KR101780185B1 - 흡착셀 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

흡착셀 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명에 따른 흡착셀 및 그 제조방법은 제 1 흡착제 재질로 구성된 제 1 흡착층 및 제 1 흡착제보다 밀도가 높은 제 2 흡착제 재질로 제 1 흡착층의 표면에 위치하여 제 1 흡착층에서 분진입자가 발생하는 것을 방지하는 제 2 흡착층을 포함한다.
따라서, 본 발명은 흡착층의 상면에 고밀도 흡착제 재질로 코팅함으로써 미세 분진 입자의 발생이 억제되며 이로 인한 2차오염의 발생문제가 해결될 수 있다.

Description

흡착셀 및 그 제조방법{Absorbent shell and manufacturing method thereof}
본 발명은 흡착셀 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 흡착하여 분해할 수 있는 흡착셀 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 지속적인 경제발전과 산업화로 인하여 대기오염물질의 종류가 다양해지고 있다. 특히 일상 생활공간과 산업현장에서 발생되는 악취가스(황화수소(H2S), 암모니아(NH3), 아민류(RNH2), VOCs(Volatile Organic Compounds, 휘발성 유기화합물)들은 인간이 흡입시 두통이나 불쾌감을 유발시키게 되므로 이러한 인체에 직접적으로 유해한 물질들을 제거하거나 반감하기 위한 연구가 진행되고 있다.
이러한 악취가스 등을 제거하기 위한 기술로서 악취발생물질을 물리적으로 흡착하는 동시에 화학적으로 분해하거나 결합시켜 안정적으로 흡착제의 표면에 고정시키는 화학흡착제가 널리 이용되고 있다.
이러한 화학흡착제는 성능 및 품질을 결정하는 데에 있어 1) 유해물질의 제거속도, 2) 제거용량, 3) 미세입자의 발생여부 및 4) 화학흡착제 내부에서의 유체확산특성을 고려하여 제조한다.
화학흡착제는 동일 부피에 포함되어 있는 흡착제의 양에 따라 저밀도 흡착제와 고밀도 흡착제로 나눌 수 있다.
저밀도 흡착제는　결합력이 약함으로 인해 분진입자가 발생할 수 있고, 고밀도 흡착제는 공기가 흡착제 사이로 확산되는 특성이 낮고 이로 인해 악취발생물질의 제거속도가 느린 문제점이 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면 흡착제 재질로 구성된 제 1 흡착층에서 분진입자가 발생하는 것을 방지하기 위해 밀도가 높은 흡착제 재질의 제 2 흡착층으로 제 1 흡착층의 표면을 코팅한 흡착셀 및 그 제조방법을 제공하고자 한다. 　
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 흡착셀은 제 1 흡착제 재질로 구성된 제 1 흡착층 및 제 1 흡착층에서 분진입자가 발생하는 것을 방지하도록 제 1 흡착제보다 밀도가 높은 제 2 흡착제 재질로 제 1 흡착층의 표면에 코팅된 제 2 흡착층을 포함한다.
한편, 제 2 흡착층은 제 1 흡착층으로 유체가 유동할 수 있도록 하는 복수의 기공부를 포함할 수 있다.
또한, 제 2 흡착층은 제 1 흡착층에서 돌출된 복수의 돌기 형상인 돌출부를 포함할 수 있다.
또한, 제 1 흡착층은 구형일 수 있다.
또한, 제 1 흡창층의 내부에 위치하고, 제 2 흡착제로 구성된 제 3 흡착층을 더 포함할 수 있다.
또한, 제 1 흡착층은 구형일 수 있다.
또한, 제 2 흡착층은 제 1 흡착층으로 유체가 유동할 수 있도록 하는 복수의 기공부를 포함할 수 있다.
또한, 제 2 흡착층은 제 1 흡착층에서 돌출된 복수의 돌기 형상인 돌출부를 포함할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 흡착셀은 제 1 흡착제와 제 1 흡착제보다 밀도가 높은 제 2 흡착제를 혼합한 재질로 구성된 제 1 흡착층 및　제 1 흡착층에서 분진입자가 발생하는 것을 방지하도록 제 1 흡착제보다 밀도가 높은 제 2 흡착제 재질로 제 1 흡착층의 표면을 감싸는 제 2 흡착층을 포함한다.
