KR100838746B1 - 조립 활성탄소 성형체 및 그 제조방법 - Google Patents

조립 활성탄소 성형체 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조립 활성탄소 성형체 및 그 제조방법을 개시한 것으로서, 참숯 백탄(charcoal) 40~45 중량%, 석유코크스(petroleum cokes) 20~25 중량%, 인조석묵(黑鉛; graphite ) 15~20 중량%, 석탄계 피치 코크스(pitch cokes) 10~20 중량% 및 염화아연(ZnCl2) 1~2 중량%의 조성비로 이루어지며, 구면부와 비구면부를 가지는 비정형 구체 1쌍이 연결부에 의해 서로 연결된 대칭적인 분할 구조를 가지고, 비구면부는 연결부를 향해 직경이 점차 축소되도록 절두원추형으로 성형된 구성을 가진다. 이러한 구성에 따르면, 개량된 성분 조성과 성형 구조에 의해 기공 용적과 비표면적의 증대로 인하여 특히, 베개와 같은 침구류 내장용으로 유효하게 적용할 수 있도록 고품질 소형경량화된 조립 활성탄소 성형체를 제공할 수 있다.
활성탄(소)

Description

조립 활성탄소 성형체 및 그 제조방법{An activated carbon and manufacturing method theirof}
도 1은 본 발명에 따른 조립 활성탄소 성형체를 개략적으로 예시해 보인 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 조립 활성탄소 성형체의 개략적 단면도,
도 3은 도 1 및 도 2에 각각 도시된 본 발명에 따른 조립 활성탄소 성형체의 기하학적 특성을 설명하기 위해 도시해 보인 모식도,
도 4는 본 발명에 따른 조립 활성탄소 성형체가 베개 외피 내부에 충전된 상태를 예시해 보인 개략적 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 조립 활성탄소 성형체의 제조공정도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100...조립 활성탄소 성형체
110, 120...비정형 구체
111, 121...구면부
112, 122...비구면부
130...넥크형(Neck Type) 연결부
본 발명은 활성탄소(activated carbon) 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 개량된 성분 조성과 성형 구조에 의해 기공용적과 비표면적의 증대로 인하여 베개와 같은 침구류 내장용으로 유효하게 적용할 수 있도록 고품질 소형경량화된 조립 활성탄소 성형체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 활성탄소는 목재나 갈탄, 무연탄 및 야자껍질 등을 원료로 하여 제조되는 미세 세공이 잘 발달된 무정형 탄소의 집합체로서, 활성화 과정에서 분자 크기 정도의 미세 세공이 잘 형성되어 큰 내부 표면적을 가지게 되는 흡착제로 기능하는 특성이 잘 알려져 있다. 이와 같은 활성탄소는 연초제조, 대기 및 수질환경, 식품공업 등의 제반 산업분야에서 탈색이나 탈취, 용제회수, 가스제거 및 필터 등과 같이 다방면으로 활용되고 있다.
상술한 바와 같은 활성탄소는 통상적으로 원료에 따라 식물계 활성탄소와 석탄계 활성탄소 및 석유계 활성탄소 등으로 분류되며, 용도에 따라 기상 흡착용, 액상 흡착용, 촉매 및 촉매담체 등으로 분류되고, 형상에 따라 조립(성형) 활성탄소와 파쇄(입상) 활성탄소 등으로 분류된다.
한편, 형상 분류에 따른 일반적인 파쇄 활성탄소의 경우에는 입도와 모양이 불규칙한 비정형 구조체로 이루어지는데 반하여, 조립 활성탄소의 경우에는 굵기와 모양이 거의 균일한 정형 구조체로 이루어짐에 따라 예를 들면, 베개나 쿠션, 방 석, 이불 등과 같은 침구류 내장용으로 많이 활용되고 있다.
종래의 통상적인 조립 활성탄소 성형체는 주로 소형의 원기둥형상이나 원통형상 또는 구형의 알갱이 형상 구조체로 성형되는 것이 일반적이다. 이러한 성형 구조를 가지는 종래의 조립 활성탄소 성형체는 침구류 특히, 베개나 쿠션 등에 내장하여 사용하는 경우 그 성형 구조의 특성상 외피속에 부정합 상태로 충전되므로 충전밀도가 떨어져 사용자가 울퉁불퉁하게 베기는 느낌을 받게되어 사용상의 불편함을 가지는 등 그 기능성이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 조립 활성탄소 성형체는 그 성형 구조의 특성상 사용시 외력에 의해 쉽게 파손되어 분말 형태로 변형됨으로써, 사용 수명이 현저하게 저하될 뿐만 아니라 파손된 분말이 베개나 쿠션의 외피로 빠져나와 주변 침구나 실내를 더럽히는 문제점을 가진다.
