KR20170085495A - 개선된 고정력을 갖는 건축 패널 - Google Patents

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니콜라 저프
조안나 스파크스
아담 리차드슨
니콜라스 존스
잔 라이다웃
키쓰 험프리
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쌩-고벵 플라코
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Abstract

플라스터 보드는 석고 대비 1 중량% 이상의 양의 응집 섬유 입자가 내부에 매립된 석고 매트릭스를 포함하고 상기 석고 매트릭스는 고분자 첨가물을 더 포함하며 상기 고분자 첨가물은 석고 대비 1 중량% 이상의 양으로 존재한다.

Description

개선된 고정력을 갖는 건축 패널{CONSTRUCTION PANEL HAVING IMPROVED FIXING STRENGTH}
본 발명은 건물 건축에 사용하기 위한 패널에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 싱크대, 텔레비전 또는 라디에이터와 같은 물품이 부착될 수 있는 격벽을 제공하기 위한 패널에 관한 것이다.
플라스터 보드(plasterboard)(예를 들어, 석고 플라스터 보드), 폴리스티렌 보드 및 섬유 보드와 같은 경량 패널은 통상적으로 빌딩 내에 격벽을 제공하기 위해 사용된다. 이러한 적용에 대한 그들의 장점은 가볍고 신속하게 설치된다는 사실을 포함한다.
그러나, 일부 경우에서 이러한 경량 패널은 고정물(예를 들어, 싱크대, 텔레비전, 라디에이터, 소화기, 선반 및 패널에 대해 부착을 요하는 임의의 다른 물품)을 지지할 만큼 강하지 않다는 단점을 가질 수 있다. 이러한 경우, 고정물의 중량은 고정 수단(예를 들어, 나사)이 패널에서 빠져 나오게 하여 고정물이 격벽에서 떨어질 수 있다.
이 문제를 이전에는 플라스터 보드의 일면에 고분자 기반 배킹 박판(backing lamina)을 접착시킴으로써 해결하였으며, 배킹 박판은 예를 들어 PVC, HDPE, 나일론, 폴리카보네이트, 베이클라이트, 폴리프로필렌, 아세탈 또는 섬유 유리였다.
목제품 및 고분자 첨가물을 플라스터 보드 내에 포함시킴으로써, 배킹 박판을 요하지 않고 고정 수단을 유지할 충분한 능력을 갖춘 플라스터 보드를 제공할 수 있다는 것이 이제 밝혀졌다.
따라서, 제1 양태에서, 본 발명은 석고 대비 1 중량% 이상의 양의 응집 섬유 입자가 내부에 매립된 석고 매트릭스(matrix)를 포함하는 플라스터 보드를 제공할 수 있으며, 상기 석고 매트릭스는 고분자 첨가물을 더 포함하고, 상기 고분자 첨가물은 석고 대비 1 중량% 이상의 양으로 존재하며, 배킹 박판은 플라스터 보드의 어느 면에도 부착되지 않는다.
배킹 박판을 생략함으로써, 감소된 원재료 가격 및 보다 더 큰 제조 용이성으로 인해 충분한 고정력을 갖는 패널을 상대적으로 저렴한 비용으로 제공 가능할 수 있다. 또한, 박판을 플라스터 보드로부터 분리하기 위한 요건을 회피할 수 있으므로 패널은 재활용하기가 더 용이할 수 있다.
"박판"이라는 용어는 실질적으로 PVC, HDPE, 나일론, 폴리카보네이트, 베이클라이트, 폴리프로필렌, 아세탈 또는 섬유 유리를 포함하는 1 mm 이상(예를 들어, 2 mm)의 두께를 갖는 고분자 기반 시트를 포함하기 위한 것이다. "박판"이라는 용어는 여기에서는 플라스터 보드와 시트 사이에 계면을 형성하도록 플라스터 보드의 면에 예를 들어 접착에 의해 부착되는 시트를 지칭한다. 따라서, "박판"이라는 용어는 플라스터 보드 내에 부분적으로 또는 완전히 매립된 물체를 지칭하기 위한 것이 아니다.
플라스터 보드의 어느 면에도 박판이 부착되지 않지만, 플라스터 보드는 그의 일면 또는 양면 상에 페이퍼 페이싱(paper facing)을 가질 수 있다. 다른 경우에서는, 플라스터 보드는 그의 표면에 부분적으로 또는 완전히 매립된 매트, 예를 들어 유리 섬유 매트를 가질 수 있다.
