KR102362198B1

KR102362198B1 - 가스 흡착 재료 입자, 가스 흡착체, 이들의 제조방법, 및 이를 구비한 진공단열재

Info

Publication number: KR102362198B1
Application number: KR1020170068529A
Authority: KR
Inventors: 켄이치 나가야마; 겐지 다케우치; 토모카즈 후쿠자키
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2016-06-01
Filing date: 2017-06-01
Publication date: 2022-02-10
Also published as: US20170348669A1; JP6807661B2; KR20170136455A; JP2017213535A; US10549257B2

Abstract

가스 흡착 재료 입자는 수분 흡착능을 구비한 첨가 재료 입자, 및 타겟 가스에 대한 가스 흡착능을 구비하되, 수분에 의해 불활성화되며 첨가 재료 입자 표면에 형성되는 금속의 층을 포함하며, 금속의 층의 평균 두께는 37 μm 이하로 형성될 수 있다.

Description

가스 흡착 재료 입자, 가스 흡착체, 이들의 제조방법, 및 이를 구비한 진공단열재 {Gas Adsorbing Material Particle, Gas Adsorbing Material Body, Making Method of the Same, and Vacuum Insulation Material Including the Same}

가스 흡착 재료 입자, 가스 흡착체, 이들의 제조방법, 및 이를 구비한 진공단열재에 관한 것이다.

최근, 에너지 절약 추세에 따라 가전 제품이나 설비 기기로 우수한 단열 효과를 소유하는 진공단열재가 요구된다. 진공단열재로서, 글라스 울(glass wool)이나 실리카 분말 등의 미세 공극을 소유하는 코어재료를 가스 배리어성을 소유하는 외장재료로 덮고, 외장재료의 내부를 감압 밀봉 한 것이 알려져 있다.

진공단열재는 그 우수한 단열 효과를 장기간에 걸쳐 유지하기 위해 진공단열재에 침입하는 수증기나 산소, 질소 등의 가스를 제거하는 흡착 재료가 코어재료와 함께 진공단열재에 감압 밀봉된 구조를 갖는다.

일 구현예는 가스 흡착능의 저하를 억제하면서도 가연성 가스 발생량을 저감할 수 있는 가스 흡착 재료 입자와 그 제조방법을 제공하고자 한다.

또한, 일 구현예는 상기 가스 흡착 재료 입자를 포함하는 가스 흡착체와 그 제조 방법, 및 상기 가스 흡착체를 포함하는 진공단열재를 제공하고자 한다.

일 구현예에 따르면, 수분 흡착능을 구비한 첨가 재료 입자, 및 타겟 가스에 대한 가스 흡착능을 구비하되 수분에 의해 불활성화되며 상기 첨가 재료 입자 표면에 형성되는 금속의 층을 포함하고, 상기 금속의 층의 평균 두께는 37 μm 이하인 가스 흡착 재료 입자가 제공된다.

상기 첨가 재료 입자는 산화칼슘을 90 질량% 이상 포함하고, 상기 금속은 Ba-Li 합금을 90 질량% 이상 포함할 수 있다.

상기 첨가 재료 입자와 상기 금속의 총량을 기준으로, 상기 금속의 함유량은 45 질량% 이하일 수 있다.

상기 금속의 층의 평균 두께는 0.65 μm 내지 37 μm 일 수 있고 1.3 μm 내지 6.6 μm 일 수도 있다.

상기 타겟 가스는 질소일 수 있다.

상기 첨가 재료 입자는 상기 금속의 층에 의해 피복되어 있을 수 있다.

한편, 일 구현예에 따른 상기 가스 흡착 재료 입자를 제조하는 방법으로, 불활성 가스 분위기 하에서 상기 첨가 재료 입자를 상기 금속의 융점 이상의 온도로 가열하고, 상기 가열된 첨가 재료 입자에 상기 금속을 첨가하고, 상기 금속이 첨가된 상기 첨가 재료 입자를 혼합하여 상기 첨가 재료 입자 표면을 상기 금속으로 덮고, 혼합된 상기 혼합물을 냉각하는 과정을 포함하여 수행되는 가스 흡착 재료 입자의 제조 방법이 제공될 수 있다.

상기 가스 흡착 재료 입자의 제조 방법은 상기 금속이 첨가된 상기 첨가 재료 입자를 혼합하는 과정에서, 상기 가스 흡착 재료로부터 발생하는 가연성 가스의 발생량이 상기 금속의 g 당 200 cc/g 미만이 되도록 상기 첨가재료에 대해 상기 금속을 배합할 수 있다.

한편, 다른 일 구현예에 따르면, 수분 흡착능을 구비한 첨가 재료 입자, 및 타겟 가스에 대한 가스 흡착능을 구비하되 수분에 의해 불활성화되며 상기 첨가 재료 입자 표면에 형성되는 금속의 층을 포함하고, 상기 금속의 층의 평균 두께는 37 μm 이하인 가스 흡착 재료 입자를 포함하는 가스 흡착 재료층; 및 상기 가스 흡착 재료층의 표면에 형성되고, 수분 흡착 재료를 포함하는 피복층을 포함하는, 가스 흡착체가 제공된다.

상기 피복층은 산소 및 수소 흡착능을 구비한 피복층용 가스 흡착 재료를 더 포함할 수 있다.

상기 수분 흡착 재료는 산화 칼슘이고, 상기 피복층용 가스 흡착 재료는 산화 티타늄, 및 산화 팔라듐 중 적어도 하나일 수 있다.

상기 가스 흡착체는 펠릿(pellet) 형상을 가질 수 있다.

상기 피복층의 최대두께는 1 mm 내지 60 mm 일 수 있고, 2 mm 내지 40 mm 일 수도 있으며, 5 mm 내지 20 mm일 수도 있다.

한편, 다른 일 구현예에 따른 상기 가스 흡착체를 제조하는 방법으로, 불활성 가스 분위기 하에서 상기 가스 흡착 재료 입자를 압분하여 상기 가스 흡착 재료층을 얻고, 상기 가스 흡착 재료층의 표면을 상기 수분 흡착 재료를 포함하는 피복 재료로 덮고, 상기 피복 재료로 덮힌 상기 가스 흡착 재료층을 가압하여 상기 피복층을 형성하는 과정을 포함하여 수행되는 가스 흡착체의 제조 방법이 제공된다.

한편으로, 다른 일 구현예에 따른 상기 가스 흡착체를 포함하는 진공단열재가 제공된다.

가스 흡착능의 저하를 억제하면서도 가연성 가스의 발생량을 저감할 수 있는 가스 흡착 재료 입자와 그 제조 방법, 및 상기 가스 흡착 재료 입자를 포함하는 가스 흡착체와 그 제조 방법, 그리고 상기 가스 흡착체를 포함하는 진공단열재를 제공할 수 있다.

도 1은 일 구현예에 따른 가스 흡착체를 구비한 진공단열재를 개략적으로 나타낸 단면도이고,
도 2는 도 1의 진공단열재 중 가스 흡착체를 개략적으로 나타낸 단면도이고,
도 3은 일 구현예에 따른 흡착성 조성물의 제조 방법을 나타낸 흐름도이고,
도 4는 일 구현예에 따른 가스 흡착체의 제조 방법을 나타낸 흐름도이고,
도 5는 도 4의 압분 공정을 개략적으로 나타낸 단면도이고,
도 6은 도 4의 성형 공정을 개략적으로 나타낸 단면도이며,
도 7은 질소 흡착을 위한 측정 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

이하, 실시예에 대하여 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

예를 들어, 질소 가스에 대한 흡착 물질로 Ba-Li 합금을 포함하는 진공단열재가 알려져 있다. 여기서 Ba-Li 합금은 일본 소방법 제3류의 위험물에 해당하는 금수성(禁水性) 물질이며, 물과 반응하면 즉시 가스 흡착능을 상실하는 동시에, 수소 가스를 발생시킨다.

근래, 사용 후 가전제품의 파쇄 처리 시 분진 비산을 방지하기 위해 산수(散水) 처리가 수행된다. 이때, 진공단열재 내부 가스 흡착 재료가 파쇄됨에 따라 가스 흡착성 금속이 노출되고, 여기에 물이 닿게 되면 수소가 대량으로 급격하게 발생하게 되므로, 이에 따른 발화, 폭발의 위험성이 존재한다.

보다 상세히, Ba-Li 합금과 물의 반응은 하기 반응식 1, 반응식 2로 나타내어지며, Ba과 Li이 각각 물과 반응하여 수소 가스를 발생한다.

[반응식 1]

2Li + 2H₂O → 2LiOH + H₂(295 cc/g)

[반응식 2]

Ba + 2H₂O → Ba(OH)₂+ H₂ (147 cc/g)

상기 반응식 1과 반응식 2를 참고하면, 예를 들어, 벌크(bulk)형 또는 입자 상을 갖는 합금을 가압 성형하여 덩어리로 만들고, 이를 물과 반응시킬 경우 Ba-Li 합금은 그램(gram) 당 총 442 cc의 수소 가스가 발생한다.

일본 소방법의 제3류 위험물에 해당 하는지 여부를 판단하는 시험에 관한 위험성 판단 기준에 띠르면, 물과의 반응에 의해 수소 등의 가연성 가스를 200 cc/g 이상 발생시키는 고체는 금수성 물질로 분류된다.

따라서, 상기 기준을 만족시키기 위하여, 물과 반응할 경우 발생되는 가연성 가스가 그램 당 200 cc/g 미만이 되도록 조절하는 것이 중요하다. 이에 따라 산수 처리 시에 발생하는 수소 가스량을 안전 수준으로 감소시키기 위해 Ba-Li 합금에 흡수성 재료 등 첨가 재료를 혼합하여, 단위 질량 당 합금량을 감소시키는 방법이 연구되고 있다.

그러나, 본 발명자들은 상기 첨가 재료 함량이 증가하면 첨가 재료에 함유되는 미량의 수분에도 Ba-Li 합금이 비활성화되어 버리므로, 목적한 가스 흡착능을 발현할 수 없다는 문제가 있음을 파악하였다.

이에, 본 발명자들은 검토를 거듭한 결과, 일 구현예와 같이 첨가 재료 입자 표면을 가스 흡착능을 갖는 금속으로 덮은 혼합 입자를 이용할 경우 가스 흡착능의 저하를 억제하면서도 가연성 가스 발생량을 저감할 수 있는 것을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

도 1은 일 구현예에 따른 가스 흡착체를 구비한 진공단열재를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

일 구현예에 따른 진공단열재(1)는 도 1 에 도시된 바와 같이 글라스 울(glass wool)이나 실리카 분말 등의 미세 공극을 갖는 코어재료(6)와, 그 내부에 배치되는 가스 흡착체(7)가 두 장의 외장재료(2) 사이에 내포되어 밀폐되도록 구성된다.

진공단열재(1)는 예를 들어 냉장고, 냉동고, 급탕 용기, 자동차용 단열재, 건조물용 단열재, 자동판매기, 보냉상자, 보온상자, 보냉차 등에 사용될 수 있다.

외장재료(2)는 코어재료(6)을 공기나 수분으로부터 격리시키는 기능을 수행하며, 외장재료(2)로 가스 배리어성을 갖는 공지된 다양한 재료를 이용할 수 있다.

외장재료(2)의 일례로, 열가소성 수지로 이루어진 플라스틱 필름이나, 금속박 등을 라미네이트 가공하여 가스 배리어성을 부여한 라미네이트 필름 등을 이용할 수 있다.

일 구현예에 따른 외장재료(2)는 도 1을 기준으로 내부층에 해당하는 열용착 필름(5), 중간층에 해당하는 가스 배리어 필름(4), 및 최외각층에 해당하는 표면보호 필름(3)을 포함할 수 있다.

일 구현예에서 열용착 필름(5)은, 예를 들어 폴리올레핀(예컨대, 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 또는 이들의 조합), 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체 등의 열가소성 수지, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

일 구현예에서 가스 배리어 필름(4)으로 예를 들어 알루미늄이나 구리 등의 금속박이나, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 또는 에틸렌-비닐 알코올 공중합체에 알루미늄이나 구리 등의 금속 원자나 알루미나나 실리카 등의 금속 산화물을 증착한 필름 등을 이용할 수 있다.

일 구현예에서 표면보호 필름(3)은, 예를 들어 폴리아미드(예컨대, 나일론 등), 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리이미드, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

한편, 일 구현예에서 외장재료(2)는 전술한 바와 같은 라미네이트 필름이 아니라, 금속 용기나 유리 용기, 폴리머 수지와 금속이 적층된 가스 배리어 용기 등일 수도 있다. 예를 들어, 외장재료(2)로 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 금속 증착 필름으로부터 선택된 1종 이상의 필름을 라미네이팅한 용기 등을 사용 할 수 있다.