다른 한편으로는, 기존에 다양한 활성탄소가 개발되어 시판되고 있으나, 주로 단일계 원료로 제조됨에 따라 예를 들어 기공용적이나 비표면적의 증대 등에 한계를 가짐으로써, 고품질, 저가격, 소형경량화, 편리성 및 다용도성 등과 같은 요구를 충족시키기 어려운 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 활성탄소가 지니는 문제점을 감안하여 이를 개선하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 제 1의 목적은 베개나 쿠션과 같은 침구류 내장용으로 유효하게 적용할 수 있도록 성형 구조를 개량하여 침구류의 기능성과 품질 향상을 도모할 수 있는 침구류 내장용 조립 활성탄소 성형체를 제공 하기 위한 것이다.
본 발명의 제 2의 목적은 기공용적과 비표면적을 증대시킬 수 있도록 복합 원재료 배합에 의한 성분조성을 개량하여 보다 향상된 항균 및 탈취 성능을 보유함과 동시에 소형경량화에 의해 고품질화된 활성탄소를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제 3의 목적은 상기한 제 1의 목적과 제 2의 목적을 동시에 충족시킬 수 있도록 성형 구조와 성분 조성의 동반 개량화를 통하여 소형경량화와 고품질화된 침구류 내장용 조립 활성탄소 성형체를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제 4의 목적은 상기한 제 1 내지 제 3의 목적들을 달성하기 위한 조립 활성탄소 성형체의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 제 1의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 조립 활성탄소 성형체는, 구면부와 비구면부를 가지는 비정형 구체 1쌍이 연결부에 의해 서로 연결된 대칭적인 분할 구조를 가지며, 상기 비구면부는 연결부를 향해 직경이 점차 축소되어 경사면을 가지는 절두원추형으로 성형된 것을 특징으로 한다.
상기한 제 2의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 활성탄소는, 참숯 백탄(charcoal) 40~45 중량%, 석유코크스(petroleum cokes) 20~25 중량%, 인조석묵(黑鉛; graphite ) 15~20 중량%, 석탄계 피치 코크스(pitch cokes) 10~20 중량% 및 염화아연(ZnCl2) 1~2 중량%의 조성비로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기한 제 3의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 조립 활성탄소 성형체는, 구면부와 비구면부를 가지는 비정형 구체 1쌍이 연결부에 의해 서로 연결된 대칭적인 분할 구조를 가지며, 상기 비구면부는 연결부를 향해 직경이 점차 축소되어 경사면을 가지는 절두원추형으로 성형되고, 상기 비정형 구체는 참숯 백탄(charcoal) 40~45 중량%, 석유코크스(petroleum cokes) 20~25 중량%, 인조석묵(黑鉛; graphite ) 15~20 중량%, 석탄계 피치 코크스(pitch cokes) 10~20 중량% 및 염화아연(ZnCl2) 1~2 중량%의 조성비로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기한 제 4의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 조립 활성탄소 성형체의 제조방법은, 100~200 메쉬로 각각 분쇄된 참숯 백탄(charcoal) 40~45 중량%, 석유코크스(petroleum cokes) 20~25 중량%, 인조석묵(graphite) 15~20 중량%, 염화아연(ZnCl2) 1~2 중량% 및 석탄계 피치 코크스(pitch cokes) 용액 20~40 중량%를 배합하여 140 내지 160 ℃ 온도 범위에서 50 내지 60분간 가열 교반하여 혼합하는 원재료 혼합단계와; 상기 원재료 혼합단계에서 얻어진 혼합물을 상온에서 냉각시키는 냉각단계와; 상기 냉각단계에서 냉각된 혼합물을 0.3mm 이하의 평균 입도를 가지는 분말상태로 분쇄하는 혼합물 분쇄단계와; 상기 혼합물 분쇄단계에서 얻어진 혼합 분말을 금형에 장입하여 냉압 가공에 의해 조립 활성탄소 성형체를 형성하는 성형단계와; 상기 성형단계에서 얻어진 조립 활성탄소 성형체를 이형재와 함께 가열로에 장입하여 750 