한다.
또한, 상기 인조 대리석은 상기 무기계 필러 및 바인더 수지의 중량비율이 75 중량% 내지 90 중량%:10 중량% 내지 25 중량%이다. 구체적으로, 상기 인조 대리석은 상기 무기계 필러 및 바인더 수지의 중량비율이 80 중량% 내지 88 중량%:12 중량% 내지 20 중량% 또는 82 중량% 내지 86 중량%:14 중량% 내지 18 중량%일 수 있다. 상기 인조 대리석은 무기계 필러와 바인더 수지를 전술한 중량비율(중량%)로 포함함으로써, 천연석과 비슷한 질감을 가질 수 있다.
상기 무기계 필러로는 경도가 높은 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 무기계 필러는 모스 경도가 5 내지 7.5일 수 있다. 구체적으로, 상기 무기계 필러의 모스 경도는 5.5 내지 7일 수 있다. 상기 인조 대리석은 전술한 범위의 경도를 만족하는 무기계 필러를 포함함으로써, 천연석과 비슷한 질감을 가질 수 있고, 외장재로의 적용이 가능할 수 있다.
상기 바인더 수지는 상기 무기계 필러와 굴절률 차이의 절대 값이 전술한 범위를 만족하면 특별히 제한되지 않고 인조 대리석에 사용될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 무기계 필러는 석영일 수 있고, 상기 바인더 수지는 불포화폴리에스테르 수지 또는 폴리우레탄 수지일 수 있다. 구체적으로, 상기 석영의 굴절률은 1.50 내지 1.56일 수 있고, 구체적으로, 1.52 내지 1.54일 수 있다. 또한, 상기 불포화폴리에스테르 수지의 굴절률은 1.50 내지 1.60일 수 있고, 구체적으로, 1.54 내지 1.57일 수 있다. 또한, 상기 폴리우레탄 수지의 굴절률은 1.50 내지 1.56일 수 있고, 구체적으로, 1.52 내지 1.54일 수 있다. 상기 무기계 필러 및 바인더 수지로 각각 전술한 굴절률을 가지는 재료를 포함함으로써, 천연석과 비슷한 질감을 갖고, 우수한 투명성을 나타낼 수 있다.
또, 하나의 예시에서, 상기 무기계 필러는 유리칩일 수 있고, 상기 바인더 수지는 불포화폴리에스테르 수지 또는 폴리우레탄 수지일 수 있다. 구체적으로, 상기 유리칩의 굴절률은 유리를 구성하는 원소의 종류 및 함량에 따라 달라지며 예를 들어, 1.50 내지 1.60일 수 있고, 구체적으로, 1.53 내지 1.56일 수 있다. 또한, 상기 불포화폴리에스테르 수지 및 상기 폴리우레탄 수지의 굴절률은 상기에서 기술한 바와 동일하므로 생략하기로 한다. 상기 무기계 필러 및 바인더 수지로 각각 전술한 굴절률을 가지는 재료를 포함함으로써, 천연석과 비슷한 질감을 갖고, 우수한 투명성을 나타낼 수 있다.
또 다른 하나의 예시에서, 상기 무기계 필러는 용융실리카일 수 있고, 상기 바인더 수지는 폴리메틸메타아크릴레이트 수지일 수 있다. 구체적으로, 상기 용융실리카의 굴절률은 1.40 내지 1.50일 수 있고, 구체적으로, 1.44 내지 1.48 또는 1.45 내지 1.47일 수 있다. 상기 폴리메틸메타아크릴레이트 수지의 굴절률은 1.46 내지 1.52일 수 있고, 구체적으로, 1.48 내지 1.50일 수 있다. 상기 무기계 필러 및 바인더 수지가 각각 전술한 굴절률을 만족함으로써, 천연석과 비슷한 질감을 갖고, 우수한 투명성을 나타낼 수 있다.
