KR20160091327A - 석고 슬러리, 석고 경화체, 석고계 건축재료, 석고 보드, 석고 슬러리의 제조방법, 석고 경화체의 제조방법, 석고계 건축재료의 제조방법, 석고 보드의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소석고와 요소인산에스테르화 전분과 오르가노폴리실록산과 물을 혼합한 석고 슬러리를 제공한다.

Description

석고 슬러리, 석고 경화체, 석고계 건축재료, 석고 보드, 석고 슬러리의 제조방법, 석고 경화체의 제조방법, 석고계 건축재료의 제조방법, 석고 보드의 제조방법{GYPSUM SLURRY, HARDENED GYPSUM BODY, GYPSUM-BASED BUILDING MATERIAL, GYPSUM BOARD, PROCESS FOR MANUFACTURING GYPSUM SLURRY, PROCESS FOR MANUFACTURING HARDENED GYPSUM BODY, PROCESS FOR MANUFACTURING GYPSUM-BASED BUILDING MATERIAL, AND PROCESS FOR MANUFACTURING GYPSUM BOARD}

본 발명은 석고 슬러리, 석고 경화체, 석고계 건축재료, 석고 보드, 석고 슬러리의 제조방법, 석고 경화체의 제조방법, 석고계 건축재료의 제조방법, 석고 보드의 제조방법에 관한 것이다.

석고 제품은 통상적으로 내수성(耐水性)이 충분하지 않아 물과 접할 가능성이 있는 곳에서는 사용할 수 없다는 문제점이 있었다.

그러나, 물과 접할 가능성이 있는 곳에서도 석고 제품을 사용하는 수요가 있으므로, 물과 접할 가능성이 있는 곳에서도 사용할 수 있도록 석고 제품에 발수성(撥水性)을 부여하는 방법이 종래부터 검토되어 왔다. 발수성을 부여하는 방법으로서, 실리콘 오일, 왁스 등의 발수제, 발수제의 성능을 보다 효율적으로 끌어내는 발수 보조제 등을 석고 슬러리에 배합하는 방법이 종래부터 제안되고 있다.

예를 들어, 특허문헌 1에는, 폴리실록산을 포함하는 적어도 1종류의 화합물과 미리 겔화되어 있는 전분(α화 전분)을 포함하는 적어도 1종류의 화합물을 플라스터(plaster)계 조성물에 첨가하는 석고계 제품의 방수 가공방법이 개시되어 있다.

일본국 공표특허공보 특표2009-528246호

그러나, 통상적으로 석고 제품을 제조할 때에는 석고와 물, 각종 첨가물을 혼합한 석고 슬러리를 임의의 형상으로 성형, 고화(固化)하나, 미리 겔화된 전분은 석고 슬러리의 점성을 높이는 작용이 있으므로, 석고 슬러리의 유동성이 저하된다. 이 때문에, 석고 슬러리를 성형할 때 석고 슬러리의 취급성이 크게 저하되어, 경우에 따라서는 원하는 형상으로 성형할 수 없는 경우도 있었다.

석고 슬러리의 유동성을 개선하는 방법으로서, 연수(練水)를 다량 첨가하는 방법이나 분산제를 첨가하는 방법도 고려할 수 있다. 그러나, 연수를 다량 첨가하는 경우에는 연수를 증발시키는 열 에너지가 지나치게 증가하는 점이 문제였다. 또한, 분산제를 첨가하는 경우에는 분산제의 비용이 증가하는 점이 문제였다.

본 발명의 일 측면에서는, 상기 종래기술의 문제점을 고려하여, 유동성이 뛰어나면서도 석고 경화체로 하였을 때에 발수성을 나타내는 석고 슬러리의 제공을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양태에 의하면, 소석고(燒石膏), 요소인산에스테르화 전분, 오르가노폴리실록산, 물을 혼합한 석고 슬러리를 제공한다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 유동성이 뛰어나면서도 석고 경화체로 하였을 때에 발수성을 나타내는 석고 슬러리를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명 실시형태에서의 석고 보드 제조방법의 설명도이다.
도 2는 실시예1-1~실시예1-3에서의 전흡수율(全吸水率)의 전분 첨가량 의존성을 나타내고 있다.
도 3은 실시예2-1~실시예2-3에서의 전흡수율의 전분 첨가량 의존성을 나타내고 있다.
도 4는 실시예3-1~실시예3-2에서의 전흡수율 및 플로우값의 전분 첨가량 의존성을 나타내고 있다.

이하에서, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 설명하나, 본 발명은 이하의 실시형태에 제한되는 것이 아니고, 본 발명의 범위를 일탈하지 않으면서 이하의 실시형태에 여러 변형 및 치환을 가할 수 있다.

(석고 슬러리)

본 실시형태의 석고 슬러리의 구성예에 대해 이하에서 설명한다.

본 실시형태의 석고 슬러리로는, 바람직하게는, 소석고, 요소인산에스테르화 전분, 오르가노폴리실록산, 물을 혼합하여 얻어진 석고 슬러리를 사용할 수 있다.

여기에서, 본 실시형태의 석고 슬러리에 포함되는 각 성분에 대해 이하와 같이 설명한다.

소석고는, 황산 칼슘·1/2수화물이라고도 하는데, 수경성(水硬性)을 갖는 무기 조성물이다. 소석고로는, 천연 석고, 부산(副産) 석고, 배연탈황(排煙脫黃) 석고 및 폐석고 등의 단독 또는 혼합된 석고를 대기 중에서 소성하여 얻어지는 β형 반수(半水) 석고, 수중에서 소성하여 얻어지는 α형 반수 석고 등을 사용할 수 있다. 소석고로는, α형 반수 석고와 β형 반수 석고 중 어느 한쪽을 단독으로 사용할 수도 있으나, 양쪽의 혼합물을 사용할 수도 있다. 한편, 수중에서 소성함이란 증기 중에서 소성하는 경우를 포함한다.

요소인산에스테르화 전분은 특별히 한정되는 것은 아니나, 바람직하게는, 예를 들어, 옥수수, 감자, 고구마, 밀, 타피오카 등에서 유래하는 전분을 요소인산에스테르화 전분의 원료로 하여 사용할 수 있다. 특히 바람직하게는, 옥수수 유래의 전분을 요소인산에스테르화 전분의 원료로 하여 사용할 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 본 실시형태의 석고 슬러리에 사용하는 요소인산에스테르화 전분은 특별히 한정되는 것은 아니나, 사용하는 요소인산에스테르화 전분은, 호화(糊化) 온도(α화 온도)가 100℃ 이하인 것이 바람직하며, 90℃이하이면 더욱 바람직하다. 이 점에 대하여 이하에서 설명한다.

우선, 후술하는 바와 같이, 본 실시형태의 석고 슬러리에 첨가한 요소인산에스테르화 전분은 석고 슬러리를 성형한 후에 호화(α화)하는 것이 바람직하다. 그리고, 석고 슬러리에 첨가한 요소인산에스테르화 전분을 호화하는 방법으로는, 예를 들어, 석고 슬러리의 성형체를 가열하는 방법을 들 수 있다.

여기에서, 석고 슬러리의 성형체에 있어서, 석고 슬러리의 원료인 소석고(반수 석고)는 수화하여 이수(二水) 석고로 되나, 석고 슬러리의 성형체를 100℃보다 높은 온도에서 가열하면, 이수 석고의 일부가 반수 석고로 돌아오게 된다. 이 경우, 얻어지는 석고 경화체의 강도가 저하하는 경우가 있다. 또한, 반수 석고는 흡수성(吸水性)을 가지므로, 얻어지는 석고 경화체의 발수성이 저하할 우려가 있다.

