KR100741169B1

KR100741169B1 - 제올라이트가 포함된 가스흡착용 세라믹종이 및 이의제조방법

Info

Publication number: KR100741169B1
Application number: KR1020050110289A
Authority: KR
Inventors: 유윤종; 김홍수; 김시경; 안영수; 한문희; 전상호
Original assignee: 한국에너지기술연구원
Priority date: 2005-11-17
Filing date: 2005-11-17
Publication date: 2007-07-20
Also published as: KR20070052542A

Abstract

본 발명은 제올라이트가 포함된 세라믹종이 및 이의 제조방법, 본 발명의 제올라이트가 포함된 세라믹종이를 이용한 가스흡착용 흡착소자에 관한 것이다.

본 발명은 대기로 배출되는 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds), 이산화탄소(CO₂), 황 화합물(SOx), 질소화합물(NOx) 등의 가스상 대기오염물질을 흡착 제거하는 흡착소자에 적용할 수 있는 세라믹종이에 있어서, 세라믹종이에 제올라이트, 세라믹섬유, 유기섬유, 무기첨가제, 유기첨가제, 무기응집제, 유기응집제를 포함하는 제올라이트가 포함된 세라믹종이 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 세라믹종이 제조에 있어서, 정제수에 제올라이트, 세라믹섬유, 유기섬유, 무기첨가제, 유기첨가제, 무기응집제, 유기응집제를 첨가하여 세라믹종이를 제조하기 위한 슬러리를 제조하는 단계를 포함하는 세라믹종이 제조방법 제공을 목적으로 한다.

Description

제올라이트가 포함된 가스흡착용 세라믹종이 및 이의 제조방법{Ceramic paper with zeolite for gas adsorption and its manufacturing method thereof}

도 1a는 본 발명에 의해 제조된 제올라이트 함유 세라믹종이(CP-Z)의 표면사진이다.

도 1b는 본 발명에 의해 제조된 제올라이트 함유 세라믹종이(CP-Z)를 실리카졸을 사용하여 강화시킨 세라믹종이(CP-Z-Si)의 표면사진이다.

도 1c는 제올라이트가 포함되지 않은 세라믹종이(CP)의 표면사진이다.

도 1d는 본 발명에서 사용한 세라믹섬유 및 불순물인 세라믹섬유 쇼트의 형상을 나타낸 사진이다.

도 2는 본 발명에서 고안된 세라믹섬유에 포함된 불순물 비중분리장치의 단면도이다.

도 3은 본 발명에 의해 제조된 세라믹종이의 온도상승에 따른 무게 감소를 나타낸 그래프이다.

도 4는 본 발명에 의해 제조된 세라믹종이의 기공분포를 나타낸 그래프이다.

도 5는 본 발명에 의해 제조된 세라믹종이의 톨루엔 평형 흡착량을 나타낸 그래프이다.

최근 세계적으로 이슈화되고 있는 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds), 이산화탄소(CO₂), 황 화합물(SOx), 질소화합물(NOx) 등의 가스상 대기오염물질의 배출을 저감하기 위한 기술들은 흡수법, 흡착법, 막분리법 등이 있으며, 특히 흡착법은 세계적으로 가장 널리 이용되고 있는 기술이다.

흡착법은 주로 압력을 변동함에 따른 흡착제의 흡착능력의 차이를 이용하는 압력스윙 흡착분리방법과 압력 대신 온도의 변동에 따른 흡착제의 흡착능력의 차이를 이용해 분리하는 열스윙 흡착분리방법이 있다.

이러한 흡착분리공정에 사용되는 흡착제는 제올라이트와 활성탄이 대표적이며, 주로 바인더를 이용하여 구슬 형태나 실린더 형태로 성형한 후 사용한다. 그러나 이러한 형태의 흡착제를 고정탑에 충진하여 사용할 경우 운전상 압력손실이 크기 때문에 목적하는 운전특성을 얻기 위해서는 많은 에너지가 소비되며, 이러한 에너지 소비는 결국 또 다른 문제를 야기 시킬 수 있다. 또한 실제 공정상에서 고정탑에 충진된 구슬 형태나 실린더 형태의 흡착제는 흡착제 내부로의 오염가스 확산 속도가 느리기 때문에 실질적으로 흡착제 표면에서만 그 특성을 발휘하므로 흡착제의 충분한 사용효율을 기대하기가 곤란하다.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위한 대안으로서 최근에는 세라믹섬유를 주 원료로 한 세라믹종이를 만든 다음 이를 허니컴 형태로 성형하고 여기에 분말상 흡착제를 분포시킨 허니컴 흡착로타를 사용하는 회전식 흡착장치의 수요가 증가하고 있다.

허니컴 흡착로타는 흡착로타 내에 포함된 흡착제에 흡착되어진 오염물질을 열을 가하여 탈기시키는 방법을 사용하기 때문에 100℃ 이상의 고온에서 견딜 수 있는 물질로 제조되어야 하며 따라서 무기섬유가 주원료인 세라믹종이를 사용하게 된다.

세라믹종이를 제조하는 종래기술로서 본 발명자에 의해 고안된 대한민국 특허 제 10-0337127호에 따른 세라믹종이의 제조기술은 세라믹종이 내에 제올라이트를 포함하지 않고 있으며, 따라서 세라믹종이를 제조한 후 바인더와 제올라이트가 혼합된 용액에 담지하여 제올라이트를 고착시키게 된다. 또한 세라믹종이의 인장특성을 개선하기 위하여 인체에 유해한 유리섬유가 일부 포함되어 있으며, 도 1(d)에 보인 세라믹섬유와 함께 섞여있는 불순물인 세라믹섬유 쇼트를 제거하기 위한 방법을 제시하지 않고 있다.

본 발명에 의한 세라믹종이 및 이의 제조방법에서는 상기한 문제점들을 모두 해결할 수 있는 방법들을 제시하였으며, 특히 제올라이트를 세라믹종이 제조과정에서 포함시키기 때문에 가스흡착분리용 허니컴을 제조하는 공정을 크게 단순화시킬 수 있다.

본 발명은 대기로 배출되는 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds), 이산화탄소(CO₂), 황 화합물(SOx), 질소화합물(NOx) 등의 가스상 대기오염물질을 흡착제거하는 흡착소자에 적용할 수 있는 세라믹종이에 있어서, 세라믹종이에 제올라이트, 세라믹섬유, 유기섬유, 무기첨가제, 유기첨가제, 무기응집제, 유기응집제를 포함하는 제올라이트가 포함된 세라믹종이 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 제올라이트가 포함된 세라믹종이를 이용한 흡착소자에 사용할 수 있다. 이때 세라믹종이를 편파성형한 후 이를 적층하여 육면체 허니컴 흡착소자 또는 원형으로 하는 원통형 허니컴 흡착소자에 사용할 수 있다.

