KR20010101172A - 비정질분체, 복합경화체 및 복합건축 재료 - Google Patents

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KR20010101172A
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사또겐지
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엔도 마사루
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Abstract

본 발명은 각종 산업용재료의 원료로서 사용할 수 있는 비정질분체에 있어서, 2종이상의 산화물의 계로 이루어지는 비정질체를 포함하는 구성으로 함으로써, 상기 비정질분체를 원료로서, 굽힘 강도가 뛰어난 복합경화체나 건축 재료를 가공성 및 생산성을 손상하지 않고, 제조할 수 있게 된다.

Description

비정질분체, 복합경화체 및 복합건축 재료{AMORPHOUS POWDER, COMPOSITE HARDENED BODY AND COMPOSITE BUILDING MATERIAL}
근년, 지구환경보호의 관점에서, 여러가지의 산업 폐기물의 유효이용이 검토되어 있다. 예를 들면, 지금까지 삼림자원을 대량에 소비하여 온 건축산업에 있어서는 건축자재를 새롭게 산업 폐기물에 구하는 것에 의해, 삼림자원의 소비량을 누름과 동시에, 종래 사용하고 있었던 무기 보드, 예를 들면, 규산 칼슘판, 펄라이트판, 슬랙석고판, 목편 시멘트판 및 석고 보드 등에 관해서, 그 저 비용화 및 고기능화를 실현하기 위한 제안 되고 있다.
예를 들면, 종이의 제조후에 발생하는 펄프찌꺼기(스컴)를 건축용 패널로서 유효하게 이용하는 것이 일본국 특개평 7-41350호 공보에 개시되어 있다. 이 기술은 스컴를 소성하여 얻을 수 있는 실리카, 알루미나 등의 무기물을 시멘트, 섬유 및 물과 혼합하여, 다공의 철판에 압접하는 것이다.
또한, 일본국 특개평 10-218643호 공보에는 폐기물 용융 슬랙을 포함하는 시멘트 혼화재가 개시되어 있다.
그런데, 일본국 특개평 7-41350호 공보의 기술에서는 철판과 시멘트를 사용하기 위해서 가공성에 모자란 위, 시멘트는 양생이 필요하므로 생산성이 저하하는 것이 문제였다. 또한, 개시된 스컴의 소성물은 800∼1000℃로 가열하고 있기 때문에 결정질이며, 이러한 소성물을 이용한 시멘트에서는 굽힘 강도나 내충격성에 뒤떨어지는 것도 문제가 된다.
한편, 일본국 특개평 10-218643호 공보의 기술은 비표면적이 2000∼15000 c㎡/g 이며, 이러한 비표면적이 낮은 분말을 결합제로 굳히더라도, 압축강도나 굽힘 강도가 낮다고 하는 문제가 있었다. 즉, 산업 폐기물을 기둥재나 판재 등에 이용하기 위해서는 굽힘 강도를 높일 필요가 있다.
더욱이 어느쪽의 기술이라도 시멘트를 사용하기 위해서, 못 등을 박을 수 없고, 무리하게 박으면 크랙의 발생을 초래하는 불합리가 있다.
본 발명은 각종 산업용재료의 원료로서 사용할 수 있는 비정질분체와, 이것을 이용한 복합경화체 및 복합건축 재료에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 복합경화체의 단면모식도
도 2는 본 발명의 복합경화체의 단면모식도
도 3은 본 발명의 복합건축 재료의 단면모식도
도 4는 실시예 1-1, 2-1, 3-1 및 4-1의 비정질분체의 X선 회절의 차트
그래서, 본 발명은 상기한 제문제를 해소하고, 가공성 및 생산성을 손상하지 않고, 굽힘 강도를 향상시킨 복합경화체와 이 복합경화체를 이용한 복합건축 재료를 그들의 원료에 최적의 비정질분체와 동시에, 제공하는 것을 목적으로 한다.
즉, 본 발명의 요지구성은 다음의 1∼53에 도시한 바와 같다.
1. 2종이상의 산화물의 계로 이루어지는 비정질체를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정질분체.
2. 상기 1에 있어서, 산화물이 Al2O3, SiO2, CaO, Na2O, MgO, P2O5, SO3, K2O,TiO2, Mn0, Fe2O3또는 ZnO 인 것을 특징으로 하는 비정질분체.
3.Al, Si, Ca, Na, Mg, P, S, K, Ti, Mn, Fe 및 Zn에서 선택되는 적어도 2종의 원소를 포함하는 비정질체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비정질분체.
4. 상기 1, 2또는 3에 있어서, 분체의 비표면적이 1.6∼200 ㎡/g 인 것을 특징으로 하는 비정질분체.
5.Al2O3-SiO2-CaO 계의 비정질체를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정질분체.
6.Al2O3-SiO2-CaO-산화물계의 비정질체를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정질분체.
7. 상기 6에 있어서, 산화물이 Na2O, MgO, P2O5, SO3, K2O, TiO2, MnO, Fe2O3및 ZnO에서 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 비정질분체.
8. 상기 1 내지 7의 어느 하나에 있어서, 비정질체는 각각 Al2O3, SiO2및 CaO로 환산하여, Al2O3: 비정질분체의 전중량에 대하여 5∼51중량%, SiO2: 비정질분체의 전중량에 대하여 8∼53중량% 및 CaO : 비정질분체의 전중량에 대하여 10∼63중량%이고 또한 3종의 합계가 100중량%를 넘지 않는 범위로 함유하는 조성인 것을 특징으로 하는 비정질분체.
9. 상기 1 내지 8의 어느 하나에 있어서, 추가로 할로겐을 함유하는 것을 특징으로 하는 비정질분체.
10. 상기 1 내지 9의 어느 하나에 있어서, 추가로 결정체를 갖는 것을 특징으로 하는 비정질분체.
11.형광 X선 분석에 의해 Al, Si, Ca, Na, Mg, P, S, K, Ti, Mn, Fe 및 Zn에서 선택되는 적어도 2종의 원소의 존재가 확인되고, X선 회절 분석에 있어서, 2θ : 15°∼40°범위로 기복이 보이는 비정질체를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정질분체.
12.형광 X선 분석에 의해 Al, Si 및 Ca의 존재가 확인되고, X선 회절 분석에 있어서, 2θ : 15°∼40°범위로 기복이 보이는 비정질체를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정질분체.
13.형광 X선 분석에 의해 Al, Si 및 Ca의 존재가 확인되고, 또한, 이들에 추가하여 상기 형광 X선 분석에 의해 Na, Mg, P, S, K, Ti, Mn, Fe 및 zn에서 선택되는 적어도 1종의 원소의 존재가 확인되고, 더욱이 X선 회절 분석에 있어서, 2θ : 15°∼40°범위로 기복이 보이는 비정질체를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정질분체.
14.산업 폐기물인 제지 슬러지를 소성시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 비정질분체.
15.산업 폐기물인 제지 슬러지를 300℃ 이상 800℃ 미만으로 소성시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 비정질분체.
16. 상기 1 내지 15의 어느 하나에 기재의 비정질분체와, 결합제와로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합경화체.
17. 상기 1 내지 15의 어느 하나에 기재의 비정질분체와, 결합제 및 섬유 형상의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합경화체. 또한, 섬유 형상의 물질은 배향하고 있는 것, 즉 각 섬유의 세로방향이 특정방향으로 일치되어 있는 것이 바람직하다.
18. 상기 17에 있어서, 섬유 형상의 물질이 다당류로 이루어지는 유기질섬유 형상의 물질인 것을 특징으로 하는 복합경화체.
19. 상기 1 내지 18의 어느 한 항에 있어서, 추가로 무기분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합경화체.
20.심재의 적어도 한 면에 보강층을 형성한 복합건축 재료이고, 상기 심재에 상기 16 내지 19의 어느 하나에 기재의 복합경화체를 적용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
21. 무기 비정질체로 이루어지고, 상기 무기 비정질체중에는 Fe를 함유하여 됨과 동시에, 비표면적은 1.6∼200 ㎡/g 인 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
22. 상기 21에 있어서, 무기비정질분체중의 Fe의 함유량은 Fe2O3으로 환산하고 무기비정질분체의 전중량에 대하여 0.1∼30중량%인 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
23. 상기 22에 있어서, 무기비정질분체는 착색재로서 사용되는 무기비정질분체.
24. 상기 21 내지 23의 어느 한 항에 있어서, 무기 비정질체는 Al, Si, Ca, Na, Mg, P, S, K, Ti, Mn, Zn에서 선택되는 적어도 2종이상의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
25. 상기 21 내지 24의 어느 한 항에 있어서, 무기 비정질체는 2종이상의 산화물로 이루어지고, 상기 산화물은 Al2O3, SiO2, CaO, Na2O, MgO, P2O5, SO3, K2O, TiO2, MnO, ZnO에서 선택되는 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
26. 상기 21 내지 25의 어느 하나에 있어서, 무기비정질분체는 그 비중이 2.2∼3.0인 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
27. 상기 21 내지 26의 어느 하나에 있어서, 무기 비정질체는 각 성분이 각각 Al2O3, SiO2, CaO로 환산하여 이하의 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
Al2O3: 무기비정질분체의 전중량에 대하여 5∼80중량%
SiO2: 무기비정질분체의 전중량에 대하여 8∼80중량%
CaO : 무기비정질분체의 전중량에 대하여 10∼90중량%
단, Al2O3, SiO2및 CaO의 합계는 100중량%를 넘지 않는다.
28. 상기 21 내지 27의 어느 한 항에 있어서, 무기비정질분체는 산업 폐기물인 제지 슬러지를 소성한 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
29. 상기 21 내지 28의 어느 한 항에 있어서, 무기 비정질체는 할로겐을 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
30. 상기 21 내지 29의 어느 하나에 기재의 무기비정질분체와, 결합재와로이루어지는 것을 특징으로 하는 복합경화체.
31. 상기 21 내지 29의 어느 하나에 기재의 무기비정질분체, 결합재 및 섬유 형상의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합경화체.
32. 상기 31에 있어서, 섬유 형상의 물질은 다당류로 이루어지는 유기질섬유 형상의 물질인 것을 특징으로 하는 복합경화체.
33. 상기 31 또는 32에 있어서, 섬유 형상의 물질은 특정방향으로 배향하고 있는 것을 특징으로 하는 복합경화체.
34.심재의 적어도 한 면에, 보강층이 형성되어 있는 복합건축 재료이고, 상기 심재는 상기 30 내지 33의 어느 하나에 기재의 복합경화체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
35. 무기 비정질체로 이루어지고, 상기 무기 비정질체중에는 결정체를 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
36. 무기 비정질체로 이루어지고, 상기 무기 비정질체중에는 Ca를 포함하는 결정체를 함유하여 이루어지는 무기비정질분체.
37. 상기 35 또는 36에 있어서, 무기비정질분체의 비표면적은 1.6∼200 ㎡/g 인 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
38. 상기 35 내지 37의 어느 하나에 있어서, 무기 비정질체는 Al, Si, Ca, Na, Mg, P, S, K, Ti, Mn, Fe, Zn에서 선택되는 적어도 2종이상의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
39. 상기 35 내지 38의 어느 한 항에 있어서, 무기 비정질체는 2종이상의 산화물로 이루어지고, 상기 산화물은 Al2O3, SiO2, CaO, Na2O, MgO, P2O5, SO3, K2O, TiO2, MnO, Fe2O3, ZnO에서 선택되는 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
40. 상기 35 내지 39의 어느 하나에 있어서, 무기비정질분체는 그 비중이 2.2∼3.0인 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
41. 상기 35 내지 40의 어느 하나에 있어서, 무기 비정질체는 각 성분이 각각 Al2O3, SiO2, CaO로 환산하여 이하의 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 무기 비정질체.
Al2O3: 무기비정질분체의 전중량에 대하여 5∼51중량%
SiO2: 무기비정질분체의 전중량에 대하여 8∼53중량%
CaO : 무기비정질분체의 전중량에 대하여 10∼63중량%
단, Al2O3, SiO2및 CaO의 합계는 100중량%를 넘지 않는다.
42. 상기 35 내지 41의 어느 하나에 있어서, 무기 비정질체는 할로겐을 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
43. 상기 35 내지 42의 어느 하나에 기재의 무기비정질분체와, 결합재와로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합경화체.
44. 상기 35 내지 42의 어느 하나에 기재의 무기비정질분체, 결합재 및 섬유 형상의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합경화체.
45. 상기 44에 있어서, 섬유 형상의 물질은 다당류로 이루어지는 유기질섬유형상의 물질인 것을 특징으로 하는 복합경화체.
46. 상기 44 또는 45에 있어서, 섬유 형상의 물질은 특정방향으로 배향하고 있는 것을 특징으로 하는 복합경화체.
47.심재의 적어도 한 면에, 보강층이 형성되어 있는 복합건축 재료이고, 상기 심재는 상기 43 내지 46의 어느 하나에 기재의 복합경화체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
48. 무기 비정질체를 포함하는 다공질의 분체이고, 그 비표면적이 1.6∼200 ㎡/g 인 것을 특징으로 하는 비정질분체.
49. 2종이상의 산화물의 계로 이루어지는 비정질체를 포함하는 다공질의 분체이고, 그 비표면적이 1.6∼200 ㎡/g 인 것을 특징으로 하는 비정질분체.
