KR101172018B1 - 실리카를 함유한 친환경, 고기능성 융합 파우더 제조방법 - Google Patents

실리카를 함유한 친환경, 고기능성 융합 파우더 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 SiO2 를 함유한 천연광석의 무게와 온도 및 성질을 변화시켜 친환경, 고기능성 융합원료 소재 파우더 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 (a) 조암광맥에 포함된 규산염으로부터 고순도의 실리카를 채취하는 실리카 채취단계; (b) 상기 채취된 실리카를 연소시키는 실리카 연소단계; (c) 상기 (b) 단계 이후, 연소된 실리카를 320메쉬로 분쇄하는 실리카 분쇄단계; (d) 연소 및 분쇄가 완료된 실리카를 항온 항습기에 투여한 후, 이를 숙성시키는 실리카 숙성단계; 및 (e) 상기 (d) 단계 이후, 숙성이 완료된 겔 타입의 실리카를 건조시켜 융합소재 파우더로 제조하는 겔 타입의 실리카 건조단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 융합원료 소재 파우더 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명에 따르면, 폴리에스테르와 실리카가 용이하게 혼합 및 합성되어 이 실리카가 합성된 폴리에스테르의 용융 방사 및 융합 방사가 가능한 효과가 있다.

Description

실리카를 함유한 친환경, 고기능성 융합 파우더 제조방법{Method for manufacturing of SiO2 containing ecofriendly and high functional fusion material powder}
본 발명은 SiO2 를 함유한 친환경, 고기능성 융합 파우더 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 SiO2 를 함유한 천연광석을 연소 및 숙성하여 질량, 비중을 포함한 천연광석의 무게를 낮추고, 차가운 성질을 따뜻한 성질로 변화시켜 섬유, 케미컬, 금속, 유리, 바이오, 무탄소 그린에너지, 제약 등과 같은 친환경, 고기능성 융합 파우더 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 사용되고 있는 폴리에스테르 수지는 테레프탈산과 에틸렌글리콜 또는 디메틸테레프탈레이트와 에틸렌글리콜의 중축합반응에 의하여 생산되는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, Poly(ethylene terephthalate))를 비롯한 고분자량 폴리에스테르 수지를 일컬으며, 현재 전세계적으로 섬유, 병, 필름, 식품용기 등의 다양한 용도로 사용되고 있다.
또한, 세계의 각 기업체들은 폴리에스테르 수지의 생산성 향상 및 품질의 개선을 통한 경쟁력 확보를 위하여 관심과 연구를 집중하고 있으며, 특히 각종 유?무기 첨가제를 이용하여 폴리에스테르의 가공성을 향상시키기 위한 연구들을 진행하고 있다.
폴리에스테르 수지의 생산성 및 품질의 향상을 위해서 요구되는 물성은 고속생산 시에도 기존 제품 대비 제품의 결정화도에 큰 변화가 없이 물성이 동일하고 양호한 품질을 갖는 것이다.
기존의 연구결과들을 살펴보면, 3개 이상의 작용기를 갖는 가지화제를 소량 첨가하여 생산성 및 품질의 향상을 꾀하려는 시도(EP 0,263,603)가 있었으나 섬유방사시에 점탄성이 상승하여 작업성이 떨어지는 문제가 있었다.
이에 따라 최근에는 나노기술의 눈부신 발전과 함께 나노입자를 포함한 고분자에 관한 연구가 활발하게 진행되어 왔고, 그 결과 소량의 나노입자를 고분자물질에 첨가함으로써 고분자 수지의 물리화학적 성능을 개선시킬 수 있다는 연구결과들이 발표되고 있다.
구체적인 예로서, 1㎛ 이하의 실리카 입자를 폴리에스테르에 첨가하는 경우, 섬유 방사시 균일한 형태의 제품을 얻을 수 있다는 연구결과(EP140,559)가 있으며, 혼련기를 이용하여 소량의 나노 무기 실리카를 용융상태의 폴리에스테르에 투입할 경우, 섬유의 결정화 속도가 지연되어 방사가 용이하고 생산성이 증가된다는 연구결과(US5,336,709)가 있었다. 그러나 균일한 분산성의 확보가 어려운 문제를 가지고 있다.
