KR0172125B1 - 분무성 방화 및/또는 방음 조성물 - Google Patents

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Abstract

미립자의 대부분의 양이 40미크론 이상이고 물 함량이 16중량% 이하인 과립상 애터펄자이트, 세피얼라이트 또는 그의 혼합물로 구성된 군으로 부터 선정된 레오펙틱제(rheopectic agent), 시멘트질 결합제, 다공성 골재, 섬유상 재료 및 공기 연행제로 구성된 분무성 방화 조성물.

Description

[발명의 명칭]
분무성 방화 및/또는 방음 조성물
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 건축 재료 분야에 이용할 수 있는 코팅 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 방화 및/또는 방음이 요청되는 강철 기반시설을 기본으로 하는 고층 건축분야에 특히 이용할 수 있다.
무기 재료의 두꺼운 코팅은 주로 방화재 뿐만 아니라 방음재로서 작용하는 고층 건물 기반시설로서 작용하도록 고안된 강철 구조물의 조립 과정에서 흔히 사용되어왔다. 건물의 일부에서 또는 한두개 층에서 큰 화재가 날 경우, 이러한 코팅 조성물은 강철 기반시설에 열이 의해 열화되는 것을 억제하므로 건물의 파국적인 붕괴를 예방한다.
이러한 용도에 적합하도록 코팅 혼합물은 습윤 상태든 건조 상태든 다수의 중요 특성들을 가져야 한다. 이들 코팅 혼합물은 굉장히 높은 곳까지 쉽게 펌핑될 수 있도록 다량의 물을 함유해야 한다. 다량의 물을 함유하는 것이 요망되지만, 수성 분산액은 성분의 분리나 침강을 방지하고 강철 표면에서 주어진 두께로 적합한 효율(yield) 또는 균일한 피복을 허용하기에 충분한 견고성(consistency)을 유지해야 한다. 또한 코팅 혼합물은 슬러리 상태등 건조될때든 강철 표면에 견고하게 접착될 수 있어야 한다. 마지막으로 이 혼합물은 건조 코팅의 절연성을 크게 저해하는 균열을 형성할 수 있는 과도한 팽창이나 수축없이 굳어져야 한다. 특성들의 복합적인 균형은 셀룰오소스 섬유를 함유하는 석고-버미큘라이트 계에 의해 사실상 달성되었다. 이 유형의 일반적인 조성물의 예는 미합중국 특허 제 3,719,573호 및 동 제 3,839,059호에 기재되어 있다. 그러나, 천연 광물인 버미큘라이트는 양, 균일성 및 견고성 면에서 다양하다.
버미큘라이트계 혼합물의 결점을 극복하기 위해, 합성 및 천연 유기 미립재료를 함유하는 조성물이 제안되었다(미합중국 특허 제 4,751,024호 참조). 유기재료의 소수성으로 인하여, 조성물의 특성은 분무성 혼합물의 제조시 사용된 물함량에 매우 민감하다. 따라서, 소량의 물이 사용되면, 소정 도포 지점까지 쉽게 펌프질 될 수 있는 균일한 액체 혼합물을 형성하기가 곤란하다. 점도가 낮은(또 따라서 쉽게 혼합가능하고 펌프질될 수 있는) 혼합물을 얻기 위해 물 함량을 증가시키면, 그 혼합물은 도포 시점에서 높은 유동성을 나타내며 또 따라서 그의 형상을 용이하게 유지하지 못하고 기반시설 표면에 접착하지 못한다. 이러한 배합물은 표면에서 떨어져 코팅에 의해 얻을 수 있는 이점들을 상실하게 된다.
폴리에틸렌 옥사이드, 크산탄 검, 카르복시메틸 셀룰로오스 구아(guar) 검, 히드록시프로필 구아 검과 같은 다양한 물질이 증점제로서 공지되어 있다. 이러한 물질은 도포 시점에서 유동성이 더 적은 조성물용 제공하므로 초기 접착을 보조할 수 있으나, 이들은 균일한 초기 혼합물 제공 등을 손상시키고 또 액체를 도관을 통해 도포 지점까지 이동시키는데 더 많은 에너지(더 큰 펌프)를 필요로 하기 때문에 본 적용에 바람직하지 않다. 또한 이러한 증점제는 많은 경우 이들을 함유하는 조성물에 양호한 접착 특성을 부여하지 않는다.