내지 850 ℃ 온도 범위에 이르도록 승온하여 휘발분을 제거하기 위한 소결단계와; 상기 소결단계를 거친 조립 활성탄소 성형체로부터 이형재를 분리하여 제거하기 위한 세정단계와; 상기 세정단계에서 충진재가 분리된 조립 활성탄소 성형체의 표면에 코팅층을 형성하는 코팅단계와; 상기 코팅단계에서 코팅층 형성이 완료된 조립 활성탄소 성형체를 건조시키는 건조단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 원재료 혼합단계는, 참숯 백탄과 석유코크스 및 인조석묵을 110 내지 120 ℃ 온도범위에 이르도록 예열하는 예열단계와; 상기 예열단계에서 예열된 참숯 백탄과 석유코크스 및 인조석묵에 석탄계 피치 코크스 용액과 염화아연(ZnCl2)을 첨가하는 배합단계와; 상기 배합단계에서 얻어진 배합물을 140 내지 160 ℃ 온도 범위에서 50 내지 60분간 가열 교반하여 혼합물을 형성하는 혼합단계;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 소결단계에서 포함되는 이형재는 석탄코크스 분말이 첨가되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조립 활성탄소 성형체와 그 제조방법을 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따라 개량된 성형 구조를 가지는 조립 활성탄소 성형체(100)를 도시해 보인 것으로서, 이를 참조하면 1쌍의 비정형 구체(110)(120)가 넥크형(Neck Type) 연결부(130)에 의해 서로 연결된 대칭적인 분할 구조를 가지는 것으로서, 상기 비정형 구체(110)(120)는 각각 구면부(球面部)(111)(121)와 비구면부(非球面部)(112)(122)를 가진다.
상기 구면부(111)(121)는 도 3에 모식적으로 나타내 보인 바와 같이 임의의 가상 구체(1)의 내주면에 각각 접하도록 형성되는 동시에 상기 비구면부(112)(122)는 네크형 연결부(130)를 향해 직경이 점차 축소되어 경사면(S)을 이루게 되는 절두원추형의 기하학적 형상 구조를 가지도록 형성된다. 이러한 기하학적 형상 구조에 의해 본 발명에 따른 조립 활성탄소 성형체(100)는, 도 4에 예시한 바와 같이 예를 들어 베개나 쿠션 등과 같은 유연한 외피(2)에 의해 밀폐된 공간에 다수개가 충전되는 경우, 구면부(111)(121)가 서로 인접하는 다른 비구면부(112)(122)와 네크형 연결부(130)의 사이에 안착됨으로써, 공간 발생을 최소화하여 부피를 축소시킬 수 있는 동시에 구면부(111)(121)에 의해 완만한 외표면부를 형성할 수 있게 된다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 조립 활성탄소 성형체(100)를 침구류 특히, 베개 내장용으로 적용함에 있어서 최적의 충전 밀도와 완만한 외표면부의 형성에 의해 안락한 느낌을 제공하기 위한 조건으로, 상기 비정형 구체(110)(120)의 구면부(111)(121)의 곡률반경(R)이 4.0 < R < 5.5를 만족시키도록 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 조립 활성탄소 성형체(100)의 길이(a)와 높이(b)는 2 : 1의 치수로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 넥크형 연결부(130)의 직경(r)은 상기 조립 활성탄소 성형체(100)의 높이(b)의 30 내지 40% 범위를 만족시키는 치수로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 조립 활성탄소 성형체(100)의 표면에는 마모 방지를 위한 코팅층(C)이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 코팅층은 고급 지방산(脂肪酸)인 글리세르에스테르(글리세리드)로 되어 있는 동, 식물성 오일을 도포하여 보호피막을 형성하는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 코팅층은 동유(桐油)를 도포하여 형성할 수 있다. 상기 동유(桐油)는 분자식 <CH3(CH2)3(CH=CH)3(CH2)7COOH>인 기름오동나무의 열매에서 짠 기름으로서, 건축용 페인트, 니스의 원료로 사용되며, 점성(粘性)이 높고 건조가 빠르며 도장막(塗裝膜)이 강하고 탄력성이 있어 조립 활성탄소 성형체의 내마모성을 증대시켜 수명 연장 효과를 얻을 수가 있다.
