KR100621307B1 - 석고 보드 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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노리오 츠노
세이고 이시바시
히로쿠니 타니
켄이치로 오사와
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요시노 셋고 가부시키가이샤
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Abstract

석고 보드의 커버 원지와의 접착성이 우수하고, 석고 보드의 가장자리부의 드라이 아웃이 없으며, 석고 보드에 대한 못박음질 작업에 불편함이 없는 발포성 석고 코어를 갖는 경량의 석고 보드를 제공한다. 석고 코어는, 커버 원지로 피복된 측면을 포함하는 하나 이상의 경질 에지부; 표면 또는 이면을 포함하며 커버 원지로 피복된 측면을 포함하지 않는, 경질 에지부의 밀도와 실질적으로 동등한 밀도를 갖는 하나 이상의 고밀도부; 및 경질 에지부 및 고밀도부의 밀도보다 낮은 밀도를 가지며, 경질 에지부 및 고밀도부에 접하는 저밀도부를 포함한다. 경질 에지부에는 못 박히는 위치가 포함되지 않는다.

Description

석고 보드 및 이의 제조 방법 {GYPSUM BOARD, AND METHOD OF MANUFACTURING THE GYPSUM BOARD}
본 발명은 건축용 재료, 특히 내장용 재료로서 광범위하게 보급되어 있는 석고 보드 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 석고 보드용 원지, 석고 보드용 원지에 인접한 고밀도층 및 저밀도의 발포성 석고로 제조되는 중앙부분으로 이루어지는 다층 석고 코어와, 석고 코어의 양 가장자리부에 그 영역이 특정 범위 이하인 고밀도의 딱딱한 가장자리부를 갖는 석고 보드 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
석고 보드는 내화성, 차음성, 시공성 및 경제성 등의 관점에서 내장용 건축 재료로서 널리 사용되고 있다. 석고 보드는, 석고가 주재료인 코어(석고 코어)를 석고 보드용 원지(이하, 간단히 '원지'라 함)로 피복한 판형상체이다. 석고 보드는 일반적으로 이하와 같은 단계 (1) 내지 (5)에 의해 제조된다.
(1) 소석고, 접착 조제(助劑), 경화촉진제, 석고 보드를 경량화하기 위한 발포체(foam), 기타 첨가제 및 물 등을 믹서 등으로 혼합 반죽하여 소석고 슬러리(이하, 간단히 '슬러리'라 함)를 얻는다.
(2) 긴 이동벨트 위에 지지되어 이동하는, 하측(표면측)의 원지(표면 커버 원지)에 석고 슬러리를 공급하는 동안에, 표면 커버 원지의 마주보는 부분을, 이들 부분의 가장자리가 석고 보드의 이면측에 도달하도록 구부린다.
(3) 석고 보드의 이면측에서, 다른 상측의 원지(이면 커버 원지)의 가장자리를, 표면 커버 원지의 구부린 부분의 가장자리와 중첩시키며, 이 때, 이면 커버 원지의 가장자리에는 풀을 바른다.
(4) 표면 커버 원지 및 이면 커버 원지에 스프레드되는 동시에 피복된 슬러리를 성형기를 통해 판형상으로 성형한다.
(5) 슬러리를 경화시킨 후에, 경화된 석고 보드를 예비 절단하여 강제로 건조시키고 제품 사이즈로 절단한다.
대표적인 석고 보드용 원지로서, 석고 코어의 하나의 면 위에 위치하는 표면 커버 원지와, 석고 코어의 마주보는 면 위에 위치하는 이면 커버 원지가 있다. 표면 커버 원지는 석고 코어의 한 쌍의 측면을 피복하며, 표면 커버 원지의 가장자리는 이면 커버 원지의 가장자리에 풀로 붙여진다.
종래, 코어의 중량을 감소시키기 위하여, 석고 코어 속에 기포를 도입함 으로써 발포성 석고 코어를 만들어 왔다. 발포성 석고 코어는 예를 들면, 석고 슬러리에 기포제를 첨가함으로써 만들어진다.
그러나, 발포성 석고만으로 형성된 코어에는 2가지의 결점이 있다. 첫째는, 경화된 발포성 석고 코어는 비교적 무르기 때문에, 건설작업중에 발포성 석고 코어에 못을 박으면, 발포성 석고 코어에 균열이 생겨 깨지기 쉽다는 점이다. 여기서 사용하는 '못'이란 용어는, 건물을 지을 때, 목제의 바탕재에 석고 보드를 고정시 키기 위해 사용되는 못뿐만 아니라, 금속제의 바탕재(stud)에 석고 보드를 고정시키기 위해 사용되는 비스(또는 나사)도 포함하는 것으로서, 석고 보드를 어떤 부재에 고정시키기 위한 부품을 의미한다. 둘째는, 발포성 석고 코어가 원지에 반드시 양호하게 접착되지 않는다는 점이다.
이와 같은 문제점에 관하여, 일본국 특허 공표 공보 평4(1992)-505601호에는, 종래 발포 슬러리의 기포보다도 비교적 "깨지기 쉬운 기포"를 포함한 단일의 발포 슬러리를 원지 위에 퇴적시킴과 동시에 건조시켜, 원지와 석고 코어 표면 사이에, 원지에서 유래하는 섬유와 석고 코어에서 유래하는 석고를 포함하는 계면 영역과, 계면 영역에 대해 거의 평행하게 인접하며 섬유를 전혀 포함하지 않는 층을 가지며, 이 층은 석고 코어의 중앙부분에서보다도 공극이 적고 밀도가 큰 석고로 이루어지며, 석고 코어의 중앙부분은, 전체에 걸쳐 대략 균일하게 분포된 1705개/㎠ 이하의 복수의 비연속적인 공극을 갖는 다층 코어로 이루어진 것을 특징으로 하는 석고 보드가 개시되어 있다.
상기 선행기술에 따르면, 석고 보드의 하나의 면 위에서 종이가 그 석고 보드로부터 쉽게 박리되는 "분리"와 같은 결함을, 상기 종이에 근접하며 종이의 섬유를 전혀 포함하지 않는 얇은 층에 의해 현저히 감소시킬 수 있는 동시에, 종래의 공극보다 갯수가 적고 더 커다란 공극을 경화된 석고 보드 속에 형성함으로써, 석고 보드의 강도를 현저히 높일 수 있게 된다.
또한, 석고 코어와 원지 사이의 접착성을 향상시키기 위해, 예컨대, 영국 특허 GB741140호 공보에는, 원지의 접착면에 기포를 포함하지 않는 고밀도의 슬러리 를 롤러로 균일하고도 얇게 도포하고, 상기 고밀도의 슬러리 위에 기포를 포함하는 저밀도의 슬러리를 공급한 다음, 그 원지에 저밀도의 슬러리를 피복하거나, 또는 기포를 포함하지 않는 고밀도의 슬러리가 롤러에 의해 표면에 균일하고도 얇게 도포된 다른 원지를 설치하여 석고 보드를 성형하는 기술이 개시되어 있다.
또한, 일본 특허 공개 공보 평5(1993)-148001호에는, 도포 롤과 아이들러 롤러(idler roller) 사이에, 접착제를 포함한 고밀도의 슬러리를 공급하고, 도포 롤의 면에 부착된 슬러리를 원지의 접착면으로 이전시켜, 그 접착면에 얇은 석고층을 형성하며, 그 석고층 위에 기포를 포함한 저밀도의 슬러리를 공급하여 석고 보드를 성형하는 기술이 개시되어 있다.
다음으로, 석고 보드의 접착에 관한 제조상의 커다란 요인으로서, 석고 보드의 건조를 들 수 있다. 즉, 강제적인 건조 공정에서의 석고 보드에 관해서는, 일반적으로 석고 보드의 가장자리부 또는 가장자리부 영역에서의 건조 속도가, 석고 보드의 중앙부분에서의 건조 속도보다 비교적 빠르다. 이 때문에, 그 가장자리부나 가장자리 영역에서는, 과잉 건조로 인한 강도 저하나 접착불량( 즉, 드라이 아웃)이 발생하기 쉽다.
드라이 아웃을 방지하는 방법으로서, 예컨대, 미국 특허 공보 US2762738호에는, 메인 믹서로부터 표면 커버 원지 위에 공급되는 슬러리의 양단 부분에, 각각 표면 커버 원지의 양단 부분의 상방에 설치된 서브 믹서로부터 고밀도의 슬러리를 공급하여 석고 보드를 성형하고, 석고 보드의 양단 부분의 코어 밀도를 중앙부분의 밀도보다도 크게 함으로써, 드라이 아웃을 방지하는 기술이 개시되어 있다.
마찬가지로, 일본 특허 공표 공보 평9(1997)-511702호에는, 커버 원지의 이동 방향과 반대로 회전하는 코팅 롤러에 의해, 커버 원지 위에 비교적 고밀도의 석고 슬러리의 피막 및 가장자리 부분을 형성한 다음, 피막 위에서 가장자리 부분 사이에 비교적 저밀도의 석고로 이루어진 코어를 형성하는 장치가 개시되어 있다. 코팅 롤러의 축방향에서의 길이는 커버 원지의 폭보다 작다. 따라서, 통상적인 폭을 갖는 커버 원지가 코팅 롤러의 단부를 초월하여 연장되어, 어느 정도의 슬러리가 코팅 롤러의 양단 부근과 커버 원지의 가장자리나 또는 그 외측으로 새어 나오게 된다. 피막이 부착된 원지는, 그 원지의 수송 경로를 따라 데크(deck) 위로 이송되고, 추가의 고밀도 슬러리가 커버 원지의 가장자리 상에 주입되어 딱딱한 가장자리(경질 에지)부를 형성한다. 코어를 형성하는 장치는, 피막 위에서 가장자리부 사이에 비교적 저밀도의 석고 슬러리를 부여하는 수단을 구비하고 있다.
그러나, 일본국 특허 공표 공보 평4(1992)-505601호에 개시되어 있는 단일의 발포 슬러리로 형성된 다층 코어로 이루어진 석고 보드에 관해서는, 석고 보드의 형성 및 그 후의 강제 건조시에 석고 보드의 가장자리부에서 나타나는 밀도 부족 및 드라이 아웃 현상으로 인해, 원지에 석고가 거의 또는 전혀 밀착되지 않아 석고 패널 위에 원지가 전혀 남지 않는 결함이 발생되는 경우가 있다. 이와 같은 드라이 아웃 현상을 줄이기 위해, 예컨대, 일본 특허 공표 공보 평11(1999)-501002호에 개시된 바와 같이, 별도의 고밀도 슬러리를 조제하고 이것을 석고 보드의 가장자리부에 공급하여 석고 보드를 성형하는 방법이 있다. 이 경우에는, 고밀도의 슬러리에서 유래하는 경질 에지 부분의 영역이 지나치게 커진다. 따라서, 건설작업중에 석고 보드에 못을 박을 때, 석고 보드의 길이방향 가장자리부를 따른 못 박는 위치에서, 못이 석고 보드에 충분히 들어가지 않거나 못이 들어가되 못의 머리부가 돌출되는 등의, 작업성 및/또는 그 이후의 마무리 작업에 불편을 초래하는 경우가 있었다.
