KR20030043985A - 무기 및(또는) 유기 물질이 로딩된 셀룰로즈 섬유를이용한 섬유 시멘트 복합 재료 - Google Patents

무기 및(또는) 유기 물질이 로딩된 셀룰로즈 섬유를이용한 섬유 시멘트 복합 재료 Download PDF

Info

Publication number
KR20030043985A
KR20030043985A KR10-2003-7004785A KR20037004785A KR20030043985A KR 20030043985 A KR20030043985 A KR 20030043985A KR 20037004785 A KR20037004785 A KR 20037004785A KR 20030043985 A KR20030043985 A KR 20030043985A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fibers
fiber
loaded
formulation
cement
Prior art date
Application number
KR10-2003-7004785A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100829265B1 (ko
Inventor
도날드 제이. 머클리
카이디안 루오
Original Assignee
제임스 하디 리서치 피티와이 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제임스 하디 리서치 피티와이 리미티드 filed Critical 제임스 하디 리서치 피티와이 리미티드
Publication of KR20030043985A publication Critical patent/KR20030043985A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100829265B1 publication Critical patent/KR100829265B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/0048—Fibrous materials
    • C04B20/0056—Hollow or porous fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B16/00—Use of organic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of organic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B16/02—Cellulosic materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/18—Waste materials; Refuse organic
    • C04B18/24—Vegetable refuse, e.g. rice husks, maize-ear refuse; Cellulosic materials, e.g. paper, cork
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/10—Coating or impregnating
    • C04B20/1051—Organo-metallic compounds; Organo-silicon compounds, e.g. bentone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/10—Coating or impregnating
    • C04B20/1055—Coating or impregnating with inorganic materials
    • C04B20/107—Acids or salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/16—Sizing or water-repelling agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/60—Agents for protection against chemical, physical or biological attack
    • C04B2103/65—Water proofers or repellants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/10—Compositions or ingredients thereof characterised by the absence or the very low content of a specific material
    • C04B2111/12—Absence of mineral fibres, e.g. asbestos
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/27—Water resistance, i.e. waterproof or water-repellent materials
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/03—Non-macromolecular organic compounds
    • D21H17/05—Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
    • D21H17/13—Silicon-containing compounds
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20—Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/46—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/59—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Panels For Use In Building Construction (AREA)
  • Producing Shaped Articles From Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 로딩된 셀룰로즈 섬유를 사용하는 셀룰로즈 섬유 강화 시멘트 복합 재료에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이와 관련한 제조 방법 및 향상된 물성을 갖는 최종 생성물에 관한 것이다.

