KR101914809B1

KR101914809B1 - 공기함유 섬유 시멘트 건설 제품 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR101914809B1
Application number: KR1020137031055A
Authority: KR
Inventors: 조 주 펑; 토마스 패트릭 뮐러
Original assignee: 제임스 하디 테크놀로지 리미티드
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2018-11-02
Also published as: KR20140036196A; NZ614142A; US20140199532A1; CA2830525A1; AU2012249429B2; JP6162685B2; WO2012149421A3; AU2012249429A1; EP2704900B1; EP2704900A2; WO2012149421A2; CA2830525C; JP2014519992A; US9719254B2; EP2704900A4

Abstract

본 발명은 작고 균일한 혼입된 에어 포켓이 전체에 걸쳐 분포된 다겹 섬유 시멘트 기판 층으로 구성된 섬유 시멘트 건설 패널 및 시트와 같은 저 밀도 섬유 시멘트 제품이 개시된다. 또한, 본 발명은 일관된 공극 함유량 및 균일한 공극 분포가 구비된 공기함유 저 밀도 섬유 시멘트 패널 및 시트를 제조하기 위한 공기 혼입 시스템 및 방법이 개시된다. 또한, 본 발명은 조절된 공극 함유량 및 분포를 구비하는 공기함유 섬유 시멘트 제품을 생성하기 위하여 하체크 공정과 함께 작용하도록 구성된 공기 혼입 기술이 개시된다.

Description

공기함유 섬유 시멘트 건설 제품 및 이의 제조 방법{AERATED FIBER CEMENT BUILDING PRODUCTS AND METHODS OF MAKING THE SAME}

(관련 출원에 대한 상호-참조)

본 출원은 35 U.S.C. §119(e)에 따라 2011년 4월 27일자로 출원된 미국 가출원 제61/479,814호로부터의 우선권에 대한 이익을 주장하며, 상기 가출원의 전체 내용은 본 명세서에 참조로서 통합되어 있다.

발명의 분야

본 개시 내용의 실시예는 경량 저밀도 섬유 시멘트 재료 조성 및 제조 방법에 관한 것이다.

관련 기술의 설명

섬유 시멘트 건설 제품 패널 및 시트와 같은, 섬유 시멘트계 건설 제품은 건축물 시공에서 폭넓게 사용되어 왔다. 섬유 시멘트의 바람직한 성능 특성을 유지하면서 이의 밀도와 중량을 감소시키기 위한 다양한 저가 방법을 개발하는 데 노력이 행해져 왔다. 예를 들어, 세라믹 마이크로스피어(ceramic microsphere)와 같은 저밀도 첨가물이 섬유 시멘트에 포함되어 왔다. 첨가물은 대체로 설치와 존속기간 내구성 및 성능 양자 모두에서 최종 제품의 성능 특성을 손상시키지 않고 섬유 시멘트의 밀도를 감소시키도록 선택된다.

그러나, 다겹 기판 층을 포함하는 섬유 시멘트 건설 시트 또는 패널을 위한 적합한 저밀도 첨가물을 개발하는 것은 이의 제조와 관련된 험한 공정 조건 때문에 특히 어렵다. 특히, 대부분은 저 밀도 첨가물은 셀룰로오스 섬유로 보강된 시멘트 시트 및 패널 제조에서 폭넓게 사용되는 하체크 공정(Hatschek process)에 의하여 부과된 물리적 그리고 기계적 힘을 견뎌내는 데 어려움을 갖는다. 선택된 저밀도 첨가물은 하체크 공정을 통하여 직면하는 높은 압력, 힘, 및 온도를 견딜 수 있을 것이다.

공기 혼입이 콘크리트의 밀도를 감소시키는 데 사용될 수 있는 방법이지만, 이 기술은 예측가능한 공극(air void) 함량이 요구되는 섬유로 보강된 시멘트질 시트 또는 패널의 통기(aeration)에 성공적으로 그리고 지속적으로 적용될 수 없다. 실제로, 수많은 연구가 공기함유 비가공(uncured) 콘크리트의 공극 함량을 예측하는 데의 어려움을 입증하였다. 에어 포켓(air pocket)에 부과된 고압, 진공에 의한 공간의 버스트(burst), 및 충격력에 의한 공간의 파열(rupture)은 펌핑 공기함유 콘크리트에서 기포의 일부 매커니즘이다. 따라서, 공기함유 콘크리트의 컨셉이 공지되어 있음에도 불구하고, 종래의 공기 혼입 기술에 의하여 형성된 공극의 수, 분포, 및 사이즈의 일관성이 없어 저밀도 섬유 시멘트 패널 및 시트를 생산하는데 성공적으로 적용되지 못하였다.

따라서, 공극이 일관되고 고르게 분포된, 섬유로 보강된 패널 또는 시트를 제조하기 위한 개선된 통기 방법 및 재료의 필요성이 여전히 있다.

본 개시 내용의 제제, 재료, 물품, 및 제조 방법은 각각 여러 양태를 가지며, 이들 중 단일이 이의 바람직한 속성에 오로지 책임이 있지 않다.

본원에서 직접적으로 정의되지 않은 임의의 용어는 해당 기술 분야 내에서 이해되는 의미와 공통적으로 관련된 모든 의미를 갖는 것으로 이해되어야 한다. 실시자가 다양한 실시예의 조성, 방법, 시스템 및 기타 등등, 그리고 이들을 제조하고 사용하는 방법을 설명하는데 추가적인 길잡이를 제공하기 위하여, 특정 용어는 이하 또는 발명의 상세한 설명의 다른 부분에서 설명된다. 동일한 것이 여러 방법으로 언급되는 것은 인정된다. 따라서, 대안적인 용어 및 유의어는 본원에서 설명되는 임의의 하나 이상의 용어로서 사용될 수 있다. 용어가 본원에서 상술되거나 설명되던지 간에 중요하지 않다. 몇몇의 유의어 또는 대용가능한 방법, 재료, 및 기타 등등이 제공된다. 하나 또는 몇몇의 유의어 또는 동의어는 명백하게 진술되지 않는 한 다른 유의어 또는 동의어를 배제하지 않는다. 발명의 상세한 설명에서 용어의 예시를 포함하는 예시의 사용은 오직 설명의 목적이며 본원에서 실시예의 범주와 의미를 한정하지 않는다.

