WO2011108856A9 - 닫힌셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재 - Google Patents

닫힌셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재 Download PDF

Info

Publication number
WO2011108856A9
WO2011108856A9 PCT/KR2011/001454 KR2011001454W WO2011108856A9 WO 2011108856 A9 WO2011108856 A9 WO 2011108856A9 KR 2011001454 W KR2011001454 W KR 2011001454W WO 2011108856 A9 WO2011108856 A9 WO 2011108856A9
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
expanded perlite
thermal insulation
closed cell
perlite
weight
Prior art date
Application number
PCT/KR2011/001454
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2011108856A3 (ko
WO2011108856A2 (ko
WO2011108856A4 (ko
Inventor
백범규
이상윤
Original Assignee
주식회사 경동세라텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 경동세라텍 filed Critical 주식회사 경동세라텍
Priority to JP2012556017A priority Critical patent/JP5651714B2/ja
Priority to US13/582,726 priority patent/US9011708B2/en
Priority to EP11750913.3A priority patent/EP2543652B1/en
Priority to ES11750913.3T priority patent/ES2644227T3/es
Priority to CN2011800224774A priority patent/CN102884022A/zh
Publication of WO2011108856A2 publication Critical patent/WO2011108856A2/ko
Publication of WO2011108856A3 publication Critical patent/WO2011108856A3/ko
Publication of WO2011108856A9 publication Critical patent/WO2011108856A9/ko
Publication of WO2011108856A4 publication Critical patent/WO2011108856A4/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02—Macromolecular compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B23/00—Arrangements specially adapted for the production of shaped articles with elements wholly or partly embedded in the moulding material; Production of reinforced objects
    • B28B23/0081—Embedding aggregates to obtain particular properties
    • B28B23/0087—Lightweight aggregates for making lightweight articles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/14—Minerals of vulcanic origin
    • C04B14/18—Perlite
    • C04B14/185—Perlite expanded
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/24—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
    • C04B28/26—Silicates of the alkali metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/28—Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S106/00—Compositions: coating or plastic
    • Y10S106/02—Perlite

