KR20210143338A - 자성층 포함 석고계 건축재, 자성 줄눈 처리재 및 자성층 포함 석고계 건축재 제조방법 - Google Patents

자성층 포함 석고계 건축재, 자성 줄눈 처리재 및 자성층 포함 석고계 건축재 제조방법 Download PDF

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이타루 요코야마
요스케 사토
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Abstract

본 발명은, 석고계 건축재와, 상기 석고계 건축재의 표면의 적어도 일부를 덮는 자성층을 포함하고, 상기 자성층은 철분과 바인더를 함유하며, 상기 철분의 단위 면적당 함유량이 0.3kg/m2 이상이고, 상기 자성층의 밀도가 2.0g/cm3 이상인 자성층 포함 석고계 건축재를 제공한다.

Description

자성층 포함 석고계 건축재, 자성 줄눈 처리재 및 자성층 포함 석고계 건축재 제조방법{GYPSUM BUILDING MATERIAL HAVING MAGNETIC LAYER, MAGNETIC JOINT TREATMENT MATERIAL, AND METHOD FOR PRODUCING GYPSUM BUILDING MATERIAL HAVING MAGNETIC LAYER}
본 발명은 자성층 포함 석고계 건축재, 자성 줄눈 처리재 및 자성층 포함 석고계 건축재 제조방법에 관한 것이다.
종래부터, 예를 들어 학교 건물, 상업 시설 등에 있어서 벽 등에, 마그넷 등의 자성체(磁性體)로 인쇄물 등을 고정할 필요가 있었다. 이에, 벽 등을 형성할 때에 사용하는 건축재로서, 마그넷을 흡착할 수 있는 건축재가 요구되고 있었다.
마그넷을 흡착할 수 있는 건축재로는, 얇은 철판을 표면에 배치한 건축재가 알려져 있었다.
그러나, 철판을 표면에 배치, 고정시킨 건축재는, 절단 등의 가공을 할 수 없게 된다.
석고계 건축재의 큰 이점 중 하나로서, 커터 등에 의해 용이하게 절단 등의 가공을 할 수 있어서 시공 현장에서 원하는 형상으로 가공할 수 있다는 점을 들 수 있으나, 철판을 표면에 배치한 석고계 건축재에서는, 이러한 이점을 해친다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 고려하여, 본 발명의 일측면에서는, 마그넷을 흡착할 수 있으며 자유로운 형상으로 용이하게 가공할 수 있는 자성층(磁性層) 포함 석고계 건축재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양태에 의하면, 석고계 건축재와, 상기 석고계 건축재의 표면의 적어도 일부를 덮는 자성층을 포함하고, 상기 자성층은 철분(鐵粉)과 바인더를 함유하며, 상기 철분의 단위 면적당 함유량이 0.3kg/m2 이상이고, 상기 자성층의 밀도가 2.0g/cm3 이상인 자성층 포함 석고계 건축재를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 마그넷을 흡착할 수 있으며 자유로운 형상으로 용이하게 가공할 수 있는 자성층 포함 석고계 건축재를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 자성층 포함 석고계 건축재의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 자성층 포함 석고계 건축재의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 자성층 포함 석고계 건축재에 대한 마그넷 흡착 시험의 설명도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 벽 구조체의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시형태예 따른 벽 구조체의 사시도이다.
도 6은 실시예 1에서 사용한 마그넷의 1㎜ 철판에 대한 흡착력 평가방법의 설명도이다.
이하에서 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 도면을 참조하여 설명하나, 본 발명은 이하의 실시형태에 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범위를 일탈하지 않으면서 이하의 실시형태에 다양한 변형 및 치환을 가할 수가 있다.
[자성층 포함 석고계 건축재]
본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재의 일 구성예에 대해 설명한다.
본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재는, 석고계 건축재와, 석고계 건축재의 표면의 적어도 일부를 덮는 자성층을 포함할 수 있다. 그리고, 자성층은 철분과 바인더를 함유하며, 철분의 단위 면적당 함유량을 0.3kg/m2 이상이고, 자성층의 밀도를 2.0g/cm3 이상으로 할 수 있다.
이하에서, 본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재의 구성예에 대해 구체적으로 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재(10)는, 석고계 건축재(11)와, 석고계 건축재(11)의 표면의 적어도 일부를 덮는 자성층(12)을 포함할 수 있다.
한편, 도 1에 나타낸 자성층 포함 석고계 건축재(10)에서는, 석고계 건축재(11)의 한쪽 주표면(11a)의 표면 전체에 자성층(12)을 형성한 예를 나타내었으나, 자성층은 마그넷 등의 자성체를 흡착할 필요가 있는 부분에 형성되어 있으면 되며, 이러한 형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 한쪽 주표면(11a) 중 일부를 덮도록 자성층을 형성할 수도 있다. 또한, 한쪽 주표면(11a) 뿐 아니라, 다른쪽 주표면(11b)의 일부 또는 전부나, 측면부의 일부 또는 전부에 대해 자성층을 배치할 수도 있다.
또한, 자성층의 형상에 있어서도, 연속된 면 형상을 가질 필요는 없으며, 자성층의 형상은, 예를 들어 선 형상, 점 형상 등일 수도 있다. 본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재는 복수 개의 연속되지 않은 자성층을 가질 수도 있다.
본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재가 포함하는 각 부재에 대해 이하에서 설명한다.
석고계 건축재(11)는 특별히 한정되지는 않으며, 각종 석고계 건축재를 사용할 수 있다. 예를 들어, JIS A 6901(2014)에 규정된 석고 보드, JIS A 6901(2014)에 규정된 석고 보드보다 경량인 석고 보드(이하, 양자를 합쳐서 "석고 보드"라 함), 유리 매트 석고 보드, 유리 섬유 부직포 함유 석고판, 슬래그 석고판 등을 들 수 있다. 본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재는, 특히 건조물(建造物)의 벽을 구성하는 재료로서 바람직하게 사용될 수 있다. 그리고, 벽재 등으로 널리 사용된다는 점에서, 석고계 건축재는 석고 보드인 것이 바람직하다. 여기에서 석고 보드란, 앞서 설명한 바와 같이, JIS A 6901(2014)에 규정된 석고 보드 또는 JIS A 6901(2014)에 규정된 석고 보드보다 경량인 석고 보드를 의미한다. 한편, JIS A 6901(2014)에 규정된 석고 보드보다 경량인 석고 보드는, 예를 들어, 비중이 0.3 이상 0.65 미만인 석고 보드임이 바람직하다.
자성층(12)은 철분과 바인더를 함유하며, 철분의 단위 면적당 함유량이 0.3kg/m2 이상이고, 자성층의 밀도가 2.0g/cm3 이상임이 바람직하다.
자성층(12)은 마그넷 등의 자성체를 흡착 가능하도록 형성된 층이며, 철분을 함유함으로써 마그넷 등의 자성체를 흡착할 수 있다.
철분의 재료로는 특별히 한정되지는 않으며, 마그넷과의 흡착성, 자성층 포함 석고계 건축재에 요구되는 색감, 그 밖의 특성 등에 따라 임의로 선택할 수 있다. 철분은 산화 철분, 환원 철분, 아토마이즈(atomize) 철분에서 선택된 1종류 이상을 함유할 수 있다. 한편, 예를 들어, 자성층 포함 석고계 건축재에 대해 불연성(不燃性)을 크게 할 것이 요구되는 경우에는, 철분으로서 산화 철분을 사용하는 것이 바람직하다. 산화 철분에 포함되는 산화철의 종류는 특별히 한정되지는 않으나, 바람직하게는 사산화삼철을 사용할 수 있다.
또한, 철분(鐵粉)의 입자 직경은 특별히 한정되지는 않으며, 임의의 입자 직경을 갖는 철분을 사용할 수 있다. 본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재의 자성층에는, 일반적으로 사용되는 입자 직경을 갖는 철분을 사용하는 것이 바람직하며, 예를 들어, 평균 입자 직경이 20㎛ 이상 200㎛ 이하인 철분을 필요에 따라 적절히 사용할 수 있다.
한편, 평균 입자 직경은 레이저 회절·산란법에 의해 구한 입자도 분포에서 적산값 50%에서의 입자 직경을 의미하며, 체적 기준의 평균 입자 직경, 즉, 체적 평균 입자 직경이 된다.
