KR20120070543A

KR20120070543A - 석고보드

Info

Publication number: KR20120070543A
Application number: KR1020117030182A
Authority: KR
Inventors: 타쿠미 후지타; 히데타카 혼다; 코스케 츠츠미
Original assignee: 지요다 우테 가부시키가이샤
Priority date: 2009-10-28
Filing date: 2009-10-28
Publication date: 2012-06-29
Also published as: WO2011052048A1; CN102712535A; JPWO2011052048A1

Abstract

불순물에 상당하는 수가용성 염류의 함유량이 높은 석고를 원료로서 사용하였을 경우라도, 휨 발생을 충분히 방지할 수 있고, 게다가 압축강도, 경화시간, pH등에 문제를 발생시키지 않는 석고보드를 제공한다. 거푸집에 석고 함유 슬러리를 장전하고, 경화해서 이루어지는 석고보드에 있어서, 석고를 소성한 소석고 100질량부당 시멘트를 0.2?5.0질량부의 비율로 사용한 슬러리를 경화하였다.

Description

석고보드{GYPSUM BOARD}

본 발명은 석고보드에 관한 것으로서, 더 상세하게는 경화시킨 슬러리 조제에 불순물에 상당하는 수가용성 염류의 함유량이 높은 석고를 사용하였을 경우라도, 휨 발생을 충분히 방지할 수 있는 석고보드에 관한 것이다.

종래, 석고보드는 일반적으로, 거푸집을 겸하는 하측의 표면용 원지와 상측의 이면용 원지 사이에 석고 함유 슬러리를 장전하고, 이 상태에서 연속 반송하면서, 그 사이에 슬러리의 경화 및 경화체의 절단 등을 수행하는 것에 의해 제조되고 있다. 석고함유 슬러리는 원료의 석고를 소성한 소석고(반수석고) 이외에, 각종 혼화재나 약품류 및 물의 각 소요량을 혼합해서 조제되고, 원료인 석고로서는 천연석고 이외에, 각종 화학석고, 예를 들면 인산석고, 배연 탈황 석고, 티타늄 석고(산화티타늄을 제조할 때에 부생하는 석고), 불산석고(불산을 제조할 때에 부생하는 석고), 제염석고, 정련석고 등이 사용되고 있다. 그런데, 이러한 종래 일반의 제조방법에 의한 석고보드에는, 흡습해서 함수율이 높아지게 되면, 휘어지기 쉽다는 문제가 있다. 그 중에서도, 원료의 석고로서 불순물에 상당하는 수가용성의 염류의 함유량이 높은 것을 사용하였을 경우에, 수득되는 석고보드가 크게 휘게 된다는 문제가 있다.

휨 발생을 방지한 석고보드로서, 경화시킨 슬러리 중에 황산구리와 같은 결정 조정제를 병용한 예(예를 들면, 특허문헌 1 참조)나, 응집 인산염을 병용한 예(예를 들면, 특허문헌 2 참조) 등이 알려져 있다. 그러나, 특허문헌 1과 같은 종래예에는 휨 발생을 충분히 방지할 수 없다는 문제가 있고, 또 특허문헌 2와 같은 종래예는 고가이고, 환경오염의 원인이 될 우려가 있다는 문제가 있다.

별도로 내화성과 방수성을 부여한 석고보드로서는 경화시킨 슬러리 중에 시멘트를 병용한 예도 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 3 참조). 특허문헌 3과 같은 종래예는 석고와 함께 다량의 시멘트, 구체적으로는 20?40％ 정도의 시멘트를 사용한 것이다. 그러나, 이 종래예는 수득되는 석고보드의 강도, 예를 들면 압축강도가 낮고, 슬러리의 경화에 긴 시간이 걸리고, pH가 현저하게 높다는 문제가 있다.

