KR20230174124A - 우레탄 및 이를 포함하는 냉장고 - Google Patents

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Abstract

본 명세서에서는 우레탄의 열전도도를 낮춤으로써 단열 성능을 향상시킨 우레탄 및 이를 포함하는 냉장고에 관한 것을 개시한다.
일 실시예에 따른 우레탄은, 내부 가스를 수용하는 복수의 밀폐 셀; 외부 대기와 연결된 복수의 개방 셀; 및 상기 복수의 밀폐 셀 중 적어도 하나와 상기 복수의 개방 셀 중 적어도 하나 사이 또는 상기 복수의 밀폐 셀 사이에 마련되어, 상기 북수의 밀폐 셀 중 적어도 하나와 상기 복수의 개방 셀 중 적어도 하나 또는 상기 복수의 밀폐 셀을 연결시켜주는 셀 벽을 포함할 수 있다. 상기 밀폐 셀 및 개방 셀의 직경이 100 내지 200 ㎛일 수 있다.

Description

우레탄 및 이를 포함하는 냉장고 {URETHANE AND REFRIGERATOR COMPRISING SAME}
개시된 발명은 우레탄 및 이를 포함하는 냉장고에 관한 것이다.
단열재로 사용되는 우레탄은, 냉장고의 외상(cabinet)과 내상(cavity) 사이에 액상으로 주입되고, 굳은 상태로 벽체를 구성한다. 종래의 우레탄으로 구성되는 단열재의 가장 낮은 열전도도의 한계는 20 mW/m·K로써, 강화되는 환경규제를 충족시키기 어렵다.
단열재의 단열효과를 높이기 위해서는 우레탄의 두께를 두껍게 하는 방법이 있다. 그러나, 우레탄의 두께를 두껍게 하는 경우에는, 냉장고의 크기가 커지거나, 보관용량이 작아지는 문제점이 발생한다.
따라서, 환경규제를 만족하고 소비자 불편을 최소화 하기 위해서는, 기존 대비 열전도도가 낮은 고성능 우레탄 개발이 필요하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 개시된 발명의 목적은, 우레탄 반응시간을 제어하여 우레탄 셀 미세화를 통해 열전도도를 낮춤으로써 단열 성능을 향상시킨 우레탄 및 이를 포함하는 냉장고를 제공하는데 있다.
일 실시예에 따른 우레탄은, 내부 가스를 수용하는 복수의 밀폐 셀; 외부 대기와 연결된 복수의 개방 셀; 및 상기 복수의 밀폐 셀 중 적어도 하나와 상기 복수의 개방 셀 중 적어도 하나 사이 또는 상기 복수의 밀폐 셀 사이에 마련되어, 상기 북수의 밀폐 셀 중 적어도 하나와 상기 복수의 개방 셀 중 적어도 하나 또는 상기 복수의 밀폐 셀을 연결시켜주는 셀 벽을 포함할 수 있다. 상기 밀폐 셀 및 개방 셀의 직경이 100 내지 200 ㎛일 수 있다.
일 예에 따른 우레탄 제조방법은, 폴리올(Polyol) 액과 이소시아네이트(Isocyanate)를 반응시키는, 우레탄 고분자 형성 단계; 셀 형성을 위해 발포제 및 정포제를 첨가하는, 셀 형성 단계;를 포함할 수 있다. 상기 우레탄 고분자 형성 단계 및 셀 형성 단계의 반응속도를 제어하기 위한 촉매를 포함할 수 있다. 상기 폴리올 액, 이소시아네이트, 발포제, 정포제 및 촉매는, 폴리올 액 100 중량부 기준으로, 폴리올 액: 100 중량부, 이소시아네이트: 100 내지 120 중량부, 발포제: 30 이하 중량부, 정포제: 1 내지 3중량부 및 촉매: 1 내지 8 중량부를 포함할 수 있다.
