KR102037425B1 - Method for preparing aerogel composites and apparatus therefor - Google Patents
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Abstract
실시예는 용기; 상기 용기 내부에 구비된 코어 고정장치; 및 상기 코어 고정장치와 결합 가능한 코어;를 포함하고, 상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다가 수축 또는 확장 가능한, 에어로겔 복합체 제조 장치 및 이를 이용한 에어로겔 복합체의 제조방법을 제공할 수 있다.Examples include a container; A core fixing device provided in the container; And a core capable of being combined with the core fixing device, wherein the container, the core, or both thereof are contractable or expandable, and may provide an airgel composite manufacturing apparatus and a method of manufacturing an airgel composite using the same.
Description
실시예는 분리막 없이 에어로겔 복합체를 제조하는 방법 및 이를 위한 제조장치에 관한 것이다.The embodiment relates to a method for producing an airgel composite without a separator and a manufacturing apparatus therefor.
에어로겔(aerogel)은 인류가 개발한 가장 가벼운 고체이면서 기공도가 약 95%가 넘는 초단열성의 소재이다. 에어로겔은 미래의 단열재 및 방음재로 주목 받아 온 신소재로서, 최근에는 다양한 산업분야에서 널리 활용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 일반적으로 에어로겔은 저밀도, 개방형 셀 구조, 넓은 표면적 및 나노미터 수준의 기공 사이즈를 갖는다.Aerogels are the lightest solids ever developed by humans and are super insulating materials with a porosity of over 95%. Aerogel is a new material that has been attracting attention as a heat insulating material and a soundproofing material in the future, and recently, research is being conducted to be widely used in various industrial fields. Aerogels generally have a low density, open cell structure, large surface area and nanometer pore size.
이러한 에어로겔을 제조하는 공정성을 향상시키기 위하여 벨트 컨베이어 함침을 이용한 시도가 있었다(한국 등록특허공보 제1133025호 및 도 1 참조). 그러나 이와 같은 종래의 벨트 컨베이어 함침 방식에서는 졸의 흐름 손실을 방지하기 위하여 적절한 점도가 요구되는데, 높은 점도의 졸 함침은 에어로겔 내의 기포를 유발하여 성능이 저하되는 원인이 될 수 있다. 이를 해결하기 위해서는 기포를 줄이고 균일한 함침 작업을 위해서 충분한 이송 시간을 주어야 하나, 그에 따라 컨베이어 벨트의 길이가 길어지고 롤러로 누르는 공정을 거치면서 발생되는 버(burr)를 추가로 제거해야 하는 등 생산성이 저하되는 문제가 있다. 또한, 벨트 컨베이어 함침 방식에서는 이송 중에 반응이 일어나면서 롤로 감을 수 있는 수준으로 겔화되어야 하나, 고품질이 요구되는 나노기공 형성에 필요한 겔화 시간을 충분히 부여할 수 없는 한계점을 갖고 있다.Attempts have been made using a belt conveyor impregnation to improve the processability of manufacturing such aerogels (see Korean Patent No. 1133025 and FIG. 1). However, in the conventional belt conveyor impregnation method, an appropriate viscosity is required in order to prevent sol flow loss. A high viscosity sol impregnation may cause bubbles in the aerogel to degrade performance. In order to solve this problem, it is necessary to give sufficient transfer time to reduce bubbles and uniformly impregnate operation, but accordingly, the length of the conveyor belt is increased and additional burrs generated by the roller pressing process are removed. This has a problem of deterioration. In addition, the belt conveyor impregnation method has to be gelated to a level that can be rolled with the reaction during the transfer, but has a limitation that can not give enough gelation time required for the formation of nano-pores that require high quality.
또한 종래의 방식에 따르면, 졸의 점도를 낮추고 함침 작업을 거쳐도 부분적으로 졸이 부족하거나 균일하지 못하여 숙성조에서 추가로 졸을 주입하여 부족한 졸을 보충하는 공정을 거쳐야 했으며, 이에 따라 완성된 에어로겔이 일부 탈리하여 가루 상태로 비산함으로써 시공 상에 난제로 지적되고 성능 품질의 저하를 초래하였다.In addition, according to the conventional method, the sol viscosity was lowered and the sol was partially insufficient or not uniform even after the impregnation operation, and the sol was additionally injected from the aging tank to compensate for the insufficient sol. Partial desorption and scattering in powder form pointed out difficulties in construction and resulted in degradation of performance quality.
또한, 롤 상태로 겔화된 이후에 복합체를 분리하기 위하여 분리막을 사용하는 경우, 졸 함침 전 분리막 삽입 과정 및 겔화 후 세척 단계 전 분리막 제거 과정 등의 제조 공정이 부가되어 효율성이 저하된다는 문제점이 있었다.In addition, when the separation membrane is used to separate the composite after gelling in a roll state, there is a problem in that efficiency is lowered by adding a manufacturing process such as a membrane insertion process before sol impregnation and a membrane removal process before gelation and washing step.
실시예는 에어로겔이 형성된 복합체를 제조하기 위하여, 연속적 방법이 아니라 배치식 방법을 이용하고, 분리막을 사용하지 않고도 섬유성 기재의 자연 분리 방식을 이용하여, 경제적으로 에어로겔 복합체를 제조하는 방법 및 이에 사용되는 제조장치를 제공하고자 한다.Example is to use a batch method instead of a continuous method to prepare aerogel-formed composite, using a natural separation method of the fibrous substrate without the use of a membrane, economically to prepare a method and use of the airgel composite To provide a manufacturing apparatus.
일 실시예에 따른 에어로겔 복합체 제조 장치는 용기; 상기 용기 내부에 구비된 코어 고정장치; 및 상기 코어 고정장치와 결합 가능한 코어;를 포함하고, 상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다가 수축 또는 확장 가능하다.Airgel composite manufacturing apparatus according to one embodiment comprises a container; A core fixing device provided in the container; And a core engageable with the core anchor, wherein the vessel, the core, or both are retractable or expandable.
다른 실시예에 따른 에어로겔 복합체 제조 장치는 용기; 상기 용기 내부에 구비된 코어 고정장치; 상기 용기 내부에 구비된 기재 고정장치; 및 상기 코어 고정장치와 결합 가능한 코어;를 포함하고, 상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다가 회전 가능하다.Airgel composite manufacturing apparatus according to another embodiment includes a container; A core fixing device provided in the container; A substrate fixing device provided in the container; And a core engageable with the core fixture, wherein the vessel, the core, or both are rotatable.
일 실시예에 따른 에어로겔 복합체의 제조방법은 (a1) 섬유성 기재를 코어에 권취하는 단계; (b1) 상기 섬유성 기재가 권취된 코어를 용기 안에 위치시키고 코어 고정장치와 결합시키는 단계; (c1) 졸을 상기 용기에 주입하고 상기 섬유성 기재에 함침시키는 단계; (d1) 상기 용기를 밀폐하고 감압하여 탈포하고 상기 졸을 겔화시키는 단계; (e1) 상기 코어를 코어중심방향으로 수축시키거나, 상기 용기를 코어중심의 반대방향으로 확장시키는 단계; 및 (f1) 표면 처리 용액을 상기 용기에 주입한 후 건조시키는 단계;를 포함한다.Method for producing an airgel composite according to one embodiment comprises the steps of (a1) winding a fibrous substrate in the core; (b1) placing the fibrous substrate wound core in a container and engaging a core fixture; (c1) injecting a sol into the container and impregnating the fibrous substrate; (d1) sealing the vessel, defoaming under reduced pressure and gelling the sol; (e1) contracting the core in the core center direction or expanding the container in the opposite direction of the core center; And (f1) injecting a surface treatment solution into the container and then drying it.
다른 실시예에 따른 에어로겔 복합체의 제조방법은 (a2) 섬유성 기재를 코어에 권취하는 단계; (b2-1) 상기 섬유성 기재가 권취된 코어를 용기 안에 위치시키고 코어 고정장치와 결합시키는 단계; (b2-2) 상기 권취된 섬유성 기재의 일 단부를 용기 내부에 구비된 기재 고정장치와 결합시키는 단계; (c2) 졸을 상기 용기에 주입하고 상기 섬유성 기재에 함침시키는 단계; (d2) 상기 용기를 밀폐하고 감압하여 탈포하고 상기 졸을 겔화시키는 단계; (e2) 상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다를 회전시키는 단계; 및 (f2) 표면 처리 용액을 상기 용기에 주입한 후 건조시키는 단계;를 포함한다.According to another embodiment, a method of manufacturing an airgel composite includes (a2) winding a fibrous substrate on a core; (b2-1) placing the fibrous substrate wound core in a container and engaging the core retainer; (b2-2) combining one end of the wound fibrous substrate with a substrate fixing device provided in the container; (c2) injecting a sol into the container and impregnating the fibrous substrate; (d2) sealing the vessel, defoaming under reduced pressure and gelling the sol; (e2) rotating the vessel, the core or both; And (f2) injecting a surface treatment solution into the container and then drying it.
또한, 에어로겔 복합체는 상기 에어로겔 복합체의 제조방법에 의해 제조된다.In addition, the airgel composite is prepared by the method for producing the airgel composite.