50. 상기 48 또는 49에 기재의 비정질분체와, 결합제와로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합경화체.
51.상기 48 또는 49에 기재의 비정질분체와, 결합제 및 섬유 형상의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합경화체.
52. 상기 51에 있어서, 섬유 형상의 물질이 배향하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합경화체.
53.심재의 적어도 한 면에 보강층을 형성한 복합건축 재료이고, 상기 심재에, 상기 50 내지 52의 어느 하나에 기재의 복합경화체를 적용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
그런데, 본 발명의 비정질분체는 2종이상의 산화물의 계로 이루어지는 비정질체를 포함하는 것을 기본으로 한다. 여기서 말하는 2종이상의 산화물의 계로 이루어지는 비정질체란, 산화물(1)-산화물(2)…산화물(n)계(단, n은 자연수이며, 산화물(1), 산화물(2)…-산화물(n)은,각각 다른 산화물)의 비정질체이다.
이러한 비정질체는 정확한 정의시키기가 곤란하지만, 2종이상의 산화물을 고용 또는 수화반응 등을 시키는 것에 의해 생성한다, 비정질의 화합물이다고 생각된다. 이러한 비정질의 화합물은 형광 X선 분석에 의해, 산화물을 구성하는 원소(Al, Si, Ca, Na, Mg, P, S, K, Ti, Mn, Fe 및 Zn에서 선택되는 적어도 2종)이 확인되고, X선 회절에 의한 분석의 차트에서는 2θ : 15°∼40°범위로 기복이 보인다. 이 기복은 X선의 강도가 완만한 기복이며, X선 차트로 브로드한 고조로서 관찰된다. 또한, 기복은 반값폭이 2θ : 2° 이상이다.
상기한 비정질체를 포함하는 비정질분체를 결합제를 이용하여 굳히는 것에 따라, 도 1에 도시한 바와 같이, 비정질분체(1)이 결합한 복합경화체(2)가 얻어진다. 이 복합경화체(2)는 비정질분체(1)이 결정체에 비교하여 강도 및 인성이 높기 때문에, 유효한 강도발현물질이 되는 결과, 압축강도 및 굽힘 강도치가 향상되고, 또한, 강도에 이방성이 없고, 균질한 경화체가 얻어진다. 더욱이 비정질체이기 때문에, 저밀도로 충분한 강도가 얻을 수 있는 이점도 있어, 결합제 등으로 굳히는 것에 의해 가벼운 복합경화체가 얻어진다.
또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 도 1에 도시한 복합경화체(2)에, 더욱이 섬유 형상의 물질(3)을 혼재시키는 것에 따라, 복합경화체(2)의 파괴 인성치를 개선하는 것이 가능하다.
여기서, 복합경화체(2)에 이바지하게 하는 비정질분체(1)에는 그 평균입경이 1∼100μm의 것을 이용하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 평균입경이 상기 범위를 벗어나면, 충분한 강도 및 인성을 갖는 복합경화체가 얻어지지 않기 때문이다.
또한, 상기 비정질체가 강도발현물질이 되는 이유는 정확하지 않지만, 결정질의 구조에 비교하여 크랙의 진전이 저해되기 때문이 아닌 가라고 추정된다. 또한, 결정질중에 비교하여 비정질중 쪽이 섬유 형상의 물질이 균일하게 분산되기 쉬운 것부터, 파괴 인성치도 향상한다고 생각된다. 그 결과, 못을 박아 넣거나 관통구멍을 마련하여도, 크랙이 생기지 않기 때문에, 건축 재료 등의 가공을 필요로 하는 재료에 최적의 것으로 된다.
여기서, 산화물에서는 금속 및/또는 비금속의 산화물을 사용할 수 있고, Al2O3, SiO2, CaO, Na2O, MgO, P2O5, SO3, K2O, TiO2, MnO, Fe2O3및 ZnO에서 선택되는 것이 바람직하다. 특히, Al2O3-SiO2-CaO 계 또는 Al2O3-SiO2-CaO-산화물계로 이루어지는 비정질체, 또는 이들 비정질체의 복합체가 최적이다. 또한, 후자의 비정질체에 있어서의 산화물은 Al2O3, SiO2및 CaO를 제외한 금속 및/또는 비금속의 산화물의 1종이상이다.
우선, Al2O3-SiO2-CaO계로 이루어지는 비정질체는 Al2O3, SiO2및 CaO의 각 성분의 전부 또는 일부가 서로 고용 또는 수화반응 등에 의해 생성하는 비정질구조를 갖는 화합물이다. 즉, Al2O3와 SiO2, SiO2와 CaO, Al2O3와 CaO, 그리고 Al2O3, SiO2및CaO의 조합으로 고용 또는 수화반응 등을 시키는 것에 의해 생성하는 화합물의 어느 하나를 포함한다고 생각된다.
이러한 무기비정질의 화합물은 형광 X선 분석에 의해, Al, Si, Ca가 확인되고, X선 회절에 의한 분석의 차트에서는 2θ : 15°∼40°범위로 기복이 보인다. 이 기복은 X선의 강도가 완만한 기복이며, X선 차트로 브로드한 고조로서 관찰된다. 또한, 기복은 반값폭이 2θ : 2° 이상이다.
또한, Al2O3, SiO2및 CaO 이외에 적어도 l 종의 산화물을 가한 계, 즉 Al2O3- SiO2-CaO-산화물계로 이루어지는 비정질체는 상기 Al2O3-SiO2-CaO 계에서의 조합 이외에, Al2O3와 산화물, SiO2와 산화물, CaO와 산화물, Al203와 SiO2와 산화물, SiO2와 CaO와 산화물, Al2O3와 CaO와 산화물, 그리고 Al2O3와 SiO2와 CaO와 산화물의 조합으로 고용 또는 수화반응 등을 시키는 것에 의해 생성하는 화합물의 어느 하나를 포함한다고 생각된다.
또한, 상기 산화물이 2이상, 즉, Al2O3-SiO2-CaO-산화물(1)…-산화물(n)계(n은 2이상의 자연수)의 비정질체이면, 이것들의 산화물, 예를 들면 산화물(1),산화물(2)…산화물(n)(n은 2이상의 자연수로, 산화물(n)은 n의 값이 다르면 각각 다른 산화물을 의미하고, 또한 Al2O3, SiO2, CaO를 제외한 것이다)의 각각으로부터 선택되는 2종이상의 조합으로 고용 또는 수화반응 등을 시키는 것에 의해 생성하는 화합물, Al2O3, SiO2, CaO에서 선택되는 2종이상의 조합으로 고용 또는 수화반응 등을 시키는 것에 의해 생성하는 화합물, 더욱이 산화물(1), 산화물(2)…산화물(n)(n은 2이상의 자연수)의 각각으로부터 선택되는 적어도 1종과, Al2O3, SiO2, CaO에서 선택되는 적어도 1종과의 조합으로 고용 또는 수화반응 등을 시키는 것에 의해 생성하는 화합물의 어느 하나를 포함한다고 생각된다.
이러한 무기비정질의 화합물은 형광 X선 분석에 의해, Al, Si, Ca에 추가하여, 산화물을 구성하는 원소(Na, Mg, P, S, K, Ti, Mn, Fe, Zn에서 선택되는 적어도 1종)이 확인되고, X선 회절에 의한 분석의 차트에서는 2θ : 15°∼40°범위로 기복이 보인다. 이 기복은 X선의 강도가 완만한 기복이며, X선 차트로 브로드한 고조로서 관찰된다. 또한, 기복은 반값폭이 2θ : 2° 이상이다.
여기서, Al203, SiO2및 CaO와 조합시키는 산화물은 1종 또는 2종이상 이며, Al2O3, SiO2, CaO를 제외한 금속 및/또는 비금속의 산화물을 사용할 수 있고, 예를 들면 Na2O, MgO, P2O5, SO3, K2O, TiO2, MnO, Fe2O3및 ZnO에서 선택할 수 있다. 이 선택은 복합경화체에 기대한 특성을 기준으로 행할 수 있다.
예를 들면, Na2O 또는 K20은 알카리 등으로 제거할 수 있기 때문에, 도금 처리에 앞서 제거처리를 하면, 복합경화체표면의 피도금면이 거칠게 되어 도금의 앵커로서 작용시킬 수 있다.
MgO는 Al2O3, SiO2, CaO와 고용하여 강도발현에 기여하여, 굽힘 강도나 내충격성을 크게 개선한다.
P2O5는 뼈와의 유착을 돕기 위해서 생체재료(인공치근, 인공골)에 사용하는 경우는 특히 유리하다.
SO3는 살균작용이 있어 항균건축 재료에 적합하다.
TiO2는 백색계착색재임과 동시에, 광산화촉매로서 작용하는 것부터, 부착된 유기오염물질을 강제적으로 산화할 수 있고, 빛을 조사하는 것만으로 세정할 수 있다는 자정력이 있는 건축 재료, 또는 각종 필터, 반응촉매로서 사용할 수 있다는 특이한 효과를 갖는다.
MnO는 암색계의 착색재, Fe2O3은 명색계의 착색재, ZnO는 백색계의 착색재로서 유용하다.
또한, 이것들의 산화물은 비정질체중에 각각 단독으로 존재하고 있어도 좋다.
상기 비정질체의 조성은 각각 Al2O3, SiO2및 CaO로 환산하고, Al2O3: 비정질분체의 전중량에 대하여 5∼51중량%, SiO2: 비정질분체의 전중량에 대하여 8∼53중량% 및 CaO : 비정질분체의 전중량에 대하여 10∼63중량%이고, 또한 그것들 합계가 100중량%를 넘지 않는 범위로 함유하는 것이 바람직하다.
왜냐하면, Al2O3의 함유량이 5중량% 미만 또는 51중량%를 넘으면, 비정질분체를 이용하여 형성한 복합경화체의 강도가 저하하고, 또한, SiO2의 함유량이 8중량% 미만 또는 53중량%를 넘더라도, 동 복합경화체의 강도가 저하한다. 또한, CaO의 함유량이 10중량% 미만 또는 63중량%를 넘어도 복합경화체의 강도가 저하할 것이다.
더욱이 산화물로 환산하고 CaO/SiO2의 비율을 0.2∼7.9, CaO /Al2O3비율을 0.2∼12.5로 조정하는 것이 강도가 큰 복합경화체를 얻는 데 유리하다.
또한, Al2O3, SiO2및 CaO이외의 산화물로서, Na2O, MgO, P2O5, SO3, K2O, TiO2, MnO, Fe2O3및 ZnO의 1종 또는 2종이상을 함유하는 경우, 각 성분의 적합함유량은 다음과 같다. 또한, 이들 산화물의 합계량은 100중량%를 넘지 않는 것은 말할 필요도 없다.
Na2O : 비정질분체의 전중량에 대하여 0.1∼2.4중량%
MgO : 비정질분체의 전중량에 대하여 0.3∼22. 0중량%
P2O5: 비정질분체의 전중량에 대하여 0.1∼14.6중량%
SO3: 비정질분체의 전중량에 대하여 0.1∼7. 0중량%
K2O : 비정질분체의 전중량에 대하여 0.1∼2.4중량%
TiO2: 비정질분체의 전중량에 대하여 0.1∼17.4중량%
MnO : 비정질분체의 전중량에 대하여 0.1∼3.0중량%
Fe2O3: 비정질분체의 전중량에 대하여 0.2∼35.6중량%
ZnO : 비정질분체의 전중량에 대하여 0.1∼3.6중량%
이들 산화물의 함유량을 상기 범위에 한정한 이유는 상기 범위를 일탈하면복합경화체로서의 강도가 저하하기 때문이다.
또한, 비정질구조의 여부는 X선 회절에 의해 확인할 수 있다. 즉, X선 회절에 의해 2θ : 15°∼40°영역에서 기복이 관찰되면, 비정질구조를 갖고 있는 것을 확인할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 완전히 비정질구조로 되어있는 것 이외에, 비정질구조중에 결정체를 갖고 있어도 좋고, 구체적으로는 Hydrogen Aluminium Silicate, Kaolinite, Zeolite, Gehlenite, syn, Anorthite, Melitite, Gehlenite- synthetic, tobermorite, xonotlite, ettringite나, SiO2, Al2O3, CaO, Na2O, MgO, P2O5, SO3, K2O, TiO2, MnO, Fe2O3및 ZnO 등의 산화물이 혼재하고 있어도 좋다.
이들 결정체는 그 자체가 강도발현물질이 된다고는 생각되지 않지만, 예를 들면, 경도 및 밀도를 높게 하여 압축강도를 개선하거나, 크랙의 진전을 억제하는 등의 효과가 있다고 생각된다. 또한, 결정체의 함유량은 비정질분체의 전중량에 대하여 0.1∼50중량%인 것이 바람직하다. 왜냐하면, 결정체가 지나치게 적으면 상기 효과가 얻어지지 않고, 반대로 지나치게 많으면 강도저하를 초래하기 때문이다.
덧붙여서 말하면, 상기 Al2O3, SiO2계의 결정성 화합물이 Hydrogen Aluminlum Silicate, Kaolinite, Zeolite, Al2O3-CaO 계의 결정성 화합물이 Calcium Aluminate, CaO-SiO2계의 결정성 화합물이 Calcium Silicate, Al2O3-SiO2-CaO 계의 결정성 화합물이 Gehlenite, syn, Anorthite 이며, 또한 Al2O3-SiO2-CaO-MgO 계의 결정성 화합물이 Melitite, Gehlenite-synthetic 이다.