Description

무기 및(또는) 유기 물질이 로딩된 셀룰로즈 섬유를 이용한 섬유 시멘트 복합 재료 {FIBER CEMENT COMPOSITE MATERIALS USING CELLULOSE FIBERS LOADED WITH INORGANIC AND/OR ORGANIC SUBSTANCES}
관련 분야의 설명
통상의 포틀랜드 시멘트(Portland cement)는 건축 및 건설 분야에서 사용되는 많은 제품들, 주로 콘크리트 및 철 강화 콘크리트의 주성분이다. 시멘트는 수압 고정 결합제(hydraulically settable binder)로서, 석고(gypsum), 목재, 목재 파티클 보드(particle board), 섬유보드, 및 건축 제품에 사용되는 통상의 재료에 비해 고정후 물에 의한 영향을 거의 받지 않는다는 큰 이점이 있다. 이것은 물이 시멘트에 전혀 영향을 미치지 않는다는 의미는 아니다. 시멘트가 깨끗한 물(fresh water)로 포화되는 경우, 화학 성분이 일부 용해되고 이동되어 시멘트가 다시 건조되면 상이한 장소에서 재침적된다.
석면 섬유 시멘트 기술
약 120년 전에 루드비히 하체크(Ludwig Hatschek)는 매우 묽은 석면 섬유 슬러리(고체 중량의 약 10중량％ 이하) 및 통상의 포틀랜드 시멘트(약 90％ 이상)를 제지용 시이브 실린더 기기 상에서 약 0.3mm의 필름 형상으로 탈수시키고, 이것을 원하는 두께(특히 6mm)까지 롤에 감은 후, 생성된 원통형 시이트를 절단하고 평탄화하여 평평한 적층 시이트를 형성시키고, 이것을 소정 크기의 사각형 조각으로 절단하여 제지용 시이브 실린더 기기를 사용하여 최초로 석면 강화 시멘트 제품을 만들었다. 이어서, 상기 제품을 통상의 시멘트 경화 방법에 의해 약 28일 동안 공기 경화시켰다. 원래의 용도는 인공 지붕 슬레이트였다.
100년이 넘게 상기 형태의 섬유 시멘트는 지붕재, 파이프재 및 벽재, 건물의 외벽(판자 및 패널), 및 물을 사용하게 되는 영역의 라이닝(lining) 보드용으로 광범위하게 사용되어 왔다. 석면 시멘트는 또한 석면의 높은 열안정성에 때문에 고도의 난연성이 요구되는 많은 분야에 사용되었다. 이들 모든 제품의 가장 큰 이점은 고밀도 석면/시멘트 복합 재료가 공극도 및 투과성이 낮기 때문에 이들이 물에 의한 영향을 거의 받지 않고 또한 비교적 경량이라는 것이었다. 상기 제품의 단점은 고밀도 매트릭스의 경우 못을 박을 수 없고, 고정을 시키기 위해서는 미리 드릴로 구멍을 만들어야 하는 것이었다.
원래의 하체크 방법(변형된 시이브 실린더 제지 기기)가 석면 시멘트 제품 대부분에 주로 사용되었지만, 두꺼운 시이트(말하자면 약 30개의 필름을 요구하는 10mm 이상 시이트)와 같은 특별한 제품 제조에는 다른 방법도 사용되었다. 때로는 이들 다른 방법에 몇몇 가공 보조 첨가제를 사용하기도 하지만 이러한 방법들은 하체크 방법에서와 동일한 석면 섬유의 포뮬레이션을 사용하였다. 예를 들면, 압출 성형, 사출 성형 및 여과 압착 또는 플로우 온(flow on) 기기로 섬유 시멘트 복합 재료를 만들었다.
지난 세기의 중반경에는 석면계 시멘트 복합 재료의 현대적 대체물에 중요한 의미를 갖는 두 가지 발전이 있었다. 첫째는 일부 제조자들이 제품을 오토클레이빙(autoclaving)함으로써 경화 사이클(cycle)을 상당히 감소시키고 비용을 줄일 수 있다는 것을 인식한 것이다. 이 방법을 사용하면 시멘트의 일부를 미분 실리카로 대체할 수 있는데, 이 미분 실리카는 오토클레이브 온도에서 시멘트 내의 과량의 석고와 반응하여 통상의 시멘트 매트릭스와 유사한 칼슘 실리카 수화물을 생성한다. 실리카는 분쇄된 경우에도 시멘트 보다 훨신 저렴하고, 오토클레이빙 경화가 공기 경화보다 경화 시간이 훨씬 짧기 때문에 상기 방법은 통상적인 방법이 되었으나 보편적인 제조 방법은 아니었다. 전형적인 배합은 석면 섬유 약 5 내지 10％, 시멘트 약 30 내지 50％ 및 실리카 약 40 내지 60％이다.
두번째 발전은 석면 강화 섬유의 일부를 목재로부터 얻은 셀룰로즈 섬유로 대체한 것이다. 이 방법은 외벽재 및 물을 사용하는 영역의 라이닝 시이트를 제외하고는 널리 사용되지는 않았다. 상기 발전의 커다란 이점은 셀룰로즈 섬유가 속이 비어있고 부드러워서 얻어진 제품에 미리 드릴로 구멍을 내고 고정하는 것이 아니라 못을 사용할 수 있다는 점이었다. 측벽재 및 라이닝재는 지붕재보다 환경에 대한 조건이 덜 까다로운 수직벽에 사용된다. 그러나, 셀룰로즈 강화 시멘트 제품은 석면 시멘트 복합 재료에 비하여 물에 의해 변형되기가 더 쉽다. 전형적인 배합은 공기 경화 제품에 대하여는 셀룰로즈 약 3 내지 4％, 석면 약 4 내지 6％ 및 시멘트 약 90％이고, 오토클레이빙 경화 제품에 대하여는 셀룰로즈 약 3 내지 4％, 석면 약 4 내지 6％, 시멘트 약 30 내지 50％ 및 실리카 약 40 내지 60％이다.
석면 섬유는 몇가지 이점을 갖는다. 시이브 실린더 기기는 망상 구조를 형성함으로써 시이브 자체가 포획하기에는 너무 작은 고체 시멘트(또는 실리카) 입자를 포획하는 섬유를 필요로 한다. 석면은 무기 섬유임에도 불구하고 주섬유에서 분지되는 많은 작은 덩굴 모양으로 리파인(refine)시킬 수 있다. 석면 섬유는 강하고 딱딱하며 시멘트 매트릭스와 매우 강하게 결합한다. 이들은 고온에서 안정하다. 이들은 오토클레이빙 조건 하에서 알칼리 공격에 대해 안정하다. 따라서 석면 강화된 섬유 시멘트 제품은 그 자체로서 강하고 딱딱(또한 취성이 있다)하며 시멘트 자체가 화학적으로 공격당할 수 있는 높은 산성 환경을 제외한다면 많은 악조건 하에서도 사용될 수 있다. 석면 지붕재에 습식/건식 주기가 반복되면 주로 풍화(풍화 작용은 습윤시에 제품 내 화합물이 용해된 후 건조시에 이 화합물이 침적되면서 일어난다)와 같은 몇 가지 문제를 일으킨다. 풍화 작용은 특히 지붕재의 미관을 해치며, 이를 감소시키기 위한 많은 노력이 이루어지고 있다. 석면 강화 지붕재들은 일반적으로 매우 밀도가 높으므로(비중이 약 1.7), 포화된 경우라 하더라도 제품에 들어가는 물의 총량은 비교적 적고 일반적으로 냉동-해동에 대한 제품의 내성이 적당하다. 만일 밀도를 낮추면 제품의 작업성은 개선되지만(예를들어 못을 박을 수 있게 된다), 포화도와 물의 총흡수량이 증가하여 냉동-해동 특성이 나빠진다.
대체 섬유 시멘트 기술
1980년대 초에 채굴, 노출 및 흡입하는 경우와 관련하여 석면 섬유가 건강에 해가 된다는 것이 주요한 관심사가 되기 시작하였다. 특히, 미국, 일부 서유럽, 호주/뉴질랜드에서 석면 시멘트 제품 제조자들은 그들이 설치한 공정 설비, 주로 하체크 기기로 만든 건축 및 건설 제품의 강화재로서의 석면 섬유에 대한 대체물을 탐색하기 시작하였다. 20여년 동안 두가지 실용적인 대체 기술이 나타났으나 이들중 어느 것도 석면을 전면적으로 대체할 수는 없었다.
서유럽에서 석면의 가장 성공적인 대체물은 PVA 섬유(약 2％) 및 셀룰로즈 섬유(약 5％)을 주성분인 시멘트(약 80％)와 혼합한 것이었다. 때로는, 실리카 또는 석회와 같은 불활성 충진제 약 10 내지 30％를 배합물에 첨가시킨다. 일반적으로 PVA 섬유가 오토클레이브에서 안정하지 않기 때문에 상기 제품은 공기 경화시킨다. 이 방법은 일반적으로 하체크 기기를 사용하고 이어서 수압 프레스를 사용하는 압축 단계를 수행함으로써 이루어진다. 이 방법에 의해 셀룰로즈 섬유를 압축시키고, 매트릭스의 공극도를 낮출 수 있다. PVA는 리파인시킬 수 없는 반면 셀룰로즈는 리파인시킬 수 있기 때문에 상기 서유럽 기술에서 셀룰로즈 섬유는 시이브 상에 망상 구조를 형성시켜 탈수 단계에서 고체 입자를 포획하는 가공 보조제로서의 역할을 한다. 상기 제품은 주로 지붕(슬레이트 및 주름)에 사용한다. 통상적으로는 상기 제품은 두꺼운 유기 코팅으로 피복되지만 언제나 그런 것은 아니다. 상기 제품들의 가장 큰 단점은 재료와 제조비가 크게 상승한다는 것이다. 현재 셀룰로즈는 석면 섬유에 비하여 1 톤 당 500달러 정도가 비싸지만, PVA는 1톤 당 약4000달러 정도가 더 비싸다. 두꺼운 유기 코팅도 역시 비싸고, 수압 압축 역시 비용이 많이 드는 단계이다.
호주/뉴질랜드 및 미국에서 석면에 대한 가장 성공적인 대체물은 호주 특허 제515151호 및 미국 특허 제6,030,447호에 기재되어 있는 바와 같은, 미표백 셀룰로즈 섬유와 시멘트 약 35％ 및 미분 실리카 약 55％를 사용한 것이었다(상기 특허 문헌 전체는 참고 문헌으로서 본원에 포함된다). 셀룰로즈는 오토클레이빙시에 상당히 안정하기 때문에 상기 제품은 오토클레이브에서 경화된다. 상기 제품은 하체크 기기로 제조되며, 통상적으로는 압축되지 않는다. 상기 제품은 일반적으로는 측벽(패널 및 판자), 수직 또는 수평 타일 배커(backer), 물을 사용하는 영역의 라이닝, 및 처마 및 처마 안쪽의 인-필 패널(in fill panels)에 사용된다. 상기 제품의 큰 이점은 석면 섬유계 제품과 비교하더라도 작업성이 우수하고 저가라는 점이다.
그러나, 셀룰로즈 섬유 시멘트 재료는 석면 시멘트 복합재와 비교하면 물에 의해 유발되는 손상에 대한 낮은 저항성, 높은 물 투과성, 높은 물 이동성(위킹(wicking)으로 알려짐)과 같은 단점을 가지고 있다. 이러한 단점은 주로 셀룰로즈 섬유의 루멘(lumen) 및 세포벽 중의 물 전달 채널 및 보이드(void)의 존재에 기인한 것이다. 셀룰로즈 섬유가 침수되거나 장기간 비/응축에 노출되는 경우 상기 포어 공간은 물로 채워질 수 있다. 셀룰로즈 섬유의 공극도는 복합재를 통한 물 수송을 촉진시키며 특정 환경에서의 재료의 장기 내구성 및 성능에 영향을 미칠 수 있다. 이와 같이 통상적인 셀룰로즈 섬유는 재료의 포화 질량을 높이고,습윤 대 건조시의 치수 안정성을 악화시키고, 포화 강도를 낮추고, 물에 의해 유발되는 손상에 대한 내성을 낮출 수 있다.
셀룰로즈 강화 시멘트 재료의 높은 물 투과성 때문에 제품 내의 가용성 화학 물질을 훨씬 더 많이 수송할 수 있는 가능성이 있다. 상기 가용성 화학 물질은 건조시에 재침적되어 외부적으로는 풍화를 일으키거나 또는 내부적으로는 매트릭스 또는 섬유의 모세관 포어 내에서 재침적된다. 상기 재료는가 물로 포화시키기 쉽기 때문에 그 제품 역시 냉동-해동 손상에 대해 훨씬 더 민감하다. 그러나, 수직 제품, 처마 및 처마 안쪽 라이닝, 또는 내부 라이닝은 물에 의해 유발되는 단점과는 별로 관련이 없다.
요약하면, 유럽에서는 PVA 섬유를 사용한 공기 경화 섬유 시멘트 제품이 석면을 대체하였는데, 일정한 형상을 만든 후 미가공 상태(green state) 그대로 압축한다. 이 기술의 주된 문제점은 재료 및 제조 비용이 상승한다는 점이다. 미국 및 호주/뉴질랜드에서는 셀룰로즈 섬유를 사용한 오토클레이빙된 섬유 시멘트 제품이 석면을 대체하였는데, 압축 없이 저밀도로 제조된다. 이 기술의 주된 문제점은 습윤되었을때 제품에 물이 흡수되는 속도 및 양이 증가한다는 점이다.
몇몇 선행 기술 문헌에는 시멘트 제품에 섬유 물질을 사용하는 것과 이러한 섬유 물질을 처리하는 다양한 방법이 개시되어 있다. 그러나 이들 대부분의 문헌은 시멘트에 대한 섬유 물질의 결합력을 증가시키는 것에 관한 것이고 물 및 습기에 관련된 셀룰로즈 및(또는) 기타 섬유의 문제점을 해결하기 위한 것은 아니다. 많은 상기 문헌들은 섬유 물질을 광화시키고(mineralization), 이에 의해 섬유 물질 표면에 침전을 생성시키는 방법으로 섬유 물질을 처리하는 방법을 개시하고 있다. 예를 들면 미국 특허 제5,795,515호는 다량의 시멘트(예를 들면 70-80％)와 셀룰로즈 섬유를 포함하는 공기 경화 제품을 설명하고 있는데, 이 제품은 섬유 물질을 알루미늄 설페이트로 예비 처리하고 이어서 비결정질 실리카를 상기 섬유에 첨가함으로써 광화시킨 것이다. 미국 특허 제2,377,484호도 유사하게 목재 및 식물 섬유(예, 대패밥)를 설명하고 있는데, 이것은 섬유를 규산나트륨 및 염화칼슘으로 처리하여 섬유에 염화칼슘을 침전시킨 것이다.
상기 문헌 및 기타 다른 문헌들에서 섬유를 광화하는 이유는 섬유에 코팅을 제공하여 섬유와 시멘트의 결합을 강화하기 위한 것이다. 다른 문헌들도 또한 섬유 물질과 시멘트 사이의 결합력을 증가시키는 것에 관한 것이다. 예를 들면 미국 특허 제1,571,048호는 톱밥과 같은 섬유 물질을 금속염 용액으로 광화하는 방법을 개시하고 있다. 광물은 톱밥의 내부 및 표면에 침적되고, 시멘트와 혼합되면 톱밥을 시멘트에 단단하게 부착시킨다.
상기 문헌들이 개시하고 있는 바와 같은 결합력의 증가는 셀룰로즈 섬유의 경우에도 요구된다. 왜냐하면 자연 상태의 셀룰로즈 섬유는 리그닌과 함께 섞여 있는데, 이 리그닌은 섬유와 시멘트 간의 결합을 어렵게 만들기 때문이다. 그러나 상기 특허 문헌들은 부분적으로 탈리그닌화되고 개별화된 섬유의 사용에 관해 구체적으로 개시하고 있지는 않다. 이러한 섬유는 시멘트와 잘 결합하고 따라서 상기한 처리 방법을 요구하지 않는다. 또한 셀룰로즈 섬유가 리그닌과 함께 섞여 있으면 부분적으로 탈리그닌화되고 개별화된 섬유를 사용할 때 발생하는, 상기한 바와같은 정도의 물 및 수분에 관련된 손상이 발생하지 않는다. 이것은 리그닌이 리그닌 내에 있는 셀룰로즈 섬유보다 실질적으로 방수성이 더 좋기 때문이다.
따라서 부분적으로 탈리그닌화되고 개별화된 섬유를 포함하는 섬유 시멘트 건축 재료, 이 건축 재료를 사용하여 얻을 수 있는 재료 포뮬레이션 및 제품에서 요구되는 것은 물에 의한 손상 및 기타 문제를 막을 수 있는 방법이다.
본 발명은 로딩된 셀룰로즈 섬유를 사용하는 셀룰로즈 섬유 강화 시멘트 복합 재료에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이와 관련한 제조 방법 및 향상된 물성을 갖는 최종 생성물에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시 태양에 따른 섬유 강화 시멘트 건축 재료를 제조하기 위한 공정 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 한 실시 태양에 따라 로딩된 셀룰로즈 섬유로 만든 섬유 시멘트 재료의 포어 크기 분포를 통상적인 로딩하지 않은 섬유로 만든 섬유 시멘트 재료와 비교한 그래프이다. 공극도는 MIP(수은 압입법)로 측정하였다.
도 3A 및 3B는 본 발명의 바람직한 한 실시 태양에 따라 로딩된 셀룰로즈 섬유로 만든 섬유 시멘트 건축 재료의 물 이동 시험(위킹) 결과를 통상적인 로딩하지 않은 섬유로 만든 섬유 시멘트 재료와 비교한 그래프이다.
도 4A 및 4B는 본 발명의 바람직한 한 실시 태양에 따라 로딩된 셀룰로즈 섬유로 만든 섬유 시멘트 건축 재료의 물 투과도 시험 결과를 통상적인 로딩하지 않은 섬유로 만든 섬유 시멘트 재료와 비교한 그래프이다.
도 5A 및 5B는 본 발명의 바람직한 한 실시 태양에 따라 로딩된 셀룰로즈 섬유로 만든 섬유 시멘트 건축 재료의 물 흡수 시험 결과를 통상적인 로딩하지 않은 섬유로 만든 섬유 시멘트 재료와 비교한 그래프이다.
발명의 요약
본 발명의 바람직한 실시 태양은 새로운 기술, 다시 말해 로딩된 셀룰로즈 섬유를 사용한 셀룰로즈 섬유 강화 시멘트 건축 복합재를 개시한다. 이 셀룰로즈 섬유는 바람직하게는 개별화된 섬유인데, 개별화된 섬유는 리그닌의 적어도 일부가 셀룰로즈로부터 제거된 것이다. 본 발명에 개시된 기술의 다양한 측면은 포뮬레이션, 복합재의 제조 방법, 최종 제품 및 그 특성들을 포괄하는 것이다. 상기 기술은 소정의 특성(낮은 물 흡수, 낮은 물 흡수 속도, 낮은 물 이동, 낮은 물 투과성)을 갖는 섬유 시멘트 건축 재료를 제공할 수 있게 한다.
이들 재료로부터 얻을 수 있는 최종 제품은 냉동-해동 내성이 향상되고, 풍화 작용이 감소되고, 자연적인 풍화 과정에서 물에 가용성인 매트릭스 성분들의 용해 및 재침적이 감소된다. 적절한 섬유 로딩을 통해 통상적인 섬유 시멘트 제품에 비해 기타 다른 제품 특성, 예를 들면 부패 내성, 내화성을 향상시킬 수 있다. 치수 안정성, 강도, 변형률 또는 인성(toughness)에 나쁜 영향을 미치지 않고 상기와 같은 개선된 특성을 얻을 수 있다는 것은 놀라운 일이다. 또한 통상적인 셀룰로즈섬유 시멘트 복합재에서 사용되는 것보다 소량의 셀룰로즈를 사용하고도 강도, 변형률 및 인성을 향상시킬 수 있다는 것은 더욱 놀라운 일이다.
보다 구체적으로 설명하자면, 출원인은 셀룰로즈 섬유의 내부 텅빈 공간을 비가용성 무기 및(또는) 유기 물질로 완전히 또는 부분적으로 채움으로써 공학적으로 개량된 셀룰로즈 섬유를 만들 수 있다는 것을 발견하였다. 이 개량된 셀룰로즈 섬유는 시멘트 복합재에 사용될 경우 일반적인 셀룰로즈 섬유의 이점(오토클레이빙, 압축 없는 제조 과정)을 그대로 가질 뿐 아니라, 섬유 강화 시멘트 복합 재료에 사용될 경우 물 흡수 속도 및 물 흡수량의 관점에서 볼 때 생성된 섬유 시멘트 물질은 PVA와 같은 인공 섬유의 이점 또는 이보다 더 뛰어난 이점을 갖는다. 더 놀라운 것은 섬유를 더 조금만 사용해도 되기 때문에 재료의 중요한 물성(예를 들면, 강도, 인성)의 악화 없이 섬유를 로딩 또는 부분적으로 로딩하는 비용이 감소한다는 것이다.
특히, 바람직한 특정 실시 태양은 오토클레이빙된 셀룰로즈계 섬유 시멘트 포뮬레이션에 사용될 경우 복합재의 물 흡수 속도 및 물 흡수량을 감소시켜 풍화 작용이 일어날 가능성, 화학 물질이 용해된 후 제품 내에 재침적될 가능성, 또는 냉동-해동 손상을 받을 가능성을 낮춘다.
또한, 상기 섬유는 리파인되어 하체크 방법에서 포획 매질로 작용할 수도 있다. 상기 섬유는 과도한 섬유의 손상 없이 오토클레이빙될 수 있고, 압축하지 않고도 강도가 훌륭한 제품을 만들 수 있다. 또한, 셀룰로즈 섬유를 실제 조금만 사용하고도 바람직한 실시 태양은 중요한 물성(예, 강도, 경도, 인성, 수분 이동성)에 나쁜 영향을 주지 않고 오히려 이들 물성의 일부(특히 인성)를 향상시킬 수 있다는 것은 정말 놀라운 일이다.
따라서 공학적으로 개량된 로딩된 섬유를 사용하면 복합재의 물성을 향상시킬 수 있고, 따라서 건축 및 건설 재료의 기계적 특성 및 작업성을 향상시키고 제조 방법에 관계 없이 다양한 환경(습윤 상태 및 건조 상태의 반복, 불, 냉동 및 해동, 공기에의 노출 등) 하에 제품의 내구성을 향상시킬 수 있는 대체 기술이 될 수 있다. 상기 로딩된 섬유는 고가의 공정 비용을 감소시키기 위해 PVA와 관련하여 공기 경화 제품에 사용될 수도 있지만, (고체 입자를 포획하기 위해) 리파인될 수 있는 섬유를 요구하는 하체크 방법 및 시멘트를 미분 실리카로 대체할 수 있게 하는 오토클레이브 경화 사이클에 특히 적합하다.
따라서 본 발명의 바람직한 실시 태양은 로딩된 셀룰로즈 섬유를 사용하여 섬유 강화 시멘트 복합 재료를 제조하는 새로운 기술에 관한 것이다. 이 새로운 기술은 포뮬레이션, 제조 방법 및 최종 복합 재료를 포괄하는 것이다. 이러한 실시 태양들은 물 투과성, 물 흡수, 풍화 작용, 내부 물 용해 및 재침적을 감소시키고 냉동/해동 풍화 환경에서 내구성을 향상시킨다. 이것은 일반적인 셀룰로즈 섬유 시멘트보다 적은 양의 셀룰로즈 섬유를 사용하고도 중요한 기계적 및 물리적 특성, 특히 인성을 유지하거나 향상시킴과 동시에 달성할 수 있다. 또한, 이 기술은 셀룰로즈 섬유를 분쇄하여 최종 제품의 물 투과성을 낮추기 위해 형성된 미가공체(green body)를 수압 압축하는 고가의 공정을 거칠 필요가 없기 때문에 공기 경화된 PVA 강화 섬유 시멘트의 중요한 문제점 중 하나를 해결하는 데도 유용하다.
