KR20010105290A - 강화된 경량 벽판과 그 제조방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

현재의 석고 벽판 조성물의 양을 크게 감소시켜서 벽판 구조물의 강도는 유지하면서 중량을 감소시키는 퍼얼라이트와 같은 팽창된 광물과 조합으로 건조 상태에서 강화된 영구 결합을 형성하는 합성 바인더를 포함하는 신규한 벽판 조성물이 발표된다. 한 구체예에서 본 발명의 경량 강화 벽판은 전면 종이 상부층에 적용된 커버층을 포함하여서 증가된 강도, 내습성 및 방화성을 제공하며 배면 종이 상부층은 굴곡강도를 증가시키도록 처리된다. 또한 본 발명은 건설분야에서 벽과 천장 커버에 사용되는 경량성, 강화, 내습성, 방화성, 벽판 조성물 제조공정에 관계한다. 마지막으로 본 발명은 표준 석고 벽판 제조시설을 경제적으로 전환시키는 방법 및 장치를 포함하는 벽판 조성물 제조장치를 발표한다.

Description

강화된 경량 벽판과 그 제조방법 및 장치{STRENGTHENED, LIGHT WEIGHT WALLBOARD AND METHOD AND APPARATUS FOR MAKING THE SAME}
석고 벽판은 건설산업에서 과거 50년간 활용되어 왔으며 석고는 일차 코어성분이다. 석고 벽판 제조는 비싸고 복잡하고 어렵고 잘 조절된 제조공정이다. 석고 벽판 제조 공정은 제품 자체 및 제조 측면에서 내적 및 외적으로 환경적 문제가 되는 여러개의 정교한 단계를 필요로 한다. 석고 암석의 공급 목적은 합성 석고의 개발 및 사용 필요성을 가져왔다. 그러나 합성 석고는 복잡한 합성 석고 제조시설을 필요로 한다. 이러한 시설은 제조공정의 성질 때문에 발전소 시설 근처에 위치되어야 하는 FGD(연도 가스 탈황) 석고 제조공장을 포함한다. 발전소 시설은 고황 석탄을 활용하여 전력을 발생한다. 이들 발전소에 의해 발생되는 폐기물은 분류되고 합성 석고로 탈황된다. 이러한 합성석고는 하소되어서 벽판 제조공정에서 사용할 천연 석고 대체물로서 사용된다. 폐 슬래그 및 석탄 제품의 치명적인 장기간 건강에 미치는 효과 때문에 이러한 합성 석고의 처리 및 사용도 환경적 문제가 된다. 본 발명의 목적은 환경 친화적인 합성 접착제를 활용하며 건설산업에서 사용할 새롭고 환경에 안전한 벽판을 제공한다.
벽판 제품의 수요 증가로 인한 석고의 계속된 고갈은 최근 10년간 석고 및 석고 기초 제품의 가격을 상승시켰다. 석고 벽판 조성물 분야에서 20세기 태반동안 비교적 저렴한 원가는 석고 벽판 코어를 불변으로 유지시켰다. 그러나 건설산업 활황과 건축 수요 증가로 벽판 제품 수요가 벽판 공급을 초과하게 되었다. 이러한 수요증가는 벽판 단가를 상승시켰다. 유사하게 천연 석고 벽판 제품을 더욱 비싼 합성 석고 제품으로 대체할 필요성 역시 벽판 제품의 가격을 상승시켰다. 이와 같이 증가하는 가격 인상 요인 때문에 벽판 조성물에 존재하는 석고의 양을 최소화하는경량 강화 벽판 제품이 필요하다.
전통적인 벽판 제품을 강화하고 경량화하려는 시도가 과거에도 있었지만 이러한 노력은 최종 제품에 추가 비용을 첨가시켰다. 예컨대 벽판 제품의 강도를 약간 상승시킬 목적으로 벽판 조성물에 1 내지 2%의 무기 또는 합성 바인더를 사용하는 시도가 있었다. 그러나 강도를 증가시키고 비용 효율성을 유지시키는데 필요한 바인더의 양은 실현되지 않았다. 본 발명에서 벽판 제조시설에서 합성 바인더의 기본 성분을 중합시키는 시설을 배치함으로써 제조단가가 크게 감소될 수 있음이 발견되었다.
최신 석고 벽판 제조시설은 복잡한 제조시설 및 재료 취급시설을 포함하며 매우 비싸다. 석고 광산에서 석고 암석의 제거는 더 연질인 퍼얼라이트 광석을 표면 채굴하는 것 보다 힘든 일이다. 채굴후 더 단단하고 더욱 큰 석고 암석이 더 작은 크기로 분쇄되고 작은 입자가 된다. 이후에 분쇄된 석고는 롤러 및 하소 케틀, 임프(imp) 밀 또는 GC 밀을 포함한 복잡한 하소시스템을 통해 가공되어서 석고 미립자가 초크형 석고 수성 슬러리가 된다. 이러한 하소시스템 및 공정은 제료로부터 물을 제거하는데 석고 반죽 또는 석고 슬러리를 건조 및 가열해야 하므로 비싸다. 탈수공정에 이어서 석고가 저장통에 저장되고 핀 믹서 및 스크류형 컨베이어와 같은 시설로 공급된다. 발포물, 전분, 시멘트재료 및 기타 시약과 같은 성분과 함께 물이 첨가되어서 최종 석고 슬러리가 형성된다. 석고 반죽이 전면 및 배면 종이 사이에 확산 및 압축되고 절단된다. 이후에 복잡한 고온가마가 축축한 석고보오드를 1시간 이상 건조시키는데, 건조는 저온(250℉)에서 시작하여 고온(600℉)이 되었다가 가마를 저온(200℉)으로 빠져나가며 이때 석고보오드는 수분이 없게된다. 이와 같이 복잡한 처리시스템과 재료 취급 시설은 매우 비싸기 때문에 새로운 형태의 벽판을 제조하기 위해서 새로운 시설을 개시하는 것은 금지되었다(비용 때문에). 그러므로 기존의 제조시설이 저렴한 비용으로 변형되어서 강화되고 경량인 벽판 제품을 제조하는 수단이 제공된다면 이득이 될 것이다.
과거에도 퍼얼라이트등이 벽판 제조시 충진재로서 사용되었으며 연마재, 음향 반죽 및 타일, 석탄 바비큐 베이스, 세탁 베이스, 콘크리트 응집체, 필터 보조물, 비료 증강제, 주조 레이들 커버 및 모래 첨가제, 불활성 담체, 절연 보오드 충진재, 헐렁한 절연체, 몰딩 충진재 매체, 포장 매체, 페인트 조직형성제, 식물 전파 커팅, 내화제품, 토양 개량제, 타일 모르타르 응집체, 지붕-덱용 경량 절연 콘크리트에서 사용된다. 퍼얼라이트는 연화 범위내에서 적절한 온도로 가열될 때 원래 부피보다 20배 정도 팽창하는 유리질 화산암이다. 결과의 팽창 제품은 낮은 열전도도와 높은 소리 흡수성과 함께 저밀도로 인해서 건설분야에서 다양한 용도로 사용된다.
암석학에서 퍼얼라이트는 외양에서 양파껍질과 닮은 수많은 동심원 균열을 보이며 진주같은 광택을 갖는 유리질 화산 유문암이다. 화학적으로 퍼얼라이트는 준안정성 비정질 알루미늄 실리케이트이다. 퍼얼라이트를 분석하면 71-75% SiO2, 12.5%-18.0% Al2O3, 4-5% K2O, 1 내지 4% 나트륨/칼슘 산화물, 소량의 금속 산화물로 구성된다. 퍼얼라이트는 불활성이며 약 7의 pH를 갖는다. 퍼얼라이트의 비중은2.2-2.4(139-150파운드/ft3)이며 경도는 5.5-7(모스범위)이다. 퍼얼라이트는 투명한 연회색에서 유리질 흑색을 가진다. 그러나 팽창될 때 퍼얼라이트의 색상은 흰색에서 회색 및 흰색이다.
상업적으로 "퍼얼라이트"는 팽창된 제품을 포함한다. 퍼얼라이트 입자가 연질 점도로 가열될 때 유리에 존재하는 물(2 내지 5%)이 증발하여서 각 입자를 유리 발포물로 팽창시키는 증기를 형성한다. 1200-2000℉에서 퍼얼라이트의 부피는 4-20배 팽창된다. 팽창된 퍼얼라이트는 솜털이난 고다공성 물질이 되거나 저다공성 유리입자로 구성된다. 고유의 물성과 처리 변수에 따라서 팽창된 퍼얼라이트의 벌크 중량은 2 내지 20파운드/ft3이다.
ASTM에 의해 반죽 및 절연 콘크리트용으로 사용되는 팽창된 퍼얼라이트 응집체의 크기 및 벌크 밀도에 대한 기준이 확립된다. 필터 매체용 퍼얼라이트는 생산자에 의해 추천되는 성질 및 적절한 크기 기준을 따른다.
퍼얼라이트(팽창된)는 밀도(파운드/ft3)제품번호 또는 상품명으로 분류된다. 팽창된 제품은 세제곱 피트당 2파운드 정도 무게가 나가지만 널리 사용되는 벌크-밀도급 범위는 7 내지 15파운드/ft3이다. 본 발명의 벽판 복합체 코어에서 활용되는 팽창 퍼얼라이트는 4-10파운드/ft3의 밀도를 갖는다. 이 범위에 속하는 등급은 콘크리트, 반죽 및 공동충진재 또는 벽돌이다. 입자크기는 100 내지 2000㎛이다.
팽창된 제품은 선적을 위해 보통 4ft3/백의 부피로 포장된다. 팽창된 제품은 트럭 또는 레일을 통해 선적된다. 레일로 선적될 경우 팽창된 제품은 벌크 건조 밀도 운송차에 선적될 수 있다.
퍼얼라이트 팽창 공정 및 등급에 따라 팽창된 퍼얼라이트는 무게가 중요한 인자인 수많은 제품제조에 사용된다. 건설산업에서 퍼얼라이트의 불연소성 및 낮은 수분 흡수성은 퍼얼라이트가 탁월한 절연재료가 되게 한다. 퍼얼라이트 반죽이 구조강을 내화물로 만들며 내벽 및 천장의 중량을 감소시키기 위해서 사용된다. 퍼얼라이트 콘크리트 지붕-덱은 절연성이며 무게를 감소시킨다. 팽창된 퍼얼라이트는 지붕 절연(석고)보오드, 바닥 및 벽 타일의 중요성분이다.
퍼얼라이트의 중요한 용도로서 퍼얼라이트는 극저온에서 액체 산소를 담는 절연체(저온 기술), 물 표면상의 오일을 흡수하고 폐오일 함유 유출물 제거제, 조물사 첨가제로서 사용된다.
요약하면 퍼얼라이트는 건설산업에서 다양한 용도로서 사용되며 벽판 제품에서 충진재로서 사용되어 왔지만 벽판 조성물에 요구되는 석고의 양을 크게 감소시키는 촉매로서 효과적으로 사용된 적은 없었다.
게다가 표준 석고 벽판에 사용되는 초록색 또는 회색 전면 및 배면 종이는 보통 저급 재생지여서 선적, 건설 및 설치 과정동안 습한 표면 조건하에서 성능이 불량하다. 석고 보오드/쉬이트 락의 무게는 특히 천장 보오드를 매다는 경우에 안전성뿐만 아니라 운동 및 설치동안 때문에 중요한 인자이다. 부서지기 쉬운 석고보오드 설치동안 재료의 파괴 및 손실도 좋지 못하다. 그러므로 개선된 전면 및 배면 종이를 제공할 필요가 있다.
석고 벽판 및 관련 제품 제조시 주성분인 황산칼슘 수화물 CaSO4·2H2O의 사용은 반세기에 걸쳐서 불변이었다. 벽판, 래쓰(lath), 또는 외장과 같은 석고 코어 건자재로 빌딩 내부와 외부를 마감하는 것이 오랜 관행이었다. 일반적으로 보오드는 종이 또는 라이너 쉬이트 사이에 배치된 석고 결정 코어를 포함한다. 석고 슬러리가 수성슬러리의 물과 반응하고 건조된 후 표준 벽판 크기로 절단된다. 석고 건조벽 제조 방법은 Kirk-Othmer Encyclopedia(Chemical Technology, Second Edition, 1970, Vol. 21, pages 621-24.)에 발표된다. 석고 벽판 코어에 추가 작용제를 포함시키는 것은 공지이다. 예컨대 발포물이 분쇄되어 석고 슬러리의 형성 및 응고전 슬러리에 포함된다. 또한 전분 또 덱스트린과 같은 유기 접착제 또는 기타 섬유에 추가적으로 0.5-10%의 양으로 석고 슬러리에 퍼얼라이트 또는 버미큐라이트와 같은 팽창된 무기 충진재가 포함된다. 또한 석고 슬러리내에서 반응하여 가스를 형성하는 약품이 포함된다. 예컨대 탄산염이 첨가되어서 슬러리내에 CO2를 발생시킨다. 또한 비누 거품과 같은 기타 공기 포획제가 사용되어서 혼합동안 석고 슬러리속에 공기를 가둔다.
