KR101363423B1 - 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 저밀도 무기질 파우더 진공단열재, 이의 제조 방법 및 이의 성형기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 저밀도 무기질 파우더 진공 단열재에 관한 것으로, 상세하게는 합성 실리카 내 형상이 불규칙한 유리파편 모양의 퍼라이트 입자가 고르게 분산되어 성형체를 지지하는 구조를 형성하여 낮은 밀도에서도 성형강도를 향상시켜 저밀도 및 비표면적 증가에 의한 전도와 대류 차단에 따른 열전도율 감소효과를 발생시키고, 성형방법에 있어서는 낮은 비중과 비표면적이 큰 합재 원료의 사용으로 압축 시 발생되는 성형체 내의 압력과 공기를 제거하기 위해 타공 구조의 플레이트와 필터가 장착된 성형기를 이용해 압축 성형함으로써 경제적이면서도 물성이 우수한 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 무기질 파우더 진공단열재, 이의 제조 방법 및 이의 성형기에 관한 것이다.

Description

팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 저밀도 무기질 파우더 진공단열재, 이의 제조 방법 및 이의 성형기{Low Density Vacuum Insulation of Inorganic Powder with Supporting Structure Using Expended Perlite and Silica, its Manufacturing Method and Making Machine}

본 발명은 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 저밀도 무기질 파우더 진공 단열재에 관한 것으로, 상세하게는 합성 실리카 내 형상이 불규칙한 유리파편 모양의 퍼라이트 입자가 고르게 분산되어 성형체를 지지하는 구조를 형성하여 낮은 밀도에서도 성형강도를 향상시켜 저밀도 및 비표면적 증가에 의한 전도와 대류 차단에 따른 열전도율 감소효과를 발생시키고, 성형방법에 있어서는 낮은 비중과 비표면적이 큰 합재 원료의 사용으로 압축 시 발생되는 성형체 내의 압력과 공기를 제거하기 위해 타공 구조의 플레이트와 필터가 장착된 성형기를 이용해 압축 성형함으로써 경제적이면서도 물성이 우수한 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 무기질 파우더 진공단열재, 이의 제조 방법 및 이의 성형기에 관한 것이다.

진공 단열재는 내부 심재로 실리카 파우더나 글라스 울, 폴리우레탄 등의 재료가 들어가고 알루미늄 소재의 다층 필름의 외피재가 심재를 감싸 내부를 진공 처리하여 열전달을 최소화 함으로써 열전도율을 0.005 W/mK 수준의 단열 물성을 지니는 단열재를 말한다.

기존 단열재 대비 8 ~ 10배 이상 단열 성능이 우수하고, 얇은 두께로도 성능을 유지할 수 있어 높은 응용성을 가지며, 국내에서는 의료용 장비 및 냉동, 냉장설비 등에 적용되고 있지만, 향후 에너지 절감 차원에서 건축물 단열재, 산업용 단열재, 특수 포장 용기 등 적용에 점차 확대될 것으로 기대하고 있다.

진공 단열재의 핵심 성능은 심재에 달려있다. 개발 초기에는 단열 성능이 우수한 경질 폴리우레탄을 적용하였으며, 단열 성능을 더욱 증가시키기 위해 오픈셀 구조의 성형체 개발, 아웃가싱(Out gassing)에 의한 내구성을 증대하기 위해 유기 용제의 무사용 및 수발포 제조, 환경문제에 대응하기 위해 CFC 배출 최소화 등 제조 방법 및 개선이 지속적으로 변천되었으나 유기 심재 특성상 장기적 내구성 저하로 그 사용이 줄고 있다.

유리섬유나 글라스 울은 심재 자체 단열성능이 우수하며, 심재 100% 세라믹으로 이루어져 장기 내구성이 우수하여 지금도 널리 사용되고 있다. 하지만, 침상의 소재 특성상 심재화하기 어려운 부분이 단점인데, 무기 바인더 적용 시 밀도 상승, 단열물성의 저하가 우려되고, 유기 바인더 적용 시 아웃가싱으로 인한 장기 내구성이 다시 문제 시 된다. 현재는 니들펀칭 혹은 열경화 방법으로 인한 심재 제작이 그 대안이 되고 있는데 시간 및 제조비용의 상승으로 사용면에서 큰 부담을 안고 있다.

또한 진공 단열재의 심재 원료로서 무정형 실리카나 합성 실리카의 사용하고 있는데, 실리카 자체가 인체에 무해하고 100% 무기물로 이루어져 진공 후에도 아웃가싱에 대한 영향이 없으므로 장기 내구성 등에 우수하며, 입자가 나노사이즈의 크기로 이루어져 압착 시 아주 작은 기공들이 내부에 형성되면서 비표면적을 증가시키는데 이는 전도, 대류를 최소화 하므로 단열 물성이 매우 뛰어나다. 또한, 복사열 차단제를 도입하여 열전달 특성을 최소화 할 수 있는 전도, 대류, 복사의 인자를 최대한 차단하는 진공단열재용 심재가 출시되고 있는 실정이다. 하지만, 입자가 작고 비표면적이 큰 입자일수록 단열성능은 우수하나 성형 시 강도가 약해 외부압력에 의해 쉽게 파손되거나 원료가 소실되는 일이 발생할 수 있어 성형성 및 작업성이 크게 저하될 수 있다. 또한, 합성 실리카의 원재료 가격이 지나치게 높아 합성 실리카의 단독 사용은 심재 제조 비용을 상승시키며, 이는 높은 응용성을 지니더라도 가격적인 측면에서 큰 제약을 받게 된다.

한국공개특허공보 제 10-2010-0051717 “합성 실리카를 이용한 진공단열재의 내부 심재, 이의 제조방법 및 이를 사용하는 진공단열패널” 등에서 공지된 바와 같이, 합성 실리카를 이용한 심재의 보강을 위해 무기섬유 대신 유기섬유를 사용하여 굴곡강도의 상승효과를 얻었으나 장기적으로 유기 성분의 분해에 의한 아웃가싱이 우려되고, 심재 대부분이 값비싼 합성 실리카가 사용되므로 산업에 광범위한 적용이 어려울 수 있다. 또한, 합성 실리카를 주원료로 하는 심재의 제조 비용은 높을 수 밖에 없으므로 광범위한 적용은 어렵다.

