KR101228243B1 - A non-intumescent mat comprising crystalline type inorganic fiber and a method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 결정성 무기 섬유를 포함하는 비팽창성 매트 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 결정성 무기 섬유를 포함하되, 500 ㎛ 이하의 길이를 갖는 결정성 무기 섬유를 결정성 무기 섬유 총량의 10 내지 80 중량%로 포함함으로써, 추가적인 고밀도화 작업이 없이도 공해 방지 장치용 고정재로서 적합한 수준의 장착 밀도 및 초기벌크밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 비팽창성 매트 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a non-expandable mat comprising crystalline inorganic fibers and a method of manufacturing the same, and more particularly, to crystalline inorganic fibers, including crystalline inorganic fibers, having a length of 500 μm or less By including 10 to 80% by weight of the total amount, and relates to a non-expandable mat and a method for producing the same, characterized in that it has a level of mounting density and initial bulk density suitable as a fixing material for pollution prevention devices without further densification work.
무기, 섬유, 비팽창성, 매트 Inorganic, Fiber, Non-Inflatable, Matte
Description
도 1은 본 발명의 실시예 및 비교예에서 제조된 비팽창성 매트들에 있어서, 온도 변화에 따라 매트에 의해 가해지는 압력의 변화를 나타낸 그래프이다. 1 is a graph showing the change in pressure applied by the mat in accordance with the temperature change in the non-expandable mats prepared in Examples and Comparative Examples of the present invention.
본 발명은 결정성 무기 섬유를 포함하는 비팽창성 매트 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 결정성 무기 섬유를 포함하되, 500 ㎛ 이하의 길이를 갖는 결정성 무기 섬유를 결정성 무기 섬유 총량의 10 내지 80 중량%로 포함함으로써, 추가적인 고밀도화 작업이 없이도 공해 방지 장치용 고정재로서 적합한 수준의 장착 밀도 및 초기벌크밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 비팽창성 매트 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a non-expandable mat comprising crystalline inorganic fibers and a method of manufacturing the same, and more particularly, to crystalline inorganic fibers, including crystalline inorganic fibers, having a length of 500 μm or less By including 10 to 80% by weight of the total amount, and relates to a non-expandable mat and a method for producing the same, characterized in that it has a level of mounting density and initial bulk density suitable as a fixing material for pollution prevention devices without further densification work.
일반적으로 무기 섬유 매트는, 예컨대 자동차의 배기 가스 처리 장치와 같은 공해 방지 장치의 취성 구조부를 지지하는 고정재로 사용될 수 있는데, 팽창성 무기 섬유 매트가 이러한 고정재로 사용되는 경우, 매트 주위의 온도가 500℃ 이상으 로 높지 않으면, 매트 내에 함유된 팽창성 물질(통상적으로 질석 입자)이 충분히 팽창되지 않아 장착압력을 필요한 수준으로 유지해 주지 못하고, 그 결과 장치 내의 취성(brittle) 구조체를 보호하지 못하게 된다. 따라서, 디젤 엔진에서와 같이 500℃ 이하의 작동 온도를 갖는 배기 가스 처리 장치의 경우에는, 팽창성 물질에 의존하지 않으면서도 지지력을 유지할 수 있는 비팽창성 매트가 사용되어야 한다. In general, an inorganic fiber mat can be used as a fixing material for supporting a brittle structure of an anti-pollution device such as, for example, an exhaust gas treatment device of an automobile. When an expandable inorganic fiber mat is used as such fixing material, the temperature around the mat is 500 ° C. If not too high, the expandable material (typically vermiculite particles) contained in the mat will not expand sufficiently to maintain the mounting pressure at the required level and, as a result, to protect the brittle structure in the device. Therefore, in the case of an exhaust gas treatment apparatus having an operating temperature of 500 ° C. or lower, such as in a diesel engine, an intumescent mat capable of maintaining bearing capacity without depending on the expandable material should be used.
비팽창성 매트가 공해 방지 장치의 취성 구조부를 지지하는 고정재로 사용되기 위해서는 다양한 온도 변화를 겪더라도 본래의 부피와 탄성을 유지할 수 있도록 열수축이 적어야 한다. 비팽창성 매트의 열수축성은 매트를 구성하는 무기 섬유의 물리적 성질에 크게 의존하는데, 비결정질의 세라믹 섬유는 고온의 환경에 처해지게 될 경우 비결정질 구조 내에서 결정성장이 일어나게 되고, 그 결과 열수축이 일어나 매트의 부피가 감소하거나 내열크랙성이 취약해지는 등의 문제점이 있다. 따라서, 비팽창성 매트에는 결정화된 무기 섬유를 사용하는 것이 바람직하다.In order for non-expandable mats to be used as fasteners to support the brittle structure of the pollution prevention device, there must be little heat shrinkage to maintain the original volume and elasticity even under various temperature changes. The heat shrinkability of non-expandable mats is highly dependent on the physical properties of the inorganic fibers that make up the mat.Amorphous ceramic fibers, when subjected to a high temperature environment, cause crystal growth in the amorphous structure, resulting in heat shrinkage. There is a problem that the volume is reduced or the heat cracking resistance is weak. Therefore, it is preferable to use crystallized inorganic fibers for non-expandable mats.
비팽창성 매트에 주로 사용되는 결정성 무기 섬유의 예로는 알루미나 72% 및 실리카 28%를 함유하는 결정성 뮬라이트 섬유를 들 수 있다. 이러한 결정성 뮬라이트 섬유의 경우 열적 성질 및 기계적 성질이 모두 만족스럽지만, 섬유 자체의 탄성이 뛰어나기 때문에, 섬유끼리 엉키게 하거나 꼬이게 하면서 적층시켜 매트를 형성하는 통상적인 습식적층법 내지 건식적층법으로는 이로부터 매트를 제조하기가 어렵다. 따라서, 결정성 무기 섬유를 사용하여 비팽창성 매트를 제조하기 위해서는, 유기 또는 무기 바인더를 사용하거나, 스티칭 또는 니들링과 같은 물리적 결합공정을 도입할 필요가 있다.Examples of crystalline inorganic fibers mainly used in non-expandable mats include crystalline mullite fibers containing 72% alumina and 28% silica. In the case of such crystalline mullite fibers, both thermal and mechanical properties are satisfactory, but since the fibers have excellent elasticity, conventional wet lamination or dry lamination methods in which the fibers are entangled and entangled to form a mat are used. It is difficult to manufacture a mat from this. Thus, in order to produce non-expandable mats using crystalline inorganic fibers, it is necessary to use organic or inorganic binders or to introduce physical bonding processes such as stitching or needling.