GB741140호 공보 및 일본 특허 공개 공보 평5(1993)-148001호에 개시된 선행기술에서, 포말을 전혀 포함하지 않은 석고는 실제로 너무 딱딱하여, 석고 보드의 재료로서 최적의 기능을 하지 않는 경우가 있다. 또한, 이들 석고 보드의 제조 방법에 사용되는 롤 코터에 있어서, 도포 롤의 회전 방향은 원지의 반송방향과 동일하기 때문에, 롤러로 스프레드시킨 슬러리는 슬러리의 점착성으로 인해 롤러 면에 부착되는 경향이 있다. 그 결과, 얇게 도포된 슬러리 층의 두께가 원지의 반송방향을 따라 일정하지 않게 된다. 또한, 도포 롤 면에 부착된 슬러리는, 주성분인 소석고가 물과 접촉하여 경화되는 반응경화형이기 때문에, 도포 롤의 회전중에, 슬러리가 점차 경화되어 도포 롤과 아이들러 롤러간의 틈새가 좁아진다. 그 결과, 도포 롤 면에 공급되어 이전되는 슬러리의 양이 감소하고, 얇게 도포된 슬러리 층의 두께가 시간이 지남에 따라 변화되어 일정하지 않게 된다. 한편, 슬러리의 도포 후에, 롤러 면의 잔류 슬러리를 제거하기 위해, 길이방향을 따라 롤러 전체에 걸쳐 찌꺼기 제거용 판을 설치하더라도, 제거된 슬러리가 찌꺼기 제거용 판으로부터 얇게 도포된 슬러리 층의 면 위로 낙하하여, 결국 균일한 두께를 갖는 슬러리 층을 제공하기가 곤란해진다. 또한, 롤러의 측면 등에 부착된 슬러리가 경화되고 성장하여 원지에 접촉되면, 이 슬러리는 종이가 찢어지는 등의 원인을 제공한다. 그 결과, 생산 라인을 정지시킬 수밖에 없다는 문제가 있었다.
또한, US2762738호 공보에 개시된 선행기술에서는, 메인 믹서 및 서브 믹서에 의해, 원지의 중앙 부분 및 가장자리에 각각 저밀도 및 고밀도의 슬러리를 별도로 조제하여 공급하기 때문에, 석고 보드의 제조 공정 및 공정 관리가 번잡해짐과 동시에, 제조되는 석고 보드의 경질 에지부의 크기가 충분히 제어되지 않는다.
마찬가지로, GB741140호 및 일본 특허 공개 공보 평5(1993)-148001호에 개시된 선행기술에서는, 메인 믹서에 추가하여, 2장의 원지에 대한 코팅 슬러리를 조제하는 2개의 슬러리 믹서를 사용하기 때문에, 믹서를 제어하기 곤란한 구성이 된다. 또한, 어플리케이터 롤러(applicator roller)에 의해, 치밀한 석고 플라스터 슬러리를, 후자의 특허 출원에서는 특히 전분 등의 결합제를 함유하는 슬러리를 원지에 부착시켜, 석고 코어와 원지를 결합시키는 것에 대해 개시되어 있다. 그러나, 드라이 아웃 및 경질 에지를 어떻게 해결할 건지에 관한 기재는 없다.
또한, 일본 특허 공표 공보 평9(1997)-511702호의 장치에서 사용되는 메인 믹서 내의 슬러리는 석고, 물, 기포제 및 안정제 등을 포함하며, 비교적 저밀도의 석고 슬러리를 형성하기 위한 조성을 갖는다. 또한, 발포 슬러리를 메인 믹서로부터 관로(管路)를 통해 고속 비터(beater)로 공급하고, 고속 비터의 빠르게 회전하는 날개를 이용하여 슬러리를 교반시킴으로써, 롤러 코팅에 주입되는 슬러리에 포함되는 기포의 대부분이 제거된다. 이와 같이 하여, 롤러 코터 또는 커버 원지의 가장자리로 공급되는 슬러리는 비교적 고밀도의 슬러리가 된다. 따라서, 우선 단일의 발포 슬러리를 형성하기 위해, 믹서 내에서 소석고 슬러리와 함께 포말을 상 당히 교반시키기 때문에, 본 선행기술에서는 포말이 손실되고, 기포 및 공극의 크기가 불균일하다는 문제가 발생한다. 또한, 고속 비터의 기포 제거 능력에는 한계가 있기 때문에, 목적하는 고밀도를 갖는 슬러리를 계속적으로 안정하게 공급하기는 어렵다. 더욱이, 롤 코터에 공급되는 슬러리로부터 제거되는 포말이 낭비되며, 발포제(foaming agent) 및 포말을 생성하기 위해 소비된 노력도 쓸모없어진다. 또한, 도포 롤에 의해 슬러리의 피막이 형성된 커버 시트(원지)의 가장자리에, 관로를 통해 추가의 고밀도 슬러리(경질 에지 슬러리)가 공급되기 때문에, 경질 에지 부분의 크기를 제어하기가 곤란하여 석고 보드에 못박기가 어려워지는 문제가 발생하기 쉽다.
본 발명의 목적은, 석고 보드의 커버 원지와의 접착성이 우수하고, 석고 보드 제조시의 강제 건조로 인한 석고 보드 가장자리부의 드라이 아웃이 없으며, 석고 보드에 대한 못박음질 작업에 불편함이 없는, 발포성 석고 코어를 갖는 경량의 석고 보드를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 간단한 장치구성에 의해, 발포제 및 발포제로부터 생성되는 포말을 낭비하지 않으면서 균일한 발포성 석고 코어를 제공하며, 발포성 석고 코어와 원지간의 접착성이 우수하고, 드라이 아웃이 방지되며, 못 박음질에 불편함이 없는 석고 보드를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적은, 표면, 이면, 두 개의 마주보는 측면 및 두 개의 마주보는 단면을 갖는 석고 코어와, 상기 석고 코어의 상기 표면, 상기 이면, 및 상기 두개의 마주보는 측면을 피복하는 커버 원지를 포함하는 석고 보드로서,
상기 석고 코어가,
상기 커버 원지로 피복된 측면을 포함하는 고밀도 경질 에지부;
상기 커버 원지로 피복된 표면 또는 이면을 포함하고, 상기 고밀도 경질 에지부의 밀도와 실질적으로 동등한 밀도를 갖는 적어도 하나의 고밀도부; 및
상기 고밀도 경질 에지부 및 상기 고밀도부의 밀도보다 낮은 밀도를 가지며, 상기 고밀도 경질 에지부 및 상기 고밀도부에 내접(內接)하는 중앙 저밀도부를 포함하며,
상기 고밀도 경질 에지부가, 상기 석고 보드를 고정하기 위해 못이 박히는 측면을 따른 소정 위치에 걸리지 않도록 형성된 석고 보드에 의해 달성된다.
상기 석고 보드에 있어서, 상기 고밀도부는 표면 또는 이면에 수직인 방향을 따라 0.1㎜ 내지 1.2㎜의 두께를 가질 수도 있다.
상기 석고 보드에서, 상기 경질 에지부는 경질 에지부에 포함되는 측면에 수직인 방향을 따라 적어도 0.1㎜의 두께를 가질 수도 있다.
상기 석고 보드에서 상기 경질 에지부는, 경질 에지부에 포함되는 측면에 수직인 방향을 따라 0.1㎜ 내지 15.0㎜의 두께를 가질 수도 있다.
또한, 상술한 목적은, 표면, 이면, 두 개의 마주보는 측면 및 두 개의 마주보는 단면을 갖는 석고 코어; 적어도 상기 석고 코어의 상기 표면 및 상기 두개의 마주보는 측면을 피복하는 표면 커버 원지; 및 상기 표면 커버 원지에 접착됨과 동시에 상기 석고 코어의 상기 이면을 피복하는 이면 커버 원지를 포함하며,
상기 석고 코어가, 상기 측면을 포함하는 고밀도 경질 에지부를 갖는 석고 보드를 제조하는 방법으로서,
(a) 원반형 회전식 믹서에 소석고, 물 및 적어도 1종류의 첨가제 및/또는 혼화재(混和材)를 주입하고 교반시켜 소석고 슬러리를 조제하는 단계,
(b) 상기 원반형 회전식 믹서의 외주 영역에 형성된 적어도 하나의 분별 채취구로부터 소석고 슬러리의 일부분을 꺼내어, 상기 슬러리의 일부분을 도포용 슬러리로서 표면 커버 원지에 공급하는 단계,
(c) 상기 표면 커버 원지에 공급된 도포용 슬러리의 일부를 도포 롤로 스프레드시켜 도포용 슬러리의 스프레드부를 형성함과 동시에, 상기 스프레드부의 양측에 도포용 슬러리의 비(非) 스프레드부를 제공하는 단계,
(d) 상기 원반형 회전식 믹서의 외주 영역에 설치된 송출관을 통해, 원반형 회전식 믹서 내에 잔류하는 상기 소석고의 슬러리를 송출관의 송출구로 송출시키는 단계,
(e) 상기 송출관 또는 상기 송출구에 부착된 기포 공급구를 통해 상기 잔류된 소석고의 슬러리에 발포체를 주입함과 동시에 균일하게 분산시켜 코어용 슬러리를 조제하는 단계,
(f) 상기 표면 커버 원지에 도포된 도포용 슬러리에 송출구로부터 송출되는 코어용 슬러리를 퇴적시키는 단계, 및
(g) 상기 표면 커버 원지를 구부림과 동시에 상기 표면 커버 원지의 가장자리에 상기 이면 커버 원지를 접착시켜 적층체를 형성하고, 이어서 건조시키는 단계 를 포함하며,
상기 도포 롤의 축방향에서의 길이가, 상기 표면과 상기 측면의 경계선간 거리의 98% 내지 108%인, 석고 보드를 제조하는 방법에 의해 달성된다.
상기 석고 보드의 제조 방법에서, 상기 이면 커버 원지에 도포용 슬러리를 공급하고, 상기 이면 커버 원지에 공급된 도포용 슬러리를 도포 롤로 스프레드시키는 단계가 추가로 포함될 수도 있다.
상기 석고 보드의 제조 방법에서, 상기 스프레드부의 두께는 0.2㎜ 내지 1.5㎜일 수도 있다.
상기 석고 보드의 제조 방법에서, 상기 도포용 슬러리에 물 및 경화 지연제를 첨가하는 단계가 추가로 포함될 수도 있다.
상기 석고 보드의 제조 방법에서, 상기 도포용 슬러리에 발포체를 첨가하는 단계가 추가로 포함될 수도 있다.
상기 석고 보드의 제조 방법에서, 상기 이면 커버 원지에 공급된 도포 롤로 스프레드된 도포용 슬러리의 두께는 0.2㎜ 내지 1.5㎜일 수도 있다.
상기 석고 보드의 제조 방법에서, 상기 이면 커버 원지에 공급되는 도포용 슬러리에 물 및 경화 지연제를 첨가하는 단계가 추가로 포함될 수도 있다.
