KR20200035465A - 무기질판 및 그 제조 방법 - Google Patents

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야스히로 다카무라
히로아키 미즈노
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니치하 가부시키가이샤
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Abstract

높은 비강도 및 높은 내동결 융해성과 함께 경량화를 실현하는데 적합한 무기질판, 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 그리고, 본 발명의 무기질판(X1)은, 무기질 경화 매트릭스와, 이것에 분산되어 있는 유기계 보강재와, 유기계 보강재에 부착되고 또한 상기 유기계 보강재의 최대 길이보다 짧은 중공체를 포함하는 경화층(11)을 구비한다. 본 발명의 무기질판 제조 방법은, 유기계 보강재, 및 유기계 보강재의 최대 길이보다 짧은 중공체의 혼합을 거쳐 제 1 혼합물을 얻는 제 1 공정과, 제 1 혼합물, 수경성 재료, 및 규산질 재료의 혼합을 거쳐 제 2 혼합물을 얻는 제 2 공정과, 제 2 혼합물을 퇴적시켜서 제 2 혼합물 매트를 형성하는 제 3 공정을 포함한다.

Description

무기질판 및 그 제조 방법
본 발명은 건축용 판재 등으로서 이용하는 것이 가능한 무기질판과 그 제조 방법에 관한 것이다.
건축물의 외벽이나 내벽을 구성하는 벽재로서, 요업계 사이딩 보드나 세라믹 보드 등의 무기질판이 사용되는 경우가 있다. 무기질판은 시멘트계 무기 재료를 주재로 하는 원료로 성형된다. 이러한 무기질판에 관한 기술에 대해서는 예를 들어 하기의 특허문헌 1, 2에 기재되어 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 특개평8-67547호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 특개2002-187759호
무기질판의 보강재로서, 목질 섬유나 목질 펄프 등의 목질 보강재가 사용되는 경우가 많다. 무기질판으로의 목질 보강재의 배합은, 제조되는 무기질판의 보강에 도움이 되는 동시에 경량화(즉, 비중을 낮추는 것)에 기여하므로, 무기질판의 굽힘 강도를 상기 무기질판의 비중으로 나눈 값으로서 표시되는 강도(비강도)의 향상에 도움이 된다. 비강도가 우수한 무기질판은 그 운반시나 시공시에 파손되기 어렵다.
한편, 시공된 무기질판은, 자연 환경 하에 노출되고, 환경의 기온 차이에 따라, 동결과 융해의 반복에 의해 열화되는 작용, 즉 동결 융해 작용을 받는 경우가 있다. 그리고, 목질 보강재 그 자체는 동결 융해 작용을 받기 쉽다. 따라서, 목질 보강재가 배합된 무기질판에 있어서 동결 융해 작용에 저항하는 성질, 즉 내동결 융해성을 높이는 것 등을 목적으로 하여, 목질 보강재와 함께 마이카 등의 골재가 무기질판에 배합되는 경우가 있다.
이러한 무기질판에 대해서는 추가적인 경량화의 요구가 있다. 무기질판을 취급하는 장인의 고령화나 감소가 진행되고 있는 작금, 그 요구는 강하다. 본 발명은 이러한 사정 하에서 고안된 것으로, 그 목적은 높은 비강도 및 높은 내동결 융해성과 함께 경량화를 실현하는데 적합한 무기질판과 그 제조 방법 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제 1 양태에 의하면, 무기질판이 제공된다. 이 무기질판은 적어도 하나의 경화층을 구비한다. 이 경화층은, 무기질 경화 매트릭스와, 무기질 경화 매트릭스 중에 분산되어 있는 유기계 보강재와, 유기계 보강재에 부착되고 또한 상기 유기계 보강재의 최대 길이보다 짧은 중공체를 포함한다.
본 무기질판 내지 그 경화층에는 무기질 경화 매트릭스 중에 유기계 보강재가 분산되어 있다. 이러한 구성은, 무기질 경화 매트릭스보다 비중이 작은 유기계 보강재를 채용하는 경우에 있어서, 본 무기질판을 보강하면서 저비중화 내지 경량화하는데 적합하며, 따라서, 무기질판에 있어서 높은 비강도를 실현하는데 적합하다. 이와 함께, 무기질 경화 매트릭스 중에서 골재로서 기능할 수 있는 중공체는 중공 구조를 갖고, 경화층에서의 그러한 중공체의 존재는 본 무기질판에서의 경량화와 높은 비강도의 실현에 도움이 된다.
또한, 본 무기질판 내지 그 경화층에서 무기질 경화 매트릭스 중에 분산되는 유기계 보강재에, 상기 유기계 보강재의 최대 길이보다 짧은 중공체가 부착되어 있다. 이러한 구성은, 상기 유기계 보강재의 흡습을 억제하여 동결 융해 작용을 받기 어렵게 하는데 적합하며, 따라서, 무기질판의 경화층에 있어서 높은 내동결 융해성을 실현하는데 적합하다.
또한, 유기계 보강재에 부착되어 있는 상태에서 무기질 경화 매트릭스 중에 존재하는 상술한 중공체는 무기질 경화 매트릭스 중에 단독으로 분산되어 있는 경우의 중공체보다도 파손되기 어렵다. 중공체가 부착되어 있는 유기계 보강재(부착 중공체보다도 상술한 바와 같이 큰)가, 그 탄성에 기초하여 충격 흡수성을 발휘하여, 상기 중공체를 보호하는 경향이 있기 때문이다.
따라서, 무기질 경화 매트릭스 중에 분산되는 유기계 보강재에 그 최대 길이보다 짧은 중공체가 부착되어 있는 상기 구성은, 본 무기질판의 경화층 내에서의 중공체의 파손을 회피 또는 저감하여, 상술한 경량화 작용이나 내동결 융해성 향상 작용 등 상기 중공체에 기대되는 작용을 효율적으로 발휘하는데 적합하다.
이상과 같이, 본 발명의 제 1 양태에 따른 무기질판은 높은 비강도 및 높은 내동결 융해성과 함께 경량화를 실현하는데 적합한 것이다.
본 무기질판의 바람직한 형태에 있어서, 유기계 보강재는 방수제로 피복되고, 또한, 중공체는 상기 방수제를 통하여 유기계 보강재에 부착되어 있다. 이러한 구성은 유기계 보강재의 흡습을 회피 또는 억제하여 무기질판에서의 높은 내동결 융해성을 실현하는데 바람직하다. 이와 함께, 상기 구성은 유기계 보강재에 대한 중공체의 양호한 부착 상태를 실현하는데 적합하다.
본 무기질판의 다른 바람직한 형태에 있어서, 유기계 보강재와 상기 유기계 보강재에 부착되어 있는 중공체는 방수제로 피복되어 있다. 이러한 구성은, 유기계 보강재의 흡습을 회피 또는 억제하여 무기질판에서의 높은 내동결 융해성을 실현하는데 바람직하다. 이와 함께, 상기 구성은 유기계 보강재에 대한 중공체의 양호한 부착 상태를 실현하는데 적합하다.
상기의 방수제는 바람직하게 합성 수지를 포함한다. 합성 수지는 피막성을 가지므로, 상기 구성은 무기질판에서의 높은 내동결 융해성을 실현하는데 바람직하고, 또한, 유기계 보강재에 대한 중공체의 양호한 부착 상태를 실현하는데 바람직하다.
본 발명의 제 1 양태에 따른 무기질판은 상술한 경화층과 추가 경화층을 포함하는 적층 구조를 가져도 좋다. 또는, 본 무기질판은 2개의 추가 경화층과 이것들 사이에 위치하는 상술한 경화층을 포함하는 적층 구조를 가져도 좋다. 이러한 경우, 추가 경화층은, 바람직하게, 무기질 경화 매트릭스와 상기 매트릭스 중에 분산되어 있는 유기계 보강재를 포함하고, 또한, 추가 경화층 중의 유기계 보강재는 경화층 중의 유기계 보강재보다도 작다(즉, 추가 경화층 중의 유기계 보강재의 최대 길이는 상기 경화층 중의 유기계 보강재의 최대 길이보다도 짧다). 보다 바람직하게, 추가 경화층은 중공체를 포함하지 않는다.
