KR100718244B1

KR100718244B1 - 목모세라믹보드용 무기 바인더 조성물

Info

Publication number: KR100718244B1
Application number: KR1020060012939A
Authority: KR
Inventors: 안상욱; 박동철; 양완희; 최해영
Original assignee: 주식회사 인트켐
Priority date: 2006-02-10
Filing date: 2006-02-10
Publication date: 2007-05-15

Abstract

본 발명은 목모세라믹보드의 물리적 특성을 향상시키기 위한 목모세라믹보드용 무기 바인더 조성물을 제공함에 있다. 이러한 본 발명은 알루미나와 실리카를 0.5~1.5:1.0~3.0의 몰비로 혼합하여 조성한 결합재와, 실리카, 칼륨 및 나트륨을 0.5~1.5:0.1~1.5:0.1~2.5의 몰비로 혼합하여 조성한 액상의 경화제를 10:3~7의 중량비로 혼합하여 조성된 것이다. 이로 인해 포름알데히드나 휘발성유기화합물을 함유하지 않으면서도 목모세라믹보드의 물리적 특성을 크게 향상시킨 것이다.

목모세라믹보드, 알루미나, 실리카, 칼륨, 나트륨

Description

목모세라믹보드용 무기 바인더 조성물{Wood wool ceramic board binding inorganic composition}

본 발명은 목모세라믹보드용 바인더 조성물에 관한 것으로, 특히 산업 부산물을 원료로 사용하고, 별도의 소성 설비가 필요 없는 경제적이고 물성이 향상된 알루미노 실리케이트계 목모세라믹보드용 무기 바인더 조성물에 관한 것이다.

근래에는 실내공기질의 문제가 커다란 사회적 관심이 되고 있고, 이에 따라 관련 산업도 급속하게 성장하고 있는 추세이다. “새집증후군”의 주요 인자로 대표되는 포름알데히드 및 휘발성유기화합물의 관심이 증폭되면서 이러한 물질이 방출되는 건축자재의 사용이 급격하게 감소되고 있다. 특히 인테리어 재료의 경우 대부분 합판과 MDF(Medium Density Fiberboard)를 사용하고 있어 이에 대한 문제가 심각한 상태이다.

환경유해물질이 없는 친환경 실내공간을 만들기 위해서 최근 다양한 제품들이 출시되고 있다. 이러한 제품 대부분은 다공성 제품으로 흡수율이 좋게 하여, 비표면적을 증가시킴으로써 유해물질을 흡착하는 성질을 이용한 것이다.

목모세라믹보드의 경우 다공질의 재료이며, 특히 목질제품의 특성을 살려 흡 습성이 우수하기 때문에 재료 자체의 유해물질 방출이 없고, 추가적으로 실내의 유해물질을 흡착할 수 있는 최적 조건을 가지고 있다.

또한 목모세라믹보드의 제조시 기능을 부여할 수 있는 재료 즉, 규조토, 견운모, 황토, 광촉매 등을 첨가하여 제조할 경우 원적외선 및 음이온 등 추가적으로 인체에 유익한 물질의 방산을 유도하여 건강기능 재료로서 활발하게 이용될 수 있는 여지가 있다.

목모와 혼합하여 판의 강성을 유지하는 바인더의 제조는 주로 보통포틀랜드 시멘트(Ordinary Portland Cement)를 사용한다. 사용하는 시멘트의 종류에 따라 물/시멘트비의 비율이 변경될 수 있으나 일반적으로 약 50%를 기준으로 한다.

국내특허(1984-0003062, 목질계 축열성 난방용 보드), 국내특허(출원번호 : 10-2004-0018786, 목모 시멘트 판 제조방법)를 살펴보면 목모 및 경량재를 결합시키기 위한 바인더로서 시멘트만을 제시하고 있어, 목모세라믹보드의 제조공정상 탈형이나 그 양생에 있어 시멘트의 응결시간에 절대적인 영향을 받게 되는데, 그러나 시멘트 자체의 응결시간을 촉진하는 것은 한계가 있어 제품 생산에 있어 효율이 저하되는 문제점이 있다.