본 발명의 한 측면은 시멘트 매트릭스 및 이 시멘트 매트릭스에 혼입한 개별화된 셀룰로즈 섬유를 포함하는 복합 건축 재료를 제공하는 것이다. 셀룰로즈 섬유는 부분적으로 또는 완전히 탈리그닌화된다. 상기 셀룰로즈 섬유는 물이 흐르지 못하게 하는 로딩 물질로 적어도 일부분 이상을 채운 보이드를 갖는다.
본 발명의 다른 측면은 복합 건축 재료를 만들기 위해 사용되는 재료 포뮬레이션이 시멘트 결합제 및 셀룰로즈 섬유를 포함하는 것이다. 여기서, 상기 셀룰로즈 섬유는 개별화되고 셀룰로즈 섬유의 적어도 일부는 물이 섬유를 통해 흐르는 것을 막기 위해 비가용성 물질로 로딩된다. 한 실시 태양에서 상기 건축 재료 포뮬레이션은 약 10％ 내지 80％의 시멘트, 약 20％ 내지 80％의 실리카(응집제), 약 0％ 내지 50％의 밀도 조절제, 약 0％ 내지 10％의 첨가제 및 약 0.5％ 내지 20％의 로딩된 개별화된 셀룰로즈 섬유 또는 로딩된 셀룰로즈 섬유의 조합 및(또는) 일반적인 로딩되지 않은 섬유 및(또는) 천연 무기 섬유 및(또는) 합성 섬유를 포함하는 것이 바람직하다. 이 포뮬레이션으로 얻을 수 있는 물질은 오토클레이빙 경화 또는 공기 경화한다.
본 발명의 또 다른 실시 태양은 압축하지 않고 오토클레이빙한 섬유 시멘트 제품용 건축 재료 포뮬레이션을 제공하는 것이다. 이러한 포뮬레이션은 약 20 내지 50％, 바람직하게는 약 35％의 시멘트, 약 20 내지 80％, 바람직하게는 약 55％의 미분 실리카를 포함한다. 또한, 약 0 내지 30％의 기타 첨가제 및 밀도 조절제를 포뮬레이션에 포함시킬 수도 있다. 이 포뮬레이션은 약 0.5 내지 20％, 바람직하게는 약 10％의 섬유를 포함하는 것이 바람직한데, 이 섬유의 일부는 섬유 포어 공간에 물이 흐르는 것을 방지하기 위한 무기 및(또는) 유기 물질로 로딩시킨 개별화된 셀룰로즈 섬유이다.
이러한 로딩된 섬유의 보이드는 물이 흐르는 것을 막기 위해 비가용성 물질로 완전히 또는 부분적으로 채워져 있다. 이 비가용성 물질은 시멘트 매트릭스와 실질적으로 같거나 비슷한 열 및 수분 팽창 계수를 갖는 것이 바람직하다. 이 비가용성 물질은 유기 화합물, 무기 화합물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 로딩 물질은 건조 셀룰로즈 섬유 중량의 약 0.5％ 내지 200％를 포함할 수 있다. 로딩된 섬유 내의 로딩 물질은 셀룰로즈 중량의 약 10％ 내지 80％인 것이 가장 일반적이다.
본 발명의 다른 측면은 섬유 강화 복합 건축 재료의 제조 방법에 관한 것이다. 이러한 제조 방법의 한 실시 태양은 셀룰로즈 섬유를 서로 함께 결합시키는 리그닌 대부분을 제거하여(때로는 기계적인 힘을 가함으로써) 셀룰로즈 섬유를 개별화하는 것을 포함한다. 셀룰로즈 섬유의 적어도 일부는 비가용성 물질로 로딩하여 로딩된 셀룰로즈 섬유를 형성한다. 여기서 섬유 내의 비가용성 물질은 물이 섬유 사이를 흐르는 것을 방해한다. 로딩된 섬유를 시멘트 결합제와 혼합하여 섬유 시멘트 혼합물을 형성한다. 이 섬유 시멘트 혼합물을 사용하여 소정의 모양 및 크기를 갖는 섬유 시멘트 물품을 만든다. 이 섬유 시멘트 물품을 경화하여 섬유 강화 복합 건축 재료를 만든다.
섬유를 로딩하는 단계는 화학 반응 및(또는) 물리적 침적 등의 기술을 사용하여 무기 화합물, 유기 화합물 또는 이들의 조합으로 섬유를 로딩하는 것을 포함하는 것이 바람직하다. 로딩된 섬유를 다른 성분과 혼합하여 섬유 시멘트 혼합물을 형성하는 단계는 로딩된 섬유와 비셀룰로즈 물질(예를 들면, 시멘트 결합제, 응집제, 밀도 조절제, 본 발명의 바람직한 포뮬레이션에서와 같은 첨가제)을 혼합하는 것을 포함하는 것이 바람직하다. 또 다른 실시 태양에서는 로딩된 섬유를 다른 성분과 함께 통상적인 로딩되지 않은 섬유 및(또는) 천연 무기 섬유 및(또는) 합성 섬유와 혼합할 수 있다. 제조 방법은 현존하는 임의의 기술, 예를 들면 하체크 방법, 압출 성형, 몰딩법 등일 수 있다. 어떤 실시 태양에서는 섬유 시멘트 물품을 오토클레이빙하는 것이 유리할 수도 있다.
보이드를 채운 섬유의 특정 실시 태양을 시험한 결과 통상의 셀룰로즈 섬유를 포함하는 대응하는 포뮬레이션으로 만든 건축 제품에 비해 최종 제품의 인성이 약 50％ 이상, 파열 모듈러스(MOR)가 약 15％ 이상, 굴곡 시험으로 측정한 탄성 모듈러스(MOE)가 약 15％ 이상 증가함을 알 수 있었다. 또한, 로딩된 섬유를 적용하여 1 내지 10 ㎛의 건축 재료의 포어 부피를 약 30％ 이상 감소시켜, 로딩된 섬유를 사용한 섬유 시멘트 복합재의 비포어 부피(specific pore volume)를 MIP(mercury intrusion porosimetry, 수은 압입법)로 측정하여 약 6 ㎕/g 미만으로 만들 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 태양은 로딩된 셀룰로즈 섬유를 사용하지 않는 대등한 포뮬레이션으로 만든 건축 재료에 비해 물 이동이 적고, 물 흡수 속도가 작고, 물 투과성이 낮고, 풍화 작용이 덜하고, 용해 및 재침적의 문제가 덜하고, 냉동-해동 내성, 경도 및 인성이 향상된 섬유 강화 건축 재료를 제공한다는 이점을 갖는다. 또한 상기 바람직한 건축 재료는 치수 안정성이 뛰어나고 셀룰로즈 섬유 강화 재료의 장점을 그대로 유지하고 있다. 또한 로딩된 섬유를 갖는 건축 재료는 섬유 시멘트 재료를 만들기 한 통상의 방법으로 만들 수 있다. 셀룰로즈 섬유를 조금만 사용하고도 강화된 물리적/기계적 특성을 갖는 복합재를 만들 수 있다. 아래의 설명 및 도면을 참조하면 본 발명의 상기 이점 및 또 다른 이점을 더 분명히 알 수 있다.
바람직한 실시 태양의 상세한 설명
본 발명의 바람직한 실시 태양은 시멘트 섬유 강화 복합 재료에서 채워지거나 로딩된 셀룰로즈 섬유의 용도를 설명한다. 이러한 실시 태양은 로딩된 섬유로 만든 복합 재료 뿐 아니라 이러한 복합 재료의 제조 방법 및 포뮬레이션을 포괄하는 것이다.
로딩된 섬유는 내수성 또는 다른 섬유 강화 시멘트 재료의 성질을 향상시키는 다른 섬유 처리법(예를 들면, 섬유 표면을 친수성으로 만들기 위한 섬유 사이징, 1종 이상의 살생물제로 처리, COD 함량을 낮추기 위한 처리 등)과 함께 사용될 수도 있다. 본 발명은 셀룰로즈 섬유 강화 시멘트 제품에만 응용 가능한 것은 아니고, 따라서 상기 화학 처리는 비시멘트 제품에서 다른 섬유로 강화된 건축 재료에도 적용 가능하다.
본 발명의 한 실시 태양은 로딩된, 부분적으로 탈리그닌화되고 개별화된 셀룰로즈 섬유를 시멘트 셀룰로즈 섬유 강화 건축 재료에 응용하는 것에 관한 것이다. 이 로딩된 셀룰로즈 섬유는 일반적으로 1종 이상의 비가용성 화합물로 채워진 개별화된 셀룰로즈 섬유를 포함한다. 유기 및(또는) 무기 화합물을 셀룰로즈 섬유의 루멘 및 세포벽에 존재하는 물 전달 채널 및 보이드에 혼입하는 것이 바람직하다. 로딩 방법은 화학 반응, 물리적 침적, 또는 이들의 조합 등일 수 있다. 섬유 내부에 침적되는 물질은 물 전달 채널 또는 보이드를 통한 물의 전달을 방해하고 이것은 다시 섬유 시멘트 복합 재료의 물 이동을 억제한다. 로딩된 섬유는 오븐에서 건조한 셀룰로즈 섬유의 중량을 기준으로 약 0.5％ 내지 200％의 비셀룰로즈 함량을 갖는 것이 바람직하다. 로딩된 섬유는 약 80％ 이하의 비셀룰로즈 함량을 갖는 것이 더욱 바람직하다. 섬유 내의 루멘은 미국 특허 제4,510,020호, 5,096,539호에 개시되어 있는 방법 또는 다른 방법을 사용하여 로딩할 수 있다.
섬유 로딩을 위해 선택한 화합물은 시멘트 수화 반응을 방해하지 않고 공정수를 오염시키지 않는 것이 바람직하다. 또한, 화합물은 개선된 내화성 또는 내생성(biological resistance)과 같은 유용한 특성을 섬유 시멘트에 부여하는 것이 바람직하다. 로딩 물질은 시멘트 매트릭스와 실질적으로 같거나 비슷한 열 및 수분 팽창 계수를 갖는 것이 바람직하다. 사용할 수 있는 화합물에는 나트륨, 칼륨, 칼슘, 아연, 구리, 알루미늄 및 바륨의 무기염(예, 모든 형태의 카르보네이트, 실리케이트, 크로메이트, 알루미네이트, 아세테이트, 팔미테이트, 올레에이트, 스테아레이트, 설페이트, 포스페이트 또는 보레이트), 모든 종류의 클레이, 모든 타입의 시멘트, 모든 종류의 칼슘 실리케이트 수화물, 모든 종류의 카올린, 및 이들의 혼합물이 포함되지만 여기에 한정되는 것은 아니다. 또한, 사용할 수 있는 유기 화합물에는 천연 또는 석유 왁스, 폴리올레핀, 아크릴, 에폭시, 우레탄, 스티렌, 부타디엔 고무, 모든 종류의 플라스틱 및 기타 수지가 포함되지만 여기에 한정되는 것은 아니다.
섬유를 로딩하면 바람직하게는 비가용성 물질이 섬유 보이드 및 세포벽 내에 있는 포어 공간을 차지하게 한다. 포어 공간의 로딩은 섬유 표면에 상당한 침전을 생성하지 않고 일어나는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써 섬유 표면의 성질의 변화를 피할 수 있다. 로딩 화합물은 직경 약 0.01 내지 20 ㎛의 입자 크기를 갖는 것이 바람직하다.
상기한 화합물들은 섬유 로딩에 사용할 수 있는 물질의 예에 불과하다. 로딩 물질은 섬유 시멘트 재료가 사용되는 응용 분야에서 요구되는 특별한 성질에 따라 기타 다른 적절한 무기 또는 유기 화합물 또는 이들의 조합이 될 수 있다. 한 실시 태양은 미국 특허 제5,223,090호 및 RE35,460호에 기재되어 있는 것과 같은 공지된 섬유 로딩 방법을 사용하여 칼슘 카르보네이트를 셀룰로즈 섬유에 로딩한다.
로딩된 셀룰로즈 섬유는 시멘트 기재 매트릭스를 갖는 섬유 복합 재료의 물 흡수량 및 속도를 감소시킨다. 섬유 복합 재료의 시멘트 기재 매트릭스는 상이한 물성을 개선하기 위해 일반적으로 시멘트 결합제, 응집제, 밀도 조절제, 및 다양한 첨가제를 포함한다. 적절한 건축 제품에 이러한 매트릭스 성분 모두가 필요한 것은 아니다. 따라서 특정 실시 태양에서 포뮬레이션은 단순히 시멘트 결합제와 로딩된 셀룰로즈 섬유만 포함할 수 있다. 그러나 일반적인 포뮬레이션은 시멘트 매트릭스, 로딩된 셀룰로즈 및 다른 섬유(셀룰로즈 또는 비셀룰로즈 섬유)를 포함한다.
시멘트 결합제는 포틀랜드 시멘트인 것이 바람직하지만 고알루미나 시멘트, 석회, 고인산 시멘트, 미분 과립 고로 슬래그 시멘트(ground granulated blast furnace slag cement) 또는 이들의 혼합물일 수도 있고, 여기에 한정되는 것은 아니다.
응집제는 미분 실리카 모래인 것이 바람직하지만 비결정질 실리카, 마이크로 실리카, 지열 실리카(geothermal silica), 규조토, 석탄 연소 플라이(coal cumbustion fly), 바닥재(bottom ash), 쌀겨회(rice hull ash), 고로 슬래그(blast furnace slag), 과립 슬래그(granulated slag), 스틸 슬래그(steel slag), 미네랄 산화물, 미네랄 수산화물, 클레이, 마그나사이트 또는 돌마이트, 금속 산화물 및 수산화물, 중합체 비드, 또는 이들의 혼합물일 수도 있고, 여기에 한정되는 것은 아니다.
밀도 조절제는 밀도가 약 1.5 g/cm3미만인 경량의 유기 및(또는) 무기 물질일 수 있다. 밀도 조절제는 플라스틱 물질, 발포 폴리스티렌 및 기타 발포 중합 물질, 예를 들면 발포 폴리우레탄, 유리 및 세라믹 물질, 칼슘 실리케이트 수화물, 마이크로스피어, 펄라이트, 속돌, 쉬라우어 바살트(shiraua basalt) 및 발포 형태의 지올라이트를 포함하는 화산재일 수 있지만, 여기에 한정되는 것은 아니다.
첨가제는 점도 조절제, 난연재, 방수제, 실리카 퓸, 지열 실리카, 증점제,안료, 색소제, 가소제, 분산재, 성형제(forming agent), 응집제(flocculent), 탈수 촉진제(drainage aids), 습윤 및 건조 강도 강화제(strength aids), 실리콘 물질, 알루미늄 분말, 클레이, 카올린, 알루미나 삼수화물, 운모, 메타카올린, 칼슘 카르보네이트, 규회석, 중합체 수지 에멀션 또는 이들의 혼합물일 수 있지만, 여기에 한정되는 것은 아니다.
로딩된 셀룰로즈 섬유의 기초가 되는 셀룰로즈 섬유는 바람직하게는 공급자로부터 얻을 수 있는, 리파인하고 피브릴화한 셀룰로즈 펄프 또는 리파인하지 않고 피브릴화 하지 않은 셀룰로즈 펄프이고, 표백, 미표백 또는 반표백 셀룰로즈 펄프를 포함하지만 여기에 한정되는 것은 아니다. 이 셀룰로즈 펄프는 연질목, 경질목, 인공 원료 재료, 재생 폐지 또는 다른 형태의 리그노세룰로스 물질로 만들 수 있다. 셀룰로즈 섬유는 다양한 펄프화법(pulping process)으로 만들 수 있다. 펄프 제조 과정에서 리그노셀룰로즈 물질 구조 내의 결합을 파괴하여 목재 또는 기타 리그노셀룰로즈 원료 물질(예, 케나프, 짚, 대나무 등)을 섬유 덩어리로 만든다. 이것은 화학적으로, 기계적으로, 열을 가해서, 생물학적으로 또는 이들 방법의 적절한 조합으로 수행할 수 있다.
강화 시멘트 복합 재료에 사용되는 셀룰로즈 섬유는 대부분 섬유 세포벽에서 리그닌 성분을 완전히 또는 부분적으로 제거한 개별화된 섬유이다. 한 실시 태양에서, 약 90％ 이상의 리그닌 성분을 섬유 세포벽으로부터 제거한다. 이러한 섬유는 화학적 펄프화법(pulping process)으로 만드는 것이 바람직하다. 화학적 펄프화법(pulping process)은 화학 물질이 섬유를 분리하는 효과에 기초한 것을 말한다. 이러한 방법에 사용되는 화학 물질에 따라 화학적 펄프화법(pulping process)은 소다, 크래프트, 크래프트-AQ, 소다-AQ, 산소 탈리그닌화, 크래프트-산소, 유기 용매법, 아황산 펌핑, 증기 폭발 펌핑 또는 기타 펄프화법(pulping process)으로 분류된다. 화학적 펄프화법(pulping process)에서 셀룰로즈 및 헤미셀룰로즈를 서로 결합시켜 목재 내에 기계적 강도를 제공하는 풀로 작용하는 리그닌은 파괴되고 화학적 반응에 의해 용해된다.
이러한 화학적 반응은 일반적으로 약 150 내지 250℃의 고온에서 약 30분 내지 2시간 동안 반응기(종종 다이제스터라 불림)에서 수행한다. 리그닌과 셀룰로즈 성분 사이 결합의 파괴는 섬유 간의 결합을 약하게 한다. 중간 정도의 기계적 힘을 가해도 셀룰로즈 섬유를 개별 섬유로 나눌 수 있다. 섬유를 개별화하기 위해 섬유 시멘트 복합 재료에 사용되는 현재까지 가장 통용되는 방법은 크래프트 방법이다.
로딩된 셀룰로즈 섬유는 특정 응용 분야에서 최적의 성질을 얻기 위해 시멘트 매트릭스와 다양한 비율의 시멘트 결합제, 응집제, 첨가제, 밀도 조절제, 및 로딩되고(거나) 로딩되지 않은 셀룰로즈 섬유 또는 기타 다른 비셀룰로즈 섬유를 포함하는 모든 다양한 복합 재료에 사용할 수 있다. 한 실시 태양에서, 상기 복합 포뮬레이션은 약 50 중량％ 이하, 바람직하게는 약 0.5 내지 20 ％의 로딩된 섬유를 포함한다. 또한, 이 로딩된 섬유는 통상의 로딩되지 않는 셀룰로즈 섬유 및(또는) 천연 무기 섬유 및(또는) 알칼리 내성 유리 섬유 또는 코팅된 유리 섬유 및(또는) 합성 중합체 섬유와 다양한 비율로 블렌딩될 수도 있다. 로딩된 셀룰로즈 섬유의 비율은 원하는 응용 및(또는) 공정에 따라 달라질 수 있다. 또한, 시멘트 매트릭스에서 시멘트 결합제, 응집제, 밀도 조절제, 및 첨가재의 비율은 다양한 응용 분야(예, 지붕, 데크, 포장, 파이프, 측벽, 담, 내장재, 처마 안쪽, 타일 깔개용 배커(backer))에서 최적의 성질을 얻기 위해 다양하게 변할 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 대부분의 실시 태양은 하기의 포물레이션으로 포괄할 수 있다.
매트릭스:
ㆍ약 10％ 내지 80％의 시멘트 결합제
ㆍ약 20％ 내지 80％의 실리카(응집제)
ㆍ약 0％ 내지 50％의 밀도 조절제
ㆍ약 0％ 내지 10％의 첨가제
섬유:
ㆍ약 0.5 내지 20％의 로딩된 셀룰로즈 섬유 또는 로딩된 셀룰로즈 섬유의 조합, 및(또는) 일반적인 로딩되지 않은 섬유, 및(또는) 천연 무기 섬유, 및(또는) 합성 섬유
공기 경화되는 섬유 시멘트 물품은 실리카 또는 응집제를 사용하지 않고도 고함량의 시멘트(예, 60 내지 90％)를 사용할 수 있고, 로딩된 셀룰로즈 섬유 외에 다른 섬유도 사용할 수 있다. 오토클레이빙하는 실시 태양에서는 일반적으로 오직 로딩된 셀룰로즈 섬유와 함께 소량의 시멘트를 사용할 수 있다. 한 실시 태양에서 본 발명의 오토클레이빙된 섬유 시멘트 복합 재료 포뮬레이션은 아래의 성분을 포함한다.
매트릭스:
ㆍ약 20 내지 50％, 바람직하게는 약 25 내지 45％, 더 바람직하게는 약 35％의 시멘트
ㆍ약 30 내지 70％, 바람직하게는 약 60％의 미분 실리카
ㆍ약 0 내지 50％의 밀도 조절제
ㆍ약 0 내지 10％, 바람직하게는 약 5％의 첨가제
섬유:
ㆍ약 2 내지 20％, 바람직하게는 약 10％의 섬유(여기서, 이 섬유의 일부(종종 100％)는 섬유 포어 공간 내로 물이 흐르는 것을 감소시키는 무기 및(또는) 유기 물질로 로딩한 셀룰로즈 섬유이다)
로딩된 섬유는 TAPPI 방법 T 227 및 om-99 방법에 의한 캐나다 표준 여수도(freeness)가 150 내지 750 등급(degree)인 것이 바람직하다. 시멘트 결합제 및 응집제는 각각 약 250 내지 400 m2/kg의 표면적 및 약 300 내지 450 m2/kg의 표면적을 갖는다. 시멘트 및 실리카의 표면적은 ASTM C204-96a에 의해 시험한다.
도 1은 로딩된 셀룰로즈 섬유가 혼입된 섬유 강화 시멘트 복합 재료의 바람직한 제조 방법을 나타낸다. 도 1에서 알 수 있듯이, 이 방법은 섬유를 개별화하는, 바람직하게는 상기한 화학적 펄프화법(pulping process)으로 개별화하는 단계 100으로 시작한다. 그러나 바람직한 제조 방법을 수행할 때 화학적 펄프 제조 단계는 필요하지 않을 수도 있다. 이것은 섬유를 개별화하는 것을 종종 섬유 제조업자가 하고 이것을 표준 랩 시트 또는 롤로 구매자에게 팔기 때문이다. 따라서 한 실시 태양에서 이러한 섬유를 개별화하는 것은 단순히 상기 시트 또는 롤에서 섬유를 기계적으로(예, 해머 밀링, 히드라-펄핑, 리파인 또는 기타 아래 단계 104에 설명되어 있는 방법) 분리하는 것을 포함한다.
단계 102에서 개별화된 셀룰로즈 섬유를 로딩 물질로 로딩한다. 로딩 물질은 물에 비가용성인 것이 바람직하다. 단계 102에서 로딩 기술(예, 상기한 화학 반응 및 물리적 침적 또는 이들의 조합)을 사용하여 셀룰로즈 섬유 루멘 및 세포벽 내의 물 전달 채널 및 보이드를 1종 이상의 화합물로 채운다. 이러한 로딩 기술은 물 또는 유기 용매의 존재 하에 수행할 수 있다. 화합물을 셀룰로즈 섬유와 접촉시키자마자 섬유를 로딩하는 것이 바람직하다. 상온 또는 약 100℃ 미만에서 로딩 기술을 수행하는 것이 바람직하다. 화학적 로딩 방법에서, 몇몇 가용성 성분은 펄프 슬러리에 용해되어 섬유 세포벽으로 침투할 것이다. 반응은 pH, 온도, 반응물량, 조사, 압력, 이온 세기 또는 다른 조건을 변화시켜 일으킬 수 있다. 결과적으로 비가용성 반응 생성물이 생기고 섬유 내에 침적된다. 화학적 침적의 예는 미국 특허 제5,223,090호, RE 35,460호에 기재되어 있는데, 가용성 Ca(OH)2를 먼저 펄프 슬러리에 용해하고 이어서 CO2기체를 슬러리에 버블링한다. Ca(OH)2는 CO2와 반응하여 섬유 내에 비가용성 CaCO3를 생성한다. 물리적 침적에 의한 섬유 로딩은 종종 화학 반응 없이 수행할 수 있다. 종종 섬유 로딩은 화학적 및 물리적 침적을 함께사용하여 수행한다.