상기 인조 대리석은 안료를 포함하지 않을 수 있다. 구체적으로, 종래에는 인조 대리석에 이산화티타늄(TiO2) 안료가 포함될 수 있는데, 이러한 재료를 인조 대리석에 포함하는 경우 전술한 무기계 필러 및 바인더 수지와 굴절률 차가 커져 투명성이 저하되는 문제가 발생될 수 있다. 이러한, 종래 인조 대리석에 포함된 이산화 티타늄(TiO2) 안료의 굴절률은 2.00 이상, 2.30 내지 2.80 또는 2.40 내지 2.60일 수 있다.
또한, 상기 무기계 필러는 재료가 동일하고, 하기 a) 내지 e)를 포함할 수 있다.
a) 0.01 mm 내지 0.45 mm의 입도 분포를 가지는 제 1 입자 15 중량% 내지 25 중량%, b) 0.1 mm 내지 0.3 mm 미만의 입도 분포를 가지는 제 2 입자 10 중량% 내지 20 중량%, c) 0.3 mm 내지 0.7 mm 미만의 입도 분포를 가지는 제 3 입자 5 중량% 내지 15 중량%, d) 0.7 mm 내지 1.2 mm 미만의 입도 분포를 가지는 제 4 입자 5 중량% 내지 15 중량% 및 e) 1.2 mm 내지 2.5 mm의 입도 분포를 가지는 제 5 입자 25 중량% 내지 50 중량%.
구체적으로, 상기 제 1 입자는 15 중량% 내지 23 중량%, 17 중량% 내지 21 중량% 또는 19 중량% 내지 20 중량%일 수 있다. 또한, 상기 제 2 입자는 12 중량% 내지 18 중량% 또는 14 중량% 내지 15 중량%일 수 있다. 또한, 상기 제 3 입자는 7 중량% 내지 13 중량% 또는 9 중량% 내지 11 중량%일 수 있다. 또한, 상기 제 4 입자는 7 중량% 내지 13 중량% 또는 9 중량% 내지 11 중량%일 수 있다. 또한, 상기 제 5 입자는 30 중량% 내지 49 중량%, 35 중량% 내지 48 중량%, 40 중량% 내지 47 중량% 또는 45 중량% 내지 46 중량%일 수 있다. 상기 무기계 필러는 전술한 크기를 가지는 입자를 전술한 중량비로 포함함으로써, 천연석과 비슷한 질감을 가질 수 있다.
상기 인조 대리석은 1.2 cm의 두께에서 측정한 투과율이 3% 이상일 수 있다. 구체적으로, 전술한 조건에서 측정한 상기 인조 대리석의 투과율은 5% 이상, 8% 이상, 10% 이상 또는 12% 이상일 수 있다. 또한, 인조 대리석의 투과율은 높으면 높을수록 투명성이 우수하므로 상한이 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어, 전술한 조건에서 측정한 상기 인조 대리석의 투과율의 상한은 100% 이하, 80% 이하, 60% 이하, 40% 이하 또는 20% 이하일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 인조 대리석은 KS F 4739에 따른 굴곡 강도가 30 MPa 내지 80 MPa일 수 있다. 상기 굴곡 강도는 굽힘 하중에 의해 상기 인조 대리석이 파단에 이르기까지의 최대 응력을 의미한다. 구체적으로, 상기 인조 대리석의 굴곡 강도는 40 MPa 내지 75 MPa, 또는 50 MPa 내지 70 MPa일 수 있다. 상기 인조 대리석은 전술한 범위 내의 굴곡 강도를 가짐으로써, 천연석과 비슷한 질감을 가질 수 있고, 외장재로의 적용이 가능할 수 있다.
