KR980009190A - 개방 공극이 있는, 가벼운 광물 절연판의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

a) 고함량 기준으로, BET에 의한 비표면적이 2.5㎡/g 이상인 석영 분말 40∼48M%(질량 백분율), 비표면적이 15㎡/g 이상인 소석회 15∼20M%, 시멘트 25∼35M%, 소수성 매질 0.3∼0.5M%, 그 외의 첨가물들 및 물을 원료 물질로 사용하여(이때, 시멘트 양과 소석회 양의 비율은 1.5∼2.3 : 1, 바인더 비율은 45∼52M% 범위로 함), 제조된 현탁액의 물/고체 지수(포말 제외)가 0.7∼1.2가 되도록 상기 원료 물질을 고속회전시키는 혼합기 장치와 회전식 혼합 콘테이너가 장착된 인텐시브 혼합기에서 강력하게 혼합시킴으로써, 물-고체의 현탁액을 제조하고, b) 물, 공기 및 공극 형성체로부터, 총밀도가 40∼50 ㎏/㎥인 포말을 제조하여, c) 인텐시브 혼합기가 장착된 상기 혼합 콘테이너에서 정류 상태로 존재하는 상기 물/고체 현탁액에 이 포말을 첨가하고, 이 혼합기 장치를 최대 120초 이내에서 저속 회전시켜 포말을 혼합시키며, d) 상기 혼합물을 한 개 이상의 주형에 쏟아 붓고, e) 상기 원료 혼합물을 충분한 그린 상태 강도를 갖는 정형적인 플라스틱 블록으로 고정시키며, f) 진공에 의해, 상기 주형 바닥으로부터 상기 플라스틱 블록을 떼어내고, g) 와이어를 이용하여, 상기 블록을 개별적인 절연판으로 절단한 후에, h) 상기 절연판을 오토클레이브에서 경화시키는 단계로 이루어지는, 총밀도 130㎏/㎥미만의, 개방 공극이 있는, 가벼운 광물 절연판의 제조 방법이 제공된다.

Description

개방 공극이 있는, 가벼운 광물 절연판의 제조 방법

본 발명은 총밀도 130㎏/㎥미만의 가벼운 다공성 광물 절연판에 관한 것이다.

건축용 단열재로서 포말 폴리스틸렌 판이나 광물 섬유판의 대체물로 사용하기 위해, 총밀도를 최대한 최소화시킨, 가벼운 다공성이 광물 절연판을 제조하는 방법을 개발하는 데, 오랫 동안 많은 노력이 기울여져 왔다. 그 한 예로, DE 4 339 137 A1에는 실리카 함유 물질, 소석회, 물, 포말 및 활성 알루미네이트를 함유한 급속 정착 시멘트(quick-setting cement)로 단열 물질을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 총밀도를 아주 작게 얻기 위해서, BET에 의한 비표면적이 적어도 약 3㎡/g, 특히 4∼5㎡/g 이상인 석영 분말을 실리카 함유 물질로서 사용하고 석영 분말과 활성 알루미네이트의 실질적이고 완전한 전환을 위해, 약 1.25이상의 물과 고체의 중량비(포말 제외)와, BET에 의한 표면적이 약 15㎡/g 이상인 소석회의 실제 화학량론적인 양으로, 원료 혼합물을 제조하고, 충분하게 경화시킨 후에, 주형의 벽캐스트(blanks cast)를 주형으로 바닥으로부터 분리하여 제거한 후에, 주형 바닥 적절한 위치에서 오토클레이브시키는 것이 필요하다. 이와 같은 방법을 실시하는 데 있어서는 첫 번째 혼합기에서 이러한 석영 분말, 소석회 및 물로물/고체 현탁액을 먼저 제조한다. 분리 포말 생성기로부터 포말 총밀도가 60∼80 ㎏/㎥범위에 속하는 단백질 포말을 생성시킨 후에 첫 번째 혼합기에 섞어 준다. 급속 정착 시멘트 현탁액을 두 번째 혼합기에 혼합시킨 후에, 포말을 혼합시키고, 첫 번째 혼합기의 물/고체 현탁액 아래 도입하여, 먼저 제조된 혼합물과 섞어준다. 그리고 나서 이와같이 생성된 원료의 혼합물은 주형에 쏟아 붓는다. 이 전체 물질을 충분히 경화시킨후에, 주형 바닥으로부터 분리시켜 주형을 제거한다. 그 후에, 주형 바닥에 있지 않으면 취급하다가 깨지기 쉽기 때문에, 주형 바닥상의 적절한 위치에 이 블록을 약 6시간 동안 놓아둔 후에, 역시 주형 바닥상의 적절한 위치로 오토클레이브시켜, 스팀 경화시킨다. 그 후에, 이 스팀 경화된 블록들을 판상으로 절단할 수 있다. 하지만, 이 물질이 경화된 것이기 때문에 이를 위해서는 특수 회전 또는 왕복절단기 도구가 필요하다. 이 블록이 주형 바닥이 없이 취급되는 어떠한 종류의 그린 상태(green state)에서 매우 깨지기 쉽기 때문에, "그린" 상태에서의 포말 또는 다공성 콘크리트의 정형적인 플라스틱 블록(still plastic blocks)에 대개 효과적으로 사용되는 것과 같은, 팽팽한 와이어(tensioned wires)에 의한 절단은 이와같은 방법에는 불가능하다. 원료 혼합물을 제조하기 위해 두 가지 혼합기를 사용하는 것과, 경화된 상태로 이 블록을 절단하는 것이 이와 같은 종래 기술 방법의 비용을 증가시킨다. 게다가, 이와 같은 방법에 의해 제조된 단열 물질은 방수가공제가 아니다.