이러한 추가 경화층은 상술한 경화층보다도, 층 조직의 치밀화를 도모하는데 적합하다. 층 조직이 치밀할수록, 상기 층의 내수성 및 표면 조형성은 높은 경향이 있다.
따라서, 본 무기질판이 이러한 추가 경화층과 상술한 경화층과의 적층 구조를 가진다는 구성은 본 무기질판에 있어서 높은 내수성이나 높은 조형성을 실현하는데 적합하다. 또한, 2개의 추가 경화층과 이것들 사이에 위치하는 상술한 경화층과의 적층 구조를 본 무기질판이 갖는다는 구성도, 본 무기질판에 있어서 높은 내수성이나 높은 조형성을 실현하는데 적합하다.
바람직하게, 추가 경화층에서의 유기계 보강재는 방수제로 피복되어 있다. 상기 방수제는 바람직하게 지방산을 포함한다(지방산은 내수성이 우수하다). 이들 구성은 상술한 추가 경화층 중의 유기계 보강재에 대하여 흡습을 회피 또는 억제하는데 바람직하고, 따라서, 무기질판에서의 높은 내수성이나 높은 내동결 융해성을 실현하는데 바람직하다.
본 발명의 제 2 양태에 의하면, 무기질판의 제조 방법이 제공된다. 이 무기질판 제조 방법은 다음의 제 1 공정, 제 2 공정, 및 제 3 공정을 적어도 포함한다.
제 1 공정에서는 유기계 보강재와 상기 유기계 보강재의 최대 길이보다 짧은 중공체와의 혼합을 거쳐 제 1 혼합물이 얻어진다. 제 2 공정에서는 제 1 혼합물과 수경성 재료와 규산질 재료의 혼합을 거쳐 제 2 혼합물이 얻어진다. 제 3 공정에서는 예를 들어 수구(受具) 위에, 제 2 혼합물을 퇴적시켜 제 2 혼합물 매트가 형성된다. 제 3 공정 후, 소정의 온도 조건과 압력 조건 하에서, 제 2 혼합물 매트 중의 수경성 재료와 규산질 재료로, 중공체가 부착되어 있는 유기계 보강재를 포함하면서 무기질 경화 매트릭스를 형성할 수 있고, 이에 따라 제 2 혼합물 매트로 무기질판의 경화층을 형성할 수 있다.
본 발명의 제 2 양태에 따른 무기질판 제조 방법에 있어서, 상기의 제 2 공정보다 전에 상기 제 1 공정을 행한다는 구성은 유기계 보강재에 대한 중공체의 양호한 부착 상태를 실현하는데 바람직하다. 따라서, 본 무기질판 제조 방법은 본 발명의 제 1 양태에 따른 상술한 무기질판을 제조하는데 적합하다.
본 방법의 바람직한 형태에 있어서, 제 1 공정에서는 방수제와의 혼합을 거친 유기계 보강재와 중공체가 혼합되어 제 1 혼합물이 얻어진다. 방수제는 바람직하게 합성 수지를 포함한다.
이들 구성은, 유기계 보강재가 방수제로 피복되고 또한 상기 방수제를 통해 중공체가 유기계 보강재에 부착되어 있다는, 본 발명의 제 1 양태에 관해서 상술한 구성을 실현하는데 적합하다. 따라서, 상기 구성은 유기계 보강재에 대한 중공체의 양호한 부착 상태를 실현하는데 적합하고, 또한 제조되는 무기질판에 있어서 높은 내동결 융해성을 실현하는데 바람직하다.
본 방법의 다른 바람직한 형태에 있어서, 제 1 공정에서는 유기계 보강재와 중공체의 혼합 후에 상기 유기계 보강재 및 중공체와 방수제가 혼합되어 제 1 혼합물이 얻어진다. 방수제는 바람직하게 합성 수지를 포함한다.
이들 구성은, 유기계 보강재와 당해 유기계 보강재에 부착되어 있는 중공체가 방수제로 피복되어 있다는, 본 발명의 제 1 양태에 관해서 상술한 구성을 실현하는데 적합하다. 따라서, 상기 구성은 유기계 보강재에 대한 중공체의 양호한 부착 상태를 실현하는데 적합하고, 또한, 제조되는 무기질판에 있어서 높은 내동결 융해성을 실현하는데 바람직하다.
본 발명의 제 2 양태에 따른 무기질판 제조 방법은, 수경성 재료와 규산질 재료와 유기계 보강재의 혼합을 거쳐 추가 경화층을 형성하기 위한 제 3 혼합물을 얻는 제 4 공정, 및 제 3 혼합물을 퇴적시켜서 제 3 혼합물 매트를 형성하는 적어도 하나의 제 5 공정을 추가로 포함하여도 좋다.
이 경우, 바람직하게, 제 3 혼합물 중의 유기계 보강재는 상술한 제 2 혼합물 중의 유기계 보강재보다도 작고(즉, 제 3 혼합물 중의 유기계 보강재의 최대 길이는 제 2 혼합물 중의 유기계 보강재의 최대 길이보다도 짧고), 또한, 제 3 공정 후에 제 5 공정이 행해져서 제 2 혼합물 매트 위에 제 3 혼합물 매트가 형성되거나, 제 5 공정 후에 제 3의 공정이 행해져서 제 3 혼합물 매트 위에 제 2 혼합물 매트가 형성되거나, 또는, 제 5 공정 후에 제 3 공정이 행해져서 제 3 혼합물 매트 위에 제 2 혼합물 매트가 형성되고, 추가로 제 5 공정이 행해져서 상기 제 2 혼합물 매트 위에 제 3 혼합물 매트가 형성된다.
혼합물 매트의 이러한 적층 후, 소정의 온도 조건과 압력 조건 하에서, 각각의 혼합물 매트 중의 수경성 재료와 규산질 재료로 무기질 경화 매트릭스를 형성할 수 있고, 이로써, 제 2 혼합물 매트로 상술한 경화층이 형성되고 또한 제 3 혼합물 매트로 상술한 추가 경화층을 형성할 수 있다.
제 4 및 제 5 공정을 포함하는 이상과 같은 구성에 의하면, 경화층과 추가 경화층을 포함하는 적층 구조를 갖는 상술한 무기질판, 또는, 2개의 추가 경화층과 이것들 사이에 위치하는 경화층을 포함하는 적층 구조를 갖는 상술한 무기질판을 적절하게 제조할 수 있다.
바람직하게, 제 4 공정에서는 방수제와의 혼합을 거친 유기계 보강재와 수경성 재료 및 규산질 재료가 혼합되어 제 3 혼합물이 얻어진다. 이 방수제는 바람직하게 지방산을 포함한다. 이들 구성은 형성되는 추가 경화층 중의 유기계 보강재에 대하여 흡습을 회피 또는 억제하는데 바람직하고, 따라서, 제조되는 무기질판에 있어서 높은 내수성이나 높은 내동결 융해성을 실현하는데 바람직하다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 무기질판의 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 무기질판의 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 무기질판의 부분 단면도이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 무기질판(X1)의 부분 단면도이다. 무기질판(X1)은, 경화층(11)과, 경화층(12)과, 경화층(13)을 포함하는 적층 구조를 갖고, 예를 들어, 건축물의 외벽이나 내벽을 구성하기 위한 벽재로서 사용 가능한 것이다.
