JP7460255B2 - エアロゲルブランケットの製造方法 - Google Patents

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Description

[関連出願の相互参照]
本発明は、2020年11月9日に出願された韓国特許出願第10-2020-0148448号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容を本明細書の一部として含む。
本発明は、エアロゲルブランケットの製造方法に関し、具体的には湿潤ゲルブランケットの乾燥効率を向上させたエアロゲルブランケットの製造方法に関する。
エアロゲル(aerogel)は、90.0%から99.9%程度の気孔率と、1nmから100nm範囲の気孔径を有する超多孔性の高比表面積(≧500m/g)物質であって、優れた超軽量/超断熱/超低誘電などの特性を有する材料である。よって、エアロゲルの素材に関する開発研究は言うまでもなく、透明断熱材及び環境にやさしい高温型断熱材、高集積素子用極低誘電薄膜、触媒及び触媒担体、スーパキャパシタ用電極、海水淡水化用電極材料としての応用研究も活発に行われている。
エアロゲルの最大の利点は、従来、スチロフォームなどの有機断熱材より低い0.300W/m・K以下の熱伝導度を示すスーパ断熱性(super-insulation)である点と、有機断熱材の致命的な弱点である火災脆弱性と火災時の有害ガスの発生を解決できるという点である。
一般的に、エアロゲルは、水ガラス、アルコキシシラン(alkoxysilane)系(TEOS、TMOS、MTMSなど)などのシリカ前駆体からヒドロゲルを製造し、ヒドロゲルの内部の液体成分を微細構造の破壊なしに除去することで製造されている。
特に、繊維に疎水性のシリカエアロゲルを形成した疎水性シリカエアロゲルブランケットは、水分による腐食を防ぐ機能性断熱素材として、建設または産業現場で広範に使用されており、かかるエアロゲルブランケットは、一般的に、シリカゾル溶液の製造ステップ、ゲル化ステップ、熟成ステップ、表面改質ステップおよび乾燥ステップを介して製造されている。
しかし、前記のような従来の製造方法のうち、乾燥ステップは、超臨界乾燥で行われるが、これは高価の工程に該当し、超臨界乾燥だけでは疎水性シリカエアロゲルブランケットの内部の有機溶媒を完全に除去できないという問題がある。したがって、超臨界乾燥のみを行ったエアロゲルブランケットは、内部に有機溶媒が残留するしかなく、このように残留した有機溶媒は、エアロゲルブランケットの使用時に水分に露出した場合、水分を吸湿する原因となるため、エアロゲルブランケットの撥水性能を低下させる。これはすなわち、エアロゲルブランケットの熱伝導度を上昇させる原因となり、エアロゲルブランケットの耐久性が低下するという問題を発生させる。
よって、前記のような問題点を解決するため、エアロゲルブランケットの超臨界乾燥の後、さらに常圧乾燥工程を行う方案が提示された。超臨界乾燥の後にさらに行われる常圧乾燥工程は、大気圧下で150℃から180℃の温度を有する空気(air)を用いた熱風乾燥工程で行われる。しかし、このようなさらに行われる常圧乾燥工程は、エアロゲルブランケットの製造時に全乾燥時間を増加させる原因となり、前記熱風を生成するための熱エネルギーが必ず消耗し、常圧乾燥工程で発生する排ガスを処理するための排ガス処理施設が必ず求められるという問題がある。
韓国公開特許第10-2012-0070948A号公報
本発明は、前記従来の技術の問題点を解決するために案出されたものであって、超臨界乾燥工程の後に別の常圧乾燥工程を実施せずとも、エアロゲルブランケットから残留有機溶媒を最小化することができる、エアロゲルブランケットの製造方法を提供することを目的とする。
前記課題を解決するため、本発明は、エアロゲルブランケットの製造方法を提供する。
(1)本発明は、有機溶媒を含む湿潤ゲルブランケットを製造するステップ(S10)と、湿潤ゲルブランケットを超臨界抽出装置に投入し、超臨界二酸化炭素を用いて湿潤ゲルブランケットを乾燥するステップ(S20)と、超臨界抽出装置の圧力を減圧するステップ(S30)と、減圧された超臨界抽出装置に気相の二酸化炭素を供給して湿潤ゲルブランケットを乾燥するステップ(S40)と、を含む、エアロゲルブランケットの製造方法を提供する。
(2)本発明は、前記(1)において、前記有機溶媒はアルコールである、エアロゲルブランケットの製造方法を提供する。
(3)本発明は、前記(1)または(2)において、前記(S10)ステップで製造される湿潤ゲルブランケットは、シリカ湿潤ゲルブランケットである、エアロゲルブランケットの製造方法を提供する。
(4)本発明は、前記(1)から(3)のいずれか一つにおいて、前記(S10)ステップは、シリカ前駆体及び有機溶媒を含む前駆体組成物を製造するステップ(S1)と、有機溶媒、触媒及び表面改質剤を含む触媒組成物を製造するステップ(S2)と、前駆体組成物及び触媒組成物を含浸槽に投入し、前記含浸槽にブランケット用基材を通過させて湿潤ゲルブランケットを製造するステップ(S3)と、湿潤ゲルブランケットに表面改質剤を含む表面改質溶液を添加して熟成させるステップ(S4)と、を含む、エアロゲルブランケットの製造方法を提供する。
(5)本発明は、前記(4)において、前記(S3)ステップで製造された湿潤ゲルブランケットは、前記ブランケット用基材が含浸槽を通過するとき、前駆体組成物及び触媒組成物がブランケット用基材に含浸及びゲル化された湿潤ゲルブランケットである、エアロゲルブランケットの製造方法を提供する。
(6)本発明は、前記(1)から(5)のいずれか一つにおいて、前記(S20)ステップの乾燥は、湿潤ゲルブランケットを乾燥するとともに有機溶媒を抽出する、エアロゲルブランケットの製造方法を提供する。
(7)本発明は、前記(6)において、前記(S20)ステップで抽出された有機溶媒は、前記(S10)ステップの湿潤ゲルブランケットを製造するステップに再循環される、エアロゲルブランケットの製造方法を提供する。
(8)本発明は、前記(1)から(7)のいずれか一つにおいて、前記(S30)ステップの減圧は、超臨界抽出装置の圧力が10barから70barとなるように行われる、エアロゲルブランケットの製造方法を提供する。
(9)本発明は、前記(1)から(8)のいずれか一つにおいて、前記(S30)ステップの減圧は、超臨界抽出装置の圧力が50barから70barとなるように減圧するステップ(S31)と、超臨界抽出装置の圧力が10barから50barとなるように減圧するステップ(S32)とを含んで行われる、エアロゲルブランケットの製造方法を提供する。
