KR102228268B1 - 실크볼을 이용한 카본 제조장치 - Google Patents

실크볼을 이용한 카본 제조장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102228268B1
KR102228268B1 KR1020200101653A KR20200101653A KR102228268B1 KR 102228268 B1 KR102228268 B1 KR 102228268B1 KR 1020200101653 A KR1020200101653 A KR 1020200101653A KR 20200101653 A KR20200101653 A KR 20200101653A KR 102228268 B1 KR102228268 B1 KR 102228268B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
glass tube
tube
lower support
silk
kiln
Prior art date
Application number
KR1020200101653A
Other languages
English (en)
Inventor
배상은
Original Assignee
한국실크연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국실크연구원 filed Critical 한국실크연구원
Priority to KR1020200101653A priority Critical patent/KR102228268B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102228268B1 publication Critical patent/KR102228268B1/ko

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F9/00Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
    • D01F9/08Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
    • D01F9/12Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
    • D01F9/14Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments
    • D01F9/18Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments from proteins, e.g. from wool
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/05Preparation or purification of carbon not covered by groups C01B32/15, C01B32/20, C01B32/25, C01B32/30
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B17/00Furnaces of a kind not covered by any preceding group
    • F27B17/0016Chamber type furnaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/06Forming or maintaining special atmospheres or vacuum within heating chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/0001Heating elements or systems
    • F27D99/0006Electric heating elements or system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/06Forming or maintaining special atmospheres or vacuum within heating chambers
    • F27D2007/063Special atmospheres, e.g. high pressure atmospheres
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/06Forming or maintaining special atmospheres or vacuum within heating chambers
    • F27D2007/066Vacuum
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/0001Heating elements or systems
    • F27D99/0006Electric heating elements or system
    • F27D2099/0008Resistor heating
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 실크볼을 이용한 카본 제조장치에 관한 것으로 농가의 주 수요구조 변경에 따른 누에고치 재배의 포기에 따라 발생되는 부산물인 실크볼(절각견)을 고온 상에서 탄화시켜 고부가가치를 발생시키는 카본체를 제조하도록 하기 위하여, 실크볼(2)이 투입 보관되도록 양측이 개방된 형태로 된 원형 관 형태의 유리관(10); 상기 실크볼(2)은 15중량%의 질소 함량과, 다중층 및 기공이 있는 3D 부직포 구조로 형성되며, 상기 실크볼(2)의 탄화진행을 위한 유리관(10)을 가열하기 위해 구비되는 관가마(20); 상기 관가마(20)는 상부뚜껑체(25) 및 하부지지체(21)로 분할 구비되어 힌지(29) 결합된 상태로 회전되고, 상기 상부뚜껑체(25) 및 하부지지체(21) 각각의 마주하는 양측부에는 원형 관 형태의 유리관(10)이 밀착되도록 안착되게 하는 반구 형태의 상,하부 지지홈(26,22)이 형성되고, 상기 상,하부 지지홈(26,22)에 안착되는 유리관(10)의 양측단부(11,12)는 상,하부 지지홈(26,22)의 외측으로 노출되게 하며, 상기 양측 상부지지홈(26) 사이의 상부뚜껑체(25) 내측과, 양측 하부지지홈(22) 사이의 하부지지체(21) 내측에 각각 유리관(10)이 설치되는 길이방향을 따라 유리관(10)의 직경 보다 큰 직경을 갖는 반구단면의 관 형태를 갖는 수용공간부(51)가 형성되고, 상기 수용공간부(51)의 반구 표면 상에 길이방향을 따라 히터파이프(70)가 설치되어지되, 상기 히터파이프(70)는 수용공간부(51)의 반구 단면을 따라 다수개가 상호간에 이격되어 구비되며, 상기 관가마(20)의 상부뚜껑체(25) 및 하부지지체(21) 상에 형성된 상,하부 지지홈(26,22)의 표면에는 관가마(20)의 내부열기가 외부로 배출되지 않도록 단열패드(61)가 구비되어 유리관(10)의 표면에 밀착되게 하고, 상기 단열패드(61)의 열손실을 방지하고 관가마(20)의 내부온도 유지를 위해 상기 단열패드(61)의 외면을 감싸는 가열패드(65)를 더 구비하되, 상기 단열패드(61)의 외주면에 일정간격으로 다수의 반원형 홈부(62)가 형성되고, 상기 단열패드(61)의 외면을 감싸는 가열패드(65)의 내주면에 상기 반원형 홈부(62) 마다에 삽입되는 반원형 돌부(66)가 형성되어, 상기 단열패드(61)와 가열패드(65) 상호간에 고정력 및 열전달 효율이 증대되도록 구성하고, 상기 유리관(10)의 양측단부(11,12) 중 일측단부(11)에 연결되어 유리관(10) 내부를 진공상태로 되게 하는 진공흡입기(31); 상기 유리관(10)의 양측단부(11,12) 중 타측단부(12)에 연결되어 유리관(10) 내부에 질소가스를 투입하는 질소가스투입기(35);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

실크볼을 이용한 카본 제조장치{Carbon manufacturing apparatus using silk balls}
본 발명은 실크볼을 이용한 카본 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 농가의 주 수요구조 변경에 따른 누에고치 재배의 포기에 따라 발생되는 부산물인 실크볼(절각견)을 고온 상에서 탄화시켜 고부가가치를 발생시키는 카본체를 제조하도록 하는 실크볼을 이용한 카본 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 실크(silk)는 뽕잎을 먹고 자라는 누에가 만든 누에고치로부터 제조한 섬유를 말하며, 독특한 광택, 우수한 염색성, 높은 인장강도, 그리고 부드러운 감촉과 우아한 비단 스치는 소리 등으로 인해 수 천년간 고급 섬유용 소재로 활용되어 왔다.
또한, 실크는 두 가닥의 피브로인(fibroin)과 이를 둘러싸고 있는 세리신(sericin)으로 구성되어 있으며, 일반적으로 실크란 세리신을 제거한 후 남아 있는 피브로인을 칭한다. 실크피브로인은 생체친화성이 우수하여 주변의 어떤 조직에도 악영향을 미치지 않으므로, 분말, 겔, 수용액 등의 형태로 제조되어 식품, 화장품 등 다양한 분야에서 사용되고 있다.
이러한 실크는 섬유로서의 우수한 성질, 특성을 가지고 있으나 원/달러 환율이 내려가는 중에도 실크 원사의 수입 원가가 상승하고 있는 시점에서 실크 원사를 직물로 재직 활용할 경우에 기업의 마진 및 가격이 비싸다는 이유로 소비자들에게 외면을 받고 있는 실정이며, 또한 국내 잠사농가들은 이미 오래전부터 건누에, 동충하초로 인한 수익이 누에고치를 생산할 때보다 많은 수익이 발생됨에 따라 농가의 주 수요구조 변경에 따른 누에고치 재배를 포기하고 있는 실정이다.
이에 본 발명자는 이러한 농가의 수익구조의 변경에 따라 발생되는 부산물인 누에고치 및 절각견을 활용하여 고부가 가치를 창출할 수 있는 카본체(Carbon cocoon : 탄소고치)의 생산을 제안하고자 한다.
등록특허 제10-1060910호
이에 본 발명은 상기한 문제점을 일소하기 위해 창안한 것으로서, 농가의 주 수요구조 변경에 따른 누에고치 재배의 포기에 따라 발생되는 부산물인 실크볼(절각견)을 고온 상에서 탄화시켜 고부가가치를 발생시키는 카본체를 제조하도록 하는 실크볼을 이용한 카본 제조장치에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.
삭제
삭제
삭제
위 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 실크볼을 이용한 카본 제조장치를 구성함에 있어서, 상기 실크볼(2)이 투입 보관되도록 양측이 개방된 형태로 된 원형 관 형태의 유리관(10); 상기 실크볼(2)은 15중량%의 질소 함량과, 다중층 및 기공이 있는 3D 부직포 구조로 형성되며, 상기 실크볼(2)의 탄화진행을 위한 유리관(10)을 가열하기 위해 구비되는 관가마(20); 상기 관가마(20)는 상부뚜껑체(25) 및 하부지지체(21)로 분할 구비되어 힌지(29) 결합된 상태로 회전되고, 상기 상부뚜껑체(25) 및 하부지지체(21) 각각의 마주하는 양측부에는 원형 관 형태의 유리관(10)이 밀착되도록 안착되게 하는 반구 형태의 상,하부 지지홈(26,22)이 형성되고, 상기 상,하부 지지홈(26,22)에 안착되는 유리관(10)의 양측단부(11,12)는 상,하부 지지홈(26,22)의 외측으로 노출되게 하며, 상기 양측 상부지지홈(26) 사이의 상부뚜껑체(25) 내측과, 양측 하부지지홈(22) 사이의 하부지지체(21) 내측에 각각 유리관(10)이 설치되는 길이방향을 따라 유리관(10)의 직경 보다 큰 직경을 갖는 반구단면의 관 형태를 갖는 수용공간부(51)가 형성되고, 상기 수용공간부(51)의 반구 표면 상에 길이방향을 따라 히터파이프(70)가 설치되어지되, 상기 히터파이프(70)는 수용공간부(51)의 반구 단면을 따라 다수개가 상호간에 이격되어 구비되며, 상기 관가마(20)의 상부뚜껑체(25) 및 하부지지체(21) 상에 형성된 상,하부 지지홈(26,22)의 표면에는 관가마(20)의 내부열기가 외부로 배출되지 않도록 단열패드(61)가 구비되어 유리관(10)의 표면에 밀착되게 하고, 상기 단열패드(61)의 열손실을 방지하고 관가마(20)의 내부온도 유지를 위해 상기 단열패드(61)의 외면을 감싸는 가열패드(65)를 더 구비하되, 상기 단열패드(61)의 외주면에 일정간격으로 다수의 반원형 홈부(62)가 형성되고, 상기 단열패드(61)의 외면을 감싸는 가열패드(65)의 내주면에 상기 반원형 홈부(62) 마다에 삽입되는 반원형 돌부(66)가 형성되어, 상기 단열패드(61)와 가열패드(65) 상호간에 고정력 및 열전달 효율이 증대되도록 구성하고, 상기 유리관(10)의 양측단부(11,12) 중 일측단부(11)에 연결되어 유리관(10) 내부를 진공상태로 되게 하는 진공흡입기(31); 상기 유리관(10)의 양측단부(11,12) 중 타측단부(12)에 연결되어 유리관(10) 내부에 질소가스를 투입하는 질소가스투입기(35);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 실크볼을 이용한 카본 제조장치를 제공한다.
삭제
삭제
삭제
삭제
또한, 상기 관가마(20)는 300∼350℃로 1∼1.2시간, 500∼530℃로 1.2∼1.5시간, 850∼900℃로 1.5∼2시간 동안 순차적으로 온도를 높여가면서 가열하여 카본체(50)가 형성되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.
삭제
상기한 본 발명에 의하면 농가의 주 수요구조 변경에 따른 누에고치 재배의 포기에 따라 발생되는 부산물인 실크볼(절각견)을 고온 상에서 탄화시켜 고부가가치를 발생시키는 카본체(탄소고치)를 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 실크볼을 이용한 카본 제조과정의 공정 순서 예시도
도 2는 본 발명에 의한 탄화 전,후의 실크볼 비교 예시도
도 3은 본 발명에 의한 유리관 내에서의 탄화 전,후의 실크볼 비교 예시도
도 4는 본 발명에 의한 실크볼을 이용한 카본 제조장치의 전체 구성 예시도
도 5는 본 발명에 의한 관가마 및 유리관의 측면부 실시 예시도
도 6은 본 발명에 의한 관가마 및 유리관의 실시 예시도
도 7 및 도 8은 본 발명에 의한 관가마 및 유리관의 다른 실시 예시도
이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 농가의 주 수요구조 변경에 따른 누에고치 재배의 포기에 따라 발생되는 부산물인 실크볼(절각견)을 고온 상에서 탄화시켜 고부가가치를 발생시키는 카본체를 제조하도록 하는 실크볼을 이용한 카본 제조장치에 관한 것으로서 유리관(10), 관가마(20), 히터파이프(70), 진공흡입기(31) 및 질소가스투입기(35)를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 실크볼을 이용한 카본 제조장치를 구현하기 위해 먼저 카본 제조방법을 설명하기로 하며, 이에 도 2에서와 같이 실크볼(2)을 준비한다.(S1단계)
국내 잠사농가들은 이미 오래전부터 건누에, 동충하초로 인한 수익이 누에고치를 생산할 때보다 많은 수익이 발생됨에 따라 농가의 주 수요구조 변경에 따른 누에고치 재배를 포기하고 있는 실정이다. 이에 따라 발생되는 부산물인 실크볼(2)을 활용하여 고부가 가치를 창출할 수 있는 카본체(Carbon cocoon : 탄소고치)로의 변화를 구현토록 한다.
상기 준비된 실크볼(2)을 도 3에의 (a)에서와 같이 양측 개방된 유리관(10)에 투입 한 다음, 도 4 및 도 5에서와 같이 상기 유리관(10)을 관가마(20)에 투입하되, 상기 유리관(10)의 양측단부(11,12)가 관가마(20)의 양측편에 노출되도록 안착시킨다.(S2단계)
그럼 다음, 상기 유리관(10)의 개방된 양측단부(11,12) 중 일측단부(11)에 진공흡입기(31)를 연결하고, 타측단부(12)에 질소가스투입기(35)를 연결하여, 상기 유리관(10)의 일측단부(11)를 통해 유리관(10) 내부를 진공상태로 만든 다음, 타측단부(12)를 통해 유리관(10) 내부에 질소가스를 투입한다.(S3단계)
그 후, 상기 질소가스가 투입된 유리관(10)이 설치된 관가마(20)를 가열하여 유리관(10) 내의 실크볼(2)을 열분해시킴으로써 탄화시켜 도 3의 (b)에서와 같이 카본체(Carbon-cocoon : 탄소고치)가 형성되게 한다.(S4단계)
본 발명을 구현하기 위한 실험예시로서 실크볼(2)이 유기물인 것을 감안하여 유기물이 타는 온도인 300∼900℃까지 100℃ 단위로 온도를 증가시켜 가면서 연구를 진행하였다.
아래 <그림 1>은 온도와 시간의 변화에 따른 실크볼의 변화상태 또는 물성변화표(변화그래프)로서, Powder X-ray diffraction (PXRD) patterns은 Bruker New D8 Advance diffractometer(40 kV, 40 mA, Step = 0.02 o)로 측정결과, 온도에 따른 결정화도 변화가 크게 없었음을 확인하였습니다.
이때 CC는 Carbon Cocoon 으로, 탄화되어 카본화된 누에고치를 뜻함.
<그림 1> PXRD pattern of CC
Figure 112020085235234-pat00001
그리고, 유기물이 완전히 연소될 수 있는 500℃부터는 반응시간을 1∼5시간까지 1시간씩 반응 시간을 증가시켜서 최적의 연소시점을 찾을 수 있는 방법을 강구 진행하여, 반응시간에 대한 오차를 줄이는 연구결과를 이끌어 낼 수 있었다.
이때, 질소가스를 흘려주면서 900℃로 5시간이 최적조건으로 설정되었으며, 이러한 조건에서 실크볼의 탄화 전,후를 살펴보면 아래 <그림 2>에서와 같다.
<그림 2> 최적조건 of CC
Figure 112020085235234-pat00002
가장 풍부한 천연 고분자 복합체 중 하나인 실크볼(2, Silk cocoon:실크고치)은 높은 질소 함량(약 15중량%)과, 다중층 및 기공이 있는 본질적으로 3D 부직포 구조를 가지고 있다.
이러한 실크볼(2)은 도 3의 (b)에서와 같이 탄화 후 실크볼(2)의 수축에도 불구하고 발생된 카본체(탄화고치)는 본질적으로 3차원의 부직포 구조를 유지하고 적층된 층과 겉으로 쌓인 거대 기공을 가지고 있어 그 조직의 형태가 변화지 않게 된다.
상기 실크볼(2)을 얻어 내는 누에고치는 전형적인 아미노산 패턴으로 만들어진 천연 단백질 섬유이다. 크게 두 종류의 단백질 피브로인과 세리신으로 구성되어 있는데, 누에고치 추출 가공시에 총 18개의 아미노산이 함유된 것을 확인할 수 있다. 그 중 글리신이라는 성분이 있는데, 18종류의 아미노산 중에서 1/3을 차지하고 있고, 이러한 글리신이 카본소스(carbon source)로 작용되는 것이다.
상기한 실크볼(2)을 도 4 및 도 5에서와 같이 질소가스(N2)를 흘려주며 900℃에서 3∼5시간 동안 직접 탄화를 진행하였을 때 카본체(탄화고치, CC:Carbon Cocoon)를 얻을 수 있었다.
이의 구체적인 실험예로서, 실크볼(2)의 카본체(50) 형성과정에서 관가마(20)는 850∼900℃로 3∼5.5시간 동안 가열토록 함이 바람직하고, 다른 실시예로서 상기 실크볼(2)의 카본체(50) 형성과정에서 관가마(20)는 300∼350℃로 1∼1.2시간, 500∼530℃로 1.2∼1.5시간, 850∼900℃로 1.5∼2시간 동안 순차적으로 온도를 높여가면서 가열하도록 함이 바람직하다.
아래 <그림 3>은 실크볼(2)의 카본 제조시 성분 분석자료로서, (b)에서 나타나는 빨간색이 카본으로 전체가 고르게 카본으로 형성된 것을 확인할 수 있다.
<그림 3> TEM EDS elemental maps of CC
Figure 112020085235234-pat00003
또한, 라만 분석에 결과를 바탕으로 연구된 탄소체들과 화학적으로 유사한 구조인 것으로 밝혀졌는데, 이러한 실험 결과로 보아 본 발명의 실크볼을 이용한 카본 제조방법을 통해 간단하면서도 매우 효과적인 방법으로 탄소체를 만들 수 있는 방법을 제시하였으며, 또한 새로운 분야로의 응용 가능성을 제시하였다.
한편, 상기한 실크볼을 이용한 카본 제조방법을 구현하기 위한 제조장치는 유리관(10), 관가마(20), 진공흡입기(31) 및 질소가스투입기(35)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 상기 유리관(10)은 도 3 및 도 4에서와 같이 상기 실크볼(2)이 투입 보관되도록 양측이 개방된 형태로 된 원형 관 형태로 형성된다.
상기 관가마(20)는 실크볼(2)의 탄화진행을 위한 유리관(10)을 가열하기 위해 구비되는 것으로서 도 4 및 도 5에서와 같이 상부뚜껑체(25) 및 하부지지체(21)로 분할 구비되어 힌지(29) 결합된 상태로 회전되도록 구성된다.
또한, 도 5 및 도 6에서와 같이 상기 양측 상부지지홈(26) 사이의 상부뚜껑체(25) 내측과, 양측 하부지지홈(22) 사이의 하부지지체(21) 내측에 각각 유리관(10)이 설치되는 길이방향을 따라 유리관(10)의 직경 보다 큰 직경을 갖는 반구단면의 관 형태를 갖는 수용공간부(51)를 형성하고, 상기 수용공간부(51)의 반구 표면 상에 길이방향을 따라 히터파이프(70)가 설치되도록 하여 관가마(20)의 기능을 수행토록 한다. 이때, 상기 히터파이프(70)는 수용공간부(51)의 반구 단면을 따라 다수개가 상호간에 이격되어 구비되도록 함이 바람직하다.
또한 이때, 상기 상부뚜껑체(25) 및 하부지지체(21) 각각의 마주하는 양측부에는 원형 관 형태의 유리관(10)이 밀착되도록 안착되게 하는 반구 형태의 상,하부 지지홈(26,22)이 형성되고, 상기 상,하부 지지홈(26,22)에 안착되는 유리관(10)의 양측단부(11,12)는 상,하부 지지홈(26,22)의 외측으로 노출되도록 구성한다.
상기 관가마(20)의 다른 실시예로서, 도 7에서와 같이 상기 관가마(20)의 상부뚜껑체(25) 및 하부지지체(21) 상에 형성된 상,하부 지지홈(26,22)의 표면에는 관가마(20)의 내부열기가 외부로 배출되지 않도록 단열패드(61)가 구비되어 유리관(10)의 표면에 밀착되게 한다. 이에 더하여 상기 단열패드(61)의 열손실을 방지하고 관가마(20)의 내부온도 유지를 위해 상기 단열패드(61)의 외면을 감싸는 가열패드(65)를 더 구비하도록 한다.
또 변형 예로서, 도 8에서와 같이 상기 단열패드(61)의 외주면에 일정간격으로 다수의 홈부(62)가 형성되고, 상기 단열패드(61)의 외면을 감싸는 가열패드(65)의 내주면에 상기 홈부(62) 마다에 삽입되는 돌부(66)가 형성되어, 상기 단열패드(61)와 가열패드(65) 상호간에 고정력 및 열전달 효율이 증대되도록 구성할 수 있다. 이때, 상기 홈부(62) 및 돌부(66)는 단면적이 넓고 안정적인 고정력 확보를 위해 반원형으로 형성되도록 함이 바람직하다.
이러한 단열구조를 통해 관가마(20)를 통해 유리관(10) 내부로 전달되는 열손실을 최소화할 수 있게 되고, 상기 관가마(20)는 300∼350℃로 1∼1.2시간, 500∼530℃로 1.2∼1.5시간, 850∼900℃로 1.5∼2시간 동안 순차적으로 온도를 높여가면서 가열하여 카본체(50)가 형성되도록 구성할 수 있다.
또한, 도 4에서와 같이 상기 유리관(10)의 양측단부(11,12) 중 일측단부(11)에 연결되어 유리관(10) 내부를 진공상태로 되게 하는 진공흡입기(31)를 구비하고, 그리고, 상기 유리관(10)의 양측단부(11,12) 중 타측단부(12)에 연결되어 유리관(10) 내부에 질소가스를 투입하는 질소가스투입기(35)를 구비하여 본 발명의 실크볼을 이용한 카본 제조장치를 완성한다.
상기와 같은 본 발명의 실크볼을 이용한 카본 제조장치에 의하면 농가의 주 수요구조 변경에 따른 누에고치 재배의 포기에 따라 발생되는 부산물인 실크볼(절각견)을 고온 상에서 탄화시켜 고부가가치를 발생시키는 카본체(탄소고치)를 제조할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은, 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 명확히 하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
2 : 실크볼 10 : 유리관
20 : 관가마 31 : 진공흡입기
35 : 질소가스투입기 50 : 카본체

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 실크볼을 이용한 카본 제조장치를 구성함에 있어서,
    상기 실크볼(2)이 투입 보관되도록 양측이 개방된 형태로 된 원형 관 형태의 유리관(10); 상기 실크볼(2)은 15중량%의 질소 함량과, 다중층 및 기공이 있는 3D 부직포 구조로 형성되며,
    상기 실크볼(2)의 탄화진행을 위한 유리관(10)을 가열하기 위해 구비되는 관가마(20);
    상기 관가마(20)는 상부뚜껑체(25) 및 하부지지체(21)로 분할 구비되어 힌지(29) 결합된 상태로 회전되고, 상기 상부뚜껑체(25) 및 하부지지체(21) 각각의 마주하는 양측부에는 원형 관 형태의 유리관(10)이 밀착되도록 안착되게 하는 반구 형태의 상,하부 지지홈(26,22)이 형성되고, 상기 상,하부 지지홈(26,22)에 안착되는 유리관(10)의 양측단부(11,12)는 상,하부 지지홈(26,22)의 외측으로 노출되게 하며,
    상기 양측 상부지지홈(26) 사이의 상부뚜껑체(25) 내측과, 양측 하부지지홈(22) 사이의 하부지지체(21) 내측에 각각 유리관(10)이 설치되는 길이방향을 따라 유리관(10)의 직경 보다 큰 직경을 갖는 반구단면의 관 형태를 갖는 수용공간부(51)가 형성되고,
    상기 수용공간부(51)의 반구 표면 상에 길이방향을 따라 히터파이프(70)가 설치되어지되, 상기 히터파이프(70)는 수용공간부(51)의 반구 단면을 따라 다수개가 상호간에 이격되어 구비되며,
    상기 관가마(20)의 상부뚜껑체(25) 및 하부지지체(21) 상에 형성된 상,하부 지지홈(26,22)의 표면에는 관가마(20)의 내부열기가 외부로 배출되지 않도록 단열패드(61)가 구비되어 유리관(10)의 표면에 밀착되게 하고, 상기 단열패드(61)의 열손실을 방지하고 관가마(20)의 내부온도 유지를 위해 상기 단열패드(61)의 외면을 감싸는 가열패드(65)를 더 구비하되, 상기 단열패드(61)의 외주면에 일정간격으로 다수의 반원형 홈부(62)가 형성되고, 상기 단열패드(61)의 외면을 감싸는 가열패드(65)의 내주면에 상기 반원형 홈부(62) 마다에 삽입되는 반원형 돌부(66)가 형성되어, 상기 단열패드(61)와 가열패드(65) 상호간에 고정력 및 열전달 효율이 증대되도록 구성하고,
    상기 유리관(10)의 양측단부(11,12) 중 일측단부(11)에 연결되어 유리관(10) 내부를 진공상태로 되게 하는 진공흡입기(31);
    상기 유리관(10)의 양측단부(11,12) 중 타측단부(12)에 연결되어 유리관(10) 내부에 질소가스를 투입하는 질소가스투입기(35);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 실크볼을 이용한 카본 제조장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제4항에 있어서,
    상기 관가마(20)는 300∼350℃로 1∼1.2시간, 500∼530℃로 1.2∼1.5시간, 850∼900℃로 1.5∼2시간 동안 순차적으로 온도를 높여가면서 가열하여 카본체(50)가 형성되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 실크볼을 이용한 카본 제조장치.
  10. 삭제
KR1020200101653A 2020-08-13 2020-08-13 실크볼을 이용한 카본 제조장치 KR102228268B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200101653A KR102228268B1 (ko) 2020-08-13 2020-08-13 실크볼을 이용한 카본 제조장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200101653A KR102228268B1 (ko) 2020-08-13 2020-08-13 실크볼을 이용한 카본 제조장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102228268B1 true KR102228268B1 (ko) 2021-03-16

Family

ID=75223839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200101653A KR102228268B1 (ko) 2020-08-13 2020-08-13 실크볼을 이용한 카본 제조장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102228268B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005273077A (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Usui Seishi Nogyo Kyodo Kumiai ガス吸着性能を備えた炭化繭の製造方法。
KR20100111695A (ko) * 2009-03-05 2010-10-15 쇼와 덴코 가부시키가이샤 탄소 섬유 응집체 및 그 제조 방법
KR101060910B1 (ko) 2009-05-08 2011-08-30 대한민국(관리부서:농촌진흥청장) 실크단백질을 이용한 인공고막 및 그 제조방법
KR20130115592A (ko) * 2012-04-12 2013-10-22 한국세라믹기술원 탄화규소 섬유 제조장비 및 탄화규소 섬유 제조방법
KR20170094221A (ko) * 2014-12-05 2017-08-17 사이텍 인더스트리스 인코포레이티드 탄소 섬유를 생산하기 위한 연속 탄화 공정 및 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005273077A (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Usui Seishi Nogyo Kyodo Kumiai ガス吸着性能を備えた炭化繭の製造方法。
KR20100111695A (ko) * 2009-03-05 2010-10-15 쇼와 덴코 가부시키가이샤 탄소 섬유 응집체 및 그 제조 방법
KR101060910B1 (ko) 2009-05-08 2011-08-30 대한민국(관리부서:농촌진흥청장) 실크단백질을 이용한 인공고막 및 그 제조방법
KR20130115592A (ko) * 2012-04-12 2013-10-22 한국세라믹기술원 탄화규소 섬유 제조장비 및 탄화규소 섬유 제조방법
KR20170094221A (ko) * 2014-12-05 2017-08-17 사이텍 인더스트리스 인코포레이티드 탄소 섬유를 생산하기 위한 연속 탄화 공정 및 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chang et al. Structural and functional fibers
CN102181963B (zh) 一种碳纤维前驱体聚丙烯腈纤维的不熔化处理方法
JP5324472B2 (ja) 耐炎化繊維と炭素繊維の製造方法
CN102704043A (zh) 一种聚丙烯腈预氧纤维和碳纤维的制备方法
CN103541042B (zh) 高模数石墨纤维及其制造方法
CN104233514A (zh) 一种聚丙烯腈碳纤维及其制备方法
US20170326838A1 (en) Fiber delivery assembly and method of making
KR102228268B1 (ko) 실크볼을 이용한 카본 제조장치
CN101583747A (zh) 碳化布的制造方法以及由其制得的碳化布
CN107805865A (zh) 一种基于碳纳米管纤维的电加热织物及其制备方法
CN102534866B (zh) 高模量碳纤维及其制造方法
CN102328478A (zh) 含有聚芳砜纶纤维的少胶粉云母带及其应用
CN114060279B (zh) 耐高温仿生驱动器、其制备方法、制备系统及测试方法
KR102135515B1 (ko) 금속도금 탄소섬유가 첨가된 탄소섬유 부직포 제조방법
CN110592727A (zh) 一种高导热中间相沥青基石墨纤维长丝制备方法
KR20190057008A (ko) 탄소 섬유를 이용한 복사열이 강한 온열 시트
CN105714412A (zh) 一种静电纺聚丙烯腈预氧纤维和碳纤维的制备方法
CN109576899B (zh) 一种环保固化碳毡及其制备方法
CN106626561B (zh) 多晶硅氢化炉用碳纤维u型加热器预制体的制备方法
CN101578404A (zh) 碳化布的制造方法以及由其制得的碳化布
CN110183860A (zh) 一种丝素/尼龙复合材料及其应用
CN210657241U (zh) 一种碳纤维生产用热稳定化装置
KR101125480B1 (ko) 탄소발열체 및 그 제조방법
CN105274698A (zh) 高导热高耐热碳纤维发热布
CN115677371B (zh) 一种碳碳马弗及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
E801 Decision on dismissal of amendment
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant