KR20130125429A - Gatter having nano porous material and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a getter material in which nanoporous materials with a specific surface area of 100 m^2/g or greater and moisture absorbents are mixed. The present invention provides the getter material manufacturing method comprising the steps of: preparing a mixture by mixing the nanoporous materials with a specific surface area of 100 m^2/g or greater and the moisture absorbents; treating the mixture by heat at a temperature of 150 or higher; and inserting the heat treated mixture into a stainless cap or an aluminum cap.

Description

나노세공 물질을 포함하는 게터재 및 그 제조방법{GATTER HAVING NANO POROUS MATERIAL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a getter material including a nanoporous material,

본 발명은 나노세공물질을 포함하는 게터재 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 진공단열재에 적용되어 초기단열성능을 개선하고, 고비표면적의 나노세공물질과 수분 흡착제의 혼합된 것을 특징으로 하는 게터재에 관한 것이다.
The present invention relates to a getter material comprising a nanoporous material and a method of manufacturing the same. More particularly, the invention relates to a getter material which is applied to a vacuum insulation material to improve the initial heat insulation performance, and which is a mixture of a nanoporous material having a high specific surface area and a moisture adsorbent.

대부분의 진공단열재의 경우, 심재로서 글라스울 및 흄드실리카, 에어로겔 등의 무기화합물이 사용되고 있으며, 외피재는 Nylon/PET/Al-Foil, 혹은 알루미늄 증착층과 더불어 PE 및 PP 등으로 구성되는 융착층을 포함하고 있다. 특히, 진공단열재의 장기적인 성능 확보를 위해 게터재가 사용되는데, 흡습제로서 CaO 및 제올라이트, 실리카겔 등이 사용되고 있다.
In most vacuum insulation materials, inorganic materials such as glass wool, fumed silica and aerogels are used as the core material. In addition to the nylon / PET / Al-Foil or the aluminum deposition layer, the outer material is a fusion layer . In particular, getter materials are used for securing the long-term performance of vacuum insulation materials. CaO, zeolite, silica gel, etc. are used as the moisture absorbent.

이 때, 진공단열재의 초기 단열성능은 심재 및 내부 압력, 높은 열전도율을 가지는 수분의 함량에 의하여 결정되어지나, 현재 사용하는 산화칼슘의 느린 흡습속도의 한계로 인해 잔존하는 수분을 제거하는데 어려움이 존재한다. At this time, the initial heat insulation performance of the vacuum insulation material is determined by the content of moisture having core material, internal pressure, and high thermal conductivity, but there is a difficulty in removing residual moisture due to the limit of the slow absorption rate of calcium oxide currently used do.

비표면적을 높인 산화칼슘의 경우에도, 일반 산화칼슘(약 1m2/g) 의 후처리 공정을 통해 제조됨으로써 흡습 성능을 높일 수 있지만, 높은 비용 문제 및 수분과의 반응시 발생되는 고온 발열현상으로 인하여 안정상의 문제가 여전히 발생하고 있다.Even in the case of calcium oxide having a high specific surface area, it is possible to increase the hygroscopic performance by producing calcium oxide (about 1 m 2 / g) through a post-treatment process. However, due to high cost problems and high- The problem of stability still occurs.

대한민국공개공보 제10-2003-0072717호는 유기물 가스 및 수분 흡착제인 게터제를 삽입하는 진공 단열재 판넬 및 그의 제조방법에 관한 것으로 화학적 게터재 및 물리적 게터재의 구체적인 종류를 나열하고 있기는 하나, 여전히 진공단열재 내부의 잔존하는 수분을 흡착하지 못하며 이로 인해 진공단열재의 초기단열성능을 개선하기에는 어려움이 있다.
Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2003-0072717 relates to a vacuum insulation panel for inserting an organic gas and a getter, which is a moisture adsorbent, and a method of manufacturing the vacuum insulation panel. Although specific types of chemical getter materials and physical getter materials are listed, It is difficult to absorb the residual moisture inside the heat insulating material and thus it is difficult to improve the initial heat insulating performance of the vacuum insulating material.

일반적으로 진공단열재를 제조하는 경우, 심재 및 유/무기필름인 외피재에서 발생되는 수분 및 가스와 외피재를 투과, 침투하는 수분 및 가스를 흡착하기 위해 게터재를 사용한다. 특히 심재 및 외피재에 잔존하는 수분의 빠른 제거를 위해 산화칼슘 흡습제를 사용하지만, 산화칼슘의 느린 흡습속도로 인해 그 역할을 수행하는데 한계가 있다. In general, when vacuum insulation is manufactured, the getter material is used to adsorb moisture and gas that permeate and permeate the moisture and gas generated from the core material, the outer material, which is an organic / inorganic film, and the outer material. Particularly, a calcium oxide absorbent is used for the rapid removal of water remaining in the core and the jacket material, but there is a limit to perform the function due to the slow moisture absorption rate of the calcium oxide.