코어재료(6)는 도 1 에 도시된 바와 같이 외장재료(2)의 내부에 배치되어 진공단열재(1)의 골격 역할을 수행하는 동시에 가스 흡착체(7)가 적용되는 공간을 형성한다.

일 구현예에서 코어재료(6)의 재질은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 글라스 울(glass wool), 암면(rock wool), 알루미나 섬유 등의 무기 섬유; 열 전도율이 낮은 금속으로 이루어지는 금속 섬유; 폴리에스테르, 폴리아미드, 아크릴, 폴리올레핀, 아라미드 등의 합성 섬유, 목재 펄프로부터 제조되는 셀룰로오스, 코튼, 삼, 울, 실크 등의 천연 섬유, 레이온 등의 재생 섬유, 아세테이트 등 반합성 섬유 등의 유기 섬유를 사용 할 수 있다.

전술한 코어재료(6)는 단독으로 사용되거나, 2종 이상의 전술한 소재의 조합으로 사용되어도 좋으나, 글라스 울(glass wool)인 것이 좋다. 전술한 재료로 이루어지는 코어재료는, 섬유자체의 탄성이 높고, 섬유 자체의 열전도율이 낮으며, 저렴하게 입수 가능하다.

도 2는 도 1의 진공단열재 중 가스 흡착체를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

일 구현예에서 가스 흡착체(7)는 도 2 에 도시된 바와 같이 가스 흡착 재료층(10'), 및 상기 가스 흡착 재료층(10')을 피복하는 피복층(11')으로 이루어진 압축 성형체가, 예를 들어 가스 투과성 개방부를 갖는 하드 케이스, 또는 가스 투과성 필름 등과 같은 커버체(12) 내부에 수납되어 있는 구조를 가질 수 있다.

가스 투과성 개방부의 일례로, 하드 케이스의 상단이 개방면을 갖는 구조를 들 수 있다.

가스 흡착 재료층(10')은 타겟 가스의 흡착능을 갖는 층으로, 흡착성 조성물(가스 흡착 재료 입자, 10)을 함유한다.

흡착성 조성물(10)은 수분 흡착능을 갖는 첨가 재료 입자와, 첨가 재료 입자의 표면에 형성되고, 타겟 가스에 대한 가스 흡착능을 구비하되 수분에 의해 불활성화되는 가스 흡착성 금속의 층을 포함할 수 있다.

일 구현예에서 가스 흡착성 금속의 층은, 가스 흡착성 금속이 첨가 재료 입자의 표면에 부착된 상태로 형성되어 있으며, 일 구현예에서 “부착” 이란, 가스 흡착성 금속에 의해 첨가 재료 입자가 피복되어 있는 상태를 의미하며, 상기 “부착” 방법은 가스 흡착성 금속과 첨가 재료 입자사이의 금속 결합, 화학 결합, 물리적 결합, 또는 가스 흡착성 금속과 첨가 재료 입자 사이 계면 상태 등이 있으나, 상기 방법들에 제한되지는 않는다.

상기 가스 흡착성 금속은 타겟 가스의 종류에 따라 다양하게 선택될 수 있다. 예컨대 타겟 가스가 질소일 경우, Li, V 및 Zr 중 최소한 1종, 예를 들어 Li, 및/또는, Li 합금일 수 있다. Li 합금 중에서도 Li과 알칼리 토금속과의 합금, 특히, Ba-Li 합금의 경우 질소의 흡착 특성이 높으므로 적절하다.

또한 가스 흡착성 금속은, 2 이상의 상기 금속 및 합금의 혼합물인 것이 좋으나, 감압 환경 하에 효과적인 질소 흡착을 위해서는 가스 흡착성 금속의 90 질량% 이상은 Ba-Li 합금인 것이 좋다.

상기 첨가 재료 입자는 가스 흡착성 금속의 농도, 즉, 가스 흡착체(7)의 단위 질량 당 금속량을 조정하기 위한 것이다. 그 결과, 첨가 재료 입자에 따라서 가스 흡착체(7)의 단위 질량 당 금속 함유량이 감소되므로, 예를 들어 가스 흡착체(7)의 폐기 처리 시 흡착성 조성물(10)이 물과 반응하더라도 반응 속도가 제한되므로 단번에 규제치 이상의 가연성 가스가 발생하는 것을 억제 할 수 있다.

일 구현예에서 첨가 재료 입자로는 금속의 가스 흡착능에 영향을 미치지 않는 것이면 특별히 제한되지 않으나, 상기 금속이 질소 가스 흡착성 금속일 경우에는, 병용되는 경우가 많은 무기 산화물이 좋으며, 그 중에서도, 산화 칼슘, 산화 마그네슘, 산화 스트론튬 등 알칼리 토금속의 산화물이 좋다. 이 중, 예를 들어 산화 칼슘은 수증기압의 매우 낮은 환경에서도 수분을 흡착할 수 있다.

첨가 재료 입자는 2종 이상의 상기 무기 산화물의 혼합물인 것이 좋으나, 수분을 흡착하여 가스 흡착성 금속이 우수한 가스 흡착능을 유지하는 동시에 가연성 가스의 발생량을 효과적으로 저감할 수 있도록, 첨가 재료 입자의 90 질량% 이상은 산화 칼슘인 것이 좋다.

한편, 가스 흡착체(7)가 사용되는 환경의 상태를 유지할 수 있도록 흡습성 무기 산화물을 가스 흡착체(7)와는 별도로, 또는 가스 흡착체(7)에 포함시킬 수도 있다.

흡착성 조성물(10)의 가스 흡착능을 해치지 위한 첨가 재료 입자의 입경은 500 μm 이하인 것이 좋다. 한편, 상기 첨가 재료 입자의 입경 하한은 특별히 제한되지 않고, 현존하는 첨가 재료 입자의 최소 입경인 경우라도 무방하다.

예를 들어, 첨가 재료 입자가 산화칼슘 등과 같이 수분 흡착특성이 우수한 무기 산화물일 경우, 이를 가열 처리하더라도 가스 흡착체(7) 제조 과정 중 무기 산화물이 대기 중의 수분을 흡수하는 것이 불가피하다. 따라서, 가스 흡착성 금속과 첨가 재료 입자를 단순히 혼합하는 것만으로는 상기 제조 과정 중 필연적으로 흡착되는 수분에 의해 가스 흡착성 금속이 쉽게 비활성화될 우려가 있다.

