KR100337127B1

KR100337127B1 - 휘발성유기화합물의 흡착농축용 세라믹쉬트 허니컴 로터및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100337127B1
Application number: KR1020000021417A
Authority: KR
Inventors: 한문희; 김홍수; 주국택; 유윤종; 배준수
Original assignee: 손재익; 한국에너지기술연구원
Priority date: 2000-04-22
Filing date: 2000-04-22
Publication date: 2002-05-16
Also published as: KR20010103170A

Abstract

본 발명은 톨루엔, 벤젠, MEK(메틸에틸케톤), MIBK (에틸이소부틸케톤)과 같이 도료제조, 자동차, 선박의 도색, 인쇄, 염색 공정에서 발생하는 휘발성유기화합물 (VOC)를 제거용 흡착담체로 이용하기 위한 흡착용 세라믹 쉬트와 그것을 이용한 허니컴 로터 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 물의 중량을 기준으로 하여 0.01 ∼ 2.0 중량%의 무기재료를 물에 넣고, 여기에 0.1 ∼ 15.0 중량%의 분산제를 넣어 균일하게 분산시켜 슬러리를 얻고, 상기의 슬러리에 0.05 ∼ 2.0 중량%의 접착제와 0.01 ∼ 1.0 중량%의 응집제를 첨가하여 혼합시켜 최종 슬러리를 얻고, 상기의 최종 슬러리를 탈수하고 압착시켜 세라믹 쉬트를 제조한다. 또한, 본 발명은 상기 세라믹 쉬트를 건조시키고, 필요한 크기로 절단한 다음, 그 중의 일부 세라믹 쉬트를 엠보싱 롤러에 의해 파형화하고, 상기의 파형화된 쉬트와 평평한 쉬트를 접착제로 접착시켜 적층화된 하니컴 구조체를 제조한 후, 상기 하니컴 구조체를 흡착제가 혼합된 용액에 함침시키고, 이것을 다시 300 ∼ 750 ℃에서 1 ∼ 5 시간 동안 건조시켜 휘발성 유기화합물의 흡착농축용 세라믹 쉬트 하니컴 로터(rotor)를 제조한다.

본 발명에 의한 세라믹 쉬트와 그것을 이용한 세라믹 쉬트 하니컴 로터는 인장강도가 뛰어나고, 흡착성능이 우수하다.

Description

휘발성유기화합물의 흡착농축용 세라믹쉬트 허니컴 로터 및 그 제조방법{Ceramic honeycomb rotor for adsorptive removal of volatile organic compound and its manufacturing method}

본 발명은 다양한 산업공정에서 발생되는 휘발성 유기화합물을 효과적으로 흡착시키는 세라믹 쉬트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무기질섬유를 주원료로 한 세라믹 쉬트를 제조하고, 이 세라믹 쉬트를 파형화, 적층화하여 세라믹쉬트 허니컴을 제조하고, 세라믹 쉬트 허니컴에 휘발성유기화합물을 흡착하는 흡착제를 함침시켜 제조하는 세라믹쉬트 허니컴 로터(rotor) 및 그 제조방법에 관한 것이다.

산업공정에서 발생되는 배가스에는 전형적으로 입자상 물질이나 가스상 오염물질이 함께 배출되며, 가스상 오염물질 중 대표적인 것으로 휘발성 유기화합물 (Volatile Organic Compounds; VOCs)을 들 수 있다.

일반적으로 휘발성 유기화합물(VOCs)은 도료제조, 자동차, 선박의 도색, 인쇄, 염색 공정에서 주로 발생하는 것으로서, 호흡기로 들어가면 중추신경 등 주요 기관의 장애를 일으킬 수 있으며, 질소화합물과 광화학 반응을 일으켜 오존의 발생을 유발시키는 위험물질로 알려져 있다.

