KR20040016879A - 석고 플라스터와 같은 바인더계 보드를 제조하는 압출기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 석고 플라스터, 시멘트 등과 같은 바인더계 보드를 제조하는 방법에 대한 것이고, (a) 보드 본체를 형성하기 위한 조성물을 물과 혼합하는 단계와, (b) 컨베이어 벨트에 의해 연속적으로 구동되는 이동식 지지부 상에 혼합물을 증착하고, 상기 혼합물은 보드를 형성하는 압출기를 통과하고, 상기 압출기는 진동을 받는 단계와, (c) 적어도 길이를 갖도록 보드를 커팅하는 단계를 포함한다. 본 발명은 또한 그 하부면에 적어도 진동기(42)를 갖는 상부 립과 하부 립(38)을 구비한 횡방향 압출 다이(40)를 포함하는 형식의 상기 방법을 채용하는 압출기에 대한 것이다. 본 발명은 또한 상기 방법에 의해 제조된 석고 플라스터, 시멘트 등과 같은 바인더계 보드에 관한 것이고, 바인더는 산업용 주방, 농업 식료품 연구소, 샤워룸, 연못, 풀장 또는 수영장과 같은 건물의 내외측, 벽, 구획벽, 바닥 또는 천정 및/또는 농업용 건물 또는 산업용 도살장의 방과 같이 워터 제트로 자주 세척되는 방을 형성하거나 커버하기 위한 시멘타이트 바인더이다. 마지막으로 본 발명은, 바인더가 벽 또는 구획벽 등을 형성하거나 커버하기 위해 석고 플라스터계 보드의 이용에 관한 것이다.

Description

석고 플라스터와 같은 바인더계 보드를 제조하는 압출기{Extruder For Making A Board Based On A Binder Such As Gypsum Plaster}
본 명세서에서, "보드"라는 용어는 단면이 직선으로 둘러싸이는 것에 관계 없이, 다른 두 개의 치수에 비해 높이가 낮고 전체적으로 평평한 단면의 사각형 또는 예로써, 주름진 시트와 같은 사인파형 무딘 톱날 등과 같이 물결 모양의 또는 그와 다를 수 있는 제품을 뜻한다.
본 발명은 플라스터, 시멘트 또는 다른 바인더들과 같은 바인더계 보드에 관한 것이다.
도1은 본 발명에 따른 방법을 나타내는 다이어그램이다.
도2는 본 발명에 따른 방법에 이용되는 압출기의 정면도이다.
도3은 본 발명에 따른 방법에 이용되는 압출기를 도2의 화살표 Ⅲ의 방향에서 취한 도면이다.
도4는 본 발명에 따른 방법에 이용되는 압출기를 도2의 화살표 Ⅳ의 방향에서 취한 도면이다.
도5는 도3과 유사한 도면으로서 변형된 도면이다.
도6은 본 발명에 따라 종방향 에지를 컷팅하기 전의 보드의 부분 단면도이다.
도7은 본 발명에 따라 도6의 선 C를 따른 종방향 에지를 컷팅한 후의 보드의 부분 단면도이다.
도8은 종방향 에지를 컷팅하기 전의 다른 보드를 도시한 것으로 도6과 유사
한 도면이다.
도9는 도6과 유사한 도면으로서 종방향 에지를 컷팅하기 전 보드의 변형을 도시한 도면이다.
도10은 도6과 유사한 도면으로서 종방향 에지를 컷팅하기 전 보드의 변형을 도시한 도면이다.
도11은 도6과 유사한 도면으로서 종방향 에지를 컷팅하기 전 보드의 변형을 도시한 도면이다.
도12는 도6과 유사한 도면으로서 종방향 에지를 컷팅하기 전 보드의 변형을 도시한 도면이다.
도13은 도6과 유사한 도면으로서 종방향 에지를 컷팅하기 전 보드의 변형을 도시한 도면이다.
도14는 도6과 유사한 도면으로서 종방향 에지를 컷팅하기 전 보드의 변형을 도시한 도면이다.
도15는 도6과 유사한 도면으로서 종방향 에지를 컷팅하기 전 보드의 변형을 도시한 도면이다.
도16은 도6과 유사한 도면으로서 종방향 에지를 컷팅하기 전 보드의 변형을 도시한 도면이다.
도17은 도6과 유사한 도면으로서 종방향 에지를 컷팅하기 전 보드의 변형을 도시한 도면이다.
본 발명의 목적은 특히 연속적으로 수행되기 때문에, 이러한 보드를 제조하는 저비용의 방법을 제안하기 위한 것이다.
따라서, 플라스터, 시멘트 또는 다른 바인더들과 같은 바인더계 보드를 제조하는 본 발명에 따른 방법은,
(a) 보드 본체를 형성하도록 조성물을 물과 혼합하는 단계와,
(b) 컨베이어 벨트에 의해 연속적으로 구동되는 이동 지지부에 조성물을 증착하고, 상기 조성물은 보드를 형성하는 압출기를 통과하고 압출기는 진동을 받는단계와,
(c) 적어도 길이상으로 얻어진 보드를 커팅하는 단계를 포함한다.
단계 (c)에서, 보드는 유리하게는 길이 및 폭으로 커팅된다.
단계(b)의 증착은 양호하게는 저부 페이싱에서 수행되고, 단계(b)의 증착은 상부 페이싱으로 커버된다.
페이싱은 유리하게는 메쉬 및/또는 웨브로 구성된다.
메쉬는 양호하게는 유리 섬유이다.
웨브는 양호하게는 그 전체 폭에 걸쳐서 메쉬를 커버하고, 선택적으로 웨브는 스트립형이고, 메쉬의 측방향 에지만을 커버한다.
웨브는 양호하게는 매트이고, 양호하게는 유리 섬유이다.
단계 (c)에서, 커팅 방법은 양호하게는 워터 제트로 커팅하는 것이다.
