KR100349270B1 - 절연재료로서유용한연속-기포형강성폴리우레탄발포체의제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연속-기포형 강성 발포체의 신규 제조 방법 및 진공 절연 용도에 있어서의 충진 재료 및 기밀한 독립의 기체-충전 발포체로서의 그들의 용도에 관한 것이다. 완전한 연속-기포형 강성 폴리우레탄 발포체는 독립-기포형 또는 부분적 독립-기포형 강성 폴리우레탄 발포체에 외압을 가함으로써 제조한다. 이들 연속-기포형 발포체는 절연 패널에서의 충진 재료로서 또는 절연 발포체로서 유용하다.

Description

절연 재료로서 유용한 연속-기포형 강성 폴리우레탄 발포체의 제조 방법
본 발명은 연속-기포형(open-celled) 강성 발포체의 신규 제조 방법 및 진공 절연 용도에 있어서의 충진 재료 및 기밀한 밀폐된 기체-충전 발포체로서의 그들의 용도에 관한 것이다.
연속-기포형 강성 폴리우레탄 발포체의 제조 방법은 클로로플루오로카본(CFCs)에 관한 관심의 증가로 최근의 문헌에 기재되어 있다. 신규의 절연 재료 및 기법이 연구 시험 중에 있다.
유럽 특허공개 제0,188,806호에는 특수 이소시아네이트를 특수 안정화제, 기포 개방제 및 팽창제로서의 모노플루오로트리클로로메탄(R11)과 배합한 특수 폴리올과 반응시켜 제조한 진공 패널링(panelling)의 제조에 유용한 연속-기포형 강성 폴리우레탄이 기재되어 있다. R11이 대기의 오존층에 손상을 일으키는 것으로 생각되기 때문에, 유럽 특허공개 제0,581,191호에는 팽창제가 HCFC(즉, 수소-함유 클로로플루오로카본) 또는 메틸렌 클로라이드인 연속 기포형의 강성 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법이 개시되어 있다.
또한, 팽창제를 사용하지 않는 연속-기포형 강성 폴리우레탄 발포체의 제조방법이 탐구되어 왔다.
또한 대기에 방출되는 유일한 기체가 산소, 질소 또는 이산화 탄소와 같은 공기의 구성 성분으로 된 방법이 연구되어 왔다. 이러한 방법의 한 가지 예는 유럽 특허공개 제0,567,027호에 개시되어 있다. 유럽 특허공개 제0,567,027호에는, 팽창제가 CO2인데, 이는 물로부터 생성된다. 그러나, 여기에 개시된 특수 제제를 사용하는 경우에도, 연속-기포형은 90 내지 96 %만이 수득된다.
그러나, 이들 값은 예를 들면, 유럽 특허공개 제0,581,191호(페이지 3 참조)에서 알려진 바와 같이 진공 패널링 기법에 쓰기에는 전적으로 부적절하다.
소량의 잔류 기체가 있는 탈기 패널은 확산을 통하여 시간이 경과함에 따라 그의 높은 진공도를 잃을 것이다.
본 발명의 목적은 완전한 연속-기포형인, 강성 폴리우레탄 발포체의 제조 방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 통상의 강성 폴리우레탄 발포체로부터 연속-기포형 강성 발포체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전적 또는 부분적으로 독립-기포형(closed-celled)이거나 또는 나아가서는 실질적으로 연속-기포형인 강성 발포체로부터 완전한 연속-기포형 강성 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 특수 출발 물질 또는 특수 보조제에 제한되지 않는완전한 연속-기포형 강성 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 목적은 구체적으로는 절연 기판 및 발포체의 제조에 유용한 완전한 연속-기포형 강성 폴리우레탄 발포체를 제공하는 것이다.
이들 및 당업계의 숙련가에게 명백할 수 있는 기타의 목적을 독립-기포형으로 존재하는 강성 폴리우레탄 발포체에 외압을 가함으로써 수행한다.
본 발명은 완전한 연속-기포형 강성 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법에 관한 것이다. 이 방법에서, 독립-기포형 또는 부분적 독립-기포형인 강성 폴리우레탄 발포체를 외압을 가하여 연속-기포형 강성 폴리우레탄 발포체로 전환시킨다. 본 명세서에서 사용된 용어 "완전한 연속-기포형"은 연속-기포형의 %가 연속-기포형 함량을 결정하기 위하여 사용된 방법의 정밀도 범위 내에 모두 연속-기포형의 상태에 해당되는 96 % 보다 더 큰 것을 의미한다.
본 발명의 바람직한 실시태양에서, 본 발명의 방법에서 출발 물질로서 사용된 독립-기포형 또는 부분적 독립-기포형 강성 폴리우레탄 발포체는 당업계의 숙련가에게 공지되어 있는 성형법들 중의 하나에 따라 모울드 내에서 제조된다. 이 모울드 벽은 바람직하게는 필름 또는 피복물과 같은 기밀 장벽이 모울드 내에 존재하는 강성, 독립-기포형 발포체에 도포되거나 형성되는 상태이어야 한다. 발포체가 모울드 내에 잔존하는 동안 외압을 가함으로써 발포체의 독립-기포를 개방시킨다.
또한 본 발명은 본 발명의 방법으로 제조된 연속-기포형 강성 폴리우레탄 발포체에 관한 것이다. 이들 연속-기포형 강성 발포체는 구체적으로는 탈기 절연 패널에서의 충진 재료로서, 특히, 발포체를 탈기(즉, 발포체 기포 벽을 개방하는 것)전에 플라스틱 또는 금속으로 제조되거나 또는 플라스틱 또는 플라스틱 복합재 및 금속 또는 금속 복합재 또는 유리 또는 세라믹 재료로 제조된 기밀 필름으로 피복하는 경우에 유용하다.