섬유는 이미 개별화되고 로딩된 것을 제조업자로부터 구할 수도 있다. 그러나 섬유를 선적하기 위해서 한 실시 태양에서는 섬유를 건조된 형태(예, 랩 및 롤)로 만들 수 있고, 따라서 섬유 시멘트 제조 공장에 도착하면 다시 개별화할 필요가 있을 수도 있다. 다른 실시 태양에서, 로딩된 섬유는 습윤 형태(예, 습윤 랩 및 컨테이너 내 슬러리)로 만들어 질 수 있다. 다른 실시 태양에서, 섬유를 특별한 방법(예, 급속 건조)으로 건조시켜 저장고 또는 컨테이너로 이송하여 개별화할 수도 있다.
섬유를 랩 또는 롤로 만드는 실시 태양의 경우, 단계 104의 로딩된 섬유는 계속해서 가공하여 다시 개별화된 섬유로 만든다. 섬유 가공(단계 104)은 일반적으로 섬유 분산 및 섬유화를 포함한다. 한 실시 태양에서, 섬유를 히드라 펄프 제조기에서 약 1％ 내지 6％의 밀도로 분산시킨다. 히드라 펄프 제조기는 또한 섬유를 섬유화하는 역할도 한다. 리파이너 또는 일련의 리파이너를 사용하여 추가의 섬유화를 수행할 수 있다. 일단 분산시킨 후, 섬유를 CSF(캐나다 표준 여수도) 약 100 내지 750 등급, 바람직하게는 약 100 내지 750 등급, 더 바람직하게는 약 180 내지 650 등급 범위로 섬유화한다. 다른 방법, 예를 들면 해머 밀링, 디플레이커링(deflakering), 리파인, 슈레딩(shredding) 등을 사용하여 섬유의 분산 및 섬유화를 수행할 수도 있다. 또한, 몇몇 제품 및 방법에는 섬유화 없이 로딩된 섬유를 사용하는 것이 가능할 수도 있다. 다른 실시 태양에서, 가공 단계 104는 통상의 급속 건조 시스템을 사용하여 섬유를 약 5％ 내지 50％의 수분 함유량까지 급속 건조시키는 것을 추가로 포함한다.
상기한 개별화, 로딩 및 가공 단계는 반드시 상기한 순서대로 수행해야만 하는 것은 아니다. 예를 들면, 섬유를 개별화하기 전에 섬유를 로딩할 수 있다. 또한, 섬유 제조업자가 직접 개별화된 섬유를 공급하는 경우 또는 섬유 시멘트 제조 공장에서 개별화가 일어나는 경우 가공 단계 104는 필요 없을 수도 있다. 이러한 실시 태양에서, 섬유를 로딩한 후 이 로딩된 섬유를 하기하는 바와 같이 직접 혼합물 내로 넣을 수 있다.
도 1에 나타내었듯이, 단계 106에서 로딩된 셀룰로즈 펄프를 다른 성분과 적절히 혼합하여 혼합물을 만든다. 이 혼합물은 사용되는 제조 방법에 따라 물 위에 뜨는 슬러리 또는 반건조 페이스트일 수 있다. 한 실시 태양에서, 공지된 혼합 방법을 사용하여 로딩된 셀룰로즈 섬유를 시멘트, 실리카, 밀도 조절제, 및 다른 첨가제와 혼합하여 슬러리 또는 페이스트를 만들 수 있다. 혼합기 내에서 일반적인 셀룰로즈 섬유 및(또는) 천연 무기 섬유 및(또는) 합성 섬유를 로딩된 섬유와 블렌딩할 수 있다.
다음으로 단계 108을 수행하는데, 여기서 당업자에게 공지된 다양한 통상의 제조 방법을 사용하여 혼합물을 미가공(green) 또는 경화시키지 않은 형태의 물품으로 만든다. 상기 제조 방법은 예를 들면 다음과 같다.
ㆍ 하체크 시트 방법
ㆍ마자 파이프 방법(Mazza pipe process)
ㆍ마그나니 방법(Magnani process)
ㆍ사출 성형
ㆍ압출
ㆍ핸드 레이업
ㆍ몰딩
ㆍ캐스팅
ㆍ여과 압축
ㆍ장망식 성형(fourdrinier forming)
ㆍ멀티-와이어 포밍(multi-wire forming)
ㆍ갭 블레이드 포밍(gap blade forming)
ㆍ갭 롤/블레이드 포밍(gap roll/blade forming)
ㆍ벨-롤 포밍(Bell-Roll forming)
ㆍ웰크리트(Wellcrete)
ㆍ기타
상기 방법들은 물품이 형성된 후 가압, 엠보싱 등과 같은 예비 성형 과정을 포함할 수도 있다. 가압은 사용하지 않는 것이 바람직하다. 하체크 방법을 사용하여 최종 제품을 얻기 위해 사용하는 가공 단계 및 파라미터는 호주 특허 제515151호에 기재되어 있다.
단계 108 후, 상기 미가공(green) 또는 경화시키지 않는 물품을 단계 110에서 경화시킨다. 상기 물품은 예비 경화하는 것이 바람직하다. 예비 경화는 승온 및 높은 상대 습도에서 예비 경화 챔버에서 수행하거나 또는 승온 및 낮은 습도에서 예비 경화 챔버에서 수행할 수 있다. 또는, 상온에서 80시간 이하, 바람직하게는 24시간 이하 예비 경화하는 것이 바람직하다. 상기 물품은 약 30일 동안 공기 경화시킬 수도 있다. 예비 경화된 물품을 약 60 내지 200℃의 온도 및 가압 하에 증기로 포화된 환경에서 약 3 내지 30시간, 바람직하게는 약 24시간 이하 동안 오토클레이빙할 수 있다. 예비 경화 및 경화 과정에 선택되는 시간 및 온도는 포뮬레이션, 제조 방법, 제조 파라미터, 및 최종 제품의 형태에 따라 달라질 수 있다.
시험 결과-기계적 및 물리적 성질
섬유 강화 복합 재료에 로딩된 셀룰로즈 섬유를 적용하면 최종 건축 제품의 기계적 및 물리적 성질이 향상된다. 셀룰로즈 섬유를 사용하는 섬유 시멘트 제품은 치수 안정성을 향상시키고, 물 이동(위킹)을 낮추고, 물 투과를 감소시키고, 물 흡수 속도 및 최종 질량을 감소시키고, 풍화 작용을 감소시키고, 냉동-해동 내성을 향상시킨다. 로딩된 셀룰로즈 섬유를 사용하면 또한 최종 제품의 물리적 및 기계적 성질을 악화시키지 않는다. 어떤 경우에는 로딩된 셀룰로즈 섬유가 혼입된 섬유 시멘트 재료는 일반적인 셀룰로즈 섬유를 사용하는 경우보다 기계적 성질이 더 좋다.
포뮬레이션 수압 결합제 응집제 섬유 섬유
포틀랜드 시멘트 실리카 로딩된 셀룰로즈 로딩되지 않은 셀룰로즈
A 35％ 57％ 8％ 0％
B 35％ 57％ 8％ 0％
C 35％ 57％ 0％ 8％
<표 2의 시험 결과를 얻은 포뮬레이션>
상기 표 1은 로딩된 셀룰로즈 섬유를 갖지 않는 대등한 대조 포뮬레이션(포뮬레이션 C)과 비교하여 로딩된 셀룰로즈 섬유를 갖는 섬유 시멘트 포뮬레이션(포뮬레이션 A 및 B)를 예시한다. 포뮬레이션 A, B, 및 C로부터 얻은 시편의 오븐 건조 밀도는 각각 약 1.3, 약 1.3 및 약 1.2 g/cm3이다. 포뮬레이션 A 및 B의 로딩된 셀룰로즈는 약 45％ 및 55％의 비셀룰로즈 물질을 각각 함유한다. 포뮬레이션 A 및 B의 로딩된 섬유 내에 로딩된 물질은 화학적 조성이 동일하다: SiO244.38％, Al2O318.13％, MgO 0.24％, CaO 24.34％, Na2O 5.01％, SO37.73％(총 로딩 물질에 대한 중량％임). 다른 실시 태양에서, 로딩 물질은 칼슘 카르보네이트, 칼슘 실리케이트, 알루미늄 설페이트, 소듐 하이드록사이드, 및 기타 다른 물질의 조합을 포함할 수 있다.
물리적 성질 포뮬레이션
A B C(대조)
MOR(MPa) 9.16 8.85 5.85
변형(㎛/m) 4257 6093 4670
MOE(GPa) 6.05 6.52 3.25
인성(KJ/m3) 2.66 4.47 2.03
표준 밀도(Kg/m3) 1.78 1.80 1.70
수분 팽창(％) 0.215 0.225 0.220
<로딩된 섬유를 갖는 섬유 강화 시멘트 복합 재료와 로딩된 섬유를 갖지 않는 섬유 강화 시멘트 복합 재료의 성질 비교>
파열 모듈러스(MOR), 변형(strain), 탄성 모듈러스(MOE), 및 인성은 ASTM(American Standard Test Method) T1185-98a에 따라 습윤 조건("비석면 섬유 시멘트 평판 시트, 지붕 및 측벽 널판, 물막이판(clapboard)을 샘플링하고 시험하기 위한 표쥰 시험 방법") 하에서 3점 굴곡 시험으로 측정한다. 수분 팽창은 포화 조건에서 오븐 건조 조건으로 변화시킬 때 제품의 길이 변화를 나타낸다. 수분 팽창의 ％ 변화식은 다음과 같다.
(최초 길이 - 최종 길이)/최종 길이 x 100
상기 표 2는 로딩된 셀룰로즈 섬유를 혼입한 포뮬레이션과 통상적인 로딩되지 않은 셀룰로즈 섬유를 혼입한 포뮬레이션으로 만든 섬유 시멘트 제품의 다양한 기계적 및 물리적 성질을 비교하여 보여 준다. 섬유 시멘트 재료의 샘플 견본은 3가지 다른 포뮬레이션(A, B, C)으로 만든다. 표 1에 나타내었듯이, 포뮬레이션 A 및 B는 로딩된 셀룰로즈 섬유를 포함하지만 포뮬레이션 C는 통상의 로딩되지 않은 셀룰로즈 섬유를 사용한다.
상기 섬유 시멘트 포뮬레이션은 단지 비교의 목적으로 선택하였을 뿐이고, 본 발명의 사상에서 벗어나지 않는 한 다양한 다른 포뮬레이션을 사용할 수 있다.
표 2에서 알 수 있듯이, 파열 모듈러스(MOR), 탄성 모듈러스(MOE), 인성과 같은 주요 기계적 성질은 로딩된 섬유를 갖는 포뮬레이션 A 및 B의 경우가 로딩된 섬유를 갖지 않는 대조 포뮬레이션 C와 같거나 약간 높다. 본 명세서에서 대등한 포뮬레이션이란 로딩된 셀룰로즈 섬유가 같은 중량의 로딩되지 않응 셀룰로즈 섬유로 대체된 것을 말한다. 앞의 예에서 로딩된 셀룰로즈 섬유는 로딩된 셀룰로즈 섬유를 갖지 않는 대등한 포뮬레이션으로부터 얻은 건축 제품보다 건축 제품의 파열 모듈러스(MOR)을 약 50％ 이상 증가시키고, 건축 재료의 탄성 모듈러스(MOE)를 약 80％ 이상 증가시킨다. 그러나 MOR 50％ 향상과 MOE 80％ 향상은 단순한 예일 뿐이다. 로딩된 섬유의 양 및(또는) 조성을 변화시킴으로써 최종 제품의 물리적 및 기계적 성질, 예를 들면 MOR, MOE, 변형, 인성 등을 특정 응용에서 요구되는 조건을 만족시키도록 할 수 있다.
표 2는 또한 로딩된 섬유를 사용하면 재료의 수분 팽창 및 포화 밀도가 악영향을 받지 않는다는 것을 보여 준다. 수분 팽창은 제품의 습윤-건조 치수 안정성을 나타내는 지표이다. 이것은 오븐 건조 상태에서 포화 상태로 변할 때 제품의 길이 변화 백분율을 측정하야 구한다. 습윤-건조 치수 안정성은 건축 재료가 가혹한 기후 변화를 겪게 되는 외부에 사용할 때 특히 중요하다. 특히 치수 안정성이 있는 재료는 건축 재료의 시트간 결합 부위에서 발생하는 변형을 최소화하고 치수의 변화로 발생하는 응력에 의한 시트 파괴의 가능성을 감소시킨다.
출원인은 로딩되지 않은 다량의 셀룰로즈 섬유를 갖는 대등한 포뮬레이션과 비교해 로딩된 셀룰로즈 섬유를 갖는 포뮬레이션은 소량의 셀룰로즈 섬유를 갖기만 해도 같거나 더 좋은 기계적/물리적 성질을 갖는다는 것을 발견하였다. 예를 들면, 로딩된 셀룰로즈 섬유 약 4.5 중량％를 갖는 건축 재료는 약 8％의 로딩되지 않은 셀룰로즈 섬유를 갖는 건축 재료와 거의 같은 강도 및 인성을 갖는다. 다른 실시 태양에서 로딩된 셀룰로즈 섬유로부터 만들어지는 건축 재료는 로딩된 셀룰로즈 섬유를 사용하지 않는 대등한 포뮬레이션으로부터 만들어지는 건축 재료보다 10％ 적게 셀룰로즈 섬유를 혼입해도 거의 같은 강도 및 인성을 얻을 수 있다. 더 적은 셀룰로즈를 사용함으로써 얻는 비용 감소 효과는 섬유를 로딩하는 과정에 드는 비용과 상쇄될 수 있다.
포어 크기 분포
도 2는 MIP(수은 압입법)로 측정한, 포뮬레이션 A 및 C로 만든 샘플 재료의 대략적인 포어 크기 분포를 나타낸다. 도 2에 나타내었듯이, 로딩된 섬유를 포뮬레이션 A에 사용하면 직경이 약 7 ㎛ 범위(이것은 대부분의 통상적인 셀룰로즈 섬유에서 발견되는 포어 크기 범위이다)인 포어의 부피를 상당히 감소시킨다. 도 2는 포뮬레이션 A에 로딩된 섬유를 사용하면 이 크기 범위의 포어 부피가 약 11 ㎕/g에서 약 3 ㎕/g으로 약 70％ 이상 감소함을 보여 준다. 이 특정 범위의 포어 부피가 상당히 감소한다는 것은 셀룰로즈 간 물 전달 채널이 로딩 물질을 채우거나 로딩함으로써 막혔다는 것을 의미한다. 한 실시 태양에서, 로딩된 셀룰로즈 섬유는 1 내지 10 ㎛ 크기 범위의 포어 부피를 로딩된 셀룰로즈 섬유를 사용하지 않는 대등한 포뮬레이션으로 만든 건축 제품보다 약 30％ 이상 감소시킨다. 따라서 이 크기 범위의 비포어 부피는 약 6 ㎕/g 이하, 바람직하게는 약 4 ㎕/g 이하이다. 물 전달 셀룰로즈 섬유를 막음으로써 섬유 시멘트 복합 재료의 물 이동, 물 흡수 속도, 최종 물 흡수량, 및 물 투과도를 감소시키는 이점이 발생한다.
물 이동(위킹)
도 3A 및 3B는 포뮬레이션 A, B 및 C로 만든 재료로 수행한 물 이동(위킹) 시험 결과를 보여 준다. 물 이동 시험은 상온에서 각 샘플 재료의 가장자리를 물에 담근 후 상이한 시험 시각에 물 전선 이동 거리를 측정하는 것을 포함한다. 도 3A에 나타내었듯이 포뮬레이션 A 및 B를 따라 로딩된 셀룰로즈 섬유로 만든 샘플 재료의 물 이동 거리는 24시간 시험 후 약 30 mm이지만, 포뮬레이션 C에 따라 대등한 포뮬레이션으로 만든 재료의 물 이동 거리는 약 75 mm이다. 이것은 약 60％ 안 좋은 것이다. 다른 실시 태양에서, 로딩된 셀룰로즈 섬유를 혼입한 건축 재료 포뮬레이션은 로딩된 섬유를 갖지 않는 대등한 포뮬레이션에 비해 약 25％ 이상 감소된 물 위킹 시험 결과를 나타낼 수 있다.
도 3B는 로딩된 셀룰로즈 섬유를 갖는 샘플의 물 이동이 물에 노출된 지 약 첫 50시간 후 감소하지만 통상의 셀룰로즈 섬유로 만든 샘플의 물 이동은 감소하지 않고 계속 증가한다는 것을 보여 준다. 도 3B에 나타내었듯이, 물에 노출된 지 200시간 후에 통상의 셀룰로즈 섬유로 만든 샘플의 물 이동 거리는 로딩된 섬유로 만든 것보다 약 150％ 이상 크다. 물 이동을 최소화하는 것은 물에 의한 재료의 팽윤에 의해 유발되는 응력을 상당히 감소시키고 따라서 이러한 응력의 축적에 의해 발생하는 균열 및 파열을 감소시킨다.
물 투과도
또한, 셀룰로즈 섬유 내 물 전달 채널을 막아 버리면 섬유 시멘트 재료의 표면을 통한 물 투과를 감소시킨다. 도 4A 및 4B는 포뮬레이션 A, B 및 C로 만든 복합 재료에 수행한 물 투과 시험 결과를 나타낸다. 물 투과 시험은 튜브의 한쪽 끝을 샘플 재료의 표면에 가까이 둔 상태에서 튜브를 샘플 재료의 표면에 붙이는 것을 포함한다. 튜브는 아크릴 물질로 되어 있고, 길이가 약 125 mm, 직경이 약 50 mm이다. 샘플을 23 ±2℃ 및 50 ±5％의 상대 습도 하에 미리 두어 평형 상태로 만든 후, 튜브를 물로 채우고, 튜브 내의 물 높이를 정기적으로 기록한다. 튜브 내 물 높이의 감소를 투과된 물(mm)로 기록한다. 도 4A에 나타내었듯이, 시험 후24시간 후 투과된 물의 양은 포뮬레이션 C, A 및 B에 대해 각각 약 82 mm, 18 mm 및 10 mm이다. 포뮬레이션 A 및 B를 사용한 로딩된 섬유로 만든 샘플 재료의 물 투과도는 대등한 포뮬레이션 C를 사용한 경우보다 약 25％ 이상 감소하였다. 또한, 도 4B에 나타내었듯이 로딩된 셀룰로즈를 갖는 샘플로 투과된 물의 양은 수분에 노출된 지 48시간 후 감소하였다. 그러나 로딩된 섬유를 갖지 않는 샘플로 투과된 물의 양은 감소하지 않고 계속 증가되었다. 도 4B에 나타내었듯이, 물에 노출된 지 48시간 후에 로딩된 섬유로 만든 샘플로 투과된 물은 로딩되지 않은 섬유로 만든 샘플로 투과된 물보다 훨씬 적다.
물 투과가 감소되면 로딩된 섬유 재료를 특히 외부 응용(예, 지붕, 배관, 울타리, 데크)에 사용할 수 있다는 이점이 있다. 섬유 강화 시멘트 복합 재료 내 감소된 물 전달은 섬유 시멘트 매트릭스 내 가용성 화학 물질의 이동을 감소시키고 최종 제품의 풍화 현상을 개선시킬 것이다.
물 흡수
도 5A 및 5B는 포뮬레이션 A, B 및 C로 만든 복합 재료에 대해 행한 동적 물 흡수 시험 결과를 나타낸다. 이 시험은 ASTM C1185-98a("비석면 섬유 시멘트 평판 시트, 지붕 및 측벽 널판, 물막이판(clapboard)을 샘플링하고 시험하기 위한 표쥰 시험 방법")의 방법대로 수행하였다. 이들 도면이 보여 주듯이 포뮬레이션 A 및 B를 사용하여 로딩된 셀룰로즈 섬유로 만든 샘플 재료의 물 흡수 속도는 첫 6시간 시험에서 대등한 포뮬레이션 C로 만든 재료보다 약 10％ 이상, 바람직하게는 약 20％ 이상 작다. 다른 실시 태양은 물 흡수 속도를 약 5％ 이상 감소시킬 것이다.포화 상태에서 흡수된 물의 양은 포뮬레이션에 로딩된 셀룰로즈 섬유가 사용될 경우 약 10％ 적다. 로딩된 셀룰로즈 섬유로 만든 복합 재료는 상당히 낮은 물 흡수 속도를 갖고, 이것은 다시 재료의 습윤 질량을 감소시킨다는 이점이 있다. 이러한 높은 내수성은 최종 제품의 냉동-해동 특성을 향상시키고, 매트릭스 내 물질의 용해 및 재침적과 관련된 문제들을 최소화하고, 생물학적 공격에 대한 내성을 향상시킨다.
결론
일반적으로 본 발명의 바람직한 실시 태양, 좀 더 구체적으로 말하면 로딩되고 개별화된 셀룰로즈 섬유를 포함하는 섬유 강화 복합 재료는 예전에 비해 몇가지 장점을 갖는다. 바람직한 방법 및 포뮬레이션으로 만든 이들 재료는 통상의 섬유 시멘트 복합 재료에 비해 습윤 질량이 작고, 물 흡소 속도가 낮고, 물 투과도가 낮다. 이러한 향상된 내수성은 생화학 물질이 살아 남아 복합 재료 내의 셀룰로즈를 분해할 가능성을 감소시킨다. 고내수성은 복합 재료의 용해 및 재침적과 관련된 외적(풍화 작용) 및 내적 문제점들을 개선시킨다. 또한, 로딩된 섬유는 섬유 시멘트 건축 재료의 생물적 내구성 및 내화성을 향상시킨다. 또한, 로딩된 섬유는 변형, 파열 모듈러스(MOR), 인성 및 탄성 모듈러스(MOE), 및 치수 안정성과 같은 물리적 및 기계적 성질을 선택적으로 변화시킨다.
본 발명의 바람직한 실시 태양은 비싸지 않고 오토클레이빙할 수 있고 리파인할 수 있는 로딩된 셀룰로즈 섬유를 섬유 강화 시멘트 복합 재료에 사용함으로써 압축하고 공기 경화하여 얻는 PVA 섬유 강화 시멘트 복합 재료와 대등하거나 어떤면에서는 더 나은 성질을 달성할 수 있다. 본 명세서에 개시된 방법 및 포뮬레이션은 내부 및 외부 패널, 데크, 포장, 지붕, 배관, 타일 배커, 측벽, 내장재, 처마 안쪽, 및 울타리와 같은 다양한 건축 제품의 생산에 응용할 수 있지만, 여기에 한정되는 것은 아니다. 상기한 로딩된 섬유로 만든 건축 재료는 물 흡수가 감소되고, 위킹이 감소되고, 물 투과가 감소되고, 수분 내성이 향상되고, 내화성이 향상되고, 셀룰로즈 섬유 사용량이 감소되고, 풍화 작용이 개선되고, 내부패성이 향상되는 등 다양한 장점을 갖지만 여기에 한정되는 것은 아니다. 이러한 좋은 성질은 복합 재료의 다른 중요한 기계적/물리적 성질에 나쁜 영향을 미치지 않고 얻어질 수 있다. 이러한 복합 재료의 유리한 특성은 셀룰로즈 섬유를 조금만 사용하고도 얻을 수 있다.
앞에서 본 발명의 바람직한 실시 태양을 설명하고, 또한 본 발명의 기본적인 신규한 특징을 지적, 기재하였지만, 당업자는 본 발명의 사상 범위 내에서 본 발명 특허의 상세한 형태 및 용도에 다양한 생략, 치환, 및 변화를 가할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 내용에 의해 제한되는 것이 아니고 청구항에 의해 제한되어야 한다.

