KR20090009146A - 기능성 건재 - Google Patents

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히로시 나카무라
마사타다 이토
마사아키 나가이
야스테루 시마다
타다시 마츠나가
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우베 보오드 가부시키가이샤
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Abstract

우수한 흡방습 특성을 갖는 동시에, VOC나 악취성분 등의 흡착능이 우수하고, 또한 이들 흡착한 물질을 무해화하는 기능을 가지며, 장기간에 걸쳐 실내공기의 오염을 방지하여 쾌적한 환경을 유지할 수 있는 성능을 가진 기능성 건재(建材)를 제공하는 것이다.
규조토 30~75질량%를 포함하는 원료를 성형하여 얻어지는 무기질 성형체를 150~200℃의 온도하에서, 그리고 470~1560kPa의 압력하에서 굳힘으로써 얻어지는 미세한 세공을 갖는 구조를 가진 규산칼슘 수화물로 이루어지는 기능성 건재이다. 바람직하게는 상기의 미세한 세공을 갖는 구조를 가진 규산칼슘 수화물이 구멍지름 2~200nm의 세공을 가지며, 또한 함수율이 2~20질량%인 규산칼슘 수화물로서, 이 세공의 내부에 규산칼슘 결합수 이외의 유리(遊離)된 약알칼리수를 함유하는 것을 특징으로 한다.
규산칼슘 수화물, 기능성 건재, 약알칼리수

Description

기능성 건재{FUNCTIONAL BUILDING MATERIAL}
본 발명은 우수한 조습(調濕) 능력을 가지며, 또한 휘발성 유기화합물 등의 유해 가스를 흡착하여 알칼리 성분에 의해 유해 가스를 무해화하는 성능을 가지고 있음으로 인해, 건축물의 내장 건재 등에 바람직하게 사용되는 기능성 건재에 관한 것이다.
여름철에 고온다습해지는 일본에서는 건축물은 구조적으로 통풍성을 배려하는 동시에, 재질적으로는 목재, 토벽 등의 조습성을 갖는 재료를 사용한 가옥이 전통적으로 이용되어 왔다. 그러나 최근, 공조(空調;air conditioning) 기기가 발달함에 따라 건축물의 기밀(氣密)성을 향상시키는 것이 요구되게 되어, 그것을 가능하게 하는 신건재의 개발도 진행되어 각종 신건재가 사용되게 되었다. 이들 신건재는 기밀성, 내화(耐火)성, 또한 차음(遮音) 성능이 우수한 것으로서, 공조 기기 사용하에서는 결로(結露) 등의 문제는 없으나 조습 기능이 충분하지 않으며, 공조를 사용하지 않는 경우에는 건재 표면의 결로가 문제가 되고 있다.
또한 건축물의 기밀성이 높아짐으로 인해 이들 신건재, 가구에 사용되는 접착제·도료나 플로어링(flooring)에 사용되는 방부제로부터 발생하는 VOC(휘발성 유기물질: volatile organic compound)로 인한 실내오염이 식 하우스 증후군(sick building syndrome)의 원인으로서 더욱 큰 문제가 되고 있다.
전자의 결로 문제에 대해서는 출원인은 흡방습 특성이 우수한 내장용 건재로서 특허문헌 1의 조습 건재를 제안하였다. 이 특허문헌 1의 조습 건재는 높은 흡방습 속도, 흡방습 용량을 나타내며 기계적 특성도 우수하므로 내장용 건재로서 사용하면 주거공간을 쾌적한 습도로 유지할 수 있게 된다.
한편, 후자의 VOC 문제에 대해서도, 상기 특허문헌 1의 조습 건재는 기재 중에 함유되는 다공질 재료에 의해 VOC 등을 흡착하는 기능도 갖고 있다. 그러나 그 흡착량에 한계가 있어 장시간 사용하여 포화 흡착량에 도달하면 흡착한 VOC나 악취성분 등을 재방출한다는 문제가 있었다.
특허문헌 1: 일본국 특허 제3762851호 공보
본 발명은, 상술한 특허문헌 1에 개시된 조습 건재를, 그 우수한 흡방습 특성을 유지하면서 그 VOC나 악취성분 등의 흡착능을 향상시키는 동시에, 이들 흡착한 물질을 무해화하는 기능을 상기 조습 건재에 부가한 기능성 건재의 제공을 목적으로 한다.