일반적으로, 입자는 석고 대비 2 중량% 이상, 바람직하게는 2.5 중량% 이상의 양으로 존재한다. 일반적으로, 입자는 석고 대비 10 중량% 미만, 바람직하게는 8 중량% 미만의 양으로 존재한다.
입자는 예를 들어, 목재 입자(예를 들어 우드칩(woodchip) 또는 고운 톱밥 입자) 또는 종이 입자일 수 있다. 바람직하게는 입자는 목재 입자이다. 일반적으로, 입자는 불규칙한 형상이다.
의심의 소지를 없애기 위해, "목재 입자"이라는 용어는 목재에 존재하는 천연 결합 물질에 의해 개별 섬유가 더 이상 결합되지 않는 지점까지 가공된 목재-유래 재료의 입자(예를 들어 종이 입자)를 지칭하기 위한 것이 아니다.
일반적으로, 이 입자는 0.5 mm 초과의 길이를 갖는다. 일반적으로, 이 입자는 25 mm 미만, 바람직하게는 20 mm 미만의 길이를 갖는다.
일반적으로, 이 입자는 4 mm 미만, 바람직하게는 3 mm 미만의 두께를 갖는다. 입자가 종이 입자인 경우, 그 두께는 일반적으로 0.5 mm 미만이다.
특정 실시예에서, 입자는 목재 입자일 수 있으며 플라스터 보드는 유리 섬유를 더 포함할 수 있다. 이러한 경우, 유리 섬유는 바람직하게는 1 중량% 이상의 양으로 존재한다.
일반적으로, 고분자 첨가물은 석고 대비 2 중량% 이상, 바람직하게는 4 중량% 이상의 양으로 존재한다.
일반적으로, 상기 고분자 첨가물은 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 아세테이트-에틸렌 코폴리머, 폴리스티렌 술포네이트와 가교 결합된 폴리비닐 피롤리돈, 폴리비닐 알코올, 메틸 셀룰로오스, 히드록시에틸 메틸 셀룰로오스, 스티렌-부타디엔 코폴리머 라텍스, 아크릴 에스테르 라텍스, 아크릴 코폴리머 라텍스, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리아크릴산, 양이온성 전분, 에틸화 전분, 덱스트린 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다.
바람직하게는, 고분자 첨가물은 폴리비닐 아세테이트 및 전분 중 하나이다.
일부 경우에서, 전분은 천연 전분(즉, 변성되지 않은 전분)일 수 있다. 다른 경우에서, 전분은 변성 전분, 예를 들어 산-처리된(acid-thinned) 전분일 수 있다.
가장 바람직하게는, 고분자 첨가물은 폴리비닐 아세테이트이다.
제2 양태에서, 본 발명은 석고 대비 2 중량% 이상의 양의 목재 입자가 내부에 매립된 석고 매트릭스를 포함하는 플라스터 보드를 제공할 수 있으며, 상기 석고 매트릭스는 석고 대비 1 중량% 이상의 양의 유리 섬유를 더 포함한다.
일반적으로, 배킹 박판은 플라스터 보드의 어느 면에도 부착되지 않는다.
"박판"이라는 용어는 실질적으로 PVC, HDPE, 나일론, 폴리카보네이트, 베이클라이트, 폴리프로필렌, 아세탈 또는 섬유 유리를 포함하는 1 mm 이상(예를 들어, 2 mm)의 두께를 갖는 고분자 기반 시트를 포함하기 위한 것이다. "박판"이라는 용어는 여기에서는 플라스터 보드와 시트 사이에 계면을 형성하도록 플라스터 보드의 면에 예를 들어 접착함으로써 부착되는 시트를 지칭한다. 따라서, "박판"이라는 용어는 플라스터 보드 내에 부분적으로 또는 완전히 매립된 물체를 지칭하기 위한 것이 아니다.
플라스터 보드의 어느 면에도 박판이 부착되지 않지만, 플라스터 보드는 그의 일면 또는 양면 상에 페이퍼 페이싱을 가질 수 있다. 다른 경우에서, 플라스터 보드는 그의 표면에 부분적으로 또는 완전히 매립된 매트, 예를 들어 유리 섬유 매트를 가질 수 있다.
일반적으로, 목재 입자는 불규칙한 형상이다.
일반적으로, 목재 입자는 0.5 mm 초과의 길이를 갖는다. 일반적으로 이 입자는 25 mm 미만, 바람직하게는 20 mm 미만의 길이를 갖는다.
