WO2017095107A1 - 인조대리석 조성물 및 이를 이용한 인조대리석 제조 방법 - Google Patents

인조대리석 조성물 및 이를 이용한 인조대리석 제조 방법 Download PDF

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예성훈
박환석
김장순
송예리
김유준
박민경
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Definitions

  • the present invention relates to an artificial marble composition and a method of manufacturing artificial marble using the same, and more particularly, to an artificial marble composition having a natural stone texture and an artificial marble using the same.
  • Artificial marble is mixed with synthetic resins such as acrylic resins, unsaturated polyester resins and epoxy resins, or a base such as cement, with natural stone powder, minerals and additives such as resin chips, and if necessary, additives such as pigments are added to the natural stone.
  • synthetic resins such as acrylic resins, unsaturated polyester resins and epoxy resins, or a base such as cement
  • natural stone powder, minerals and additives such as resin chips, and if necessary, additives such as pigments are added to the natural stone.
  • Artificial synthetic material that embodies the texture of.
  • Typical types of artificial marble include acrylic artificial marble, polyester artificial marble, epoxy artificial marble, melamine artificial marble, and E-stone artificial marble.
  • Such artificial marble has a beautiful appearance and excellent workability, is lighter than natural marble, and has excellent strength, so that it is widely used as a counter table and various interior materials.
  • the artificial marble known to date realizes the appearance effect mainly through the combination of monochromatic opaque chips. However, this method has a limit to implement a pattern similar to natural marble or granite in artificial marble. Accordingly, many studies have been conducted to develop artificial marble having an appearance closer to natural marble.
  • a method of diversifying the shape of the chip or mixing or stacking resin mixtures of different colors in advance, and stirring with an agitator is used.
  • a pattern is formed by injecting a mixture of different colors through the movement of the nozzle.
  • the shape of the chip is diversified, it does not have a connective pattern of natural stone, and when using a dichroic resin mixture, there is a disadvantage in that the pattern sharpness of the natural stone is due to the blurring caused by using the same resin. Therefore, in order to realize a pattern similar to natural stone, it is necessary to control the sharpness of the dichroic resin mixture.
  • An object of the present invention is to provide a synthetic marble composition and a method of manufacturing artificial marble using the same by realizing the marble pattern by mixing two kinds of compounds having a difference in viscosity, close to the natural stone.
  • Artificial marble composition according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is added to the first resin mixture and the first resin mixture, and a second resin mixture having a different viscosity than the first resin mixture;
  • Each of the first and second resin mixtures may include a base resin and an inorganic filler, and the second resin mixture may further include thixotropic agents.
  • the artificial marble composition and the method of manufacturing the artificial marble using the same according to the present invention use the same resin as the first and second resin mixtures in order to have a pattern similar to that of natural stone, but have a difference in viscosity between the first and second resin mixtures.
  • the sharpness of the pattern can be improved by allowing the diffusion and mixing resistance between the first and second resin mixtures to exist due to the difference in viscosity.
  • Example 1 is a photograph showing a pattern of a sample prepared according to Example 1.
  • Figure 2 is a photograph showing the pattern of the sample prepared according to Example 2.
  • Figure 3 is a photograph showing the pattern of the sample prepared according to Example 3.
  • Figure 4 is a photograph showing the pattern of the sample prepared according to Example 4.
  • FIG. 5 is a photograph showing a pattern of a sample prepared according to Example 5.
  • Figure 6 is a photograph showing the pattern of the sample prepared according to Comparative Example 1.
  • the artificial marble composition according to the embodiment of the present invention is added to the first resin mixture and the first resin mixture, and includes a second resin mixture having a different viscosity from the first resin mixture.
  • each of the first and second resin mixture includes a base resin and an inorganic filler, the second resin mixture is further added thixotropic agent.
  • the artificial marble composition according to an embodiment of the present invention may cause a difference in viscosity by mixing a mixture of homogeneous resins to have a pattern similar to that of natural stone, but adding thixotropic agent to only one resin mixture to give thixotropy.
  • the two mixtures having a difference in viscosity may have excellent diffusion and mixing resistance, thereby achieving excellent pattern clarity.
  • the viscosity of the second resin mixture to which the thixotropic agent is added is higher than the viscosity of the first resin mixture to which the thixotropic agent is not added.
  • the viscosity is simply high, a lot of pressure and stress are required for the transfer or agitation of the first and second resin mixtures.
  • the thixotropic agent is added to only one resin mixture, the viscosity decreases as the shear stress increases. No facility capability is required.
  • the artificial marble composition according to the embodiment of the present invention uses the same type of resin as the first and second resin mixtures to have a pattern similar to that of natural stone, but to have a difference in viscosity between the first and second resin mixtures.
  • a thixotropic agent to only the second resin mixture to impart thixotropy, the sharpness of the pattern can be improved by allowing the diffusion and mixing resistance between the first and second resin mixtures to exist due to the difference in viscosity.
  • the first and second resin mixtures are mixed in a weight ratio of 1: 1 to 10: 1. If the weight ratio of the first and second resin mixture is less than 1: 1, there is a problem that the total chip content is reduced and not similar to natural stone. On the contrary, when the weight ratio of the first and second resin mixtures exceeds 10: 1, a rich marble pattern may not be realized.
  • Each of the first and second resin mixtures includes 100 to 300 parts by weight of the inorganic filler based on 100 parts by weight of the base resin.
  • Each of the first and second resin mixtures may each contain at least one of chips added at 10 to 100 parts by weight, initiators added at 0.1 to 1 part by weight, and catalysts added at 1 part by weight or less, based on 100 parts by weight of the base resin. It may further include.