전술한 바와 같이, 자성층은 철분의 단위 면적당 함유량이 0.3kg/m2 이상인 것이 바람직하다. 이는, 철분의 단위 면적당 함유량을 0.3kg/m2 이상으로 함으로써, 자성층 포함 석고계 건축재의 표면에 마그넷 등 자성체를 충분한 흡착력으로 흡착시킬 수 있기 때문이다. 특히, 마그넷 등 자성체의 흡착력을 크게 한다는 관점에서는, 자성층에 있어 철분의 단위 면적당 함유량이 0.8kg/m2 이상이면 더 바람직하다.
자성층에 있어 철분의 단위 면적당 함유량의 상한값은 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들어, 자성층 포함 석고계 건축재에 요구되는 흡착력, 비용 등에 따라 임의로 선택할 수 있다. 자성층에 있어 철분의 단위 면적당 함유량은, 예를 들어 10kg/m2 이하임이 바람직하다.
또한, 자성층의 밀도는 2.0g/cm3 이상인 것이 바람직하며, 2.5g/cm3 이상이면 더 바람직하다. 이는 자성층의 밀도를 2.0g/cm3 이상으로 함으로써 마그넷의 흡착력을 크게 향상시킬 수 있어서 자성층이 보다 확실하게 마그넷 등 자성체에 흡착될 수 있게 되기 때문이다.
자성층 밀도의 상한값은 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들어, 자성체 포함 석고계 건축재에 요구되는 흡착력, 비용 등에 따라 임의로 선택할 수 있다. 자성층의 밀도는, 예를 들어 5.0g/cm3 이하인 것이 바람직하다.
자성층에 포함되는 바인더에 대해서는 특별히 한정되지는 않으며, 무기 바인더, 유기 바인더 등을 사용할 수 있다. 무기 바인더를 사용함으로써, 유기 바인더를 사용하는 경우보다 불연성을 크게 할 수 있으나, 유기 바인더를 사용하는 경우에 비해 일반적으로 비용이 상승하는 경향이 있다. 그러므로, 자성층 포함 석고계 건축재에 요구되는 성능, 비용 등에 기초하여 임의로 바인더를 선택할 수 있다.
무기 바인더로는 알칼리 금속 규산염계, 인산염계, 실리카졸계 등을 들 수 있고, 유기 바인더로는 아세트산비닐계, 아크릴계, 폴리에스테르계 등을 들 수 있다. 바인더로는, 바람직하게는, 전술한 무기 바인더 및 유기 바인더에서 선택된 1종류 이상을 사용할 수 있다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이, 바인더로서 무기 바인더를 사용하는 경우에는, 유기 바인더를 사용하는 경우보다 불연성을 크게 할 수 있다. 그리고, 무기 바인더 중에서도 알칼리 금속 규산염계 바인더는, 난연(難燃) 재료로서도 기능하므로, 특히 불연성을 크게 할 것이 요구되는 용도에서는, 바람직하게는 알칼리 금속 규산염계 바인더를 사용할 수 있다.
자성층은 철분과 바인더 이외에도 임의의 성분을 함유할 수 있다. 자성층은, 예를 들어 방청제를 함유할 수 있다. 자성층이 방청제를 함유함으로써, 자성층에 포함된 철분의 산화가 진행되어 변색되거나 마그넷 등 자성체의 흡착력에 변화가 일어나는 것을 억제할 수 있다.
자성층이 방청제를 함유하는 경우, 자성층은 철분에 대해 방청제를 0.1질량% 이상의 비율로 함유하는 것이 바람직하며, 0.3질량% 이상의 비율로 함유하면 더 바람직하다.
자성층이 방청제를 함유하는 경우, 그 함유량의 상한값이 특별히 한정되지는 않으나, 과하게 첨가하면 방청 효과에 큰 변화는 없으면서 자성층의 강도가 저하될 우려가 있다. 그러므로, 자성층은 방청제를, 예를 들어 철분에 대해 20질량% 이하의 비율로 함유하는 것이 바람직하다.
방청제의 종류는 특별히 한정되지는 않으나, 방청제는, 예를 들어, 수용성 또는 에멀젼의 유기산계 방청제, 킬레이트계 방청제, 유기산 아민계 방청제, 지방산계 방청제 및 아질산염계 방청제에서 선택된 1종류 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 자성층은 그 밖에도 임의의 첨가제를 함유할 수도 있는데, 예를 들어, 점성 증가제, 기포 제거제, 자성층의 색감을 조정하기 위한 안료, 충전재(부피 증가재) 등을 함유할 수 있다.
또한, 후술하는 바와 같이, 자성층에 무기 피막을 함침시킨다. 또는 무기 피막을 자성층에 함유시킬 수도 있다. 그리하여, 자성층은 후술하는 무기 피막의 성분, 즉, 예를 들어, 무기계 난연 재료를 함유할 수도 있다. 이 경우, 자성층은 당해 무기 피막의 성분을 20g/m2 이상의 비율로 함유하는 것이 바람직하며, 30g/m2 이상의 비율로 함유하면 더 바람직하다.
자성층(12)의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들어, 0.1㎜ 이상인 것이 바람직하며, 0.3㎜ 이상이면 더 바람직하다.
한편, 자성층 두께(t)의 상한값은 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 5.0㎜ 이하인 것이 바람직하다.
본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재는, 전술한 석고계 건축재 및 자성층 이외에도, 임의의 부재를 가질 수도 있다. 예를 들어, 무기 피막을 가질 수 있다.
본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재가 무기 피막을 갖는 경우의 구성예를 도 2에 나타낸다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재(20)는, 석고계 건축재(11), 자성층(12)에 더해 무기 피막(21)을 가질 수 있다.
무기 피막(21)을 가짐으로써, 자성층 포함 석고계 건축재(20)의 불연(不燃) 성능을 크게 향상시킬 수 있어서 바람직하다.
무기 피막(21)은, 예를 들어 도 2에 나타내는 바와 같이, 자성층(12)의 표면, 즉, 자성층(12) 상에 배치할 수 있는데, 자성층(12)의 표면에 무기 피막(21)을 배치함으로써 프라이머 처리를 겸할 수 있다. 그러므로, 자성층(12)의 표면에 무기 피막(21)을 배치함으로써, 그 밖의 다른 프라이머 처리를 하지 않고서도 벽지의 시공 등을 할 수 있게 되어 바람직하다.
본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재가 무기 피막(21)을 갖는 경우, 무기 피막(21)의 배치가 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 무기 피막(21)은 자성층(12) 표면의 적어도 일부를 덮도록 배치될 수 있다. 무기 피막(21)가 자성층(12) 표면의 적어도 일부를 덮도록 배치하는 경우, 특히 도 2에 나타내는 바와 같이, 자성층(12)의 표면 전체를 덮도록 형성, 배치하면 더 바람직하다. 또한, 무기 피막(21)은 자성층(12)에 함침시키거나 또는 무기 피막(21)을 자성층(12)에 함유시킬 수도 있다. 이 경우, 무기 피막(21)이 막 상태로 존재할 필요는 없고, 예를 들어, 앞서 설명한 바와 같이, 자성층(12)의 일 성분으로서 존재할 수도 있다. 무기 피막(21)을 자성층(12)에 함침시키거나 자성층(12)의 일 성분으로서 존재토록 한 경우에도, 프라이머 처리를 가하지 않고서 벽지의 시공 등을 할 수 있다.
무기 피막(21)의 단위 면적당 질량은 특별히 한정되지는 않으나, 20g/m2 이상인 것이 바람직하며, 30g/m2 이상이면 더 바람직하다.
무기 피막(21)의 재료는 특별히 한정되지는 않으나, 무기 피막(21)은 ,예를 들어 무기계 난연 재료를 함유하는 것이 바람직하다. 무기계 난연 재료로는, 예를 들어, 금속 수산화물계 난연 재료, 안티몬계 난연 재료, 인 화합물계 난연 재료, 알칼리 금속 규산염계 난연 재료에서 선택된 1종류 이상을 사용할 수 있다.
이제까지 본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재가 포함하는 부재에 대해 설명하였으며, 이하에서는 본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재의 특성 등에 대해 설명한다.
본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재는 표면이 평활한 것이 바람직하다.
여기에서 본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재의 표면(주표면)이 평활하다는 것은, 자성층 포함 석고계 건축재의 두께를 복수 개소에서 측정한 경우에 두께의 불균일이 500㎛ 이하임을 의미한다.
