KR101073316B1 - 진공단열재용 코어재료의 제조방법 - Google Patents

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아사히 화이바 구라스 가부시키가이샤
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Abstract

섬유배향이 열전도방향에 수직이고, 표면이 평활하고 또한 단열성에 뛰어난 진공단열재용 코어재료를, 간편하게 얻을 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
미경화(未硬化)의 열경화성 유기바인더가 부착한 무기섬유매트를, 밀도가 150∼400kg/m3이 되도록 30초 이상 가압하면서 가열하여 성형하는 것을 특징으로 하는 진공단열재용 코어재료의 제조방법이다.

Description

진공단열재용 코어재료의 제조방법{PRODUCTION PROCESS OF CORE MATERIAL FOR VACUUM INSULATION MATERIAL}
도 1은 일반적인 진공단열재의 구조를 도해적으로 설명하는 단면도.
도 2는 본 발명의 방법을 도해적으로 설명하는 도면.
도 3은 본 발명의 다른 예의 방법을 도해적으로 설명하는 도면.
<부호의 설명>
A : 진공단열재
B : 진공단열재중의 코어재료
1 : 가압가열하여 제조된 적층 매트(코어재료)
2 : 가스배리어성 외피재
3 : 탈기 시일용 튜브
4 : 시일부
5 : 가압가열전의 적층섬유매트
6 : 평판가열 프레스기
7 : 가압가열전의 적층섬유매트
8 : 가열 오븐
9 : 가압가열 컨베이어
10, 10' : 상류측의 한 쌍의 로울
11, 11' : 하류측의 한 쌍의 로울
12 : 가압가열중의 적층섬유매트
본 발명은, 진공단열재용 코어재료의 제조방법에 관한 것이다. 또한, 본 명세서에 있어서는, 본 발명방법을 적용하기 위한 무기섬유매트 또는 유리섬유매트는 '무기섬유매트' 또는 '유리섬유매트'라 칭하며, 본 발명방법을 적용함으로써 제조되는 무기섬유매트 또는 유리섬유매트는 '코어재료'라고 칭한다.
종래로부터, 진공단열재용 단열코어재료로서, 글라스 울(grass wool)이나 암면(rock wool) 등의 단열효과가 높은 재료의 무기섬유매트로 이루어지는 코어재료가 널리 채용되고 있다. 진공단열재를 제조할 때에, 그러한 코어재료의 외피에의 충전이 용이하도록, 코어재료의 제조시에 무기섬유매트에 유기바인더를 부여하는 것이 일본 공개특허공보 소화60-14695호(1985년 1월 25일 공개) 및 일본 공개특허공보 2001-108186(2001년 4월 20일 공개)에 기재되어 있다.
상기 특허문헌에 기재된 방법에 의하면, 통상, 원심법(遠心法)이나 화염법(火炎法)에 의해 용융한 무기물을 섬유화하여 퇴적(집면:集綿)시킴으로써 매트형상물을 얻은 후, 이 매트형상물에 바인더를 내뿜어, 가압가열성형함으로써 진공단열재용 코어재료로 하는 것이다.
그러나, 상기의 원심법 등에 의해서 얻어지는 매트형상물은, 비교적 긴 섬유로 인출되고, 또한 만곡한 상태의 섬유가 퇴적된 것이기 때문에, 이 매트형상물에 있어서는, 섬유가 3차원적으로 서로 얽혀 배향되어 있다. 더욱이 이 매트형상물에 바인더를 부여하고 가압가열하여 성형하여 코어재료를 얻고, 이 코어재료를 외피재내에 삽입하여 진공단열재로 한 것을 단열케이싱내에 충전하면, 이 코어재료에서는 상기의 상태에서 그대로 섬유끼리 고착되기 때문에, 이 코어재료에서는 섬유가 열전도방향에 수직으로 배향되어 있지 않기 때문에, 단열성이 뒤떨어진다고 하는 문제를 안고 있었다.