  • the thixotropic agent contains 0.5 to 3.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the second resin mixture.
  • Base resins added to the first and second resin mixtures each include 20 to 70 parts by weight of a polyacrylic, polyester or polystyrene resin, 30 to 80 parts by weight of an acrylic, ester or styrene monomer, and a polyfunctional monomer. 0.1 to 5 parts by weight.
  • an acrylic monomer, an ester monomer, and a styrene monomer may be used, and among these, an acrylic monomer is preferable.
  • the acrylic monomers include acrylates such as methyl methacrylate (MMA), ethyl methacrylate (EMA), butyl methacrylate (BMA), 2-ethylhexyl methacrylate (EHMA), and benzyl methacrylate.
  • MMA methyl methacrylate
  • EMA ethyl methacrylate
  • BMA butyl methacrylate
  • EHMA 2-ethylhexyl methacrylate
  • benzyl methacrylate Monomers of the system may be used, but are not limited thereto.
  • the polyfunctional monomer is selected from ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA), 1,6-hexanediol diacrylate (HDDA), pentaerythritol triacrylate (PETIA), and trimethylolpropane triacrylate (TMPTMA). More than one species may be used, but is not limited thereto.
  • the inorganic filler may be any of inorganic powders such as calcium carbonate, aluminum hydroxide, silica, alumina, magnesium hydroxide, calcium aluminate, and can be used alone or in combination of two or more thereof. It is preferable that the average particle size of such an inorganic filler is 1-100 micrometers. If the average particle size of the inorganic filler is less than 1 ⁇ m rapidly increase the viscosity of the resin mixture, if it exceeds 100 ⁇ m may cause a problem that the inorganic material sinks due to the difference in specific gravity.
  • Such an inorganic filler is preferably added in an amount ratio of 100 to 300 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin.
  • the amount of the inorganic filler added is less than 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base resin, there is a fear that an appropriate viscosity may not be expressed during the manufacturing process.
  • the addition amount of the inorganic filler exceeds 300 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base resin, the viscosity of the resin composition may be excessively high, resulting in deterioration of moldability and thermal workability.
  • a thixotropic agent may be added to only one resin mixture to give thixotropy, thereby causing a difference in viscosity.
  • two mixtures having a difference in viscosity may have excellent diffusion and mixing resistance, thereby achieving excellent pattern clarity.
  • the viscosity of the second resin mixture to which the thixotropic agent is added is higher than the viscosity of the first resin mixture to which the thixotropic agent is not added.
  • the viscosity is simply high, a lot of pressure and stress are required for the transfer or agitation of the first and second resin mixtures.
  • the thixotropic agent is added to only one resin mixture, the viscosity decreases as the shear stress increases. No facility capability is required.
  • the same viscosity is used as the first and second resin mixtures, but the thixotropy is added only to the second resin mixture to give thixotropy so as to have a difference in viscosity between the first and second resin mixtures. Due to this, the diffusion and mixing resistance between the first and second resin mixtures can be present to improve the sharpness of the pattern.
  • Such thixotropic agents include inorganic fine powders containing synthetic fine silica, bentonite and ultrafine precipitated calcium carbonate, composites containing organic bentonite and surface treated calcium carbonate, urea, metals, and hydrogenated pizza horse oil.
  • organic thixotropic agents including polyamide wax, polyethylene oxide, vegetable oil, polymer oil, flax seed polymer oil and fatty acid dimer can be used.
  • a thixotropic agent contains 0.5-3.0 weight part with respect to 100 weight part of 2nd resin mixtures.
  • the content of the thixotropic agent is less than 0.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the second resin mixture, thixotropy is not imparted and the viscosity difference is insignificant.
  • the content of the thixotropic agent exceeds 3.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the second resin mixture, the viscosity increases rapidly, resulting in deterioration of workability and difficulty in defoaming.
  • the chip is added as a coloring means to exhibit the natural stone texture. It is preferable that such a chip has a fine powder of 1 to 100 mesh, and specifically, any one of an acrylic chip, an epoxy chip, a styrene chip, and a polyester chip may be used.
  • Such chips are preferably added in an amount ratio of 10 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin.
  • the added amount of the chip is less than 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base resin, there is a high possibility that the color of the natural stone texture may not be properly exhibited due to the small amount of the added amount.
  • the addition amount of the chip exceeds 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base resin, there is a problem of lowering physical properties due to increasing the curing time.
  • the initiator may be used without limitation as long as it is used in the polymerization of the polyacrylic resin, but it is preferable to use a peroxide initiator. Accordingly, as the initiator, tertiary butylhexyl peroxydicarbonate, benzoyl peroxide, dicumyl peroxide, butylhydro peroxide, cumylhydro peroxide, t-butylperoxy maleic acid, t-butylhydroperoxide, acetylpere It is preferable to use at least one of peroxide-based initiators including oxide, lauroyl peroxide, azobisisobutyronitrile and azobisdimethylvaleronitrile.
  • Such an initiator is preferably added in an amount of 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin.
  • the catalyst is added for the purpose of speeding up the polymerization rate.
  • a catalyst an organic amine or an organic metal salt may be used.
  • Such a catalyst is preferably added in an amount ratio of 1 part by weight or less with respect to 100 parts by weight of the base resin. If the amount of the catalyst is more than 1 part by weight based on 100 parts by weight of the base resin, it may act as a factor of increasing the manufacturing cost relative to the effect increase, which is not economical.