한편, 자성층 포함 석고계 건축재의 두께에 대해서는, JIS A 6901(2014)의 "7.3.1 치수"의 "a) 두께" 규정에서와 마찬가지로 측정할 수 있다. 구체적으로는, 시료인 자성층 포함 석고계 건축재의 단면으로부터 25㎜ 이내이면서 양 측면으로부터 80㎜ 이상 내측인 영역에서, 등간격인 6개소의 측정 위치에서 두께를 측정할 수 있다. 그리하여, 측정된 당해 6개소에서의 두께 불균일이 500㎛ 이하인 경우에 표면이 평활하다고 할 수 있다.
자성층 포함 석고계 건축재의 표면이 평활함으로써, 예를 들어 벽재 등으로 사용한 경우에 평탄한 벽을 형성할 수 있어서 바람직하다. 또한, 자성층 포함 석고계 건축재의 표면이 평활함으로써, 자성층 포함 석고계 건툭 재료의 표면에 대해 벽지를 바름에 따른 벽지 도배(벽지 마감), 도료를 도포함에 따른 도장(塗裝) 마감, 라미네이트 가공 등의 외장 마감, 외장 마그넷을 배치함에 따른 외장 마그넷 마감 등을 용이하게 할 수 있게 된다. 한편, 외장 마그넷 마감이란, 한쪽 주표면에 마그넷을 배치한 벽지, 외장판, 외장지 등을 당해 마그넷에 의해 자성층 포함 석고계 건축재에 흡착시켜 벽의 표면을 마감하는 것을 말한다.
또한, 본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재는, 두께(t)가 JIS A 6901(2014) 규격을 충족하는 것이 바람직하다.
JIS A 6901(2014) 규격을 충족함이란, 자성층 포함 석고계 건축재의 두께가 9.5㎜ 이상 10.0㎜ 이하, 12.5㎜ 이상 13.0㎜ 이하, 15.0㎜ 이상 15.5㎜ 이하, 16.0㎜ 이상 16.5㎜ 이하, 18.0㎜ 이상 18.5㎜ 이하, 21.0㎜ 이상 21.5㎜ 이하, 25.0㎜ 이상 25.5㎜ 이하 중 어느 하나의 범위에 속함을 의미한다.
이는, 자성층 포함 석고계 건축재의 두께(t)가 JIS A 6901(2014) 규격을 충족하는 경우, 자성층 포함 석고계 건축재의 두께가 일반적으로 사용되는 석고계 건축재의 두께와 같은 규격을 충족하게 되고, 따라서, 예를 들어 본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재와 일반의 석고계 건축재를 동시에 사용하여 벽 등을 형성한 경우에도, 두께 조정 등을 하지 않고서도, 쓰여진 석고계 건축재의 종류에 따른 요철이 생기지 않고 단일 면을 이루는 벽, 즉, 평탄한 벽을 용이하게 형성할 수 있어서 바람직하기 때문이다.
자성체 포함 석고계 건축재의 두께(t)는, 보다 일반적으로 사용되는 석고계 건축재와 마찬가지로, 9.5㎜ 이상 10.0㎜ 이하, 12.5㎜ 이상 13.0㎜ 이하, 15.0㎜ 이상 15.5㎜ 이하, 21.0㎜ 이상 21.5㎜ 이하 중 어느 하나의 범위에 속하면 더 바람직하다.
한편, 여기에서 말하는 자성층 포함 석고계 건축재의 두께(t)란, 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 자성체 포함 석고계 건축재의 전체 두께를 의미한다. 예를 들어, 도 1에 나타낸 자성층 포함 석고계 건축재(10)와 같이, 자성체 포함 석고계 건축재가 석고계 건축재(11)와 자성층(12)으로 구성되는 경우에는, 석고계 건축재(11)와 자성층(12)의 합계 두께가 당해 자성층 포함 석고계 건축재(10)의 두께(t)가 된다. 또한, 도 2에 나타낸 자성층 포함 석고계 건축재(20)와 같이, 자성층 포함 석고계 건축재가 석고계 건축재(11)와 자성층(12)과 무기 피막(21)으로 구성되는 경우에는, 석고계 건축재(11)와 자성층(12)과 무기 피막(21)의 합계 두께가 당해 자성층 포함 석고계 건축재(20)의 두께(t)가 된다.
자성층 포함 석고계 건축재의 두께는, JIS A 6901(2014)에 규정된 방법에 의해 평가할 수 있다.
본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재는, 준불연(準不燃)의 성능을 충족하는 것이 바람직하다. 즉, 본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재는 준불연 재료로 인정받은 것이 바람직하다. 한편, 준불연(準不燃)이란, 일본국 건축기준법 시행령 제1조 제5호에 규정되어 있다. 준불연 재료라고 인정받기 위해서는, 통상의 화재에 의해 화열(火熱)이 가해진 경우에 가열 개시 후 10분간 연소되지 않을 것, 방화(防火)에 관련하여 유해한 변형, 용융, 균열 그 밖의 손상을 일으키지 않을 것, 피난에 관련하여 유해한 연기 또는 가스를 발생시키지 않을 것을 충족할 필요가 있다.
또한, 본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재는, 불연(不燃) 성능을 충족하는 것이 바람직하다. 즉, 불연 재료로 인정받은 것이 바람직하다. 한편, 불연(不燃)이란, 일본국 건축기준법 제2조 제9호 및 일본국 건축기준법 시행령 제108조의 2에 규정되어 있다. 불연 재료라고 인정받기 위해서는, 통상의 화재에 의해 화열(火熱)이 가해진 경우에 가열 개시 후 20분간 연소되지 않을 것, 방화(防火)에 관련하여 유해한 변형, 용융, 균열 그 밖의 손상을 일으키지 않을 것, 피난에 관련하여 유해한 연기 또는 가스를 발생시키지 않을 것을 충족할 필요가 있다. 건축기준법의 내장 제한에 의해, 건물의 용도나 규모에 따라 사용할 수 있는 건축재가 준불연 재료 또는 불연 재료로 정해져 있다. 본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재는, 사용될 건물에 요구되는 내장 제한에 대응할 수 있다. 즉, 준불연 재료로 될 수도 있고 불연 재료로 될 수도 있으므로, 어떠한 용도나 규모의 건물에서도 사용할 수 있다.
본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재가 준불연 또는 불연의 성능을 충족하기 위한 구체적 방법이 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 앞서 설명한 바와 같이, 자성층에 더해 무기 피막을 배치하고, 석고계 건축재의 재료, 자성층의 재료에 대해 잘 연소되지 않는 재료를 선택함으로써, 준불연, 불연의 성능을 충족하는 자성층 포함 석고계 건축재로 할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재는, 자성층을 배치함에 의해 마그넷 등 자성체를 흡착하는 것이 가능하다. 마그넷의 흡착력에 대해서는 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 이하의 마그넷 흡착 시험의 특성을 충족하는 것이 바람직하다.
우선, 도 3에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재(31)를 주표면(31a)이 수직이 되도록 세운다. 그리고, 마그넷 부분의 직경이 17㎜Φ이며 1㎜ 철판에 대한 흡착력이 3.5N인 마그넷(32)을 1개 사용하며, 당해 1개의 마그넷에 의해 주표면(31a)에 A4 용지(33)를 1장 붙인 경우에 A4 용지가 낙하하지 않는 흡착력을 가지는 것이 바람직하다. 한편, 여기에서 주표면(31a)이 수직으로 되도록 세운다는 것은, 지면 등 수평 방향에 대해, 판 형상을 갖는 자성층 포함 석고계 건축재(31)의 주표면, 즉, 마그넷을 흡착시키는 면이 수직으로 되도록 세움을 의미한다. 이하에서도, 그와 같은 기재에 대해서는 같은 의미를 갖는 것으로 한다.
또한, 자성층 포함 석고계 건축재의 주표면에 벽지를 배치한 경우에도 마찬가지의 특성을 가지면 더 바람직하다. 즉, 주표면(31a)에 벽지가 시공된 자성층 포함 석고계 건축재(31)를, 주표면(31a)이 수직으로 되도록 세운다. 그리고, 마그넷 부분의 직경이 17㎜Φ이며 1㎜ 철판에 대한 흡착력이 3.5N인 마그넷(32)을 1개 사용하며, 당해 1개의 마그넷에 의해 주표면(31a)에 A4 용지(33)를 1장 붙인 경우에 A4 용지(33)가 낙하하지 않는 흡착력을 가지는 것이 바람직하다.
