KR20010102955A - 복합건축 재료 - Google Patents

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KR20010102955A
KR20010102955A KR1020017007278A KR20017007278A KR20010102955A KR 20010102955 A KR20010102955 A KR 20010102955A KR 1020017007278 A KR1020017007278 A KR 1020017007278A KR 20017007278 A KR20017007278 A KR 20017007278A KR 20010102955 A KR20010102955 A KR 20010102955A
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마쓰노요시미
오가와데쓰지
사또겐지
노무라도시히로
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엔도 마사루
이비덴 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 복합건축 재료, 즉 심재의 적어도 한편의 면에, 섬유기재 및 수지로 이루어지는 복합층이 형성된 복합건축 재료에 있어서, 심재를 무기 비정질체를 포함함과 동시에, 그 무기 비정질체중에 섬유 형상의 물질을 갖는 구성으로 하는 것에 따라, 특히 뛰어난 강도 및 정타성(釘打性)을 주는 것이다.

Description

복합건축 재료{COMPOSITE BUILDING MATERIALS}
그런데, 컴퓨터 등을 설치할 때, 소위 OA 플로어의 마루재는 컴퓨터의 중량에 견디고, 지진시에 컴퓨터 등이 전도한 경우라도 그 충격으로 파손하지 않는 것이 요구되고, 더욱이 배선을 마루밑면에 설치하게 되기 때문에, 케이블 화재 등에도 견디도록 내화성도 우수한 것이 필요하다.
여기서, 경량으로 내화성 및 가공성이 뛰어난 건축 재료에 관해서, 일본국 특개평 7-329236호 공보에는 열가소성수지제의 프리플레그(pre-impregnated)를 석고 보드에 부착한 불연재가 제안되어 있다. 그렇지만, 이 일본국 특개평 7-329236호 공보 기재의 기술에서는 열가소성수지제의 프리플레그와 석고 보드를 사용하기 위해서, 강도가 충분하지 않다는 하는 문제가 있고, 더구나, 못 등을 박을 수 없고, 무리하게 박으면 크랙이 발생하여 버린다고 하는 문제가 있었다.
또한, 강도가 충분하지 않기 때문에, 내충격성이 떨어지는 것은 부정할 수 없고, 예를 들면 이 건축 재료에 화장층을 마련한 경우는 상기 건축재료에 타격 등의 충격이 가해졌을 때에 화장층의 의장에 비뚤어짐이 생기는 일도 문제가 된다.
더욱이 컴퓨터 등의 OA 기기를 설치하는 방이나, 병원의 집중치료실 등에서는 방내의 기기가 전자파 노이즈의 영향을 받지 않도록, 전자파 실드층을 갖는 벽재 및 마루재로 덮고 있는 것이 바람직하다. 이 전자파 실드층을 상기한 일본국 특개평 7-329236호 공보의 건축 재료에 적용한 경우, 그 강도가 낮기 때문에, 타격 등의 충격이 가해졌을 때에 실드층을 충분히 보호할 수 없고, 실드층이 파손되어, 예를 들면 전자파 노이즈에 의한 컴퓨터의 오작동을 초래하는 원인이 된다. 특히, 마루재는 파손하기 쉬우므로, 내충격성이 뛰어난 재료가 요구되고 있다.
본 발명은 고성능 또한 저 비용으로, 더구나 환경보호에도 도움이 되는 복합건축 재료에 관한 것이다.
도 1는 본 발명의 복합건축 재료의 단면을 도시한 모식도
도 2는 본 발명의 복합건축 재료의 단면을 도시한 모식도
도 3은 본 발명의 복합건축 재료의 단면을 도시한 모식도
도 4는 본 발명의 복합건축 재료의 단면을 도시한 모식도
도 5는 본 발명의 복합건축 재료의 단면을 도시한 모식도
도 6은 본 발명의 복합건축 재료의 단면을 도시한 모식도
도 7은 본 발명의 복합건축 재료의 단면을 도시한 모식도
도 8은 본 발명의 복합건축 재료의 단면을 도시한 모식도
도 9는 본 발명의 복합건축 재료의 단면을 도시한 모식도
도 10은 실시예 1-2, 2-2, 3-2 및 4-2의 무기비정질분체의 X선 회절의 차트
그래서, 본 발명은 상기한 제문제를 극복하고, 강도 및 정타성(釘打性)이 뛰어난 복합건축 재료에 관해서 제안하는 것을 제 1의 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 화장층을 마련한 경우라도 충격 등으로 화장층의 의장에 비뚤어짐이 생기는 일이 없는 복합건축 재료에 관해서 제안하는 것을 제 2의 목적으로 한다.
더욱이 본 발명은 내화성 및 가공성이 뛰어난 경량의 건축 재료의 강도를 충분히 높이는 것에 의하여, 전자파 실드층이 유리한 적용을 가능하게 한, 복합건축 재료에 관해서 제안하는 것을 제 3의 목적으로 한다.
더욱이 또한, 본 발명에서는 내화성을보다 개선한 복합건축 재료에 관해서 제안하는 것을 제 4의 목적으로 한다.
즉, 본 발명의 요지구성은 다음 1 내지 25에 도시한 바와 같다.
1.심재의 적어도 한편의 면에, 섬유기재 및 수지로 이루어지는 복합층이 형성된 복합건축 재료에 있어서, 상기 심재가 무기 비정질체를 포함함과 동시에, 그 무기 비정질체중에 섬유 형상의 물질을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
2.심재의 적어도 한편의 면에, 섬유기재 및 수지로 이루어지는 복합층이 형성된 복합건축 재료에 있어서, 상기 심재가 무기 비정질체로 이루어지는 무기비정질분체를 결합제를 개재하여 성형한 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
3.심재의 적어도 한편의 면에, 섬유기재 및 수지로 이루어지는 복합층이 형성된 복합건축 재료에 있어서, 상기 심재가 다당류로 이루어지는 유기질섬유 형상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
4. 상기 1 내지 3의 어느 한 항에 있어서, 복합층은 수지의 함유량이 섬유기재 100중량부에 대하여 20∼200중량부인 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
5. 상기 1 내지 3의 어느 한 항에 있어서, 복합층의 두께는 0.1∼3.5 mm 인 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
6. 상기 1 내지 3의 어느 한 항에 있어서, 복합층의 비중은 0.5∼3.9인 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
7. 상기 1 내지 3의 어느 한 항에 있어서, 복합층은 탄성고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
8.심재의 적어도 한편의 면에 화장층이 형성된 복합건축 재료에 있어서, 상기 심재가 무기 비정질체를 포함함과 동시에, 그 무기 비정질체중에 섬유 형상의 물질을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
9.심재의 적어도 한편의 면에 화장층이 형성된 복합건축 재료에 있어서, 상기 심재가 무기 비정질체를 갖는 무기비정질분체를 결합제를 개재하여 성형한 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
10.심재의 적어도 한편의 면에 화장층이 형성된 복합건축 재료에 있어서, 상기 심재가 다당류로 이루어지는 유기질섬유 형상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
11. 상기 8 내지 10의 어느 하나에 있어서, 심재와 화장층과의 사이에 보강층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
12. 상기 8 내지 11의 어느 하나에 있어서, 화장층의 두께는 0.1∼10 mm 인 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
13. 상기 11에 있어서, 보강층은 탄성고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
14. 상기 8 또는 10에 있어서, 섬유 형상의 물질은 특정방향으로 배향하고 있는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
15.심재의 적어도 하나의 면에, 전자파 실드층을 형성한 복합건축 재료이고, 상기 심재는 무기 비정질체를 포함하고, 상기 무기 비정질체중에 섬유 형상의 물질이 혼재하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
16.심재의 적어도 하나의 면에, 전자파 실드층을 형성한 복합건축 재료이고, 상기 심재는 무기 비정질체로 이루어지는 분체를 결합제를 개재하여 성형하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
17.심재의 적어도 하나의 면에, 전자파 실드층을 형성한 복합건축 재료이고, 상기 심재는 다당류의 유기질섬유 형상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
18. 상기 15 또는 17에 있어서, 섬유 형상의 물질이 배향하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
19. 상기 15 내지 18의 어느 하나에 있어서, 전자파 실드층이 금속박인 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
20. 상기 15 내지 18의 어느 하나에 있어서, 전자파 실드층이 도전성 필러 및 수지로 이루어지는 복합 시트인 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
21.심재의 적어도 한편의 면에 종이가 점착되어 이루어지는 복합건축 재료에 있어서, 상기 심재가 무기 비정질체를 포함하고, 상기 무기 비정질체중에, 섬유 형상의 물질이 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
22.심재의 적어도 한편의 면에 종이가 점착되어 이루어지는 복합건축 재료에 있어서, 상기 심재가 무기 비정질체를 갖는 무기비정질분체를 결합제를 개재하여 성형한 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
23.심재의 적어도 한편의 면에 종이가 점착되어 이루어지는 복합건축 재료에 있어서, 상기 심재가 다당류로 이루어지는 유기질섬유 형상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
24. 상기 21 내지 23의 어느 하나에 있어서, 종이는 내수지인 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
25. 상기 21 또는 23에 있어서, 섬유 형상의 물질은 특정방향으로 배향되어 있는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
그런데, 본 발명의 복합건축 재료에 있어서의 심재의 전형적인 실시형태를 구성하는 복합경화체의 구조를 도 1에 모식적으로 도시한다. 이 복합경화체(1)는 무기 비정질체(2)를 포함함과 동시에, 상기 무기 비정질체(2)중에, 섬유 형상의 물질(3)이 혼재하고 있는 것을 기본으로 한다. 또한, 무기 비정질체는 특히 한정은 되지 않지만, 2종이상의 산화물의 계로 이루어지는 비정질체 인 것이 바람직하다. 여기서 말하는 2종이상의 산화물의 계로 이루어지는 비정질체란, 산화물(1)-산화물(2)…산화물(n)계(단지 n은 자연수 이며, 산화물(1),산화물(2),…산화물(n)은 각각 다른 산화물)의 비정질체이다. 이러한 무기 비정질체는 정확한 정의시키기가 곤란하지만, 2종이상의 산화물을 고용 또는 수화반응 등을 시키는 것에 의해 생성한다, 비정질의 화합물이다고 생각된다.
이러한 무기비정질의 화합물은 형광 X선 분석에 의해, 산화물을 구성하는 원소(Al, Si, Ca, 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.
이 복합경화체(1)는 우선 무기 비정질체(2)가 강도발현물질로 되고, 더구나, 섬유 형상의 물질(3)이 무기 비정질체(2)중에 분산되어 파괴 인성치를 개선하기 위해서, 굽힘 강도치나 내충격성을 향상시킬 수 있다. 또한, 강도에 이방성이 없고,균질한 경화체가 얻어진다. 더욱이 비정질체이기 때문에, 저밀도로 충분한 강도가 얻어진다고 하는 이점도 있다.
또한, 상기 비정질체(2)가 강도발현물질이 되는 이유는 확정하지 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 마련하기도 하여도, 크랙이 생기지 않기 때문에, 건축 재료 등의 가공을 필요로 하는 재료에 최적의 것으로 된다.
여기서, 산화물로는 금속 및/또는 비금속의 산화물을 사용할 수 있고, Al2O3, SiO2, CaO, Na2O, MgO, P2O5, SO3, K2O, TiO2, MnO, Fe2O3또는 ZnO에서 선택되는 것이 바람직하다. 특히, Al2O3-SiO2-CaO 계 또는 Al2O3-SiO2-CaO-산화물계로 이루어지는 무기 비정질체, 또는 이들 무기 비정질체의 복합체가 최적이다. 또한, 후자의 무기 비정질체 에 있어서의 산화물은 Al2O3, SiO2및 CaO를 제외한 금속 및/또는 비금속의 산화물의 1종이상이다.
우선, Al2O3-SiO2-CaO 계로 이루어지는 무기 비정질체는 Al2O3, SiO2 및 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, SiO2 및 CaO의 각 조합으로 고용 또는 수화반응 등을 시키는 것에 의해 생성하는화합물의 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, SiO2 및 CaO 이외에 적어도 1종의 산화물을 가한 계, 즉 Al2O3-SiO2-CaO-산화물계로 이루어지는 무기 비정질체는 상기 Al2O3-SiO2-CaO 계에서의 조합 이 외에, Al2O3와 산화물, SiO2와 산화물, CaO와 산화물, Al2O3과 SiO2와 산화물, SiO2와 CaO와 산화물, Al2O3와 CaO와 산화물, 그리고 Al2O3와 SiO2와 CaO와 산화물의 각 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, Al2O3, SiO2 및 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 심재, 나아가서는 건축 재료에 기대한 특성을 기준으로 할 수 있다.
