KR101635087B1 - 미니 활성탄 제조방법 - Google Patents

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KR101635087B1 KR1020150134102A KR20150134102A KR101635087B1 KR 101635087 B1 KR101635087 B1 KR 101635087B1 KR 1020150134102 A KR1020150134102 A KR 1020150134102A KR 20150134102 A KR20150134102 A KR 20150134102A KR 101635087 B1 KR101635087 B1 KR 101635087B1
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Abstract

본 발명은 활성탄 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 필터로 쓰이는 활성탄을 활성탄 제조장치를 이용하여 연속식으로 압출(extruding, 押出) 생산하되, 주로 공기청정기 또는 음식물처리기 등과 같은 가전제품은 물론 수처리(water treatment, 水處理) 분야 관련기기(및 장치)의 활성탄필터로 사용 가능한 작은 크기로의 다량생산은 물론 이물질 흡착에도 통기성(通氣性)이 유지될 수 있도록 한 미니 활성탄 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 재료공급장치 및 제품절단장치를 포함하고, 분말재료의 투입 및 임시저장이 가능한 공급부, 상기 공급부에 저장된 분말재료를 일방향으로 압축 이동시켜 연속식의 단일 활성탄 성형체로 압출되도록 하는 압출부, 상기 압출부에 회전동력을 전달하는 구동부, 상기 압출부를 거치는 분말재료의 가열을 통한 첨가제의 용융 및 그에 따른 활성탄 분말의 점착 그리고 압출되는 활성탄 성형체의 경화를 위한 복수의 히팅밴드로 구성된 활성탄 제조장치를 이용한 미니 활성탄 제조방법에 있어서, 상기 재료공급장치가, 활성탄 분말과 분말점착용 첨가제 분말을 미리 정한 비율로 혼합한 분말재료를 활성탄 제조장치의 공급부로 투입 및 임시저장하는 재료공급단계; 상기 압출부가, 상기 재료공급단계에 의해 상기 공급부에 임시저장된 분말재료를 정해진 압력으로 일방향으로 압축 이동시켜 연속식의 단일 활성탄 성형체로 압출하는 재료압출단계; 및, 상기 제품절단장치가, 상기 재료압출단계에 의해 상기 압출부로부터 연속식으로 압출되는 미니 활성탄 성형체를 미리 정한 길이로 잘라내는 제품절단단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

미니 활성탄 제조방법{MANUFACTURE METHOD FOR MINI ACTIVATED CARBON}
본 발명은 활성탄 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 필터로 쓰이는 활성탄을 활성탄 제조장치를 이용하여 연속식으로 압출(extruding, 押出) 생산하되, 주로 공기청정기 또는 음식물처리기 등과 같은 가전제품은 물론 수처리(water treatment, 水處理) 분야 관련기기(및 장치)의 활성탄필터로 사용 가능한 작은 크기로의 다량생산은 물론 이물질 흡착에도 통기성(通氣性)이 유지될 수 있도록 한 미니 활성탄 제조방법에 관한 것이다.
산업화(industrialization, 産業化)와 도시화(urbanization, 都市化)로 인한 도시의 인구집중 그리고 경제적 수준의 향상은 도시인의 생활양식과 직장인의 근무양식에 큰 변화를 가져와, 현대 도시인의 경우 대부분의 일상생활 중 약 80% 이상의 시간을 실내에서 생활하게 됨으로써 쾌적한 실내환경에 대한 인식이 새롭게 부각되기에 이르렀다.
한편, 실내공기의 오염은 주택, 학교, 사무실, 공공건물, 교통수단 등의 다양한 실내공간의 공기가 오염된 상태를 말하며 매우 복합적인 원인들(담배연기, 난방기, 오븐, 취사도구, 시멘트, 세정제, 건축자재, 페인트 등)에 의해서 야기될 수 있는데, 그 영향은 실내 거주자들의 생명을 위협할 정도는 아닐지라도 장기적으로 볼 때 건강에 나쁜 영향을 미치고 있음에 틀림없다.