따라서 상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 진공단열재 내부에 나노세공 물질을 포함하는 게터재에 관한 것으로서, 높은 고비표면적을 가지는 게터재를 사용함으로써, 진공단열재의 초기 단열성능 개선 및 상온방치에 따른 성능 악화를 방지하는 것을 그 목적으로 한다.
In order to solve the above problems, the present invention relates to a getter material including a nanoporous material in a vacuum insulation material, and by using a getter material having a high specific surface area, it is possible to improve the initial insulation performance of the vacuum insulation material, Thereby preventing performance deterioration.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 비표면적이 100m2/g이상인 나노세공 물질과 수분 흡착제가 혼합된 것을 특징으로 하는 게터재를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a getter material characterized in that a nanoporous material having a specific surface area of 100 m 2 / g or more and a moisture adsorbent are mixed.

또한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 비표면적인 100m2/g이상인 나노세공 물질과 수분 흡착제를 혼합하여 혼합물을 마련하는 단계; 상기 혼합물을 150℃이상의 온도로 열처리 하는 단계; 및 상기 열처리된 혼합물을 스테인레스(SUS) 캡 또는 알루미늄 캡에 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 게터재의 제조방법을 제공한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of preparing a nanoporous material, comprising: preparing a mixture by mixing a nanoporous material having a specific surface area of 100 m 2 / g or more with a moisture adsorbent; Subjecting the mixture to a heat treatment at a temperature of 150 ° C or higher; And inserting the heat-treated mixture into a stainless steel (SUS) cap or aluminum cap.

본 발명의 게터재는 진공단열재 내부 잔존하는 수분 제거를 극대화하기 위한 흡습제로써, 이를 사용하여 진공단열재의 초기 단열성능을 개선 할 수 있고, 게터재의 형태가공을 통해 성능열화를 방지할 수 있다.The getter material of the present invention is a moisture absorber for maximizing the removal of moisture remaining in the vacuum insulation material, and it can improve the initial heat insulation performance of the vacuum insulation material and can prevent performance deterioration through the shape processing of the getter material.

또한, 소재의 혼합을 통한 본 발명의 제조방법을 통하여 진공단열재에 적용하는 게터재의 제조 비용을 최소화 할 수 있다.
Also, the manufacturing cost of the getter material applied to the vacuum thermal insulator can be minimized through the manufacturing method of the present invention through mixing of the materials.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 게터제를 포함하는 진공단열재의 단면도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 게터재를 확대한 단면도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 게터재를 확대한 단면도를 나타낸 것이다.1 is a sectional view of a vacuum insulation material including a getter agent according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a getter material according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged cross-sectional view of a getter material according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 후술하는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부로는 동일 구성요소를 지칭한다.
Advantages and features of the present invention, and methods for achieving the same will be apparent with reference to the following embodiments. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms. The present embodiments are merely provided to make the disclosure of the present invention complete, and to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined by the scope of the claims. It will be. Like reference numerals refer to like elements throughout.

이하, 본 발명은 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.

게터재Getter material

본 발명은 비표면적이 100m2/g이상인 나노세공 물질과 수분 흡착제가 혼합된 것을 특징으로 하는 게터재를 제공한다. 본 발명은 글라스 울, 글라스 보드 혹은 흄드실리카, 에어로겔 등의 유/무기 혼합물 및 화합물을 심재로 사용하고, 유/무기물을 통한 외피재를 적용한 진공단열재의 초기단열성능을 개선하고, 단열성능을 장기간 유지시키기 위한 게터재에 관한 것으로, 심재에 잔존하는 수분제거를 위한 게터재의 사용을 통해 진공단열재의 단열성능을 개선함과 동시에 게터재의 성능열화 현상을 개선하며, 바람직하게는 고비표면적을 가진 나노세공물질을 포함하는바, 비표면적이 높은 산화칼슘 게터재 대비 비용 부담을 최소화할 수 있다.
The present invention provides a getter material characterized by a mixture of a nanoporous material having a specific surface area of 100 m 2 / g or more and a moisture adsorbent. The present invention relates to a method for improving the initial heat insulation performance of a vacuum insulation material using an organic / inorganic mixture or compound such as glass wool, glass board, fumed silica or an airgel, The present invention relates to a getter material for maintaining a long period of time. By using the getter material for removing water remaining in the core material, it is possible to improve the heat insulating performance of the vacuum heat insulator and to improve the performance deterioration of the getter material. It is possible to minimize the cost burden of the calcium oxide getter material having a high specific surface area.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 게터재를 포함하는 진공단열재의 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 게터재(130)는 심재(110)와 함께 외피재(120)에 의해 감압 밀폐된다. 보다 구체적으로 상기 게터재(130)는 나노세공물질(131) 및 수분 흡착제(132)를 포함한다.
1 is a sectional view of a vacuum insulation material including a getter material according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the getter material 130 according to the present invention is decompressed and sealed together with the core material 110 by a covering material 120. More specifically, the getter material 130 includes a nanoporous material 131 and a moisture adsorbent 132.