또한, 제 2 흡착층은 제 1 흡착층으로 유체가 유동할 수 있도록 하는 복수의 기공부를 포함할 수 있다.
또한, 제 2 흡착층은 제 1 흡착층에서 돌출된 복수의 돌기 형상인 돌출부를 포함할 수 있다.
또한, 제 1 흡착층은 구형일 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 흡착셀의 제조방법은 제 1 흡착제 재질의 제 1 흡착층을 마련하고, 제 1 흡착층에서 분진입자의 발생이 방지되도록 저탄화점물질과 제 1 흡착제보다 밀도가 높은 제 2 흡착제를 혼합한 재질의 보호층을 제 1 흡착층의 표면에 코팅하고, 보호층의 저탄화점 물질을 제거하여 제 1 흡착층으로 유체가 유동되기 위한 복수의 기공을 포함한 제 2 흡착층을 형성한다.
한편, 저탄화점물질은 열처리 또는 산처리를 통하여 제거될 수 있다.
또한, 제 2 흡착층이 제 1 흡착층 표면에 소정 두께로 형성될 수 있도록 상기 보호층을 코팅하고, 보호층의 저탄화점 물질을 제거하는 것을 반복할 수 있다.
또한, 제 1 흡착층은 구형으로 마련될 수 있다.
또한, 제 2 흡착제로 구성된 제 3 흡착층을 제 1 흡착층의 내부에 더 마련할 수 있다.
또한, 제 1 흡착층은 구형으로 마련될 수 있다.
또한, 제 2 흡착층이 제 1 흡착층 표면에 소정 두께로 형성될 수 있도록 보호층을 코팅하고, 보호층의 저탄화점 물질을 제거하는 것을 반복할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 흡착셀의 제조방법은　제 1 흡착제와 제 1 흡착제보다 밀도가 높은 제 2 흡착제를 혼합한 재질의 제 1 흡착층을 마련하고, 제 1 흡착층에서 분진입자의 발생이 방지되도록 저탄화점물질과 제 2 흡착제를 혼합한 재질의 보호층을 제 1 흡착층의 표면에 코팅하고, 보호층의 저탄화점 물질을 제거하여 제 1 흡착층으로 유체가 유동되기 위한 복수의 기공을 포함한 제 2 흡착층을 형성한다.
한편, 저탄화점 물질은 열처리 또는 산처리를 통하여 제거될 수 있다.
또한, 제 2 흡착층이 제 1 흡착층 표면에 소정 두께로 형성될 수 있도록 보호층을 코팅하고, 보호층의 저탄화점 물질을 제거하는 것을 반복할 수 있다.
또한, 제 1 흡착층은 구형으로 마련될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 흡착셀 및 그 제조방법에 의하면 흡착층의 상면에 고밀도 흡착제 재질로 코팅함으로써 미세 분진 입자의 발생이 억제되며 이로 인한 2차 오염의 발생문제가 해결될 수 있다.
또한, 고밀도 흡착층 사이에 기공을 형성하여 저밀도 흡착층으로의 공기 유로를 형성함으로써 악취발생물질의 제거속도를 빠르게 유지할 수 있다.
또한, 다수의 돌출형상으로 구성된 고밀도 흡착층으로 인해 공기와의 접촉면적 및 접촉시간이 증가되어 제거효율을 증가시키는 효과가 있다.
또한, 상기 흡착층 내부에 고밀도 흡착층을 따로 형성하거나 고밀도와 저밀도 흡착제와의 혼합된 재질로 흡착층을 형성함으로써 흡착셀의 제거용량을 증가시킬 수 있다.
도 1a는 저밀도 화학흡착제 재질로 구성된 흡착층의 일 예를 도시한 도면이다.
도 1b는 고밀도 화학흡착제 재질로 구성된 흡착층의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2는 저밀도 화학흡착제 재질로 구성된 흡착층에서 분진입자가 발생하는 모습을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착셀을 도시한 도면이다.
도 4는, 도 3의 흡착셀 주변에서의 유체의 흐름을 도시한 도면이다.
도 5는, 도 3의 흡착셀을 제조하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 6은, 도 5의 각 단계에서의 흡착셀의 모습을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡착셀을 도시한 도면이다.
