KR20250046536A - 인조대리석 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시상태에 따른 인조대리석은, 바인더 수지 및 크리스토발라이트(cristobalite)를 포함하고, 상기 크리스토발라이트는 평균 입경이 0.1mm 내지 4mm인 크리스토발라이트 샌드, 및 평균 입경이 0.1mm 미만인 크리스토발라이트 파우더를 포함한다.

Description

인조대리석 및 이의 제조방법{ARTIFICIAL MARBLE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 인조대리석 및 이의 제조방법에 대한 것이다.

인조대리석의 대표적인 종류로는 폴리에스테르계 인조대리석, 에폭시계 인조대리석, 멜라민계 인조대리석, 엔지니어드 스톤(Engineered stone) 계열의 인조대리석 등이 있다. 이러한 인조대리석은 미려한 외관 및 우수한 가공성을 가지고, 천연대리석에 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 천연대리석이나 화강석 등과 유사한 패턴을 구현하기에는 한계가 있다. 이에 따라, 보다 천연대리석에 근접한 외관을 갖는 인조대리석을 개발하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다.

또한, 엔지니어드 스톤은 이스톤이라고도 불리는 인조대리석으로, 천연석과 비슷한 질감과 느낌을 갖는 인테리어 소재이다. 업계에서는 인조대리석의 발색, 모양 등을 개선하여 미감을 증진시키는 연구들이 이루어져 왔는데, 예컨대, 대한민국 등록특허 제10-1270415호는 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 보다 고급스러운 무늬를 갖는 규암(quartzite)에 대한 관심이 점차 높아지고 있는 추세이다. 이러한 트렌드를 반영하여 이스톤 업계에서도 해당 석종을 구현하고자 많은 노력을 기울이고 있다.

대한민국 등록특허 제10-1270415호

본 발명은 인조대리석 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다. 보다 구체적으로, 본 발명은 뭉침성이 우수한 인조대리석 조성물을 이용한 인조대리석 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시상태는,

바인더 수지 및 크리스토발라이트(cristobalite)를 포함하고,

상기 크리스토발라이트는 평균 입경이 0.1mm 내지 4mm인 크리스토발라이트 샌드, 및 평균 입경이 0.1mm 미만인 크리스토발라이트 파우더를 포함하는 것인 인조대리석을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 실시상태는,

인조대리석 조성물을 준비하는 단계; 및

상기 인조대리석 조성물을 몰드에 투입하고, 진동 및 압축 공정을 수행한 후 열경화 공정을 수행하는 인조대리석을 형성하는 단계를 포함하고,

상기 인조대리석 조성물은 바인더 수지 및 크리스토발라이트(cristobalite)를 포함하며,

상기 크리스토발라이트는 평균 입경이 0.1mm 내지 4mm인 크리스토발라이트 샌드, 및 평균 입경이 0.1mm 미만인 크리스토발라이트 파우더를 포함하는 것인 인조대리석의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 인조대리석 조성물이 종래의 석영 입자, 석영 분말 등과 같은 무기물 대신에 크리스토발라이트를 포함함으로써, 인조대리석 조성물의 뭉침성을 개선할 수 있다. 이에 따라, 디지털 설비를 이용하여 인조대리석을 제조할 수 있으므로, 인조대리석의 제조공정을 간소화할 수 있다.

또한, 상기 인조대리석 조성물의 뭉침성을 향상시킴으로써, 인조대리석 조성물의 토출시 발생될 수 있는 토출 설비 막힘 문제, 토출 불량 문제 등을 개선할 수 있고, 토출 설비의 청소가 용이하다는 특징이 있다.

도 1은 종래기술의 쿼츠 샌드 및 본 발명의 크리스토발라이트 샌드의 SEM Image를 나타낸 도이다.
도 2은 종래기술의 인조대리석 조성물 및 본 발명의 인조대리석 조성물을 개략적으로 나타낸 도이다.