(10)本発明は、前記(1)から(9)のいずれか一つにおいて、前記(S40)ステップで供給される気相の二酸化炭素の供給圧力は10barから70barである、エアロゲルブランケットの製造方法を提供する。
(11)本発明は、前記(1)から(10)のいずれか一つにおいて、前記(S40)ステップで供給される気相の二酸化炭素の供給温度は60℃以上である、エアロゲルブランケットの製造方法を提供する。
(12)本発明は、前記(1)から(11)のいずれか一つにおいて、前記(S40)ステップの乾燥は、湿潤ゲルブランケットを乾燥するとともに有機溶媒を抽出する、エアロゲルブランケットの製造方法を提供する。
(13)本発明は、前記(12)において、前記(S40)ステップで抽出された有機溶媒は、前記(S10)ステップの湿潤ゲルブランケットを製造するステップに再循環される、エアロゲルブランケットの製造方法を提供する。
(14)本発明は、前記(1)から(13)のいずれか一つにおいて、前記エアロゲルブランケットの製造方法は、前記(S40)ステップの乾燥後、超臨界抽出装置の圧力を常圧に減圧するステップ(S50)を含む、エアロゲルブランケットの製造方法を提供する。
(15)本発明は、前記(1)から(14)のいずれか一つにおいて、前記エアロゲルブランケットの製造方法は、有機溶媒の回収率が98.00重量%以上である、エアロゲルブランケットの製造方法を提供する。
本発明に係るエアロゲルブランケットの製造方法による場合、乾燥後のエアロゲルブランケットの残留有機溶媒を最小化することで、残留有機溶媒による物性低下を防止することができるという効果がある。
また、本発明に係るエアロゲルブランケットの製造方法による場合、有機溶媒を最大限回収できるので、エアロゲルブランケットの製造原価を節減し、生産性を向上させることができるという効果がある。
また、本発明に係るエアロゲルブランケットの製造方法による場合、常圧乾燥工程を省略できるので、全乾燥時間を短縮することができるという効果がある。
また、本発明に係るエアロゲルブランケットの製造方法による場合、常圧乾燥工程を省略できるので、常圧乾燥のための熱エネルギー使用量を節減し、生産性を向上させることができるという効果がある。
また、本発明に係るエアロゲルブランケットの製造方法による場合、常圧乾燥工程を省略できるので、常圧乾燥工程で発生する排ガスを処理するための排ガス処理施設が不要である。
本発明の実施例1から3による乾燥時間別の超臨界抽出装置内の圧力の変化を示すグラフである。 本発明の比較例1から3による乾燥時間別の超臨界抽出装置内の圧力の変化を示すグラフである。
以下、本発明に対する理解を助けるため、本発明をさらに詳しく説明する。
本明細書及び特許請求の範囲に用いられた用語や単語は、通常的かつ辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は自身の発明を最良の方法で説明するために用語の概念を適宜定義することができるという原則に即して、本発明の技術的思想に適合する意味と概念に解釈されなければならない。
本発明は、湿潤ゲルブランケットの乾燥効率を向上させたエアロゲルブランケットの製造方法を提供する。
本発明の一実施形態によれば、前記エアロゲルブランケットの製造方法は、有機溶媒を含む湿潤ゲルブランケットを製造するステップ(S10)と、湿潤ゲルブランケットを超臨界抽出装置に投入し、超臨界二酸化炭素を用いて湿潤ゲルブランケットを乾燥するステップ(S20)と、超臨界抽出装置の圧力を減圧するステップ(S30)と、減圧された超臨界抽出装置に気相の二酸化炭素を供給して湿潤ゲルブランケットを乾燥するステップ(S40)と、を含むものであってよい。
本発明の一実施形態によれば、前記有機溶媒を含む湿潤ゲルブランケットを製造するステップ(S10)は、引き続いて行われる(S20)ステップから(S40)ステップの乾燥工程により収得されるエアロゲルブランケットを製造するための湿潤ゲルブランケットを製造するステップであり、ゾル溶液及び表面改質溶液などに含まれる有機溶媒を含む湿潤ゲルブランケットを製造するステップであり得る。
本発明の一実施形態によれば、前記有機溶媒は、湿潤ゲルブランケットの製造時に使用され得る有機溶媒であってもよく、具体的な例として極性有機溶媒であってもよく、さらに具体的な例としてアルコールであってもよい。ここで、前記アルコールは、メタノール、エタノール、イソプロパノール及びブタノールなどのような1価アルコール;及びグリセロール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール及びソルビトールなどのような多価アルコールからなる群から選択された1種以上であってもよく、具体的な例として、水及び今後製造される湿潤ゲルとの混和性を考慮し、メタノール、エタノール、イソプロパノール及びブタノールなどのような炭素数1から6の1価アルコールからなる群から選択された1種以上であってもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記(S10)ステップで製造された湿潤ゲルブランケットは、シリカ前駆体から製造されたシリカ湿潤ゲルブランケットであってよく、これによって引き続いて行われる(S20)ステップから(S40)ステップの乾燥工程により収得されるエアロゲルブランケットは、シリカエアロゲルブランケットであってもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記(S10)ステップは、シリカゾル溶液の製造ステップ、ゲル化ステップ、熟成ステップ及び表面改質ステップを含んで行われてよい。具体的な例として、前記(S10)ステップは、シリカ前駆体及び有機溶媒を含む前駆体組成物を製造するステップ(S1)と、有機溶媒、触媒及び表面改質剤を含む触媒組成物を製造するステップ(S2)と、前駆体組成物及び触媒組成物を含浸槽に投入し、前記含浸槽にブランケット用基材を通過させて湿潤ゲルブランケットを製造するステップ(S3)と、湿潤ゲルブランケットに表面改質剤を含む表面改質溶液を添加して熟成させるステップ(S4)と、を含むものであってよい。
本発明の一実施形態によれば、前記(S1)ステップは、湿潤ゲル及びエアロゲルを製造するためのシリカ前駆体を準備するステップであり、シリカ前駆体を有機溶媒と混合して行われ得る。
