KR102454795B1 - 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치 - Google Patents

나노 셀룰로오스 분말 제조 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치에 따르면, CMC를 흡착한 CNF현탁액을 수용하는 수용부; 상기 수용부의 상기 CNF현탁액을 이송시키며 단부에 분무노즐을 포함하는 이송부; 상기 CNF현탁액이 분무되는 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버 내에 열을 공급하여 CNF현탁액을 건조하는 열원 공급부; 상기 챔버 하부에 배치되어, 기류를 형성하여 챔버 내에 공급하는 기류 공급부; 및 연통관을 통해 상기 챔버에 연통되어, 상기 기류에 의해 이송되는 CNF 분말을 포집하는 포집부; 를 포함하고, 상기 포집부는, 제1포집부 및 제2포집부를 포함하고, 상기 연통관은 상기 챔버에 연통된 제1연통관, 상기 제1연통관의 말단에서 분기되는 제2연통관 및 제3연통관을 포함하고, 상기 제2연통관은 상기 제1연통관의 말단에서 중력방향으로 연장되어 상기 제1포집부에 연통되고, 상기 제3연통관은 상기 제1연통관의 말단에서 중력방향의 반대 방향으로 연장되어 상기 제2포집부에 연통되는 것을 특징으로 한다.

Description

나노 셀룰로오스 분말 제조 장치{Cellulose NanoFiber Powder Manufacturing Equipment}
본 발명은 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치에 관한 것이다.
최근 나노기술의 활발한 연구와 함께 친환경적인 고분자에 대한 관심이 높아지고 있다.
여기서, 나노기술(NT: nano technology)이란, 나노 크기 입자의 재료가 가진 특유의 특성을 이용하여 원하는 특성을 얻는 기술이다.
종래의 화석 연료를 바탕으로 하는 고분자의 환경적인 문제점 해결을 위한 대체재인 친환경 고분자로, 이러한 천연 고분자 중에서도 셀룰로오스는 지구상에 있는 유기물 가운데 가장 많은 양을 차지하고 있다.
이러한 셀룰로오스는 천연의 물질로부터 공급이 용이하여 비용을 낮출 수 있는 장점과 더불어 재생산이 가능하며 이용 시 자연에 대한 부하를 비교적 적게 주는 재료로 폐기시에도 자연적으로 분해가 되는 장점이 있다.
셀룰로오스로부터 나노 셀룰로오스를 얻는 단리 방법은 크게 화학적 처리와 물리적 처리로 나눌 수 있고, 그 밖에 효소를 이용하여 나노 셀룰로오스를 단리 할 수 있다.
위와 같은 방법으로 제조되어진 현탁액 상태의 나노셀룰로오스를 활용하기 위해서는 건조를 통해 분말 형태로 나노 셀룰로오스를 만들어야 하며, 통상적으로 분무건조기(SPRAY DRYER)를 활용하고 있다.
하지만, 종래의 분무건조기로 분말 형태의 셀룰로오스를 제조했을 때 그물망 구조로 해섬 되었던 나노섬유 구조가 수분 증발 시 열에 의해 응집 수축되어 셀룰로오스의 고유한 물성이 유지되지 않는 문제점이 있었으며, 특히 나노 셀룰로오스를 분말 형태로 제조하기 위해 고에너지가 소모되는 문제점이 있고, 30% 이내의 낮은 건조 수율로 경제적이지 못하였다.
대한민국 공개특허 10-2020-0028680
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 나노셀룰로오스의 응집과 수축을 최소화하여 이종소재와 혼합 시 고유한 물성과 분산성이 효율적으로 나타나는 CNF 분말을 제조할 수 있는 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치를 제공하기 위함이다.