본 개시내용의 바람직한 실시예는 복수의 얇은 겹쳐진 섬유 시멘트 기판 층을 포함하는 건설 물품을 제공한다. 각각의 겹쳐진 섬유 시멘트 기판 층은 인접한 겹쳐진 기판 층에 결합되어 섬유 시멘트 매트릭스를 형성한다. 건설 물품은 섬유 시멘트 매트릭스 내에 혼입된 에어 포켓에 의하여 형성된 복수의 공극을 더 포함하여, 공극은 공극을 섬유 시멘트 매트릭스로부터 분리시키는 재료 없이 직접 섬유 시멘트 매트릭스 내에서 형성된다. 섬유 시멘트 매트릭스의 밀도를 감소시키도록 공극은 섬유 시멘트 매트릭스에 걸쳐 균일하게 분산되어, 공극의 총 체적이 섬유 시멘트 매트릭스의 체적의 3%를 넘는다. 일부 실시예에서, 또한 공극은 20 미크론이 넘는 평균 직경을 갖는다. 일 실시예에서, 공극의 평균 직경은 20 미크론과 100 미크론 사이이다. 그러나 다른 실시예에서, 공극의 평균 직경은 20 미크론과 50 미크론 사이, 바람직하게는 20 미크론과 40 미크론 사이, 바람직하게는 30 미크론과 40 미크론 사이이다. 다른 실시예에서, 공극의 총 체적은 섬유 시멘트 매트릭스의 체적의 5% 내지 20% 사이이다. 그러나 다른 실시예에서, 공극의 총 체적은 체적의 10% 내지 20% 사이이다. 그러나 다른 실시예에서, 섬유 시멘트 매트릭스의 밀도는 입방 센티미터 당 1.0 내지 1.3 그램(g/cc) 사이, 또는 일부 다른 실시예에서 1.2 내지 1.3 g/cc이다. 그러나 다른 실시예에서, 공극의 적어도 90%는 폐쇄 셀(closed-cell)이다. 그러나 다른 실시예에서, 각각의 겹쳐진 섬유 시멘트 기판 층은 20 내지 450 미크론 사이의 두께를 갖는다. 그러나 다른 실시예에서, 섬유 시멘트 기판 층은 셀룰로오스 섬유를 포함한다.

본 개시 내용의 바람직한 실시예는 수경성 결합제, 셀룰로오스 섬유, 및 기포제(air entrainment agent)를 포함하는 시멘트 제제를 더 제공한다. 기포제는 제제의 중량의 0.1%~2% 또는 일부 구현에서는 중량의 0.3%-2%를 포함한다. 일 실시예에서, 기포제는 빈솔레진(vinsol resin)을 포함한다. 다른 실시예에서, 기포제는 나트륨 빈솔레진(sodium vinsol resin), 벤젠술포닉 에시드(benzenesulfonic acid), 나트륨 치환된 벤젠 술포네이트(sodium substituted benzene sulfonate), 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 택해진다. 그러나 다른 실시예에서, 기포제는 나무 수지, 합성 세제, 술폰화 리그닌의 염, 석유 산의 염, 단백질 재료의 염, 지방 산 및 수지 산 및 그들의 염, 알킬벤젠 술포네이트, 술폰화 탄화수소의 염, 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 택해진다. 그러나, 다른 실시예에서, 기포제는 나무 수지, 술폰화 탄화수소 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 택해진다. 다른 실시예에서, 기포제는 발포제(blowing agent)와 같은 희생 충전제(sacrificial filler)를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예는 다겹 기판 층을 포함하는 섬유 시멘트 패널에서 공기를 흡입하는 방법을 더 제공한다. 방법은 수분함유 시멘트 슬러리에서 기포를 생성하는 단계를 포함하며, 이 단계에서 섬유 시멘트 슬러리를 통하여 회전된 복수의 체 실린더에 섬유 시멘트 슬러리를 얇은 섬유 시멘트 필름으로 침전시킨다. 기포는 얇은 섬유 시멘트 필름에 균일하게 분포된다. 방법은 얇은 섬유 시멘트 필름의 순차적인 층의 시리즈를 벨트로 전달시키고, 두꺼운 섬유 시멘트 층으로부터 물을 제거하고, 두꺼운 섬유 시멘트 층을 경화시키는 단계를 더 포함한다. 일 실시예에서, 기포는 기포제를 직접 섬유 시멘트 슬러리에 첨가함에 의하여 그리고 섬유 시멘트 슬러리를 충분히 혼합시킴에 의하여 수분함유 섬유 시멘트 섬유에서 생성된다. 다른 실시예에서, 거품 혼합물을 생성하기 위하여 기포제를 물에 미리 혼합시키고 이후 거품 혼합물을 섬유 시멘트 슬러리에 첨가함에 의하여 기포는 수분함유 섬유 시멘트 슬러리에서 생성된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저밀도 섬유 시멘트 제품의 개략도이다.
도 2는 100X 확대율로 도시된 도 1의 섬유 시멘트 제품에 걸쳐 분포된 공간의 SEM 사진이다.
도 3은 400X 확대율로 도시된 도 1의 섬유 시멘트 제품에 걸쳐 분포된 공간의 SEM 사진이다.
도 4는 도 1의 섬유 시멘트 제품의 단일 공극 구조의 SEM 사진이다.
도 5는 바람직한 실시예의 저 밀도 섬유 시멘트 제품과 첨가물로 세라믹 마이크로스피어를 구비한 동등한 저 밀도 섬유 시멘트의 세공 직경의 비교를 도시한다.
도 6은 하체크 공정과 함께 저 밀도 공기함유 섬유 시멘트 시트를 제조하기 위한 일 실시예의 공정 순서의 개략도이다.
도 7은 하체크 공정과 함께 저 밀도 공기함유 섬유 시멘트 시트를 제조하기 위한 다른 실시예의 공정 순서의 개략도이다.
도 8은 일 바람직한 실시예의 공기함유 저 밀도 섬유 시멘트 시트와 마이크로스피어 첨가물이 구비된 조절 저 밀도 섬유 시멘트 시트를 비교하는 SEM 사진이다.

전체에 걸쳐 작고 균일한 혼입된 에어 포켓이 분포되어 구비된 다겹 섬유 시멘트 기판 층으로 구성된 저 밀도 섬유 시멘트 제품은 본원에서 개시된다. 일관된 공극 함유량 및 균일한 공극 분포가 구비된 공기함유된 저 밀도 섬유 시멘트 패널을 제조하기 위한 공기 혼입 시스템 및 방법 또한 본원에서 개시된다. 조절된 공극 함유량 및 분포가 구비된 공기함유 섬유 시멘트 제품을 생산하기 위한 하체크 공정과 함께 작동되도록 구성된 공기 혼입 기술은 또한 본원에서 개시된다.