이러한 이유로, 오염된 실내공기를 정화하여 깨끗한 공기로 바꾸는 공기청정기(air cleaner, 空氣淸淨器)가 개시되고 있는바, 전기 집진기를 주체로 하여 활성탄필터, 음이온발생기(Anion generator), 송풍기(Fan) 등을 조합해 유닛(Unit)한 것이 있다.
여기서, 상기 활성탄필터(Activated carbon filter)는, 수많은 모세관이 있는 흑색의 다공성(porous, 多孔性) 탄소물질인 활성탄(activated carbon, 活性炭)을 이용한 유기물의 흡착특성을 나타내는 것으로, 수많은 미세 세공이 형성되어 있어, 그 미세공(Pore)을 통과하는 기체에 섞인 미세먼지 및 세균과 더불어 악취 등의 각종 오염물질과 이물질을 가둬 거르는데 탁월한 효과를 발휘한다.
이러한 기술적 사상을 기반으로 하여, 대한민국등록특허 제10-0516528호를 통해, 흡착능(adsorptivity)이 높고 탈황·탈질 성능이 우수하며, 또한 이동층 방식의 건식 탈황탈질 프로세스에서의 순환 사용에 견디는 고강도의 활성탄과 그 제조 방법이 개시된바 있으나, 탈황·탈질 및 내충격성, 내마모성이 향상된 활성탄 제조를 위한 것일 뿐, 유체(fluid, 流體)에 섞인 오염물질과 이물질 흡착시의 통기성 저하의 방지를 위한 그 어떠한 기술적 특징도 마련되어 있지 않다.
이 때문에, 집진기로 강제 흡입한 실내공기에 섞인 오염물질과 이물질을 활성탄으로 필터링 후 실내로 재배출시키는 과정에서, 활성탄의 미세공으로 미세먼지 등과 같은 이물질이 흡착 및 축적됨에 따라 기체 이동 흐름이 방해됨은 물론이거니와 그로 인한 장치 내부에서의 세균번식 및 악취발생의 문제점을 유발해 왔다.
더욱이, 전술한 유체 순환 흐름 방해에 따른 통기성 결여시 기기 작동에 악영향을 끼칠 수밖에 없어, 이는 결국 장치성능 저하는 물론 더 나아가서는 장치고장의 주요 원인으로 이어져 왔다. 하여, 해당 문제점의 발생을 미리 차단하고 해소하고자 활성탄필터를 수시로 교체해 주어야만 하는 등의 장치사용 및 유지보수에 있어 상당한 번거로움과 비용부담의 문제점이 있어 왔다.
아울러, 정수기용 필터로 쓰이는 부피가 큰 연속식 활성탄을 압출성형 제조하는 장치가 개시된바 있으나, 해당 압출성형장치를 이용해서는 공기청정기 및 음식물처리기에서 주로 쓰이는 작은 부피의 미니 활성탄의 생산 및 그의 다량생산이 어려워, 해당하는 미니 활성탄의 제조생산을 위한 제조방법에 대한 관련기술의 연구와 개발이 절실한 실정에 있다.
대한민국등록특허 제10-0516528호(등록일자 : 2005. 09. 14.)
