KR20170086488A - 개선된 고정력을 갖는 건축 패널 - Google Patents
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Abstract
플라스터 보드는 석고 대비 1 중량% 이상의 양으로 분산된 고분자 첨가물을 갖는 석고 매트릭스를 포함하며, 상기 석고 매트릭스는 그 안에 매립된 제1 섬유 군 및 제2 섬유 군을 더 가지고, 상기 제1 섬유 군의 섬유는 상기 제2 섬유 군의 섬유의 평균 길이의 3배 이상인 평균 길이를 갖는다.
Description
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.
일반적으로, 이 문제는 합판 시트를 제공하여 패널의 고정력을 증가시킴으로써 해결하고 있다. 이 경우, 합판 시트를 고정물이 배치되는 패널 면의 반대쪽 패널 면 상에 제공한다. 합판 시트는 패널에 고정물을 고정시키기 위해 이용되는 하나 이상의 고정 수단(예를 들어, 나사)을 유지하기 위한 증가된 강도를 제공할 수 있다. 일반적으로, 합판 시트를 격벽의 골조 내에 위치시킨 후 플라스터 보드를 격벽 골조의 외부에 놓이도록 합판에 고정시킨다.
대안으로서, 금속 지지 수단을 제공할 수 있다. 이들은 고정판, 채널, 끈 또는 금속 체결구를 포함할 수 있다. 합판 시트의 경우와 마찬가지로, 금속 지지 수단은 일반적으로 고정물이 고정되는 패널 면의 반대쪽 패널 면 상에 위치하고 패널에 고정물을 부착하는데 사용되는 고정 수단, 예를 들어 고정 나사를 수용하고 고정하는 역할을 한다.
이들 구성 양자 모두는 패널과 추가의 지지 부품이 현장에서 서로 부착되어야 한다는 단점을 갖는다. 또한, 금속 지지 수단을 사용하는 경우에는 패널에 고정물을 고정하는데 필요한 완전한 세트의 고정 수단을 지지하기 위해 복수의 이러한 지지 수단이 필요할 수 있다. 따라서, 설치 과정이 시간이 걸리고 고가일 수 있다.
또한, 금속 지지 수단 또는 합판 시트의 추가는 격벽의 무게와 두께를 증가시키고/거나 이중벽 공간의 감소를 초래한다. 일반적으로, 합판 그 자체는 현장에서 크기에 맞게 절단되어야 하므로 설치에 필요한 시간이 증가하고 가능하게는 먼지 및 잠재적으로 유해한 성분의 방출을 유발한다.
따라서, 고정 수단을 유지하고 고정물을 지지할 수 있으며 시간이 걸리는 설치 과정을 요하지 않는 개선된 패널을 제공하는 것이 필요하다.
섬유의 혼합물을 플라스터 보드에 포함시킴으로써, 패널의 고정 수단 유지 능력을 개선할 수 있음이 밝혀졌다. 이는 더 강한 플라스터 보드 또는 수용 가능한 강도를 갖는 보다 경량의 플라스터 보드의 생산을 가능하게 한다.
또한, 섬유의 혼합물을 사용함으로써, 벽토(stucco) 슬러리의 점도를 감소시킬 수 있고 그렇게 함으로써 플라스터 보드의 더 용이한 제조가 가능하다는 것이 관찰되었다.
따라서, 제1 양태에서 본 발명은 석고 대비 1 중량% 이상의 양으로 분산된 고분자 첨가물을 갖는 석고 매트릭스(matrix)를 포함하는 플라스터 보드를 제공할 수 있으며, 상기 석고 매트릭스는 그 안에 매립된 제1 섬유 군 및 제2 섬유 군을 더 가지고, 상기 제1 섬유 군의 섬유는 상기 제2 섬유 군의 섬유의 평균 길이의 3배 이상인 평균 길이를 갖는다.
바람직하게는, 제1 섬유 군의 섬유는 제2 섬유 군의 섬유의 평균 길이의 4배 이상인 평균 길이를 갖는다.
긴 섬유에 더하여 더 짧은 섬유를 포함함으로써, 플라스터 보드의 강도를 증가시키면서도 보드의 생산에 사용되는 벽토 슬러리의 점도의 증가를 피하는 것이 가능할 수 있다. 슬러리의 과도한 점도는 공극의 형성 및/또는 이를 방지하기 위한 생산 중 라인 속도를 감소시킬 필요성과 관련되는 경향이 있다.
제1 섬유 군은 유리 섬유와 같은 무기 섬유를 포함할 수 있다. 유리 섬유는 일반적으로 1 mm 초과, 바람직하게는 2 mm 초과, 가장 바람직하게는 3 mm 초과의 평균 길이를 갖는다. 일반적으로, 유리 섬유는 10 mm 미만, 바람직하게는 8 mm 미만의 평균 길이를 갖는다.