더욱이 결정체로서 Ca를 포함하는 것이 바람직하고, Gehlenite, syn(Ca2Al2O7), Melitite-synthetic{Ca2(Mg0.5Al0.5)(Si1.5Al0.507)}, Gehlenite-synthetic {Ca2(Mg0.25Al0.75)(Si1.25Al0.75O7)}, Anorthite, ordered(Ca2Al2Si2O8) 탄산 칼슘 (Calcite)을 함유하고 있어도 좋다. Ca는 강도를 높게 할 수 있기 때문이다.
또한, 본 발명의 비정질분체에서는 2종이상의 산화물의 계로 이루어지는 비정질체중에, 할로겐을 첨가하여도 좋다. 이 할로겐은 고용체, 수화물의 생성반응의 촉매로 되어, 또한 연소억제물질로서 작용한다. 그 함유량은 비정질체의 전중량에 대하여 0.1∼1.2중량%가 바람직하다. 왜냐하면, 0.1중량% 미만에서는 강도가 낮게, 1.2중량%를 넘으면 연소에 의해 유해물질을 발생하기 때문이다. 할로겐으로서는 염소, 취소, 불소가 바람직하다.
마찬가지로 탄산 칼슘(Calcite)을 첨가하고 있어도 좋다. 탄산 칼슘 그 자체는 강도발현물질이 아니지만, 탄산 칼슘의 주위를 비정질체가 둘러싸는 것에 의해, 크랙의 진전을 저지하는 등의 작용에 의해 강도향상에 기여한다고 생각된다. 이 탄산 칼슘의 함유량은 비정질체의 전중량에 대하여 48중량% 이하가 바람직하다. 이 이유는 48중량%를 넘으면 굽힘 강도가 저하하기 때문이다. 또한, 0.1중량% 이상이 바람직하다. 0.1중량% 미만에서는 강도향상에 기여하지 않기 때문이다.
여기에, 본 발명의 비정질분체는 비표면적이 1.6∼200 ㎡/g 인 것이 바람직하다. 비정질분체를 결합제를 개재하여 굳혀 복합경화체를 제조한 경우, 분체의 비표면적이 1.6 ㎡/g 미만에서는 결합제와 분체와의 접촉면적이 지나치게 작아서 압축강도나 굽힘 강도가 저하하고, 반대로 200 ㎡/g를 넘으면 분체가 지나치게 가늘어서, 역시 압축강도나 굽힘 강도가 저하하여 버린다. 따라서, 비정질분체의 비표면적을 상기의 범위로 조정하는 것에 의해, 압축강도나 굽힘 강도가 뛰어난 복합경화체가 얻을 수 있는 것이다. 또한, 비정질분체의 비중은 2.2미만에서는 경도 및 강도가 낮게되고, 한편 3.0을 넘으면 반대로 무르게 되어, 역시 강도저하를 초래하기 때문에, 2.2∼3.0의 범위로 하는 것이 바람직하다.
이상의 비정질분체는 각종 산업에 사용되고, 예를 들면, 화장판용충전재, 무기 보드원료, 필터재료, 크로마토그래피용 컬럼충전재, 촉매담체, 인공골의 원료, 義肢(의지)재료, 전자부품밀봉수지 충전재(充塡材), 레지스트 조성물의 충전재 등에 적용할 수 있다.
또한, 비정질분체에는 산업 폐기물을 소성시켜 얻은 것이 추장되어, 특히 제지 슬러지(스컴)를 소성시킨 것이 최적이다. 즉, 제지 슬러지는 무기물을 포함하는 펄프찌꺼기이며, 산업 폐기물을 원료로서 사용하기 때문에 저 비용이며, 환경 문제의 해결에 기여하기 때문이다.
이 제지 슬러지는 300℃ 이상 800℃ 미만으로 소성하는 것이 바람직하다. 즉, 800℃ 이상에서는 결정질이 되기 쉽고, 300℃ 미만에서는 펄프가 탄화하는 것 만으로 분말이 얻어지지 않기 때문이다. 또한, 제지 슬러지를 300∼1500℃로 소성한 후 급냉함으로써도, 비정질구조를 얻을 수 있다.
상기 제지 슬러지중에는 펄프의 외에, Al, Si, Ca, Na, Mg, P, S, K, Ti, Mn, Fe 및 Zn 등의 산화물, 수산화물 또는 이것들의 전구체인 졸상물, 또는 그들의복합물과, 할로겐 및 탄산 칼슘으로부터 선택되는 적어도 1종, 그리고 물을 포함하는 것이 일반적이다. 특히, 상질지의 고지는 카오린이나 탄산 칼슘 등의 칼슘계결정을 대부분 포함하는 것에서, 제지 슬러지는 헌 종이를 대부분 포함하는 것이 적합하다.
또한, 제지슬러지중의 함수율은, 20~80 중량%인 것이 바람직하다.
왜냐하면, 함수율이 20중량% 미만에서는 딱딱하게 되어 성형이 어렵게 되고, 한편 80중량%를 넘으면 슬러리 형상으로 되어 성형이 어렵게 되기 때문이다.
다음에, 본 발명의 복합경화체에 관해서 설명한다.
본 발명의 복합경화체는 전술한 대로, 비정질분체와, 결합제, 더욱이 필요에 따라 섬유 형상의 물질을 추가하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서 사용되는 결합제에서는 열경화성수지 및 무기결합제의 어느 하나 한편 또는 양쪽으로 이루어지는 것이 바람직하다. 열경화성수지에서는 페놀 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지 및 우레아 수지로부터 선택되는 1종이상의 수지가 바람직하다. 무기결합제에서는 규산 소다, 실리카 겔및 알루미나 졸의 군으로부터 선택되는 1종이상이 바람직하다. 더욱이 결합제로서, 미소성의 제지 슬러지를 사용할 수 있다.
또한, 복합경화체내에 혼재시키는 섬유 형상의 물질은 유기질 및 무기질의 어느 것이라도 좋다. 유기질섬유 형상의 물질에서는비닐론, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 등의 화학섬유, 그리고 다당류로 이루어지는 유기질섬유 형상의 물질로부터 선택되는 1종이상을 사용할 수 있지만, 다당류로 이루어지는 유기질섬유 형상의 물질인 것이 바람직하다. 왜냐하면, 다당류에는 OH기가 존재하고, 수소결합에 의해 Al2O3, SiO2또는 CaO의 각종 화합물과 결합하기 쉽기 때문이다.
이 다당류는 아미노당, 우론산, 전분, 글리코겐, 이눌린, 리케닌, 셀룰로오스, 키친, 키토산, 헤미셀룰로오스 및 펙틴으로부터 선택되는 1종이상의 화합물인 것이 바람직하다. 이들 다당류로 이루어지는 유기질섬유 형상의 물질에서는 펄프, 펄프찌꺼기, 신문이나 잡지 등의 고지의 분쇄물이 유리하게 적합하다.
또한, 펄프는 셀룰로오스의 외에 리그닌을 10∼30중량% 정도 포함하고 있다.
한편, 무기질섬유 형상의 물질로서는 알루미나수염결정, SiC수염결정, 실리카 알루미나계의 세라믹 파이버, 유리 파이버, 카본 파이버, 금속 파이버로부터 선택되는 1종이상을 사용할 수 있다.
또한, 상기 섬유 형상의 물질의 함유율은 복합경화체전중량에 대하여 2∼75중량%인 것이 바람직하다. 이 이유는 2중량% 미만에서는 복합경화체의 강도가 저하하고, 75중량%를 넘으면 방화성능, 내수성, 치수안정성 등이 저하할 우려가 있기 때문이다.
더욱이 섬유 형상의 물질의 평균길이는 10∼3000μm가 바람직하다. 평균길이가 지나치게 짧으면 서로 얽힘이 생기지 않고, 또한 지나치게 길면 틈이 생겨 무기경화체의 강도가 저하하기 쉽기 때문이다.
한편, 복합경화체에 있어서의 비정질분체의 함유율은 복합경화체전중량에 대하여 10∼90중량%인 것이 바람직하다. 왜냐하면, 비정질분체의 함유율이 상기 범위를 벗어나면, 소망의 강도가 얻어지지 않기 때문이다.
더욱이 비정질분체의 외에, 복합경화체에 무기분말을 가하여도 좋다. 구체적으로는 탄산 칼슘, 수산화 칼슘, 白沙(백사), 백사벌룬, 펄라이트, 수산화 알루미늄, 실리카, 알루미나, 탈크, 탄산 칼슘, 카오리나이트 및 산업 폐기물 분말로부터 선택되는 적어도 1종을 사용할 수 있다. 특히, 산업 폐기물 분말에서는 제지 슬러지의 소성분말, 유리의 연마찌꺼기 및 규사의 분쇄찌꺼기로부터 선택되는 적어도 1종의 산업 폐기물 분말을 이용하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 이들 산업 폐기물 분말을 사용하는 것에 의해, 저 비용화를 실현되고, 더욱이 환경 문제의 해결에 기여할 수 있기 때문이다.
이상의 복합경화체는 각종 산업에 있어서 이용되어, 규산 칼슘판, 펄라이트 보드, 합판, 석고 보드 등에 대신할 새로운 건축 재료을 비롯하여, 의지, 인공골, 인공치근용의 의료재료, 인쇄회로기판의 코어기판, 층간수지절연층 등의 전자재료로 사용할 수 있다.
다음에, 이 복합경화체의 일응용예로서, 복합건축 재료에 관해서 이하에 설명한다.
즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 심재(4)의 적어도 한 면에, 도시예에서는 양면에 보강층(5)이 형성된 복합건축 재료에 있어서, 상기 심재(4)에 본 발명의 복합경화체(2)를 적용하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 즉, 심재(4)를 본 발명의 복합경화체(2)로 하는 것에 따라, 이 심재에 인장력이 가해진 경우라도, 심재자체가 굽힘 강도가 우수하기 때문에, 더구나 심재의 표면에 보강층이 마련하고 있는 것도 더불어, 쉽게 파괴가 일어나지 않는 구성으로 되어 있다. 또한, 표면에 국소적으로 압력이 가해지더라도 함몰이나 웅덩이가 생기는 일도 없다.
더욱이 본 발명의 복합건축 재료는 그 사용에 있어서, 보강층(5)의 위에 도장, 화장판 및 화장단판 등에 의한 화장층을 마련하게 되니까, 내충격성이 향상하여, 함몰 등의 상처가 생기기 어렵게 되어, 화장면이 상처에 의해 비뚤어져 의장성을 저하시키는 일도 없다.
또한, 보강층(5)은 수지(5a) 중에 섬유기재(5b)를 매설한 구조가 된다. 이 수지(5a)에는 특히 열경화성수지를 이용하는 것이 바람직하다. 즉, 열경화성수지는 열가소성수지와 다르고, 내화성이 뛰어나 고온하에서도 연화하지 않기 때문에, 보강층으로서의 기능이 없어지지 않기 때문이다. 열경화성수지에서는 페놀 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 요소 수지 등이 적합하다. 그리고, 보강층에 충분한 강성과 내충격성, 더욱이 높은 내화성을 부여하기 위해서는 보강층에 있어서의 열경화성수지의 함유량을 10중량%∼65중량%의 범위로 하는 것이 바람직하다.
또한, 열경화성수지, 예를 들면 페놀 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 우레아 수지 및 우레탄 수지로부터 선택되는 적어도 1종이상의 열경화성수지를 심재(4)의 표면에 도포하여도 좋다.
한편, 섬유기재(5b)에는 무기질섬유를 이용하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 보강층(5)의 강도를 향상하여, 또한 열팽창율을 작게 할 수 있기 때문이다. 무기질섬유에는 유리섬유, 록 울 및 세라믹 파이버를 이용하는 것이 저가격으로 또한 내열성 및 강도가 뛰어난 점에서 바람직하다. 이 섬유기재는 비연속의 섬유를 매트 형상으로 성형한 것, 또는 연속한 장섬유를 3∼7 cm로 절단하여 매트 형상으로 한 것(소위 쵸프드스트랜드매트), 물로 분산시켜 시트 형상에 투상한 것, 연속한 장섬유를 소용돌이 형상으로 적층하여 매트 형상으로 한 것, 또는 연속한 장섬유를 직조한 것을 적용할 수 있다.
더욱이 보강층의 두께는 0.2 mm∼3.5 mm으로 하는 것이 바람직하다. 이 범위로 설정하면, 충분한 강성, 내충격성 등이 얻어지고, 또한 높은 가공성을 유지할 수 있기 때문이다. 또한, 보강층에는 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘 등의 난연화제 및 실리카 졸, 알루미나 졸, 물 글래스 등 일반적으로 사용되는 무기질의 결합제를 첨가하여도 좋다.
이하에, 본 발명의 비정질분체, 복합경화체 및 복합건축 재료의 제조방법에 관해서 설명한다.
우선, 비정질분체의 제조방법은 다음과 같다.
처음에, 원료로서 제지 슬러지를 준비한다. 이 제지 슬러지로서는 인쇄·정보용지, 크라프트지, 티탄지, 티슈 페이퍼, 휴지, 화장지, 생리용품, 타올용지, 공업용잡종지, 가정용잡종지를 제조했을 때에 배출되는 제지 슬러지를 사용하는 것이 바람직하다. 시판의 제지 슬러지에서는 환동요재사가 취급하는 「생 슬러지」 등을 사용할 수 있다.
