KR100683067B1 - 미소다공성 단열체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 30-90 중량%의 미분된 금속 산화물 및 추가의 첨가제를 함유하는 압착된 단열 재료의 코어로 이루어지며, 한면 또는 양면이 내열성 재료로 된 커버를 포함하는데 커버가 동일하거나 상이하고 적어도 한면이 미리제조된 운모 시트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미소다공성 단열체에 관한다.
Description
본 발명은 30-90 중량%의 미분된 금속 산화물 및 추가의 첨가제를 함유하는 압축된 단열 재료의 코어로 이루어지고 한면 또는 양면이 내열성 재료로 피복된 미소다공성 단열체에 관한다.
단열체는 예를들어 제EP-A-0 618 399호에 기술되어 있으나 조형된 제품의 적어도 한면은 공극 기저 면적이 0.01-8mm2이고 침투 깊이가 조형된 부품의 두께를 기준으로 하여 5-100%인 채널 공극을 가질 것이 요구되고 조형된 부품의 표면은 1cm2 당 0.004-10개의 채널 공극을 포함한다.
상기 단열체는 드릴링, 펀칭 또는 밀링 및 바람직하게는 엠보싱 펀치에 의하여 채널 공극이 형성되도록 건-압착한 다음 500-900℃의 온도에서 소결하여 제조한다. 이들 방법으로 빠른 가열시 폭발적으로 분출하는 증기를 배출시킬 수 있어 단열체의 분해를 피할 수 있다.
상기 단열체의 단점은 제조 공정이 복잡하다는 것과 공극내 기체 대류로 인하여 단열 특성이 악화된다는 것이다.
미소다공성 단열체를 제조하는 또다른 방법은 제EP-A-0 623 567호에 기술되어 있는데, 여기서는 주기율표의 2족 금속의 산화물, 수산화물 및 탄산염을 발열 제조한 SiO2, 임의로 Al2O3 및 불투명화제 및 유기 섬유와 함께 압착한 다음 700℃가 넘는 온도에서 소결한다. 이 방법은 복잡할 뿐만 아니라 이러한 잘 분리되는 재료를 재냉각하는데 오랜 시간이 걸린다는 단점이 있다.
내열성이 큰 접착제 및 슬러리, 실리카 솔 및 진흙으로 제조한 단열체는 제DE-C-40 20 771호에 기술되어 있다. 또한 단열체의 제조 및 조성에 관한 다른 선행 기술이 기술되어 있다. 유기 성분 및 특히 유기 섬유 물질을 포함하는 모든 단열체의 단점은 상기 유기 성분이 매우 고온에서 타고 원하지 않는 기체 방출을 특징으로 한다는 것이다.
제DE 41 06 727호는 플라스틱 시트 커버를 가지는 단열체를 기술하는데, 여기에는 특별한 수축성 플라스틱 시트가 사용될 수 있다. 이들 단열체 또한 유기 재료를 포함하고 있고 심하게 가열될 경우 치수 안정성이 흐트러진다.
제DE-C-42 02 569호는 단열체를 압착하는 주형, 특히 보일링 플레이트와 같은 전기적 방사선 히터에 대한 주형에 대하여 기술한다.
제EP-A-686 732호는 상이한 내부 및 외부 재료로 이루어진 건-압착된 단열 플레이트에 대하여 기술하고 있으며 상기 재료는 전체적으로 외부 재료로 이루어진 안정화 개구부를 포함하고 있다. 이들 플레이트 또한 복잡한 방식으로만 제조될 수 있고 이의 기계적 안정성도 단열 특성도 최적이 아니다.
상기 단열 플레이트는 막 잘린 절단 모서리를 유리로 할 수 있는 레이저 컷터와 같은 매우 고가의 도구를 사용하지 않으면 컷팅 및 가공 단계시 외부층이 손 상되는 것을 피하기가 어렵다는 또다른 단점이 있다.
펠트로 씌워지고 서로 비월주사된 크소노틀라이트(xonotlite) 예비 결정의 제조 방법 및 그 용도는 제DE 36 21 705호에 공지되어 있다. 현재 밀도가 낮은 것으로 알려져 있는 버블형 파티클은 경중량 단열체를 제조하는데 이미 사용되고 있다. 그러나, 압착 상태에서 크소노틀라이트 결정은 건-압착된 금속 산화물의 양호한 단열 특성을 가지지 못한다.
최적 특성을 얻기 위하여 단열 플레이트 제조에서의 문제를 해결하려는 또다른 시도는 제EP 0 829 346호에 기술되어 있는데 여기에는 현 기술의 난점 및 단점이 다시 한번 열거되어 있다.