경화층(11)은, 본 실시형태에서는 심층(芯層)이며, 무기질 경화 매트릭스와, 상기 무기질 경화 매트릭스 중에 분산되어 있는 유기계 보강재와, 상기 유기계 보강재에 부착되고 또한 상기 유기계 보강재의 최대 길이보다 짧은 중공체를 포함한다.
경화층(11)에서의 무기질 경화 매트릭스로서는 예를 들어, 수경성 재료로 형성되는 경화물, 및 수경성 재료 및 규산질 재료로 형성되는 경화물을 들 수 있다.
수경성 재료로서는 예를 들어, 시멘트, 석고, 및 슬래그를 들 수 있다. 시멘트로서는 예를 들어, 보통 포틀랜드 시멘트, 조강 포틀랜드 시멘트, 알루미나 시멘트, 고로 시멘트 및 플라이 애쉬 시멘트를 들 수 있다. 석고로서는 예를 들어, 무수 석고, 반수 석고, 및 이수 석고를 들 수 있다. 슬래그로서는 예를 들어, 고로 슬래그 및 전로 슬래그를 들 수 있다.
경화층(11) 중의 무기질 경화 매트릭스를 형성하기 위해, 1종류의 수경성 재료가 사용되어도 좋고, 2종류 이상의 수경성 재료가 사용되어도 좋다. 이러한 수경성 재료의 블레인(Blaine) 비표면적은 예를 들어 2000 내지 10000 ㎠/g이다.
규산질 재료로서는 예를 들어, 규사, 규석분, 실리카분, 석탄재, 플라이 애쉬, 및 규조토를 들 수 있다. 경화층(11) 중의 무기질 경화 매트릭스를 형성하기 위해, 1종류의 규산질 재료가 사용되어도 좋고, 2종류 이상의 규산질 재료가 사용되어도 좋다. 이러한 규산질 재료의 블레인 비표면적은 예를 들어 3000 내지 30000 ㎠/g이다.
경화층(11)의 무기질 경화 매트릭스로서, 수경성 재료 및 규산질 재료로 형성되는 경화물을 채용하는 경우, 경화층(11)을 형성하기 위한 원료 혼합물에서의 수경성 재료와 규산질 재료의 질량비는 바람직하게 6:4 내지 3:7이다.
경화층(11)에서의 유기계 보강재로서는 예를 들어 식물계 보강재 및 합성 섬유를 들 수 있다. 식물계 보강재로서는 예를 들어, 목분(wood flour), 목모(wood wool), 목편, 목질 펄프, 목질 섬유, 목질 섬유 다발, 고지(古紙), 죽섬유, 마섬유, 버개스(bagasse), 왕겨, 및 볏짚을 들 수 있다. 합성 섬유로서는 예를 들어, 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 및 아크릴 섬유를 들 수 있다. 경화층(11) 중에는 1종류의 유기계 보강재가 사용되어도 좋고, 2종류 이상의 유기계 보강재가 사용되어도 좋다.
유기계 보강재로서 목분이 사용되는 경우, 상기 목분의 사이즈는 예를 들어 20 내지 50 메쉬이다. 유기계 보강재로서 목편이 사용되는 경우, 상기 목편에 대하여, 폭은 예를 들어 0.5 내지 2 mm이고, 길이는 예를 들어 1 내지 20 mm이고, 종횡비(길이/폭)는 20 내지 30이다.
또한 유기계 보강재로서 목질 섬유 다발이 사용되는 경우, 상기 목질 섬유 다발에 대하여, 직경은 예를 들어 0.1 내지 2 mm이고, 길이는 예를 들어 2 내지 35 mm이다. 상기 목질 섬유 다발은 분지 형상을 가져도 좋고, 만곡 형상을 가져도 좋고, 절곡 형상을 가져도 좋다.
경화층(11)에서의 중공체는 상술한 바와 같이 유기계 보강재에 부착되고, 또한 유기계 보강재의 최대 길이보다 짧다. 유기계 보강재의 최대 길이란, 예를 들어, 유기계 보강재가 분체나 소편인 경우에는 그 최장 직경이며, 유기계 보강재가 유기 섬유인 경우에는 그 섬유 길이이다. 상기 유기계 보강재에 부착되어 있는 중공체의 길이는 이러한 유기계 보강재의 최대 길이보다 작은 것이다.
경화층(11)에서의 중공체는 내부에 공동을 동반하는 하나의 외각(外殼) 또는 둘 이상의 늘어서 있는 외각을 갖는 것이다. 중공체의 외곽은 닫혀 있는 것이 바람직하지만, 닫혀 있지 않아도 된다. 중공체는 다공질체를 포함한다. 또한, 중공체의 형상은 구형이나 타원체 등을 포함하는 대략 구형이 바람직하다.
중공체로서는 예를 들어, 발포 폴리스티렌 비즈, 마이크로스피어, 펄라이트, 플라이 애쉬 벌룬, 시라수(shirasu) 벌룬, 팽창 혈암, 팽창 점도, 및 소성 규조토를 들 수 있다. 마이크로스피어는 바람직하게 아크릴계 발포체이다. 경화층(11) 중에는 1종류의 중공체가 사용되어도 좋고, 2종류 이상의 중공체가 사용되어도 좋다.
중공체의 중앙 지름(직경 D50)은 바람직하게 0.05 내지 2 mm이다. 중공체로서 발포 폴리스티렌 비즈가 사용되는 경우, 상기 발포 폴리스티렌 비즈의 중앙 지름은 바람직하게 0.5 내지 2 mm, 보다 바람직하게 0.8 내지 1.5 mm이다. 중공체로서 마이크로스피어가 사용되는 경우, 상기 마이크로스피어의 중앙 지름은 바람직하게 0.05 내지 0.3 mm, 보다 바람직하게 0.08 내지 0.2 mm이다. 중공체로서 펄라이트가 사용되는 경우, 상기 펄라이트의 중앙 지름은 바람직하게 0.1 내지 1 mm, 보다 바람직하게 0.1 내지 0.5 mm이다.
바람직한 형태에 있어서, 경화층(11) 중의 유기계 보강재는 방수제로 피복되고, 또한, 중공체는 상기 방수제를 통해 유기계 보강재에 부착되어 있다. 바람직한 다른 형태에 있어서, 경화층(11) 중의 유기계 보강재와 이것에 부착되어 있는 중공체는 방수제로 피복되어 있다.
방수제로서는 예를 들어, 납, 왁스, 파라핀, 숙신산, 지방산, 실리콘, 및 합성 수지를 들 수 있다. 합성 수지로서는 예를 들어, 아크릴계 수지, 폴리에틸렌, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체, 우레탄계 수지 및 에폭시 수지를 들 수 있다. 합성 수지는 피복성이 높아 경화층(11)의 방수제로서 바람직하다.
경화층(12)(추가 경화층)은 본 실시형태에서 무기질판(X1)의 의장면을 이루는 표층이다. 경화층(12)은 무기질 경화 매트릭스와, 상기 무기질 경화 매트릭스 중에 분산되어 있는 유기계 보강재를 포함한다.
경화층(12)에서의 무기질 경화 매트릭스로서는 예를 들어, 수경성 재료로 형성되는 경화물, 및 수경성 재료 및 규산질 재료로 형성되는 경화물을 들 수 있다. 경화층(12)을 위한 수경성 재료의 종류 및 블레인 비표면적에 대해서는 상술한 경화층(11)을 위한 수경성 재료의 종류 및 블레인 비표면적과 동일하다. 경화층(12)을 위한 규산질 재료의 종류 및 블레인 비표면적에 대해서는 상술한 경화층(11)을 위한 규산질 재료의 종류 및 블레인 비표면적과 동일하다.
경화층(12)의 무기질 경화 매트릭스로서, 수경성 재료 및 규산질 재료로 형성되는 경화물을 채용하는 경우, 경화층(12)의 형성을 위한 원료 혼합물에서의 수경성 재료와 규산질 재료의 질량비는 바람직하게 6:4 내지 4:6이다.