한편, 자성층 포함 석고계 건축재의 주표면에 벽지를 배치하고 마그넷 흡착 시험을 실시하는 경우, 벽지로는, 예를 들어 범용적으로 사용되는 두께 0.3㎜의 벽지를 사용할 수 있다. 벽지로는, 예를 들어 비닐 벽지 등을 사용할 수 있다.
또한, 전술한 마그넷 흡착 시험들에서도, A4 용지로는, 바람직하게는, 두께 0.09㎜, 질량 64g/m2의 A4 용지를 사용할 수 있다. 또한, 본 마그넷 흡착 시험 뿐 아니라 본 명세서에 있어, A4 용지로는, 바람직하게는, 상기 두께, 질량을 갖는 A4 용지를 사용할 수 있다.
전술한 마그넷 흡착 시험들을 실시할 때에, 자성층을 배치하는 위치가 특별히 한정되지는 않으나, 본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재는, 자성층을 석고계 건축재 표면의 적어도 일부에 형성함으로써 마그넷을 흡착시킴에 있어 충분한 흡착력을 발휘한다. 그리하여, 적어도 마그넷(32)을 배치하는 부분에는 자성층이 형성되어 있음이 바람직하다.
또한, 마그넷(32)과 A4 용지(33)의 위치는 특별히 한정되지는 않으나, 마그넷(32)의 중심과 A4 용지(33)의 상단 사이의 거리 L은 3cm인 것이 바람직하며, 마그넷(32)의 중심은 A4 용지(33)의 폭방향 중앙에 배치되어 있음이 바람직하다.
이상 본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재에 대해 설명하였으나, 본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재는 석고계 건축재 표면의 적어도 일부에 자성층을 배치함으로써, 마그넷 등의 자성체를 흡착 가능하게 된다. 또한, 석고계 건축재 표면의 적어도 일부에 자성층을, 경우에 따라서는 무기 피막까지를 형성하고 있을 뿐이므로, 용이하게 절단 등을 하여 자유로운 형상으로 가공할 수 있다.
또한, 종래에 사용되던 철판을 표면에 배치, 고정시킨 석고계 건축재에서는, 당해 철판 때문에 나사나 못 등을 박는 것이 어려우므로, 석고계 건축재를 고정하기 어렵다는 문제가 있었다. 또한, 벽지, 도장에 따른 마감을 할 때에 벽지나 도료와의 접착성이 저하되는 등의 문제가 있었다.
한편, 본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재에 의하면, 석고계 건축재 표면의 적어도 일부에 자성층을, 경우에 따라서는 무기 피막까지를 형성하고 있을 뿐이므로, 못이나 나사 등을 용이하게 박을 수도 있다. 또한, 벽지나 도료와의 접착성도 충분히 좋은 것으로 할 수 있다.
[자성층 포함 석고계 건축재의 제조방법]
이어서, 본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재 제조방법의 일 구성예에 대해 설명한다. 본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재 제조방법에 의해, 앞서 설명한 자성층 포함 석고계 건축재를 제조할 수 있다. 이에 앞서 설명한 사항의 일부는 설명을 생략한다.
본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재 제조방법은, 석고계 건축재 표면의 적어도 일부에, 철분과 바인더를 함유하는 철분 함유 도료재를 도장하여 자성층을 형성하는 자성층 형성 공정을 가질 수 있다.
그리고, 자성층 형성 공정에서, 자성층은 철분의 단위 면적당 함유량이 0.3kg/m2 이상이고, 자성층의 밀도가 2.0g/cm3 이상이 되도록 형성하는 것이 바람직하다.
자성층에 있어 철분의 단위 면적당 함유량, 자성층의 밀도는, 예를 들어, 철분 함유 도료재에 포함되는 철분의 입자 직경, 철분이나 반죽물 등 각 성분의 함유량(함유 비율) 등에 의해 조정할 수 있다. 또한, 철분 함유 도료재에 충전재(부피 증가재)를 첨가하는 경우에는, 당해 충전재의 첨가량(함유량)에 의해 조정할 수도 있다. 충전재로서는, 예를 들어 골재 등을 사용할 수 있으며, 골재로는, 예를 들어 탄산칼슘, 펄라이트, 시라스 벌룬 등의 무기(無機) 골재가 바람직하다.
자성층 밀도의 보다 바람직한 범위 등에 대해서는 앞서 설명하였으므로, 설명을 생략한다.
자성층 형성 공정에서, 철분 함유 도료재를 석고계 건축재 표면의 적어도 일부에 도장하는 수단, 방법은 특별히 한정되지는 않는다. 다만, 형성할 자성층의 두께가 균일해지도록 도장하는 것이 바람직하다. 그러므로, 자성층 형성 공정에서는, 롤 코터, 플로우 코터, 스크레이퍼(scraper)법 중 어느 하나에 의해, 철분 함유 도료재를 석고계 건축재 표면의 적어도 일부에 도장하는 것이 바람직하다.
여기에서 롤 코터란, 회전하는 롤러에 철분 함유 도료재를 칠하여, 당해 롤러에 의해 석고계 건축재 표면에 자성층을 형성하는 수단이다. 또한, 플로우 코터란, 반송되고 있는 석고계 건축재의 상방에서 석고계 건축재의 표면에 대해 철분 함유 도료재를 얇은 막 형상으로 흘려 보내어, 석고계 건축재의 표면에 자성층을 형성하는 수단이다. 또한, 스크레이퍼법이란, 석고계 건축재의 표면으로 공급된 철분 함유 도료재를, 예를 들어 블레이드 등으로 긁어내어, 석고계 건축재 표면에서 원하는 두께가 되도록 늘려서 자성층을 형성하는 수단(방법)이다.
한편, 자성층 형성 공정에 공급하는 석고계 건축재는, 자성층을 형성하지 않는 부분에는 미리 마스킹 등을 하여 두어 원하는 패턴을 갖는 자성층을 형성할 수도 있다.
본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재 제조방법은, 전술한 자성층 형성 공정에 더하여 임의의 공정을 가질 수도 있다.
본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재는, 앞서 설명한 바와 같이, 자성층에 무기 피막을 가질 수도 있다. 그러므로, 상기 자성층 형성 공정에 더하여, 자성층에 무기 피막을 단위 면적당 질량이 20g/m2 이상이 되도록 형성하는 무기 피막 형성 공정을 더 포함할 수도 있다.
한편, 무기 피막의 단위 면적당 질량은, 앞서 설명한 바와 같이 30g/m2 이상으로 할 수도 있다. 그리하여, 무기 피막 형성 공정에서는, 자성층에 무기 피막을 단위 면적당 질량이 30g/m2 이상이 되도록 형성할 수도 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 무기 피막은 자성층 표면의 적어도 일부를 덮도록 배치할 수 있다. 또한, 무기 피막은 자성층에 함침되거나 무기 피막을 자성층에 함유시킬 수도 있다.
무기 피막이 자성층의 일부에 포함되는 경우에는, 예를 들어 자성층을 형성할 때의 철분 함유 도료재에 무기 피막의 재료를 첨가할 수도 있으며, 이 경우에는 자성층 형성 공정에서 동시에 무기 피막도 형성되게 된다.
본 실시형태의 자성층 포함 석고계 건축재 제조방법은, 필요에 따라, 형성된 자성층, 무기 피막을 건조시키는 건조 공정과, 자성층 포함 석고계 건축재, 원료가 되는 석고계 건축재를 임의의 크기로 절단하는 절단 공정 등을 더 포함할 수도 있다.
[자성 줄눈 처리재]
이어서, 본 실시형태의 자성 줄눈 처리재의 일 구성예에 대해 설명한다.
앞서 설명한 자성층 포함 석고계 건축재를 사용함으로써 마그넷 등의 자성체를 흡착할 수 있는 벽 등을 형성할 수 있으나, 자성층 포함 석고계 건축재에 의해 벽 등을 형성했을 때에, 자성층 포함 석고계 건축재 간 경계에는 마그넷의 흡착력이 약해지는 부분이 생기는 경우가 있다.
이에, 본 실시형태의 자성 줄눈 처리재를 이용하여 자성층 포함 석고계 건축재 간 줄눈 처리를 함으로써, 자성체 포함 석고계 건축재 간 경계에서 마그넷의 흡착력이 약해지는 부분이 생기는 것을 방지할 수 있다.
본 실시형태의 자성 줄눈 처리재는, 예를 들어 철분과 바인더를 함유하며, 철분의 함유량을 2.0g/cm3 이상으로 할 수 있다.