본 발명의 세라믹종이는 인체 유해성물질인 유리섬유를 제외하고 있어 인체에 무해하며, 특히 세라믹종이 내부에 제올라이트 흡착제를 포함하고 있어 이러한 제올라이트가 포함된 세라믹종이를 이용시 흡착소자를 제조하는 공정을 크게 단순화 할 수 있어 흡착소자를 제조하는 생산단가를 감소시킬 수 있다.

상기에서 언급한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 세라믹종이에 있어서, 제올라이트, 세라믹섬유, 유기섬유, 무기첨가제, 유기첨가제, 무기응집제, 유기응집제를 포함하는 제올라이트가 포함된 세라믹종이를 나타낸다.

본 발명의 세라믹종이에서 세라믹섬유는 세라믹종이의 주요 구성성분이며, 세라믹종이를 100℃ 이상의 고온에서 사용할 수 있도록 하기 위해 산화알루미늄-이산화규소(Al₂O₃-SiO₂) 섬유, 산화알루미늄(Al₂O₃) 섬유, 이산화규소(SiO₂) 섬유 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함한다. 또한 산화알루미늄(Al₂O₃), 이산화규소(SiO₂) 중에서 선택된 어느 하나 이상의 성분이 함유된 섬유를 사용할 수 있다.

본 발명의 세라믹종이에서의 세라믹섬유는 세라믹섬유 제조 후 벌크, 블랑켓, 매트, 펠트 또는 페이퍼 형태로 가공한 것을 포함하지만, 본 발명에서 목적인 세라믹종이를 제조하기 위해서는 이들 형태의 세라믹섬유를 슬러리 내에서 각각의 섬유상태로 분산시켜야 하므로 벌크형태의 세라믹섬유를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 세라믹섬유를 제조한 후에 세라믹섬유의 길이를 일정한 크기로 자르고 세라믹섬유의 제조공정에서 발생하는 불순물(세라믹섬유 쇼트 : 세라믹섬유 제조시 섬유로 형성되지 않고 모래알처럼 남아 있는 것)을 제거한 세라믹섬유의 사용은 세라믹종이의 특성을 좋게 할 수 있다.

본 발명에서 제올라이트는 본 발명의 세라믹종이를 이용하여 흡착소자 적용 시 가스상 물질의 흡착시키기 위해 사용한다.

본 발명에서 이러한 제올라이트의 일예로서 입자크기가 수 나노(nm)∼수십 마이크로(㎛)인 합성 제올라이트를 사용할 수 있다.

본 발명에서 합성 제올라이트는 여러 가지 결정형태를 지닌 제올라이트 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.

본 발명의 세라믹종이에서 제올라이트는 세라믹종이의 용도에 따라서 결정될 수 있다.

본 발명의 세라믹종이에서 제올라이트는 세라믹섬유 100중량부에 대하여 입자크기가 수 나노(nm)∼수십 마이크로(㎛)인 것을 20∼200중량부 첨가될 수 있다.

본 발명의 세라믹종이에 함유된 유기섬유는 세라믹종이의 제조시 성형성을 개선하고 세라믹종이의 인장강도를 향상시키기 위해 사용할 수 있다.

본 발명에서 유기섬유의 일예로서 셀룰로오스(펄프) 섬유, 실크섬유, 폴리프로필렌섬유 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.

본 발명에서 세라믹종이를 제조시 유기섬유는 다른 첨가제들과의 반응을 향상시키기 위해 표면적을 크게 한 것을 사용할 수 있다.

본 발명의 세라믹종이에서 유기섬유는 세라믹섬유 100중량부에 대하여 10∼30중량부 첨가될 수 있다.

본 발명의 세라믹종이에서 무기첨가제는 세라믹섬유와 유기섬유들 사이에 분포하여 이들 섬유들 간의 결합력을 증대시키기 위해 사용할 수 있다.

본 발명에서 무기첨가제는 상기에서 언급한 역할을 하는 것이라면 어떠한 것 이라도 사용할 수 있으며, 이러한 무기첨가제의 일예로서 세피오라이트(sepiolite), 실리카, 알루미나 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. 또한 무기첨가제로서 산화알루미늄-이산화규소(Al₂O₃-SiO₂), 산화알루미늄(Al₂O₃) 또는 이산화규소(SiO₂)를 주성분으로 하는 것으로서 선택된 어느 하나 이상의 성분이 포함된 무기물을 사용할 수 있다.

본 발명의 세라믹종이에서 무기첨가제는 세라믹섬유 100중량부에 15∼30중량부 첨가될 수 있다.

본 발명의 세라믹종이에서 유기첨가제는 세라믹종이 제조시 슬러리 내에서 섬유의 해리와 분산특성을 증대시키며, 세라믹종이를 제조시 성형성을 좋게 할 뿐만 아니라 세라믹섬유와 유기섬유들 사이에 분포하여 이들 섬유들 간의 결합력을 증대시키기 위해 사용할 수 있다.

본 발명에서 유기첨가제는 상기에서 언급한 역할을 하는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있으며, 이러한 유기첨가제의 일예로서 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌옥사이드, 소디움카복시 메틸셀룰로오스, 폴리비닐아세테이트 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.

본 발명의 세라믹종이에서 유기첨가제는 세라믹섬유 100중량부에 대하여 10∼30중량부 첨가될 수 있다.

본 발명의 세라믹종이 내의 상기한 유기물들은 세라믹종이를 가스 흡착을 위한 일정한 형태로 성형한 후 고온의 열처리를 통해 연소시킴으로서 제거되어 고온 에서 사용가능한 흡착소자로 이용할 수 있다.

본 발명의 세라믹종이에서 무기응집제 및 유기응집제는 세라믹종이를 제조하기 위한 슬러리 내에 첨가된 첨가물들 간의 이온결합을 촉진하거나 또는 이들 첨가물들이 결합된 상태로의 슬러리 내에서의 분산을 증대시키기 위하여 사용할 수 있다.

본 발명의 세라믹종이에서 무기응집제 및 유기응집제는 각각 단독으로 사용하거나 또는 이들을 혼합하여 사용할 수 있으며, 슬러리 내에 첨가되어 슬러리의 음이온 또는 양이온의 변화를 위한 목적으로 사용하는 것이라면 무엇이든 응집제의 범주에 있을 수 있다.

본 발명에서 무기응집제는 황산알루미늄, 염화알루미늄, 염화철, 황산철 폴리 알루미늄 크로라이드, 폴리 알루미늄설페이트 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있고, 유기응집제는 양이온성 스타치(A-starch), 폴리디알리디메틸암모늄(PDADMAC), 양이온 폴리아크릴아마이드(A-PAM) 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.

본 발명에서 무기응집제는 세라믹유 100중량부에 대하여 1∼10중량부 첨가될 수 있으며, 유기응집제는 세라믹섬유 100중량부에 대하여 1∼10중량부 첨가될 수 있다.