경화층(12)에서의 유기계 보강재로서는 예를 들어, 식물계 보강재 및 합성 섬유를 들 수 있다. 본 실시형태에서, 경화층(12)에서의 유기계 보강재는 상술한 경화층(11)에서의 유기계 보강재보다도 작다(즉, 경화층(12) 중의 유기계 보강재의 최대 길이는 경화층(11) 중의 유기계 보강재의 최대 길이보다도 짧다).
경화층(12)을 위한 유기계 보강재의 종류에 대해서는 상술한 경화층(11)을 위한 유기계 보강재의 종류와 동일하다. 경화층(12)을 위한 유기계 보강재의 사이즈에 대해서는, 경화층(11)을 위한 유기계 보강재보다도 작은 한에 있어서, 상술한 경화층(11)을 위한 유기계 보강재의 사이즈와 동일하다.
경화층(12)에서의 유기계 보강재는 바람직하게, 방수제로 피복되어 있다. 방수제로서는 예를 들어, 납, 왁스, 파라핀, 숙신산, 지방산, 실리콘, 및 합성 수지를 들 수 있다. 경화층(12)에서의 방수제는 바람직하게 지방산이다. 지방산은 내수성이 뛰어나서, 방수제로서 바람직하다. 지방산으로서는 예를 들어, 리놀레산이나 올레산 등의 고급 지방산을 들 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 경화층(11)의 구성 재료의 하나로서 상술한 중공체를 경화층(12)은 포함하지 않는다.
경화층(13)(추가 경화층)은 본 실시형태에서는 무기질판(X1)의 의장면과 반대 측의 이층(裏層)이다. 경화층(13)은 무기질 경화 매트릭스와, 상기 무기질 경화 매트릭스 중에 분산되어 있는 유기계 보강재를 포함한다.
경화층(13)에서의 무기질 경화 매트릭스로서는 예를 들어, 수경성 재료로 형성되는 경화물, 및 수경성 재료 및 규산질 재료로 형성되는 경화물을 들 수 있다. 경화층(13)을 위한 수경성 재료의 종류 및 블레인 비표면적에 대해서는 상술한 경화층(11)을 위한 수경성 재료의 종류 및 블레인 비표면적과 동일하다. 경화층(13)을 위한 규산질 재료의 종류 및 블레인 비표면적에 대해서는 상술한 경화층(11)을 위한 규산질 재료의 종류 및 블레인 비표면적과 동일하다.
경화층(13)의 무기질 경화 매트릭스로서, 수경성 재료 및 규산질 재료로 형성되는 경화물을 채용하는 경우, 경화층(13)을 형성하기 위한 원료 혼합물에서의 수경성 재료와 규산질 재료의 질량비는 바람직하게 6:4 내지 4:6이다.
경화층(13)에서의 유기계 보강재로서는 예를 들어, 식물계 보강재 및 합성 섬유를 들 수 있다. 본 실시형태에서, 경화층(13)에서의 유기계 보강재는 상술한 경화층(11)에서의 유기계 보강재보다도 작다(즉, 경화층(13) 중의 유기계 보강재의 최대 길이는 경화층(11) 중의 유기계 보강재의 최대 길이보다도 짧다).
경화층(13)을 위한 유기계 보강재의 종류에 대해서는 상술한 경화층(11)을 위한 유기계 보강재의 종류와 동일하다. 경화층(13)을 위한 유기계 보강재의 사이즈에 대해서는 경화층(11)을 위한 유기계 보강재보다도 작은 한에서, 상술한 경화층(11)을 위한 유기계 보강재의 사이즈와 동일하다.
경화층(13)에서의 유기계 보강재는 바람직하게 방수제로 피복되어 있다. 방수제로서는 예를 들어, 납, 왁스, 파라핀, 숙신산, 지방산, 실리콘, 및 합성 수지를 들 수 있다. 경화층(13)에서의 방수제는 바람직하게 지방산이다. 지방산은 내수성이 뛰어나고, 방수제로서 바람직하다. 지방산으로서는 예를 들어 리놀레산이나 올레산 등의 고급 지방산을 들 수 있다.
또한, 본 실시형태에서, 경화층(11)의 구성 재료의 하나로서 상술한 중공체를 경화층(13)은 포함하지 않는다.
경화층(11, 12, 13)은 각각 상술한 구성 재료에 더하여 다른 재료를 함유해도 좋다. 다른 재료로서는 예를 들어 혼화재를 들 수 있다. 혼화재로서는 예를 들어, 마이카, 제지 슬러지 소각재, 실리카흄, 규회석, 탄산 칼슘, 수산화 마그네슘, 수산화 알루미늄, 질석, 세피올라이트, 조노트라이트, 카올리나이트, 제올라이트, 및 무기질판의 분쇄물을 들 수 있다.
마이카로서는 평균 입자직경이 200 내지 700 ㎛고 종횡비가 60 내지 100의 플레이크(flake)상의 것이 바람직하다.
무기질판의 분쇄물로서는 무기질판의 제조 과정에서 발생한 경화 전 무기질판의 불량판의 분쇄물 및 경화 후 무기질판의 불량판의 분쇄물, 및 건축 현장 등에서 발생한 무기질판의 단재나 폐재의 분쇄물을 들 수 있다. 이들 분쇄물의 평균 입자직경은 예를 들어 50 내지 150 ㎛이다.
이상과 같은 구성의 무기질판(X1)의 각각의 층은 건식법 또는 습식법에 의해 형성할 수 있다.
건식법에서는 형성 목적의 경화층의 구성 재료를 포함하는 원료 혼합물이 수구(受具) 위에 살포되어 혼합물 매트가 포밍(forming)된다. 원료 혼합물은 물을 함유하고 있어도 좋다. 원료 혼합물이 물을 함유하는 경우, 상기 원료 혼합물에서의 물의 함유량은 경화층 구성 재료의 고형분 100 질량부에 대하여 30 내지 45 질량부 정도이다. 형성된 혼합물 매트는 소정의 압력 조건과 온도 조건의 경화 공정이나, 필요에 따라 행해지는 오토클레이브 양생을 거쳐 경화층을 형성하게 된다.
습식법에서는 형성 목적의 경화층의 구성 재료와 물이 혼련되어 조제되는 슬러리가 펠트 등의 다공질체 위에 흘러 내려 초조(抄造) 탈수됨으로써 혼합물 매트가 형성된다. 이 혼합물 매트는 소정의 압력 조건과 온도 조건의 경화 공정이나, 필요에 따라 행해지는 오토클레이브 양생을 거쳐 경화층을 형성하게 된다.
상술한 무기질판(X1)은 구체적으로 예를 들어 이하와 같은 과정을 거쳐 제조할 수 있다.
먼저, 경화층(11)을 형성하기 위한 혼합물, 경화층(12)을 형성하기 위한 혼합물, 및 경화층(13)을 형성하기 위한 혼합물이 각각 제조된다.
경화층(11)을 형성하기 위한 혼합물의 제조에 있어서는 먼저, 경화층(11)을 위한 상술한 유기계 보강재와 경화층(11)을 위한 상술한 중공체와의 혼합을 거쳐 제 1 혼합물을 얻는다. 그 후, 이 혼합물과, 경화층(11)을 위한 상술한 수경성 재료와 경화층(11)을 위한 상술한 규산질 재료와의 혼합을 거쳐 제 2 혼합물이 얻어진다. 유기계 보강재와 수경성 재료 및 규산질 재료가 혼합되는 공정보다 전에, 유기계 보강재와 중공체가 혼합되는 공정을 행한다는 구성은 유기계 보강재에 대한 중공체의 양호한 부착 상태를 실현하는데 바람직하다.