그러나 공기 셀의 양이 어느정도 증가하면 복합체 벽판 코어의 강도가 감소되기 때문에 포함될 수 있는 공기 또는 가스셀이나 공극의 양이 제한된다. 또한 과도한 공기 포획때문에 못이 뽑히는 것에 대해 견디는 능력이 악영향을 받는다.ASTM C79 및 ASTM C473에 따른 못 뽑기 및 굴곡 파괴 테스트에서 강도가 크게 감솟되므로 팽창된 광물은 2 내지 3% 이상으로 석고 벽판에 첨가되지 않는다. 최신 조성물에 비해 개선된 경량 강화 벽판 제품을 제조하려는 시도가 있었지만 저렴한 비용으로 무게를 감소시키면서 증가된 강도를 갖는 벽판 제조는 실현되지 않았다. 과거에 수많은 조합과 조성물이 시도 및 테스트되었지만 제조비용 증가때문에 활용되지 못하였다. 감소된 중량 및 밀도의 보오드는 산업 표준을 충족 또는 초과해야하며 ASTM 표준에 따른 더 무거운 비교대상보다 높은 강도를 가져야 한다. 이러한 경량 벽판 조성물은 전통적인 고속 제조장치를 사용하여 제조될 수 있어야 하며 완전히 상이한 제조공정으로 인한 부작용을 겪지 말아야 한다.
미국특허 5,879,825(Burke)에서 합성 바인더가 첨가되지만 복잡한 조성에 대한 화학적 연구 및 설계가 꽤 제한적이다. 또한 ASTM E119하에서 유독연기 문제가 고려되지 않았고 비용문제는 아크릴 폴리머의 양을 1-2%로 제한시키므로 최소한의 가교결합도를 갖는 폴리머가 된다. 게다가 코어조성물 응고동안 형성된 석고 결정의 탈수를 방지하는 작용제로서 퍼얼라이트의 사용이 발표되었지만 벽판 코어의 기초로서 석고 대체물인 퍼얼라이트를 도입하는 것을 고려하지 못하였고 강화제내에서 분자적 변화를 위해서 벽판 코어의 구성성분간에 완전한 가교결합을 위한 합성 바인더 조성물의 필요에 대한 고려도 없었다. 분자적 변화는 감소된 양의 석고를 벽판 코어의 다른 성분과 완전히 결합시키는데 필요하다. 상기 미국특허는 0.25 내지 2.5% 고형물 함량으로 "강도 강화제"를 사용하므로 작용제의 가교결합 효과를 크게 제한하며 완성된 벽판 제품의 중량을 크게 감소시키지 못한다.
셀룰로오스 및 기타 다공성 재료를 결합에 사용하는 시도도 있었다. 예컨대 미국특허 3,720,633(Nickerson)은 종이 전환 분야에서 사용하는 폴리비닐알콜 기초 접착제 조성물을 발표한다. 그러나 공지 조성물에 비해서 감소된 중량을 가지면서 벽판 쉬이트로서 재료를 활용하는데 필요한 강도를 갖는 코어재료를 제조하기 위해서 석고 또는 팽창 재료와 결합하여 성분간 충분한 가교결합을 할 수 있는 특정 합성 접착제 조성물 필요에 대한 고려는 없었다.
미국특허 5,534,059(Immordino, Jr.)는 수재분산성 분말 폴리머 바인더와 폴리머-변성 석고 기초 재료를 포함한 반죽 조성물을 발표한다. 그러나 이 경우에 폴리머 바인더는 더욱 단단하고 쉽게 기계가공가능한 플라스터 블랭크를 제조하기 위해서 사용되며 벽판 코어의 석고 또는 팽창된 광물성분과 단단한 결합을 하기 위해서 완전 가교결합하는 합성 바인더를 갖는 강화된 경량 벽판 제조에 사용될 수 있는 조합에 대해서는 제시하지 못하였다.
그러므로 벽판 조성물에서 석고의 필요량을 감소시키며 벽판 코어 구성요소를 완전 가교결합시켜 구조적 완전성을 갖는 단단한 구조물을 형성할 합성 바인더 조성물을 활용하는 고강도 경량 벽판 제품을 제공할 필요가 있다. 이러한 벽판 제품은 산업 조건을 충족해야 하며 중량을 감소시키면서 공지 벽판 제품 이상의 강도를 가져야 한다. 또한 새로운 조성물 제조를 위해서 설비를 과도하게 변경시키지 않고도 기존의 석고 벽판 제조 설비에서 벽판이 제조될 수 있어야 한다.
발명의 요약
처리된 내습성 및 내열성 종이재료 커버내에 포함된 팽창된 재료(퍼얼라이트), 유기 결합 접착제, 건조제 및 경화제와 조합되며 건조상태에서 영구 결합을 시키는 합성 바인더로 구성된 조성물이 개선된 경량 강화 벽판 제품을 제조함이 발견되었다. 본 발명은 충진재로 작용할 뿐만 아니라 광물 자체에 부착하는 바인더 때문에 복합 매트릭스의 일부가 되는 팽창된 광물을 활용한다. 과거에 석고 벽판에서 활용되는 무기 충진재 1-10%에 비해서 본 발명의 코어 복합체는 13-60%의 팽창된 광물이 포함되어서 코어 구성에 필요한 석고의 양을 크게 감소시킨다.
본 발명의 개선된 벽판을 통해서 여러가지 중요한 향상이 이루어졌다. 먼저 본 발명의 벽판 조성물은 벽판 제조에 필요한 하소된 석고의 양을 크게 감소시킨다. 벽판 조성물에서 사용을 통해서 하소된 석고의 양을 감소시킴으로써 벽판 제조공장의 제조용량을 확장시킨다. 대체로 석고 광석의 분쇄 또는 합성 석고의 하소때문에 석고 공장은 제조용량이 제한된다. 에너지 및 총 비용을 크게 감소시키면서 필요한 석고의 양의 신장은 본 발명의 변경된 벽판 제조시설의 제조용량을 크게 증가시킨다.
특히 하소시설과 석고 저장원은 분쇄 한계 및 하소 케틀 한계때문에 벽판 제조시설에서 제조용량의 제한 인자가 되었다. 새로운 석고 공장에서 석고 하소 시설이 확대되었으므로 밀링 시설이 더욱 비싸졌다. 표준 벽판 제조시설은 벽판 제조라인에 공급하는 하나의 하소시설이 있다. 현재의 석고 광석 수요는 공급을 초과하므로 석고 광석 공급을 확장하고 석고의 양을 감소시키면 벽판 제조 공장의 생산용량이 증가한다. 또한 본 발명은 단일 보오드라인을 작동하는데 필요한 하소된 석고의 양을 감소시킬 수 있으며 현재의 단일 보오드라인 석고 공급원을 활용하여 추가 벽판 제조라인을 작동시킬 수 있으므로 벽판 시설의 제조용량을 크게 증가시킨다. 따라서 제조 용량 증가를 위해서 값비싼 하소 밀링 시설을 구매하는 비용이 감소된다.
본 발명의 두번째 장점을 현재의 무거운 석고 벽판 조성물에 비해서 무게가 가벼운 (최대 50%) 벽판 조성물을 가능하게 한다. 이와 같이 감소된 중량은 운송 하중을 감소시키므로 비용을 절감한다. 또한 현장 임금이 감소되며 설치 과정이 쉽고 덜 비용이 든다. 유사하게 벽판 설치시 발생한 상해 위험성이 감소된다.
본 발명의 강화된 벽판의 장점은 본 조성물이 과거보다 신축성이 큰 벽판을 제공하기 때문에 설치장소로 운송동안 보오드 파손 및 손실량을 감소시킨다.
본 발명의 벽판 조성물은 무거운 석고 벽판에 비해서 더 크거나 동일한 강도를 보이며 내습성 및 방화성 측면에서 개선되었다. 이러한 경량 및 강화는 구조적 지탱 하중 및 총 지탱강도를 감소시키므로 건설 비용이 감소된다.
벽판 코어의 특별한 구성은 벽판의 총 구조적 강도를 향상시키며 중량을 줄이며 파괴동안 공기로 운반되는 입자의 양을 감소시키며 부서지가가 어려우며 신축성이 향상된다. 게다가 본 발명의 고급 벽판 조성물은 약간의 시설 변경으로 기존의 벽판 제조시설을 사용하여 비용효율적으로 제조할 수 있다.
과거에 벽판 조성물에 합성 바인더를 첨가하는 시도는 설치동안 완성된 벽판 쉬이트를 칼로 절단하는 능력을 감소시켰다. 그러나 표준 건설산업에서 사용되는 나이프로 쉽게 절단되는 본 발명의 조성물이 개발되었고, 광물 및 팽창된 광물과 조합되는 부서지기 쉬운 가교결합 폴리머가 실현되었다. 강화섬유, 방화제, 발수제및 기타 방수재가 조성물에 포함될 수 있다. 또한 본 발명의 방법은 실험실 테스트에서 핀 믹서로부터 나이프까지 응고시간을 감소시켰으며 보오드 라인 제조속도를 증가시켰다. 제조속도가 증가함에 따라 현재의 수용를 충족시킬 더욱 많은 양의 벽판 제조가 가능해졌다. 이러한 복잡한 바인더 조성물은 다른 빌딩재료에도 활용된다.
전통적인 석고 벽판의 종이 커버는 폐신문지, 오래된 구겨진 종이, 크래프트 절단물 및 플라이리프 절단물과 같은 폐지로 구성된다. 결과적으로 벽판 색상이 갈색, 회색, 핑크, 초록색, 회색, 흰색 등으로 다양하다. 또한 종래의 석고 벽판의 강도는 굴곡 파괴 강도 및 못 뽑기 저항성 테스트(ASTM C-473)로 알 수 있는 커버 종이의 강도에 종속된다. 본 발명은 섬유 길이를 증가시켜 종이 커버 쉬이트의 파괴강도를 증가시키거나 종이 라미네이트르 활용하여 상부층을 변경시킨다.
본 발명의 강화된 코어재료는 종래의 비-강화 석고 보오드에 비해서 증가된 압축, 전단 및 인장 하중 테스트 결과를 제공한다. 석고 외장 보오드에 대한 ASTM 테스트 표준 C79 기준은 2시간 경과후 1.6g 미만의 평균 표면 흡수성을 능가해야 한다(섹션 5.1.7). 석고 벽판은 상기 ASTM 표준을 충족시키지만 내습성 및 악천후가 석고 보오드의 장기간 문제가 된다. 본 발명의 벽판은 ASTM C79-5.1.7을 훨씬 초과하는 내습성을 갖는 커버 및 코어 재료를 포함한다. 따라서 본 발명은 새로운 벽판 또는 천장 보오드 설계시 구조적 강도, 내습성, 중량 인자를 개선시키며, 석고가 일차 코어 성분이 아니다.
본 발명의 구체예는 1/4인치 보다 크고 1인치보다 작은 두께의 팽창된 퍼얼라이트 벽판 제조 방법에 관계하며, 팽창된 퍼얼라이트에 물과 함께 전분, 붕산, 발포제, 석고 및 라텍스 비닐 아세테이트 에멀젼을 첨가하여 조성물을 형성하는 단계를 포함한다. 퍼얼라이트 수성 슬러리는 재생 펄프로 구성된 두개의 고급 종이 커버 쉬이트 사이에 배치되어서 보오드가 형성되고 연속 보오드가 형성 장치에서 절단 나이프로 안내되어서 필요한 길이로 절단되고 마지막으로 75 내지 325℃의 고온 가마에서 보오드가 건조된다. 또한 보오드 라인의 캡슐화된 섹션에 고온 공기를 가하는 단계를 포함하며 보오드가 절단 나이프에 도달하기전 경화과정이 개시된다.
석고 보오드 제조는 석고 암석 수집에서 벽판 제조까지 복잡한 과정이다. 그러나 본 발명의 개선된 벽판 제품은 종래의 석고 벽판 제품과 그 제조방법에 비해서 주어진 석고 공급원으로부터 증가된 벽판 생산용량을 제공한다. 석고가 벽판 코어에 활용되지 않을 때 공정으로부터 하소시스템이 제거되며 경화온도가 감소된다. 이것은 벽판 제조 총비용을 크게 감소시킨다.