보드의 측방향 에지는 저부 메쉬를 전복시킴으로써 그 전에 형성되고 그 다음에 직선으로 커팅되고, 저부 메쉬의 전복된 부분은 웨브에 연관되어 있는가 여부에 상관없이 상부 메쉬에 의해 커버되고, 선택적으로 저부 메쉬의 전복된 부분은 웨브에 연관되어 있는가 여부에 상관없이 상부 메쉬를 커버된다.
저부 메쉬의 적어도 측방향 에지는 양호하게는 웨브와 연관된다.
에지가 직선으로 커팅될 때, 커팅은 유리하게는 오버랩부에서 수행된다.
다른 실시예에서, 작동 (b)는 보드의 두 개의 측방향 에지가 얇아지는 방식으로 수행된다.
선택적으로 판지의 상부 및/또는 저부 페이싱은 메쉬 및/또는 웨브를 대체한다.
본 발명은 또한 전술한 방법을 채용하고 횡 압출 다이를 포함하는 종류이고 다이의 적어도 일부가 진동을 받는 것을 특징으로 하는 압출기를 구성한다.
다이는 유리하게는 저부면이 적어도 하나의 진동기를 갖는 상부 립과 저부 립을 갖고, 다이의 상부 립과 저부 립 사이의 거리는 조절 가능하다.
진동기의 축은 양호하게는 수평 및/또는 수직으로 배향될 수 있다.
압출 다이는 유리하게는 일반적으로 페이싱 길이의 단부가 외향 방향으로 약간 수렴하는 사각형 형상을 갖는다.
본 발명은 또한 전술한 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 플라스터 또는 시멘트와 같은 바인더계 보드로 구성된다.
본 발명은 또한 전술한 보드를 이용하여 구성되고, 산업용 주방, 농업 식료품 연구소, 샤워룸, 목욕탕, 풀장 또는 수영장과 같은 벽, 구획벽, 바닥 또는 천정, 내외측 건물 및/또는 농업용 건물 또는 산업용 도살장의 방과 같이 워터 제트로 자주 세척되는 방을 형성하거나 커버하기 위한 시멘타이트 바인더이고, 벽 또는 구획벽을 형성하거나 커버하기 위해 바인더가 전술한 플라스터계 보드를 이용하여 구성된다.
본 발명은 다음의 예를 참조하여 더 상세히 설명될 것이지만, 도면을 참조하여 예에 제한되지 않는다.
보드 본체의 바인더는 포틀랜드 시멘트, 술포알루미늄성 클링커 및 칼슘 술페이트 공급원(경석고, 플라스터 또는 석고)의 혼합물을 포함한다.
"포틀랜드 시멘트"라는 표현은 유럽 표준 EN 197-1에 따라 표준화된 타입 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ 또는 Ⅴ의 시멘트를 의미한다. 이러한 시멘트의 예는 보통의 포틀랜드 시멘트와 첨가제[합성식 포틀랜드, 포졸라닉(pozzolanic), 블라스트 로(blast furnace), 슬래그(slag) 또는 애쉬(ash) 시멘트]를 갖는 시멘트이다.
시멘트의 상기 예는 약 3700 cm2/g 내지 5050 cm2/g 의 블레인 비표면적을 갖는다.
바인더의 포틀랜드 시멘트 함량은 30% 내지 80%로 다양할 수 있다. 이런 범위를 통해, 신속한 셋팅 형성체를 얻는 것이 가능하다(셋팅 시간은 20분 미만). 바람직한 범위는 최적의 기계적 성능을 발휘할 수 있는 50% 내지 79% 이다.
"술포알루미늄성 클링커"라는 표현은 적어도 하나의 석회석 공급원(예로써, 50% 내지 60%의 CaO 함량을 갖는 석회석), 적어도 하나의 알루미나 공급원[예로써, 알루미나 함유의 다른 제조 부산물 또는 보크사이트(bauxites) ] 및 적어도 하나의 술페이트 공급원[석고, 화학 석고, 플라스터, 천연 또는 합성 경석고 및 술포칼식 애쉬(sulfocalcic ash)]을 함유하는 혼합물을 900℃ 내지 1450℃의 온도에서 경화[이 공정은 "클링커화(clinkerization)"으로 알려짐]하여 얻어진 재료를 의미한다. 본 발명에 사용된 술포알루미늄성 클링커는 30% 이상의 4CaO.3Al2O3.SO3(또는 C4A3 로 표기함)를 함유한다. C4A3 의 각각의 함량이 47% 이상인 것을 특징으로 하는, 두 가지의 사용 가능한 술포알루미늄성 클링커의 기본적 분석 결과 및 주성분을 아래의 표Ⅰ 및 표Ⅱ에서 설명한다.
표Ⅰ
옥사이드(oxide) 클링커1 클링커2
SiO2 3.6% 7.6%
Al2O3 45.3% 27.9%
Fe2O3 0.9% 7.0%
CaO 37.0% 45.1%
SO3 7.8% 7.9%
TiO2 2.6% 2.2%
기타 2.8% 2.3%
표Ⅱ
조성물 클링커1 클링커2
C4A3 60% 47%
CA, CA2, C12A7 14% -
C2 - 22%
C2A 17% -
C - 3%
C4AF 3% 22%
CT 4% 4%
기타 2% 2%
술포알루미늄성 클링커 내의 10%에 이르는 자유 석회석(CaO)이 본 발명의 명세서에서 사용된 바인더 사용 특성을 손상시킴 없이 허용될 수 있다. 이것은 예로써, 클링커가 비교적 저온에서 경화되어 얻어질 경우 이루어진다.
바인더 내의 술포알루미늄성 클링커의 함량은 20% 내지 70%로 다양하다.
술포알루미늄성 클링커의 블레인 비표면적이 2500 cm2/g 내지 7000 cm2/g 특히, 3500 cm2/g 내지 6500 cm2/g 일 경우에, 바인더의 유체 동역학적인 면은 현저히 변형되지 않고, 신속한 셋팅과 경화를 달성할 수 있다.
