KR20240044401A

KR20240044401A - 스크리닝 마스크, 패턴 몰드, 인조대리석의 제조 방법 및 인조대리석

Info

Publication number: KR20240044401A
Application number: KR1020240039504A
Authority: KR
Inventors: 김예찬; 김동희; 서준영; 구본호; 조홍관
Original assignee: (주)엘엑스하우시스
Priority date: 2020-11-27
Filing date: 2024-03-22
Publication date: 2024-04-04
Also published as: US20230406771A1; KR20220074794A; WO2022114869A1

Abstract

본 발명은 인조대리석 및 인조대리석의 제조방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 인조대리석을 제조하기 위한 스크리닝 마스크 및 패턴 몰드에 관한 것이다.

Description

스크리닝 마스크, 패턴 몰드, 인조대리석의 제조 방법 및 인조대리석{SCREENING MASK, PATTERN MOLD, PREPARATION METHOD OF ARTIFICIAL MARBLE AND ARTIFICIAL MARBLE}

본 출원은 2020년 12월 22일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2020-0181400호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.

본 발명은 스크리닝 마스크, 패턴 몰드 및 이를 이용하는 인조대리석의 제조 방법과 인조 대리석에 대한 것이다.

엔지니어드 스톤은 이스톤이라고도 불리는 인조대리석으로, 천연석과 비슷한 질감과 느낌을 갖는 인테리어 소재이다. 업계에서는 인조대리석의 발색 및 모양 등을 개선하여 미감을 증진시키는 연구들이 이루어져 왔는데, 예컨대, 한국등록특허 10-1270415호는 마블칩을 이용하여 무늬 및 외관을 다양화한 인조대리석을 개시하고 있다. 엔지니어드 스톤은 실내 바닥, 벽 장식, 주방 상판 등에서 수요가 점차 증가하고 있으며, 화강암과 대리석 계열의 천연 석종들을 모사한 제품들이 주를 이루어 왔다.

그러나 최근 인테리어 시장에서는 규암(quartzite)과 같이 샤프한 베인(vein)을 갖는 천연석에 대한 관심이 점차 높아지고 있는 추세이다. 이러한 트렌드를 반영하여 이스톤 업계에서도 천연석의 디자인을 구현하고자 많은 노력을 기울이고 있다.

그러나 현재의 이스톤 생산 기술로는 천연석의 디자인의 구현이 쉽지 않다. 기존의 이스톤 생산 공정에서는 베이스 조성물의 표면에 안료를 뿌려 흐름 무늬를 표현하거나 베이스 조성물의 일정 부분을 칼 등으로 제거한 후 다른 원재료를 채워 넣음으로써 무늬를 표현하고 있다. 그러나 이러한 방식은 실제 천연석과 비교하였을 때 괴리감이 크다.

본 발명의 목적은 패턴 영역과 베이스 영역 간의 경계가 명확하고 줄무늬 영역의 폭이 넓은 인조대리석 및 이의 제조방법을 제조하는 것이다.

본 발명의 또 하나의 목적은 상기 인조대리석의 제조방법에 사용되는 스크리닝 마스크 및 패턴 몰드를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시상태는,

베이스, 및 상기 베이스 중에 구비된 패턴을 포함하는 엔지니어드 스톤 인조대리석으로서,

상기 패턴은 베인(vein) 패턴을 포함하고,

상기 인조대리석의 표면 중 상기 베인 패턴이 가장 많이 존재하는 표면에 있어서, 상기 베인 패턴 중 50% 이상의 폭이 5 mm 내지 50 mm이며,

상기 인조대리석의 판면에 대하여 수직 방향으로의 단면 중 상기 베인 패턴의 최대 두께를 포함하는 단면에 있어서, 상기 베인 패턴의 두께가 인조대리석 전체 두께 대비 10% 이상인 베인 패턴의 면적이 전체 패턴의 면적 대비 50% 이상인 것인 인조대리석을 제공한다.

본 발명의 일 실시상태는,

상기 패턴은 베인 패턴을 포함하고,

상기 인조대리석의 표면 중 상기 베인 패턴이 가장 많이 존재하는 표면에 있어서, 임의의 정사각형 영역을 20 x 20 분할면으로 균등 분할하였을 때, 상기 베인 패턴을 폭방향으로 가로지르고 양 단부가 베이스 상에 위치하는 직선을 긋고, 양 단부가 베이스 상에 위치하는 직선을 그을 수 없는 경우에는 일 단부는 베이스 상에 존재하고 타 단부는 베인 패턴 상에 존재하는 직선을 그은 후, 상기 직선을 따라 측정한 Gray value의 5구간 이동평균 값들의 그래프에서 2개 이상의 피크(peak)를 가지는 베인 패턴을 갖는 분할면들의 면적이 상기 정사각형 영역 중 베인 패턴만 존재하거나 베이스만 존재하는 분할면을 제외한 면적의 30% 미만인 것인 인조대리석을 제공한다.

본 발명의 일 실시상태는, 엔지니어드 스톤 인조대리석으로서, 표면에 첫번째 분상으로 형성되는 제1 영역과, 상기 첫번째 분상 이후 두번째 분상으로 형성되는 제2 영역을 가지고, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 서로 조성이 상이하며, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 실질적으로 섞이지 않은 것인 인조대리석을 제공한다.

본 발명의 일 실시상태는, 평판부 및 하나 이상의 개구부를 포함하는 스크리닝 마스크를 제공한다.

또한 본 발명의 일 실시상태는,

오목부 및 하나 이상의 볼록부를 포함하고,

상기 볼록부는 스크리닝 마스크의 개구부에 대응하며, 개구부에 삽입가능한 것을 특징으로 하는 패턴 몰드를 제공한다.

또한 본 발명의 일 실시상태는,

몰드에 베이스 조성물을 몰딩하는 단계;

베이스 조성물 위에 스크리닝 마스크 및 패턴 몰드를 놓는 단계로서, 상기 스크리닝 마스크는 평판부 및 하나 이상의 개구부를 포함하고, 상기 패턴 몰드는 오목부 및 하나 이상의 볼록부를 포함하고, 상기 볼록부는 상기 스크리닝 마스크의 개구부에 대응하며, 상기 개구부에 삽입가능한 것인 단계;

상기 패턴 몰드를 눌러 베이스 조성물을 압착하는 단계;

상기 패턴 몰드를 제거하여 베이스 조성물에 하나 이상의 홈을 형성하는 단계;

상기 홈에 패턴 형성 조성물을 투입하고, 스크리닝 마스크를 제거하는 단계;

몰드 내 조성물에 진공 및 진동을 가하면서 압축하여 인조대리석 평판을 제조하는 단계; 및

경화 전 인조대리석 평판에 열을 가하고, 상기 인조대리석 평판을 경화하는 단계를 포함하는

인조대리석의 제조 방법을 제공한다.

또한 본 발명의 일 실시상태는,

전술한 실시상태들에 따른 인조대리석의 제조 방법에 의하여 제조된, 패턴 영역 및 베이스 영역을 포함하는 인조대리석을 제공한다.

본 발명의 스크리닝 마스크 및 패턴 몰드를 이용하여 제조한 인조대리석은 패턴 영역 및 베이스 영역을 포함하며, 패턴 영역과 베이스 영역 간의 경계가 명확하고 패턴 영역의 폭이 넓을 수 있다.

도 1은 본 발명의 스크리닝 마스크(200)의 한 형태의 일부분의 단면을 보여준다.
도 2는 본 발명의 패턴 몰드(100)의 한 형태의 일부분의 단면을 나타낸다.
도 3은 스크리닝 마스크(200) 상에 패턴 몰드(100)가 적층되고 패턴 몰드의 볼록부가 스크리닝 마스크의 개구부에 삽입되는 것을 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 패턴 몰드의 한 예를 보여주는 사진이다.
도 5는 본 발명의 스크리닝 마스크의 한 예를 보여주는 사진이다.
도 6은 본 발명의 스크리닝 마스크 및 패턴 몰드를 이용하여 인조대리석을 제조하는 공정을 보여준다.
도 7은 비교예 2에서 사용한 인서트 몰드를 보여준다.
도 8은 비교예 2의 인서트 몰드를 이용하여 이용하여 인조대리석을 제조하는 공정을 보여준다.
도 9는 비교예 1의 인조대리석 샘플의 제조 과정을 보여준다.
도 10은 실시예 1의 인조대리석 샘플의 제조 과정을 보여준다.
도 11은 실시예 1의 인조대리석의 표면상의 베인 패턴에서 측정한 Gray value의 5구간 이동평균 값들의 그래프이다.
도 12는 대조구의 인조대리석의 표면상의 베인 패턴에서 측정한 Gray value의 5구간 이동평균 값들의 그래프이다.
도 13 및 도 14는 각각 도 11 및 도 12의 결과를 도출하기 위하여 gray value를 측정하는 과정을 나타낸 것이다.
도 15는 실시예 1의 인조대리석의 표면상의 베인 패턴의 폭(W), 길이(L) 및 중심선(C)을 나타낸 것이다.
도 16은 실시예 1의 인조대리석의 베인 패턴의 두께를 측정한 예를 나타낸 것이다.
도 17은 실시예 1(좌측 사진) 및 비교예 3(우측 사진)에서 제조된 인조대리석의 상면 사진을 나타낸 것이다.
도 18은 도 17의 사진에서 베이스와의 경계가 깔끔한 부분을 짧은 점선으로, 경계가 흐트러진 부분을 긴 점선으로 표시한 것이다.
도 19는 도 17의 사진을 20 x 20의 분할면으로 표시한 것이다.
도 20은 도 19에서, 베이스만 존재하거나 베인 패턴만 존재하는 분할면을 제외한 유효 분할면에 가상의 선을 그은 것을 도시한 것이다.
도 21은 도 20 중 분할면 A, B, C 및 D의 가상의 직선을 따라 측정한 Gray value의 5구간 이동평균 값들의 그래프를 나타낸 것이다.
도 22는 도 20 중 유효 분할면 중 상기와 같이 피크가 2개 이상 나타나는 분할면에 1로 표시한 것이다.

이하, 본 출원의 실시상태들에 대하여 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명들은 상기 실시상태들을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하기 위한 것은 아니다.

본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시상태들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 특정 구성요소가 존재함을 설명하기 위한 것이며, 다른 구성요소들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 특정 구성요소의 "상"에 존재한다는 표현은 특정 구성요소의 일측에 존재함을 표현하기 위한 것이며, 상하 관계를 한정하기 위한 것은 아니며, 또한 상기 구성요소와 물리적으로 접촉하는 것으로 한정되지 아니하고, 상기 구성요소와의 사이에 다른 부재가 추가로 구비될 수 있음을 의미한다.