본 발명의 목적은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 활성탄 제조장치를 이용하되, 활성탄 성형체를 압출성형하는 압출부(압출헤드)의 구조개선을 통해, 스틱형 미니 활성탄의 연속식 압출성형이 가능하면서도 단일공정으로도 다량의 미니 활성탄 생산이 가능할 수 있도록 하는 미니 활성탄 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 압출부를 통해 활성탄 성형체가 최종적으로 압출되는 과정에서 길이방향을 따르는 중공(中孔)이 상기 활성탄 중앙부에 더 관통형성되도록 함으로써, 유체 필터링으로 미세공에 오염물질과 이물질이 흡착 및 축적되더라도 통기성이 우수할 수 있도록 하는 미니 활성탄 제조방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 재료공급장치 및 제품절단장치를 포함하고, 분말재료의 투입 및 임시저장이 가능한 공급부, 상기 공급부에 저장된 분말재료를 일방향으로 압축 이동시켜 연속식의 단일 활성탄 성형체로 압출되도록 하는 압출부, 상기 압출부에 회전동력을 전달하는 구동부, 상기 압출부를 거치는 분말재료의 가열을 통한 첨가제의 용융 및 그에 따른 활성탄 분말의 점착 그리고 압출되는 활성탄 성형체의 경화를 위한 복수의 히팅밴드로 구성된 활성탄 제조장치를 이용한 미니 활성탄 제조방법에 있어서, 상기 재료공급장치가, 활성탄 분말과 분말점착용 첨가제 분말을 미리 정한 비율로 혼합한 분말재료를 활성탄 제조장치의 공급부로 투입 및 임시저장하는 재료공급단계; 상기 압출부가, 상기 재료공급단계에 의해 상기 공급부에 임시저장된 분말재료를 정해진 압력으로 일방향으로 압축 이동시켜 연속식의 단일 활성탄 성형체로 압출하는 재료압출단계; 및, 상기 제품절단장치가, 상기 재료압출단계에 의해 상기 압출부로부터 연속식으로 압출되는 미니 활성탄 성형체를 미리 정한 길이로 잘라내는 제품절단단계;로 이루어진다.
또한, 상기 재료압출단계는, 상기 공급부에 구성되는 수납버킷 안에 임시저장된 분말재료가 상기 압출부에 구성되는 이송스크루에 의해 상기 압출부를 따라 일정압력을 가지고 강제 이동되도록 하는 강제이송단계와, 상기 강제이송단계에 의해 압축 이동되는 분말재료 중 첨가제의 용융 및 활성탄 분말의 점착 그리고 압출되는 활성탄 성형체가 경화되도록 하는 재료가열단계와, 상기 강제이송단계에 의하여 상기 압출부를 통과하는 압축된 분말재료가 동일 단면을 가진 단일의 활성탄 성형체로 형상화되도록 함과 더불어 둘 이상 다수의 활성탄 성형체가 동시다발적으로 압출되도록 하는 제품가공단계와, 상기 제품가공단계에 의해 압출되는 활성탄 성형체 각각의 중앙부에 길이방향을 따르는 중공이 연속해서 관통형성되도록 하는 중공형성단계를 더 포함한다.
더하여, 상기 분말재료는, 30~60mesh 입자크기로 된 활성탄 분말 80~90 중량%와, 분말점착용 첨가제 10~20 중량%를 적정비율로 하여 혼합한다.
또한, 상기 분말점착용 첨가제는, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌을 주성분으로 한 바인더이다.
더하여, 상기 강제이송단계에서의 분말재료 이동은, 상기 압출부에 구성되는 이송스크루로부터 10~15kg/㎠ 이내로 형성된 압력을 받아 압축된 상태로 강제 이동된다.
또한, 상기 재료가열단계에서의 첨가제 용융 및 활성탄 분말의 점착 그리고 활성탄 성형체의 경화는, 120℃ 내지 200℃ 이내에서 서로 다른 온도 편차를 갖는 복수의 상기 히팅밴드에 의해 순차적으로 이루어진다.
이상의 설명에서 분명히 알 수 있듯이, 본 발명의 미세활성탄 제조장치는, 공기청정기 또는 음식물처리기를 포함한 수처리 분야와 관련된 기기 등에서 활성탄필터 주로 사용하는 미니 활성탄의 연속식 압출성형이 가능함은 물론이거니와 단일공정으로 다량의 활성탄 생산이 가능케 됨으로써, 활성탄을 제조생산하는 공정의 효율성을 더욱 극대화하는 효과를 나타낸다.
또한, 오염물질과 이물질의 지속적 흡착 및 축적으로 활성탄의 미세공이 막히더라도 길이방향을 따르는 중공을 통한 유체의 흡입과 배출의 순환 이동 흐름에 영향을 미치는 통기성은 최적의 상태 그대로 유지됨으로써, 활성탄필터의 교체주기를 길게 가져갈 수 있는 필터 수명의 연장과 더불어 그에 따른 장치 사용성 증대의 효과를 가져다준다.
