KR101525297B1 - 유리섬유를 포함하는 진공단열재용 심재, 그 제조방법 및 이를 이용한 진공단열재 - Google Patents

유리섬유를 포함하는 진공단열재용 심재, 그 제조방법 및 이를 이용한 진공단열재 Download PDF

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Abstract

99중량% 내지 100중량%의 유리섬유 및 0중량% 내지 1중량%의 탄화된 바인더를 포함하는 진공단열재용 심재 및 이를 포함하는 진공단열재를 제공한다.
또한, 평균직경이 6㎛ 내지 10㎛인 유리섬유를 포함하는 유리섬유 보드를 마련하는 단계; 상기 유리섬유 보드를 열처리하여 바인더를 제거하는 단계; 및 상기 바인더를 제거하여 99중량% 내지 100중량%의 유리섬유 및 0중량% 내지 1중량%의 탄화된 바인더를 포함하는 진공단열재용 심재를 형성하는 단계를 포함하는 진공단열재용 심재 제조방법을 제공한다.

Description

유리섬유를 포함하는 진공단열재용 심재, 그 제조방법 및 이를 이용한 진공단열재{CORE MATERIAL HAVING GLASS WOOL FOR VACUUM INSULATION, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME AND VACUUM INSULATION USING THE SAME}
유리섬유를 포함하는 진공단열재용 심재, 그 제조방법 및 이를 이용한 진공단열재에 관한 것이다.
진공단열재(Vacuum Insulation Panel)는 일반적으로 가스 배리어성이 뛰어난 복합 플라스틱 라미네이트 필름으로 이루어지는 봉지체에 심재로서 연속 기포 경질 플라스틱 발포체나 무기물 등을 수납하고 내부를 감압한 후, 둘레 가장자리의 가스 배리어성 필름끼리의 적층 부분을 히트실링하여 제조된다.
이 때, 진공단열재에 사용되는 심재는, 열전도율이 작고, 가스 발생이 적은 무기 화합물이 적합하다. 특히, 유리 섬유의 적층체가 심재로서 사용된 진공 단열재는 우수한 단열 성능을 갖는 것으로 알려져 있는바, 진공단열재용 심재에 대한 연구가 계속되고 있다.
본 발명의 일 구현예는 저가의 건축용 유리섬유 보드를 이용해 최적의 열전도율 값을 나타내는 진공단열재용 심재를 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 진공단열재용 심재의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현예는 상기 진공단열재용 심재를 포함하는 진공단열재를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 약 99중량% 내지 약 100중량%의 유리섬유 및 약 0중량% 내지 약 1중량%의 탄화된 바인더를 포함하는 진공단열재용 심재를 제공한다.
상기 유리섬유의 밀도가 약 125kg/m3 내지 약 500kg/m3일 수 있다.
상기 유리섬유는 바인더를 포함하지 않을 수 있다.
상기 유리섬유는 평균직경이 약 6㎛ 내지 약 10㎛일 수 있다.
상기 유리섬유는 수직배열의 유리섬유 함량이 수평배열의 유리섬유 함량보다 더 높을 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 평균직경이 약 6㎛ 내지 약 10㎛인 유리섬유를 포함하는 유리섬유 보드를 마련하는 단계; 상기 유리섬유 보드를 열처리하여 바인더를 제거하는 단계; 및 상기 바인더를 제거하여 약 99중량% 내지 약 100중량%의 유리섬유 및 약 0중량% 내지 약 1중량%의 탄화된 바인더를 포함하는 진공단열재용 심재를 형성하는 단계를 포함하는 진공단열재용 심재 제조방법를 제공한다.
상기 바인더가 제거된 후의 유리섬유의 밀도가 약 125kg/m3 내지 약 500kg/m3일 수 있다.
상기 열처리는 약 2.0kg/cm2 내지 약 2.4 kg/cm2로 프레스 압력을 가하여 수행될 수 있다.
상기 열처리는 약 300℃ 내지 약 450℃의 온도에서 수행될 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 진공단열재용 심재를 포함하는 진공단열재를 제공한다.