그리고, 이 제지 슬러지를 건조시킨 후, 300℃ 이상 800℃ 미만으로 30분∼10시간 소성하여, 소성한 슬러지를 볼 밀이나 믹서 등으로 분쇄하면, 본 발명의 비정질분체를 얻을 수 있다.
다음에, 복합경화체의 제조방법을 설명한다. 즉, 상기 비정질분체를 결합제, 더욱이 필요에 따라 섬유 형상의 물질과 혼합하여 원료혼합물을 제작한다. 여기서, 미소성의 제지 슬러지를 사용하는 경우는 상기 슬러지가 무기물 및 펄프를 포함하기 위해서, 결합제와 섬유 형상의 물질을 동시에 혼합할 수 있기 때문에 유리하다. 이 원료혼합물을 소망의 형틀에 따라 넣거나, 필터를 설치한 형틀에 따라 넣은 후, 프레스하여 수분을 제거하거나, 또는 원료혼합물의 슬러리를 제조하는 등의 방법으로 성형을 행한다. 이 성형후, 가열온도20∼160℃로 건조, 경화시켜 복합경화체를 얻는다. 또한, 가열온도가 지나치게 높으면, 변형이나 크랙 등이 발생하여, 지나치게 낮으면 건조에 장시간이 필요해져, 생산성이 저하하여 버리고 바람직하지 못하다.
특히, 복합경화체를 판상으로 성형하기 위해서는 제지 슬러지를 컨베이어로 반송하면서, 롤로 눌러 시트 형상의 성형체로 하고, 이 시트 형상 성형체를 가열온도 80∼160℃로 가열하면서 압체하여, 판상의 심재에 성형한다. 그 때의 압력은 1∼20 kgf/c㎡가 적당하다. 여기서, 압체란, 압력을 가한 채로 유지하는 것을 말한다. 그리고, 압체시에 부여되는 압력에 의해서, 섬유 형상의 물질은 가압방향을 가로 지르는 방향으로 배향되는 결과, 심재의 굽힘 강도를 향상할 수 있다. 또한, 가압하는 것에 의해 수분이 배제되어 결정화의 진행이 억제되니까, 비정질체의 형성에 유리하다.
더욱이 제지 슬러지에 무기분말을 첨가하여 혼합한 후, 가열 경화시키는 것에 의해, 복합경화체내에 무기분말을 분산시킬 수 있다.
또한, 제지 슬러지 이외에도, 원료로서 금속 알콕시드나 금속수산화물을 사용할 수 있다. 예를 들면, Al, Si, Ca의 알콕시드나 수산화물의 혼합물과 고지를 분쇄한 분쇄물을 혼합하여, 산 또는 알카리의 존재하에서 가수분해, 중합 반응시켜 졸로 하여, 이 졸을 건조 경화시켜 겔화하여도 좋다.
이러한 겔은 결과적으로 Al203, SiO2, CaO, Na2O, MgO, P2O5, SO3, K2O, TiO2, MnO, Fe2O3및 ZnO 등의 산화물을 고용 또는 수화반응시켜 얻을 수 있는 화합물과 동일하다고 추정된다.
덧붙여서 말하면, 제지 슬러지를 사용한 기술이 여러가지 산견되지만, 어느것이나 본 발명과는 기술내용이 다르다. 즉, 일본국 특개소 49-86438호 공보에는 펄프찌꺼기 (셀룰로오스성분)과 석회찌꺼기를 혼합하여 핫 프레스한 것이 개시되어 있지만, 펄프찌꺼기는 셀 롤을 의미하고 있고, 본 발명과 같이 제지 슬러지중의 무기성분을 이용하는 것이 아니라, 무기비정질중에 섬유가 분산된 것도 아니다. 이것 때문에 석회찌꺼기의 입계에서 파단하거나, 크랙의 진전을 방지할 수 없고, 굽힘 강도나 압축강도에 문제가 남는다. 더구나, 석회찌꺼기는 제지 펄프액을 연소시킨 결정질체(산화칼슘)이며, 본 발명의 비정질체와는 분명히 구별되는 것이다.
또한, 일본국 특개평 7-47537호, 동7-69701호, 동6-293546호 및 동5-270872호 각 공보에는 시멘트와 무기보강섬유를 복합된 기술이 일본국 특개평 10-15923호공보에는 펄프슬러지와 결정질인 석고를 혼합하는 기술이 일본국 특개소 49-2880호 공보에는 펄프폐기물중의 섬유만에 착목한 기술이 그리고 일본국 특개소 53-81388호 공보에는 펄프찌꺼기 중의 섬유(섬유20%, 토사0.01%)와 나무찌꺼기를 섞어 성형한 것이 각각 기재되어 있지만, 어느쪽의 기술도, 본 발명과 같은 무기 비정질체중에 섬유 형상의 물질을 분산시킨 것과는 다르다.
더욱이 일본국 특개소 51-30088호 공보에는 펄프폐기물의 소성회와 경량무기재료를 성형하는 기술로 기재되어 있지만, 소성조건 등이 기재되어 있지 않고, 비정질의 소성회를 얻을 수 없다. 일본국 특개평 8-246400호 공보에는 제지 슬러지가 아니라 헌 종이 펄프 그 자체를 사용하는 기술이다. 일본국 특개소 48-44349호 공보에는 유기질과 무기질을 포함하는 펄프폐기물과 고분자 에멀젼 등을 혼합한 기술이 도시되어 있지만, 무기질이란 산화규소, 산화 알루미늄 및 산화철을 말하고, 실질적으로 각 1종류의 금속산화물을 지칭하고 있어, 본 발명과 같은 2종이상의 금속산화물이 복잡한 비정질계를 구성하는 것과는 다르다. 그리고, 일본국 특개소 49-99524호 공보에는 세라믹화(다결정체)한 기재가 도시되어 있지만, 본 발명과 같은 비정질계와는 다르다. 또한, 복합건축 재료는 아래와 같이 제조한다.
우선, 제지 슬러지를 컨베이어로 반송하면서, 롤로 눌러 시트 형상 성형체로 한다. 한편, 섬유기재에 수지를 함침시켜, 25∼70℃로 가열처리하여, 건조시켜 보강 시트로 한다. 이어서, 시트 형상 성형체와 보강 시트를 적층하여, 가열하면서 압체하여, 심재(복합경화체)와 보강층으로 이루어지는 복합건축 재료로 성형한다. 여기서의 가열온도는 80∼200℃, 압력은 1∼20 kgf/c㎡ 정도가 적당하다.
이 압체에 의해서 섬유 형상의 물질이 배향되어 굽힘 강도를 높게 할 수 있고, 또한 압력을 가하는 것에 의해 수분을 제거할 수 있으니까, 물을 받아들여 결정화가 지나치게 진행하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제법에 대신하여, 무기질섬유의 매트에 수지조성물을 함침시켜, 건조한 후, 가열 프레스하여, 열경화성수지를 경화시켜 성형하여 보강층으로 하여, 이 보강층을 접착제로써 미리 경화시켜 놓은 심재에 부착하는 방법이라도 좋다.
또한, 유리섬유, 록 울 또는 세라믹 파이버의 섬유표면에 페놀 수지 등의 열경화성수지를 별도 구성으로 코팅해 두고, 이것들의 섬유로 이루어지는 섬유기재를 시트 형상 성형체상에 적층하여 가열 프레스하는 방법도 채용할 수 있다. 이 섬유표면에 열경화성수지를 별도 공정에서 코팅해 두는 방법에서는 함침한 수지와의 밀착성이 향상하여, 또한 섬유끼리를 접착하기 쉽고, 더욱이 수지의 함침율을 개선할 수 있기 때문에 유리하다. 이러한 코팅의 방법에서는 상기 섬유기재에 미경화의 열경화성수지를 함침시켜 건조하는 방법, 또는 유리섬유, 록 울 또는 세라믹 파이버의 원료용융물을 노즐로부터 유출시켜, 브로잉법 또는 원심법에 의해 섬유화하여, 이 섬유화와 동시에 페놀 수지 등의 열경화성수지의 용액을 뿜어붙이는 방법이 있다.
또한, 섬유기재의 구성재료로서, 유리섬유, 록 울, 세라믹 파이버를 사용하는 경우는 실란 카프링제를 코팅해 두면 좋다. 이렇게 하여 얻어진 복합건축 재료의 표면, 이면에 도장을 실시하거나, 화장판, 화장단판을 접착제 등으로 붙일 수 있다.
도장은 각종안료, 잉크 등을 인쇄, 뿜어 붙임으로써 행한다. 또한, 화장판은 페놀수지 함침 코어층, 멜라민수지 함침 패턴층, 멜라민 수지 함침 오버레이층으로 이루어지는 3층 구조의 화장판이나, 멜라민수지 함침 패커층, 페놀수지 함침 코어층, 멜라민수지 함침 패턴층, 멜라민수지 함침 오버레이층으로 이루어지는 4층 구조의 화장판을 사용할 수 있다. 특히, 코어층으로서 페놀수지 함침 코어층을 가지는 화장판의 경우는 표면강도가 현저히 높게 되기 때문에, 마루재 등에의 응용이 가능하다.
또한, 화장단판으로서는 삼목, 노송나무 등의 고급목재를 사용할 수 있다.
〔실시예 1〕
(실시예 1-1)
미소성의 제지 슬러지(환동요재사가 취급하는 「생 슬러지」 : 고형분 34중량% 수분 66중량%) 1512 g을 교반하면서 80℃로 건조시켜, 얻어진 건조체를 780℃로 5시간 소성한 후, 즉시 실온에 노출하여 급냉했다. 더욱이 소성한 것을 5시간 볼 밀분쇄하여 248 g의 비정질분체를 얻었다.
이 비정질분체를 형광 X선 분석장치(Rigaku 제 RIX2100)를 이용하여 분석한 바, 산화물로 환산하여 하기의 조성인 것을 알았다. 또한, 비표면적은 JIS R-1626 (BET 법 : 유동법의 1점법)으로 행했다.
하기
SiO2: 34.1중량%, Fe2O3: 1.6중량%
CaO : 32.1중량%, TiO2: 1.0중량%
Al203 : 20.7중량%, SO3: 0.5 중량%
MgO : 5.9중량%, C1 : 0.2중량%
P2O5: 2.8중량%, ZnO : 0.1중량%
기타 : 미량
평균입경 : 11.0μm,
진비중 : 2.756
비표면적 : 19.0 ㎡/g
또한, X선 회절에 의해 결정구조를 확인했다. 그 X선 회절의 차트를 도 4에 도시한다. 또한, X선 회절은 Rigaku 제 MiniFlex를 사용하여, Cu를 타겟으로 했다. 2θ : 22˚중심으로 완만한 기복(헬로)이 관찰됨과 동시에, 결정구조를 도시한 피크도 관찰되어, 비정질구조중에 결정구조가 혼재하고 있는 것을 알 수 있다. 또한,피크로부터는 Gehlenite, syn, Melitite- synthetic, Gehlenite-synthetic, Anorthite, ordered가 동정되었다. 결정의 존재량은 분체에 대하여 약 20중량% 였다.
이어서, 이렇게 얻어진 비정질분체 248중량부와 미소성의 제지 슬러지 1512중량부와를 혼련하여, 이 혼련물을 컨베이어로 반송하면서, 3 kgf/c㎡ 의 압력을 가하면서, 두께 10 mm의 시트 형상 성형체로 했다. 이 시트 형상 성형체를 100℃로 가열하여 판상의 복합경화체로 했다.
또한, 복합경화체의 측면을 광학현미경(50배)로 관찰한 바, 가압방향으로 직교하는 방향으로 섬유가 배향하고 있었다.
(실시예 1-2)
실시예 1-1에서 얻어진 소성물을 10시간 볼 밀분쇄하여 248 g의 비정질분체를 얻었다. 이 비정질분체를 형광 X선 분석장치(Rigaku 제 RIX2100)를 이용하여 분석한 바, 산화물로 환산하여 하기의 조성이었다.
하기
SiO2: 34.1중량%, Fe2O3: 1.6중량%
CaO : 32.1중량%, TiO2: 1.0중량%
Al2O3: 20.7중량%, SO3: 0.5중량%
MgO : 5.9중량%, C1 : 0.2중량%
P2O5: 2.8중량%, ZnO : 0.1중량%
기타 : 미량
평균입경 : 6.6μm
진비중 : 2.756
비표면적 : 31.7 ㎡/g
이어서, 이렇게 얻어진 비정질분체 248중량부와 미소성의 제지 슬러지 1512중량부와를 혼련하여, 이 혼련물을 컨베이어로 반송하면서, 3 kgf/c㎡의 압력을 가하면서, 두께 10 mm의 시트 형상 성형체로 했다. 이 시트 형상 성형체를 100℃로 가열하여 판상의 복합경화체로 했다.
(실시예 1-3)
실시예 1-1에서 얻어진 소성물을 3시간 볼 밀분쇄하여 248 g의 비정질분체를 얻었다. 이 비정질분체를 형광 X선 분석장치(Rigaku 제 RIX2100)를 이용하여 분석한 바, 산화물로 환산하여 하기의 조성이었다.