도 8은, 도 7의 흡착셀을 제조하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 9는, 도 8의 각 단계에서의 흡착셀의 모습을 도시한 도면이다.
도 10은, 도 7의 흡착셀을 제조하는 다른 방법을 도시한 순서도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 흡착셀을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 흡착셀을 도시한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 흡착셀 및 그 제조방법의 실시예를 설명한다.
도 1a는 저밀도 화학흡착제 재질로 구성된 흡착층의 일 예를 도시한 도면이고, 도 1b는 고밀도 화학흡착제 재질로 구성된 흡착층의 일 예를 도시한 도면이다.
화학흡착제는 비표면적이 큰 활성탄, 알루미나 등의 흡착제에 금속이나 금속염 또는 유기물을 첨착시켜 화학적 활성을 높인 소재로서, 중화반응, 화학반응 등을 통해 제거하고자 하는 가스를 선택적으로 흡착 제거하는 물질이다.
즉, 화학흡착제는 공기 중에 부유하는 냄새나 VOCs물질(이하 악취발생물질)과 물리적 흡착을 하고, 동시에 화학적으로 상기 물질들을 분해시키거나 결합시키는 화학적 흡착을 통해 악취발생물질을 제거한다.
이러한 화학흡착제는 소정의 압력에 의해 압축되어 흡착층을 구성하는데, 상기 소정의 압력의 크기에 따라 도 1a와 같이 저밀도 흡착제 재질의 흡착층(이하 저밀도 흡착층)(10)과, 도 1b와 같은 고밀도 흡착제 재질의 흡착층(이하 고밀도 흡착층)(20)으로 나눌 수 있다.
도 1a를 참조하면, 저밀도 흡착층(10)은 흡착제 사이의 간격이 넓으므로, 유체의 흡착층 내부로 유동되는 특성이 좋다.
즉, 공기가 흡착제 사이로 확산되는 특성이 높으므로, 흡착제와 공기 중의 악취발생물질간의 화학반응이 쉽게 일어나고, 이로 인해 악취발생물질이 빠르게 제거되는 것이다.
다만, 저밀도 흡착층(10)은 흡착제 간의 간격이 넓고, 결합력이 약함으로 인해 분진입자가 발생할 수 있다.
도 1b를 참조하면, 고밀도 흡착층(20)은 저밀도 흡착층(10)의 경우와 달리 흡착제 사이의 간격이 좁으므로, 공기가 흡착제 사이로 확산되는 특성이 낮고 이로 인해 악취발생물질의 제거속도가 느리다.
한편, 고밀도 흡착층(20)은 저밀도 흡착층(10)에 비해 동일한 부피에 포함된 흡착제의 양이 크므로 제거용량이 높다.
높은 제거용량은 흡착층의 수명을 증가시키는 효과로 귀결될 수 있는데, 고밀도 흡착층(20) 내부의 공기확산 특성이 낮아 제거용량에 비해 수명이 짧다.
이하 도 2를 참조하여, 저밀도 흡착층(10)의 문제점에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 저밀도 화학흡착제 재질로 구성된 흡착층에서 분진입자가 발생하는 모습을 도시한 도면이다.
먼저 악취발생물질을 포함한 공기가 저밀도 흡착층(10)으로 일정방향에서 유입됨을 가정한다.
도 2를 참조하면, 공기는 흡착층(10)으로 유입되면서 흡착층(10)에 유동압력을 가한다.
이로 인해 공기가 유입되는 방향의 전면의 흡착층(10)은 물리적인 충격을 받게 되고, 이러한 물리적 충격으로 인해 흡착층(10) 자체에서 분진입자가 발생한다.
이렇게 발생한 분진입자는 반도체 제조 공정에서 치명적인 결함을 일으킬 수 있고, 그 밖에 흡착제를 사용하는 공조기 시스템 등에서도 2차 오염을 발생시킬 수 있다.
따라서, 흡착층은 악취발생물질의 제거효율이 좋은 저밀도 흡착제 재질로 구성하되, 상기 저밀도 흡착층의 문제점인 분진입자 발생문제를 해결할 필요가 있다.