상기 진공단열재는 열전도율은 약 2.5Mw/Mk 내지 약 4.5Mw/Mk일 수 있다.
상기 진공단열재용 심재는 초기 단열성능 및 장기 내구성능이 모두 우수하다.
상기 진공단열재용 심재 제조방법은 비교적 간단한 공정을 포함하고, 상기 제조방법을 사용함으로써 진공단열재는 가격 경쟁력을 가질 수 있고, 낮은 열전도율 확보에 탁월한 장점이 있다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
진공단열재용 심재
본 발명의 일 구현예에서, 99중량% 내지 100중량%의 유리섬유 및 0중량% 내지 1중량%의 탄화된 바인더를 포함하는 진공단열재용 심재를 제공한다.
통상 직경이 약 4㎛ 이상인 유리섬유를 사용하여 진공 단열재용 심재를 제조하는 경우, 유리섬유는 제조공정상 높은 부피를 가질 수 밖에 없어 밀도가 매우 낮으므로, 유리섬유의 부피를 약 60%이상 압축하는 열압착 공법을 거친다. 이때, 상기 열압착 공법은 유리섬유의 유리 변형온도까지(일반적으로 약 600℃) 열을 가하여 유리섬유끼리 접착시키는 방법을 말하며 초기에 높은 투자 비용과 유지 관리시에 고에너지 비용이 발생한다. 따라서 열압착 공법을 거쳐 제조된 진공단열재용 심재는 일반적으로 가격이 높게 책정될 수 있다.
한편, 진공단열재용 심재는 직경이 약 6㎛ 이상인 유리섬유 및 유기 바인더를 이용하여 매트 및 보드 형태로 제조함으로써 생산될 수 있다. 이 경우, 특별한 열원없이 유기바인더를 일정온도에서 건조하여 압착하기 때문에 저가의 가격으로 유지될 수 있기는 하나, 유기 바인더를 사용함으로써 진공 내 유기물 가스가 조금씩 발생하면서 진공도를 떨어뜨려 단열성능을 저하시킬 수 있다.
이에, 비교적 간단한 공정을 포함하는 진공단열재용 심재 제조방법 및 초기 단열성능 및 장기 내구성능을 확보하는 진공단열재용 심재에 대한 필요성이 대두되었는바, 상기 진공단열재용 심재는 저가의 건축용 유리섬유 보드를 이용하여 생산될 수 있고, 상기 건축용 유리섬유 보드가 포함하는 바인더를 제거함에도 불구하고 일정밀도를 확보하는 유리섬유를 포함할 수 있다.
일반적으로 바인더 및 유리섬유를 포함하는 진공단열재용 심재에 있어서, 바인더를 휘발시키는 경우 진공단열재 내부의 진공도가 낮아져 진공단열재용 심재로의 사용이 어려우나 상기 진공단열재용 심재는 일정조건의 열처리 단계를 거침으로써 바인더를 제거하는바, 보통수준 이하의 정교하지 않은 저가의 건축용 유리섬유 보드를 사용함에도 불구하고 일정밀도를 유지하는 진공단열재용 심재를 제공할 수 있다.
상기 진공단열재용 심재는 약 99중량% 내지 약 100중량%의 유리섬유 및 약 0중량% 내지 약 1중량%의 탄화된 바인더를 포함할 수 있다. 일정조건의 열처리를 단계를 통하여 바인더가 제거됨으로써 약 0중량% 내지 약 1중량%의 탄화된 바인더를 포함할 수 있다. 탄화는 유기물을 적당한 조건 하에서 가열하고, 열분해하여 비결정탄소를 생성하는 현상을 일컫는바, 건축용 유리섬유 보드를 탄화함으로써 대부분의 바인더가 제거되고, 약 99중량% 내지 약 100중량%의 유리섬유와 함께 상기 범위의 탄화된 바인더만을 동시에 포함할 수 있다.
그러므로, 상기 진공단열재용 심재가 탄화된 바인더를 약 0중량% 내지 약 1중량%의 탄화된 바인더를 함유함과 동시에 약 99중량% 내지 약 100중량%의 유리섬유를 포함하는 경우, 통상의 진공단열재용 심재에 비해 유리섬유 함량이 높아 안정적인 열전도율 값을 용이하게 구현할 수 있다.
