KR100795496B1 - 석고 플라스터 보드용 계면활성제 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 n이 6부터 16이고, 알킬 설페이트 조성물에서의 탄소 원자들의 평균수인 nm이 10 내지 11이고, M이 1가 양이온인 식 H(CH2)nOSO3 -M+의 알킬 설페이트를 포함하는 계면활성제 조성물을 석고 및 물과 조합하는 것을 포함하는 석고 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 또한 석고 조성물의 제조 방법 및 이런 조성물로부터 얻을 수 있는 석고 보드에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 석고 보드를 제조하는 방법이다.
본 발명은 경량화 석고 보드를 제조하는데 유용하다.
석고 조성물

Description

석고 플라스터 보드용 계면활성제 조성물{SURFACTANT COMPOSITION FOR GYPSUM PLASTER BOARDS}
본 발명은 계면활성제 조성물을 포함하는 특히, 발포 석고 보드의 제조용 석고 조성물, 계면활성제를 사용하는 석고 보드의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 발포 석고 보드에 관한 것이다.
석고 보드는 각각의 표면에 벽지 또는 종이 또는 무기 섬유들로 덮인 경화 석고(칼슘 설페이트 이수화물)로 만들어진 조립 평행육면체(parallelelepipedal)성분이다. 형성된 복합물은 우수한 기계적 특성을 나타내고, 표면 위의 시트들은 지지체 또는 표면 단장 역할을 한다.
석고 코어는 수화가능한 칼슘 설페이트 및 물을 혼합함으로써, 만일 적절하다면, 통상의 혼합물을 첨가함으로써 형성되는 석고 슬러리로부터 얻어진다. 본 명세서에서 "수화가능한 칼슘 설페이트" 란 α또는 β결정 형태의 칼슘 설페이트 무수물(무수 석고 Ⅱ 또는 Ⅲ) 또는 칼슘 설페이트 반수화물(CaSO4ㆍ1/2H2O)을 의미하는 것으로 이해해야 한다. 이런 성분들은 당업자에게 공지되어 있으며 일반적으로 석고의 하소(calcination)에 의해 얻어진다.
슬러리는 하소된 석고의 수화에 의해 쉽게 경화된다. 보드들은 과량의 물을 제거하기 위하여 건조기에서 바로 가열된다.
석고 보드들의 기계적 강도이외에도, 석고 보드들의 경량화는 중요한 문제이다. 석고 보드를 경량화하기 위하여, 석고 슬러리에 기포를 첨가하여 공기를 주입하는 것이 통상적으로 행해진다.
상기 기포는 적절한 장치에 의해 공기를 수성 계면활성제 안에 주입함으로써 일반적으로 형성된다.
존재하는 석고 보드들을 향상시킬 목적으로, 특히 우수한 기계적 강도를 보이는 저밀도의 석고 보드들을 얻기 위하여, 얻어지는 석고 보드의 밀도에 따라 사용되는 계면활성제를 최적화하기 위하여 많은 연구가 실행되었다.
석고 보드의 밀도의 감소는 2배의 경제적 장점 때문에 바람직하다: 첫째, 제품의 경량화를 가능하게 하고 이를 통해 제품 수송을 용이하게 하며, 둘째, 석고의 수요 감소에 의한 생산량의 한계를 극복할 수 있게 한다. 석고의 하소는 시간이 걸리기 때문에 이 단계가 생산 라인의 속도에 대한 제한 단계가 되게 한다. 또한, 석고의 수요 감소는 하소와 관련된 생산 비용을 절감시킨다. 그래서, 석고 보드의 밀도 감소는 수송 비용을 감소시키고, 생산 라인의 속도를 증가시키는 동시에 생산 원가를 절감시킨다.
경량화된 석고 보드에 대한 계면활성제 조성물들이 공지되어 있다. 그래서, 알킬 설페이트 및 알킬 에테르 설페이트계 계면 활성제 조성물이 WO 9516515에 개시되어 있다. 이 조성물에서, 알킬 설페이트 대 알킬 이 또는 삼 에테르 설페이트 의 비율은 적어도 12:1, 바람직하게는 30:1 내지 60:1 이다.