이하, 상기와 같은 저밀도 흡착층의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 흡착셀 및 그 제조방법의 다양한 실시예를 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착셀을 도시한 도면이고, 도 4는, 도 3의 흡착셀 주변에 유체의 흐름을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 흡착셀(100)은 제 1 흡착층(110) 및 제 2 흡착층(120)으로 구성된다.
제 1 흡착층(110)은 구형의 형상으로서 흡착셀(1000 내부의 코어 부분이 되도록 설계된다. 이러한 제 1 흡착층(110)은 구형이 아닌 다른 형상으로 구현하는 것도 가능하며, 다른 형상으로 구현된 제 1 흡착층(110)도 본 발명의 범주에 포함됨은 물론이다.
제 1 흡착층(110)은 KMnO4, NaMnO4, H3PO4, R-NH2　등을 첨착시킨 저밀도 흡착제 재질이다.
이러한 제 1 흡착층(110)은 앞서 살펴본 바와 같이 흡착제 간 결합력이 약해 공기의 유동압력에 의한 분진입자가 발생할 우려가 있다.
따라서, 본 실시예는 제 1 흡착층(110)에서의 미세 분진입자 발생을 방지하기 위해 제 2 흡착층(120)을 제 1 흡착층(110)의 표면에 마련한다.
제 2 흡착층(120)은 바람직하게 수십 ㎚에서 수백㎛의 두께로 다양하게 조절될 수 있다.
제 2 흡착층(120)은 흡착제간의 결합력이 높은 고밀도 흡착제 재질로 구성된다. 본 실시예는 제 2 흡착층(120)을 제 1 흡착층(110) 상면에 형성시켜 물리적 충격에 대한 보호층의 역할을 수행하도록 한다.
따라서, 제 1 흡착층(110)에서의 분진입자 발생이 방지될 수 있다.
제 2 흡착층(120)은 제 1 흡착층(110)으로의 물질전달을 수행하는 다수의 기공부(122)를 포함한다. 제 2 흡착층(120)의 기공부(122)는 제 1 흡착층(110)으로 유체가 유동되기 위한 유로의 역할을 하며, 이로써 악취발생물질을 포함한 공기가 제 1 흡착층(110)으로 유동될 수 있다.
따라서, 제거속도가 상대적으로 낮은 제 2 흡착층(120)이 제 1 흡착층(110)의 표면을 감싸도 제거속도가 높은 제 1 흡착층으로 공기가 유동할 수 있으므로, 흡착셀의 악취발생물질 제거속도를 빠르게 유지할 수 있다.
도 4는 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 구성된 흡착셀로 유체가 유동되는 모습을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 고밀도 흡착제 재질의 제 2 흡착층(120)이 제 1 흡착층(110)이 외부 공기에 직접적으로 노출되는 것을 방지하여 보호층 역할을 수행함을 알 수 있다.
또한, 불규칙한 돌기형상인 제 2 흡착층(120)으로 인해 공기와 접촉할 수 있는 표면적이 넓어짐을 알 수 있다.
또한, 제 2 흡착층(120)의 기공부(122) 내에서 공기가 소용돌이의 형상으로 유동됨을 알 수 있다. 이로 인해 공기와 제 1 흡착층 및 제 2 흡착층간에 　접촉하는 시간이 증가하게 된다.
따라서, 본 실시예에 따른 흡착셀은 다수의 기공부(122)가 형성된 제 2 흡착층(120)을 코팅함으로써, 제 1 흡착층(110)에서의 미세분진 입자 발생을 방지할 뿐만 아니라 공기와 접촉하는 표면적을 넓히고, 접촉시간이 증가시켜 악취발생물질의 제거효율을 증가시킨다.
도 5는, 도 3의 흡착셀을 제조하는 방법을 도시한 순서도이고, 도 6은, 도 5의 흡착셀 제조방법에 따른 흡착셀의 모습을 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 먼저 저밀도 흡착제로 구성된 제 1 흡착층(110)을 마련한다.(210) 제 1 흡착층(110)은 둥근 구형의 형상으로서 흡착셀(100)의 내부 코어로 구성될 수 있고, 다른 형상으로도 마련될 수 있다.
제 1 흡착층(110)이 마련되면(210), 제 1 흡착층(110)에서의 분진입자 발생을 방지하도록 제 1 흡착층(110)의 표면 외부에 보호층(120')을 코팅한다(220).
