KR100984235B1

KR100984235B1 - 암석무늬 판재

Info

Publication number: KR100984235B1
Application number: KR1020090130466A
Authority: KR
Inventors: 김범호; 이장목
Original assignee: (주)비온디
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2009-12-24
Publication date: 2010-09-28

Abstract

본 발명은 암석무늬 판재를 개시한다.

본 발명에 따르는 암석무늬 판재는 시멘트와 물을 혼합하여 건조된 시멘트보드와, 상기 시멘트보드의 상부에 물, 규불화염, 계면활성제, 부틸아크릴레이트, 스틸렌모노머, 아크릴산, 하이드록시에틸아크릴레이트, 아크릴로리트릴, 스테아린산아연, 탈크 및 메틸셀룰로오스로 이루어진 혼합물로 도포되어 건조된 강화층과, 상기 강화층의 상부에 형성되어 접착강도 증가와 부식을 방지하는 프라이머소재로 이루어진 배리어층과, 상기 배리어층의 상부에 구비되어 외부에서 전달되는 열을 차단하는 차열층과, 상기 차열층의 상부에는 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나와 미세하게 분쇄된 화강석분말, 물, 계면활성제 및 아크릴에멀젼으로 이루어진 조성물이 도포된 암석무늬층 및 상기 암석무늬층의 상부에는 이물질에 의한 오염을 방지하는 방오층을 포함하는 것을 특징으로 하는데, 이에 의할 때, 제조비용이 저렴하고 무게가 경량이면서도 천연 화강석무늬의 질감을 나타내며, 내화학성, 부착성, 내후성 및 내오염성이 우수하다.

암석, 무늬, 판재

Description

암석무늬 판재{The rock-pattern panel}

본 발명의 암석무늬 판재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제조비용이 저렴하고 무게가 경량이면서도 천연 화강석무늬의 질감을 나타내며, 내화학성, 부착성, 내후성 및 내오염성이 우수한 암석무늬 판재에 관한 것이다.

통상 건축물 외벽 마감재로 주로 많이 사용되고 있는 화강석 또는 대리석은 그 원석이 국내에는 부족하여 전량을 중국이나 기타 외국에서의 수입에 의존하고 있어 수공급에 상당한 어려움을 격고 있으며, 디자인이나 색상 또한 단조로운 면이 많이 있었다.

또한, 비싼 공사비에 비해 단열재 사용이 용이하지 않아 단열 효율이 떨어 지는 등의 건설사들에겐 상당한 부담으로 작용하고 있는 실정이다.

일반적으로 건축물의 실내를 여러 공간으로 구획하는 벽면에는 외부로의 열 손실이나 열의 유입을 적게 하기 위한 단열재가 설치되고 있는데, 여기서 단열재는 소재 자체의 열전도율이 작은 것을 사용하는 것이 좋으나 대개는 그렇지 못하므로 열전도율을 작게 하고자 다공성을 가지도록 만들어 미세기공 속에 있는 공기의 단열성을 이용하여 단열효과를 얻는 방법을 상용하고 있다. 이는 공기의 열전도율이 작기 때문에 대류작용을 일으키지 않도록 일정한 공간내에서 이상적인 단열효과를 얻을 수 있는 점을 이용하는 것이다.

위 단열재는 가격이 저렴할 뿐만 아니라 구입하기가 손쉽기 때문에 널리 이용되고 있고 있으며, 특히 발포스티렌(expanded polystyrene, 스티로폼)을 그 대표적인 예로 꼽을 수 있다.

그러나, 위 발포스티렌은 단순히 다수의 미세기공 속에 존재하는 공기의 단열성에만 의존하여 단열효과를 발휘하므로 그 효과에 한계가 있기에, 높은 단열효과를 기대하는 거주자의 일반적인 심리에 부응하지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 위 발포스티렌은 특성상 벽면에서 발생하는 진동이나 소음을 충분히 흡수하지 못하고, 아울러 습기를 효과적으로 차단하지 못하므로 이에 만족스러운 방진, 방음 및 방습효과를 제공할 수 없어 쾌적한 실내환경을 조성하는데 한계를 가지는 문제점이 있었다.

한편, 위 발포스티렌은 널리 알려진 바와 같이 화기에 취약하므로 화재가 발생하는 경우에 단시간에 연소될 뿐만 아니라 인체에 유해한 유독가스를 생성하는 문제점도 있었다.

또한, 단열은 물체와 물체사이에서 열이 옮겨가거나 옮겨오는 것, 즉 열의 이동을 막아주는 것을 말하며, 우리가 피부로 체감하는 열은 전도열, 대류열, 복사열로 이루어지며 전도열이 5%, 대류열이 20%, 복사열이 75%의 비중으로 열이 이동한다.

즉, 우레탄이나 스치로폼과 같은 부피단열재는 전도열(5%)과 대류열(20%)을 열의이동을 지연시키는 원리로 차단할 뿐 장파장(적외선)의 상태로 이동하는 복사열(75%)을 차단하지 못하고 있다.

이에 부피가 작으면서도 단열효율이 우수한 단열재의 개발이 절실히 요구되고 있으며, 수입에 의존도를 줄이고 단열효율이 우수하며 화강석 또는 대리석을 대체할 수 있는 복합 기능의 외벽 마감판재의 개발 또한 절실히 요구되고 있었다.

또한, 화강석은 자체무게가 상당하여 건물하중에 부담을 주고 지진 등의 자연재해에는 치명적인 인재의 원인으로 작용될 가능성을 항상 가지고 있었다.