본 발명의 세라믹종이는 상기에서 언급한 세라믹섬유, 제올라이트, 유기섬유, 무기첨가제, 유기첨가제, 무기응집제, 유기응집제 이외에 통상적으로 종이 제조시 사용되는 첨가제를 적의 선택하여 사용할 수 있다. 이러한 성분들은 통상적인 종이 제조시 사용하는 첨가제로서 본 발명의 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 적의 선택하여 사용할 수 있고, 본 발명의 필수 구성성분이 아니므로 이하 자세한 내용은 생략하기로 한다.

본 발명은 제올라이트가 함유된 세라믹종이 제조방법을 포함한다.

본 발명의 제올라이트가 포함된 세라믹종이 제조방법은 (1)정제수에 제올라이트, 세라믹섬유, 유기섬유, 무기첨가제, 유기첨가제를 첨가하여 1차 교반한 다음, 무기응집제, 유기응집제를 첨가하고 2차 교반하여 슬러리를 얻는 단계;

(2)상기의 제올라이트가 포함된 슬러리 내의 불순물을 제거하는 단계;

(3)불순물을 제거한 슬러리를 초지하는 단계;

(4)초지한 후 건조하는 단계를 포함하는 세라믹종이의 제조방법을 나타낸다.

본 발명에서 정제수는 세라믹종이를 구성하는 성분들을 슬러리 형태로 만들기 위해 사용한다. 본 발명에서 정제수는 세라믹섬유 100중량부에 대하여 20000∼50000중량부, 바람직하게는 30000∼40000중량부 사용할 수 있다.

본 발명에서 정제수를 세라믹섬유 100중량부에 대하여 20000중량부 미만 사용하면 세라믹종이 제조시 슬러리의 점도가 높아 슬러리의 유동성이 낮음으로 인해 세라믹섬유 및 제올라이트가 고르게 분포된 세라믹종이를 얻기 곤란하고, 50000중량부 초과하여 사용하는 경우 세라믹종이 제조시 슬러리의 농도가 너무 낮아 세라믹종이 제조시 무기첨가물 및 유기첨가물의 보류가 곤란해져 우수한 물리적 특성을 기대할 수 없다. 따라서 본 발명의 세라믹종이 제조시 정제수는 세라믹섬유 100중 량부에 대하여 20000∼50000중량부 사용하는 것이 좋다.

본 발명의 세라믹종이 제조시 제올라이트는 세라믹섬유 100중량부에 대하여 20∼200중량부, 바람직하게는 50∼100중량부 사용할 수 있다. 본 발명에서 제올라이트를 세라믹섬유 100중량부에 대하여 20중량부 미만 사용하면 제올라이트를 포함하는 의미가 없으며, 제올라이트를 200중량부 초과하여 사용하는 경우에는 세라믹종이를 성형할 수는 있으나 물리적 특성이 크게 감소하여 허니컴상의 흡착소자를 제조할 수가 없게 된다. 따라서 본 발명의 세라믹종이 제조시 제올라이트는 세라믹섬유 100중량부에 대하여 20∼200중량부 사용되는 것이 좋다.

본 발명의 세라믹종이 제조시 첨가하는 제올라이트는 입자크기가 수 나노(nm)∼수십 마이크로(㎛)이고, 가스흡착을 목적으로 하는 기공특성을 가진 여러 가지 결정형태의 합성 제올라이트 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.

본 발명의 세라믹종이 제조시 유기섬유는 세라믹섬유 100중량부에 10∼30중량부 사용할 수 있다. 유기섬유를 세라믹섬유 100중량부에 10중량부 미만 사용하면 세라믹종이 제조시 성형성이 나빠지거나 세라믹종이의 인장강도가 감소하여 허니컴을 만들기 곤란해지고, 30중량부 초과하여 사용하면 세라믹종이의 인장특성은 좋아지나 세라믹종이의 표면이 치밀해져 세라믹종이 내부에 제올라이트의 보류가 곤란해진다. 따라서 세라믹종이 제조시 유기섬유는 세라믹섬유 100중량부에 10∼30중량부 사용되는 것이 좋다.

본 발명의 세라믹종이 제조시 무기첨가제는 세라믹섬유 100중량부에 대하여 15∼30중량부 첨가될 수 있다. 무기첨가제를 세라믹섬유 100중량부에 대하여 15중 량부 미만 사용하면 세라믹섬유와 유기섬유들 사이의 결합력이 감소할 우려가 있고, 30중량부 초과하여 사용하면 세라믹종이의 유연성이 크게 저하하여 허니컴 성형이 곤란해지고, 세라믹종이의 특성이 감소할 수 있다. 따라서 무기첨가제는 세라믹섬유 100중량부에 대하여 15∼30중량부 첨가되는 것이 좋다.

본 발명의 세라믹종이 제조시 유기첨가제는 세라믹섬유 100중량부에 대하여 10∼30중량부 첨가될 수 있다. 유기첨가제를 세라믹섬유 100중량부에 대하여 10중량부 미만 사용하면 세라믹종이 제조시 섬유의 해리와 분산특성이 감소할 우려가 있고, 세라믹종이 제조시 성형성도 크게 저하된다. 또한 세라믹섬유 100중량부에 대하여 30중량부 초과하여 사용하면 세라믹종이로 흡착소자를 제조한 후 열처리하였을 때 세라믹종이의 빈 공간에 너무 많아져 흡착소자의 강도가 크게 저하될 수 있다.

본 발명의 세라믹종이 제조시 무기응집제는 세라믹섬유 100중량부에 대하여 1∼10중량부 첨가될 수 있다. 무기응집제를 세라믹섬유 100중량부에 대하여 1중량부 미만 첨가하는 경우 세라믹종이 제조시 슬러리 내에서 무기첨가물들의 응집특성을 기대하기 곤란하며, 10중량부 초과하여 사용하는 경우에는 슬러리 내의 무기 첨가물들의 응집이 너무 크게 이루어져 세라믹종이 제조시 슬러리의 유동성 저하 및 첨가물들이 균일하게 분포된 세라믹종이를 얻기가 곤란하다.

본 발명의 세라믹종이 제조시 유기응집제는 세라믹섬유 100중량부에 대하여 1∼10중량부 첨가될 수 있다. 유기응집제를 세라믹섬유 100중량부에 대하여 1중량부 미만 첨가하는 경우 세라믹종이 제조시 슬러리 내에서 첨가물들의 응집을 기대 하기 곤란하며, 10중량부 초과하여 사용하는 경우 세라믹종이 제조시 슬러리 내에서 첨가물들의 응집이 너무 크게 이루어져 세라믹종이의 물리적 특성이 감소할 우려가 있다.

