KR101020677B1 - 목재 스트랜드 보드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 목재 스트랜드 또는 유사한 섬유 물질, 물, 시멘트와 같은 적합한 결합제, 마그네사이트 또는 석고, 및 가능한 첨가제의 혼합물로부터 제조되고, 상기 혼합물은 실질적으로 완전히 폐쇄된 표면을 갖는 보드를 형성하도록 가압하에서 경화되는 미네랄이 결합된 목재 스트랜드 시멘트 (마그네사이트, 석고) 보드에 관한 것이다. 본 발명에 따른 보드에 대하여, 현재까지 사용되는 방음용 목재 울(Wood Wool) 시멘트 (마그네사이트, 석고) 보드 보다 넓은 목재 스트랜드가 사용된다. 또한, 본 발명은 상기 목재 스트랜드 시멘트 (마그네사이트, 석고) 보드의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

목재 스트랜드 보드{WOOD STRAND BOARD}
본 발명은 목재 스트랜드 또는 유사한 섬유 물질(예컨대, 목재 울(wood wool), 웨이퍼(wafers), 칩(chips), 플레이크(flakes) 등), 시멘트와 같은 적합한 결합제, 마그네사이트 또는 석고 및 가능한 첨가제의 혼합물로 구성되고, 상기 혼합물은 실질적으로 완전히 폐쇄된 표면을 갖는 보드를 형성하도록 가압하에서 경화 되는 미네랄이 결합된 목재 스트랜드 시멘트 (마그네사이트, 석고) 보드에 관한 것이다.
목재 시멘트 보드 및 섬유 시멘트 보드는 매우 다양한 응용분야에서 전세계적으로 사용되고 있다. 상기 보드의 장점은 무엇보다도 내구성 및 불, 습도, 부패, 진균류 및 흰개미에 대한 내성이다.
목재 울 시멘트 보드가 알려진 것은 거의 100년이 되었다. 상기 보드는 목재 울, 바람직하게는 제한된 폭의 꼬불꼬불한 섬유, 및 시멘트, 마그네사이트 또는 석고로 제조된다. 상기 보드는 개방된 매트릭스를 갖고, 따라서 상대적으로 저밀도이다. 초기에 상기 보드는 절연 단열 목적 및 치장벽토 천장(stuccoed ceilings)용 기부로 사용되었다. 최근에 상기 보드는 장식 목적 및 소리 흡수 보드로서도 사용되고 있다. 상기 응용들은 상기 보드의 제작을 위한 자동화 기계의 도입에 의해 가능해졌다. 원료 물질의 정확한 투여 및 혼합, 주형에서 상기 혼합물의 고른 분산 및 새로운 혼합물을 구비한 주형의 적층 및 프레싱을 조절하는 조절 시스템을 구비한 기계가 개발됨에 따라, 일정한 품질을 갖는 보드의 생산이 가능해지게 되었다. 상기 기계를 사용하여 낮은 비용으로 높은 품질을 갖는 보드를 생산할 수 있다. 특히 목재 주형(단단한 형태의 보드) 및 저압 프레스를 사용함으로써, 목재 울 시멘트 보드의 생산 라인의 설치 비용은 상대적으로 저렴하다.
하지만, 개방된 매트릭스 구조 때문에, 목재 울 시멘트 보드는 폐쇄되고 방수성 표면이 중요한 외벽 클래딩(claddings) 및 지붕(roofing)과 같은 구조적 응용분야에는 적합하지 않다. 또한, 목재 울 시멘트 보드의 강도는 상기 응용분야에 충분하지 않다.
현재까지 외벽 클래딩(claddings) 및 지붕(roofing)과 같은 분야는 물결 모양 또는 평면 모양의 섬유 시멘트 보드 또는 지붕널(shingles)에 의해 제조되고 있다. 상기 보드 및 제품은 폐쇄된 매트릭이고 방수이다. 선택적으로, 평면 보드는 표면에 예컨대 슬레이트(slate), 벽돌(brick) 또는 모조 우드 그레인을 갖는 릴리프(relief)를 구비할 수 있다. 최근까지 상기 섬유 시멘트 보드는 주로 내구성, 강도 및 낮은 비용 때문에 적합한 시멘트 및 석면 섬유로 제조된다. 많은 국가에서, 보드의 제조자 및 처리자에게 위함하기 때문에 석면의 사용을 금지하는 법 때문에, 석면 섬유는 셀루로스 및 합성 섬유로 대체되고 있다. 하지만, 섬유 시멘트 보드의 단점은 석면 보드만큼 강하거나 내구성이 있지 않다는 것이고, 게다가 합성 섬유 및 강한 셀루로스의 가격은 비싸다.