Definitions

  • the present invention relates to a heat insulating material using an expanded perlite having a closed cell shape.
  • the thermal insulation material is improved as well as excellent workability due to low density.
  • the present invention relates to a heat insulating material that can reduce the material and energy costs and reduce the installation space area by making the thickness of the thinner.
  • Mainly used in the industrial thermal insulation materials are inorganic fiber-based, powder-based, foam-based insulation.
  • the fibrous thermal insulation material is produced using glass fibers made of glass mineral materials such as silica sand, limestone, feldspar, and soda ash, and mineral fibers such as rock wool, alumina fibers, zirconia fibers, and carbon fibers made of blast furnace slag and basalt materials. .
  • Korean Patent Publication No. 10-0522568 “Water repellent insulating pipe using glass fiber and its manufacturing method”
  • Korean Patent Publication No. 10-0760003 “Round-type glass fiber insulating material and its manufacturing method for device insulation” As is known, it is prepared by mating using glass long fibers in the inorganic fiber group, needle-punching this mat again in several layers, and impregnating and adhering a binder.
  • Products manufactured in this way have the advantage of ease of transport and low thermal conductivity compared to the conventional inorganic fiber-based thermal insulation material, but due to the density variation of the product has a disadvantage in that the thermal properties are not uniform.
  • the dust of the glass fiber generated during construction is harmful to the human body to avoid this phenomenon in the workplace.
  • Powder-based heat insulating materials include calcium silicate, diatomaceous earth, basic magnesium carbonate and the like.
  • the calcium silicate insulating material which is used a lot, is a product that is hydrothermally reacted with diatomaceous earth and slaked lime with an excess of water, wet-molded in a slurry state, and hardened by high pressure heating in an autoclave.
  • the foam insulation is a thermal insulation using expanded vermiculite or expanded perlite, and the expanded perlite insulation is mainly used for industrial purposes.
  • Expanded perlite thermal insulation has been used throughout industrial insulation due to its simple manufacturing process, high productivity and low material cost.
  • the raw materials, expanded perlite are excessively biased as alleles having a particle shape distribution of open cell form, and there are very few small particles filling the voids between particles.
  • the voids between the particles are increased and the overall porosity is formed to be high.
  • the expansion perlite cell is destroyed by compression during the molding process, and thus the thermal efficiency is lowered.
  • acicular open cell expansion perlite has a high absorption rate of silicate-based binders, which are inorganic binders, and thus the amount of silicate-based binders increases during manufacture.
  • Silicate-based binders have an amorphous form, and thus, glass fiber-based The thermal conductivity is higher than that of the powder modulus insulating material, and the strength is lower than that of the powder modulus insulating material.
  • the manufacturing method has a limitation in overcoming the decrease in the thermal conductivity due to compression molding.
  • a method of the present invention is proposed, there are problems in that the manufacturing process becomes complicated and the manufacturing cost increases.
  • Japanese Patent Application No. 2007-320805 "Hard foamed pearlite and its manufacturing method” discloses producing fine spherical high-strength rigid foamed perlite by adjusting the firing conditions for each compressive strength of the expanded perlite.
  • US 5,005,696 Round baler discloses the production of spherical expanded perlite using an indirect thermal expansion firing furnace.
  • the present invention is to enhance the strength of the spherical forms and to reduce the absorption or oil absorption, the specific gravity of the expanded perlite for the purpose of spherical non-porosity only, thickening the wall between the inner cells (cell)
  • the strength of the insulation is reinforced, there is a problem in that it has a rather adverse effect on the thermal conductivity.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-0522568 "Water repellent insulation pipe using glass fiber and its manufacturing method"
  • Patent Document 2 Korean Registered Patent Publication No. 10-0760003 "Round-type glass fiber insulating material for device water insulation and its manufacturing method"
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application No. 2007-320805 "Hard foaming pearlite and its manufacturing method"
  • Patent Document 4 US Patent US 5,005,696 "Roundbaler"
  • the present invention is to solve the above problems, by making most of the expanded perlite in the form of a hollow closed cell without a needle-like structure on the surface to improve the strength of the expanded perlite while making the unit particles as light as possible,
  • the particle size distribution of the alleles, the intermediate particles, and the small particles is appropriately adjusted so as to fill the gap between the particles to fill the gap as much as possible. Minimize particle fracture and cell structure breakdown of expanded perlite during compression molding.
  • Insulation material using the expanded perlite of the closed cell of the present invention for achieving the above object is a hollow form by drying the expanded ferrite ore, the surface is made of particles having a closed cell shape as an active ingredient 10 to 84% by weight of expanded perlite, 15 to 85% by weight of liquid binder, 0.25 to 5% by weight of reinforcing fibers.
  • the surface is a closed cell (Closed Cell)
  • the mixture of the second step is further subjected to a body-tight filling method that gives a vibration or an impact, and then may be manufactured by compression.
  • drying step of the fourth step is preferably dried using direct, indirect hot air or microwave.
  • the heat insulating material of the present invention by filling the maximal body by using a hollow closed cell-shaped expansion perlite to minimize the voids between the particles to improve the workability by the low density and to reduce the thickness of the heat insulating material And it can be used in high temperature and low temperature process of industrial plant, etc. as a thermal insulation material which can reduce energy cost and reduce facility installation space.
  • 1 is a view showing the expansion perlite for the existing insulation.
  • FIG. 2 is a view showing an expanded perlite of the present invention.
  • Figure 3 is a manufacturing process of the thermal insulation using the expanded perlite of the closed cell of the present invention.
  • the existing method of manufacturing a thermal insulation using expanded perlite is an expansion process for having the mineral perlite in the form of an open cell (expanded perlite), the mixing process of mixing it with an inorganic binder, a molding process to have a desired shape, It consists of a drying process for physically removing the moisture of the liquid inorganic binder.
  • the perlite is generally classified as natural minerals, such as pearl rock, pine rock, obsidian, and other pumice that has similar performance (hereinafter collectively referred to as ore).
  • Ores vary in water content depending on the type, but contain moisture, which is called crystalline water, inside. If the flame is heated at high temperatures during the firing process, the surface becomes vitrified and the moisture inside is expanded by vaporization.
  • expanded perlite thermal insulation is affected by conduction and radiation.
  • Conduction is mostly influenced by the density of the same material. Light weight tends to be low, while heavier weight tends to be higher.
  • Radiation has a greater effect on heat transfer toward the high temperature zone, which is affected by the shape and size of the cells of the expanded perlite particles, and the closed cell shape and the size of the cells are smaller and the larger the number of cells, the lower the heat transfer due to radiation.
  • the thermal insulation material when manufactured to have a low density to improve the heat transfer of the expanded perlite, it causes a lack of strength, and thus the current standard is almost at its limit. If the specific gravity is expanded lightly above the limit, the cell size inside becomes larger due to over-expansion, and the diaphragm of the cell becomes thin, and eventually the particle surface bursts to form an open cell of needle structure. It becomes heavy.
  • the present invention minimizes the generation of open cells while reducing the specific gravity of the expanded perlite as much as possible to lower the thermal conductivity, thereby making the shape of the hollow closed cell having no needle-like structure and strong particle strength on the surface of most expanded perlites.
  • drying is carried out to control over-expansion by controlling the amount of internal crystallization. It may be prepared to be.
  • the expansion should be adjusted by adjusting the weight percent of the crystallized water to the total weight of the ferrite.
  • the degree of control of the crystallization is different depending on the amount and characteristics of the crystallization of the ferrite ore, so it cannot be determined uniformly, but it can be confirmed through direct experiments depending on the type of ore.
  • the particles less than 63 ⁇ m are easy to cause unexpanded phenomena, it is necessary to remove from the perlite crystallization in advance so as not to occur at all in the firing process, and to reduce the large particles in the overall particle size distribution and to design and expand the particle size distribution properly narrow.
  • the expansion method used generally includes a direct flame method (the flame directly touches the raw material) or an indirect flame method (the flame does not touch the raw material), and the target particle size distribution range is expanded at once.
  • a direct flame method the flame directly touches the raw material
  • an indirect flame method the flame does not touch the raw material
  • the target particle size distribution range is expanded at once.
  • the range of the closed cell is not necessarily assumed to be applied by using a limited numerical value as described above. This is not only because there are differences depending on the type of ore and equipment conditions, but even if the closed cell is about 50%, the effect is significantly better than the existing expanded perlite.
  • Figure 1 is a view showing a scanning electron micrograph of the expansion perlite for conventional thermal insulation material
  • Figure 2 is a view showing a scanning electron micrograph of the expanded perlite of the present invention.
  • Figure 2 shows the expanded perlite of the present invention partially open cells are partially seen by the large particles of about 400 ⁇ m, which is actually limited to the surface, and the inner cells have individual independent cells and contain almost no expansion crushed powder. Do not. Particularly, particles smaller than 63 mu m have mostly hollows.
  • the existing expansion perlite for thermal insulation material has a large number of particles between 400 ⁇ m and 800 ⁇ m and even more than 800 ⁇ m particles, the size of the cells inside the expanded perlite as a whole increases the number of cells having the same volume compared to the expanded perlite of the present invention Much less, heat transfer is inevitably worse due to the excessive amount of crushed powder (broken swelled perlite and crushed powder with very few cells).
  • the particle size distribution of alleles, intermediate particles, and small particles and fine particles is appropriately filled to maximize the gap between the particles to prevent fracture of the expanded perlite due to large voids between the particles. It is to fill the body wheat so that.
  • the molding process is produced by compression molding by pressing.
  • the bulk expanded perlite and the mixed material are added to a press, which is usually added in a volume of about 3.5 times or more of the molded product to be manufactured.
  • the expanded perlite has the shape of a needle-like structure of the open cell, the size of the pores between the particles is large and the strength of the particles is weak, which causes a lot of crushing of the particles and cells during the compression molding process.
  • the molding condition of the product worsens and the strength and hardness of the product falls.
  • the conventional expanded perlite insulation has an open cell-like acicular structure in which the expanded perrite itself itself is weak, the strength of the particles themselves is large, and the size of the voids between the particles is large due to an unsuitable particle size distribution, and thus occurs in the compression molding process. It can be said that there is a problem that the thermal conductivity increases due to the increase of the influence of radiation and conduction due to the fracture and destruction of the expanded perlite particles.
  • the present invention reinforces the strength of the particles and the cell itself by using a hollow closed cell expansion perlite without a needle structure, and by appropriately adjusting the particle size distribution of the alleles, the intermediate particles, and the small particles and the fine particles, the gap between the pores between the particles.
  • the voids between particles are extremely small and the density is improved, so that the molding can be performed in a smaller volume than the existing expanded perlite, and the strength of the insulating material is maintained even at a low compression ratio. Fracture of the cells can be minimized.
  • the thermal insulation material of the present invention takes into account the spontaneous particle size distribution ratio in the grinding process, and the bulk density 20 ⁇ 40kg / m3 on the premise of producing a hollow closed cell-shaped expanded perlite without a needle structure Particles contained in the expanded perlite are based on the weight of the expanded perlite, 15 ⁇ 10% by weight of 400 ⁇ m over-particles, 40 ⁇ 15% by weight of 400-250 ⁇ m particles, 20 ⁇ 10% by weight of 250-160 ⁇ m particles, 160
  • the particle size of about 400 ⁇ m is a significant amount of open cells start to occur even if sufficient control during the expansion of the perlite, the reason for the larger size of 400 ⁇ m size through the appropriate particle size distribution Even if the voids between particles are minimized, some particles must be crushed to fill the voids during compression molding, so that expanded perlite of 400 ⁇ m or more is weaker than the particle size of 400 ⁇ m and thus can play such a role.
  • the present invention does not necessarily assume that the above-described particle size distribution is applied to a limited numerical value.
  • a partially open cell is generated even if sufficient control is applied during perlite expansion.
  • the ferrite is a natural resource
  • the number of crystals and hardness of the ore varies depending on the production process of the ore, and also the strength and size of the expanded perlite depends on the manufactured crystallization, preheating degree, and the type of expansion furnace. It is difficult to set the standard uniformly because of the different characteristics such as the occurrence rate of open cells.
  • the smaller the particle size in the crushing process the more the fineness of 200 mesh or less is generated. Therefore, it is not practical to maintain a constant particle size distribution ratio or to adjust the crushed particle size and discard the rest. It may be desirable to raise.
  • it can be produced by one or more methods selected from the method of expanding at a time according to the desired particle size distribution range or a method of producing each particle size and mixing them to make the desired particle size distribution range.
  • the amount of inorganic binder used in the binder is reduced to lower the heat transfer effect.
  • the silicate an inorganic binder used in the expanded perlite insulation
  • M represents an alkali metal belonging to Group 1A of the periodic table
  • n and x are integers.
  • alkali metals belonging to Group 1A include lithium, sodium, potassium, and the like.
  • silicate-type liquid inorganic binders vary depending on their type, but most of them contain more than 50% of H 2 O.
  • the inorganic binder is used as a binder of the expanded perlite insulating material, and is subjected to mixing and mixing with the expanded perlite and inorganic fibers before compression molding.
  • the conventional expanded perlite has to use an excessive liquid inorganic binder due to the phenomenon that the crushed particles absorb the liquid binder in the open cell area and the expansion and the specific surface area due to the crushing and acicular structure.
  • the closed cell expansion perlite of the present invention has the advantage that the surface is mostly closed and the needle structure is small, so that the strength is secured even when using the liquid inorganic binder of 80% or less in comparison with the use of the same volume of expanded perlite. Since the use of expanded perlite is less than that of conventional thermal insulation materials, the amount of inorganic binders actually used is greatly reduced.
  • silicate itself is an amorphous form of crystal, the thermal conductivity is high, and the overall effect is that the effect of conduction is lowered because it is manufactured at low density by reducing the amount of use.
  • the thermal insulation of the present invention has a small amount of moisture under the same drying conditions.
  • the liquid binder may additionally use an organic binder or may be used in combination with an inorganic binder.
  • expanded perlite insulating material uses a silicone-based water repellent in order to prevent moisture absorption which affects thermal conductivity.
  • the existing silicone-based water repellent is used, but further improves water repellency and water absorption, and improves the flowability (the flowability expressed here means that the effect of the friction between the particles and the particles and the angle of repose is low, and thus the position movement is easy).
  • the silane monomo line can be coated for this purpose.
  • the expanded perlite thermal insulation uses a silicone-based water repellent to remove the influence of moisture, and when the silane monomo coating is applied, it exhibits a water repellent performance for each particle and has an advantageous effect on the compact filling before compression molding.
  • the silicone-based water repellent is not reactive to the surface of the perlite, but is simply bonded to the silicon in the form of the siloxane oligomer, and serves only as a water repellent but does not improve flowability.
  • the silane-based monomo has an alkoxy group which induces a chemical bond with the ferrite at its end, and an alkyl group whose tail has water repellent properties.
  • the flowability is improved, so the filling of the compaction during the compression molding process is better, and unlike the conventional silicone system, the effect of permanently repelling the water is obtained.
  • a titanate-based or zirconate-based reinforcing agent may be used as well as organic silane. More specifically, isooctyltrimethoxysilane (i-Octyltrimethoxysilane ), Methyltrimethoxysilane, octyltrietoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidyloxytriethoxysilane , 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltri (2-methoxy-ethoxy) silane [vinyltri ( Organosilane coupling agent including 2-methoxy-ethoxy) silane and neopentyl (diallyl) oxy, trinedecanonon titanate [neopentyl (diallyl)
  • the expanded perlite insulation in the present invention includes a reinforcing fiber having a length of 5 ⁇ 30 mm. Reinforcing fibers are used in combination with inorganic fibers or organic fibers, respectively.
  • a reinforcing agent may be used to further lower the strength or thermal conductivity.
  • fumed silica of less than 50 ⁇ m or white carbon is used, which fills the gaps between the expanded perlite particles before compression, thereby reducing the molding compression ratio, thereby improving the strength.
  • Radiation shields can be used to lower the thermal conductivity.
  • Perlite crystallization density 30kg / m3, based on the total weight of expanded perlite, particles over 400 ⁇ m-15% by weight, 400-250 ⁇ m particles-40% by weight, 250-160 ⁇ m particles-20% by weight, 160 ⁇ m Particle size distribution with less than -30% by weight, an expanded perlite having a closed cell proportion of 70% by weight depending on the particle size section was prepared.
  • the inorganic fiber was mixed with 1.5 wt% of the expanded perlite weight to prepare a mixed material.
  • a liquid inorganic binder was prepared by mixing a silicone-based water repellent agent with 0.5 wt% of sodium silicate in 1000 g of 33 Be 'sodium silicate.
  • the prepared molded product was dried in a 200 ° C. hot air dryer for 4 hours to prepare an expanded perlite thermal insulation material 1 of a closed cell having a density of 130 ⁇ 5 kg / m 3.
  • the expanded perlite in the form of a closed cell having a density of 30 kg / m 3 prepared in Example 1 was prepared.
  • a liquid inorganic binder was prepared by mixing a silicone-based water repellent agent with 0.5 wt% of sodium silicate in 1000 g of 33 Be 'sodium silicate.
  • the molded article was dried in a 200 ° C. hot air dryer for 4 hours to prepare an expanded perlite thermal insulation material 2 of a closed cell having a density of 115 ⁇ 5 kg / m 3.
  • the expanded perlite in the form of a closed cell having a density of 30 kg / m 3 prepared in Example 1 was prepared.
  • a liquid inorganic binder was prepared by mixing a silicone-based water repellent agent with 0.5 wt% of sodium silicate in 1000 g of 33 Be 'sodium silicate.
  • 352 g of the prepared mixture and 317 g of the liquid inorganic binder were mixed to prepare a compact having a size of 300 * 300 * 50 mm (volume 4.5L) by compressing about 2.5 times the initial volume.
  • the crude molded product was dried in a 200 ° C. hot air dryer for 4 hours to prepare a closed cell window perlite insulating material 3 having a density of 100 ⁇ 5 kg / m 3.
  • the density prepared in Example 1 was prepared by coating 0.5% by weight of methyl trimethoxysilane (Methyltrimethoxysilane) to the weight of the expanded perlite in a closed cell expanded perlite having a density of 30kg / m3.
  • methyl trimethoxysilane Metaltrimethoxysilane
  • 1000 g of the inorganic fiber was added to the coated closed cell expanded perlite in an amount of 1.5 wt% based on the weight of the expanded perlite to prepare a mixture.
  • the molded article was dried in a 200 ° C. hot air dryer for 4 hours to prepare an expanded perlite thermal insulation material 4 of a closed cell having a density of 130 ⁇ 5 kg / m 3.
  • the expanded perlite in the form of a closed cell having a density of 30 kg / m 3 prepared in Example 1 was prepared.
  • a liquid inorganic binder was prepared by mixing a silicone-based water repellent agent with 0.5 wt% of sodium silicate in 1000 g of 33 Be 'sodium silicate.
  • the molded product was dried in a 200 ° C. hot air dryer for 4 hours to prepare an expanded perlite thermal insulation material 5 of a closed cell having a density of 100 ⁇ 5 kg / m 3.
  • a conventional expanded perlite in the form of an open cell having a particle size distribution of 15 wt% of 160 ⁇ m particles and 15 wt% of particles less than 160 ⁇ m was prepared.
  • a liquid inorganic binder was prepared by mixing a silicone-based water repellent agent with 0.5 wt% of sodium silicate in 1000 g of 33 Be 'sodium silicate.
  • the formed article was dried in a 200 ° C. hot air dryer for 4 hours to prepare an expanded cell expanded perlite insulating material 1 having a density of 180 ⁇ 5 kg / m 3.
  • the expanded perlite in the form of an open cell having a density of 40 kg / m 3 prepared in Comparative Example 1 was prepared.
  • a liquid inorganic binder was prepared by mixing a silicone-based water repellent agent with 0.5 wt% of sodium silicate in 1000 g of 33 Be 'sodium silicate.
  • the prepared molded product was dried in a 200 ° C. hot air dryer for 4 hours to prepare an expanded cell expanded perlite insulating material 2 having a density of 130 ⁇ 5 kg / m 3.
  • the density of the expanded perlite 35kg / m3, the particle size of the expanded perlite as a whole rises, the density is 35kg / m3, 15% by weight of 800 ⁇ m overparticles based on the total weight of the expanded perlite, particles from 800 ⁇ m 500 ⁇ m 40
  • the conventional expanded perlite in the form of an open cell having a particle size distribution was prepared by weight%, 20% by weight of 250 ⁇ m particles at 500 ⁇ m, 10% by weight of 250 ⁇ m 160 ⁇ m particles, less than 160 ⁇ m particles.
  • a liquid inorganic binder was prepared by mixing a silicone-based water repellent agent with 0.5 wt% of sodium silicate in 1000 g of 33 Be 'sodium silicate.
  • the prepared molded product was dried in a 200 ° C. hot air dryer for 4 hours to prepare an expanded cell expanded perlite insulating material 3 having a density of 180 ⁇ 5 kg / m 3.
  • Expanded perlite in the form of an open cell having a density of 35 kg / m 3 prepared in Comparative Example 3 was prepared.
  • a liquid inorganic binder was prepared by mixing a silicone-based water repellent agent with 0.5 wt% of sodium silicate in 1000 g of 33 Be 'sodium silicate.
  • the prepared molded product was dried in a 200 ° C. hot air dryer for 4 hours to prepare an expanded perlite insulating material 4 having a density of 130 ⁇ 5 kg / m 3.
  • the target particle size cannot be manufactured when expanded to a density lower than 51 kg / m 3, and the density is 51 kg / m 3 and based on the total weight of the expanded perlite, particles larger than 400 ⁇ m-15 wt%, 400-250 ⁇ m particles-40 wt%, An expanded perlite consisting of 250-160 ⁇ m particles-20 wt%, less than 160 ⁇ m particles-30 wt% particle size distribution was prepared.
  • a liquid inorganic binder was prepared by mixing a silicone-based water repellent agent with 0.5 wt% of sodium silicate in 1000 g of 33 Be 'sodium silicate.
  • the expanded perlite itself had a high density of 51 kg / m 3, resulting in low volume before compression, and a compression ratio of about 2 times to prepare a molded body having a size of 300 * 300 * 50 mm (volume 4.5L).
  • the molded product was dried in a 200 ° C. hot air dryer for 4 hours to prepare an expanded cell expanded thermal insulation material 5 having a density of 130 ⁇ 5 kg / m 3.
  • a liquid inorganic binder was prepared by mixing a silicone-based water repellent agent with 0.5 wt% of sodium silicate in 1000 g of 33 Be 'sodium silicate.
  • Example 2 In order to prepare an expanded perlite insulation having a density of 115 ⁇ 5 kg / m 3 as in Example 2, 405 g of the prepared mixture and 365 g of the prepared liquid inorganic binder were mixed.
  • Example 1 3.2 Within 2% 0.051 26.4 99.5% or more Example 2 2.8 0.050 25.8 Example 3 2.5 0.048 25.1 Example 4 3.1 0.051 26.3 Example 5 2.5 0.048 26.1 Comparative Example 1 4 Within 2% 0.061 25.3 Comparative Example 2 3.2 4.1% 0.055 17.5 Comparative Example 3 4.3 Within 2% 0.064 24.5 Comparative Example 4 3.3 3.4% 0.057 17.2 Comparative Example 5 2 3.7% 0.065 19.8 Comparative Example 6 1.7 Molding impossible
  • Example 1 and Example 4 were compared by citing the water absorption measurement method of KS M 3809.
  • the thermal insulation material of Examples 1, 2, and 3 of the present invention is much lower in thermal conductivity than the conventional thermal insulation material Comparative Example 1, despite the low density overall high bending strength Came out.
  • Comparative Example 2 had the same density as the input amount of Example 1 of the present invention, but the thermal conductivity was lower than that of Comparative Example 1, but higher than Example 1, rather the strength was much lower, the value was reduced as a product.
  • Comparative Example 3 and Comparative Example 4 which tried to lower the density to 30 kg / m3 under the existing expanded perlite conditions, had more expanded perlite in the form of open cells due to overexpansion of the expanded perlite, and thus, the strength of the particles themselves was lowered. Compared with 1 and Comparative Example 2, the thermal conductivity and the bending strength worsened.
  • Example 1 when looking at Example 1, Comparative Example 2, and Comparative Example 4, Example 1 has a density of 30kg / m3, Comparative Example 2 is 40kg / m3, Comparative Example 4 is 35kg / m3 compared to the same input weight Example 1 Despite the largest volume of compression, the compression ratio is low or similar.
  • the water repellency is good overall, the difference between the silicone-based water repellent and the silane monomo system of Example 4 was not compared, but when comparing the absorption rate of Table 2, it can be seen that the case where the coating of each particle by the silane monomolecular system has a low absorption rate. .
  • Example 5 can be seen that the strength is improved than Example 3 by using the fumed silica.
  • the heat insulating material using the closed cell expanded perlite of the present invention has good strength at low density and low thermal conductivity.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Building Environments (AREA)
  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
  • Thermal Insulation (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)

