WO2021054644A1 - 에어로겔 블랑켓 및 이의 제조방법 - Google Patents

에어로겔 블랑켓 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에어로겔 블랑켓 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 함침조에서 촉매화된 졸을 블랑켓에 충분하고 균일하게 함침시키고, 함침조 내 촉매화된 졸을 특정 시간동안 체류시킴으로써 촉매화된 졸이 블랑켓에 용이하게 투입될 수 있는 점도를 달성하면서도 유동성을 제어하여 블랑켓 내 균일한 에어로겔이 형성될 수 있도록 하며, 이에 따라 제조된 에어로겔 블랑켓의 기공 구조의 균일도 및 단열 성능을 개선시키며, 함침 공정을 통해 원재료의의 손실을 줄이고, 공정 상 문제 발생이 적고, 분진 발생이 적은 에어로겔 블랑켓 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

에어로겔 블랑켓 및 이의 제조방법
[관련출원과의 상호인용]
본 발명은 2019년 09월 18일에 출원된 한국 특허 출원 제10-2019-0114993호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용을 본 명세서의 일부로서 포함한다.
[기술분야]
본 발명은 블랑켓 내 에어로겔이 균일하게 형성되어 물성이 개선된 에어로겔 블랑켓 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
에어로겔(aerogel)은 90~99.9% 정도의 기공율과 1~100 nm 범위의 기공크기를 갖는 초다공성의 고비표면적(≥500 m2/g) 물질로서, 뛰어난 초경량/초단열/초저유전 등의 특성을 갖는 재료이기 때문에 에어로겔 소재 개발연구는 물론 투명단열재 및 환경 친화적 고온형 단열재, 고집적 소자용 극저유전 박막, 촉매 및 촉매 담체, 슈퍼 커패시터용 전극, 해수 담수화용 전극 재료로서의 응용연구도 활발히 진행되고 있다.
에어로겔의 가장 큰 장점은 종래 스티로폼 등의 유기 단열재보다 낮은 0.300 W/m·K 이하의 열전도율을 보이는 슈퍼단열성(super-insulation)인 점과 유기 단열재의 치명적인 약점인 화재 취약성과 화재시 유해가스 발생을 해결할 수 있다는 점이다.
종래의 에어로겔 함유 블랑켓 제조방법은 겔 캐스팅 과정에서 전구체 졸과 겔화 촉매를 혼합한 용액을 섬유 상에 함침시켜 에어로겔 함유 블랑켓을 제조하였는 바, 전구체 졸과 겔화 촉매의 혼합 시 졸-겔 화학 반응이 바로 시작되고 혼합 용액의 점도가 상승하여 섬유 상에 충분히 함침되기 전에 입자가 형성되어 겔화 속도의 제어가 어렵고, 공정 중에 겔화된 에어로겔이 파손되거나 손실되어 최종 제품의 단열 성능이 떨어지는 단점이 있었다.
또한, Roll to Roll 공정 등과 같은 이동요소 위에 전구체 졸과 겔화 촉매의 투입 시 이동요소 상에 위치한 섬유상 블랑켓에 전구체 졸과 겔화 촉매의 충분한 함침이 어려워 블랑켓 표면에 불균일한 함침이 발생하여, 단열 성능이 저하되는 문제점이 발생하였으며, 이를 방지하기 위하여 전구체 졸과 겔화 촉매의 투입량을 증가시킬 경우, 섬유 상에 함침될 수 있는 양을 초과하여, 함침량 이상의 전구체 졸과 겔화 촉매는 이동요소 위에서 넘쳐흘러 공정 상의 손실량으로 발생하거나, 나아가 넘쳐흐른 혼합상의 후속 겔화 과정으로 인해 분말 등과 같은 고체가 형성되어, 기계적으로 작동하는 공정 장치에 스케일을 형성하여 공정 저해 요인으로 작용하는 문제가 발생하였다.
이에 본 발명의 발명자들은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 연구한 끝에 본 발명을 개발하게 되었다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) KR10-2012-0012836A
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 함침조 내 촉매화된 졸의 체류시간을 제어하여 안정적인 점도 범위를 가지는 촉매화된 졸을 블랑켓용 기재에 균일하게 침투시킴으로써 블랑켓 내 에어로겔을 균일하게 형성시킬 수 있고, 이에 우수한 단열 성능 및 분진 발생량 억제 효과를 개선한 가진 에어로겔 블랑켓을 제조할 수 있는 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 촉매화된 졸의 손실을 최소화하여 제조 공정 효율을 개선하면서도, 공정장치 상 스케일 발생을 억제하고, 제조 시 분진을 감소시킬 수 있는 에어로겔 블랑켓의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 블랑켓 내 에어로겔이 균일하게 형성되어 에어로겔 블랑켓의 열전도도 표준편차가 작은 에어로겔 블랑켓을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로서, 1) 전구체 용액 및 촉매 용액을 함침조에 투입하여 함침조 내 촉매화된 졸을 체류시키는 단계; 2) 상기 함침조에 블랑켓용 기재를 통과시켜 블랑켓용 기재에 촉매화된 졸을 침투시키는 단계; 및 3) 촉매화된 졸이 침투된 블랑켓용 기재를 이동요소 상에서 겔화시키는 단계를 포함하며, 상기 함침조 내 촉매화된 졸의 체류시간은 0.1 분 내지 40 분인 것인 에어로겔 블랑켓의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 블랑켓용 기재에 투입 시 촉매화된 졸의 점도가 5.5 mPa·s 내지 100 mPa·s가 되도록 촉매화된 졸이 함침조에 체류되는 것인 에어로겔 블랑켓의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 에어로겔 블랑켓 내 열전도도의 표준 편차가 1.5 mW/mK 이하인 에어로겔 블랑켓을 제공한다.
본 발명에 따른 에어로겔 블랑켓의 제조방법은 일정 시간 체류한 촉매화된 졸이 존재하는 함침조에 블랑켓용 기재을 통과시킴으로써 촉매화된 졸을 블랑켓용 기재에 침투시키므로 블랑켓용 기재 내부로 촉매화된 졸이 더욱 균일하게 침투할 수 있다. 또한, 촉매화된 졸을 함침조 내 특정 시간 체류시킨 후 블랑켓용 기재에 침투시키는 경우 블랑켓용 기재에 침투할 때의 촉매화된 졸의 점도를 특정 범위로 제어할 수 있으므로 기재 내부로 용이하게 침투되면서도, 겔화 시 졸의 유동성을 낮춰 블랑켓 내 에어로겔이 균일하게 형성될 수 있고, 이에 따라 제조된 에어로겔 블랑켓의 단열 성능 및 분진 발생 억제 효과가 크게 개선될 수 있고, 특히 에어로겔 블랑켓 내 열전도도의 표준편차를 크게 낮출 수 있다.
또한, 촉매화된 졸의 함침조 내 체류시간을 제어함으로써 점도가 매우 낮은 액상의 졸에 비해 취급이 용이하고, 함침조 내 원재료의 손실이 거의 없으므로 이동요소 상에 전구체 및 촉매용액을 분사시키는 방법에 비해 원재료의 손실을 최소화할 수 있으며, 겔화 시간의 조절이 용이하여 공정 효율을 개선시킬 수 있다. 또한, 겔화 시간을 용이하게 조절할 수 있기 때문에 겔화 시간을 단축시켜 겔 캐스팅을 위해 사용되는 장치의 이동요소(컨베이어 장치)를 간소화시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 촉매화된 졸은 함침조에 체류하고, 이 때 체류시간을 제어함으로써 점도가 낮은 초기 졸에 비해 유동성이 낮으므로 밀도가 낮은 블랑켓용 기재를 사용하더라도 겔화하는 동안 졸이 아래로 가라앉는 현상을 방지하여 블랑켓용 기재 내 에어로겔이 균일하게 형성될 수 있고, 최종 제조되는 에어로겔 블랑켓이 높은 소수화도를 가질 수 있으며, 에어로겔 블랑켓 내 위치에 따른 소수화 정도의 균일성도 우수한 수준으로 확보할 수 있다.
