KR20200039826A

KR20200039826A - 석고 조성물, 석고 슬러리, 석고 경화체, 석고계 건재, 석고 보드 및 석고계 건재 제조방법

Info

Publication number: KR20200039826A
Application number: KR1020207010082A
Authority: KR
Inventors: 유지 아타카; 요스케 사토
Original assignee: 요시노 셋고 가부시키가이샤
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2020-04-16
Also published as: JP2015044745A; EP2896605A4; HK1246768A1; NZ705371A; WO2014041854A1; PH12015500526B1; PH12015500526A1; EP2896605A1; IN2015DN01809A; CO7220323A2; TW201410636A; TWI583652B; EP2896605B1; CN104684866B; BR112015005183A2; AU2013317176A1; ES2605393T3; MY169216A; KR20150053924A; CN107500699B

Abstract

석고 슬러리로 만들 때의 물의 첨가량을 대폭 증가시키지 않고 강도가 높은 석고 경화체를 얻을 수 있는 석고 조성물, 석고 슬러리, 석고 경화체, 석고계 건재, 석고 보드 및 석고계 건재 제조방법의 제공을 목적으로 한다.
소석고와 요소인산에스테르화 전분을 포함하는 석고 조성물, 석고 슬러리, 석고 경화체, 석고계 건재, 석고 보드 및 석고계 건재 제조방법을 제공한다.

Description

석고 조성물, 석고 슬러리, 석고 경화체, 석고계 건재, 석고 보드 및 석고계 건재 제조방법 {GYPSUM COMPOSITION, GYPSUM SLURRY, GYPSUM HARDENED BODY, GYPSUM-BASED CONSTRUCTION MATERIAL, GYPSUM BOARD, AND METHOD FOR PRODUCING GYPSUM-BASED CONSTRUCTION MATERIAL}

본 발명은 석고 조성물, 석고 슬러리, 석고 경화체, 석고계 건재, 석고 보드 및 석고계 건재 제조방법에 관한 것이다.

종래의 석고 보드, 강화 석고보드, 보통 경질의 석고 보드, 유리 매트 석고보드, 유리섬유 부직포 함유 석고판, 슬래그 석고판 등의 석고계 건재는 방내화성(防耐火性), 차음성(遮音性), 시공성 및 경제성 등에서 우수한 성능을 가지므로 널리 이용되고 있다.

이와 같은 석고계 건재는 일반적으로, 소석고(燒石膏)와 다양한 첨가제를 미리 혼합한 석고 조성물에 물 등을 가하고 믹서로 혼련하여 석고 슬러리로 만들고, 당해 석고 슬러리와 보드용 원지, 유리 매트, 유리 섬유 부직포 등을 소정의 형상으로 성형한 후, 건조, 재단함으로써 제조된다.

석고계 건재는 주로 심재(芯材)로 사용하는 석고 경화체 중의 석고량과 거품 공극량에 의해 그 경량성(輕量性)이 좌우된다. 이 때문에, 석고량이 감소, 즉, 거품 공극량이 차지하는 비율이 증가함으로써, 석고계 건재 전체의 비중을 저하시켜서 경량화를 도모할 수 있다.

그러나, 석고계 건재를 구성하는 석고 경화체는 그 비중이 작아지면 물리적 강도가 약해진다. 이 때문에, 석고 경화체를 심재로 하고 표면재에 보드용 원지를 사용한 석고 보드나, 석고 경화체를 심재로 하고 표면재에 유리 매트를 사용한 석고판이나, 석고 경화체를 심재로 하고 표면에 유리 섬유 부직포(유리 티슈)를 매몰시킨 석고판에 있어서도, 심재인 석고 경화체의 비중을 낮추면 석고 보드나 석고판의 강도가 약해진다.

특허문헌 1에는, 석고 조성물과 물을 혼련한 석고 슬러리에 거품을 첨가할 때에, 첨가된 거품의 직경을 크고 균일하게 하여 형상을 양호한 구(球) 모양으로 함으로써, 비중이 작은 석고 경화체로 만든 예가 개시되어 있다.

그러나, 특허문헌 1에 개시된 방법으로도 석고 경화체의 강도를 충분히 높게 할 수 없었다.

또한, 석고 경화체의 강도를 향상시키는 것을 목적으로 하여, 전분을 배합하는 것이 연구되어 왔다. 특히, α화 전분을 사용함으로써, 비중이 작은 석고 경화체의 강도를 대폭 향상시킨 예가 특허문헌 2에 개시되어 있다.

그러나, α화 전분을 사용하면, 비중이 작은 석고 경화체를 제작할 때에 첨가된 거품은 직경이 큰 것과 직경이 작은 것이 혼재된 상태로 되고, 직경이 큰 거품은 비뚤어진 상태로 되어 있었다. 이와 같이 거품이 비뚤어진 상태는, 예를 들어 석고 보드로 하였을 때에 표면의 보드용 원지와 석고 경화체가 부분적으로 박리하는 예비징후로 알려져 있고, 이 경우에 석고 보드 표면에 부풀어 오름이 발생한다는 문제점이 있었다.

또한, α화 전분을 배합함으로써, 석고 조성물을 물로 반죽할 때에 필요한 물의 양이 대폭 증가하여, 석고 경화체의 건조 비용이 증대한다는 문제점이 있었다.