일 예에 따른 냉장고는, 냉장고의 최외곽에 마련되는 외상(cabinet); 냉장고의 안쪽 벽을 형성하는 내상(cavity); 및 상기 외상과 상기 내상 사이에 마련되는 우레탄을 포함할 수 있다. 상기 우레탄은, 내부 가스를 수용하는 복수의 밀폐 셀; 외부 대기와 연결된 복수의 개방 셀; 및 상기 복수의 밀폐 셀 중 적어도 하나와 상기 복수의 개방 셀 중 적어도 하나 사이 또는 상기 복수의 밀폐 셀 사이에 마련되어, 상기 북수의 밀폐 셀 중 적어도 하나와 상기 복수의 개방 셀 중 적어도 하나 또는 상기 복수의 밀폐 셀을 연결시켜주는 셀 벽을 포함할 수 있다. 상기 밀폐 셀 및 개방 셀의 직경이 100 내지 200 ㎛일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 반응 시간 제어를 통해 셀 미세화를 구현하여 우레탄의 열전도도를 낮춤으로써, 단열 성능이 향상된 우레탄 및 이를 포함하는 냉장고를 제공할 수 있다.
다만, 실시예 들에 따른 우레탄 및 이를 포함하는 냉장고가 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은, 일 실시예에 따른 우레탄을 주사전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscope)으로 촬영한 단면 사진이다.
도 2는, 일 실시예에 따른 냉장고의 단면을 나타낸 모식도이다.
이하에서는 개시된 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시된 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
일 실시예에 따른 우레탄은, 내부 가스를 담고 있는 복수의 밀폐 셀; 외부 대기와 연결된 복수의 개방 셀; 및 상기 밀폐 셀과 상기 개방 셀 사이, 또는 상기 복수의 밀폐 셀 사이에 마련되어, 상기 밀폐 셀과 상기 개방 셀, 또는 상기 복수의 밀폐 셀을 연결시켜주는 셀 벽을 포함할 수 있다.
도 1은, 일 실시예에 따른 우레탄을 주사전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscope)으로 촬영한 단면 사진이다.
도 1을 참고하면, 일 실시예에 따른 우레탄은, 복수의 개방 셀, 복수의 밀폐 셀 및 셀 벽을 포함하고 있다.
상기 밀폐 셀은, 우레탄 발포 시 발생되는 내부 가스를 담고 있는 밀폐된 동공을 의미한다. 상기 개방 셀은, 밀폐 셀을 구성하지 못하고, 외부의 대기와 연결된 개방된 동공을 의미한다.
셀 벽은 상기 밀폐 셀과 상기 개방 셀 사이, 또는 상기 복수의 밀폐 셀 사이에 마련되어, 상기 밀폐 셀과 상기 개방 셀, 또는 상기 복수의 밀폐 셀을 연결시켜주는 구조체를 의미한다. 또한, 스트럿(strut)은, 밀폐 셀 또는 개방 셀이 3개 이상 만나는 지점을 의미한다.
상기 밀폐 셀 및 개방 셀의 직경이 100 내지 200 ㎛일 수 있다.
우레탄의 단열성능을 결정하는 우레탄 열전도도(λurethane)는 아래 식 (1)로 계산할 수 있다.
식 (1): λurethane = λgas + λsolid + λradiation + λconvection
우레탄 열전도도(λurethane)는 상기 밀폐 셀에 담겨있는 내부 가스 열전도도(λgas), 셀 벽 열전도도(λsolid), 셀 벽과 내부 가스 전체에 걸쳐 발생하는 복사 에너지에 의한 열전도도(λradiation) 및 내부 가스의 순환에 의해 발생되는 대류 열전도도(λconvection)의 합으로 계산할 수 있다. 다만, 일반적으로 대류 열전도도는 우레탄 내부에서 영향이 거의 없는 것으로 알려져 있으므로, 본 발명에서는 우레탄 열전도도(λurethane) 계산 시 고려하지 않는다.