그러나, 본 발명자가 거듭 검토한 결과, 가스 흡착성 금속이 가스 흡착능을 갖는 활성 상태로 첨가 재료 입자 표면에 전술한 바와 같이 부착됨으로써, 가스 흡착성 금속의 가스 흡착능 활성 상태를 유지할 수 있는 것이 분명해졌다. 이는, 첨가 재료 입자 표면이 가스 흡착성 금속으로 피복되면서 첨가 재료 입자의 흡습 반응을 억제한 결과라고 사료된다. 한편, 일 구현예에서 첨가 재료 입자는 가스 흡착성 금속의 농도를 제어하는 역할을 수행하므로, 가스 흡착성 금속에 대하여 “모재”, 혹은 “기재”라고도 할 수 있다.

첨가 재료 입자 표면에 형성된 가스 흡착성 금속의 층의 평균 두께는, 예를 들어 50 μm 이하, 예를 들어 45 μm 이하, 예를 들어 40 μm 이하, 예를 들어 37 μm 이하, 예를 들어 35 μm 이하, 예를 들어 30 μm 이하, 예를 들어 25 μm 이하, 예를 들어 20 μm 이하, 예를 들어 15 μm 이하, 예를 들어 10 μm 이하, 예를 들어 7 μm 이하, 예를 들어 6.6 μm 이하일 수 있고, 예를 들어 0.1 μm 이상, 예를 들어 0.2 μm 이상, 예를 들어 0.3 μm 이상, 예를 들어 0.4 μm 이상, 예를 들어 0.5 μm 이상, 예를 들어 0.6 μm 이상, 예를 들어 0.65 μm 이상, 예를 들어 0.7 μm 이상, 예를 들어 0.8 μm 이상, 예를 들어 0.9 μm 이상, 예를 들어 1.0 μm 이상, 예를 들어 1.1 μm 이상, 예를 들어 1.2 μm 이상, 예를 들어 1.3 μm 이상일 수 있으며, 예를 들어 0.65 μm 내지 37μm, 예를 들어 1.3 μm 내지 6.6 μm일 수 있다.

이에 따라, 가스 흡착성 금속의 층이 보다 균일하게 상기 첨가 재료 입자 표면에 형성될 수 있으므로, 전술한 산수 처리 등에 의해 흡착 재료 입자와 물이 서로 접촉하더라도 상기 가스 흡착성 금속의 층의 두께가 얇아 한번에 발생하는 수소 가스량이 적어 가연성 가스의 발생량을 저감할 수 있다.

한편, 일 구현예에서 가스 흡착성 금속의 층의 평균 두께라 함은, 첨가 재료 입자 및 가스 흡착성 금속 각각의 입자 반경, 밀도, 및 질량에 따라 상기 첨가 재료 입자 하나당 형성되는 가스 흡착성 금속의 층의 두께를 산출한 것을 의미한다.

가스 흡착 재료층(10')의 형상은 특별히 한정되지 않고 펠릿 형상, 블록 형상, 구 형상 등 여러 형상을 가질 수 있으나, 핸들링 성능 향상을 고려할 때 펠릿 형상을 갖는 것이 좋다.

가스 흡착 재료층(10')의 크기는 타겟 가스의 흡착능과 핸들링 성능 향상을 감안하여 정할 수 있다. 가스 흡착 재료층(10')의 최대 너비, 또는 장경(長)은 예를 들어 3 mm 이상, 예를 들어 4 mm 이상, 예를 들어 5 mm 이상, 예를 들어 6 mm 이상, 예를 들어 7 mm 이상이고, 예를 들어 50 mm 이하, 예를 들어 40 mm 이하, 예를 들어 30 mm 이하, 예를 들어 20 mm 이하이며, 예를 들어 3 mm 내지 50 mm, 예를 들어 5 mm 내지 30 mm, 예를 들어 7 mm 내지 20 mm일 수 있다.

한편, 가스 흡착 재료층(10')의 최대 두께 또는 단경(短)은, 예를 들어 0.5 mm 이상, 예를 들어 1.0 mm 이상, 예를 들어 1.5 mm 이상, 예를 들어 2.0 mm 이상이고, 예를 들어 50 mm 이하, 예를 들어 40 mm 이하, 예를 들어 30 mm 이하, 예를 들어 20 mm 이하, 예를 들어 10 mm 이하이며, 예를 들어 0.5 mm 내지 50 mm, 예를 들어 1 mm 내지 30 mm, 예를 들어 2 mm 내지 10 mm일 수 있다.

한편, 상기 압축 성형체는 과립 형상, 또는, 펠릿형 괴상체로도 형성될 수도 있다. 또한, 상기 괴상체를 2 이상 코어재료(6) 내부로 분산되도록 배치해도 좋다.

일 구현예에서 피복층(11')은 수분 흡착 재료를 포함한다.

수분 흡착 재료는 상기 첨가 재료 입자와 같이 흡수성을 갖는 재료라면, 특별히 한정되지 않으나, 수분 흡착능 향상을 고려할 경우, 예를 들어 산화 칼슘, 산화 마그네슘, 산화 스트론튬 등 알칼리 토금속 산화물을 이용할 수 있다. 이에 따라, 가스 흡착 재료층(10')과 물 간의 직접적인 접촉을 방지할 수 있으므로, 수분에 의한 흡착 특성 저하를 방지할 수 있다.

또한, 피복층(11')은 산소 및 수소 중 적어도 어느 하나를 흡착할 수 있는 피복층용 가스 흡착 재료를 포함할 수 있다. 상기 피복층용 가스 흡착 재료의 구체적 예시로는, 산화 티타늄, 산화 팔라듐, 또는 이들의 혼합물, 또는 이들의 복합체를 들 수 있다. 이에 따라, 진공단열재 내부의 타겟 가스(질소 등)에 추가로 수분, 산소, 수소 등이 흡착 가능하므로, 장기간에 걸쳐 진공단열재 내부의 진공도를 유지할 수 있다.

가스 흡착 재료층(10')의 타겟 가스 흡착능 향상과 가스 흡착체(7)의 핸들링 성능 향상을 고려할 때, 피복층(11')의 최대 두께는 예를 들어 1 mm 이상, 예를 들어 2 mm 이상, 예를 들어 3 mm 이상, 예를 들어 4 mm 이상, 예를 들어 5 mm 이상이고, 예를 들어 60 mm 이하, 예를 들어 50 mm 이하, 예를 들어 40 mm 이하, 예를 들어 30 mm 이하, 예를 들어 20 mm 이하이며, 예를 들어 1 mm 내지 60 mm, 예를 들어 2 mm 내지 40 mm, 예를 들어 5 mm 내지 20 mm 일 수 있다.