이와 함께, 활성탄필터의 흡착특성과 공기청정기 또는 음식물처리기 등의 오염물질 제거성능과 용출안전성을 높여, 소비자로 하여금 고부가가치의 가전기기 필터로서 시장 잠재능력을 더욱 향상시킬 수 있을 것으로 기대됨은 물론이거니와 이를 통한 관련산업의 발전 및 활성화를 도모하는데 크게 기여할 수 있는 아주 유용한 발명이다.
도 1은 본 발명에 따른 미니 활성탄 제조방법을 단계적으로 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 미니 활성탄 제조방법에 있어서, 재료압출단계를 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 미니 활성탄 제조방법에 사용되는 활성탄 제조장치의 전체구조를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 미니 활성탄 제조방법에 사용되는 활성탄 제조장치에 있어서, 공급부와 압출부 그리고 구동부의 상호 구성관계를 나타낸 측단면도.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 미니 활성탄 제조방법에 사용되는 활성탄 제조장치에 있어서, 압출헤드의 구성관계를 나타낸 분해사도와 측단면도 그리고 제1,2성형몰드의 배치관계를 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 미니 활성탄 제조방법에 의해 연속식으로 압출성형되는 활성탄 성형체를 나타낸 사시도.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선, 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 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 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
첨부도면 중 도 1은 본 발명에 따른 미니 활성탄 제조방법을 단계적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 미니 활성탄 제조방법에 있어서 재료압출단계를 나타낸 블록도이며, 도 3은 본 발명에 따른 미니 활성탄 제조방법에 사용되는 활성탄 제조장치의 전체구조를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 미니 활성탄 제조방법에 사용되는 활성탄 제조장치에 있어서 공급부와 압출부 그리고 구동부의 상호 구성관계를 나타낸 측단면도이며, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 미니 활성탄 제조방법에 사용되는 활성탄 제조장치에 있어서 압출헤드의 구성관계를 나타낸 분해사도와 측단면도 그리고 제1,2성형몰드의 배치관계를 나타낸 예시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 미니 활성탄 제조방법에 의해 연속식으로 압출성형되는 활성탄 성형체를 나타낸 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 미니 활성탄 제조방법(A)은, 재료준비단계(S100), 재료공급단계(S200), 재료압출단계(S300), 제품절단단계(S400)를 포함한다.
한편, 본 발명에 따른 미니 활성탄 제조방법에 사용되는 활성탄 제조장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 분말재료의 투입 및 임시저장이 가능한 공급부(feeding part, 1); 상기 공급부(1)에 저장된 분말재료를 일방향으로 압축 이동시켜 연속식의 단일 활성탄 성형체로 압출되도록 하는 압출부(extruding part, 2); 상기 압출부(2)에 회전동력을 전달하는 구동부(driving part, 3); 상기 압출부(2)를 거치는 분말재료의 가열을 통한 첨가제의 용융 및 그에 따른 활성탄 분말의 점착 그리고 압출되는 활성탄 성형체의 경화를 위한 복수의 히팅밴드(heating band, 4);를 포함한다.
재료준비단계(S100)는, 상기 활성탄 제조장치를 이용하여 연속식 활성탄 성형체로 제조생산(압출성형)함에 사용되는 원재료를 미리 준비하는 공정이 되는 것으로, 상기 원재료는, 활성탄 분말과 분말점착용 첨가제 분말을 정해진 비율로 혼합하여서 된 분말재료이다.
여기서, 상기 분말재료는, 30~60mesh 입자크기로 된 활성탄 분말 80~90 중량%와 분말점착용 첨가제 10~20 중량%를 적정비율로 하여 혼합한 것임이 바람직하다. 이는, 첨가제의 과다로 인한 활성탄의 흡착능(adsorptivity, 吸着能) 저하는 방지하면서도 활성탄 분말의 결합능(combining power, 結合能)은 향상되도록 하기 위함이다.