휘발성 유기화합물을 농축시켜 회수하는 방법으로는 흡수법, 심냉법, 흡착법이 있는데, 회전식 흡착장치가 경제적이고 간편한 방법으로써 많이 사용되고 있다. 회전식 흡착장치는 회전체 안에 활성탄소 혹은 제올라이트와 같은 흡착물질을 넣고 회전시키면서, 휘발성 유기화합물로 오염된 공기를 불어넣어 흡착물질에 흡착시키는 장치를 말한다. 이때, 휘발성 유기화합물의 흡착회수 효율을 최적화하기 위하여 불연성 하니컴을 제작하여 그 표면에 흡착물질을 함침시키는 방법이 사용된다. 기존의 세라믹 하니컴 담체는 세라믹 분말을 압출성형하여 제조하고 있으나, 이 방법은 고가의 압출성형장치가 필요하고, 고온소성이 요구되므로 에너지가 많이 소비되는 문제점이 있다. 또한, 하니컴 용적이 크거나, 하니컴 벽의 두께가 얇거나, 하니컴 셀의 크기가 작은 하니컴 담체를 제조하기 어렵다는 단점도 있다.

다른 방법으로는 8 내지 16등분된 부채꼴 형태의 공간안에 제올라이트 혹은 활성탄소 펠렛을 넣고 흡착 rotor를 제조하여 휘발성 유기화합물을 흡착회수하는 방법이 있는데, 이 방법에 의할 경우 예정된 각도로 돌아간 후 일정 시간동안 펠렛에 휘발성 유기화합물을 흡착시키고, 다시 다음 번 예정된 각도로 돌아가 휘발성 유기화합물을 흡착시키는 동작을 반복하기 때문에, 흡착가스의 농도가 불연속적이다. 따라서, 이 방법은 탈착된 휘발성 유기화합물의 농도도 일정하지 않을 뿐 아니라, 부채꼴 공간 안에 채워진 펠렛에 의해 압력손실이 크다는 단점이 있다.

따라서, 종래의 세라믹쉬트는 인장강도가 작아서 엠보싱 롤러를 사용한 파형화 공정에서 엠보싱 롤러의 압착에 의한 인장응력을 견디지 못하고 파열되었으며, 또한 균일한 파형화를 기할 수 없었으므로 파형화공정을 자동화하기도 어려웠다.

또한, 종래의 기술에 의해서는 글라스화이버를 첨가하였을 때, 글라스화이버를 충분히 분산시킬 수 없는 한계를 가지고 있었다.

본 발명은 종래 기술의 한계를 극복하여 흡착성능이 뛰어나고, 고온소성을 요하지 아니하므로 다량의 에너지를 소모하지 않으며, 또한 인장강도가 우수한 세라믹 쉬트와 그것을 이용한 하니컴 로터를 제조하는데 있다.

본 발명의 목적은 글라스 화이버 등의 무기섬유를 주원료로 하고 기타 부재료를 첨가하여 성형성이 좋은 세라믹 쉬트를 제조하고, 이 세라믹 쉬트를 이용하여 하니컴 구조체를 얻고 이 구조체를 흡착제와 무기결합제가 혼합된 용액에 함침시키고 저온소성시킴으로써 물리적 특성이 우수한 휘발성 유기화합물 흡착농축용 하니컴 로터와 그 제조방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 제조공정 순서도이고

도 2는 실시예와 비교예로 제조한 세라믹 쉬트의 인장강도 변화도이다.

본 발명은 물의 중량을 기준으로 하여 0.01 ∼ 2.0 중량%의 무기재료를 물에 넣고, 여기에 0.1 ∼ 15.0 중량%의 분산제를 넣어 균일하게 분산시켜 슬러리를 얻고, 상기의 슬러리에 0.05 ∼ 2.0 중량%의 접착제와 0.01 ∼ 1.0 중량%의 응집제를 첨가하여 혼합시켜 최종 슬러리를 얻고, 상기의 최종 슬러리를 탈수하고 압착시켜 세라믹 쉬트를 제조한다.