포말 콘크리트로부터 가벼운 광물 절연판을 제조하는 방법은 DE 4 327 074 A1에 개시되어 있는데, 여기서는 물, 석영 분말, 소석회 및 시멘트를 패들 교반 장치가 있는 정류 교반기에 넣는다. 그 후에 교반기에 넣은 이 혼합물을, 균일한 바인더 슬러리를 형성시키기 위해, 원심 펌프를 사용하여 5∼10분 동안 콜로이드 혼합기 장치(colloidal mixer circuit)주위로 펌프하였다. 그리고 나서, 길이 6∼12㎜의 유리 섬유 교반기에 넣고, 패들 교반 장치에 의해 바인더 슬러리에 혼합시킨다. 물, 공기 및 공극 형성체(pore-former)로부터 포말 생성기에서 포말을 생성시켜, 패들 교반 장치가 있는 교반기에 가득 채워 넣는다. 패들 교반 장치를 약 3분 동안 회전시킴으로써, 이 포말은 유리 섬유가 함유된 바인더 슬러리에 혼합시키고, 오거 컨베이어(auger conveyor) 유형 또는 연동 펌프인, 원심 펌프와 모터 펌프를 이용하여 이 원료 혼합물을 주형에 채운다. 포말 콘크리트 블록을 주형 측면에서 제거시킨 후, 이 포말 콘크리트 블록을 가벼운 개별 절연판으로 절단한다. 그 후에, 이것들을 오토클레이브에서 경화시키고 추가 공정 단계에서 표면경화용 코팅을 한다. 패들 교반 장치에 부가하여 원심 펌프, 콜로이드 혼합기 및 모터 펌프가 필요하기 때문에, 이 혼합물의 제조 장치의 비용이 매우 크게 증가된다. 혼합 시간이 비교적 긴 편이며, 표면 강화를 위해서는 분리된 공정 단계가 추가로 필요하다. 제조 비용을 훨씬 상승시키고 포말 콘크리트 블록을 절단하고 경량의 절연판을 제조하는 데에 문제를 야기시키는, 장치에 있어서의 이와 같은 비용과 시간에 불구하고 및 유리 섬유를 사용함에도 불구하고, 실제에서의 무제한적인 사용에 필수적인 제품의 품질을 얻을 수 없었다. 이와 같은 방법에 의해 제조된 가벼운 절연판은 강도, 단열 용량 및 방수성에 대한 필요한 성질들을 실질적으로 갖지 못한다(DE 4 327 074 A1의 출원인들은 이들 자체를 이후의 특허 출원 DE 4408 088 A1, 칼럼 2, 라인 39∼54에 개시함).