대한민국 공개특허 제2002-0015695호에서는 다결정성 섬유와 비결정질 세라믹 섬유를 혼합하여 고정재 시트를 제조한다. 앞서 설명한 바와 같이, 세라믹 섬유의 경우 고온의 환경에 처해지게 되면 비결정질이던 구조 내에서 결정성장이 일어나면서 열수축이 일어나 매트의 부피가 감소하거나 내열크랙성이 취약해지는 단점이 있기 때문에, 이 선행 특허에서는 무기 섬유를 혼합하여 매트를 제조하기 이전에 세라믹 섬유를 미리 결정 형성 시작점 또는 그 이상의 온도에서 어닐링함으로써, 매트가 장착된 이후에 발생하는 결정 형성에 의한 장착압력의 손실을 최소화하고자 한다. In Korean Patent Laid-Open No. 2002-0015695, a fixing sheet is prepared by mixing polycrystalline fibers and amorphous ceramic fibers. As described above, since the ceramic fiber is subjected to a high temperature environment, crystal growth occurs in a structure that was amorphous, resulting in heat shrinkage, thereby reducing the volume of the mat or weakening the heat crack resistance. The annealing of the ceramic fibers at temperatures above or above the crystal formation point prior to mixing the inorganic fibers to produce the mat is intended to minimize the loss of mounting pressure due to crystal formation that occurs after the mat is mounted.
한편, 대한민국 공개특허 제2005-0055735호에서는 유리섬유를 침출시켜 섬유내 실리카 함유량을 높인 후 이를 이용하여 매트를 제조한다. On the other hand, the Republic of Korea Patent Publication No. 2005-0055735 leaching glass fibers to increase the silica content in the fiber and then to prepare a mat using the same.
그러나, 상기 언급한 방법을 비롯하여 종래의 방법에 의해 제조되는 비팽창성 매트의 경우, 공해 방지 장치용 고정재로서 바람직하게 요구되는 일정 수준(약 0.4~0.75g/㎤)의 장착 밀도 및 초기벌크밀도(green bulk density)(약 0.2g/㎤)를 갖기 위해서는, 매트 제조 후 부가적인 스티칭 또는 니들링과 같은 추가적인 고밀도화 작업을 필요로 한다.However, in the case of the non-expandable mat manufactured by the conventional method including the above-mentioned method, the mounting density and the initial bulk density of a certain level (approximately 0.4 to 0.75 g / cm 3), which are preferably required as fixing materials for pollution prevention devices, To have a green bulk density (about 0.2 g / cm 3) requires additional densification operations such as additional stitching or needling after mat manufacture.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 한 것으로서, 본 발명의 목적은 매트 제조 후 추가적인 고밀도화 작업이 없이도 공해 방지 장치용 고정재로서 적합한 수준의 장착 밀도 및 초기벌크밀도를 갖는 비팽창성 무기 섬 유 매트 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to expand the non-expandable weapon having a suitable level of mounting density and initial bulk density as a fixing material for pollution prevention devices without additional densification work after mat manufacturing. It is to provide a fiber mat and a method of manufacturing the same.
본 발명에 따르면, 결정성 무기 섬유를 포함하되, 500 ㎛ 이하의 길이를 갖는 결정성 무기 섬유를 결정성 무기 섬유 총량의 10 내지 80 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 비팽창성 매트가 제공된다.According to the present invention, there is provided a non-expandable mat comprising crystalline inorganic fibers, wherein the crystalline inorganic fibers having a length of 500 μm or less comprise 10 to 80% by weight of the total amount of the crystalline inorganic fibers.
상기 결정성 무기 섬유로는, 비팽창성 무기 섬유 매트에 통상적으로 사용되는 결정성 무기 섬유가 제한없이 사용가능하며, 바람직하게는, 알루미나 섬유, 뮬라이트 섬유, 알루미나-뮬라이트 섬유, 알루미나-실리카 섬유, 알루미나-뮬라이트-실리카 섬유 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 것이 사용된다. 또한, 그 직경에 있어서 특별한 제한은 없으며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 적절히 선택할 수 있다.As the crystalline inorganic fibers, crystalline inorganic fibers commonly used in non-expandable inorganic fiber mats can be used without limitation, preferably, alumina fibers, mullite fibers, alumina-mullite fibers, alumina-silica fibers, alumina -Selected from the group consisting of mullite-silica fibers and mixtures thereof. Moreover, there is no restriction | limiting in particular in the diameter, It can select suitably within the range which can achieve the objective of this invention.
본 발명의 비팽창성 매트에는, 500 ㎛ 이하, 바람직하게는 200~500 ㎛의 길이를 갖는 결정성 무기 섬유가 결정성 무기 섬유 총량의 10 내지 80 중량%로, 바람직하게는 30 내지 70 중량%로 포함되며, 따라서 500 ㎛를 초과하는, 바람직하게는 500 ㎛보다 길고 50 mm 이하의 길이를 갖는 결정성 무기 섬유가 결정성 무기 섬유 총량의 20 내지 90 중량%로, 바람직하게는 30 내지 70 중량%로 포함된다. 본 발명의 비팽창성 매트에 포함되는 500 ㎛ 이하 길이의 결정성 무기 섬유의 양이 결정성 무기 섬유 총량의 10 중량% 미만이면, 매트 중에서 무기 섬유 사이의 공간이 커지고 그에 따라 매트의 부피가 커지게 되어 매트 장착이 용이하지 않게 되기 때문에, 부피를 줄여 고밀도화시키기 위해 과량의 바인더 사용 또는 추가적인 압착 공정이 필요하게 되는 단점이 있다. 반면, 500 ㎛ 이하 길이의 결정성 무기 섬유의 양이 결정성 무기 섬유 총량의 80 중량%를 초과하면 무기 섬유들의 엉킴과 꼬임이 적어져서 매트의 인장강도가 떨어지게 되는 문제가 있다. In the non-expandable mat of the present invention, the crystalline inorganic fibers having a length of 500 μm or less, preferably 200 to 500 μm, are 10 to 80% by weight of the total amount of the crystalline inorganic fibers, preferably 30 to 70% by weight. Crystalline inorganic fibers of greater than 500 μm, preferably longer than 500 μm and having a length of 50 mm or less, from 20 to 90% by weight of the total amount of crystalline inorganic fibers, preferably from 30 to 70% by weight. Included as. If the amount of crystalline inorganic fibers of 500 μm or less in length of the non-expandable mat of the present invention is less than 10% by weight of the total amount of the crystalline inorganic fibers, the space between the inorganic fibers in the mat is increased, thereby increasing the volume of the mat. Since the mat is not easy to mount, there is a disadvantage that an excess binder or an additional pressing process is required to reduce the volume and increase the density. On the other hand, when the amount of the crystalline inorganic fibers of less than 500 ㎛ length exceeds 80% by weight of the total amount of the crystalline inorganic fibers there is a problem that the less the entanglement and twist of the inorganic fibers to reduce the tensile strength of the mat.
