KR100838698B1

KR100838698B1 - 석고 및 무기질 섬유의 복합판과 그 제조방법

Info

Publication number: KR100838698B1
Application number: KR1020047014354A
Authority: KR
Inventors: 다카하라아키라; 이토후미카쯔; 후지타다쿠미; 혼다히데타카
Original assignee: 지요다 우테 가부시키가이샤
Priority date: 2002-03-15
Filing date: 2002-03-15
Publication date: 2008-06-16
Also published as: US20050142347A1; EP1486471A1; EP1486471A4; WO2003078350A1; KR20040104512A

Abstract

방화 성능이 우수하고, 석고보드에 없는 흡음성, 및 단열성을 가지고, 경량이고, 또한 습도의 변화에 대해 치수안정성이 높은 석고 및 무기질 섬유의 복합판을 제공하는 것을 목적으로 한다. 석고 및 무기질 섬유의 복합판이다. 무기질 섬유의 비율이, 복합판의 총중량에 대해 20∼70중량%의 범위에 있는 것을 특징으로 했다. 본 발명의 복합판은, 무기질 섬유를 포함하기 때문에 경량인 석고판이 된다. 또, 무기질 섬유를 포함하기 때문에 흡음성이 우수하다. 그리고 치수안정성이 좋은 석고를 결합재로서 사용하고 있기 때문에, 다량의 전분을 결합재로 한 암면 화장 흡음판과 비교하여, 습도의 변화에 대한 치수안정성이 높다.

석고, 무기질 섬유, 복합판, 건축재, 석고보드, 흡음성, 단열성

Description

석고 및 무기질 섬유의 복합판과 그 제조방법{COMPOSITE PLATE OF PLASTER AND INORGANIC FIBER, AND METHOD OF PRODUCING THE SAME}

본 발명은, 건축재로서 사용되는 석고 및 무기질 섬유의 복합판에 관한 것이며, 방화성, 흡음성, 단열성이 우수하고, 경량이며, 습도에 대한 치수안정성이 높은 석고 및 무기질 섬유의 복합판과 그 제조방법을 제공하는 것이다.

종래, 건축물의 내장재로서는, 석고보드가 우수한 방화 성능 및 경제성 때문에 널리 사용되고 있었다. 그렇지만, 석고보드의 중량은, 예를 들면 두께 9.5mm이고 910mm×1820mm의 것에서는 1장당 10∼11kg나 되기 때문에, 천정에 시공할 때인 높은 곳에서의 작업을 곤란하게 하고, 또 수송시나 시공시에 있어서는 작업자가 낙하 등을 시키는 경우가 있어 흠집이나 상처 등을 생기게 하고 있었다. 또, 벽에 있어서는 단열성이, 천정에 있어서는 흡음 성능이 요구되는 경우가 있는데, 석고보드로는 불충분했다. 따라서, 석고보드의 방화 성능을 유지하면서 경량화, 단열 성능, 및 흡음 성능을 부여하는 것이 요망되고 있었다.

한편, 흡음성능이 요구되는 방의 천정에는 암면 화장 흡음판이 사용되는 경우가 많다. 그런데, 암면 화장 흡음판은 실내의 습도의 변화에 따라 흡음판의 치수가 변화되어 버린다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 방화 성능이 우수하고, 석고보드에 없는 흡음성과 단열성을 가지고, 경량이며, 또한 습도의 변화에 대해 치수안정성이 높은 석고 및 무기질 섬유의 복합판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 예의 연구를 거듭한 결과, 소정의 석고 및 무기질 섬유의 복합판이 방화 성능이 우수하고, 석고보드에 없는 흡음성을 가지고, 경량이며, 또한 습도의 변화에 대해 치수안정성이 높은 석고 및 무기질 섬유의 복합판으로 되는 것을 발견했다.

즉, 본 발명은 석고 및 무기질 섬유의 복합판으로서, 상기 무기질 섬유의 비율이 상기 복합판의 총중량에 대해 20∼70중량%의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 석고 및 무기질 섬유의 복합판이다. 또한, 본 발명에서 복합판의 총중량이란 복합판중에 포함되는 이수석고와 무기질 섬유와의 합계 중량을 나타내는 것으로 한다.

본 발명의 복합판은 무기질 섬유를 포함하기 때문에 경량인 석고판이 된다. 따라서, 천정에 시공할 때인 높은 곳에서의 작업을 용이하게 하고, 또 수송시나 시공시에 있어서는 작업자의 낙하 등을 방지할 수 있다.

또, 무기질 섬유를 포함하기 때문에 흡음성이 우수하다. 그리고, 치수안정성이 좋은 석고를 결합재로서 사용하고 있기 때문에 다량의 전분을 결합재로 한 암면 화장 흡음판과 비교하여 습도의 변화에 대한 치수안정성이 높다.

또, 본 발명은, 상기의 석고 및 무기질 섬유의 복합판에 있어서, 무기질 섬유를 소정량의 물에 분산시켜서 슬러리를 만들고, 다음에 이와 같이 하여 얻은 슬 러리에 소석고를 첨가하여 혼합교반함으로써 원료를 혼합한 후에 소정 형상으로 성형되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은, 상기한 석고 및 무기질 섬유의 복합판에 있어서, 상기 무기질 섬유가 암면 또는 글래스 울인 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은, 상기한 석고 및 무기질 섬유의 복합판에 있어서, 상기 소석고가 폐석고보드를 분쇄하여 얻어지는 이수석고 분말을 소성함으로써 제조된 것을 특징으로 한다. 복합판의 원료의 소석고로서 폐석고보드를 분쇄하여 얻어지는 이수석고 분말을 소성한 것을 사용하면 폐기물을 유효하게 이용할 수 있다.