보호층(120')은 상대적으로 낮은 탄화점을 가지는 저탄화점 물질과 저밀도 흡착제보다 밀도가 높은 고밀도 흡착제를 혼합한 재질이다.
저탄화점 물질은 300℃ 이상의 고열로 가열하였을 때 탄화되어 잔류 탄소분이 남아있지 않게 되는 물질이다. 이러한 저탄화점 물질로 PP(PolyPropylene), PET(PolyEthylene Terephthalate), Nylon과 같은 합성물질이나 벤젠, 톨루엔, 자일렌과 같은 가스 물질 등이 사용될 수 있다.
한편, 보호층(120')의 두께는 바람직하게 수십 ㎚에서 수백㎛ 정도로 다양하게 조절될 수 있다.
보호층(120')이 코팅되면(220), 보호층(120')의 상기 저탄화점 물질을 제거하여(230) 복수의 기공부(122)를 포함한 제 2 흡착층(120)을 형성한다.
구체적으로, 저탄화점 물질은 열을 가하여 제거하는 탄화공정 또는 염산, 황산 등의 산을 가하여 제거하는 산염기공정을 통해 제거된다.
탄화공정 또는 산염기공정이 이뤄지면 저탄화점 물질은 이산화탄소(CO2)와 수증기(H20)로 전환되고, 전환된 이산화탄소와 수증기는 공기 중으로 방출된다. 이로써, 외부의 공기가 제 1 흡착층으로 유동할 수 있는 유로인 기공부(122)가 형성된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡착셀을 도시한 도면이다.
본 실시예에 따른 흡착셀(100)은 제 1 흡착층(110) 및 제 2 흡착층(120)으로 구성된다.
제 1 흡착층(110)은 흡착제 재질로서, 흡착셀(100)의 내부 코어이다. 본 실시예의 제 1 흡착층(110)의 형상은 둥근 구형이지만, 구형이 아닌 다른 형상으로 제 1 흡착층(110)을 형성하는 것도 가능하다.
특히 본 실시예는 제 2 흡착층(120)을 마련함으로 인해 공기와 접촉 표면적이 넓어지는 효과를 극대화하기 위하여 제 2 흡착층이 소정 두께로 돌출된 다수의돌기형상으로 이뤄지도록 구성한다.
구체적으로 도 7을 참조하면, 제 2 흡착층(120)은 돌출부(121)와 기공부(122)를 포함한다.
돌출부(121)는 끝이 뾰족한 돌기모양의 형상으로서, 일정간격 이격되어 배치된다.
돌출부(121)는 고밀도 흡착제의 재질로서, 외부공기와의 접촉면적을 넓게 하기 위해 충분한 두께와 밀도로 돌출되게 형성될 수 있다.
또한, 돌출부(121) 간의 간격에는 외부공기가 제 1 흡착층(110)으로 유동할 수 있게 하는 기공부(122)가 구비된다.
이로써, 제 1 흡착층(110)에서의 물리적 충격으로 인한 미세분진입자 발생을 방지하여 2차 오염문제를 해결할 수 있고, 외부공기와의 접촉면적이 증가하여 흡착셀(100)의 제거효율을 높일 수 있다. 　
한편, 본 실시예의 돌출부(121)는 뽀족한 돌기모양이지만, 끝이 둥글거나 그 형상이 불규칙하는 등 제 1 흡착층으로부터 소정의 두께로 돌출되어 있는 형상이라면 본 발명의 범주에 포함된다.
또한, 본 실시예의 돌출부(121)와 기공부(122)는 규칙적으로 배열되어 있는 형상이지만 돌출부(121)와 기공부(122)의 배열이 불규칙적이어도 본 발명의 범주에 포함된다.
즉, 제 2 흡착층(120)의 일부가 소정의 두께로 돌출되어 제 1 흡착층(110)의 표면을 보호하는 역할을 하고, 일부가 통공되어 있어 제 1 흡착층(110)으로의 유로가 형성되어 있기만 하다면 본 발명의 범주에 포함되는 것이다.
