KR20090085526A - 탄소 나노튜브로 안전하게 충전하는 방법, 이 방법을 사용하는 충전 시스템 및 산업 설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타방의 수용체 (106) 로부터의 탄소 나노튜브 (CNT) 로 수용체 (200) 를 충전하는 방법에 관한 것으로, CNT 는 이중 밸브 장치 (30) 를 포함하는 연결부 (300) 에 의해 일방의 수용체로부터 타방의 수용체로 가게 되고, 밸브 (31, 32) 각각은 수용체 각각에 연결되며, 상기 밸브 (31, 32) 는 독립적으로 그리고 기밀하게 폐쇄되며 또한 서로 연결될 때에만 개방가능하다.

본 발명은 용기에 CNT 를 패키징하는데 적용된다.

Description

탄소 나노튜브로 안전하게 충전하는 방법, 이 방법을 사용하는 충전 시스템 및 산업 설비 {METHOD FOR SAFE FILLING WITH CARBON NANOTUBES, FILLING SYSTEM AND INDUSTRIAL PLANT EMPLOYING THIS METHOD}

본 발명은 타방의 수용체로부터의 탄소 나노튜브 (CNT) 로 수용체를 안전하게 충전하는 산업용 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 방법을 사용하는 충전 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 탄소 나노튜브의 안전한 패키징을 위한 설비로서, 본 발명에 따른 충전 시스템이 장착된 설비에 관한 것이다.

탄소 나노튜브 (CNT) 는 0.4 ㎚ ~ 50 ㎚ 범위의 직경 및 이 직경의 100 배가 넘는 길이로 된 입자이다. CNT 는 입자의 평균 직경이 약 400 미크론인 입자 크기의 범위로 된 분말 형태로 존재하도록 다발을 형성한다.

CNT 와 관련된 활용도의 증가로 인해, CNT 제조사로서 이들의 능력에 있어서 출원인은 상당량의 CNT 분말을 취급하게 되고 또한 CNT 를 용기내에 패키징하여 반응기와 저장 호퍼 (hopper) 사이에서 이송하도록 하는 해결책을 모색하게 되었다. 하지만, CNT 분말이 심지어 적은 양으로도 공기중으로 방출되면 이와 관련된 위험이 오늘날까지 알려져 있지 않더라도, CNT 의 취급 및 이 CNT 를 패키징하고 이송하기 위한 시스템의 구성은 잠재적으로 환경 및 작업자의 안전에 대한 문제점을 유발할 수 있다.

발생한 일로서는, 특히 타방의 수용체로부터의 CNT 로 수용체를 충전할 때 본 출원인은 어려움에 직면하게 되었다. 용기안에 CNT 를 패키징하기 위한 산업용 설비가 구성되면 수용체 충전 작업이 실시되어야 한다.

발생한 일로서는, 본 출원인은 CNT 가 인간 및 환경에 어떠한 영향을 주는지 알지 못한 채 산업적 규모로 CNT 를 이송하는 과제를 해결해야 했다. 이러한 과제를 해결하기 위해서, 출원인은 환경에 대하여 최대 수준의 안전을 제공하고 또한 산업적 규모의 사용과 양립할 수 있는 해결책을 선택하게 되었다.

이와 관련하여, 본 출원인은 예방적인 접근법을 선택하였고 또한 2 개의 수용체 사이에 위치된 기계적 연결부를 통하여 일방의 수용체로부터 타방의 수용체로 CNT 를 이송할 때 최대 수준의 안전을 제공하도록 하는 해결책을 모색하였다. 특히, 본 출원인은 산업 공정과 양립할 수 있는 방식으로 저장 수용체로부터의 CNT 로 CNT 패키징 수용체를 충전하는 작업시 최대의 안전을 제공해주는 해결책을 모색하였다.

이러한 동일한 접근법으로, 본 출원인은 CNT 가 제조되는 반응기에서부터 CNT 분말을 용기안에 패키징되는 지점까지 이송하기 위해 개발된 산업용 설비 전체에 걸쳐 최대 수준의 안전성을 주는 해결책을 모색하였다.