그리고, 상기 분말점착용 첨가제는, 폴리에틸렌(polyethylene; PE) 또는 폴리프로필렌(polypropylene; PP)를 주성분으로 한 바인더(binder / 접착제)인 것이 바람직하다.
재료공급단계(S200)는, 상기 재료준비단계(S100)에 의해 미리 준비된 분말재료를 상기 활성탄 제조장치의 공급부(1)로 투입 임시저장하는 공정이 되는 것으로, 상기 공급부(1)의 투입호퍼(11)로 통해 상기 압출부(2) 일측에 연계구성되는 상기한 공급부(1)의 수납버킷(12) 안으로 분말재료의 투입 및 임시저장이 용이하게 이룰 수 있다.
여기서, 상기 활성탄 제조장치에는, 상기 투입호퍼(11)로의 분말재료 투입을 보다 편리하고 신속히 할 수 있는 재료투입장치(도시하지 않음)를 별도로 더 설치할 수도 있다.
재료압출단계(S300)는, 상기 재료공급단계(S100)에 의해 상기 활성탄 제조장치의 공급부(1)에 임시저장된 분말재료를 일방향으로 압축 이동시켜 연속식의 단일 활성탄 성형체로 압출하는 공정이 되는 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 수납버킷(12)에 임시저장된 분말재료가 상기 압출부(2)를 따라 일정한 압력을 가지고 강제 이동되도록 하는 강제이송단계(S310)와, 상기 강제이송단계(S310)에 의해 압축 이동되는 분말재료 중 첨가제 용융 및 그에 따른 점성에 의한 활성탄 분말의 점착 그리고 압출되는 활성탄 성형체가 경화되도록 하는 재료가열단계(S320)와, 상기 강제이송단계(S310)에 의하여 상기 압출부(2)를 통과하는 압축된 분말재료가 동일한 단면을 가진 단일의 활성탄 성형체로 형상화되도록 함과 더불어 둘 이상 다수의 활성탄 성형체가 동시다발적으로 압출되도록 하는 제품가공단계(S330)와, 상기 제품가공단계(S330)에 의해 압출되는 활성탄 성형체 각각의 중앙부에 길이방향을 따르는 중공이 연속해서 관통형성되도록 하는 중공형성단계(S340)를 더 포함한다.
상기 강제이송단계(S310)에서의 분말재료 이동은, 차후 후술할 상기 압출부(2)의 이송스크루에 의해 가능하며, 상기 이송스크루로부터 10~15kg/㎠ 이내로 형성된 압력을 받아 압축된 상태로 상기 압출부(2) 내부를 통과하게 됨으로써, 가루형태로 된 활성탄 분말이 단일의 활성탄 성형체를 이루도록 하나로 뭉쳐질 수 있게 되는 것이다.
상기 재료가열단계(S320)에서의 첨가제 용융 및 활성탄 분말의 점착 그리고 활성탄 성형체의 경화는, 상기 압출부(2)를 둘러 감싸게 된 복수의 상기 히팅밴드(4)가 약 120℃ 내지 200℃ 이내에서 서로 다른 온도 편차(약 40~50℃)를 가짐으로써 분말재료의 이동위치에 따라 첨가제의 용융으로 인한 활성탄 분말의 점착 및 최종 압출되는 단일 활성탄 성형체의 경화가 효과적으로 이루어질 수 있다.
이를 위해, 차후 후술될 상기 압출부(2)의 복수 압출관들 중 상기 공급부(1)와 근접한 위치에 배치된 압출관에 장착된 히팅밴드(4)는 160℃~200℃ 이내의 발열온도를 나타내도록 하고, 다음으로 이어지는 압출관에 장착된 히팅밴드(4)는 130℃~170℃ 이내의 발열온도를 나타내도록 하며, 그 다음으로 이어지는 압출관(21)에 장착된 히팅밴드(4)는 100℃~140℃ 이내의 발열온도를 나타내도록 함이 바람직하다.