또, 본 발명은, 상기한 석고 및 무기질 섬유의 복합판에 있어서, 상기 원료를 혼련할 때에 첨가한 계면활성제를 포함하는 것을 특징으로 한다. 계면활성제를 첨가하면 계면활성제의 거품생성 작용에 의해 슬러리중에 깔끔한 구상의 독립된 공기거품이 도입되어 볼베어링과 같은 작용에 의해 유동성이 개선된다. 이 때문에, 형틀에의 충전이 용이하게 되어 제조 효율이 향상된다.

또, 본 발명은, 소석고 및 무기질 섬유를 포함하는 원료를 혼합한 후에 소정 형상으로 성형되는 석고 및 무기질 섬유의 복합판을 제조하는데 있어서, 무기질 섬유를 소정량의 물에 분산시켜서 슬러리를 만들고, 다음에 이렇게 하여 얻은 슬러리에 소석고를 첨가하여 혼합교반함으로써 원료를 혼합하는 것을 특징으로 하는 석고 및 무기질 섬유의 복합판의 제조방법이다.

또, 본 발명은, 소석고, 무기질 섬유 및 계면활성제를 포함하는 원료를 혼합한 후에 소정 형상으로 성형되는 석고 및 무기질 섬유의 복합판을 제조하는데 있어 서, 무기질 섬유를 소정량의 물에 분산시켜서 슬러리를 만들고, 다음에 이렇게 하여 얻은 슬러리에 소석고를 첨가하여 혼합교반함으로써 원료를 혼련하고, 또한 슬러리를 형에 부어넣은 후에 프레스하는 것을 특징으로 하는 석고 및 무기질 섬유의 복합판의 제조방법이다.

또, 본 발명은, 상기한 석고 및 무기질 섬유의 복합판의 제조방법에 있어서, 상기 무기질 섬유의 비율이 상기 복합판의 총중량에 대해 20∼70중량%의 범위에 있는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은, 상기한 석고 및 무기질 섬유의 복합판의 제조방법에 있어서, 상기 무기질 섬유가 암면 또는 글래스 울인 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은, 상기한 석고 및 무기질 섬유의 복합판의 제조방법에 있어서, 상기 소석고가 폐석고보드를 분쇄하여 얻어지는 이수석고 분말을 소성함으로써 제조된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 석고 및 무기질 섬유의 복합판에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에서 복합판의 총중량이란 복합판중에 포함되는 이수석고와 무기질 섬유와의 합계 중량을 나타내는 것으로 한다.

본 발명의 석고 및 무기질 섬유의 복합판의 제조방법은, 소석고 및 무기질 섬유를 포함하는 원료를 혼합한 후에 소정 형상으로 성형되는 석고 및 무기질 섬유의 복합판을 제조하는데 있어서, 무기질 섬유를 소정량의 물에 분산시켜서 슬러리를 만들고, 다음에 이와 같이 하여 얻은 슬러리에 소석고를 첨가하여 혼합교반함으로써 원료를 혼합하는 것을 특징으로 한다.

이 제조 방법에 의하면, 종래의 무기질 섬유의 함유율이 낮은 석고 및 무기질 섬유의 복합판 뿐만 아니라, 복합판의 총중량에 대해 무기질 섬유가 20∼70중량% 포함되어 있는 석고 및 무기질 섬유의 복합판도 제조할 수 있다.

이것은, 종래에는 무기질 섬유, 소석고, 물 등을 함께 혼합하고 있었기 때문에 무기질 섬유가 20중량% 이상 포함되어 있으면 지나치게 점도가 높아서 균일혼합이 불가능했지만, 본 발명의 제조 방법에 의하면 무기질 섬유를 분산할 때는 소석고를 넣지 않고 점도도 그만큼 상승하지 않아 균일혼합이 가능하게 되기 때문이다.

구체적으로, 석고 및 무기질 섬유의 복합판은 다음과 같이 제조된다. 우선, 무기질 섬유를 소정량의 물에 분산시킨다. 즉, 무기질 섬유의 중량에 대해 60∼800중량%의 물을 무기질 섬유에 가하고 혼합교반한다. 교반기로서는 공지의 프로펠러식, 터빈식, 패들식 등 각종 교반기 또는 펄퍼를 사용할 수 있다.

또한, 이 혼합 교반시에 첨가제로서 펄프섬유 또는 폐석고보드의 보드용 원지의 분쇄품 등을 가할 수도 있다.

본 발명에 사용하는 무기질 섬유에는, 예를 들면 암면, 글래스 울을 사용할 수 있다. 이들 무기질 섬유는 1종류만 사용해도 좋고, 2종 이상을 동시에 사용해도 좋다. 여기에서, 암면은 공지의 암면, 예를 들면 현무암, 안산암과 같은 염기성 화성암, 용광로 슬래그 등을 용융하여, 용융물을 공기 또는 공기와 수증기에 의해 불어 날려버림으로써 솜형상으로 한 것이면 특별하게 한정은 되지 않는다. 또, 글래스 울은 글래스를 용융하고, 분사 또는 원심력을 이용하여 섬유형상으로 한 것이면 특별하게 한정되지 않지만, 직경이 4∼8㎛인 것이 바람직하다.