한국공개특허공보 제 10-2011-0061146 “블라인드에 적용하는 진공단열재 및 이의 제조방법” 등에서는 합성 실리카와 보강 섬유, 차단제를 혼합하고 프레스를 이용하여 압축성형 시켜 진공단열재의 심재를 얻었으나, 합성 실리카는 보강 섬유를 첨가하더라도 강도가 약해 성형 후에도 외부 압력이나 힘에 의해 쉽게 파손될 수 있으며, 밀도를 낮추면 지지력이 약해 성형성, 작업성이 떨어져 낮은 밀도의 제품을 제조하기 어렵다. 특히 과량의 섬유를 사용할 경우 섬유의 뭉침, 분산성 방해 등으로 한계가 있어 낮은 밀도에서의 성형이 어렵고, 다소 높은 밀도의 심재는 전도의 영향이 커서 열전도율을 상승시킨다.

본 발명에서는 진공 단열재를 제조함에 있어 팽창 퍼라이트를 이용하여 합성 실리카 사이에서 구조적 지지대를 형성시켜, 섬유에 의한 보강의 한계를 개선하고 밀도가 낮은 심재의 제조가 가능하다. 특히 압축 성형 시 낮은 밀도에서 팽창 퍼라이트가 구조적인 역할을 하면서 합성 실리카가 심재를 형성할 때 비표면적을 좀 더 원활히 갖도록 하는데도 목적이 있다.

합성 실리카와 팽창 퍼라이트를 혼합 시 1000rpm이상의 고속믹서를 통해 팽창 퍼라이트를 300㎛ 이하의 입자 크기로 파편화하면서, 파편화된 팽창 퍼라이트에 합성 실리카 입자들을 분산 및 코팅시켜 팽창 퍼라이트 입자는 성형체의 구조적 지지대를 형성하도록 한다.

또한, 본 발명의 진공단열재의 내부 심재를 제조할 때, 상기의 믹싱 후 상태가 변하는 것을 방지하고 팽창 퍼라이트 구조적 지지대가 심하게 훼손되는 것을 방지하는 구조를 갖는 성형기를 사용하여 압축성형 한다. 또한 성형된 심재의 상부와 하부의 밀도편차 및 불균일한 내부 비표면적을 개선하기 위해 상부와 하부가 동시에 압축하는 형태를 사용함으로써 밀도편차와 내부 비표면적을 균일하게 형성시켜 편차를 최소화 함으로써, 경제적이면서 좋은 물성을 갖도록 하는데에도 기여하고자 한다.

본 발명에 의한 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 저밀도 무기질 파우더 진공단열재의 제조 방법은

합성 실리카와 팽창 퍼라이트를 포함하는 파우더를 분산 및 파쇄시켜서 미립의 합성 실리카가 유리 파편화된 팽창 퍼라이트 표면에 분산, 코팅되면서 혼합되도록 하는 1단계; 및

혼합된 파우더를 압축과정에서 발생한 내부압력을 상부플레이트와 하부플레이트에 형성된 다수의 타공을 통하여 외부로 배출할 수 있는 성형기로 압축 성형하여 심재를 제작하는 2단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 저밀도 무기질 파우더 진공단열재는

상부외피제;

상기 상부외피제와 가장자리 부분이 밀봉되는 하부외피제; 및

상기 상부외피제와 상기 하부외피제의 중간에 형성되어 진공상태를 유지하는 내부공간에 삽입된 심재를 포함하며,

상기 심재는 합성 실리카 10 ~ 90 중량%와 팽창 퍼라이트 10 ~ 90중량%를 포함하되, 미립의 합성 실리카가 유리 파편화된 팽창 퍼라이트 표면에 분산, 코팅되면서 혼합된 상태에서 압축성형된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 진공단열재 제조용 성형기는

다수의 타공이 형성되어 있는 상부타공플레이트, 상기 상부타공플레이트의 상부에 위치하는 상부필터 및 상기 상부필터 상부에 위치하는 상부가압판을 포함하는 상부플레이트;

다수의 타공이 형성되어 있는 하부타공플레이트, 상기 하부타공플레이트의 하부에 위치하는 하부필터 및 상기 하부필터 하부에 위치하는 하부가압판을 포함하는 하부플레이트; 및

상기 상부플레이트와 하부플레이트의 측벽을 형성하는 측면플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서의 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 무기질 파우더 진공 단열재는 합성 실리카 10 ~ 90 중량%와 팽창 퍼라이트 10 ~ 90중량%를 포함하는 파우더를 1000rpm 이상의 고속 믹서로 분산과 분쇄를 동시에 시켜 미립의 합성 실리카 입자가 유리 파편화된 팽창 퍼라이트 입자 표면에 분산, 코팅되면서 혼합되도록 하는 1단계; 혼합된 무기질 파우더를 성형 시 내부 압력제거가 원활한 성형기로 압축 성형하여 심재를 제작하는 2단계; 압축된 심재를 알루미늄 복합 피복에 넣어 진공 처리하는 3단계;로 제조한다.

낮은 밀도에서도 성형강도를 향상시키고, 밀도편차 발생 방지 및 내부 비표면적 균일 형성하여 저밀도의 성형 구조체를 갖는 무기질 파우더 진공단열재를 제조하여 경제적이면서도 물성이 우수한 심재를 적용토록 할 수 있다.

도 1은 합성 실리카와 팽창 퍼라이트의 혼합 및 분산 방법에 따른 심재 단면도이다.
도 2은 타공을 갖는 스킨층 플레이트와 몸체를 구성하는 플레이트 사이에 1㎛ 이하의 기공을 갖는 필터가 장착된 상부 플레이트와 상부 플레이트와 동일한 구조의 하부 플레이트로 구성된 압축 성형기의 단면도이다.
도 3는 본 발명에 의한 성형기의 압축 성형 시, 발생되는 압력과 공기로 인한 현상을 나타내는 도면이다.
도 4은 종래의 성형기의 압축 성형 시, 발생되는 압력과 공기로 인한 현상을 나타내는 도면이다.
도 5는 진공 단열재 심재 표면에 요철을 주었을 때의 진공 전, 후 단면도이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에서의 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 저밀도 무기질 파우더 진공 단열재는 합성 실리카 10 ~ 90 중량%, 팽창 퍼라이트 10 ~ 90 중량%를 포함한다. 세부적으로는 합성 실리카 10 ~ 90 중량%와 팽창 퍼라이트 10 ~ 90중량%를 포함하는 파우더를 1000rpm 이상의 고속 믹서로 분산과 분쇄를 동시에 시켜 미립의 합성 실리카 입자가 유리 파편화된 팽창 퍼라이트 입자 표면에 분산, 코팅되면서 혼합되도록 하는 1단계; 혼합된 무기질 파우더를 성형 시 내부 압력제거가 원활한 성형기로 압축 성형하여 심재를 제작하는 2단계; 압축된 성형체를 알루미늄 복합 피복에 넣어 진공 처리하는 3단계;로 나뉜다. 여기서 1단계와 2단계만 진행하면 심재가 제작되고, 이 심재를 이용하여 3단계까지 진행하면 진공단열재가 완성된다. 본 발명에서는 1단계와 2단계만 진행하여 심재만을 제작하는 것도 권리로서 청구한다.