본 발명자 등은 상기 목적을 달성하기 위하여 예의 연구한 결과, 상술한 특허문헌 1에 개시된 조습 건재의 제조에 있어서, 성형체의 굳힘 처리를 고온·고압하에서 실시함으로써 미세한 세공(細孔)을 갖는 구조를 가진 규산칼슘 수화물이 형성되어 우수한 조습 속도, 조습 용량을 가지며, 또한 VOC나 악취성분을 무해화하여 VOC나 악취성분이 재방출되지 않는 기능성 건재가 얻어지는 것을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 규조토 30~75질량%를 포함하는 원료를 성형하여 얻어지는 무기질 성형체를 150~200℃의 온도하에서, 그리고 470~1560kPa의 압력하에서 굳힘으로써 얻어지는 미세한 세공을 갖는 구조를 가진 규산칼슘 수화물로 이루어지는 기능성 건재를 제공하는 것이다.
본 발명의 기능성 건재는 건축물의 내장용 건재로서 충분한 기계적 특성, 우수한 조습 기능을 갖는 것은 물론이고, 식 하우스 증후군의 원인이 되는 VOC나 악 취성분 등의 흡착능이 우수하며, 또한 이들 흡착한 물질을 약(弱)알칼리수로 용해·분해하여 무해화하는 기능을 갖고 있기 때문에, 장기간에 걸쳐 실내공기의 오염을 방지하여 쾌적한 환경으로 유지할 수 있는 성능을 갖고 있어 건축 분야에서의 그 용도는 폭넓다.
이하, 본 발명의 기능성 건재에 대하여 그 바람직한 제조방법에 기초하여 설명한다.
규조토는 본 발명의 기능성 재료에 있어서, 미세한 세공을 갖는 규산칼슘 수화물을 얻기 위한 출발 원료이다. 출발 원료 중의 규조토 함유량이 많거나 적으면 목적으로 하는 규산칼슘 수화물의 생성이 곤란해져, 기능성 재료의 강도 저하로도 이어지므로 과다 또는 과소의 배합은 피하게 된다. 본 발명에서는 규조토의 배합량은 예를 들면 규조토의 SiO2 함유량이 78질량%인 경우, 질량비로 원료 전체의 30~75%, 바람직하게는 50~70%로 함으로써 조습성, VOC의 약알칼리 분해(무해화) 및 강도가 모두 우수한 특성을 갖는 기능성 건재를 얻을 수 있다.
규조토는 산상(産狀)·산지에 따라 성분조성이 다소 변동한다. 변동이 큰 것은 배합량을 보정함으로써 사용할 수 있는데, SiO2 함유량이 70% 이상인 규조토를 사용하는 것이 바람직하다. SiO2 함유량이 70% 미만인 규조토를 사용하면 불순물의 영향으로 충분히 반응하지 않아 목적으로 하는 세공이 얻어지지 않을 우려가 있다.
규조토 이외의 무기질 성형체의 원료성분으로서는 소석회(slaked lime), 규 사(silica sand), 석고, 펄라이트(perlite), 연삭 더스트 등을 들 수 있으며, 이들 무기재료 이외에 펄프, 섬유(무기, 유기) 등을 포함하고 있어도 된다.
본 발명에서 이용되는 무기질 성형체는 초조(抄造;papermaking process)로 성형하는 것이 가장 적합하지만, 프레스 성형 등 판 형상 건재의 제조방법이라면 어느 방법을 사용해도 성능에 차이는 없다. 일례로서 초조로 성형할 경우, 무기질 성형체의 원료로서는 규조토 30~75질량%, 소석회 20~40질량%, 규사 1~10질량%, 석고 1~10질량%, 펄프 1~10질량% 및 섬유 0.1~3질량%를 포함하는 원료를 사용하는 것이 바람직하다.
초조로의 성형을 가능하게 하기 위해서는 초조 이전의 슬러리가 어느 정도의 점성을 갖고 있을 것이 요구되는데, 원료에 석고를 배합함으로써 점성을 부여할 수 있다. 석고를 배합할 경우, 석고량은 질량비로 원료 전체의 바람직하게는 1~10%, 보다 바람직하게는 3~7%로 한다. 석고량이 1%보다 적으면 초조가 곤란해진다. 또한, 초조가 어려워지면 충분한 조습 능력을 부여하기 위한 규조토의 첨가가 불가능해진다. 한편, 석고량이 10%보다 많으면 팽창으로 인해 폭발을 일으키는 경우가 있어 바람직하지 않다.
