KR20180123671A - 석고 보드 - Google Patents

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Abstract

코어를 포함하는 석고 보드가 여기서 제공되고, 상기 코어는 석고; 유동화제; 하나 이상의 발수제; 및 유리 섬유를 포함한다. 그러한 석고 보드의 제조를 위한 방법이 여기서 추가로 제공된다.

Description

석고 보드
본발명은 석고 보드 및 그러한 석고 보드를 제조하는 방법에 관한 것이다.
건조벽 또는 플라스터보드로서 또한 공지되어 있는 석고 보드는 본업계에서 널리 공지되어 있다. 습윤 조건 가령 주방 및 욕실 또는 심지어 야외에서의 사용에 적합한 석고 보드는 드물다.
WO2006024549는 석고 보드의 물-저항성을 증가시키는 페이서(facer)를 갖는 석고 보드를 개시한다. 그러나, 플라스터보드의 물 저항성의 흐름 향상은 대표적으로 특정의 기계적 특성, 가령 래킹 저항성의 악화를 또한 유발한다. 한편, 대표적으로 우수한 래킹 저항성을 갖는 플라스터보드는 낮은 물 저항성을 가진다. 따라서, 우수한 발수제 특성 그리고 우수한 래킹 저항성을 갖는 플라스터보드에 대한 필요가 있다.
본발명의 요약
본발명의 목적은, 우수한 발수제 특성 그리고 우수한 래킹 저항성을 갖는 석고 보드, 또는 벽보드를 제공하는 것이다. 우수한 발수제 특성은 석고 보드가 습윤 조건, 예를 들어 야외 또는 습윤 영역 가령 욕실, 주방 또는 수영장 건물 내에 배치된 때 약화되지 않거나 또는 매우 작은 정도로 약화되는 것을 의미한다.
본발명자는 놀랍게도 우수한 물 저항성 및 래킹 저항성 특성을 갖는 석고 보드가 발수제, 높은 함량의 유리 또는 폴리비닐 알콜 섬유, 및 유동화제를 포함하는 고-밀도 석고 보드를 제공함에 의해 수득가능함을 발견하였다.
더욱 특히, 다음 양상이 여기서 제공된다:
양상 1. 코어를 포함하는 석고 보드, 상기 코어는 적어도 1025 kg/㎥의 부피밀도를 가지고 다음의 혼합물을 포함함:
- 석고;
- 적어도 2400 g/㎥의 총량인, 폴리카복실레이트 에테르 및 폴리포스포네이트 폴리옥시알킬렌으로 구성된 리스트로부터 선택된 하나 이상의 유동화제 ;
- 하나 이상의 발수제; 및
- 적어도 3200 g/㎥의 총량인 유리 섬유.
양상 2. 양상 1에 있어서, 상기 코어는 3200 내지 12000 g/㎥ 범위의 양으로 유리 섬유를 포함하는 석고 보드.
양상 3. 양상 1 또는 2에 있어서, 상기 유동화제는 폴리카복실레이트 에테르인 석고 보드.
양상 4. 양상 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 상기 코어는 적어도 1050 kg/㎥, 바람직하게는 적어도 1100 kg/㎥의 부피밀도를 가지는 석고 보드.
양상 5. 양상 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 상기 코어는 하나 이상의 점토 미네랄 및 하나 이상의 폴리실옥산 발수제의 혼합물을 포함하는 석고 보드.
양상 6. 양상 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 상기 하나 이상의 폴리실옥산의 총량은 하나 이상의 점토 미네랄의 총량에 기초하여 1 wt% 및 50 wt% 사이인 석고 보드.
양상 7. 양상 5 또는 6에 있어서, 상기 코어는10 kg/㎥ 내지 50 kg/㎥ 범위의 총량인 상기 하나 이상의 점토 미네랄을 포함하는 석고 보드.
양상 8. 양상 1 내지 7중 어느 하나에 있어서, 상기 코어는 적어도 1100 kg/㎥의 부피밀도를 가지고 다음을 포함하는 석고 보드:
- 70 wt% 내지 97 wt% 석고;
- 적어도 4000 g/㎥ 의 총량인 하나 이상의 폴리카복실레이트 에테르 유동화제;
- 적어도 2500 g/㎥의 폴리실옥산;
- 적어도 10000 g/㎥의 하나 이상의 점토 미네랄; 및
- 적어도 3200 g/㎥의 유리 섬유.
양상 9. 양상 1 내지 8중 어느 하나에 있어서, 상기 코어는 적어도 1100 kg/㎥의 부피밀도를 가지고; 그리고 적어도 6000 g/㎥의 총량인 하나 이상의 폴리카복실레이트 에테르 유동화제를 포함하는 석고 보드.
양상 10. 양상 1 내지 9중 어느 하나에 있어서, 상기 코어는 표준 ASTM C473-12에 따라서 측정된 적어도 20 N/㎟의 압축 강도를 가지는 석고 보드.
양상 11. 양상 1 내지 10중 어느 하나에 있어서, 상기 코어는 2 면을 가지고, 여기서 상기 면 중 적어도 하나의는 라이너를 구비하는 석고 보드.
양상 12. 양상 1 내지 11 중 어느 하나에 따르는 석고 보드를 제공하는 방법, 상기 방법은 다음의 단계를 포함함:
(i) 플라스터, 물, 하나 이상의 유동화제, 하나 이상의 발수제, 및 유리 섬유를 포함하는 수성 석고 슬러리를 제공하는 것; 제 1 내지 11항 중 어느 한 항에 따르는 코어를 얻도록 하는 상대적인 양으로;
(ii) 상기 슬러리를 패널로 형성하는 것 ; 및
(iii) 상기 패널이 경화하도록 허용하고, 이에 의해 제 1 내지 11항 중 어느 한 항에 따르는 플라스터보드를 얻는 것.
양상 13. 양상 12에 있어서, 상기 슬러리는 다음을 포함하는 방법:
- 물 및 플라스터, 여기서 물 대 플라스터 비는 0.70 이하;
- 상기 플라스터의 건조 중량에 기초하여 0.2 wt% 내지 2.0 wt% 범위의 총량인 하나 이상의 폴리카복실레이트 에테르 유동화제;
- 0.1 wt% 내지 2.0 wt%의 실리콘 기초 발수제;
- 상기 플라스터의 건조 중량에 기초하여 0.1 wt% 내지 10 wt%의 점토 미네랄; 및
- 상기 플라스터의 건조 중량에 기초하여 0.25 wt% 내지 1.5 wt% 범위의 총량인 유리 섬유.
양상 14. 양상 12 또는 13에 있어서, 상기 슬러리는 0.45 내지 0.70 범위의 물 대 플라스터 비를 가지는 방법.
양상 15. 양상 12 내지 14 중 어느 하나에 있어서, 상기 슬러리는 0.45 내지 0.63 범위의 물 대 플라스터 비를 가지고; 여기서 상기 슬러리는 상기 플라스터의 건조 중량에 기초하여 0.5 wt% 내지 2.0 wt% 범위의 총량인 상기 하나 이상의 폴리카복실레이트 에테르 유동화제를 포함하는 방법.
여기서 기술된 석고 보드는 목재 프레임 및 스틸 프레임 벽 둘 다에 대해 습윤 조건에서 증가된 기계적 강도, 가령 증가된 래킹 강도를 가질 수 있다. 석고 보드는 외부 거푸집 용도 또는 내부 용도에 대해 사용될 수 있다.
더욱 특히, 여기서 기술된 석고 보드는 배향된 스트랜드 보드 (OSB) 대신 벽 외부 측 상 래킹 보드로서 사용될 수 있다. OSB와 대조적으로, 여기서 기술된 석고 보드는 습윤 조건에서의 높은 기계적 저항성으로 인해 레인 스크린 막의 존재를 요구하지 않는다. 여기서 기술된 석고 보드는 또한 습한 방 가령 외부 벽과 면한 욕실에서 내부 래킹 보드로서 설치될 수 있다.
금속 프레임을 갖는 외부 벽에서, 여기서 기술된 석고 보드는 구조적 프레이밍 구조물 (SFS) 및 충전 벽 (기둥과 빔 구조물 내에 설치된) 둘 다에서 거푸집 보드로서 장착될 수 있다. 석고 보드는 부가적 강성 및 수직 바람 압력에 대한 기계적 저항성을 제공할 수 있다. 금속 프레임에 대한 제품의 기계적 기여 덕분에, 벽은 더 높은 바람 로드 압력에 저항할 수 있다. 또한, 기계적 계산에서 제품 기여를 포함함에 의해 금속 프레임의 최적화를 허용한다. 목재 구조물과 유사하게, 제품은 또한 습한 방 가령 외부 벽과 면한 욕실에서 벽의 내부측 상에 설치될 수 있다.
독립항 및 종속항은 본발명의 특정의 및 바람직한 특징을 규정한다. 종속항으로부터의 특징은 독립항 또는 다른 종속항의 특징, 및/또는 상기 및/또는 이후의 설명에서 규정된 특징과 적절히 조합될 수 있다.
본발명의 상기 및 다른 특성, 특징 및 장점은, 예시로서 본발명의 원리를 설명하는 다음 상세한 설명으로부터 명백해진다. 이 설명은 단지 예시 목적으로 주어지고 본발명 범위를 제한하지 않는다.
특정의 구체예에 대해 본발명을 기술한다.
청구범위에서 사용된 용어 "포함하는"은 이후에 나열된 의미로 제한된다고 해석되어서는 안되고; 다른 요소 또는 단계를 배제하지 않는다는 것에 주의해야 한다. 따라서 지칭된 바와 같은 언급된 특징, 단계 또는 성분의 존재를 특정하는 것으로 해석되어야 하고, 하나 이상의 다른 특징, 단계 또는 성분, 또는 그의 기의 존재 또는 부가를 배제하지 않는다. 따라서, 표현 " 수단 A 및 B를 포함하는 장치 "의 범위는 단지 성분 A 및 B로 구성된 장치에 제한되어서는 안된다. 본발명에 대해, 장치의 유일한 관련 성분은 A 및 B임을 의미한다.
