KR20120114364A - 스냅-셋 레디-믹스 조인트 컴파운드 - Google Patents

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KR20120114364A
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리차드 비. 스티븐스
찰스 제이. 밀러
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유나이티드 스테이츠 집섬 컴파니
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Abstract

조인트 컴파운드 시스템은 경화-억제된, 프리웨팅, 경화형, 레디-믹스 조인트 컴파운드 및 경화 개시제를 포함한다. 경화-억제된, 프리웨팅, 경화형 조인트 컴파운드는, 경화형 조인트 컴파운드 내 석고 성분의 화학적 수화를 지연시키는, 무칼슘 인산염 경화방지제를 함유한 레디-믹스, 경화형 조인트 컴파운드 기재를 포함한다. 조인트 컴파운드 기재는 탄산칼슘을 함유하지 않는다. 경화 개시제는 화학적 수화 반응을 재개하는 백반을 포함한다.

Description

스냅-셋 레디-믹스 조인트 컴파운드{SNAP-SET, READY-MIX JOINT COMPOUND}
본 발명은 레디-믹스 조인트 컴파운드(밀봉제)에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 정해진 시간 안에 화학적으로 빠르고 신뢰성 있게 경화되는 조인트 컴파운드에 관한 것이다.
석고 벽판으로 만들어진 벽은 종래에는 스터드에 벽판 패널을 붙이고, 패널들 사이의 이음부를 조인트 컴파운드로 불리는 특수 제조된 조성물로 채우고 코팅하여 구성된다. 습윤 조인트 컴파운드(건조 유형; 테이핑 등급)을 벽판 패널의 인접한 모서리에 의해서 형성된 이음부내에 넣고, 종이 강화 테이프를 상기 조인트 컴파운드가 있는 이음부에 내장시킨 후, 조인트 컴파운드를 건조시킨다. 조인트 컴파운드가 건조되면, 제2 조인트 컴파운드(토핑 또는 마무리 등급)을 상기 이음부 상부에 도포하여, 제2 조인트 컴파운드 역시 건조시킨다. 대개는 세 번째 조인트 컴파운드를 도포시킬 필요가 있으며, 이러한 세 번째 조인트 컴파운드가 건조되면, 가볍게 사포작업을 하고 장식용 물질(페인트, 텍스쳐 또는 벽지)로 통상 마무리한 후, 벽에 도포할 수 있다. 두 등급의 조인트 컴파운드를 사용하는 대신에, 테이프 매립용 및 마무리 코트(들)용으로 사용될 수 있는 다목적 조인트 컴파운드가 시판 중이다. 유리섬유 강화 테이프를 사용하는 경우, 조인트 컴파운드를 도포하기 전에 유리섬유 강화 테이프를 벽에 도포하여, 화학적 경화형 조인트 컴파운드와 함께 사용한다. 테이핑 단계에서, 화학적 경화형 조인트 컴파운드는 유리섬유 테이프 상부에 도포되어 테이프를 관통하게 된다.
통상, 모든 조인트 컴파운드는 충전재, 결합제 및 증점제를 함유한다. 일반적으로, 테이핑 등급 조인트 컴파운드는 토핑 등급보다 더 많은 결합제를 함유한다. 보통 충전재라면, 탄산칼슘, 황산칼슘 이수화물(석고), 및 황산칼슘 반수화물(파리 석고)이다. 황산칼슘 이수화물은 미국특허 제3,297,601호에 개시된 바와 같이 경화형 조인트 컴파운드에서만 사용된다. 요즘의 건축 실무에서는 탄산칼슘 또는 석고 충전재를 함유한 레디-믹스, 프리웨팅(미리 습윤된), 건조형 조인트 컴파운드를 사용하는 것이 일반적으로 바람직하다. 레디-믹스, 프리웨팅, 건조형 조인트 컴파운드는, 작업장에서 분말 재료를 물에 혼합시키는 것의 문제점들(부유분진, 지저분한 바닥 및 작업공간, 고르게 혼합시키기 위한 덩어리 제거, 및 추가 시간)을 피한다는 편리함 때문에 바람직하다. 그러나, 이러한 종래의 건조형 조인트 컴파운드는 건조 도중에 수축되어 매끈한 벽면을 얻기가 힘들고, 건조형 조인트 컴파운드의 각 코트는 추가의 코트를 도포할 수 있기 전에 철저히 건조되어야 한다.