다른 한편으로는, 상기 코팅층(C)은 예컨대, 아마인유(亞麻仁油), 대마유(大麻油) 등의 건성유(乾性油)와, 피마자유, 리브유 등의 불건성유와 같은 식물성 기름을 도포하여 형성할 수도 있다.
한편, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 조립 활성탄소 성형체(100)는, 그 성분조성이 특정될 필요는 없으며, 예를 들어 참숯 백탄이나 참숯 흑탄 또는 석탄계 코크스나 석유계 코크스 등을 원재료로 하여 제조되는 기존의 공지된 다양한 활성탄소를 본 발명에서 제공하는 형상 구조로 성형함으로써, 베개나 쿠션과 같은 침구류 내장용으로 유효하게 적용하여 침구류의 기능성과 품질 향상을 도모할 수 있다.
한편, 또 다른 본 발명에 따르면, 복합 원재료 배합에 의한 성분조성의 개량을 통하여 기공용적과 비표면적을 증대시켜 보다 향상된 항균 및 탈취 성능을 보유함과 동시에 소형경량화의 달성에 의해 고품질화된 활성탄소를 제공하게 된다.
본 발명에 따라 개량된 성분조성을 가지는 활성탄소는, 참숯 백탄(charcoal) 40~45 중량%, 석유코크스(petroleum cokes) 20~25 중량%, 인조석묵(黑鉛; graphite) 15~20 중량%, 석탄계 피치 코크스(pitch cokes) 10~20 중량% 및 염화아연(ZnCl2) 1~2 중량%의 조성비로 이루어지는 조성물로서의 특징을 가진다.
본 발명에 따르면, 참숯 백탄(charcoal)은 경량화와 적절한 강도유지를 위한 특성을 확보하기 위해 주원료로 첨가하는 것으로서, 본 발명에 있어서는 40~45 중량% 범위를 포함하는 것이 바람직한데, 그 이유는 40중량% 이하를 함유하게 되면 중량이 늘어나게 되어 소형경량화 달성이 어렵게 되는 동시에 2nm 이하의 미세공이 너무 많이 분포되어 강도가 저하되는 현상이 발생하게 된다. 그리고, 45중량% 이상을 첨가하게 되면 열전도도가 저하되어 기공 형성의 불안정화 등으로 인하여 고품질화 달성이 어렵게 되는 동시에 2nm 이하의 미세공이 너무 적게 분포되어 용도가 한정되므로 기능성과 품질 저하의 문제점을 유발하게 된다.
그리고, 석유코크스(petroleum cokes)는 직경이 50nm 이상의 기공이 많아 큰 유기물 흡수가 뛰어난 특성을 갖도록 하기 위하여 첨가하는 것으로서, 참숯 백탄의 함유량을 고려하여 함유 범위를 20~25 중량%의 범위로 한정함으로써, 미세공(微細孔)과 중공(中孔)이 적절한 분포상태를 제어하도록 기능하게 된다.
인조석묵(黑鉛; graphite)은, 열에 대하여 불량도체에 해당하는 참숯 백탄에 대하여 원료 혼합과정에서 열전도율를 높여주기 위한 매체의 역할과 수분을 흡수하여 탄소 순도를 높여 주기 위하여 첨가하는 것으로서, 본 발명에서는 참숯 백탄과 석유코크스 함유량을 고려하여 기공용적과 비표면적 및 중량과 강도의 최적 조합을 위해 15~20 중량%의 범위를 함유하도록 한정한 것이다. 이 인조석묵은 석유계 코크 스를 1,280 내지 1300 ℃온도 범위에서 해탄(骸炭)시키는 과정에서 수분과 결정수를 8% 이상 제거하게 되고, 13~17%의 휘발분을 제거함으로써, 대략 99% 이상의 탄소 및 각각 0.5% 이하의 휘발분과 회분을 지니게 됨에 따라 탄소순도와 강도 및 밀도가 우수한 해탄 코크스를 흑연화 전기로에서 2,600 내지 3,000 ℃ 온도 범위의 고온 열처리에 의해 수득하게 되는 것으로서, 상온에서의 원적외선 파장이 8~14㎛ 범위에 집중되므로, 인체의 고유 파장인 9.3㎛와 유사하여 좋은 영향을 미치게 된다.