본 발명의 효과를 보다 자세하게 나타내기 위해 진공 단열재의 원리를 설명하자면, 아래와 같다.

내부의 비표면적이 적은 성형체보다 내부의 비표면적을 많이 가지고 있는 성형체가 열전도율이 낮다. 그 이유는 심재 내부에 형성된 비표면적에 의해 열전달이 방지되기 때문이다. 내부의 비표면적을 가지고 있는 심재를 진공 처리 하면, 열전도율은 훨씬 낮아진다. 비표면적이 큰 성형체는 대부분 많은 기공을 가지는데, 진공을 걸어 열전달의 매개체가 되는 기공 안의 공기를 제거하여 대류를 차단하기 때문이다. 이것이 진공 단열재의 원리이며, 이러한 진공 단열재의 열전도율을 더 낮추기 위해서는 비표면적을 구성하고 있는 심재의 전도를 낮추는 것이다. 전도는 물질 자체의 특성이기 때문에 일정한 값을 갖고 있다. 따라서, 전도 영향을 최소화 하기 위해서는 밀도를 낮추는 것이 최선이다.

기존의 합성 실리카를 이용한 진공 단열재는 낮은 밀도에서 성형강도와 취성을 확보하기 위해 보강섬유를 사용한다. 합성 실리카는 입자 크기가 작아 단독으로 심재를 제조하기 어렵기 때문이다. 그러나, 보강섬유 사용량을 증가시켜 심재의 밀도를 낮추는데 한계가 있다. 그 이유는 보강섬유의 사용량이 증가할수록 제품의 밀도를 낮출 수 있으나 섬유의 뭉침현상, 분산성 저하, 성형 후 복원력 등도 증가되어 다시 심재의 물성이 저하되므로 보강섬유를 일정량 이상 사용할 수 없다.

따라서, 본 발명은 섬유의 한계를 극복하고, 더 낮은 밀도의 진공 단열재 심재를 제조하기 위함이다.

이하 1단계 합성실리카와 팽창 퍼라이트의 혼합에 대해 설명한다.

팽창 퍼라이트는 통상적으로 진주암, 송지암, 흑요석, 경석 등의 천연 광물의 내부에 결정수라 불리는 수분을 이용하여, 소성공정에서 고온의 화염을 맞으면 표면은 유리질화 되고 내부의 수분이 증기화 하여 팽창되며, 팽창된 퍼라이트 입자의 형태는 팽창 전 입자의 크기와 분포 및 건조 정도에 따른 내부 결정수의 정도에 따라 특징적으로 이루어진다. 제조된 팽창 퍼라이트는 그 입자 내부의 무수한 셀로 구성되어 있어 넓은 비표면적을 가지고 있고, 비중이 낮아 단열 소재로서 적합한 조건을 갖추고 있다.

합성 실리카는 실리카 함량 순도 90% 이상의 단열물성이 우수한 무기물로 그 입자가 수 나노미터에서 수십 마이크로의 흄드 실리카나 다공성 실리카, 에어로겔, 화이트 카본 등을 통칭하며, 공정 중 처리방법에 따라 친수성과 소수성을 부여할 수 있다.

팽창 퍼라이트는 입자 내부에 무수한 셀을 갖고 있고, 단순 혼합 시 셀 안쪽은 합성 실리카 입자의 코팅이나 내부에 합성 실리카 입자가 분산되어 있지 않기 때문에 상분리가 발생한다.

합성 실리카는 대기 중 수분 흡습성이 높거나 입자간 정전기적 인력으로 인해 수십 마이크로 사이즈의 응집된 형태로 있지만, 외부의 강한 힘이나 압력에 의해 입자들이 순간적으로 분리가 가능하다. 마이크로 사이즈의 퍼라이트 입자 표면에 합성 실리카 입자가 분산 및 코팅 시키도록 하는 것은 고속 믹서의 높은 rpm과 힘에 의해서 순간적으로 본래의 사이즈로 분리, 이를 분산 시키고, 팽창 퍼라이트 입자 표면에 그 미세한 입자들이 부착되도록 하여 1 ~ 200㎛ 크기의 팽창 퍼라이트·실리카 구조체를 형성시켜 합성 실리카와 퍼라이트의 입자 상분리를 방지한다.

도 1은 본 발명에 의한 진공 단열재 심재의 단면 전자현미경 사진이다. 이 중 (A)는 합성 실리카와 팽창 퍼라이트를 본 발명에 의한 방법으로 팽창 퍼라이트·실리카 구조체 심재를 제조하여 단면을 잘라 측정한 전자현미경 사진이다. 합성 실리카 입자가 퍼라이트 입자 표면에 고루 분산되어 있으며, 이 심재는 성형강도 및 단열 성능이 우수하다. 일반적으로 단순 혼합하면 합성 실리카와 팽창 퍼라이트는 서로 응집된 상태로 상분리가 발생한다. 이를 심재로 제조하여 단면을 확인해 보면 합성 실리카는 (B)와 같이, 팽창 퍼라이트는 파편화 되어 (C)와 같이 서로 응집되어 분포한다. 이 때, 합성 실리카 응집군은 강도가 약해 쉽게 파손되고, 퍼라이트 응집군은 대류와 전도 현상이 발생하여 열전도율이 높아진다.

유리 파편화 된 퍼라이트는 합성 실리카 입자군 사이에 박혀있어 지지대를 형성하므로 유동성이 있는 합성 실리카 입자들로만 구성되어진 심재보다 성형강도가 우수하며, 보강 섬유에 의한 저밀도 심재 제조의 한계를 극복하도록 하여 더 낮은 밀도의 심재를 제조하도록 할 수 있다.