지진은 자연재해 중에서 가장 극적인 지각변동과 인명 및 재산 피해를 가져오는 무서운 현상으로서 그 역사는 인류의 역사와 함께 기록되어 왔다. 현재 규모 8 이상의 지진이 전세계 적으로 매년 2회 그리고 규모 7 이상은 20회 정도나 일어나고 있으며 이와 같은 지진은 지진다발지역인 지진대에서 주로 발생하고 있으나 그 규모와 빈도의 차이는 있지만, 지구 표면 어디에서나 발생할 수 있음은 부인할 수 없는 사실이다.

흔히 지진이 발생하지 않는 것으로 잘못 인식되어 있는 한반도에서도 역사적으로 많은 지진 활동이 있었고 앞으로도 지진발생 가능성을 전혀 배제할 수 없음을 알 수 있다.

이러한 인식에 따라 1988년부터는 건축물에 내진설계기법이 도입되었고, 1992년부터는 도로교표준시방서를 개정하여 교량도 내진설계를 하도록 규정한 바있다.

이러한 규제는 1994년 고베지진 피해 이후 건축물에 대한 내진설계에 대한 중요성이 더욱 인식되어 1996년 이후에는 더욱 건축물의 내진기준을 강화하여 5층 이상의 공동주택에 대해서도 실시하도록 하고 있으며, 최근에는 신축 공동주택(아파트)의 경우 모두 내진 규정을 적용하도록 의무화하고 있다.

이러한 실정에서 무게가 경량이면서 화강석 또는 대리석을 대체할 수 있는 내진구조의 복합패널 마감판재의 개발 또한 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 제조비용이 저렴하고 무게가 경량이면서도 천연 화강석무늬의 질감을 나타내며, 내화학성, 부착성, 내후성 및 내오염성이 우수한 암석무늬 판재를 제공하는 것이다.

본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여,

시멘트와 물을 혼합하여 건조된 시멘트보드와, 상기 시멘트보드의 상부에 물, 규불화염, 계면활성제, 부틸아크릴레이트, 스틸렌모노머, 아크릴산, 하이드록시에틸아크릴레이트, 아크릴로리트릴, 스테아린산아연, 탈크 및 메틸셀룰로오스로 이루어진 혼합물로 도포되어 건조된 강화층과, 상기 강화층의 상부에 형성되어 접착강도 증가와 부식을 방지하는 프라이머소재로 이루어진 배리어층과, 상기 배리어층의 상부에 구비되어 외부에서 전달되는 열을 차단하는 차열층과, 상기 차열층의 상부에는 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나와 미세하게 분쇄된 화강석분말, 물, 계면활성제 및 아크릴에멀젼으로 이루어진 조성물이 도포된 암석무늬층 및 상기 암석무늬층의 상부에는 이물질에 의한 오염을 방지하는 방오층을 포함하는 것을 특징으로 하는 암석무늬 판재를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 시멘트보드는 그 혼합시에 유기섬유를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 유기섬유는 나일론섬유과 폴리프로필 렌섬유일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 규불화염은 규불화아연 및 규불화마그네슘일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 혼합물은 그 전체 혼합물에 대하여 물 100 내지 200 중량부, 규불화염 1 내지 3 중량부, 계면활성제 0.1 내지 1 중량부, 부틸아크릴레이트 100 내지 250 중량부, 스틸렌모노머 100 내지 300 중량부, 아크릴산 1 내지 2.5 중량부, 하이드록시에틸아크릴레이트 1 내지 2.5 중량부, 아크릴로리트릴 1 내지 4 중량부, 스테아린산아연 3 내지 15 중량부, 탈크 10 내지 40 중량부 및 메틸셀룰로오스 2 내지 10 중량부를 함유할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 프라이머소재는 아크릴수지, 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리올레핀 및 실리콘 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 차열층은 운모입자, 물, 아크릴 에멀젼 및 첨가제를 혼합하여 도포될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 운모입자는 그 입도가 10 내지 100㎛일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 첨가제는 침강방지제, 분산제, 습윤제, 소포제, 방부제, 텍사놀 및 흐름방지조절재로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 조성물에는 카르복실산, 술폰산 염, 황산염 및 인산염으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 다가 금속 규산염은 소듐 몬모릴로나이트, 규산 마그네슘 알루미늄, 활석, 수화 규산 마그네슘 알루미늄, 칼슘 벤토나이트, 사포나이트, 세피올라이트, 알루미노규산 나트륨, 헥토라이트 및 비정질 규산 마그네슘으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 다가 금속 탄산염은 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 철, 탄산 망간, 돌로마이트 및 탄산 아연으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 화강석분말은 그 평균지름이 20 내지 30㎛이고, 분말도가 비표면적으로 1500 내지 2500 ㎠/g일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 조성물은 그 전체 조성물에 대하여 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 1 내지 3 중량부와 미세하게 분쇄된 화강암석분말 2 내지 5 중량부, 물 65 내지 80 중량부, 소포제 0.1 내지 0.5 중량부, 방부제 0.1 내지 0.3 중량부, 증점제 1 내지 5중량부, 계면활성제 0.5 내지 1.5 중량부 및 아크릴에멀젼 15 내지 25 중량부일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 조성물에는 소포제, 방부제, 증점제, 분산제, 습윤제 및 흐름방지조절재로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 방오층은 폴리우레탄도료로 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 폴리우레탄도료는 하이드록시아크릴레이트수지(Hydroxy acrylate resin) 30 내지 60 중량부, 크실렌(Xylene) 5 내지 30 중량부, 실리콘계 분산제 0.1 내지 2 중량부, 이산화티탄(TiO₂) 10 내지 40 중량부, 메틸아이소부틸케톤(Methyl isobutyl ketone) 1 내지 10 중량부, 부틸아세테이트(Butyl Acetate) 1 내지 10 중량부, 소포제 0.1 내지 2 중량부, 경화촉진제 0.1 내지 2 중량부로 된 주제와 지방족 폴리이소시아네이트수지(Poly isocyanate resin) 10 내지 50 중량부, 실리케이트(silicate) 5 내지 40 중량부, 부틸아세테이트(Butyl Acetate) 10 내지 60 중량부로 된 경화제를 혼합하여 준비될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 이산화티탄의 입도는 5 내지 12㎛일 수 있다.

