KR101297415B1 - 프레스 장치를 이용한 펠렛 형태의 촉매 또는 세라믹 성형 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프레스 장치를 이용한 펠렛 형태의 촉매 또는 세라믹 성형방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 다수의 통공이 형성된 성형틀에 촉매 또는 세라믹의 반죽물을 프레스로 내입시키고 이를 건조하여 펠렛 형태로 성형시킴으로써 고가의 장비없이 펠렛의 형태를 다양하게 변형하면서 균일한 크기의 펠렛을 제공할 수 있는 펠렛형태의 촉매 또는 세라믹 성형방법에 관한 것이다.

Description

프레스 장치를 이용한 펠렛 형태의 촉매 또는 세라믹 성형 방법{Catalyst and ceramics forming method of pellet shape using a press machine}
본 발명은 프레스 장치를 이용한 펠렛 형태의 촉매 또는 세라믹 성형방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 다수의 통공이 형성된 성형틀에 촉매 또는 세라믹의 반죽물을 프레스로 내입시키고 이를 건조하여 펠렛 형태로 성형시킴으로써 고가의 장비없이 펠렛의 형태를 다양하게 변형하면서 균일한 크기의 펠렛을 제공할 수 있는 펠렛형태의 촉매 또는 세라믹 성형방법에 관한 것이다.
촉매와 세라믹 생산은 일반적으로 파우더 형태로 제조되는 경우가 많이 있다. 이러한 파우더 형태의 촉매와 세라믹은 실제 쓰이는 조건에서 요구되는 일정한 형태로 반드시 성형을 해야 한다. 특히 촉매의 경우에는 파우더 형태로 제공될 경우 반응기 속에서 촉매의 반응 조절이 어렵고 압력 손실이 크게 나타나며, 촉매 파우더로 인한 반응기 및 다른 장치들의 오염을 야기 시킬 수 있으므로 반드시 일정크기로 성형을 해야 한다.
상기 촉매와 세라믹은 일반적으로 타정기나 압출기를 이용하여 펠렛 형태로 성형하는 경우가 많다.
상기 타정기는 펠렛 형태의 촉매나 세라믹을 만드는데 주로 사용되며, 강한 기계적 강도를 제공하는 장점이 있다. 이러한 타정기는 높은 압력을 이용한 성형기로 파우더를 성형 틀에 주입을 한 다음 강한 압력을 이용하여 연속적으로 촉매 및 세라믹을 성형하는 기계이다. 상기 타정기는 연속적인 성형작업을 할 수 있고, 촉매 및 세라믹 파우더를 직접 사용할 수 있어서 전처리가 비교적 쉽고 성형된 촉매 및 세라믹은 바인더나 이물질 제거 작업이 필요 없는 경우가 많다. 하지만 기계 및 부속품의 값이 고가이고, 성형 틀의 가공이 어려우며, 한번 제조된 성형 틀은 다른 모양으로 재가공 하는 것이 어렵기 때문에 성형 형태를 다양하게 제공하지 못하는 단점이 있다.
다음으로 상기 압출기는 연속식 타입인 스크류 압출기와 배치(batch)식 타입인 프레스 압출기가 있다. 스크류 압출기는 촉매 및 세라믹 파우더를 반죽 공정과 압출 성형을 하는 공정이 동시에 수행하여 연속적으로 압출 성형이 가능하게 한다. 하지만 스크류 압출기에서 촉매 및 세라믹을 성형하기 위해서는 바인더를 필히 사용해야하고, 상기 바인더에 의해 성형 후 바인더 제거 작업을 더 수행하야 함으로 타정으로 제조된 촉매와 세라믹보다 기계적 강도가 낮아질 수 있다. 이러한 단점에도 불구하고 스크류 압출기는 노즐의 변경으로 여러 가지 형태로 펠릿으로 성형이 가능하고 노즐 가공 또한 저렴하여 많이 이용되고 있는 성형 방법 중 하나이다.