합성 실리카는 열전도율을 낮추기 위한 것으로 그 입자가 수 나노미터에서 수십 마이크로의 흄드 실리카나 다공성 실리카, 에어로겔, 화이트 카본 등을 사용하며, 그 함량이 전체 중량 대비 10 ~ 90 중량%, 10 중량% 이하일 경우에는 단열 성능이 매우 낮고, 90 중량% 이상일 경우에는 단열 물성이 우수할 수는 있으나 성형강도가 떨어질 수 있다.

팽창 퍼라이트는 퍼라이트 원광을 건조시킨 후 팽창시켜 제조된 것으로서, 퍼라이트 원광은 진주암, 흑요석, 송지암, 경석 중 선택된 1종 이상이다. 전체 중량 대비 팽창 퍼라이트의 함량이 10 중량% 이하이면, 성형강도가 낮고 90 중량% 이상이면 단열물성이 매우 낮아질 수 있다.

믹서는 종류와 형태, 그 구조에 대해 제한하지는 않으나 혼합 시 구형 및 다원형의 퍼라이트가 분쇄되어 파편화 된 형태의 입자가 되도록 하고, 합성 실리카는 입자간 분리되어 미립의 입자가 파편화 된 퍼라이트 입자 표면에 코팅되거나 분산 및 혼합되도록 고속의 rpm과 힘을 가지는 믹서의 것을 사용함이 바람직하다.

좀 더 효율적이고, 효과적으로 혼합할 수 있도록 믹서 안에 블레이드 날을 장착하거나 블레이드 날을 상, 하 혹은 좌, 우 축에 장착할 수 있으며, 중력에 반하여 블레이드 날 및 용기가 회전할 수 있도록 설계된 믹서의 것을 사용할 수도 있다. 블레이드 날은 일자 형태 혹은 십자 형태를 사용할 수 있으며, 원형 및 다중 장착된 날을 사용할 수 있다.

믹서의 운용 시간과 rpm은 증가할수록 효과적이나 일정 시점에서부터는 물성적으로 증가하지는 않는다. 생산성 증가를 위해 바람직하게는 운용 시간은 짧고, rpm을 증가시키는 방법이 효과적일 수 있다. 유리 파편화 된 퍼라이트 입자 크기는 20 ~ 300㎛ 일 때, 성형체 내에서 분산이 잘되고 구조적 지지역할을 할 수 있으며, 그 입자 크기가 20㎛ 미만이면 분산은 잘되나 성형강도가 떨어지고 300㎛를 초과하면 성형강도는 높아지나 분산성이 떨어질 수 있다. 유리 파편화 된 퍼라이트의 입자 크기는 믹서 운용 시간을 조절하거나 rpm 속도로 조절하여 조건 선정할 수 있으며, 입자 크기는 표준체를 사용하거나 입도 분석기를 사용하여 측정할 수 있다.

보강섬유에는 유리섬유, 미네랄울, 지르코늄 등을 포함하는 무기섬유와 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 나일론 등의 유기섬유를 사용할 수 있다. 다만 유기계 섬유는 아웃가싱에 의한 우려가 있기 때문에 필요에 따라 사용한다.

이하 2단계에서 사용되는 성형기에 대해서 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 성형기의 개략도이다. 도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에서의 성형기는 상부플레이트(10), 하부플레이트(20) 및 측벽플레이트(30)를 포함한다.

상부플레이트(10)는 다수의 타공이 형성되어 있는 상부타공플레이트(11), 그 상부에 위치하는 상부필터(12) 및 상부필터(12) 상부에 위치하는 상부가압판(13)을 포함하고, 이에 대응하는 하부플레이트(20)는 하부타공플레이트(21), 그 하부에 위치하는 하부필터(22) 및 하부필터(22) 하부에 위치하는 하부가압판(23)을 포함한다.

여기서 상부필터(12)와 하부필터(22)는 1㎛ 이하의 기공을 갖는다.

도 4는 종래의 압축성형기의 작동 개략도이다. 종래의 압축 성형기는 타공이 없는 상부 플레이트와 하부 플레이트로 구성되어 압축 성형을 한다. 압축 성형 시, 가압에 의해 합재가 압축될 때 내부에 포함되어 있는 공기가 원활히 빠져나오지 못하고, 같이 가압되면서 내부 압이 대기압보다 높아져 구조적 지지체로 사용된 팽창 퍼라이트의 효과가 나빠지나, 본 발명의 압축 성형방법은 구조적 지지체를 형성한다.

도 3은 본 발명에 의한 성형기의 작동 개략도이다. 도 3에서 보는 바와 같이 본 발명에 의한 성형기는 압축 성형 시, 가압 전 대기압 P1과 내부 합재의 공기압 P2는 동일한 압력에서 시작되며, 압축이 진행될수록 P1 보다 내부 공기압 P2가 커진다. 이 때, 성형기 내부와 외부는 완전 밀폐 상태가 아니기 때문에 내부 공기압 P2는 대기압 P1과 상평형을 이루기 위해 성형기 외부로 빠져나간다. 도 3에서 화살표는 공기의 흐름을 도시한 것이다.

즉, 일반적인 성형기는 상하부 플레이트 측면에 틈이 있어 도 4에서의 (B)와 같이 빠져나가는데, 성형체 크기(플레이트의 면적), 심재의 압축된 상태가 커질수록 쉽게 빠져나가지 못하여 내부 압력 P2가 대기압 P1 보다 높고, 국부적으로 압력이 더 높을 곳이 발생하여 비표면적이(내부 기공) 불균일하게 형성되고, 구조적 지지체를 형성하는 팽창 퍼라이트의 효과가 떨어진다.

본 발명의 성형기는 상부플레이트와 하부플레이트 면으로 타공이 있기 때문에 도 3의 (B)와 같이 쉽게 빠져나가 내부 압력 P2와 대기압 P1이 거의 일정하게 유지되어 비표면적이 균일하고, 구조적 지지체를 형성하는 팽창 퍼라이트의 효과를 얻을 수 있다.

필터는 효과적으로 내부 공기를 제거할 수 있는 유기계 섬유, 무기계 섬유, 유기계 발포폼, 무기계 발포폼을 사용할 수 있다.

