KR100781338B1 - 석고 플라스터 베이스 보드 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 크게 향상된 내화성을 갖는 플라스터보드에 관한 것이다. 이 플라스터보드는 플라스터에 기초한 코어를 갖고 상기 보드가
- 수화된 알루미나, 탄산칼슘 및 이의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 미네랄 충전제; 및
- 유기 접합제
를 포함하는 코팅 조성물로 그 외부 표면에 코팅되는 유리 섬유 매트로 구성되는 외장재가 그 면의 적어도 한쪽에 제공되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한
- 수화된 알루미나, 탄산칼슘 및 이의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 미네랄 충전제;
- 유기 접합제; 및
- 방수제
를 포함하는 코팅 조성물로 코팅되는 유리 섬유 매트에 관한 것이다.
마지막으로, 본 발명은 플라스터보드를 제조하는 방법에 관한 것이다
플라스터보드, 내화성
Description
본 발명은 플라스터보드, 특히 매우 향상된 내화성을 갖는 플라스터보드 및 이 플라스터보드를 제조하는 방법에 관한 것이다.
파티션, 수직의 또는 경사진 구성요소를 위한 덮개 또는 달반자 이거나 아닌 천장을 제조하기 위해 플라스터보드를 사용하는 것은 공지되어 있다.
일반적으로 이런 보드는 보강과 외장의 역할을 하고 보드지 또는 미네랄 섬유의 매트로 이루어지는 시트로 그 면의 각각에 덮힌, 본질적으로 플라스터 코어로 이루어진다.
본 출원인의 유럽 특허 출원 제 0 470 914호(1992년)는 그 표면이 미네랄 및/또는 내화성 방사 및/또는 섬유에 기초한 강화 물질로 덮여있는 방화를 의도로 한 플라스터보드를 개시하였다.
미국 특허 제 4 467 496호의 내용은 유리 매트 및 본질적으로 표면을 통과하는 통로가 없는 절연물질에 접착된 내부 표면을 갖는 접착제가 제공된 플라스터 지지 표면 및 외부 마무리 물질이 있는 외부 표면을 포함하는 빌딩용 외부 절연 시스템이다. 플라스터 지지 표면은 그 양쪽면이 다공성 유리 매트로 코팅된 플라스터 코어를 갖는 플라스터보드일 수 있다.
유럽 특허 제 EP-A-755 903호는 높은 내화성을 갖고, 그 양쪽면이 유리-섬유 매트로 덮이고, 0.2 내지 0.5 중량%의 억제제를 함유하는 α- 반수화물 및 중량비가 75/25 내지 40/60인 명반의 수압 세팅 혼합물(hydraulic setting mix)로 구성되는 건축 보드에 관한 것이다. 유리-섬유 매트는 그 외부 표면이 β- 황산칼슘 반수화물 또는 무수물로 필수적으로 구성되는 혼합물 및 유기 접합제의 소량으로 구성되는 얇은 프리코팅(precoating)으로 코팅될 수 있다. 이 프리코팅은 보드지로 표면처리된 플라스터보드를 제조하기 위한 통상의 공장에서 쉽고 만족할만하게 공정이 실행되도록 한다. 게다가, 이것은 명반을 함유하는 물질이 보드의 코어로부터 유리 섬유 직물의 외부표면으로 이동할 수 없도록 하기 위해서 유리 섬유를 봉쇄한다.
본 출원인은, 특히, 유리 섬유 매트 외장재를 가진 보드를 사용하는 동안 유리 섬유의 방출을 줄이고 보드의 표면의 외관, 그 착색능력, 그 화염 반응 성능 및 내화성능을 향상시키기 위한 목적으로 플라스터의 분야에서 연구를 계속하였다.
이제 향상된 내화성을 갖고, 플라스터보드에 기초한 코어를 가지며 상기 보드가 유리 섬유 매트로 구성되는 외장재가 그 면의 적어도 하나에 제공되는 것을 특징으로하는 플라스터보드를 개발함으로써 그 목적을 달성하였다. 이 매트는 다음을 포함하는 코팅 조성물로 그 외부 표면이 코팅된다:
- 수화가능한 황산칼슘을 제거한 미네랄 충전제; 및
- 유기 또는 미네랄 접합제.
본 발명의 두 번째 주제는 다음을 포함하는 코팅제로 코팅된 유리 섬유 매트이다:
- 수화가능한 황산칼슘을 제거한 미네랄 충전제;
- 유기 또는 미네랄 접합제; 및
- 방수제.
마지막으로, 본 발명의 세 번째 주제는 상기한 대로 적어도 하나의 코팅된 유리 섬유 매트를 포함하는 플라스터보드를 제조하기 위한 방법이다.
본 발명에 따른 플라스터보드는 종래 기술의 플라스터보드 보다 더 우수하게 표면 처리된다.
그래서, 보드의 표면의 채색 동일성 및 보드의 보이는 면에 대한 맥무늬의 부존재를 바로 알 수 있다.
게다가, 본 발명에 따른 보드의 전체 열발생 값은 일반적으로 종래 기술의 보드 보다 현저하게 낮다.
더욱이, 보드의 표면이 용융하거나 파괴되는 온도는 700℃(종래 기술에 따름)에서 1000℃(본 발명에 따름)로 상승된다.
더구나, 매트의 유리 섬유는 잘 결합하기 때문에 떨어지지 않는다.
결론적으로, 페인팅 반응은 만족스럽다; 실질적으로 보드와 조인트 사이의 색이 변화하지 않는 것을 탐지할 수 있고 페인팅은 특별히 지지체가 필요없다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 다음의 설명에서 상세하게 기술될 것이다.
플라스터보드
본 명세서에서, "플라스터" 라는 용어는 수압 세팅 및 수화가능한 황산칼슘, 즉, α 또는 β 결정 형태인 무수 황산칼슘(무수물 Ⅱ 또는 Ⅲ) 또는 반수화된 황산칼슘(CaSO4ㆍ½H2O)의 경화에 의해 얻어진 생성물을 의미한다고 이해해야 한다. 이런 화합물은 당업자에게 공지되어 있고 일반적으로 석고를 구워서 얻는다.