본 명세서에서, "패턴(Pattern)" 또는 "패턴 영역(Pattern Region)"이란 전면층과 구별되는 표현으로서, 특정 재료가 하나의 층의 전체 부피를 차지하는 전면층과는 달리, 특정 재료가 하나의 층의 일부 부피만을 차지하고, 해당 층의 일부가 빈공간 또는 다른 물질로 채워진 것을 의미한다.

본 명세서에서, "베이스(Base)" 또는 "베이스 영역(Base Region)"이란 인조대리석에서 패턴 이외의 바탕 부분을 의미한다.

본 명세서에 있어서, 베인 패턴(Vein Pattern)이란 정맥 또는 나뭇가지를 닮은 패턴을 의미하는 것으로서, 일정 이상의 길이를 갖도록 연속된 패턴을 의미한다. 본 명세서에 있어서, 상기 베인 패턴은 직선 또는 특정 형태의 곡선으로 한정되지 않는다. 본 명세서에서, 베인 패턴은 줄무늬 패턴으로도 언급될 수 있다.

본 명세서에 있어서, 패턴 또는 패턴 영역의 폭이란 인조대리석의 표면 또는 측면에서 관찰되는 패턴에 중심선을 그엇을 때, 측정하고자 하는 중심점에서의 기울기에 수직인 선이 패턴의 가장자리 변과 만나는 서로 대향하는 2 점간의 거리이다. 여기서, 중심선이란, 상기 중심선으로부터 패턴의 가장자리부까지의 거리 중 가장 짧은 거리가 같도록 하는 점을 이어 그어진 선을 의미한다. 다시 말하면, 중심선은 임의의 패턴의 가장자리부에서 대향하는 패턴 가장자리부까지의 거리가 가장 가까운 선의 중심점을 이어 그어진 선을 의미한다. 예컨대, 패턴의 중심선 및 폭을 각각 도 15에 C 및 W로 표시하였다.

본 명세서에 있어서, 패턴 또는 패턴 영역의 길이란 인조대리석의 표면 또는 측면에서 관찰되는 베인 패턴에 중심선을 그엇을 때, 중심선의 길이를 의미한다. 예컨대, 패턴의 길이를 각각 도 15에 L로 표시하였다.

본 명세서에 있어서, 패턴의 면적이란 인조대리석의 표면 또는 측면에서 관찰되는 패턴이 차지하는 면적을 의미한다.

본 명세서에 있어서, 인조대리석의 두께란 서로 대향하는 인조대리석의 판면 사이의 최단 길이를 의미한다.

본 명세서에 있어서, 패턴 또는 패턴 영역의 두께란 인조대리석의 두께 방향으로의 패턴의 길이를 의미한다.

이하, 본 발명을 자세히 설명한다.

본 발명의 일 실시상태는,

상기 패턴은 베인(vein) 패턴을 포함하고,

상기 인조대리석은 후술하는 방법으로 제조함으로써 베인 패턴의 폭이 넓고 두께가 비교적 두껍게 형성되는 것을 특징으로 한다. 본 명세서에서 인조대리석의 표면이란 인조대리석의 최외곽을 의미하며, 예컨대 인조대리석의 서로 대향하는 2개의 판면, 즉 상면과 하면과 인조대리석의 측면을 포함한다. 예컨대, 인조대리석이 직육면체인 경우, 인조대리석의 표면은 상면 및 하면과 4개의 측면을 포함한다. 상기 베인 패턴은 상기 인조대리석의 표면 중 적어도 하나에 표시되며, 인조대리석의 상면에만 존재할 수도 있고, 상면과 하면에 모두 존재할 수 있다. 상기 실시상태에 있어서, 베인 패턴의 폭은 상기 인조대리석의 표면 중 상기 베인 패턴이 가장 많이 존재하는 표면에서 측정한 값이다.

일 실시상태에 따르면, 상기 인조대리석의 표면 중 상기 베인 패턴이 가장 많이 존재하는 표면에 있어서, 상기 베인 패턴 중 80% 이상의 폭이 5 mm 내지 50 mm일 수 있다.

일 실시상태에 따르면, 상기 인조대리석의 표면 중 상기 베인 패턴이 가장 많이 존재하는 표면에 있어서, 상기 베인 패턴 중 80% 이상의 폭이 5 mm 내지 20 mm일 수 있다.

상기 실시상태에 따른 인조대리석에 있어서, 상기 인조대리석의 표면 중 상기 베인 패턴이 가장 많이 존재하는 표면은 연속된 길이 50 mm 이상인 베인 패턴을 포함할 수 있다.

일 실시상태에 있어서, 상기 인조대리석의 판면에 대하여 수직 방향으로의 단면 중 상기 베인 패턴의 최대 두께를 포함하는 단면에 있어서, 상기 베인 패턴의 두께가 인조대리석 전체 두께 대비 30% 이상, 더욱 바람직하게는 50% 이상인 베인 패턴의 면적이 전체 패턴의 면적 대비 50% 이상일 수 있다.

일 실시상태에 있어서, 상기 베이스와 상기 베인 패턴은 실질적으로 섞이지 않고 그 경계가 명확하다.

본 발명의 일 실시상태는,

상기 패턴은 베인 패턴을 포함하고,

상기 인조대리석의 표면 중 상기 베인 패턴이 가장 많이 존재하는 표면에 있어서, 임의의 정사각형 영역을 20 x 20 분할면(section)으로 균등 분할하였을 때, 상기 베인 패턴을 폭방향으로 가로지르고 양 단부가 베이스 상에 위치하는 직선을 긋고, 양 단부가 베이스 상에 위치하는 직선을 그을 수 없는 경우에는 일 단부는 베이스 상에 존재하고 타 단부는 베인 패턴 상에 존재하는 직선을 그은 후, 상기 이 직선을 따라 측정한 Gray value의 5구간 이동평균 값들의 그래프에서 2개 이상의 피크(peak)를 가지는 베인 패턴을 갖는 분할면들의 면적이 상기 정사각형 영역 중 베인 패턴만 존재하거나 베이스만 존재하는 분할면을 제외한 면적의 30% 미만인 것인 인조대리석을 제공한다.

상기 피크가 2개 이상인 영역 중 1개 피크는 베이스와 색상이 차이가 나는 베인 패턴의 존재가 그래프에 포함되면서 생기는 피크이며, 나머지 1개의 추가적인 피크는 실질적으로 패턴이 번지거나, 베인 패턴의 색소가 베이스로 침착되거나, 베인 패턴 조성물이 베인 패턴 영역에 깔끔하게 채워지지 못하고 흩뿌려진 잔재들에 의해 나타나는 깔끔하지 못함 등을 표현한다. 따라서, 상기 피크는 수학적으로는 변곡점을 의미하지만, 통상의 기술자가 이해하기에 충분히 흐트러진 현상이라고 이해할 수 있을만한 베이스-베인 패턴-베이스 간에 관찰되는 중간 능선이 긴 변곡점이 없는 형태 또한 실질적인 피크로 해석되어야 할 것이다.

상기 실시상태에 있어서, 상기 베인 패턴을 폭방향으로 가로지르고 양 단부가 베이스 상에 위치하도록 그어진 직선의 길이는 상기 베인 패턴의 폭의 2배일 수 있다. 상기 일 단부는 베이스 상에 존재하고 타 단부는 베인 패턴 상에 존재하도록 그어진 직선의 길이는 상기 베인 패턴의 폭과 동일할 수 있다.

상기 실시상태들에 있어서, 임의의 정사각형 영역은 30cm x 30cm, 60cm x 60cm, 또는 120cm x 120cm 일 수 있다.

Gray value의 5구간 이동평균 값은 측정하고자 하는 대상의 이미지를 촬영하고, 촬영된 이미지를 스캔한 후, ImageJ 라는 프로그램을 이용하여 스캐닝된 이미지에 가상의 선, 즉 상기 베인 패턴을 폭방향으로 가로지르고 양 단부가 베이스 상에 위치하는 직선, 또는 상기 베인 패턴과 상기 베이스의 경계를 가로지르며, 일 단부는 베이스 상에 존재하고 타 단부는 베인 패턴 상에 존재하는 직선을 긋고, 양 단부가 베이스 상에 위치하는 직선을 그을 수 없는 경우에는 일 단부는 베이스 상에 존재하고 타 단부는 베인 패턴 상에 존재하는 직선을 그은 후, Gray value 을 그래프화하여 Dot별 Gray Scale을 구하고, 이 값을 이용하여 5구간 이동평균값을 구하였다. 이동평균은 추세의　변동을　알　수　있도록　구간을　옮겨　가면서　구하는　평균으로서, 상기 실시상태들에서는 5구간 이동평균값을 이용한다. ImageJ는 미국 국립보건원(NIH)과 위스콘신 대학교 LOCI (Laboratory for Optical and Computational Instrumentation)에서 제작 배포한 Javabased image processing program으로, https://imagej.nih.gov/에서 다운로드 가능하다. ImageJ는 해당 프로그램의 사용 방식에 따라 사용할 수 있으며, 예컨대 1) 이미지 스캐닝후, 2) 파일을 오픈하고, 3) 선형 선택막대를 클릭하고, 4) 이미지에서 측정하고자 하는 영역, 즉 전술한 베이스-베인 패턴-베이스 혹은 베이스-베인 패턴의 영역을 선택하고, 5) 값을 분석하고(Analyze), 그래프를 그린 후(Plot Profile) 데이터를 통해 획득 가능하다. Gray value는 Gray scale로도 표현될 수 있으며, 기본 공식 (R+G+B)/3 이나, YUV 방식 (YPbPr, YCbCr, YIQ 등) 등 공지된 방법에 의하여 도출할 수 있으며, 예컨대 실시예에서는 기본공식 및 ImageJ 에서 기본적으로 제공하는 (R+G+B)/3을 사용할 수 있다.

Gray value의 5구간 이동평균 값들의 그래프에서 피크가 존재한다는 것은 패턴과 베이스의 경계가 명확하지 아니함을 의미한다. 이와 같이 경계가 명확하지 않은 영역이 존재하는 경우에도 그 영역이 30% 미만인 것을 특징으로 한다. 여기서 피크란 나머지 영역에 비하여 그래프의 상측 또는 하측으로 돌출된 부분을 의미한다. 베인 패턴의 색상이 베이스의 색상보다 짙은 경우에는 상기 피크는 그래프의 하측으로 돌출된 부분으로 표시된다. 예컨대, 도 12는 피크가 그래프의 하측으로 돌출되어 나타난 예이다. 이 때 피크의 최저점은 상기 그래프의 최고점과 50 이상 차이가 날 수 있다. 다만 베인 패턴과 베이스 색상이 비슷하지만 눈으로 구분되는 디자인의 경우 Gray Value가 50 이상 차이가 나지 않을 수 있어 참고적인 수치로 이해되어야 할 것이다. 베인 패턴의 색상이 베이스의 색상보다 옅은 경우에는 상기 피크는 그래프의 상측으로 돌출된 부분으로 표시된다. 이 때 피크의 최고점은 상기 그래프의 최저점과 50 이상 차이가 날 수 있다. 예컨대, 도 11은 피크가 그래프의 하측으로 돌출되어 나타난 예이다. 여기서, Gray value는 상대적인 수치로서, Gray value(R/3 + G/3 + B/3)가 0인 경우는 흑색, 255(R=255, G=255, B=255)인 경우는 흰색을 의미한다. 도 11 및 도 12에서 세로축은 Gray value이고, 가로축은 가성의 직선 상에서 Gray value가 측정된 지점들을 의미한다.