그래서, 호화(糊化) 온도가 100℃ 이하인 요소인산에스테르화 전분을 사용함으로써 호화에 필요한 가열 온도를 저온화할 수 있으므로, 석고 슬러리의 성형체에 포함되는 요소인산에스테르화 전분을 가열함으로써 호화하는 경우에도 반수 석고의 생성을 억제할 수 있어서 바람직하다. 전술한 바와 같이 호화 온도가 90℃ 이하인 요소인산에스테르화 전분을 사용하는 경우, 호화할 때 반수 석고가 생성되는 것을 보다 억제할 수 있어서 더욱 바람직하다.

한편, 사용하는 요소인산에스테르화 전분의 호화 온도의 하한값은 특별히 한정되는 것은 아니나, 석고 슬러리를 성형한 후에 호화하는 것이 바람직하므로, 석고 슬러리에 첨가할 때에 호화되어 있지 않은 요소인산에스테르화 전분을 사용하는 것이 바람직하다.

요소인산에스테르화 전분의 첨가량은 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들어, 소석고 100질량부에 대해 요소인산에스테르화 전분을 0.05질량부 이상 10 질량부 이하의 비율로 첨가하는 것이 바람직하다.

요소인산에스테르화 전분은, 석고 슬러리에 첨가함으로써 석고 슬러리에 첨가한 발수제인 오르가노폴리실록산의 발수성을 높이는 발수 보조제로서 기능하고 있다고 볼 수 있다. 그리고, 요소인산에스테르화 전분은, 소석고 100질량부에 대해 0.05질량부 이상 첨가함으로써, 오르가노폴리실록산의 발수성을 충분히 높이는 효과를 발현하기 시작한다. 그러나, 요소인산에스테르화 전분을 10질량부보다 많이 첨가하여도 오르가노폴리실록산의 발수성을 높이는 효과는 그다지 향상되지 않게 된다. 이 때문에 상기 범위에서 첨가하는 것이 바람직하다.

또한, 요소인산에스테르화 전분은, 석고 슬러리에 첨가함으로써 당해 석고 슬러리를 경화시켜 석고 경화체로 하였을 때의 강도를 높이는 효과를 가진다. 그리고, 상기 범위 내로 첨가한 경우, 특히 석고 경화체로 하였을 때의 강도를 높일 수 있으므로, 이 점에서도 상기 범위에서 요소인산에스테르화 전분을 첨가하는 것이 바람직하다.

특히, 소석고 100질량부에 대한 요소인산에스테르화 전분의 비율은 0.05질량부 이상 5질량부 이하인 것이 더 바람직하다. 이것은, 요소인산에스테르화 전분의 비율이 5질량부보다 크면, 예를 들어 12.5mm 두께의 석고 보드로 한 경우에 JIS A 6901에 규정되는 발열성 1급의 조건을 만족하지 않는 경우가 있기 때문이다. 석고 슬러리를 경화시킨 석고 경화체를 건축재료로 사용할 때에는, 발수성이나 강도 뿐 아니라 불연성도 그 성능으로서 요구되는 경우가 있으므로, 요구에 따라 그 첨가량을 선택하는 것이 바람직하다. 소석고 100질량부에 대한 요소인산에스테르화 전분의 첨가량은 0.05질량부 이상 3질량부 이하인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 석고 경화체를 경량화하기 위해, 석고 슬러리에 거품을 첨가하고 당해 석고 슬러리를 경화시켜, 거품을 포함하는 석고 경화체를 제조하는 경우가 있다. 이 경우, 요소인산에스테르화 전분은 석고 슬러리 및 석고 경화체 안의 거품 형상을 유지하는 작용을 한다.

이 때문에, 석고 슬러리에 직경이 대략 균일한 거품을 첨가함으로써, 석고 슬러리 및 석고 경화체 안에서 거품의 형상은 양호한 구(球) 모양이 유지되어, 그 직경을 대략 균일하게 할 수 있다. 이와 같이, 석고 경화체 안 거품의 형상이 양호한 구 모양이고, 직경이 대략 균일하게 됨으로써, 거품의 첨가에 의한 경량화의 효과에 더해 석고 경화체의 강도를 높일 수 있다.

한편, 석고 슬러리에 첨가하는 거품이란 석고 경화체의 품질을 해치지 않는 정도의 미세한 거품을 의미한다.

거품을 석고 슬러리에 첨가하는 방법은 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어 미리 발포제를 물에 첨가하고 공기를 받아들이면서 교반하여 거품을 형성하고, 형성된 거품을 석고 조성물, 물 등과 혼합하여, 거품을 첨가한 석고 슬러리를 형성할 수 있다. 또는, 미리 석고 조성물과 물 등을 혼합하여 형성한 석고 슬러리에 거품을 첨가함으로써, 거품을 첨가한 석고 슬러리를 형성할 수 있다. 거품을 형성할 때 사용하는 발포제로는 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 알킬황산소다, 알킬에테르황산염, 알킬벤젠술폰산소다, 폴리옥시에틸렌알킬황산염 등을 들 수 있다.

이어서, 오르가노폴리실록산에 대하여 설명한다. 오르가노폴리실록산에 있어서도 특별히 한정되지는 않고, 각종 오르가노폴리실록산을 사용할 수 있다. 본 실시형태의 석고 슬러리에 사용하는 오르가노폴리실록산으로는, 예를 들어, 이하의 (1)식으로 나타내는 구조를 갖는 메틸하이드로젠폴리실록산을 포함할 수 있다.

상기 일반식 중 n의 범위는 특별히 한정되지는 않으나, 1 이상 100 이하인 것이 바람직하다.

또한, 1종류의 오르가노폴리실록산만을 석고 슬러리에 첨가할 수도 있으나, 동시에 2종류 이상의 다른 구조를 갖는 오르가노폴리실록산을 석고 슬러리에 첨가할 수도 있다. 예를 들어, 전술한 (1)식으로 나타낸 구조를 갖는 메틸하이드로젠폴리실록산 1종류만을 석고 슬러리에 첨가할 수도 있고, 다른 오르가노폴리실록산을 합쳐서 석고 슬러리에 첨가할 수도 있다.

오르가노폴리실록산의 첨가량은 특별히 한정되는 것은 아니고, 석고 경화체로 하였을 때에 요구되는 발수성의 정도 등에 따라 임의로 선택할 수 있다. 예를 들어, 소석고 100질량부에 대해 오르가노폴리실록산의 첨가량을 0.2질량부 이상 5질량부 이하로 하는 것이 바람직하다. 이는 0.2질량부 이상 첨가함으로써 석고 경화체로 하였을 때에 높은 발수성을 얻을 수 있기 때문이다. 또한, 5질량부보다 많이 첨가하여도 발수성의 정도에 큰 변화는 없기 때문이다. 특히, 소석고 100질량부에 대해 오르가노폴리실록산의 첨가량을 0.2 질량부 이상 1 질량부 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

오르가노폴리실록산은 석고 슬러리에, 특별히 처리 등을 행하지 않고 첨가할 수도 있고, 또한 오르가노폴리실록산을 수중에서 유화(乳化)하여 이루어지는 에멀젼(emulsion)으로 한 후 첨가할 수도 있다. 오르가노폴리실록산은, 에멀젼으로 한 후 첨가하면, 석고 슬러리 안에서 당해 오르가노폴리실록산을 균일하게 첨가·혼합하기가 쉬워지기 때문에 바람직하다.