우레탄 열전도도(λurethane)를 낮추기 위해서는, 상기 내부 가스 열전도도(λgas), 상기 셀 벽 열전도도(λsolid)및 상기 복사 에너지에 의한 열전도도(λradiation)를 낮추어야 한다.
본 발명에서는, 셀의 직경을 미세화하여 복사 에너지에 의한 열전도도(λradiation)를 낮추고자 하고, 내부 가스 열전도도(λgas) 및 상기 셀 벽 열전도도(λsolid)는 종래와 유사한 값을 가진다. 즉, λgas 는 14 내지 15mW/m·K이고, λsolid 는 2.5 내지 3.5 mW/m·K정도의 값을 갖는다.
상기 복사 에너지에 의한 열전도도(λradiation) 는 아래의 식 (2)로 표시될 수 있다.
식 (2):
상기 식 (2)에서, K는 아래 식 (3)으로 표시될 수 있다.
식 (3):
상기 식 (3)에서, fs는 아래 식 (4)로 표시될 수 있다.
식 (4):
상기 식 (2) 및 식 (3)에서, σ는 슈테판 볼츠만 상수를 의미하고, T는 온도를 의미하고, K는 흡광계수를 의미하고, fs는 스트럿 분율을 의미하고, ρf는 발포된 우레탄의 밀도를 의미하고, ρs는 발포되지 않은 고체 상태의 우레탄 밀도를 의미하고, d는 밀폐 셀의 평균 직경을 의미하고, Kw는 셀 벽의 흡광계수를 의미하고, t는 셀 벽의 평균 두께를 의미한다.
한편, 상기 σ(슈테판 볼츠만 상수)는 5.6704 * 10-8 W/m2·K로 대입하고, 상기 온도(T)는 296 K 로 대입하고, 상기 ρs(발포되지 않은 고체 상태의 우레탄 밀도)는 1250kg/m3으로 대입하고, 상기 Kw(셀 벽의 흡광계수)는 60000 m-1로 대입하여 계산한다.
복사 에너지에 의한 열전도도(λradiation)를 낮추기 위해서는, 발포된 우레탄의 밀도(ρf)를 크게 하고, 밀폐 셀의 평균 직경(d)을 작게 해야한다. 또한, 복사 에너지에 의한 열전도도(λradiation)는 셀 벽의 평균 두께(t)의 증감에 관계 없이 거의 일정하게 계산된다.
한편, 본 발명에서 평균은, 임의의 5개 지점에서 측정한 값의 평균값을 의미한다.
본 발명에서는 반응속도를 최적화하여 상기 밀폐 셀 및 개방 셀의 직경을 미세화함으로써, 우레탄 열전도도를 낮추고자 한다. 특히, CT(Cream Time), GT(Gel Time) 및 GT/CT 비율을 제어함으로써 상기 밀폐 셀 및 개방 셀의 미세화를 구현하고자 한다.
일 예에 따른 우레탄은, 열전도도(λurethane)가 18.0 내지 20.5 mW/m·K일 수 있다. 바람직하게는, 열전도도(λurethane)가 18.0 내지 20.0mW/m·K일 수 있고, 더욱 바람직하게는, 18.0 내지 19.0mW/m·K일 수 있다.
또한, 일 예에 따른 우레탄은, 부피분율로, 상기 복수의 밀폐 셀 90% 이상 및 나머지 상기 복수의 개방 셀을 포함할 수 있다.
한편, 상기 내부 가스는, 상기 내부 가스는, CP(Cyclopentane), 대기(Air) 및 HFO(hydrofluoro-olefin)를 포함할 수 있다.
상기 우레탄의 밀도는 30 내지 35 kg/㎥이고, 셀 벽의 평균 두께가 0.35 내지 0.5 ㎛ 이하일 수 있다.