상기 석고 보드의 제조 방법에서, 상기 이면 커버 원지에 공급되는 도포용 슬러리에 발포체를 첨가하는 단계가 추가로 포함될 수도 있다.
본 발명의 다른 목적 및 특징은, 도면과 함께 기술되는 하기 설명에 의해 명 확해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 석고 보드를 성형하는 장치의 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 석고 보드를 성형하는 장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명에서 사용되는 롤 코터의 사시도이다.
도 4는 본 발명에서 사용되는 도포 롤의 단부 형상을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 석고 보드의 경질 에지부분의 형상을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명에서 사용되는 믹서의 평면도이다.
도 7은 본 발명에서 사용되는 믹서의 사시도이다.
도 8은 본 발명에서 사용되는 믹서의 부분단면도이다.
도 9는 본 발명에서 사용되는 믹서의 수직단면도이다.
도 10은 본 발명에서 사용되는 믹서의 내부에 설치된 회전 원반을 설명하는 도면이다.
도 11A 및 도11B는 본 발명에 따른 석고 보드의 특성을 나타내는 표이다.
도 12는 본 발명에 다른 석고 보드의 중앙 부분 부근의 표면 커버 원지에 접착되는 고밀도층의 단면에 대한 주사형 전자 현미경 사진이다.
도 13은 본 발명에 따른 석고 보드 단부의 단면을 나타낸 확대사진이다.
상기 제 1 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 서로 밀도가 다른 적어도 두 개의 슬러리를 사용하며, 이들 슬러리 중 하나는, 고밀도의 슬러리(도포용 슬러 리)로서, 석고 보드의 폭을 한정하는 표면 커버 원지 위의 두 개의 가장자리 접음선간의 폭과 거의 동등하거나 또는 그 이상인 롤 축방향에서의 길이를 갖는 도포 롤에 의해, 표면 커버 원지에 도포된다. 또한, 표면 커버 원지의 표면 위의 가장자리 접음선을 따라 마주보는 가장자리에, 경질 에지 부분을 형성하기 위해 도포용 슬러리의 비 스프레드부를 형성한다. 여기서, 도포용 슬러리의 비 스프레드부의 크기는 못박음질이 허용되도록 조절된다. 다음으로, 저밀도의 슬러리(코어용 슬러리)를 표면 커버 원지 위에 도포된 도포용 슬러리 위에 퇴적시킨다. 상술한 바와 같이 표면 커버 원지 위에 공급된 고밀도 및 저밀도 슬러리를, 구부러진 표면 커버 원지와 이면 커버 원지에 피복하여 적층체를 형성하고, 그 적층체를 강제 건조시켜 목적하는 석고 보드를 얻는다. 또, 상기 적층체를 형성하기 전에, 적당한 롤 축방향에서의 길이를 갖는 도포 롤에 의해, 이면 커버 원지 위에도 도포용 슬러리를 도포시켜 두는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 이면 커버 원지 위에서 실행되는 도포용 슬러리의 도포는, 중첩 폭(overlap width)으로서의 가장자리에 도포용 슬러리를 도포하지 않는 점을 제외하고는, 표면 커버 원지에서 실행되는 도포와 동일하다.
또한, 상기 제 2 목적을 달성하기 위하여, 하나의 믹서에 의해 적어도 두 개의 슬러리를 조제한다. 상기 믹서는 링형상의 벽과 상면 및 하면에 두 개의 원판을 갖는 하우징; 혼합 반죽시킬 재료를 하우징 내에 공급하기 위해 하우징 상면의 중앙영역에 배치된 공급구; 슬러리를 연속적으로 하우징 외부로 송출시키기 위한 하우징의 외주영역에 배치된 슬러리 송출구; 하우징 내부에 회전 가능하게 배치된 회전 테이블; 및 회전 테이블을 회전시키는 회전 구동장치를 구비한다. 혼합 반죽되는 재료는 각 공급구를 통해 하우징 내에 공급되고, 회전 테이블에 의해 교반 및 혼합되어, 원심력에 의해 회전 테이블 위에서 반경 방향을 따라 링형상 벽으로 이동하며, 발포체가 혼입되거나 또는 혼입되지 않고 슬러리 송출구로부터 믹서 외부로 송출된다. 하우징의 외주영역에는 슬러리의 적어도 일부분을 꺼내기 위한 적어도 하나의 분별 채취구가 형성되어 있다.
본 발명에 따른 석고 보드의 제조방법의 일 실시예에서는, 혼합 반죽된 슬러리가, 소석고, 물, 접착 조제, 경화촉진제, 석고 보드를 경량화하기 위한 발포체, 감수제(減水劑), 경화지연제, 롤 오버(roll over) 억제제, 과건조 방지제, 방수제 및 기타의 첨가제, 나아가 보강섬유, 경량골재 및 기타 무기질 혼화재 등을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 슬러리의 밀도는 물 혼합량과 발포체의 혼입량에 따라 결정된다. 상기 믹서에 의하면, 발포체를 혼입하기 전에 슬러리의 일부분을 믹서 외부로 송출시키고, 석고 보드용 원지의 접착면에 도포하기 위한 도포용 재료(도포용 슬러리)로서 이용할 수 있다. 따라서, 단일 믹서에 의해, 2종류의 슬러리, 즉 발포체를 포함하지 않는 고밀도의 슬러리와, 발포체를 포함하는 저밀도의 슬러리 모두를 필요에 따라 공급할 수 있다.
이와 같은 믹서에서 고밀도 슬러리의 일부분을 꺼내기 위한 분별 채취구에는, 믹서의 하우징의 외주영역을 따라 분별 채취구에 이르는 슬릿을 형성하는 것이 바람직하다. 상기 슬릿에 의하면, 체류하는 슬러리의 존재 및 체류하는 슬러리의 경화로 인한 찌꺼기의 생성을 감소시키거나 방지하여, 도포용 슬러리를 연속하여 안정적으로 공급할 수 있다. 결과적으로, 본 발명의 석고 보드를 연속적으로 제조할 수 있게 된다. 또, 분별 채취구의 내부를 정기적으로 세정하기 위한 간헐적 세정수단을 설치하는 것이 바람직하다. 각종 간헐적 세정수단, 가령 물을 주입하는 수단, 또는 슬러리가 흐르는 분별 채취구의 내부 형상에 맞춘 피스톤 핀 및 가동판 등을 이용할 수 있다. 피스톤 핀 또는 가동판을 재빨리 밀고 당김으로써, 슬러리의 유속을 변화시킬 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 분별 채취구 내부의 간헐적인 세정이 일정 시간마다 자동적으로 실행된다.
또, 본 발명에서는 석고 보드에 슬러리의 비 스프레드부를 형성하기 위해, 도포 롤의 양단에 공급되는 도포용 슬러리의 양을 면밀히 제어하는 것도 중요하다. 즉, 분별 채취구로부터 꺼내어지는 고밀도 슬러리의 양, 도포 롤의 회전수, 그리고 도포 롤 및 받이 롤의 간격 등을 수시로 최적의 조건으로 조정한다. 또, 필요에 따라, 표면 커버 원지의 양측 가장자리를 상방으로 밀어올려 슬러리가 확장되는 범위를 제한할 수도 있다.
상기 비 스프레드부의 폭은 일반적으로는 10mm 미만이고, 바람직하게는 5mm 이하이며, 가능한 한 작게 조정하는 것이 가장 이상적이다. 이와 같이 비 스프레드부의 폭을 비교적 작게 조정함으로써, 도포용 슬러리로서 기포를 전혀 포함하지 않는 고밀도 슬러리를 사용할 수도 있게 된다.
분별 채취구, 또는 분별 채취구로부터 도포 롤을 향해 연장되는 슬러리 송출관에는, 적어도 하나의 첨가제 공급구가 배치되고, 여기로 물 및 경화지연제를 첨 가 및 혼합하여 도포용 슬러리를 조제한다. 도포용 슬러리가 코어용 슬러리와 접촉되기까지의 시간차를 고려하여, 도포용 슬러리의 경화시간을 조정하는 경우도 있다. 예를 들어, 단일 믹서를 사용하는 경우에는, 도포용 슬러리가 코어용 슬러리보다 믹서 외부로 상대적으로 늦게 배출되는 경우가 있다. 또, 분별 채취된 도포용 슬러리가 코어용 슬러리와 접촉되기까지는, 도포 롤을 향해 뻗어있는 송출관을 통해 도포용 슬러리를 송출시키고, 원지에 도포시키기 위한 시간이 소요된다. 따라서, 도포용 슬러리의 경화시간이 코어용 슬러리의 경화시간보다 긴 것이 바람직하다. 또, 이와 같은 경화시간은 각각의 석고 보드의 제조조건에 따라서 적절히 조정되어야 한다.
또, 도포용 슬러리에는 필요에 따라 발포체를 추가로 첨가하여 도포용 슬러리의 밀도를 조정해도 무방하다. 여기서, 발포체는 발포제로부터 생성되는 기포이며, 도포용 슬러리 속의 발포체의 밀도나 첨가량은 목적하는 도포용 슬러리의 밀도에 따라 조정될 수 있다. 본 실시예에서 사용되는 도포용 발포체의 밀도는, 이하에 설명하는 코어용 발포체의 밀도와 동등하거나 또는 그 이하인 것이 바람직하다.
이상과 같이 도포용 슬러리를 조제함에 있어서, 필요에 따라 서브 믹서를 설치할 수도 있다. 서브 믹서는 도포용 슬러리를 교반시켜 조성을 균일하게 하는데 있어 유용할 뿐만 아니라, 슬러리의 밀도 조정 및 유량의 제어에도 효과적이며, 따라서 품질의 안정된 일정량의 도포용 슬러리를 공급하는데 효과적이다. 이러한 서브 믹서는 비교적 구성이 간소하여, 장치 또는 기기류의 보존 및 점검작업을 번잡하게 하지 않는다.
또, 본 발명에 따른 석고 보드의 제조 목적을 벗어나지 않고서, 슬러리를 믹서 외부로 송출시키기 전에, 믹서에 부착된 기포 공급구를 통해, 주로 도포용 슬러리의 밀도를 조정하기 위해 사용되는 발포체를 첨가해도 된다.