또한, 상기 방법에 의해서 얻어진 진공단열재는, 표면이 평활하지 않다고 하는 문제가 있으며, 이 단열재를 단열케이싱에 충전하면, 단열재의 표면요철에 의해 케이싱의 내벽과 단열재의 사이에 빈틈이 생겨, 단열재의 단열성이 뒤떨어진다고 하는 문제가 있었다. 한편, 코어재료를 구성하고 있는 섬유를 열전도방향에 수직으로 배향시키는 방법이, 일본 공개특허공보 평성 9-4785호(1997년 1월 7일 공개)에 기재되어 있지만, 이 방법은, 길이 1mm 이하의 섬유를, 물에 분산시켜 매트형상으로 초조(抄造)하는 방법으로, 시간이 걸린다고 하는 문제를 안고 있었다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점에 비추어 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 섬유배향이 열전도방향에 수직이고, 표면이 평활하고 또한 단열성에 뛰어난 진공단열재용 코어재료를 간편하게 얻을 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 미경화의 열경화성 유기바인더가 부착한 무기섬유의 매트를, 이 매트의 밀도가 150∼400kg/m3이 되도록 30초 이상 가압하면서 가열하여 성형하는 것을 특징으로 하는 진공단열재용 코어재료의 제조방법을 제공한다.
상기 본 발명에 의한 제조방법에 있어서는, 상기 매트에 함유되는 미경화의 열경화성 유기바인더의 고형분의 양이, 이 열경화성 유기바인더의 고형분의 양을 포함하는 무기섬유매트 전체량의 0.5∼3.0질량%를 차지하는 것; 상기 가압하는 시간을 60초간∼180초간으로 하는 것; 및 무기섬유에 미경화의 열경화성 유기바인더를 부여한 후에, 해당 무기섬유를 집적하여 매트형상으로 하고, 이어서 해당 매트형상물을 가압하면서 가열하여 코어재료를 성형하는 것; 무기섬유의 평균지름이 3∼5㎛이고, 가열압축성형하기 전의 무기섬유매트의 밀도가 3kg/m3 이상이고, 해당 매트의 두께가 10∼350mm인 것; 얻어지는 코어재료의 밀도가 45∼100kg/m3이고, 두께가 10∼70mm가 되도록 상기 성형을 가압·가열하에서 실시하는 것; 미경화의 열경화성 유기바인더가 부착한 무기섬유의 매트를 복수매 겹쳐, 해당 매트의 밀도가 150∼400kg/m3이 되도록 30초 이상 가압하면서 가열하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 제조방법에 의해 얻어지는 진공단열재용 코어재료는, 섬유배향이 열전도방향에 수직이고, 표면이 평활하며, 단열성에 우수하다. 이 코어재료를 사용함으로써, 작업성이 좋고 간편하게 단열성능에 뛰어난 진공단열재를 얻을 수 있다.
다음에 바람직한 실시형태를 도시한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 도 1에 있어서, 부호 A는 종래 공지의 진공단열재 전체를, 부호 2는 가스배리어성 외피재를, 부호 3은 외피재(2)를 시일하기 위한 탈기용 튜브를, 부호 4-1, 4-2는 주변시일부를, 부호 B는 무기섬유매트로 이루어지는 코어재료를 외피재(2)속에 진공하에서 충전된 상태를 나타내고 있다. 도시한 진공단열재(A)는, 유리섬유 등의 무기섬유매트로 이루어지는 코어재료(B)를, 알루미늄 증착(蒸着) 폴리에틸렌필름 등의 가스배리어성 외피재(2)로 덮고, 외피재(2)내를 진공(감압)상태(예를 들면, 1∼10Pa 정도)로 유지하고 있다.