본 발명에 있어서, 상기의 무기재료는 무기질섬유가 바람직하고, 특히 알루미나실리케이트 화이버, 글라스화이버, 세피오라이트(sepiolite), 실리카 화이버, 알루미나 화이버, 암면, 티탄산칼륨 화이버, 카본 화이버 등이 바람직하며, 이들을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 상기의 무기질재료가 0.01 중량% 이하일 경우엔 섬유질이 부족하여 성형성이 악화되어 바람직하지 못하고, 2.0 중량% 이상일 경우엔 매끄러운 표면상태의 세라믹쉬트를 얻을 수 없어 바람직스럽지 못하다. 가장 바람직한 실시양태는 각각 알루미나 실리케이트 화이버를 0.2 ∼ 1.2 중량%, 글라스 화이버를 0.02 ∼ 0.12 중량%, 그리고 세피오라이트를 0.1 ∼ 0.6 중량% 사용한다.

본 발명에 있어서, 상기의 분산제는 상기 무기재료의 물리적 성질을 조절하여 쉬트제조를 용이하게 하기 위하여 해섬 및 고해작업을 통하여 분산시키기 위하여 사용하며, 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol, PEG) 과 카복시메틸셀루로오즈(carboxymethyl celluose, CMC) 가 가장 바람직하고, 이 기술분야에서 통상적으로 사용되는 분산제를 사용할 수 있다. 이들 역시 단독으로 사용되거나 이들을 함께 사용할 수 있다. 상기의 분산제가 0.1 중량% 이하일 경우엔 무기질섬유가 물에 해섬되지 못하고 뭉쳐있으므로 균일한 특성의 세라믹쉬트를 얻을 수 없어 바람직스럽지 못하고, 15.0 중량% 이상일 경우엔 슬러리의 점도를 지나치게 증가시켜 진공탈수하기 어려우므로 바람직스럽지 못하다. 가장 바람직한 실시양태는 각각 폴리에틸렌글리콜을 0.5 ∼ 5.0 중량% 사용하고, 카복시메틸셀루로오즈를 0.1 ∼ 5.0 중량% 사용하는 것이다.

본 발명에 있어서, 상기의 접착제는 추후 성형시 무기질섬유 사이에 접착됨으로써 건조강도를 유지하도록 하기 위하여 사용되고, 폴리비닐아세테이트 (polyvinyl acetate, PVA), 폴리비닐알코올, 아크릴, 초산비닐, 에틸렌초산비닐, 요소수지, 멜라민수지, 카복실에틸셀룰로오스, 폴리아미도에피클로로히드린, 폴리아크릴아미드 등의 유기 접착제와, 실리카졸, 알루미나졸, 티타니아졸 등의 무기접착제를 각각 또는 함께 사용할 수 있다. 이때, 상기의 접착제를 0.05 중량% 이하로 사용할 경우엔 섬유질 사이에 붙어있는 접착제의 양이 부족하여 세라믹 쉬트의 인장강도가 약하여 바람직하지 못하고, 2.0 중량% 이상 사용할 경우엔 세라믹 쉬트의 인장강도가 지나치게 커져서 파형화하기 어려워지는 단점이 있다. 가장 바람직한 실시양태는 각각 폴리비닐아세테이트를 0.05 ∼ 0.5 중량% 사용하고, 실리카졸을 0.05 ∼ 1.0 중량% 사용하는 것이다.

본 발명에 있어서, 상기의 응집제는 이미 첨가된 각종의 무기물과 유기물 들이 서로 얽혀 응집된 상태를 형성하도록 하기 위하여 사용되며, 황산알루미늄, 황산철, 염화알루미늄 등의 무기응집제와, 양이온성 전분, 에틸렌디아민, 테트라메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 폴리비닐이미다졸 등의 유기응집제를 사용할 수 있다. 상기의 응집제를 0.01 중량% 이하로 사용할 경우엔 섬유질 사이의 응집이 부족하여 인장강도가 약하므로 바람직스럽지 못한 반면, 1.0 중량% 이상을 사용할 경우엔 응집제 입자가 섬유질 사이의 공극을 차지하여 흡착제의 함침을 방해하므로 바람직스럽지 못하다. 가장 바람직한 실시양태는 각각 황산알루늄을 0.03 ∼ 0.30 중량% 사용하고, 양이온성 전분을 0.1 ∼ 0.5 중량% 사용하는 것이다.