부가적으로 상부 플레이트와 하부 플레이트가 상하로 동시에 압축하는 방식의 성형기를 사용하면, 보다 효과를 높일 수 있다.

다음은 3단계, 제조된 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 무기질 파우더 심재를 이용하여 진공단열재를 제조하는 방법을 설명한다.

제 3단계를 보다 자세히 설명하면, 플라스틱 시트에 알루미늄 필름을 증착하여 상부 외피제와 하부 외피제를 제조한다. 본 발명에서는 플라스틱 시트의 재질에 대해 제한을 두지않으며, 플라스틱 시트의 예시로서 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 등을 들 수 있다.

상기 상부 외피제와 하부 외피제의 플라스틱 시트는 그 두께가 300 ~ 1000㎛를 가지며, 상기 알루미늄 필름은 30 ~ 60㎛의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 플라스틱 시트에 알루미늄 필름을 증착시키는 방법에 대해서는 특별한 제한은 없으며, 예로서 플라스틱 시트와 알루미늄 필름을 적층하고 50 ~ 300℃ 온도 조건 및 1 ~ 30kgf/cm2의 압력으로 가열 및 가압하여 증착한다.

플라스틱 시트의 두께가 300㎛ 이하일 경우, 외부 충격이나 긁힘에 의해 손상이 발생하여 진공이 파괴될 위험이 높으며, 1000㎛ 이상일 경우, 필름의 제조가 어려우며, 증착 시 알루미늄 필름과 플라스틱 시트의 증착이 어려워지는 문제점이 있다. 이와 마찬가지로, 알루미늄 필름의 두께가 30㎛ 이하일 경우, 외부 충격에 의한 필름의 훼손이 발생할 수 있으며, 60㎛ 이상일 경우, 진공 형성 시 형상을 구현하기 위하여 많은 높은 진공도가 필요하며, 필름 간 열 융착 공정 시 두께 증가에 따른 열전달이 지연되어 보다 높은 온도와 시간이 필요하게 되는 문제점이 있다.

상기 제조된 상부 외피제와 하부 외피제를 평행하게 위치시키고, 제 2단계에서 제조된 심재를 상, 하부 외피제 사이에 안착시킨다. 위치된 상부 외피제와 하부 외피제의 삼면을 열융착 플레이트를 이용하여 50 ~ 300℃ 온도조건 및 1 ~ 30kgf/cm2 압력으로 가열 및 가압하면 열융착된 주머니와 같은 형태 내에 심재가 삽입된 형태로 제조된다.

이후 상, 하부 외피제의 개방된 한 면의 상, 하부를 진공배기관으로 연결하고 진공 펌프를 이용, 공기를 제거하여 진공을 형성한다. 진공도가 일정 이상으로 상승하고, 나머지 한면 또한 열융착시키면 진공단열재가 완성된다.

본 발명에 있어, 열전도율의 효율을 더 높이기 위해, 진공단열재 심재의 표면과 외피제와의 접촉면적을 줄임으로써, 전도의 영향을 개선하는 것을 더할 수 있다. 앞서 설명한 것처럼 진공단열재는 내부 진공을 잡아 대류를 차단하여 그 효과를 갖기 때문에, 대부분 전도와 복사에 의한 열전달이 이루어진다. 따라서 내부 심재와 외피재와의 접촉면을 줄이게 되면, 전도의 영향이 작아지기 때문에 그 효과가 크다. 접촉면적을 줄이는 방법으로는 타공 플레이트 표면에 미세한 요철을 주거나 심재 표면에 무기 섬유 매트를 부착하여 심재 표면구조를 변경하여 단열성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 도 5의 (A)는 타공 플레이트에 요철을 주어 성형한 심재의 단면도이다. (B)는 요철이 형성된 심재를 진공 처리하였을 경우의 심재 단면도이다. 진공압력에 의해서 심재 요철의 볼록한 부분은 외피재가 밀착되며, 요철의 오목한 부분은 외피재가 들떠 공간으로 남는다. 열이 직접적으로 외피재에 도달하고 심재에 전달될 때, 열은 요철의 볼록부분에만 접촉되고, 공간으로 남는 요철의 오목부분은 진공상태로 전도와 대류가 차단되므로 단열재의 표면 특성에 의해서 단열성능을 더 향상시킬 수 있다. 요철의 너비는 작고, 높이가 클수록 심재 표면의 비표면적이 크고, 심재 내부로 전달되는 열의 이동을 최소화할 수 있다. 바람직하게는 요철의 너비는 5mm 이하, 높이는 심재 두께의 30% 이하가 적합하며, 너비의 5mm 이상은 비표면적이 작고, 높이가 심재 두께의 30% 이상이면, 진공 시 요철이 무너지거나 표면 파손을 발생시킬 수 있다.

이 요철은 심재 표면에 무기 섬유 매트를 부착하여 형성시킬 수도 있다. 얇은 층의 섬유 매트를 성형된 심재에 올려놓고, 성형기 등으로 일정 압력의 힘을 가하여 심재 내부에 부착하는 형식이다. 더욱 바람직하게는 심재는 미리 성형하고, 2차적으로 성형된 심재 아래, 위에 섬유 매트를 깔고 성형기를 이용하여 일정한 압력하에 섬유매트를 심재 표면에 부착하여 요철을 형성시키는 방법이다. 도 5의 (C)는 섬유 층이 심재 표면에 박리되어 요철이 형성된 단면도이고, (D)는 진공 처리하였을 경우의 심재 단면도이다. 여기서의 무기 섬유 매트는 도 5의 (C)에서 보는 바와 같이 무기 섬유에 의해 표면에 요철이 형성되어 있는 매트를 말한다. 사용될 수 있는 무기섬유의 예시로서는 유리섬유, 탄소섬유, 미네랄계, 마그네슘계, 알루미늄계, 지르코늄계 섬유 등을 들 수 있다.

무기 섬유 매트는 무기섬유를 직물형태로 넓게 짠 것으로 두께 5mm 이하 무게 1000g/m2 이하의 것이 바람직하며, 두께 5mm를 초과하는 매트는 심재 표면 부착이 어렵고, 표면 불균일을 초래할 수 있으며, 무게 1000g/m2를 초과하는 매트는 심재 밀도를 상승시켜 단열 성능을 저하시킬 수 있다.

