KR20230062712A - 조개 껍데기를 포함하는 인조 대리석 조성물 및 이를 이용한 인조 대리석 - Google Patents

조개 껍데기를 포함하는 인조 대리석 조성물 및 이를 이용한 인조 대리석 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조개 껍데기를 포함하는 인조 대리석 조성물 및 이를 이용한 인조 대리석에 관한 것으로, 조개 껍데기를 이용하여, 조개 껍데기 특유의 독특한 빛깔과 고유한 색깔로 천연 대리석과 유사한 무늬와 질감을 나타낼 수 있으며, 폐기되고 있는 패각의 껍데기를 재활용하는 것으로, 친환경적이며, 인체에도 친화적인 인조 대리석을 제공할 수 있다.

Description

조개 껍데기를 포함하는 인조 대리석 조성물 및 이를 이용한 인조 대리석{COMPOSITION FOR ARTIFICIAL MARBLE AND ARTIFICIAL MARBLE USING THE SAME}
본 발명은 조개 껍데기를 포함하는 인조 대리석 조성물 및 이를 이용한 인조 대리석에 관한 것으로, 조개 껍데기를 이용하여, 조개 껍데기 특유의 독특한 빛깔과 고유한 색깔로 천연 대리석과 유사한 무늬와 질감을 나타낼 수 있으며, 폐기되고 있는 패각의 껍데기를 재활용하는 것으로, 친환경적이며, 인체에도 친화적인 인조 대리석을 제공할 수 있다.
일반적으로 대리석은 외관이 우수하기 때문에 건축용 내장재나 외장재의 기타 다양한 고급 마감재로 많이 이용되고 있다. 그러나, 천연 대리석은 고가로 건축 시공 비용을 상승시키게 되므로, 인조 대리석을 제조하여 그를 대체하고자 하는 많은 노력을 기울이고 있다.
인조 대리석(cultured marble)은 주로 바닥재로 쓰이는 천연 대리석과는 달리 건축 내장재로 건축 벽면의 장식용 마감재, 가구 등의 상판뿐만 아니라, 기계적 물성의 개선으로 바닥재 및 기타 용도로 많이 사용되고 있으며, 그 사용되는 베이스 레진(Base resin)에 따라 크게 아크릴계와 불포화 폴리에스터계의 두 가지 종류로 구분된다.
이 중 아크릴계 인조 대리석은 수지 자체의 은은한 투명성과 고급스러운 질감 및 우수한 내후성 등의 장점으로 인해 여러 가지 용도로 사용되고 있으며, 그 수요가 계속 증가하고 있다. 예를 들면, 씽크대 상판, 세면 화장대의 상판, 은행 및 일반 매장의 접수대 등 각종 카운터의 상판, 내벽재, 각종 인테리어 조형물 등의 소재로서 그 사용이 확대되고 있다.
불포화 폴리에스터계 인조 대리석은 접착제 역할을 하는 불포화 폴리에스테르 수지와 충진제 역할을 하는 천연 석분의 배합으로 제조된다. 폴리에스테르계의 적층 방법에 의한 FRP(Fiber glass Reinforced Plastic) 수지 금형을 이용해 제조될 수 있으며, 이러한 방법으로 생산한 인조대리석 제품의 표면은, 마블, 흐름, 화강암, 옥돌 등 천연석과 거의 동일한 질감을 가질 수 있다.
상기 석분(Stone Powder, filler)이란, 자연에서 채취한 천연석(예: 석회석)을 파쇄하여 미세한 분말로 만들어진 돌가루를 의미한다. 또한, 금형(Mould)은, 금속, 알루미늄, 실리콘, 에폭시, FRP 등으로 제작될 수 있다. FRP는 강화 플라스틱으로서, 유리섬유(Glass Fiber)와 불포화 폴리에스테르수지(Unsaturated Ployester Resin, UPR)를 유리섬유에 함침(含浸)시키면서 여러 겹의 유리섬유를 적층하여 만드는 플라스틱을 말한다.
현재 국내에서 널리 사용되고 있는 인조 대리석은 메틸메타아크릴레이트(Methyl Methacrylate, 이하 'MMA'라 한다)가 주성분인 아크릴 수지에 방염 효과가 있는 알루미늄 화합물을 혼합하여 제조한 것으로, 그 구성성분은 MMA 약 30~45 중량%, 무기 충진제 약 45~65 중량% 및 극소량의 첨가제들로 이루어져 있다.
상기 구성성분 중 무기 충진제인 알루미늄 화합물은 인조대리석의 강도와 내마모도 증진 및 발색에도 좋은 특성을 갖고 있으므로 국내에서 생산되는 인조대리석 제품에는 거의 대부분 수산화알루미늄을 무기 충진제로 사용하고 있다.
그리나, 상기와 같은 구성성분을 갖는 인조 대리석은 제조 후 필요한 크기로 가공하여 싱크대나 기타물품의 상판으로 사용하게 되는데 가공과정에서 다량의 스크랩 및 분진이 부산물로 발생하는 문제가 있다.