이를 위해, 본 출원인은 안전한 이중 밸브 장치를 통하여 CNT 를 담는 수용체와 이 CNT 를 수용하는 수용체간의 연결을 얻을 수 있는 안전한 충전 방법을 개발하였다.

이중 밸브 장치는 이송시 또는 그 후에 환경에 대하여 가능한 한 가장 기밀하고 고도의 안전성을 제공해주는데, 그 이유는 밸브 중 개방 공기에 노출되는 부분이 이송시 오염되지 않기 때문이다.

유럽특허문헌 제 1 468 917 호에는 일방의 용기로부터 타방의 용기로 분말, 미립자, 페이스트, 액체 또는 가스를 이송하기 위한 이송 장치가 기재되어 있다. 이러한 이송 장치는 일방의 용기의 개방을 폐쇄하는 원뿔형 밸브와, 이 원뿔형 밸브를 이동시키는 구동 기구; 타방의 용기에 위치된 차단 헤드와, 원뿔형 밸브의 추진력으로 이 차단 헤드를 용기 내측으로 이동시키고 또한 구동 추진력이 없을 때 차단 밸브가 초기 위치로 복귀됨을 보장하는 기구로 구성된다.

원뿔형 밸브는 일방의 용기에 내장되는 유압식, 전기식 또는 공압식 실린더형의 구동 기구에 의해 움직이게 된다.

상기 차단 헤드는 타방의 용기에 내장되는 복귀 기구에 연결된다.

밸브를 구동시키는 구동 기구는 용기 내부에 내장된다. 그리하여, 이러한 구동 기구를 외부에서 제어할 수 있도록 용기를 적합하게 할 필요가 있다.

상기 문헌에 기재된 장치는 탄소 나노튜브의 이송을 취급하지 않는다. 어떠한 경우에, 상기 이송 장치는 탄소 나노튜브에 적합하지 않은데, 그 이유는 용기 내부에 있고 밸브를 구동시키는 구동 기구가 이송될 분말과 접촉하기 때문이다. 그리하여, 오염 및 고장날 위험이 있고, 이러한 위험은 이송될 분말이 미세할수록 높아지는데, 탄소 나노튜브 등의 나노 입자는 매우 미세하다.

또한, 상기 장치는 탄소 나노튜브로 충전하기 위한 산업용 방법에 적합하지 않은데, 그 이유는 상기 장치가 원뿔형 밸브의 이동을 작동시킬 수 있도록 특별히 외부에서 제어되는 용기를 필요로 하기 때문이다.

이러한 단점 이외에도, 상기 유형의 밸브로 구성되는 이송 장치는, 탑재되는 용기에서 이 용기의 종축선을 따라 각각 이동하는 헤드 복귀 기구와 밸브 구동 기구를 포함하기 때문에 복잡하며 대형이다.

따라서, 탄소 나노튜브를 이송할 시 최대 수준의 안전을 제공하고 또한 일지점에서 타지점으로 CNT 를 이송하기 위한 산업적 해결책을 제공하기 위해서, 본 출원인은 예를 들어 "Buck" 또는 "Glatt" 유형의 장치 등의 이중 밸브 장치를 용기에 설치하였다. 이러한 이중 밸브 장치는 버터플라이 (butterfly) 밸브로도 알려져 있다. 이러한 이중 밸브 장치는, 매우 컴팩트하고 매우 기밀하게 밀봉된 2 개의 편평한 원통형 요소 형태의 컴팩트한 장치이다. 각각의 요소는 능동형 밸브인 일방의 밸브와 수동형 밸브인 타방의 밸브를 구성한다.

지금까지는, "Buck" 또는 "Glatt" 형의 이중 밸브 장치는, 제약 실험실에서 CNT 보다 큰 직경의 입자 크기로 된 소량의 분말을 취급하는데 사용되었다.

상기 장치는 능동형의 제 1 밸브와 수동형 밸브를 포함한다. 장치의 능동형 밸브의 주변에 개방 제어부가 있다. 이중 밸브 장치는 2 개의 밸브가 서로 연결될 때에만 개방될 수 있다. 개방 제어부는 연결이 없을 때 잠겨진다. 이러한 유형의 밸브에 의해 서로 연결되는 2 개의 수용체 사이의 통로는, 서로 대향하고 개방 제어부의 작용하에서 직경방향 축선을 중심으로 선회하는 셔터에 의해 개폐된다. 수용체내에 포함되는 제품과 접촉하는 셔터의 면은 외부와 절대로 접촉하지 않는다. 그리하여, 2 개의 밸브가 분리된 후에도 제품 (분말 등) 은 셔터의 외면에 존재하지 않는다. 이렇게 해서, 제품을 이송할 시 또한 심지어 그 후에도 환경이 보호된다.