본 발명의 비팽창성 매트에는 결정성 무기 섬유가 사용되나, 필요에 따라 소량의 비결정질 세라믹 섬유가 추가로 사용될 수도 있다.Although the crystalline inorganic fiber is used for the non-expandable mat of the present invention, a small amount of amorphous ceramic fiber may be additionally used as necessary.
본 발명의 비팽창성 매트에 더 포함될 수 있는 비결정질 세라믹 섬유로는 비결정질 실리카 섬유, 비결정질 알루미나-실리카 섬유, 비결정질 지르코니아-실리카-알루미나 섬유 등이 있으며, 그 함량은 무기 섬유 총량의 0.1~20 중량% 정도가 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.Amorphous ceramic fibers that may be further included in the non-expandable mat of the present invention include amorphous silica fibers, amorphous alumina-silica fibers, amorphous zirconia-silica-alumina fibers, and the like content is about 0.1 to 20% by weight of the total amount of inorganic fibers Is preferably, but is not limited thereto.
본 발명의 비팽창성 매트는, 인장강도와 같은 기계적 물성의 향상을 위하여, 유기 또는 무기 바인더 물질을 더 포함하는 것이 바람직하다. The non-expandable mat of the present invention preferably further includes an organic or inorganic binder material for improving mechanical properties such as tensile strength.
상기 유기 또는 무기 바인더 물질로는 무기 섬유 매트 제조시에 통상적으로 사용되는 바인더 물질이 제한없이 사용가능하다. 유기 바인더 물질로는, 바람직하게는 소수성 중합체가, 더 바람직하게는 아크릴계 중합체, 우레탄계 중합체, 고무계 중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 것이 사용되며, 수성 라텍스 또는 에멀젼의 형태로 통상 사용된다. 가장 바람직하게는 아크릴계 중합체의 수성 라텍스 또는 에멀젼이 사용된다. 이러한 아크릴계 중합체의 수성 라텍스 바인더로는 예컨대 Rohm and Hass 사의 Primal EC-1791, Rhoplex 2438, Rhoplex HA-8 또는 Rhoplex TR-934과 같은 제품을 상업적으로 입수하여 사용할 수 있다. 본 발명의 매트 중에는 상기 유기 바인더 물질이 통상 무기 섬유 총량 100중량부당 1 내지 15 중량부 정도 포함되나, 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 적절히 선택될 수 있다.As the organic or inorganic binder material, any binder material conventionally used in manufacturing an inorganic fiber mat may be used without limitation. As the organic binder material, preferably hydrophobic polymers, more preferably those selected from the group consisting of acrylic polymers, urethane polymers, rubber polymers and mixtures thereof, are usually used in the form of an aqueous latex or emulsion. Most preferably an aqueous latex or emulsion of acrylic polymer is used. As an aqueous latex binder of such an acrylic polymer, commercially available products such as Primal EC-1791, Rhoplex 2438, Rhoplex HA-8 or Rhoplex TR-934, available from Rohm and Hass, for example. In the mat of the present invention, the organic binder material is generally included in about 1 to 15 parts by weight per 100 parts by weight of the inorganic fiber, but is not limited thereto, and may be appropriately selected as necessary.
또한, 무기 바인더 물질로는, 점토, 콜로이드성 실리카 또는 알루미나가 단독으로 또는 혼합되어 사용되는 것이 바람직하나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다. 예컨대 Nayacol AD20과 같은 알루미나 졸을 상업적으로 입수하여 무기 바인더로서 사용할 수도 있다. 본 발명의 매트 중에는 상기 무기 바인더 물질이 통상 무기 섬유 총량 100중량부당 0.1 내지 5 중량부 정도 포함되나, 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 적절히 선택될 수 있다.In addition, as the inorganic binder material, it is preferable that clay, colloidal silica or alumina is used alone or in combination, but is not particularly limited thereto. Alumina sol such as, for example, Nayacol AD20 may be obtained commercially and used as an inorganic binder. In the mat of the present invention, the inorganic binder material is generally included in about 0.1 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of the inorganic fiber, but is not limited thereto, and may be appropriately selected as necessary.
한편 본 발명의 비팽창성 매트는 필요에 따라 소포제 및 분산제와 같은 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 그 양은 발명의 목적이 달성될 수 있는 범위 내에서 적절히 선택될 수 있다.Meanwhile, the non-expandable mat of the present invention may further include additives such as an antifoaming agent and a dispersing agent, if necessary, and the amount thereof may be appropriately selected within the range in which the object of the present invention can be achieved.
본 발명의 비팽창성 매트는, 500 ㎛ 이하의 길이를 갖는 상대적으로 짧은 결정성 무기 섬유와 그보다 긴 결정성 무기 섬유가 혼합되어 매트를 구성하기 때문에, 기본적으로 긴 섬유에 의해 웹이 형성되고 그 사이에 짧은 섬유가 채워지도록 하는 구조를 갖는다. 따라서, 매트의 인장강도가 적절히 유지되면서도 무기 섬유 사이의 빈 공간을 줄일 수 있어 고밀도화될 수 있고, 그 결과, 높은 초기벌크밀도, 장착 밀도 및 장착 지지력을 가질 수 있다. 본 발명의 비팽창성 매트는 바람직하게는 0.15 내지 0.25 g/㎤의 초기벌크밀도, 0.25 내지 0.75 g/㎤의 장착밀도 및/또는 15 psi 이상의 장착 지지력을 갖는다.In the non-expansible mat of the present invention, since a relatively short crystalline inorganic fiber having a length of 500 µm or less and a longer crystalline inorganic fiber are mixed to form a mat, a web is basically formed by a long fiber and therebetween. It has a structure to fill the short fibers. Therefore, while maintaining the tensile strength of the mat properly, it is possible to reduce the empty space between the inorganic fibers can be high density, as a result, it can have a high initial bulk density, mounting density and mounting support. The non-expandable mat of the present invention preferably has an initial bulk density of 0.15 to 0.25 g / cm 3, a mounting density of 0.25 to 0.75 g / cm 3 and / or a mounting bearing capacity of 15 psi or more.
본 발명의 비팽창성 매트는, 500 ㎛ 이하의 길이를 갖는 상대적으로 짧은 결정성 무기 섬유와 그 이상의 길이를 갖는 상대적으로 긴 결정성 무기 섬유를 혼합 사용하여, 통상의 무기 섬유 매트 제조방법(습식법 또는 건식법)에 의해 제조될 수 있다.The non-expandable mat of the present invention uses a relatively short crystalline inorganic fiber having a length of 500 µm or less and a relatively long crystalline inorganic fiber having a length greater than that, and thus, a conventional inorganic fiber mat manufacturing method (wet method or Dry method).