술페이트 공급원은 석고(또는, 화학 석고), 플라스터, 천연 또는 합성 경석고 또는 술포칼식 애쉬로부터 선택될 수 있다. 술페이트 공급원으로부터의 SO3의 함량은 (예로써, 플라스터의 함량이 총 바인더의 20%에 이르는 것에 해당하는)바인더 총 중량의 10% 까지 될 수 있다. 바람직한 조성물은 술페이트의 점유를 상기 한정된 질량비(r)가 2에 가깝도록 하는 것이다. 이 경우, 에트링자이트(ettringite) 형성의 화학 양론식은 다음을 따른다.
C4A3 + 2CH0.5+ 37H →C6A 3H32+ 2AH3
이러한 바람직한 조성은 보드의 내구성 증가를 보장한다. 사실상, 술페이트의 부재는 예로써, 값비싼 에트링자이트의 형성 이후에 유도되는 술페이트화된 물에 대해 불안정한 칼슘 모노술포알루미네이트(C4AHx)의 형성을 유도한다. 반면, 술페이트의 초과는 습기에 대하여 얇은 제품의 불안정을 유도한다.
매우 짧은 기간의 기계적 강도가 우선된다면, 본 발명의 바람직한 술페이트는 플라스터이다. 가소성이 우선된다면, 바람직한 술페이트는 경석고이다.
첨가제를 갖는 바인더의 조성과 관련하여, "(강)가소제"라는 용어는 경량 모르타르의 사용성(또는, 작업성)을 향상시킬 수 있는 소정의 유기 합성물을 포함한 것으로 이해되어야 한다. 본 발명의 이러한 경우, 동일한 작업성을 위해, 물의 현저한 감축을 이룰 수 있고, 경량 보드 제조를 위해 높은 기계적 성능을 얻는데 기여할 수 있다.
1997년 표준인 EN 934-2에 따르면, 감수제는 첨가제를 갖지 않는 시멘트 조성물에 대해 필요한 물의 양을 적어도 5% 정도로 감소시키며, 고성능 감수제는 첨가제를 갖지 않는 시멘트 조성물에 필요한 물의 양을 적어도 12% 정도로 감소시킨다.
상기 사용된 (높은 성능의) 감수 (고성능) 가소 첨가제는 베타-나프탈렌(β-naphthalene) 술폰산 및 포름알데히드[formaldehyde; 시멘트 프란시스, 엑심(Axim)의 심플루이드 230 또는 232 타입]의 조합식 농축물과 술폰화 멜라민 및 포름알데히드(시멘트 프란시스, 엑심의 심플루이드 ML 타입)의 조합식 농축물로부터 얻어진알칼리(리튬, 나트륨 및 칼륨) 염 또는 알칼리토(칼슘 및 마그네슘) 염일 수 있다.
본 발명의 내용에서 바람직한 첨가제는 높은 유동성을 이루며 많은 분량의 사용에도 불구하고 셋팅의 현저한 지연을 발생되지 않도록 하는 술폰화 멜라민 및 포름알데히드(심플루이드 ML 타입)의 조합식 농축물로부터 얻어진 알칼리 또는 알칼리토 염이다.
심플루이드 ML의 함량은 (바인더 중량에 대해 질량 퍼센트로)0.5% 내지 7%로 다양하다.
유동학적으로 손상시키지 않으면서 모르타르 형성의 셋팅 시간을 현저히 연장시키는 소정의 광물성 또는 유기 합성물은 일반적으로 셋팅 응결 지완제를 구성사는 것으로써 고려된다. 이는 해당 기술 분야에 공지된 것이다. 이러한 종류의 첨가제의 이점은 양호한 작업성을 촉진하도록 셋팅을 지연시킬 수 있는 형성체의 셋팅을 제어할 수 있다는 것이다. 바람직한 응결 지완제는 페이스트의 작업성을 현격히 향상시킬 수 있는 시트릭산(citric acid), 글루코네이트(gluconates) 및 폴리아크릴레이트 또는 폴리메타아크릴레이트(ploymethacrylates, 심플루이드 2000 AC 타입)이다.
요구되는 작업성, 사용 시간 및 기계적 성능을 얻기 위해 물의 함량과 (높은 성능의) 감수 (고성능) 가소제의 함량과 응결 지완제 함량 사이의 중간물로부터 이상적인 형성체가 가능한 것이 명백하다. 사용된 중량당 물/바인더 비는 일반적으로 0.2 내지 0.5이다. 이 범위를 넘으면 기계적 성능은 매우 감소한다. 중량당 물/바인더 비가 0.2 미만일 때, 물이 바인더의 수화를 구성하는 반응에는 부족하여, 과잉 경석고 바인더가 잔류하여 습한 환경에 있는 재료의 내구성을 손상시킬 수 있다. 사용된 물/바인더의 비는 0.25 내지 0.4가 바람직하다.
[예]
본 발명에 따른 보드 본체 조성물의 준비:
기재(base)의 공식은 다음과 같다(조성1).
CPA CEM Ⅰ 52.5 60g
술포알루미늄성 클링커(1) 30g
석고 10g
첨가제 x g
(첨가제 내에 포함된)전체 물의 양 30g
상대적인 비율 x와 첨가제의 성질이 변함에 따라 상기 기재 시멘트 조성물의 성능차는 하기에 기술된 조성물의 예 1, 5, 7, 10 및 12를 이용하여 연구되었다.
다음의 측정은 상기 조성물에 영향을 받는다.
-사용 시간의 측정: 공정은 300 rpm 속도에서 계속 혼합될 때, 시간의 함수로서 상기 조성물의 유동학적 거동을 트랙킹하는 단계로 구성된다. 따라서, 사용 시간은 0.05 N·m의 측정된 저항토크에서의 시간으로 한정된다. 계산된 매개변수 Δt2는 0.05 N·m로부터 0.1 N·m의 측정된 저항 토크에 필요한 시간에 상응한다. 이것은 조성물의 경화율을 고려하는 것이며, 시간이 짧을수록, 경화율이 높아진다.