본명세서 전체를 통해, "한 구체예" 또는 " 구체예"가 언급된다. 그러한 언급은 구체예와 관련하여 기술된 특정의 특징이 본발명의 적어도 하나의 구체예에 포함됨을 나타낸다. 따라서, 본명세서의 전체를 통해 다양한 위치에서 구절 "하나의 구체예에서" 또는 " 구체예에서"의 출현은 모두 동일한 구체예를 언급할 수는 있지만 반드시 모두 동일한 구체예를 언급지는 않는다. 또한, 하나 이상의 구체예에서 특정의 특징 또는 특성은 본 업계에서 통상의 기술자에게 명백한 바와 같이 적합한 방식으로 조합될 수 있다.
오로지 본발명의 이해를 돕기 위해 다음 용어가 제공된다.
중량 퍼센트(wt%)에 대해 언급할 때, 이는, 다르게 특정되지 않으면, 성분이 존재하는 조성물의 총량에 대한 퍼센트로서 표현된 성분 중량으로서 이해된다.
여기서 사용된 용어 "석고"는 식 CaSO4·2H2O의 칼슘 설페이트 2수화물 (DH)를 지칭한다. 플라스터보드 내에 존재하는 석고는 대표적으로 플라스터의 수화를 통해 수득된다.
여기서 사용된 및 본업계에서 일반적으로 받아들여지는 용어로서의 용어 "플라스터" 또는 "벽토(stucco)"는 식 CaSO4·xH2O의 일부탈수된 석고를 지칭하고, 여기서, x는 0 내지 0.5 범위일 수 있다. 용어 "플라스터"는 여기서 "수화가능한 칼슘 설페이트"로 또한 지칭된다. 플라스터 조성물 내 플라스터 지칭시 용어 "건조 중량"은 수화 물 (즉 상기 식의 xH2O)을 포함하지만, 조성물 내 계량 물을 배제한 칼슘 설페이트의 중량을 지칭한다.
플라스터는 석고의 하소, 즉 (일부) 조합된 물을 제거하기 위한 석고 열처리를 통해 수득될 수 있다. 플라스터의 제조를 위해, 천연 또는 합성 석고가 사용될 수 있다. 석고 바위 또는 석고 모래로부터 천연 석고가 수득될 수 있다. 합성 석고는 대표적으로 연도가스 탈황 (FGD) 또는 포스폰산 생산으로부터 유래한다. FGD로부터 수득된 석고는 또한 탈황석고 (DSG)로서 공지되어 있다.
x가 0.5인 플라스터가 "칼슘 설페이트 반수화물" (HH) 또는 "칼슘 설페이트 반수화물" (SH), 즉 CaSO4·0.5H2O로서 공지되어 있다. 칼슘 설페이트 HH는 상이한 결정라인 형태에서 발생할 수 있고; α 및 β로서 공지되어 있다. 칼슘 설페이트 HH는 또한 "석고 플라스터" 또는 "Paris 플라스터"로서 공지되어 있다.
x가 0인 플라스터는 "칼슘 설페이트 경석고" 또는 "무수 칼슘 설페이트"로서 공지되어 있다. "칼슘 설페이트 경석고 III" (AIII)는 물 또는 증기를 역으로 흡수할 잠재력이 있는 탈수 HH를 지칭한다. "칼슘 설페이트 경석고 II" (AII)는 완전히 탈수된 칼슘 설페이트 (CaSO4)를 지칭한다. AII는 더 높은 온도에서 성형되고 바람직하게는 플라스터보드의 제조용으로 사용되지 않는다.
석고 하소 방법은 본 업계에서 공지되어 있고 이 문서에서 추가로 논의하지 않는다.
여기서 사용된 용어 "플라스터보드" 및 "석고 보드"는 상호교환가능하게, 여기서 기술된 플라스터 슬러리로부터 수득가능한 석고 코어를 포함하는 패널 또는 보드를 지칭한다. 따라서, 용어 "플라스터보드"는 플라스터의 세팅 (수화)를 통해 수득가능한 보드 또는 패널을 지칭한다. 여기서 사용된 용어 "보드" 또는 "패널"은 필요한 크기의 벽, 천정 또는 바닥 성분의 타입을 지칭한다.
용어 "알킬"은 단독으로 또는 또다른 치환기의 일부로서, 단일 탄소-탄소 결합에 의해 결합된 선형 또는 분지형 포화 탄화수소 기를 지칭한다.
탄소 원자 이후 아래첨자가 여기서 사용된 때, 아래첨자는 지칭된 기가 함유할 수 있는 탄소 원자 수를 지칭한다. 따라서, 예를 들어, C1-4알킬은 1 내지 4 탄소 원자의 알킬을 의미한다. C1-4알킬 기의 예시는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸 및 tert-부틸이다.
용어 "알킬렌"은 단독으로 또는 또다른 치환기의 일부로서, 2가, 즉, 두 다른 기에 부착을 위한 2 단일 결합을 갖는 알킬 기를 지칭한다. 알킬렌 기는 선형 또는 분지형일 수 있고 여기서 표시된 바와 같이 치환될 수 있다. 알킬렌 기의 비-제한 예시는 메틸렌 (-CH2-), 에틸렌 (-CH2-CH2-), 및 메틸메틸렌 (-CH(CH3)-)을 포함한다.
"C1-6알킬렌"은 단독으로 또는 또다른 치환기의 일부로서, 2가, 즉, 두 다른 기에 부착을 위한 2 단일 결합을 갖는 C1-6알킬 기를 지칭한다. 알킬렌 기는 선형 또는 분지형일 수 있고 여기서 표시된 바와 같이 치환될 수 있다.
용어 "아릴"은 단독으로 또는 또다른 치환기의 일부로서, 단일 링 (즉 페닐) 또는 함께 융합된 또는 공유적으로 연결된 다중 방향족 링 (예를 들어 나프탈렌)를 갖는 폴리불포화, 방향족 하이드로카르빌 기를 지칭하고; 여기서 적어도 하나의 링은 방향족이다. 대표적 아릴 기는 6 내지 10 원자를 함유하고 "C6-10아릴"로 지칭될 수 있다. 아릴 링은 비치환 또는 링 상에서 1 내지 4 치환기로 치환될 수 있다. 아릴은 할로, 시아노, 니트로, 히드록시, 카복시, 아미노, 아실아미노, 알킬, 헤테로알킬, 할로알킬, 페닐, 아릴옥시, 알콕시, 헤테로알킬옥시, 카바밀, 할로알킬, 메틸렌디옥시, 헤테로아릴옥시, 또는 그의 임의의 조합으로 치환될 수 있다. C6-10아릴의 예시는 페닐, 나프틸, 인다닐, 또는 1,2,3,4-테트라하이드로-나프틸을 포함한다.
여기서 사용된 용어 "알콕시"는 식 -ORa의 치환기를 지칭하고, 여기서 Ra는 알킬이다. 용어 C1-6알콕시는 식 -ORb의 치환기을 의미하고, 여기서 Rb는 C1-6알킬이다.
용어 "아릴렌"은 단독으로 또는 또다른 치환기의 일부로서, 2가, 즉, 두 다른 기에 부착을 위한 2 단일 결합을 갖는 아릴 기를 지칭한다. 예를 들어, 용어 "C1-6알킬C6-10아릴렌"은 단독으로 또는 또다른 치환기의 일부로서, 여기서 정의된 C6-10아릴 기를 지칭하고, 여기서 수소 원자는 여기서 정의된 C1-6알킬에 의해 대체된다.
여기서 사용된 용어 "1가 금속"은 이온성 결합의 일부인 금속을 지칭하고 여기서 상기 금속은 +1의 전하를 갖는 이온을 형성한다. 1가 금속의 예시는 IUPAC 주기율 표의 그룹 1의 금속 (따라서 수소 미포함)이다. 바람직한 1가 금속은 Na, K, 및 Li이다.
여기서 사용된 용어 "2가 금속"은 이온성 결합의 일부인 금속을 지칭하고 여기서 상기 금속은 +2의 전하를 갖는 이온을 형성한다. 2가 금속의 예시는 IUPAC 주기율 표의 그룹 2의 금속이다. 바람직한 2가 금속은 Mg 및 Ca이다.
여기서 사용된 용어 "3가 금속"은 이온성 결합의 일부인 금속을 지칭하고 여기서 상기 금속은 +3의 전하를 갖는 이온을 형성한다. 3가 금속의 예시는 Al 및 Fe이다.
측정가능한 값 가령 파라미터, 양, 지속 시간, 등을 언급시 여기서 사용된 용어 "약" 은, 그러한 편차가 개시된 발명을 수행하기에 적합한 한, 특정된 값의 +/-10% 이하, 바람직하게는 +/-5% 이하, 더욱 바람직하게는 +/-1% 이하, 및 여전히 더욱 바람직하게는 +/-0.1% 이하의 편차를 포함하는 의미이다. 수식어 "약"이 붙은 값은 또한 특히, 및 바람직하게는, 개시된 그 자체를 지칭한다고 이해된다.
여기서 "보드" 또는 "플라스터보드"로 또한 지칭된 석고 보드가 여기서 제공된다. 석고 보드는 본 업계에서 널리 공지되어 있고 대표적으로 코어를 포함하는 석고를 포함하고, 여기서 상기 코어는 대표적으로 페이서 또는 라이너 쌍 사이에서 압착된다. 여기서 기술된 석고 보드의 치수 및 형상은 중요하지 않다. 대표적으로, 석고 보드는 5 내지 100 mm 범위의 표준 두께를 가진다. 바람직한 구체예에서, 석고 보드는 약 12.5 mm 두께를 가진다. 석고 보드는 대표적으로, 다른 형상도 또한 상정될 수 있지만, 직사각형 형상를 가진다.
본발명의 제 1 양상에 따르는 석고 보드는 야외 또는 습윤 영역에서 사용될 수 있다. 본 제품은 지지체로서 목재 프레임 또는 금속 프레임을 갖는 외부 벽에서 사용되기에 특히 적합하다.
더욱 특히, 석고 코어 또는 시트를 포함하는 석고 보드가 여기서 제공된다. 여기서 "코어"로 또한 지칭된 석고 코어는 다음을 포함한다:
- 석고;
- 바람직하게는 폴리카복실레이트 에테르 및 폴리포스포네이트 폴리옥시알킬렌, 바람직하게는 그의 염으로 구성된 리스트로부터 선택된 유동화제;
- 발수제; 및
- 유리 섬유.
상기 성분은 혼합물로서 코어 내에 존재한다. 이는 여기서 아래에서 추가로 설명된다.