상기와 같은 부산물인 스크랩과 분진은 다른 제품화에 사용할 수 없어 거의 대부분이 단순 매립하거나 또는 소각에 의해 폐기 처분하고 있지만 매립비용의 확보와 매립 후 지반이 불안정할 뿐만 아니라 이차적으로 토양오염을 유발되고, 소각할 경우에는 유해 가스나 악취의 발생 및 이산화탄소의 발생으로 대기 환경의 오염을 유발하는 문제점이 존재한다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 다양한 방법들이 연구되고 있으며, 최근 건축물 실내 장식이 고급화되면서 부엌 싱크대, 욕조, 세면대 및 문지방 등의 성형물은 종래 단색 위주에서 아름답고 고급스러운 무늬를 갖는 다색으로 바뀌고 있는 추세에 따라, 인조 대리석의 다양한 용도, 다양한 패턴 및 기능을 갖는 인조 대리석이 개발되고 있다.
따라서, 다양한 용도에 맞도록 그 물성을 향상시키기 위한 여러 방안들이 논의되고 있는 실정이다.
KR 10-2019-0105311 A
본 발명의 목적은 조개 껍데기를 포함하는 인조 대리석 조성물을 제공하는 것으로, 조개 껍데기를 이용하여, 조개 껍데기 특유의 독특한 빛깔과 고유한 색깔로 천연 대리석과 유사한 무늬와 질감을 나타내는 인조 대리석을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 폐기되고 있는 패각의 껍데기를 재활용하는 것으로, 친환경적이며, 인체에도 친화적인 인조 대리석을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인조 대리석 조성물은 조개 껍데기를 포함하며, 상기 조개 껍데기는 베이스 수지에 첨가되는 것으로, 경화제, 산화 방지제, 무기 충진제 및 UV 코팅제를 포함하는 것이다.
상기 조개 껍데기는 조개류, 소라류, 굴류, 전복류, 홍합류 및 이들의 혼합으로 이루어진 패각으로부터 선택된다.
상기 베이스 수지는 아크릴 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지 및 멜라민 수지로 이루어진 군으로부터 선택된다.
상기 UV 코팅제는 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 반응성 모노머, 광개시제 및 첨가제를 포함하는 것으로, 상기 첨가제는 천연 추출물을 포함하는 것이다.
상기 천연 추출물은 덜꿩나무(Viburnum erosum Thunb.) 추출물, 털큰앵초(Primula PJsoana var. pubescens) 추출물, 각시개서실(Chondria dasyphylla) 추출물 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 인조 대리석은 상기 인조 대리석 조성물을 포함하여 제조된 것이다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 건축용 내외장재는 상기 인조 대리석 조성물을 포함하여 제조된 것이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서에서 사용되는 용어 '추출물'은 상술한 바와 같이 당업계에서 조추출물(crude extract)로 통용되는 의미를 갖지만, 광의적으로는 추출물을 추가적으로 분획(fractionation)한 분획물도 포함한다. 즉, 본 발명의 추출물은 상술한 추출용매를 이용하여 얻은 것뿐만 아니라, 여기에 정제과정을 추가적으로 적용하여 얻은 것도 포함한다.
예컨대, 상기 추출물을 일정한 분자량 컷-오프 값을 갖는 한 외 여과막을 통과시켜 얻은 분획, 다양한 크로마토그래피(크기, 전하, 소수성 또는 친화성에 따른 분리를 위해 제작된 것)에 의한 분리 등, 추가적으로 실시된 다양한 정제 방법을 통해 얻어진 분획도 본 발명의 추출물에 포함되는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인조 대리석 조성물은 조개 껍데기를 포함하며, 상기 조개 껍데기는 베이스 수지에 첨가되는 것으로, 경화제, 경화 촉진제, 산화 방지제, 무기 충진제 및 UV 코팅제를 포함하는 것이다.
상기 조개 껍데기는 조개류, 소라류, 굴류, 전복류, 홍합류 및 이들의 혼합으로 이루어진 패각으로부터 선택된다.
상기 패각은 고순도 탄산칼슘분자로 이루어진 아주 작은 벽돌이 무수히 쌓인 것으로, 벽돌과 벽돌 사이에는 특별한 단백질 성분이 들어가 마치 시멘트처럼 서로를 단단하게 결합시키고 있는 구조로 되어 있다.
이러한 패각을 세척과 소성, 분쇄의 과정을 거치면 미세 기공이 일정한 편이며, 해안 여러 곳에 대량으로 집합되어 있기 때문에 이를 자원화 하면 현무암, 화강암 등의 암석에서 볼 수 없는 다기능을 지니고 있는 훌륭한 무기질 재료로 태어난다.