나아가, α화 전분의 첨가량을 증가시키더라도 첨가량이 일정량 이상인 경우에는 강도 향상 효과가 한계에 달하여, 특히 경량화와 강도의 양립을 필요로 하는 용도에는 충분히 대응할 수 없다는 문제점이 있었다.

[특허문헌 1]일본국 공개특허공보 특개평04-505601호 [특허문헌 2]일본국 공개특허공보 특표2008-543705호

본 발명은, 상기 종래기술의 문제점을 고려하여, 석고 슬러리를 만들 때의 물 첨가량을 대폭 증가시키는 일 없이 강도가 높은 석고 경화체를 얻을 수 있는 석고 조성물의 제공을 목적으로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 소석고와 요소인산에스테르화 전분을 포함하는 석고 조성물을 제공한다.

본 발명에 의하면, 석고 슬러리를 만들 때의 물 첨가량을 대폭 증가시키는 일 없이 강도가 높은 석고 경화체를 얻을 수 있는 석고 조성물을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명 제3 실시형태에서의 석고보드 제조방법의 설명도이다.
도 2는 실험예 2에서의 전분 첨가량과 압축 강도의 관계이다.
도 3은 실험예 3에서의 석고 보드(시료 3-3) 저비중부의 석고 경화체의 SEM 사진이다.
도 4는 실험예 3에서의 석고 보드(시료 3-9) 저비중부의 석고 경화체의 SEM 사진이다.

이하에서는 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 설명하는데, 본 발명은 이하의 실시형태에 제한되는 것이 아니고, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고 이하의 실시형태에 다양한 변형 및 치환을 가할 수 있다.

[제1 실시형태]

본 실시형태의 석고 조성물 및 석고 슬러리에 대하여 설명한다.

본 실시형태의 석고 조성물은 소석고와 요소인산에스테르화 전분을 포함하고 있다.

또한, 본 실시형태의 석고 슬러리는 상기 석고 조성물과 물을 혼련하여 얻을 수 있다.

소석고는 황산칼슘·½수화물이라고도 하는데, 수경성(水硬性)을 가지는 무기 조성물이다. 소석고로는, 천연 석고, 부산(副産)석고 및 배연탈황 석고 등의 단독 또는 혼합한 석고를 대기중에서 소성하여 얻어지는 β형 반수(半水) 석고, 수중에서 소성하여 얻어지는 α형 반수 석고의 단독 또는 그 혼합품을 사용할 수 있다. 한편, 수중에서 소성한다는 것은 증기 중에서 소성하는 경우를 포함한다.

소석고와 요소인산에스테르화 전분의 혼합 비율은 특별히 한정되는 것이 아니고, 당해 석고 조성물을 사용하여 석고 경화체로 만드는 경우에 요구되는 경도 등에 따라 선택할 수 있다.

예를 들어, 석고 조성물은 소석고 100 질량부에 대해 요소인산에스테르화 전분을 0.2 질량부 이상 10 질량부 이하의 비율로 포함하는 것이 바람직하다. 이것은, 요소인산에스테르화 전분의 비율이 0.2 질량부 미만이면 충분한 강도를 발현할 수 없는 경우가 있기 때문이다. 또한, 요소인산에스테르화 전분의 비율이 10 질량부 이하의 범위에서 충분한 강도를 발현하는 것이 가능하기 때문에, 요소인산에스테르화 전분의 비율을 10 질량부보다 많이 함유시키면 비용 관계상 바람직하지 않은 경우가 있기 때문이다.

또한, 석고 조성물은 소석고 100 질량부에 대해 요소인산에스테르화 전분을 0.2 질량부 이상 5 질량부 이하의 비율로 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 이것은, 요소인산에스테르화 전분의 비율이 5 질량부보다 많으면, 예를 들어 12.5mm 두께의 석고 보드로 한 경우에 JIS A 6901에 규정되는 발열성 1급의 조건을 충족시키지 못하는 경우가 있기 때문이다. 석고 조성물을 석고계 건재로서 이용하는 경우에는, 강도 뿐 아니라 불연성도 그 성능으로서 요구되는 경우가 많아서, 필요에 따라 그 첨가량을 선택하는 것이 바람직하다.

또한, 석고 조성물에는 소석고와 요소인산에스테르화 전분 이외에도, 접착성 향상제, 보강 섬유 및 경량 골재, 내화재, 응결 조정제, 감수제(減水劑), 거품직경 조정제 등 각종 첨가제를 첨가할 수도 있다.

그리고, 전술한 바와 같이, 본 실시형태에서 설명한 석고 조성물과 물을 혼련함으로써 석고 슬러리를 만들 수 있다. 석고 슬러리를 제조할 때에, 석고 조성물에 첨가하는 물의 양은 특별히 한정되는 것은 아니고, 요구되는 유동성 등에 따라 선택할 수 있다. 또한, 필요에 따라 접착성 향상제 등의 각종 첨가제나 거품을 첨가할 수도 있다.

석고 조성물을 물 등과 혼련하여 석고 슬러리로 만들 때에 필요한 물의 양은, 요소인산에스테르화 전분의 함유 유무에 의해 크게 변화하지 않는다. 이 때문에, 건조에 필요한 열량에 있어서도 요소인산에스테르화 전분의 함유 유무에 의해 큰 변화는 없어서, 건조 비용을 증가시키지 않고 강도가 높은 석고 경화체를 얻을 수 있다.