상기 진공단열재용 심재는 밀도가 약 125kg/m3 내지 약 500kg/m3인 유리섬유를 포함할 수 있다. 통상의 유리섬유는 바인더로 압착시킴으로써 형성되는 것이 보통이나, 상기 유리섬유는 통상의 유리섬유에서 바인더가 제거된, 즉, 바인더를 포함하지 않은 유리섬유 집합체를 의미한다. 이 때, 상기 밀도는 단위부피당(1m3) 질량을 일컫는바, 상기 유리섬유는 바인더를 포함하지 않음에도 불구하고 약 125kg/m3 내지 약 500kg/m3의 밀도를 유지할 수 있다.
진공단열재 심재 두께는 용도에 따라 다를 수 있으나, 두께가 약 10mm인 것을 기준으로 하여 상기 심재가 포함하는 유리 섬유 밀도는 약 500kg/m3이 될 수 있다. 예를 들어, 밀도가 약 125kg/m3미만인 유리섬유를 포함하는 진공단열재용 심재를 3층 이상 사용함으로써 진공단열재 형성에 있어서 외피재가 필요이상 사용되는 문제점이 있을 수 있고, 밀도가 약 500kg/m3를 초과하는 경우 유리섬유의 분포에 있어서 밀도 편차가 발생할 우려가 있다.
상기 유리섬유는 건축용 유리섬유 보드에서 유래될 수 있다. 건축용 유리섬유 보드는 진공단열재용 심재로 사용되는 유리섬유에 비해 직경이 넓고, 섬유배열이 규칙적이지 않은 유리섬유를 포함하고, 상기 유리섬유를 공지된 바인더로 압축하여 제조될 수 있다.
통상의 경우, 상기 건축용 유리섬유 보드는 가격경쟁력이 있기는 하나, 단열성능 및 내구성의 확보가 어려워 진공단열재용으로 사용하기에는 어려움이 있었다. 그러나, 상기 건축용 유리섬유 보드를 일정조건으로 열처리하여 바인더를 제거함으로써, 통상의 진공단열재용 심재가 포함하는 유리섬유에 비해 질이 저하된 유리섬유를 포함함에도 불구하고, 일정밀도를 유지하는 유리섬유를 구현할 수 있고, 나아가 상기 일정함량의 유리섬유를 포함하는 진공단열재용 심재는 초기 단열성능 및 장기 내구성능을 동시에 포함할 수 있다.
그러므로, 상기 유리섬유가 건축용 유리섬유 보드에서 유래됨으로써 가격경쟁력의 확보와 동시에, 통상의 진공단열재의 성능수준을 유지할 수 있다.
상기 유리섬유는 평균직경이 약 6㎛ 내지 약 9㎛일 수 있다. 통상의 유리섬유는 평균직경이 약 3㎛ 내지 약 5㎛인 것이 보통이나, 상기 유리섬유는 건축용 유리섬유 보드에서 유래된 것으로, 상기 범위의 평균직경을 가지는 유리섬유를 포함함에도 불구하고, 초기 단열성능 및 장기 내구성능을 확보하는 진공단열재용 심재로 사용될 수 있다.
평량은 종이 1m2의 무게를 질량, 즉 그램으로 나타낸 것을 일컫는바, 상기 무바인더 유리섬유 울의 단위면적당(1m2) 무게를 나타낸다. 유리섬유를 포함하는 진공단열재용 심재의 평량은 상기 진공단열재용 심재를 포함하는 진공단열재의 두께를 결정할 수 있고, 상기 유리섬유가 건축용 유리섬유 보드에서 유래됨으로써 평량이 약 500g/m2 내지 약 10,000g/m2일 수 있고, 예를 들어 평량이 약 500g/m2, 약 1200 g/m2, 약 2500g/m2, 약 9600g/m2인 건축용 유리섬유 보드를 사용할 수 있다.
또한, 후술할 진공단열재용 심재의 제조방법에 의해 건축용 유리섬유 보드가 포함하는 바인더를 제거함에도 불구하고, 제한이 있는 것은 아니나, 두께가 약 25mm, 약 50mm인 진공단열재용 심재를 사용할 수 있다.