건조형 조인트 컴파운드의 단점을 극복하기 위해, 경화형 조인트 컴파운드는 본질적으로 낮은 수축성을 가지며, 경화 후에 재코팅될 수 있어 건축을 앞당긴다. 분말 경화형 조인트 컴파운드의 단점은 사용시 작업장에서 물과 함께 드릴 혼합해야 한다는 것이다. 레디-믹스 화합물을 사용할 때와 비교하여, 분말 화합물의 작업장 드릴 혼합은 과도한 먼지를 생성하고 작업장 상태를 엉망으로 만들며, 고르게 혼합시키기 위해 덩어리를 제거하는 일이 힘들 수 있고, 더 많은 시간이 필요하다. 선행 기술로 본원에 참조로서 통합된 미국특허 제5,746,822호는 레디-믹스, 경화형 조인트 컴파운드를 개시하고 있다. 경화방지제는, 황산칼슘 반수화물이 황산칼슘 이수화물로 화학적으로 전환되는 것을 막는데 유용하다. 화학적 경화 과정을 막는 능력은 분말 대신에 레디-믹스 형태로 존재하는 경화형 조인트 컴파운드를 생산할 수 있게 한다. 경화방지제가 사용됨으로 인해 레디-믹스 경화 화합물에서 중단되었던 경화 반응은, 경화 활성화제(activator)가 첨가되면 재개될 수 있다. 따라서, 바람직한 레디-믹스, 프리웨팅 제품의 장점을 경화형 조인트 컴파운드의 수축성과 재코팅 장점이 있는 제품에 통합시킨다. 미국특허 제5,746,822호에는 습윤 황산칼슘 반수화물, 종래의 조인트 컴파운드 결합제 및 증점제, 및 시멘트 기재를 위한 경화방지제를 포함하는예비혼합된 시멘트 성분를 갖는 2성분 조성물이 기재되어 있다. 나머지 성분인 황산아연과 같은 경화 활성화제는 경화방지제에 의해 이전에 중단되었던 화학적 경화 반응을 재개시킨다. 황산아연은 지효성(slow-acting) 경화 활성화제다. 황산아연으로 활성화된 조인트 컴파운드는 비교적 많은 양으로 사용되는 경우에도 강도면에서 화학적으로 경화되는데 오랜 시간이 걸린다. 다음 코트를 도포하기 위해서, 작업자는 조인트 컴파운드 코트가 충분히 견고하고 단단하게 될 때까지, 때때로 그 다음날 까지 기다려야 한다.
백반(alum)은 황산칼슘 반수화물 시스템을 위한 화학적 경화 가속제(accelerator)로 알려져 있다. 백반은 소석고(calcined gypsum) 및 물의 혼합물 내에서 수화반응이 발생되도록 촉진한다. 그러나, 백반은 탄산칼슘의 존재하에 과도한 거품을 발생시키기 때문에 거의 사용되지 않는다. 탄산칼슘은 다른 원료에서 자연적으로 발생되는 오염물질로서 또는 첨가된 성분으로서 존재할 수 있다. 조인트 컴파운드에서, 이러한 형태의 거품 발생은 강도를 손실시키고, 표면에 분화구(cratering)를 생성한다. 또한, 거품 발생에서 비롯된 급격한 체적 팽창은 조인트 컴파운드 혼합용 들통 위와 밖으로 팽창되게 하며, 벽판 표면에 도포된 후에도 화합물이 계속 팽창되면, 마무리된 이음부가 팽창하여 보기 흉한 볼록형 합작품(크라운형 이음부)이 생성될 수 있다. 종래 기술은 탄산칼슘-함유 치장 회반죽(stucco)에 백반을 사용하지 말 것을 교시하고 있지만, 상기 문제점에 대한 어떠한 해결방안도 제시하지 못하고 있다.
고객에게 레디-믹스 조인트 컴파운드로서 인도될 수 있도록 첨가제로 제형화되며, 경화-억제된, 프리웨팅, 경화형 조인트 컴파운드, 및 별도의 경화 개시제를 포함하는 조인트 컴파운드 시스템을 통해, 상기 장점들 중 하나 이상을 실현한다. 본 발명은 탄산칼슘 없이 제조된 프리웨팅, 경화형 조인트 컴파운드과 강력한 경화 개시제를 함께 사용함으로써, 지나친 거품 발생없이 빠르고 강한 경화작용을 일으킨다.