그러나 압출기에서 압출된 촉매 및 세라믹은 일반적으로 긴 막대모양으로 연속적으로 성형이 되며, 이것을 원하는 길이에 맞게 자르는 커팅기 제작에는 어려움이 많다. 현재, 압출 성형한 촉매 및 세라믹을 자를 수 있는 커팅기로는 무작위로 자르는 쵸핑(chopping)기가 있는데, 이 기기는 촉매 및 세라믹의 길이를 일정하게 제어하지 못한다. 또한, 일정한 구형 모양으로 만들어주는 제환기가 있는데 이는 구형 모양만 만들 수 있는 단점이 있다. 그래서 필요한 경우에는 압출 성형한 촉매 및 세라믹을 압출 후 똑바로 길게 잘 건조한 후, 길이를 일정하게 수작업으로 자르는 경우도 있다. 그러나 이 작업은 수작업이며, 일정하게 많은 양을 작업하는 것이 아주 어렵다.
특허출원 10-2009-0090208호의 용융탄산염 연료전지의 내부개질용 촉매의 압출성형방법에서는 압출 성형된 촉매를 줄에 의해 자르는 방법을 제시하였다. 공지 특허에서는 압출성형 시 촉매를 직선형태로 곧게 성형한 다음 커터기 틀에 넣어서 피아노선이나 낚시줄 등의 가는 줄에 의해 자르는 방식을 사용하였다. 이 방식은 촉매를 원하는 길이로 자를 수 있지만, 수작업이기 때문에 작업 시간이 매우 느리게 진행된다.
특허출원 10-2010-0045591호의 구형 고체연료 펠렛과 그 제조방법에서는 제환기를 이용하여 고체연료를 구형 펠렛 형태로 성형하는 방법으로, 여기서 사용한 제환기는 다량의 펠렛을 신속하게 제조할 수 있으나 제환기 표면에 형성된 형태 예컨대 구형일 경우 구형 형태만 제조할 수 있다. 물론 제환기의 롤을 다른 형태의 홈이 형성된 롤로 변경하면 다른 형태의 펠렛을 생산할 수 있으나, 롤 자체가 고가이기 때문에 다양한 형태로 제공하기 어렵다.
이와같이 촉매 및 세라믹을 펠렛 모양으로 제조하기 위하여, 사용되는 타정기와 압출기는 고가의 장비이고 사용하는 조건이 까다로우며, 타정기의 경우에는 기계장치가 복잡하고 성형틀 가공이 어려운 단점이 있고, 압출기의 경우에는 연속작업이 가능하나 압출 성형된 촉매나 세라믹을 자르는 기술이 부족하여 일정한 크기를 맞추는 것이 어렵다.
따라서 이러한 고가의 타정기 및 압출기를 사용하지 않고 균일한 크기를 갖는 펠렛 형태의 촉매 및 세라믹을 제조하는 방법에 대한 연구가 필요하다.
이에 본 발명의 프레스 장치를 이용한 펠렛 형태의 촉매 또는 세라믹 성형 방법은,
다양한 형태의 통공성형이 용이한 판체의 성형틀을 사용하고, 상기 통공에 촉매 또는 세라믹의 반죽물을 투입하여 펠렛 모양을 형성함으로써 필요한 다양한 형태의 펠렛을 저렴한 비용으로 제조할 수 있는 방법의 제공을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 타정에 의해서는 제조할 수 없는 얇으면서 고강도를 갖는 펠렛을 제공하면서 제조과정에서의 반죽물 잔류물을 최소화하여 손실량을 줄여 제조비용을 낮출수 있는 방법의 제공을 다른 목적으로 한다.
상기 과제를 해소하기 위한 본 발명의 프레스 장치를 이용한 펠렛 형태의 촉매 또는 세라믹 성형 방법은,
테이블과 상기 테이블 면으로부터 일정거리 이격된 상부에 위치하여 작동에 의해 하부로 가압하는 가압대로 이루어지는 프레스와, 상기 프레스의 테이블에 안치되고 내측에 다수의 통공이 형성된 성형틀을 이용하여 촉매 또는 세라믹 펠렛을 성형하는 방법에 있어서, 촉매 또는 세라믹 파우더와 바인더를 혼합하고 이를 반죽하여 반죽물을 제조하는 단계와; 상기 제조된 반죽물을 다수의 통공이 형성된 성형틀 상부에 안치하는 단계와; 상기 프레스를 작동시켜 가압대로 반죽물을 가압하여 반죽물이 성형틀의 통공으로 투입되도록 하는 단계와; 가압하는 프레스 가압대를 원위치로 복귀시키고, 성형틀의 통공 외측에 위치하는 잔류 반죽물을 스크래퍼로 제거하는 단계와; 잔류반죽물이 제거된 성형틀을 건조시켜 성형틀 통공의 반죽물이 수분증발로 성형틀로부터 분리되어 펠렛 형태로 수취되는 건조펠렛 수취단계와; 상기 건조된 펠렛에 열을 가하여 바인더를 제거하는 소성단계;를 포함하여 이루어진다.
