KR20150116931A - 단백질 하이드롤리제이트 염류의 분말 및 이수석고를 함유하는 석고보드용 분말 경화촉진제, 및 이를 포함하는 석고보드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단백질 하이드롤리제이트 염류의 분말 및 이수석고를 함유하는 석고보드용 분말 경화촉진제(Ball Milled Accelerator, BMA), 및 이를 포함하는 석고보드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 단백질 하이드롤리제이트 염류의 분말 및 이수석고의 혼합물의 분쇄 결과물을 함유하며, 석고 슬러리의 초기 유동성을 향상시켜 결과적으로 혼수량을 감소시킬 수 있고 수분 건조에 사용되는 연료비를 줄일 수 있으며, 경화제, 감수제, 지연제 등의 사용량을 감소시킴으로써 석고보드의 원료 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 석고보드용 분말 경화촉진제, 및 이를 포함하는 석고보드에 관한 것이다.

Description

단백질 하이드롤리제이트 염류의 분말 및 이수석고를 함유하는 석고보드용 분말 경화촉진제, 및 이를 포함하는 석고보드{Ball Milled Accelerator for gypsum board containing powder of protein hydrolyzate salt and gypsum dehydrate, and gypsum board comprising the same}

본 발명은 단백질 하이드롤리제이트 염류의 분말 및 이수석고를 함유하는 석고보드용 분말 경화촉진제(Ball Milled Accelerator, BMA), 및 이를 포함하는 석고보드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 단백질 하이드롤리제이트 염류의 분말 및 이수석고의 혼합물의 분쇄 결과물을 함유하며, 석고 슬러리의 초기 유동성을 향상시켜 결과적으로 혼수량을 감소시킬 수 있고 수분 건조에 사용되는 연료비를 줄일 수 있으며, 경화제, 감수제, 지연제 등의 사용량을 감소시킴으로써 석고보드의 원료 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 석고보드용 분말 경화촉진제, 및 이를 포함하는 석고보드에 관한 것이다.

석고의 경화를 촉진시키기 위하여 다양한 방법들이 사용되어 왔다. 예컨대, 한국 공개특허 제1991-0011640호에는 미립 이수석고를 이용한 소석고의 경화 촉진법이 개시되어 있다. 또한, 한국 공고특허 제1997-0001042호에는 황산마그네슘에 폴리아크릴아미드, 황산알루미늄 및 붕산을 가하여 조성한 석고보드 경화제를 개시하고 있다.

그러나, 이러한 기존의 방법들을 사용하면 석고의 초기 경화시간을 급격히 단축시키기 때문에, 실제 생산 공정에 적용시 믹서 내부에서 경화된 석고의 토출에 의한 공정 정지를 야기할 수 있다. 또한, 입자간 분산성 저하로 인하여 본래의 경화 성능이 극대화되지 못하여 기타 경화제의 사용량이 증가되는 단점을 가지고 있다.

따라서, 초기에는 경화를 지연시킴으로써 초기 유동성을 향상시켜 혼수량을 감소시킬 수 있으면서, 결과적으로는 석고의 경화를 촉진시켜 기타 경화제의 사용량을 감소시킬 수 있는 기술의 개발이 요청되고 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 석고 슬러리에 적용 시 초기에는 경화를 지연시킴으로써 초기 유동성을 향상시켜 혼수량을 감소시킬 수 있으면서, 최종적으로는 석고의 경화를 촉진시켜 기타 경화제의 사용량을 감소시킬 수 있는 석고보드용 분말 경화촉진제, 및 이를 포함하는 석고보드를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기한 기술적 과제를 달성하고자 본 발명은, 단백질 하이드롤리제이트(protein hydrolyzate) 염류의 분말 및 이수석고의 혼합물의 분쇄 결과물을 함유하는 석고보드용 분말 경화촉진제를 제공한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 소석고 및 본 발명의 석고보드용 분말 경화촉진제를 포함하는 석고보드가 제공된다.