액체에 요변성(thixotropic)을 부여하는 다른 물질이 공지되어 있다. 이들 물질로는 초미세 콜로이드성 물질로 통상 제공되는 애터펄자이트 및 세피얼라이트 점토가 있다. 예컨대 미합중국 특허 제 3,986,969호 및 동 제 4,801,395호에는 애터펄자이트를 요변제로 사용하는 것이 기재되어 있는 반면, 일본국 특허 제 63-297256호에는 유기 접착성 분부 조성물을 요변제로서 세피얼라이트를 사용하는 것이 기재되어 있다. 요변제의 사용은 본 발명의 배합물을 손상시킬 수 있다. 이들은 저 전단 혼합 조건하에서 높은 점도를 제공할 수 있다. 배합하는 사람은 균일한 조성물을 제공할 수 없거나 또는 도포될 고 유동성 코팅을 유발할 수 있는 혼합단계에서 과량의 물을 부가할 필요가 있을 것이다.
작업 위치에서 먼저 물과 혼합하면 성분들이 쉽게 혼합되게 하는 낮은 점도를 나타내고 또 도포지점에서 높은 점도와 최소의 유동성을 나타내면서 균일한 조성물을 형성하여 그의 형상과 도포된 구조물에 대한 접착성을 유지하는 방화 및 방음 조성물을 제공하는 것이 매우 요망된다.
본 발명은 물과 먼저 혼합될 때 낮은 점도를 나타내는 반면 고 전단 처리 후 보다 높은 점도를 나타내는 개선된 방화 분무 조성물에 관한 것이다. 이 혼합물은 도포되면 최소의 유동성 및 구조 기재에 대한 양호한 접착력에 나타내는 수성 분산액으로 쉽게 형성된다.
본 조성물은 평균 입도가 74미크론 이상으로 또 60중량% 이상이 44미크론 이상인 입도 분포를 갖는 애터펄자이트, 세피얼라이트 또는 그의 혼합물로 구성된 군으로부터 선정된 마그네슘 실리케이트 기제 점토와 함께 수화성 시멘트 결합제, 다공성 골재 및 섬유상 재료를 포함한다.
명확한 설명을 위하여, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어들을 다음과 같이 정의해 놓았다: 레오펙틱(rheopectic)이라는 용어는, 조성물이 유체 상태로 제공되는 경우 유체에 전단력을 인가한 후 점도증가를 나타낼 수 있음을 의미하는 것이다. 요변성(thixotropic)이라는 용어는, 조성물이 유체 상태로 존재하는 경우 유체에 전단력을 적용했을 때 점도감소를 나타낼 수 있음을 뜻하는 것이다.
레오펙틱 및 요변성 유체는 둘다 전단력하-시간의존성 점도 유체로 분류되지만, 실질상 서로 반대되는 점도 성질을 갖는다.
본 조성물내 성분들의 농도는 본 명세서에서 다른 언급이 없는한 중량부로 주어진 것이다.
본 발명은 방화 및 방음 효과를 제공하기 위하여 건물의 강철 기반시설 및 기타 하부 구조물위에 분무도포하기 적합한 신규 조성물에 관한 것이다. 본 조성물은 낮은 초기 점도(높은 유동성)를 나타내지만 높은 전단력이 가해진 후에는 높은 점도를 나타낼 수 있다. 본 조성물은 물:고체 함량(통상적인 범위내)의 임계(criticality)에 관한 염려없이 통상적인 혼합 장치를 사용하여 쉽게 혼합될 수 있으며, 하부 구조물 표면위에 고착되어 코팅으로서 그 자체가 유지되는 능력을 가진 고수율 코팅을 나타내는 생성물을 제공할 수 있다는 것이 예기치 않게 발견되었다.
본 조성물은 수화성 시멘트질 결합제, 다공성 골제, 공기 연행제, 섬유상 재료, 그리고 커다란 입도(직경)의 재료로 구성된 애터펄자이트, 세피얼라이트 또는 그의 혼합물로 부터 선택되는 규산마그네슘 계의 점토를 포함한다. 특히 본 발명은 미합중국 특허 제 3,719,513호, 3,839,059호(표층박리 버미큘라이트계 조성물) 및 제 4,751,024호(폴리스티렌을 기체로 하는 조성물)에 공개된 바와 같은 코팅 조성물에다 본 발명에 기재된 규산마그네슘 점토를 첨가하여 레오펙틱 성질을 부여함으로써 개선 및 향상시킨 방화 코팅에 관한 것이다. 미합중국 특허 제 3,719,513호, 3,839,059호 및 4,751,024호를 본 발명에 참고로 하였다.
본 발명은 시멘트질의 조성물이다. 이 조성물은 수화성 시멘트질 결합제 약 50 내지 90중량%의 사용을 필요로 한다. 공지된 포트랜드 시멘트를 결합제로서 사용할 수 있다. 그러나 수화성 석고 결합제(석고 플라시터 또는 소석고라고도 알려짐)가 유익한 방화 특성을 갖고 있으므로 이를 사용하는 것이 대체로 바람직하다. 결합제는 예컨대 50중량%정도의 비교적 소량을 사용할 수 있다. 골재가 비교적 고밀도(예컨대 2 내지 12 파운드/ft3)의 골재(즉 버미큘라이트 또는 퍼얼라이트 또는 그의 혼합물)일 경우에는 약 50 내지 70중량%, 바람직하게는 50 내지 60중량%의 결합제를 사용하는 것이 대체로 바람직하다. 하지만 골재가 비교적 저밀도(0.3 내지 1 파운드/ft3)의 골재(즉 폴리스티렌)인 경우에는 조성물의 총중량을 기준으로 약 75중량% 이상, 보다 바람직하게는 약 85중량% 이상을 사용하는 것이 대체로 바람직하다.