본 발명에서는 진공 단열재 특성을 확인하기 위해 굴곡강도와 열전도율을 측정하여 물성값을 비교하였다.

굴곡강도는 KS F 4714에 의거하여 측정하였으며, 심재의 시험편 3개를 취하여 측정 후 평균값을 구하여 나타내었다.

열전도율은 ASTM C 518 평판 열류계법에 의거하였으며, 시험편은 가로X세로X높이 300X300X10mm 크기의 진공 단열재로 제조하여 측정하였다.

<실시예 1> 본 발명의 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 무기질 파우더를 이용한 진공단열재 제조

흄드 실리카 96.4g과 팽창 퍼라이트 45.9g을 혼합하여 블레이드가 장착되어 있는 믹서에 투입하였다. 보강 섬유로 유리 섬유 10g을 소형 믹서에서 미리 해면 후, 파우더가 들어있는 믹서에 첨가하였다. 믹서는 2000rpm의 속도로 60초간 운용하였으며, 혼합이 완료된 합재를 타공을 갖는 상부플레이트와 하부플레이트로 구성된 압축 성형기를 사용하여 가로X세로X높이 300X300X10mm (부피 0.9L)의 크기로 비중 170kg/m3의 성형체를 제조하였다. 24시간 70℃, 24시간 140℃ 열풍 건조 후 제조된 심재(강도 측정용)와 심재를 폴리에틸렌과 알루미늄 필름으로 증착된 400㎛의 두께로 구성되는 420X420mm 크기의 상, 하부의 외피제 사이에 투입하고, 진공상태에서 밀봉하여 진공 단열재을 제조하였다.

<실시예 2> 본 발명의 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 무기질 파우더를 이용한 진공단열재 제조

흄드 실리카 76.5g과 팽창 퍼라이트 36.5g, 보강 섬유로 유리 섬유 8.5g를 이용하여 실시예 1과 동일하게 진공 단열재를 제조하였다.

<실시예 3> 본 발명의 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 무기질 파우더를 이용한 진공단열재 제조

흄드 실리카 56.7g과 팽창 퍼라이트 27g, 보강 섬유로 유리 섬유 6.3g을 이용하여 실시예 1과 동일하게 진공 단열재를 제조하였다.

<실시예 4> 본 발명의 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 무기질 파우더를 이용한 진공단열재 제조

흄드 실리카 56.7g 과 팽창 퍼라이트 27g 을 혼합하여 블레이드가 장착되어 있는 믹서에 투입하였다. 보강 섬유로 유리 섬유 6.3g을 소형 믹서에서 미리 해면 후, 파우더가 들어있는 믹서에 첨가하였다. 믹서는 2000rpm의 속도로 60초간 운용하였으며, 혼합이 완료된 합재를 타공과 미세 요철을 갖는 상부플레이트와 하부플레이트로 구성된 압축 성형기를 사용하여 가로X세로X높이 300X300X10mm (부피 0.9L)의 크기로 비중 170kg/m3의 성형체를 제조하였다. 24시간 70℃, 24시간 140℃ 열풍 건조 후 제조된 심재(강도 측정용)와 심재를 폴리에틸렌과 알루미늄 필름으로 증착된 400㎛의 두께로 구성되는 420X420mm 크기의 상, 하부의 외피제 사이에 투입하고, 진공상태에서 밀봉하여 진공 단열재을 제조하였다.

<실시예 5> 본 발명의 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 무기질 파우더를 이용한 진공단열재 제조

흄드 실리카 56.7g 과 팽창 퍼라이트 27g 을 혼합하여 블레이드가 장착되어 있는 믹서에 투입하였다. 보강 섬유로 유리 섬유 6.3g을 소형 믹서에서 미리 해면 후, 파우더가 들어있는 믹서에 첨가하였다. 믹서는 2000rpm의 속도로 60초간 운용하였으며, 혼합이 완료된 합재를 갖는 상부플레이트와 하부플레이트로 구성된 압축 성형기를 사용하여 가로X세로X높이 300X300X10mm (부피 0.9L)의 크기로 비중 170kg/m3의 성형체를 제조하였다. 그리고, 표면에 미세 요철을 주기 위해 300X300X1mm 유리섬유 매트를 성형체 아래와 위에 깔고 2차적으로 압축 성형기를 다시 사용하여 부착하였다. 24시간 70℃, 24시간 140℃ 열풍 건조 후 제조된 심재(강도 측정용)와 심재를 폴리에틸렌과 알루미늄 필름으로 증착된 400㎛의 두께로 구성되는 420X420mm 크기의 상, 하부의 외피제 사이에 투입하고, 진공상태에서 밀봉하여 진공 단열재을 제조하였다.

<실시예 6 ~ 8> 본 발명의 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 무기질 파우더를 이용한 진공단열재 제조

흄드 실리카 382.8g과 팽창 퍼라이트 182.2g을 혼합하여 블레이드가 장착되어 있는 믹서에 투입하였다. 보강 섬유로 유리 섬유 7중량%에 해당되는 42.5g을 소형 믹서에서 미리 해면 후, 파우더가 들어있는 믹서에 첨가하였다. 믹서는 2000rpm의 속도로 60초간 운용하였으며, 혼합이 완료된 합재를 타공을 갖는 상부 플레이트와 하부 플레이트로 구성된 압축 성형기를 사용하여 가로X세로X높이 300X300X50mm (부피 4.5L)의 비중 135kg/m3의 성형체를 제조하였다. 24시간 70℃, 24시간 140℃ 열풍 건조 후 심재를 성형기 상판 압축방향 기준으로 위에서부터 상판(실시예 6), 중판(실시예 7), 하판(실시예 8) 두께 10mm씩 잘라 성형체 세 장으로 만들었다. 제조된 각 성형체는 폴리에틸렌과 알루미늄 필름으로 증착된 400㎛의 두께로 구성되는 420X420mm 크기의 상, 하부의 외피제 사이에 투입하고, 진공상태에서 밀봉하여 진공 단열재를 제조하였다.