가벼운 다공성 광물 절연판으 제조 방법이 DE 4 408 088 A1에 개시되어 있는데, 이 방법은 우선 시멘트, 석영 분말, 소석회 및 물로 이루어진 바인더 슬러리를 콜로이드 혼합기에서 제조하는 것으로 이루어진다. 이 바인더 슬러리를 공급 펌프의 주입물로 넣어 첫 번째 공급 라인을 통해 Y-형 혼합 파이프에 넣고, 미리포말건(foam gun)에서 생선시켜, 두 번째 공급 라인을 통해 이 혼합 파이프에 도입된 포말과 혼합시킨다. 그 후에, 혼합 파이프에서 상기 두 가지 성분이 혼합물로 제조된 포말 콘크리트 매쓰(formed concrete mass)를 정류 혼합기에 주입시켜, 포말 콘크리트 매쓰를 균일화시킨다. 그리고 나서, 이 포말 콘크리트 매쓰를 주형상자 속에 넣는다. 이 포말 콘크리트 매쓰를 고정시킨 후에, 이 주형 벽들을 제거한다. 그 후에, 주형 바닥에 유리된 채로 세워져 있는 이 플라스틱 블록을 팽팽한 와이어를 이용하여 절연판으로 절단한다. 이 절연판들을 진공 그립퍼(vacuum gripper)를 이용하여 바닥판으로부터 떼어내서 경화 트롤리(hardening trolley)에 놓은 후에 그 상태로 오토클레이브에서 경화시킨다. 그 후에, 변형된 수성 유리(water glass), 소수성 매질 및 물을 기초로 하는투침조에서의 추가 작업 단계로, 이 판의 투침(impregnation)을 일으킨다. 이 절연판 표면을 이 투침 매질에 의해 경화시켜 방수성의 효과를 얻게 된다. 두 가지 다른 종류의 혼합기, 혼합 파이프 및 추가적인 공급 펌프가 필요하기 때문에

이 방법을 실시하는 데에서도 장치 비용이 매추 높아진다. 게다가, 소수성 처리에 진공 챔버가 있는 담금조와 건조 스테이션이 필요하다. 또한, 정류 혼합기로는 이 원료 혼합물에 포말을 알맞은 정도로 균일하게 분포시키기 어렵다.

본 발명은 총밀도가 130 ㎏/㎥ 미만인, 개방 공극이 있는 가벼운 광물 절연판을 제조하는 방법을 제공하고자 하는 목적을 기초로 한 것이며, 이 방법은 비교적 저렴한 비용의 장치와 공정 기술로, 매우 뛰어난 단열성, 비교적 높은 강도, 특히 장력 및 소수성을 갖는 판을 제조 할 수 있다.

도1은 본 발명에 의한 제조 방법을 실시하는 데 사용되는 인텐시브 혼합기(intensive mixer)를 개략적으로 도시한 평면도이다.

이와 같은 목적은 다음과 같은: a) 고함량 기준으로, BET에 의한 비표면적이 2.5㎡/g 이상인 석영 분말 40∼48M%(질량 백분율) 비표면적이 15㎡/g 이상인 소석회 15∼20M%, 시멘트 25∼35M%, 소수성 매질 0.3∼0.5M%, 그 외의 첨가물들 및 물을 원료 물질로 사용하여(이때, 시멘트 양과 소석회 양의 비율은 1.5∼2.3 : 1, 바인더 비율은 45∼52M% 범위로 함), 제조된 현탁액의 물/고체 지수(포말 제외)가 0.7∼1.2이 되도록, 상기 원료 물질알았고속 회전시키는 혼합기 장치의 회전식 혼합 콘테이너가 장착된 인텐시브 혼합기에서 강력하게 혼합시킴으로써, 물-고체의 현탁액을 제조하고, b) 물, 공기 및 공극 형성제로부터, 총 밀도가 40∼50㎏/㎥인 포말을 제조하여, c) 인텐시브 혼합기가 장착된 상기 혼합 콘테이너에서 정류상태로 존재하는 상기 물/고체 현탁액에 이 포말을 첨가하고, 이 혼합기 장치를 최대 120초 이내에서 저속 회전시켜 포말을 혼합시키며, d) 상기 혼합물을 한 개 이상의 주형에 쏟아 붓고, e) 상기 원료 혼합물을 충분할 그린 상태 강도(green-state strength)를 갖는 정형적인 플라스틱 블록으로 고정시키며, f) 진공에 의해, 상기 주형 바닥으로부터 상기 플라스틱 블록을 떼어내고, g) 와이어를 이용하여, 상기 블록을 개별적인 절연판으로 절단한 후에, h) 상기 절연판을 오토클레이브에서 경화시키는 단계로 이루어진 방법에 의해 달성되었다.