반면에, 폴리에스테르 수지의 중축합반응시에 나노 무기 실리카 입자를 투입함으로써 결정화도를 증가시키고, 열에 대한 안정성과 가스차단성이 커진다는 연구결과도 있었다.(특허공개공보 제2003-7231호)
그러나, 이처럼 결정화속도가 빨라지고, 결정화도가 증가하는 것은 폴리에스테르 수지 내부에 나노 무기 실리카 입자가 균일하게 분산되지 못하기 때문이며, 이 때문에 생산속도 및 가공성이 떨어진다는 문제점을 가지고 있다.
특히, 종래 기술에 따르면, 실리카를 이용하여 폴리에스테르를 제조하는 경우, 폴리에스테르와 실리카 간의 서로 다른 비중으로 인해 합성이 원활하게 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.
이에, 주로 폴리에스테르에 코팅 또는 염색에 의한 제조방법을 통해서 폴리에스테르에 실리카를 첨가하는 방식을 사용했었지만, 이는 실리카가 반영구적으로 보존되는 것이 아닌, 소멸성으로 첨가될 수밖에 없어 그 효율이 현저하게 저하될 수밖에 없는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 SiO2 를 함유한 천연광석을 연소 및 숙성하여 질량, 비중을 포함한 천연광석의 무게를 낮추고, 차가운 성질을 따뜻한 성질로 변화시켜 섬유, 케미컬, 금속, 유리, 바이오, 무탄소 그린에너지, 제약 등과 같은 친환경, 고기능성 융합원료 소재로 사용되는 파우더를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 폴리에스테르와 실리카가 용이하게 혼합 및 합성되어 이 실리카가 합성된 폴리에스테르의 용융 방사 및 융합 방사가 이루어지도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 폴리에스테르에 함유된 실리카의 효능을 반영구적으로 사용할 수 있어 친환경 적인 실리카 원사에 의해 외부 환경에 따른 섬유의 온도 조절, 소취 작용, 원적외선 방사 효율을 극대화하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명은 (a) 조암광맥에 포함된 규산염으로부터 고순도의 실리카를 채취하는 실리카 채취단계; (b) 상기 채취된 실리카를 연소시키는 실리카 연소단계; (c) 상기 (b) 단계 이후, 연소된 실리카를 320메쉬로 분쇄하는 실리카 분쇄단계; (d) 연소 및 분쇄가 완료된 실리카를 항온 항습기에 투여한 후, 이를 숙성시키는 실리카 숙성단계; 및 (e) 상기 (d) 단계 이후, 숙성이 완료된 겔 타입의 실리카를 건조시켜 융합소재 파우더로 제조하는 겔 타입의 실리카 건조단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리카를 함유한 친환경, 고기능성 융합 파우더 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 (b) 단계는, 상기 채취된 실리카를 채취된 실리카를 180℃ ~300℃의 온도로 2~3시간 동안 가열하여 소성하는 1차 연소공정과, 이 1차 연소공정이 완료된 후, 1차 연소된 실리카를 800℃ ~ 850℃의 온도로 3~10시간 동안 가열하여 2차 연소가 이루어지도록 하는 2차 연소공정을 통해 실리카에 포함된 광석 본연의 질량, 비중, 구조, 전자수, 이온수 등을 변화시키는 것을 특징으로 하는 실리카를 함유한 친환경, 고기능성 융합 파우더 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 (b) 단계는, 연소가 완료된 실리카를 적어도 24시간 이상 자연 냉각시켜 실리카와 연소된 각종 불순물을 분리하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 실리카를 함유한 친환경, 고기능성 융합 파우더 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 불순물을 분리하는 단계는, (b1) 실리카가 저장된 정제 드럼에 증류수를 50 :50중량% 비율로 투여하고, 연소된 실리카와 증류수를 혼합하는 단계; (b2) 상기 (b1) 단계 이후, 정제 드럼에 층분리 현상이 발생되도록 하여 실리카는 정제 드럼의 하부에, 그리고 불순물은 이 실리카의 상층부로 분리시켜 실리카로부터 불순물을 제거하는 단계; 및 (b3) 메쉬필터를 통해 필터링 방식으로 미세입자만을 분류하여 고순도의 실리카만 채취하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리카를 함유한 친환경, 고기능성 융합 파우더 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 (c) 단계는 320메쉬의 크기로 분쇄된 실리카를 강한 자석이 설치되어 있는 컨베이어를 통해 후술할 저장챔버에 투여하면서 자력에 의해 실리카에 포함되어 있는 중금속이나 유해 성분을 제거하는 것을 특징으로 하는 실리카를 함유한 친환경, 고기능성 융합 파우더 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 (d) 단계는, 항온 항습기에 구성된 저장챔버에 연소 및 분쇄가 이루어진 실리카를 총 중량의 60중량%~70중량%를 투여하고, 증류수를 5중량%~10중량%, 발효용 효소를 25중량%~30중량%를 각각 투여하여 80일~100일간 숙성하는 것을 특징으로 하는 실리카를 함유한 친환경, 고기능성 융합 파우더 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 (e) 단계는, 겔(Gel) 타입의 실리카를 습식 나노분쇄 방식에 의해 0.2㎛~0.5㎛ 크기로 입자화시켜 케미컬, 및 폴리에스터, 나일론 등의 화학 섬유 원료와 제약, 화장품, 탄소섬유, 반도체, 금속, 유리, 세라믹, 도자기 중 어느 하나의 원료와 융합이 용이하게 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 실리카를 함유한 친환경, 고기능성 융합 파우더 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 (e) 단계는, 숙성이 완료된 겔 타입의 실리카를 150℃~200℃의 열 소성기에 넣고, 2시간~3시간 동안 소성 및 건조시켜 융합소재 파우더로 제조하는 것을 특징으로 하는 실리카를 함유한 친환경, 고기능성 융합 파우더 제조방법을 제공한다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 폴리에스테르와 실리카가 용이하게 혼합 및 합성되어 이 실리카가 합성된 폴리에스테르의 용융 방사 및 융합 방사가 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 폴리에스테르에 함유된 실리카의 효능을 반영구적으로 사용할 수 있어 친환경 적인 실리카 원사에 의해 외부 환경에 따른 섬유의 온도 조절, 소취 작용, 원적외선 방사 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실리카를 함유한 친환경, 고기능성 융합 파우더 제조방법을 나타낸 순서도,
도 3 내지 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 융합 파우더더의 실험 결과를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 융합 파우더 제조방법을 나타낸 순서도, 도 3 내지 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 융합 파우더의 실험 결과를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 조암광맥으로부터 채취된 본 발명의 실리카를 이용하여 파우더를 제조하기 위해서는 조암광맥에 포함된 규산염으로부터 채취한 것으로서, 조암광맥 중에서도 유해물질이 포함되지 않은 상태인 순수한 조암광맥에 포함된 규산염으로부터 고순도의 실리카(SiO2)를 채취하는 실리카 채취단계를 수행한다.(S110)
여기서, 실리카의 채취는 조암광맥이 존재하는 위치로부터 소정의 깊이만큼 절취하여 조암광맥을 이루는 다양한 성분 중의 하나인 규산염의 존재유무를 파악하고, 이 조암광맥에 규산염이 존재하면, 이 조암광맥으로부터 적어도 지하 2m 이상의 깊이에 위치하는 유해 물질이 포함되지 않은 상태인 순수한 조암광맥만을 채취하고, 채취된 조암광맥의 성분인 규산염에 포함된 실리카(SiO2)를 채취하는 것이다.
이와 같은 과정을 통해 채취된 실리카를 폴리에스테르의 비중과 같은 비중으로 만들기 위해서 채취된 실리카를 연소시키는 실리카 연소단계를 수행한다.(S120)
실리카 연소단계는 무겁고 차가운 성질의 실리카를 가열하여 소성 및 연소시킴으로써, 순수한 고순도의 실리카를 제외한 각종 불순물들이 고온의 열에 의해 실리카와 분리되도록 하고, 채취된 실리카의 비중이 낮아지도록 하며, 실리카의 질량, 비중, 구조, 전자수, 이온수 등과 같은 원래 특성을 변화시키는 단계이다.
이와 같은 실리카 연소단계는 채취된 실리카를 180℃ ~300℃의 온도로 2~3시간 동안 가열하여 소성하는 1차 연소공정과, 이 1차 연소공정이 완료된 후, 1차 연소된 실리카를 800℃ ~ 850℃의 온도로 3~10시간 동안 가열하여 2차 연소가 이루어지도록 하는 2차 연소공정을 통해 실리카에 포함된 광석 본연의 질량, 비중, 구조, 전자수, 이온수 등을 변화시키는 단계이다.
또한, 채취된 실리카를 가열하여 원석의 특성상 발화는 이루어지지 않으며, 연소만 진행되도록 함으로써, 실리카에 포함된 각종 불순물들을 연소 또는 전소시켜 채취된 실리카의 비중을 낮추는 1차 비중 조절이 이루어지는 것이다.