또한, 서남해안을 비롯하여 우리나라 해양을 오염시키는 패각은 대부분 폐기, 매립되고 있는데, 그 패각을 정제 가공하여 재활용 범위의 확대 및 고부가가치형 제품으로서 그 용도를 개발하고, 용도별 특성에 맞는 환경 친화적 제품의 품질 개발로 폐자원의 재활용면과 환경보전 측면을 고려하여 환경보호이념을 실현시키고 제품 단가는 기존보다 낮아짐으로써 시장 경쟁성을 확보할 수 있다.
상기 패각은 그의 외부 표피인 갑피층과 진주층 및 내부 물질인 능주층을 미분형, 판상, 또는 무정형 등 다양한 입자 크기로 분쇄하여 사용하는 것이 바람직하며, 상기 분쇄 이전에 이물질과 염분을 제거하기 위하여 수세한 후, 건조하는 단계를 실시하는 것이 좋다.
더욱 구체적으로, 상기 패각은 선별된 패각을 구형 구슬과 혼합하여 다공성 망에 넣는 단계; 상기 다공성 망의 주위에 다수 설치된 분사구로부터 담수를 일정한 수압으로 분사하여 일정 시간 세척하는 단계; 및 상기 세척된 혼합물로부터 패각을 분리하여 80 내지 250℃의 온도로 간접 열처리하는 단계;로 이루어진 제조방법을 통해서 가공된 후, 분쇄되는 것이 바람직하다.
상기 선별된 패각을 구형 구슬과 혼합하여 다공성 망에 넣는 단계에서 사용되는 구형 구슬은 패각의 압축 수 분사에 의한 세척시 세척이 보다 원활히 이루어지도록 하기 위한 것으로 구슬과 패각의 충돌 및 마찰에 의하여 패각의 세척이 더욱 잘 이루어질 수 있게 한다.
상기 구슬은 세척되는 패각보다 경도가 높은 재질의 구슬로서 공지된 다양한 재질의 구슬이면 기능하며, 바람직하게는 경도 및 구입의 용이성 측면에서 세라믹 볼 및 철합금 볼이 이용되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 구슬은 반드시 구형이어야 하는 것은 아니며, 필요에 따라 사면체, 육면체, 십이면체 및 이십면체 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 구슬의 내구성을 고려하여 첨단이 존재하지 않는 것이 좋다.
상기 구슬의 크기는 다양한 크기의 구슬을 사용할 수 있으며, 단일 크기의 구슬을 사용할 수도 있고, 다양한 크기의 구슬을 혼합하여 사용할 수도 있으며, 특히 세척의 용이성 측면에서 세라믹을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 세라믹은 분자 수준의 입자로 흡착성능이 우수하여 흡착제나 촉매 용도로 많이 이용되며, 단백질 및 환경오염물질 등과 같이 분자량이 큰 고분자 물질의 흡착제나, 특정 기체 분리대, 각종 촉매 등의 폭 넓은 용도로 활용되고 있다.
본 발명의 인조 대리석 조성물은 상기 조개 껍데기를 포함하여, 인조 대리석에 독특한 빛깔을 부여하여 천연 대리석과 유사한 무늬와 질감을 갖도록 하고, 동시에 항균 및 항곰팡이성, 살균성 및 탈취성을 향상시키는 작용을 할 수 있다.
상기 조개 껍데기는 고유의 성분인 원적외선방사, 항균기능, 포름알데히드 중화, 수맥차단 등의 기능을 가지고 있을 뿐만 아니라, 일반 화재에 연소되지 않으므로 안전성이 우수하고, 조개 껍데기 자체로서 독특한 빛깔을 나타내고, 포함되는 진주층이 미려한 빛 반사 효과를 보이기 때문에, 인조 대리석 조성물에 포함되어 인조 대리석을 제조하는 경우 탁월한 심미감을 부여할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 조개 껍데기는 평균 입경이 20 내지 30 메쉬(mesh)인 것을 특징으로 한다.
상기 평균 입경이 20 메쉬(mesh) 미만일 경우, 조개 껍데기에 의한 독특한 빛깔 및 빛 반사 효과 등이 떨어질 우려가 있으며, 평균 입경 30 메쉬 이상일 경우, 본 발명의 인조 대리석 조성물과의 조화가 이루어지지 않아 이질적인 외관 효과를 부여할 수 있다.
본 발명의 인조 대리석 조성물은 베이스 수지에 상기 조개 껍데기를 포함시키는 것으로, 상기 베이스 수지는 아크릴 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지 및 멜라민 수지로 이루어진 군으로부터 선택된다.
상기 베이스 수지의 종류에 따라, 본 발명의 인조 대리석 조성물은 아크릴계 인조 대리석, 폴리에스테르계 인조 대리석, 에폭시계 인조 대리석 및 멜라민계 인조 대리석이 제조될 수 있으며, 이 분야에서 공지된 각종의 인조 대리석의 제조를 위해 사용되는 베이스 수지를 제한 없이 사용할 수 있다.
상기 아크릴 수지의 구체적인 종류는 특별히 한정하지 않으나, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 벤질 (메타)아크릴레이트 및 글리시딜 (메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 단량체를 포함할 수 있다.