본 발명의 비팽창성 매트를 제조하는 방법 중 습식법의 바람직한 일 구체예로는, (1) 물, 혼합 무기 섬유 및 바인더 물질을 포함하는 수성 슬러리를 제조하는 단계, (2) 상기 (1) 단계에서 제조된 슬러리에 바인더 응집제를 첨가하고 교반하는 단계, 및 (3) 상기 (2) 단계의 결과 혼합물을 탈수 및 건조하여 매트를 제조하는 단계를 포함하되, 상기 혼합 무기 섬유는 500 ㎛ 이하의 길이를 갖는 결정성 무기 섬유 10~80 중량% 및 500 ㎛를 초과하는 길이를 갖는 결정성 무기 섬유 20~90 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 비팽창성 매트 제조방법을 들 수 있다.In one preferred embodiment of the wet method of the method for producing the non-expandable mat of the present invention, (1) preparing an aqueous slurry comprising water, mixed inorganic fibers and a binder material, (2) in step (1) Adding and stirring a binder flocculant to the prepared slurry, and (3) dehydrating and drying the resultant mixture of step (2) to prepare a mat, wherein the mixed inorganic fibers have a length of 500 μm or less. Non-expandable mat manufacturing method characterized by including 10 to 80% by weight of crystalline inorganic fibers having and 20 to 90% by weight of crystalline inorganic fibers having a length exceeding 500 μm.
상기 습식법에 있어서, 수성 슬러리에 포함되는 결정성 무기 섬유 및 바인더 물질은 앞서 설명한 바와 같다.In the wet method, the crystalline inorganic fibers and the binder material included in the aqueous slurry are as described above.
상기 습식법에 있어서, 상기 (1) 단계에서 제조되는 슬러리는 물, 혼합 무기 섬유 및 바인더 물질을 포함하며, 슬러리 내의 무기 섬유 총함량은 물 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 20 중량부인 것이 바람직하고, 0.1 내지 10 중량부인 것이 보다 바람직하다 또한, 바인더 물질의 함량은 무기 섬유 총량 100 중량부를 기준으로 1 내지 15 중량부인 것이 바람직하고, 1 내지 8 중량부인 것이 보다 바람직하다. 슬러리 내의 무기 섬유 총함량이 물 100 중량부를 기준으로 0.1 중량부 미만이 면 슬러리 농도가 너무 낮아져 유기바인더가 무기섬유에 부착 될 수 있는 확률이 적어지게 되고 제조된 매트의 인장강도도 약해진다. 20 중량부를 초과하면 슬러리의 분산이 균일하지 않게 될 우려가 있다. 또한, 슬러리 내의 바인더 물질의 함량이 무기 섬유 총량 100 중량부를 기준으로 1 중량부 미만이면 매트의 탄력성이 나빠질 수 있고, 15 중량부를 초과하면 유기 바인더 물질이 고온에서 열화되어 매트의 장착압력에 손실을 가하게 될 우려가 있다.In the wet method, the slurry prepared in step (1) includes water, mixed inorganic fibers and a binder material, the total inorganic fiber content of the slurry is preferably 0.1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of water, 0.1 The content of the binder material is preferably 1 to 15 parts by weight, more preferably 1 to 8 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the inorganic fibers. If the total amount of inorganic fibers in the slurry is less than 0.1 parts by weight based on 100 parts by weight of water, the slurry concentration is too low, so that the organic binder is less likely to adhere to the inorganic fibers and the tensile strength of the manufactured mat is also weakened. If it exceeds 20 parts by weight, there is a fear that the dispersion of the slurry becomes uneven. In addition, when the content of the binder material in the slurry is less than 1 part by weight based on 100 parts by weight of the total amount of inorganic fibers, the elasticity of the mat may be deteriorated. When the content of the binder material exceeds 15 parts by weight, the organic binder material may be deteriorated at a high temperature, resulting in a loss in the mounting pressure of the mat. There is a risk of adding.
상기 바인더 물질로는 앞서 설명한 바와 같은 유기 바인더 물질이 바람직하게 사용되고, 필요에 따라 무기 바인더가 추가로 사용될 수 있다. 사용가능한 무기 바인더는 앞서 설명한 바와 같다. 한편 상기 슬러리에는 필요에 따라 소포제 및 분산제와 같은 첨가제가 더 포함될 수도 있다. As the binder material, an organic binder material as described above is preferably used, and an inorganic binder may be additionally used as necessary. Inorganic binders that can be used are as described above. Meanwhile, the slurry may further include additives such as an antifoaming agent and a dispersing agent as necessary.
상기 슬러리 제조시 온도 및 교반속도 등의 제조조건에는 특별한 제한이 없으며, 통상의 무기 섬유 슬러리 제조 조건을 그대로 또는 적절히 변경하여 채택할 수 있다. 슬러리 제조 시 각 성분의 투입순서 또한 크게 제한이 없으며, 일반적으로는 먼저 과량의 물에 무기 섬유를 투입한 후 강하게 교반하여 무기 섬유를 어느 정도 분산시킨 뒤, 1차 유기 바인더 물질 및 필요에 따라 적절한 첨가제를 투입하고, 추가로 교반하여 바인더 물질이 슬러리 내에 고루 분산되도록 한다.There are no particular limitations on the production conditions, such as temperature and stirring speed during the slurry production, it is possible to adopt conventional inorganic fiber slurry production conditions as it is or appropriately changed. In order to prepare the slurry, the order of addition of each component is also not particularly limited. Generally, the inorganic fiber is first added to an excess of water, followed by vigorous stirring to disperse the inorganic fiber to some extent. Additives are added and further stirred to ensure that the binder material is evenly dispersed in the slurry.
상기 습식법에 있어서, 상기 (2) 단계에서는 상기 (1) 단계에서 제조된 무기 섬유 슬러리에 바인더 응집제를 첨가하고 교반하여 무기 섬유와 바인더 물질이 서로 응집되도록 한다.In the wet method, in step (2), a binder flocculant is added to the inorganic fiber slurry prepared in step (1) and stirred to cause the inorganic fiber and the binder material to aggregate together.
