KR20020050990A - 슬래그 보드의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 벽면이나 천장 등의 건축용 판재로 사용되는 슬래그 보드의 제조방법에 관한 것으로, 특히 제철공정에서 발생되는 고로 슬래그를 원료로 사용하여 초조방식으로 제조되는 슬래그 보드의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 이를 위하여, 슬래그를 포함하는 원료 슬러리를 펄퍼에서 배합하고, 체스터에서 균일화한 후, 초조기에서 다층으로 시트화하여 성형하는 단계를 포함하는 무석면계 슬래그 보드의 제조방법에 있어서, 양이온 응집제를 체스터에서 배출되는 원료슬러리에 투입하는 단계를 포함하는 무석면계 슬래그 보드의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 제조방법은 무석면계 슬래그 보드를 초조기에서 제조할 때 양이온 응집제를 원료 슬러리에 투입하므로 초조시의 보유율을 높여서 초조생산성을 증가시킬 수 있고, 초조후 층간 결합력이 높아져서 경화된 슬래그 보드는 우수한 물성특성을 나타낸다.

Description

슬래그 보드의 제조방법{METHOD FOR PREPARING SLAG BOARD}

본 발명은 벽면이나 천장 등의 건축용 판재로 사용되는 슬래그 보드의 제조방법에 관한 것으로, 특히 제철공정에서 발생되는 고로 슬래그를 원료로 사용하여 초조방식으로 제조되는 슬래그 보드의 제조방법에 관한 것이다.

제철공정의 고로에서 발생되는 슬래그(slag)는 특성에 따라 시멘트 첨가제, 파쇄골재 등에 제한적으로 이용되고 있으며, 최근에는 건축용 재료, 요업재료 등의 다방면으로 활용이 확대되고 있다.

이러한 고로 슬래그는 괴재 슬래그와 수쇄 슬래그로 구분되며, 괴재 슬래그는 용융 슬래그를 공기 중에서 서냉시킨 슬래그이며, 수쇄 슬래그는 용융 슬래그를 물로 급냉시켜 제조되는 슬래그로, 온도변화에 물성이 변화되기 쉬운 비정질상이며, 글래스 내에 칼슘(Ca) 이온 등이 함유되어 있어서 안정된 구조를 이루려는 표면 에너지가 큰 물질이며, 슬래그 글래스 상에서 유출된 이온들이 용액을 통해서 이동하여 새로운 수화물을 형성하여 서로 결합된 형상을 유지하게 된다.

이러한 슬래그를 원료로 사용하여 제조되는 슬래그 보드는 일반적으로 초조 방식으로 제조되며, 그 제조공정은 다음과 같다.

슬래그를 포함하는 원료에 3 내지 10 배의 물을 가하여 펄퍼에서 혼련하여 슬러리화하고, 체스터에서 혼련물의 균질화를 실시하고, 그 슬러리를 환망 또는 장망 초조기에서 시트(sheet)상으로 초조 성형하고, 이를 양생 경화하여 보드로 제조한다.

상기 환망 초조기에 의한 초조는 혼련된 슬러리를 망으로 형성된 회전드럼에 부착시키고, 그 흡인력을 이용하여 슬러리 중의 고형물을 주제로 하는 일종의 필름을 형성시키고, 이 필름을 메이킹 롤(making roll)로 적당 장수로 적층하여 시트가 되도록 하고, 이 시트를 양생하여 수경화시킨다. 경화 후의 시트는 필요에 따라서 건조를 하고, 규준 칫수로 재단하여 최종 제품으로 제조한다.

상기 초조된 시트는 수화경화할 때까지 통상의 공기 중에서 양생되며, 이때에 제조된 판재 시트가 건조되지 않도록 비닐 등으로 덮어서 습한 공기 중에서 양생되도록 하는 것이 필요하다. 또한 양생은 스팀에 의한 가열 양생을 실시할 수도 있다.

이러한 슬래그를 원료로 사용하는 슬래그 보드의 제조방법은 수쇄 슬래그 뿐만 아니라 석고와 알칼리 자극 촉진제로 소석회를 투입하고, 탄산칼슘, 퍼라이트(perlite), 보강용 펄프, 및 고정으로 발생하는 스크랩(scrap)을 파쇄한 스크랩 분말을 함께 원료로 사용하여 상기 초조 방식으로 제조한다(한국 공개특허공보 제1995-17818호).

그러나 이러한 슬래그 보드는 대부분 경화조절제를 사용하고 보강섬유로 아직까지도 석면을 사용하는 경우가 많다. 경화 조절제를 사용하는 이유는 슬래그와함께 투입되는 석고가 빠른 자경성이 있기 때문으로, 석고가 성형 후 양생될 때까지 경화를 조정하는 것이 필요하다. 그러나 이 경화조절제를 적절히 사용하지 않으면 다수의 필름이 결합되는 시트가 필름층 간의 결합력이 낮아지게 되어 강도가 낮아지거나 각각의 필름층이 양생 후에도 떨어지게 되는 문제점이 있다.