이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명에 있어서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본 발명에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

종래의 인조대리석 조성물은 바인더 수지, 석영 입자 및 석영 분말을 포함한다. 그러나, 상기 종래의 인조대리석 조성물은 뭉침성 특성이 높아서 토출 설비에 활용이 불가능하다는 문제점이 있었다.

아발란체 에너지 값은 동적 분말 흐름성 측정 장비를 사용하여 측정할 수 있고, 상기 아발란체 에너지 값이 낮을수록 조성물의 흐름성이 좋은 것으로 판단할 수 있다.

종래의 인조대리석 조성물은 상기 아발란체 에너지 값이 약 36 mJ/Kg 내외의 수준이었다. 즉, 종래의 인조대리석 조성물은 낮은 흐름성으로 인하여, 인조대리석 조성물의 토출 공정시 토출 설비가 막히거나 토출 불량이 발생하는 문제점이 있었다. 그러나, 본 발명의 일 실시상태에 따른 인조대리석 조성물은, 종래의 석영 입자, 석영 분말 등과 같은 무기물 대신에 크리스토발라이트 샌드 및 클리스토발라이트 파우더를 포함함으로써 아발란체 에너지가 크리스토발라이트를 사용하기 전 보다 낮은 에너지 값을 가질 수 있다.

뭉침성 정도의 판단은 동적 분말 흐름성 측정장비 Rev2015(마텍무역)를 사용할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 상기 동적 분말 흐름성 측정장비는 흐름성을 측정하는 본체, 혼합물의 무게를 측정할 수 있는 샘플컵, 및 혼합물을 담아서 상기 본체에 넣을 수 있는 샘플드럼을 포함할 수 있고, 상기 샘플컵에 담을 수 있는 혼합물의 무게는 80g 내지 120g일 수 있다. 상기 아발란체 에너지(Avalanche Energy) 값은 전술한 동적 분말 흐름성 측정장비를 이용하여 상온에서 측정할 수 있다.

이에, 본 발명에서는 뭉칭성이 우수한 인조대리석 조성물을 이용한 인조대리석 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 인조대리석은, 바인더 수지 및 크리스토발라이트(cristobalite)를 포함하고, 상기 크리스토발라이트는 평균 입경이 0.1mm 내지 4mm인 크리스토발라이트 샌드, 및 평균 입경이 0.1mm 미만인 크리스토발라이트 파우더를 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시상태에 따른 인조대리석의 제조방법은, 인조대리석 조성물을 준비하는 단계; 및 상기 인조대리석 조성물을 몰드에 투입하고, 진동 및 압축 공정을 수행한 후 열경화 공정을 수행하여 인조대리석을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 인조대리석 조성물은 바인더 수지 및 크리스토발라이트(cristobalite)를 포함하고, 상기 크리스토발라이트는 평균 입경이 0.1mm 내지 4mm인 크리스토발라이트 샌드, 및 평균 입경이 0.1mm 미만인 크리스토발라이트 파우더를 포함한다.

이하에서는 인조대리석 조성물의 각 성분들에 대하여 설명한다.

바인더 수지

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 인조대리석 조성물은 바인더 수지를 포함한다. 상기 바인더 수지는 특별히 제한되는 것은 아니고, 당 기술분야에 알려진 인조대리석에 적용되는 바인더 수지를 이용할 수 있다. 예컨대, 상기 바인더 수지는 불포화 폴리에스테르 수지를 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 바인더 수지는 불포화 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 경화제 0.4 중량부 내지 2.5 중량부, 촉매제 0.05 중량부 내지 0.3 중량부, 및 커플링제 0.5 중량부 내지 7 중량부를 혼합하고 분산시켜 제조할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 바인더 수지는 불포화 폴리에스테르 수지를 90 중량% 이상 포함하고, 상기 불포화 폴리에스테르 수지는 불포화 폴리에스테르 고분자 및 비닐계 단량체를 100 : 30 내지 100 : 70의 중량비로 포함하는 조성물을 이용하여 제조될 수 있다. 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 제조될 수 있다.

상기 불포화 폴리에스테르 수지의 중량 평균 분자량은 1,000 g/mol 내지 10,000 g/mol 일 수 있다.