본 발명은 벽판 코어재료의 파괴 반감기 감소로 인한 환경적 개선을 제공한다. 퍼얼라이트는 석고보다 더욱 불활성인 재료이다. 따라서 지하수와 반응하지 않으므로 환경에 더욱 안전하다. 게다가 벽판 제품 제조에 사용된 접착제가 매우 신속하고 용이하게 분해된다. 따라서 본 발명의 벽판은 종래의 석고 벽판 제품에 비해서 가격 경쟁력이 있으며 환경에 우호적이며 강화된 방화성 강화 흰색 퍼얼라이트 벽판을 제공한다.
본 발명은 건설분야에서 벽과 천장을 덮는 벽판 제조에 유용한 신규한 "드라이월(drywall)"조성물 및 그 제조방법에 관계한다. 특히 본 발명은 벽판 제품에 존재하는 석고의 양을 크게 감소시키는 퍼얼라이트와 같은 팽창재료와 조합으로 최종 건조 상태에서 강화된 영구 결합을 시키는 합성 바인더 조합을 포함하는 신규한 벽판 조성물에 관계한다. 벽판 조성물에 존재하는 석고의 양을 감소시키면 강도는 유지하면서 벽판 구조물의 중량을 감소시킨다. 게다가 합성 바인더는 팽창 재료와 가교결합하여서 종전의 벽판 제품보다도 벽판 코어재료의 구성성분간 결합을 강하게 한다. 한 구체예에서 본 발명의 경량 강화벽판을 전면 종이 상부에 적용되는 커버링 베니어를 포함하여서 증가된 강도, 내습성 및 방화성을 제공하며 배면 종이 상부가 처리되어서 증가된 휨강도를 제공한다. 또한, 본 발명은 건설분야에서 벽과 천장을 덮는데 사용되는 경량, 내습성 및 방화성 강화 벽판을 제조할 조성물 제조방법에 관계한다. 또한 본 발명은 표준 석고 벽판 제조시설을 본 발명의 벽판 제조시설로 경제적으로 전환하는 방법 및 장치를 포함한 벽판 조성물 제조장치에 관계한다.
도 1 은 본 발명의 퍼얼라이트 처리 장치를 보여준다.
도 2 는 본 발명의 퍼얼라이트 벽판 제조시설을 보여준다.
* 부호설명
1 호퍼 2 컨베이어
3 엘리베이터 4 저장용기
5 컨베이어 6 통
7 공급기 8 보류기
9 팽창기 10 덕트
11 사이클론 컬렉터 12 덕트 컬렉터
100 퍼얼라이트 팽창시스템 200 저장 사일론
300 공급탱크 400 운송 시스템
550 블렌더 600 핀 믹서
700 액체 성분 800 종이 취급시설
910 컷-오프 나이프 950 롤 섹션
1200 건조로 1210 스택
1220 공기 입구 1300 드라이어 아웃피드 시스템
1400 트랜스퍼-부커 1500 보오드 번들러
1600 보오드 스태커
본 발명의 강화된 벽판 코어는 5 내지 60부피%의 팽창된 퍼얼라이트를 포함한다. 팽창된 퍼얼라이트는 100 내지 2000 ㎛의 크기를 가진다. 퍼얼라이트는 30+채에서 3-8% 유지되고 50+채에서 30-45% 유지되고 100+채에서 25-40% 유지되고 100-채에서 15-35% 유지된다. 밀도가 적은 것은 6파운드/ft3이고 촘촘한 것은 7.5파운드/ft3이다. 바인더는 비닐 아세테이트 폴리머, 액체 폴리우레탄, 아크릴 폴리머, 수계 변성 지방족 폴리머, 수용성 규산 나트륨 용액, 수계 폴리염화비닐 용액, 폴리비닐 알콜에서 선택된다. 칼륨 나트륨 알루미노실리케이트(purmol) 또는 실리카 미립자와 같은 건조제가 수분을 빠르게 배출시키는데 사용된다. 액체 혼화제로서 물 대신에 이소프로필 알콜이 사용된다. 위에서 열거된 물질을 사용하여 코어가 경화 및 강화되어서 벽판이 더욱 쉽고 말끔하게 절단될 수 있다.
본 발명의 벽판 조성물은 전분, 붕산, 비닐아세테이트 및 석고를 포함한다. 이러한 조합은 중량, 강도, 응고 및 결합측면에서 최상의 결과를 가져온다. 다양한 접착제를 적용한 후 벽판이 강도를 증가시키고 중량을 감소시키면서 현재 사용되는 벽판과 유사한 성능을 발휘하는가를 판정한다. 석고는 본 발명 벽판의 보충 성분이어서 기능성 벽판 제조에 필수적이지는 않지만 본 발명 벽판 복합체 코어에 석고의 사용은 몇가지 장점을 제공한다. 장점중 한가지는 기존의 숙련자에 의해 동일한 도구와 기술을 사용하여 제품이 제조될 수 있다는 것이다. 게다가 석고는 보오드의 신축성을 증가시키며 보오드의 절단특성을 개선시킨다. 석고는 벽판의 강도에 중요하지 않지만 바인더의 결합특성을 증가시킨다. 전분, 붕산 및 비닐아세테이트의 조합은 본 발명의 복합체 코어 제조시 퍼얼라이트를 충분히 결합시킨다. 그러나 본 발명의 벽판 제품 조성물에 석고의 첨가가 선호된다.
본 발명의 조성물에 석고를 포함시키면 형성시설과 나이프 사이에 보오드를 셋팅하는데 유리하다. 예열 시스템은 "무석고 코어"의 경화를 개시시켜 나이프에서 보오드 절단에 앞서서 보오드를 절단전 경화시킨다. 석고 사용은 단부에서 슬러리가 새어나옴이 없이 보오드를 절단하기에 충분한 응고를 위해서 보오드를 예열한 필요성을 제거하며 나이프 역전 시설에 의해 취급될 수 있을 정도로 단단한 보오드를 생성한다.
또한 석고는 복합체 코어의 방화성을 증가시킨다.
요약하면 본 발명의 벽판 제품 구성성분으로서 석고의 포함은 기존의 석고 벽판 제조시설에 석고 친화성 변형을 일으키고 석고 벽판 제조시설로 쉽고 완전하게 전환될 수 있는 강화된 경량 벽판 제품을 생산한다.
개선된 벽판 커버 재료는 40-50파운드 범위의 내습성 종이 쉬이트로 구성된다. 재생지 펄프로 구성된 커버재료를 포함하는 벽판 구조물에서 섬유의 길이는 1/2∼3/4인치이다. 그러나 본 발명은 1인치 이상의 원섬유로 구성된 상부 플라이 쉬이트를 사용한다. 1인치 이상 길이의 섬유를 포함한 종이가 과거에도 제조되었지만 벽판 쉬이트의 상부 플라이 커버 쉬이트에 이러한 원섬유가 적용된 적은 없었다. 따라서 이렇게 확장된 길이의 섬유를 벽판 커버 쉬이트에 포함시킴으로써 공지 벽판 구조물보다 강한 파괴 강도를 제공한다.
벽판의 종이 커버 쉬이트는 공지의 종이 형성 공정에 의해 적용된다. 전면 종이 커버 쉬이트의 상부층에 100% "원액"을 사용함으로써 재생된 벽판 종이와 관련된 점토 및 충진재를 일부 제거하면서 예측가능한 선형강도를 허용하며 강도가증가되고 취급 특성이 개선된다. 원통형 기계상에서 다층 쉬이트를 포함한 종이 커버 쉬이트가 먼저 제조된다. 로진 및 알럼과 같은 사이징 화합물이 층에 첨가된다. 층을 적층시켜 종이웹을 형성한다. 건조후 숙신산 무수물, 글루타르산 무수물, 무수 말레산과 올레핀의 반응 생성물로 구성된 합성 사이징제 에멀젼으로 종이가 코팅된다. 이 과정은 복합체 코어에 종이를 기계적 연결시키는 작용을 한다.
역청질 또는 왁스질 발수 재료가 사용될 경우에 퍼얼라이트 중량의 1.0 내지 10%의 양으로 사용된다. 이들은 용융 상태나 에멀젼으로 퍼얼라이트에 적용된다. 실리콘 에멀젼이 사용될 경우에 퍼얼라이트 중량의 0.01 내지 2%의 양으로 사용된다. 실리콘 에멀젼은 퍼얼라이트가 팽창기를 빠져나갈 때 퍼얼라이트에 직접 적용된다.
황산칼슘 기초 화합물은 충진재로 작용할 수 있다. 선호되는 샘플은 황산 칼슘을 필요로 하지 않지만 일부 샘플은 5 내지 15% 비율을 포함한다.
붕산, 붕산 아연, 술파메이트, 디암모늄 포스페이트, 질소화합물, 산화 안티몬, 실리카, 산화 티타늄, 지르콘과 같은 방화제가 보오드 중량의 0.15 내지 3%의 양으로 사용될 수 있다. 이러한 방화제는 슬러리 혼합과정동안 분말 또는 용액으로 조성물에 첨가되며 벽판의 적층 종이를 방화할 목적으로 종이 커버에 분무된다. 방화제는 다음과 같이 적용된다.
실시예 1(방화제, 내습제) : 보오드가 캐스케이드 섹션을 떠나서 테이크 오프 영역에 들어올 때 방화제 용액이 보오드상에 직접 분무된다. 이것은 보오드가 컨베이어를 통과할 때 분무 오버헤드를 사용하여 이루어진다. 저장탱크와 압력형방출 시스템에 의해 첨가제가 공급된다. 첨가제는 전면 종이상에 직접 분무된다.
실시예 2(방화제) : 종이에 방화제를 적용하는 또다른 방식은 크래프트 공정동안 건조 형태로 방화제를 첨가하는 것이다. 작은 방화제 입자가 종이 보오드 압출전에 펄프 슬러리에 첨가된다. 이것은 방화제가 종이 속에 포함되게 한다. 방화제는 붕산 아연, 산화 안티몬, 질소 화합물 또는 황화합물이다. 이들은 모든 종이에서 방화제이다. 내습제가 분무되어야 한다. 혼합과정동안 슬러리에 방화제를 첨가함으로써 복합체 코어가 방화 처리된다.
무기 또는 유기 바인더가 건조상태에서 영구적인 점착성을 위해 선택된다. 비닐계 폴리머처럼 자체 가교결합성 영구 점착성 폴리머가 선호된다. 바인더로서 유용한 폴리머의 예는 전분, 실리케이트, 폴리비닐 아세테이트, 비닐 아세테이트, 카르복실화 비닐 아세테이트-에틸렌, 염화비닐, 우레탄, 폴리우레탄, 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 트리에틸아민, 아크릴 수지, 변성된 지방족, 에폭시, 폴리비닐 알콜을 포함한다.
벽판 제조공정동안 바인더는 화학적 변화를 하여서 전분, 붕산염 및 합성 접착제사이에 완전 가교결합을 제공하여 퍼얼라이트를 포함하고 단단한 코어를 형성하는 강화된 웹을 형성한다.
현재 퍼얼라이트는 석고 벽판 조성물에서 공간을 채우는 충진재로서 사용된다. 그러나 본 발명은 팽창된 퍼얼라이트 광물을 복합체의 일부로서 활용하여 바인더가 퍼얼라이트를 파지함으로써 코어에 강도를 제공한다. 극단의 온도에서 건조로에서 벽판이 열처리될 때 벽판의 석고 구성성분의 결정 성장을 보장하고 석고 결정을 보호하기 위해서 벽판 조성물에 전분과 붕산염이 첨가된다. 그러나 전분과 붕산염이 조합되어 천연 접착제를 형성하기도 한다. 전분이 붕산염으로 처리될 때 붕산 음이온 구조내에 상호교환결합이 형성되어서 폴리머 시스템의 물성을 변성시킨다. 전통적인 석고 조성물은 벽판 강도를 위해서 추가 바인더를 필요로 하지 않으며 오히려 최종 제조단계에서 벽판의 열처리에 의해 초래되는 석고 결정 성장에 의존한다. 따라서 전통적인 석고 벽판 조성물은 전분과 붕산염 조합의 접착성질에 의존하지 않는다.
그러나 본 발명의 벽판 조성물은 추가 바인더를 필요로 한다. 전분 폴리머 및 붕산에 비닐 아세테이트 폴리머를 첨가하면 3가지 성분간에 가교결합이 일어난다. 전분 및 붕산염 폴리머쇄로 합성 폴리머쇄를 가교결합시킴으로써 화학적 변화가 일어난다. 분자적 규모에서 폴리머쇄 측쇄는 모든 방향으로 연장되고 퍼얼라이트에 부착되어 보오드의 전체 강도를 증가시킨다.