본 조성물의 다공성 골재는 버미큘라이트, 퍼얼라이트 또는 파쇄 폴리스티렌(바람직함)으로부터 선택될 수 있다. 골재는 본 조성물속에 통상 약 3 내지 40중량%, 바람직하게는 약 3 내지 20중량%로 함유된다. 저밀도 골재는 총 조성물의 단위 중량당 더 높은 부피의 코팅을 제공하는 까닭에, 이를 사용하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 최대 치수에서의 입도가 0.64cm(1/4 인치) 미만이다.
통상 사용되는 버미큘라이트 골재는 약 5 내지 7파운드/ft3의 밀도를 갖는 표준 등급의 표층박리(팽창) 버미큘라이트이다. 다공성 미립 형태인 버미큘라이트를 사용하여 형성된 이전의 방화 조성물은 이러한 천연 생성물내에서의 변화로 인해 뱃치에 따라 달라지기 쉬운 특성을 나타냈었다. 본 발명에 기재된 레오펙틱제를 혼입하면 그와 같은 변화가 극복되고, 이에 따라 개선된 조성물이 제공된다.
또다른 유용 골재는 퍼얼라이트이다. 이 재료는 본질상 융합 나트륨칼륨알루미늄실리케이트로 구성된 무정형 광물질이다. 이 광물질을 통상적으로 분쇄한 후 가열에 의해 팽창시킴으로써 약 2 내지 12파운드/ft3의 밀도를 갖는 미립 재료를 형성시킨다. 바람직한 퍼얼라이트 골재는 2 내지 5파운드/ft3의 밀도를 갖는 상용 등급의 팽창 퍼얼라이트이다.
다음에 상세히 기재되는 바와 같이 본 레오펙틱제의 사용은 퍼얼라이트-함유 조성물과의 조합시 특히 유용한데, 그 이유는 이러한 조성물이 적용 시점에서 우수한 접착성을 제공하기에는 너무 유동성이 큰 경향이 있기 때문이다. 본 레오펙틱제는 혼합 도중 및 적용 시점에서 원하는 성질을 달성하도록 통상적인 퍼얼라이트 조성물을 개선시키는 반작용 성질을 제공한다.
본 코팅 조성물에 사용된 바람직한 다공성 골재는 느슨하게 팽창된 폴리스티렌 비이드 또는 성형된 폴리스티렌 비이드보드를 파쇄시킴으로써 생산될 수 있는 파쇄 폴리스티렌 입자이다. 또한 압출 폴리스티렌을 파쇄시켜서 본 발명의 골재 재료를 제공할 수도 있다. 발포된 폴리스티렌 비이디를 파쇄시키기 위한 방법 및 장치는 본 발명에 참고로한 미합중국 특허 제 3,627,211호 및 제 3,686,068호에 기술되어 있다. 이들 특허에 기술된 바와 같이 파쇄된 입자들은 불규칙한 모양의 외부 표면과 찢어진 틈과 들쭉날쭉한 가장자리를 갖는다. 파쇄 공정에 의하면 발포 비이드 표면상의 상당수의 세포들이 열려져서, 시멘트질 결합제가 세포 구조속에 침투되고 결합제와 입자들이 통합될 수 있게 된다. 파쇄 폴리스티렌의 밀도는 바람직하게는 약 0.3 내지 0.8 파운드/ft3, 보다 바람직하게는 약 0.4 내지 0.6파운드/ft3이다.
골재는 고효율 코팅을 제공하는데 도움을 주기 위하여 본 조성물속에 포함된다. 골재의 사용량(중량%)은 일반적으로 골재의 밀도와 정비례한다. 따라서 골재가 표층박리 버미큘라이트(밀도: 약 5 내지 7파운드/ft3)인 경우에는, 버미큘라이트를 조성물의 약 20 내지 40, 바람직하게는 30 내지 40중량%로 사용한다. 파쇄 폴리스티렌이 사용되는 경우에는(밀도: 약 0.2 내지 0.8파운드/ft3) 골재를 조성물의 약 1 내지 5, 바람직하게는 약 1 내지 3중량%로 사용한다. 퍼얼라이트가 본 조성물의 골제인 경우에는(밀도: 2 내지 12파운드/ft3) 퍼얼라이트가 약 5 내지 40중량%로 존재하여야 한다. 저밀도 퍼얼라이트(2 내지 5파운드ft3)는 통상 약 5 내지 30중량%로 존재하는 반면, 고밀도 퍼얼라이트(7 내지 12파운드/ft3)의 경우에는 약 20 내지 40중량%로 존재한다. 일반적으로 조성물 100파운드속에 함유된 골재의 부피는 약 2 내지 10ft3, 바람직하게는 약 4 내지 8ft3이다.