상기 식 (1)을 참고하여 계산하면, 종래 우레탄의 열전도도는 20 내지 22 mW/m·K인 반면, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 우레탄은, 열전도도(λurethane)가 18.0 내지 20.5 mW/m·K일 수 있다. 따라서, 종래 우레탄에 비해 열전도도를 약 10% 낮춰 단열 성능을 향상시킴으로써, 5% 이상의 에너지 절감 효과를 기대할 수 있다.
다음으로, 개시된 발명의 다른 일 측면에 따른 우레탄 제조방법에 대하여 설명한다.
일 예에 따른 우레탄 제조방법은, 폴리올(Polyol) 액과 이소시아네이트(Isocyanate)를 반응시키는, 우레탄 고분자 형성 단계; 셀 형성을 위해 발포제 및 정포제를 첨가하는, 셀 형성 단계;를 포함하고, 상기 우레탄 고분자 형성 단계 및 셀 형성 단계의 반응속도를 제어하기 위한 촉매를 포함하고, 상기 폴리올 액, 이소시아네이트, 발포제, 정포제 및 촉매는, 폴리올 액 100 중량부 기준으로, 폴리올 액: 100 중량부, 이소시아네이트: 100 내지 120 중량부, 발포제: 30 이하 중량부, 정포제: 1 내지 3중량부 및 촉매: 1 내지 8 중량부를 포함할 수 있다.
먼저 아래 반응식 1과 같이, 우레탄 고분자는 이소시아네이트와 폴리올을 반응시켜 형성한다.
반응식 1:
또한, 내부 공극을 만들기 위해 발포제(blowing agent)를 첨가하면서, 발포를 돕기 위한 보조제(co-blowing agent)로 H2O을 사용하여, 아래 반응식 2와 같이, CO2와 아민이 형성될 수 있다.
반응식 2:
한편, 상기 반응식 2에서 발생되는 아민은, 다음 반응인 유레아(urea) 및 뷰렛(biuret) 반응에 필요하다. 상기 유레아 및 뷰렛 반응에서 유레아, 뷰렛 등이 중간 반응기로 작용하여, 우레탄의 물리적 결합력을 강화시켜 준다.
상기 폴리올 액, 이소시아네이트, 발포제, 정포제 및 촉매는, 폴리올 액 100 중량부 기준으로, 폴리올 액: 100 중량부, 이소시아네이트: 100 내지 120 중량부, 발포제: 30 이하 중량부, 정포제: 1 내지 3중량부 및 촉매: 1 내지 8 중량부를 포함할 수 있다.
폴리올 액과 이소시아네이트는, 1:1 내지 1:1.2 범위로 첨가하는 것이 바람직하다. 폴리올 액이 많은 경우에는, 반응 과정에서 폴리올이 남게 되므로, 최종 우레탄의 밀도만 커지고 생산 효율이 떨어질 수 있다. 반면, 이소시아네이트 함량이 너무 많은 경우에는, 우레탄 경화가 많이 발생하고 셀 미세화가 충분히 일어나지 않을 수 있다.
발포제는 우레탄 내부 셀을 형성시키는 역할을 하고, 정포제는 계면 활 성 효과를 통해 형성된 셀을 유지시켜주는 역할을 한다. 발포제 및 정포제는 과다 첨가 시 제조비용이 증가하고 생산성이 떨어질 수 있다.
촉매는 반응속도를 촉진 또는 지연시키는 역할을 한다. 촉매는 과다 첨가 시 효율이 떨어지고 원가가 상승할 수 있다.
일 예에 따른 우레탄 제조방법은, CT(Cream Time)가 3 내지 10초이고, GT(Gel Time)가 20 내지 60초일 수 있고, GT/CT 가 2 내지 20일 수 있다.
본 발명은 CT, GT 및 GT/CT를 제어하여 셀 미세화를 구현하는 것이 핵심 기술 중 하나이다. 개시된 발명에서 CT 및 GT는 통상적인 방법에 따라 측정한다.