예를 들면, Na2O 또는 K2O는 알카리 등으로 제거할 수 있기 때문에, 도금 처리에 앞서 제거처리를 하면, 심재표면의 피도금면이 거칠게 되어 도금의 앵커로서 작용시킬 수 있다.
MgO는 Al2O3, SiO2, CaO와 고용하여 강도발현에 기여하고, 굽힘 강도나 내충격성을 크게 개선한다.
P2O5는 금속과의 밀착성을 개선할 수 있기 때문에, 금속층을 직접 심재에 점착하는 경우에는 유리하다.
SO3는 살균작용이 있어 항균건축 재료에 적합하다.
TiO2는 백색계착색재임과 동시에, 광산화촉매로서 작용하는 것부터, 부착된 유기오염물질을 강제적으로 산화할 수 있고, 빛을 조사하는 것 만으로 세정할 수 있다고 하는 자정력이 있는 건축 재료가 된다.
MnO는 암색계의 착색재, Fe2O3은 명색계의 착색재, ZnO는 백색계의 착색재로서 유용하다.
또한, 이것들의 산화물은 비정질체중에 각각 단독으로 존재하고 있어도 좋다.
상기 비정질체의 조성은 각각 Al2O3, SiO 및 CaO로 환산하여, Al2O3: 심재의 전중량에 대하여 3∼51중량%, SiO2 : 심재의 전중량에 대하여 5∼53중량% 및 CaO : 심재의 전중량에 대하여 6∼63중량%이고, 또한 그들의 합계가 100중량%를 넘지 않는 범위에 있어서, 함유하는 것이 바람직하다.
왜냐하면, Al2O3의 함유량이 3중량% 미만 또는 51중량%를 넘으면, 심재의 강도가 저하하고, 또한, SiO2 의 함유량이 5중량% 미만 또는 53중량%를 넘더라도, 심재의 강도가 저하한다. 또한, CaO의 함유량이 6중량% 미만 또는 63중량%를 넘더라도 역시 심재의 강도가 저하할 것이다.
더욱이 산화물로 환산하고 CaO/SiO2의 비율을 0.2∼7.9, CaO/Al2O3의 비율을0.2∼12.5로 조정하는 것이 강도가 큰 심재를 얻는 데 유리하다.
또한, Al2O3, SiO2 및 CaO 이외의 산화물로서, Na2O, MgO, P2O5, SO3, K2O, TiO2, MnO, Fe2O3및 ZnO의 1종 또는 2종이상을 함유하는 경우, 각 성분의 적합한 함유량은 다음과 같다. 또한, 이들 산화물의 합계량은 100중량%를 넘지 않는 것은 말할 필요도 없다.
Na2O : 심재의 전중량에 대하여 0.1∼2.4중량%
MgO : 심재의 전중량에 대하여 0.3∼22. 0중량%
P2O5: 심재의 전중량에 대하여 0.1∼14.6중량%
SO3: 심재의 전중량에 대하여 0.1∼7. 0중량%
K2O : 심재의 전중량에 대하여 0.1∼2.4중량%
TiO2: 심재의 전중량에 대하여 0.1∼17.4중량%
MnO : 심재의 전중량에 대하여 0.1∼3. 0중량%
Fe2O3: 심재의 전중량에 대하여 0.2∼35.6중량%
ZnO : 심재의 전중량에 대하여 0.1∼3.6중량%
이들 산화물의 함유량을 상기 범위에 한정한 이유는 상기 범위를 일탈하면 심재의 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 것을확인할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 완전히 비정질구조로 되어있는 것 이외에, 비정질구조중에 HydrogenAluminium Silicate, Kaolinite, Zeolite, Gehlenite, syn, Anorthite, Melitite, Gehlenite-synthetic, tobermorite, xonotlite, ettringite나, SiO2, Al2O3, CaO, Na2O, MgO, P2O5, SO3, K2O, TiO2, Mn0, Fe2O3및 ZnO 등의 산화물, 그리고 CaCO3(Calcite) 등의 결정체가 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 심재의 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, SiO2 계의 결정성 화합물이 Hydrogen Aluminium Silicate, Kaolinite, Zeolite, Al2O3-CaO 계의 결정성 화합물이 Calcium Aluminate, CaO-SiO2 계의 결정성 화합물이 Calcium Silicate, Al2O3-SiO2-CaO 계의 결정성 화합물이 Gehlenite, syn, Anorthite 이며, 또한 Al2O3-SiO2-CaO-MgO계의 결정성 화합물이 Melitite, Gehlenite-synthetic 이다.
더욱이 결정체로서 Ca를 포함하는 것이 바람직하고, Gehlenite, syn(Ca2Al2O7), Melitite-synthetic(Ca2(Mg0.5Al0.5)(Si1.5Al0.5O7)), Gehlenite-synthetic(Ca2(Mg0.25Al0.75)(Si1.25Al0.75O0.7)), Anorthite.ordered(Ca2Al2Si2O8), 탄산 칼슘(Calcite)을 함유하고 있어도 좋다.
또한, 본 발명에 따른 심재에서는 무기 비정질체중에, 할로겐을 첨가하여도 좋다. 이 할로겐은 고용체, 수화물의 생성반응의 촉매로 되고, 또한 연소억제물질로서 작용한다. 그 함유량은 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 심재의 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.
더욱이 결합제를 첨가하는 것도, 강도의 한층 더 향상이나, 내수성, 내약품성 및 내화성의 향상에 유리하다. 이 결합제로서는 열경화성수지 및 무기결합제의 어느 하나 또는 양쪽으로 이루어지는 것이 바람직하다. 열경화성수지에서는 페놀 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지 및 우레아 수지로부터 선택되는 적어도 1종이상의 수지가 바람직하다. 무기결합제로서는 규산 소다, 실리카 겔 및 알루미나 졸의 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하다.
또한, 열경화성수지, 예를 들면 페놀 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 우레아 수지 및 우레탄 수지로부터 선택되는 적어도 1종의 열경화성수지는 표면에 도포하여도 좋다.
다음에, 무기 비정질체중에 혼재시키는 섬유 형상의 물질은 유기질 및 무기질의 어느 것이라도 좋다. 유기질섬유 형상의 물질에서는 비닐론, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 등의 화학섬유, 그리고 다당류로 이루어지는 유기질섬유 형상의 물질로부터 선택되는 적어도 1종을 사용할 수 있지만, 다당류로 이루어지는 유기질섬유 형상의 물질인 것이 바람직하다. 왜냐하면, 다당류에는 OH기가 존재하고, 수소결합에 의해 Al2O3, SiO2 또는 CaO의 각종화합물과 결합하기 쉽기 때문이다.
이 다당류는 아미노당, 우론산, 전분, 글리코겐, 이눌린, 리케닌, 셀룰로오스, 키친, 키토산, 헤미셀룰로오스 및 펙틴으로부터 선택되는 적어도 l 종의 화합물인 것이 바람직하다. 이들 다당류로 이루어지는 유기질섬유 형상의 물질에서는 펄프, 펄프찌꺼기, 신문이나 잡지 등의 헌 종이의 분쇄물이 유리하게 적합하다.
또한, 펄프는 셀룰로오스의 외에 리그닌을 10∼30중량% 정도 포함하고 있다.
무기질섬유 형상의 물질에서는 알루미나수염결정, SiC수염결정, 실리카 알루미나계의 세라믹 파이버, 유리 파이버, 카본 파이버, 금속 파이버로부터 선택되는 적어도 1종이상을 사용할 수 있다.
또한, 상기 섬유 형상의 물질의 함유율은 2∼75중량%인 것이 바람직하다. 이이유는 2중량% 미만에서는 심재의 강도가 저하하고, 한편 75중량%를 넘으면 방화성능, 내수성, 치수안정성 등이 저하할 우려가 있기 때문이다.
더욱이 섬유 형상의 물질의 평균길이는 10∼3000∼m이 바람직하다. 평균길이가 지나치게 짧으면 서로 얽힘이 생기지 않고, 또한 지나치게 길면 틈이 생겨 무기경화체의 강도가 저하하기 쉽기 때문이다.
이상의 심재는 산업 폐기물을 건조시켜 응집 경화시켜 얻은 것이 추장되어, 특히 제지 슬러지(스컴)를 건조시켜 응집 경화시킨 것이 최적이다. 즉, 제지 슬러지는 무기물을 포함하는 펄프찌꺼기이며, 산업 폐기물을 원료로서 사용하기 위해서 저 비용이며, 환경 문제의 해결에 기여하기 때문이다. 더구나, 이 제지 슬러지는 그 자체가 바인더로서의 기능을 갖고 있고, 다른 산업 폐기물과 혼련하는 것에 의해, 소망의 형상으로 성형할 수 있는 이점을 갖는다. 특히, 상질지의 헌 종이는 카오린이나 탄산 칼슘 등의 칼슘계결정을 대부분 포함하는 것부터, 제지 슬러지는 헌 종이를 대부분 포함하는 것이 적합하다.
상기 제지 슬러지(스컴)중에는 펄프의 외에 Al, Si, Ca, Na, Mg, P, S, K, Ti, Mn, Fe, Zn 등의 산화물, 수산화물, 또는 이것들의 전구체인 졸상물, 또는 그들의 복합물 및 할로겐, 탄산 칼슘으로부터 선택되는 적어도 1종 및 물을 포함한다. 또한, 할로겐으로서는 염소, 취소, 불소가 바람직하다.
또한, 제지 슬러지중의 함수율은 20∼80중량%인 것이 바람직하다. 왜냐하면, 함수율이 20중량% 미만에서는 딱딱하게 되어 성형이 어렵게 되어, 한편 80중량%를 넘으면 슬러리형상으로 되어 성형이 어렵게 되기 때문이다.
본 발명에 있어서, 심재로서의 복합경화체의 비중은 0.2∼2.2이 바람직하다. 이 비중이 0.2미만에서는 기공이 지나치게 많고 복합경화체의 강도가 저하하고, 반대로 비중이 2.2를 넘으면 강도가 차지하는 무기 비정질체 자체의 영향이 커져 섬유 형상의 물질의 보강효과가 상대적으로 저하하고, 역시 강도가 저하하여 버린다. 즉, 비중이 0.2∼2.2의 범위로 실용적인 압축강도, 굽힘 강도가 얻을 수 있는 것이고, 이 범위는 강도를 얻기 위한 특이적인 범위라고 말 할 수있다.
여기서, 도 2에 도시한 바와 같이, 복합경화체(1)중에, 무기분말(4)을 혼재시키는 것이 방화성을 향상시키거나, 비정질체와 반응하여 강도발현물질을 형성하여 강도를 향상하는 데 유리하며, 이 무기분말량을 조정하는 것에 의해, 복합경화체의 비중을 조정할 수도 있다.
또한, 본 발명의 복합건축 재료에 있어서의 심재의 다른 실시형태를 구성하는 복합경화체(1)는 적어도 2종의 산화물의 계로 이루어지는 무기 비정질체를 갖는 무기비정질분체를 전번의 제 1의 실시형태에 있어서의 결합제와 같은 결합제를 개재하여 성형한 것도 좋다. 일반적으로 무기비정질체는 결정체에 비교하여 강도, 인성이 높고, 이러한 무기 비정질체를 갖는 분체를 결합제로 굳히는 것에 의해, 압축강도 및 굽힘 강도가 뛰어난 복합경화체 나아가서는 심재를 얻을 수 있다. 또한 비정질체는 결정체와 비교하여 밀도가 작기 때문에, 결합제로 굳히는 것에 의해, 가벼운 심재를 얻을 수 있다.
여기서, 비정질체는 상기 와 같은 정의가 되는 것으로, 분체에서는 1∼100μm의 평균입경을 갖는 것이 유리하게 적합하다. 즉, 평균입경이 지나치게 작더라도 지나치게 크더라도, 심재로서 충분한 강도가 얻어지지 않기 때문이다.
그리고, 이 무기비정질분체에서는 특히 한정되지 않지만, 2종이상의 산화물의 계로 이루어지는 무기 비정질체가 바람직하고, 특히 산업 폐기물을 소성시켜 얻은 것이 추장되어, 특히 제지 슬러지(스컴)를 소성시킨 것이 최적이다. 즉, 제지 슬러지는 무기물을 포함하는 펄프찌꺼기이며, 산업 폐기물을 원료로서 사용하기 위해서 저 비용이며, 환경 문제의 해결에 기여하기 때문이다.