또한, 본 발명의 목적은, 열풍과 근적외선 및 원적외선을 통한 CNF현탁액 건조로, 열풍으로만 건조할 때보다, 초기 예열과 제조 중 소모되는 열손실을 방지하여 에너지를 절감할 수 있으며, 신속하게 건조시키며 포집할 수 있는 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치를 제공하기 위함이다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치에 따르면, CMC를 흡착한 CNF현탁액을 수용하는 수용부; 상기 수용부의 상기 CNF현탁액을 이송시키며 단부에 분무 노즐을 포함하는 이송부; 상기 CNF현탁액이 분무되는 공간을 제공하는 챔버; 상기 챔버 내에 열을 공급하여 CNF현탁액을 건조하는 열원 공급부; 상기 챔버 하부에 배치되어, 기류를 형성하여 챔버 내에 공급하는 기류 공급부; 및 연통관을 통해 상기 챔버에 연통되어, 상기 기류에 의해 이송되는 CNF 분말을 포집하는 포집부; 를 포함하고, 상기 포집부는, 제1포집부 및 제2포집부를 포함하고, 상기 연통관은 상기 챔버에 연통된 제1연통관, 상기 제1연통관의 말단에서 분기되는 제2연통관 및 제3연통관을 포함하고, 상기 제2연통관은 상기 제1연통관의 말단에서 중력방향으로 연장되어 상기 제1포집부에 연통되고, 상기 제3연통관은 상기 제1연통관의 말단에서 중력방향의 반대 방향으로 연장되어 상기 제2포집부에 연통되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2포집부는, 상기 제3연통관이 연통되는 필터케이스와, 상기 필터케이스의 내부에 구비되어 CNF 분말을 필터링하는 백필터 및 상기 필터케이스의 상부에 구비되어 상기 백필터로 필터링된 에어를 외부로 배출시키는 배기부를 더 포함하고, 상기 제1포집부에 포집되는 CNF 분말은, 직경이 상기 제2포집부에 포집되는 CNF 분말의 직경 보다 큰 직경을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열원 공급부는, 열풍 공급부, 근적외선 공급부 및 원적외선 공급부 중 적어도 하나를 포함한다.
또한, 상기 열풍 공급부는, 상기 챔버의 상부 측면에 연통되어 챔버의 상부로 열풍을 공급하고, 상기 근적외선 공급부는, 다수의 근적외선 램프로 이루어진 바형태로 형성되어 상기 챔버의 내측면에 다수개가 이격되어 구비되되 상하방향으로 구비되고, 상기 원적외선 공급부는, 다수의 원적외선 램프로 이루어진 바형태로 형성되어 상기 챔버의 내부 상측면에 다수개가 구비되되, 상기 분무 노즐을 중심으로 원형 배열되어 구비되고, 상기 챔버는, 내측면에 근적외선과 원적외선을 반사할 수 있도록 상기 근적외선 공급부 사이 및 상기 원적외선 공급부 사이에 반사판이 구비되고, 상기 반사판은, 상기 챔버의 내측면과 이격되어 구비되고, 챔버의 내측면에 마주하는 일측면에 열전도 방지판이 부착되어 챔버로 열전도가 이루어지지 않는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 근적외선 공급부는, 다수의 근적외선 램프가 이격되어 배열되되, 상기 챔버의 상부에서 하부로 갈수록 이격 간격이 적어지도록 배열되어 상기 챔버의 상부보다 하부에 더 많은 근적외선을 공급하고, 상기 원적외선 공급부는, 다수의 근적외선 램프가 이격되어 배열되되, 상기 챔버의 중앙에서 멀어질수록 이격 간격이 적어지도록 배열되어 상기 챔버의 상부 중앙보다 상부 외측에 더 많은 원적외선을 공급하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1연통관은, 상기 챔버의 하부에 연통되되, 상기 기류 공급부보다 상부에서 연통되고, 상기 제3연통관은, 상기 필터케이스에 연통되되, 상기 백필터보다 하부에 연통되고, 상기 필터케이스는, 상부에 상기 배기부와 연통되는 배기공이 형성되고, 상기 배기공으로 에어가 배기될 때 상기 CNF 분말이 재 필터링 되도록 보조필터가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2포집부는, 상기 필터케이스의 하부에 연통되고, 하단에 개구공이 형성된 상부케이스와, 상기 상부케이스의 개구공에 연결되어 하부로 연장 연결된 하부케이스 및 상기 개구공을 개폐하는 개폐부를 포함한다.