한편 본 발명에서 상기 (1)단계 내지 (4)단계에 의해 세라믹종이 제조시 세라믹종이를 제조하기 위한 슬러리 중에서 정제수를 제외한 세라믹섬유, 유기섬유, 제올라이트, 무기첨가제, 유기첨가제, 무기응집제 및 유기응집제와 같은 첨가물은 정제수 100중량부에 대하여 0.3∼2.0중량부 포함되도록 슬러리를 얻어 이를 이용하여 세라믹종이를 제조할 수 있다.

이하 본 발명에 의한 세라믹종이의 제조방법을 각각의 단계에 의해서 보다 상세히 설명하고자 한다.

제(1)단계 : 정제수에 첨가물을 첨가하고 교반하여 슬러리를 얻는 단계

제(1)단계는 본 발명에 의한 세라믹종이의 필수 구성성분인 제올라이트, 세라믹섬유, 유기섬유, 무기첨가제, 유기첨가제, 무기응집제, 유기응집제를 정제수에 첨가하고 교반하는 공정이다. 이때 정제수에 제올라이트, 세라믹섬유, 유기섬유, 무기첨가제, 유기첨가제를 첨가하고 1차 교반과 이후에 무기응집제, 유기응집제를 첨가한 다음 2차 교반하여 실시할 수 있다.

본 발명에서 1차 교반에 의해 제올라이트, 세라믹섬유, 유기섬유와 같은 첨가물들의 분산을 돕기 위하여 첨가제를 사용하여 물의 점도를 증가시키며, 또한 슬러리 내에서 고르게 분포된 첨가물들끼리 서로 응집되어 이들 첨가물들이 후술하는 (3)단계의 탈수 과정에서 백수와 함께 빠져나가지 않도록 하기 위하여 무기 응집제 및/또는 유기 응집제를 투입한다.

상기 (1)단계의 세라믹종이 제조용 슬러리 제조공정에서 각 첨가물들의 분산이 충분히 이루어지지 않으면 후술하는 (3)단계에서 슬러리가 세라믹종이 제조장치에 공급될 때 슬러리의 흐름이 원만하지 않으며, 이러한 결과는 세라믹종이의 지합 특성을 저해한다. 또한 무기 응집제 및/또는 유기 응집제에 의한 첨가물들의 응집을 실시하지 않는다면 슬러리 내에 함유된 제올라이트와 같은 미세한 입자를 가지는 첨가물들이 백수와 함께 빠져나가서 목적하는 특성을 가진 세라믹종이를 얻기가 곤란하다.

상기 (1)단계에서 얻어진 슬러리 중의 무기 고형분의 농도는 슬러리 중량대비 2％ 미만으로 유지되어야 하며 이를 초과할 경우에는 슬러리의 유동성이 크게 떨어져 세라믹섬유 및 제올라이트가 고르게 분포된 세라믹종이를 얻기가 곤란하고, 이러한 결과는 세라믹종이의 우수한 물리적 특성을 기대하기가 곤란하다.

상기에서 1차 교반과 2차 교반에 대하여 다양한 조건으로 실시한바, 1차 교반은 1000∼3000rpm으로 30분∼3시간 동안 실시하고, 2차 교반은 100∼800rpm으로 30분∼2시간 동안 실시할 수 있다.

제(2)단계 : 제올라이트가 포함된 슬러리 내의 불순물을 제거하는 단계

제(2)단계는 제(1)단계로부터 얻은 슬러리 내의 상대적으로 비중이 큰 불순물인 세라믹섬유 쇼트를 제거하고 불순물을 제거한 슬러리를 세라믹종이 제조장치 에 일정 압력으로 공급하는 단계이다.

상기에서 슬러리 내의 상대적으로 비중이 큰 불순물인 세라믹섬유 쇼트를 제거하는 방법은 비중분리장치를 이용하여 슬러리 내의 비중이 큰 불순물을 제거할 수 있다.

상기에서 비중분리장치는 본 발명의 세라믹종이 제조시 슬러리 내의 상대적으로 비중이 큰 불순물인 세라믹섬유 쇼트를 제거할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다.

본 발명에서 이러한 비중분리장치의 일예를 도 2에 나타내었다.

본 발명의 세라믹종이 제조시 상기 (2)단계에서 도 2의 비중분리장치에 의해 세라믹섬유 쇼트를 분리하는 방법은 다음과 같다. 먼저 슬러리 탱크 정량펌프(도 2에서 미도시함)를 통해 이송된 세라믹종이 제조용 슬러리는 세라믹종이 제조장치로 공급되는 유량이상으로 하여 도 2의 탱크(1)로 공급되며 여기에서 제올라이트, 세라믹섬유, 유기섬유, 무기첨가제, 유기첨가제, 무기응집제, 유기응집제와 같은 첨가물들에 비해 상대적으로 비중이 2배 이상인 세라믹섬유 쇼트는 아래로 가라앉게 된다. 다만 비중이 세라믹섬유 쇼트와 같은 세라믹 섬유는 표면에 대전된 전하 및 교반의 영향을 받아 가라앉지 않는다. 도 2의 비중분리장치의 탱크(1) 내부의 상층부에는 세라믹섬유 쇼트가 거의 없는 용액이 존재하며 결국 슬러리 이송펌프를 통해 계속적으로 공급되는 슬러리에 의해 흘러 넘쳐서 도 2의 탱크(2)로 공급된다. 도 2의 탱크(2)에서는 도 2의 탱크(1)에서 공급되는 슬러리 유량이 세라믹종이 제조장치로 공급되는 유량 이상이므로 세라믹섬유 쇼트가 없는 슬러리가 일정 레벨을 유지하여 공급압력을 일정하게 유지시키면서 하부를 통해 세라믹종이 제조장치로 공급된다. 도 2의 탱크(2)에서 과잉의 슬러리는 도 2의 탱크(3)로 유입되어 다시 슬러리 탱크로 재순환되며 이러한 슬러리 순환과정을 통해 세라믹섬유 쇼트를 분리할 수가 있다. 상기한 도 2의 비중분리장치에 의해 세라믹종이를 제조하기 위한 슬러리 내의 세라믹섬유 쇼트의 제거가 불충분하다면 도 2의 탱크(1)를 하나가 아닌 2개 이상의 다수의 탱크(1)를 여러 단으로 추가함으로서 세라믹섬유 쇼트의 충분히 제거할 수 있다.

본 발명에 의한 세라믹섬유 중에 함유된 불순물인 세라믹섬유 쇼트의 분리방법은 액체 상태인 세라믹종이 제조용 슬러리 상에서의 단순한 비중분리에 의한 것이라면 도 2의 장치에만 국한되는 것은 아니며, 또한 세라믹종이 제조공정에서 슬러리가 세라믹종이 제조장치에 공급되기 전 어느 부분에 있다고 하더라도 본 발명의 범주에 속한다.

제(3)단계 : 불순물을 제거한 슬러리를 초지하는 단계

제(3)단계는 상기 (1)단계 내지 (2)단계 후 얻어진 슬러리를 세라믹종이 제조장치에 공급하여 자연탈수, 흡입탈수, 압축탈수를 통해 세라믹종이를 성형하는 초지단계로서 통상의 종이 제조공정과 유사하다.