본 발명의 보다 특별한 과제는, 타방의 수용체로부터의 탄소 나노튜브로 수용체를 충전하는 산업용 방법으로서, CNT 는 이중 밸브 장치를 포함하는 연결부에 의해 일방의 수용체로부터 타방의 수용체로 가게 되고, 밸브 각각은 수용체 각각에 연결되며, 상기 밸브는 독립적으로 그리고 기밀하게 폐쇄되며 또한 서로 연결될 때에만 개방가능하고, 상기 이중 밸브 장치는 버터플라이 밸브형의 이중 밸브 장치이다.

이러한 충전하는 산업용 방법을 CNT 의 계량에 적용할 때, CNT 는 용기에서부터 계량 장치로 이송되고, 상기 방법은, 능동형 밸브인 일방의 밸브를 용기에 연결시키고 수동형 밸브인 타방의 밸브를 계량 장치에 연결시키는 단계로 구성된다.

이러한 충전하는 산업용 방법을 저장 호퍼로부터의 CNT 를 용기내에 패키징하는데 적용할 때, 상기 방법은, 능동형 밸브인 일방의 밸브를 호퍼의 출구 라인에 연결시키고 수동형 밸브인 타방의 밸브를 용기에 연결시키는 단계로 구성된다.

본 발명은 또한 타방의 수용체로부터의 탄소 나노튜브로 수용체를 충전하는 산업용 시스템으로서, 이를 위해 상기 시스템은 2 개의 수용체 사이에 이중 밸브 장치를 구비하는 연결 수단을 포함하고, 제 1 밸브를 일방의 수용체에 연결시킬 수 있고, 타방의 밸브를 타방의 수용체에 연결시킬 수 있으며, 밸브 각각은 수용체에 장착되면 독립적으로 또한 기밀하게 폐쇄되고, 2 개의 밸브를 서로 연결시킬 수 있으며, 이러한 연결로 밸브가 개방될 수 있고, 상기 이중 밸브 장치는 버터플라이 밸브형의 이중 밸브 장치이다.

이중 밸브 장치의 적어도 하나의 밸브는 능동형이고, 즉 개방 제어부를 포함한다. 제 2 밸브는 수동형 밸브이다.

이중 밸브 장치는 편평하고 컴팩트하며 또한 셔터를 구비하고, 이 셔터는 서로 대향하며 능동형 밸브의 외측 주변에 대한 개방 제어부의 작용으로 직경방향 축선을 중심으로 선회한다.

상기 산업용 시스템은, 용기의 직경을 밸브의 직경에 맞도록 하기 위해 어댑터를 포함한다. 밸브가 연결될 수 있도록 용기 각각의 개구부에는 어댑터가 고정될 수 있다.

본 발명은 일방의 수용체에서부터 타방의 수용체로 CNT 를 이송하거나 타방의 수용체로부터의 CNT 로 일방의 수용체를 충전하도록 해주는 이중 밸브 장치의 밸브가 장착된 어떠한 수용체에도 적용된다.

저장 수용체형의 수용체는 이중 밸브 장치의 능동형 밸브에 연결된다.

CNT 를 패키징하기 위한 수용체 또는 다른 이송 수용체는 이중 밸브 장치의 수동형 밸브에 연결되고, 예를 들어 이 밸브를 수용체의 개구부에 직접 연결시킬 수 있다.

본 발명은 또한 CNT 를 용기에 패키징하기 위한 산업용 설비에 관한 것으로, 이 산업용 설비에는 본 발명에 따른 탄소 나노튜브로 충전하는 산업용 시스템이 장착된다.

본 발명의 다른 사항 및 장점은 비한정적인 예시적인 실시예에 의한 이하의 설명 및 도면으로부터 명백할 것이다.