또한, 상기 개폐부는, 상기 개구공을 막는 마개부와, 일단이 상기 마개부에 연결되고, 중간이 회동할 수 있게 구비된 연결바 및 상기 연결바의 타단에 구비된 무게추를 포함하고, 상기 마개부는, 상기 배기부가 에어를 배기시킴에 따라 필터케이스의 내부가 진공상태가 되어 상기 개구공에 밀착되어 상기 개구공을 폐쇄하고, 진공상태가 해제되면 상부케이스에 포집된 상기 CNF 분말의 무게에 의해 자동으로 개구공을 개방하고, 상부케이스에 포집된 CNF 분말이 개방된 개구공을 통해 하부케이스로 모두 이동되면 상기 무게추의 무게에 의해 회동되어 개구공을 폐쇄시키는 것을 특징으로 한다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명의 효과는, 이종소재와 혼합 시 분산성이 효율적으로 나타나는 CNF 분말을 제조할 수 있는 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 효과는, 열풍과 근적외선 및 원적외선을 통한 CNF현탁액 건조로, 열풍으로만 건조할 때보다, 초기 예열과 제조 중 소모되는 열손실을 방지하여 에너지를 절감할 수 있으며, 신속하게 건조시키며 포집할 수 있는 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치를 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치를 나타낸 측면도이다.
도 3은 CNF현탁액을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 이미지이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치의 챔버를 나타낸 확대도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치의 근적외선 공급부를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치의 원적외선 공급부를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치의 반사판을 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치를 통해 포집된 CNF 분말을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 이미지이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치로 제조된 CNF 분말을 재해리된 상태를 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 이미지이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치의 포집부를 나타낸 측면도이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치의 필터케이스와 백필터를 나타낸 단면도이다.
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치의 상부케이스와 하부케이스 및 개폐부를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치는, 수용부(10), 이송부(20), 챔버(30), 열원 공급부(40), 기류 공급부(50) 및 포집부(60)를 포함한다.
먼저, 수용부(10)는, CMC(carboxymethyl cellulose)를 흡착한 CNF(Cellulose NanoFiber)현탁액을 수용한다.
이때, CNF현탁액은 셀룰로오스 순도 98% 이상, 섬유 폭 5~50nm의 CNF를 정제수에 1.0%로 희석하여 호모게나이저 10,000 RPM으로 분산하고, 점도는 10,000~15,000cPs로 준비한다. 이때, CNF현탁액은 도 3과 같이 나타난다.
준비한 CNF현탁액에 치환도 0.6~0.8의 CMC를 셀룰로오스 고형분 대비 10% 투입하고, 25℃에서 호모게나이저 10,000~15,000 RPM으로 30분 분산하여 CMC를 CNF에 흡착시킨다. 이와 같이, CMC를 흡착한 CNF현탁액을 준비할 수 있다.
이송부(20)는, 수용부(10)의 CNF현탁액을 이송시키며 단부에 분무 노즐(21)을 포함한다.
도 4를 참조하면, 챔버(30)는, CNF현탁액이 분무되는 공간을 제공할 수 있다.
기류 공급부(50)는, 챔버(30) 하부에 배치되어, 기류를 형성하여 챔버(30) 내에 공급할 수 있다. 여기서, 기류 공급부(50)는 블레이드를 이용하여 기류를 공급할 수 있다.
이러한 기류에 의해 CNF현탁액에 포함된 수분이 챔버(30) 내에서 순환되며 열원으로 고르게 건조될 수 있으며, 수분이 증발되기 전에 무게에 의해 하강하던 반건조 분말이 대류 중 회전하며 다시 건조되는 효과를 얻으므로 수율을 높일 수 있다.
이때, 분무 노즐(21)은 챔버(30)의 상부 중앙에 구비될 수 있고, 챔버(30)의 내부 상부에서 하부로 CNF현탁액을 분무시킬 수 있다.
또한, 챔버(30)는, 원통형으로 형성될 수 있다.
열원 공급부(40)는, 챔버(30) 내에 열을 공급하여 CNF현탁액을 건조한다.
또한, 열원 공급부(40)는, 열풍 공급부(41), 근적외선 공급부(42) 및 원적외선 공급부(44) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
열풍 공급부(41)는, 챔버(30)의 상부 측면에 연통되어 챔버(30)의 상부로 열풍을 공급할 수 있다. 이때, 열풍은 180 내지 220℃일 수 있다.
