KR20210059357A - 흡탈착 기능이 구비된 유전 발열체 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20210059357A
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Abstract

본 발명은 제올라이트, 세라믹 유전소재 및 가소성 소재가 혼합된 조성물을 허니컴 형상으로 압출 성형하여 제조되고, 마이크로웨이브에 의한 발열과 휘발성 유기화합물의 흡탈착 기능을 함께 제공하는 것을 특징으로 하는 흡탈착 기능이 구비된 유전 발열체 및 그 제조방법을 개시한다.

Description

흡탈착 기능이 구비된 유전 발열체 및 그 제조방법{DIELECTRIC HEATING ELEMENT HAVING ADSORPTION/DESORPTION FUNCTION AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 흡탈착 기능이 구비된 유전 발열체 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 마이크로웨이브에 의한 발열과 휘발성 유기화합물의 흡탈착을 함께 제공하는 유전 발열체에 관한 기술이다.
종래에는 휘발성 유기화합물(VOCs: Volatile Organic Compounds)의 흡착을 위해 선행기술로 기재된 특허문헌과 같이 단가가 저렴한 펠렛(pellet) 형상의 활성탄을 사용했으나, 흡착성능이 떨어지고 사용수명이 짧은 문제점이 있다. 예를 들어 종래에는 펠렛 형상의 활성탄에 마이크로웨이브를 조사하면 순간적으로 온도가 상승하지만, 연속적으로 재생하여 사용하면 흡착성능이 떨어지고, 활성탄 자체가 산화되어 수명이 짧아지며, 활성탄 교체에 따른 관리비용이 상승하게 된다.
종래에는 펠렛 형상의 활성탄 방식 이외에도 활성탄에 소량의 금속촉매를 혼합하여 사용하는 금속촉매 방식, 활성탄을 대신하는 합성흡착제를 사용하는 합성흡착 방식 또는 세라믹 지지체에 제올라이트를 코팅하는 제올라이트 코팅 방식이 있다.
금속촉매 방식에서 VOCs 물질이나 악취제거용의 촉매는, 운전온도가 250℃ 이하에서 사용하는 저온촉매로서 적철석(Fe2O3), 산화구리(CuO), 이산화망간(MnO2) 또는 두 가지의 금속물질이 혼용하여 사용된다. 그러나 금속촉매 방식은 촉매로서 수명이 다하면 폐기시 매립하거나 지정폐기물로 처리하기 때문에 중금속인 촉매의 2차오염이 발생하는 문제점이 있다.
합성흡착 방식에서 합성흡착제는 야자수나 목재 등의 천연에서 얻어지는 탄소물질인 활성탄 외의 금속이나 금속염을 첨착시켜 흡착성능을 향상시킨 첨착활성탄(impregnated charcoal), 섬유상 유닛(unit) 형상으로 제조된 활성탄소섬유, 다양한 형상과 기공구조로 인공 합성된 제올라이트, 특수한 용도로 제조된 광촉매물질, 복수의 금속질화합물을 혼합한 탈질촉매 및 백금(platinum)이나 팔라듐(palladium)을 사용하여 VOCs 물질을 분해시키는 귀금속질촉매 등 2차로 가공된 물질을 의미한다. 그러나 합성흡착 방식은 활성탄보다 약 20배 이상의 가격을 갖는 활성흡착제를 사용하여 가격부담이 있는 문제점이 있다.
제올라이트(zeolite) 코팅 방식은 제올라이트를 세라믹 지지체에 담지하여 코팅하는 방식이다. 제올라이트는 VOCs 흡착뿐만 아니라 촉매담체의 기능도 제공하여 흡탈착제로 일반적으로 사용되나, 소수성을 가져 일정한 형상으로 유지하기 어려워 단독으로 사용하지 않으며, 심지어 효율이 떨어져 첨착활성탄을 부가적으로 사용하기도 한다.
제올라이트 코팅 방식은 다른 금속화합물인 촉매와 같이 코팅하는 기술을 사용해야 하고, 제올라이트의 코팅성이 떨어져 부가적인 점착물질을 같이 사용해야 하며, 점착물질이 제올라이트 분말의 모세기공을 막아 본래의 제올라이트 특성이 저하될 수 있다. 예를 들어 제올라이트 코팅 방식은 제올라이트와 금속화합물 촉매를 같이 세라믹 지지체에 코팅하고, 고온수증기 분위기에서 표면 전처리를 거쳐 제조된다.