이는, 본 실시형태의 자성 줄눈 처리재의 철분 함유량이 2.0g/cm3 이상인 경우, 철분을 충분히 함유하기는 하나 당해 줄눈 처리재가 굳은 경우에 충분한 마그넷 흡착력을 나타내어 바람직하기 때문이다. 특히, 마그넷의 흡착력을 크게 한다는 관점에서, 본 실시형태의 자성 줄눈 처리재의 철분 함유량은 2.5g/cm3 이상으로 하면 더 바람직하다.
본 실시형태의 자성 줄눈 처리재의 철분 함유량 상한값은 특별히 한정되지는 않으나, 줄눈 처리재의 성질 및 상태를 확보한다는 관점에서, 예를 들어 5.0g/cm3 이하인 것이 바람직하다.
본 실시형태의 자성 줄눈 처리재에 사용하는 철분은, 특별히 한정되지는 않으나, 산화 철분, 환원 철분, 아토마이즈 철분에서 선택된 1종류 이상을 함유하는 것이 바람직하다. 자성 줄눈 처리재는 일반적으로 유동성을 가지는 상태로 공급되며, 바인더나 그 밖의 첨가제와의 사이에서 산화 반응 등이 진행하기 쉬우므로, 철분의 품질을 안정시킨다는 관점에서 철분은 산화 철분인 것이 보다 바람직하다. 산화 철분으로는 특별히 한정되지는 않으나, 바람직하게는 사산화삼철을 사용할 수 있다.
또한, 철분의 입자 직경은 특별히 한정되는 것은 아니며, 임의의 입자 직경을 갖는 철분을 사용할 수 있다. 본 실시형태의 자성 줄눈 처리재에는, 일반적으로 사용되는 입자 직경의 철분을 사용하는 것이 바람직하며, 예를 들어 평균 입자 직경이 20㎛ 이상 200㎛ 이하인 철분을 필요에 따라 적절히 사용할 수 있다.
한편, 평균 입자 직경은, 레이저 회절·산란법에 의해 구한 입자도 분포에서 적산값 50%에서의 입자 직경을 의미하며, 체적 기준의 평균 입자 직경, 즉, 체적 평균 입자 직경이 된다.
또한, 본 실시형태의 자성 줄눈 처리재는 그 밖에도 임의의 성분을 함유할 수 있다. 본 실시형태의 자성 줄눈 처리재는, 예를 들어, 방청제를 함유할 수 있다. 자성 줄눈 처리재가 방청제를 함유함으로써, 자성 줄눈 처리재에 포함되는 철분의 산화가 진행되어 변색되거나 마그넷의 흡착력에 변화가 생기는 것을 억제할 수 있다.
자성 줄눈 처리재가 방청제를 함유하는 경우, 자성 줄눈 처리재는 철분에 대해 방청제를 0.1질량% 이상의 비율로 함유하는 것이 바람직하며, 0.3질량% 이상의 비율로 함유하면 더 바람직하다.
본 실시형태의 자성 줄눈 처리재가 방청제를 함유하는 경우, 그 함유량의 상한값이 특별히 한정되는 것은 아니나, 과하게 첨가하더라도 방청 효과에는 큰 변화가 없고 또한 제조 비용을 감안하여, 방청제는 예를 들어, 철분에 대해 20질량% 이하의 비율로 함유하는 것이 바람직하다.
방청제의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니나, 방청제는 예를 들어, 수용성 또는 에멀젼의 유기산계 방청제, 킬레이트계 방청제, 유기산 아민계 방청제, 지방산계 방청제 및 아질산염계 방청제에서 선택된 1종류 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 자성 줄눈 처리재는 그 밖에도 임의의 첨가제를 함유할 수 있는데, 예를 들어, 자성 줄눈 처리재의 색감을 조정하기 위한 안료 등을 함유할 수도 있다.
본 실시형태의 자성 줄눈 처리재에 의하면, 철분을 함유하므로, 자성층 포함 석고계 건축재 간 줄눈 처리를 하는 경우 등에 사용함으로써 벽 등을 구성하는 복수 개의 자성층 포함 석고계 건축재 사이에서 마그넷의 흡착력이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
[벽 구조체]
이어서, 앞서 설명한 자성층 포함 석고계 건축재를 사용한 벽 구조체의 구성예에 대해, 도4, 도5를 이용하여 설명한다. 도 4는, 벽 구조체인 칸막이벽에 있어, 높이 방향에 평행하며 벽의 주표면에 수직인 면에서의 단면도를 나타내며, 도 5는 칸막이벽의 사시도를 나타내고 있다. 한편, 도 5에서는 칸막이벽의 구조를 알기 쉽게 하기 위해, 도 4에서는 도시한 천정 경량 철골조 등이 생략되어 있다.
본 실시형태의 벽 구조체는, 앞서 설명한 자성층 포함 석고계 건축재를 포함할 수 있으며, 특히, 앞서 설명한 자성층 포함 석고계 건축재와 자성 줄눈 처리재를 포함하는 것이 바람직하다. 이하에서 구체적인 구성예를 나타낸다.
도 4에서 나타낸 칸막이벽(40)은 철근 콘크리트의 바닥 슬래브(F1) 상에 시공된다. 칸막이벽(40)의 하단부는 바닥 슬래브(F1)에 고정되며, 칸막이벽(40)의 상단부는 윗층의 철큰 콘크리트의 바닥 슬래브(F2)에 고정된다. 칸막이벽(40)의 골조는 강제(鋼製) 스터드(41), 바닥 러너(421) 및 상부 러너(천정 러너, 422)에 의해 구성된다. 스터드(41)는 경량 철골제의 채널형 부재로 이루어지고, 바닥 러너(421) 및 상부 러너(422)는 경량 홈형 강(鋼)으로 이루어진다. 바닥 러너(421)와 상부 러너(422)는 앵커-볼트 등의 체결구(43)에 의해 바닥 슬래브(F1,F2)에 각각 고정되며, 스터드(41)는 하단부 및 상단부가 바닥 러너(421) 및 상부 러너(422)에 각각 체결된다. 스터드(41)는 300~600㎜ 정도의 치수로 설정된 소정 간격(예를 들어, 455㎜ 간격)을 띄우고 벽 중심 방향으로 정렬시켜 바닥 슬래브(F1,F2)의 사이에 수직으로 세워서 설치된다.
안쪽 보드(44)가 나사(45)에 의해 스터드(41)의 양쪽에 설치되며, 바깥쪽 보드(46)가 스테이플 등의 체결구(47)와 접착제 중에서 선택된 1종류 이상에 의해 안쪽 보드(44)의 표면에 고정된다. 안쪽 보드(44)로는, JIS A 6901(2014)에서 규정되는 석고 보드, 상기 석고 보드보다 경량인 석고 보드, 석고판, 경질 석고판, 유리 섬유 보강 석고판, 규산칼슘판 등의 불연성 건축재 보드를 필요에 따라 적절히 사용할 수 있다.
바깥쪽 보드(46)의 표면은, 도장(塗裝)되거나 또는 벽지 등의 외장 마감재(48)가 시공된다.
칸막이벽(40)의 내부에는 글라스 울(glass wool), 로크 울(rock wool) 등의 단열재(49)를 배치할 수 있다. 그리고, 바닥 슬래브(F1) 상에는 바닥 마감재(50)를 시공하며, 몰딩(51)을 칸막이벽(40)의 하단 가장자리에 설치할 수 있다. 몰딩(51)으로는 범용의 기성품, 예를 들어, 비닐 몰딩 등을 사용할 수 있다.
또한, 천정 경량 철골조(52)를 윗층의 바닥 슬래브(F2)에 걸어 매달 수도 있다. 그리고, 천정 경량 철골조(52)의 표면에는 천정 마감재(53)를 배치할 수 있다.
천정 마감재(53)는 천정 둘레 몰딩 등의 마감 몰딩(54)을 사이에 두고 실내쪽 벽면에 연접된다. 마감 몰딩(54)으로서는, 수지 또는 금속제의 마감 몰딩 기성품 또는 조이너(joiner), 목재 가공품 등을 사용할 수 있다.
그리고, 도 5에 나타내는 바와 같이, 안쪽 보드(44)는 가로 방향으로 시공되며 상하의 안쪽 보드(44)가 가로 줄눈(55)에서 서로 맞붙는다. 복수 개의 가로 줄눈(55)은, 맞붙은 줄눈 형태의 이음매로서 수평하고 평행하게 연장된다.
