KR101134664B1 - High performance heat insulator and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고성능 단열재 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 산화티타늄, 산화지르코늄 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 금속 산화물과 무기 분체가 엉겨 붙어 있는 섬유상 물질을 압축한 단열성 압축체(壓縮體), 그리고 상기 단열성 압축체를 감싸며, 실리카 섬유로 직조된 실리카 천을 포함하는 고성능 단열재를 제공한다.The present invention relates to a high-performance heat insulating material and a method for manufacturing the same, which is a heat-insulating compressed body that compresses a fibrous material in which any one of the metal oxide and inorganic powder entangled selected from the group consisting of titanium oxide, zirconium oxide and combinations thereof. And a high performance insulation comprising a silica cloth woven from silica fibers that wraps around the insulating compact.

상기 고성능 단열재는 1700℃ 까지의 지속되는 열이 가해지는 상황에서도 사용 가능하며, 종래의 단열재보다 부피가 작으면서도 고온에서 3 내지 4배 정도의 단열 성능을 가지고 있어 연료비를 절감할 수 있고, 이에 따라 이산화탄소의 배출도 줄일 수 있다.The high-performance heat insulating material can be used even in a situation where a continuous heat is applied up to 1700 ℃, it has a heat insulating performance of about 3 to 4 times at a high temperature while being smaller in volume than a conventional heat insulating material, thereby reducing fuel costs, accordingly CO2 emissions can also be reduced.

단열재, 산화티타늄, 산화지르코늄, 실리카, 퓸드실리카, TiO2, ZrO2, SiO2, 섬유상물질, 유리섬유, 실리카섬유, 실리카천, 건식 Insulation, Titanium Oxide, Zirconium Oxide, Silica, Fumed Silica, TiO2, ZrO2, SiO2, Fibrous Materials, Glass Fiber, Silica Fiber, Silica Cloth, Dry

Description

고성능 단열재 및 이의 제조 방법{HIGH PERFORMANCE HEAT INSULATOR AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}HIGH PERFORMANCE HEAT INSULATOR AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME

본 발명은 고성능 단열재 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 우주, 항공 분야와 컴팩트(compact)한 전열기기 등 다양한 분야에서 사용 가능한 고성능 단열재 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a high performance insulating material and a method for manufacturing the same, and to a high performance insulating material and a method for manufacturing the same, which can be used in various fields such as space, aviation, and compact electric heating devices.

최근에는 단열성이 우수한 실리카 또는 알루미나 등의 무기 미립자를 가압 성형한 단열재가 널리 사용되고 있다. 그러나 이러한 무기 미립자를 포함하는 단열재는 내구성이 매우 취약하여 운반이나 시공할 때 약간의 충격에도 파괴되어 버리는 문제가 있다. 또한, 상기 무기 미립자를 포함하는 단열재는 응집력이 부족하여 이를 취급하는 작업자의 손이나 의복에 무기 미립자가 묻어나와 작업성을 떨어뜨린다.In recent years, the heat insulating material which press-molded inorganic fine particles, such as a silica or an alumina which is excellent in heat insulation, is used widely. However, the heat insulating material containing such inorganic fine particles is very weak in durability, and there is a problem that even a slight impact is destroyed when transporting or constructing. In addition, the heat insulator including the inorganic fine particles lacks cohesive force, so that the inorganic fine particles are deposited on the hands and clothes of the worker who handles them, thereby reducing workability.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 단열재의 내구성을 보강하거나 무기 미립자의 부착 방지를 위하여 금속막, 플라스틱막, 유리 섬유로 직조한 천 등으로 단열재 전체를 피복하는 것이 일반적이다. 그러나, 상기 피복을 위하여 단열재를 절단 또는 천공하는 경우 단열재의 단열 효과가 감소하거나, 피복재의 열적 내구성에 의 하여 사용 온도가 제한되는 문제점이 있다.In order to solve the above problems, in order to reinforce the durability of the heat insulating material or to prevent the adhesion of the inorganic fine particles, it is common to coat the whole heat insulating material with a cloth woven from a metal film, a plastic film, or glass fiber. However, when cutting or punching the heat insulating material for the coating, there is a problem that the heat insulating effect of the heat insulating material is reduced, or the use temperature is limited by the thermal durability of the coating material.

또한, 상기 피복재를 사용하는 경우 단열재와 피복재의 접착성을 높이기 위하여 유기 바인더 또는 무기 바인더를 사용하는 경우가 있다. 그러나 유기 바인더는 단열재의 사용 온도에 제한이 있고, 무기 바인더는 단열재의 사용 온도에 제한이 그다지 없지만, 접착력이 충분하지 않으며, 단열재 운반시 종종 피복재가 벗겨지는 문제가 있다.In addition, when using the said coating material, an organic binder or an inorganic binder may be used in order to improve the adhesiveness of a heat insulating material and a coating material. However, the organic binder is limited in the use temperature of the heat insulator, the inorganic binder is not limited in the use temperature of the heat insulator, the adhesive strength is not sufficient, there is a problem that the coating material is often peeled off when transporting the heat insulator.

한편, 더 나아가서는 유기 바인더나 무기 바인더를 수용액으로 도포하는 경우도 개시되어 있으나, 물과 같은 극성이 큰 액체를 이용하는 경우, 단열재 표면의 미립자가 급격히 응집하기 때문에 단열재에 균열이 발생하거나 단열재의 일부분이 함몰되는 등의 변형이 생길 수 있다. 이 때문에 바인더 수용액의 수분량이나 도표량을 매우 엄밀히 제어해야 한다.On the other hand, even when the organic binder or the inorganic binder is applied as an aqueous solution is disclosed, when using a liquid having a large polarity such as water, because the fine particles on the surface of the heat insulating material is agglomerated rapidly, a crack occurs in the heat insulating material or a part of the heat insulating material Deformation such as this depression may occur. For this reason, the amount of water and the amount of liquid in the binder aqueous solution must be controlled very strictly.

따라서, 수용액을 사용하지 않고도 단열재와 포장재의 밀착성이 우수한 단열재를 제조할 수 있는 건식 제조 방법에 대한 요구가 높아지고 있으며, 포장재에 의하여 단열재를 사용할 수 있는 온도가 제한되지 않는 높은 온도에서도 견딜 수 있는 포장재에 대한 연구가 필요한 실정이다.Therefore, there is a growing demand for a dry manufacturing method capable of manufacturing a heat insulating material having excellent adhesion between the heat insulating material and the packing material without using an aqueous solution, and a packing material that can withstand high temperatures where the temperature at which the heat insulating material can be used by the packing material is not limited. There is a need for research.

본 발명의 목적은 1700℃ 까지의 지속되는 열이 가해지는 상황에서도 사용 가능하며, 종래의 단열재보다 부피가 작으면서도 고온에서 3 내지 4배 정도의 단열 성능을 가지고 있어 연료비를 절감할 수 있고, 이에 따라 이산화탄소의 배출도 줄일 수 있는 고성능 단열재를 제공하는 것이다.An object of the present invention can be used even in a situation where a continuous heat is applied up to 1700 ℃, it has a smaller than the conventional heat insulating material but has a heat insulating performance of about 3 to 4 times at high temperature, thereby reducing fuel costs, Therefore, to provide a high-performance insulation that can reduce the emission of carbon dioxide.