비닐 아세테이트, 폴리비닐 아세테이트 공중합체 또는 비닐 아세테이트-에틸렌 공중합체를 도입함으로써 결과의 복합 분자는 훨씬 커지고 모든 방향으로 측쇄가 연장된다. 증가된 점도, 더 신속한 점착성 및 더 양호한 유동성을 갖는 접착제를 가져오는 고분자량의 고측쇄형 폴리머가 필요하다. 이러한 성질은 강도에 중요한 영향을 준다. 본 발명의 폴리머 접착제 시스템은 현재의 석고 벽판 ASTM 표준에 비해서 증가된 굴곡강도 및 압축강도를 가져온다. 또한 본 발명의 폴리머 접착제조성물은 현재의 석고 벽판보다 최대 50% 가벼운 벽판 조성물을 가능하게 한다.
비닐 아세테이트 폴리머(VAP)는 최선의 결과를 가져온다. 활용된 VAP는 백색액체로서 32-39℉의 융점, 16-22㎜ Hg(68-70℉)의 증기압, 1.0 내지 2.0의 비중, 1:1 미만의 증기 밀도, 212℉ 이상의 비점을 가지며 물에 섞일 수 있다. 일반적으로 VAP는 단단하고 부서지기 쉽지만 보오드 스코링후 나이프를 써서 절단되는 벽판 설치 공정에 효과적인 질긴 수지이다. 또한 석고 및 퍼얼라이트와 조합된 VAP는 환경 친화적이며 열 테스트동안 독성이 없다. 게다가 VAP조성물은 전분 및 붕소와 가교결합한다. 따라서 바인더가 광물에 단순 접착하기보다는 유기성분과 무기성분의 화학적 융합이 일어난다고 판단된다.
더 양호한 방화테스트를 위해서 유리전이온도(Tg)를 상승시키는 것이 유리하다. VAP를 사용한 더 높은 화재등급이 벽판 건설 분야에서 선호된다. 28 내지 39℃의 Tg가 선호된다. 변성된 VAP를 사용하여 더 높은 유리 전이온도를 얻을 수 있다. 더 낮은 에멀젼 농도로 더 높은 밀도가 수득되는데, 이것은 폴리머 수송비용과 최종 제품의 단가를 낮추는데 중요한 인자이다. 그러나 벽판 제조장소에서 변성된 VAP를 화학적으로 배합하는 것이 선호된다.
규산 나트륨 유리에서 유도된 염기성 규산 나트륨이 모래 및 토양 안정화시 저렴한 접착 바인더로 사용되었으며 중세초기 이래로 모래 기초 구조물을 안정화시키는데 사용되었다. 규산 나트륨은 내화 시멘트, 공기 경화 내화 모르타르, 플라스틱 시멘트 제조시 바인더로서 사용된다. 내화 혼합물의 경우에 규산 나트륨은 20% 정도이고 공기 응고 모르타르의 경우에 5% 정도이다. 다양한 산업적 용도를 갖는 용액이 SiO2:Na2O 와 고체함량을 변화시켜 얻어진다. SiO2:Na2O 의 비율은 결합강도를 조절하며 규산 나트륨의 분자량을 변화시킨다. 보통 규산 나트륨의 분자량은 212.15g 이다. Na2O 또는 실리카의 첨가는 분자량을 변화시킨다.
규산 나트륨은 11 내지 13의 pH를 가지는데 규산질액체의 경우 11 이며 알카리성인 경우에 13이다. 1.6 이상으로 알카리성이 높은 규산 나트륨은 알카리성이 너무 높아서 결정화되는 경향이 있다. 알카리성이 높은 규산염은 습윤력이 높지만 규산질 규산염은 물을 흡수하는 경량을 감소시켜서 대기온도에서 건조시킨다. 온수 및 증기로 유리 벽돌을 용해시켜 액체 규산 나트륨이 제조된다. SiO2:Na2O 비율 조절을 위해서 가성소다가 사용된다.
퍼얼라이트와 함께 바인더로서 규산 나트륨이 사용되면 접착력이 비교적 적다. 그러나 비닐 아세테이트 및 액체 플라스틱과 조합될 때 규산 나트륨은 강도를 증가시키고 총 접착제 비용을 낮춘다. OxyChem에 의해 제공되는 등급 40-42의 액체 규산 나트륨이 최선의 테스트 결과를 가져온다. 등급 S-25의 무수 메타규산 나트륨의 첨가는 건조시간을 단축시킨다.
변성된 지방족 폴리머는 팽창된 퍼얼라이트 입자를 충분히 코팅하는 저렴하고 신속 응고하는 고강도 접착제를 제공한다. 변성된 지방족 폴리머(MAP)는 수용성이며 백색이고 냄새가 없는 45-47% 고체 함량을 가진다. 그러나 폴리우레탄과 조합되지 않고 단독으로 MAP를 사용하면 열등한 테스트 결과를 제공한다.
용매로 처리된 우레탄 및 포릴우레탄과 같은 액체 플라스틱이 퍼얼라이트 코어의 결합제 및 충진재로 사용된다. 우레탄은 디페닐메탄-4 또는 4-디이소시안기와반응하는 아크릴라메이트 수지(또는 acryleserol)로 구성된다. 폴리이소시아네이트는 폴리우레탄 화학에서 핵심 물질이다. 이소시아네이트는 수산기와 반응하여 우레탄결합이 형성된다. 방향족 이소시아네이트는 지방족보다 반응성이 높고 덜 비싸다. 톨루엔 디이소시아네이트(TDI)가 최대 생산 제품이다. 이것은 80% 2,4-이성질체와 20% 2,6-이성질체의 혼합물로서 제공된다. 디페닐-메탄-디이소시아네이트(MDI)는 두 번째 생산 제품이다. 제 2 반응성분은 수산기 또는 폴리올(아미노-말단 성분)이다. 저분자량의 폴리올이 사슬 연장제 또는 가교결합제로서 사용되어 PUR이 고온성질에 크게 영향을 미친다. 신축 PUR이 500-800의 높은 분자량을 갖는다. 주요 폴리올은 포릴에스테르(아디프산에서 유도된)와 폴리에테르(폴리프로필렌 옥사이드에서 유도된)이다. PUR의 두가지 성분의 조합은 고무형 재료에서 단단한 엔지니어링 플라스틱까지 다양한 다공성, 밀도 및 탄성모듈러스의 제품을 가져온다. 그러나 폴리우레탄의 양에 대해 조심을 하면 우레탄, 포릴우레탄의 선택은 용이하다.
폴리우레탄을 묽게 하는데 두가지 용매가 사용된다.
디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르는 화학식이 CH3CHOH CH2 OCH2 CHOHCH3 인 무색 무취의 용매로서 분자량은 134.18g, 비점은 230℃(450℉), 비중은 1.02이다. 이것은 13중량% 미만 사용된다.
디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르는 약간 냄새가 나며 무색, 점성, 흡습성 액체로서 화학식이 C5H18O3이다. 융점은 -68℃, 비점은 231℃, 증발속도(부틸 아세테이트 = 1)는 0.01이며 물 및 에탄올에 용해되며 25℃에서 5.17CST의 점도를 가진다. 이것은 강한 산화제와 양립할 수 없으며 1중량% 미만의 양으로 사용된다.
벽판 제조시설에서 합성 접착제 바인더가 제조된다. 특히 비닐 아세테이트를 사용하는 경우에 바인더의 기본 성분은 비닐 아세테이트 폴리머를 구성하는 아세트산과 에틸렌이고 이들은 비닐 아세테이트와 중합된다. 따라서 중합 시설이 벽판 제조시설 장소에 위치되므로 비용이 크게 감소된다. 벽판 제조시설에서 폴리우레탄, 아크릴수지, 폴리비닐알콜, 칼륨 나트륨 알루미노실리케이트, 폴리염화비닐, 규산 나트륨 또는 기타 합성 바인더를 제조하면 벽판 제조비용이 크게 감소된다.
합성 석고 플랜트를 발전소에 근접하게 위치시키는 것에 관련된 고비용과 통상적인 석고 생산 설비에서의 제공된 현재 제작 노동비와 비교시, 생산 사이트에서 최종 합성 바인더의 제작은 생산 비용에 있어 현저한 감소를 나타낸다. 통상적으로, 전기 공급의 감소 비용에 대한 대체로서 발전소의 폐기물을 합성 벽판의 구성요소로서 사용함으로써 상기 폐기물의 일부를 활용하도록, 합성 벽판 에너지 비용은 발전소와의 공조를 통해 현저히 감소된다. 따라서, 벽판 제작 설비의 사이트에서 접착제의 제작에 관련된 에너지 비용은 현저히 감소된다. 또한, 유사하게 접착제를 제작할 수 있는 벽판 제작 설비에서의 제작 노동자의 존재는 접착제의 제작에 소요되는 피고용인의 총수를 감소시키고, 전체 제작 비용을 감소시킨다. 사이트에서 제작된 다른 접착제의 추가 전개 또는 중합화는 생산 비용을 추가로 감소시킨다. 벽판이 제작되는 사이트와 상이한 위치로부터 벽판의 질량 제작에 필요한 접착제 재료의 이송에 소요되는 노동 및 에너지는 대량 생산 세팅에서 논리적으로 또는 재정적으로 가능하지 않다.
붕산의 추가와 같은 접착제에 대한 난연성 첨가제는 상기 화학물질의 전체 인화점을 감소시킨다. 화재 등급 시험 샘플에서, 유독 연기의 존재는 샘플이 에폭시 및 비수(non-water) 용매 접착제 혼합물로부터 이동시 제거되는 점까지 크게 감소되었다. 비닐 아세테이트와 시멘트 재료의 조합은 붕산의 추가없이 우수한 난연성 조합을 제공한다.
전술된 방법의 실행에 필요한 장치는 여러 요소로 구성되고, 상기 요소는 함께 확장 펄라이트를 구성하며, 가변 반응물과 조합되고, 적층 펄라이트 벽판의 연속 시이트를 형성하도록 종이 기층에 혼합물을 가하며, 습윤성 펄라이트 벽판을 컨베이어를 따라 이송시키고, 습윤성 판이 회전 절삭 나이프를 향해 이동시 상기 판에 초기 열처리를 가하며, 적층 조립체를 판 건조기로 이동시키고, 선적을 위해 건조된 벽판을 최종 처리한다.
도 1 의 펄라이트 처리 장치에 도시된 바와 같이, 펄라이트 확장기 시스템이 종래 구성으로 제공되어 있다. 선호되는 펄라이트 확장기는 모델 번호 M-30으로서 Silbrico Corporation으로부터 용이하게 구입가능하나, 임의의 유사 구성 펄라이트 확장기도 충분하다. 펄라이트 확장기 시스템은 덮여진 호퍼카(hopper car)(1)로 구성되고, 상기 호퍼카(1)는 호퍼카(1) 아래에 구성된 컨베이어(2) 이상의 체크기로 분쇄된 펄라이트 광석을 배분시킨다. 컨베이어(2)는 펄라이트 광석을 승강기(3)로 배분시키고, 상기 승강기(3)는 펄라이트를 광석 저장 컨테이너(4)로 전달시킨다. 분쇄된 펄라이트가 확장 펄라이트로 처리될 때, 재생 컨베이어(5)는 분쇄 펄라이트를 펄라이트 광석 서지빈(surge bin)(6)으로 분배시키는데 사용되고,상기 서지빈(6)은 분쇄 펄라이트 광석을 광속 이송기(7)로 이동시킨다. 광석 이송기(7)는 분쇄 펄라이트 광석을 하향으로 연장된 슈트(chute)를 통해 4방향 펄라이트 광석 분리기(8)로 이동시킨다. 광석 분리기(8)에서, 펄라이트 광석은 4개의 연장 튜브형 통로를 통해 더 하향으로 이동되고, 펄라이트 확장기(9)의 수직 용해로 연장 튜브로 이동된다. 분쇄 펄라이트가 펄라이트 확장기(9)의 수직 용해로 연장 튜브로 유입될 때, 분쇄 펄라이트에 1700 내지 2100℉ 사이로 가열된 압축 공기가 가해진다. 상기 가열 과정은 분쇄 펄라이트 재료가 연질이 되도록 하고, 펄라이트 입자를 둘러싼 물은 급격하게 증발되며, 펄라이트 광석의 크기가 원크기보다 12 내지 20배 확장되고, 통상적으로 "확장 펄라이트"로 명명되는 경량의 셀형 입자로 확장된다. 펄라이트가 확장되면, 확장 펄라이트 입자는 연장 튜브 상단부의 덕트(10)를 통해 사이클론 수집기(11)로 수직 용해로 연장 튜브내의 공기 스트림에서 상향으로 이동되기에 충분히 경량이다. 사이클론 수집기(11)내에서, 더 큰 확장 펄라이트 입자는 하향으로 떨어지고, 사이클론 수집기의 하부 단부에서 호퍼로 침전되며, 더 작은 미세 확장 펄라이트 입자는 덕트를 통해 더스트 수집기(12)로 사이클론 수집기로부터 상향으로 이동되고, 상기 미세 확장 펄라이트 입자는 상기 더스트 수집기(12)에 침전된다. 더스트 수집기(12)내에서, 극미세 입자(벽판 생산 과정에 유용하지 않음)는 더스트 수집기(12)내의 섬유 필터에 의해 수집된다. 잔여 미세 입자 및 사이클론 수집기(11) 호퍼로부터의 더 큰 확장 펄라이트 입자는 확장 펄라이트 저장 사일로(200)로 이동된다.