본 발명에 있어서, 상기의 혼합물 슬러리는 통상적으로 사용되는 세라믹 쉬트 제조장치에 공급하여, 탈수, 압착 등의 공정을 거쳐서 세라믹 쉬트를 제조하게 된다. 본 발명에 의한 상기의 혼합물 슬러리는 최종제품의 용도에 따라 다양한 형태의 성형장치에 공급하여 다양한 형태로 성형할 수 있다.

본 발명은 상기의 과정을 거쳐 세라믹쉬트를 제조한 후, 상기 세라믹 쉬트를 건조시키고, 필요한 크기로 절단한 다음, 그 중의 일부 세라믹 쉬트를 엠보싱 롤러에 의해 파형화하고, 상기의 파형화된 쉬트와 평평한 쉬트를 접착제로 접착시켜 적층화된 하니컴 구조체를 제조한다.

본 발명에 있어서, 상기의 건조과정과 절단과정 및 파형화과정은 통상의 방법으로 수행할 수 있다. 그러나, 상기의 접착 및 적층화과정에서는 상기의 접착제를 단독으로 또는 혼합하여 함께 사용하여야 한다. 이는 상기의 슬러리 혼합물의 제조공정에서 사용된 접착제와 서로 상용성이 있도록 하기 위함이다.

또한, 본 발명은 상기의 하니컴 구조체를 이용하여 휘발성 유기화합물의 흡착농축용 세라믹 쉬트 하니컴 로터를 제공한다.

본 발명은 이를 위하여, 상기의 하니컴 구조체를 제조한 후, 상기 하니컴 구조체를 흡착제와 무기결합제가 혼합된 용액에 함침시키고, 이것을 다시 300 ∼ 750 ℃에서 1 ∼ 5 시간 동안 건조시켜 휘발성 유기화합물의 흡착농축용 세라믹 쉬트 하니컴 로터(rotor)를 제조한다. 본 발명에 있어서, 흡착제는 활성탄소 제올라이트가 가장 바람직하지만, 이 기술분야에서 통상적으로 사용되는 흡착제를 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서, 상기의 건조공정이 300 ℃ 이하일 경우엔 하니컴 로터속의 유기물이 충분히 제거되지 못하여 바람직스럽지 못하고, 750 ℃ 이상일 경우엔 로터의 변형이 발생하므로 바람직스럽지 못하다. 또한, 건조시간이 1시간 이하일 경우엔 로터 속의 유기물이 충분히 제거되지 못하고, 5시간 이상일 경우엔 로터의 변형이 발생하게 된다.

또한, 본 발명은 상기의 휘발성 유기화합물 흡착농축용 세라믹 쉬트와, 상기 세라믹 쉬트를 이용한 하니컴 로터의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 의한 상기 세라믹 쉬트 하니컴 로터의 제조방법은 휘발성유기화합물 흡착농축용 세라믹 쉬트 하니컴 로터(rotor)를 제조함에 있어서,

a). 물의 중량을 기준으로 하여 0.01 ∼ 2.0 중량%의 무기재료를 물에 넣고 교반기로 혼합하면서, 상기 무기재료 사이의 결합관계를 느슨하게 하고, 개개의 낱개 상태로 균일하게 풀어주어 슬러리를 얻는 혼합공정과 ;

b). 상기의 슬러리에 0.1 ∼ 15.0 중량%의 분산제를 넣어 상기 무기재료의 물리적 성질을 조절하여 해섬 및 고해작업을 통하여 분산시키는 분산공정과 ;

c). 상기의 무기재료가 충분히 해섬되고 고화되면 계속적으로 0.05 ∼ 2.0 중량%의 접착제와 0.01 ∼ 1.0 중량%의 응집제를 첨가하여 성형시 무기질섬유 사이에 접착됨으로써 슬러리의 건조강도를 유지하게 하는 접착제 및 응집제 첨가공정과 ;

d). 상기의 과정에서 얻어진 상기의 슬러리를 세라믹 쉬트 제조장치에 공급하여, 탈수, 압착 등의 공정을 거쳐서 세라믹 쉬트를 제조하는 성형공정과 ;