본 발명의 게터재가 포함하는 나노세공물질은 진공단열재(100) 내부의 수분을 흡착한다. 나노세공물질(131)는 진공단열재(100)의 제조과정에서 내부에 잔존하는 수분을 흡착하며, 장기적으로는 외피재(120)를 투과하여 침투한 수분을 흡착하여 진공단열재(100) 내부의 압력이 상승하는 것을 방지한다.
The nano pore material included in the getter material of the present invention adsorbs moisture inside the vacuum insulation material 100. The nanoporous material 131 absorbs water remaining in the vacuum insulator 100 during its manufacturing process and adsorbs the permeated water through the encapsulant 120 in the long term so that the pressure inside the vacuum insulator 100 .

상기의 나노세공물질은 비표면적인 100m2/g이상인 것을 특징으로 한다. 상기 나노세공물질은 비표면적이 100 m2/g 이상 일 때, 고진공 상태 및 낮은 상대습도 하에서도 높은 흡습속도를 보인다는 점에서 바람직하고, 나노세공물질의 비표면적이 300~600m2/g인 것이 가장 바람직하다. 이 때, 나노세공물질의 비표면적인 100m2/g 미만인 경우 진공단열재 내부에서 미량의 수분을 흡착하는데 그 성능이 제한되는 우려가 있다.
The nanoporous material has a specific surface area of 100 m 2 / g or more. The nanoporous material is preferable in that it exhibits a high moisture absorption rate even under a high vacuum state and a low relative humidity when the specific surface area is 100 m 2 / g or more, and the nanoporous material has a specific surface area of 300 to 600 m 2 / g Is most preferable. At this time, when the specific surface area of the nanoporous material is less than 100 m 2 / g, there is a concern that the performance of adsorbing a trace amount of moisture in the vacuum insulation is limited.

상기 고비표면적의 나노세공 물질(131)은 잔존하는 수분과의 접촉 면적을 넓히게 되어 잔존하는 수분에 대한 활성이 높아지게 된다. 보다 구체적으로, 상기 나노세공 물질은 나노 크기의 세공을 갖는 물질을 의미하며, 구체적인 물질의 예로서, 제올라이트(zeolite) 및 활성탄, 나노세공실리카, 실리카겔, 알루미나 등이 있다.
The nano pore material 131 having a high specific surface area broadens the contact area with the remaining water, thereby increasing the activity against the remaining moisture. More specifically, the nanoporous material refers to a material having nano-sized pores. Examples of specific materials include zeolite and activated carbon, nanoporous silica, silica gel, and alumina.

본 발명의 나노세공 물질(131)이 포함하는 상기 제올라이트는 Si/Al의 몰 비율에 따라 크게 A, X, Y 타입 등으로 나뉘어진다. 진공단열재의 게터제(130)는 수분은 잘 흡착하면서도 흡착된 수분이 탈착되지 않아야 한다. 이러한 점을 고려할 때, 내부 세공 입구 크기가 0.74nm, 1.3nm이며, Si/Al의 몰 비율이 1.0 ~ 1.5 범위인 제올라이트를 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 제올라이트는 제올라이트 13X 또는 제올라이트 4A를 포함하는 것이 가장 바람직하다.
The zeolite included in the nanoporous material 131 of the present invention is divided into A, X, and Y types according to the molar ratio of Si / Al. The getter agent (130) of the vacuum insulation material should not adsorb moisture while adsorbing moisture well. Considering this point, it is preferable to use a zeolite having an inner pore inlet size of 0.74 nm and 1.3 nm and a molar ratio of Si / Al in the range of 1.0 to 1.5. Most preferably, the zeolite comprises zeolite 13X or zeolite 4A.

상기 수분 흡착제(132)는 산화칼슘(CaO), 염화칼슘(CaCl2), 산화마그네슘 (MgO), 실리카겔 등의 유/무기 소재 화합물을 이용할 수 있다. 수분 흡착제(132)는 심재(110)의 표면에 부착된 수분을 흡수한다. 수분을 흡수함으로써 잔존하는 수분이 기화하여 진공단열재(100)의 내압이 상승하는 것을 방지하고, 나노세공 물질(131)과 함께 원하는 단열 성능을 얻을 수 있게 된다.
The moisture adsorbent 132 may be an organic / inorganic material compound such as calcium oxide (CaO), calcium chloride (CaCl2), magnesium oxide (MgO), or silica gel. The moisture adsorbent (132) absorbs water adhering to the surface of the core (110). The remaining moisture is vaporized by absorbing the moisture to prevent the internal pressure of the vacuum insulating material 100 from rising, and the desired heat insulating performance together with the nanoporous material 131 can be obtained.