Claims (68)

  1. 시멘트 매트릭스, 및
    이 시멘트 매트릭스에 혼입된 개별화된 셀룰로즈 섬유
    를 포함하는 복합 건축 재료로서, 상기 셀룰로즈 섬유는 물이 보이드 사이를 흐르는 것을 방해하는 로딩 물질로 일부분 이상을 채운 보이드를 갖는 것인 복합 건축 재료.
  2. 제1항에 있어서, 상기 로딩 물질이 상기 매트릭스와 실질적으로 같은 열 및 수분 팽창 계수를 갖는 것인 복합 건축 재료.
  3. 제1항에 있어서, 상기 로딩 물질이 무기 화합물을 포함하는 것인 복합 건축 재료.
  4. 제3항에 있어서, 상기 무기 화합물은 나트륨, 칼륨, 칼슘, 아연, 구리, 알루미늄, 바륨, 및 이들의 혼합물의 무기염으로 구성되는 군으로부터 선택되는 것이고, 이 때, 상기 무기 화합물은 카르보네이트, 실리케이트, 크로메이트, 알루미네이트, 아세테이트, 팔미테이트, 올레에이트, 스테아레이트, 설페이트, 포스페이트, 보레이트, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 형태인 것인 복합 건축 재료.
  5. 제3항에 있어서, 상기 무기 화합물은 클레이, 시멘트, 카올린, 칼슘 실리케이트 수화물, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것인 복합 건축 재료.
  6. 제1항에 있어서, 상기 로딩 물질이 유기 화합물을 포함하는 것인 복합 건축 재료.
  7. 제6항에 있어서, 상기 유기 화합물이 왁스, 폴리올레핀, 아크릴, 에폭시, 스티렌 부타디엔 고무, 플라스틱, 수지, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 복합 건축 재료.
  8. 제1항에 있어서, 상기 로딩 물질이 상기 셀룰로즈 섬유 건조 중량의 약 0.5％ 내지 150％를 포함하는 것인 복합 건축 재료.
  9. 제8항에 있어서, 상기 로딩 물질이 상기 셀룰로즈 섬유 건조 중량의 80％ 이하를 포함하는 것인 복합 건축 재료.
  10. 제1항에 있어서, 상기 셀룰로즈 섬유가 펄프화법(pulping process)에 의해 리그노셀룰로즈 물질의 셀룰로즈 펄프로부터 만들어 지는 것인 복합 건축 재료.
  11. 제1항에 있어서, 로딩되지 않은 셀룰로즈 섬유를 추가로 포함하는 복합 건축재료.
  12. 제1항에 있어서, 천연 무기 섬유 및 합성 섬유를 추가로 포함하는 복합 건축 재료.
  13. 제1항에 있어서, 1-10 ㎛ 범위의 상기 복합 재료의 로딩된 셀룰로즈 섬유의 비포어 부피가 수은 압입법(MIP)으로 측정하였을 때 약 6 ㎕/g 미만인 것인 복합 건축 재료.
  14. 제1항에 있어서, 개별화된 셀룰로즈 섬유가 혼입되어 있는 상기 시멘트 매트릭스가 오토클레이빙되는 것인 복합 건축 재료.
  15. 제14항에 있어서, 약 10 내지 80 중량％의 시멘트를 포함하는 복합 건축 재료.
  16. 제14항에 있어서, 응집제를 추가로 포함하는 복합 건축 재료.
  17. 제16항에 있어서, 상기 응집제가 미분 실리카인 것인 복합 건축 재료.
  18. 시멘트 결합제,
    응집제,
    밀도 조절제,
    셀룰로즈 섬유, 및
    첨가재를 포함하는, 복합 건축 재료를 만들기 위해 사용되는 재료 포뮬레이션으로서, 상기 셀룰로즈 섬유는 개별화된 것이고, 적어도 일부 셀룰로즈 섬유는 물이 섬유 사이를 흐르는 것을 막기 위해 비가용성 물질로 로딩되어 있고, 상기 셀룰로즈 섬유는 완전히 또는 부분적으로 탈리그닌화 되어 있는 것인 재료 포뮬레이션.
  19. 제18항에 있어서, 상기 시멘트 결합제가 포틀랜드 시멘트를 포함하는 것인 포뮬레이션.
  20. 제18항에 있어서, 약 10 내지 80 중량％의 시멘트를 포함하는 포뮬레이션.
  21. 제18항에 있어서, 약 20 내지 50 중량％의 시멘트를 포함하는 포뮬레이션.
  22. 제18항에 있어서, 상기 시멘트 결합제가 약 250 내지 400 m2/kg의 표면적을 갖는 것인 포뮬레이션.
  23. 제18항에 있어서, 상기 시멘트 결합제가 고알루미나 시멘트, 석회, 고인산 시멘트, 미분 과립 고로 슬래그 시멘트 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 포뮬레이션.
  24. 제18항에 있어서, 상기 응집제가 포물레이션의 약 20 중량％ 내지 80 중량％인 것인 포뮬레이션.
  25. 제18항에 있어서, 상기 응집제가 표면적이 약 300 내지 450 m2/kg인 실리카를 포함하는 것인 포뮬레이션.
  26. 제18항에 있어서, 상기 응집제가 미분 실리카를 포함하는 것인 포뮬레이션.
  27. 제18항에 있어서, 상기 응집제가 비결정질 실리카, 마이크로 실리카, 지열 실리카(geothermal silica), 규조토, 석탄 연소 플라이(coal cumbustion fly), 바닥재(bottom ash), 쌀겨회(rice hull ash), 고로 슬래그(blast furnace slag), 과립 슬래그(granulated slag), 스틸 슬래그(steel slag), 미네랄 산화물, 미네랄 수산화물, 클레이, 마그나사이트(magnasite) 또는 돌마이트(dolmite), 금속 산화물 및 수산화물, 중합체 비드, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 포뮬레이션.
  28. 제18항에 있어서, 상기 로딩된 섬유가 포뮬레이션의 약 0.5 중량％ 내지 20 중량％를 포함하는 것인 포뮬레이션.
  29. 제18항에 있어서, 상기 로딩된 셀룰로즈 섬유가 로딩되지 않은 셀룰로즈 섬유 또는 천연 무기 섬유 및 합성 섬유와 블렌딩되는 것인 포뮬레이션.
  30. 제18항에 있어서, 상기 밀도 조절제가 포뮬레이션의 약 0％ 내지 50％인 것인 포뮬레이션.
  31. 제18항에 있어서, 상기 밀도 조절제가 밀도가 약 1.5 g/cm3미만인 경량의 물질을 포함하는 것인 포뮬레이션.
  32. 제18항에 있어서, 상기 밀도 조절제가 플라스틱 물질, 발포 폴리스티렌 또는 기타 발포 중합체 물질, 유리 및 세라믹 물질, 칼슘 실리케이트 수화물, 마이크로스피어, 펄라이트, 속돌, 쉬라수 바살트(shiraua basalt) 및 발포 형태의 지올라이트를 포함하는 화산재 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 포뮬레이션.
  33. 제18항에 있어서, 상기 첨가재가 포뮬레이션의 약 0 중량％ 내지 10 중량％인 것인 포뮬레이션.
  34. 제18항에 있어서, 상기 첨가재가 점도 조절제, 난연재, 방수제, 실리카 퓸, 지열 실리카, 증점제, 안료, 색소제, 가소제, 분산재, 성형제(forming agent), 응집제(flocculent), 탈수 촉진제(drainage aids), 습윤 및 건조 강도 강화제(strength aids), 실리콘 물질, 알루미늄 분말, 클레이, 카올린, 알루미나 삼수화물, 운모, 메타카올린, 칼슘 카르보네이트, 규회석, 중합체 수지 에멀션 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 포뮬레이션.
  35. 제18항에 있어서, 상기 로딩된 셀룰로즈 섬유가 로딩된 셀룰로즈를 사용하지 않은 대등한 포뮬레이션으로 만든 건축 재료에 비해 복합 건축 재료의 내수성을 증가시키는 것인 포뮬레이션.
  36. 제18항에 있어서, 상기 로딩된 셀룰로즈 섬유가 로딩된 셀룰로즈를 사용하지 않은 대등한 포뮬레이션으로 만든 건축 재료에 비해 복합 건축 재료의 물 흡수량을 6시간 시험에서 약 5％ 이상 감소시키는 것인 포뮬레이션.
  37. 제18항에 있어서, 상기 로딩된 셀룰로즈 섬유가 로딩된 셀룰로즈를 사용하지 않은 대등한 포뮬레이션으로 만든 건축 재료에 비해 복합 건축 재료의 물 이동(위킹) 속도를 24시간 시험에서 약 15％ 이상 감소시키는 것인 포뮬레이션.
  38. 제18항에 있어서, 상기 로딩된 셀룰로즈 섬유가 로딩된 셀룰로즈를 사용하지 않은 대등한 포뮬레이션으로 만든 건축 재료에 비해 복합 건축 재료의 물 투과도를 24시간 시험에서 약 15％ 이상 감소시키는 것인 포뮬레이션.
  39. 제18항에 있어서, 상기 로딩된 셀룰로즈 섬유가 로딩된 셀룰로즈를 사용하지 않은 대등한 포뮬레이션으로 만든 건축 재료에 비해 복합 건축 재료의 냉동-해동 특성을 향상시키는 것인 포뮬레이션.
  40. 제18항에 있어서, 상기 로딩된 셀룰로즈 섬유가 로딩된 셀룰로즈를 사용하지 않은 대등한 포뮬레이션으로 만든 건축 재료에 비해 복합 건축 재료의 내생성을 증가시키는 것인 포뮬레이션.
  41. 제18항에 있어서, 상기 로딩된 셀룰로즈 섬유가 로딩된 셀룰로즈를 사용하지 않은 대등한 포뮬레이션으로 만든 건축 재료에 비해 복합 건축 재료의 물리적 및 기계적 성질을 유지시키거나 증가시키는 것인 포뮬레이션.
  42. 제18항에 있어서, 상기 로딩된 셀룰로즈 섬유가 로딩된 셀룰로즈를 사용하지 않은 대등한 포뮬레이션으로 만든 건축 재료에 비해 복합 건축 재료의 풍화 작용을감소시키는 것인 포뮬레이션.
  43. 제18항에 있어서, 상기 로딩된 셀룰로즈 섬유가 로딩된 셀룰로즈를 사용하지 않은 대등한 포뮬레이션으로 만든 건축 재료에 비해 복합 건축 재료의 1 내지 10 ㎛ 크기 범위의 포어 부피를 약 20％ 이상 감소시키는 것인 포뮬레이션.
  44. 제18항에 있어서, 수은 압입법(MIP)로 측정하였을 때 1 내지 10 ㎛ 크기 범위의 상기 복합 건축 재료 내의 로딩된 셀룰로즈 섬유의 포어 부피가 약 6 ㎕/g 미만인 것인 포뮬레이션.
  45. 개별화된 셀룰로즈 섬유를 제공하는 것,
    상기 셀룰로즈 섬유의 일부분 이상을 비가용성 물질로 로딩하여 섬유 내의 비가용성 물질이 물이 섬유 사이를 흐르는 것을 방해하는 로딩된 셀룰로즈 섬유를 형성하는 것,
    상기 로딩된 섬유를 시멘트 결합제 및 다른 성분과 혼합하여 섬유 시멘트 혼합물을 형성하는 것,
    상기 섬유 시멘트 혼합물을 소정의 형태 및 크기를 갖는 섬유 시멘트 물품으로 만드는 것,
    상기 섬유 시멘트 물품을 경화하여 섬유 강화 복합 건축 재료를 형성하는 것
    을 포함하는 섬유 강화 시멘트 복합 재료의 제조 방법.
  46. 제45항에 있어서, 상기 개별화된 섬유를 제공하는 것은 셀룰로즈 섬유를 서로 결합시키고 있는 리그닌의 대부분을 제거하는 것을 포함하는 것인 섬유 강화 시멘트 복합 재료의 제조 방법.
  47. 제45항에 있어서, 상기 개별화된 섬유를 제공하는 것은 섬유를 기계적으로 분리하는 것을 포함하는 것인 섬유 강화 시멘트 복합 재료의 제조 방법.
  48. 제45항에 있어서, 상기 셀룰로즈 섬유가 약간의 기계적 분리 방법의 도움을 받아 화학적 펄프화법(pulping process)에 의해 개별화되는 것인 섬유 강화 시멘트 복합 재료의 제조 방법.
  49. 제45항에 있어서, 상기 섬유를 로딩하는 것이 비가용성 물질을 섬유의 보이드에 침적시키기 위해 물리적 방법을 사용하는 것을 포함하는 것인 섬유 강화 시멘트 복합 재료의 제조 방법.
  50. 제45항에 있어서, 상기 섬유를 로딩하는 것이 비가용성 물질을 섬유의 보이드에 침적시키기 위해 화학적 방법을 사용하는 것을 포함하는 것인 섬유 강화 시멘트 복합 재료의 제조 방법.
  51. 제45항에 있어서, 상기 로딩된 섬유를 소정의 밀도 범위로 분산시킨 후 이 로딩된 섬유를 소정의 여수도 범위로 섬유화하여 로딩된 섬유를 가공하는 것을 추가로 포함하는 섬유 강화 시멘트 복합 재료의 제조 방법.
  52. 제51항에 있어서, 상기 로딩된 섬유를 가공하는 것이 로딩된 섬유를 히드라 펄프 제조기에서 1％ 내지 6％의 밀도로 분산하는 것을 포함하는 것인 섬유 강화 시멘트 복합 재료의 제조 방법.
  53. 제51항에 있어서, 상기 로딩된 섬유를 가공하는 것이 상기 로딩된 섬유를 캐나다 표준 여수도 기준으로 100 내지 750 등급(degree)의 여수도로 섬유화하는 것을 포함하는 것인 섬유 강화 시멘트 복합 재료의 제조 방법.
  54. 제51항에 있어서, 상기 로딩된 섬유를 가공하는 것이 상기 로딩된 섬유를 캐나다 표준 여수도 기준으로 180 내지 650 등급(degree)의 여수도로 섬유화하는 것을 포함하는 것인 섬유 강화 시멘트 복합 재료의 제조 방법.
  55. 제51항에 있어서, 상기 로딩된 섬유를 가공하는 것이 로딩된 섬유를 약 5％ 내지 50％의 수분 함량으로 급속 건조하는 것을 포함하는 것인 섬유 강화 시멘트 복합 재료의 제조 방법.
  56. 제45항에 있어서, 상기 로딩된 섬유를 로딩되지 않은 셀룰로즈 섬유와 혼합하는 것을 추가로 포함하는 섬유 강화 시멘트 복합 재료의 제조 방법.
  57. 제45항에 있어서, 상기 로딩된 섬유를 천연 무기 섬유 및 합성 섬유와 혼합하는 것을 추가로 포함하는 섬유 강화 시멘트 복합 재료의 제조 방법.
  58. 제45항에 있어서, 상기 로딩된 섬유를 응집제, 밀도 조절제 및 첨가재와 혼합하는 것을 추가로 포함하는 섬유 강화 시멘트 복합 재료의 제조 방법.
  59. 제45항에 있어서, 상기 섬유 시멘트 물품을 형성하는 것이 하체크 시트 방법, 마자 파이프 방법(Mazza pipe process), 마그나니 방법(Magnani process), 사출 성형, 압출, 핸드 레이업, 몰딩, 캐스팅, 여과 압축, 장망식 성형(fourdrinier forming), 멀티-와이어 포밍(multi-wire forming), 갭 블레이드 포밍(gap blade forming), 갭 롤/블레이드 포밍(gap roll/blade forming), 벨-롤 포밍(Bell-Roll forming), 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 방법을 사용하여 물품을 형성하는 것을 포함하는 것인 섬유 강화 시멘트 복합 재료의 제조 방법.
  60. 제45항에 있어서, 상기 섬유 시멘트 물품을 형성하는 것이 물품을 엠보싱하는 것을 추가로 포함하는 것인 섬유 강화 시멘트 복합 재료의 제조 방법.
  61. 제45항에 있어서, 상기 섬유 시멘트 물품을 경화하는 것이 예비 경화 및 경화를 포함하는 것인 섬유 강화 시멘트 복합 재료의 제조 방법.
  62. 제61항에 있어서, 상기 섬유 시멘트 물품이 상온에서 80시간 이하 예비 경화되는 것인 섬유 강화 시멘트 복합 재료의 제조 방법.
  63. 제61항에 있어서, 상기 섬유 시멘트 물품이 상온에서 24시간 이하 예비 경화되는 것인 섬유 강화 시멘트 복합 재료의 제조 방법.
  64. 제61항에 있어서, 상기 섬유 시멘트 물품이 오토클레이브에서 경화되는 것인 섬유 강화 시멘트 복합 재료의 제조 방법.
  65. 제64항에 있어서, 상기 섬유 시멘트 물품이 약 60 내지 200℃의 승온 및 가압 하에 약 3시간 내지 30시간 동안 오토클레이빙되는 것인 섬유 강화 시멘트 복합 재료의 제조 방법.
  66. 제64항에 있어서, 상기 섬유 시멘트 물품이 약 60 내지 200℃의 승온 및 가압 하에 약 24시간 이하 동안 오토클레이빙되는 것인 섬유 강화 시멘트 복합 재료의 제조 방법.
  67. 제45항에 있어서, 상기 섬유 시멘트 물품을 경화하는 것이 형성된 물품을 30일 이하 동안 경화하는 것을 포함하는 것인 섬유 강화 시멘트 복합 재료의 제조 방법.
  68. 개별화된 강화 섬유를 혼입한 건축 재료로서, 이 섬유의 일부 이상은 물 또는 기타 다른 물질이 섬유 내의 보이드를 차지하는 것을 방해하는 로딩 물질로 일부 이상 채워진 보이드를 갖는 것인 건축 재료.
KR20037004785A 2000-10-04 2001-09-21 무기 및(또는) 유기 물질이 로딩된 셀룰로즈 섬유를 이용한 섬유 시멘트 복합 자재 KR100829265B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US23785000P 2000-10-04 2000-10-04
US60/237,850 2000-10-04
PCT/US2001/042243 WO2002028796A2 (en) 2000-10-04 2001-09-21 Fiber cement composite materials using cellulose fibers loaded with inorganic and/or organic substances