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 가열처리후, 급냉함으로써도, 비정질분체를 얻을 수 있다.
또한, 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 석회찌꺼기 것 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 10-15923호 공보에는 펄프 슬러지와 결정질인 석고를 혼합하는 기술이, 일본국 특개소 49-2880호 공보에는 펄프폐기물중의 섬유만에 착목한 기술이, 그리고 일본국 특개소 53-81388호 공보에는 펄프찌꺼기 중의 섬유(섬유15%, 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 펄프그 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 말한다, 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.
한편, 결합제에는 상술한 열경화성수지 및 무기결합제의 어느 하나 또는 양쪽으로 이루어지는 것을 이용할 수 있다. 즉, 열경화성수지에서는 페놀 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지 및 우레아 수지로부터 선택되는 적어도 1종이상의 수지가 바람직하다. 무기결합제에서는 규산 소다, 실리카 겔 및 알루미나 졸의 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하다.
더욱이 본 발명의 복합건축 재료에 있어서의 심재의 별도의 실시형태를 구성하는 복합경화체는 다당류의 유기질섬유 형상의 물질을 포함하는 것으로, 구체적으로는 다당류로 이루어지는 유기질섬유 형상의 물질과 무기분체로 구성되는 복합경화체나, 다당류로 이루어지는 유기질섬유 형상의 물질이 무기 비정질체중에 혼재하여 이루어지는 복합경화체이다.
이것들의 복합경화체는 무기분체표면, 무기 비정질체중, 또는 다당류에는 OH기가 존재하고 있기 때문에, 무기분체 및/또는 무기 비정질체와 유기질섬유 형상의 물질, 또는 유기질섬유 형상의 물질끼리가 서로 수소결합을 형성하여, 무기분체 및/또는 무기 비정질체와 유기질섬유 형상의 물질이 복잡하게 서로 얽히고 일체화한다. 이것 때문에, 시멘트화나 철판같은 보강판을 사용하지않더라도 강도를 확보할 수 있고, 가공성 및 생산성이 뛰어난 심재가 된다.
여기서, 무기분체에서는 산업 폐기물의 분체가 바람직하다. 이 경우도, 제지 슬러지(스컴)를 소성한 것을 사용할 수 있다. 이 제지 슬러지는 무기물을 포함하는 펄프찌꺼기이며, 이것을 300∼1500℃로 가열처리하는 것에 의해, 무기분체가 얻어진다. 더욱이 무기분체로서 갈아 유리의 연마찌꺼기, 규사의 분쇄찌꺼기 등을 사용할 수도 있다.
이 무기분체내에 포함되는 무기물에서는 실리카, 알루미나, 산화철, 산화칼슘, 산화 마그네슘, 산화 포타슘, 산화 나트륨 및 5산화인으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다. 이들은 화학적으로 안정으로 내후성이 뛰어나, 건축 재료로서 바람직한 특성을 갖는다.
또한, 무기분체는 지나치게 작더라도 지나치게 크더라도 충분한 강도가 얻어지지 않기 때문에, 그 평균입경이 1∼100μm의 것을 이용하는 것이 바람직하다. 그리고, 무기분체의 함유량은 심재의 전중량에 대하여 10∼90중량%인 것이 바람직 하다. 이 범위보다 많으면 무르게 되고, 반대로 지나치게 적으면 강도가 저하하고, 어느 것도 강도가 저하하게 된다. 또한, 무기 비정질체에서는 전술의 것을 사용할 수 있다.
한편, 유기질섬유 형상의 물질을 구성하는 다당류에는 아미노당, 우론산, 전분, 글리코겐, 이눌린, 리케닌, 셀룰로오스, 키친, 키토산, 헤미셀룰로오스 및 펙틴으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물인 것이 바람직하다. 이것들의 화합물로 이루어지는 유기질섬유 형상의 물질은 OH기를 갖고 있고 무기분체와 수소결합을 형성하기 쉽고, 또한 섬유장의 것을 얻기쉽기 때문이다. 이러한 다당류로 이루어지는 유기질섬유 형상의 물질에서는 침엽수나 활엽수의 분쇄물로 되는 칩, 펄프 또는 펄프찌꺼기가 바람직하다.
그리고, 다당류로 이루어지는 유기질섬유 형상의 물질의 함유량은 심재의 전중량에 대하여 10∼90중량%인 것이 바람직하다. 유기질섬유 형상의 물질이 지나치게 많으면 강도가 저하하고, 반대로 적어져 지나치게 지나치면 무르게 되어, 강도가 저하하여 버리기 때문이다. 또한, 다당류로 이루어지는 유기질섬유 형상의 물질의 평균길이는 10∼1000μm로 하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 평균길이가 지나치게 짧으면 섬유 형상의 물질이 서로 얽히지 않고, 또한 지나치게 길면 무기질 산업 폐기물을 균일하게 혼합할 수 없고, 충분한 강도가 얻어지지 않기 때문이다.
여기에, 다당류로 이루어지는 유기질섬유 형상의 물질에서는 펄프 또는 펄프찌꺼기, 특히 산업 폐기물이 저 비용 또한 환경 문제의 해결에 기여하는 것에서 유리하다. 이러한 산업 폐기물에서는 제지 슬러지(스컴)의 미소성물이 있고, 이 제지 슬러지의 미소성물은 그 자체가 바인더로서의 기능을 갖고 있기 때문에, 무기분체와 혼련하는 것에 의해 소망의 형상으로 성형할 수 있다. 또한, 이 제지 슬러지의 미소성물중의 유기질섬유 형상의 물질의 함유량은 전고형분량에 대하여 5∼85중량%의 범위로 조정할 수 있다.
더욱이 무기분체와 다당류로 이루어지는 유기질섬유 형상의 물질과의 외에, 결합제를 첨가하여도 좋다. 결합제에 의해서, 내수성이나 파괴 인성치를 향상시킬 수 있기 때문이다. 결합제에는 상술한 바와 같이, 열경화성수지 또는 무기결합제를 사용할 수 있고, 그 함유량은 3∼20중량%인 것이 바람직하다.
또한, 도 2에 도시한 예에서는 무기 비정질체(2)가 결합제로서 기능하고 있다.
다음에, 본 발명의 복합건축 재료는 도 3에 도시한 바와 같이, 심재(5)의 적어도 한 면, 도시예에서는 양면에, 수지(6a) 및 섬유기재(6b)로 이루어지는 복합층인 보강층(6)이 형성된 복합건축 재료에 있어서, 상기 심재(5)에, 상술한 어느 하나의 복합경화체(1)를 적용하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 즉, 심재(5)를 상기 어느 하나의 복합경화체(1)로 하는 것에 따라, 이 복합건축 재료에 인장력이 가해진 경우라도, 심재(5)자체가 굽힘 강도가 우수하기 때문에 용이하게 파괴가 일어나지 않는 구성으로 되어 있다. 또한, 표면에 국소적으로 압력이 가해지더라도 함몰이나 웅덩이가 생기는 일도 없다.
더구나 심재(5)의 표면에 복합층인 보강층(6)을 마련하고 있는 것에 의해, 응력집중부분의 파단을 억제하여 굽힘 강도치를 더욱 높게 할 수 있어, 압축강도도 더욱 향상시킬 수 있다.
더욱이 본 발명의 복합건축 재료는 그 사용에 있어서, 보강층(6)의 위에, 도장이나, 화장판, 화장단판 등에 의한 화장층을 마련하여도 좋고, 그와 같이 하면, 내충격성이 향상하여, 함몰 등의 상처가 생기기 어렵게 되어, 화장면이 상처에 의해 비뚤어져 의장성을 저하시키는 일도 생기지 않는다.
복합층인 보강층(6)을 구성하는 수지(6a)에는 열경화성수지를 이용하는 것이 바람직하다. 즉, 열경화성수지는 열가소성수지와 다르고, 내화성이 뛰어나, 고온하에서도 연화하지 않기 때문에, 보강층으로서의 기능이 없어지지 않기 때문이다.
또한, 심재(5)에 유기질섬유 형상의 물질이 포함되어 있는 경우에는 보강층(6)을 구성하는 열경화성수지와, 그 심재(5)를 구성하는 유기질섬유 형상의 물질이 화학적으로 결합하기 때문에, 석고 보드같은 무기질기판의 표면에 복합층을 마련하는 경우와 비교하여, 복합층과 심재와의 사이의 밀착성이 우수하다.
상기 수지(6a)에 사용하는 열경화성수지에서는 페놀 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 요소 수지 등이 적합하다. 그리고, 보강층(6)에 있어서의 열경화성수지의 함유량은 섬유기재 100중량부에 대하여 20중량부∼200중량부의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이 범위로 하면, 충분한 강성, 내충격성 등이 얻어지고, 또한 높은 내화성을 유지할 수 있기 때문이다.
또한, 그 열경화성수지의 함유량은 섬유기재 100중량부에 대하여 40중량부 ∼120중량부의 범위로 하면 보다 바람직하다. 함유량이 많으면 보강층(6)이 무겁게 되고, 적으면 보강효과도 작게 되기 때문이다.
한편, 보강층(6)을 구성하는 섬유기재(6b)에는 무기질섬유를 이용하는 것이 바람직하다. 무기질섬유는 보강층(6)의 강도를 향상시키고, 또한 열팽창율을 작게 할 수 있기 때문이다. 이 무기질섬유에는 유리섬유, 록 울, 세라믹 파이버, 유리섬유 쵸프드스트랜드매트, 유리섬유 로 빙 크로스, 유리섬유 콘티뉴아스스트란드매트, 유리섬유 페이퍼중 1종이상을 이용하는 것이 저가격이며 또한 내열성 및 강도가 뛰어난 점에서 바람직하다.
상기 섬유기재(6b)는 비연속의 섬유를 매트 형상으로 성형한 것, 또는 연속한 장섬유를 3∼7 cm로 절단하여 매트 형상으로 한 것(소위 쵸프드스트랜드매트), 또는 물로 분산시켜 시트 형상으로 투상한 것, 연속한 장섬유를 소용돌이 형상으로 적층하여 매트 형상으로 한 것, 더욱이 연속한 장섬유를 직조한 것이라도 좋다.
더욱이 보강층(6)의 두께는 0.1 mm∼3.5 mm으로 하는 것이 바람직하다. 이 범위로 설정하면, 충분한 강성, 내충격성 등이 얻어지고, 또한 높은 가공성을 유지할 수 있기 때문이다.
또한, 보강층(6)에는 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘 등의 난연화제 및 실리카 졸, 알루미나 졸, 물 글래스 등 일반적으로 사용되는 무기질의 결합제를 첨가하여도 좋다.
또한, 상기 보강층(6)은 탄성고분자를 포함하는 것이 바람직하다. 탄성고분자를 포함하고 있으면, 못을 박아도 못을 기점으로 한 크랙이 발생하지 않고, 또한 그 탄성고분자가 못표면과의 마찰력을 확보하여 못의 유지력을 향상시킬 수 있기 때문이다.
이러한 보강층(6)을 구성하기 위한 수지에서는 열경화성수지 및 탄성고분자로 이루어지는 정내력(釘耐力)부여를 위한 수지조성물이 바람직하다. 즉, 미경화의 열경화성수지액중에 탄성고분자의 에멀젼이 분산된 것이다. 이러한 수지가 경화하는 것에 의해, 열경화성수지 매트릭스의「바다」 중에 탄성고분자의「섬」이 분산된 구성으로 되어, 수지의 강도를 확보함과 동시에 인성을 부여할 수 있는 것이다.
상기 탄성고분자는 고무계 라텍스, 아크릴 파이버계 라텍스, 아크리레이트계 라텍스, 또는 우레탄 계 라텍스인 것이 바람직하다. 이들은 미경화의 열경화성수지액중에 액상으로 분산시킬 수 있고, 열경화성수지, 탄성고분자도 액상이기 때문에, 섬유기재에 함침시키기 쉽기 때문이다. 상기 고무계 라텍스에서는 니트릴-부타디엔고무(NBR)나, 스틸렌-부타디엔고무(SBR)가 적합하다.
그리고 상기 열경화성수지와 탄성고분자의 고형분과의 중량비는 95/5∼65/35인 것이 바람직하다. 그 이유는 열경화성수지량이 지나치게 많으면 인성이 저하하고, 크랙이 발생하기 쉽게됨과 동시에 못의 유지력이 저하하고, 반대로 탄성고분자가 지나치게 많으면 수지강도가 저하하고, 못의 유지력이 저하하여 버리기 때문이다. 못의 유지력을 충분한 것으로 하기 위해서는 열경화성수지와 탄성고분자의 고형분과의 중량비를 95/5∼65/35로 하는 것이 최적이다.