또한, 상기 인조 대리석은 KS F 2519에 따른 압축 강도가 170 MPa 내지 300 MPa일 수 있다. 상기 압축 강도는 상기 인조 대리석이 압축력을 받았을 때 파괴에 이르기까지의 최대 응력을 의미한다. 구체적으로, 상기 인조 대리석의 압축 강도는 200 MPa 내지 240 MPa 또는 210 MPa 내지 230 MPa일 수 있다. 상기 인조 대리석이 전술한 범위 내의 압축 강도를 가짐으로써, 천연석과 비슷한 질감을 가질 수 있고, 외장재로의 적용이 가능할 수 있다.
본 출원은 또한, 외장재에 관한 것이다. 상기 외장재는 전술한 인조 대리석을 포함하는 것으로, 후술하는 외장재에 대한 구체적인 사항은 상기 인조 대리석에서 기술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
본 출원의 외장재는 전술한 인조 대리석을 포함한다. 예를 들어, 상기 외장재는 실내 바닥 장식, 벽 장식, 주방 상판 또는 화장실 세면대 등에 적용될 수 있다. 상기 외장재는 전술한 인조 대리석을 포함함으로써, 천연석과 비슷한 질감을 갖고, 고급스러운 무늬를 구현하며, 우수한 투명성을 가질 수 있다.
본 출원의 인조 대리석은 천연석과 비슷한 질감을 갖고, 고급스러운 무늬를 구현하며, 우수한 투명성을 가질 수 있고, 이를 통해 실내 바닥 장식, 벽 장식, 주방 상판 또는 화장실 세면대 등의 외장재에 적용될 수 있다.
도 1은 실시예 1에서 제조된 인조 대리석을 백라이트(Backlight) 조명이 꺼진 상태에서 디지털 카메라로 촬영한 이미지이다.
도 2는 실시예 1에서 제조된 인조 대리석을 백라이트(Backlight) 조명이 켜진 상태에서 디지털 카메라로 촬영한 이미지이다.
도 3은 실시예 2에서 제조된 인조 대리석을 백라이트(Backlight) 조명이 꺼진 상태에서 디지털 카메라로 촬영한 이미지이다.
도 4는 실시예 2에서 제조된 인조 대리석을 백라이트(Backlight) 조명이 켜진 상태에서 디지털 카메라로 촬영한 이미지이다.
도 5는 비교예 1에서 제조된 인조 대리석을 백라이트(Backlight) 조명이 꺼진 상태에서 디지털 카메라로 촬영한 이미지이다.
도 6은 비교예 1에서 제조된 인조 대리석을 백라이트(Backlight) 조명이 켜진 상태에서 디지털 카메라로 촬영한 이미지이다.
도 2는 실시예 1에서 제조된 인조 대리석을 백라이트(Backlight) 조명이 켜진 상태에서 디지털 카메라로 촬영한 이미지이다.
도 3은 실시예 2에서 제조된 인조 대리석을 백라이트(Backlight) 조명이 꺼진 상태에서 디지털 카메라로 촬영한 이미지이다.
도 4는 실시예 2에서 제조된 인조 대리석을 백라이트(Backlight) 조명이 켜진 상태에서 디지털 카메라로 촬영한 이미지이다.
도 5는 비교예 1에서 제조된 인조 대리석을 백라이트(Backlight) 조명이 꺼진 상태에서 디지털 카메라로 촬영한 이미지이다.
도 6은 비교예 1에서 제조된 인조 대리석을 백라이트(Backlight) 조명이 켜진 상태에서 디지털 카메라로 촬영한 이미지이다.
이하 실시예를 통하여 본 출원을 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1
인조 대리석의 제조
각각 0.01 mm 내지 0.45 mm, 0.1 mm 내지 0.3 mm 미만, 0.3 mm 내지 0.7 mm 미만, 0.7 mm 내지 1.2 mm 미만 및 1.2 mm 내지 2.5 mm 미만의 입자 크기를 가지는 석영 입자(Quartz, Sibelco)를 19:15:10:10:46의 중량비율(중량%)로 혼합하여 무기계 필러 혼합물을 준비하였다.