여기서 기술된 플라스터보드의 석고 코어는 대표적으로 주요 성분으로서 석고를 포함한다. 특정의 구체예에서, 상기 코어는 적어도 60 wt% 석고, 바람직하게는 적어도 70 wt% 석고, 더욱 바람직하게는 적어도 85 wt% 석고를 포함한다. 특정의 구체예에서, 상기 코어는 70 wt% 내지 97 wt% 석고, 더욱 특히 70 wt% 내지 95 wt% 석고, 예를 들어 85 wt% 내지 92 wt% 석고를 포함한다. 여기서 지칭된 석고 농도는, 즉 불순물을 제외한 순수한 석고 함량을 지칭한다. 상기 코어의 순수한 석고 함량은 시차주사열량계/열무게 분석 (DSC/TGA)를 통해 결정될 수 있다.
석고는 합성 또는 천연 기원일 수 있다. 바람직하게는, 석고는 높은 순도 플라스터 (즉 높은 플라스터 함량, 및 바람직하게는 높은 칼슘 설페이트 HH 함량을 갖는), 바람직하게는 적어도 93 wt%의 칼슘 설페이트 HH 함량 (플라스터의 총량에 기초하여)를 갖는 플라스터로부터 수득된다. 본발명자는 그러한 플라스터로부터 수득된 석고가 특히 우수한 기계적 특성을 제공한다는 것을 발견하였다. 특정의 구체예에서, 석고는 합성 플라스터, 더욱 특히 합성 석고, 바람직하게는 DSG의 하소를 통해 수득된 플라스터의 수화로부터 적어도 일부 수득된다. 합성 플라스터는 대표적으로 매우 적은 불순물 (대표적으로 5% 미만)를 함유한다. 특이적 구체예에서, 플라스터는 주로 니들-형 석고 결정을 함유하는 DSG의 하소를 통해 적어도 일부 수득된다. 특정의 구체예에서, 석고 코어를 제조하기 위한 플라스터는 재활용 폐기물 석고로부터 수득될 수 있다. 대표적으로, 그러한 플라스터는 또한 높은 순도이다. 특정의 구체예에서 석고 코어를 제조하기 위해 사용된 플라스터는 DSG로부터 수득된 플라스터, 및 재활용 폐기물 석고로부터 수득된 플라스터의 혼합물일 수 있다.
여기서 기술된 플라스터보드의 석고 코어는 대표적으로 상대적으로 고밀도를 가진다. 보드 밀도 증가는 보드 강도를 증가시킬 수 있다. 고밀도 보드의 생산은 바람직하게는 상대적으로 낮은 양의 계량 물을 함유하는 플라스터 슬러리의 사용을 수반한다. 그러한 슬러리는 대표적으로 열역한 유동성을 가진다. 유동성을 허용가능한 수준으로 회복시키기 위해, 유동화제가 부가될 수 있다. 유동화제는 "유동화제", "분산제", 및 "가소화제"로서 또한 공지되어 있다. 유동화제 부가 양은 사용된 유동화제 타입, 및 슬러리의 소정의 유동성에 의존할 수 있다.
바람직한 유동화제는 폴리카복실레이트 에테르 (PCE) 가령 폴리옥시알킬렌 폴리카복실레이트; 및 폴리포스포네이트 폴리옥시알킬렌으로 구성된 리스트로부터 선택된 중합체이다. 바람직하게는, 그러한 중합체의 염, 가령 소듐 염이 사용된다. 특정의 구체예에서, 유동화제는 폴리카복실레이트 폴리(에틸렌 글리콜), 및 폴리포스포네이트 폴리(에틸렌 글리콜)로 구성된 리스트의 구성원이거나 이를 포함한다.
바람직한 구체예에서, 상기 코어는 폴리카복실레이트 에테르 (PCEs)인 하나 이상의 유동화제를 포함한다. 유동화제의 이 부류는 넓은 농도 범위에서 효과적이고, 이에 의해 매우 낮은 물 대 플라스터 비 (예를 들어 0.65 미만)에서도 플라스터보드의 제조 동안 플라스터 슬러리의 충분한 유동성이 허용된다. PCEs는 대표적으로 (음으로) 대전된 골격 및 비대전된 측쇄를 가지는 물-가용성 빗 중합체이다. 골격은 아크릴산, 메트아크릴산, 말레산, 비닐, 알릴 및 그의 혼합물로부터 선택된 단량체에 기초하는 중합체로 구성될 수 있다. 종종 폴리알킬렌 글리콜인 측쇄는 에스테르화 또는 아미드화에 의해 카복시산 기를 보유하는 예비-형성된 골격으로 그래프트되거나 또는 측쇄를 수반하는 거대단량체를 갖는 골격 단량체의 공중합를 통해 포함될 수 있다.
여기서 기술된 플라스터보드의 석고 코어는 하나의 타입의 폴리카복실레이트 에테르, 또는 상이한 타입의 폴리카복실레이트 에테르의 혼합물을 포함할 수 있다.
바람직한 구체예에서, 하나 이상의 PCEs는 10,000 달톤 내지 400,000 달톤 범위의 분자질량을 가진다. 추가의 구체예에서, 하나 이상의 PCEs는 20,000 달톤 및 60,000 달톤 사이 분자량을 가진다.
적합한 PCE 화합물 및 그의 제조 방법의 예시가 특허 EP2411346 (Lafarge Gypsum), 특허 US6777517 (Degussa), 특허 US5798425 (Suddeutsche Kalkstickstoff), 특허 출원 US2006/0278130 (United States Gypsum), 및 특허 출원 WO2012/028668 (Sika)에 기술되고, 이들은 참고로서 여기에 포함된다.
적합한 상업적으로 이용가능한 PCEs의 예시는, 비제한적으로 다음을 포함한다: EthacrylTM M 및 EthacrylTM G (Coatex, Arkema Group, France로부터 이용가능한); Viscocrete® G2 (Sika AG, Switzerland로부터 이용가능한); neomere®FLOW 580N, neomere®FLOW 570S, 및 CHRYSO®Fluid Premia 180 (Chryso SAS, France로부터 이용가능한); Melflux® 1086L (BASF, Germany로부터 이용가능한); 및 Mighty G21 (Kao Specialties Americas로부터 이용가능한).
PCEs는 중합체이고 따라서 적어도 하나의 반복 단위를 포함한다. 종종, PCEs는 2 이상의 공-단량체, 즉 상이한 반복 단위를 포함하는 공중합체이다. PCEs는 랜덤 또는 통계적 공중합체, 구배 공중합체, 교대 공중합체, 및/또는 블록 공중합체를 포함할 수 있다.
특정의 구체예에서, 하나 이상의 유동화제는 식 (I)의 반복 단위를 포함하는 적어도 하나의 PCE를 포함하고:
Figure pct00001
여기서
p는 0 내지 2 정수;
n 및 q는 독립적으로 0 또는 1; 바람직하게는 n는 1이면 q는 1;
r는 정수 0 내지 500, 바람직하게는 적어도 2;
W는 산소, 질소, 또는 2가 NH 라디칼; 바람직하게는 W는 산소;
R1, R2, 및 R3는 독립적으로 수소, 1 내지 20 탄소 원자를 포함하는 지방족 탄화수소 기, 및 -COOR8로 구성된 리스트로부터 선택되고; 여기서 R8는 수소, C1-4알킬, 1가 금속, 2가 금속, 3가 금속, 또는 (4차) 암모늄 라디칼; 여기서 바람직하게는 하나 이하의 R1, R2, 및 R3는 -COOR8; 바람직하게는 R1 및 R3는 수소;
R4는 C2-20알킬렌, 바람직하게는 C2-4알킬렌; 및
R5는 수소, C1-20알킬, 또는 식 (IIa) 또는 (IIb)의 라디칼:
Figure pct00002
Figure pct00003
여기서
R6 및 R6'는 수소, C1-20알킬, 1가 금속, 2가 금속, 3가 금속, 또는 (4차) 암모늄 라디칼;
t는 정수 0 내지 18; 및
R7는 수소, C1-18알킬, 또는 식 -[CH2]tPO3(R6')2의 라디칼, 여기서 t 및 R6'는 상기 정의된 바와 동일한 의미를 가진다.
특정의 구체예에서, 하나 이상의 유동화제는 식 (I)의 반복 단위를 포함하는 적어도 하나의 PCE를 포함할 수 있고, 여기서: p는 0 내지 2 정수; n 및 q는 1; r는 정수 2 내지 250; W는 산소; R1, R2, 및 R3는 수소; R4는 C2-4알킬렌; 및 R5는 상기 정의된 바와 동일한 의미를 가진다.
특정의 구체예에서, 하나 이상의 유동화제는 식 (I)의 반복 단위를 포함하는 적어도 하나의 PCE를 포함할 수 있고, 여기서: p는 0 내지 2 정수; n는 0; q는 1; r는 정수 2 내지 250; W는 산소; R1, R2, 및 R3는 수소; R4는 C2-4알킬렌; 및 R5는 상기 정의된 바와 동일한 의미를 가진다. 추가의 구체예에서, p는 0 또는 1일 수 있다.
특정의 구체예에서, 하나 이상의 유동화제는 식 (III)를 만족시키는 적어도 하나의 반복 단위를 포함하는 PCE를 포함할 수 있고:
Figure pct00004
여기서
R9는 수소 또는 C1-4알킬;
R10는 수소, C1-4알킬, 또는 -COOM'; 및
M 및 M'는 독립적으로 수소, C1-6알킬, 또는 1가 금속, 2가 금속, 또는 3가 금속으로부터 선택된다. 바람직하게는, M은 Na 또는 K이다.
바람직한 구체예에서, R10는 수소, 및 M은 Na 또는 K이다. 추가로 바람직한 구체예에서, R9 및 R10는 수소; 및 M은 Na 또는 K이다.
특정의 구체예에서, 하나 이상의 유동화제는 적어도 하나의 PCE를 포함할 수 있고, 이는 상기 나타낸 식 (III)의 반복 단위를 포함하는 중합체이고, 여기서:
R9는 수소;
R10는 식 -COOM'의 라디칼이고, 여기서 M'은 Na 또는 K; 및
M는 식 -[CH2CH2O] p CH3의 라디칼이고 여기서 p는 정수 1 내지 100이다.