e). 상기의 성형된 세라믹 쉬트를 건조하고 필요한 크기로 절단한 다음, 그중 일부의 세라믹 쉬트를 엠보싱 롤러에 의해 파형화하고, 상기의 파형화된 쉬트와 평평한 쉬트를 상기의 접착제를 사용하여 접착시키고 적층화시켜 하니컴 구조체를 제조하는 적층화공정과 ;

f). 상기의 하니컴 구조체를 흡착제가 혼합 분산되어 있는 함침액에 함침하고 건조시킨 후 열처리하는 공정으로 구성된다.

이하, 본 발명에 의한 세라믹 쉬트 하니컴 로터의 제조방법은 첨부된 [도 1]에 의해 상세히 개시된다. 상기의 [도 1]은 본 발명의 기술사상을 이 기술분야의 통상전문가에 의해 용이하게 실시할 수 있도록 가장 바람직한 실시양태를 기준올 개시된 것일 뿐, 본 발명의 범위가 상기의 도면에 한정되지 않음은 자명하다.

[도 1]은 본 발명의 제조공정을 개략적으로 도시한 순서도로서, 상기 도면에서 무기질섬유는 무기재료에 분산제를 투여하여 얻은 슬러리상의 무기섬유질을 의미한다.

본 발명의 제조방법에 있어서는, 설명의 편의상 무기재료로서 글라스화이버, 알루미나실리케이트 화이버, 세피오라이트, 펄프 등을 선택하고, 분산제로서는 폴리에티렌글리콜과 카복시메틸셀루로오즈를 선택하며, 접착제로서 폴리비닐아세테이트와 실리카 졸을 가하며, 응집제로서 양이온성 전분과 황산알루미늄을 첨가한다. 그러나, 본 발명의 제조방법이 상기의 성분들로 제한되지 않음은 자명하다.

먼저, 글라스화이버를 물에 넣은 상태에서 교반날개가 부착된 교반장치를 이용하여 해섬하되, 폴리에틸렌글리콜과 카복시메틸셀룰로우스를 첨가함으로써 화이버 사이의 결합력을 느슨하게 하여 화이버 덩어리를 개별 화이버 상태로 풀어준다.

글라스화이버가 충분히 해섬, 고해되면 이 슬러리를 계속 교반하면서 알루미나실리케이트 화이버, 세피오라이트, 펄프를 첨가하여, 첨가된 무기질 섬유 및 유기질 섬유가 모두 물에 잘 풀리도록 한다. 이 슬러리를 세라믹 쉬트로 성형, 건조시켰을 때 충분한 강도를 유지시키기 위하여 바인더로 폴리비닐아세테이트와 실리카 졸을 첨가하였으며, 세라믹쉬트제조장치 위에서 섬유질 및 무기질 바인더가 서로 얽혀 높은 강도를 내도록 하기 위하여 응집제로서 양이온성 전분과 황산알루미늄을 첨가한다. 슬러리는 자체적으로 설계 제작된 세라믹 쉬트에 공급되고, 이 장치에서 쉬트의 탈수 및 압착 등의 공정을 거쳐서 세라믹 쉬트가 제조된다. 이 세라믹 쉬트는 건조시켜 필요한 크기로 절단한 다음, 엠보싱 롤러를 사용하여 파형화하고, 평평한 쉬트와 파형화된 쉬트를 실리카졸과 폴리비닐아세테이트를 혼합한 바인도를 이용 접착 및 적층화시켜 하니컴 구조체를 만든다.

상기의 하니컴 구조체는 실리카졸과 제올라이트로 구성된 슬러리에 함침시키고, 건조시킨 다음, 300 ∼ 750℃에서 열처리하여 휘발성유기화합물 흡착농축을 위한 로터를 제조한다.

다음은 실시예에 의해 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

실시예 1

세라믹 쉬트를 제조하기 위해 22g의 글라스 화이버를 물 10kg에 넣은 후 폴리에틸에틸렌글리콜 40g, 카복시메틸셀룰로우스 40g을 첨가하여 교반장치를 이용하여 글라스화이버가 충분히 해섬될 때까지 교반하였다.