이후, 수지로서 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트리머(TKA-100, Asahi Kasei), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 뷰렛(24A-100, Asahi Kasei), 2관능 폴리올(디에틸렌 글리콜, 대정화금), 3관능 폴리올(트리메틸올프로판, Lanxess)을 포함하는 폴리우레탄 수지, 경화제로서 1-메틸 이미다졸(Sigma Aldrich), 커플링제로서 실란(KBM-503, Shinetsu)을 97.9:0.1:2의 중량비율(중량%)로 균일하게 혼합하여 바인더 수지 혼합물을 준비하였다.
이후, 믹서(IPM20A01, Breton)를 이용하여, 상기 무기계 필러 혼합물과 바인더 수지 혼합물을 80:20의 중량비율(중량%)로 균일하게 혼합하였다.
상기에서 무기계 필러 혼합물과 바인더 수지 혼합물이 혼합된 혼합물을 정사각형 형태의 몰드에 투입하고, 진공진동가압장비 (Vacuumvibropress, Breton)를 이용하여 진공 조건 하에서 상하 진동으로 1 분 내지 5 분간 진동시키면서 압력을 가해 판 형태로 압축 성형하였다.
이후, 오븐에서 120℃에서 30분 내지 1시간 동안 열경화시켰다.
이후, 경화된 경화물을 실온으로 식히고, 상기 몰드로부터 제거한 후, 사방을 제단 후 표면을 연마하여 인조 대리석을 제조하였다.
실시예 2
각각 0.01 mm 내지 0.45 mm, 0.1 mm 내지 0.3 mm 미만, 0.3 mm 내지 0.7 mm 미만, 0.7 mm 내지 1.2 mm 미만 및 1.2 mm 내지 2.5 mm 미만의 입자 크기를 가지는 석영(Quartz, Sibelco)를 19:15:10:10:46의 중량비율(중량%)로 혼합하여 무기계 필러 혼합물을 준비하고, 이후, 수지로서 불포화폴리에스테르 수지(Polylite 32425, Polynt), 경화제로서 TBPB(Luperox P, Arkema), 촉매로서 6% 코발트 옥토에이트(6% Cobalt Hex-cem, Borchers) 및 커플링제로서 실란(KBM-503, Shinetsu)을 96.5:1.5:0.1:1.9의 중량비율(중량%)로 균일하게 혼합하여 바인더 수지 혼합물 준비한 것을 제외하며, 실시예 1과 동일한 방식으로 인조 대리석을 제조하였다.
실시예 3
각각 0.01 mm 내지 0.45 mm, 0.1 mm 내지 0.3 mm 미만, 0.3 mm 내지 0.7 mm 미만, 0.7 mm 내지 1.2 mm 미만 및 1.2 mm 내지 2.5 mm 미만의 입자 크기를 가지는 유리칩(Crushed glass, GNC)을 19:15:10:10:46의 중량비율(중량%)로 혼합하여 무기계 필러 혼합물을 준비하고, 이후, 수지로서 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트리머(TKA-100, Asahi Kasei), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 뷰렛(24A-100, Asahi Kasei), 2관능 폴리올(디에틸렌 글리콜, 대정화금), 3관능 폴리올(트리메틸올프로판, Lanxess)을 포함하는 폴리우레탄 수지, 경화제로서 1-메틸 이미다졸(Sigma Aldrich), 커플링제로서 Silane (KBM-503, Shinetsu)을 97.9:0.1:2의 중량비율(중량%)로 균일하게 혼합하여 바인더 수지 혼합물 준비한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 인조 대리석을 제조하였다.