다음에, 본 발명의 복합건축 재료의 제조방법에 관해서 설명한다.
우선, 심재(5)는 아래와 같이 하여 제조한다.
1.제 1의 제법
심재(5)로 하는 복합경화체(1)를 미소성의 제지 슬러지(스컴)를 응집 경화시키는 것에 의해 제조한다. 이 응집 경화는 섬유기재와 수지와로 이루어지는 보강층(6)의 형성과 동시라도 좋다.
상기 제지 슬러지로서는 인쇄·정보용지, 크라프트지, 티탄지, 티슈, 휴지, 화장지, 생리용품, 타올용지, 공업용잡종지, 가정용잡종지를 제조했을 때에 배출되는 제지 슬러지를 사용하는 것이 바람직하다.시판의 제지 슬러지에서는 환동요재사가 취급하는 「사이크론재(灰)」, 「생 슬러지」 등을 사용할 수 있다.
2.제 2의 제법
상기 제지 슬러지를 300℃ 이상 800℃ 이하에 소성하거나, 또는 300∼1500℃으로 소성한 후에 급냉하는 것에 의해, 비정질구조를 가지는 무기비정질분체를 얻는다. 그리고, 이 무기비정질분체를 결합제로 굳히는 것에 의해, 시트 형상으로 성형한다. 이것에 사용하는 결합제는 열경화성수지 또는/및 무기결합제로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 열경화성수지로서는 페놀 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 우레아 수지로부터 선택되는 적어도 1종의 수지가 바람직하다. 또한, 상기 무기결합제에서는 규산 소다, 실리카 겔 및 알루미나 졸의 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하다.
더욱이 상기 결합제로서, 미소성의 제지 슬러지를 사용할 수도 있다.
이와 같이 무기비정질분체를 결합제로 굳혀, 심재(5)로 하는 복합경화체(1)를 형성하는 경우에는 그 형성을 보강층(6)의 형성과 동시에 행하여도 좋다.
3.제 3의 제법
무기분체와, 다당류로 이루어지는 유기질섬유 형상의 물질을 건식 또는 습식혼합한다. 이 혼합에 있어서는 필요에 따라 상술한 결합제를 가하여도 좋다.
또한, 다당류로 이루어지는 유기질섬유 형상의 물질로서 제지 슬러지의 미소성물을 사용하면, 그 자체가 바인더로서 작용하여, 또한 함수성이기 때문에 습식혼합하기쉽다고 하는 이점이 있다.
이 혼합물을 종래 공지의 탈수 프레스법, 원망 종이 제조법, 장망 종이 제조법, 압출 성형법 등의 방법에 의해 시트 형상으로 성형한 후에 건조시키거나, 컨베이어로 반송하면서 롤로 눌러, 시트 형상 성형체로 하여, 그 시트 형상 성형체를 가열하여 건조시키면서 압체하여, 심재(5)로 성형한다.가열온도는 80∼160℃로 하고, 압력은 1∼20 kgf/c㎡ 으로 하는 것이 적당하다.
여기서, 압체란, 압력을 가한 채로 유지하는 것을 말한다. 이 압체에 의해서 섬유 형상의 물질이 그 압체방향에 대하여 직각방향으로 배향한다.압력을 가하는 것에 의해 수분을 제거할 수 있기 때문에, 물을 받아들여 결정화가 지나치게 진행 하는 것을 방지할 수 있고, 적절히 비정질체를 형성할 수 있다. 또한, 배향에 의해서 굽힘 강도를 높게 할 수 있다.
다음에, 복합건축 재료는 예를 들면 아래와 같이 하여 제조한다.
우선, 심재(5)의 제법으로 설명한 바와 같이, 제 1의 제법으로 제지 슬러지를 시트 형상으로 성형하여, 제 2의 제법으로 무기비정질분체를 결합제로 굳혀 시트 형상으로 성형하거나, 또는 제 3의 제법으로 혼합물을 시트 형상에 형성하는 것으로, 시트 형상 성형체를 얻는다.
한편, 섬유기재에 수지를 함침 시킨 것을 25∼70℃로 가열처리하여, 건조시켜, 보강 시트로 한다.
그리고 그것들 시트 형상 성형체와 보강 시트를 적층하여, 가열하면서 압체하는 것으로, 심재(5)와 보강층(6)과로 이루어지는 복합건축 재료에 성형한다. 이 가열온도는 80∼200℃, 압력은 1∼20 kgf/c㎡정도가 적당하다.
또한, 상기 제법에 대신하여, 무기질섬유의 매트에 수지조성물을 함침시켜, 건조시킨 후, 가열 프레스하여, 열경화성수지를 경화시켜 성형하여 보강층(6)으로 하고, 이 보강층(6)을 접착제로써, 미리 경화시켜 놓은 심재(5)에 부착하는 방법을 이용하여도 좋다.
또한, 유리섬유, 록 울 또는 세라믹 파이버의 섬유표면에 페놀 수지 등의 열경화성수지를 별도 공정에서 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 향상하고, 또한 섬유끼리를 접착하기 쉽고, 더욱이 수지의 함침율을 개선할 수 있기 때문에 유리하다.
이러한 코팅의 방법으로서는 상기 섬유기재에 미경화의 열경화성수지를 함침시켜 건조시키는 방법, 또는 유리섬유, 록 울 또는 세라믹 파이버의 원료용융물을 노즐로부터 유출시켜, 브로잉법이나 원심법에 의해 섬유화하고, 이 섬유화와 동시에 페놀 수지 등의 열경화성수지의 용액을 뿜어 붙여 집면(集綿)하는 방법이 있다.
상기 섬유기재의 구성재료로서, 유리섬유, 록 울 또는 세라믹 파이버를 사용하는 경우는 실란 카프링제를 코팅해 두면 좋다.
이렇게 하여 얻어진 복합건축 재료는 그 표면, 이면에 도장을 실시하거나, 화장판, 화장단판을 접착제 등으로 접착할 수 있다.
도장은 각종안료, 잉크 등을 인쇄, 뿜어 붙임으로써 행한다. 또한, 화장판에는 페놀수지 함침 코어층, 멜라민수지 함침 패턴층, 멜라민수지 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.
그리고, 화장단판으로서는 삼목, 노송나무 등의 고급목재를 사용할 수 있다.
다음에, 본 발명의 다른 복합건축 재료에 관해서, 도 4 및 도 5에 도시한다.
즉, 도 4에 도시한 복합건축 재료는 심재(1)와, 그 심재(5)의 표리양면에 마련된 화장단판으로 이루어지는 화장층(7)과, 그것들 심재(5)와 화장층(7)과의 사이에 삽입된 보강층(6)으로 이루어진다.
여기서, 심재(5)는 비정질체(2)을 포함함과 동시에, 상기 비정질체(2)중에유기질섬유 형상의 물질(3)과 무기분체(4)를 포함하고 있고, 또한 보강층(6)은 수지(6a)를 함침한 섬유기재(6b)로 이루어지고 있다.
또한, 도 5에 도시한 복합건축 재료는 같이 심재(5)와, 그 심재(1)의 표리양면에 마련된 화장층(7)로 이루어지고, 화장층(7)은 패커층(7a), 코어층(7b), 패턴층(7c) 및 오버레이층(7d)으로 이루어진다.
또한, 어느쪽의 복합건축 재료에 있어서도, 비정질체(2),섬유 형상의 물질(3) 및 무기분체(4), 더욱이 보강층(6)에 관해서는 상술한 바와 마찬가지다.
그런데, 상기 복합건축 재료에 적용하는 화장층(7)에는 멜라민 수지도료, 멜라민수지 함침지, 폴리에스테르 수지도료, 디아릴프탈레이트 수지 함침지, 자외선경화수지도료, 염화비닐 수지 필름, 우레탄 수지도료, 폴리아크릴우레탄, 불화비닐 수지 필름 및 화장판으로부터 선택되는 적어도 1종이상의 수지계화장층, 천연 나무단판(로즈, 티크, 소나무, 산대, 졸참나무, 삼목),천연석, 인조석, 카펫, 염화비닐 타일, 포제카펫, 화장합판, 다다미 등을 사용할 수 있다.
그리고 상기 화장판에는 페놀수지 함침 코어층, 멜라민수지 함침 패턴층 및 멜라민수지 함침 오버레이층으로 이루어지는 3층 구조의 화장판이나, 멜라민수지 함침 패커층, 페놀수지 함침 코어층, 멜라민수지 함침 패턴층 및 멜라민수지 함침 오버레이층으로 이루어지는 4층 구조의 화장판을 사용할 수 있어, 특히, 코어층으로서 페놀수지 함침 코어층을 가지는 화장판의 경우에는 표면강도가 현저히 높게 되기 때문에, 마루재 등에 응용할 수 있다.
또한, 상기 화장층의 두께는 0.1 mm∼10 mm 인 것이 바람직하다. 그 이유는0.1 mm 미만에서는 화장층이 결손하기 쉽고, 10 mm을 넘으면 무겁게 되기 때문이다.
본 발명의 복합건축 재료에 있어서는 심재와 화장층과의 사이에 보강층이 형성되어 있는 것이 바람직하고, 특히, 수지 및 섬유기재로 이루어지는 보강층이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 보강층을 마련하면, 복합건축 재료의 내충격성을 더욱이 향상시킬 수 있기 때문에, 가혹한 내구성이 요구되는 마루재에의 적용도 가능하기 때문이다.
다음에, 상기의 복합건축 재료의 제조방법에 관해서 설명한다.
우선, 심재는 상술한 제 1의 제법, 제 2의 제법 및 제 3의 제법에 의해서, 제조할 수 있다.
다음에, 상기 심재에 화장층을 마련한다.화장층의 형성방법으로서는 다음과 같은 방법이 있다.
① 도장
도장은 각종안료, 잉크 , 수지 등을 인쇄 또는 뿜어 붙이는 등에 의해 행한다.
② 라미네이트
미경화의 수지를 크라프트지 등에 함침시켜 B 스테이지로 한 수지 함침지를 심재 또는 하기의 시트 형상 성형체에 적층하여, 가열 및 가압하여 라미네이트 한다.
③ 접착
카펫이나 다다미, 화장합판 등은 심재에 접착제로 접착한다. 이것에 사용하는 접착제에서는 에폭시, 페놀 수지 등의 열경화성수지나, 초산비닐이 바람직하다.
더욱이 심재와 화장층과의 사이에 보강층을 마련하는 경우에는 아래와 같이 하여 제조한다.
우선, 심재의 제법으로 설명한 바와 같이, 제 1의 제법으로 제지 슬러지를 시트 형상으로 성형하여, 제 2의 제법으로 무기비정질분체를 결합제로 굳혀 시트 형상으로 성형하여, 또는 제 3의 제법으로 혼합물을 시트 형상에 형성하는 것으로, 시트 형상 성형체를 얻는다.
한편, 예를 들면 섬유기재에 수지를 함침 시킨 것을 25∼70℃로 가열처리하여 건조시켜, 보강 시트로 한다.
그리고 그것들 시트 형상 성형체와 보강 시트를 적층하여, 가열하면서 압체하는 것으로, 심재와 보강층과로 이루어지는 복합건축 재료에 성형한다. 이 가열온도는 80∼200℃, 압력은 1∼20 kgf/c㎡ 정도가 적당하다. 여기서, 압체란, 압력을 가한 채로 유지하는 것을 말한다.
또한, 상기 제법에 대신하여, 무기질섬유의 매트에 수지조성물을 함침시켜, 건조시킨 후, 가열 프레스하여, 열경화성수지를 경화시켜 성형하여 보강층으로 하고, 이 보강층을 접착제로써, 미리 경화시켜 놓은 심재에 부착하는 방법을 이용하여도 좋다.
또한, 유리섬유, 록 울 또는 세라믹 파이버의 섬유표면에 페놀 수지 등의 열경화성수지를 별도 공정에서 코팅해 두고, 이것들의 섬유로 이루어지는 섬유기재를시트 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 건조시키는 방법, 또는 유리섬유, 록 울 또는 세라믹 파이버의 원료용융물을 노즐로부터 유출시켜, 브로잉법이나 원심법에 의해 섬유화하여, 이 섬유화와 동시에 페놀 수지 등의 열경화성수지의 용액을 뿜어 붙여 집면하는 방법이 있다.