실시예에 따른 에어로겔 복합체 제조 장치 및 이를 이용한 에어로겔 복합체의 제조방법에 따르면, 졸의 점도에 상관없이 분리막 없이도 낮은 열전도율 및 향상된 단열 성능을 갖는 에어로겔 복합체를 제조할 수 있다.According to the airgel composite manufacturing apparatus according to the embodiment and a method for producing an airgel composite using the same, regardless of the viscosity of the sol can be produced an airgel composite having a low thermal conductivity and improved thermal insulation performance without a membrane.
또한, 상기 제조방법에 따르면 제조 공정을 단축할 수 있어 경제적이며, 에어로겔 복합체를 용이하게 대량 생산할 수 있다.In addition, according to the manufacturing method can shorten the manufacturing process is economical, it is possible to easily mass-produce the airgel composite.
도 1은 실시예에 따른 코어 수축 전과 코어 수축 후의 에어로겔 복합체 제조 장치를 나타낸 것이다.
도 2는 실시예에 따른 용기 확장 전과 용기 확장 후의 에어로겔 복합체 제조 장치를 나타낸 것이다.
도 3은 실시예에 따른 코어 수축 전과 코어 수축 후의 코어의 단면을 나타낸 것이다.
도 4는 실시예에 따른 용기 확장 전과 용기 확장 후의 용기의 단면을 나타낸 것이다.
도 5는 실시예에 따른 용기/코어의 수축 및 확장시 단면의 예시를 나타낸 것이다.
도 6은 에어로겔 복합체의 제조 과정 중 겔화시킨 후 섬유성 기재의 표면을 관찰한 결과이다.
도 7은 에어로겔 복합체의 제조 과정 중 건조시킨 후 섬유성 기재의 표면을 관찰한 결과이다.
도 8 및 9는 실시예에 따른 에어로겔 복합체의 내부를 관찰한 SEM 사진이다.
도 10 및 11은 실시예에 따른 에어로겔 복합체의 표면 소수화 여부를 확인한 결과이다.Figure 1 shows the airgel composite manufacturing apparatus before and after core shrinkage according to the embodiment.
Figure 2 shows the airgel composite production apparatus before and after the container expansion according to the embodiment.
3 is a cross-sectional view of a core before and after core shrinkage according to an embodiment.
4 is a cross-sectional view of the vessel before and after vessel expansion according to an embodiment.
5 illustrates an example of a cross section upon contraction and expansion of a container / core in accordance with an embodiment.
6 is a result of observing the surface of the fibrous substrate after gelling during the preparation of the airgel composite.
7 is a result of observing the surface of the fibrous substrate after drying during the preparation of the airgel composite.
8 and 9 are SEM pictures of the interior of the airgel composite according to the embodiment.
10 and 11 are the results confirming the surface hydrophobicity of the airgel composite according to the embodiment.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 상세하게 설명한다. 실시예는 발명의 요지가 변경되지 않는 한, 다양한 형태로 변형될 수 있다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. The embodiments may be modified in various forms unless the gist of the invention is changed.
각 구성요소의 상/하에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 또한, 도면에서 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭하여, 각 구성 요소의 크기나 두께는 설명의 편의를 위해 과장되어 있을 수 있다.Criteria for the top and bottom of each component will be described based on the drawings. In addition, the same reference numerals in the drawings refer to the same components, the size or thickness of each component may be exaggerated for convenience of description.
본 명세서에서 "포함"한다는 것은 특별한 기재가 없는 한 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다."Including" in the present specification means that it may further include other components unless otherwise specified.
또한, 다르게 지시되지 않는 한 구성성분의 함량, 반응 조건 등을 나타내는 모든 숫자 및 표현은 "약"이라는 용어로 수식되는 것으로 이해해야 한다.In addition, all numbers and expressions indicating content of components, reaction conditions, and the like, unless otherwise indicated, are to be understood as being modified by the term "about."
<< 에어로겔Airgel 복합체 제조 장치> Composite Manufacturing Equipment>
일 실시예에 따른 에어로겔 복합체 제조 장치는 분리막 없이 배치식 방법을 이용하여 에어로겔 복합체를 경제적으로 제조하기 위한 장치이다.Airgel composite manufacturing apparatus according to an embodiment is an apparatus for economically manufacturing the airgel composite using a batch method without a membrane.
일 실시예에 따른 에어로겔 복합체 제조 장치(11, 12, 13)는, 용기(1); 상기 용기 내부에 구비된 코어 고정장치(2); 및 상기 코어 고정장치와 결합 가능한 코어(3);를 포함한다. 이 때, 상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다는 수축 또는 확장 가능하다(도 1 및 도 2 참조).Airgel composite manufacturing apparatus (11, 12, 13) according to an embodiment, the container (1); A core fixing device (2) provided inside the container; And a
도 1은 상기 코어가 수축되면서 에어로겔 복합체를 제조하는 장치를 나타낸 것이고, 도 2는 상기 용기가 확장되면서 에어로겔 복합체를 제조하는 장치를 나타낸 것이다. Figure 1 shows the device for producing an airgel composite as the core is contracted, Figure 2 shows the device for producing an airgel composite as the container is expanded.
도 1 및 도 2에서 a1은 코어 수축 전 코어의 직경, a2는 코어 수축 후 코어의 직경, b1은 용기 확장 전 용기의 직경, b2는 용기 확장 후 용기의 직경을 나타내고, a1은 a2보다 크고, b1은 b2보다 작다.1 and 2, a1 is the diameter of the core before core shrinkage, a2 is the diameter of the core after core shrinkage, b1 is the diameter of the container before container expansion, b2 is the diameter of the container after container expansion, a1 is larger than a2, b1 is less than b2.
상기 코어 고정장치(2) 및 상기 코어(3)는 상기 용기(1)와 각각 분리 가능하다.The
상기 용기(1)의 소재는 특별한 제한이 없으나, 내화학성이 있는 소재면 사용 가능하다. 구체적으로, 스테인리스 소재, 코팅된 금속 소재 또는 유리가 사용될 수 있다.The material of the container 1 is not particularly limited, but can be used if the material having chemical resistance. Specifically, stainless steel material, coated metal material or glass may be used.
상기 용기의 형태는 특별한 제한이 없으나, 코어에 권취된 섬유성 기재의 형태를 고려할 때, 원통형일 수 있다. 또한, 상기 용기의 크기는 특별히 제한되지 않으며, 코어에 권취된 섬유성 기재의 크기를 고려하여 적절히 선택될 수 있다.The shape of the container is not particularly limited, but may be cylindrical, considering the shape of the fibrous substrate wound on the core. In addition, the size of the container is not particularly limited, and may be appropriately selected in consideration of the size of the fibrous substrate wound on the core.
상기 코어 고정장치(2)의 소재는 특별한 제한이 없으나, 내화학성이 있는 소재면 사용 가능하다. 구체적으로, 스테인리스 소재, 코팅된 금속 소재 또는 유리가 사용될 수 있다.The material of the
상기 코어 고정장치를 통해 상기 코어가 상기 용기 내 하부에 수직으로 고정될 수 있다. 구체적으로, 상기 용기 내 하부에 수직으로 고정될 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 용기 내 하부 중앙에 수직으로 고정될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The core may be fixed perpendicularly to the lower part of the container through the core fixing device. Specifically, it may be fixed vertically to the lower portion in the container. More specifically, it may be vertically fixed to the lower center in the container, but is not limited thereto.
상기 코어 고정장치(2)는 회전이 가능하다. 구체적으로, 상기 코어 고정장치는 상기 코어가 고정되어 있을 때 상기 코어의 길이방향 중심축을 중심으로 회전할 수 있다.The
상기 코어(3)의 소재는 특별한 제한이 없으나, 내화학성이 있는 소재면 사용 가능하다. 구체적으로, 스테인리스 소재, 코팅된 금속 소재, 유리, 플라스틱 또는 압축 펄프 등이 사용될 수 있다.The material of the
상기 코어의 형태는 원통형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The core may have a cylindrical shape, but is not limited thereto.
상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다가 복수개의 조각을 포함한다. 또는 상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다가 복수개의 조각들로 이루어질 수 있다. The container, the core or both comprise a plurality of pieces. Or the container, the core or both may be of a plurality of pieces.
상기 복수개의 조각들 중 서로 이웃하는 조각끼리 이격되거나 중첩됨으로써 상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다가 수축 또는 확장 가능하다.Adjacent pieces of the plurality of pieces adjacent to each other are spaced apart or overlapping, the container, the core or both can shrink or expand.
또는, 상기 복수개의 조각들 중 서로 이웃하는 조각끼리 이격되거나 맞닿음으로써 상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다가 수축 또는 확장 가능하다.Alternatively, the container, the core, or both of the plurality of pieces may be contracted or expanded by being spaced apart or abutting each other.
또는, 상기 복수개의 조각들 중 서로 이웃하는 조각끼리 맞닿거나 중첩됨으로써 상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다가 수축 또는 확장 가능하다.Alternatively, the container, the core, or both may be contracted or expanded by abutting or overlapping adjacent pieces of the plurality of pieces.
상기 코어는 코어중심방향으로 수축이 가능하다.The core can shrink in the core center direction.