본 발명의 다른 목적은 바인더를 사용하지 않고 건식으로 고성능 단열재를 제조하여 단열 성능을 향상시킬 수 있는 고성능 단열재의 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a manufacturing method of a high-performance heat insulating material that can improve the heat insulating performance by manufacturing a high performance heat insulating material dry without using a binder.

본 발명의 일 실시예에 따른 고성능 단열제는 무기 분체와 금속 산화물이 엉겨 붙어 있는 섬유상 물질을 압축한 단열성 압축체(壓縮體), 그리고 상기 단열성 압축체를 감싸며, 실리카 섬유로 직조된 실리카 천(silica cloth)을 포함한다. 상기 고성능 단열재는 상기 무기 분체를 상기 실리카 천를 재단하여 제조한 주머니에 충전한 후, 압축하여 제조한 것이다.The high-performance heat insulating agent according to an embodiment of the present invention is a heat-insulated compressive body compresses a fibrous material in which inorganic powders and metal oxides are entangled, and a silica cloth woven with silica fibers, covering the heat-resistant compact. silica cloth). The high-performance heat insulating material is prepared by compressing the inorganic powder in a bag prepared by cutting the silica cloth, and then compressing the inorganic powder.

상기 무기 분체로는 실리카 미립자, 알루미나 미립자, 규산알루미늄 미립자 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 주성분으로 포함한다.The inorganic powder includes, as a main component, any one selected from the group consisting of silica fine particles, alumina fine particles, aluminum silicate fine particles, and combinations thereof.

상기 무기 분체의 BET 표면적은 15 내지 500m2/g이고, 입경은 0.003 내지 1㎛일 수 있다. 상기 무기 분체의 BET 표면적이 15m2/g 미만이거나 500m2/g을 초과 하는 경우 상기 고성능 단열재가 충분한 단열 효과를 발휘하지 못하며, 상기 무기 분체의 입경이 1㎛를 초과하면 상기 고성능 단열재가 충분한 단열 효과를 발휘하지 못할 수 있고, 0.003㎛ 미만인 경우는 부피가 너무 커서 취급이 곤란하다는 문제가 있을 수 있다.The inorganic powder may have a BET surface area of 15 to 500 m 2 / g and a particle diameter of 0.003 to 1 μm. When the BET surface area of the inorganic powder is less than 15m 2 / g or exceeds 500m 2 / g, the high performance insulating material does not exhibit sufficient thermal insulation effect, and when the particle diameter of the inorganic powder exceeds 1㎛, the high performance insulating material is sufficient insulating The effect may not be exhibited, and if it is less than 0.003 µm, there may be a problem that handling is difficult because the volume is too large.

상기 무기 분체로는 퓸드 실리카를 더욱 바람직하게 사용할 수 있다. 상기 퓸드 실리카는 일반 실리카와는 달리 염화실란이 산소와 수소로 형성된 1000℃ 이상의 불꽃 내에서 가수 분해되어 생성된다. 상기 퓸드 실리카는 입자 내부가 거의 진공 상태이므로 우수한 단열 성능을 나타내며, 1000℃ 이상에서 생성되기 때문에 고온 영역에서도 물성 변화가 거의 없다. 또한, 퓸드 실리카를 사용하는 경우 상기 단열성 압축체를 감싸는 실리카 천과의 혼화성이 우수하여 단열 성능이 보다 향상될 수 있다. 따라서, 상기 퓸드 실리카를 상기 무기 분체로 사용하면 우수한 단열성과 고온 안정성을 가진 고성능 단열재를 제조할 수 있다.As said inorganic powder, fumed silica can be used more preferably. Unlike general silica, fumed silica is produced by hydrolysis of chlorine chloride in a flame of 1000 ° C. or higher formed of oxygen and hydrogen. The fumed silica shows excellent heat insulating performance because the inside of the particles is almost vacuum, and since the fumed silica is formed at 1000 ° C. or more, there is almost no change in physical properties even in a high temperature region. In addition, when fumed silica is used, the heat insulating performance may be further improved due to excellent miscibility with the silica cloth surrounding the heat insulating compact. Therefore, when the fumed silica is used as the inorganic powder, it is possible to manufacture a high performance heat insulator having excellent heat insulation and high temperature stability.

상기 퓸드 실리카는 단열성과 고온 안정성을 고려할 때, BET 표면적이 150 내지 250m2/g 이고 SiO2의 함량이 99 중량% 이상인 것을 더욱 바람직하게 사용할 수 있다.In consideration of thermal insulation and high temperature stability, the fumed silica may more preferably use a BET surface area of 150 to 250 m 2 / g and a content of SiO 2 of 99% by weight or more.

상기 단열성 압축체는 내구성을 보강하고 상기 무기 분체에 응집력을 부여하기 위하여 섬유상 물질을 포함한다. 상기 섬유상 물질은 상기 단열성 압축체를 건식으로 제조할 수 있도록 상기 무기 분체에 인장력과 응집력을 부여한다.The thermal insulating compact includes a fibrous material to reinforce durability and to impart cohesion to the inorganic powder. The fibrous material imparts tensile and cohesive forces to the inorganic powder so as to dry produce the thermally insulating compact.

상기 섬유상 물질로는 유리 섬유, 알루미나 섬유, 멀라이트 섬유, 실리카 섬 유, 규산알루미늄 섬유, 규산염 섬유, 알루미노규산염 섬유, 카본 섬유, 탄화규소 섬유 등의 무기 섬유, 또는 폴리에틸렌 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리아미드 섬유 등의 유기 섬유, 또는 상기 무기 섬유와 상기 유기 섬유의 혼합물을 바람직하게 사용할 수 있다. 상기 섬유상 물질의 종류는 상기 고성능 단열재가 사용되는 분위기, 온도 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다.Examples of the fibrous material include inorganic fibers such as glass fibers, alumina fibers, mullite fibers, silica fibers, aluminum silicate fibers, silicate fibers, aluminosilicate fibers, carbon fibers and silicon carbide fibers, or polyethylene fibers, polypropylene fibers, Organic fibers, such as polyamide fiber, or a mixture of the said inorganic fiber and the said organic fiber can be used preferably. The type of fibrous material may be appropriately selected in consideration of the atmosphere, temperature, and the like in which the high performance insulating material is used.

상기 섬유상 물질의 섬유 직경이나 길이에는 특별한 제한이 없으나, 상기 섬유 직경은 0.5 내지 50㎛인 것을 바람직하게 사용할 수 있고, 5 내지 9㎛인 것을 더욱 바람직하게 사용할 수 있으며, 상기 섬유 길이는 1 내지 15mm인 것을 바람직하게 사용할 수 있고, 6 내지 12mm인 것을 더욱 바람직하게 사용할 수 있다.There is no particular limitation on the fiber diameter or length of the fibrous material, but the fiber diameter may be preferably 0.5 to 50 μm, more preferably 5 to 9 μm, and the fiber length is 1 to 15 mm. Can be used preferably, and what is 6-12 mm can be used more preferably.

또한, 상기 섬유상 물질은 상기 무기 분체와 혼합하여 상기 무기 분체가 상기 섬유상 물질에 보다 잘 엉켜 붙게 하기 위하여 상기 섬유상 물질은 로빙(roving) 사(絲)일 수 있다.In addition, the fibrous material may be roving yarn so that the fibrous material is mixed with the inorganic powder so that the inorganic powder is more easily entangled with the fibrous material.

