KR102099863B1 - A composition of granular aerogel and aerogel sheet having thereof - Google Patents

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Abstract

A granular aerogel composition according to the present invention comprises hydrophobic granular aerogel together with hydrophilic adhesive powder such that static electricity generation of the hydrophobic granular aerogel is suppressed, thereby enabling uniform dispersion and applying functionalities such as moisture transmission, waterproof properties, and heat insulating properties. Also, a functional aerogel sheet applied with the granular aerogel composition has the abovementioned properties, thereby being widely used for clothes, sheets for shoes, and beddings requiring properties such as moisture transmission, waterproof properties, and heat insulating properties.

Description

과립형 에어로겔 조성물 및 이를 포함하는 기능성 에어로겔 시트{A composition of granular aerogel and aerogel sheet having thereof}A composition of granular aerogel and aerogel sheet having the same

본 발명은 과립형 에어로겔 조성물 및 이를 포함하는 기능성 에어로겔 시트에 관한 것으로, 상세하게는 소수성 에어로겔과 함께 친수성을 가지는 접착제 분말을 함께 포함함으로써 소수성 에어로겔의 균일한 분산을 돕고, 투습, 방수, 단열 등의 기능성을 가질 수 있는 과립형 에어로겔 조성물 및 이를 포함하는 기능성 에어로겔 시트에 관한 것이다.The present invention relates to a granular airgel composition and a functional airgel sheet comprising the same, and in particular, it includes a hydrophobic airgel together with an adhesive powder having hydrophilicity to help uniform dispersion of the hydrophobic airgel, moisture permeability, waterproofing, heat insulation, etc. It relates to a granular airgel composition capable of having a functional and functional airgel sheet comprising the same.

일반적으로 에어로겔(aerogel)은 90 내지 99.9% 정도의 기공율과 1 내지 100 ㎚ 크기의 기공을 갖는 초다공성의 고비표면적(≥500 ㎡/g) 물질로서, 초경량, 초단열, 초저유전의 특성을 갖는다. 이 같은 우수한 특성으로 인해 에어로겔 소재 개발 연구는 물론, 투명단열재 및 환경 친화적 고온형 단열재, 고집적 소자용 극저유전 박막, 촉매 및 촉매 담체, 슈퍼 커패시터용 전극 또는 해수 담수화용 전극 재료로서의 응용 연구도 활발히 진행되고 있다.In general, aerogel (aerogel) is a high specific surface area (≥500 ㎡ / g) material having a porosity of about 90 to 99.9% and a pore size of 1 to 100 ㎚, ultralight, ultra insulating, ultra low dielectric properties . Due to these excellent properties, research on airgel materials, as well as transparent insulation and environmentally friendly high-temperature insulation, ultra-low dielectric thin films for highly integrated devices, catalysts and catalyst carriers, electrodes for supercapacitors or electrode materials for seawater desalination are actively underway. Is becoming.

실리카 에어로겔은 크게 분말상, 과립상, 및 모노리스(monolith)의 세 가지 형태로 구분될 수 있으며, 이중 분말 형태가 가장 일반적이다.Silica aerogels can be largely divided into three types: powder, granular, and monolith, of which the most common powder form.

분말의 경우 섬유와 복합화하여 에어로겔 블랑켓(blanket) 또는 에어로겔 시트(sheet) 등과 같은 형태로의 제품화가 가능하다. 또, 실리카 에어로겔을 이용하여 제조한 블랑켓 또는 시트의 경우 유연성을 가지고 있어 임의의 크기나 형태로 굽히거나, 접거나 자를 수 있다. 이에, 액화천연가스(liquefied natural gas, LNG) 선의 단열패널, 차량용 단열재, 전력생산용 단열재 등과 같은 공업용으로의 응용뿐 아니라, 우주복, 재킷이나 운동화류 등과 같은 생활용품에도 적용이 가능하다. 또한, 화재 예방을 위해 주택에서의 지붕이나 바닥 방화문에도 적용 가능하다.In the case of powder, it is possible to commercialize it in a form such as an airgel blanket or airgel sheet by complexing it with fibers. In addition, in the case of a blanket or sheet manufactured using silica airgel, it has flexibility and can be bent, folded, or cut into any size or shape. Accordingly, it can be applied not only to industrial applications such as insulation panels for liquefied natural gas (LNG) ships, thermal insulation materials for vehicles, thermal insulation materials for electric power generation, but also to household goods such as space suits, jackets, and athletic shoes. In addition, it can be applied to the roof or floor fire doors in houses to prevent fire.

한편, 일반적으로 에어로겔은 물유리 또는 테트라에톡시실란(tetraethoxysilane, TEOS) 등의 실리카 전구체로부터 습윤겔을 제조한 후, 습윤겔 내부의 액체성분을 미세구조 파괴 없이 제거함으로써 제조된다. 이때, 상기 습윤겔은 중공이 물 또는 알코올로 채워져 있다. 이에 따라, 이후 건조 공정을 통해 상기 용매를 제거하게 되면 액상의 용매가 기상으로 기화하면서 기/액 계면에서의 물의 높은 표면장력으로 인하여 기공구조의 수축 및 균열이 발생하게 된다. On the other hand, in general, an airgel is prepared by preparing a wet gel from a silica precursor such as water glass or tetraethoxysilane (TEOS), and then removing the liquid component inside the wet gel without breaking the microstructure. At this time, the wet gel is filled with water or alcohol. Accordingly, when the solvent is removed through a drying process, shrinkage and cracking of the pore structure occurs due to high surface tension of water at the gas / liquid interface while the liquid solvent vaporizes in the gas phase.

그 결과, 최종 제조되는 실리카 에어로겔에서의 비표면적 감소 및 기공구조의 변화가 일어나게 된다. 따라서 상기 습윤겔의 기공구조를 유지하기 위해서는 표면장력이 큰 물 또는 알코올을 상대적으로 표면장력이 낮은 유기용매로 치환할 필요가 있다. 또한, 건조된 실리카 에어로겔은 건조 직후에는 낮은 열전도율을 유지하지만, 실리카 표면에 존재하는 친수성의 실라놀기(Si-OH)가 공기 중의 물을 흡수함으로써 열전도율이 점차 높아지는 단점이 있다. 따라서 낮은 열전도율을 유지하기 위해서는 실리카 에어로겔 표면을 소수성으로 개질한 실리카 에어로겔이 널리 사용되고 있다.As a result, a decrease in specific surface area and a change in pore structure occur in the final silica airgel produced. Therefore, in order to maintain the pore structure of the wet gel, it is necessary to replace water or alcohol having a high surface tension with an organic solvent having a relatively low surface tension. In addition, the dried silica airgel maintains a low thermal conductivity immediately after drying, but has a disadvantage in that the thermal conductivity gradually increases as the hydrophilic silanol group (Si-OH) present on the silica surface absorbs water in the air. Therefore, in order to maintain a low thermal conductivity, a silica airgel having a hydrophobically modified silica airgel surface is widely used.

그러나 이러한 소수성 실리카 에어로겔의 경우, 구조상 강도가 약하고, 절연성이 높기 때문에, 대전하기 쉬운 성질을 갖는다. 예를 들면, 실리카 에어로겔을, 100㎛ 이하의 입경 크기로 미세화 하였을 때, 밀도가 매우 작은 에어로겔의 특성 상 입자들 간의 마찰이 빈번히 발생함에 정전기에 의해 핸들링하기 어렵다고 하는 문제가 있었다. 또, 실리카 에어로겔은, 분말 떨어짐이 많아 대전한 분말은 주위로 전사해 버린다고 하는 문제도 있었다.However, in the case of such a hydrophobic silica airgel, since the structural strength is weak and the insulation is high, it has a property of being easily charged. For example, when the silica airgel is refined to a particle size of 100 µm or less, there is a problem that it is difficult to handle by static electricity due to frequent friction between particles due to characteristics of a very small airgel. In addition, there is a problem that the silica airgel has a large amount of powder dropping and the charged powder is transferred to the surroundings.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 처음으로 되돌아가 규산알칼리 수용액에 도전성 고분자를 첨가하여 겔화하고, 이를 소수화시키는 공정을 통해 에어로겔을 생산하는 기술도 소개되고 있다. 그러나 이러한 공정은 입자에 친수성이 일부 부여되기 때문에 여전히 낮은 열전도율을 유지하기 어려우며, 공정이 복잡해서 생산단가가 크게 상승하는 문제점을 가지고 있다.In order to solve the above problems, a technique of producing an airgel through a process of adding a conductive polymer to an alkali silicate aqueous solution and gelling it and hydrophobizing it has been introduced. However, such a process still has difficulty in maintaining a low thermal conductivity because the hydrophilicity is partially imparted to the particles, and the production cost is greatly increased due to the complicated process.

대한민국 공개특허 제10-2017-0072790호 (2017년 06월 27일)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0072790 (June 27, 2017)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 소수성 에어로겔과 함께 친수성을 가지는 접착제 분말을 함께 포함함으로써 소수성 에어로겔의 균일한 분산을 돕고, 투습, 방수, 단열 등의 기능성을 가질 수 있는 과립형 에어로겔 조성물의 제공을 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the above problems, and includes a hydrophobic airgel together with an adhesive powder having hydrophilicity to help uniform dispersion of the hydrophobic airgel, and granules capable of having moisture permeability, waterproofing, heat insulation, etc. An object of the present invention is to provide a type airgel composition.

본 발명의 다른 목적은 상기 과립형 에어로겔을 포함함에 따라 투습, 방수, 단열, 냉감 등의 기능이 발현되는 기능성 에어로겔 시트를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a functional airgel sheet that exhibits functions such as moisture permeability, water resistance, heat insulation, and cold feeling as the granular airgel is included.

본 발명은 과립형 에어로겔 조성물 및 이를 포함하는 기능성 에어로겔 시트에 관한 것이다.The present invention relates to a granular airgel composition and a functional airgel sheet comprising the same.

본 발명의 일 양태는, SiO2, Al2O3, TiO2 및 ZrO2에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 금속산화물을 함유하는 에어로겔 및 분말 형태의 친수성 접착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 과립형 에어로겔 조성물에 관한 것이다.One aspect of the present invention, SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 And ZrO 2 Granular airgel characterized in that it comprises an airgel containing any one or a plurality of metal oxides and a hydrophilic adhesive in powder form It relates to a composition.

본 발명에서 상기 에어로겔은 평균입경이 1 내지 1㎜, 밀도가 10 내지 200㎏/㎥인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the airgel has an average particle diameter of 1 Μm It is characterized by being 1 to 1 mm and a density of 10 to 200 kg / m 3.