본 조성물의 섬유상 성분은 보통 유기 섬유상 재료만으로 제공되거나 이것과 무기 섬유상 재료와의 조합물로 제공된다. 바람직하게는 유기 섬유상 재료가 미합중국 특허 제 3,719,513호 및 3,839,059호에 기재된 셀룰로오스 섬유와 같은 고습 증량 유기 섬유이다. 무기 섬유는 조성물을 강화시킬 수 있어야하며 바람직하게는 유리 섬유이다. 섬유상 성분의 총량은 조성물의 약 4 내지 12중량%이며, 이때 유기 섬유는 약 4 내지 10중량%, 그리고 무기 섬유는(만일 존재한다면) 0 내지 약 2중량%이다.
본 발명의 조성물에 사용되는 발포제 또는 공기 연행제는 시멘트 기술분야에 공지된 것이다. 술폰화 모노글리세리드, 아릴술폰산알킬나트륨 및 황산라우릴나트륨과 같은 공지된 재료들을 적절한 양으로 사용하여 원하는 밀도 및 펌프효과를 갖는 슬러리를 제공할 수 있다. 물을 첨가하기 이전의 건조 조성물에는 건조 발포제를 혼입시킬 수 있는 한편, 슬러리화된 조성물에는 건조 발포제 및 액체 발포제 둘다 첨가할 수 있다. 공기 연행제는 0.05 내지 약 0.5중량%로 존재할 수 있으며, 바람직한 양은 0.1 내지 0.5중량%이다.
전술한 성분들 이외에도 본 조성물은 다음에 상세히 기술되는 바와 같이 조성물의 수성 분산액에 레오펙틱 성질을 부여하기 위하여 어떤 특정 재료를 함유해야만 한다. 이들 재료는 비교적 큰 입도로 된 애터펄자이트, 세피얼라이트 및 그의 혼합물이다.
애터펄자이트 또는 애터펄거스 점토는 통상 애터펄거스, 죠지아 및 플로리다의 지방에서 채광한 회색을 띤 흰색 또는 크림색의 바늘모양 결정체이다. 세피얼라이트(해포석)는 미합중국의 캘리포니아 및 스페인, 그리이스, 모로코 및 터어키의 지방에서 난다. 두가지 경우 모두에 있어, 채광된 재료를 건조시켜 유리수를 제거한다. 건조 생성물을 처음엔 단단한 과립화 제1절단 재료로 부수고, 그 다음엔 볼밀링 또는 그와 유사한 처리를 하여 매우 미세한 미립 분말을 형성시킨다. 이로써 생성된 매우 미세한 분말(90%이상이 44미크론 미만의 입도를 갖는) 생성물은 통상 페인트, 잉크, 접착제등에서 요변제로 사용된다.
본 발명에서 유용한 것으로 밝혀진 애터펄자이트 및 세피얼라이트 재료는 60중량% 이상(바람직하게는 80중량% 이상)이 44미크론 이상(U.S. 표준 체시리이즈의 No. 325 메쉬 스크린상에 보유된 것)의 입도를 갖게되는 입도 분포의 과립상 입자이다. 평균 입도는 74미크론 이상이어야 한다(No. 200 메쉬의 체위에 보유된 것). 애터펄자이트가 사용되는 경우, 애터펄자이트 입자의 약 80중량% 이상이 44미크로론 이상의 입도를 갖는 것이 바람직하다. 세피얼라이트 과립 재료가 사용되는 경우, 입자는 세피얼라이트 입자의 약 60%이상이 44미크론 이상의 입도를 갖게되는 입도 분포를 가질 수 있다. 본 애터펄자이트 및 세피얼라이트는 제1절단 재료로 얻어질 수 있다. +100메쉬, 가장 바람직하게는 +50메쉬(297미크론이상)인 재료를 주되게 갖도록 하는 입도 분포가 바람직하다. +10매쉬(2000미크론)이상의 입자들은 바람직하지 못하다.
본 애터펄자이트 및 세피얼라이트는 낮은 수분 함량을 갖는 것이 바람직하다. 수분 함량이 낮을수록, 점토가 본 조성물의 수성 분산액에 레오펙틱 성질을 부여하는 능력은 더 커진다. 수분 함량은 약 16% 이하이여야 하며, 바람직하게는 약 4 내지 16%, 가장 바람직하게는 약 4 내지 10%이다. 바람직한 점토는 수분 함량을 감소시키기 위하여 저온[10 내지 121℃(50 내지 250℉)]에서 건조시킨다.
