KR101758725B1 - 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물 및 이를 포함하는 건축마감재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비금속광물 착색용 조성물 및 이를 이용한 착색된 비금속 광물의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 비금속광물 착색용 조성물은 메틸렌 다이페닐 디이소시아네이트(methylene diphenyl diisocyanate), 폴리메틸렌 폴리페닐 이소시아네이트 (polymethylene polyphenyl isocyanate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 경화제 및 상기 경화제 100 중량부에 대하여 폴리옥시알킬렌 폴리올(polyoxyalkylene polyol) 30 내지 700 중량부가 포함되는 것일 수 있다.
Description
비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물 및 이를 포함하는 건축마감재에 관한 것이다. 보다 상세하게는 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물을 사용하여 건축물의 내벽, 외벽 또는 바닥에 착색된 인조석재 시공을 할 수 있고, 상기 시공된 마감재는 건축물의 내벽, 외벽 또는 바닥에 강하게 부착되며 높은 내구성을 가질 뿐만 아니라, 스프레이 방식 등으로 간단한 공정으로 건축물의 외벽, 내벽 또는 바닥층에 착색된 외벽층을 마감하는 시공을 할 수 있다는 장점을 가진다.
일반적으로 건축물에서 많이 사용되고 있는 천연 석재는 그 자체가 지니고 있는 문양과 질감 및 석재 자체의 특성(내구성, 내화학성, 내식성, 고강도 등)에 의하여 건축재 등으로 널리 사용되고 있으나, 생산량에 가격과 생산량에 제한이 있고, 특히 석재의 물성 내지 석재가 가진 무늬 등이 일정하지 않기 때문에 사용할 수 있는 천연석이 제한적이라는 문제점이 있다.
이에 천연석의 색상 및 무늬 등의 특성과 유사한 형태를 가지도록 하는 인조 석재 또는 석재에 붙이는 필름, 기타 석재의 가공품으로서 등으로서 다양한 방면으로 천연 석재를 대체하기 위한 연구가 진행되어 왔으며, 그 결과 다양한 방식에 의해서 천연 석재와 유사한 형태를 가지는 인테리어 등의 제품이 개발되어 다양한 용도로 고급화 되고 있다.
크기가 큰 천연석재 또는 제조된 인조석재 자체에 직접 착색을 하는 경우 그 질감의 표현이나 착색층의 형성이 자연스럽지 못하다는 문제가 있다. 따라서, 일반적으로는 일정한 크기의 비금속광물을 착색하여 착색층을 형성하고 상기 착색층이 형성된 일정한 크기의 비금속광물을 가공하여 일정한 무늬나 질감 등을 표현하면서 인테리어 등으로 사용할 수 있는 인조석재를 제조하는 방법이 활용되고 있는 실정이다.
특히 건축물의 외벽, 내벽 또는 바닥 등에 직접 착색을 하는 경우 착색층이 고르게 형성되도록 시공하는 것이 어렵고, 내구성이 약할 뿐만 아니라 자연스러운 질감 또는 무늬를 표현하기 어렵다는 문제가 있다.
따라서 일정한 크기의 작은 석재를 착색하거나 소성하여 상기 작은 석재에 색을 입히고 착색된 작은 석재를 압축 성형하는 등의 방법으로 제조된 인조석재를 상기 건축물의 외벽, 내벽 또는 바닥 등에 시공하는 방법이 많이 활용되고 있다. 이 경우 제작된 인조석재 또는 천연석재를 일정한 크기의 마감재로 제작하고, 상기 제작된 마감재를 건출물의 일정한 위치에 부착하는 공정이 필요하기 때문에 건출물에 따라 공정이 다양해지거나 인력이 많이 필요로 하게 되는 문제가 있다.
즉, 인조석재를 사용하는 경우에도 천연석재와 마찬가지로 건축물에 맞도록 석재를 가공하여 건축물에 부착하는 시공이 필요하고, 최근 건축물의 형태가 다양해지고 있으며 인건비가 상승 등으로 상기 시공에 따른 비용이 많아지고 있다.
따라서 건축물의 외벽, 내벽 또는 바닥을 마감하는 마감재를 일정한 조성물로 구현하여 작업현장에서 직접 분사함으로서 건축물의 마감재가 형성 및 건축물에 부착되도록 하면서도 높은 내구성 뿐만 아니라 석재의 질감, 색감이 자연스럽게 구현될 수 있도록 하는 방안이 필요하다.