제(3)단계에서는 (1)단계 내지 (2)단계 후 얻어진 슬러리를 종이 제조장치의 와이어메시(wire mesh)에 공급할 때 자연탈수 전에 슬러리의 공급량을 조절하여 세라믹종이의 두께를 결정하며, 슬러리가 와이어메시 상부에서 고르게 분포되도록 슬 러리의 흐름을 조절하여야 각 첨가물들이 균일하게 분포된 세라믹종이를 얻을 수 있다.

상기의 제(3)단계에서 슬러리를 종이 제조장치에서 초지하여 함수율이 60∼70％인 세라믹종이를 얻을 수 있다.

제(4)단계 : 초지한 후 건조하는 단계

제 (4)단계는 상기 (3)단계 후 얻어진 수분을 많이 함유하고 있는 세라믹종이를 고온에서 건조시켜 최종적으로 세라믹종이를 회수하는 건조 및 회수단계를 포함한다.

상기에서 수분을 많이 함유하고 있는 세라믹종이를 건조시 건조장치를 통과시켜 수분함량이 조절된 세라믹종이를 얻을 수 있다. 이러한 건조장치의 일예로서 수분을 많이 함유하고 있는 세라믹종이를 건조롤에 통과시켜 최종적으로 세라믹종이를 얻을 수 있다. 이때 건조롤의 표면온도는 50∼200℃ 범위 내에 있어야 하며, 건조롤의 표면온도가 이 범위 미만일 경우에는 세라믹종이의 건조효율이 저하하고 또 이 범위 이상일 경우에는 세라믹종이에 함유되어 있는 유기물이 분해되어 세라믹종이가 건조롤에 달라붙게 되므로 최종적으로 세라믹종이의 회수가 곤란해질 뿐만 아니라 회수된 세라믹종이의 인장특성을 크게 저하시킨다.

본 발명은 상기 (1)단계 내지 (4)단계로부터 두께 0.1∼0.4mm, 평량 60∼300 g/m², 20kgf/cm² 이상의 인장강도, 세라믹종이에 함유된 무기물은 세라믹종이 중량 대비 75％ 이상인 특성의 세라믹종이를 얻을 수 있다.

한편 본 발명의 세라믹종이 제조시 상기 (1)단계 내지 (4)단계에 의해 제조한 세라믹종이를 무기바인더에 담지하고 건조하는 단계를 추가로 포함하거나 또는 본 발명의 세라믹종이 제조시 상기 (1)단계 내지 (4)단계에 의해 제조한 세라믹종이를 무기바인더에 담지한 후 열처리하는 단계를 추가로 더 포함할 수 있다.

상기에서 무기바인더는 수나노에서 수백나노 크기의 입자를 함유하는 실리카졸, 알루미나졸 중에서 선택된 어느 하나 이상에 10∼48시간 동안 담지할 수 있다. 그리고 담지한 후 건조는 자연건조, 열풍건조, 원적외선 건조, 마이크로 건조 중에서 선택된 어느 하나 이상의 건조방법을 사용할 수 있고, 열처리는 200∼650℃에서 2∼6시간 동안 실시할 수 있다.

본 발명의 제올라이트를 함유한 가스흡착용 세라믹종이 제조시 다양한 성분, 함량 및 조건으로 제올라이트를 함유한 가스흡착용 세라믹종이를 제조한바 상기 (1)단계 내지 (4)단계에서 언급한 성분, 함량 및 조건으로 촉매를 제조시 본 발명의 목적에 부합하는 제올라이트를 함유한 가스흡착용 세라믹종이를 제조할 수 있다.

본 발명은 제올라이트를 포함하는 세라믹종이를 적용하여 대기로 배출되는 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds), 이산화탄소(CO₂), 황 화합물(SOx), 질소화합물(NOx) 등의 가스상 대기오염물질을 흡착 제거할 수 있는 흡착소자를 포 함한다.

본 발명은 두께 0.1∼0.4mm, 평량 60∼300 g/m², 20kgf/cm² 이상의 인장강도, 세라믹종이에 함유된 무기물은 세라믹종이 중량대비 75％ 이상인 특성의 세라믹종이를 적용하여 가스상 대기오염물질을 흡착 제거할 수 있는 흡착소자를 얻을 수 있다.

세라믹종이가 상기한 조건의 특성 범위 내에 있지 않을 경우에는 허니컴 흡착소자를 제조하였을 때 표면적이 감소할 뿐만 아니라 허니컴 흡착소자의 전후 단면에서 구멍의 크기에 비해 세라믹종이 절단면이 상대적으로 많아지기 때문에 허니컴 흡착소자의 입구에서 오염공기의 흐름에 대한 저항이 커져 바람직하지 않다.

그리고, 세라믹종이의 인장강도가 상기한 값의 미만일 경우에는 세라믹종이로 편파성형체를 제조하기가 곤란하므로 그 이하의 값을 가지는 세라믹종이의 제조는 본 발명에서의 목적에 부합되지 않는다.

본 발명에서 세라믹종이를 적용한 흡착소자는 세라믹종이를 편파성형한 후 이를 적층한 육면체 허니컴 흡착소자, 또는 세라믹종이를 편파성형한 후 이를 원형으로 말아서 만든 원통형 허니컴 흡착소자로 사용할 수 있다.

상기에서 세라믹종이를 편파성형한 후 이를 적층한 육면체 허니컴 흡착소자, 또는 세라믹종이를 편파성형한 후 이를 원형으로 말아서 만든 원통형 허니컴 흡착소자는 다음과 같이 얻을 수 있다.

세라믹종이 두 장을 사용하여 한쪽면을 파도모양으로 하고 또 하나의 세라믹 종이는 평평한 상태로 접착시켜 파도 모양의 종이와 평평한 종이가 한 조로 형성된 편파성형체를 만들 수 있으며 이 편파성형체를 일정한 폭으로 잘라 다수 적층하면 육면체의 허니컴형 흡착소자를 만들 수 있다. 또한 편파성형체를 자르지 않고 원통형으로 말아서 원하는 크기의 원통형 흡착소자를 제조할 수도 있다.

이렇게 만들어진 흡착소자를 무기바인더에 담지하여 세라믹종이 내에 포함되어 있는 제올라이트와 세라믹섬유의 고착강도를 더욱 견고하게 만들 수도 있다. 특히 무기바인더에 담지한 후 열처리 한 경우에는 허니컴 흡착소자의 압축강도가 더욱 증가하므로 공기의 흐름에 견딜 수 있는 충분한 강도를 가진다.

상기에서 무기바인더는 수나노에서 수백나노 크기의 입자를 함유하는 실리카졸, 알루미나졸 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.