경화-억제된, 프리웨팅, 경화형 조인트 컴파운드는 레디-믹스, 경화형 조인트 컴파운드 기재 및 경화형 조인트 컴파운드 내 석고 성분의 화학적 수화반응을 지연시키는 무(無)칼슘 인산염 경화방지제를 포함한다. 조인트 컴파운드 기재는 탄산칼슘을 함유하지 않는다. 경화 개시제는 화학적 수화 반응을 재개시키는 백반을 포함한다.
놀랍게도, 경화방지제를 포함한 레디-믹스, 경화형 조인트 컴파운드 기재와 더불어, 백반을 경화 개시제로서, 과도한 거품 발생없이 사용될 수 있다는 것을 발견하였다. 상기 조인트 컴파운드 시스템은, 조인트 컴파운드 기재에, 무칼슘 인산염 경화방지제와, 경화 개시제로서의 백반과, 제한된 양의 칼슘의 배합물을 활용한다. 이러한 배합의 특징은 레디-믹스 기능성을 부여하도록 오래 지속되는 경화 방지성, 백반 경화 개시제의 첨가시 즉각적인 경화 개시, 및 조인트 컴파운드에 과도한 거품 발생없이 매끄럽고 크림 같은 질감을 제공한다는 것이다.
지나친 거품발생 문제에 직면하지 않고 경화 개시제로서 백반을 사용할 수 있다는 것은 몇 가지 장점을 선사한다. 종래 기술의 아연 화합물에 비해서, 백반 경화 개시제를 사용함으로써, 경화 속도가 상당히 빨라지고, 훨씬 강하게 경화된다. 이는 "스냅 셋"을 가능하게 하여, 조인트 컴파운드가 빨리 경화되고, 벽 또는 천장 패널에 도포된 직후에 재코팅 또는 사포작업이 가능하도록 준비시킨다. 이러한 조성은 또한 종래 기술에서는 확보할 수 없었던, 바람직한 스냅-셋 성능을 발생하면서도 실질적으로 거품 발생이 없는 조인트 컴파운드를 제조할 수 있다는 장점을 가진다. 또한, 백반의 경우, 종래 기술의 황산아연을 사용할 때 보다 훨씬 적은 경화 활성화제가 사용되므로, 프리웨팅 경화형 기재에 경화 활성화제를 보다 쉽게 혼입할 수 있게 한다. 이러한 사용량 감소로 임해, 작업장에서는 현저하게 적은 무게 및 체적의 경화 활성화제가 쓰이고, 경화 활성제를 훨씬 적은 부피의 농축된 형태로 시판할 수 있게 된다.
레디-믹스 상태에서의 저장수명이 우수하고, 활성화제가 첨가된 후 경화시간이 빠른 경화형 조인트 컴파운드용 조인트 컴파운드 시스템을 개발하였다. 이러한 시스템은 경화-억제된, 프리웨팅, 경화형 조인트 컴파운드 및 조인트 컴파운드 시스템이 사용되는 시점에 첨가되는 별도 분량의 백반을 포함한다.
경화-억제된, 프리웨팅, 경화형 조인트 컴파운드는 시멘트 경화 반응이 비활성화되거나, 억제되거나, 중단된 레디-믹스, 경화형 조인트 컴파운드 기재이다. 프리웨팅 경화형 조인트 컴파운드 내에서 한 주요 성분은 레디-믹스, 수경성 기재(hydraulic base)를 경화되지 않은 상태로 유지시키는, 장기간 경화방지제이다. 함유된 물은 보통 (지연 첨가제에 의해 조절되는 경화시간으로) 0.1 내지 5 시간 이내에 황산칼슘 반수화물을 수화시킨다. 레디-믹스, 시멘트 조성물에 장기 경화 방지 효과를 제공하는 것으로 밝혀진 첨가제는 무칼슘 인산염이다. 특히, (1) 헥사메타인산 아연 및 (2) 트리폴리인산 칼륨은 장기간 경화 방지 효과를, (3) 피로인산 사나트륨(tetra sodium pyrophosphate)은 최장기간 지속되는 경화 방지 효과를 제공하는 것으로 밝혀졌다. 기타 다른 효과적인 경화방지제로는 (4) 트리폴리인산 나트륨, (5) 인산 모노암모늄 및 (6) 일염기 인산칼륨이 포함된다. 일반적으로, 경화 방지 효과는 물을 제외한 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.1 내지 약 2 중량% 범위의 함량에 해당되는 낮은 수준의 인산염 첨가제에 의해 제공된다. 일부 구현예에서, 인산염 첨가제는 물을 제외한 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.1 내지 약 0.6 % 범위의 함량으로 존재한다. 선택적으로, 인산염 경화방지제는 인산염 중 칼슘염을 포함하지 않는 인산염에서 수용성 염이다. 본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "무칼슘 인산염 경화방지제"는 구체적으로 경화 방지 화합물 중에서 칼슘염을 포함하지 않는다.
인산염 경화방지제는 종래의 경화 지연 첨가제 대신에 또는 경화 지연 첨가제에 추가하여 사용된다. 유용한 경화 지연제의 예로는, 단백질 지연제(예를 들어, SUMA 경화 지연제)가 있다. 조인트 컴파운드의 일부 구현예에서는 건조 성분들의 중량을 기준으로 약 0.02% 내지 1%의 지연제를 활용하는 반면, 일부 구현예에서는 0.02% 내지 0.1%의 지연제를 활용한다. 이들 경화 지연제는 단독으로 또는 임의의 유용한 양으로 서로 다른 지연제와 배합되어 사용된다. 무칼슘 인산염으로 제공되는 종래의 경화 지연제는 첨가되었을 때 장기간 경화 방지에 거의 영향을 미치지 않지만, 일단 경화 개시제가 사용되었다면 레디 믹스 경화형 조인트 컴파운드의 경화시간이 제어된 종래의 경화 지연 보조제는 수화반응을 재개하는데 일조한다.
조인트 컴파운드 기재의 또 다른 주요 성분은 황산칼슘 반수화물 충전재와 같은 석고 성분이다. 무칼슘 인산염을 포함한 미경화 레디-믹스 조성물의 장기 유지보수를 위해 알파 결정형 황산칼슘 반수화물이 바람직하다는 것이 발견되었다. 일반적으로, 건조상태의 조인트 컴파운드 기재의 약 이십 중량 퍼센트(20 중량%) 이상이 황산칼슘 반수화물이며, 이 범위는 최대 약 구십구 중량 퍼센트(99 중량%)일 수 있으며, 보다 바람직하게는 건조 성분의 60% 내지 약 90%이다. 베타 결정형 및/또는 알파형과 베타형의 혼합물을 비롯한, 기타 다른 형태의 황산칼슘 반수화물도 유용하다.
탄산칼슘은 갓 채굴한 황산칼슘원인 분말석고에 존재하는 것으로 알려져 있다. 탄산칼슘은 종종 황산칼슘 반수화물에 오염물질로서 존재한다. 많은 용도에서 탄산칼슘은 비활성 충전재로 사용되며 어떠한 문제점도 제기하지 않는다. 그러나, 탄산칼슘과 물이 백반과 배합되면, 과도한 거품 발생을 비롯한 부작용이 관찰되었다. 백반 활성화제와 함께 사용되는 조인트 컴파운드 기재에서 사용될 경우, 황산칼슘 반수화물이 탄산칼슘을 실질적으로 함유하지 않도록 하는 것이 중요하다. 탄산칼슘을 "실질적으로 함유하지 않은" 황산칼슘 반수화물이란, 반수화물이 탄산칼슘을 2 중량% 미만으로 함유한다는 것을 의미한다. 황산칼슘 반수화물의 일부 구현예들은 탄산칼슘을 1% 미만 또는 심지어 0.5% 미만으로 포함한다. 적어도 한 구현예에서, 황산칼슘 반수화물은 탄산칼슘을 함유하지 않는다.
조인트 컴파운드 기재에 탄산칼슘이 함유되어 있지 않는 경우, 일부 구현예에서는 비활성 충전재를 선택적으로 증량제(bulking agent)로 사용한다. 바람직한 비활성 충전재는 탈크이다. 탈크는 탄산칼슘과 거의 같은 밀도를 가지기 때문에, 탄산칼슘은 동일한 양의 탈크로 대체될 수 있으며, 그 결과 조인트 컴파운드 기재의 밀도에는 매우 미미한 변화만 있게 된다. 다른 충전재들 또한 사용가능하지만; 원하는 조인트 컴파운드 밀도를 유지하기 위해서는 조인트 컴파운드 기재에서 다른 성분들의 상대적 함량을 또한 조정할 필요가 생길 것이다.