구체적으로, 상기 코어는 코어 고정부(101a, 101b) 및 상기 코어 고정부를 둘러싸고 있는 복수개의 조각들(102a, 102b)로 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 고정부를 중심으로 상기 복수개의 조각들(102a)이 서로 이격되어 있다가 이웃하는 복수개의 조각(102b)들이 맞닿게 되거나 중첩되면서 코어가 수축될 수 있다(도 3 참조). In detail, the core may include a
또한, 상기 코어는 복수개의 조각들로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 복수개의 조각들이 서로 이격되어 있다가 이웃하는 복수개의 조각들이 맞닿게 되거나 중첩되면서 코어가 수축될 수 있다. 또는 상기 복수개의 조각들이 서로 맞닿아 있다가 서로 중첩되면서 코어가 수축될 수 있다(도 5 참조).In addition, the core may be composed of a plurality of pieces. In this case, the plurality of pieces may be spaced apart from each other, and the plurality of neighboring pieces may come into contact with each other, or the core may shrink. Alternatively, the plurality of pieces may be in contact with each other and then overlap each other to shrink the core (see FIG. 5).
다른 예로서, 상기 코어는 권취롤의 형태일 수 있으며, 권취된 재료 사이의 간격이 조절됨에 따라 수축 또는 확장될 수 있다.As another example, the core may be in the form of a take-up roll, and may shrink or expand as the gap between the wound materials is adjusted.
또 다른 예로서, 상기 코어는 코어 고정부 및 코어 고정부를 감싸는 분리부를 포함하고, 상기 분리부를 제거함으로써 수축될 수 있다.As another example, the core may include a core holder and a separator surrounding the core holder, and may be shrunk by removing the separator.
상기 코어가 코어중심방향으로 수축한 후 코어의 단면적은 상기 코어가 수축하기 전 코어의 단면적의 5 내지 90%일 수 있다. 구체적으로, 상기 코어가 코어중심방향으로 수축한 후 코어의 단면적은 상기 코어가 수축하기 전 코어의 단면적의 5 내지 70%, 10 내지 60% 또는 10 내지 50%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The cross-sectional area of the core after the core shrinks in the core center direction may be 5 to 90% of the cross-sectional area of the core before the core shrinks. Specifically, the cross-sectional area of the core after the core shrinks in the core center direction may be 5 to 70%, 10 to 60%, or 10 to 50% of the cross-sectional area of the core before the core shrinks, but is not limited thereto. .
상기 코어의 단면적은 코어의 길이방향에 직교하는 단면적을 의미한다.The cross sectional area of the core means a cross sectional area orthogonal to the longitudinal direction of the core.
예를 들어, 도 3을 참조하여 설명하면, 코어 수축 전 단면적은 직경을 a1으로 하는 원의 면적을 의미하고, 코어 수축 후 단면적은 직경을 a2로 하는 원의 면적을 의미한다. a1은 a2보다 크다.For example, referring to FIG. 3, the cross-sectional area before core shrinkage means the area of a circle whose diameter is a1, and the cross-sectional area after core shrinkage means the area of a circle whose diameter is a2. a1 is greater than a2.
상기 코어의 단면적은 상기 용기 내부 단면적의 1 내지 40%이다. 구체적으로, 상기 코어의 단면적은 상기 용기 내부 단면적의 5 내지 35%, 5 내지 30% 또는 10 내지 25%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The cross sectional area of the core is 1 to 40% of the internal cross sectional area of the vessel. Specifically, the cross-sectional area of the core may be 5 to 35%, 5 to 30% or 10 to 25% of the internal cross-sectional area of the container, but is not limited thereto.
상기 코어는 코어중심의 반대방향으로 확장 또한 가능하다. 즉, 상기 코어는 수축 또는 확장 모두 가능하여 장치의 재사용이 가능하므로 경제적이다.The core is also expandable in the opposite direction of the core center. In other words, the core is both economical as it can be retracted or expanded to allow reuse of the device.
상기 용기는 코어중심의 반대방향으로 확장이 가능하다.The vessel is expandable in the opposite direction of the core center.
구체적으로, 상기 용기는 용기 고정벽(103a, 103b) 및 복수개의 조각들(104a, 104b)로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 복수개의 조각들(104a)이 맞닿아 있다가 이웃하는 복수개의 조각(104b)들이 서로 이격되면서 용기가 확장될 수 있다(도 4 참조).Specifically, the container may be made of a
또한, 상기 용기는 복수개의 조각들로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 복수개의 조각들이 서로 중첩되어 있다가 서로 맞닿게 되면서 용기가 확장될 수 있다(도 5 참조).In addition, the container may consist of a plurality of pieces. At this time, the plurality of pieces overlap each other and the container can be expanded while being in contact with each other (see Figure 5).
다른 예로서, 상기 용기의 벽면은 권취롤의 형태일 수 있으며, 권취된 재료 사이의 간격이 조절됨에 따라 확장 또는 수축될 수 있다.As another example, the wall surface of the container may be in the form of a winding roll and may expand or contract as the gap between the wound materials is adjusted.
또 다른 예로서, 상기 용기는 용기 고정벽 및 분리벽을 포함하고, 상기 분리벽을 제거함으로써 용기 내부가 확장될 수 있다.As another example, the container may include a container fixing wall and a separating wall, and the inside of the container may be expanded by removing the separating wall.
상기 용기가 확장된 후 용기 내부의 단면적이 상기 용기가 확장되기 전 용기의 단면적의 105 내지 150%일 수 있다. 구체적으로, 상기 용기가 확장된 후 용기 내부의 단면적이 상기 용기가 확장되기 전 용기의 단면적의 105 내지 145%, 110 내지 140% 또는 110 내지 130%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The cross sectional area inside the vessel after the vessel is expanded may be 105 to 150% of the cross sectional area of the vessel before the vessel is expanded. Specifically, the cross-sectional area inside the container after the container is expanded may be 105 to 145%, 110 to 140% or 110 to 130% of the cross-sectional area of the container, but is not limited thereto.
상기 용기 내부의 단면적은 용기 하부 내둘레의 면적을 의미한다.The cross-sectional area inside the vessel refers to the area of the inner circumference of the bottom of the vessel.
예를 들어, 도 4을 참조하여 설명하면, 용기 확장 전 용기 내부의 단면적은 직경을 b1으로 하는 원의 면적(105a)을 의미하고, 용기 확장 후 용기 내부의 단면적은 직경을 b2로 하는 원의 면적(105b)을 의미한다. b2는 b1보다 크다.For example, referring to FIG. 4, the cross-sectional area inside the container before the expansion of the container means the
상기 용기는 코어중심방향으로 수축 또한 가능하다. 즉, 상기 용기는 수축 또는 확장 모두 가능하여 장치의 재사용이 가능하므로 경제적이다.The container is also capable of shrinking in the core center direction. In other words, the container is economical because it can be retracted or expanded and the device can be reused.
상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘다는 회전이 가능하다. The vessel, the core or both are rotatable.
상기 코어는 상기 코어의 길이방향 중심축을 중심으로 회전할 수 있다. 또한, 상기 용기는 용기의 중심축을 중심으로 회전할 수 있다.The core may rotate about a longitudinal central axis of the core. In addition, the container may rotate about the central axis of the container.
상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다가 수축 또는 확장하면서 동시에 상기 코어는 상기 코어의 길이방향 중심축을 중심으로 회전할 수 있다. 또한, 상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다가 수축 또는 확장하면서 동시에 상기 용기는 용기의 중심축을 중심으로 회전할 수 있다.The core can rotate about the longitudinal central axis of the core while the vessel, the core or both contract or expand. In addition, the container, the core or both can shrink or expand while at the same time the container can rotate about the central axis of the container.
상기 에어로겔 복합체 제조장치는 상기 용기 내부에 구비된 기재 고정장치를 더 포함할 수 있다. 이 때, 기재 고정장치는 섬유성 기재의 일단을 고정시키는 역할을 한다.The airgel composite manufacturing apparatus may further include a substrate fixing device provided inside the container. At this time, the substrate fixing device serves to fix one end of the fibrous substrate.
다른 실시예에 따른 에어로겔 복합체 제조 장치는, 용기; 상기 용기 내부에 구비된 코어 고정장치; 상기 용기 내부에 구비된 기재 고정장치; 및 상기 코어 고정장치와 결합 가능한 코어;를 포함한다. 이 때, 상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다가 회전 가능하다Airgel composite manufacturing apparatus according to another embodiment, the container; A core fixing device provided in the container; A substrate fixing device provided in the container; And a core coupled to the core fixing device. At this time, the container, the core or both are rotatable.
상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다가 회전 가능한 에어로겔 복합체 제조 장치의 경우, 기재 고정장치를 포함한다.In the case of the aerogel composite production device wherein the container, the core or both are rotatable, includes a substrate holder.
상기 기재 고정장치는 용기 내부에 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 기재 고정장치는 용기 내부 벽면에 구비될 수 있다. 이는 섬유성 기재의 일단을 고정시키는 역할을 한다.The substrate fixing device may be provided inside the container. Specifically, the substrate fixing device may be provided on the inner wall of the container. This serves to fix one end of the fibrous substrate.
상기 에어로겔 복합체 제조장치는 상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다가 수축 또는 확장 가능하다. 구체적으로, 상기 코어는 코어중심방향으로 수축이 가능하고, 재사용을 위하여 확장 또한 가능하다. 또한, 상기 용기는 코어중심의 반대방향으로 확장이 가능하고, 재사용을 위하여 수축 또한 가능하다.The airgel composite manufacturing apparatus is the container, the core or both are shrinkable or expandable. Specifically, the core can be contracted in the core center direction and can be expanded for reuse. In addition, the container is expandable in the opposite direction of the core center, and also retractable for reuse.