본 발명에서 요구되는 애터펄자이트 및 세피얼라이트 과립 재료는 본 조성물의 수성 분산액에 부여해야 할 원하는 레오펙틱 성질을 유발한다는 것이 예기치 않게 발견되었다. 이와 대조적으로, 벤토나이트, 카올린을 비롯하여 미세 입자(통상 44미크론 미만)의 애터펄자이트 및 세피얼라이트 분말은 원하는 성질을 제공하지 못한다.
본 조성물은 생성되는 수성 분산액에 레오펙틱 특성을 부여하기 위하여 전술한 거친 미립 점토 충분량을 함유하여야 한다. 최소의 실험을 행함으로써 특징 배합물에 필요한 정확한 양을 결정한다. 개선된 배합물을 제공하기 위해서는 통상 3 내지 20중량%, 바람직하게는 3 내지 10중량%의 과립상 애터펄자이트, 세피얼라이트 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.
전단-증점성을 부여하는 이 예기치 못한 능력은 매우 바람직한 것이며, 본 배합물을 혼합하는 과정 및 건물의 기반 시설에 분무 도포하는 과정에서 기술적으로 매우 유용하다. 수성 조성물이 저전단 혼합 단계에서는 비교적 낮은 점도를 나타내지만 펌프 및 분무 장치의 고전단력을 받게 될 때에는 상당히 높은 점도를 나타내는 것이 가장 바람직하다. 본 조성물은 물 함량의 정규 편차에 의해 거의 영향을 받지 않는 수성 분산액을 제공할 수 있고, 용이하게 혼합되며 분리됨 없이 도포 부위에 용이하게 펌프되고 또 수율이 높은, 즉 주어진 도포 두께에서 건조 조성물의중량당 비교적 넓은 면적에 도포되는 코팅을 제공한다. 수율은 당해 분야에 공지되어 있는 방법에 의해 조성물의 건조 중량당 보오드 피트(제곱 피트 면적에 인치 두께)로서 계산된다. 특히 바람직한 조성물은 건조 조성물의 중량 45파운드당 약 20보오드 피트 이상의 고수율을 부여할 수 있다. 일반적으로, 건조중량 45파운드당 약 25 내지 35보오드 피트의 수율이 얻어진다. 본 조성물은 또한 유동성이 낮아서 늘어지거나 흘러내리거나 또는 떨어짐 없이 수직 표면에 도포될 수 있다. 오히려, 본 조성물은 경화되기 전 및 경화 후에 도포된 하부 구조물에 접착한다.
어떤 경우에는, 슬러리 중으로 더욱 많은 물이 혼입될 수 있도록 하는 종래의(시멘트 기술에서) 함수제를 혼합물 중으로 혼입시킴으로써 강철에 대한 접착력은 동일한 수준으로 유지하면서 효율을 증대시키는 것도 바람직하다. 바람직한 함수제는 히드록시프로필메틸셀룰로오스이다.
물을 첨가함으로써 본 발명의 건조 조성물을 펌프가능한 슬러리로 전환시킨다. 일반적으로, 물은 작업 장소에서 도포 지점에 펌프되기 직전에 건조 혼합물 중으로 첨가된다. 목적하는 균일성 및 접착성을 갖는 펌프가능한 혼합물을 제공하기 위하여 약 1.2:1 내지 2.5:1이라는 시멘트성 결합제에 대한 물의 비를 통상적으로 이용하다. 일반적으로, 용이하게 펌프되도록 하는 유용한 범위의 슬러리 밀도는 세제곱 피트당(pcf) 약 35 내지 55파운드이다.
본 발명의 조성물은 구조물 또는 작업 장소에서 코팅 조성물을 제조하기 위한 종래의 혼합기(예 : 패들 또는 나선형 블레이드 디자인 등을 갖는 모르타르 혼합기)에 의해 통상적으로 생기는 낮은 전단력하에서 물과 혼합될 때 낮은 점도를 나타낸다. 생성된 수성 분산액이 수성 조성물을 도포 부위로 이동 및 공급하기 위해 사용하는 피스톤 펌프에 위해 생기는 것과 같은 고전단력을 받게 되는 경우, 이 분산액은 레오펙틱 능력을 나타내고 고점도 물질을 제공한다. 본 조성물을 약 1 내지 2.5ft3/분의 속도로 펌프할 수 있는 피스톤 펌프 같은 표준 도포 펌프에 의해 고전단이 생성된다. 각 피스톤은 통상적으로 실린더당 분당 50 내지 125회의 왕복운동(SPM)을 하면서 3인치 구멍에서 약 4 내지 5인치의 피스톤 왕복운동을 한다. 전형적인 도포 세팅은 약 1.5 내지 2세제곱 피트/분/회의 계산된 용적유출량을 제공하는 약 100SPM이다. 이동하는 유체 조성물의 압축될 수 있는 성질과 생성되는 펌프압의 양으로 인해 실제 용적 유출량은 이것의 25 내지 50% 밖에 되지 않을 수 있다.