상기 공보에는 알킬 설페이트를 단독으로 사용하는 것은 바람직하지 않다고 되어있다.
또한, 공보 WO 9009495는 만일 기포들이 "불연속", 즉 분리되고 손상되지 않고, 바람직하게는 석고 보드의 코어에 균일하게 분배된다면 실질적으로 구형인 큰 기포들은 석고 보드들의 우수한 기계적 강도를 향상시킨다고 교시한다. 이런 유형의 기포의 분배는 하기의 식과 일치하는 알킬 에테르 설페이트를 포함하는 계면활성제에 의해 이루어진다:
CH3(CH2)xCH2-(OCH2CH2)y-OSO 3M
여기서 x의 적어도 90%는 6 내지 8이고 y의 평균값은 0.4 내지 1.3이고, M은 수용성 계면활성제를 형성하는 양이온이 된다. 1 이하의 알콕시 등급을 갖는 이런 계면활성제는 에톡시화된 알킬 설페이트(알킬 에테르 설페이트) 및 에톡시화되지 않은 알킬 설페이트의 혼합물과 일치한다. 따라서, 조성물은 44 내지 85중량%의 알킬 설페이트(y=O)를 포함한다.
그러나, 균일하게 분배된 큰 공기 기포들을 갖는 이런 구조는 이런 유형의 계면활성제 조성물에 의해 항상 얻어지지 않는다는 것이 밝혀졌다.
USA-5,643,510은 기포들의 크기를 제어할 수 있게 하는 알킬 설페이트 및 알킬 에테르 설페이트의 혼합물을 포함하는 계면활성제 조성물을 개시한다. 또한, 상기 공보는 불안정한 기포들을 형성하는 알킬 설페이트는 약 0.98 내지 2.92 g/m2(0.2-0.6 파운드/1000 sq.ft)인 알킬 설페이트 및 알킬 에테르 설페이트를 포함하는 발포제의 소비량에 비해 이들의 과도한 소비량(7.32g/m2) 때문에 사용되지 않는다는 것을 교시한다. 알킬 설페이트의 단독 사용은 계면활성제의 상당량의 소비를 초래하게 된다.
그러나, 계면활성제로서 알킬 에테르 설페이트 대신에 알킬 설페이트를 사용하는 것은 비용면에서 바람직하다. 이것은 알킬 설페이트는 동일한 지방 알콜에 대한 직접적인 설페이트화를 통하여 얻을 수 있는 반면에, 알킬 에테르 설페이트를 얻기 위해서는 엑톡시화를 먼저 수행하는 것이 필요하기 때문이다. 이 단계는 비용이 많이 소요될 뿐만 아니라 추가적으로 원치않는 부산물들을 형성할 수 있다.
그러나, 지금까지, 알킬 설페이트들은 이들의 발포력이 적절하지 못하기 때문에, 단지 알킬 에테르 설페이트들과의 혼합물로서 사용될 수 있었다. 원하는 기포 부피를 얻기 위하여 상당히 많은 양이 필요하고, 이를 통해 상당한 추가 비용을 초래하는 것이 밝혀졌다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 문제는 상업적으로 사용할 수 있는 제품들로부터 쉽게 제조할 수 있으며 강한 발포력을 보이는 저가의 계면활성제를 제공하는 것이다.
계면활성제의 질은 일단 석고 슬러리 속에 도입된 후에 형성된 기포의 부피뿐만 아니라 안정성에 따라 평가된다.
사용되는 다양한 기포 발생 공정들에 따른 계면활성제의 견고성 또한 바람직 한 특성이다.
직면한 다른 문제는 계면활성제 용액의 이동성이다. 이것은 주로 계면활성제가 한 유형의 석고에 대해서는 매우 만족할 결과들을 나타냄에도 불구하고 다른 유형의 석고를 사용하는 다른 부분에 대해서는 실망스러운 결과를 나타내기 때문이다. 따라서 다양한 유형의 석고에 대해 유사한 결과들을 얻게 하는 사용가능한 계면활성제 용액을 갖는 것이 유익하다.