CT는 기포가 생성하기 시작한 시점부터 기포의 성장으로 반응액의 색상 변화가 육안으로 인지 가능한 시점까지의 시간을 의미한다. 여기서, 육안으로 인지 가능한 시점은, 기포가 생성하기 시작한 시점의 용액 색과 비교할 때, L*a*b* 색차계의 색차값(ΔE)이 1.0을 초과하는 시점을 의미한다.
GT는 초기 반응 용액을 반응시키는 시점부터 우레탄 섬유가 형성되어 굳어지는데까지 걸리는 시간을 의미한다.
CT가 3초 미만인 경우에는, 우레탄이 빠르게 고체화되어 흐름성이 떨어지므로, 우레탄을 충분히 충진시키기 어려울 수 있다. 그러나, CT 10초를 초과하는 경우에는, 셀 직경이 커져서 목표로 하는 우레탄 단열 성능을 확보하기 어려울 수 있다. 바람직하게는, CT는 3 내지 7초일 수 있다.
GT가 20초 미만인 경우에는, 우레탄의 흐름성이 낮아져 냉장고 내부에 우레탄으로 충진하기 어려워지고, 밀도가 너무 높아질 수 있다. 그러나, GT가 60초를 초과하는 경우에는, 셀 직경이 커져서 목표로 하는 우레탄 단열 성능을 확보하기 어려울 수 있다. 바람직하게는, GT는 20 내지 40초일 수 있다.
GT/CT 비율이 2 미만인 경우에는, 우레탄 밀도가 지나치게 높아져 발포가 어려울 수 있다. 그러나, GT/CT 비율이 20을 초과하는 경우에는, 셀 직경이 커져서 목표로 하는 우레탄 단열 성능을 확보하기 어려울 수 있다. 바람직하게는, GT/CT 비율이 4 내지 10일 수 있다.
상기 폴리올 액은, 폴리올 액 100 중량부 기준으로, 방향족 폴리올 액: 20 내지 80 중량부 및 나머지 지방족 폴리올을 포함할 수 있다.
종래에는 방향족 폴리올을 폴리올 액 100 중량부 기준으로 20 중량부 미만으로 첨가했으나, 본 발명에서는 방향족 폴리올을 20 내지 80 중량부로 증량함으로써, CT 및 GT를 제어하고자 한다.
상기 발포제는, CP(Cyclopentane), HFO(hydrofluoro-olefin) 및 HFC(hydrofluorocarbon) 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 촉매는, 거품화 촉매, 수지화 촉매 및 삼량화 촉매를 포함할 수 있다.
일 예에 따른 우레탄 제조방법에서, 상기 촉매는, 폴리올 액 100 중량부 기준으로, 거품화 촉매: 1 내지 3, 수지화 촉매: 1 내지 3 및 나머지 삼량화 촉매를 포함할 수 있다.
본 발명에서 촉매는 CT 및 GT를 제어하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 거품화 촉매는 이소시아네이트와 물의 거품화 반응을 제어하여 CT시간을 조절할 수 있다. 상기 거품화 촉매는, PMDETA(pentamethyl diethylene triamine) 및 BDMEE(di-(N,N-dimethyl aminoethyl)ether)중 적어도 하나일 수 있다.
상기 수지화 촉매는 폴리올과 이소시아네이트의 수지화 반응을 제어하여 GT 시간을 조절할 수 있다. 상기 수지화 촉매는, 트리에틸아민(Triethylamine,TEA), 트리에틸렌디아민(Triethylenediamine, TEDA), 펜타메틸렌디에틸렌 트리아민 (PMDETA, Pentametylenediethylene triamine), 디메틸시클로헥실아민(DMCHA,Dimethylcyclohexyl amine), 테트라메틸엔-헥실디아민(TMHDA,TetraMethhyl-n-HexylDiAmine) 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 삼량화 촉매는, 3개의 이소시아네이트가 자체 반응하여 이소시아누레아티를 형성하는 삼량화 반응을 제어하는 역할을 할 수 있다. 상기 삼량화 촉매는, 포타슘 옥토에이트(potassium otoate), TMR-2중 적어도 하나일 수 있다.