조인트 컴파운드 기재를 제조하는 데 있어서, 기타 다른 종래의 조인트 컴파운드 성분들을 상기 조성물에 혼입하여도 된다. 라텍스 에멀젼 결합제는 조인트 컴파운드 기술에서 당업자에게 잘 알려진 중요한 성분이다. 종래의 어떠한 라텍스 결합제든 사용가능하되, 폴리비닐 아세테이트 및 에틸렌 비닐 아세테이트 에멀젼이 바람직하다. 라텍스 결합제가 존재한다면, 물이 추가되기 전의 조성물의 중량을 기준으로 라텍스 결합제는 약 0.5 중량% 내지 약 15 중량%의 범위로 사용되며, 일부 구현예에서는 1% 내지 8%로 사용된다. 분무 건조된(spray-dried) 결합제를 사용하는 것도 고려된다.
조인트 컴파운드 기재가 1종 이상의 증점제를 포함하는 것이 일반적으로 바람직하다. 종래의 셀룰로오스 증점제, 예를 들면 에틸하이드록시 에틸셀룰로오스, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스, 메틸하이드록시프로필 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스 및 이들의 혼합물을 본 발명의 조인트 컴파운드에 사용할 수 있다. 셀룰로오스가 존재한다면, 그 함량은, 물이 첨가되지 않은 전체 조성물 성분들의 약 0.1 중량% 내지 약 3 중량%, 바람직하게는 0.3 내지 1 중량%의 범위일 수 있다. 다른 증점제를 셀룰로오스 증점제 대신에 또는 셀룰로오스 증점제에 추가하여 사용하는 것도 고려된다.
본 발명의 조인트 컴파운드 기재는 아타풀구스(attapulgus) 점토와 같은 비균전제(non-leveling agent)를 함유할 수도 있다. 이 성분은 비균전, 슬립(slip) 및 보수성을 제공한다. 미국특허 제3,297,601호에 따르면 아타풀구스 점토는 작업성이 양호한 조인트 컴파운드를 제공하고, 아타풀구스 점토를 사용하게 되면 레디-믹스 경화 조인트 컴파운드의 장기간 현탁 및 안정성에 도움이 된다는 것이 밝혀졌다. 일반적으로, 존재한다면, 비균전제의 함량은 물을 추가하기 전 기재 조성물의 약 1 중량% 내지 약 10 중량%, 바람직하게는 2 중량% 내지 7 중량%의 범위이다. 상기 점토에 추가하여 또는 상기 점토 대신에, 세피오라이트, 벤토나이트 및 몬모릴로나이트와 같은 다른 점토를 조인트 컴파운드 기재에 사용할 수도 있다.
종래의 레디-믹스 조인트 컴파운드는 종종 충전재(예를 들어, 규조토, 운모, 탈크, 또는 견운모)를 함유하여 건조시 내균열성을 제공한다. 이러한 성분들은, 운모 또는 탈크를 사용하지 않고도 내균열성이 우수한 본 발명의 조인트 컴파운드 기재에서 생략될 수 있지만, 제제에 소량의 운모 또는 탈크를 포함시킴으로써 슬립 및 작업성 향상 효과를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 운모 또는 탈크를 본 발명의 조인트 컴파운드 기재에 사용하는 경우, 그 함량은 물이 첨가되기 전 조성물의 약 2 중량% 내지 약 15 중량% 일 수 있다.
본 발명의 조인트 컴파운드의 pH는 7 내지 8의 범위인 것이 바람직하다. 일부 경우, 시트르산과 같은 첨가제를 사용하여 pH를 낮출 필요가 있을 수 있다. 일반적으로, pH 제어 첨가제는 조인트 컴파운드 조성물의 0.1 내지 1 중량% 범위의 함량으로 존재할 수 있다.
조인트 컴파운드에 종종 사용되는 추가 성분들을 본 발명의 조인트 컴파운드 시스템에 사용하도록 고려해 봄직하다. 이러한 성분들fh는 선택적으로 보습제(humectant), 충전재, 습윤제, 고령토, 소포제가 포함되나 이에 제한되지 않으며, 가소제 또한 순간(instant) 조인트 컴파운드 기재에 유용하다.