Abstract

본 발명은 닫힌 셀(Closed Cell) 형상의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재에 관한 것이다. 본 발명의 닫힌 셀(Closed Cell) 형상의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재는 퍼라이트 원광을 건조시킨 후 팽창시켜 표면은 닫힌셀(Closed Cell)형상을 갖는 입자들을 유효성분으로 포함하여 이루어진 팽창 퍼라이트 10 ~ 84 중량%와 액상바인더 15 ~ 85 중량%, 보강섬유 0.25 ~ 5 중량%로 구성된다. 본 발명에 의해 팽창 퍼라이트의 강도를 높이고, 팽창 퍼라이트 입자간의 공극과 공극률을 최소화하여 압축 성형시 압축비를 줄여 밀도를 낮추고 열전도율을 낮춤으로써 시공성을 향상하고 보온재의 두께를 얇게 하여, 자재 및 에너지 비용을 절감하고 설비 설치 공간 면적을 줄일 수 있는 보온재가 제공된다.

Description

닫힌셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재
본 발명은 닫힌 셀(Closed cell) 형상의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재에 관한 것으로, 특히 표면에 침상구조가 없는 중공형 닫힌 셀 형상의 팽창 퍼라이트를 사용함으로써 낮은 밀도에 의한 시공성 향상은 물론 우수한 열전도율로 보온재의 두께를 얇게 하여 자재 및 에너지 비용을 절감하고 설비 설치 공간 면적을 줄일 수 있는 보온재에 관한 것이다.
석유화학, 발전소, 제철소 등 플랜트 산업에 있어서, 그 생산 공정 및 라인은 복잡한 구조로 이루어져 있다.
특히, 고온이나 저온의 유체를 저장하거나, 이송하는 라인을 많이 사용하고 있다.
산업용 보온재는 이러한 고온이나 저온부의 플랜트 산업에 있어 에너지의 손실을 방지할 뿐만 아니라 제품의 품질과 밀접한 관계를 갖고 있어 매우 중요한 역할을 하고 있다.
특히, 에너지를 대부분 수입에 의존해 사용하고 있는 국가들은 고유가로 인한 에너지 절감과 기후변화 협약에 의한 탄소 배출 규제 등의 영향으로 산업 전반에 걸쳐 민감하게 대처하고 있다.
이러한 추세에 의해 산업 플랜트에 사용되고 있는 보온재도 여러 분야의 소재의 개발과 성능 향상을 위한 연구와 노력이 지속되었다.
산업용 보온재에 주로 사용되는 것에는 무기질의 섬유계, 분말계, 발포계 보온재가 있다.
섬유계 보온재는, 규사, 석회석, 장석, 소다회 등 유리계 광물질을 재료로 하는 유리면과 고로슬래그 및 현무암을 재료로 하는 암면, 알루미나계 섬유, 지르코니아 섬유, 탄소섬유 등의 무기질 섬유를 이용하여 제조된다.
한국등록특허공보 제10-0522568호 "유리섬유를 이용한 발수성 단열파이프 및 그 제조방법", 한국등록특허공보 제10-0760003호 "장치물 보온용 라운드형 유리섬유 보온재 및 그 제조방법"등 다수 자료에서 공지된 바와 같이, 무기질 섬유군 중 유리 장섬유를 이용하여 매트화하여, 이 매트를 여러 겹으로 다시 니들 펀칭하고, 바인더를 함침, 접착시켜 제조한다.
이러한 방법으로 제조한 제품은 섬유 형태의 특성상 운반이 편하고 기존의 무기질 섬유계 보온재에 비해 열전도율이 낮은 이점은 있으나, 제품의 밀도 편차가 많아 열적특성이 균일하지 않는 단점이 있다.
특히 수분에 매우 취약해서 표면을 발수처리 하여도 섬유의 특성상 절단면 등으로 수분이 쉽게 침투하여 여러 겹의 매트가 벌어지는 현상과 이로 인해 열전도율이 급격히 높아지고 제품의 내구성이 떨어지는 문제가 발생한다.
또한, 시공시 발생되는 유리섬유의 분진은 인체에 유해하여 작업현장에서 이를 기피하는 현상도 발생된다.
분말계 보온재는 칼슘실리케이트, 규조토, 염기성 탄산 마그네슘등을 사용한다.
특히 그중에서 많이 사용되는 칼슘실리케이트 보온재는, 규조토와 소석회를 과량의 물로 수열 반응 시킨 후 슬러리 상태로 습식 성형하여, 오토클레이브에서 고압 가열하여 경화시킨 제품이다.
경화시 결정 구조에 따라 토버모라이트(Tobermorite)와 조노트라이트(Xonotlite) 형상으로 강도가 우수하고, 결정 형상에 따라 열전도율이 낮아지는 이점이 있으나, 경화에 따른 제조공정이 복잡하여 생산성이 낮고, 특히 토버모라이트의 경우는 발수 성능을 형성시킬 수가 없는 문제점이 있다.
발포계 보온재는 팽창 질석이나, 팽창 퍼라이트를 사용하는 보온재로, 산업용으로 팽창 퍼라이트 보온재가 주로 사용된다.
팽창 퍼라이트 보온재는 제조 공정이 간단하고, 생산성도 높으며 재료비가 싼 이점에 의해 산업용 보온재 전반에 걸쳐 사용되어 왔다.
그러나 원재료인 팽창 퍼라이트는 입도분포가 침상구조의 열린 셀(Open cell)형태를 갖고 있는 대립자로 지나치게 치우쳐져 있는 반면 입자간 공극을 메워주는 소립자가 극히 적다.
이로 인해 입자간의 공극이 커지고 전체 공극률이 높게 형성되어 지기 때문에 성형공정 중 압축에 의해 팽창 퍼라이트 셀(Cell)이 파괴되어 열효율이 떨어지는 문제점을 안고 있다.
또한, 침상구조의 열린 셀(Open cell) 팽창 퍼라이트는 무기질 바인더인 규산염계 바인더의 흡수율이 높기 때문에 제조시 규산염계 바인더 사용량이 늘어나게 되는데, 규산염계 바인더는 자체가 비정질 형태를 갖고 있어, 유리섬유계나 분말계수화물 보온재에 비해 열전도율이 높고, 분말계수화물 보온재에 비해 강도가 낮은 단점을 갖고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 다각도로 연구 개발되고 있으나, 팽창 퍼라이트 자체를 개선하기 보다는 제조공법에 치중하여, 압축 성형에 따른 열전도율의 저하를 극복 하는데 한계를 갖고, 강도 보강을 위해서 건조공정에서 소성 또는 경화 등의 방법이 제시되면서, 제조공정이 복잡해지고 제조비용이 상승하는 문제점 등이 있다.
또한, 팽창 퍼라이트 자체의 경우에도 다음과 같이 여러발명들이 공개되어 있다.
일본특허 특원2007-320805 "경질 발포 펄라이트 및 그 제조 방법"에는 팽창 퍼라이트의 압축강도별로 소성의 조건을 조정하여 미세한 구상의 고강도 경질 발포 퍼라이트를 제조하는 것이 공개되어 있다.
미국특허 "US 5,005,696 Round baler"은 간접열의 팽창 소성로를 이용하여 구상의 팽창 퍼라이트를 제조하는 것이 공개되어 있다.
그러나, 상기 발명들은 구상의 형태들에 의한 강도를 보강하고 흡수나 흡유가 덜 되도록 하는 수준으로, 구상의 비 다공성만을 목적으로 하여 팽창 퍼라이트의 비중이 높고, 내부 셀(cell)간의 벽체가 두꺼워져 보온재 제조시 강도의 보강은 되지만, 열전도율에 대해서는 오히려 역효과를 갖게 되는 문제점이 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 한국등록특허공보제10-0522568호"유리섬유를이용한발수성단열파이프및그제조방법"
(특허문헌 2) 한국등록특허공보제10-0760003호"장치물보온용라운드형유리섬유보온재및그제조방법"
(특허문헌 3) 일본특허특원2007-320805"경질발포펄라이트및그제조방법"
(특허문헌 4) 미국특허US5,005,696"Roundbaler"
이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 대부분의 팽창 퍼라이트를 표면에 침상구조가 없는 중공형 닫힌 셀(Closed Cell)의 형태로 만들어 단위 입자를 최대한 가볍게 하면서도 팽창 퍼라이트의 강도를 향상시켜, 압축 성형시 입자와 입자 사이의 큰 공극으로 인해 팽창 퍼라이트가 파쇄 되는 것을 방지하기 위해 대립자와 중간입자, 그리고 소립자의 입도분포를 적절하게 조절하여 입자간의 공극 사이가 최대한 메워질 수 있도록 체밀 충전시킴으로써, 압축 성형시 팽창 퍼라이트의 입자파쇄와 셀(Cell) 구조파괴를 최소화 한다.
또한, 팽창 퍼라이트 표면이 닫힌 셀(Closed cell) 형상이 되면서 규산염계 바인더가 팽창 퍼라이트 내부로 침투되는 양을 줄이고, 표면의 침상구조 제거로 코팅되어야할 비표면적을 작게 하여 표면에서의 접착성을 갖는 양만 사용함으로써, 더욱 낮은 밀도의 보온재를 제조할 수 있게 되어 복사와 전도에 의한 열전도율을 낮출 수 있고 보다 나은 강도와 경도를 갖게 하는 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 닫힌 셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재는 퍼라이트 원광을 건조시킨 후 팽창시켜 중공형을 이루며, 표면은 닫힌셀(Closed Cell)형상을 갖는 입자들을 유효성분으로 포함하여 이루어진 팽창 퍼라이트 10 ~ 84 중량%와 액상바인더 15 ~ 85 중량%, 보강섬유 0.25 ~ 5 중량%로 구성된다.
본 발명의 닫힌 셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재의 제조방법으로는 퍼라이트 원광을 건조시켜 퍼라이트 중량대비 결정수의 중량%를 조절한 후, 팽창시키되, 중공형을 이루며, 표면은 닫힌셀(Closed Cell)형상을 갖는 입자들이 일정한 입도분포로 이루어지도록 팽창시켜 팽창 퍼라이트를 제조하는 제1단계와, 상기 제1단계에서 제조한 팽창 퍼라이트에 액상바인더와 보강섬유를 넣고 혼합하여 혼합재를 제조하는 제2단계와, 상기 제2단계에서 제조한 혼합재를 압축하여 성형체를 제조하는 제3단계 및 상기 제3단계에서 제조한 성형체를 건조하는 제4단계로 구성된다.
상기 제3단계의 성형체 제조시, 제2단계의 혼합재를 진동이나 충격을 주는 체밀 충전방법을 더 거친 후, 압축하여 제조하기도 한다.
또한, 상기 제4단계의 건조공정으로는 직, 간접열풍 또는 마이크로웨이브를 이용하여 건조하는 것이 좋다.
상기 해결 수단에 의해, 본 발명의 보온재는 중공형 닫힌 셀(Closed cell) 형상의 팽창 퍼라이트를 이용하여 최대한 체밀 충전시켜 입자간의 공극을 최소화함으로써 낮은 밀도에 의한 시공성 향상과 보온재의 두께를 얇게 하여 자재 및 에너지 비용을 절감하고 설비 설치 공간 면적을 줄일 수 있는 보온재로서 산업 플랜트 등의 고온, 저온 공정에서 사용할 수 있다.
도 1은 기존 보온재용 팽창 퍼라이트를 나타낸 도면.
(A) : 800㎛ 초과 (30배율) (B) : 800~500㎛ (32배율)
(C) : 500~400㎛ (32배율) (D) : 400~250㎛ (48배율)
(E) : 250~160㎛ (84배율) (F) : 160~63㎛ (100배율)
(G) : 63㎛ (100배율)
도 2는 본 발명의 팽창 퍼라이트를 나타낸 도면.
(A) : 400㎛ 초과 (32배율) (B) : 400~250㎛ (48배율)
(C) : 250~160㎛ (84배율) (D) : 160~63㎛ (100배율)
(E) : 63㎛ (100배율)
도 3은 본 발명의 닫힌 셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재의 제조공정도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기존의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재 제조방법은 광물상의 퍼라이트를 열린 셀(Open cell) 형태의 팽창 퍼라이트를 갖도록 하는 팽창 공정이, 이를 무기질 바인더와 혼합하는 믹싱공정, 목적 형상을 갖도록 하는 성형공정, 액상의 무기질 바인더의 수분을 물리적으로 제거하는 건조공정으로 구성된다.
상기 팽창 공정을 좀더 자세히 설명하면, 통상적으로 퍼라이트는 진주암, 송지암, 흑요석 등의 천연 광물로 분류되고 그 외에 유사한 성능을 갖고 있는 경석도 있다(이하 통칭하여 원광으로 표기).
원광은 종류에 따라 함수량의 차이는 있지만, 내부에 결정수라 불리는 수분을 포함하고 있는데, 소성공정에서 고온의 화염을 맞으면 표면은 유리질화 되고 내부의 수분이 증기화 하여 팽창된다.
일반적으로 팽창 퍼라이트 보온재는 전도와 복사의 영향을 많이 받는다.
전도는 동일한 물질의 경우 대부분 그 물질의 밀도에 영향을 받는데, 가벼우면 전도가 낮은 반면 무거워 질수록 전도가 높아지는 경향이 있다.