도 1은 본 발명의 저 밀도 공기함유 섬유 시멘트 제품(100)의 일 실시예를 도시한다. 섬유 시멘트 제품(100)은 결합하여 섬유 시멘트 매트릭스(106)를 형성하는 복수의 다겹 섬유 시멘트 기판 층(102)을 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 공극(104)은 매트릭스(106) 내에 혼입된 공기에 의하여 섬유 시멘트 매트릭스(106)에서 형성된다. 공극(104)은 미리 선택된 범위 내에서 사이즈 설정되는 것이 바람직하며 섬유 시멘트 제품(100) 전체에 걸쳐 균일하게 분포된다. 일 구현에서, 공극(104)의 직경은 20 미크론(마이크로미터)보다 크며, 바람직하게는 약 20 마이크로미터 내지 100 마이크로미터 사이이다. 다른 구현에서, 공극(104)의 평균 직경은 약 20 마이크로 미터 내지 60 마이크로미터 사이이다. 다른 구현에서, 공극(104)은 섬유 시멘트 제품(100)의 체적의 5%보다 많고, 바람직하게는 체적의 약 5%-20% 사이, 바람직하게는 체적의 약 5%-10% 사이, 바람직하게는 체적의 약 9.2% 사이이다.

도 2는 섬유 시멘트 매트릭스(106)에 걸쳐 분포된 공극(104)의 100X 확대율로 도시된 SEM 사진이다. 도 3은 공극(104)의 400X 확대율로 도시된 SEM 사진이다. 도 4는 단일 공극(104)의 구조를 도시하는 3000X 확대율로 도시된 SEM 사진이다. SEM 사진에 도시된 바와 같이, 섬유 시멘트 매트릭스(106)에 형성된 공극(104)은 대체로 단일 기포 및 기포 클러스터의 혼합이다. 마이크로스피어와 같은 저 밀도 첨가물과는 달리, 공극(104)은 각각의 공간을 형성하는 벽이 섬유 시멘트 매트릭스의 일부가 되도록 공기 혼입에 의하여 섬유 시멘트 매트릭스에서 직접 형성되는 에어 포켓이다. 공극은 인접한 공간과 연속적인 공기 채널을 형성하지 않는 폐쇄된 셀 공간인 것이 바람직하다. 일부 실시예에서, 제품 내의 공극의 적어도 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 또는 90% 초과는 폐쇄된 셀 공간이다. 공극의 형상 및 체적은 섬유 시멘트 제품에서 혼입된 공기의 양에 의하여 결정되는 것이 바람직하다. 공기 혼입 기술은 콘크리트를 통기시키는 데에 사용되어 왔으나, 통상적인 콘크리트 통기 기술을 사용하여 섬유 시멘트 패널 또는 시트에서 균일하게 분포된 대체로 폐쇄된 셀 공극을 형성하는 것은 매우 어렵다.

섬유 시멘트 패널 또는 시트에서 균일하게 분포된 폐쇄된 셀 공극을 바람직한 형태로 형성하는 데 어려움 중 하나는, 하체크 공정에 온전하게 견딜 수 있는 섬유 시멘트에서의 기포 혼입의 어려움이다. 하체크 공정은 다겹 기판 층이 구비된 섬유 시멘트 패널 또는 시트를 제조하기 위한 상업적으로 실행가능한 방법으로 널리 사용된다. 발명자의 최상의 지식으로, 하체크 공정에 의하여 생산된 섬유 시멘트 건설 시트의 통기는 저 고형 성분 슬러리에서 기포 또는 포켓을 생산하는 데 어려움이 있고 하체크 공정의 수많은 격렬한 공정 단계로 인한 기포의 버스트때문에 균일한 공극을 형성하기 위한 실행가능한 공정으로 여겨지지 않았었다. 균일한 기포 형성에 장애물이 존재하는 일부 공정 단계는 다음과 같다. 슬러리 교반, 펌핑, 및 필터링 단계; 두꺼운 섬유 시멘트 레이어 및 다겹 섬유 시멘트 그린 시트의 고 진공 처리; 그린 시트 상의 고 선압 및 밀도 증가 롤 압력; 및 고 압력 장 오토클레이브 양생 단계.

또한, 통상적으로 1보다 작은 시멘트에 대한 물의 비율을 갖는 시멘트의 통기로부터의 정보는 하체크 공정에 의하여 생산된 섬유 시멘트 건설 시트의 통기가 실현가능한지에 대하여 안내를 제공하지 않는다. 예를 들어, 힘 또는 압력에 가해졌을 때 공기함유 비가공 콘크리트를 예측하는 데 어려움이 있음이 연구에서 나타났다. 몇몇은 300psi를 초과하는 압력에서 공기함유 콘크리트를 펌핑하는 것에 대항하여 추천해왔다. 또한, 콘크리트 시멘트에 대한 공기 혼입 첨가물의 효과는 성능에 영향을 주는 수많은 요인들로 인하여 예측하기 어렵다. 예를 들어, 과한 진동은 3분의 진동 후에 혼입된 공기의 50% 정도가 손실되는 결과를 낳으며; 매우 미세한(<150㎛) 골재 및 굵은(>1200㎛) 골재는 공기 함유량을 감소시키지만, 150-1200㎛ 사이의 골재는 공기 함유량을 증가시키며; 콘크리트 온도의 증가는 공기 함유량을 상당히 감소시킬 것이다.

또한, 비가공 콘크리트 시멘트에 존재하는 기포의 사이즈는 이에 가해지는 힘에 의하여 영향을 받을 수 있다. 펌핑 콘크리트에서 발생하는 흡입(suction) 및 용해(dissolution)는 존재한다면 50㎛보다 작은 직경이 구비된 기포가 후에 존재하도록 야기시킨다. 흡입은 젖은 콘크리트가 진공에 의하여 야기되는 음 압력에 놓였을 때 펌핑에서 발생하며, 이때 펌프 피스톤 챔버는 젖은 콘크리트 페이스트로 충전된다. 용해는 젖은 콘크리트 페이스트가 작은 기포가 물에 융해되지만 재생성되지는 않는 압력에 놓였을 때 발생하며, 이때 젖은 콘크리트 페이스트는 감압된다. 또한, 갓 생산된 비가공 콘크리트 페이스트에서의 혼입된 공기에 대한 현재 지식에 따르면, 혼입된 공기의 용해도는 자유 공기 또는 물의 용해도와 동일한 것으로 보인다. 이와 같이, 헨리의 법칙에 기초하여, 400psi의 압력에 놓인 갓 생산된 콘크리트 페이스트는 존재하는 총량이 물 체적의 52%를 차지하는 공기를 용해시킬 것이다.

따라서, 상기된 바와 같이, 발명자의 최상의 지식으로, 하체크 공정을 사용하여 제조된 다겹 기판 층이 구비된 섬유 시멘트 건설 시트 또는 패널의 통기가 기술적으로 실현가능할 것인지에 대하여 알려주는 콘크리트의 통기 및 갓 생성된 콘크리트 페이스트의 특성에 대한 정보가 없다. 하체크 공정을 통하여 처리된 재료에 의하여 면하는 압력, 힘 및 온도 하에, 섬유 시멘트 건설 시트의 밀도를 감소시키는 모든 저 비용 방법은 중공 세라믹 또는 유리 마이크로스피어와 같은 저 밀도 첨가물을 첨가하는 것에 기초해왔다.