-초기 분포의 측정: 이 공정은 60 mm의 내경과 50 mm의 높이를 갖는 스미드스링(Smidth ring)을 사용하여 혼합된 후 1분 20초 동안의 유동학적 영향을 측정하는 단계로 구성된다. 페이스트는 250 rpm으로 40초 동안 혼합되고, 분포의 측정은 1분 20초 후에 수행된다.
-셋팅 시간의 측정: 이 공정은 소시에떼 레오(Societe Rheo)사의 TA XT2 텍스처 계량기를 사용하여 테스트 중에 3 mm 직경을 갖는 원통형 니들을 형성체로 관통시킬 때의 저항은 시간의 함수를 측정하는 단계로 구성된다. 관통률과 관통거리는 각각 2 mm/s 및 10mm 깊이로 고정된다. 측정된 시작 셋팅 시간 및 종료 시간은 각각 10 mm 깊이에서 10 N 및 50 N의 힘을 얻는데 필요한 시간에 해당된다. 사용된 측정 시간과는 대조적으로, 셋팅 시간의 측정은 혼합에 의한 셋팅 중 샘플을 교란시키지 않은 정지 상태에서 수행된다. 계산된 매개변수 Δt1은 10 N으로부터 50 N으로 측정된 힘을 증가시키는데 필요한 시간에 상응된다. 이것은 조성물의 경화율을 고려하는 것이며, 시간이 짧을수록, 경화율이 높아진다.
다양한 조성물이 하기에 연구되었다.
예1:
이 조성물은 기재 형성체 및 심플루이드 ML 고성능 가소제만을 함유한다.
첨가제x(g) *ML 분포(mm) 사용시간(분) 시작 셋팅 시간 종료 셋팅 시간 Δt1(분) Δt2(분)
2 146 6.8 14.0 21.5 7.5 2.0
4 - 18.0 14.8 25.6 10.8 3.3
8 - 17.0 16.5 27.0 10.5 3.6
*ML = 심플루이드 ML, (-): 측정하지 않음
60 mm의 수치는 분포(측정에 사용된 콘의 지름)가 0인 것에 해당된다.
이 목적으로 사용된 심플루이드 고성능 가소제는 만족한 결과를 낳는다.
또한, 다음의 예2 내지 예6은 이러한 목적으로 사용된 심플루이드 ML 고성능 가소제이다.
예2: 상이한 함량의 칼슘 술포알루미네이트(C4A3 )를 갖는 두 가지 술포알루미늄성 클링커의 사용법 비교.
연구된 조성물은 다음과 같다.
조성물 2a 2b
CEM Ⅰ 52.5 60g 50g
술포알루미늄성 클링커 타입 Ⅰ(테이블Ⅰ) 30g 타입 Ⅱ(테이블Ⅰ) 43g
클링커의 C4A3 함량 56% 35%
플라스터 10g 7g
첨가제=심플루이드 ML 2g 2g
물 30g 30g
조성물(2a 및 2b)에 대해 측정한 셋팅 시간의 시작은 각각 6분과 7분 50초이다. 조성물(2a)은 2.48의 비율(r)을 갖는다.
예3: 이 예에서는 플라스터의 함량이 일정하게 10%로 유지되고 잔여물은 100% 술포알루미늄성 클링커인 바인더의 포틀랜드 시멘트의 시작 및 종료 셋팅 시간의 영향을 보여준다. 상기 테스트는 2%의 심플루이드 ML이 있고 경량 골재가 없으며, 물/바인더의 질량비가 0.3인 조건에서 수행된다.
하기의 표는 시작 셋팅 시간이 10 분 또는 그 미만일 때 포틀랜드 시멘트의 함량이 36% 내지 76%인 것을 나타낸다.
바인더 내의 포틀랜드 시멘트의 양(%) 시작 셋팅 시간(분) 종료 셋팅 시간(분)
36 10 13
54 6 8
60 6 8
68 7 9
76 8 10
예4:
2g의 팽창된 폴리스티렌 볼이 예2의 조성물(2a)에 첨가되었다.
비중 1을 갖는 (4 ×4 ×16)cm3의 샘플에 대한 셋팅 시간과 굴곡(Rf) 및 가압(Rc)에 대한 기계적 저항의 측정은 20분, 60분 및 24시간 후에 수행되었다. 얻어진 수치는 다음의 표에 나타난다.
측정 값
비중(20분) 1
Rf(20분)Rc(20분) 0.9MPa2.5MPa
Rf(60분)Rc(60분) 1.20MPa3.40MPa
Rf(24시간)Rc(24시간) 1.80MPa8.80MPa
예5:
예4와 동일한 형태의 (4 ×4 ×16)cm3샘플에 대한 굴곡(Rf) 및 가압(Rc)에 대한 기계적 저항은 24시간 후에 측정되었으나, 포틀랜드 시멘트의 함량은 다양하다. 결과는 다음의 표에 나타난다.
포틀랜드 시멘트 함량(%) 비중 24시간
Rf(MPa) Rc(MPa)
47 0.98 1.6 10.2
60 1.00 1.8 8.8
63 1.01 2.1 9.0
66 0.99 1.7 8.3
68 0.99 1.7 8.3
예6: 상이한 블레인 비표면적을 갖는 포틀랜드 시멘트와 술포알루미늄성 클링커의 사용법.
모든 경우에 있어 조사된 형성체는 1에 매우 근접한 비중을 얻도록 폴리스티렌 볼이 이전의 조성물(2a)에 첨가된다. 매우 짧은 기간 동안의 기계적 성질에 대한 포틀랜드 시멘트와 술포알루미늄성 클링커의 블레인 비표면적의 영향이 조사되었다.