상기 섬유기재의 구성재료로서 유리섬유, 록 울 또는 세라믹 파이버를 사용하는 경우는 실란 카프링제를 코팅해 두면 좋다.
이렇게 하여 얻어진 복합건축 재료의 표면 및/또는 이면에, 상술한 바와 같이, 도장을 실시하거나 화장판이나 화장단판을 접착제 등으로 접착한다.
더욱이 본 발명의 별도의 복합건축 재료에 관해서, 도 6에 도시한다.
즉, 도 6에 도시한 복합건축 재료는 무기 비정질체(2)을 포함하고, 상기 비정질체(2)중에 섬유 형상의 물질(3)이 혼재하여 이루어지는, 심재(5)의 적어도 하나의 면, 도시예에서는 심재(5)가 판상체이니까, 그 표리면의 한편에, 전자파 실드층(8)을 마련하여 이루어진다. 이 도시예는 심재(5)의 표리면에 수지(6a)를 섬유기재(6b)에 함침한 보강층(6)을 마련하여, 이 보강층(6)상에 전자파 실드층(8)을 마련하는 구조이지만, 보강층(6)을 생략하여도 좋은 것은 물론이다.
또한, 이 복합건축 재료에 있어서도, 비정질체(2),섬유 형상의 물질(3) 및무기분체(4), 그위에 보강층(6)에 관해서는 상술한 바와 마찬가지다.
그런데, 상기 복합건축 재료에서는 심재의 적어도 하나의 면에 전자파 실드층을 형성하는 것이 필수적이다. 이 전자파 실드층에서는 금속박이 유리하게 적합하다.금속박은 전자파를 효율 좋게 흡수할 뿐 아니라, 고강도이며 경량이고 또한 가공성도 양호하다. 구체적으로는 알루미늄박, 동박, 아연박, 스텐레스 스틸박, 금박 및 은박에서 선택되는 1종 또는 2종이상을 이용하면 좋다. 이들은 특히 전자파를 유효하게 흡수하는 성질을 갖는다.금속박의 두께는 10∼500∼m 정도로 하는 것이 실드성에 있어서 바람직하다.
또한, 전자파 실드층으로서, 도전성 필러 및 수지로 이루어지는 복합 시트를 이용할 수 있다. 이러한 복합 시트는 전자파를 효율 좋게 흡수할 뿐 아니고, 경량으로 가공성이 높고, 소리나 진동도 흡수한다고 하는 점에서도 우수하다. 이 복합 시트에 포함하게 하는 도전성 필러는 예를 들면 철, 동, 알루미늄, 스텐레스 스틸, 황동, 아연 및 카본 등으로부터 선택되는 1종 또는 2종이상으로 이루어지는 분체이다. 한편, 수지에는 예를 들면 페놀, 에폭시, 폴리우레탄 , 우레아, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌의 각 수지를 이용할 수 있다. 복합 시트의 두께는 0.5∼5.0 mm 정도로 하는 것이 실드성에 있어서 바람직하다.
더욱이 전자파 실드층은 금속박이나 도전성 필러 및 수지로 이루어지는 복합 시트 등의 도전성 시트 형상물의 외에, 도전성도료 등을 도포한 것이라도 좋다.
전자파 실드층은 심재의 적어도 하나, 심재가 판상체의 경우에는 표리면의 어느 하나 적어도 한편의 면에 마련할 수 있다.건축 재료에서는 표면에 화장층을갖는 것이 일반적이니까, 이면에 전자파 실드층을 마련하면 좋다.
또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 전자파 실드층(8)을 심재(5)의 내부에 매설하여도 좋다. 구체적으로는 2장의 심재(5)로 전자파 실드층(8)을 끼우면 좋다. 이 경우도, 심재(5)의 표면 및 이면에 마련한 보강층(6)은 생략하는 것이 가능하다.
또한, 전자파 실드층의 심재(또는 보강층)과 접촉하는 면에, 심재(또는 보강층)과의 밀착성을 향상하기 위해서, 흠화(粗化)처리를 실시하여도 좋다. 이 흠화처리는 예를 들면 산술 평균거칠기(Ra)로 0.1∼100μm 정도로 하는 것이 바람직하다.
다음에, 상기의 복합건축 재료의 제조방법에 관해서 설명한다.
우선, 심재는 상술한 제 1의 제법, 제 2의 제법 및 제 3의 제법에 의해서, 제조할 수 있다. 그리고, 제조한 심재는 다음 공정을 지나서 복합건축 재료가 된다.
즉, 상기에서 얻어진 심재에 보강층을 마련하는 경우는 섬유기재에 수지를 함침시켜, 25∼70℃로 가열처리하여 건조시킨 보강 시트를 준비하여, 이 보강 시트와 시트 형상으로 성형된 심재를 적층하고 나서, 가열하면서 압체 한다. 여기서의 가열온도는 80∼150℃, 압력은 1∼15 kgf/c㎡로 한다.
또한, 보강 시트로서, 무기질섬유의 매트에 수지조성물을 함침시켜 건조한 후, 가열 프레스로써 열경화성수지를 경화시켜 성형한 것을 이용하여, 이 시트를 접착제로써 미리 성형해 둔 심재에 부착하여도 좋다.
더욱이 유리섬유, 록 울 또는 세라믹 파이버의 섬유표면에 페놀 수지 등의 열경화성수지를 별도 스테이지로 코팅해 두고, 이것들의 섬유로 이루어지는 섬유기재를 시트 형상으로 성형한 심재의 위에 적층하여 가열 프레스하는 방법도 채용할 수 있다. 이 섬유표면에 열경화성수지를 별도 스테이지로 코팅해 두는 방법에서는 함침한 수지와의 밀착성이 향상하여, 또한 섬유끼리를 접착하기 쉽고, 또한 수지의 함침율을 개선할 수 있기 때문에 유리하다.
이러한 코팅의 방법에서는 유리섬유, 록 울 또는 세라믹 파이버의 원료용융물을 노즐로부터 유출시켜, 브로잉법 또는 원심법에 의해 섬유화하여, 이 섬유화와 동시에 페놀 수지 등의 열경화성수지의 용액을 뿜어붙이는 수법이 있다. 또한, 섬유기재의 구성재료로서 유리섬유, 록 울, 세라믹 파이버를 사용하는 경우는 실란 카프링제를 코팅해 두면 좋다.
마지막으로, 이렇게 얻어진 적층재, 또는 심재단체의 표면 및 이면의 어느 하나 적어도 한편의 면에, 전자파 실드층을 마련한다. 전자파 실드층의 형성은 그 재질에 의해서도 다르지만, 예를 들면 페놀 수지, 에폭시 수지, 시졸시놀수지, 멜라민 수지, 우레탄 수지 및 초산비닐 수지로부터 선택되는 1종 또는 2종이상의 접착제를 전자파 실드층을 구성하는 시트(금속박이나 복합 시트) 및 /또는 전자 실드층을 마련하는 면에 도포하여, 양자를 밀착시켜 접착제를 경화시켜 접착하는 방법, 또는 도전성 필러 및 수지의 혼합물을 도포하는 방법, 등이 있다.
덧붙여서 말하면, 건축 재료로서, 표면에 도장을 실시하거나, 화장판, 화장단판을 접착제 등으로 부착하는 것도 가능하다. 즉, 도장은 각종안료나 잉크 등을 인쇄, 뿜어 붙임으로써 행한다. 또한, 화장판에는 페놀수지 함침 코어층, 멜라민수지 함침 패턴층 및 멜라민수지 함침 오버레이층으로 이루어지는 3층 구조의 화장판이나, 멜라민수지 함침 패커층, 페놀수지 함침 코어층, 멜라닌수지 함침 패턴층 및 멜라민수지 함침 오버레이층으로 이루어지는 4층 구조의 화장판을 사용할 수 있다. 특히, 코어층으로서 페놀수지 함침 코어층을 가지는 화장판의 경우는 표면강도가 현저히 높게 되기 때문에, 마루재 등에 응용할 수 있다. 더욱이 화장단판으로서는 삼목, 노송나무 등의 고급목재를 사용할 수 있다.
더욱이 또한, 본 발명의 별도의 복합건축 재료에 관해서, 도 8및 도 9에 도시한다.
즉, 도 8에 도시한 복합건축 재료는 심재(5)와, 그 심재(5)의 표리양면에 마련된 내수지의 층(5)과, 그것들 심재(1)와 종이층(9)과의 사이에 삽입된 보강층(6)과로 이루어진다. 여기서, 심재(5)는 비정질체(2)을 포함함과 동시에, 상기 비정질체(2)중에 유기질섬유 형상의 물질(3)과 무기분체(4)를 포함하고 있고, 또한 보강층(6)은 수지(6a)를 함침한 섬유기재(6b)로 이루어지고 있다.
또한, 도 9에 도시한 복합건축 재료는 심재(5)와, 그 심재(5)의 표리양면에 마련된 종이층(9)으로 이루어진다. 여기서, 심재(5)는 비정질체(2)을 포함함과 동시에, 상기 비정질체(2)중에 유기질섬유 형상의 물질(3)과 무기분체(4)를 포함하고 있고, 또한 종이층(9)은 패커층(9a) , 코어층(9b), 패턴층(9c) 및 오버레이층(9d)로 이루어진다.
또한, 어느쪽의 복합건축 재료에 있어서도, 비정질체(2),섬유 형상의 물질(3) 및 무기분체(4), 더욱이 보강층(6)에 관해서는 상술한 바와 마찬가지다.
이들 건축복합재료에 있어서는 심재의 적어도 한편의 면에 종이가 점착되고구성되어 있다. 이러한 종이의 층을 마련하면, 복합건축 재료의 내충격성을 더욱이 향상시킬 수 있기 때문에, 가혹한 내구성이 요구되는 마루재에의 적용도 가능하기 때문이다.
여기서, 심재의 적어도 한편의 면에 점착되는 종이에서는 상술한, 표면에 화장층을 마련한 종이나 수지 함침지의 타, 크라프트지, 티탄지, 일본 종이 등을 사용할 수 있다.
특히, 수지 함침지를 사용한 경우에는 표면강도가 현저히 높게 되기 때문에, 마루재 등에의 적응성을보다 높일 수 있다.
또한, 상기 종이의 두께는 0.01 mm∼0.5 mm 인 것이 바람직하다. 그 이유는 0.01 mm 미만에서는 종이가 찢어지기쉽고, 0.5 mm을 넘으면 무겁게 되기 때문이다.
그리고, 상기 종이는 내수지인 것이 바람직하다.내수지를 사용하면, 본 발명의 복합건축 재료의 내수성을 향상시킬 수 있기 때문이다.내수지는 일반적으로, 종이의 표면 또는 내부의 틈을 내수성 교상(膠狀)물(사이즈제)로 막는 사이징에 의해서 얻어지고, 이러한 사이즈제에서는 예를 들면 실리콘계나 지방산계, 파라핀계 등의 것을 사용할 수 있다.
이들 복합건축 재료에 있어서는 더욱이 상기 심재와 종이와의 사이에 보강층이 형성되어 있어도 좋고, 그 경우에는 특히, 수지 및 섬유기재로 이루어지는 보강층이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 보강층을 마련하면, 복합건축 재료의 내충격성을 더욱이 향상시킬 수 있기 때문에, 가혹한 내구성이 요구되는 마루재에의 적용도 가능하기 때문이다.
다음에, 상기의 복합건축 재료의 제조방법에 관해서 설명한다.
우선, 심재는 상술한 제 1의 제법, 제 2의 제법 및 제 3의 제법에 의해서, 제조할 수 있다. 그리고, 이 심재의 한편 또는 양쪽의 면에 종이를 점착한다. 종이의 점착방법에서는 다음과 같은 방법이 있다.
① 라미네이트
미경화의 수지를 크라프트지 등에 함침시켜 B 스테이지로 한 수지 함침지를 심재 또는 하기의 시트 형상 성형체에 적층하여, 가열 및 가압하여 라미네이트 한다.
② 접착
내수지 등은 심재에 접착제로 접착한다. 이것에 사용하는 접착제에서는 에폭시, 페놀 수지 등의 열경화성수지나, 초산비닐이 바람직하다.
더욱이 심재와 종이와의 사이에 보강층을 마련하는 경우에는 아래와 같이 하여 제조한다.