전술한 석고 조성물에 물, 거품 등을 첨가하여 혼련, 경화시켜서 석고 경화체를 제조한 경우에, 석고 조성물 중에 포함되는 요소인산에스테르화 전분은 석고 경화체의 강도를 높이는 작용을 한다. 이 때문에, 당해 석고 조성물을 사용하여 얻어진 석고 경화체의 강도를 높일 수 있다.

또한, 석고 조성물 중에 포함되는 요소인산에스테르화 전분은, 석고 슬러리에 거품을 첨가한 석고 경화체를 제조할 때에, 석고 슬러리 및 석고 경화체 중의 거품의 형상을 유지하는 작용을 한다.

이에 의해, 직경이 대략 균일한 거품을 첨가함으로써, 석고 슬러리 중의 거품은 양호한 구(球) 모양이 되고, 또한 석고 경화체 중의 거품의 형상이 양호한 구 모양이 유지되어, 그 직경을 대략 균일하게 할 수 있다.

그리고, 석고 경화체 중의 거품의 형상이 양호한 구 모양이고 직경이 대략 균일한 경우, 경량화 효과에 더하여 석고 경화체의 강도를 높일 수 있다.

또한, 요소인산에스테르화 전분의 첨가량 증가에 따라, 얻어지는 석고 경화체의 강도도 높아지는 경향을 나타낸다. 이에 의해, 요소인산에스테르화 전분의 첨가량을 조정함으로써, 경량화를 도모하면서도 높은 강도를 가지는 석고 경화체를 만드는 것이 가능하게 된다.

이상과 같이, 본 실시형태의 석고 조성물에 의하면, 요소인산에스테르화 전분을 포함하지 않는 석고 조성물과 비교하여, 물의 첨가량을 대폭 증가시키지 않고 목적의 유동성을 가지는 석고 슬러리를 만들 수 있다.

또한, 본 실시형태의 석고 조성물을 사용하여 석고 경화체를 제조하는 경우, 석고 조성물 중의 요소인산에스테르화 전분의 작용에 의해 석고 경화체의 강도를 높일 수 있다.

또한, 석고 조성물 중의 요소인산에스테르화 전분은, 석고 경화체를 제조할 때에 거품을 첨가하는 경우, 첨가하는 거품의 형상을 유지하는 작용을 한다. 이로써, 석고 경화체 중에 포함되는 거품의 형상, 크기를 양호하게 유지하고, 석고 경화체의 강도를 높일 수 있다.

따라서, 본 실시형태의 석고 조성물에 의하면, 경량화와 고강도화를 양립시킨 석고 경화체를 얻는 것이 가능해진다.

[제2 실시형태]

본 실시형태에서는, 제1 실시형태에서 설명한 석고 조성물을 사용한 석고 경화체에 대하여 설명한다.

본 실시형태에서의 석고 경화체는, 제1 실시형태에서 설명한 석고 조성물과 물을 혼련한 후 경화시킨 석고 경화체이다.

또한, 제1 실시형태에서 설명한 석고 조성물과 거품과 물을 혼련한 후 경화시킨 석고 경화체로 하여도 좋다.

여기에서 거품이란, 석고계 건축용 보드의 품질을 해치지 않는 정도의 미세한 거품을 의미한다.

거품을 첨가할 때에는, 미리 발포제를 물에 첨가하고 공기를 흡수하면서 교반함으로써 거품을 형성한다. 그리고, 석고 조성물이나 물과 거품을 혼합할 수 있다. 또는, 미리 석고 조성물과 물을 혼합하여 석고 슬러리를 제조하고, 석고 슬러리에 거품을 첨가할 수 있다. 거품을 형성할 때에 사용하는 발포제로는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 알킬황산소다, 알킬에테르황산염, 알킬벤젠술폰산소다, 폴리옥시에틸렌알킬황산염 등을 들 수 있다.

여기에서, 제1 실시형태에서 설명한 석고 조성물과, 물과, 경우에 따라서는 거품을 혼련하여 석고 슬러리를 만들 때의 석고 조성물, 물, 거품의 혼합비에 대해서는 특별히 한정되지 않는다. 석고 슬러리에 포함되는 각 성분의 혼합비는, 석고 경화체로 만드는 경우에 요구되는 비중이나 강도 또는 석고 보드 등을 제조할 때에 석고 슬러리에 요구되는 유동성 등을 고려하여 선택할 수 있다.

또한, 석고 슬러리를 제조할 때에, 전술한 석고 조성물, 물, 거품 이외에도, 제1 실시형태에서도 설명한 것처럼 접착성 향상제 등의 각종 첨가제를 첨가할 수도 있다. 이들은 석고 슬러리나 석고 경화체에 대해 요구되는 성능에 따라 첨가할 수 있다.

접착성 향상제로는, 예를 들어 산화 전분, 폴리비닐알코올 등의 공지의 물질을 들 수 있다.

그 밖의 첨가제로는, 각종 감수제, 경화 조정제, 거품직경 조정제, 보강 섬유 및 경량 골재 등을 들 수 있다.

한편, 각종 첨가제 중 고체인 것에 대하여는 석고 조성물 안에 미리 첨가해 둘 수도 있고, 액체인 것에 대하여는 석고 조성물에 첨가하는 물 안에 미리 첨가해 둘 수도 있다.