일반적으로 플라스터 코어는 미네랄 및/또는 바람직하게는 유리 섬유인 내화성 섬유를 포함한다. 이들은 짧거나(평균 3 내지 6mm) 또는 아주 길거나(평균 10 내지 24mm) 또는 중간 길이일 수 있다.
특히, E-형 유리로 제조된 섬유가 사용되는데, 이것은 두 가지 형태로 존재할 수 있고, 하나는 "로빙(roving)"이라고 불리고 릴에 공급되는 유리 가닥을 포함하고 수화가능한 황산칼슘과 물을 혼합하기 위한 통상의 서킷속에 도입되기 전에 절단된다. 다른 하나는 수화가능한 황산칼슘과 물을 혼합하기 전에 계량되는 프리컷 가닥 형태이다.
바람직하게는 길이 13mm 및 지름 13 마이크론인 섬유가 사용된다.
유리 섬유의 주요 기능은 고온 기계적 강도를 부여하여 하소(calcined) 플라스터가 그 결합을 유지하게 한다.
플라스터보드의 코어는 또한 플라스터보드의 공간 안정성 및 열적 성능을 향상시킬 목적으로 미네랄 첨가제의 혼합물을 포함한다.
플라스터보드의 코어는 또한 방수성을 향상시킬 목적으로 첨가제의 혼합물을 포함한다; 소수성 및/또는 방수 첨가제가 적절하다. 그 목록은 예를 들어, 오가노하이드로게노폴리실록산(organohydrogenopolysiloxanes)과 같이 미국 특허 US-P-5 220 762에 나타난 것에 의해 만들어진다.
유리 섬유 매트
일반적으로 이것은 무정형 실리카, 석회, 장석, 규산나트륨, 붕규산염 및/또는 다른 성분의 혼합물을 가열함으로써 제조된다. 이것은 재용융되고 12mm의 길이를 갖기 위해서 잘려지는 10㎛의 지름을 갖는 실을 얻을 때까지 실패(winder) 장치에 의해 당겨지는 웨이퍼를 얻게 한다.
유리 섬유 매트의 연속적인 제조는 당업자에게 공지된 종이제조 기술과 아주 유사한 소위 "습식" 공정에 의존한다. 약 5% 유리 섬유, 물 및 다양한 첨가제를 포함하는 혼합물은 "워터박스(water box)"에 의한 필터링 형성 테이블에 침적된다. 미리형성한 후에, 접합제(비닐 또는 아크릴 수지 또는 멜라민)는 유리 부직포에 침적된다. 이 직물은 잔존 수분을 제거하기 위해서 약 140℃에서 건조되고 접합제와 가교된다. 제조 라인은 감는 장치와 다양한 넓이로 절단하는 장치에서 종료된다.
다양한 간행물, 특히 슐러(Schuller)의 명의로 된 특허 출원은 이 기술을 교시한다.
이 매트의 기능은 특히 보드를 제조하는 동안에 플라스터보드 조성물의 침투를 제한하는 것이다. 이것은 일반적으로 소수성으로 제조되어 DE-A-2 008 714에 따른 껍질이 벗겨지는 실리콘 시트와 유사한 역할을 수행한다.
게다가 이 매트는 예를 들어, 미국 US-P-5 397 631 및 US-P-5 552 187에서 기술된 기술을 사용하여 추가의 소수성 및/또는 방수 코팅을 수용할 수 있다. 그래서, 본 발명에 따른 매트는 다음의 유형의 코팅을 수용할 수 있다: (1) 왁스/아스팔트 에멀션; (ii) 폴리실록산; (iii) 수지, 특히 폴리(비닐리덴-코폴리머)를 함유하는 건조된 라텍스; (Ⅳ) 15-35 중량%의 고체 수지, 20-65 중량%의 충전제 및 안료, 침강농축제, 소포제, 분산제, 방부제 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 5 중량% 이하의 첨가제. 얻어진 코팅은 매트의 섬유가 표면(연화되는 코팅의 표면)으로부터 돌출되는 매트의 섬유가 없을 수 있고 및/또는 변형된 코브 검사(Cobb test)(미국 특허 제 US-P-5 397 631의 9단, 15 내지 48열에서 기술되었다)를 사용하여 측정된 표면 흡수가 2.4 g보다 작고 바람직하게는 0.5 g보다 작고 및/또는 포틀랜드산 시멘트를 사용하여 결합을 형성할 능력이 있다. 특히, 이 코팅은 라텍스의 사용 및 건조에 의해서 얻을 수 있다.
코팅 조성물
미네랄 충전제
코팅 조성물은 수화된 알루미늄, 탄산칼슘, 흰색 고령토, 점토 및 이들의 혼합물과 같이 물(구조적 물 또는 물의 결정)을 방출하는 미네랄 충전제로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다.
유익하게는, 표면 처리는 예를 들어, 스테아르산염 또는 티탄산염에 의한 방수처리에 의해 변형되어온 점토를 사용한다.
미세한 흰색 충전제, 즉, 40㎛ 미만의 입자 크기, 바람직하게는 20㎛ 미만의 입자크기를 갖는 것들을 사용하는 것이 바람직하다.
사용되는 바람직한 충전제는 수화된 알루미나/점토의 중량비가 30/70 내지 70/30인 수화된 알루미나와 점토의 혼합물 또는 수화된 알루미나/고령토의 중량비가 30/70 내지 70/30인 수화된 알루미나와 고령토의 혼합물 또는 순수한 알루미나이다.
접합제
접합제는 유기물 또는 미네랄일 수 있다.
유기 접합제로서, 에틸렌/비닐 아세테이트 수지와 같은 비닐 형태의 접합제를 사용하는 것이 가능하다.
일반적으로 접합제는 에틸렌/비닐 아세테이트 코폴리머(가연소되거나 또는 가연소되지 않은 EVAs), 에틸렌/비닐 버사테이트(versatate) 및 비닐 아세테이트/비닐 버사테이트 코폴리머, 폴리아크릴, 비닐아세테이트/아크릴 코폴리머, 스티렌/아크릴 코폴리머, 비닐 아세테이트/비닐 버사테이트/아크릴 터폴리머 및 이들의 혼합물일 수 있다.