이때, 실리카를 함유한 천연광석의 무기물은 900℃ 이상의 고온으로 가열하면, 용융이 일어나면서 순수한 실리카의 결정체를 얻을 수 있지만, 이 이때 얻게되는 결정체는 그 무게가 무거워지고, 무기물의 특성이 소멸되어 실리카와 다른 소재와의 융합이 어렵고, 실리카 특유의 기능을 얻기 어려우므로, 본 발명에서는 최대 850℃의 온도로 가열하여 소성 및 연소시켜 식물성 물질과 같은 가볍고, 따뜻한 성질로 변화되도록 하는 것이다.
아울러, 가열이 완료된 실리카를 적어도 24시간 이상 자연 냉각시켜 실리카와 연소된 각종 불순물을 분리하도록 하며, 이때 연소과정이 완료된 실리카는 그 비중이 1/3로 가벼워지도록 한다.
이때, 연소가 완료된 실리카는 도 2에 도시된 바와 같이, 불순물을 정제하는 공정이 이루어지도록 한다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 실리카에 포함되어 있는 불순물을 제거하기 위해 실리카가 저장된 정제 드럼에 증류수를 50:50중량% 비율로 투여하고, 정제 드럼에 설치된 임펠라를 통해 임펠라 혼합방식으로 혼합하여 혼합된 실리카가 증류수에 의해 슬러리의 형태로 구성되도록 한다. (S210)
그리고, 혼합이 완료된 슬러리 형태의 실리카는 임펠라의 구동이 정지된 후 30분 ~ 45분 동안 슬러리의 층 분리 현상이 발생하도록 하고, 층분리 현상으로 인해 실리카는 정제 드럼의 하부에, 그리고 불순물은 이 실리카의 상층부로 분리되도록 함으로써, 실리카로부터 불순물을 제거한다.(S220)
또한, 불순물이 제거된 슬러리 형태의 실리카를 크기별로 분류하여 미세한 입자만을 채취하고, 정제 드럼에 저장된 실리카를 일정 시간동안 침전시킴으로써, 입자가 큰 실리카는 정제 드럼의 바닥으로 침전되도록 하고, 작은 입자로 이루어진 실리카만을 채취하여 메쉬필터를 통해 필터링 방식으로 미세입자만을 분류하여 고순도의 실리카만 채취하는 공정을 수행한다(S230)
이후, 연소가 완료된 실리카는 분쇄기를 이용하여 320메쉬의 크기가 될 때까지 분쇄하여 실리카의 숙성 및 발효가 용이하게 이루어지도록 함과 동시에, 분쇄된 실리카에 포함된 중금속 및 유해 성분을 제거하는 실리카 분쇄단계를 수행한다.(S130)
여기서, 분쇄된 실리카는 일반적으로 금, 은, 동, 철, 게르마늄, 맥반석, 제오라이트, 벤토나이트, 옥 등과 같은 무기질 광석에 비해 공기에 대한 비중이 현저하게 낮기 때문에 320메쉬의 크기로 실리카를 강한 자석이 설치되어 있는 컨베이어를 통해 후술할 저장챔버에 투여하면서 자력에 의해 실리카에 포함되어 있는 중금속이나 유해 성분을 제거한다.
그리고, 320메쉬로 분쇄가 완료된 실리카는 폴리에스테르의 비중과 분쇄된 실리카의 비중을 맞추기 위해 연소 및 분쇄가 완료된 실키라를 온도 및 습도 조절이 용이한 항온 항습기에 투여한 후, 이를 일정 시간동안 숙성시키는 실리카 숙성단계를 수행한다.(S140)
실리카 숙성단계는 항온 항습기에 구성된 저장챔버에 연소 및 분쇄가 이루어진 실리카를 총 중량의 60중량%~70중량%를 투여하고, 증류수를 5중량%~10중량%, 발효용 효소를 25중량%~30중량%를 각각 투여하여 80일~100일간 숙성이 이루어지도록 한다.
이때, 바람직하게는 실리카를 총 중량의 70중량%, 발효용 효소를 30중량%를 각각 투여하고, 오염되지 않은 순수한 물인 증류수는 실리카 및 발효용 효소와 1:1의 비율로 투여한 후, 90일간 숙성이 이루어지도록 함으로써, 연소 및 분쇄된 실리카의 무기물 특성이 숙성기간 동안 변화되어 식물 발효와 같은 변화가 발생하게 되고, 이에 따라 실리카의 성질이 더욱 가볍고 따뜻한 성질로 변화되어 섬유, 케미컬, 화학, 반도체, 유리, 금속 등의 타 소재와 융합이 용이할 뿐만 아니라, 타 화학소재, 예를 들어 폴리에스테르와 융합되면서 이 폴리에스테르의 성질을 친환경 및 고기능성을 내는 융합소재로 변화시키는 것이다.