본 발명의 선호되는 실시예에서, 벽판 생산 장치에 적합한 공급양의 확장 펄라이트를 제공하기 위해, 2개의 독립적인 펄라이트 확장 시스템이 이용된다.
도 2 의 펄라이트 벽판 생산 설비의 다이어그램에 도시된 바와 같이, 밀집상 공압 이송 시스템(400)이 각 펄라이트 확장 시스템(100)의 자유 단부에 구성되고, 상기 밀집상 공압 이송 시스템(400)은 펄라이트 확장 시스템(100)으로부터 확장 펄라이트를 다수의 저장 사일로(200)로 이동시킨다. 적합한 밀집상 공압 이송 시스템은 트랜스포터 모델 번호 201로서 Minnesota, Lino Lakes의 Nol-Tec Systems, Ins.로부터 용이하게 구입가능하나, 임의의 유사 구성 공압 이송 시스템도 충분하다. 공압 이송 시스템은 확장 펄라이트를 펄라이트 확장 시스템(100)으로부터 확장 펄라이트 저장 사일로(200)로 공압식으로 이송시키도록 구성되고, 저장 사일로로부터 벽판 제작 설비내에 구성된 2차 이송 탱크(300)로 이송시킨다. 밀집상 공압 이송 시스템은 공압을 이용하여 건조 확장 펄라이트 재료를 유동화시킬 수 있고, 밀봉된 가압 튜브를 이용하여 소요 위치로 재료를 이송시킬 수 있다. 이송 시스템은 저속에서 파이프라인을 통한 입상 벌크 솔리드의 전달을 위한 힘으로서 비교적 고압(15psig 이상의) 저체적의 공기를 이용하고, 컨베이어 파이프라인의 내부에 손상을 가하는 마모성 확장 펄라이트 재료의 위험없이 컨베이어 시스템을 이동하는 확장 펄라이트의 밀집형 패킷 또는 슬러그를 형성한다.
나사형 컨베이어 또는 유사 구성의 기계적 이송 시스템과 같은 확장 펄라이트 이송의 다른 수단이 이용가능하다. 그러나, 벽판 제작에 있어서 확장 펄라이트의 이송에 사용되는 상기 기계적 이송 수단은 더 많은 장치 및 더 높은 유지 비용을 초래함이 판명되었다. 따라서, 벽판 제작 과정 중 확장 펄라이트의 이송을 위한 밀집상 공압 이송 시스템의 사용은 이전에 벽판 제작 과정에 사용된 통상적인 벌크 재료 이송 수단에 대한 개선점을 제공한다.
전술된 바와 같이, 밀집상 공압 이송 시스템(400)은 새로운 벽판 생산에 필요할 때까지 확장 펄라이트를 저장하기 위해 확장 펄라이트를 펄라이트 확장 시스템(100)으로부터 종래 구성의 다수의 저장 사일로(200)로 이송시키는데 사용된다. 각 저장 사일로에 종래 구성의 공기슬라이드가 구성되고, 건조 벌크 재료 처리의 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 공지되어 있다. 공기슬라이드는 각 저장 사일로로부터 제 2 밀집상 공압 이송 시스템 위에 구성된 전이 호퍼로 확장 펄라이트를 이동시킨다.
제 2 밀집상 공압 이송 시스템은 저장 사일로(200)로부터 벽판 제작 설비 내부의 2차 이송 탱크(300)로 확장 펄라이트를 이송시키는데 사용된다. 상기 제 2 밀집상 공압 이송 시스템은 제 1 밀집상 공압 이송 시스템과 거의 동일하게 구성되고, 시스템의 유일한 변화는 특정 제작 설비의 벽판 생산 목적에 의해 결정되는 각 시스템의 이송 능력에 관한 것이다. 컨베이어 시스템에서 파이프라인의 직경 변경 또는 이송되는 재료의 속도를 변화시키도록 파이프라인내의 압력 변경과 같이 특정 설비의 생산 요구사항에 부합되도록, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 각 공압 이송 시스템의 정밀한 처리 용량을 위한 변경을 용이하게 가할 수 있다.
통상적인 벽판 생산 설비는 생산 정지 시간의 문제점을 가지고 있고, 원료 처리 및 실제 벽판 구성 장치의 상류에 구성된 저장 장치에 항상 적용되는 문제점이다. 상기 문제점은 재료의 자유 유동을 방해하는 저장 사일로내의 공기 포켓 또는 채널, 막혀진 처리 라인 및 다른 공통 재료 처리 문제점을 포함할 수 있다. 상기 정지 시간이 발생시키는 비용 손실을 방지하기 위해, 본 발명은 2차 확장 펄라이트 이송 탱크(300)를 사용하고, 상기 2차 확장 펄라이트 이송 탱크(300)는 벽판 구성 장치에 근접하여 벽판 제작 설비내에 구성된 강재 탱크로 구성된다.
종래의 석고 벽판 생산 설비는 단일 이송기 컨테이너로부터 석고를 분배할 수 없었고, 대신에 각 빈의 전체 공급이 하루에 생산 과정에 의해 소비되도록, 처리된 소석고를 제한된 공급 용량의 다중 소형 저장빈에 이동시키는 것이 요구되었다. 일정한 보충을 요하는 상기 고가의 불편한 시스템을 사용하는 이유는 소석고 플라스터가 주위 수분을 흡수하여 조기 경화되려는 경향이 있기 때문에 대량으로 저장될 수 없음에 기인한다. 따라서, 개선된 벽판 구성 과정은 단순화된 확장 펄라이트 공급 탱크가 사용되도록 하고, 확장 펄라이트의 수분 민감도 및 소석고의 장기간 저장 민감도가 없기 때문이다.
펄라이트 확장기가 화장 펄라이트로 최소충전된 사일로를 충전시키도록 작동되기 때문에, 본 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에게 공지된 바와 같이 프로그램가능한 논리 제어기를 사용하여 최대충전 저장 사일로로부터의 확장 펄라이트는 배출되고, 2차 이송 탱크(300)로 이동된다. 하나 이상의 완전충전 사일로를 일정하게 유지시킴으로써 또한 확장 펄라이트로 충전된 2차 이송 탱크를 항상 유지시킴으로써, 전술된 장치 문제로 인한 벽판 생산 라인의 정지 위험이 적어도 감소된다. 확장 펄라이트의 예비 공급으로 일정하게 유지되고 또한 벽판 생산 장치에 인접하여 구성된 분리 2차 확장 펄라이트 이송 탱크의 유지는, 확장 펄라이트의 공급이 생산 장치에 더 이상 확장 펄라이트를 공급할 수 없는 레벨로 감소되기 전에, 잔여 저장 및 전처리 장치에서 임의의 상기 장치 기능불량이 해소되도록 한다. 유사하게, 전처리 및 확장 펄라이트 저장 장치에서의 각 요소가 고장나는 경우에, 2차 이송 탱크내의 공급은 상기 공급이 완전 소비되거나 전처리 및 저장 장치에서의 고장이 해소될 때까지 확장 펄라이트를 생산 장치로 공급하는데 사용될 수 있다.
2차 확장 펄라이트 이송 탱크는 건조 재료를 연속 오거형 블렌더(550)로 이송시키도록 체적형 이송기를 사용하여 벽판 제작 장치로 확장 펄라이트를 공급한다. 적합한 체적형 이송기는 모델 BDF로서 Acrison으로부터 용이하게 구입가능하다. 전술된 밀집상 공압 시스템을 포함하여, 다른 수단이 건조 펄라이트를 벽판 제작 장치로 이동시키기 위해 구성될 수 있다. 또한, 적합한 오거형 블렌더는 모델 번호 350으로서 Acrison으로부터 용이하게 구입가능하나, 임의의 유사 구성 블렌더도 충분하다. 블렌더(550)는 벽판 합성물의 건조 구성요소를 핀 믹서(600)f 이송시킨다.
하기에 상세히 기술되는 바와 같이, 접착제의 액체 구성요소(700)는 펄라이트 벽판의 건조 구성요소와 결합시키기 위한 발포제 및 물과 함께 핀 믹서(600)로 유입된다.
종래 구성의 연속 핀 믹서(600) 및 적합한 연속 핀 믹서는 Asa Brown Bovari("ABB") Raymond Ehrsam Operations로부터 용이하게 구입가능하나, 임의의 유사 구성 핀 믹서도 충분하다. 연속 핀 믹서는 펄라이트 벽판 구성의 건조 구성요소를 발포된 접착제와 결합시키고, 상기 건조 구성요소 및 접착제는 일정 비율로믹서(600)로 조절된다. 다음에 균질의 자유 유동 혼합물이 연속 핀 믹서로부터 정면 종이의 배면으로 배출되고, 핀 믹서의 상류에 구성된 종이 처리 장치(800)로부터 벽판 조립체 라인으로 배분된다.
유사하게 종이 처리 장치(800)는 종래 구성이고, 적합한 종이 처리 장치는 ABB Raymond Ehrsam Operations로부터 용이하게 구입가능하나, 임의의 유사 구성 종이 처리 장치 시스템도 충분하다. 종이 처리 장치는 벽판 생산 라인에 배면 및 정면 종이를 제공하고, 페이퍼를 유지시키는 회전 무감김 스탠드 또는 종이 롤랙(roll rack), 종이 견인 롤, 종이 접착 테이블, 종이 안내부, 종이 가열기 및 종이 주름형성기를 포함하며, 상기 종이 견인 롤은 일정 속도로 종이 인장기에 종이를 공급하고, 상기 종이 인장기는 종이에 균일한 인장을 가하도록 자동으로 조절되며, 상기 종이 접착 테이블에서 새로운 롤로부터의 종이 단부가 사용된 롤의 단부에 결합되고, 상기 종이 안내부는 종이의 두 스트림을 보드라인에 자동으로 정렬시키며, 종이 유동이 하향으로 형성되도록 하고, 상기 종이 가열기는 종이로부터 수분을 제거하며, 상기 종이 주름형성기는 더 하류에서 정밀하게 접혀지도록 종이를 구성시킨다.
종래 구성의 조절가능한 머드 댐/에저(edger) 및 압출기형 형성판 또는 형성롤로 구성된 벽판 형성 장치(810)는 핀 믹서의 바로 하류에 구성된다. 조절가능한 머드 댐/에저는 종이 처리 장치로부터 접착된 배면 종이를 수용하는 위치로 공급되는 이미 주름형성된 정면 종이를 접고, 판의 폭 및 에지 구성을 형성한다. 압출기형 형성판 또는 롤은 컨베이어 라인으로 유입될 때 벽판의 두께를 결정하고, 배면종이가 혼합물과 접촉되도록 하며, 연속판의 형상으로 자유 유동 혼합물을 유지시키는 밀폐형 외피를 형성하도록 접혀진 정면 종이에 부착시킨다.
자유 유동 혼합물이 종이에 적용된 후, 연속 습윤성 벽판 시이트가 형성되고, 상기 벽판 시이트는 그린보드 형성 라인 섹션 및 라이브 롤 섹션으로 구성된 종래 구성의 판 형성 라인 컨베이어를 따라 이동된다. 그린보드 형성 라인 섹션(900)은 습윤성 판이 판 형성 라인을 따라 이동시 평평한 판 구조를 유지시키기 위해 적합한 벨트 지지를 제공하도록 매우 근접하게 이격된 롤과 함께 평평한 벨트 표면으로 구성되고, 형성판 또는 롤 및 절단 나이프(910) 사이 거리의 약 2/3로 연장구성된다. 라이브 롤 섹션(950)은 거리의 잔여 1/3로 연장구성되고, 부분적으로 설정된 판을 절단 나이프로 분배시키는 기능을 수행한다. 라이브 롤 섹션(950)은 개방롤로 구성되고, 상기 개방롤은 판면이 공기에 노출되도록 하며, 절단 전에 최종 그린보드 설치를 보조한다. 종래 구성의 정렬 장치가 또한 나이프의 전방에 구성되고, 상기 정렬 장치는 정사각형 절단을 형성하도록 판을 위치시킨다.