상기 불포화 폴리에스테르의 종류 역시 특별히 제한하지 않으나, α, β-불포화 이염기산 또는 상기 이염기산 및 포화 이염기산의 혼합물과 다가 알코올의 축합 반응을 통해 제조되는 것으로서, 산가가 5 내지 40이고, 분자량이 1,000 내지 5,000인 폴리에스테르 수지를 사용할 수 있다.
이 때 상기 폴리에스테르 수지를 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 상기 이염기산 등을 다가 알코올과 특정 비율로 혼합한 후, 상기를 불활성 가스 기류 하 특정 온도에서 축합 반응시키면서 생성수를 제거하고 반응 진행 정도에 따라서 온도를 서서히 상승시키는 방법으로 제조할 수 있다.
상기에서 사용되는 α, β-불포화 이염기산 또는 포화 이염기산의 예로는 무수 말레산(maleic anhydride), 시트라콘산(citraconic acid), 푸마르산(fumaric acid), 이타콘산(itaconic acid), 프탈산(phthalic acid), 무수프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산(terephthalic acid), 호박산(succinic acid), 아디프산(aipic acid), 세바스산(sebacic acid) 및/또는 테트라히드로프탈산 등을 들 수 있고, 다가 알코올의 예로는 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 1,3-부틸렌 글리콜, 수소화 비스페놀 A, 트리메틸롤 프로판 모노아릴 에테르, 네오펜틸 글리콜, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 및/또는 글리세린 등을 들 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지는 아크릴산, 프로피온산(propionic acid), 안식향산(benzoic acid) 등의 일염기산 또는 트리멜리트산(trimellitic acid), 벤졸의 테트라카본산 등의 다염기산 등을 추가로 포함할 수 있다.
상기 에폭시 수지의 종류 역시 특별히 한정하지 않으나, 이관능 또는 다관능성 에폭시 수지를 사용할 수 있다. 상기 에폭시 수지의 예로는, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 테트라페닐 에탄 에폭시 수지 및 페놀 노볼락형 에폭시 수지를 들 수 있고, 상기 중 일종 또는 이종 이상의 혼합을 사용할 수 있다.
상기 불포화 에스테르 수지 및 에폭시 수지는 투명하고 비중이 적으면서도 강도가 크고, 인조 대리석의 내열성, 내수성 및 내약품성을 향상시키며, 전기특성 특히 내아크성을 향상시키는 작용을 한다.
바람직하게 본 발명의 인조 대리석 조성물은 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 조개 껍데기 60 내지 80 중량부를 포함하는 것이다.
상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 조개 껍데기 60 중량부 이하로 포함시키는 경우에는 결합력이 미약하게 되고, 조개 껍데기 80 중량부를 초과하는 경우에는 강도, 물성, 기능성 등 전반적인 기능이 저하되는 문제가 발생하게 된다.
본 발명의 인조 대리석 조성물은 경화제를 포함하여 인조 대리석 제조 공정에서 수지 조성물의 중합 및 경화 반응을 촉진시키는 역할을 한다.
상기 경화제는 디아실 퍼옥사이드, 히드로 퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시 말레인산, t-부틸 히드로퍼옥사이드, t-부틸히드로퍼옥시 부틸레이트, 아세틸 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 아조비스 이소부티로니트릴, 아조비스 디메틸발레로 니트릴, t-부틸퍼옥시 네오데카노에이트 및 t-아밀퍼옥시-2-에틸 헥사노에이트로 이루어진 군으로부터 선택된다.
바람직하게 본 발명의 인조 대리석 조성물은 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 조개 껍데기 60 내지 80 중량부를 포함하며, 상기 경화제 20 내지 30 중량부를 포함한다.
상기 범위에 의하는 경화제를 포함하는 경우, 인조 대리석의 제조 공정 시 경화속도가 느려지거나 지연되는 것을 방지할 수 있으며, 충분한 경화가 일어나지 않을 우려가 없으며, 부분적인 미경화가 발생하지 않는다.
본 발명의 인조 대리석 조성물은 산화 방지제를 포함하며, 상기 산화 방지제는 페놀계 산화 방지제인 것이다.
상기 산화 방지제는 성능 및 외관적인 측면에서 폐놀계 산화 방지제인 것으로, 2,6-디-터트-부틸-4-메틸페놀 (2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol (BHT)), 티오디에틸렌 비스[2-(3,5-디-터트-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트] (thiodiethylene bis[2-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate]), 옥타데실-3-(3,5-디-터트-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트(octadecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate) 및 테트라키스[메틸렌-3-(3,5-디-터트-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트]메탄으로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.
상기 산화 방지제는 본 발명의 인조 대리석 조성물의 중합 속도를 저하시킴으로써 점도의 급상승을 억제하여 경화 속도를 조절할 수 있다.
바람직하게 본 발명의 인조 대리석 조성물은 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 조개 껍데기 60 내지 80 중량부, 경화제 20 내지 30 중량부 및 산화 방지제 10 내지 20 중량부를 포함한다.