상기 유리섬유는 수직배열의 유리섬유 함량이 수평배열의 유리섬유 함량보다 더 높을 수 있다. 통상적으로 진공단열재용 심재는 수평으로 배열된 유리섬유를 많이 포함하는바, 유리섬유가 수평으로 배열됨으로써 열교현상이 저하되며, 낮을 열전도율을 확보할 수 있기 때문이다.
그러나, 상기 유리섬유는 건축용 유리섬유 보드에서 유래된 것으로 수직배열의 유리섬유를 더 많이 포함함에도 불구하고, 일정수준 이상의 단열성능을 확보할 수 있고, 건축용 유리섬유 보드를 그대로 사용함으로써 탁월한 가격 경쟁력을 가질 수 있다.
진공단열재용 심재 제조방법
본 발명의 다른 구현예에서, 평균직경이 6㎛ 내지 10㎛인 유리섬유를 포함하는 유리섬유 보드를 마련하는 단계; 상기 유리섬유 보드를 열처리하여 바인더를 제거하는 단계; 및 상기 바인더를 제거하여 99중량% 내지 100중량%의 유리섬유 및 0중량% 내지 1중량%의 탄화된 바인더를 포함하는 진공단열재용 심재를 형성하는 단계를 포함하는 진공단열재용 심재 제조방법을 제공한다.
상기 진공단열재용 심재 제조방법은 평균직경이 약 6㎛ 내지 약 10㎛인 유리섬유를 포함하는 유리섬유 보드를 마련하는 단계를 포함할 수 있다. 건축용 유리섬유 보드의 종류는 건축용 유리섬유 단열재로써 공지된 어떠한 종류의 것이든 가능한바, 예를 들어, 상기 유리섬유 울은 평균직경이 약 6㎛인 유리섬유 및 약 7중량% 내지 약 10중량%의 페놀 수지를 포함하는 유기바인더를 포함할 수 있고, 두께는 건축용 유리섬유 보드 규격에 맞추어 약 25mm로 평량은 약 2000g/m2로 제조될 수 있다.
상기 마련된 유리섬유 보드를 열처리하여 바인더를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 열처리는 물질을 일정한 온도로 가열하여 냉각속도에 따라 물질의 성질이나 특성을 개선시키는 것을 일컫는바, 열처리를 통하여 상기 유리섬유가 포함하고 있는 바인더를 제거할 수 있다. 이때, 상기 바인더를 제거함으로써, 약 99중량% 내지 약 100중량%의 유리섬유 및 약 0중량% 내지 약 1중량%의 탄화된 바인더를 포함하는 진공단열재용 심재를 형성할 수 있다.
나아가, 건축용 유리섬유 보드의 바인더 제거를 함에도 불구하고 바인더를 포함함으로써 유지할 수 있었던 유리섬유의 부피 및 밀도를 유지할 수 있고, 구체적으로 밀도가 약 125kg/m3 내지 약 500kg/m3인 유리섬유를 형성할 수 있다.
상기 열처리는 약 2.0kg/cm2 내지 약 2.4kg/cm2로 프레스 압력을 가하여 수행될 수 있다. 통상의 건축용 유리섬유 보드는 제조공정상 높은부피를 가질 수 밖에 없어 밀도가 매우 낮다. 그러므로 건축용 유리섬유 보드의 부피를 약 60%이상 압축한 유리섬유를 제조하는바, 바인더 제거 후 유리섬유의 복원력을 최소화 하기 위해서 일정한 프레스 압력이 요구된다.
그러므로, 상기 열처리시 프레스 압력을 상기 범위로 유지함으로써 유리섬유의 부피가 건축용 유리섬유 보드의 원상태로 복원되지 않게 할 수 있고, 각각의 유기섬유가 고르게 압축되어 일정 수준 이상의 열전도율을 확보할 수 있다.