최근에는 제올라이트와 가소제 물질이 혼합된 허니컴(honeycomb) 흡탈착제가 개발되고 있고, 제올라이트 단독으로 일정한 형상 유지가 어려워 비표면적이 높은 감마 알루미나(alumina), 기공율이 높은 규조토(diatomite), 세피올라이트(sepiolite), 벤토나이트(bentonite), 카올린(kaolin) 또는 몬모릴로나이트(montmorillonite)와 같은 점토류 및 알루미나 졸과 일정 함량의 가공 활성탄을 사용하여 형상 유지를 한다.
그러나 제올라이트와 가소제물질이 혼합된 허니컴 흡탈착제는 기존 펠렛의 형태보다 흡착성능이 우수하지 않아 상용화되기 어렵고, 탈착을 위해 많은 시간이 필요한 문제점이 있다. 더욱 상세하게는 제올라이트와 가소제 물질이 혼합된 허니컴 흡탈착제는 부가적인 가소제 물질을 사용하여도 일정한 허니컴 형상으로 제조하기 어렵고, 흡착특성이 기존의 펠렛과 비슷하여 가성비가 떨어지는 현상이 발생한다. 또한 VOCs 물질을 흡착한 후 다시 재흡착하기 위해 외부 열풍을 이용하여 흡착된 물질을 탈착하여 분해되어야 하는데, 외부 열풍으로 흡착된 물질을 탈착하고 다시 제거하는데 많은 시간과 비용이 소모된다. 또한 외부 열풍에 의한 간접 탈착 원리를 대신하여 마이크로웨브에 의한 직접 탈착 원리를 적용하면 제올라이트 자체에 유전특성이 없고, 마이크로웨이브에 반응하는 물질이 없기 때문에 흡착된 VOCs 물질이 쉽게 분해되거나 탈착되지 않아 탈착효율이 감소된다.
따라서 점토류와 같은 가소성 소재를 최소한의 비율로 사용하여 제올라이트의 특성을 향상시키고, 자체 발열을 통해 단시간 내 내부 모세기공까지 쉽고 빠르게 탈착을 유도하여 탈착시간을 단축시키며, 비표면적 또는 흡착 향상을 위해 허니컴의 형상 유지와 허니컴의 셀 개수를 증가시키는 복합적인 기술이 개발되어야 한다.
한국공개특허 제10-2003-0038680호
상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 제올라이트와 가소성 소재에 마이크로웨이브에 감응하는 세라믹 유전소재가 혼합된 조성물을 이용한 흡탈착 기능이 구비된 유전 발열체 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명은 점토와 활석을 포함하는 가소성 소재 및 마찰저감제를 사용한 흡탈착 기능이 구비된 유전 발열체 및 그 제조방법을 제공한다.
상기의 해결하고자 하는 과제를 위한 본 발명의 일실시예에 따른 흡탈착 기능이 구비된 유전 발열체는, 제올라이트 30~60중량%, 세라믹 유전소재 20~50중량% 및 가소성 소재 10~30중량%가 혼합된 조성물을 함유하는 것을 특징으로 한다.
상기 유전 발열체는 허니컴 형상을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 유전 발열체는 마이크로웨이브를 조사받아 휘발성 유기화합물의 탈착온도로 자체 발열하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 유전 발열체는 휘발성 유기화합물에 대하여 흡착률 90%와 탈착률 95% 이상을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 조성물의 혼합과 허니컴 형상으로 압출 성형을 제공하는 유전 발열체 제조장치를 이용한 흡탈착 기능이 구비된 유전 발열체 제조방법은, 제올라이트, 세라믹 유전소재 및 가소성 소재로 이루어진 조성물을 건식 혼합하는 단계; 건식 혼합된 조성물을 소정의 시간 동안 숙성하는 단계; 숙성된 조성물을 허니컴 형상의 유전 발열체로 압출 성형하는 단계; 압출 성형된 유전 발열체를 건조하는 단계 및 건조된 유전 발열체를 소성 처리하는 단계를 포함하여, 상기 유전 발열체는 마이크로웨이브에 의한 발열과 휘발성 유기화합물의 흡탈착을 함께 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 제올라이트, 세라믹 유전소재 및 가소성 소재가 혼합된 조성물을 허니컴 형상으로 압출 성형하여 마이크로웨이브에 의한 발열과 휘발성 유기화합물의 흡탈착 기능을 함께 제공하는 유전 발열체를 제공할 수 있고, 마이크로웨이브에 의해 자체 발열되어 단시간 내 모세기공 깊숙이까지 흡착된 물질을 탈착 분해시킬 수 있으며, 종래와 대비하여 탈착시간을 단축하고 탈착의 열로 소모되는 에너지를 절약할 수 있는 현저한 효과가 있다.