포틀랜드 시멘트 CEM Ⅰ(*) 블레인 비표면적(cm2/g) 비중 t = 20분 t = 24 시간
굴곡 Rf(MPa) 가압Rc(MPa) 굴곡Rf(MPa) 가압Rc(MPa)
6a 3720 0.95 1.0 3.1 1.9 8.7
6b 4050 1.01 0.9 3.5 1.9 8.4
6c 4420 0.95 0.9 3.2 1.9 7.4
6d 5040 1.01 0.9 3.5 1.8 7.0
(*): 사용된 술포알루미늄성 클링커의 비표면적은 4500cm2/g 이다.
술포알루미늄성 시멘트 CEM Ⅰ(**) 블레인 비표면적(cm2/g) 비중 t = 20분 t = 24 시간
굴곡 Rf(MPa) 가압Rc(MPa) 굴곡Rf(MPa) 가압Rc(MPa)
6e 3800 0.95 1.1 3.1 1.9 8.7
6f 4500 1.02 1.2 2.9 1.9 9.8
6g 5000 0.98 0.9 3.2 2.0 9.7
(**): 사용된 술포알루미늄성 클링커의 비표면적은 3720cm2/g 이다.
조사된 비표면적 범위(3500 cm2/g 내지 5500cm2/g)에서, 술포알루미늄성 클링커 또는 포틀랜드 시멘트의 경우, 조성물(2a)의 수화 역학적인 면은 얻어진 기계적 성능과 유사하게 표시된 바와 같이 현저히 변화되지 않는다.
예7:
두 가지 첨가제 즉, 고성능 가소제(심플루이드 ML) 및 폴리(메틸)아크릴레이트 응결 지완제(심플루이드 AC)는 다음의 표와 같은 함량으로 시멘트 기재 조성물에 동시에 사용된다.
첨가제 x(g) 분포(mm) 사용 시간(분) 시작 셋팅 시간(분) 종료 셋팅 시간(분) Δt1(분) Δt2(분)
ML* AC*
2 0.3 156 16.5 - - - 2.1
2 0.6 202 26.3 - - - 2.2
2 1 217 32.2 14.2 25.5 11.3 2.2
*ML = 심플루이드 ML, *AC = 심플루이드 2000 AC
2%의 심플루이드 ML 사용은 얇은 경량의 시멘트계의 제품 제조에 있어 사용 가능한 신속한 셋팅 및 시멘트 형성체의 신속한 경화를 얻게 한다.
예로써, 1% 함량에 이르는 심플루이드 2000 AC의 사용은 (2%의 심플루이드를 함유한)기본 조성물의 사용 시간을 약 30분에 이르도록 제어한다. 또한, 이러한 첨가는 셋팅 시간의 시작 및 종료를 현저하게 변화시키지 않고 조성물의 초기 작업성을 증가시킨다. 수치 Δt1및 Δt2는1%의 심플루이드 AC2000을 가질 경우에도 경화율은 단지 조금 낮아짐을 보여준다.
예8:
2%의 폴리멜라민 함량을 갖고 1%의 폴리(메타)아크릴레이트를 첨가한 예4의 조성물과 동일한 형성체에서, 굴곡(Rf)에 대한 저항은 본 발명에 따라 제조된 L = 100 mm, l = 75 mm 및 e = 12.5 mm인 얇은 판 상에서 직접적으로 1시간 30분일 때와 24시간일 때, 포틀랜드 시멘트의 함량만이 변화하는 조성으로부터 측정된다. 입자의 크기의 범위가 ≤1 mm 인 팽창된 폴리스티렌 볼이 2% 질량비로 바인더에 첨가된다. 그 결과는 다음의 표에 나타낸다.
바인더 내의 포틀랜드 시멘트 량(%) 비중 1시간 30분에서의 Rf(MPa) 24시간에서의 Rf(MPa)
60 1.05 1.46 1.70
64 1.07 2.10 2.26
67 1.02 1.30 1.61
69 1.07 1.37 1.79
알 수 있는 바와 같이, 굽힘에 대한 저항은 1시간 30분일 때 현저히 적다.
예9 및 9a:
이 예들은 Li2CO3가 있을 때와 없을 때 각각 준비된 두 가지 조성물(9a 및 9)의 가압(Rc) 및 굴곡(Rf)에 대한 기계적 성능을 비교한다.
구성은 다음과 같다.
바인더(100%)
술포알루미늄성 클링커 1 45%
포틀랜드 시멘트 CEM Ⅰ 52.5 40%
플라스터 15%
첨가제(바인더에 대한 %)
-심플루이드 ML 1.5%
-심플루이드 AC 2000 3.0%
-폴리스티렌 볼( ≤1 mm) 1.5%
-Li2CO30% (예9)
0.5%(예9a)
바인더에 대해 30%의물
측정된 성능은 다음의 표와 같다.
측정 Li2CO3이 없는 예9 Li2CO3를 갖는 예9a
비중(20분) 9.98 1.00
셋팅 시간 < 8분 < 8분
Rf(20분)Rc(20분) 1.04 MPa3.3 MPa 1.7 MPa5.8 MPa
Rf(24시간)Rc(24시간) 1.6 MPa10.2 MPa 1.9 MPa12.6 MPa
예10:
2% 비율의 폴리멜라민 술포네이트(심플루이드 ML)와 변화하는 비율의 시트릭 산이 시멘트 기재 조성물에 첨가된다. 결과는 다음과 같다.
첨가제 x(g) 분포(mm) 사용 시간(분) 시작 셋팅 시간(분) 종료 셋팅 시간(분) Δt1(분) Δt2(분)
ML* 시트릭 산
2 0.4 78 14.3 17.6 26.5 8.9 2.6
2 1 65 20.3 21.8 34.4 12.6 3.0
2 1.5 64 50.5 - - - 22.8
*ML = 심플루이드 ML
시트릭 산의 사용은 조성물의 사용 시간을 증가시킨다.
예11:
예1의 조성물에서, 폴리(메틸)아크릴레이트는 다음의 비율로 글루코네이트[액심의 시맥스타드(Cimaxstrad) 101]를 함유한 첨가제에 의해 치환된다.