오르가노폴리실록산을 수중에서 유화하여 이루어지는 에멀젼으로 하기 위해 사용하는 유화제(乳化劑)에 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 비이온성 유화제, 음이온성 유화제, 폴리비닐알콜 등을 들 수 있다.

비이온성 유화제로는, 예를 들어, 글리세롤모노스테아레이트, 글리세롤모노올리에이트, 소르비탄모노팔미테이트, 소르비탄모노스테아레이트, 소르비탄트리스테아레이트, 소르비탄모노올리에이트, 소르비탄트리올리에이트, 폴리옥시에틸렌소르비탄모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌소르비탄모노팔미테이트, 폴리옥시에틸렌소르비탄모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌소르비탄트리스테아레이트, 폴리옥시에틸렌소르비탄모노올리에이트, 폴리옥시에틸렌소르비탄트리올리에이트, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌세틸에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌고급알콜에테르, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르 등을 들 수 있다.

음이온성 유화제로는, 라우릴황산나트륨, 도데실벤젠술폰산나트륨, 알킬나프탈렌술폰산나트륨, 디알킬술포호박산나트륨, 혼합지방산소다비누, 스테아린산소다비누, 올레핀산칼륨비누, 고급알콜황산나트륨, β-나프탈렌술폰산포르말린축합물의 나트륨염 등을 들 수 있다.

폴리비닐알콜로는, 비누화도가 75몰% 이상인 폴리비닐알콜이 바람직하며, 특히, 76몰% 이상 90몰% 이하인 폴리비닐알콜이 바람직하다. 또한, 이들 폴리비닐알콜은 20℃에서의 4% 수용액 점도가, 1센티포와즈 이상 80센티포와즈 이하인 것이 바람직하며, 특히 3 센티포와즈 이상 50센티포와즈 이하인 것이 바람직하다. 이들 유화제의 사용량은 오르가노폴리실록산에 대해 통상적으로 0.5질량% 이상 10질량% 이하인 것이 바람직하며, 0.7질량% 이상 5질량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 이것은, 0.5질량%보다 적으면 안정적인 에멀젼을 얻을 수 없는 경우가 있고, 10질량%보다 많으면 충분한 발수성을 얻을 수 없는 경우가 있기 때문이다.

석고 슬러리를 제조할 때에 석고 조성물에 첨가하는 물의 양은, 특별히 한정되는 것은 아니고, 요구되는 유동성 등에 따라 선택할 수 있다.

한편, 석고 슬러리로 할 때에 필요한 물의 양은, 요소인산에스테르화 전분의 함유 여부에 의해 크게 변화하지 않는다. 이 때문에, 건조에 필요한 열량에 대해서도, 요소인산에스테르화 전분의 함유 여부에 의해 큰 변화는 없어서, 건조 비용을 증가시키는 일 없이 발수성이 뛰어난 석고 경화체를 얻을 수 있다.

또한, 본 실시형태의 석고 슬러리에는 각종 첨가제를 더 첨가할 수 있다.

첨가제로는, 예를 들어, 바람직하게는, 석고 슬러리에 첨가한 발수제인 오르가노폴리실록산의 발수 효과를 높이는 발수 보조제(촉매)로 기능하는 2A족 원소의 산화물 또는 수산화물을 함유하는 화합물을 첨가할 수 있다. 2A족 원소의 산화물 또는 수산화물을 함유하는 화합물을 석고 슬러리에 첨가함으로써, 석고 경화체로 하였을 때의 발수성을 더욱 높일 수 있다.

2A족 원소로는 특별히 한정되지는 않고, Ba,Mg,Ca,Sr,Ra 중 어느 것이라도 좋으나, Ba,Mg,Ca 중 어느 하나인 것이 바람직하며, Mg,Ca 중 어느 하나인 것이 보다 바람직하다. 구체적인 2A족 원소의 산화물 또는 수산화물을 함유하는 화합물로는, 예를 들어, 2A족 원소가 Ba인 경우, 수산화바륨 등을 들 수 있다. 또한, 2A족 원소가 Mg인 경우에는 산화마그네슘, 수산화마그네슘 등을, 2A족 원소가 Ca인 경우에는 생석회, 소석회, 시멘트, 규산칼슘수화물 등을 각각 들 수 있다.

2A족 원소의 산화물 또는 수산화물을 함유하는 화합물의 첨가량은 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 소석고 100질량부에 대해 0.1질량부 이상 100질량부 이하의 비율로 첨가하는 것이 바람직하며, 0.2 질량부 이상 10 질량부 이하의 비율로 첨가하는 것이 더욱 바람직하다. 이는, 0.1질량부보다 적은 경우에는 2A족 원소의 산화물 또는 수산화물을 함유하는 화합물을 첨가한 효과가 충분히 발휘되지 않는 경우가 있기 때문이다. 또한, 100질량부보다 다량으로 넣은 경우에는, 석고의 응결이 빨라지는 경우가 있어서 작업성의 관점에서 바람직하지 않기 때문이다. 한편, 2A족 원소의 산화물 또는 수산화물을 함유하는 화합물을 첨가하는 경우, 오르가노폴리실록산으로서 전술한 (1)식의 구조를 갖는 메틸하이드로젠폴리실록산을 사용하는 것이 바람직하다. 이는, 메틸하이드로젠폴리실록산과, 2A족 원소의 산화물 또는 수산화물을 함유하는 화합물을 조합하여 사용함으로써, 특히 석고 경화체의 발수성이 높아지기 때문이다.

또한, 본 실시형태의 석고 슬러리에는, 상기 2A족 원소의 산화물 또는 수산화물을 함유하는 화합물 이외에, 보강 섬유 및 경량 골재, 내화제(耐火材), 응결 조정제, 감수제(減水劑), 거품직경 조정제, 접착성 향상제 등 각종 첨가제, 전술한 거품 등을 첨가할 수도 있다.

본 실시형태의 석고 슬러리의 제조방법은 특별히 한정되지는 않고, 석고 슬러리에 포함되는 소석고, 요소인산에스테르화 전분, 오르가노폴리실록산, 물을 혼합(혼련)함으로써 제조할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 석고 슬러리 제조방법은 석고 슬러리의 원료 혼합을 2단계로 나눌 수도 있다. 즉, 본 실시형태의 석고 슬러리 제조방법은, 소석고와 요소인산에스테르화 전분을 혼합하여 석고 조성물로 만드는 석고 조성물 형성 공정과, 당해 석고 조성물, 오르가노폴리실록산, 물을 혼합하여 석고 슬러리로 만드는 석고 슬러리 형성 공정을 가질 수도 있다.

이는, 소석고와 요소인산에스테르화 전분을 혼합하여 석고 조성물로 만드는 공정에서 고체끼리를 혼합하여 석고 조성물을 제작한다. 이어서, 당해 석고 조성물에 액체인 오르가노폴리실록산과 물을 혼합함으로써 석고 슬러리를 제작하는 2단계 혼합 공정에 의해 구성하고 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 본 실시형태의 석고 슬러리에 있어서는, 각종 첨가제, 거품 등을 첨가할 수 있다. 그리고, 첨가제 등을 첨가하는 타이밍은 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 2A족 산화물 또는 수산화물을 포함하는 화합물과 같이 고체 첨가제를 첨가하는 경우에는, 소석고와 요소인산에스테르화 전분을 혼합할 때에 같이 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, 액상의 첨가제를 첨가하는 경우에는, 혼합물인 석고 조성물, 오르가노폴리실록산, 물을 혼합할 때에 첨가하는 것이 바람직하며, 거품을 첨가하는 경우에는 석고 슬러리의 제작 후에 첨가하는 것이 바람직하다.