실시예 4
각각 0.01 mm 내지 0.45 mm, 0.1 mm 내지 0.3 mm 미만, 0.3 mm 내지 0.7 mm 미만, 0.7 mm 내지 1.2 mm 미만 및 1.2 mm 내지 2.5 mm 미만의 입자 크기를 가지는 유리칩(EF-4707A, BASS)을 19:15:10:10:46의 중량비율(중량%)로 혼합하여 무기계 필러 혼합물을 준비하고, 이후, 수지로서 불포화폴리에스테르 수지(Polylite 32425, Polynt), 경화제로서 TBPB(Luperox P, Arkema), 촉매로서 6% 코발트 옥토에이트(6% Cobalt Hex-cem, Borchers) 및 커플링제로서 실란(KBM-503, Shinetsu)을 96.5:1.5:0.1:1.9의 중량비율(중량%)로 균일하게 혼합하여 바인더 수지 혼합물 준비한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 인조 대리석을 제조하였다.
실시예 5
각각 0.01 mm 내지 0.45 mm, 0.1 mm 내지 0.3 mm 미만, 0.3 mm 내지 0.7 mm 미만, 0.7 mm 내지 1.2 mm 미만 및 1.2 mm 내지 2.5 mm 미만의 입자 크기를 가지는 용융실리카(RRS, Lianyungang Dighen)를 19:15:10:10:46의 중량비율(중량%)로 혼합하여 무기계 필러 혼합물을 준비하고, 이후, 수지로서 폴리메틸메타아크릴레이트 수지(LG MMA), 경화제로서 CR개시제(Arkema) 및 커플링제로서 실란(KBM-503, Shinetsu)을 96.9:1.2:1.9의 중량비율(중량%)로 균일하게 혼합하여 바인더 수지 혼합물 준비한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 인조 대리석을 제조하였다.
비교예 1
각각 0.01 mm 내지 0.45 mm, 0.1 mm 내지 0.3 mm 미만, 0.3 mm 내지 0.7 mm 미만, 0.7 mm 내지 1.2 mm 미만 및 1.2 mm 내지 2.5 mm 미만의 입자 크기를 가지는 석영(Quartz, Sibelco)를 14.2:11:7:7:35.8의 중량비율(중량%)로 혼합하여 무기계 필러 혼합물을 준비하고, 이후, 수지로서 불포화폴리에스테르 수지(Polylite 32425, Polynt), 경화제로서 TBPB(Luperox P, Arkema), 촉매로서 6% 코발트 옥토에이트(6% Cobalt Hex-cem, Borchers) 및 커플링제로서 실란(KBM-503, Shinetsu)을 96.5:1.5:0.1:1.9의 중량비율(중량%)로 균일하게 혼합하여 바인더 수지 혼합물 준비하며, 이후, 믹서(IPM20A01, Breton)를 이용하여, 상기 무기계 필러 혼합물, 바인더 수지 혼합물 및 이산화티타늄 안료(CR826, Tronox)을 75:20:5의 중량비율(중량%)로 균일하게 혼합한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 인조 대리석을 제조하였다.
비교예 2
각각 0.01 mm 내지 0.45 mm, 0.1 mm 내지 0.3 mm 미만, 0.3 mm 내지 0.7 mm 미만, 0.7 mm 내지 1.2 mm 미만 및 1.2 mm 내지 2.5 mm 미만의 입자 크기를 가지는 용융실리카(RRS, Lianyungang Dighen)를 19:15:10:10:46의 중량비율(중량%)로 혼합하여 무기계 필러 혼합물을 준비하고, 이후, 수지로서 불포화폴리에스테르 수지(Polylite 32425, Polynt), 경화제로서 TBPB(Luperox P, Arkema), 촉매로서 6% 코발트 옥토에이트(6% Cobalt Hex-cem, Borchers) 및 커플링제로서 실란(KBM-503, Shinetsu)을 96.5:1.5:0.1:1.9의 중량비율(중량%)로 균일하게 혼합하여 바인더 수지 혼합물 준비한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 인조 대리석을 제조하였다.