관련 선행기술을 보면, 선행기술 1(KR 10-0342176 B1)에는 에폭시 수지조성물에 합성수지 필름칼라 칩을 혼합한 수지 혼합물에 경화제를 첨가한 조성물을 개시하고 있으며, 이를 이용하여 코팅대상의 표면에 소정 두께를 가지도록 도포하고 경화시켜 인조 대리석을 제조하는 방법이 개시되어 있으나, 이 경우 코팅면이 외부자극에 의해 벗겨지거나 마모되는 단점이 있고, 또한 장시간 자외선에 노출시 탈색되는 현상이 발생하여 본래의 코팅 색감을 잃어버리는 단점이 있다. 특히 본원발명에서 지적하는 바와 같은 공정의 단순화를 이룰 수 없다는 문제가 남는다.
또한, 선행기술 2(KR 10-0366568 B1)에는 에폭시 수지조성물을 30 내지 100℃로 가열한 상태에서 수지조성물에 합성수지 필름 칼라 칩을 혼합한 혼합물을 감압상태에서 교반하여 기포나 수분을 제거하고, 상기 수지 혼합물에 경화제를 첨가하여 재차 감압 탈포한 후, 상기 감압 탈포된 혼합물을 형틀에 부어 성형하고, 성형된 성형제를 지촉경화 상태가 되도록 하는 1차 경화단계 및 1차 경화가 완료된 성형체를 일정시간 유지시켜 성형체의 완전한 경화가 이루어지도록 하는 단계로 이루어진 인조 대리석의 제조방법이 개시되어 있다.
그러나, 상기와 같은 제조방법으로 제조되는 인조 대리석의 경우 내·외장재로 요구되는 강도를 만족시키고, 내마모성, 내수축성, 내수성 및 내한성과 내화학성 면에서 우수한 성질을 가지나, 이 또한 장시간 자외선에 노출시 탈색되는 현상을 보여 본래의 색감을 잃어버리는 단점이 있다. 나아가 이 역시 공정의 특성상 본원발명이 인식하는 건축물의 내벽, 외벽 또는 바닥을 마감하는 공정을 단순화 하는 조성물로 활용할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 변색이 거의 없어 색지속성이 우수하고, 원하는 다양한 색상 및 질감을 연출할 수 있는 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물에 관한 것이다.
또한 상기 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물에 의하는 경우 마감시공이 필요한 건축물의 내벽, 외벽 또는 바닥에 바로 시공하여 인조석재와 같은 연출을 할 수 있으므로 공정효율이 상당히 높다.
그리고 상기 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물에 의하는 경우 형성된 마감시공층의 내구성 및 색감이 우수하고 상기 비금속광물과 착색용 혼합조성물의 접착성 및 건축물에 대한 접합성이 높아 건축물에 안정적인 마감시공층을 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물을 이용한 건축마감재를 제공하는 것이다.
상기 건축마감재에 의하는 경우 마감층이 되는 석재 또는 기타 마감재료에 상기 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물을 도포하여 원하는 형태의 색상 및 질감을 가진 인조석재를 바로 제작하여 사용할 수 있다.
특히 상기 건축물의 마감시공이 필요한 곳에 필요한 형태로 마감재료를 선정 및 가공하고 상기 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물을 도포하여 다양한 형태의 석재마감재를 제공할 수 있게 하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물은 활석, 석고, 방해석, 형석, 인회석, 장석, 석영, 황옥, 강옥, 금강석 및 이들의 혼합물로 이루어진 비금속광물, 조색제, 메틸렌 다이페닐 디이소시아네이트(methylene diphenyl diisocyanate), 폴리메틸렌 폴리페닐 이소시아네이트 (polymethylene polyphenyl isocyanate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 경화제 및 상기 경화제 100 중량부에 대하여 폴리옥시알킬렌 폴리올(polyoxyalkylene polyol) 30 내지 700 중량부, 톨루엔(toluene), 메틸에톤케톤(methyl ethyl ketone), 자일렌(xylene), 사이클로헥사논(cyclohexanone), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol), 메틸이소부틸케톤(methyl isobutylketone) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 10 내지 700 중량부를 포함하는 제1 착색혼합물, 그리고 증점제, 데카논산(decanoic acid), 라우르산(lauric acid),미리스틱산(myristic acid), 팔미틱산(palmitic acid), 스테아릭산(stearic acid), 올레익산(oleic acid), 미네랄유(mineral oil), 옥시스테아린(oxystearine), 디메틸폴리실록산(dimethyl polysiloxane), 이산화규소(silicon dioxide), 소르비탄모노스테아레이트(sorbitanmonostearate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 표면 안정제 및 상기 표면 안정제 100 중량부에 대하여 프로판디올 (Propanediol) 10 내지 300 중량부를 포함하는 제2 착색혼합물을 포함하는 것이다.