상기 진공단열재(A)는, 무기섬유매트로 이루어지는 코어재료(B)를 단지 외피재(2)에 의해 피복하고 있기 때문에, 코어재료중의 무기섬유의 모두가 진공단열재의 평면방향에 수평이 되지 않고, 그 때문에 진공단열재의 단열성이 불충분하였다. 또한, 같은 이유로, 진공단열재로 했을 때에 외피재(2)의 표면의 평활성이 뒤떨어지고, 냉장고, 퍼스널 컴퓨터 등의 여러가지 단열성이 요구되는 용도에 있어서, 해당 단열재가 수납되는 케이싱내에서 케이싱의 내면에 공간이 생기고, 이것도 단열성 불량의 원인이 되고 있었다. 또한, 진공단열재(A)의 제조에 있어서, 부피가 큰 무기섬유매트로 이루어지는 코어재료(B)를 외피재(2)로 된 자루내에 삽입할 때에 작업성이 뒤떨어졌다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하는 것으로, 도 1에 나타낸 바와 같은 무기섬유매트로 이루어지는 단열재를 본 발명에 의한 특정한 방법으로 제조함으로써, 코 어재료중의 무기섬유를, 진공단열재로 했을 때에, 해당 진공단열재의 평면방향에 실질적으로 수평으로 정리하고, 또한 진공단열재로 하였을 때의, 해당 진공단열재의 표면이 평활하며, 더욱이 진공단열재의 제조시에 있어서의 작업성이 양호한 코어재료를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 실시형태에 의한 제조방법을 도 2(A)∼(C)를 참조하여 설명한다. 도 2(A)는, 가압가열전의 복수매의 섬유매트(5)를 적층한 상태를 나타내고 있으며, 둥글게 둘러싼 부분의 확대도로 나타낸 바와 같이, 도 1의 종래예와 같이, 섬유는 특정한 방향으로 배향되어 있지 않다. 도 2(B)는, 도 2(A)에 나타내는 섬유 매트의 적층체를 평판가열 프레스기(6)에 의해 가압가열하여 적층섬유매트를 압축한 상태를 나타내고 있으며, 도 2(C)는, 적층섬유매트를 프레스기로부터 해방하여 얻어지는 압축매트, 즉 코어재료(1)를 형성한 상태를 나타내고 있다. 본 발명의 코어재료(1)(도 2(C))는, 일 예로서, 도 2(A) 및 도 2(B)에 나타낸 것과 같은 방법으로 얻어진다. 즉, 예를 들면, 글라스 울, 암면 등의 무기섬유(이하, 유리섬유를 대표예로서 설명한다)를, 연속적으로 용융방사하면서 벨트 컨베이어 위에 연속적으로 퇴적하고, 이 퇴적물에 연속적으로 미경화의 열경화성 유기바인더를 부여하면서, 시트화하여 유리섬유 웹(web)으로 하고, 이 웹(web)을 로울형상으로 감은 것으로부터, 유리섬유매트(5)의 복수매를 재단 및 적층하고(도 2(A)), 이 적층물을, 밀도가 150∼400kg/m3이 되도록 30초 이상, 예를 들면, 평판가열 프레스기(6) 등에 의해, 가압하면서 적층체에 가열하고(도 2(B)), 적층체를 평판가열 프레스기 (6)로부터 꺼내면, 압축매트인 코어재료(1)를 얻을 수 있다(도 2(C)). 이와 관련하여, 가압 후이지만 평판가열 프레스기(6)로부터 꺼내기 전의 매트의 밀도는, 후기하는 바와 같이 평판가열 프레스기(6) 상하사이의 압력에 의해서 정해진다.
상기 코어재료(1)를 구성하는, 가열압축하기 전의 유리섬유매트(5) 그 자체는 공지이고, 각각 유리섬유를 적당한 미경화의 열경화성 유기바인더에 의해서 매트형상으로 성형하여 이루어지는 것이다. 이러한 유리섬유매트는 여러가지 밀도의 것이 알려져 있지만, 본 발명에서는, 유리섬유의 평균지름이 3∼5㎛이고, 가열압축하기 전의 유리섬유매트의 밀도가 3kg/m3 이상이며, 해당 매트의 1장의 두께가 10∼350mm인 것이 바람직하다.
상기 유리섬유의 평균지름이 5㎛을 넘으면, 얻어지는 진공단열재의 열성능이 저하하는 등의 관점에서 본 발명의 효과를 충분히 얻을 수 없고, 한편, 3㎛ 미만의 평균지름의 유리섬유는 제조자체가 곤란하다. 또한, 가압가열 처리전의 유리섬유매트(5)의 밀도가 3kg/m3 미만이면, 가열압축할 때의 취급성이 뒤떨어져서 바람직하지 못하다. 또한, 가압가열 처리전의 매트의 두께가 10mm 미만이면, 매트의 생산성이 뒤떨어지고, 또한, 다수 매의 매트를 필요로 하는 등의 관점에서 바람직하지 못하고, 한편, 두께가 350mm을 넘으면 가열압축할 때의 유리섬유매트의 취급성이 뒤떨어져서 바람직하지 못하다.
