KR920000758B1

KR920000758B1 - 무기질 섬유판 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR920000758B1
Application number: KR1019880017775A
Authority: KR
Inventors: 김수엽
Original assignee: 주식회사 금강; 박가경
Priority date: 1988-12-29
Filing date: 1988-12-29
Publication date: 1992-01-21
Also published as: KR900010152A

Abstract

내용 없음.

Description

무기질 섬유판 및 그 제조방법

도면은 본 발명을 실시하기 위한 제조장치의 일예.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 믹서형펄퍼 4 : 두께조절장치

5 : 와이어스크린 6 : 진공흡입기

7 : 면평활장치

본 발명은 무기질 섬유를 유기 및 무기결합체로 결합시켜서되는 무기질 섬유판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래에도 미국특허 3,077,413호에 의하여 물 100중량부에 고형분 기준 실리카졸 9.3중량부와 무기섬유 6.6중량부를 교반한 슬러리를 몰드(mold)에 주입시키고 가압하여 성형하여 무기질 섬유판을 얻도록 하는 성형 방법이 제안된 바 있었으며, 미국특허 제3,224,927호에 의하여 무기섬유 100중량부에 양이온전분(cationic starch) 0.2-1.5중량부와 건조기준 콜로이달 실리카 10-20중량부로된 2-3% 수용액을 제조하여 성형하는 방법 등이 제안된 바 있었으며, 이에 의하여 내열 및 단열성이 우수한 무기질 섬유판을 얻게 되었던 것이다. 반면에 이러한 무기질 섬유판은 미시적으로 볼 때 교차되는 무기질 섬유간에 결합되지 못하고 무기섬유군간에 성글게 결합된 것으므로 결합상태에 결함이 있게 되어 결과적으로 강도가 낮게 되는 문제점이 있는 것일뿐만 아니라 고가인 실리카졸의 소비량이 많아 제조원가를 앙등시키게 되는 요인이 되었던 문제점이 있는 것이었고, 성형에 의한 제조방법에 의존하는 것이므로 생산능률이 저조하였던 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바의 문제점을 해결하기 위하여 무기섬유간의 바람직한 결합이 가능하도록 하기 위하여 유기결합체로서 전분, HEC(Hydroxy Ethyl Cellulose)등과 무기결합제로서 실리카졸, 알루미나졸 등을 사용하되 이들 결합제의 가교 결합을 위한 가교결합제로서 유기, 무기응집제를 사용함으로써 제품의 강도를 증진시킴과 동시에 무기결합제인 실리카졸의 사용량을 감소시켜 제조원가를 절감하며, 또한 슬러리 상태의 원료를 망목상의 이송수단으로 이송시키면서 진공흡입기로 탈수시켜 줌으로써 판상의 무기질 섬유판의 연속적인 생산이 가능하도록 하여 생산능률을 향상시킬 수 있도록 한 것으로 이와같이된 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 무기섬유로써 세라믹 파이버나 암면 또는 유리섬유를 사용하거나 이들을 적절히 혼합하여 사용할 수 있으며, 이러한 무기섬유는 미시적으로 볼 때 이들의 교차하는 섬유간에 결합이 되도록 하기 위하여 유기결합제와 무기결합제를 사용하게 되는 것이다. 이러한 유기결합제는 전분(Corn Starch), MC(Methyl Cellulose), CMC(Carboxy Methyl Cellulose), HEC(Hydroxy Ethyl Cellulose), PVA(Poly Vinyl Alcohol) 아크릴에멀젼, 초산비닐에멀젼, 폴리아크릴아미드(저분자량)등을 사용할 수 있으며, 이들 유기결합체를 섬유중량에 1% 미만을 투입할 경우에는 성형후의 제품강도가 너무 낮게 되어 취급에 어려움이 있게 되고 반면 5% 이상을 투입한 경우에 고열이 가하여지게 되면 인화 및 연소시의 연기 발생등의 문제가 있으므로 총유기 결합제의 사용량을 섬유중량의 1-5% 정도로 하여야 한다.

이러한 유기결합제로 전분을 사용할 경우에는 이를 호화(gelatinization)시켜 사용하게 되는 것이며, 기타 유기결합제의 경우에는 1-2%용액을 제조하여 사용하거나 분말 또는 에멀젼 상태로 사용할 수 있는 것이다. 또한 무기결합제로는 실리카졸, 알루미나졸, 물유리, 실란 등을 사용할 수 있는 것인데, 이중 실란을 제외한 무기결합제의 사용량은 건조기준 5-20%가 좋으며, 5% 미만을 투입할 경우에는 무기결합제에 의한 강도 발현이 미약하여 제품이 취약하게 되고 20% 이상 투입할때에는 무기결합제의 과다 투입으로 인하여 단열효율이 저하되게 됨은 물론 제조 공정중 탈수과정에서 손실량이 증가하게 되는 경제적인 불이익이 있게 된다.