상기 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물은 상기 비금속광물 및 제1 착색혼합물은 1 : 10 내지 10 : 1 중량비로 혼합되고, 상기 비금속광물 및 제2 착색혼합물은 1 : 10 내지 10 : 1 중량비로 혼합된 것일 수 있다.
상기 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물은 상기 표면 안정제 100 중량부에 대하여 하기의 화학식 1로 이루어진 중화제 10 내지 300 중량부를 더 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 1]
(X는 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기)
상기 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물은 상기 제2 착색혼합물이 하기의 화학식 2로 이루어진 첨가제를 더 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 2]
(n은 1 ~ 200의 자연수)
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 건축마감재는 상기 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물을 포함하는 것이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물은 활석, 석고, 방해석, 형석, 인회석, 장석, 석영, 황옥, 강옥, 금강석 및 이들의 혼합물로 이루어진 비금속광물, 조색제, 메틸렌 다이페닐 디이소시아네이트(methylene diphenyl diisocyanate), 폴리메틸렌 폴리페닐 이소시아네이트 (polymethylene polyphenyl isocyanate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 경화제 및 상기 경화제 100 중량부에 대하여 폴리옥시알킬렌 폴리올(polyoxyalkylene polyol) 30 내지 700 중량부, 톨루엔(toluene), 메틸에톤케톤(methyl ethyl ketone), 자일렌(xylene), 사이클로헥사논(cyclohexanone), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol), 메틸이소부틸케톤(methyl isobutylketone) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 10 내지 700 중량부를 포함하는 제1 착색혼합물, 그리고 증점제, 데카논산(decanoic acid), 라우르산(lauric acid),미리스틱산(myristic acid), 팔미틱산(palmitic acid), 스테아릭산(stearic acid), 올레익산(oleic acid), 미네랄유(mineral oil), 옥시스테아린(oxystearine), 디메틸폴리실록산(dimethyl polysiloxane), 이산화규소(silicon dioxide), 소르비탄모노스테아레이트(sorbitanmonostearate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 표면 안정제 및 상기 표면 안정제 100 중량부에 대하여 프로판디올 (Propanediol) 10 내지 300 중량부를 포함하는 제2 착색혼합물을 포함하는 것이다.
상기 활석, 석고, 방해석, 형석, 인회석, 장석, 석영, 황옥, 강옥, 금강석 및 이들의 혼합물은 착색되어 자연스러운 형태의 색감과 질감을 가지도록 하는 석재로서 비금속 광물을 말한다.
바람직하게 상기 비금속광물은 운모를 말한다. 운모를 사용하는 경우 상기 제1 착색혼합물 및 제2 착색혼합물에 따라 착색층이 자연스럽게 형성될 수 있으며, 마감재로 도포하는 경우 운도에 내구성 및 접착성이 우수한 착색층을 형성할 수 있다.
더 바람직하게 상기 비금속광물은 평균직경이 0.1 내지 10mm인 것일 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 착색된 운모가 서로 달라붙지 않으면서 자연스러운 착색층을 연출할 수 있고, 형성된 착색층이 벗겨지거나 마감재로 사용할 때 상기 운모가 떨어져나가는 문제를 방지할 수 있다.
가장 바람직하게는 상기 비금속광물은 평균직경이 0.5 내지 2mm인 운모 100 중량부, 상기 평균직경이 0.5 내지 2mm인 운모에 대하여 평균직경이 1 내지 3mm인 운모 100 내지 500 중량부 및 평균직경이 3 내지 8mm인 운모 100 내지 500 중량부인 것일 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 자연석과 같은 질감 및 색상 연출이 될 수 있을 뿐만 아니라 운모끼리 들러붙어 착색되지 않는 부분이 발생하는 문제를 해결할 수 있다.
상기 제1 착색혼합물은 메틸렌 다이페닐 디이소시아네이트(methylene diphenyl diisocyanate), 폴리메틸렌 폴리페닐 이소시아네이트 (polymethylene polyphenyl isocyanate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 경화제 및 상기 경화제 100 중량부에 대하여 폴리옥시알킬렌 폴리올(polyoxyalkylene polyol) 30 내지 700 중량부가 포함되는 것일 수 있다.
바람직하게 상기 폴리옥시알킬렌 폴리올은 상기 경화제 100 중량부에 대하여 50 내지 310 중량부로 포함된 것일 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 조색제의 색감을 살리면서도 내구성이 강하고 색지속성이 우수한 착색층을 형성할 수 있다.