본 발명에 의한 방법으로, 130㎏/㎥ 미만, 하한치로는 100㎏/㎥ 까지의 총 밀도를 갖는. 개방 공극이 있는 가벼운 광물 절연판을 정확하게 재생산·제조하는 것이 가능하다. 원료 혼합물을 형성시키는 데 단일 혼합기, 즉 혼합 콘테이너의 회전축에 대해 편심적으로 유리하게 배열되고, 다양한 회전 속도로 작동이 가능한 회전식 혼합 콘테이나와 혼합 장치가 장착된 인텐시브 혼합기만이 필요하기에, 이에 사용되는 장치의 비용을 실질적으로 절감시킬 수 있다. 이 물/고체 현탁액을 제조하는 것과, 이 포말을 교반시켜 주면서 동시에 첨가하는 것도 또한 하나의 동일한 콘테이너에서 유효하게 된다. 다양하게 작동 가능한 혼합기 장치가 장착된 이 회전식 혼합 콘테이너는 가능한 최소의 혼합 시간내에 유리된 물질들의 유동체를 알맞게 균일화시키는 데 유용하다. 이 방법에서는, 미리 제조된 포말을 첨가하기 전에, 혼합기 장치를 고속으로 회전시킴으로써, 소수성 매질이 물 및 물/고체 현탁액에 격렬하고 균일하게 분산되는 것이 필수적이다. 포말에서 혼합시킬 때, 소수성 매질에 의해 부분적으로 파괴되지 않기 위해서는. 이 혼합은 최대 120초내의 가능한 한 짧은 시간내에서 실시해야만 하지만, 이 포말을 원료 혼합물에 충분히 균일하게 분산시켜야만 하는데, 회전 속도를 저속으로 하여 작동시키는 혼합 장치를 통해, 이 포말을 파괴시키지 않으면서, 물/고체 현탁액에 이 포말을 온화하고 균일하게 혼합시킬 수 있다. 주어진 범위 내에서의 조성물로 이루어진 원료 혼합물은 적절한 숙성 시간내에서 알맞은 강도를 갖는 정형적인 플라스틱 블록으로 고정되어, 진공에 의해 주형 바닥으로부터 떼어내는 것. 및 팽팽한 절단 와이어를 이용하여 그린 상태로 절단하는 데에 유리하게 된다. 주어진 배합에 의해, 이 플라스틱 블록은 그린 상태로 절단하기에 충분한 강도를 갖는다. 또한, 제조된 절연판은 오토클레이브 처리 단계 이후에, 비교적 높은 압축성과 건조 강도(building strength)를 갖기에, 액체 경화 매질에서의 후속 경화가 필요 없을 수도 있다. 이와 같은 강도를 얻기 위해 유리 섬유를 사용하는 것도 아니기에, 이러한 유리 섬유의 사용으로 야기되는 문제들이 미연에 방지된다. 부가적으로, 포틀랜드 시멘트(Portland cement)를 사용하여 장력을 높일수 있다. 또한 제조된 절연판은 오토클레이브 처리 이후에 추가적인 투침 처리 단계 없이도 완전하게 소수성을 갖는데, 즉 표면부위에서만 소수성을 갖는 것이 아니므로, 보다 작은 판면으로 분할한 이후에도 그 소수성이 유지된다.

본 발명에 의한 이와 같은 방법을 보다 유리하게 실시할 수 있는 가능한 방법들이 종속항에 주어져 있다.

본 발명에 의한 이와 같은 방법을 실시하는 데 사용되는 인텐시브 혼합기가 도면에 개략적인 평면도로 도시되어 있다.