각 성분의 바람직한 첨가량, 각 성분의 상세에 대하여는 이미 설명한 석고 슬러리의 경우와 동일한 구성으로 할 수 있기 때문에, 여기에서는 설명을 생략한다.

이상 설명한 본 실시형태의 석고 슬러리에서는, 발수 보조제로 기능하는 요소인산에스테르화 전분을 첨가하고 있기 때문에, 당해 석고 슬러리를 경화하여 석고 경화체로 만들었을 때의 발수성을 높일 수 있다.

또한, 요소인산에스테르화 전분을 첨가하여도 석고 슬러리의 유동성은 거의 저하되지 않으므로, 유동성이 뛰어난 석고 슬러리로 만들 수 있다. 또한, 요소인산에스테르화 전분을 첨가한 경우에 석고 슬러리로 만들 때 첨가하는 수분의 양은, 요소인산에스테르화 전분을 첨가하지 않은 경우와 크게 다르지 않다. 이로써, 건조 비용의 상승을 억제할 수 있다.

또한, 요소인산에스테르화 전분은 석고 슬러리를 경화한 석고 경화체의 강도를 높이는 것도 가능하다.

(석고 경화체)

이어서, 본 실시형태의 석고 경화체에 대하여 설명한다.

본 실시형태에서는, 전술한 석고 슬러리를 경화시킨 석고 경화체에 대하여 설명한다.

본 실시형태의 석고 경화체는, 전술한 석고 슬러리 중의 반수 석고가 수화 반응에 의해 이수 석고의 침상(針狀) 결정이 발생하여 응결, 응고됨으로써 얻어진다. 그리고, 응고되기 전에 원하는 형상으로 성형하여 둠으로써, 원하는 형상을 갖는 석고 경화체를 얻을 수 있다.

본 실시형태의 석고 경화체는, 그 형상에 대해서는 특별히 한정되지는 않고, 임의의 형상으로 할 수 있다. 석고 경화체를 건축 재료 등에 사용하는 경우, 예를 들어, 판 형상이나 블록 형상으로 성형할 수 있다. 이 때, 후술하는 석고계 건축재료나 석고 보드와 같이, 판 형상의 석고 경화체의 표면 또는 내부에 보드용 원지, 유리 섬유 부직포 등을 배치할 수도 있다. 또한, 석고 슬러리의 점도를 조정하여 석고 슬러리를 퍼티(putty) 형상으로 하여 줄눈 처리 재료로서 사용하는 경우에는, 부재 간 공극에 충전(充塡)하여 경화시키는 것도 가능하다. 즉, 부재 간 공극에 대응하는 형상으로 할 수 있는 것이다.

본 실시형태의 석고 경화체 제조방법에 대해 설명한다.

전술한 바와 같이, 본 실시형태의 석고 경화체는, 이미 설명한 석고 슬러리를 임의의 형상으로 성형하여 응결 응고시킴으로써 얻어진다. 그러므로, 본 실시형태의 석고 경화체 제조방법은, 예를 들어, 전술한 석고 슬러리 제조방법에 의해 얻어진 석고 슬러리를 성형하여 석고 슬러리의 성형체를 제작하는 성형 공정을 포함할 수 있다.

그리고, 본 실시형태의 석고 경화체는, 그 제조 과정에서 석고 슬러리 중에 포함되어 있는 요소인산에스테르화 전분을 호화(糊化)함으로써 발수성을 보다 높일 수 있다. 그러므로, 상기 성형 공정의 후에, 석고 슬러리의 성형체에 포함되는 요소인산에스테르화 전분을 호화하는 호화 공정을 포함하는 것이 바람직하다.

요소인산에스테르화 전분을 호화하는 방법에 대하여는 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 석고 슬러리에 첨가한 요소인산에스테르화 전분의 호화 온도보다 높은 온도로 석고 슬러리의 성형체를 가열하는 방법이 있다. 또한, 예를 들어, 석고 슬러리의 성형체에 수산화나트륨을 접촉시키는 방법이 있다.

석고 슬러리의 성형체를 가열하여 요소인산에스테르화 전분을 호화하는 방법으로는, 예를 들어, 석고 슬러리의 성형체를 석고 슬러리에 첨가한 요소인산에스테르화 전분의 호화 온도 이상으로 가열함으로써 실시할 수 있다. 다만, 석고 슬러리의 원료인 반수 석고가 물과 혼련됨으로써 이수 석고로 되어 있는 것인 바, 호화될 때의 온도가 지나치게 높으면 이수 석고가 다시 반수 석고로 되는 경우가 있다. 이수 석고가 다시 반수 석고로 되면, 얻어지는 석고 경화체의 강도가 저하될 우려가 있다. 또한, 반수 석고는 흡수성(吸水性)을 나타내므로, 얻어지는 석고 경화체의 발수성(撥水性)이 저하될 우려도 있다. 그래서, 이수 석고가 다시 반수 석고로 되는 것을 억제하기 위해, 가열에 의해 요소인산에스테르화 전분을 호화하는 경우의 호화 공정이 석고 슬러리의 성형체를 100℃이하로 가열하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 특히, 호화 공정이 석고 슬러리의 성형체를 90℃이하로 가열하는 공정을 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 호화 공정의 가열 온도를 상기 범위로 하는 것이므로, 호화 온도가 상기 온도 범위인 요소인산에스테르화 전분을 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 통상적으로 석고 슬러리의 성형체는, 석고 슬러리 중의 수분을 제거하기 위한 건조 공정을 거침으로써 석고 경화체로 하는 방법이 모색되어 있다. 상기 호화 공정은, 건조 공정과는 별도로 실시할 수도 있으나, 건조 공정의 일부로서 실시하는 것도 가능하다. 즉, 건조 공정의 일부 또는 전부에 있어서, 건조 온도를 요소인산에스테르화 전분의 호화 온도 이상으로 설정하여, 석고 슬러리의 성형체의 건조와 당해 성형체에 포함되는 요소인산에스테르화 전분의 호화를 같이 실시하는 것도 가능하다.

또한, 석고 슬러리의 성형체를 호화 공정에 제공할 때에, 석고 슬러리의 성형체는 일부 또는 전부가 경화되어 있어도 된다. 다만, 석고 슬러리의 성형체는, 전부가 경화된 상태, 즉, 석고 슬러리 중의 소석고가 완전히 수화되어 이수 석고로 된 후에 호화 공정에 제공하는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이, 요소인산에스테르화 전분을 호화하는 방법으로는, 석고 슬러리의 성형체에 수산화나트륨을 접촉시키는 방법도 들 수 있다. 석고 슬러리의 성형체에 수산화나트륨을 접촉시키는 방법으로는, 예를 들어, 석고 슬러리의 성형체를 수산화나트륨 용액 내에 침지시키는 방법, 석고 슬러리의 성형체에 수산화나트륨 용액을 도포하는 방법을 들 수 있다.