본 발명은 에어 포켓이 전체에 걸쳐 분포된 다겹 기판 층을 갖는 섬유 시멘트 제품의 다양한 실시예를 제공한다. 섬유 시멘트 제품은 하체크 공정을 사용하여 제조되는 것이 바람직하다. 일부 실시예에서, 에어 포켓은 섬유 시멘트 제품의 제조 공정 중에 공기 혼입에 의하여 매트릭스 내로 유입된다. 다른 바람직한 실시예에서, 에어 포켓은 섬유 시멘트 제제의 사용에 의하여 유입되며, 여기에서 재료는 제조 공정 중에 분해되며, 최종 제품의 매트릭스 내에 에어 포켓을 남긴다. 섬유 시멘트 제품은 패널 또는 시트일 수 있으며 건설 제품으로 사용될 수 있다.

하기 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기 혼입은 기포 안정성을 위하여 적절한 기포제와 함께 하체크 공정에서 제제 슬러리를 충분히 혼합시켜 기포를 생성함에 의하여 달성된다. 일부 바람직한 실시예에서, 혼합 조건은 기포가 대체로 20 내지 100㎛ 직경 내이도록 조절된다. 고 혼합률일 수록 더 작은 기포 사이즈를 생산하는 것으로 알려져 있다. 일부 실시예에서, 기포는 슬러리로 유입되기 이전에 고 순도 거품 생성 펌프를 사용하여 거품으로 미리 생성된다.

본원에서 사용되는 기포제는 하체크 공정 내에서 기포 생성 및/또는 기포 안정화에 도움을 주는 능력을 갖는 화학제 또는 화합물일 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 화학제는 기포 쉘을 강화시키는 계면활성제로 작용하는 장 체인 폴리머일 수 있다. 많은 유형의 장 체인 폴리머들이 있지만, 셀룰로오스 섬유 시멘트에 적합한 기포제를 선택하는 것은 쉽지 않다. 섬유 시멘트 제품을 위한 하체크 공정에서의 공정용 용수는 통상적으로 칼슘(Ca² ⁺), 나트륨(Na⁺), 칼륨(K⁺), 및 술페이트(SO₄ ^-)와 같은 시멘트의 용해 형태를 포함한다. 따라서 공정용 용수는 pH가 높고 선택된 기포제는 높은 pH 환경에서 견딜 수 있어야 한다. 일부 실시예에서, 바람직한 기포제는 암모늄 치환성분, 나무 수지, 지방 산 염 또는 합성 세제와 같은 음이온 계면활성제로 구성된 카르복시 기(R-COO-), 술페이트 기 (R-SO₄-), 및 술포네이트 기(R-SO₃-)가 구비된 양이온 계면활성제이다. 더 바람직한 기포제는 나트륨 빈솔레진 및/또는 나트륨 벤젠 술포네이트이다. 일부 실시예에서, 기포제는 총 섬유 시멘트 제제의 중량으로 0.1% 내지 5% 사이 또는 중량으로 0.3% 내지 2% 사이의 양으로 사용될 수 있다. 더 바람직한 실시예에서, 사용되는 기포제 양은 중량의 1% 내지 3%이다. 일부 구현에서, 기포제는 섬유 시멘트 제품의 밀도를 감소시키기 위하여 마이크로스피어와 같은 다른 저 밀도 첨가물과 함께 사용될 수 있다. 일부 구현에서, 기포제는 총 섬유 시멘트 제제의 중량의 약 0.13%을 차지하고, 마이크로스피어는 총 섬유 시멘트 제제의 중량의 약 1%를 차지한다.

다른 바람직한 실시예는 섬유 시멘트 매트릭스 내에 공극을 생성하기 위하여 적절한 희생 재료 또는 충전제를 활용한다. 희생 재료 또는 충전제는 하체크 공정에서 분해되고 최종 제품의 매트릭스에 에어 포켓을 남기는 능력으로 선택된다. 일부 바람직한 구현에서, 희생 충전제는 비용 효율성을 고려하여 녹말, 암모늄 카보네이트 및/또는 나트륨 바이카보네이트일 수 있다. 희생 재료는 미세하게 갈린 형태로 제제 내로 유입되어 제조 공정 중에 제제에 걸쳐 혼합되고 분포될 수 있어, 따라서 최종 제품의 매트릭스 내에 잘 분포된 에어 포켓을 남기는 것이 바람직하다. 희생 재료의 입자 사이즈는 250㎛(60 메시) 미만인 것이 바람직하다.

콘크리트 공기 혼입 첨가물( AEA )

일부 실시예에서, 소정 콘크리트 공기 혼입 첨가물(AEA)은 하체크 공정을 통하여 형성된 섬유 시멘트 시트 또는 패널을 위하여 선택되고 변형된다. 콘크리트 시멘트 산업에서 사용되는 4가지 유형의 상업적으로 이용가능한 AEA가 있다: 나무 수지, 합성 세제, 석유 산 염, 및 지방 산 염. 임의의 AEA가 섬유 시멘트 시트 및 패널을 위한 잠재적인 공기 혼입 첨가물로 사용될 수 있는지 밝히기 위하여 고 알칼린 섬유 시멘트 공정용 용수와 혼합된 상업적으로 이용가능한 AEA로부터의 거품 생산에 대하여 실험 테스트가 수행되었다. 테스트에서, 혼합기(키친에이드 325)를 사용하여 섬유 시멘트 하체크 제조 공정으로부터의 500ml의 고 알칼린 공정용 용수와 4g의 선택된 AEA를 혼합기의 기어 8에서 10분간 보울 내에서 혼합이 행해졌다. AEA의 거품형성 능력은 혼합 보울의 바닥으로부터 결과적인 거품의 높이를 측정함에 의하여 측정되었다.

고 알칼린 섬유 시멘트 공정용 용수에서의 AEA 거품 테스트

AEA 유형	상업 명칭	AEA의 세부사항	거품 (mm)
나무 수지	MB-VR	나트륨 빈솔레진	137.2
	Polychem VR	나트륨 빈솔레진	100
	Super Air Plus	분말 VR	거품 없음
석유 염	Polychem AE	치환된 벤젠 술포네이트(나트륨 염)	73.75 (불안정)
	NASA HS 90	나트륨 벤젠 술포네이트	118.13
	Micro Air	나트륨 올레핀 술포네이트	거품 없음
	Airen S	벤젠술포닉 산(나트륨 염)	85
지방 산 염	Eucon Air 40	톨 유. PCMC. 글리콜 에테르	거품 없음
지방 산 염	Hydrophobe	복합 카보하이드레이트, 폴리알코올, 등	거품 없음
합성 세제	Chemical	나트륨 라우릴 술페이트	거품 없음

표 1에 도시된 바와 같이, 지방 산 염 및 합성 세제 AEA는 고 알칼린 섬유 시멘트 공정용 용수에서는 기포 형성 없이 불활성화된다. 나트륨 빈솔레진 및 나트륨 벤젠 술포네이트는 고 알칼린 섬유 시멘트 공정용 용수로부터 성공적으로 거품을 생산했다.