바깥쪽 보드(46)는 세로 방향으로 시공되며, 간격을 둔 줄눈, 맞붙은 줄눈, 조인트 공법 줄눈 등, 원하는 줄눈 형태의 세로 줄눈(56)을 사이에 두고 상호 연접된다. 복수 개의 세로 줄눈(56)은 수직하고 평행하게 연장된다.
그리고, 바깥쪽 보드(46)로는, 앞서 설명한 자성층 포함 석고계 건축재를 필요에 따라 적절하게 사용할 수 있다. 또한, 바깥쪽 보드(46) 사이의 세로 줄눈(56)은, 앞서 설명한 자성 줄눈 처리재를 이용하여 줄눈 처리를 하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 바깥쪽 보드(46)로서 앞서 설명한 자성층 포함 석고계 건축재를 사용함으로써, 벽 구조체인 칸막이벽에 있어 마그넷 등의 자성체를 흡착할 수 있는 벽으로 할 수 있어서 바람직하다. 특히, 바깥쪽 보드(46) 사이의 세로 줄눈(56)을 앞서 설명한 자성 줄눈 처리재로 줄눈 처리함으로써, 바깥쪽 보드(46) 사이에서도 마그넷 등 자성체의 흡착력이 저하되는 것을 억제할 수 있어서 매우 바람직하다.
한편, 여기에서는 벽 구조체로서 칸막이벽의 구성을 예로 들어 설명하였으나, 본 실시형태의 벽 구조체이 칸막이벽에 한정되는 것은 아니며, 앞서 설명한 자성층 포함 석고계 건축재를 사용한 각종 벽 구조체를 포함한다. 또한, 여기에서는 자성층 포함 석고계 건축재를 안쪽 보드에 고정시킨 예를 나타내었으나, 본 실시형태의 벽 구조가 이에 한정되는 것은 아니며, 앞서 설명한 자성층 포함 석고계 건축재를 나사 등으로 스터드에 고정시킨 벽 구조체를 포함한다.
실시예
이하에서 구체적인 실시예를 들어 설명하는데, 본 발명이 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실험예 1>
실험예 1에서는, 도 1에 나타내는 자성층 포함 석고계 건축재를 제작하여 마그넷 흡착 시험을 실시하였다.
우선, 자성층 포함 석고계 건축재의 제조 조건에 대해 설명한다.
석고계 건축재(11)로서 두께8.7㎜×폭300㎜×길이400㎜의 석고 보드를 준비하고, 그 한쪽 주표면(11a) 상의 전체면에 자성층(12)을 형성하였다.
자성층은, 철분 100질량부에 대해, 바인더로서 유기 바인더인 아세트산비닐 수지를 7.7질량부, 점성 증가제를 0.7질량부, 기포 제거제를 0.2질량부, 방청제를 0.5질량부, 그리고 반죽물을 혼합하여 형성한 철분 함유 도료재를, 스크레이퍼법에 의해 석고계 건축재(11)의 주표면 상에 두께 1㎜가 되도록 도장하고 건조시킴으로써 형성하였다.
철분으로는, 표 1에 나타내는 바와 같이, 실험예1-1~실험예1-8에서는 환원 철분을, 실험예1-9~실험예1-16에서는 아토마이즈 철분을, 실험예1-17~실험예1-24에서는 산화 철분을 사용하였다. 한편, 산화 철분으로는 사산화삼철 분말을 사용하였다.
방청제로는 유기산계 방청제를 사용하였다.
또한, 실험예1-1~실험예1-24에서는, 자성층(12)을 각각 철분의 단위 면적당 함유량이 표 1에 나타낸 값이 되도록 형성하였다. 구체적으로는, 예를 들어 실험예1-1, 실험예1-9, 실험예1-17에서는, 철분의 단위 면적당 함유량이 0.1kg/m2 이 되도록 자성층을 형성하였다. 한편, 각 실험예의 자성층(12)을 형성할 때에는, 전술한 철분 함유 도료재에 사용할 철분의 입자 직경을 선택하고, 철분 함유 도료재에 첨가하는 반죽물의 양을 조정함으로써, 자성층(12)에 있어 철분의 단위 면적당 함유량이 각 실험예에 대해 원하는 값이 되도록 조정하였다.
또한, 모든 실험예에서, 형성된 자성층의 밀도는 2.5g/cm3 이고, 자성층의 두께는 1.0㎜±0.25㎜의 범위 내에 있음을 확인하였다.
마그넷 흡착 시험은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 우선 각 실험예에서 제작된 자성층 포함 석고계 건축재(31)를, 주표면(31a)이 수직이 되도록 세운다. 그리고, 마그넷 부분의 직경이 17㎜Φ이며 1㎜ 철판에 대한 흡착력이 3.5N인 마그넷(32)을 1개 사용하며, 당해 1개의 마그넷에 의해 A4 용지(33)를 주표면(31a)에 붙였다. 그리고, A4 용지(33)가 낙하할 때까지 A4 용지(33)의 장수를 늘려 가면서, A4 용지(33)가 낙하했을 때의 장수-1장을 당해 자성층 포함 석고계 건축재의 마그넷 흡착력으로서 평가하였다.
한편, 마그넷 흡착 시험에서 사용한 마그넷은, 도 6에 나타내는 바와 같이, 당해 마그넷(61)을 두께 1㎜의 철판(62)에 흡착시키고, 마그넷(61)에 접속시켜 둔 후크(611)를 미도시의 오토그래프에 의해 3㎜/sec의 속도로 블록 화살표 A를 따라 들어올려서, 최대 강도를 측정하였다. 그리고, 당해 최대 강도를 1㎜ 철판에 대한 흡착력으로 하며, 본 실험예에서는 같은 자석을 사용하였다.
또한, 도 3에 나타낸 마그넷 흡착 시험을 실시할 때에, 마그넷(32)의 중심과 A4 용지(33)의 상단 사이의 거리 L이 3cm이고, 마그넷(32)의 중심이 A4 용지(33)의 폭방향 중앙에 위치하도록, 마그넷을 배치하였다.
그리고, A4 용지(33)로는, 두께0.09㎜, 질량64g/m2인 A4 용지를 사용하였다.
평가 결과를 표 1에 나타낸다.
표 1에서, 각 실험예 번호 아래에 있는 수치가 마그넷 흡착 시험의 결과를 나타내고 있다.
실험예1-3~실험예1-8, 실험예1-11~실험예1-16, 실험예1-19~실험예1-24가 실시예이고, 실험예1-1, 실험예1-2, 실험예1-9, 실험예1-10, 실험예1-17, 실험예1-18이 비교예이다.
[표 1]
Figure pat00001
표 1에 나타낸 결과로부터, 자성층 내 철분의 단위 면적당 함유량이 0.3kg/m2 이상인 경우에는, A4 용지를 1장 이상 유지할 수 있어서, 이러한 자성층을 갖는 자성층 포함 석고계 건축재는 충분한 마그넷 흡착력을 가짐이 확인되었다.
<실험예 2>
실험예 2에서는, 실험예 1에서 자성층 내 철분의 단위 면적당 함유량이 같은 경우에 마그넷 흡착력이 가장 떨어지는 산화 철분을 사용하여, 자성층의 밀도가 서로 다른 자성층 포함 석고계 건축재를 제작하여 마그넷 흡착력을 평가하였다.
본 실험예에서는, 각 실험예에서 형성되는 자성층이 원하는 밀도로 되도록, 자성층을 형성할 때에 사용하는 철분 함유 도료재 내에 포함되는 반죽물의 첨가량을 선택, 조정하여, 자성층의 밀도가 서로 다른 실험예2-1~실험예2-4의 자성층 포함 석고계 건축재 시료를 제작하였다. 한편, 자성층을 형성할 때에 사용하는 철분 함유 도료재에서, 반죽물 이외 성분의 함유량에 대해서는 실험예 1(실험예1-17~실험예1-24)의 경우와 마찬가지로 하여 조제하였다.
그리고, 각 실험예에서는, 각각의 자성층이 표 2에 나타낸 밀도로 되도록 조제한 철분 함유 도료재를, 스크레이퍼법에 의해 석고계 건축재(11)의 주표면 상에 두께가 1㎜로 되도록 도장하여 건조시킴으로써, 자성층을 형성하였다. 한편, 모든 실험예에서, 자성층 내 철분의 단위 면적당 함유량은 0.3kg/m2 이고, 자성층의 두께는 1.0㎜±0.25㎜의 범위 내에 있음이 확인되었다.