네델란드 특허 제 1 0010 195호는 내구성 및 불, 습도, 부패, 진균류 및 흰개미에 대한 내성에 관련된 목재 및 섬유 시멘트의 보드의 장점을 갖는 목재 스트랜드 시멘트 보드를 개시하고 있다.
하지만, 상기 보드는 많은 본질적 단점을 갖는다.
상기 단점 중 하나는 시멘트 모르타르 또는 다른 봉합 물질로 제조된 압축 상부층에 있어서, 특히 시멘트 층이 페인트와 같은 코팅 마감재로 도포되지 않은 경우 표면에 미세한 잔금(hair crack)이 발생할 수 있다는 것이다. 다른 단점은 800~900kg/m3의 상기 보드의 상대적으로 낮은 밀도 때문에, 굽힘 강도가 원하는 범위보다 훨씬 떨어지고 게다가 상기 보드의 나사박음성(screwability) 및 못박음성(nailability) 및 나사 및 못을 지지하는 능력에 문제가 있다는 것이다.
다른 문제점은 형상화(profiling), 텅 및 그루브(tongues and grooves)의 적용 및 보드 에지의 경사화(bevelling)와 같은 상기 보드의 처리 과정에서 일어난다. 또한 변화하는 습도의 영향 하에서 동일한 표면에 대해 균형이 맞지 않기 때문에 상기 보드는 뒤틀릴 수 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점들을 극복할 수 있는 목재 스트랜드 시멘트 (매그네사이트, 석고) 보드를 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 목재 스트랜드 또는 유사한 섬유 물질, 물, 시멘트와 같은 적합한 결합제, 마그네사이트 또는 석고 및 가능한 보충물의 혼합물로부터 제조되고, 상기 혼합물은 실질적으로 완전히 폐쇄된 표면을 갖는 보드를 형성하도록 가압하에서 경화되며(cured), 상기 목재 스트랜드는 현재까지 방음용의 목재 울(Wood Wool) 시멘트 (마그네사이트, 석고) 보드에 사용되고 있는 목재 울 섬유 보다 두껍거나 가는 것을 특징으로 하는 목재 스트랜드 시멘트 (마그네사이트, 석고) 보드를 제공한다.
놀랍게도 최근의 방음용의 목재 울(Wood Wool) 시멘트 (마그네사이트, 석고) 보드에 사용되는 목재 스트랜드에 비해 두껍거나 가는 목재 스트랜드를 사용하고 시멘트 모르타르 또는 다른 봉합 물질로 구성된 압착 상부면을 생략함으로써, 상기에서 설명한 기존의 문제점들이 매우 효과적으로 제거될 수 있음을 확인하였다.
보다 우수한 결과를 얻기 위해서, 상기 목재 스트랜드는 2~12 mm 이상, 바람직하게 3~10 mm의 폭 및 0.15~1.0 mm, 바람직하게 0.15~0.3 mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
놀랍게도 뾰족한 에지를 갖는 목재 스트랜드를 사용하면, 목재 스트랜드의 에지가 더 이상 나타나지 않는다. 게다가 목재 스트랜드가 무작위로 분산될 때마다, 네델란드 특허 제 1 010 195호에 개시되어 있는 톱밥 및 시멘트의 코팅층을 사용하지 않고도 프레싱 후에 평탄하고 거의 융기부(ridge)가 없는 표면이 얻어짐을 확인하였다.
본 발명에 따른 보드는 900~1200kg/m3, 바람직하게 1000~1100kg/m3의 밀도를 가질 수 있기 때문에, 800~900kg/m3의 밀도를 갖는 상기 네델란드 특허에 개시되어 있는 공지의 보드에 비해 높은 굽힘 강도를 가질 수 있는 것으로 판명되었다.
게다가, 본 발명에 따른 보드는 나사박음성 및 못박음성이 우수하고, 나사, 스테이플 및 못은 신규 물질에서 보다 잘 지지된다.
상기 보드의 보다 높은 밀도는 형상화(profiling), 텅 및 그루브(tongues and grooves)의 적용 및 보드 에지의 경사화(bevelling)와 같은 보드의 처리 과정과 관련하여 상당한 개선된 효과를 나타낼 수 있는 것으로 판명되었다.
비록 본 발명에 따른 보드는 페인트 또는 치장벽토(stuccoed) 처리될 수 있다고 할지라도, 특히 평탄한 표면의 이유로 치장벽토 처리할 필요는 없음에 주목해야 한다. 페인팅과 같은 추가적인 표면 처리가 없어도, 본 발명에 따른 보드는 방수성임이 판명되었다.