상기 용기, 상기 코어 고정장치, 상기 코어 등에 대한 설명은 상술한 설명을 참조한다. For the description of the container, the core fixing device, the core and the like, refer to the above description.
에어로겔 복합체 제조 장치는 재사용이 가능하며 불필요한 공정을 거치지 않으므로 에어로겔 복합체 제조 공정이 보다 경제적이다.The airgel composite manufacturing apparatus is reusable and does not go through unnecessary processes, so the airgel composite manufacturing process is more economical.
< < 에어로겔Airgel 복합체의 제조방법> Manufacturing Method of Composite>
일 실시예에 따른 에어로겔 복합체의 제조방법은, (a1) 섬유성 기재를 코어에 권취하는 단계; (b1) 상기 섬유성 기재가 권취된 코어를 용기 안에 위치시키고 코어 고정장치와 결합시키는 단계; (c1) 졸을 상기 용기에 주입하고 상기 섬유성 기재에 함침시키는 단계; (d1) 상기 용기를 밀폐하고 감압하여 탈포하고 상기 졸을 겔화시키는 단계; (e1) 상기 코어를 코어중심방향으로 수축시키거나, 상기 용기를 코어중심의 반대방향으로 확장시키는 단계; 및 (f1) 표면 처리 용액을 상기 용기에 주입한 후 건조시키는 단계;를 포함한다.According to one or more embodiments, a method of manufacturing an airgel composite includes (a1) winding a fibrous substrate on a core; (b1) placing the fibrous substrate wound core in a container and engaging a core fixture; (c1) injecting a sol into the container and impregnating the fibrous substrate; (d1) sealing the vessel, defoaming under reduced pressure and gelling the sol; (e1) contracting the core in the core center direction or expanding the container in the opposite direction of the core center; And (f1) injecting a surface treatment solution into the container and then drying it.
도 1 및 도 2를 참조하여 일 실시예에 따른 에어로겔 복합체의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIGS. 1 and 2, a method of manufacturing an airgel composite according to an embodiment is as follows.
일 실시예에 따른 에어로겔 복합체의 제조방법은 상술한 '에어로겔 복합체 제조 장치'를 사용한다. 따라서, 에어로겔 복합체 제조 장치, 즉, 용기, 코어 고정장치 및 코어 등에 관련된 내용은 상술한 <에어로겔 복합체 제조 장치>에 기재된 내용을 참조한다.Airgel composite manufacturing method according to an embodiment uses the above-described 'airgel composite manufacturing apparatus'. Therefore, the contents related to the airgel composite production apparatus, that is, the container, the core fixing device, the core, and the like, refer to the contents described in the above <airgel composite production apparatus>.
먼저, 섬유성 기재를 코어에 권취한다((a1) 단계).First, a fibrous substrate is wound around a core ((a1) step).
상기 섬유성 기재는 긴 매트 형태일 수 있다. 예를 들어, 상기 섬유성 기재는 직포 매트 또는 부직포 매트일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The fibrous substrate may be in the form of an elongate mat. For example, the fibrous substrate may be a woven mat or a nonwoven mat, but is not limited thereto.
또한, 상기 섬유성 기재는 무기섬유 및 유기섬유 중 어느 하나만을 포함하거나 이들을 모두 포함할 수 있다.In addition, the fibrous substrate may include only one or both of inorganic fibers and organic fibers.
상기 무기섬유는 유리 섬유(glass fibers), 글라스 울(glass wool), 암면(rock wool), 세라믹 울(ceramic wool), 및 보론 섬유(boron fibers)로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The inorganic fiber may be at least one selected from the group consisting of glass fibers, glass wool, rock wool, ceramic wool, and boron fibers, but It is not limited.
상기 유기섬유는 나일론, 아라미드 섬유, 카본 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리우레탄 섬유, 아크릴 섬유, 폴리염화비닐아세테이트 섬유, 레이온 섬유(rayon fibers), 재생 섬유(regenerated fibers), 및 폐 섬유(waste fibers)로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 그 외 특수 섬유 또는 생활에 쓰이는 면(cotton) 또는 아마(linen) 등의 일반 섬유도 가능하다.The organic fiber may be nylon, aramid fiber, carbon fiber, polypropylene fiber, polyethylene fiber, polyester fiber, polyurethane fiber, acrylic fiber, polyvinyl chloride acetate fiber, rayon fibers, rayon fibers, regenerated fibers, And waste fibers (waste fibers) may be one or more selected from the group consisting of, but is not limited thereto, and other special fibers or general fibers such as cotton (cotton) or linn (linen) used in life is also possible.
상기 섬유의 직경은 0.01 내지 200 ㎛, 구체적으로는 0.01 내지 100 ㎛, 0.05 내지 50 ㎛ 또는 0.1 내지 20 ㎛일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 섬유의 길이는 0.1 내지 500 mm, 구체적으로는 0.1 내지 100 mm, 0.2 내지 200 mm 또는 0.5 내지 50 mm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The diameter of the fiber may be 0.01 to 200 μm, specifically 0.01 to 100 μm, 0.05 to 50 μm, or 0.1 to 20 μm, but is not limited thereto. In addition, the length of the fiber may be 0.1 to 500 mm, specifically 0.1 to 100 mm, 0.2 to 200 mm or 0.5 to 50 mm, but is not limited thereto.
상기 섬유성 기재를 코어에 1 겹 내지 100 겹으로 권취할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 섬유성 기재를 코어에 2 겹 내지 50 겹으로 권취할 수 있다. 섬유성 기재의 두께 및 용기의 크기에 따라 적절히 권취하는 것이 바람직하다.The fibrous substrate may be wound in a core of 1 ply to 100 ply, but is not limited thereto. Specifically, the fibrous substrate may be wound in two to fifty layers on the core. It is preferable to wind suitably according to the thickness of a fibrous base material, and the size of a container.
다음으로, 상기 섬유성 기재가 권취된 코어를 용기 안에 위치시키고 코어 고정장치와 결합시킨다((b1) 단계).Next, the core in which the fibrous substrate is wound is placed in the container and combined with the core fixing device (step (b1)).
상기 코어 고정장치(2)를 상기 용기 내 하부에 배치시키고, 상기 코어 고정장치를 통해 상기 섬유성 기재가 권취된 코어(3, 4)를 수직으로 고정시킨다.The
별도의 습윤화 전처리 없이 바로 섬유성 기재가 권취된 코어를 사용한다는 점에서 경제적이다.It is economical in that it uses a core wound directly on the fibrous substrate without a separate wetting pretreatment.
이어서, 졸을 상기 용기에 주입하고 상기 섬유성 기재에 함침시킨다((c1) 단계).Subsequently, a sol is injected into the container and impregnated into the fibrous substrate (step (c1)).
상기 졸은 지르코니아, 산화이트륨, 하프니아, 알루미나, 티타니아, 세리아, 실리카, 산화 마그네슘, 산화칼슘, 플루오르화 마그네슘 및 플루오르화 칼슘으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. The sol may be one or more selected from the group consisting of zirconia, yttrium oxide, hafnia, alumina, titania, ceria, silica, magnesium oxide, calcium oxide, magnesium fluoride and calcium fluoride.
구체적으로, 상기 졸은 실리카계 졸일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Specifically, the sol may be a silica-based sol, but is not limited thereto.
또한, 상기 섬유성 기재를 10 분 내지 2 시간 동안 함침시킨다. 구체적으로, 상기 섬유성 기재를 10 분 내지 1 시간 동안 함침시킬 수 있다.The fibrous substrate is also impregnated for 10 minutes to 2 hours. Specifically, the fibrous substrate may be impregnated for 10 minutes to 1 hour.
다음으로, 상기 용기를 밀폐하고 감압하여 탈포하고 상기 졸을 겔화시킨다((d1) 단계).Next, the container is sealed and degassed under reduced pressure and the sol is gelled (d1).
상기 용기를 밀폐하고 용기 내의 압력을 절대압력 기준으로 0.001 내지 300 Torr의 범위, 0.001 내지 100 Torr의 범위, 또는 0.001 내지 10 Torr의 범위로 감소시킬 수 있다.The vessel may be sealed and the pressure in the vessel may be reduced to a range of 0.001 to 300 Torr, 0.001 to 100 Torr, or 0.001 to 10 Torr on an absolute pressure basis.
상기 용기를 밀폐하고 감압함으로써, 상기 섬유재에 졸이 함침될 때 상기 무기섬유 또는 유기섬유의 표면장력에 의해서 발생된 기포를 효과적으로 제거할 수 있다.By sealing the vessel and depressurizing it, it is possible to effectively remove bubbles generated by the surface tension of the inorganic or organic fibers when the sol is impregnated into the fibrous material.
상기 용기를 밀폐하는 것은 감압하기 위한 목적 이외에도, 용기 내 내용물의 건조로 인한 겔 조직의 붕괴를 방지하기 위한 목적도 있다.Sealing the vessel is in addition to the purpose of reducing the pressure, but also to prevent the collapse of the gel tissue due to drying of the contents in the vessel.