경화층(11)을 형성하기 위한 혼합물의 제조에 있어서는 바람직하게, 경화층(11)을 위한 상술한 방수제와 혼합을 거친 유기계 보강재와 중공체가 혼합되어 제 1 혼합물이 얻어진다. 이러한 구성은, 유기계 보강재가 방수제로 피복되고 또한 상기 방수제를 통해 중공체가 유기계 보강재에 부착되어 있다는, 무기질판(X1)에 관하여 상술한 바람직한 하나의 형태를 실현하는데 적합하다.
또는, 경화층(11)을 형성하기 위한 혼합물의 제조에 있어서는, 유기계 보강재와 중공체와의 혼합 후에 상기 유기계 보강재 및 중공체와 경화층(11)을 위한 상술한 방수제를 혼합하여 제 1 혼합물을 얻어도 좋다. 이러한 구성은, 유기계 보강재와 상기 유기계 보강재에 부착되어 있는 중공체가 방수제로 피복되어 있다는, 무기질판(X1)에 관하여 상술한 바람직한 하나의 형태를 실현하는데 적합하다.
한편, 경화층(12)을 형성하기 위한 상술한 수경성 재료와 상술한 규산질 재료와 상술한 유기계 보강재와의 혼합을 거쳐, 경화층(12)을 형성하기 위한 혼합물이 얻어진다. 경화층(12)을 형성하기 위한 혼합물의 제조에 있어서는, 바람직하게 경화층(12)을 위한 상술한 방수제와의 혼합을 거친 유기계 보강재와 수경성 재료 및 규산질 재료가 혼합된다. 이러한 구성은 형성되는 경화층(12) 중의 유기계 보강재에 대하여 회피 또는 억제하는데 바람직하다.
또한, 경화층(13)을 형성하기 위한 상술한 수경성 재료와 상술한 규산질 재료와 상술한 유기계 보강재와의 혼합을 거쳐, 경화층(13)을 형성하기 위한 혼합물이 얻어진다. 경화층(13)을 형성하기 위한 혼합물의 제조에 있어서는, 바람직하게 경화층(13)을 위한 상술한 방수제와의 혼합을 거친 유기계 보강재와 수경성 재료 및 규산질 재료가 혼합된다. 이러한 구성은 형성되는 경화층(13) 중의 유기계 보강재에 대하여 흡습을 회피 또는 억제하는데 바람직하다.
무기질판(X1)의 제조에서는, 다음으로, 경화층(12)을 형성하기 위한 혼합물을 수구 위에 살포하여 퇴적시키고, 경화층(12)을 형성하기 위한 혼합물 매트를 포밍한다. 본 실시형태에 있어서, 수구는, 제조 목적의 무기질판(X1)의 의장면에 대응하는 요철 형상을 내표면(경화층(12)을 형성하기 위한 혼합물을 받는 측의 표면)에 갖는 형판이다.
다음으로, 경화층(12)을 형성하기 위한 혼합물 매트 위에, 경화층(11)을 형성하기 위한 혼합물을 살포하여 퇴적시켜, 경화층(11)을 형성하기 위한 혼합물 매트를 포밍한다.
다음으로, 경화층(11)을 형성하기 위한 혼합물 매트 위에, 경화층(13)을 형성하기 위한 혼합물을 살포하여 퇴적시켜, 경화층(13)을 형성하기 위한 혼합물 매트를 포밍한다.
다음으로, 이상과 같이 하여 적층된 혼합물 매트에 대하여, 프레싱한 상태에서 가열하여 경화시킨다. 구체적으로는 각각의 혼합물 매트 중의 수경성 재료 및 규산질 재료로 무기질 경화 매트릭스를 형성한다. 본 공정에 있어서, 프레싱 압력은 예를 들어 2 내지 8 MPa이고, 가열 온도는 예를 들어 50 내지 80℃이고, 프레싱 시간은 6 내지 12시간이다.
이 후, 필요에 따라 오토클레이브 양생이 행해진다. 이 오토클레이브 양생에 있어서, 온도 조건은 예를 들어 150℃ 이상이며, 압력 조건은 예를 들어 0.5 MPa 이상이다.
예를 들어 이상과 같이 하여 무기질판(X1)을 적절하게 제조할 수 있다.
무기질판(X1) 내지 그 심층인 경화층(11)에서는 상술한 바와 같이, 무기질 경화 매트릭스 중에 유기계 보강재가 분산되어 있다. 이러한 구성은, 무기질 경화 매트릭스보다 비중이 작은 유기계 보강재를 채용하는 경우에 있어서, 무기질판(X1)을 보강하면서 저비중화 내지 경량화하는데 적합하고, 따라서, 무기질판(X1)에서 높은 비강도(굽힘 강도를 비중으로 나눈 값)를 실현하는데 적합하다.
이와 함께, 무기질 경화 매트릭스 중에서 골재로서 기능할 수 있는 중공체는 중공 구조를 가지는 바, 경화층(11)에서의 그러한 중공체의 존재는 무기질판(X1)에서의 경량화와 높은 비강도의 실현에 도움을 준다.
또한, 무기질판(X1) 내지 그 경화층(11)에서는 상술한 바와 같이, 무기질 경화 매트릭스 중에 분산되는 유기계 보강재에 중공체가 부착되어 있다. 이러한 구성은, 상기 유기계 보강재에 대하여 그 흡습을 억제하여 동결 융해 작용을 받기 어렵게 하는데 적합하고, 따라서, 무기질판(X1) 내지 그 경화층(11)에서 높은 내동결 융해성을 실현하는데 적합하다.
또한, 유기계 보강재에 부착되어 있는 상태에서 무기질 경화 매트릭스 중에 존재하는 상술한 중공체는 무기질 경화 매트릭스 중에 단독으로 분산되어 있는 경우의 중공체보다도 파손되기 어렵다. 중공체가 부착되어 있는 유기계 보강재(부착 중공체보다도 상술한 바와 같이 크다)가, 그 탄성에 기초하여 충격 흡수성을 발휘하여, 상기 중공체를 보호하는 경향이 있기 때문이다.
따라서, 무기질 경화 매트릭스 중에 분산되는 유기계 보강재에 최대 길이보다 짧은 중공체가 부착되어 있는 상기 구성은 무기질판(X1)의 경화층(11)에서의 중공체의 파손을 회피 또는 저감하여, 경량화 작용이나 내동결 융해성 향상 작용 등 상기 중공체에 기대되는 작용을 효율적으로 발휘하는데 적합하다.
이상과 같이, 무기질판(X1)은 높은 비강도 및 높은 내동결 융해성과 함께 경량화를 실현하는데 적합하다.
상술한 바와 같이, 무기질판(X1)의 바람직한 하나의 형태에서, 경화층(11) 중의 유기계 보강재는 방수제로 피복되고, 또한, 중공체는 상기 방수제를 통해 유기계 보강재에 부착되어 있다. 이러한 구성은 경화층(11) 중의 유기계 보강재의 흡습을 회피 또는 억제하여 무기질판(X1)에서의 높은 내동결 융해성을 실현하는데 바람직하다. 이와 함께, 상기 구성은 경화층(11) 중의 유기계 보강재에 대한 중공체의 양호한 부착 상태를 실현하는데 적합하다.
상술한 바와 같이, 무기질판(X1)의 바람직한 다른 형태에서, 경화층(11) 중의 유기계 보강재와 이것에 부착되어 있는 중공체는 방수제로 피복되어 있다. 이러한 구성은 경화층(11) 중의 유기계 보강재의 흡습을 회피 또는 억제하여 무기질판(X1)에서의 높은 내동결 융해성을 실현하는데 바람직하다. 이와 함께, 상기 구성은 경화층(11) 중의 유기계 보강재에 대한 중공체의 양호한 부착 상태를 실현하는데 적합하다.