다음으로, 개시된 발명의 다른 일 측면에 따른 냉장고에 대하여 설명한다.
일 예에 따른 냉장고는, 냉장고의 최외곽에 마련되는 외상(cabinet); 냉장고의 안쪽 벽을 형성하는 내상(cavity); 및 상기 외상과 상기 내상 사이에 마련되는 우레탄을 포함하고, 상기 우레탄은, 내부 가스를 담고 있는 복수의 밀폐 셀; 외부 대기와 연결된 복수의 개방 셀; 및 상기 밀폐 셀과 상기 개방 셀 사이, 또는 상기 복수의 밀폐 셀 사이에 마련되어, 상기 밀폐 셀과 상기 개방 셀, 또는 상기 복수의 밀폐 셀을 연결시켜주는 셀 벽을 포함하고, 상기 밀폐 셀 및 개방 셀의 직경이 100 내지 200 ㎛일 수 있다.
도 2는, 일 실시예에 따른 냉장고의 단면을 나타낸 모식도이다.
도 2를 참고하면, 일 실시예에 따른 냉장고는, 최외곽에 외상이 마련되고, 냉장고의 안쪽 벽을 내상이 형성하며, 상기 외상 및 상기 내상 사이에 단열재로서 우레탄을 포함할 수 있다.
상기 외상은 스틸(steel)로 구성될 수 있고, 상기 내상은 플라스틱으로 구성될 수 있다.
상기 우레탄의 열전도도(λurethane)가 18.0 내지 20.5 mW/m·K일 수 있다.
상기 우레탄은, 부피분율로, 상기 복수의 밀폐 셀 90% 이상 및 나머지 상기 복수의 개방 셀을 포함할 수 있고, 상기 내부 가스는, CP(Cyclopentane), 대기(Air) 및 HFO(hydrofluoro-olefin)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 우레탄의 밀도는 30 내지 35 kg/㎥이고, 셀 벽의 평균 두께가 0.35 내지 0.5 ㎛일 수 있다.
이하에서, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 실시예 및 비교예를 기재한다. 다만, 하기 기재는 개시된 발명의 내용 및 효과에 관한 일 예에 해당할 뿐, 개시된 발명의 권리범위 및 효과가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
{실시예}
아래 표 1의 조성범위를 갖는 초기 반응액으로 우레탄 시편을 제조하였다. 아래 표 1의 조성범위의 단위는, 폴리올 액 100 중량부 기준으로 나타냈다.
폴리올 액 이소시아네이트 발포제 정포제 촉매
거품화 수지화 삼량화 촉매
총 함량
실시예1 100 120 19 1.6 1.7 1.7 1.0 4.4
실시예2 100 120 19 1.6 2.9 2.8 1.0 6.7
실시예3 100 120 19 1.6 3.0 3.0 1.0 7.0
실시예4 100 120 19 1.6 3.3 3.3 1.0 7.6
비교예1 100 120 19 1.6 0.5 0.5 1.0 2.0
비교예2 100 120 19 1.6 0.9 1.0 1.0 3.0
아래 표 2에는, 각 실시예 및 비교예들에 대한 CT, GT, GT/CT, 셀 직경 및 우레탄 밀도를 나타냈다.
CT는, 기포가 생성하기 시작한 시점부터 기포의 성장으로 반응액의 색상 변화가 육안으로 인지 가능한 시점까지의 시간을 의미한다. 여기서, 육안으로 인지 가능한 시점은, 기포가 생성하기 시작한 시점의 용액 색과 비교할 때, L*a*b* 색차계의 색차값(ΔE)이 1.0을 초과하는 시점을 기준으로 측정했다.