국제공개 제2007/110428호 일본공개특허공보 2001-504795호 일본 공개특허공보 S61-83664호

본 발명이 해결하려고 하는 과제는, 불순물에 상당하는 수가용성의 염류의 함유량이 높은 석고를 원료로 사용하였을 경우라도, 휨 발생을 충분히 방지할 수 있고, 게다가 압축강도, 경화시간, pH 등에 문제를 발생시키지 않는 석고보드를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하는 본 발명은 거푸집에 석고 함유 슬러리를 장전하고, 경화해서 이루어지는 석고보드에 있어서, 석고를 소성한 소석고 100질량부당 시멘트를 0.2?5.0질량부의 비율로 사용한 슬러리를 경화해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 석고보드에 관한 것이다.

본 발명에 따른 석고보드는 석고를 소성한 소석고(반수석고) 100질량부당 시멘트를 0.2?5.0질량부의 비율로 사용하고, 또 각종 혼화재나 약품류를 필요에 따라서 적당하게 사용하고, 이것들을 물과 혼합하는 것에 의해 슬러리를 조제하고, 이러한 슬러리를 거푸집, 예를 들면 거푸집을 겸하는 표면용 원지와 이면용 원지 사이에 장전해서 경화한 것이다.

본 발명에 따른 석고보드에 있어서, 석고로서는 천연석고 이외에, 각종 화학석고, 예를 들면 인산석고, 배연 탈황 석고, 티타늄 석고, 불산석고, 제염석고, 정련석고 등을 사용할 수 있다. 사용하는 화학석고의 종류나 량 및 그 때의 성상 등에 따라, 슬러리의 조제에 사용하는 석고 중의 불순물에 상당하는 수가용성의 염류의 함유량(농도)이 변화한다. 또 시멘트로서는 각종 포틀랜드 시멘트 이외에, 용광로 시멘트, 플라이애시 시멘트, 실리카 시멘트, 알루미나 시멘트 등을 사용할 수 있지만, 포틀랜드 시멘트가 바람직하고, 보통 포틀랜드 시멘트가 더 바람직하다. 추가로 혼화제로서는 펄프, 유리섬유, 버미큘라이트 등을 적당하게 사용할 수 있고, 또 약품류로서는 경화촉진제, 경화지연제, 감수제 등을 적당하게 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 석고보드는 상기한 바와 같이, 석고를 소성한 소석고 100질량부당, 시멘트를 0.2?5.0질량부의 비율로 사용한 슬러리를 경화해서 이루어지는 것으로서, 슬러리의 조제에 시멘트를 사용하는 종래의 석고보드에 비해서, 소석고에 대한 시멘트의 사용량이 현저하게 낮은 점에 특징을 갖는다. 그 이유는, 소석고 100질량부당 시멘트의 사용비율을 0.2질량부 미만으로 하면, 수득되는 석고보드에 휨이 발생하는 것을 충분히 방지할 수 없게 되기 때문이지만, 반대로 시멘트의 사용비율을 5.0질량부 초과로 하면, 수득되는 석고보드의 압축강도가 낮아져, 경화에 걸리는 시간이 길어지고, pH가 현저하게 높아지기 때문이다.

소석고와 함께 시멘트를 사용한 슬러리를 경화해서 이루어지는 석고보드에 있어서, 압축강도가 시멘트를 사용하지 않는 경우와 비교해서 높고, 게다가 경화에 걸리는 시간이 비교적 짧고, 또 pH도 문제가 없을 정도로 억제하기 위해서는, 경화시킨 슬러리를 소석고 100질량부당 시멘트를 0.2?5.0질량부의 비율로 사용한 것으로 할 필요가 있다. 바람직하게는 시멘트를 0.3?2.0질량부의 비율로 사용한 것으로 하고, 더 바람직하게는 시멘트를 0.5?1.0질량부의 비율로 사용한 것으로 하는 것이다.