또한 목모세라믹보드의 기능성을 향상시키기 위해서 친환경성 기능재료를 첨가할 경우, 바인더의 응결시간 지연, 양생속도의 감소, 강도 성능의 저하, 유동성 저하 등의 물성 저하를 야기시키는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 알루미 노 실리케이트계 분말을 알칼리 자극제를 통하여 경화되는 메카니즘을 갖는 무기 바인더를 목모세라믹보드용 바인더로 사용함으로써, 바인더 자체에서 포름알데히드나 휘발성유기화합물을 함유하지 않으면서도, 목모세라믹보드의 물리적 특성을 향상시키고, 기능성 재료를 첨가하여 그 성능을 향상시킨 목모세라믹보드용 무기 바인더 조성물을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 시멘트의 사용으로부터 탈피함으로서 CO2가스(온실가스)의 배출저감 효과를 얻을 수 있는 목모세라믹보드용 무기 바인더 조성물을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 알루미나와 실리카를 0.5~1.5:1.0~3.0의 몰비로 혼합하여 조성한 결합재와, 실리카, 칼륨 및 나트륨을 0.5~1.5:0.1~1.5:0.1~2.5의 몰비로 혼합하여 조성한 액상의 경화제를 10:3~7의 중량비로 혼합하여 조성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 메타카올린, 플라이애쉬, 고로슬래그 미분말, 실라카퓸 중 어느하나 또는 혼합된 결합재와 소듐하이드록사이드, 포타슘하이드록사이드, 소듐실리케이트솔루션, 포타슘실리케이트솔루션 중 어느 하나 또는 혼합된 경화제를 10:3~7의 중량비로 혼합하여 조성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 청구항 제1항 또는 제2항에서 조성된 조성물에 규조토, 견운모, 황토, 게르마늄 중 어느 하나 또는 혼합된 기능성 첨가제를 첨가하여 조성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 제1바인더 조성물은 알루미나(Al2O3)와 실리카(SiO2)의 몰비가 0.5~1.5:1.0~3.0이 되게 조절 혼합하여 조성한 결합재와, 실리카(SiO2), 칼륨(K) 및 나트륨(Na)의 몰비가 0.5~ 1.5:0.1~1.5:0.1~2.5이 되게 조절 혼합하여 조성한 액상의 경화제(실리카(SiO2), 칼륨(K) 및 나트륨(Na)을 혼합하여 조성하는 액상의 경화제 제조방법은 통상적으로 사용되는 일반적인 제조 프로세스로서 실리카(SiO2), 칼륨(K) 및 나트륨(Na)이 액상으로 존재하는 원료들을 상온에서 교반기로 혼합하여 제조한 것을 의미하며, 본원발명에서 특이하게 실시하고자 하는 사항은 아님)를 10:3~7의 중량비로 혼합하여 조성된 것이다. 알루미나와 실리카는 산업부산물로 생성되는 알루미노실리케이트계 물질인 메타카올린, 플라이애쉬, 고로슬래그미분말, 실리카퓸으로부터 얻은 것을 사용함이 바람직하다.

삭제

여기서, 알루미노실리케이트계 물질인 메타카올린, 플라이애쉬, 고로슬래그미분말, 실리카퓸의 성분을 보면 알루미나와 실리카가 90%이상을 차지하고 있음을 알 수 있는데, 이 때문에 본 발명의 제2바인더 조성물은 메타카올린, 플라이애쉬, 고로슬래그 미분말, 실라카퓸 중 어느 하나 또는 혼합된 결합재와 소듐하이드록사이드, 포타슘하이드록사이드, 소듐실리케이트솔루션(소듐실리케이트솔루션(Na20/SiO2 solution)의 구성은 통상적으로 알려진 바와 같이 산화나트륨(Nao)과 실리카(SiO2)가 일정비율(Na20/Si02=1:2~4)로 20~40wt% 물중에 용해되어 있는 것을 의미하며, 본원발명에서 특이하게 실시하고자 하는 사항은 아님), 포타슘실리케이트솔루션(포타슘실리케이트솔루션(K20/Si02 solution)의 구성은 통상적으로 알려진 바와 같이 산화칼륨(K20)과 실리카(Si02)가 일정한 비율(K20/Si02=1:3~6)로 20~40wt% 물중에 용해되어 있는 것을 의미하며, 본원발명에서 특이하게 실시하고자 하는 사항은 아님) 중 어느 하나 또는 혼합된 액상의 경화제 즉, 알칼리 자극제를 10:3~7의 중량비로 혼합하여 조성된 것이고, 이와 같이 조성된 제2바인더 조성물은 제1바인더 조성물과 동일한 효과를 갖는다.