펄프섬유 또는 폐석고보드의 보드용 원지의 분쇄품은 가하지 않아도 복합판의 제조는 가능하지만, 펄프섬유 또는 폐석고보드의 보드용 원지의 분쇄품이 포함되어 있으면 무기질 섬유의 분산성이 개선되고, 또한, 후술하는 탈수를 하면서 프레스 할 때에 펄프섬유에 의해 석고가 유지되어 석고의 유출을 억제하면서 탈수할 수 있다.

펄프섬유로서는, 공지의 펄프 섬유, 예를 들면 린터 펄프, 침엽수 펄프, 활엽수 펄프 등 각종의 펄프섬유가 사용된다. 폐석고보드의 보드용 원지는 후술하는 바와 같이 폐석고보드로부터 분리된 것을 사용한다. 또, 혼합하는 비율로는 복합판의 총중량에 대해 0.5∼2.0중량%가 바람직하다. 펄프섬유 또는 폐석고보드의 보드용 원지가 유기물이기 때문에 2.0중량%를 초과하는 경우에는 방화상 바람직하지 못하고, 0.5중량% 미만인 경우에는 슬러리의 탈수 프레스시에 석고가 물과 함께 대량으로 유출되므로 바람직하지 못하기 때문이다.

다음, 이렇게 하여 얻은 슬러리에 소석고를 첨가하고 더 혼합교반한다. 또, 석고보드를 제조할 때에 사용되는 분산제, 경화촉진제, 지연제 등을 필요에 따라서 혼합할 수 있다. 여기에서 교반기의 회전수는 360rpm 이상으로 하는 것이 바람직하다. 360rpm 이상에서 혼합교반함으로써 무기질 섬유와 소석고의 유동성이 좋은 슬러리를 얻을 수 있기 때문이다. 또, 후술하는 계면활성제를 첨가한 경우에 공기거품과 균일하게 혼합되기 때문이다. 첨가하는 소석고는 원료의 이수석고(CaSO₄·2H₂O)를 약 150℃∼200℃의 온도로 가열하여 소석고(CaSO₄·1/2H₂O)로 한 후 분쇄한 것을 사용한다. 원료의 이수석고는 천연석고, 화학석고, 석고보드 제조중, 해체에 의해 생긴 폐석고보드로부터 생긴 폐석관 등을 사용할 수 있다. 폐석고는 그 석고결정이 약 1㎛×10㎛로 매우 미세하여 비표면적이 크기 때문에 유동성이 우수한 슬러리를 얻기 위해서는 다량의 물을 사용할 필요가 있다. 이 때문에, 종래는 폐석고를 사용하면 대량의 물을 사용하고 그리고 이 물을 제조 공정중에서 건조시킬 필요가 있기 때문에 생산 효율이 떨어진다는 문제가 있었다. 본 발명의 복합판에서는 후술하는 바와 같이 건조전에 여분의 물이 탈수되어 이와 같은 생산 효율의 문제는 생기지는 않는다.

또, 본 발명에서는 소석고를 사용하고 있지만, 일반적으로 소석고 이외의 무기 결합재로서는 시멘트, 무수석고 등을 생각할 수 있다. 그런데, 시멘트, 무수석고를 사용해도 복합판의 제조는 할 수 있지만, 그 수화속도가 늦어서 충분한 양생 시간이 필요하게 되므로 생산 효율이 극단적으로 떨어지기 때문에 바람직하지 못하다.

또한, 이 혼합교반시에 계면활성제, 유기질 섬유(아크릴 섬유, 비닐론 섬유 등), 무기질 섬유(유리섬유, 카본섬유 등), 전분(옥수수 전분, 감자 전분, 밀 전분, 쌀 전분, 타피오카 전분, 사고 전분, 화공 전분 등), PVA(폴리비닐알콜), 메틸셀룰로스, 무기 경량골재(펄라이트, 시라스 벌룬, 버미큘라이트, 글래스 벌룬 등) 등의 각종 첨가제를 가할 수도 있다.

계면활성제로서는, 특별히 한정되지 않으며, 공지의 이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 등을 사용할 수 있다. 예를 들면, 비이온성 계면활성제로서는, 고급 알콜의 에틸렌옥사이드 부가물, 폴리옥시알킬렌알킬에테르, 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 소르비톨 지방산 에스테르, 글리세린 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 글리세리드 등을 사용할 수 있다.

또, 이온성 계면활성제로서는, 예를 들면, 고급 알콜의 산화에틸렌 부가체의 알칼리금속염, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 설페이트, 지방산 나트륨, 지방산 칼륨, 알킬황산 에스테르염, 알킬벤젠 술폰산염, 알킬나프탈렌 술폰산염, 디알킬술포 숙신산염, 알킬디페닐에테르 디술폰산염, 폴리옥시에틸렌알킬 인산염, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 아세트산염, 알칸 술폰산염, 나프탈렌술폰산 포르말린 축합물의 염 등을 사용할 수 있다. 이들 계면활성제중에서, 특히 고급 알콜의 에틸렌옥사이드 부가물, 고급 알콜의 산화에틸렌 부가체의 알칼리금속염, 또는 폴리옥시에틸렌알킬에테르 설페이트가 무기질 섬유 및 석고와의 친화성이 높으므로 특히 바람직하다.