또한, 본 발명에서 사용하는 열경화성 유기바인더(이하 간단히 '유기바인더'라고 한다)는 종래 공지의 유리섬유매트의 제조에 사용되고 있는 유기바인더여도 좋고, 바람직하게는, 열경화성 수지인 페놀수지 전구체의 수용액 등을 사용할 수 있다. 이들 유기바인더는, 유기바인더의 고형분이, 해당 유기바인더의 고형분을 포함하는 유리섬유의 전체량의 0.5∼3.0질량%를 차지하는 범위의 사용량이 바람직하고, 0.5∼1.5질량%가 가장 바람직하다. 이들 유기바인더의 사용량이 0.5질량% 미만이면, 유리섬유매트가 부피가 크고 또한 이 매트가 유연성이 있기 때문에, 이 매트로부터 제조한 코어재료를 외피재내에 충전하기 어려운 등의, 취급성이 뒤떨어지는 등 바람직하지 못하다. 한편, 상기 사용량이 3.0질량%를 넘으면, 얻어지는 진공단열재의 단열성능이 뒤떨어져서 바람직하지 않다.
본 발명에서는, 상기의 유기바인더를 포함하는 유리섬유매트를 단독 또는 복수매 겹쳐 가압가열 처리하지만, 복수매를 겹쳐 처리하는 것이 바람직하다. 이 때, 적층하는 매수는, 각 유리섬유매트의 밀도, 두께 및 최종적으로 얻어지는 진공단열재에 요구되는 두께에 따라서 다르지만, 예를 들어, 밀도가 60∼100kg/m3이고, 두께가 10∼50mm인 매트를 2∼4매를 겹쳐 가압가열 처리하거나, 또는 가압가열 처리한 것을 2∼4매 겹쳐 사용하는 것이 바람직하다. 그리고 본 발명은, 유리섬유매트에 유기바인더가 미경화인채로 부착하고 있는 상태에서, 특정한 가압력으로 가압하고 가열하는 것이 중요하다. 이에 대하여 유기바인더가 경화한 후에 유리섬유매트를 가압하면, 얻어지는 코어재료를 충전하여 이루어지는 진공단열재의 표면평활성을 충분히 얻을 수 없다.
또한, 가압조건은, 적층되어 가압된 매트의 밀도가 150∼400kg/m3이고, 바람 직하게는 200∼400kg/m3이 되는 조건이며, 구체적으로는 평판프레스기의 상하사이의 압력이 150∼400kg/m2이고, 바람직하게는 200∼400kg/m2이다. 상기 값이 150kg/m3 (밀도) 또는 150kg/m2(압력) 미만이면, 얻어지는 코어재료를 충전하여 이루어지는 진공단열재의 표면평활성을 충분히 얻을 수 없고, 또한, 400kg/m3(밀도) 또는 400kg /m2(압력)을 넘으면, 유리섬유매트를 누르기 위한 설비가 대규모가 되고, 또한, 유리섬유매트중의 유리섬유에 꺽임이 생겨 유리섬유가 분말상태가 되어, 최종적으로 얻어지는 진공단열재의 충분한 열성능을 얻을 수 없어, 바람직하지 못하다.
또한, 가압시간은 30초 이상이고, 상기 프레스기로 가압하는 경우는 60∼360초간이 바람직하다. 또한, 가열온도는 일반적으로는, 유기바인더가 경화하는 온도 이상의 온도이고, 구체적으로는 160∼280℃의 범위가 바람직하다. 이 온도는 프레스판 그 자체의 온도가 아니라, 유리섬유매트내의 온도이다. 따라서 상기 가압가열처리는 프레스판의 온도를 적당한 온도로 올려 행하여도 좋고, 프레스분위기의 온도를 적당한 온도로 올려 행하여도 좋다.
이상과 같이 가압가열 처리된 유리섬유매트는, 가압가열 처리후에 압력으로부터 해방되면, 부피가 커진다(도 2(B) →도 2(C)). 이 상태에서의 코어재료의 밀도 및 두께는 특히 한정되지 않지만, 일반적으로는, 밀도가 45∼100kg/m3이고, 두께가 10∼70mm인 것이 바람직하다. 이러한 가압가열 처리에 의해서 코어재료를 구성 하고 있는 유리섬유는, 도 2(C)의 둥글게 둘러싼 부분의 확대도에 나타나 있는 바와 같이, 그 평면방향에 대하여 실질적으로 수평이 되어, 코어재료의 표면평활성이 향상하고, 또한 유기바인더의 열경화에 의해서 상기의 상태가 유지된다. 그 결과, 해당 가압가열 처리된 코어재료를 진공단열재의 코어재료로서 사용함으로써, 단열성, 표면평활성 및 작업성에 뛰어난 진공단열재를 얻을 수 있다.