첨가제 x(g) 분포(mm) 사용 시간(분) Δt2(분)
ML* 시맥스타드 101
2 0.25 - 8.5 2.0
2 0.50 - 13.0 2.0
2 1.00 120 22.0 3.5
2 1.5 - 23.5 4.0
*ML = 심플루이드 ML
시맥스타드 101의 사용은 초기의 유동학적 성질을 손상시키지 않으면서 조성물의 사용 시간을 증가시킨다.
예12:
폴리(메타)아크릴레이트(심플루이드 AC)만이 시멘트 기재 조성물에 첨가되며, 비율은 다음과 같다.
첨가제 x(g) 분포(mm) 사용 시간(분) 셋팅 시간의 시작(분) 셋팅 시간의 종료(분) Δt1(분) Δt2(분)
AC*
0.6 82 7.0 7.5 14.2 6.7 1.1
1 186 14.4 13.5 25.5 12.0 2.0
2 234 28.6 23.0 39.5 16.5 2.9
*AC = 심플루이드 2000 AC
또한, 이러한 목적으로 심플루이드 2000 AC를 사용하는 것은 조성물의 사용시간을 약 30 분까지 연장시킨다. 그러나 28.6 분의 사용 시간을 얻는 것이 가능한 상황에서는 Δt1의 수치는 [ML(2%) - AC(1%)] 혼합물에서 측정된 것보다 높다(예7 참조).
도1은 하나의 제조 방법을 도시한 다이어그램이다.
제1 계량된 예비 혼합물(10)은 폴리스티렌 볼과 같은 골재(14), 시멘트(11), 클링커(12) 및 플라스터(13)로 제조된다.
제2 계량된 예비 혼합물(20)은 각각 물(22)이 첨가된 가소제(21)와 응결 지완제(23)로 제조된다.
예비 혼합물(10, 20)은 혼합기(30) 안으로 유입되며, 상기 혼합물은 흡입 펌프(31)에 의해 흡입되어 분배기(32)를 거쳐 압출기(33)의 입구로 분배되며, 분배는 메쉬 형태의 시트를 구성하는 이른바 바닥 메쉬(G1)와 상부 메쉬(G2)인 메쉬 상부 페이싱 및 바닥 페이싱 사이에 횡방향으로 균일하게 영향을 받으며, 바닥 메쉬(G1)는 하류 컨베이어 벨트(43; 도2 및 도3)에 의해 당겨진 폴리에틸렌 시트와 같은 플라스틱 재료 시트(FP)에 놓여지며 압출기(33)의 상류 측에 배치된 테이블(46) 상에서 활주하고, 압출기(33)의 출구에서 이러한 방식으로 형상지어지기 위해 형성된 보드는 그 길이, 에지 및 폭이 워터 젯에 의해 컷팅되는 것이 유리한 컷팅 스테이션(34)으로 공급된다.
상기 공정 중, 각각의 페이싱은 메쉬(G1, G2) 및/또는 웨브(V, VB)로 구성되고, 웨브(V)는 메쉬(G1, G2)의 전체 폭을 커버하며, 웨브(VB)는 스트립 형태이며 오직 메쉬(G2)의 측방향 에지를 커버하고, 보드의 측방향 에지는 바닥 메쉬(G1)을 뒤집어서 형성하는 것이 바람직하고 이후 곧게 컷팅되며, 바닥 메쉬(G1)의 뒤집혀진 부분은 웨브(V)와 합체된 것에 관계없이 상부 메쉬(G2)에 의해 커버되고, 바닥 메쉬(G1)의 측방향 에지는 웨브(V, VB)와 합체된다.
컷팅은 중첩된 부분에서 수행되는 것이 바람직하다.
압출기(33)의 일부는 도2 내지 도4에 도시된다. 일반적으로 4각형 테이블(35)의 4개의 코너에 배치된 4개의 코일 스프링인 스프링(37)에 의해 프레임(36) 상에 탄성적으로 장착된 테이블(35)로 구성되는 것이 필수적이다. 테이블(35)의 상부(38)는 횡방향으로 배치되고 전체적으로 사각형 섹션의 다이(40)의 바닥 립으로 구성되며, 도시된 상부 립(39)은 블레이드의 형태이며 그 높이는 다이(40)의 높이와 요구되는 보드의 두께가 조정될 수 있도록 바닥 립(38)에 대하여 조절 가능하다.
다이(40)의 입구에 약간 경사진 편향기(41)는 다이를 향하는 재료를 안내한다.
테이블(35)의 바닥부는 적어도 한 개의 진동기(42)를 지지하며, 본 명세서의 진동기(42)는 두 개이다. 진동기(42)는 예로써, 진동을 일으키기 위해 조절 가능한 평형추를 갖는 회전자를 갖는 전기 모터로 구성된다.
콘베이어 벨트(43)에 의해 당겨지는 연속적인 보드는 도2 및 도3의 화살표(F)로 도시한 바와 같이 압출기(33)의 출구로부터 얻어진다.
진동기(42)의 축들은 화살표(F)와 평행하며, 도5에 도시된 바와 같이 상기 축은 수평면으로 배향될 수 있으며 진동기의 다른 배향은 쇄선으로 도시하고, 예로써, 도2의 평면과 같이 수직 평면에서 동일하게 배향될 수 있고, 상기 배향들은 압출기(33)로의 유입 중에 조성물을 횡방향으로 바람직하게 균일하게 한다.
다이(44)는 프랑스 표준 NF P72-302에 의해 한정된 바와 같이 최종 보드의 평행한 측방향 에지가 얇아지도록 단부(44)가 약간 외부 방향으로 수렴하는 사각형이며, 이것은 두 개의 보드가 나란히 결합되는 매스틱(mastic)에 용이하게 적용할 수 있지만, 강제 사항은 아니다.
보드는 혼합물을 분배 및 컷팅 작동 후 컨베이어로부터 제거되며, 본 발명에 따른 조성물, 컨베이어 벨트의 속도, 시스템의 길이 및 보드의 수화는 각각의 보드가 취급될 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 보드는 매우 다양한 조성물의 본체를 가질 수 있다.
