KR20150139086A - Particle-free heat insulating furnace and construction method thereof - Google Patents

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KR20150139086A
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Abstract

The present invention relates to a dust-free insulating heating furnace, which is an apparatus to heat-treat a display, and to a constructing method thereof. More specifically, the present invention relates to a dust-free insulating heating furnace wherein the generation of foreign materials in the heating furnace can be prevented; a required temperature can rapidly be reached and a temperature maintained for a set time by attaching a dust-free insulating material which does not generate dust at high temperature to an inner wall of the heating furnace; and to a construction method thereof. According to the present invention, the dust-free insulating heating furnace comprises: a heating furnace including a heater inside; and a dust-free insulating material attached to the inner wall of the heating furnace. The dust-free insulating material comprises: a ceramic insulating material; a buffer material applied to a surface of the ceramic insulating material and a silane coating layer composed of organic silane applied to a surface of the buffer layer.

Description

무분진 단열 가열로 및 이의 시공방법{Particle-free heat insulating furnace and construction method thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a dust-free adiabatic heating furnace,

본 발명은 디스플레이 열처리 장치인 무분진 단열 가열로 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 구체적으로 고온에서 분진이 생성되지 않는 무분진 단열재를 가열로 내측 벽에 부착하여 가열로 내에 불순물이 생성되는 것을 방지하고, 요구온도까지 신속하게 도달하며 설정된 시간 동안 온도를 유지할 수 있는 무분진 단열 가열로 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a dust-free adiabatic heating furnace as a display heat treatment apparatus and a method of manufacturing the same. More specifically, dust-free thermal insulation material which does not generate dust at a high temperature is attached to an inner wall of a heating furnace to prevent impurities from being generated in the heating furnace , A dust-free adiabatic heating furnace which can quickly reach the required temperature and maintain the temperature for a predetermined time, and a method of applying the same.

일반적인 LCD 등의 디스플레이 공정에는 증착 및 결정화를 위해 열처리를 할 수 있는 열처리장비가 구비된다.The display process such as general LCD is equipped with a heat treatment apparatus capable of performing heat treatment for deposition and crystallization.

상기 열처리장비는 주로 1000℃ 이상의 고온에서도 사용할 수 있는 가열로로서, 내열성이 우수하며 부산물로 인한 분진 발생을 최대한 억제하여야 하는 장비들이다. The heat treatment equipment is a heating furnace which can be used even at a high temperature of 1000 ° C or higher, and is excellent in heat resistance and to suppress dust generation due to by-products as much as possible.

종래 디스플레이 공정에 사용되는 가열로는 분진 발생이 없고, 내열성이 뛰어난 파인세라믹이 가열로 내부에 설치되는데, 상기 파인세라믹은 내열성은 우수하지만, 열전도율이 높아 단열 성능이 떨어져 열손실이 많이 생긴다.In the heating furnace used in the conventional display process, there is no dust generation and a fine ceramic excellent in heat resistance is installed inside the heating furnace. Although the fine ceramics have excellent heat resistance, they have a high thermal conductivity, resulting in poor heat insulation performance and heat loss.

이러한 열손실에 의해 가열로를 1000℃ 이상 올리는데 시간이 오래 걸리고, 일정시간 동안 온도를 유지하는데 많은 에너지 손실이 발생된다.
Due to such heat loss, it takes a long time to raise the temperature of the furnace by more than 1000 ° C, and a lot of energy loss is caused to maintain the temperature for a predetermined time.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 이산화규소, 산화칼슘 및 산화알루미늄을 포함하여 이루어진 세라믹 단열재에 콜로이드 실리카를 포함하는 버퍼층이 도포되고, 상기 버퍼층 표면에 유기실란으로 이루어진 실란코팅층을 도포하여 고온에서 분진이 생성되지 않고, 단열성능이 우수하여 가열로를 단시간에 요구온도까지 올릴 수 있으며 미리 설정된 시간 동안 온도를 유지할 수 있는 무분진 단열 가열로를 제공하고자 한다.
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method of fabricating a semiconductor device, comprising: applying a buffer layer containing colloidal silica to a ceramic thermal insulator comprising silicon dioxide, calcium oxide, and aluminum oxide; applying a silane coating layer comprising an organosilane on the buffer layer surface; The present invention provides a dust-free adiabatic heating furnace in which dust is not generated in the heating furnace, the heat insulating performance is excellent, the heating furnace can be raised to a required temperature in a short time, and the temperature can be maintained for a predetermined time.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 내부에 히터가 구비된 가열로 및 상기 가열로 내측 벽에 부착되는 무분진 단열재를 포함하여 이루어지되, 상기 무분진 단열재는 세라믹 단열재, 상기 세라믹 단열재 표면에 도포되는 버퍼층 및 상기 버퍼층 표면에 도포되는 유기실란으로 이루어진 실란코팅층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무분진 단열 가열로를 제공하고자 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a non-dust insulating material comprising: a heating furnace having a heater therein; and a non-dust insulating material attached to the inner wall of the heating furnace, And a silane coating layer composed of a buffer layer applied to the surface of the ceramic insulating material and an organic silane applied to the surface of the buffer layer.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명에서 상기 세라믹 단열재는 이산화규소(SiO2), 산화칼슘(CaO) 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무분진 단열 가열로를 제공하고자 한다.According to another preferred embodiment of the present invention, there is provided a dust-free adiabatic heating furnace characterized in that the ceramic insulating material comprises silicon dioxide (SiO 2 ), calcium oxide (CaO) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) do.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명에서 상기 버퍼층은 콜로이드 실리카 및 Li+, Na+, K+, Mg2 + 또는 Ca2 + 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 이온을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무분진 단열 가열로를 제공하고자 한다.In the present invention according to another preferred embodiment the buffer layer is a colloidal silica and Li +, Na +, K + , Mg 2 + or Ca 2 + dust-free heat-insulating heat, characterized in that comprises the one or more ion selected from the group consisting of .