본 발명은 점토와 활석을 포함하는 가소성 소재 및 마찰저감제를 사용하여 허니컴의 형상 유지와 허니컴의 셀 개수 증가를 제공할 수 있고, 허니컴의 셀 개수 증가를 통해 흡착 기능을 향상시킬 수 있는 현저한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 성형수단을 통하여 압출 성형된 유전 발열체를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유전 발열체 제조장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전 발열체 제조방법의 흐름도이다.
도 4는 종래의 외부 열풍에 의한 간접 탈착 원리를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 마이크로웨이브 가열에 의한 직접 탈착 원리를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 유전 발열체에 대한 가열 시험을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 마이크로웨이브 가열에 의한 유전 발열체의 표면과 내부의 승온곡선을 그래프로 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 유전 발열체에 대한 흡착률, 흡착용량 및 탈착률 시험의 결과를 도시한 것이다.
도 9는 도 8의 시험에 사용된 흡착시험장치, 흡착컬럼 및 유전 발열체를 도시한 것이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 성형수단을 통하여 압출 성형된 유전 발열체를 도시한 것으로서, 유전 발열체(10)는 성형수단(120)을 통하여 허니컴 형상으로 압출 성형된다. 유전 발열체(10)는 제올라이트, 세라믹 유전소재 및 가소성 소재가 혼합된 조성물을 허니컴 형상으로 압출 성형하여 제조된다.
유전 발열체(10)는 제올라이트, 세라믹 유전소재 및 가소성 소재가 혼합된 조성물을 함유하고, 마이크로웨이브를 직접 조사받아 탈착온도로 승온되어 자체 발열하며, 자체 발열에 의해 흡착된 휘발성 유기화합물의 탈착이 유도되어 탈착시간의 단축을 제공하여, 마이크로웨이브에 의한 발열과 휘발성 유기화합물의 흡탈착 기능을 함께 제공한다.
유전 발열체(10)는 마이크로웨이브에 반응하는 세라믹 유전소재가 최소한의 양으로 함유되어 탈착온도 이상으로 승온이 가능하다. 예를 들어 세라믹 유전소재를 100%로 사용하면 수분 내로 1000℃ 이상 승온되지만, 본 발명에서 유전 발열체(10)는 탈착온도에 필요한 세라믹 유전소재가 최소한의 양으로 함유되어 수초 또는 수분 내로 200℃ 이상 승온이 가능하다.
유전 발열체(10)는 마이크로웨이브를 직접 조사받아 세라믹 유전소재에 의해 발열되고, 단시간 내 내부 모세기공까지 쉽고 빠르게 탈착을 유도하여 탈착시간을 단축시키는 작용이 있다. 더욱 상세하게는 유전 발열체(10)는 마이크로웨이브를 직접 조사받아 자체적으로 발열되고, 자체 발열에 의해 탈착시간을 단축시키거나 흡탈착 속도를 향상시키는 작용이 있다. 또한 유전 발열체(10)는 마이크로웨이브를 직접 조사받아 탈착온도인 200℃ 이상 승온이 가능하고, 흡착률 90%와 탈착률 95% 이상을 가진다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유전 발열체 제조장치의 블록도로서, 유전 발열체 제조장치(100)는 교반수단(110), 성형수단(120), 건조수단(130) 및 열처리수단(140)을 포함한다.
교반수단(110)은 제올라이트, 세라믹 유전소재 및 가소성 소재로 이루어진 조성물을 5~10분 동안 건식 혼합한다. 조성물은 탈착작용에 필요한 발열, 허니컴 구조의 형상을 유지 및 비표면적 향상을 위해 제올라이트 30~60중량%, 세라믹 유전소재 20~50중량% 및 가소성 소재 10~30중량%로 이루어진다.