  • each of the first and second resin mixtures in addition to the above components, a silicone-based or non-silicone antifoaming agent in a range that does not affect the physical properties of the present invention
  • Silane-based, acid-based or titanate-based coupling agents such as trimethoxysilane
  • Ultraviolet absorbers such as phenyl salicylate system, benzophenone system, benzotriazole system, nickel derivative system or radical scavenger system
  • Halogen-based, phosphorus- or inorganic metal-based flame retardants such as phenyl salicylate system, benzophenone system, benzotriazole system, nickel derivative system or radical scavenger system
  • Halogen-based, phosphorus- or inorganic metal-based flame retardants such as Stearic acid type or silicone type release agent
  • Catechol-based or hydroquinone-based polymerization inhibitors may further include one or more selected from the group consisting of phenolic, amine, quinone, sulfur-based or
  • a first resin mixture containing a base resin and an inorganic filler is put into a mold and molded.
  • a second resin mixture containing a base resin, an inorganic filler and a thixotropic agent is injected or laminated into a mold in which the first resin mixture is molded.
  • the first and second resin mixtures are stirred with a stirrer to form a pattern, and then hardened and sanded to prepare artificial marble.
  • the sanding process is performed to finish the surface of the artificial marble flat, so that the pattern contained therein is more clearly revealed on the surface. It becomes possible.
  • the first resin mixture including the base resin and the inorganic filler is poured into a mold, and the nozzle is stored at the top of the first resin mixture while the second resin mixture including the base resin, the inorganic filler and the thixotropic agent is stored.
  • the second resin mixture stored in the nozzle is added dropwise to the first resin mixture to form a pattern, and then hardened and sanded to produce artificial marble.
  • the second resin mixture stored in the nozzle is added dropwise to the first resin mixture to form a pattern, and then hardened and sanded to produce artificial marble.
  • by spraying the second resin mixture stored in the nozzle to the first resin mixture it is possible to freely adjust the spacing, width and formation pattern of the stripes.
  • a composite resin mixture is formed by mixing a first resin mixture including a base resin and an inorganic filler and a second resin mixture including a base resin, an inorganic filler and a thixotropic agent.
  • the composite resin mixture is poured into a mold to be cast, and then hardened and sanded to prepare artificial marble.
  • the artificial marble manufacturing method uses the same type of resin as the first and second resin mixtures in order to have a pattern similar to that of natural stone, but has a difference in viscosity between the first and second resin mixtures.
  • the sharpness of the pattern can be improved by allowing the diffusion and mixing resistance between the first and second resin mixtures to exist due to the difference in viscosity.
  • the first resin mixture was prepared by mixing 30 wt% of the base resin, 55 wt% of aluminum hydroxide having an average particle size of 20 ⁇ m, and 15 wt% of the acrylic chip.
  • the base resin was used that is composed of 30 wt% polyacrylic resin, 67 wt% methyl methacrylate (MMA) and 3 wt% TMPTMA.
  • a second resin mixture was prepared by mixing 35 wt% base resin, 63.5 wt% aluminum hydroxide having an average particle size of 20 ⁇ m, and 1.5 wt% BYK A410.
  • the base resin was used that is composed of 30 wt% polyacrylic resin, 67 wt% methyl methacrylate (MMA) and 3 wt% TMPTMA.
  • the second resin mixture was injected into a mold in which the first resin mixture was molded at a weight ratio of 7: 3.
  • the first and second resin mixtures were stirred 15 times with a rod having a diameter of 6 mm to form a pattern, and then cured at 80 ° C. for 50 minutes, followed by sanding to prepare artificial marble.
  • artificial marble was manufactured in the same manner as in Example 1, except that 35 wt% of the base resin, 62 wt% of aluminum hydroxide, and 3 wt% of BYK A410 were mixed.
  • artificial marble was manufactured in the same manner as in Example 1, except that 35 wt% of the base resin, 64.5 wt% of aluminum hydroxide, and 0.5 wt% of BYK A410 were mixed.
  • artificial marble was manufactured in the same manner as in Example 1, except that 35 wt% of the base resin, 63 wt% of aluminum hydroxide, and 0.5 wt% of Garamite 1958 were mixed.
  • artificial marble was manufactured in the same manner as in Example 1, except that 35 wt% of the base resin, 62.5 wt% of aluminum hydroxide, and 1.5 wt% of Garamite 1958 were mixed.
  • artificial marble was manufactured in the same manner as in Example 1, except that 35 wt% of the base resin and 65 wt% of aluminum hydroxide were mixed without adding a thixotropic agent.
  • Table 1 shows the results of measuring TI values for Examples 1 to 5 and Comparative Example 1. At this time, TI value was measured about the 1st resin mixture and the 2nd resin mixture of Examples 1-5 and Comparative Example 1, respectively.
  • Brookfield viscometer Brookfield viscometer 64 spindle was used to measure the TI value, and the TI value was calculated by measuring 3 rpm and 30 rpm, respectively.
  • the TI value of the second resin mixture was measured as 1.8, which is expected to be difficult to secure the vividness of the pattern because there is no difference from the TI value of the first resin mixture.

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Abstract

천연석 질감을 갖는 인조대리석 조성물 및 이를 이용한 인조대리석 제조 방법에 대하여 개시한다. 본 발명에 따른 인조대리석 조성물은 제1 수지 혼합물과 상기 제1 수지 혼합물에 첨가되며, 상기 제1 수지 혼합물과 상이한 점도를 갖는 제2 수지 혼합물;을 포함하며, 상기 제1 및 제2 수지 혼합물 각각은 베이스 수지 및 무기충진제를 포함하되, 상기 제2 수지 혼합물은 요변제가 더 첨가되는 것을 특징으로 한다.