하기 실시예는 설명하기 위한 것이며 첨부된 특허청구범위를 제한하는 의미는 아니다. 달리 지시하지 않는 한 부와 백분율은 모두 중량 기준이다.
[실시예 Ⅰ]
하기 성분을 건조 혼합함으로써 석고를 기제로 하는 조성물을 제조하였다:
성 분 중량%
석고 플라스터 82.5
파쇄 및 팽창된 폴리스티렌(0.375pcf) 2.9
셀룰로오스 섬유 6.2
공기 연행제(α-올레핀술포네이트)(WITCONATE AOK) 0.2
애터펄자이트 과립(325메쉬 US. Std. 이상 90%; 평균입경 140메쉬) 8.2
과립은 +50메쉬 17%; +100메쉬 39%; +200메쉬 31%; 및 +325메쉬 13%의 분포를 가졌다.
리본 블레이드 모르타르 혼합기를 사용하여 1.4의 물/고형분 비토, 생성된 건조 조성물을 물과 혼합함으로써 실질적으로 균일한 분산액을 제조하였다. 분산액에 고전단력을 부여하는 실린더-펌프 디자인의 Thompson A375 분무기-펌프를 사용하여 분산액을 분무 도포기로 이동시켰다. 170psi의 펌프압으로 분산액을 200피트 호오스를 통해 운반하였다. 펌프된 슬러리를 10인치 강철 I-비임에 도포하여 0.75인치 두께의 균일한 코팅을 제공하였다. 혼합 후, 분무 펌프의 고전단력을 받은 후의 분산액 및 분무된 물질에 대해 점도를 측정하였다. 분산액이 굳어지기 시작하는지 또 균열, 흘러내림 또는 접착 결함(물질이 떨어짐)이 발생하는지를 결정하기 위하여 형성된 코팅을 도포한지 20분 후 관찰하였다. 결과는 하기에 나타나 있다:
점도1관찰
혼합기 펌프 분무기 경화2균열 흘러내림 접착
27 21 16 경화됨 없음 없음 접착됨
1. 모래 플라스터에 적합하게 된 Vicat 점도계를 이용하여 ASTM C-472에 따라 행함. 숫자가 작을수록 점도가 높음을 나타낸다.
2. 6시간동안 관찰함.
성분은 혼합기에서 저점도의 분산액을 형성하고 따라서 용이하게 혼합되어 균일하게 되었다. 펌프의 고전단력을 받은 후 조성물의 점도는 증가하기 시작하고 분무-도포기로 분무된 후 응고되기 시작하였다. 그리하여, 분산액은 강철 구조물에 양호하게 접착하며 건조 및 균일한 코팅으로 응고되는 동안 균열되거나 또는 흘러내리지 않는 본체를 나타내었다.
[실시예 Ⅱ]
하기를 건조 혼합함으로써 석고를 기제로 하는 조성물을 제조하였다:
성분 중량%
석고 플라스터 69.2
퍼얼라이트(3.9pcf) 13.9
파쇄 및 팽창된 폴리스티렌(0.375pcf) 1.8
셀룰로오스 섬유 5.0
공기 연행제(α-올레핀술포네이트) 0.2
세피얼라이트 과립(325메쉬 US. Std. 이상 65%; 평균 입경 약 140메쉬) 9.0
물/고형분 비가 1.45이고 펌프압이 185psi인 것을 제외하고는 실시예 Ⅰ에서 설명한 것과 동일한 방식으로 건조 조성물을 혼합, 펌프, 분무 및 도포하였다. 상기 실시예 Ⅰ에서 설명한 바와 같이 점도 측정 및 관찰을 행하였다. 결과는 다음과 같았다:
Vicat 점도 관찰
혼합기 펌프 분무기 경화 균열 흘러내림 접착
26 22 20 경화됨 없음 없음 접착됨
이 조성물은 혼합기에서 저점도 분산액을 형성하였다. 고전단력으로 펌프된후 점도가 증가하였으며 분무기로부터 도포되는 동안 점도가 더 증가하였다. 생성된 고점도 분산액은 강철 비임에 잘 접착하였고 균열되거나 또는 흘러내리지 않고 응고되었다.
세피얼라이트가 존재하지 않는 것을 제외하고는 상기에서 설명한 것과 동일한 방식으로 제2 조성물을 생성시켰다. 초기 조성물은 혼합기에서 양호한 점도를 가졌으나, 도포시 강철 비힘에 잔류하기에는 너무 묽었다. 즉, 조성물이 흘러내렸으며 접착이 불량하였다.