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 스티렌 중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 스티렌 단량체를 사용할 수 있다.

상기 경화제는 바인더의 경화 반응을 위해 포함될 수 있는 것으로, 특히 이스톤계 인조대리석의 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 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 경화제는 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, 이에만 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 아조계 화합물은 아조비스이소부티로니트릴(azobisisobutyronitrile)일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

상기 바인더 수지는 불포화 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 경화제 0.4 중량부 내지 2.5 중량부를 포함할 수 있다. 상기 경화제가 0.4 중량부 이상으로 포함될 때 수지의 경화가 충분히 일어날 수 있고, 2.5 중량부 이하일 경우 높은 발열반응에 의한 수지의 변색과 끓음에 의한 기포가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

상기 촉매제로는 저온에서 수지의 경화를 촉진하기 위해 포함될 수 있는 것으로, 특히 이스톤계 인조대리석의 제조에 사용되는 촉매제를 사용하면 되고 특별히 제한되는 것은 아니다. 상기 촉매제는 코발트계, 바나듐계, 망간계 등의 금속 비누류; 제3급 아민류; 제4급 암모늄염; 및 메르캅탄류 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상일 수 있다. 예컨대, 코발트 6% 촉매제(Hex-Cem, Borchers)가 사용될 수 있다. 상기 바인더 수지는 불포화 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 상기 촉매제를 0.05 중량부 내지 0.3 중량부로 포함할 수 있다. 상기 촉매제가 0.05 중량부 이상으로 포함될 때 경화를 촉진하는 데 유리하고, 0.3 중량부 이하로 포함될 때 수지의 변색 발생을 방지할 수 있다.

상기 커플링제는 상기 바인더 수지와 무기 입자 및/또는 석영 분말과의 결합력을 향상시켜 주기 위해 포함될 수 있는 것으로, 실란계 또는 실리케이트계일 수 있다. 상기 바인더 수지는 불포화 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 상기 커플링제를 0.5 중량부 내지 7 중량부로 포함할 수 있다. 상기 커플링제가 0.5 중량부 이상으로 포함될 때 상기 무기 입자 및/또는 석영 분말과의 결합력을 향상시키는 데 유리하고, 7 중량부 이하로 포함될 때 원재료 단가를 낮추는데 유리하다.

크리스토발라이트

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 인조대리석 조성물은 크리스토발라이트를 포함한다. 특히, 본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 인조대리석 조성물은 바인더 수지 및 크리스토발라이트만을 포함하고, 종래에 적용된 석영 샌드 및 석영 분말을 포함하지 않는다.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 크리스토발라이트는 평균 입경이 0.1mm 내지 4mm인 크리스토발라이트 샌드, 및 평균 입경이 0.1mm 미만인 크리스토발라이트 파우더를 포함한다.

상기 크리스토발라이트 샌드는 평균 입경이 서로 상이한 2종 이상의 크리스토발라이트 샌드를 포함할 수 있다. 예컨대, 평균 입경이 0.1mm 이상 1mm 미만인 제1 크리스토발라이트 샌드, 및 평균 입경이 1mm 이상 4mm 이하인 제2 크리스토발라이트 샌드 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

상기 크리스토발라이트 파우더는 평균 입경이 서로 상이한 2종 이상의 크리스토발라이트 파우더를 포함할 수 있다. 예컨대, 평균 입경이 55㎛ 미만인 제1 크리스토발라이트 파우더, 및 평균 입경이 55㎛ 이상 0.1mm 미만인 제2 크리스토발라이트 파우더 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