또, 코어용 슬러리의 송출구 또는 그 송출구와 접속되는 코어용 슬러리의 송출관에는 기포 공급구가 배치되고, 기포 공급구는 송출구로부터 송출되는 코어용 슬러리에, 이 슬러리의 용적을 조정하기 위한 발포체를 공급한다. 믹서 외부에서 코어용 발포체의 투입을 제어할 수 있으므로, 발포체의 사용량을 저감시킬 수 있다. 또, 코어용 슬러리의 송출구로부터 믹서 회전방향의 상류측, 그리고 슬러리 분별 채취구로부터 믹서 회전방향의 하류측의 믹서 외주영역에 기포 공급구를 부착하여, 코어용 슬러리에 상기 발포체를 공급해도 무방하다. 또한, 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위 내라면, 믹서 내측 영역의 슬러리에 발포체를 공급해도 상관없다. 여기서, 공급되는 발포체의 밀도는, 일반적으로 0.01 내지 0.50g/㎤이다. 발포체가 송출구로부터 송출되는 동안에, 발포체는 코어용 슬러리에 균일하게 분산된다. 발포체를 낭비하지 않고, 기포와 공극이 균일하게 분포하는 저밀도의 코어용 슬러리를 효율적으로 생성하기 위하여, 송출되는 슬러리의 흐름에 발포체를 투입한다. 또한, 슬러리에 대한 소용돌이 회전이나 또는 완만한 전단력을 적용하는 등의 관용적인 수단을 이용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 믹서의 바람직한 실시예에서는, 복수의 톱니형상부가 회전 테이블의 외주에 형성된다. 따라서, 회전 테이블의 톱니형상부는 하우징 내의 중앙영역과 하우징의 외주를 따라 설치된 링형상의 벽 사이에 배치된다. 소석 고 및 소석고에 혼합 반죽되는 성분은, 교반 및 혼합되는 동시에 원심력에 의해 회전 테이블 위에서 반경방향 외측으로 이동한다. 실질적으로 완전히 혼합된 슬러리가 체류하는 외주영역(슬러리 체류영역)의 슬러리는, 회전하는 톱니형상부에 의해 슬러리 송출구에 도입된다. 또한, 슬러리 송출구는 슬러리 체류영역 부근에서 하우징의 바닥 커버(하부판) 및 링형상 벽의 일측 또는 양측에 배치되고, 슬러리 송출구의 수는 목적, 용도 또는 설계조건에 따라 설정된다. 즉, 하나 또는 복수의 슬러리 송출구를 하우징에 형성시킬 수 있다. 또, 슬러리 체류영역 부근에서 바닥 커버 또는 하부판에 슬러리 송출구를 배치시킬 경우에, 톱니형상부는 회전 테이블의 필수 구성 요소인데 반해, 링형상의 벽에 송출구를 형성할 경우에는 톱니형상부를 생략할 수도 있다.
또한, 믹서의 하우징의 상부 커버에는 회전 테이블의 상면 근방까지 수직으로 연장되는 링형상의 격벽이 설치된다. 링형상의 격벽은 회전 테이블의 외주 부근의 슬러리 체류영역과, 회전 테이블의 중앙영역을, 즉 미혼합 슬러리와 혼합 슬러리를 구분한다. 결과적으로, 밀도가 큰 균일한 슬러리가 믹서의 외주영역으로부터 확실히 얻어진다. 또, 얻은 슬러리를 믹서로부터 떨어진 장소에 공급할 경우에는, 분별 채취구와 접속되는 관로 속에 송출 또는 압송(壓送)용 펌프를 배치하여 슬러리를 그 장소까지 송출시키거나 또는 압송시킬 수도 있다.
더욱이, 분별 채취구는 슬러리 체류영역 부근의 하우징 부분, 즉 상부 커버 또는 상부판, 바닥 커버 또는 하부판, 또는 링형상의 벽에 바람직하게 배치할 수 있고, 분별 채취구의 수는 하나로 한정되지 않으며, 목적, 용도 또는 설계조건에 따라 두 개 이상이어도 된다. 단, 분별 채취구를 바닥 커버 또는 하부판에 형성시킬 경우에는 회전 테이블의 외주에 톱니형상부를 형성시킬 필요가 있다. 분별 채취구에서 꺼낸 슬러리는 원지의 접착면에 도포되는 도포용 재료에 대해 사용된다.
또한, 본 발명에서는 원지 반송수단에 의해 원지의 길이방향으로 원지를 반송시키는 동시에, 도포 롤이 원지에 대략 평행하게 원지의 폭방향을 따라 원지의 상면으로부터 소정 간격을 두거나 또는 원지의 상면에 접촉하여 배치된다. 또한, 원지를 지지하기 위한 받이재(받이 롤러)와, 원지의 길이방향으로 원지를 반송시키기 위한 원지 반송수단을 갖는 롤 코터를 사용한다. 도포 롤로부터 원지의 반송방향 상류측에는, 원지의 상면에 고밀도의 도포용 슬러리를 공급하기 위한 슬러리 공급수단과, 도포 롤을 원지의 반송방향과 반대 방향으로 회전시키기 위한 도포 롤 회전 구동수단이 추가로 설치된다. 이와 같이 하여, 석고 보드 원지의 상면과 도포 롤의 롤러 면 하단 사이에 스프레드된 슬러리가 공급된다.
도포 롤로부터, 원지의 반송방향 상류측에서 원지의 상면으로 도포용 슬러리를 공급하고, 도포용 슬러리를 소정 크기의 틈새를 통해 통과시키거나 도포 롤의 롤면으로부터 이전시킨다. 이와 같이 하여, 원지의 폭방향으로 도포용 슬러리를 스프레드시켜 도포용 슬러리의 박층을 형성한다. 또, 도포 롤을 원지의 반송방향과 반대 방향으로 회전시킴으로써, 소정 크기의 틈새 또는 접촉부를 통과하지 않는 도포용 슬러리를, 도포 롤의 롤러면을 따라 원지의 반송방향의 상류측으로 복귀시킨다. 더욱이, 원지 가장자리에서의 도포 롤의 단부로부터 외측 영역으로 공급되는 도포용 슬러리의 양을 조절하고, 도포 롤을 사용하여 비 스프레드부를 형성한 다. 이와 같이 하여, 석고 보드의 가장자리부 및 가장자리부 영역의 크기를 제어하여, 석고 보드의 가장자리부 및 가장자리부 영역을 고밀도화할 수 있다.
본 발명에 따른 석고 보드의 제조방법에서는, 도포용 슬러리를 도포 롤에 의해 석고 보드의 표면 커버 원지 및/또는 이면 커버 원지에 도포하고, 표면 커버 원지 및 이면 커버 원지 위에 형성된 고밀도 슬러리의 박층 사이에 저밀도 슬러리를 공급하여 적층체를 형성하고 계속해서 건조시킨다. 또한, 적층체를 형성하기 전에, 표면 커버 원지의 마주보는 가장자리를 원지의 길이방향을 따라 상측으로 구부려, 비 스프레드부로부터 표면 커버 원지의 가장자리로 슬러리가 흐르는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
또한, 필요에 따라 도포 롤과 평행하며 도포 롤의 롤러면에 접촉하도록 배치된 찌꺼기 제거 롤을 부착하는 것이 바람직하다. 찌꺼기 제거 롤은 도포 롤로부터 원지의 반송방향 상류측에 배치되며, 찌꺼기 제거 롤의 중심 높이는 도포 롤의 중심 높이 이하이다. 이와 같이 하여, 도포 롤 및 찌꺼기 제거 롤의 접촉부분으로부터 도포 롤의 회전이 진행되는 쪽의 도포 롤 면에 슬러리가 잔류하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 슬러리 박층의 두께에 있어서 원지의 반송방향을 따른 변화 및 시간 변화를 방지하여 슬러리 박층의 두께를 균일화한다. 그 결과, 석고 코어와 원지의 접착성을 향상시킬 수 있게 된다.
찌꺼기 제거 롤은 도포 롤의 회전방향과 반대 방향으로 찌꺼기 제거 롤을 회전시키기 위한 찌꺼기 제거 롤 회전 구동수단을 추가로 구비하며, 찌꺼기 제거 롤의 회전속도는 도포 롤의 회전속도 이하인 것이 바람직하다. 아울러, 도포 롤과 찌꺼기 제거 롤의 길이방향에서의 길이는 동일하며, 도포 롤 및 찌꺼기 제거 롤의 각 단부 부분에서의 접촉부에 접하여 배치된 찌꺼기 제거 판을 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 또, 도포 롤의 롤러 면의 경도는, 찌꺼기 제거 롤의 롤러 면의 경도 및 받이재의 받이면의 경도보다 높은 것이 바람직하다.
도포 롤에 의해 원지에 도포되는 도포용 슬러리의 두께는, 약 200 내지 1,500㎛ 인 것이 바람직하며, 400 내지 1,000㎛인 것이 보다 바람직하다. 도포되는 슬러리의 두께가 200㎛ 미만인 경우에는, 건조시킨 석고 코어와 원지간의 접착이 충분하지 않다. 한편, 그 두께가 1,500㎛ 이상인 경우에는 접착의 효과를 더욱 향상시킬 수는 없고, 상기 두께는 보드의 경량화에 불리하며, 석고 보드가 딱딱해지기 때문에 못박기 등의 작업성이 저하된다. 도포되는 슬러리의 두께가 상기한 바와 같이 조정되는 경우, 제조되는 다층 코어를 포함하는 석고 보드의 고밀도층의 두께는 약 100 내지 1,200㎛이다. 상기 고밀도층의 더욱 바람직한 두께는 약 200 내지 1,000㎛이다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 원지에 고밀도 슬러리를 도포할 때에 도포 롤의 면 길이(롤러 축방향의 길이)는, 제품으로서의 석고 보드의 폭을 한정하는 표면 커버 원지의 가장자리 접음선(보드 단부를 한정하는 스코어링)간 폭의 98 내지 108%인 것이 바람직하며, 99 내지 105%인 것이 더욱 바람직하다. 도포 롤의 면 길이의 상한(%)은, 목적으로 하는 석고 보드의 두께 규격에 상응하여 사용되는 표면 커버 원지의 폭에 따라 적절히 결정되는 것이 바람직하다. 또, 석고 보드의 단부형상에는, 석고 보드의 부착과 관련한 조인트 스페이싱(joint spacing)· 맞대기(butt laying)공법, 이음매 처리공법 및 맞대기 V 조인트공법과 같은 공법의 종류에 따라, 일반적으로 3종류, 즉 스퀘어(square), 테이퍼(taper) 및 베벨(bevel)이 있다. 여기서, 용어 「석고 보드의 폭」은 석고 보드 단부의 형상에 관계없이, 석고 보드 양단간 길이의 최대값을 말한다. 따라서, 상술한 「석고 보드의 폭을 한정하는 표면 커버 원지의 가장자리 접음선(보드 단부를 한정하는 스코어링)간 폭」은, 표면 커버 원지의 양측 가장자리를 따라 파일(pile) 등을 사용하여 부여되는 밸리(vally) 접음선으로서, 보드의 폭을 한정하는 가장자리 접기용의 2개의 선간 간격을 나타낸다. 또한, 도포 롤의 단부 형상에 관해서는, 도포 롤의 단부 부근의 직경을 작게 하여 단차를 형성하거나, 도포 롤의 단부를 향해 그 직경을 서서히 좁혀 테이퍼("순방향 테이퍼(forward taper)")를 형성하거나, 또는 이러한 단차와 순방향 테이퍼를 조합시키는 것이 가능하다. 이와 같은 단차 및/또는 순방향 테이퍼를 도포 롤의 양단부에 형성함으로써, 도포용 슬러리의 두께를 의도적으로 두껍게 할 수 있으며, 비 스프레드부로 새어 나오는 도포용 슬러리의 양을 조정하는 버퍼(완충)기능을 도포 롤에 부여할 수 있다. 또, 필요에 따라서는, 상기 도포 롤 양단부의 형상에 따라 찌꺼기 제거 롤의 형상도 변경시키거나, 다른 찌꺼기 제거 수단을 설치하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하여, 원지에 대한 접착층의 도포면적을 최대로 확보할 수가 있다. 더욱이, 원지의 가장자리에서 도포 롤의 단부로부터 외측의 영역에, 여분의 도포용 슬러리가 새어 나옴에 따라 비 스프레드부를 형성할 때, 비 스프레드부에 슬러리가 새어 나오는 것을 제어하여 그 양을 적게 할 수 있기 때문에, 결과적으 로, 형성되는 석고 보드의 경질 에지부의 두께도 제어할 수가 있다.