또한, 본 발명은 함침조 내에서 블랑켓용 기재에 침투가 용이하고 안정적인 점도 범위를 가지는 촉매화된 졸을 준비해둘 수 있으므로 제조 공정 상 재현성이 우수하며, 연속 공정을 안정적으로 유지할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시예 3에서 제조한 실리카 에어로겔 블랑켓을 전자현미경(SEM)으로 촬영한 사진이다.
도 2는 본 발명의 비교예 1에서 제조한 실리카 에어로겔 블랑켓을 전자현미경(SEM)으로 촬영한 사진이다.
이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이때, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 블랑켓용 기재 내 졸의 불균일한 침투에 의한 단열 성능의 저하, 공정상 촉매화된 졸에 포함된 전구체 용액 및 촉매 용액 등의 원재료 손실에 의해 발생하는 원가 상승, 블랑켓용 기재 위로 넘쳐흐른 촉매화된 졸의 겔화에 의한 공정 장치 내 스케일 발생 및 분진 발생 등의 종래의 에어로겔 블랑켓 제조방법의 문제를 해결하기 위하여 신규한 에어로겔 블랑켓 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
에어로겔 블랑켓 제조방법
본 발명의 일 실시예에 따르면, 1) 전구체 용액 및 촉매 용액을 함침조에 투입하여 함침조 내 촉매화된 졸을 체류시키는 단계; 2) 상기 함침조에 블랑켓용 기재를 통과시켜 블랑켓용 기재에 촉매화된 졸을 침투시키는 단계; 및 3) 촉매화된 졸이 침투된 블랑켓용 기재를 이동요소 상에서 겔화시키는 단계를 포함하며, 상기 함침조 내 촉매화된 졸의 체류시간은 0.1 분 내지 40 분인 것인 에어로겔 블랑켓의 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 에어로겔 블랑켓의 제조방법을 각 단계별로 보다 상세히 설명한다.
단계 1)
본 발명의 단계 1)은 함침조 내 촉매화된 졸을 준비하고 체류시키는 단계로, 전구체 용액 및 촉매 용액을 함침조에 투입함으로써 함침조 내 촉매화된 졸을 준비할 수 있고, 함침조 내 촉매화된 졸을 일정 시간 체류시켜 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.
에어로겔 블랑켓을 제조하기 위한 종래 알려진 방법 중 하나인 겔 캐스팅 방법으로 제조한 제품은 물성이 좋기 때문에 현재까지 사용량의 대부분을 차지하며, 현재 상용화된 기술로는 롤투롤(roll-to-roll)기법을 이용한 겔 캐스팅 방법이 알려져 있다. 롤투롤 기법의 겔 캐스팅 방법은, 액상의 촉매화된 졸을 분사하여 섬유에 침투시킨 후 겔화가 완료될 때까지 이동요소 상에서 섬유를 이동시키고, 겔화가 완료되면 겔과 복합된 섬유(블랑켓)를 감아서 회수함으로써 에어로겔 블랑켓을 제조할 수 있다.
그러나, 액체 상태의 촉매화된 졸을 분사하여 섬유(블랑켓용 기재)에 침투시키는 경우, 겔화가 완료될 때까지 이동 요소 상에서 섬유가 이동할 수 있어야 하므로 긴 이동요소가 필요하여, 대량 생산 단계에서는 장비 규모가 거대화되는 문제가 있으며, 분사 조건에 따라 졸이 과량으로 분사되어 섬유 밖으로 흘러넘치거나, 분사 시 섬유 밖으로도 졸이 분사될 수 있어 원재료가 불필요하게 낭비될 수 있다. 또한, 액상의 졸은 주위 온도 등의 외부 조건에 따라 겔화 시간이 변할 수 있어 연속 제조 공정을 안정적으로 유지할 수 없고, 제조되는 에어로겔 블랑켓마다 겔화 시간이 달라짐에 따라 균일한 물성을 유지할 수 없는 문제가 있다.
또한, 졸의 유동성이 높아 블랑켓용 기재에 침투되더라도 중력 등 외부 조건에 의해 기재 내부에 균일하게 존재하지 않고, 또 과량 침투된 졸에 의해 형성되는 블랑켓용 기재 외부의 겔 등으로 인해 에어로겔 블랑켓의 두께가 불균일해지는 문제가 발생할 수 있고, 또는 섬유상 블랑켓의 이동 및 공정 중에 겔화된 에어로겔이 파손되거나 손실되어 최종 제품의 단열 성능이 떨어지는 단점이 있었으며, 블랑켓의 가공에 있어서 절단, 구부림 등의 과정에서 에어로겔 입자가 분리되어 분진 발생 및 내구성이 저하되는 문제가 발생하였다.
그러나, 본 발명은 함침조에 전구체 용액 및 촉매 용액을 투입하여 함침조 내 촉매화된 졸이 형성되도록 하며, 이 때 촉매화된 졸의 체류시간(retention time)을 제어하여 블랑켓용 기재에 안정적으로 침투가 가능한 점도를 가지는 촉매화된 졸을 형성한 후 촉매화된 졸을 블랑켓용 기재에 침투시킴으로써 침투된 이후에도 블랑켓용 기재 내 졸이 무작위적인 유동 없이 안정적으로 존재할 수 있도록 하고, 또한 촉매화된 졸이 있는 함침조에 블랑켓용 기재를 충분히 함침시켜 졸을 침투시키므로 블랑켓용 기재 내 균일하게 졸을 침투시키고, 기재 외부에 불필요한 겔의 형성을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전구체 용액 및 촉매 용액은 다양한 방법으로 함침조에 투입될 수 있다. 예컨대 상기 전구체 용액 및 촉매 용액은 함침조의 상부 또는 하부에 투입될 수 있으며, 블랑켓용 기재 투입 시 함침 효과를 더욱 개선하기 위해서는 바람직하게는 함침조의 하부에 투입될 수 있다. 함침조의 하부에 투입되는 것은 함침조의 아래 방향에서부터 투입되는 것을 나타낼 수 있다.
또한, 상기 전구체 용액 및 촉매 용액은, 함침조에 투입됨과 동시에 촉매화된 졸을 형성하도록 하는 측면에서 바람직하게는 동시에 함침조에 투입되는 것일 수 있다. 이 때 동시에 투입되는 것은 투입 시점을 동일하게 하는 것을 의미하는 것일 뿐 투입 위치를 동일하게 하는 것을 의미하는 것은 아니므로 투입 위치는 동일하거나 상이할 수 있다.