상기 평균 입경은 Beckman coulter LS 13 320 Particle size analyzer 입도분석기를 사용하여 측정할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 바인더 수지 및 크리스토발라이트의 총중량을 기준으로, 상기 바인더 수지의 함량은 10 중량% 내지 15 중량%이고, 상기 크리스토발라이트 샌드의 함량은 45 중량% 내지 60 중량%이며, 상기 크리스토발라이트 파우더의 함량은 25 중량% 내지 40 중량%일 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 바인더 수지의 함량은 11 중량% 내지 15 중량%이고, 상기 크리스토발라이트 샌드의 함량은 50 중량% 내지 55 중량%이며, 상기 크리스토발라이트 파우더의 함량은 30 중량% 내지 35 중량%일 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 인조대리석 조성물은 뭉침성 특성이 우수하다. 상기 인조대리석 조성물의 흐름성이 낮을 때, 인조대리석 조성물의 토출 공정시 토출 설비가 막히거나 토출 불량이 발생할 수 있으므로, 상기 인조대리석 조성물의 흐름성이 높을 때, 인조대리석 조성물의 뭉침성 특성이 우수한 것으로 판단될 수 있다.

전술한 바와 같이, 종래의 인조대리석 조성물은 상기 아발란체 에너지 값이 약 36 mJ/Kg 내외의 수준이었다. 그러나, 본 발명의 일 실시상태에 따른 인조대리석 조성물은, 종래의 석영 입자, 석영 분말 등과 같은 무기물 대신에 크리스토발라이트 샌드 및 클리스토발라이트 파우더를 포함함으로써 아발란체 에너지가 크리스토발라이트를 사용하기 전 보다 낮은 에너지 값을 가질 수 있으므로, 뭉침성 특성이 우수하다.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 인조대리석 조성물의 아발란체 에너지(Avalanche Energy) 값은 18 mJ/Kg 이하일 수 있고, 12 mJ/Kg 내지 15 mJ/Kg일 수 있다.

종래의 쿼츠 샌드와 본 발명의 크리스토발라이트 샌드의 SEM Image를 하기 도 1에 나타내었다. 또한, 종래기술의 인조대리석 조성물 및 본 발명의 인조대리석 조성물을 하기 도 2에 개략적으로 나타내었다. 본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 크리스토발라이트는 쿼츠 샌드의 고온 소성과정을 통해 제조될 수 있고, 이러한 제조공정에서 하기 도 1과 같이 크리스토발라이트의 표면에 갈라짐이 생기는 현상이 발생한다. 따라서, 하기 도 2와 같이, 본 발명의 일 실시상태에 따른 인조대리석 조성물은 크리스토발라이트의 표면 특성에 의해 바인더 수지를 흡유함으로써, 종래기술과 같이 석영 입자 및 석영 분말을 사용할 때와 비교하였을 때 인조대리석 조성물의 뭉침성이 낮게 형성된 혼합물을 제조할 수 있다.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 인조대리석과 이를 제조할 수 있는 인조대리석 조성물은 분말 수지를 추가로 포함할 수 있다.

상기 분말 수지의 용융온도는 50℃ 이상일 수 있고, 60℃ 이상일 수 있으며, 70℃ 이상일 수 있다. 또한, 상기 분말 수지의 용융온도는 130℃ 이하일 수 있고, 125℃ 이하일 수 있으며, 120℃ 이하일 수 있다.

상기 분말 수지는 유리전이온도(Tg)가 40℃ 이상이고, 경화가 시작하는 온도(Tcc)가 120℃ 초과일 수 있다. 또한, 상기 분말 수지는 유리전이온도(Tg)가 42℃ 이상이고, 경화가 시작하는 온도(Tcc)가 130℃ 이상일 수 있다.

상기 분말 수지는 열경화형 분말 수지를 이용할 수 있다. 즉, 상기 분말 수지는 상온에서 반응하지 않고 안정화 상태의 분말로 존재하고, 상기 분말 수지에 열을 가하는 경우에는 상기 분말 수지가 녹으면서 조성물에 포함된 무기물을 잡아주는 바인더 역할을 수행할 수 있다.

상기 분말 수지는 에폭시 아크릴레이트 수지, 포화 폴리에스테르 수지, 글리시딜메타크릴레이트 수지, 부틸메타크릴레이트 수지 및 메틸메타크릴레이트 수지 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.