상기 해결수단에 의한 본 발명의 프레스 장치를 이용한 펠렛 형태의 촉매 또는 세라믹 성형 방법은,
성형틀에 형성된 다수의 통공에 촉매 또는 세라믹 반죽물을 프레스로 가압하면서 밀어 넣어 통공내의 반죽물의 조직을 조밀하게 형성하고, 건조과정에서 수분증발에 의한 체적감소로 성형틀 통공의 내벽과는 자연적으로 분리되도록 하여 저렴한 비용으로 촉매 또는 세라믹 펠렛을 제조할 수 있다.
또한, 펠렛을 얇은 두께로 형성하여도 프레스에 의한 가압이 이루어짐으로 고강도를 유지할 수 있도록 하여 다양한 분야에서의 사용이 가능하도록 하는 유용한 방법의 제공이 가능하게 되었다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 펠렛 성형 과정을 도시한 블록도.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 펠렛 성형 과정을 도시한 개략도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 성형틀을 도시한 평면도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 또한 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 펠렛 성형 과정을 도시한 블록도이고, 도 2 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 펠렛 성형 과정을 도시한 개략도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 성형틀을 도시한 평면도이다.
도시된 바와같이 본 발명에 따른 펠렛 성형 과정은 촉매 또는 세라믹 파우더와 바인더를 혼합하고 이를 반죽하여 반죽물을 제조하는 단계가 선행되어 이루어진다.
본 단계에서는 촉매 또는 세라믹을 믹서를 이용하여 촉매 또는 세라믹 덩어리를 미분의 파우더로 분쇄하고, 이를 바인더와 혼합한다.
여기서 바인더는 메틸셀룰로오스(MC), 폴리비닐알코올(PVA), 에틸렌초산비닐수지(EVA), 카복시메틸셀루로오스(CMC)로 이루어진 군으로부터 1종이상 선택한 고분자를 40~100℃의 증류수에 혼합하여 액상으로 제조한다. 이때 고분자와 증류수의 혼합량으로는 증류수 100중량부에 고분자 1~50 중량부를 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 고분자 1중량부 이하로 혼합할 경우에는 결합력이 저하되며, 50중량부 이상으로 혼합 할 경우 파우더와 고분자의 혼합이 잘 이루어지지 않고 고분자가 뭉친 덩어리가 존재하게 되어 파우더가 균일하게 분포되지 않으므로 상기 범위로 혼합하는 것이 바람직하다.
또한 상기 파우더와 바인더의 혼합에 의한 반죽물은 파우더 100중량부에 대해 바인더 50~150중량부의 범위로 혼합하여 제조하고, 반죽은 고속믹서를 이용하거나 스크류압출방식의 반죽기 또는 프레스방식의 반죽기를 이용하여 균일하게 혼합하는 것이 바람직하다.
상기 제조된 반죽물(40)을 다수의 통공(11)이 형성된 성형틀(10) 상부에 안치하는 단계가 수행된다.
본 단계에서의 성형틀(10)은 판상의 형상으로 프레스의 가압에 의해 변형이 이루어지지 않은 금속재질 또는 고분자 재질의 판체로 이루어지는 것이 바람직하다. 예컨대 대표적인 금속성 재질로는 스테인레스, 스틸, 알루미늄 등이 있다. 이러한 성형틀은 상하면을 곡면으로 형성하는 것보다는 프레스의 가압을 고르게 전달받고 통공형성작업을 용이하게 수행할 수 있도록 상하면이 평면으로 형성된 판상으로 형성하는 것이 바람직하다.