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명에서 상기 실란코팅층에는 콜로이드 실리카가 더 첨가되는 것을 특징으로 하는 무분진 단열 가열로를 제공하고자 한다.According to another preferred embodiment of the present invention, there is provided a dust-free adiabatic heating furnace wherein colloidal silica is further added to the silane coating layer.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명에서 상기 유기실란은 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, n-프로필트리메톡시실란, n-프로필트리에톡시실란, i-프로필트리메톡시실란, i-프로필트리에톡시실란, n-부틸트리메톡시실란, n-부틸트리에톡시실란, n-펜틸트리메톡시실란, n-헥실트리메톡시실란, n-헵틸트리메톡시실란, n-옥틸트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 시클로헥실트리메톡시실란, 시클로헥실트리에톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-클로로프로필트리에톡시실란, 3,3,3-트리플루오로프로필트리메톡시실란, 3,3,3-트리플루오로프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 2-히드록시에틸트리메톡시실란, 2-히드록시에틸트리에톡시실란, 2-히드록시프로필트리메톡시실란, 2-히드록시프로필트리에톡시실란, 3-히드록시프로필트리메톡시실란, 3-히드록시프로필트리에톡시실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필트리에톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리메톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리에톡시실란, 3-(메트)아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-(메트)아크릴옥시프로피트리에톡시실란, 3-우레이도프로필트리메톡시실란 또는 3-우레이도프로필트리에톡시실란 중 적어도 어느 하나 이상이 포함된 트리알콕시실란류; 및 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 디에틸디메톡시실란, 디에틸디에톡시실란, 디-n-프로필디메톡시실란, 디-n-v프로필디에톡시실란, 디-i-프로필디메톡시실란, 디-i-프로필디에톡시실란, 디-n-부틸디메톡시실란, 디-n-부틸디에톡시실란, 디-n-펜틸디메톡시실란, 디-n-펜틸디에톡시실란, 디-n-헥실디메톡시실란, 디-n-헥실디에톡시실란, 디-n-헵틸디메톡시실란, 디-n-헵틸디에톡시실란, 디-n-옥틸디메톡시실란, 디-n-옥틸디에톡시실란, 디-n-시클로헥실디메톡시실란, 디-n-시클로헥실디에톡시실란, 디페닐디메톡시실란 또는 디페닐디에톡시실란 중 적어도 어느 하나 이상이 포함된 디알콕시실란류; 으로부터 선택되는 1종 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무분진 단열 가열로를 제공하고자 한다.In another preferred embodiment of the present invention, the organosilane is at least one selected from the group consisting of methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n- Propyltrimethoxysilane, i-propyltriethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, n-pentyltrimethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane , n-heptyltrimethoxysilane, n-octyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane, cyclohexyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyl Triethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltriethoxysilane, Aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2- Hydroxypropyltrimethoxysilane, 3-hydroxypropyltrimethoxysilane, 3-hydroxypropyltrimethoxysilane, 3-hydroxypropyltrimethoxysilane, 2-hydroxypropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-isocyanatepropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatepropyltriethoxysilane, Propyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane , At least one of 3- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane or 3-ureidopropyltriethoxysilane Trialkoxysilanes containing the above-mentioned groups; And dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, di-n-propyldimethoxysilane, di-n-propyldiethoxysilane, di-i-propyldimethoxysilane, di di-n-butyldimethoxysilane, di-n-butyldiethoxysilane, di-n-pentyldimethoxysilane, di-n-pentyldiethoxysilane, di- N-hexyldiethoxysilane, di-n-heptyldimethoxysilane, di-n-heptyldiethoxysilane, di-n-octyldimethoxysilane, di- dialkoxysilanes containing at least one of n-cyclohexyldimethoxysilane, di-n-cyclohexyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, or diphenyldiethoxysilane; Wherein the heat insulating layer is made of at least one material selected from the group consisting of silicon carbide and silicon carbide.

다른 바람직한 실시에에 따른 본 발명은 무분진 단열 가열로의 시공방법에 관한 것으로, (a) 세라믹 단열재 표면에 스프레이 방식으로 버퍼층을 도포하는 단계; (b) 상기 버퍼층이 도포된 세라믹 단열재를 열처리하는 단계; (c) 상기 버퍼층이 열처리된 세라믹 단열재를 스프레이 방식으로 유기실란과 유기용매의 혼합물을 분사하여 실란코팅층을 형성하는 단계; (d) 상기 실란코팅층이 도포된 세라믹 단열재를 열처리하여 무분진 단열재를 제조하는 단계; 및 (e) 상기 무분진 단열재를 가열로 내측면에 부착시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 무분진 단열 가열로의 시공방법을 제공하고자 한다.According to another preferred embodiment of the present invention, there is provided a method of installing a dust-free adiabatic heating furnace, comprising the steps of: (a) applying a buffer layer to a surface of a ceramic insulating material by spraying; (b) heat treating the ceramic insulating material coated with the buffer layer; (c) forming a silane coating layer by spraying a mixture of an organosilane and an organic solvent in a spraying manner on the ceramic heat-insulating material having the buffer layer heat-treated; (d) heat-treating the ceramic thermal insulator coated with the silane coating layer to produce a dust-free thermal insulator; And (e) attaching the dust-free insulating material to the inner surface of the heating furnace; The present invention also provides a method of installing the dust-free adiabatic heating furnace.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명에서 상기 버퍼층은 수분산 콜로이드 실리카 및 Li+, Na+, K+, Mg2 + 또는 Ca2 + 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 이온을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무분진 단열 가열로의 시공방법을 제공하고자 한다.Another preferred embodiment the buffer layer in the present invention according to the dispersion of colloidal silica and Li +, Na +, K + , Mg 2 + or a dust-free, characterized in that comprises a Ca 2 + one or more ions selected from And to provide a method of constructing an adiabatic heating furnace.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명에서 상기 실란코팅층에는 수분산 콜로이드 실리카가 더 첨가되는 것을 특징으로 하는 무분진 단열 가열로의 시공방법을 제공하고자 한다.According to another preferred embodiment of the present invention, there is provided a method of constructing a dust-free adiabatic heating furnace, wherein water-dispersed colloidal silica is further added to the silane coating layer.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명에서 상기 유기용매는 메탄올, 에탄올, 프로판올 또는 부탄올 중 적어도 어느 하나 이상이 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무분진 단열 가열로의 시공방법을 제공하고자 한다.According to another preferred embodiment of the present invention, the organic solvent includes at least one of methanol, ethanol, propanol, and butanol.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 (c) 단계에서, 유기실란과 유기용매의 혼합물은 유기실란 100 중량부에 대하여 유기용매 80 ~ 110 중량부를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무분진 단열 가열로의 시공방법을 제공하고자 한다.According to another preferred embodiment of the present invention, in the step (c), the mixture of the organosilane and the organic solvent is prepared by mixing 80 to 110 parts by weight of an organic solvent with respect to 100 parts by weight of the organosilane. To provide a method of construction.

다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 (b) 및 (d) 단계에서, 열처리는 건조로에서 150 ~ 200℃의 온도로 30 ~ 60분 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 무분진 단열 가열로의 시공방법을 제공하고자 한다.
According to another preferred embodiment of the present invention, in the steps (b) and (d), the heat treatment is performed at a temperature of 150 to 200 ° C for 30 to 60 minutes in a drying furnace. .

본 발명에 의하면 세라믹 단열재에 콜로이드 실리카를 포함하는 버퍼층 및 상기 버퍼층 표면에 유기실란으로 이루어진 실란코팅층을 도포하여 분진이 생성되지 않는 무분진 단열재를 사용하여 가열로 내에 고온에서 분진이 생성되지 않는 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, the buffer layer containing colloidal silica and the silane coating layer composed of organosilane are applied to the ceramic heat insulator, thereby preventing dust from being generated in the furnace at a high temperature by using the dust- Can be obtained.