미네랄 접합제로서, 규산나트륨 또는 규산칼륨과 같은 알칼리 금속 규산염 형태의 접합제를 사용하는 것이 가능하다.
재습윤(일반적으로 유리 매트에서의 주름에 기인함)에 둔감한 비닐 형태 접합제를 사용하는 것이 바람직하다.
방수제
방수제는 플루오르화탄소 및 실리콘 오일로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 코팅 조성물은 다음을 포함한다:
- 수화된 알루미나/점토의 중량비가 30/70 내지 70/30인 수화된 알루미나와점토와의 혼합물 또는 수화된 알루미나/고령토의 중량비가 30/70 내지 70/30인 수화된 알루미나와 고령토의 혼합물 또는 순수한 수화된 알루미나;
- 1 내지 10%의 비닐 접합제, 예를 들어, 에틸렌/비닐 아세테이트 코폴리머(EVA);
- 0.1 내지 1%의 플루오르화탄소 또는 실리콘 오일; 및
- 물 또는 다른 용매.
특히 바람직한 것은 다음을 포함하는 혼합물을 희석함으로써 제조되는 코팅 조성물이다:
- 90 내지 98%의 수산화알루미늄;
- 1 내지 9%의 비닐 수지, 예를 들어, EVA; 및
- 0.1 내지 1%의 플루오르화탄소 또는 실리콘 오일.
본 발명에 따른 코팅 방법
본 발명에 따라, 상기에 정의한대로 코팅 조성물이 유리 섬유 매트에 도포된다.
유리 섬유 매트는 액체 슬러리를 혼합하고, 이 슬러리를 통상적인 코팅 방법으로 매트에 침적시키고 코팅의 유형에 따라 다양한 온도에서 건조시키는 공정을 실행함으로써 적당한 라인에 코팅된다. 일반적으로 이 코팅은 매트에 불균형을 초래하고, 일반적으로 처리는 매트의 두께의 30 내지 70% 이하 및 약 50%를 차지하는 두께의 부분에 실행된다.
코팅 그래머지(grammage)(단위면적 당 질량)는 바람직하게는 200 내지 300 g/m2이다.
또한, 다양한 간행물, 특히 슐러의 특허 출원에서 이 기술을 교시한다.
충전제(예를 들어, 흰색 또는 매우 옅은 색의 충전제)를 갖는 코팅(예를 들어 250 g/m2의 양으로)은, 그 성질이 무엇이든, 유기 접합제(예를 들어 5%의 양으로)와의 조합으로, 유리 매트의 다공성 및 투과성을 현저하게 감소시킨다는 것을 발견하였다. 이것은 플라스터의 어떤 국부적 침투를 막는 결과를 갖는 반면에, 이와 동시에 코팅된 유리 매트가 불균형하기 때문에 유리 매트 및 플라스터보드의 코어 사이에 균일한 결합이 생기는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 플라스터보드의 제조 방법
마지막으로, 본 발명의 세 번째 주제는 특히 다음의 단계를 포함하는 플라스터보드를 제조하기 위한 연속된 공정이다:
- 조성물의 다양한 성분과 물을 혼합기에서 혼합함으로써 플라스터 슬러리를 제조하는 단계;
- 제조된 슬러리를 적어도 하나의 코팅된 유리 매트에 침적하는 단계, 이어서 이 매트의 코팅되지 않은 면에 제 2 강화 물질, 바람직하게는 제 2 코팅된 유리 매트를 사용하여 슬러리의 상부 표면을 만들고 커버링하는 단계;
- 적절하다면, 외형 밴드에 새로운 플라스터를 주조함으로써 이전에 얻은 보드의 가장자리를 만드는 단계, 이 공정은 특히 보드의 가장자리를 페더링(feathering)하는 것으로 구성된다;
- 수화가능한 황산 칼슘 보드의 널빤지(ribbon)가 컨베이어 벨트를 따라 움직이는 동안 제조 라인에 수화가능한 황산칼슘을 수압으로 세팅하는 단계;
- 라인의 말단에 있는 널빤지를 미리 정한 길이로 절단하는 단계; 및
- 얻어진 보드를 건조하는 단계.
본 발명은 특히 플라스터보드의 코어 조성물에 잘 적용되어지고 이의 제조는 상기 유럽 특허 출원 제 EP-A-0 470 914에서 기술되어 있다.
바람직한 플라스터 조성물
본 발명은 특히 플라스터보드의 코어 조성물이 다음인 것에 잘 적용된다.
- 55 내지 92%의 수화된 황산칼슘;
- 0.1 내지 5%의 미네랄 및/또는 내화성 섬유;
- 3 내지 25%의 미네랄 첨가제;
- 1 내지 5%의 팽창되지 않은 질석; 및
- 3 내지 15%의 수화된 알루미나.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 미네랄 첨가제의 성질과 양은 플라스터보드 조성물이 많아야 2%의 결정 실리카 및/또는 많아야 1%의 다공질 결정 실리카, 즉, 크기에서 5 마이크론 미만의 결정을 갖는 실리카를 함유하도록 선택된다. 그러면 이 화합물이 최대 독성을 갖는 것으로 추정되기 때문에 이런 조성물은 가능한 한 많이 다공질 결정 규석의 사용을 줄이라는 국제 암 연구 기구(International Agency for Research on Cancer)의 권고에 따른 결정성 실리카, 특히 다공성인 실리카 함량을 갖는 장점을 갖는다.
미네랄 및/또는 내화성 섬유는 바람직하게는 유리 섬유이다. 이것은 짧거나(평균 3 내지 6mm) 길거나(평균 10 내지 24mm) 또는 중간정도의 길이일 수 있다. 바람직하게는, 13 mm ±5 mm의 같은 길이를 갖는 유리 섬유가 사용된다.
특히, E-형 유리로된 섬유가 사용되고, 이것은 두가지 형태로 존재할 수 있는데, 하나는 릴에 공급되고, 수화가능한 황산칼슘을 물과 혼합하기 위한 통상의 순환 속으로 유입되기 전에 절단되는 유리 가닥을 포함하는 "로빙(roving)"이라고 불리는 형태이고 그렇치 않으면 수화가능한 황산칼슘을 물과 혼합하기 전에 계측되는 프리컷(precut) 가닥의 형태이다.