상기 제품가공단계(S330)를 통해 최종 압출되는 활성탄 성형체의 직경은 약 3~5Ø 이내의 작은 크기이다. 이는, 공기청정기 또는 음식물처리기 등과 같은 소형 청정장치 또는 수처리 관련 소형 기기(또는 장치)에서 주로 사용하기에 적당한 사이즈를 갖도록 하기 위함이다.
상기 중공형성단계(S340)에서 활성탄 성형체의 중앙부에 관통되는 중공의 형성은, 차후 후술할 상기 압출부(2) 선단부에 장착되는 압출헤드에 의해 가능하다. 이는, 실내공기 필터링시 오염물질과 이물질이 활성탄 미세공에 흡착 및 적층되더라도 실내공기 흡·배기에서 매우 중요한 통기성의 유지 및 향상을 위함이다.
지금까지의 설명을 뒷받침하기 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 활성탄 제조장치의 압출부(2)에는, 분말재료의 일방향 압축 이동이 가능한 이송홀이 관통되는 한편, 적어도 둘 이상이 길이방향을 따라 연이어 조립결합되는 복수의 압출관(21)이 구비되어 있다.
또한, 상기 압출관(21)의 이송홀 모두를 가로지르도록 내재수용 구비된 상태로, 상기 구동부(3)로부터 전달된 회전동력에 의한 자전으로 상기 공급부(1)의 수납버킷(12) 안에 임시저장된 분말재료가 상기의 이송홀들을 따라 일정한 압력을 가지고 강제 이동되도록 하는 이송스크루(22)가 더 구비되어 있다.
이와 함께, 복수의 상기 압출관(21)들 중 맨 끝에 배치된 압출관 선단에 추가 장착된 상태로, 압출관(21)들을 따라 압축 이송되는 분말재료가 동일 단면을 갖는 미리 정한 형태의 활성탄 성형체(100)로 연속해서 압출될 수 있도록 하는 압출헤드(23)가 더 구비되어 있다.
상기 압출헤드(23)는, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 압출관(21) 일측에 연계장착되는 드럼형 헤드본체(231), 상기 드럼본체(231)에 내재조립된 상태로, 상기 이송스크루(22)에 의해 상기 압출관(21)들을 따라 이동한 분말재료가 동일 단면을 가진 연속된 활성탄 성형체(100)로 압출되도록 하기 위한 제1성형몰드(232) 및 제2성형몰드(233)가 수용조립되어 있다.
그리고, 상기 제1성형몰드(232)와 제2성형몰드(233) 각각에는, 활성탄 성형체(100)의 압출과 더불어 둘 이상 다수의 활성탄 성형체(100)가 동시 다발적으로 압출되도록 하기 위한 복수의 제1압출공(232a) 및 제2압출공(233a)이 관통형성되어 있다.
또한, 상기 제1압출공(232a)들의 사이 일면으로부터는, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 제2압출공(233a)의 중앙에 배치되는 심봉(232-1)이 각각 돌출결합되며, 상기 복수의 제1압출공 및 제2압출공이 서로 어긋난 상태로 밀착된다.
제품절단단계(S400)는, 상기 재료압출단계(S200)에 의해 상기 활성탄 제조장치의 압출부(2)로부터 연속식으로 압출되는 미니 활성탄 성형체를 미리 정한 규격의 길이로 잘라내는 단계가 되는 것으로, 공기청정기 또는 음식물처리기는 물론 수처리와 관련된 각종 기기의 활성탄필터로 사용함에 적당한 임의의 길이로 절단할 수 있다.
여기서, 상기 활성탄 제조장치에는, 상기 압출부(2)를 통해 연속식으로 압출성형되는 활성탄 성형체를 자동으로 절단할 수 있는 제품절단장치(도시하지 않음)를 별도로 더 설치할 수도 있다.