당해 기술 분야에 알려진 바와 같이, 바람직하게는 유리 섬유를 사이즈제(sizing agent)로 코팅하여 석고에 대한 그의 친화력을 증가시킨다.
제2 섬유 군은 셀룰로오스 기반 섬유(예를 들어, 셀룰로오스 섬유 또는 목질 섬유)과 같은 유기 섬유를 포함할 수 있다. 셀룰로오스 기반 섬유는 일반적으로 100 ㎛ 초과, 바람직하게는 200 ㎛ 초과의 평균 길이를 갖는다. 일반적으로, 셀룰로오스 기반 섬유는 1.8 mm 미만, 바람직하게는 1 mm 미만, 가장 바람직하게는 800 ㎛ 미만의 평균 길이를 갖는다. 일반적으로, 셀룰로오스 기반 섬유의 두께는 10 ㎛ 초과, 바람직하게는 20 ㎛ 초과이다. 일반적으로, 셀룰로오스 기반 섬유의 두께는 60 ㎛ 미만, 바람직하게는 40 ㎛ 미만이다.
석고 제품으로 혼입 전 셀룰로오스 기반 섬유의 겉보기 밀도는 일반적으로 250 g/L 미만이다.
다른 실시예에서, 유기 섬유는 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르 섬유일 수 있다.
일반적으로, 제1 섬유 군의 섬유는 1 mm 초과, 바람직하게는 2 mm 초과, 가장 바람직하게는 3 mm 초과의 평균 길이를 갖는다. 일반적으로, 제1 섬유 군의 섬유는 10 mm 미만, 바람직하게는 8 mm 미만의 평균 길이를 갖는다.
제2 섬유 군의 섬유는 일반적으로 100 ㎛ 초과, 바람직하게는 200 ㎛ 초과의 평균 길이를 갖는다. 일반적으로, 제2 섬유 군의 섬유는 1.8 mm 미만, 바람직하게는 1 mm 미만, 더 바람직하게는 800 ㎛ 미만의 평균 길이를 갖는다.
일반적으로, 제2 섬유 군의 섬유의 두께는 10 ㎛ 초과, 바람직하게는 20 ㎛ 초과이다. 일반적으로, 제2 섬유 군의 섬유의 두께는 60 ㎛ 미만, 바람직하게는 40 ㎛ 미만이다.
일반적으로, 제1 섬유 군 및 제2 섬유 군은 석고 매트릭스 대비 20 중량% 미만, 바람직하게는 15 중량% 미만, 더 바람직하게는 10 중량% 미만의 총량으로 존재한다.
바람직하게는, 고분자 첨가물은 2 중량% 이상, 가장 바람직하게는 3 중량% 이상의 양으로 석고 매트릭스에 분산된다.
일반적으로, 고분자 첨가물은 전분이다. 바람직하게는, 고분자 첨가물은 석고 매트릭스 대비 20 중량% 미만, 바람직하게는 15 중량% 미만의 양으로 존재한다.
본 발명의 제1 양태의 특정 실시예에서, 플라스터 보드는 페이퍼 페이싱(paper facing)을 갖는다. 이들 페이퍼 페이싱은 셀룰로오스 섬유 및 유리 섬유 양자 모두를 포함할 수 있으며, 이는 플라스터 보드의 내연성을 개선시키는 것으로 생각된다. 다른 경우에서, 플라스터 보드는 그의 표면에 부분적으로 또는 완전히 매립된 매트, 예를 들어 유리 매트를 가질 수 있다.
본 발명의 제1 양태의 특정 실시예에서, 석고 매트릭스는 실리콘 오일 또는 왁스와 같은 소수성 첨가물을 포함한다.
본 발명의 제1 양태의 특정 실시예에서, 석고 매트릭스는 살생제를 함유할 수 있다.
본 발명의 제1 양태의 특정 실시예에서, 석고 매트릭스는 팽창되지 않은 질석(vermiculite), 마이크로실리카 및/또는 점토와 같은 수축 방지제를 함유하여 제품의 내연성을 개선시킬 수 있다.
본 발명의 제1 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:
벽토와 다른 건조 첨가물을 칭량하여 자루에 넣고 흔들어서 혼합하였다. 물과 습식 첨가물을 칭량하여 통에 넣었다. 섬유를 칭량하여 통 안의 습식 첨가물에 첨가하고 전기 믹서를 사용하여 30초 동안 함께 혼합하였다.
건조 분말 첨가물을 통 안의 습식 첨가물에 첨가하고 전기 믹서로 30초 동안 혼합하였다.
그 결과로 생긴 슬러리를 두 개의 보드라인 페이퍼 시트 사이에 끼워 넣고 혼합 시점으로부터 측정하여 25분 동안 수화시켰다. 이어서 보드를 80% 초과의 상대 습도를 갖는 180℃의 오븐에서 50분 동안 건조시켰다.