비교예 3
각각 0.01 mm 내지 0.45 mm, 0.1 mm 내지 0.3 mm 미만, 0.3 mm 내지 0.7 mm 미만, 0.7 mm 내지 1.2 mm 미만 및 1.2 mm 내지 2.5 mm 미만의 입자 크기를 가지는 용융실리카(RRS, Lianyungang Dighen)를 19:15:10:10:46의 중량비율(중량%)로 혼합하여 무기계 필러 혼합물을 준비하고, 이후, 수지로서 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트리머(TKA-100, Asahi Kasei), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 뷰렛(24A-100, Asahi Kasei), 2관능 폴리올(디에틸렌 글리콜, 대정화금), 3관능 폴리올(트리메틸올프로판, Lanxess)을 포함하는 폴리우레탄 수지, 경화제로서 1-메틸 이미다졸(Sigma Aldrich), 커플링제로서 실란(KBM-503, Shinetsu)을 97.9:0.1:2의 중량비율(중량%)로 균일하게 혼합하여 바인더 수지 혼합물 준비한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 인조 대리석을 제조하였다.
비교예 4
각각 0.01 mm 내지 0.45 mm, 0.1 mm 내지 0.3 mm 미만, 0.3 mm 내지 0.7 mm 미만, 0.7 mm 내지 1.2 mm 미만 및 1.2 mm 내지 2.5 mm 미만의 입자 크기를 가지는 유리칩(EF-4707, BASS)을 19:15:10:10:46의 중량비율(중량%)로 혼합하여 무기계 필러 혼합물을 준비하고, 이후, 수지로서 폴리메틸메타아크릴레이트 수지(LG MMA), 경화제로서 CR개시제(Arkema) 및 커플링제로서 실란(KBM-503, Shinetsu)을 96.9:1.2:1.9의 중량비율(중량%)로 균일하게 혼합하여 바인더 수지 혼합물 준비한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 인조 대리석을 제조하였다.
실험예 1. 굴절률 평가
무기계 필러와 바인더 수지의 굴절률을 각각 측정하였다.
무기계 필러의 굴절률은 표준 용액(Refractive index liquid, Cargille)을 이용하여 측정하였다. Cargille의 굴절률 표준 용액은 1.300 내지 1.640의 범위에서 0.005 간격으로 다른 굴절률을 갖는 용액으로, 특정 굴절률의 표준 용액과 동일한 굴절률을 갖는 무기계 필러를 혼합 시 용액이 투명해지며, 특정 굴절률의 표준 용액과 상이한 굴절률을 갖는 무기계 필러를 혼합 시 용액이 불투명해진다. 각 무기계 필러와 혼합 시 투명해지는 표준 용액을 육안으로 관찰함으로써 측정한 무기계 필러의 굴절률을 하기 표 1에 나타내었다. 무기계 필러의 굴절률은 제조사에 따라 상이한 값을 가지나, 입자 크기와는 관련이 없다.
| 무기계 필러 | 제조사 | 굴절률 |
| 석영 | Sibelco | 1.530 |
| 유리칩 | GNC | 1.530 |
| 유리칩 | BASS | 1.560 |
| 용융 실리카 | Shengpeng Sodium silicate Co | 1.460 |
| 용융 실리카 | Lianyungang Dighen | 1.460 |
| 이산화티타늄 | Tronox | 2.60 |
바인더 수지의 굴절률은 프리즘 커플러(Prism coupler) 장비(SPA-3DR, Sairon tech)를 이용하여 측정하였다. 바인더 수지를 120℃에서 40분간 경화한 후 기판 위에 로딩하고 공기압으로 고정시켰다. 이후, 532 nm, 632.8 nm 및 830 nm의 3 종류의 파장의 레이저를 조사함으로써, 실시예 및 비교예에서 사용한 바인더 수지의 경화 후 굴절률을 측정하였다. 이후, 측정된 값을 통해 곡선 맞춤(Curve fitting)을 하여 550 nm에서의 굴절률 값을 도출하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
| 바인더 수지 | 제조사 | 굴절률 |
| 폴리우레탄 수지 | LG Hausys | 1.526 |
| 불포화폴리에스테르 수지 | Polynt | 1.563 |
| 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 | LG MMA | 1.492 |
실시예 및 비교예에서 사용한 무기계 필러와 바인더 수지의 굴절률과 그 차이의 절대값을 하기 표 3에 나타내었다.