본 발명에 따른 석고보드에는 상기한 바와 같은 종래의 석고보드와 비교해서, 휨 발생을 충분히 방지할 수 있고, 게다가 압축강도, 경화시간, pH 등에 문제를 발생시키지 않는다는 효과가 있고, 또 흡습에 의해 표면용 원지나 이면용 원지가 벗겨지기 쉬워지는 것을 방지할 수 있다는 효과도 있다. 이러한 효과의 발현은 슬러리의 조제에 사용하는 소석고로서, 불순물에 상당하는 수가용성의 염류의 함유량이 높은 석고를 소성한 것을 사용하였을 경우에 현저하다. 주로, 원료의 석고로서 사용하는 상기한 바와 같은 화학석고의 종류나 양 및 그 때의 성상 등에 기인하고, 원료의 석고 중에 있어서의 불순물에 상당하는 수가용성의 염류의 함유량이 높아지면, 그러한 석고를 소성한 소석고를 사용해서 슬러리를 조제하고, 경화한 석고보드는 휘어지기 쉽고, 특히 고습도 하에 있어서 흡습에 의해 휘어지기 쉽지만, 슬러리의 조제에 이러한 소석고를 사용하였을 경우라도, 소정량의 시멘트를 병용하는 본 발명에 의하면, 그러한 휨 발생을 충분히 방지할 수 있는 것이다.

구체적으로, 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 효과의 발현은 슬러리의 조제에 사용하는 소석고가 수가용성의 칼륨염, 나트륨염 및 마그네슘염의 합계 함유량이 그것들의 산화물(K₂O, Na₂O 및 MgO) 환산으로 500㎎/㎏ 이상의 석고, 예를 들면 500?2500㎎/㎏의 석고를 원료로 사용하는 경우에 현저하고, 그 중에서도 수가용성의 칼륨염, 나트륨염 및 마그네슘염의 합계 함유량이 그것들의 산화물환산으로 600㎎/㎏ 이상의 것, 예를 들면, 600?2500㎎/㎏의 것인 경우에 특히 현저하다.

본 발명에 의하면, 불순물에 상당하는 수가용성의 염류의 함유량이 높은 석고를 원료로 사용하였을 경우라도, 수득되는 석고보드에 휨이 발생하는 것을 충분히 방지할 수 있고, 게다가 압축강도, 경화시간 및 pH 등에 문제를 발생시키지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예 등에 있어서, 보통 포틀랜드 시멘트의 첨가량과 수득되는 경화체의 압축강도와의 관계를 예시하는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예 등에 있어서, 원료로서 사용하는 석고중의 수가용성염 함유량과 수득되는 석고보드로부터 잘라낸 시험편의 휨과의 관계를 예시하는 그래프이다.

이하, 본 발명의 구성 및 효과를 확실하게 하기 위해서, 실시예 및 비교예를 들지만, 본 발명이 이것들의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

시험구분 1

비교예 1

수가용성의 칼륨염, 나트륨염 및 마그네슘염의 합계 함유량이 그것들의 산화물환산으로 632㎎/㎏(이하, 단순하게 수가용성염류 함유량632㎎/㎏이라고 한다)의 배연 탈황 석고를 소성하고, 소석고(반수석고)로 하였다. 이 소석고 200질량부에 물을 170질량부의 비율로 혼합해서 슬러리를 조제하였다. 이 슬러리를 거푸집에 장전하고, 경화시킨 후, 탈형하고, 40℃에서 항량이 될 때까지 건조하고, 12.5㎜×900㎜×1820㎜의 석고보드를 얻었다. 이 석고보드로부터 12.5㎜×150㎜×650㎜의 시험편을 잘라내고, 이 시험편을 40℃×90%RH의 조건 하에 스팬 600㎜로 2점 지지하고, 소정의 시간 경과시 마다, 시험편에 발생한 스팬 중앙의 휨을 측정기(Mitutyo사의 Digimatic Indicator, 상품명)로 측정하였다. 결과를 표 1에 정리해서 나타냈다.

비교예 2?4

물 170질량부 대신에, 표 1에 기재된 첨가량이 되는 량의 황산구리5수화물을 용해한 수용액 170질량부를 사용한 것 이외는 비교예 1과 동일하게 하여, 슬러리를 조제하고, 석고보드를 얻은 후, 시험편을 잘라내어 휨을 측정하였다. 결과를 표 1에 정리해서 나타냈다.

비교예 5?7

물 170질량부 대신에, 표 1에 기재된 첨가량이 되는 량의 트리메타인산 나트륨을 용해한 수용액 170질량부를 사용한 것 이외는 비교예 1과 동일하게 하여, 슬러리를 조제하고, 석고보드를 얻은 후, 시험편을 잘라내어 휨을 측정하였다. 결과를 표 1에 정리해서 나타냈다.