아울러 상기 성형틀(10)에 형성되는 통공(11)은 후술되는 펠렛(60)의 형태를 좌우하는 것으로 원기둥으로 형성하거나, 다각형 또는 기타 모양으로 다양하게 형성할 수 있으며, 통공의 내면도 축방향(성형틀 두께방향)으로 다수의 미세홈을 길게 형성하여 통공의 내면이 완만한 곡면이 아닌 굴곡에 의해 곡면이 형성되도록 하여 표면적을 증가시키도록 할 수 있다.
또한 상기 성형틀(10)은 두께를 다양하게 형성하여 필요한 펠렛의 길이를 취하도록 할 수 있다. 예컨대 타정방식으로는 고강도의 펠렛을 제조할 수 없는 3mm 이하의 두께로 형성하여 펠렛을 성형하도록 할 수 있다.
그리고 상기 성형틀의 크기는 프레스의 가압이 고르게 전달받을 수 있는 범위 내에서 다양한 크기로 제공될 수 있으며, 내부 통공의 수도 필요에 따라 다양한 수로 형성하여 사용되도록 할 수 있다.
다음으로는 프레스를 작동시켜 가압대(30)로 반죽물(40)을 가압하여 반죽물이 성형틀(10)의 통공(11)으로 투입되도록 하는 단계가 수행된다.
상기 프레스는 일반적인 구성인 테이블(20)과, 상기 테이블의 상면으로부터 일정거리 이격된 상부에 위치하여 하부로 가압하는 가압대(30)로 이루어진 것을 사용하며, 이외에 상기 구조와 반대로, 상부의 가압대는 고정되고 하부의 테이블이 상승하면서 가압이 이루어지는 구조의 프레스를 사용할 수 있다. 여기서 상기 테이블과 가압대는 원형 또는 사각형등 다각형의 판상으로 형성되고, 프레스 본체로부터 탈착 가능하게 장착되며, 상기 테이블 또는 가압대는 금속성 재질로 형성하여 가해지는 압력에 의해 변형이 이루어지지 않고 전면을 통해 고른 압력이 전달되도록 하는 것이 바람직하다.
이와같이 구성되는 프레스를 작동시켜 가압대(30)가 하강하면 반죽물이 가압되고, 가압된 반죽물(40)은 성형틀(10)에 형성된 통공(11)으로 유입된다. 여기서 상기 프레스의 가압력은 단위면적 당 1kg ~ 100ton 범위의 강한 압력으로 반죽물(40)을 가압함으로 통공(11)에 내입된 반죽물도 강한 압력을 전달받아 조직간 간격이 조밀하게 형성하여 강도가 증가된다.
상기 가압이 완료되면 프레스 가압대(30)를 원위치로 복귀시키고, 성형틀의 통공(11) 외측에 위치하는 잔류 반죽물을 스크래퍼(50)로 제거하는 단계가 수행된다. 즉, 성형틀(10) 상부면을 스크래퍼 또는 기타 칼로 긁어내어 성형틀의 통공에 충전되는 반죽물 이외의 반죽물을 제거하는 것이다. 여기서 제거된 반죽물은 포집하여 재사용이 가능함으로써 펠렛제조시 폐기되는 량을 최소화할 수 있다.
상기 잔류반죽물이 제거된 성형틀(10)을 건조시켜 성형틀 통공(11)의 반죽물이 수분증발로 성형틀로부터 분리되어 펠렛(60) 형태로 수취되는 건조펠렛 수취단계가 수행된다. 상기 건조는 건조기를 통해 수행되며, 건조조건으로는 50~150℃의 온도에서 10~30분간 이루어진다. 상기 건조온도가 낮으면 건조에 소요되는 시간이 증가되고, 상기 온도보다 높으면 급속한 건조에 의해 크랙이 발생되어 펠렛이 파손됨으로 상기 범위로 건조하는 것이 바람직하다.
상기 건조되는 과정에서는 수분증발로 인한 체적감소로 건조된 반죽물(펠렛)이 성형틀의 통공으로부터 자연적으로 분리되며, 일부 성형틀에 붙어 있는 것도 성형틀을 타격함에 의해 쉽게 분리되도록 할 수 있다.