바람직하게는, 약 13 mm(±5 mm)의 길이를 갖고 약 13 마이크론(±5㎛)의 지름을 갖는 섬유가 사용된다.
유리 섬유의 필수 기능은 용융된 플라스터의 응집력이 유지되게 하는 고온 기계적 강도를 부여하는 것이다.
미네랄 첨가제로서, 수많은 점토가 사용될 수 있다. 한편, 점토에 의해 부여되는 장점은 점토는 100 내지 600℃ 사이의 온도로 가열될 때 함유하는(물 조성물) 물을 방출하는 것이고, 이들의 박리되는 능력 때문에 화재의 경우 플라스터의 수축을 보충해준다는 것이다.
바람직하게는, 미네랄 첨가제의 성질 및 함량은 플라스터 조성물이 많아야 2% 결정 실리카 및/또는 많아야 1% 다공성 결정 실리카를 함유하도록 정해진다.
그러므로, 많아야 7.5% 다공성 결정 실리카를 포함하는 미네랄 첨가제를 사용하는 것이 유익하다.
미네랄 첨가제로서, 결정성 실리카의 양이 많아야 미네랄 첨가제의 약 15중량%와 동일한 점토질 물질 및 점토질 물질과 혼용할 수 있고 강화된 플라스터 기질 안에서 분산될 수 있는 불활성 미네랄 보충제를 필수적으로 포함하는 미네랄 첨가제를 사용하는 것이 가능하다.
예를 들어, 점토질 물질로서, 고령토, 일라이트, 석영, 미네랄 보충제로서, 돌로마이트를 포함하는 미네랄 첨가제를 사용하는 것이 가능하다. 특히, 다음의 조성물(미네랄 첨가제의 전체 중량에 대한 중량%)을 함유하는 미네랄 첨가제가 사용된다.
- 25%의 고령토;
- 10%의 일라이트;
- 15%의 석영; 및
- 50%의 돌로마이트.
이 첨가제의 하소된 화학적 조성물은 다음과 같다(%):
- 이산화규소 : 43
- 이산화티타늄 : 1.1
- 산화알루미늄 : 15
- 삼산화이철 : 1.6
- 일산화칼륨 : 1.2
- 산화칼슘 : 23
- 산화마그네슘 : 14.
하소된 화학적 조성물의 입자 크기는 15% 미만의 63㎛ 시브 리텐션(sieve retention)으로 표현된다.
900℃ 연소에 대한 하소된 화학적 조성물의 손실은 26.5%이다.
본 발명에 따른 바람직한 플라스터 조성물은, 200℃이상의 온도에서 팽창되는 얇은 조각 형태의 알루미늄-철-마그네슘 규산염인 팽창되지 않은 질석을 포함하여, 플라스터의 수축을 보충하게 한다. 게다가, 팽창되지 않은 질석은 플라스터의 열 저항성을 향상시킨다.
바람직하게는, 미세화된 팽창되지 않은 질석, 즉, 모든 입자의 크기가 1mm 미만인 것이 사용된다. 이것은 질석이 플라스터 내에서 더욱 잘 분배되도록 하는 장점과 구조적 이상을 일으키는 갑작스러운 팽창을 피하는 장점을 갖는다.
수화된 알루미나(알루미늄 트라이하이드록사이드)는 바람직하게는 미세한 입자 크기(약 10 마이크론의 중앙 지름)로 사용된다. 이것은 200 내지 400℃(약 140℃에서 방출되는 물의 약 20%를 함유하는 석고) 사이에서 방출되는 물, 특히, 약 35%의 물 결정을 갖는 석고의 물을 보충하는 흡열반응을 일으키는 효과를 갖는다.
본 발명에 따른 바람직한 플라스터 조성물은 4%까지, 특히 1 내지 4%의 붕산을 포함할 수 있고, 이 생성물이 100℃ 이상에서 그 물의 조성을 잃게 됨에 따라 플라스터보드의 내화성에 영향을 미친다. 더욱이, 붕산은 연소에 의한 수축에 따라 바람직한 방법으로 수화된 황산칼슘의 결정 구조를 변형시킨다.
본 발명에 따른 조성물은 조성물의 100 중량부 당 혼합함으로써 제조될 수 있다:
- 55 내지 92 중량부의 수화가능한 황산칼슘;
- 0.1 내지 5 중량부의 미네랄 및/또는 내화성 섬유;
- 3 내지 25 중량부의 미네랄 첨가제;
- 1 내지 5 중량부의 팽창되지 않은 질석; 및
- 3 내지 15 중량부의 수화된 알루미나.