아울러 전술한 바의 유기 및 무기결합제의 가교결합을 위한 무기응집제로는 황산반토, 액상 알루미나, 폴리알루미늄 클로라이드(Poly-Aluminum-Chloirde), 페릭클로라이드(Ferric Chloride), 카파설페이트(Copper Sulfate), 페릭설페이트(Ferric Sulfate) 등을 사용할 수 있고, 유기응집제로는 폴리아크릴아미드(Poly Acryl Amide), 황화폴리스틸렌 등을 사용할 수 있으며, PH조정제로 NaOH, Na₄OH등을 사용할 수 있는 것이다.

이러한 본 발명은 원료조성을 무기섬유 60-90중량부로 하고, 유기결합제 건조기준 0.5-4중량부, 전분 건조기준 1-5중량부, 부기결합제로서 건조기준 실리카졸, 알루미나졸, 물유리 5-20중량부 및/또는 아미노실란 0.5-2중량부, 무기응집제 0.5-5중량부 및/또는 유기응집제 50-1000PPM(공형분 기준), PH조정제 0.5-3중량부로 되는 것이며, 이와같이 되는 본 발명에 의한 무기질 섬유판을 제조하자면, 도면에 도시된 믹서형 펄퍼(1)에 무기섬유 100중량부에 대하여 3000-6000중량부의 물을 투입하여 무기섬유가 충분히 해면 되도록 하여야 하는데 이와같이 하여 해면된 무기섬유의 섬유장은 5-30mm가 되도록 함으로써 섬유장이 지나치게 짧아 성형후의 제품 밀도가 높아지고 수율이 낮아지거나 단열성능이 저하되지 않도록 하고 섬유장이 지나치게 길게 되어 밀도가 너무 낮아 강도가 저하됨으로써 제품취급이 어렵게 되지 않도록 하여야 하며, 이러한 해면 과정에서 진술한 호화전분과 증점제를 투입하여 줌으로써 해면이 효율적으로 진행되도록 할 수 있는 것이고, 이어서 반토용액을 투입하여 섬유의 표면처리를 완료한 후 PH조정제로 중화시켜 주며, 무기결합제를 투입하여 섬유의 표면과 충분히 접촉할 수 있게 된다.

이어서 필요에 따라 유기응집제를 투여하게 되는 것이고, 유기, 무기결합제를 투입하는 소요되는 시간은 5-20분이 적당하며, 이와같이 함으로써 너무 짧은 시간에 결합제를 투입하여 섬유와 충분히 반응할 시간이 부족하게 되어 결합제를 손실하게 되지 않도록 할수 있고 장시간에 걸쳐 결합제를 투입하여 작업능률을 저하시키지 않도록 하여야 하는 것이다.

이와같이 하여 제조된 슬러리는 일단 저장조(2)에 저장되었다가 일정량씩 투입구(3)로 이송되고 와이어스크린(5)으로 전이된 후 도면상 우측으로 이송되면서 와이어스크린(5)의 미세한 망목에 의하여 수분이 제거되면서 두께조절장치(4)에 의하여 그 두께가 조절된 후 진공흡입기(6)에 의하여 재차 수분이 제거된 고형체(10)가 얻어지는 것이며, 이는 면평활장치(7)에 의하여 표면이 평활되고, 절단기(8)에 의하여 일정길이만큼씩 절단된 후 이송콘베이어(9)에 의하여 건조기에 넣고 90℃-200℃로 건조함으로써 완성될 수 있는 것이며, 이와같이 하여 얻은 무기질 섬유판은 특히 무기섬유간의 결합이 견고하여 강도가 탁월하므로 각종 단열재로 사용시 마모가 덜하며 취급이 용이하게 되고 무기결합제로서 사용되는 고가인 실리카졸의 사용량중 일부를 유기결합제로 대체할 수 있게 되어 제조원가를 낮출 수 있게 되고 와이어스크린 및 진공흡입기 및 그리고 면평활장치(7)를 사용함으로써 무기섬유판을 연속으로 성형할 수 있게 되는 것이어서, 연속적인 생산 공정이 이루어지므로 생산능률을 대폭 향상시킬 수 있게 되는 것으로, 이와같이된 본 발명을 첨부된 실시예에 따라 더욱 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