상기 건조에 의해 수취한 건조된 펠렛은 열을 가하여 바인더를 제거하는 소성단계를 수행하여 최종적인 펠렛을 제조한다. 상기 소성은 500~800℃의 온도에서 3~10시간 동안 이루어져 바인더를 완전 제거하도록 한다.
이하 본 발명을 실시예를 통해 설명한다.
실시예1 - 펠렛 모양의 Ni-Al 2 O 3 촉매 제조
우선, Ni-Al2O3 촉매 (Ni 함량: 50 중량%) 파우더는 바인더와 함께 잘 교반을 하고 스크류 압출기를 통하여 반죽을 한다.
상기 바인더는 50 ~ 60 oC의 증류수 100 g에 고분자인 메틸셀룰로오스(Methyl cellulose : MC)를 5 g을 혼합하여 제조하였다. 여기서 증류수와 고분자의 혼합은 고속 교반기를 사용하였다. 거품과 함께 고분자는 증류수와 고르게 섞이는데 이것을 약 10 시간이상 숙성을 시키면 거품은 거의 사라지게 되고 투명한 바인더 용액이 생성된다.
또한, 반죽은 파우더 20 g에 바인더 22 g을 혼합하여 제조하였다.
촉매 성형틀의 구멍 직경은 약 2 mm로 가공을 한다.
촉매 반죽은 촉매 성형틀 위에 고르게 편 다음, 프레스 장치에 설치를 한다.
여기서 반죽된 촉매에 의한 프레스 장치의 오염을 방지하기 위하여 촉매 성형틀 크기와 같거나 더 큰 사이즈의 판(테이블, 가압대)을 아래위로 설치한다. 재질은 촉매 성형틀과 같은 것을 하며, 두께는 크게 상관에 없다.
프레스 장치에 압력을 걸어서 촉매 반죽이 충분히 촉매 성형틀 속으로 들어갈 수 있도록 한다. 이 때, 압력은 약 3 ~ 4 ton 정도이다.
그리고 약 1 분후, 압력을 해제한 다음, 촉매 성형틀 아래위에 설치된 판을 제거하고 스크랩퍼로 촉매 성형틀에 남아있는 촉매 반죽물을 제거한다.
촉매 성형틀은 건조 오븐에서 약 100 oC로 20 분간 건조하여 대부분의 촉매가 펠렛 모양으로 촉매 성형틀에서 분리되도록 한다.
일부 분리가 되지 않은 촉매는 바늘로 누르거나, 성형틀을 타격하여 분리시킨다.
수취한 건조된 펠릿은 650 oC 온도의 소성로에서 6 시간 소성시켜 내포된 바인더성분을 제거하여 최종적으로 펠렛을 수취한다.
이 방법으로 제조한 촉매의 강도를 하기 표 1에 나타냈다. 비교예 1로는 Sud-chemie 사에서 제조하는 타정에 의해 성형된 펠렛 형태의 촉매를 사용하였다.
[표 1]
Figure 112012079490376-pat00001

상기 표1을 참조한 바와같이 타정에 의해 제조된 비교예1보다 실시예1의 촉매 강도가 8배 높게 나타남을 알 수 있다. 이는 타정기에 의한 촉매 제조는 길이가 짧으면 타격력을 충분히 전달하지 못하여 강도가 낮아지는데 반하여, 본 발명의 실시예1은 프레스 가압이므로 성형틀의 두께가 얇아도 충분한 가압력을 전달하여 조직을 조밀하게 형성할 수 있으므로, 길이가 짧은 촉매 성형시에는 본발명의 제조방법이 타정방식보다 적합함을 알 수 있다.