더 바람직하게는 상기 폴리옥시알킬렌 폴리올은 상기 경화제 100 중량부에 대하여 80 내지 240 중량부로 포함된 것일 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 조색제 사용과 함께 색의 표현성이 우수하면서도 착색층의 색지속력과 착색층의 내구성, 비금속광물에 대한 접착성이 급격히 높아질 수 있다.
특히 상기 메틸렌 다이페닐 디이소시아네이트(methylene diphenyl diisocyanate)를 사용하는 경우 표면이 불규칙한 규사에 대하여 부착성 및 내구성이 우수하고 색연출에 용이할 수 있다. 상기 경화제는 착색된 비금속광물에 경화된 착색층을 형성하기 위한 것으로 상기 폴리옥시알킬렌 폴리올과 결합하여 내구성이 우수한 착색층을 형성한다.
한편, 상기 폴리옥시칼릴렌 폴리올을 사용해야 경화성이 우수할 수 있어 색지속 및 색의 표현성이 높아질 수 있다.
상기 경화제는 메틸렌 다이페닐 디이소시아네이트(methylene diphenyl diisocyanate), 폴리메틸렌 폴리페닐 이소시아네이트 (polymethylene polyphenyl isocyanate)이 혼합된 것일 수 있으며, 바람직하게는 1 : 1 내지 1 : 10 중량비로 혼합된 것일 수 있다.
보다 바람직하게는 35 : 100 내지 45 : 100 중량비로 혼합된 것일 수 있다. 상기 범위에 의한 경우 상기 착색층의 내구성이 매우 우수하며, 조색제의 변색을 막는 효과가 매우 탁월할 수 있다.
상기 제1 착색 혼합물 및 제2 착색 혼합물의 점도는 0.9 내지 1.2 cP인 것일 수 있다. 점도가 0.9 cP 미만인 경우 상기 운모 등 비금속 광물에 착색층이 너무 얇게 생성될 뿐만 아니라 운모의 기계적 강도를 보강하는 효과가 저하되고 착색 이후에 색변색의 문제가 있다. 또한, 점도가 1.2 cP를 초과하는 경우 상기 제1 또는 제2 착색 혼합물의 혼합이 잘 이루어지지 않으며, 상기 운모 등 비금속광물에 착색층이 고르게 분산되지 않아 표현하는 색채 또는 질감이 제대로 표현되지 않을 수 있다.
상기 경화제로 에폭시 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지를 사용하는 경우 착색층의 내구성이 저하되는 문제를 극복하기 어렵고, 특히 형성된 착색층 안에서 변색이 발생하는 문제를 해결할 수가 없다. 그러나 상기 비금속광물 착색용 조성물의 구성 및 그 함량 및 점도 범위에 의하는 경우 형성된 착색층의 높은 내구성과 특히 착색층이 변색되지 않아 장기간 색감과 질감을 유질할 수 있다는 장점을 가진다.
상기 비금속광물 착색용 조성물은 상기 경화제 100 중량부에 대하여 톨루엔(toluene), 메틸에톤케톤(methyl ethyl ketone), 자일렌(xylene), 사이클로헥사논(cyclohexanone), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol), 메틸이소부틸케톤(methyl isobutylketone) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느하나를 10 내지 700 중량부 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 경화제 100 중량부에 대하여 톨루엔(toluene), 메틸에톤케톤(methyl ethyl ketone), 자일렌(xylene), 사이클로헥사논(cyclohexanone), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol), 메틸이소부틸케톤(methyl isobutylketone) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나는 용제로 사용되어, 상기 비금속광물 착색용 조성물의 점도를 조정하는데 사용하는 것일 수 있다.
상기 비금속광물 착색용 조성물은 조색제를 더 포함하는 것일 수 있다. 상기 조색제는 유기안료 및 무기안료로서 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자가 사용할 수 있는 모든 범위의 안료를 포함하는 것으로 본다.
한편, 상기 톨루엔(toluene), 메틸에톤케톤(methyl ethyl ketone), 자일렌(xylene), 사이클로헥사논(cyclohexanone), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol), 메틸이소부틸케톤(methyl isobutylketone) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 용제가 상기 경화제 100 중량부에 대하여 10 중량부 미만인 경우 분산에 문제가 생길 수 있어, 상기 상도 코팅층이 상기 착색층과 강하게 결합되기 어려울 뿐만 아니라 착색층의 변색을 막는 효과가 저하되는 문제가 있고, 200 중량부를 초과하는 경우 상기 착색층에 대한 결합력 접착력 감소 및 기계적 내구성 저하의 문제가 있다. 또한 색감의 표현이 달라져 착색층의 자연스러운 연출이 어렵다는 문제가 있다.