일반적으로, 목재 입자는 4 mm 미만, 바람직하게는 3 mm 미만의 두께를 갖는다.
본 발명의 제1 양태 및 제2 양태의 특정 실시예에서, 플라스터 보드는 페이퍼 페이싱을 갖는다. 이 페이퍼 페이싱은 셀룰로오스 섬유 및 유리 섬유 양자 모두를 포함할 수 있으며, 이는 플라스터 보드의 내열성을 개선시키는 것으로 생각된다. 다른 경우에서, 플라스터 보드는 그의 표면에 부분적으로 또는 완전히 매립된 매트, 예를 들어 유리 매트를 가질 수 있다.
본 발명의 제1 양태 및 제2 양태의 특정 실시예에서, 석고 매트릭스는 실리콘 오일 또는 왁스와 같은 소수성 첨가물을 포함한다.
본 발명의 제1 양태 및 제2 양태의 특정 실시예에서, 석고 매트릭스는 살생제를 함유할 수 있다.
본 발명의 제1 양태 및 제2 양태의 특정 실시예에서, 석고 제품은 팽창되지 않은 질석(vermiculite), 마이크로실리카 및/또는 점토와 같은 수축 방지제를 함유하여 제품의 내연성을 개선시킬 수 있다.
본 발명의 제1 양태 및 제2 양태의 특정 실시예는 발포체 또는 펄라이트와 같은 경량 골재를 포함할 수 있다. 이러한 첨가물은 수용 가능한 두께를 갖는 저밀도 보드를 생성하는 것으로 당해 기술 분야에서 알려져 있다.
본 발명은 이제 단지 예시로써 설명될 것이다.
석고 플라스터 보드를 하기의 일반적인 방법론을 사용하여 제조하였다:
벽토(stucco)와 다른 건조 첨가물(우드칩 포함)을 칭량하여 자루에 넣고 흔들어서 혼합하였다. 물과 습식 첨가물을 칭량하여 통에 넣고, 전기 믹서를 사용하여 60초 동안 함께 혼합하였다.
건조 분말 첨가물을 통 안의 습식 첨가물에 첨가하고 전기 믹서로 30초 동안 혼합하였다.
그 결과로 생긴 슬러리를 두 개의 페이퍼 라이너 시트 사이에 끼워 넣고 혼합 시점으로부터 측정하여 25분 동안 수화시켰다. 이어서 보드를 160℃의 오븐에서 1시간 동안 건조시켰다.
패널은 12.5 mm의 두께였다.
실시예 1
석고 플라스터 보드를 하기의 재료를 함유하는 슬러리로부터 제조하였다:
- 벽토,
- 벽토 대비 3 중량% 양의 우드칩(우드칩은 1 내지 20 mm 범위의 최대 치수(dimension) 및 0.5 내지 3 mm의 두께를 가짐),
- 벽토 대비 6 중량% 양의 옥수수 전분(Tate & Lyle의 Merifilm).
실시예 2
석고 플라스터 보드를 하기의 재료를 함유하는 슬러리로부터 제조하였다:
- 벽토,
- 벽토 대비 3 중량% 양의 우드칩(우드칩은 1 내지 20 mm 범위의 최대 치수 및 0.5 내지 3 mm의 두께를 가짐),
- 벽토 대비 6 중량% 양의 폴리비닐 아세테이트(Vinamul 8481).
실시예 3
석고 플라스터 보드를 하기의 재료를 함유하는 슬러리로부터 제조하였다:
- 벽토,
- 벽토 대비 3 중량% 양의 우드칩(우드칩은 1 내지 20 mm 범위의 최대 치수 및 0.5 내지 3 mm의 두께를 가짐),
- 벽토 대비 12 중량% 양의 옥수수 전분(Tate & Lyle의 Merifilm),
- 벽토 대비 2 중량% 양의 유리 섬유.
실시예 4
석고 플라스터 보드를 하기의 재료를 함유하는 슬러리로부터 제조하였다:
- 벽토,
- 벽토 대비 3 중량% 양의 우드칩(우드칩은 1 내지 20 mm 범위의 최대 치수 및 0.5 내지 3 mm의 두께를 가짐),
- 벽토 대비 12 중량% 양의 폴리비닐 아세테이트(Vinamul 8481),
- 벽토 대비 2 중량% 양의 유리 섬유.