또한, 놀랍게도 본 발명에 따른 긴 목재 스트랜드를 사용하면 약 20% 낮은 밀도에서 시멘트 결합된 입자 보드의 일반 세트에 비해 2배 이상의 굽힘 강도를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 보드 생산 단가를 현저히 낮출 수 있음도 판명되었다.
본 발명에 따른 보드는 예컨대 벽돌(brick), 슬레이트(slate) 또는 우드 그레인 텍스쳐의 엠보싱(embossing)을 구비하는 일면에 처리될 수 있고, 이로써 빌딩 외부 표면 상의 내구성을 갖는 클래딩 보드 또는 널판지(planks)로서 적합하게 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 보드의 다른 중요한 장점은 해동(thaw) 및 서리(frost)뿐만 아니라 불, 습도, 부패 및 진균류에 대해서도 내성을 갖는다는 것이다. 또한, 본 발명에 따른 보드는 모든 기상 조건 및 흰개미에 대해서도 내성을 갖는다.
본 발명에 따른 보드는 내구성이 매우 강하고, 중앙아메리카(온두라스(Honduras), 과테말라(Guatemala), 엘살바도르(El Salvador), 니카라구아(Nicaragua))와 같은 허리케인, 폭풍우 및 지진에 의해 영향을 받는 열대지방 국가에서 성공적으로 이용될 수 있다.
또한, 본 발명은
a) 목재 스트랜드, 물과 시멘트, 마그네사이트 또는 석고로 구성된 혼합물을 주형(moulds)에 분산시키는 단계;
b) 원료 물질을 갖는 주형을 일정한 높이로 적층하는 단계;
c) 보드가 일정한 밀도를 갖도록, 적층된 주형의 스택(stack)의 원료 물질을 프레스하는 단계; 및
d) 시멘트, 마그네사이트 또는 석고의 초기 경화(curing) 단계 동안에 타이로드(tie rods)에 연결된 스택 아래의 바닥(Bottom) 및 스택 위의 최상부(Top)를 이용하여 필요한 높이를 유지하는 단계;
를 포함하는 목재 스트랜드 시멘트 보드의 제조 방법에 관한 것이다.
2~12 mm 이상, 바람직하게 3~10 mm의 폭 및 0.15~1.0 mm, 바람직하게 0.15~0.3 mm의 두께를 갖는 목재 스트랜드가 사용된다.
뾰족한 에지, 특히 120° 미만의 각으로 뾰족한 에지를 갖는 목재 스트랜드를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 보드를 제조하기 위해 합판(plywood)의 주형(moulds) 및 스틸(steel)의 카울(caul) 모두가 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 릴리프(relief)를 구비하는 목재 스트랜드 시멘트 (마그네사이트, 석고) 보드의 제조를 위해서, 카운터-프로파일(counter-profile)을 구비한 개별 보드를 주형에 배치하고, 주형의 상부 자체도 카운터-프로파일(counter-profile)을 구비한다.
특정 릴리프의 경우, 목재 스트랜드, 물 및 시멘트의 혼합물을 상기 릴리프 보드 상에 분산시킨 다음, 프레스시켜 톱밥과 같은 단섬유와 혼합될 수 있는 시멘트, 마그네사이트 또는 석고의 추가 봉합층의 사용 없이 원하는 릴리프를 얻는다.
본 발명에 따른 제조 방법의 바람직한 수행에 있어서, 주요 성분인 목재 스트랜드, 물 및 시멘트, 마그네사이트 또는 석고로 구성된 혼합물의 도포 동안에, 적어도 일부의 목재 스트랜드가 보드의 길이에 대해 횡단 방향에 비해 세로 방향으로 배치된다. 상기와 같은 보드에 대한 목재 스트랜드의 세로 방향 배치 때문에, 보드의 강도 및 유연도는 세로 방향으로 증가하고 습도 함량의 변화에 기인한 상기 방향의 선형 안정도(linear stability)도 개선될 것이다.
본 발명에 따른 보드가 충분한 두께로 제조되는 경우에, 상기 보드는 톱질로 절단되어 재목(timber)의 래쓰(lath) 또는 스트립(strips), 또는 널판지(planks)가 제조될 수 있다. 본 발명으로터 얻어지는 스트립(strips), 래쓰(lath) 또는 널판지(planks)로부터 아이빔(I beam) 및 다른 프로파일이 조립된다. 상기 래쓰(lath)는 서로 접착되어 아이빔(I beam)으로 제조될 수 있다. 상기 래쓰(lath), 널판지(planks) 및 빔(beam)은 그들의 강도, 안정성 및 불과 흰개미에 대한 내성 때문에 건축물에 적용되기에 매우 적합하고, 특히 미국, 스칸디나비아, 캐나다 등과 같은 목조 건물이 많은 나라에서 사용되기에 적합하다. 또한, 상기 널판지(planks)는 내구성이필요한 빌딩의 외부 클래딩에 효과적으로 사용될 수 있다.