비교예 8?11 및 실시예 1?7

소석고 200질량부 대신에, 소석고에 표 1에 기재된 첨가량이 되는 량의 보통 포틀랜드 시멘트를 혼합한 것 200질량부를 사용한 것 이외는 비교예 1과 동일하게 하여, 슬러리를 조제하고, 석고보드를 얻은 후, 시험편을 잘라내어 휨을 측정하였다. 결과를 표 1에 정리해서 나타냈다.

표 1에서,

첨가량: 소석고 100질량부당의 첨가재의 질량부

표 1의 결과로부터도 분명하게 나타나 있는 바와 같이, 황산구리5수화물에서는 휨 발생을 충분히 방지 할 수 없다. 또 트리메타인산 나트륨은 휨 발생을 충분히 방지할 수 있지만, 상기한 바와 같이 고가이고, 환경오염의 원인이 될 우려가 있다. 이것들에 대해서, 소석고 100질량부당 보통 포틀랜드 시멘트를 0.2질량부 이상, 바람직하게는 0.3질량부 이상 사용한 실시예 등에서는, 트리메타인산 나트륨을 사용하는 경우와 동일하게, 휨 발생을 충분히 방지할 수 있고, 게다가 트리메타인산 나트륨을 사용하는 경우와 같은 문제도 발생시키지 않는다.

시험구분 2

비교예 12

수가용성염류 함유량 632㎎/㎏의 배연 탈황 석고를 소성하고, 소석고(반수석고)로 하였다. 이 소석고 500g에 물 375g을 혼합해서 슬러리를 조제하였다. 이 슬러리를 50㎜×50㎜×50㎜의 거푸집에 장전하고, 경화시킨 후, 탈형하고, 40℃에서 항량이 될 때까지 건조하고, 경화체를 얻었다. 이 경화체를 오토그래프(시마즈제작소사, 상품명, 형번 AG-10TE)에 적용하고, 하중속도 1㎜/분으로 하중하고, 경화체가 좌굴하였을 때의 하중값을 압축강도(N/㎟)로 하였다. 결과를 표 2 및 도 1에 나타냈다.

실시예 8?14 및 비교예 13?15

소석고 500g 대신에, 소석고에 표 1에 기재된 첨가량이 되는 량의 보통 포틀랜드 시멘트를 혼합한 것 500g을 사용한 것 이외는 비교예 12와 동일하게 하여, 슬러리를 조제하고, 경화체를 얻은 후, 압축강도를 측정하였다. 결과를 표 2 및 도 1에 나타냈다.

표 2에서,

첨가량: 소석고 100질량부당의 보통 포틀랜드 시멘트의 첨가 질량부

표 2 및 도 1의 결과로부터 분명하게 나타나 있는 바와 같이, 소석고 100질량부당의 보통 포틀랜드 시멘트의 첨가 질량부가 0.20?5.0의 범위이고, 보통 포틀랜드 시멘트를 첨가하지 않을 경우(비교예 12)와 비교해서, 압축강도가 거의 동일 정도 이상이 되어 있지만, 보통 포틀랜드 시멘트의 첨가 질량부가 그것보다도 많으면, 예를 들면, 10.0 이상으로 이루어지면, 압축강도가 보통 포틀랜드 시멘트를 첨가하지 않을 경우(비교예 12)보다도 낮아져 버린다. 압축강도의 점에서도, 소석고 100질량부당의 보통 포틀랜드 시멘트의 첨가 질량부는 0.3?2.0으로 하는 것이 바람직하다.

시험구분 3

비교예 16

수가용성염류 함유량 632㎎/㎏의 배연 탈황 석고를 소성하고, 소석고(반수석고)로 하였다. 이 소석고를 사용해서 슬러리를 조제하고, 이 슬러리를 사용하여, 이하 JIS-R9112에 준거하고, 경화시간(종결의 분)을 측정하였다. 또, 수득된 경화체에 대해서, 이하 JIS-R9101에 준거하여 pH를 측정하였다. 결과를 표 3에 정리해서 나타냈다.