Description

인조대리석 조성물 및 이를 이용한 인조대리석 제조 방법
본 발명은 인조대리석 조성물 및 이를 이용한 인조대리석 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 천연석 질감을 갖는 인조대리석 조성물 및 이를 이용한 인조대리석 제조 방법에 관한 것이다.
인조대리석은 아크릴 수지, 불포화 폴리에스테르 수지 및 에폭시 수지 등의 합성 수지, 또는 시멘트와 같은 베이스에, 천연석분, 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, E-스톤(Engineered stone) 계열의 인조대리석 등이 있다. 이러한 인조대리석은 미려한 외관 및 우수한 가공성을 가지고, 천연 대리석에 비하여 가벼우며, 강도가 우수하여 카운터 테이블 및 각종 인테리어 재료로서 널리 사용되고 있다. 현재까지 알려진 인조대리석은 주로 단색의 불투명 칩의 조합을 통하여 외관 효과를 구현하고 있다. 그러나, 이와 같은 방식으로는 인조대리석에 천연 대리석이나 화강석 등과 유사한 패턴을 구현하기에는 한계가 있다. 이에 따라, 보다 천연대리석에 근접한 외관을 갖는 인조대리석을 개발하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다.
이에 대한 일환으로, 종래에는 천연석에 가까운 무늬를 구현하기 위해 칩의 형태를 다양화하거나, 서로 다른 색의 수지 혼합물을 미리 혼합하거나 적층한 뒤, 교반기(agitator)로 휘 젓는 방법이 이용되고 있다. 또한, 노즐의 움직임을 통해 서로 다른 색의 혼합물을 주입하여 무늬를 형성하고 있다.
그러나, 칩의 형태를 다양화할 경우, 천연석이 갖는 연결성이 있는 무늬를 갖지 못하며, 이색 수지 혼합물을 사용하는 경우에는 동일 수지 사용에 따른 번짐성 때문에 천연석이 가지고 있는 무늬 선명성이 없다는 단점이 있다. 따라서, 천연석과 유사한 무늬를 구현하기 위해서는 이색 수지 혼합물의 선명성을 제어하는 것이 필요하다.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0041501호(2008.05.13 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 인조대리석용 칩 및 그 제조방법이 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 점도 차이가 있는 컴파운드 2종을 섞어 마블무늬를 구현함으로써, 천연석에 가깝도록 무늬의 선명도를 향상시킬 수 있는 인조대리석 조성물 및 이를 이용한 인조대리석 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 인조대리석 조성물은 제1 수지 혼합물과 상기 제1 수지 혼합물에 첨가되며, 상기 제1 수지 혼합물과 상이한 점도를 갖는 제2 수지 혼합물;을 포함하며, 상기 제1 및 제2 수지 혼합물 각각은 베이스 수지 및 무기충진제를 포함하되, 상기 제2 수지 혼합물은 요변제가 더 첨가되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 인조대리석 제조 방법은 (a) 베이스 수지 및 무기충진제를 포함하는 제1 수지 혼합물을 몰드에 투입하여 주형하는 단계; (b) 베이스 수지, 무기충진제 및 요변제를 포함하는 제2 수지 혼합물을 상기 제1 수지 혼합물이 주형된 몰드에 주입 또는 적층하는 단계; 및 (c) 상기 제1 및 제2 수지 혼합물을 교반기로 교반하여 무늬를 형성한 후, 경화 및 샌딩 처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 인조대리석 조성물 및 이를 이용한 인조대리석 제조 방법은 천연석과 유사한 무늬를 갖도록 하기 위해 제1 및 제2 수지 혼합물로 동종 수지를 이용하되, 제1 및 제2 수지 혼합물 상호 간에 점도 차이를 갖도록 하기 위해 제2 수지 혼합물에 대해서만 요변제를 첨가하여 요변성을 부여함으로써, 점도 차이에 기인하여 제1 및 제2 수지 혼합물 간의 확산 및 섞인 저항이 존재하도록 하여 무늬의 선명성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시예 1에 따라 제조된 샘플의 무늬를 나타낸 사진.
도 2는 실시예 2에 따라 제조된 샘플의 무늬를 나타낸 사진.
도 3은 실시예 3에 따라 제조된 샘플의 무늬를 나타낸 사진.
도 4는 실시예 4에 따라 제조된 샘플의 무늬를 나타낸 사진.
도 5는 실시예 5에 따라 제조된 샘플의 무늬를 나타낸 사진.
도 6은 비교예 1에 따라 제조된 샘플의 무늬를 나타낸 사진.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인조대리석 조성물 및 이를 이용한 인조대리석 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
인조대리석 조성물
본 발명의 실시예에 따른 인조대리석 조성물은 제1 수지 혼합물과 제1 수지 혼합물에 첨가되며, 제1 수지 혼합물과 상이한 점도를 갖는 제2 수지 혼합물을 포함한다.
이때, 제1 및 제2 수지 혼합물 각각은 베이스 수지 및 무기충진제를 포함하되, 제2 수지 혼합물은 요변제가 더 첨가된다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 인조대리석 조성물은 천연석과 유사한 무늬를 갖기 위해 동종 수지의 혼합물을 섞되, 하나의 수지 혼합물에 대해서만 요변제를 첨가하여 요변성을 부여함으로써 점도 차이를 야기시킬 수 있으며, 이와 같이 점도 차이가 있는 두 혼합물은 확산 및 섞임 저항성이 존재하므로 우수한 무늬 선명성을 구현할 수 있게 된다.