본 발명에 따른 바람직한 조성물은 다음의 장점을 갖는다:
- 조성물이 이런 형태의 제조를 위해 사용되는 통상의 설비에서 유익하게 연속적으로 플라스터보드로 변환되는 유동성 슬러리 형태로 쉽게 제조될 수 있다;
- 이것은 효과적인 방화를 제공한다; 그래서 약 12.5mm의 두께 및 약 0.88 g/㎤의 밀도를 갖는 본 발명에 따른 보드는 2 시간 이상의 내화성을 보장한다;
- 이들의 우수한 공간적 안정성에 의해서, 내화성 검사 후의 본 발명에 따른 보드는 어떠한 심한 갈라짐 없이 우수한 전체 외관을 유지하고 기계적 완전성(이런 반응은, 높은 압력하에서 뜨거운 가스를 밀봉하는 것이 요구되는 환기를 위한 공기 덕트와 같이 매우 높은 수준의 방화를 요하는 용도에서 중요하다)을 나타낸다;
- 본 발명에 따른 플라스터보드에 대한 화재 반응(reaction-to-fire) 검사의 결과는 매우 좋다: 이런 보드가 방출된 가스를 연소하고 연소를 증가시키는 능력을 갖는 소정의 조건(20분 동안)하에서 복사원 및/또는 특정 버너의 작용에 노출될 때, 연소가 일어나지 않고 이런 보드의 열화는 단순히 피상적이라는 것이 밝혀졌다; 이런 시험 후에, 본 발명에 따른 플라스터보드는 여전히 화재의 확산을 막을 능력이 있다;
- 이것의 경량성과 가공성(절단하고, 못박고, 나사로 고정하고, 철되고, 나사로 고정하고/결합되는 등) 때문에, 설치가 매우 쉽다; 유익하게는, 패더링된 가장자리를 가지는데, 이것으로 플라스터보드 접합 화합물, 예를 들어, 보드지로 외장된 플라스터보드에 사용되는 유형의 플라스터보드 접합 화합물, 및 바람직하게는, 내화성 접합 화합물을 사용하여 보드 사이에 확실한 접합부를 형성하는 것이 가능하다; 게다가, 본 발명에 따른 보드, 특히, 페인트, 벽지 등으로 제조되는 건축 구성요소를 마무리 손질하는 다양하고 가능한 방법이 있다;
- 이것은 건축 분야에서 요구되는 활용 특성을 가진다: 굴곡부 단단함, 고 충격 강도, 습기 저항성 및 습기의 존재하에서 또는 천장에 장착될 때 자체의 무게하에서 변형되지 않는 것; 및
- 마지막으로, 플라스터보드 분야에서 잘 알려진 간단한 공정을 사용하여 제조된다는 것을 고려하면, 구성되는 원료 물질은 매우 저렴하고, 본 발명에 따른 플라스터보드는 적당한 제조 비용이 드는 장점을 갖는다.
우수한 성능은 다음의 조성물에 의해 성취된다:
- 70 내지 80%의 수화가능한 황산칼슘 반수화물;
- 1%의 유리 섬유;
- 25% 고령토, 10% 일라이트, 15% 석영 및 50% 돌로마이트로 구성된 10 내지 15%의 상기한 점토;
- 2 내지 4%의 팽창되지 않은 미세화된 질석;
- 6 내지 10%의 수화된 알루미나; 및
- 0 내지 2%의 붕산.
물론, 필수 성분의 각각에 배정된 비율이 고려된다면, 다른 성분의 공정을 활용하는데 일반적으로 사용되고 또는 조성물에 대한 추가적 특정 성질을 부여하는 첨가제인 제 2 성분을 본 발명에 따른 조성물 속에 도입하는 것이 가능하다. 이런 첨가제의 예들은 유동화제, 발포제, 세팅 가속제 및 방수제일 수 있다.
에라울릭(Aeraulic) 덕트
본 발명은 향상된 에라울릭 덕트, 즉, 연기 통기 덕트(구성요소에 대한 내부 화재용) 및 환기 덕트(구성요소에 대한 외부 화재용)를 얻는 것을 가능하게 한다. 표면을 형성하는 매트는 그 면이 화재에 노출될 것이다. 일반적으로 방화벽 등급은 양쪽의 경우에 1 시간이다.
이 시스템은 작업장에서 4개의 표면 프리컷으로 만들어진 덕트 본체를 기초로 하고 특히 작업장에서 제조되는 연결 슬리브를 스테이플로 고정함으로써 연결된다. 제한되지 않는 예는 덕트가 매달리는 금속 부분으로 만들어진 구조를 포함하는 구조 내의 단일면(하나의 매트 표면) 연기 통기 또는 환기 덕트일 수 있다. 덕트 부분의 내부 교차 부분은 600 × 400 mm, 변형가능한 그 길이는 예를 들어, 1000 mm이다. 덕트 부분의 본체는 본 발명에 따라 25 mm 두께로 생산되고, 같은 두께로 함께 결합된다. 상기 부분은 프리컷되어 함께 결합되고 200 mm의 길이 및 650 ×450 mm의 내부 교차 부분을 갖고, 덕트의 부분 주위와 일치하는 본 발명에 따른 보드로 만들어진 슬리브에 의해 연결된다. 필요하다면, 플라스터는 완벽한 밀봉을 하는데 사용될 수 있다.
다음의 실시예는 순전히 설명하기 위해 주어진 것이고 발명의 특징을 제한하려는 것은 아니다.
실시예에서 사용되는 수화된 알루미나는 알루미나 트라이하이드레이트 Al(OH)3 이고, 건조된 수화물의 특징은 다음과 같다:
백색도 : 92%;
수분 함량 : 0.2%;
벌크 밀도 : 0.8 g/㎤;
입자 크기 : d50 = 10㎛;
45㎛ 스크린 오버사이즈(screen oversize) : 1% 이하;
Al2O3 중량 함량 : 65%;
H2O 중량 함량 : 35%.
플라스터보드의 화재 성능에 관해서, 특징이 나누어진다:
a) 화재에 대한 반응은 국소화된 화재에 영향받기 쉬운 물질의 반응을 포함한다. 플라스터보드의 경우에는, 표면 단장은 등급에 대한 주요 요소이다;
b) 내화성은 완전히 성장한 화재(포스트 플래시오버(post flashover) 상태)에 노출된 제품의 반응과 연관된다. 플라스터보드의 코어 및 표면 단장은 제품의 성능에 영향을 미친다. 표면 단장에 의한 플라스터보드의 내화 성능에 대한 영향은 유리 섬유 매트의 용융 또는 파괴에 의해서 제한된다. 이것은 화재에 직접 노출되는 외부 표면 및 보드의 뒷면에 적용되어, 고온 기계적 강도에 영향을 미친다.
실시예 1
상기한 유럽 특허 출원 제 EP-A-0 470 914에 따라, 다음의 조성물을 제조하였다:
- 76% 수화가능한 황산칼슘(탈유황처리된 석고(FGD))의 공업적 굽기로부터 얻음);
- 1%의 유리 섬유;
- 10%의 수화된 알루미나;
- 9%의 석영; 및
- 4%의 활석.