석고는 천연품, 합성품을 불문하며, 2수, 반수(半水), 무수물 중 어느 것이라도 사용 가능하다.
본 발명에 있어서, 원료에 소석회를 배합했을 경우, 소석회는 성형 후의 굳힘 과정에서 규조토 및 규조토의 일부를 Si원으로 하여 토버모라이트(tobermorite) 형태(5CaO·6SiO2·nH2O)의 규산칼슘을 형성한다.
토버모라이트를 형성하는 CaO/SiO2 몰비는 이론적으로는 0.83 정도의 값으로 설정할 필요가 있으나, CaO에 비해 SiO2의 용해도가 낮으므로 Si량이 과잉이 되도록 설정하는 것이 바람직하다.
원료에 소석회를 배합할 경우, 소석회의 배합량은 질량비로 원료 전체의 바람직하게는 20~40%, 보다 바람직학는 25~35%로 한다. 소석회의 양이 지나치게 많으면 성형체 중에 미세한 세공을 얻기 위해 필요한 규조토 잔존량이 적어져, 충분한 조습성, VOC의 약알칼리 분해(무해화)가 얻어지지 않으며, 반대로 소석회의 양이 지나치게 적으면 규산칼슘 생성량이 적어져 건재로서 충분한 강도를 갖는 것을 얻을 수 없는 경우가 있다.
본 발명에 있어서 규사는 규산칼슘의 Si원의 하나로서 원료에 배합할 수 있다. 규사는 Ca와의 반응속도가 느리기 때문에, 반응속도가 빠른 규조토와 Ca원의 반응속도를 규제하여 그 결정화를 용이하게 하므로 원료에 배합하는 것이 바람직하다. 원료에 규사를 배합할 경우, 규사의 배합량은 질량비로 원료 전체의 바람직하게는 1~10%, 보다 바람직하게는 1~5%로 한다.
본 발명에서 사용되는 유기질 성형체의 원료에는 상기 무기재료 이외에 펄프 및 섬유를 배합해도 된다. 펄프 및 섬유는 성형체의 강도 및 인성(靭性) 향상에 커다란 역할을 수행한다. 상기 섬유로서는 세피올라이트, 월라스토나이트 등의 섬유 형상 무기물, 레이온, 나일론, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 비닐론(vinylon) 등의 유기섬유를 사용할 수 있으며 길이: 3~12mm, 두께: 10~150㎛인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 길이 및 두께가 적당하지 않으면 섬유의 특성이 충분히 발현되지 않거나, 또는 섬유첨가에 따른 특이적 덩어리 형성을 일으켜, 오히려 강도 및 열적 특성 저하를 초래하거나 외관불량이 된다.
원료에 섬유를 배합할 경우, 섬유의 배합량은 질량비로 원료 전체의 바람직하게는 0.1~3%, 보다 바람직하게는 0.5~2.0%로 한다. 섬유의 배합량이 적으면 강도발현의 첨가효과가 충분히 발휘되지 않고, 지나치게 많으면 분산성 저하로 인해 덩어리를 형성하여 강도 저하로 이어지기 때문이다.
상기 펄프로서는 목재 펄프, 대나무 펄프, 넝마 펄프(rag pulp), 린터 펄프(linter pulp) 등의 각종의 것을 사용할 수 있으나, 사용량의 90%를 차지하는 목재 펄프가 바람직하다. 또한, 버진 펄프(virgin pulp)를 사용할 필요는 없으며, 헌 종이로 제조한 회수 펄프도 특성적으로는 전혀 문제없이 사용할 수 있으며 비용적인 면도 감안하면 가장 바람직한 목재이다. 또한 펄프를 고해(叩解)시켜 사용할 수도 있다.
상기 펄프의 섬유길이는 0.3~6mm, 바람직하게는 0.5~4mm 범위의 것을 사용함으로 인해 무기재료와의 혼합성이 우수할 뿐만 아니라, 인성 등의 특성적으로도 우수한 건재 보드를 얻을 수 있게 된다.
원료에 펄프를 배합할 경우, 펄프의 배합량은 질량비로 원료 전체의 바람직하게는 1~10%, 보다 바람직하게는 2~5%로 한다. 펄프의 배합량이 적으면 강도 발현의 첨가효과가 충분히 발휘되지 않으며, 지나치게 많으면 분산성 저하로 인해 덩어 리를 형성하여 강도 저하로 이어지기 때문이다.