한편, 일 구현예에 따른 피복층(11')의 최대 두께는 가스 흡착 재료층(10')의 크기, 가스 흡착체(7)의 크기, 및 커버체(12)의 두께로부터 산출되거나, 가스 흡착 재료층(10')의 크기, 및 가스 흡착 재료층(10') 주위에 피복층(11')을 형성함으로써 얻어지는 후술할 성형체의 크기로부터 산출될 수 있다.

만약 가스 흡착 재료층(10')의 표면에 균일한 두께의 피복층(11')을 형성할 경우, 가스 흡착체(7)는 가스 흡착 재료층(10')의 형상과 같은 형상을 가질 수 있다.

또한, 일 구현예에서 피복층(11')은 부분적으로 두께가 부분적으로 서로 다르게 형성될 수도 있다. 이 경우, 가스 흡착체(7)의 형상은, 가스 흡착 재료층(10')과 같은, 또는 다른 여러 형상(펠릿 형상, 블록 형상, 구 형상)을 가질 수 있다.

일 구현예에서는 가스 흡착체(7)을 진공단열재(1) 등의 감압 환경에 포함시킴으로써, 예를 들어 진공단열재(1)의 코어재료(6)의 미세 공극 등, 감압 환경 하에 잔존하는 가스 또는 감압 환경 하에 침입한 가스를 장기간에 걸쳐 흡착함으로써, 감압 환경의 낮은 전도율을 유지 할 수 있다.

일 구현예에서 “감압 환경”이란 대기압 대비 작은 압력 환경을 의미하며, 진공 단열 환경을 구현하기 위한 압력 조건은 예를 들어 100 Pa 이하, 예를 들어 10 Pa 이하, 예를 들어 0.01 Pa 정도이다. 또한, 본 발명의 가스 흡착체(7)는 냉장고에 사용될 수 있는데, 이 경우 가스 흡착체(7)의 가스 흡착능은 저온 환경(-30 ℃ 전후)에서도 유지되는 것이 바람직하다.

<흡착성 조성물의 제조 방법>

도 3은 일 구현예에 따른 흡착성 조성물의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.

이하 흡착성 조성물의 제조 방법은 흡착성 조성물(10)의 열화/발화를 억제하기 위해 모두 불활성 가스 분위기 하에 수행된다. 불활성 가스의 예시로, 순도 99.99 % 이상의 아르곤 가스 등을 들 수 있다.

우선, 도 3 에 도시된 바와 같이, 첨가 재료 입자를 미리 가열 한다(가열 공정, S1).

가열 수단은 첨가 재료 입자를 예열시키기 위해 사용될 수 있다. 가열 수단의 일례로, 핫 플레이트, 오븐 등을 사용할 수 있다. 가열 온도는, 후술할 첨가 공정에서 첨가될 가스 흡착성 금속을 용융시킬 수 있도록 첨가될 가스 흡착성 금속의 융점 이상의 온도로 조절될 수 있으며, 예를 들어 200 ℃ 내지 1500 ℃, 예를 들어 300 ℃ 내지 1200 ℃, 예를 들어 400 ℃ 내지 800 ℃ 로 조절될 수 있다.

그 중, 상기 첨가 재료 입자로 산화 칼슘, 상기 가스 흡착성 금속으로 Ba-Li 합금을 각각 이용하여 흡착성 조성물(10)을 형성할 경우, Ba-Li 합금을 충분히 용융시킨 후 이를 산화 칼슘 중에 균일하게 분산, 및 충분히 혼합될 수 있기 위한 상기 가열 온도는 예를 들어 400 ℃ 내지 600 ℃, 예를 들어 450 ℃ 내지 550 ℃, 예를 들어 480 ℃ 내지 520 ℃ 일 수 있다.

한편, 첨가 재료 입자 전체를 균일하게 가열하기 위한 가열 시간은, 예를 들어 10 초 내지 5 분, 예를 들어 20 초 내지 3 분, 예를 들어 30 초 내지 1 분일 수 있다.

이후, 전술한 가열된 첨가 재료 입자에 가스 흡착성 금속을 첨가 한다(첨가 공정, S2).

이후, 상기 가스 흡착성 금속이 용융된 상태에서, 첨가 재료 입자와 용융된 가스 흡착성 금속이 서로 균일하게 혼합되도록 하여, 첨가 재료 입자의 표면을 가스 흡착성 금속으로 피복함으로써, 첨가 재료 입자 표면에 가스 흡착성 금속의 층을 형성한다(혼합공정, S3).

혼합 수단으로는 예를 들어 자동 막자 사발, 혼합 밀 등을 사용할 수 있다.

흡착성 조성물(10) 중, 가스 흡착성 금속과 첨가 재료 입자와의 배합 비율은 가스 흡착체(7)가 사용될 환경을 기준으로 가스 농도 목표치를 달성할 수 있는 정도인지 여부, 가스 흡착체(7)가 설치되는 공간의 부피, 가스 흡착체(7)을 배기할 경우 물과 금속의 반응에 의해 형성되는 가연성 가스의 정도 등으로부터 다양하게 설정될 수 있다.

예를 들어 첨가 재료 입자가 가스 흡착성 금속보다 많으면 가연성 가스의 발생률은 감소하지만, 가스 흡착성 금속의 가연성 가스 흡착능이 저하되거나 가스 흡착체(7)의 용량이 증가할 우려가 있다. 반대로, 첨가 재료 입자가 가스 흡착성 금속보다 적어지면 가연성 가스의 발생율이 증가할 우려가 있다.

따라서, 흡착성 조성물(10)을 물과 반응시킬 때 급격하게 발생하는 가연성 가스 발생량을 규제치(200 cc/g) 미만을 만족하는 범위 내에서 첨가 재료 입자와 가스 흡착성 금속의 배합 비율을 다양하게 조절할 수 있는 것이다.

예를 들면, 첨가 재료 입자와 가스 흡착성 금속 총량에 대하여, 가스 흡착성 금속은 예를 들어 45 질량% 이하, 예를 들어 40 질량% 이하, 예를 들어 35 질량% 이하, 예를 들어 30 질량% 이하, 예를 들어 25 질량% 이하, 예를 들어 20 질량% 이하, 예를 들어 15 질량% 이하, 예를 들어 10 질량% 이하로 함유되고, 예를 들어 1 질량% 이상, 예를 들어 2 질량% 이상, 예를 들어 3 질량% 이상 함유되며, 예를 들어 1 질량% 내지 45 질량%, 예를 들어 2 질량% 내지 10 질량%으로 함유될 경우, 상기 가연성 가스를 규제치(200 cc/g) 이하로 조절 가능하다.