| 굴절률 | ||||
| 무기계 필러 | 바인더 수지 | 안료 | 절대값 차이 | |
| 실시예 1 | 1.530 | 1.526 | X | 0.004 |
| 실시예 2 | 1.530 | 1.563 | X | 0.033 |
| 실시예 3 | 1.530 | 1.526 | X | 0.004 |
| 실시예 4 | 1.560 | 1.563 | X | 0.003 |
| 실시예 5 | 1.460 | 1.492 | X | 0.032 |
| 비교예 1 | 1.530 | 1.563 | 2.60 | 1.230 또는 1.197 |
| 비교예 2 | 1.460 | 1.563 | X | 0.103 |
| 비교예 3 | 1.460 | 1.526 | X | 0.066 |
| 비교예 4 | 1.560 | 1.492 | X | 0.068 |
실시예 1 내지 5에서 제조된 인조대리석은 무기계 필러와 바인더 수지의 굴절률 절대값 차이가 0.05 미만인 것을 확인하였다. 또한 비교예 2 내지 4에서 제조된 인조대리석은 무기계 필러와 바인더 수지의 굴절률 절대값 차이가 0.05 이상인 것을 확인하였다. 다만, 비교예 1에서 제조된 인조 대리석은 무기계 필러와 바인더 수지의 절대값 차이가 0.05 미만이었으나, 굴절률이 2.60인 이산화티타늄 안료를 포함함으로써, 인조 대리석에 포함된 원재료 간에 굴절률 차이가 0.05 미만을 만족하지 않는 것을 확인하였다.
평가예 2. 투과율 평가
실시예 및 비교예에서 제조된 인조 대리석을 7 cm의 가로 길이, 7 cm의 세로 길이 및 1.2 cm의 두께로 제단하였다. 이후, 탁도계 장비(NDH5000, Nippon denshoku)를 이용하여, 상기 제단된 각각의 인조 대리석의 전투과율(Total transmittance)을 측정하고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
상기 전투과율은 확산 투과율(Diffusion transmittance)과 평행 투과율(Parallel transmittance)를 합한 값을 의미한다.
| 투과율(%) | |
| 실시예 1 | 10.0 |
| 실시예 2 | 6.0 |
| 실시예 3 | 11.2 |
| 실시예 4 | 12.1 |
| 실시예 5 | 5.4 |
| 비교예 1 | 0.01 |
| 비교예 2 | 2 |
| 비교예 3 | 2.5 |
| 비교예 4 | 2.8 |
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 5에서 제조된 인조 대리석은 비교예 1 내지 4에서 제조된 인조 대리석에 비해 광 투과율이 우수한 것을 확인하였다.
평가예 3. 투명성 평가
인조 대리석의 투명성을 평가하기 위하여 실시예 1, 2 및 비교예 1에서 제조된 인조 대리석의 하부에 백라이트(Backlight) 조명을 놓고 광의 투과 여부를 평가하였다.
도 1, 도 3 및 도 5는 각각 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에서 제조된 인조 대리석을 백라이트(Backlight) 조명이 꺼진 상태에서 디지털 카메라로 촬영한 이미지이다. 또한, 도 2, 도 4 및 도 6은 각각 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에서 제조된 인조 대리석을 백라이트(Backlight) 조명이 켜진 상태에서 디지털 카메라로 촬영한 이미지이다. 도 1 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 및 2에서 제조된 인조 대리석은 광이 투과하는 것을 확인하였고 그러나, 비교예 1에서 제조된 인조 대리석은 광이 투과되지 않는 것을 확인하였다.