복사는 고온영역으로 갈수록 열전달에 미치는 영향이 커지는데, 이는 팽창 퍼라이트 입자가 갖는 셀의 형태와 크기에 영향을 받으며 닫힌 셀 형태와 셀의 크기가 작고 셀의 수가 많을수록 복사에 의한 열전달이 낮아지며 열린 셀 형태와 셀의 크기가 크고 수가 적을수록 열전달이 더욱 높아진다.
그러나 팽창 퍼라이트의 열전달을 좋게 하기 위해 낮은 밀도를 갖도록 보온재를 제조하면, 자체의 강도 부족현상을 유발하기 때문에 현재 상용되고 있는 기준이 거의 그 한계에 도달해 있으며, 사용되는 소재인 팽창 퍼라이트 단위 입자의 비중을 한계이상 가볍게 팽창시키면 과팽창에 의해 내부의 셀(Cell) 크기가 커지고 셀(Cell)의 격막이 얇아지면서, 결국 입자 표면이 터져 침상구조의 열린 셀 형태가 되고 박리된 조각 때문에 오히려 비중이 무거워지게 된다.
이로 인해 표면이 열린 셀 형태가 심해지면서 내부 셀도 커져 복사에 의한 열전달도 높아지고, 입자의 강도가 약해져 보온재의 강도도 떨어지며, 보온재의 강도를 높이려 하면 오히려 성형시 팽창 퍼라이트 사용량이 증가되어 밀도가 올라가 전도에 의한 열전달이 높아지는 문제점이 있었다.
이러한 문제점들을 개선하기 위해 팽창 퍼라이트 보온재의 성능을 극대화하기 위한 본 발명의 핵심기술을 먼저 설명하고 그에 따른 이점과 특성을 부가적으로 설명하면 다음과 같다.
첫째, 본 발명은 열전도율을 낮추기 위해 팽창 퍼라이트의 비중을 최대한 가볍게 하면서도 열린 셀의 발생을 최소화하여 대부분의 팽창 퍼라이트의 표면에 침상구조가 없고 입자강도가 강한 중공형 닫힌 셀의 형상을 만드는 것이다.
우선 표면에 침상구조가 없는 중공형 닫힌 셀 형상의 팽창 퍼라이트를 만들기 위해서는 건조를 시켜 내부 결정수 양의 조절을 통해 과팽창을 억제하면 팽창 퍼라이트의 형상을 표면에 침상구조가 없는 중공형 닫힌 셀 형태가 되도록 제조할 수 있다.
반면, 결정수의 양을 너무 적게 하면 팽창이 안되거나 팽창성이 떨어져 입자의 비중이 올라가기 때문에 전체 퍼라이트 중량대비 결정수의 중량%를 조절하여 팽창을 시켜야 한다.
그리고 결정수의 조절 정도는 퍼라이트 원광의 결정수 양과 특성에 따라 차이가 있어 획일적으로 정할 수는 없지만 원광의 종류에 따라 직접 실험을 통해 확인할 수 있다.
그러나 결정수의 중량%를 일정하게 조절하더라도 일반적으로 퍼라이트의 입도가 400㎛이상 커지게 되면 커질수록 결정수의 절대량이 많아짐으로, 결정수가 기체화하여 퍼라이트를 팽창시킬 때 압력이 높아져 표면을 파괴하여 열린 셀이 많이 발생한다.
따라서 제조 공정상 퍼라이트 정석의 입도 분포가 넓을수록 상위의 큰 입자를 닫힌 셀(Closed Cell)로 만들기가 어려워진다.
또한 63㎛미만의 입자는 미 팽창 현상이 발생하기 쉬워, 아예 소성과정에서 발생되지 않도록 퍼라이트 정석에서부터 미리 제거하는 방법과 전체 입도분포에 있어서 큰 입자를 줄이고 입도분포를 적절히 좁게 설계하여 팽창시켜야 한다.
이렇게 제조된 63㎛미만의 입자의 경우에는 기존의 퍼라이트와는 달리 대부분 중공 형태의 모양을 갖추게 되어 열전도나 입자강도에 있어서는 확연히 다르며, 단열성능이 확보된 미립자는 입자사이의 공극을 메워주는데 상당한 도움이 되기 때문에 오히려 바람직한 역할을 한다 할 것이다.
이때, 사용되는 팽창방법으로는, 일반적으로 직접화염법(화염이 원료에 직접적으로 닿는 방법) 또는 간접화염법(화염이 원료에 닿지 않는 방법)등이 있으며, 목적하고자 하는 입도 분포 범위를 한번에 팽창하는 방법과, 각각 입도별로 팽창하여, 이를 혼합하여 목적하고자 하는 입도 분포 범위로 만드는 방법도 있다.
이러한 방법을 통해 제조된 대부분의 팽창 퍼라이트는 입자 크기가 작은 것은 내부에 몇 개의 셀 형태로 형성되며 퍼라이트 입자 크기가 커질수록 많은 수의 셀 집합체로 입자 강도가 강한 중공형 닫힌 셀 형상을 갖게 되기 때문에 비중을 보다 더 가볍게 팽창할 수 있게 된다.
그러나 이러한 방법을 동원한다고 하더라도 팽창 퍼라이트 모두를 완전하게 중공형 닫힌 셀의 형상으로 만들 수는 없다. 일반적으로 사용되고 있는 수직 및 수평팽창로의 특성상 입자크기의 구간에 따라 약 10~30%의 입자는 열린 셀의 형태도 일부 가지며, 또한 닫힌 셀의 형상으로 만들어진 팽창 퍼라이트도 팽창 공정중 또는 공기이송 중에 부딪침으로 인해 표면의 일부가 열린 셀이 되기도 하기 때문에 보편적으로 약 70 ~ 80 % 정도가 닫힌 셀이 된다.
그렇다고 해서 본 발명에서 닫힌 셀의 범위를 상기와 같이 반드시 한정된 수치대로 적용하여 사용하는 것을 전제로 하지는 않는다. 이는 원광의 종류와 설비조건에 따라 차이가 있을 뿐만 아니라 닫힌 셀이 50% 정도만 되어도 기존 팽창 퍼라이트 보다 그 효과가 상당히 좋아 지기 때문이다.
상기 설명한 본 발명의 특성을 도 1,2를 통해 자세히 설명하면 다음과 같다.
즉, 도 1은 기존 보온재용 팽창 퍼라이트의 주사전자현미경 사진을 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명의 팽창 퍼라이트의 주사전자현미경 사진을 나타낸 도면이다.
도 1을 보면 전체적으로 기존 보온재용 팽창 퍼라이트는 대부분 입자가 열린 셀의 형태를 보일 뿐만 아니라 표면에 많은 침상이 형성되어 있으며, (E)250㎛ 이하부터는 과팽창에 의해 부서진 조각들이 포함되고, (F)160㎛ 이하에서는 파쇄 조각이 절반이상으로 증가되고, (G)63㎛ 미만은 셀 조차 갖고 있지 않는 파쇄분이 대부분이고 미팽창 입자도 상당 부분 포함되어 있음을 확인할 수 있다
이와 반대로 도 2는 본 발명의 팽창 퍼라이트로서 400㎛ 정도의 큰 입자에 의해 부분적으로 일부 열린 셀이 보이지만 이는 실제로 표면에만 국한된 형태며 내부 셀은 개별적인 독립 셀을 가지며, 과팽창 파쇄분이 거의 포함되어 있지 않는다. 특히 63㎛ 미만의 입자는 대부분 중공을 갖고 있다.
따라서, 기존 보온재용 팽창 퍼라이트는 400㎛ 이상 800㎛ 사이의 입자가 많고 심지어 800㎛ 이상의 입자도 상당량이 있어 전체적으로 팽창 퍼라이트 내부 셀의 크기도 커져 동일한 부피에서 갖는 셀의 수가 본 발명의 팽창 퍼라이트에 비해 훨씬 적고, 과량의 파쇄분(부서진 팽창 퍼라이트와 셀을 거의 갖지 않는 파쇄분) 때문에 열전달은 더 나빠질 수밖에 없다.
그러나 본 발명에서는 열린 셀의 발생을 최소화하여 대부분의 팽창 퍼라이트를 입자 강도가 강한 중공형 닫힌 셀 형상으로 팽창 퍼라이트의 비중을 최대한 가볍게 제조함으로써 열전달에 있어 가장 큰 영향을 주는 열전도율을 낮출 수 있는 것이다.
둘째, 압축 성형공정에서 입자와 입자 사이의 큰 공극으로 인해 팽창 퍼라이트가 파쇄 되는 것을 방지하기 위해 대립자와 중간입자, 그리고 소립자 및 미립자의 입도분포를 적절하게 조절하여 입자간의 공극 사이가 최대한 메워질 수 있도록 체밀 충전시키는 것이다.
상기 설명한 본 발명의 특성을 일반적인 팽창 퍼라이트 보온재 제조공법과 비교하여 설명하자면, 성형 공정은 프레스에 의한 압축 성형으로 제조된다.
이때 벌크한 상태의 팽창 퍼라이트 및 혼합재를 프레스에 투입하는데, 보통 제조하고자 하는 성형체의 약 3.5배 이상의 부피로 투입한다.
이때 만약, 팽창 퍼라이트가 열린 셀의 침상구조의 형태를 갖고 있다면 입자간의 공극의 크기가 크고 입자의 강도가 약해 압축 성형 공정시 입자와 셀의 파쇄 현상이 많이 발생되는 반면, 충분하게 압축을 하지 않으면 제품의 성형 상태가 나빠지고 제품의 강도와 경도가 떨어지는 문제가 발생한다.
또한, 입자간의 공극을 최소화하기 위해 기계적으로는 팽창 퍼라이트를 벌크(bulk) 상태로 투입하고 진동이나 충격으로 체밀 충전을 한 다음 압축 성형을 하는 방법도 적용 되었으나, 이 또한 팽창 퍼라이트 자체가 열린 셀 형상의 침상 구조를 갖고 있다면 그 효과가 크지 않을 뿐만 아니라, 입도분포 자체가 적합하지 않기 때문에 궁극적으로 공극을 줄이는 데는 한계가 있다.
따라서, 기존의 팽창 퍼라이트 보온재는 팽창 퍼라이트 자체가 열린 셀 형태의 침상구조를 갖고 있고 입자 자체의 강도가 약하며, 적합하지 못한 입도 분포로 인하여 입자간의 공극의 크기가 크고, 이로 인해 압축 성형 공정에서 발생되는 팽창 퍼라이트 입자의 파쇄와 셀 파괴에 의해 복사와 전도에 의한 영향이 커져서 열전도율이 높아지는 문제점을 갖고 있다고 할 수 있다.
이에, 본 발명은 침상구조가 없는 중공형 닫힌 셀 팽창 퍼라이트를 사용함으로써 입자와 셀 자체의 강도를 보강하고, 대립자와 중간입자, 그리고 소립자 및 미립자의 입도 분포를 적절하게 조절하여 입자간의 공극 사이를 최소화하여 성형몰드에 투입시 입자간 공극이 극히 작고 치밀도가 좋아져 기존 팽창 퍼라이트 보다 적은 양의 부피에서 성형이 가능하도록 하고, 낮은 압축비에서도 보온재의 강도를 갖게 하여, 가압에 의한 팽창 퍼라이트 입자 및 셀의 파쇄를 최소화할 수 있다.
즉, 본 발명의 보온재는 분쇄과정에서의 자연 발생적인 입도 분포 비율을 감안하고, 침상구조가 없는 중공형 닫힌 셀 형상의 팽창 퍼라이트를 제조한다는 전제하에서 벌크비중(Bulk Density) 20~40㎏/㎥를 가지며, 팽창 퍼라이트에 함유된 입자들은 팽창 퍼라이트의 중량을 기준으로 400㎛초과입자 15± 10 중량%, 400~250㎛입자 40± 15 중량%, 250~160㎛입자 20± 10 중량%, 160㎛미만 입자 30± 15 중량%의 입도분포로 구성되고, 이를 최대한의 체밀 충전을 통해 입자간 공극을 최소화할 수 있도록 하는 것이 가장 합리적이라 할 것이다.
본 발명에 있어 400㎛ 정도의 입도 크기부터는 퍼라이트 팽창시 충분한 제어를 가하더라도 상당한 양의 열린 셀(Open cell)이 발생되기 시작하는데, 400㎛ 크기의 입도를 보다 많게 하는 이유는 적절한 입도 분포를 통해 입자간 빈 공극을 최소화 하여도 결국 압축 성형시 일부 입자가 파쇄되어 빈 공극을 채워야 하는데, 400㎛ 이상의 팽창 퍼라이트가 400㎛이하의 입도보다 강도가 약해 그러한 역할을 할 수 있도록 하기 위해서 이다.
더욱이 입도가 너무 작을 경우 팽창 퍼라이트가 액상의 바인더와의 혼합과정에 뭉쳐져 버리는 문제가 발생하고, 또한 압축성형을 하기 때문에 보온재 내부가 너무 치밀해져, 건조 공정 등에서 크랙이 발생되는 문제점이 있기 때문이다.
그렇다고 해서 본 발명에서 상기 입도 분포를 반드시 한정된 수치대로 적용하여 사용하는 것을 전제로 하지는 않는다.
본 발명에 있어 400㎛ 정도의 입도 크기부터는 퍼라이트 팽창시 충분한 제어를 가하더라도 부분적으로 열린 셀이 발생되는데, 결정수와 예열정도에 따라서는 500㎛를 기준으로 하는 것이 더 나을 수도 있다.
좀 더 구체적으로 설명하면, 퍼라이트가 천연자원이므로 원광의 생성과정에 따라 원석의 결정수와 경도가 다르며, 또한 제조된 정석과 예열정도 그리고 팽창로의 종류에 따라 팽창 퍼라이트의 강도와 입도크기는 물론 열린 셀의 발생비율 등, 결과가 달라지는 특징 때문에 획일적으로 기준을 정하기는 어렵다.
뿐만 아니라 원석의 분쇄과정에서 입도를 작게 할수록 200메쉬 이하의 미분 발생이 많아지기 때문에 일정한 입도분포 비율의 유지나 분쇄된 입도를 일정하게 조절하고 나머지를 폐기한다는 것은 현실성이 없어, 가능한 범위 내에서는 오히려 입자를 키우는 것이 바람직하다 할 수도 있을 것이다.
또한, 목적하고자 하는 입도 분포 범위에 맞게 한번에 팽창하는 방법 또는 각각 입도별로 생산하여 이를 혼합하여 목적하고자 하는 입도 분포 범위로 만드는 방법 중 선택된 1종 이상의 방법으로 제조가능하다.
셋째, 결합재로 사용되는 액상의 무기바인더 사용량을 줄여 이로 인한 열전달 영향을 낮추는 것이다.
일반적으로 팽창 퍼라이트 보온재에 사용되는 무기질 바인더인 규산염은 M2OnSiO2xH2O로 표시되고, M은 주기율표 제 1A족에 속하는 알칼리 금속을 나타내며 n과 x는 정수인 화합물이다.
1A족에 속하는 알칼리 금속의 구체적인 예로는 리튬, 나트륨 및 칼륨 등이 있다.
이 규산염 형태의 액상 무기질 바인더는 그 종류에 따라 차이가 있으나, 대부분 H2O를 50%이상 함유하고 있다.
이러한 무기질 바인더는 팽창 퍼라이트 보온재의 결합재로 사용되며, 압축 성형 전에 팽창 퍼라이트 및 무기질 섬유와 혼합 및 믹싱 공정을 거친다.