<실시예 9 ~ 11> 본 발명의 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 무기질 파우더를 이용한 진공단열재 제조

흄드 실리카 382.8g과 팽창 퍼라이트 182.2g을 혼합하여 블레이드가 장착되어 있는 믹서에 투입하였다. 보강 42.5g을 소형 믹서에서 미리 해면 후, 파우더가 들어있는 믹서에 첨가하였다. 믹서는 2000rpm의 속도로 60초간 운용하였으며, 혼합이 완료된 합재를 타공을 갖는 상부플레이트와 하부 플레이트로 구성된 압축 성형기를 사용하여 가로X세로X높이 300X300X50mm (부피 4.5L)의 비중 135kg/m3의 성형체를 제조하였다. 24시간 70℃, 24시간 140℃ 열풍 건조 후 심재를 성형기 상판 압축방향 기준으로 위에서부터 상판(실시예 9), 중판(실시예 10), 하판(실시예 11) 두께 10mm씩 잘라 성형체 세 장으로 만들었다. 제조된 각 성형체는 폴리에틸렌과 알루미늄 필름으로 증착된 400㎛의 두께로 구성되는 420X420mm 크기의 상, 하부의 외피제 사이에 투입하고, 진공상태에서 밀봉하여 진공 단열재 를 제조하였다.

<비교예 1> 본 발명의 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 무기질 파우더를 이용한 진공단열재 제조

흄드 실리카 96.4g과 팽창 퍼라이트 45.9g을 혼합하여 블레이드가 장착되어있는 믹서에 투입하였다. 보강 섬유로 유리 섬유 10g을 소형 믹서에서 미리 해면 후, 파우더가 들어있는 믹서에 첨가하였다. 믹서는 300rpm의 속도로 60초간 운용하였으며, 혼합이 완료된 파우더를 가로X세로X높이 300X300X10mm (부피 0.9L)의 크기로 성형하여 비중 170kg/m3의 성형체를 제조하였다. 24시간 70℃, 24시간 140℃ 열풍 건조 후 제조된 심재(강도 측정용)와 심재를 폴리에틸렌과 알루미늄 필름으로 증착된 400㎛의 두께로 구성되는 420X420mm 크기의 상, 하부의 외피제 사이에 투입하고, 진공상태에서 밀봉하여 진공 단열재를 제조하였다.

<비교예 2> 본 발명의 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 무기질 파우더를 이용한 진공단열재 제조

흄드 실리카 92.6g과 팽창 퍼라이트 39.7g, 보강 섬유로 유리 섬유 20g을 이용하여 비교예 1과 동일하게 진공 단열재를 제조하였다.

<비교예 3> 본 발명의 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 무기질 파우더를 이용한 진공단열재 제조

흄드 실리카 73.1g과 팽창 퍼라이트 31.4g, 보강 섬유로 유리 섬유 17g을 이용하여 비교예 1과 동일하게 진공 단열재를 제조하였다.

<비교예 4> 본 발명의 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 무기질 파우더를 이용한 진공단열재 제조

흄드 실리카 96.4g과 팽창 퍼라이트 45.9g을 혼합하여 블레이드가 장착되어 있는 믹서에 투입하였다. 보강 섬유로 유리 섬유 10g을 소형 믹서에서 미리 해면 후, 파우더가 들어있는 믹서에 첨가하였다. 믹서는 300rpm의 속도로 60초간 운용하였으며, 혼합이 완료된 합재를 타공을 갖는 상부 플레이트와 하부 플레이트로 구성된 압축 성형기를 사용하여 가로X세로X높이 300X300X10mm (부피 0.9L)의 크기로 비중 170kg/m3의 성형체를 제조하였다. 24시간 70℃, 24시간 140℃ 열풍 건조 후 제조된 심재(강도 측정용)와 심재를 폴리에틸렌과 알루미늄 필름으로 증착된 400㎛의 두께로 구성되는 420X420mm 크기의 상, 하부의 외피제 사이에 투입하고, 진공상태에서 밀봉하여 진공 단열재를 제조하였다.

<비교예 5> 본 발명의 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 무기질 파우더를 이용한 진공단열재 제조

흄드 실리카 96.4g과 팽창 퍼라이트 45.9g을 혼합하여 블레이드가 장착되어 있는 믹서에 투입하였다. 보강 섬유로 유리 섬유 10g을 소형 믹서에서 미리 해면 후, 파우더가 들어있는 믹서에 첨가하였다. 믹서는 2000rpm의 속도로 60초간 운용하였으며, 혼합이 완료된 가로X세로X높이 300X300X10mm (부피 0.9L)의 크기로 비중 170kg/m3의 성형체를 제조하였다. 24시간 70℃, 24시간 140℃ 열풍 건조 후 제조된 심재(강도 측정용)와 심재를 폴리에틸렌과 알루미늄 필름으로 증착된 400㎛의 두께로 구성되는 420X420mm 크기의 상, 하부의 외피제 사이에 투입하고, 진공상태에서 밀봉하여 진공 단열재를 제조하였다.

<실험예 1> 밀도별 성형방법에 따른 물성 비교

성형체 밀도 및 성형 방법 따른 진공단열재 물성 비교

구분	성형밀도 (Kg/m3)	파우더 혼합속도 (rpm)	압축 성형기 형태	굴곡강도 (gf/cm2)	열전도율 (mW/mK)	비고
실시예 1	170	2000	타공 플레이트 필터 장착	200	4.3	-
실시예 2	135	2000	타공 플레이트 필터 장착	191	3.9	-
실시예 3	100	2000	타공 플레이트 필터 장착	174	3.4	-
실시예 4	100	2000	요철,타공 플레이트 필터 장착	171	3.1
실시예 5	100	2000	타공 플레이트 필터 장착	195	3.2	유리 섬유 매트 아래, 위 부착
비교예 1	170	300	일반 플레이트	측정불가	측정불가	성형체 파손
비교예 2	170	300	일반 플레이트	94	4.5	(섬유 2배)
비교예 3	135	300	일반 플레이트	측정불가	측정불가	성형체 파손 (섬유2배)
비교예 4	170	300	타공 플레이트 필터 장착	측정불가	측정불가	성형체 파손
비교예 5	170	2000	일반 플레이트	측정불가	측정불가	성형체 파손

실시예 1 ~ 3은 본 발명에서 제시하고자 하는 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 무기질 파우더 진공단열재 제조 방법에 따라 심재를 제조하고, 이를 이용하여 진공 상태에서 밀봉하여 최종 진공 단열재를 제조하였다. 밀도가 낮을수록 굴곡강도는 점점 낮아지나 단열 성능은 점차 개선된다. 그러나 비교예 1 ~ 3을 보면, 밀도를 낮출 경우 섬유의 양을 증가시켜야 제조가 되며, 특히 밀도를 더욱 낮출 경우 심재 제조가 어려움을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 팽창 퍼라이트·실리카의 구조체 형성이 섬유증가 없이 더욱 낮은 밀도의 진공단열재 심재를 제조 함을 알 수 있다.