또한 상기 친수성 접착제는 평균입경이 1 내지 500㎛, 밀도 0.1 내지 5 g/㎤, 150℃, 2.16㎏에서의 용융지수(melt index)가 1 내지 30 g/10min인 것을 특징으로 한다.In addition, the hydrophilic adhesive has an average particle diameter of 1 to 500 μm, a density of 0.1 to 5 g / cm 3, and a melt index at 150 ° C. and 2.16 kg of 1 to 30 g / 10min.

본 발명에서 상기 과립형 에어로겔 조성물은 에어로겔과 접착제가 7.5 내지 9.5 : 0.5 내지 2.5 중량비로 혼합된 것을 특징으로 한다.The granular form in the present invention The airgel composition is characterized in that the airgel and the adhesive are mixed in a weight ratio of 7.5 to 9.5: 0.5 to 2.5.

또한 상기 과립형 에어로겔 조성물은 수화무기염, 디메틸프로판디올, 헥사메틸프로판디올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리테트라메틸글리콜 및 폴리에틸렌테레프탈레이트-폴리에틸렌글리콜 공중합체에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 상변화물질을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the granular airgel composition further includes any one or a plurality of phase change materials selected from hydrated inorganic salts, dimethylpropanediol, hexamethylpropanediol, polyethylene glycol, polytetramethyl glycol and polyethylene terephthalate-polyethylene glycol copolymer. It is characterized by.

본 발명의 다른 양태는 시트 및 과립형 에어로겔 조성물을 포함하는 기능성 에어로겔 시트로, 상기 시트는 하나 또는 복수의 시트층을 포함하는 기재층과 상기 기재층의 일면 또는 양면에 상기 과립형 에어로겔 조성물이 열 압착된 것을 특징으로 하는 기능성 에어로겔 시트에 관한 것이다.Other aspects of the invention are sheet and granular Functional airgel sheet comprising an airgel composition, the sheet is a functional airgel sheet, characterized in that the granular airgel composition is heat-pressed on one or both sides of the base layer and the base layer comprising one or a plurality of sheet layers It is about.

이때 상기 시트는 직포, 니트, 부직포, 필름, 천연가죽 및 인조가죽에서 선택되는 어느 하나 또는 복수를 포함하며, 상기 시트가 섬유의 교락으로 이루어진 경우. 상기 시트에 포함되는 섬유는 이형단면을 가지는 섬유인 것을 특징으로 한다. At this time, the sheet includes any one or a plurality of selected from woven fabric, knit, non-woven fabric, film, natural leather and artificial leather, when the sheet is made of a constriction of fibers. The fiber included in the sheet is characterized in that it is a fiber having a release cross-section.

또한 상기 시트는 폴리테트라플루오로에틸렌 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the sheet is characterized in that it further comprises a polytetrafluoroethylene film.

본 발명에 따른 과립형 에어로겔 조성물은 소수성 에어로겔과 함께 친수성을 가지는 접착제 분말을 함께 포함함으로써 소수성 에어로겔의 정전기 발생을 억제함에 따라 균일한 분산을 돕고, 투습, 방수, 단열 등의 기능성을 부여할 수 있다.The granular airgel composition according to the present invention includes a hydrophobic airgel together with an adhesive powder having a hydrophilic property, thereby helping to uniformly disperse the static airgel by inhibiting the generation of static electricity, and imparting moisture permeability, waterproofing, heat insulation, etc. .

또한 상기 과립형 에어로겔 조성물이 부여된 기능성 에어로겔 시트는 상기와 같은 특성을 가짐에 따라 투습, 방수, 단열 등의 특성이 요구되는 의복, 신발용 시트, 침구류 등에 폭넓게 사용될 수 있다.In addition, the functional airgel sheet to which the granular airgel composition is imparted can be widely used in garments, footwear sheets, bedding, etc., which require properties such as moisture permeability, waterproofness, and heat insulation as they have the above characteristics.

도 1은 본 발명에 따른 부직포 제조방법에 의해 제조된 부직포의 개략 단면도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부직포 제조방법의 개략 공정도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부직포 제조방법의 개략 공정도를 도시한 것이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부직포 제조방법의 개략 공정도를 도시한 것이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 PTFE 필름과 도트형 접착층, 충전재층이 구비된 부직포의 개략 단면도를 도시한 것이다.
1 is a schematic cross-sectional view of a nonwoven fabric produced by the method for manufacturing a nonwoven fabric according to the present invention.
Figure 2 shows a schematic process diagram of a non-woven fabric manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows a schematic process diagram of a non-woven fabric manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 show a schematic process diagram of a non-woven fabric manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
6 to 9 are schematic cross-sectional views of a nonwoven fabric having a PTFE film, a dot adhesive layer, and a filler layer according to an embodiment of the present invention.

이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명에 따른 과립형 에어로겔 조성물 및 이를 포함하는 기능성 에어로겔 시트를 더욱 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 구체예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다.Hereinafter, for example and comparative example, granules according to the present invention The airgel composition and functional airgel sheet comprising the same will be described in more detail. The following specific examples are provided as examples in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art.

따라서 본 발명은 이하 제시되는 구체예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 구체예들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 기재된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. Therefore, the present invention is not limited to the specific examples presented below, but may be embodied in other forms, and the specific examples presented below are only described to clarify the spirit of the present invention, and the present invention is not limited thereto.

이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.At this time, unless there are other definitions in the technical terms and scientific terms to be used, it means that those skilled in the art to which the present invention pertains have the meanings commonly understood, and unnecessarily obscure the subject matter of the present invention in the following description. Descriptions of possible known functions and configurations are omitted.

또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.Also, the singular form used in the specification and the appended claims may be intended to include the plural form unless otherwise indicated in the context.

본 발명에서 상기 과립형 에어로겔 조성물은 복수의 금속산화물을 함유하는 에어로겔 및 분말 형태의 친수성 접착제를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the granular airgel composition is characterized by comprising an airgel containing a plurality of metal oxides and a hydrophilic adhesive in powder form.

본 발명에서 상기 에어로겔은 표면에 소수성을 띄는 다공성의 물질로, 무기, 유기 또는 유기-무기 혼성물과 같이 다양한 재료로 구성될 수 있다. 에어로겔은 다수의 포어와 이러한 포어들을 둘러싸는 극미세 입자들이 서로 연결된 나노구조(nanostructure)를 포함한다. 상기 포어 내부는 재료의 적용분야 또는 방법에 따라 진공 상태이거나 산소, 헬륨, 질소, 탄소 등의 임의의 기체로 충진될 수 있다.In the present invention, the airgel is a porous material having hydrophobicity on the surface, and may be composed of various materials such as inorganic, organic or organic-inorganic hybrids. The airgel includes a nanostructure in which a plurality of pores and microfine particles surrounding these pores are connected to each other. The inside of the pore may be vacuumed or filled with any gas such as oxygen, helium, nitrogen, or carbon, depending on the application or method of the material.

무기 에어로겔은 실리카(silica, SiO2), 티타니아(titania, TiO2), 지르코니아(zirconia, ZrO2), 알루미나(alumina, Al2O3), 하프니아(hafnia, HfO2), 이트리아(yttria, Y2O3), 세리아(ceria, CeO2) 또는 그들의 조합으로부터 독립적으로 선택되어진 금속 산화물에 기초하나, 반드시 이들로 제한되지는 않는다.Inorganic airgels include silica (SiO 2 ), titania (TiO 2 ), zirconia (ZrO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), hafnia (HfO 2 ), yttria , Y 2 O 3 ), ceria (CeO 2 ), or a combination of metal oxides independently selected from the combination thereof, but are not limited thereto.

유기 에어로겔은 일반적으로 탄소-기반 폴리머 전구체로부터 형성된다. 이러한 폴리머 물질로는 레소시놀 포름알데히드, 폴리이미드, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 아크릴레이트 올리고머, 폴리옥시알킬렌, 폴리우레탄, 폴리페놀, 폴리부타디엔, 트리알콕시실릴 말단 폴리디메틸실록산, 폴리스티렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리푸르푸랄, 멜라민-포름알데히드, 크레졸 포름알데히드, 페놀푸르푸랄, 폴리에테르, 폴리올, 폴리이소시아네이트, 폴리하이드록시벤즈, 폴리비닐 알콜 디알데히드, 폴리시아누레이트, 폴리아크릴아미드, 각종 에폭시, 한천, 아가로스, 키토산 및 이들의 조합이 포함되지만 이에 한정되지 않는다. 일례로서, 유기 RF 에어로겔은 전형적으로 알칼리 조건하에서 레소시놀 또는 멜라민과 포름알데히드의 졸-겔 중합으로 형성될 수 있다.Organic airgels are generally formed from carbon-based polymer precursors. Such polymer materials include lesocinol formaldehyde, polyimide, polyacrylate, polymethyl methacrylate, acrylate oligomer, polyoxyalkylene, polyurethane, polyphenol, polybutadiene, trialkoxysilyl terminated polydimethylsiloxane, Polystyrene, polyacrylonitrile, polyfurfural, melamine-formaldehyde, cresol formaldehyde, phenolfurfural, polyether, polyol, polyisocyanate, polyhydroxybenz, polyvinyl alcohol dialdehyde, polycyanurate, polyacrylamide , Various epoxy, agar, agarose, chitosan and combinations thereof. As an example, organic RF airgels can typically be formed by sol-gel polymerization of formaldehyde with lesocinol or melamine under alkaline conditions.

유기-무기 혼성물 에어로겔의 예들은 실리카-PMMA, 실리카-키토산 또는 전술한 유기 에어로겔과 무기 에어로겔의 합성물을 포함하나, 반드시 이들로 한정되는 것은 아니다.Examples of the organic-inorganic hybrid airgel include, but are not limited to, silica-PMMA, silica-chitosan, or a composite of the aforementioned organic airgel and inorganic airgel.

본 발명의 에어로겔로 더욱 상세하게는 실리카, 알루미나, 티타니아 및 지르코니아에서 선택되는 어느 하나 복수이며, 이들 중 실리카를 포함하는 것이 낮은 열전도율을 유지하면서 생산성을 높일 수 있어 바람직하다.The airgel of the present invention is more specifically any one selected from silica, alumina, titania, and zirconia, and among these, silica is preferable because it can increase productivity while maintaining low thermal conductivity.

상기 에어로겔의 입자의 크기는 제트밀 또는 크기를 감소시키는 다른 방법에 의하여 원하는 크기로 감소 또는 분급할 수 있어 특별히 한정되지 않는데, 통상 과립상의 에어로겔은 평균입경이 1㎛ 내지 1㎜인 것이 바람직하다.The size of the particles of the airgel can be reduced or classified to a desired size by a jet mill or other method of reducing the size, and is not particularly limited. Usually, the granular airgel has an average particle size. It is preferably 1 µm to 1 mm.