계면활성제를 가하지 않아도 복합판의 제조는 가능하지만, 계면활성제를 가하면 그 거품생성 작용에 의해 슬러리중에 깨끗한 구상의 독립된 공기거품이 도입된다. 공기거품은 볼베어링과 같은 작용을 하므로 유동성이 개선된다. 이 때문에, 후술하는 형틀에의 충전이 용이하게 되어 제조 효율이 향상된다.

또, 계면활성제를 가하면 공기거품의 영향으로 물과 다른 원료, 예를 들면 무기질 섬유 및 석고가 균일하게 분산되어 재료분리에 대한 저항성이 현저하게 향상되고, 슬러리의 보수성이 개선된다. 이 때문에 균질한 복합판을 얻을 수 있다.

아크릴섬유, 비닐론 섬유, 유리섬유, 카본섬유 등은 가하지 않아도 복합판의 제조는 가능하지만, 복합판의 휨 강도를 강화하는 경우에는 사용하는 것이 바람직하다. 또, 혼합하는 비율로서는, 복합판의 총중량에 대해 0.5∼2.0중량%가 바람직하다. 아크릴섬유, 비닐론 섬유 등의 유기섬유, 및 카본섬유는 2.0중량%를 초과하는 경우에는 방화상 바람직하지 못하고, 0.5중량% 미만의 경우에는 보강 강도가 작기 때문이다. 또, 유리 섬유에 있어서는, 2.0중량%를 초과하는 경우에는 슬러리 점도가 높아져 균일혼합이 곤란하게 되고, 0.5중량% 미만에서는 보강 강화가 작기 때문이다.

전분(옥수수 전분, 감자 전분, 밀 전분, 쌀 전분, 타피오카 전분, 사고 전분, 화공 전분 등), PVA(폴리비닐알콜), 메틸셀룰로스는 가하지 않아도 복합판을 제조하는 것은 가능하지만, 무기질 섬유와 석고와의 접착을 강화하기 위해서 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 전분(옥수수 전분, 감자 전분, 밀 전분, 쌀 전분, 타피오카 전분, 사고 전분, 화공 전분 등), PVA(폴리비닐알콜), 메틸셀룰로스는 단독으로도 또는 혼합한 상태로도 사용할 수 있다. 또, 혼합하는 비율로서는, 복합판의 총중량에 대해 0.5∼2.0중량%가 바람직하다. 전분(옥수수 전분, 감자 전분, 밀 전분, 쌀 전분, 타피오카 전분, 사고 전분, 화공 전분 등), PVA(폴리비닐알콜), 메틸셀룰로스는 유기물이기 때문에 2.0중량%를 초과하는 경우에는 방화상 바람직하지 못하고, 0.5중량% 미만의 경우에는 무기질 섬유가 석고로부터 박리되기 쉬워 강도의 면에서 바람직하지 못하기 때문이다.

화공 전분으로서는 덱스트린, 산화 전분 등이 사용된다. 또, PVA로서는, 특별히 한정되지 않고, 각종 변성을 가한 것이어도 상관없고, 예를 들면, 말레산 변 성, 이타콘산 변성 등의 각종 변성 폴리비닐 알콜도 사용할 수 있다.

여기에서, 무기질 섬유의 양은 복합판의 총중량에 대해 20∼70중량% 포함되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 복합판중에는 이수석고(CaSO₄·2H₂O)와 무기질 섬유가 포함되는 것이 되지만, 이 이수석고(CaSO₄·2H₂O)와 무기질 섬유의 총중량에 대해 무기질 섬유의 양은 20∼70중량% 포함되어 있는 것이 바람직하다. 무기질 섬유는 섬유 사이에 많은 공기를 포함할 수 있고, 이 공기에 의해 복합판의 중량을 가볍게 할 수 있는데, 무기질 섬유의 양을 20중량% 미만으로 하면 섬유 사이에 포함시킬 수 있는 공기량이 감소해버려 복합판의 경량화가 곤란하게 되기 때문이다.

물론, 무기질 섬유의 양이 20중량% 미만인 복합판이라도 경량화를 위해 공기량을 늘릴 수도 있지만, 이 경우에는 섬유 사이에 받아들여지지 않는 공기가 많아지고, 이 공기가 슬러리의 상방에 편재해버려 균일한 복합판을 제작하는 것이 곤란하게 된다.

한편, 무기질 섬유가 70중량%를 초과하면, 석고가 차지하는 비율이 낮아지게 되기 때문에 무기질 섬유 서로간의 결합력이 약해져 복합판의 강도가 현저하게 작아지게 되기 때문이다. 더욱이 무기질 섬유의 바람직한 양은 30∼70중량%이며, 그 이유는 강도가 높고 흡음 성능도 좋기 때문이다. 특히 바람직하게는 40∼60중량% 이다.