경화층(11) 중에서 방수제가 사용되는 경우, 상기 방수제는 상술한 바와 같이 바람직하게 합성 수지를 포함한다. 합성 수지가 피막성을 가지므로, 상기 구성은 무기질판(X1)에서의 높은 내동결 융해성을 실현하는데 바람직하고, 또한, 경화층(11) 중의 유기계 보강재에 대한 중공체의 양호한 부착 상태를 실현하는데 바람직하다.
무기질판(X1)에서, 상술한 바와 같이, 경화층(12) 중의 유기계 보강재는 경화층(11) 중의 유기계 보강재보다도 작고, 경화층(12)은 본 실시형태에서 중공체를 포함하지 않는다. 상기 구성은 경화층(12)의 층 조직을 경화층(11)의 층 조직보다도 치밀화하는데 적합하다. 층 조직이 치밀할수록, 상기 층의 내수성 및 표면 조형성은 높은 경향이 있다. 따라서, 무기질판(X1)이 경화층(11)(심층)에 더하여 이러한 경화층(12)(표층)을 갖는다는 구성은 무기질판(X1)의 경화층(12)측에서 높은 내수성이나 높은 조형성을 실현하는데 적합하다.
무기질판(X1)에서, 상술한 바와 같이, 경화층(12) 중의 유기계 보강재는 방수제로 피복되어 있고, 그 방수제는 바람직하게 지방산이다. 이러한 구성은 경화층(12) 중의 유기계 보강재에 대하여 흡습을 회피 또는 억제하는데 바람직하고, 따라서, 무기질판(X1)에서의 높은 내수성이나 높은 내동결 융해성을 실현하는데 바람직하다.
무기질판(X1)에서, 상술한 바와 같이, 경화층(13) 중의 유기계 보강재는 경화층(11) 중의 유기계 보강재보다도 작고, 경화층(13)은 본 실시형태에서 중공체를 포함하지 않는다. 이러한 구성은 경화층(13)의 층 조직을 경화층(11)의 층 조직보다도 치밀화하는데 적합하다. 층 조직이 치밀할수록, 상기 층의 내수성 및 표면 조형성은 높은 경향이 있다. 따라서, 무기질판(X1)이 경화층(11)(심층)에 더하여 이러한 경화층(13)(이층(裏層))을 갖는다는 구성은 무기질판(X1)의 경화층(13) 측에서 높은 내수성 등을 실현하는데 적합하다.
무기질판(X1)에서, 상술한 바와 같이, 경화층(13) 중의 유기계 보강재는 방수제로 피복되어 있고, 그 방수제는 바람직하게 지방산이다. 이러한 구성은 경화층(13) 중의 유기계 보강재에 대하여 흡습을 회피 또는 억제하는데 바람직하고, 따라서, 무기질판(X1)에서의 높은 내수성이나 높은 내동결 융해성을 실현하는데 바람직하다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 무기질판(X2)의 부분 단면도이다. 무기질판(X2)은 심층인 경화층(11)과 표층인 경화층(12)을 포함하는 적층 구조를 갖고, 적층 구조 중에 경화층(13)을 포함하지 않는 것 이외에는 무기질판(X1)과 동일한 구성을 구비한다.
이러한 무기질판(X2)은, 예를 들어, 혼합물 매트의 적층 형성 과정에서, 경화층(11)을 형성하기 위한 혼합물 매트 위에 경화층(13)을 형성하기 위한 혼합물 매트를 포밍하는 공정을 행하지 않는 것 이외에는 무기질판(X1)의 제조 방법과 동일하게 하여 제조될 수 있다.
이상과 같은 무기질판(X2)에서도, 경화층(11)을 갖는 것에 기초하는 효과로서 무기질판(X1)에 관하여 상술한 효과가 나타나고, 또한, 경화층(12)을 갖는 것에 기초하는 효과로서 무기질판(X1)에 관하여 상술한 효과가 나타난다.
무기질판(X2)은, 예를 들어 이면(裏面)(경화층(11)에서의 경화층(12)과 반대측의 면)에 접착제를 도포하여 상기 이면측에서 다른 부재에 점착하는 상태로 사용되는 판재에 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 무기질판(X3)의 부분 단면도이다. 무기질판(X3)은 심층인 경화층(11)을 갖고, 적층 구조 중에 경화층(12, 13)을 포함하지 않는 것 이외에 무기질판(X1)과 동일한 구성을 구비한다.
이러한 무기질판(X3)은, 예를 들어, 혼합물 매트의 적층 형성 과정에서, 수구 위에 경화층(12)을 형성하기 위한 혼합물 매트를 포밍하는 공정과, 경화층(11)을 형성하기 위한 혼합물 매트 위에 경화층(13)을 형성하기 위한 혼합물 매트를 포밍하는 공정을 행하지 않는 것 이외에는 무기질판(X1)의 제조 방법과 동일하게 하여 제조될 수 있다.
이상과 같은 무기질판(X3)에서도, 경화층(11)을 갖는 것에 기초하는 효과로서 무기질판(X1)에 관하여 상술한 효과가 나타난다.
무기질판(X3)은 예를 들어, 내화 산자판이나 하지재 등에 적용될 수 있다.
실시예
시료 1 내지 10에 따른 무기질판을 제조하고, 각각의 무기질판에 대하여, 비중, 비강도, 내동결 융해성, 치수 안정성, 및 연소 수축률을 조사하였다. 시료 1 내지 10에 따른 무기질판의 각각의 층을 형성하기 위한 원료의 고형분 조성은 표 1, 2에 나타내는 바와 같고, 표 1, 2에서, 구성을 나타내는 각각의 수치의 단위는 각각의 원료 내에서의 상대적인 「질량부」이다.
[시료 1]
먼저, 심층용의 제 1 원료 혼합물 및 표층용·이층용의 제 2 원료 혼합물을 제조하였다.
제 1 원료 혼합물의 제조에 있어서, 우선, 유기계 보강재인 목편(각각의 목편의 최대 길이는 20 mm 이하)과, 중공체인 발포 폴리스티렌 비즈(입자직경 D50은 1.0 mm)를 혼합하였다. 다음으로, 이것에 의해 얻어진 혼합물과, 방수제로서의 아크릴계 수지를 혼합하였다. 다음으로, 이것에 의해 얻어진 혼합물과 물을 혼합하였다. 다음으로, 이것에 의해 얻어진 혼합물과, 수경성 재료인 조강 시멘트와, 규산질 재료인 플라이 애쉬와, 혼화재인 마이카 및 무기질판 단재의 분쇄물을 혼합하였다.
이렇게 하여, 심층용의 제 1 원료 혼합물을 제조하였다. 제 1 원료 혼합물에서, 물의 배합량은 고형분 100 질량부에 대하여 40 질량부이다.
한편, 제 2 원료 혼합물의 제조에서는 우선, 유기계 보강재인 목편(각 목편의 최대 길이는 12mm 이하)과, 방수제로서의 고급 지방산을 혼합하였다. 다음으로, 이것에 의해 얻어진 혼합물과 물을 혼합하였다. 다음으로, 이것에 의해 얻어진 혼합물과, 수경성 재료인 조강 시멘트, 규산질 재료인 플라이 애쉬와, 혼화재 인 마이카 및 무기질판 단재의 분쇄물을 혼합하였다. 이들 조강 시멘트, 플라이 애쉬, 마이카, 및 무기질판 단재 분쇄물은 제 1 원료 혼합물과 동일하다.
이와 같이 하여, 표층용·이층용의 제 2 원료 혼합물을 제조하였다. 제 2 원료 혼합물에 있어서, 물의 배합량은 고형분 100 질량부에 대하여 40 질량부이다.
시료 1의 무기질판의 제조에 있어서는, 다음으로, 형판 위에 상기 제 2 원료 혼합물을 살포하여 퇴적시키고, 표층을 형성하기 위한 혼합물 매트를 포밍하였다. 다음으로, 이 혼합물 매트 위에 상기 제 1 원료 혼합물을 살포하여 퇴적시켜, 심층 형성을 위한 혼합물 매트를 포밍하였다. 다음으로, 이 심층용 혼합물 매트 위에 상기 제 2 원료 혼합물을 살포하여 퇴적시켜, 이층을 형성하기 위한 혼합물 매트를 포밍하였다.