또한 본 발명에 따른 상기 에어로겔은 밀도가 10 내지 200㎏/㎥일 수 있다. 상기 범위에서 높은 기공율로 인해 낮은 열전도율을 나타내며, 동시에 저 중량의 시트를 제조할 수 있다.In addition, the airgel according to the present invention may have a density of 10 to 200kg / ㎥. Due to the high porosity in the above range, it shows a low thermal conductivity, and at the same time, a sheet of low weight can be produced.

본 발명에서 상기 에어로겔은 제조방법을 한정하지 않는다. 일예로, 대한민국 공개특허 10-2017-0132829와 같이 콜로이드성 입자를 함유하는 졸을 수소 치환된 또는 비치환된 유기라디칼을 함유하는 규소산화물과 반응시키고, 이로부터 겔을 형성시켜 입자에 소수성을 부여할 수 있다. 이 경우, 기공이 액체로 충전되며, 매우 낮은 밀도를 가지고 탄소 함량을 일정 범위 이하로 조절할 수 있으며, 300 ㎡/g 초과의 매우 큰 BET 표면적을 나타낼 수 있다.In the present invention, the airgel is not limited to a manufacturing method. As an example, as shown in Korean Patent Publication No. 10-2017-0132829, a sol containing colloidal particles is reacted with a silicon oxide containing hydrogen-substituted or unsubstituted organic radicals, and a gel is formed therefrom to impart hydrophobicity to the particles. can do. In this case, the pores are filled with liquid, have a very low density, can control the carbon content to a certain range or less, and can exhibit a very large BET surface area of more than 300 m 2 / g.

본 발명에서 상기 친수성 접착제는 상기 에어로겔과 함께 분말형으로 혼합되는 것으로, 그 자체로 친수성을 가져 소수성 에어로겔의 정전기 발생을 억제하고 혼화성을 높여 더욱 균일하게 분산될 수 있도록 한다.In the present invention, the hydrophilic adhesive is mixed with the airgel in a powder form, and has hydrophilicity in itself, thereby suppressing the generation of static electricity of the hydrophobic airgel and increasing miscibility so that it can be more uniformly dispersed.

또한 상기 친수성 접착제는 열가소성(thermoplastic)을 가져 상기 에어로겔과 함께 기재층에 도포된 후 열을 가하면 상기 접착제 입자가 녹아 기재층과 에어로겔을 접착할 수 있다. 이때 상기 접착제 입자의 크기 및 혼합량에 따라 에어로겔과 접착제와의 접촉 면적을 조절할 수 있으며, 이를 통해 에어로겔의 단열, 흡착, 냉감과 같은 제반특성을 더욱 활발하게 나타낼 수 있다.In addition, the hydrophilic adhesive has a thermoplastic (thermoplastic) is applied to the base layer together with the airgel, and when heated, the adhesive particles may melt to bond the base layer and the airgel. At this time, according to the size and mixing amount of the adhesive particles, the contact area between the airgel and the adhesive can be adjusted, and through this, various characteristics such as adiabatic, adsorption, and cold feeling of the airgel can be more actively exhibited.

본 발명에서 상기 친수성 접착제는 열가소성을 가지고 분말 형태로 제조할 수 있는 고분자 형태의 조성물이라면 종류에 한정하지 않으며, 바람직하게는 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic polyurethane, TPU)인 것이 바람직하다.In the present invention, the hydrophilic adhesive is not limited to the type of the composition in the form of a polymer that can be produced in powder form with thermoplasticity, and is preferably a thermoplastic polyurethane (TPU).

본 발명에서 상기 TPU는 이작용성 이소시아네이트 조성물을, 하나 이상의 이작용성 폴리히드록시 화합물과 반응시켜 수득할 수 있다.In the present invention, the TPU can be obtained by reacting a bifunctional isocyanate composition with one or more bifunctional polyhydroxy compounds.

상기 이작용성 이소시아네이트 조성물은 방향족 이소시아네이트, 지방족 이소시아네이트 및 지환족 이소시아네이트에서 선택되는 어느 하나 또는 복수일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 디페닐메탄 디이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 및 나프탈렌 디이소시아네이트 등을 들 수 있다.The bifunctional isocyanate composition may be any one or a plurality of aromatic isocyanates, aliphatic isocyanates and alicyclic isocyanates, more preferably diphenylmethane diisocyanate, toluene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, dicyclohexylmethane di And isocyanate, isophorone diisocyanate, and naphthalene diisocyanate.

상기 이작용성 폴리히드록시 화합물은 약 500 내지 약 20,000의 중량 평균 분자량을 지니며, 이 화합물은 디올, 예컨대 폴리에스테르아미드, 폴리티오에테르, 폴리카보네이트, 폴리아세탈, 폴리올레핀, 폴리실록산, 폴리부타디엔 등을 들 수 있으며, 이들 중 폴리에스테르 및 폴리에테르 및 이들의 혼합물로부터 선택된다. 다른 디히드록시 화합물, 예컨대 공지된 SBS(styrene-butadiene-styrene), SIS(styrene-isoprene-styrene), SEBS(styrene-ethylene-butadiene-styrene), 또는 SIBS(styrene-isoprene-butadiene-styrene) 블록 공중합체와 같은 히드록시 종결된 스티렌 블록 공중합체가 또한 사용될 수 있다.The bifunctional polyhydroxy compound has a weight average molecular weight of about 500 to about 20,000, and the compound includes diols such as polyesteramide, polythioether, polycarbonate, polyacetal, polyolefin, polysiloxane, polybutadiene, and the like. Can be selected from polyesters and polyethers and mixtures thereof. Other dihydroxy compounds, such as known styrene-butadiene-styrene (SBS), styrene-isoprene-styrene (SIS), styrene-ethylene-butadiene-styrene (SEBS), or styrene-isoprene-butadiene-styrene (SIBS) blocks Hydroxy terminated styrene block copolymers such as copolymers can also be used.

특히 유용한 이작용성 폴리히드록시 화합물로 폴리에테르 디올에는 필요에 따라 이작용성 개시제의 존재 하에, 고리형 옥사이드, 예를 들어 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 부틸렌 옥사이드 또는 테트라히드로푸란의 중합에 의해 수득된 생성물이 포함된다. 적합한 개시제 화합물은 두개의 활성 수소 원자를 함유하며, 여기에는 물; 부탄디올; 에틸렌글리콜; 프로필렌 글리콜; 디에틸렌 글리콜; 트리에틸렌 글리콜; 디프로필렌 글리콜; 1,3-프로판 디올; 네오펜틸 글리콜; 1,4-부탄디올; 1,5-펜탄디올; 1,6-펜탄디올; 등이 포함된다. 여기에 개시제 또는 고리형 옥사이드의 혼합물이 사용될 수 있다.Particularly useful bifunctional polyhydroxy compounds are the products obtained by polymerization of cyclic oxides, for example ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide or tetrahydrofuran, in the presence of a bifunctional initiator in the polyether diol, if necessary. This is included. Suitable initiator compounds contain two active hydrogen atoms, including water; Butanediol; Ethylene glycol; Propylene glycol; Diethylene glycol; Triethylene glycol; Dipropylene glycol; 1,3-propane diol; Neopentyl glycol; 1,4-butanediol; 1,5-pentanediol; 1,6-pentanediol; Etc. are included. Mixtures of initiators or cyclic oxides can be used here.

특히 유용한 폴리에테르 디올에는, 에틸렌 또는 프로필렌 옥사이드의 이작용성 개시제로의 동시적 또는 연속적 첨가에 의해 수득된 폴리옥시프로필렌 디올 및 폴리(옥시에틸렌-옥시프로필렌)디올이 포함된다. 옥시알킬렌 단위체의 전체 중량을 기준으로 약 10 내지 80 중량%의 옥시에틸렌 함량을 갖는 랜덤 공중합체, 약 25 중량% 이하의 옥시에틸렌 함량을 갖는 블록 공중합체 및 약 50 중량% 이하의 옥시에틸렌 함량을 갖는 랜덤/블록 공중합체가 언급될 수 있으며, 특히 중합체 사슬의 말단에 적어도 일부의 옥시에틸렌 기를 갖는 공중합체가 언급될 수 있다. 다른 유용한 폴리에테르 디올에는 테트라히드로푸란의 중합에 의해 얻어진 폴리테트라메틸렌 디올이 포함된다. 낮은 불포화도 수준(즉, 디올 그램 당 약 0.1 밀리당량 미만)을 함유하는 폴리에테르 디올이 적합하다.Particularly useful polyether diols include polyoxypropylene diols and poly (oxyethylene-oxypropylene) diols obtained by simultaneous or continuous addition of ethylene or propylene oxide to a bifunctional initiator. A random copolymer having an oxyethylene content of about 10 to 80% by weight based on the total weight of the oxyalkylene unit, a block copolymer having an oxyethylene content of about 25% by weight or less and an oxyethylene content of about 50% by weight or less Random / block copolymers having a can be mentioned, in particular copolymers having at least some oxyethylene groups at the ends of the polymer chain. Other useful polyether diols include polytetramethylene diols obtained by polymerization of tetrahydrofuran. Polyether diols containing low levels of unsaturation (i.e., less than about 0.1 milliequivalents per gram of diol) are suitable.

다른 디올은 상기 기술된 유형의 디올 중에 첨가 또는 축합 중합체의 분산액 또는 용액을 포함한다. 종종 "중합체 디올"로도 지칭되는 그러한 개질된 디올에는 고분자 디올, 예를 들어 폴리에테르 디올 중에서의 하나 이상의 비닐 단량체, 예를 들어 스티렌 및 아크릴로니트릴의 동일반응계 중합에 의해 얻어지거나, 고분자 디올 중에서의 폴리이소시아네이트와 아미노- 및/또는 히드록시작용성 화합물, 예컨대 트리에탄올아민의 동일반응계 반응에 의해 얻어진 생성물이 포함된다.Other diols include dispersions or solutions of addition or condensation polymers in diols of the type described above. Such modified diols, sometimes also referred to as “polymeric diols,” are obtained by in situ polymerization of one or more vinyl monomers, such as styrene and acrylonitrile, in polymeric diols, such as polyether diols, or in polymeric diols. Products obtained by in situ reaction of polyisocyanates with amino- and / or hydroxyfunctional compounds such as triethanolamine are included.

사용될 수 있는 폴리에스테르 디올에는, 2가 알콜, 예컨대 에틸렌글리콜; 프로필렌글리콜; 디에틸렌글리콜; 1,4-부탄디올; 네오펜틸 글리콜; 2-메틸프로판디올; 3-메틸펜탄-1,5-디올; 1,6-헥산디올; 시클로헥산 디메탄올; 및 이러한 2가 알콜의 혼합물과 2가 카르복실산 또는 이의 에스테르 형성 유도체 (예를 들어, 숙신산, 글루타르산 및 아디프산, 또는 이들의 디메틸 에스테르, 세바신산, 프탈산 무수물, 테트라클로로프탈산 무수물, 디메틸테레프탈레이트 및 이들의 혼합물)의 히드록실-종결된 반응 생성물이 포함된다.Polyester diols that can be used include dihydric alcohols such as ethylene glycol; Propylene glycol; Diethylene glycol; 1,4-butanediol; Neopentyl glycol; 2-methylpropanediol; 3-methylpentane-1,5-diol; 1,6-hexanediol; Cyclohexane dimethanol; And mixtures of such dihydric alcohols with divalent carboxylic acids or ester-forming derivatives thereof (eg, succinic acid, glutaric acid and adipic acid, or dimethyl esters thereof, sebacic acid, phthalic anhydride, tetrachlorophthalic anhydride, Dimethyl terephthalate and mixtures thereof) hydroxyl-terminated reaction products.