10 : 성형틀
11 : 통공
20 : 테이블
30 : 가압대
40 : 반죽물
50 : 스크래퍼
60 : 펠렛

Claims (6)

  1. 테이블(20)과 상기 테이블 면으로부터 일정거리 이격된 상부에 위치하여 작동에 의해 하부로 가압하는 가압대(30)로 이루어지는 프레스와, 상기 프레스의 테이블에 안치되고 내측에 다수의 통공(11)이 형성된 성형틀(10)을 이용하여 촉매 또는 세라믹 펠렛을 성형하는 방법에 있어서,
    촉매 또는 세라믹 파우더와 바인더를 혼합하고 이를 반죽하여 반죽물을 제조하는 단계와;
    상기 제조된 반죽물을 다수의 통공이 형성된 성형틀 상부에 안치하는 단계와;
    상기 프레스를 작동시켜 가압대로 반죽물을 가압하여 반죽물이 성형틀의 통공으로 투입되도록 하는 단계와;
    가압하는 프레스 가압대를 원위치로 복귀시키고, 성형틀의 통공 외측에 위치하는 잔류 반죽물을 스크래퍼로 제거하는 단계와;
    잔류반죽물이 제거된 성형틀을 건조시켜 성형틀 통공의 반죽물이 수분증발로 성형틀로부터 분리되어 펠렛 형태로 수취되는 건조펠렛 수취단계와;
    상기 건조된 펠렛에 열을 가하여 바인더를 제거하는 소성단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 펠렛 성형방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바인더는 40~100℃의 증류수 100중량부에 메틸셀룰로오스(MC), 폴리비닐알코올(PVA), 에틸렌초산비닐수지(EVA), 카복시메틸셀루로오스(CMC)로 이루어진 군으로부터 1종이상 선택한 고분자 1~50 중량부를 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 펠렛 성형방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 성형틀은 프레스의 가압에 변형이 이루어지지 않은 금속재질 또는 고분자재질의 판체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 펠렛 성형방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프레스의 가압력은 단위면적 당 1kg ~ 100ton의 범위로 이루어지는 것을 특징으로 하는 펠렛 성형방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 건조는 50~150℃의 온도에서 10~30분간 이루어지는 것을 특징으로 하는 펠렛 성형방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 소성은 500~800℃의 온도에서 3~10시간 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 펠렛 성형방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102322246B1 (ko) * 2020-02-06 2021-11-05 주식회사 랩엠제로 가시광촉매의 제조방법 및 이에 의해 제조된 가시광촉매
CN115214045A (zh) * 2022-06-24 2022-10-21 滁州燕荣塑料科技有限公司 一种增强尼龙用制粒成型装置及其成型方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1029036A (ja) * 1996-07-17 1998-02-03 Toyota Autom Loom Works Ltd 鋳抜き穴形成用中子ピースの製造方法
JP2006526558A (ja) 2003-04-14 2006-11-24 セントレ・ナショナル・デ・ラ・レシェルシェ・サイエンティフィーク 半導体顆粒の製造方法
JP2012096227A (ja) 2010-10-08 2012-05-24 Kakuno Seisakusho:Kk ペレット製造装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2552913Y2 (ja) * 1992-02-07 1997-11-05 新東工業株式会社 ペレット製造装置
JP2003126702A (ja) * 2001-10-25 2003-05-07 Yamaha Corp 光触媒顆粒体、その機能回復方法、およびこれらを用いた有害有機物の分解除去装置
KR101073344B1 (ko) * 2009-09-23 2011-10-14 두산중공업 주식회사 용융탄산염 연료전지（ｍｃｆｃ）의 내부개질용 촉매의 압출 성형 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1029036A (ja) * 1996-07-17 1998-02-03 Toyota Autom Loom Works Ltd 鋳抜き穴形成用中子ピースの製造方法
JP2006526558A (ja) 2003-04-14 2006-11-24 セントレ・ナショナル・デ・ラ・レシェルシェ・サイエンティフィーク 半導体顆粒の製造方法
JP2012096227A (ja) 2010-10-08 2012-05-24 Kakuno Seisakusho:Kk ペレット製造装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102322246B1 (ko) * 2020-02-06 2021-11-05 주식회사 랩엠제로 가시광촉매의 제조방법 및 이에 의해 제조된 가시광촉매
WO2022108119A1 (ko) * 2020-02-06 2022-05-27 주식회사 랩엠제로 가시광촉매의 제조방법 및 이에 의해 제조된 가시광촉매
CN115214045A (zh) * 2022-06-24 2022-10-21 滁州燕荣塑料科技有限公司 一种增强尼龙用制粒成型装置及其成型方法
CN115214045B (zh) * 2022-06-24 2023-10-20 滁州燕荣塑料科技有限公司 一种增强尼龙用制粒成型装置及其成型方法

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