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030043985A true KR20030043985A (ko) 2003-06-02
KR100829265B1 KR100829265B1 (ko) 2008-05-13

Family

ID=22895475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20037004785A KR100829265B1 (ko) 2000-10-04 2001-09-21 무기 및(또는) 유기 물질이 로딩된 셀룰로즈 섬유를 이용한 섬유 시멘트 복합 자재

Country Status (16)

Country Link
US (3) US6676744B2 (ko)
EP (1) EP1330421A2 (ko)
JP (1) JP5155512B2 (ko)
KR (1) KR100829265B1 (ko)
CN (2) CN1568293A (ko)
AR (1) AR034161A1 (ko)
AU (2) AU2001295055B2 (ko)
BR (1) BR0114423A (ko)
CA (1) CA2424795C (ko)
CZ (1) CZ2003958A3 (ko)
MX (1) MXPA03002711A (ko)
MY (1) MY128451A (ko)
NZ (1) NZ525327A (ko)
PL (1) PL365806A1 (ko)
TW (1) TW592919B (ko)
WO (1) WO2002028796A2 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100582840B1 (ko) * 2005-12-20 2006-05-23 (주)에이엠에스 엔지니어링 고인성·고내화성 혼합 모르타르 조성물과 이를 이용한보수공법 및 이의 시공장치
KR100799678B1 (ko) * 2007-03-14 2008-02-01 주식회사 과연우드 외표면 코팅층을 갖는 폴리스틸렌 발포 몰딩소재 및 그 제조방법
KR101065495B1 (ko) * 2003-12-31 2011-09-19 주식회사 케이씨씨 내화용 무석면 압출성형 시멘트 복합재