또한 석면을 사용하는 것은 석면이 높은 원료보유율을 갖기 때문에 초조기에서의 금망에 많은 원료를 적절히 공급할 수 있기 때문이다. 그러나 석면은 인체에 유해한 물질로 알려져 있으며 향후 건축자재에 사용이 제한되려는 움직임이 있다. 그러나 석면을 보강섬유로 사용하지 않고 펄프만을 사용하여 초조기에서 슬래그 보드를 제조하게 되면 펄프가 석면만큼의 원료보유율을 갖지 못하기 때문에 초조생산성이 낮아지는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 고려하여, 보강섬유로 석면을 사용하지 않고서도 우수한 원료보유율을 가지고 높은 생산성으로 초조성형할 수 있으며, 초조되는 각층간의 결합력을 높일 수 있어서 양생 경화후 우수한 특성을 나타낼 수 있는 무석면계 슬래그 보드의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 슬래그를 포함하는 원료 슬러리를 펄퍼에서 배합하고, 체스터에서 균일화한 후, 초조기에서 다층으로 시트화하여 성형하는 단계를 포함하는 무석면계 슬래그 보드의 제조방법에 있어서, 양이온 응집제를 체스터에서 배출되는 원료슬러리에 투입하는 단계를 포함하는 무석면계 슬래그 보드의 제조방법을 제공한다.

이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명은 무석면계 슬래그 보드를 초조기에서 제조할 때 양이온 응집제를 원료 슬러리에 투입하여 초조시의 보유율을 높여서 초조생산성을 증가시키고, 더불어 초조후 층간 결합력을 높임으로써 경화 후에 우수한 물성을 나타내도록 한 것이다.

이를 위하여 상기 양이온 응집제는 체스터에서 배출되는 균일화된 원료 슬러리에 투입하도록 한다. 체스터 이전의 배합과정에도 양이온 응집제를 투입할 수도 있으나 체스터에서 응집효율이 낮아져서 초조시의 보유율이 낮아지는 문제점이 있다. 또한 양이온 응집제 이외에 음이온 응집제, 비이온 응집제도 사용이 가능하나 초조기에서 제조되는 각층의 시트사이의 결합력은 함께 사용되는 석고를 고려하여 양이온 응집제가 우수하다.

상기 양이온 응집제는 폴리아크릴아마이드(poly acrylamide), 폴리 메틸메타크릴레이트(poly methylmethacrylate) 등의 예가 있으며, 사용량은 원료 슬러리 고형분 100 중량부당 양이온 응집제 0.03 내지 2.5 중량부를 물에 용해하여 투입시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 원료 슬러리는 고강도의 보드로 제조되기 위하여, 슬래그 40 중량부, 시멘트 10 내지 18 중량부, 무수석고 4 내지 8 중량부, 펄프 3 내지 10 중량부, 섬유상 무기물 5 내지 10 중량부, 소석회 2 내지 5 중량부, 및 필요시 실리카 흄, 벤토나이트, 규조토로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 점결제가 각각3 내지 10 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 보강섬유로는 통상적인 각종 펄프 및 유기섬유가 사용될 수 있다.

이하의 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이지 이들만으로 한정하는 것이 아니다.

[실시예]

실시예 1, 비교예 1, 2

슬래그 40 중량부, 시멘트 18 중량부, 무수석고 8 중량부, 펄프 6 중량부, 섬유상 무기물로 규회석 10 중량부, 소석회 5 중량부, 실리카흄 5 중량부, 벤토나이트 10 중량부, 규조토 3.5 중량부를 펄퍼에서 슬러리화하고, 체스터에서 균일화시킨 후 4 바트(vat)의 초조기에 투입하고 초조성형하여 4 개층의 필름으로 이루어진 시트를 제조하고, 이를 양생, 건조하여 무석면 슬래그 보드를 제조하였다.

상기에서 체스터에서 초조기로 배출되는 원료 슬러리 100 중량부당 경화조절제인 황산반토, 폴리아크릴아마이드계 음이온 응집제 및 양이온 응집제를 각각 표 1과 같이 투입하였다.

제조된 무석면 슬래그 보드의 중요물성을 하기 표 1에 나타내었다.

구 분	비교예 1	비교예 2	실시예 1
투입제	황산알루미늄3 중량부	음이온 응집제0.5 중량부	양이온 응집제0.5 중량부
굴곡하중(kgf/cm)	12	18.5	56.6
충격강도(cm)(100g 낙구시험)	13	25	30
절건비중(g/㎤)	0.87	0.97	1.04

본 발명의 제조방법은 무석면계 슬래그 보드를 초조기에서 제조할 때 양이온 응집제를 원료 슬러리에 투입하므로 초조시의 보유율을 높여서 초조생산성을 증가시킬 수 있고, 초조후 층간 결합력이 높아져서 경화된 슬래그 보드는 우수한 물성특성을 나타낸다.

Claims (5)

1. 슬래그를 포함하는 원료 슬러리를 펄퍼에서 배합하고, 체스터에서 균일화한 후, 초조기에서 다층으로 시트화하여 성형하는 단계를 포함하는 무석면계 슬래그 보드의 제조방법에 있어서,

   양이온 응집제를 체스터에서 배출되는 원료슬러리에 투입하는 단계를 포함하는 무석면계 슬래그 보드의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 양이온 응집제는 원료 슬러리 고형분 100 중량부당 0.03 내지 2.5 중량부가 투입되는 무석면계 슬래그 보드의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 양이온 응집제가 폴리아크릴아마이드, 및 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 무석면계 슬래그 보드의 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 원료 슬러리의 조성은

   ⅰ) 슬래그 40 중량부;

   ⅱ) 시멘트 10 내지 18 중량부;

   ⅲ) 무수석고 4 내지 8 중량부;

   ⅳ) 펄프 3 내지 10 중량부;

   ⅴ) 섬유상 무기물 5 내지 10 중량부; 및

   ⅵ) 소석회 2 내지 5 중량부

   를 포함하는 무석면 슬래그 보드의 제조방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 조성은 실리카 흄, 벤토나이트, 및 규조토로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 점결제를 각각 3 내지 10 중량부 더욱 포함하는 무석면 슬래그 보드의 제조방법.