또한, 본 발명에서 사용되는 무기질 성형체의 원료에는 펄라이트를 배합할 수도 있다. 펄라이트는 입자지름 0.6mm 이하의 사용이 혼합성, 강도 면에서 바람직하다. 또한 원료에 배합할 경우의 배합량은 배합량을 증가시키면 보다 높은 경량화가 가능해지지만 과도한 배합은 강도 저하로 이어지므로, 질량비로 원료 전체의 10% 이하, 특히 1~5%로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기능성 건재는 제조의 최종 단계에서 샌딩(sanding) 머신으로 연삭하여 성형체의 두께를 조정하여 제품으로 하는데, 그때 발생하는 미분체(연삭 더스트)를 원료료 하여 재이용할 수 있다. 연삭 더스트의 배합은 비용 저감에 효과적이지만 과잉 배합은 강도 저하로 이어지므로, 배합량은 질량비로 원료 전체의 10% 이하, 특히 2~7%로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 무기질 성형체의 일반적인 제조방법은 우선, 상기의 규조토, 규사, 소석회, 석고, 섬유 및 펄프를 소정량 배합하고, 또한 필요에 따라 연삭 더스트, 펄라이트를 첨가한 원료를 물과 교반·혼합하여 슬러리를 조제한다. 초조에 의해 성형할 경우는 농도 2~5%의 슬러리를 조정하는 것이 바람직하다. 다른 성형법을 이용할 경우는 그 제법에 적합한 슬러리 농도로 조정한다.
성형은 상기 슬러리의 초조가 바람직하지만, 공지의 각종 판 형상 건재의 제조방법을 사용할 수 있다. 초조는 통상의 방법으로 행하면 된다. 초조 후의 판은 프레스 등의 성형가공을 거친 후, 절단하여 최종제품인 기능성 건재의 소정의 두께보다 1~2mm 두꺼운 무기질 성형체를 얻는다.
본 발명의 기능성 건재는 상술한 바와 같이 하여 얻어진 무기질 성형체를 150~200℃의 온도하, 바람직하게는 160~180℃의 온도하에서, 그리고 470~1560kPa의 압력하, 바람직하게는 610~1010kPa의 압력하에서 굳힘으로써 얻어진다
굳힘 처리는 오토 클레이브(auto clave) 내에서 행할 수 있다. 이 공정에서 무기질 성형체 중의 규조토가 반응하여, 규조토의 미공(微孔)을 이용하여 성장한 미세한 세공을 갖는 구조를 가진 토버모라이트 형태의 규산칼슘 수화물이 형성된다.
굳힘 온도가 지나치게 낮으면 충분히 반응하지 않아 희망하는 세공이 얻어지지 않는다. 굳힘 온도가 지나치게 높으면 조노토라이트(xonotlite) 형태(6CaO·6SiO2·H2O)가 되어 희망하는 세공이 얻어지지 않는다. 또한, 굳힘 압력이 지나치게 낮으면 충분히 반응하지 않아 희망하는 세공이 얻어지지 않는다. 굳힘 압력이 지나치게 높으면 조노토라이트 형태가 되어 희망하는 세공이 얻어지지 않는다.
본 발명의 기능성 건재는 상기 규산칼슘 수화물이 구멍지름 2~200nm, 바람직하게는 2~50nm의 세공을 가지며, 또한 함수율이 2~30질량%, 바람직하게는 2~20질량%인 규산칼슘 수화물로서, 이 세공의 내부에 규산칼슘 결합수 이외의 유리(遊離)된 약알칼리수를 함유하는 것이 바람직하다.
상기 세공의 구멍지름이 지나치게 작으면 흡착능이 저하하기 때문에 유해 가스의 분해능이 저하한다. 상기 세공의 구멍지름이 지나치게 크면 가스의 분산이 발생하여 가스 분해 능력이 저하한다.
상기 세공의 구멍지름은 규조토량, 굳힘 온도·굳힘 압력에 의해 조정할 수 있다.