본 발명에 따르는 암석무늬 판재는 제조비용이 저렴하고 무게가 경량이면서도 천연 화강석무늬의 질감을 나타내며, 내화학성, 부착성, 내후성 및 내오염성이 우수한 효과를 가진다.

이하, 본 발명을 더욱 상세하게 기술한다.

본 발명에 대하여 아래에서와 같이, 실시 가능한 예를 들어 도면을 들어 설 명하나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명에 속하는 기술 분야의 통상 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명에 따르는 암석무늬판재는 시멘트와 물을 혼합하여 건조된 시멘트보드와, 상기 시멘트보드의 상부에 물, 규불화염, 계면활성제, 부틸아크릴레이트, 스틸렌모노머, 아크릴산, 하이드록시에틸아크릴레이트, 아크릴로리트릴, 스테아린산아연, 탈크 및 메틸셀룰로오스로 이루어진 혼합물로 도포되어 건조된 강화층과, 상기 강화층의 상부에 형성되어 접착강도 증가와 부식을 방지하는 프라이머소재로 이루어진 배리어층과, 상기 배리어층의 상부에 구비되어 외부에서 전달되는 열을 차단하는 차열층과, 상기 차열층의 상부에는 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나와 미세하게 분쇄된 화강석분말, 물, 계면활성제 및 아크릴에멀젼으로 이루어진 조성물이 도포된 암석무늬층 및 상기 암석무늬층의 상부에는 이물질에 의한 오염을 방지하는 방오층을 포함하는 특징이 있다.

도 1은 본 발명에 따르는 암석무늬 판재의 단면을 개념적으로 보여주는 그림이다. 도 1을 참조하면, 상기 시멘트보드(10)는 시멘트(cement)로 건조되어진 판재를 말하는 것으로, 상기 시멘트는 순수한 시멘트뿐만 아니라, 사용되는 환경에 따라서 고강도 시멘트일 수도 있는데, 예를 들어, 화재가 발생하는 경우에 폭렬을 방지하기 위하여 내화성시멘트일 수도 있으며, 이때는 시멘트이외에 모래, 자갈, 물 또는 유기섬유를 더 포함할 수 있다.

상기 유기섬유는 나일론섬유과 폴리프로필렌섬유를 사용할 수 있는데, 이는 그 융해점이 높은 섬유와 융해점이 낮은 섬유를 사용하여 건축물에서 화재가 발생하는 경우에 상기 시멘트보드의 온도가 상승되어 먼저 융해점이 낮은 섬유가 융해(melting)되면서 공극이 발생되고 이를 통하여 수증기가 외부로 방출하게 된다.

또한, 화재가 진행되면서 시멘트보드 내부의 온도는 지속적으로 상승하게 되어 융해점이 높은 섬유도 역시 순차적으로 융해되면서 미세조직까지 수증기가 방출될 수 있는 통로를 형성하게 된다.

여기서 융해점이 낮은 섬유로 폴리프로필렌 섬유로 그 밀도가 0.91g/㎤, 융해점이 160℃, 인장강도가 560㎫이고 한편, 융해점이 높은 섬유로는 나일론 섬유로 그 밀도가 1.15g/㎤, 융해점이 220℃, 인장강도가 918㎫인 특징이 있다.

또한, 상기 폴리프로필렌 섬유는 그 직경이 20 내지 60㎛이고 그 길이가 10 내지 20 ㎜이며, 상기 나일론 섬유는 그 직경이 5 내지 20 ㎛이고, 그 길이가 5 내지 20㎜일 수 있는데, 만일, 상기 폴리프로필렌 섬유의 직경이나 길이 또는 나일론 섬유의 직경이나 길이가 하한치 미만이면, 화재가 발생할 시에는 건축물 내부의 온도가 상승함에 따라 융해점이 낮은 섬유가 녹아서(melting) 그 점유공간을 수증기가 원활하게 통기될 수 있는 공간으로 제공하지 못하는 문제가 생길 수 있고, 반대로 상한치를 초과하면 시멘트보드 성형이 유동성 저하로 인하여 어려울 수 있다.

아울러, 상기 유기섬유의 사용량은 상기 시멘트보드 전체에 대하여 0.01 내지 0.1 부피%일 수 있는데, 만일 0.01 부피% 미만으로 상기 유기섬유가 사용되면, 그 효과가 미미할 수 있으며, 반대로 0.1 부피%를 초과하면 앞서 설명한 바와 같이 시멘트보드의 제작이 어려울 수 있다.