상기와 같은 구성으로 되는 본 발명에 따른 미니 활성탄 제조방법(A)의 작용을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 활성탄 분말과 분말점착용 첨가제 분말을 적정비율로 혼합한 분말재료를 준비(재료준비단계 : S100)한 상태에서, 상기 활성탄 제조장치에 구비된 컨트롤박스의 조작을 통해 전원 공급에 따른 장치구동이 시작되도록 함과 동시에 상기 분말재료를 상기 공급부(1)의 투입호퍼(11)를 통해 수납버킷(12) 안으로 투입시켜 임시저장되도록 하는 것으로 재료가 공급(재료공급단계 : S200)되도록 한다.
그 상태에서, 상술한 장치구동에 따라 상기 압출부(2)의 이송스크루(22)가 정해진 압력(약 10 내지 15kg/㎠)으로 분말재료를 밀어내게 됨(강제이송단계 : S310)에 따라, 상기 수납버킷(12) 안에 임시저장되어 있던 분말재료(활성탄 분말, 첨가제)가 상기 압출부(2)의 복수 압출관(21)을 따라 이동하고 상기 압출헤드(23)를 최종적으로 통과하면서 둥근 막대 형상으로 연속식 성형체(100)를 이룬 상태로 활성탄이 압출된다(재료압출단계 : S300).
이때, 상기 압출관(21)들에 추가 장착된 각각의 히팅밴드(4)로부터 생성된 고온의 열원에 의해 상기한 압출관(21)들이 가열되고, 이로써 상기 분말재료 중 첨가제가 용융되며 그렇게 용융된 첨가제 점성에 의해 활성탄 분말이 단일의 성형체(100)로 뭉쳐진 점착상태로 압출되는 것은 물론이거니와 상기 압출부(2)의 압출헤드(23)를 통해 최종 압출되는 활성탄 성형체(100)의 경화작용이 이루어지는 것이다(재료가열단계 : S320).
또한, 상기 압출헤드(23)에 구성되는 제1성형몰드(232) 및 제2성형몰드(233)에 관통형성된 다수의 제1,2압출공(232a)(233a)를 압축된 분말재료가 최종적으로 통과하여 압출됨으로써, 동일 단면을 가진 연속식 활성탄 성형체(100)가 가공됨은 물론 그러한 활성탄 성형체(100) 다수가 동시다발적으로 압출될 수 있다(제품가공단계 : S330).
그리고, 상기 제1압출공(232a)들 사이로부터 돌출되어 상기 제2압출공(233a)의 중앙에 배치된 심봉(232-1)들에 의해, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기한 제2압출공(233a)을 통과하는 활성탄 성형체(100)의 중앙에 길이방향을 따르는 중공(100-1)이 형성될 수 있는 것이다(중공형성단계 : S340).
마지막으로, 지금까지의 과정을 통해 연속식으로 압출성형되는 활성탄 성형체(100)는, 별도의 절단장치(도시하지 않음)를 이용하여 원하는 길이에 맞게 절단(제품절단단계 : S400)하는 것이며, 이를 통해 필요한 규격(길이)을 갖는 활성탄의 제조생산이 가능케 되는 것이다.
정리하자면, 본 발명에 따른 미니 활성탄 제조방법(A)에 의하면, 동일 단면을 갖는 미니 활성탄의 연속식 압출성형가공은 물론 그러한 압출과정에서 상기 압출부(2)의 압출헤드(23)를 최종적으로 통과할 때 중공(100-1)이 더해진 활성탄 성형체(100)가 압출되는 것에 의해, 유체에 섞인 오염물질과 이물질을 걸러내는 과정에서의 이물질 흡착 및 지속적인 적층시에도 상기 중공(100-1)을 통한 유체 이동의 통기성이 충분히 유지될 수 있는 통기성이 향상된 미니 활성탄의 제조가 가능케 되는 효과를 거둘 수 있다.