본 발명의 일 실시상태는, 엔지니어드 스톤 인조대리석으로서, 표면에 첫번째 분상으로 형성되는 제1 영역과, 상기 첫번째 분상 이후 두번째 분상으로 형성되는 제2 영역을 가지고, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 서로 조성이 상이하며, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 실질적으로 섞이지 않은 것인 인조대리석을 제공한다. 여기서, 상기 조성은 상기 제1 및 제2 영역에 포함되는 화합물 종류, 입자의 크기, 구성 입자의 분포, 첨가물, 색도 및 색감 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 인조대리석은 후술하는 방법에 따라 스크리닝 마스크와 패턴 몰드를 사용하여 베이스 조성물을 압착하는 방법을 이용함으로써 제1 영역과 제2 영역이 실질적으로 섞이지 않는 특성을 가질 수 있다.

<스크리닝 마스크>

도 1은 본 발명의 스크리닝 마스크의 한 형태의 일부분의 단면을 나타낸다(절단부 뒤쪽의 스크리닝 마스크의 형태는 나타내지 않음). 도 1에서는 개구부가 하나인 경우를 확대하여 도시하였다. 본 발명의 스크리닝 마스크(200)는 평판부(201) 및 평판부(201) 상에 형성된 하나 이상의 개구부(202)를 포함한다. 본 발명의 스크리닝 마스크는 상기 개구부의 가장자리에서 개구부의 형상을 따라 돌출되어 있는 돌출부(203)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 돌출부의 시작은 상기 개구부 외주면과 동일하나, 돌출부의 끝의 상기 개구부의 외주면과 형태가 일치하지 않을 수 있다. 상기 돌출부는 상기 평판부의 판면에 대하여 수직한 방향으로 돌출된 형태를 가질 수도 있고, 상기 평판부의 판면에서 멀어질수록 돌출부 사이의 거리가 가까워지는 형태, 또는 돌출부의 말단이 서로 수렴하는 형태를 가질 수 있다. 다만, 스크리닝 마스크는 최종적으로 제거되어야 하므로, 돌출부끼리 수렴하는 형태가 심한 경우 깔끔한 패턴에 적합하지 못한 경우가 발생할 수 있어, 가장 적절하게는 상기 돌출부가 평판부 판면에 대하여 수직한 방향으로 형성되고, 돌출부 끝의 외주면과 돌출부 시작의 외주면의 형태가 일치하는 경우이다.

상기 평판부는 패턴 몰드의 오목부에 대응할 수 있다. 베이스 조성물 상에 스크리닝 마스크 및 패턴 몰드가 순서대로 적층되고 패턴 몰드가 눌리면, 베이스 조성물이 압착되는데, 이때 스크리닝 마스크의 평판부에 눌리는 베이스 조성물 부분 또한 압착된다.

평판부의 두께 (d'')는 특별한 제한은 없고, 통상의 기술자는 스크리닝 마스크의 재질, 스크리닝 마스크의 크기 등을 고려하여 적절히 선택할 수 있다.

개구부는 패턴 몰드의 볼록부에 대응하며, 개구부에 볼록부가 삽입되게 된다. 개구부의 폭(l')은 볼록부의 폭(l)과 같거나 그보다 클 수 있다. 본 발명의 한 예에서, 개구부의 폭(l')은 볼록부의 폭(l)보다 0.1 mm 내지 5 mm 더 클 수 있으며, 바람직하게는 0.1 mm 내지 3 mm 더 클 수 있다.

돌출부의 길이(d')는 인조대리석 두께와 같거나 이보다 작을 수 있다. 예컨대, 인조대리석의 두께가 5 cm인 경우, 돌출부의 길이는 3 mm 내지 5 cm일 수 있다. 돌출부의 길이(d')는 인조대리석의 두께의 1 내지 100 %일 수 있고, 바람직하게는 1% 이상 80 % 이하일 수 있고, 더욱 바람직하게는 1% 이상 70 % 이하일 수 있으며, 통상의 기술자는 인조대리석에 형성하려는 패턴 영역의 깊이, 모양, 패턴 영역의 조성, 베이스 조성물의 조성 등을 고려하여 적절히 선택할 수 있다.

<패턴 몰드>

도 2는 본 발명의 패턴 몰드(100)의 한 형태의 일부분의 단면을 나타낸다. 도 2에서는 볼록부가 하나인 경우를 확대하여 도시하였다. 본 발명의 패턴 몰드(100)는 오목부(101) 및 하나 이상의 볼록부(102)를 포함한다.

상기 볼록부는 스크리닝 마스크의 개구부에 대응하며, 개구부에 삽입가능하다. 볼록부의 폭(l)은 개구부의 폭(l')과 같거나 그보다 작을 수 있다. 볼록부의 폭은 5 mm 이상 50 mm 이하일 수 있으며, 바람직하게는 5 mm 이상 40mm 이하일 수 있고, 더욱 바람직하게는 5 mm 이상 30 mm 이하일 수 있다. 그러나 패턴 몰드의 볼록부의 폭을 5 mm 미만으로 하거나 50 mm 초과로 하도록 패턴 몰드를 형성하는 것이 가능하다는 것은 자명할 것이다. 통상의 기술자는 원하는 인조대리석의 패턴 영역의 폭에 따라 패턴몰드의 볼록부의 폭을 조절할 수 있다. 다만, 스크리닝 마스크의 돌출부(203)을 형성하는데 소정의 플라스틱 폭이 필요하고, 반드시 상기 폭의 2배(양쪽) 만큼이 스크리닝 마스크 제거 과정에서 고정적인 빈 공간이 발생하게 되는데, 5mm 미만의 경우 상대적인 빈 공간이 실제로 형성하고자 하는 베인 영역 대비 무시할 수 없는 수준이 되어 스크리닝 마스크 제거 시 빈 공간으로 베인 패턴이 쏠려서 패턴이 흐트러질 수 있다. 또한, 폭이 50mm 초과의 패턴을 형성하는데 본 발명이 큰문제가 없음에도, 볼록부의 폭이 50mm 이하인 것이 일반적으로 베이스를 채운 후 베인 패턴이 형성될 부분을 파낸 후 베인 성분을 채우는 digging-filling 공정이 상대적으로 효율적이고 저렴하여 더 적합할 수 있다.

통상의 기술자는 인조대리석에 형성하려는 패턴 영역의 깊이, 모양, 패턴 영역의 조성, 베이스 조성물의 조성 등을 고려하여 볼록부의 폭을 적절히 선택할 수 있다.

볼록부의 길이(d)에서 평판부의 두께(d'')를 뺀 값만큼 인조대리석의 패턴 영역의 두께(즉, 깊이)가 형성될 수 있다. 즉, 본 발명의 인조대리석의 제조 과정에서, 베이스 조성물에 홈이 생기게 되는데, 이때 홈의 깊이는 볼록부의 길이에서 평판부의 두께를 뺀 값일 수 있다.

또한 볼록부의 길이에서 평판부의 두께를 뺀 값은 인조대리석 두께와 같거나 이보다 작을 수 있다. 또한 볼록부의 길이에서 평판부의 두께를 뺀 값은 인조대리석의 두께의 1% 이상 100 % 이하일 수 있고, 바람직하게는 1% 이상 80 % 이하일 수 있고, 더욱 바람직하게는 1% 이상 70 % 이하일 수 있다.. 볼록부의 길이에서 평판부의 두께를 뺀 값이 인조대리석의 두께의 100 %인 경우 인조대리석의 한 표면에서 대향하는 표면까지 연장되는 패턴 영역이 형성될 수 있다.

또한 볼록부의 길이에서 평판부의 두께를 뺀 값은 스크리닝 마스크의 돌출부의 길이와 동일하거나 이보다 작을 수 있다.

도 3은 스크리닝 마스크(200) 상에 패턴 몰드(100)가 적층되고 패턴 몰드의 볼록부가 스크리닝 마스크의 개구부에 삽입되는 것을 보여주는 단면도이다. 스크리닝 마스크의 평판부가 패턴 몰드의 오목부에 대응하여 접촉되고 스크리닝 마스크의 개구부가 패턴 몰드의 볼록부에 대응하여 접촉될 수 있다.

도 4는 본 발명의 패턴 몰드의 한 예를 보여주는 사진이다. 복수 개의 볼록부가 여러 방향 및 여러 형태로 형성되며 패턴 몰드의 모서리까지 연장된 볼록부도 존재하고 패턴 몰드의 모서리까지 연장되지 않는 볼록부도 존재한다. 볼록부들의 폭(l), 길이(d)는 서로 다를 수 있으며, 볼록부가 패턴 몰드의 오목부를 따라 연장된 길이 또한 다를 수 있다. 볼록부의 길이 및 볼록부의 형태를 통상의 기술자가 적절히 선택할 수 있다는 것은 쉽게 이해될 것이다.

도 5는 본 발명의 스크리닝 마스크의 한 예를 보여주는 사진이다. 복수 개의 개구부가 여러 방향 및 여러 형태로 형성되며 스크리닝 마스크의 모서리까지 연장된 개구부도 존재하고 스크리닝 마스크의 모서리까지 연장되지 않는 개구부도 존재한다. 상기 개구부들은 패턴 몰드의 볼록부에 대응하며, 볼록부 및 개구부의 형태를 통상의 기술자가 적절히 선택할 수 있다는 것은 쉽게 이해될 것이다.

<인조대리석 제조 방법>

본 발명은 몰드에 베이스 조성물을 몰딩하는 단계; 베이스 조성물(300) 위에 스크리닝 마스크(200) 및 패턴 몰드(100)를 놓는 단계; 상기 패턴 몰드를 눌러 베이스 조성물을 압착하는 단계; 상기 패턴 몰드를 제거하여 베이스 조성물에 하나 이상의 홈을 형성하는 단계; 상기 홈에 패턴 형성 조성물(400)을 투입하고, 스크리닝 마스크를 제거하는 단계; 몰드 내 조성물에 진공 및 진동을 가하면서 압축하여 인대리석 평판을 제조하는 단계; 및 경화 전 인조대리석 평판에 열을 가하고, 상기 인조대리석 평판을 경화하는 단계를 포함하는 인조대리석의 제조 방법에 대한 것이다(도 6).