상기 단열성 압축체는 산화티타늄, 산화지르코늄 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 금속 산화물을 더 포함할 수 있다. 상기 금속 산화물은 복사광의 투과를 억제하여 단열 성능을 향상시키는 효과가 있다. 또한, 상기 무기 분체는 소재의 입도가 매우 작고 가벼워 상기 무기 분체만으로는 건식 성형에 불리한 문제가 있어 고온과 화학적으로 안정한 상기 금속 산화물을 혼합하여 사용한다.The thermal insulating compact may further include any one metal oxide selected from the group consisting of titanium oxide, zirconium oxide, and combinations thereof. The metal oxide has the effect of improving the heat insulating performance by suppressing the transmission of radiant light. In addition, since the inorganic powder has a very small and light particle size, the inorganic powder alone is disadvantageous in dry forming, and thus, a mixture of the metal oxides having high temperature and chemical stability is used.

상기 산화티타늄은 고온 안정성이 있으며, 유전율이 약 96 정도이고, 절연 내력은 20 내지 120Kv/cm이며, 유전 손실은 약 0.0003 정도이다. 또한, 산화티타 늄은 크게 루틸(rutile) 형과 브루카이트(brookite) 아나타제(anatase) 상으로 존재하며 700℃ 이상에서는 상전이하여 루틸 구조를 가지게 되는 바, 본 발명에서는 루틸 형을 사용하는 것이 고온 안정성에 보다 도움이 될 수 있다. The titanium oxide has high temperature stability, has a dielectric constant of about 96, an insulation strength of 20 to 120 Kv / cm, and a dielectric loss of about 0.0003. In addition, titanium oxide is largely present in the rutile type and the brookite anatase phase, and the phase change is performed at 700 ° C. or higher to have a rutile structure. Can be more helpful.

상기 산화지르코늄은 고온형, 즉 정방결정계를 사용하는 것이 고온 안정성 향상에 더욱 도움이 될 수 있다.The zirconium oxide may be more helpful in improving high temperature stability, that is, using a high temperature type, that is, tetragonal system.

또한, 상기 산화티타늄 또는 상기 산화지르코늄의 입경은 2 내지 9㎛인 것이 바람직하다. 상기 산화티타늄 또는 상기 산화지르코늄의 입경이 상기 범위 내인 경우 굴절률이 높아져 빛 투과량이 줄어들기 때문에 은폐력이 뛰어나 상기 고성능 단열재의 단열 성능 향상에 도움이 된다. In addition, the particle diameter of the titanium oxide or the zirconium oxide is preferably 2 to 9㎛. If the particle diameter of the titanium oxide or the zirconium oxide is within the above range, since the refractive index is increased to reduce the amount of light transmitted, the hiding power is excellent, which helps to improve the thermal insulation performance of the high-performance insulating material.

상기 섬유상 물질은 상기 무기 분체 50 내지 80 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부로 사용하는 것이 바람직하고, 상기 금속 산화물은 상기 무기 분체 50 내지 80 중량부에 대하여 17 내지 47 중량부로 사용하는 것이 바람직하다.The fibrous material is preferably used in an amount of 1 to 5 parts by weight based on 50 to 80 parts by weight of the inorganic powder, and the metal oxide is preferably used in an amount of 17 to 47 parts by weight based on 50 to 80 parts by weight of the inorganic powder.

상기 섬유상 물질의 함량이 1 중량부 미만인 경우 상기 무기 분체를 잘 뭉치게 하지 못하며, 5 중량부를 초과하는 경우 상기 섬유상 물질이 상기 단열성 압축체의 단열 성능에 더 많은 영향을 미치게 되어 단열 성능이 저하될 수 있다. 또한, 상기 금속 산화물의 함량이 17 중량부 미만인 경우 복사광을 충분히 억제하지 못하여 상기 금속 산화물을 첨가하는 효과가 충분히 발휘되지 못할 수 있으며, 47 중량부를 초과하는 경우 복사광을 억제하는 효과보다 금속 산화물 자체의 열전도율이 커지게 되어 충분한 단열 효과를 얻을 수 없게 된다. When the content of the fibrous material is less than 1 part by weight, the inorganic powder may not be agglomerated well. When the content of the fibrous material is more than 5 parts by weight, the fibrous material may have a greater influence on the thermal insulation performance of the thermally insulating compact, resulting in lower thermal insulation performance. Can be. In addition, when the content of the metal oxide is less than 17 parts by weight, the effect of adding the metal oxide may not be sufficiently exhibited because the radiation may not be sufficiently suppressed. When the content of the metal oxide exceeds 47 parts by weight, the metal oxide may be more effective than the effect of suppressing the radiation. The thermal conductivity of itself becomes large so that a sufficient insulation effect cannot be obtained.

상기 단열성 압축체를 감싸는 실리카 천은 고온에서 용융시킨 실리카를 섬유 상으로 방사시켜 제조한 굵기가 5 내지 9㎛인 실리카 필라멘트(filament)를 200 내지 800 가닥씩 모아 연사하여 제조한 실리카 섬유(fiber)를 직조하여 제조한 것이다. 그러나, 본 발명에서 실리카 천의 구성이 이에 제한되는 것은 아니고, 실리카 섬유를 직조하여 제조한 실리카 천이면 어느 것이나 사용 가능하다.The silica cloth surrounding the insulating compressive body is a silica fiber (fiber) prepared by spinning a silica filament having a thickness of 5 to 9㎛ prepared by spinning the silica melted at a high temperature into a fiber 200 to 800 strands It is manufactured by weaving. However, the structure of the silica cloth in the present invention is not limited thereto, and any silica cloth produced by weaving silica fibers can be used.

상기 실리카 천은 그 두께에 특별한 제한은 없으나 두께가 0.21 내지 3mm일 수 있고, 두께가 0.27 내지 3mm인 경우 1700℃에서도 견딜 수 있어 상기 고성능 단열재의 사용 온도 영역을 높일 수 있다.The silica cloth is not particularly limited in thickness, but may have a thickness of 0.21 to 3 mm, and when the thickness is 0.27 to 3 mm, it may withstand 1700 ° C. to increase the use temperature range of the high performance insulation.

상기 실리카 천은 상기 실리카 천 전체 함량에 대하여 SiO2를 95 내지 99.9 중량%, 및 Al2O3, CaO, Fe2O3, MgO, Na2O, TiO, 기타 불순물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 불순물을 0.1 내지 5 중량%로 포함할 수 있다. 상기 실리카 천은 상기 실리카 천 전체 함량에 대하여 SiO2를 95 중량% 이상으로 포함하는 것이 바람직하나, 상기 불가피한 불순물을 0.1 중량% 이상 포함한다. 상기 실리카 천이 상기 실리카 천 전체 함량에 대하여 SiO2를 95 내지 99.9 중량%로 포함하는 경우 상기 단열성 압축체와 상기 실리카 천의 혼화성이 우수하여 상기 실리카 천이 1700℃ 까지 파괴되지 않고 단열 성능을 유지할 수 있다.The silica cloth is composed of 95 to 99.9% by weight of SiO 2 , and Al 2 O 3 , CaO, Fe 2 O 3 , MgO, Na 2 O, TiO, other impurities, and combinations thereof, based on the total content of the silica cloth. It may include 0.1 to 5% by weight of any one selected impurities. The silica cloth preferably contains 95 wt% or more of SiO 2 based on the total content of the silica cloth, but includes 0.1 wt% or more of the unavoidable impurities. When the silica cloth contains SiO 2 in an amount of 95 to 99.9% by weight based on the total content of the silica cloth, the heat insulating compressive body and the silica cloth have excellent miscibility, and thus the silica cloth may not be destroyed to 1700 ° C., and thus the heat insulating performance may be maintained. have.