상기 열처리는 약 300℃ 내지 약 450℃의 온도에서 수행될 수 있다. 상기 열처리를 통하여 건축용 유리섬유 보드가 포함하는 바인더를 제거할 수 있는바, 상기 범위의 온도로 열처리함으로써 유리섬유의 손상을 막고 바인더를 더 휘발시킬 수 있다는 점에서 유리하다.
진공단열재
본 발명의 또다른 구현예에서, 99중량% 내지 100중량%의 유리섬유 및 0중량% 내지 1중량%의 탄화된 바인더를 포함하는 진공단열재용 심재를 포함하는 진공단열재를 제공한다.
상기 진공단열재는 바인더를 포함하지 않음에도 불구하고, 일정밀도를 유지하는 유리섬유를 포함하는 진공단열재용 심재 및 상기 심재를 진공포장하는 외피재를 포함할 수 있고, 상기 심재에 부착 또는 삽입되는 게터재를 더 포함하여 형성될 수도 있다.
외부의 온도 변화에 의해서 외피재 내부에서 가스 및 수분이 발생할 수 있는데, 이를 방지하기 위하여 게터재를 사용하고 있으며, 상기 게터재는 파우치에 담겨진 생석회(CaO)를 포함할 수 있다.
상기 게터재로는 순도 95% 이상의 생석회 분말을 사용하되, 파우치 또한 주름지 및 폴리프로필렌(PP) 함침 부직포로 형성하여 25% 이상의 수분흡수 성능을 확보할 수 있도록 한다. 이때, 전체 단열 패드의 두께를 고려하여 게터재의 두께는 약 2mm 이내로 형성 할 수 있다.
상기 진공단열재는 상기 진공단열재용 심재를 감싸는 봉지체가 되는 외피재를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 외피재는 먼저 접착층 상부에 금속 배리어층 및 표면 보호층이 순차적으로 적층된 구조를 포함할 수 있다. 상기 접착층은 봉지체의 내부에 형성되는 층이고, 상기 표면 보호층은 최외곽에 노출되는 층으로서 정의될 수 있다. 또한, 상기 접착층은 히트실링에 의해서 서로 열용착되는 층으로서 진공 상태를 유지시킬 수 있도록 하는 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 접착층은 열용착이 용이한 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 미연신 폴리프로필렌(CPP), 연신 폴리프로필렌(OPP), 폴리염화비닐리덴(PVDC), 폴리염화비닐(PVC), 에틸렌-아세트산비닐 공중합체(EVA) 및 에틸렌-비닐알코올 공중합체(EVOH) 중 선택된 하나 이상을 포함하는 열가소성 플라스틱 필름으로 형성하되, 충분한 실링 특성을 제공하기 위하여 약 1㎛ 내지 약 100㎛의 두께를 포함할 수 있다.
다음으로, 접착층 상부에 가스 차단 및 심재 보호를 위한 배리어층으로서 약 6㎛ 내지 약 7㎛의 두께의 금속 박막을 형성할 수 있다. 이때, 일반적으로 알루미늄 호일(Foil) 금속 배리어층이 가장 많이 사용되고 있으며, 알루미늄 호일 보다 더 뛰어난 특성을 가진 박막이 뚜렷하게 밝혀지지 않은 상태이므로, 알루미늄 호일을 이용할 수 있다. 상기 알루미늄 호일은 금속 소재이므로 접힘시 크랙(Crack)이 발생되는 등 문제가 있을 수 있는데, 이를 방지하기 위하여, 금속 배리어층 상부에 표면 보호층을 형성할 수 있다.
상기 외피재의 표면 보호층은 약 10㎛ 내지 약 14㎛의 두께 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름 및 약 20㎛ 내지 약 30㎛의 두께 나일론(Nylon) 필름의 적층 구조로 형성될 수 있다. 상기 금속 배리어층에서 발생하는 크랙(Crack)의 정도가 심각한 경우 폴리에틸렌테레프탈레이트/나일론 필름에도 손상이 가해질 수 있는데, 이를 방지하기 위하여 폴리에틸렌테레프탈레이트층 상부에 비닐계 수지층을 코팅하여 사용할 수 있다.