또한, 상기 함수율은 굳힘 처리 후의 경화체를 예를 들면 100~150℃에서 0.5~1시간 정도 건조시킴으로써 조정할 수 있다. 상기 함수율이 지나치게 낮으면 약알칼리수의 함유량이 적어져 알칼리 분해하는 능력이 저하한다. 상기 함수율이 지나치게 높으면 판 자체의 강도가 저하하여 건재로서의 성능을 확보할 수 없게 된다.
함수율을 조정한 경화체는 통상 소정 두께로 연삭하고, 또한 소정 사이즈로 트리밍(trimming)하여 최종제품(본 발명의 기능성 건재)으로 한다. 또한 최종제품에는 투습성(透濕性)의 도료, 클로스(cloth)를 이용함으로써 표면의 외관을 완성할 수도 있다.
<실시예>
이하에 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
<실시예 1>
(1)원료 조성 및 슬러리의 조제
물에, 고해 목재 버진 펄프 2.7질량부, 고해 목재 회수 펄프 1.3질량부 및 미고해 목재 버진 펄프 0.9질량부로 이루어지는 펄프류와, 길이 3mm의 레이온 0.8질량부를 첨가하여 고형분 농도 2질량%의 현탁액으로 한 것에, 규사 2질량부, 규조토 50질량부, 석고 5질량부, 소석회 30질량부, 세피올라이트 1.1질량부, 펄라이트 2.7질량부 및 연삭 더스트 3.5질량부를 첨가한 후, 교반·혼합하여 초조용 슬러리 를 얻었다.
(2)무기질 성형체의 제조(성형)
상기 슬러리를 환망 초조기(sylinder paper machine)를 사용하여 초조를 행하고, 얻어진 판을 프레스하여 두께 약 15mm의 성형체 원판을 얻었다. 상기 성형체 원판을 길이 2420mm로 절단하고, 또한 프레스함으로써 두께 약 11.5mm의 무기질 성형체를 얻었다.
(3)굳힘 처리 및 연삭
상기 무기질 성형체를 오토 클레이브 내에서 180℃, 1003kPa(10기압)의 조건하에서 6시간 이상 굳혀서 경화체를 얻었다. 상기 경화체를 오토 클레이브에서 꺼내어 110℃에서 35분 건조한 후, 표면의 연마 및 트리밍을 행하여 폭 900mm×길이 2420mm×두께 9.5mm의 본 발명의 기능성 건재를 얻었다.
<실시예 2>
실시예 1에 있어서 규조토, 규사, 및 소석회의 배합량을 각각 규조토 35중량부, 규사 37질량부 및 소석회 10중량부로 한 것 외에는, 실시예 1과 동일한 배합 및 제조방법으로 본 발명의 기능성 건재를 얻었다.
<비교예 1>
시판의 석고보드(9.5mmt)를 비교예 1의 건재로 하였다.
<비교예 2>
실시예 1에 있어서 무기질 성형체의 굳힘 처리를 180℃, 대기압하에서 행한 것 외에는 실시예 1과 동일한 배합 및 제조방법으로 건재를 얻었다.
각 예의 개요를 표 1에 나타낸다.
배합(질량부) 특성
규조토 소석회 규사 세공지름 분포 (nm) 전체 세공용적 (㎖/g)
실시예 1 50 30 2 3~50 0.436
실시예 2 35 37 10 5~80 0.194
비교예 1 석고보드 시판품 3~80 0.044
비교예 2 배합: 실시예 1, 굳힘 처리:180℃-대기압 2~50 0.152
<평가 실험예 1>
실시예 1~2에서 얻어진 본 발명의 기능성 건재 및 비교예 1~2에서 얻어진 건재에 대하여 기계적 특성을 평가하였다. 기계적 특성의 평가항목과 그 측정법, 및 측정결과를 표 2에 나타낸다.
항목 단위 실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 측정법
용적(bulk) 비중 - 0.7 0.85 0.7 0.7 JIS A5430
함수율 % 6 5 0.6 0 JIS A5430
굴곡 강도 N/㎟ 8.3 9.8 7.4 2.4 JIS A1408
층간 강도 N/㎟ 1.2 1.2 0.7 0.3 JIS Z5536
못 뽑기 저항값 N/개 340 840 20 57 JIS Z2101
표 2에 나타내는 측정결과로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 기능성 건재는 강도 면에서는 운반시에 걸리는 부하에 충분히 견디는 굴곡 강도를 갖는 것은 물론이고, 톱질이 가능한 경도, 및 못질이 가능하고 충분한 못 뽑기 저항값(withdrawal resistance of nail)을 나타내는 등, 내장재로서의 가공성도 우수한 특성을 갖고 있다.