또한, 상기 실리카 천은 석면을 포함하고 있지 않아 고온에서도 인체에 전혀 무해하다. In addition, the silica cloth does not contain asbestos, so it is completely harmless to the human body even at high temperatures.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 고성능 단열재는 교반 단계, 봉입 단계 및 성형 단계를 통하여 제조할 수 있다.High-performance heat insulating material according to another embodiment of the present invention can be prepared through the stirring step, the sealing step and the molding step.

우선, 교반 단계에서는 상기 무기 분체, 상기 섬유상 물질 및 상기 금속 산화물을 혼합하고 900 내지 1000rpm으로 교반하여 혼합물을 제조한다.First, in the stirring step, the inorganic powder, the fibrous material and the metal oxide are mixed and stirred at 900 to 1000 rpm to prepare a mixture.

또한, 선택적으로 상기 무기 분체, 상기 섬유상 물질 및 상기 금속 산화물을 900 내지 1000rpm으로 혼합하기 전에, 800 내지 900rpm으로 1차 교반한 후, 900 내지 1000rpm으로 2차 교반할 수 있다.Further, optionally, before mixing the inorganic powder, the fibrous material, and the metal oxide at 900 to 1000 rpm, the first stirring may be performed at 800 to 900 rpm, and then the second stirring may be performed at 900 to 1000 rpm.

상기 1차 교반 속도가 800 내지 900rpm인 경우 상기 섬유상 물질이 필라멘트로 변형되는 최적의 회전속도이고, 상기 무기 분체 및 상기 금속산화물이 상기 섬유상 물질에 고르게 엉겨 붙는 최적의 조건이며, 상기 1차 교반 속도가 800rpm 미만인 경우 상기 섬유상 물질이 로빙사 형태에서 필라멘트 형태로 완벽하게 변형되지 않을 수 있으며 이에 따라 상기 무기 분체 및 상기 금속산화물이 상기 섬유상 물질에 고르게 엉겨 붙지 않을 수 있고, 900rpm을 초과하는 경우 상기 섬유상 물질이 필라멘트 형태로 변형된 후 필라멘트가 파괴되어 응집력을 약화시킬 수 있다.When the primary stirring speed is 800 to 900rpm is the optimum rotational speed that the fibrous material is transformed into filaments, the inorganic powder and the metal oxide is optimally tangled to the fibrous material, the primary stirring speed Is less than 800 rpm, the fibrous material may not be completely deformed from the roving yarn form to the filament form, so that the inorganic powder and the metal oxide may not be evenly entangled with the fibrous material. After the material is deformed in the form of filaments, the filaments can break and weaken cohesion.

상기 2차 교반 속도가 900 내지 1000rpm인 경우 1차 교반에서 혼합되어진 상기 섬유상 물질과 상기 무기 분체 및 상기 금속산화물이 재교반에 의해 고르게 분포되는 최적의 조건이며, 상기 교반 속도가 900rpm 미만인 경우상기 무기 분체 및 상기 금속산화물 각각의 자체 무게로 인한 침전이 발생하여 혼합성이 저하될 수 있으며, 1000rpm을 초과하는 경우 상기 무기 분체가 날의 회전에 의해 기공이 파괴되거나 분산이 과도하게 이루어져 단열 특성을 저하시킬 수 있다.When the second stirring speed is 900 to 1000rpm is the optimum condition that the fibrous material, the inorganic powder and the metal oxide mixed in the first stirring evenly distributed by re-stirring, when the stirring speed is less than 900rpm Sedimentation may occur due to the weight of the powder and the metal oxide, respectively, and the mixing property may be degraded. When the inorganic powder exceeds 1000 rpm, pores are destroyed or dispersion is excessive due to the rotation of the blade, thereby deteriorating thermal insulation properties. You can.

상기 무기 분체로는 실리카 미립자, 알루미나 미립자, 규산알루미늄 미립자 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.As the inorganic powder, any one selected from the group consisting of silica fine particles, alumina fine particles, aluminum silicate fine particles, and combinations thereof can be used.

상기 무기 분체의 BET 표면적은 15 내지 500m2/g이고, 입경은 0.003 내지 1㎛일 수 있다. 상기 무기 분체의 BET 표면적이 15m2/g 미만이거나 500m2/g을 초과하는 경우 상기 고성능 단열재가 충분한 단열 효과를 발휘하지 못하며, 상기 무기 분체의 입경이 1㎛를 초과하면 상기 고성능 단열재가 충분한 단열 효과를 발휘하지 못할 수 있고, 0.003㎛ 미만인 경우는 부피가 너무 커서 취급이 곤란하다는 문제가 있을 수 있다.The inorganic powder may have a BET surface area of 15 to 500 m 2 / g and a particle diameter of 0.003 to 1 μm. When the BET surface area of the inorganic powder is less than 15m 2 / g or exceeds 500m 2 / g, the high performance insulating material does not exhibit sufficient thermal insulation effect, and when the particle diameter of the inorganic powder exceeds 1㎛, the high performance insulating material is sufficient thermal insulation The effect may not be exhibited, and if it is less than 0.003 µm, there may be a problem that handling is difficult because the volume is too large.

상기 무기 분체로는 퓸드 실리카를 더욱 바람직하게 사용할 수 있다. 상기 퓸드 실리카는 일반 실리카와는 달리 염화실란이 산소와 수소로 형성된 1000℃ 이상의 불꽃 내에서 가수 분해되어 생성된다. 상기 퓸드 실리카는 입자 내부가 거의 진공 상태이므로 우수한 단열 성능을 나타내며, 1000℃ 이상에서 생성되기 때문에 고온 영역에서도 물성 변화가 거의 없다. 또한, 퓸드 실리카를 사용하는 경우 상기 단열성 압축체를 감싸는 실리카 천과의 혼화성이 우수하여 단열 성능이 보다 향상될 수 있다. 따라서, 상기 퓸드 실리카를 상기 무기 분체로 사용하면 우수한 단열성과 고온 안정성을 가진 고성능 단열재를 제조할 수 있다.As said inorganic powder, fumed silica can be used more preferably. Unlike general silica, fumed silica is produced by hydrolysis of chlorine chloride in a flame of 1000 ° C. or higher formed of oxygen and hydrogen. The fumed silica shows excellent heat insulating performance because the inside of the particles is almost vacuum, and since the fumed silica is formed at 1000 ° C. or more, there is almost no change in physical properties even in a high temperature region. In addition, when fumed silica is used, the heat insulating performance may be further improved due to excellent miscibility with the silica cloth surrounding the heat insulating compact. Therefore, when the fumed silica is used as the inorganic powder, it is possible to manufacture a high performance heat insulator having excellent heat insulation and high temperature stability.