이때 기존의 팽창 퍼라이트는 열린 셀 부위와 팽창시 파쇄된 입자들이 액상의 바인더를 흡수하는 현상과 파쇄 및 침상구조로 인한 비표면적이 커서 과량의 액상 무기질 바인더를 사용해야 한다.
그러나 본 발명의 닫힌 셀 팽창 퍼라이트는 표면이 대부분 닫혀있고 침상구조가 적어, 동일 부피의 팽창 퍼라이트 사용량에 대비하여 80%이하의 액상 무기질 바인더를 사용하여도 강도가 확보되는 이점이 있으며, 본 발명은 기존 보온재에 비해 팽창 퍼라이트의 사용이 적으므로 실제로는 무기질 바인더의 사용량이 대폭 줄어드는 것이다.
이것은 규산염 자체가 비정질 형태의 결정체이므로 열전도율이 높으며, 전체적으로 사용량의 축소로 낮은 밀도로 제작이 되므로 전도의 영향이 낮아지는 효과를 얻는다.
더욱이 수분은 열전도율에 악 영향을 미치는데, 무기질 바인더에 의해 보온재에 잔류되는 수분은 동일한 건조 조건에서 사용량이 적은 본 발명의 보온재가 수분의 함량이 적기 때문에 유리하다.
또한, 그만큼 에너지 비용과 건조 시간을 절약할 수 있는 이점도 있다.
그리고 본 발명에 있어 액상의 바인더는 추가적으로 유기 바인더를 사용하거나, 무기 바인더와 혼용으로 사용도 가능하다.
보온재 사용에 있어 액상의 바인더는 결합재의 역할을 수행할 수 있으면 가능하기 때문이다. 다만 이때는 보온재가 적용되는 사용상의 조건이 고려되어야 한다.
일반적으로 팽창 퍼라이트 보온재는 사용상에 있어, 열전도율에 영향을 주는 수분 흡수를 방지하기 위해 실리콘계의 발수제를 사용한다.
본 발명에 있어서도 기존 실리콘계 발수제를 사용하나 추가적으로 발수성 향상 및 흡수율 감소, 흐름성(여기서 표현하는 흐름성이란 입자와 입자의 마찰력 및 안식각의 영향이 낮아, 위치 이동이 쉽게 이루어짐을 말한다) 등을 향상시키기 위하여 실란 모노모 계통을 코팅할 수 있다.
팽창 퍼라이트 보온재는 수분의 영향을 제거하기 위해 실리콘계의 발수제를 사용하는데, 이를 실란계 모노모 코팅을 적용하면, 입자마다 발수 성능을 보이고 압축 성형전 치밀한 충전에 유리한 효과를 낼 수 있다.
실리콘계 발수제는 퍼라이트 표면에 반응성을 갖고 있는 것이 아니라, 실록산 올리고머 형태의 실리콘이 단순 접착하는 형태로, 발수제 역할만 할 뿐이지 흐름성을 향상시키지 못하다.
그러나 실란계 모노모는 말단에 퍼라이트와 화학적 결합을 유도하는 알콕시를 갖고 꼬리는 발수 특성을 나타내는 알킬기가 있어서, 퍼라이트 표면 전체에서 나뭇가지나 털송이처럼 외부로 벋어나와 하나의 층을 형성하여, 표면의 마찰저항을 낮추게 됨으로서 흐름성이 향상되어 압축성형 공정에 투입시 체밀충전이 보다 잘 되고, 기존방식의 실리콘계와는 달리 발수특성을 영구적으로 갖는 효과를 얻는다.
본 발명에서는 발수성능을 나타내는 목적인 표면코팅에 의한 발수제로 유기 실란 뿐 아니라 강도를 보강할 수 있는 티타네이트계, 지르코네이트계를 사용할 수 있는데, 보다 상세하게는 이소옥틸트리메톡시실란 (i-Octyltrimethoxysilane), 메틸트리메톡시실란(Methyltrimethoxysilane),옥틸트리에톡시실란(Octyltrietoxysilane), 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane),3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란 (3-glycidyloxytriethoxysilane), 3-메타크릴옥시프로필트리메특시실란(3-methacryloxypropyltrimethoxysilane),비닐트리에톡시실란(vinyltriethoxysilane), 비닐트리메톡시실란 (vinyltrimethoxysilane), 비닐트리(2-메톡시-에톡시)실란 [vinyltri(2-methoxy-ethoxy)silane 등을 포함하는 유기실란계 커플링제와 네오펜틸(디알릴)옥시,트리네오데카노닐티타네이트[neopentyl(diallyl)oxy,trineodecano titanate], 네오페닐(디알릴)옥시,트릴(도데실)벤젠-술포닐티타네이트 [neopentyl(diallyl)oxy,tri(dodecyl)benzene-sulfonyl titanate], 네오페닐(디알릴)옥시,트리(디옥틸)포스페이토티타네이트[neopentyl(diallyl)oxy,tri(dioctyl)phosphate titanate], 네오페닐(디알릴)옥시,트리(디옥틸)피로-포스페이토티타네이트[neopentyl(diallyl)oxy,tri(dioctyl)pyro-phosphato titanate], 네오펜틸디알릴옥시,트리(N-에틸렌디아미노)에틸티타네이트[neopentyl(diallyl)oxy,tri(N-ethylenediamino)ethyl titanate], 네오펜틸디알릴옥시,트리(m-아미노)페닐티타네이트 [neopentyl(diallyl)oxy,tri(m-amino)phenyl titanate] 등을 포함하는 티네테이트계 커플링제와 네오펜틸(디알릴)옥시,트리네오데카노닐지르코네이트 [neopentyl(diallyl)oxy,trineodecano zirconate], 네오페닐(디알릴)옥시,트릴(도데실)벤젠-술포닐지르코네이트[neopentyl(diallyl)oxy,tri(dodecyl)benzene-sulfonyl zirconate], 네오페닐(디알릴)옥시,트리(디옥틸)포스페이토지로코네이트 [neopentyl(diallyl)oxy,tri(dioctyl)phosphate zirconate], 네오페닐(디알릴)옥시,트리(디옥틸)피로-포스페이토지로코네이트[neopentyl(diallyl)oxy,tri(dioctyl)pyro-phosphato zirconate], 네오펜틸디알릴옥시,트리(N-에틸렌디아미노)에틸지로코네이트 [neopentyl(diallyl)oxy,tri(N-ethylenediamino)ethyl zirconate], 네오펜틸디알릴옥시,트리(m-아미노)페닐지르코네이트[neopentyl(diallyl)oxy,tri(m-amino)phenyl zirconate] 등을 포함하는 지로코네이트계 커플링제등을 포함한다.
본 발명에서 팽창 퍼라이트 보온재의 성형성, 휨강도, 시공성 등을 보강하기 위해서는 길이가 5 ~ 30 mm인 보강섬유를 포함한다. 보강섬유는 무기질계 섬유나 유기질계 섬유를 각각 사용하거나 혼용하여 사용한다.
또한, 강도나 열전도율을 추가적으로 낮추기 위한 보강제를 사용할 수 있다.
강도를 보강하기 위해 50㎛ 미만의 흄드실리카나, 화이트 카본을 사용하는데, 이는 압축전의 팽창 퍼라이트 입자간 틈을 메워 성형 압축비를 줄이더라도 치밀한 성형상태를 갖게 되어 강도가 향상된다.
열전도율을 낮추기 위해 복사열 차단제를 사용할 수 있다.
이는 팽창 퍼라이트를 열린 셀 형태에서 닫힌 셀 형상으로 전환시 복사와 전도의 영향을 낮출 수 있으나, 고온으로 갈수록 복사의 영향이 커지고, 그 복사에 의한 영향을 차단하는데 한계가 있어, 추가적으로 복사를 차단하는 물질을 첨가함으로써, 열전도율을 더욱 낮출 수 있다.
특히 이는 고온 영역에서 더 큰 효과를 본다.
상기 언급한 내용의 근거로 보다 더 자세히 설명하기 위해, 아래와 같이 실시예와 실험예를 통해 상세히 설명하나, 이들이 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
<실시예 1> 본 발명의 닫힌 셀 형태의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재1 제조
퍼라이트 정석을 사용하며, 밀도 30kg/㎥이고, 팽창 퍼라이트 전체중량을 기준으로 400㎛ 초과 입자- 15중량%, 400~250㎛ 입자- 40중량%, 250~160㎛ 입자- 20중량%, 160㎛미만 입자- 30중량%로 입도 분포 되고, 닫힌 셀의 비율이 입도 구간에 따라 70 중량%를 갖는 팽창 퍼라이트를 제조하였다.
상기와 같이 제조된 닫힌 셀 팽창 퍼라이트 1000g에 무기질 섬유를 상기 팽창 퍼라이트 중량대비 1.5중량% 넣고 혼합하여 혼합재를 제조하였다.
33Be' 규산소다 1000g에 실리콘계 발수제를 규산소다 중량대비 0.5중량%를 넣고 혼합하여 액상 무기질 바인더를 제조하였다.
상기 제조된 혼합물 459g과 상기 제조된 액상 무기질 바인더 413g을 혼합한 후 초기 부피의 약 3.2배를 압축하여 300*300*50㎣ (부피 4.5L) 크기의 성형체를 제조하였다.(여기서 압축비는 인위적으로 조정한 것이 아니라, 상기 혼합양을 성형몰드에 투입했을 때 벌크상태 부피를 기준으로 성형체 4.5L부피로 제조시 발생하는 압축비로, 이하 실시예 및 비교예도 동일함)
제조한 성형체를 200℃ 열풍 건조기에 4시간 건조시켜 밀도 130± 5kg/㎥를 갖는 닫힌 셀의 팽창 퍼라이트 보온재1을 제조하였다.
<실시예 2> 본 발명의 닫힌 셀 형태의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재2 제조
상기 실시예 1에서 제조된 밀도가 30kg/㎥인 닫힌 셀 형태의 팽창 퍼라이트를 준비하였다.
상기와 같이 제조된 닫힌 셀 팽창 퍼라이트 1000g에 무기질 섬유를 팽창 퍼라이트 중량대비 1.5중량% 넣고 혼합하여 혼합재를 제조하였다.
33Be' 규산소다 1000g에 실리콘계 발수제를 규산소다 중량대비 0.5중량%를 넣고 혼합하여 액상 무기질 바인더를 제조하였다.
상기 제조된 혼합재 405g과 상기 제조된 액상 무기질 바인더 365g을 혼합하여 초기 부피의 약 2.8배를 압축하여 300*300*50㎣ (부피 4.5L) 크기의 성형체를 제조하였다.
제조한 성형체를 200℃ 열풍 건조기에 4시간 건조시켜 밀도 115± 5kg/㎥를 갖는 닫힌 셀의 팽창 퍼라이트 보온재2를 제조하였다.
<실시예 3> 본 발명의 닫힌 셀 형태의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재3 제조
상기 실시예 1에서 제조된 밀도가 30kg/㎥인 닫힌 셀 형태의 팽창 퍼라이트를 준비하였다.
상기와 같이 제조된 닫힌 셀 팽창 퍼라이트 1000g에 무기질 섬유를 팽창 퍼라이트 중량대비 1.5중량% 넣고 혼합하여 혼합재를 제조하였다.
33Be' 규산소다 1000g에 실리콘계 발수제를 규산소다 중량대비 0.5중량%를 넣고 혼합하여 액상 무기질 바인더를 제조하였다.
상기 제조된 혼합재 352g과 상기 제조된 액상 무기질 바인더 317g을 혼합하여 초기 부피의 약 2.5배를 압축하여 300*300*50㎣ (부피 4.5L) 크기의 성형체를 제조하였다.
조한 성형체를 200℃ 열풍 건조기에 4시간 건조시켜 밀도 100± 5kg/㎥를 갖는 닫힌 셀의 창 퍼라이트 보온재3을 제조하였다.
<실시예 4> 본 발명의 닫힌 셀 형태의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재4 제조
상기 실시예 1에서 제조된 밀도가 30kg/㎥인 닫힌 셀 형태의 팽창 퍼라이트에 메틸트리메톡시실란(Methyltrimethoxysilane)를 팽창 퍼라이트 중량대비 0.5중량%를 코팅하여 제조하였다.
상기 코팅된 닫힌 셀 팽창 퍼라이트 1000g에 무기질 섬유를 팽창 퍼라이트 중량대비 1.5중량% 넣고 혼합하여 혼합재를 제조하였다.
33Be' 규산소다 1000g 단독을 액상 무기질 바인더로 준비하였다.
상기 혼합재 459g과 상기 액상 무기질 바인더 413g을 혼합하여 초기 부피의 약 3.1배를 압축하여 300*300*50㎣ (부피 4.5L) 크기의 성형체를 제조하였다.
제조한 성형체를 200℃ 열풍 건조기에 4시간 건조시켜 밀도 130± 5kg/㎥를 갖는 닫힌 셀의 팽창 퍼라이트 보온재4를 제조하였다.
<실시예 5> 본 발명의 닫힌 셀 형태의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재5 제조
상기 실시예 1에서 제조된 밀도가 30kg/㎥인 닫힌 셀 형태의 팽창 퍼라이트를 준비하였다.
상기와 같이 제조된 닫힌 셀 팽창 퍼라이트 1000g에 무기질 섬유를 팽창 퍼라이트 중량대비 1.5중량% 넣고 혼합하여 혼합재를 제조하였다.
33Be' 규산소다 1000g에 실리콘계 발수제를 규산소다 중량대비 0.5중량%를 넣고 혼합하여 액상 무기질 바인더를 제조하였다.