시멘트 수화 테스트는 슬러리에 대하여 0.4의 물 비율(w/s 비율)을 갖는 시멘트 슬러리에 상이한 열량계를 사용하여 행해졌다. 테스트는 나트륨 벤젠 술포네이트가 시멘트가 72시간 내에 세트되지 않는 결과를 나타내며, 시멘트에 0.5%의 중량 첨가를 하는 강한 시멘트 수화 지연제라는 것을 나타냈다. 반면, 나트륨 빈솔레진은 시멘트 수화에 거의 영향을 주지 않았다. 섬유 시멘트 제품을 위한 공정용 용수는 이의 구성성분으로 인하여 높은 pH를 가지므로, 추가적인 실험 테스트가 행해졌으며 혼입된 공기의 조절가능한 레벨은 대부분의 실제의 AEA로 획득하기 어려웠다.

섬유 시멘트 공정용 용수가 대부분의 실제의 AEA가 거품형성하지 못하게 한 이유를 더 가늠하기 위하여, 섬유 시멘트 공업용 용수와 거품형성 하지 못한 나트륨 올레핀 술포네이트를 위한 마이크로 에어(Micro Air)와 나트륨 빈솔레진을 사용하여 이하의 테스트가 수행되었다. 테스트 및 측정은 AEA의 양이 문제의 AEA의 50%인 2g으로 감소된 것을 제외하면 섬유 시멘트 공정용 용수에서와 동일하다.

상이한 알칼린 용수에서의 AEA 거품생성 능력

AEA	유형	용액	거품 (mm)
마이크로 에어	나트륨 올레핀 술포네이트	담수 (pH 7)	우수함 (73 mm)
마이크로 에어	나트륨 올레핀 술포네이트	NaOH 용수 (pH 13)	우수함 (73 mm)
마이크로 에어	나트륨 올레핀 술포네이트	Ca(OH)₂ 용수 (pH 13)	거품 없음 (35mm)
MB-VR	나트륨 빈솔레진	담수 (pH 7)	우수함 (76 mm)
MB-VR	나트륨 빈솔레진	NaOH 용수 (pH 13)	우수함 (76 mm)
MB-VR	나트륨 빈솔레진	Ca(OH)₂ 용수 (pH 13)	우수함 (76 mm)

표 2의 결과로부터, 석회의 존재는 마이크로 에어 AEA를 거품형성으로부터 불활성화시키는 것으로 보인다. 따라서, AEA가 섬유 시멘트 제품에서 잠재적으로 작용하기 위하여서, AEA는 높은 pH 및 다분히 높은 Ca⁺ 이온 농도에서 작용할 수 있어야 한다.

나트륨 빈솔레진을 첨가물로 사용하는 공기함유 섬유 시멘트 시트

나트륨 빈솔레진이 첨가된, 하체크 공정에 의하여 제조된 섬유 시멘트 건설 시트가 수행되었고 비교를 위하여 중공 마이크로스피어가 첨가된 별개의 시도가 수행되었다. 섬유 시멘트의 제제 슬러리에 0.5% 농도의 나트륨 빈솔레진 첨가는 3%의 중공 마이크로스피어를 사용한 제제와 동일한 섬유 시멘트 제제 밀도를 생산하는 것이 밝혀졌다. 나트륨 빈솔레진을 첨가물로 사용하는 섬유 시멘트 건설 시트의 제품 성능은 표 3에 도시되었다.

섬유 시멘트 건설 시트 성능 비교

슬러리에서의 총 고형에서 나트륨 빈솔레진의 비율	MoR	ILB	수분 이동 (Pre-Carb/Post-carb)	밀도
0% (대조군)	10.1	1.7	0.18/0.53	1.28
0.1%	9.7	1.43	0.18/0.53	1.25
0.5%	9.4	1.4	0.18/0.51	1.23

하체크 공정에 의해 생산된 섬유 시멘트 건설 시트를 사용하고 2% 나트륨 빈솔레진을 사용한 별개의 연구는 평균 섬유 시멘트 제품 밀도 1.15g/cm³를 생산했다. 결과적인 공기함유 섬유 시멘트의 추가적인 주사전자현미경(SEM) 분석은 섬유 시멘트 건설 시트에서 기포 입자 사이즈가 20㎛ 내지 100㎛의 범위인 것을 나타낸다. 또한, SEM 분석은 또한 아마도 선압으로 인하여 기포의 형태가 비균일한 것으로 보이지만, 혼입된 기포는 과한 진공 힘(vacuuming force)으로 인하여 발생할 수 있는 공기 채널이 존재하지 않고 섬유 시멘트 시트에서 파손되지 않고 독립되어 유지된다는 것을 보여준다. 또한, 섬유 시멘트 건설 시트의 분석은 총체적인 에어 포켓이 전체에 걸쳐 균일하게 분포되어 혼입된 공기에 대하여 체적의 약 9.2% 보드를 차지한다는 것을 밝혔다.