매우 미세한 석영 분말이 본 발명에 의한 이와 같은 방법을 실시하는 데 사용되는데, 이 석영 분말은 BET에 의한 비표면적이 2.5㎡/g이상, 특히 3∼5㎡/g이 된다. 이와 같은 석영 분말을 40∼48M%정도로 첨가한다.

첨가되는 소석회는 약 15㎡/g 이상의 비표면적을 갖는다. 소석회의 양은 15∼20M% 정도 범위내에서 변화될 수 있다. 상기 M% 값(질량 백분율 값) 모두는 총 고함량에 대한 것이다.

시멘트 원료 물질로서 포틀랜드 시멘트를 25∼35M% 양으로 사용한다면, 이 포틀랜드 시멘트가 비교적 저렴하다는 것과, 장력이 큰 절연판을 제조한다는 장점을 갖게 된다. 이 혼합기의 휴지기가 긴 경우, 혼합작업 사이마다 이 혼합기만을 깨끗이 해야 하기 때문에, 이 원료 혼합물은 장시간의 노출 작업 시간을 갖게 된다. 하지만, 이 원료 매쓰가 주형에 주입된 후에 충분한 그린 강도를 얻기에 전에 상당히 긴 시간이 경과된다. 그렇지만, 적절한 생산 용량을 보장하기 위해서는, 이와 같은 긴 정착 시간이 다수의 주형에 의해 보상될 수 있다.

급속 정착 시멘트를 사용함으로써, 이 숙성 시간을 실질적으로 감소시킬 수 있고, 이 원료 혼합물의 노출 작업 시간 또한 이 급속 정착 시멘트의 양에 따라 달라질 수 있다. 하지만, 급속 정착 시멘트의 비율이 아주 많아지게 되면, 매우 빠른 결합 반응이 일어나게 되고 반면에 비율이 너무 적을 경우에는, 이 플라스틱 블록의 그린 강도가 적절하지 못하게 되어, 팽팽한 절단 와이어로 절단할 수 없다. 따라서 급속 정착 시멘트는 약 25∼35 M%정도의 양이 적당하다. 상당히 많은 양의 급속 정착 시멘트를 사용하여, 비교적 단시간 동안으로 원료 혼합물을 고정시킬 경우, 그 후에 이 플라스틱 블록의 주형을 제거하고, 진공 그립퍼로 옮겨 팽팽한 와이어를 사용하여 절단할 수 있다. 급속 정착 시멘트가 매우 높은 비율임에도 불구하고 제조된 절연판이 충분히 높은 압축성과 굽힌 강도(bending strength)를 갖는 다는 것은, 의외의 결과로 받아들여지고 있다. 급속 정착 시멘트에 함유된 알루미네이트가 투버모리트(tobermorite)의 배합을 방해하기 때문에, 이와 같은 결과는 예상치 못했던 것이다.

주형에 쏟아 붓는 것을 마치기 전에 혼합기에서의 노출 시간은 소석회와 급속 정착 시멘트와의 비에 의해 조정된다. 소석회와 급속 정착 시멘트와의 비율이 1.5∼2.3인 양이 되어야만 한다. 이미 전술한 바와 같이, 노출 시간은 급속 정착시멘트의 비율을 증가시킴으로써 단축된다.

바인더 비율, 즉 소석회와 시멘트는 45∼52M%정도 범위에 있는 것이 좋다. 바인더 비율이 53%를 초과하면, 주형에 부어진 원료 혼합물의 침전물이 고정화중에 발생하게 된다.

본 발명에 의한 방법으로 매쓰 소수성 처리가 실시되는데, 소수성 매질을 포말과 혼합하기 전에 물/고체 현탁액에 직접 첨가한다. 따라서, 오토클레이브 처리된 절연판의 후속 소수성 처리가 필요 없게 된다. 상업적으로 통상적인 실리콘오일이 소수성 매질로서 사용되는데, 사용되는 양은 0.3∼0.5M%, 바람직하게는 약 0.4M% 정도이다.