그 다음에 알루미나실리케이트 화이버 100g, 세피오라이트 30g, 펄프 24g을첨가하고, 다시 섬유질이 모두 충분히 해섬될 때까지 교반하였다. 이 섬유질이 성형장치 위에서 서로 접착되도록 하기 위하여 교반 도중 수용액 상태의 실리카졸 80g과 역시 수용액 상태의 폴리비닐아세테이트 40g을 첨가하였으며, 슬러리에 첨가한 물질들이 서로 얽힌 응집된 구조를 갖도록 만들기 위하여 황산알루미늄을 25g, 양이온성 전분을 15g 첨가하였다. 이 슬러리는 쉬트제조장치에 일정한 속도로 공급되어 진공탈수 및 압착탈수를 거쳐 두께 0.2 mm의 세라믹 쉬트를 제조하였다.

이후 세라믹 쉬트를 일정 크기로 절단하고, 파형화하여 평평한 쉬트와 파형화한 쉬트를 실리카졸과 폴리비닐아세테이트가 50 : 50 으로 혼합된 혼합 바인더로 접착, 적층화하여 하니컴 구조체를 제조하였다.

상기의 하니컴 구조체를 다시 실리카졸과 제올라이트가 잘 분산된 함침액에 함침시킨 후, 650℃ 온도에서 5시간 저온소성시킴으로써, VOC로 오염된 공기에서 VOC를 선택흡착제거할 수 있는 로터를 제조하였다.

실시예 2

실시예1과 같은 조성으로 하되, 실리카 졸을 48g, 황산알루미늄을 24g 첨가하였으며, 나머지 조건은 상기 실시예1과 동일하게 수행하였다.

실시예 3

실시예1과 같은 조성으로 하되, 실리카 졸과 황산알루미늄을 첨가하지 않았으며, 나머지 조건은 상기 실시예1과 동일하게 수행하였다.

비교예

세라믹 쉬트를 파형화하기 위해서는 세라믹 쉬트의 인장강도가 높아야 한다.세라믹 쉬트의 인장강도가 낮으면 세라믹 쉬트가 파형을 형성시키기 위한 파형롤(corrugation roll)의 인장응력을 견디지 못하고 파열되는 현상이 발생할 뿐 아니라, 세라믹 쉬트가 상기 파형롤 사이를 진행하는 속도를 일정하게 유지하기 어려워서 균일한 파형을 얻을 수 없다.

비교예에서는, 알루미나실리케이트화이버 240g, 세피오라이트 72g, 펄프 24g을 주원료로 하고, 바인더로 실리카졸 24g과 폴리비닐아세테이트 24g을 사용하고, 응집제로 양이온성 전분 20g과 황산알루미늄 25g을 사용하여 제조한 세라믹 쉬트를 제조하였으며, 나머지 조건은 상기 실시예 1과 동ㅇ일하게 수행하였다. 이 방법에 의하여 제조된 세라믹 쉬트는 성형성이 양호했으나, 인장강도가 8.5 kg/cm2로서 자동 파형화장치를 이용한 파형화가 어려웠다.

[표1] 은 상기의 실시예와 비교예의 방법으로 제조한 세라믹 쉬트의 인장강도를 Universal Testing Machine (model Hounsfield H5KS UTM)으로 측정하여 나타낸 것이다.

상기의 [표 1]에 의할 때, 본 발명에 의한 세라믹 쉬트가 기존의 방법에 의해 제조된 세라믹 쉬트의 강도보다 훨씬 강화되었음을 명백히 알 수 있다.

도2는 세라믹 쉬트의 원료조성 비율과 그에 따른 인장강도를 나타낸 것으로써, 글라스 화이버를 첨가했을 때 인장강도가 크게 증가한 사실과, 바인더로써 실리카졸의 첨가량이 60g이고, 응집제로 사용하는 황산알루미늄의 첨가량이 20g일 때, 본 발명에 의한 세라믹 쉬트의 인장강도는 60kg/cm2 인 것을 알 수 있다.