Families Citing this family (165)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AUPQ468299A0 (en) * 1999-12-15 2000-01-20 James Hardie Research Pty Limited Method and apparatus for extruding cementitious articles
NZ521491A (en) * 2000-03-14 2004-06-25 James Hardie Res Pty Ltd Fiber cement building materials with low density additives and cellulose fibers
CN1568293A (zh) * 2000-10-04 2005-01-19 詹姆斯·哈迪研究有限公司 使用装载有无机和/或有机物质的纤维素纤维的纤维水泥复合材料
MXPA03002704A (es) 2000-10-04 2003-06-24 James Hardie Res Pty Ltd Materiales del compuesto de cemento con fibra, usando fibras de celulosa encoladas.
ATE489514T1 (de) * 2000-10-10 2010-12-15 Hardie James Technology Ltd Verbundbaustoff
JP5226925B2 (ja) * 2000-10-17 2013-07-03 ジェイムズ ハーディー テクノロジー リミテッド 殺生物剤で処理した耐久性あるセルロース繊維を使用した、繊維セメント複合材料
US20050126430A1 (en) * 2000-10-17 2005-06-16 Lightner James E.Jr. Building materials with bioresistant properties
CA2424699C (en) 2000-10-17 2010-04-27 James Hardie Research Pty Limited Method and apparatus for reducing impurities in cellulose fibers for manufacture of fiber reinforced cement composite materials
CA2427799A1 (en) * 2000-11-06 2002-05-10 Institute Of Paper Science And Technology, Inc. Fiber reinforced mineral-based materials and methods of making the same
US6729405B2 (en) * 2001-02-15 2004-05-04 Bj Services Company High temperature flexible cementing compositions and methods for using same
AR032925A1 (es) * 2001-03-02 2003-12-03 James Hardie Int Finance Bv Un producto compuesto.
US20030164119A1 (en) * 2002-03-04 2003-09-04 Basil Naji Additive for dewaterable slurry and slurry incorporating same
EP1368285B1 (en) * 2001-03-09 2007-04-11 James Hardie International Finance B.V. Fiber reinforced cement composite materials using chemically treated fibers with improved dispersibility
US6644405B2 (en) * 2002-03-21 2003-11-11 Halliburton Energy Services, Inc. Storable water-microsphere suspensions for use in well cements and methods
US8163081B2 (en) * 2002-04-04 2012-04-24 Kirby Wayne Beard Composite materials using novel reinforcements
US8118927B2 (en) * 2002-08-02 2012-02-21 Price Charles E Cementitious compositions and methods of making and using
US6942726B2 (en) * 2002-08-23 2005-09-13 Bki Holding Corporation Cementitious material reinforced with chemically treated cellulose fiber
US7993570B2 (en) 2002-10-07 2011-08-09 James Hardie Technology Limited Durable medium-density fibre cement composite
AU2003901529A0 (en) * 2003-03-31 2003-05-01 James Hardie International Finance B.V. A durable high performance fibre cement product and method of making the same
DE10260922A1 (de) * 2002-12-20 2004-07-15 Schmidt, Axel H. Dämpfungsmaterial und Grundstoff zu dessen Herstellung
PL378899A1 (pl) 2003-01-09 2006-05-29 James Hardie International Finance B.V. Kompozytowe materiały z włóknocementu z zastosowaniem bielonych włókien celulozowych
US20040134386A1 (en) * 2003-01-15 2004-07-15 Freedom Group Ltd. Refractory material
CA2516943A1 (en) * 2003-02-28 2004-09-16 James Hardie International Finance B.V. Fiber cement fence system
AU2004242129B2 (en) 2003-05-19 2009-10-22 James Hardie Technology Limited Building material, building system and method of installing the same
NZ543696A (en) * 2003-06-20 2007-11-30 James Hardie Int Finance Bv Building article, typically roofing panel, with pre-determined density and ratio of moduli of rupture to elasticity
CA2536780C (en) * 2003-08-29 2012-11-13 Bki Holding Corporation System for delivery of fibers into concrete
US7181891B2 (en) * 2003-09-08 2007-02-27 Quiet Solution, Inc. Acoustical sound proofing material and methods for manufacturing same
BRPI0414960B1 (pt) 2003-10-02 2014-11-11 Saint Gobain Mat Constr Sas “produto de cimento reforçado de fibras, em particular uma placa, obtida pelo processo de hatschek e sem autoclavagem, e processo para a fabricação do mesmo”
FR2860511B1 (fr) * 2003-10-02 2005-12-02 Saint Gobain Mat Constr Sas Produit cimentaire en plaque et procede de fabrication
CA2552143A1 (en) 2004-01-12 2005-08-04 James Hardie International Finance B.V. Composite fiber cement article with radiation curable component
US20050205170A1 (en) * 2004-03-22 2005-09-22 Mary Alwin High copper low alloy steel sheet
US7998571B2 (en) 2004-07-09 2011-08-16 James Hardie Technology Limited Composite cement article incorporating a powder coating and methods of making same
US7223303B2 (en) * 2004-08-26 2007-05-29 Mitsubishi Materials Corporation Silicon cleaning method for semiconductor materials and polycrystalline silicon chunk
WO2006025331A1 (ja) * 2004-08-31 2006-03-09 Nichiha Corporation 無機質板およびその製造方法
US8495851B2 (en) * 2004-09-10 2013-07-30 Serious Energy, Inc. Acoustical sound proofing material and methods for manufacturing same
JP2008515753A (ja) * 2004-10-08 2008-05-15 イー．アイ．エフ．エス．・ホールディングス・リミテッド 改良セメント質混合物
US7921965B1 (en) 2004-10-27 2011-04-12 Serious Materials, Inc. Soundproof assembly and methods for manufacturing same
US7798287B1 (en) 2005-01-20 2010-09-21 Serious Materials, Inc. Acoustical ceiling panels
JP2008530405A (ja) * 2005-02-15 2008-08-07 ジェイムズ ハーディー インターナショナル ファイナンス ビー．ブイ． フローリングシート及びモジュラー・フローリングシステム
US20060196393A1 (en) * 2005-03-04 2006-09-07 Buddy Rhodes Concrete Mix, Inc. Composite mineral counter tops
US7758954B2 (en) 2005-08-18 2010-07-20 James Hardie Technology Limited Coated substrate having one or more cross-linked interfacial zones
US8029881B2 (en) * 2005-11-04 2011-10-04 Serious Energy, Inc. Radio frequency wave reducing material and methods for manufacturing same
HK1080265A2 (en) * 2005-12-09 2006-04-21 Wong Kwok Lung Environmental protection material and brick made of the material
US20070131145A1 (en) * 2005-12-09 2007-06-14 Giang Biscan Multi-function composition for settable composite materials and methods of making the composition
US20070157854A1 (en) * 2006-01-12 2007-07-12 Shear Tech, Inc. Composite materials formed of at least partially cured cement-containing particles dispersed through polymeric matrix, applications using same, and methods of making
US7905956B2 (en) * 2006-02-15 2011-03-15 Nichiha Corporation Fiber reinforced cement composition and products and manufacturing process
US7595092B2 (en) 2006-03-01 2009-09-29 Pyrotite Coating Of Canada, Inc. System and method for coating a fire-resistant material on a substrate
US8993462B2 (en) 2006-04-12 2015-03-31 James Hardie Technology Limited Surface sealed reinforced building element
US7722964B2 (en) * 2006-04-25 2010-05-25 Nichiha Corporation Fiber reinforced cement board and manufacturing process
AU2007282159B2 (en) * 2006-04-27 2010-07-22 President And Fellows Of Harvard College Carbon dioxide capture and related processes
US7758694B2 (en) * 2006-05-11 2010-07-20 Nichiha Corporation Fiber reinforced cement composition and products and manufacturing process
US7939156B1 (en) 2006-07-27 2011-05-10 Slaven Jr Leland Composite concrete/bamboo structure
US7837788B2 (en) * 2006-09-27 2010-11-23 Nichiha Corporation Fiber reinforced cement composition and products and manufacturing process
US7976626B2 (en) * 2006-09-27 2011-07-12 Nichiha Corporation Fiber reinforced cement composition and products and manufacturing process
JP2008100877A (ja) * 2006-10-19 2008-05-01 Nichiha Corp 無機質板及びその製造方法
CN100396640C (zh) * 2006-12-15 2008-06-25 浙江林学院 菱苦土与纸纤维复合墙体材料及其生产方法
US7972433B2 (en) * 2006-12-27 2011-07-05 Nichiha Co., Ltd. Fiber reinforced cement composition and products and manufacturing process
US20080171179A1 (en) * 2007-01-11 2008-07-17 Quiet Solution, Llc Low embodied energy wallboards and methods of making same
US20080168927A1 (en) * 2007-01-12 2008-07-17 Shear Technologies, Inc. Composite materials formed of at least partially cured cement-containing particles dispersed in a polymer, applications of using same, and methods of making
US7967907B2 (en) * 2007-01-26 2011-06-28 Nichiha Corporation Fiber reinforced cement composition and products and manufacturing process
US8106105B2 (en) * 2007-01-29 2012-01-31 Interfacial Solutions Ip, Llc Compositions and methods for producing high strength composites
US7879145B2 (en) * 2007-02-14 2011-02-01 Nichiha Corporation Inorganic composition and products and manufacturing process
US7875231B1 (en) * 2007-02-26 2011-01-25 Bracegirdle Paul E Method for producing fiber reinforced cement-based structural building materials
KR100852706B1 (ko) * 2007-03-02 2008-08-19 삼성에스디아이 주식회사 격벽 형성용 조성물, 및 이를 이용하여 제조된 플라즈마디스플레이 패널
US7987645B2 (en) * 2007-03-29 2011-08-02 Serious Materials, Inc. Noise isolating underlayment
US9388568B2 (en) 2007-04-06 2016-07-12 Pacific Coast Building Products, Inc. Acoustical sound proofing material with improved fracture characteristics and methods for manufacturing same
US7883763B2 (en) 2007-04-12 2011-02-08 Serious Materials, Inc. Acoustical sound proofing material with controlled water-vapor permeability and methods for manufacturing same
US8424251B2 (en) * 2007-04-12 2013-04-23 Serious Energy, Inc. Sound Proofing material with improved damping and structural integrity
WO2008127578A2 (en) * 2007-04-13 2008-10-23 The University Of Maine System Board Of Trustees Fire resistant fibrous composite articles
US8181738B2 (en) * 2007-04-24 2012-05-22 Serious Energy, Inc. Acoustical sound proofing material with improved damping at select frequencies and methods for manufacturing same
US8397864B2 (en) * 2007-04-24 2013-03-19 Serious Energy, Inc. Acoustical sound proofing material with improved fire resistance and methods for manufacturing same
US20080286592A1 (en) * 2007-04-26 2008-11-20 Finishes Unlimited, Inc. Radiation-curable coating compositions, composite and plastic materials coated with said compositions and methods for their preparation
US10174499B1 (en) 2007-05-01 2019-01-08 Pacific Coast Building Products, Inc. Acoustical sound proofing material for architectural retrofit applications and methods for manufacturing same
US20080286609A1 (en) * 2007-05-15 2008-11-20 Surace Kevin J Low embodied energy wallboards and methods of making same
EP1992597B1 (en) * 2007-05-15 2015-07-08 Redco Composition for manufacturing a fibre-reinforced building board and board so obtained.
US20080282937A1 (en) * 2007-05-18 2008-11-20 Mason Baker Compositions of and methods for making of a concrete-like material containing cellulosic derivatives
CA2659447C (en) * 2007-05-24 2010-08-03 Calera Corporation Hydraulic cements comprising carbonate compound compositions
US20100101457A1 (en) * 2007-05-25 2010-04-29 Surace Kevin J Low embodied energy sheathing panels and methods of making same
US20090000245A1 (en) * 2007-06-28 2009-01-01 Tinianov Brandon D Methods of manufacturing acoustical sound proofing material
US9387649B2 (en) * 2007-06-28 2016-07-12 Pacific Coast Building Products, Inc. Methods of manufacturing acoustical sound proofing materials with optimized fracture characteristics
US7908818B2 (en) * 2008-05-08 2011-03-22 Serious Materials, Inc. Methods of manufacturing acoustical sound proofing materials with optimized fracture characteristics
US7753618B2 (en) 2007-06-28 2010-07-13 Calera Corporation Rocks and aggregate, and methods of making and using the same
US7744761B2 (en) * 2007-06-28 2010-06-29 Calera Corporation Desalination methods and systems that include carbonate compound precipitation
AU2008269996B2 (en) 2007-06-29 2014-06-12 James Hardie Technology Limited Multifunctional primers
US7799410B2 (en) * 2007-06-30 2010-09-21 Serious Materials, Inc. Acoustical sound proofing material with improved damping at select frequencies and methods for manufacturing same
US7914914B2 (en) * 2007-06-30 2011-03-29 Serious Materials, Inc. Low embodied energy sheathing panels with optimal water vapor permeance and methods of making same
US8197642B2 (en) * 2007-07-26 2012-06-12 Nichiha Corporation Inorganic board and method for manufacturing the same
US7867432B2 (en) * 2007-09-06 2011-01-11 Joshua Wade Hargrove Load bearing insulation and method of manufacture and use
US7784620B2 (en) * 2007-11-05 2010-08-31 Waterways Restoration Group, Inc. Agglomeration for the treatment of acid mine drainage
US8337993B2 (en) * 2007-11-16 2012-12-25 Serious Energy, Inc. Low embodied energy wallboards and methods of making same
CN104002349B (zh) * 2007-11-19 2019-08-09 瓦林格创新股份有限公司 具有耐磨表面的基于纤维的镶板
US8209927B2 (en) * 2007-12-20 2012-07-03 James Hardie Technology Limited Structural fiber cement building materials
JP2012513944A (ja) 2007-12-28 2012-06-21 カレラ コーポレイション Ｃｏ２を捕捉する方法
US20100239467A1 (en) 2008-06-17 2010-09-23 Brent Constantz Methods and systems for utilizing waste sources of metal oxides
US7993500B2 (en) 2008-07-16 2011-08-09 Calera Corporation Gas diffusion anode and CO2 cathode electrolyte system
CN101910469A (zh) 2008-07-16 2010-12-08 卡勒拉公司 电化学系统中的co2利用
CN101984749B (zh) * 2008-07-16 2015-02-18 卡勒拉公司 使用二氧化碳气体的低能量4-电池电化学系统
US7939336B2 (en) 2008-09-30 2011-05-10 Calera Corporation Compositions and methods using substances containing carbon
US7815880B2 (en) 2008-09-30 2010-10-19 Calera Corporation Reduced-carbon footprint concrete compositions
TW201026597A (en) 2008-09-30 2010-07-16 Calera Corp CO2-sequestering formed building materials
US8869477B2 (en) * 2008-09-30 2014-10-28 Calera Corporation Formed building materials
US9133581B2 (en) 2008-10-31 2015-09-15 Calera Corporation Non-cementitious compositions comprising vaterite and methods thereof
WO2010093716A1 (en) 2009-02-10 2010-08-19 Calera Corporation Low-voltage alkaline production using hydrogen and electrocatlytic electrodes
CN101977842A (zh) 2009-03-02 2011-02-16 卡勒拉公司 气流多污染物控制系统和方法
US20100224503A1 (en) * 2009-03-05 2010-09-09 Kirk Donald W Low-energy electrochemical hydroxide system and method
WO2010104989A1 (en) 2009-03-10 2010-09-16 Calera Corporation Systems and methods for processing co2
MX2011013733A (es) 2009-06-30 2012-04-20 New Zealand Forest Res Inst Ltd Método para la producción de productos de compuesto mixto de fibra de madera-plasticos.
US7993511B2 (en) 2009-07-15 2011-08-09 Calera Corporation Electrochemical production of an alkaline solution using CO2
US20110120349A1 (en) * 2009-11-24 2011-05-26 E. Khashoggi Industries, Llc Extruded fiber reinforced cementitious products having stone-like properties and methods of making the same
CN103392040B (zh) 2010-09-07 2016-08-17 Blh科技股份有限公司 形成耐火纤维素产品的方法及其相关设备
US9745224B2 (en) 2011-10-07 2017-08-29 Boral Ip Holdings (Australia) Pty Limited Inorganic polymer/organic polymer composites and methods of making same
EP2785502A4 (en) 2011-11-30 2015-11-25 Hardie James Technology Ltd LIGHT EXTRUDED CEMENTITIOUS MATERIAL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF
US8864901B2 (en) 2011-11-30 2014-10-21 Boral Ip Holdings (Australia) Pty Limited Calcium sulfoaluminate cement-containing inorganic polymer compositions and methods of making same
KR20150027168A (ko) 2012-05-30 2015-03-11 마그마 플로어링 엘엘씨 폴리머 복합물, 얻어진 판넬, 및 이를 제조하는 방법
RU2497770C1 (ru) * 2012-09-14 2013-11-10 Юлия Алексеевна Щепочкина Сырьевая смесь для изготовления мелкозернистого бетона
RU2503639C1 (ru) * 2012-10-05 2014-01-10 Юлия Алексеевна Щепочкина Бетонная смесь
US8557036B1 (en) * 2012-11-09 2013-10-15 Halliburton Energy Services, Inc. Settable compositions comprising wollastonite and pumice and methods of use
MY175247A (en) * 2013-01-11 2020-06-17 Valinge Flooring Tech Ab A method of producing a building panel
AU2014200344B2 (en) 2013-02-05 2017-03-02 Promat Research and Technology Centre NV Fire Protection Mortar
US10781140B2 (en) * 2013-03-14 2020-09-22 Solidia Technologies, Inc. Method and apparatus for the curing of composite material by control over rate limiting steps in water removal
PL231410B1 (pl) 2013-06-10 2019-02-28 Inst Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk Sposób modyfikowania powierzchni nanokompozytami i zastosowanie materiału nanokompozytowego zmodyfikowanego tym sposobem do wytwarzania powierzchni antyseptycznych
RU2543822C1 (ru) * 2014-04-29 2015-03-10 Юлия Алексеевна Щепочкина Бетонная смесь
SE538770C2 (sv) * 2014-05-08 2016-11-15 Stora Enso Oyj Förfarande för framställning av ett termoplastiskt fiberkompositmaterial och en väv
US11498242B2 (en) * 2014-06-03 2022-11-15 Eternit, NV Process for providing a fiber cement product
US9963389B1 (en) * 2014-06-10 2018-05-08 The National Lime And Stone Company Concrete batch formulation and method of making concrete
US10479057B2 (en) 2015-01-18 2019-11-19 Magma Flooring LLC Polymeric substrates with an improved thermal expansion coefficient and a method for producing the same
RU2595016C1 (ru) * 2015-04-23 2016-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Огнезащитная фибровермикулитобетонная сырьевая смесь
RU2597336C1 (ru) * 2015-04-23 2016-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Фиброгипсовермикулитобетонная сырьевая смесь для изготовления огнезащитного покрытия
WO2016187532A1 (en) 2015-05-20 2016-11-24 Magma Flooring LLC Poly(vinyl chloride) substrates and method for producing the same
CN105060774A (zh) * 2015-08-19 2015-11-18 苏州凯欧曼新材料科技有限公司 一种抗折抗压的复合墙体建筑材料及其制备方法
WO2017062815A1 (en) 2015-10-07 2017-04-13 Magma Flooring LLC Method for producing composite substrates
US9656876B1 (en) 2015-11-03 2017-05-23 Certainteed Gypsum, Inc. Method for reducing elemental sulfur in gypsum products
CA3015359C (en) 2016-02-25 2024-01-02 Interfacial Consultants Llc Highly filled polymeric concentrates
RU2641349C2 (ru) * 2016-05-18 2018-01-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петрозаводский государственный университет" Полидисперсная древесно-цементная смесь с наномодификатором
CN106010442B (zh) * 2016-05-19 2018-04-27 王春晓 一种防渗粉剂、防渗水材料及其制备和应用方法
CN105922432A (zh) * 2016-06-07 2016-09-07 贵州圣元防水材料有限公司 一种全自动化防水材料生产线生产方法
US10882048B2 (en) 2016-07-11 2021-01-05 Resource Fiber LLC Apparatus and method for conditioning bamboo or vegetable cane fiber
CN106220100B (zh) * 2016-08-04 2018-06-05 山东宏德新材料有限公司 一种纤维增强水泥复合板
CN106429035A (zh) * 2016-09-28 2017-02-22 合肥海宝节能科技有限公司 保温隔热内衬材料
CA2988547C (en) 2016-12-15 2021-01-26 Certainteed Gypsum, Inc. Plaster boards and methods for making them
ES2843536T3 (es) * 2017-01-13 2021-07-19 Akzenta Paneele Profile Gmbh Panel de pared o de suelo con superficie estructurada y decorada, a base de placa de fibrocemento
CN106866026A (zh) * 2017-03-27 2017-06-20 合肥智慧龙图腾知识产权股份有限公司 一种高韧性建筑材料及其制备方法
US11175116B2 (en) 2017-04-12 2021-11-16 Resource Fiber LLC Bamboo and/or vegetable cane fiber ballistic impact panel and process
US20190186146A1 (en) * 2017-05-05 2019-06-20 Vitaliy Savchyshyn Exterior finish system and method
CN107162431B (zh) * 2017-05-17 2019-08-20 长兴县煤山工业炉料有限公司 一种制备幕帘的抗菌硅酸铝耐火纤维
CN111405979A (zh) 2017-09-26 2020-07-10 瑟登帝石膏公司 具有内部层的灰泥板及其制备方法
CN111433421B (zh) 2017-09-28 2022-02-15 瑟登帝石膏公司 灰泥板及其制备方法
WO2019068008A1 (en) 2017-09-30 2019-04-04 Certainteed Gypsum, Inc. FILLED PLASTER PLATES AND METHODS OF MAKING SAME
US10597863B2 (en) 2018-01-19 2020-03-24 Resource Fiber LLC Laminated bamboo platform and concrete composite slab system
US11267913B2 (en) 2018-02-14 2022-03-08 Mighty Buildings, Inc. 3D printed material, structure and method for making the same
GB201904977D0 (en) * 2019-04-08 2019-05-22 Masonry Support Systems Ltd A support arrangement for covering elements of a building
CN113905863A (zh) * 2019-04-12 2022-01-07 碳化混凝土公司 湿铸矿渣基混凝土产品的生产方法
CA3106877A1 (en) 2020-01-24 2021-07-24 Permabase Building Products, Llc Cement board with water-resistant additive
CA3167115A1 (en) * 2020-02-18 2021-08-26 Tanner Jon JOLLY Cellulosic composite materials and methods thereof
BR102020016777A2 (pt) * 2020-08-17 2021-10-05 Suzano Sa Método com alta capacidade de retenção de sólidos para produção de fibrocimento, uso e processo produtivo com alta capacidade de retenção de sólidos e artigo de fibrocimento
CN112849573B (zh) * 2020-12-31 2023-02-17 广州亚俊氏电器有限公司 一种真空包装方法及真空包装装置
WO2022219096A2 (de) 2021-04-13 2022-10-20 Foerderer Nail Verbundwerkstoff und verfahren zu dessen herstellung sowie zur herstellung von dessen komponenten
DE102021109259A1 (de) 2021-04-13 2022-10-13 Nail Förderer Verbundwerkstoff
CN113429148B (zh) * 2021-06-30 2022-03-15 武汉工程大学 一种混凝土抗裂抗渗外加剂及其制备方法
EP3957616A1 (en) * 2021-07-07 2022-02-23 Swisspearl Group AG Fire resistant fibre cement compositions
US11884590B2 (en) 2021-07-07 2024-01-30 Swisspearl Group Ag Fire resistant fibre cement compositions
CN113429168A (zh) * 2021-08-02 2021-09-24 鄂尔多斯市紫荆创新研究院 一种含有气化渣粗渣的透水砖及其制备方法
CN113816668B (zh) * 2021-09-29 2022-07-19 武汉理工大学 一种基于二氧化碳驱动固结的纤维水泥板及其制备方法
CN114716196B (zh) * 2022-02-09 2023-04-28 福建工程学院 一种高寒高海拔地区用墙板制备工艺
CN115611574B (zh) * 2022-09-23 2023-08-29 武汉鑫云海混凝土有限公司 一种自密实抗离析混凝土及其制备方法