이러한 시멘트보드(10)의 상부에 시멘트의 수밀성을 높여서 강도와 방수성능을 확보하기 위하여 물, 규불화염, 계면활성제, 부틸아크릴레이트, 스틸렌모노머, 아크릴산, 하이드록시에틸아크릴레이트, 아크릴로리트릴, 스테아린산아연, 탈크 및 메틸셀룰로오스를 함유하는 혼합물로 도포하여 건조한 강화층(20)을 형성한다.

상기 규불화염은 규불화아연 및 규불화마그네슘일 수 있는데, 이는 수용액에서 가수분해(hydrolysis)에 의해 아연 및 마그네슘과 같은 금속이온과 규불화이온(SiF₆ ² ^- )으로 해리된다.

상기 규불화이온은 다시 가수분해되어 비정질 실리카(amorphous silica)와 불소이온(F^-)으로 생성되고, 상기 비정질 실리카는 수산화칼슘(Ca(OH)₂)을 다량 함유한 시멘트의 포졸란 반응을 촉진시키게 된다.

또한, 상기 규불화 이온에서 해리된 불소이온이 Ca, Al, Na 와 같은 알카리 금속과 반응하여 난용성의 CaF₂ , NaF, AlF₃ 등과 같은 금속불화물이 된다.

이러한 특성으로 인하여 상기 규불화염은 시멘트의 응결, 경화속도의 조절 및 강도를 향상시키게 된다.

아울러, 상기 규불화염은 상기 전체 혼합물에 대하여 그 사용량이 1 내지 3 중량부인데, 만일 1 중량부 미만이면 그 효과가 미미하며 반대로 3 중량부를 초과하면 불필요한 자원의 낭비를 초래할 수 있다.

또한, 상기 물은 100 내지 200 중량부를 사용하게 되는데, 만일 이 범위를 벗어나면 점도를 조절하기 어려워 시공시 불편함을 겪을 수 있다.

한편, 상기 계면활성제는 음이온계면활성제나 비이온계면활성제를 말하는 것으로, 그 계면활성의 기능을 하는 한 특별하게 한정하여 사용할 것은 아니나, 상기 음이온계면활성제로는 소디움 도데실 벤젠썰페이트, 소디움 라우릴썰폐이트 등을 사용할 수 있고, 상기 비이온계면활성제도 옥틸페놀-10,30 또는 노닐페놀-10,20 등을 사용할 수 있으며, 만일 0.1 중량부 미만이면 그 기능을 다하지 못하여 응집현상이 발생할 수 있으며, 반대로 1 중량부를 초과하면 불필요한 초과 사용이 될 수 있다.

또한, 상기 부틸아크릴레이트는 100 내지 250 중량부를 사용하는데, 만일 100 중량부 미만이면, 제품이 경도가 높아 갈라짐 현상이 발생하는 문제가 생길 수 있고, 250 중량부를 초과하면 연성이 높아져 끈적임이 발생하는 문제가 생길 수 있다.

상기 스틸렌모노머는 100 내지 300 중량부를 사용하는데, 만일 100 중량부 미만이면 부틸아크릴레이트와 반대의 현상으로 연성이 높아져 끈적임이 발생하는 문제가 생길 수 있고, 반대로 300 중량부를 초과하면 제품이 경도가 높아 갈라짐 현상이 발생하는 문제가 생길 수 있다.

상기 아크릴산은 1 내지 2.5 중량부를 사용하는데, 만일 1 중량부 미만이면 반응이 잘 이루어지지 않으며 접착력이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 반대로 2.5 중량부를 초과하면 점도조절이 되지않는 문제가 생길 수 있다.

상기 하이드록시에틸아크릴레이트는 1 내지 2.5 중량부를 사용하는데, 만일 1 중량부 미만이면 접착력이 저하되는 문제가 생길 수 있고, 반대로 2.5 중량부를 초과하면 물성의 문제는 없으나 고비용으로 경제성이 떨어지는 문제가 있을 수 있다.

상기 아크릴로니트릴은 1 내지 4 중량부를 사용하는데, 만일 1 중량부 미만이면, 연성이 높아져 끈적임이 발생하는 문제가 생길 수 있는 문제가 생길 수 있고, 반대로 4 중량부를 초과하면 제품이 경도가 높아 갈라짐 현상이 발생하는 문제가 생길 수 있다.

아울러, 상기 스테아린산아연은 3 내지 15 중량부를 사용하는데, 만일 3 중량부 미만이면 분산이 어려울 수 있으며 반대로 15 중량부를 초과하면 혼합/배합시 다른 혼합물들과 분리될 수 있다.

상기 탈크는 10 내지 40 중량부를 사용하는데 만일, 10 중량부 미만이면, 균열저항성, 방청효과가 저감될 수 있으며, 반대로 40 중량부를 초과하면 혼합시 다른 혼합물들과 배합불량을 초래할 수 있다.

상기 메틸셀룰로오스는 2 내지 10 중량부를 사용하는데, 만일 2 중량부 미만이면, 점성이 감소하여 작업성이 저하될 수 있으며 부착력이 감소될 수 있고 반대로 10 중량부를 초과하면 점도가 증가하여 작업시 미끄럼이 발생될 수 있다.

한편, 상기 강화층(20)의 상부에 형성되어 접착강도 증가와 부식을 방지하는 프라이머소재로 이루어진 배리어층(30)을 형성하게 되는데, 상기 프라이머소재는 아크릴수지, 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리올레핀 및 실리콘 수지로 이루어 진 군에서 선택된 적어도 하나로 0.5 내지 1 ㎜ 두께로 도포될 수 있다.