상기와 같이, 본 발명에 의한 세라믹 쉬트는 인장강도가 매우 높으므로 엠보싱 롤러에 의한 파형화공정에서 파열됨이 없이 균일한 형상을 얻을 수 있게 된다. 따라서, 본 발명에 의한 세라믹 쉬트를 이용하여 다양한 형태의 2차 제품을 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 인장강도가 뛰어난 상기의 세라믹 쉬트를 이용하여 다양한 형태의 하니컴 구조체를 제조할 수 있고, 상기의 구조체에 제올라이트 혹은 활성탄소를 무기결합제와 함께 함침시켜 저온소성함으로써 휘발성유기화합물의 흡착농축용 하니컴 로터를 제조할 수 있다. 본 발명에 의한 상기의 하니컴 로터는 내구성이 뛰어나고, 흡착성능이 우수하므로, 휘발성유기화합물과 기타 대기오염물질을 배출하는 다양한 산업공정에 효과적으로 사용될 수 있다.

Claims

물의 중량을 기준으로 하여 0.01 ∼ 2.0 중량%의 무기재료를 물에 넣고, 여기에 0.1 ∼ 15.0 중량%의 분산제를 넣어 균일하게 분산시켜 슬러리를 얻고, 상기의 슬러리에 0.05 ∼ 2.0 중량%의 접착제와 0.01 ∼ 1.0 중량%의 응집제를 첨가하여 혼합시켜 최종 슬러리를 얻고, 상기의 최종 슬러리를 탈수하고 압착시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 휘발성유기화합물의 흡착농축용 세라믹 쉬트.
물의 중량을 기준으로 하여 0.01 ∼ 2.0 중량%의 무기재료를 물에 넣고, 여기에 0.1 ∼ 15.0 중량%의 분산제를 넣어 균일하게 분산시켜 슬러리를 얻고, 상기의 슬러리에 0.05 ∼ 2.0 중량%의 접착제와 0.01 ∼ 1.0 중량%의 응집제를 첨가하여 혼합시켜 최종 슬러리를 얻고, 상기의 최종 슬러리를 탈수하고 압착시켜 세라믹 쉬트를 제조하고, 상기 세라믹 쉬트를 건조시키고, 필요한 크기로 절단한 다음, 그 중의 일부 세라믹 쉬트를 엠보싱 롤러에 의해 파형화하고, 상기의 파형화된 쉬트와 평평한 쉬트를 접착제로 접착시켜 적층화된 하니컴 구조체를 제조한 후, 상기 하니컴 구조체를 흡착제가 혼합된 용액에 함침시키고, 이것을 다시 300 ∼ 750 ℃에서 1 ∼ 5 시간 동안 건조시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물의 흡착농축용 세라믹 쉬트 하니컴 로터(rotor).
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 무기재료는 알루미나실리케이트 화이버,글라스 화이버, 세피오라이트(sepiolite), 실리카 화이버, 알루미나 화이버, 암면, 티탄산칼륨 화이버, 카본 화이버 인 것을 특징으로 하는 것.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 분산제는 폴리에틸렌글리콜, 카복시메틸셀룰로우스인 것을 특징으로 하는 것.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접착제는 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐알코올, 아크릴, 초산비닐, 에틸렌초산비닐, 요소수지, 멜라민수지, 카복실에틸셀룰로오스, 폴리아미도에피클로로히드린, 폴리아크릴아미드, 실리카졸, 알루미나졸, 티타니아졸 인 것을 특징으로 하는 것.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 응집제는 황산알루미늄, 황산철, 염화알루미늄, 양이온성 전분, 에틸렌디아민, 테트라메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 폴리비닐이미다졸 인 것을 특징으로 하는 것.
휘발성유기화합물 제거용 세라믹 쉬트 하니컴 상 구조를 만들기 위한 세라믹 쉬트의 제조방법에 있어서,