뿐만 아니라, 본 발명의 바인더 조성물은 상기 제1 및 제2바인더 조성물에 탈취, 원적외선이나 음이온 등의 기능성을 부여하기 위한 기능성 첨가제를 각각 첨가하여 조성된 것이다. 그 바인더 조성물은 기능성 첨가제를 상기 제1 및 제2바인더 조성물의 결합재 질량 대비 5~40 중량%를 첨가하여 조성됨이 바람직한데, 왜냐하면 상기 기능성 첨가제가 5중량% 미만이면 탈취, 원적외선이나 음이온 등의 기능 이 제대로 발휘되지 않는다는 문제가 있고, 40중량%를 초과하면 작업성이 떨어지는 문제가 있기 때문이다. 이와 같이 상기 제1 및 제2바인더 조성물에 첨가되어 탈취, 원적외선이나 음이온 등의 기능성을 부여하는 기능성 첨가제로는 규조토, 견운모, 황토, 게르마늄 중 어느하나 또는 혼합된 것임이 바람직하다.

〈실시예〉

재료	실시예1	실시예2	실시예3	비교예1	비교예2
시멘트	-	-	-	100	-
백시멘트	-	-	-	-	100
물	-	-	-	50	50
결합재*	55	65	75	-	-
경화제*	45	35	25	-	-
기능성첨가재	10	10	10

상기 결합재는 알루미나와 실리카를 1.0:1.3의 몰비로 혼합하여 조성한 것이고, 상기 경화제는 실리카, 칼륨 및 나트륨을 1.0:0.7:0.8의 몰비로 혼합하여 조성한 것이다.

물성	실시예1	실시예2	실시예3	비교예1	비교예2
유동성	○	○	△	○	○
응결(시간;분)	00:55	00:48	00:40	01:50	01:30
3일강도 (kgf/cm2)	240	284	320	130	180
탈취(%)	94	95	97	89	92
음이온(ea/cc)	600	604	610	586	540
원적외선방사	○	○	△	×	×

(○: 양호,△: 보통,×: 불량)

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 산업부산물로 발생되는 메타카올린, 플라이애쉬, 고로슬래그미분말, 실리카퓸 중 어느 하나 또는 혼합된 결합재를 사용한 고부가가치의 상품인 목모세라믹보드용 무기 바인더 조성물을 제공함으로써 포름알데히드나 휘발성유기화합물을 함유하지 않으면서도, 목모세라믹보드의 물리적 특성을 크게 향상시킴과 아울러 탈취, 음이온 및 원적외선의 기능성을 부여한 효과가 있다. 또한 시멘트의 사용으로부터 탈피함으로써 CO2가스(온실가스)의 배출저감 효과를 얻을 수 있게 한 효과가 있다.

Claims

알루미나와 실리카를 0.5~1.5:1.0~3.0의 몰비로 혼합하여 조성한 결합재와, 실리카, 칼륨 및 나트륨을 0.5~1.5:0.1~1.5:0.1~2.5의 몰비로 혼합하여 조성한 액상의 경화제를 10:3~7의 중량비로 혼합하여 조성된 것을 특징으로 하는 목모세라믹보드용 무기 바인더 조성물.
메타카올린, 플라이애쉬, 고로슬래그 미분말, 실라카퓸 중 어느 하나 또는 혼합된 결합재와 소듐하이드록사이드, 포타슘하이드록사이드, 소듐실리케이트솔루션, 포타슘실리케이트솔루션 중 어느 하나 또는 혼합된 경화제를 10:3~7의 중량비로 혼합하여 조성된 것을 특징으로 하는 목모세라믹보드용 무기 바인더 조성물.
제1항 또는 제2항에서 조성된 조성물에 규조토, 견운모, 황토, 게르마늄 중 어느 하나 또는 혼합된 기능성 첨가제를 첨가하여 조성된 것을 특징으로 하는 목모세라믹보드용 무기 바인더 조성물.