이런 조성물을 사용하여, 플라스터보드는 다음의 외장재에 의해 얻어진다:
- 보드 A (종래기술에 따름) : 유기(비닐 또는 아크릴) 조성물과 코팅된 3/1메쉬 셀을 갖는 유리 메쉬로 강화된 0.5 mm의 두꺼운 유리 매트, 140 g/m2가 되는 총(매트+메쉬+유기코팅) 그래머지(grammage);
- 보드 B (종래기술에 따름) : 110 g/m2의 총 그래머지를 갖는 0.85 mm의 두꺼운 코팅되지 않은 유리 매트;
- 보드 C (본 발명에 따름) : 수화된 알루미나(약 94.5%), 아크릴 수지(약 5%) 및 플루오르화탄소(약 0.3%)를 포함하는 코팅 조성물로 코팅된 0.95 mm의 두꺼운 유리 매트, 250 g/m2의 양으로 사용되는 조성물.
실시예 2
보드 A부터 C의 특정 성질을 측정하였고, 얻어진 결과를 다음의 표에 나타내었다:
| 보 드 | |||
| 성 질 | A | B | C (발명) |
| 공기에 대한 다공성 (1/m2ㆍs) | 550 | 1600 | 200 |
| 플라스터 슬러리에 대한 투과성(g) | < 1200 | < 700 | < 300 |
| 인장강도 SL (N/50 mm) SN (N/50 mm) | > 730 > 350 | 550 330 | 650 500 |
| 650℃에서의 연소에 대한 손실(%) | 50 | 21 | 31 |
| 전체 열발생 값(GCV): 단위질량 당(MJ/Kg) 단위면적 당(MJ/m2) | 12 1.7 | 4 0.5 | 2 0.65 |
| 매우 높은 온도에서의 반응 | 700℃에서 용융 | 800℃에서 용융 | 900℃에서 부드럽게되고, 1000℃에서 분말로 부서진다 |
유로등급("Euroclassification")이라고 불리는 등급의 경우, 통상적인 기준은 킬로그램 당 GCV 또는 제곱미터 당 GCV가 2MJ 보다 작거나 같을 것을 요한다.
오직 보드 C 만이 킬로그램 당 GCV 및 제곱미터 당 GCV 2MJ 보다 작거나 같은 것으로 나타난다.
실시예 3
실시예 1에서 제조된 조성물에 기초하여, 종래기술에 따른 보드 D 및 본 발명에 따라 보드 E 부터 K가 제조되었고, 이런 보드의 특성을 다음의 표에 나타내었다:
| 보 드 | ||||||||
| 코팅: - 알루미나(%) - EVA 수지(%) - 플루오르화탄소(%) - 물★(%) | D | E | F | G | H | I | J | K |
| - | 95 5 - 90 | 95 5 90 | 95 5 90 | 94.9 5 0.1 90 | 94.8 5 0.2 90 | 94.7 5 0.3 90 | 94.8 5 0.2 60 내지 80 | |
| 총 그래머지(g/m2) | 103.9 | 256.9 | 311.5 | 311.0 | 366.0 | 370 | 363 | 338 |
| 표면 두께(mm) | 0.795 | 0.90 | 0.94 | 0.94 | 0.87 | 0.87 | 0.92 | 0.94 |
★: 이것은 고체 물질(알루미나/수지/임의의 방수제)과 물의 혼합물에서의 물의 % 이다.
실시예 4
보드 D 부터 K 까지의 특정 성질을 측정하였고, 얻어진 결과는 다음 표에 나타내었다:
| 보 드 | ||||||||
| D | E | F | G | H | I | J | K | |
| 물- 방울 흡착(초) - 매트 - 보드 | - | - | - | 18 10 | 130 105 | > 1000 | > 1000 | - |
| 85°광택★(2 페인 트 통과) | 0.7 | 1.00 | 1.6 | 3.2 | 2.0 | 2.4 | 4.6 | - |
| GCV: - 단위질량 당(MJ/Kg) - 단위면적 당(MJ/m2) | 4.05 0.421 | 2.95 0.756 | 2.90 0.903 | 2.0 0.622 | - | - | - | 2.0 0.676 |
| 연소에 대한 손실 (%): - 650℃ - 1000℃ | 21.3 22.1 | 30.2 | 30.7 | 31.5 32.9 | 31.5 | |||
| 650℃에서의 연소에 대한 손실(유기적 평가): | 21.3 | 11.6 | 10.3 | 9.9 | ||||
| 연소에 대한 손실 후의 관찰 - 700℃ - 800℃ - 900℃ - 1000℃ | NTR 용융시작 수축 및 용융 유리화 | NTR 주름화(crumpling) 주름화 및 연화 분말이 될 때 까지 가루로만듦 | NTR 주름화 주름화 및 연화 분말이 될 때 까지 가루로 만듦 | |||||
★ : 85°에서 기울어지는 광선을 사용하는 광택
코팅에 의해 제공되는 보호는 유리 섬유 매트의 용융점을 상승시키고 그 파괴를 지연시킨다. 그래서(예를 들어, 보드 G 및 K의 비교), 수화된 알루미나에 기초한 코팅은 900℃까지 지연되어질 유리 매트의 연화를 가능하게 한다.
제품에 대해 이런 내화성 검사를 하는 동안, 수화된 알루미나로 코팅된 유리 매트의 박층화가 50분후에 관찰되었고, 이것은 오븐의 920℃의 표준 온도에 상응한다.
게다가, 방수제의 첨가는 물방울 흡착 시간을 증가시키는 효과를 갖는다(보드 H, I 및 J 참조).
실시예 5
실시예 1에서 제조된 조성물을 기초로하여, 보드 L 부터 Q 까지 제조하였고, 보드의 특성을 다음의 표에 나타내었다:
| 보 드 | ||||||
| L | M | N | O | P | Q | |
| 코팅: - 알루미나(%) - 석회석(%) - 점토(%) - EVA(%) - 실리콘(%) - 물★(%) | 95 5 90 | 94.5 5 0.5 90 | 94 5 1.0 90 | 47.5 47 5 0.5 90 | 94.5 5 0.5 90 | 47.5 47 5 0.5 90 |
| 총 그래머지(g/m2) | 350 | 350 | 350 | 350 | 350 | 350 |
★ : 이것은 고체 물질(알루미나/수지/임의의 방수제) 및 물의 혼합물에서의 물의 % 이다.