나트륨 빈솔레진에 의하여 생성된 저 밀도 섬유 시멘트 제품과 1.15g/cm³의 동일한 밀도가 구비된 저 밀도 첨가물로서 세라믹 마이크로스피어의 세공 분포의 비교는 도 5에 도시된다. 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 기포제를 포함하는 섬유 시멘트 제품은 소정 세공 사이즈 범위에서 세공 체적에서 비율 증가를 나타낸다. 일부 구현에서, 0.01에서 0.1 미크론까지의 범위 직경의 세공에서 약 5 내지 30% 체적 증가가 있다. 다른 구현에서, 0.01에서 0.1 미크론까지의 범위 직경의 세공에서 약 10 내지 23% 체적 증가가 있다. 보이는 바와 같이, 일부 실시예에서, 본원에서 개시된 방법은 약 0.01에서 0.1 미크론의 범위 직경의 세공에서 세공 체적을 적어도 5%, 그리고 바람직하게는 적어도 10%에서 약 30%까지 증가시키는 데 사용될 수 있다. 그러나, 다른 구현에서, 기포제를 포함하는 섬유 시멘트 제품은 세공의 체적의 적어도 50% 그리고 섬유 시멘트 제품의 체적의 적어도 3%를 구성하는, 20 미크론을 초과하는, 바람직하게는 20 내지 100 미크론의 평균 세공 직경을 나타낸다. 또한, 총 슬러리 고형에 중량의 0.5%의 나트륨 빈솔레진 첨가는 섬유 시멘트 건설 시트의 포스트 오토클레이브 밀도에 대하여 약 4% 감소된 제품을 생산하고 대조군 섬유 시멘트 건설 시트에 비교하여 포화 MoR에 약 7% 감소를 생산하는 것으로 밝혀졌다. 수분 팽창 특성에 대하여, 나트륨 빈솔레진을 사용한 건설 시트는 대조군 건설 시트와 동등함을 나타내었다. 어떻게 나트륨 빈솔레진의 첨가가 하체크 공정에 의하여 제조된 섬유 시멘트 제품에서의 스피어와 비교되는 지 이해하기 위하여, 이번 시도와 마이크로스피어 첨가 시도에서의 샘플링된 0.5% 나트륨 빈솔레진으로 밀도 감소 및 성능을 비교하였다. 분석으로부터, 밀도 감소에서, 총 고형에 대한 나트륨 빈솔레진의 0.5%는 총 고형에 대한 마이크로스피어 첨가물의 3-4%와 동등하다. 또한, 젖은 조건에서 ASTM C 1185, Clause 5에 따라서 측정된 파열 계수(MoR) 성능은 두 개의 섬유 시멘트 건설 시트 사이의 동등함을 나타낸다.

또한, 일부 바람직한 실시예는 섬유 시멘트 슬러리로의 기포 유입의 사이즈를 조절한다. 작은 기포일수록 큰 기포보다 높은 표면 장력을 갖기 때문에, 20 내지 100 미크론의 범위 내의 기포 사이즈가 하체크 공정에서 견디기 가장 좋은 것으로 밝혀졌다. 공정은 고 슬러리 교반 또는 고 슬러리 펌핑 속도 또는 기포 형성을 위한 지정된 고 전단 펌프(shear pump)의 유입을 사용하여 제조될 수 있다.

희생 충전제

다른 바람직한 실시예는 하체크 공정 중 분해되고, 최종 제품의 매트릭스에 에어 포켓을 남기도록 구성된 적절한 희생 충전제를 신중하게 선택함에 의하여 공기함유 섬유 시멘트 제품을 제조하는 방법을 제공한다. 잠재적인 희생 충전제의 범위는 하체크 섬유 시멘트 공정을 위하여 테스트되었다. 테스트 결과는 표 4에 도시된다. 여과 밀도 감소 비율은 희생 충전제가 구비된 그리고 구비되지 않은 시멘트/실리카 슬러리의 진공 여과로부터 획득된 필터 케이크를 비교함에 의하여 계산되었다. 감소 비율은 패드 압력 밀도 28 톤/ft² 압축 압력을 사용하여 Wabash 유압 기계(모델 PC-75-4TM)로부터 생산된 섬유 시멘트 패드로부터 계산되었다. 결과로부터, 오직 몇몇의 선택된 재료만이 통기 목적에 적합하다는 것이 밝혀졌다.

섬유 시멘트 건설 시트를 통기시키기 위한 잠재적인 첨가물로서의 희생 충전제의 테스트

변수 (첨가)	첨가 레벨	밀도 감소
변수 (첨가)	첨가 레벨	여과 상태	패드 압력 상태
아크릴릭 코폴리머 캡슐화 발포제	0.70%	-7.2%	--
폴리아크릴아미드 흡수성 폴리머	0.30%	-3.7%	--
카보폴 (팽윤성 폴리머)	0.50%	-3.8%	--
PVA (PVOH)	1%	--	--
유기 발포제(벤젠 술포하이드레이지드(BSH))	0.40%	-4%	--
유기 발포제(벤젠 술포하이드레이지드(BSH))	0.80%	-12%	--
알루미늄 분말	0.55%	-12.5%	-4%
암모늄 질산염	1.50%	-8.5%	--
암모늄 황산염	1.50%	-11%	--
NaHCO₃	1.5% 필터 케이크	-9%	--
NaHCO₃	2% 패드 압력		-3.3%
NaHCO₃	6%	-32%	-6%
녹말	1.5% 필터 케이크	-4.5%	--
녹말	2% 패드 압력		-1.9%
녹말	8%	-28%	-8%
암모늄 바이카보네이트	1.5% 필터 케이크	-13%	--
암모늄 바이카보네이트	1% 패드 압력		-4.9%
암모늄 바이카보네이트	6%	-42%	-11%
요소	2%	-7%	-2%

도 6은 저 밀도, 하체크 공정을 사용하여 공기함유 섬유 시멘트 제품을 형성하기 위한 공정(600)을 도시한다. 공정(600)은 섬유 시멘트 매트릭스에서 공기를 혼입하도록 설계되며 이들 사이에서 형성된 공극은 균일하고, 예측가능하며, 하체크 공정의 험한 조건을 견딜 수 있다. 이러한 실시예에서, 하체크 공정 중 공극을 형성하기 위하여 공기는 섬유 시멘트 패널에서 혼입된다. 공정(600)은 하나 이상의 기포제가 물, 셀룰로오스 섬유, 실리카, 세멘트 및 저 밀도 첨가물을 포함한 첨가물을 포함하는 수분함유 슬러리와 충분히 혼합되는 단계(610)로 시작한다. 일 구현에서, 수분함유 슬러리는 중량으로 약 8 내지 15% 고형을 포함하며, 시멘트는 중량으로 총 고형의 약 3분의 1을 차지한다. 일부 실시예에서, 수분함유 슬러리는 전단 펌프에 의하여 450rpm을 초과하거나 또는 바람직하게는 500rpm을 초과하는 속도에서 혼합될 수 있다. 수분함유 슬러리의 시멘트에 대한 수분 비율은 대략 20-35가 될 수 있다. 기포제는 약 0.3 내지 2 중량%의 수분함유 슬러리를 포함하는 바람직하게 빈솔레진, 더 바람직하게는 나트륨 빈솔레진 일 수 있다. 발명자는 놀랍게도 기포제가 이러한 중량 퍼센트 범위에 존재할 때 섬유 시멘트 매트릭스에서 바람직한 완충 및 다른 특성을 제공한다는 것을 밝혀냈다. 기포제는 이러한 실시예에서 수분함유 슬러리에 직접 첨가될 수 있다. 섬유 시멘트 제품의 밀도를 감소시키기 위하여 마이크로스피어 또는 다른 저 밀도 첨가물이 통상적으로 사용되는 일부 구현에서, 기포제는 필요한 마이크로스피어의 양을 감소시키기 위하여 마이크로스피어와 결합하여 첨가될 수 있으며, 따라서 재료의 비용을 감소시킨다. 일 구현에서, 기포제는 섬유 시멘트 제제의 약 0.1-0.2 중량%, 바람직하게 0.13 중량%를 포함하며, 마이크로스피어는 섬유 시멘트 제제의 약 0.1 중량%를 포함한다.