상기 퓸드 실리카는 단열성과 고온 안정성을 고려할 때, BET 표면적이 150 내지 250m2/g 이고 SiO2의 함량이 99 중량% 이상인 것을 더욱 바람직하게 사용할 수 있다.In consideration of thermal insulation and high temperature stability, the fumed silica may more preferably use a BET surface area of 150 to 250 m 2 / g and a content of SiO 2 of 99% by weight or more.

상기 섬유상 물질로는 유리 섬유, 알루미나 섬유, 멀라이트 섬유, 실리카 섬 유, 규산알루미늄 섬유, 규산염 섬유, 알루미노규산염 섬유, 카본 섬유, 탄화규소 섬유 등의 무기 섬유, 또는 폴리에틸렌 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리아미드 섬유 등의 유기 섬유, 또는 상기 무기 섬유와 상기 유기 섬유의 혼합물을 바람직하게 사용할 수 있다. 상기 섬유상 물질의 종류는 상기 고성능 단열재가 사용되는 분위기, 온도 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다.Examples of the fibrous material include inorganic fibers such as glass fibers, alumina fibers, mullite fibers, silica fibers, aluminum silicate fibers, silicate fibers, aluminosilicate fibers, carbon fibers and silicon carbide fibers, or polyethylene fibers, polypropylene fibers, Organic fibers, such as polyamide fiber, or a mixture of the said inorganic fiber and the said organic fiber can be used preferably. The type of fibrous material may be appropriately selected in consideration of the atmosphere, temperature, and the like in which the high performance insulating material is used.

상기 섬유상 물질의 섬유 직경이나 길이에는 특별한 제한이 없으나, 상기 섬유 직경은 0.5 내지 50㎛인 것을 바람직하게 사용할 수 있고, 5 내지 9㎛인 것을 더욱 바람직하게 사용할 수 있으며, 상기 섬유 길이는 1 내지 15mm인 것을 바람직하게 사용할 수 있고, 6 내지 12mm인 것을 더욱 바람직하게 사용할 수 있다.There is no particular limitation on the fiber diameter or length of the fibrous material, but the fiber diameter may be preferably 0.5 to 50 μm, more preferably 5 to 9 μm, and the fiber length is 1 to 15 mm. Can be used preferably, and what is 6-12 mm can be used more preferably.

또한, 상기 섬유상 물질은 상기 무기 분체와 혼합하여 상기 무기 분체가 상기 섬유상 물질에 보다 잘 엉켜 붙게 하기 위하여 상기 섬유상 물질은 로빙(roving) 사(絲)일 수 있다.In addition, the fibrous material may be roving yarn so that the fibrous material is mixed with the inorganic powder so that the inorganic powder is more easily entangled with the fibrous material.

상기 금속 산화물은 산화티타늄, 산화지르코늄 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이다. 상기 금속 산화물은 복사광의 투과를 억제하여 단열 성능을 향상시키는 효과가 있다. 또한, 상기 무기 분체는 소재의 입도가 매우 작고 가벼워 상기 무기 분체만으로는 건식 성형에 불리한 문제가 있어 고온과 화학적으로 안정한 상기 금속 산화물을 혼합하여 사용할 수 있다.The metal oxide is any one selected from the group consisting of titanium oxide, zirconium oxide and combinations thereof. The metal oxide has the effect of improving the heat insulating performance by suppressing the transmission of radiant light. In addition, since the inorganic powder has a very small and light particle size, there is a problem in dry forming with only the inorganic powder, so that the high-temperature chemically stable metal oxide may be mixed.

상기 산화티타늄은 고온 안정성이 있으며, 유전율이 약 96 정도이고, 절연 내력은 20 내지 120Kv/cm이며, 유전 손실은 약 0.0003 정도이다. 또한, 산화티타늄은 크게 루틸(rutile) 형과 브루카이트(brookite) 아나타제(anatase) 상으로 존 재하며 700℃ 이상에서는 상전이하여 루틸 구조를 가지게 되는 바, 본 발명에서는 루틸 형을 사용하는 것이 고온 안정성에 보다 도움이 될 수 있다. The titanium oxide has high temperature stability, has a dielectric constant of about 96, an insulation strength of 20 to 120 Kv / cm, and a dielectric loss of about 0.0003. In addition, titanium oxide is largely present in the rutile type and the brookite anatase phase, and the phase transition is performed at 700 ° C. or higher to have a rutile structure. Can be more helpful.

상기 산화지르코늄은 고온형, 즉 정방결정계를 사용하는 것이 고온 안정성 향상에 더욱 도움이 될 수 있다.The zirconium oxide may be more helpful in improving high temperature stability, that is, using a high temperature type, that is, tetragonal system.

또한, 상기 산화티타늄 또는 상기 산화지르코늄의 입경은 2 내지 9㎛인 것이 바람직하다. 상기 산화티타늄 또는 상기 산화지르코늄의 입경이 상기 범위 내인 경우 굴절률이 높아져 빛 투과량이 줄어들기 때문에 은폐력이 뛰어나 상기 고성능 단열재의 단열 성능 향상에 도움이 된다. In addition, the particle diameter of the titanium oxide or the zirconium oxide is preferably 2 to 9㎛. If the particle diameter of the titanium oxide or the zirconium oxide is within the above range, since the refractive index is increased to reduce the amount of light transmitted, the hiding power is excellent, which helps to improve the thermal insulation performance of the high-performance insulating material.

상기 섬유상 물질은 상기 무기 분체 50 내지 80 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부로 사용하는 것이 바람직하고, 상기 금속 산화물은 상기 무기 분체 50 내지 80 중량부에 대하여 17 내지 47 중량부로 사용하는 것이 바람직하다.The fibrous material is preferably used in an amount of 1 to 5 parts by weight based on 50 to 80 parts by weight of the inorganic powder, and the metal oxide is preferably used in an amount of 17 to 47 parts by weight based on 50 to 80 parts by weight of the inorganic powder.

상기 섬유상 물질의 함량이 1 중량부 미만인 경우 상기 무기 분체를 잘 뭉치게 하지 못하며, 5 중량부를 초과하는 경우 상기 섬유상 물질이 상기 단열성 압축체의 단열 성능에 더 많은 영향을 미치게 되어 단열 성능이 저하될 수 있다. 또한, 상기 금속 산화물의 함량이 17 중량부 미만인 경우 복사광을 충분히 억제하지 못하여 상기 금속 산화물을 첨가하는 효과가 충분히 발휘되지 못할 수 있으며, 47 중량부를 초과하는 경우 복사광을 억제하는 효과보다 금속 산화물 자체의 열전도율이 커지게 되어 충분한 단열 효과를 얻을 수 없게 된다. When the content of the fibrous material is less than 1 part by weight, the inorganic powder may not be agglomerated well. When the content of the fibrous material is more than 5 parts by weight, the fibrous material may have a greater influence on the thermal insulation performance of the thermally insulating compact, resulting in lower thermal insulation performance. Can be. In addition, when the content of the metal oxide is less than 17 parts by weight, the effect of adding the metal oxide may not be sufficiently exhibited because the radiation may not be sufficiently suppressed. When the content of the metal oxide exceeds 47 parts by weight, the metal oxide may be more effective than the effect of suppressing the radiation. The thermal conductivity of itself becomes large so that a sufficient insulation effect cannot be obtained.

다음으로 상기 봉입 단계에서는 상기 교반 단계에서 제조된 혼합물을 실리카 천으로 제조된 주머니에 충전한 후 봉입한다.Next, in the encapsulation step, the mixture prepared in the stirring step is filled into a bag made of silica cloth and then encapsulated.