사용될 수 있는 폴리카보네이트 디올에는 글리콜, 예컨대 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 또는 헥산디올과 포름알데히드를 반응시킴에 의해 제조된 것들이 포함된다. 적합한 폴리아세탈은 또한 고리형 아세탈의 중합에 의해 제조될 수 있다.Polycarbonate diols that can be used include glycols such as diethylene glycol, triethylene glycol, or those produced by reacting hexanediol with formaldehyde. Suitable polyacetals can also be prepared by polymerization of cyclic acetals.

여기에 사슬중량제로 지방족 디올, 예컨대 에틸렌 글리콜; 1,3-프로판디올; 1,4-부탄디올; 1,5-펜탄디올; 1,6-헥산디올; 1,2-프로판디올; 2-메틸프로판디올; 1,3-부탄디올; 2,3-부탄디올; 1,3-펜탄디올; 1,2-헥산디올; 3-메틸펜탄-1,5-디올; 디에틸렌 글리콜; 디프로필렌 글리콜; 및 트리프로필렌 글리콜, 및 아미노알콜, 예컨대 에탄올아민, N-메틸디에탄올아민 등이 포함될 수 있으며, 이들 중에서, 1,4-부탄디올이 바람직하다.Here, as the chain weight agent, an aliphatic diol, such as ethylene glycol; 1,3-propanediol; 1,4-butanediol; 1,5-pentanediol; 1,6-hexanediol; 1,2-propanediol; 2-methylpropanediol; 1,3-butanediol; 2,3-butanediol; 1,3-pentanediol; 1,2-hexanediol; 3-methylpentane-1,5-diol; Diethylene glycol; Dipropylene glycol; And tripropylene glycol, and amino alcohols such as ethanolamine, N-methyldiethanolamine, and the like, of which 1,4-butanediol is preferred.

본 발명에 따른 친수성 접착제는 150℃, 2.16㎏에서 ASTM D1238에 따라 측정한 용융지수가 1 내지 30 g/10min, 더욱 바람직하게는 10 내지 25 g/10min인 것이 바람직하다. 상기 범위 미만의 용융지수를 갖는 경우 접착제의 유동성이 지나치게 증가하여 에어로겔에 피막되는 친수성 접착제의 양이 증가할 수 있으며, 상기 범위 초과의 용융지수를 갖는 경우 접착제와 기재층 또는 접착제와 에어로겔 간의 접착면적이 감소하여 에어로겔이 기재층으로부터 쉽게 이탈할 수 있다.The hydrophilic adhesive according to the present invention preferably has a melt index of 1 to 30 g / 10min, more preferably 10 to 25 g / 10min, measured according to ASTM D1238 at 150 ° C. and 2.16 kg. When the melt index is less than the above range, the fluidity of the adhesive may be excessively increased to increase the amount of the hydrophilic adhesive coated on the airgel, and when the melt index exceeds the above range, the adhesive area between the adhesive and the base layer or the adhesive and the airgel By reducing this, the airgel can easily escape from the base layer.

또한 상기 친수성 접착제는 평균입경이 1 내지 3㎜, 밀도 0.1 내지 5g/㎤인 것이 바람직하다. 상기 범위에서, 특히 상기 평균입경에서 상기 에어로겔과의 균일한 혼합을 달성할 수 있으며, 용융 시 에어로겔에 피복되는 상기 친수성 접착제의 피복면적, 피복량을 적절하게 조절할 수 있어 바람직하다.In addition, the hydrophilic adhesive preferably has an average particle diameter of 1 to 3 mm and a density of 0.1 to 5 g / cm 3. In the above range, in particular, uniform mixing with the airgel can be achieved at the average particle diameter, and it is preferable because the coating area and the coating amount of the hydrophilic adhesive coated on the airgel during melting can be appropriately adjusted.

본 발명에 따른 과립형 에어로겔 조성물은 에어로겔과 접착제가 7.5 내지 9.5 : 0.5 내지 2.5 중량비로 혼합되는 것이 바람직하다. 상기 범위를 벗어나는 조성비를 가질 경우, 접착제 성분의 과다로 에어로겔 표면이나 기재층의 미세 다공을 접착제가 피복하여 투습, 방수, 냉감 등의 특성이 발현되기 어렵거나 에어로겔이 약한 마찰에도 쉽게 이탈할 수 있다.In the granular airgel composition according to the present invention, it is preferable that the airgel and the adhesive are mixed in a weight ratio of 7.5 to 9.5: 0.5 to 2.5. If it has a composition ratio outside the above range, the adhesive layer covers the microporous surface of the airgel surface or the substrate layer due to the excessive amount of the adhesive component, so that characteristics such as moisture permeability, water resistance, cold feeling, etc. are difficult to develop or the airgel can easily escape even with weak friction. .

본 발명에 따른 과립형 에어로겔 조성물은 상기 성분 이외에도 조성물의 물성을 개선시키기 위해 다양한 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이들 첨가제로 예를 들면 내부 윤활제, 유동화제, 열 안정화제, 광 안정화제, 안료, 항산화제, 가소제, 충전제 등을 포함할 수 있으며, 당업자들은 상기 첨가제를 본원발명의 목적을 해치지 않는 범위 내에서 자유롭게 첨가할 수 있다. 예를 들어 상기 친수성 접착제의 유동성이 낮아 접착제와 에어로겔 또는 접착제와 기재층이 접착하는 면에 공기가 포획되는 경우, 접착제의 기공율을 감소시키는 가소제가 포함될 수 있다. Granular according to the invention The airgel composition may further include various additives to improve physical properties of the composition in addition to the above components. These additives may include, for example, internal lubricants, fluidizing agents, heat stabilizers, light stabilizers, pigments, antioxidants, plasticizers, fillers, and the like, and those skilled in the art may use the additives without detracting from the purpose of the present invention. It can be added freely. For example, when the fluidity of the hydrophilic adhesive is low and air is trapped on the surface of the adhesive and the airgel or the adhesive and the substrate layer, a plasticizer that reduces the porosity of the adhesive may be included.

본 발명에 따른 과립형 에어로겔 조성물은 상변화물질(phase change material, PCM)을 더 포함할 수 있다. 상기 상변화물질은 상기 과립형 에어로겔 조성물을 포함하는 시트의 온도 조절을 위하여 첨가될 수 있다.The granular airgel composition according to the present invention may further include a phase change material (PCM). The phase change material may be added for temperature control of the sheet containing the granular airgel composition.

사람들이 여행, 업무, 대화, 운동 등 어떤 활동을 할 때에 입고 있는 의복은 더워짐에 따라 젖거나 불편해질 수 있다. PCM은 착용자의 미환경에서 태양에서 내뿜는 방사선을 완화하거나 단순하게는 신체에서 발생하는 에너지를 흡수함으로써 열을 저장하고 온도를 조절하는 기능이 있다. 외부 온도가 상승하면 PCM은 따뜻한 몸이나 상승하는 주변 온도의 에너지를‘빌려서’고정적인 온도 상태에서 유동적인 온도 상태로 변화한다.When people are doing activities such as travel, work, conversation, and exercise, the clothes they wear can get wet or uncomfortable as they get hot. PCM has a function of storing heat and controlling temperature by alleviating radiation emitted from the sun in the microenvironment of the wearer or simply absorbing energy generated by the body. When the outside temperature rises, the PCM “borrows” the energy of a warm body or rising ambient temperature, changing it from a static temperature to a fluid temperature.

PCM은 융해열이 높은 물질로 특정 온도에서 녹거나 굳으며 대량의 에너지를 저장하거나 방출할 수 있다. 대체적으로 25 내지 35℃일 때는 3 내지 12℃ 흡수 저장하였다가 주변 온도가 22 내지 23℃ 이하로 될 때 방열하여 모재를 보호하고 영하의 기온에서는 저장된 열을 방출하는 물질이다.PCM is a material with high heat of fusion, which melts or hardens at a certain temperature and can store or release large amounts of energy. Generally, it is a material that absorbs and stores 3 to 12 ° C when it is 25 to 35 ° C, and then dissipates heat when the ambient temperature is below 22 to 23 ° C to protect the base material and release stored heat at subzero temperatures.

상기와 같은 PCM의 예로는, 수화염화칼슘, 리튬질소산화물, 망초(Na2SO4) 등의 수화무기염; DMP(Dimethyl Propanediol)과 HMP(Hexamethyl Propanediol) 등의 다가알코올; 폴리테트라메틸글리콜 및 폴리에틸렌테레프탈레이트-폴리에틸렌글리콜 등을 들 수 있으며, 이외에도 선형사슬알칸(CnH2n+2), 옥타테칸(Octadecane, C18H28), 헵타테칸(Heptadecane, C17H36), ZrC, 카프릴릭 산(Caprylic acid, CH3(CH2)6COOH), 그루버 솔트(Glauber's salt), 질산화망간6수화물(Manganese nitrate hexahydrate, Mn(NO3)2H2O), 질산화망간4수화물(Manganese nitrate hexahydrate, Mn(NO3)2H2O), 질산화아연6수화물(Zinc nitrate hexahydrate, Zn2(NO3)26H2O) 등이 더 포함될 수 있다.Examples of such PCM include hydrated inorganic salts such as hydrated calcium chloride, lithium nitrogen oxide, and manganese (Na 2 SO 4 ); Polyhydric alcohols such as DMP (Dimethyl Propanediol) and HMP (Hexamethyl Propanediol); And polytetramethyl glycol and polyethylene terephthalate-polyethylene glycol. In addition, linear chain alkanes (C n H 2n + 2 ), octatecane (C 18 H 28 ), heptadecane (C 17 H 36) ), ZrC, Caprylic acid (CH 3 (CH 2 ) 6 COOH), Glauber's salt, Manganese nitrate hexahydrate, Mn (NO 3 ) 2 H 2 O), nitrification Manganese nitrate hexahydrate, Mn (NO 3 ) 2 H 2 O), zinc nitrate hexahydrate, Zn 2 (NO 3 ) 2 6H 2 O, etc. may be further included.