도 8은, 도 7의 흡착셀을 제조하는 방법을 도시한 순서도이고, 도 9는, 도 8의 흡착셀 제조방법에 따른 흡착셀의 모습을 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 먼저 흡착제 재질의 제 1 흡착층(110)을 마련한다.(310) 제 1 흡착층(110)이 마련되면(310), 제 1 흡착층(110)의 표면에 보호층(120')을 코팅한다.(320)
상기 보호층(120')은 저탄화점 물질과 제 1 흡착층(110)의 흡착제 재질보다 밀도가 높은 흡착제를 혼합한 재질로서, 제 1 흡착층(110)과 외부공기와의 물리적 충격으로부터 보호하는 역할을 수행한다.
이로써, 제 1 흡착층(110)에서의 미세분진입자 발생을 방지하고 이로 인한 2차 오염문제를 해결할 수 있게 된다.
보호층(120')이 코팅되면(320), 저탄화점 물질을 탄화공정 또는 산화공정을 통해 제거하여 제 1 흡착층(110)으로의 유로인 복수의 기공부(122)를 포함한 제 2 흡착층(120)을 형성한다.(330)
특히, 본 실시예는 기공부(122)가 형성된 제 2 흡착층(120)으로 인해 외부 공기와의 표면적이 넓어지는 효과를 극대화하기 위해 제 2 흡착층(120)의 두께를 증가시킨다.
구체적으로, 본 실시예는 보호층(120')의 코팅과 저탄화점 물질을 제거하는 과정을 반복한다.(340)
보호층(120')의 코팅과 저탄화점 물질의 제거과정은 제 2 흡착층(120)의 돌출부(121)가 소정 두께와 밀도로 형성될 때까지 반복된다.
한편, 보호층(120')의 고밀도 흡착제의 비율은 바람직하게는 10~15%정도로 설정하여 저탄화점 물질의 비율을 고밀도 흡착제에 비해 충분히 높게 설정할 수 있다.
보호층(120')의 코팅과 저탄화점 물질의 제거과정의 반복(340)으로 인해 제 1 흡착층으로의 유로가 막히는 현상을 방지하기 위함이다.
도 10은, 도 7의 흡착셀을 제조하는 다른 방법을 도시한 순서도이다.
도 10을 참조하면, 먼저 흡착제 재질의 제 1 흡착층을 마련한다.(410)
제 1 흡착층이 마련되면(410), 제 1 흡착층의 흡착제보다 밀도가 높은 고밀도 흡착제로 일정 크기의 돌출부를 다수 개 마련한다(420).
이렇게 마련된 돌출부를 제 1 흡착층의 표면에 일정간격만큼 이격하여 부착시킨다.(430)
본 실시예는, 도 8 및 도 9에 따른 흡착셀 제조방법과 달리 일정 두께와 일정한 돌기 형상의 돌출부를 제 1 흡착층에 일정간격만큼 이격하여 부착할 수 있는 이점이 있다.
지금까지 미세 분진입자의 발생을 방지하고, 외부 공기와의 표면적을 넓히며 저밀도 흡착제로의 공기 유입을 확보할 수 있는 흡착셀과 그 제조방법에 대해 상술하였다.
공기 중 악취발생물질의 제거는 제거속도가 빠른 제 1 흡착층에서 활발히 이루어지므로, 제 1 흡착층의 제거용량을 증가시킬 필요가 있다.
이를 위해선 동일한 부피에 들어있는 흡착제의 양을 증가시켜야 되는데. 이하, 제 1 흡착층의 제거용량을 증가시키기 위한 본 발명에 따른 흡착셀 및 그 제조방법을 도 11 내지 도 16을 통해 설명한다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 흡착셀을 도시한 도면이다.
본 실시예에 따른 흡착셀(100)은 제 1 흡착층(110) 및 제 1 흡착층(110)의 표면을 보호하는 제 2 흡착층(120)의 기본적인 구성에 제 3 흡착층(130)을 더 포함한다.
제 3 흡착층(130)은 고밀도 흡착제 재질로서, 제 1 흡착층(110)의 내부에 마련된다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 제 3 흡착층(130)은 구형으로 형성된 제 1 흡착층(110)의 내부 코어로 구비된다.
이렇게 저밀도 흡착제로 구성된 제 1 흡착층(110)에 고밀도 흡착제 재질의 흡착층을 더 마련함으로써 제 1 흡착층(110)의 제거용량을 증가시킬 수 있다. 이는 동일 부피의 흡착층에 포함되어 있는 흡착제의 양이 증가하였기 때문이다.