상기 실리카 천은 고온에서 용융시킨 실리카를 섬유상으로 방사시켜 제조한 굵기가 5 내지 9㎛인 실리카 필라멘트(filament)를 200 내지 800 가닥씩 모아 연사하여 제조한 실리카 섬유(fiber)를 직조하여 제조한 것이다. 그러나, 본 발명에서 실리카 천의 구성이 이에 제한되는 것은 아니고, 실리카 섬유를 직조하여 제조한 실리카 천이면 어느 것이나 사용 가능하다. The silica cloth is prepared by weaving silica fibers (fiber) prepared by gathering 200 to 800 strands of silica filaments having a thickness of 5 to 9 μm, which are prepared by spinning silica melted at a high temperature into a fibrous form. However, the structure of the silica cloth in the present invention is not limited thereto, and any silica cloth produced by weaving silica fibers can be used.

상기 실리카 천은 그 두께에 특별한 제한은 없으나 두께가 0.21 내지 3mm일 수 있고, 두께가 0.27 내지 3mm인 경우 1700℃에서도 견딜 수 있어 상기 고성능 단열재의 사용 온도 영역을 높일 수 있다.The silica cloth is not particularly limited in thickness, but may have a thickness of 0.21 to 3 mm, and when the thickness is 0.27 to 3 mm, it may withstand 1700 ° C. to increase the use temperature range of the high performance insulation.

상기 실리카 천은 상기 실리카 천 전체 함량에 대하여 SiO2를 95 내지 99.9 중량%, 및 Al2O3, CaO, Fe2O3, MgO, Na2O, TiO, 기타 불순물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 불순물을 0.1 내지 5 중량%로 포함할 수 있다. 상기 실리카 천은 상기 실리카 천 전체 함량에 대하여 SiO2를 95 중량% 이상으로 포함하는 것이 바람직하나, 상기 불가피한 불순물을 0.1 중량% 이상 포함한다. 상기 실리카 천이 상기 실리카 천 전체 함량에 대하여 SiO2를 95 내지 99.9 중량%로 포함하는 경우 상기 단열성 압축체와 상기 실리카 천의 혼화성이 우수하여 상기 실리카 천이 1700℃ 까지 파괴되지 않고 단열 성능을 유지할 수 있다.The silica cloth is composed of 95 to 99.9% by weight of SiO 2 , and Al 2 O 3 , CaO, Fe 2 O 3 , MgO, Na 2 O, TiO, other impurities, and combinations thereof, based on the total content of the silica cloth. It may include 0.1 to 5% by weight of any one selected impurities. The silica cloth preferably contains 95 wt% or more of SiO 2 based on the total content of the silica cloth, but includes 0.1 wt% or more of the unavoidable impurities. When the silica cloth contains SiO 2 in an amount of 95 to 99.9% by weight based on the total content of the silica cloth, the heat insulating compressive body and the silica cloth have excellent miscibility, and thus the silica cloth may not be destroyed to 1700 ° C., and thus the heat insulating performance may be maintained. have.

또한, 상기 실리카 천은 석면을 포함하고 있지 않아 고온에서도 인체에 전혀 무해하다.In addition, the silica cloth does not contain asbestos, so it is completely harmless to the human body even at high temperatures.

마지막으로, 상기 성형 단계에서는 상기 봉입 단계에서 봉입된 주머니를 50986 내지 152957bar의 압력으로 압축하여 성형함으로써 고성능 단열재를 제조한다.Finally, in the molding step, a high-performance insulating material is manufactured by compressing the bag encapsulated in the sealing step at a pressure of 50986 to 152957 bar.

상기 성형 단계에서 성형 압력이 50986bar 미만이면 건식 제법으로 제조하는 경우 바인더를 사용하지 않으므로 불안전하게 성형되어 형태를 이루기가 어려울 수 있고, 152957bar를 초과하는 경우 상기 무기 분체 각각의 셀 기공이 파괴되어 단열 성능의 저하를 일으킬 수 있다.If the molding pressure is less than 50986 bar in the molding step, it may be difficult to form a shape because it is unsafely formed in the case of using the dry manufacturing method, and if it exceeds 152957 bar, the cell pores of each of the inorganic powders are destroyed to insulate performance. May cause deterioration.

상기 고성능 단열재의 실리카 천 내부에 봉입된 혼합물이 압축되어 제조된 단열성 압축체는 밀도가 200 내지 400kg/m3인 것이 바람직하다. 상기 단열성 압축체의 밀도가 상기 범위 내인 경우 상기 성형 단계에서의 압축에 의하여 상기 무기 분체들이 폐기공 상태가 되고 이러한 상기 단열성 압축체는 열을 가하여도 잠열을 거의 가지지 않으므로 우수한 단열 성능을 얻을 수 있다.The heat insulating compact prepared by compressing the mixture encapsulated in the silica cloth of the high-performance heat insulating material preferably has a density of 200 to 400 kg / m 3 . When the density of the thermal insulating compact is within the range, the inorganic powders are closed by the compression in the forming step, and since the thermal insulating compact has little latent heat even when heat is applied, excellent thermal insulation performance can be obtained. .

본 발명의 고성능 단열재는 1700℃ 까지의 지속되는 열이 가해지는 상황에서도 사용 가능하며, 종래의 단열재보다 부피가 작으면서도 고온에서 3 내지 4배 정도의 단열 성능을 가지고 있어 연료비를 절감할 수 있고, 이에 따라 이산화탄소의 배출도 줄일 수 있다.The high-performance heat insulating material of the present invention can be used even in a situation in which continuous heat is applied up to 1700 ° C., while having a smaller volume than a conventional heat insulating material and having a heat insulating performance of about 3 to 4 times at high temperature, fuel cost can be reduced, Accordingly, the emission of carbon dioxide can be reduced.

또한, 본 발명의 고성능 단열재의 제조 방법은 바인더를 사용하지 않고 건식으로 고성능 단열재를 제조하여 고성능 단열재의 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, the method of manufacturing a high performance heat insulator of the present invention can improve the performance of the high performance heat insulator by manufacturing a high performance heat insulator dry without using a binder.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다. 또한, 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described. However, the embodiments described below are only intended to illustrate or explain the present invention, and thus the present invention should not be limited thereto. In addition, the description is not described herein, so those skilled in the art that can be sufficiently technically inferred the description thereof will be omitted.

[제조예: 고성능 단열재의 제조]Preparation Example: Production of High Performance Insulation Material

(실시예 1)(Example 1)

BET 표면적이 150 내지 250m2/g이고 SiO2 함량이 99.8%인 퓸드 실리카 62 중량부에 대하여 입경이 2 내지 9㎛인 루틸형 이산화 티타늄 35 중량부 및 굵기가 5 내지 9㎛이고 길이가 6 내지 12mm인 유리 섬유 3 중량부를 1차 교반기에 넣고 900rpm으로 5분 동안 1차 교반하였다.35 parts by weight of rutile titanium dioxide having a particle size of 2 to 9 μm and a thickness of 5 to 9 μm and a length of 6 to 6 with respect to 62 parts by weight of fumed silica having a BET surface area of 150 to 250 m 2 / g and a SiO 2 content of 99.8% 3 parts by weight of 12 mm glass fiber was placed in a primary stirrer and stirred first at 900 rpm for 5 minutes.

상기 1차 교반기에서 혼합된 원료를 공기를 이용하는 다이아그램 펌프로 2차 교반기에 이송한 후, 2차 교반기에서 1000rpm으로 5분 동안 2차 교반하였다.The raw material mixed in the primary stirrer was transferred to the secondary stirrer with a diagram pump using air, and then stirred for 2 minutes at 1000 rpm in the secondary stirrer for 5 minutes.

한편, 하기 표 1에 정리한 구성 성분을 가지는 제1 실리카 천을 재봉하여 실리카 천 주머니를 만들고, 상기 실리카 천 주머니에 상기 2차 교반한 혼합물을 충전하고 봉입하였다. 상기 실리카 천은 고온에서 용융시킨 실리카를 섬유상으로 방사시켜 제조한 굵기가 5 내지 9㎛인 실리카 필라멘트(filament)를 200 내지 800 가닥씩 모아 연사하여 제조한 실리카 섬유(fiber)를 직조하여 제조한 것이다.Meanwhile, the first silica cloth having the components summarized in Table 1 was sewn to make a silica cloth bag, and the silica cloth bag was filled with the second stirred mixture and sealed. The silica cloth is prepared by weaving silica fibers (fiber) prepared by gathering 200 to 800 strands of silica filaments having a thickness of 5 to 9 μm, which are prepared by spinning silica melted at a high temperature into a fibrous form.

상기 2차 교반한 혼합물을 봉입한 실리카 천 주머니를 152957bar로 압축 성형하여 고성능 단열재를 건식으로 제조하였다.A silica cloth bag encapsulated with the secondary stirred mixture was compression molded to 152957 bar to prepare a high-performance insulating material dry.

(실시예 2)(Example 2)

하기 표 1에 정리한 구성 성분을 가지는 제2 실리카 천을 이용하여 실리카 천 주머니를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 고성능 단열재를 제조하였다.A high-performance insulating material was prepared in the same manner as in Example 1 except that a silica cloth bag was manufactured using a second silica cloth having the components summarized in Table 1 below.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

하기 표 1에 정리한 구성 성분을 가지는 글라스 천(glass cloth)를 이용하여 글라스 천 주머니를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 고성능 단열재를 제조하였다.A high-performance heat insulating material was prepared in the same manner as in Example 1 except that a glass cloth bag was manufactured using a glass cloth having the components summarized in Table 1 below.

[표 1][Table 1]

조 성Furtherance 제1 실리카 천(중량%)First silica cloth (% by weight) 제2 실리카 천(중량%)Second silica cloth (% by weight) 글라스 천(중량%)Glass cloth (wt%) SiO2 SiO 2 98.9298.92 94.4394.43 5656 Al2O3 Al 2 O 3 0.240.24 1.11.1 1616 CaOCaO 0.570.57 2.32.3 1515 Fe2O3 Fe 2 O 3 0.010.01 0.90.9 22 MgOMgO 0.010.01 0.50.5 66 Na2ONa 2 O 0.020.02 0.10.1 1One TiOTiO 0.010.01 0.20.2 1One 기타 불순물Other impurities 0.160.16 0.470.47 33

(실시예 3)(Example 3)

상기 실시예 1에서 상기 퓸드 실리카 50 중량부에 대하여 상기 이산화 티타늄 47 중량부 및 상기 유리 섬유 3 중량부를 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 고성능 단열재를 제조하였다.Except for mixing 47 parts by weight of the titanium dioxide and 3 parts by weight of the glass fiber with respect to 50 parts by weight of the fumed silica in Example 1 was carried out in the same manner as in Example 1 to prepare a high-performance insulating material.

(실시예 4)(Example 4)

상기 실시예 1에서 상기 퓸드 실리카 80 중량부에 대하여 상기 이산화 티타늄 17 중량부 및 상기 유리 섬유 3 중량부를 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 고성능 단열재를 제조하였다.Except for mixing 17 parts by weight of the titanium dioxide and 3 parts by weight of the glass fiber with respect to 80 parts by weight of the fumed silica in Example 1 was carried out in the same manner as in Example 1 to prepare a high-performance insulating material.

(실시예 5)(Example 5)

상기 실시예 1에서 상기 퓸드 실리카 40 중량부에 대하여 상기 이산화 티타늄 54 중량부 및 상기 유리 섬유 6 중량부를 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 고성능 단열재를 제조하였다.Except for mixing 54 parts by weight of the titanium dioxide and 6 parts by weight of the glass fiber with respect to 40 parts by weight of the fumed silica in Example 1 was carried out in the same manner as in Example 1 to prepare a high-performance insulating material.

(실시예 6)(Example 6)

상기 실시예 1에서 상기 퓸드 실리카 90 중량부에 대하여 상기 이산화 티타늄 9.5 중량부 및 상기 유리 섬유 0.5 중량부를 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 고성능 단열재를 제조하였다.A high-performance heat insulating material was prepared in the same manner as in Example 1 except that 9.5 parts by weight of titanium dioxide and 0.5 parts by weight of glass fiber were mixed with respect to 90 parts by weight of the fumed silica.

[실험예 1]Experimental Example 1

상기 실시예 1 및 2와 비교예 1에서 제조한 단열재 표면에 가스 토치(직접열 약 1350℃)로 약 5분 동안 열을 지속적으로 전달하여 단열재의 변화정도를 알아보았다. 단열재의 표면 온도는 온도측정기(TES1319A k-type)를 이용하여 측정하였다.The degree of change of the insulation was determined by continuously transferring heat to the surface of the insulation prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 with a gas torch (direct heat about 1350 ° C.) for about 5 minutes. The surface temperature of the insulation was measured using a temperature measuring instrument (TES1319A k-type).

열을 가하기 전의 실시예 1 및 2와 비교예 1에서 제조한 단열재의 사진을 각각 도 1 내지 3에 도시하였고, 열을 가한 후의 사진을 각각 도 4 내지 6에 나타내었다.Photographs of the heat insulating materials prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 before applying heat are shown in FIGS. 1 to 3, respectively, and photographs after applying heat are shown in FIGS. 4 to 6, respectively.

도 1 내지 6을 참조하면, 실시예 1 및 2에서 제조된 고성능 단열재는 1700℃의 온도를 일정 시간 유지하여도 단열재의 표면이 파괴되지 않았으나, 비교예 1에서 제조된 단열재는 표면 온도가 약 400℃가 되었을 때 표면이 경화되기 시작하였으며, 650℃에서 표면이 경화되어 갈라졌다.1 to 6, the high-performance heat insulating material prepared in Examples 1 and 2 did not destroy the surface of the heat insulating material even if the temperature of 1700 ℃ for a certain time, the heat insulating material prepared in Comparative Example 1 has a surface temperature of about 400 The surface began to harden when it reached C, and the surface hardened and cracked at 650 ° C.

다만, 실시예 2의 경우 1700℃에서 일정 시간 유지하였을 때 약간의 그을음이 발생하였으나, 실시예 1의 경우 그을을이 발생하지 않았다. 이는 실시예 1의 경우 실리카 천에 포함된 실리카의 함량이 95 중량% 이상이기 때문인 것으로 생각된다.However, in the case of Example 2, a slight soot occurs when maintained for a certain time at 1700 ℃, in the case of Example 1 did not occur soot. This is considered to be because in Example 1, the content of silica contained in the silica cloth is 95% by weight or more.