이와 같이 석고 조성물과 물, 경우에 따라서는 거품까지 혼련하여 얻어진 석고 슬러리는 소정의 형상으로 성형된 후에 경화시켜 석고 경화체로 만들 수 있다.

얻어지는 석고 경화체의 비중에 대하여는, 예를 들어 석고계 건재로 만드는 경우에 요구되는 중량 등에 따라 선택할 수 있고 한정되는 것은 아니다. 다만, 석고 경화체의 비중이 작은 만큼 석고 경화체의 강도가 낮아지기 때문에, 석고 경화체의 비중은 0.4 이상 0.65 이하인 것이 바람직하다. 또한, 석고 경화체의 비중이 0.4 이상 0.55 이하인 경우, 경량화와 고강도화의 양립이라는 본 발명의 효과를 더욱 현저하게 얻을 수 있기 때문에 특히 바람직하다.

석고 경화체의 비중에 대하여는, 석고 슬러리를 제조할 때에 거품의 첨가량 등을 조정함으로써 원하는 비중으로 할 수 있다.

석고 경화체에 거품을 첨가하는 경우, 석고 경화체 중에 포함되는 거품의 크기는 특별히 한정되지 않는다. 다만, 석고 경화체 중에 포함되는 거품 직경의 평균치는 100㎛ 이상 1000㎛ 이하인 것이 바람직하다. 석고 경화체 중에 포함되는 거품 직경의 평균치가 상기 범위에 있음으로써, 석고 경화체의 강도는 거품을 첨가하지 않은 동일 비중의 석고 경화체보다 높아지기 때문이다.

또한, 석고 경화체 중에 포함되는 거품 직경의 평균치는 200㎛ 이상 800㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 나아가 200㎛ 이상 600㎛ 이하인 것이 특히 바람직하다. 이것은, 상기 거품 직경의 평균치가 상기 범위에 있음으로써 석고 경화체의 강도를 더욱 높일 수 있기 때문이다.

석고 경화체 중에 포함되는 거품의 직경을 원하는 크기로 하는 방법으로는, 발포제를 기포(起泡)시키는 발포기에 의해 거품의 크기를 선택하는 방법이나 거품 직경 조정제에 의해 거품의 크기를 제어하는 방법 등을 들 수 있다.

또한, 석고 경화체 중에 포함되는 거품의 형상은 양호한 구 모양인 것이 바람직하다.

이것은 석고 경화체 중에 포함되는 거품의 형상을 양호한 구 모양으로 함으로써, 석고 경화체의 강도를 높일 수 있기 때문이다.

나아가, 석고 경화체 중에 포함되는 거품의 형상은 진구(眞球) 또는 진구에 가까운 형상인 것이 더욱 바람직하다. 이것은, 석고 경화체 중에 포함되는 거품의 형상이 진구 또는 진구에 가까운 형상인 경우 석고 경화체의 강도를 더욱 높일 수 있기 때문이다.

제1 실시형태에서도 설명한 바와 같이, 석고 조성물에 함유되는 요소인산에스테르화 전분은 석고 경화체의 강도를 높이는 작용과 첨가된 거품의 형상을 유지하는 작용을 한다.

이로써, 본 실시형태에서 설명한 석고 경화체는, 요소인산에스테르화 전분 자체의 작용에 의해 강도가 높은 석고 경화체로 만들 수 있고, 석고 슬러리를 제조할 때에 적어도 양호한 구 모양의 거품, 보다 바람직하게는 진구 또는 진구에 가까운 형상(대략 진구)의 거품을 첨가한 경우에, 석고 경화체 중에 포함되는 거품 형상의 작용에 의해 석고 경화체의 강도를 더욱 높이는 것이 가능하다.

그리고, 석고 조성물을 물과 혼련하여 석고 슬러리로 만들 때에 첨가하는 물의 양은, 요소인산에스테르화 전분의 함유 유무에 의해 크게 변화하지는 않는다. 이 때문에, 건조에 필요한 열량에 있어서도 요소인산에스테르화 전분의 함유 유무에 의해 크게 변화하지는 않아서, 건조 비용을 증가시키지 않고 강도가 높은 석고 경화체를 얻을 수 있다.

또한, 요소인산에스테르화 전분의 첨가량 증가에 따라, 얻어지는 석고 경화체의 강도도 높아지는 경향을 나타낸다. 이 때문에, 요소인산에스테르화 전분의 첨가량을 조정함으로써, 경량화를 도모하면서도 높은 강도를 가지는 석고 경화체를 만드는 것이 가능해진다.

[제3 실시형태]

본 실시형태에서는, 제2 실시형태에서 설명한 석고 경화체를 심재로 하는 석고계 건재에 대하여 설명한다.

여기에서, 석고계 건재로는, 제2 실시형태에서 설명한 석고 경화체를 심재로 하는 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니다. 석고계 건재로는, 예를 들어 석고 보드, 유리매트 석고보드, 유리섬유 부직포 함유 석고판, 슬래그 석고판 등의 판 모양 석고계 건재나 블록 모양 석고계 건재 등을 들 수 있다.

석고계 건재는, 예를 들어 이하의 각 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.

제1 실시형태에서 설명한 석고 조성물과 물을 혼련하여 석고 슬러리를 조제하는 공정. 이 때, 필요에 따라 제2 실시형태에서 설명한 각종 첨가제를 첨가할 수도 있다.