상기 산화 방지제를 인조 대리석 조성물에 포함하지 않는 경우, 인조 대리석 조성물의 점도가 너무 높아지게 되어 인조 대리석 원료 조성물이 흐르지 못하는 상태가 되며, 베이스 수지 100 중량부에 대해, 20 중량부를 초과하는 경우, 인조 대리석 조성물의 점도는 안정되지만, 중합 반응 속도가 너무 낮아져 경화 공정 시간 내에 경화가 충분히 일어나지 못하게 되므로, 분자량이 낮고, 기계적 물성 및 열적 물성이 기준치 이하로 저하된 인조 대리석이 만들어질 수 있다.
본 발명의 인조 대리석 조성물은 무기 충진제를 포함하며, 상기 무기 충진제는 탄산칼슘, 알루민산 칼슘, 실리카, 규조토, 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되나, 바람직하게 규조토를 포함하는 것이다.
상기 무기 충진제를 본 발명의 인조 대리석 조성물에 포함할 경우, 경화 시 얼룩이 발생하지 않으며, 인조 대리석의 무늬 및 색상이 우수하고, 균열을 방지하여 대리석 강도를 높일 수 있다.
바람직하게 본 발명의 인조 대리석 조성물은 베이스 수지 100 중량부에 대해, 조개 껍데기 60 내지 80 중량부, 경화제 20 내지 30 중량부, 산화 방지제 10 내지 20 중량부 및 무기 충진제 10 내지 20 중량부를 포함한다.
상기 UV 코팅제는 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 반응성 모노머, 광개시제 및 첨가제를 포함하는 것으로, 상기 첨가제는 천연 추출물을 포함한다.
상기 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 이소시아네이트 성분으로 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트, 이소포론 디 이소시아네이트 화합물, 폴리올 성분으로 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올 혹은 카프로락톤 폴리올 화합물, 하이드록시 함유 아크릴레이트 성분으로 α-하이드록시 에틸(메타) 아크릴레이트 및 α-하이드록시 프로필(메타) 아크릴레이트 화합물을 포함한다.
상기 반응성 모노머는 본 발명의 인조 대리석 조성물의 습윤성을 높이기 위해 상대적으로 점도가 낮은 모노머를 사용하는 것으로, TMPTA(트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트)를 포함한다.
상기 광개시제는 아세트페논, 벤조인 또는 벤질케탈 화합물로 된 250 내지 600 nm 파장범위의 자외선을 흡수하여 라디칼을 발생하는 물질이다. 본 발명에서 광개시제로는 벤조인에테르, 벤질케탈, 디알콕시아세토페논, 또는 하이드록시알킬페논 계열이 사용될 수 있으며, 예를들면 벤질디메틸케탈, 디에톡시아세토페논, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 아실포스파인 옥사이드, 1-하이드록시 사이클로헥실 페닐케톤 또는 아미노알킬페논 등이 사용될 수 있으나 이들로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 인조 대리석 조성물에는 상기 외에도 발명의 효과에 영향을 미치지 않는 범위에서 소포제; 유기 또는 무기 안료나 염료; 자외선 흡수제; 인계 또는 무기 금속계 난연제; 스테아린산계 또는 실리콘계 이형제; 카테콜계 또는 하이드로퀴논류의 중합억제제; 및 페놀계, 아민계, 퀴논계, 유황계 또는 인계 산화 방지제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제가 적절히 첨가될 수 있다.
상기 천연 추출물은 덜꿩나무(Viburnum erosum Thunb.) 추출물, 털큰앵초(Primula PJsoana var. pubescens) 추출물, 각시개서실(Chondria dasyphylla) 추출물 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
상기 덜꿩나무(Viburnum erosum Thunb.)는 인동과 덜꿩나무속에 속하는 낙엽 활엽 관목으로, 경기도 이남의 낮은 산지에서 흔하게 볼 수 있는 나무이다. 인동과의 키작은 나무로 높이는 2 내지 3m이다. 봄철의 하얀색 꽃과 가을철의 붉은 열매가 아름다워 공원수로 많이 식재된다. 잎은 타원형으로 마주보기로 달리는 것이 특징이다. 앞, 뒷면에 털이 소복하게 나 있어 만지면 부드러운 느낌을 준다. 줄기는 여러 개로 갈라져 포기를 이루어 자라는 것이 특징이며, 꽃은 4 내지 5월에 새로 나온 가지 끝에 하얀색 양성화가 동그란 모양을 만들며 모여 핀다. 팥처럼 생긴 조그만 열매는 9 내지 10월에 붉게 익는데 새들의 좋은 먹이가 된다. 햇볕이 적당히 드는 숲에서 자라며, 보습성과 배수성이 좋은 토양을 좋아한다. 추위를 견디는 내한성이 매우 강하고 양지와 음지에서 모두 잘 자라며, 건조 환경에서도 잘 자라는 특성을 갖는다. 한편, 덜꿩나무라는 이름은 꿩과 관련이 있는 것으로 보이며. 구체적으로, 들에 있는 꿩들이 좋아하는 열매를 달고 있다는 뜻으로 들꿩나무로 불리다가 덜꿩나무가 된 것으로 추정된다. 어린 잎은 나물로 먹을 수 있고, 늙은 잎과 줄기는 한방에서 구내염이나 가려움증의 약재로 사용하는 것이 특징이다.