<평가 실험예 2>
실시예 1에서 얻어진 본 발명의 기능성 건재에 대하여, 미세 구조의 해석을 전자현미경, XRD로 행하였다. 전자 형미경 관찰결과를 도 1에, XRD 결과를 도 3에 각각 나타낸다.
또한, 원료 규조토 전자현미경 관찰결과를 도 2에 나타낸다.
이들 측정결과로부터 다음의 것을 알 수 있다. 실시예 1에서 얻어진 본 발명의 기능성 건재에서는 도 1에 나타내는 전자현미경 관찰결과로부터 명백하듯이, 도 2에 나타내는 것과 같은 천연 규조토 특유의 크레이터(crater) 형상의 획일적인 형상은 소실되고, 거기에 미세한 세공구조를 갖는 규산칼슘 수화물이 생성되어 있는 것이 관찰된다.
또한, 실시예 1에서 얻어진 본 발명의 기능성 건재는 도 3에 나타내는 XRD 결과로부터 특징적인 토버모라이트 형태의 규산칼슘의 피크가 확인되며, 또한 표 1에 나타내는 세공지름 분포 측정결과로부터 2~50nm의 세공을 갖는 것이 확인된다. 실시예 2에서 얻어진 본 발명의 기능성 건재(규조토량 35질량부)의 전체 세공 용적은 실시예 1에서 얻어진 본 발명의 기능성 건재의 약 1/2, 비교예 1의 건재(석고보드)는 약 1/10, 비교예 2에서 얻어진 건재(실시예 1의 대기 굳힘)는 약 1/3이 된다(표 1 참조).
<평가 실험예 3>
실시예 1~2에서 얻어진 본 발명의 기능성 건재 및 비교예 1의 건재(시판의 석고보드)에 대하여, 조습 특성을 다음의 방법으로 측정하였다. 측정은 약 300mm×300mm의 테스트피스 3장을 사용하여 행하였다. 20℃, 상대습도 60%의 분위기하에 72시간 방치한 테스트피스를 20℃, 상대습도 90%의 환경하로 전환하여 24시간까지의 중량변화(증가)를 측정하여 흡습 특성을 조사하였다. 이어서, 다시 20℃, 상대습도 60%의 분위기하로 전환하여, 24시간까지의 중량변화(감소)를 측정하였다. 그 측정결과를 도 4에 나타낸다.
도 4에 나타내는 측정결과로부터 다음의 것을 알 수 있다. 실시예 1~2에서 얻어진 본 발명의 기능성 건재는 흡·방습 속도, 흡·방습량의 양면에서 비교예 1의 건재(시판의 석고보드)보다 각별히 우수하다는 것을 알 수 있다.
<평가 실험예 4>
실시예 1~2에서 얻어진 본 발명의 기능성 건재 및 비교예 1~2에서 얻어진 건재에 대하여, VOC나 악취물질의 알칼리수 용해·분해 특성을 JIS K1475(활성탄 시험방법, 용제 증기의 흡착성능)를 참고로 다음의 방법으로 측정하였다. 측정에는 최종제품에서 잘라낸 50mm×50mm의 테스트피스를 사용하였다. 측면 및 바닥면을 알루미늄 테이프로 피복하여 중량을 측정한 테스트피스를 1.2L(리터)의 밀폐용기 내에 삽입하고, 조정 가스를 유속 2L/min로 흘려보내 악취물질을 흡착시켰다. 1시간 경과 후에 테스트피스를 꺼내어 중량을 측정하고 흡착량을 조사한 후 다시 테스트피스를 밀폐용기 내에 삽입하여 조정 가스를 흘려보냈다. 이 조작을 반복하여 테스트피스의 1시간당 증가량이 5mg 이하가 될 때까지 행하여 증가량분을 악취물질 흡착량으로 하였다. 조정 가스로서는 1000ppm 정도의 포름알데히드, 아세트산을 함유하는 가스를 이용하였다. 그 결과를 표 3에 나타낸다.