하기
SiO2: 34.0중량%, Fe2O3: 12.6중량%
CaO : 32.1중량%, TiO2: 1.0중량%
Al2O3: 20.7중량%, SO3: 0.5중량%
MgO : 6.0중량%, C1 : 0.2중량%
P2O5: 2.7중량%, ZnO : 0.1중량%
기타 : 미량
평균입경 : 17.6μm
진비중 : 2.756
비표면적 : 4.8 ㎡/g
이어서, 이렇게 얻어진 비정질분체 248중량부와 미소성의 제지 슬러지 1512중량부와를 혼련하여, 이 혼련물을 컨베이어로 반송하면서, 3 kgf/c㎡의 압력을 가하면서, 두께 10 mm의 시트 형상 성형체로 했다. 이 시트 형상 성형체를 100℃로 가열하여 판상의 복합경화체로 했다.
(실시예 1-4)
실시예 1-1로 볼 밀분쇄하여 얻어진 비정질분체를 더욱이 30시간 볼 밀분쇄하여 248 g의 비정질분체를 얻었다. 이 비정질분체를 형광 X선 분석장치(Rigaku 제 RIX2100)를 이용하여 분석한 바, 산화물로 환산하여 하기의 조성이었다.
하기
SiO2: 34.0중량%, Fe2O3: 12.6중량%
CaO : 32.1중량%, TiO2: 1.0중량%
Al2O3: 20.7중량%, SO3: 0.5중량%
MgO : 6.0중량%, C1 : 0.2중량%
P2O5: 2.7중량%, ZnO : 0.1중량%
기타 : 미량
평균입경 : 1.5μm
진비중 : 2.756
비표면적 : 139 ㎡/g
이어서, 이렇게 얻어진 비정질분체 248중량부와 미소성의 제지 슬러지 1512중량부와를 혼련하여, 이 혼련물을 컨베이어로 반송하면서, 3 kgf/c㎡의 압력을 가하면서, 두께 10 mm의 시트 형상 성형체로 했다. 이 시트 형상 성형체를 100℃로 가열하여 판상의 복합경화체로 했다.
(실시예 1-5)
실시예 1-1로 볼 밀분쇄하여 얻어진 비정질분체를 더욱이 48시간 볼 밀분쇄하여 248 g의 비정질분체를 얻었다. 이 비정질분체를 형광 X선 분석장치(Rigaku 제 RIX2100)를 이용하여 분석한 바, 산화물로 환산하여 하기의 조성이었다.
하기
SiO2: 34.0중량%, Fe2O3: 12.6중량%
CaO : 32.1중량%, TiO2: 1.0중량%
Al2O3: 20.7중량%, SO3: 0.5중량%
MgO : 6.0중량%, C1 : 0.2중량%
P2O5: 2.7중량%, ZnO : 0.1중량%
기타 : 미량
평균입경 : 0.98μm
진비중 : 2.756
비표면적 : 213 ㎡/g
이어서, 이렇게 얻어진 비정질분체 248중량부와 미소성의 제지 슬러지 1512중량부와를 혼련하여, 이 혼련물을 컨베이어로 반송하면서, 3 kgf/c㎡의 압력을 가하면서, 두께 10 mm의 시트 형상 성형체로 했다. 이 시트 형상 성형체를 100℃로 가열하여 판상의 복합경화체로 했다.
(실시예 1-6)
실시예 1-1에서 얻어진 소성물을 10분간 볼 밀분쇄하여 248 g의 비정질분체를 얻었다. 이 비정질분체를 형광 X선 분석장치(Rigaku 제 RIX2100)를 이용하여 분석한 바, 산화물로 환산하여 하기의 조성이었다.
하기
SiO2: 34.0중량%, Fe2O3: 12.6중량%
CaO : 32.1중량%, TiO2: 1.0중량%
Al2O3: 20.7중량%, SO3: 0.5중량%
MgO : 6.0중량%, C1 : 0.2중량%
P2O5: 2.7중량%, ZnO : 0.1중량%
기타 : 미량
평균입경 : 232μm
진비중 : 2.756
비표면적 : 0.9 ㎡/g
이어서, 이렇게 얻어진 비정질분체 248중량부와 미소성의 제지 슬러지 1512중량부와를 혼련하여, 이 혼련물을 컨베이어로 반송하면서, 3 kgf/c㎡의 압력을 가하면서, 두께 10 mm의 시트 형상 성형체로 했다. 이 시트 형상 성형체를 100℃로 가열하여 판상의 복합경화체로 했다.
(실시예 1-7)
실시예 1-1에서 얻어진 비정질분체 248중량부와 페놀 수지 62중량부와를 혼련하여, 이 혼련물을 컨베이어로 반송하면서, 3 kgf/c㎡의 압력을 가하면서, 두께 10 mm의 시트 형상 성형체로 했다. 이 시트 형상 성형체를 110℃의 온도 및 압력 7 kgf/c㎡에서 20분간의 프레스를 베풀어, 복합경화체를 얻었다.
(실시예 1-8)
시트 형상 유리섬유에 경화제를 첨가한 페놀 수지용액을 함침 (함침량 고형분 환산 45%)한 후, 80℃의 온도로써 20분간 건조시켜, 보강 시트를 얻었다.
이어서, 실시예 1와 같이 시트 형상 성형체를 제작했다. 그리고, 보강 시트를 시트 형상 성형체의 표면 및 이면에 재치하여, 110℃의 온도로써, 압력 7 kgf/c㎡에서 20분간 프레스하여, 표리양면에서 두께 1 mm의 보강층 및 두께 10 mm의 심재로 이루어지는 복합건축 재료를 제조했다. 더욱이 이 복합건축 재료의 표면에 두께 0.2 mm의 삼목판의 화장단판을 초산비닐접착제를 개재하여 부착했다.
(실시예 1-9)
기본적으로는 실시예 1-1과 마찬가지지만, 제지 슬러지(고형분 34중량%, 수분 66중량%) 1512 kg을 교반하면서, 80℃로 건조하여, 얻어진 건조체를 780℃로 5시간 소성한 후, 즉시 실온에 노출하여 급냉하고, 그 후 볼 밀으로 분쇄하여 무기계 비정질분말을 얻었다. 이어서, 이 무기계비정질분말 248 kg부, 무소성슬러지 3500중량부 및 물 3200중량부를 혼련하여, 얻어진 혼련물을 탈수 프레스법으로써 75 kgf/c㎡(7.35 MPa)의 압력을 가하면서, 두께 10 mm의 시트 형상 성형체로 했다. 이 시트 형상 성형체를 100℃로 가열하여 건조시키는 것에 따라 판상의 복합경화체로 했다.
(실시예 1-10)
기본적으로는 실시예2와 마찬가지지만, 비정질분체 248중량부, 미소성의 제지 슬러지 3500중량부 및 물 3200중량부를 혼련하여, 얻어진 혼련물을 탈수 프레스법으로써 75 kgf/c㎡(7.35 MPa)의 압력을 가하면서, 두께 10 mm의 시트 형상 성형체로 했다. 이 시트 형상 성형체를 100℃로 가열하여 건조시키는 것에 따라 판상의 복합경화체로 했다.
(실시예 1-11)
기본적으로는 실시예 1-3과 마찬가지지만, 비정질분체 248중량부, 미소성의 제지 슬러지 3500중량부 및 물 3200중량부를 혼련하여, 실시예9와 같은 방법으로 판상의 복합경화체로 했다.
(실시예 1-12)
기본적으로는 실시예 1-4과 마찬가지지만, 비정질분체 248중량부, 미소성의 제지 슬러지 3500중량부 및 물 3200중량부를 혼련하여, 실시예9와 같은 방법으로판상의 복합경화체로 했다.
(실시예 1-13)
기본적으로는 실시예 1-5와 마찬가지지만, 비정질분체 248중량부, 미소성의 제지 슬러지 3500중량부 및 물 3200중량부를 혼련하여, 실시예9와 같은 방법으로 판상의 복합경화체로 했다.
(실시예 1-14)
기본적으로는 실시예 1-6과 마찬가지지만, 비정질분체 248중량부, 미소성의 제지 슬러지 3500중량부 및 물 3200중량부를 혼련하여, 실시예9와 같은 방법으로 판상의 복합경화체로 했다.
(실시예 1-15)
기본적으로는 실시예 1-7과 마찬가지지만, 비정질분체 248중량부, 페놀 수지 62중량부 및 물900중량부를 혼련하여, 실시예9와 같은 방법으로 판상의 복합경화체로 했다.
(실시예 1-16)
기본적으로는 실시예 1-8과 마찬가지지만, 복합경화체로서 실시예9의 것을 사용했다.
(비교예 1-1)
1000℃로 소성한 소성스컴 60중량부, 물 36중량부, 시멘트 100중량부, 비닐론섬유 0.3중량부를 강제 교반믹서로 3분간 혼합하여 슬러리를 조제하여, 이 슬러리를 형에 따라 넣어, 150~180 kgf/c㎡에서 가압한 후, 탈형했다. 이 판상체로부터채취한 분말에 관해서, X선 회절 측정을 한 바, Gehlenite, syn, Melitite -synthetic, Gehlenite-synthetic, Anorthite, ordered의 피크만이 관찰되었다.
(비교예 1-2)
석회계 하수 진흙 용융 슬랙(오오사까시 하수도 공사제품으로 주요화학성분이 하기의 것)을 1500℃로 소성한 후, 볼 밀으로써, 분말도가 플레인 값으로 3500 c㎡/g가 되도록 분쇄한 것 5중량부에, 보통 포트랜드 시멘트(지치부오노다 사 제품)을 95중량부 혼합하고, 추가로 시멘트중의 SO3량이 2중량%가 되도록 천연석고로써 조정하여 혼합 시멘트조성물을 제조했다. 이 시멘트와 모래를 1 : 3의 비율로 혼합하여, 3일간 방치했다.
하기
SiO2: 33.4 중량% MgO : 2.4중량%
Al2O3: 14.2중량% P2O5: 7.0중량%
Fe2O3: 5.0중량% NaO : 0.7중량%
CaO : 33.9중량% K2O : 0.7중량%
이상의 실시예 및 비교예에서 얻어진 복합경화체 또는 복합건축 재료에 관해서 굽힘 강도, 압축강도, 가공성 및 정타성(釘打性)을 시험하였다. 그 결과를 표 1에 도시한다. 또한, 시험방법은 굽힘 강도가 JIS A6901에, 또한 압축강도가 JIS A5416에 규정된 방법으로, 각각 준하여 측정했다. 또한, 가공성은 목공용 둥근 톱으로써 절단가공을 하여, 가공성을 판단했다. 더욱이 정타성(釘打性)에 관해서는 지름4 mm 길이50 mm의 못을 박아, 못이 빠져 들어 가는 깊이와 크랙의 유무를 조사했다.
굽힘 강도( kgf/c㎡) 압축강도(kgf/c㎡) 가공성 정타성(釘打性)
실시예 1-1 238 851 절단 가 크랙 무
실시예 1-2 220 845 절단 가 크랙 무
실시예 1-3 237 855 절단 가 크랙 무
실시예 1-4 221 840 절단 가 크랙 무
실시예 1-5 248 845 절단 가 크랙 유
실시예 1-6 230 850 절단 가 크랙 유
실시예 1-7 210 817 절단 가 크랙 무
실시예 1-8 473 824 절단 가 크랙 무
실시예 1-9 193 838 절단 가 크랙 무
실시예 1-10 218 851 절단 가 크랙 무
실시예 1-11 206 828 절단 가 크랙 무
실시예 1-12 243 861 절단 가 크랙 무
실시예 1-13 251 874 절단 가 크랙 유
실시예 1-14 175 733 절단 가 크랙 유
실시예 1-15 271 816 절단 가 크랙 무
실시예 1-16 518 840 절단 가 크랙 무
비교예 1-1 103 796 절단 불가 크랙 유
비교예 1-2 97 753 절단 불가 크랙 유
〔실시예2〕
(실시예2-1)
(1)하기의 조성을 가지는 미소성의 제지 슬러지(환동요재사가 취급하는 「생 슬러지」)고형분 34중량% 수분 66중량%) 1512중량부를 준비했다.
이것을 교반하면서 80℃로 건조시켜, 얻어진 건조체를 780℃로 5시간 소성한후, 곧 실온에 노출하여 10℃/분으로 급냉했다. 더욱이 소성한 것을 5시간 볼 밀분쇄하여 248중량부의 무기비정질분체를 얻었다.
(2)(1)의 미소성의 제지 슬러지 1512중량부와 소성물 248중량부를 혼련하여, 이 얻어진 혼련물을 컨베이어로 반송하면서, 3 kg/c㎡의 압력으로 가압하면서, 두께 10 mm의 시트 형상 성형으로 했다.
(3)시트 형상의 성형체를 100℃로 가열하여 판상의 무기경화체로 했다. 상기 (1)에서 얻어진 무기비정질분체를 형광 X선 분석장치(Rigaku 제 RIX2100)를 이용하여 분석한 바, 산화물로 환산하여 하기의 조성인 것을 알았다. 또한, X선 회절의 측정을 하고 있고, X선 회절의 차트는 도 4에 도시한다.X선 회절은 Rigaku 제 MiniFlex를 사용했다.