본 발명의 석고 보드에서는, 석고 보드를 어떤 부재에 못으로 부착할 때, 석고 보드의 길이방향의 가장자리부를 따른 못박기 영역에는 경질 에지부가 없다. 따라서, 석고 보드의 폭방향에서 경질 에지부의 길이는, 통상적으로 약 15.0mm 이하이며, 바람직하게는 약 10.0mm 이하이다. 더욱이, 석고 보드의 경량화나 제조 재료의 효과적인 이용의 관점에서는, 석고 보드의 폭방향에서 경질 에지부의 길이가 약 5.0mm 이하인 것이 바람직하다. 또, 석고 보드의 폭방향에 있어서 경질 에지부 길이의 최소값은 약 0.1mm(=100㎛)이지만, 보다 안정적으로 드라이 아웃을 방지하기 위해서, 또는 슬러리 공급량의 제어와 같은 제조조건을 관리하기 위해서는, 그 최소값을 약 2.0mm으로 하는 것이 바람직하고, 약 3.0mm로 하는 것이 보다 바람직하다.
또, 종래기술에서, 도포 롤의 면 길이(롤러 축방향의 길이)는 원지의 가장자리 접음선간 폭보다 짧았다. 그 길이는, 예컨대 일본 특허 공표 공보 평9(1997)-511702호에 개시된 바와 같이 1.22m ×2.44m(4 ×8ft)의 석고 보드를 생산하는 경우에는 1.15m(45inch), 즉, 약 94.3%로서, 도포 롤의 면 길이가 매우 짧게 설정되어 있다. 또한, 일본 특허 공개 공보 평8(1996)-112808호에 개시된 바와 같이, 고밀도 슬러리의 비 스프레드부의 폭은 10mm 내지 50mm 이며, 고밀도 슬러리의 비 스프레드부로부터 생기는 경질 에지부는 종종 못박기용 영역까지 도달하기도 하기 때문에, 못이 경질 에지부에 닿거나 못을 석고 보드에 박아넣기 어려운 경우가 있다. 본 발명에서는 도포 롤의 면 길이를 표면 커버 원지의 가장자리 접음선간 폭의 98% 이상으로 하고, 더욱이 석고 보드의 규격폭을 초과하여 108%로 함으로써, 경질 에지부가 못박기용 영역에 도달하지 않도록 할 수가 있다. 가령, 경질 에지부의 폭을 약 15.0mm 이하가 되도록 적정하게 제어할 수 있다. 석고 보드의 부착 작업 조건에 따라 달라지기도 하지만, 경질 에지부의 폭은 약 10.0mm 이하가 바람직하며, 약 5.0mm 이하가 보다 바람직하다. 경질 에지부의 폭을 가령 12.0mm 이하로 제어하기 위해서는, 도포 롤의 면 길이(롤러 축방향의 길이)를 약 99% 이상으로 하여, 비 스프레드부로 새어 나오는 도포용 슬러리의 양을 조절하면 된다.
이상 설명한 바와 같은 고밀도층의 두께 및 경질 에지부의 두께는, 제조된 석고 보드에 절단부를 만들어 접고, 그 석고 보드의 단면을 SEM을 사용하여 관찰함으로써 측정할 수 있다. 본 발명의 석고 보드는, 석고 보드의 폭방향을 따른 경질 에지부의 길이 및 형상에 특징이 있다. 즉, 석고 보드의 폭방향을 따른, 도포용 슬러리의 비 스프레드부로부터 형성되는 경질 에지부의 폭은 약 0.1mm 내지 약 15.0mm이다. 또한, 석고 보드의 폭방향에 따른 단면에서의 경질 에지부 형상은 사각형상, 삼각형상, 초승달형상, L자형상 및 J자형상 등 다양하다. 석고 보드의 폭방향에 따른 단면에서 경질 에지부 폭의 최소값을 보다 작게하기 위해서는, L자형상 또는 J자형상이 바람직하다. 또, 석고 보드의 폭방향에 따른 단면에서, 표면 커버 원지와 경질 에지부간 경계에서의 접착부분의 길이는 적어도 약 0.1mm이다. 드라이 아웃을 방지하고 제조조건을 보다 용이하게 제어하기 위해서는, 경질 에지부와 보드 원지간 접착부분의 두께가 적어도 약 2.0mm인 것이 바람직하고, 적어도 약 3.0mm인 것이 보다 바람직하다.
이와 같이 드라이 아웃을 방지하고 제조조건을 용이하게 제어하는 것은, 석고 보드의 폭을 한정하는 표면 커버 원지의 가장자리 접음선(스코어링)간 폭의 98 내지 108%의(롤러 축방향의) 길이를 갖는 도포 롤을 제공하고, 석고 보드의 양단에 고밀도의 도포용 슬러리의 비 스프레드부를 형성함으로써 달성된다.
즉, 길이가 상술한 폭의 95% 미만인 종래의 도포 롤을 사용할 경우의 비 스프레드부의 크기에 비해, 본 발명의 비교적 긴 도포 롤을 사용하는 경우에는, 원지로부터 도포용 슬러리가 새어 나오지 않도록 슬러리 공급량을 제어하면, 비 스프레드부의 크기를 보다 작게 제한할 수 있다. 이에 따라 석고 보드를 성형하면, 석고 보드의 폭방향에서, 슬러리의 비 스프레드부에 유래하는 경질 에지부의 최대 길이를 약 15.0mm 이하로 할 수 있다. 또한, 비 스프레드부로 새어 나오는 도포용 슬러리는 표면 커버 원지의 가장자리 접음선(스코어링)의 외측에 도포된다. 따라서, 석고 보드를 성형할 때, 표면 커버 원지의 가장자리를 가장자리 접음선(스코어링)을 따라 접어올리기 위한 접음 슈(folding shoe) 부분을 표면 커버 원지가 통과할 때에, 가장자리 접음선(스코어링)의 외측에 도포된 슬러리의 일부분이 중력의 작용에 의해 원지의 가장자리 내면을 따라 늘어져 떨어진다. 또한, 접음 슈에 의해 가장자리 접음선(스코어링)을 접어올림으로써, 도포용 슬러리의 일부분이 표면 커버 원지의 가장자리 내면을 따라 이면 커버 원지와의 접착을 위한 중첩영역에 접하게 되는 경우도 있다. 그 후, 도포용 슬러리는, 소정의 발포체가 첨가된 코어용 슬러리와 접촉하여 경화되기 시작한다. 그 결과, 사각형상, 삼각형상, 초승달형상, L자형상 및 J자형상과 같은 각종 형상의 경질 에지부가 형성된다. 그 중에서도 본 발명의 바람직한 실시예에서는, L자형상 또는 J자형상의 경질 에지부를 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같은 L자형상 또는 J자형상의 경질 에지부의 석고 보드 폭방향에서의 두께는, 드라이 아웃을 방지하는데 필요한 최소 두께이면 되지만, 실제 작업성이나 연속 제조의 안정성을 고려하여 적어도 약 0.1mm(=100㎛)가 필요하다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하겠으나, 본 발명은 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 석고 보드를 성형하는 장치를 부분적이고 개략적으로 나타낸 측면도이다. 표면 커버 원지(14)가 생산라인을 따라 반송된다. 믹서(10)는 반송라인과 관련된 소정의 위치, 예컨대, 반송라인의 상방에 배치되며, 단일 믹서(10)에 의해 고밀도 및 저밀도의 슬러리를 공급할 수가 있다. 한편, 본 발명의 석고 보드를 제조하기 위해 종래의 믹서를 각각 고밀도 및 저밀도의 슬러리를 공급하도록 설치할 수도 있다. 소석고(燒石膏), 접착조제, 경화 촉진제, 첨가제 등의 분말체, 발포체 및 물을 믹서(10)에 공급하고, 믹서(10)는 상기 원료를 혼합 반죽하여 고밀도의 슬러리(70)를 관로(61,62)를 통해 롤 코터(21)의 반송방향 상류측에서 표면 커버 원지(14) 및 이면 커버 원지(16) 상에 공급한다. 여기서, 도면부호 22, 23 및 24는 각각 도포 롤, 받이 롤 및 찌꺼기 제거 롤을 나타낸다. 표면 커버 원지(14) 및 이면 커버 원지(16) 상의 슬러리는 각각 롤 코터(21)의 스프레드부(20)에 도달하여 스프레드부(20)에서 스프레드된다. 고밀도 슬러리(70)의 박층 및 가장자리부 영역이 표면 커버 원지(14) 위에 형성되며, 고밀도 슬러리(70)의 박층이 이면 커버 원지(16)위에 형성된다. 표면 커버 원지(14)는 그대로 반송되고, 이면 커버 원지(16)는 방향 전환 롤러(170)에 의해 표면 커버 원지(14)의 반송 라인 방향으로 방향 전환된다. 그리고, 표면 커버 원지(14) 및 이면 커버 원지(16) 모두 성형기(200)에 도달한다. 여기서, 각 원지(14,16) 위에 형성된 박층의 사이에, 믹서(10)로부터 관로(63)를 통해 저밀도의 슬러리(72)가 공급된다. 표면 커버 원지(14), 저밀도 슬러리(72), 이면 커버 원지(16)로 이루어지는 3층 구조를 갖는 연속적인 적층체가 형성되며, 그 적층체는 경화(硬化)되는 동시에 예비 절단 커터(도시생략)에 도달한다. 예비 절단 커터는, 연속적인 적층체를 소정 길이의 판형상체로 절단하며, 원지에 의해 피복된 석고를 주체로 하는 코어로 이루어진 판형상체, 즉, 석고 보드의 원재료가 형성된다. 예비 절단된 적층체는 추가로 건조기(도시생략)를 통과하여 강제 건조되고, 그 후, 소정 길이의 제품으로 절단된다. 이렇게 석고 보드 제품이 제조된다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 석고 보드를 성형하는 장치의 평면도이다. 여기에 도시된 장치는 평탄한 데크를 구비한다. 공급 롤(도시생략)이 데크(100)에 인접하여 회전 가능하도록 부착되어 표면 커버 원지(14)를 데크(100)로 공급한다. 표면 커버 원지(14)는 데크(100)의 상면에서 화살표(←)로 도시된 하류방향으로(좌측으로) 이동한다.
데크(100)의 하류에, 데크(100)로부터 간격을 두고 제 2 데크(110)가 배치되며, 데크의 컷 아웃(cut out), 즉 공극(120)이 2개의 데크(100 및 110) 사이에 형성되어 있다.