Claims (11)
- 무기계 필러 및 바인더 수지로 이루어지고,
상기 무기계 필러와 상기 바인더 수지의 굴절률 차이의 절대 값은 0.05 미만이며,
상기 무기계 필러 및 바인더 수지의 중량비율은 75 중량% 내지 90 중량%:10 중량% 내지 25 중량%인 인조 대리석. - 제 1 항에 있어서, 상기 무기계 필러는 석영이고, 상기 바인더 수지는 불포화폴리에스테르 수지 또는 폴리우레탄 수지인 인조 대리석.
- 제 1 항에 있어서, 상기 무기계 필러는 유리칩이고, 상기 바인더 수지는 불포화폴리에스테르 수지 또는 폴리우레탄 수지인 인조 대리석.
- 제 1 항에 있어서, 상기 무기계 필러는 용융실리카이고, 상기 바인더 수지는 폴리메틸메타아크릴레이트 수지인 인조 대리석.
- 제 1 항에 있어서, 안료를 포함하지 않는 인조 대리석.
- 제 1 항에 있어서, 상기 무기계 필러는 재료가 동일하고, 하기 a) 내지 e)를 포함하는 인조 대리석:
a) 0.01 mm 내지 0.45 mm의 입도 분포를 가지는 제 1 입자 15 중량% 내지 25 중량%,
b) 0.1 mm 내지 0.3 mm 미만의 입도 분포를 가지는 제 2 입자 10 중량% 내지 20 중량%,
c) 0.3 mm 내지 0.7 mm 미만의 입도 분포를 가지는 제 3 입자 5 중량% 내지 15 중량%,
d) 0.7 mm 내지 1.2 mm 미만의 입도 분포를 가지는 제 4 입자 5 중량% 내지 15 중량% 및
e) 1.2 mm 내지 2.5 mm의 입도 분포를 가지는 제 5 입자 25 중량% 내지 50 중량%. - 제 1 항에 있어서, 1.2 cm의 두께에서 측정한 투과율이 3% 이상인 인조 대리석.
- 제 1 항에 있어서, 1.2 cm의 두께에서 측정한 투과율이 5% 이상인 인조 대리석.
- 제 1 항에 있어서, 1.2 cm의 두께에서 측정한 투과율이 10% 이상인 인조 대리석.
- 제 1 항에 있어서, 굴곡 강도가 30 MPa 내지 80 MPa이고, 압축 강도가 170 MPa 내지 300 MPa인 인조 대리석.
- 제 1 항에 따른 인조 대리석을 포함하는 외장재.
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
| KR1020190163337A KR102590474B1 (ko) | 2019-12-10 | 2019-12-10 | 인조 대리석 |
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|---|---|
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|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220170650A (ko) * | 2021-06-23 | 2022-12-30 | (주)엘엑스하우시스 | 높은 광 투과도를 갖는 인조대리석 |
| KR20230034745A (ko) * | 2021-09-03 | 2023-03-10 | (주)엘엑스하우시스 | 높은 광 투과도를 갖는 인조대리석 |
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0826806A (ja) * | 1994-07-21 | 1996-01-30 | Inax Corp | 人造大理石用組成物 |
| JPH11255548A (ja) * | 1998-03-10 | 1999-09-21 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | ガラスフレーク片含有樹脂硬化物、及びこれを用いた人工大理石 |
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| KR20150105330A (ko) * | 2013-01-11 | 2015-09-16 | 코센티노 리서치 앤드 디벨롭먼트, 에스.엘 | 각기 다른 매스의 층상으로 이루어진 석맥을 갖는 인조석 타일 및/또는 슬래브 |
-
2019
- 2019-12-10 KR KR1020190163337A patent/KR102590474B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102590474B1 (ko) | 2023-10-17 |
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