상기 바인더 응집제(pH 조절제라고도 한다)는, 바인더가 무기 섬유에 보다 잘 부착되도록 응집을 시키기 위해 사용되는 것으로서, 슬러리의 pH를 바람직하게는 5.5~6.5로 맞추기 위하여 사용된다. 이러한 응집제로는 무기 섬유 매트의 습식 제조시 통상적으로 사용되는 바인더 응집제가 제한없이 사용가능하며, 알루미늄 설페이트 수용액이 바람직하게 사용된다. 보다 바람직하게는 약 0.1~10중량% 농도의 알루미늄 설페이트 수용액이 사용된다. 상기 바인더 응집제는 슬러리의 pH가 5.5~6.5가 되도록 하는 양이 사용되는 것이 바람직하며, pH를 조절함으로써 에멀젼 상태로 안정화되어 있는 바인더 입자의 전기적 이중층을 약화시켜 불안정한 상태로 만들고 바인더 입자들이 뭉치도록 하는 작용을 한다. 상기 바인더 응집제는 통상적으로 슬러리 100중량부 당 0.025~0.1중량부가 사용되나, 이에 한정되는 것은 아니다. The binder flocculant (also referred to as pH regulator) is used to agglomerate the binder so that the binder adheres to the inorganic fiber better, and is used to adjust the pH of the slurry to preferably 5.5 to 6.5. As such a coagulant, a binder coagulant conventionally used in the wet production of the inorganic fiber mat can be used without limitation, and an aqueous solution of aluminum sulfate is preferably used. More preferably, an aqueous solution of aluminum sulfate at a concentration of about 0.1 to 10% by weight is used. The binder flocculant is preferably used in an amount such that the slurry has a pH of 5.5 to 6.5, and by controlling the pH, weakens the electrical double layer of the binder particles stabilized in an emulsion state, thereby making them unstable and causing the binder particles to agglomerate. It works. The binder flocculant is typically 0.025 to 0.1 parts by weight per 100 parts by weight of slurry, but is not limited thereto.
또한 상기 (1-1b) 단계에서는 필요에 따라 상기한 바와 같은 소포제, 분산제 등의 첨가제가 슬러리에 더 투입될 수도 있다In addition, in the step (1-1b), additives such as an antifoaming agent and a dispersing agent may be further added to the slurry as necessary.
상기 바인더 응집제는 무기 섬유와 1차 유기 바인더 물질을 물에 고루 분산시킨 후 첨가하는데, 바인더 응집제의 초기 양이나 농도에 의해 슬러리 내 응집력의 세기와 응집의 양상을 조절할 수 있으며, 응집제를 첨가한 후 적당한 속도의 추가적인 교반에 의해서도 응집력의 세기와 응집의 양상을 조절 할 수 있다.The binder flocculant is added after dispersing the inorganic fiber and the primary organic binder material evenly in water, and the strength and cohesion of the cohesion in the slurry can be controlled by the initial amount or concentration of the binder flocculant. Additional agitation at moderate speeds can also control the strength of cohesion and the mode of cohesion.
상기 습식법에 있어서, 상기 (3) 단계에서는 상기 (2) 단계의 결과 혼합물을 탈수 및 건조하여 무기 섬유 매트를 제조한다.In the wet method, in step (3), the resultant mixture of step (2) is dehydrated and dried to prepare an inorganic fiber mat.
탈수 장치로는 공지의 압착식 시트 제조장치 내지 매트 제조장치가 제한없이 사용가능하고, 건조방식으로는 대기건조, 가열건조 등의 공지의 건조방식을 사용할 수 있다.As the dehydration apparatus, a known press-type sheet manufacturing apparatus or a mat manufacturing apparatus can be used without limitation, and a known drying method such as air drying or heat drying may be used as the drying method.
본 발명의 습식법의 일 구체예에 따르면, 상기 (3) 단계에서는 바인더 응집제에 의해 응집된 슬러리를 통상적인 제지기에 투입한 후 탈수, 혹은 진공탈수하여 매트로 성형한다. 이어서 경우에 따라 추가적인 압착 과정을 거치고 잔존하는 수분을 최종적으로 건조시킨다. 건조방식으로는 일반적인 대기건조 또는 150℃ 이하의 가열건조가 적당하다. 최종 건조된 매트를 스탬핑(stamping) 또는 다이 컷팅(die cutting)과 같은 수단에 의해 원하는 형태로 절단함으로써 무기 섬유 매트를 제조한다.According to one embodiment of the wet method of the present invention, in step (3), the slurry agglomerated by the binder flocculant is introduced into a conventional paper machine and then dewatered or vacuum dewatered to form a mat. Subsequently, an additional pressing process is optionally performed, and the remaining moisture is finally dried. As a drying method, general air drying or heat drying below 150 ° C. is suitable. Inorganic fiber mats are prepared by cutting the final dried mat into desired shapes by means such as stamping or die cutting.
한편, 본 발명의 비팽창성 매트를 제조하는 방법 중 건식법의 바람직한 일 구체예로는, (i) 혼합 무기 섬유를 적층하여 매트를 제조하는 단계, (ii) 상기 (i)단계에서 제조된 매트에 바인더 물질을 첨가하는 단계, 및 (iii) 상기 (ii) 단계의 결과 매트를 탈수 및 건조하는 단계를 포함하되, 상기 혼합 무기 섬유는 500 ㎛ 이하의 길이를 갖는 결정성 무기 섬유 10~80 중량% 및 500 ㎛를 초과하는 길이를 갖는 결정성 무기 섬유 20~90 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 비팽창성 매트 제조방법을 들 수 있다.On the other hand, as a preferred embodiment of the dry method of the method of manufacturing the non-expandable mat of the present invention, (i) laminating the mixed inorganic fibers to prepare a mat, (ii) to the mat prepared in step (i) Adding a binder material, and (iii) dehydrating and drying the resultant mat of step (ii), wherein the mixed inorganic fiber comprises 10-80 wt% of crystalline inorganic fiber having a length of 500 μm or less And 20 to 90% by weight of a crystalline inorganic fiber having a length exceeding 500 μm.
상기 건식법에 있어서, 무기 섬유 및 바인더 물질은 앞서 설명한 바와 같다.In the dry method, the inorganic fibers and the binder material are as described above.
상기 건식법의 상기 (i) 단계에서는 500 ㎛ 이하의 길이를 갖는 결정성 무기 섬유 10~80 중량% 및 500 ㎛를 초과하는 길이를 갖는 결정성 무기 섬유 20~90 중량%를 포함하는 혼합 무기 섬유를 사용하여 부직포 매트를 제조한다. In the step (i) of the dry method, a mixed inorganic fiber comprising 10 to 80% by weight of crystalline inorganic fibers having a length of 500 μm or less and 20 to 90% by weight of crystalline inorganic fibers having a length of more than 500 μm. To produce a nonwoven mat.