실시예 6
보드 L 내지 Q의 특정 성질을 측정하였고, 얻어진 결과를 다음의 표에 나타내었다:
| 보 드 | ||||||
| L | M | N | O | P | Q | |
| 물방울 흡착(초) - 매트 - 보드 | 20 1 | 50 33 | 70 44 | 100 45 | 360 20 | 240 20 |
| 85°광택★(2 페인트 통과) | 2.7 | 2.00 | 1.2 | 2.0 | 4.8 | 4.0 |
| GCV: - 단위질량 당(MJ/Kg) - 단위면적 당(MJ/m2) | 1.65 0.495 | |||||
| 연소에 대한 손실 (%): - 650℃ - 1000℃ | 32.9 | 36.4 | 27.2 | 31.5 | ||
| 점화에 대한 손실후의 관찰: - 700℃ - 800℃ - 900℃ - 1000℃ | 유리화 되지 않음, 미세한 분말모양 | 유리화 되지 않음, 미세한 분말모양 | 유리화 되지 않음, 우수한 응집력 | 유리화 되지 않음, 우수한 응집력 | ||
★ : 85°에서 기울어지는 광선을 사용하는 광택
또한, 방수제의 첨가는 물방울 흡착 시간(보드 M 내지 Q를 보드 L과 비교해서 참조)을 증가시킨다.
실시예 7
실시예 1에서 제조된 조성물에 기초하여, 보드 R 내지 W를 제조하였고, 보드의 특성을 다음의 표에 나타내었다:
| 보 드 | ||||||
| R | S | T | U | V | W | |
| 코팅: - 알루미나(%) - 석회석(%) - 고령토(%) - 점토(%) - EVA(%) -실리콘(%) | 47.5 47 5 0.5 | 47.5 47 5 0.5 | 94 5 1.0 | 94 5 1.0 | 94 5 0.5 | 94.5 5 0.5 |
| 총 그래머지(g/m2) | 350 | 350 | 350 | 500 | 350 | 350 |
실시예 8
보드 R 내지 W의 특정 성질을 측정하였고, 얻어진 결과를 다음의 표에 나타내었다:
| 보 드 | ||||||
| R | S | T | U | V | W | |
| 물방울 흡착(초) - 매트 - 보드 | 60 20 | 75 40 | 95 35 | 155 55 | 150 25 | 540 340 |
| 85°광택★(2 페인트 통과) | 2.3 | 2.5 | 3.2 | 11.5 | 2.7 | 2.1 |
| GCV: - 단위질량 당(MJ/Kg) - 단위면적 당(MJ/m2) | 1.65 0.79 | 1.65 0.74 | ||||
| 연소에 대한 손실(%): - 650℃ - 1000℃ | 25.6 | 23.8 | 17.5 | 17.2 | 16.9 | 36.9 |
| 연소에 대한 손실 후의 관찰 : - 700℃ - 800℃ - 900℃ - 1000℃ | 유리화 되지 않고, 우수한 응집력 | 유리화 되지 않고, 우수한 응집력 | 유리화 되지 않고, 우수한 응집력 | 유리화 되지 않고, 우수한 응집력 | 유리화 되지 않고, 우수한 응집력 | 분말이 될 때까지 가루로 만듦 |
★ : 85°에서 기울어지는 광선을 사용하는 광택
실시예 9
실시예 1에서 제조된 조성물에 기초하여, 보드 X, Y, Z, AA, BB, CC 및 EE를 제조하였고, 보드의 특성을 다음의 표에 나타내었다:
| 보 드 | ||||||||
| X | Y | Z | AA | BB | CC | DD | EE | |
| 코팅: - 알루미나(%) - 석회석(%) - 점토(1)(%) - 점토(2)(%) - EVA(%) - 규산나트륨(%) - 실리콘(%) | 95 5 | 94.5 5 0.5 | 94 5 1.0 | 97 2.5 0.5 | 90 10 | 89.5 10 0.5 | 47.5 4.7 5 0.5 | 47.5 47 5 0.5 |
| 이론적 총 그래머지(g/m2)) | 350 | 350 | 350 | 500 | 350 | 350 | 350 | 350 |
(1) : 스테아르산염에 의해 소수성을 부여받은 점토
(2) : 티탄산염에 의해 소수성을 부여받은 점토
실시예 10
보드 X 내지 EE의 특정 성질을 측정하였고, 얻어진 결과를 다음의 표에 나타내었다.
| 보 드 | ||||||||
| X | Y | Z | AA | BB | CC | DD | EE | |
| 물방울 흡착(초): - 매트 - 보드 | 360 120 | 420 420 | 20 95 | 13 75 | 5 10 | 480 120 | 390 35 | 180 180 |
| 85°광택★ (2 페인트 통과) | 10.8 | 18.8 | 2.8 | 6.2 | 4.5 | 2.1 | 11.2 | 7.6 |
| GCV: - 단위질량 당 (MJ/Kg) - 단위면적 당 (MJ/m2) | 3.15 1.10 | 2.10 0.67 | 2.95 0.80 | 1.45 0.73 | 2.70 1.13 | 2.50 0.90 | 3.15 0.98 | |
| 연소에 대한 손실(%): - 700℃ - 1000℃ | 12.7 | 13.9 | 12.8 13.9 | 13.3 14.1 | 8.8 9.1 | 10.0 11.4 | 20.6 21.7 | 19.0 26.3 |
| 연소에 대한 손실 후의 관찰: - 700℃ - 800℃ - 900℃ - 1000℃ | 유리화 되지 않고, 우수한 응집력 | 유리화 되지 않고, 아주 우수한 응집력 | NTR NTR 핑크색, 약간의 연화 | NTR 약간의 연화 핑크색,약간의 리프트업(Lift-up) 리프트업, 우수한 응집력 | 초록색(코팅되지 않은 면) 약간의 핑크색 약간의 핑크색 리프트업, 우수한 응집력 | 초록색( 코팅되지 않은 면) 약간의 핑크색 약간의 핑크색 리프트업, 우수한 응집력 | NTR 리프트업 리프트업 리프트업, 핑크색, 우수한 응집력 | NTR 리프트업 약간의 크러스팅(코팅되지 않은 면) 고운 분말 |
★ : 85°에서 기울어지는 광선을 사용하는 광택
★ NTR : 보고할 것이 없음
실시예 11
출원인에 의해 프리그릴스(PREGYLYS) 45라는 이름으로 판매되는 조인팅 화합물에 의해 함께 결합된 2개의 동일한 보드의 4그룹의 페인팅 반응을 측정하였다.