Family Cites Families (95)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US35460A (en) * 1862-06-03 Improvement in coal-oil and other lamps
US1571048A (en) 1926-01-26 Ments
US2156308A (en) * 1935-01-26 1939-05-02 Bakelite Building Prod Co Inc Art of manufacturing cement-fibrous products
US2175568A (en) 1937-05-25 1939-10-10 Haustein Karl Ewald Manufacture of artificial building bodies
US2156311A (en) * 1938-04-09 1939-05-02 Bakelite Building Prod Co Inc Cement fiber product
US2377484A (en) 1940-09-25 1945-06-05 Celotex Corp Fiber plank
FR1344947A (fr) * 1962-09-03 1963-12-06 Procédé de traitement de matériaux cellulosiques, et nouveaux produits en résultant, notamment des bétons
US3264125A (en) 1962-12-04 1966-08-02 Versicrete Ind Manufacture of lightweight concrete products
US3748160A (en) 1970-06-09 1973-07-24 M Carbajal Process for making moldable bagasse compositions
US3753749A (en) 1971-08-12 1973-08-21 Cement Marketing Co Concrete compositions
US4013480A (en) * 1971-09-13 1977-03-22 The Dow Chemical Company Cellulosic sizing agents
SE361908B (ko) * 1972-07-14 1973-11-19 Kema Nord Ab
US3918981A (en) * 1972-08-14 1975-11-11 United States Gypsum Co Fungicidal dispersion, paper and process
US3998944A (en) * 1972-08-14 1976-12-21 United States Gypsum Company Fungicidal paper
GB1421556A (en) 1973-03-13 1976-01-21 Tac Construction Materials Ltd Board products
GB1543157A (en) 1975-05-17 1979-03-28 Dow Corning Ltd Treatment of fibres
SE406944B (sv) * 1976-04-14 1979-03-05 Mo Och Domsjoe Ab Forfarande for att reglera tillsatsen av suspensinsvetska vid kontinuerlig tvettning av suspensioner
GB1570983A (en) 1976-06-26 1980-07-09 Dow Corning Ltd Process for treating fibres
DK245177A (da) 1977-06-02 1978-12-22 K Holbek Kompostmateriale indeholdende modifecerede cellulosefibre som armeringsmateriale
US4258090A (en) * 1979-01-19 1981-03-24 Institutul De Cergetari In Constructii Si Economia Constructilor Incerc Method for the protection of concrete in sea water
US4406703A (en) 1980-02-04 1983-09-27 Permawood International Corporation Composite materials made from plant fibers bonded with portland cement and method of producing same
US4510020A (en) 1980-06-12 1985-04-09 Pulp And Paper Research Institute Of Canada Lumen-loaded paper pulp, its production and use
DE3110864C2 (de) * 1981-03-20 1984-10-04 Alfons K. 7513 Stutensee Herr Verfahren zur Herstellung eines asbestfreien Baumaterials
US4497688A (en) 1981-05-20 1985-02-05 Schaefer Ernest R Oil scavenging material
FI822075L (fi) 1981-06-19 1982-12-20 Cape Universal Claddings Byggnadsskivor
US4738723A (en) * 1981-12-24 1988-04-19 Gulf States Asphalt Co. Asbestos-free asphalt composition
US4457785A (en) * 1982-09-24 1984-07-03 Ppg Industries, Inc. Treated glass fibers and nonwoven sheet-like mat and method
GB8305045D0 (en) 1983-02-23 1983-03-30 Courtaulds Plc Stabilising fibres/particles of organic polymers
JPS59203747A (ja) * 1983-04-30 1984-11-17 松下電工株式会社 無機硬化体の製法
DK232583D0 (da) 1983-05-24 1983-05-24 Holbek Kjeld Aps Impraegnerede cellulosefibre
US4647589A (en) * 1984-05-25 1987-03-03 Texaco Inc. Inhibition of microbiological growth
US4643920A (en) * 1984-10-03 1987-02-17 Morton Thiokol Inc. Method for incorporating antimicrobials into fibers
JPS61197454A (ja) * 1985-02-25 1986-09-01 三菱レイヨン株式会社 軽量硅酸カルシウム製品の製造法
US5021093A (en) 1985-05-29 1991-06-04 Beshay Alphons D Cement/gypsum composites based cellulose-I
DE3601736A1 (de) * 1986-01-22 1987-07-23 Fulgurit Baustoffe Gmbh Verfahren zur herstellung von bauplatten
JPS63107849A (ja) * 1986-10-27 1988-05-12 松下電工株式会社 無機質硬化体の製造方法
AT391131B (de) 1986-11-04 1990-08-27 Eternit Werke Hatschek L Mischung zur herstellung von formkoerpern sowie deren verwendung und daraus gebildete formkoerper
ES2040729T3 (es) 1986-12-04 1993-11-01 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Piezas de construccion moldeadas durables y altamente estables.
US4938958A (en) * 1986-12-05 1990-07-03 Shinagawa Fuel Co., Ltd. Antibiotic zeolite
FI77063B (fi) 1986-12-17 1988-09-30 Ahlstroem Oy Foerfarande foer effektivering av fibersuspensionstvaett.
US5429717A (en) * 1986-12-22 1995-07-04 Aga Aktiebolag Method of washing of alkaline pulp by adding carbon dioxide to the pulp
US4944842A (en) 1987-03-26 1990-07-31 Kamyr, Inc. Method for reducing contamination in pulp processing
US4985119A (en) 1987-07-01 1991-01-15 The Procter & Gamble Cellulose Company Cellulose fiber-reinforced structure
AT391133B (de) * 1988-02-18 1990-08-27 Eternit Werke Hatschek L Verfahren zur behandlung von zellulosefasern sowie faserzementprodukte und mischungen zu ihrer herstellung
DE3813341A1 (de) * 1988-04-21 1989-11-02 Eirich Maschf Gustav Verfahren zum befeuchten einer zement- oder gipsgebundenen faserhaltigen baustoffmischung
JPH07115902B2 (ja) 1988-05-06 1995-12-13 信越化学工業株式会社 押出成形用セメント組成物
JPH0320000A (ja) * 1989-06-15 1991-01-29 Noda Corp 建築用無機質板
WO1991001409A1 (en) 1989-07-24 1991-02-07 The Board Of Regents Of The University Of Washington Cell wall loading of never-dried pulp fibers
US5102596A (en) 1989-12-01 1992-04-07 G. Siempelkamp Gmbh & Co. Method of producing shaped articles of fiber/binder mixtures
US5118225A (en) 1990-01-25 1992-06-02 Nycon, Inc. Fiber-loading apparatus and method of use
IT1242840B (it) 1990-10-26 1994-05-18 Lastre Spa Produzione di manufatti in fibrocemento senza fibre d'amianto
US5223090A (en) 1991-03-06 1993-06-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Method for fiber loading a chemical compound
US5063260A (en) 1991-05-01 1991-11-05 Dow Corning Corporation Compositions and their use for treating fibers
JPH05177625A (ja) 1991-06-29 1993-07-20 Taisei Corp セメント混和材料及び／又は混和剤包装体並びにセメント混和材料及び／又は混和剤の添加方法
US5191456A (en) 1991-07-30 1993-03-02 Alcatel Network Systems, Inc. Efficient feeder fiber loading from distribution fibers
US5346541A (en) * 1992-11-18 1994-09-13 Net/Tech International, Inc. Water dispersible formulations and materials and methods for influencing their water dispersibility
DE4127930A1 (de) 1991-08-23 1993-02-25 Bold Joerg Verfahren zur herstellung von faserverstaerkten gipsplatten
US5876561A (en) 1992-02-28 1999-03-02 International Paper Company Post digestion treatment of cellulosic pulp to minimize formation of dioxin
US5465547A (en) 1992-04-30 1995-11-14 Jakel; Karl W. Lightweight cementitious roofing
SE469387B (sv) 1992-05-11 1993-06-28 Kamyr Ab Saett vid blekning av massa utan anvaendning av klorkemikalier
JPH06341093A (ja) * 1993-03-19 1994-12-13 Lion Corp 水分散性繊維シート、水硬性無機材料用補強繊維材及びそれを用いた繊維強化硬化体の製造方法
US5405498A (en) 1993-06-22 1995-04-11 Betz Paperchem, Inc. Method for improving pulp washing efficiency
US5403392A (en) * 1993-08-04 1995-04-04 Ennis Herder, Inc. High solids aqueous dispersions of hydrophobizing agents
US5472486A (en) * 1994-09-02 1995-12-05 Sequa Chemicals, Inc. Modified opacifying composition for paper
US5465647A (en) * 1994-11-14 1995-11-14 Polygon Company Fluid cylinder end cap assembly
CH689594A5 (de) 1995-08-16 1999-06-30 Nueva Ag Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus faserarmiertem, hydraulisch abbindendem Material.
AUPN504095A0 (en) * 1995-08-25 1995-09-21 James Hardie Research Pty Limited Cement formulation
US5643359A (en) 1995-11-15 1997-07-01 Dpd, Inc. Dispersion of plant pulp in concrete and use thereof
JP3265183B2 (ja) 1996-02-28 2002-03-11 ニチハ株式会社 無機質板の製造方法
JPH09255385A (ja) * 1996-03-22 1997-09-30 Matsushita Electric Works Ltd 無機質板の製造方法およびその無機質板
JP3281548B2 (ja) * 1996-08-05 2002-05-13 大関化学工業株式会社 コンクリート構造物に用いる防水接着材用粉体組成物
DE59705008D1 (de) 1996-12-23 2001-11-22 Protekum Umweltinstitut Gmbh O Nicht brennbares faserprodukt
US5786282A (en) * 1997-02-25 1998-07-28 Barnhardt Manufacturing Company Opened wet processed intermediate natural fiber product suitable for formation into end use fiber products with long-lasting antimicrobial properties and method
AUPO612097A0 (en) * 1997-04-10 1997-05-08 James Hardie Research Pty Limited Building products
US6045057A (en) 1997-05-29 2000-04-04 Moor; Ronald C. Method and apparatus for spray applying fiber-reinforced resins with high ceramic fiber loading
US6138430A (en) 1997-11-17 2000-10-31 Cemplank, Inc. Cementitious building panel with cut bead
US6228215B1 (en) 1998-04-06 2001-05-08 Hoffman Enviornmental Systems, Inc. Method for countercurrent treatment of slurries
US6223215B1 (en) * 1998-09-22 2001-04-24 Sony Corporation Tracking a user's purchases on the internet by associating the user with an inbound source and a session identifier
FI104988B (fi) * 1998-12-04 2000-05-15 Valmet Corp Menetelmä ja laitteisto paperikoneen kuivatusosan alun säätämiseksi
AU5036200A (en) 1999-05-20 2000-12-12 Penn State Research Foundation, The Process for enhancing the characteristics and durability of wood fiber cement and wood fiber concrete composites
FI113187B (fi) * 1999-05-28 2007-09-25 Metso Paper Pori Oy Menetelmä massan käsittelemiseksi
JP4324931B2 (ja) * 2000-02-25 2009-09-02 神島化学工業株式会社 珪酸カルシウム成形体及びその製造方法
US20020007926A1 (en) * 2000-04-24 2002-01-24 Jewell Richard A. Method for producing cellulose fiber having improved biostability and the resulting products
CA2410678A1 (en) * 2000-05-31 2001-12-06 Board Of Control Of Michigan Technological University Compositions and methods for wood preservation
US6419788B1 (en) * 2000-08-16 2002-07-16 Purevision Technology, Inc. Method of treating lignocellulosic biomass to produce cellulose
MXPA03002704A (es) * 2000-10-04 2003-06-24 James Hardie Res Pty Ltd Materiales del compuesto de cemento con fibra, usando fibras de celulosa encoladas.
CN1568293A (zh) * 2000-10-04 2005-01-19 詹姆斯·哈迪研究有限公司 使用装载有无机和/或有机物质的纤维素纤维的纤维水泥复合材料
CA2424699C (en) * 2000-10-17 2010-04-27 James Hardie Research Pty Limited Method and apparatus for reducing impurities in cellulose fibers for manufacture of fiber reinforced cement composite materials
JP5226925B2 (ja) * 2000-10-17 2013-07-03 ジェイムズ ハーディー テクノロジー リミテッド 殺生物剤で処理した耐久性あるセルロース繊維を使用した、繊維セメント複合材料
EP1368285B1 (en) * 2001-03-09 2007-04-11 James Hardie International Finance B.V. Fiber reinforced cement composite materials using chemically treated fibers with improved dispersibility
US20030213569A1 (en) * 2002-05-15 2003-11-20 Brian Wester Very low COD unbleached pulp
US7081184B2 (en) * 2002-05-15 2006-07-25 Weyerhaeuser Company Process for making a very low COD unbleached pulp
WO2003097929A1 (en) * 2002-05-15 2003-11-27 Weyerhaeuser Company Very low cod unbleached pulp
WO2003097930A1 (en) * 2002-05-15 2003-11-27 Weyerhaeuser Company Process for producing very low cod unbleached pulp
US6884741B2 (en) * 2002-07-23 2005-04-26 H.B. Fuller Licensing & Financing, Inc. Antimicrobial sheeting article

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101065495B1 (ko) * 2003-12-31 2011-09-19 주식회사 케이씨씨 내화용 무석면 압출성형 시멘트 복합재
KR100582840B1 (ko) * 2005-12-20 2006-05-23 (주)에이엠에스 엔지니어링 고인성·고내화성 혼합 모르타르 조성물과 이를 이용한보수공법 및 이의 시공장치
KR100799678B1 (ko) * 2007-03-14 2008-02-01 주식회사 과연우드 외표면 코팅층을 갖는 폴리스틸렌 발포 몰딩소재 및 그 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP5155512B2 (ja) 2013-03-06
WO2002028796A3 (en) 2002-07-18
WO2002028796A2 (en) 2002-04-11
US6872246B2 (en) 2005-03-29
CA2424795A1 (en) 2002-04-11
AU9505501A (en) 2002-04-15
US20040139891A1 (en) 2004-07-22
CN1568293A (zh) 2005-01-19
KR100829265B1 (ko) 2008-05-13
BR0114423A (pt) 2004-01-20
PL365806A1 (en) 2005-01-10
CN1810699A (zh) 2006-08-02
CZ2003958A3 (cs) 2003-09-17
AR034161A1 (es) 2004-02-04
CA2424795C (en) 2010-07-27
EP1330421A2 (en) 2003-07-30
TW592919B (en) 2004-06-21
AU2001295055B2 (en) 2006-11-02
US20050235883A1 (en) 2005-10-27
MXPA03002711A (es) 2003-07-28
JP2004510672A (ja) 2004-04-08
US20020088584A1 (en) 2002-07-11
MY128451A (en) 2007-02-28
US6676744B2 (en) 2004-01-13
NZ525327A (en) 2006-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100829265B1 (ko) 무기 및(또는) 유기 물질이 로딩된 셀룰로즈 섬유를 이용한 섬유 시멘트 복합 자재
CA2424377C (en) Fiber cement composite materials using sized cellulose fibers
AU2001295055A1 (en) Fiber cement composite materials using cellulose fibers loaded with inorganic and/or organic substances
CA2424744C (en) Fiber cement composite material using biocide treated durable cellulose fibers
AU2001292966A1 (en) Fiber cement composite materials using sized cellulose fibers
CN101898882B (zh) 含改性纤维的纤维水泥板
AU2002211816B2 (en) Fiber cement composite material using biocide treated durable cellulose fibers
AU2002211816A1 (en) Fiber cement composite material using biocide treated durable cellulose fibers

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130419

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140422

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150416

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160419

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170420

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180417

Year of fee payment: 11

LAPS Lapse due to unpaid annual fee