이러한 본체는 예를 들어 GB-A-2 0553 779호에 설명된 바와 같이 반수화 칼슘 술포네이트와 물에 기초할 수 있고, 0.3 내지 3%의 유리 섬유뿐만 아니라 종래의 첨가제가 이용될 수 있고, 본체는 또한 펄라이트(perlite), 질석(vermiculite), 포름알데히드계 또는 다른 수지를 포함할 수 있다.
WO-A-91/11321호에 설명된 예들이 또한 적합하고, 더 일반적으로는, 여기서 보드들은 발포 작용제를 갖거나 갖지않고, 포틀랜드 시멘트, 마그네슘계 시멘트, 알루미늄성 시멘트, 석고 및/또는 전술한 것들의 혼합물과 같은 수경 바인더를 갖는 팽창된 점토, 팽창된 블래스트 로 애쉬, 팽창된 편암, 펄라이트, 팽창된 폴리스티렌 볼, 팽창된 유리 볼과 같은 경량 성분에 의해 얻어진다.
더 명확하게 하기 위해, 우수한 결과가 다음의 예들에 의해 얻어질 수 있다.
예13
이러한 조성물들은 WO 99/08979호에 개시된 종류이다.
조성물 중량 당 퍼센트
반수화 칼슘 술포네이트 100
물 94 - 98
세팅 가속제 1.1 - 1.6
녹말 0.5 - 0.7
유동화작용제 0.2 - 0.22
종이 섬유 0.5 - 0.7
세팅 응결지완제 0.07 - 0.09
발포 작용제 0.02 - 0.03
트리메타인산 나트륨 0 - 0.16
재소성 억제제 (recalcination inhibitor) 0.13 - 0.14
예14
이 조성물들은 WO 99/14449호에 개시된 종류이다.
조성물 일반 공식중량 당 퍼센트 특정 공식중량 당 퍼센트
포틀랜드 시멘트 Ⅰ형식: 30 - 50Ⅱ형식: 30 - 50Ⅲ형식: 30 - 50Ⅳ형식: 30 - 50 Ⅰ형식: 34 ±2
알루미늄성 시멘트 4000 내지 5000의 블레인 비표면적: 2 - 205000 내지 6000의 블레인 비표면적: 1 - 15 4000 내지 5000의 블레인 비표면적: 4 ±2
모르타르용 모래: 0 - 1/16": 30 - 60콘크리트용 모래: 1 - 1/8: 30 - 60팽창된 점토: 15 - 50팽창된 편암: 15 - 50팽창된 광업 폐기물: 15 - 50팽창된 질석: 2 - 10팽창된 펄라이트: 2 - 10 모르타르용 모래: 48% ±2
폴리스티렌 0 - 1/8"의 직경 1 ±0.2
물 음료수: 10 - 30 11 ±5
공기 혼입 작용제 포괄적인 계면활성제 0 - 2 0.015 ±0.005
예15
본 조성물은 US-A-5,221,386호에 개시된 종류이다.
조성 중량 당 퍼센트
파우더 Ⅲ형식 포틀랜드 시멘트 68.1
알루미늄 시멘트비표면적 6000 ㎠/g 17.79
플라스터 5.69
석회 0.57
플라이 애쉬 7.84
광재기포팽창된 폴리스티렌 볼기타
합계 100
액체 로마 D (Lomar D) 고성능가소제 1
8% 시트릭산 수용액 0.5
물 98.5
합계 100
혼합율 액체/파우더 비율 0.35
도6은 본 발명에 따른 보드의 에지가 컷팅되기 전의 부분적인 섹션을 도시하고 있으며, 그 안에서 바닥 메쉬(G1)와 상부 메쉬(G2)와 얇은 에지(44)와 골재(14)를 볼 수 있고, 여기서 보드의 에지를 형성하기 위해 바닥 메쉬(G1)는 상부 메쉬(G2)에 측방향으로 부분 중첩되도록 측방향으로 절첩된다.
도면에 도시된 바와 같이, 보드의 하부에서, 얇은 영역(D)은 골재(14)가 없어 본체부의 조성물과 진동을 갖는 압출의 특성에 의해 얻어진 밀도를 높인 영역이며, 상기 영역은 보드의 기계적 강도를 증가시킨다는 것을 주지해야 한다.
또한, 밀도를 높인 영역은 골재가 없는 층으로 구성되어 가해진 적층물이다.
도7은 도6의 라인(C)을 따른 에지(45)를 컷팅한 후의 보드를 도시한다.
평행한 측방향 에지는 직선이다.
또한, 도9에 도시된 바와 같이, 상부 메쉬(G2)는 예로써, 그에 접착된 예로써, 유리 섬유 매트로 구성된 웨브(V)를 지지할 수 있으며, 이러한 종류의 웨브(V)는 보드의 기계적 강도를 더욱 증가시키고, 메쉬(G2)의 전체 폭을 커버한다.
물론, 다른 배치가 적용될 수 있다.
따라서, 도8에 도시된 바와 같이, 웨브(V)와 합체된 메쉬(G2)는 바닥 메쉬(G1)의 측방향으로 절첩된 부분을 커버한다. 도10은 웨브(V)와의 합체를 지지할 만한 위치에서 상부 메쉬(G2)가 보드의 에지의 형성을 돕는 웨브(VB)의 스트립의 절첩된 부분을 커버하도록 종방향 에지를 따라 예로써 접착제로 접착되어 부착된 웨브(VB)의 스트립과 바닥 메쉬(G1)가 합체된다는 점을 제외하고는 도2와 유사하다. 도11은 도9 및 도10을 참조하여 설명된 특성들을 합친 것으로 다시 말해, 바닥 메쉬(G1)와 웨브(VB)의 스트립이 상부 메쉬(G2)와 그 웨브(V)를 커버한다는 것이다. 물론, 바닥 메쉬(G1)는 웨브(V)와 같은 웨브를 동일하게 지지할 수 있으며 따라서, 도12 내지 도15는 웨브를 갖지 않은 상부 메쉬(G2)를 갖는 도8 및 도9 또는, 웨브를 갖는 도14 및 도15의 잔여물인 웨브(V)를 지지하는 상황을 도시한다. 도16 및 도17은 바닥 메쉬(G1)와 합체된 웨브가 웨브(VB)의 측방향 스트립에 의해 교체된 점에서 도12 및 도13의 것과 유사한 배치를 도시한다.