마지막으로, 석고 보드는 반드시 우수한 기계적 특성들을 보여야 하고, 균일하게 경량화되야 한다.
따라서, 본 발명의 주제는 이런 문제들을 해결하는 계면활성제 조성물을 포함하는 석고 조성물이다. 계면활성제 조성물은 이원 조성물이건 또는 삼원 조성물이건 간에 본 발명의 주제이다.
본 발명의 주제는 석고 및 물과 조합하여, n은 6 내지 16이며, 알킬 설페이트 조성물에서의 탄소 원자의 평균수인 nm이 10 내지 11이며, M은 1가 양이온인 식 H(CH2)nOSO3 -M+의 알킬 설페이트를 포함하는 계면활성제 조성물을 포함하는 석고 조성물이다.
조성물 내의 탄소 원자들의 평균수인 용어"nm"은 계면활성제 조성물에서 중량에 의한 농도로 계량한 알킬 설페이트들의 n 값의 합을 의미하는 것으로 이해된다.
한 실시예에 따라, nm은 10.1 내지 10.7이다.
계면활성제 조성물에서 탄소 원자 n의 수는 특히 6 내지 14가 바람직하다.
한 실시예에 따라, 계면활성제 조성물은 3개의 알킬 설페이트를 포함한다.
계면활성제 조성물은 바람직하게는 40 내지 90중량%의 데실 설페이트를 포함한다. 또한, 계면활성제 조성물은 바람직하게는 0 내지 30중량%, 바람직하게는 1 내지 25중량%의 옥틸 설페이트를 포함한다. 마지막으로, 계면활성제 조성물은 바람직하게는 10 내지 50중량%의 도데실 설페이트를 포함한다.
한 유익한 실시예에 따라, 1가 양이온 M은 나트륨 및 암모늄로부터 선택된다.
특히 본 발명에 따른 유익한 계면활성제 조성물은 55 내지 75중량%의 소듐 데실 설페이트, 0 내지 15중량%의 소듐 옥틸 설페이트 및 18 내지 37중량%의 소듐 도데실 설페이트를 포함한다.
게다가, 계면활성제 조성물은 금속이온차폐제(sequestering agent) 및/또는 하이드로트로픽(hydrotropic) 물질을 더욱 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 주제는 다음 단계를 포함하는 본 발명에 따른 석고 조성물의 제조 방법이다:
- 석고 및 물로부터 석고 슬러리를 제조하는 단계:
- 식 H(CH2)nOSO3 -M+의 알킬 설페이트 및 물을 포함하는 계면활성제 조성물로부터 기포를 형성하는 단계(여기서 n은 6 내지 16이며, 알킬 설페이트 조성물에서 의 탄소 원자들의 평균수인 nm은 10 내지 11이며, M은 1가 양이온이다); 및
- 석고 슬러리 및 계면활성제 기포를 혼합하는 단계.
본 발명의 다른 주제는 이런 석고 조성물로부터 얻을 수 있는 석고 보드이다.
마지막으로, 본 발명의 마지막 주제는 다음 단계를 포함하는 석고 보드들의 제조 방법에 관한 것이다:
- 석고 및 물로부터 석고 슬러리를 제조하는 단계;
- 식 H(CH2)nOSO3 -M+의 알킬 설페이트 및 물을 포함하는 계면활성제 조성물로부터 기포를 형성하는 단계(여기서 n은 6 내지 16이며, 알킬 설페이트 조성물에서의 탄소 원자들의 평균수인 nm은 10 내지 11이며, M은 1가 양이온이다); 및
- 석고 슬러리 및 계면활성제 기포를 혼합하는 단계;
- 석고 조성물을 외부 물질의 두 층 사이에 붓는 단계;
- 석고 보드를 건조시키는 단계.
바람직한 실시예에 따라, 석고 조성물은 상기한대로 정의된다.
본 발명의 다른 특징들과 장점들이 이후에 도면을 참조하여 상세하게 설명될 것이다.
본 발명의 주제는 우수한 기계적 강도를 나타내는 발포 석고 보드의 제조를 가능하게 하는 알킬 설페이트계 계면활성제 조성물을 포함하는 석고 조성물이다.
본 발명에 따른 석고 조성물은 석고, 물 및 계면활성제 조성물을 포함한다. 또한, 일반적으로 사용되는 다른 첨가제들을 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2에서 도시한대로, 조각 위를 관찰할 때, 발포 석고 보드의 구조는 통상의 계면활성제(Cognis로부터 구입할 수 있는 F1919) 및 본 발명에 따른 조성물(실시예 1)로 얻은 보드와 분명히 다르다. 통상의 석고 보드들은 작은 기포들이 존재하는 특징을 가진 구조를 나타낸다. 반대로, 본 발명에 따른 계면활성제를 포함하는 석고 조성물로 얻은 석고 보드는 더욱 크고, 분리되고 손상되지 않은 기포들을 나타낸다. 다른 특성들은 석고 보드들의 구조적 차이의 결과이다.
사실, 본 발명의 주제인 일부 알킬 설페이트 조성물들은 이것이 석고 보드의 제조용 계면활성제로 사용되지 않기 때문에 단점들을 나타내지 않는다. 반면에, 이들은 매우 높은 발포력을 나타내기 때문에 계면활성제의 다량의 소비를 초래하지 않는다. 한편, 이런 조성물들은 석고 슬러리와 혼용할 수 있는 안정한 기포들을 얻게 한다. 따라서, 이런 기포들을 석고 슬러리에 도입함으로써 우수한 기계적 특성들을 갖는 발포 석고 보드를 얻을 수 있다.
게다가, 이런 계면활성제 조성물은 강하다. 용어 "강한"은 본 명세서에서, 계면활성제 조성물이 다른 기포 생성 방법들에 의해 주어진 양의 기포를 형성할 수 있다는 사실을 의미하는 것으로 이해되야 한다. 이런 기포 생성 방법들, 예를 들어, 워링 블렌더(Waring Blender)에서는, 기포는 십자가 모양의 날카로운 칼날들을 고속으로 교반함으로써 형성되고, 해밀턴 비치(Hamilton Beach)에서는 교반은 약간의 톱니 모양을 한 터빈을 사용하여 수행되고, 또는 울트라튜렉스(Ultraturax)에서는 고속으로 회전하는 칼들(회전자)과 측면 슬롯들(고정자)이 장착된 터빈을 사용 하는 것이다. 이런 강함은 산업적 기포 생성 공정들(연속된 연속 펌프, Bobcock-BSH 정적 발생기등)에서 재직면하게 된다.
게다가, 본 발명에 따른 계면활성제 조성물에 의해 형성된 기포는 다른 유형들의 석고로 제조한 석고 보드들에 대한 중량의 유사한 감소를 얻게 한다. 그래서, 계면활성제 조성물은 사용된 석고의 질에 상대적으로 민감하지 않다는 점에서 유익하다.
또한, 계면활성제 조성물에 의해 형성된 기포의 특성들은 상대적으로 온도에 민감하지 않다. 그래서, 물의 온도가 변할 때, 발생되는 기포의 부피는 실질적으로 일정하게 유지된다.
본 발명에 따른 계면활성제 조성물의 다른 유익한 특성은 얻어진 석고 보드의 밀도의 일정함이다. 이것은 알킬 설페이트의 단독 사용은 매우 다양한 밀도를 가진 석고 보드들을 얻게 되기 때문이다. 본 발명에 따른 계면활성제 조성물을 포함하는 석고 조성물의 일부분은 일정한 밀도를 가진 석고 보드들을 얻게 한다. 용어 "일정한 밀도"는 보드 내에서 밀도가 변하지 않는 것과 3%이상, 바람직하게는 2%의 동일한 양의 보드들 사이에서 밀도가 변하지 않는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 또한, 본 발명에 따른 석고 및 석고 보드들의 외부 층 사이의 결합력이 뛰어난 것으로 밝혀졌다.
본 발명에 따른 조성물로 얻은 석고 보드들은 우수한 기계적 특성들을 갖는다. 석고 보드들의 기계적 강도는 이들의 코어의 굴곡 강도, 코어의 경도, 석고 보드의 볼프린트(ballprint) 및 최종 강도에 의해 주로 평가된다. 25인치 못이 들어 가도록 하는 석고 보드의 저항력은 또한 ASTM 표준 C473 방법 B에서 기술한대로 " 못 당김 저항력(nail pull resistance)"으로 불리는데, 실용적으로 매우 중요하다.
게다가, 얻어진 석고 보드들은 석고 및 외부 층 사이에 우수한 결합력을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 이것은 특히 본 발명에 따른 계면활성제로 얻은 기포들의 구조에 기인한다.
또한, 본 발명에 따른 석고 조성물에 대한 계면활성제 조성물은 식 H(CH2)nOSO3 -M+의 알킬 설페이트를 포함하고, 상기 식에서 n은 6 내지 16 이고, 알킬 설페이트 조성물 안의 탄소 원자들의 평균수는 10 내지 11이며, M은 1가 양이온이다.
이러한 조성물은 Cognis로부터 구입할 수 있는 Texapon K12-98 또는 Kao Corporation SA로부터 구입할 수 있는 Emal E 30과 같은 C12 알킬 설페이트를 C8 및 C10 알킬 설페이트(예를 들어, Kao Corporation SA로부터 구입할 수 있는 Emal E 30)에 간단히 첨가시킴으로써 쉽게 얻을 수 있다.
식 H(CH2)nOSO3M에 상응하는 알킬 설페이트는 일반적으로 상응하는 알콜들의 설페이트화를 통해서 얻어진다. 원칙적으로, n은 이런 알콜들의 더 좋은 유용성 때문에 짝수이다. 그러나, 홀수 n을 갖는 알킬 설페이트들 또한 본 발명에서 사용될 수 있다.
조성물에 있는 알킬 설페이트의 사슬은 바람직하게는 8 내지 12개의 탄소 원 자들을 포함한다.
계면활성제 조성물은 또한 추가적으로 하이드로트로픽 물질을 포함할 수 있다. 이런 하이드로트로픽 물질은, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 아이소프로판올, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜 뿐만 아니라 에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르, 알킬 폴리글리코사이드 및 이들의 혼합물이다.
유익하게는, 조성물은 특히, 경수에서 마그네슘 또는 칼슘 이온들이 용액 상태를 유지할 수 있도록 하는 금속이온차폐제 또는 킬레이팅제를 포함할 수 있다. 이러한 금속이온차폐제 또는 킬레이팅제는, 예를 들어, 하이드록시카복실산 및 이들의 염, 알도오스, 케토오스, 무기 착화제, 보다 구체적으로는, 포스페이트, 보레이트 및 폴리포스페이트 그리고 EDTA, NTA 등으로 구성된 그룹으로부터 특히 선택된 유기 착화제 및 하이드록실 및/또는 아민 및/또는 카복실레이트 그룹들을 포함하는 폴리머 구조를 가진 인산 유도체들이다.
얻어진 기포는 석고 보드 안에 석고 보드의 중량에 대해 0.01 내지 0.04중량%의 계면활성제(건조상태를 기준)를 삽입시킨다. 이것은 석고 보드의 부피의 20 내지 40% 사이의 부피를 나타낸다.
발포 석고 보드는 또한 유익하게는 통상적으로 사용되는 건조제(fluidizer), 가소제(plasticizer), 가황촉진제(accelerator), 전분 등과 같은 혼합물들을 포함할 수 있다.
- 도 1은 본 발명에 따른 계면활성제 조성물로 얻은 석고 보드의 미세구조의 사진을 나타낸다,
- 도 2는 비교 계면활성제 조성물로 얻은 석고 보드의 미세구조의 사진을 나타낸다.
본 발명은 설명을 통해 주어지고 제한되지 않는 다음의 실시예들의 관점으로부터 더욱 잘 이해될 것이다.
실시예 1
면적 0.1m2, 두께 12.5mm의 미니보드를 다음의 특성을 갖는 천연 석고의 플래시 하소에 의해 얻어진 St Loubes의 석고로 제조한다:
- 석고 함량 : 68.8%
- 무수물 : 0.90%
- 산화마그네슘 : 3.70%
- 돌로마이트 : 8.80%
- 활 석 : 0.80%
- 금운모 : 1.10%
- 마이크로라인(microline) : 3.80%
- 석 영 : 9.50%
- 셀러스틴 : 0.60%
- 사녹니석(clinochlore) : 2.00%.
이 보드들은 다음의 방법으로 제조된다:
기포는 성분들의 몰질량을 고려한 평균 탄소 수가 10.23이 되는 7.7중량%의 C8 알킬, 73.1중량%의 C10 알킬 및 19.2중량%의 C12 알킬을 포함하는 소듐 알킬 설페이트로 구성된 조성물의 용액 50g/l의 5.25ml의 혼합물과 물 170ml를 22℃에서 55볼트의 전압으로 설정된 해밀턴 비치 유형의 기포 발생기에서 약 1분 동안 교반함으로써 제조한다. 상기 기포를 바로 50℃의 물 700g 및 22℃의 석고 1130g의 혼합물에 유입한다. 석고 슬러리를 보드지의 두 층 사이에 넣는다. 충전한 후 과량은 제거한다. 미니보드는 100℃부터 200℃까지 15분에 걸쳐 점차적으로 증가시켜 오븐에서 바로 건조시킨후에, 200℃부터 90℃까지 25분에 걸쳐 점차적으로 감소시킨다.
실시예 2
석고 보드를 계면활성제 조성물을 84.2중량%의 C10 알킬 설페이트 및 15.8중량%의 C12 알킬 설페이트를 포함하는 같은 양의 계면활성제로 대체하는 것을 제외하고는 실시예 1에 따라 제조한다. 조성물에서 평균 탄소 원자들의 평균수인 nm은 10.32이다.
실시예 3
석고 보드를 계면활성제 조성물을 95중량%의 C10 알킬 설페이트 및 5중량%의 C12 알킬 설페이트를 포함하는 같은 양의 계면활성제로 대체하는 것을 제외하고는 실시예 1에 따라 제조한다. 조성물에서 평균 탄소 원자들의 평균수인 nm은 10.10이다.
실시예 4
석고 보드를 계면활성제 조성물을 5.5중량%의 C8 알킬 설페이트, 83.5중량%의 C10 알킬 설페이트 및 11중량%의 C12 알킬 설페이트를 포함하는 같은 양의 계면활성제로 대체하는 것을 제외하고는 실시예 1에 따라 제조한다. 조성물에서 평균 탄소 원자들의 평균수인 nm은 10.10이다.
실시예 5
석고 보드를 계면활성제 조성물을 알킬 설페이트(AS) 및 알킬 에테르 설페이트(AES)를 포함하는 같은 양의 계면활성제로 대체하는 것을 제외하고는 실시예 1에 따라 제조한다. 이 계면활성제는 F1919라는 이름으로 코그니스(Cognis)에 의해 판매된다.
실시예 6
석고 보드를 계면활성제 조성물을 알킬 설페이트(AS) 및 알킬 에테르 설페이트(AES)를 포함하는 같은 양의 계면활성제로 대체하는 것을 제외하고는 실시예 1에 따라 제조한다. 이 계면활성제는 알파폼어(alphafoamer)라는 이름으로 스테판(Step an)에 의해 판매된다.
계면활성제 조성물들의 발포력은 주어진 농도에 대해 발포할 수 있는 기포의 부피를 고려하여 평가한다. 이런 이유로, 계면활성제 조성물의 용액 50 g/l의 5.5 ml를 물 170ml와 혼합한다. 얻어진 용액을 6000 rev/min으로 정해진 해밀턴 비치 믹서에서 약 1 분 동안 교반한다. 형성된 기포의 부피를 즉시 측정한다. 그 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.
상기 실시예들에 따라 제조된 보드들을, 일단 프랑스 표준 72-302에 따라 일정한 중량으로 건조한 후에, 계량하고 단위면적 당 이들의 중량을 측정한다. 그 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.
실시예 nm 기포의 부피[ml] 단위 중량 [kg/m2]
1 10.23 760 8.31
2 10.32 710 8.43
3 10.1 690 8.78
4 10.1 730 8.56
5* AS + AES 755 8.44
6* AS + AES 750 8.75
* 비교 실시예들
본 발명에 따른 조성물들로, 알킬 설페이트 및 알킬 에테르 설페이트의 혼합물과 비교하여 다량의 소비 없이, 동일한 기포 부피들을 얻는 것이 가능하다. 얻어진 기포는 안정하고 종래 기술에 의해 얻은 것과 동일하거나 더 큰 석고 보드들의 중량의 감소를 초래한다. 실시예 1은 본 발명에 따른 계면활성제 조성물의 바람직한 실시이다. 실시예 4 및 3은 이런 성과들이 2원 조합과 비교하여 동일하게 주어진 nm을 가진 알킬 설페이트의 3원 조합에 의해 초과될 수 있다는 것을 또한 증명한다. 이것은 3원 조성물이 더 많은 양의 기포를 발생시킬 뿐만 아니라 3원 조성물이 동일한 nm을 가진 2원 조성물로부터 얻은 보드의 밀도 보다 낮은 밀도를 가진 보드 를 얻게 하기 때문이다.
조성물 X, Y 및 Z는 알킬 설페이트(중량)의 다음 혼합물에 상응한다:
x : 25% C8 - 75% C10
y : 50% C8 - 50% C10
z : 75% C8 - 25% C10
이들은 표 1에서의 실시예들의 양과 동일한 양에 대해, nm이 10 이하일 때, 발생된 기포의 부피는 적절하지 않다는 것을 증명하게 한다. 이것은 얻어진 기포가 보드에서 충분한 중량의 감소를 성취할 수 없다는 사실에 의해 바로 반영된다. 동일한 기포의 부피(실시예 3과 비교한 조성물 X), 중량의 부적절한 감소는 얻어진 기포의 불안정성을 증명한다. 이것은 표 2에서 나타낸 검사 결과들로부터 명백해진다.
실시예 nm 기포의 부피 [ml] 단위 중량 [kg/m2]
X 9.35 690 9.06
Y 9 685 9.13
Z 8.5 680 9.86
보드들의 기계적 특성들을 평가하기 위하여, 압축력을 보드로부터 추출한 5×5 ㎠ 샘플로부터 측정한다. 코어(3 포인트 구부림 검사)가 없는 곳의 볼프린트 및 로드를 NF 표준 P 72-302에 따라 측정한다.
코어의 강도를 ASTM 표준 C473, 방법 B에 따라 측정한다. Rc는 보드의 단위면적 당 중량 대 압축력의 비율이다. 동일한 두께의 2개의 보드에 대해, 비율 Rc는 정확하게 동일한 중량을 갖지 않는 보드들의 압축력을 비교하게 한다. 계면활성제 조성물에 의해 기계적 강도 특성이 향상되었다.
본 발명에 따른 조성물들에 의해 얻어진 석고 보드들의 모든 특성들은 종래 기술의 조성물들에 의해 얻어진 석고 보드들의 특성들보다 뛰어나거나 동일하다.
그래서, 적절한 기계적 성능의 면에서, 바람직한 실시는 중량의 최대 감소를 초래하는 것이다. 바람직한 실시와 상응하는 것은 실시예 1(10.23의 nm에 상응하는 조성물)이다.
이런 측정들의 결과를 아래의 표 3에 나타내었다.
실시예 nm 압축력[MPa] 볼프린트[mm] 코어 강도[DaN] 못당김[DaN] Rc[Mpa m2/kg]
1 10.23 2.99 19.3 8.6 32.9 0.35
2 10.32 3.06 19.0 7.8 32.4 0.36
3 10.1 3.34 18.9 9.8 34.6 0.38
4 10.1 3.36 18.9 9.4 33.6 0.39
5* AS + AES 2.33 20.0 6.9 30.2 0.27
6* AS + AES 2.59 19.8 7.6 32.6 0.29
* 비교 실시예들
게다가, 제조된 석고 보드들은 보드지와 코어 사이의 결합력의 측정에 의해 특징지워졌다. 상기 측정은 보드로부터 보드지를 제거하는 단계 및 코어로부터 보드지의 박피의 백분율을 구하는 단계로 이루어진다. 건식 결합 검사는 건식 보드에 실행한다. 습식 결합 검사는 2시간 후에 90% 습도로 제어된 공기에서 약 30℃에서 2시간 동안 재흡습한 후에 실행한다. 결과를 아래의 표 4에 나타내었다.
실시예 건식 결합 (박피%) 2시간 후의 습식 결합(박피%)
1 0 5
2 0 3
3 0 3
4 0 3
5* 12 100
6* 3 30
* 비교 실시예들
상기 결과들은 건식 결합이건 2시간 후의 습식 결합이건 간에 결합에 대한 본 발명에 따른 조성물들의 우수성을 증명하고, 특히 알킬 에테르 설페이트를 포함하는 계면활성제에 대한 우수성을 증명한다.
본 발명의 내용중에 포함되어 있음

Claims (15)

  1. n이 6부터 16이고, 알킬 설페이트 조성물에서의 탄소 원자들의 평균수인 nm이 10 내지 11이며, M이 1가 양이온인 식 H(CH2)nOSO3 -M +의 알킬 설페이트를 포함하는 계면활성제 조성물을 석고 및 물과 조합하여 포함하는 석고 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    계면활성제 조성물의 nm이 10.1 내지 10.7인 석고 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    계면활성제가 3개의 알킬 설페이트를 포함하는 석고 조성물.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    계면활성제가 40 내지 90중량%의 데실 설페이트(decyl sulfate)를 포함하는 석고 조성물.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    계면활성제가 30중량% 까지의 옥틸 설페이트(octyl sulfate)를 포함하는 석고 조성물.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    계면활성제가 10 내지 50중량%의 도데실 설페이트(dodecyl sulfate)를 포함하는 석고 조성물.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    M이 나트륨 및 암모늄으로부터 선택되는 석고 조성물.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    계면활성제가 55 내지 75중량%의 소듐 데실 설페이트(sodium decyl sulfate), 15중량% 까지의 소듐 옥틸 설페이트(sodium octyl sulfate) 및 18 내지 37중량%의 소듐 도데실 설페이트를 포함하는 석고 조성물.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    계면활성제가 금속이온차폐제(sequestering agent)를 더 포함하는 석고 조성물.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    계면활성제가 하이드로트로픽(hydrotropic) 물질을 더 포함하는 석고 조성물.
  11. - 석고 및 물로부터 석고 슬러리를 제조하는 단계;
    - n이 6 내지 16이고, 알킬 설페이트 조성물에서의 탄소 원자들의 평균수인 nm이 10 내지 11이며, M이 1가 양이온인 식 H(CH2)nOSO3 -M+의 알킬 설페이트 및 물을 포함하는 계면활성제 조성물로부터 기포를 형성하는 단계; 및
    - 석고 슬러리와 계면활성제 기포를 혼합하는 단계를 포함하여 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 석고 조성물의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 따른 석고 조성물로부터 제조되는 석고 보드.
  13. - 석고 및 물로부터 석고 슬러리를 제조하는 단계;
    - n이 6 내지 16이고, 알킬 설페이트 조성물에서의 탄소 원자들의 평균수인 nm이 10 내지 11이며, M이 1가 양이온인 식 H(CH2)nOSO3 -M+의 알킬 설페이트 및 물을 포함하는 계면활성제 조성물로부터 기포를 형성하는 단계; 및
    - 석고 슬러리와 계면활성제 기포를 혼합하는 단계;
    - 외부 물질의 두 층 사이에 석고 조성물을 붓는 단계;
    - 석고 보드를 건조시키는 단계를 포함하는 석고 보드의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    석고 조성물이 제 2 항에 따라 정의되는 석고 보드의 제조 방법.
  15. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    계면활성제가 55 내지 75중량%의 소듐 데실 설페이트(sodium decyl sulfate) 및 18 내지 37중량%의 소듐 도데실 설페이트를 포함하는 석고 조성물.
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