몰드에 베이스 조성물을 몰딩하는 단계

본 발명의 인조대리석 제조 방법은 몰드에 베이스 조성물을 몰딩하는 단계를 포함한다. 상기 단계는 몰드 안에 베이스 조성물을 넣는 단계이다. 상기 몰드는 인조대리석 제조에 사용하는 일반적인 몰드면 되고 특별히 제한되는 것은 아니다.

베이스 조성물 위에 스크리닝 마스크 및 패턴 몰드를 놓는 단계

본 발명의 인조대리석 제조 방법은 베이스 조성물 위에 스크리닝 마스크 및 패턴 몰드를 놓는 단계를 포함한다. 이때, 베이스 조성물, 스크리닝 마스크 및 패턴 몰드의 순서로 적층되며, 스크리닝 마스크의 개구부에 패턴 몰드의 돌출부가 삽입된다.

상기 패턴 몰드를 눌러 베이스 조성물을 압착하는 단계

본 발명의 인조대리석 제조 방법은 상기 패턴 몰드를 눌러 베이스 조성물을 압착하는 단계를 포함한다. 패턴 몰드를 누르면 압력이 베이스 조성물로 전달된다. 예컨대, 패턴 몰드에 압력을 가하면 압력이 패턴 몰드의 볼록부와 접촉하는 베이스 조성물 및 스크리닝 마스크의 평판부와 접촉하는 베이스 조성물에 전달될 수 있다. 이렇게 전달된 압력에 의하여 베이스 조성물이 압착되어 다져진 상태가 된다. 이렇게 전달된 압력에 의하여 압력이 가해진 부분의 베이스 조성물의 밀도가 증가하면서, 베이스 조성물이 옆으로 밀려나갈 수 있다. 이 때, 본 발명의 인조대리석 제조 방법은 상기 패턴 몰드를 눌러 베이스 조성물을 압착하는 단계에서 몰드 내 조성물에 진공 및 진동을 가하면서 압축하는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우진공다짐에 의하여 최종 인조대리석 내 베이스 조성물의 밀도는 균일하게 된다. 상기 압착하는 단계는 Press 공법이라고 표현될 수도 있다. 상기 압착하는 단계에 의하여 누르면서 베이스 조성물을 다짐으로써, 후술하는 공정에서 패턴 형성 조성물을 채우면서 후술하는 진동-압축-진공 공정을 거치더라도 베인 패턴이 크게 무너지지 않는다. 반면, 종래의 digging-filling 공법에 의해서는 압착, 즉 press 공정 없이 단순히 베이스 조성물을 파내는 방식으로 제거하기 때문에 베이스 조성물이 충분히 다져지기 어렵다.

패턴 몰드의 볼록부만큼 베이스 조성물은 눌려서 옆으로 이동하게 되고, 베이스 조성물이 이동된 자리는 볼록부가 위치하게 된다.

상기 패턴 몰드를 제거하여 베이스 조성물에 하나 이상의 홈을 형성하는 단계

본 발명의 인조대리석 제조 방법은 상기 패턴 몰드를 제거하여 베이스 조성물에 하나 이상의 홈을 형성하는 단계를 포함한다. 패턴 몰드가 제거되면 압착된 베이스 조성물 상에 스크리닝 마스크가 남게 된다. 그리고 베이스 조성물에는 패턴 몰드의 볼록부가 위치했던 자리에 홈이 형성되게 된다. 패턴 몰드에 압력을 가했기 때문에 베이스 조성물이 압착되어, 베이스 조성물에 형성된 홈으로 베이스 조성물이 침투할 가능성이 낮다.

상기 홈의 깊이는 패턴 몰드의 볼록부의 길이(d)에서 스크리닝 마스크의 평판부의 두께(d'')를 뺀 값일 수 있다. 홈의 폭은 패턴 몰드의 볼록부의 폭(l)과 동일하거나 이보다 클 수 있다.

상기 홈에 패턴 형성 조성물을 투입하고, 스크리닝 마스크를 제거하는 단계

본 발명의 인조대리석 제조 방법은 상기 홈에 패턴 형성 조성물을 투입하고, 스크리닝 마스크를 제거하는 단계를 포함한다. 스크리닝 마스크가 제거되어도 베이스 조성물이 압착된 상태이므로, 패턴 형성 조성물이 베이스 조성물 내로 침범하지 않고 홈에 있게 된다.

몰드 내 조성물에 진공 및 진동을 가하면서 압축하여 인조대리석 평판을 제조하는 단계

본 발명의 인조대리석 제조 방법은 몰드 내 조성물에 진공 및 진동을 가하면서 압축하여 인조대리석 평판을 제조하는 단계를 포함한다. 상기 단계는 진동(vibration)-압축(compression)-진공(vacuum) 공정을 이용하여 수행할 수 있다.

본 발명은 스크리닝 마스크 및 패턴 몰드를 이용하여 베이스 조성물을 압착시켰기 때문에 진동-압축-진공 공정을 수행하더라도 베이스 조성물과 패턴 형성 조성물이 혼합 및/또는 중첩되는 현상이 일어나지 않는다.

상기 진동-압축-진공 공정은 1 mbar 내지 20 mbar의 진공도에서, 2000 rpm 내지 5000 rpm 속력의 진동 조건 하에서 1 분 내지 5 분 간 수행될 수 있다. 상기 진공도는 5 mbar 내지 18 mbar 또는 10 mbar 내지 15 mbar일 수 있다. 상기 진동 속력은 2500 rpm 내지 4500 rpm 또는 3000 rpm 내지 4000 rpm일 수 있다. 상기 진동-압축-진공 공정의 수행 시간은 2 분 내지 4 분일 수 있다. 상기 조건에서 진동-압축-진공 공정을 수행함으로써, 평판으로 압축된 인조대리석 조성물, 즉, 인조대리석 평판을 제조할 수 있고, 이후 이를 경화하여 인조대리석을 제조할 수 있다.

경화 전 인조대리석 평판에 열을 가하고, 상기 인조대리석 평판을 경화하는 단계

본 발명의 인조대리석 제조 방법은 경화 전 인조대리석 평판에 열을 가하고, 상기 인조대리석 평판을 경화하는 단계를 포함한다. 상기 경화 단계는 인조대리석 제조의 일반적인 경화 공정을 사용하여 수행하면 되고 특별히 제한되지 않는다.

그러므로 본 발명의 제조 방법으로 제조된 인조대리석에서는, 베이스 조성물이 경화된 베이스 영역과 패턴 형성 조성물이 경화된 패턴 영역 사이의 경계가 명확하며 선명하며 곧은 형태를 갖게 된다.

상기 경화는 인조대리석 조성물을 90 내지 130 ℃에서 30분 내지 1시간 동안 경화시키고, 경화가 완료된 후 실온으로 식히고(냉각) 그 후 몰드에서 빼내(탈형) 수행할 수 있다.

베이스 조성물 및 패턴 형성 조성물

본 발명의 베이스 조성물 및/또는 패턴 형성 조성물은 엔지니어드 스톤에 사용되는 조성물이면 되고, 특별히 제한되지 않는다. 통상의 기술자는 원하는 인조대리석의 물성 및 미감에 따라 베이스 조성물 및 패턴 형성 조성물을 적절히 선택할 수 있다.

예컨대, 본 발명의 베이스 조성물 및/또는 패턴 형성 조성물은 바인더 수지 100 중량부에 대하여 무기 입자 500 내지 700 중량부 및 석영 분말 200 내지 400 중량부를 포함하고, 상기 바인더 수지는 불포화 폴리에스테르 수지를 90 중량% 이상 포함할 수 있다. 이때, 본 발명의 베이스 조성물 및/또는 패턴 형성 조성물은 바인더 수지 100 중량부에 대하여 안료 0 내지 20 중량부를 더 포함할 수 있고, 바람직하게는 0 중량부 이상 15 중량부 이하 더 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 베이스 조성물 및 패턴 형성 조성물 중 적어도 하나는 안료를 포함하지 않을 수 있다. 또한 본 발명의 베이스 조성물 및 패턴 형성 조성물은 둘 다 안료를 포함할 수도 있다.

상기 베이스 조성물은 바인더 수지 조성물에 무기 입자를 혼합하고 상기 혼합물을 잘 섞어준 후, 석영 분말, 안료 및/또는 칩을 함께 섞어 제1의 서브 베이스 조성물을 제조하고, 안료 및/또는 칩의 종류를 상이하게 사용하되 같은 방식으로 제2의 서브 베이스 조성물을 제조하고, 이런 식으로 둘 이상의 적은 양의 서브(sub) 베이스 조성물들을 복수 개 제조한 후 이를 섞어 최종적인 베이스 조성물을 제조하여 이용할 수도 있다.

서브 베이스 조성물은 각각 서로 다른 안료 및/또는 칩을 포함할 수 있으며, 베이스 조성물 제조 시 사용되는 각각의 서브 베이스 조성물의 첨가량 또한 상이할 수 있다. 또한 복수 개의 서브 베이스 조성물을 섞어 최종적인 베이스 조성물을 제조할 때, 서브 베이스 조성물들이 서로 완전히 잘 섞이게 혼합하지 않고, 서브 베이스 조성물들이 최종 베이스 조성물의 군데군데에 덩어리가 져서 남아있을 수 있도록 불완전하게 혼합하는 것이 바람직하다.

이렇게 복수 개의 서브 베이스 조성물들을 불완전하게 혼합하여 최종 베이스 조성물을 제조하여 인조대리석을 제조하는 경우, 처음 사용된 서브 베이스 조성물이 뭉쳐서 인조대리석의 베이스 영역 내에 군데군데 남아있게 되는데, 이러한 뭉쳐진 부분들의 존재가 인조대리석에 특별한 미감을 갖게 한다.

바인더 수지

본 발명의 인조대리석 및/또는 인조대리석의 영역은 바인더 수지를 포함한다.

상기 바인더 수지는 불포화 폴리에스테르(unsaturated polyester, UPE) 수지를 포함하는 바인더 수지이다. 상기 바인더 수지는 불포화 폴리에스테르 수지를 90 중량% 이상 포함할 수 있다.

상기 바인더 수지는 불포화 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 경화제 0.4 내지 2.5 중량부, 촉매제 0.05 내지 0.3 중량부, 및 커플링제 0.5 내지 7 중량부를 혼합하고 분산시킨 후 경화하여 제조할 수 있다.

상기 불포화 폴리에스테르 수지는 불포화 폴리에스테르 고분자 및 비닐계 단량체를 포함하는 수지 혼합물을 이용하여 제조될 수 있다. 바람직하게는 상기 불포화 폴리에스테르 수지는 불포화 폴리에스테르 고분자 및 비닐계 단량체를 100 : 30 내지 70 중량비로 포함하는 조성물을 이용하여 제조한다. 더욱 바람직하게는 상기 불포화 폴리에스테르 수지는 불포화 폴리에스테르 고분자 60 중량% 내지 75 중량% 및 비닐계 단량체 25 중량% 내지 40 중량%로 이루어지는 조성물을 이용하여 제조한다.