한편, 상기 혼합 공정을 통해 얻어진 혼합물을 실온까지 냉각하여, 흡착성 조성물(10)을 얻을 수 있다(냉각 공정, S4).

냉각 수단으로는 예를 들어 자연 냉각 등을 이용할 수 있다.

일 구현예에 따른 흡착성 조성물의 제조 방법에 의하면, 가열 공정에서 후속 첨가/혼합 공정을 고려하여 첨가 재료 입자를 미리 균일하게 가열해 둠으로써, 첨가되는 가스 흡착성 금속의 용융이 신속하게 촉진될 수 있고, 이에 따라 첨가 재료 입자와 가스 흡착성 금속이 보다 균일하게 혼합될 수 있다.

상기 과정을 거쳐 첨가 재료 입자 표면에 가스 흡착성 금속의 층이 균일한 두께로 형성될 수 있으므로, 이에 따라 흡착성 조성물(10) 제조 공정 중에도 상기 첨가 재료 입자와 대기 중 수분 등과의 흡습 반응을 효과적으로 억제할 수 있으며, 가스 흡착성 금속의 가스 흡착능 저하를 억제할 수 있다.

또한, 첨가 재료 입자 표면에 상기 가스 흡착성 금속을 배치시킴으로써, 가연성 가스의 발생량도 저감시킬 수 있다.

<가스 흡착체의 제조 방법>

도 4는 일 구현예에 따른 가스 흡착체의 제조 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 5는 도 4의 압분 공정을 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 6은 도 4의 성형 공정을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

전술한 방법을 이용하여 얻어진 흡착성 조성물(10)을 이용, 도 4의 제조 방법을 거쳐 가스 흡착체(7)를 제조한다.

한편, 이하의 가스 흡착체 제조 방법 또한, 흡착성 조성물(10)과 가스 흡착체(7)의 열화/발화를 억제하기 위해 모두 불활성 가스 분위기 하에 수행된다. 불활성 가스의 예시로, 순도 99.99 % 이상의 아르곤 가스 등을 들 수 있다

우선, 흡착성 조성물(10)을, 예를 들어 도 5에 도시된 가압 형성기(20)을 이용하여 압분 형성함으로써 가스 흡착 재료층(10')을 얻는다(압분 공정, S11).

보다 구체적으로, 도 5 에 도시된 바와 같이, 상부 펀치(22)와 하부 펀치(23)가 배치된 가압 형성기(20)의 다이(21) 안으로 흡착성 조성물(10)을 넣은 후, 실린더(미도시)가 상부 펀치(22)의 정보로부터 하강함으로써 하부 펀치(23)의 아래에 배치된 가동 프레임(미도시) 사이에서 가압 성형된 가스 흡착 재료층(10')을 얻을 수 있다.

가스 흡착 재료층(10')의 형상은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 펠릿 형상, 링 형상 등으로 형성될 수 있다.

상기 가압 성형시의 압력은, 가스 흡착 재료층(10')이 소정의 형상을 가질 수 있도록, 예를 들어 10 kN 내지 100 kN, 예를 들어 20 kN 내지 80 kN, 예를 들어 30 kN 내지 60 kN 일 수 있다.

그리고, 상기 얻어진 압분체인 가스 흡착 재료층(10')을 피복 재료(11)로 피복한 후(피복 공정, S12), 가압하여 소정의 형상(예를 들어 펠릿 형상 등)으로 성형(성형 공정, S13)함으로써 피복층(11')을 형성한다.

피복 재료(11)는 피복층(11')을 구성하는 재료로서, 예를 들어 전술한 바와 같이 수분 흡착 재료를 포함한다. 수분 흡착 재료는 상기 첨가 재료 입자와 같이 흡수성을 갖는 재료라면 특별히 한정되지 않으나, 수분 흡착능 향상을 고려할 경우, 예를 들어 산화 칼슘, 산화 마그네슘, 산화 스트론튬 등 알칼리 토금속 산화물을 이용할 수 있다.

또한, 피복 재료(11)는 산소 및 수소 중 적어도 하나를 흡착 가능한 피복층용 가스 흡착 재료를 포함한다. 피복층용 가스 흡착 재료의 구체적 예시로는 산화 티타늄, 산화 팔라듐, 또는 이들의 혼합물, 또는 이들의 복합체를 들 수 있다. 이에 따라, 진공단열재 내부의 타겟 가스(질소 등)에 추가로 수분, 산소, 수소 등이 흡착 가능하므로, 장기간에 걸쳐 진공단열재 내부의 진공도를 유지할 수 있다.

피복 재료(11)가 피복층용 가스 흡착 재료를 포함하는 경우, 피복 재료(11) 중 수분 흡착 재료의 함유량은, 수분 흡수능 향상을 고려하여 예를 들어 96 질량% 내지 99 질량%, 예를 들어 97 질량% 내지 99 질량%, 예를 들어 98 질량% 내지 99 질량% 일 수 있다.

피복 재료(11) 중 피복층용 가스 흡착 재료의 함유량은, 산소 및/또는 수소 흡착능 향상을 고려하여 예를 들어 1 질량% 내지 4 질량%, 예를 들어 1 질량% 내지 3 질량%, 예를 들어 1 질량% 내지 2 질량%일 수 있다.

보다 구체적으로, 도 6 에 도시된 바와 같이, 상부 펀치(22')와 하부 펀치(23')가 배치된 가압 형성기(20')의 다이(21')안으로 가스 흡착 재료층(10')이 피복 재료(11)에 의해 피복되도록 넣는다.

이후, 전술한 도 5의 경우와 마찬가지로 넣어진 가스 흡착 재료층(10')과 피복 재료(11)를 상부 펀치(22')와 하부 펀치(23') 사이에서 가압 형성함으로써, 가스 흡착 재료층(10')을 피복하는 피복층(11')을 형성한다. 완성된 성형체의 형상은 특별히 한정되지 않고 가스 흡착 재료층(10')과 같은 형상을 가질 수 있으며, 예를 들어, 펠릿 형상, 링 형상 등을 가질 수 있다.