상기 (i) 단계에서 부직포 매트는 통상의 방법에 따라 제조될 수 있다. 예컨대, 무기 섬유를 해머 밀이나 블로어를 이용해 개별화한 다음 통상의 웹(web) 형성 기계(carding machine)로 이송하고, 여기에서 무기 섬유를 와이어 스크린 또는 메쉬 벨트(금속 혹은 나일론 벨트) 상으로 이동시켜 웹을 형성한다. 웹 형성이 이루어지면 추가로 에멀젼 접착제를 이용해 무기 섬유들을 접착시키거나, 니들(needle)천공 또는 스티치(stitch) 결합을 실시하여 부직포 매트를 제조하게 되는데, 가공의 편이성을 위해서 부직포 매트는 보조물 필름상에서 형성될 수도 있으며, 무기 섬유의 길이에 따라서는 보조물없이 니들(needle)천공이나 스티치(stitch)결합 만으로도 충분한 취급성으로 부직포 매트를 제조할 수 있다. 또한 웹 형성과정 중에 혹은 매트 제조 후에 적절한 유기 바인더를 스프레이 또는 침지에 의해 첨가함으로써 이후의 가공성을 향상시킬 수도 있다.In step (i), the nonwoven mat may be manufactured according to a conventional method. For example, the inorganic fibers may be individualized with a hammer mill or blower and then transferred to a conventional web carding machine, where the inorganic fibers may be moved onto a wire screen or mesh belt (metal or nylon belt). Form the web. When the web is formed, the inorganic fibers are additionally bonded using an emulsion adhesive or needle punched or stitched to prepare a nonwoven mat. For convenience of processing, the nonwoven mat is formed on an auxiliary film. Depending on the length of the inorganic fiber, it is possible to produce a nonwoven mat with sufficient handleability only by needle drilling or stitch bonding without an auxiliary material. Further workability may be improved by adding suitable organic binders by spraying or dipping during web formation or after mat manufacture.
건식법의 상기 (ii) 단계에서는 상기와 같이 하여 제조된 건식 매트에 바인더 물질을 첨가한다. In the step (ii) of the dry method, a binder material is added to the dry mat prepared as described above.
건식법의 상기 (ii) 단계에서 바인더 물질, 특히 유기 바인더 물질은 용액 (또는 분산액, 이하 ‘용액’으로 통칭한다)의 형태로 첨가되며, 침지 또는 스프레이 코팅 등에 의하여 건식 매트에 첨가된다. 바인더 용액에는 용매 (또는 분산매, 이하 ‘용매’로 통칭한다) (기본적으로 바인더 물질이 분산 또는 용해되어 있는 매질과 같은 종류로서 수성 아크릴계 중합체의 에멀젼을 유기 바인더로 사용하는 경우에는 바인더 용액의 용매도 물인 것이 바람직하다) 100 중량부당 0.1 내지 50 중량부의 바인더 물질이 포함되는 것이 바람직하다. 아울러 바인더 용액에는 필요 에 따라 분산제 및 계면활성제 등과 같은 첨가제가 더 포함될 수 있다. 또한 침지 또는 스프레이 코팅에 의해 건식 매트에 첨가되는 바인더 물질의 양은 건식 매트 100 중량부당 1 내지 15 중량부인 것이 바람직하고, 1 내지 8 중량부인 것이 보다 바람직하다. 바인더 물질의 첨가량이 건식 매트 100 중량부당 1 중량부 미만이면 매트의 탄력성이 나빠질 수 있고, 15 중량부를 초과하면 유기 바인더 물질이 고온에서 열화되어 매트의 장착압력에 손실을 가하게 될 우려가 있다.In the step (ii) of the dry method, the binder material, in particular the organic binder material, is added in the form of a solution (or dispersion, hereinafter referred to as 'solution') and added to the dry mat by dipping or spray coating or the like. In the binder solution, a solvent (or dispersion medium, hereinafter referred to as 'solvent') is basically the same kind of medium in which the binder material is dispersed or dissolved. When the emulsion of the aqueous acrylic polymer is used as the organic binder, the solvent of the binder solution is also used. It is preferred to include 0.1 to 50 parts by weight of the binder material per 100 parts by weight). In addition, the binder solution may further include additives such as a dispersant and a surfactant, as necessary. In addition, the amount of the binder material added to the dry mat by dipping or spray coating is preferably 1 to 15 parts by weight, more preferably 1 to 8 parts by weight per 100 parts by weight of the dry mat. If the amount of the binder material added is less than 1 part by weight per 100 parts by weight of the dry mat, the elasticity of the mat may be deteriorated. If the amount of the binder material exceeds 15 parts by weight, the organic binder material may deteriorate at a high temperature, which may cause a loss in the mounting pressure of the mat.
건식법의 상기 (iii) 단계에서는 상기 1차 유기 바인더 물질이 첨가된 매트를 탈수 및 건조한다. 탈수 장치로는 공지의 압착식 시트 제조장치 내지 매트 제조장치가 제한없이 사용가능하고, 건조방식으로는 대기건조, 가열건조 등의 공지의 건조방식을 사용할 수 있다.In the step (iii) of the dry method, the mat to which the primary organic binder material is added is dehydrated and dried. As the dehydration apparatus, a known press-type sheet manufacturing apparatus or a mat manufacturing apparatus can be used without limitation, and as a drying method, a known drying method such as air drying or heat drying may be used.
상기 습식법 또는 건식법에 의한 비팽창성 매트 제조방법은, 필요에 따라, 제조된 무기 섬유 매트의 표면에 추가 유기 바인더 물질을 스프레이 또는 코팅하고 이를 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이렇게 추가 바인더 물질을 매트 표면에 코팅하면, 보다 적은 바인더 함량으로도 매트의 기계적 물성을 향상시킬 수 있다.The non-expandable mat manufacturing method by the wet method or the dry method may further include spraying or coating an additional organic binder material on the surface of the prepared inorganic fiber mat and drying it. This coating of the additional binder material on the mat surface can improve the mechanical properties of the mat with a smaller binder content.
상기 추가 유기 바인더 물질은 용액의 형태로 제조된 뒤, 침지 또는 스프레이 코팅 등에 의하여 매트 표면에 첨가되며, 바람직하게는 소수성 중합체가, 더 바람직하게는 아크릴계 중합체, 우레탄계 중합체, 고무계 중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되며, 수성 라텍스 또는 에멀젼의 형태로 사용된다. 가장 바람직하게는 아크릴계 중합체의 수성 라텍스 또는 에멀젼이 사용된다. 이후의 건조 방식으로는 일반적인 대기건조 또는 150℃ 이하의 가열건조 등 공지의 건조방법을 이용할 수 있으며, 특히 가열건조하여 침지 또는 스프레이 코팅된 추가 유기 바인더 물질을 경화시키는 것이 바람직하다. The additional organic binder material is prepared in the form of a solution and is then added to the mat surface by dipping or spray coating, preferably with a hydrophobic polymer, more preferably with an acrylic polymer, urethane polymer, rubber polymer and mixtures thereof. It is selected from the group consisting of and used in the form of an aqueous latex or emulsion. Most preferably an aqueous latex or emulsion of acrylic polymer is used. As a subsequent drying method, a known drying method such as general air drying or heating drying at 150 ° C. or lower may be used, and it is particularly preferable to heat-dry to cure the additional organic binder material immersed or spray-coated.