상기 제조한 혼합재 352g과 상기 제조한 액상 무기질 바인더 317g을 혼합하고, 여기에 상기 혼합재 중량대비 3중량%의 흄드실리카를 처리하여 다시 혼합한 후에, 초기 부피의 약 2.5배를 압축하여 300*300*50㎣ (부피 4.5L) 크기의 성형체를 제조하였다.
제조한 성형체를 200℃ 열풍 건조기에 4시간 건조시켜 밀도 100± 5kg/㎥를 갖는 닫힌 셀의 팽창 퍼라이트 보온재5를 제조하였다.
<비교예 1> 열린 셀 형태의 기존 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재1 제조
퍼라이트 정석을 사용하며, 밀도 40kg/㎥이고, 팽창 퍼라이트 전체중량을 기준으로 800㎛ 초과 입자 10중량%, 800㎛에서 500㎛ 입자 35중량%, 500㎛에서 250㎛ 입자 25중량%, 250㎛에서 160㎛ 입자 15중량%, 160㎛미만 입자 15중량%로 입도분포 된 열린 셀 형태의 기존 팽창 퍼라이트를 제조하였다.
상기 제조된 기존 열린 셀 팽창 퍼라이트 1000g에 무기질 섬유를 팽창 퍼라이트 중량대비 1.5중량%를 넣고 혼합하여 혼합재를 제조하였다.
33Be' 규산소다 1000g에 실리콘계 발수제를 규산소다 중량대비 0.5중량%를 넣고 혼합하여 액상 무기질 바인더를 제조하였다.
상기 제조된 혼합재 635g과 상기 제조된 액상 무기질 바인더 571g을 혼합하여 초기 부피의 약 3.5배를 압축하여 300*300*50㎣ (부피 4.5L) 크기의 성형체를 제조하였다.
제조한 성형체를 200℃ 열풍 건조기에 4시간 건조시켜 밀도 180± 5kg/㎥를 갖는 열린 셀의 팽창 퍼라이트 보온재1을 제조하였다.
<비교예 2> 열린 셀 형태의 기존 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재2 제조
상기 비교예 1에서 제조된 밀도가 40kg/㎥인 열린 셀 형태의 팽창 퍼라이트를 준비하였다.
상기 제조된 기존 열린 셀 팽창 퍼라이트 1000g에 무기질 섬유를 팽창 퍼라이트 중량대비 1.5중량%를 넣고 혼합하여 혼합재를 제조하였다.
33Be' 규산소다 1000g에 실리콘계 발수제를 규산소다 중량대비 0.5중량%를 넣고 혼합하여 액상 무기질 바인더를 제조하였다.
상기 혼합재 459g과 상기 액상 무기질 바인더 413g을 혼합하여 초기 부피의 약 3.2배를 압축하여 300*300*50㎣ (부피 4.5L) 크기의 성형체를 제조하였다.
제조한 성형체를 200℃ 열풍 건조기에 4시간 건조시켜 밀도 130± 5kg/㎥를 갖는 열린 셀의 팽창 퍼라이트 보온재2를 제조하였다.
<비교예 3> 열린 셀 형태의 기존 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재3 제조
본 발명의 닫힌 셀 팽창 퍼라이트와 기존 열린 셀 팽창 퍼라이트를 동일한 밀도로 비교하기 위해, 본 발명의 실시예 1과 같은 밀도로 기존 팽창 퍼라이트를 팽창 시켰으나 밀도 35kg/㎥ 이하로 떨어지면, 오히려 과팽창된 팽창 퍼라이트가 약해져 팽창중이나 이후에 파쇄가 발생해 밀도가 다시 상승하였다.
따라서 밀도 35kg/㎥의 입도를 분석한 결과, 팽창 퍼라이트의 입자 크기가 전체적으로 상승하여, 밀도 35kg/㎥이고, 팽창 퍼라이트 전체중량을 기준으로 800㎛초과입자 15중량%, 800㎛에서 500㎛입자 40중량%, 500㎛에서 250㎛입자 20중량%, 250㎛에서 160㎛입자 10중량%, 160㎛미만 입자는 15중량%로 입도분포 된 열린 셀 형태의 기존 팽창 퍼라이트를 제조하였다.
상기 제조된 기존 열린 셀 팽창 퍼라이트 1000g에 무기질 섬유를 팽창 퍼라이트 중량대비 1.5중량%를 넣고 혼합하여 혼합재를 제조하였다.
33Be' 규산소다 1000g에 실리콘계 발수제를 규산소다 중량대비 0.5중량%를 넣고 혼합하여 액상 무기질 바인더를 제조하였다.
상기 제조된 혼합재 635g과 상기 제조된 액상 무기질 바인더 571g을 혼합하여 초기 부피의 약 3.8배를 압축하여 300*300*50㎣ (부피 4.5L) 크기의 성형체를 제조하였다.
제조한 성형체를 200℃ 열풍 건조기에 4시간 건조시켜 밀도 180± 5kg/㎥를 갖는 열린 셀의 팽창 퍼라이트 보온재3을 제조하였다.
<비교예 4> 열린 셀 형태의 기존 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재4 제조
비교예 3에서 제조된 밀도 35kg/㎥인 열린 셀 형태의 팽창 퍼라이트를 준비하였다.
상기 제조된 기존 열린 셀 팽창 퍼라이트 1000g에 무기질 섬유를 팽창 퍼라이트 중량대비 1.5중량%를 넣고 혼합하여 혼합재를 제조하였다.
33Be' 규산소다 1000g에 실리콘계 발수제를 규산소다 중량대비 0.5중량%를 넣고 혼합하여 액상 무기질 바인더를 제조하였다.
상기 제조된 혼합재 459g과 상기 제조된 액상 무기질 바인더 413g을 혼합하여 초기 부피의 약 3.3배를 압축하여 300*300*50㎣ (부피 4.5L) 크기의 성형체를 제조하였다.
제조한 성형체를 200℃ 열풍 건조기에 4시간 건조시켜 밀도 130± 5kg/㎥를 갖는 팽창 퍼라이트 보온재4를 제조하였다.
<비교예 5> 열린 셀 형태의 기존 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재5 제조
본 발명의 닫힌 셀 팽창 퍼라이트와 기존 팽창퍼라이트를 동일한 입도로 비교하기 위해, 본 발명의 실시예 1과 같은 입도로 기존 팽창 퍼라이트를 제조하고자 하였으나, 동일 또는 유사한 입도를 가질 때 밀도 51kg/㎥로 제조되었다.
밀도를 유사하게 비교하고자 밀도를 낮추면, 입도가 다시 커지면서 비교예 1에 사용된 팽창 퍼라이트 입도와 가까워졌다.
따라서 51kg/㎥ 보다 낮은 밀도로 팽창시 목적한 입도를 제조하지 못하므로, 밀도 51kg/㎥ 이고 팽창 퍼라이트 전체중량을 기준으로 400㎛ 초과 입자- 15중량%, 400~250㎛ 입자- 40중량%, 250~160㎛ 입자- 20중량%, 160㎛미만 입자- 30중량% 입도 분포로 구성된 팽창 퍼라이트를 제조하였다.
상기 제조된 팽창 퍼라이트 1000g에 무기질 섬유를 팽창 퍼라이트 중량대비 1.5중량%를 넣고 혼합하여 혼합재를 제조하였다.
33Be' 규산소다 1000g에 실리콘계 발수제를 규산소다 중량대비 0.5중량%를 넣고 혼합하여 액상 무기질 바인더를 제조하였다.
실시예 1과 같이 밀도 130± 5kg/㎥인 팽창 퍼라이트 보온재를 제조하기 위해, 상기 제조된 혼합재 459g과 상기 제조된 액상 무기질 바인더 413g을 혼합하였다.
이때 팽창 퍼라이트 자체의 밀도가 51kg/㎥로 높아 압축전 부피가 낮았고, 압축비가 약 2배정도 이루어져 300*300*50㎣ (부피 4.5L) 크기의 성형체를 제조하였다.
제조한 성형체를 200℃ 열풍 건조기에 4시간 건조시켜 밀도 130± 5kg/㎥를 갖는 열린 셀의 팽창 퍼라이트 보온재5를 제조하였다.
<비교예 6> 열린 셀 형태의 기존 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재6 제조
비교예 5에서 제조된 밀도가 51kg/㎥인 팽창 퍼라이트를 준비하였다.
상기 제조된 팽창 퍼라이트 1000g에 무기질 섬유를 팽창 퍼라이트 중량대비 1.5중량%를 넣고 혼합하여 혼합재를 제조하였다.
33Be' 규산소다 1000g에 실리콘계 발수제를 규산소다 중량대비 0.5중량%를 넣고 혼합하여 액상 무기질 바인더를 제조하였다.
실시예 2과 같이 밀도 115± 5kg/㎥인 팽창 퍼라이트 보온재를 제조하기 위해, 상기 제조된 혼합재 405g과 상기 제조된 액상 무기질 바인더 365g을 혼합하였다.
300*300*50㎣ (부피 4.5L) 크기의 성형체를 제조하기 위해, 압축 성형시 압축비가 부피 대비 1.7배 정도만 이루어졌으며, 제품의 성형강도가 거의 없어 탈형시 파쇄되어 성형체를 제조할 수 없었다.
<실험예 1> 팽창 퍼라이트 보온재의 특성분석
상기 실시예와 비교예를 KS F 4714에 의거하여, 열전도율, 휨강도, 선수축율, 발수도를 측정 분석하여 아래의 표 1에 나타내었다.
표 1
구분 성형압축비 선수축율 열전도율(W/mK, 70℃ 기준) 휨강도(N/cm2) 발수도(%)
실시예 1 3.2 2 % 이내 0.051 26.4 99.5% 이상
실시예 2 2.8 0.050 25.8
실시예 3 2.5 0.048 25.1
실시예 4 3.1 0.051 26.3
실시예 5 2.5 0.048 26.1
비교예 1 4 2 % 이내 0.061 25.3
비교예 2 3.2 4.1 % 0.055 17.5
비교예 3 4.3 2 % 이내 0.064 24.5
비교예 4 3.3 3.4% 0.057 17.2
비교예 5 2 3.7% 0.065 19.8
비교예 6 1.7 성형 불가
또한, 발수처리에 따른 효과를 추가로 비교하기 위해 실시예1과 실시예4를 KS M 3809의 흡수율 측정방법을 인용하여 비교하였다.
시험은 표피를 제거하고 100mm× 100mm× 25mm 시험편 3개를 잘라내어 23± 3℃ 맑은 물의 수면에서 50mm 아래에 담그고 10초 후에 시험편을 꺼내 연직에서 30° 기울인 그물 눈금의 크기가 3mm철망에 30초간 방치 시킨후 무게를 0.01g 정밀도로 측정하여 기준 무게로 하고, 다시 맑은 물에 담그고 24시간 흡수시킨 후 기준무게 측정하는 방법으로 무게를 측정하여, 기준 무게하고의 차이값을 표면적으로 나누어 아래의 표 2에 나타내었다.
표 2
구분 흡수량(g/cm2)
실시예 1 8.2
실시예 4 3.1
상기 표 1과 표 2에 나타나 있듯이, 본 발명의 실시예 1, 실시예 2, 실시예 3의 보온재는 기존 보온재 비교예 1에 비하여 열전도율이 훨씬 낮아지고, 밀도가 낮은데도 불구하고 휨강도가 전체적으로 높게 나왔다.
또한 비교예 2는 본 발명의 실시예 1과 동일한 투입량으로 밀도를 같게 하였으나, 열전도율은 비교예 1에 비해 낮아질 뿐이지, 실시예 1보다 높고, 오히려 강도가 많이 떨어져 제품으로서 가치가 하락되었다.
본 발명과 동일한 밀도와 입도구조를 갖는 팽창 퍼라이트를 제조하여 본 발명의 팽창 퍼라이트 성형품과 비교하려고 하였으나, 이는 앞서 비교예 중에 삽입되었듯이 제조가 불가능하였다.
기존 팽창 퍼라이트 조건에서 밀도를 30kg/㎥로 낮추려던 비교예 3과 비교예 4는 팽창 퍼라이트의 과팽창으로 인하여 열린 셀 형태의 팽창 퍼라이트가 더 많아지고, 그에 따라 입자 자체의 강도가 떨어져, 비교예 1과 비교예 2에 비해 오히려 열전도율과 휨강도가 나빠졌다.
이는 본 발명의 팽창 퍼라이트 표면이 닫힌 셀 형태인지 열린 셀 형태인지에 따라 미치는 영향을 명확히 확인할 수 있다.
기존 팽창 퍼라이트 조건에서 입도를 본 발명의 입도 분포 구조로 만들려고 했던 비교예 5와 비교예 6은, 낮은 밀도의 제품으로는 불가능하였고, 밀도 51kg/㎥ 일때 가능하였다.
그러나 이것은 단순히 입도 분포만 고려되어 외관상 본 발명의 팽창 퍼라이트와 유사해 보였으나, 입자의 내부 셀 사이의 벽체가 두껍고 높은 밀도로 인해 열전도율이 오히려 높아졌으며, 부피가 작아서 성형 압축비가 많이 낮아짐으로써 성형 불량도 초래하였다.
또한 실시예 1과 비교예 2, 비교예 4를 보면, 실시예 1은 밀도가 30kg/㎥이고, 비교예 2는 40kg/㎥, 비교예 4는 35kg/㎥로 동일 투입 무게 대비하여 실시예 1의 부피가 가장 많은데도 불구하고 압축비가 낮거나 비슷하다.
이는 앞서 말한 것과 같이 본 발명의 닫힌 셀 팽창 퍼라이트의 적절한 입도와 표면이 매끄러워 치밀하게 성형 몰드에 투입됨을 알 수 있다.
발수도는 전체적으로 좋게 나와 실리콘계 발수제와, 실시예 4의 실란 모노모계의 차이가 비교되지 않았으나, 상기 표 2의 흡수율 비교를 볼때 실란 모노모계로 입자마다 코팅이 된 경우가 흡수율이 낮음을 알 수 있다.
실시예 5는 흄드실리카를 사용함으로써 실시예 3보다 강도가 향상됨을 알수 있다.
상기와 같이 실시예를 통해 본 발명의 닫힌 셀 팽창퍼라이트를 이용한 보온재가 낮은 밀도에서 강도가 좋으며, 열전도율이 낮아짐을 알 수 있다.
상기 실시예 및 실험예, 특히 구조적 형태 등이 설명되었으나, 이는 이들의 범위를 제안하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면, 본 발명의 원칙을 벗어나지 않는 범위에서 변형 가능함을 알 수 있다.