바람직한 구체예에서, 하나 이상의 유동화제는 식 (IV)를 만족시키는 반복 단위를 갖는 PCE를 포함할 수 있고
Figure pct00005
여기서 R11는 수소, 또는 1 내지 5 탄소 원자를 포함하는 포화 또는 불포화 지방족 탄화수소 기이고, 이는 선형 또는 분지형일 수 있고;
w는 0 내지 3 범위의 정수, 및 바람직하게는 0 또는 1; 및
R12는 바람직하게는 식 (V)에 따르는 불포화 (폴리)알킬렌 글리콜 에테르 기로부터 유도되고:
Figure pct00006
여기서 i 및 j는 독립적으로 정수 2 내지 5; 바람직하게는 i 및 j 중 적어도 하나는 2;
x 및 y는 독립적으로 1 내지 350 범위의 정수;
z는 0 내지 200 범위의 정수;
R13는이고 치환 또는 비-치환 C6-10아릴 기, 바람직하게는 페닐; 및
R14는 수소, 1 내지 20 탄소 원자를 포함하는 지방족 탄화수소 기, 식 (IIa) 또는 (IIb)의 라디칼 (여기서 R6, R6', 및 t는 상기 정의된 바와 동일한 의미를 가진다), 또는 식 (IIIa), (IIIb), 또는 (IIIc)의 기:
Figure pct00007
Figure pct00008
Figure pct00009
여기서 R15 및 R17는 독립적으로 C1-20알킬, C6-12아릴, C7-20아르알킬, 또는 C7-20알킬아릴; 및 R16는 C1-20알킬렌, C6-12아릴렌, C7-20아르알킬렌, 또는 C7-20알킬아릴렌이다.
특정의 구체예에서, 하나 이상의 유동화제는 PCE를 포함할 수 있고 상기 기술된 식 (I)의 반복 단위, 식 (III)의 반복 단위, 및 식 (IV)의 반복 단위로부터 선택된 2 이상의 반복 단위를 갖는다.
PCE 화합물은 카복실 기, 또는 그의 염 또는 에스테르를 포함하는 적어도 하나의 반복 단위를 포함해야 한다. 바람직하게는, 하나 이상의 PCE 화합물은 카복실 기, 또는 그의 염 또는 에스테르를 포함하는 적어도 50 wt%의 하나 이상의 반복 단위를 포함한다. 바람직하게는, PCE 화합물은 적어도 하나의 다음의 반복 단위를 포함하고:
- 식 (I) 여기서 n 및 q는 1, W는 산소; 및 R1, R2, R3, R4, R5, p, q, 및 r는 상기 정의된 바와 같고; 그리고/또는
- 식 (III) 여기서 R9, R10, 및 M는 상기 정의된 바와 같다.
바람직하게는, 염 형태가 카복실 모이어티에 대해 사용되고; 가장 바람직하게는 Na 및/또는 K 염이다.
특정의 구체예에서, 하나 이상의 유동화제는 다음으로부터 선택된 단량체로부터 유래하는 반복 단위를 포함하는 적어도 하나의 PCE를 포함할 수 있다:
- 모노카복시산 또는 디카복시산, 가령 아크릴산, 메트아크릴산, 말레산, 말레산 무수물, 푸마르산, 이타콘산, 이타콘산 무수물 또는 시트라콘산의 불포화 단량체, 및 1가 또는 2가 금속의 그의 염, 4차 암모늄 또는 유기 아민;
- 1 내지 30 탄소 원자를 갖는 알콜 관능기를 갖는 모노카복시산 또는 디카복시산의 상기 불포화 단량체의 에스테르 및 디에스테르;
- 1 내지 30 탄소 원자를 갖는 아민 관능기를 갖는 모노카복시산 또는 디카복시산의 상기 불포화 단량체의 아미드 및 디아미드;
-
- 2 내지 18 탄소 원자를 갖는 1 내지 500 mol의 알킬렌 옥사이드를 상기 알콜 및 아민에 부가하여 수득된 알콕시(폴리(알킬렌 글리콜)) 관능기를 갖는 모노카복시산 또는 디카복시산의 상기 불포화 단량체의 에스테르 및 디에스테르;
- 선행하는 글리콜의 몰 부가 수로서의 2 내지 18 탄소 원자를 갖는 글리콜 관능기를 갖는 또는 2 내지 500 폴리(알킬렌 글리콜)를 갖는 모노카복시산 또는 디카복시산의 상기 불포화 단량체의 에스테르 및 디에스테르;
- 불포화 설폰화, 가령 비닐설포네이트, (메트)알릴설포네이트, 2-(메트)아크릴옥시에틸설포네이트, 3-(메트)아크릴옥시프로필설포네이트, 3-(메트)아크릴옥시-2-히드록시프로필설포네이트, 3-(메트)아크릴옥시-2-히드록시프로필 설포페닐 에테르, 3-(메트)아크릴옥시-2-히드록시프로필옥시설포벤조에이트, 4-(메트)아크릴옥시부틸설포네이트, (메트)아크릴아미도메틸설폰산, (메트)아크릴아미도에틸설폰산, 2-메틸프로판설폰산 (메트)아크릴아미드 및 스티렌설폰산, 또는 1가 또는 2가 금속의 그의 염, 4차 암모늄 또는 유기 아민;
- 비닐방향족 화합물, 가령 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔 및 p-메틸스티렌;
- 불포화 아미드, 가령 (메트)아크릴아미드, (메트)아크릴알킬아미드, N-메틸올(메트)아크릴아미드 및 N,N-디메틸(메트)아크릴아미드;
- 불포화 에스테르, 가령 비닐 아세테이트 및 비닐 프로피오네이트;
- 불포화 아민, 가령 아미노에틸(메트)아크릴레이트, 메틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, 디메틸아미노프로필(메트)-아크릴레이트, 디부틸아미노에틸(메트)아크릴레이트 및 비닐피리딘;
- 알릴 화합물, 가령 (메트)알릴 알콜 및 글리시딜(메트)알릴 에테르; 상기 공중합체의 몰 질량은 15 000 내지 250 000 달톤이고, 상기 공중합체는 가교결합 단위를 포함하지 않음.
특정의 구체예에서, 상기 코어는 폴리옥시알킬렌 폴리카복실레이트 염, 더욱 특히 폴리옥시에틸렌 폴리카복실레이트 염 또는 폴리카복실레이트 폴리(에틸렌 글리콜), 가장 특히 폴리옥시에틸렌 폴리카복실레이트 소듐 염인 유동화제를 포함한다.
여기서 기술된 플라스터보드의 코어 내 유동화제는 대표적으로 적어도 2400 g/㎥; 바람직하게는 적어도 4800 g/㎥의 양으로 상기 코어 내에 존재한다. 추가의 구체예에서, 상기 유동화제는 적어도 5000 g/㎥, 또는 심지어 적어도 6000 g/㎥의 양으로 상기 코어 내에 존재한다.
많은 유동화제가 높은 용량으로 사용된 때 매우 효과적이지는 않는다. 유리하게도, PCE 타입 유동화제는 상대적으로 높은 용량까지는 효과적이고, 그의 이상적인 용량은 비용과 효율에 기초하여 결정될 수 있다. 대표적으로, 상기 코어는 최대 20000 g/㎥의 유동화제를 포함한다. 바람직한 구체예에서, 상기 코어는 최대 15000 g/㎥의 유동화제, 예를 들어 약 8000 g/㎥의 유동화제를 포함한다. 특정의 구체예에서, 상기 코어는 2400 g/㎥ 내지 10000 g/㎥ 범위의 양으로 상기 유동화제를 포함한다.
여기서 기술된 플라스터보드의 코어는 섬유, 더욱 특히 유리 섬유를 포함한다. 본발명자는 발수제와의 조합으로 사용된 때, 상대적으로 높은 양의 유리 섬유 사용이 우수한 물 저항성 및 기계적 특성을 갖는 석고 보드를 얻는 것을 가능하게 할 수 있다는 것을 놀랍게도 발견하였다.
본발명의 문맥에서, 섬유는 폭 및 두께보다 훨씬 큰 길이 치수를 갖는 연장된 바디를 의미한다고 이해된다. 바람직하게는, 길이는 폭 및 두께보다 적어도 10, 적어도 50, 또는 심지어 적어도 100 배이다. 섬유는 곡선 또는 직선 형상을 가질 수 있다. 또한, 용어 "섬유"는 모노필라멘트, 분리된 섬유, 및 안정한 섬유을 포함한다. 섬유는 규칙적 또는 불규칙적 단면을 가질 수 있다. 섬유 단면 형상은 원형 또는 또다른 형상일 수 있다.
상기 유리 섬유는 적어도 3200 g/㎥의 총량으로 상기 코어 내에 존재한다.
특정의 구체예에서, 상기 코어는 유리 섬유 외의 섬유, 가령 폴리(비닐 알콜) (PVA) 섬유를 추가로 포함할 수 있다. 다른 섬유의 존재 또는 부재는 소정의 특성 및 플라스터보드의 용도에 대표적으로 의존한다. 특정의 구체예에서, 상기 코어는 유리 섬유 외의 섬유를 포함하지 않는다.
(유리) 섬유는 대표적으로 3 mm 내지 24 mm, 바람직하게는 범위의 10 mm 내지 15 mm; 예를 들어 약 13 mm 범위의 평균 (수 평균) 길이를 가진다. (유리) 섬유는 바람직하게는 5 ㎛ 내지 25 ㎛, 더욱 바람직하게는 범위의 8 ㎛ 및 20 ㎛, 가장 바람직하게는 범위의 10 ㎛ 내지 15 ㎛; 예를 들어 약 13 ㎛ 범위의 직경을 가진다.
바람직하게는, 상기 유리 섬유는 1 wt% 미만 알칼리 옥사이드를 갖는 알루미노-보로실리케이트 유리로 만들어지고 ; 그러한 유리 조성물 은"E-유리"로서 공지되어 있다. 그러나, 또한 다른 유리 조성물도 사용될 수 있다고 상정된다.
상기 코어는 적어도 3200 g/㎥, 바람직하게는 적어도 4000 g/㎥ 유리 섬유를 포함한다. 추가의 구체예에서, 상기 코어는 3200 g/㎥ 내지 12000 g/㎥의 범위에서; 바람직하게는 4000 g/㎥ 내지 10400 g/㎥의 범위에서 유리 섬유를 포함한다. 특정의 구체예에서, 상기 코어는 3200 g/㎥ 내지 10000 g/㎥의 범위에서 유리 섬유를 포함한다. 추가의 구체예에서, 상기 코어는 4000 g/㎥ 내지 10000 g/㎥의 범위에서 유리 섬유를 포함한다.