대표적인 석고 보드 제품의 폭은 910mm이고, 표면 커버 원지(14) 및 두 개의 데크의 폭은, 상기 제품의 폭보다 약간 넓다. 표면 커버 원지(14)는 석고 보드의 표면을 형성한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 사용되는 롤 코터의 부분 사시도이다. 도 3에 있어서, 롤 코터(21)는 표면 커버 원지(14)의 상면에 슬러리를 공급하기 위한 슬러리 공급수단(61)과, 표면 커버 원지(14)의 상방에 배치된 도포 롤(22)과, 도포 롤(22)에 대하여 원지 흐름의 상류측에 설치된 찌꺼기 제거 롤(24)과, 표면 커버 원지(14)의 하방에 설치된 받이 롤(23)과, 도포 롤(22) 및 찌꺼기 제거 롤(24)을 각각 회전 구동시키는 도포 롤 회전 구동수단 및 찌꺼기 제거 롤 회전 구동수단(도시생략)으로 대략 구성된다.
표면 커버 원지(14)를 반송하는 수송경로는, 데크(100)의 상면으로부터 받이 롤(23) 및 도포 롤(22)의 사이를 지나 데크(110)의 상면에 이른다. 두 개의 롤(22 및 23)은 각각 회전축(25 및 26)에 부착된다. 받이 롤(23)은 모터에 의해 구동되지 않고 그 표면속도는 표면 커버 원지(14)와 본질적으로 동일하지만, 도포 롤(22)은 모터(27)에 의해 구동되며 그 표면은 도 3에 도시된 화살표 28 및 29에 의해 설명한 바와 같이, 표면 커버 원지(14)의 이동방향과 반대로 움직인다. 전원 및 모터속도 제어장치(31)가 모터(27)를 구동시키기 위해 접속되어 있다.
받이 롤(23)은 비교적 부드러운 롤이며, 예컨대 스폰지 고무로 제작될 수 있다. 한편, 도포 롤(22)은 딱딱하며 고도로 연마된, 예컨대 크롬 도금 연마 롤일 수 있다. 두 개의 롤은 서로 접촉되거나 혹은 적당한 간격의 간극(33)을 형성한다(도 3 참조). 표면 커버 원지(14)는 니프(nip;32) 또는 간극(33)을 통해 움직이 며, 커버 시트의 상면은 도포 롤(22)의 하면을 닦아낸다. 표면 커버 원지(14)는 도포 롤(22)의 하측을 통과하며 도포 롤(22)의 표면은 표면 커버 원지(14)에 의해 닦인다. 동작 중에 도포 롤(22)의 회전을 정지시키지 않는 것이 중요하다.
데크(110)의 상방에 다량의 석고 슬러리를 포함하는 믹서(10 ; 도 1 참조)가 부착되어 있다.
관로(61)는 믹서(10)로부터 표면 커버 원지용 롤 코터(21)까지 연장된다. 다른 쪽 관로(62)는 이면 커버 원지용 롤 코터(21)까지 연장된다. 두 개의 롤 코터로 흐르는 슬러리는 고밀도의 석고 슬러리이다.
특히 도 3을 참조하면, 롤 코터(21)의 도포 롤(22)은 받이 롤(23)의 회전축(25)에 대하여 상방에 회전축(26)을 구비한다. 도포용 슬러리(70)는, 관로(61,62)로부터 흘러나와, 도포 롤(22)의 면 길이에 걸쳐 트래프(trough)를 채운다. 도포 롤(22)은, (도 3에 나타낸 바와 같이) 왼쪽으로 회전한다. 표면 커버 원지(14)는 통상의 구동장치(도시생략)에 의해 도포 롤(22)의 하면에 접촉되어 하류로 당겨진다. 더욱이, 부드러운 받이 롤(23)은 표면 커버 원지(14)를 도포 롤(22)에 접촉시킨다. 표면 커버 원지(14)는 상술한 바와 같이 도포 롤(22)의 표면(53)의 이동방향과 반대로 이동하여, 도포 롤(22)의 표면을 닦아낸다. 결과적으로, 피막(56)은 표면 커버 원지(14)로 옮겨지고, 표면 커버 원지(14)의 중앙영역을 횡단하여 대략 균일한 피막 또는 층(56)을 형성한다. 피막(56)의 두께는 도포 롤(22)의 회전 속도에 대한 표면 커버 원지(14)의 이동속도에 따라 달라지며, 제어장치(31)는 목적하는 두께를 갖는 피막을 형성하도록 조절되는 것이 바람직하다.
도 2에 도시된 바와 같이, 두 개의 롤(22 및 24)의 축방향의 길이는, 도포 롤의 단부와 표면 커버 원지의 변(邊) 사이에 도포용 슬러리가 새어 나옴으로써 비 스프레드부를 형성하도록, 석고 보드의 폭을 한정하는 표면 커버 원지의 가장자리 접음선간 폭의 98 내지 108% 이다. 따라서, 도포 롤은 석고 보드의 폭을 한정하는 표면 커버 원지의 가장자리 접음선(스코어링)을 초과하여 연장되며, 어느 정도의 도포용 슬러리(70)가 도포 롤(22)의 양단부근과 표면 커버 원지(14)의 가장자리 또는 그 외측으로 새어 나오게 된다. 본 발명에서 도포 롤(22)로 스프레드되지 않는 도포용 슬러리(70)의 양 또는 폭은 특별히 엄밀하게 제어되는데, 가령 그 폭은 약 10mm 미만이고, 약 5mm 이하로 조정되는 것이 바람직하다.
석고 보드의 석고 코어는, 관로(63)를 통해 피막이 있는 표면 커버 원지(14)의 중앙영역으로 공급되는, 믹서(10)로부터의 슬러리에 의해 형성된다. 도 2에 도시된 바와 같이 그 슬러리는 표면 커버 원지(14)를 횡단하여 피막(56) 위로 확대된다.
커버 시트의 가장자리를 따라서 데크(110)의 양쪽에 설치된 보통의 접음 슈(61)는, 커버 시트의 양쪽 가장자리를 상방으로 접고 이어서 슬러리 위로 그 양쪽 가장자리의 일부분을 접어 내린다. 접음 슈(61)는 완성판의 마주보는 긴 변의 가장자리부를 형성한다. 다음으로, 이면 커버 원지(16)는 코어와 표면 커버 원지(14)의 가장자리의 일부분 위에 놓인다. 이면 커버 원지는, 공급 롤(64 ; 도시생략)로부터 떨어져, 이면 커버 원지를 안내하는 성형기(200) 밑을 통과하여 슬러리의 상면을 매끄럽게 하고 슬러리의 두께를 목적하는 값으로 만든다. 완성품에서, 표면 커버 원지(14)는 석고 보드의 표면 및 측면을 규정대로 형성하며, 이면 커버 원지(16)는 석고 보드의 이면을 규정대로 형성한다.
표면 커버 원지를 배치한 후, 석고 보드는 통상적인 방법으로 처리된다. 두 장의 커버 원지와 슬러리는 슬러리가 경화될 때까지 데크(110)를 따라 석고 보드를 처리할 수 있는 장소까지 이동한다. 이어서, 석고 보드는 목적하는 길이로 절단되고, 뒤집어져서 계속해서 킬른(kiln, 도시생략)을 통해 이동된다.
고밀도 석고 슬러리의 피막은 표면 커버 원지(14)와의 접착력이 우수하며 저밀도의 석고 코어에 접착된다. 피막(56)과 딱딱한 가장자리층이 모두 동일한 슬러리로 형성되기 때문에, 접착력은 석고 보드의 표면에 걸쳐 연속적이며 불변이다. 상술한 바와 같이, 도포 롤(22)의 회전속도는 목적하는 두께의 피막(56)을 형성하도록 주의깊게 제어할 필요가 있으며, 동작 중에 롤이 정지되지 않도록 도포 롤(22)을 충분한 토크로 구동하는 것이 중요하다. 받이 롤(23)이 표면 커버 원지(14)와 도포 롤(22)에 압력을 가한다는 점, 그리고 표면 커버 원지(14)에 의해 도포 롤(22)을 닦아내도록 표면 커버 원지(14)가 도포 롤(22)의 하측을 가로질러 팽팽하게 당겨진다는 점 또한 중요하다.
본 발명에 따른 장치의 특정 실시예에서는, 도포 롤(22), 받이 롤(23) 및 찌꺼기 제거 롤(24)의 각각의 직경 및 이들을 접촉시키기 위한 압력이나 롤 면간 간격은 적당히 최적으로 조절될 수 있다.
도 4는 도포 롤의 단부 형상에 대한 예, (a) 스퀘어, (b) 단차, (c) 순방향 테이퍼(forward taper), (d) 단차와 테이퍼의 조합을 나타낸다. 이와 같이 도포 롤의 양단부의 형상을 변화시킴으로써, 도포용 슬러리의 두께를 의도적으로 두껍게 할 수 있으며, 또한 비 스프레드부로 새어 나오는 도포용 슬러리의 양을 조정할 수가 있다.
도포용 슬러리의 비 스프레드부에서 유래하여 형성되는 경질 에지부의 석고 보드 폭방향에서의 길이는 약 0.1mm 내지 약 15.0mm이다. 또한, 경질 에지부는 석고 보드의 폭 방향 단면에 있어서, 사각형상, 삼각형상, 초승달형상, L자 형상 및 J자 형상과 같은 각종 형상을 갖는다. 도 5는 본 발명에 따른 석고 보드의 경질 에지 부분의 형상을 나타내는 것이다.
도 6 내지 도 10은 믹서(10)의 일 실시형태를 나타낸다.
도 6 및 도 7은 각각 믹서(10)의 평면도 및 사시도이다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 믹서(10)는 원통형상의 하우징(50)을 가지며, 하우징(50)은 서로 소정의 간격을 둔 원반형상의 상판 또는 상부 커버(52) 및 하판 또는 바닥 커버(54, 이하에서는 상판(52), 하판(54)이라 부름)와, 상판(52) 및 하판(54)의 외주에 배치된 외주벽 또는 링형상의 벽(51)을 구비한다. 상판(52)의 중심에는 원형 개구부(80)가 형성되고, 상판(52)에 수직인 회전축(30)의 확대된 하단부(31)가 원형 개구부(80)를 관통한다. 회전축(30)은 회전 구동장치, 예컨대 전동모터(도시생략)에 연결된다. 필요에 따라 회전축(30)과 회전 구동장치의 출력축 사이에 변속장치, 예컨대 변속 기어장치 또는 벨트식 변속기 등을 설치할 수도 있다. 상판(52)에는 혼합 반죽시킬 슬러리 성분을 공급하는 분말체 공급관(40), 혼합 반죽용의 물을 공급하는 급수관(42), 지나친 내압 상승을 억제하는 내압 조정 장치(43 ; 파선으로 나타냄)가 서로 소정의 각도를 두고 연결된다.