또한, 석고 슬러리를 성형하기 전에, 바람직하게는 성형하기 직전에 석고 슬러리 중에 수산화나트륨을 첨가하여 호화를 행할 수도 있다.

본 실시형태의 석고 경화체 제조방법으로는, 필요에 따라 초벌 절단 공정, 건조 공정, 재단 공정, 적재 공정 등을 더 둘 수 있다.

여기에서 초벌 절단 공정은, 예를 들어, 호화 공정, 건조 공정 등을 행하기 전에, 성형된 석고 슬러리의 성형체를 절단하는 공정인데, 호화 공정, 건조 공정 등에서 사용하는 건조기, 가열로 등에 맞추어 로터리 커터 등에 의해 절단을 행할 수 있다.

또한, 건조 공정은, 석고 슬러리의 성형체를 강제적으로 건조하여 석고 경화체로 하는 공정으로 할 수도 있으나, 석고 슬러리의 성형체를 자연 건조에 의해 건조하여 석고 경화체로 할 수도 있다.

재단 공정은, 제품의 크기에 맞추어 석고 슬러리의 성형체 또는 석고 경화체를 절단하는 공정인데, 예를 들어, 재단기 등을 사용하여 실시할 수 있다.

적재 공정은, 제조된 석고 경화체를 리프터 등에 의해 겹쳐싣고, 창고 내에 보관하거나 출하하기 위해 트럭 등에 적재하는 공정이다.

이상, 본 실시형태의 석고 경화체에 대해 설명하였으나, 본 실시형태의 석고 경화체는, 전술한 석고 슬러리를 경화시킴으로써 얻어지므로, 발수성이 높은 석고 경화체로 할 수 있다. 또한, 강도가 높은 석고 경화체로 할 수 있다.

(석고계 건축재료, 석고 보드)

이어서, 본 실시형태의 석고계 건축재료, 석고 보드에 대하여 설명한다.

본 실시형태의 석고계 건축재료는, 예를 들어, 전술한 석고 경화체를 포함하는 석고계 건축재료로 할 수 있다.

여기에서, 석고 경화체를 포함하는 석고계 건축재료로는, 예를 들어, 석고 경화체를 심재로 하는 석고계 건축재료로 할 수 있다. 석고계 건축재료로는, 구체적으로는 석고 보드, 유리 매트 석고 보드, 유리 섬유 부직포 포함 석고판, 슬래그 석고판 등 판 형상의 석고계 건축 재료나, 블록 형상의 석고계 건축 재료 등을 들 수 있다.

석고계 건축재료는, 예를 들어 이하의 각 공정을 포함하는 제조방법에 의해 제조할 수 있다.

석고계 건축재료의 제조방법은, 우선 전술한 석고 슬러리를 제조하는 공정을 포함할 수 있다. 석고 슬러리는, 전술한 바와 같이, 석고 슬러리에 포함되는 소석고와, 요소인산에스테르화 전분과, 오르가노폴리실록산과, 물을 혼합(혼련)함으로써 제조할 수 있다. 이 때, 석고 슬러리의 원료 혼합을 2단계로 나누어, 소석고와 요소인산에스테르화 전분을 혼합하여 석고 조성물로 하는 석고 조성물 형성 공정과, 당해 석고 조성물, 오르가노폴리실록산, 물을 혼합하여 석고 슬러리로 하는 석고 슬러리 형성 공정을 포함하는 것도 가능하다. 또한, 석고 슬러리를 제조할 때에 각종 첨가제, 거품 등을 첨가할 수도 있다.

또한, 각각의 석고계 건축재료의 양태에 따라 석고 슬러리를 성형하여 성형체를 제작하는 성형 공정을 실시할 수 있다. 성형 공정에서는, 제조할 석고계 건축재료의 양태에 따라 임의의 형상으로 성형하며, 나아가 목적에 따라 가공 등도 행할 수 있다.

얻어진 성형체에 대하여는, 석고 경화체의 경우와 마찬가지로 초벌 절단 공정, 건조 공정, 재단 공정을 실시할 수 있다. 또한, 석고 경화체의 경우에도 설명하였으나, 본 실시형태의 석고계 건축재료에 대하여는, 석고 슬러리에 첨가한 요소인산에스테르화 전분을 호화함으로써, 발수성을 더욱 높일 수 있다. 이로써, 본 실시형태의 석고계 건축재료 제조방법에서는, 요소인산에스테르화 전분을 호화하는 호화 공정을 실시하는 것이 바람직하다. 호화 공정의 구체적인 방법에 대하여는, 석고 경화체의 제조방법에서 설명한 것과 마찬가지이므로, 여기에서는 설명을 생략한다.

즉, 본 실시형태의 석고계 건축재료 제조방법으로는, 전술한 석고 경화체 제조방법을 포함할 수 있다. 또한, 석고계 건축재료가 석고 보드인 경우에도, 석고 보드 제조방법으로는, 마찬가지로 전술한 석고 경화체 제조방법을 포함할 수 있다.

여기에서 석고 보드인 경우를 예로 하여, 석고계 건축재료 제조방법을 구체적으로 설명한다.

우선, 석고 보드를 제조할 때의 성형 공정에 대해 설명한다. 석고 보드의 성형 공정은, 보드용 원지 사이에 상기 석고 슬러리를 배치하는 공정으로 할 수 있다.

도 1은 석고 보드를 성형하는 장치의 구성예를 부분적으로 그리고 개략적으로 나타내는 측면도이다.

도면에서 우측에서부터 좌측으로, 표면재인 표면 커버 원지(보드용 원지, 11)가 생산 라인을 따라 반송된다.

믹서(12)는, 반송 라인과 관련되는 소정의 위치, 예를 들어, 반송 라인의 상방 또는 측방에 배치할 수 있다. 그리고, 단일의 믹서(12)에서, 석고 슬러리의 원료인 소석고와, 요소인산에스테르화 전분과, 오르가노폴리실록산과, 물을, 경우에 따라서는 접착성 향상제, 경화 조정제, 감수제 등 첨가제까지도 혼련하여 석고 슬러리를 제조한다. 또한, 거품을 석고 슬러리의 분취구(121,122,125)로부터 필요에 따라 첨가할 수도 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 소석고와 요소인산에스테르화 전분 등의 고체는, 미리 혼합 교반하여 혼합물인 석고 조성물로 한 것을 믹서(12)에 공급할 수도 있다.

그리고, 얻어진 고밀도의 석고 슬러리(13)를, 송출관(123,124)을 통해 롤 코터(15)의 반송 방향 상류측에서 표면 커버 원지(보드용 원지,11) 및 이면 커버 원지(보드용 원지) 상에 공급한다.

여기에서, 171,172,173은 각각 도포 롤, 받침 롤 및 찌꺼기 제거 롤을 나타낸다. 표면 커버 원지(11) 및 이면 커버 원지(16) 상의 석고 슬러리는 각각 롤 코터(15)의 늘려누름부에 이르러 늘려누름부에서 늘려 눌러진다. 고밀도의 석고 슬러리(13)의 박층과 가장자리부 영역이 표면 커버 원지(11) 상에 형성된다. 또한, 마찬가지로 고밀도의 석고 슬러리(13)의 박층이 이면 커버 원지(16) 상에 형성된다.