여기서 기술된 플라스터보드의 코어는 하나 이상의 발수제를 포함하고, 상기 코어 매트릭스 내에 분산된다. 용어 "발수제"는 상기 코어의 제조를 위한 플라스터 슬러리 내에 존재하고, 이에 의해 상기 코어의 소수성을 증가시키거나 및/또는 상기 코어의 수분제거 특성을 향상시킬 수 있는 성분 또는 화합물을 지칭한다.
발수제는 대표적으로 소수성 물질이다. 이 문맥에서, 및 통상 이해되는 바와 같이, 용어 "소수성"은 발수성을 반영하는 물질 특성을 내포한다. 본목적을 위해, 소수성 물질은 평평한 표면으로서 제공된 때, 적어도 90°, 및 최대 180°의 물 접촉 각을 나타내는 물질로서 정의된다.
여기서 기술된 석고 보드는 심지어 상대적으로 낮은 양의 발수제로도 우수한 발수성 특성을 가질 수 있다,. 특정의 구체예에서, 발수제는 1500 g/㎥ 내지 6000 g/㎥의 총량; 바람직하게는 2400 g/㎥ 내지 5600 g/㎥의 총량; 심지어 더욱 바람직하게는 2400 g/㎥ 내지 4800 g/㎥의 범위에서 존재할 수 있다.
적합한 발수제는, 비제한적으로: 실리콘; 왁스; 열가소성 합성 수지 가령 폴리(비닐 아세테이트); 폴리(비닐 클로라이드); 및 비닐 아세테이트 및 비닐 클로라이드 및 아크릴 수지의 공중합체를 포함한다. 바람직한 구체예에서, 발수제는 (소수성) 실리콘이다.
바람직한 구체예에서, 하나 이상의 발수제는 폴리실옥산, 더욱 특히 유기폴리실옥산, 예를 들어 폴리알킬하이드로실옥산을 포함하거나 또는 이들일 수 있다. 특히 바람직한 폴리알킬하이드로실옥산은 폴리메틸하이드로실옥산 (PMHS)이다.
특정의 구체예에서, 발수제 폴리실옥산을 포함하고 이는 폴리실옥산 단위를 함유하는 선형, 환형 또는 분지형 거대분자 물-발수제 화합물이고, 이들 각각은 기 (R1R2R3SiO1/2), (R1R2SiO) 및 (R2SiO3/2)로 구성된 그룹으로부터 선택되고, 여기서 R1은 수소, 할로, 또는 알콕시로 구성된 리스트로부터 선택되고; 그리고 R2 및 R3는 알킬 또는 페닐로부터 독립적으로 선택되고. 특정의 구체예에서, R1은 수소, 할로, 또는 C1-6알콕시로 구성된 리스트로부터 선택되고; 그리고 R2 및 R3는 C1-6알킬 또는 페닐로부터 독립적으로 선택된다
여기서 사용된 용어 "할로"는 할로겐 원자, 더욱 특히 F, Cl, Br, 또는 I를 지칭한다. 바람직하게는, "할로"는 Cl이다.
바람직한 구체예에서, 하나 이상의 발수제는 폴리실옥산을 포함할 수 있고; 여기서 플라스터보드의 코어는 하나 이상의 점토 미네랄, 더욱 특히 카올리니트, 일리트, 할로시트, 몬토모릴로니트, 버미큘리트, 탈크, 세피올리트, 팔리고키트, 및 피로필리트로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 알루미늄 필로실리케이트를 추가로 포함한다. 점토 미네랄 및 폴리실옥산 사이의 시너지는 상당히 향상된 발수제 특성을 유발할 수 있다. 본발명의 문맥에서, 그러한 점토 미네랄은 물 발수제를 고려하지 않는다. 바람직한 점토 미네랄은 카올리니트 및/또는 일리트이다. 가장 바람직하게는, 점토 미네랄은 카올리니트이거나 이를 포함한다.
특히 바람직한 구체예에서, 플라스터보드는 하나 이상의 폴리실옥산 발수제, 및 하나 이상의 점토 미네랄의 혼합물을 포함할 수 있다.
특정의 구체예에서, 상기 코어는 2400 내지 5600 g/㎥ 범위의 양의 하나 이상의 실리콘; 및 하나 이상의 점토 미네랄을 포함한다. 대표적으로, 하나 이상의 실리콘의 총량은 하나 이상의 점토 미네랄의 총량에 기초하여 1 wt% 및 50 wt% 사이이다. 추가의 구체예에서, 하나 이상의 실리콘의 총량은 하나 이상의 점토 미네랄의 총량에 기초하여 5 wt% 및 20 wt% 사이이다.
특정의 구체예에서, 상기 코어는 10 kg/㎥ 내지 50 kg/㎥ 범위의 총량인 상기 하나 이상의 점토 미네랄을 포함한다.
여기서 기술된 플라스터 조성물은 하나 이상의 첨가제 가령 안료, 충전제, 가속화제, 난연제, 전분, 및 항-새깅제를 추가로 포함할 수 있다.
적합한 경화 난연제는, 비제한적으로: 용해된 또는 분해된 단백질 가령 가수분해적으로 분해된 케라틴; 히드록시카복시산 또는 그의 염, 가령 시트르산 및 말산; 포스폰산 또는 그의 염; 및 포스페이트 및 그의 염, 가령 칼슘 모노포스페이트 또는 소듐 트리폴리포스페이트를 포함한다.
특정의 구체예에서, 석고 보드는 하나 이상의 항-새깅제, 예를 들어 타르타르산을 포함한다. 그러한 첨가제는 새깅을 감소시킬 수 있고 결과적으로 얻어진 플라스터보드의 래킹 강도를 향상시킬 수 있다. 추가의 구체예에서, 석고 보드는 80 g/㎥ 내지 400 g/㎥, 바람직하게는 범위의 양으로 80 g/㎥ 내지 240 g/㎥, 예를 들어 약 160 g/㎥ 범위의 양으로 타르타르산을 포함한다.
특정의 구체예에서, 상기 코어는 바람직하게는 적어도 50 wt% 비닐 알콜 단량체를 포함하는 비-섬유성 폴리(비닐 알콜) (PVA), 또는 PVA-폴리(비닐 아세테이트) 공중합체를 포함한다. PVA의 부가는 상기 코어 및 라이너 사이 향상된 결합을 유발할 수 있고, 추가로 향상된 기계적 강도를 유발할 수 있다. 바람직한 구체예에서, 상기 코어는 2000 g/㎥ 내지 3600 g/㎥의 범위에서 PVA를 포함한다. PVA는 대표적으로 석고 결정을 감싸는 필름으로서 상기 코어 내에 존재한다.
그러나, 특정의 구체예에서, 상기 코어는 (비-섬유성) PVA를 포함하지 않는다고 상정된다. PVA가 발포를 유발할 수 있기 때문에, 바람직하게는 매우 고밀도, 더욱 특히 상기 1100 kg/㎥, 특히 상기 1200 kg/㎥를 갖는 코어의 제조를 위해 사용되지 않는다.
특정의 구체예에서, 상기 코어는 전분을 포함할 수 있다. 전분은 천연 전분; 또는 전분 유도체 가령 치환 전분일 수 있다. 전분은 예를 들어 감자, 타피오카 또는 옥수수로부터 유도될 수 있다. 코어에 대한 페이서의 부착을 향상시키기 위해 전분이 종종 사용된다. 치환 전분은 플라스터보드, 예를 들어 석고의 유기 상에 대한 효과적인 결합제로서 작용하고, 따라서 상기 플라스터보드의 코어 강도를 증가시킨다고 추가로 생각된다. 바람직한 치환 전분은, 비제한적으로, 히드록시에틸화 전분, 히드록시프로필화 전분, 및/또는 아세틸화 전분을 포함한다. 바람직하게는, 전분은 냉수에 불용성이지만 상기 플라스터보드의 성형, 세팅, 또는 건조 동안 높은 가공 온도에서 용해한다. 이는 전분의 과도한 이동을 제한하여, 석고 결정에 대해 결합제를 제공하기 위해 상기 플라스터보드 코어 내에 잔존한다고 생각된다.
여기서 기술된 석고 보드는 바람직하게는 고밀도 보드이다. 본발명자는 상기 코어 내 발수제의 존재와 함께, 고밀도는 보드의 물 저항성을 증가시킬 수 있다는 것을 발견하였다. 더욱 특히, 본발명자는 보드 밀도 증가가 상기 코어의 우수한 물 저항성을 유지하면서도 발수제 양을 감소시키는 것을 가능하게 함을 놀랍게도 발견하였다. 또한, 고밀도는 향상된 강도를 제공할 수 있다. 상기 코어는 적어도 1000 kg/㎥, 더욱 특히 적어도 1025 kg/㎥의 부피밀도를 가진다. 바람직한 구체예에서, 상기 코어는 적어도 1050 kg/㎥의 부피밀도를 가진다. 추가의 구체예에서, 상기 코어는 적어도 1100 kg/㎥, 또는 심지어 적어도 1150 kg/㎥의 부피밀도를 가진다. 그러한 구체예에서, 상기 코어는 바람직하게는 상기 기술된 하나 이상의 유동화제를 포함한다. 바람직한 구체예에서, 상기 코어는 1000 kg/㎥ 내지 1500 kg/㎥, 더욱 바람직하게는 1000 kg/㎥ 내지 1300 kg/㎥ 범위의 부피밀도를 가진다. 추가의 구체예에서, 상기 코어는 1000 kg/㎥ 내지 1250 kg/㎥ 범위의, 바람직하게는 1050 kg/㎥ 내지 1250 kg/㎥ 범위의 부피밀도을 가질 수 있다. 특정의 구체예에서, 상기 코어는 1100 kg/㎥ 내지 1225 kg/㎥ 범위의 부피밀도를 가질 수 있다.
여기서 기술된 석고 보드는 대표적으로 두 개의 반대 면을 가진다. 바람직한 구체예에서, 적어도 하나의 면이 라이너를 구비한다. 더욱 바람직하게는, 두 면이 모두 그러한 라이너를 구비한다. 두 면은 모두 동일한 타입, 또는 상이한 타입의 라이너를 구비할 수 있다. 라이너는 수분에 대해 보드를 더욱 보호하도록 소수성 라이너일 수 있다.