本発明の一実施形態によれば、前記シリカ前駆体は、エアロゲルがシリカを含有できるようにする物質であり、テトラメチルオルトシリケート(tetra methyl ortho silicate;TMOS)、テトラエチルオルトシリケート(tetra ethyl ortho silicate;TEOS)、メチルトリエチルオルトシリケート(methyl triethyl ortho silicate)、ジメチルジエチルオルトシリケート(dimethyl diethyl ortho silicate)、テトラプロピルオルトシリケート(tetra propyl ortho silicate)、テトライソプロピルオルトシリケート(tetra isopropyl ortho silicate)、テトラブチルオルトシリケート(tetra butyl ortho silicate)、テトラセカンダリーブチルオルトシリケート(tetra secondary butyl ortho silicate)、テトラターシャリーブチルオルトシリケート(tetra tertiarybutyl ortho silicate)、テトラヘキシルオルトシリケート(tetra hexyl ortho silicate)、テトラシクロヘキシルオルトシリケート(tetra cyclohexyl ortho silicate)及びテトラドデシルオルトシリケート(tetra dodecyl ortho silicate)からなる群から選択された1種以上であってよく、また前記化合物等の前加水分解物(pre-hydrolysate)が使用されてもよい。前加水分解物を使用する場合、酸の添加が不要であり、シリカ前駆体の加水分解工程を短縮または省略することができ、表面改質効果を促進させることができる。
本発明の一実施形態によれば、前記シリカ前駆体は、前加水分解されたテトラエチルオルトシリケート(pre-hydrolyzed tetra ethyl ortho silicate,HTEOS)であってよく、ここで、前記前加水分解されたテトラエチルオルトシリケートは、広い分子量分布を有する前加水分解されたエチルポリシリケートオリゴマー物質であり、前加水分解程度(水和度)を異ならせて、テトラエチルオルトシリケート単量体からオリゴマー形態に合成する時に、ゲル化時間などの物性を調節できるため、ユーザの反応条件に合わせて容易に適用でき、最終結果物の再現性に優れ、均一な品質を維持できるという効果がある。
本発明の一実施形態によれば、前記(S1)ステップの有機溶媒は、前述した有機溶媒と同一のものであってよい。
本発明の一実施形態によれば、前記(S1)ステップは、シリカ前駆体及び有機溶媒を1.0:0.1から10.0、1.0:0.5から5.0、1.0:1.0から3.0、または1.0:1.0から1.5の重量比で混合して行われてもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記(S2)ステップは、前記(S1)ステップで製造された前駆体組成物からゲル化を誘導するための触媒組成物を製造するためのステップであり、有機溶媒、触媒及び表面改質剤を混合して行われ得る。
本発明の一実施形態によれば、前記(S2)ステップの有機溶媒は、前述した有機溶媒と同一のものであってよく、具体的な例として、前記(S1)ステップの有機溶媒と同一のものであってよい。
本発明の一実施形態によれば、前記触媒は塩基触媒であってよく、具体的な例としては、前記シリカ前駆体のゲル化が誘導されるようにpH条件を形成可能にする物質であり、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの無機塩基;または水酸化アンモニウムのような有機塩基であってよい。具体的に前記有機塩基は、水酸化アンモニウム(NHOH)、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド(TEAH)、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド(TPAH)、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド(TBAH)、メチルアミン、エチルアミン、イソプロピルアミン、モノイソプロピルアミン、ジエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン、コリン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、2‐アミノエタノール、2‐(エチルアミノ)エタノール、2‐(メチルアミノ)エタノール、N‐メチルジエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、ジエチルアミノエタノール、ニトリロトリエタノール、2‐(2‐アミノエトキシ)エタノール、1‐アミノ‐2‐プロパノール、トリエタノールアミン、モノプロパノールアミン、及びジブタノールアミンからなる群から選択された1種以上であってよい。
本発明の一実施形態によれば、前記触媒組成物に含まれる表面改質剤は、アルキルシラン化合物であってよく、具体的な例としては、トリメチルエトキシシラン(trimethylethoxysilane,TMES)、トリメチルシラノール(TMS)、トリメチルクロロシラン(Trimethylchlorosilane,TMCS)、メチルトリメトキシシラン(methyltrimethoxysilane,MTMS)、メチルトリエトキシシラン(MTES)、ジメチルジエトキシシラン(DMDEOS)、エチルトリエトキシシラン(ethyltriethoxysilane)及びフェニルトリエトキシシラン(phenyltriethoxysilane)からなる群から選択された1種以上であってよい。
本発明の一実施形態によれば、前記触媒組成物に表面改質剤を含むことで、前記表面改質剤が、共同前駆体(co-precursor)としてゲル化反応に参加することができ、形成されたシリカ湿潤ゲルブランケットを疎水化させることができる。前記アルキルシラン化合物は、ゲル化ステップでシリカ前駆体とともにゲル化され得る。また、前記アルキルシラン化合物はゲルの中に囲われ得るが、この時、アルキルシラン化合物は熟成及び表面改質ステップでアルキル-Si-O-Siネットワーキングを形成し、シリカ湿潤ゲルブランケットを疎水化させることができる。