a). 물의 중량을 기준으로 하여 0.01 ∼ 2.0 중량%의 무기재료를 물에 넣고 교반기로 혼합하면서, 상기 무기재료 사이의 결합관계를 느슨하게 하고, 개개의 낱개 상태로 균일하게 풀어주어 슬러리를 얻는 혼합공정과 ;

b). 상기의 슬러리에 0.1 ∼ 15.0 중량%의 분산제를 넣어 상기 무기재료의 물리적 성질을 조절하여 해섬 및 고해작업을 통하여 분산시키는 분산공정과 ;

c). 상기의 무기재료가 충분히 해섬되고 고화되면 계속적으로 0.05 ∼ 2.0 중량%의 접착제와 0.01 ∼ 1.0 중량%의 응집제를 첨가하여 성형시 무기질섬유 사이에 접착됨으로써 슬러리의 건조강도를 유지하게 하는 접착제 및 응집제 첨가공정과 ;

d). 상기의 과정에서 얻어진 상기의 슬러리를 세라믹 쉬트 제조장치에 공급하여, 탈수, 압착 등의 공정을 거치는 성형공정 ; 으로 구성된 것을 특징으로 하는 방법.
휘발성유기화합물 제거를 위하여 세라믹 쉬트 하니컴 상 구조를 이용한 세라믹 쉬트 하니컴 로터의 제조방법에 있어서,

a). 물의 중량을 기준으로 하여 0.01 ∼ 2.0 중량%의 무기재료를 물에 넣고 교반기로 혼합하면서, 상기 무기재료 사이의 결합관계를 느슨하게 하고, 개개의 낱개 상태로 균일하게 풀어주어 슬러리를 얻는 혼합공정과 ;

b). 상기의 슬러리에 0.1 ∼ 15.0 중량%의 분산제를 넣어 상기 무기재료의 물리적 성질을 조절하여 해섬 및 고해작업을 통하여 분산시키는 분산공정과 ;

c). 상기의 무기재료가 충분히 해섬되고 고화되면 계속적으로 0.05 ∼ 2.0 중량%의 접착제와 0.01 ∼ 1.0 중량%의 응집제를 첨가하여 성형시 무기질섬유 사이에 접착됨으로써 슬러리의 건조강도를 유지하게 하는 접착제 및 응집제 첨가공정과 ;

d). 상기의 과정에서 얻어진 상기의 슬러리를 세라믹 쉬트 제조장치에 공급하여, 탈수, 압착 등의 공정을 거쳐서 세라믹 쉬트를 제조하는 성형공정과 ;

e). 상기의 성형된 세라믹 쉬트를 건조하고 필요한 크기로 절단한 다음, 그 중 일부의 세라믹 쉬트를 엠보싱 롤러에 의해 파형화하고, 상기의 파형화된 쉬트와 평평한 쉬트를 상기의 접착제를 사용하여 접착시키고 적층화시켜 하니컴 구조체를 제조하는 적층화공정과 ;

f). 상기의 하니컴 구조체를 흡착제와 무기결합제가 혼합 분산되어 있는 함침액에 함침하고 건조시킨 후 열처리하는 공정 ; 으로 구성된 것을 특징으로 하는 방법.
제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 무기재료는 알루미나실리케이트 화이버, 글라스 화이버, 세피오라이트(sepiolite), 실리카 화이버, 알루미나 화이버, 암면, 티탄산칼륨 화이버, 카본 화이버 인 것을 특징으로 하는 방법.
제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 분산제는 폴리에틸렌글리콜, 카복시메틸셀룰로우스인 것을 특징으로 하는 방법.
제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 접착제는 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐알코올, 아크릴, 초산비닐, 에틸렌초산비닐, 요소수지, 멜라민수지, 카복실에틸셀룰로오스, 폴리아미도에피클로로히드린, 폴리아크릴아미드, 실리카졸, 알루미나졸,티타니아졸 인 것을 특징으로 하는 방법.
제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 응집제는 황산알루미늄, 황산철, 염화알루미늄, 양이온성 전분, 에틸렌디아민, 테트라메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 폴리비닐이미다졸 인 것을 특징으로 하는 방법.