약 3㎛ 정도의 평균 입도와 10㎛ 정도의 최대 입도를 갖는 석영 분말, 소석회, 시멘트 및 소수성 매질에 부가하여, 무수석고, 실리케이트, 유동제(점도 강하용) 및 재생물질들과 같은 첨가물들도 약 5M% 정도의 양으로 물/고체 현탁액의 제조에 사용할 수도 있는데, 재생 물질의 비율은 약 3M%까지의 양이 가능하다. 여기서, 재생 물질이라 함은 분쇄에 의해 제조된 경화된 절연 물질을 칭하는 것인데, 이는 주형에서의 제조과정 중에서 초과량 및 폐기에 의해 발생된 것이다.

포말로서는 계면 활성제 포말, 바람직하게는 단백질 포말이 사용되는데, 이 포말의 총밀도는 40∼50㎏/㎥정도의 범위에 속한다.

포말을 첨가하기 전에, 고체 석영 분말, 소석회, 시멘트, 소수성 매질 및 첨가물과 물로 이루어진 물/고체 현탁액의 물/현탁액 지수가 약 0.7∼1.1, 바람직하게는 0.7∼0.9 정도가 되어야 한다. 포말 없이 및 특히 포함과 함께, 물/현탁액 지수가 감소함에 따라, 이 현탁액의 점도가 현저하게 증가한다. 그린 강도에서도 또한 증가가 나타날 수 있다. 하지만 포말의 교반이 감소된 물/고체 지수로는 훨씬 어렵다. 반면에, 이에 의해 결합 안정성이 감소되고, 정착 시간이 연장되며 이 블록에서의 물의 양이 증가되어, 건조 기술 방법 때문에 불리하게 되기 때문에, 물/고체 지수는 증가되지 않아야 한다. 따라서, 혼합중의 균일화가 우수하고, 그후에 생산성을 우수하게 얻을 수 있기 때문에, 물/고체 지수가 0.7∼0.9정도로 정해지게 된다.

따라서, 결과적인 배합물은 다음과 같이 이루어진다. :

석영 분말 40∼48M% 소석회 14∼20M% 포틀랜드 시멘트 25∼35M% 무수 석고 약 2M% 재생 물질 약 3M% 실리콘 오일 약 0.4M% 단백질 포말 물 물/고체지수 0.7∼0.9

기지의 인텐시브 혼합기가 이 방법을 실시하는 데 사용되며, 도면에 개략적으로 도시되어 있다. 이 혼합기는 약 1000리터 정도 용량의 회전식 혼합 콘테이너(1), 바람직하게는 수직축 A로 회전하고 적정 회전 속도의 드라이브 모터에 의해 작동되는 콘테이너로 이루어진다. 연달아 몇몇 단계에서 정렬할 수 있는, 다수의 혼합 패들(2a)를 갖는 혼합기 장치 (2)가 혼합기 콘테이너에 제공된다. 이 혼합기 장치(2)는 B축으로 회전하여, 콘테이너축 A에 편심적으로 위치하게 된다. 이 혼합기 장치 (2)는 200∼500rpm 범위 내에서의 적정 회전 속도를 갖는 분리 드라이브 모터에 의해 작동된다. 정류 물질 변류기(deflector) (4)가 추가로 혼합 콘테이너 (1)에 제공된다. 이 콘테이너의 바닥 (5)에는 비우는 용도의 개구부(6)이 있는데, 혼합 중에는 중심 바닥부(5a)에 의해 닫혀 있다. 혼합 콘테이너(1)과 혼합장치 (2)는 화살표 C와 D로 나타낸 바와 같이 동일한 회전 방향으로 작동되어, 이혼합기가 교차-플로우 원리(cross-flow principle)에 따라 작동된다. 이 회전식 혼합 콘테이너 때문에, 최대한으로 짧은 혼합 시간내에 적절한 균일화로 이어지는, 물질들의 자유 이동에 이러한 인텐시브 혼합기가 유용하게 된다.