또한, 상기 전구체 용액 및 촉매 용액을 함침조에 투입하는 것은, 상기 전구체 용액 및 촉매 용액이 혼합되어 촉매화된 졸의 상태로 투입되는 것도 포함하는 개념일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 함침조 내 촉매화된 졸의 체류시간(retention time)은 0.1 분 내지 40 분일 수 있으며, 바람직하게는 0.1 분 내지 25 분, 0.5 분 내지 20 분, 1 분 내지 20 분 또는 3 분 내지 20 분일 수 있다. 상기 촉매화된 졸의 체류시간을 만족할 때 후술하는 단계 2)에서 블랑켓용 기재에 침투 시 점도가 후술하는 범위를 만족하여 블랑켓 기재 내 침투가 용이하면서도 졸의 무작위적인 유동성을 제어하여 안정적인 겔화가 이루어지도록 하고, 이에 따라 블랑켓용 기재 내 에어로겔이 균일하게 형성될 수 있도록 한다. 본 발명의 촉매화된 졸이 함침조 내 체류시간이 0.1 분 미만인 경우에는 체류시간이 너무 짧아 체류하지 않은 액상 졸의 점도와 동등한 수준이므로 촉매화된 졸을 체류시킴으로 인한 효과를 확보할 수 없는 문제가 있다. 구체적으로 체류시간이 0.1 분 미만이면 졸의 유동성이 안정성을 벗어나는 범위로 크기 때문에 블랑켓용 기재에 침적했을 때 겔화 도중 졸이 아래 쪽으로 가라 앉아 블랑켓용 기재 내 에어로겔이 균일하게 형성되지 않을 수 있고, 에어로겔 블랑켓 내에서 위치에 따라 소수화도의 차이가 발생하며, 이로 인해 최종 제조되는 에어로겔 블랑켓의 소수화도가 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. 특히, 이와 같은 블랑켓용 기재 내 불균일한 에어로겔의 형성 및 소수화도의 불균일성 문제는 PET 섬유와 같이 밀도가 낮은 블랑켓용 기재에 더욱 두드러지게 나타날 수 있다. 또한, 촉매화된 졸의 무작위적인 유동성으로 인해 겔화 시 촉매화된 졸의 손실량이 많아질 수 있고, 제조된 에어로겔 블랑켓의 위치 별로 물성이 균일하게 나타나지 않아 전체적인 단열 성능, 더스트 발생량 및 소수성을 악화시키는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 촉매화된 졸의 함침조 내 체류시간이 40 분을 초과하는 경우에는 졸의 유동성이 크게 떨어져 블랑켓용 기재의 내부까지 균일하게 침투되지 못하기 때문에 블랑켓용 기재 자체의 낮은 소수성의 영향을 많이 받게 되어 최종 제조되는 에어로겔 블랑켓의 소수화도가 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 블랑켓용 기재에 침투하기 전에 이미 겔화가 많이 진행되었기 때문에 블랑켓용 기재 내 졸을 침투시키는데 어려움이 있어, 블랑켓용 기재 내 형성되는 에어로겔의 비율이 현저하게 떨어지고, 이에 따라 정상적인 에어로겔 블랑켓을 제조하지 못하는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에서 '촉매화된 졸의 체류시간'은 함침조로 투입된 전구체 용액과 촉매 용액이 혼합하여 형성된 촉매화된 졸이 함침조에서 체류하는 시간을 나타내는 것으로, 블랑켓(블랑켓 기재)의 체류시간과는 명확하게 구분되는 개념이다. 블랑켓의 체류시간은 함침조로 블랑켓이 투입되고 배출될 때까지의 시간을 나타내는 것이고, 촉매화된 졸의 투입, 배출 유량 및 블랑켓의 투입, 배출 유량은 각각 독립적으로 조절하여 촉매화된 졸의 체류시간과 블랑켓의 체류시간을 상이하게 제어할 수 있다. 예컨대, 블랑켓의 체류시간은 1 분 내지 3 분이더라도 촉매화된 졸의 체류시간은 10 분, 20 분, 30 초 등 다양하게 조절이 가능하다.
또한, 본 발명은 함침조 내 촉매화된 졸의 체류시간을 제어하여 블랑켓용 기재에 침투할 때, 침투가 용이하면서도 안정적인 점도 범위를 달성할 수 있도록 하여 본 발명에서 목적하는 수준의 물성을 확보할 수 있고, 특히 제조된 에어로겔 블랑켓 내 균일한 물성이 형성되도록 하여 열전도도의 표준편차를 크게 낮출 수 있는 것을 특징으로 한다. 그러나 블랑켓의 체류시간으로는 촉매화된 졸의 체류시간을 확인할 수 없을 뿐 아니라 블랑켓에 침투할 때의 촉매화된 졸의 점도의 변화 여부도 확인할 수 없을 것이므로 촉매화된 졸의 체류시간과 블랑켓의 체류시간은 명확하게 구분되는 다른 기술적 구성이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 촉매화된 졸은 전술한 것과 같이 전구체 용액(겔 전구체 용액) 및 촉매 용액을 혼합한 용액일 수 있고, 상기 전구체 용액은 바람직하게는 실리카 전구체 용액일 수 있다.
여기에서 실리카 전구체 용액은 실리카 전구체에 물 및/또는 극성 유기 용매를 포함하는 용액일 수 있으며, 본 발명에서 사용 가능한 극성 유기 용매는 탄소수 1 내지 6의 알코올, 구체적으로 에탄올일 수 있다.
또한, 상기 실리카 전구체 용액에 포함되는 실리카 전구체는 실리카 에어로겔을 형성하기 위해 사용가능한 전구체는 제한 없이 사용할 수 있고, 예컨대 실리콘 함유 알콕사이드계 화합물일 수 있다. 구체적으로는 테트라메틸 오르소실리케이트(tetramethyl orthosilicate; TMOS), 테트라에틸 오르소실리케이트(tetraethyl orthosilicate; TEOS), 메틸트리에틸 오르소실리케이트(methyl triethyl orthosilicate), 디메틸디에틸 오르소실리케이트(dimethyl diethyl orthosilicate), 테트라프로필 오르소실리케이트(tetrapropyl orthosilicate), 테트라이소프로필 오르소실리케이트(tetraisopropyl orthosilicate), 테트라부틸 오르소실리케이트 (tetrabutyl orthosilicate), 테트라세컨드리부틸 오르소실리케이트(tetra secondary butyl orthosilicate), 테트라터셔리부틸 오르소실리케이트 (tetra tertiary butyl orthosilicate), 테트라헥실오르소실리케이트(tetrahexyl orthosilicate), 테트라시클로헥실 오르소실리케이트(tetracyclohexyl orthosilicate), 테트라도데실 오르소실리케이트(tetradodecyl orthosilicate) 등과 같은 테트라알킬 실리케이트일 수 있다. 이 중에서도 보다 구체적으로 본 발명의 경우 상기 실리카 전구체는 테트라메틸 오르소실리케이트(TMOS), 테트라에틸 오르소실리케이트(TEOS) 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 실리카 전구체는 물유리 용액일 수 있다. 여기에서 물유리 용액은 물유리에 증류수를 첨가하고 혼합한 희석용액을 나타내는 것일 수 있으며, 상기 물유리는 이산화규소(SiO2)와 알칼리를 융해해서 얻은 규산알칼리염인 소듐 실리케이트(Sodium silicate, Na2SiO3)일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 실리카 전구체는 전가수분해된 TEOS(pre-hydrolozed TEOS; HTEOS)를 포함하는 것일 수 있다. HTEOS는 넓은 분자량 분포를 가지는 에틸실리케이트 올리고머물질로써, TEOS 단량체로부터 올리고머 형태로 합성할 때 겔화 시간 등의 물성을 조절해 줄 수 있기 때문에 사용자의 반응 조건에 맞춰 쉽게 적용될 수 있다. 또한, 최종 결과물의 재현성 있는 물성을 만들어 내는 장점이 있다. 상기 HTEOS는 일반적으로 산성 조건에서 부분 수화 단계를 거친 TEOS의 축합 반응으로 합성되는 것일 수 있다. 즉, 상기 HTEOS는 TEOS를 축합하여 제조된 올리고머의 형태로, 상기 올리고머가 부분수화된 것일 수 있다.
본 발명의 촉매 용액은 염기 촉매를 극성 유기 용매와 혼합한 용액일 수 있으며, 상기 염기 촉매는 겔 전구체의 pH를 증가시켜 겔화를 촉진하는 역할을 한다. 이 때, 극성 유기 용매는 전술한 것과 같이 탄소수 1 내지 6의 알코올, 구체적으로 에탄올일 수 있다. 또한, 상기 염기 촉매는 고체상으로 투입시 석출될 우려가 있으므로, 본 발명에서와 같이 극성 유기 용매에 의해 희석된 용액상으로 첨가함으로써 상기 부산물 생성을 억제할 수 있는 효과가 있다.