노이즈와 같은 베이스라인에, 결정구조를 도시한 피크가 관찰되어, 비정질구조 인 것을 알 수 있다. 또한, 피크로부터는 Gehlenite, syn, Melilite-synthetic, Gehenite, synthetic, Anorthite, ordered가 동정이 관찰되었다.
(제지 슬러지의 소성물)
SiO234.0 중량% MgO 6.0중량%
Al2O320.7중량% P2O52.7중량%
Fe2O312.6중량% TiO21.0중량%
CaO 32.1중량% SO30.5중량%
C1 0.2중량%
Zn0 0.1중량%
기타 미량
평균입경 11.0μm,
진비중 2.756
비표면적 19.0 ㎡/g
(실시예 2 - 2 )
실시예2-1과 마찬가지지만, 볼 밀분쇄하여 248중량부의 무기비정질분체를 얻은 것을 10시간 볼 밀분쇄하여 248중량부의 무기비정질분체를 얻었다. 이 분체는 하기의 조성을 가진다.
(제지 슬러지의 소성물)
SiO234.0 중량% MgO 6.0중량%
Al2O320.7중량% P2O52.7중량%
Fe2O312.6중량% TiO21.0중량%
CaO 32.1중량% SO30.5중량%
C1 0.2중량%
Zn0 0.1중량%
기타 미량
평균입경 6.6μm
진비중 2.756
비표면적 31.6 ㎡/g
(실시예2-3)
실시예2-1과 마찬가지지만, 볼 밀분쇄하여 248중량부의 무기비정질분체를 얻은 것을 3시간 볼 밀분쇄하여 248중량부의 무기비정질분체를 얻었다. 이 분체는 하기의 조성을 가진다.
(제지 슬러지의 소성물)
SiO234.0중량% MgO 6.0중량%
Al2O320.7중량% P2O52.7중량%
Fe2O312.6중량% TiO21.0중량%
CaO 32.1중량% SO30.5중량%
C1 0.2중량%
Zn0 0.1중량%
기타 미량
평균입경 17.6μm
진비중 2.756
비표면적 30.4 ㎡/g
실시예2-1에서 얻어진 제지 슬러지의 소성물 248중량부와 페놀 수지 62중량부를 혼련하여, 이 얻어진 혼련물을 컨베이어로 반송하면서, 3 kg/c㎡의 압력으로 가압하면서, 두께 10 mm의 시트 형상 성형으로 했다. 더욱이 110℃의 온도로써, 압력 7 kg/c㎡로 20분간 프레스하여, 복합경화체를 얻었다.
(실시예2-4)
(1) 시트 형상 유리섬유에 경화제를 첨가한 페놀 수지용액을 함침 (함침량 고형분 환산45%)한 후, 80℃의 온도로써 20분간 건조시켜, 보강 시트를 얻었다. 더욱이 페놀 수지를 판상체의 표면과 이면에 도포하여 80℃의 온도로써 20분간 건조시켰다.
(2)실시예2-1에 있어서의 (1) 및 (2)에 따라서, 시트 형상 성형체를 얻었다.
(3)보강 시트를 시트 형상 성형체의 표면, 이면에 재치하여, 110℃의 온도로써, 압력 7 kg/c㎡에서 20분간 프레스하여, 표리양면에서 두께 1 mm의 보강층 및 두께 10 mm의 판상체로 이루어지는 복합건축 재료를 얻었다.
(4)이 복합건축 재료의 표면에 두께 0.2 mm의 삼목판의 화장단판을 초산비닐접착제를 개재하여 부착했다.
(실시예2-5)
실시예2-4와 마찬가지지만, 화장단판의 대신에 두께 12μm의 동박을 초산비닐접착제를 개재하여 부착했다.
(실시예2-6)
실시예2-1와 기본적으로 같지만, 실시예2-1의 미소성의 제지 슬러지 2300중량부와, 그 제지 슬러지의 소성물 248중량부와, 물4500중량부와를 혼련하여 슬러리로 하여, 이 얻어진 슬러리를 탈수 프레스법으로써, 30 kg/c㎡(2.9 MPa)의 압력으로 가압하여, 두께 10 mm의 시트 형상 성형체로 했다.
(실시예2-7)
실시예2-3과 기본적으로 같지만, 실시예2-1의 제지 슬러지의 소성물 200중량부와, 페놀 수지 62중량부와, 물1300중량부와를 혼련하여, 혼련물을 얻었다. 이 얻어진 혼련물을 컨베이어로 반송하면서, 3 kg/c㎡(0.29 MPa)의 압력으로 가압하여, 두께 10 mm의 시트 형상 성형체로 했다. 이 시트 형상 성형체를더욱이 110℃의 온도로써, 압력 7 kg/c㎡ (0.68 MPa)으로 20분간 프레스하여, 복합경화체로 했다.
(실시예2-8)
실시예2-1과 마찬가지지만, 볼 밀분쇄하여 248중량부의 무기비정질분체를 얻은 것을 10분간 볼 밀분쇄하여 248중량부의 무기비정질분체를 얻었다. 이 분체는 하기의 조성을 가진다.
(제지 슬러지의 소성물)
SiO234.0중량% MgO 6.0중량%
Al2O320.7중량% P2O52.7중량%
Fe2O312.6중량% TiO21.0중량%
CaO 32.1중량% SO30.5중량%
C1 0.2중량%
ZnO 0.1중량%
기타 미량
평균입경 139μm
진비중 2.756
비표면적 1.5 ㎡/g
(실시예2-9)
실시예2-1과 마찬가지지만, 볼 밀분쇄하여 248중량부의 무기비정질분체를 얻은 것을 2O 시간 볼 밀분쇄하여 248중량부의 무기비정질분체를 얻었다. 이 분체는 하기의 조성을 가진다.
(제지 슬러지의 소성물)
SiO234.0중량% MgO 6.0중량%
Al2O320.7중량% P2O52.7중량%
Fe2O312.6중량% TiO21.0중량%
CaO 32.1중량% SO30.5중량%
C1 0.2중량%
ZnO 0.1중량%
기타 미량
평균입경 1.02μm
진비중 2.756
비표면적 205 ㎡/g
(비교예 2-1)
1000℃로 소성한 소성스컴 60중량부, 물 36중량부, 시멘트 100중량부, 비닐론섬유 0.3중량부를 강제 교반믹서로 3분간 혼합하여 슬러리를 조제하여, 이 슬러리를 형에 따라 넣어, 150~180 kg/c㎡에서 가압한 후, 탈형했다.
(비교예2-2)
석회계 하수 진흙 용융 슬랙「오오사까시 하수도 공사제품으로 주요화학성분이 하기의 것(1500℃로 소성)」를 볼 밀로 분쇄하여, 분말도가 플레인 값으로 3500 c㎡/g가 되도록 분쇄한 것 얻었다.
이 분쇄물 5중량부에, 보통 포트랜드 시멘트「지치부오노다사 제품」을 95중량부 혼합하고, 추가로 시멘트중의 SO3량이 2중량%가 되도록 천연석고로써 조정하여 혼합 시멘트조성물을 얻었다.
하기
SiO2: 33.4 중량% MgO : 2.4중량%
Al2O3: 14.2중량% P2O5: 7.0중량%
Fe2O3: 5.0중량% NaO : 0.7중량%
CaO : 33.9중량% K2O : 0.7중량%
이 시멘트와 모래를 1 : 3의 비율로 혼합하여, 3일간 방치했다.
이 실시예, 비교예에서 얻어진 복합경화체 및 복합건축 재료에 관해서 굽힘 강도, 압축강도, 가공성, 정타성(釘打性)을 시험하였다. 이 결과를 표 1에 도시한다.
또한, 비교예2-1, 2-2의 분말의 X선 회절 측정을 했다. 비교예2-1에서는 1000℃로 소성하고 있어, 비교예2-2에서는 1500℃로 소성되어 된 것으로, X선 회절의 측정에서는 Gehlenite, syn, Melilite-synthetic, Gehenite, synthetic, Anorthite, ordered의 피크만이 관찰되었다.
또한, 이상의 실시예 및 비교예에서 얻어진 복합경화체 및 복합건축 재료에 관해서 굽힘 강도, 압축강도, 가공성 및 정타성(釘打性)에 관해서 시험을 했다. 그 결과를 표 2에 병기한다. 또한, 시험방법은 굽힘 강도가 JIS A6901에, 또한 압축강도가 JIS A 5416에 규정된 방법으로, 각각 준하여 측정했다. 또한, 가공성은 목공용 둥근 톱으로써 절단가공을 하여, 가공성을 판단했다. 더욱이 정타성(釘打性)에 관해서는 지름4 mm 길이50 mm의 못을 박아, 크랙의 유무를 조사했다. 착색성은 목시로 관찰하여 반점모양이 분명히 관찰된 것을 불가로 했다.
굽힘 강도( kgf/c㎡) 압축강도(kgf/c㎡) 가공성 정타성(釘打性) 착색성
실시예 2-1 238 851 절단 가 크랙 무 양호
실시예 2-2 220 845 절단 가 크랙 무 양호
실시예 2-3 182 817 절단 가 크랙 무 양호
실시예 2-4 529 801 절단 가 크랙 무 양호
실시예 2-5 529 801 절단 가 크랙 무 양호
실시예 2-6 172 736 절단 가 크랙 무 양호
실시예 2-7 385 815 절단 가 크랙 무 양호
실시예 2-8 100 720 절단 가 크랙 무 양호
실시예 2-9 95 730 절단 가 크랙 유 불가
비교예 2-1 95 730 절단 불가 크랙 유 -
비교예 2-2 97 753 절단 불가 크랙 유 -
〔실시예3〕
(실시예3-1)
(1)하기의 조성을 가지는 미소성의 제지 슬러지(환동요재사가 취급하는 「생 슬러지」)고형분 34중량% 수분 66중량%) 1512중량부를 준비했다.
이것을 교반하면서 80℃로 건조시켜, 얻어진 건조체를 780℃로 5시간 소성한 후, 곧 실온에 노출하여 급냉했다. 더욱이 소성한 것을 볼 밀분쇄하여 248중량부의 무기비정질분체를 얻었다.
(2)상기 (1)의 미소성의 제지 슬러지 1512중량부와 소성물 248중량부를 혼련하여, 이 얻어진 혼련물을 컨베이어로 반송하면서, 3 kg/c㎡의 압력으로 가압하면서, 두께 10 mm의 시트 형상 성형으로 했다.
(3) 시트 형상 성형체를 100℃로 가열하여 판상의 무기경화체로 했다.
상기 (1)에서 얻어진 무기비정질분체를 형광 X선 분석장치(Rigaku 제 RIX2100)를 이용하여 분석한 바, 산화물로 환산하여 하기의 조성인 것을 알았다. 또한, X선 회절의 측정을 하고 있고, X선 회절의 차트는 도 4에 도시한다. X선 회절은 Rigaku 제 MiniFlex를 사용했다.
노이즈와 같은 베이스라인에, 결정구조를 도시한 피크가 관찰되어, 비정질구조 인 것을 알 수 있다. 또한, 피크로부터는 Gehlenite, syn, Melilite-synthetic, Gehenite, synthetic, Anorthite, ordered가 동정이 관찰되었다.
(제지 슬러지의 소성물)
SiO234.0중량% MgO 6.0중량%
Al2O320.8중량% P2O52.7중량%
Fe2O31.6중량% TiO21.0중량%
CaO 32.1중량% SO30.5중량%
C1 0.2중량%
ZnO 0.1중량%
기타 미량
평균입경 11.0μm
진비중 2.756
비표면적 19.0 ㎡/g
(실시예3-2)
(1)실시예3-1에서 얻어진 제지 슬러지의 소성물 248중량부와와 페놀 수지 62중량부를 혼련하여, 이 얻어진 혼련물을 컨베이어로 반송하면서, 3 kg/c㎡ 의 압력으로 가압하면서, 두께 10 mm의 시트 형상 성형으로 했다.
더욱이 110℃의 온도로써, 압력 7 kg/c㎡로 20분간 프레스하여, 복합경화체를 얻었다.
(실시예3-3)
(1) 시트 형상 유리섬유에 경화제를 첨가한 페놀 수지용액을 함침 (함침량 고형분 환산45%)한 후, 80℃의 온도로써 20분간 건조시켜, 보강 시트를 얻었다. 더욱이 페놀 수지를 판상체의 표면과 이면에 도포하여 80℃의 온도로써 20분간 건조시켰다.
(2)실시예3-1에 있어서의 (1) 및 (2)에 따라서, 시트 형상 성형체를 얻었다.
(3)보강 시트를 시트 형상 성형체의 표면, 이면에 재치하여, 110℃의 온도로써, 압력 7 kg/c㎡에서 20분간 프레스하여, 표리양면에서 두께 1 mm의 보강층 및 두께 16 mm의 판상체로 이루어지는 복합건축 재료를 얻었다.
(4)이 복합건축 재료의 표면에 두께 0.2 mm의 삼목판의 화장단판을 초산비닐접착제를 개재하여 부착했다.
(실시예3-4)
실시예3-1와 기본적으로 같지만, 실시예3-1의 미소성의 제지 슬러지 1800중량부와, 그 제지 슬러지의 소성물 248중량부와, 물 5500중량부와를 혼련하여, 이 얻어진 슬러리를 탈수 프레스법으로써, 50 kg/c㎡(4.9 MPa)의 압력으로 가압하여, 두께 15 mm의 시트 형상 성형으로 하여, 이 시트 형상 성형체를 100℃로 가열하여 건조시켜, 판상의 복합경화체로 했다.