이렇게 하여 얻은 슬러리를 형에 부어 넣고 소정의 형상으로 성형한다. 이때 슬러리를 형에 부어 넣은 상태에서 그대로 수분을 증발시켜서 무기질 섬유 및 석고의 복합판을 제조해도 좋다. 또한, 소석고 무기질 섬유, 및 계면활성제를 포함하는 슬러리의 경우에는 슬러리를 형에 부어 넣은 후에 프레스하는 것이 바람직하다. 이때 흡인 탈수하면 더욱 바람직하다. 이것은 이하의 이유 때문이다.

계면활성제를 가하지 않은 경우에는 슬러리중에서 물과 다른 성분이 어느 정도 분리한 상태로 존재하고 있다. 이 경우에는, 예를 들면 여과포를 형의 바닥면에 깔아 두고 그 상측에서 슬러리를 부어 넣으면 물은 여과포를 용이하게 통과해 가지만, 그 밖의 성분은 여과포의 상측에 잔류하기 때문에 물을 용이하게 분리할 수 있어 건조시간을 단축할 수 있다.

그런데, 계면활성제를 가한 슬러리에서는 보수성이 개선되어 있기 때문에 슬러리중에서 여분의 물을 제거하기가 어렵다. 즉, 예를 들면, 옷감을 형의 바닥면에 깔아 두고 그 상측에서 슬러리를 부어 넣는 것만으로는 여분의 물을 옷감으로부터 통과시키는 것은 곤란하다. 그래서, 슬러리를 강제적으로 프레스함으로써 수분을 짜내어 빨리 건조할 수 있게 되는 것이다.

또, 프레스에 있어서, 프레스전의 슬러리의 체적을 계면활성제의 거품생성에 따라 증가시켜 프레스 전의 두께와 프레스 후의 두께의 비율을 변화시킴으로써 여러 밀도의 복합판을 제조할 수 있다.

더욱이, 무기질 섬유를 다량으로 포함한 슬러리는 형에 부어 넣은 상태에서도 무기질 섬유에 의해 표면에 요철이 생기게 되지만, 표면을 프레스 함으로써 표면을 고르게 할 수 있다.

이렇게 본 발명의 제조 방법에 의해 제조되는 복합판은 무기질 섬유가 잘 풀 어지면서 석고중에 분산되어 있기 때문에 양자의 접착력이 강하다.

또, 본 발명에 있어서, 실리카겔, 규질혈암, 규조토, 제올라이트 등의 공지의 다공질 재료, 히드라지드 화합물 등의 공지의 포름알데히드 흡착재, 그리고 실리콘, 파라핀 등의 공지의 발수제를 가해도 본 발명의 효과에 영향은 없다.

도 1은 석고 및 무기질 섬유의 복합판의 흡음 특성을 도시하는 그래프이다.

도 2는 석고 및 무기질 섬유의 복합판의 치수변화율을 도시하는 그래프이다.

다음에 실시예에 의해 본 발명의 효과를 구체적으로 설명하지만 본 발명은 실시예에 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 1 >

실시예 1에서는, 표 1에 나타내는 바와 같이 복합판중에 포함되는 암면의 양이 복합판중에 포함되는 이수석고 및 암면의 총중량에 대해 20중량% 포함되도록 조제했다.

여기에서, 소석고는 복합판중에서는 이수석고가 되고, 이론적으로 그 중량이 18.6중량% 증가하는 것을 알 수 있기 때문에 복합판을 조제할 때에 이 증가분을 예상하여 소석고의 첨가량을 계산했다. 또한, 암면은 JIS A9504(인조 광물섬유 보온재)에 규정하는 원면(다이헤요 세멘토 가부시키가이샤제, 밀도평균 110kg/m³, 입자함유율 평균 1.0%, 섬유의 굵기 평균 5.0㎛)을 사용했다.

구체적으로는 다음과 같이 하여 복합판을 조제했다. 표 2에 나타내는 바와 같이, 물 441.Og에 암면 73.5g과 펄프섬유 3.75g을 첨가하고 펄퍼에 의해 분산시켰다. 그리고, 암면이 충분하게 분산된 것을 확인한 후, 소석고 251.3g, 산화 전분 3.75g, 그리고 계면활성제로서 폴리옥시에틸렌알킬에테르 설페이트 1.0g을 물 200g과 혼합하고, 공지의 발포기로 발포시킨 약 1000ml의 거품을 가하고, 교반기로서 포터블 믹서를 사용하여 360rpm으로 1분간 교반했다. 또한, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 설페이트의 거품의 평균직경은 약 50㎛, 거품밀도는 0.2g/cm³였다. 이렇게 하여 조제한 슬러리를 하면에 여과포를 깐 금형에 부어 넣고 가볍게 표면을 고른 후에 하부로부터 흡인 탈수하면서 두께 12mm로 되도록 평판에 의해 상부로부터 프레스했다. 이때의 프레스 압력은 6kgf/cm²였다. 석고의 수화경화 종료 후 금형으로부터 꺼내어 200℃에서 20분간 건조해서 평판상의 복합판을 얻었다.

< 실시예 2∼6 >

실시예 2∼6에서는, 표 1 및 표 2에 나타내는 바와 같이 복합판중에 포함되는 암면의 양이 복합판중에 포함되는 이수석고 및 암면의 총중량에 대해 각각 30중 량%, 40중량%, 50중량%, 60중량%, 70중량% 포함되도록 조제했다.