본 발명의 범위는 특허청구범위에 의해서 제한되지 않는 것이 명백하다.

Claims (22)

  1. 목재 울(Wood Wool) 스트랜드; 시멘트; 및 물;로 이루어진 혼합물로부터 제조되고, 상기 혼합물은 완전히 폐쇄된 표면을 갖는 보드를 형성하도록 경화되며, 상기 목재 울 스트랜드의 폭은 2mm 내지 12mm이고, 두께는 0.15mm 내지 1.0mm인 목재 울 스트랜드 시멘트 보드.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 목재 울 스트랜드의 폭은 3mm 내지 10mm, 두께는 0.15mm 내지 0.3mm인 것을 특징으로 하는 보드.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 스트랜드의 에지가 뾰족한 것을 특징으로 하는 보드.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 스트랜드의 에지가 120° 미만의 각으로 뾰족한 것을 특징으로 하는 보드.
  5. a) 2mm 내지 12mm의 폭과 0.15mm 내지 1.0mm의 두께를 갖는 목재 울 스트랜드, 물 및 시멘트로 구성된 혼합물을 주형(moulds)에 분산시키는 단계;
    b) 원료 물질을 갖는 주형을 일정한 높이로 적층하는 단계;를 포함하는 목재 울 스트렌드 시멘트 보드의 제조 방법으로서, 상기 방법은
    c) 보드가 900 내지 1200kg/m3 의 범위의 밀도를 갖도록, 상기 적층된 주형 스택(stack)의 원료 물질을 프레스하는 단계;
    d) 시멘트의 초기 경화(curing) 단계 동안에, 타이로드(tie rods)에 연결된 상기 스택의 아래의 바닥(Bottom) 및 상기 스택의 위의 최상부(Top)를 타이로드(tie rods)로 연결하고, 상기 타이 로드로 연결된 상기 스택의 바닥 및 상기 스택의 최상부를 이용하여 필요한 높이를 유지하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 제 1항의 목재 울 스트랜드 시멘트 보드를 제조하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 목재 울 스트랜드는 폭이 3mm 내지 10 mm인 것이 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 목재 울 스트랜드는 두께가 0.15mm 내지 0.3mm인 것이 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 목재 울 스트랜드는 뾰족한 에지를 갖는 것이 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 목재 울 스트랜드의 에지가 120° 미만의 각으로 뾰족한 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 5항에 있어서,
    상기 주형의 바닥에 카운터-프로파일(counter-profile)을 구비한 릴리프 보드(relief board)가 위치하고, 상기 주형의 최상부에 카운터-프로파일(counter-profile)을 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 5항에 있어서, 목재 울 스트랜드, 물 및 시멘트의 혼합물이 상기 릴리프 보드 상에 분산된 다음, 프레스되어 시멘트의 추가 사용 없이 프로파일을 생성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 5항에 있어서, 주요 성분인 목재 울 스트랜드, 물 및 시멘트로 구성된 혼합물의 도포 동안에, 적어도 일부의 목재 울 스트랜드가 보드의 길이에 대해 횡단 방향에 비해 세로 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1항 또는 제 2항에 따른 상대적으로 두꺼운 보드로부터 절단되어 제조되는 것인 빔(beams).
  14. 제 1항 또는 제 2항에 따른 상대적으로 두꺼운 보드로부터 절단되어 제조되는 것인 스트립(strips).
  15. 제 1항 또는 제 2항에 따른 상대적으로 두꺼운 보드로부터 절단되어 제조되는 것인 래쓰(lath).
  16. 제 1항 또는 제 2항에 따른 상대적으로 두꺼운 보드로부터 절단되어 제조되는 것인 널판지(planks).
  17. 제 14항에 따라 얻어진 스트립(strips)으로부터 조립되는 것인 아이빔(I beam).
  18. 제 15항에 따라 얻어진 래쓰(lath)로부터 조립되는 것인 아이빔(I beam).
  19. 제 16항에 따라 얻어진 널판지(planks)로부터 조립되는 것인 아이빔(I beam).
  20. 제 14항에 따라 얻어진 스트립(strips)으로 부터 조립되는 것인 프로파일.
  21. 제 15항에 따라 얻어진 래쓰(lath)로 부터 조립되는 것인 프로파일.
  22. 제 16항에 따라 얻어진 널판지(planks)로 부터 조립되는 것인 프로파일.
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