(실시예3-5)
실시예3-2와 기본적으로 같지만, 실시예3-2의 제지 슬러지의 소성물 248중량부와, 페놀 수지 62중량부와, 물1000중량부와를 혼련하여 슬러리를 조정하여, 이 얻어진 슬러리를 탈수 프레스법으로써, 25 kg/c㎡(2.45 MPa)의 압력으로 가압하면서, 두께 10 mm의 시트 형상 성형으로 했다.
이 시트 형상 성형체를 더욱이 150℃의 온도로써 압력 7 kg/c㎡(0.69 MPa)으로 20분간 프레스하여, 복합경화체로 했다.
(비교예3-1)
1000℃로 소성한 소성스컴 60중량부, 물 36중량부, 시멘트 100중량부, 비닐론섬유 0.3중량부를 강제 교반믹서로 3분간 혼합하여 슬러리를 조제하여, 이 슬러리를 형에 따라 넣어, 150℃180 kg/c㎡에서 가압한 후, 탈형했다.
(비교예3-2)
석회계 하수 진흙 용융 슬랙「오오사까시 하수도 공사제품으로 주요화학성분이 하기의 것(1500℃로 소성)」를 볼 밀로 분쇄하여, 분말도가 플레인 값으로 3500 c㎡/g가 되도록 분쇄한 것 얻었다.
이 분쇄물 5중량부에, 보통 포트랜드 시멘트「지치부오노다사 제품」을 95중량부 혼합하고, 추가로 시멘트중의 SO3량이 2중량%가 되도록 천연석고로써 조정하여 혼합 시멘트조성물을 얻었다.
SiO233.4중량% MgO 2.4중량%
Al2O314.2중량% P2O57. 0중량%
Fe2O35.0중량% Na0 0.7중량%
CaO 33.9중량% K20 0.7중량%
이 시멘트와 모래를 1 : 3의 비율로 혼합하여, 3일간 방치했다.
이 실시예, 비교예에서 얻어진 복합경화체 및 복합건축 재료에 관해서 굽힘 강도, 압축강도, 가공성, 정타성(釘打性)을 시험하였다. 이 결과를 표 3에 도시한다.
또한, 비교예3-1, 3-2의 분말의 X선 회절 측정을 했다. 비교예3-1에서는 1000℃로 소성하고 있고, 비교예3-2에서는 1500℃로 소성된 것으로, X선 회절의 측정에서는 Gehlenite, syn, Melilite-synthetic, Gehenite, synthetic, Anorthite, ordered의 피크만이 관찰되었다.
시험방법은 굽힘 강도에 관해서는 JIS A 6901에, 압축강도에 관해서는 JIS A5416에 규정된 방법에 준하여 측정했다. 또한, 가공성은 목공용 둥근 톱으로써 절단가공을 하여, 가공성을 판단했다. 또한, 정타성(釘打性)에 관해서는 지름4 mm 길이50 mm의 못을 박아, 못이 빠져 들어 가는 깊이와 크랙의 유무를 조사했다.
굽힘 강도(kgf/c㎡) 압축강도(kgf/c㎡) 가공성 정타성(釘打性)
실시예 3-1 238 851 절단 가 관통크랙 무
실시예 3-2 210 817 절단 가 관통크랙 무
실시예 3-3 635 838 절단 가 관통크랙 무
실시예 3-4 183 830 절단 가 관통크랙 무
실시예 3-5 296 785 절단 가 관통크랙 무
비교예 3-1 103 796 절단 불가 관통크랙 유
비교예 3-2 97 753 절단 불가 관통크랙 유
〔실시예4〕
(실시예4-1)
미소성의 제지 슬러지(환동요재사가 취급하는 「생 슬러지」 : 고형분 34중량% 수분 66중량%) 1512 g을 교반하면서 80℃로 건조시켜, 얻어진 건조체를 780℃로 5시간 소성한 후, 즉시 실온에 노출하여 급냉했다. 더욱이 소성한 것을 5시간 볼 밀분쇄하여 248 g의 비정질분체를 얻었다.
이 비정질분체를 형광 X선 분석장치(Rigaku 제 RIX2100)를 이용하여 분석한 바, 산화물로 환산하여 하기의 조성인 것을 알았다. 또한, 비표면적은 JISR-1626 (BET 법 : 유동법의 1점법)으로 행했다.
하기
SiO2: 34.1중량%, Fe2O3: 1.6중량%
CaO : 32.1중량%, TiO2: 1.0중량%
Al2O3: 20.7중량%, SO3: 0.5중량%
MgO : 5.9중량%, C1 : 0.2중량%
P2O5: 2.8중량%, ZnO : 0.1중량%
기타 : 미량
평균입경 : 11.0μm
진비중 : 2.756
비표면적 : 19.0 ㎡/g
또한, X선 회절에 의해 결정구조를 확인했다. 그 X선 회절의 차트를 도 4에 도시한다. 또한, X선 회절은 Rigaku 제 MiniFlex를 사용하여, Cu를 타겟으로 했다. 2θ : 22˚중심으로 완만한 기복(헬로)이 관찰됨과 동시에, 결정구조를 도시한 피크도 관찰되어, 비정질구조중에 결정구조가 혼재하고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 피크로부터는 Gehlenite, syn, Melitite-synthetic, Gehlenite-synthetic, Anorthite, ordered가 동정되었다. 결정의 존재량은 분체에 대하여 약 20중량% 였다.
이어서, 이렇게 얻어진 비정질분체 248중량부와 미소성의 제지 슬러지 1512중량부와를 혼련하여, 이 혼련물을 컨베이어로 반송하면서, 35 kgf/c㎡의 압력을 가하면서, 두께 10 mm의 시트 형상 성형체로 했다. 이 시트 형상 성형체를 100℃로 가열하여 판상의 복합경화체로 했다.
또한, 복합경화체의 측면을 광학현미경(50배)로 관찰한 바, 가압방향으로 직교하는 방향으로 섬유가 배향하고 있었다.
(실시예4-2)
실시예4-1에서 얻어진 소성물을 10시간 볼 밀분쇄하여 248 g의 비정질분체를 얻었다. 이 비정질분체를 형광 X선 분석장치(Rigaku 제 RIX2100)를 이용하여 분석한 바, 산화물로 환산하여 하기의 조성이었다.
하기
SiO2: 34.1중량%, Fe2O3: 1.6중량%
CaO : 32.1중량%, TiO2: 1.0중량%
Al2O3: 20.7중량%, SO3: 0.5중량%
MgO : 5.9중량%, C1 : 0.2중량%
P2O5: 2.8중량%, ZnO : 0.1중량%
기타 : 미량
평균입경 : 6.6μm
진비중 : 2.756
비표면적 : 31.7 ㎡/g
다음에 이렇게 얻어진 비정질분체 248중량부와 미소성의 제지 슬러지 1512중량부와를 혼련하여, 이 혼련물을 컨베이어로 반송하면서, 35 kgf/c㎡의 압력을 가하면서, 두께 10 mm의 시트 형상 성형체로 했다. 이 시트 형상 성형체를 100℃로 가열하여 판상의 복합경화체로 했다.
(실시예4-3)
실시예4-1에서 얻어진 소성물을 3시간 볼 밀분쇄하여 248 g의 비정질분체를 얻었다. 이 비정질분체를 형광 X선 분석장치(Rigaku 제 RIX2100)를 이용하여 분석한 바, 산화물로 환산하여 하기의 조성이었다.
하기
SiO2: 34.0중량%, Fe2O3: 12.6중량%
CaO : 32.1중량%, TiO2: 1.0중량%
Al2O3: 20.7중량%, SO3: 0.5중량%
MgO : 6.0중량%, C1 : 0.2중량%
P2O5: 2.7중량%, ZnO : 0.1중량%
기타 : 미량
평균입경 : 17.6μm
진비중 : 2.756
비표면적 : 4.8 ㎡/g
이어서, 이렇게 얻어진 비정질분체 248중량부와 미소성의 제지 슬러지 1512중량부와를 혼련하여, 이 혼련물을 컨베이어로 반송하면서, 50 kgf/c㎡의 압력을 가하면서, 두께 10 mm의 시트 형상 성형체로 했다. 이 시트 형상 성형체를 100℃로 가열하여 판상의 복합경화체로 했다.
(실시예4-4)
실시예4-1에서 볼 밀분쇄하여 얻어진 비정질분체를 더욱이 30시간 볼 밀분쇄하여 248 g의 비정질분체를 얻었다. 이 비정질분체를 형광 X선 분석장치(Rigaku 제 RIX2100)를 이용하여 분석한 바, 산화물로 환산하여 하기의 조성이었다.
하기
SiO2: 34.0중량%, Fe2O3: 12.6중량%
CaO : 32.1중량%, TiO2: 1.0중량%
Al2O3: 20.7중량%, SO3: 0.5중량%
MgO : 6.0중량%, C1 : 0.2중량%
P2O5: 2.7중량%, ZnO : 0.1중량%
기타 : 미량
평균입경 : 1.5μm
진비중 : 2.756
비표면적 : 139 ㎡/g
이어서, 이렇게 얻어진 비정질분체 248중량부와 미소성의 제지 슬러지 1512중량부와를 혼련하여, 이 혼련물을 컨베이어로 반송하면서, 3 kgf/c㎡의 압력을 가하면서, 두께 10 mm의 시트 형상 성형체로 했다. 이 시트 형상 성형체를 100℃로 가열하여 판상의 복합경화체로 했다.
(실시예4-5)
실시예4-1로 볼 밀분쇄하여 얻어진 비정질분체를 더욱이 48시간 볼 밀분쇄하여 248 g의 비정질분체를 얻었다. 이 비정질분체를 형광 X선 분석장치(Rigaku 제 RIX2100)를 이용하여 분석한 바, 산화물로 환산하여 하기의 조성이었다.
하기
SiO2: 34.0중량%, Fe2O3: 12.6중량%
CaO : 32.1중량%, TiO2: 1.0중량%
Al2O3: 20.7중량%, SO3: 0.5중량%
MgO : 6.0중량%, C1 : 0.2중량%
P2O5: 2.7중량%, ZnO : 0.1중량%
기타 : 미량
평균입경 : 0.98μm
진비중 : 2.756
비표면적 : 213 ㎡/g
이어서, 이렇게 얻어진 비정질분체 248중량부와 미소성의 제지 슬러지 1512중량부와를 혼련하여, 이 혼련물을 컨베이어로 반송하면서, 3 kgf/c㎡의 압력을 가하면서, 두께 10 mm의 시트 형상 성형체로 했다. 이 시트 형상 성형체를 100℃로 가열하여 판상의 복합경화체로 했다.
(실시예4-6)
실시예4-1에서 얻어진 소성물을 10분간 볼 밀분쇄하여 248 g의 비정질분체를 얻었다. 이 비정질분체를 형광 X선 분석장치(Rigaku 제 RIX2100)를 이용하여 분석한 바, 산화물로 환산하여 하기의 조성이었다.
하기
SiO2: 34.0중량%, Fe2O3: 12.6중량%
CaO : 32.1중량%, TiO2: 1.0중량%
Al2O3: 20.7중량%, SO3: 0.5중량%
MgO : 6.0중량%, C1 : 0.2중량%
P2O5: 2.7중량%, ZnO : 0.1중량%
기타 : 미량
평균입경 : 232μm
진비중 : 2.756
비표면적 : 0.9 ㎡/g
다음에 이렇게 얻어진 비정질분체 248중량부와 미소성의 제지 슬러지 1512중량부와를 혼련하여, 이 혼련물을 컨베이어로 반송하면서, 3 kgf/c㎡의 압력을 가하면서, 두께 10 mm의 시트 형상 성형체로 했다. 이 시트 형상 성형체를 100℃로 가열하여 판상의 복합경화체로 했다.
(실시예4-7)
실시예4-1에서 얻어진 비정질분체 248중량부와 페놀 수지 62중량부와를 혼련하여, 이 혼련물을 컨베이어로 반송하면서, 3 kgf/c㎡ 의 압력을 가하면서, 두께 10 mm의 시트 형상 성형체로 했다. 이 시트 형상 성형체를 180℃의 온도 및 압력28 kgf/c㎡로써 20분간의 프레스를 베풀어, 복합경화체를 얻었다.
(실시예4-8)
시트 형상 유리섬유에 경화제를 첨가한 페놀 수지용액을 함침 (함침량 고형분 환산 45%)한 후, 80℃의 온도로써 20분간 건조시켜, 보강 시트를 얻었다. 이어서, 실시예4-1와 같이 시트 형상 성형체를 제작했다. 그리고, 보강 시트를 시트 형상 성형체의 표면 및 이면에 재치하여, 110℃의 온도로써, 압력 7 kgf/c㎡에서 20분간 프레스하여, 표리양면에서 두께 1 mm의 보강층 및 두께 10 mm의 심재로 이루어지는 복합건축 재료를 제조했다. 더욱이 이 복합건축 재료의 표면에 두께 0.2 mm의 삼목판의 화장단판을 초산비닐접착제를 개재하여 부착하였다.