본 발명은 제올라이트의 함량을 높여 유전 발열체(10)의 비표면적을 증가시킬 수 있지만, 제올라이트의 함량을 과도하게 높이면 제올라이트의 소수성으로 압출 성형이 어려워지므로, 제올라이트의 함량은 30~60중량%가 바람직하다. 또한 본 발명은 발열을 제공하고 제올라이트의 탈착속도를 향상시키는 세라믹 유전소재의 함량도 고려되어야 하므로, 제올라이트의 함량은 30~60중량%가 바람직하다.
본 발명은 제올라이트의 함량이 실제로 30~60중량%보다 더 좁은 범위가 되어야 허니컴 구조의 유전 발열체(10)로 안정되게 압출 성형할 수 있으나, 후술되는 성형수단(120)에서 부가적으로 사용되는 물질 또는 셀 수 증가와 셀 강도 강화에 관한 성형공법을 통하여 극복할 수 있다.
제올라이트는 흡탈착을 제공하고, 세라믹 유전소재는 발열과 탈착 시간의 단축을 제공하며, 가소성 소재는 허니컴 형상 유지를 제공한다. 제올라이트는 휘발성 유기화합물의 흡탈착을 제공하기 위해 X-type보다 모세기공크기가 작고, 이산화규소/산화알루미늄 비율이 5.0이상이며, 비표면적이 700M2/g 이상인 Y-type일 수 있다. 세라믹 유전소재는 실리콘 카바이드(SiC: Silicon Carbide)일 수 있다. 참고로 제올라이트의 Y-type은 NOX와 같은 질소산화물 또는 NH3와 같은 N2계 물질을 흡착하는데 사용된다. 가소성 소재는 압출 성형에서 설명하기로 한다.
본 발명은 조성물의 건식 혼합이 완료되면 24~72시간 동안 건식 혼합된 조성물을 숙성(aging)시킬 수 있고, 숙성과정이 교반수단(110) 또는 숙성수단(미도시)에서 이루어질 수 있다.
건식 혼합된 조성물을 숙성시키는 이유는, 압출 성형시 혼련 후 수분이 세라믹 유전소재의 분말에 골고루 분산되기 위함이고, 수분이 분산된 세라믹 유전소재가 압출 압력을 최대한 받아 안정적인 성형이 되기 위함이다.
성형수단(120)은 도 1에 도시된 바와 같이 숙성된 조성물을 허니컴 형상으로 압출 성형하여 유전 발열체(10)를 제조한다. 조성물 중에서 가소성 소재는 허니컴 형상 유지를 제공하는 점토(clay) 및 압출 성형된 유전 발열체(10)를 소성시킬 때 점토와 반응하여 열팽창계수를 감소시켜 유전 발열체(10)의 크랙을 방지하는 활석(talc)을 포함할 수 있다.
본 발명은 압출 성형시 세라믹 유전소재의 입자와 성형수단(120)과의 마찰저항을 저감시키기 위한 마찰저감제가 사용될 수 있다. 마찰저감제는 액상왁스일 수 있다. 액상왁스는 파라핀(paraffin) 물질의 일종으로 석유화학공정에서 분리된 물질이다. 액상왁스는 액상의 윤활제 기름성분을 가져 세라믹 유전소재와 성형수단(120)의 금형과의 표면 마찰력을 줄이고, 윤활제 특성을 제공하여 원활하게 유전 발열체(10)가 압출 성형되도록 한다.
본 발명은 마찰저감제를 사용하여 허니컴의 형상 유지와 허니컴의 셀 개수 증가에 기여할 수 있고, 허니컴의 셀 개수 증가를 통해 흡착 기능을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 본 발명은 마찰저감제를 사용하여 도 1에 도시된 바와 같이 흡착 기능의 향상을 위한 비표면적을 높이려고 200셀 이상으로 셀 수를 높여 유전 발열체(10)를 압출 성형하였다.
본 발명은 마찰저감제를 사용하여 가소성 소재의 사용량을 최소화할 수 있고, 제올라이트의 함량을 증가시킬 수 있다. 가소성 소재를 최소한 비율로 사용하는 것은 제올라이트의 비표면적 특성을 향상시키는데 유리하다.
본 발명은 압출 성형시 가소특성을 위해 유기바인더를 사용할 수 있다. 유기바인더는 메틸셀룰로오스(methyl cellulose)계의 바인더일 수 있다.