본 발명의 게터재는 나노세공 물질과 수분 흡착제가 혼합된 것을 특징으로 하는 바, 상기 상기 나노세공 물질과 수분 흡착제의 혼합 중량비가 0.1:9.9~9:1인 것을 특징으로 한다. 상기 혼합 중량비가 상기의 범위를 벗어나는 경우 높은 온도에서 수분 탈착이 우려되는 문제점이 있다. 이와 반대로 수분 흡착제가 나노세공물질에 비해 월등히 많이 존재하는 경우 진공단열재 내부에 존재하는 미량의 수분을 흡착하는데 문제점이 있다.
The getter material of the present invention is characterized in that the nanoporous material and the moisture adsorbent are mixed, and the mixing weight ratio of the nanoporous material and the moisture adsorbent is 0.1: 9.9 to 9: 1. If the mixing weight ratio is out of the above range, water desorption at a high temperature may be a problem. On the contrary, when the moisture adsorbent is much more abundant than the nanoporous material, there is a problem in adsorbing a minute amount of moisture existing in the vacuum insulation material.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 게터재를 확대한 단면도이다. 도 2를 참고하면, 상기 나노 세공물질의 표면을 상기 수분 흡착제가 보호하는 형태이거나 분리된 형태를 가질 수 있다. 보다 구체적으로 상기 나노 세공물질을 상기 수분 흡착제가 감싸는 형태로 존재하거나, 상기 나노세공물질과 상기 수분 흡착제가 물리적으로 분리된 형태로 존재하는 것을 특징으로 한다.
2 is an enlarged cross-sectional view of a getter material according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the surface of the nanoporous material may be protected by the moisture adsorbent or may have a separate form. More specifically, the nanoporous material is present in the form of wrapping the moisture adsorbent, or the nanoporous material and the moisture adsorbent are physically separated from each other.

즉, 수분 흡착제(132)는 나노세공 물질(131)의 표면을 감싸도록 배치될 수 있다. 나노세공 물질(131)의 표면을 감싸도록 배치된 수분 흡착제(132)를 통하여, 나노세공 물질(131)의 표면을 일시적으로 차단하여 제조 공정에서 비활성화되는 것을 방지함으로써, 완성된 진공단열재(100) 내에서 나노세공 물질(131)이 잔존하는 수분을 흡착할 수 있게 된다.That is, the moisture adsorbent 132 may be disposed to surround the surface of the nanoporous material 131. The surface of the nanoporous material 131 is temporarily blocked through the moisture adsorbent 132 disposed to surround the surface of the nanoporous material 131 to prevent the surface of the nanoporous material 131 from being inactivated during the manufacturing process, The nanoporous material 131 can absorb the moisture remaining therein.

수분 흡착제(132)는 나노세공 물질(131)과 비교하여 낮은 활성을 가진다. 이러한 수분 흡착제(132)로 나노세공 물질(131)을 감싸게 함으로써, 나노세공물질의 표면을 일시적으로 차단하여 진공단열재(100)의 제조 공정에서 나노세공 물질(131)의 표면이 비활성으로 변하는 것을 방지할 수 있다.
The moisture adsorbent 132 has low activity compared to the nanoporous material 131. The surface of the nanoporous material 131 is temporarily blocked by wrapping the nanoporous material 131 with the moisture adsorbent 132 to prevent the surface of the nanoporous material 131 from being inactive during the manufacturing process of the vacuum thermal insulator 100. [ can do.

또한, 게터재(130) 내에서 나노세공 물질(131)과 상기 수분흡착제(132)가 물리적으로 분리된 형태로 존재할 수 있다. 상기 나노세공 물질(131)이 상기 수분흡착제(132)와 분리되어 존재한다 하더라도, 고비표면적 특성에 의하여 심재 및 진공단열재에 잔존하는 수분을 제거할 수 있고, 산화칼슘 등의 수분흡착제(132)만 존재하는 경우에 비해 진공단열재 내부에 존재하는 미량의 수분흡착을 극대화 할 수 있다.
In addition, the nanoporous material 131 and the moisture adsorbent 132 may be physically separated from each other in the getter material 130. Even if the nanoporous material 131 exists separately from the moisture adsorbent 132, moisture remaining in the core material and the vacuum thermal insulator can be removed by the high specific surface area property, and only the moisture adsorbent 132 such as calcium oxide It is possible to maximize the amount of moisture adsorbed in the inside of the vacuum insulation material as compared with the case where it exists.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 게터재를 확대한 단면도를 나타낸 것이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 게터재(130)는 나노세공 물질(131) 및 수분 흡착제(132)를 포장하는 포장재(140)를 더 포함할 수 있다. 포장재(140)를 더 포함함으로써, 게터재(130)를 심재(110)에 끼워 넣는 과정에서 수분 흡착제(132) 로서 예리한 파단 면을 가지는 물질을 사용해도 심재(110)를 보호할 수 있으며, 외피재(120)에 핀 홀 등이 생기는 것을 방지할 수 있다.
3 is an enlarged cross-sectional view of a getter material according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the getter material 130 according to the present invention may further include a packaging material 140 for packaging the nanoporous material 131 and the moisture absorbent 132. The core member 110 can be protected by using a material having a sharp fracture surface as the moisture adsorbent 132 in the process of fitting the getter material 130 into the core material 110, It is possible to prevent pin holes and the like from being formed on the ash 120.

본 발명의 포장재의 경우, 폴리에틸렌 필름 또는 폴리프로필렌 필름을 포함하는 종래의 포장재와는 달리 스테인레스(SUS) 캡 또는 알루미늄 캡을 포함하는 것을 특징으로 한다.
The packaging material of the present invention is characterized by comprising a stainless steel (SUS) cap or an aluminum cap, unlike conventional packaging materials comprising a polyethylene film or a polypropylene film.