상기 도 2(A)∼도 2(C)를 참조하여 설명한 본 발명의 제조방법은, 본 발명의 바람직한 일례이고, 다른 바람직한 일례를 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3중의 부호 7은, 가압가열 전의 적층섬유매트를, 부호 8은 가열 오븐을, 부호 9는 가압가열 컨베이어를, 10, 10'은 상류측의 한 쌍의 로울을, 11, 11'은 하류측의 한 쌍의 로울을, 12는 가압가열 중의 적층섬유 웹을, 1은 가압가열하여 제조된 적층 웹(즉, 코어재료)을 나타내고 있다.
도 3에 나타나 있는 본 실시예의 제조방법에서는, 4열의 유리섬유 웹 제조라인이 사용되고 있다. 각 제조라인에서 용융방사에 의해 연속적으로 형성되어 있는 유리섬유를, 벨트 컨베이어 등의 소정수의 도시하지 않은 반송수단 위에 연속적으로 소정의 밀도로 퇴적하면서, 이 퇴적물에 연속적으로 미경화의 유기 바인더를 부여하여 유리섬유를 웹화한다. 그렇게 형성된 4장의 유리섬유 웹을 로울형상으로 감지 않고(물론, 감은 것을 연속적으로 감아 되돌려도 좋다. 그 경우에는 유리섬유 제조라인을 4열 사용하는 것은 반드시 필요하지 않고, 1열의 유리섬유 제조라인으로 로울형상으로 감은 유리섬유 웹을 4개 제조하여도 좋다), 서로 겹쳐 적층섬유 웹(7)으로 하고, 이 적층섬유 웹(7)을, 가열 오븐(8)내에서 구동되고 있는 가압가 열 컨베이어(9)를 구성하고 있는 상류측의 한 쌍의 로울(10, 10') 및 하류측의 한 쌍의 로울(11, 11')에 의해 연속하여 눌러져, 유기바인더를 열경화시키는 예로서, 상기 컨베이어(9)를 사용함으로써, 적층섬유 웹(12)을 소정시간 연속적으로 눌러 가열하면서, 원하는 코어재료(1)를 연속 생산할 수 있기 때문에 바람직하다. 상기 컨베이어(9)의 길이는 라인 스피드에 따라서도 다르지만, 10∼30m이 바람직하다. 컨베이어(9)의 길이가 10m 미만이면 누름이나 가열이 불충분하여, 평활한 진공단열재를 주는 코어재료를 얻는 것이 곤란하고, 한편, 컨베이어(9)의 길이가 30m을 넘으면 장치가 대규모가 되므로 바람직하지 못하다. 또한, 가압시간은 컨베이어로 연속적으로 가압할 경우, 30초 이상이고, 60∼180초간인 것이 바람직하다. 상기 값이 30초 미만이면, 누름이나 가열이 불충분하여, 평활한 진공단열재를 주는 코어재료를 얻을 수 없고, 한편, 180초를 넘으면 생산효율이 뒤떨어지거나, 장치가 대규모가 될 뿐, 기대하는 이상의 평활성을 가진 진공단열재를 얻을 수 없어, 바람직하지 못하다. 또, 본 예에 있어서의 여러가지 바람직한 조건(가압가열 조건이나 시간 등)은, 상기 도 2를 참조한 제조방법에 있어서의 조건과 같다.
상기 본 발명에 의해서 얻어진 코어재료를 사용하여 진공단열재로 하는 경우는, 예를 들면, 코어재료를 가스배리어성 외피재로 피복하고, 이 외피재내를 탈기함으로써 얻어진다. 가스배리어성 외피재의 재료로서는, 폴리에스테르필름, 폴리에틸렌필름, 폴리염화비닐필름, 폴리염화비닐리덴필름, 폴리스티렌필름, 폴리프로필렌필름 등의 수지필름, 크래프트지와 상기 필름을 라미네이트한 것, 상기 필름에 알루미늄박을 라미네이트한 것, 상기 필름에 알루미늄을 증착한 것 등이 바람직하 게 사용된다.