또한, 탈포 시간은 10 분 내지 2 시간 동안 탈포시킬 수 있다. 구체적으로, 10 분 내지 1 시간 동안 탈포시킬 수 있다.In addition, the defoaming time can be defoamed for 10 minutes to 2 hours. Specifically, it may be defoamed for 10 minutes to 1 hour.
이어서 섬유성 기재에 함침된 졸이 겔화 및 숙성된다. 구체적으로, 겔화된 졸은 상압 및 40 내지 80℃의 온도에서 2 내지 48 시간 동안 숙성될 수 있다. 구체적으로, 40 내지 60℃의 온도에서 4 내지 24 시간 동안 숙성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The sol impregnated with the fibrous substrate is then gelled and aged. Specifically, the gelled sol can be aged for 2 to 48 hours at atmospheric pressure and at a temperature of 40 to 80 ° C. Specifically, it may be aged for 4 to 24 hours at a temperature of 40 to 60 ℃, but is not limited thereto.
이후, 상기 코어를 코어중심방향으로 수축시키거나, 상기 용기를 코어중심의 반대방향으로 확장시킨다((e1) 단계).Thereafter, the core is contracted in the core center direction, or the container is expanded in the direction opposite to the core center (step (e1)).
상기 코어는 상기 에어로겔 복합체 제조 장치에서 설명한 바와 같이 코어중심방향으로 수축시킬 수 있다.The core may be shrunk in the core center direction as described in the airgel composite manufacturing apparatus.
이때, 상기 코어를 수축시킨 후 코어의 단면적이 상기 코어를 수축시키기 전 코어의 단면적의 5 내지 90%일 수 있다. 구체적으로, 상기 코어를 수축시킨 후 코어의 단면적이 상기 코어를 수축시키기 전 코어의 단면적의 5 내지 70%, 10 내지 60% 또는 10 내지 50%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In this case, the cross-sectional area of the core after shrinking the core may be 5 to 90% of the cross-sectional area of the core before shrinking the core. Specifically, the cross-sectional area of the core after shrinking the core may be 5 to 70%, 10 to 60%, or 10 to 50% of the cross-sectional area of the core before shrinking the core, but is not limited thereto.
상기 코어의 단면적은 코어의 길이방향에 직교하는 단면적을 의미한다.The cross sectional area of the core means a cross sectional area orthogonal to the longitudinal direction of the core.
또는, 상기 용기는 상기 에어로겔 복합체 제조 장치에서 설명한 바와 같이 코어중심의 반대방향으로 확장시킬 수 있다.Alternatively, the container may extend in the opposite direction of the core center as described in the airgel composite manufacturing apparatus.
이때, 상기 용기를 확장시킨 후 용기 내부의 단면적이 상기 용기가 확장되기 전 용기의 단면적의 105 내지 150%일 수 있다. 구체적으로, 상기 용기를 확장시킨 후 용기 내부의 단면적이 상기 용기가 확장되기 전 용기의 단면적의 105 내지 145%, 110 내지 140% 또는 110 내지 130%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In this case, the cross-sectional area inside the container after expanding the container may be 105 to 150% of the cross-sectional area of the container before the container is expanded. Specifically, the cross-sectional area inside the container after expanding the container may be 105 to 145%, 110 to 140% or 110 to 130% of the cross-sectional area of the container, but is not limited thereto.
상기 코어를 수축시키면서 동시에, 상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다를 회전시킬 수 있다. 이 때 상기 용기, 상기 코어 또는 용기의 회전 방향은 상기 (a1) 단계에서의 권취 방향과 동일하다. 이 경우, 권취된 롤을 분리시키는 것이 더 효율적이다.At the same time, while retracting the core, the container, the core or both can be rotated. At this time, the rotation direction of the container, the core or the container is the same as the winding direction in the step (a1). In this case, it is more efficient to separate the rolled up roll.
또는, 상기 용기를 확장시키면서 동시에, 상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다를 회전시킬 수 있다. 이 때, 상기 용기, 상기 코어 또는 용기의 회전 방향은 상기 (a1) 단계에서의 권취 방향과 동일하다. 이 경우, 권취된 롤을 분리시키는 것이 더 효율적이다.Alternatively, the vessel, the core or both may be rotated at the same time as the vessel is expanded. At this time, the rotation direction of the container, the core or the container is the same as the winding direction in the step (a1). In this case, it is more efficient to separate the rolled up roll.
상기 코어를 코어중심방향으로 수축시키거나, 상기 용기를 코어중심의 반대방향으로 확장시킴에 따라, 코어에 권취된 섬유성 기재가 존재하는 공간의 부피가 커지고, 이로써 섬유성 기재가 추가적으로 감기면서 섬유성 기재 사이의 층간 간격이 벌어지게 된다. 층간 간격이 늘어남에 따라 용제 세척 및 표면 처리가 효율적으로 가능하고, 겔 내부의 공극에 채워져 있는 물질이 다른 용매로 효과적으로 치환될 수 있게 한다. By shrinking the core in the core direction or expanding the container in the opposite direction of the core center, the volume of the space in which the fibrous substrate wound around the core is present increases, thereby additionally winding the fibrous substrate as the fiber is further wound. The interlayer spacing between the substrates is widened. Increasing the interlayer spacing allows efficient solvent cleaning and surface treatment, and allows the material filled in the pores inside the gel to be effectively replaced by other solvents.
다음으로, 표면 처리 용액을 상기 용기에 주입한 후 건조시킨다((f1) 단계).Next, the surface treatment solution is injected into the container and dried (step (f1)).
상기 표면 처리 용액은 증류수; 이소프로필알콜과 같은 C1-C8 알콜류; 아세톤과 같은 케톤류; 헥산과 같은 C1-C12 알칸류; 톨루엔, 자일렌 등과 같은 방향족 용매; 트리메틸클로로실란(TMCS), 헥사메틸디실라잔(HMDS), 디메틸클로로실란(DMCS), 메틸트리클로로실란(MTCS) 등의 실란계 화합물; 등으로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상이다.The surface treatment solution is distilled water; C 1 -C 8 alcohols such as isopropyl alcohol; Ketones such as acetone; C 1 -C 12 alkanes such as hexane; Aromatic solvents such as toluene, xylene and the like; Silane compounds such as trimethylchlorosilane (TMCS), hexamethyldisilazane (HMDS), dimethylchlorosilane (DMCS) and methyltrichlorosilane (MTCS); It is 1 or more types chosen from the group which consists of these.
구체적으로, 상기 표면 처리 용액은 증류수, 아세톤, 이소프로필알콜, 헥산, TMCS 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Specifically, the surface treatment solution may be distilled water, acetone, isopropyl alcohol, hexane, TMCS and the like, but is not limited thereto.
상기 표면 처리 용액을 이용하여 섬유성 기재를 20 내지 80℃에서 1 내지 50회 세척할 수 있다. The fibrous substrate may be washed 1 to 50 times at 20 to 80 ° C using the surface treatment solution.
상기 건조 단계는 상압 건조 또는 초임계 건조일 수 있다. The drying step may be atmospheric pressure drying or supercritical drying.
상기 상압 건조는 5 내지 350℃ 에서 60 분 내지 600 분; 또는 20 내지 250℃ 에서 60 분 내지 240 분의 조건에서 수행될 수 있다.The atmospheric drying is 60 to 600 minutes at 5 to 350 ℃; Or from 60 to 240 minutes at 20 to 250 ° C.
또한, 상기 초임계 건조는 특별히 한정되지는 않으나 약 100 내지 200 기압의 조건에서 수행될 수 있다.In addition, the supercritical drying is not particularly limited, but may be performed under conditions of about 100 to 200 atmospheres.
다른 실시예에 따른 에어로겔 복합체의 제조방법은, (a2) 섬유성 기재를 코어에 권취하는 단계; (b2-1) 상기 섬유성 기재가 권취된 코어를 용기 안에 위치시키고 코어 고정장치와 결합시키는 단계; (b2-2) 상기 권취된 섬유성 기재의 일 단부를 용기 내부에 구비된 기재 고정장치와 결합시키는 단계; (c2) 졸을 상기 용기에 주입하고 상기 섬유성 기재에 함침시키는 단계; (d2) 상기 용기를 밀폐하고 감압하여 탈포하고 상기 졸을 겔화시키는 단계; (e2) 상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다를 회전시키는 단계; 및 (f2) 표면 처리 용액을 상기 용기에 주입한 후 건조시키는 단계;를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, a method of manufacturing an airgel composite includes (a2) winding a fibrous substrate on a core; (b2-1) placing the fibrous substrate wound core in a container and engaging the core retainer; (b2-2) combining one end of the wound fibrous substrate with a substrate fixing device provided in the container; (c2) injecting a sol into the container and impregnating the fibrous substrate; (d2) sealing the vessel, defoaming under reduced pressure and gelling the sol; (e2) rotating the vessel, the core or both; And (f2) injecting a surface treatment solution into the container and then drying it.
여기서, (a2) 단계, (b2-1) 단계, (c2) 단계, (d2) 단계 및 (f1) 단계에 대한 설명은 각각 상술한 (a1) 단계, (b1) 단계, (c1) 단계, (d1) 단계 및 (f2) 단계에 대한 설명을 참조한다.Here, the descriptions of the steps (a2), (b2-1), (c2), (d2) and (f1) are described in the steps (a1), (b1), (c1), Reference is made to the description of steps (d1) and (f2).