우선, 심재의 제법으로 설명한 바와 같이, 제 1의 제법으로 제지 슬러지를 시트 형상으로 성형하고, 제 2의 제법으로 무기비정질분체를 결합제로 굳혀 시트 형상으로 성형하고, 또는 제 3의 제법으로 혼합물을 시트 형상에 형성하는 것으로, 시트 형상 성형체를 얻는다.
한편, 예를 들면 섬유기재에 수지를 함침 시킨 것을 25∼70℃로 가열처리하여 건조시켜, 보강 시트로 한다.
그리고 그것들 시트 형상 성형체와 보강 시트를 적층하여, 가열하면서 압체하는 것으로, 심재와 보강층과로 이루어지는 복합건축 재료에 성형한다. 이 가열온도는 80∼200℃, 압력은 1∼20 kgf/c㎡ 정도가 적당하다. 여기서, 압체란, 압력을 가한 채로 유지하는 것을 말한다.
또한, 상기 제법에 대신하여, 무기질섬유의 매트에 수지조성물을 함침시켜, 건조시킨 후, 가열 프레스하여, 열경화성수지를 경화시켜 성형하여 보강층으로 하여, 이 보강층을 접착제로써, 미리 경화시켜 놓은 심재에 부착하는 방법을 이용하여도 좋다.
또한, 유리섬유, 록 울 또는 세라믹 파이버의 섬유표면에 페놀 수지 등의 열경화성수지를 별도 공정에서 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 방법으로서는 상기 섬유기재에 미경화의 열경화성수지를 함침시켜 건조시키는 방법, 또는 유리섬유, 록 울 또는 세라믹 파이버의 원료용융물을 노즐로부터 유출시켜, 브로잉법이나 원심법에 의해 섬유화하여, 이 섬유화와 동시에 페놀 수지 등의 열경화성수지의 용액을 뿜어 붙여 집면하는 방법이 있다.
상기 섬유기재의 구성재료로서, 유리섬유, 록 울 또는 세라믹 파이버를 사용하는 경우는 실란 카프링제를 코팅해 두면 좋다.
이렇게 하여 얻어진 복합건축 재료의 표면 및/또는 이면에, 상술한 바와 같이, 종이를 라미네이트 하거나 접착제 등으로 접착한다.
또한, 본 발명의 복합건축 재료는 필요에 따라 관통구멍을 형성하거나, 측면에 절결부를 마련하는 등의 가공을 행할 수 있다.
〔실시예 1〕
(실시예 1-1)
미소성의 제지 슬러지(환동요재사가 취급하는 「생 슬러지」 : 고형분 34중량%, 수분 66중량%)1512 g을 준비했다. 이어서, 이 제지 슬러지를 컨베이어로 반송하면서, 3 kgf/c㎡의 압력을 가하면서 100℃로 가열하여 건조시킴으로써 두께 10 mm의 판상의 복합경화체로 했다.
이렇게 얻어진 복합경화체를 형광 X선 분석장치(Rigaku 제 RIX2100)를 이용하여 분석한 바, 산화물로 환산하여, 하기의 조성인 것을 알았다. 또한, 펄프에 관해서는 1100℃로 소성하여 중량 감소량으로부터 측정했다.
하 기
펄프 : 51.4중량%, SO3: 0.5중량%
SiO2 : 24.2중량%, P2O5: 0.2중량%
Al2O3: 14.0중량%, C1 : 0.2중량%
CaO : 8.0중량%, ZnO : 0.1중량%
MgO : 1.4중량%, 기타 : 미량
TiO2: 1.0중량%,
한편, 시판의 페놀 수지용액 80중량%과, 탄성고분자인 라텍스 20중량%의 에멀젼용액(SBR 라텍스고형분 49중량%)을 상온에서 혼합하여, 액상의 정내력(釘耐力) 부여를 위한 수지조성물을 얻었다. 또한, SBR 라텍스에는 니혼 제온 주식회사제의 Nipol LX-436를 사용했다.
이어서, 시트 형상 유리섬유에, 경화제를 첨가한 상기 수지조성물을 함침(함침량은 고형분 환산으로 45%)시킨 후, 80℃의 온도로써 20분간 건조시켜, 보강 시트를 얻었다.
더욱이 상기 페놀 수지용액을 상기 복합경화체의 표면과 이면과에 도포하여, 80℃의 온도로 20분간 건조시켰다.
마지막으로, 상기 보강 시트를 상기 복합경화체의 표면과 이면과 포개어, 그 적층체를 110℃의 온도로써, 압력7 kgf/c㎡에서 20분간 프레스하여, 표리양면에서 두께 1 mm의 보강층(6)과, 두께 10 mm의 심재(5)와로 이루어지는 복합건축 재료를 얻었다.
(실시예 1-2)
미소성의 제지 슬러지(환동요재사가 취급하는 「생 슬러지」 : 고형분 34중량%, 수분 66중량%) 1512중량부를 준비했다. 이어서, 이 제지 슬러지를 교반하면서 80℃로 건조시켜, 얻어진 건조체를 780℃로 5시간 소성한 후에 즉시 실온에 노출하여 급냉했다. 그리고 그 소성물을 볼 밀으로 분쇄하여 248중량부의 무기비정질분체를 얻었다.
상기 얻어진 무기비정질분체를 형광 X선 분석장치(Rigaku 제 RIX2100)를 이용하여 분석한 바, 산화물로 환산하여, 하기의 조성인 것을 알았다.
하기
SiO2 : 34.1중량%, TiO2: 1.0중량%
CaO : 21.3중량%, SO3: 0.5중량%
Al2O3: 20.7중량%, C1 : 0.2중량%
Fe2O3: 12.4중량%, ZnO : 0.1중량%
MgO : 5.9중량%, 기타 : 미량
P2O5: 2.8중량%,
이어서, 상술한 미소성의 제지 슬러지 1512중량부와 소성물(무기 비정질분체) 248중량부를 혼련하여, 이 얻어진 혼련물을 컨베이어로 반송하면서, 3 kgf/c㎡의 압력을 가하면서 100℃로 가열하여 건조시킴으로써 두께 10 mm의 판상의 복합경화체로 했다.
상기 얻어진 복합경화체에 관해서, X선 회절에 의해 결정구조를 확인했다. 그 X선 회절의 차트를 도 10에 도시한다. 또한, 이 X선 회절은 Rigaku 제 MiniFlex를 사용하여, Cu를 타겟으로 했다. 2θ : 22˚를 중심으로 완만한 기복(헬로)이 관찰됨과 동시에 결정구조를 도시한 피크도 관찰되고, 비정질구조중에 결정구조가 혼재하고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 피크에서는 Gehlenite, syn, Melilite- synthetic, Gehlenite-synthetic, Anorthite, ordered, CaCO3(Calcite), Kaolinite, SiO2가 동정되었다.
한편, 시판의 페놀 수지용액 80중량%과, 탄성고분자인 라텍스 20중량%의 에멀젼용액(SBR 라텍스고형분 49중량%)을 상온에서 혼합하여, 액상의 정내력(釘耐力)부여를 위한 수지조성물을 얻었다. 또한, SBR 라텍스에는 니혼 제온 주식회사제의 Nipol LX-436를 사용했다.
이어서, 시트 형상 유리섬유에, 경화제를 첨가한 상기 수지조성물을 함침 (함침량은 고형분 환산으로 45%)시킨 후, 80℃의 온도로써 20분간 건조시켜, 보강시트를 얻었다.
마지막으로, 상기 보강 시트를 상기 복합경화체의 표면과 이면과 포개어, 그 적층체를 110℃의 온도로써, 압력7 kgf/c㎡ 으로 20분간 프레스하여, 표리양면에서 두께 1 mm의 보강층(6)과, 두께 10 mm의 심재(5)와로 이루어지는 복합건축 재료를 얻었다.
(실시예 1-3)
실시예 1-1와 기본적으로 같지만, 미소성의 제지 슬러지 1800중량부와, 그 제지 슬러지의 소성물 248중량부와, 물 5500중량부와를 혼련하여, 이 얻어진 슬러리를 탈수 프레스법으로써, 50 kgf/c㎡(4.9 MPa)의 압력으로 가압하여, 두께 15 mm의 시트 형상 성형체로 하고, 이 시트 형상 성형체를 100℃로 가열하여 건조시켜, 판상의 복합경화체로 했다.
(실시예 1-4)
실시예 1-2와 기본적으로 같지만, 미소성의 제지 슬러지 1600중량부와, 그 제지 슬러지의 소성물(무기비정질과 무기결정질을 포함한다) 248중량부와, 물 5000중량부와를 혼련하여 슬러리를 조정하여, 이 얻어진 슬러리를 탈수 프레스법으로, 75 kgf/c㎡(7.35 MPa)의 압력으로 가압하여 성형한 후, 100℃로 가열하여 건조시키는 것에 의해, 두께20 mm의 복합경화체로 했다.
(비교예 1-1)
상기 실시예 1-1, 1-2와 같은 보강층을 심재의 양면에 마련한 것이지만, 심재로서 복합경화체의 대신에 두께 12 mm의 석고 보드를 사용했다. 이상의 실시예및 비교예에서 얻어진 복합건축 재료에 관해서 굽힘 강도, 압축강도, 가공성 및 정타성(釘打性;못박음성)에 관해서 시험을 했다. 그 결과를 표 1에 도시한다.
또한, 시험방법은 굽힘 강도가 JIS A 6901에 규정된 방법에, 또한 압축강도가 JIS A 5.416에 규정된 방법에, 각각 준한 것으로 했다. 또한, 정타성(釘打性)은 지름4 mm 길이50 mm의 못을 박아, 크랙의 발생 유무를 조사했다.
실시예 1-1 실시예 1-2 실시예 1-3 실시예 1-4 비교예 1-1
굽힘 강도(kgf/c㎡) 238 182 537 413 97
압축강도(kgf/c㎡) 851 817 891 734 753
정타성(釘打性) 크랙 없음 크랙 없음 크랙 없음 크랙 없음 크랙 있음
〔실시예2〕
(실시예2-1)
미소성의 제지 슬러지(환동요재사가 취급하는 「생 슬러지」 : 고형분 34중량%, 수분 66중량%) 15i2g을 준비했다. 이어서, 이 제지 슬러지를 컨베이어로 반송하면서, 3 kgf/c㎡의 압력을 가하면서 100℃로 가열하여 건조시킴으로써 두께 10 mm의 판상의 복합경화체로 했다.
이렇게 얻어진 경화체를 형광 X선 분석장치(Rigaku 제 RIX2100)를 이용하여 분석한 바, 산화물로 환산하여, 하기의 조성인 것을 알았다. 또한, 펄프에 관해서는 1100℃로 소성하여 중량감소량으로부터 측정했다.
펄프 : 51.4중량%, SO3: 0.5중량%
SiO2 : 24.2중량%, P2O5: 0.2중량%
Al2O3: 14.0중량%, C1 : 0.2중량%
CaO : 8. 0중량%, ZnO : 0.1중량%
MgO : 1.4중량%, 기타 : 미량
TiO2: 1.0중량%,
한편, 시판의 페놀 수지용액 80중량%과, 탄성고분자인 라텍스 20중량%의 에멀젼용액(SBR 라텍스고형분 49중량%)을 상온에서 혼합하여, 액상의 정내력(釘耐力)부여를 위한 수지조성물을 얻었다. 또한, SBR 라텍스에는 니혼 제온 주식회사제의 Nipol LX-436를 사용했다.
이어서, 시트 형상 유리섬유에, 경화제를 첨가한 상기 수지조성물을 함침 (함침량은 고형분 환산으로 45%)시킨 후, 80℃의 온도로써 20분간 건조시켜, 보강 시트를 얻었다.
더욱이 상기 페놀 수지용액을 상기 경화체의 표면과 이면과에 도포하여, 80℃의 온도로 20분간 건조시켰다.
그리고, 상기 보강 시트를 상기 경화체의 표면과 이면과 포개어, 그 적층체를 110℃의 온도로써, 압력7 kgf/c㎡에서 20분간 프레스하여, 표리양면합계로 두께 1 mm의 보강층과, 두께 10 mm의 심재와의 복합체를 얻었다.
마지막으로, 상기 복합체의 양면에, 두께 1 mm의 화장단판(삼목판)을 초산비닐접착제에 의해서 접착하여, 복합건축 재료를 얻었다. 이 실시예2-1의 복합건축 재료는 도 4에 도시한 구조를 갖는다.