만일, 상기 프라이머층의 두께가 0.5 ㎜ 미만이면 도막형성이 어려워 부착력을 발휘하기 어려울 수 있으며, 반대로 1㎜를 초과하면 경화가 지연되고 실제 시공후에 도막이 갈라지는(crack) 문제가 생길 수 있다.

또한, 상기 배리어층(30)의 상부에 구비되어 외부에서 전달되는 열을 차단하는 차열안료로 이루어진 차열층(40)이 구비되는데, 상기 차열층은 운모입자, 물, 아크릴에멀젼 및 첨가제를 혼합하여 도포될 수 있다.

상기 운모입자는 그 입도가 10 내지 100㎛인 것이 바람직한데, 만일 10㎛ 미만이면 입자의 가공이 매우 어려울 뿐만 아니라 액상에서 분산이 비효율적일 수 있으며, 반대로 100㎛를 초과하면 액상에서 입자간 뭉침(cluster)이나 침강이 발생될 수 있다.

또한, 상기 아크릴에멀젼은 부착력을 부여하기 위한 것으로 특별하게 제한하여 사용할 것은 아니다.

아울러, 상기 첨가제는 침강방지제, 분산제, 습윤제, 소포제, 방부제, 텍사놀 및 흐름방지조절재로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 선택하여 작업환경의 필요에 따라 사용할 수 있다.

상기 운모입자를 물, 아크릴 에멀젼 및 첨가제에 혼합하고, 상기 배리어층(20)의 상부에 도포하여 건조하게 된다.

한편, 상기 차열층(40)의 상부에는 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나와 미세하게 분쇄된 화강석분말, 물, 소포제, 방부제, 증점제, 계면활성제 및 아크릴에멀젼으로 이루어진 조성물이 도포된 암석무늬층(50)을 구성한다.

상기 조성물에는 카르복실산, 술폰산염, 황산염 및 인산염으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 더 포함할 수 있는데, 이에 의하여 상기 조성물에 극성(polarity)을 부여하여 뭉치거나 스케일이 형성되는 것을 방지할 수 있게 되고, 그 사용량은 상기 전체 조성물에 대하여 0.1 내지 0.5 중량부인데, 이 범위를 벗어나면 효과가 미미하거나 불필요한 자원이 낭비될 수 있다.

또한, 상기 다가 금속 규산염은 소듐 몬모릴로나이트, 규산 마그네슘 알루미늄, 활석, 수화 규산 마그네슘 알루미늄, 칼슘 벤토나이트, 사포나이트, 세피올라이트, 알루미노규산 나트륨, 헥토라이트 및 비정질 규산 마그네슘으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 사용할 수 있고, 상기 다가 금속 탄산염은 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 철, 탄산 망간, 돌로마이트 및 탄산 아연으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 사용할 수 있는데, 이러한 물질의 화학적 및 물리적 특성에 의하여 상기 화강석분말이 액상에서 클러스터(cluster)로 되는 것을 방지하고 균일하게 분포하게 된다.

이러한 화강석분말은 그 평균지름이 20 내지 30㎛이고, 분말도가 비표면적으로 1500 내지 2500 ㎠/g일 수 있는데, 상기 범위를 벗어나면, 화강석에서 분말화에 제조비용의 증가 및 기술적 어려움이 따를 수 있고, 또는 실제 작업에서 도포(coating)시에 스프레이(spray) 방식에 의하는 경우 노즐이 막히는 문제가 생길 수 있다.

아울러, 상기 조성물은 그 전체 조성물에 대하여 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 1 내지 3 중량부와 미세하게 분쇄된 화강암석분말 2 내지 5 중량부, 물 65 내지 80 중량부, 계면활성제 0.5 내지 1.5 중량부 및 아크릴에멀젼 15 내지 25 중량부일 수 있다.

상기 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 1 내지 3 중량부를 사용하는데, 만일 이 범위를 벗어나면 그 효과가 미미하거나 과도한 사용으로 제조원가의 상승을 초래할 수 있다.

또한, 상기 화강암석분말은 상기 조성물 전체에 대하여 2 내지 5 중량부를 사용할 수 있는데, 이 범위를 벗어나면 상기 암석무늬층(50)을 형성하는데 무늬형성 효과가 미미하여 과도하게 반복하여 도포하게 되어 작업성이 저하되거나 노즐 막힘과 같은 불량을 초래할 수 있다.

상기 물은 65 내지 80 중량부를 사용할 수 있는데, 만일 이 범위를 벗어나면 점도를 조절하기 어려워 시공시 불편함을 겪을 수 있다.

또한, 상기 계면활성제는 특별하게 한정하여 사용할 것은 아니며, 작업환경에 따라 양이온, 음이온 또는 비이온계면활성제를 선택하거나 혼용하여 사용할 수 있고, 그 사용량은 0.5 내지 1.5 중량부인데, 만일 이 범위를 벗어나면, 응집현상이나 불필요한 자원이 낭비될 수 있다.

아울러, 상기 아크릴에멀젼은 특별하게 제한하여 사용할 것은 아니며, 그 사용량은 15 내지 25 중량부인데, 만일 15 중량부 미만이면, 미만이면, 부착력이 떨어져 시공시 작업성이 저감될 수 있고, 반대로 25 중량부를 초과하면, 상기 화강암 석분말에 의한 무늬의 발현이 미미할 수 있다.