벽판 제작 과정에 있어서, 나이프 표면에 달라붙을 수 있는 판으로부터의 과잉 습윤성 기층 재료의 절단없이 나이프가 벽판을 정확하게 절단할 수 있도록, 절단 나이프에 도달될 때까지 그린보드가 충분히 설치되는 것이 중요하다. 석고가 합성물의 성정 또는 경화제로 사용되지 않는 하기의 예에서, 기층이 나이프 표면에 수집되는 것이 방지되도록 본 발명의 펄라이트 벽판이 충분히 건조된 상태에 도달되도록 하기 위해, 펄라이트 벽판 형성 라인에 선택적인 초기 열처리 수단이 구성되는 것이 선호되고, 상기 초기 열처리 수단은 형성판 또는 롤로부터 절단 나이프로 이동시 열을 습윤성 벽판에 가한다. 그러나, 절단 전에 습윤성 판에 열처리를 하는 것은 다른 장점을 제공하고, 하기에 상세히 기술되는 바와 같이, 상기 장점은 건조로내에서 판의 완전 건조에 소요되는 온도 및 처리 시간의 단축에 의한 비용 감소이다.
열처리 수단의 제 1 실시예에서, 형성판 또는 롤 및 절단 나이프 사이에서 판 라인을 둘러싸는 터널(920)이 구성된다. 터널에 상부 내부면을 따라 일련의 상호연결된 공기 덕트(921)가 구성되고, 공기 덕트(921)는 판 라인을 따라 이동시 습윤성 판에 하향으로 직접 고온 공기가 가해지도록 구성된다. 건조로(1200)(하기에 상세히 기술됨)의 고온 공기 재순환 시스템으로부터 가열 터널의 천장에 구성된 덕트 워크로 열을 가하는 임의의 종래의 용이하게 구입가능한 공기 덕트 시스템을 사용하여 열이 터널로 공급된다. 하향 공기 덕트로부터 판 라인으로 가열된 공기를 이동시키기 위해 가열 채널의 천장에 팬이 구성된다.
열처리 수단의 제 2 실시예에서, 일련의 건조 후드가 판 라인 위에 구성되어 있다. 후드는 표준 환기 후드에 대한 종래 구성을 가지고, 광폭의 개방 입구 공기 덕트 개구부 및 덕트 워크의 섹션으로 구성되며, 상기 광폭의 개방 입구 공기 덕트 개구부는 가열될 면(즉, 판 라인)을 마주하고, 상기 덕트 워크의 섹션은 광폭의 개방 입구 공기 덕트 개구부로부터 상향으로 연장구성되며, 덕트 워크의 잔여부 직경에 도달될 때까지 공기 덕트 개구부로부터 상승될 때 좁아진다. 가열된 공기를 덕트로 또한 후드 외부로 판 라인을 향해 이동시키도록 공기 덕트내에 팬이 구성된다. 제 1 실시예와 같이, 건조로(하기에 상세히 기술됨)의 고온 공기 재순환 시스템으로부터 건조 후드로 열을 이동시키는 임의의 종래의 용이하게 구입가능한 공기 덕트 시스템을 사용하여 열이 개별 건조 후드로 공급된다
판이 벨트 형성 및 라이브 롤 탈수 섹션을 따라 이동된 후, 연속 벽판은 종래 구성의 회전 절단 나이프(910)를 사용하여 개별 시이트로 절단된다. 적합한 회전 절단 나이프는 Kansas, Abilene의 ABB Raymond Ehrsam Operations로부터 용이하게 구입가능하나, 임의의 유사 구성 절단 나이프도 충분하다. 절단은 2개의 나이프 블레이드에 의해 수행되고, 각각 로터에 장착되며, 하나는 판 위에 또한 하나는 판 아래에 구성된다. 절단시, 나이프 블레이드가 직선 절단을 수행하도록 로터는 판 라인의 속도보다 고속으로 작동된다.
회전 절단 나이프에 의한 판의 절단 후, 개별 벽판 시이트는 종래 구성의 판 가속기 섹션(960)으로 이동된다. 적합한 판 가속기 섹션은 Kansas, Abilene의 ABB Raymond Ehrsam Operations로부터 용이하게 구입가능하나, 임의의 유사 구성 가속 컨베이어 섹션도 충분하다. 이송 시간 및 판라인의 건조기 인피드 섹션에 대한 판의 역전을 가능하게 하도록 판 사이에 적합한 간격을 제공하기 위해, 판 가속기 섹션은 절단 나이프 이상으로 절단 판을 가속시키는 증가된 속도에서 롤 터닝의 세트로 구성된다. 가속기 섹션의 단부에서, 판은 종래 구성의 판 전달/인버터 조립체(1000)에 의해 수용된다. 적합한 판 전달/인버터 조립체는 Kansas, Abilene의 ABB Raymond Ehrsam Operations로부터 용이하게 구입가능하나, 임의의 유사 구성 패널 전달/인버터 조립체도 충분하다. 전달/인버터는 보드라인에 대해 90°로측면으로 판을 이동시키고, 판의 정면을 회전시키며, 건조로로 유입되기 전에 나란히 정렬시킨다.
판이 역전되고 또한 판라인의 건조기 인피드 섹션으로 전달되면, 컨베이어로 구성된 건조기 인피드 조립체(1100)는 판 전달/인버터 조립체로부터 건조로의 멀티데크 인피드 섹션으로 판을 이동시킨다. 적합한 건조기 인피드 조립체는 Sweden, Vaxjo의 ABB Flakt Industri Ab로부터 용이하게 구입가능하나, 임의의 유사 구성 컨베이어형 이송기 시스템도 충분하다.
본 발명의 건조로(1200)는 로의 입구 단부에서 벽판을 수용하는 로울러 컨베이어의 다수의 타이어(tier)(12 내지 15개 사이가 선호됨)로 구성되고, 다중 가열 영역 건조 섹션을 통해 벽판을 이송시키며, 로의 출구 단부에서 벽판을 배출시킨다. 건조로의 기본 구성은 종래 구성이고, 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에게 공지되어 있으며, 적합한 판 건조로는 Sweden, Vaxjo의 ABB Flakt Industri Ab로부터 용이하게 구입가능하다. 본 발명의 선호되는 건조로는 종래 구성의 두 가열 영역으로 구성된다. 그러나, 본 발명의 벽판에 대한 1차 구성요소로서 펄라이트의 사용과 절단 전에 습윤성 판의 초기 열처리를 제공하는 과정은 건조 과정이 건조로내의 낮은 작동 온도에서 수행되도록 한다. 상기 낮은 작동 온도는 극한 작동 온도에 장기간 노출에 의한 건조기 구성요소의 조기 마모와 건조 과정에 소비되는 에너지의 관점에서 현저한 비용 절감을 가능하게 한다.
전술된 바와 같이, 습윤성 판라인 위로 선택적 열처리 조립체에 공급된 열은 건조로의 고온 공기 재순환 시스템을 태핑함으로써 공급된다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 종래의 벽판 건조로 구성에서, 로로부터 상향으로 연장구성되고 또한 제작 설비의 지붕을 통해 연장구성된 연도 또는 배기 파이프로 구성되는 스택(1210)이 수분 함유 고온 공기가 로의 내부로부터 배출되도록 건조로의 각 단부에 구성된다. 상기 수분의 방출은 벽판 생산품에 존재하는 과잉 수분을 제거하는 증발 과정에 도움을 준다. 공기는 스택에서 상승되기 때문에, 공기 부분은 스택의 측벽에 구성된 측면 덕트를 통해 구속된다. 측면 덕트에 팬이 구성되고, 상기 팬은 상승 공기의 적어도 일부를 덕트로 이동시키며, 구속된 공기를 응축기로 이동시킨다. 응축기는 공기로부터 수분을 재제거하고, 건조 공기는 건조로의 공기 입구(1220)로 귀환된다. 상기 고온 공기 재순환 시스템은 통상적인 지식을 가진 자에게 공지되어 있다. 본 발명은 종래 구성의 덕트 워크를 통해 응축기를 이탈하는 가열된 건조 공기를 판라인 위에 구성된 선택적 열처리 장치로 이동시킨다.
건조 단계 후, 완전 설정된 펄라이트 벽판은 종래 구성의 건조기 아웃피드 시스템(1300)을 통해 건조로를 이탈한다. 적합한 건조기 아웃피드 시스템은 Sweden, Vaxjo의 ABB Flakt Industri Ab로부터 용이하게 구입가능하나, 임의의 유사 구성 컨베이어형 아웃피드 시스템도 충분하다. 건조기 아웃피드 시스템은 펄라이트 벽판을 건조 벽판 처리 장치로 이동시키고, 상기 건조 벽판 처리 장치는 전달 부커(booker)(1400), 판 번들러(bundler)(1500) 및 판 스태커(stacker)(1600)를 포함한다.
종래 구성의 적합한 전달-부커(1400)는 Kansas, Abilene의 ABB Raymond Ehrsam Operations로부터 용이하게 구입가능하고, 건조 단부 판라인으로부터 판의각 쌍을 다수의 롤에 의해 지지되는 수용 테이블로 이동시키는데 사용되며, 상기 롤은 일련의 벨트가 90°만큼 판을 회전시키도록 떨어진다. 처리, 저장 및 선적 중 벽판의 매끄러운 외측면이 손상되는 것을 방지하기 위해 판이 면대면으로 구성되도록, 유압식 작동 아암(arm)은 각 쌍의 판의 대향 단부를 들어올린다.
쌍을 이룬 또는 "북형" 판은 종래 구성의 판 번들러(1500)로 이동되고, 상기 판 번들러(1500)는 판의 쌍을 정사각형으로 형성시키고 또한 정렬시키며, 정밀한 완성 길이로 트림작업을 수행하고, 단부를 테이프로 묶는다. 종래 구성의 적합한 판 번들러는 Kansas, Abilene의 ABB Raymond Ehrsam Operations로부터 용이하게 구입가능하다.
마지막으로, 벽판이 묶어진 후, 종래 구성의 판 스태커 조립체를 통해 기구로 전달되고, 상기 기구는 번들을 자동으로 정렬시키며, 번들이 포크리프트에 의해 저장 위치로 상승 및 운반될 수 있도록 적층구조로 구성된다. 종래 구성의 적합한 판 스태커 조립체는 Kansas, Abilene의 ABB Raymond Ehrsam Operations로부터 용이하게 구입가능하다.
본원 명세서에 기술된 바와 같이 펄라이트 벽판 제작 과정에 사용되는 수개의 전술된 요소는 현재의 석고 판 라인 장치에 유사하게 사용중이다. 따라서, 본 장치는 펄라이트 벽판 제작의 새로운 독특한 시스템을 제공할 뿐만 아니라, 기존의 석고 벽판 제작 설비가 용이하게 펄라이트 벽판 제작 설비로 변형될 수 있는 수단을 제공한다. 따라서, 종래의 석고 벽판 생산 설비에 최소의 변경을 가함으로써, 또한 기존 석고 판라인에 상기에서 나열된 추가 장치(예를 들어, 2차 확장 펄라이트 이송 탱크, 접착제 저장 장치, 혼합 장치와 표준 건조로 공기 재순환 시스템에 열처리 터널을 상호연결시키는 덕트 워크 및 선택적 초기 열처리 터널)를 추가시킴으로써, 새 생산 플랜트 전체를 건축하는 투자 비용없이, 기존의 석고 벽판 제작 설비는 본 발명의 개선된 벽판을 위한 제작 설비로 매끄럽게 또한 경제적으로 변형될 수 있다.
종래의 배합공정에서 현재 활용되는 석고의 일부를 대체하고 벽판 제조시 전체적으로 석고를 대체하여 벽판 샘플이 제조된다. 석고 기초 코어가 팽창된 광물(퍼얼라이트), 접착제, 경화제, 지연제 및 충진재로 대체된다. 5 내지 20%의 시멘트 재료는 구조적 강도를 증가시킨다. 그러나 10% 이상의 시멘트 재료는 퍼얼라이트 기초 코어에 상당한 중량을 증가시킨다. 약 10%의 탄산 칼슘 기초 화합물은 구조적 강도를 적절하게 증가시키면서 코어에 연속성 및 밀도를 증가시킨다. 더욱 가벼운 황산 칼슘 기초 재료는 테스트된 샘플의 총중량을 감소시키면서 유사한 결과를 제공한다. 일부 접착제와 충진재는 서로 혼합된다. 접착제 및 기타 첨가제와 함께 다양한 밀도 및 크기의 감소된 양의 석고 및 퍼얼라이트 코어 조합 수백개가 테스트된다. 효과적인 코어 복합체가 발견되면 내습성 및 방화성 커버 재료가 적용된다.