복합판의 조제는 실시예 2∼6에서는, 암면의 양, 소석고의 양, 물의 양, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 설페이트의 양, 그리고 폴리옥시에틸렌알킬에테르 설페이트에 혼합하는 물의 양, 발포시킨 거품의 양 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 조제했다.

< 실시예 7 >

실시예 7에서는, 복합판중에 포함되는 글래스 울의 양이 복합판중에 포함되는 이수석고 및 글래스 울의 총중량에 대해 20중량% 포함되도록 조제했다.

여기에서, 소석고는 복합판중에서는 이수석고가 되고, 이론적으로 그 중량이 18.6중량% 증가하는 것을 알고 있기 때문에 복합판을 조제할 때에 이 증가분을 예상하여 소석고의 첨가량을 계산했다. 또한, 글래스 울은 도요화이바 가부시키가이샤제의 뉴스파블로(상품명)를 사용했다.

구체적으로는 다음과 같이 하여 복합판을 조제했다. 표 2에 나타내는 바와 같이, 물 588.0g에 글래스 울 73.5g과 펄프섬유 3.75g을 첨가하고 펄퍼에 의해 분산시켰다. 그리고, 글래스 울이 충분하게 분산된 것을 확인한 후, 소석고 251.3g, 산화 전분 3.75g, 그리고 폴리옥시에틸렌알킬에테르 설페이트 1.0g을 물 200g과 혼합하고, 공지의 발포기로 발포시킨 약 1000ml의 거품을 가하고, 교반기로서 포터블 믹서를 사용하여 360rpm으로 1분간 교반했다. 또한, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 설페이트의 거품의 평균직경은 약 50㎛, 거품밀도는 0.2g/cm³ 였다. 이렇게 하여 조제한 슬러리를 하면에 여과포를 깐 금형에 부어 넣고 가볍게 표면을 고른 후에 하부로부터 흡인 탈수하면서 두께 12mm로 되도록 평판에 의해 상부로부터 프레스했다. 이때의 프레스 압력은 6kgf/cm² 였다. 석고의 수화경화 종료 후 금형으로부터 꺼내어 200℃에서 20분간 건조하여 평판상의 복합판을 얻었다.

< 실시예 8∼10 >

실시예 8∼10에서는, 표 1 및 표 2에 나타내는 바와 같이 복합판중에 포함되는 글래스 울의 양이 복합판중에 포함되는 이수석고 및 글래스 울의 총중량에 대해 각각 30중량%, 40중량%, 70중량% 포함되도록 조제했다.

복합판의 조제는 실시예 8∼10에서는, 글래스 울의 양, 소석고의 양, 물의 양, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 설페이트의 양, 그리고 폴리옥시에틸렌알킬에테르 설페이트에 혼합하는 물의 양, 발포시킨 거품의 양 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여 조제했다.

< 실시예 11 >

실시예 11에서는, 복합판중에 암면 및 글래스 울을 가하고, 복합판중에 포함되는 암면의 양이 복합판중에 포함되는 이수석고, 암면 및 글래스 울의 총중량에 대해 20중량% 포함되고, 또한, 복합판중에 포함되는 글래스 울의 양이 복합판중에 포함되는 이수석고, 암면 및 글래스 울의 총중량에 대해 20중량% 포함되도록 조제했다.

여기에서, 소석고는 복합판중에서는 이수석고가 되고, 이론적으로 그 중량이 18.6중량% 증가하는 것을 알고 있기 때문에 복합판을 조제할 때에 이 증가분을 예상하여 소석고의 첨가량을 계산했다. 구체적으로는 다음과 같이 하여 복합판을 조제했다.

표 2에 나타내는 바와 같이, 물 1029.0g에 암면 73.5g, 글래스 울 73.5g 및 펄프섬유 3.75g을 첨가하고 펄퍼에 의해 분산시켰다. 그리고, 암면이 충분하게 분산된 것을 확인한 후, 소석고 188.5g, 산화 전분 3.75g, 및 폴리옥시에틸렌알킬에테르 설페이트 0.9g을 물 180g과 혼합하고, 공지의 발포기로 발포시킨 약 900ml의 거품을 가하고, 교반기로서 포터블 믹서를 사용하여 360rpm에서 1분간 교반했다. 또한, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 설페이트의 거품의 평균직경은 약 50㎛, 거품밀도는 0.2g/cm³ 였다. 이렇게 하여 조제한 슬러리를 하면에 여과포를 깐 금형에 부어 넣고 가볍게 표면을 고른 후에 하부로부터 흡인 탈수하면서 두께 12mm로 되도록 평판에 의해 상부로부터 프레스했다. 이때의 프레스 압력은 6kgf/cm² 였다. 석고의 수화경화 종료 후 금형으로부터 꺼내어 200℃에서 20분간 건조하여 평판상의 복합판을 얻었다.

< 실시예 12 >

실시예 12에서는, 표 2에 나타내는 바와 같이 복합판중에 포함되는 암면의 양이 복합판중에 포함되는 이수석고 및 암면의 총중량에 대해 40중량% 포함되도록 조제했다.