본 발명의 발포체는 또한 내수축성이 있는 절연 발포체로서; 발포체가 독립-기포의 개방 후에 공기 보다 더 무거운 절연 기체로 충전되는 경우(바람직하게는 실질적으로 기포 재료 중에서 난용성인 무거운 절연 기체)에 기밀 절연 패널 내의 충진 재료로서; 냉장고, 냉장고 운반기, 냉동고, 냉동고 운반기, 용기, 냉동 계수기 냉각 계수기, 온수 컨테이너 및 공업 건설에 사용되는 컨테이너 및 열 분배 공학에서의 절연 재료로서 유용하다.
본 발명은 또한 a) 본 발명에 따라 얻은 연속-기포형 강성 폴리우레탄 발포체 및 b1) 플라스틱 또는 금속 또는 b2) 플라스틱 또는 플라스틱들 및 금속 또는 금속들의 복합재 필름 또는 b3) 유리 조성물 또는 b4) 세라믹 조성물로 제조된 b) 기밀 피복 필름으로 이루어진 탈기된 절연 패널에 관한 것이다.
본 발명은 또한 공기 보다 무거운 절연 기체로 충전되고 a) 강성의, 독립-기포형 발포체에 외압을 가하여 제조한 연속-기포형 강성 폴리우레탄 발포체 및 b) b1) 플라스틱 또는 금속 또는 b2) 플라스틱 또는 플라스틱들 및 금속 또는 금속들의 복합재 필름 또는 b3) 유리 조성물 또는 b4) 세라믹 조성물로 제조된 b) 기밀 피복 필름으로 이루어진 절연 패널에 관한 것이다.
발포체가 본 발명에 따른 압력 처리 과정 동안에 분쇄되지 않는다는 것은 극도로 놀라운 일로 생각될 것이다. 독립-기포형 강성 발포체에 외압을 가한 결과 기포 벽 내에 틈이 형성되어 목적하는 완전한 연속-기포형을 얻는다.
본 발명과는 대조적으로, 연속-기포형 폴리우레탄 발포체의 제조를 위한 선행 기술 방법들의 최종 단계에서 기포 벽은 "분출"됨으로써 붕괴된다.
연속-기포형 발포체를 제조하는 다른 방법으로 현저하게 다른 절연 특성을 갖는 발포체를 생성한다. 기포 벽이 단지 틈에 의해서만 개방되는 경우(본 발명에 따라), 기포 기체의 유효 자유 경로의 길이는 주로 기포의 직경으로 제한된다. 이 자유 경로 길이의 제한의 결과 절연 효과가 개선된다. 이러한 개선된 절연 효과는 구체적으로는 진공 패널링 기법에 유용한 본 발명의 발포체를 생성한다.
그러나, 또한 본 발명의 연속-기포형 강성 폴리우레탄 발포체는 기포를 무거운 희귀 기체, 유기 휘발 기체, CFC 또는 플루오로카본과 같은 무거운 기체(즉, 공기 보다 더 무거운 기체)로 충전시키는 경우에, 대기압 또는 고진공 내지 대기압의 범위에서 패널 내의 절연 재료로서 사용할 수 있다.
CFC 팽창제는 이들이 확산으로 또는 낡은 전기 기구의 폐기 및 처분 중에 대기로 들어가기 때문에 통상의 절연 재료로서 더 이상 사용되지 않는다. 그러나, CFCs는 대기 중으로 확산되지 않고 처분 동안의 발기에 의해 용이하게 유리될 수 있기 때문에 기밀 외부 피복된 연속-기포형 발포체에서 어려움없이 사용될 수 있다.
적어도 어느 정도의 독립-기포형을 함유하는 강성 폴리우레탄 발포체의 제조에 있어서 유용한 것으로 당업계의 숙련가에게 공지된 임의의 출발 물질을 본 발명의 실시예에 사용되는 독립-기포형의 발포체를 제조하는 데에 이용할 수 있다. 독립-기포형, 강성 폴리우레탄 발포체의 제조에 유용한 방법 및 재료는 예를 들어, 문헌[Kunstsoff-Handbuch, Volume VII, "Polyurethanes", edited by G. Oertel(Publisher Carl Handbuch, Munich 1993), pages 267 ff]에 개시되어 있다.
본 발명의 실시예에서 출발 물질로서 사용된 독립-기포형 또는 부분적 독립-기포형 강성 발포체는 일반적으로 약 20 내지 200 kg/m3, 바람직하게는 약 30 내지 약 100 kg/m3범위의 벌크 밀도를 갖는다.
독립-기포형 강성 발포체를 본 발명에 따라 대응하는 완전한 연속-기포형 강성 폴리우레탄 발포체로 전환시키는 것은 예를 들면, 압력 챔버 중에서 외압을 가함으로써 수행된다. 가하는 압력 량 및 가하는 시간은 사용되는 구체적인 독립-기포형 강성 발포체에 의존한다. 압력량 및 압력 지속 시간은 단순한 예비 실험으로 용이하게 결정할 수 있다. 일반적으로, 약 2 내지 약 20 바의 압력을 약 1 내지 60 초 동안 가하면 충분하다.
따라서, 본 발명자들은 본 발명을 기재하면서, 하기의 실시예를 그의 예로서 나타냈다. 이들 실시예에서 주어진 모든 부 및 %는 다르게 지시하지 않는 한 중량부 또는 중량%에 의한 값이다.
실시예
실시예 1
벌크 밀도 50 kg/m3이고 독립-기포형의 %가 90 % 이상인 통상의 강성 폴리우레탄 발포체(DIN-ISO 4590)를 1 바의 과잉압력에 5 초 동안 노출시켰다. 이어서,연속-기포형 함량을 결정하는 데에 사용된 방법의 정밀도의 제한 범위 내에서, 연속-기포형의 %를 완전 연속-기포형 상태에 해당하는 96 % 이상이 되도록 결정하였다. 10 초, 2 분, 10 분 또는 30 분으로 체류 시간이 길어짐에 따라 동일한 연속-기포형 함량을 갖는 발포체가 제조되었다.
실시예 2
실시예 1에서와 같은 발포체를 10 바의 압력에 노출시키고 첫 번째 샘플에서는 5 초 동안, 두 번째 샘플에서는 2 분 동안 및 세 번째 샘플에서는 30 분 동안 압력을 증가시켰다. 세 가지 샘플 모두 동일한 연속-기포형의 %가 96 % 이상이었다.
실시예 3
벌크 밀도 24 kg/m3및 34 kg/m3이고 독립-기포형의 %가 90 % 이상인 통상의 강성 발포체를 10 바의 압력에 5 초 동안 노출시키고 그 압력을 10 분 동안 지속시켰다. 각각의 발포체는 연속-기포형이 96 % 이상이었다.
본 발명을 예시의 목적으로 상기에 상세하게 설명하였지만, 이러한 상세한 설명은 단순히 예시의 목적이고, 당업계의 숙련가들은 본 발명의 청구범위에 의하여 제한되는 것을 제외하고는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않는 한 변형을 가할 수 있음을 이해하여야 한다.