상기 불포화 폴리에스테르 수지는 통상적으로 상기 비닐계 단량체 내에 불포화 폴리에스테르 고분자가 희석되어 점성이 있는 용액일 수 있다. 따라서, 상기 비닐계 단량체를 전술한 범위의 함량으로 만족시킴으로써, 점도를 줄여주어 상기 불포화 폴리에스테르 수지를 취급하는데 더욱 용이하게 할 수 있다. 게다가 상기 비닐계 단량체는 부산물의 생성 없이, 상기 불포화 폴리에스테르 수지를 폴리에스테르 분자 사슬의 교차결합에 의해 액체에서 고체로 경화시킬 수 있다. 상기 불포화 폴리에스테르 수지의 중량평균분자량은 1,000-10,000 g/mol이다.

상기 불포화 폴리에스테르 고분자는 특별히 제한되지 않으며, 예컨대, 포화 또는 불포화 이염기산; 및 다가 알코올의 축합반응을 통해 제조되는 불포화 폴리에스테르 고분자를 사용할 수 있다. 상기 포화 또는 불포화 이염기산으로는 오쏘(ortho)-프탈산, 이소프탈산, 무수말레산, 시트라콘산, 푸마르산, 이타콘산, 프탈산, 무수프탈산, 테레프탈산, 호박산, 아디핀산, 세바신산 또는 테트라히드로프탈산을 사용할 수 있다. 또한, 상기 다가 알코올로는 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 1,3-부틸렌 글리콜, 수소화 비스페놀 A, 트리메틸롤 프로판 모노아릴에테르, 네오펜틸 글리콜, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜타디올 및/또는 글리세린을 사용할 수 있다. 또한, 필요에 따라서 아크릴산, 프로피온산 또는 안식향산과 같은 일염기산; 또는 트리멜리트산 또는 벤졸의 테트라카본산과 같은 다염기산을 더 사용할 수 있다.

상기 비닐계 단량체의 종류로는 알킬 아크릴레이트 단량체 또는 방향족 비닐계 단량체를 사용할 수 있으나, 불포화 폴리에스테르 고분자와의 반응성을 고려하여, 방향족 비닐계 단량체를 사용하는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 방향족 비닐계 단량체로는 스티렌, α-메틸스티렌, p-메틸스티렌, 비닐 톨루엔, 탄소수 1 내지 3의 알킬기로 치환된 알킬 스티렌 및 할로겐으로 치환된 스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 스티렌 단량체를 사용할 수 있다.

상기 경화제는 바인더의 경화 반응을 위해 포함될 수 있는 것으로, 엔지니어드 스톤의 제조에 사용되는 경화제를 사용하면 되고 특별히 제한되는 것은 아니다. 상기 경화제는 유기퍼옥사이드계 화합물 또는 아조계 화합물일 수 있다. 상기 유기퍼옥사이드계 화합물은 터트부틸퍼옥시벤조에이트 열경화제(TBPB, Trigonox C, akzo nobel), 디아실퍼옥사이드, 하이드로퍼옥사이드, 케톤퍼옥사이드, 퍼옥시에스테르, 퍼옥시케탈, 디알킬퍼옥사이드, 알킬 퍼에스테르, 퍼카보네이트 및 퍼옥시디카보네이트 중 선택된 1종 또는 2종 이상일 수 있다. 일 예로, 터트부틸퍼옥시벤조에이트 열경화제, 벤조일퍼옥사이드, 디쿠밀퍼옥사이드, 부틸하이드로퍼옥사이드, 쿠밀하이드로 퍼옥사이드, 과산화메틸에틸케톤, t-부틸 퍼옥시 말레산, t-부틸 하이드로 퍼옥사이드, 아세틸 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, t-부틸 퍼옥시 네오데카노에이트, 또는 t--아밀 퍼옥시 2-에틸 헥사노에이트일 수 있으나 반드시 이로 제한되는 것은 아니다.

또한 상기 아조계 화합물은 아조비스이소부티로니트릴(azobisisobutyronitrile)일 수 있으나 반드시 이로 제한되는 것은 아니다. 상기 바인더 수지는 불포화 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 경화제 0.4 내지 2.5 중량부를 포함할 수 있다. 상기 경화제가 상기 범위 미만으로 포함 시 바인더의 경화가 일어나기 어렵고, 상기 범위 초과로 포함 시 바인더의 변색이 발생될 수 있어 상기 범위 내로 포함될 수 있다.

상기 촉매제로는 저온에서 바인더의 경화를 촉진하기 위해 포함될 수 있는 것으로, 엔지니어드 스톤의 제조에 사용되는 촉매제를 사용하면 되고 특별히 제한되는 것은 아니며, 코발트계, 바나듐계 또는 망간계 등의 금속 비누류, 제3급 아민류, 제4급 암모늄염 및 메르캅탄류 중 선택된 1종 또는 2종 이상일 수 있다. 예컨대 코발트 6% 촉매제(Hex-Cem, Borchers)를 사용할 수 있다. 상기 바인더 수지는 불포화 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 상기 촉매제는 0.05 내지 0.3 중량부 포함될 수 있다. 상기 촉매제가 상기 범위 미만으로 포함 시 경화가 촉진되지 않고, 상기 범위 초과로 포함 시 바인더의 변색이 발생될 수 있어 상기 범위 내로 포함될 수 있다.

상기 커플링제는 상기 바인더와 천연 광물 입자와의 결합력을 향상시켜 주기 위해 포함될 수 있는 것으로, 실란계 또는 실리케이트계일 수 있다. 상기 바인더 수지는 불포화 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 상기 커플링제는 0.5 내지 7 중량부 포함될 수 있다. 상기 커플링제가 상기 범위 미만으로 포함 시 상기 천연 광물 입자와의 결합력이 저하되고, 상기 범위 초과로 포함 시 원재료 단가가 상승하므로 상기 범위 내로 포함될 수 있다.

무기 입자

본 발명의 인조대리석 및/또는 인조대리석의 영역은 무기 입자를 포함할 수 있다. 본 발명의 무기 입자는 입도가 0.1 내지 4 mm 인 무기 입자들을 의미하며, 비정질 실리카 입자, 유리 입자, 결정질 석영 입자 등이 될 수 있다. 상기 입도는 Beckman coulter LS 13 320 Particle size analyzer 입도분석기를 사용하여 측정할 수 있다.

본 발명의 무기 입자는 비정질 실리카 입자일 수 있다. 실리카 입자는 인조대리석 분야에서 일반적으로 사용되는 용어로, 일반적으로 SiO₂ 함량이 90 중량 % 이상으로 높고 SiO₂ 외에도 광물 등의 다른 성분을 소량 함유하는 SiO₂ 계 무기 입자를 의미하는 것이 일반적이다. 본 발명의 비정질 실리카 입자는 비정질 용융 실리카 입자일 수 있으며, 본 발명의 비정질 실리카 입자는 고투명 비정질 용융 실리카 입자로도 본 명세서에서 불릴 수 있다. 상기 비정질 용융 실리카 입자는 입도가 0.1 내지 4 mm 인 비정질 용융 실리카 입자일 수 있다. 투명도가 높은 영역을 원하는 경우 비정질 실리카 입자의 SiO₂ 함량은 99.5 내지 100 중량%, 바람직하게는 99.6 내지 100 중량%, 더욱 바람직하게는 99.7 내지 100 중량%이며 알루미나 함량이 0.5 중량% 이하, 바람직하게는 0.4 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.3 중량% 이하, 더욱 더 바람직하게는 0.2 중량% 이하인 것일 수 있다. 비정질 실리카 입자 내 SiO₂ 함량이 99.5 중량% 이상, 바람직하게는 99.6 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 99.7 중량% 이상이면 인조대리석 원료 조성물이 경화된 영역의 투명도는 더욱 좋아진다.

본 발명의 실리카 입자 및 석영 입자의 SiO₂의 함량은 XRF(X-Ray Fluorescence spectrometer)로 함량을 정량분석하여 확인할 수 있다. 또한 결정질 입자들 및 비정질 입자들은 XRD (X-ray diffraction)로 확인이 가능하며, 일반적으로 입자들을 펠렛으로 만든 후 측정하여 확인한다

본 발명의 무기 입자는 결정질 석영 입자일 수 있다. 본 발명의 결정질 석영 입자는 고투명 결정질 석영 입자일 수 있으며, 또한 불투명 결정질 석영 입자일 수 있다.

고투명 결정질 석영 입자의 경우 입도가 0.1 내지 4 mm 인 고투명 결정질 석영 입자일 수 있으며, 또한 SiO₂ 함량이 99.5 내지 100 중량%, 바람직하게는 99.6 내지 100 중량%, 더욱 바람직하게는 99.7 내지 100 중량%이며 알루미나 함량이 0.5 중량% 이하, 바람직하게는 0.4 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.3 중량% 이하, 더욱 더 바람직하게는 0.2 중량% 이하인 것일 수 있다.

고투명 결정질 석영 입자 내 SiO₂ 함량이 99.5 중량% 미만, 예컨대, 99.4 중량% 이하가 되는 경우 인조대리석 원료 조성물이 경화된 영역의 투명도가 낮아지게 된다. 그러므로 투명도가 높은 영역을 원하는 경우 SiO₂ 함량이 99.5 중량% 이상인 고투명 결정질 석영 입자를 사용할 수 있다.

불투명 결정질 석영 입자의 경우 입도가 0.1 내지 4 mm 인 불투명 결정질 석영 입자일 수 있으며, 또한 SiO₂ 함량이 80.0 중량% 이상 99.5 중량% 미만, 바람직하게는 85.0 중량% 이상 99.4 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 90.0 중량% 이상 99.3 중량% 이하이며 알루미나 함량이 0.5 중량% 이하, 바람직하게는 0.4 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.3 중량% 이하, 더욱 더 바람직하게는 0.2 중량% 이하인 것일 수 있다.

불투명 결정질 석영 입자 내 SiO₂ 함량이 99.5 중량% 미만, 예컨대, 99.4 중량% 이하가 되는 경우 인조대리석 원료 조성물이 경화된 영역의 투명도가 낮아지게 된다. 그러므로 투명도가 낮은 영역을 원하는 경우 SiO₂ 함량이 99.5 중량% 미만, 바람직하게는 99.4 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 99.3 중량% 이하인 불투명 결정질 석영 입자를 사용할 수 있다.

석영 분말

본 발명의 인조대리석 및/또는 인조대리석의 영역은 석영 분말을 포함할 수 있다. 이때 석영 분말이란 입도가 0.1 mm 이하인 석영 분말을 의미한다. 상기 입도는 Beckman coulter LS 13 320 Particle size analyzer 입도분석기를 사용하여 측정할 수 있다.