본 발명에 의하여, 타방의 수용체에서 일방의 수용체로 또는 타방의 CNT 로 일방의 수용체를 충전할 때, CNT 를 외부로 누출하지 않고 완전히 안전하게 이송하여, 작업자 및 환경을 오염시키지 않는다.

도 1 은 제 1 수용체로부터의 CNT 를 타방의 수용체로 이송하는 것을 포함하는 제 1 적용시 본 방법을 실시하기 위한 CNT 충전 시스템의 개략도.

도 2 는 본 방법을 실시하는 CNT 충전 시스템을 사용하여 CNT 를 용기안에 패키징하기 위한 산업용 설비의 개략도.

도 3a 및 도 3b 는 분리 위치와 연결 위치에서 나타낸 도 4a 및 도 4b 각각의 장치 (30) 의 AA 단면도이고, 도 3c 및 도 3d 는 이 장치의 BB 단면도.

도 4a 는 이중 밸브 장치 (30) 의 밸브 (31) 와 셔터 (34) 를 도시한 도면.

도 4b 는 이중 밸브 장치 (30) 의 밸브 (32) 와 셔터 (35) 를 도시한 도면.

도 5 는 반응기 (100) 와 패키징 단계 사이의 공압식 컨베이어 라인으로 CNT 를 패키징하기 위한 산업용 설비의 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

10 : 수용체

20 : 수용체

30 : 이중 밸브 장치

31, 32 : 밸브

33 : 어댑터

34, 35 : 셔터

103 : 저장 호퍼

200 : 패키징 용기

CNT 의 대량 취급으로 인해, 본 출원인은 제조 단계 (즉 CNT 가 형성되는 반응기) 에서부터, 예상되는 최종 용도에 따라 20ℓ 내지 2000ℓ 로 크기가 변하는 용기내에 CNT 를 패키징하는 단계까지 이르는 산업용 설비를 개발하게 되었다.

본 발명은 이러한 개발 내용에 포함되며 또한 일방의 수용체가 타방의 수용체에 직접적으로 또는 출구 라인을 통하여 기계적으로 연결될 필요가 있을 때 일방의 수용체로부터의 CNT 를 타방의 수용체 (패키징 수용체 또는 예를 들어 계량 수용체 등의 어떠한 다른 수용체이든지) 에 이송하는데 적용된다.

이하의 설명에서는 두 가지로 적용한 본 발명에 따른 방법의 용도 및 이러한 방법을 실시하는데 사용되는 시스템을 설명한다.

도 1 에 도시한 도면에 의해 설명되는 제 1 적용에 있어서, 방법 및 실시 시스템은 CNT 를 포함하는 타방의 수용체 (10) 로부터 수용체 (20) 로 CNT 를 이송시킨다. CNT 가 이송되는 수용체 (20) 는, 예를 들어 계량 장치일 수 있다. 수용체 (20) 는 저장 용기이다.

2 개의 수용체 (10, 20) 간의 연결부 (300) 는 이중 밸브 장치 (30) 를 통하여 얻어지고, 밸브 (31) 및 밸브 (32) 가 2 개의 수용체의 개구부 각각에 연결되어 있다.

이 연결부로부터 어떠한 CNT 분말 잔류물을 배출하기 위해서, 이중 밸브 장치 (30) 에 연결되는 흡인 장치 (50) 가 제공된다.

CNT 를 이송하기 위해서, 셔틀 용기, 즉 이중 밸브의 직경과 동일한 직경의 개구부를 가진 용기를 사용할 필요가 없다. 표준 직경으로 된 용기를 사용할 수 있다. 이를 위해서 용기의 뚜껑이 제거된다. 그 후, 도 1 에 도시한 직경 어댑터 (diameter adapter; 33) 가 이송 장치에 장착된다. 이렇게 하는 것은 표준 용기의 직경이 이중 밸브의 직경보다 크기 때문이다. 어댑터 (33) 는, 이 어댑터의 일방의 개구부가 뚜껑 대신에 용기에 부착되고 타방의 개구부는 밸브 (31 및/또는 32) 에 고정되도록 원뿔형이다.

(제 1 실시형태)

용기에 CNT 를 패키징하는 제 2 적용시 CNT 충전 방법을 이하 설명한다.