상기 비닐계 수지층은 폴리염화비닐(PVC), 폴리초산비닐(PVA), 폴리비닐알콜(PVAL), 폴리비닐브탈랄(PVB), 폴리염화비닐리덴(PVDC) 수지 중 선택된 하나 이상으로 이루어진 비닐계 수지를 사용할 수 있다. 아울러, 외피재의 기밀 특성을 더 향상시키기 위하여 상기 표면 보호층, 금속 배리어층 및 접착층은 각각 폴리우레탄(PU)계 수지를 이용하여 접착시킬 수 있다.
이와 같이 상기 외피재를 형성함으로써, 상기 진공단열재는 최상의 기밀성과 장기 내구 성능을 가질 수 있다. 또한, 상기 진공단열재는 상기 진공단열재용 심재의 표면에 게터재를 부착시킨 상태에서 외피재를 이용하여 밀봉한 상태 이거나, 상기 진공단열재용 심재 내부에 게터재를 삽입한 상태에서 외피재를 밀봉한 상태일 수 있다.
상기 진공단열재는 열전도율은 약 2.5Mw/Mk 내지 약 4.5Mw/Mk일 수 있다. 상기 진공단열재는 약 99중량% 내지 약 100중량%의 유리섬유 및 약 0중량% 내지 약 1중량%의 탄화된 바인더로 형성된 진공단열재용 심재를 포함함으로써, 상기 범위의 열전도율을 나타낼 수 있고, 상기 범위의 열전도율을 나타냄으로써, 단열 효과를 용이하게 구현하고, 진공단열재로써의 적용범위를 확장할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
< 실시예 및 비교예 >
실시예 1
가로X세로(190mmX250mm) 크기이고 평량이 500g/m2, 두께가 25mm인 3장의 건축용 유리섬유 보드를 마련하고, 프레스 압력을 2.0kg/cm2로 유지한 채, 400℃에서 1분당 10℃ 승온시키고 30분동안 열처리하여 바인더를 제거하였고, 밀도가 125kg/m3이고, 유리섬유를 99중량%, 탄화된 바인더를 1중량% 포함하는 진공단열재용 심재를 제조하였다. 이 때, 상기 건축용 유리섬유 보드는 평균직경이 약 6㎛이고, 길이가 약 3mm인 유리섬유를 포함한다.
상기 진공단열재용 심재를 심재로 사용하고, 다음으로, 폴리염화비닐리덴 (PVCD) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(PET) 12㎛, 나일론(Nylon) 필름 25㎛, 알루미늄 호일 7㎛ 및 선형저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE) 필름 50㎛의 구조로 형성된 외피재를 형성하였다. 다음으로, 순도 95%의 생석회(CaO) 25g을 파우치에 넣어서 제조한 게터재를 상기 진공단열재용 심재의 내부에 포함시키고, 상기 진공단열재용 심재를 봉지체에 삽입한 후 4Pa의 진공도 상태에서 밀봉하여 본 발명에 따른 진공단열재를 제조하였다.
이 때, Eko사 장비인 HC-074-600을 이용하여 열전도율을 측정한 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
실시예2
가로X세로(190mmX250mm) 크기이고 평량이 2500g/m2, 두께가 25mm인 1장의 건축용 유리섬유 보드를 마련하고, 프레스 압력을 2.4kg/cm2로 유지한 채, 380℃에서 1분당 10℃ 승온시키고 30분동안 열처리하여 바인더를 제거하였고, 밀도가 500kg/m3인 유리섬유를 99중량%, 탄화된 바인더를 1중량% 포함하는 진공단열재용 심재를 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 진공단열재를 제조하였고, 열전도율을 측정하였다. 이 때, 상기 건축용 유리섬유 보드는 평균직경이 약 6㎛이고, 길이가 약 3mm인 유리섬유를 포함한다.
비교예1
평균직경이 약 6㎛인 유리섬유를 유기바인더로 집면 시킨 유리보드를 2 층 이상 적층하여 진공단열재용 심재를 제조하였고, 이를 진공단열재용 심재로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예1과 동일한 방법으로 진공단열재를 제조하였고, 열전도율을 측정하였다.