물론, 포장재가 폴리에틸렌 필름 또는 폴리프로필렌 필름을 포함하거나, 스테인레스 캡 또는 알루미늄 캡을 포함하는 경우 모두 진공단열재 크기 및 목표 성능에 맞춰서 변경하여 적용이 가능하다. 그러나, 폴리에틸렌 필름 또는 폴리프로필렌 필름을 포함하는 부직포를 통해 제품을 제조할 경우, 부직포의 소성으로 인해 포장 전에 활성화가 이루어져야 하며 부직포 포장 후 He, Ar 등의 비활성 가스, 혹은 진공포장 등을 통한 2차 포장이 이루어져야만 하는 단점이 있었다.
Of course, when the packaging material comprises a polyethylene film or a polypropylene film, or includes a stainless steel cap or an aluminum cap, it is possible to apply the present invention in accordance with the vacuum insulator size and target performance. However, when a product is manufactured through a nonwoven fabric including a polyethylene film or a polypropylene film, activation must be performed before packaging due to firing of the nonwoven fabric. After packaging the nonwoven fabric, an inert gas such as He or Ar, Packaging has to be done.

전술한 종래기술과 달리, 고비표면적의 나노세공물질을 포함하는 게터제를 사용하는 본 발명은 고성능 게터제의 수분 흡수의 비활성화가 빠르게 일어나므로, 스테인레스 캡 또는 알루미늄 캡을 통한 포장재가 가장 바람직한바, 상기 캡들을 코인(Coin)형태로 이용함으로써 게터제의 품질을 가장 안정적이게 할 수 있다. 이처럼 상기의 스테인레스 캡 또는 알루비늄 캡은 나노세공물질 비활성화의 억제가 가능하다.
Unlike the prior art described above, the present invention using a getter agent containing a high specific surface area nanoporous material is most preferable because a stainless steel cap or a packing material through an aluminum cap is most preferable since deactivation of moisture absorption of the high performance getter agent occurs rapidly, By using the caps in a coin form, the quality of the getter agent can be made most stable. Thus, the stainless cap or the aluminum cap can inhibit the deactivation of the nanoporous material.

또한, 진공 단열재 내외부 압력에 의하여 진공 수축 현상이 발생하고, 파우더 형태의 흡습제를 포함하는 게터재(130)는 표면 형상이 매우 불균일하게 되는바, 진공 해제 후, 게터재(130) 표면의 불균일성을 개선하고, 진공 해제 후에도 게터재(130) 표면의 평탄도를 유지할 수 있도록, 본 발명에 따른 게터재는 포장재에 스테인레스 캡 또는 알루미늄 캡을 적용할 수 있다. 또한 상기 포장재는 고강도 플라스틱 또는 하드 코팅된 플라스틱 재질 등으로 형성될 수 있다.
Further, the vacuum shrinkage phenomenon occurs due to the pressure inside and outside of the vacuum heat insulator, and the getter material 130 including the powdery moisture absorbent has a very uneven surface shape, and the unevenness of the surface of the getter material 130 after vacuum release The getter material according to the present invention can be applied to the packaging material with a stainless cap or an aluminum cap so that the flatness of the surface of the getter material 130 can be maintained even after vacuum release. The packaging material may be formed of a high-strength plastic material or a hard-coated plastic material.

게터재Getter material 제조방법 Manufacturing method

본 발명은 비표면적인 100m2/g이상인 나노세공 물질과 수분 흡착제를 혼합하여 혼합물을 마련하는 단계; 상기 혼합물을 150℃이상의 온도로 열처리 하는 단계; 및 상기 열처리된 혼합물을 스테인레스(SUS) 캡 또는 알루미늄 캡에 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 게터재의 제조방법을 제공한다.
According to the present invention, there is provided a method for producing a nanoporous material, comprising: preparing a mixture by mixing a nanoporous material having a specific surface area of 100 m 2 / g or more with a moisture adsorbent; Subjecting the mixture to a heat treatment at a temperature of 150 ° C or higher; And inserting the heat-treated mixture into a stainless steel (SUS) cap or aluminum cap.

통상의 챔버 또는 반응기 내에 공급된 나노세공 물질(131)과 수분 흡착제(132)를 물리적으로 혼합 및 교반시킨다. 나노세공 물질(131)과 수분 흡착제(132)를 물리적으로 혼합 및 교반시킴으로써, 나노세공 물질(131)의 표면은 수분 흡착제(132)에 의해 감싸지게 되어 나노세공 물질(131)을 수분 흡착제(132)가 보호하는 형태로 존재하거나, 수분흡착제(132)와 따로 각각 분리된 형태로 유지될 수 있다.
The nanoporous material 131 and the moisture adsorbent 132 supplied in a conventional chamber or reactor are physically mixed and agitated. The surface of the nanoporous material 131 is wrapped by the moisture adsorbent 132 to physically mix and agitate the nanoporous material 131 and the moisture adsorbent 132 so that the nanoporous material 131 is absorbed by the moisture adsorbent 132 ), Or may be separately maintained separately from the moisture adsorbent 132.