도 2 에 도시된 도면에 의해 설명되는 제 1 실시형태에 있어서, CNT 를 이송하지 않고 패키징을 실시하고, 이 CNT 는 CNT 분말을 보유하는 저장 호퍼 (103) 에서부터 용기 (200) 안으로 이송된다. 호퍼 (103) 의 출구와 용기 (200) 의 개구부간의 기계적 연결부는 동일한 회사로부터 구입가능한 "Buck" 또는 "Glatt" 버터플라이 밸브형의 이중 밸브 장치 (30) 에 의해 얻어진다. 이중 밸브 장치의 직경이 밸브 (32) 의 직경과 동일하지 않으면, 이 이중 밸브 장치는 직경에 맞도록 용기 (200) 에 설치되는 어댑터 (33) 를 가질 수 있다.

반응기 (100) 에서부터 패키징부까지의 산업용 설비 (I1) 를 구성하는 부재는 다음과 같다.

- 냉각기 (101)

- 스크린 (102)

- 저장 호퍼 (103)

- 밸브 (301, 302)

- 이중 밸브 장치 (30) 를 포함하는 패키징용 충전 시스템 (300)

코크스 (coke) 가 없는 매우 고품질의 분말을 얻기 위해서 가장 큰 입자가 제거된다. 이를 위해, 큰 입자를 분리하기 위해서 냉각기 다음에 스크린 (102) 이 배치된다. 이 스크린 (102) 은, 완전히 밀봉되어야 하고, 또한 작업자와 CNT 분말간의 어떠한 접촉도 허용해서는 안되며, 예를 들어 RITEC 사제의 컴팩트한 스크린일 수 있다. 0.1 ㎡ 의 여과 영역에 대하여 400 mm 스크린 직경을 가진 스크린의 컷오프 (cut-off) 는 2 ㎜ 이다. 이러한 도구는 높은 유량으로 분말을 연속적으로 선별하고, 이러한 장비의 장점은 선별 성능이 더 높도록 해주는 이 장비의 측방 모터이다.

호퍼 (103) 는 스크린의 출구에 연결된다. 이 호퍼는 피라미드 형상인 것이 바람직하고 또한 특별한 예시적인 실시형태에서는 350 ℓ 의 용량을 가지며 스테인리스 강으로 제조된다.

기계적 연결부 (300) 는 버터플라이형의 이중 밸브 장치 (30) 덕분에 호퍼로부터의 CNT 유입부와 용기 (200) 의 개구부 사이에서 안전한 충전을 가능하게 해준다.

도면에 도시하지 않은 다른 변형예에 있어서, 호퍼 (103) 로부터 나온 CNT 는 제어 밸브를 통과할 수 있다. 그러면, 이중 밸브 장치 (30) 의 능동형 밸브 (31) 는 이 제어 밸브에 연결된다.

패키징 용기 (200) 는 이중 밸브 장치 (30) 의 수동형 밸브 (32) 에 연결된다.

예를 들어, "BUCK" 형의 버터플라이형의 이중 밸브 장치로 분말과 외부간의 어떠한 접촉을 방지할 수 있고, 그리하여 CNT 분말은 완전히 안전하게 이송될 수 있다. 이러한 유형의 밸브의 기술 덕분에, CNT 분말이 이송되는 방식은 매우 유폐적이고 먼지가 생기지 않는다. 이러한 밸브의 구성으로 CNT 분말이 누출하여 외부를 오염시킬 어떠한 가능성도 방지한다.

본 실시형태에서, 이중 밸브 장치의 수동형 밸브 (32) 는 패키징 용기 (200) 의 개구부에 연결되고, 능동형 밸브 (31) 는 저장 호퍼의 출구에 연결된다.

본원에 기재된 이중 밸브 장치의 작동 방법을 이해하기 위해서는 도 3a ~ 도 3d 및 도 4a ~ 도 4d 를 참조할 수 있다.