상기 PCM은 온도에 따라 고체에서 액체로, 액체에서 고체로 변하므로 다공성 매체나 캡슐 등에 충전되는 것이 바람직하다. 이때 상기 다공성 매체의 예로는 활성탄이나 앞서 설명한 실리카 등을 들 수 있으며, 캡슐은 파라핀과 같은 유화중합이 가능한 물질을 사용하는 것이 좋다.Since the PCM is changed from a solid to a liquid and a liquid to a solid according to temperature, it is preferable to be filled with a porous medium or capsule. At this time, examples of the porous medium may include activated carbon or silica as described above, and it is preferable that the capsule uses a material capable of emulsion polymerization such as paraffin.

상기 PCM은 입자 크기를 한정하는 것은 아니나, 상기 에어로겔, 접착제와 유사한 입자 크기를 갖는 것이 바람직하며, 상세하게는 1㎛ 내지 1㎜의 크기를 갖는 것이 좋다.The PCM does not limit the particle size, but preferably has a particle size similar to that of the airgel and adhesive, and specifically, 1 μm to It is good to have a size of 1 mm.

상기 PCM은 첨가량을 한정하지 않으며, 상기 과립형 에어로겔 조성물 100 중량부 대비 10 내지 30 중량부 첨가하는 것이 좋다. 10 중량부 미만 첨가하는 경우 시트의 단열 특성이 제대로 발현되지 않으며, 30 중량부 초과 첨가하는 경우 접착제의 접착 대상 증가로 인해 접착력이 크게 하락할 수 있다.The PCM does not limit the amount of addition, it is good to add 10 to 30 parts by weight compared to 100 parts by weight of the granular airgel composition. When adding less than 10 parts by weight, the insulating properties of the sheet are not properly expressed, and when it is added more than 30 parts by weight, the adhesive strength may drop significantly due to an increase in the adhesive target of the adhesive.

또한 상기 조성물은 PCM과는 별개로 정전기를 방지하고 항균성을 부여하기 위해 하나 또는 복수의 금속나노입자를 더 포함할 수도 있다.In addition, the composition may further include one or a plurality of metal nanoparticles to prevent static electricity and impart antimicrobial properties independently of PCM.

상기 금속나노입자는 적어도 일방향의 길이가 수 내지 수백 나노미터인 나노입자로서, 표면에 전하를 띄고 있어 친수성이며, 상기 에어로겔의 부족한 친수성을 보완할 수 있다. 또한 상기와 같이 표면의 전하가 세균의 세포막을 파괴하여 항균성을 가진다. 특히 금(Au)은 약한 산성으로서 티올, 아민과 같은 약한 염기와 강하게 결합하며, cysteine과 lysine 잔기를 가진 단백질들이 금 나노입자와 결합하여 그들의 생물학적 기능이 변하게 된다.The metal nanoparticles are nanoparticles having a length of several to hundreds of nanometers in at least one direction, and have a charge on the surface, thereby being hydrophilic, and can compensate for the insufficient hydrophilicity of the airgel. In addition, as described above, the charge on the surface destroys the cell membrane of bacteria and has antibacterial properties. In particular, gold (Au) is weakly acidic and strongly binds to weak bases such as thiols and amines, and proteins with cysteine and lysine residues bind gold nanoparticles to change their biological function.

상기 금속나노입자를 구성하는 금속으로 예를 들면, 금, 은, 구리, 백금, 팔라듐, 니켈, 철 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 둘 이상의 혼합 조성 일 수 있다.Examples of the metal constituting the metal nanoparticles include gold, silver, copper, platinum, palladium, nickel, and iron, and these may be used alone or in a mixed composition of two or more.

상기 금속나노입자는 형태를 한정하지 않는다. 예를 들어 구(sphere)형, 막대(rod)형, 피라미드(pyramid)형, 별 모양(star-shaped), 코어-쉘 (core-shell) 형태일 수 있으며, 둘 이상의 서로 다른 형태가 혼합되어도 무방하다.The metal nanoparticles are not limited in shape. For example, it may be sphere, rod, pyramid, star-shaped, and core-shell, even when two or more different shapes are mixed. It is okay.

상기 금속나노입자는 표면의 친수성을 더욱 높이기 위해 하나 또는 복수의 친수성 고분자를 표면에 더 결합시킬 수 있다. 이때 상기 친수성 고분자의 예로는 폴리알킬렌글리콜(poly(alkylene glycol))은 폴리에틸렌글리콜(PEG); 메톡시폴리에틸렌글리콜(MPEG); 메톡시폴리프로필렌글리콜; 폴리에틸렌글리콜과 메톡시폴리프로필렌글리콜의 공중합체; 폴리에틸렌글리콜-이산(polyethylene glycol-diacid); 폴리에틸렌글리콜 모노아민; 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노아민; 메톡시폴리에틸렌글리콜 하이드라자이드; 메톡시폴리에틸렌글리콜 이미다졸; 또는 폴리에틸렌글리콜, 메톡시폴리프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜-이산, 폴리에틸렌글리콜 모노아민, 메톡시폴리에틸렌글리콜 모노아민, 메톡시폴리에틸렌글리콜 하이드라자이드 및 메톡시폴리에틸렌글리콜 이미다졸 중 둘 이상의 공중합체일 수 있다.The metal nanoparticles may further bind one or more hydrophilic polymers to the surface to further increase the hydrophilicity of the surface. At this time, as an example of the hydrophilic polymer, polyalkylene glycol (poly (alkylene glycol)) is polyethylene glycol (PEG); Methoxy polyethylene glycol (MPEG); Methoxy polypropylene glycol; Copolymers of polyethylene glycol and methoxypolypropylene glycol; Polyethylene glycol-diacid; Polyethylene glycol monoamine; Methoxypolyethylene glycol monoamine; Methoxy polyethylene glycol hydrazide; Methoxypolyethylene glycol imidazole; Or it may be a copolymer of two or more of polyethylene glycol, methoxy polypropylene glycol, polyethylene glycol-diacid, polyethylene glycol monoamine, methoxypolyethylene glycol monoamine, methoxypolyethylene glycol hydrazide and methoxypolyethylene glycol imidazole.

상기 금속나노입자는 입자 크기를 한정하는 것은 아니나, 상기 에어로겔, 접착제와 유사하거나 더 작은 입자 크기를 갖는 것이 바람직하며, 상세하게는 1㎚ 내지 1㎜의 크기를 갖는 것이 좋다.The metal nanoparticles do not limit the particle size, but it is preferable to have a particle size similar to or smaller than that of the airgel and adhesive, and in detail, it is preferable to have a size of 1 nm to 1 mm.

상기 금속나노입자는 첨가량을 한정하지 않으며, 일예로 상기 금속나노입자는 상기 과립형 에어로겔 조성물 100 중량부 대비 1 내지 10 중량부 첨가하는 것이 좋다. 1 중량부 미만 첨가하는 경우 조성물의 분산특성 저하로 인해 단열특성 및 기계적 물성이 저하될 수 있으며, 10 중량부 초과 첨가하는 경우 조성물의 수분 흡착이 두드러져 역시 접착력이 크게 하락할 수 있다.The amount of the metal nanoparticles is not limited, and for example, the metal nanoparticles are preferably added in an amount of 1 to 10 parts by weight compared to 100 parts by weight of the granular airgel composition. When adding less than 1 part by weight, the heat dissipation properties and mechanical properties may be deteriorated due to the decrease in the dispersion properties of the composition, and when it is added more than 10 parts by weight, the moisture adsorption of the composition is remarkable, and the adhesive strength may also drop significantly.

본 발명은 상기와 같이 제조된 과립형 에어로겔 조성물을 포함하는 기능성 에어로겔 시트와 이의 제조방법을 포함할 수 있다. 이때 상기 시트는 하나 또는 복수의 시트층을 포함하는 기재층과 상기 기재층의 일면 또는 양면에 상기 과립형 에어로겔 조성물이 열압착된 것을 특징으로 한다.The present invention is granular prepared as described above Functional airgel sheet comprising an airgel composition and a method of manufacturing the same may be included. At this time, the sheet is characterized in that the granular airgel composition is thermocompressed on one or both surfaces of the substrate layer including one or a plurality of sheet layers.

제조방법을 통해 이를 더욱 상세히 설명하면, 도 1은 본 발명에 따른 에어로겔 시트 중 일예로, 상기 시트를 구성하는 기재층이 부직포, 더욱 상세하게는 니들펀칭법을 적용한 부직포로, 한 쌍의 기재층(100)의 사이에 과립형 에어로겔 조성물을 적층하여 에어로겔층(200)을 형성한 뒤, 니들펀칭 공정을 통해 부직포가 제조되도록 이루어진다.To explain this in more detail through the manufacturing method, Figure 1 is an example of the airgel sheet according to the present invention, the base layer constituting the sheet is a non-woven fabric, more specifically, a non-woven fabric to which the needle punching method is applied, a pair of base layers After forming the airgel layer 200 by laminating the granular airgel composition between (100), the nonwoven fabric is made through a needle punching process.

1. 에어로겔층 형성단계1. Airgel layer formation step

에어로겔층 형성단계는 한 쌍의 섬유층(10) 사이로 과립형 에어로겔 조성물을 적층한 합성섬유를 제조하는 과정이다. 부연하면, 상기 에어로겔층 형성단계는 제 1섬유층(10)의 표면에 상기 과립형 에어로겔 조성물을 균일하게 분포하고, 이의 상부에 제 2섬유층(120)을 적층한 뒤, 카드기 또는 에어레이 공법에 의해 과립형 에어로겔 조성물이 이루는 에어로겔층(20)이 중심부이 형성된 합성섬유를 제조하도록 이루어진다. 이때, 과립 형태의 에어로겔은 도포장치(10)에 의해 상기 제 1섬유층(10)의 표면에 균일하게 도포되도록 한다. 부연하면, 상기 제 1섬유층(10)이 수평방향으로 이동되도록 하고, 상기 도포장치(10)는 소정의 입자를 갖는 과립 상태의 에어로겔이 수용된 상태로 상기 제1섬유층(10)의 진행방향 상방에 배치된다. 이때, 상기 도포장치(10)의 배출구 측에는 회전에 의해 상기 제 1섬유층(10)의 표면으로 에어로겔을 도포하는 분배롤러(1)가 구비된다. 이에 따라 상기 에어로겔층 형성단계에서는 상기 제 1섬유층(10)이 상기 도포장치(10)의 통과하는 과정에서 과립 형태의 에어로겔이 상기 제 1섬유층(10)의 표면에 도포되며, 이후, 상기 제 1섬유층(10)이 상기 제 1섬유층(10)의 표면에 적층됨에 따라 에어로겔층(20)이 형성되도록 한다. The step of forming the airgel layer is granular between the pair of fiber layers 10. This is a process for manufacturing synthetic fibers laminated with an airgel composition. Incidentally, in the step of forming the airgel layer, the granular airgel composition is uniformly distributed on the surface of the first fiber layer 10, and the second fiber layer 120 is stacked on top of it, followed by a card machine or an airlay method. The airgel layer 20 formed by the granular airgel composition is made to produce synthetic fibers having a central portion. At this time, the airgel in the form of granules is uniformly applied to the surface of the first fiber layer 10 by the application device 10. If it expands, the first fiber layer 10 is moved in the horizontal direction, and the coating device 10 is in the state in which the airgel of the granular state having the predetermined particles is accommodated, in the upward direction of the first fiber layer 10. Is placed. At this time, the dispensing roller 1 for applying the airgel to the surface of the first fiber layer 10 by rotation is provided on the outlet side of the coating device 10. Accordingly, in the step of forming the airgel layer, the airgel in the form of granules is applied to the surface of the first fiber layer 10 in the process in which the first fiber layer 10 passes through the coating device 10, and thereafter, the first As the fiber layer 10 is laminated on the surface of the first fiber layer 10, the airgel layer 20 is formed.