상기 분말 수지의 평균 입도는 5㎛ 내지 60㎛ 일 수 있고, 약 30㎛ 내외일 수 있다. 또한, 상기 분말 수지는 130℃ 이상의 온도에서 10분 이상 동안 열이 가해지면 경화반응이 일어날 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 인조대리석 조성물의 총중량을 기준으로, 상기 분말 수지의 함량은 10 중량% 이하일 수 있고, 2 중량% 내지 8 중량%일 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 인조대리석의 제조방법은, 상기 인조대리석 조성물을 몰드에 투입하고, 진동 및 압축 공정을 수행한 후 열경화 공정을 수행하여 인조대리석을 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시상태에 따른 인조대리석의 제조방법은, 상기 인조대리석을 형성하는 단계 이후에, 상기 인조대리석을 재단하고 표면을 매끄럽게 연마하는 후가공 단계를 추가로 포함할 수 있다.

상기 몰드는 상기 호퍼로부터 배출된 인조대리석 조성물이 일정 형태로 담길 수 있도록 일정 형상을 가진 용기일 수 있다.

상기 인조대리석 조성물을 몰드에 투입하는 방법은, 디지털 분상기에 의해 제어되는 복수 개의 호퍼에 베이스 조성물을 주입한 후, 이를 몰드 내에 분상하는 방법을 이용하여 형성할 수 있다.

상기 진동 및 압축, 열경화 공정, 몰드를 제거하는 방법, 후가공 방법 등은 특별히 한정되는 것은 아니고, 당 기술분야에 알려진 방법을 이용할 수 있다.

특히, 본 발명의 일 실시상태에 따른 인조대리석의 제조방법에서, 인조대리석 조성물을 몰드에 투입하는 방법은 이스톤 패턴의 구현을 수행할 수 있는 Roy mix 로봇 토출 설비를 이용할 수 있다. 상기 인조대리석 조성물을 호퍼에 채우고 교반하면서, 50mm 토출구를 통해 인조대리석 조성물을 토출시키는 공정으로 수행될 수 있다. 이 때, 상기 인조대리석 조성물의 뭉침성이 높아지면 호퍼의 벽부터 단단하게 혼합물이 쌓이면서 토출구가 막혀 혼합물의 토출이 불가능하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 인조대리석 조성물의 뭉침성을 낮춰서 토출의 막힘을 최대한 줄여줄 수 있고, 청소 주기를 단축시켜 생산성을 극대화할 수 있다.

본 발명의 일 실시상태에 따르면, 인조대리석 조성물이 종래의 석영 입자, 석영 분말 등과 같은 무기물 대신에 크리스토발라이트를 포함함으로써, 인조대리석 조성물의 뭉침성을 개선할 수 있다. 이에 따라, 디지털 설비를 이용하여 인조대리석을 제조할 수 있으므로, 인조대리석의 제조공정을 간소화할 수 있다.

또한, 상기 인조대리석 조성물의 뭉침성을 향상시킴으로써, 인조대리석 조성물의 토출시 발생될 수 있는 토출 설비 막힘 문제, 토출 불량 문제 등을 개선할 수 있고, 토출 설비의 청소가 용이하다는 특징이 있다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

<실시예>

<실시예 1>

입도가 0.1mm 내지 4.0mm인 샌드(Sibelco 사의 크리스토발라이트 샌드) 및 액상 바인더 수지(미국 Polynt 사의 불포화 폴리에스테르 수지)를 1분간 균일하게 혼합하였다. 그 후, 입도가 45㎛ 이하인 파우더(Sibelco 사의 크리스토발라이트 파우더)를 투입하고 1분간 2회 반복적으로 혼합하였다. 마지막 선택사항으로 아크릴계 분말 수지 투입 시에는 투입한 후 60초 내지 120초 동안 혼합하여, 베인 패턴용 인조대리석 조성물을 제조하였다.

상기 베인 패턴용 인조대리석 조성물에서, 상기 액상 바인더 수지, 분말 수지, 무기 입자 및 석영 분말의 함량은 하기 표 1에 나타내었다.