그 후, 상기 나노세공 물질(131) 및 수분 흡착제(132)의 혼합물을 150℃이상의 온도로 열처리 하는 단계를 포함할 수 있다. 열처리에 있어서 150℃미만의 온도로 열처리 하는 경우 나노세공물질을 활성화시키는데 문제점이 있고, 수분흡착을 위해 나노세공 물질을 활성화 시킨다는 점에서 150~200℃로 열처리 온도를 유지하는 것이 바람직하다.
And then subjecting the mixture of the nanoporous material 131 and the moisture adsorbent 132 to a heat treatment at a temperature of 150 ° C or higher. When heat treatment is performed at a temperature of less than 150 캜 in the heat treatment, there is a problem in activating the nanoporous material, and in order to activate the nanoporous material for moisture adsorption, it is preferable to maintain the heat treatment temperature at 150 to 200 캜.

상기 열처리된 혼합물을 스테인레스(SUS) 캡 또는 알루미늄 캡에 삽입하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 열처리된 혼합물을 진공포장하거나 비활성가스를 충전한 후 포장하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있다. And inserting the heat-treated mixture into a stainless steel (SUS) cap or an aluminum cap. The method may further include the step of packing the heat-treated mixture by vacuum packing or filling with an inert gas, and then packaging.

보다 구체적으로 상기 나노세공 물질과 흡습제 혼합물을 스테인레스(SUS) 캡 또는 알루미늄 캡에 삽입된 것을 150~200℃에서 열처리하여 진공포장하거나 Ar, He 등의 비활성가스를 충전한 후 포장하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있다.
More specifically, the nanoporous material and the hygroscopic agent mixture are inserted into a stainless steel (SUS) cap or an aluminum cap, heat-treated at a temperature of 150 to 200 ° C, vacuum-packed, or filled with an inert gas such as Ar or He can do.

상기 게터재를 포함하는 진공 단열재의 제조 과정을 요약하면 다음과 같다. 우선, 용기 내에 비표면적이 100m2/g이상인 나노세공 물질과 수분 흡착제가 혼합된 게터제를 마련하고, 이 후, 심재의 상부면에 형성된 게터재 수납부에 게터재를 수납하고, 개구부를 포함하는 외피재 내에 심재를 투입한다. 본 발명의 게터제를 포함하여 진공단열재를 제조함으로써, 진공단열재 내부의 잔존하는 수분 제거를 극대화할 수 있고, 게터재 제조비용이 최소화 됨으로써 진공단열재 제조에 있어서도 비용의 효율을 극대화 할 수 있다.
A process for manufacturing the vacuum insulation material including the getter material is summarized as follows. First, a getter agent mixed with a nanoporous material having a specific surface area of 100 m 2 / g or more and a moisture adsorbent is provided in a container. Then, the getter material is stored in a getter material housing portion formed on the upper surface of the core material, The core material is put into the jacket material. By manufacturing the vacuum heat insulating material including the getter agent of the present invention, it is possible to maximize the removal of residual moisture in the vacuum heat insulating material and to minimize the production cost of the getter material, thereby maximizing the cost efficiency in the production of the vacuum insulating material.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해서 판단되어야 할 것이다.
Although the above description has been made with reference to the embodiments of the present invention, this is only an example, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. . Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

<실시예1>&Lt; Example 1 >

산화칼슘과 제올라이트 13X의 혼합 중량비를 7:3으로 한 8g 흡습제를 활성온도 이상인 180℃에서 열처리하여 알루미늄 캡에 삽입한 게터재를 얻을 수 있었다. 이 때 상기 제올라이트 13X의 비표면적은 460m2/g이다. 이러한 게터재를 직경 5um의 유리 섬유를 집면 시킨 글라스 울을 2층 이상 적층한 글라스울 적층체인 심재에 삽입하였다. 그 후, 심재와 게터재를 외피재로 감싸 감압 밀봉하였다. 외피재로서는 열용착층으로서 약 50um의 폴리에틸렌계 수지인 LLDPE, 가스배리어층으로서 약 6um의 알루미늄 호일층, 제1보호층으로서 약 25um의 나일론 필름, 제2보호층으로서 약 12um의 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC)가 코팅된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(K-PET)을 사용하였다. 이러한 진공단열재의 열전도율을 측정한 결과, 진공단열재의 열전도율은 2.10 mW/mK로 측정되었다.
8 g of a hygroscopic agent having a weight ratio of calcium oxide and zeolite 13X of 7: 3 was heat-treated at 180 ° C. or higher to obtain a getter material inserted into an aluminum cap. The specific surface area of the zeolite 13X is 460 m 2 / g. The getter material was inserted into a core material of a glass wool laminate in which glass wool having a diameter of 5 탆 was gathered and laminated in two or more layers. Thereafter, the core material and the getter material were wrapped with a jacket material and pressure-sealed. As the sheathing material, LLDPE, which is a polyethylene resin of about 50 um as a thermal welding layer, an aluminum foil layer of about 6 um as a gas barrier layer, a nylon film of about 25 um as a first protective layer, polyvinylidene chloride (PVDC) -coated polyethylene terephthalate film (K-PET) was used. As a result of measuring the thermal conductivity of the vacuum insulation material, the thermal conductivity of the vacuum insulation material was measured to be 2.10 mW / mK.