부품의 건압착에 의한 단열체 제조에서 중요한 문제는 이들 재료가 탄력성이어서 압착후 재팽창되어 유용한 결과를 얻기 위하여 적어도 고압을 사용하여야 한다는 것이다.
상기 단열 플레이트의 구부러짐 강도는 섬유상 재료를 가하여 개선될 수 있으나, 다량의 섬유는 탈라미네이션을 증대시키고 임계 디몰딩 단계시 압착된 혼합물의 응집성을 악화시키는 경향이 있다.
어떤 경우, 단열 플레이트는 유기 또는 연서성 부품을 포함하여야 하는 결과 고온으로 가열시 부분적으로 독성 기체를 방출하게 될 수 있다. 마지막으로 마무리된 단열체를 용이하게 혹종의 문제없이 가공할 수 있어야 하는데 예를들면 원하지 않는 분진을 생성시키지 않고 상기 단열체를 톱질, 컷팅 또는 드릴링할 수 있어야 한다.
마지막으로, 단열체는 많은 경우 양호한 전기 차단체가 될 것이 요구된다. 그러나 적어도 한면은 정전기적 전하를 분산시킬 수 있는 전기 전도성을 가지는 것이 바람직한 경우가 있다.
이들 문제는 모두 30-90 중량%의 미분된 금속 산화물, 0-30 중량%의 불투명화제, 0-10 중량%의 무기 섬유 물질 및 0-15 중량%의 무기 결합제를 함유하는 압착된 단열 재료로 이루어지고 추가로 2-45중량%, 바람직하게는 5-15 중량%의 크소노틀라이트를 포함하는 미소다공성 단열체에 의하여 해결하였다. 상기 단열체는 제DE 198 59 084.9호의 주제이다.
바람직하게는, 상기 미소다공성 단열체는 한면 또는 양면이 단열 재료로 덮여있다. 대강-압착된 크소노틀라이트, 미리제조된 운모 및 흑연 시트로 이루어진 동일하거나 상이한 커버가 특히 바람직하다. 크소노틀라이트 및/또는 운모 커버를 사용하는 것으로 양호한 전기 차단체가 된다. 흑연의 사용으로 적어도 전기적 전하를 분산시킬 수 있는 전도성을 가지는 커버가 생성된다. 따라서, 혹종의 경우 커버의 한면은 크소노틀라이트 및/또는 운모로 하고 다른 커버는 흑연으로 하는 것이 유리할 수 있을 것이다.
이제, 다공성 단열체를 미리제조한 운모 시트로 커버하는 것이 단열체의 특성을 두가지 상이한 방식으로, 즉 열전도성 및 기계적 특성, 특히 구부러짐 강도면에서 상당히 개선시킨다는 것이 밝혀졌다. 먼저, 제DE 198 59 084.9호에 따른 미소다공성 단열체의 내부 테스트로 이것을 입증하였다. 그러나, 이외에도 미리제조한 운모 시트로 커버하는 것이 다른 미소다공성 단열체도 또한 상당히 개선시킴 이 입증되었다. 따라서, 본 발명의 주제는 40-90 중량%의 미분된 금속 산화물 및 추가의 첨가제를 함유하는 압착된 단열 재료 코어로 이루어지는 미소다공성 단열체이며 이의 한면 또는 양면이 내열성 재료로 커버되고 상기 커버가 상이하거나 동일한데 적어도 한면은 미리제조한 운모 시트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 커버는 양면이 미리제조한 운모 시트로 이루어진다.
코어는 바람직하게는 0-30중량%의 불투명화제, 0-10 중량%의 섬유상 물질, 0-15 중량%의 무기 결합제(무기 섬유상 물질이 바람직함)로 이루어진다.
무엇보다, 두께로 인한 뚜렷한 유연성을 가지는 단열체에서 기계적 특성이 개선됨이 명백하다. 따라서, 단열체의 두께는 바람직하게는 5-7mm, 특히 바람직하게는 3-10mm이다.
또한, 커버가 코어에 부착된 단열체가 특히 효율적인 것으로 증명되었다. 접착제로서, 워터 글래스와 같은 무기 접착제 및 폴리비닐 아세테이트와 같은 유기 접착제 모두 가능하다. 마무리된 미소다공성 단열체를 가열할때 소량의 가공된 유기 물질은 상기 재료 특성을 실질적으로 손상시키지 않는다.