본 발명의 석영 분말은 결정질 석영 분말이며, 고투명 결정질 석영 분말 또는 불투명 결정질 석영 분말일 수 있다.

투명도가 높은 인조대리석의 영역을 원하는 경우 SiO₂ 함량이 99.5 내지 100 중량%인 결정질 석영 분말을 사용할 수 있다. 투명도가 높은 인조대리석의 영역을 원하는 경우 석영 분말은 SiO₂ 함량이 99.5 내지 100 중량%, 바람직하게는 99.6 내지 100 중량%, 더욱 바람직하게는 99.7 내지 100 중량%이며 알루미나 함량이 0.5 중량% 이하, 바람직하게는 0.4 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.3 중량% 이하, 더욱 더 바람직하게는 0.2 중량% 이하인 것일 수 있다. 투명도가 높은 인조대리석의 영역을 원하는 경우 석영 분말은 평균 SiO₂ 함량이 99.5 중량% 이상 100 중량% 이하인 것이 바람직하며, 평균 알루미나 함량이 0.5 중량% 이하인 것이 바람직하다.

투명도가 낮은 인조대리석의 영역을 원하는 경우 SiO₂ 함량이 80.0 중량% 이상 99.5 중량% 미만인 결정질 석영 분말을 사용할 수 있다. 투명도가 낮은 인조대리석의 영역을 원하는 경우 석영 분말은 80.0 중량% 이상 99.5 중량% 미만, 바람직하게는 85.0 중량% 이상 99.4 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 90.0 중량% 이상 99.3 중량% 이하인 것일 수 있다. 투명도가 낮은 인조대리석의 영역을 원하는 경우 석영 분말은 평균 SiO₂ 함량이 99.5 중량% 미만, 바람직하게는 99.4 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 99.3 중량% 이하인 것이 바람직하며, 평균 알루미나 함량이 0.5 중량% 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 석영 분말의 SiO₂의 함량은 XRF(X-Ray Fluorescence spectrometer)로 함량을 정량분석하여 확인할 수 있다. 이때 일반적으로 분말들을 펠렛으로 만든 후 측정하여 확인한다

석영 분말은 입자의 크기가 작기 때문에 자체 산란이 발생하게 된다. 그러므로 인조대리석의 영역을 내부 투과도를 높이는 것을 원하는 경우 SiO₂ 함량이 99.5 중량% 이상인 결정질 석영 분말을 사용할 수 있다.

안료

본 발명의 인조대리석 및/또는 인조대리석의 영역은 안료를 포함할 수 있다. 상기 안료는 예컨대, TiO₂, NiO·Sb₂O₃·20TiO₂, Fe₂O₃, Fe₃O₄ 등이 될 수 있고, 인조대리석 제조 시 사용하는 안료이면 되고 특별히 제한되지 않는다.

<인조대리석>

본 발명은 본 발명의 인조대리석의 제조 방법에 의하여 제조된 패턴 영역 및 베이스 영역을 포함하는 인조대리석에 대한 것이다. 상기 패턴 영역은 패턴 형성 조성물이 경화되어 형성된 영역이며, 상기 베이스 영역은 베이스 조성물이 경화되어 형성된 영역이다.

본 발명의 인조대리석은 인조대리석 표면에 패턴 형성 조성물이 경화된 패턴 영역을 포함한다. 상기 패턴 영역은 패턴 몰드 및 스크리닝 마스크의 형상에 따라 여러가지 형상일 수 있다. 예컨대, 본 발명의 인조대리석은 인조대리석 표면에 줄무늬 형상을 갖는 패턴 영역을 포함할 수 있다. 이 경우 인조대리석 표면에서 패턴 영역은 줄무늬 형상일 수 있다.

패턴 영역의 두께는 인조대리석 두께와 같거나 이보다 작을 수 있다. 패턴 영역의 두께는 인조대리석 두께의 1% 이상 100 % 이하일 수 있고, 바람직하게는 10% 이상, 더욱 바람직하게는 30% 이상, 더욱 바람직하게는 50% 이상일 수 있다.

본 발명의 인조대리석은 폭이 5 mm 이상 50 mm 이하인 패턴 영역을 포함할 수 있으며, 5 mm 이상 40 mm 이하인 패턴 영역을 포함할 수 있고, 또한 5 mm 이상 30 mm 이하인 패턴 영역을 포함할 수 있다. 바람직하게는 본 발명의 인조대리석은 폭이 5 mm 이상 20mm 이하인 패턴 영역을 포함할 수 있다. 그러나 스크리닝 마스크의 개구부의 폭, 패턴 몰드의 볼록부의 폭을 조절함으로써 패턴 영역의 폭을 5 mm 미만으로 하거나 50 mm 초과로 하는 것 또한 가능하다는 것은 자명할 것이다. 즉, 패턴 몰드의 형상을 조절함으로써 패턴 영역의 두께 및 폭을 조절할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 인조대리석은 본 발명의 스크리닝 마스크 및 패턴 몰드의 형상을 조절하여 제조함으로써 원하는 패턴 영역의 폭 및 깊이를 갖는 인조대리석을 제조할 수 있고, 또한 패턴 영역 및 베이스 영역의 경계가 명확하고 선명하며 곧을 수 있다. 특히, 본 발명의 인조대리석은 베이스 조성물 위를 칼로 그어 홈을 형성하고 상기 홈에 패턴 형성 조성물을 투입한 후 경화하여 제조한 인조대리석보다 패턴 영역과 베이스 영역 간의 경계가 명확할 수 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

<재료 및 방법>

고투명 결정질 석영 입자는 입도가 0.1 내지 2.5 mm 인 고투명 결정질 석영 입자를 사용하였다. 또한 상기 고투명 결정질 석영 입자는 SiO₂ 함량이 99.7 중량% 이상 100 중량% 이하이며, 결정화도가 100%인 석영(quartz)으로 되어 있다.

고투명 비정질 용융 실리카 입자는 입도가 0.1 내지 2.5 mm 인 고투명 비정질 용융 실리카 입자를 사용하였다. 또한 상기 고투명 비정질 용융 실리카 입자는 SiO₂ 함량이 99.7 중량% 이상 100 중량% 이하이며, 평균 SiO₂ 함량이 99.7 중량%인 것이다.

고투명 결정질 석영 분말은 입도가 0.1 mm 이하의 직경을 갖는 고투명 결정질 석영 분말을 사용하였다. 또한 상기 고투명 결정질 석영 분말은 알루미나 함량이 0.5 중량% 이하인 것이다. 이때, 본 실험에서는 SiO₂ 함량에 따른 여러 종류의 석영 분말을 사용하였다.

즉, SiO₂ 함량이 99.7 중량% 이상 100 중량% 이하이며, 평균 SiO₂ 함량이 99.7 중량%인 고투명 결정질 석영 분말, 및 SiO₂ 함량이 99.4 중량% 이상 99.5 중량% 미만이며, 평균 SiO₂ 함량이 99.4 중량%인 투명 결정질 석영 분말을 사용하였다.

바인더 수지 조성물은 하기와 같이 제조하였다. 오쏘(ortho)-프탈산이 다가 알코올과 중축합된 불포화 폴리에스테르 고분자와 스티렌 모노머가 65:35의 중량비로 사용된 불포화 폴리에스테르 수지를 사용하였다. 이후, 상기 불포화 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 경화제로서 터트부틸퍼옥시벤조에이트 열경화제(TBPB, Trigonox C, akzo nobel) 1.5 중량부, 촉매제로서 코발트 6% 촉매제(Hex-Cem, Borchers) 0.1 중량부, 실란계 커플링제 3 중량부를 혼합하고, 분산시켜 바인더 수지 조성물을 제조하였다.

안료는 인조대리석 제조 시 사용되는 안료인 TiO₂, NiO·Sb₂O₃·20TiO₂, Fe₂O₃, Fe₃O₄ 등을 사용하였다. 제조예마다 사용한 안료는 상이할 수 있고, 이는 다양한 색상을 내기 위한 것일 뿐 인조대리석의 물성에는 유의한 영향을 미치지 않다.

패턴 몰드는 복수 개의 볼록부를 포함하며, 볼록부의 길이(d)는 15이고 볼록부의 폭(l)은 10 내지 18 mm인 것을 사용하였다. 스크리닝 마스크는 패턴 몰드의 볼록부들에 대응하는 복수 개의 개구부들을 포함하고 있으며, 돌출부들의 길이가 10 mm이고 평판부의 두께가 3 mm인 것을 사용하였다. 이때 개구부들의 폭은 대응하는 볼록부들의 폭보다 0.5 내지 1 mm 넓었다.

<제조예 1>

바인더 수지 조성물에 고투명 비정질 용융 실리카 입자를 혼합하고, Planetary mixer 를 사용하여 잘 섞어주었다. 그리고 상기 혼합물에 고투명 결정질 석영 분말 및 안료를 첨가하여 혼합하고 잘 섞어 혼합물을 제조하였다. 상기 혼합물을 컨베이어 벨트에 올리고, 이를 이동시키며 컨베이어 벨트에서 약 30 cm 정도 높이에서 안료 분쇄물을 낙하시켜 혼합물에 투입하여 인조대리석 원료 조성물을 제조하였다.

이때, 바인더 수지 조성물 100 중량부에 대하여 평균 SiO₂ 함량이 99.7 중량%인 고투명 비정질 용융 실리카 입자 600 중량부, 평균 SiO₂ 함량이 99.7 중량%인 고투명 결정질 석영 분말 300 중량부, 안료 3 중량부를 사용하였다.

<제조예 2>

상기 제조예 1에서 고투명 비정질 용융 실리카 입자 대신 평균 SiO₂ 함량이 99.7 중량%인 고투명 결정질 석영 입자를 사용한 것을 제외하고 제조예 1과 동일한 방법으로 인조대리석 원료 조성물을 제조하였다.

<제조예 3>

상기 제조예 1에서 평균 SiO₂ 함량이 99.7 중량%인 고투명 결정질 석영 분말 대신 평균 SiO₂ 함량이 99.4 중량%인 투명 결정질 석영 분말을 사용한 것을 제외하고 제조예 1과 동일한 방법으로 인조대리석 원료 조성물을 제조하였다.

즉, 상기 제조예 1 내지 3의 인조대리석 원료 조성물에서 사용한 재료의 중량 비율은 하기와 같다(표 1). 이때 표 1에서 SiO₂ 함량은 입자 또는 분말의 SiO₂ 함량의 평균값이다.