상기 털큰앵초(Primula PJsoana var. pubescens)는 쌍떡잎식물 합판화군 앵초목 앵초과의 여러해살이로, 큰앵초에 비하여 잎자루와 꽃줄기에 긴 털이 많으며, 원줄기는 없이 뿌리줄기가 옆으로 뻗는다. 꽃은 통꽃으로 지름 1.5~2.5cm의 붉은 자주색 꽃이 7~8월에 핀다. 열매는 길이 7~12mm의 긴 타원형의 삭과(果)를 맺는다. 한국, 일본, 중국 등지에 분포한다.
상기 각시개서실(Chondria dasyphylla)은 홍조식물 비단풀목 빨간검둥이과의 해초로, 간조선(干潮線) 부근의 바위 위에 자란다. 높이 10∼20cm, 아랫부분 지름 1∼1.5mm이다. 원기둥 모양이며 차츰 위쪽으로 가늘어진다. 3∼6회 겹깃꼴로 갈라져서 피라미드 모양이 된다. 몸의 아랫부분에 나는 가지는 약간 뭉쳐서 나며 기는가지와 같아서 새싹이 나오기도 한다. 가지는 매우 넓게 펼쳐지고 수평으로 나기도 한다. 4분포자낭(四分胞子囊)은 작은가지 꼭대기 아래 또는 가운데보다 조금 위쪽에 모여서 생긴다. 낭과(囊果)는 작은가지의 옆면에 1개 또는 2∼3개가 모여서 생기는데, 달걀 모양이고 자루가 없다. 빛깔은 자줏빛을 띤 갈색이거나 노란색이다.
상기 천연 추출물은 물, C1 내지 C6의 저급 알코올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 추출 용매를 이용하여 추출되는 것이다.
구체적으로, 천연 추출물을 제조하기 위해서는 천연물을 세척하는 단계; 세척 후 건조시키는 단계; 건조 후 천연물을 분쇄하는 단계; 추출 용매를 사용하여 상기 분쇄물을 침출시키는 단계; 시료를 침출 후 건조시키는 단계; 물을 이용하여 침출시키는 단계; 및 침출하는 단계를 포함하여, 천연 추출물을 획득할 수 있다.
상기 추출 용매를 사용하여 추출한 추출물은 유기 용매를 사용하여 분획을 실시하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 추출물을 제조하는 방법은 초음파 추출법, 침출법 및 환류 추출법 등 당업계의 통상적인 추출 방법일 수 있다.
구체적으로 세척 및 건조로 이물질이 제거된 천연 추출물을 물, 탄소수 1 내지 6의 알코올 또는 이들의 혼합 용매로 추출한 추출물일 수 있으며, 상기 용매들을 순차적으로 시료에 적용하여 추출한 추출물일 수 있다.
상기 환류 추출법은 물, 탄소수 1 내지 6의 알코올 100 mL기준으로, 천연물의 분쇄물 10 내지 30g, 환류 시간 1 내지 3시간 및 50 내지 100%의 탄소수 1 내지 6의 알코올 또는 물에 의한다. 보다 구체적으로, 탄소수 1 내지 6의 알코올 100 mL 또는 물 100 mL 기준으로, 천연물의 분쇄물 10 내지 20g, 환류 시간 1 내지 2시간 및 70 내지 90%의 탄소수 1 내지 4의 알코올 또는 물에 의한 것이다.
상기 침출법은 15 내지 30℃, 24 내지 72시간 동안 진행하며, 추출 용매로 물 또는 50 내지 100%의 탄소수 1 내지 6의 알코올을 이용한다. 보다 구체적으로는 20 내지 25℃, 30 내지 54시간 동안 진행하며, 추출 용매는 물 또는 70 내지 80%의 탄소수 1 내지 6의 알코올에 의한 것이다.
상기 추출 용매는 시료의 중량 기준으로 2 내지 50배를 사용할 수 있으며, 보다 구체적으로는 2 내지 20배이다. 추출을 위해 시료는 추출 용매에서 추출을 위해 1 내지 72시간 동안 방치될 수 있으며, 보다 구체적으로 24 내지 48시간 동안 방치될 수 있다.
추출 후, 추출물은 새로운 분획 용매를 순차적으로 적용하여 분획할 수 있다. 분획 시 사용하는 분획 용매는 상기 용매는 물, 헥산, 부탄올, 에틸아세트산, 에틸 아세테이트, 메틸렌클로라이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상이며, 바람직하게는 에틸아세테이트 또는 메틸렌클로라이드이다. 추출물 또는 분획물을 얻은 후에는 농축 또는 동결건조 등의 방법을 추가적으로 사용할 수 있다.