상기한 바와 같이 습식법 또는 건식법에 의해 제조된 비팽창성 매트는, 압축공정과 같은 추가적인 고밀도화 공정 없이도 높은 수준의 초기벌크밀도 및 장착 밀도를 가질 수 있으나, 이를 더 향상시키기 위하여 탈수 및 건조 완료 후 추가적인 고밀도화 공정을 더 거쳐도 무방하다.As described above, the non-expandable mat manufactured by the wet method or the dry method may have a high level of initial bulk density and a mounting density without an additional densification process such as a compression process, but to further improve the additional density after the completion of dehydration and drying It may be further processed.
이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are provided to help understanding of the present invention, but the following examples are merely to illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.
[실시예 1] Example 1
알루미나-뮬라이트 섬유 혼합물(500 ㎛ 이하의 길이를 갖는 무기 섬유 중량:500 ㎛를 초과하는 길이를 갖는 무기 섬유 중량 = 1:1) 30g 을 물 2L에 넣고 교반하여 분산시킨 후, 여기에 유기 바인더 물질로서 아크릴계 유기 바인더(Primal EC-1791, Rohm and Hass사, 고형분 농도 50%) 4.8g(무기 섬유 총량 100중량부 당 바인더 고형분 8중량부)을 무기 섬유를 분산한 슬러리에 투입하고 교반하면서, 바인더 응집제로서 3중량% 농도의 알루미늄 설페이트 수용액 3ml을 투입하고, 추가로 5분 동안 교반하여 무기섬유-바인더의 응집체의 슬러리를 형성하였다. 이 슬러리를 제지장치(sheet machine)에 투입하여 탈수하고, 매트 형태로 제조하였다. 탈수된 매트를 120℃ 오븐에 2시간 동안 두어 수분을 완전히 건조시켜 비팽창성 매트를 제조하였다.30 g of alumina-mullite fiber mixture (inorganic fiber weight having a length of 500 μm or less: weight of inorganic fiber having a length exceeding 500 μm = 1: 1) was added to 2 L of water, stirred, and dispersed therein, followed by an organic binder material. As a binder, 4.8 g of acrylic organic binder (Primal EC-1791, Rohm and Hass, 50% solid content concentration) (8 parts by weight of binder solids per 100 parts by weight of inorganic fibers) was added to a slurry in which inorganic fibers were dispersed and stirred, 3 ml of an aqueous solution of aluminum sulfate at a concentration of 3 wt% was added as a flocculant and stirred for a further 5 minutes to form a slurry of aggregates of the inorganic fiber-binder. The slurry was poured into a sheet machine to dehydrate and manufactured in a mat form. The dehydrated mat was placed in a 120 ° C. oven for 2 hours to dry the moisture completely to make a non-expansible mat.
제조된 무기 섬유 매트의 초기 벌크밀도는 매트의 평량(무게)와 두께로부터 계산하였으며, 이를 하기 표 1에 나타내었다. 또한, 이 매트를 4mm의 간극 사이에 위치 시키고, 상온 ~ 800℃까지 온도를 변화시키면서 온도 변화에 따라 매트에 의해 가해지는 압력의 변화를 측정하였으며, 그 결과를 도 1에 나타내었다.Initial bulk density of the prepared inorganic fiber mat was calculated from the basis weight (weight) and thickness of the mat, which is shown in Table 1 below. In addition, the mat is placed between the gap of 4mm, and the change in pressure applied by the mat according to the temperature change while changing the temperature from room temperature to 800 ℃, the results are shown in FIG.
[실시예 2] [Example 2]
실시예 1과는 다른 알루미나-뮬라이트 섬유 혼합물(500 ㎛ 이하의 길이를 갖는 무기 섬유 중량:500 ㎛를 초과하는 길이를 갖는 무기 섬유 중량 = 2:1)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 비팽창성 매트를 제조하였다. Same as Example 1 except that a different alumina-mullite fiber mixture (inorganic fiber weight having a length of 500 μm or less: inorganic fiber weight having a length exceeding 500 μm = 2: 1) was used. A non-expandable mat was produced by the method.
제조된 무기 섬유 매트의 초기 벌크밀도를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하였으며, 이를 하기 표 1에 나타내었다. 또한, 이 매트에 대하여, 온도 변화에 따라 매트에 의해 가해지는 압력의 변화를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 도 1에 나타내었다.Initial bulk density of the prepared inorganic fiber mat was measured in the same manner as in Example 1, which is shown in Table 1 below. In addition, for this mat, the change in pressure applied by the mat according to the temperature change was measured in the same manner as in Example 1, and the results are shown in FIG.
[실시예 3] [Example 3]
실시예 1과는 다른 무기 섬유 혼합물[500 ㎛ 이하의 길이를 갖는 알루미나-뮬라이트 섬유 중량:500 ㎛를 초과하는 길이를 갖는 알루미나-뮬라이트 섬유 중량:비결정질 세라믹 섬유(종류:알루미나-실리카 섬유) 중량 = 2:3:1]을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 비팽창성 매트를 제조하였다. Inorganic fiber mixture different from Example 1 [Alumina-Mullite fiber weight having a length of 500 μm or less: Alumina-Mullite fiber weight having a length exceeding 500 μm: Amorphous ceramic fiber (type: Alumina-silica fiber) Weight = 2: 3: 1], but a non-expandable mat was prepared in the same manner as in Example 1.
제조된 무기 섬유 매트의 초기 벌크밀도를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하였으며, 이를 하기 표 1에 나타내었다. 또한, 이 매트에 대하여, 온도 변화에 따라 매트에 의해 가해지는 압력의 변화를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 도 1에 나타내었다.Initial bulk density of the prepared inorganic fiber mat was measured in the same manner as in Example 1, which is shown in Table 1 below. In addition, for this mat, the change in pressure applied by the mat according to the temperature change was measured in the same manner as in Example 1, and the results are shown in FIG.
[실시예 4] Example 4
알루미나-뮬라이트 섬유 혼합물(500 ㎛ 이하의 길이를 갖는 무기 섬유 중량:500 ㎛를 초과하는 길이를 갖는 무기 섬유 중량 = 1:1)을, 실시예 1, 2 및 3과 동일한 평량이 되도록 건식적층한 후 니들펀칭하여 건식 매트를 제조하였다. 이후, 제조된 건식 매트를, 유기 바인더 물질로서 아크릴계 유기 바인더(Primal EC-1791, Rohm and Hass사) 1 중량% 희석액에 함침시킨 후, 압착 롤을 통과시켜 여분의 바인더 희석액을 제거하였다. 압착 롤을 통과한 매트를 120℃ 오븐에 2시간 동안 두어 수분을 완전히 건조시켜 비팽창성 매트를 제조하였다.Dry-laminated the alumina-mullite fiber mixture (inorganic fiber weight having a length of 500 μm or less: weight of inorganic fiber having a length exceeding 500 μm = 1: 1) to the same basis weight as Examples 1, 2 and 3 After needle punching to prepare a dry mat. Thereafter, the prepared dry mat was impregnated with a 1 wt% diluent of an acrylic organic binder (Primal EC-1791, Rohm and Hass) as an organic binder material, and then passed through a pressing roll to remove excess binder dilution. The mat passed through the pressing roll was placed in a 120 ° C. oven for 2 hours to completely dry the moisture to prepare a non-expandable mat.