석탄계 피치 코크스(pitch cokes)는 원재료 혼합을 위한 액상의 점착제 역할을 주로 수행하도록 하기 위해 첨가하는 것으로서, 본 발명에서는 탄소 순도와 밀도 등을 고려하여 10~20 중량%의 범위를 함유하도록 한정하게 되는데, 소성시 대략 50% 정도가 휘발되고 나머지 50% 정도가 탄화물로 남게 되므로, 원재료 배합단계에서는 20~40 중량%의 용액을 첨가하여 원재료를 혼합함으로써, 활성탄소 제조완료단계에서 10~20 중량%의 범위를 함유하게 된다. 즉, 본 발명에 따르면, 석탄계 피치코크스 용액은 총원재료 배합 총중량의 25~35% 범위로 투입되는 것이 바람직하다.
염화아연(ZnCl2)은 소성단계에서 분해되는 기체가 2차 활성화를 통해 기공용적과 비표면적을 증대시켜 주도록 하기 위해 첨가하는 것으로서, 1중량% 이하를 첨가하게 되면 활성화 정도가 저하되어 기공 증대 효과가 미미하게 되며, 2 중량% 이상을 첨가하게 되면 활성화 정도와 기공 증대가 과도하여 강도가 저하되는 문제점을 가지게 된다.
하기 <표 1>은 상술한 바와 같은 복합원재료 조성비를 가지는 본 발명의 실시예에 따른 활성탄소와 비교예로서 기존의 단일계 원재료 활성탄소의 특성을 비교하여 나타내 보인 것이다.
<표 1>
구 분 기공 용적(ml/g) 비표면적(m 2/g)
본 발명의 실시예 0.772 823
비교예1(참숯 백탄 활성탄) 0.625 396
비교예2(참숯 흑탄 활성탄) 0.521 270
비교예3(석탄코크스 활성탄) 0.435 684
비교예4(석유코크스 활성탄) 0.370 570
상기 <표 1>에서 본 발명의 실시예에 따른 활성탄소는 참숯 백탄 44 중량%, 석유코크스 22 중량%, 인조석묵 18 중량%, 석탄계 피치 코크스 15 중량% 및 염화아연(ZnCl2) 1 중량%의 조성비로 이루어진다.
상기 <표 1>에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따라 복합원재료 조성을 가지도록 성분조성이 개량된 활성탄소는 비표면적이 823 m2/g이고, 기공 용적이 0.772 ml/g로서, 기존의 단일계 원재료 활성탄소에 비하여 기공 용적(각 기공 체적의 총합/g)과 비표면적이 훨씬 우수하게 나타나는 것을 알 수 있다. 그리고, 본 발명에 따른 활성탄소는 누름강도가 7MPa 이상인 우수한 품질 특성을 지니게 된다.
한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 도 1 및 도 2에 의해 설명된 성형 구조가 개량된 본 발명의 조립 활성탄소 성형체(100)는, 참숯 백탄(charcoal) 40~45 중량%, 석유코크스(petroleum cokes) 20~25 중량%, 인조석묵(黑鉛; graphite) 15~20 중량%, 석탄계 피치 코크스(pitch cokes) 10~20 중량% 및 염화아연(ZnCl2) 1~2 중량%의 조성비로 이루어지는 조성물로 성형됨으로써, 성형 구조와 성분 조성의 동반 개량화를 통하여 보다 향상된 항균 및 탈취 성능을 보유함과 동시에 소형경량화와 고품질화된 침구류 내장용 조립 활성탄소 성형체를 제공할 수 있게 된다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 상술한 바와 같은 본 발명에 의한 조립 활성탄소 성형체의 제조방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면 본 발명에 의한 조립 활성탄소 성형체의 제조방법은, 원재료 혼합단계(S-10), 냉각단계(S-20), 혼합물 분쇄단계(S-30), 성형단계(S-40), 소결단계(S-50), 세정단계(S-60), 코팅단계(S-70), 건조단계(S-80)를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따르면, 원재료 혼합단계(S-10)는 참숯 백탄과 석유코크스 및 인조석묵을 각각 100~200 메쉬로 분쇄한 다음(S-11), 각각 상온에서 승온하여 110 내지 120℃ 온도범위에 이르도록 예열한다(S-12). 이어서, 예열된 참숯 백탄(charcoal) 40~45 중량%, 석유코크스(petroleum cokes) 20~25 중량%, 인조석묵(graphite) 15~20 중량%의 혼합물에 석탄계 피치 코크스(pitch cokes) 용액 20~40 중량%와 염화아연(ZnCl2) 1~2 중량%를 첨가하여 140 내지 160 ℃ 온도 범위에서 50 내지 60분간 가열 교반하여 혼합한다. 이와 같은 혼합과정을 통하여 예컨대, 콜타르와 같이 끈적끈적한 반죽상태의 원재료 혼합물을 얻게된다.