<실시예 2 ~ 5 및 비교예 1 ~ 3>

하기 표 1과 같이, 상기 액상 바인더 수지, 분말 수지, 샌드 및 파우더의 종류 및 함량을 조절한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.

[표 1]

<실험예 1> 베인 패턴용 인조대리석 조성물의 평가

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 베인 패턴용 인조대리석 조성물의 아발란체 에너지(Avalanche Energy) 값을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다. 상기 아발란체 에너지 값은 동적 분말 흐름성 측정 장비(Rev2015, 마텍무역)를 사용하여 측정하였다. 또한, 상기 실시예 및 비교예에서 제조한 베인 패턴용 인조대리석 조성물의 품질을 평가하여 하기 표 2에 나타내었다.

[표 2]

상기 표 2의 품질 평가는, 상기 실시예 및 비교예의 베인 패턴용 인조대리석 조성물로 제조한 베인 패턴층이, 후술하는 인조대리석의 베이스층의 품질과 동등 수준을 가지는지 여부를 기준으로 판단하였다. 보다 구체적으로, 상기 베인 패턴층이 핀홀 및 크랙이 없고, 미경화된 부분이 없이 완전히 경화된 경우를 "OK"로 판정하였고, 상기 핀홀, 크랙 및 미경화 영역 특성 중 어느 하나를 만족하지 않는 경우를 "NG"로 판정하였다.

상기 비교예 1~3은 종래의 쿼츠 샌드 및 쿼츠 파우더를 적용한 것으로서, 아발란체 에너지 값이 18 mJ/Kg 초과를 나타내었으며, 상기 베인 패턴용 인조대리석 조성물의 제조시 혼합물이 뭉치는 현상이 발생하였고, 이에 따라 인조대리석의 베인 패턴 형성시 토출기에서 베인 패턴 형성용 조성물의 토출이 일부 안되는 현상이 발생하였다.

또한, 크리스토발라이트 원재료를 사용할 때 상기 실시예 4~5의 결과에 따르면, 본 발명과 같은 액상 바인더 수지의 함량범위를 만족하지 않음으로써, 인조대리석의 베인 패턴층의 품질이 "NG"로 판정되는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 상기 인조대리석 조성물에 있어서, 상기 바인더 수지 및 크리스토발라이트의 총중량을 기준으로, 상기 바인더 수지의 함량은 10 중량% 내지 15 중량%인 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 일 실시상태에 따른 인조대리석 조성물은, 표면특성 이 다른 크리스토발라이트 원재료를 사용함으로써 뭉침성이 우수한 혼합물을 제조 할 수 있으며, 일정 수준의 수지 함량을 만족시키면 우수한 품질을 확보 할 수 있다.

또한, 상기 인조대리석 조성물의 뭉침성을 향상시킴으로써, 인조대리석 조성물의 토출시 발생될 수 있는 토출 설비 막힘 문제, 토출 불량 문제 등을 개선할 수 있고, 토출 설비의 청소가 용이하다는 특징이 있다.

<실험예 2> 인조대리석의 제조

1) 베이스(base) 조성물의 제조

입도가 0.1mm 내지 4.0mm인 무기 입자(Sibelco 사의 쿼츠 샌드) 및 액상 바인더 수지(미국 Polynt 사의 불포화 폴리에스테르 수지)를 1분간 균일하게 혼합하였다. 그 후, 입도가 45㎛ 이하인 석영 분말(Sibelco 사의 석영 분말)을 투입하고 1분간 2회 반복적으로 혼합하여, 베이스 조성물을 제조하였다.

이 때, 상기 베이스 조성물 총중량을 기준으로, 액상 바인더 수지 14 중량%, 무기 입자 47 중량% 및 석영 분말 39 중량%를 사용하였다.