또한, 본 발명에 의하면 열전도율이 낮은 무분진 단열재를 사용하여 단열효과가 우수하기 때문에 가열로 내부의 열이 외부로 방출되지 못해 가열로에서 필요로 하는 온도까지 신속하게 도달할 수 있고, 원하는 시간 동안 가열로 내의 온도를 유지하는데 효과적이다.
According to the present invention, since the heat insulating effect is excellent by using the dust-free insulating material having a low thermal conductivity, the heat inside the heating furnace can not be discharged to the outside, and the temperature can be quickly reached to a temperature required by the heating furnace. It is effective to maintain the temperature in the heating furnace.

도 1은 본 발명의 무분진 단열 가열로를 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명을 구성하는 무분진 단열재를 도시하는 단면도이다.1 is a sectional view showing a dust-free adiabatic heating furnace of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a dust-free insulating material constituting the present invention.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and preferred embodiments.

도 2는 본 발명의 무분진 단열 가열로를 도시하는 단면도이고, 도 3은 본 발명을 구성하는 무분진 단열재를 도시하는 단면도이다.
Fig. 2 is a sectional view showing the dust-free adiabatic heating furnace of the present invention, and Fig. 3 is a sectional view showing the dust-free insulating material constituting the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 무분진 단열 가열로(1)는 내부에 히터(300)가 구비된 가열로(100) 및 상기 가열로(100) 내측 벽에 부착되는 무분진 단열재(200)를 포함하여 이루어진다.
2, the dust-free adiabatic heating furnace 1 of the present invention includes a heating furnace 100 having a heater 300 therein and a dust-free thermal insulator (not shown) attached to the inner wall of the heating furnace 100 200).

가열로(100)는 대략 450 ~ 1,200℃의 온도에서 작동하기 때문에 고온에서도 견딜 수 있는 내열성이 높은 재질을 사용하는 것이 바람직하므로, 내열성이 우수하고 강도가 좋은 스테인리스강 또는 알루미늄 합금을 사용할 수 있다.Since the heating furnace 100 operates at a temperature of approximately 450 to 1,200 ° C., it is preferable to use a material having high heat resistance that can withstand high temperatures. Therefore, stainless steel or aluminum alloy having excellent heat resistance and high strength can be used.

또한, 히터(300) 역시 짧은 시간에 1,200℃의 온도까지 올릴 수 있는 고성능의 히터(300)가 요구되며, 열이 고르게 분포될 수 있도록 히터(300)를 일정 간격 이격시켜 배치하는 것이 바람직하다.Also, the heater 300 is required to have a high-performance heater 300 that can raise the temperature to 1,200 ° C in a short time, and the heater 300 is desirably disposed at a predetermined distance so that heat can be evenly distributed.

하지만 히터(300)의 성능이 우수하다 하더라도, 1,200℃ 이상의 온도를 올리기까지는 시간이 걸리고, 가열로(100)의 열전도율이 높아 많은 열에너지가 필요하기 때문에 상기 무분진 단열 가열로(1) 내부에 무분진 단열재(200)를 설치하는 것이 바람직하다.However, even if the performance of the heater 300 is excellent, it takes a long time to raise the temperature of 1,200 ° C. or more. Since the heat conduction rate of the heating furnace 100 is high and a lot of heat energy is required, It is preferable to install the dust insulator 200.

아울러 상기 무분진 단열재(200)는 고온에서도 분진이 발생되지 않기 때문에 파티클같은 이물질이 발생하면 안 되는 디스플레이 공정에 적합하다.
In addition, since the dust-free insulating material 200 does not generate dust even at a high temperature, it is suitable for a display process in which no foreign matter such as particles should be generated.

상기 무분진 단열재(200)는 세라믹 단열재(210), 상기 세라믹 단열재(210) 표면에 도포되는 버퍼층(220) 및 상기 버퍼층(220) 표면에 도포되는 유기실란으로 이루어진 실란코팅층(230)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
The dust-free thermal insulating material 200 includes a ceramic thermal insulating material 210, a buffer layer 220 applied to the surface of the ceramic thermal insulating material 210, and a silane coating layer 230 composed of an organic silane applied to the surface of the buffer layer 220 .

상기 세라믹 단열재(210)는 이산화규소(silicon dioxide; SiO2), 산화칼슘(calcium oxide; CaO) 및 산화알루미늄(aluminum oxide; Al2O3)을 포함하여 이루어진다.The ceramic heat insulator 210 includes silicon dioxide (SiO 2 ), calcium oxide (CaO), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ).

상기 세라믹 단열재(210)는 이산화규소(SiO2) 40 ~ 60 중량% 및 산화칼슘(CaO) 38 ~ 59.5 중량%가 주재료로 구성되고 산화알루미늄(Al2O3) 0.5 ~ 2 중량%가 소량 첨가되는 것이 특징이다.The ceramic insulating material 210 is composed of 40 to 60% by weight of silicon dioxide (SiO 2 ) and 38 to 59.5% by weight of calcium oxide (CaO) as main materials and 0.5 to 2% by weight of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) .

상기 이산화규소(SiO2)는 가격이 저렴하며 고온에 강하기 때문에 세라믹 단열재의 주재료로 많이 사용된다.The above-mentioned silicon dioxide (SiO 2 ) is inexpensive and strong in high temperature, and thus is widely used as a main material of ceramic insulating material.

상기 이산화규소는 40 ~ 60 중량%를 사용하는 것이 바람직한데, 이산화규소가 40 중량% 미만이면 다른 재료가 많이 사용되어 비경제적이며, 60 중량% 이상이면 강도가 약해지게 된다.The silicon dioxide is preferably used in an amount of 40 to 60% by weight. If the silicon dioxide is less than 40% by weight, other materials are used in a large amount, which is uneconomical.

상기 산화칼슘(CaO)은 다공성의 재료이기 때문에 고온에서 단열 성능이 우수하다. Since calcium oxide (CaO) is a porous material, it has excellent heat insulating performance at high temperature.

상기 산화칼슘은 38 ~ 59.5 중량%를 사용하는 것이 바람직한데, 산화칼슘이 38 중량% 미만이면 고온에서 원하는 단열 성능을 기대하기 어렵고, 59.5 중량% 이상이면 단열 성능의 효과가 차이 없어 필요 이상으로 사용하게 된다.If the amount of calcium oxide is less than 38% by weight, it is difficult to expect a desired heat insulating performance at a high temperature. If the amount of calcium oxide is more than 59.5% by weight, .

상기 산화알루미늄(Al2O3)은 알루미늄 원광석의 주성분으로써, 고온에 강하며 강도가 우수하다.The aluminum oxide (Al 2 O 3 ) is a main component of aluminum ore, and is strong at high temperature and excellent in strength.

상기 산화알루미늄은 0.5 ~ 2 중량%를 사용하는 것이 바람직한데, 산화알루미늄이 0.5 중량% 미만이면 산화알루미늄의 성능을 발휘하기에 너무 미비한 양이고, 2 중량% 이상이면 단가가 올라가 비경제적이다.
The aluminum oxide is preferably used in an amount of 0.5 to 2% by weight. If the aluminum oxide is less than 0.5% by weight, the amount is too small to exhibit the performance of the aluminum oxide, and if it is more than 2% by weight, the unit price is increased.