실시예 15 및 비교예 17?19

소석고 대신에, 소석고에 표 1에 기재된 첨가량이 되는 량의 보통 포틀랜드 시멘트를 혼합한 것을 사용한 것 이외는 비교예 16과 동일하게 하여, 슬러리를 조제하고, 경화체를 얻었을 때의 경화시간(종결의 분)과 pH를 측정하였다. 결과를 표 3에 정리해서 나타냈다.

표 3에서,

표 3의 결과로부터 분명하게 나타나 있는 바와 같이, 소석고 100질량부당의 보통 포틀랜드 시멘트의 첨가 질량부가 20?30이나 되면, 보통 포틀랜드 시멘트를 첨가하지 않을 경우(비교예 16)에 비해서, 경화시간이 길어지고, pH가 현저하게 높아지게 된다.

시험구분 4

비교예 20

수가용성염류 함유량 227㎎/㎏의 천연석고와 배연 탈황 석고의 혼합물을 소성하고, 소석고(반수석고)로 하였다. 이 소석고를 사용하고, 이하 시험구분 1의 비교예 1과 동일하게 하여, 슬러리를 조제하고, 석고보드를 얻은 후, 시험편을 잘라내어, 48시간 경과후의 휨을 측정하였다. 결과를 표 4 및 도 2에 나타냈다.

비교예 21?31

배연 탈황 석고의 출처(종류) 및 혼합비율을 바꾸어, 표 4에 기재된 수가용성염류 함유량의 석고를 소성하고, 소석고(반수석고)로 하였다. 이것들의 소석고를 사용하고, 이하 비교예 20과 동일하게 하여, 슬러리를 조제하고, 석고보드를 얻은 후, 시험편을 잘라내어, 48시간 경과후의 휨을 측정하였다. 결과를 표 4 및 도 2에 정리해서 나타냈다.

실시예 16

소석고 대신에, 표 4에 기재된 첨가량이 되는 량의 보통 포틀랜드 시멘트를 혼합한 것을 사용한 것 이외는 비교예 27과 동일하게 하여, 슬러리를 조제하고, 석고보드를 얻은 후, 시험편을 잘라내어, 48시간 경과후의 휨을 측정하였다. 결과를 표 4 및 도 2에 나타냈다.

실시예 17

소석고 대신에, 표 4에 기재된 첨가량이 되는 량의 보통 포틀랜드 시멘트를 혼합한 것을 사용한 것 이외는 비교예 30과 동일하게 하여, 슬러리를 조제하고, 석고보드를 얻은 후, 시험편을 잘라내어, 48시간 경과후의 휨을 측정하였다. 결과를 표 4 및 도 2에 나타냈다.

실시예 18

소석고 대신에, 표 4에 기재된 첨가량이 되는 량의 보통 포틀랜드 시멘트를 혼합한 것을 사용한 것 이외는 비교예 31과 동일하게 하여, 슬러리를 조제하고, 석고보드를 얻은 후, 시험편을 잘라내어, 48시간 경과후의 휨을 측정하였다. 결과를 표 4 및 도 2에 나타냈다.

표4 및 도2의 결과로부터 분명하게 나타나 있는 바와 같이, 원료로서 사용하는 석고 중의 가용성염류 함유량이 높아지면, 휨 발생이 커지고, 특히 가용성염류 함유량이 500㎎/㎏ 이상으로 커지지만, 본 발명에 의하면, 그러한 가용성염류 함유량이 높은 석고를 원료로서 사용하였을 경우라도, 휨 발생을 충분히 방지할 수 있다.

Claims

거푸집에 석고 함유 슬러리를 장전하고 경화해서 이루어지는 석고보드로서, 석고를 소성한 소석고 100질량부당 시멘트를 0.2?5.0질량부의 비율로 사용한 슬러리를 경화시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 석고보드.
제 1 항에 있어서, 슬러리가 소석고 100질량부당 시멘트를 0.3?2.0질량부의 비율로 사용한 것인 석고보드.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 석고가 수가용성 칼륨염, 나트륨염 및 마그네슘염의 합계 함유량이 산화물 환산으로 500㎎/㎏ 이상의 것인 석고보드.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 시멘트가 보통 포틀랜드 시멘트인 석고보드.