본 발명의 UV 코팅제는 우레탄 아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대해서, 반응성 모노머 100 중량부, 광개시제 5 내지 10 중량부, 덜꿩나무 추출물 10 내지 20 중량부, 털큰앵초 추출물 10 내지 20 중량부 및 각시개서실 10 내지 20 중량부를 포함하는 것이다.
상기 범위에 의하는 경우, 인조 대리석에 내마모성, 내오염성 및 고광택을 제공할 수 있으며, 다양한 오염 물질들에 의해 쉽게 오염되지 않아 스크래치에 내성이 강한 건축용 내장재 또는 내구재 등으로 적용될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 인조 대리석은 상기 인조 대리석 조성물을 포함하여 제조된 것이다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 건축용 내외장재는 상기 인조 대리석 조성물을 포함하여 제조된 것이다.
본 발명의 조개 껍데기를 포함하는 인조 대리석 조성물은 조개 껍데기를 이용하여, 조개 껍데기 특유의 독특한 빛깔과 고유한 색깔로 천연 대리석과 유사한 무늬와 질감을 나타낼 수 있으며, 폐기되고 있는 패각의 껍데기를 재활용하는 것으로, 친환경적이며 인체에도 친화적인 인조 대리석을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
[제조예 1: UV 코팅제의 제조]
1. 천연 추출물의 제조
덜꿩나무를 수득한 후, 이를 세척하고, 건조시킨 후, 분쇄하여 분쇄물로 제조하고, 동결 건조하였다. 동결 건조된 덜꿩나무 3g을 15ml 튜브(tube)에 1mg을 넣고, 70% 에탄올(ethanol)을 10ml를 다시 넣었다.
시료를 rounded mixed machine에서 18 시간 동안 넣고 혼합 및 추출하였다. 추출 후 3000rpm, 10분 원심분리 후 상층액만 채취하였다. 이렇게 채취된 상층액에 포함된 에탄올(ethanol)을 40 ℃에서 증발하였다. 그리고 남은 시료는 동결 건조하여 덜꿩나무 추출물(VE)을 제조하였다.
상기 덜꿩나무 추출물(VE)의 제조방법과 동일한 방법을 이용하여, 털큰앵초 추출물(RE) 및 각시개서길 추출물(SE)를 제조하였다.
2. UV 코팅제의 제조
상기 제조된 덜꿩나무 추출물(VE), 털큰앵초 추출물(RE) 및 각시개서길 추출물(SE)를 에폭시 아크릴레이트(Ebecryl 9636, SK ucb사), 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트(TMPTA) 및 광개시제로서 Irgacure 184C(Hydroxy cyclohexyl phenyl ketone, Ciba geigy사)를 하기 표 1과 같은 중량 범위 내로 혼합하여 UV 코팅제를 제조하였다.
UV1 UV2 UV3 UV4 UV5
에폭시 아크릴레이트 100 100 100 100 100
TMPTA 100 100 100 100 100
Irgacure 184C 10 10 10 10 10
VE - 5 10 20 25
RE - 5 10 20 25
SE - 5 10 20 25
(단위: 중량부)
[제조예 2: 인조 대리석 조성물의 제조]
조개 껍데기를 분쇄기를 사용하여 30 메쉬 크기로 분쇄하였으며. 상기 제조예 1에서 제조된 UV 코팅제, 에폭시 수지, 디아실 퍼옥사이드, 폐놀계 산화 방지제 및 규조토를 하기 표 1과 같은 중량 범위 내로 혼합하여 인조 대리석 조성물을 제조하였다.
AM1 AM2 AM3 AM4 AM5 AM6
에폭시 수지 100 100 100 100 100 100
조개 껍데기 80 80 80 80 80 80
디아실 퍼옥사이드 30 30 30 30 30 30
폐놀계 산화 방지제 20 20 20 20 20 20
규조토 20 20 20 20 20 20
UV 코팅제 - UV1 UV2 UV3 UV4 UV5
(단위: 중량부)
[실시예 1: 본 발명의 인조 대리석 조성물의 항균 효과]
상기 제조예 2에서 제조된 인조 대리석 조성물 AM1 내지 AM6을 250 내지 600 nm 범위의 UV 램프를 조사하여 경화시킨 후 인조 대리석 AM'1 내지 AM'6을 제조하였다.
이후 항균성 테스트를 위해, 본 발명의 인조 대리석 AM'1 내지 AM'6를 각각 두께 2mm, 가로 5cm, 세로 5cm로 절단하여 사용하였다. 그리고 황생포도상구균과 대장균을 균주로 하여 JIS Z 2801 : 2010, 필름밀착법에 준하여 항균성 테스트를 진행하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
균주 AM1 AM2 AM3 AM4 AM5 AM6
Staphylococcus aureus ATCC
6538P		 60.1 82.6 90.4 91.6 99.8 86.4
Escherichia coil
ATCC 8739		 59.3 78.5 90.1 90.2 99.2 82.4
(단위: %)
상기 표 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 UV 코팅제를 포함하여 제조된 인조 대리석 AM'2 내지 AM'6은 UV 코팅제를 포함하지 않고 제조된 인조 대리석 AM'1에 비하여, 황색포도상구균 및 대장균에 대해 우수한 항균 활성을 보임을 확인할 수 있었다.