또한 상기 세라믹 단열재(210)에는 이산화규소(SiO2), 산화칼슘(CaO) 및 산화알루미늄(Al2O3) 이외에 산화마그네슘(magnesium oxide; MgO), 이산화타이타늄(titanium dioxide; TiO2), 지르코니아(zirconia; ZrO2) 등을 더 첨가할 수 있다.In addition to the silicon dioxide (SiO 2 ), calcium oxide (CaO) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ), magnesium oxide (MgO), titanium dioxide (TiO 2 ), zirconia zirconia (ZrO 2 ), or the like may be further added.

상기 산화마그네슘(MgO)은 대단히 가볍고 녹는점이 2,800℃라서 고온에 사용되는 단열재의 성분으로 좋은 재료이다.The magnesium oxide (MgO) is extremely light and has a melting point of 2,800 ° C, which is a good material as a component of an insulating material used at a high temperature.

상기 이산화타이타늄(TiO2)는 고온에서 강하며 절연체로써 고온에 사용되는 단열재에 사용하기 좋은 재료이다.The above-mentioned titanium dioxide (TiO 2 ) is a material strong at high temperature and suitable for an insulating material used for high temperature as an insulator.

상기 지르코니아(ZrO2)는 산화칼슘, 산화마그네슘 등을 고용시켜 강도와 인성이 좋아 세라믹 단열재(210)의 내구성과 내충격성을 우수하게 해준다.
The zirconia (ZrO 2 ) is excellent in strength and toughness by employing calcium oxide, magnesium oxide or the like to improve the durability and impact resistance of the ceramic heat insulator 210.

상기 버퍼층(220)은 콜로이드 실리카 및 Li+, Na+, K+, Mg2 + 또는 Ca2 + 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 이온을 포함하여 이루어진다.The buffer layer 220 comprises a colloidal silica and Li +, Na +, K + , Mg 2 + or Ca 2 + one or more ions selected from the group consisting of.

상기 버퍼층(220)은 세라믹 단열재(210)의 구성물질 중 하나인 이산화규소(SiO2)에 Li+, Na+, K+, Mg2 + 또는 Ca2 + 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 이온을 포함하여 네트워크 연결되어 형성된다.And the buffer layer 220 may include one or more ion selected from Li +, Na +, K + , Mg 2 + or Ca 2 + in the silicon dioxide (SiO 2) one of the constituents of the ceramic insulator (210) And is formed as a network connection.

상기 버퍼층(220)은 후술할 실란코팅층(230)이 세라믹 단열재(210)에 더 잘 도포되도록 하기 위한 것으로 세라믹 단열재(210)와 실란코팅층(230)의 결합력을 증진시키는 브릿지 역할을 한다.The buffer layer 220 acts as a bridge for enhancing the bonding force between the ceramic thermal insulator 210 and the silane coating layer 230 so that the silane coating layer 230 will be more easily applied to the ceramic thermal insulator 210.

상기 버퍼층(220)은 세라믹 단열재(210)와 같은 구성물질을 포함하여 이루어지기 때문에 유기적 결합에 의해 버퍼층(220)이 고온에서도 박리되는 현상을 방지할 수 있다.
Since the buffer layer 220 includes the same material as the ceramic heat insulator 210, it is possible to prevent the buffer layer 220 from being peeled off even at a high temperature by organic bonding.

실란코팅층(230)은 유기실란으로 이루어져 있으며, 상기 실란코팅층(230)에는 콜로이드 실리카가 더 첨가되는 것을 특징으로 한다.The silane coating layer 230 is composed of an organic silane, and the silane coating layer 230 is further provided with colloidal silica.

상기 실란코팅층(230)은 상기 세라믹 단열재(210)의 열전도율을 낮추며, 고온에서 세라믹 단열재(210) 표면에 분진이 생기는 현상을 방지한다.The silane coating layer 230 lowers the thermal conductivity of the ceramic thermal insulator 210 and prevents the occurrence of dust on the surface of the ceramic thermal insulator 210 at high temperatures.

상기 실란코팅층(230)은 규소(Si)를 포함하고 있기 때문에, 버퍼층(220)의 구성물질과 동일한 원소로 되어 있어 버퍼층(220)과의 결합 능력이 우수하다. 나아가 실란코팅층(230)에 버퍼층(220) 및 세라믹 단열재(210)의 구성물질인 이산화규소(SiO2)를 더 첨가하면 더 우수한 유기적 결합으로 버퍼층(220)에 더욱 밀착되어 상기 실란코팅층(230)이 박리되는 현상을 방지할 수 있다.
Since the silane coating layer 230 includes silicon (Si), the silane coating layer 230 has the same element as the constituent material of the buffer layer 220 and is excellent in bonding ability with the buffer layer 220. The buffer layer 220 and the silicon dioxide (SiO 2 ), which are the constituent materials of the ceramic thermal insulator 210, are further added to the silane coating layer 230 so that the silane coating layer 230 is more closely adhered to the buffer layer 220, The peeling phenomenon can be prevented.

상기 유기실란은 트리알콕시실란류와 디알콕시실란류으로부터 선택되는 1종 이상으로 이루어진다.The organosilane is at least one selected from the group consisting of trialkoxysilanes and dialkoxysilanes.

상기 트리알콕시실란류는 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, n-프로필트리메톡시실란, n-프로필트리에톡시실란, i-프로필트리메톡시실란, i-프로필트리에톡시실란, n-부틸트리메톡시실란, n-부틸트리에톡시실란, n-펜틸트리메톡시실란, n-헥실트리메톡시실란, n-헵틸트리메톡시실란, n-옥틸트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 시클로헥실트리메톡시실란, 시클로헥실트리에톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-클로로프로필트리에톡시실란, 3,3,3-트리플루오로프로필트리메톡시실란, 3,3,3-트리플루오로프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 2-히드록시에틸트리메톡시실란, 2-히드록시에틸트리에톡시실란, 2-히드록시프로필트리메톡시실란, 2-히드록시프로필트리에톡시실란, 3-히드록시프로필트리메톡시실란, 3-히드록시프로필트리에톡시실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필트리에톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리메톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리에톡시실란, 3-(메트)아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-(메트)아크릴옥시프로피트리에톡시실란, 3-우레이도프로필트리메톡시실란 또는 3-우레이도프로필트리에톡시실란 중 적어도 어느 하나 이상이 포함된다.The trialkoxysilanes may be selected from the group consisting of methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, i-propyltriethoxysilane, Propyltriethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, n-pentyltrimethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-heptyltrimethoxy Silane, n-octyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane, cyclohexyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, 3- Chloropropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltriethoxysilane, 3-aminopropyl Trimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-hydroxyethyltrimethoxysilane, 2-hydride Hydroxypropyltrimethoxysilane, 3-hydroxypropyltriethoxysilane, 3-hydroxypropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 2-hydroxypropyltrimethoxysilane, 2-hydroxypropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltri And at least one of methoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, or 3-ureidopropyltriethoxysilane.