경량의 레디-믹스 조인트 컴파운드가 요구된다면, 미국특허 제4,454,267호에 개시된 바에 따라 팽창 펄라이트를 조인트 컴파운드 기재에 혼입시켜 경량 특성을 제공할 수 있다. 팽창 펄라이트를 조인트 컴파운드 기재에 혼입시키고자 한다면, 팽창 펄라이트는 100 메쉬 스크린을 통과하는 입도를 가져야 바람직하다는 것은 당해분야에 잘 알려져 있다. 레디-믹스 조인트 컴파운드에서, 팽창 펄라이트를 선택적으로 처리하여 물에 민감하지 않게 하거나, 비피복 상태로 남도록 한다. 팽창 펄라이트를 처리하는 것이 유리한 경우, 팽창 펄라이트를 물에 민감하지 않게 만드는 여러 가지 방법이 있는데, 그 중 하나가 미국특허 제4,525,388호에 개시되어 있다. 또 다른 방법은 팽창 펄라이트를 실리콘 또는 실록산 화합물로 처리하는 것이 있지만, 다른 물질을 사용하여 물에 민감하지 않게(즉, 방수) 만들 수 있다. 특수 처리된 팽창 펄라이트는 주식회사 실브리코(Silbrico)와 같은 공급업체가 시판 중이다.
원하는 경량 특성을 얻기 위해서, 팽창 펄라이트는 레디-믹스 시멘트 화합물 내에서 물을 제외한 모든 성분을 기준으로 약 3 중량% 이상의 함량으로 존재해야 한다. 팽창 펄라이트가 조인트 컴파운드 내에서 물을 제외한 모든 성분을 기준으로 약 5 중량% 내지 약 10 중량%의 함량으로 존재하는 것이 특히 바람직하다.
원하는 점도의 조인트 컴파운드를 생성하기 위해 선택된 양의 물을 첨가한다. 본 발명의 일부 구현예가 목표로 하는 브라벤더(Brabender) 점도는 200 내지 400 브라벤더 유닛이다. 이들 측정치는 A형 프로브 및 250cmg 토크 헤드 사용에 근거를 둔다.
레디-믹스 조인트 컴파운드를 제조할 때, 저장시 습한 배지(medium)에서의 세균 성장에 대비할 필요가 있다. 미생물을 줄이는 한가지 방법은 접촉하면 바로 죽는 살균제를 도입하여 조인트 컴파운드 기재를 살균(shock)하는 것이다. 접촉 살균(contact-kill)제의 예로는 가정용 표백제(6% 수성 차아염소산 나트륨) 또는 수영장의 살균처리(shock treatment)용 화학물질(예컨대, 차아염소산 리튬 또는 차아염소산 칼슘)이 있다. 이들 첨가제는 제조 시점에서 조인트 컴파운드 기재 내에 존재하는 모든 세균을 근본적으로 죽이지만, 앞으로 생길 세균 성장을 막지는 못한다.
MERGAL 174 및/또는 FUNGITROL 158과 같은 종래의 캔내부(in-can) 방부제는 세균의 성장을 지속적으로 억제하기 위해 사용된다. 이들은 접촉 살균 처리제와 배합되어 사용되거나, 접촉 살균 처리제 대신에 사용될 수 있다. 여러 방부제를 배합하는 것도 고려된다.
조인트 컴파운드 시스템의 제2 성분은 백반이다. 백반은 프리웨팅 경화형 조인트 컴파운드를 활성화시키는 역할을 하여, 조인트 컴파운드를 화학적으로 경화시키는 황산칼슘 반수화물/물의 수화 반응을 재개한다. "백반"은 알루미늄 디설페이트, 칼륨과 알루미늄의 복황산염(double sulfate) 및 알루미늄과 암모니아의 복황산염을 비롯한, 모든 황산 알루미늄을 의미한다. 수화된 형태의 백반 역시 고려된다. 백반을 사용하면, 활성화제의 사용량을 줄일 수 있다. 백반은 레디-믹스 조인트 컴파운드 100 그램을 기준으로 약 0.5 그램 내지 약 2 그램의 양으로 사용된다.
본 발명의 레디-믹스 시멘트 조성물은, 사용시 경화 작용을 개시하도록 경화 활성화제가 첨가될 때, 경화형 조인트 컴파운드로서 기능할 수 있다. 인산염 경화방지제의 영향을 극복하여, 가속제는 황산칼슘 반수화물이 수화되고 화학적으로 경화 및 굳어질 수 있게 한다. 습윤 혼합 조인트 컴파운드에 경화 활성화제가 첨가되면, 수화 반응(황산칼슘 반수화물이 황산칼슘 이수화물로 됨)이 일어나서, 몇 분 또는 몇 시간만에 딱딱한 경화 물품이 생성된다.