수용체 (20) 또는 용기 (200) 측의 수동형 밸브 (32) 가, 타방의 수용체 (10) (도 1 참조) 또는 호퍼 (103) (도 2 참조) 로부터 CNT 를 수용하는 능동형 밸브 (32) 에 연결될 때, 이 밸브의 셔터 (34, 35) 의 2 개의 외부면은 서로 가압되어, 어떠한 CNT 분말이라도 이 외부면을 오염시키는 것이 방지된다. 그리하여, 밸브 (31, 32) 를 분리할 때, 셔터 (34, 35) 의 면들이 외부와 접촉하게 되지만 분말로 오염되지는 않는다. 또한, 2 개의 밸브 (31, 32) 의 연결로 개방 제어부 (36) 가 잠금해제되고, 그러면 셔터는 제어부의 작용하에서 선회할 수 있다. 제어부는 자동 또는 수동일 수 있다.

그러면, 이중 밸브가 개방되면 CNT 분말은 어떠한 외부 누출 없이 유동할 수 있게 된다.

(제 2 실시형태)

도 5 에 도시된 도면에 의해 설명되는 제 2 실시형태에 있어서, 이송 후에 패키징을 실시한다. 이 경우에, 설비 (I2) 는 CNT 를 제조하는 반응기 (100) 에서부터 멀리 있는 저장 호퍼 (106) (예를 들어, 다른 건물이나 다른 층에 위치한 저장 호퍼) 로 CNT 를 이송하는 회로 (circuit) 를 포함한다.

CNT 분말의 품질을 유지해주고 또한 미립자의 생성을 피하기 위해서, 선택된 이송 유형은 밀집상으로 이송하는 공압식 이송이다. 사용되는 가스는 공기이다.

완전히 안전하게 이송하기 위해서, 누출이 있는 경우에 CNT 분말이 대기로 방출될 수 없도록 회로가 진공상태인 작업을 선택하였다.

반응기 (100) 에서부터 패키징 단계까지의 산업용 설비를 구성하는 요소는 다음과 같다.

- CNT 가 형성되는 반응기 (100)

- 냉각기 (101)

- 기밀실 (airlock; 120)

- 공압식 컨베이어 (400)

- 공기 여과부 (108) 를 갖춘 진공실 (105)

- 직렬 스크린 (102)

- 저장 호퍼 (106)

- 계량 밸브 (104)

- 공기 필터 (107)

- 버터플라이형의 이중 밸브 장치 (안전 밸브를 갖춘 장치) 를 사용하여 패키징하기 위한 충전 시스템 (300)

기밀실 (120) 은 반응기 (100) 에 의해 생성된 CNT 분말을 회수하도록 하고 공압식 이송이 실시되기 전에 어떠한 미량의 에틸렌 및 무엇보다도 수소를 제거하기 위해서 진공을 질소로 교체하여 상기 분말이 불활성화되도록 한다.

기밀실 (120) 에는 또한 가압기가 장착될 수 있어서, 적절하다면, 역류로 작동할 수 있다.

수소의 존재는 누출하여 공기와 접촉할 경우에 위험한 것으로 알려져 있다. 탄소 나노튜브는 (CNT 를 이송하기 전에) 기밀실 (120) 의 출구에 위치된 직렬 분석기가 에틸렌 농도를 점검할 때까지 이송되지 않는다. 더이상 에틸렌이 존재하지 않으면 수소 또한 없어질 것으로 가정한다.

코크스가 없는 고품질의 분말을 얻기 위해서, 가장 큰 입자는 제거된다. 이를 위해, 큰 입자를 분리하기 위해서 이송 회로 (400) 내에 진공실 (105) 다음에 직렬 스크린 (102) 이 위치된다. 이 스크린 (102) 은, 완전히 밀봉되어야 하고, 또한 작업자와 CNT 분말간의 어떠한 접촉도 허용해서는 안되며, 예를 들어 RITEC 사제의 컴팩트한 스크린일 수 있다. 0.1 ㎡ 의 여과 영역에 대하여 400 mm 스크린 직경을 가진 스크린의 컷오프는 2 ㎜ 이다. 이러한 도구는 높은 유량으로 분말을 연속적으로 차단하고, 이러한 장비의 장점은 차단 성능이 더 높도록 하는 이 장비의 측방 모터이다.

호퍼 (106) 는 피라미드 형상인 것이 바람직하고 또한 특히 예시적인 실시형태에서는 350 ℓ 의 용량을 가지며 스테인리스 강으로 제조된다.