상기 염기 촉매로는 수산화나트륨, 수산화칼륨 등의 무기 염기; 또는 수산화암모늄과 같은 유기 염기를 들 수 있으나, 무기 염기의 경우 화합물 내 포함된 금속 이온이 Si-OH 화합물에 배위(coordination)될 우려가 있으므로, 유기 염기가 바람직할 수 있다. 구체적으로 상기 유기 염기는 수산화암모늄(NH4OH), 테트라메틸암모늄 히드록시드(TMAH), 테트라에틸암모늄 히드록시드(TEAH), 테트라프로필암모늄 히드록시드(TPAH), 테트라부틸암모늄 히드록시드(TBAH), 메틸아민, 에틸아민, 이소프로필아민, 모노이소프로필아민, 디에틸아민, 디이소프로필아민, 디부틸아민, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리이소프로필아민, 트리부틸아민, 콜린, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 2-아미노에탄올, 2-(에틸 아미노)에탄올, 2-(메틸 아미노)에탄올, N-메틸 디에탄올아민, 디메틸아미노에탄올, 디에틸아미노에탄올, 니트릴로트리에탄올, 2-(2-아미노에톡시)에탄올, 1-아미노-2-프로판올, 트리에탄올아민, 모노프로판올아민, 또는 디부탄올아민 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 보다 구체적으로 본 발명의 경우 상기 염기는 수산화암모늄(NH4OH)일 수 있다.
상기 염기 촉매는 촉매화된 졸의 pH가 4 내지 8 이 되도록 하는 양으로 투입될 수 있다. 상기 촉매화된 졸의 pH가 상기 범위를 벗어날 경우 겔화가 용이하지 않거나, 겔화 속도가 지나치게 느려져 공정성이 저하될 우려가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 촉매화된 졸은 에어로겔 블랑켓의 물성을 더욱 개선하는 측면에서 필요에 따라 해당 기술분야에서 사용되는 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이 때 첨가제는 예컨대 불투명화제, 난연제 등의 첨가제를 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 경우 촉매화된 졸을 함침조로 직접 투입하고 촉매화된 졸이 있는 함침조에 블랑켓용 기재를 통과시켜 침투시키는 것을 특징으로 하는 바, 촉매화된 졸의 투입방향, 투입속도 및 투입장치 간 또는 블랑켓용 기재와의 거리 등을 조절하여 겔화 시간 및 물성을 용이하게 조절할 수 있는 특징이 있다.
이중에서도 촉매화된 졸의 투입속도는 본 발명에서 졸이 침투된 블랑켓용 기재의 배출속도와 함께 촉매화된 졸의 체류시간과 졸의 점도를 조절하는 요인으로 작용할 수 있으며, 함침조 내 촉매화된 졸의 체류시간이 본 발명의 범위를 충족할 수 있도록 하는 투입속도라면 제한 없이 적용 가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 단계 1)에서 함침조에 투입된 촉매화된 졸은 교반되는 것일 수 있고, 구체적으로 함침조에 체류하는 동안 교반기를 통해 교반되면서 체류하는 것일 수 있다. 함침조 내에서 촉매화된 졸이 교반되는 경우 촉매화된 졸의 안정성이 더욱 개선될 수 있고, 함침조 내벽에 스케일이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
함침조 내 촉매화된 졸의 교반 속도는 50 rpm 내지 1,000 rpm, 바람직하게는 50 rpm 내지 500 rpm, 보다 바람직하게는 50 rpm 내지 300 rpm 일 수 있다. 상기한 범위 내에서 교반되는 경우 촉매화된 졸의 안정성이 더욱 개선될 수 있다.
단계 2)
본 발명의 단계 2)는 촉매화된 졸이 체류되고 있는 함침조에 블랑켓용 기재를 통과시켜 블랑켓용 기재에 촉매화된 졸을 침투시키는 단계이고, 구체적으로 블랑켓용 기재 공급 장치를 통해 블랑켓용 기재를 함침조에 공급하고, 촉매화된 졸에 블랑켓용 기재를 충분히 함침시킴으로써 촉매화된 졸을 침투시키는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 촉매화된 졸은 블랑켓용 기재에 침투 시 점도가 5.5 mPa·s 내지 100.0 mPa·s, 바람직하게는 6.0 mPa·s 내지 50.0 mPa·s, 6.0 mPa·s 내지 30.0 mPa·s, 또는 8.0 mPa·s 내지 15.0 mPa·s 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 촉매화된 졸은 블랑켓용 기재에 침투 시 점도가 상기한 범위가 되도록 함침조에 체류되는 것을 특징으로 한다. 즉, 함침조에 촉매화된 졸을 체류시키는 것은 블랑켓용 기재에 침투할 때의 본 발명의 점도 범위를 충족시키기 위한 수단으로 작용할 수 있다.
상기한 점도 범위에서 블랑켓용 기재 내 촉매화된 졸이 더욱 용이하게 침투될 수 있고, 또한 촉매화된 졸의 유동성도 제어하여 더욱 안정적인 겔화가 가능하도록 하며, 이동 요소 이동 시 촉매화된 졸의 손실률도 더욱 줄일 수 있다.
여기에서, 상기 촉매화된 졸의 점도는 Brookfield 社의 DV3T 장비를 이용하여 Spindle no.61으로 상온(25±5 ℃)의 조건에서 측정한 값일 수 있다.
또한, 단계 2)에서 촉매화된 졸을 블랑켓용 기재에 침투시킬 때 졸의 점도는 초기 점도 대비 1.2 배 내지 6.0 배가 증가한 것일 수 있으며, 바람직하게는 초기 점도 대비 1.2 배 내지 5.0 배, 보다 바람직하게는 초기 점도 대비 2.0 배 내지 2.6 배 증가하는 것일 수 있다. 여기에서 초기 점도는 촉매화된 졸이 함침조에 투입된 직후의 점도를 나타내는 것이며, 예컨대 실리카 전구체 용액과 촉매 용액을 혼합한 직후의 점도를 나타내는 것일 수 있다. 상기한 범위의 점도를 가질 때 블랑켓용 기재에 더욱 균일하게 침투할 수 있고, 침투 후 졸이 더욱 안정적으로 유지될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 함침조 내 온도는 1 ℃ 내지 30 ℃, 바람직하게는 1 ℃ 내지 25 ℃, 보다 바람직하게는 5 ℃ 내지 25 ℃일 수 있다. 함침조 내 온도가 상기 범위를 충족할 때, 촉매화된 졸의 전술한 점도 범위를 더욱 용이하게 달성할 수 있고, 비교적 짧은 체류시간을 가지더라도 목적하는 수준의 점도 범위를 충족할 수 있으므로 바람직하다.
또한, 본 발명에서 사용 가능한 블랑켓용 기재로는 필름, 시트, 네트, 섬유, 다공질체, 발포체, 부직포체, 유리섬유, Glass Fiber Mat 또는 이들의 2층 이상의 적층체일 수 있다. 또한, 용도에 따라 그 표면에 표면조도가 형성되거나 패턴화된 것일 수도 있다. 보다 구체적으로는 상기 블랑켓 기재는 블랑켓 기재 내로 실리카 에어로 겔의 삽입이 용이한 공간 또는 공극을 포함함으로써 단열 성능을 보다 향상시킬 수 있는 섬유일 수 있다. 또, 상기 블랑켓 기재는 낮은 열전도도를 갖는 것이 바람직할 수 있다.
구체적으로 상기 블랑켓용 기재는 폴리아미드, 폴리벤즈이미다졸, 폴리아라미드, 아크릴수지, 페놀수지, 폴리에스테르, 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리올레핀(예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 공중합체 등), 셀룰로오스, 카본, 면, 모, 마, 부직포, 유리섬유 또는 세라믹울 등일 수 있으며, 보다 구체적으로 상기 블랑켓 기재는 유리섬유 또는 폴리에틸렌을 포함하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 블랑켓용 기재 내부에 상기한 점도 범위의 촉매화된 졸이 균일하게 투입되어 함침되도록 하기 위한 측면에서 선택적으로 롤러를 이용하여 블랑켓용 기재 내부로 촉매화된 졸을 침투시키는 것일 수 있다. 이 때 롤러는 스파이크 롤러 또는 니들 인젝터를 사용하는 것일 수 있다. 스파이크 롤러는 원통형의 롤러에 침상형의 돌기가 돌출되어 있는 형태이고, 니들 인젝터는 다각형의 판상에 침상형의 돌기가 돌출되어 있는 형태로, 스파이크 롤러 및 니들 인젝터 모두 침상형의 돌기가 있어 작은 압력에도 일정 점도를 가지는 촉매화된 졸이 블랑켓용 기재로 용이하게 투입될 수 있으며, 기재 내부까지 균일하게 투입될 수 있다.