비교예 1
석고 플라스터 보드를 하기의 재료를 함유하는 슬러리로부터 제조하였다:
- 벽토,
- 벽토 대비 3 중량% 양의 우드칩(우드칩은 1 내지 20 mm 범위의 최대 치수 및 0.5 내지 3 mm의 두께를 가짐),
- 벽토 대비 2 중량% 양의 유리 섬유.
비교예 2
석고 플라스터 보드를 하기의 재료를 함유하는 슬러리로부터 제조하였다:
- 벽토,
- 벽토 대비 3 중량% 양의 우드칩(우드칩은 1 내지 20 mm 범위의 최대 치수를 가지며 0.5 내지 3 mm의 두께를 가짐).
나사 인발 강도
23℃의 온도 및 50%의 상대습도에서 컨디셔닝된 100 mm × 100 mm 크기의 샘플에 대해 나사 인발 시험을 수행하였다. 50 mm 한줄 나사못(wood screw)을 샘플의 표면 상에 위치한 금속 하중 전달 요소를 관통시켜 샘플 안에 삽입하였다. 하중 전달 요소는 나사 머리와 샘플의 표면 사이에 놓이도록 구성된 제1 부분 및 시험 기계와 결합하여 나사의 축을 따라 나사에 하중이 가해지도록 구성되는 제2 부분을 갖는다. 나사를 1 Nm의 토크로 조였다.
이어서, 시편을 Zwick 만능 시험기에 고정시키고 10 N의 예비 하중을 나사의 축을 따라 나사에 가하였다. 이후, 인발될 때까지 10 mm/분의 일정한 크로스-헤드(cross-head) 속도를 설정함으로써 하중을 증가시켰다.
결과를 표 1에 나타내었다. 이들은 각각 8개의 샘플로부터 얻은 평균값이다.
실시예 평균 나사 인발 강도
실시예 1 523±88
실시예 2 795±93
실시예 3 794±82
실시예 4 1097±131
비교예 1 336±46
비교예 2 177±95

Claims (14)

  1. 석고 대비 1 중량% 이상의 양의 응집 섬유 입자가 내부에 매립된 석고 매트릭스(matrix)를 포함하는 플라스터 보드(plasterboard)로서, 상기 석고 매트릭스는 고분자 첨가물을 더 포함하고, 상기 고분자 첨가물은 석고 대비 1 중량% 이상의 양으로 존재하며,
    배킹 박판(backing lamina)이 플라스터 보드의 어느 면에도 부착되지 않는 플라스터 보드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고분자 첨가물이 석고 대비 4 중량% 이상의 양으로 존재하는 플라스터 보드.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 입자가 석고 대비 2 중량% 이상의 양으로 존재하는 플라스터 보드.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입자가 목재 입자인 플라스터 보드.
  5. 제4항에 있어서, 상기 목재 입자의 길이가 0.5 내지 25 mm 범위인 플라스터 보드.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 목재 입자의 두께가 4 mm 미만인 플라스터 보드.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 유리 섬유를 더 포함하는 플라스터 보드.
  8. 제7항에 있어서, 상기 유리 섬유가 1 중량% 이상의 양으로 존재하는 플라스터 보드.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고분자 첨가물이 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 아세테이트-에틸렌 코폴리머, 폴리스티렌 술포네이트와 가교 결합된 폴리비닐 피롤리돈, 폴리비닐 알코올, 메틸 셀룰로오스, 히드록시에틸 메틸 셀룰로오스, 스티렌-부타디엔 코폴리머 라텍스, 아크릴 에스테르 라텍스, 아크릴 코폴리머 라텍스, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리아크릴산, 양이온성 전분, 에틸화 전분, 덱스트린 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택되는 플라스터 보드.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고분자 첨가물이 전분 또는 폴리비닐 아세테이트인 플라스터 보드.
  11. 제10항에 있어서, 상기 고분자 첨가물이 폴리비닐 아세테이트인 플라스터 보드.
  12. 석고 대비 2 중량% 이상의 양의 목재 입자가 내부에 매립된 석고 매트릭스를 포함하며, 상기 석고 매트릭스가 석고 대비 1 중량% 이상의 양의 유리 섬유를 더 포함하는 플라스터 보드.
  13. 제12항에 있어서, 배킹 박판이 플라스터 보드의 어느 면에도 부착되지 않는 플라스터 보드.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 입자의 최대 치수(dimension)가 0.5 내지 25 mm 범위인 플라스터 보드.
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