계량 장치 (도시하지 않음) 가 어떠한 순간에 서로 반응기 (100) 에서 생성된 CNT 의 양을 결정할 수 있도록 해준다.

CNT 분말과 함께 이송되는 공기는 HEPA 필터 (H14) 등의 고효율성 필터가 장착된 공기 여과 장치 (107) 에 보내진다. HEPA 필터는 99.995% 의 효율로 공기내 0.3 ㎛ 직경의 입자를 유지할 수 있는 능력을 가진다.

CNT 를 패키징하기 위한 상기 충전 시스템은 다양한 상이한 체적 (1ℓ 내지 10ℓ 의 소 체적, 60ℓ 내지 200ℓ, 심지어 1 ㎥ 까지의 대 체적 (100 g 내지 100 kg , 및 그 이상의 중량)) 의 탄소 나노튜브를 제공할 수 있고 또한 분말을 취급하지 않고 완전히 안전하게 작업할 수 있도록 해준다.

호퍼로부터의 CNT 유입부와 용기의 개구부간의 기계적 연결부 (300) 는 버터플라이형의 이중 밸브 장치 (30) ("Buck" 또는 "Glatt" 유형의 장치) 에 의해 이루어질 수 있다.

호퍼로부터의 CNT 는 우선 제어 밸브 (104) 를 통과한다. 이중 밸브 장치 (30) 의 능동형 밸브 (31) 는 이 제어 밸브 (104) 에 연결된다.

과도한 벌크를 방지하기 위하여, 제어 밸브 (104) 는 DOSIMAT 형의 계량 장치를 포함한다. 이 제어 밸브는 DN 150 단면을 가지고 또한 실린더에 의해 움직일 수 있는 원형의 디스크로 구성되며, 이 원형의 디스크는, 축선을 중심을 선회할 때, 완전히 폐쇄된 상태에서 넓게 개방된 상태로 변할 수 있는 초승달 형상의 개구부를 통하여 제품을 더 많이 또는 더 적게 유동시키는 경로를 개방시킨다.

또한, CNT 를 사용할 설비에 장착되는 수용 호퍼안으로의 이송 후 수용 용기를 비울 수도 있다. 이러한 경우에, 수용 호퍼에는 이러한 이송을 완전히 안전하게 실시하도록 하기 위해 능동형 밸브가 장착된다.

전술한 산업 설비는 CNT 분말을 완전히 안전하게 패키징하도록 해주고, 이러한 안전은 용기안으로 패키징할 시 또한 반응기에서부터 안전한 연결 장치 (30) 까지의 이송 라인 전체에 걸쳐 유지된다.

Claims (12)

1. 타방의 수용체로부터의 탄소 나노튜브 (CNT) 로 수용체를 충전하는 산업용 방법으로서,

   CNT 는 이중 밸브 장치 (30) 를 포함하는 연결부 (300) 에 의해 일방의 수용체로부터 타방의 수용체로 가게 되고,

   밸브 (31, 32) 각각은 수용체 각각에 연결되며,

   상기 밸브 (31, 32) 는 독립적으로 그리고 기밀하게 폐쇄되며 또한 서로 연결될 때에만 개방가능하고,

   상기 이중 밸브 장치는 버터플라이 밸브형의 이중 밸브 장치인, 타방의 수용체로부터의 CNT 로 수용체를 충전하는 산업용 방법.
2. 제 1 항에 있어서, CNT 의 계량에 적용되고,

   일방의 수용체는 용기 (10) 이고, 타방의 수용체는 계량 장치 (20) 이며,

   상기 방법은, 능동형 밸브인 일방의 밸브를 용기 (10) 에 연결시키고 수동형 밸브인 타방의 밸브를 계량 장치 (20) 에 연결시키는 단계로 구성되고,

   상기 능동형 밸브 (31) 는 개방 제어부를 포함하는 밸브이며,

   상기 제어부는 두 밸브가 연결되지 않았을 때 잠기게 되는 것을 특징으로 하는 타방의 수용체로부터의 CNT 로 수용체를 충전하는 산업용 방법.
3. 제 1 항에 있어서, CNT 의 패키징에 적용되고,