종래의 제조방법은 Roll to Roll 공정 등과 같은 이동요소 위에서 실리카 졸 및 겔화 촉매를 투입하였는 바, 이동요소 위에서 섬유상 블랑켓에의 충분한 함침이 어려워 블랑켓 표면에 불균일한 함침이 발생하여, 제조된 에어로겔 함유 블랑켓의 단열 성능이 저하되는 문제가 있었다.
또한 이러한 문제를 방지하기 위해 실리카 졸 및 겔화 촉매의 투입량을 증가시킬 경우, 섬유상 블랑켓에 함침될 수 있는 양을 초과하여, 함침량 이상의 실리카 졸과 겔화 촉매는 이동요소 위에서 넘쳐 흘러 공정 상의 Loss로 발생하거나, 나아가 넘쳐흐른 혼합물의 후속 겔화 과정으로 인해 Powder 등과 같은 고체가 형성되어, 기계적으로 작동하는 공정 장치에 공정 Trouble 요인으로 작용하는 문제가 있었다.
이에 본 발명은 블랑켓에 실리카 졸 및 겔화 촉매의 충분한 함침이 이루어지도록 하기 위하여 상기 촉매화된 졸을 함침조에 투입시키고, 상기 함침조에서 충분한 함침이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.
단계 3)
본 발명의 단계 3)은 상기 촉매화된 졸이 침투된 블랑켓용 기재를 이동요소 상에서 겔화시켜 실리카 습윤겔 블랑켓를 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 함침조에서 충분한 함침이 이루어지게한 뒤 겔화 반응이 진행되므로, 이동요소의 속도, 온도 및 길이 조절에 따라 정확하게 겔화 시간을 조절하여 의도하는 물성의 에어로겔 블랑켓을 제조할 수 있는 효과가 있다.
상기 겔화 반응이란 겔 전구체 물질로부터 망상구조를 형성시키는 것일 수 있으며, 상기 망상구조(network structure)는 원자 배열이 1 종 혹은 그 이상의 종류로 되어 있는 어떤 특정한 다각형이 이어진 평면 그물 모양의 구조 또는 특정 다면체의 정점, 모서리, 면 등을 공유하여 3 차원 골격구조를 형성하고 있는 구조를 나타내는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 겔 전구체와 겔화 촉매의 손실을 줄이는 것뿐만 아니라 최종 생성물의 품질을 손상시키거나 겔화 시간을 증가시키지 않는 것을 목적으로 한다.
이후 본 발명의 습윤겔 블랑켓은 롤 형태로 회수되어 숙성, 표면개질 및 건조 단계가 추가적으로 수행될 수도 있다.
상기 숙성은 상기 습윤겔 블랑켓 복합체를 적당한 온도에서 방치하여 화학적 변화가 완전히 이루어지도록 하기 위한 공정으로서, 암모니아 등의 염기성 촉매를 유기 용매에 1 % 내지 10 % 농도로 희석시킨 용액 내에서 50 ℃ 내지 90 ℃의 온도에서 1 시간 내지 10 시간 동안 방치시켜 수행하는 것일 수 있다. 본 발명은 상기 숙성 단계를 거침으로써, 상기 형성된 망상구조를 더 견고하게 형성시킬 수 있어, 기계적 안정성을 강화시킬 수 있다.
또한, 건조된 에어로겔은 건조 직후에는 낮은 열전도율을 유지하나, 실리카 표면의 실라놀기(Si-OH)의 친수성 때문에 공기 중의 물을 흡수하게 되어, 실라놀기의 축합반응으로 인한 나노 기공 구조의 수축이 일어나, 열전도율이 점차 높아지는 단점이 있다. 따라서, 낮은 열전도율을 유지하기 위해서는 에어로겔 표면을 소수성으로 개질할 필요가 있다. 이에, 표면개질제를 사용하여 에어로겔 표면을 소수성으로 개질하는 표면개질 단계가 추가적으로 수행될 수 있으며, 본 발명의 상기 표면개질은 트리메틸클로로실란(Trimethylchlorosilane, TMCS), 헥사메틸디실라잔(hexamethyldisilazane, HMDS), 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxysilane), 트리메틸에톡시실란(trimethylethoxysilane), 에틸트리에톡시실란(ethyltriethoxysilane), 페닐트리에톡시실란(phenyltriethoxysilane) 및 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상의 표면개질제를 첨가하여 수행하는 것일 수 있으며, 보다 구체적으로 헥사메틸디실라잔(hexamethyldisilazane, HMDS)을 첨가하여 수행하는 것일 수 있다.
이후 표면개질된 소수성 겔의 기공구조를 그대로 유지하면서 용매를 제거하는 건조 공정을 통해 소수성 에어로겔을 제조할 수 있다. 건조 공정으로는 상압 건조 또는 초임계 건조 공정에 의할 수 있다.
상압 건조 공정은 고압의 반응 조건 및 초임계 건조를 위한 특수한 고압 설비 등이 필요하지 않아, 공정이 간단하고 경제적인 측면이 있지만, 물 또는 유기용매가 고온에서 증발함에 따라, 초임계 건조 대비 겔의 내부 기공 구조의 무너짐이 발생하여 단열 성능이 급격히 저하되는 문제가 있을 수 있다. 또한 상기 문제는 표면장력이 낮은 유기 용매로의 치환 없이 바로 건조하는 경우에는 더욱 심화될 수 있다.
이에 비해, 초임계 건조는 기공률을 극대화시킬 수 있는 바, 상압 건조에 의하는 실리카 에어로겔에 비하여 단열 성능이 월등히 우수할 수 있다.
또한, 상기 건조 전 필요에 따라 세척하는 단계를 더 포함할 수 있다.
에어로겔 블랑켓
또한, 본 발명은 에어로겔 블랑켓 내 열전도도의 표준 편차가 1.5 mW/mK이하인 에어로겔 블랑켓을 제공한다. 상기 에어로겔 블랑켓은 전술한 제조방법으로 제조된 것일 수 있다. 일례로 촉매화된 졸을 함침조에 체류시킴으로써 블랑켓 기재에 침투 시 전술한 점도 범위를 충족하도록 하여 블랑켓 기재 내부에 에어로겔이 균일하게 형성되는 것일 수 있고 이에 따라 제조된 에어로겔 블랑켓 내 열전도도의 표준 편차가 1.5 mW/mK 이하를 만족할 수 있다.