[실시예 Ⅲ]
하기를 건조 혼합함으로써 석고를 기재로 하는 건조 조성물을 제조하였다:
성분 중량%
석고 플라스터 58.0
퍼얼라이트(3.9pcf) 23.2
셀룰로오스 섬유 10.3
공기 연행제(WITCONATE AOK) 0.2
애터펄자이트 과립(325메쉬 U.S. Standard 이상 90%;
평균 입경 약 140메쉬) 8.3
상기 실시예 Ⅰ에서 설명한 바와 같이 건조 혼합물을 물과 혼합하고(물/고형분비 1.7) 펌프한 후 강철 Ⅰ-비임에 분무 도포하였다. 상기 실시예 Ⅰ에서 설명한 바와 같이, 생성된 코팅의 Vicat 점도 측정 및 관찰을 행하였다. 결과는 하기에 주어져 있다:
Vicat 점도 관찰
혼합기 펌프 분무기 경화 균열 흘러내림 접착
20 20 18 경화됨 없음 없음 접착됨
여기에서 사용된 고밀도 골재는 더욱 많은 골재를 필요로 하고, 따라서 예상컨대 더욱 점성인 초기 조성물을 필요로 하였다. 그러나, 이 물질은 용이하게 혼합되어 펌프 및 분무기를 거친 후 목적하는 레오펙틱 특성을 나타내는 균일한 분산액으로 됨으로써 탁월한 특성을 갖는 코팅을 제공하였다.
[실시예 Ⅳ]
하기 실시예는 비교하기 위한 목적으로 실시한 것이다.
하기를 건조 혼합함으로써 석고를 기제로 하는 건조 조성물을 제조하였다:
성분 중량%
석고 플라스터 69.8
퍼얼라이트(3.9pcf) 26.1
셀룰로오스 함유 4.9
공기 연행제(WITCONATE AOK) 0.2
상기 실시예 Ⅰ에서 설명한 바와 같이 건조 혼합물을 물과 혼합하고(물/고형분비 1.4) 펌프한 후 강철 Ⅰ-비임에 분무 도포하였다. 실시예 Ⅰ에서 설명한 바와 같이 하기 측정 및 관찰을 행하였다:
Vicat 점도 관찰
혼합기 펌프 분무기 경화 균열 흘러내림 접착
20 32 27 경화됨 없음 있음 접착되지 않음
상기 실시예는, 본 점토 레오펙틱제가 존재하지 않는 경우 조성물이 혼합기에서 점도(숫자가 작을수록 더욱 점성임)가 높고(혼합하기가 어렵다) 도포시 여전히 너무 묽었다는 것을 보여준다. 생성된 코팅은 과다하게 흘러내리고 접착이 불량하였다.

Claims (17)

  1. 입자의 60중량% 이상이 44미크론 이상이고 또 평균 입도가 72미크론 이상이 되게 하는 입도 분포를 갖는 과립상 애터펄자이트, 세피얼라이트 또는 그의 혼합물로 구성된 군으로 부터 선정된 마그네슘 실리케이트계 점토 3 내지 20중량%; 포트랜드 시멘트 또는 석고 플라스터로 부터 선택되는 수화성 시멘트 50 내지 90중량%; 버미큘라이드, 퍼얼라이트 또는 파쇄 스티렌으로 부터 선택되는 다고성 골재 미립자 3 내지 4 중량%; 유기 섬유상 재료, 무기 섬유상 재료 또는 이들의 조합물로 구성된 군으로 부터 선택되는 섬유상 재료 4 내지 12중량%; 및 공기 연행제 0.05 내지 0.5중량%를 포함하며, 상기 점토는 물 부가시 조성물의 수성 분산액에 레오펙틱(rheopectic) 특성을 부여하는 양으로 존재하는 건조 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 다공성 골재가 팽창된 파쇄 폴리스티렌 비이드, 파쇄 폴리스티렌 비이드 보오드, 파쇄 압출 폴리스티렌 또는 그의 혼합물로 구성된 군으로 부터 선정된 폴리스티렌인 조성물.
  3. 제 2항에 있어서, 파쇄 폴리스티렌이 0.2 내지 0.8 pcf의 밀도를 갖고 또 조성물의 1 내지 5 중량%로 존재하며; 또 수화성 시멘트가 석고이며 조성물의 75 내지 90중량%으로 존재하는 조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 다공성 골재가 표층박리된 버미큘라이트인 조성물.
  5. 제 4항에 있어서, 표층 박리된 버미큘라이트의 밀도가 5 내지 약 7 pcf이고 20 내지 40중량%로 존재하며; 또 수화성 시멘트가 석고이고 50 내지 70중량%로 존재하는 조성물.