스트립 형태의 웨브(VB)는 단지 메쉬(G1) 및/또는 메쉬(G2)의 측방향 에지를 커버하여, 상부 메쉬(G2)는 웨브(V, VB)와 합체되는 것과 관계없이 바닥 메쉬(G1)의 적어도 일부분을 커버하고, 상부 메쉬(G2)는 웨브(V,VB)와 합체되는 것과 관계없이 메쉬(G1)의 일부분에 의해 적어도 부분적으로 커버된다.
또한, 상부 립(39)은 횡축 주위로 회전하기 위해 장착된 원통형 롤러의 하부 모선이다.
도시되지 않은 변형에서, 상부 및/또는 저부 페이싱은 메쉬 및/또는 웨브를 대체하는 판지이다.
라텍스(latex) 타입의 폴리머 에멀전(또는 유기 용매를 갖는 것)이 보드의 하나 또는 두 개 면의 적층에 유리하며 따라서, 보호 필름은 보드의 표면에서 얻어진다. 특히, 보호 필름은 보드의 투과성을 감소시키며, 표면 외관을 향상시키고, 타일과 같은 임의의 커버의 접착을 용이하게 하고, 일정한 정도로 보드의 치수 변동을 제한한다. 보호 필름은 웨브와 합체된 것과 관계없이 표면 스프레잉 또는 롤러에 의한 코팅, 메쉬 또는 메쉬들의 주입에 의해 그리고 배쓰(bath)를 통한 유로 또는 롤러들 사이의 유로를 통해 적층될 수 있다.

Claims (26)

  1. 플라스터 또는 시멘트와 같은 바인더계 보드를 제조하는 방법에 있어서,
    (a) 보드 본체를 형성하기 위한 조성물을 물과 혼합하는 단계와,
    (b) 컨베이어 벨트에 의해 연속적으로 구동되는 이동식 지지부 상에 혼합물을 증착하고, 상기 혼합물은 보드를 형성하는 압출기를 통과하고, 상기 압출기는 진동을 받는 단계와,
    (c) 적어도 길이를 갖도록 보드를 커팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단계 (c)에서 상기 보드는 길이 및 폭으로 커팅되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단계 (b)의 증착은 저부 페이싱에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 단계(b)의 증착은 상부 페이싱에 의해 커버되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 페이싱은 메쉬(G1, G2) 및/또는 웨브(V,VB)로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 메쉬(G1, G2)는 유리 섬유인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 웨브(V)는 그 길이 전체에 걸쳐서 메쉬(G1, G2)를 커버하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 웨브(VB)는 스트립형상이고, 메쉬(G2)의 측방향 에지만을 커버하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 웨브(V, VB)는 매트이고, 양호하게는 유리 섬유인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단계 (c)에서, 커팅 방법은 워터 제트로 커팅하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제3항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보드의 측방향 에지는 저부 메쉬(G1)를 전복하기 전에 형성되고 직선으로 커팅되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 저부 메쉬(G1)의 전복된 부분은 웨브(V)와 연관되었는지 여부에 상관없이 상부 메쉬(G2)에 의해 커버되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 저부 메쉬(G2)의 전복된 부분은 웨브(V)와 연관되었는지 여부에 상관없이 상부 메쉬(G2)를 커버하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제12항 또는 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저부 메쉬(G1)의 적어도 측방향 에지는 웨브(V, VB)와 연관되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커팅은 오버랩부분에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작동(b)은 보드의 두 개의 측방향 에지가 얇아지는 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부 및/또는 저부 페이싱은 판지인 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 채용하고 횡방향 압출 다이(40)를 포함하는 종류의 압출기에 있어서,
    상기 다이(40)는 적어도 일부가 진동을 받는 것을 특징으로 하는 압출기.
  19. 제18항에 있어서, 상기 다이(40)는 그 저부면에 적어도 하나의 진동기(42)를 갖는 상부 립과 저부 립(38)을 갖는 것을 특징으로 하는 압출기.
  20. 제19항에 있어서, 상기 다이(40)의 상부 립(39)과 저부 립(38) 사이의 거리는 조절 가능한 것을 특징으로 하는 압출기.
  21. 제19항 또는 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진동기(42)의 축은 수평으로 배향 가능한 것을 특징으로 하는 압출기.
  22. 제19항 또는 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진동기(42)의 축은 수직으로 배향 가능한 것을 특징으로 하는 압출기.
  23. 제18항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압출 다이(40)는 페이싱 길이의 단부(44)가 외향 방향으로 약간 수렴하는 일반적으로 사각형인 것을 특징으로 하는 압출기.
  24. 플라스터 또는 시멘트와 같은 바인더계 보드에 있어서, 제1항 내지 제16항중 어느 하나의 항에 의한 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 보드.
  25. 바인더가 산업용 주방, 농업 식료품 연구소, 샤워룸, 목욕탕, 풀장 또는 수영장과 같은 건물의 내외측, 벽, 구획벽, 바닥 또는 천정 및/또는 농업용 건물 또는 산업용 도살장의 방과 같이 워터 제트로 자주 세척되는 방을 형성하거나 커버하기 위한 시멘타이트 바인더인, 제24항에 의한 보드를 이용하는 것을 특징으로 하는 이용법.
  26. 바인더가 벽 또는 구획벽을 형성하거나 커버하기 위한 플라스터계의 제24항에 의한 보드를 이용하는 것을 특징으로 하는 이용법.
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