이와 같은 실리카 숙성단계는 분쇄된 실리카에 포함된 무기광석의 비중차로 인하여 숙성기간 중 1일~14일 기간에 해당하는 숙성 초기 단계시에 침전이 발생하게 되고, 15일 이후부터 발효용 효소에 의하여 별효현상이 발생하여 실리카의 무기물 성질이 변화가 일어나 증류수와 결합이 이루어지면서 겔(Gel) 타입으로 변화하게 된다.
즉, 실리카 성분에 포함된 차가운 성질을 제거하고, 연소과정에 이어 2차 비중 조절이 이루어지도록 하여 실리카의 비중을 더욱 낮춰주면서, 증류수와 실리카가 혼합되어 겔(Gel) 타입으로 변하게 되는 것이다.
한편, 숙성이 완료된 겔 타입의 실리카를 150℃~200℃의 열 소성기에 넣고, 2시간~3시간 동안 소성 및 건조시켜 섬유원료와 같은 가볍고, 따뜻한 성질의 융합소재 파우더로 제조하는 겔 타입의 실리카 건조단계를 수행한다(S150)
아울러, 건조된 융합 원료소재 파우더를 케미컬 및 폴리에스터, 나일론 등의 화학 섬유 원료와 제약, 화장품, 탄소섬유, 반도체, 금속, 유리, 세라믹, 도자기 등의 원료와 융합이 용이하게 이루어질 수 있도록 습식 나노분쇄 방식에 의해 0.2㎛~0.5㎛ 크기로 입자화시켜 분쇄하도록 한다.
이는, 실리카 입자를 미세하게 분쇄할수록 그 성질이 더욱 강해지기 때문에 나노분쇄되어 변화시킨 실리카외 광석은 무기물의 원래 가지고 있는 차가운 성질은 없어지고, 특히 화학 섬유 원료와 비중, 온도가 같아져 화학섬유인 폴리에스터, 나일론 원료와 균일하게 분산 융합이 용이하며, 항균, 발열, 냉감, 온도조절, 탈취, 면역조절, 피부재생, 암세포 억제 등의 고기능을 내는 융합소재 원료 파우더로 제조되는 것이다.
이와 같은 제조방법을 통해 제조된 본 발명의 융합 원료소재 파우더는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 융합 원료소재 파우더가 혼합 방사가 이루어진 폴리에스테르 섬유(시료1)는 일반 폴리에스테르의 합성섬유로 제조된 기능성 섬유(시료2)에 비해서 자체 발열이 이루어지는 것을 확인할 수 있다.
전술한 시험은 대기의 표준상태 즉, 20℃, 65% R.H에서 대기온도를 -4℃ 하강 시켰을 때, 시료1 및 시료2의 온도를 측정한 것이고, 20℃에서 30분간 안정화 후, -4℃ 하강시켜 90분간 온도를 측정한 결과이다.
즉, 전술한 시험 데이터에 의하면, 본 발명의 실리카가 포함된 폴리에스테르 섬유는 일반 폴리에스테르 섬유에 비해 떨어지는 대기온도의 변화에 따라 저하되는 온도가 상대적으로 덜하는 것을 알 수 있으므로, 본 발명의 실리카가 포함된 폴리에스테르 섬유는 차제 발열 기능이 있는 것이다.
또한, 도 5 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 융합 원료소재 파우더가 혼합 방사가 이루어진 폴리에스테르 섬유(시료2)는 일반 폴리에스테르의 합성섬유로 제조된 기능성 섬유(시료1)에 비해서 냉감(Cool-Nax) 효과가 있음을 알 수 있다.