상기 디알콕시실란류는 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 디에틸디메톡시실란, 디에틸디에톡시실란, 디-n-프로필디메톡시실란, 디-n-v프로필디에톡시실란, 디-i-프로필디메톡시실란, 디-i-프로필디에톡시실란, 디-n-부틸디메톡시실란, 디-n-부틸디에톡시실란, 디-n-펜틸디메톡시실란, 디-n-펜틸디에톡시실란, 디-n-헥실디메톡시실란, 디-n-헥실디에톡시실란, 디-n-헵틸디메톡시실란, 디-n-헵틸디에톡시실란, 디-n-옥틸디메톡시실란, 디-n-옥틸디에톡시실란, 디-n-시클로헥실디메톡시실란, 디-n-시클로헥실디에톡시실란, 디페닐디메톡시실란 또는 디페닐디에톡시실란 중 적어도 어느 하나 이상이 포함된다.
Examples of the dialkoxysilanes include dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, di-n-propyldimethoxysilane, di-n-propyldiethoxysilane, Di-n-butyldiethoxysilane, di-n-pentyldimethoxysilane, di-n-pentyldiethoxysilane, di-n-butyldimethoxysilane, di- n-hexyldimethoxysilane, di-n-heptyldimethoxysilane, di-n-heptyldimethoxysilane, di-n-heptyldiethoxysilane, Di-n-cyclohexyldimethoxysilane, di-n-cyclohexyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, or diphenyldiethoxysilane.

상기와 같은 실란코팅층(230)의 유기실란은 규소와 유기화합물의 치환기가 고온에서 증착되면서 코팅막을 형성하여 고온에서 견딜 수 있어 열전도율을 낮추어주며, 분진이 생성되는 것을 방지해주는 효과가 있다.
The organic silane of the silane coating layer 230 as described above can form a coating film while the substituents of silicon and an organic compound are deposited at a high temperature to withstand high temperatures to lower the thermal conductivity and prevent dust from being generated.

다음으로, 무분진 단열 가열로(1)의 시공방법에 관하여 살펴본다.
Next, a construction method of the dust-free adiabatic heating furnace 1 will be described.

첫째, (a) 세라믹 단열재(210) 표면에 스프레이 방식으로 버퍼층(220)을 도포한다.First, (a) a buffer layer 220 is applied on the surface of the ceramic heat insulator 210 by spraying.

상기 세라믹 단열재(210)는 이산화규소(SiO2), 산화칼슘(CaO) 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하여 이루어지고, 상기 버퍼층(220)은 이산화규소(SiO2)인 실리카가 물에 분산되어 있는 수분산 콜로이드 실리카 및 Li+, Na+, K+, Mg2 + 또는 Ca2 + 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 이온을 포함하여 이루어진다.The ceramic insulator 210 is silicon dioxide (SiO 2), is to place including calcium oxide (CaO) and aluminum oxide (Al 2 O 3), the buffer layer 220 is a silicon dioxide (SiO 2) silica water be dispersed in the dispersion of colloidal silica and Li +, Na +, K + , comprises an Mg 2 + or Ca 2 + one or more ions selected from the group consisting of.

상기 수분산 콜로이드 실리카는 물 100 중량부에 대하여 실리카 26 ~ 33 중량부를 사용하는 것이 바람직한데, 실리카가 26 중량부 미만이면 실리카가 적어 점도가 낮아 후술할 고온의 열처리시 물의 급격한 기화현상으로 인하여 국부적으로 실리카의 함량이 높은 부분이 존재할 수 있고, 33 중량부 이상이면 실리카의 점도가 높아 물에 골고루 분산되지 않아 실리카가 뭉치는 현상이 생길 수 있다. The water-dispersed colloidal silica is preferably used in an amount of 26 to 33 parts by weight based on 100 parts by weight of water. When the amount of the silica is less than 26 parts by weight, silica is less and viscosity is low. As a result, There may be a portion having a high content of silica. If the amount of the silica is more than 33 parts by weight, the viscosity of the silica may be high and the silica may not be uniformly dispersed in the water.

상기 콜로이드 실리카는 10 ~ 20㎚ 사이즈의 실리카로 이루어진 것이 바람직한데, 실리카가 10㎚ 미만이면 미세분말을 만들기 위해 제조 단가가 올라가며, 20㎚ 이상이면 입자가 너무 커서 얇게 코팅하기 어렵다.The colloidal silica is preferably composed of silica having a size of 10 to 20 nm. If the silica is less than 10 nm, the cost of producing the fine powder is increased. If the size is more than 20 nm, the size of the colloidal silica is too large.

세라믹 단열재(210)에 버퍼층(220)을 도포하기 위해 세라믹 단열재(210)를 수분산 콜로이드 실리카와 Li+, Na+, K+, Mg2 + 또는 Ca2 + 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 이온을 포함하여 이루어진 버퍼층액에 함침하면 세라믹 단열재(210)에 있는 기공까지 함께 도포되어 후술할 고온의 열처리에서 기공에 도포된 버퍼층(220) 때문에 세라믹 단열재(210) 표면에 우는 현상이 생길 수 있다. 이러한 우는 현상을 방지하고자, 세라믹 단열재(210)에 스프레이 방식으로 버퍼층(220)을 세라믹 단열재(210)의 표면만 빨리 도포하는 방법을 채택한다.
To apply the buffer layer 220, a ceramic insulator 210 of ceramic insulator 210 dispersion of colloidal silica and Li +, Na +, a K +, Mg 2 + or Ca 2 + include any one or more ions selected from The surface of the ceramic heat insulator 210 may be cried by the buffer layer 220 applied to the pores in the heat treatment at a high temperature to be described later. In order to prevent such a crying phenomenon, a method of quickly applying the buffer layer 220 to the ceramic insulating material 210 by spraying only the surface of the ceramic insulating material 210 is adopted.

둘째, (b) 상기 버퍼층(220)이 도포된 세라믹 단열재(210)를 열처리한다.(B) heat-treating the ceramic heat insulator 210 coated with the buffer layer 220.

상기 열처리는 건조로에서 150℃ ~ 200℃의 온도로 30 ~ 60분 동안 이루어진다.The heat treatment is performed at a temperature of 150 to 200 DEG C for 30 to 60 minutes in an oven.

상기 건조로 온도는 150℃ ~ 200℃로 하는 것이 바람직한데, 건조로 온도가 150℃ 미만이면 상기 버퍼층(220)의 증착이 잘 일어나지 않아서 시간이 오래 걸리고, 200℃ 이상이면 증착이 그 전에 다 일어나기 때문에 필요가 없다.If the temperature of the drying furnace is less than 150 ° C., the deposition of the buffer layer 220 is not performed well and takes a long time. If the drying furnace temperature is 200 ° C. or higher, Therefore, there is no need.