상기 가압 성형시의 가압력은, 가스 흡착체(7)이 소정의 형상을 가질 수 있도록 예를 들어 10 kN 내지 100 kN, 예를 들어 20 kN 내지 80 kN, 예를 들어 30 kN 내지 60 kN일 수 있다.

마지막으로, 상기 완성된 성형체를 하드 케이스 등의 커버체(12)로 피복(수납 공정, S14)하여, 일 구현예에 따른 가스 흡착체(7)를 얻을 수 있다.

전술한 일 구현에에 따르면, 가연성 가스의 발생을 효과적으로 억제하는 동시에 타겟 가스 흡착능 저하를 효과적으로 억제할 수 있는 가스 흡착체를 제조할 수 있다.

이하, 실시예　및 비교예를 통해 상기 구현예들을 보다 상세하게 설명한다. 하기 실시예　및 비교예는 설명의 목적을 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이에 의해 제한되는 것은 아니다.

실시예

실시예 1 내지 실시예 5와 비교예 1, 비교예 2의 구성 및 측정 결과를 하기 표 1에 나타낸다.

	가스 흡착성 금속	가스 흡착성 금속 농도 [질량%]	형상	가스 흡착성 금속의 층의 평균두께 [μm]	질소 흡착량 [cc/g]	수소 발생량 [cc/g·h]
실시예1	BaLi₄	2	분말	1.3	3.34	12.5
실시예2	BaLi₄	3	분말	1.9	4.30	19.5
실시예3	BaLi₄	5	분말	3.2	4.42	19.9
실시예4	BaLi₄	10	분말	6.6	4.47	29.6
실시예5	BaLi₄	5	압분체	3.2	3.14	19.9
비교예1	BaLi₄ (시판품)	100	압분체 (스테인리스 캔에 수납)	-	1.96	255
비교예2	BaLi₄	5	분말	-	3.50	27.0

실시예 1

Ar 분위기 하에 산화칼슘 CaO (평균 입경 200 μm, 요시자와석회공업社) 2.45 g를 도가니에 넣어 500 ℃의 핫 플레이트 상에서 15 분 동안 가열한다. 이후, 가열된 산화칼슘 중으로 BaLi₄(평균 입경 300 μm 이하, 순도 99 %이상, 고순도화학社) 0.05 g를 첨가하고, BaLi₄을 용융시키면서 산화칼슘과 균일하게 혼합한다. 이후, 혼합물을 실온까지 냉각하여 산화칼슘 표면에 BaLi4이 부착된 입자상의 흡착성 조성물을 얻는다. 제작된 BaLi₄/CaO 입자(흡착성 조성물)에서 CaO 코어입자 표면에 형성된 BaLi₄ 층의 평균 두께 T_bcb는 이하의 수학식 1에 의해 산출될 수 있다.

[수학식 1]

T_bcb= {[(V_b/N_bc)+V_bcc]×[3/(4×3.14)]}^1/3-r_bcc

단, 이하의 표 2에 도시된 바와 같이, V_b는 BaLi₄의 부피, N_bc는 BaLi₄/CaO 입자의 개수, V_bcc은 BaLi₄/CaO 입자 1개당 CaO 코어입자의 부피, 및 r_bcc은 BaLi₄/CaO 입자에서 CaO 코어입자의 반경(가정)을 각각 의미한다.

항목			계산식	계산값
BaLi₄	질량	M_b	-	0.05 g
	밀도	d_b	-	1.76 g/cm³
	체적	V_b	M_b / d_b	2.84×10^-2cm³
CaO	질량	M_c	-	2.45 g
	밀도	d_c	-	3.34 g/cm³
	체적	V_c	M_c / d_c	0.734 cm³
BaLi₄/CaO 입자	CaO 코어입자의 반경(가정)	r_bcc	-	100 μm
	입자 1 개당 CaO 코어입자의 체적	V_bcc	(4πr_bcc ³)/3	4.19×10⁶μm³
	입자의 개수	N_bc	V_c / V_bcc	1.75×10⁵개
	입자 1 개당 BaLi₄층의 체적	V_bcb	V_b / N_bc	1.62×10⁵μm³
	입자 1 개의 체적	V_bc	V_bcc + V_bcb	4.35×10⁶μm³
	입자의 반경	r_bc	(3 V_bc /4π)^1/3	101.3 μm
	BaLi₄층의 평균 두께	T_bcb	r_bc - r_bcc	1.3 μm

전술한 수학식 1을 이용하면, BaLi₄/CaO 입자에서 BaLi₄층의 평균 두께 T_bcb는 표 2에 나타난 바와 같이 1.3 μm의 값을 갖는 것을 확인할 수 있다.

다음, 가스 흡착특성장치를 이용하여 질소 가스의 흡착량을 측정하고, 일본 소방법 제3류 안전성 시험에 근거하여 수소 가스 발생량을 측정했다. 질소 흡착은 도 7에 도시된 장치를 이용하여 측정할 수 있다.

도 7은 질소 흡착을 위한 측정 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 우선 시료실(32)에 샘플(31)을 설치한 후, 진공 펌프(36)를 이용하여 제1, 제2 밸브(33a, 33b)를 통해 기체 저장실(34)및 시료실(32) 내부를 0.1 Pa 이하의 진공으로 조절한다.

이후 제1, 제2 밸브(33a, 33b)를 닫은 후, 제3 밸브(33c)를 개방하여 용기(37) 내 질소 가스를 기체 저장실(34)에 도입함으로써 기체 저장실(34) 내부가 60 Pa가 되도록 조절한다.

다음, 제3 밸브(33c)를 닫고 제2 밸브(33b)를 개방하여 시료실(32)에 질소 가스를 도입하고, 압력측정 게이지(35)를 이용하여 질소 가스의 압력 변화를 측정한다.

실시예 2 내지 실시예 4

BaLi₄ 농도를 3 질량% 내지 10 질량%으로 변화시킨 것을 제외하고는 전술한 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 실시예 2 내지 실시예 4 각각의 흡착성 조성물을 제조하고, 전술한 실시예 1과 동일한 측정을 수행한다.

실시예 5

실시예 3에 따른 BaLi₄/CaO 입자를 압분체 형태로 가압 성형하여 실시예 5에 따른 흡착성 조성물을 제조할 수 있다.