실시예
1
석고 플라스터 보드를 하기의 재료로부터 제조하였다:
- 벽토,
- 벽토의 양 대비 5 중량% 양의 에틸화 전분(전분은 Grain Processing Corporation으로부터 상표명 Coatmaster K57F로 입수 가능),
- 벽토의 양 대비 5 중량% 양의 유리 섬유(유리 섬유는 6 mm의 평균 길이를 가짐),
- 벽토의 양 대비 2 중량% 양의 셀룰로오스 섬유(셀룰로오스 섬유는 500 ㎛의 평균 길이 및 35 ㎛의 평균 직경을 가짐).
실시예
2
석고 플라스터 보드를 하기의 재료로부터 제조하였다:
- 벽토,
- 벽토의 양 대비 10 중량% 양의 에틸화 전분(전분은 Grain Processing Corporation으로부터 상표명 Coatmaster K57F로 입수 가능),
- 벽토의 양 대비 5 중량% 양의 유리 섬유(유리 섬유는 6 mm의 평균 길이를 가짐),
- 벽토의 양 대비 5 중량% 양의 셀룰로오스 섬유(셀룰로오스 섬유는 500 ㎛의 평균 길이 및 35 ㎛의 평균 직경을 가짐).
비교예
1
석고 플라스터 보드를 하기의 재료로부터 제조하였다:
- 벽토,
- 벽토의 양 대비 5 중량% 양의 에틸화 전분(전분은 Grain Processing Corporation으로부터 상표명 Coatmaster K57F로 입수 가능),
- 벽토의 양 대비 5 중량% 양의 유리 섬유(유리 섬유는 6 mm의 평균 길이를 가짐).
비교예
2
석고 플라스터 보드를 하기의 재료로부터 제조하였다:
- 벽토,
- 벽토의 양 대비 10 중량% 양의 에틸화 전분(전분은 Grain Processing Corporation으로부터 상표명 Coatmaster K57F로 입수 가능),
- 벽토의 양 대비 5 중량% 양의 유리 섬유(유리 섬유는 6 mm의 평균 길이를 가짐).
비교예
3
석고 플라스터 보드를 하기의 재료로부터 제조하였다:
- 벽토,
- 벽토의 양 대비 6 중량% 양의 전분(전분은 Tate & Lyle로부터 상표명 Merifilm으로 입수 가능),
- 벽토의 양 대비 2 중량% 양의 유리 섬유(유리 섬유는 6 mm의 평균 길이를 가짐).
비교예
4
석고 플라스터 보드를 하기의 재료로부터 제조하였다:
- 벽토,
- 벽토의 양 대비 6 중량% 양의 전분(전분은 Tate & Lyle로부터 상표명 Merifilm으로 입수 가능),
- 벽토의 양 대비 1 중량% 양의 유리 섬유(유리 섬유는 6 mm의 평균 길이를 가짐),
- 벽토의 양 대비 1 중량% 양의 폴리프로필렌 섬유(폴리프로필렌 섬유는 6 mm의 평균 길이를 가짐).
나사의
인발
강도
23℃의 온도 및 50%의 상대습도에서 컨디셔닝된 100 mm × 100 mm 샘플에 대해 나사의 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 머리 및 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 | 나사의 평균 인발 강도(N) |
실시예 1 | 494.9 |
비교예 1 | 305.1 |
실시예 2 | 671.0 |
비교예 2 | 535.5 |
비교예 3 | 574 |
비교예 4 | 558 |
Claims (9)
- 석고 대비 1 중량% 이상의 양으로 분산된 고분자 첨가물을 갖는 석고 매트릭스(matrix)를 포함하는 플라스터 보드(plasterboard)로서, 상기 석고 매트릭스는 그 안에 매립된 제1 섬유 군 및 제2 섬유 군을 더 가지고, 상기 제1 섬유 군의 섬유는 상기 제2 섬유 군의 섬유의 평균 길이의 3배 이상인 평균 길이를 갖는 플라스터 보드.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 섬유 군의 섬유가 2 내지 10 mm 범위의 평균 길이를 갖는 플라스터 보드.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 섬유 군 및 제2 섬유 군이 석고 매트릭스 대비 20 중량% 미만의 총량으로 존재하는 플라스터 보드.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 섬유 군이 유리 섬유를 포함하는 플라스터 보드.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 섬유 군이 셀룰로오스 섬유를 포함하는 플라스터 보드.
- 제5항에 있어서, 상기 셀룰로오스 기반 섬유가 200 ㎛ 내지 1.8 mm 범위의 길이를 갖는 플라스터 보드.
- 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 셀룰로오스 기반 섬유가 20 내지 60 ㎛ 범위의 두께를 갖는 플라스터 보드.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고분자 첨가물이 전분인 플라스터 보드.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고분자 첨가물이 석고 매트릭스 대비 20 중량% 미만의 양으로 존재하는 플라스터 보드.
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