[실험예 2]Experimental Example 2

상기 실시예 1과 비교예 1에서 제조한 단열재의 열 전도율을 측정하였고, 그 결과를 하기 도 7에 나타내었다.The thermal conductivity of the insulation prepared in Example 1 and Comparative Example 1 was measured, and the results are shown in Figure 7 below.

도 7을 참조하면, 실시예 1에서 제조한 고성능 단열재가 비교예 1에서 제조한 고성능 단열재에 비하여 열전도율이 1/3 정도로 단열 성능이 더 우수함을 알 수 있다.Referring to FIG. 7, it can be seen that the high-performance heat insulating material prepared in Example 1 has better thermal insulation performance as compared to the high-performance heat insulating material prepared in Comparative Example 1 by about 1/3.

[실험예 3][Experimental Example 3]

상기 실시예 1 및 실시예 3 내지 6에서 제조된 고성능 단열재의 열전도율 및 강도를 측정하였다.The thermal conductivity and strength of the high performance insulation prepared in Example 1 and Examples # 3 to 6 were measured.

실시예 5의 경우 상기 단열성 압축체의 SiO2의 함량이 50 중량부 미만으로 건식 제법으로는 밀도가 200 내지 400kg/m3인 범위 내에서 성형을 할 수 없었으며, 밀도가 200 내지 400kg/m3인 범위를 벗어나도록 성형하는 경우 상기 무기 분체의 기공이 파괴되어 단열 성능이 저하되었다.In the case of Example 5, the content of SiO 2 in the thermally insulating compact was less than 50 parts by weight, and the dry method could not be molded in the range of 200 to 400 kg / m 3 , and the density was 200 to 400 kg / m. In the case of molding out of the range of 3 , pores of the inorganic powder were destroyed, and the thermal insulation performance was lowered.

실시예 6의 경우 상기 단열성 압축체의 SiO2의 함량이 80 중량부를 초과하여 취성이 약하여 제조된 고성능 단열재가 충격에 의하여 상기 단열성 압축체가 깨어졌으며, 시간이 지남에 따라 상기 무기 분체가 상기 섬유상 물질에서 박리되어 흘러내리는 현상이 발생하였다.In the case of Example 6, the thermally insulating compact was broken by impact of the high-performance insulating material produced by the brittleness of the SiO 2 content of the insulating compressive body exceeding 80 parts by weight and weak, and the inorganic powder became the fibrous material over time. The phenomenon of peeling off and falling off occurred.

실시예 1, 3 및 4의 경우에는 상기 단열성 압축체가 적절한 밀도를 가지도록 성형할 수 있었으며, 이에 따라 상기 무기 분체의 기공이 잘 보존되어 단열 성능의 저하가 발생하지 않았으며, 강도가 우수하여 충격에 강하였고, 시간이 지남에 따라 상기 무기 분체가 흘러내리는 현상도 발생하지 않았다.In the case of Examples 1, 3, and 4, the insulating compressive body could be molded to have an appropriate density. As a result, pores of the inorganic powder were well preserved, so that the thermal insulation performance was not degraded. It was strong, and the phenomenon that the said inorganic powder did not flow over time did not generate | occur | produce.

이상의 설명에서와 같이 본 발명은 하나의 바람직한 실시예에 대해서만 기술하였으나, 상기의 실시예를 바탕으로 한 본 발명의 기술사상 범위 내에서의 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 또한, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to only one preferred embodiment, but it is apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the technical spirit of the present invention based on the above embodiments. It is natural that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.

도 1은 본 발명의 실시예 1에서 제조된 고성능 단열재를 나타내는 사진이다.1 is a photograph showing a high-performance heat insulating material prepared in Example 1 of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예 2에서 제조된 고성능 단열재를 나타내는 사진이다.Figure 2 is a photograph showing a high performance insulation prepared in Example 2 of the present invention.

도 3은 본 발명의 비교예 1에서 제조된 단열재를 나타내는 사진이다.3 is a photograph showing a heat insulating material prepared in Comparative Example 1 of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예 1에서 제조된 고성능 단열재에 열을 가한 후의 사진이다.Figure 4 is a photograph after applying heat to the high-performance heat insulating material prepared in Example 1 of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예 2에서 제조된 고성능 단열재에 열을 가한 후의 사진이다.5 is a photograph after applying heat to the high-performance heat insulating material prepared in Example 2 of the present invention.

도 6은 본 발명의 비교예 1에서 제조된 고성능 단열재에 열을 가한 후의 사진이다.6 is a photograph after applying heat to the high-performance heat insulating material prepared in Comparative Example 1 of the present invention.

도 7은 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 단열재의 열전도율을 나타내는 그래프이다.7 is a graph showing the thermal conductivity of the heat insulating material prepared in Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention.

Claims (7)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 무기 분체 50 내지 80 중량부에 대하여 섬유상 물질을 1 내지 5 중량부 및 금속 산화물을 17 내지 47 중량부를 900 내지 1,000rpm으로 교반하여 혼합물을 제조하는 혼합 단계,A mixing step of preparing a mixture by stirring 1 to 5 parts by weight of the fibrous material and 17 to 47 parts by weight of the metal oxide at 900 to 1,000 rpm with respect to 50 to 80 parts by weight of the inorganic powder, 상기 혼합물을 실리카 천으로 제조된 주머니에 봉입하는 봉입 단계, 그리고Encapsulating the mixture in a bag made of silica cloth, and 상기 봉입된 주머니를 50,986 내지 152,957bar의 압력으로 압축하여 성형하는 성형 단계를 포함하는 고성능 단열재의 건식 제조 방법이며,It is a dry manufacturing method of a high-performance heat insulating material comprising a molding step of compressing the encapsulated bag to a pressure of 50,986 to 152,957 bar, 상기 금속산화물은 산화티타늄, 산화지르코늄 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고,The metal oxide is any one selected from the group consisting of titanium oxide, zirconium oxide and combinations thereof, 상기 실리카 천은 용해된 실리카를 섬유상으로 방사하여 제조한 굵기가 5㎛ 내지 9㎛인 실리카 필라멘트(filament)를 200 내지 800 가닥씩 연사하여 제조한 실리카 섬유를 직조하여 제조된 것으로, 두께가 0.27 내지 3mm이며, 상기 실리카 천 전체 함량에 대하여 SiO2를 95 내지 99.9 중량% 와 Al2O3, CaO, Fe2O3, MgO, Na2O, TiO, 기타 불순물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 불순물을 0.1 내지 5 중량%로 포함하는 것인 고성능 단열재의 건식 제조방법.The silica cloth is prepared by weaving silica fibers prepared by spinning 200 to 800 strands of silica filaments having a thickness of 5 μm to 9 μm by spinning dissolved silica in a fibrous form, and having a thickness of 0.27 to 3 mm. 95 to 99.9% by weight of SiO 2 and Al 2 O 3 , CaO, Fe 2 O 3 , MgO, Na 2 O, TiO, other impurities and combinations thereof Dry production method of a high-performance heat insulating material comprising any one of 0.1 to 5% by weight of any impurity. 제6항의 제조방법에 의하여 제조된 고성능 단열재.High-performance insulation prepared by the manufacturing method of claim 6.
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