한편, 상기 암석무늬층(50)의 상부에는 이물질에 의한 오염을 방지하는 방오층(60)을 형성할 수 있는데, 상기 방오층(60)은 외부 환경에 의한 본 발명의 오염을 방지하는 것으로 폴리우레탄도료로 형성될 수 있다.

상기 폴리우레탄도료는 주제 전체에 대하여 하이드록시아크릴레이트수지(Hydroxy acrylate resin) 30 내지 60 중량부, 크실렌(Xylene) 5 내지 30 중량부, 실리콘계 분산제 0.1 내지 2 중량부, 이산화티탄(TiO₂) 10 내지 40 중량부, 메틸아이소부틸케톤(Methyl isobutyl ketone) 1 내지 10 중량부, 부틸아세테이트(Butyl Acetate) 1 내지 10 중량부, 소포제 0.1 내지 2 중량부, 경화촉진제 0.1 내지 2 중량부로 된 상기 주제와 경화제 전체에 대하여 지방족 폴리이소시아네이트수지(Poly isocyanate resin) 10 내지 50 중량부, 실리케이트(silicate) 5 내지 40 중량부, 부틸아세테이트(Butyl Acetate) 10 내지 60 중량부로 된 경화제를 혼합하여 준비될 수 있다.

상기 하이드록시아크릴레이트수지(Hydroxy actacrylate resin)는 그 사용량은 30 내지 60 중량부인데, 이 범위를 벗어나면 이산화티탄이 균일하게 분산되지 않거나 시간이 흐름에 따라 층분리가 일어날 수 있다.

상기 크실렌(Xylene)은 용매로 사용되는데, 그 사용량은 5 내지 30 중량부이다. 만일 이 범위를 벗어나면 상기 이산화티탄이 균일하게 분사되지 않거나 시간이 흐름에 따라 층분리가 일어날 수 있다.

또한, 상기 실리콘계 분산제는 상기 하이드록시 아크릴레이트와 크실렌에 이산화티탄이 균일하게 분산되도록 하기 위해 사용하는 것이며, 그 사용량은 0.1 내지 2 중량부이다. 만일, 이 범위를 벗어나면, 이산화티탄이 균일하게 분산되지 않거나 저장안정성에 악영향을 미칠 수 있다.

아울러, 상기 이산화티탄(TiO₂)은 그 사용량은 10 내지 40 중량부이다. 만일 10 중량부 미만이면 발색의 효과가 없을 수 있으며, 반대로 40 중량부를 초과하면 저장안정성에 악영향을 미칠 수 있으며, 또한, 상기 이산화티탄의 입도는 5 내지 12㎛이 바람직한데, 이는 향후 도막을 형성하는 경우에 표면의 조도(roughness)가 균일해져 외부환경에 의한 친수성이나 친유성 오염물질이 부착되지 않게 하는 역할을 하게 하기 위함이다.

상기 메틸아이소부틸케톤은 용매로서 우레탄수지를 용해하기 위하여 사용하는데, 앞서 설명한 크실렌 함께 충분한 용해력을 제공할 수 있다. 상술한 크실렌은 우레탄수지를 분산하는 정도의 역할을 하는 것으로, 그 사용량은 1 내지 10 중량부인데, 만일 1 중량부 미만이면 우레탄수지를 충분하게 용해하지 못할 수 있으며, 반대로, 10 중량부를 초과하면 우레탄수지와 반응하지 못하고 잔존할 수 있다.

또한, 상기 부틸아세테이트(Butyl Acetate)는 용제로 사용하는 것으로 그 사용량은 1 내지 10 중량부이다. 만일, 1 중량부 미만을 사용하는 경우에는 용해력의 감소가 우려되며, 반대로 10 중량부를 초과하면, 용해력은 증가하나 점도가 감소하여 실제 시공시에 도색작업을 수차례 반복할 수 있으며, 원가상승의 요인이 될 수 도 있다.

아울러, 상기 소포제는 교반중에 기포의 발생을 억제하는 역할을 하는데, 만일 0.1 중량부 미만이면 기포의 발생을 억제하는 효과가 떨어지며, 반대로 2 중량부를 초과하면 불필요한 낭비를 초래할 수 있다.

또한, 상기 경화촉진제는 주석화합물 등을 사용할 수 있으며, 그 사용량은 0.1 내지 2 중량부를 사용할 수 있는데, 만일 0.1 중량부 미만이면, 경화가 일어나지 않을 수 있으며, 반대로 2 중량부를 초과하면 도막이 경화되는데 도막 자체가 스스로 경화할 수 있는 시간을 확보하기 어려워 평활성이 저감될 수 있다.

상기 지방족 폴리이소시아네이트수지는 우레탄수지를 형성하기 위하여 사용하는 것으로, 그 사용량은 10 내지 50 중량부이다. 만일 10 중량부 미만이면, 우레탄결합이 충분하지 못하여 경화불량, 건조불량 등 도막의 물성에 악영향을 미칠 수 있으며, 반대로 50 중량부를 초과하면 혼합후 실제 시공시간내에 경화가 일어나서 제품으로서의 가치가 떨어질 수 있다.

또한, 상기 실리케이트는 본 발명에 따르는 암석무늬 판재에 친수성이나 친유성 오염물질에 의하여 오염이 되지 않도록 하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 그 사용량의 조절이 필요한데, 5 내지 40 중량부를 사용한다. 만일 5 중량부 미만이며, 도막 표면과 오염물질과의 상호작용에 영향이 거의 없어 오염 방지 효과가 저감되며, 반대로 40중량부를 초과하면, 오히려 도막상에 클러스(cluster)처럼 서로 뭉쳐있을 수 있어, 내오염성에 악영향을 줄 수 있다.