Claims (19)

  1. 퍼라이트 원광을 건조시킨 후 팽창시켜, 표면은 닫힌셀(Closed Cell)형상을 갖는 입자들을 유효성분으로 포함하여 이루어진 팽창 퍼라이트 10 ~ 84 중량%와 액상바인더 15 ~ 85 중량%, 보강섬유 0.25 ~ 5 중량%로 구성된 것을 특징으로 하는,
    닫힌 셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 팽창 퍼라이트는 20 ~ 40 g/ℓ 범위의 벌크비중(Bulk Density)을 갖는 것을 특징으로 하는,
    닫힌 셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 팽창 퍼라이트의 유효성분은 팽창 퍼라이트 중량을 기준으로 50 중량% 이상 포함됨을 특징으로 하는,
    닫힌 셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 팽창퍼라이트의 입자들은 팽창 퍼라이트의 중량을 기준으로 400㎛초과입자 15±10 중량%, 400~250㎛입자 40±15중량%, 250~160㎛입자 20±10중량%, 160미만입자 30±15 중량%의 입도분포로 구성됨을 특징으로 하는,
    닫힌 셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 팽창 퍼라이트의 원광은 진주암, 흑요석, 송지암, 경석 중 선택된 1종인 것이 특징인,
    닫힌 셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 액상바인더는 무기질계 바인더 또는 유기질계 바인더 중 선택된 1종 또는 2종인 것이 특징인,
    닫힌 셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 보강섬유는 무기질계 섬유 또는 유기질계 섬유 중 선택된 1종 또는 2종인 것이 특징인,
    닫힌 셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 무기질계 섬유는 유리계 광물질을 재료로 하는 유리 섬유와 시리카 알루미나계 섬유, 지르코니아 섬유, 탄소 섬유 중 선택된 1종인 것이 특징인,
    닫힌 셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 팽창 퍼라이트 표면에 유리 실란계 커플링제, 티네테이트계 커플링제, 지로코네이트계 커플링제 중 선택된 1종의 코팅막이 더 구성됨을 특징으로 하는,
    닫힌 셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재.
  10. 퍼라이트 원광을 건조시켜 퍼라이트 중량대비 결정수의 중량%를 조절한 후, 팽창시키되, 표면은 닫힌셀(Closed Cell)형상을 갖는 입자들이 일정한 입도분포로 이루어지도록 팽창시켜 팽창 퍼라이트를 제조하는 제1단계;
    상기 제1단계에서 제조한 팽창 퍼라이트에 액상바인더와 보강섬유를 넣고 혼합하여 혼합재를 제조하는 제2단계;
    상기 제2단계에서 제조한 혼합재를 압축하여 성형체를 제조하는 제3단계;및
    상기 제3단계에서 제조한 성형체를 건조하는 제4단계로 구성된,
    닫힌 셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1단계의 팽창 퍼라이트 제조시, 일정한 입도분포범위에 맞춰 한번에 팽창시켜 제조하는 방법 또는 입자크기별로 따로 팽창시킨 후 이를 혼합하여 제조하는 방법 중 선택된 1종으로 제조하는 것을 특징으로 하는,
    닫힌 셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재의 제조방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1단계의 팽창 퍼라이트 제조시, 직접화염법 또는 간접화염법 중 선택된 1종으로 팽창하는 것을 특징으로 하는,
    닫힌 셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재의 제조방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제3단계의 성형체 제조시, 제2단계의 혼합재를 진동이나 충격을 주어 체밀 충전방법을 더 거친 후, 압축하여 제조하는 것을 특징으로 하는,
    닫힌 셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재의 제조방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제2단계의 혼합물 제조시, 액상바인더로 무기질계 바인더 또는 유기질계 바인더 중 선택된 1종 또는 2종을 사용하는 것을 특징으로 하는,
    닫힌 셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재의 제조방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 제2단계의 혼합물 제조시, 보강섬유로 무기질계 섬유 또는 유기질계 섬유 중 선택된 1종 또는 2종을 사용하는 것을 특징으로 하는,
    닫힌 셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 무기질계 섬유로는 유리계 광물질을 재료로 하는 유리 섬유와 시리카 알루미나계 섬유, 지르코니아 섬유, 탄소 섬유 중 선택된 1종인 것을 특징으로 하는,
    닫힌 셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재의 제조방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 제2단계의 혼합물 제조시, 발수제, 보강제, 복사열 차단제 중 선택된 1 종이상을 더 첨가하여 제조하는 것을 특징으로 하는,
    닫힌 셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재의 제조방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 발수제는 실리콘계 발수제, 유기 실란계 커플링제의 코팅, 티네테이트계 커플링제의 코팅, 지로코네이트계 커플링제이의 코팅 중 선택된 1종인 것을 특징으로 하는,
    닫힌 셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재의 제조방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 보강제는 흄드실리카나, 화이트 카본 중 선택된 1종인 것을 특징으로 하는,
    닫힌 셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재의 제조방법.
PCT/KR2011/001454 2010-03-05 2011-03-03 닫힌셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재 WO2011108856A2 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012556017A JP5651714B2 (ja) 2010-03-05 2011-03-03 クローズドセルの膨張パーライトを用いた保温材
US13/582,726 US9011708B2 (en) 2010-03-05 2011-03-03 Thermal insulator using closed cell expanded perlite
EP11750913.3A EP2543652B1 (en) 2010-03-05 2011-03-03 Thermal insulator using closed cell expanded perlite
ES11750913.3T ES2644227T3 (es) 2010-03-05 2011-03-03 Aislante térmico que utiliza perlita expandida de células cerradas
CN2011800224774A CN102884022A (zh) 2010-03-05 2011-03-03 使用闭孔膨胀珍珠岩的绝热体