상기 (b2-1) 단계 이후에, 상기 권취된 섬유성 기재의 일 단부를 용기 내부에 구비된 기재 고정장치와 결합시킨다((b2-2) 단계).After the step (b2-1), one end of the wound fibrous substrate is combined with the substrate fixing device provided in the container (step (b2-2)).
구체적으로, 상기 권취된 섬유성 기재의 일 단부를 용기 내부 벽면에 구비된 기재 고정장치와 결합시킴으로써, 이후에 상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다를 회전시킬 때 효과적으로 섬유성 기재의 층간 간격을 넓힐 수 있다.Specifically, by combining one end of the wound fibrous substrate with a substrate holder provided on the inner wall of the container, it is possible to effectively widen the interlayer spacing of the fibrous substrate when rotating the container, the core or both. have.
또한, 상기 (d2) 단계 이후에, 상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다를 회전시킨다((e2) 단계).Also, after the step (d2), the container, the core or both are rotated (step (e2)).
이 때, 상기 용기, 상기 코어 또는 용기의 회전 방향은 상기 (a2) 단계에서의 권취 방향과 동일하다. 이 경우, 권취된 롤을 분리시키는 것이 더 효율적이다.At this time, the rotation direction of the container, the core or the container is the same as the winding direction in the step (a2). In this case, it is more efficient to separate the rolled up roll.
또한, 상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다를 회전시키면서 동시에, 상기 코어를 코어중심방향으로 수축시키거나 상기 용기를 코어중심의 반대방향으로 확장시킬 수 있다. It is also possible to retract the core in the direction of the core center or to expand the container in the opposite direction of the core center while simultaneously rotating the vessel, the core or both.
상기 코어를 코어중심방향으로 수축시키거나 상기 용기를 코어중심의 반대방향으로 확장시키는 것에 대한 설명은 상기 (e1) 단계에서 설명한 것을 참조한다.For the description of shrinking the core in the core center direction or expanding the container in the opposite direction of the core center, refer to that described in step (e1).
상술한 제조방법에 따르면, 별도의 습윤화 공정이나 분리막 이용 없이도 우수한 열전도도를 갖고 기공의 분포가 균일한 에어로겔 복합체를 제조할 수 있다. According to the above-described manufacturing method, an airgel composite having excellent thermal conductivity and uniform pore distribution can be produced without using a separate wetting process or a separation membrane.
또한, 모든 공정이 에어로겔 복합체 제조 장치의 용기 내에서 이루어지므로 생산성이 높고 단순하면서도 경제적으로 에어로겔 복합체를 제조할 수 있다.In addition, since all the processes are made in the container of the airgel composite production apparatus, it is possible to produce the airgel composite with high productivity and simple yet economical.
< < 에어로겔Airgel 복합체> Complex>
일 실시예에 따른 에어로겔 복합체는 상술한 '에어로겔 복합체의 제조방법'에 의해 제조된다. 또한, 일 실시예에 따른 에어로겔 복합체는 상술한 '에어로겔 복합체 제조 장치'를 사용하여 상술한 '에어로겔 복합체의 제조방법'에 의해 제조될 수 있다. The airgel composite according to one embodiment is prepared by the above-described 'method of preparing the airgel composite'. In addition, the airgel composite according to one embodiment may be prepared by the above-described 'method of preparing an airgel composite' using the 'aerogel composite manufacturing apparatus'.
따라서, 에어로겔 복합체 제조 장치 및 에어로겔 복합체의 제조방법에 관련된 내용은 상술한 내용을 참조한다.Therefore, the contents related to the airgel composite production apparatus and the airgel composite manufacturing method refer to the above contents.
상기 에어로겔 복합체의 열전도도는 1000 mW/mK 이하, 500 mW/mK 이하, 250 mW/mK 이하, 100 mW/mK 이하, 구체적으로는 1 내지 50 mW/mK, 5 내지 30 mW/mK, 10 내지 25 mW/mK일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The thermal conductivity of the airgel composite is 1000 mW / mK or less, 500 mW / mK or less, 250 mW / mK or less, 100 mW / mK or less, specifically 1 to 50 mW / mK, 5 to 30 mW / mK, 10 to It may be 25 mW / mK, but is not limited thereto.
상기 에어로겔 복합체 표면 접촉각을 측정하면, 95 내지 170°, 100 내지 160°, 110 내지 165°, 110 내지 150°, 110 내지 130° 또는 110 내지 120°일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. When the surface contact angle of the airgel composite is measured, it may be 95 to 170 °, 100 to 160 °, 110 to 165 °, 110 to 150 °, 110 to 130 ° or 110 to 120 °, but is not limited thereto.
상기 에어로젤 복합체의 밀도는 0.02 내지 0.5 g/cm3 또는 0.03 내지 0.3 g/cm3다. 구체적으로, 상기 에어로젤 복합체의 밀도는 0.05 내지 0.2 g/cm3, 더욱 구체적으로는 0.1 내지 0.15 g/cm3일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The airgel composite has a density of 0.02 to 0.5 g / cm 3 or 0.03 to 0.3 g / cm 3 . Specifically, the density of the airgel composite may be 0.05 to 0.2 g / cm 3 , more specifically 0.1 to 0.15 g / cm 3 , but is not limited thereto.
상기 에어로젤 복합체의 기공률은 50 내지 99%이다. 구체적으로, 상기 에어로젤 복합체의 기공률은 70 내지 99%, 80 내지 99%, 더욱 구체적으로는 90 내지 99%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The porosity of the airgel composite is 50 to 99%. Specifically, the porosity of the airgel composite may be 70 to 99%, 80 to 99%, more specifically 90 to 99%, but is not limited thereto.
상기 에어로젤 복합체의 내부 표면적은 100 내지 3,000 cm2/g이다. 구체적으로, 상기 에어로젤 복합체의 내부 표면적은 200 내지 2,500 cm2/g 또는 200 내지 1,500 cm2/g, 더욱 구체적으로는 300 내지 1,000 cm2/g일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The inner surface area of the airgel composite is 100 to 3,000 cm 2 / g. Specifically, the inner surface area of the airgel composite may be 200 to 2500 cm 2 / g or 200 to 1500 cm 2 / g, more specifically 300 to 1,000 cm 2 / g, but is not limited thereto.
[[ 실시예Example ]]
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
실시예Example 1 One
부직포(섬유성 기재)를 코어에 권취하고, 4 겹으로 권취된 롤을 에어로겔 복합체 제조 장치의 용기에 삽입하였다. 에어로겔 복합체 제조 장치 용기 내 하부 중앙에 배치된 코어 고정장치에 권취된 롤을 결합시켰다. 이어서, 실리카계 졸을 상기 용기 내에 주입하고 상기 섬유성 기재에 약 0.5 시간 동안 함침시켰다. 상기 용기를 밀폐하고 감압하여 10 Torr까지 낮춘 후 약 0.5 시간 동안 탈포하고 겔화시켰다. 이 후, 상기 코어를 코어의 중심방향으로 수축시켰다. 이 때 수축된 코어의 단면적은 코어의 수축 전 단면적의 약 50 % 이었다. 이어서, 섬유성 기재 무게의 1.5 내지 2 배 분량의 증류수로 70℃에서 5 내지 25 회 세척한 후, 섬유성 기재 무게의 1.5 내지 2 배 분량의 아세톤으로 70℃에서 3 시간 교반하면서 3 회 세척하였다. 이후, 섬유성 기재 무게의 1.5 내지 2 배 분량의 IPA로 70℃에서 3 시간 교반하면서 2 회 세척한 후, 섬유성 기재 무게의 1.5 내지 2 배 분량의 헥산으로 70℃에서 3 시간 교반하면서 1회 세척하였다. 이어서, 섬유성 기재 무게의 1.5 내지 2 배 분량의 헥산:TMCS를 3:1로 혼합한 용액을 사용하여 50℃에서 3 시간 교반하고, 12 시간 경과 후 70℃에서 4 시간 교반시켰다. 이후, 상온으로 냉각하여 섬유성 기재 무게의 1.5 내지 2 배 분량의 헥산으로 간단히 세척후, 건조시켰다. 구체적으로, 50℃에서 1 시간 건조후, 110℃에서 3 시간 건조시켰다.A nonwoven fabric (fibrous substrate) was wound around the core, and a roll wound in four layers was inserted into a container of an airgel composite production apparatus. The rolled roll was bonded to a core fixture disposed at the bottom center in the airgel composite production vessel. A silica based sol was then injected into the vessel and the fibrous substrate was impregnated for about 0.5 hours. The vessel was sealed and reduced in pressure to 10 Torr, then defoamed and gelated for about 0.5 hours. Thereafter, the core was contracted toward the center of the core. At this time, the cross-sectional area of the shrinked core was about 50% of the cross-sectional area before shrinking of the core. Subsequently, it was washed 5 to 25 times at 70 ° C. with distilled water 1.5 to 2 times the weight of the fibrous substrate, followed by 3 times stirring at 70 ° C. for 3 hours at 1.5 to 2 times the amount of acetone of the weight of the fibrous substrate. . After washing twice with stirring at 70 ° C. for 3 hours with 1.5 to 2 times the IPA weight of the fibrous substrate weight, and then stirring at 70 ° C. for 3 hours with 1.5 to 2 times the hexane weight of the fibrous substrate weight. Washed. Subsequently, the solution which mixed 1.5-2 times of hexane: TMCS of the weight of a fibrous base material at 3: 1 was stirred at 50 degreeC for 3 hours, and after 12 hours, it was stirred at 70 degreeC for 4 hours. Thereafter, the mixture was cooled to room temperature, washed briefly with 1.5 to 2 times the weight of hexane of the fibrous substrate, and dried. Specifically, after drying for 1 hour at 50 ℃, it was dried for 3 hours at 110 ℃.