전술한 바와 같이, 각 실험예에 대해 자성층이 원하는 밀도로 되도록 철분 함유 도료재를 조제한 점 이외에는, 실험예 1의 경우와 마찬가지로 하여 자성층 포함 석고계 건축재를 제작하였다.
제작된 자성층 포함 석고계 건축재에 대해서는, 실험예 1의 경우와 마찬가지로 하여 마그넷 흡착 시험을 실시하였다. 결과를 표 2에 나타낸다. 표 2에서, 각 실험예 번호 아래에 있는 수치가 마그넷 흡착 시험의 결과를 나타내고 있다.
실험예 2-1이 비교예이고, 실험예2-2~실험예2-4가 실시예이다.
[표 2]
Figure pat00002
표 2에 나타낸 결과로부터, 자성층의 밀도가 2.0g/cm3 이상인 실험예2-2~실험예2-4는, A4 용지를 1장 이상 유지할 수 있어서, 이러한 자성층을 갖는 자성층 포함 석고계 건축재는 충분한 마그넷 흡착력을 가짐이 확인되었다.
한편, 자성층의 밀도가 2.0g/cm3 미만인 실험예2-1은, A4 용지를 1장도 유지할 수 없어서 마그넷 흡착력이 충분치 않음이 확인되었다.
<실험예 3>
실험예 3에서는, 실험예1-17~실험예1-24에서 제작된 자성층 포함 석고계 건축재의 자성층 상 전체면에, 범용적인 두께 0.3㎜의 벽지를 바른 시험체를 제작하였다. 한편, 벽지로는 비닐 벽지를 사용하였다. 그리고, 이러한 벽지를 바른 시험체를 사용한 점 이외에는, 실험예 1의 경우와 마찬가지로 하여 마그넷 흡착 시험을 실시하였다. 한편, 마그넷 흡착 시험은 벽지를 바른 면을 사용하여 실시하였다.
평가 결과를 표 3에 나타낸다. 표 3에서는, 벽지를 바르기 전에 대응하는 자성층 포함 석고계 건축재의 실험예 1에서의 실험예 번호를 함께 나타내고 있다. 예를 들어, 실험예 3-1에서는, 표 3에 나타내는 바와 같이, 실험예 1-17에서 제작된 자성층 포함 석고계 건축재의 자성층 상에 벽지를 바른 것이다. 또한, 자성층의 단위 면적당 철분 함유량을 함께 나타내고 있다.
실험예 3-1, 실험예3-2가 비교예이고, 실험예3-3~실험예3-8이 실시예이다.
[표 3]
Figure pat00003
표 3에 나타낸 결과로부터, 자성층의 단위 면적당 철분 함유량이 0.3kg/m2 이상인 실험예3-3~실험예3-8은, A4 용지를 1장 이상 유지할 수 있어서, 이러한 자성층을 갖는 자성층 포함 석고계 건축재는, 벽지를 표면에 배치한 경우에도 충분한 마그넷 흡착력을 가짐이 확인되었다.
또한, 실험예3-3~실험예3-8과 대응하는 실험예1-19~실험예1-24에 대한 마그넷 흡착 시험 결과 비교로부터, 벽지를 바른 경우에도 벽지를 바르지 않은 경우와 마찬가지의 마그넷 흡착력을 가짐이 확인되었다.
한편, 자성층의 단위 면적당 철분 함유량이 0.3kg/m2 미만인 실험예3-1, 실험예3-2는, A4 용지를 1장도 유지할 수 없어서 마그넷 흡착력이 충분치 않음이 확인되었다.
<실험예 4>
실험예 4에서는, 도1 또는 도2에 나타내는 자성층 포함 석고계 건축재를 제작하여 불연성 시험을 실시하였다.
우선, 자성층 포함 석고계 건축재의 제조 조건에 대해 설명한다.
석고계 건축재(11)로서 두께8.7㎜×폭99㎜×길이99㎜의 석고 보드를 준비하고, 그 한쪽 주표면(11a) 상의 전체면에 자성층(12)을 형성하였다.
자성층은, 철분 100질량부에 대해, 바인더로서 유기 바인더인 아세트산비닐 수지를 7.7질량부, 점성 증가제를 0.7질량부, 기포 제거제를 0.2질량부, 방청제를 0.5질량부, 그리고 반죽물 24질량부를 혼합하여 형성한 철분 함유 도료재를, 스크레이퍼법에 의해 석고계 건축재(11)의 주표면 상에 두께 1㎜가 되도록 도장하고 건조시킴으로써 형성하였다.
철분으로는, 표 4에 나타내는 바와 같이, 실험예4-1~실험예4-5에서는 환원 철분을, 실험예4-6~실험예4-10에서는 아토마이즈 철분을, 실험예4-11에서는 산화 철분을 사용하였다. 한편, 산화 철분으로는 사산화삼철 분말을 사용하였다.
방청제로는 유기산계 방청제를 사용하였다.
실험예4-1~실험예4-11에서는, 자성층(12)에 있어 철분의 단위 면적당 함유량이 2.0kg/m2 이고, 자성층(12)의 밀도가 2.5g/cm3이며, 자성층의 두께가 1.0㎜±0.25㎜의 범위 내에 있음이 확인되었다.
그리고, 실험예4-2~실험예4-5, 실험예4-7~실험예4-10에서는, 자성층(12)의 상면 전체를 덮도록 무기 피막(21)을 형성하였다. 무기 피막(21)은, 비정질 실리카, 마이카, 규산나트륨, 규산리튬 및 물을 함유하는 슬러리를 도포하고 건조시킴으로써 형성하였다. 이에, 무기 피막(21)은 무기계 난연 재료인 알칼리금속규산염계 난연 재료를 함유한다. 무기 피막(21)은, 각 실험예에 대해, 무기 피막의 단위 면적당 질량이 표 4에 나타낸 값으로 되도록 무기 피막(21)의 두께를 조정하여 형성되었다.
한편, 실험예4-1, 실험예4-6, 실험예4-11에서는, 무기 피막을 형성하지 않고, 도 1에 나타낸 석고계 건축재(11)와 자성층(12)을 갖는 자성층 포함 석고계 건축재로 하였다.
얻어진 자성체 포함 석고계 건축재의 발열성 시험으로서, ISO 5660-1 원뿔형 열량계(cone calorimeter)법에서의 발열성 시험에 준거하여 실시하여, 가열 시간 10분 또는 20분에서의 총발열량과 최고 발열 속도에 대해 측정하였다.
평가 결과를 표 4에 나타낸다.
실험예4-1~실험예4-11 모두는 실시예이다.
[표 4]
Figure pat00004
표 4에 나타낸 결과로부터, 무기 피막을 형성함으로써 불연 성능을 크게 할 수 있음이 확인되었다. 특히, 무기 피막의 단위 면적당 질량이 증가함에 따라 불연 성능이 커지는 것도 확인할 수 있었다.
특히, 철분으로서, 환원 철분 또는 아토마이즈 철분을 사용한 경우, 무기 피막의 단위 면적당 질량을 일정량 이상으로 함으로써, 준불연(準不燃) 재료로 인정되는 기준인 가열 개시 시간 10분에서의 총 발열량이 8MJ/m2 이하임이 확인되었다(실험예4-3, 실험예4-8). 그리고, 무기 피막의 단위 면적당 질량을 더 증가시킴으로써, 불연 재료로 인정되는 기준인 가열 개시 시간 20분에서의 총 발열량이 8MJ/m2 이하로 됨이 확인되었다(실험예4-4, 실험예4-5, 실험예4-9, 실험예4-10).
또한, 철분으로서 산화 철분을 사용한 경우, 무기 피막을 형성하지 않더라도 가열 개시 시간 20분에서의 총 발열량이 8MJ/m2 이하로 되는 것도 확인되었다.
한편, 실험예 1,3과 마찬가지로 하여 마그넷 흡착 시험을 실시하였더니, 모든 실험예에서 제작된 자성층 포함 석고계 건축재에서 A4 용지를 1장 이상 유지할 수 있음이 확인되었다.
<실험예 5>
실험예 5에서는, 도 1에 나타낸 자성층 포함 석고계 건축재를 제작하여, 자성층을 형성하는 수단에 따른 평활성 비교를 하였다.
자성층 포함 석고계 건축재의 제조 조건에 대해 설명한다.
석고계 건축재(11)로서 두께8.7㎜×폭910㎜×길이1820㎜의 석고 보드를 준비하고, 그 한쪽 주표면(11a) 상의 전체면에 자성층(12)을 형성하였다.