2) 인조대리석의 제조

상기 베이스 조성물을 고무 몰드(mold)에 투입하고, 베인 패턴 제조용 나이프를 이용하여 음각부 패턴을 형성하였다. 상기 음각부 패턴에 상기 실시예 또는 비교예에서 제조한 베인 패턴용 인조대리석 조성물을 투입한 후, 진동 및 압축 공정을 수행하였다. 이 때, 상기 진동 및 압축 공정은 초기 2,400rpm에서 20초간 진동 압착을 시킨 후, 연속해서 3,000rpm으로 올려 60초간 진동 바이브레이터 프레스를 실시하였다.

그 후, 120℃ 이상에서 1시간 동안 경화시키고, 경화가 완료된 후 실온으로 식히고 그 후 몰드에서 빼내 인조대리석을 제조하였다. 상기 인조대리석의 사방을 재단한 후 표면을 매끄럽게 연마하여 베인 패턴이 구비된 인조대리석을 제조하였다.

본 발명에 따른 실시예 1 내지 5의 베인 패턴용 인조대리석 조성물을 적용한 경우에는, 베인 패턴 형성시 토출기에서 베인 패턴 형성용 조성물의 토출이 원할하게 진행되었다. 또한, 실시예 3의 경우에는 분말 수지를 추가로 적용함으로써, 뭉침성을 향상시킬 수 있었다. 그러나, 비교예 1~3의 베인 패턴용 인조대리석 조성물을 적용한 경우에는, 베인 패턴 형성시 토출기에서 베인 패턴 형성용 조성물의 토출이 원할하게 진행되지 않았고, 이에 따라 토출기가 간헐적으로 막히는 문제의 발생 가능성이 있다.

Claims (9)

1. 바인더 수지 및 크리스토발라이트(cristobalite)를 포함하고,
   상기 크리스토발라이트는 평균 입경이 0.1mm 내지 4mm인 크리스토발라이트 샌드, 및 평균 입경이 0.1mm 미만인 크리스토발라이트 파우더를 포함하는 것인 인조대리석.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 바인더 수지는 불포화 폴리에스테르 수지를 포함하는 것인 인조대리석.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 바인더 수지 및 크리스토발라이트의 총중량을 기준으로,
   상기 바인더 수지의 함량은 10 중량% 내지 15 중량%이고, 상기 크리스토발라이트 샌드의 함량은 45 중량% 내지 60 중량%이며, 상기 크리스토발라이트 파우더의 함량은 25 중량% 내지 40 중량%인 것인 인조대리석.
4. 인조대리석 조성물을 준비하는 단계; 및
   상기 인조대리석 조성물을 몰드에 투입하고, 진동 및 압축 공정을 수행한 후 열경화 공정을 수행하여 인조대리석을 형성하는 단계를 포함하고,
   상기 인조대리석 조성물은 바인더 수지 및 크리스토발라이트(cristobalite)를 포함하며,
   상기 크리스토발라이트는 평균 입경이 0.1mm 내지 4mm인 크리스토발라이트 샌드, 및 평균 입경이 0.1mm 미만인 크리스토발라이트 파우더를 포함하는 것인 인조대리석의 제조방법.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 바인더 수지 및 크리스토발라이트의 총중량을 기준으로,
   상기 바인더 수지의 함량은 10 중량% 내지 15 중량%이고, 상기 크리스토발라이트 샌드의 함량은 45 중량% 내지 60 중량%이며, 상기 크리스토발라이트 파우더의 함량은 25 중량% 내지 40 중량%인 것인 인조대리석의 제조방법.
6. 청구항 4에 있어서, 상기 바인더 수지는 액상 바인더 수지를 포함하는 것인 인조대리석의 제조방법.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 바인더 수지는 분말 수지를 추가로 포함하는 것인 인조대리석의 제조방법.
8. 청구항 4에 있어서, 상기 인조대리석 조성물의 아발란체 에너지(Avalanche Energy) 값은 18 mJ/Kg 이하인 것인 인조대리석의 제조방법.
9. 청구항 4에 있어서, 상기 인조대리석을 형성하는 단계 이후에,
   상기 인조대리석을 재단하고 표면을 매끄럽게 연마하는 후가공 단계를 추가로 포함하는 것인 인조대리석의 제조방법.