본 발명에 따른 석고보드용 분말 경화촉진제를 석고 슬러리에 적용하면, 초기 경화를 지연시킴으로써 초기 유동성을 향상시켜 혼수량을 감소시킬 수 있어 결국 수분 건조에 사용되는 연료비를 줄일 수 있고, 슬러리 혼합시 향상된 유동성으로 인해 믹서 내부에 석고가 고착되는 것을 방지할 수 있어 설비 효율을 증가시킬 수 있으며, 최종적으로는 향상된 경화 성능을 나타낼 수 있고, 또한 경화제(예: 황산칼륨), 감수제, 지연제 등의 사용량을 감소시키거나 그 사용을 배제할 수 있어 석고보드의 원료 비용을 획기적으로 줄일 수 있고, 원부재료 개수를 감소시킴으로써 공정이 단순화되며, 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.

이하에서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명의 석고보드용 분말 경화촉진제에 포함되는 단백질 하이드롤리제이트(protein hydrolyzate) 염류의 분말로는, 예컨대 대두 단백질과 같은 단백질의 가수분해물의 염류의 분말을 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서 단백질 하이드롤리제이트 염류의 분말은 단백질 하이드롤리제이트의 칼슘염 또는 소듐염의 분말인 것이 바람직하며, 칼슘염의 분말인 것이 더욱 바람직하다. 상기 단백질 하이드롤리제이트 염류의 분말은 분말 경화촉진제 총중량을 기준으로, 바람직하게는 1~10중량%, 보다 바람직하게는 1.5~7중량%, 보다 더 바람직하게는 2~5중량%의 양으로 사용될 수 있다. 분말 경화촉진제 총중량을 기준으로 단백질 하이드롤리제이트 염류의 분말의 사용량이 1중량% 미만이면 슬러리 초기 경화 지연효과가 적어지는 문제가 있을 수 있고, 10중량%를 초과하면 경화 성능이 저하되는 문제가 있을 수 있다.

본 발명의 석고보드용 분말 경화촉진제에 포함되는 이수석고는 황산칼슘 이수화물(CaSO₄·2H₂O)로서, 그 입자크기는 10~50μm인 미립 이수석고인 것이 바람직하다. 이수석고의 입자 크기가 이 범위보다 지나치게 작으면 믹서 내부에 석고가 고착되는 문제가 있을 수 있고, 이보다 지나치게 크면 경화 성능이 저하되는 문제가 있을 수 있다.

상기 이수석고는 분말 경화촉진제 총중량을 기준으로, 바람직하게는 90~99중량%, 보다 바람직하게는 93~98.5중량%, 보다 더 바람직하게는 95~98중량%의 양으로 사용될 수 있다. 분말 경화촉진제 총중량을 기준으로 이수석고의 사용량이 90중량% 미만이면 경화성능이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 99중량%를 초과하면 초기 경화 지연효과가 적어지는 문제가 있을 수 있다.

본 발명의 석고보드용 분말 경화촉진제는 상기한 바와 같은 단백질 하이드롤리제이트 염류의 분말 및 이수석고의 혼합물의 분쇄 결과물을 함유한다. 단백질 하이드롤리제이트 염류의 분말 및 이수석고의 혼합물은 밀링 방식, 예컨대, 볼 밀(Ball Mill), 로드 밀(Rod Mill)또는 이들의 조합을 사용하여 분쇄할 수 있으며, 분쇄 결과물의 입자 크기는 1~40μm일 수 있고, 보다 바람직하게는 5~30μm일 수 있으며, 보다 더 바람직하게는 10~30μm일 수 있다.

본 명세서에 있어서, 본 발명의 석고보드용 분말 경화촉진제는 BMA(Ball Milled Accelerator)로 약칭될 수 있으나, 이것이 상기한 분쇄 수단을 볼 밀(Ball Mill)로 제한하는 것은 아니며, 로드 밀을 비롯한 임의의 공지의 분쇄수단이 사용될 수 있다.