즉, Ar 분위기 하에 실시예 3에 따른 BaLi₄/CaO 입자 0.5 g 를 직경 10 mm의 원통 상 다이와 펀치를 이용하여 40 kN의 압력으로 가압하여 압분체를 얻는다. 이후, 직경 20 mm의 원통 상 다이와 펀치를 이용하서 우선 1 g의 산화칼슘을 넣고, 그 위에 압분체를 넣은 후, 다시 그 위에 1 g의 산화칼슘을 넣어 40 kN의 압력으로 가압하여 실시예 5에 따른 가스 흡착체를 얻는다.

이후, 제조된 실시예 5에 따른 가스 흡착체에 대하여 전술한 실시예 1과 동일한 측정을 수행한다.

비교예 1

비교예 1은 시판 중인 BaLi₄ 흡착 재료를 실시예들과 동일한 방법에 따라 평가한 것이다.

비교예2 , 비교예 3

비교예 2와 비교예 3은 BaLi₄를 미리 핫 플레이트 상 도가니 중에 500 ℃로 가열해 두고, 이와 별도로 500 ℃로 가열해 둔 CaO를 상기 BaLi₄로 첨가한 것을 제외하고는 각각 전술한 실시예 3, 실시예 4와 동일한 방법을 이용하여 흡착성 조성물을 제조한 것이다.

이후, 제조된 흡착성 조성물에 대하여 전술한 실시예 1과 동일한 측정을 수행한다.

실시예와 비교예에 대한 고찰

실시예 1 내지 실시예 5의 질소 흡착량은 비교예 1 대비 높은 값을 나타내는 반면, 수소 발생량은 비교예 1 대비 낮은 값을 나타내는 것을 확인할 수 있다.

또한 실시예 3은 비교예 2 대비 질소 흡착량은 증가하고, 수소 발생량은 감소하는 것을 확인할 수 있는데, 이로부터 BaLi₄에 CaO를 첨가하는 경우보다 CaO에 BaLi₄을 첨가하는 경우가 BaLi₄과 CaO간 균일한 혼합에 유리함을 확인할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

1: 진공단열재 2: 외장재료
3: 표면보호 필름 4: 가스 배리어 필름
5: 열용착 필름 6: 코어재료
7: 가스 흡착체 10: 가스 흡착 재료 입자
10': 가스 흡착 재료층 11: 피복 재료
11': 피복층

Claims

수분 흡착능을 구비한 첨가 재료 입자, 및
타겟 가스에 대한 가스 흡착능을 구비하되 수분에 의해 불활성화되며 상기 첨가 재료 입자 표면에 형성되는 금속을 포함하는 코팅층을 포함하고,
상기 금속을 포함하는 코팅층의 평균 두께는 37 μm 이하인, 가스 흡착 재료 입자.
제1항에서,
상기 첨가 재료 입자는 산화 칼슘을 90 질량% 이상 포함하고,
상기 금속은 Ba-Li 합금을 90 질량% 이상 포함하는, 가스 흡착 재료 입자.
제1항에서,
상기 첨가 재료 입자와 상기 금속의 총량을 기준으로, 상기 금속의 함유량은 45 질량% 이하인, 가스 흡착 재료 입자.
제1항에서,
상기 금속을 포함하는 코팅층의 평균 두께는 0.65 μm 내지 37 μm 인, 가스 흡착 재료 입자.
제1항에서,
상기 금속을 포함하는 코팅층의 평균 두께는 1.3 μm 내지 6.6 μm 인, 가스 흡착 재료 입자.
제1항에서,
상기 타겟 가스는 질소인, 가스 흡착 재료 입자.
제1항에서,
상기 첨가 재료 입자는 상기 금속을 포함하는 코팅층에 의해 피복되어 있는, 가스 흡착 재료 입자.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 가스 흡착 재료 입자를 제조하는 방법으로,
불활성 가스 분위기 하에서 상기 첨가 재료 입자를 상기 금속의 융점 이상의 온도로 가열하고,
상기 가열된 첨가 재료 입자에 상기 금속을 첨가하고,
상기 금속이 첨가된 상기 첨가 재료 입자를 혼합하여 상기 첨가 재료 입자 표면을 상기 금속으로 덮고,
혼합된 상기 혼합물을 냉각하는 과정을 포함하여 수행되는, 가스 흡착 재료 입자의 제조 방법.
제8항에서,
상기 금속이 첨가된 상기 첨가 재료 입자를 혼합하는 과정에서,
상기 가스 흡착 재료로부터 발생하는 가연성 가스의 발생량이 상기 금속의 g 당 200 cc/g 미만이 되도록 상기 첨가재료에 대해 상기 금속을 배합하는, 가스 흡착 재료 입자의 제조 방법.
수분 흡착능을 구비한 첨가 재료 입자, 및 타겟 가스에 대한 가스 흡착능을 구비하되 수분에 의해 불활성화되며 상기 첨가 재료 입자 표면에 형성되는 금속을 포함하는 코팅층을 포함하고, 상기 금속을 포함하는 코팅층의 평균 두께는 37 μm 이하인 가스 흡착 재료 입자를 포함하는 가스 흡착 재료층; 및
상기 가스 흡착 재료층의 표면에 형성되고, 수분 흡착 재료를 포함하는 피복층을 포함하는, 가스 흡착체.
제10항에서,
상기 피복층은 산소 및 수소 흡착능을 구비한 피복층용 가스 흡착 재료를 더 포함하는, 가스 흡착체.
제11항에서,
상기 수분 흡착 재료는 산화칼슘이고,
상기 피복층용 가스 흡착 재료는 산화 티타늄, 산화 팔라듐, 또는 이들의 조합을 포함하는,
가스 흡착체.
제10항에서,
상기 가스 흡착체는 펠릿(pellet) 형상을 갖는, 가스 흡착체.
제10항에서,
상기 피복층의 최대두께는 1 mm 내지 60 mm 인, 가스 흡착체.
제10항에서,
상기 피복층의 최대두께는 2 mm 내지 40 mm 인, 가스 흡착체.
제10항에서,
상기 피복층의 최대두께는 5 mm 내지 20 mm 인, 가스 흡착체.
제10항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 가스 흡착체를 제조하는 방법으로,
불활성 가스 분위기 하에서 상기 가스 흡착 재료 입자를 압분하여 상기 가스 흡착 재료층을 얻고,
상기 가스 흡착 재료층의 표면을 상기 수분 흡착 재료를 포함하는 피복 재료로 덮고,
상기 피복 재료로 덮힌 상기 가스 흡착 재료층을 가압하여 상기 피복층을 형성하는 과정을 포함하여 수행되는, 가스 흡착체의 제조 방법.
제10항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 가스 흡착체를 포함하는 진공단열재.