Claims (8)

  1. 독립-기포형 또는 부분적 독립-기포형 강성 폴리우레탄 발포체에 외압을 가하는 것으로 이루어진, 완전한 연속-기포형 강성 폴리우레탄 발포체의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 독립-기포형 또는 부분적 독립-기포형 강성 폴리우레탄 발포체가 외압을 가할 때 모울드 내에 있는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 외압을 가하기 전에 기밀 장벽이 독립-기포형 발포체에 도포되거나 형성되는 방법.
  4. a) 독립-기포형 또는 부분적 독립-기포형 강성 폴리우레탄 발포체에 외압을 가하여 연속-기포형, 강성 폴리우레탄 발포체를 형성시키고,
    b) a)에서 제조된 연속-기포형 발포체를 이 연속-기포형 발포체가 기체에 불투과성이 되도록 만드는 재료로 피복함으로써
    제조된 탈기된 절연 패널.
  5. a) 제4항의 절연 패널을 탈기시키고,
    b) 이 탈기된 패널을 공기 보다 무거운 절연 기체로 충전시키는 것으로 이루어진 기밀 절연 패널의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 절연 기체가 절연 패널이 만들어지는 연속-기포형 발포체 내에서 비교적 불용성인 것인 방법.
  7. 제6항에 있어서, 절연 패널을 제조하는 데에 사용된 피복 재료가 플라스틱, 플라스틱 복합재, 금속, 금속 복합재, 유리 조성물 및 세라믹 재료로부터 선택된 것인 방법.
  8. 제4항에 있어서, 연속-기포형 강성 발포체를 피복하는 데애 사용된 재료가 플라스틱, 플라스틱 복합재, 금속, 금속 복합재, 유리 조성물 및 세라믹 재료로부터 선택된 것인 절연 패널.
KR1019950013398A 1994-05-27 1995-05-26 절연재료로서유용한연속-기포형강성폴리우레탄발포체의제조방법 KR100349270B1 (ko)

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