다음 단계로서, 상기 원재료 혼합단계(S-10)에서 콜타르와 같이 끈적끈적한 반죽상태의 원재료 혼합물을 상온에서 냉각시킨다(S-20). 이와 같은 냉각과정에서 원재료 혼합물의 괴상화가 이루어지며, 괴상화된 원재료 혼합물을 0.3mm 이하의 평균 입도를 가지는 분말상태로 분쇄한다(S-30).
다음 단계로서, 상기 분쇄단계(S-30)에서 얻어진 원재료 혼합물 분말을 금형에 장입하여 냉압 가공에 의해 조립 활성탄소 성형체를 성형한다(S-40).
이어서, 상기 성형단계(S-40)에서 얻어진 조립 활성탄소 성형체를 석탄코크스 분말과 함께 가열로에 장입하고, 750 내지 850 ℃ 온도 범위에 이르도록 승온 가열하여 소결한다(S-50). 여기서, 상기 석탄코크스 분말은 복수의 단위 조립 활성탄소 성형체가 가열에 의해 서로 합체되는 것을 방지하기 위해 이형재로 첨가된다. 그리고, 상기 소결단계의 가열과정에서 각 단위 조립 활성탄소 성형체의 휘발분이 제거되는데, 석탄계 피치 코크스(pitch cokes)는 대략 50% 정도가 휘발되고 나머지 50% 정도가 탄화물로 남게 된다.
다음 단계로서, 소결된 조립 활성탄소 성형체로부터 이형재로 첨가된 석탄코크스 분말를 분리하여 제거하기 위한 세정단계(S-60)를 거친후, 조립 활성탄소 성형체의 표면에 마모방지를 위한 코팅층(도 1 및 도 2의 참조부호 C)을 보호피막으로 형성한다.
본 발명에 따르면, 상기 코팅층은 고급 지방산(脂肪酸)인 글리세르에스테르(글리세리드)로 되어 있는 동, 식물성 오일을 도포하여 보호피막을 형성하는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실시예로서, 상기 코팅층은 동유(桐油)를 도포하여 형성할 수 있다. 상기 동유(桐油)는 기름오동나무의 열매에서 짠 기름으로서, 건축용 페인트, 니스의 원료로 사용되며, 점성(粘性)이 높고 건조가 빠르며 도장막(塗裝膜)이 강하고 탄력성이 있어 조립 활성탄소 성형체의 내모성을 증대시켜 수명 연장 효과를 얻을 수가 있다.
다른 한편으로는, 상기 코팅층(C)은 예컨대, 아마인유(亞麻仁油), 대마유(大麻油) 등의 건성유(乾性油)와, 피마자유, 리브유 등의 불건성유와 같은 식물성 기름을 도포하여 형성할 수도 있다.
최종 단계로서, 상술한 바와 같이 코팅층(C)의 형성이 완료된 조립 활성탄소 성형체를 110 내지 120 ℃ 온도 범위에서 가열 건조시키는 과정(S-80)을 거친 다음 냉각과정과 포장과정 등을 거쳐 최종 공정이 완료된다(S-90).
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 활성탄소 성형체 및 그 제조방법 에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수가 있다.
첫째로, 성형 구조의 개량에 의하여 베개나 쿠션 등과 같은 유연한 외피의 내부에 다수가 충전되는 경우 공간 발생을 최소화하여 부피를 축소시킬 수 있는 동시에 완만한 외표면부를 형성할 수 있게 됨으로써, 침구류의 기능성과 품질 향상을 도모할 수 있다.
둘째로, 복합 원재료 배합에 의한 성분조성의 개량에 의하여 기공용적과 비표면적 및 강도를 증대시킴으로써, 흡착능력의 향상에 따른 항균 및 탈취 성능의 향상과 동시에 소형경량화와 고품질화를 도모할 수 있다.