2. 펀칭단계2. Punching stage

펀칭단계는 제조된 합성섬유를 니들펀칭 장치(40)로 공급하여 부직포를 제조하는 과정이다. 부연하면, 상기 펀칭단계에서는 복수 개의 니들이 상기 합성섬유의 상방에서 하방으로 승하강 운동을 하면서 제 1섬유층(10)과 제 2섬유층(120)의 섬유가 서로 랜덤하게 결합되도록 함에 따라 부직포가 제조되도록 한다. The punching step is a process of manufacturing the nonwoven fabric by supplying the manufactured synthetic fiber to the needle punching device 40. In other words, in the punching step, a plurality of needles are moved up and down from the upper side of the synthetic fiber while the fibers of the first fiber layer 10 and the second fiber layer 120 are randomly combined with each other so that a nonwoven fabric is manufactured. do.

도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부직포 제조방법은 한 쌍의 섬유층(10)을 액상의 접착제에 소정 시간동안 함침한 뒤, 함침된 한 쌍의 섬유층(10)을 각각 압착하며, 이후 한 쌍의 섬유층(10)의 사이로 에어로겔 조성물을 균일하게 도포하여 적층한 후, 이를 소정 시간동안 건조함으로써 부직포가 제조되도록 한다.4 and 5, the method of manufacturing a nonwoven fabric according to an embodiment of the present invention is impregnated with a pair of fiber layers 10 in a liquid adhesive for a predetermined time, and then impregnated a pair of fiber layers 10 ) Is compressed, and then the airgel composition is uniformly applied and laminated between the pair of fiber layers 10, and then dried for a predetermined time to produce a nonwoven fabric.

1. 함침단계1. Impregnation stage

함침단계는 한 쌍의 섬유층(10)을 액상의 접착제에 소정 시간동안 함침하는 과정이다. 부연하면, 상기 함침단계는 제 1섬유층(10)과 제 2섬유층(120)이 각각 액상의 접착제가 수용된 함침조(40)를 통과하는 과정에서 상기 제 1섬유층(10)과 제 2섬유층(120)이 함침되도록 한다. 이때, 상기 접착제는 아크릴 또는 SBR(Styrene Butadiene Ruber)로 이루어진다. The impregnation step is a process of impregnating the pair of fiber layers 10 with a liquid adhesive for a predetermined time. In other words, the impregnation step is the first fiber layer 10 and the second fiber layer 120, the first fiber layer 10 and the second fiber layer 120 in the process of passing through the impregnation tank 40 containing a liquid adhesive, respectively ) Is impregnated. At this time, the adhesive is made of acrylic or SBR (Styrene Butadiene Ruber).

2. 압착단계2. Crimping step

압착단계는 함침된 한 쌍의 섬유층(10)을 압착하는 과정이다. 부연하면, 상기 압착단계에서는 상기 함침조(40)를 통과한 제 1섬유층(10)과 제 2섬유층(120)의 진행방향 전방에 한 쌍의 압착롤러(60)가 각각 구비되고, 상기 제 1섬유층(10)과 제 2섬유층(120)은 각각 압착롤러(60)를 통과하는 과정에서 압착이 이루어지게 된다. The pressing step is a process of pressing the impregnated pair of fiber layers 10. In a second step, in the crimping step, a pair of crimping rollers 60 are respectively provided in front of the first fiber layer 10 and the second fiber layer 120 that have passed through the impregnation tank 40, respectively. The fiber layer 10 and the second fiber layer 120 are respectively compressed in the process of passing through the compression roller 60.

3. 에어로겔 공급단계3. Airgel supply stage

에어로겔 공급단계는 압착된 제 1섬유층(10)의 표면으로 과립형 에어로겔 조성물을 균일하게 도포하는 과정이다. 부연하면, 상기 공급단계에서는 상기 압착롤러(60)를 통과한 상기 제 1섬유층(10)은 도포장치(10)로 공급되게 되고, 상기 제 1섬유층(10)이 상기 도포장치(10)를 통과하는 과정에서 상기 도포장치(10)가 상기 제 1섬유층(10)의 표면에 과립형 에어로겔 조성물을 균일하게 도포함으로써 에어로겔의 공급이 이루어지도록 한다. 이때, 상기 도포장치(10)에는 소정의 입자를 갖는 과립 형태의 에어로겔이 수용되고, 수용된 에어로겔은 상기 도포장치(10)의 배출구측에 구비된 분배롤러(1)의 회전에 의해 상기 제 1섬유층(10)의 표면에 도포된다. The airgel supply step is a process of uniformly applying the granular airgel composition to the surface of the compressed first fiber layer 10. Incidentally, in the supply step, the first fiber layer 10 passing through the compression roller 60 is supplied to the coating device 10, and the first fiber layer 10 passes through the coating device 10. In the process, the coating device 10 uniformly applies the granular airgel composition to the surface of the first fiber layer 10 so that airgel is supplied. At this time, the coating device 10 is accommodated in the airgel in the form of granules having a predetermined particle, the received airgel is the first fiber layer by the rotation of the distribution roller (1) provided on the outlet side of the coating device (10) (10) is applied to the surface.

4. 결합단계4. Combination stage

결합단계는 에어로겔이 도포된 제 1섬유층(10)의 표면에 상기 제 2섬유층(120)을 적층하여 부직포를 제조하는 과정이다. 부연하면, 상기 결합단계 상기 도포장치(10)의 전방측에는 일정 이상의 온도로 예열된 한 쌍의 결합롤러(70)가 구비되고, 상기 결합롤러(70)측으로 상기 제 1섬유층(10)이 공급됨과 동시에 상기 제 2섬유층(120)이 상기 제 1섬유층(10)의 상방으로 공급되면서 상기 제 1섬유층(10)과 제 2섬유층(120)이 상기 결합롤러(70)에 의해 가압되면서 부직포가 제조되도록 한다. The bonding step is a process of manufacturing the nonwoven fabric by laminating the second fiber layer 120 on the surface of the first fiber layer 10 coated with airgel. If it is further expanded, a pair of bonding rollers 70 preheated to a predetermined temperature or more are provided on the front side of the coating device 10, and the first fiber layer 10 is supplied to the bonding roller 70 side. At the same time, as the second fiber layer 120 is supplied above the first fiber layer 10, the first fiber layer 10 and the second fiber layer 120 are pressed by the bonding roller 70 so that a non-woven fabric is manufactured. do.

상기 결합롤러(70)를 통과한 부직포는 이후 건조장치를 통과하는 과정에서 저온의 바람에 의해 충분히 건조될 수 있도록 한다. The non-woven fabric that has passed through the bonding roller 70 can be sufficiently dried by a low-temperature wind in the process of passing through the drying device.

본 발명에 따른 시트층은 상기와 같은 방법 이외에도 다양한 방법으로 제조된 시트 형태의 섬유집합체라면 종류에 상관없이 사용 가능하며, 섬유집합체 이외에도 폴리우레탄 등의 고분자를 발포하여 제조된 발포폼 시트 역시 사용 가능하다.The sheet layer according to the present invention can be used irrespective of the type as long as it is a sheet-like fiber aggregate manufactured by various methods in addition to the above-described method. In addition to the fiber aggregate, a foamed foam sheet produced by foaming a polymer such as polyurethane can also be used. Do.

상기와 같은 시트의 예를 들면, 직포, 니트, 부직포, 필름, 천연가죽 및 인조가죽에서 선택되는 어느 하나 또는 복수를 포함할 수 있으며, 상기 부직포는 니들펀칭 이외에도, 스펀본드, 스펀레이스, 멜트블로운, 전기방사, 써멀본딩 등의 제조방법을 적용할 수 있다. 즉, 상기 부직포는 웹의 결합방법으로 기계적, 화학적, 복합적 방법 모두를 적용하여 제조한 것을 사용할 수 있다.For example, the sheet may include any one or a plurality selected from woven fabrics, knits, non-woven fabrics, films, natural leathers, and artificial leathers, and the non-woven fabrics may include, besides needle punching, spunbond, spunlace, and meltable. Manufacturing methods such as roll, electrospinning and thermal bonding can be applied. That is, the nonwoven fabric may be manufactured by applying both mechanical, chemical, and complex methods as a bonding method of the web.

본 발명에서 상기 시트로 필름 형태를 적용하는 경우, 상기 필름은 다공성 필름인 것이 바람직하다. 이때 상기 필름에 형성되는 기공의 크기는 본 발명에서 한정하지 않으며, 상기 시트의 사용목적에 따라 자유롭게 설정할 수 있다. 예를 들어 상기 시트가 의복이나 신발류에 사용되는 경우, 신체에서 생성되는 수증기 형태의 땀을 신속하게 배출하기 위해 1㎚ 내지 10㎛ 크기의 기공이 형성된 것이 바람직하다.When applying the film form to the sheet in the present invention, it is preferable that the film is a porous film. At this time, the size of the pores formed in the film is not limited in the present invention, and can be freely set according to the purpose of use of the sheet. For example, when the sheet is used for clothing or footwear, it is preferable that pores having a size of 1 nm to 10 µm are formed in order to quickly discharge sweat in the form of water vapor generated from the body.

또한 상기 시트층은 상기와 같은 종류 이외에도 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE) 필름을 더 포함할 수 있다. 상기 폴리테트라플루오로에틸렌 필름은 보통 테플론으로도 불리며, 주로 프라이펜 등과 같은 주방기구에 코팅 적용되기도 한다.In addition, the sheet layer may further include a polytetrafluoroethylene (PTFE) film in addition to the above types. The polytetrafluoroethylene film is also commonly referred to as Teflon, and is mainly applied to kitchen utensils such as frypens.