	바인더 수지 조성물	무기입자		분말
	바인더 수지 조성물	고투명 비정질 용융 실리카 입자 (SiO₂ 99.7%)	고투명 결정질 석영 입자 (SiO₂ 99.7%)	고투명 결정질 석영 분말 (SiO₂ 99.7%)	투명 결정질 석영 분말 (SiO₂99.4%)
제조예 1	100 중량부	600 중량부		300 중량부
제조예 2	100 중량부		600 중량부	300 중량부
제조예 3	100 중량부	600 중량부			300 중량부

<실시예 1>

제조예 3의 인조대리석 원료 조성물을 베이스 조성물로 사용하고 제조예 1의 인조대리석 원료 조성물을 패턴 형성 조성물로 사용하였다.

먼저, 베이스 조성물을 고무 몰드에 분상, 즉 투입하였다. 상기 베이스 조성물 상에 스크리닝 마스크 및 패턴 몰드를 올리고 패턴 몰드를 눌러 베이스 조성물을 압착하였다. 베이스 조성물이 압착된 후 패턴 몰드를 제거하였다. 그 후 스크리닝 마스크 위로 패턴 형성 조성물을 투입하여, 패턴 몰드가 제거되며 형성된 홈에 패턴 형성 조성물이 투입되게 하였다. 그 후 스크리닝 마스크를 제거하여, 패턴 형성 조성물이 베이스 조성물로 침범하지 않고 홈에 위치하게 하였다. 그 후 상기 몰드를 진동-압축-진공에 투입하고, 10 mbar의 진공도 분위기 및 2700 rpm의 진동 조건 하에서, 2 분간 진동(vibration)-압축(compression)-진공(vacuum) 공정을 수행하고, 120 ℃에서 1시간 동안 경화시키고, 경화가 완료된 후 실온으로 식히고 그 후 몰드에서 빼내 인조대리석을 제조하였다. 상기 인조대리석의 사방을 재단한 후 표면을 매끄럽게 연마하여 인조대리석 샘플을 제조하였다.

실시예 1에서 제조된 인조대리석의 상면에서 측정 결과, 베인 패턴 중 50% 이상의 폭이 5 mm 내지 50 mm이었으며, 상기 인조대리석의 판면에 대하여 수직 방향으로의 단면 중 상기 베인 패턴의 최대 두께를 포함하는 단면에서 상기 베인 패턴의 두께가 인조대리석 전체 두께 대비 10% 이상임을 확인할 수 있었다(도 16).

<실시예 2>

제조예 1의 인조대리석 원료 조성물 및 제조예 2의 인조대리석 원료 조성물을 1:3의 중량비로 섞어 인조대리석 원료 조성물을 제조하여 베이스 조성물로 사용하였다. 이때 제조예 1의 인조대리석 원료 조성물 및 제조예 2의 인조대리석 원료 조성물은 각각 포함하는 안료가 상이하며, 제조예 1 및 제조예 2의 인조대리석 원료 조성물들이 서로 완전히 잘 섞이게 혼합하지 않고, 제조예 1 및 제조예 2의 인조대리석 원료 조성물들이 각각 최종 베이스 조성물의 군데군데에 덩어리가 져서 남아있을 수 있도록 불완전하게 혼합하였다.

이렇게 혼합된 상기 베이스 조성물을 사용하고, 패턴 형성 조성물로 제조예 3의 인조대리석 원료 조성물을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 인조대리석 샘플을 제조하였다.

<실시예 3>

돌출부가 없는 스크리닝 마스크를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 인조대리석 샘플을 제조하였다.

<비교예 1>

제조예 1의 인조대리석 원료 조성물을 베이스 조성물로 사용하고 제조예 3의 인조대리석 원료 조성물을 패턴 형성 조성물로 사용하였다.

먼저, 베이스 조성물을 고무 몰드에 분상, 즉 투입하였다. 상기 베이스 조성물의 표면에서 실시예 1과 동일한 베인 영역에 해당하는 곳을 파내어 벌어진 홈들을 만들었다. 상기 홈들에 패턴 형성 조성물을 투입하였다. (Digging-Filling 공법) 그 후 상기 몰드를 진동-압축-진공에 투입하고, 10 mbar의 진공도 분위기 및 2700 rpm의 진동 조건 하에서, 2 분간 진동(vibration)-압축(compression)-진공(vacuum) 공정을 수행하고, 120 ℃에서 1시간 동안 경화시키고, 경화가 완료된 후 실온으로 식히고 그 후 몰드에서 빼내 인조대리석을 제조하였다. 상기 인조대리석의 사방을 재단한 후 표면을 매끄럽게 연마하여 인조대리석 샘플을 제조하였다.

<비교예 2>

한편, 도 7과 같이 직사각형 형상이며, 직사각형의 한쪽 모서리에서 대향하는 쪽 모서리로 연장되는 내부 인서트부(b)를 복수 개 포함하는 인서트 몰드(a)를 준비하였다. 상기 인서트부의 두께는 인서트 몰드의 모서리의 두께보다 두꺼우며, 인서트부의 폭은 15 cm였다.

고무 몰드 상에 상기 인서트 몰드를 놓아, 인서트 몰드의 모서리가 고무 몰드 위에 걸쳐지고 인서트부는 고무 몰드 내에 위치하게 하였다. 그리고 베이스 조성물(300)을 인서트 몰드 및 고무 몰드에 분상, 즉 투입하여 고무 몰드 내에 베이스 조성물을 넣었다. 그 후 인서트 몰드를 제거하자, 인서트부가 있던 자리에 길게 복수 개의 홈이 생겼으며, 홈 옆의 베이스 조성물이 일부 홈으로 흘러 들어왔다. 복수 개의 홈에 패턴 형성 조성물(400)을 투입하였다(도 8). 그 후 상기 몰드를 진동-압축-진공에 투입하고, 10 mbar의 진공도 분위기 및 2700 rpm의 진동 조건 하에서, 2 분간 진동(vibration)-압축(compression)-진공(vacuum) 공정을 수행하고, 120 ℃에서 1시간 동안 경화시키고, 경화가 완료된 후 실온으로 식히고 그 후 몰드에서 빼내 인조대리석을 제조하였다. 상기 인조대리석의 사방을 재단한 후 표면을 매끄럽게 연마하여 인조대리석 샘플을 제조하였다.

<비교예 3>

스크리닝 마스크를 사용하지 않는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 인조대리석 샘플을 제조하였다.

즉, 제조예 3의 인조대리석 원료 조성물을 베이스 조성물로 사용하고 제조예 1의 인조대리석 원료 조성물을 패턴 형성 조성물로 사용하였다.

먼저, 베이스 조성물을 고무 몰드에 분상, 즉 투입하였다. 상기 베이스 조성물 상에 패턴 몰드를 올리고 패턴 몰드를 눌러 베이스 조성물을 압착하였다. 베이스 조성물이 압착된 후 패턴 몰드를 제거하였다. 그 후 패턴 형성 조성물을 투입하여, 패턴 몰드가 제거되며 형성된 홈에 패턴 형성 조성물이 투입되게 하였다. 상기 몰드를 진동-압축-진공에 투입하고, 10 mbar의 진공도 분위기 및 2700 rpm의 진동 조건 하에서, 2 분간 진동(vibration)-압축(compression)-진공(vacuum) 공정을 수행하고, 120 ℃에서 1시간 동안 경화시키고, 경화가 완료된 후 실온으로 식히고 그 후 몰드에서 빼내 인조대리석을 제조하였다. 상기 인조대리석의 사방을 재단한 후 표면을 매끄럽게 연마하여 인조대리석 샘플을 제조하였다.

상기 실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 3에 있어서, 두께 18 mm의 인조대리석을 제조한 후, 상부 및 하부 각각을 약 1~2mm 씩 연마하여 최종 15mm 두께의 인조대리석을 완성하였다.

<실험예 1>

실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 3의 인조대리석 샘플들을 육안으로 비교하였다.

그 결과, 실시예 1 내지 3의 인조대리석 샘플들은 베이스 영역과 패턴 영역의 경계가 뚜렷하고 곧았으며 패턴의 폭이 약 10 내지 18 mm 였다.

그러나, 비교예 1의 인조대리석 샘플들은 베이스 영역과 패턴 영역의 경계가 선명하지 않고 패턴 영역을 측정하기 어려워, 패턴의 폭을 규정하기 어려웠다. 이는 비교예 1에서 패턴을 형성할 때 파내고 채우는(Digging-Filling) 방법을 사용하여, 패턴 영역의 일부가 무너진 베이스 물질에 의해 침입받아 경계가 희미해졌기 때문이다 또한 베이스 조성물이 다져지는 것 없이 진동(vibration)-압축(compression)-진공(vacuum) 공정을 거치면서 충분히 다져지지 않은 베이스 및 베인 패턴 조성물이 서로 혼합되면서 베이스 영역과 패턴 영역의 경계가 선명하지 않은 것으로 판단되었다.

비교예 2 및 3의 인조대리석 샘플들 역시 베이스 영역과 패턴 영역의 경계가 선명하지 않았다. 비교예 2의 경우 인서트 몰드가 제거되면서 생긴 홈에 베이스 조성물이 흘러들어가고, 또한 홈에 패턴 형성 조성물을 투입하면서, 베이스 조성물 상에도 패턴 형성 조성물이 떨어지는 일이 발생했기 때문으로 판단되었다.

비교예 3의 경우 패턴의 무너지는 효과는 상대적으로 미미했으나, 패턴 몰드가 제거된 후 생긴 홈에 패턴 형성 조성물을 투입하면서, 베이스 조성물 상에도 패턴 형성 조성물이 떨어지는 일이 발생했다. 최종적으로 샌딩(표면을 갈아내면서 두께를 맞추고 표면특성을 향상시키는 공정)하더라도 베이스 영역에 일부 남아있는 베인 형성 조성물 성분 때문에 인조대리석으로 경화된 후에 베이스 영역과 패턴 영역의 경계가 선명하지 않은 것으로 생각되었다.

<실험예 2>

실시예 1 및 비교예 1의 인조대리석 샘플의 제조 과정을 공정에 따라 사진으로 기록하였다.

도 9는 비교예 1의 인조대리석 샘플의 제조 과정을 보여준다. 몰드 내 투여된 베이스 조성물을 제거하여 홈을 형성하고(a), 패턴 형성 조성물을 투여한 후(b), 경화하여 인조대리석을 제조(c)한 것이다.

도 10은 실시예 1의 인조대리석 샘플의 제조 과정을 보여준다. 몰드 내 투여된 베이스 조성물을 패턴 몰드 및 스크리닝 마스크를 이용하여 홈을 형성하고 패턴 몰드를 제거하며(a), 패턴 형성 조성물을 투여한 후(b) 스크리닝 마스크를 제거하고 경화하여 인조대리석을 제조(c)한 것이다.