도 8은 믹서(10)의 부분단면도이고, 도 9는 믹서(10)의 수직단면도이다. 도 10은 믹서(10)의 내부에 설치된 회전원반을 나타낸다. 하우징(50) 내에는 회전원반(32)이 회전가능하게 배치된다. 회전원반(32)의 중앙부분이 회전축(30)의 확대 하단부(31)의 하단면에 고정되고, 회전원반(32)의 중심축의 선은 회전축(30)의 선과 일치한다. 회전원반(32)은 회전축(30)의 회전에 의해, 화살표 R로 나타낸 방향(시계방향)으로 회전한다. 이러한 구조의 믹서를 핀형 혼합반죽기(핀 믹서)라 하는데, 이는 가령 미국특허 제3,459,620호의 명세서에 개시되어 있다.
하우징(50) 내의 영역은 가상의 경계선(26)에 의해 내측 영역과 외주영역으로 구획된다. 단, 상판(52)의 하면에 수직인 링형상의 격벽을 경계(26)를 따라 하우징(50) 내부에 설치할 수도 있다. 이 경우, 링형상의 격벽은 링형상의 벽(51)과 실질적으로 중심이 동일하게 배치된다. 하우징(50) 내의 영역은, 링형상의 벽(51)의 내벽면에 고정된 내마모성 링(53a)의 근방에 위치하는 외주영역과, 하우징(50)의 반경방향 내측에 위치하는 내측영역으로 명확하게 구분된다. 도 10에 상세히 도시된 바와 같이, 회전원반(32)의 외주영역에는, 다수의 치형부(37)가 형성된다. 각 치형부(37)는 실질적으로 회전원반(32)의 반경방향으로 뻗은 후방 에지(37a)와, 회전방향에 대하여 소정의 각도로 전방으로 경사진 전방 에지(37b)를 구비한다. 각 전방 에지(37b)는 회전방향으로 외측으로 혼합 반죽된 유체(流體)를 가압 또는 편향시킨다. 각 치형부(37) 상에는 두 개의 핀(36)이 설치된다. 또, 내측 영역에는 복수의 핀(38)이 배치되며, 핀(38)은 대략 반경방향으로 뻗은 복수의 라인으로 배치되어 회전원반(32)의 상면에 설치된다. 각 핀(38)의 라인은, 확대된 하단부(31)의 외주로부터 치형부(37) 상의 핀(36)을 향해 뻗은 만곡된 라인 위에 배치된다. 상판(52)에 수직인 복수의 핀(58)이 상판(52)의 반경방향으로 배열되며, 각 핀(58)은 핀(38) 사이로 위치결정된다. 따라서, 핀(38)이 회전할 때, 핀(38)은 핀(58) 사이 영역을 통과한다. 또한, 핀(58,38)은 각각 필요에 따라 분리가 가능하도록 회전원반(32) 및 상판(52)에 고정되며, 핀(58,38)의 수는 필요에 따라 증감시킬 수 있다.
링형상의 벽(51)은 중공의 송출관(47)을 통해 슬러리 송출구(48)의 상단부에 연결된다. 슬러리 송출구(48)에는, 혼합 반죽된 슬러리의 성분에 기포를 공급하는 기포 공급구(49)가 연결된다. 기포 공급구(49)는, 슬러리에 도입되는 기포가 슬러리 내부에 균일하게 분포하도록 송출관(47)의 근방(본 예에서는, 슬러리 송출구(48)의 상단부)에 연결되는 것이 바람직하다. 또한, 분별 채취구(46)가 링형상의 벽(51)에 형성되며, 분별 채취구(46)는 두 개의 분별 채취구(46a,46b)를 포함한다. 분별 채취구(46a,46b)는 각각 송출관(47)으로부터 소정의 각도를 둔 위치에서 링형상의 벽(51)에 배치되며 관로(61,62)에 각각 연결된다. 분별 채취구에는 물 및 경화 지연제의 투입구(도시생략)가 형성되어 있으며, 이들은 도포용 슬러리(70)의 밀도 및 경화시간을 조정한다. 추가로 필요에 따라 발포체의 투입구를 형성할 수도 있다. 한편, 이러한 물, 경화지연제 및 발포체를 도포용 슬러리(70)에 첨가하기 위하여, 관로(61 및 62)에 서브 믹서를 부착하고, 상기 서브 믹서에 물, 경화 지연제 또는 발포체를 각각 필요에 따라 투입함으로써 도포용 슬러리를 조제할 수도 있 다.
분별 채취구에는 믹서의 하우징의 외주영역을 따라 분별 채취구에 이르는 찌꺼기 혼입 방지용 슬릿을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 분별 채취구 내부를 정기적으로 청소하기 위한 간헐적인 세정 수단으로서, 분별 채취구 내부의 슬러리의 유로가 되는 공극의 형상에 맞춰진, 슬러리의 유속을 변화시킬 수 있는 피스톤 핀을 부착한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 이러한 간헐적 세정은 일정 시간마다 자동적으로 이루어진다.
송출관(47) 및 분별 채취구(46a, 46b)는 링형상의 벽(51)의 내벽면 위의 개구를 통해 하우징(50)의 내부에 접속된다. 분별 채취구(46a,46b)는 서로 소정의 각도 α를 두고 배치되며, 회전방향쪽에 위치하는 분별 채취구(46a)와 슬러리 송출구(48)는 서로 소정의 각도 β를 두고 배치된다.
다음으로, 믹서(10)의 동작에 대해서 설명한다. 회전 구동장치의 동작에 의해 회전원반(32)이 화살표 R방향으로 회전하고, 믹서(10)에 의해 혼합 반죽될 슬러리의 성분이 분말체 공급관(40)을 통해 공급되며 혼합 반죽용 물이 급수관(42)을 통해 공급된다. 혼합 반죽되는 슬러리 성분 및 공급되는 물은 믹서(10) 내부의 내측 영역으로 도입되며, 교반 및 혼합되어 원심력에 의해 회전원반(32) 위에서 외측으로, 경계(26)를 초월하여 외주영역으로 이동한다. 비교적 고밀도의 슬러리는 치형부(37)에 의해 외측으로 회전방향쪽으로 가압되며, 송출관(47)을 통해 슬러리 송출구(48)로 도입된다. 송출관(47) 또는 슬러리 송출구(48)에 형성된(본 실시예에서는 송출구(48)상에 형성된) 기포 공급구(49)를 통해, 슬러리에 목적하는 양의 기 포가 공급되어 슬러리의 밀도가 저밀도로 조정된다. 슬러리 송출구(48)는 관로(63)와 접속되어 있으며, 비교적 저밀도의 슬러리는 표면 커버 원지(14)의 폭 방향 중앙영역으로 공급된다.
외주영역의 슬러리는 코어용 슬러리 송출관(47)의 상류(회전과 반대방향)에 각각 배치된 각 분별 채취구(46a,46b)를 통해 관로(61,62)에 도입되며, 관로(61,62)를 통해 표면 커버 원지(14) 및 이면 커버 원지(16)의 롤 코터로 각각 공급된다. 분별 채취구(46a,46b) 부근에 존재하는 슬러리는 발포체를 포함하지 않는 슬러리로서, 코어용 슬러리(72)에 비해 고밀도의 슬러리이다. 따라서, 분별 채취구(46a,46b)를 통해 롤 코터로 송출되는 슬러리는 비교적 밀도가 높다. 이와 같이, 믹서(10)는 슬러리 송출구(48) 및 송출관(47)을 통해 비교적 저밀도의 슬러리를 표면 커버 원지(14)의 중앙영역으로 공급하며, 분별 채취구(46a,46b) 및 관로(61, 62)를 통해 비교적 고밀도의 슬러리를 표면 및 이면 커버 원지의 각 롤 코터로 공급한다. 따라서, 석고 보드의 생산라인에 의해 건조기로 반송되는 석고 보드의 원재료는, 비교적 저밀도의 슬러리로서 표면 커버 원지의 중앙영역에 포함되고, 비교적 고밀도의 슬러리로서 원지와 밀착되는 층에 포함되며, 반송라인 하류측의 강제 건조기 내부에서 균일하게 건조된다. 이와 같이, 믹서(10)는 송출관(47) 및 슬러리 송출구(48); 코어용 슬러리(72)의 용적 또는 밀도를 조정하기 위한 기포를 도입하는 기포 공급구(49); 및 송출관(47)의 상류측(회전방향과 반대쪽)에 각각 배치된 두 개의 분별 채취구(46a,46b)를 구비한다. 슬러리 송출구(48)는 슬러리를 표면 커버 원지(14)의 중앙 영역으로 공급하는 송출관(47)과 접속되며, 분별 채취 구(46a,46b)는 슬러리를 표면 커버 원지(14)의 롤 코터로 공급하는 관로(61 및 62)에 접속된다. 이러한 믹서(10)에 따르면, 단독 믹서에 의해 저밀도의 슬러리 및 고밀도의 슬러리를 각각 조제하여, 석고 보드 생산라인의 목적하는 부위에 고밀도 및 저밀도의 슬러리를 각각 공급할 수 있다. 또한, 상기 믹서(10)를 사용함으로써 기기의 보수작업 등이 대폭 단순해진다.
여기서, 기포 공급구(49)를 통해 슬러리 송출구(48)내의 슬러리에 전량(全量)의 기포를 혼입시킬 수 있다. 또, 기포 공급구(49)를 통해 슬러리 송출구(48)내의 슬러리에 기포를 부가적으로 혼입시킬 수도 있다. 본 실시예에서 믹서(10)는 두 개의 분별 채취구(46a,46b)를 구비한다. 그러나, 대신에 분별 채취구(46b)를 생략하거나 사용하지 않고, 분별 채취구(46a)와 접속되는 관로(61 및 62)를 분기시켜, 커버 원지용의 두 개의 롤 코터에 도포용 슬러리를 공급할 수도 있다. 또한, 분별 채취구를 상판(52) 또는 하판(54)에 배치하여도 무방하다. 본 실시예에서는 믹서(10)를 핀형 믹서로서 설명하였다. 그러나, 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록, 본 발명의 구성은 편향 날개를 구비한 날개형 믹서와 같이 다른 형식의 믹서에 대해서도 마찬가지로 적용할 수 있다. 또한, 부가적인 기포 공급관, 예컨대 내측 영역의 슬러리에 기포를 공급하는 공급관(41)을 믹서(10)에 설치하여, 내측 영역의 슬러리에 기포를 부가적으로 공급할 수 있다. 이 경우, 얻어지는 이종(異種)의 슬러리는 모두 경량이며, 이들 슬러리의 밀도 차가 크므로, 얻어지는 슬러리는 경량 석고 보드를 제조하기에 적합하다.
상술한 바와 같이 하여, 가령 믹서 내부의 슬러리에 기포를 혼입시킴으로써, 송출된 슬러리를 이의 건조 경화 후의 밀도가 0.45 내지 0.75g/cm3이 되도록 조제하는 하나의 운전상태와, 믹서(10) 내부의 슬러리를 이의 건조 경화 이후의 밀도가 0.80 내지 1.40g/cm3이고, 믹서(10)의 송출구의 슬러리를 이의 건조 경화 이후의 밀도가 0.45 내지 0.75g/cm3이 되도록 조정한 다른 운전상태를 비교한 결과, 후자의 운전상태에서는 슬러리의 용적(밀도)을 조정하기 위한 기포의 사용량을 약 반정도 이하로 감소시킬 수 있었다.