또한, 진공단열재의 제조 자체는 공지의 방법으로 하여도 좋다. 일례를 나타내면, 윗틀과 아랫틀로 이루어지고, 어느 한쪽에 진공펌프에 의해서 배기되는 배기구를 가진 틀을 준비하고, 해당 틀의 윗틀 및 아랫틀로 형성되는 캐비티 내면에, 도 1에 나타낸 바와 같이, 배기용 튜브(3) 및 시일용 주변부(4-1)를 가진 위쪽의 가스배리어성 필름(2-1)과 시일용 주변부(4-2)를 가진 아래쪽의 가스배리어성 필름(2-2), 예를 들면, 알루미늄증착 고밀도 폴리에틸렌필름을 배치하고, 그 사이에 본 발명의 코어재료(1)를 배치한 후, 틀을 닫아 상하 2매의 필름(2-1, 2-2)의 주변부(4-1, 4-2)를 융착시켜 가스배리어성 외피재(2)를 형성하고, 상기 튜브(3)를 통해 탈기하여, 가스배리어성 외피재(2)의 내압을 10.0Pa 이하로 한다. 그 후 상기 튜브를 시일하고, 성형체를 틀에서 떼어냄으로써, 본 발명의 진공단열재(A)를 얻을 수 있다. 얻어지는 진공단열재의 사이즈나 두께 등은 용도에 따라서 임의로 변화시킬 수 있다.
또한, 진공단열재의 제조시에, 본 발명의 코어재료가 임의의 범위의 밀도로 압축성형되어 있기 때문에, 외피재로 피복할 때의 작업성이 양호하다. 또한, 상기 본 발명에 의해서 얻어진 코어재료를 사용함으로써, 해당 코어재료를 구성하고 있는 유리섬유가 코어재료의 평면방향으로 배열하고 있기 때문에, 해당 코어재료를 사용하여 형성한 진공단열재의 단열성이 현저히 향상하고, 더욱이 같은 이유로 진공단열재의 표면이 평활하기 때문에, 해당 단열재를 사용하였을 때, 해당 단열재를 수납하는 케이싱의 벽면과의 사이에 공간이 실질적으로 남지 않고, 따라서 이 점에 서도 단열성이 현저히 향상하고 있다.
[실시예]
다음에 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더욱 자세하게 설명한다.
실시예 1
평균섬유지름 4㎛의 유리섬유에 페놀수지 바인더를 강열감량(ignition loss)(유리섬유 전체량에 대한 수지 바인더의 고형분 비율)이 1질량%가 되도록 분무하고, 바인더를 큐어하지 않은 상태의 유리섬유매트를 로울형상으로 감았다(두께 약 30mm, 밀도 약 27kg/m3). 이 유리섬유매트를 4겹으로 적층하고, 평판프레스기로 온도 200℃, 압축시 두께 10mm, 가압시 밀도 약 320kg/m3, 가압시간 5분간의 조건으로 가열압축하였다. 이에 따라, 바인더가 큐어되고, 두께 약 60mm, 밀도 약 53kg /m3의 진공단열재용 코어재료를 얻었다. 이 코어재료를 가스배리어성이 높은 피복자루에 삽입하고, 진공시일장치로써 자루내의 압력이 1.0Pa가 되도록 배기구로부터 흡인한 후에, 자루의 배기구를 가열압착하여, 두께 12mm, 밀도 250kg/m3의 진공단열재를 얻었다.
실시예 2
평균섬유지름 4㎛의 유리섬유에 페놀수지 바인더를 강열감량이 1질량%가 되도록 분무하고, 유리섬유 웹(두께 약 300mm, 밀도 약 3kg/m3)을 열풍통과식 오븐으로, 상하의 컨베이어로 끼우면서 260℃, 오븐체류시간 약 90초, 가압시 밀도 250kg /m3의 조건으로 가열압축하였다. 이에 따라, 두께 약 20mm, 밀도 약 50kg/m3의 진공단열재용 코어재료를 얻었다. 이 코어재료를 사용하여, 실시예 1과 같은 방법으로 진공단열재를 얻었다.