또한, 상기 부틸아세테이트(Butyl Acetate)는 용제로 사용하는 것으로 그 사 용량은 10 내지 60 중량부이다. 만일, 10 중량부 미만을 사용하는 경우에는 용해력의 감소가 우려되며, 반대로 60 중량부를 초과하면, 용해력은 증가하나 점도가 감소하여 실제 시공시에 도색작업을 수차례 반복할 수 있으며, 원가상승의 요인이 될 수도 있다.

실시예 1

시멘트 400 kg/m³, 모래 50 kg/m³를 충분한 물을 공급하며 혼합하되, 직경 30 ㎛, 길이 10㎜의 폴리프로필렌 섬유와 직경 20㎛, 길이 10㎜의 나일론섬유를 상기 시멘트와 모래에 대하여 0.05부피%로 투입하여 두께 5㎜의 시멘트보드를 성형하여 건조하였다. 다음으로, 규불화아연 및 규불화마그네슘 2 중량부, 물 200 중량부, 계면활성제로 소디움 라우릴썰폐이트 1 중량부, 부틸아크릴레이트 100 중량부, 스틸렌모노머 100 중량부, 아크릴산 2 중량부, 하이드록시에틸아크릴레이트 2 중량부, 아크릴로리트릴 2 중량부, 스테아린산아연 5 중량부, 탈크 10 중량부 및 메틸셀룰로오스 5 중량부로 이루어진 혼합물을 800rpm으로 2시간 교반후 0.5㎜ 두께로 상기 시멘트보드 상부에 도포하고 건조하여 강화층을 형성하였다. 다음으로, 상기 강화층의 상부에 실리콘 수지를 이용하여 배리어층을 적층하였다. 다음으로, 상기 배리어층의 상부로 평균입경 30㎛의 운모를 아크릴에멀젼, 침강방지제, 분산제, 습윤제, 소포제, 방부제, 흐름방지조절재와 1000rpm으로 30분 교반하여 차열층을 형성한 후 건조하였다. 다음으로, 상기 차열층의 상부에 규산 마그네슘 알루미늄 및 소듐 몬모릴로나이트 각각 1 중량부, 평균 지름이 20∼30 ㎛이고, 24 ㎛ 체 통과량 이 45.0 % 이상인 입도 분포와 블레인 공기투과장치에 의한 비표면적1500∼2500 ㎠/g의 분말도로 미세하게 분쇄된 화강석분말 5 중량부, 인산염 0.5 중량부, 물 80 중량부, 계면활성제로 소디움 라우릴썰폐이트 1 중량부 및 아크릴에멀젼(고형분 45중량%) 20 중량부를 800rpm으로 2시간 교반한 조성물을 분사압력 3 kgf/㎠으로 하여 암석무늬층을 형성하고 건조하였다. 다음으로, 상기 암석무늬층의 상부에 하이드록시아크릴레이트수지(Hydroxy acrylate resin) 50 중량부, 크실렌(Xylene) 20 중량부, 실리콘계 분산제로 실리콘 변성 폴리아크릴레이트(BYK-160, BYK사 제조) 2 중량부, 평균입도 10㎛인 이산화티탄(TiO₂) 10 중량부, 메틸아이소부틸케톤(Methyl isobutyl ketone) 5 중량부, 부틸아세테이트(Butyl Acetate) 5 중량부, 소포제로 폴리다이메틸실록세인(polydimethylsiloxane) 0.5 중량부, 경화촉진제로 부틸-틴-디라우레이트(Butyl-Tin-Dilaurate) 0.5 중량부, 지방족 폴리이소시아네이트수지(Poly isocyanate resin) 20 중량부, 실리케이트(silicate) 10 중량부, 부틸아세테이트(Butyl Acetate) 20 중량부를 800rpm으로 30분 교반한 후 도포하여 방오층을 형성/건조하여 본 발명에 따르는 암석무늬판재를 제조하였다.

실험예 1 암석무늬

상술한 실시예 1에 의하여 제조된 암석무늬 판재를 도 2 및 도 3에 나타내었다. 도 2는 실시예 1에서 분사압력 3 kgf/㎠으로 하여 암석무늬층을 1회 형성한 형상을 찍은 사진이고, 도 3은 실시예 1에서 분사압력 3 kgf/㎠으로 하여 암석무늬층을 2회 반복하여 형성한 형상을 찍은 사진이다. 도 2 및 3을 참조하면, 본 발명에 따르는 암석무늬 판재는 그 무늬에 대한 질감이 화강암석 원석과 같이 매우 우수함을 알 수 있다.

실험예 2 내화학성

실시예 1에 의하여 제조된 암석무늬 판재에 대하여 KSM 5000-95 기준에 근거하는 산도측정을 위하여 염산(HCl, 5부피%)으로 168시간 기준을 적용하고, 내알칼리성 측정을 위하여 KSM 5000-1121 기준에 근거하여 수산화칼슘(Ca(OH)₂ 포화용액)으로 168시간 기준을 적용한 바, 양 기준에 모두 이상없음으로 평가되었다.