바람직하게는 상기 용제는 30 내지 110 중량부로 포함되는 것일 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 형성된 상기 상도 코팅층이 상기 착색층과 강하게 결합될 수 있는 장점이 있고, 상기 착색층의 변색을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 용제는 톨루엔(toluene), 메틸에톤케톤(methyl ethyl ketone) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 일 수 있다. 점도의 조절 및 높은 휘발성에 의해 공정효율이 높아질 뿐만 아니라 상기 상도 코팅층이 상기 착색층에 강하게 결합되면서 상기 착색층이 변색을 방지하는 상도 코팅층이 형성될 수 있기 때문이다.
상기 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물은 증점제를 사용하여 점도가 조정된 것일 수 있다. 즉, 상기 제1 착색 혼합물 및 제2 착색 혼합물의 점도를 일정한 정도로 낮추고 상기 증점제가 혼합되면서 조성물 전체의 점도를 높이도록 한 것이다.
따라서 제1 착색혼합물 및 제2 착색혼합물은 점도가 0.9 내지 1.2 cP가 되게 하여 각 착색혼합물의 배합이 원활하게 이루어질 수 있도록 하고, 상기 운모에 고르게 분산되어 운모 표면의 기계적 강도를 높이고 착색층을 형성하게 하는 것이다. 나아가 상기 증점제를 사용하는 경우 운모가 포함된 조성물 전체의 점도를 높여 상기 조성물로 시공된 마감재의 강도를 높이고, 상기 조성물을 사용한 마감재의 시공이 원활히 이루어지게 하는 것일 수 있다.
바람직하게 상기 증점제는 셀룰로스, 젤라틴, 팩틴, 구아검, 잔탄 및 이들의 혼합물로 이루어진 증점다당류 군에서 선택된 어느하나 일 수 있다. 상기 증점다당류를 사용하는 경우 조성물 전체의 점도를 높이는 것일 수 있다.
더 바람직하게 상기 증점제는 구아검 및 잔탄이 2 : 1 중량비로 혼합된 것이고, 상기 표면안정제 100 중량부에 대하여 10 내지 200 중량부로 포함된 것일 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물에 포함된 제1 착색 혼합물과 제2 착색 혼합물이 혼합되고, 상기 혼합된 제1 착색 혼합물과 제2 착색 혼합물이 운모 표면에 고르게 분산된 후에 조성물 전체의 점성이 증가할 수 있어 효과적이다. 즉 조성물의 점성이 빠르게 높아지면 상기 착색 혼합물의 혼합이 잘 이루어지지 않고 운모에 착색되지 않은 부분이 발생하거나 운모 표면에 기계적 강도를 보강하는 효과가 저하되는 문제가 있다.
가장 바람직하게는 상기 증점제는 구아검 및 잔탄이 4 : 1 내지 1 : 4 중량비로 혼합된 것이고, 상기 표면안정제 100 중량부에 대하여 10 내지 200 중량부로 포함되고, 상기 표면안정제 100 중량부에 대하여 제2인산칼륨이 0.01 내지 0.5 중량부로 포함된 것일 수 있다.
상기 제2인산칼륨이 포함된 경우 상기 증점제에 사용에 따른 조성물 전체의 점도가 증가하는 속도를 늦출 수 있어 상기 착색 혼합물과 운모가 효과적으로 혼합되고 조성물 전체의 점도를 높이게 할 수 있다. 상기 제2 인산캄륨이 0.01 중량부 미만으로 포함되는 경우 증점에 대한 지연효과가 거의 없으며, 0.5 중량부를 초과하여 포함되는 경우 증점효과가 발생하지 않는 문제가 있다.
즉, 본 발명은 각 혼합물이 순차적으로 혼합하여 착색하던 공정을 점도를 이용하여 한번에 혼합되고 최종적으로 착색된 비금속광물을 제조하는 것으로 공정효율이 상당히 높다는 장점을 가진다.
상기 조색제는 무기 도료 또는 유기 도료를 사용하는 것일 수 있으며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 사용할 수 있는 도료를 모두 포함하는 것으로 본다.
상기 표면 안정제는 데카논산(decanoic acid), 라우르산(lauric acid),미리스틱산(myristic acid), 팔미틱산(palmitic acid), 스테아릭산(stearic acid), 올레익산(oleic acid), 미네랄유(mineral oil), 옥시스테아린(oxystearine), 디메틸폴리실록산(dimethyl polysiloxane), 이산화규소(silicon dioxide), 소르비탄모노스테아레이트(sorbitanmonostearate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있다.