실시예 1
Redw Ⅱ(캘리포니아)로부터 팽창된 퍼얼라이트가 공급된다. 5-40% 변성 지방족 폴리머와 1-40% 폴리우레탄이 혼합되고 5-15% 항산 칼슘 기초 혼합물이 첨가되어 철저히 혼합된다. 30 내지 45% 범위에서 지방족 폴리머와 폴리우레탄의 50:50블렌드가 최상의 결과를 제공한다. 5-50%의 팽창된 퍼얼라이트(작은크기)가 혼합물에 첨가되어 슬러리를 형성하고 5-35% 팽창된 퍼얼라이트와 혼합된다. 이것은 벽판용 경량 강화 퍼얼라이트 코어를 형성한다.
성분 양, 중량% 선호되는 중량%
변성된 지방족 폴리머폴리우레탄황산 칼슘팽창된 퍼얼라이트팽창된 퍼얼라이트(small sieve) 5-40%1-40%5-15%5-50%5-35% 17.5%23.5%11.5%17.6%29.9%
이후에 혼합물이 성형되고 1시간에 걸쳐서 170℃로 가열되어서 습기를 제거한다. 실험실 오븐에서 일정한 가열이 수행되지만 강제 주입된 고온 공기는 더욱 짧은 기간에 더욱 양호한 결과를 제공한다. 5% 이하의 경화제 첨가는 건조시간을 절반으로 단축시킨다.
퍼얼라이트 벽판 커버 재료는 20-24파운드의 백색 내습성 종이와 플라스틱 폴리머 코어로 구성된다. 종이는 Zynolyte 고온 분무 1200℉와 유사한 방화제 분무로 처리된다.
실험실 테스트동안 퍼얼라이트 샘플을 해머로 두드리면 샘플의 한면에만 손상을 보인다. 전형적인 석고 벽판은 해머가 양면을 침투하는 압력으로 강타하면 수많은 조각으로 파열된다. 벽판의 팽창된 퍼얼라이트 코어는 충격을 흡수하고 손상을 해머헤드 주변 영역으로 집중시킨다. 퍼얼라이트 기초 코어를 덮는 11-24파운드의 종이-플라스틱-종이 라미네이트를 적용함으로써 충격이 더욱 완화된다.
실시예 2
성분 양, 중량% 선호되는 중량%
비닐 아세테이트폴리우레탄칼륨 나트륨 알루미노실리케이트퍼얼라이트(팽창된)퍼얼라이트(미립자) 1-40%1-40%5-15%5-50%5-35% 20.0%28.5%7.0%28.5%16.0%
황산 칼슘을 완전 제거한 혼합물이 분석된다. 비닐 아세테이트와 조합된 합성 접착제가 황산 칼슘 기초 혼합물을 대체한다. 예컨대 비닐 아세테이트가 액체 폴리우레탄 혼합물과 조합되고 이후에 경화제로서 칼륨 나트륨 알루미노실리케이트가 첨가된다. 이 실시예에서 액체 접착제(비닐 아세테이트와 폴리우레탄)가 먼저 혼합된다. 퍼얼라이트와 경화제(칼륨 나트륨 알루미노실리케이트)를 포함한 건조 성분이 다음에 혼합되고 액체 접착제가 혼합된다. Pennsylvania Perlite Corporation에 의해 공급된 분쇄 및 팽창된 퍼얼라이트가 조합된다. 퍼얼라이트 크기는 다양하며 샘플의 중량, 조직 및 강도가 개선된다.
플라스틱 접착제의 첨가는 코어 표면을 통해 절단될 때 전형적인 석고 보오드에 비해서 공기에 의해 운반되는 입자의 양을 크게 감소시킨다. 12″×3″×1/2″샘플은 2온스의 렌틸-크기의 팽창된 퍼얼라이트, 0.53 온스의 30Y 팽창된 퍼얼라이트, 0.52 온스의 24Y 팽창된 퍼얼라이트, 2 온스의 폴리우레탄 혼합물, 1.5 온스의 비닐 아세테이트, 0.5 온스의 칼륨 나트륨 알루미노실리케이트를 포함한다. 샘플이 160℃에서 1시간 경화되면 ASTM C473 표준인 11 1bf를 초과하는 20.91bf의 엣지 경도를 가져온다. 해머 강타는 샘플의 한면만을 침투하고 충격 영역을 해머헤드 주변 영역으로 한정시킨다. 이 샘플이 적층지로 덮히면 해머 충격을 감소시키고 충격 깊이를 샘플 한면만으로 제한시킨다. 그러나 엣지 경도는 코어 조성물에 달려있으며 종이층에 무관하다.
실시예 3
성분 양, 중량% 선호되는 중량%
포틀랜드 시멘트비닐 아세테이트폴리우레탄퍼얼라이트(팽창된)퍼얼라이트(미립자)물 5-15%1-40%5-40%5-50%5-30%5-50% 10%13.3%16.6%20.0%13.3%26.8%
벽판의 신축성을 제한하고 압축강도를 증가시키기 위해서 다른 접착제에 포틀랜드 시멘트가 첨가된다. 비닐 아세테이트와 폴리우레탄과 같은 접착제를 써서 6×6×1/2인치 샘플이 제조된다. 포틀랜드 시멘트가 첨가되어서 중량이 증가되었지만 총강도 역시 증가되었다. ASTM C473에 따른 못-뽑기 내성 테스트가 수행되어서 771bf의 결과를 가져왔다. ASTM C473에 따른 엣지 경도는 반인치 샘플의 경우에 표준값인 11 1bf를 초과하는 34.0 1bf였다. 포틀랜드 시멘트와 접착제의 첨가는 석고 벽판 절단시 발생되는 공기운반 입자의 양을 크게 감소시켰다. 11중량% 이상의 포틀랜드 시멘트는 전형적인 석고 벽판 절단과 일치하는 방식으로 재료를 절단할 수 없게 한다. 또한 합성 플라스틱 시멘트는 더욱 큰 결합 강도를 보이지만 전체 구조적 강도는 포틀랜드 시멘트 사용할 때 보다 50% 정도 줄어든다. 테스트된 모든 샘플에서 석고 벽판에 대한 최소한의 ASTM 기준을 통과하는데 석고 기초 재료가 첨가되지도 않았고 불필요하다. 재료의 경도에 대한 신축성, 벽판에 해머 강타가 분석된다. 퍼얼라이트 벽판의 경우에 해머 헤드 주변에 해머 강타 흔적이 집중되며 대개의 경우에 재료의 한면만을 침투한다. 1/2인치 규격의 석고 벽판은 부서지기 쉬우며 해머가 석고 벽판을 관통한다. 포틀랜드 시멘트가 없으면 벽판의 신축성이 더욱 커지고 스코링될 때 파괴가 방지되지만 굴곡강도는 30% 이하이다. 따라서 퍼얼라이트 벽판 샘플에 포틀랜드 시멘트 재료를 첨가하면 30% 이상 굴곡강도가 증가되며 10% 중량이 증가된다.
실시예 4
성분 양, 중량% 선호되는 중량%
퍼얼라이트비닐 아세테이트포틀랜드 시멘트물 5-50%1-40%5-15%5-50% 25%30%10%35%
이 실시예에서 더욱 미량의 퍼얼라이트가 사용되며 접착제와 물의 양이 증가된다. 비닐 아세테이트 기초 접착제는 약 30%이고 포틀랜드 시멘트는 10%이며 나머지는 35중량%의 물이다. 혼합물은 매우 축축한 슬러리이며 한 형태로 부어지고 1시간 공안 170℃에서 가열된다. 증가된 물함량은 슬러리속에 공기를 가두어 샘플을 훨씬 가볍게 한다. 이 샘플은 하소된 석고 또는 황산 칼슘이 없다. 이전 샘플과 중량차이는 약 20%이다. 샘플은 스코링되지만 밀도는 높지 않고 강하지 않다.
실시예 5
성분 양, 중량% 선호되는 중량%
퍼얼라이트(팽창된)퍼얼라이트(미립자)규산 나트륨폴리우레탄물 5-50%5-50%5-40%1-40%5-50% 17.5%17.5%30%10%25%
이 실시예에서 Pennsylvania Perlite Co.의 퍼얼라이트가 사용된다(콘크리트 등급과 pff24등급). 30% 규산 나트륨, 10% 폴리우레탄, 25% 물이 35% 퍼얼라이트에 첨가되어서 100% 슬러리가 된다. 슬라브 형태의 혼합물이 170℃로 30분간 가열되어서 과잉 수분이 제거된다. 냉각후 샘플에 적층 재료를 덮고 테스트한다. ASTM 테스트는 현재의 석고 기초 벽판 표준을 초과하는 굴곡, 압축, 인장, 엣지 경도로 구성된다. 모든 샘플에서 테스트 결과는 석고 벽판을 훨씬 능가한다.
실시예 6
성분 양, 중량% 선호되는 중량%
퍼얼라이트(팽창된)황산 칼슘폴리염화비닐물 5-50%5-40%1-15%5-50% 30%23%5%42%
이 실시예에서 첫 번째 단계는 30% 시판 퍼얼라이트, 23% 황산 칼슘, 5% 폴리염화비닐 에멀젼 용액을 42% 물에서 혼합하여 100% 슬러리를 만드는 것이다. 혼합물을 형틀에 붓고 10분간 응고시키면 매우 단단해지고 이후에 1시간동안 130℃에서 가열한다. 그 의도는 플라스터가 응고된 후 가열동안 복합 매트릭스에 플라스틱 PVC웹을 형성하는 것이다. 냉각된 후 샘플은 매우 단단하고 치밀하지만 석고 코어(비교 샘플)보다 40% 가볍다. 비닐 아세테이트는 폴리염화비닐과 같은 바인더보다 스코링 밀도가 높다.
실시예 7
성분 양, 중량% 선호되는 중량%
퍼얼라이트전분붕산황산 칼슘비닐 아세테이트물 5-50%.001-15%.001-10%5-40%1-40%5-50% 25%8%2%10%5%50%
이 실시예는 개선된 벽판 조성물을 발표하며 복합체 코어속에 소량의 황산 칼슘 첨가 연구를 계속한다. 또한 비닐 아세테이트 폴리머 에멀젼, 변성된 전분, 및 붕산을 포함한 접착제 조성물에 대해 테스트한다. 첫 번째 단계는 50% 이상이 10-50크기인 25% 퍼얼라이트를 100메쉬 채를 3%만 통과하는 작은 크기의 퍼얼라이트와 혼합하는 것이다. 퍼얼라이트(25중량%)가 8% 변성된 전분, 2.5% 붕산, 10% 황산 칼슘과 조합된다. 다음에 약 5% 비닐 아세테이트 에멀젼이 50% 물에 첨가된다. 습한 성분과 건조 성분이 조합되고 30초간 혼합된다. 슬러리를 형틀에 붓고 종이커버가 삽입된다. 슬러리를 평평하게 한후 종이가 상부에 놓인다. 샘플은 3분후 매우 단단하게 응고한다. 틀에서 샘플을 제거하고 1시간동안 160℃에서 가열한다. 냉각후 샘플 무게가 측정된다. 며칠후 샘플을 조절하고 ASTM C473에 따라 테스트된다. 못 뽑기 내성, 엣지 경도 측면에서 테스트 결과는 석고 코어 비교 샘플의 두배 정도이고 굴곡 강도도 향상된다.
실시예 8
성분 양, 중량% 선호되는 중량%
퍼얼라이트전분붕산비닐 아세테이트물 5-50%.001-15%.001-10%1-40%5-50% 35%8%2%5%50%
실시예 7에서 사용된 조성물에서 10% 황산 칼슘이 빠진다. 중량 차이는 퍼얼라이트로 보충된다. 샘플을 형틀에서 제거하지 않는 점을 제외하고는 동일한 절차가 사용된다. 황산 칼슘이 없는 조성물에서 더욱 일찍 경화를 개시하고 보오드를 경화시키도록 나이프 이전에 보오드라인을 예열할 필요가 있다.
실시예 9
성분 양, 중량% 선호되는 중량%
황산 칼슘전분석고 가속제황산 칼륨붕산비닐 아세테이트에톡시 술페이트물 20-60%.001-15%.001-5%.001-5%.001-10%1-40%.001-3%5-50% 47.18%0.353%0.314%0.157%0.094%6.29%0.580%45.032%
이 실시예에서는 팽창된 광물을 첨가하지 않고 본 발명의 접착제 조성물을 전통적인 석고 벽판에 첨가한다. 황산 칼슘, 전분, 석고, 황산 칼륨, 및 붕산이 조합된다. 이후에 에톡시술페이트, 비닐 아세테이트 및 물이 조합되고 건조 성분과 조합된다. 고속으로 혼합물을 혼합한 후 벽판 종이가 삽입된 형틀에 붓고 밀봉하고 쉬이트를 형성한다. 형틀에서 샘플을 제거하고 응고가 개시된다. 응고 개시후 완전 수화 경화가 일어난후 샘플을 180℉에서 가열하여 과잉물을 제거한다. 건조후 보오드를 이틀간 경화하도록 방치한후 테스트한다. 합성 바인더의 첨가로 전통적인 벽판 조성물의 강도가 증가된다. 나이프까지 응고시간은 25% 감소되고 못뽑기 내성, 엣지 경도 및 굴곡 강도는 150% 증가된다. 벽판의 응고시간 감소 및 강도 증가는 벽판 제조시설의 속도를 증가시킨다. 75 내지 352℃ 범위에서 다양한 경화 온도가사용된다. 선호되는 경화온도는 79 내지 275℃이다.