또한, 상기 에어로겔 블랑켓은 에어로겔과 블랑켓 기재를 포함하는 복합체일 수 있으며, 예컨대 블랑켓 기재 내부에 다공성의 에어로겔이 형성된 복합체일 수 있다. 또한, 상기 에어로겔은 실리카 에어로겔일 수 있으며, 이 때 에어로겔 블랑켓은 실리카 에어로겔 블랑켓인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 열전도도의 표준 편차는 구체적으로 0.1 mW/mK 내지 1.5 mW/mK, 0.1 mW/mK 내지 1.2 mW/mK, 또는 0.3 mW/mK 내지 1.0 mW/mK인 것일 수 있다. 이 때 열전도도의 표준편차는 상온(25±5 ℃) 열전도도의 표준편차일 수 있고, 구체적으로 80 cm * 500 cm의 에어로겔 블랑켓 시편을 제조하고, 상기 시편을 3등분으로 구분하여 각 영역에서 임의로 1 내지 3점의 상온 열전도도를 측정하고 측정된 열전도도 값들로부터 하기 수학식 1을 이용하여 열전도도 표준 편차를 산출한 값일 수 있다. 이 때 상온 열전도도는 NETZSCH社의 HFM436장비를 이용하여 HFM(Heat Flow Meter) 상온(25±5 ℃)에서 측정한 값일 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2020011536-appb-I000001
σ: 열전도도 표준편차
n: 전체 개체 수
xk: k번째 개체의 열전도도 측정 값
m: 열전도도 평균 값
에어로겔 블랑켓 내 열전도도의 표준편차가 상기한 범위를 충족하는 것으로부터 블랑켓 기재 내 에어로겔이 균일하게 형성된 것을 알 수 있고, 균일한 에어로겔의 형성은 에어로겔 블랑켓의 물성이 위치 별로 크게 상이하지 않고 균일하게 나타나는 것을 나타내는 것일 수 있다. 즉, 본 발명의 에어로겔 블랑켓은 열전도도의 표준편차를 상기 범위로 충족함으로써 에어로겔 블랑켓 내 균일한 물성을 나타내고 에어로겔 블랑켓의 전체적인 단열성이 개선되어 더욱 우수한 품질의 에어로겔 블랑켓을 제공할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
실시예 1
겔 전구체로서 전가수분해된(pre-hydrolyzed) TEOS(HTEOS), 에탄올, 증류수 및 불투명화제 TiO2를 1:0.35:0.77:0.015의 중량비로 혼합하여 제조한 전구체 용액과 에탄올 및 암모니아수를 89:1의 중량비로 혼합하여 제조한 촉매 용액을 각각 준비하였다. 제조된 전구체 용액과 촉매 용액을 혼합하여(부피비 1:1) 촉매화된 졸을 제조하였다. 이 때 제조된 촉매화된 졸의 점도는 5 mPa·s였다. 이 촉매화된 졸을 함침조에 1.0 L/min의 속도로 투입하였다. 함침조 내 졸을 33.3 L 채운 이후에, 상기 촉매화된 졸이 투입된 함침조에 블랑켓용 기재로서 섬유(Glass fiber 섬유 매트, 10 mm)를 통과시켜 섬유에 촉매화된 졸을 침투시키되, 함침조에서 나가는 섬유가 1.0 L/min의 속도로 나가도록 조절하여 통과시키고, 섬유의 함침조 내 체류시간은 1분 30초가 되도록 섬유의 함침조로의 투입 속도를 조절하였다. 이 때 섬유에 침투된 촉매화된 졸의 점도는 27 mPa·s이다. 또한, 함침조 내 온도는 상온(25±5 ℃)이고, 함침조 내 졸의 부피는 33.3 L가 유지되도록 한다. 함침조를 통과하여 촉매화된 졸이 침투된 섬유는 컨베이어 벨트 위를 일정한 속도로 지나며 10 분간 겔화되었다. 겔화된 습윤겔 블랑켓을 70 ℃ 챔버에서 2시간 동안 숙성시켰다. 이 후 전체 용액 부피 기준으로 표면개질제(HMDS)를 5부피% 포함(용매: 에탄올)하는 표면개질제 용액을 숙성된 습윤겔 블랑켓에 투입하고 70 ℃ 오븐에서 4시간 동안 표면개질을 수행하였다. 표면개질 완료 후 초임계 추출기에 습윤겔 블랑켓을 넣고 75 ℃, 150 bar로 CO2를 주입하며, 분리기 하단을 통해 에탄올을 회수하였다. 이후 2시간 동안에 걸쳐 CO2를 배출(venting)하여 건조된 에어로겔 블랑켓을 제조하였다.
실시예 2 내지 6
함침조 내 촉매화된 졸의 부피, 촉매화된 졸의 함침조 체류시간, 블랑켓용 기재에 침투할 때의 촉매화된 졸의 점도를 하기 표 1에 기재된 바와 같이 조절한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 에어로겔 블랑켓을 제조하였다.
실시예 7 및 8
겔 전구체로서 전가수분해된(pre-hydrolyzed) TEOS(HTEOS), 에탄올 및 증류수를 1:0.35:1.21의 중량비로 혼합하여 제조한 전구체 용액과 에탄올 및 암모니아수를 98:1의 중량비로 혼합하여 제조한 촉매 용액을 각각 준비하였다. 제조된 전구체 용액과 촉매 용액을 혼합하여(부피비 1:1) 촉매화된 졸을 제조하였다. 이 때 제조된 촉매화된 졸의 점도는 1.8 mPa·s였다. 촉매화된 졸로 상기 제조한 점도 1.8 mPa·s의 졸을 사용하고, 함침 조건을 하기 표 1 및 2에 기재된 바와 같이 조절한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 에어로겔 블랑켓을 제조하였다.
실시예 9 및 10
겔 전구체로서 전가수분해된(pre-hydrolyzed) TEOS(HTEOS), 에탄올 및 증류수를 1:0.35:0.98의 중량비로 혼합하여 제조한 전구체 용액과 에탄올 및 암모니아수를 94:1의 중량비로 혼합하여 제조한 촉매 용액을 각각 준비하였다. 제조된 전구체 용액과 촉매 용액을 혼합하여(부피비 1:1) 촉매화된 졸을 제조하였다. 이 때 제조된 촉매화된 졸의 점도는 2.7 mPa·s였다. 촉매화된 졸로 상기 제조한 점도 2.7 mPa·s의 졸을 사용하고, 함침 조건을 하기 표 2에 기재된 바와 같이 조절한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 에어로겔 블랑켓을 제조하였다.
실시예 11 및 12
겔 전구체로서 전가수분해된(pre-hydrolyzed) TEOS(HTEOS), 에탄올, 증류수 및 불투명화제 TiO2를 1:0.35:0.77:0.015의 중량비로 혼합하여 제조한 전구체 용액과 에탄올 및 암모니아수를 89:1의 중량비로 혼합하여 제조한 촉매 용액을 각각 준비하였다. 제조된 전구체 용액과 촉매 용액을 5 ℃의 온도 조건 하에서 혼합하여(부피비 1:1) 촉매화된 졸을 제조하였다. 이 때 제조된 촉매화된 졸의 점도는 10.0 mPa·s였다. 촉매화된 졸로 상기 제조한 점도 10.0 mPa·s의 졸을 사용하고, 함침 조건을 하기 표 2에 기재된 바와 같이 조절한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 에어로겔 블랑켓을 제조하였다.
실시예 13
상기 실시예 1에서 섬유 두께가 5 mm인 유리 섬유를 사용하고, 함침 조건을 하기 표 2에 기재된 바와 같이 조절한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 에어로겔 블랑켓을 제조하였다.
실시예 14
상기 실시예 1에서 섬유 두께가 1 mm인 유리 섬유를 사용하고, 함침 조건을 하기 표 2에 기재된 바와 같이 조절한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 에어로겔 블랑켓을 제조하였다.
비교예 1
겔 전구체로서 전가수분해된(pre-hydrolyzed) TEOS(HTEOS), 에탄올, 증류수 및 불투명화제 TiO2를 1:0.35:0.77:0.015의 중량비로 혼합하여 제조한 전구체 용액과 에탄올 및 암모니아수를 89:1의 중량비로 혼합하여 제조한 촉매 용액을 각각 준비하였다. 제조된 전구체 용액과 촉매 용액을 혼합하여(부피비 1:1) 촉매화된 졸을 제조하였다. 이 때 제조된 촉매화된 졸의 점도는 5 mPa·s였다. 이 촉매화된 졸을 함침조 없이 컨베이어 벨트를 일정 속도로 지나는 유리 섬유(glass fiber) 매트(두께 10 mm) 위에 1.0 L/min의 분사속도로 노즐을 통해 분사하였다. 촉매화된 졸이 투입된 섬유를 이동요소로 이동시키면서 10분 동안 겔화하였으며, 겔화 후에는 실시예 1과 동일한 방법으로 에어로겔 블랑켓을 제조하였다.
비교예 2
함침조 부피 및 촉매화된 졸의 함침조 체류시간, 블랑켓용 기재에 침투할 때의 촉매화된 졸의 점도를 하기 표 3에 기재된 바와 같이 조절한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 에어로겔 블랑켓을 제조하였다.
비교예 3
상기 실시예 1에서 함침 조건을 하기 표 3에 기재된 바와 같이 조절한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 에어로겔 블랑켓을 제조하였다.
실험예 1: 촉매화된 졸 물성 측정
1) 촉매화된 졸 점도 측정
Brookfield 社의 DV3T 장비를 이용하여 Spindle no.61으로 상온(25±5 ℃)의 조건에서 점도를 측정하였다.