표면 커버 원지(11)는 그대로 반송되고, 이면 커버 원지(16)는 방향전환 롤러(18)에 의해 표면 커버 원지(11)의 반송 라인 방향으로 전환된다. 그리고, 표면 커버 원지(11) 및 이면 커버 원지(16)는 성형기(19)에 다다른다. 여기에서, 표면 커버 원지(11)와 이면 커버 원지(16)의 위에 형성된 박층의 사이에, 믹서(12)로부터 관로(126)를 통해 저밀도의 석고 슬러리(14)가 공급된다. 표면 커버 원지(11), 저밀도의 석고 슬러리(14), 이면 커버 원지(16)로 이루어지는 삼층 구조를 갖는 연속적 적층체가 형성된다.

도 1에서는 1대의 믹서(12)에 의해 저밀도의 석고 슬러리와 고밀도의 석고 슬러리를 제조하는 예를 나타내었으나, 믹서를 2대 설치하여, 각 믹서에서 고밀도의 석고 슬러리와 저밀도의 석고 슬러리를 제조할 수도 있다. 또한, 고밀도의 석고 슬러리와 저밀도의 석고 슬러리를 사용하는 형태에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 1종류의 밀도의 석고 슬러리를 제조하여 이를 보드용 원지 상에 공급하는 형태일 수도 있다.

이상에서 석고 보드의 성형 공정에 대해 설명하였으나, 상기 성형 공정에서 성형한 적층체는, 경화함과 동시에 초벌 절단 커터(미도시)에 이르러 초벌 절단 공정을 실시할 수 있다. 초벌 절단 공정에서는, 초벌 절단 커터에 의해 연속적 적층체를 소정 길이의 판상체로 절단하여, 원지로 피복된 석고를 주체로 하는 심재로 이루어지는 판상체, 즉, 석고 보드의 반제품을 형성한다.

나아가, 초벌 절단된 적층체는 가열로를 통과하여, 요소인산에스테르화 전분의 호화 처리를 행하는 호화 공정을 실시할 수 있다.

이어서, 건조기(미도시)를 통과하여 강제 건조됨으로써, 건조 공정을 실시할 수 있다. 한편, 건조 공정과 호화 공정은 동시에 행할 수도 있다.

그 후, 소정 길이의 제품으로 재단하는 재단 공정을 실시할 수 있다. 이와 같이 하여 석고 보드 제품을 제조할 수 있다.

이상에서 석고 보드 제조 방법의 구성예를 설명하였으나, 이 형태에 한정되는 것은 아니다. 상기와 같이 예를 들어 성형 공정에서 고밀도 석고 슬러리의 박층 성형을 생략하고, 1종류의 석고 슬러리에 의해 석고 보드를 제조하는 방법일 수도 있다.

구체적으로는, 연속하여 반송되는 표면 커버 원지(보드용 원지) 상에 전술한 석고 슬러리를 공급, 퇴적시킨다. 당해 석고 슬러리를 끌어 모으도록 아랫종이를 그 양단 가장자리부에 각각 표시된 표시선을 따라 접는다. 이 때, 석고 슬러리의 층 위에서 동일 속도로 반송되는 이면 커버 원지(보드용 원지)를 중첩시킨다.

그리고, 석고 보드의 두께와 폭을 결정하는 성형기를 통과시켜서 성형한다.

이상의 공정에 의해 소정 형상의 석고 보드로 성형한 후, 전술한 석고 보드 제조방법과 마찬가지로 초벌 절단 공정, 호화 공정, 건조 공정, 재단 공정 등을 거침으로써, 목적하는 석고 보드를 제조하는 방법으로 할 수도 있다.

여기에서는, 석고 보드를 예로 하여 설명하였으나, 표면재인 보드용 원지를 유리 섬유 부직포(유리 티슈), 유리 매트 등으로 변경하여, 이를 표면에 또는 표면 가까이에 매몰시키도록 배치하는 식으로 하여, 각종 석고계 건축재료를 제조할 수 있다.

여기까지 설명한 석고계 건축재료 및 석고계 건축재료의 제조방법, 특히, 석고 보드 및 석고 보드의 제조방법에 의하면, 전술한 석고 슬러리를 경화시킴으로써 얻어지므로, 발수성이 높고 또한 강도가 높은 석고계 건축재료, 석고 보드로 할 수가 있다.

<실시예>

이하에서, 구체적인 실시예를 들어 설명하나, 본 발명이 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

(1) 평가 방법

이하의 실시예에서 제조한 석고 슬러리, 석고 경화체, 석고 보드의 시험방법에 대해 설명한다.

(1-1) 전흡수율(全吸水率) 측정 시험

이하의 실시예에서 얻어진 석고 경화체 또는 석고 보드에 대해, 하기 식 1에 따라 전흡수율(Aw)을 측정, 산출하였다. 하기 식 1에서 침지 후 질량이란, 석고 경화체 또는 석고 보드를 20℃±1℃의 물 속에 2시간 침지한 후의 질량을 의미한다. 또한, 침지 전 질량이란, 석고 슬러리의 성형체의 건조 후, 40℃±2℃로 조정한 건조기 속에서 항량(恒量)이 될 때까지 건조된 후의 질량을 의미한다.

Aw(%)=(침지 후 질량 - 침지 전 질량)/(침지 전 질량)100 … (식 1)

(1-2) 플로우 시험

이하의 실시예 3에서 제조한 석고 슬러리에 대해 플로우 시험을 행하였다.

플로우 시험은 이하의 순서에 따라 실시하였다.

먼저, 저면 및 상면이 개구된 직경 8.5cm, 높이 4cm의 원통을 평판에 설치하고, 당해 원통 상부에서부터, 제조된 석고 슬러리를 원통 안이 채워질 때까지 충전(充塡)한다. 그리고, 원통을 수직 상방으로 재빠르게 들어 올려, 원통을 들어올린 후에 평판 상에 확산된 석고 슬러리의 직경을 측정하고, 측정값을 플로우값으로 하였다.

(2) 실험 내용

이하에서 나타내는 실험예 1~3을 행하고, 전술한 평가방법에 의해, 얻어진 시료에 대해 평가를 실시하였다.

(실험예 1)

β형 소석고(반수 석고) 100질량부에 대해 소정의 전분을, 소석고100질량부에 대해 0.05질량부~15질량부의 소정량을 혼합하여 석고 조성물을 제작하였다. 예를 들어, 실험예 1-1에서는, 표 1에 나타내는 바와 같이, 전분의 첨가량이 0.05질량부~15질량부인 7종류의 석고 조성물을 제작하고 있다. 실험예 1-2, 실험예 1-3에서도 마찬가지이다.

석고 조성물을 제작할 때에, 실험예 1-1에서는, 옥수수 유래의 전분을 원료로 사용한 호화 온도 54℃의 요소인산에스테르화 전분((주)오지 콘스타치 제조)을 사용하였다. 실험예 1-2에서는, 옥수수 유래의 호화 온도 63℃인 히드록시에틸 전분(TATE&LYLE사 제조)을 사용하였다. 또한, 실험예 1-3에서는, 타피오카 유래의 α화 전분((주)산쇼 제조)을 사용하였다. 또한, 비교를 위해, 실험예 1-4로서 전분을 첨가하지 않은 시료도 제작하였다.