本発明の一実施形態によれば、前記(S2)ステップは、有機溶媒、触媒及び表面改質剤を1.000:0.001から0.100:0.010から1.000、1.00:0.01から0.08:0.01から0.50、または1.00:0.02から0.06:0.05から0.30の重量比で混合して行われてもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記(S3)ステップは、ブランケット用基材にシリカゾルを含浸させ、ゲル化を介して湿潤ゲルブランケットを製造するステップであり、前駆体組成物及び触媒組成物を含浸槽に投入し混合してシリカゾルを製造し、前記含浸槽にブランケット用基材を通過させてブランケット用基材にシリカゾルを含浸させ、ゲル化させるステップを含んで行われ得る。
本発明の一実施形態によれば、前記前駆体組成物及び触媒組成物が混合されて製造されたシリカゾルは、それ自体としてゲル化が行われてもよく、この際に含浸槽をブランケット用基材が通過しながら、ブランケット用基材にシリカゾルが含浸されてゲル化が行われてもよい。すなわち、前記(S3)ステップで製造された湿潤ゲルブランケットは、前記ブランケットが含浸槽を通過するとき、前駆体組成物及び触媒組成物がブランケット用基材に含浸及びゲル化された湿潤ゲルブランケットであってもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記(S3)ステップで前記含浸槽にブランケット用基材を通過させる際のシリカゾルの温度は、常温(23±5℃)から50℃、常温から40℃、または常温から35℃であってもよく、この範囲内でゲル化が安定的に進められるという効果がある。
本発明の一実施形態によれば、前記(S3)ステップにおけるゲル化は、5分から1時間、5分から30分、または10分から20分間行われてもよく、この範囲内でゲル化を十分に誘導することができるという効果がある。
本発明の一実施形態によれば、前記ブランケット用基材は、使用用途に応じて適宜選択されてよく、具体的な例としては、無機繊維または有機繊維であってよい。さらに具体的な例として、前記ブランケット用基材は、フィルム、シート、 網、繊維、多孔質体、発泡体、不織布体またはこれらの2層以上の積層体であってもよく、必要に応じて表面に表面粗さが形成されたりパターン化したものであってもよい。前記ブランケット用基材は、ブランケット用基材内へのシリカゾルの挿入が容易な空間または空隙を含むことで、シリカゾルから形成されたエアロゲルによって断熱性能をより向上させ得る繊維であってもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記繊維は、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリベンズイミダゾール、ポリアラミド、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン、またはポリエチレン-プロピレンの共重合体など)、セルロース、カーボン、綿、毛、麻、不織布、ガラス繊維またはセラミックウールであってもよく、具体的な例としてはガラス繊維であってもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記ガラス繊維は、ガラス繊維ニードルマット(glass fiber needle mat)であってもよく、ここでガラス繊維ニードルマットの密度は、100kg/mから150kg/m、110kg/mから140kg/m、または120kg/mから140kg/mであってもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記(S4)ステップは、撥水性能の向上のための表面が疎水化されたエアロゲルブランケットを製造するために、湿潤ゲルブランケットに表面改質剤を含む表面改質溶液を添加して熟成させるステップであってよく、この際、熟成及び表面改質が同時に行われるものであってよい。
本発明の一実施形態によれば、前記表面改質溶液は、有機溶媒及び表面改質剤を含むものであってよく、ここで有機溶媒は前述した有機溶媒と同一のものであってよく、具体的な例としては、前記(S1)ステップ及び(S2)ステップの有機溶媒と同一のものであってよい。
本発明の一実施形態によれば、前記(S4)ステップの表面改質剤は、アルキルシラン化合物であってよく、具体的な例としては、トリメチルエトキシシラン(trimethylethoxysilane,TMES)、トリメチルシラノール(TMS)、トリメチルクロロシラン(Trimethylchlorosilane,TMCS)、メチルトリメトキシシラン(methyltrimethoxysilane,MTMS)、メチルトリエトキシシラン(MTES)、ジメチルジエトキシシラン(DMDEOS)、エチルトリエトキシシラン(ethyltriethoxysilane)、及びフェニルトリエトキシシラン(phenyltriethoxysilane)からなる群から選択された1種以上であってよい。
本発明の一実施形態によれば、前記(S4)ステップは、有機溶媒及び表面改質剤を1.00:0.01から0.50、1.0:0.1から0.3、または1.0:0.1から0.2の重量比で混合して行われてもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記(S4)ステップは、60℃から100℃、70℃から90℃、または75℃から85℃で、1時間から10時間、2時間から8時間、または3時間から7時間行われてもよく、この範囲内で表面改質に十分に誘導され得るという効果がある。
本発明の一実施形態によれば、前記(S20)ステップは、熟成されたシリカ湿潤ゲルの気孔構造をそのまま維持しつつも溶媒を除去するために超臨界乾燥を行うためのステップであり、超臨界二酸化炭素を用いて行われ得る。二酸化炭素(CO)は、常温及び常圧では気体状態であるが、臨界点(supercritical point)と呼ばれる一定の温度及び高圧の限界を超えると、蒸発過程が起こらないため気体と液体の区別ができない臨界状態となり、この臨界状態にある二酸化炭素を超臨界二酸化炭素という。超臨界二酸化炭素は、分子の密度は液体に近いが、粘性度は低いため気体に近い性質を有し、拡散が速く熱伝導性が高いため乾燥効率が高く、乾燥工程時間を短縮させることができる。
本発明の一実施形態によれば、前記(S20)ステップは、超臨界抽出装置である超臨界乾燥反応器または超臨界抽出器に湿潤ゲルブランケットを投入し、液体状態の二酸化炭素を満たし、湿潤ゲルブランケット内部の有機溶媒を二酸化炭素で置換する溶媒置換工程を含んで行われ得る。また、前記(S20)ステップは、溶媒置換工程の後に一定の昇温速度、具体的には0.1℃/分から10.0℃/分の速度で、40℃から80℃に昇温させた後、二酸化炭素が超臨界状態となる圧力以上の圧力、具体的には100barから170barの圧力を加え、二酸化炭素を超臨界状態に制御して行われてもよい。一般的に、二酸化炭素は31℃の温度、73.8barの圧力で超臨界状態となる。
本発明の一実施形態によれば、前記(S20)ステップの乾燥は、湿潤ゲルブランケットを乾燥するとともに有機溶媒を抽出するものであってよく、具体的な例として、前記有機溶媒は二酸化炭素とともに抽出されるものであってよく、抽出された有機溶媒は、前記(S10)ステップの湿潤ゲルブランケットを製造するステップに再循環されるものであってよい。このように、湿潤ゲルブランケットを乾燥して有機溶媒を除去するとともに、これから抽出された有機溶媒を再使用することで、湿潤ゲルブランケットの製造時に投入される有機溶媒の追加必要量を低減することができ、これによって製造原価の上昇を防止して生産性を向上させるという効果がある。
本発明の一実施形態によれば、前記(S20)ステップで用いられた二酸化炭素は、前記有機溶媒とともに抽出された後、前記のように有機溶媒を再使用するため、二酸化炭素と有機溶媒を互いに分離して回収されてもよい。ここで、前記分離は、別の分離器を介して行われてもよい。また、前記(S20)ステップで用いられた二酸化炭素は、有機溶媒と分離された後、回収され、(S20)ステップ及び/又は後述する(S40)ステップで再使用されてもよい。このように、二酸化炭素を再使用することで、湿潤ゲルブランケットの乾燥時に投入される二酸化炭素の追加必要量を低減することができ、これによって製造原価の上昇を防止し、生産性を向上させるという効果がある。
本発明の一実施形態によれば、超臨界乾燥により湿潤ゲルブランケット内の全ての有機溶媒を除去するためには、超臨界乾燥を非常に長い時間行わなければならず、これは二酸化炭素を超臨界状態に維持するための高い圧力及び高い温度を持続的に維持させなければならないため、非常に多くのエネルギーが消耗される。したがって、前記(S20)ステップの乾燥は、前記加圧を始めた時点から100分から720分、120分から360分、または150分から180分間行われてもよく、この範囲内で湿潤ゲルブランケット内の有機溶媒を効率的に除去することができる。
本発明の一実施形態によれば、前記(S30)ステップは、前記(S20)ステップの超臨界乾燥が完了した後、湿潤ゲルブランケットまたはエアロゲルブランケットを収得するため、超臨界抽出装置の圧力を減圧するステップであり得る。
本発明の一実施形態によれば、前記(S20)ステップの乾燥によるとき、湿潤ゲルブランケット内の殆どの有機溶媒は除去及び抽出された状態であるが、一部の有機溶媒が残留することがある。これは、エアロゲルブランケットの使用時に水分に露出した場合、水分を吸湿する原因となるため、エアロゲルブランケットの撥水性能を低下させる。これはすなわち、エアロゲルブランケットの熱伝導度を上昇させる原因となり、エアロゲルブランケットの耐久性が低下するという問題を発生させる。したがって、本発明の一実施形態によれば、前記(S30)ステップの減圧は、後述する(S40)ステップの乾燥を効率的に行うため、超臨界抽出装置の圧力が10barから70bar、10barから50bar、10barから30bar、または15barから25barとなるように行われてもよい。具体的な例として、前記(S30)ステップの減圧は、超臨界抽出装置の圧力が30barから70bar、40barから70bar、または50barから70barとなるように減圧するステップ(S31)と、超臨界抽出装置の圧力が10barから50bar、10barから40bar、10barから30bar、または15barから25barとなるように減圧するステップ(S32)とを含んで行われてもよく、この場合、急激な圧力低下により発生し得る安全上の問題を防止できるという効果がある。
本発明の一実施形態によれば、前記(S40)ステップは、前記(S20)ステップの乾燥後、湿潤ゲルブランケット内に残留する有機溶媒をさらに除去及び抽出するためのステップであり、前記超臨界抽出装置内で行われ得る。
前述したように、従来は湿潤ゲルブランケットまたはエアロゲルブランケット内に残留する有機溶媒をさらに除去及び抽出するため、前記(S20)ステップのような湿潤ゲルブランケットの超臨界乾燥の後に、さらに常圧乾燥工程を行った。ここで、常圧乾燥工程は、大気圧下で150℃から180℃の温度を有する空気(air)を用いた熱風乾燥工程で行われる。しかし、このようなさらに行われる常圧乾燥工程は、エアロゲルブランケットの製造時に全乾燥時間を増加させる原因となり、前記熱風を生成するための熱エネルギーが必ず消耗し、常圧乾燥工程で発生する排ガスを処理するための排ガス処理施設が必ず求められるという問題がある。
しかし、本発明の一実施形態によって、前記(S40)ステップのように、減圧された超臨界抽出装置に気相の二酸化炭素を供給して湿潤ゲルブランケットを乾燥する場合には常圧乾燥工程を省略できるため、全乾燥時間を短縮しながら、常圧乾燥のための熱エネルギー使用量を節減して生産性を向上させるとともに、常圧乾燥工程で発生する排ガスを処理するための排ガス処理施設が不要となる。
本発明の一実施形態によれば、前記(S40)ステップは、前記(S20)ステップのような超臨界二酸化炭素ではなく、気相の二酸化炭素を供給することを特徴とする。ここで、前記(S40)ステップで供給される気相の二酸化炭素の供給圧力は10barから70bar、10barから50bar、10barから30bar、または15barから25barであってよい。すなわち、前記気相の二酸化炭素の供給圧力は、前記(S30)ステップで減圧された超臨界抽出装置の圧力と同一であってもよい。一方、前記気相の二酸化炭素を供給する減圧された超臨界抽出装置の圧力は、常圧で別に加圧を行うものではなく、超臨界抽出装置から超臨界乾燥が完了した後、前記(S30)ステップにより減圧を行ったものであるため、超臨界抽出装置の圧力を前記圧力に維持するために別の加圧を行う必要がないという利点がある。
本発明の一実施形態によれば、前記(S40)ステップで供給される気相の二酸化炭素の供給温度は、60℃以上、60℃から120℃、60℃から100℃、70℃から100℃、または70℃から90℃であってよく、この範囲内で気相乾燥工程の電力量を最小化しながら、残留する有機溶媒を最大限除去及び抽出できるという効果がある。
本発明の一実施形態によれば、前記(S40)ステップの乾燥は、前記(S20)ステップと同様に、湿潤ゲルブランケットを乾燥するとともに有機溶媒を抽出するものであってよく、具体的な例として、前記有機溶媒は二酸化炭素とともに抽出されるものであってよく、抽出された有機溶媒は、前記(S10)ステップの湿潤ゲルブランケットを製造するステップに再循環されるものであってよい。このように、湿潤ゲルブランケットを気相の二酸化炭素を用いてさらに乾燥して残留有機溶媒を除去するとともに、これから抽出された有機溶媒を再使用することで、湿潤ゲルブランケットの製造時に投入される有機溶媒の追加必要量を低減することができ、これによって製造原価の上昇を防止して生産性を向上させるという効果がある。
本発明の一実施形態によれば、前記(S40)ステップで用いられた二酸化炭素は、前記有機溶媒とともに抽出された後、前記のように有機溶媒を再使用するため、二酸化炭素と有機溶媒を互いに分離して回収されてもよい。ここで、前記分離は、別の分離器を介して行われてもよい。また、前記(S40)ステップで用いられた二酸化炭素は、有機溶媒と分離された後、回収され、(S20)ステップ及び/又は(S40)ステップで再使用されてもよい。このように、二酸化炭素を再使用することで、湿潤ゲルブランケットの乾燥時に投入される二酸化炭素の追加必要量を低減することができ、これによって製造原価の上昇を防止して生産性を向上させるという効果がある。
本発明の一実施形態によれば、前記(S40)ステップの乾燥は、前記(S30)ステップの減圧が完了した時点から10分から60分、20分から50分、または25分から40分間行われてよく、この範囲内でエアロゲルブランケット内の有機溶媒を最大限除去することができる。
本発明の一実施形態によれば、前記エアロゲルブランケットの製造方法は、前記(S40)ステップの乾燥後、超臨界抽出装置の圧力を常圧に減圧するステップ(S50)を含んでよい。前記(S50)ステップは、有機溶媒が除去及び抽出されたエアロゲルブランケットを収得するためのステップであり得る。
本発明の一実施形態によれば、前記エアロゲルブランケットの製造方法は、有機溶媒の回収率が98.00重量%以上、98.00重量%から100.00重量%、98.20重量%から99.99重量%、または98.23重量%から99.57重量%であってもよい。
また、本発明は、前記エアロゲルブランケットの製造方法により製造されたエアロゲルブランケットを提供する。前記エアロゲルブランケットは、均一な熱伝導度を有し、ブランケット内の均一な熱伝導度の形成により全体的に断熱性が大きく改善されたものであってよい。
本発明の一実施形態によれば、前記エアロゲルブランケットは、ブランケット用基材と、ブランケット用基材の内部及び表面に形成されたシリカエアロゲルとを含み、水分含浸率が0.1重量%から5.0重量%、1.0重量%から4.0重量%、2.0重量%から3.5重量%、または2.6重量%から3.4重量%であってもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記エアロゲルブランケットは、ブランケット用基材と、ブランケット用基材の内部及び表面に形成されたシリカエアロゲルとを含み、常温熱伝導度が30.00mW/mK以下、10.00mW/mKから30.00mW/mK、15.00mW/mKから20.00mW/mK、18.00mW/mKから19.00mW/mK、または18.09mW/mKから18.83mW/mKであってよい。
本発明の一実施形態によれば、前記エアロゲルブランケットは、各種の産業用設備の配管や工業用炉のような保温保冷用プラント施設は言うまでもなく、航空機、船舶、自動車、建築構造物などの断熱材、保温材、または不燃材として有用に使用可能である。
以下、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように、本発明の実施例について詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な相違する形態に具現され得、ここで説明する実施例に限定されない。
[実施例]
実施例1
前加水分解されたテトラエチルオルトシリケートとエタノールを1:1.1の重量比で混合してシリカ前駆体組成物を製造した。
これとは別に、エタノール、塩基触媒として水酸化ナトリウム及び表面改質剤としてトリメチルエトキシシラン(TMES)を1:0.046:0.14の重量比で混合して触媒組成物を製造した。
次いで、15Lの含浸槽に前記製造されたシリカ前駆体組成物と触媒組成物を1:0.941の重量比で投入し混合してシリカゾルを製造し、シリカゾルの温度を常温(23±5℃)に維持した状態でブランケット用基材で繊維マット(Glass fiber needle mat、密度130kg/m)を通過させながら含浸させた後、ゲル化させ、ゲル化された湿潤ゲルブランケットを製造した。ここで、前記ゲル化は10分から20分の間に完了した。
前記ゲル化された湿潤ゲルブランケットにエタノール及び表面改質剤としてトリメチルエトキシシラン(TMES)を1:0.128の重量比で混合した表面改質溶液を添加し、75℃で5時間熟成させ、エタノールを含む湿潤ゲルブランケットを製造した。
その後、前記製造されたエタノールを含む湿潤ゲルブランケットを70Lの超臨界抽出器に入れ、二酸化炭素を注入した。次いで、15分間超臨界抽出器の温度を80℃に昇温し、170barで加圧して二酸化炭素を超臨界状態に制御した後、エタノールを含む湿潤ゲルブランケットに対する超臨界乾燥を行った。ここで、前記乾燥は、加圧を始めた時点から165分間行っており、超臨界二酸化炭素とともに抽出されたエタノールは分離器を介して回収した。
前記超臨界乾燥が完了した後、15分間減圧を行い、超臨界抽出器の圧力を60barで減圧しており、次いで15分間さらに減圧を行い、超臨界抽出器の圧力を20barに減圧した。
20barまで減圧が完了した超臨界抽出器に80℃温度の気相の二酸化炭素を供給して循環させ、エタノールが残留する湿潤ゲルブランケットに対する気相乾燥を行った。ここで、前記乾燥は、減圧が完了した時点から30分間行っており、気相の二酸化炭素とともに抽出されたエタノールは分離器を介して回収した。
前記気相乾燥が完了した後、15分間減圧を行い、超臨界抽出器の圧力を常圧まで減圧しており、乾燥が完了したエアロゲルブランケットを収得した。
実施例2
前記実施例1において、前記ブランケット用基材として繊維マットを通過させながら含浸させるとき、シリカゾルの温度を常温の代わりに35℃に昇温して維持したことを除き、前記実施例1と同一の方法で行った。
実施例3
前記実施例1において、前記エタノールを含む湿潤ゲルブランケットの製造時、表面改質溶液を添加し、75℃の代わりに85℃で5時間熟成させたことを除き、前記実施例1と同一の方法で行った。
比較例1から3
前記実施例1で製造されたエタノールを含む湿潤ゲルブランケットに対し、下記のように乾燥工程を行ったことを除き、前記実施例1と同一の方法で行った。
前記実施例1で製造されたエタノールを含む湿潤ゲルブランケットを70Lの超臨界抽出器に入れ、二酸化炭素を注入した。次いで、15分間超臨界抽出器の温度を80℃に昇温し、170barに加圧して二酸化炭素を超臨界状態に制御した後、エタノールを含む湿潤ゲルブランケットに対する超臨界乾燥を行った。ここで、前記乾燥は、加圧を始めた時点から165分間行っており、超臨界二酸化炭素とともに抽出されたエタノールは分離器を介して回収した。
前記超臨界乾燥が完了した後、15分間減圧を行い、超臨界抽出器の圧力を60barに減圧しており、次いで25分間さらに減圧を行い、超臨界抽出器の圧力を常圧まで減圧し、超臨界乾燥が完了したエタノールが残留する湿潤ゲルブランケットを収得した。
前記収得したエタノールが残留する湿潤ゲルブランケットを乾燥器に入れ、常圧で180℃温度を有する空気(air)を使用した熱風を用いて常圧乾燥を行った。ここで、常圧乾燥は50分間行っており、常圧乾燥で発生した排ガスは別の排ガス処理装置を用いて排出した。
前記常圧乾燥が完了した後、乾燥が完了したエアロゲルブランケットを収得した。
比較例2及び3
前記比較例1に対して同一の条件での再現性を確認するため、前記比較例1と同一の方法でそれぞれ行った。
比較例4
前記比較例1において、常圧乾燥を行わず、超臨界乾燥が完了した湿潤ゲルブランケットでエアロゲルブランケットを収得したことを除き、前記比較例1と同一の方法で行った。
実験例
前記実施例1から3及び比較例1から4の乾燥工程による全乾燥時間、エタノールの回収率、気相乾燥工程または常圧乾燥工程でかかった電力量、製造されたエアロゲルブランケットの水分含浸率及び常温熱伝導度を下記のような方法で測定し、表1及び2に示した。
*全乾燥時間:湿潤ゲルブランケットを超臨界抽出器に入れた後、加圧を始めた時点を基準として、加圧、乾燥、減圧時にかかった全時間を合算した。
*エタノールの回収率(重量%):エアロゲルブランケットの製造時、溶媒として投入された全エタノールの含量に比べての乾燥工程を介して回収されたエタノールの含量を百分率で計算して示した。
*気相乾燥工程または常圧乾燥工程でかかった電力量(kWh/m):湿潤ゲルブランケット1ロール(4m)に対して、実施例の気相乾燥工程時にかかった電力量と比較例の常圧乾燥工程時にかかった電力量を測定して示した。
*水分含浸率(重量%):各実施例及び比較例で製造したエアロゲルブランケットそれぞれに対して、254mm×254mmサイズの試験片(厚さ100mm未満)を各3個ずつ準備し、21±2℃の蒸留水の上に試験片を浮かべ、試験片の上に6.4mmメッシュスクリーン(mesh screen)を載せて水面下の127mmまで沈めて含浸させた。15分後、メッシュスクリーンを除去し、試験片が浮び上がると、クランプで試験片を挟んで垂直に60±5秒間ぶら下げておいた。その後、含浸前後の重量をそれぞれ測定して重量増加率を確認し、3つの試験片に対する平均値を水分含浸率として示した。
*常温熱伝導度(mW/mK):各実施例及び比較例で製造したエアロゲルブランケットで30cm×30cmサイズの試験片を準備し、NETZSCH社製のHFM 436 Lambda装備を用いて、常温(23±5℃)熱伝導度を測定した。
Figure 0007460255000001
Figure 0007460255000002
前記表1及び2に示したように、本発明のエアロゲルブランケットの製造方法によって乾燥工程を行った実施例1から3の場合、超臨界乾燥後、別の常圧工程を行った比較例1から3に比べ、同等水準の水分含浸率及び常温熱伝導度を具現しながら、全乾燥時間が15分(5.6%)短縮されており、エタノールの回収率が向上しており、特に、比較例1から3の常圧乾燥工程にかかる平均電力量である20.84kWh/mに比べ、気相乾燥工程時に5.21kWh/mの電力量のみかかったことから、電力使用量が減少することが確認できた。
一方、超臨界乾燥後、別の常圧工程または気相乾燥工程を行っていない比較例4の場合、全乾燥時間は最も短かったが、超臨界乾燥が完了した湿潤ゲルブランケットから直ぐにエアロゲルブランケットを収得したため、エアロゲルブランケット内にエタノールが残留しており、これによって水分浸透時にエタノールにより水分が吸湿され、水分含浸率の増加による撥水性能が低下することが確認できた。
このような結果から、本発明に係るエアロゲルブランケットの製造方法による場合、乾燥後のエアロゲルブランケットの残留有機溶媒を最小化し、残留有機溶媒による物性低下を防止することができる。また、有機溶媒を最大限回収できるため、エアロゲルブランケットの製造原価を節減し、生産性を向上させることができる。さらに、常圧乾燥工程を省略できるため、全乾燥時間を短縮しながら、常圧乾燥のための熱エネルギー使用量を節減して生産性を向上させるとともに、常圧乾燥工程で発生する排ガスを処理するための排ガス処理施設が不要となることが確認できた。

Claims (15)

  1. 有機溶媒を含む湿潤ゲルブランケットを製造するステップ(S10)と、
    湿潤ゲルブランケットを超臨界抽出装置に投入し、超臨界二酸化炭素を用いて湿潤ゲルブランケットを乾燥するステップ(S20)と、
    超臨界抽出装置の圧力を減圧するステップ(S30)と、
    減圧された超臨界抽出装置に気相の二酸化炭素を供給して湿潤ゲルブランケットを乾燥するステップ(S40)と、を含む、エアロゲルブランケットの製造方法。
  2. 前記有機溶媒はアルコールである、請求項1に記載のエアロゲルブランケットの製造方法。
  3. 前記(S10)ステップで製造される湿潤ゲルブランケットはシリカ湿潤ゲルブランケットである、請求項1又は2に記載のエアロゲルブランケットの製造方法。
  4. 前記(S10)ステップは、
    シリカ前駆体及び有機溶媒を含む前駆体組成物を製造するステップ(S1)と、
    有機溶媒、触媒及び表面改質剤を含む触媒組成物を製造するステップ(S2)と、
    前記前駆体組成物及び前記触媒組成物を含浸槽に投入し、前記含浸槽にブランケット用基材を通過させて湿潤ゲルブランケットを製造するステップ(S3)と、
    前記湿潤ゲルブランケットに表面改質剤を含む表面改質溶液を添加して熟成させるステップ(S4)と、を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載のエアロゲルブランケットの製造方法。
  5. 前記(S3)ステップで製造された湿潤ゲルブランケットは、前記ブランケット用基材が含浸槽を通過するとき、前駆体組成物及び触媒組成物がブランケット用基材に含浸及びゲル化された湿潤ゲルブランケットである、請求項4に記載のエアロゲルブランケットの製造方法。
  6. 前記(S20)ステップの乾燥は、湿潤ゲルブランケットを乾燥するとともに有機溶媒を抽出する、請求項1~5のいずれか一項に記載のエアロゲルブランケットの製造方法。
  7. 前記(S20)ステップで抽出された有機溶媒は、前記(S10)ステップの湿潤ゲルブランケットを製造するステップに再循環される、請求項6に記載のエアロゲルブランケットの製造方法。
  8. 前記(S30)ステップの減圧は、超臨界抽出装置の圧力が10barから70barとなるように行われる、請求項1~7のいずれか一項に記載のエアロゲルブランケットの製造方法。
  9. 前記(S30)ステップの減圧は、
    超臨界抽出装置の圧力が50barから70barとなるように減圧するステップ(S31)と、超臨界抽出装置の圧力が10barから50barとなるように減圧するステップ(S32)とを含んで行われる、請求項1~8のいずれか一項に記載のエアロゲルブランケットの製造方法。
  10. 前記(S40)ステップで供給される気相の二酸化炭素の供給圧力は10barから70barである、請求項1~9のいずれか一項に記載のエアロゲルブランケットの製造方法。
  11. 前記(S40)ステップで供給される気相の二酸化炭素の供給温度は60℃以上である、請求項1~10のいずれか一項に記載のエアロゲルブランケットの製造方法。
  12. 前記(S40)ステップの乾燥は、湿潤ゲルブランケットを乾燥するとともに有機溶媒を抽出する、請求項1~11のいずれか一項に記載のエアロゲルブランケットの製造方法。
  13. 前記(S40)ステップで抽出された有機溶媒は、前記(S10)ステップの湿潤ゲルブランケットを製造するステップに再循環される、請求項12に記載のエアロゲルブランケットの製造方法。
  14. 前記エアロゲルブランケットの製造方法は、前記(S40)ステップの乾燥後、超臨界抽出装置の圧力を常圧に減圧するステップ(S50)を含む、請求項1~13のいずれか一項に記載のエアロゲルブランケットの製造方法。
  15. 前記エアロゲルブランケットの製造方法は、有機溶媒の回収率が98.00重量%以上である、請求項1~14のいずれか一項に記載のエアロゲルブランケットの製造方法。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111099876A (zh) 2019-12-20 2020-05-05 山东工业陶瓷研究设计院有限公司 一种低成本二氧化硅气凝胶复合柔性隔热材料的制备方法
JP2020073443A (ja) 2016-01-19 2020-05-14 エルジー・ケム・リミテッド エアロゲルシートの製造方法および装置
WO2020111765A1 (ko) 2018-11-27 2020-06-04 주식회사 엘지화학 전가수분해된 폴리실리케이트의 합성방법
JP2020529959A (ja) 2017-11-17 2020-10-15 エルジー・ケム・リミテッド 超臨界廃液を再使用したシリカエアロゲルブランケットの製造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9181486B2 (en) * 2006-05-25 2015-11-10 Aspen Aerogels, Inc. Aerogel compositions with enhanced performance
KR20070114668A (ko) * 2006-05-29 2007-12-04 한국생산기술연구원 에폭시로 개질된 에어로겔 및 그 제조방법
WO2007146945A2 (en) * 2006-06-12 2007-12-21 Aspen Aerogels, Inc. Aerogel-foam composites
KR20120070948A (ko) 2010-12-22 2012-07-02 주식회사 화인텍 단열 성능을 지닌 소수성 실리카 에어로젤 분말의 제조방법
CN104496402B (zh) * 2014-12-18 2017-02-01 贵州航天乌江机电设备有限责任公司 一种玻纤复合型二氧化硅气凝胶保温毡的制备工艺
CN105664809A (zh) * 2016-01-29 2016-06-15 卓达新材料科技集团有限公司 一种毛毡/硅铝气凝胶复合保温板的超临界干燥方法
WO2017155311A1 (ko) * 2016-03-08 2017-09-14 주식회사 엘지화학 에어로겔 블랑켓의 제조방법 및 이로부터 제조된 에어로겔 블랑켓
WO2018056626A1 (ko) * 2016-09-23 2018-03-29 주식회사 엘지화학 초고온용 실리카 에어로겔 블랭킷, 이의 제조방법 및 이의 시공방법
KR102160555B1 (ko) * 2017-11-13 2020-09-28 주식회사 엘지화학 폐용매 정제방법
CN108636304B (zh) * 2018-05-16 2021-04-30 航天特种材料及工艺技术研究所 一种通过超临界干燥法制备气凝胶的方法和用于超临界干燥的装置
KR102559049B1 (ko) * 2018-12-20 2023-07-25 주식회사 엘지화학 실리카 에어로겔 블랭킷의 제조방법
CN110553470B (zh) * 2019-09-20 2021-08-20 航天特种材料及工艺技术研究所 一种用于制备超低密度气凝胶的超临界干燥方法及由该方法制得的产品

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020073443A (ja) 2016-01-19 2020-05-14 エルジー・ケム・リミテッド エアロゲルシートの製造方法および装置
JP2020529959A (ja) 2017-11-17 2020-10-15 エルジー・ケム・リミテッド 超臨界廃液を再使用したシリカエアロゲルブランケットの製造方法
WO2020111765A1 (ko) 2018-11-27 2020-06-04 주식회사 엘지화학 전가수분해된 폴리실리케이트의 합성방법
CN111099876A (zh) 2019-12-20 2020-05-05 山东工业陶瓷研究设计院有限公司 一种低成本二氧化硅气凝胶复合柔性隔热材料的制备方法

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