<실시예2>&Lt; Example 2 >

산화칼슘과 제올라이트 13X의 혼합 중량비를 7:3으로 한 8g 흡습제를 활성온도 이상인 180℃에서 열처리 후 SUS 캡에 삽입한 게터제를 25℃, 상대습도 40% 환경에서 30분 방치 후, 심재에 삽입하고 외피재로 감압 밀봉하였다. 이 때, 진공단열재 제조에 있어서, 상기 실시예 1과 동일한 심재와 외피재를 사용하였다. 이러한 진공단열재의 열전도율을 측정한 결과, 진공단열재의 열전도율은 2.15 mW/mK로 측정되었다.
8 g of hygroscopic agent having a weight ratio of calcium oxide and zeolite 13X of 7: 3 was heat-treated at 180 ° C above the activation temperature, and then the getter agent inserted into the SUS cap was left for 30 minutes at 25 ° C and 40% relative humidity, Lt; / RTI &gt; At this time, the same core material and sheathing material as in Example 1 were used in the production of the vacuum insulation material. As a result of measuring the thermal conductivity of the vacuum insulation material, the thermal conductivity of the vacuum insulation material was measured to be 2.15 mW / mK.

<비교예1>&Lt; Comparative Example 1 &

PE/PP 부직포 통해 포장한 산화칼슘 8g을 심재에 삽입하고 외피재로 감압 밀봉하였다. 이 때, 상기 산화칼슘의 비표면적은 1m2/g이고, 진공단열재 제조에 있어서, 상기 실시예 1과 동일한 심재와 외피재를 사용하였다. 이러한 진공단열재의 열전도율을 측정한 결과, 진공단열재의 열전도율은 2.41 mW/mK로 측정되었다.
8 g of calcium oxide packed through a PE / PP nonwoven fabric was inserted into the core material and then pressure-sealed with a jacket material. At this time, the specific surface area of the calcium oxide was 1 m 2 / g. In the production of the vacuum insulation material, the same core material and sheathing material as those in Example 1 were used. As a result of measuring the thermal conductivity of the vacuum insulation material, the thermal conductivity of the vacuum insulation material was measured to be 2.41 mW / mK.

<비교예2>&Lt; Comparative Example 2 &

산화칼슘과 제올라이트 13X의 혼합 중량비를 7:3으로 한 8g 흡습제를 활성온도 이상인 180℃에서 열처리 후 PE/PP 부직포 통해 포장한 게터재를 25℃, 상대습도 40% 환경에서 30분 방치 후 심재에 삽입하고 외피재로 감압 밀봉하였다. 이 때, 진공단열재 제조에 있어서, 상기 실시예 1과 동일한 심재와 외피재를 사용하였다. 이러한 진공단열재의 열전도율을 측정한 결과, 진공단열재의 열전도율은 2.50 mW/mK로 측정되었다.
8 g of a moisture absorbent having a weight ratio of calcium oxide and zeolite 13X of 7: 3 was heat-treated at 180 ° C. above the activation temperature, and then the getter material packed with PE / PP nonwoven fabric was left in the environment at 25 ° C. and 40% And sealed under reduced pressure with a jacket material. At this time, the same core material and sheathing material as in Example 1 were used in the production of the vacuum insulation material. As a result of measuring the thermal conductivity of the vacuum insulation material, the thermal conductivity of the vacuum insulation material was measured to be 2.50 mW / mK.

실시예1Example 1 실시예2Example 2 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 게터재Getter material CaO+13XCaO + 13X CaO+13XCaO + 13X CaOCaO CaO+13XCaO + 13X 비표면적
(m2/g)Specific surface area
(m 2 / g) 제올라이트
460Zeolite
460 제올라이트
460Zeolite
460 산화칼슘
1Calcium oxide
One 제올라이트
460Zeolite
460 포장형태Packing type 캡cap 캡cap 캡cap 부직포Non-woven 열전도율
(mW/mK)Thermal conductivity
(mW / mK) 2.052.05 2.102.10 2.412.41 2.502.50

상기 표1에서 살펴볼 수 있듯이, 나노세공 물질과 수분 흡착제를 동시에 포함하는 게터재를 사용한 실시예 1 및 2의 진공단열재의 열전도율은 약 2mW/mK로 측정되었는바, 단열성능이 매우 우수함을 알 수 있었다.As can be seen in Table 1, the thermal conductivity of the vacuum insulation materials of Examples 1 and 2 using a getter material containing both a nano-pore material and a moisture adsorbent was measured to be about 2 mW / mK, there was.

그러나, 상기 실시예1,2에 비해 나노세공물질을 포함하지 않는 비교예 1의 경우는 수분흡착제만 게터제 내에 존재하는바 진공단열재 내부에 존재하는 수분을 흡수할 수 있지만, 진공단열재 내부에 잔존하는 미량의 수분까지 제거 할 수 없었는바 진공단열재의 내압이 상승하여 높은 열전도율이 측정되었다. However, in the case of Comparative Example 1 which does not include the nanoporous material as compared with Examples 1 and 2, only the moisture adsorbent is present in the getter material and can absorb moisture present in the vacuum heat insulator. However, The inner pressure of the vacuum insulator increased, and a high thermal conductivity was measured.