공정(600)은 수분함유 기포를 함유한 슬러리가 공급 배수조로 운반되고 복수의 통으로 펌핑되는 단계(620)로 이어진다. 각각의 통은 일관된 슬러리 혼합물을 보증하기 위하여 자체의 교반기를 구비한다. 이후 단계(630)에서 통에서 수분함유 슬러리의 섬유 시멘트 재료는 통의 슬러리에 걸쳐 회전되는 복수의 체 실린더에 얇은 섬유 시멘트 필름으로 침전된다. 이후 단계(640)에서 얇은 섬유 시멘트 필름은 두꺼운 섬유 시멘트 층을 생성하기 위하여 서로의 위에 층층이 놓인다. 공정(600)은 통의 슬러리에 걸쳐 회전하는 체 실린더를 구동시키고 회전하는 체 실린더에 침전된 얇은 섬유 시멘트 필름을 들어올리는 특별 펠트 기반 벨트의 사용에 의하여 얇은 섬유 시멘트 필름으로부터 두꺼운 섬유 시멘트 층을 생성한다.

회전하는 체 실린더는 특별 펠트 기반 벨트의 바닥 구동에 의하여 회전될 수 있고 슬러리를 체 실린더에 부착된 체 스크린을 통하여 필터링할 수 있다. 슬러리가 이러한 체 스크린을 통하여 필터링될 때, 섬유 시멘트 재료의 얇은 필름 층은 표면에 침전된다. 섬유 시멘트 재료의 얇은 필름 시멘트는 0.20 내지 0.45mm (20-450㎛)의 두께를 가지며 60%-75% 사이의 고형을 함유한다(시멘트가 30%의 고형을 포함할 때 시멘트에 대한 물의 비는 1.4 내지 2.2이다). 슬러리로부터의 과잉수(excess water)는 이후 체 실린더의 단부로부터 나오고 여과되면서 체 스크린을 통과하며, 통에서 슬러리 고형의 재생 및 재순환을 가능하게 한다. 체 스크린의 구멍은 통상적으로 0.30 내지 0.50mm(300-500㎛) 사이이므로, 300㎛ 보다 상당히 작은 모든 섬유외 재료는 체 스크린을 통하여 쓸려 가거나 체 스크린에 걸쳐 메시를 형성하는 셀룰로오스 섬유에 의하여 걸린다. 따라서, 작은 섬유외 재료의 걸림은 체 스크린의 표면 상의 셀룰로오스 섬유의 초기 필터 층의 형성에 달려있다.

각각의 체 실린더 상의 체 스크린의 표면 상에 형성된 섬유 시멘트 필름은 이후 특별 펠트 기반 벨트의 외부 표면으로의 접촉하도록 운반된다. 이러한 운반 공정은 펠트가 체 스크린보다 덜 투과성이기 때문에 일어난다. 특별 펠트 기반 벨트가 연속체의 각각의 연속적인 통을 넘어 통과함에 따라, 이는 연관된 체 실린더로부터 섬유 시멘트 필름의 연속적인 층의 대응 시리즈를 들어 올리고 두꺼운 섬유 시멘트 층을 구성한다. 이후, 단계(650)에서 여전히 존재한 물 및 수분을 제거하기 위하여 두꺼운 섬유 시멘트 층은 벨트의 상부 구동에 따라서 위치된 진공 박스를 넘어 통과한다. 두꺼운 섬유 시멘트 층의 두께와 수분 함유량이 주어지면, 진공 세팅은 18에서 25 인치 수은까지의 범위일 수 있다.

이후, 두꺼운 섬유 시멘트 층은 특별 펠트 기반 벨트에 구동력을 또한 제공하는 트레드 롤러(tread roller)와 인접한 축적 또는 상대적으로 큰 직경의 드럼의 형태인 "사이즈" 롤러 사이를 통과한다. 트레드 및 사이즈 롤러는 추가적인 물이 두꺼운 섬유 시멘트 층으로부터 압출되도록 위치되며, 두꺼운 시멘트 층은 체 실린더로부터 벨트로 이전에 운반되었던 것과 유사한 매커니즘에 의하여 사이즈 롤러로 운반된다. 트레드 롤러와 사이즈 롤러 사이의 선압으로도 지칭되는 선에서의 압력은 어디에서든 공정 요구조건에 따라서 350pis 내지 1000psi 사이이다. 압력은 섬유 시멘트 층에서 최소의 기포 수를 제거하지 않도록 선택되는 것이 바람직하다. 사이즈 롤러는 얇은 층으로 된 시트가 절단되기 이전에 허용되는 회전 수에 따라서 수많은 두꺼운 섬유 시멘트 층을 축적시킨다. 따라서, 다수의 얇은 기판 층이 구비된 섬유 시멘트 시트의 형성은 필름의 절단 이전에 많은 회전 수를 허용함에 의하여 달성될 수 있다. 단계(660)의 절단 공정에서, 와이어 또는 블레이드는 롤러의 표면 상에 누적되어 형성된 얇은 층으로 된 섬유 시멘트 재료의 실린더를 길이 방향으로 절단하기 위하여 사이즈 롤러의 표면으로부터 바깥으로 반경방향으로 꺼내진다.

절단되면, 런 오프(run-off) 컨베이어에 의하여 제거될 얇은 층으로 된 섬유 시멘트 재료의 시트는 사이즈 롤러에서 벗겨진다. 이러한 단계에서 재료는 젖은 판지의 대략적인 일관성을 가지며, 따라서 런 오프 컨베이어 상의 납작한 배열을 쉽게 추측한다. 젖은 단부에서 공정을 완수하기 위하여, 펠트는 갓 생성된 필름 층을 들어 올리기 위하여 통으로 회귀하기 이전에 샤워 및 진공 박스의 배열을 통과하면서 세척된다. 공정으로부터 생산된 얇은 층으로된 시트 재료의 질 및 특성은 슬러리 제제 및 기계의 젖은 단부에서의 다양한 설정과 관련된 넓은 범위의 변수에 따른 다는 점이 이해될 것이다. 공정 라인의 보다 아래에서, "그린 시트"라고 공지된 이러한 재료는 고압수류절단기를 사용하여 그린 트림 스테이션(green trim station)으로 대략 트림되며, 이후 개별 시트로서 적재기로 나아간다. 적재기에서 그린 시트는 진공 패드에 의해 들어 올려지며, 시트를 끼워넣으며 오토클레이브 팩으로 형성된다. 부분적 양생 이후, 그리고 밀도를 증가시키기 위한 선택적인 추가 압축 공정 이후에, 단계(670)에서 상승된 온도 및 압력 조건 하에 최종 양생을 위해 그린 시트는 오토클레이브 유닛으로 운반된다. 오토클레이브에서, 화학 반응은은 원자재 사이에서 발생하여 셀룰로오스 강화 섬유에 결합되는 칼슘 실리케이트 매트릭스를 형성한다. 이러한 공정은 포화 증기 압력에서 8 내지 12 시간동안 160-190℃로 착수된다. 이의 완료 지점에서, 단계(680)에서 시트는 완전히 양생되고, 최종 트림, 마무리, 패킹에 준비되어 나온다. 최종 제품은 다겹 기판 층이 구비된 공기함유 저 밀도 섬유 시멘트 패널 또는 시트이다. 섬유 시멘트 패널은 섬유 시멘트 매트릭스에 걸쳐 균등하게 분포된 기포를 갖는다. 기포는 폐쇄된 셀인 것이 바람직하며 10에서 100㎛까지의 범위인 평균 직경을 갖는다. 일부 실시예에서, 기포의 80% 초과는 폐쇄된 셀이다. 일부 다른 실시예에서, 기포의 90% 초과는 폐쇄된 셀이다.