근적외선 공급부(42)는, 다수의 근적외선 램프(43)로 이루어진 바형태로 형성되어 챔버(30)의 내측면에 다수개가 이격되어 구비되되 상하방향으로 구비될 수 있다. 이때, 근적외선 공급부(42)는 일정하게 이격되어 4개로 구비될 수 있다.
근적외선 램프(43)는, 0.8~1.4㎛의 파장을 발생시킬 수 있으며, 소비전력은 500w~1Kw 일 수 있다.
또한, 근적외선 공급부(42)는, 다수의 근적외선 램프(43)가 이격되어 배열되되, 도 5에 도시된 바와 같이, 챔버(30)의 상부에서 하부로 갈수록 이격 간격이 적어지도록 배열되어 챔버(30)의 상부보다 하부에 더 많은 근적외선을 공급할 수 있다. 이로 인해, 열풍이 공급되는 챔버(30)의 상부보다 하부에 더 많은 열을 공급하여 CNF현탁액을 고르게 건조시킬 수 있다.
원적외선 공급부(44)는, 다수의 원적외선 램프(45)로 이루어진 바형태로 형성되어 챔버(30)의 내부 상측면에 다수개가 구비되되, 분무 노즐(21)을 중심으로 원형 배열되어 구비될 수 있다. 이때, 원적외선 공급부(44)는 분무 노즐(21)을 사이에 두고 일직선 상으로 구비될 수 있다.
원적외선 램프(45)는, 3~7㎛의 파장을 발생시킬 수 있으며, 소비전력은 1Kw 일 수 있다.
또한, 원적외선 공급부(44)는, 다수의 근적외선 램프(43)가 이격되어 배열되되, 도 6에 도시된 바와 같이, 챔버(30)의 중앙에서 멀어질수록 이격 간격이 적어지도록 배열되어 챔버의 상부 중앙보다 상부 외측에 더 많은 원적외선을 공급할 수 있다. 이로 인해, 챔버(30)의 중앙보다 외측에 더 많은 열을 공급하여 CNF현탁액을 고르게 건조시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 열원 공급부(40)는 열풍에 의한 대류열 공급과, 근적외선과 원적외선에 의한 복사열 공급이 가능하다. 특히, 근적외선과 원적외선의 파장을 단파장과 장파장으로 다르게 하여 챔버(30) 내 공간에 고르게 분산되어, 빠르게 수분을 증발시킬 수 있다.
그리고, 근적외선 공급부(42)와 원적외선 공급부(44)를 이용하여 추가로 열원을 챔버(30)에 공급함에 따라, 열풍으로만 CNF현탁액 건조시보다 초기 예열과 제조 중 소모되는 열손실을 방지할 수 있고, 약 30%이상의 에너지를 절감할 수 있다.
한편, 도 7을 참조하면, 챔버(30)는, 내측면에 근적외선과 원적외선을 반사할 수 있도록 근적외선 공급부(42) 사이 및 원적외선 공급부(44) 사이에 반사판(46)이 구비될 수 있다.
이때, 반사판(46)은 근적외선과 원적외선을 반사함에 따라, 복사열의 효율성을 높일 수 있으며, 챔버(30)의 공간에 전체적으로 근적외선과 원적외선에 의한 복사열이 전달될 수 있다.
또한, 반사판(46)은, 챔버(30)의 내측면과 이격되어 구비되고, 챔버(30)의 내측면에 마주하는 일측면에 열전도 방지판(47)이 부착되어 챔버(30)로 열전도가 이루어지지 않도록 할 수 있으며, 이로 인한 열손실을 최소화할 수 있다.
포집부(60)는, 연통관을 통해 챔버(30)에 연통되어, 기류에 의해 이송되는 CNF 분말을 포집할 수 있다.
이때, 포집부(60)는, 제1포집부(70) 및 제2포집부(80)를 포함할 수 있다. 또한, 제1포집부(70)에 포집되는 CNF 분말은, 제2포집부(80)에 포집되는 CNF 분말의 직경 보다 큰 직경을 갖을 수 있다. 예를 들어, 제1포집부(70)에는 평균 직경 10~15㎛, 제2포집부(80)에는 평균 직경 5~10㎛의 CNF 분말이 포집될 수 있다.