본 실시예의 흡착셀의 다른 구조는 상술한 흡착셀의 구조와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
이하, 본 실시예의 흡착셀을 제조하는 방법을 설명한다.
먼저 고밀도 흡착제 재질의 제 3 흡착층(130)을 코어로 마련한다.
상기 마련된 제 3 흡착층(130)을 저밀도 흡착제 재질의 제 1 흡착층(110)으로 코팅하고, 제 1 흡착층(110) 표면에 고밀도 흡착제 재질의 제 2 흡착층(120)을 코팅한다.
즉, 제 3 흡착층(130)의 상면에 제 1 흡착층(110)을 코팅하고, 제 1 흡착층(110)의 상면에 제 2 흡착층(120)을 코팅하여 서로 다른 밀도의 흡착제 재질인 3개의 흡착층을 제조하는 것이다.
한편, 제 2 흡착층(120)은 흡착제로 구성된 돌출부(121)와 제 1 흡착층(110)으로의 유로를 형성하는 기공부(122)로 구성되는데, 이러한 돌출부(121)와 기공부(122)를 형성하기 위해 제 1 흡착층(110)의 상면에 저탄화점 물질과 고밀도 흡착제를 혼합한 재질의 보호층을 코팅한다.
또한, 상기 코팅된 보호층에 열을 가하거나 산처리를 하여 보호층에 포함된 저탄화점 물질을 제거한다.
이로써 일부는 흡착제로 코팅되어 있고 일부는 통공되어 있는 제 2 흡착층(120)을 형성할 수 있게 된다.
여기서, 상기 보호층을 코팅하고, 저탄화점 물질을 제거하는 과정을 반복하면 제 2 흡착층(120)의 돌출부(121)의 크기와 밀도를 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 크기와 밀도가 증가된 돌출부(121)를 포함하는 제 2 흡착층(120)을 형성하기 위해 고밀도 흡착제로 일정한 형상 및 크기의 다수의 돌출부(121)를 미리 형성하고, 이렇게 형성된 돌출부(121)를 일정간격 이격시켜 제 1 흡착층(110)의 표면에 부착할 수 있다.
상기와 같은 과정에 의해 크기와 밀도가 증가된 돌출부(121)를 포함하는 흡착셀(100)은 공기와의 접촉 표면적이 넓으므로 악취발생물질 제거효율이 높은 이점이 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 흡착셀을 도시한 도면이다.
본 실시예에 따른 흡착셀(100)은 제 1 흡착층(110) 및 제 1 흡착층(110)의 표면을 보호하기 위해 고밀도 흡착제 재질로 구성된 제 2 흡착층(120)을 포함한다.
특히, 본 실시예의 제 1 흡착층(110)은 저밀도 흡착제와 고밀도 흡착제가 혼합된 재질로 구성된다.
이로써 동일 부피에 포함되어 있는 흡착제의 양이 증가할 수 있고 이는 흡착셀(100)의 제거용량이 증가되는 효과를 가져온다.
한편, 본 실시예의 제 2 흡착층(120)의 구조는 상술한 바와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 흡착셀(100)을 제조하는 방법은 다음과 같다.
저밀도 흡착제와 고밀도 흡착제가 혼합된 제 1 흡착층(110)을 구비하고 상면에 제 2 흡착층(120)을 코팅한다.
제 2 흡착층(120)은 앞서 살펴본 바와 같이 다수의 기공이 형성되어 제 1 흡착층(110)으로의 공기유로가 확보된 형상으로서, 이러한 제 2 흡착층(120)을 제조하는 방법은 도 11의 흡착셀의 제 2 흡착층을 제조하는 방법과 동일하므로 이에 대한 설명은 도 11로 대체한다.
지금까지 본 발명에 따른 흡착셀 및 그 제조방법의 다양한 실시예를 설명하였다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 흡착셀은 흡착층의 상면에 고밀도 흡착제 재질로 코팅함으로써 미세 분진 입자의 발생이 억제되며 이로 인한 2차오염의 발생문제가 해결될 수 있다.