혼합에 필요한 물은 포말을 첨가하기 전에 물/고체 현탁액의 온도가 20∼25℃ 정도가 될 수 있도록 고체의 온도에 따라 예열시킨다. 포말의 안정도와 균일도가 온도에 매우 민감하므로, 이 온도는 기껏해야 25℃ 정도가 된다. 매우 낮은 온도는 숙성 시간을 연장시킨다. 이 예열된 물을 혼그리하여 콘테이너(1)에 계량해 넣는다. 고체, 석영 분말, 소석회, 시멘트, 무수 석고 및 재생 물질들을 순서대로 계량해서 놓고, 실리콘 오일도 가동중인 혼합기에 첨가한다. 20rpm 정도의 알맞은 혼합 콘테이너 (1)과 500rpm 정도 범위에서의 보다 큰 호전 속도로 작동되는 혼합 장치(2)의 알맞은 회전 속도에 의해, 20∼30초 내에서 고체하고 실리콘을 물과 강력하게 혼합시켜, 물/고체 현탁액을 생성시킨다.

포말 건으로부터 단백질 포말을 발생시켜 가동중인 혼합기에 첨가한다. 이 혼합 콘테이너는 이전과 같은 동일한 회전속도로 작동되지만, 이 혼합기 장치는 실질적으로 200rpm 정도 범위의 저속 회전 속도로 가동된다. 저속이 아닐 경우에는 포말이 파괴되기 때문에, 이 혼합기 장치의 회전 속도를 저속으로 하는 것은 매우 중요하다. 혼합 이동의 영향 하에서, 실리콘 오일도 또한 포말을 파괴시킬 지도 모르기 때문에, 포말의 혼합을 포말 첨가 개시로부터 120초보다 오랜 시간 동안으로 실시해서는 안된다. 이 원료 혼합물은 점도가 높아서, 그의 경화가 신속하게 진행되기 때문에, 급속 정착 시멘트를 사용할 경우에는 재빠르게 및 즉각적으로 주형에 넣어야만 한다. 중앙 바닥부(5a)를 개방함으로써, 바닥의 개구부(6)을 통해 혼합기를 비워, 관로를 통해 직접적으로 주형에 이 원료 혼합물을 채운다.

그 후에, 이 원료 혼합물을 주형에 정착시키는데, 포틀랜드 시멘트의 경우에는 약 18∼24시간 동안을 유지시키고, 급속 정착 시멘트의 경우에는 약 4∼6시간 동안을 유지시킨다. 그리고나서, 이 원료 혼합물을 플라스틱 블록으로 고정시킨다. 진공에 의해 떼어냄으로써, 주형 바닥으로부터 이 블록을 경화 격자(hardening grating)에 올려 놓고 주형을 제거하였다. 이 플라스틱 블록은 충분한 그린 강도를 갖기에, 팽팽한 와이어를 이용하여 이 그린 상태에서 원하는 용적의 개별 절연판으로 절단할 수 있다. 그 후에 경화 격자위의 절연판은 적절한 스팀 조건 하의 오토클레이브에서 경화된다.

경화 격자를 오토클레이브에 넣은 후에, 그 곳을 -0.2∼-0.5bar의 진공 상태로 만든다. 진공 때문에 이 매쓰는 보다 빠르게 가열되어, 최대 온도 까지 다다를 수 있다. 보다 강력한 진공 처리 방법은 이 블록의 중심과 증기 표면 사이의 온도차를 보다 작게 한다. 블록의 내부와 외부 사이의 온도차가 오토클레이브의 점진적인 스팀 증가에 의해 감소되어, 균열을 발생시키는 열적 항력을 피할 수 있게 된다. 절연판의 유출(running)이나 손상됨을 막기 위해서는, 두 단계의 가열 램프(ramp)가 유리한 것으로 밝혀졌는데, 보다 낮은 압력 범위에서 보다 적은 가열 기울기가 필수적이다. 균열이 없는 경화법은 약 4시간 동안 가열시킴으로써 가능하다. 이 방법의 신뢰도를 높이기 위해서는 11bar로 압력을 유지시키면서, 경화 시간이 8시간이 되는 것이다. 너무 빠른 스팀의 방출은 절연판에서의 경화 손상을 야기시키기에, 스팀 방출 시간을 2∼4.5hr에 놓여져야만 한다.