상기에서 흡착소자를 무기바인더에 10∼48시간 동안 담지한 후 열처리는 200∼650℃에서 2∼6시간 동안 실시할 수 있다.

이하 본 발명의 내용을 실시예 및 시험예를 통하여 구체적으로 설명한다. 그러나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

슬러리 탱크에 세라믹섬유 100중량부를 넣고, 세라믹섬유 100중량부에 대하여 정제수 20000중량부, 유기첨가제 20중량부를 슬러리 탱크에 첨가하였고, 그 후 세라믹섬유 100중량부에 대하여 유기섬유 20중량부를 슬러리 탱크에 투입하였다. 그리고 세라믹섬유 100중량부에 대하여 제올라이트 75중량부, 무기첨가제 25중량부를 슬러리 탱크에 첨가하였다. 그런 다음 상기 첨가물들이 슬러리 탱크 내에서 충분히 풀어지도록 1500rpm으로 2시간 동안 1차 교반하였다.

상기에서 세라믹섬유는 알루미노 실리케이트 섬유(Al₂O₃-SiO₂)를 사용하였고, 제올라이트는 입자크기가 5㎛인 Y형 제올라이트(HISIV-1000, UOP) 및 입자크기가 5㎛인 ZSM-5형 제올라이트(HISIV-3000, UOP)를 7:3의 비율로 혼합하여 사용하였으며, 유기섬유는 셀룰로오스 섬유를 사용하였고, 무기첨가제는 실리카를 사용하였고, 유기첨가제는 폴리에틸렌글리콜을 사용하였다.

1차 교반 후 제올라이트를 포함한 첨가물들의 미세한 입자들이 종이 제조시에 와이어메시를 통해 빠져나가지 않도록 하기 위하여 세라믹섬유 100중량부에 대하여 무기응집제 1.85중량부, 유기응집제 1.85중량부를 슬러리 탱크에 첨가하여 슬러리를 완성하였고 그 후 슬러리 내에서 응집되어 있는 첨가물들이 강제교반에 의해 응집이 풀어지지 않도록 하기 위하여 300rpm으로 30분 동안 2차 교반을 실시하였다.

상기에서 무기응집제는 알루미늄 설페이트를 사용하였고, 유기응집제는 폴리디알리메틸암모늄클로라이드(PDADMAC)를 사용하였다.

2차 교반을 마친 슬러리는 정량펌프를 사용하여 비중분리장치(도 2 참조)로 이송하여 슬러리 내의 세라믹섬유, 제올라이트, 유기섬유, 무기첨가제, 유기첨가 제, 무기응집제, 유기응집제와 같은 첨가물 보다 상대적으로 비중이 큰 불순물을 제거한 다음 종이 제조장치로 공급하였다.

상기에서 도 2의 비중분리장치를 이용하여 슬러리 내의 상대적으로 비중이 큰 불순물은 하기와 같은 방법을 이용하여 제거하였다.

먼저 슬러리 탱크 정량펌프를 통해 이송된 세라믹종이 제조용 슬러리는 세라믹종이 제조장치로 공급되는 유량이상으로 하여 도 2의 탱크(1)로 공급하면 제올라이트, 세라믹섬유, 유기섬유, 무기첨가제, 유기첨가제, 무기응집제, 유기응집제와 같은 첨가물들에 비해 상대적으로 비중이 2배 이상인 세라믹섬유 쇼트는 아래로 가라앉게 된다. 다만 비중이 세라믹섬유 쇼트와 같은 세라믹 섬유는 표면에 대전된 전하 및 교반의 영향을 받아 가라앉지 않는다. 도 2의 비중분리장치의 탱크(1) 내부의 상층부에는 세라믹섬유 쇼트가 거의 없는 용액이 존재하며 결국 슬러리 이송펌프를 통해 계속적으로 공급되는 슬러리에 의해 흘러 넘쳐서 도 2의 탱크(2)로 공급하였다. 도 2의 탱크(2)에서는 도 2의 탱크(1)에서 공급되는 슬러리 유량이 세라믹종이 제조장치로 공급되는 유량 이상이므로 세라믹섬유 쇼트가 없는 슬러리가 일정 레벨을 유지하여 공급압력을 일정하게 유지시키면서 하부를 통해 세라믹종이 제조장치로 공급하였다. 도 2의 탱크(2)에서 과잉의 슬러리는 도 2의 탱크(3)로 유입되어 다시 슬러리 탱크로 재순환되며 이러한 슬러리 순환과정을 통해 화이버쇼트를 분리하였다.

도 2와 같은 비중분리장치를 이용하여 불순물을 제거한 슬러리는 종이 제조장치의 와이어메시에 공급되어 고르게 분포시킨 다음 자연탈수 및 흡입탈수과정을 거치면서 함수율이 82％인 세라믹종이 초지를 얻었다.

이렇게 성형된 세라믹종이 초지는 압축압력이 6kgf/cm²인 4단의 압축롤을 통과시키는 압착탈수과정을 거쳐 세라믹종이의 수분을 강제 탈수시켜 함수율이 63％가 되도록 하였다.

자연탈수, 흡입탈수 및 압착탈수과정을 거쳐 성형이 완료된 세라믹종이 초지의 함수율을 더욱 낮추기 위하여 표면온도가 150℃로 유지되고 있는 건조롤을 통과시켜 함수율 12％인 세라믹종이를 제조하였다.

<실시예 2>

실시예 1에서 언급한 첨가물을 함유한 슬러리 3톤을 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 세라믹종이를 제조한바 폭 55cm, 두께 0.2mm인 세라믹종이를 250m 생산할 수 있었으며, 생산된 세라믹종이를 완전히 건조하였을 때 평량은 112g/m² 이었다.

<비교예>

상기한 실시예 1의 슬러리 조성에서 제올라이트를 첨가하지 않았으며, 유기섬유의 첨가량을 25중량부 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조성 및 방법으로 세라믹종이를 제조하였다.

<시험예 1>

상기한 실시예 1에 의해 제조된 제올라이트 함유 세라믹종이(CP-Z), 제올라이트 함유 세라믹종이(CP-Z)의 표면에 포함되어 있는 제올라이트의 고착강도를 증가시키기 위하여 고형분이 중량대비 15％인 실리카 졸에 제올라이트 함유 세라믹종이(CP-Z)를 12시간 동안 담지하여 상온에서 건조한 세라믹종이(CP-Z-Si) 및 비교예에 의해 제조한 세라믹종이(CP)의 표면사진을 찍고 이들을 각각 도1-a, 도1-b 및 도1-c에 나타내었다.