상기 PTFE 필름(상품명 Gore-tex)은 조성물을 캐스팅한 후, 이를 가열과 함께 연신하면 무수히 많은 미세기공이 생기는 것에 착안한 것으로, 테플론 수지 특유의 낮은 반응성, 소수성 특징과 함께 미세 기공으로 습기가 빠져나가므로 항상 발수, 투습 성질을 유지할 수 있다.The PTFE film (trade name Gore-tex ) is intended to focus on generating countless micro-pores when casting a composition and then stretching it with heating. Moisture as a micro-pore with low reactivity and hydrophobic characteristics peculiar to Teflon resin It can always maintain water repellent and moisture permeable properties as it escapes.

본 발명에서 상기 PTFE 필름은 도 6 및 7과 같이 시트층을 구성하는 제1섬유층과 제2섬유층 사이에 위치할 수 있다. 이때 상기 제1섬유층 또는 제2섬유층과 PTFE 필름(400) 사이에는 과립형 에어로겔 조성물(200)이나 도트 형태의 접착층(300)이 위치할 수 있으며, 이를 통해 시트층과 PTFE 필름을 단단히 결합할 수 있다.In the present invention, the PTFE film may be located between the first fiber layer and the second fiber layer constituting the sheet layer as shown in Figures 6 and 7. At this time, between the first fiber layer or the second fiber layer and the PTFE film 400, the granular airgel composition 200 or the adhesive layer 300 in the form of a dot may be located, through which the sheet layer and the PTFE film can be firmly bonded. have.

또한 상기 PTFE 필름을 포함하는 시트는 도 8과 같이 양면에 과립형 에어로겔 조성물(200) 대신 부직포층(100)을 적층하고 양면의 부직포층 표면에 에어로겔 조성물(200)을 도포한 후, 이를 다시 부직포층(100)으로 덮는 구조를 가져갈 수도 있으며, 도 9와 같이 도 6의 시트 구조에서 부직포층(100) 표면에 충전재층(500)을 더 형성할 수도 있다. 이때 상기 충전재는 주로 보온 효과를 증대시키기 위해 적층되는 것으로, 구스다운, 덕다운, 웰론, 신슐레이트(thinsulate) 등과 같은 보온성을 높이는 충전재를 포함할 수 있다. In addition, the sheet containing the PTFE film is laminated on the non-woven fabric layer 100 instead of the granular airgel composition 200 on both sides as shown in Figure 8, and after applying the airgel composition 200 on the surface of the non-woven fabric layer on both sides, it is again a non-woven fabric The structure covered with the layer 100 may be taken, or the filler layer 500 may be further formed on the surface of the nonwoven layer 100 in the sheet structure of FIG. 6 as shown in FIG. 9. At this time, the filler is mainly laminated to increase the thermal insulation effect, and may include a filler that increases thermal insulation such as goose down, duck down, wellon, thinsulate, and the like.

상기 충전재층은 상기와 같이 도 9의 구조 이외에도 본 발명에서 포함하는 다양한 구조의 시트층에 모두 형성될 수 있으며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.The filler layer may be formed on all of the sheet layers having various structures included in the present invention in addition to the structure of FIG. 9 as described above, and the present invention is not limited thereto.

본 발명에 따른 기능성 에어로겔 시트는 상기와 같은 구조 이외에 다양한 구조를 가질 수 있다. 즉, 하나 또는 복수의 시트층을 포함하는 기재층과 상기 기재층의 일면 또는 양면에 과립형 에어로겔 조성물이 도포되어 열 압착되는 구조를 만족하기만 하면 된다. 일예로, 하나의 시트 층에 일면을 과립형 에어로겔 조성물이 덮어 열 압착될 수도 있고, 둘 또는 셋 이상의 시트 층이 적층되되, 상기 시트 층과 시트 층 사이에 상기 과립형 에어로겔 조성물이 위치할 수도 있다.Functional airgel sheet according to the present invention may have a variety of structures in addition to the above structure. That is, the base layer including one or a plurality of sheet layers and the granular form on one or both sides of the base layer It is only necessary to satisfy the structure in which the airgel composition is applied and thermally compressed. For example, one sheet layer may be thermally compressed by covering one surface with a granular airgel composition, or two or more sheet layers may be stacked, and the granular airgel composition may be positioned between the sheet layer and the sheet layer. .

상기 기능성 에어로겔 시트는 제조방법을 한정하지 않는다. 일예로 PTFE 필름과 부직포를 합지기에 통과시키되, 필름 또는 부직포가 서로 접촉되는 면에 상기 과립형 에어로겔 조성물을 도포하고 일정 이상의 온도로 예열된 롤러를 통과시킴으로써 열압착을 할 수 있다. 이를 통해 최종적으로 단열, 투습, 방수성이 부여된 기능성 에어로겔 시트를 제조할 수 있다.The functional airgel sheet is not limited to a manufacturing method. As an example, a PTFE film and a nonwoven fabric may be passed through a laminating machine, and thermal compression may be performed by applying the granular airgel composition to a surface where the film or nonwoven fabric is in contact with each other and passing a roller preheated to a predetermined temperature or higher. Through this, a functional airgel sheet to which insulation, moisture permeability, and water resistance are finally provided can be manufactured.

이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the following examples and comparative examples are only examples for explaining the present invention in more detail, and the present invention is not limited by the following examples.

하기 실시예 및 비교예를 통해 제조된 시편의 물성을 다음과 같이 측정하였다.The physical properties of the specimens prepared through the following examples and comparative examples were measured as follows.

(통기도)(Aeration)

ASTM D 737 방법으로 면적 38 ㎠, 압력 125 Pa의 조건에서의 공기투과도를 측정하였다.ASTM D 737 method was used to measure the air permeability under the conditions of an area of 38 cm 2 and a pressure of 125 Pa.

(투습도)(Permeability)

투습도 측정기(LabThink사, PERME (W3/0120))를 이용하여 밀폐된 챔버 내 필름 시편에 가해지는 온도 38℃, 외부셀의 RH(relative humidity) 90%, N2 carrier gas 조건 하에서 24hr 동안 외부셀로부터 필름을 통과하여 내부셀로 투과된 수분을 측정하였다.Using a moisture permeability meter (LabThink, PERME (W3 / 0120)), the temperature applied to the film specimen in the sealed chamber is 38 ° C., the relative humidity (RH) of the outer cell is 90%, and the outer cell is 24 hours under N 2 carrier gas conditions. Moisture permeated through the film from and penetrated into the inner cell was measured.

(열전도율)(Thermal conductivity)

제조된 시편을 HC-074?에코세이키 제조) 열전도 측정기를 사용하여 측정하였다. The prepared specimens were measured using a HC-074 Ekoseiki) thermal conductivity meter.

(실시예 1)(Example 1)

먼저 에어로겔 조성물로 소수성 에어로겔(Enova IC3120 Cabot)과 친수성 접착제(TPU 8036, JCC Korea)를 각각 혼합하되, 상기 소수성 에어로겔과 친수성 접착제를 각각 8 : 2 중량비로 혼합하여 제조하였다. First, each blend, but the hydrophobic airgel (Enova IC3120 Cabot) and hydrophilic adhesives (TPU 8036, JCC Korea) as airgel composition, the hydrophobic airgel with hydrophilic adhesives, respectively 8: was prepared by mixing 2 weight ratio.

다음으로 기재층으로 부직포(평량: 70g, 재질: PET, 두께: 2㎜)를 두 층 준비하였으며, 상기 부직포 사이에 상기와 같이 제조된 에어로겔 조성물을 도포하였다. 그리고 상기 에어로겔 조성물이 도포된 기재층을 150℃로 설정된 Thermoplastic Scattering Machine을 통과시켜 완전히 압착하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.Next, two layers of a non-woven fabric (basis weight: 70 g, material: PET, thickness: 2 mm) were prepared as a base layer, and the airgel composition prepared as above was applied between the non-woven fabrics. Then, the base layer coated with the airgel composition was completely compressed by passing through a Thermoplastic Scattering Machine set at 150 ° C to prepare a specimen. The physical properties of the prepared specimens were measured and described in Table 1 below.

(실시예 2)(Example 2)

상기 실시예 1에서 시편 제조 시 기재층으로 2 개의 부직포와 3층 구조의 폴리테트라플루오로에틸렌(평균 기공 크기: 2.5㎛, 총 두께: 120.3(1층: 80.69㎛, 2층: 29.71㎛, 3층: 9.9㎛)을 준비하였다. 이때 시편의 구성은 순차적으로 부직포-에어로겔 조성물-PTFE-에어로겔 조성물-부직포 순이였으며, 이 외에는 동일한 방법으로 시편을 제조하였다. 제조된 시편의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.In the preparation of the specimen in Example 1, as the base layer, two nonwoven fabrics and polytetrafluoroethylene having a three-layer structure (average pore size: 2.5 μm, total thickness: 120.3 (1 layer: 80.69 μm, 2 layers: 29.71 μm, 3) Layer: 9.9 µm) The composition of the specimen was sequentially non-woven fabric-aerogel composition-PTFE-aerogel composition-non-woven fabric, except that the specimens were prepared in the same manner. It is described in 1.

(실시예 3)(Example 3)

상기 실시예 2에서 시편 제조 시 조성물에 평균입경 0.5㎛이며, 벽재물질이 지르코니아에 내부 상전이물질로 질산화망간6수화물이 담긴 상전이물질 캡슐을 조성물 100 중량부에 대하여 15 중량부 더 첨가한 것을 제외하고 동일한 방법으로 시편을 제조하였다. 제조된 시편의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.In Example 2, except for the addition of 15 parts by weight of the phase change material capsule containing manganese nitrate hexahydrate as an internal phase change material in the zirconia as an average particle diameter of 0.5 µm in the composition when preparing the specimen. Specimens were prepared in the same way. The physical properties of the prepared specimens were measured and described in Table 1 below.

(실시예 4)(Example 4)

상기 실시예 3에서 시편 제조 시 조성물에 평균입경 10㎚의 금나노입자(Gold Nanoparticle; GNP)를 조성물 100 중량부에 대하여 5 중량부 더 첨가한 것을 제외하고 동일한 방법으로 시편을 제조하였다. 제조된 시편의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.In Example 3, when preparing the specimen, the specimen was prepared in the same manner except that 5 parts by weight of gold nanoparticles (GNP) having an average particle diameter of 10 nm was added to 100 parts by weight of the composition. The physical properties of the prepared specimens were measured and described in Table 1 below.