상기 표면 안정제를 사용하는 경우 운모를 포함하는 상기 비금속광물에 착색되지 않은 부분이 발생하지 않고, 상기 착색 혼합물의 사용에 따른 운모의 기계적 강도가 고르게 높아지게 되어 조성물의 혼합과정 및 혼합된 조성물을 사용한 마감재의 시공과정에서 운모가 부서지는 문제를 방지할 수 있어 공정효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
바람직하게 상기 표면 안정제는 미네랄유(mineral oil) 및 옥시스테아린(oxystearine)이 1 : 3 내지 3 : 1 중량비로 포함되는 것일 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 표면 안정제 사용에 따른 착색 혼합물의 색감에 영향을 미치지 않아 자연스러운 색감과 질감을 얻을 수 있다.
상기 제2 착색혼합물은 상기 표면 안정제 100 중량부에 대하여 프로판디올(Propanediol) 10 내지 300 중량부로 포함되는 것이다.
상기 프로판디올을 사용하는 경우 착색된 운모끼리 들러붙는 문제를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 자연스러운 색감을 연출할 수 있는 장점을 가진다.
특히 상기 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물은 종래 기술과 달리 혼합물을 순차적으로 배합하고 배합된 혼합물을 석재 등에 도포하는 방식이 아니라, 석재를 포함하는 비금속광물 및 착색조성물 전체를 한번에 배합하여 사용하는 것이기 때문에 운모에 착색되지 않거나 표면의 기계적 강도가 보강되지 않은 부분이 발생할 수 있고, 전체적인 내구성이 저하되는 문제가 있다. 특히 상기 제2 착색 혼합물을 사용하지 않는 경우 운모끼리 들러붙어 전체적으로 자연스러운 질감이 연출되지 않으며 착색되지 않는 부분이 많이 발생하는 문제가 있다.
상기 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물은 상기 비금속광물 및 제1 착색혼합물은 1 : 10 내지 10 : 1 중량비로 혼합되고, 상기 비금속광물 및 제2 착색혼합물은 1 : 10 내지 10 : 1 중량비로 혼합된 것일 수 있다.
상기 범위에 의하는 경우 운모 등 비금속광물의 표면 강화 및 고른 착색층을 형성할 수 있다.
상기 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물은 상기 표면 안정제 100 중량부에 대하여 하기의 화학식 1로 이루어진 중화제 10 내지 300 중량부를 더 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 1]
(X는 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기)
상기 화학식 1로 표시되는 중화제를 사용하는 경우 착색층이 운모에 강하게 형성되어 기계적 강도가 높아질 수 있으며, 착색 혼합물 사용에 따른 자연스러운 색감과 질감을 연출할 수 있다.
상기 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물은 상기 제2 착색혼합물이 하기의 화학식 2로 이루어진 첨가제를 더 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 2]
(n은 1 ~ 200의 자연수)
상기 화학식 2로 표시되는 첨가제를 사용하는 경우 운모의 기계적 강도가 높아지고 착색층의 색감이 자연스러울 뿐만 아니라 착색층의 자외선에 의한 색변색이 방지될 수 있다.
바람직하게 상기 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물은 상기 경화제 100 중량부에 대하여 아크릴 에멀전(Acrylate emulsion) 50 내지 400 중량부를 포함하는 것일 수 있다. 상기 아크릴 에멀전을 사용하는 경우 상기 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물을 사용하여 시공한 마감층의 기계적 강도가 크게 높아질 수 있는 장점이 있다. 즉 마감재 전체의 강도가 높아지고 자연스러운 색연출 효과를 낼 수 있다.
상기 아크릴 에멀전이 50 중량부 미만으로 포함되는 경우 기계적 강도 보강효과가 저하되며, 400 중량부를 초과하여 포함되는 경우 색감에 영향을 미쳐 마감재의 자연스러운 색감과 질감을 연출하기 곤란하다는 문제가 있다.
더 바람직하게 상기 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물은 상기 경화제 100 중량부에 대하여 아크릴 에멀전(Acrylate emulsion) 50 내지 400 중량부 및 하이드록시 암모늄(Ammonia aqueous)를 0.01 내지 1 중량부로 포함하는 것일 수 있다.
상기 하이드록시 암모늄을 포함하는 경우 기계적 강도가 높아지는 효과가 극대화될 수 있어 상기 조성물 사용에 따라 마감재가 안정적으로 설치될 수 있으며, 색감에 영향이 미치지 않아 자연스러운 색연출이 가능할 수 있다. 상기 하이드록시 암모늄염이 0.01 중량부 미만으로 포함되는 경우 기계적 강도 보강효과가 없으며, 1 중량부를 초과하여 포함되는 경우 아크릴 에멀전 사용에 따른 기계적 강도가 오히려 저하되는 문제가 발생한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 건축마감재는 상기 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물을 포함하는 것이다.