비교예 1
평균섬유지름 4㎛의 유리섬유에 페놀수지 바인더를 강열감량이 1질량%가 되도록 분무하여 바인더를 큐어하지 않는 상태의 유리섬유매트를 로울형상으로 감았다(두께 약 30mm, 밀도 약 27kg/m3). 이 유리섬유매트를 4겹으로 적층하여, 평판프레스기로 온도 200℃, 압축시 두께 20mm, 가압시 밀도 약 120kg/m3, 가압시간 5분간의 조건으로 가열압축하였다. 이에 따라, 바인더가 큐어되고, 두께 약 80mm, 밀도 약 40kg/m3의 진공단열재용 코어재료를 얻었다. 이 코어재료를 사용하여, 실시예 1과 같은 방법으로 진공단열재를 얻었다.
비교예 2
평균섬유지름 4㎛의 유리섬유에 페놀수지 바인더를 강열감량이 1질량%가 되도록 분무하여, 바인더를 큐어하지 않은 상태의 유리섬유매트를 로울형상으로 감았다(두께 약 30mm, 밀도 약 27kg/m3). 이 유리섬유매트를 4겹으로 적층하여, 평판프레스기로 온도 200℃, 압축시 두께 30mm, 가압시 밀도 약 80kg/m3, 가압시간 5분간의 조건으로 가열압축하였다. 이에 따라, 바인더가 큐어되어, 두께 약 90mm, 밀도 약 35kg/m3의 진공단열재용 코어재료를 얻었다. 이 코어재료를 사용하여, 실시예 1과 같은 방법으로 진공단열재를 얻었다.
[평가]
상기 실시예 및 비교예의 진공단열재의 표면평활성, 열전도율, 작업성 및 제품 비용을 하기의 평가방법으로 평가하였다. 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
[평가방법]
1. 표면평활성 :
A : 요철이 적고, 오목부의 깊이가 1mm 미만
B : 요철이 약간 있고, 오목부의 깊이가 1mm 이상 2mm 미만
C : 요철이 크고, 오목부의 깊이가 2mm 이상
2. 열전도율:
에코 세이키(EKO INSTRUMENTS CO., LTD)제조 열전도성 시험기(형식: HC-074-1000)로 측정
3. 작업성:
코어재료를 포장자루에 삽입하는 데 필요한 시간(코어재료의 폭 500mm, 길이 1,500mm)
A : 1min. 미만
B : 1min.이상 2min.미만
C : 2min.이상 5min.미만
D : 5min.이상
4. 제품비용
A : 염가
B : 고가
표 1
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2
표면평활성 A B C C
열전도율(W/mK) 0.0021 0.0020 0.0022 0.0022
작업성 A B C D
제품비용 B A B B

본 발명은 섬유배향이 열전도방향에 수직이고, 표면이 평활하고 또한 단열성에 뛰어난 진공단열재용 코어재료를 간편하게 얻을 수 있는 방법을 제공하는 효과를 갖는다.

Claims (7)

  1. 미경화의 열경화성 유기바인더가 부착한 무기섬유매트를, 밀도가 150∼400kg/m3이 되도록 30초 이상 가압하면서 가열하여 성형하는 진공단열재용 코어재료의 제조방법에 있어서,
    상기 무기섬유매트에 함유되는 미경화의 열경화성 유기바인더의 고형분의 비율이, 해당 열경화성 유기바인더의 고형분을 포함하는 무기섬유매트 전체량의 0.5∼3.0질량%를 차지하는 양이며,
    얻어지는 진공단열재용 코어재료의 밀도가 45∼100kg/m3이고, 두께가 10∼70mm인 것을 특징으로 하는 진공단열재용 코어재료의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 가압하는 시간을 60초간∼180초간으로 하는 진공단열재용 코어재료의 제조방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 무기섬유에 미경화의 열경화성 유기바인더를 부여한 후에, 무기섬유를 집적하여 매트형상으로 하고, 이어서 해당 매트형상물을 가압하면서 가열하여 성형하는 진공단열재용 코어재료의 제조방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 무기섬유의 평균지름이 3∼5㎛이고, 가열압축 전의 무기섬유매트의 밀도가 3kg/m3 이상이고, 해당 매트의 1장의 두께가 10∼350mm인 진공단열재용 코어재료의 제조방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 미경화의 열경화성 유기바인더가 부착한 무기섬유매트를 복수매 겹쳐, 해당 매트의 밀도가 150∼400kg/m3이 되도록 30초 이상 가압하면서 가열하는 진공단열재용 코어재료의 제조방법.
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