그리고, 당해 석고 슬러리에 거품을 첨가하는 공정. 한편, 석고 슬러리에 거품을 첨가하지 않는 경우에는 본 공정을 실행하지 않을 수도 있다. 또한, 거품을 첨가하는 경우에도 본 공정을 실행하지 않고, 전술한 석고 조성물과 물을 혼련하는 공정에서 거품도 같이 혼련할 수 있다.

또한, 각각의 석고계 건재의 양태에 따라 성형, 경화시키는 공정. 이 공정은, 표면재 사이에 상기 석고 슬러리를 배치하는 공정과, 당해 석고 슬러리를 경화시켜 석고 경화체를 심재로 하는 공정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 목적으로 하는 석고계 건재가 석고 보드인 경우, 보드용 원지 사이에 상기 석고 슬러리를 배치하는 공정과 보드용 원지 사이에 배치된 석고 슬러리를 경화시키는 공정으로 할 수 있다. 이로써, 제2 실시형태에서 설명한 석고 경화체를 심재로 하는 석고 보드를 만들 수 있다.

이하에, 석고계 건재가 석고 보드인 경우를 예로 들어 그 제조방법례를 보다 구체적으로 설명한다.

도 1은 석고 보드를 성형하는 장치를 부분적 그리고 개략적으로 나타내는 측면도이다.

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

믹서(12)는 반송 라인과 관계 있는 소정의 위치, 예를 들어 반송 라인의 상방 또는 옆에 배치할 수 있다. 그리고, 단일의 믹서(12)에서, 제1 실시형태에서 설명한 석고 조성물을 물 등과, 경우에 따라서는 나아가 접착성 향상제, 경화 조정제, 감수제 등의 첨가제까지를 혼련하여, 석고 슬러리를 제조한다. 또한, 거품을 석고 슬러리의 분취구(分取口:121,122,125)로부터 필요에 따라 첨가한다.

한편, 도 1에서는 후술하는 바와 같이 1대의 믹서(12)에 의해 저밀도, 고밀도의 석고 슬러리를 제조하고 있으나, 2대의 믹서를 각각 고밀도 및 저밀도의 석고 슬러리를 공급하기 위하여 설치하여도 좋다.

또한, 여기에서는 믹서(12)는 고밀도 및 저밀도의 석고 슬러리를 공급할 수 있도록 구성한 예를 나타내고 있으나, 이 형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 한 종류의 석고 슬러리를 제조하고, 이를 보드용 원지(11)에 공급하는 형태이어도 좋다.

그리고, 얻어진 고밀도의 석고 슬러리(13)를, 송출관(123,124)을 통하여, 롤 코터(15)의 반송 방향 상류측에서 표면 커버 원지(11) 및 이면 커버 원지(16)에 공급한다.

여기에서, 171, 172, 173은 각각 도포 롤, 받침 롤, 찌꺼기 제거 롤을 나타낸다. 표면 커버 원지(11) 및 이면 커버 원지(16) 상의 석고 슬러리는 각각 롤 코터(15)의 연전부(延展部)에 도달하여, 연전부에서 연전(延展)된다. 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 전향 롤러(18)에 의해 표면 커버 원지(11)의 반송 라인 방향으로 전향된다. 그리하여, 표면 커버 원지(11) 및 이면 커버 원지(16)는 성형기(19)에 도달한다. 여기에서 각 원지(11,16) 상에 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 3층 구조를 가지는 연속적인 적층체가 형성되고, 그 적층체는 경화하면서 초벌절단 커터(미도시)에 도달한다. 초벌절단 커터는 연속적인 적층체를 소정 길이의 판상체(板狀體)로 절단하여, 원지로 피복된 석고를 메인으로 하는 심재를 포함하는 판상체, 즉 석고 보드의 반제품이 형성된다. 초벌절단된 적층체는 건조기(미도시)를 통과하여 강제 건조되고, 그 후 소정 길이의 제품으로 재단된다. 이렇게 하여 석고 보드 제품을 제조할 수 있다.

위에서 설명한 석고보드 제조방법에 한정되는 것은 아니고, 상기와 같은 예를 들어 고밀도 석고 슬러리의 박층을 형성하는 공정을 생략하여, 1종류의 석고 슬러리에 의해 석고 보드를 제조하는 방법이어도 좋다.

구체적으로는, 연속하여 반송되는 표면 커버 원지(보드용 원지) 상에 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 석고보드 제조방법과 마찬가지로 초벌절단 공정, 건조 공정, 재단 공정 등을 거쳐, 목적으로 하는 석고 보드를 제조하는 방법으로 할 수도 있다.

여기에서는, 석고 보드를 예로 설명하였으나, 표면재인 보드용 원지를 유리 섬유 부직포(유리 티슈)나 유리 매트 등으로 변경하여, 이를 표면 또는 표면 근처에 매몰시키도록 배치하거나 하여, 각종 석고계 건재를 제조할 수 있다.

이제까지 제2 실시형태에서 설명한 석고 경화체를 심재로 하는 석고계 건재, 특히 석고 보드 및 그 제조방법에 대해 설명하였다.

이러한 석고계 건재 및 석고계 건재의 제조방법, 특히 석고 보드 및 석고 보드의 제조방법에 의하면, 제2 실시형태에서 설명한 바와 같이, 원료인 석고 조성물 중에 포함되는 요소인산에스테르화 전분의 작용에 의해 그 강도를 높일 수 있다.