본 발명은 셀 외벽의 두께를 0.5~1.0mm로 설정하여 유전 발열체(10)의 강도를 향상시킬 수 있고, 셀 수를 200셀 이상으로 설정하여 유전 발열체(10)의 비표면적을 향상시킬 수 있다. 본 발명은 셀 외벽과 셀 수를 설정하여 제올라이트를 30~60중량% 함량으로 사용할 수 있다.
건조수단(130)은 12~72시간 동안 압출 성형된 유전 발열체(10)를 건조하고, 열처리수단(140)은 소정의 온도로 건조된 유전 발열체(10)를 소성 처리한다. 건조수단(130)과 열처리수단(140)은 일체형으로 제작이 가능하다.
제올라이트의 결합강도를 높이려면 소성 처리가 필요하고, 설정된 온도 이상으로 소성 처리하면 제올라이트의 결정구조가 무너져 흡탈착 특성이 사라질 수 있으므로, 본 발명은 열처리수단(140)이 500~700℃로 건조된 유전 발열체(10)를 소성 처리하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전 발열체 제조방법을 도시한 것으로서, 유전 발열체 제조방법은 도 2에 도시된 유전 발열체 제조장치를 이용하여 유전 발열체(10)를 제조한다. 유전 발열체 제조방법은 건식 혼합, 숙성, 압출 성형, 건조 및 소성 처리 과정을 포함하고, 전술한 도 2의 설명을 참조하기로 한다.
도 4는 종래의 외부 열풍에 의한 간접 탈착 원리를 도시한 것으로서, 종래의 VOCs 제거 시스템은 외부 열풍으로 흡착된 물질을 탈착하고 다시 제거하는데 많은 시간과 비용이 소모된다. 종래의 VOCs 제거 시스템은 열풍으로 흡착제의 온도를 올리는데 시간이 많이 소요되어 열전도도가 우수한 실리콘 카바이드 분말을 첨가하기도 한다. 그러나 실리콘 카바이드 분말이 첨가된 종래의 VOCs 제거 시스템은 외부 열풍으로 소모되는 에너지를 줄이는 용도로만 사용되고, 탈착의 열로 소모되는 에너지를 절약할 수 있는 근본적인 해결 방법을 제공하지 않는다.
도 5는 본 발명의 마이크로웨이브 가열에 의한 직접 탈착 원리를 도시한 것으로서, 본 발명은 유전 발열체(10)에 포함된 세라믹 유전소재를 이용하여 외부 열풍이 아닌 마이크로웨이브 가열에 의한 직접 탈착을 제공하여 유전 발열체(10)가 자체 발열되어 단시간 내 모세기공 깊숙이까지 흡착된 물질을 탈착 분해시킴으로써, 종래와 대비하여 탈착시간을 단축하고 탈착의 열로 소모되는 에너지를 절약할 수 있다. 예를 들어 본 발명의 유전 발열체(10)는 종래의 열풍 방식의 흡탈착제보다 약 10배 정도의 에너지가 절약될 수 있다.
도 6은 본 발명의 유전 발열체에 대한 가열 시험을 도시한 것이고, 도 7은 본 발명의 마이크로웨이브 가열에 의한 유전 발열체의 표면과 내부의 승온곡선을 그래프로 도시한 것이다. 본 발명은 도 6에 도시된 바와 같이 유전 발열체(10)에 대한 가열 시험을 실시하여, 도 7에 도시된 바와 같이 유전 발열체(10)의 표면과 셀 내부의 온도변화 결과를 얻을 수 있다.
가열 시험 결과에 따르면 본 발명의 유전 발열체(10)는 2분만에 표면이 약 320℃이고, 셀 내부가 약 450℃로 승온하였으므로, 본 출원인은 허니컴 셀 내부가 표면보다 빨리 승온하는 것을 알 수 있었다. 2분에 측정된 유전 발열체(10)의 표면과 내부 온도는 탈착완료 온도인 200℃보다 훨씬 높은 온도이므로, 본 발명의 제올라이트를 포함하는 유전 발열체(10)는 단시간에 온도를 쉽게 올릴 수 있는 장점이 있다.
도 8은 본 발명의 유전 발열체에 대한 흡착률, 흡착용량 및 탈착률 시험의 결과를 도시한 것이고, 도 9는 도 8의 시험에 사용된 흡착시험장치, 흡착컬럼 및 유전 발열체를 도시한 것이다.