본 발명에 의한 방법으로 제조될 수 있는 가벼운 절연판은 총밀도가 130㎏/㎥ 미만이며, 광물학적으로 실질적인 토버모리트로 이루어진다. 전체 기공률이 부피로 90%, 특히 97%를 초과하게 된다. 그럼에도 불구하고 비교적 높은 압축성과 굽힘 강도, 특히 높은 장력을 갖는다. 포틀랜드 시멘트를 사용하고 급속 정착 시멘트도 사용할 경우, 제조된 절연판은 다음과 같은 값의 물성을 갖는다.

총밀도 ㎏/㎥ 100∼200, 압축 강도 N/㎟ 0.5∼0.6, 장력 N/㎟ 0.07∼0.09, 열전도도 W/mK 0.04

Claims (14)

1. a) 고함량 기준으로, BET에 의한 비표면적이 2.5㎡/g 이상인 석영 분말 40∼48M%(질량 백분율), 비표면적이 15㎡/g 이상인 소석회 15∼20M%, 시멘트 25∼35M%, 소수성 매질 0.3∼0.5M%, 그 외의 첨가물들 및 물을 원료 물질로 사용하여 (이때, 시멘트 양과 소석회 양의 비율은 1.5∼2.3 : 1, 바인더 비율은 45∼52 M% 범위로 함), 제조된 현탁액이 물/고체 지수(포말 제외)가 0.7∼1.2이 되도록, 상기 원료 물질을 고속회전시키는 혼합기 장치와 회전식 혼합 콘테이너가 장착된 인텐시브 혼합기에서 강력하게 혼합시킴으로써, 물-고체의 현탁액을 제조하고, b) 물, 공기 및 공극 형성체로부터, 총밀도가 40∼50 ㎏/㎥인 포말을 제조하여, c) 인텐시브 혼합기가 장착된 상기 혼합 콘테이너에서 정류 상태로 존재하는 상기 물/고체 현탁액에 이 포말을 첨가하고, 이 혼합기 장치를 최대 120초 이내에서 저속 회전시켜 포말을 혼합시키며, d) 상기 혼합물을 한 개 이상의 주형에 쏟아 붓고, e) 상기 원료 혼합물을 충분한 그린 상태 강도를 갖는 정형적인 플라스틱 블록으로 고정시키며, f) 진공에 의해, 상기 주형 바닥으로부터 상기 플라스틱 블록을 떼어내고, f) 와이어를 이용하여, 상기 블록을 개별적인 절연판으로 절단하고, h) 상기 절연판을 오토클레이브에서 경화시키는 단계로 이루어지는, 총밀도 130 ㎏/㎥ 미만의, 개방공극이 있는 가벼운 광물 절연판의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 BET에 의한 석영 분말의 비표면적이 3∼5㎡/g인 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 소석회와 시멘트에 비율이 2.0 : 1인 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 바인더 비율이 50M%인 방법.
5. 제1항에 있어서, 물/고체 현탁액의 물/고체 지수가 약 0.7∼0.9인 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 시멘트로서 포틀랜드 시멘트가 사용되는 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 시멘트로서 활성 알루미네이트를 함유하는 급속 정착 시멘트가 사용되는 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 포말로서 계면 활성제 포말, 특히 단백질 포말이 사용되는 방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 물/고체 현탁액을 제조하는데 사용하는 물의 온도를 고체의 온도에 따라 포말 첨가 전에, 상기 물/고체 현탁액의 온도가 20∼25℃가 되도록 선택하는 방법.
10. 제1항에 있어서, 상기 소수성 매질로서 실리콘 오일을 원료 혼합물에 첨가하는 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 물/고체 현탁액에 약 0.4M% 정도의 실리콘 오일을 첨가하는 방법.
12. 제1항에 있어서, 혼합 콘테이너와 독립적으로 작동이 가능한 혼합 장치가 혼합 콘테이너의 회전축에 폄심적으로 배열되어 있는 인텐시브 혼합기를 사용하는 방법.
13. 제1항 또는 10항에 있어서, 상기 혼합 콘테이너의 바닥으로부터 삼분의 일까지 상기 포말을 첨가하는 방법.
14. 제1항에 있어서, 상기 원료 혼합물을 인텐시브 혼합기로부터 관로를 통해 직접 주형에 부어 넣는 방법.

    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.