또한, 심재인 석고 경화체를 제조할 때에 석고 슬러리에 첨가하는 거품의 형상을 양호한 구 모양으로 함으로써, 또는 보다 바람직하게는 진구 모양 또는 진구에 가까운 모양으로 함으로써, 심재인 석고 경화체의 강도를 높일 수 있다.

또한, 석고계 건재를 제조할 때에 석고 조성물을 물과 혼련하여 석고 슬러리로 만드는 경우에 필요한 물의 양은, 요소인산에스테르화 전분의 함유 유무에 의해 크게 변화하지는 않는다. 이 때문에, 석고계 건재를 제조할 때의 건조 공정에서 필요로 하는 열량도, 요소인산에스테르화 전분을 함유함에 따른 변화는 없다. 따라서, 건조 비용을 증가시키지 않고, 심재가 되는 고강도의 석고 경화체를 얻을 수 있다. 즉, 건조 비용을 증가시키지 않고 고강도의 석고계 건재를 얻을 수 있다.

후술하는 바와 같이, 요소인산에스테르화 전분의 첨가량 증가에 따라, 얻어지는 석고계 건재의 강도도 높아지는 경향을 나타낸다. 이로 인해, 요소인산에스테르화 전분의 첨가량을 조정함으로써, 경량화를 도모하면서도 고강도의 석고 경화체를 얻을 수 있다. 그리고, 당해 석고 경화체를 심재로 가지기 때문에, 석고계 건재에 대해서도 경량화와 고강도를 양립시키는 것이 가능해진다.

[실시예]

이하에서 구체적인 실시예를 들어 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

(1) 평가 방법

이하의 실험예에서 제조한 석고 조성물, 석고 슬러리, 석고 경화체, 석고 보드의 시험 방법에 대하여 설명한다.

(1-1) 플로우 시험

석고 조성물과 물의 혼련물인 석고 슬러리에 대하여 플로우 시험을 실시하였다.

플로우 시험은 직경 8.5cm, 높이 4cm의 원통을 채울 때까지 석고 슬러리를 흘려 넣고, 상기 원통을 수직 상방으로 신속하게 들어 올려, 상기 석고 슬러리의 넓어진 직경을 측정하였다.

(1-2) 석고 경화체의 압축강도 시험

오토그래프(제품번호:AG-10KNI, (주)시마츠 제작소 제조)를 이용하여, 제작된 석고 경화체의 압축 강도를 측정하였다. 측정시 오토그래프의 하중 속도는 3mm/min로 하였다.

(1-3) 석고 보드의 압축강도 시험

이하에 나타내는 조건에서, 제조된 석고 보드의 중앙부를 4cmX4cm로 절단하고, 절단된 보드의 조각을 3개 중첩시킨 것을 시험체로 하였다.

측정시의 조건은 (1-2)의 시험과 마찬가지로 하여 실시하였다. 구체적으로는, 오토그래프(제품번호:AG-10KNI, (주)시마츠 제작소 제조)를 이용하여, 오토그래프의 하중 속도를 3mm/min로 하여 측정을 실시하였다.

(1-4) 석고 보드 중 거품 형상의 확인

석고 보드의 단면이 평면이 되도록 쪼개어, 그 단면을 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰하였다.

(1-5) 발열성 시험

JIS A 6901:2009 발열성 시험에 근거하여 실시, 가열시간 20분에서의 총발열량과 최고 발열속도에 대해 측정하였다.

시험체는, 한 변의 크기가 99mm±1mm인 정사각형 모양으로 하고, 석고 보드의 중앙부에서 절취하였다. 시험체는, 시험전에 온도 23℃±2℃, 상대습도 50±5%에서 항량(恒量)이 되도록 양생하여 실시하였다.

(2) 실험 내용

이하에 나타내는 실험예 1∼3을 실시하여, 전술한 평가 방법에 따라, 얻어진 시료에 대하여 평가를 실시하였다.

(실험예 1)

본 실험예에서는 석고 조성물을 사용한 석고 슬러리의 플로우값에 대하여 검토하였다.

각 시료에 대하여, 표 1 및 표 2에 나타낸 석고 조성물의 조성이 되도록 소석고, 요소인산에스테르화 전분 또는 α화 전분을 혼합하여, 석고 조성물을 제조하였다. 표에서 시료 1-1∼1-5가 실시예이고, 시료 1-6∼1-11이 비교예이다.

소석고로는 석고보드용 소석고를 사용하였다.

또한, 제조된 각 석고 조성물에 대하여, 표 1 및 2에 나타내는 조성이 되도록 물과 혼련함으로써 석고 슬러리를 제조하였다.

[표 1]

[표 2]

혼련은, 시중의 블렌더(제품번호:SM-R50, SANYO 제조)를 이용하여, 석고 조성물을 투입한 후 15초간 혼련함으로써 실시하였다.

석고 슬러리를 제조한 후 전술한 (1-1) 플로우 시험을 실시하였다. 결과를 표 1에 같이 나타낸다. 요소인산에스테르화 전분을 사용한 실시예인 시료 1-1∼1-5에서는, 전분을 첨가하지 않은 시료 1-6에 비하여 플로우값의 감소가 없거나 적어서 양호한 플로우값을 나타내었다. 한편, α화 전분을 배합한 비교예인 시료 1-7∼1-11은 전분을 첨가하지 않은 시료 1-6에 비하여 플로우값이 대폭 감소하였고, 특히 비교예 시료 1-10 및 1-11에서는 석고 슬러리에 유동성이 없어져서 블렌더에서 혼련할 수 없었다.