이어서, 각 석고 조성물에, 각 석고 조성물 중의 소석고 100질량부에 대해 메틸하이드로젠폴리실록산((주)신에츠화학공업 제조) 0.3질량부와 물 105질량부(경화체 비중 ≒ 0.8)를 첨가하고, 블렌더((주)산요전기 제조, 형번: SM-R50)을 이용하여 15초간 교반 혼합하여 석고 슬러리로 하였다. 얻어진 석고 슬러리를 세로 80mm, 가로 20mm, 두께 20mm로 성형하여, 항량이 될 때까지 건조시켰다. 또한, 본 실험에서는, 건조 시간을 단축하기 위하여, 당해 성형체의 석고부 온도가 40℃가 되도록 건조로를 설정하고, 석고 슬러리의 성형체가 항량이 될 때까지 당해 건조로에서 건조시켰다. 한편, 건조 종료시에는 석고 경화체로 되어 있다.

그리고, 건조된 석고 경화체에 대해 전술한 순서에 따라 전흡수율 측정 시험을 실시하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 표 1의 결과 중, 실험예1-1~실험예1-3의 결과를 그래프화한 것을 도 2에 나타낸다.

[표 1]

표 1, 도 2의 결과에 의하면, 실시예인 실험예 1-1은 비교예인 실험예 1-2, 실험예 1-3, 실험예 1-4와 비교하여 전흡수율이 낮게 되어 있다. 즉, 발수성이 높은 것을 확인할 수 있었다. 특히, 실험예 1-2에 대해서는 전분의 첨가에 의한 발수성 향상 효과를 거의 볼 수 없었고, 실험예 1-3에서는 전분의 첨가에 의해 발수성이 다소 향상되었으나 그 정도는 실험예 1-1에 비교하면 경미하였다.

그리고, 실험예 1-1에서는 전분 첨가량이 증가함에 따라 전흡수율이 작아진다. 즉, 발수성이 높아져 있는 것을 확인할 수 있다. 다만, 첨가량이 5질량부를 넘으면 전흡수율의 변화가 작게 되어 있어, 발수 보조 효과의 증가가 작아지는 것이 확인되었다. 또한, 전분 첨가량이 10질량부를 넘으면, 전분 첨가량을 증가시켜도 전흡수율의 변화는 거의 없게 되어, 발수 보조 효과의 증가가 작아지는 것이 확인되었다.

(실험예 2)

β형 소석고(반수 석고) 100질량부에 대해, 실험예 1-1에서와 동일한 요소인산에스테르화 전분을 소석고 100질량부에 대해 0.05~15질량부의 소정량과 발수 보조제(촉매)로서의 소석회를 0.2 질량부를 혼합하여 석고 조성물을 제작하였다. 이어서, 각 석고 조성물 중의 소석고 100질량부에 대해 실험예 1-1에서와 마찬가지의 비율로 메틸하이드로젠폴리실록산과 물을 첨가하고, 블렌더를 이용하여 15초간 교반 혼합하여 석고 슬러리로 하였다. 석고 슬러리를 제작한 후에 대하여는, 건조할 때의 온도가 다른 점 이외에는, 실험예 1-1에서와 마찬가지로 하여 석고 경화체를 제작하였다.

건조하는 온도로서는, 석고 경화체의 석고부 온도가 소정 온도가 되도록 건조로를 설정하고, 석고 경화체의 성형체가 항량이 될 때까지 당해 건조로에서 건조시켰다. 여기에서 말하는 소정 온도란, 실험예 2-1은 40℃, 실험예 2-2는 80℃, 실험예 2-3은 120℃로 하여 실시하였다.

또한, 비교를 위해, 각 실시예에 대해 전분을 첨가하지 않은 예를 실험예2-1´~실험예2-3´으로 하여 실시하였다. 즉, 실험예2-1´, 실험예2-2´, 실험예2-3´은, 전분을 첨가하지 않은 점 이외에는 각각 실험예2-1, 실험예2-2, 실험예2-3과 마찬가지로 하여 석고 경화체를 제작하였다.

건조된 석고 경화체에 대하여, 전술한 순서에 따라 전흡수율 측정 시험을 실시하였다. 결과를 표2에 나타낸다. 또한, 표 2의 결과 중, 실험예2-1~실험예2-3의 결과를 그래프화한 것을 도 3에 나타낸다.

[표 2]

표 2, 도 3의 결과에 의하면, 실시예인 실험예 2-1, 2-2, 2-3은 모두 전흡수율이 낮게 되어 있다. 특히, 첨가된 요소인산에스테르화 전분의 호화 온도 이상으로 가열하여 호화 처리를 행한 실험예 2-2, 실험예 2-3에 있어서는, 호화 처리를 행하지 않은 실험예 2-1과 비교하여 전흡수율이 특히 낮게 되어 있다. 즉, 발수율이 높은 것을 확인할 수 있었다.

다만, 실험예 2-2와 실험예 2-3을 비교하면, 보다 고온으로 가열하여 호화 처리를 행한 실험예 2-3이 전흡수율이 높게 되어 있어, 발수성이 저하되어 있는 것을 알 수 있다. 이는, 100℃보다 높은 온도로 가열하였으므로, 석고 슬러리 안에서 수화된 이수 석고의 일부가 가열에 의해 반수 석고가 되어, 반수 석고가 갖는 흡수성(吸水性) 때문에 발수성(撥水性)이 저하되었다고 보여진다.

(실험예 3)

본 실험예에서는 이하의 순서에 의해 석고 슬러리 및 석고 보드를 제조하고 평가를 실시하였다.

β형 소석고(반수 석고) 100질량부와, 소정 전분을 소석고 100질량부에 대해 0.05~15질량부의 소정량과, 발수 보조제(촉매)로서의 소석회 0.2질량부를 혼합하여 석고 조성물을 제작하였다. 예를 들어, 실험예 3-1에서는 표 3에 나타내는 바와 같이 전분의 첨가량이 0.05~15질량부인 7종류의 석고 조성물을 제작하였다. 실험예 3-2도 마찬가지이다.

석고 조성물을 제작할 때에, 실험예 3-1에서는 옥수수 유래의 전분을 원료로 사용한 호화 온도 54℃의 요소인산에스테르화 전분((주)오지 콘스타치 제조)을 사용하였다. 실험예 3-2에서는 타피오카 유래의 α화 전분((주)산쇼 제조)을 사용하였다.

그리고, 각 석고 조성물에, 각 석고 조성물 중의 소석고 100질량부에 대해 메틸하이드로젠폴리실록산((주)신에츠화학공업 제조) 0.5 질량부와 물 105질량부(경화체 비중 ≒ 0.8)를 첨가하고, 블렌더((주)산요전기 제조, 형번: SM-R50)을 이용하여 15초간 교반 혼합하여 석고 슬러리로 하였다.

또한, 비교를 위해 실험예 3´으로서, 전분을 첨가하지 않은 점 이외에는 실험예 3-1, 실험예 3-2와 마찬가지로 하여 석고 슬러리를 제작한 예를 나타낸다.

얻어진 석고 슬러리에 대해서는, 전술한 순서에 따라 플로우값의 측정을 행하였다. 결과를 표 3에 나타낸다. 또한, 표 3의 결과를 그래프화하여 도 4에 나타낸다.

[표 3]

표 3, 도 4에 의하면, 실시예인 요소인산에스테르화 전분을 사용한 실험예 3-1에서는, 전분의 첨가량이 증가하여도 플로우값은 거의 변화하지 않고 높은 유동성을 유지하고 있음을 확인할 수 있었다. 이에 대해, 비교예인 실험예 3-2에서는, 전분의 첨가량 증가에 따라 플로우값이 대폭 저하하고, 전분 첨가량이 15 질량부인 경우에는 석고 슬러리를 혼련하는 것조차 곤란하였다.