원칙적으로, 코어 및 운모 시트를 필름, 특히 수축 필름내에서 함께 열봉입하는 것이 이들을 접착시키는 것 대신 가능하다. 이러한 미소다공성 단열체는 또한 예를들어 제EP-A-0 829 346호에 따른 제품보다 개선된 단열, 개선된 기계적 안정성 및 양호한 구부러짐 강도를 가진다.
본 발명은 다음 실시예 및 비교 실시예에서 더 상세히 예시될 것이다.
실시예 1
63 중량%의 발열 실릭산, 30 중량%의 금홍석, 2 중량%의 실리케이트 섬유(길이 6mm) 및 5 중량%의 합성 크소노틀라이트의 혼합물을 혼합기에서 건-혼합한 다음 0.9-7.0MPa로 다양한 압착압으로 금속 주형에서 건-압착하였다. 이러한 방식으로 300-560kg/m3의 밀도를 가지는 플레이트를 얻었다. 구부러짐 강도는 밀도의 함수로서 0.1-0.8MPa로 달라졌다. 이 값은 도1에 나타낸다.
또한, 온도의 함수로서의 람다값(열 전도성 W/(m˚K))은 DIN 52 612에 따라 분리된 고온 플레이트를 사용하여 측정하였다.
상기 언급한 플레이트는 양면을 0.1mm 두께의 운모 시트로 피복하고 PVA(폴리비닐 아세테이트)를 베이스로 하는 시판 유기 접착제로 접착하였다. 운모 시트는 벨기에 Cogebi사의 시판 제품이다.
이렇게 얻은 플레이트의 구부러짐 강도 및 열 전도성을 테스트하였다. 결과는 다음 표에 요약하였고 도 1 및 2에 나타내었다.
Claims (21)
- 30-90 중량%의 미분된 금속 산화물 및 불투명화제, 섬유 물질, 무기 결합제, 및 크소노틀라이트로 이루어진 군으로부터 선택된 10-70 중량%의 첨가제를 함유하는 압착된 단열 재료의 코어로 이루어지고, 한면 또는 양면이 내열성 재료로 된 커버를 포함하며, 상기 커버는 적어도 한면이 미리제조된 운모 시트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미소다공성 단열체.
- 제1항에 있어서, 커버가 양면이 미리제조한 운모 시트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미소다공성 단열체.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 첨가제가 0.1-30 중량%의 불투명화제, 0.1-10 중량%의 섬유 물질 및 0.1-15 중량%의 무기 결합제인 미소다공성 단열체.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 코어가 2-45 중량%의 크소노틀라이트를 함유하는 것을 특징으로 하는 미소다공성 단열체.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 코어의 두께가 3-10mm인 것을 특징으로 하는 미소다공성 단열체.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 커버가 코어에 부착되는 것을 특징으로 하는 미소다공성 단열체.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 코어 및 커버가 시트내 열-봉입되는 것을 특징으로 하는 미소다공성 단열체.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 코어의 두께가 5-7mm인 것을 특징으로 하는 미소다공성 단열체.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 코어가 5-15 중량%의 크소노틀라이트를 함유하는 것을 특징으로 하는 미소다공성 단열체.
- 제3항에 있어서, 코어가 2-45 중량%의 크소노틀라이트를 함유하는 것을 특징으로 하는 미소다공성 단열체.
- 제3항에 있어서, 코어의 두께가 3-10mm인 것을 특징으로 하는 미소다공성 단열체.
- 제4항에 있어서, 코어의 두께가 3-10mm인 것을 특징으로 하는 미소다공성 단열체.
- 제3항에 있어서, 커버가 코어에 부착되는 것을 특징으로 하는 미소다공성 단열체.
- 제4항에 있어서, 커버가 코어에 부착되는 것을 특징으로 하는 미소다공성 단열체.
- 제5항에 있어서, 커버가 코어에 부착되는 것을 특징으로 하는 미소다공성 단열체.
- 제3항에 있어서, 코어 및 커버가 시트내 열-봉입되는 것을 특징으로 하는 미소다공성 단열체.
- 제4항에 있어서, 코어 및 커버가 시트내 열-봉입되는 것을 특징으로 하는 미소다공성 단열체.
- 제5항에 있어서, 코어 및 커버가 시트내 열-봉입되는 것을 특징으로 하는 미소다공성 단열체.
- 제3항에 있어서, 코어가 5-15 중량%의 크소노틀라이트를 함유하는 것을 특징으로 하는 미소다공성 단열체.
- 제3항에 있어서, 코어의 두께가 5-7mm인 것을 특징으로 하는 미소다공성 단열체.
- 제4항에 있어서, 코어의 두께가 5-7mm인 것을 특징으로 하는 미소다공성 단열체.
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