도 7은 하체크 공정을 사용하여 저 밀도 공기함유 섬유 시멘트 제품을 형성하기 위한 다른 공정(700)을 도시한다. 공정(700)에서, 수분함유 섬유 시멘트 슬러리에 직접 기포제를 첨가하는 것 대신에, 단계(710)에서 거품 혼합물을 형성하기 위하여 고 전단 펌프를 사용하여 기포제는 물 그리고 선택적으로 다른 첨가물과 처음 혼합된다. 거품 혼합물은 이후 단계(720)에서 수분함유 시멘트 슬러리에 첨가되고 이와 혼합된다. 기포제를 물과 미리 혼합하는 것은 거품 혼합물이 수분함유 슬러리에 첨가되면 더 균일하게 분포된 기포를 초래할 수 있다.

도 8은 본원에서 설명된 방법에 따른 공기함유 저 밀도 섬유 시멘트 시트를 마이크로스피어 첨가물로 제조된 대조군 저밀도 섬유 시멘트 시트와 비교하는 SEM 사진이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 공기함유 섬유 시멘트 시트에서 기포의 사이즈는 마이크로스피어의 사이즈에 필적하는 10 내지 150㎛ 사이의 범위에서 조절되어 유지된다. 그러나, 공기함유 섬유 시멘트 시트는 섬유 시멘트 매트릭스에서 균등하게 분포된 공극을 생성하기 위하여 마이크로스피어 또는 다른 첨가물의 첨가를 요구하지 않기 때문에 제조하기에 비용이 덜 든다.

본 발명의 바람직한 실시예의 상기 설명은 본 발명의 기본적인 신규 특징을 도시하고 설명하고 알려주었다. 설명된 바와 같은 장치, 시스템, 및 방법 그리고 이의 사용의 형태에서 다양한 생략, 대체, 및 변형이 발명의 사상을 벗어나지 않고 당업자에 의하여 행해질 수 있다는 점은 이해될 것이다.

Claims

건설 제품이며,
복수의 얇은 겹쳐진 섬유 시멘트 기판 층으로서, 각각의 상기 겹쳐진 섬유 시멘트 기판 층은 인접한 겹쳐진 기판 층에 결합되어, 섬유 시멘트 매트릭스를 형성하는, 복수의 섬유 시멘트 기판 층과;
공극을 섬유 시멘트 매트릭스로부터 분리시키는 재료가 없이 섬유 시멘트 매트릭스에 공극이 직접 형성되도록 섬유 시멘트 매트릭스에서 혼입된 에어 포켓에 의하여 형성된 복수의 공극을 포함하며,
상기 공극은 공극의 축적된 체적이 섬유 시멘트 매트릭스의 체적의 3%를 초과하도록 섬유 시멘트 매트릭스의 밀도를 감소시키기 위하여 섬유 시멘트 매트릭스에 걸쳐서 균일하게 분포되며, 상기 공극은 20 미크론을 초과하는 평균 직경을 갖고,
상기 건설 제품은 하체크 공정을 이용하여 제조되는, 건설 제품.
제1항에 있어서, 공극의 평균 직경은 20 미크론 내지 100 미크론 사이인 건설 제품.
제1항에 있어서, 공극의 체적은 섬유 시멘트 매트릭스의 체적의 5% 내지 20% 사이인 건설 제품.
제1항에 있어서, 섬유 시멘트 매트릭스의 밀도는 입방 센티미터 당 1.0 내지 1.3 그램(g/cc) 사이인 건설 제품.
제1항에 있어서, 공극의 총 개수 중 적어도 90%는 폐쇄된 셀인 건설 제품.
제1항에 있어서, 각각의 겹쳐진 섬유 시멘트 기판 층은 20 내지 450 미크론 사이의 두께를 갖는 건설 제품.
제1항에 있어서, 섬유 시멘트 기판 층은 셀룰로오스 섬유를 포함하는 건설 제품.
제1항에 있어서, 공극의 축적 체적은 5%와 20% 사이인 건설 제품.
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하체크 공정을 이용하여, 다겹 기판 층을 포함하는 섬유 시멘트 제품을 형성하기 위한 방법이며,
수분함유 섬유 시멘트 슬러리에서 기포를 생성하는 단계와,
상기 섬유 시멘트 슬러리를 섬유 시멘트 슬러리를 걸쳐 회전된 복수의 체 실린더에 얇은 시멘트 필름으로 침전시키는 단계로서, 여기서 기포는 얇은 섬유 시멘트 필름에 균일하게 분포되는 섬유 시멘트 슬러리의 침전 단계와,
두꺼운 섬유 시멘트 층을 생성하기 위하여 얇은 섬유 시멘트 필름의 연속적인 층의 시리즈를 벨트에 운반시키는 단계와,
두꺼운 섬유 시멘트 층으로부터 물을 제거하는 단계와,
상기 두꺼운 섬유 시멘트 층을 양생하는 단계를 포함하는 방법.
제14항에 있어서, 수분함유 섬유 시멘트 슬러리에서 기포를 생성하는 단계는 섬유 시멘트 슬러리에 직접 기포제를 첨가하고 섬유 시멘트 슬러리를 충분히 혼합시키는 단계를 포함하는 방법.
제14항에 있어서, 수분함유 섬유 시멘트 슬러리에서 기포를 생성하는 단계는 거품 혼합물을 생성하기 위하여 물에 기포제를 미리 혼합시키고 섬유 시멘트 슬러리에 거품 혼합물을 첨가하는 단계를 포함하는 방법.