본 발명의 효과는 변색이 거의 없어 색지속성이 우수하고, 원하는 다양한 색상 및 질감을 연출할 수 있는 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물을 제공하는 것이다.
또한 상기 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물에 의하는 경우 마감시공이 필요한 건축물의 내벽, 외벽 또는 바닥에 바로 시공하여 인조석재와 같은 연출을 할 수 있으므로 공정효율이 상당히 높다는 장점을 가진다.
그리고 상기 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물에 의하는 경우 형성된 마감시공층의 내구성 및 색감이 우수하고 상기 비금속광물과 착색용 혼합조성물의 접착성 및 건축물에 대한 접합성이 높아 건축물에 안정적인 마감시공층을 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로서 건축마감재는 상기 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물을 이용한 것이다.
상기 건축마감재에 의하는 경우 마감층이 되는 석재 또는 기타 마감재료에 상기 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물을 도포하여 원하는 형태의 색상 및 질감을 가진 인조석재를 바로 제작하여 사용할 수 있다.
특히 상기 건축물의 마감시공이 필요한 곳에 필요한 형태로 마감재료를 선정 및 가공하고 상기 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물을 도포하여 다양한 형태의 석재마감재를 제공할 수 있다.
나아가 상기 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물은 각 조성물을 순차적으로 배합하고 필요한 석재에 도포하여 착색하는 단계를 거치는 것이 아니라 각 조성물 전체와 비금속광물이 한번에 배합되어 착색된 비금속광물을 필요한 곳에 바로 시공할 수 있도록 하는 장점을 가진다.
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: 착색된 비금속 광물의 제조]
하기의 표 1과 같은 구성의 조성물을 사용하여 하기의 비교예 및 실시예에 따른 착색된 비금속광물을 제조하였다. 운모 및 각 조성물을 시간의 차이를 두지 않고 한번에 배합하여 사용하였다.
| 비교예1 | 비교예2 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예4 | 실시예5 | 실시예6 | |
| 운모 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 조색제 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 메틸렌 다이페닐 디이소시아네이트 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
| 폴리옥시알킬렌폴리올 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 | 45 |
| 톨루엔 | - | 35 | 35 | 35 | 35 | 35 | 35 | 35 |
| 증점제 | - | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 표면안정제 | - | - | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 프로판디올 | - | - | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 제2인산칼륨 | - | - | - | - | - | 0.001 | 0.001 | 0.001 |
| 중화제 | - | - | - | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 첨가제 | - | - | - | - | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 아크릴에멀전 | - | - | - | - | - | - | 30 | 30 |
| 하이드록시 암모늄 | 0.05 |
(단위: 중량부)
- 운모: 평균입경이 0.5 내지 8mm인 운모.
- 조색제: 유성 조색제
- 증점제: 옥시스테아린
- 증점제: 구아검 및 잔탄 2 : 1 중량비 혼합
- 중화제: [화학식 1]로 표현되는 화합물
(X는 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기)
- 첨가제: [화학식 2]로 표현되는 화합물
(n은 1 ~ 200의 자연수)
[
실험예
1: 배합방법에 따른
착색유무
평가]
상기 비교예 1 및 2에 의하는 경우 의하는 경우 상기 운모와 상기 조성물을 한번에 배합하였을 때, 운모에 착색되지 않는 부분이 생기거나 운모끼리 들러붙는 문제가 발생하여 한번에 배합하는 공정으로는 착색된 운모를 생성할 수 없는 것을 확인하였다.
상기 실시예 1 내지 6에 의하는 경우 운모에 일정한 착색층이 형성되었으며, 이에 따라 실시예에 따른 착색층에 대한 색감, 기계적 강도 및 시공성을 평가하였다.
[
실험예
2:
실시예의
물성평가]
본 발명에서 목적으로 하는 공정에 따라 착색된 비금속광물이 형성되지 않는 비교예를 제외하고 상기 제조예에 따라 제조된 실시예 1 내지 6에 따른 내구성, 내열성, 착색된 색채, 질감 및 색지속성을 비교하여 지수로 표현하였다. 상기 지수는 모든 항목에서 가장 우수한 결과를 얻은 실시예 1을 10으로 하고, 상기 실시예 1과 비교하여 1 내지 10의 지수로 평가하였다. 따라서 상기 지수가 높을수록 평가항목에 대한 결과가 우수한 것이다.