다음으로, 이들 혼합물 매트의 적층체에 대하여, 압력 3 MPa에서의 스택 프레싱을 행하고, 그 압축 상태인 채로 60℃에서 6시간의 증기 양생을 행하였다. 그 후, 상기 적층체에 대하여, 압력 0.7MPa 및 온도 160℃의 조건에서, 8시간의 오토클레이브 양생을 행하였다.
이상과 같이 하여, 시료 1에 따른 두께 16mm의 무기질판을 제조하였다. 시료 1의 무기질판의 총 두께에 있어서, 심층의 두께는 70%이며, 표층의 두께는 15%이고, 이층의 두께는 15%이다.
[시료 2]
표층 형성용 혼합물 매트의 포밍에 있어서 표층을 형성하기 위한 제 2 원료 혼합물의 퇴적량을 100% 증가한 것, 및 심층 형성을 위한 혼합물 매트 위에 이층 형성을 위한 혼합물 매트를 형성하지 않은 것 이외에는 시료 1의 무기질판과 동일하게 하여, 시료 2의 두께 16 mm의 무기질판을 제조하였다. 시료 2의 무기질판의 총 두께에 있어서, 심층의 두께는 70%이며, 표층의 두께는 30%이다.
[시료 3]
판형 위에 상기 제 1 원료 혼합물을 살포하여 퇴적시켜, 심층을 형성하기 위한 혼합물 매트를 포밍하였다. 다음에, 이 혼합물 매트에 대하여, 압력 3 MPa에서의 스택 프레싱을 행하고, 그 압축 상태인 채로 온도 60℃에서 6시간의 증기 양생을 행하였다. 그 후, 상기 적층체에 대하여, 압력 0.7 MPa 및 온도 160℃의 조건에서, 8시간의 클레이브 양생을 행하였다. 이상과 같이 하여, 시료 3에 따른 두께 16 mm의 무기질판을 제조하였다.
[샘플 4]
심층을 형성하기 위한 제 1 원료 혼합물의 제조에 있어서, 방수제로서 아크릴계 수지 대신에 고급 지방산을 사용한 것 이외에는 시료 1의 무기질판과 동일하게 하여, 시료 4의 무기질판(두께 16 mm)를 제조하였다.
[시료 5]
심층을 형성하기 위한 제 1 원료 혼합물의 제조에 있어서, 중공체로서 발포 폴리스티렌 비즈 대신에 소정량의 마이크로스피어(입자직경 D50은 0.1 mm, 아크릴계 수지를 외각으로 한다)를 사용한 것, 및 플라이 애쉬의 배합량을 바꾼 것 이외에는 시료 1의 무기질판과 동일하게 하여 시료 5의 무기질판(두께 16 mm)을 제조하였다.
[샘플 6]
심층을 형성하기 위한 제 1 원료 혼합물의 제조에 있어서, 중공체로서 발포 폴리스티렌 비즈 대신에 소정량의 펄라이트(입자직경 D50은 0.3mm)를 사용한 것, 및 플라이 애쉬의 배합량을 바꾼 것, 이외에는 시료 1의 무기질판과 동일하게 하여, 시료 6의 무기질판(두께 16mm)을 제조하였다.
[샘플 7]
제 1 원료 혼합물의 제조에 있어서, 먼저, 유기계 보강재인 목편과, 방수제 인 아크릴계 수지를 혼합하였다. 다음으로, 이것에 의해 얻어진 혼합물과, 중공체인 발포 폴리스티렌 비즈를 혼합하였다. 다음으로, 이것에 의해 얻어진 혼합물과 물을 혼합하였다. 다음으로, 이것에 의해 얻어진 혼합물과, 수경성 재료인 조강 시멘트, 규산질 재료인 플라이 애쉬와, 혼화재인 마이카 및 무기질판 단재의 분쇄물을 혼합하였다.
시료 7의 제 1 원료 혼합물의 제조에 사용한 목편, 아크릴계 수지, 발포 폴리스티렌 비즈, 조강 시멘트, 플라이 애쉬, 마이카, 및 무기질판 단재 분쇄물은 시료 1의 제 1 원료 혼합물과 동일하다.
이상과 같이 하여, 시료 7의 제 1 원료 혼합물을 제조하였다. 이 제 1 원료 혼합물을, 시료 1에 관하여 상술한 제 1 원료 혼합물 대신에 사용한 것 이외에는 시료 1의 무기질판과 동일하게 하여, 시료 7의 무기질판(두께 16 mm)을 제조하였다.
[시료 8]
제 1 원료 혼합물의 제조에 있어서, 먼저, 유기계 보강재인 목편과, 방수제인 아크릴계 수지를 혼합하였다. 다음으로, 이것에 의해 얻어진 혼합물과 물을 혼합하였다. 다음으로, 이것에 의해 얻어진 혼합물과, 수경성 재료인 조강 시멘트와, 규산질 재료인 플라이 애쉬와, 혼화재인 마이카 및 무기질판 단재의 분쇄물을 혼합하였다. 다음으로, 이것에 의해 얻어진 혼합물과, 중공체인 발포 폴리스티렌 비즈를 혼합하였다.
시료 8의 제 1 원료 혼합물의 제조에 사용한 목편, 아크릴계 수지, 조강 시멘트, 플라이 애쉬, 마이카, 무기질판 단재 분쇄물, 및 발포 폴리스티렌 비즈는 시료 1의 제 1 원료 혼합물의 제조에 사용한 것과 동일한 것이다.
이상과 같이 하여, 시료 8의 제 1 원료 혼합물을 제조하였다. 이 제 1 원료 혼합물을, 시료 1에 관하여 상술한 제 1 원료 혼합물 대신에 사용한 것 이외에는 시료 1의 무기질판과 동일하게 하여, 시료 8의 무기질판(두께 16 mm)를 제조하였다.
[샘플 9]
심층을 형성하기 위한 제 1 원료 혼합물로서 시료 1을 위한 상기 제 1 원료 혼합물 대신에 시료 9를 위한 제 1 원료 혼합물을 사용한 것 이외에는 시료 1의 무기질판과 동일하게 하여, 시료 9의 무기질판(두께 16 mm)을 제조하였다. 시료 9를 위한 제 1 원료 혼합물은 중공체인 발포 폴리스티렌 비즈를 사용하지 않은 것, 규산질 재료인 플라이 애쉬와 유기계 보강재인 목편의 각 배합량을 바꾼 것, 및 방수제로서 아크릴계 수지 대신에 고급 지방산을 사용한 것 이외에는 시료 1을 위한 제 1 원료 혼합물과 동일하게 하여 제조하였다.
시료 9의 제 1 원료 혼합물의 제조에 사용한 고급 지방산은 시료 1의 제 2 원료 혼합물의 제조에 사용한 고급 지방산과 동일한 것이다.
[시료 10]
표층을 형성하기 위한 제 2 원료 혼합물의 퇴적량, 심층을 형성하기 위한 제 1 원료 혼합물의 퇴적량, 및 이층을 형성하기 위한 제 2 원료 혼합물의 퇴적량을 각각 7.4% 줄인 것, 및 스택 프레싱시의 압력을 3 MPa 대신에 2 MPa로 한 것 이외에는 시료 9의 무기질판과 동일하게 하여, 시료 10의 무기질판(두께 16 mm)를 제조하였다.