또한, 비교예 2의 경우 게터재가 나노세공물질과 수분흡착제를 모두 포함하고 있기는 하나, 게터제의 포장재로써 PE/PP 부직포를 사용하는바, 스테인레스 캡을 포장재로 사용하는 실시예 1 및 2에 비하여 나노세공물질의 수분 흡착에 따른 비활성화가 빠르기 때문에 높은 열전도율이 측정된다. 이로 인하여 스테인레스 캡을 사용하는 경우 나노세공물질의 비활성화를 억제 가능하다는 점에서 탁월함을 알 수 있었다.
In the case of Comparative Example 2, the getter material contains both the nano-pore material and the moisture adsorbent, but PE / PP nonwoven fabric is used as the packaging material of the getter, and in Examples 1 and 2 using the stainless cap as the packaging material The high thermal conductivity is measured because the deactivation of nanoporous materials due to moisture adsorption is fast. Therefore, it was found that the use of a stainless cap is excellent in that the deactivation of the nanoporous material can be suppressed.

100 : 진공단열재
110 : 심재
120 : 외피재
130 : 게터재
131 : 나노세공물질, 132 : 수분흡착제
140 : 포장재100: Vacuum insulation
110: heartwood
120:
130: getter material
131: nanoporous material, 132: moisture absorbent
140: Packing material

Claims (11)

비표면적이 100m2/g이상인 나노세공 물질과 수분 흡착제가 혼합된 것을 특징으로 하는 게터재.
A getter material comprising a nanoporous material having a specific surface area of 100 m 2 / g or more and a moisture adsorbent.
제 1항에 있어서,
상기 수분 흡착제는 산화칼슘, 염화칼슘, 산화마그네슘, 실리카겔 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 게터재.
The method of claim 1,
Wherein the moisture adsorbent comprises at least one of calcium oxide, calcium chloride, magnesium oxide, and silica gel.
제 1항에 있어서,
상기 나노세공 물질은 제올라이트, 활성탄, 나노세공실리카, 실리카겔, 알루미나 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 게터재.
The method of claim 1,
Wherein the nanoporous material comprises at least one of zeolite, activated carbon, nanoporous silica, silica gel, and alumina.
제 3항에 있어서,
상기 제올라이트는
제올라이트 13X 또는 제올라이트 4A를 포함하는 것을 특징으로 하는 게터재.
The method of claim 3, wherein
The zeolite
Zeolite 13X or zeolite 4A.
제 1항에 있어서,
상기 나노세공 물질과 수분 흡착제의 혼합 중량비가 0.1:9.9~9:1인 것을 특징으로 하는 게터재.
The method of claim 1,
Wherein the weight ratio of the nanoporous material to the moisture adsorbent is 0.1: 9.9 to 9: 1.
제 1항에 있어서,
상기 나노 세공물질을 상기 수분 흡착제가 감싸는 형태로 존재하는 것을 특징으로 하는 게터재.
The method of claim 1,
The getter material, characterized in that the nano-porous material is present in the form that the moisture absorbent wraps.
제 1항에 있어서,
상기 나노세공물질과 상기 수분 흡착제가 물리적으로 분리된 형태로 존재하는 것을 특징으로 하는 게터재.
The method of claim 1,
The getter material, characterized in that the nanoporous material and the water adsorbent are present in a physically separated form.
제 1항에 있어서,
상기 나노세공 물질 및 상기 수분 흡착제를 포장하는 포장재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 게터재.
The method of claim 1,
The getter material further comprises a packaging material for packaging the nanoporous material and the moisture adsorbent.
제 8항에 있어서,
상기 포장재는 스테인레스(SUS) 캡 또는 알루미늄 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 게터재.
The method of claim 8,
The packaging material is a getter material, characterized in that it comprises a stainless (SUS) cap or aluminum cap.
비표면적인 100m2/g이상인 나노세공 물질과 수분 흡착제를 혼합하여 혼합물을 마련하는 단계;
상기 혼합물을 150℃이상의 온도로 열처리 하는 단계; 및
상기 열처리된 혼합물을 스테인레스(SUS) 캡 또는 알루미늄 캡에 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 게터재의 제조방법.
Preparing a mixture by mixing a nanoporous material having a specific surface area of at least 100 m 2 / g and a moisture adsorbent;
Subjecting the mixture to a heat treatment at a temperature of 150 ° C or higher; And
And inserting the heat-treated mixture into a stainless (SUS) cap or an aluminum cap.
제 10항에 있어서,
상기 열처리된 혼합물을 진공포장하거나 비활성가스를 충전한 후 포장하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 게터재의 제조방법.The method of claim 10,
Further comprising the step of packing the heat-treated mixture by vacuum packing or filling with an inert gas, and then packaging the heat-treated mixture.
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