(실시예2-2)
미소성의 제지 슬러지(환동요재사가 취급하는 「생 슬러지」 : 고형분 34중량%, 수분 66중량%)1512 g을 준비했다. 이어서, 이 제지 슬러지를 교반하면서 80℃로 건조시켜, 얻어진 건조체를 780℃로 5시간 소성한 후에 즉시 실온에 노출하여 급냉했다. 그리고 그 소성물을 볼 밀으로 분쇄하여 248 g의 무기비정질분체를 얻었다.
상기 얻어진 무기비정질분체를 형광 X선 분석장치(Rigaku 제 RIX2100)를 이용하여 분석한 바, 산화물로 환산하여, 하기의 조성인 것을 알았다.
SiO2 : 34.1중량%, TiO2: 1.0중량%
CaO : 21.3중량%, SO3: 0.5중량%
Al2O3: 20.7중량%, C1 : 0.2중량%
Fe2O3: 12.4중량%, ZnO : 0.1중량%
MgO : 5.9중량%, 기타 : 미량
P2O5: 2.8중량%,
이어서, 상기 미소성의 제지슬러지 1512 g와, 상기 소성물(무기 비정질분체)248 g를 혼련하여, 이 얻어진 혼련물을 컨베이어로 반송하면서, 3 kgf/c㎡의 압력을 가하면서 100℃로 가열하여 건조시킴으로써 두께 10 mm의 판상의 복합경화체로 했다.
상기 얻어진 복합경화체에 관해서, X선 회절에 의해 결정구조를 확인했다. 그 X선 회절의 차트를 도 10에 도시한다. 또한, 이 X선 회절은 Rigaku 제 MiniFlex를 사용하여, Cu를 타겟으로 했다. 2θ : 22˚중심으로 완만한 기복(헬로)가 관찰됨과 동시에 결정구조를 도시한 피크도 관찰되어, 비정질구조중에 결정구조가 혼재하고 있는 것을 알수 있다. 또한, 피크으로부터는 Gehlenite, syn, Melilite- synthetic, Gehlenite-synthetic, Anorthite, ordered가 동정되었다.
한편, 나무 결모양을 인쇄한 오버레이층용의 말린 크라프트지(평량25 g/㎡),모양이나 색채를 인쇄한 패턴층용의 말린 크라프트지(평량80 g/㎡), 패커층용의 말린 크라프트지(평량80 g/㎡) 및 코어층용의 말린 크라프트지(평량120 g/㎡ )을 준비하여, 오버레이층용의 말린 크라프트지와 패턴층용의 말린 크라프트지와 패커층용의 말린 크라프트지과각각 멜라민 수지를 함침율 250%, 80%, 80%의 비율로 함침 시키고, 더욱이 코어층용의 말린 크라프트지에 페놀 수지를 함유율 100%로 함침 시킨다. 또한, 함침율이란(함침 수지중량 /크라프트지의 중량)×100으로 구해지는 값(%)을 말한다.
마지막으로, 상기 판상의 복합경화체의 표면과 이면에 각각, 상기 패커층용의 말린 크라프트지, 코어층용의 말린 크라프트지, 패턴층용의 말린 크라프트지 및 오버레이층용의 말린 크라프트지를 순차적으로 재치하여, 이들을 압력40 kgf/c㎡를가하면서 온도 150℃로 5분간 가열하여 일체화시킴으로써 심재의 양면에 화장판이 형성된 복합건축 재료를 얻었다.
이 실시예2-2의 복합건축 재료는 도 5에 도시한 구조를 갖는다.
(실시예2-3)
기본적으로는 실시예2-1과 마찬가지지만, 미소성의 제지 슬러지(고형분 34중량%, 수분 66중량%)에 물을 추가하여 고형분 10%의 슬러리로 하여, 이어서, 이 슬러리5000 kg를 장망 종이 제조법으로써 시트 형상으로 성형한 후, 100℃로 가열하여 건조시킴으로써 두께 10 mm의 시트 형상 성형체(경화체)로 했다.
더욱이 페놀 수지용액을 이 경화체의 표면과 이면과에 도포하여, 80℃의 온도로 20분간 건조시켜, 실시예2-1와 같이 복합경화체를 얻었다.
(실시예2-4)
기본적으로는 실시예2-2와 마찬가지지만, 미소성의 제지 슬러지(고형분 34중량%, 수분 66중량%) 1512kg을 교반하면서 80℃로 건조시켜, 얻어진 건조체를 780℃로 5시간 소성한 후에, 즉시 실온에 노출하여 급냉했다. 그리고 그 소성물을 볼 밀으로 분쇄하여 248 kg의 무기비정질분체를 얻었다.
이어서, 미소성 제지 슬러지 2300중량부와 상기 무기비정질분체 200중량부와를 혼련하여, 이 얻어진 혼련물을 컨베이어에서 반송하면서 15 kgf/c㎡(1.47 MPa)의 압력을 가하면서, 100℃로 가열하여 건조시킴으로써 두께 10 mm의 판상의 복합경화체로 했다.
(비교예2-1)
상기 실시예2-2와 같은 화장층을 심재의 양면에 마련한 것이지만, 심재로서 상기 시트 형상 성형체의 대신에 두께 12 mm의 석고 보드를 사용했다.
이상의 실시예 및 비교예에서 얻어진 복합건축 재료에 관해서 굽힘 강도 및 압축강도의 측정과 충격 시험을 실시했다. 그 결과를 표 2에 도시한다.
또한, 시험방법은 굽힘 강도가 JIS A 6901에 규정된 방법에, 또한 압축강도가 JIS A 5416에 규정된 방법에, 각각 준한 것으로 했다. 그리고 충격 시험은 530 kg의 철구를 1m의 높이로부터 낙하시켜 발생하는 타흔(打痕)의 깊이를 측정했다.
실시예 2-1 실시예 2-2 실시예 2-3 실시예 2-4 비교예 2-1
굽힘 강도(kgf/c㎡) 258 191 142 190 110
압축강도(kgf/c㎡) 860 735 873 738 760
타흔(打痕)의 깊이(mm) 0 0 0 0 5
〔실시예3〕
(실시예3-1)
미소성의 제지 슬러지(환동요재사가 취급하는 「생 슬러지」 : 고형분 34중량%, 수분 66중량%) 1512g을 컨베이어로 반송하면서, 3 kgf/c㎡의 압력을 가하고, 두께 10 mm의 시트 형상 성형체로 했다. 이 시트 형상 성형체를 100℃로 가열 건조하여 판상의 경화체로 했다.
이렇게 얻어진 경화체를 형광 X선 분석장치(Rigaku 제 RIX2100)를 이용하여 분석한 바, 산화물로 환산하여 하기의 조성인 것을 알았다. 또한, 펄프에 관해서는1100℃로 소성하여 중량감소량으로부터 측정했다.
하기
펄프 : 51.4중량%, TiO2: 1.0중량%
SiO2 : 24.2중량%, SO3: 0.5중량%
Al2O3: 14.0중량%, P2O5: 0.2중량%
CaO : 8. 0중량%, C1 : 0.2중량%
MgO : 1.4중량%, ZnO : 0.1중량%
기타 : 미량
또한, 복합경화체의 측면을 광학현미경(50배)로 관찰한 바, 가압방향으로 직교하는 방향으로 섬유가 배향하고 있었다.
다음에, 시판의 페놀 수지용액 80중량%과 탄성고분자인 라텍스15중량%의 에멀젼용액(SBR 라텍스고형분중량49%)을 상온에서 혼합하여 액상의 정내력(釘耐力)부여를 위한 수지조성물을 제작했다. 또한, SBR 라텍스에는 니혼 제온 주식회사제의 Nipol LX-436를 사용했다. 그리고, 이 수지조성물에 경화제를 첨가한 것을 시트 형상 유리섬유에 함침 (함침량 : 고형분 환산45%)시킨 후, 80℃의 온도로써 15분간 건조하여, 보강 시트를 얻었다.
한편, 경화체는 그 표리면에 페놀 수지를 도포하여 80℃의 온도로 20분간 건조해 두었다. 그리고, 보강 시트를 경화체의 표면 및 이면에 각각 재치하고 나서, 110℃의 온도로써 압력7 kgf/c㎡에서 20분간 프레스하여 일체화하여, 표리양면에두께 1 mm의 보강층을 가지는, 두께 10 mm의 심재를 형성하였다.
더욱이 심재의 한 면의 보강층상에 두께2 mm의 복합 시트를 초산비닐접착제에 의해서 접착하여 복합건축 재료를 제조했다. 또한, 이 복합 시트는 페놀 수지 20중량부 및 동분말 300중량부를 혼련한 조성물을 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET) 필름에 도포하여, 120℃에서 1시간 가열한 후, PET 필름을 박리하여 제작한 것이다.
(실시예3-2)
미소성의 제지 슬러지(환동요재사가 취급하는 「생 슬러지」 : 고형분 34중량%, 수분 66중량%) 1512g을 교반하면서 80℃로 건조하여, 얻어진 건조체를 780℃로 5시간 소성한 후, 즉시 실온에 노출하여 급냉했다. 그 후, 소성체를 볼 밀으로 분쇄하여, 248g의 무기비정질분체를 얻었다.
이렇게 얻어진 무기비정질분체를 형광 X선 분석장치(Rigaku 제 RIX2100)를 이용하여 분석한 바, 산화물로 환산하여 하기의 조성인 것을 알았다.
하기
SiO2 : 34.1중량%, P2O5: 2.8중량%
Al2O3: 20.7중량%, TiO2: 1.0중량%
Fe2O3: 12.4중량%, SO3: 0.5중량%
CaO : 21.3중량%, C1 : 0.2중량%
MgO : 5.9중량%, ZnO : 0.1중량%
기타 : 미량
다음에, 상기한 미소성의 제지 슬러지 1512g와 상기 무기비정질분체 248g를 혼련하여, 이 혼련물을 컨베이어로 반송하면서, 3 kgf/c㎡의 압력을 추가하여 두께 10 mm의 시트 형상 성형체로 했다. 이 시트 형상 성형체의 위에 두께 1 mm의 알루미늄 박을 적층한 후, 압력 40 kgf/c㎡ 및 온도 150℃로 5분간 가열하여 일체화하여, 심재의 양면에 알루미늄층이 형성된 복합건축 재료를 제조했다.
또한, 심재에 관해서, X선 회절에 의해 결정구조를 확인했다. 그 X선 회절의 차트를 도 10에 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, 피크으로부터는 Gehlenite, Melilite, Anorthite의 결정의 외에 CaCO3(Calcite) Kaolinite 및 SiO2의 결정체가 고정되었다. CaCO3의 함유량은 심재의 전중량에 대하여 환산치로 9.8중량% 였다.
(실시예3-3)
기본적으로는 실시예3-1과 마찬가지지만, 제지 슬러지(고형분 48중량%, 수분 52중량%)에 물을 추가하여 고형분 15중량%의 슬러리로 하여, 이 슬러리9000 kg를 공지의 종이 제조법으로써 종이 제조하여, 두께 10 mm의 시트 형상 성형체로 했다. 이어서, 이 시트 형상 성형체를 100℃로 가열 건조하여, 두께 20 mm의 시트 형상 성형체로 했다.
(실시예3-4)
기본적으로는 실시예3-2와 마찬가지지만, 미소성의 제지 슬러지 1800중량부와, 상기 무기비정질분체 200중량부 및 물2300중량부를 혼합한 슬러리를 탈수 프레스법으로써 30 kgf/c㎡(2.94 MPa)의 압력을 가하여 두께 25 mm의 판상체로 했다.
(비교예3-1)
실시예3-1의 복합건축 재료에 있어서, 심재로서 두께 12 mm의 석고 보드를 사용한 타는 같은 구조의 건축 재료를 제작했다.
이상의 실시예 및 비교예에서 얻어진 복합건축 재료에 관해서 굽힘 강도, 압축강도, 가공성 및 정타성(釘打性)을 시험보았다. 그 결과를 표3에 도시한다. 또한, 시험방법은 굽힘 강도가 JIS A6901에, 또한 압축강도가 JIS A 5416에 규정된 방법에, 각각 준하여 측정했다. 또한, 충격 시험은 530 g의 철구를 높이 1m에서 복합건축 재료상에 낙하시켜 생기는 타흔(打痕)의 깊이를 측정했다.