(실시예 5)(Example 5)

상기 실시예 1에서 조성물의 조성비로 소수성 에어로겔과 친수성 접착제를 각각 9. : 1 중량비로 혼합하여 제조하였으며, 이외에는 동일한 방법으로 시편을 제조하였다. 제조된 시편의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.In Example 1, the composition was prepared by mixing the hydrophobic airgel and the hydrophilic adhesive in a weight ratio of 9: 1, respectively, and the specimens were prepared in the same manner. The physical properties of the prepared specimens were measured and described in Table 1 below.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

상기 실시예 1에서 분말형 친수성 접착제 대신에 일반 접착제를 사용하였다. 구체적으로 상기 부직포의 일면에 소수성 에어로겔을 도포한 다음, 그라비어 롤 코팅 방법으로 폴리우레탄 접착제(삼호화성, SPU-7835)를 도포하고 그 위에 다른 부직포를 적층하고 합지하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.In Example 1, a general adhesive was used instead of the powdery hydrophilic adhesive. Specifically, a hydrophobic airgel was applied to one surface of the nonwoven fabric, and then a polyurethane adhesive (Samsung Chemical, SPU-7835) was applied by a gravure roll coating method, and another nonwoven fabric was laminated and laminated on it to prepare a specimen. The physical properties of the prepared specimens were measured and described in Table 1 below.

(비교예 2)(Comparative Example 2)

상기 실시예 2에서 조성물 제조 시 소수성 에어로겔과 친수성 접착제를 각각 9.8 : 0.2 중량비로 혼합하여 제조한 것을 제외하고 동일한 방법으로 시편을 제조하였다. 제조된 시편의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.When preparing the composition in Example 2, a specimen was prepared in the same manner, except that the hydrophobic airgel and the hydrophilic adhesive were each mixed at a weight ratio of 9.8: 0.2. The physical properties of the prepared specimens were measured and described in Table 1 below.

(비교예 3)(Comparative Example 3)

상기 실시예 2에서 조성물 제조 시 소수성 에어로겔과 친수성 접착제를 각각 7 : 3 중량비로 혼합하여 제조한 것을 제외하고 동일한 방법으로 시편을 제조하였다. 제조된 시편의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.When preparing the composition in Example 2, a specimen was prepared in the same manner, except that the hydrophobic airgel and the hydrophilic adhesive were mixed at a weight ratio of 7: 3, respectively. The physical properties of the prepared specimens were measured and described in Table 1 below.

(비교예 4)(Comparative Example 4)

상기 실시예 2에서 조성물 제조 시 친수성 접착제를 대신하여 폴리비닐부티랄(Mowital)을 동일 첨가량으로 혼합한 것을 제외하고 동일한 방법으로 시편을 제조하였다. 제조된 시편의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.When preparing the composition in Example 2, a specimen was prepared in the same manner, except that polyvinyl butyral (Mowital ) was mixed in the same amount as the hydrophilic adhesive. The physical properties of the prepared specimens were measured and described in Table 1 below.

[표 1][Table 1]

Figure 112019084811949-pat00001
Figure 112019084811949-pat00001

상기 표 1과 같이 본 발명에 따라 제조된 시트는 통기도, 투습도 및 열전도율 항목에서 모두 우수한 물성을 보이고 있다. 구체적으로 PTFE 필름이 더 추가된 실시예 2는 통기도를 일정 정도 유지하면서 투습도가 현저히 낮아진 것을 알 수 있으며, 상전이 물질 및 금나노입자가 더 첨가된 실시예 3, 4는 열전도율이 크게 개선된 것을 알 수 있다. The sheet manufactured according to the present invention as shown in Table 1 shows excellent physical properties in terms of air permeability, moisture permeability, and thermal conductivity. Specifically, in Example 2, in which the PTFE film was further added, it was found that the moisture permeability was remarkably lowered while maintaining the air permeability to a certain degree, and in Examples 3 and 4 in which the phase change material and gold nanoparticles were further added, the thermal conductivity was significantly improved. You can.

이와는 별개로 일반 접착제를 그라비아 롤 코팅한 비교예 1은 부직포 내 기공이 접착제에 의해 차단되어 통기성이 크게 떨어진 것을 알 수 있으며, 소수성 에어로겔과 친수성 접착제의 첨가비가 범위를 벗어난 비교예 2, 3은 에어로겔의 균일한 혼합이 되지 않아 열전도율이 떨어지거나, 분말형의 친수성 접착제가 부직포나 PTFE 필름의 미세 기공을 막아 통기도 및 투습도가 크게 떨어진 것을 알 수 있다. 또한 친수성 접착제 대신에 소수성의 폴리비닐부티랄 분말 접착제를 사용한 비교예 4의 경우에도 소수성 에어로겔의 정전기가 제대로 제어되지 않아 서로 뭉치게 되어 통기도, 투습도가 하락하고 이에 의해 열전도율까지 함께 떨어진 것을 알 수 있다.Separately, Comparative Example 1, in which a general adhesive was coated with a gravure roll, showed that the pores in the nonwoven fabric were blocked by the adhesive, and thus, the air permeability was greatly reduced. It can be seen that the thermal conductivity is not reduced because the mixture is not uniformly mixed, or the hydrophilic adhesive in the form of a powder prevents fine pores of the nonwoven fabric or PTFE film, thereby significantly reducing air permeability and moisture permeability. In addition, even in Comparative Example 4 in which a hydrophobic polyvinyl butyral powder adhesive was used instead of a hydrophilic adhesive, the static electricity of the hydrophobic airgel was not properly controlled, so that the air permeability and moisture permeability fell and the thermal conductivity fell together. .

본 발명은 도면에 도시한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상적인 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely examples, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

10 : 도포장치
11 : 분배롤러
20 : 히팅장치
30 : 접착롤러
40 : 니들펀칭 장치
50 : 함침조
60 : 압착롤러
70 : 결합롤러
100 : 섬유층(부직포층)
110 : 제 1섬유층
120 : 제 2섬유층
200 : 에어로겔층
300 : 도트형 접착층
400 : PTFE층
500 : 충전재층
10: coating device
11: Distribution roller
20: heating device
30: adhesive roller
40: needle punching device
50: impregnation tank
60: crimping roller
70: Combine roller
100: fiber layer (non-woven fabric layer)
110: first fiber layer
120: second fiber layer
200: airgel layer
300: dot type adhesive layer
400: PTFE layer
500: filler layer

Claims (10)

SiO2, Al2O3, TiO2 및 ZrO2에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 금속산화물을 함유하는 소수성 에어로겔;
내부 물질로 옥타테칸(Octadecane, C18H28), 헵타테칸(Heptadecane, C17H36), ZrC, 카프릴릭 산(Caprylic acid, CH3(CH2)6COOH), 그루버 솔트(Glauber's salt), 질산화망간6수화물(Manganese nitrate hexahydrate, Mn(NO3)2H2O), 질산화망간4수화물(Manganese nitrate hexahydrate, Mn(NO3)2H2O), 질산화아연6수화물(Zinc nitrate hexahydrate, Zn2(NO3)26H2O), 수화무기염, 디메틸프로판디올, 헥사메틸프로판디올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리테트라메틸글리콜 및 폴리에틸렌테레프탈레이트-폴리에틸렌글리콜에서 선택되는 어느 하나 또는 복수에 벽재 물질로 지르코니아를 포함하는 상전이 물질;
평균입경이 1㎚ 내지 1㎜이며, 금, 은, 구리, 백금, 팔라듐, 니켈 및 철에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 금속으로 구성된 금속 나노입자; 및
평균입경이 1 내지 500㎛, 밀도 0.1 내지 5g/㎤, 150℃, 2.16㎏에서의 용융지수(melt index)가 1 내지 30g/10min인 분말 형태의 친수성 접착제;
를 포함하며,
상기 에어로겔과 접착제가 7.5 내지 9.5 : 0.5 내지 2.5 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 과립형 에어로겔 조성물.
A hydrophobic airgel containing any one or a plurality of metal oxides selected from SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 and ZrO 2 ;
As an internal substance, Octadecane (C 18 H 28 ), Heptadecane (C 17 H 36 ), ZrC, Caprylic acid (CH 3 (CH 2 ) 6 COOH), Grover's salt ), Manganese nitrate hexahydrate, Mn (NO 3 ) 2 H 2 O), Manganese nitrate hexahydrate, Mn (NO 3 ) 2 H 2 O), Zinc nitrate hexahydrate , Zn 2 (NO 3 ) 2 6H 2 O), hydrated inorganic salts, dimethylpropanediol, hexamethylpropanediol, polyethylene glycol, polytetramethylglycol and polyethyleneterephthalate-polyethylene glycol Phase change material comprising zirconia;
Metal nanoparticles having an average particle diameter of 1 nm to 1 mm, and consisting of any one or a plurality of metals selected from gold, silver, copper, platinum, palladium, nickel, and iron; And
A hydrophilic adhesive in powder form having an average particle diameter of 1 to 500 μm, a density of 0.1 to 5 g / cm 3, 150 ° C., and a melt index of 1 to 30 g / 10 min at 2.16 kg;
It includes,
Granular airgel composition, characterized in that the airgel and adhesive are mixed in a weight ratio of 7.5 to 9.5: 0.5 to 2.5.
제 1항에 있어서
상기 에어로겔은 평균입경이 1㎛ 내지 1㎜ 인 것을 특징으로 하는 과립형 에어로겔 조성물.
The method of claim 1
The airgel is a granular airgel composition, characterized in that the average particle diameter is 1㎛ to 1㎜.
제 1항에 있어서,
상기 에어로겔은 밀도가 10 내지 200㎏/㎥인 것을 특징으로 하는 과립형 에어로겔 조성물.
According to claim 1,
The airgel is granular, characterized in that the density is 10 to 200㎏ / ㎥. Airgel composition.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 시트 및 과립형 에어로겔 조성물을 포함하는 기능성 에어로겔 시트로,
상기 시트는 하나 또는 복수의 시트층을 포함하는 기재층과 상기 기재층의 일면 또는 양면에 제 1항 내지 제 3항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 과립형 에어로겔 조성물이 열압착된 것을 특징으로 하는 기능성 에어로겔 시트.
Functional airgel sheet comprising a sheet and a granular airgel composition,
The sheet is characterized in that the base layer comprising one or a plurality of sheet layers and the granular airgel composition according to any one of claims 1 to 3 are thermocompressed on one or both sides of the base layer. Functional airgel sheet.
제 7항에 있어서,
상기 시트는 직포, 니트, 부직포, 필름, 천연가죽 및 인조가죽에서 선택되는 어느 하나 또는 복수를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 에어로겔 시트.
The method of claim 7,
The sheet is a functional airgel sheet, characterized in that it comprises any one or a plurality selected from woven, knitted, non-woven, film, natural leather and artificial leather.
제 8항에 있어서,
상기 시트에 포함되는 섬유는 이형단면을 가지는 섬유인 것을 특징으로 하는 기능성 에어로겔 시트.
The method of claim 8,
Functional airgel sheet, characterized in that the fiber contained in the sheet is a fiber having a release cross-section.
제 7항에 있어서,
상기 시트는 폴리테트라플루오로에틸렌 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 에어로겔 시트.
The method of claim 7,
The sheet is a functional airgel sheet, characterized in that it further comprises a polytetrafluoroethylene film.
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