평가예Evaluation example 1 : 표면 사진 1: surface photo
실시예 1에서 졸을 용기 내에 주입하고 상기 섬유성 기재에 함침 시키고 감압하여 탈포하고 겔화시킨 후 섬유성 기재의 표면을 관찰한 결과를 도 6에 나타내었다. 도 6에서 확인할 수 있는 바와 같이, 겔화된 후 섬유성 기재 박리시 용이하게 표면간에 분리가 가능하고, 표면 박리시 표면의 손상이 없음을 확인하였다.In Example 1, a sol was injected into a container, impregnated into the fibrous substrate, degassed under reduced pressure, and gelled, and the result of observing the surface of the fibrous substrate is shown in FIG. 6. As can be seen in Figure 6, after the gelation of the fibrous substrate peeling can be easily separated between the surface, it was confirmed that there is no damage to the surface when peeling the surface.
또한, 겔화 이후 코어를 수축하고 표면 처리하고 건조시킨 섬유성 기재의 표면을 관찰한 결과를 도 7에 나타내었다. 도 7에서 확인할 수 있는 바와 같이, 섬유성 기재의 표면이 손상되지 않았고 파우더가 떨어지는 현상도 없음을 확인하였다.In addition, the result of observing the surface of the fibrous substrate shrinkage, surface treatment and dried after gelation is shown in Figure 7. As can be seen in Figure 7, it was confirmed that the surface of the fibrous substrate is not damaged and there is no phenomenon that the powder falls.
평가예Evaluation example 2 : 내부 사진 2: internal photo
실시예 1에서 제조된 에어로겔 복합체의 4 겹으로 권취된 롤 중 2 겹에 위치한 섬유성 기재의 내부를 관찰한 SEM 사진을 도 8 및 9에 나타내었다. 구체적으로, 도 8은 에어로겔 복합체 내부를 50,000 배율로 관찰한 SEM 사진이고, 도 9은 에어로겔 복합체 내부를 10,000 배율로 관찰한 SEM 사진이다. 도 8 및 9에서 확인할 수 있는 바와 같이, 에어로겔의 네트워크 및 기공이 안정적으로 형성된 것을 확인하였다.SEM photographs of the insides of the fibrous substrates positioned on two layers of the four-ply rolls of the airgel composite prepared in Example 1 are shown in FIGS. 8 and 9. Specifically, FIG. 8 is a SEM photograph of the inside of the airgel composite at 50,000 magnification, and FIG. 9 is a SEM photograph of the inside of the airgel composite at 10,000 magnification. As can be seen in Figures 8 and 9, it was confirmed that the network and pores of the airgel was formed stably.
평가예Evaluation example 3 : 표면 소수화 확인 3: confirm surface hydrophobicity
실시예 1에서 제조된 에어로겔 복합체의 표면 소수화 여부를 확인한 결과를 도 10 및 도 11에 나타내었다. 구체적으로, 실시예 1에서 제조된 에어로겔 복합체의 4 겹으로 권취된 롤 중 2 겹에 위치한 섬유성 기재의 표면의 일부를 Phoenix 300 (SEO, 한국) 측정기를 이용하여 표면 접촉각을 측정하였다. 그 결과, 도 10 및 도 11에서 확인할 수 있는 바와 같이, 표면 접촉각이 157.35°(도 10), 157.89°(도 11)임을 확인하였다. 이는 제조된 에어로겔의 네트워크 및 기공이 안정적으로 형성되어 표면이 소수화 되었음을 나타내는 결과이다.Results of confirming the surface hydrophobization of the airgel composite prepared in Example 1 are shown in FIGS. 10 and 11. Specifically, the surface contact angle of the part of the surface of the fibrous substrate located on two ply of the four-ply roll of the airgel composite prepared in Example 1 was measured using a Phoenix 300 (SEO, Korea) measuring instrument. As a result, as can be seen in Figures 10 and 11, it was confirmed that the surface contact angle is 157.35 ° (Fig. 10), 157.89 ° (Fig. 11). This is a result indicating that the network and pores of the prepared airgel is formed stably to hydrophobize the surface.
평가예Evaluation example 4 : 열전도도 4: thermal conductivity
실시예 1에서 제조된 에어로겔 복합체의 열전도도를 Laser comp corp.(미국)사의 Fox200으로 ASTM C 518, ISO 8301, JIS A 1412, KS L 9106에 근거하여 측정하였다. 이 때 측정된 열전도도는 약 20 mW/mK 였다.The thermal conductivity of the airgel composite prepared in Example 1 was measured by Fox200 of Laser comp corp. (USA) based on ASTM C 518, ISO 8301, JIS A 1412, KS L 9106. The thermal conductivity measured at this time was about 20 mW / mK.
상기 평가예 1 내지 4의 결과를 통해 실시예에 따른 에어로겔 복합체의 제조방법에 의해 별도의 습윤화 단계 및 분리막 없이도 낮은 열전도도 및 향상된 단열 성능을 갖는 에어로겔 복합체를 용이하게 제조할 수 있음을 확인하였다.It was confirmed through the results of the evaluation examples 1 to 4 that the airgel composite having a low thermal conductivity and an improved thermal insulation performance can be easily produced by the method of preparing the airgel composite according to the embodiment without a separate wetting step and a separator. .
1: 용기
2: 코어 고정장치
3: 코어
4: 섬유성 기재
11: 코어 수축 전/용기 확장 전 에어로겔 복합체 제조 장치
12: 코어 수축 후 에어로겔 복합체 제조 장치
13: 용기 확장 후 에어로겔 복합체 제조 장치
a1: 코어 수축 전 코어의 직경
a2: 코어 수축 후 코어의 직경
b1: 용기 확장 전 용기의 직경
b2: 용기 확장 후 용기의 직경
101a: 코어 수축 전 코어 고정부
102a: 코어 수축 전 이격된 복수개의 조각
101b: 코어 수축 후 코어 고정부
102b: 코어 수축 후 복수개의 조각
103a: 용기 확장 전 용기 고정벽
104a: 용기 확장 전 복수개의 조각
105a: 용기 확장 전 용기 내부의 단면적
103b: 용기 확장 후 용기 고정벽
104b: 용기 확장 후 복수개의 조각
105b: 용기 확장 후 용기 내부의 단면적1: container
2: core fixture
3: core
4: fibrous substrate
11: Airgel composite manufacturing device before core shrinkage and container expansion
12: airgel composite manufacturing apparatus after core shrinkage
13: Airgel composite manufacturing apparatus after container expansion
a1: diameter of core before core shrink
a2: diameter of core after core shrink
b1: diameter of the container before container expansion
b2: diameter of the container after container expansion
101a: core fixing before core shrink
102a: Multiple pieces spaced before core shrinkage
101b: core fixture after core shrinkage
102b: Multiple pieces after core shrink
103a: container holding wall before container expansion
104a: Multiple pieces before container expansion
105a: Cross section inside the vessel before expansion
103b: container holding wall after container expansion
104b: Multiple pieces after container expansion
105b: cross-sectional area inside the vessel after vessel expansion
Claims (25)
상기 용기 내부에 구비된 코어 고정장치; 및
상기 코어 고정장치와 결합 가능한 코어;를 포함하고,
상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다가 수축 또는 확장 가능한, 에어로겔 복합체 제조 장치.
Vessel;
A core fixing device provided in the container; And
Includes a core that can be coupled to the core fixing device,
Apparatus for producing an airgel composite, wherein said container, said core or both are shrinkable or expandable.
상기 코어가 코어중심방향으로 수축 가능한, 에어로겔 복합체 제조 장치.
The method of claim 1,
The core is shrinkable in the core center direction, airgel composite manufacturing apparatus.
상기 용기가 코어중심의 반대방향으로 확장 가능한, 에어로겔 복합체 제조 장치.
The method of claim 1,
Air vessel composite manufacturing apparatus, the container is expandable in the opposite direction of the core center.
상기 용기 내부에 구비된 기재 고정장치;를 더 포함하는, 에어로겔 복합체 제조 장치.
The method of claim 1,
The substrate fixing device provided inside the container; further comprising, airgel composite manufacturing apparatus.
상기 코어가 수축한 후 코어의 단면적이 상기 코어가 수축하기 전 코어의 단면적의 5 내지 90%인, 에어로겔 복합체 제조 장치.
The method of claim 2,
And the cross-sectional area of the core after the core shrinks is 5 to 90% of the cross-sectional area of the core before the core shrinks.
상기 용기가 확장된 후 용기 내부의 단면적이 상기 용기가 확장되기 전 용기의 단면적의 105 내지 150%인, 에어로겔 복합체 제조 장치.
The method of claim 3,
And wherein the cross-sectional area inside the container after the container is expanded is 105 to 150% of the cross-sectional area of the container before the container is expanded.
상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다가 복수개의 조각으로 이루어지며,
상기 복수개의 조각들 중 서로 이웃하는 조각끼리 이격되거나 중첩됨으로써 수축 또는 확장 가능한, 에어로겔 복합체 제조 장치.