특히, 덜꿩나무 추출물(VE), 털큰앵초 추출물(RE) 및 각시개서길 추출물(SE)를 더 포함하여 UV2 내지 UV4 범위에 의하는 UV 코팅제를 포함하는 경우에 90% 이상의 항균성을 나타내는 것을 확인하였다.
[실시예 2: 인조 대리석의 물성 평가]
1. 광택도 측정
상기 제조예 2에서 제조된 인조 대리석 조성물 AM1 내지 AM6을 250 내지 600 nm 범위의 UV 램프를 조사하여 경화시킨 후 인조 대리석 AM'1 내지 AM'6을 제조하였다.
상기 인조 대리석 AM'1 내지 AM'6 표면에 대해, KS M ISO 2813 : 2007 실험 방법을 이용하여, 광택도를 측정하였다.
그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
높을수록 기호도가 높은 것이다.
AM'1 AM'2 AM'3 AM'4 AM'5 AM'6
광택도 (60°) 6 78 90 94 98 84
(단위: GU)
상기 표 4에 나타난 바와 같이, 본 발명의 UV 코팅제를 포함하지 않는 인조 대리석 조성물 AM1로 제조된 인조 대리석(AM'1)의 경우에 광택도가 매우 낮았으나, 본 발명의 UV 코팅제를 포함하는 인조 대리석 조성물 AM2 내지 AM6으로 제조된 인조 대리석(AM'2 내지 AM'6)은 표면 광택도가 높은 것으로 확인하였다.
특히, 천연 추출물을 포함하고 있는 UV 코팅제로 코팅되는 인조 대리석 AM'3 내지 AM'5의 경우에 우수한 표면 광택도로 외관이 미려한 것으로 확인하였다.
2. 물성 측정
상기 표면 광택도 실험에서 제조된 인조 대리석 AM'1 내지 AM'6에 대하여, 경도 및 내오염성을 시험하였다.
경도의 경우, 연필경도 2H(KS M ISO 15184 : 2007)를 기준으로 경도를 1 내지 10의 지수로 나타내었으며, 내오염성의 경우, 커피, 우유, 아세트산, 10% 암모니아수, 간장, 김치국물, 콜라 및 케첩을 이용하여, 오염 변화를 육안으로 관찰한 후 변화 있음, 약간의 얼룩, 변화 없음으로 나타낸 것이다.
그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
AM'1 AM'2 AM'3 AM'4 AM'5 AM'6
경도 4 7 8 8 9 7
내오염성 변화 있음 약간의 얼룩 변화 없음 변화 없음 변화 없음 약간의 얼룩
(단위: 지수)
상기 표 5에 나타난 바와 같이, 본 발명의 UV 코팅제를 포함하지 않는 인조 대리석 조성물 AM1로 제조된 인조 대리석(AM'1)의 경우에 경도가 매우 낮았으며, 오염 물질에 대한 변화가 나타나는 것을 확인하였다.
본 발명의 UV 코팅제를 포함하는 인조 대리석 조성물 AM2 내지 AM6으로 제조된 인조 대리석(AM'2 내지 AM'6)은 표면 광택도가 높은 것으로 확인하였다.
특히, 천연 추출물을 포함하고 있는 UV 코팅제로 코팅되는 인조 대리석 AM'3 내지 AM'5의 경우에 우수한 표면 광택도로 외관이 미려한 것으로 확인하였다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (7)

  1. 조개 껍데기를 포함하며,
    상기 조개 껍데기는 베이스 수지에 첨가되는 것으로,
    경화제, 산화 방지제, 무기 충진제 및 UV 코팅제를 포함하는
    인조 대리석 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조개 껍데기는 조개류, 소라류, 굴류, 전복류, 홍합류 및 이들의 혼합으로 이루어진 패각으로부터 선택되는
    인조 대리석 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 수지는 아크릴 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지 및 멜라민 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는
    인조 대리석 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 UV 코팅제는 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 반응성 모노머, 광개시제 및 첨가제를 포함하는 것으로,
    상기 첨가제는 천연 추출물을 포함하는
    인조 대리석 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 천연 추출물은 덜꿩나무(Viburnum erosum Thunb.) 추출물, 털큰앵초(Primula PJsoana var. pubescens) 추출물, 각시개서실(Chondria dasyphylla) 추출물 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는
    인조 대리석 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 인조 대리석 조성물을 포함하는
    인조 대리석.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 인조 대리석 조성물을 포함하는
    건축용 내외장재.
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