또한, 상기 건조 시간은 150℃ ~ 200℃ 온도의 건조로에서 30 ~ 60분 동안 건조하는 것이 바람직한데, 30분 미만이면 상기 버퍼층(220)의 증착이 다 이루어지지 않고, 60분 이상이면 벌써 증착이 다 일어나기 때문에 필요가 없다.
The drying time is preferably 30 to 60 minutes in the drying furnace at 150 to 200 DEG C. If the drying time is less than 30 minutes, the buffer layer 220 is not completely evaporated. If the drying time is more than 60 minutes, It is not necessary because it happens.

셋째, (c) 상기 버퍼층(220)이 열처리된 세라믹 단열재(210)를 스프레이 방식으로 유기실란과 유기용매의 혼합물을 분사하여 실란코팅층(230)을 형성한다.Third, (c) a silane coating layer 230 is formed by spraying a mixture of an organic silane and an organic solvent on the ceramic heat insulator 210 having the heat-treated buffer layer 220 sprayed thereto.

(c) 단계 역시 (a) 단계와 마찬가지로 열처리 후 버퍼층(220) 표면에 실란코팅층(230)이 우는 현상을 방지하기 위하여 스프레이 방식으로 실란코팅층(230)을 도포하는 방법을 채택한다.
(c), a silane coating layer 230 is applied by a spraying method to prevent the silane coating layer 230 from crying on the surface of the buffer layer 220 after the heat treatment as in the step (a).

상기 실란코팅층(230)은 유기실란으로 이루어져 있으며, 실란코팅층(230)에는 수분산 콜로이드 실리카가 더 첨가되는 것을 특징으로 한다.The silane coating layer 230 is composed of organosilane and the silane coating layer 230 is further added with water-dispersed colloidal silica.

실란코팅층(230)의 유기실란은 규소(Si)를 포함하고 있으며, 수분산 콜로이드 실리카 역시 버퍼층(220)과 동일한 구성물질이어서 실란코팅층(230)과 버퍼층(220)의 결합이 유기적으로 결합되어 두 층이 박리되는 현상을 방지할 수 있다.
The silane coating layer 230 contains silicon (Si), and the water-dispersed colloidal silica is also the same material as the buffer layer 220, so that the bonding between the silane coating layer 230 and the buffer layer 220 is organically coupled It is possible to prevent the layer from peeling off.

상기 유기용매는 메탄올, 에탄올, 프로판올 또는 부탄올 중 적어도 어느 하나 이상이 포함하여 이루어진다.The organic solvent includes at least one of methanol, ethanol, propanol, and butanol.

상기 유기용매는 유기실란의 점도를 적절하게 하여 유기실란이 고르게 분산된 실란코팅층(230)을 형성하게 한다. The organic solvent appropriately adjusts the viscosity of the organosilane to form the silane coating layer 230 in which the organosilane is uniformly dispersed.

유기실란과 유기용매의 혼합물은 유기실란 100 중량부에 대하여 유기용매 80 ~ 110 중량부를 혼합하여 이루어진다.The mixture of the organic silane and the organic solvent is prepared by mixing 80 to 110 parts by weight of the organic solvent with respect to 100 parts by weight of the organic silane.

상기 유기실란 100 중량부에 대하여 유기용매 80 ~ 110 중량부를 혼합하는 것이 바람직한데, 유기용매가 80 중량부 미만이면 그 양이 적어 유기용매에 유기실란이 고르게 분산되기 힘들고, 110 중량부 이상이면 유기실란이 버퍼층(220)의 표면에 흡착되는 시간이 길어져 불필요하다.
If the amount of the organic solvent is less than 80 parts by weight, the organosilane may not be uniformly dispersed in the organic solvent. When the amount of the organic solvent is more than 110 parts by weight, The time required for the silane to be adsorbed on the surface of the buffer layer 220 becomes long and unnecessary.

넷째, (d) 상기 실란코팅층(230)이 도포된 세라믹 단열재(210)를 열처리하여 무분진 단열재(200)를 제조한다.Fourth, (d) The ceramic heat insulator 210 coated with the silane coating layer 230 is heat-treated to produce the dust-free heat insulator 200.

상기 열처리는 버퍼층(220)의 열처리와 같은 조건인 건조로에서 150℃ ~ 200℃의 온도로 30 ~ 60분 동안 이루어지는 것을 특징으로 한다.The heat treatment is performed at a temperature of 150 ° C to 200 ° C for 30 to 60 minutes in a drying furnace under the same conditions as the heat treatment of the buffer layer 220.

상기 건조로 온도는 150℃ ~ 200℃로 하는 것이 바람직한데, 건조로 온도가 150℃ 미만이면 실란코팅층(230)의 증착이 잘 일어나지 않아서 코팅막을 형성하는데 시간이 오래 걸리고, 200℃ 이상이면 증착이 그 전에 다 일어나기 때문에 필요가 없다.If the temperature of the drying furnace is less than 150 ° C, the deposition of the silane coating layer 230 is not performed well, and it takes a long time to form a coating film. If the drying furnace temperature is 200 ° C or more, I do not need it because everything happens before that.

상기 건조 시간은 150℃ ~ 200℃ 온도의 건조로에서 30 ~ 60분 동안 건조하는 것이 바람직한데, 30분 미만이면 실란코팅층(230)의 증착이 다 이루어지지 않고, 60분 이상이면 벌써 증착이 다 일어나기 때문에 필요가 없다.The drying time is preferably 30 to 60 minutes in the drying furnace at a temperature of 150 to 200 ° C. If the drying time is less than 30 minutes, the deposition of the silane coating layer 230 is not completed. If the drying time is more than 60 minutes, Therefore, there is no need.

상기와 같은 열처리는 고온에서 유기실란의 규소와 유기화합물의 치환기가 증착되면서 코팅막을 형성하여 실란코팅층(230)이 고온에서 견딜 수 있기 때문에 세라믹 단열재(210)의 열전도율을 낮추어주고, 상기 세라믹 단열재(210)의 표면에 분진이 생기는 현상을 방지할 수 있다.
The heat treatment as described above lowers the thermal conductivity of the ceramic heat insulator 210 because the silane coating layer 230 can withstand high temperatures by forming a coating film while the silicon of the organic silane and the substituents of the organic compound are deposited at a high temperature, It is possible to prevent the occurrence of dust on the surface of the honeycomb structure 210.

마지막으로, (e) 상기 무분진 단열재(200)를 가열로(100) 내측면에 부착시킨다.Finally, (e) the dust-free thermal insulating material 200 is attached to the inner surface of the heating furnace 100.

상기 무분진 단열재(200)는 가열로(100) 내측면에 부착하여 무분진 단열 가열로(1)를 제작할 수 있는데, 상기 무분진 단열재(200)는 열전도율이 낮아 단열효과가 우수하기 때문에 가열로 내부의 열이 외부로 방출되지 못해 가열로에서 필요로 하는 온도까지 신속하게 도달할 수 있으며, 원하는 시간 동안 가열로 내의 온도를 유지하는데 효과적이다.
The dust-free thermal insulating material 200 can be attached to the inner surface of the heating furnace 100 to produce the dust-free thermal insulating furnace 1. Since the dust-free thermal insulating material 200 has a low thermal conductivity, The internal heat can not be released to the outside, so that it can quickly reach the temperature required by the heating furnace, and is effective in maintaining the temperature in the heating furnace for a desired time.