<비강도>
시료 1 내지 10의 각각의 무기질판으로부터 시험편(7 cm × 20 cm)을 잘라내고, 각각의 시험편에 대하여, JIS A 1408에 준하여 굽힘 강도(N/㎟)를 측정하였다. 각각의 무기질판에 대하여, 그 굽힘 강도(N/㎟)의 값을, 별도 측정된 비중(절건 부피 비중)으로 나눈 값으로서 비강도를 구하였다. 이렇게 해서 구해진 비강도를 비중과 함께 표 1, 2에 게시한다.
<내동결 융해성>
시료 1 내지 10의 각각의 무기질판에 대하여, JIS A 1435에 기재한 기중 동결 수중 융해법(氣中 凍結 水中 融解法)에 의해 내동결 융해성을 조사하였다. 이러한 기중 동결 수중 융해법에 부친 각각의 무기질판의 100 사이클 후의 두께 변화율(%), 200 사이클 후의 두께 변화율(%), 및 300 사이클 후의 두께 변화율(%)을 표 1, 2에 게시한다.
<치수 안정성>
시료 1 내지 10의 각각의 무기질판에서 잘라낸 각각의 시험편에 대하여, 우선, 60℃의 항온실 내에서 평형 상태로 한 후에, 전체 길이(초기 길이)를 측정하였다. 다음으로, 각각의 시험편에 대하여, 수중에 8일간 정치하였다. 다음으로, 수중에서 꺼낸 시험편에 대하여, 습포를 사용하여 표면 부착수를 닦아낸 후, 전체 길이(시험 후 길이)를 측정하였다. 그리고, 각각의 시험편에 대하여, 초기 길이에 대한 시험 후 길이의 치수 변화율(흡수 8일 후의 치수 변화율)을 구하였다. 그 결과를 표 1, 2에 게시한다.
한편, 시료 1 내지 10의 각각의 무기질판에서 잘라낸 각각의 시험편에 대하여, 먼저, 온도 20℃ 및 습도 65%의 항온 항습실 내에서 평형 상태로 만든 후, 전체 길이(초기 길이)를 측정하였다. 다음에, 각각의 시험편에 대하여, 기내 온도 80℃의 건조기 내에서 10일간 정치하였다. 다음으로, 건조기에서 꺼낸 시험편에 대하여, 전체 길이(시험 후 길이)를 측정하였다. 그리고, 각각의 시험편에 대하여, 초기 길이에 대한 시험 후 길이의 치수 변화율(방습 10일 후의 치수 변화율)을 구하였다. 그 결과를 표 1, 2에 게시한다.
<연소 수축률>
시료 1 내지 10의 각각의 무기질판에서 시험편(7 cm × 20 cm)을 잘라내고, 각각의 시험편에 대하여, 연소 시험을 행하여 시험 후의 수축률을 조사하였다. 연소 시험에서는 전기로 내에서 900℃에서 1시간 동안 시험편을 가열하였다. 그 결과를 표 1, 2에 게시한다.
[평가]
심층에 중공체가 배합되어 있지 않은 시료 9의 무기질판(그 두께는 시료 1 내지 8과 동일한 16 mm이다)은 비중이 크고 무겁다. 제조 과정에서 각각의 원료 혼합물의 퇴적량이 감소되고 또한 스택 프레싱시의 압력이 강하되어서, 정미(正味)의 비중을 작게 한 것 이외에는 시료 9의 무기질판과 동일한 구성을 갖는 시료 10의 무기질판에서는 높은 비강도도, 높은 내동결 융해성도 실현되지 않는다. 이에 대하여, 중공체가 부착되어 있는 유기계 보강재가 무기질 경화 매트릭스 중에 분산되어 있다는 구성을 취하는 심층을 구비하는 시료 1 내지 8의 무기질판에서는 높은 비강도 및 높은 내동결 융해성과 함께 경량화가 실현되었다.
Figure pct00001
Figure pct00002
X1, X2, X3 : 무기질판
11, 12, 13 : 경화층

Claims (13)

  1. 무기질 경화 매트릭스와, 상기 무기질 경화 매트릭스 중에 분산되어 있는 유기계 보강재와, 상기 유기계 보강재에 부착되고 또한 상기 유기계 보강재의 최대 길이보다 짧은 중공체를 포함하는 경화층을 구비하는, 무기질판.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 유기계 보강재는 방수제로 피복되고, 또한, 상기 중공체는 상기 방수제를 통하여 상기 유기계 보강재에 부착되어 있는, 무기질판.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 유기계 보강재, 및 상기 유기계 보강재에 부착되어 있는 중공체는 방수제로 피복되어 있는, 무기질판.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 방수제는 합성 수지를 포함하는, 무기질판.
  5. 제 1항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경화층과,
    무기질 경화 매트릭스, 및 상기 무기질 경화 매트릭스 중에 분산되어 있는 유기계 보강재를 포함하는 추가 경화층을 포함하는 적층 구조를 갖고,
    상기 추가 경화층은 중공체를 포함하지 않고, 또한 상기 추가 경화층에서의 상기 유기계 보강재는 상기 경화층에서의 상기 유기계 보강재보다도 작은, 무기질판.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 무기질 경화 매트릭스, 및 상기 무기질 경화 매트릭스 중에 분산되어 있는 유기계 보강재를 포함하는 2개의 추가 경화층과,
    상기 2개의 추가 경화층 사이에 위치하는 상기 경화층을 포함하는 적층 구조를 갖고,
    상기 추가 경화층은 중공체를 포함하지 않고, 또한, 상기 추가 경화층에서의 상기 유기계 보강재는 상기 경화층에서의 상기 유기계 보강재보다도 작은, 무기질판.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 추가 경화층에서의 상기 유기계 보강재는 지방산을 포함하는 방수제로 피복되어 있는, 무기질판.
  8. 유기계 보강재, 및 상기 유기계 보강재의 최대 길이보다 짧은 중공체의 혼합을 거쳐 제 1 혼합물을 얻는 제 1 공정과,
    상기 제 1 혼합물, 수경성 재료, 및 규산질 재료의 혼합을 거쳐 제 2 혼합물을 얻는 제 2 공정과,
    상기 제 2 혼합물을 퇴적시켜서 제 2 혼합물 매트를 형성하는 제 3 공정을 포함하는, 무기질판 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 공정에서는, 방수제와의 혼합을 거친 유기계 보강재와 중공체가 혼합되어 제 1 혼합물이 얻어지는, 무기질판 제조 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 공정에서는, 유기계 보강재와 중공체의 혼합 후에 상기 유기계 보강재 및 중공체와 방수제가 혼합되어 제 1 혼합물이 얻어지는, 무기질판 제조 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 방수제는 합성 수지를 포함하는, 무기질판 제조 방법.
  12. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 수경성 재료, 규산질 재료, 및 유기계 보강재의 혼합을 거쳐 제 3 혼합물을 얻는 제 4 공정과,
    상기 제 3 혼합물을 퇴적시켜서 제 3 혼합물 매트를 형성하는 적어도 하나의 제 5 공정을 추가로 포함하고,
    상기 제 3 혼합물에서의 상기 유기계 보강재는 상기 제 2 혼합물에서의 상기 유기계 보강재보다도 작고,
    상기 제 3 공정 후에 상기 제 5 공정을 행하여 제 2 혼합물 매트 위에 제 3 혼합물 매트를 형성하거나,
    상기 제 5 공정 후에 상기 제 3 공정을 행하여 제 3 혼합물 매트 위에 제 2 혼합물 매트를 형성하거나, 또는
    상기 제 5 공정 후에 상기 제 3 공정을 행하여 제 3 혼합물 매트 위에 제 2 혼합물 매트를 형성하고, 추가로 상기 제 5 공정을 행하여 상기 제 2 혼합물 매트위에 제 3 혼합물 매트를 형성하는, 무기질판 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 4 공정에서는, 지방산을 포함하는 방수제와의 혼합을 거친 유기계 보강재와 수경성 재료 및 규산질 재료가 혼합되어 제 3 혼합물이 얻어지는, 무기질판 제조 방법.
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