특정의 구체예에서, 라이너는 종이 라이너 또는 유리 섬유 매트 라이너일 수 있다. 특정의 구체예에서, 라이너는 적어도 한 겹의 부직포, 및 결합제 조성물을 포함한다. 바람직한 구체예에서, 결합제 조성물은 매트의 총량의 10 내지 40 wt%를 나타내고; 여기서 결합제 조성물은 알파 분지형 지방족 모노카복시산의 비닐 에스테르의 공-단량체 단위를 포함하는 공중합체를 포함하고, 상기 공중합체는 결합제 조성물 중량의 25 내지 100 wt% 양으로 존재한다. 추가의 구체예에서, 결합제 조성물은 총 매트의 15 wt% 내지 35 wt%를 나타낸다.
부직포는 유기 섬유, 미네랄 섬유, 합성 중합체 섬유, 및 그의 혼합물로부터 선택된 섬유를 포함할 수 있다. 미네랄 섬유는 유리 및/또는 현무암 섬유일 수 있다. 합성 섬유는 폴리아미드 섬유, 폴리아라미드 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 폴리프로필렌 섬유 및/또는 폴리에스테르 섬유일 수 있다. 상기 유기 섬유는 셀룰로스 기초 섬유, 가령 아마, 목재 펄프, 면, 사이잘, 아바카, 비스코스, 레이온 및/또는 리오셀 섬유일 수 있다. 바람직하게는 이들 유기 섬유는 적어도 25 wt%의 부직포 물질을 나타낸다.
추가로 여기서 기술된 것은 상기 기술된 석고 보드의 제조 방법이다. 주어진 플라스터 조성물 또는 슬러리에 기초하는 플라스터보드의 제조를 위한 방법은 본 업계에서 널리 공지되어 있다. 더욱 특히, 여기서 상기한 방법은 다음을 포함할 수 있다:
(i) 수성 석고 슬러리 또는 페이스트를 제공;
(ii) 상기 슬러리 또는 페이스트를 패널로 형성; 및
(iii) 상기 패널 경화 허용.
단계 (i)에서, 수성 플라스터 슬러리 또는 페이스트가 제공된다. 슬러리는 본 업계에서 공지되어 있는 바와 같이 플라스터를 물 및 첨가제 (가령 유동화제, 발수제, 및 섬유)와 믹서 내에 혼합함에 의해 제조될 수 있다. 첨가제 도입 시점은 중요하지 않다. 예를 들어, 하나 이상의 첨가제가 계량 물 내에 직접 도입될 수 있고, 또는 믹서 내에 직접 도입될 수 있다.
바람직한 구체예에서, 슬러리 또는 페이스트는 플라스터 (수화가능한 칼슘 설페이트), 물, 유동화제, 발수제, 및 유리 섬유를 포함한다; 상기 기술된 플라스터보드를 얻는 것을 가능하게 하는 양으로.
상기한 바와 같이, 유동화제는 바람직하게는 폴리카복실레이트 에테르, 및 폴리포스포네이트 폴리옥시알킬렌; 및 바람직하게는 그의 염으로 구성된 리스트로부터 선택된다.
바람직한 구체예에서, 상기 플라스터 슬러리 또는 페이스트는 낮은 물 대 플라스터 비; 즉 페이스트 또는 슬러리 내 계량 물의 중량 대 이 슬러리 또는 페이스트 내 플라스터의 건조 중량. 최종 플라스터보드의 주어진 밀도에 대해, 물 대 플라스터 비의 감소는 보드의 압축 강도를 증가시키는 경향이 있다고 발견하였다. 더욱 특히, 상기 플라스터 슬러리 또는 페이스트는 0.70 이하 물 대 플라스터 비; 즉 플라스터 100 부 (중량부)에 대해 최대 0.70 부의 물을 가질 수 있다. 일부 구체예에 따라서, 물 대 플라스터 비는 0.65 이하, 또는 심지어 0.60 이하, 또는 심지어 0.55 이하일 수 있다. 특정의 구체예에서, 물 대 플라스터 비는 0.45 내지 0.70, 바람직하게는 0.45 내지 0.63, 더욱 바람직하게는 0.45 내지 0.60 범위이다. 특이적 구체예에서, 물 대 플라스터 비는 0.50 내지 0.70; 또는 0.50 내지 0.63 범위일 수 있다.
함께, 상기 플라스터 및 계량 물은 대표적으로 슬러리의 적어도 82 wt%, 바람직하게는 적어도 85 wt%, 더욱 바람직하게는 적어도 90 wt%를 형성한다.
바람직하게는, 상기 플라스터는 적어도 93 wt% (상기 플라스터의 총량에 기초하여), 바람직하게는 94 wt% 초과의 칼슘 설페이트 HH 함량을 가진다. 상기 슬러리 내에 사용된 플라스터는 합성 또는 천연 석고로부터 수득될 수 있고; 바람직하게는 합성 석고, 가령 DSG로부터 수득된다.
상기 플라스터 슬러리 또는 페이스트는 상기 기술된 발수제를 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 슬러리 또는 페이스트는 알칼리 환경; 바람직하게는 7.5 내지 9.5 범위의 pH에서 경화하여 소수성 실리콘 수지를 형성하는 하나 이상의 화합물을 함유할 수 있다. 적합한 화합물의 예시는 비제한적으로 알킬 및/또는 비닐 알콕시실란; 알킬 및/또는 비닐 실옥산; 알킬 및/또는 비닐 실라놀; 알킬 실리코네이트; 및 그의 혼합물을 포함한다.
여기서 기술된 플라스터보드는 바람직하게는 고밀도 보드이다. 따라서, 단계 (i)에서 사용된 슬러리는 대표적으로 (전용) 발포제를 포함하지 않는다. 바람직하게는, 슬러리는 본질적으로 알킬설페이트, 알킬에테르설페이트, 알킬에테르카복실레이트, 에톡시화 알킬페놀, 알킬설포네이트, 알킬폴리글루코시드, 베타인, 아민 옥사이드, 알킬폴리사카라이드, 및 알킬설포숙시네이트가 없다.
특정의 구체예에서, 상기 플라스터 슬러리는 다음을 포함한다:
- 물 및 플라스터 (수화가능한 칼슘 설페이트), 여기서 물 대 플라스터 비는 0.45 내지 0.70 범위이다;
- 상기 플라스터의 건조 중량에 기초하여 0.18 wt% 내지 2.0 wt% 범위의 총량인 하나 이상의 폴리카복실레이트 에테르 유동화제,;
- 0.1 wt% 내지 2.0 wt%의 실리콘 기초 발수제;
- 상기 플라스터의 건조 중량에 기초하여 0.5 wt% 내지 10 wt%의 점토 미네랄; 및;
- 상기 플라스터의 건조 중량에 기초하여 0.25 wt% 내지 5 wt% 범위의 총량인 유리 섬유.
특정의 구체예에서, 상기 플라스터 슬러리는 다음을 포함한다:
- 물 및 플라스터 (수화가능한 칼슘 설페이트), 여기서 물 대 플라스터 비는 0.45 내지 0.70 범위이다;
- 상기 플라스터의 건조 중량에 기초하여 0.2 wt% 내지 1.5 wt% 범위의 총량인 하나 이상의 폴리카복실레이트 에테르 유동화제;
- 0.1 wt% 내지 1.0 wt%의 실리콘 기초 발수제;
- 상기 플라스터의 건조 중량에 기초하여 1.0 wt% 내지 5.0 wt%의 점토 미네랄; 및
- 상기 플라스터의 건조 중량에 기초하여 0.3 wt% 내지 1.5 wt% 범위의 총량인 유리 섬유.
특정의 구체예에서, 상기 플라스터 슬러리는 다음을 포함한다:
- 물 및 플라스터 (수화가능한 칼슘 설페이트), 여기서 물 대 플라스터 비는 0.45 내지 0.70 범위이다;
- 상기 플라스터의 건조 중량에 기초하여 0.3 wt% 내지 1.5 wt% 범위의 총량인 하나 이상의 폴리카복실레이트 에테르 유동화제;
- 0.1 wt% 내지 1.0 wt%의 실리콘 기초 발수제;
- 상기 플라스터의 건조 중량에 기초하여 1.0 wt% 내지 5.0 wt%의 점토 미네랄; 및
- 상기 플라스터의 건조 중량에 기초하여 0.3 wt% 내지 1.5 wt% 범위의 총량인 유리 섬유.
특정의 구체예에서, 상기 플라스터 슬러리는 다음을 포함한다:
- 물 및 플라스터 (수화가능한 칼슘 설페이트), 여기서 물 대 플라스터 비는 0.45 내지 0.60 범위이다;
- 상기 플라스터의 건조 중량에 기초하여 0.3 wt% 내지 1.0 wt% 범위의 총량인 하나 이상의 폴리카복실레이트 에테르 유동화제;
- 0.1 wt% 내지 0.8 wt%의 실리콘 기초 발수제;
- 상기 플라스터의 건조 중량에 기초하여 1.0 wt% 내지 5.0 wt%의 점토 미네랄; 및
- 상기 플라스터의 건조 중량에 기초하여 0.3 wt% 내지 1.5 wt% 범위의 총량인 유리 섬유.
상기 플라스터는 대표적으로 분말로서 제공된다. 상기 슬러리 내 플라스터의 입자 크기는 통상 슬러리 내로 혼합 이전 건조 플라스터의 최초 입자 크기보다 작다. 입자 크기는 d50로 표현될 수 있다. 본발명의 의미에서 용어 "d50"는 평균 입자 크기에 대한 크기이고 다음과 같이 정의된다: 상응하는 샘플 내 입자 (예를 들어 그레인)의 50% (수로)가 주어진 d50 값 이하의 크기를 가진다. 용어 "입자 크기"는 임의의 형상을 갖는 고려 중인 입자와 동일한 부피인 구의 직경을 본질적으로 나타낸다. 여기서 지칭된 입자 크기는 레이저 회절 분광계 (LDS)를 사용하여, 더욱 특히 ISO13320-1:1999에 따라서 측정될 수 있다. 측정을 위해, 상기 플라스터는 바람직하게는 상기 플라스터의 수화를 회피하도록 알콜 가령 이소프로판올 내에 분산된다. 측정 이전, 알콜 내 상기 플라스터는 입자의 최적 분산액을 얻기 위해 2분 동안 초음파 처리할 수 있다.