실시예 3-1 실시예 3-2 실시예 3-3 실시예 3-4 비교예 3-1
굽힘 강도(kgf/c㎡) 238 182 227 195 97
압축강도(kgf/c㎡) 851 817 830 827 753
내충격성 :깊이(mm) 0 0 0 0 5
〔실시예4〕
(실시예4-1)
미소성의 제지 슬러지(환동요재사가 취급하는 「생 슬러지」 : 고형분 34중량%, 수분 66중량%)1512중량부를 준비했다. 이어서, 이 제지 슬러지를 컨베이어로 반송하면서, 3 kgf/c㎡의 압력을 가하면서 100℃로 가열하여 건조시킴으로써 두께 10 mm의 판상의 복합경화체로 했다. 이렇게 얻어진 경화체를 형광 X선 분석장치(Rigaku 제 RIX2100)를 이용하여 분석한 바, 산화물로 환산하여, 하기의 조성인 것을 알았다. 또한, 펄프에 관해서는 1100℃로 소성하여 중량감소량으로부터 측정했다.
펄프 : 51.4중량%, SO3: 0.5중량%
SiO2 : 24.2중량%, P2O5: 0.2중량%
Al2O3: 14.0중량%, C1 : 0.2중량%
CaO : 8. 0중량%, ZnO : 0.1중량%
MgO : 1.4중량%, 기타 : 미량
TiO2: 1.0중량%,
한편, 시판의 페놀 수지용액 80중량%과, 탄성고분자인 라텍스 20중량%의 에멀젼용액(SBR 라텍스고형분 49중량%)을 상온에서 혼합하여, 액상의 정내력(釘耐力)부여를 위한 수지조성물을 얻었다. 또한, SBR 라텍스에는 니혼 제온 주식회사제의 Nipol LX-436를 사용했다.
이어서, 시트 형상 유리섬유에, 경화제를 첨가한 상기 수지조성물을 함침 (함침량은 고형분 환산으로 45%)시킨 후, 80℃의 온도로써 20분간 건조시켜, 보강 시트를 얻었다.
더욱이 상기 페놀 수지용액을 상기 경화체의 표면과 이면과에 도포하여, 80℃의 온도로 20분간 건조시켰다.
그리고, 상기 보강 시트를 상기 경화체의 표면과 이면과 포개어, 그 적층체를 110℃의 온도로써, 압력7 kgf/c㎡에서 20분간 프레스하여, 표리양면합계로 두께 1 mm의 보강층과, 두께 10 mm의 심재와의 복합체를 얻었다.
마지막으로, 상기 복합체의 양면에, 두께 0.3 mm의 내수지를 초산비닐접착제에 의해서 접착하여, 복합건축 재료를 얻었다.
이 실시예4-1의 복합건축 재료는 도 8에 도시한 구조를 갖는다.
(실시예4-2)
미소성의 제지 슬러지(환동요재사가 취급하는 「생 슬러지」 : 고형분 34중량%, 수분 66중량%) 1512중량부를 준비했다. 이어서, 이 제지 슬러지를 교반하면서 80℃로 건조시켜, 얻어진 건조체를 780℃로 5시간 소성한 후에 즉시 실온에 노출하여 급냉했다. 그리고 그 소성물을 볼 밀으로 분쇄하여 248 g의 무기비정질분체를 얻었다.
상기 얻어진 무기비정질분체를 형광 X선 분석장치(Rigaku 제 RIX2100)를 이용하여 분석한 바, 산화물로 환산하여, 하기의 조성인 것을 알았다.
Si0i : 34.1중량%, TiO2: 1.0중량%
CaO : 21.3중량%, SO3: 0.5중량%
Al2O3: 20.7중량%, C1 : 0.2중량%
Fe2O3: 12.4중량%, ZnO : 0.1중량%
MgO : 5.9중량%, 기타 : 미량
P2O5: 2.8중량%,
이어서, 상기 미소성의 제지 슬러지 1512중량부와, 상기 소성물(무기비정질분체)248중량부와를 혼련하여, 이 얻어진 혼련물을 컨베이어로 반송하면서, 3 kgf/c㎡의 압력을 가하면서 100℃로 가열하여 건조시킴으로써 두께 10 mm의 판상의 복합경화체로 했다.
상기 얻어진 복합경화체에 관해서, X선 회절에 의해 결정구조를 확인했다. 그 X선 회절의 차트를 도 10에 도시한다. 또한, 이 X선 회절은 Rigaku 제 MiniFlex를 사용하여, cu를 타겟으로 했다. 2θ : 15°∼40°로 완만한 기복(헬로)가 관찰됨과 동시에 결정구조를 도시한 피크도 관찰되고, 비정질구조중에 결정구조가 혼재하고 있는 것을 알 수 있다. 또한 피크로부터는 Gehlenite, syn, Melilite-synthetic, Gehlenite-synthetic, Anorthite, ordered가 동정되었다.
한편, 나무 결모양을 인쇄한 오버레이층용의 말린 크라프트지(평량25 g/㎡),모양이나 색채를 인쇄한 패턴층용의 말린 크라프트지(평량80 g/㎡), 패커층용의 말린 크라프트지(평량80 g/㎡) 및 코어층용의 말린 크라프트지(평량120 g/㎡)을 준비하여, 오버레이층용의 말린 크라프트지와 패턴층용의 말린 크라프트지와 패커층용의 말린 크라프트지에 각각 멜라민 수지를 함침율 250%, 80%, 80%의 비율로 함침 시키고, 더욱이 코어층용의 말린 크라프트지에 페놀 수지를 함유율100%로 함침 시킨다. 또한, 함침율이란(함침 수지중량 /크라프트지의 중량)×100으로 구해지는 값(%)을 말한다.
마지막으로, 상기 판상의 복합경화체의 표면과 이면에 각각, 상기 패커층용의 말린 크라프트지, 코어층용의 말린 크라프트지, 패턴층용의 말린 크라프트지 및 오버레이층용의 말린 크라프트지를 순차적으로 재치하여, 이들을 압력40 kgf/c㎡를 가하면서 온도 150℃로 5분간 가열하여 일체화시킴으로써 심재의 양면에 종이의 층이 형성된 복합건축 재료를 얻었다.
상기 실시예4-2의 복합건축 재료는 도 9에 도시한 구조를 갖는다.
(비교예4-1)
상기 실시예4-2와 같은 종이의 층을 심재의 양면에 마련한 것이지만, 심재로서 상기 시트 형상 성형체의 대신에 두께 12 mm의 석고 보드를 사용했다.
이상의 실시예 및 비교예에서 얻어진 복합건축 재료에 관해서 굽힘 강도 및 압축강도의 측정과 내수성시험을 실시했다. 그 결과를 표4에 도시한다.
또한, 시험방법은 굽힘 강도가 JIS A 6901에 규정된 방법에, 또한 압축강도가 JIS A 5416에 규정된 방법에, 각각 준한 것으로 했다. 그리고 내수성시험은 JIS Al437에 준하여 흡습시킨 후, JIS A 6901에 규정된 방법에 준한 것으로 했다.
실시예4-1 비교예4-1
굽힘 강도(kgf /c㎡) 353 63
압축강도(kgf/c㎡) 860 385
내수성(kgf/c㎡) 286 24
본 발명의 복합건축 재료에 의하면, 생산성이 뛰어남과 동시에 굽힘 강도 및 압축강도에도 뛰어나, 더구나 크랙이 생기지 않고 못을 박아 넣을 수 있는 건축 재료를 저렴하게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시예의 구성에 한정되는 것이 아니고, 특허청구의 범위의 기재의 범위내에서 당업자가 적절하게 변경할 수 있는 범위를 포함하는 것으로, 예를 들면, 본 발명의 복합건축 재료의 심재는 상기 복합경화체 이 외의 재료를 더 함유하고 있어도 좋다.
또한, 본 발명에서는 충격이 가해지더라도 의장성이 저하하지않는 건축 재료를 저렴하게 제공할 수 있다.
더욱이 본 발명의 전자파 실드층을 갖는 복합건축 재료에서는 내화성 및 굽힘하여 가공성이 뛰어난 것은 물론, 특히 압축도가 높게 또한 내충격성에도 우수하기 때문에, 충격에 의해서 전자파 실드층이 파괴되지 않는다. 따라서, OA 기기를 설치하는 방이나, 병원의 집중치료실 등의 벽재나 마루재에 최적의 복합건축 재료를 제공할 수 있다.
더욱이 또한, 본 발명의 종이층을 갖는 복합건축 재료에서는 특히 심재에 내수지를 점착하는 경우에, 내수성에도 뛰어난 건축 재료를 제공할 수 있다.

Claims (25)

  1. 심재의 적어도 한편의 면에, 섬유기재 및 수지로 이루어지는 복합층이 형성된 복합건축재료에 있어서, 상기 심재가 무기 비정질체를 포함함과 동시에 무기 비정질체중에 섬유 형상의 물질을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
  2. 심재의 적어도 한편의 면에, 섬유기재 및 수지로 이루어지는 복합층이 형성된 복합건축 재료에 있어서, 상기 심재가 무기 비정질체로 이루어지는 무기비정질분체를 결합재를 개재하여 성형한 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
  3. 심재의 적어도 한편의 면에, 섬유기재 및 수지로 이루어지는 복합층이 형성된 복합건축 재료에 있어서, 상기 심재가 다당류로 이루어지는 유기질섬유 형상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
  4. 제 1항 내지 3항의 어느 한 항에 있어서,
    복합층은 수지의 함유량이 섬유기재 100중량부에 대하여 20∼200중량부인 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
  5. 제 1항 내지 3항의 어느 한 항에 있어서,
    복합층의 두께는 0.1∼3.5 mm 인 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
  6. 제 1항 내지 3항의 어느 한 항에 있어서,
    복합층의 비중은 0.5∼3.9인 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
  7. 제 1항 내지 3항의 어느 한 항에 있어서,
    복합층은 탄성고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
  8. 심재의 적어도 한편의 면에 화장층이 형성된 복합건축 재료에 있어서,
    상기 심재가 무기 비정질체를 포함함과 동시에, 그 무기 비정질체중에 섬유 형상의 물질을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
  9. 심재의 적어도 한편의 면에 화장층이 형성된 복합건축 재료에 있어서,
    상기 심재가 무기 비정질체를 갖는 무기비정질분체를 결합재를 개재하여 성형한 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
  10. 심재의 적어도 한편의 면에 화장층이 형성된 복합건축 재료에 있어서,
    상기 심재가 다당류로 이루어지는 유기질섬유 형상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
  11. 제 8항 내지 10항의 어느 한 항에 있어서,
    심재와 화장층과의 사이에 보강층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
  12. 제 8항 내지 11항의 어느 한 항에 있어서,
    화장층의 두께는 0.1∼10 mm 인 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
  13. 제 11항에 있어서,
    보강층은 탄성고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
  14. 제 8항 또는 10항에 있어서,
    섬유 형상의 물질은 특정방향으로 배향하고 있는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
  15. 심재의 적어도 하나의 면에, 전자파 실드층을 형성한 복합건축 재료이고, 상기 심재는 무기 비정질체를 포함하고, 상기 무기 비정질체중에 섬유 형상의 물질이 혼재하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
  16. 심재의 적어도 하나의 면에, 전자파 실드층을 형성한 복합건축 재료이고, 상기 심재는 무기 비정질체로 이루어지는 분체를 결합제를 개재하여 성형하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
  17. 심재의 적어도 하나의 면에, 전자파 실드층을 형성한 복합건축 재료이고, 상기 심재는 다당류의 유기질섬유 형상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
  18. 제 15항 또는 17항에 있어서,
    섬유 형상의 물질이 배향하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
  19. 제 15항 내지 18항의 어느 한 항에 있어서,
    전자파 실드층이 금속박인 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
  20. 제 15항 내지 18항의 어느 한 항에 있어서,
    전자파 실드층이 도전성 필러 및 수지로 이루어지는 복합 시트인 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
  21. 심재의 적어도 한편의 면에 종이가 점착되어 이루어지는 복합건축 재료에 있어서,
    상기 심재가 무기 비정질체를 포함하고, 상기 무기 비정질체중에, 섬유 형상의 물질이 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
  22. 심재의 적어도 한편의 면에 종이가 점착되어 이루어지는 복합건축 재료에 있어서,
    상기 심재가 무기 비정질체를 갖는 무기비정질분체를 결합재를 개재하여 성형한 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
  23. 심재의 적어도 한편의 면에 종이가 점착되어 이루어지는 복합건축 재료에 있어서,
    상기 심재가 다당류로 이루어지는 유기질섬유 형상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
  24. 제 21항 내지 23항의 어느 한 항에 있어서,
    종이는 내수지인 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
  25. 제 21항 또는 23항에 있어서,
    섬유 형상의 물질은 특정방향으로 배향되어 있는 것을 특징으로 하는 복합건축 재료.
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