그룹 1의 보드는 프리그릴스 45 코팅 화합물로 코팅된 유리 매트를 갖는 실시예 1에서 주어진 조성물의 플라스터보드이다.
그룹 2의 보드는 알루미나로 코팅된 유리 매트를 갖는 실시예 1에서 주어진 조성물의 플라스터보드이다.
그룹 3의 보드는 코팅되지 않은 유리 매트를 갖는 실시예 1에서 주어진 조성물의 플라스터보드이다.
그룹 4의 보드는 유리 메시에 의해 강화되고 미네랄 코팅이 없는 유리 매트를 갖는 종래기술의 플라스터보드이다.
페인트를 칠하기 전 및 흰색의 세틴(satin) 아크릴 페인트의 두 층을 칠한 후의 보드 및 조인트의 색을 관찰하였다.
얻어진 결과를 다음의 표에 나타내었다:
| 보드 그룹 | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| 페인트를 칠하기 전 | 몇군데에 약간의 색깔이 있는 흰색 | 균일한 흰색 | 매트에 약간의 얼룩진 흰색 | 매트에 약간의 얼룩진 흰색 |
| 페인트를 칠한 후 | 조인트가 직각의 빛에서는 보이지 않고 경사진 빛에서는 보임 거침차이없음 조인트광택: 12.9 보드광택: 7.7 | 조인트가 직각의 빛에서는 보이지 않고 경사진 빛에서는 보임 거침차이없음 조인트광택: 12.7 보드광택: 6.5 | 조인트가 직각의 빛에서 보임 거침에 차이가 있음 조인트광택: 14.4 보드광택: 2.6 | 조인트가 직각의 빛에서 약간 보임 거침에 차이가 있음 조인트광택: 12.4 보드광택: 4.3 |
광택은 코팅이 없는 대조 보드의 경우 2.6(그룹3의 보드) 부터 6.5(그룹2의 보드) 인 것으로 보인다.
내용중에 포함되어 있음.
Claims (25)
- 플라스터에 기초한 코어를 갖는 플라스터보드로서,상기 보드는 유리 섬유 매트로 이루어진 외장재를 가진 보드 면의 적어도 하나에 제공되어지고, 상기 유리 섬유 매트는 90 내지 98중량%의 수화된 알루미나; 1 내지 9중량%의 비닐 수지; 및 0.1 내지 1중량%의 플루오르화탄소 또는 실리콘 오일로 된 혼합물을 희석시킴으로써 제조되는 코팅 조성물로 그 외부 표면이 코팅된 것을 특징으로 하는 플라스터보드.
- 삭제
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- 삭제
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- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,코팅 조성물이 유리 매트의 두께의 30 내지 70% 까지 침투하는 것을 특징으로 하는 플라스터보드.
- 제 1 항에 있어서,플라스터보드의 코팅이 200 내지 300 g/m2의 그래머지를 갖는 것을 특징으로 하는 플라스터보드.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,매트의 적어도 한 면이 소수성 또는 방수제 코팅을 더 갖는 플라스터보드.
- 제 12 항에 있어서,코팅이 연화된 코팅 표면으로부터 돌출되는 매트의 섬유가 없고 또는 변형된 코브(Cobb) 검사를 사용하여 측정되는 표면 흡착이 2.4g이하, 또는 포틀랜드산 시멘트와 결합을 형성할 능력이 있는 것을 특징으로 하는 플라스터보드.
- 90 내지 98중량%의 수화된 알루미나; 1 내지 9중량%의 비닐 수지; 및 0.1 내지 1중량%의 플루오르화탄소 또는 실리콘 오일로 된 혼합물을 희석시킴으로써 제조되는 코팅 조성물로 코팅되는 유리 섬유 매트.
- 제 14 항에 있어서,제 9 항 또는 제 10 항의 특성을 갖는 유리 섬유 매트.
- - 플라스터 슬러리의 성분들과 물을 혼합기에서 혼합함으로써 플라스터 슬러리를 제조하는 단계;- 제조된 슬러리를, 수화된 알루미나, 탄산칼슘 및 이의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 미네랄 충전제와 유기 접합제를 포함하는 코팅 조성물로 코팅된 적어도 하나의 유리 매트에 침적하는 단계에 이어, 이 매트의 코팅되지 않은 면에 제 2 강화 물질을 사용하여 슬러리의 상부 표면을 만들어 커버링하는 단계;- 외형 밴드에 새로운 보드를 주조함으로써 이전에 얻은 보드의 가장자리를 페더링(feathering)과 같은 공정으로 형성하는 단계;- 수화가능한 황산 칼슘 보드의 널빤지가 컨베이어 벨트를 따라 움직이는 동안 제조 라인에 수화가능한 황산칼슘을 수압으로 세팅하는 단계;- 라인의 말단에 있는 널빤지를 미리 정한 길이로 절단하는 단계; 및- 얻어진 보드를 건조하는 단계를 필수적으로 포함하여 제 1 항, 제 9 항, 제 10 항, 제 12 항 또는 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 플라스터보드를 제조하는 방법.
- 제 1 항, 제 9 항, 제 10 항, 제 12 항 또는 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 플라스터보드를 포함하는 에라울릭(Aeraulic) 덕트.
- 제 17 항에 있어서,연기 통기 덕트 또는 환기 덕트인 에라울릭 덕트.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,비닐 수지가 EVA인 플라스터보드.
- 제 13 항에 있어서,표면 흡착이 0.5g이하인 플라스터보드.
- 제 16 항에 있어서,제 2 강화 물질이 제 2 코팅된 유리 매트인 플라스터보드를 제조하는 방법.
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Legal Events
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| AMND | Amendment | ||
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| GRNT | Written decision to grant | ||
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