특정의 구체예에서, 건조 플라스터 (즉 물과의 혼합 이전)는 0.5 ㎛ 내지 150 ㎛ 범위의, 바람직하게는 1.0 ㎛ 내지 50 ㎛ 범위의, 및 더욱 바람직하게는 2 ㎛ 내지 25 ㎛ 범위의, 예를 들어 약 7 ㎛ d50를 가진다. 특정의 구체예에서, 건조 플라스터는 혼합 이전 10 내지 100 ㎛ 범위의, 바람직하게는 15 내지 75 ㎛ 범위의 d50를 가진다.
단계 (ii)에서 상기 플라스터 조성물은 패널로 성형된다. 이는 공지되어 있는 방법을 사용하여 수행될 수 있다. 대표적으로, 상기 플라스터 조성물을 2 페이서 또는 라이너, 즉 물질을 덮는 시트 사이에 배치한다. 이후, 슬러리는 패널로 성형 또는 압착된다. 대표적으로 석고 슬러리는 하나의 그러한 라이너 상단 상에서 주조되고, 이 주조 후 제 2 라이너가 제공될 수 있다. 석고 슬러리는 상기 라이너 사이에서 쥐어짤 수 있다. 라이너 또는 페이서는 종이 또는 카드 보드를 포함할 수 있고 또는 이로 만들어지고; 그리고/또는 미네랄, 유리, 및/또는 중합체 섬유를 포함하는 부직포를 포함할 수 있다. 단계 (ii)에서 제조된 패널은 불확정 길이이고 필요한 크기로 절단된다.
단계 (iii)에서, 단계 (b)에서 수득된 패널은 경화하도록 방치한다. 더욱 특히, 상기 패널 내 플라스터 조성물은 경화하도록 방치한다. 이는 본 업계에서 널리 공지되어 있다. 대표적으로, 여기서 기술된 방법은 또한 패널 건조의 단계를 포함한다. 건조는 대표적으로 상승된 온도에서 건조기 내에서 예비성형되고, 바람직하게는 건조기 온도는 100℃ 및 250℃ 사이에서 설정된다. 건조 동안 상기 플라스터보드의 실제 온도는 바람직하게는 100℃를 초과하지 않는다. 건조는 대표적으로 패널 세팅 후 일어난다. 더욱 특히, 재수화율은 바람직하게는 100%에 가능한 가깝고, 바람직하게는 적어도 97%이다.
실시예
다음 실시예는 본발명을 예시하기 위한 목적으로 제공되고 어떤 식으로도 본발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
1. 플라스터보드 제조
1.1 플라스터 슬러리 제조
플라스터보드를 다섯 개의 상이한 플라스터 슬러리로부터 제조하였다. 표 1에서와 같은 물/플라스터 비에서 물 내 DSG로부터 수득된 플라스터를 분산함에 의해 상기 플라스터 슬러리를 제조하였다. 슬러리는 표 1에 기재된 다른 성분을 또한 포함한다. 표 1에서의 모든 양은 플라스터의 총량 대비 wt%로 표현된다. 본 설명의 나머지와 대조적으로, 표 1에서의 DSG 플라스터 중량은 불순물 (5wt% 미만의 DSG 플라스터)을 포함하는 중량이다. 슬러리 4 및 5은 슬러리 1 내지 3과는 상이한 배치의 플라스터로부터 제조한다.
모든 슬러리에서, 동일한 타입의 실리콘, 점토, 유동화제, 유리 섬유, PVA 분말, 타르타르산, 및 살진균제를 사용한다. 상기 유동화제는 폴리에테르 폴리카복실레이트 (PCP) 소듐 염이다 (EthacrylTM M, Coatex로부터 이용가능한). 상기 유리 섬유는 E-유리이고 약 13 ㎛ 직경 및 약 13 mm 길이를 가진다. 점토는 카올리니트이다.
플라스터보드의 제조를 위해 사용된 플라스터 슬러리의 조성
　 슬러리 1 슬러리 2 슬러리 3 슬러리 4 슬러리 5
DSG 플라스터 100 100 100 100 100
총 계량 물 69 59.5 53.2 52.3 53
실리콘 0.5 0.36 0.33 0.33 0.33
점토 미네랄 5 2.7 2.5 2.47 2.48
유동화제 0.35 0.64 0.83 0.82 0.83
유리 섬유 1 0.91 0.41 0.41 0.83
PVA 분말 0.35 0.23 0 0 0
타르타르산 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02
살진균제 0.08 0.07 0.07 0.07 0.07
난연제 0.004 0.006 0.006 0.006 0.006
가속화제 0.26 0.27 0.37 0.31 0.31
전분 0.35 0.27 0.25 0.25 0.25
1.2 플라스터보드 제조
상기한 슬러리 1-5 각각을 플라스터보드의 제조를 위해 사용하였다. 표준 석고 보드 생산 라인에서 보드를 제조하고, 여기서 슬러리를 라이너2 층 사이에서 주조하였다. 라이너는 유리 섬유 및 셀룰로스 섬유의 혼합물을 포함하는 부직포로 만들어지고; 120 g/㎡ 기본중량 및 약 300 ㎛ 두께를 가진다. 비록 모든 보드를 동일한 타입의 라이너로 제조하지만, 보드 4 및 5를 더 오래된 라이너 릴로 제조하였다. 슬러리 주조후, 상기 플라스터를 방치시켜 경화하고 수득된 패널을 건조시켰다.
2. 플라스터보드 특성화
보드의 다양한 특성을 시험하고 동일한 두께를 갖는 두 개의 상업적으로 이용가능한 보드: GTEC® Ladura (Siniat) 및 Fermacell® 석고 섬유보드의 특성과 비교하였다. GTEC® Ladura는 석고 경질 보드 (GHB)로서 분류되고 표준 플라스터보드보다 더 강하고, 더 경질이고 더 무겁다. 상기 코어는 상기 코어 내에 모인 플라스터, 및 경질 목재 섬유 및 유리 섬유를 포함한다. Fermacell® 보드는 우수한 수분 저항성을 갖는 시판 고밀도 보드이고, 석고 종이 섬유를 포함하는 코어를 가진다.
석고 보드 가령 Ladura 및 Fermacell®은 목재 프레임을 갖는 외부 벽의 내측 상에 래킹 보드로서 종종 사용된다. 그러한 벽의 외부측에 대해, 레인 스크린 막으로 보호된 배향된 스트랜드 보드 (OSB), 더욱 특히 EN 335에 따르는 OSB 클래스 3 (외부 용도 목재, 단기간 빈번한 가습)를 사용하는 것이 통상적이다.
2.1 중량 및 두께
모든 보드의 보드 밀도, 중량, 및 두께를 측정하였다. 결과는 표 2에 기재된다. 결과는 물 대 플라스터 비를 감소시킴에 의해, 높은 보드 밀도가 수득될 수 있음을 나타낸다. 물 대 플라스터 비를 감소시킴에 의한 슬러리 유동성 손실은 유동화제의 부가를 통해 보상될 수 있다.
플라스터보드의 특성
　 보드 1 보드 2 보드 3 보드 4 보드 5 Ladura Fermacell
슬러리 슬러리 1 슬러리 2 슬러리 3 슬러리 4 슬러리 5 n/a n/a
보드 밀도 (kg/m³) 1036 1105 1189 1218 1215 1056 1150
보드 중량 (kg/m²) 12.95 13.95 15.14 15.25 15.38 13.08 14.37
보드 두께 (mm) 12.5 12.62 12.73 12.52 12.66 12.22 12.5
2.2 물 흡수 특성
상기 보드의 물 흡수 특성을 EN 520에 따라서 Cobb 2 시간 (2H) 및 EN 520 및 EN15 283-1에 따라서 물 흡수 2H 시험를 통해 평가하였다. 결과는 표 3에 요약된다. 보드 1-5는 표면 상 및 상기 코어 내에 LaDura 및 Fermacell® 보드와 비교하여 우수한 물 흡수 특성을 나타낸다. 비록 물 흡수 특성은 모든 보드에 대해 우수하지만, 보드 1 내지 3와 비교하여 보드 4 및 5에 대해 더 높은 물 흡수가 관찰되었고, 이는 플라스터 및 라이너 차이에 기인할 수 있다.
재수화 및 물 흡수 특성
　 보드 1 보드 2 보드 3 보드 4 보드 5 LaDura Fermacell®
표면 물 흡수 (2H) (g/m²) 72 65 56 113 108 =180 > 300
총 물 흡수 (%) - 라이너 있음 1.6 1.45 1.22 2.32 2.88 = 5 n/a (라이너 없음)
총 물 흡수 (%) - 라이너 없음 1.34 1.88 1.46 2.01 2.83 n/a > 10
2.3 굴곡 강도
모든 보드의 굴곡 강도를 시험하였다. 시험 결과는 표 4에 요약된다. 건조 벤딩 또는 굴곡 강도를 EN 15 283-1에 따라서 종 방향 (기계 방향, MD) 그리고 횡단 방향 (크로스 방향, CD)에서 시험하였다. 습윤 절단 또는 굴곡 강도를 30 ℃및 90% 상대적인 습도에서 7 일 컨디셔닝 후 EN 15 283-1에 따라서 종 방향 그리고 횡단 방향으로 시험하였다. 물 내 2 시간 담금 후의 절단 로드를 EN 15 283-1에 따라서 시험하였다. 결과는 LaDura 및 Fermacell® 보드와 비교하여 보드 1-5에 대해 명백히 향상된 영 계수 (E 계수) 및 절단 로드 (둘 다 기계 방향 및 크로스 방향)를 나타낸다. 보드 4 및 5의 높은 강도는 특히 약간 더 나쁜 물 흡수 특성의 면에서 놀랍다. 보드 3 내지 5에 대해, 습윤 굴곡 강도는 LaDura 및 Fermacell® 보드의 건조 굴곡 강도보다 심지어 더 우수하다. 이론에 얽매임을 원하지 않으면서, 증가된 절단 로드는 주로 높은 유리 섬유 함량에 의해 달성됨에 반해 높은 E 계수는 주로 상기 보드 밀도에 의해 영향을 받는다고 생각된다.