여기서, 포집부(60)에 포집된 CNF 분말은 도 8과 같이 살펴볼 수 있다.
그리고, 상술한 바와 같이, 본 발명의 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치를 통해 포집된 CNF 분말을 물에 1.0% 수 분산 시, 점도 10,000~12,000 cPs, 제타포텐셜 값 -45 ~ -55mV로 나타난다. 이는 도 9와 같이 살펴볼 수 있다.
도 9를 참조하면, 재해리된 현택액이 입체 그물망 구조의 나노섬유 양상을 보임으로써, 본 발명의 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치를 통해 제조된 CNF 분말은 응집과 수축이 적게 발생하여, 이종소재와 혼합 시 분산성을 확보할 수 있으며, 다시 수분산하여 현탁액화 할 때, 적은 에너지로 재해리가 용이할 뿐만 아니라, 재해리된 이후에도 층 분리 없이 셀룰로오스가 균일하게 수 분산된 형태를 유지할 수 있다.
도 10 내지 도 13을 참조하면, 연통관은 챔버(30)에 연통된 제1연통관(61), 제1연통관(61)의 말단에서 분기되는 제2연통관(62) 및 제3연통관(63)을 포함할 수 있다.
제1연통관(61)은, 챔버(30)의 하부에 연통되되, 기류 공급부(50)보다 상부에서 연통된다.
즉, 건조된 CNF 분말은 챔버(30) 내에서 하강하여 제1연통관(61)을 통해 제2연통관(62)으로 에어와 함께 이동된다. 이때, 건조된 CNF 분말은 열풍에 의해 또는 후술할 배기부(64)의 작동으로 인해 제1연통관(61)으로 흡입될 수 있다.
제2연통관(62)은 제1연통관(61)의 말단에서 중력방향으로 연장되어 제1포집부(70)에 연통된다. 여기서, 제1포집부(70)는, 제2연통관(62)의 하부에 연결되고, 제1연통관(61)을 통해 제2연통관(62)으로 이동된 CNF 분말 중 직경이 큰 CNF 분말이 가라앉으며 포집된다. 이때, 직경이 작은 CNF 분말은 제3연통관(63)으로 이동된다.
제3연통관(63)은 제1연통관(61)의 말단에서 중력방향의 반대 방향으로 연장되어 제2포집부(80)에 연통된다.
한편, 제2포집부(80)는, 제3연통관(63)과 연통되는 필터케이스(81)와, 필터케이스(81)의 내부에 구비되어 CNF 분말을 필터링하는 백필터(82) 및 필터케이스(81)의 상부에 구비되어 백필터(82)로 필터링된 에어를 외부로 배출시키는 배기부(64)를 더 포함할 수 있다.
이때, 제3연통관(63)은, 필터케이스(81)에 연통되되, 백필터(82)보다 하부에 연통될 수 있다.
또한, 필터케이스(81)는, 상부에 배기부(64)와 연통되는 배기공이 형성되고, 배기공으로 에어가 배기될 때 CNF 분말이 재 필터링되도록 보조필터가 더 구비될 수 있다.
즉, 배기부(64)가 제2포집부(80)의 내부 에어를 외부로 배기시킴에 따라, 제3연통관(63)을 통해 필터케이스(81)로 이동된 CNF 분말은 백필터(82)에 의해 필터링되는 것이다. 이때, 배기부(64)가 작동하면서, 필터케이스(81)는 진공상태가 될 수 있다. 그리고, 배기부(64)가 작동을 멈추면 필터케이스(81)는 진공상태가 해제될 수 있다.
또한, 도 14를 참조하면, 제2포집부(80)는, 필터케이스(81)의 하부에 연통되고, 하단에 개구공(83)이 형성된 상부케이스(84)와, 상부케이스(84)의 개구공(83)에 연결되어 하부로 연장 연결된 하부케이스(85) 및 개구공(83)을 개폐하는 개폐부(86)를 더 포함할 수 있다.