  6. 제 1항에 있어서, 골재가 2 내지 12 pcf의 밀도를 갖는 팽창된 퍼얼라이트인 조성물.
  7. 제 6항에 있어서, 팽창된 퍼얼라이트 밀도가 2 내지 5 pcf이고 5 내지 30중량%로 존재하고; 또 수화성 시멘트가 석고이고 50 내지 70중량%로 존재하는 조성물.
  8. 제 1항 내지 제7항중 어느 하나에 있어서, 마그네슘 실리케이트계 점토가, 입도가 44미크론이고 물 함량이 16중량% 이하이며 조성물중에 3 내지 10 중량%로 존재하는 과립상 건조 애터필자이트 점토인 조성물.
  9. 제 1항 내지 제 7항중 어느 하나에 있어서, 마그네슘 실리케이트계 점토가, 입도가 44미크론이고 물 함량이 16중량% 이하이며 조성물중에 3 내지 10중량%로 존재하는 과립상 건조 세피얼라이트 점토인 조성물.
  10. 제 1항에 있어서, 파쇄 폴리스티렌 1 내지 5중량%; 수화성 석고 플라스터로 구성된 수화성 시멘트 75 내지 90중량%; 고습 중량 유기 섬유 4 내지 10중량% 및 유리 섬유 0 내지 2중량%로 구성된 섬유상 재료; 공기 연행제 0.1 내지 0.5중량%; 및 건조된 과립상 마그네슘 실리케이트 점토 3 내지 10 중량%를 갖는 조성물.
  11. 제 1항에 있어서, 표층 박리된 버미큘라이트 20 내지 40중량%; 수화성 석고 플라스터로 구성된 수화성 시멘트 50 내지 90중량%; 고습 증량 유기 섬유 4 내지 10중량% 및 유리 섬유 0 내지 2중량%로 구성된 섬유상 재료; 공기 연행제 0.1 내지 0.5중량%; 및 건조된 과립상 마그네슘 실리케이트 점토 3 내지 10중량%를 갖는 조성물.
  12. 제 1항에 있어서, 팽창된 퍼얼라이트(밀도 2 내지 5pcf) 5 내지 30중량%; 수화성 석고 플라스터로 구성된 수화성 시멘트 50중량% 이상; 고습 증량 유기 섬유 4 내지 15중량%와 유리 섬유 0 내지 2중량%로 구성된 섬유상 재료; 공기 연행제 0.1 내지 0.5중량%; 및 건조된 과립상 마그네슘 실리케이트 점토 3 내지 20중량%를 갖는 조성물.
  13. 제 1항, 제 2항, 제 3항, 제 5항, 제 6항, 제 10항, 제 11항 또는 제 12항에 따른 조성물에 물을 부가하여 형성되는 수성 분산액에 있어서, 시멘트질 결합제에 대한 물의 비율이 1.2 내지 2.5이고 또 상기 분산액에 고전단력을 인가한 후 점도가 증가하는 수성 분산액.
  14. 포트랜드 시멘트 또는 석고 플라스터로 부터 선택되는 수화성 시멘트 50 내지 90중량%; 버미큘라이트, 퍼얼라이트 또는 파쇄 폴리스티렌으로 구성된 군으로 부터 선정된 다공성 골재 3 내지 40중량%; 유기 섬유상 재료 4 내지 10 중량% 및 무기 섬유상 재료 0 내지 2중량%; 공기 연행제 0.05 내지 0.5중량%; 및 입자의 60중량% 이상이 44미크론 이상이고 평균입도가 72미크론 이상이 되도록 하는 입도 분포를 갖는 애터펄자이트, 세피얼라이트 또는 그의 혼합물로 구성된 군으로 부터 선정된 마그네슘 실리케이트 점토 3 내지 20중량%로 구성된 건조 성분들과 물로부터 수성 분산액을 형성하고, 형성된 분산액을 고전단력에 처리하여 분산액의 점도를 증가시키며, 또 생성한 분산액을 건축 기반시설에 도포하는 것을 포함하는 건축 금속 기반 시설을 방화 및/또는 방음처리시키는 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 밀도가 35 내지 55 파운드/피트인 초기 분산액을 제조하기 위해, 물 대 시멘트 비율이 1.2 내지 2.5:1인 방법.
  16. 제 14항에 있어서, 고전단력이 피스톤-펌프만으로 또는 스프레이 도포기와 조합된 피스톤-펌프에 의해 제공되는 방법.
  17. 제 14항, 제 15항 또는 제 16항에 있어서, 수화성 시멘트가 석고이고; 골재가 파쇄 폴리스티렌이며; 유기 섬유상 재료가 셀룰로오스 물질이고; 또 점토의 물 함량(초기 건조 성분으로)이 16중량% 이하인 방법.
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