기계적 특성
　 보드 1 보드 2 보드 3 보드 4 보드 5 LaDura Fermacell
건조 굴곡 강도 - MD
E 계수 (N　/mm²) 5200 6100 6720 7230 7010 5190 4080
절단 로드 (daN) 107 109 102 85.8 100 75 54
건조 굴곡 강도 - CD
E 계수 (N/mm²) 4244 5130 5740 6310 6010 4170 3800
절단 로드 (daN) 48 39 41 41 60 34 38.5
습윤 굴곡 강도 (일 30°C 90% RH) - MD
E 계수 (N　/mm²) 4250 4770 5610 5560 5790 n/a 2570
절단 로드 (daN) 98 97 89 71 93 n/a 30.5
습윤 굴곡 강도 (7 일 30°C 90% RH) - CD
E 계수 (N　/mm²) 3150 4280 4790 5010 5060 n/a n/a
절단 로드 (daN) 41 47 48 43 43 n/a n/a
굴곡 강도 후 2 시간 담금 - MD
E 계수 (N　/mm²) 1640 3010 3335 4245 3900 n/a n/a
절단 로드 (daN) 64 71 64 45 59 n/a n/a
굴곡 강도 후 2 시간 담금 - CD
E 계수 (N　/mm²) 1720 2510 3490 3575 3710 n/a n/a
2.4 압축 강도
상기 보드의 압축 강도 (압축 강도)를 표준 ASTM C473-12에 따라서 상기 보드로부터 취한 5×5 cm2 샘플로부터 측정하였다. 결과는 표 5에 요약되고, LaDura 및 Fermacell® 패널과 비교하여 상기 보드 강도의 상당한 증가를 나타낸다. 모든 보드 1 내지 5에 대해, 습윤 압축 강도는 LaDura 및 Fermacell®의 건조 압축 강도보다 심지어 더 우수하다. 보드 4 및 5에 대해, 담금 강도는 LaDura 및 Fermacell®의 건조 압축 강도보다 여전히 더 우수하다. 이는 보드 1 내지 3와 비교하여 덜 유리한 물 흡수 특성을 나타냄은 특히 놀랍다.
압축 강도 (모든 값은 N/mm²)
　 보드 1 보드 2 보드 3 보드 4 보드 5 LaDura Fermacell
건조 강도 (N/mm²) 17.3 20.8 25 28.7 28.7 10.8 9.9
습윤 강도 (7 일 30°C, 90%RH) 11.2 12.1 15.1 17.9 18.2 n/a 5.3
담금 강도 (2 시간) 7.3 8.6 10.6 11.7 12.5 n/a 2.3
2.5 매립 강도
보드 1 내지 5의 매립 강도를 EN 383에 따라서 측정하였다. 시험 방법은 주변 조건 (23℃, 50%RH)에서 상기 보드 내 핀의 전단 저항성을 평가하는 목적이다. EN 383에서 정의된 정상 조건에 부가적으로, 물 내 2 시간 담금 후 본발명에 따른 보드에 대해 시험을 수행하였다. 대표적 고정 직경 (2.5 mm, 3.0 mm, 및 3.5 mm)을 모방하도록, 기계 방향 그리고 크로스 방향으로3 핀 직경을 일반적으로 시험한다. 결과는 평균내어 표 6에 요약되고, LaDura 및 Fermacellㄾ 보드와 비교하여 보드 1 내지 5의 매립 강도의 증가를 나타낸다. 매립 강도는 Eurocode 5에 따라서 목재 벽 래킹 저항성의 계산을 위한 주요 파라미터이고. 따라서, 보드 1 내지 5는 LaDura 및 Fermacell® 보드와 비교하여 향상된 래킹 저항성을 제공한다고 예상될 수 있다.
매립 강도
　 보드 1 보드 2 보드 3 보드 4 보드 5 LaDura Fermacell
건조 매립 강도 (N/mm²) 33.5 43.1 42.1 58,5 54,5　 23.9 31.9
담금 매립 강도 (N/mm²) 20.2 22.2 25.1 　26,8 * 30,5 *　 n/a n/a
* 3.0 mm핀만에 대한 기계 방향 및 크로스 방향 값
2.6 안전 계수 (K mod)
K mod는 Eurocode 5 (EN 1995-1-2)에 따라서 래킹 강도 계산에서 매립 강도와 함께 사용된 안전 계수이고. K mod 이 1에 가까울수록, 계산된 래킹 강도가 더 높다. 이 계수는 몇몇 기후학적 조건에서 보드에 인가되는 로드 지속의 영향을 고려하고, EN 1156 ("목재 기초 패널. 로드 지속 및 크립 계수의 결정(Wood based panel. Determination of duration of load and creep factors)")에 따라서 결정된다. 3 서비스 클래스에 대해 시험을 수행한다: 클래스 1 (주변 조건, 즉 20℃ 및 최대 65% RH), 클래스 2 (반습윤 조건, 즉 20℃ 및 최대 85% RH), 및 클래스 3 (습윤 및 매우 습윤 조건, 즉 20℃ 및 초과 85% RH). Ladura 및 Fermacell®은 수분 민감성으로 인해 클래스 3에 대해 처리되지 않는다. 따라서, 이들 보드에 대해서는 클래스 3 K mod가 제공되지 않는다.
보드 1의 K mod 계수를 시험하고 Ladura 및 Fermacellㄾ 보드의 K mod 계수보다 높다고 발견되었다. 향상된 매립 강도와 함께, 이는 보드 1도 또한 증가된 래킹 강도를 가짐을 의미한다.
K mod 계수
　 보드 1 LaDura Fermacell®
클래스 1 1 0.85 0.8
클래스 2 1 0.7 0.6
클래스 3 0.9 n/a * n/a *
* 클래스 3에서 처리안됨.
상기 결과의 면에서, 여기서 기술된 석고 보드는 야외 사용 또는 습윤 영역에서 매우 적합함이 명백하다. 상기 제품은 지지체로서 목재 프레임 또는 금속 프레임을 갖는 외부 벽에서 사용되기 위해 특히 적합하다.

Claims (15)

  1. 코어를 포함하는 석고 보드, 상기 코어는 적어도 1025 kg/㎥의 부피밀도를 가지고 다음의 혼합물을 포함함:
    - 석고;
    - 적어도 2400 g/㎥의 총량인 폴리카복실레이트 에테르 및 폴리포스포네이트 폴리옥시알킬렌으로 구성된 리스트로부터 선택된 하나 이상의 유동화제;
    - 하나 이상의 발수제; 및
    - 적어도 3200 g/㎥의 총량인 유리 섬유.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 코어는 3200 내지 12000 g/㎥ 범위의 양으로 유리 섬유를 포함하는 석고 보드.
  3. 제 1 또는 2항에 있어서, 상기 유동화제는 폴리카복실레이트 에테르인 석고 보드.
  4. 제 1 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코어는 적어도 1050 kg/㎥의 부피밀도를 가지는 석고 보드.
  5. 제 1 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코어는 하나 이상의 점토 미네랄 및 하나 이상의 폴리실옥산 발수제의 혼합물을 포함하는 석고 보드.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 하나 이상의 폴리실옥산의 총량은 하나 이상의 점토 미네랄의 총량에 기초하여 1 wt% 및 50 wt% 사이인 석고 보드.
  7. 제 5 또는 6항에 있어서, 상기 코어는 10 kg/㎥ 내지 50 kg/㎥ 범위의 총량인 상기 하나 이상의 점토 미네랄을 포함하는 석고 보드.
  8. 제 1 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코어는 적어도 1100 kg/㎥의 부피밀도를 가지고 다음을 포함하는 석고 보드:
    - 70 wt% 내지 97 wt% 석고;
    - 적어도 4000 g/㎥의 총량인 하나 이상의 폴리카복실레이트 에테르 유동화제;
    - 적어도 2500 g/㎥의 폴리실옥산;
    - 적어도 10000 g/㎥의 하나 이상의 점토 미네랄; 및
    - 적어도 3200 g/㎥의 유리 섬유.
  9. 제 1 내지 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코어는 적어도 1100 kg/㎥의 부피밀도를 가지고; 그리고는 적어도 6000 g/㎥의 총량인 하나 이상의 폴리카복실레이트 에테르 유동화제를 포함하는 석고 보드.
  10. 제 1 내지 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코어는 표준 ASTM C473-12에 따라서 측정된 적어도 20 N/㎟의 압축 강도를 가지는 석고 보드.
  11. 제 1 내지 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코어는 2 면을 가지고, 상기 면 중 적어도 하나는 라이너를 구비하는 석고 보드.
  12. 제 1 내지 11항 중 어느 한 항에 따르는 석고 보드를 제공하는 방법, 상기 방법은 다음의 단계를 포함함:
    (i) 플라스터, 물, 하나 이상의 유동화제, 하나 이상의 발수제, 및 유리 섬유를 포함하는 수성 석고 슬러리를 제공하는 것; 제 1 내지 11항 중 어느 한 항에 따르는 코어를 얻도록 하는 상대적인 양으로;
    (ii) 상기 슬러리를 패널로 형성하는 것 ; 및
    (iii) 상기 패널이 경화하도록 허용하고, 이에 의해 제 1 내지 11항 중 어느 한 항에 따르는 플라스터보드를 얻는 것.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 슬러리는 다음을 포함하는 방법:
    - 물 및 플라스터, 여기서 물 대 플라스터 비는 0.70 이하;
    - 상기 플라스터의 건조 중량에 기초하여 0.2 wt% 내지 2.0 wt% 범위의 총량인 하나 이상의 폴리카복실레이트 에테르 유동화제;
    - 0.1 wt% 내지 2.0 wt%의 실리콘 기초 발수제;
    - 상기 플라스터의 건조 중량에 기초하여 0.1 wt% 내지 10 wt%의 점토 미네랄; 및
    - 상기 플라스터의 건조 중량에 기초하여 0.25 wt% 내지 1.5 wt% 범위의 총량인 유리 섬유.
  14. 제 12 또는 13항에 있어서, 상기 슬러리는 0.45 내지 0.70 범위의 물 대 플라스터 비를 가지는 방법.
  15. 제 12 내지 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬러리는 0.45 내지 0.63 범위의 물 대 플라스터 비를 가지고; 여기서 상기 슬러리는 상기 플라스터의 건조 중량에 기초하여 0.5 wt% 내지 2.0 wt% 범위의 총량인 상기 하나 이상의 폴리카복실레이트 에테르 유동화제를 포함하는 방법.
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