또한, 상기 압출헤드(23)의 제1,2성형몰드(232)(233)에 다수 형성된 제1,2압출공(232a)(233a)들에 의해, 다수의 활성탄을 동시다발적으로 압출시킬 수 있게 됨으로써, 단번의 공정만으로도 활성탄의 대량생산이 가능케 되는 효과를 거둘 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정과 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
S100 : 재료준비단계, S200 : 재료공급단계
S300 : 재료압출단계, S310 : 강제이송단계
S320 : 재료가열단계, S330 : 제품가공단계
S340 : 중공형성단계, S400 : 제품절단단계

Claims (6)

  1. 재료공급장치 및 제품절단장치를 포함하고, 분말재료의 투입 및 임시저장이 가능한 공급부와; 상기 공급부에 저장된 분말재료를 일방향으로 압축 이동시켜 연속식의 단일 활성탄 성형체로 압출되도록 하며, 활성탄 성형체의 압출과 더불어 둘 이상 다수의 활성탄 성형체가 동시다발적으로 압출되도록 하기 위한 복수의 제1압출공 및 제2압출공이 관통형성되되, 상기 제1압출공들의 사이 일면으로부터는, 상기 제2압출공들을 최종 통과하여 압출성형되는 활성탄 성형체의 정중앙에 통기성 향상을 위한 중공이 더 형성되도록 하기 위해, 상기 제2압출공의 중앙에 배치되는 심봉이 각각 돌출결합되며, 상기 복수의 제1압출공 및 제2압출공이 서로 어긋난 상태로 밀착되게 구성된 제1성형몰드 및 제2성형몰드를 구비한 압출헤드로 이루어진 압출부와; 상기 압출부에 회전동력을 전달하는 구동부; 및 상기 압출부를 거치는 분말재료의 가열을 통한 첨가제의 용융 및 그에 따른 활성탄 분말의 점착 그리고 압출되는 활성탄 성형체의 경화를 위한 복수의 히팅밴드로 구성된 활성탄 제조장치를 이용한 미니 활성탄 제조방법으로서,
    상기 재료공급장치가, 30~60mesh 입자크기로 된 활성탄 분말 80~90 중량%와, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 성분의 바인더인 분말점착용 첨가제 10~20 중량%를 적정비율로 하여 혼합한 분말재료를 활성탄 제조장치의 공급부로 투입 및 임시저장하는 재료공급단계와;
    상기 압출부가, 상기 재료공급단계에 의해 상기 공급부에 임시저장된 분말재료를 10~15kg/㎠ 이내로 형성된 압력으로 일방향으로 압축 이동시켜 연속식의 단일 활성탄 성형체로 압출하는 재료압출단계; 및
    상기 제품절단장치가, 상기 재료압출단계에 의해 상기 압출부로부터 연속식으로 압출되는 미니 활성탄 성형체를 미리 정한 길이로 잘라내는 제품절단단계로 이루어지며;
    상기 재료압출단계는, 상기 공급부에 구성되는 수납버킷 안에 임시저장된 분말재료가 상기 압출부에 구성되는 이송스크루에 의해 상기 압출부를 따라 일정압력을 가지고 강제 이동되도록 하는 강제이송단계와;
    상기 강제이송단계에 의해 압축 이동되는 분말재료 중 첨가제의 용융 및 활성탄 분말의 점착 그리고 압출되는 활성탄 성형체가 경화되도록 하는 재료가열단계와;
    상기 강제이송단계에 의하여 상기 압출부를 통과하는 압축된 분말재료가 동일 단면을 가진 단일의 활성탄 성형체로 형상화되도록 함과 더불어 둘 이상 다수의 활성탄 성형체가 동시다발적으로 압출되도록 하는 제품가공단계; 및
    상기 제품가공단계에 의해 압출되는 활성탄 성형체 각각의 중앙부에 길이방향을 따르는 중공이 연속해서 관통형성되도록 하는 중공형성단계를 포함하며;
    스틱형 미니 활성탄의 연속식 압출성형이 가능하면서도 단일공정으로도 다량의 미니 활성탄 생산이 가능한 것을 특징으로 하는 미니 활성탄 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 재료가열단계에서의 첨가제 용융 및 활성탄 분말의 점착 그리고 활성탄 성형체의 경화는, 120℃ 내지 200℃ 이내에서 서로 다른 온도 편차를 갖는 복수의 상기 히팅밴드에 의해 순차적으로 이루어짐을 특징으로 하는 미니 활성탄 제조방법.
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