(비교예4-1)
1000℃로 소성한 소성스컴 60중량부, 물 36중량부, 시멘트 100중량부, 비닐론섬유 0.3중량부를 강제 교반믹서로 3분간 혼합하여 슬러리를 조제하여, 이 슬러리를 형에 따라 넣어, 150~180 kgf/c㎡에서 가압한 후, 탈형했다. 이 판상체로부터 채취한 분말에 관해서, X선 회절 측정을 한 바, Gehleniteisyn, Melitite- synthetic, Gehlenite-synthetic, Anorthite, ordered의 피크만이 관찰되었다.
(비교예4-2)
석회계 하수 진흙 용융 슬랙(오오사까시 하수도 공사제품으로 주요화학성분이 하기의 것)을 1500℃로 소성한 후, 볼 밀으로써, 분말도가 플레인 값으로 3500 c㎡/g가 되도록 분쇄한 것 5중량부에, 보통 포트랜드 시멘트(지치부오노다 사 제품)을 95중량부 혼합하고, 추가로 시멘트중의 SO3량이 2중량%가 되도록 천연석고로써 조정하여 혼합 시멘트조성물을 제조했다. 이 시멘트와 모래를 1 : 3의 비율로 혼합하여, 3일간 방치했다.
하기
SiO2: 33.4 중량% MgO : 2.4중량%
Al2O3: 14.2중량% P2O5: 7.0중량%
Fe2O3: 5.0중량% NaO : 0.7중량%
CaO : 33.9중량% K2O : 0.7중량%
이상의 실시예 및 비교예에서 얻어진 복합경화체 또는 복합건축 재료에 관해서 굽힘 강도, 압축강도, 가공성 및 정타성(釘打性)을 시험하였다. 그 결과를 표4에 도시한다. 또한, 시험방법은 굽힘 강도가 JIS A6901에, 또한 압축강도가 JIS A 5416에 규정된 방법으로, 각각 준하여 측정했다. 또한, 가공성은 목공용 둥근 톱으로써 절단가공을 하여, 가공성을 판단했다. 더욱이 정타성(釘打性)에 관해서는 지름4 mm 길이50 mm의 못을 박아, 못이 빠져 들어 가는 깊이와 크랙의 유무를 조사했다.
굽힘 강도(kgf/c㎡) 압축강도(kgf/c㎡) 가공성 정타성(釘打性)
실시예 4-1 238 851 절단 가 크랙 무
실시예 4-2 220 845 절단 가 크랙 무
실시예 4-3 237 855 절단 가 크랙 무
실시예 4-4 221 840 절단 가 크랙 무
실시예 4-5 138 845 절단 가 크랙 유
실시예 4-6 173 850 절단 가 크랙 유
실시예 4-7 427 817 절단 가 크랙 무
실시예 4-8 483 795 절단 가 크랙 무
비교예 4-1 103 796 절단 불가 크랙 유
비교예 4-2 97 753 절단 불가 크랙 유
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 비정질분체를 이용하여 제조한 복합경화체는 가공성 및 생산성이 뛰어나고, 또한 높은 굽힘 강도를 갖는, 저렴한 재료가 되기 때문에, 여러가지 분야에서의 유리한 적용이 가능하고, 특히, 못의 박아 넣기가 가능한 것에서, 건축 재료에 최적의 소재를 저 비용으로 제공할 수 있다.

Claims (53)

  1. 2종이상의 산화물의 계로 이루어지는 비정질체를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정질분체.
  2. 제 1항에 있어서,
    산화물이 Al2O3, SiO2, CaO, Na2O, MgO, P2O5, SO3, K2O, TiO2, MnO, Fe2O3또는 ZnO 인 것을 특징으로 하는 비정질분체.
  3. Al, Si, Ca, Na, Mg, P, S, K, Ti, Mn, Fe 및 Zn에서 선택되는 적어도 2종의 원소를 포함하는 비정질체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비정질분체.
  4. 제 1항, 2항 또는 3항에 있어서,
    분체의 비표면적이 1.6∼200 ㎡/g 인 것을 특징으로 하는 비정질분체.
  5. Al2O3-SiO2-CaO 계의 비정질체를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정질분체.
  6. Al2O3-SiO2-CaO-산화물계의 비정질체를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정질분체.
  7. 제 6항에 있어서,
    산화물이 Na2O, MgO, P2O5, SO3, K2O, TiO2, MnO, Fe2O3및 ZnO에서 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 비정질분체.
  8. 제 1항 내지 7항의 어느 한 항에 있어서,
    비정질체는 각각 Al2O3, SiO2및 CaO로 환산하여, Al2O3: 비정질분체의 전중량에 대하여 5∼51중량%, SiO2: 비정질분체의 전중량에 대하여 8∼53중량% 및 CaO : 비정질분체의 전중량에 대하여 10∼63중량%이고 또한 3종의 합계가 10O 중량%를 넘지 않는 범위로 함유하는 조성인 것을 특징으로 하는 비정질분체.
  9. 제 1항 내지 8항의 어느 한 항에 있어서,
    추가로 할로겐을 함유하는 것을 특징으로 하는 비정질분체.
  10. 제 1항 내지 9항의 어느 한 항에 있어서,
    추가로 결정체를 갖는 것을 특징으로 하는 비정질분체.
  11. 형광 X선 분석에 의해 Al, Si, Ca, Na, Mg, P, S, K, Ti, Mn, Fe 및 Zn에서 선택되는 적어도 2종의 원소의 존재가 확인되고, X선 회절 분석에 있어서, 2θ :15°∼40°범위로 기복이 보이는 비정질체를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정질분체.
  12. 형광 X선 분석에 의해 Al, Si 및 Ca의 존재가 확인되고, X선 회절 분석에 있어서, 2θ : 15°∼40°범위로 기복이 보이는 비정질체를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정질분체.
  13. 형광 X선 분석에 의해 Al, Si 및 Ca의 존재가 확인되고, 또한, 이것들에 추가하여 상기 형광 X선 분석에 의해 Na, Mg, P, S, K, Ti, Mn, Fe 및 Zn에서 선택되는 적어도 1종의 원소의 존재가 확인되고, 더욱이 X선 회절 분석에 있어서, 2θ : 15°∼40°범위로 기복이 보이는 비정질체를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정질분체.
  14. 산업 폐기물인 제지 슬러지를 소성시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 비정질분체.
  15. 산업 폐기물인 제지 슬러지를 300℃ 이상 800℃ 미만으로 소성시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 비정질분체.
  16. 제 1항 내지 15항의 어느 한 항에 있어서,
    비정질분체와, 결합제와로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합경화체.
  17. 제 1항 내지 15항의 어느 한 항에 있어서,
    비정질분체와, 결합제 및 섬유 형상의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합경화체.
  18. 제 17항에 있어서,
    섬유 형상의 물질이 다당류로 이루어지는 유기질섬유 형상의 물질인 것을 특징으로 하는 복합경화체.
  19. 제 1항 내지 18항의 어느 한 항에 있어서,
    추가로 무기분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합경화체.
  20. 제 16항 내지 19항의 어느 한 항에 있어서,
    심재의 적어도 한 면에 보강층을 형성한 복합건축 재료이고, 상기 심재에 복합경화체를 적용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
  21. 무기 비정질체로 이루어지고, 상기 무기 비정질체중에는 Fe를 함유하여 이루어짐과 함께, 비표면적은 1.6∼200 ㎡/g 인 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
  22. 제 21항에 있어서,
    무기비정질분체중의 Fe의 함유량은 Fe2O3로 환산하여 정질분체의 전중량에 대하여 0.1∼30중량%인 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
  23. 제 22항에 있어서,
    무기비정질분체는 착색재로서 사용되는 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
  24. 제 21항 내지 23항의 어느 한 항에 있어서,
    무기 비정질체는 Al, Si, Ca, Na, Mg, P, S, K, Ti, Mn, Zn에서 선택되는 적어도 2종이상의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
  25. 제 21항 내지 24항의 어느 한 항에 있어서,
    무기 비정질체는 2종이상의 산화물로 이루어지고, 상기 산화물은 Al2O3, SiO2, CaO, Na2O, MgO, P2O5, SO3, K2O, TiO2, MnO, ZnO에서 선택되는 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
  26. 제 21항 내지 25항의 어느 한 항에 있어서,
    무기비정질분체는 그 비중이 2.2∼3.0인 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
  27. 제 21항 내지 26항의 어느 한 항에 있어서,
    무기 비정질체는 각 성분이 각각 Al2O3, SiO2, CaO로 환산하여 이하의 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
    Al2O3: 무기비정질분체의 전중량에 대하여 5∼80중량%
    SiO2: 무기비정질분체의 전중량에 대하여 8∼80중량%
    CaO : 무기비정질분체의 전중량에 대하여 10∼90중량%
    단, Al2O3,SiO2및 CaO의 합계는 100중량%를 넘지 않는다.
  28. 제 21항 내지 27항의 어느 한 항에 있어서,
    무기비정질분체는 산업 폐기물인 제지 슬러지를 소성한 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
  29. 제 21항 내지 28항의 어느 한 항에 있어서,
    무기 비정질체는 할로겐을 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
  30. 제 21항 내지 29항의 어느 한 항에 있어서,
    무기비정질분체와, 결합재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합경화체.
  31. 제 21항 내지 29항의 어느 한 항에 있어서,
    무기비정질분체, 결합재 및 섬유 형상의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합경화체.
  32. 제 31항에 있어서,
    섬유 형상의 물질은 다당류로 이루어지는 유기질섬유 형상의 물질인 것을 특징으로 하는 복합경화체.
  33. 제 31항 또는 32항에 있어서,
    섬유 형상의 물질은 특정방향으로 배향하고 있는 것을 특징으로 하는 복합경화체.
  34. 제 30항 내지 33항의 어느 한 항에 있어서,
    심재의 적어도 한 면에, 보강층이 형성되어 있는 복합건축 재료이고, 상기 심재는 복합경화체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
  35. 무기 비정질체로 이루어지고, 상기 무기 비정질체중에는 결정체를 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
  36. 무기 비정질체로 이루어지고, 상기 무기 비정질체중에는 Ca를 포함하는 결정체를 함유하여 이루어지는 무기비정질분체.
  37. 제 35항 또는 36항에 있어서,
    무기비정질분체의 비표면적은 1.6∼ 200 ㎡/g 인 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
  38. 제 35항 내지 37항의 어느 한 항에 있어서,
    무기 비정질체는 Al, Si, Ca, Na, Mg, P, S, K, Ti, Mn, Fe, Zn에서 선택되는 적어도 2종이상의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
  39. 제 35항 내지 38항의 어느 한 항에 있어서,
    무기 비정질체는 2종이상의 산화물로 이루어지고, 상기 산화물은 Al2O3,SiO2, CaO, Na2O, MgO, P2O5, SO3, K2O, TiO2, MnO, Fe2O3, ZnO에서 선택되는 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
  40. 제 35항 내지 39항의 어느 한 항에 있어서,
    무기비정질분체는 그 비중이 2.2∼3.0인 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
  41. 제 35항 내지 40항의 어느 한 항에 있어서,
    무기 비정질체는 각 성분이 각각 Al2O3, SiO2, CaO로 환산하여 이하의 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 무기 비정질체.
    Al2O3: 무기비정질분체의 전중량에 대하여 5∼51중량%
    SiO2: 무기비정질분체의 전중량에 대하여 8∼53중량%
    CaO : 무기비정질분체의 전중량에 대하여 10∼63중량%
    단, Al2O3, SiO2및 CaO의 합계는 100중량%를 넘지 않는다.
  42. 제 35항 내지 41항의 어느 한 항에 있어서,
    무기 비정질체는 할로겐을 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무기비정질분체.
  43. 제 35항 내지 42항의 어느 한 항에 있어서,
    무기비정질분체와, 결합재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합경화체.
  44. 제 35항 내지 42항의 어느 한 항에 있어서,
    무기비정질분체, 결합재 및 섬유 형상의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합경화체.
  45. 제 44항에 있어서,
    섬유 형상의 물질는 다당류로 이루어지는 유기질섬유 형상의 물질인 것을 특징으로 하는 복합경화체.
  46. 제 44항 또는 45항에 있어서,
    섬유 형상의 물질는 특정방향으로 배향하고 있는 것을 특징으로 하는 복합경화체.
  47. 제 43항 내지 46항의 어느 한 항에 있어서,
    심재의 적어도 한 면에, 보강층이 형성되어 있는 복합건축 재료이고, 상기 심재는 복합경화체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
  48. 무기 비정질체를 포함하는 다공질의 분체이고, 그 비표면적이 1.6∼200 ㎡/g 인 것을 특징으로 하는 비정질분체.
  49. 2종이상의 산화물의 계로 이루어지는 비정질체를 포함하는 다공질의 분체이고, 그 비표면적이 1.6∼200 ㎡/g 인 것을 특징으로 하는 비정질분체.
  50. 제 48항 또는 49항에 있어서,
    비정질분체와, 결합제와로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합경화체.
  51. 제 48항 또는 49항에 있어서,
    비정질분체와, 결합제 및 섬유 형상의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합경화체.
  52. 제 51항에 있어서,
    섬유 형상의 물질이 배향하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합경화체.
  53. 제 50항 내지 52항의 어느 한 항에 있어서,
    심재의 적어도 한 면에 보강층을 형성한 복합건축 재료이고, 상기 심재에 복합경화체를 적용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
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