2) 촉매화된 졸 손실율 (%)
실시예 및 비교예에서 제조된 촉매화된 졸이 침투된 블랑켓으로 10 cm * 10 cm로 시편을 제조한 후, 시편을 공중에 걸어놓고 10 분 후 무게를 측정하고, 하기 수학식 2로 졸 손실율을 산출하였다. 졸 손실율이 적을수록 블랑켓 내 촉매화된 졸이 안정적으로 존재하는 것을 나타낸다.
[수학식 2]
졸 손실율(%) = ((졸이 침투된 블랑켓)0min - (졸이 침투된 블랑켓)10min)/(졸이 침투된 블랑켓)0min * 100
3) 함침조 내 촉매화된 졸의 안정성
함침조 내 촉매화된 졸의 경시 변화를 육안으로 관찰하여 아래 기준으로 평가하였다.
◎: 함침조 내 촉매화된 졸의 경시 변화 없음.
○: 촉매화된 졸의 겔화 시간이 10 % 내외로 변하거나, 경시 변화 일부 나타남.
X: 함침조 내부에서 겔 또는 스케일 형성됨.
구분 실시예
1 2 3 4 5 6 7
초기 졸 점도 (mPa·s) 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 1.8
섬유 두께 (mm) 10 10 10 10 10 10 10
함침조 내 온도 (℃) 25 25 25 25 25 25 25
함침조 내 졸의 부피 (L) 33.3 20.0 10.0 3.3 1.0 0.5 10.0
함침조 내 졸의 체류시간 33m20s 20m 10m 3m20s 1m 30s 10m
섬유 침투 시 졸의 점도 (mPa·s) 27 13 10 10 8 7 7
함침조 내 졸의 안정성 ○ ○ ○ ◎ ◎ ◎ ○
함침조 내 졸의 교반 유무 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
졸 손실율 (%) 1.5 3.3 3.8 3.9 4.1 4.9 3.9
구분 실시예
8 9 10 11 12 13 14
초기 졸 점도 (mPa·s) 1.8 2.7 2.7 10.0 10.0 5.0 5.0
섬유 두께 (mm) 10 10 10 10 10 5 1
함침조 내 온도 (℃) 25 25 25 5 5 25 25
함침조 내 졸의 부피 (L) 3.3 10.0 3.3 10.0 3.3 5.0 1.0
함침조 내 졸의 체류시간 3m20s 10m 3m20s 10m 3m20s 10m 10m
섬유 침투 시 졸의 점도 (mPa·s) 6 8 6 16 15 9 9
함침조 내 졸의 안정성 ○ ○ ○ ○ ◎ ◎ ○
함침조 내 졸의 교반 유무 ○ ○ ○ ○ X ○ ○
졸 손실율 (%) 4.2 3.8 4.4 3.2 3.2 1.2 0.7
구분 비교예
1 2 3
초기 졸 점도 (mPa·s) 5.0 5.0 5.0
섬유 두께 (mm) 10 10 10
함침조 내 온도 (℃) - 25 25
함침조 내 졸의 부피 (L) - 50.0 0.08
함침조 내 졸의 체류시간 -(1.0 L/min의 속도로 분사) 50m 5s
섬유 침투 시 졸의 점도 (mPa·s) 5 150 이상(부분적으로 겔 확인됨) 5
함침조 내 졸의 안정성 - X ◎
함침조 내 졸의 교반 유무 - ○ ○
졸 손실율 (%) 7.8 - 7.3
상기 표 1 내지 3에서 졸은 촉매화된 졸을 의미한다.
상기 표 1 내지 3에서와 같이 촉매화된 졸의 함침조 내 체류시간이 본 발명에서 특정한 범위를 충족하는 실시예 1 내지 14는 함침조를 이용하지 않거나, 함침조에 촉매화된 졸을 체류시키더라도 체류시간이 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예 1 내지 3에 비해 졸의 안정성이 우수하고, 졸이 블랑켓용 기재에 침투한 후 졸의 손실률도 낮은 값을 가지는 것을 확인할 수 있다.
한편 비교예 2는 함침조 내 촉매화된 졸의 체류시간이 너무 길어짐에 따라 촉매화된 졸의 점도가 급격하게 상승하고 블랑켓에 침투하기도 전에 함침조 내에서 부분적으로 겔화가 진행되는 것이 관찰되었다. 겔화가 진행된 곳은 점도 측정이 불가능하여 점도 측정이 가능한 정도의 졸의 상태를 유지하는 부분의 점도를 측정하였으나, 점도가 측정 가능한 부분 역시 150 mPa·s 이상으로 높은 점도가 측정되었다.
실험예 2: 에어로겔 블랑켓 물성 측정
1) 에어로겔 블랑켓 내 에어로겔 함량
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 에어로겔 블랑켓 내 포함된 에어로겔 함량은 제조된 에어로겔 블랑켓 무게에서 초기 블랑켓 섬유의 무게를 차감하여 측정하였다.
2) 열전도도 및 열전도도 표준 편차 측정
실시예 및 비교예에서 제조한 에어로겔 블랑켓으로 80 cm * 500 cm의 시편을 제조하고, NETZSCH社의 HFM 436장비를 이용하여 HFM(HEAT FLOW METER) 상온(25±5 ℃)에서 열전도도를 측정하고, 측정된 열전도도 값들의 평균을 산출하여, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
또한, 상기 시편을 3등분으로 구분하여 각 영역에서 임의로 1 내지 3점의 상온 열전도도를 측정하고 측정된 열전도도 값들로부터 하기 수학식 1을 이용하여 열전도도 표준 편차를 산출하였다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2020011536-appb-I000002
σ: 열전도도 표준편차
n: 전체 개체 수
xk: k번째 개체의 열전도도 측정 값
m: 열전도도 평균 값
3) 더스트 발생량 측정
실시예 및 비교예에서 제조한 에어로겔 블랑켓으로 254 mm * 254 mm의 시편을 제조하고, 시편에 일정한 진동(진동수: 24 Hz, 진폭: 3 mm, 시간: 12 시간)을 주어 하기 수학식 3으로 더스트 발생 정도를 측정하였다.
[수학식 3]
Figure PCTKR2020011536-appb-I000003
Wc = mass of control specimen
Wv = mass of vibrated specimen
Pv = percent difference, vibrated
4) 수분함침율 측정
실시예 및 비교예에서 제조한 에어로겔 블랑켓으로 254 mm * 254 mm의 시편 제조하고, 시편의 무게를 측정한다(W1). 21±2 ℃의 증류수 위에 시편을 띄우고 시편 위에 6.4 mm 메쉬 스크린을 올려 수면 아래 127 mm까지 가라앉힌다. 15 분 후 메쉬 스크린을 제거하고 시편이 떠오르면 클램프로 시편을 집어 수직으로 60±5초 동안 매달아둔다. 이 후 시편의 무게를 재측정하고(W2), 아래 수학식 4에 따라 수분함침율(%)을 산출한다.
[수학식 4]
Figure PCTKR2020011536-appb-I000004
구분 에어로겔 블랑켓 내 에어로겔 함량 열전도도 열전도도 표준편차 더스트 발생량 수분함침율
(wt%) (mW/mK) (%) (%)
실시예 1 33.08 17.3 1.0 0.15 1.2
2 32.67 17.1 0.7 0.15 1.3
3 32.56 17.1 0.3 0.14 1.3
4 32.54 17.2 0.5 0.12 1.2
5 32.49 16.9 0.6 0.13 1.3
6 32.31 17.0 0.8 0.12 1.2
7 32.54 17.5 0.7 0.14 1.3
8 32.47 17.1 0.9 0.15 1.1
9 32.56 17.5 0.8 0.13 1.2
10 32.42 17.8 0.8 0.12 1.2
11 32.53 17.0 0.3 0.12 1.2
12 32.61 17.1 0.4 0.14 1.2
13 32.82 16.9 0.5 0.11 0.9
14 32.67 16.7 0.3 0.09 0.5
비교예 1 32.03 18.3 2.1 0.24 1.7
2 - - - - -
3 32.12 18.3 1.9 0.23 1.6
상기 표 4에서와 같이, 실시예 1 내지 14는 비교예 1 내지 3에 비해 열전도도, 더스트 발생량 및 수분함침율이 낮은 값을 가지는 것을 확인할 수 있으며 특히 열전도도 표준편차가 낮아 블랑켓 기재 내 에어로겔이 균일하게 형성된 것을 확인할 수 있으며, 이로부터 에어로겔 블랑켓이 위치 별로 물성이 크게 상이하지 않고 균일한 물성을 나타내는 것을 알 수 있다.