또한, 고밀도 흡착층 사이에 기공을 형성하여 저밀도 흡착층으로의 공기 유로를 형성함으로써 악취발생물질의 제거속도를 빠르게 유지할 수 있다.
또한, 기공이 형성됨으로 인한 고밀도 흡착층의 돌출형상으로 인해 공기와의 접촉면적 및 접촉시간이 증가되어 제거효율을 증가시키는 효과가 있다.
또한, 상기 흡착층 내부에 고밀도 흡착층을 따로 형성하거나 고밀도와 저밀도 흡착제와의 혼합된 재질로 흡착층을 형성함으로써 흡착셀의 제거용량을 증가시킬 수 있다.
100: 흡착셀
110: 제 1 흡착층
120: 제 2 흡착층

Claims (23)

  1. 제1흡착제 물질로 구성된 흡착부;
    이종 이상의 물질을 상기 흡착부에 코팅하는 공정과, 상기 이종 이상의 물질 중 어느 하나의 물질을 제거하여 기공부를 형성하는 공정에 의해 형성된 보호층을 포함하고,
    상기 이종 이상의 물질 중 어느 하나의 물질을 제거하고 남은 물질은, 상기 제1흡착제 물질보다 밀도가 높은 제2흡착제 물질을 포함하는 흡착셀.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 보호층은,
    상기 흡착부의 표면에 코팅되어 상기 흡착부에서 분진입자가 분리되는 것을 방지하는 흡착셀.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 보호층은,
    상기 흡착부에서 돌출된 복수의 돌기 형상인 돌출부를 포함하는 흡착셀.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡착부는 구형인 흡착셀.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 흡착부는
    상기 제2흡착제 물질로 형성된 코어를 더 포함하는 흡착셀.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 흡착부는 구형인 흡착셀.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 보호층은,
    상기 흡착부의 표면에 코팅되고, 상기 흡착부에서 분진입자가 분리되는 것을 방지하는 흡착셀.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 보호층은
    상기 흡착부에서 돌출된 복수의 돌기 형상인 돌출부를 포함하는 흡착셀.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호층의 상기 어느 하나의 물질은 저탄화점 물질을 포함하는 흡착셀.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 저탄화점물질은
    열처리 또는 산처리를 통하여 제거되는 물질을 포함하는 흡착셀.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 보호층은,
    상기 흡착부의 표면에 상기 보호층을 코팅하는 공정과, 상기 보호층의 저탄화점 물질을 제거하는 공정을 반복하여 형성된 흡착셀.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 이종 이상의 물질은 제1물질과, 상기 제1물질과 다른 탄화점을 가지는 제2물질을 포함하는 흡착셀.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제1물질과 제2물질 중 어느 하나의 물질은,
    저 탄화점 물질을 포함하는 흡착셀.
  14. 이종의 물질이 혼합된 제1혼합물로 형성된 흡착부;
    이종 이상의 물질이 혼합된 제2혼합물을 상기 흡착부에 코팅하는 공정과, 상기 제2혼합물에서 어느 하나의 물질을 제거하여 기공부를 형성하는 공정에 의해 형성된 보호층을 포함하고,
    상기 제1혼합물은, 제1흡착제 물질과, 상기 제1흡착제 물질보다 밀도가 높은 제2흡착제 물질을 포함하고,
    상기 제2혼합물은 상기 제2흡착제 물질과 저탄화점 물질을 포함하고,
    상기 어느 하나의 물질은, 상기 저 탄화점 물질을 포함하는 흡착셀.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 보호층은,
    상기 흡착부의 표면에 코팅되어 상기 흡착부에서 분진입자가 분리되는 것을 방지하는 흡착셀.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 보호층은,
    상기 흡착부에서 돌출된 복수의 돌기 형상인 돌출부를 포함하는 흡착셀.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 흡착부는 구형인 흡착셀.
  18. 삭제
  19. 제 14 항에 있어서, 상기 저 탄화점 물질은,
    열처리 또는 산처리를 통하여 제거되는 물질을 포함하는 흡착셀.
  20. 제 14 항에 있어서, 상기 보호층은,
    상기 흡착부 표면에 상기 보호층을 코팅하는 공정과, 상기 보호층의 저탄화점 물질을 제거하는 공정을 반복하여 형성된 흡착셀.
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
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