복합판의 조제는 실시예 12에서는, 암면의 양, 소석고의 양, 펄프섬유의 양, 산화 전분의 양, 물의 양, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 설페이트의 양, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 설페이트에 혼합하는 물의 양, 그리고 발포시킨 거품의 양 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 조제했다. 또, 실시예 12에서는 하부로부터 흡인 탈수하면서 두께 12mm로 되도록 평판에 의해 상부로부터 프레스하고, 이때의 프레스 압력은 12kgf/cm² 였다.

< 비교예 1∼5 >

비교예 1은 무기질 섬유가 포함되어 있지 않은 것으로 했다. 비교예 2∼3에서는 복합판중에 포함되는 암면의 양이 복합판중에 포함되는 이수석고 및 암면의 총중량에 대해 각각 10중량%, 80중량% 포함되도록 조제했다. 비교예 4에서는 복합판중에 포함되는 글래스 울의 양이 복합판중에 포함되는 이수석고 및 글래스 울의 총중량에 대해 80중량% 포함되도록 조제했다. 또, 비교예 5에서는 복합판에 무기 결합재로서 소석고 대신에 포틀랜드 시멘트를 가하여 조제했다.

복합판의 조제는 비교예 1∼5에서는, 암면의 양, 글래스 울의 양, 소석고의 양, 시멘트의 양, 펄프 섬유의 양, 산화 전분의 양, 물의 양, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 설페이트의 양, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 설페이트에 혼합하는 물의 양, 그리고 발포시킨 거품의 양 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 조제했다.

또한, 비교예 3 및 비교예 4의 복합판은 두께 12mm로 되도록 프레스했음에도 불구하고, 금형으로부터 꺼낸 후 무기질 섬유의 스프링백에 의해 복합판의 두께가 각각 15mm, 17mm이 되어 설계대로의 두께로 조제할 수 없었다. 비교예 5는 시멘트 의 경화 시간이 느리기 때문에 핸들링 할 수 있을 때까지 7시간 이상이 요구되어 생산 효율이 낮았다. 이상에서 설명한 바와 같이 비교예 3∼5는 제조에 있어서 문제가 있었다.

이와 같이 제조한 복합판, 시판의 석고보드(비교예 6), 그리고 시판의 암면 화장 흡음판(비교예 7)의 밀도, 휨 강도, 방화 성능, 열전도율, 흡음 성능, 및 습도에 대한 치수안정성을 측정했다. 측정 결과를 표 1, 도 1, 및 도 2에 나타낸다. 또한, 시판의 석고보드(비교예 6)는 12.5mm의 것을 사용하고, 또 시판의 암면 화장 흡음판(비교예 7)은 암면을 주원료로 하고, 결합재, 혼화재를 사용하여 성형하고 표면화장을 한 12mm의 것을 사용했다.

실시예 1∼12의 복합판의 밀도는 0.41∼0.60g/cm³이며, 비교예 6의 석고보드의 0.68g/cm³에 비해 경량인 복합판이 되었다.

또한, 비교예 3∼4의 복합판에 대해서는 각각 0.40g/cm³, 0.35g/cm³으로 경량으로 되었지만, 상술한 바와 같이 무기질 섬유의 스프링백에 의한 두께 팽창이 있기 때문에 제조상 문제가 있었다.

휨 강도는 JIS A 1408 건축용 보드류의 휨 강도 및 충격 시험 방법에 준거하여 5호 시험체의 크기로 측정했다. 실시예 1∼12의 복합판은 8.22∼26.45kgf/cm²과 JIS A 6301에 규정된 암면 화장판의 12mm 두께의 규정값으로부터 산출한 휨 강도 6.35kgf/cm² 이상이 되고, 천정재로서의 강도를 충분하게 만족시키고 있어 천정재로 서의 강도는 문제 없는 것이 확인되었다. 특히 실시예 3, 실시예 4, 실시예 5, 실시예 8, 및 실시예 9는 시판의 암면 화장 흡음판(비교예 7)보다도 휨 강도가 우수한 것이었다. 한편, 비교예 1∼4는 극단적으로 강도가 떨어져 암면 화장 흡음판의 12mm 두께의 규격값으로부터 산출한 휨 강도 6.35kgf/cm² 이하가 되어 강도상 문제가 있는 것을 알았다.

방화 성능은 1960년 건설성 고시 1828호에 규정하는 시험에 준거하여 시험했다. 실시예 1∼12은 모두 불연의 성능을 나타내고, 시판의 석고보드(비교예 6)보다도 경량임에도 불구하고 방화성이 우수한 것이었다.

흡음 성능은 JIS A 1405의 음향 임피던스관에 의한 의한 흡음율과 임피던스의 측정(정재파비법)에 준거하여 흡음율을 측정하고 그 성능을 비교했다. 측정 시료로서는 실시예 2, 실시예 3, 실시예 4, 실시예 5, 실시예 8, 실시예 9, 비교예 1, 비교예 2, 시판의 석고보드(비교예 6), 그리고 시판의 암면 화장 흡음판(비교예 7)을 사용했다. 실시예 2, 실시예 3, 실시예 4, 실시예 5, 실시예 8, 실시예 9의 복합판은 시판의 석고보드(비교예 6)에 비해 주파수 200Hz 이상에서 흡음율이 높으며, 특히 고주파수역에서 우수한 것이 확인되었다.

또한, 실시예 3, 실시예 4, 실시예 5, 및 실시예 9의 복합판은 일반적으로 우수한 흡음 특성을 나타내는 암면 화장 흡음판(비교예 7)과 동등한 흡음율을 발휘했다. 그런데, 실시예 3, 실시예 4, 실시예 5, 및 실시예 9의 복합판은 고가의 암면, 글래스 울이 40∼60중량% 정도밖에 포함되어 있지 않다. 따라서, 암면 흡음판 에 비해 저렴하게 제조할 수 있다.

또한, 비교예 1은 시판의 석고보드(비교예 6)와 거의 동등한 흡음율의 흡음성능밖에 발휘하지 못했다. 또, 비교예 2에 대해서는 극단적으로 흡음성능이 저하했다.

다음에 JIS A 1437의 건축용 내장 보드류의 내습성 시험 방법에 따라 습도변화에 의한 치수변화율(길이 변화율)을 측정했다. 측정 시료로서는 실시예 1, 실시예 3, 실시예 6, 실시예 8, 실시예 9, 시판의 석고보드(비교예 6), 그리고 시판의 암면 화장 흡음판(비교예 7)을 사용했다. 시험은 우선 측정 시료를 온도 25℃, 상대습도 50%로 설정한 항온항습조에 24시간 정치하고, 그 후 온도 25℃, 상대습도 90%에 설정한 항온항습조에 24시간 정치했다. 이 습도변화를 반복하고 치수변화를 측정했다. 시험편의 치수변화율(길이변화율)은 JIS A 1129에 나타내는 콤퍼레이터 방법에 의해 측정했다. 시험 결과를 도 2에 도시한다. 실시예 1, 실시예 3, 실시예 6, 실시예 8, 및 실시예 9의 복합판은 석고보드(비교예 6), 암면 화장 흡음판(비교예 7) 어느것 보다도 습도변화에 의한 치수변화율이 작았다. 이것에 의해, 복합판의 총중량에 대해 무기질 섬유가 20∼70중량%가 포함되어 있음으로써 내습성이 향상되는 것이 확인되었다.

다음에 JIS A 1412 열절연재의 열저항 및 열전도율의 측정 방법, 열류계법에 따라 열전도율을 측정했다. 실시예 1∼12의 어느 복합판도 석고보드(비교예 6)에 비해 열전도율이 낮아 단열성이 우수하는 것이 확인되었다.

이상에서 기술한 바와 같이 본 발명의 복합판은 무기질 섬유를 포함하기 때문에 경량인 석고판이 된다. 따라서 천정에 시공할 때인 고소에서의 작업을 용이하게 하고, 또 수송시나 시공시에는 작업자의 낙하 등을 방지할 수 있다. 또, 무기질 섬유를 포함하기 때문에 흡음성이 우수하다. 그리고, 치수안정성이 좋은 석고를 결합재로서 사용하고 있기 때문에 다량의 전분을 결합재로 한 암면 화장 흡음판과 비교하여 습도의 변화에 대한 치수안정성이 높다.

Claims

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소석고, 무기질 섬유 및 펄프 섬유를 포함하는 원료를 혼합한 후에 성형되는 석고 및 무기질 섬유의 복합판을 제조함에 있어서, 상기 무기질 섬유의 비율이 상기 복합판의 총중량에 대해 40∼60중량%의 범위에 있고, 또한 상기 펄프 섬유의 비율이 상기 복합판의 총중량에 대해 0.5~2.0중량%의 범위에 있으며, 무기질 섬유를 상기 무기질 섬유의 중량에 대해 60~800중량%의 물에 분산시켜서 슬러리를 만들고, 다음에 이렇게 하여 얻은 슬러리에 소석고를 첨가하여 혼합 교반함으로써 원료를 혼련하는 것을 특징으로 하는 석고 및 무기질 섬유의 복합판의 제조방법.
소석고, 무기질 섬유, 계면활성제 및 펄프 섬유를 포함하는 원료를 혼련한 후에 성형되는 석고 및 무기질 섬유의 복합판을 제조함에 있어서, 상기 무기질 섬유의 비율이 상기 복합판의 총중량에 대해 40∼60중량%의 범위에 있고, 또한 상기 펄프 섬유의 비율이 상기 복합판의 총중량에 대해 0.5~2.0중량%의 범위에 있으며, 무기질 섬유를 상기 무기질 섬유의 중량에 대해 60~800중량%의 물에 분산시켜서 슬러리를 만들고, 다음에 이렇게 하여 얻은 슬러리에 소석고를 첨가하여 혼합 교반함으로써 원료를 혼합하고, 또한 슬러리를 형에 부어넣은 후, 프레스 하는 것을 특징으로 하는 석고 및 무기질 섬유의 복합판의 제조방법.
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제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 무기질 섬유가 암면 또는 글래스 울인 것을 특징으로 하는 석고 및 무기질 섬유의 복합판의 제조방법.
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제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 소석고가, 폐석고보드를 분쇄하여 얻어지는 이수석고 분말을 소성함으로써 제조된 것을 특징으로 하는 석고 및 무기질 섬유의 복합판의 제조방법.
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제 13 항에 있어서, 상기 소석고가, 폐석고보드를 분쇄하여 얻어지는 이수석고 분말을 소성함으로써 제조된 것을 특징으로 하는 석고 및 무기질 섬유의 복합판의 제조방법.
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