| 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예4 | 실시예5 | 실시예6 | |
| 내구성 | 5 | 6 | 7 | 8 | 10 | 10 |
| 착색정도 | 5 | 6 | 6 | 9 | 10 | 10 |
| 내열성 | 5 | 5 | 5 | 5 | 9 | 10 |
| 색채 | 5 | 6 | 6 | 8 | 9 | 9 |
| 질감 | 5 | 6 | 7 | 9 | 10 | 10 |
| 색지속성 | 5 | 6 | 6 | 7 | 10 | 10 |
(단위: 지수)
상기 표 2를 참조하면, 본 발명의 구성에 따른 실시예에 의하는 경우 한번에 각 조성물과 운모를 한번에 배합하여도 운모에 일정한 착색층을 형성할 수 있어 공정효율을 크게 높일 수 있다는 것을 알 수 있다.
실시예 1 내지 6에 의하는 경우 한번에 배합 및 시공할 수 있어 마감재를 시공하는 공정에 대한 공정효율이 크게 높아질 수 있다.
특히 실시예 4 내지 6에 의하는 경우 착색정도가 우수하였을 뿐만 아니라 아크릴 에멀전에 사용된 실시예 5 및 6의 경우 내구성, 질감 및 색지속성이 상당히 우수하다는 사실을 확인할 수 있다.
또한 제2 인산칼륨이 포함되는 경우 조성물이 충분히 배합되고 운모에 착색층이 형성된 뒤에 점도가 높아지게 되므로 낮은 점도에서 배합이 충분히 일어난 뒤 증점제 사용에 따른 점도 증가효과가 발생하게 되어 효과적인 혼합 이후 증점효과로 운모에 대한 착색과 표면 보강효과가 높을 뿐만 아니라 착색층의 질감이 상당히 우수해진다는 사실을 확인할 수 있었다.
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 (5)
- 활석, 석고, 방해석, 형석, 인회석, 장석, 석영, 황옥, 강옥, 금강석 및 이들의 혼합물로 이루어진 비금속광물,
조색제,
메틸렌 다이페닐 디이소시아네이트(methylene diphenyl diisocyanate), 폴리메틸렌 폴리페닐 이소시아네이트 (polymethylene polyphenyl isocyanate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 경화제 및
상기 경화제 100 중량부에 대하여 폴리옥시알킬렌 폴리올(polyoxyalkylene polyol) 30 내지 700 중량부,
톨루엔(toluene), 메틸에톤케톤(methyl ethyl ketone), 자일렌(xylene), 사이클로헥사논(cyclohexanone), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol), 메틸이소부틸케톤(methyl isobutylketone) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 10 내지 700 중량부를 포함하는 제1 착색혼합물, 그리고
증점제,
데카논산(decanoic acid), 라우르산(lauric acid),미리스틱산(myristic acid), 팔미틱산(palmitic acid), 스테아릭산(stearic acid), 올레익산(oleic acid), 미네랄유(mineral oil), 옥시스테아린(oxystearine), 디메틸폴리실록산(dimethyl polysiloxane), 이산화규소(silicon dioxide), 소르비탄모노스테아레이트(sorbitanmonostearate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 표면 안정제 및
상기 표면 안정제 100 중량부에 대하여 프로판디올 (Propanediol) 10 내지 300 중량부를 포함하는 제2 착색혼합물을 포함하는 것이고,
상기 비금속광물 및 제1 착색혼합물은 1 : 10 내지 10 : 1 중량비로 혼합되고,
상기 비금속광물 및 제2 착색혼합물은 1 : 10 내지 10 : 1 중량비로 혼합된 것이고,
상기 표면 안정제 100 중량부에 대하여
하기의 화학식 1로 이루어진 중화제 10 내지 300 중량부를 포함하는
비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물.
[화학식 1]
(X는 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기) - 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 제2 착색혼합물은
하기의 화학식 2로 이루어진 첨가제를 더 포함하는 것인
비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물.
[화학식 2]
(n은 1 ~ 200의 자연수) - 제 1항 또는 제 4항에 따른 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물을 포함하는 것인
건축마감재.
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| KR1020160073987A KR101758725B1 (ko) | 2016-06-14 | 2016-06-14 | 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물 및 이를 포함하는 건축마감재 |
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| KR1020160073987A KR101758725B1 (ko) | 2016-06-14 | 2016-06-14 | 비금속광물 및 착색용 혼합 조성물이 포함된 건축마감용 조성물 및 이를 포함하는 건축마감재 |
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| KR101581636B1 (ko) * | 2015-05-19 | 2015-12-30 | 한규복 | 비금속광물 착색용 조성물 및 이를 이용한 착색된 비금속 광물의 제조방법 |
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