GT는, 초기 반응 용액을 반응시키는 시점부터 우레탄 섬유가 형성되어 가벼운 충격에 견딜 수 있는 시점까지의 시간을 의미한다. 한편, GT는 SPI Gel Time을 기준으로 측정했다.
셀 직경은, 시편을 SEM(Scanning Electron Microscope, 주사전자현미경)으로 촬영하여 측정했고, 밀도는, 우레탄 시편을 상온에서 밀도측정기로 측정했다.
CT
(s)		 GT
(s)		 GT/CT 셀 직경
(㎛)		 우레탄 밀도
(kg/㎥)
실시예1 5 40 8 187 34.0
실시예2 5 35 7 183 31.9
실시예3 7 34 4.9 175.1 33.4
실시예4 3 27 9 165 34.4
비교예1 20 100 5 360 33.6
비교예2 11 55 5 250 33.7
상기 표 2를 참고하면, 실시예 1 내지 4는 개시된 발명의 반응액 성분범위를 만족하였으므로, CT 3 내지 10초, GT 20 내지 60초 및 GT/CT 2 내지 20를 만족하였다. 따라서, 실시예 1 내지 4는 셀 직경이 100 내지 200㎛를 만족했다. 즉, 실시예 1 내지 4는 셀 미세화를 통해 열전도도를 낮춤으로써, 단열 성능이 향상되었다고 볼 수 있다.
그러나, 비교예 1 및 2는 거품화 및/또는 수지화 촉매 함량이 1 내지 3을 만족하지 못했하였으므로, CT 3 내지 10초, GT 20 내지 60초 및 GT/CT 2 내지 20를 만족하지 못하였다. 따라서, 비교예 1 및 2는 셀 직경이 100 내지 200㎛를 만족하지 못했다. 즉, 비교예 1 및 2는 셀 미세화가 충분히 이루어지지 않았으므로, 단열 성능이 열위하다고 볼 수 있다.
일 실시예에 의하면, 반응 시간 제어를 통해 셀 미세화를 구현하여 우레탄의 열전도도를 낮춤으로써, 단열 성능이 향상된 우레탄 및 이를 포함하는 냉장고를 제공할 수 있다.

Claims (20)

  1. 내부 가스를 수용하는 복수의 밀폐 셀;
    외부 대기와 연결된 복수의 개방 셀; 및
    상기 복수의 밀폐 셀 중 적어도 하나와 상기 복수의 개방 셀 중 적어도 하나 사이 또는 상기 복수의 밀폐 셀 사이에 마련되어, 상기 북수의 밀폐 셀 중 적어도 하나와 상기 복수의 개방 셀 중 적어도 하나 또는 상기 복수의 밀폐 셀을 연결시켜주는 셀 벽을 포함하고,
    상기 밀폐 셀 및 개방 셀의 직경이 100 내지 200 ㎛인, 우레탄.
  2. 제1항에 있어서,
    열전도도(λurethane)가 18.0 내지 20.5 mW/m·K인, 우레탄.
  3. 제1항에 있어서,
    부피분율로, 상기 복수의 밀폐 셀 90% 이상 및 나머지 상기 복수의 개방 셀을 포함하는, 우레탄.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 내부 가스는, CP(Cyclopentane), 대기(Air) 및 HFO(hydrofluoro-olefin)를 포함하는, 우레탄.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 우레탄의 밀도는 30 내지 35 kg/㎥인, 우레탄.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 셀 벽의 평균 두께가 0.35 내지 0.5 ㎛인, 우레탄.