실험예 3 부착력

상기 실시예 1에서의 방오층에 대하여 KSF 3211 규격에 따른 실험을 한 결과, 20 kgf/㎠의 부착력을 가짐을 알 수 있었다. 따라서, 계절의 변화에 따라 건축물로부터 이탈할 염려가 없음을 알 수 있었다.

실험예 4 촉진내후성

실시예 1에 의하여 제조된 암석무늬 판재에 대하여 촉진내후성 시험을 KSM-5000:3231 규격에 근거하여 수행한 결과, 외관상 갈라짐, 부풀음, 주름, 벗겨짐이 없이 양호했다.

실험예 5 내오염성

실시예 1에 의하여 제조된 암석무늬 판재에 대하여 KSM-5000:3211 규격에 근거하여 실험한 결과, 0.1로 측정되었다. 이를 통하여 황변불량이 발생되지 아니함을 알 수 있었고, 별도로 카본블랙, 진흙, 색연필, 적색의 잉크로 오염을 시킨 후 세척하는 실험에서는 별도의 세척제를 사용하지 아니하고도 모두 용이하게 세척되었다.

도 1은 본 발명에 따르는 암석무늬 판재의 단면을 개념적으로 보여주는 도면이다.

Claims

시멘트와 물을 혼합하여 건조된 시멘트보드;

상기 시멘트보드의 상부에 물, 규불화염, 계면활성제, 부틸아크릴레이트, 스틸렌모노머, 아크릴산, 하이드록시에틸아크릴레이트, 아크릴로리트릴, 스테아린산아연, 탈크 및 메틸셀룰로오스로 이루어진 혼합물로 도포되어 건조된 강화층;

상기 강화층의 상부에 형성되어 접착강도 증가와 부식을 방지하는 아크릴수지, 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리올레핀 및 실리콘 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 프라이머소재로 이루어진 배리어층;

상기 배리어층의 상부에 구비되어 외부에서 전달되는 열을 차단하기 위해 침강방지제, 분산제, 습윤제, 소포제, 방부제, 텍사놀 및 흐름방지조절재로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 첨가제와 운모입자, 물 및 아크릴 에멀전을 혼합하여 도포된 차열층;

상기 차열층의 상부에는 조성물 전체에 대하여 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 1 내지 3 중량부와 미세하게 분쇄되어 그 평균지름이 20 내지 30㎛이고, 분말도가 비표면적으로 1500 내지 2500 ㎠/g인 화강석분말 2 내지 5 중량부, 물 65 내지 80 중량부, 계면활성제 0.5 내지 1.5 중량부 및 아크릴에멀젼 15 내지 25 중량부으로 이루어진 조성물이 도포된 암석무늬층; 및

상기 암석무늬층의 상부에는 이물질에 의한 오염을 방지하는 방오층;을 포함 하는 것을 특징으로 하는 암석무늬 판재.
제 1 항에 있어서,

상기 시멘트보드는 혼합시에 나일론섬유과 폴리프로필렌섬유를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 암석무늬 판재.
제 1 항에 있어서,

상기 규불화염은 규불화아연 및 규불화마그네슘인 것을 특징으로 하는 암석무늬 판재.
제 1 항에 있어서,

상기 혼합물은 그 전체 혼합물에 대하여 물 100 내지 200 중량부, 규불화염 1 내지 3 중량부, 계면활성제 0.1 내지 1 중량부, 부틸아크릴레이트 100 내지 250 중량부, 스틸렌모노머 100 내지 300 중량부, 아크릴산 1 내지 2.5 중량부, 하이드록시에틸아크릴레이트 1 내지 2.5 중량부, 아크릴로리트릴 1 내지 4 중량부, 스테아린산아연 3 내지 15 중량부, 탈크 10 내지 40 중량부 및 메틸셀룰로오스 2 내지 10 중량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 암석무늬 판재.
제 1 항에 있어서,

상기 조성물에는 카르복실산, 술폰산염, 황산염 및 인산염으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 암석무늬 판재.
제 1 항에 있어서,

상기 다가 금속 규산염은 소듐 몬모릴로나이트, 규산 마그네슘 알루미늄, 활석, 수화 규산 마그네슘 알루미늄, 칼슘 벤토나이트, 사포나이트, 세피올라이트, 알루미노규산 나트륨, 헥토라이트 및 비정질 규산 마그네슘으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 암석무늬 판재.
제 1 항에 있어서,

상기 다가 금속 탄산염은 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 철, 탄산 망간, 돌로마이트 및 탄산 아연으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 암석무늬 판재.
제 1 항에 있어서,

상기 방오층은 폴리우레탄도료로 형성될 수 있는데, 상기 폴리우레탄도료는 하이드록시아크릴레이트수지(Hydroxy acrylate resin) 30 내지 60 중량부, 크실렌(Xylene) 5 내지 30 중량부, 실리콘계 분산제 0.1 내지 2 중량부, 입도가 5 내지 12㎛인 이산화티탄(TiO₂) 10 내지 40 중량부, 메틸아이소부틸케톤(Methyl isobutyl ketone) 1 내지 10 중량부, 부틸아세테이트(Butyl Acetate) 1 내지 10 중량부, 소포제 0.1 내지 2 중량부, 경화촉진제 0.1 내지 2 중량부로 된 주제와 지방족 폴리이소시아네이트수지(Poly isocyanate resin) 10 내지 50 중량부, 실리케이트(silicate) 5 내지 40 중량부, 부틸아세테이트(Butyl Acetate) 10 내지 60 중량부로 된 경화제를 혼합하여 준비되는 것을 특징으로 하는 암석무늬 판재.