또한 비교예 4, 5는 본 발명에 있어, 고속믹서와 성형방법에 대한 상관 관계를 알 수 있다. 단순히 고속믹서로 구조체를 형성시키더라도, 내부 압력제거가 이루어지지 않으며, 그 효과가 없음을 알 수 있다.

실시예 4 ~ 5에서는 본 발명에서 제시하는 진공 단열재 제조 방법에 부가적으로 심재 표면에 요철을 주어 심재를 제조하고, 이를 이용하여 진공 상태에서 밀봉하여 진공 단열재를 제조하였다. 실시예 4는 타공 플레이트 표면에 요철을 주어 심재를 제조하고, 실시예 5는 심재 표면에 유리 섬유 매트를 부착함으로써 심재 표면에 요철을 준 방법이다. 이 방법은 외피제와 심재 접촉면을 최소화 시키고, 외피제와 심재 사이에 진공의 공간을 만들어 줌으로써 단열성능이 다소 향상됨을 확인할 수 있었다. 더욱이 유리섬유 매트의 부착은 심재 표면을 지지함으로써 성형강도도 향상시켜 주었다.

<실험예 2> 상부 플레이트 압축 방식과, 상부/하부 플레이트 양방향 압축 방식 물성 비교

일반 상판 압축 성형 방식과 상, 하판 양압축 성형 방식에 따른 물성 비교 결과

구분	파우더 혼합속도 (rpm)	압축 성형기 형태	압축 방법	세부 구분	측정밀도 (Kg/m3)	굴곡강도 (gf/cm2)	비고
실시예 7 ~ 9	2000	타공 플레이트 필터 장착	상부,하부 플레이트 동시 압축	실시예 4 (상부)	134	190	-
				실시예 5 (중부)	132	188	-
				실시예 6 (하부)	133	188	-
실시예 10 ~ 12	2000	타공 플레이트 필터 장착	상부 플레이트 압축	실시예 7 (상부)	135	187	-
				실시예 8 (중부)	129	183	-
				실시예 9 (하부)	133	185	-

본 발명에서는 부가적으로 상부 플레이트와 하부 플레이트가 상하로 동시에 압축하는 방식의 성형기의 사용을 제시하고 있다. 상기 표 2의 실시예에서도 알 수 있듯이 낮은 밀도에서 균일한 밀도와 우수한 굴곡강도를 지니는 진공 단열재를 제조하기 위해서는 상부 플레이트와 하부 플레이트가 동시 압축하는 방식의 심재 제조 방법이 더 바람직함을 알 수 있다.

10:상부플레이트
20:하부플레이트
30:측벽플레이트

Claims (15)

1. 합성 실리카와 팽창 퍼라이트를 포함하는 파우더를 분산 및 파쇄시켜서 미립의 합성 실리카가 유리 파편화된 팽창 퍼라이트 표면에 분산, 코팅되면서 팽창 퍼라이트·실리카 구조체가 형성되도록 하는 1단계; 및
   혼합된 파우더를 압축과정에서 발생한 내부압력을 상부플레이트와 하부플레이트에 형성된 다수의 타공을 통하여 외부로 배출할 수 있는 성형기로 압축 성형하여 심재를 제작하는 2단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 저밀도 무기질 파우더 진공단열재의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2단계에서 제작된 심재를 알루미늄 복합 피복에 넣고 진공 처리하는 3단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 저밀도 무기질 파우더 진공단열재의 제조 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 2단계에서 제작된 심재의 표면에 요철이 형성된 무기 섬유 매트를 부착시키는 단계를 추가로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 저밀도 무기질 파우더 진공단열재의 제조 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1단계에서의 파우더의 파쇄와 분산 및 코팅되어 팽창 퍼라이트·실리카 구조체 형성이 믹서에서 동시에 진행되는 것을 특징으로 하는 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 저밀도 무기질 파우더 진공단열재의 제조 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 믹서는 1000rpm 이상의 속도로 회전하는 것을 특징으로 하는 팽창 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 저밀도 무기질 파우더 진공단열재의 제조 방법.
6. 제 1항에 있어서
   상기 파우더는 합성 실리카 10 ~ 90 중량%와 팽창 퍼라이트 10 ~ 90중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 무기질 파우더 진공단열재의 제조 방법.
7. 제 2항에 있어서
   상기 제3단계는 제 2단계에서 제조된 심재를 상부 외피제와 하부 외피제 사이에 안착시킨 후, 상기 상부 외피제와 하부 외피제의 삼면을 열융착 플레이트를 이용하여 밀봉한 후, 상기 상부 외피제와 하부 외피제의 개방된 한 면의 상하부를 진공배기관으로 연결하고 진공펌프를 이용하여 공기를 제거하여 진공을 형성하고, 진공도가 일정 이상으로 상승하면 나머지 한면을 열융착시키는 것을 특징으로 하는 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 저밀도 무기질 파우더 진공단열재의 제조 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 성형기에는 요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 저밀도 무기질 파우더 진공단열재의 제조 방법.
9. 상부외피제;
   상기 상부외피제와 가장자리 부분이 밀봉되는 하부외피제; 및
   상기 상부외피제와 상기 하부외피제의 중간에 형성되어 진공상태를 유지하는 내부공간에 삽입된 심재를 포함하며,
   상기 심재는 합성 실리카 10 ~ 90 중량%와 팽창 퍼라이트 10 ~ 90중량%를 포함하되, 1000rpm 이상의 고속 믹서로 분산과 분쇄를 동시에 시켜 입자 크기가 20 ~ 300㎛로 이루어지는 미립의 합성 실리카가 유리 파편화된 팽창 퍼라이트 표면에 분산, 코팅되어 팽창 퍼라이트·실리카 구조체가 형성된 상태에서 압축성형된 것을 특징으로 하는 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 저밀도 무기질 파우더 진공단열재.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 심재의 표면에는 요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 팽창 퍼라이트·실리카 성형 구조체를 갖는 저밀도 무기질 파우더 진공단열재.
    
    
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