한편, 비교예 2는 블랑켓에 투입되기 전 졸의 점도가 높고 졸의 안정성이 크게 떨어져 블랑켓 내 졸의 함침이 어려운 문제가 있고, 이에 따라 겔화 진행 후에도 물성을 측정할만한 정상적인 에어로겔 블랑켓을 형성하지 못하는 것을 확인할 수 있다.
실험예 3
상기 실시예 3 및 비교예 1 에서 제조한 실리카 에어로겔 블랑켓에 대해 전자현미경(SEM) 사진을 촬영하여 각각 도 1 및 도 2에 나타내었다.
도 1를 살펴보면, 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 실시예 3의 실리카 에어로겔 블랑켓은 도 2의 비교예 1과 비교하여 섬유상의 블랑켓 사이에 실리카 에어로겔이 균일하게 복합화되어 있음을 확인할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (10)

1) 전구체 용액 및 촉매 용액을 함침조에 투입하여 함침조 내 촉매화된 졸을 체류시키는 단계;
2) 상기 함침조에 블랑켓용 기재를 통과시켜 블랑켓용 기재에 촉매화된 졸을 침투시키는 단계; 및
3) 촉매화된 졸이 침투된 블랑켓용 기재를 이동요소 상에서 겔화시키는 단계를 포함하며,
상기 함침조 내 촉매화된 졸의 체류시간은 0.1 분 내지 40 분인 것인 에어로겔 블랑켓의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 촉매화된 졸은 블랑켓용 기재에 투입 시 점도가 5.5 mPa·s 내지 100 mPa·s가 되도록 함침조에 체류되는 것인 에어로겔 블랑켓의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 촉매화된 졸은 블랑켓용 기재에 투입 시 점도가, 함침조에 투입된 직후의 점도 대비 1.2 배 내지 6.0 배가 되도록 함침조에 체류되는 것인 에어로겔 블랑켓의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 전구체 용액 및 촉매 용액은 동시에 함침조에 투입되거나, 함침조에 투입하기 전 혼합하여 촉매화된 졸 상태로 투입되는 것인 에어로겔 블랑켓의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 함침조 내 온도가 1 ℃ 내지 30 ℃인 것인 에어로겔 블랑켓의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 함침조에 투입된 촉매화된 졸은 교반되는 것인 에어로겔 블랑켓의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 촉매화된 졸은 촉매화된 실리카 졸인 것인 에어로겔 블랑켓의 제조방법.
제1항에 있어서,
롤러를 이용하여 블랑켓용 기재 내부로 촉매화된 졸을 침투시키는 것인 에어로겔 블랑켓 제조방법.
에어로겔 블랑켓 내 열전도도의 표준 편차가 1.5 mW/mK 이하인 에어로겔 블랑켓.
제9항에 있어서,
상기 에어로겔 블랑켓은 실리카 에어로겔 블랑켓인 것인 에어로겔 블랑켓.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102555087B1 (ko) * 2019-09-03 2023-07-17 주식회사 엘지화학 에어로겔 블랭킷
CN114477949B (zh) * 2022-01-29 2023-02-14 巩义市泛锐熠辉复合材料有限公司 一种凝胶毡的制备方法、制备凝胶毡的设备及气凝胶毡
CN115094623B (zh) * 2022-07-25 2023-06-30 巩义市泛锐熠辉复合材料有限公司 一种模块占体型凝胶槽以及凝胶方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6068882A (en) * 1995-11-09 2000-05-30 Aspen Systems, Inc. Flexible aerogel superinsulation and its manufacture
KR20070100738A (ko) * 2004-12-15 2007-10-11 캐보트 코포레이션 에어로겔 함유 블랭킷
KR20120012836A (ko) 2003-06-24 2012-02-10 아스펜 에어로겔, 인코퍼레이티드 겔 시트의 제조방법
CN102557577A (zh) * 2011-11-01 2012-07-11 厦门纳美特新材料科技有限公司 一种二氧化硅气凝胶复合材料的制备及方法
KR101654795B1 (ko) * 2016-02-05 2016-09-06 김현철 고단열 에어로겔 함침 매트의 제조 방법
KR20160122634A (ko) * 2015-04-14 2016-10-24 주식회사 엘지화학 실리카 에어로겔 포함 블랑켓의 제조방법 및 이에 따라 제조된 실리카 에어로겔 포함 블랑켓
KR101964894B1 (ko) * 2016-03-08 2019-04-05 주식회사 엘지화학 에어로겔 블랑켓의 제조방법 및 이로부터 제조된 에어로겔 블랑켓

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011190136A (ja) 2010-03-12 2011-09-29 Asahi Kagaku Kk エアロゲルシート製造装置
KR101558502B1 (ko) 2014-01-27 2015-10-12 주식회사정양에스지 에어로겔 복합재가 부착된 복합 단열재의 제조방법 및 그에 의한 복합 단열재
KR101789371B1 (ko) * 2015-02-13 2017-10-23 주식회사 엘지화학 실리카 에어로겔 함유 블랑켓의 제조방법 및 이에 따라 제조된 실리카 에어로겔 함유 블랑켓
KR101748532B1 (ko) 2016-01-19 2017-06-19 주식회사 엘지화학 에어로겔 시트의 제조방법 및 장치
KR101774140B1 (ko) 2016-01-19 2017-09-01 주식회사 엘지화학 에어로겔 시트의 제조방법 및 장치
KR101953347B1 (ko) 2016-02-16 2019-05-22 주식회사 엘지화학 에어로겔 시트용 제조기
KR101966358B1 (ko) 2016-02-16 2019-04-08 주식회사 엘지화학 에어로겔 시트의 제조방법 및 장치
WO2017145359A1 (ja) * 2016-02-26 2017-08-31 ニチアス株式会社 複合体及びその製造方法、筒状体
KR101955184B1 (ko) 2016-03-28 2019-03-08 주식회사 엘지화학 저분진 고단열 에어로겔 블랭킷의 제조방법
KR102377622B1 (ko) 2017-08-24 2022-03-24 주식회사 엘지화학 실리카 에어로겔 블랑켓 제조방법 및 이의 제조장치
CN108569912A (zh) 2018-04-29 2018-09-25 浙江工业大学 一种疏水型二氧化硅气凝胶复合纤维毡材料的制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6068882A (en) * 1995-11-09 2000-05-30 Aspen Systems, Inc. Flexible aerogel superinsulation and its manufacture
KR20120012836A (ko) 2003-06-24 2012-02-10 아스펜 에어로겔, 인코퍼레이티드 겔 시트의 제조방법
KR20070100738A (ko) * 2004-12-15 2007-10-11 캐보트 코포레이션 에어로겔 함유 블랭킷
CN102557577A (zh) * 2011-11-01 2012-07-11 厦门纳美特新材料科技有限公司 一种二氧化硅气凝胶复合材料的制备及方法
KR20160122634A (ko) * 2015-04-14 2016-10-24 주식회사 엘지화학 실리카 에어로겔 포함 블랑켓의 제조방법 및 이에 따라 제조된 실리카 에어로겔 포함 블랑켓
KR101654795B1 (ko) * 2016-02-05 2016-09-06 김현철 고단열 에어로겔 함침 매트의 제조 방법
KR101964894B1 (ko) * 2016-03-08 2019-04-05 주식회사 엘지화학 에어로겔 블랑켓의 제조방법 및 이로부터 제조된 에어로겔 블랑켓

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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