즉, 요변제가 첨가되는 제2 수지 혼합물의 점도는 요변제가 첨가되지 않는 제1 수지 혼합물의 점도에 비하여 높다. 이때, 단순히 점도가 높을 경우에는 제1 및 제2 수지 혼합물의 이송이나 휘저음에 많은 압력 및 응력이 요구되는데, 하나의 수지 혼합물에 대해서만 요변제를 투입하게 되면 전단응력이 커질수록 점도가 낮아져 추가적인 설비적인 능력이 요구되지 않는다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 인조대리석 조성물은 천연석과 유사한 무늬를 갖도록 하기 위해 제1 및 제2 수지 혼합물로 동종 수지를 이용하되, 제1 및 제2 수지 혼합물 상호 간에 점도 차이를 갖도록 하기 위해 제2 수지 혼합물에 대해서만 요변제를 첨가하여 요변성을 부여함으로써, 점도 차이에 기인하여 제1 및 제2 수지 혼합물 간의 확산 및 섞인 저항이 존재하도록 하여 무늬의 선명성을 향상시킬 수 있다.
이때, 제1 및 제2 수지 혼합물은 1 : 1 ~ 10 : 1의 중량비로 혼합되는 것이 바람직하다. 제1 및 제2 수지 혼합물의 중량비가 1 : 1 미만일 경우에는 전체 칩 함량이 줄어들어 천연석과 유사하지 않게 되는 문제가 있다. 반대로, 제1 및 제2 수지 혼합물의 중량비가 10 : 1을 초과할 경우에는 풍부한 마블 무늬를 구현하지 못하는 문제가 있다.
제1 및 제2 수지 혼합물 각각은 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 무기충진제 100 ~ 300 중량부를 포함한다. 또한, 제1 및 제2 수지 혼합물 각각은 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 10 ~ 100 중량부로 첨가되는 칩, 0.1 ~ 1 중량부로 첨가되는 개시제 및 1 중량부 이하로 첨가되는 촉매 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다. 그리고, 요변제는 제2 수지 혼합물 100 중량부에 대해서 0.5 ~ 3.0 중량부를 포함한다.
제1 및 제2 수지 혼합물에 각각 첨가되는 베이스 수지는 폴리 아크릴계, 폴리에스테르계 또는 폴리 스타이렌계 수지 20 ~ 70 중량부와, 아크릴계, 에스테르계 또는 스타이렌계 단량체 30 ~ 80 중량부와, 다관능성 단량체 0.1 ~ 5 중량부를 포함한다.
폴리 아크릴계 수지의 중합 가능한 단량체로는 아크릴계 단량체, 에스테르계 단량체 및 스타이렌계 단량체가 이용될 수 있으며, 이 중 아크릴계 단량체를 이용하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 아크릴계 단량체로는 메틸메타크릴레이트(MMA), 에틸메타크릴레이트(EMA), 부틸메타크릴레이트(BMA), 2-에틸헥실메타크릴레이트(EHMA), 벤질메타크릴레이트 등의 아크릴레이트계의 단량체가 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
다관능성 단량체로는 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트(EGDMA), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(HDDA), 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETIA) 및 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTMA) 중 선택된 1종 이상이 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
무기충진제는 탄산칼슘, 수산화 알루미늄, 실리카, 알루미나, 수산화 마그네슘, 알루민산 칼슘 등의 무기분말 중 어느 것을 사용해도 무방하며, 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 이러한 무기충진제의 평균 입자 크기는 1 ~ 100㎛인 것이 바람직하다. 무기충진제의 평균 입자 크기가 1㎛ 미만일 경우에는 수지 혼합물의 점도가 급격히 증가하고, 100㎛를 초과할 경우에는 비중 차이에 의해 무기물이 가라앉는 문제를 야기할 수 있다.
이러한 무기충진제는 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 100 ~ 300 중량부의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 무기충진제의 첨가량이 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 100 중량부 미만일 경우 제조 과정에서 적절한 점도가 발현되지 않을 우려가 있다. 반대로, 무기충진제의 첨가량이 베이스 수지 100 중량부에 대하여 300 중량부를 초과할 경우에는 수지 조성물의 점도가 과도하게 높아져서 성형성이 저하되고 열가공성이 저하될 우려가 있다.
요변제는 하나의 수지 혼합물에 대해서만 첨가하여 요변성을 부여함으로써 점도 차이를 야기시킬 수 있으며, 이와 같이 점도 차이가 있는 두 혼합물은 확산 및 섞임 저항성이 존재하므로 우수한 무늬 선명성을 구현할 수 있게 된다. 이때, 요변제가 첨가되는 제2 수지 혼합물의 점도는 요변제가 첨가되지 않는 제1 수지 혼합물의 점도에 비하여 높다. 이때, 단순히 점도가 높을 경우에는 제1 및 제2 수지 혼합물의 이송이나 휘저음에 많은 압력 및 응력이 요구되는데, 하나의 수지 혼합물에 대해서만 요변제를 투입하게 되면 전단응력이 커질수록 점도가 낮아져 추가적인 설비적인 능력이 요구되지 않는다.
따라서, 제1 및 제2 수지 혼합물로 동종 수지를 이용하되, 제1 및 제2 수지 혼합물 상호 간에 점도 차이를 갖도록 하기 위해 제2 수지 혼합물에 대해서만 요변제를 첨가하여 요변성을 부여함으로써, 점도 차이에 기인하여 제1 및 제2 수지 혼합물 간의 확산 및 섞인 저항이 존재하도록 하여 무늬의 선명성을 향상시킬 수 있다.
이러한 요변제로는 합성미분 실리카계, 벤토나이트계 및 극미세침강성 탄산칼슘을 포함하는 무기계와, 유기 벤토나이트계 및 표면처리 탄산칼슘계를 포함하는 복합계와, 우레아계, 금속석검계, 수소첨가 피자마유, 폴리아미드 왁스, 산화 폴리에틸렌계, 식물유계, 중합유계, 아마인 중합유 및 지방산 2량체를 포함하는 유기계 요변제 중에서 선택된 1종 이상이 이용될 수 있다.
이때, 요변제는 제2 수지 혼합물 100 중량부에 대해서 0.5 ~ 3.0 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 요변제의 함량이 제2 수지 혼합물 100 중량부에 대하여 0.5 중량부 미만일 경우에는 요변성이 부여되지 않으며 점도 차이가 미미하다. 반대로, 요변제의 함량이 제2 수지 혼합물 100 중량부에 대하여 3.0 중량부 초과할 경우에는 점도가 급격히 증가하여 작업성 저하 및 탈포의 어려움이 있다.
칩은 천연석 질감을 나타내기 위한 발색 수단으로 첨가된다. 이러한 칩은 1 ~ 100 메시(mesh)의 미분 분말이 이용되는 것이 바람직하며, 구체적으로는 아크릴계 칩, 에폭시계 칩, 스타이렌계 칩 및 폴리에스터계 칩 중 어느 하나가 이용될 수 있다.
이러한 칩은 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 10 ~ 100 중량부의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 칩의 첨가량이 베이스 수지 100 중량부에 대하여 10 중량부 미만일 경우에는 그 첨가량이 미미한 관계로 천연석 질감의 색상 구현을 제대로 발휘하지 못할 우려가 크다. 반대로, 칩의 첨가량이 베이스 수지 100 중량부에 대하여 100 중량부를 초과할 경우에는 경화시간을 증가시키는데 기인하여 물성을 저하시키는 문제가 있다.
개시제는 폴리 아크릴계 수지의 중합시 사용되는 것이라면 제한되지 않고 사용할 수 있으나, 바람직하게는 퍼옥사이드계 개시제를 사용하는 것이 좋다. 따라서, 개시제로는 터셔리부칠싸이크로헥실 퍼옥시디카보네이트, 벤조일 퍼옥사이드, 디쿠밀 퍼옥사이드, 부틸하이드로 퍼옥사이드, 쿠밀하이드로 퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시 말레인산, t-부틸하이드로 퍼옥사이드, 아세틸퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 아조비스이소부티로니트릴 및 아조비스디메틸발레로니트릴을 포함하는 퍼옥사이드계 개시제 중 1종 이상을 이용하는 것이 바람직하다.
이러한 개시제는 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 1 ~ 10 중량부로 첨가되는 것이 바람직하다.
촉매는 중합 속도를 빠르게 하기 위한 목적으로 첨가된다. 이러한 촉매로는 유기 아민 또는 유기 금속염이 이용될 수 있다.
이러한 촉매는 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 1 중량부 이하의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 촉매의 첨가량이 베이스 수지 100 중량부에 대하여 1 중량부를 초과할 경우에는 효과 상승 대비 제조원가만을 상승시키는 요인으로 작용할 수 있으므로, 경제적이지 못하다.
또한, 상기 제1 및 제2 수지 혼합물 각각은 상기 성분 외에도, 본 발명의 물성에 영향을 미치지 않는 범위에서 실리콘계 또는 비실리콘계 소포제; 트리메톡시실란 등의 실란계, 산계 또는 티타네이트계 커플링제; 페닐 살리실레이트(phenyl Salicylate)계, 벤조페논(benzophenone)계, 벤조트리아졸(benzotriazole)계, 니켈 유도체계 또는 라디칼 제거제(radical Scavenger)계 등의 자외선 흡수제; 할로겐계, 인계 또는 무기금속계 난연제; 스테아린산계 또는 실리콘계 이형제; 카테콜(Catechol)계 또는 히드로퀴논류계 중합억제제; 및 페놀계, 아민계, 퀴논계, 유황계 또는 인계 산화방지제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
인조대리석 제조 방법
본 발명의 일 실시예에 따른 인조대리석 제조 방법에 대하여 설명하면,
먼저, 베이스 수지 및 무기충진제를 포함하는 제1 수지 혼합물을 몰드에 투입하여 주형한다.
다음으로, 베이스 수지, 무기충진제 및 요변제를 포함하는 제2 수지 혼합물을 제1 수지 혼합물이 주형된 몰드에 주입 또는 적층한다.
다음으로, 제1 및 제2 수지 혼합물을 교반기로 교반하여 무늬를 형성한 후, 경화 및 샌딩 처리하여 인조대리석을 제조한다. 이때, 샌딩 처리 공정은 인조대리석의 표면을 평탄하게 마무리함으로써, 내부에 포함되어 있던 무늬가 표면으로 보다 선명하게 드러나도록 하기 위해 실시되는 것으로, 이러한 샌딩 처리에 의해 더욱 선명하고 화려한 패턴의 무늬를 구현할 수 있게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 인조대리석 제조 방법에 대하여 설명하면,
먼저, 베이스 수지 및 무기충진제를 포함하는 제1 수지 혼합물을 몰드에 투입하여 주형하면서 베이스 수지, 무기충진제 및 요변제를 포함하는 제2 수지 혼합물이 저장된 노즐을 제1 수지 혼합물 상부에 정렬한다.