   일방의 수용체는 저장 호퍼 (103 또는 106) 이고, 타방의 수용체는 용기 (200) 이며,

   상기 방법은, 능동형 밸브인 일방의 밸브를 호퍼 (103) 의 출구 라인에 연결시키고 수동형 밸브인 타방의 밸브를 용기 (200) 에 연결시키는 단계로 구성되고,

   상기 능동형 밸브 (31) 는 개방 제어부를 포함하는 밸브이며,

   상기 제어부는 두 밸브가 연결되지 않았을 때 잠기게 되는 것을 특징으로 하는 타방의 수용체로부터의 CNT 로 수용체를 충전하는 산업용 방법.
4. 타방의 수용체로부터의 탄소 나노튜브 (CNT) 로 수용체를 충전하는 산업용 시스템으로서,

   이를 위해 상기 시스템은 2 개의 수용체 사이에 이중 밸브 장치 (300) 를 구비하는 연결 수단을 포함하고,

   제 1 밸브 (31) 를 일방의 수용체에 연결시킬 수 있고, 타방의 밸브 (32) 를 타방의 수용체에 연결시킬 수 있으며,

   밸브 각각은 수용체에 장착되면 독립적으로 또한 기밀하게 폐쇄되고,

   2 개의 밸브를 서로 연결시킬 수 있으며,

   이러한 연결로 밸브가 개방될 수 있고,

   상기 이중 밸브 장치는 버터플라이 밸브형의 이중 밸브 장치인, 타방의 수용체로부터의 탄소 나노튜브 (CNT) 로 수용체를 충전하는 산업용 시스템.
5. 제 4 항에 있어서, 이중 밸브 장치의 적어도 하나의 밸브 (31) 는 능동형이고, 즉 개방 제어부를 포함하고, 제 2 밸브 (32) 는 수동형 밸브인 것을 특징으로 하는 타방의 수용체로부터의 탄소 나노튜브 (CNT) 로 수용체를 충전하는 산업용 시스템.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 버터플라이 밸브형의 이중 밸브 장치는 편평하고 컴팩트하며 또한 셔터 (34, 35) 를 구비하고, 이 셔터는 서로 대향하며 능동형 밸브 (31) 의 외측 주변에 대한 개방 제어부의 작용으로 직경방향 축선을 중심으로 선회하는 것을 특징으로 하는 타방의 수용체로부터의 탄소 나노튜브 (CNT) 로 수용체를 충전하는 산업용 시스템.
7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 용기의 직경을 밸브 (31; 32) 의 직경에 맞도록 하기 위해 어댑터 (33) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 타방의 수용체로부터의 탄소 나노튜브 (CNT) 로 수용체를 충전하는 산업용 시스템.
8. 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 산업용 시스템을 위한 수용체로서,

   이 수용체에는 버터플라이 밸브형의 이중 밸브 장치의 밸브 (31) 가 장착되고,

   이 밸브는 일방의 수용체에서부터 타방의 수용체로 CNT 를 이송하거나 타방의 수용체로부터의 CNT 로 일방의 수용체를 충전하기 위해 이중 밸브 장치의 다른 밸브 (32) 에 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 수용체.
9. 제 8 항에 있어서, CNT 저장 수용체를 구성할 때, 수용체 (10, 103, 106) 는 이중 밸브 장치의 능동형 밸브 (31) 에 연결되는 것을 특징으로 하는 수용체.
10. 제 8 항에 있어서, CNT 를 패키징하기 위한 수용체 또는 몇몇 다른 용도의 수용체 (200) 를 구성할 때, 상기 수용체는 이중 밸브 장치의 수동형 밸브 (32) 에 연결되는 것을 특징으로 하는 수용체.
11. 탄소 나노튜브로 수용체를 충전하는 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 산업용 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 패키징 설비.
12. 제 11 항에 있어서,

    - CNT 가 형성되는 반응기 (100),

    - 냉각기 (101),

    - 기밀실 (airlock; 120),

    - 공압식 컨베이어 (400),

    - 공기 여과부 (108) 를 갖춘 진공실 (105),

    - 직렬 스크린 (102),

    - 저장 호퍼 (106),

    - 계량 밸브 (104), 및

    - 공기 여과기 (107) 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 패키징 설비.