도 1a의 실시예 1에서 제조된 제올라이트 함유 세라믹종이(CP-Z) 사진 및 도 1b의 세라믹종이(CP-Z-Si)의 사진에 나타난 바와 같이 제올라이트 함유 세라믹종이(CP-Z)와 이를 실리카 졸에 담지하여 표면 강화시킨 세라믹종이(CP-Z-Si)의 표면에 제올라이트, 세라믹섬유 및 기타 첨가물들이 고르게 분포되어 있음을 확인 할 수 있다. 그러나 비교예에 의해 제조된 세라믹종이(CP)는 도 1c에서 보인 바와 같이 세라믹섬유와 유기섬유들이 분포되어 있을 뿐 제올라이트 입자는 포함되어 있지 않다.

특히 본 발명에서 세라믹섬유에 함유되어 있는 세라믹섬유 쇼트(1d 참조)는 상기한 3가지 세라믹종이에 전혀 포함되어 있지 않음을 도 1a, 도 1b, 도 1c를 통해서 알 수 있으며, 따라서 도 2의 장치에 의한 불순물 제거 방법이 효과적으로 이루어졌음을 알 수 있다.

<시험예 2>

시험예 1에서 언급한 상기한 3종류의 세라믹종이(CP-Z), 세라믹종이(CP-Z-Si)세라믹종이(CP)를 각각 무게를 측정한 다음 열분석기(TG/DAT) 내의 반응기에 각각 넣고 질소를 흘려보내면서 상온에서 분당 5℃의 승온속도로 900℃까지 올렸을 때 고온의 열에 의하여 세라믹종이 내부의 유기물이 연소되어 배출됨에 따른 무게감소량을 도 3에 나타내었다.

비교예의 세라믹종이(CP)의 무게 감소량은 중량대비 약 26％이며, 제올라이트가 함유되어 있는 실시예의 제올라이트 함유 세라믹종이(CP-Z)의 무게 감소량은 중량대비 약 21％ 정도임을 알 수 있었다.

특히 실리카 바인더를 결합시킨 세라믹종이(CP-Z-Si)는 무게 감소량이 중량대비 약 19％로서 바인더를 결합하기 전인 세라믹종이(CP-Z)보다 약 3％ 적게 감소함으로서 실리카 바인더가 중량대비 약 3％정도 고착되었음을 알 수 있었다.

<시험예 3>

시험예 1에서 언급한 상기한 3종류의 세라믹종이 즉, 제올라이트를 포함하는 세라믹종이(CP-Z), 제올라이트를 포함하는 세라믹종이를 15％ 실리카졸에 담지시킨 세라믹종이(CP-Z-Si) 및 제올라이트를 포함하지 않는 세라믹종이(CP)를 완전 탈기시킨 다음 질소를 주입하여 압력을 증가시키면서 측정한 기공분포의 결과를 도 4에 나타내었다.

제올라이트를 포함하지 않은 비교예의 제올라이트를 포함하지 않는 세라믹종 이(CP)의 랭뮤어표면적은 27m²/g으로 매우 적게 나타나고 있으며, 도 4를 통해서도 가스를 흡착하기 위한 1nm 정도크기의 기공이 거의 형성되어 있지 않음을 알 수 있다.

그러나 본 발명에서 목적한 제올라이트 함유 세라믹종이(CP-Z)의 경우에는 랭뮤어 표면적이 240m²/g으로 세라믹종이 내부에 포함된 제올라이트 때문에 비표면적이 크게 증가하였으며, 또한 도 4를 통해서 휘발성유기화합물의 흡착분리에 적절한 크기의 기공인 1nm 미만의 기공이 많이 분포되어 있음을 알 수 있다.

특히 실리카 바인더를 사용하여 제올라이트의 표면고착강도를 증가시킨 제올라이트 함유 세라믹종이(CP-Z-Si)의 랭뮤어표면적은 241m²/g 으로서 이 경우에도 제올라이트 함유 세라믹종이(CP-Z)와 거의 동일한 수준의 비표면적과 기공분포 특성을 보이고 있다.

이러한 결과는 제올라이트 내 마이크로 포어는 바인더로 사용한 실리카 입자에 의해 영향을 받지 않으며, 제올라이트 입자의 분포가 세라믹종이 표면에 고르게 분포되어 있는 결과라 할 수 있다.

<시험예 4>

시험예 1에서 언급한 상기한 3종류의 세라믹종이 즉, 제올라이트를 포함하는 세라믹종이(CP-Z), 제올라이트를 포함하는 세라믹종이를 15％ 실리카졸에 담지시킨 세라믹종이(CP-Z-Si) 및 제올라이트를 포함하지 않는 세라믹종이(CP)를 각각 200℃ 에서 3시간 동안 진공 탈기한 후 톨루엔 분압을 증가시키면서 측정한 톨루엔 평형흡착실험량 측정결과를 도 5에 나타내었다.

도 5에서 알 수 있듯이 가스흡착분리를 위한 유효기공이 거의 형성되어 있지 않은 비교예의 제올라이트를 포함하지 않은 세라믹종이(CP)는 톨루엔에 대한 흡착이 거의 일어나지 않으나, 제올라이트가 포함되어 있는 두 종류의 세라믹종이(CP-Z 및 CP-Z-Si)는 톨루엔 흡착량이 크게 증가하였으며, 특히 비표면적의 측정 결과와 같은 경향으로 톨루엔 평형흡착량도 증가하였다.

따라서 본 발명의 제올라이트를 포함시킨 세라믹종이는 가스 흡착분리에 유용하게 활용될 수 있으며, 제조된 세라믹종이를 허니컴의 형태로 성형함으로서 가스흡착분리 공정에 활용될 수 있을 것이다.

본 발명에 의한 제올라이트 함유 세라믹종이는 제올라이트를 포함하고 있으므로 허니컴 흡착소자를 제조하는 6단계 공정 중에서 흡착제 함침, 건조, 열처리 공정을 생략하여 제올라이트 함유 세라믹종이 →허니컴성형 →무기바인더 함침, 건조, 열처리 →표면가공 및 케이싱 등 4단계로 완성하거나 또는 제올라이트 함유 세라믹종이 →무기바인더 함침, 건조 →허니컴 성형 →열처리 →표면가공 및 케이싱 등 5단계로 완성 될 수 있다.

따라서 본 발명에 의한 세라믹종이를 사용하여 가스분리공정에 활용하기 위한 허니컴 흡착소자를 제조할 경우에는 용액 속에 함침, 건조, 열처리하는 공정이 한번으로 끝나기 때문에 건조 및 열처리 과정에서의 에너지 손실을 최소화 할 수 있고 또한 이 과정에서 일어나기 쉬운 허니컴의 변형을 크게 줄일 수 있다.

뿐만 아니라 세라믹종이의 주원료인 세라믹섬유는 세라믹섬유와 함께 혼재되어 있는 불순물인 세라믹섬유쇼트의 제거 여부에 따라 제품가격이 10배 이상 차이를 보이는데 본 발 발명에 의한 불순물 제거 방법을 활용함으로서 불순물이 거의 없는 세라믹종이를 제조할 수 있으며, 이로 인해 우수한 특성의 세라믹종이의 제조단가를 크게 줄일 수 있다.