이에 반드시 한정되는 것은 아니나, 본 발명의 일 구체 예에 따른 석고보드용 분말 경화촉진제는, 상기 설명된 단백질 하이드롤리제이트 염류의 분말 및 미립 이수석고를 각각 상기한 사용량으로 믹서에 투입하고 예컨대 2~60분간 고르게 혼합한 후, 결과 혼합물을 분쇄 설비에 투입하고 분쇄함으로써 제조할 수 있다. 이 때, 믹서로는 무중력 믹서 시스템을 사용하는 것이 고른 혼합을 위하여 바람직하다. 또한, 제습 설비를 설치하여 흡습으로 인한 변화를 방지하는 것이 바람직하다. 이어서, 제조된 혼합물을 예컨대, 볼 밀 또는 로드 밀과 같은 분쇄 설비에 투입하고 분쇄한다. 분쇄 시 혼합물 투입량(속도)은 설비 등에 따라 달라질 수 있으며, 예컨대 약 100 kg/hr 수준으로 할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 석고보드용 분말 경화촉진제에서는, 물과 소석고 사이에서 결정 성장의 역할을 하는 이수석고를 분쇄하여 비표면적을 증가시키고, 단백질 하이드롤리제이트 염류의 분말의 코팅을 통하여 이수석고의 분산성을 개선시킬 수 있기 때문에, 석고 경화시간을 효율적으로 단축시킬 수 있다.

따라서 본 발명의 다른 측면에 따르면, 소석고 및 상기한 본 발명의 석고보드용 분말 경화촉진제를 포함하는 석고보드가 제공된다.

본 발명의 석고보드에 포함되는 소석고는 황산칼슘 반수화물(CaSO₄·1/2H₂O)로서,구운 석고, 반수 석고 또는 하소 석고라고도 하며, 석고보드를 구성하는 주성분이다.

또한, 본 발명의 석고보드에는 상기한 본 발명의 석고보드용 분말 경화촉진제가, 상기 소석고 100중량부를 기준으로, 바람직하게는 0.05~3중량부, 보다 바람직하게는 0.1~1중량부, 보다 더 바람직하게는 0.1~0.5중량부의 양으로 포함될 수 있다. 소석고 100중량부를 기준으로 한 분말 경화촉진제의 함량이 0.05중량부 미만이면 경화 성능이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 3중량부를 초과하면 경화성능이 지나치게 상승하는 문제가 있을 수 있다.

본 발명의 석고보드용 분말 경화촉진제를 사용하면, 경화제(예: 황산칼륨, 황산나트륨 등), 감수제, 액상지연제 등 임의 성분의 사용량을 감소시키거나 그 사용을 배제할 수 있다. 즉, 본 발명의 석고보드는 소석고 100중량부를 기준으로, 예컨대, 황산칼륨, 황산나트륨 등의 경화제 0 내지 0.4중량부, 감수제 0 내지 1중량부, 및 액상지연제 0 내지 0.1중량부를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이에 반드시 한정되는 것은 아니나, 본 발명의 일 구체예에 따른 석고보드는, 소석고와 본 발명의 석고보드용 분말 경화촉진제 및 필요시 임의의 기타 성분들을 물과 함께 혼합하여 슬러리 형태로 만든 뒤, 제조된 슬러리를 표면지 위에 토출시키고 이면지로 덮어 벨트 위에 이송하며 경화시킴으로써 제조할 수 있다. 이후, 경화된 중간 제품을 조절단하고 이면 부위가 아래로 향하도록 뒤집어 건조기에 투입, 건조시킨 후 주문 규격대로 절단하여 포장할 수 있다.

본 발명의 석고보드용 분말 경화촉진제를 사용하여 석고보드를 제조하면, 기존의 주경화제인 황산칼륨 사용량을 약 50~100% 감소 또는 배제할 수 있고, 슬러리 혼합 초기 경화시간을 지연시키는 특성을 가지고 있어 별도의 지연제 투입이 불필요하며, 슬러리 유동성이 향상되어 감수제 사용량을 약 30% 절감할 수 있고, 1~5%의 혼수량을 절감할 수 있으며, 슬러리 혼합시 유동성이 증가되어 믹서 내부에 석고가 고착되는 것을 방지할 수 있어 설비 효율을 증가시킬 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.

[ 실시예 ]

실시예

미립 이수석고와 단백질 하이드롤리제이트 칼슘염 분말을 30:1의 중량비로 믹서에 투입하고 약 10분간 고르게 섞어준 뒤, 결과 혼합물을 로드 밀 설비에 100 kg/hr의 투입량으로 투입한 뒤, 분쇄하여 분말 경화촉진제(BMA)를 제조하였다. 제조된 분말 경화촉진제의 입도는 10~30μm이었다.