즉, 전술한 시험 데이터에 의하면, 본 발명의 실리카가 포함된 폴리에스테르 섬유(시료2)는 일반 폴리에스테르 섬유(시료1)에 비해 상승하는 대기온도의 변화에 따라 상승하는 온도 변화가 일반 폴리에스테르 섬유에 비해 둔화되는 것을 알 수 있으므로, 본 발명의 실리카가 포함된 폴리에스테르 섬유는 냉감 기능이 있음을 확인할 수 있을 것이다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 폴리에스테르와 실리카가 용이하게 혼합 및 합성되어 이 실리카가 합성된 폴리에스테르의 용융 방사 및 융합 방사가 가능함에 따라 폴리에스테르의 비중과 같은 비중으로 제조되는 융합 원료소재 파우더와 테레프탈산의 융합을 통해 폴리에스테르 원사를 제조함으로써, 친환경적인 친환경 섬유를 제조할 수 있음은 물론, 폴리에스테르에 함유된 실리카의 효능을 반영구적으로 사용할 수 있어 친환경 적인 실리카 원사에 의해 외부 환경에 따른 섬유의 온도 조절, 소취 작용, 원적외선 방사 효율을 극대화할 수 있는 발명이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. (a) 조암광맥에 포함된 규산염으로부터 고순도의 실리카를 채취하는 실리카 채취단계;
    (b) 상기 채취된 실리카를 180℃ ~300℃의 온도로 2~3시간 동안 가열하여 소성하는 1차 연소공정과, 이 1차 연소공정이 완료된 후, 1차 연소된 실리카를 800℃ ~ 850℃의 온도로 3~10시간 동안 가열하여 2차 연소가 이루어지도록 하는 2차 연소공정을 통해 실리카에 포함된 광석 본연의 질량, 비중, 전자수, 이온수를 변화시키기 위해 연소시키는 실리카 연소단계;
    (c) 상기 (b) 단계 이후, 연소된 실리카를 320메쉬로 분쇄하는 실리카 분쇄단계;
    (d) 연소 및 분쇄가 완료된 실리카를 항온 항습기에 투여한 후, 이를 숙성시키는 실리카 숙성단계; 및
    (e) 상기 (d) 단계 이후, 숙성이 완료된 겔 타입의 실리카를 건조시켜 융합소재 파우더로 제조하는 겔 타입의 실리카 건조단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리카를 함유한 친환경, 고기능성 융합 파우더 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    연소가 완료된 실리카를 적어도 24시간 이상 자연 냉각시켜 실리카와 연소된 각종 불순물을 분리하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 실리카를 함유한 친환경, 고기능성 융합 파우더 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 불순물을 분리하는 단계는,
    (b1) 실리카가 저장된 정제 드럼에 증류수를 50 :50중량% 비율로 투여하고, 연소된 실리카와 증류수를 혼합하는 단계;
    (b2) 상기 (b1) 단계 이후, 정제 드럼에 층분리 현상이 발생되도록 하여 실리카는 정제 드럼의 하층부에, 불순물은 이 실리카의 상층부로 분리시켜 실리카로부터 불순물을 제거하는 단계; 및
    (b3) 메쉬필터를 통해 필터링 방식으로 미세입자만을 분류하여 고순도의 실리카를 채취하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리카를 함유한 친환경, 고기능성 융합 파우더 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는
    320메쉬의 크기로 분쇄된 실리카를 강한 자석이 설치되어 있는 컨베이어를 통해 저장챔버에 투여하면서 자력에 의해 실리카에 포함되어 있는 중금속 및 금속 성분을 제거하는 것을 특징으로 하는 실리카를 함유한 친환경, 고기능성 융합 파우더 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    항온 항습기에 구성된 저장챔버에 연소 및 분쇄가 이루어진 실리카를 총 중량의 60중량%~70중량%를 투여하고, 증류수를 5중량%~10중량%, 발효용 효소를 25중량%~30중량%를 각각 투여하여 80일~100일간 숙성하는 것을 특징으로 하는 실리카를 함유한 친환경, 고기능성 융합 파우더 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 (e) 단계는,
    겔(Gel) 타입의 실리카를 습식 나노분쇄 방식에 의해 0.2㎛~0.5㎛ 크기로 입자화시켜 케미컬, 폴리에스터 및 나일론의 화학 섬유 원료와 제약, 화장품, 탄소섬유, 반도체, 금속, 유리, 세라믹, 도자기 중 어느 하나의 원료와 융합이 용이하게 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 실리카를 함유한 친환경, 고기능성 융합 파우더 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 (e) 단계는,
    숙성이 완료된 겔 타입의 실리카를 150℃~200℃의 열 소성기에 넣고, 2시간~3시간 동안 소성 및 건조시켜 융합 파우더로 제조하는 것을 특징으로 하는 실리카를 함유한 친환경, 고기능성 융합 파우더 제조방법.
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