<실험예 3>

실시예 1에서 제조된 인조대리석과 대조를 위한 인조대리석에서 각각 도 13 및 도 14와 같이 베인 패턴을 폭방향으로 가로지르고 양 단부가 베이스 상에 위치하는 직선을 긋고, 이 직선을 따라 Gray value를 측정하고, 5구간 이동평균 값들을 구하고, 도 11 및 도 12의 그래프에 나타내었다. 도 13에 있어서, 상기 값이 측정된 부분은 패턴의 경계가 선명하므로, 도 11에서 피크가 1개만 나타났다. 도 14에 있어서, 상기 값이 측정된 부분은 패턴의 경계가 선명하지 않으므로, 도 12에서 하부측으로 돌출된 피크가 2개 관찰되었다.

<실험예 4>

실시예 1(좌측 사진) 및 비교예 3(우측 사진)에서 제조된 인조대리석의 상면의 30 cm x 30 cm 크기의 영역을 도 17에 나타내었다. 도 18에 인조대리석의 상면에 나타나는 베인 패턴 중 베이스와의 경계가 깔끔한 부분을 짧은 점선으로, 경계가 흐트러진 부분을 긴 점선으로 표시하였으며, 이들이 육안으로 쉽게 구분되며, 스크리닝 마스크를 적용한 실시예 1이 대체적으로 깔끔한 영역이 많음을 확인할 수 있었다.

도 19는 도 17의 사진을 20 x 20의 분할면으로 표시한 것이다. 실시예 1의 인조대리석(좌측 사진)은 전체 400개의 분할면 중 베이스만 존재하거나 베인 패턴만 존재하는 261개의 분할면을 제외하고, 139개의 분할면에 대하여 가상의 직선을 긋고, 직선을 따라 Gray value를 측정하고 5구간 이동평균 값을 구하였다. 비교예 1의 인조대리석(우측 사진)은 전체 400개의 분할면 중 베이스만 존재하거나 베인 패턴만 존재하는 258개의 분할면을 제외하고, 141개의 분할면에 대하여 가상의 직선을 긋고, 직선을 따라 Gray value를 측정하고 5구간 이동평균 값을 구하였다. 상기 가상의 직선은 베인 패턴을 폭방향으로 가로지르고 양 단부가 베이스 상에 위치하는 직선이며, 양 단부가 베이스 상에 위치하는 직선을 그을 수 없는 경우에는 일 단부는 베이스 상에 존재하고 타 단부는 베인 패턴 상에 존재하는 직선이다.

도 20은 베이스만 존재하거나 베인 패턴만 존재하는 분할면을 제외한 유효 분할면에 가상의 선을 그은 것을 도시한 것이다. 실시예 1의 인조대리석(좌측 사진)의 분할면들 중 분할면 A 및 B 및 비교예 3의 인조대리석(우측 사진)의 분할면들 중 분할면 C 및 D에서의 가상의 직선을 따라 측정한 Gray value의 5구간 이동평균 값들의 그래프를 도 21에 나타내었다. 분할면 A 및 B는 피크가 1개만 나타났으나, 분할면 C 및 D에는 변곡점에 해당하는 피크가 2개 나타났다.

도 22에는 유효 분할면 중 상기와 같이 피크가 2개 이상 나타나는 분할면에 1로 표시하였다. 실시예 1의 인조대리석(좌측 사진)은 139개의 유효 분할면 중 피크가 2개 나타난 분할면이 23개이므로, 그 비율이 17%이었다. 비교예 3의 인조대리석(좌측 사진)은 141개의 유효 분할면 중 피크가 2개 나타난 분할면이 50개이므로, 그 비율이 35%이었다. 상기 피크가 2개 나타난 분할면은 패턴이 번진 부분을 나타낸다.

Claims

베이스, 및 상기 베이스 중에 구비된 패턴을 포함하는 엔지니어드 스톤 인조대리석으로서,
상기 패턴은 베인(vein) 패턴을 포함하고,
상기 인조대리석의 표면 중 상기 베인 패턴이 가장 많이 존재하는 표면에 있어서, 상기 베인 패턴 중 50% 이상의 폭이 5 mm 내지 50 mm이며,
상기 인조대리석의 판면에 대하여 수직 방향으로의 단면 중 상기 베인 패턴의 최대 두께를 포함하는 단면에 있어서, 상기 베인 패턴의 두께가 인조대리석 전체 두께 대비 10% 이상인 베인 패턴의 면적이 전체 패턴의 면적 대비 50% 이상인 것인 인조대리석.
제1항에 있어서, 상기 인조대리석의 표면 중 상기 베인 패턴이 가장 많이 존재하는 표면에 있어서, 상기 베인 패턴 중 80% 이상의 폭이 5 mm 내지 50 mm인 것인 인조대리석.
제1항에 있어서, 상기 인조대리석의 표면 중 상기 베인 패턴이 가장 많이 존재하는 표면에 있어서, 상기 베인 패턴 중 80% 이상의 폭이 5 mm 내지 20 mm인 것인 인조대리석.
제1항에 있어서, 상기 인조대리석의 표면 중 상기 베인 패턴이 가장 많이 존재하는 표면은 연속된 길이 50 mm 이상인 베인 패턴을 포함하는 것인 인조대리석.
제1항에 있어서, 상기 인조대리석의 판면에 대하여 수직 방향으로의 단면 중 상기 베인 패턴의 최대 두께를 포함하는 단면에 있어서, 상기 베인 패턴의 두께가 인조대리석 전체 두께 대비 30% 이상인 베인 패턴의 면적이 전체 패턴의 면적 대비 50% 이상인 것인 인조대리석.
제1항에 있어서, 상기 베이스와 상기 베인 패턴은 실질적으로 섞이지 않은 것인 인조대리석.
베이스, 및 상기 베이스 중에 구비된 패턴을 포함하는 엔지니어드 스톤 인조대리석으로서,
상기 패턴은 베인 패턴을 포함하고,
상기 인조대리석의 표면 중 상기 베인 패턴이 가장 많이 존재하는 표면에 있어서, 임의의 정사각형 영역을 20 x 20 분할면으로 균등 분할하였을 때, 상기 베인 패턴을 폭방향으로 가로지르고 양 단부가 베이스 상에 위치하는 직선을 긋고, 양 단부가 베이스 상에 위치하는 직선을 그을 수 없는 경우에는 일 단부는 베이스 상에 존재하고 타 단부는 베인 패턴 상에 존재하는 직선을 그은 후, 상기 직선을 따라 측정한 Gray value의 5구간 이동평균 값들의 그래프에서 2개 이상의 피크(peak)를 가지는 베인 패턴을 갖는 분할면들의 면적이 상기 정사각형 영역 중 베인 패턴만 존재하거나 베이스만 존재하는 분할면을 제외한 면적의 30% 미만인 것인 인조대리석.
엔지니어드 스톤 인조대리석으로서, 표면에 첫번째 분상으로 형성되는 제1 영역과, 상기 첫번째 분상 이후 두번째 분상으로 형성되는 제2 영역을 가지고, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 서로 조성이 상이하며, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 실질적으로 섞이지 않은 것인 인조대리석.
제8항에 있어서, 상기 조성은 상기 제1 영역 및 제2 영역에 포함되는 화합물 종류, 입자의 크기, 구성 입자의 분포, 첨가물, 색도 및 색감 중 적어도 하나를 포함하는 것인 인조대리석.
평판부 및 하나 이상의 개구부를 포함하는 스크리닝 마스크.
제10항에 있어서, 상기 개구부의 가장자리에서 개구부의 형상을 따라 돌출되어 있는 돌출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크리닝 마스크.
오목부 및 하나 이상의 볼록부를 포함하고,
상기 볼록부는 제10항의 스크리닝 마스크의 개구부에 대응하며, 상기 개구부에 삽입가능한 것을 특징으로 하는 패턴 몰드.
제12항에 있어서, 볼록부의 폭은 개구부의 폭과 같거나 그보다 작은 것을 특징으로 하는 패턴 몰드.
몰드에 베이스 조성물을 몰딩하는 단계;
베이스 조성물 위에 스크리닝 마스크 및 패턴 몰드를 놓는 단계로서, 상기 스크리닝 마스크는 평판부 및 하나 이상의 개구부를 포함하고, 상기 패턴 몰드는 오목부 및 하나 이상의 볼록부를 포함하고, 상기 볼록부는 상기 스크리닝 마스크의 개구부에 대응하며, 상기 개구부에 삽입가능한 것인 단계;
상기 패턴 몰드를 눌러 베이스 조성물을 압착하는 단계;
상기 패턴 몰드를 제거하여 베이스 조성물에 하나 이상의 홈을 형성하는 단계;
상기 홈에 패턴 형성 조성물을 투입하고, 스크리닝 마스크를 제거하는 단계;
몰드 내 조성물에 진공 및 진동을 가하면서 압축하여 인조대리석 평판을 제조하는 단계; 및
경화 전 인조대리석 평판에 열을 가하고, 상기 인조대리석 평판을 경화하는 단계를 포함하는
인조대리석의 제조 방법.
제14항에 있어서,
상기 스크리닝 마스크는 평판부 및 하나 이상의 개구부를 포함하고,
상기 패턴 몰드는 오목부 및 하나 이상의 볼록부를 포함하고, 상기 볼록부는 개구부에 대응하며, 개구부에 삽입가능한 것을 특징으로 하는
인조대리석의 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 인조대리석은 인조대리석 표면에 패턴 형성 조성물이 경화된 패턴 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 인조대리석의 제조 방법.
제16항에 있어서, 상기 패턴 영역은 베인 패턴을 포함하는 것인 인조대리석의 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 볼록부의 폭은 5 mm 이상 50 mm 이하인 것을 특징으로 하는 인조대리석의 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 스크리닝 마스크는 돌출부를 더 포함하고, 상기 돌출부의 길이는 인조대리석의 두께의 1 내지 100 %인 것을 특징으로 하는 인조대리석의 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 인조대리석은 패턴 형성 조성물이 경화된 패턴 영역을 포함하고 패턴 영역의 두께는 인조대리석 두께의 10 % 이상인 것을 특징으로 하는 인조대리석의 제조 방법.
제14항에 있어서,
상기 인조대리석은 패턴 형성 조성물이 경화된 패턴 영역을 포함하고
패턴 몰드의 형상을 조절함으로써 패턴 영역의 두께 및 폭을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 인조대리석의 제조 방법.
제14항 내지 제21항 중 어느 한 항의 인조대리석의 제조 방법에 의하여 제조된 패턴 영역 및 베이스 영역을 포함하는 인조대리석.
제22항에 있어서, 상기 인조대리석은 인조대리석 표면에 폭이 5 mm 이상 50 mm 이하인 패턴 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 인조대리석.
제22항에 있어서, 상기 인조대리석은 베이스 조성물 위를 칼로 그어 홈을 형성하고 상기 홈에 패턴 형성 조성물을 투입한 후 경화하여 제조한 인조대리석보다 패턴 영역과 베이스 영역 간의 경계가 명확한 것을 특징으로 하는 인조대리석.