다음으로, 노즐에 저장된 제2 수지 혼합물을 제1 수지 혼합물에 적하하여 무늬를 형성한 후, 경화 및 샌딩 처리하여 인조대리석을 제조한다. 이때, 노즐에 저장된 제2 수지 혼합물을 제1 수지 혼합물에 분사하는 것을 통해, 줄무늬의 간격, 폭 및 형성 패턴을 자유롭게 조절할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인조대리석 제조 방법에 대하여 설명하면,
먼저, 베이스 수지 및 무기충진제를 포함하는 제1 수지 혼합물과 베이스 수지, 무기충진제 및 요변제를 포함하는 제2 수지 혼합물을 혼합하여 복합 수지 혼합물을 형성한다.
다음으로, 복합 수지 혼합물을 몰드에 투입하여 주형한 후, 경화 및 샌딩 처리하여 인조대리석을 제조한다.
전술한 본 발명의 실시예들에 따른 인조대리석 제조 방법은 천연석과 유사한 무늬를 갖도록 하기 위해 제1 및 제2 수지 혼합물로 동종 수지를 이용하되, 제1 및 제2 수지 혼합물 상호 간에 점도 차이를 갖도록 하기 위해 제2 수지 혼합물에 대해서만 요변제를 첨가하여 요변성을 부여함으로써, 점도 차이에 기인하여 제1 및 제2 수지 혼합물 간의 확산 및 섞인 저항이 존재하도록 하여 무늬의 선명성을 향상시킬 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 인조대리석 제조
실시예 1
제1 수지 혼합물 제조
베이스 수지 30wt%, 평균 입자 크기가 20㎛인 수산화알루미늄 55wt% 및 아크릴계 칩 15wt%를 혼합하여 제1 수지 혼합물을 제조하였다. 이때, 베이스 수지는 폴리 아크릴 수지 30wt%, 메틸메타크릴레이트(MMA) 67wt% 및 TMPTMA 3wt%로 조성되는 것을 이용하였다.
제2 수지 혼합물 제조
베이스 수지 35wt%, 평균 입자 크기는 20㎛인 수산화알루미늄 63.5wt% 및 BYK A410 1.5 wt%를 혼합하여 제2 수지 혼합물을 제조하였다. 이때, 베이스 수지는 폴리 아크릴 수지 30wt%, 메틸메타크릴레이트(MMA) 67wt% 및 TMPTMA 3wt%로 조성되는 것을 이용하였다.
인조대리석 제조
제1 수지 혼합물을 몰드에 투입하여 주형한 후, 제2 수지 혼합물을 제1 수지 혼합물이 주형된 몰드에 7 : 3의 중량비로 주입하였다. 다음으로, 제1 및 제2 수지 혼합물을 직경 6mm를 갖는 봉으로 15회 교반하여 무늬를 형성한 후, 80℃에서 50분 동안 경화시키고 나서 샌딩 처리를 실시하여 인조대리석을 제조하였다.
실시예 2
제2 수지 혼합물의 제조시, 베이스 수지 35wt%, 수산화알루미늄 62wt% 및 BYK A410 3wt%를 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 인조대리석을 제조하였다.
실시예 3
제2 수지 혼합물의 제조시, 베이스 수지 35wt%, 수산화알루미늄 64.5wt% 및 BYK A410 0.5wt%를 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 인조대리석을 제조하였다.
실시예 4
제2 수지 혼합물의 제조시, 베이스 수지 35wt%, 수산화알루미늄 63wt% 및 Garamite 1958 0.5wt%를 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 인조대리석을 제조하였다.
실시예 5
제2 수지 혼합물의 제조시, 베이스 수지 35wt%, 수산화알루미늄 62.5wt% 및 Garamite 1958 1.5wt%를 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 인조대리석을 제조하였다.
비교예 1
제2 수지 혼합물의 제조시, 요변제를 첨가하는 것 없이 베이스 수지 35wt% 및 수산화알루미늄 65wt%를 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 인조대리석을 제조하였다.
2. 물성 평가
표 1은 실시예 1 ~ 5 및 비교예 1에 대한 TI 값 측정 결과를 나타낸 것이다. 이때, TI 값은 실시예 1 ~ 5 및 비교예 1의 제1 수지 혼합물 및 제2 수지 혼합물에 대하여 각각 측정하였다.
1) TI 값 측정
TI값 측정을 위해 브룩필드 점성도계(Brookfield viscometer 64 spindle)를 이용하였으며, 각 3rpm 및 30rpm을 측정하여 TI값을 계산하였다.
[표 1]
Figure PCTKR2016013866-appb-I000001
표 1에 도시된 바와 같이, 실시예 1 ~ 5 및 비교예 1의 경우 제1 수지 혼합물의 TI 값은 2.22로 모든 예에서 동일한 값을 나타내었다.
다만, 실시예 1 ~ 5의 경우, 제2 수지 혼합물의 TI 값이 2.8 ~ 6.2로 제1 수지 혼합물과의 TI 값의 차이가 확연하게 증가한 것을 확인할 수 있으며, 이로 인하여 우수한 무늬 선명성을 확보할 수 있게 된다.
반면, 비교예 1의 경우, 제2 수지 혼합물의 TI 값이 1.8로 측정되었으며, 이는 제1 수지 혼합물의 TI 값과의 차이가 없어 무늬의 선명성을 확보하는데 어려움이 따를 것으로 예상된다.