실시예 1
표 1의 성분들을 사용하여 프리웨팅 경화-억제된, 경화형, 레디-믹스 조인트 컴파운드를 제조하였다. #1 쇼크(Shock)는 수영장에서 흔히 사용되는 건조상태의 차아염소산 칼슘 살균제(shocking agent)를 의미한다. 표백제는 약 6%의 차아염소산 나트륨 수용액인 가정용 표백제를 의미한다. 표백제 및 수영장 쇼크 둘 다 접촉 살균제로서 사용된다.
경화형, 레디-믹스 조인트 컴파운드의 조성
■성분 대조군 조인트 컴파운드, 건조 성분을 기준으로 한 중량% 본 발명의 조인트 컴파운드, 건조 성분을 기준으로 한 중량%
α-황산칼슘 반수화물 66.758 66.520
Hubercarb Q200 탄산칼슘 16.820 0
Talcron MP 45-26 탈크 0 16.820
Silbrico 35-23 팽창 펄라이트 6.970 6.970
겔 B 아타풀자이트 점토 4.9980 4.980
Methocel J12MS 셀룰로오스 증점제 0.500 0.500
Suma 단백질 경화 지연제 0.050 0.050
피로인산 사나트륨 경화 억제제 0.200 0.200
시트르산 0.100 0.100
Celvol 205-S 폴리비닐 알코올 0.200 0.200
#1 쇼크 (68%) 0.260 0
표백제 (6.15%) 0 0.260
Halltech 41-830 폴리비닐 아세테이트 에멀젼 3.000 3.000
Mergal 174 살균제 0.200 0.200
Fungitrol 158 살균제 0.200 0.200
건조 성분 총 중량 1497.75 1497.75
물 925 965
상기 두 조성물에 대해, 건조 성분들의 무게를 재고 이들을 용기에서 배함하여 조인트 컴파운드 기재를 만들었다. 건조 성분들은 황산칼슘 반수화물, 탄산칼슘 또는 탈크, 펄라이트, 증점제 또는 지연제를 포함하였다.
물의 무게를 재어 제2 용기에 넣었다. 본 발명의 실시예들의 경우, 목표 브라벤더 점도는 250 이었다. 라텍스 에멀젼 및 방부제를 포함하는 나머지 습윤 성분들의 무게도 재어 상기 물에 첨가하였다.
이어서, 습윤 성분들 및 건조 성분들을 배합하여 레디-믹스 조인트 컴파운드를 형성하였다. 표 1에 기재된 양으로 백반이 첨가되는 나중의 시점까지 조인트 컴파운드의 경화를 억제시켰다.
조인트 컴파운드의 경화시간을 시험한 후, 그 자료를 표 2에 제공하였다. Vicat 경화시간에 대한 언급은 본원에 참고로써 통합된 ASTM C-472를 참조한다. Vicat 경화시간은 백반이 레디-믹스 조인트 컴파운드에 첨가되는 시점부터 시작된다. 레디-믹스 조인트 컴파운드의 시료 100 그램을 명시된 양의 백반과 함께 혼합하였다. 시료를 아크릴 시트상에 부어 패티(patty)를 형성하였다. 300 그램 Vicat 니들을 패티 표면에 수직으로, 패티의 중심과 외부 가장자리 사이의 중간에 꽂았다. 니들을 패티 표면에 꽂되, 자중으로 자유롭게 떨어지도록 하였다. 니들이 패티의 바닥까지 관통하지 못하게 되는 시점을 경화시간으로 결정하였다.
재코팅 경화시간은, 상기 조인트 컴파운드가 재코팅 도중의 변형에 맞서 충분히 딱딱해질 때까지의 시간이다. 경화형 조인트 컴파운드가 수화됨에 따라, 반응이 진행되면서 온도가 상승한다. 온도가 더 높다는 것은, 경화시간이 더 빠르다는 것을 나타낸다.
성능 데이터
백반 / 조인트 컴파운드 비율 특성 대조군 조인트 컴파운드 본 발명의 조인트 컴파운드
1.75g 백반/100g 조인트 컴파운드 재코팅 경화시간, 분 20 18
Vicat 경화시간, 분. 23 20
Vicat 온도, ℉ 98 93
혼합시 평 거품이 낌 / 팽창함 매끄러움/ 크림같음
0.80g 백반/100g 조인트 컴파운드 재코팅 경화시간, 분 55 48
Vicat 경화시간, 분. 60 53
Vicat 온도, ℉ 94 96
혼합시 평 거품이 낌 / 팽창함 매끄러움/ 크림같음
0.60g 백반/100g 조인트 컴파운드 재코팅 경화시간, 분 88 91
Vicat 경화시간, 분. 95 95
Vicat 온도, ℉ 87 87
혼합시 평 거품이 낌 / 팽창함 매끄러움/ 크림같음
종래의 조인트 컴파운드를 본 발명의 조인트 컴파운드과 비교한 결과, 동일한 경화 개시 화합물(즉 백반)이 사용될 때 조차도, 본 발명의 조인트 컴파운드를 사용하면 경화시간이 더 빨라지는 것으로 나타났다. 이는 재코팅 경화시간, Vicat 경화시간 및 Vicat 온도를 통해 확인되었다.