이때, 하부케이스(85)는, 상부케이스(84)로부터 착탈 가능하게 연결되어, 사용자에 의해 분리될 수 있다. 즉, 사용자는, 본 발명의 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치가 작동이 멈추면, 최종적으로 포집되는 CNF 분말이 하부케이스(85)에 포집되고, 하부케이스(85)를 분리하여 포집된 CNF 분말을 용이하게 수거할 수 있다.
여기서, 필터케이스(81)가 진공상태가 되면, 연통된 상부케이스(84)도 진공상태가 이루어진다. 그리고, 필터케이스(81)로 이동된 CNF 분말 중 일부는 백필터(82)에 필터링되어 포집되고, 일부는 가라앉아 상부케이스(84)에 포집될 수 있다.
한편, 개폐부(86)는, 개구공(83)을 막는 마개부(87)와, 일단이 마개부(87)에 연결되고, 중간이 회동할 수 있게 구비된 연결바(88) 및 연결바(88)의 타단에 구비된 무게추(89)를 포함할 수 있다.
마개부(87)는, 배기부(64)가 에어를 배기시킴에 따라 필터케이스(81)의 내부가 진공상태가 되어 개구공(83)에 밀착됨과 동시에 개구공(83)을 폐쇄할 수 있다. 또한, 배기부(64)의 작동이 멈춰 진공상태가 해제되면 상부케이스(84)에 포집된 CNF 분말의 무게에 의해 자동으로 개구공(83)을 개방할 수 있다. 이로 인해, 상부케이스(84)에 포집된 CNF 분말이 개방된 개구공(83)을 통해 하부케이스(85)로 이동되고, 모두 이동되면 무게추(89)의 무게에 의해 회동되어 개구공(83)을 다시 폐쇄시킨다.
또한, 사용자는 무게추(89)를 잡고, 마개부(87)를 회동시키며 상부케이스(84)의 개구공(83)을 타격함에 따라, 상부케이스(84) 내측에 포집된 CNF 분말을 하부케이스(85)로 이동시킬 수 있어, 사용자가 쓸어내릴 필요 없고 수거를 보다 용이하게 할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. 더불어, 상술하는 과정에서 기술된 구성의 작동순서는 반드시 시계열적인 순서대로 수행될 필요는 없으며, 각 구성 및 단계의 수행 순서가 바뀌어도 본 발명의 요지를 충족한다면 이러한 과정은 본 발명의 권리범위에 속할 수 있음은 물론이다.
10 : 수용부 20 : 이송부
21 : 분무노즐 30 : 챔버
40 : 열원 공급부 41 : 열풍 공급부
42 : 근적외선 공급부 43 : 근적외선 램프
44 : 원적외선 공급부 45 : 원적외선 램프
46 : 반사판 47 : 열전도 방지판
50 : 기류 공급부 60 : 포집부
61 : 제1연통관 62 : 제2연통관
63 : 제3연통관 70 : 제1포집부
80 : 제2포집부 81 : 필터케이스
82 : 백필터 83 : 개구공
84 : 상부케이스 85 : 하부케이스
86 : 개폐부 87 : 마개부
88 : 연결바 89 : 무게추

Claims (8)

  1. CMC를 흡착한 CNF현탁액을 수용하는 수용부;
    상기 수용부의 상기 CNF현탁액을 이송시키며 단부에 분무노즐을 포함하는 이송부;
    상기 CNF현탁액이 분무되는 공간을 제공하는 챔버;
    상기 챔버 내에 열을 공급하여 CNF현탁액을 건조하는 열원 공급부;
    상기 챔버 하부에 배치되어, 기류를 형성하여 챔버 내에 공급하는 기류 공급부; 및
    연통관을 통해 상기 챔버에 연통되어, 상기 기류에 의해 이송되는 CNF 분말을 포집하는 포집부; 를 포함하고,
    상기 포집부는, 제1포집부 및 제2포집부를 포함하고,
    상기 연통관은 상기 챔버에 연통된 제1연통관, 상기 제1연통관의 말단에서 분기되는 제2연통관 및 제3연통관을 포함하고,
    상기 제2연통관은 상기 제1연통관의 말단에서 중력방향으로 연장되어 상기 제1포집부에 연통되고,
    상기 제3연통관은 상기 제1연통관의 말단에서 중력방향의 반대 방향으로 연장되어 상기 제2포집부에 연통되고,
    상기 열원 공급부는,