본 발명의 무분진 단열 가열로(1)에 사용되는 무분진 단열재(200)의 단열성능을 확인하기 위하여 아래와 같은 실험을 하였다.
In order to confirm the heat insulation performance of the dust-free insulating material 200 used in the dust-free adiabatic heating furnace 1 of the present invention, the following experiment was conducted.

시험을 위해 온도 27℃ ± 1℃ 및 상대습도 27% R.H. ± 1% R.H.의 동일한 조건에서 실시되었다.For testing, the temperature was 27 ° C ± 1 ° C and the relative humidity was 27% R.H. ± 1% R.H.

본 발명에 사용되는 세라믹 단열재(210)는 이산화규소 40 ~ 60 중량%, 산화칼슘 38 ~ 59.5 중량% 및 산화알루미늄(Al2O3) 0.5 ~ 2 중량%로 제조하였고, 상기 세라믹 단열재(210)에 도포되는 버퍼층(220)은 물 100 중량부에 대하여 10 ~ 20㎚ 사이즈의 콜로이드 실리카 29 ~ 31 중량부의 수분산 콜로이드 실리카에 Na+ 이온 0.5 중량부를 혼합하여 제조하였다.The ceramic insulating material 210 used in the present invention is made of 40 to 60% by weight of silicon dioxide, 38 to 59.5% by weight of calcium oxide, and 0.5 to 2% by weight of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) The buffer layer 220 is prepared by mixing 29 to 31 parts by weight of colloidal silica having a size of 10 to 20 nm with water-dispersed colloidal silica and 0.5 part of Na + ions with respect to 100 parts by weight of water.

상기 버퍼층(220)이 도포된 세라믹 단열재(210)는 건조로에서 150 ~ 200℃의 온도로 30분 동안 열처리하였다.The ceramic heat insulator 210 coated with the buffer layer 220 was heat-treated at a temperature of 150-200 ° C. for 30 minutes in a drying furnace.

상기 열처리된 세라믹 단열재(210)에 도포되는 실란코팅층(230)은 유기실란 100 중량부에 대하여 아세톤 및 메탄올을 3:7 중량비로 제조한 유기용매 110 중량부를 혼합하여 제조하였다.The silane coating layer 230 applied to the heat-treated ceramic heat insulator 210 was prepared by mixing 110 parts by weight of an organic solvent prepared by mixing acetone and methanol at a weight ratio of 3: 7 with respect to 100 parts by weight of the organosilane.

상기 실란코팅층(230)이 도포된 세라믹 단열재(210)는 건조로에서 150 ~ 200℃의 온도로 30분 동안 열처리하여 무분진 단열재(200)를 제조하였다.The ceramic heat insulating material 210 coated with the silane coating layer 230 was heat treated in a drying furnace at a temperature of 150-200 ° C. for 30 minutes to produce a dust-free insulating material 200.

상기 무분진 단열재(200)는 KS L 1604:2007의 시험방법에 따라 실시하였으며, 시험 결과를 [표 1]에 나타내었다.
The dust-free insulating material 200 was tested according to the test method of KS L 1604: 2007, and the test results are shown in [Table 1].

<온도에 따른 열전도도 시험><Thermal Conductivity Test According to Temperature> 온도 (℃)Temperature (℃) 파인 세라믹Fine Ceramic 무분진 단열재(200)The dust- 2525 0.91 (W/mK)0.91 (W / mK) 0.10 (W/mK)0.10 (W / mK) 200200 1.17 (W/mK)1.17 (W / mK) 0.09 (W/mK)0.09 (W / mK) 400400 1.29 (W/mK)1.29 (W / mK) 0.09 (W/mK)0.09 (W / mK) 600600 1.46 (W/mK)1.46 (W / mK) 0.09 (W/mK)0.09 (W / mK) 800800 1.70 (W/mK)1.70 (W / mK) 0.23 (W/mK)0.23 (W / mK)

표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 가열관에 사용되는 종래 파인 세라믹의 열전도도 보다 무분진 단열재(200)의 열전도도가 낮은 것을 확인할 수 있으며, 800℃에서는 열전도도가 월등히 낮아 단열성능이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
As can be seen from Table 1, the thermal conductivity of the dust-free insulating material 200 is lower than the thermal conductivity of the conventional fine ceramics used in the heating tube, and the thermal conductivity is much lower at 800 ° C, I could confirm.

1: 무분진 단열 가열로 100: 가열로
200: 무분진 단열재 300: 히터
210: 세라믹 단열재 220: 버퍼층
230: 실란코팅층1: dust-free adiabatic heating furnace 100: heating furnace
200: dust-free insulation material 300: heater
210: ceramic insulating material 220: buffer layer
230: silane coating layer

Claims (11)

내부에 히터(300)가 구비된 가열로(100) 및
상기 가열로(100) 내측 벽에 부착되는 무분진 단열재(200)를 포함하여 이루어지되,
상기 무분진 단열재(200)는 세라믹 단열재(210), 상기 세라믹 단열재(210) 표면에 도포되는 버퍼층(220) 및 상기 버퍼층(220) 표면에 도포되는 유기실란으로 이루어진 실란코팅층(230)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무분진 단열 가열로.
A heating furnace 100 having a heater 300 therein,
And a dust-free thermal insulation material (200) attached to the inner wall of the heating furnace (100)
The dust-free thermal insulating material 200 includes a ceramic thermal insulating material 210, a buffer layer 220 applied to the surface of the ceramic thermal insulating material 210, and a silane coating layer 230 composed of an organic silane applied to the surface of the buffer layer 220 Wherein the heat insulating layer is made of a resin.
제1항에서,
상기 세라믹 단열재(210)는 이산화규소(SiO2), 산화칼슘(CaO) 및 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무분진 단열 가열로.
The method of claim 1,
Wherein the ceramic heat insulating material (210) comprises silicon dioxide (SiO 2 ), calcium oxide (CaO) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ).
제1항에서,
상기 버퍼층(220)은 콜로이드 실리카 및 Li+, Na+, K+, Mg2 + 또는 Ca2 + 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 이온을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무분진 단열 가열로.
The method of claim 1,
The buffer layer 220 is a dust-free heat insulation, characterized in that comprises the one or more ion selected from the group consisting of colloidal silica and Li +, Na +, K + , Mg 2 + or Ca 2 +.
제1항에서,
상기 실란코팅층(230)에는 콜로이드 실리카가 더 첨가되는 것을 특징으로 하는 무분진 단열 가열로.
The method of claim 1,
Wherein the silane coating layer (230) is further provided with colloidal silica.
제1항에서,
상기 유기실란은 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, n-프로필트리메톡시실란, n-프로필트리에톡시실란, i-프로필트리메톡시실란, i-프로필트리에톡시실란, n-부틸트리메톡시실란, n-부틸트리에톡시실란, n-펜틸트리메톡시실란, n-헥실트리메톡시실란, n-헵틸트리메톡시실란, n-옥틸트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 시클로헥실트리메톡시실란, 시클로헥실트리에톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-클로로프로필트리에톡시실란, 3,3,3-트리플루오로프로필트리메톡시실란, 3,3,3-트리플루오로프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 2-히드록시에틸트리메톡시실란, 2-히드록시에틸트리에톡시실란, 2-히드록시프로필트리메톡시실란, 2-히드록시프로필트리에톡시실란, 3-히드록시프로필트리메톡시실란, 3-히드록시프로필트리에톡시실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필트리에톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리메톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리에톡시실란, 3-(메트)아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-(메트)아크릴옥시프로피트리에톡시실란, 3-우레이도프로필트리메톡시실란 또는 3-우레이도프로필트리에톡시실란 중 적어도 어느 하나 이상이 포함된 트리알콕시실란류; 및
디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 디에틸디메톡시실란, 디에틸디에톡시실란, 디-n-프로필디메톡시실란, 디-n-v프로필디에톡시실란, 디-i-프로필디메톡시실란, 디-i-프로필디에톡시실란, 디-n-부틸디메톡시실란, 디-n-부틸디에톡시실란, 디-n-펜틸디메톡시실란, 디-n-펜틸디에톡시실란, 디-n-헥실디메톡시실란, 디-n-헥실디에톡시실란, 디-n-헵틸디메톡시실란, 디-n-헵틸디에톡시실란, 디-n-옥틸디메톡시실란, 디-n-옥틸디에톡시실란, 디-n-시클로헥실디메톡시실란, 디-n-시클로헥실디에톡시실란, 디페닐디메톡시실란 또는 디페닐디에톡시실란 중 적어도 어느 하나 이상이 포함된 디알콕시실란류; 으로부터 선택되는 1종 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무분진 단열 가열로.
The method of claim 1,
The organosilane may be selected from the group consisting of methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, i-propyltrimethoxy Silane, i-propyltriethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, n-pentyltrimethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-heptyltrimethoxysilane, n-octyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane, cyclohexyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, 3-chloropropyl But are not limited to, trimethoxysilane, trimethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltriethoxysilane, Aminopropyltriethoxysilane, 2-hydroxyethyltrimethoxysilane, 2-hydroxyethyl Hydroxypropyltrimethoxysilane, 3-hydroxypropyltriethoxysilane, 3-hydroxypropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 2-hydroxypropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltrimethoxy Trialkoxysilanes containing at least one of silane, 3- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane or 3-ureidopropyltriethoxysilane; And
Dimethyldimethoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, di-n-propyldimethoxysilane, di-n-propyldiethoxysilane, di-i-propyldimethoxysilane, di- di-n-butyldiethoxysilane, di-n-pentyldimethoxysilane, di-n-pentyldiethoxysilane, di-n-hexyldimethoxy Di-n-hexyldiethoxysilane, di-n-heptyldimethoxysilane, di-n-heptyldiethoxysilane, di-n-octyldimethoxysilane, - dialkoxysilanes containing at least one of cyclohexyldimethoxysilane, di-n-cyclohexyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane or diphenyldiethoxysilane; Wherein the heat insulating layer is made of at least one material selected from the group consisting of silicon nitride, silicon nitride, and silicon nitride.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 의한 무분진 단열 가열로(1)의 시공방법에 관한 것으로,
(a) 세라믹 단열재(210) 표면에 스프레이 방식으로 버퍼층(220)을 도포하는 단계;
(b) 상기 버퍼층(220)이 도포된 세라믹 단열재(210)를 열처리하는 단계;
(c) 상기 버퍼층(220)이 열처리된 세라믹 단열재(210)를 스프레이 방식으로 유기실란과 유기용매의 혼합물을 분사하여 실란코팅층(230)을 형성하는 단계;
(d) 상기 실란코팅층(230)이 도포된 세라믹 단열재(210)를 열처리하여 무분진 단열재(200)를 제조하는 단계; 및
(e) 상기 무분진 단열재(200)를 가열로(100) 내측면에 부착시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 무분진 단열 가열로의 시공방법.
A method of manufacturing a dust-free adiabatic heating furnace (1) according to any one of claims 1 to 5,
(a) applying a buffer layer 220 on the surface of the ceramic insulating material 210 in a spraying manner;
(b) heat treating the ceramic thermal insulator 210 coated with the buffer layer 220;
(c) forming a silane coating layer 230 by spraying a mixture of an organosilane and an organic solvent in a spraying manner on the heat insulating ceramic material 210 of the buffer layer 220;
(d) thermally treating the ceramic thermal insulator 210 coated with the silane coating layer 230 to produce a dust-free thermal insulator 200; And
(e) attaching the dust-free insulating material 200 to the inner surface of the heating furnace 100; Wherein the heat treatment furnace is installed in the furnace.
제6항에서,
상기 버퍼층(220)은 수분산 콜로이드 실리카 및 Li+, Na+, K+, Mg2 + 또는 Ca2 + 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 이온을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무분진 단열 가열로의 시공방법.
The method of claim 6,
The buffer layer 220 is dispersed colloidal silica and Li +, Na +, K + , Mg 2 + or Ca 2 + construction method of any a dust-free adiabatic heating, characterized in that comprises at least one ion selected from the group consisting of .
제6항에서,
상기 실란코팅층(230)에는 수분산 콜로이드 실리카가 더 첨가되는 것을 특징으로 하는 무분진 단열 가열로의 시공방법.
The method of claim 6,
Wherein the silane coating layer (230) is further added with water-dispersed colloidal silica.
제6항에서,
상기 유기용매는 메탄올, 에탄올, 프로판올 또는 부탄올 중 적어도 어느 하나 이상이 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무분진 단열 가열로의 시공방법.
The method of claim 6,
Wherein the organic solvent comprises at least one of methanol, ethanol, propanol, and butanol.
제6항에서,
상기 (c) 단계에서, 유기실란과 유기용매의 혼합물은 유기실란 100 중량부에 대하여 유기용매 80 ~ 110 중량부를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무분진 단열 가열로의 시공방법.
The method of claim 6,
Wherein the mixture of the organosilane and the organic solvent is a mixture of 80 to 110 parts by weight of an organic solvent with respect to 100 parts by weight of the organosilane in the step (c).
제6항에서,
상기 (b) 및 (d) 단계에서, 열처리는 건조로에서 150 ~ 200℃의 온도로 30 ~ 60분 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 무분진 단열 가열로의 시공방법.
The method of claim 6,
Wherein in the steps (b) and (d), the heat treatment is performed at a temperature of 150 to 200 ° C. for 30 to 60 minutes in the drying furnace.
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