The method of claim 1,
The container, the core or both consisting of a plurality of pieces,
Adjacent pieces of the plurality of pieces adjacent to each other spaced apart or overlapping, or expandable, airgel composite manufacturing apparatus.
상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다가 회전 가능한, 에어로겔 복합체 제조 장치.
The method of claim 1,
Apparatus for producing an airgel composite, wherein the vessel, the core or both are rotatable.
상기 용기 내부에 구비된 코어 고정장치;
상기 용기 내부에 구비된 기재 고정장치; 및
상기 코어 고정장치와 결합 가능한 코어;를 포함하고,
상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다가 회전 가능한, 에어로겔 복합체 제조 장치.
Vessel;
A core fixing device provided in the container;
A substrate fixing device provided in the container; And
Includes a core that can be coupled to the core fixing device,
Apparatus for producing an airgel composite, wherein the vessel, the core or both are rotatable.
상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다가 수축 또는 확장 가능한, 에어로겔 복합체 제조 장치.
The method of claim 9,
Apparatus for producing an airgel composite, wherein said container, said core or both are shrinkable or expandable.
상기 코어의 단면적이 상기 용기 내부 단면적의 1 내지 40%인, 에어로겔 복합체 제조 장치.
The method according to claim 1 or 9,
Apparatus for producing an airgel composite, wherein the cross-sectional area of the core is 1 to 40% of the internal cross-sectional area of the container.
상기 코어 고정장치 및 상기 코어는 각각 상기 용기와 분리 가능한, 에어로겔 복합체 제조 장치.
The method according to claim 1 or 9,
The core fixing device and the core are each separated from the container, the airgel composite manufacturing apparatus.
상기 코어가 상기 코어 고정장치를 통해 상기 용기 내 하부에 수직으로 고정된, 에어로겔 복합체 제조 장치.
The method according to claim 1 or 9,
Apparatus for producing an airgel composite, wherein the core is fixed vertically to the bottom in the container through the core fixing device.
(b1) 상기 섬유성 기재가 권취된 코어를 용기 안에 위치시키고 코어 고정장치와 결합시키는 단계;
(c1) 졸을 상기 용기에 주입하고 상기 섬유성 기재에 함침시키는 단계;
(d1) 상기 용기를 밀폐하고 감압하여 탈포하고 상기 졸을 겔화시키는 단계;
(e1) 상기 코어를 코어중심방향으로 수축시키거나, 상기 용기를 코어중심의 반대방향으로 확장시키는 단계; 및
(f1) 표면 처리 용액을 상기 용기에 주입한 후 건조시키는 단계;를 포함하는, 에어로겔 복합체의 제조방법.
(a1) winding the fibrous substrate to the core;
(b1) placing the fibrous substrate wound core in a container and engaging a core fixture;
(c1) injecting a sol into the container and impregnating the fibrous substrate;
(d1) sealing the vessel, defoaming under reduced pressure and gelling the sol;
(e1) contracting the core in the core center direction or expanding the container in the opposite direction of the core center; And
(f1) injecting a surface treatment solution into the container and drying it.
상기 (e1) 단계에서,
상기 코어를 수축시킨 후 코어의 단면적이 상기 코어를 수축시키기 전 코어의 단면적의 40 내지 95 %인, 에어로겔 복합체의 제조방법.
The method of claim 14,
In the step (e1),
And a cross-sectional area of the core after shrinking the core is 40 to 95% of the cross-sectional area of the core before shrinking the core.
상기 (e1) 단계에서,
상기 용기를 확장시킨 후 용기 내부의 단면적이 상기 용기가 확장되기 전 용기의 단면적의 105 내지 150%인, 에어로겔 복합체의 제조방법.
The method of claim 14,
In the step (e1),
And wherein the cross-sectional area inside the vessel after expanding the vessel is 105 to 150% of the cross-sectional area of the vessel before the vessel expands.
상기 (e1) 단계에서,
상기 코어를 수축시키면서 동시에, 상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다를 회전시키는, 에어로겔 복합체의 제조방법.
The method of claim 14,
In the step (e1),
Simultaneously rotating the vessel, the core or both while shrinking the core.
상기 (e1) 단계에서,
상기 용기를 확장시키면서 동시에, 상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다를 회전시키는, 에어로겔 복합체의 제조방법.
The method of claim 14,
In the step (e1),
Simultaneously rotating the vessel, the core or both while expanding the vessel.
상기 코어 또는 용기의 회전 방향은 상기 (a1) 단계에서의 권취 방향과 동일한, 에어로겔 복합체의 제조방법.
The method of claim 17 or 18,
The direction of rotation of the core or the container is the same as the winding direction in the step (a1), a method for producing an airgel composite.
(b2-1) 상기 섬유성 기재가 권취된 코어를 용기 안에 위치시키고 코어 고정장치와 결합시키는 단계;
(b2-2) 상기 권취된 섬유성 기재의 일 단부를 용기 내부에 구비된 기재 고정장치와 결합시키는 단계;
(c2) 졸을 상기 용기에 주입하고 상기 섬유성 기재에 함침시키는 단계;
(d2) 상기 용기를 밀폐하고 감압하여 탈포하고 상기 졸을 겔화시키는 단계;
(e2) 상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다를 회전시키는 단계; 및
(f2) 표면 처리 용액을 상기 용기에 주입한 후 건조시키는 단계;를 포함하는, 에어로겔 복합체의 제조방법.
(a2) winding the fibrous substrate to the core;
(b2-1) placing the fibrous substrate wound core in a container and engaging the core retainer;
(b2-2) combining one end of the wound fibrous substrate with a substrate fixing device provided in the container;
(c2) injecting a sol into the container and impregnating the fibrous substrate;
(d2) sealing the vessel, defoaming under reduced pressure and gelling the sol;
(e2) rotating the vessel, the core or both; And
(f2) injecting a surface treatment solution into the container and drying it.
상기 (e2) 단계에서,
상기 코어 또는 용기의 회전 방향은 상기 (a2) 단계에서의 권취 방향과 동일한, 에어로겔 복합체의 제조방법.
The method of claim 20,
In the step (e2),
The rotation direction of the core or the container is the same as the winding direction in the step (a2), the method of manufacturing an airgel composite.
상기 (e2) 단계에서,
상기 용기, 상기 코어 또는 이들 둘 다를 회전시키면서 동시에, 상기 코어를 코어중심방향으로 수축시키거나 상기 용기를 코어중심의 반대방향으로 확장시키는, 에어로겔 복합체의 제조방법.
The method of claim 20,
In the step (e2),
Simultaneously rotating the vessel, the core or both while shrinking the core in the core direction or extending the vessel in the opposite direction of the core center.
상기 섬유성 기재를 코어에 1 겹 내지 100 겹으로 권취하는, 에어로겔 복합체의 제조방법.
The method of claim 14 or 20,
A method for producing an airgel composite, wherein the fibrous substrate is wound on a core in 1 to 100 layers.
상기 코어 고정장치를 상기 용기 내 하부에 배치시키고, 상기 코어 고정장치를 통해 상기 섬유성 기재가 권취된 코어를 수직으로 고정시키는, 에어로겔 복합체의 제조방법.
The method of claim 14 or 20,
Disposing the core holder under the container and vertically fixing the core on which the fibrous substrate is wound through the core holder.
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN204891832U (en) | 2015-09-02 | 2015-12-23 | 山东山大胶体材料有限责任公司 | Device convenient to flexible aerogel combined material of sol -gel method production |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2813338B1 (en) | 2003-06-24 | 2016-08-17 | Aspen Aerogels Inc. | Methods to produce gel sheets |
US7648682B2 (en) * | 2004-07-08 | 2010-01-19 | Air Products And Chemicals, Inc. | Wick systems for complexed gas technology |
KR101147495B1 (en) * | 2010-05-17 | 2012-05-21 | 주식회사 화인텍 | Manufacturing method for hydrophobic silica aerogel composites |
KR101547204B1 (en) * | 2014-10-20 | 2015-08-25 | 고려대학교 산학협력단 | Apparatus for epoxy impregnation of no-insulation HTS coil, and method thereof |
KR101789371B1 (en) * | 2015-02-13 | 2017-10-23 | 주식회사 엘지화학 | Preparation method of silica aerogel-containing blanket and silica aerogel-containing blanket prepared by using the same |
KR101654795B1 (en) * | 2016-02-05 | 2016-09-06 | 김현철 | Method for Preparing High-insulation Aerogel - Impregnated Mat |
KR101953349B1 (en) * | 2016-02-22 | 2019-02-28 | 주식회사 엘지화학 | Preparation apparatus for aerogel sheet |
KR20170104914A (en) * | 2016-03-08 | 2017-09-18 | 주식회사 엘지화학 | Method for preparing aerogel blanket and aerogel blanket prepared by the same |
CN108129797A (en) * | 2016-04-27 | 2018-06-08 | 宁波高新区夏远科技有限公司 | The preparation method of nanoporous Zeolite modifying makrolon foamed thermal insulating in a kind of vacuum heat-insulating plate composite core material |
-
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-
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN204891832U (en) | 2015-09-02 | 2015-12-23 | 山东山大胶体材料有限责任公司 | Device convenient to flexible aerogel combined material of sol -gel method production |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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