비교예2
평균직경이 약 6㎛인 유리섬유 집합체 및 실리카를 포함하는 무기 바인더로 이루어지고 이를 집면시킨 유리보드를 1층 이상 적층하여 진공단열재용 심재를 제조하였다. 상기 진공단열재용 심재로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예1과 동일한 방법으로 진공단열재를 제조하였고, 열전도율을 측정하였다.
진공단열재용 심재 진공단열재
유리섬유 직경(㎛) 유리섬유 길이(mm) 평량 (g/m2) 밀도(kg/m3) 유리섬유
함량(중량%)		 초기 열전도율 (Mw/Mk)
실시예1 6 3 500 바인더제거,
460		 99 3.373
실시예2 6 3 2500 바인더제거, 460 99 3.836
비교예1 6 3 2400 유기바인더, 500 99 6.029
비교예2 6 3 - 무기바인더, 500 99 4.501
상기 실시예의 진공단열재는 저가의 건축용 유리섬유 보드의 바인더를 제거함에도 불구하고, 일정한 열처리 조건에 의해 탄화된 바인더 및 유리섬유의 일정함량을 유지하는 유리섬유를 포함하는 진공단열재용 심재를 사용하였는바, 상기 유리섬유는 상기 비교예가 포함하는 유리섬유에 비해 보통수준 이하의 정교하지 않은 유리섬유를 포함하고 있다.
표 1을 참고하면, 상기 실시예의 진공단열재용 심재는 보통 수준이하의 정교하지 않은 유리섬유로 구성된 유리섬유를 포함함에도 불구하고, 보통 수준의 유리섬유를 포함하는 진공단열재용 심재를 사용하는 비교예의 진공단열재와 열전도율이 유사하였는바, 실시예의 진공단열재도 최적의 열전도율 값을 나타냄을 확인하였다.
그러므로, 상기 실시예의 진공단열재용 심재는 저가의 건축용 유리섬유 보드의 바인더를 일정조건으로 열처리하여 제거함으로써, 보통 수준 이하의 정교하지 않은 유리섬유를 포함함에도 불구하고 밀도가 약 125kg/m3 내지 약 500kg/m3인 유리섬유를 구현할 수 있고, 이로 인해 고가의 유리섬유를 포함하여 구성된 비교예와 유사한 단열성능을 확보함을 알 수 있다.

Claims (10)

  1. 열처리를 통해 바인더가 제거되어 99중량% 내지 100중량%의 유리섬유 및 0중량% 내지 1중량%의 탄화된 바인더를 포함하고, 상기 유리섬유는 건축용 유리섬유 보드로부터 유래되어 평균 직경이 6㎛ 내지 9㎛이고, 수직배열의 유리섬유 함량이 수평배열의 유리섬유 함량보다 더 높은 진공단열재용 심재.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유리섬유의 밀도가 125kg/m3 내지 500kg/m3인 진공단열재용 심재.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 건축용 유리섬유 보드로부터 유래되어 평균직경이 6㎛ 내지 9㎛이고, 수직배열의 유리섬유 함량이 수평배열의 유리섬유 함량보다 더 높은 유리섬유를 포함하는 유리섬유 보드를 마련하는 단계;
    상기 유리섬유 보드를 열처리하여 바인더를 제거하는 단계; 및
    상기 바인더를 제거하여 99중량% 내지 100중량%의 유리섬유 및 0중량% 내지 1중량%의 탄화된 바인더를 포함하는 진공단열재용 심재를 형성하는 단계를 포함하는
    진공단열재용 심재 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 바인더가 제거된 후의 유리섬유의 밀도가 125kg/m3 내지 500kg/m3인 진공단열재용 심재 제조방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 열처리는 2.0kg/cm2 내지 2.4 kg/cm2로 프레스 압력을 가하여 수행되는 진공단열재용 심재 제조방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 열처리는 300℃ 내지 450℃의 온도에서 수행되는 진공단열재용 심재 제조방법.
  9. 제 1항 내지 제 2항 중에 선택된 어느 한 항의 진공단열재용 심재를 포함하는 진공단열재.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 진공단열재는 열전도율은 2.50Mw/Mk 내지 4.5Mw/Mk인 진공단열재.
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