세째로, 성형 구조와 성분 조성의 동반 개량화를 통하여 고품질, 저가격, 소 형경량화, 편리성 및 다용도성 등과 같은 요구를 충족시킬 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

Claims (15)

  1. 구면부와 비구면부를 가지는 비정형 구체 1쌍이 연결부에 의해 서로 연결된 대칭적인 분할 구조를 가지며, 상기 비구면부는 연결부를 향해 직경이 점차 축소되어 경사면을 이루는 절두원추형으로 성형된 것을 특징으로 하는 조립 활성탄소 성형체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 1쌍의 비정형 구체의 구면부는 각각 가상의 구체 내주면에 접하도록 형성된 것을 특징으로 하는 조립 활성탄소 성형체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 1쌍의 비정형 구체의 구면부는 각각 곡률반경(R)이 4.0 < R < 5.5를 만족시키도록 가공 형성된 것을 특징으로 하는 조립 활성탄소 성형체.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 1쌍의 비정형 구체는,
    참숯 백탄(charcoal) 40~45 중량%, 석유코크스(petroleum cokes) 20~25 중량%, 인조석묵(黑鉛; graphite ) 15~20 중량%, 석탄계 피치 코크스(pitch cokes) 10~20 중량% 및 염화아연(ZnCl2) 1~2 중량%의 조성비로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조립 활성탄소 성형체.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 1쌍의 비정형 구체와 연결부에는 보호피막이 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 조립 활성탄소 성형체.
  8. 참숯 백탄(charcoal) 40~45 중량%, 석유코크스(petroleum cokes) 20~25 중량%, 인조석묵(黑鉛; graphite ) 15~20 중량%, 석탄계 피치 코크스 (pitch cokes) 10~20 중량% 및 염화아연(ZnCl2) 1~2 중량%의 조성비로 이루어지는 것을 특징으로 하는 활성탄소.
  9. 삭제
  10. 100~200 메쉬로 각각 분쇄된 참숯 백탄(charcoal) 40~45 중량%, 석유코크스(petroleum cokes) 20~25 중량%, 인조석묵(graphite) 15~20 중량%, 염화아연(ZnCl2) 1~2 중량% 및 석탄계 피치 코크스(pitch cokes) 용액 20~40 중량%를 배합하여 140 내지 160 ℃ 온도 범위에서 50 내지 60분간 가열 교반하여 혼합하는 원재료 혼합단계와;
    상기 원재료 혼합단계에서 얻어진 혼합물을 상온에서 냉각시키는 냉각단계와;
    상기 냉각단계에서 냉각된 혼합물을 0.3mm 이하의 평균 입도를 가지는 분말상태로 분쇄하는 혼합물 분쇄단계와;
    상기 혼합물 분쇄단계에서 얻어진 혼합 분말을 금형에 장입하여 냉압 가공에 의해 조립 활성탄소 성형체를 형성하는 성형단계와;
    상기 성형단계에서 얻어진 조립 활성탄소 성형체를 이형재와 함께 가열로에 장입하여 750 내지 850 ℃ 온도 범위에 이르도록 승온 가열하는 소결단계와;
    상기 소결단계를 거친 조립 활성탄소 성형체로부터 이형재를 분리하여 제거하기 위한 세정단계와;
    상기 세정단계에서 충진재가 분리된 조립 활성탄소 성형체의 표면에 피막 코팅층을 형성하는 코팅단계와;
    상기 코팅단계에서 코팅층 형성이 완료된 조립 활성탄소 성형체를 건조시키는 건조단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립 활성탄소 성형체의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 원재료 혼합단계는,
    참숯 백탄과 석유코크스 및 인조석묵을 각각 110 내지 120 ℃ 온도범위에 이르도록 예열하는 예열단계와;
    상기 예열단계에서 예열된 참숯 백탄과 석유코크스 및 인조석묵에 석탄계 피치 코크스 용액과 염화아연(ZnCl2)을 첨가하는 배합단계와;
    상기 배합단계에서 얻어진 배합물을 140 내지 160 ℃ 온도 범위에서 50 내지 60분간 가열 교반하여 원재료 혼합물을 형성하는 혼합단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조립 활성탄소 성형체의 제조방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 소결단계에서는 석탄코크스 분말을 이형재로 첨가하는 것을 특징으로 하는 조립 활성탄소 성형체의 제조방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 건조단계에서는 코팅층 형성이 완료된 조립 활성탄소 성형체를 110 내지 120 ℃ 온도 범위에서 가열 건조시키는 것을 특징으로 하는 조립 활성탄소 성형체의 제조방법.
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