  7. 폴리올(Polyol) 액과 이소시아네이트(Isocyanate)를 반응시키는, 우레탄 고분자 형성 단계;
    셀 형성을 위해 발포제 및 정포제를 첨가하는, 셀 형성 단계;를 포함하고,
    상기 우레탄 고분자 형성 단계 및 셀 형성 단계의 반응속도를 제어하기 위한 촉매를 포함하고,
    상기 폴리올 액, 이소시아네이트, 발포제, 정포제 및 촉매는,
    폴리올 액 100 중량부 기준으로,
    폴리올 액: 100 중량부, 이소시아네이트: 100 내지 120 중량부, 발포제: 30 이하 중량부, 정포제: 1 내지 3중량부 및 촉매: 1 내지 8 중량부를 포함하는, 우레탄 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    CT(Cream Time)가 3 내지 10초이고, GT(Gel Time)가 20 내지 60초인, 우레탄 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    GT/CT 가 2 내지 20인, 우레탄 제조방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 폴리올 액은,
    폴리올 액 100 중량부 기준으로,
    방향족 폴리올 액: 20 내지 80 중량부 및 나머지 지방족 폴리올을 포함하는, 우레탄 제조방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 발포제는,
    CP(Cyclopentane), HFO(hydrofluoro-olefin) 및 HFC(hydrofluorocarbon) 중 적어도 하나인, 우레탄 제조방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 촉매는,
    거품화 촉매, 수지화 촉매 및 삼량화 촉매를 포함하는, 우레탄 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 촉매는,
    폴리올 액 100 중량부 기준으로,
    거품화 촉매: 1 내지 3 중량부, 수지화 촉매: 1 내지 3 중량부 및 나머지 삼량화 촉매를 포함하는, 우레탄 제조방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 거품화 촉매는, PMDETA(pentamethyl diethylene triamine) 및 BDMEE(di-(N,N-dimethyl aminoethyl)ether)중 적어도 하나이고,
    상기 수지화 촉매는, 트리에틸아민(Triethylamine,TEA), 트리에틸렌디아민(Triethylenediamine, TEDA), 펜타메틸렌디에틸렌 트리아민 (PMDETA, Pentametylenediethylene triamine), 디메틸시클로헥실아민(DMCHA,Dimethylcyclohexyl amine), 테트라메틸엔-헥실디아민(TMHDA,TetraMethhyl-n-HexylDiAmine) 중 적어도 하나이고,
    상기 삼량화 촉매는, 포타슘 옥토에이트(potassium otoate), TMR-2중 적어도 하나인, 우레탄 제조방법.
  15. 냉장고의 최외곽에 마련되는 외상(cabinet);
    냉장고의 안쪽 벽을 형성하는 내상(cavity); 및
    상기 외상과 상기 내상 사이에 마련되는 우레탄을 포함하고,
    상기 우레탄은,
    내부 가스를 수용하는 복수의 밀폐 셀;
    외부 대기와 연결된 복수의 개방 셀; 및
    상기 복수의 밀폐 셀 중 적어도 하나와 상기 복수의 개방 셀 중 적어도 하나 사이 또는 상기 복수의 밀폐 셀 사이에 마련되어, 상기 북수의 밀폐 셀 중 적어도 하나와 상기 복수의 개방 셀 중 적어도 하나 또는 상기 복수의 밀폐 셀을 연결시켜주는 셀 벽을 포함하고,
    상기 밀폐 셀 및 개방 셀의 직경이 100 내지 200 ㎛인, 냉장고.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 우레탄의 열전도도(λurethane)가 18.0 내지 20.5 mW/m·K인, 냉장고.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 우레탄은,
    부피분율로, 상기 복수의 밀폐 셀 90% 이상 및 나머지 상기 복수의 개방 셀을 포함하는, 냉장고.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 내부 가스는, CP(Cyclopentane), 대기(Air) 및 HFO(hydrofluoro-olefin)를 포함하는, 냉장고.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 우레탄의 밀도는 30 내지 35 kg/㎥인, 냉장고.
  20. 제15항에 있어서,
    셀 벽의 평균 두께가 0.35 내지 0.5 ㎛인, 냉장고.
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