상기 제조된 분말 경화촉진제를 사용하여, 하기 표 1에 나타낸 조성으로 석고 슬러리를 제조하고, 이를 경화 및 건조시켜 석고보드를 제조하였다. 제조된 슬러리에 대하여, 아래와 같은 물성을 측정하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

비교예

실시예에서 제조된 분말 경화촉진제를 사용하지 않고, 하기 표 1에 나타낸 각 성분들을 석고 슬러리 제조시 바로 투입하여 비교예 슬러리를 제조하였으며, 제조된 슬러리에 대하여 물성을 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

슬러리 물성 측정 방법

- 초결: 석고 슬러리를 W50*H50*L50mm의 고무 몰드에 붓고, 중량 300±1 g의 비카트 침으로 석고 슬러리를 눌러 침이 몰드 바닥에 닿지 않기 시작할 때의 시간

- 겉종(겉보기 종결): 초결 시간이 지난 후 계속해서 비카트 침으로 석고 슬러리를 누를 때 석고 경화체의 표면에 눌린 자국이 약 0.1mm의 깊이에 머물게 될 때까지의 시간

- 유동성: 석고 슬러리를 지름 70 mm, 높이 40 mm의 원형 몰드에 주입한 뒤 5초 후 탈형했을 때 퍼지는 지름. 원형의 퍼진 슬러리를 60 도 간격으로 3 Point 측정하며, 측정데이터는 최대값과 최소값을 더한 후 2로 나누어 구한다.

상기 표 1에 나타낸 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예에서는 비교예 대비 주경화제인 황산칼륨 및 감수제의 사용량이 감소되었고, 역시 주경화제인 황산나트륨 및 액상지연제가 사용되지 않았음에도 불구하고 경화 성능 및 유동성에서 비교예 대비 동등 내지 우수한 물성을 나타내었으며, 혼수율도 낮출 수 있었다. 즉, 본 발명에 따르면 기존 대비 경화제 및 감수제 등의 사용량을 감소시키면서도 동등한 슬러리 물성을 유지하는 우수한 효과를 얻을 수 있으며, 나아가 기존 대비 동일한 배합비를 유지한다면 경화시간은 더욱 단축되고, 유동성은 더욱 증가하는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 이수석고와 단백질 하이드롤리제이트 칼슘염 분말을 혼합한 뒤, 분쇄를 거치지 않고, 바로 석고 슬러리에 투입한 경우, 초기의 경화 지연효과만 발생하고 경화 성능은 거의 발휘하지 못하였다.

Claims (8)

1. 단백질 하이드롤리제이트 염류의 분말 및 이수석고의 혼합물의 분쇄 결과물을 함유하는 석고보드용 분말 경화촉진제.
2. 제1항에 있어서, 단백질 하이드롤리제이트 염류의 분말이 단백질 하이드롤리제이트의 칼슘염 또는 소듐염의 분말인 것을 특징으로 하는 석고보드용 분말 경화촉진제.
3. 제1항에 있어서, 단백질 하이드롤리제이트 염류의 분말의 함량이, 분말 경화촉진제 총중량을 기준으로 1~10중량%인 것을 특징으로 하는 석고보드용 분말 경화촉진제.
4. 제1항에 있어서, 이수석고가 입자크기 10~50μm의 미립 이수석고인 것을 특징으로 하는 석고보드용 분말 경화촉진제.
5. 제1항에 있어서, 단백질 하이드롤리제이트 염류의 분말 및 이수석고의 혼합물이 볼 밀, 로드 밀 또는 이들의 조합을 사용하여 분쇄되는 것을 특징으로 하는 석고보드용 분말 경화촉진제.
6. 제5항에 있어서, 분쇄 결과물의 입자 크기가 1~40μm인 것을 특징으로 하는 석고보드용 분말 경화촉진제.
7. 소석고; 및 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 석고보드용 분말 경화촉진제;를 포함하는 석고보드.
8. 제7항에 있어서, 분말 경화촉진제가, 소석고 100중량부를 기준으로 0.05~3중량부 포함되는 것을 특징으로 하는 석고보드.