    근적외선 공급부 또는 원적외선 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2포집부는, 상기 제3연통관이 연통되는 필터케이스와, 상기 필터케이스의 내부에 구비되어 CNF 분말을 필터링하는 백필터 및 상기 필터케이스의 상부에 구비되어 상기 백필터로 필터링된 에어를 외부로 배출시키는 배기부를 더 포함하고,
    상기 제1포집부에 포집되는 CNF 분말은, 직경이 상기 제2포집부에 포집되는 CNF 분말의 직경 보다 큰 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 분말 제조 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열원 공급부는,
    열풍 공급부를 더 포함하는 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 열풍 공급부는, 상기 챔버의 상부 측면에 연통되어 챔버의 상부로 열풍을 공급하고,
    상기 근적외선 공급부는, 다수의 근적외선 램프로 이루어진 바형태로 형성되어 상기 챔버의 내측면에 다수개가 이격되어 구비되되 상하방향으로 구비되고,
    상기 원적외선 공급부는, 다수의 원적외선 램프로 이루어진 바형태로 형성되어 상기 챔버의 내부 상측면에 다수개가 구비되되, 상기 분무노즐을 중심으로 원형 배열되어 구비되고,
    상기 챔버는, 내측면에 근적외선과 원적외선을 반사할 수 있도록 상기 근적외선 공급부 사이 및 상기 원적외선 공급부 사이에 반사판이 구비되고,
    상기 반사판은, 상기 챔버의 내측면과 이격되어 구비되고, 챔버의 내측면에 마주하는 일측면에 열전도 방지판이 부착되어 챔버로 열전도가 이루어지지 않는 것을 특징으로 하는 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 근적외선 공급부는, 다수의 근적외선 램프가 이격되어 배열되되, 상기 챔버의 상부에서 하부로 갈수록 이격간격이 적어지도록 배열되어 상기 챔버의 상부보다 하부에 더 많은 근적외선을 공급하고,
    상기 원적외선 공급부는, 다수의 근적외선 램프가 이격되어 배열되되, 상기 챔버의 중앙에서 멀어질수록 이격간격이 적어지도록 배열되어 상기 챔버의 상부 중앙보다 상부 외측에 더 많은 원적외선을 공급하는 것을 특징으로 하는 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1연통관은, 상기 챔버의 하부에 연통되되, 상기 기류 공급부보다 상부에서 연통되고,
    상기 제3연통관은, 상기 필터케이스에 연통되되, 상기 백필터보다 하부에 연통되고,
    상기 필터케이스는, 상부에 상기 배기부와 연통되는 배기공이 형성되고, 상기 배기공으로 에어가 배기될 때 상기 CNF 분말이 재필터링되도록 보조필터가 더 구비된 것을 특징으로 하는 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2포집부는, 상기 필터케이스의 하부에 연통되고, 하단에 개구공이 형성된 상부케이스와, 상기 상부케이스의 개구공에 연결되어 하부로 연장 연결된 하부케이스 및 상기 개구공을 개폐하는 개폐부를 포함하는 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 개폐부는,
    상기 개구공을 막는 마개부와,
    일단이 상기 마개부에 연결되고, 중간이 회동가능하게 구비된 연결바 및
    상기 연결바의 타단에 구비된 무게추를 포함하고,
    상기 마개부는, 상기 배기부가 에어를 배기시킴에 따라 필터케이스의 내부가 진공상태가 되어 상기 개구공에 밀착되어 상기 개구공을 폐쇄하고, 진공상태가 해제되면 상부케이스에 포집된 상기 CNF 분말의 무게에 의해 자동으로 개구공을 개방하고, 상부케이스에 포집된 CNF 분말이 개방된 개구공을 통해 하부케이스로 모두 이동되면 상기 무게추의 무게에 의해 회동되어 개구공을 폐쇄시키는 것을 특징으로 하는 나노 셀룰로오스 분말 제조 장치.



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