철분 100질량부에 대해, 바인더로서 유기 바인더인 아세트산비닐 수지를 7.7질량부, 점성 증가제를 0.7질량부, 기포 제거제를 0.2질량부, 방청제를 0.5질량부, 그리고 반죽물 24질량부를 혼합하여 형성한 철분 함유 도료재를 준비하였다. 한편, 철분으로는 환원 철분을, 방청제로는 유기산계 방청제를 각각 사용하였다.
그리고, 실험예 5-1에서는 플로우 코터를 이용하여, 실험예 5-2에서는 롤 코터를 이용하여, 실험예 5-3에서는 스크레이퍼법을 이용하여, 자성층의 두께가 1.0㎜로 되도록 자성층을 도장하여 건조시킴으로써 자성층을 형성하였다.
얻어진 자성층은 모두, 철분의 단위 면적당 함유량이 2.0kg/m2, 밀도가 2.5g/cm3으로 되었다. 또한, 자성층의 두께는 1.0㎜±0.25㎜의 범위로 되었다.
그리고, 각 실험예에서 제작된 자성층 포함 석고계 건축재에 대해, JIS A 6901(2014)의 "7.3.1 치수"의 "a) 두께" 규정에서와 같이 두께를 측정하였다. 구체적으로는, 제작된 자성층 포함 석고계 건축재의 단면으로부터 25㎜ 이내이면서 양 측면으로부터 80㎜ 이상 내측인 영역에서, 등간격인 6개소의 측정 위치에서 두께를 측정하였다.
또한, 자성층을 형성하기 전에 미리 상기 자성층 포함 석고계 건축재의 두께를 측정한 각 측정점과 같은 위치에서의 석고 보드 두께를 측정하였다. 그리하여, 자성층 포함 석고계 건축재의 측정값과 미리 측정하여 둔 석고 보드의 두께로부터, 자성층의 두께를 산출하였다.
결과를 표 5-1~표 5-3에 나타낸다. 표 5-1~표 5-3은 각각, 실험예5-1~실험예5-3에서 제작된 자성층 포함 석고계 건축재의 두께 측정 결과, 측정값의 최대값과 최소값의 차, 측정값의 평균값을 나타내고 있다.
실험예5-1~실험예5-3 모두는 실시예이다.
[표 5-1]
Figure pat00005
[표 5-2]
Figure pat00006
[표 5-3]
Figure pat00007
표 5-1~표 5-3에 나타낸 결과로부터, 어떤 수단에 의해 자성층을 형성하더라도, 평활한 표면을 갖는 자성층 포함 석고계 건축재를 제조할 수 있음이 확인되었다.
또한, 실험예5-1~실험예5-3에서 제작된 자성층 포함 석고계 건축재는, 두께가 모든 측정점에서 9.5㎜ 이상 10.0㎜ 이하의 범위 내에 있으며, JIS A 6901(2014)의 규격을 충족함도 확인할 수 있었다.
<실험예 6>
실험예 6에서는 도 1에 나타낸 자성층 포함 석고계 건축재를 제작하였다. 다만, 본 실험예에서는, 자성층에 방청제를 배합하여 얻어진 자성층 포함 석고계 건축재의 방청 성능을 비교하였다.
자성층 포함 석고계 건축재의 제조 조건에 대해 설명한다.
석고계 건축재(11)로서 두께8.7㎜×폭99㎜×길이99㎜의 석고 보드를 준비하고, 그 한쪽 주표면(11a) 상의 전체면에 자성층(12)을 형성하였다.
자성층(12)을 형성함에 있어서는, 우선 철분 100질량부에 대해, 바인더로서 유기 바인더인 아세트산비닐 수지를 7.7질량부, 점성 증가제를 0.7질량부, 기포 제거제를 0.2질량부, 그리고 반죽물 24질량부를 혼합하여 형성한 철분 함유 도료재를 조제하였다. 또한, 철분 함유 도료재에 방청제를, 각 실험예에 대해 철분에 대한 비율이 표 6에 나타내는 비율로 되도록 첨가하였다.
철분 함유 도료재를 조제할 때에, 철분으로는 환원 철분을 사용하였다. 또한, 방청제로는 표 6의 기재대로, 실험예6-1~실험예6-6에서는 유기산계 방청제를, 실험예6-7~실험예6-12에서는 지방산계 방청제를, 실험예6-13~실험예6-18에서는 유기산아민계 방청제를, 실험예6-19~실험예6-24에서는 아질산염계 방청제를 각각 사용하였다.
그리고, 조제된 철분 함유 도료재를, 스크레이퍼법에 의해, 석고계 건축재(11)의 주표면 상에 두께가 1㎜로 되도록 도장하여 건조시킴으로써, 자성층을 형성하여 자성층 포함 석고계 건축재를 제작하였다. 얻어진 자성층 포함 석고계 건축재의 자성층 두께는 1.0㎜±0.25㎜의 범위 내에 있음이 확인되었다.
한편, 철분 함유 도료제에 첨가된 방청제는 철분에 대해 최대 0.5질량%로서 미량이므로, 얻어진 자성층에 있어 철분의 단위 면적당 함유량은 실험예6-1~실험예6-24 모두에서 2.0kg/m2으로 되었다. 또한, 같은 이유에서 실험예6-1~실험예6-24의 모든 실험예에서 자성층의 밀도는 2.5g/cm3으로 되었다.
얻어진 자성층 포함 석고계 건축재를 40Ž, 90% RH의 환경에서 24시간 동안 가만히 둔 후, 부식의 발생을 육안으로 확인하였다. 평가 결과를 표 6에 나타낸다.
한편, 실험예6-1~실험예6-24 모두는 실시예이다.
[표 6]
Figure pat00008
표 6에 나타낸 바와 같이, 각종 방청제를 철분비로 0.1질량% 이상 배합시킨 자성층 포함 석고계 건축재는 부식이 발생하지 않음이 확인되었다.
한편, 실시예 1,3과 마찬가지로 하여 마그넷 흡착 시험을 실시하였더니, 모든 실시예에서 제작된 자성층 포함 석고계 건축재에서 A4 용지를 1장 이상 유지할 수 있음이 확인되었다.
이상에서 자성체 포함 석고계 건축재, 자성 줄눈 처리재, 자성체 포함 석고계 건축재 제조방법을 실시형태 등으로 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태 등에 한정되는 것은 아니다. 청구범위에 기재된 본 발명 요지의 범위 내에서 다양한 변형, 변경이 가능하다.
본 출원은 2016년 10월 18일에 일본국 특허청에 출원된 특원2016-204734호에 기초한 우선권을 주장하는 것으로서, 특원2016-204734호의 전체 내용을 본 국제출원에 원용한다.
10,20,31 자성층 포함 석고계 건축재
11 석고계 건축재
12 자성층
21 무기 피막

Claims (10)

  1. 자성 줄눈 처리재를 사용하여 자성층 포함 석고계 건축재 간의 줄눈 처리를 함으로써 얻어지는 벽 구조체로서,
    상기 자성 줄눈 처리재는 철분과 바인더를 함유하며,
    상기 자성 줄눈 처리재에 있어 상기 철분의 함유량이 2.0g/cm3 이상인 벽 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 철분이 산화 철분, 환원 철분 및 아토마이즈 철분에서 선택된 1종류 이상을 함유하는 것인 벽 구조체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 자성 줄눈 처리재는 상기 철분에 대해 방청제를 0.1질량% 이상의 비율로 더 함유하는 것인 벽 구조체.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 철분의 평균 입자 직경이 20㎛ 이상 200㎛ 이하인 벽 구조체.
  5. 자성층 포함 석고계 건축재 간의 줄눈 처리에 사용되는 자성 줄눈 처리재로서,
    철분과 바인더를 함유하며,
    상기 철분의 함유량이 2.0g/cm3 이상인 자성 줄눈 처리재.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 철분이 산화 철분, 환원 철분 및 아토마이즈 철분에서 선택된 1종류 이상을 함유하는 것인 자성 줄눈 처리재.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 철분에 대해 방청제를 0.1질량% 이상의 비율로 더 함유하는 자성 줄눈 처리재.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 철분의 평균 입자 직경이 20㎛ 이상 200㎛ 이하인 자성 줄눈 처리재.
  9. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 자성층 포함 석고계 건축재 사이에서 마그넷의 흡착력이 저하되는 것을 억제하는 자성 줄눈 처리재.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 자성층 포함 석고계 건축재가 복수 개 모여서 벽 구조체를 구성하는 것인 자성 줄눈 처리재.
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