또한 종래의 기술에서는 세라믹종이의 강도를 개선하기 위해 유리섬유를 사용하고 있으나, 유리섬유는 인체에 해롭고 취급하기가 곤란하므로 본 발명에 의한 방법에서는 유리섬유를 포함하지 않음으로 인해 세라믹종이의 취급이 보다 용이하다.

본 발명에 의해 제조된 세라믹종이를 사용하여 만든 흡착소자는 향후 휘발성유기화합물, 질소화합물, 황화합물, 이산화탄소 등을 흡착분리하기 위한 공정 및 촉매담체 허니컴 등으로 활용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

세라믹종이에 있어서,

세라믹섬유, 유기섬유, 무기첨가제, 유기첨가제, 무기응집제, 유기응집제와 함께 가스흡착특성을 갖는 물질로서 합성 제올라이트를 첨가시킨 슬러리를 사용하여 제조한 것으로서 별도의 공정을 통해 흡착물질을 코팅하거나 함침하지 않더라도 그 자체로 흡착특성을 갖는 세라믹종이.
제1항에 있어서, 세라믹섬유는 산화알루미늄-이산화규소(Al₂O₃-SiO₂) 섬유, 산화알루미늄(Al₂O₃) 섬유, 이산화규소(SiO₂) 섬유 중에서 선택된 어느 하나 이상의 섬유이거나 또는 산화알루미늄(Al₂O₃), 이산화규소(SiO₂) 중에서 선택된 어느 하나 이상의 성분이 함유된 섬유 임을 특징으로 하는 세라믹종이.
삭제
제1항에 있어서, 유기섬유는 셀룰로오스(펄프) 섬유, 실크섬유, 폴리프로필렌섬유 중에서 선택된 어느 하나 이상 임을 특징으로 하는 세라믹종이.
제1항에 있어서, 무기첨가제는 세피오라이트, 실리카, 알루미나 중에서 선택된 어느 하나 이상이고, 유기첨가제는 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌옥사이드, 소 디움카복시 메틸셀룰로오스, 폴리비닐아세테이트 중에서 선택된 어느 하나 이상임을 특징으로 하는 세라믹종이.
제1항에 있어서, 무기응집제는 황산알루미늄, 염화알루미늄, 염화철, 황산철 폴리 알루미늄 크로라이드, 폴리 알루미늄설페이트 중에서 선택된 어느 하나 이상이고, 유기응집제는 양이온성 스타치(A-starch), 폴리디알리디메틸암모늄(PDADMAC), 양이온 폴리아크릴아마이드(A-PAM) 중에서 선택된 어느 하나 이상임을 특징으로 하는 세라믹종이.
세라믹종이 제조에 있어서,

정제수에 제올라이트, 세라믹섬유, 유기섬유, 무기첨가제, 유기첨가제를 첨가하여 1차 교반한 다음, 무기응집제, 유기응집제를 첨가하고 2차 교반하여 슬러리를 얻는 단계;

상기의 제올라이트가 포함된 슬러리 내의 불순물을 제거하는 단계;

불순물을 제거한 슬러리를 초지하는 단계;

초지한 후 건조하는 단계를 포함하는 세라믹종이의 제조방법.
제7항에 있어서, 세라믹섬유 100중량부에 대하여 정제수는 20000∼50000중량부 사용함을 특징으로 하는 세라믹종이의 제조방법.
제7항에 있어서, 세라믹섬유 100중량부에 대하여 합성 제올라이트 20∼200중량부 첨가됨을 특징으로 하는 세라믹종이의 제조방법.
제7항에 있어서, 세라믹섬유 100중량부에 대하여 셀룰로오스 섬유, 고분자 섬유 중에서 선택된 어느 하나 이상의 유기섬유 10∼30중량부 첨가됨을 특징으로 하는 세라믹종이의 제조방법.
제7항에 있어서, 세라믹섬유 100중량부에 대하여 세피오라이트, 실리카, 알루미나 중에서 선택된 어느 하나 이상의 무기첨가제 15∼30중량부 첨가됨을 특징으로 하는 세라믹종이의 제조방법.
제7항에 있어서, 세라믹섬유 100중량부에 대하여 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌옥사이드, 소디움카복시 메틸셀룰로오스, 폴리비닐아세테이트 중에서 선택된 어느 하나 이상의 유기첨가제 15∼30중량부 첨가됨을 특징으로 하는 세라믹종이의 제조방법.
제7항에 있어서, 세라믹섬유 100중량부에 대하여 황산알루미늄, 염화알루미늄, 염화철, 황산철 폴리 알루미늄 크로라이드, 폴리 알루미늄설페이트 중에서 선 택된 어느 하나 이상의 무기응집제 1∼10중량부 첨가됨을 특징으로 하는 세라믹종이의 제조방법.
제7항에 있어서, 세라믹섬유 100중량부에 대하여 양이온성 스타치(A-starch), 폴리디알리디메틸암모늄(PDADMAC), 양이온 폴리아크릴아마이드(A-PAM) 중에서 선택된 어느 하나 이상의 유기응집제 1∼10중량부 첨가됨을 특징으로 하는 세라믹종이의 제조방법.
제7항 내지 제14항 중 어느 한항에 있어서, 세라믹종이를 제조하기 위한 슬러리 중에서 정제수를 제외한 첨가물은 정제수 100중량부에 대하여 0.3∼2.0중량부 포함됨을 특징으로 하는 세라믹종이의 제조방법.
제7항에 있어서, 1차 교반은 1000∼3000rpm으로 30분∼3시간 동안 실시하고, 2차 교반은 100∼800rpm으로 30분∼2시간 동안 실시함을 특징으로 하는 세라믹종이의 제조방법.
제7항에 있어서, 슬러리 내의 불순물은 비중차에 의해 제거됨을 특징으로 하는 세라믹종이의 제조방법.
제7항에 있어서, 슬러리를 초지하여 건조롤 통과 전 함수율이 50∼70％인 세 라믹종이를 얻는 것을 특징으로 하는 세라믹종이의 제조방법.
제7항에 있어서, 초지한 세라믹종이를 건조롤 통과 후 함수율이 5∼15％인 세라믹종이를 얻는 것을 특징으로 하는 세라믹종이의 제조방법.
특허청구범위 제1항의 합성 제올라이트를 포함시켜 제조한 세라믹종이를 편파성형한 후 이를 적층함으로서 별도의 흡착제 함침 처리를 하지 않더라도 그 자체가 가스흡착특성을 갖는 육면체 허니컴 흡착소자.
특허청구범위 제1항의 합성 제올라이트를 포함시켜 제조한 세라믹종이를 편파성형한 후 이를 말아서 원통형으로 함으로서 별도의 흡착제 함침 처리를 하지 않더라도 그 자체가 가스흡착특성을 갖는 원통형 허니컴 흡착소자.