실시예 10
성분 양, 중량% 선호되는 중량%
퍼얼라이트하소된 석고전분볼밀 가속제양잿물붕산비닐 아세테이트비눗물리그노사이트물 11-47.5%0-40%0.001-15%0.001-5%0.001-5%0.001-10%1-40%1-30%0.001-3%5-50% 13.429%29.082%0.894%0.357%0.178%0.134%9.080%15.527%0.026%31.293%
이 실시예에서 건조 성분이 조합되고 균질해질 때까지 혼합된다. 건조 성분은 입방피트당 6 내지 8파운드의 느슨한 밀도를 갖는 플라스터급 팽창된 퍼얼라이트, 하소된 석고, 전분, 볼밀랜드 플라스터 가속제, 양잿물 및 붕산이다. 이후에 건조 리그노사이트 분산제가 물과 혼합된다. 다음에 비눗물과 비닐 아세테이트가 조합되고 거품을 발생하도록 혼합된다. 비눗물 및 비닐 아세테이트 거품 혼합물이 리그노사이트와 물에 첨가되고 모든 습한 성분이 건조 성분과 조합되고 15초간 손으로 혼합하여 100% 슬러리를 얻는다. 주변 온도는 82℉, 습도는 29%이다. 슬러리를 표준 벽판 종이 인서트에 부어서 6×6인치 크기와 1/2인치 두께의 벽판을 제조한다. 전분 기초 건조벽 엣지 페이스트를 사용하여 인서트의 배면 쉬이트가 전면 쉬이트에 대해 밀봉되고 성형된 후 형틀에서 제거되고 응고시간이 기록된다. 전형적인 건조벽 제조공정에서 두가지 응고가 있다. 첫 번째는 초기 응고로서 회전 나이프로 하류에서 필요한 길이로 절단되도록 보오드가 충분히 경화된 것을 말한다.두 번째 응고는 석고결정의 완전 수화반응에 관계하며, 하소된 석고의 재수화에 충분한 시간을 의미하며, 랜드 플라스터 하소동안 제거된 2분자의 H2O를 대체한다. 사용된 랜드 플라스터의 순도 및 분쇄도에 따라서 제 2 수화 응고는 4.6 내지 7분이다. 첨가된 합성 바인더의 양이 많으면 응고시간이 감소되어서 혼합물이 종이 인서트에 부어지기 이전에 응고가 개시된다. 최저 시간은 30초이다. 이것은 현재의 표준 건조벽 응고시간 31/2 내지 41/2분보다 적다. 21/2분에 샘플이 절단되어 검사된다. 검사결과 슬러리는 완전 경화되며 합성 바인더(비닐 아세테이트)와 하소된 석고의 화학반응은 바인더를 첨가하지 않고 재수화되는 하소 석고보다 더욱 빠르게 석고 결정이 재수화한다고 판단된다. 합성 바인더(비닐 아세테이트)를 포함하는 경우에 그렇지 않을 경우보다 응고시간이 단축되고 더욱 강하다. 샘플 건조를 포함한 모든 절차는 전형적인 건조벽 제조공정과 일치한다. 50분 내지 1시간동안 150내지 200℃의 온도에서 샘플을 가열된 공기에 압축시켜 과잉의 물이 제거된다.
벽판 제조분야에서 기존의 벽판 제품보다 가볍고 사용된 석고의 양이 감소되고 종래의 벽판 제품 이상의 강도를 갖는 벽판 제조장치 및 방법을 제공한다면 바람직할 것이다. 본 발명에서 과거의 석고 벽판에서 요구되는 것보다 적은 양의 석고를 사용하도록 퍼얼라이트와 같은 팽창된 광물과 조합으로 합성 바인더를 사용함으로써 건조 상태에서 강화된 영구 결합을 갖는 벽판 제품이 발표된다. 본 발명에서 석고의 양이 감소됨으로써 강도를 유지하면서 중량이 감소된다. 게다가 합성 바인더는 팽창된 광물과 가교결합하여 종래의 경우보다 강한 벽판 코어 재료 구성성분간 결합을 형성한다.

Claims (33)

  1. 25-47.5중량%의 팽창된 광물;
    0-23중량% 황산 칼슘;
    1-40중량%의 자체 가교결합성 점착성 폴리머를 포함하는 건자재용 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 자체 가교결합성 점착성 폴리머가 변성된 지방족 폴리머, 폴리우레탄, 비닐 아세테이트, 규산 나트륨 또는 폴리염화비닐에서 선택됨을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 자체 가교결합성 점착성 폴리머가 5 내지 40중량%의 양으로 존재하는 폴리우레탄을 포함함을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 자체 가교결합성 점착성 폴리머가 1 내지 40중량%의 양으로 존재하는 비닐 아세테이트를 포함함을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 자체 가교결합성 점착성 폴리머가 1 내지 40중량%의 양으로 존재하는 폴리염화비닐을 포함함을 특징으로 하는 조성물.
  6. 황산 칼슘 및 퍼얼라이트에서 선택된 건조 광물 분말; 자체 가교결합성 점착성 폴리머, 전분 및 붕산염을 포함한 합성 바인더로 구성된 건자재용 조성물.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 자체 가교결합성 점착성 폴리머가 비닐 아세테이트를 포함함을 특징으로 하는 조성물.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 비닐 아세테이트가 1 내지 40중량%의 양으로 존재함을 특징으로 하는 조성물.
  9. 제 6 항에 있어서, 전분이 0.001 내지 15%, 붕산염이 0.001 내지 10%의 양으로 존재함을 특징으로 하는 조성물.
  10. 황산칼슘 및 퍼얼라이트에서 선택된 광물 ;
    자체 가교결합성 점착성 폴리머를 포함하며 광물과 완전 가교결합하는 바인더 조성물;
    1인치 이상의 길이를 갖는 섬유를 포함한 종이 펄프로 형성되며 상기 광물 및 바인더 조성물을 사이에 샌드위치 시키는 종이 커버 쉬이트를 포함한 벽판 조성물.
  11. 황산칼슘 및 퍼얼라이트에서 선택된 광물 ;
    자체 가교결합성 점착성 폴리머를 포함하며 광물과 완전 가교결합하는 바인더 조성물;
    상기 광물 및 바인더 조성물을 사이에 샌드위치시키며 방화제를 포함하는 종이 커버 쉬이트를 포함한 벽판 조성물.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 방화제가 붕산, 붕산 아연, 술파메이트, 디암모늄 포스페이트, 질소화합물, 안티몬 산화물, 실리카, 티타늄 산화물, 또는 지르콘에서 선택됨을 특징으로 하는 조성물.
  13. 제 12 항에 있어서, 방화제가 벽판 중량의 0.15 내지 3중량%의 양으로 존재함을 특징으로 하는 조성물.
  14. 자체 가교결합성 점착성 폴리머를 포함한 바인더 조성물에 황산 칼슘 및 퍼얼라이트에서 선택된 광물을 첨가함으로써 혼합물을 형성하고, 상기 바인더 조성물은 상기 광물과 완전 가교결합 가능하고;
    상기 혼합물을 적당량의 물과 조합하고;
    상기 혼합물과 물을 혼합 및 교반하여 슬러리를 형성하고;
    두 개의 종이 커버 쉬이트 사이에 슬러리를 배치시켜 습한 보오드를 형성하고;
    상기 습한 보오드를 75 내지 325℃에서 건조시키는 단계를 포함하는 빌딩 쉬이트 제품 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 자체 가교결합성 점착성 폴리머가 변성된 지방족 폴리머, 폴리우레탄, 비닐 아세테이트, 규산 나트륨 또는 폴리염화비닐에서 선택됨을 특징으로 하는 조성물(제조방법).
  16. 제 14 항에 있어서, 보오드 형성장치에서 건조가마로 옮기는동안 상기 습한 보오드에 열을 가하는 단계를 더욱 포함하는 제조방법.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 바인더 조성물과 광물을 혼합하기전 바인더 조성물에 전분 및 붕산염을 첨가하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 제조방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 자체 가교결합성 점착성 폴리머로서 비닐 아세테이트가 사용됨을 특징으로 하는 제조방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 전분이 0.001 내지 15중량%의 양으로 존재함을 특징으로 하는 제조방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 전분이 0.353 내지 8중량%의 양으로 존재함을 특징으로 하는 제조방법.
  21. 제 18 항에 있어서, 붕산염이 0.001 내지 10중량%의 양으로 존재함을 특징으로 하는 제조방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 붕산염이 0.094 내지 2.5중량%의 양으로 존재함을 특징으로 하는 제조방법.
  23. 자체 가교결합성 점착성 폴리머를 포함한 바인더 조성물과 팽창된 광물을 포함한 벽판 형성장치에 있어서,
    광물 팽창장치;
    복수의 팽창된 광물 저장 사일로;
    팽창장치로부터 저장 사일로에 팽창된 광물을 안내하는 제 1 운송수단;
    제 2 팽창된 광물 공급 탱크;
    저장 사일로에서 제 2 팽창된 광물 공급 탱크로 팽창된 광물을 안내하는 제 2 운송수단;
    제 2 팽창된 광물 공급 탱크에서 나온 팽창된 광물을 수령하여서 팽창된 광물을 상기 벽판에서 나머지 건조 물질과 조합하는 블렌더;
    상기 팽창된 광물, 건조 물질, 벽판의 액체 성분, 물, 및 발포제를 슬러리로 혼합하는 수단;
    복수의 종이 쉬이트 사이에서 슬러리를 샌드위치시켜 습한 보오드를 형성하는 벽판 형성 수단;
    벽판 형성 수단에서 벽판 절단 수단으로 습한 보오드를 전달하는 수단;
    습한 보오드를 건조하는 수단;
    상기 절단수단에서 건조수단으로 습한 보오드를 전달하는 수단을 포함하는 벽판 형성장치.
  24. 제 23 항에 있어서, 복수의 팽창 장치를 포함하는 벽판 형성장치.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 팽창 장치가 퍼얼라이트 팽창기를 포함함을 특징으로 하는 벽판 형성장치.
  26. 제 23 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 운송수단이 치밀한 상 공압식 운송 시스템을 포함함을 특징으로 하는 벽판 형성장치.
  27. 제 23 항에 있어서, 저장 사일로를 충진된 상태로 꾸준하게 유지하는 제어수단을 더욱 포함하며, 상기 제어수단이 저장 사일로중 최대량의 팽창된 광물을 함유한 저장 사일로를 식별하며 최대량의 팽창된 광물을 함유한 저장 사일로에서 제 2 팽창된 광물 공급 탱크로 팽창된 광물을 안내하여서 상기 공급 탱크가 충진된 상태로 유지됨을 특징으로 하는 장치.
  28. 제 23 항에 있어서, 상기 제 2 팽창된 광물 공급 탱크가 벽판 제조시설내에서 제조설비에 인접 위치됨을 특징으로 하는 장치.
  29. 제 23 항에 있어서, 습한 보오드쪽으로 열을 안내하기 위해서 컨베이어 수단 위에 위치된 열처리 수단을 더욱 포함하는 장치.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 열처리 수단이 컨베이어 수단을 캡슐화하는 터널과 터널 상부 내면에 위치하여 뜨거운 공기는 습한 보오드에 안내하는 에어 덕트를 포함함을 특징으로 하는 장치.
  31. 제 31 항에 있어서, 상기 건조수단이 고온 공기 재순환 시스템이 있는 건조가마를 포함하고 상기 공기 덕트가 상기 고온 공기 재순환 시스템과 유체 연결되어서 건조가마에서 나온 재순환된 열을 열처리 수단에 안내함을 특징으로 하는 장치.
  32. 제 29 항에 있어서, 상기 열처리 수단이 컨베이어 수단 상부에 위치된 건조후드와 건조후드와 유체 연결되어 뜨거운 공기를 습한 보오드 쪽으로 안내하는 에어덕트를 더욱 포함함을 특징으로 하는 장치.
  33. 제 32 항에 있어서, 상기 건조 수단이 고온 공기 재순환 시스템을 갖는 건조가마를 포함하고 상기 에어덕트가 상기 고온 재순환 시스템과 유체 연결되어서 건조가마에서 나온 재순환된 열을 열처리 수단에 안내함을 특징으로 하는 장치.
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