(실험예 2)

본 실험예에서는 각종 조성의 석고 경화체를 제조하고 그 평가를 실시하였다.

표 3 및 표 4에 나타내는 조성이 되도록 소석고와 요소인산에스테르화 전분 또는 α화 전분을 소정의 조성으로 포함하는 석고 조성물에 물, 경화 조정제를 혼련하여 제조한 석고 슬러리를, 2cm 변의 형틀에 넣어 경화시켰다. 석고 슬러리가 경화된 것을 확인한 후에 형틀에서 꺼내어, 200℃로 설정한 건조기 내에서 20분간 건조한 후, 40℃로 설정한 건조기 내에서 항량이 될 때까지 건조하였다. 건조된 석고 경화체의 비중은 약 0.5이었다.

표 3 및 4에서 시료 2-1∼2-5가 실시예이고, 시료 2-6∼2-11이 비교예이다.

그리고, 얻어진 각 시료에 대하여 상기 (1-2)에 나타낸 압축강도 시험을 실시하였다. 결과를 표 3 및 4에 나타낸다.

요소인산에스테르화 전분을 사용한 시료 2-1∼2-5는 첨가량에 비례하여 압축 강도도 향상하는 것이 확인되었다. 한편, α화 전분을 사용한 시료 2-7∼2-11에서는, 요소인산에스테르화 전분을 배합했을 때보다 강도 향상이 나타나지 않았고, 배합량이 증가할수록 그 차가 현저하게 되었다.

여기에서 도 2에 상기 시료 2-1∼2-5, 시료 2-7∼2-11에서의 전분 첨가량과 압축 강도의 관계를 나타낸다. 이에 의하면, 고배합량(소석고에 대해 5% 이상)의 범위에서는 α화 전분을 사용한 시험체에서는 압축강도의 향상에 한계 경향이 있으나, 요소인산에스테르화 전분을 사용한 시험체에서는 본 실험의 범위에서는 압축 강도가 한계에 이르지 않고 첨가량에 따라 압축 강도가 높아짐을 알 수 있다. 즉, 필요로 하는 압축 강도에 따라 요소인산에스테르화 전분을 첨가할 수 있음을 의미한다.

[표 3]

[표 4]

(실험예 3)

본 실험예에서는, 각종 조성의 석고 경화체를 심재로 사용한 석고 보드를 제조하고 그 평가를 실시하였다.

표 5 및 표 6에 나타낸 소석고와 요소인산에스테르화 전분 또는 α화 전분을 소정 조성으로 포함하는 석고 조성물에 물, 경화 조정제, 감수제, 접착성 향상제를 혼련하여 제조한 석고 슬러리를 사용하여 이하의 순서에 의해 석고 보드를 제조하였다. 표 5 및 표 6에서 시료 3-1∼3-5가 실시예이고 시료 3-6∼3-11이 비교예이다.

석고 보드의 제조 공정에 대하여 도 1을 이용하여 설명한다.

도 1에서의 우측에서 좌측으로 보드용 원지(표면 커버 원지, 11)가 생산 라인을 따라 연속적으로 반송된다.

믹서(12)는 도 1에서 나타내는 바와 같이 반송 라인의 상방 또는 옆에 배치되고, 단일의 믹서(12)에서, 전술한 석고 조성물을 표 5 및 6에 나타내는 조성이 되도록 물, 접착성 향상제, 경화 조정제 등의 첨가제와 혼련하여, 석고 슬러리를 제조한다. 이 때, 저밀도의 석고 슬러리에 대하여는, 원하는 비중이 되도록 거품을 석고 슬러리의 분취구(125)로부터 첨가하였다.

믹서(12)에서, 얻어진 고밀도의 석고 슬러리(13)를, 분취구(121,122)를 경유하고 송출관(123,124)을 통하여 롤 코터(15)의 반송 방향 상류측에서 표면 커버 원지(11) 및 이면 커버 원지(16)에 공급한다.

표면 커버 원지(11) 및 이면 커버 원지(16) 상의 석고 슬러리는 각각 롤 코터(15)의 연전부(延展部)에 도달하여 연전부에서 연전(延展)된다. 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 전향 롤러(18)에 의해 표면 커버 원지(11)의 반송 라인 방향으로 전향된다.

그리고, 표면 커버 원지(11) 및 이면 커버 원지(16)는 성형기(19)에 도달한다. 여기에서 각 원지(11,16) 상에 형성된 박층의 사이에 믹서(12)로부터 분취구(125)를 통해 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 3층 구조를 가지는 연속적인 적층체가 형성되고, 그 적층체는 경화하면서 초벌절단 커터(미도시)에 도달한다. 초벌절단 커터는 연속적인 적층체를 소정 길이의 판상체(板狀體)로 절단하여, 원지로 피복된 석고를 메인으로 하는 심재를 포함하는 판상체, 즉 석고 보드의 반제품이 형성된다.

초벌절단된 적층체는 건조기(미도시)를 통과하여 강제 건조되고, 그 후 소정 길이의 제품으로 재단된다. 이렇게 하여 석고 보드를 제조하였다.

상기 제조 공정에서 제조하는 석고 보드의 두께는 12.5mm가 되도록 성형하였다.

또한, 사용된 보드용 원지는, 표면 커버용 종이, 이면 커버용 종이 양쪽 다 200g/m²의 것을 사용하였다. 석고 보드의 원료가 되는 석고 슬러리는, 표 5 및 6에 나타내는 바와 같이, 소석고 100질량부에 대해 연수(練水) 70%, 접착성 향상제 0.5%, 경화 조정제 1%, 감수제 0.3%와 요소인산에스테르화 전분 또는 α화 전분을 소정량 배합하여 혼련하였다. 저밀도의 석고 슬러리에 대해서는, 비중이 0.5가 되도록 거품을 더 첨가하였다.

그리고, 제조된 석고 보드의 중앙부로부터 소정 크기로 절취한 석고 보드 조각을 사용하여 시험체를 제작하고, (1-3)∼(1-5)에 기재한 각 시험을 실시하였다. (1-4) 석고 보드 중 거품 형상의 확인은 요소인산에스테르화 전분 또는 α화 전분을 3% 첨가한 시료 3-3, 3-9에 대해 확인하였다. 또한, (1-5) 발열성 시험은 요소인산에스테르화 전분을 첨가한 시료 3-1∼3-5의 시험체에 대해 시험을 실시하였다.

결과를 표 5 및 6에 나타낸다. 요소인산에스테르화 전분을 사용하여 제조한 석고 보드 조각을 이용한 시료 3-1∼3-5의 시험체의 압축 강도는, 같은 양의 α화 전분을 사용하여 제조한 석고 보드 조각을 이용한 시료 3-6∼3-11의 시험체의 압축 강도에 비하여 높은 강도로 되었다.

또한, 본 실험예에서도, 고배합량(소석고에 대해 5% 이상)의 범위에서는 α화 전분을 사용한 시험체에서는 강도 향상에 한계 경향이 있으나, 요소인산에스테르화 전분을 사용한 시험체에서는 그와 같은 경향이 없었다. 즉, 필요로 하는 강도에 따라 요소인산에스테르화 전분을 첨가할 수 있음을 의미한다.

발열성 시험에서, 요소인산에스테르화 전분을 사용한 시료 3-1∼3-5의 석고 보드 중 요소인산에스테르화 전분의 배합량이 소석고 100 질량부에 대해 5.0 질량부 이하일 때, 총발열량이 8.0MJ/m², 최고 발열속도가 100kW/m²이 되고, 비교적 무거운 보드용 원지를 사용한 경우에도 JIS A 6901에 규정하는 발열성 1급의 조건을 충족하였다.

시료 3-3 및 3-9의 석고 보드의 저비중부(저밀도부)의 석고 경화체의 SEM 사진을 도 3 및 4에 나타낸다. 도 3이 시료 3-3에 대한 SEM 사진, 도 4가 시료 3-9에 대한 SEM 사진이다.

이에 의하면, 요소인산에스테르화 전분을 배합한 시료 3-3은 대략 진구(眞球)이며 대략 균일한 직경의 거품이 유지되고 있음에 비해, α화 전분을 배합한 시료 3-9는 비뚤어진 거품이 존재하여 직경이 큰 거품과 작은 거품이 혼재하는 상태이어서 석고 보드 표면에 부풀어오름이 발생할 가능성이 높은 위험한 상태였다.

[표 5]

[표 6]

본 국제출원은 2012년 9월 12일에 출원된 일본국 특허출원 제2012-200953호에 기초하는 우선권을 주장하는 것으로서, 이에 일본국 특허출원 제2012-200953호의 전체내용을 본 국제출원에 원용한다.

Claims

소석고와 요소인산에스테르화 전분을 포함하는 석고 조성물과, 물을 혼련한 후에 경화시킨 석고 경화체를 심재로 하는 석고계 건재.
제1항에 있어서,
상기 석고 조성물이, 상기 소석고 100 질량부에 대하여, 상기 요소인산에스테르화 전분을 0.2 질량부 이상 10 질량부 이하의 비율로 포함하는 석고계 건재.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 석고 경화체의 비중이 0.4 이상 0.65 이하인 석고계 건재.
소석고와 요소인산에스테르화 전분을 포함하는 석고 조성물과, 거품과, 물을 혼련한 후에 경화시킨 석고 경화체를 심재로 하는 석고계 건재.
제4항에 있어서,
상기 석고 조성물은, 상기 소석고 100 질량부에 대하여, 상기 요소인산에스테르화 전분을 0.2 질량부 이상 10 질량부 이하의 비율로 포함하는 석고계 건재.
제4항에 있어서,
상기 석고 경화체의 비중이 0.4 이상 0.65 이하인 석고계 건재.
제5항에 있어서,
상기 석고 경화체의 비중이 0.4 이상 0.65 이하인 석고계 건재.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 석고계 건재가 석고 보드인 석고계 건재.
제1항 또는 제2항에 기재된 석고 조성물과 물을 혼련하여 석고 슬러리를 조제하는 공정과,
상기 석고 슬러리에 거품을 첨가하는 공정과,
표면재 사이에 상기 석고 슬러리를 배치하는 공정과,
상기 석고 슬러리를 경화시켜 석고 경화체를 심재로 하는 공정을 포함하는 석고계 건재의 제조방법.