(실시예)
본 발명에 따른 석고 보드의 제조방법으로 제조한 석고 보드의 다양한 특성을 종래 제조방법으로 제조한 석고 보드와 비교하여, 도 11A 및 도 11B에 기재하였다.
실시예 및 비교예에 따른 다양한 특성의 측정 및 평가방법을 하기와 같이 설명한. 또한, 이들의 특성을 평가함에 있어서는 폭 910mm × 길이 1,820mm × 두께 12.5mm의 석고 보드를 사용하고, 각 특성치를 이하의 방법에 의해 측정하였다.
① 고밀도층의 평균 두께 : 석고 보드 단면에 대한 주사형 전자현미경 사진에서 3점 이상의 측정치로부터 산출하였다.
② 경질 에지의 각종 두께 : 석고 보드 단부의 단면사진으로부터 측정하였다(도 13 참조).
③ 원지의 접착성 : 석고 보드의 폭방향에 평행한 폭 90mm × 길이 150mm의, 필요한 수만큼의 시험편을 잘라내었다. 다음으로, 표면과 이면에 폭방향을 따라 커터에 의해 새겨넣은 눈금으로 석고 보드를 구부려, 단면이 관찰되는 면과 반대쪽 면의 원지를 떼어내었다. 길이방향에 따른 50mm 간격에 걸쳐 원지와 석고 코어간의 접착상태를 관찰하였다. 도 11B에서, ○는 50mm 간격의, 80% 이상에 걸쳐 원지와 석고 코어가 접착된 석고 보드를 나타내고, ×는 그 이외의 석고 보드를 나타낸다.
④ 드라이아웃(귀부분 접착) : 과도하게 건조된 석고 보드의 측면 가장자리부로부터 시험편을 취하여, 가장자리부에서의 석고 코어와 원지의 접착상태를 관찰하였다. ○는 석고 코어와 원지의 접착이 양호한 석고 보드를 나타내고, ×는 과도한 건조에 의한 강도 저하로 인해 접착이 불량한 석고 보드를 나타낸다.
⑤ 못 인출저항 : ASTMC473에 준거하여, 4개의 152mm × 152mm의 시험편을 만들고 시험편의 중앙부분에 안내 구멍을 내었다. 그 안내 구멍에 일정한 하중이 가해진 몸통부 2.515mm, 못 머리부 6.350mm의 못을 통과시켜, 시험편에 못을 통과시킬 수 있는 최소의 하중을 측정하였다.
⑥ 굽힘강도 : JISA6901 「석고 보드 제품」에 준거하여 평가하였다.
⑦ 못 박음성 : 석고 보드의 가장자리로부터 10mm의 위치에, 석고 보드의 변에 평행하게 100mm의 간격으로 JISA5508에 따른 석고 보드용 못(길이 38mm ×몸통부 지름 2.3mm × 머리부 지름 7.5mm)을 석고 보드에 박았다. 이어서, 석고 보드가 깨지거나 균열이 발생하는지 관찰하였다. ○는 깨짐이나 균열이 관찰되지 않은 석고 보드를 나타내고, ×는 깨짐이나 균열이 관찰된 석고 보드를 나타낸다.
각 실시예에 있어서, 롤 코터의 롤러 면 길이는, 원지의 스코어링간 폭의 98% 내지 108% 사이에서 변동이 있으며, 또한 경질 에지의 밀도가 높거나 또는 낮은 석고 보드를 이용하였다.
실시예 1, 2 및 3은, 각각 롤러의 면 길이가, 석고 보드의 폭을 한정하는 표면 커버 원지의 스코어링간 폭의 98%, 102% 및 108%인 예를 나타낸다. 또한, 실시예 4와 5는 경질 에지의 밀도가 낮은 석고 보드와, 경질 에지의 밀도가 높은석고 보드의 예이다. 한편, 비교예 1은 단일 발포 슬러리로 형성된 다층 코어의 예이고, 비교예 2는 비교예 1과 경질 에지 슬러리를 조합한 예이며, 비교예 3은 롤러 면 길이가, 석고 보드의 폭을 한정하는 표면 커버 원지의 스코어링간 폭의 95%인 예이다.
이들 실시예의 실험결과로부터, 본 발명에 따른 석고 보드는 석고 보드의 양호한 특성을 유지하는 동시에, 드라이아웃의 방지 및 못 박음성이 모두 우수함을 알 수 있다.
도 12는 본 발명에 따른 석고 보드의 폭방향에 따른 단면의 중앙부근의 표면 커버 원지와 고밀도층간 접착부분에 대한 SEM 사진이다. 이 사진은 도포 롤로 원지에 스프레드된 도포 슬러리의 피막에서 유래하는 고밀도층과 커버 원지간의 접착계면 두께가 약 300㎛ 내지 600㎛임을 나타낸다.
도 13은 본 발명에 따른 베벨 에지를 갖는 석고 보드 단부의 단면 사진이다. 사진에서는 하측의 원지가 이면 커버 원지이고, 상측의 원지가 표면 커버 원지이다.
사진에서는 도포 슬러리를 표면 커버 원지 위에 도포할 때, 도포 롤 단부의 외측에 형성되는 비 스프레드부에서 유래하는 석고 보드의 경질 에지부의 형상이 L자 형상 또는 J자 형상으로 나타나 있다. 더불어, 석고 보드의 폭방향에 따른, 경질 에지부의 두께 또는 경질 에지부와 원지간 접착부분에서의 최소 두께와 최대 두께를 나타낸다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 범위 내에서 각종 개량 및 변경이 가능함은 말할 필요도 없다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 석고 보드의 커버 원지와의 접착성이 우수하며, 석고 보드 제조시의 강제 건조로 인한 석고 보드 가장자리부의 드라이 아웃이 없으며, 석고 보드에 대한 못박음질 작업에 불편함이 없는, 발포성 석고 코어를 갖는 경량의 석고 보드를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 석고 보드의 제조방법에 따르면, 발포제 및 발포제로부터 생성되는 포말을 낭비하지 않고 균일한 발포성 석고 코어를 제공하며, 발포성 석고 코어와 커버원지간의 접착성이 우수하고, 드라이 아웃을 방지하며, 못 박음질 작업에 문제가 없는 석고 보드를 제조할 수 있다.

Claims (12)

  1. 표면, 이면, 두 개의 마주보는 측면 및 두 개의 마주보는 단면을 갖는 석고 코어와, 석고 코어의 표면, 이면 및 두 개의 마주보는 측면을 피복하는 커버 원지를 포함하는 석고 보드로서,
    석고 코어가,
    커버 원지로 피복된 측면을 포함하는 고밀도 경질 에지부;
    커버 원지로 피복된 표면 또는 이면을 포함하고, 고밀도 경질 에지부의 밀도와 동등한 밀도를 갖는 하나 이상의 고밀도부; 및
    고밀도 경질 에지부 및 고밀도부의 밀도보다 낮은 밀도를 가지면서, 고밀도 경질 에지부 및 고밀도부에 내접하는 중앙 저밀도부를 포함하며,
    고밀도 경질 에지부가, 석고 보드를 고정하기 위해 못이 박히는 측면을 따른 소정 위치에 걸리지 않도록 형성된 석고 보드.
  2. 제 1항에 있어서, 고밀도부가, 표면 또는 이면에 수직인 방향을 따라 0.1㎜ 내지 1.2㎜의 두께를 가짐을 특징으로 하는 석고 보드.
  3. 삭제
  4. 제 2항에 있어서, 고밀도 경질 에지부가, 고밀도 경질 에지부에 포함되는 측면에 수직인 방향을 따라 0.1㎜ 내지 15.0㎜의 두께를 가짐을 특징으로 하는 석고 보드.
  5. 표면, 이면, 두 개의 마주보는 측면 및 두 개의 마주보는 단면을 갖는 석고 코어; 적어도 석고 코어의 표면 및 두 개의 마주보는 측면을 피복하는 표면 커버 원지; 및 표면 커버 원지에 접착됨과 동시에 석고 코어의 이면을 피복하는 이면 커버 원지를 포함하며, 석고 코어가, 측면을 포함하는 고밀도 경질 에지부를 갖는 석고 보드를 제조하는 방법으로서,
    (a) 원반형 회전식 믹서에 소석고, 물 및 1종류 이상의 첨가제, 혼화재 또는 첨가제 및 혼화재를 주입하고 교반하여 소석고 슬러리를 조제하는 단계;
    (b) 원반형 회전식 믹서의 외주 영역에 형성된 하나 이상의 분별 채취구로부터 소석고 슬러리의 일부분을 꺼내어, 슬러리의 일부분을 도포용 슬러리로서 표면 커버 원지에 공급하는 단계;
    (c) 표면 커버 원지에 공급된 도포용 슬러리의 일부를 도포 롤로 스프레드(spread)시켜 도포용 슬러리의 스프레드부를 형성함과 동시에, 스프레드부의 양측에 도포용 슬러리의 비 스프레드부를 제공하는 단계;
    (d) 원반형 회전식 믹서의 외주 영역에 설치된 송출관을 통해, 원반형 회전식 믹서 내에 잔류하는 소석고의 슬러리를 송출관의 송출구로 송출시키는 단계;
    (e) 송출관 또는 송출구에 부착된 기포 공급구를 통해 잔류된 소석고 슬러리에 발포체(foam)를 주입함과 동시에 균일하게 분산시켜 코어용 슬러리를 조제하는 단계;
    (f) 표면 커버 원지에 도포된 도포용 슬러리에, 송출구로부터 송출되는 코어용 슬러리를 퇴적시키는 단계; 및
    (g) 표면 커버 원지를 구부림과 동시에 표면 커버 원지의 가장자리에 이면 커버 원지를 접착시켜 적층체를 형성하고, 이어서 건조시키는 단계를 포함하며,
    도포 롤의 축방향에서의 길이가, 표면과 측면의 경계선간 거리의 98% 내지 108%인 석고 보드를 제조하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 이면 커버 원지에 도포용 슬러리를 공급하고, 이면 커버 원지에 공급된 도포용 슬러리를 도포 롤로 스프레드시키는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 5항에 있어서, 스프레드부의 두께가, 0.2㎜ 내지 1.5㎜임을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 5항에 있어서, 도포용 슬러리에 물 및 경화 지연제를 첨가하는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 5항에 있어서, 도포용 슬러리에 발포체를 첨가하는 단계를 추가로 포함함 을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 6항에 있어서, 이면 커버 원지에 공급된, 도포 롤로 스프레드된 도포용 슬러리의 두께가, 0.2㎜ 내지 1.5㎜임을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 6항에 있어서, 이면 커버 원지에 공급되는 도포용 슬러리에 물 및 경화 지연제를 첨가하는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 6항에 있어서, 이면 커버 원지에 공급되는 도포용 슬러리에 발포체를 첨가하는 단계를 추가로 포함함을 특징으로 하는 방법.
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