악취 물질 흡착량(g/㎡)
포름알데히드 아세트산
실시예 1 33(불포화: 측정 8시간 후) 317(불포화: 측정 8시간 후)
실시예 2 24(불포화: 측정 8시간 후) 134(불포화: 측정 8시간 후)
비교예 1 5.5(포화) 5.6(포화)
비교예 2 14(포화) 64(불포화: 측정 8시간 후)
표 3에 나타내는 바와 같이, 실시예 1에서 얻어진 본 발명의 기능성 건재는 1시간당 증가량이 5mg 이하로 되지 않고, 측정 8시간이 경과해도 흡착량은 포화가 되지 않으며 8시간 후의 흡착량은 포름알데히드 33g/㎡, 아세트산 317g/㎡가 되었다. 특히 물의 용해도가 무한한 아세트산의 경우, 흡착량이 현저한 것으로 보아 흡착·약알칼리수 용해·분해되어 있다고 생각된다.
실시예 2에서 얻어진 건재(규조토량 35질량부)는 8시간 후의 포름알데히드 흡착량이 24g/㎡이고, 알칼리를 나타내지 않는 비교예 1의 건재(시판의 석고보드)는 최초 1시간에서 증가량이 5mg 이하로 포화가 되어 포름알데히드 흡착량으로서는 5.5g/㎡이었다.
또한, 비교예 2에서 얻어진 건재는 포름알데히드 흡착량이 14g/㎡, 아세트산 64g/㎡로 실시예 1의 절반 이하였다.
<평가 실험예 5>
본 발명의 기능성 건재에 있어서, VOC의 흡착·분해 능력에 대한 자유수의 존재의 영향을 확인하기 위하여 이하의 시험을 행하였다.
실시예 1에서 얻어진 본 발명의 기능성 건재의 테스트피스를 2개 준비하여, 그 중 하나를 105℃로 절대 건조 상태로 하였다. 다른 하나의 테스트피스는 20℃, 상대습도 60%로 평형 함수율로 하였다. 이들 테스트피스 2개를 상술한 평가 실험예 4의 측정방법에 따라 아세트산 가스의 흡착량을 측정하였다.
어느 테스트피스도 측정 8시간에서는 1시간당 증가량이 5mg 이하로 되지는 않았다. 측정 8시간 경과 후의 아세트산 가스 흡착량은 테스트피스 내에 자유수가 없는 절대 건조품에서는 52g/㎡, 테스트피스 내에 자유수를 포함하는 평형 함수율품에서는 317g/㎡로서, 자유수가 없는 경우 흡착·분해능력이 부족하다는 것을 알 수 있었다. 이것으로부터 자유수의 존재가 가스의 분해에 매우 중요하다는 것이 판명되었다.
도 1은 실시예 1에서 얻어진 본 발명의 기능성 건재의 전자현미경 관찰결과를 나타내는 전자현미경 사진(배율 20,000배)이다.
도 2는 실시예 1에서 사용한 원료 규조토의 전자현미경 관찰결과를 나타내는 전자현미경 사진(배율 20,000배)이다.
도 3은 실시예 1에서 얻어진 본 발명의 기능성 건재의 XRD 측정결과를 나타내는 도면이다.
도 4는 평가 실험예 3에서 측정한 각 건재의 조습 특성(흡방습량의 시간경과에 따른 변화)을 나타내는 도면이다.

Claims (4)

  1. 규조토 30~75질량%를 포함하는 원료를 성형하여 얻어지는 무기질 성형체를 150~200℃의 온도하에서, 그리고 470~1560kPa의 압력하에서 굳힘으로써 얻어지는 미세한 세공(細孔)을 갖는 구조를 가진 규산칼슘 수화물로 이루어지는 기능성 건재(建材).
  2. 제1항에 있어서,
    상기의 미세한 세공을 갖는 구조를 가진 규산칼슘 수화물이 구멍지름 2~200nm의 세공을 가지며, 또한 함수율이 2~30질량%인 규산칼슘 수화물로서, 이 세공의 내부에 규산칼슘 결합수 이외의 유리(遊離)된 약알칼리수를 함유하는 것을 특징으로 하는 기능성 건재.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 무기질 성형체가 규조토 30~75질량%, 소석회 20~40질량%, 규사 1~10질량%, 석고 1~10질량%, 펄프 1~10질량% 및 섬유 0.1~3질량%를 포함하는 원료를 사용하여 초조로 성형된 것을 특징으로 하는 기능성 건재.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 원료가, 10질량% 이하의 펄라이트(perlite)를 더 포함하는 것을 특징으 로 하는 기능성 건재.
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