또한, 혼합 도중에, 매끄럽고 크림 같은 상태의 개선된 제품이 얻어졌다. 혼합 도중에 거품이 형성되지 않았으며, 제품이 팽창되지 않았다.
레디-믹스 조인트 컴파운드의 특정 구현예를 예시하여 설명하였지만, 당업자라면 보다 넓은 측면에서 본 발명을 벗어나지 않고 본 발명에 변경 및 수정을 가할
수 있다는 것을 이해할 것이다.

Claims (10)

  1. 백반;
    무(無)칼슘 인산염 경화-방지제;
    물; 및
    황산칼슘 반수화물을 포함하는 경화형 조인트 컴파운드 기재를 포함하는 조인트 컴파운드 시스템이며, 상기 조인트 컴파운드 기재에는 탄산칼슘이 전혀 첨가되지 않고, 상기 황산칼슘 반수화물에는 약 2 중량% 미만의 탄산칼슘이 포함되는 것인 조인트 컴파운드 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 황산칼슘 반수화물은 황산칼슘 반수화물의 중량을 기준으로 0.5 중량% 미만의 탄산칼슘을 포함하는 것인 조인트 컴파운드 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 황산칼슘 반수화물은 실질적으로 탄산칼슘을 포함하지 않는 것인 조인트 컴파운드 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기재는 물이 첨가되기 전의 기재 조성물의 중량을 기준으로 약 1 중량% 내지 약 15 중량% 범위의 함량으로 존재하는 라텍스 에멀젼 결합제를 더 포함하는 것인 조인트 컴파운드 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 라텍스 에멀젼 결합제는 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 알코올, 에틸렌 비닐 아세테이트, 스티렌 아크릴, 스티렌 부타디엔, 및 이들의 혼합물로 구성되는 에멀젼 또는 분사 건조된 분말의 군에서 선택된 화합물 중 하나를 포함하는 것인 조인트 컴파운드 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 기재는 물이 첨가되기 전의 기재 조성물의 중량을 기준으로 약 1 중량% 내지 약 10 중량% 범위로 존재하는 비균전제를 더 포함하는 것인 조인트 컴파운드 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 비균전제는 세피오라이트, 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 아타풀구스 점토 및 이들의 혼합물로 구성되는 군에서 선택되는 것인 조인트 컴파운드 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 무칼슘 인산염 경화방지제, 상기 물 및 상기 경화형 조인트 컴파운드 기재를 예비혼합시켜 경화-억제된, 프리웨팅, 경화형 조인트 컴파운드를 형성하는 것인 조인트 컴파운드 시스템.
  9. 백반, 무칼슘 인산염 경화방지제, 황산칼슘 반수화물 및 물을 포함하는 경화형 조인트 컴파운드 기재를 포함하는 조인트 컴파운드이며, 상기 조인트 컴파운드에는 탄산칼슘이 전혀 첨가되지 않고, 상기 황산칼슘 반수화물에는 약 2 중량% 미만의 탄산칼슘이 포함되는 것인 조인트 컴파운드.
  10. 황산칼슘 반수화물, 물 및 무칼슘 인산염 경화방지제를 포함하는 경화-억제된, 프리웨팅, 경화형 조인트 컴파운드 기재를 얻는 단계;
    상기 경화-억제된, 프리웨팅, 경화형 조인트 컴파운드 기재를 별도 분량의 백반과 함께 포장하는 단계; 및
    상기 경화-억제된, 프리웨팅, 경화형 조인트 컴파운드 기재와 상기 백반을 블렌딩하는 단계를 포함하는 조인트 컴파운드 제조 방법이며, 상기 조인트 컴파운드 기재에는 탄산칼슘이 전혀 첨가되지 않고, 상기 황산칼슘 반수화물에는 2 중량% 미만의 탄산칼슘이 포함되는 것인, 조인트 컴파운드 제조 방법.
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