본 발명의 유전 발열체(10)의 시험은 서울특별시 구로구 구로동에 소재한 한국산업기술시험원에서 이루어졌다. 시험방법은 본 발명의 유전 발열체(10)에 VOCs 중의 톨루엔, 아세톤 및 벤젠 가스 각각을 파과시험을 통해 흡착용량을 확인하고, 이를 탈착한 후에 재흡착실험을 반복하며, 1차 흡착실험과 비교하여 탈착률(재생률)을 시험한다. 시험항목은 톨루엔(300umol/mol), 아세톤(1000umol/mol) 및 벤젠(312umol/mol) 가스를 이용한 흡착률(흡착량 L/유전 발열체 부피 L)과 탈착률(재흡착용량/흡착용량)이다.
본 발명의 유전 발열체(10)에서 톨루엔용 유전 발열체는 가로 2.920cm이고, 세로 2.940cm이며, 높이 3.090cm이고, 부피 26.5cm3인 규격을 갖는다. 아세톤용 유전 발열체는 가로 2.913cm이고, 세로 2.900cm이며, 높이 3.065cm이고, 부피 25.9cm3인 규격을 갖는다. 벤젠용 유전 발열체는 가로 2.904cm이고, 세로 2.912cm이며, 높이 3.090cm이고, 부피 26.1cm3인 규격을 갖는다.
흡착시험은 실험용 지그마다 각 가스별 유전 발열체(10)를 투입하고, 각 가스를 발생시키기 위해 각각의 용액을 고순도질소를 이용하여 폭기하며, 고순도 공기와 혼합하여 전단에 주입하고, 제거율이 95% 이상이 되는 약 30분까지 시험을 진행하였다.
탈착시험은 20℃/min로 200℃까지 승온시킨 후, 200℃에서 계속 유지하고, 출구쪽 농도가 5PPM이하로 나올 때까지 완전히 탈착되는 것을 확인하였다.
시험결과는 3가지 가스에 대하여 모두 95% 이상의 흡착률과 100%의 탈착률이 나왔다. 본 발명은 시험결과를 통하여 유전 발열체(10)가 탁월한 흡탈착 특성이 있음을 확인할 수 있다.
10: 유전 발열체 100: 유전 발열체 제조장치
110: 교반수단 120: 성형수단
130: 건조수단 140: 열처리수단

Claims (5)

  1. 제올라이트 30~60중량%, 세라믹 유전소재 20~50중량% 및 가소성 소재 10~30중량%가 혼합된 조성물을 함유하는 것을 특징으로 하는 흡탈착 기능이 구비된 유전 발열체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유전 발열체는 허니컴 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 흡탈착 기능이 구비된 유전 발열체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유전 발열체는 마이크로웨이브를 조사받아 휘발성 유기화합물의 탈착온도로 자체 발열하는 것을 특징으로 하는 흡탈착 기능이 구비된 유전 발열체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유전 발열체는 휘발성 유기화합물에 대하여 흡착률 90%와 탈착률 95% 이상을 갖는 것을 특징으로 하는 흡탈착 기능이 구비된 유전 발열체.
  5. 조성물의 혼합과 허니컴 형상으로 압출 성형을 제공하는 유전 발열체 제조장치를 이용한 흡탈착 기능이 구비된 유전 발열체 제조방법에 있어서,
    제올라이트, 세라믹 유전소재 및 가소성 소재로 이루어진 조성물을 건식 혼합하는 단계;
    건식 혼합된 조성물을 소정의 시간 동안 숙성하는 단계;
    숙성된 조성물을 허니컴 형상의 유전 발열체로 압출 성형하는 단계;
    압출 성형된 유전 발열체를 건조하는 단계 및
    건조된 유전 발열체를 소성 처리하는 단계를 포함하여,
    상기 유전 발열체는 마이크로웨이브에 의한 발열과 휘발성 유기화합물의 흡탈착을 함께 제공하는 것을 특징으로 하는 흡탈착 기능이 구비된 유전 발열체 제조방법.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030038680A (ko) 2001-05-30 2003-05-16 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 활성탄과 그 제조 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230151223A (ko) 2022-04-25 2023-11-01 주식회사 씨엠티 유전발열체 세라믹 허니컴 제조용 금형 및 세라믹 허니컴 제조방법

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