제조된 무기 섬유 매트의 초기 벌크밀도를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하였으며, 이를 하기 표 1에 나타내었다. 또한, 이 매트에 대하여, 온도 변화에 따라 매트에 의해 가해지는 압력의 변화를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 도 1에 나타내었다.Initial bulk density of the prepared inorganic fiber mat was measured in the same manner as in Example 1, which is shown in Table 1 below. In addition, for this mat, the change in pressure applied by the mat according to the temperature change was measured in the same manner as in Example 1, and the results are shown in FIG.
[비교예 1] Comparative Example 1
500 ㎛를 초과하는 길이를 갖는 알루미나-뮬라이트 섬유만을 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 건식법으로 비팽창성 매트를 제조하였다. An intumescent mat was prepared in the same dry manner as in Example 4 except that only alumina-mullite fibers having a length exceeding 500 μm were used.
제조된 무기 섬유 매트의 초기 벌크밀도를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정 하였으며, 이를 하기 표 1에 나타내었다. 또한, 이 매트에 대하여, 온도 변화에 따라 매트에 의해 가해지는 압력의 변화를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 도 1에 나타내었다.Initial bulk density of the prepared inorganic fiber mat was measured in the same manner as in Example 1, which is shown in Table 1 below. In addition, for this mat, the change in pressure applied by the mat according to the temperature change was measured in the same manner as in Example 1, and the results are shown in FIG.
[비교예 2] Comparative Example 2
500 ㎛를 초과하는 길이를 갖는 알루미나-뮬라이트 섬유만을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 습식법으로 비팽창성 매트를 제조하였다. A non-expansible mat was prepared by the same wet method as in Example 1 except that only alumina-mullite fibers having a length exceeding 500 μm were used.
제조된 무기 섬유 매트의 초기 벌크밀도를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하였으며, 이를 하기 표 1에 나타내었다. 또한, 이 매트에 대하여, 온도 변화에 따라 매트에 의해 가해지는 압력의 변화를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 도 1에 나타내었다.Initial bulk density of the prepared inorganic fiber mat was measured in the same manner as in Example 1, which is shown in Table 1 below. In addition, for this mat, the change in pressure applied by the mat according to the temperature change was measured in the same manner as in Example 1, and the results are shown in FIG.
[비교예 3] [Comparative Example 3]
실시예 1과는 다른 무기 섬유 혼합물[500 ㎛를 초과하는 길이를 갖는 알루미나-뮬라이트 섬유 중량:비결정질 세라믹 섬유(종류:알루미나-실리카 섬유) 중량 = 1:1]을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 습식법으로 비팽창성 매트를 제조하였다. Example 1, except that inorganic fiber mixtures different from Example 1 [alumina-mullite fiber weight: amorphous ceramic fiber (type: alumina-silica fiber) weight = 1: 1] were used. Non-expandable mats were prepared in the same wet method.
제조된 무기 섬유 매트의 초기 벌크밀도를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하였으며, 이를 하기 표 1에 나타내었다. 또한, 이 매트에 대하여, 온도 변화에 따라 매트에 의해 가해지는 압력의 변화를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 도 1에 나타내었다.Initial bulk density of the prepared inorganic fiber mat was measured in the same manner as in Example 1, which is shown in Table 1 below. In addition, for this mat, the change in pressure applied by the mat according to the temperature change was measured in the same manner as in Example 1, and the results are shown in FIG.
[비교예 4] [Comparative Example 4]
비결정질 세라믹 섬유(종류: 비결정질 알루미나-실리카 섬유)만을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 습식법으로 비팽창성 매트를 제조하였다. An intumescent mat was prepared by the same wet method as in Example 1, except that only amorphous ceramic fibers (type: amorphous alumina-silica fibers) were used.
제조된 무기 섬유 매트의 초기 벌크밀도를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하였으며, 이를 하기 표 1에 나타내었다. 또한, 이 매트에 대하여, 온도 변화에 따라 매트에 의해 가해지는 압력의 변화를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 도 1에 나타내었다.Initial bulk density of the prepared inorganic fiber mat was measured in the same manner as in Example 1, which is shown in Table 1 below. In addition, for this mat, the change in pressure applied by the mat according to the temperature change was measured in the same manner as in Example 1, and the results are shown in FIG.
[표 1][Table 1]
상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 비팽창성 매트는, 500 ㎛를 초과하는 길이를 갖는 결정성 무기 섬유만을 사용한 비교예 1 및 2에 비하여 매트 의 초기 벌크밀도가 높다. 따라서, 본 발명에 따르면, 같은 중량으로 보다 두께가 얇은 매트를 별도의 압착공정 없이 만들 수 있다.As can be seen from Table 1, the non-expandable mat of the present invention has a higher initial bulk density of the mat than Comparative Examples 1 and 2 using only crystalline inorganic fibers having a length exceeding 500 µm. Therefore, according to the present invention, a thinner mat with the same weight can be made without a separate pressing process.
또한, 비결정질 세라믹 섬유만을 사용한 비교예 4의 경우, 초기 벌크밀도는 상당히 높았으나, 도 1에 나타낸 바와 같이, 고온에서 비결정성 세라믹 섬유의 열수축이 일어나 매트가 탄성력을 잃고, 그 결과, 장착 압력이 급격히 감소하였다.In addition, in the case of Comparative Example 4 using only amorphous ceramic fibers, the initial bulk density was considerably high, but as shown in FIG. 1, thermal shrinkage of the amorphous ceramic fibers occurred at a high temperature, thereby causing the mat to lose elastic force, and as a result, the mounting pressure was increased. Sharply decreased.
이상 살핀 바와 같이, 본 발명에 따르면, 매트 제조 후 추가적인 고밀도화 작업이 없이도 공해 방지 장치용 고정재로서 적합한 수준의 장착 밀도 및 초기벌크밀도를 갖는 비팽창성 무기 섬유 매트를 얻을 수 있다. As described above, according to the present invention, a non-expandable inorganic fiber mat having a suitable level of mounting density and initial bulk density can be obtained as a fixing material for antipollution devices without further densification work after mat production.
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