3. 샘플 무늬 관찰
도 1 내지 도 5는 실시예 1 ~ 5에 따라 제조된 샘플의 무늬를 나타낸 사진이고, 도 6은 비교예 1에 따라 제조된 샘플의 무늬를 나타낸 사진이다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 실시예 1 ~ 5에 따라 제조된 인조대리석의 경우, 동종 수지의 컴파운드 2개 중 하나의 컴파운드에 대해서만 유기계 요변제를 혼합하는데 기인하여 섞임 저항성이 존재하여 선명한 무늬가 나타난 것을 확인할 수 있다.
이와 달리, 도 6에 도시된 바와 같이, 비교예 1에 따라 제조된 인조대리석의 경우, 요변제를 첨가하는 것 없이 동종 수지의 컴파운드 2개만을 혼합하여 무늬를 나타내는데 기인하여 무늬의 패턴이 흐려져 무늬 선명성이 좋지 않은 것을 확인할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 제1 수지 혼합물과 상기 제1 수지 혼합물에 첨가되며, 상기 제1 수지 혼합물과 상이한 점도를 갖는 제2 수지 혼합물;을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 수지 혼합물 각각은 베이스 수지 및 무기충진제를 포함하되, 상기 제2 수지 혼합물은 요변제가 더 첨가되는 인조대리석 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수지 혼합물은 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 무기충진제 100 ~ 300 중량부를 포함하고,
    상기 제2 수지 혼합물은 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 무기충진제 100 ~ 300 중량부를 포함하는 인조대리석 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 요변제는
    상기 제2 수지 혼합물 100 중량부에 대하여, 0.5 ~ 3.0 중량부를 포함하는 인조대리석 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 수지는
    폴리 아크릴계, 폴리에스테르계 또는 폴리 스타이렌계 수지 20 ~ 70 중량부와, 아크릴계, 에스테르계 또는 스타이렌계 단량체 30 ~ 80 중량부와, 다관능성 단량체 0.1 ~ 5 중량부를 포함하는 인조대리석 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 무기충진제는
    1 ~ 100㎛의 평균 입자 크기를 가지며, 탄산칼슘, 수산화 알루미늄, 실리카, 알루미나, 수산화 마그네슘 및 알루민산 칼슘 중 1종 이상을 포함하는 인조대리석 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 수지 혼합물 각각은
    상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여,
    10 ~ 100 중량부로 첨가되는 칩, 0.1 ~ 1 중량부로 첨가되는 개시제 및 1 중량부 이하로 첨가되는 촉매 중 1종 이상을 더 포함하는 인조대리석 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 칩은
    아크릴계 칩, 에폭시계 칩, 스타이렌계 칩 및 폴리에스터계 칩 중 어느 하나인 인조대리석 조성물.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 개시제는
    터셔리부칠싸이크로헥실 퍼옥시디카보네이트, 벤조일 퍼옥사이드, 디쿠밀 퍼옥사이드, 부틸하이드로 퍼옥사이드, 쿠밀하이드로 퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시 말레인산, t-부틸하이드로 퍼옥사이드, 아세틸퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 아조비스이소부티로니트릴 및 아조비스디메틸발레로니트릴 중 선택된 1종 이상을 포함하는 인조대리석 조성물.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 촉매는
    유기 아민 또는 유기 금속염인 인조대리석 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 요변제는
    합성미분 실리카계, 벤토나이트계 및 극미세침강성 탄산칼슘을 포함하는 무기계와, 유기 벤토나이트계 및 표면처리 탄산칼슘계를 포함하는 복합계와, 우레아계, 금속석검계, 수소첨가 피자마유, 폴리아미드 왁스, 산화 폴리에틸렌계, 식물유계, 중합유계, 아마인 중합유 및 지방산 2량체를 포함하는 유기계 요변제 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 인조대리석 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 수지 혼합물은
    1 : 1 ~ 10 : 1의 중량비로 혼합된 인조대리석 조성물.
  12. (a) 베이스 수지 및 무기충진제를 포함하는 제1 수지 혼합물을 몰드에 투입하여 주형하는 단계;
    (b) 베이스 수지, 무기충진제 및 요변제를 포함하는 제2 수지 혼합물을 상기 제1 수지 혼합물이 주형된 몰드에 주입 또는 적층하는 단계; 및
    (c) 상기 제1 및 제2 수지 혼합물을 교반기로 교반하여 무늬를 형성한 후, 경화 및 샌딩 처리하는 단계;를 포함하는 인조대리석 제조 방법.
  13. (a) 베이스 수지 및 무기충진제를 포함하는 제1 수지 혼합물을 몰드에 투입하여 주형하면서 베이스 수지, 무기충진제 및 요변제를 포함하는 제2 수지 혼합물이 저장된 노즐을 상기 제1 수지 혼합물 상부에 정렬하는 단계; 및
    (b) 상기 노즐에 저장된 제2 수지 혼합물을 상기 제1 수지 혼합물에 적하하여 무늬를 형성한 후, 경화 및 샌딩 처리하는 단계;를 포함하는 인조대리석 제조 방법.
  14. (a) 베이스 수지 및 무기충진제를 포함하는 제1 수지 혼합물과 베이스 수지, 무기충진제 및 요변제를 포함하는 제2 수지 혼합물을 혼합하여 복합 수지 혼합물을 형성하는 단계; 및
    (b) 상기 복합 수지 혼합물을 몰드에 투입하여 주형한 후, 경화 및 샌딩 처리하는 단계;를 포함하는 인조대리석 제조 방법.
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