이어서, 얻어진 각 실험예의 석고 슬러리를 이용하여 각각 석고 보드를 제작하고, 전흡수율 평가를 실시하였다.

여기에서, 석고 보드의 제조방법에 대하여는 도 1를 이용하여 설명한다.

도 1에서 우측에서부터 좌측으로 표면 커버 원지(보드용 원지,11)를 생산 라인을 따라 연속적으로 반송한다.

그리고, 도 1에 나타내는 바와 같이 반송 라인의 상방 또는 측방에 믹서(12)가 배치되며, 단일의 믹서(12)에서 전술한 각 실험예의 석고 슬러리를 제조한다.

석고 보드를 제조할 때에 저밀도의 석고 슬러리와 고밀도의 석고 슬러리를 사용하고 있으며, 저밀도의 석고 슬러리에 대하여는 석고 보드로 한 경우에 전체 비중이 약 0.5가 되도록 거품을 석고 슬러리의 분취구(125)로부터 첨가하였다. 또한, 고밀도의 석고 슬러리(13)에는 거품을 첨가하지 않고, 전술한 각 실험예의 석고 슬러리를 그대로 사용하고 있다.

고밀도의 석고 슬러리는, 분취구(121,122)를 경유하여 송출관(123,124)을 통해, 롤 코터(15)의 반송 방향 상류측에서 표면 커버 원지(11) 및 이면 커버 원지(16) 상에 공급하였다.

표면 커버 원지(11) 및 이면 커버 원지(16)에 공급된 고밀도의 석고 슬러리는 각각 롤 코터(15)의 늘려누름부에 이르러 늘려누름부에서 늘려 눌러진다. 고밀도의 석고 슬러리(13)의 박층과 가장자리부 영역이 표면 커버 원지(11) 상에 형성된다. 또한, 마찬가지로 고밀도의 석고 슬러리(13)의 박층이 이면 커버 원지(16) 상에 형성된다.

표면 커버 원지(11)는 그대로 반송되고, 이면 커버 원지(16)는 방향전환 롤러(18)에 의해 표면 커버 원지(11)의 반송 라인 방향으로 전환된다.

그리고, 표면 커버 원지(11) 및 이면 커버 원지(16)는 성형기(19)에 다다른다. 여기에서, 표면 커버 원지(11)와 이면 커버 원지(16)의 위에 형성된 박층의 사이에, 믹서(12)로부터 분취구(125)에 의해 거품을 첨가하고, 관로(126)를 통해 저밀도의 석고 슬러리(14)가 공급된다. 표면 커버 원지(11), 저밀도의 석고 슬러리(14), 이면 커버 원지(16)로 이루어지는 삼층 구조를 갖는 연속적 적층체가 형성된다.

형성된 적층체는, 경화됨과 동시에 초벌 절단 커터(미도시)에 이르러, 초벌 절단 커터에 의해 건조기의 크기에 ?추어 초벌 절단을 행하였다.

초벌 절단된 적층체는, 건조기(미도시)를 통과하여 강제 건조됨으로써 건조 공정을 실시하였다. 그 후, 재단기를 이용하여, 얻어진 석고 보드를 세로 300mm, 가로 300mm로 재단하는 재단 공정을 실시하였다. 한편, 얻어진 석고 보드의 두께는 12.5mm이었다.

본 실험예에서는 건조 공정에서 석고 보드의 석고부 온도가 80℃가 되도록 건조로를 설정하여 건조를 실시하였다. 이로써, 실험예 3-1의 석고 보드에 대하여는, 건조 공정에서, 첨가된 요소인산에스테르화 전분의 호화를 행하고 있다.

이상 설명한 순서에 의해 제작된 두께 12.5mm의 석고 보드(비중≒0.5)에 대하여, 전술한 순서에 따라 전흡수율을 측정하였다. 결과를 표 3에 나타낸다. 또한, 표 3의 결과를 그래프화하여 도 4에 나타낸다.

표 3, 도 4의 결과로부터 명확히 알 수 있듯이, 실시예인 실험예 3-1의 석고 슬러리를 사용한 석고 보드는, 비교예인 실험예 3-2의 석고 슬러리를 사용한 석고 보드와 비교하여, 전흡수율이 매우 작고 높은 발수성을 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다. 즉, 요소인산에스테르화 전분은, 미리 α화된 전분을 사용한 경우와 비교하여, 양호한 발수 보조 효과를 가짐을 확인할 수 있었다.

이상에서 석고 슬러리, 석고 경화체, 석고계 건축재료, 석고 보드, 석고 슬러리의 제조방법, 석고 경화체의 제조방법, 석고계 건축재료의 제조방법, 석고 보드의 제조방법을 실시형태 등에서 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태 등에 한정되지 않는다. 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에서 다양한 변형, 변경이 가능하다.

본 출원은 2013년 11월 28일에 일본국 특허청에 출원된 특허출원 제2013-246716호에 기초하는 우선권을 주장하는 것으로서, 일본국 특허출원 제2013-246716호의 전체 내용을 본 국제출원에 원용한다.

13,14 석고 슬러리

Claims (16)

1. 소석고와, 요소인산에스테르화 전분과, 오르가노폴리실록산과, 물을 혼합한 석고 슬러리.
2. 제1항에 있어서,
   상기 소석고 100질량부에 대하여 상기 요소인산에스테르화 전분을 0.05질량부 이상 10질량부 이하의 비율로 포함하는 석고 슬러리.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 요소인산에스테르화 전분의 호화 온도가 100℃ 이하인 석고 슬러리.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 오르가노폴리실록산이 하기 (1)식에 나타내는 구조를 가지는 메틸하이드로젠폴리실록산을 포함하는 것인 석고 슬러리.
   

   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 석고 슬러리를 경화한 석고 경화체.
6. 제5항에 기재된 석고 경화체를 포함하는 석고계 건축재료.
7. 제5항에 기재된 석고 경화체를 포함하는 석고 보드.
8. 소석고와 요소인산에스테르화 전분을 혼합하여 석고 조성물로 하는 석고 조성물 형성 공정과,
   상기 석고 조성물과 오르가노폴리실록산과 물을 혼합하여 석고 슬러리로 하는 석고 슬러리 형성 공정을 포함하는 석고 슬러리 제조방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 소석고 100질량부에 대하여 상기 요소인산에스테르화 전분을 0.05질량부 이상 10질량부 이하의 비율로 포함하는 것인 석고 슬러리 제조방법.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 요소인산에스테르화 전분의 호화 온도가 100℃ 이하인 석고 슬러리 제조방법.
11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오르가노폴리실록산이 하기 (1)식에 나타내는 구조를 가지는 메틸하이드로젠폴리실록산을 포함하는 것인 석고 슬러리 제조방법.
    

    
12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 석고 슬러리 제조방법에 의해 얻어진 석고 슬러리를 성형하여 석고 슬러리의 성형체를 제작하는 성형 공정을 포함하는 석고 경화체 제조방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 성형 공정의 후에 상기 요소인산에스테르화 전분을 호화하는 호화 공정을 포함하는 석고 경화체 제조방법.
14. 제13항에 있어서,
    상기 호화 공정이 상기 석고 슬러리의 성형체를 100℃ 이하로 가열하는 공정을 포함하는 석고 경화체 제조방법.
15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 석고 경화체 제조방법을 포함하는 석고계 건축재료 제조방법.
16. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 석고 경화체 제조방법을 포함하는 석고 보드 제조방법.

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