[실시예 1]

무기질섬유로서 세라믹 파이버 15kg과 암면 15kg 그리고 물 1800kg이 충전된 믹서형 펄퍼(1)에서 20분간 해면시키며, 해면중 유기결합제로서 호화전분 5%용액과 HEC(Hydroxy Ethl Cellulose) 1% 용액 30kg을 투입하여 줌으로써 무기질 섬유가 충분히 해면된 후 무기응집제로서 20%의 황산반토 용액 360g을 첨가하고 5분간 교반시킨후 암모니아수로 중화시킨다. 이와같이 된 슬러리에 무기결합제로서 실리카졸 30%용액을 8kg 투입하고 전술한 바와같이 도면에 도시된 장치에 의하여 판상으로 성형한 후 건조기에서 100℃로 24시간동안 건조한 결과 밀도가 230kg/㎥이었으며, 상온에서의 곡강도가 2.7kgf/㎠으로 강도가 우수하여 사용시 마모가 적게 되고 취급이 용이하게 됨을 알수 있었고 실리카졸의 사용량을 줄일 수 있었다.

[실시예 2]

본 실시예에서는 상술한 실시예 1과 동일한 조성으로 슬러리를 얻되 다만 유기결합제인 HEC 1%용액 30kg을 역시 유기결합제인 PVA(Poly Vinyl Alcohol) 1%용액 30kg으로 대체투입하며 동일한 방법으로 성형하고 건조한 결과 밀도가 220kg/㎥이었으며, 상온에서의 곡강도가 2.3kg/㎠인 무기질 섬유판을 얻을 수 있었다.

[실시예 3]

본 실시예에서는 실시예 1과 동일한 조성으로 슬러리를 얻되 무기질 섬유로써 세라믹 파이버 10kg과 암면 20kg을 사용하였으며, 동일한 방법으로 성형하고 건조한 결과 밀도가 300kg/㎥이 되었고 상온에서의 곡강도가 3.0kgf/㎠인 우수한 강도의 무기질 섬유판을 얻을 수 있었다.

[실시예 4]

무기질 섬유로서 세라믹 파이버 20kg과 유리섬유 10kg을 물 500kg이 충전된 믹서형 펄퍼(1)에서 15분간 교반하여 해면시키며, 해면중 유기결합제로써 호화전분 5%용액 9kg과 폴리아크릴 아미드 15% 용액 1kg을 투입하였다. 섬유가 충분히 해면된 후 무기응집제로서 25%의 황산반토용액 360g 투입하고 5분간 교반시킨 후 암모니아수로 PH를 0.8으로 조절하였으며, 이렇게 제조된 슬러리에 무기결합제로서 실리카졸 10kg을 첨가하고 5분간 교반을 한후 실시예 1과 같은 방법으로 성형하고 절단 및 건조하였던바, 제품의 밀도는 240kg/㎥이 되었고, 상온에서의 고강도가 2.8kgf/㎠이 되어 이 경우에도 우수한 강도를 갖는 무기질 섬유판을 얻을 수 있었다.

Claims

무기섬유 60-90중량부와 전분, MC(Methyl Cellulose), CMC(Carboxy-Methyl-Cellulose), HEC(Hydroxy-Ethyl Cellulose)등의 유기결합제 0.5-4중량부와 실리카졸, 알루미나졸, 물유리 등의 무기결합제 5-20중량부, 무기 응집제 0.5-5중량부나 유기응집제를 0-0.1중량부, PH조정제로서 NH₄OH, NaOH 0.5-3중량부로된 무기질 섬유판.
무기질섬유 6-90중량부를 3000-6000중량부의 물이 충전된 믹서형 펄퍼(1)에 넣고, 해면시키되 해면중 0.5-4중량부의 유기결합제를 투입하며, 5-20분간의 해면이 완료된후 5-20중량부의 무기응집제를 첨가하고 교반하며, 0.5-3중량부의 암모니아수로 중화시키고 5-20중량부의 무기결합제를 투입하여 교반하여 섬유의 표면과 충분히 접촉될 수 있도록 함으로써 슬러리를 얻고 이를 와이어스크린(5)에의하여 이송시키면서 두께조절장치(4) 및 진공흡입기(6) 그리고 면평활장치(7)에 의하여 탈수 및 성형되도록 하고 절단 및 건조되도록 하는 무기질 섬유판의 제조방법.