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2010-0020108 2010-03-05
KR20100020108A KR101142170B1 (ko) 2010-03-05 2010-03-05 닫힌셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재

Publications (4)

Publication Number Publication Date
WO2011108856A2 WO2011108856A2 (ko) 2011-09-09
WO2011108856A3 WO2011108856A3 (ko) 2012-01-12
WO2011108856A9 true WO2011108856A9 (ko) 2012-02-16
WO2011108856A4 WO2011108856A4 (ko) 2012-04-26

Family

ID=44542717

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2011/001454 WO2011108856A2 (ko) 2010-03-05 2011-03-03 닫힌셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9011708B2 (ko)
EP (1) EP2543652B1 (ko)
JP (1) JP5651714B2 (ko)
KR (1) KR101142170B1 (ko)
CN (1) CN102884022A (ko)
ES (1) ES2644227T3 (ko)
WO (1) WO2011108856A2 (ko)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101242812B1 (ko) 2010-10-06 2013-03-12 주식회사 경동원 열경화성 수지를 이용한 팽창 퍼라이트 단열재, 이의 제조방법 및 이를 이용한 제품
DK2647607T4 (da) 2012-04-03 2021-03-15 Sto Se & Co Kgaa Støbt del og fremgangsmåde til fremstilling af en sådan støbt del
KR101365657B1 (ko) 2012-08-07 2014-02-24 주식회사 경동원 팽창 퍼라이트를 이용한 저밀도 무기질 파우더 단열재, 이의 제조 방법 및 이의 성형기
CN102808459A (zh) * 2012-08-16 2012-12-05 青岛煜志机械科技有限公司 一种防火保温板及其制备工艺
CN103342541B (zh) * 2013-05-10 2014-08-27 苏州市涵信塑业有限公司 保温节能陶瓷装饰瓦
CH708688B1 (de) * 2013-10-14 2017-08-31 Adt Aero Dämm Technik Gmbh Stabiler Formkörper als Brandschutz und/oder Wärmedämmung und Leichtbauplatte mit einem solchen, Herstellverfahren und Verwendung davon sowie Bauwerk enthaltend einen stabilen Formkörper oder eine Leichtbauplatte.
EP3058036A4 (en) * 2013-10-15 2017-05-31 S&B Industrial Minerals S.A. Expanded, micronized surface treated aluminosilicate volcanic glass as lamellar functional filler for plastics and special coatings
JP2016114215A (ja) * 2014-12-17 2016-06-23 旭ファイバーグラス株式会社 真空断熱材
CN104482759A (zh) * 2014-12-19 2015-04-01 苏州博涛机电设备有限公司 辊道炉
US9593797B2 (en) * 2015-01-30 2017-03-14 Johns Manville Hybrid high temperature insulation
KR101910237B1 (ko) * 2016-02-15 2018-10-19 전정호 단열재 및 이의 제조방법
DE102016205960A1 (de) * 2016-04-08 2017-10-12 HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verwendung von geschlossen-porigen Mikro-Kugeln aus expandiertem Perlit als Füllstoff für die Herstellung von Formkörpern für die Gießereiindustrie
CN108162550A (zh) * 2018-01-18 2018-06-15 深圳市特斯拉科技实业有限公司 一种含有膨胀珍珠岩颗粒的包装材料
WO2020011354A1 (de) 2018-07-11 2020-01-16 Wacker Chemie Ag Mit wasser anmischbare mischung enthaltend kieselsäure formkörper
WO2020038582A1 (de) 2018-08-23 2020-02-27 Wacker Chemie Ag Mit wasser anmischbare mischung enthaltend hydrophobierte kieselsäure formkörper und benetzungsmittel
CN109516777B (zh) * 2018-12-22 2022-02-18 广东青藤环境科技有限公司 纳米陶瓷膜
CN109574624B (zh) * 2018-12-22 2021-08-31 广东青藤环境科技有限公司 纳米陶瓷膜
CN111981248A (zh) * 2019-05-23 2020-11-24 李振声 一种气凝胶保温保冷材料在管道中的施工方法
CN112573931B (zh) * 2019-09-27 2023-03-10 中国石化工程建设有限公司 超低导热型耐热浇注料及其制备方法
CN112573930B (zh) * 2019-09-27 2023-03-10 中国石化工程建设有限公司 超低导热型隔热浇注料及其制备方法
US11447419B2 (en) * 2019-12-30 2022-09-20 Qingdao university of technology Lightweight aggregate ultra-high performance concrete (UHPC) and preparation method thereof
CN114716875B (zh) * 2021-04-27 2023-03-17 盛隆建材有限公司 一种防水涂料及其制备方法与应用
NO346841B1 (en) * 2021-06-18 2023-01-30 Ophiolite As Heat refractive insulation material
CN113213963B (zh) * 2021-06-26 2022-09-06 江西陶瓷工艺美术职业技术学院 一种利用建筑废弃物制备的轻质耐火材料及其制备方法
CN115368048B (zh) * 2022-09-19 2023-07-14 河南建筑材料研究设计院有限责任公司 一种改性膨胀珍珠岩及其制备方法和应用

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE637983A (ko) 1961-05-02
WO1988002740A1 (en) * 1986-10-07 1988-04-21 Shikoku Kaken Kogyo Co., Ltd. Refractory composition and technique for refractory coating
DE3816189A1 (de) 1988-05-11 1989-11-23 Greenland Gmbh & Co Kg Rundballen
ATE110046T1 (de) 1989-05-22 1994-09-15 Advanced Concrete Tech Struktureller perlitbeton von hoher festigkeit.
US5114617A (en) * 1989-05-22 1992-05-19 Advanced Concrete Technology, Inc. High strength structural perlite concrete
JP2561959B2 (ja) * 1989-07-05 1996-12-11 鹿島建設株式会社 低温液化ガス貯槽の防液堤用の断熱コンクリート
JP2743227B2 (ja) * 1992-02-26 1998-04-22 パラマウント硝子工業株式会社 耐熱不燃性電波吸収体
JPH0825808B2 (ja) * 1992-07-16 1996-03-13 スチライト工業株式会社 炭酸水素化合物による耐火被覆材
JPH0656497A (ja) * 1992-08-13 1994-03-01 Sansou:Kk アルミナセメント複合材料
JP2881077B2 (ja) * 1992-09-19 1999-04-12 菊水化学工業株式会社 無公害性耐火被覆組成物
JPH06144913A (ja) * 1992-11-10 1994-05-24 Kubota Corp 繊維補強セメント板
JPH06256057A (ja) * 1993-01-25 1994-09-13 Masami Kanai 壁面外装材組成物
KR950017812A (ko) * 1993-12-15 1995-07-20 이동훈 건축용 복합재료 및 이의 조성물, 및 이로부터 제조된 건축용 자재
US5827457A (en) 1995-12-18 1998-10-27 Tseng; Chao-Ming Method for manufacturing a lightweight ceramic foamed substance
JP3398544B2 (ja) * 1996-06-06 2003-04-21 新日鐵化学株式会社 パーライト硬化体の製造方法
JP3183843B2 (ja) * 1997-03-19 2001-07-09 昭和電工建材株式会社 セメント系成形硬化物およびその製造方法
US5964934A (en) * 1997-12-18 1999-10-12 Usg Interiors, Inc. Acoustical tile containing treated perlite
US6340389B1 (en) 2000-12-18 2002-01-22 G-P Gypsum Corporation Fire door core
CN100379697C (zh) * 2001-08-20 2008-04-09 先进矿物公司 泡沫玻璃制品
KR100522568B1 (ko) 2002-08-26 2005-10-18 주식회사 세운티.엔.에스 유리섬유를 이용한 발수성 단열파이프 및 그 제조방법
KR200350638Y1 (ko) 2003-12-08 2004-05-14 김현용 지압구
KR20060012497A (ko) * 2004-08-03 2006-02-08 주식회사 태영이엠씨 발포제 및 이를 이용한 단열재의 제조방법
KR100695502B1 (ko) * 2005-02-14 2007-03-14 주식회사 엔티피케이 단열재용 조성물, 이를 이용하여 제조되는 단열 패널과 그 제조방법
JP2007320805A (ja) 2006-05-31 2007-12-13 Taiheiyo Material Kk 硬質発泡パーライトおよびその製造方法
KR100760003B1 (ko) 2006-07-12 2007-09-18 주식회사 세운티.엔.에스 장치물 보온용 라운드형 유리섬유 단열재 및 그 제조방법
CN100537469C (zh) 2006-09-30 2009-09-09 北新集团建材股份有限公司 一种纤维增强水泥复合外墙板及其制备方法
JP2010047459A (ja) * 2008-08-20 2010-03-04 Takami Onuma 無機発泡断熱材及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5651714B2 (ja) 2015-01-14
EP2543652A2 (en) 2013-01-09
JP2013522148A (ja) 2013-06-13
WO2011108856A3 (ko) 2012-01-12
EP2543652B1 (en) 2017-07-19
WO2011108856A2 (ko) 2011-09-09
US9011708B2 (en) 2015-04-21
KR20110100989A (ko) 2011-09-15
CN102884022A (zh) 2013-01-16
WO2011108856A4 (ko) 2012-04-26
EP2543652A4 (en) 2013-08-14
ES2644227T3 (es) 2017-11-28
KR101142170B1 (ko) 2012-05-03
US20120326072A1 (en) 2012-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011108856A9 (ko) 닫힌셀의 팽창 퍼라이트를 이용한 보온재
WO2012047012A2 (ko) 열경화성 수지를 이용한 팽창 퍼라이트 단열재, 이의 제조방법 및 이를 이용한 제품
KR102119216B1 (ko) 화재 방지 모르타르
WO2022045724A1 (ko) 패각을 이용한 제철소결용 석회석 대체재의 제조방법
WO2019198892A1 (ko) 석탄 바닥재를 이용한 속성 고강도 지오폴리머의 제조 방법
KR100525564B1 (ko) 내화 및 흡음용 피복 조성물
WO2021177541A1 (ko) 입체섬유를 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강 공법
WO2018216932A1 (ko) 발포성형체의 제조방법
WO2016159439A1 (ko) 다공성 섬유강화 복합재 및 이를 제조하는 방법
WO2016105159A1 (ko) 팽창흑연 및 팽윤성 점토를 이용한 경량화된 흡음내화 단열재 및 그 제조방법
WO2018016780A1 (ko) 칼슘 화합물을 포함하는 시멘트 콘크리트용 조강혼합물 및 이의 제조방법
CZ20012210A3 (cs) Mikroporézní tepelně izolační těleso
KR101948042B1 (ko) 폐유리를 이용한 발포유리 조성물 및 이의 제조방법
KR101179170B1 (ko) 석면 대체용 규사질 불연제 및 그 제조방법
WO2020242169A1 (ko) 마감재 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 시공방법
KR20130032142A (ko) 유약 조성물을 도포한 슬래그 벽돌 및 이의 제조 방법
KR20110125913A (ko) 석분오니를 함유하는 내장용 벽돌 및 그 제조방법
WO2018048276A1 (ko) 다공성 섬유강화 복합재 및 이를 제조하는 방법
Suvorov et al. High-temperature heat-insulating materials based on vermiculite
WO2023080428A1 (ko) 콘크리트 조기강도 발현용 나노입자, 이를 포함하는 콘크리트 형성용 조성물 및 이의 제조방법
KR940000727B1 (ko) 시멘트 함유 세라믹제품 및 그 제조방법
WO2011108859A2 (ko) 저온 보냉단열재용 팽창 퍼라이트
KR101909086B1 (ko) Pp 섬유 혼합형 단열소재 및 이의 제조 방법
JP2875589B2 (ja) ロックウール系組成物の吹付材
JPS5827223B2 (ja) 焼結体の製造法

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201180022477.4

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11750913

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2011750913

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011750913

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012556017

Country of ref document: JP

Ref document number: 13582726

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE