KR20210096665A - 흡착용 소결체 및 이의 제조방법 및 흡착 장치 - Google Patents

흡착용 소결체 및 이의 제조방법 및 흡착 장치 Download PDF

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KR20210096665A
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마코토 세이노
히데유키 야노
도시후미 가토
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아지노모토 가부시키가이샤
닛폰 휘루콘 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 고흡착능 및 저압력손실로 유체(7) 중의 피처리 물질을 흡착한다.
[해결 수단] 본 발명의 흡착용 소결체(20)는, 분말 흡착재(1a, 1b)와, 공극(3)이 3차원 망목상으로 형성된 수지 구조체(2)를 구비한다. 분말 흡착재(1a, 1b)는, 수지 구조체(2) 사이의 공극(3)에 유동 가능하게 수용된 유리 흡착재(1a)와, 수지 구조체(2)의 표면(2a)에 고착되고/되거나 수지 구조체(2)의 내부에 적어도 일부가 매설된 고정 흡착재(1b)를 포함하고, 분말 흡착재(1a, 1b)는 분말 활성탄, 분말 활성 백토 및 제올라이트로부터 선택되는 적어도 1종이다.

Description

흡착용 소결체 및 이의 제조방법 및 흡착 장치
본 발명은, 흡착용 소결체, 특히, 유체(流體) 중의 피처리 물질을 흡착하는 분말 흡착재를 포함하는 흡착용 소결체 및 이의 제조방법 및 흡착 장치에 관한 것이다.
활성탄, 활성 백토 및 제올라이트 등의 흡착재는, 대기 정화, 다이옥신 제거, 배연 탈황 및 탈질, 악취 제거, 공장의 폐가스 및 폐액 처리, 정수의 고도 처리, 화학 약품의 정제, 식품 및 음료의 탈색, 가정용 정수기, 공기 청정기, 냉장고 탈취제, 가스 마스크 등 공업용, 가정용, 의료용의 다양한 흡착 용도로 사용된다.
예를 들어, 특허문헌 1은, 입자 직경 2.4 내지 4.7mm(2,400 내지 4,700μm)의 입상 활성탄이 내통과 외통 사이에 충전된 가스 정화용 활성탄 카트리지를 개시한다. 일반적으로 「입상」 활성탄이란, 입도가 큰 활성탄을 가리키고, 입도가 작은 미세 분상(粉狀)의 활성탄은 「분말」 활성탄이라고 불린다. JIS K 1474에서는, 입도 표시 150μm 이상이 「입상」 활성탄, 150μm 미만이 「분말」 활성탄으로 정의되어 있다. 대입경(大粒徑)의 입상 흡착재는, 미세한 분말 흡착재에 비해 비표면적(단위 질량당 외표면적)이 작기 때문에, 분말 흡착재를 사용한 경우와 동일한 정도의 흡착 성능을 얻으려면, 입상 흡착재의 증량이 필요하여, 흡착 장치 등에 있어서 입상 흡착재를 카트리지 등에 충전하여 필터 등으로서 사용하는 경우, 카트리지나 흡착 장치가 대형화된다. 또한 흡착 성능을 높이기 위해, 입상 흡착재를 용기에 긴밀 충전하려고 한 경우, 분말 흡착재에 비해, 용기마다 충전 체적에 고르지 않음이 발생하기 쉽고, 필터용 카트리지 등의 제품의 제조에 있어서, 일정 품질을 유지하는 것이 용이하지 않다는 문제가 있다. 또한 반송 또는 사용시의 진동이나 압력 등의 외력에 의해, 용기 내의 입상 흡착재가 분쇄, 파괴 등 되어, 압력손실이 상승하는 등의 문제를 일으키는 경우가 있다.
한편, 분말 활성탄 등의 분말 흡착재는, 입상 흡착재에 비해 비표면적이 크고 흡착 성능이 높지만, 만약 카트리지 등의 용기 내에 충전하여 필터 등으로서 사용했다고 해도, 분말 흡착재 사이의 공극이 현저히 감소하여 유체가 지나기 어렵고, 통과해도 고압력손실(고차압(高差壓))이 되어 실용에 적합하지 않다. 이 때문에, 분말 흡착재는, 카트리지 등의 용기 내에 충전하는 필터용 등으로는 부적합하며, 종래, 오로지 배취식(회분식)의 흡착 처리에 사용되어 왔다.
흡착재를 충전한 용기에서의 압력손실을 개선하는 시도로서, 예를 들면, 특허문헌 2는, 흡착재를, 열가소성 수지를 바인더로 하고, 바인더를 통해서 상호로 결합 및/또는 접착시켜 형성한 응집체에 기초한 흡착성 성형품 및 이를 적용한 필터를 개시한다. 그러나 이와 같은 응집체는, 흡착재의 표면의 대부분이 열가소성 수지로 피복되어 버리기 때문에 흡착 성능이 저하된다. 특히 입도가 작은 분말 흡착재는 그 표면의 대부분이 열가소성 수지로 피복되어 버리는 경향이 있고, 또한 압력손실 저하를 위해 응집체를 원하는 크기로 하는 것도 곤란해지기 때문에, 특허문헌 2의 실시예에서도 실제로는 입도가 큰 입상 활성탄이 사용되고 있다.
또한, 흡착성 성형품에 포함되는 흡착재의 표면이 열가소성 수지로 피복되는 문제를 개선하기 위한 시도로서, 예를 들면, 특허문헌 3은, 활성탄 입자 등의 고기능성 입자에 발포제를 함침 또는 흡착시키고, 매트릭스 수지와 혼합하여, 상기 매트릭스 수지의 액체 또는 용융 상태에서 상기 혼합물을 발포시켜 고화하여, 고기능성 입자를 발포로 생긴 공공(空孔) 내부에 존재시킨 성형품을 개시한다.
그러나, 이러한 소위 발포 플라스틱을 흡착재의 매트릭스로서 사용한 경우, 일반적으로 성형품은 유연하고 기계적 강도가 부족하며, 특히 고압, 고유속 하에서 변형되기 쉽기 때문에, 유체(7) 중의 피처리 물질을 흡착하는 연속식의 흡착 장치에 적합하지 않다. 구체적으로는, 예를 들어, 도 14(a) 및 도 15(a)에 나타내는 바와 같이, 사용 전의 성형품(10)에 대하여, 고압 또는 고유속 사용시의 성형품(10)은 발포 플라스틱(12)으로 구성되기 때문에, 도 14(b)의 압축력(16)에 의해 체적 전체가 찌부러지기 쉽고, 또한, 도 15(b)와 같이 공공(13)이 사용 전에 비해 축소되는 경향이 있기 때문에, 활성탄 입자(11)의 밀도가 높아져 압력손실이 상승하고 유속이 현저히 저하된다.
또한, 흡착재에 발포제를 함침 등 시켜 매트릭스 수지 중에 공공을 형성하기 때문에, 흡착재에 발포제가 충분히 함침 등을 하고 있지 않으면 적절한 공공을 형성하는 것은 용이하지 않다. 또한, 흡착 성능을 높이는 목적으로 흡착재의 함유량을 증량한 경우, 공공도 증대하여 기계적 강도가 저하되는 경향이 있기 때문에, 흡수 효율의 향상을 도모하기 어렵다.
또한, 얻을 수 있는 성형품에 있어서 바람직하다고 여겨지고 있는 연속 기포 구조는, 소위 스폰지상의 구조로 되어 있어, 기계 강도가 더욱 저하되기 때문에, 상기한 바와 같이 카트리지 등의 용기 내에 충전하여 사용하는 등 유체(7) 중의 피처리 물질을 흡착하는 연속식 처리의 용도에는 부적합하다는 문제가 있었다.
일본 공개특허공보 특개2014-104448호 일본 공표특허공보 특표2012-508645호 일본 공개특허공보 특개평1-301732호
따라서, 본 발명은, 흡착 능력이 우수한 동시에 저압력손실을 달성할 수 있는 흡착성 재료 및 이의 제조방법 및 흡착 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해, 예의 검토한 결과, 공극을 3차원 망목상(網目狀)으로 형성한 수지 구조체에 있어서, 분말 흡착재가, 공극에 유동 가능하게 수용되는 동시에, 수지 구조체의 표면에 고착되고/되거나 수지 구조체의 내부에 적어도 그 일부가 매설된 특정 흡착용 소결체가, 흡착 능력이 우수한 동시에 저압력손실을 달성할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 이하의 내용을 포함한다.
[1] 분말 흡착재(1a, 1b)와,
공극(3)이 3차원 망목상으로 형성된 수지 구조체(2)를 구비하고,
분말 흡착재(1a, 1b)는, 수지 구조체(2) 사이의 공극(3)에 유동 가능하게 수용된 유리(遊離) 흡착재(1a)와, 수지 구조체(2)의 표면(2a)에 고착되고/되거나 수지 구조체(2)의 내부에 적어도 그 일부가 매설된 고정 흡착재(1b)를 포함하고,
분말 흡착재(1a, 1b)는, 분말 활성탄, 분말 활성 백토 및 제올라이트로부터 선택되는 적어도 1종임을 특징으로 하는, 흡착용 소결체.
[2] 분말 흡착재(1a, 1b)의 평균 직경은 150μm 미만인, [1]에 기재된 흡착용 소결체.
[3] 분말 흡착재(1a, 1b)를 25 내지 65질량% 함유하는, [1] 또는 [2]에 기재된 흡착용 소결체.
[4] 수지 구조체(2)의 수지 원료는, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리불화비닐리덴(PVDF) 및 에틸렌아세트산비닐(EVA) 공중합체로부터 선택되는 적어도 1종의 열가소성 수지인, [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 흡착용 소결체.
[5] 열가소성 수지의 입자 직경은 10 내지 200μm인, [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 흡착용 소결체.
[6] 복수의 유리 흡착재(1a)는 적어도 일부의 공극(3)에 유동 가능하게 수용되고, 인접하는 복수의 유리 흡착재(1a)는 서로 고착되지 않고, 적어도 일부의 공극(3)의 유리 흡착재(1a) 사이에 유체(7)의 유로(流路)(3a)를 형성하는, [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 흡착용 소결체.
[7] 분말 흡착재(1a, 1b)는 첨형(尖形) 부분을 갖는 분말 활성탄인, [1] 내지 [6] 중 어느 하나에 기재된 흡착용 소결체.
[8] 유체(7) 중의 피처리 물질의 흡착용인, [1] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 흡착용 소결체.
[9] [1] 내지 [8] 중 어느 하나에 기재된 흡착용 소결체(20)의 단일층 또는 복수층(20a, 20b)을 용기에 장전한 것을 특징으로 하는, 흡착 장치.
[10] 분말 활성탄, 분말 활성 백토 및 제올라이트로부터 선택되는 적어도 1종인 분말 흡착재와 열가소성 수지를 혼합하여 흡착재 혼합물을 형성하는 공정과,
열가소성 수지의 연화점보다 높고 또한 분말 흡착재 원료의 융점보다 낮은 온도에서 흡착재 혼합물을 가열하는 공정과,
복수의 열가소성 수지를 융착하고 또한 냉각 고화하여, 공극(3)이 3차원 망목상으로 형성되고, 또한 공극(3)에 유리 흡착재(1a)가 유동 가능하게 수용된 수지 구조체(2)를 형성하는 공정을 포함함을 특징으로 하는, 흡착용 소결체의 제조방법.
[11] 분말 흡착재의 평균 직경은 150μm 미만인, [10]에 기재된 제조방법.
[12] 흡착재 혼합물 중의 분말 흡착재의 함유율이 25 내지 65질량%인, [10] 또는 [11]에 기재된 제조방법.
[13] 열가소성 수지는, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리불화비닐리덴(PVDF) 및 에틸렌아세트산비닐(EVA) 공중합체로부터 선택되는 적어도 1종인, [10] 내지 [12] 중 어느 하나에 기재된 제조방법.
[14] 열가소성 수지의 입자 직경은 10 내지 200μm인, [10] 내지 [13] 중 어느 하나에 기재된 제조방법.
본 발명에 의하면, 흡착 능력이 우수한 동시에 저압력손실을 달성할 수 있는 흡착성 재료 및 이의 제조방법 및 흡착 장치를 제공할 수 있다.
[도 1] 본 발명의 흡착용 소결체를 나타내는 부분 단면도
[도 2a] 원료인 분말 활성탄을 나타내는 표면 확대 화상
[도 2b] 원료인 분말 활성탄을 나타내는 표면 확대 화상
[도 2c] 원료인 분말 활성탄을 나타내는 표면 확대 화상
[도 2d] 원료인 분말 활성 백토를 나타내는 표면 확대 화상
[도 2e] 원료인 제올라이트를 나타내는 표면 확대 화상
[도 3] 흡착용 소결체의 수지 구조체만을 나타내는 단면 확대 화상
[도 4a] 분말 활성탄으로 제조된 본 발명의 흡착용 소결체를 나타내는 표면 화상
[도 4b] 분말 활성탄으로 제조된 본 발명의 흡착용 소결체를 나타내는 표면 확대 화상
[도 4c] 분말 활성탄으로 제조된 본 발명의 흡착용 소결체를 나타내는 표면 확대 화상
[도 4d] 분말 활성 백토로 제조된 본 발명의 흡착용 소결체를 나타내는 표면 확대 화상
[도 4e] 제올라이트로 제조된 본 발명의 흡착용 소결체를 나타내는 표면 확대 화상
[도 5] 본 발명의 흡착용 소결체를 장전한 흡착 장치를 나타내는 단면도
[도 6] 본 발명의 흡착용 소결체에 통액(通液) 또는 통기(通氣)한 실시형태를 나타내는 부분 단면도
[도 7] 압력손실 시험 장치를 나타내는 개략도
[도 8] 압력손실 시험 결과를 나타내는 그래프
[도 9] 압력손실 시험 결과를 나타내는 그래프
[도 10] 통액 흡착 시험 장치를 나타내는 개략도
[도 11a] 야자 껍질 활성탄을 사용한 통액 흡착 시험 결과를 나타내는 그래프
[도 11b] 톱밥 활성탄을 사용한 통액 흡착 시험 결과를 나타내는 그래프
[도 12] 통기 흡착 시험 장치를 나타내는 개략도
[도 13] 통기 흡착 시험 결과를 나타내는 그래프
[도 14] 종래의 성형품을 용기에 장전한 상태를 나타내는 단면도
[도 15] 종래의 성형품을 나타내는 부분 단면도
본 발명의 흡착용 소결체는, 분말 흡착재(1a, 1b)와, 공극(3)이 3차원 망목상으로 형성된 수지 구조체(2)를 구비한다. 본 발명에서의 수지 구조체(2)는, 분체(粉體), 입체(粒體), 펠릿상 등의 열가소성 수지의 입자를 가열함으로써, 복수의 열가소성 수지의 접촉 부분이 용융하여 접합부를 형성하여, 열가소성 수지가 서로 융착됨으로써 형성시킬 수 있다. 이와 같이 하여 얻어진 수지 구조체는, 열가소성 수지의 형상에 유래하는 볼록부에 끼인 오목상의 공극이 3차원 망목상으로 형성된 구조가 된다. 분말 흡착재(1a, 1b)는, 수지 구조체(2) 사이의 공극(3)에 유동 가능하게 수용된 유리 흡착재(1a)와, 수지 구조체(2)의 표면(2a)에 고착되고/되거나 수지 구조체(2)의 내부에 적어도 그 일부가 매설된 고정 흡착재(1b)를 포함한다. 분말 흡착재(1a, 1b)는, 분말 활성탄, 분말 활성 백토 및 제올라이트로부터 선택되는 적어도 1종으로 구성된다.
본 발명의 흡착용 소결체는, 특히 유체(7) 중의 피처리 물질의 흡착용으로서 유용하다. 흡착용 소결체(20)에 유체(7)를 통과시키면, 수지 구조체(2)에 고정되지 않고 또한 접합되지 않은 유리 흡착재(1a)의 전체 표면이, 유체(7)에 직접 접촉하여, 유체(7) 중의 피처리 물질을 포착 흡착하는 작용을 발생시킬 수 있다. 또한, 본 발명에서는, 공극(3)의 유리 흡착재(1a)뿐만 아니라, 수지 구조체(2)에 고정 흡착재(1b)를 제공하기 때문에, 본 발명의 흡착용 소결체(20)는, 종래 존재한, 대부분의 흡착재가, 그 전체 표면 또는 일부 표면이 매트릭스 수지로 피복되는 타입의 흡착성 재료나, 공극 내에만 흡착재가 존재하는 타입의 흡착성 재료에 비해, 보다 큰 흡착 면적을 확보할 수 있어, 흡착 효율이 현저하게 증대하여 흡착 성능의 향상을 달성할 수 있다.
또한, 흡착용 소결체(20)에 유체(7)가 통과할 때, 또한 공극(3)이 3차원 망목상으로 형성되어 있음으로써, 유리 흡착재(1a)는 유동 가능한 한편, 유리 흡착재의 이동이 어느 정도 제한됨으로써 유리 흡착재의 응집이 억제된다. 따라서, 공극(3)의 막힘과 수지 구조체(2) 사이의 간극(4)의 막힘의 발생을 억제할 수 있고, 그 결과, 분말 흡착재(1a, 1b)를 사용한 경우에도, 흡착용 소결체(20)에서의 압력손실의 증가가 억제되고, 장기간 계속적으로 유체(7) 중의 피흡착 물질을 흡착하는 작용이 발생할 수 있다.
또한, 유리 흡착재(1a)가 포착한 피흡착 물질은, 조건을 선택하면 유동하는 유리 흡착재(1a)로부터 제거할 수 있어, 흡착용 소결체(20)의 재이용도 가능하다. 즉, 흡착 물질을 제거하려면, 예를 들어 흡착용 소결체(20)의 구조를 유지 가능한 범위에서 가열하고, 흡착 물질의 양용매(良溶媒)를 첨가하여 추출하는 수법을 선택할 수 있다. 또한, 기상(氣相)이면 감압에 의해, 액상이면 pH나 염농도 등의 액성을 변화시켜, 제거를 촉진시키는 수법도 선택 가능하다. 또한, 이러한 병립 가능한 수법을 복수 조합하여 사용할 수도 있다. 본 발명의 흡착용 소결체에 있어서, 피흡착 물질의 제거 능력을 높이기 위해, 은, 구리, 니켈 등의 금속이나 이들의 금속 산화물, 불휘발성 산·염기 등의 약제를 미리 원료의 분말 흡착재에 담지시켜 놓을 수 있다. 또한 흡착용 소결체에 직접 이들을 담지시킬 수도 있다.
본 발명의 흡착 장치는, 흡착용 소결체(20)의 단일층 또는 복수층(20a, 20b)을 용기에 장전한다. 용기 내에 분말 활성탄을 직접 충전한 경우에 비해, 흡착 장치(30)는, 강성 수지 구조체(2)에 의해 강도 특성이 우수하고, 반송시 및 사용시에 일정 형태 및 공극(3)을 유지할 수 있다. 또한, 흡착용 소결체(20)의 복수의 층(20a, 20b)을 장전해도 각 층(20a, 20b)이 서로 섞이지 않는다.
본 발명의 흡착용 소결체의 제조방법은, 분말 활성탄, 분말 활성 백토 및 제올라이트로부터 선택되는 적어도 1종의 분말 흡착재 원료와 열가소성 수지를 혼합하여 흡착재 혼합물을 형성하는 공정과, 열가소성 수지의 연화점보다 높고 또한 분말 흡착재 원료의 융점보다 낮은 온도에서 흡착재 혼합물을 가열하는 공정과, 복수의 열가소성 수지를 융착하고 또한 냉각 고화하여 수지 구조체(2)를 형성하는 공정을 포함한다.
본 발명에 의한 흡착용 소결체 및 이의 제조방법의 실시형태를 더욱 상세히,도 1 내지 도 13을 참조하여 이하에 설명한다.
본 발명의 흡착용 소결체(20)의 일 양태를 도 1에 나타낸다. 흡착용 소결체(20)는, 유체(7) 중의 피처리 물질을 흡착하는 분말 흡착재(분말 흡착제)(1a, 1b)와, 공극(공동(空洞))(3)이 3차원 망목상으로 형성된 수지 구조체(2)를 구비한다. 피처리 물질은, 기체 또는 액체 중에 포함되고 또한 분말 흡착재(1a, 1b)에 흡착 가능한 모든 성분 및 물질, 예를 들면, 색소 성분, 취기(臭氣) 성분, 유해 물질, 공해 물질, 중금속, 유가(有價) 금속, 독성 성분, 방사능 성분, 수분 및 유분 등을 포함한다.
본 발명에서의 분말 흡착재(1a, 1b)는, 분말 활성탄, 분말 활성 백토 및 제올라이트로부터 선택되는 적어도 1종이다. 본 발명의 효과를 달성할 수 있는 범위에서, 흡착용 소결체(20)는, 기타 흡착성 물질, 예를 들면, 산성 백토, 알루미나, 실리카, 실리카 겔, 실리카·알루미나, 퍼미큘라이트, 펄라이트, 카올린, 규조토, 세피올라이트 등을 포함하고 있어도 좋다. 또한, 흡착용 소결체를 흡착 장치 등으로 사용하는 경우의 압력손실을 더욱 저하시키기 위해, 흡착 능력이 현저하게 저하되지 않는 범위에서, 입상 활성탄 등의 입상 흡착재(평균 직경이 150μm 이상인 흡착재)를 포함하고 있어도 좋다. 분말 흡착재(1a, 1b)로 사용하는 활성탄은, 예를 들면, 야자 껍질, 호두 껍질, 살구 껍질, 과실 껍질, 왕겨, 대두, 커피, 넛츠, 피스타치오, 목탄, 톱밥, 거설(鋸屑), 수피(樹皮), 소탄(素灰), 목질 재료, 이탄, 초탄, 아탄, 갈탄, 역청탄, 무연탄, 타르, 피치, 코크스, 석탄, 석유, 폐 타이어, 폐 플라스틱, 합성수지, 섬유, 건설 폐재(廢材), 하수 슬러지로부터 선택되는 원료를 부활(賦活)화하여 형성되고, 무수의 내부 미세 구멍에 의해 흡착 성능이 부여된다. 부활법으로서는, 예를 들면, 수증기, 이산화탄소, 공기 등에 의한 가스 부활과, 염화아연, 인산, 황산, 염화칼슘, 니크롬산칼륨, 과망간산칼륨, 수산화나트륨 등에 의한 약품 부활을 적용할 수 있다.
본 발명에서의 분말 흡착재의 평균 직경은, 본 발명의 효과를 달성할 수 있는 한 특별히 한정되는 것은 아니지만 150μm 미만이 바람직하다. 즉, 본 명세서에 있어서는, 바람직하게는 평균 직경 150μm 미만의 흡착재가 분말 흡착재로서 정의된다. 또한 JIS K 1474에 준한, 입도 표시 150μm 미만의 「분말」 흡착재도 본 발명에서의 분말 흡착재에 포함된다. 본 명세서의 「평균 직경」은, 미(Mie) 산란 이론에 기초한 레이저 회절 산란법에 의해 측정된다. 구체적으로는, 레이저 회절 산란식 입자 직경 분포 측정 장치(호리바 세이사쿠쇼사 제조 LA-500, 세이신 키교사 제조 LMS-2000e 등)에 의해, 분말 흡착재 원료의 입자 직경 분포를 체적 기준으로 작성하고, 그 중앙(median) 직경을 평균 직경으로 한다. 또한, 예를 들어, 흡착재의 평균 직경이 150μm 미만이란, 150μm 미만의 모든 중앙 직경의 흡착재를 포함하는 개념이다. 즉, 평균 직경의 값은, 분포 범위의 중간값을 나타내는 것에 지나지 않고, 예를 들면, 흡착재의 평균 직경이 150μm 미만이란, 150μm 이상의 흡착재를 전혀 포함하지 않는 의미가 아니다. 분말 흡착재의 평균 직경은, 보다 바람직하게는 1μm 이상, 150μm 미만이고, 더욱 바람직하게는 5μm 이상, 150μm 미만이고, 특히 바람직하게는 15μm 이상, 100μm 이하이다. 흡착용 소결체(20)에 포함되는 분말 흡착재(1a, 1b)의 평균 직경은, 흡착용 소결체(20)의 제조시에 사용하는 분말 흡착재의 평균 직경을 상기 수치 범위로 설정함으로써 조정할 수 있다. 즉, 제조시에 사용하는 분말 흡착재의 평균 직경을 흡착용 소결체(20)에 포함되는 분말 흡착재(1a, 1b)의 평균 직경으로 할 수 있다.
분말 흡착재(1a, 1b)의 평균 직경이 너무 작으면, 제조시에 수지 구조체(2)의 수지 원료에 미세한 분말 흡착재(1a, 1b)가 대량으로 혼합되어, 수지 구조체(2)의 강도가 저하될 가능성이 있다. 또한, 미세한 유리 흡착재(1a)는, 수지 구조체(2) 사이의 간극(4)을 통해서, 유체(7)와 함께 흡착용 소결체(20)로부터 탈리되기 쉬워질 가능성이 있다. 또한, 압력손실도 상승하기 쉬워질 가능성이 있다. 평균 직경이 너무 크면(예를 들면, 150μm 이상이면), 흡착재의 흡착 면적이 작고 흡착 성능이 저하될 경향이 있다. 또한, 충분한 양의 유리 흡착재(1a)를 공극(3)에 수용할 수 없어, 흡착용 소결체(20)의 구성이 곤란해지는 경향이 있다.
도 2a 내지 도 2e는, 흡착용 소결체(20)를 구성하는 분말 흡착재(1a, 1b)의 원료를 나타내는 전자 현미경 사진 화상이다. 특히, 도 2a는, 야자 껍질의 탄화물을 수증기에 의해, 도 2b는, 톱밥을 약품(인산)에 의해, 도 2c는, 톱밥을 약품(염화아연)에 의해, 각각 부활화한 분말 활성탄의 표면 확대 화상(400배)을 나타낸다. 분말 활성탄은, 일반적으로, 첨형 부분을 갖는 부분을 갖는 괴상(塊狀), 막대상 또는 좁고 긴 판상의 원료이기 때문에, 분말 흡착재(1a, 1b)는, 유동시에 첨단이 수지 구조체(2)의 표면(2a) 및 간극(4)에 계지(係止)하여, 흡착용 소결체(20)의 외부로의 유출(流出)을 저지한다. 이 때문에, 분말 흡착재(1a, 1b)가, 복수의 공극(3) 사이를 이동하는 일도 거의 없다. 도 2d는, 분말 흡착재 원료로서, 분말 활성 백토를 나타내고(400배), 도 2e는, 제올라이트를 나타내는(2,000배) 각 표면 확대 화상이다. 흡착용 소결체(20)는, 분말 흡착재(1a, 1b)를 바람직하게는 25 내지 65질량% 함유하고, 더욱 바람직하게는 30 내지 60질량%로 함유한다. 분말 흡착재(1a, 1b)의 함유율이 너무 낮으면, 흡착용 소결체(20)의 흡착 성능이 저하되는 경향이 있다. 한편, 분말 흡착재(1a, 1b)의 함유율이 너무 높으면, 고흡착능이지만, 수지 비율이 작고 흡착용 소결체(20) 전체의 강도가 저하하는 경향이 있다. 본 발명에 있어서, 흡착용 소결체(20)에 포함되는 분말 흡착재(1a, 1b)의 함유율은, 흡착용 소결체(20)의 제조시에 사용하는, 소결 전의 흡착재 혼합물 중에 포함되는 분말 흡착재의 함유율로서 정의할 수 있고, 흡착재 혼합물 중의 분말 흡착재의 함유량을 적절히 설정함으로써 조정할 수 있다.
수지 구조체(2)의 수지 원료로서는 열가소성 수지가 사용된다. 바람직하게는, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리불화비닐리덴(PVDF), 에틸렌아세트산비닐(EVA) 공중합체로부터 선택되는 적어도 1종의 열가소성 수지이다. 수지 구조체(2)의 수지 원료로서의 열가소성 수지는 입자상 고체로 사용되고, 분체, 입체, 펠릿 등 어느 형태라도 좋다. 열가소성 수지 입자의 입자 직경은 10 내지 200μm인 것이 바람직하다. 열가소성 수지의 입자 직경을 상기 범위로 함으로써, 공극(3)의 크기를 불균일 없이 대략 균일한 치수로 형성하기 쉬워진다. 열가소성 수지에는, 이의 종류 및 특성에 따라, 아디프산에스테르 등의 가소제나 에폭시계 화합물 등의 안정제, 페놀계 화합물 등의 산화 방지제 등을 첨가하여 사용할 수도 있다.
본 명세서에서의 열가소성 수지의 입자 직경은, CCD 카메라로 촬영한 화상 해석법에 의해 측정된다. 구체적으로는, 화상 해석식 입도 분포 측정 장치(자스코 인터내셔널사 제조 VD-3000, 세이신 키교사 제조 PITA-04 등)에 의해, 무작위로 분산시킨 열가소성 수지의 입자 1,400 내지 15,000개를 촬영하여 얻어진 화상으로부터 각각의 입자의 개별 입자 직경 D를 산출하고, D의 분포를 작성한 후 그 중앙 직경을 열가소성 수지의 입자 직경으로 한다. 또한, 개별 입자 직경 D는, 화상 중의 입자의 최대 폭을 최대 직경 D1, 최소 폭을 최소 직경 D2로 하고, 양자의 산술 평균 (D1+D2)/2에 의해 구할 수 있다.
도 3은, 분말 흡착재(1a, 1b)를 포함하지 않는 흡착용 소결체이며, 수지 원료만을 소결하여 수지 구조체를 형성하고 커터로 절단한 단면의 상태를 나타내는, 전자 현미경에 의한 단면 확대 화상(500배)이다. 도 3의 백색부는, 모서리부가 없는 연속 방상(房狀)이고 또한 3차원 망목 구조의 수지 구조체(2)를 나타내고, 그 내측의 흑색부는, 유동 가능하게 유리 흡착재(1a)가 배치되는 공극(3)을 나타낸다.
도 1에 나타내는 흡착용 소결체(20)의 분말 흡착재(1a, 1b)는, 수지 구조체(2) 사이의 공극(3)에 유동 가능하게 수용된 유리 흡착재(유리 흡착제)(1a)를 포함한다. 여기서, 유동 가능이란, 분말 흡착재가 수지 구조체(2)에 고착되지 않거나 또는 복수의 분말 흡착재가 서로 고착되지 않고, 이동, 요동, 진동, 회전, 신축, 확대 축소 또는 부침 등 모든 운동이 가능하다는 것을 의미한다.
도 1에 나타내는 흡착용 소결체(20)의 분말 흡착재(1a, 1b)는, 수지 구조체(2)에 담지된 고정 흡착재(1b)를 추가로 구비한다. 고정 흡착재(1b)는, 수지 구조체(2)의 표면(2a)에 고착되거나 또는 수지 구조체(2)의 내부에 적어도 그 일부가 매설된다. 즉, 고정 흡착재(1b)는, 수지 구조체(2)의 표면(2a)에 고착된 제1 고정 흡착재(1b1), 수지 구조체(2) 내부에 그 일부(일부 표면)가 매설되고 또한 잔부(잔부 표면)가 수지 구조체(2)로부터 돌출된 제2 고정 흡착재(1b2) 및/또는 수지 구조체(2) 내부에 전체(전체 표면)가 매설된 제3 고정 흡착재(1b3)가 존재할 수 있다. 고정 흡착재(1b)에 있어서, 공극(3)에 표면이 노출되는 제1 및 제2 고정 흡착재(1b1, 1b2)는, 흡착능 향상에 기여하는 동시에, 수지 구조체(2)에 고정되어 소경(小徑)이라도 외부로 유출하지 않는다. 제3 고정 흡착재(1b3)는, 수지 구조체(2) 내에 포함되기 때문에, 저흡착능이긴 하지만, 보다 소경의 분말 흡착재(1a, 1b)가 수지 구조체(2)에 포함되기 쉬운 경향이 있기 때문에, 고정 흡착재(1b3)도 비교적 소경의 분말 흡착재로 구성되어, 소경의 분말 흡착재(1a, 1b)가 공극(3)에 대량 잔존함으로써 발생하는 폐색을 방지하고, 압력손실 상승을 억지할 수 있다.
흡착용 소결체(20)의 제조 공정에 있어서, 분말 흡착재(1a, 1b) 중, 입자 직경이 작은 것일수록, 수지 구조체(2)의 표면(2a)에 고착되거나, 또는 수지 구조체(2)의 내부에 적어도 그 일부가 매설되기 쉬운 경향이 있기 때문에, 고정 흡착재(1b)는, 유리 흡착재(1a)에 비해 상대적으로 그 입자 직경이 작아지는 경향이 있다. 또한 반대로, 유리 흡착재(1a)는 상대적으로 그 입자 직경이 커지는 경향이 있다. 따라서, 흡착용 소결체(20)의 원료로서 사용한 분말 흡착재에 비해, 흡착용 소결체를 절단하는 등 하여 내부의 유리 흡착재의 일부 또는 전부를 회수하고 그 평균 직경을 측정한 경우, 통상, 유리 흡착재의 평균 직경은 분말 흡착재의 평균 직경보다도 커진다. 유리 흡착재(1a)의 평균 직경은, 바람직하게는 5μ 이상, 150μm 미만, 더욱 바람직하게는 15μ 이상, 100μm 이하이다. 고정 흡착재(1b)의 평균 직경은 1 내지 50μm 정도로 추측된다.
도 4a 내지 도 4c는, 분말 흡착재 원료로서, 야자 껍질의 탄화물을 수증기로 부활하여 얻어진 분말 활성탄(도 2a), 톱밥을 약품(인산)으로 부활하여 얻어진 분말 활성탄(도 2b) 및 톱밥을 약품(염화아연)으로 부활하여 얻어진 분말 활성탄(도 2c)을 각각 사용하여 제조된 본 발명에 의한 흡착용 소결체(20)의 단면을 각각의 배율로 전자 현미경 촬영한 표면 확대 화상을 나타낸다. 어느 쪽도, 흑색의 공극(3)을 3차원 망목상으로 형성하고 매끄러운 둥그스름함을 띤 표면(2a)을 갖는 수지 구조체(2)와, 수지 구조체(2)의 내부에 배치된 분말 활성탄의 유리 흡착재(1a)와, 수지 구조체(2)에 고착된 분말 활성탄의 고정 흡착재(1b)를 구비하는 흡착용 소결체(20)를 확인할 수 있다. 수지 골격의 내부의 흑색의 공극(3)은, 유리 흡착재(1a)가 자유롭게 운동할 수 있는 3차원 공간을 구성한다. 고정 흡착재(1b)는, 그 일부가 수지 구조체(2)의 표면(2a)에 고착되고, 또한, 그 일부가 표면(2a)의 오목부(2b)에 감합되어 수지 구조체(2)에 유지될 수 있다.
본 발명에서는, 공극(3)의 유리 흡착재(1a) 뿐만 아니라, 수지 구조체(2)에 고정 흡착재(1b)가 제공되기 때문에, 흡착 면적 및 포화 흡착 용량을 증대하여 높은 흡착 성능을 유지할 수 있다. 환언하면, 수지 구조체(2)에는, 특별한 기능 물질을 부가하지 않는 한 흡착능이 없기 때문에, 수지 구조체(2)의 표면(2a) 또는 내부에 고정 흡착재(1b)를 담지시킴으로써, 흡착용 소결체(20) 전체의 흡착 성능을 대폭 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에서는, 고정 흡착재(1b)가 수지 구조체(2) 사이의 간극(4)으로부터 유출되지 않는다.
도 4a 내지 도 4c로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 하나 또는 둘 이상의 유리 흡착재(1a)가 공극(3)에 유동 가능하게 수용된다. 둘 이상의 유리 흡착재(1a)가 하나의 공극(3)에 수용되는 경우, 인접하는 복수의 유리 흡착재(1a)는, 서로 고착되지 않고, 적어도 일부의 공극(3)의 유리 흡착재(1a) 사이에 유체(7)의 유로(3a)(도 1 및 도 6)를 형성하여, 유리 흡착재(1a)의 전체 표면 흡착을 가능하게 한다. 유리 흡착재(1a)가 다른 유리 흡착재(1a)에 또는 수지 구조체(2)에 한번 접촉해도, 유체(7)의 유동에 의해, 다시 이간(離間)하여 유로(3a)를 형성할 수 있다.
도 4d 및 도 4e는, 분말 흡착재 원료로서, 활성 백토(도 2d) 및 제올라이트(도 2e)를 각각 사용하여 제조된 본 발명의 흡착용 소결체(20)의 단면을 전자 현미경 촬영한 표면 확대 화상(1,500배)을 나타낸다. 도 4d 및 도 4e로부터, 흑색의 공극(3)을 3차원 망목상으로 형성하고 매끄러운 둥그스름함을 띤 표면(2a)을 갖는 회색의 수지 구조체(2)와, 수지 구조체(2)의 내부에 배치된 유리 흡착재(1a)로서의 대경(大徑)의 분말 활성 백토 및 제올라이트와, 수지 구조체(2)에 고착된 고정 흡착재(1b)로서의 보다 소경의 분말 활성 백토 및 제올라이트를 구비하는 흡착용 소결체(20)를 확인할 수 있다.
흡착용 소결체(20)를 충전한 본 발명의 흡착 장치는, 단일층 또는 복수층의 흡착용 소결체(20)를 예를 들어 도 10의 부호 81로 나타내는 바와 같이 용기에 장전하여 형성된다. 용기 내에 입상 흡착재를 직접 충전한 종래 기술에 비해, 본 발명의 흡착 장치는, 기계적 강도가 높은 수지 구조체(2)에 의해, 반송시 및 사용시 등에 있어서 용기 내의 흡착재가 분쇄, 파괴 등 되어 압력손실이 상승하는 등의 문제를 일으키지 않고, 일정한 형태 및 공극(3)을 유지할 수 있다. 도 5는, 2층(20a, 20b)의 흡착 장치(30)를 나타낸다. 예를 들어, 원기둥상 또는 각기둥상 또는 내부 공동을 갖는 형상의 흡착용 소결체(20)의 각 층(20a, 20b)을 순차적으로, 예를 들면 직렬로 장전 또는 적층해도 강성을 유지하여, 각 층(20a, 20b)이 서로 섞이지 않는다. 도 5는, 2층(20a, 20b)의 흡착 장치(30)를 나타내지만, 3층 이상으로 적층한 흡착 장치도 형성 가능하다.
원료로서 분말 활성탄을 사용한 본 발명에 의한 흡착용 소결체(20)의 제조방법의 일 양태를 이하에 설명한다.
처음에, 분말 흡착재(1a, 1b)를 구성하는 원료로서 분말 활성탄(분말 흡착재 원료)과, 수지 구조체(2)를 구성하는 수지 원료로서의 열가소성 수지를 혼합하여 흡착재 혼합물을 형성한다. 흡착재 혼합물에는, 필요에 따라, 기타 임의 성분이 포함되어 있어도 좋다. 흡착재 혼합물 중의 분말 활성탄의 함유율은 25 내지 65질량%가 바람직하고, 30 내지 60질량%가 보다 바람직하다. 흡착재 혼합물 중의 열가소성 수지의 함유율은 35 내지 75질량%가 바람직하고, 40 내지 70질량%가 보다 바람직하다. 분말 활성탄의 평균 직경은 150μm 미만이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1μm 이상, 150μm 미만이며, 더욱 바람직하게는 5μm 이상, 150μm 미만이며, 특히 바람직하게는 15μm 이상, 100μm 이하이다. 열가소성 수지의 입자 직경은 10 내지 200μm가 바람직하고, 30 내지 80μm보다 바람직하다. 분말 활성탄은, 파쇄, 팽창, 수축하는 경우가 거의 없고, 당초의 크기를 유지하면서 분말 흡착재(1a, 1b)를 형성할 수 있다. 분말 흡착재 원료와 제조 후의 분말 흡착재(1a, 1b)의 분말 직경이 거의 동일한 것은, 예를 들어, 등배율(400배)의 화상을 나타내는 도 2a와 도 4a, 도 2b와 도 4b로부터도 알 수 있다. 열가소성 수지는, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리불화비닐리덴 및 에틸렌아세트산비닐 공중합체로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하다. 본 발명에 있어서, 발포제를 사용할 필요는 없다. 분말 활성탄의 함수율은, 바람직하게는 30질량% 이하, 보다 바람직하게는 15질량% 이하, 보다 바람직하게는 8질량% 이하, 특히 바람직하게는 실질적으로 수분을 포함하지 않는 것이 바람직하다. 분말 활성탄의 함수율이 낮으면, 후술하는 가열 공정에서 분말 활성탄 부근의 온도가 저하되지 않고 에너지 소비를 억제하여, 보다 단시간에 또한 안정적으로 흡착용 소결체를 형성할 수 있다. 또한 열가소성 수지에 대해서는, 본 발명에 사용하기에 바람직한 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리불화비닐리덴(PVDF), 에틸렌아세트산비닐(EVA) 공중합체로부터 선택되는 적어도 1종의 열가소성 수지를 사용하는 한, 이들은 일반적으로 물의 흡수성이 부족하여, 본 발명의 흡착용 소결체(20)의 제조방법에 있어서 함수율의 영향을 고려할 필요는 없다.
분말 흡착재의 함수율은 이하와 같이 측정된다. 분말 흡착재를 1 내지 3g 측정하여 취해(w1), 110℃에서 질량 변화율이 0.05%/min 이하가 될 때까지 충분한 시간 건조시키고, 건조 후의 질량(w2)을 측정했을 때, 함수율(%)은 100×(w1-w2)/w2가 된다.
다음으로, 흡착재 혼합물을 가열로에 도입하여, 열가소성 수지의 연화점보다 높고 또한 분말 활성탄의 융점보다 낮은 온도, 예를 들어 90 내지 180℃에서 흡착재 혼합물을 가열한다. 가열에 의해, 복수의 열가소성 수지의 접촉 부분이 용융하여 접합부를 형성하고, 열가소성 수지가 서로 융착하여 공극(3)을 포위하는 골격을 형성한다. 이때, 대부분의 분말 활성탄은, 열가소성 수지에 고착 등 하지 않는다. 그 후, 냉각 고화하여, 공극(3)에 유동 가능하게 유리 흡착재(1a)를 수용한 3차원 망목상의 수지 구조체(2)가 형성된다. 수지 구조체(2)는 입체 격자상의 3차원 망목 구조를 갖고 있어도 좋다. 이에 의해, 분말 활성탄으로 이루어진 유리 흡착재(1a)를 포함하는 고강도의 흡착용 소결체(20)가 제조된다. 도 4a 내지 도 4c는, 본 발명의 제조방법에 의해 분말 활성탄을 원료로 하여 제조된 흡착용 소결체(20)의 각 실시형태의 예이다. 본 발명의 흡착용 소결체(20)의 제조에 있어서, 바람직하게는 함수율이 낮은 분말 활성탄 및 열가소성 수지를 수지 원료로서 사용함으로써, 수분의 심한 증발 및 발포에 의한 공극의 확대를 억제할 수 있어, 적당한 크기의 공극(3)을 균일하게 형성할 수 있다. 함수율이 낮은 원료를 사용함으로써, 가열 공정에서, 수분의 영향을 받지 않고 가열원 근위(近位)의 외부로부터 원위(遠位)의 내부까지 균일하게 전열(傳熱)하여 온도차가 없고, 열가소성 수지 전체를 균일하게 용융할 수 있다. 또한, 분말 활성탄으로부터 수분이 대부분 증발 방출되지 않고, 수지 구조체(2) 형성 단계의 열가소성 수지에 외력이 가해지지 않고 변형이 없기 때문에, 공극(3)이 팽창하지 않고 소정 범위 내의 대략 균일한 크기로 형성 유지될 수 있다. 또한, 이와 같은 적당한 크기와 공극(3)을 균일하게 형성하는 관점에서, 열가소성 수지의 입자 직경은 10 내지 200μm가 바람직하고, 30 내지 80μm가 보다 바람직하다.
상기 제조방법의 실시형태에서는, 분말 활성탄을 원료로 했지만, 분말 활성 백토 또는 제올라이트를 원료로 사용해도, 상기 동일한 제조방법에 의해 흡착용 소결체(20)를 제조할 수 있다(도 4d 및 도 4e).
본 발명에 의한 흡착용 소결체(20)에 유체(7)를 통액 또는 통기한 실시형태를 도 6에 의해 이하 설명한다.
단일층의 흡착용 소결체(20)를 장전한 흡착 장치(도시하지 않음)에 피처리 물질을 포함하는 유체(7)를 통과시키면, 유체(7)는, 수지 구조체(2) 사이의 간극(4)을 통과하여 공극(3)에 도입된다. 이때, 유리 흡착재(1a)는, 수지 구조체(2)에 무접합 상태이기 때문에, 또한, 복수의 유리 흡착재(1a)는 서로 고착 또는 결합하고 있지 않기 때문에, 도 6과 같이, 유동하는 유체(7)에 의해 공극(3) 내를 유동 또는 요동하여, 유리 흡착재(1a)의 전체 표면이 유체(7)에 직접 접촉하여, 유체(7) 중의 피처리 물질을 확실하게 포착 흡착한다. 또한, 유리 흡착재(1a) 사이에 형성된 유로(3a)에 의해, 흡착 면적 증대와 함께, 유체(7)의 흐름을 확보하여 흡착용 소결체(20)의 압력손실 상승을 방지할 수 있다.
또한, 유체(7)는, 수지 구조체(2)의 표면(2a) 또는 내부에 고정된 고정 흡착재(1b)에도 접촉하여, 유체(7) 중의 피처리 물질이 포착 흡착된다. 공극(3)에서 처리된 유체(7)는, 간극(4)을 통과하여 다른 공극(3)에 연속적으로 도입된다. 복수의 다른 공극(3)에서도 동일한 흡착 처리를 반복하고, 최종적으로 수지 구조체(2)의 외부, 즉, 흡착 장치의 외부로 유출된다. 간극(4)은 작기 때문에, 유동하는 유리 흡착재(1a)는 수지 구조체(2) 사이의 공극(3)에 유지되어, 흡착용 소결체(20)의 외부로 유출되지 않는다.
본 발명의 흡착용 소결체(20)는, 흡착 성능이 우수한 분말 흡착재를 높은 함유율로 함유시킬 수 있어, 피처리 물질을 높은 효율로 흡착 처리가 가능하다. 본 발명의 흡착용 소결체(20)는, 강도도 우수하기 때문에, 필터 등의 용도에 있어서, 카트리지 등의 용기에 충전하여 사용하는 경우도 용기를 소형화할 수 있으며, 필터 등의 흡착 장치의 소형화를 달성할 수 있어, 운반성, 보관성도 매우 양호한 것으로 할 수 있다.
본 발명의 흡착용 소결체(20)는, 압력손실의 상승에 의한 흡착 성능의 저하가 억제되어, 소정 처리량을 유지하면서 흡착 성능을 장기간 지속 가능하기 때문에, 런닝 코스트의 저감을 도모할 수 있다.
본 발명의 흡착용 소결체(20)는, 흡착 성능이 우수한 분말 활성탄을 소결체로 하여 원하는 형태 및 크기로 일체 성형할 수 있고, 다양한 형태의 연속식의 흡착 처리가 가능해진다. 또한, 용기 중에 상이한 흡착 특성의 복수의 층을 용도에 따라 장전할 수도 있기 때문에, 다기능을 구비하는 흡착 장치를 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 흡착용 소결체(20)는, 배취식(회분식) 흡착 처리에도 사용할 수 있다. 분말 흡착재를 사용한 배취식 흡착 처리에서는, 분말 흡착재가 공기 중에 비산하기 쉽기 때문에, 취급성이 낮고, 국소 배기 설비의 설치 등에 의해 분진에 의한 작업 환경 악화를 방지하는 대책이 필요해지는 경우가 있지만, 본 발명의 흡착용 소결체(20)는 취급성도 양호하다.
[실시예]
이하, 본 발명에 의한 흡착용 소결체(20)의 실시예를 설명한다.
[1] 압력손실 시험
본 발명의 흡착용 소결체(20)(실시예 1 내지 실시예 4)의 압력손실에 대해, 분말체(69)(비교예 1 내지 비교예 4 및 비교예 1' 및 비교예 2')와 함께 하기 시험을 행했다.
[1-1] 흡착용 소결체(20) 및 분말체(69)의 제조
분말 흡착재(1a, 1b)의 원료로서 야자 껍질의 탄화물을 수증기로 부활한 평균 입자 직경 약 30μm의 분말 활성탄(도 2a) 0.109질량부와 수지 구조체(2)의 수지 원료로서 폴리에틸렌 분말 0.164질량부를 혼합하고, 약 125℃에서 가열 소결하여, 분말 흡착재(1a, 1b)를 40질량% 함유하는 본 발명의 흡착용 소결체(20)(도 4a)(실시예 1)를 얻었다. 마찬가지로, 분말 흡착재(1a, 1b)의 원료로서 톱밥을 약품(인산)으로 부활한 평균 입자 직경 약 42μm의 분말 활성탄(도 2b) 0.109질량부와 수지 구조체(2)의 수지 원료로서 폴리에틸렌 분말 0.109질량부를 혼합하고, 약 125℃에서 가열 소결하여, 분말 흡착재(1a, 1b)를 40질량% 함유하는 본 발명의 흡착용 소결체(20)(도 4b)(실시예 2)를 얻었다. 실시예 1 및 실시예 2에 사용한 원료의 분말 활성탄의 함수율은 모두 약 7질량%였다. 분말 흡착재(1a, 1b)의 원료로서 평균 입자 직경 약 11μm의 분말 활성 백토(도 2d) 0.139질량부와 수지 구조체(2)의 수지 원료로서 폴리에틸렌 분말 0.139질량부를 혼합하고, 약 125℃에서 가열 소결하여, 분말 흡착재(1a, 1b)를 50질량% 함유하는 본 발명의 흡착용 소결체(20)(도 4d)(실시예 3)를 얻었다. 분말 흡착재(1a, 1b)의 원료로서 평균 입자 직경 약 35μm인 제올라이트(도 2e) 0.139질량부와 수지 구조체(2)의 수지 원료로서 폴리에틸렌 분말 0.139질량부를 혼합하고, 약 125℃에서 가열 소결하여, 분말 흡착재(1a, 1b)를 50질량% 함유하는 본 발명의 흡착용 소결체(20)(도 4d)(실시예 4)를 얻었다. 실시예 3 및 실시예 4에 사용한 원료의 분말 활성 백토 및 제올라이트의 함수율은 모두 약 7질량%였다.
야자 껍질의 탄화물을 수증기로 부활한 평균 입자 직경 약 30μm의 분말 활성탄(도 2a) 0.109질량부를 분말체(69)로서 얻었다(비교예 1). 야자 껍질의 탄화물을 수증기로 부활한 평균 입자 직경 약 30μm의 분말 활성탄(도 2a)으로부터 진동 분급기(프릿츠사 제조)에 의해 32μm 이하를 분급 제거한 분말 활성탄 0.109질량부를 분말체(69)로서 얻었다(비교예 1'). 톱밥을 약품(인산)으로 부활한 평균 입자 직경 약 42μm의 분말 활성탄(도 2b) 0.109질량부를 분말체(69)로서 얻었다(비교예 2). 톱밥을 약품(인산)으로 부활한 평균 입자 직경 약 42μm의 분말 활성탄(도 2b)으로부터 진동 분급기에 의해 32μm 이하를 분급 제거한 분말 활성탄 0.109질량부를 분말체(69)로서 얻었다(비교예 2'). 평균 입자 직경 약 11μm의 분말 활성 백토(도 2d) 0.109질량부를 분말체(69)로서 얻었다(비교예 3). 평균 입자 직경 약 35μm의 제올라이트(도 2e) 0.109질량부를 분말체(69)로서 얻었다(비교예 4).
[1-2] 시험 방법
<실시예 1 내지 실시예 4>
용적 약 3ml의 각각의 시린지(61) 내에 프릿(분체 유출 방지용 필터)(62a)을 배치하고, 그 위에 실시예 1 내지 실시예 4의 흡착용 소결체(20)를 각각 장전하고, 추가로 프릿(62b)을 배치하여, 도 7의 압력손실용 시험 장치(60)로 했다. 유량계(64)로 0.2L/분으로 조정한 공기를 흡착용 소결체(20)로 유동하게 했을 때의 흡착용 소결체(20) 사이의 차압을 압력계(키엔스사 제조 AP-53A)(63)에 의해 각 실시예 1 내지 실시예 4에 대하여 측정했다.
<비교예 1 내지 비교예 4 및 비교예 1' 및 비교예 2'>
흡착용 소결체(20) 대신에, 비교예 1 내지 비교예 4 및 비교예 1' 및 비교예 2'의 각 분말체(69)를 시린지(61)에 충전한 것 이외에는, 상기 실시예와 동일한 시험 방법으로 각각의 비교예의 차압을 측정했다.
[1-3] 시험 결과 및 고찰
가로축에 시험 대상물명, 세로축에 차압[kPa]을 나타내는 도 8의 압력손실 시험 결과와 같이, 분말 활성탄을 충전한 비교예 1 및 비교예 2는 50kPa 이상의 고차압값을 나타내고, 추가로 32μm 이하의 분말 활성탄을 분급 제거한 비교예 1' 및 비교예 2'도 30kPa 이상의 고차압값을 나타냈다. 비교예 1 및 비교예 2는, 32μm 이하의 미세 분말을 포함하는 분말 활성탄이 고밀도로 충전되고, 비교예 1' 및 비교예 2'도 분말 활성탄이 고밀도로 충전되어 분말 사이의 공극이 작기 때문에, 고압력손실이었다. 이에 반해, 실시예 1 및 실시예 2의 본 발명에 의한 흡착용 소결체(20)는, 비교예와 동량의 분말 활성탄에 더해서 수지 구조체(2)를 포함함에도 불구하고, 모두 10kPa 이하의 저차압값을 나타냈다. 분말 활성 백토 및 제올라이트의 분말체(69)를 충전한 비교예 3 및 비교예 4는, 각각 29kPa 및 97kPa의 고차압값을 나타냈다. 비교예 3 및 비교예 4는, 미세한 분말이 고밀도로 충전되어, 분말 사이의 공극이 작기 때문에 고압력손실이었다. 이에 반해, 실시예 3 및 실시예 4의 본 발명에 의한 흡착용 소결체(20)는, 비교예 3 및 비교예 4와 동량의 분말 활성 백토 및 제올라이트에 더해서 수지 구조체(2)를 포함함에도 불구하고, 모두 10kPa 이하의 저차압값을 나타냈다. 따라서, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4에서는, 저압력손실 처리의 실현을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 1 내지 실시예 4의 흡착용 소결체(20)는 강도도 우수했다.
[2] 통액 흡착 시험
본 발명의 흡착용 소결체(20)(실시예 5 및 실시예 6)의 통액 흡착 성능에 대하여, 입상 활성탄을 사용한 입상체(89)(비교예 5 및 비교예 6)와 함께 하기 시험을 행했다.
[2-1] 흡착용 소결체(20) 및 입상체(89)의 제조
분말 흡착재(1a, 1b)의 원료로서 야자 껍질의 탄화물을 수증기로 부활한 평균 입자 직경 약 30μm의 분말 활성탄(도 2a) 0.076질량부와 수지 구조체(2)의 수지 원료로서의 폴리에틸렌 분말 0.177질량부를 혼합하고, 약 125℃에서 가열 소결하여, 분말 흡착재(1a, 1b)를 30질량% 함유하는 본 발명에 의한 고강도의 흡착용 소결체(20)(도 4a)(실시예 5)를 얻었다. 마찬가지로, 분말 흡착재(1a, 1b)의 구성 원료로서 톱밥을 약품(인산)으로 부활한 평균 입자 직경 약 42μm의 분말 활성탄(도 2b) 0.076질량부와 수지 구조체(2)의 수지 원료로서의 폴리에틸렌 분말 0.177질량부를 혼합하고, 약 125℃에서 가열 소결하여, 분말 흡착재(1a, 1b)를 30질량% 함유하는 본 발명에 의한 고강도의 흡착용 소결체(20)(도 4b)(실시예 6)를 얻었다. 실시예 5 및 실시예 6에 사용하는 분말 활성탄의 함수율은 약 8질량%였다.
야자 껍질의 탄화물을 수증기로 부활한 평균 직경 800μm 정도의 입상 활성탄 0.076질량부와 직경 100μm 폴리에틸렌 비즈 0.177질량부를 혼합하여 입상체(89)(비교예 5)를 얻었다. 입자 직경 800μm 정도의 대경의 입상 활성탄에서는, 수지 구조체 사이의 공극에 유동 가능하게 활성탄을 배치한 본 발명의 흡착용 소결체를 형성할 수 없으며, 또한, 분말에 비해 입자 수가 매우 적어, 활성탄이 존재하지 않는 공극도 다수 형성되기 때문에, 가능한 한 실시예 5와 동일한 조건으로 하기 위해 폴리에틸렌 분말과 동량의 폴리에틸렌 비즈를 사용했다. 마찬가지로, 톱밥 원료를 약품(인산)으로 부활한 평균 직경 800μm 정도의 입상 활성탄 0.076질량부와 직경 100μm 폴리에틸렌 비즈 0.177질량부를 혼합하여 입상체(89)(비교예 6)를 얻었다. 또한, 평균 직경 800μm는, 액상 처리에서 다용되는 입상 활성탄의 입자 직경에 상당한다.
[2-2] 시험 방법
<실시예 5 및 실시예 6>
통액 흡착 시험 장치(80)에 의해, 실시예 5 및 실시예 6의 흡착용 소결체(20)를 각각 장전한 내경 8.6mm의 용기(81)에 대하여, 용기(82)에 모은 농도 1,200mg/l의 메틸렌 블루 용액 20ml를 튜브 펌프(83)에 의해 3.2ml/분으로 송액하여 순환시켰다(도 10). 일정 시간마다 0.1ml씩 순환액을 채취하여 100배로 희석한 후, 분광 광도계(시마즈 세이사쿠쇼 제조 UV-1700)로 파장 665nm의 흡광도를 측정하고, 실시예 5 및 실시예 6에 대하여 순환액의 메틸렌 블루 잔류 농도를 구했다.
<비교예 5 및 비교예 6>
흡착용 소결체(20) 대신에, 각각의 용기(81)에 충전한 비교예 5 및 비교예 6의 입상체(89)를 사용한 것 이외에는, 상기 실시예 5 및 실시예 6과 동일한 시험 방법으로 비교예 5 및 비교예 6에 대하여 메틸렌 블루 잔류 농도를 구했다.
[2-3] 시험 결과 및 고찰
도 11a는 실시예 5 및 비교예 5의 시험 결과를 나타내고, 도 11b는 실시예 6 및 비교예 6의 시험 결과를 나타내고, 각각 가로축에 시간[분], 세로축에 메틸렌 블루 잔류 농도[mg/l]를 나타낸다. 예를 들어 10분 후의 메틸렌 블루 잔류 농도를 비교하면, 도 11a에서, 비교예 5에서는 약 780mg/l인 것에 반해, 실시예 5에서는 약 300mg/l까지 감소했다. 또한, 도 11b에서, 비교예 6에서는 약 500mg/l인 것에 반해, 실시예 6에서는 300mg/l 이하까지 감소했다. 따라서, 입자 직경 800μm의 입상 활성탄만을 포함하는 비교예 5 및 비교예 6에 비해, 분말 흡착재(1a, 1b)를 30질량% 포함하는 본 발명의 실시예 5 및 실시예 6에서는, 액체의 흡착 성능, 특히 탈색 특성이 우수한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 5 및 실시예 6의 흡착용 소결체(20)는 강도도 우수했다.
[3] 통기 흡착 시험
본 발명의 흡착용 소결체(20)(실시예 5)의 통기 흡착 성능에 대하여, 입상 활성탄을 사용한 입상체(99)(비교예 7 및 비교예 8)와 함께 하기 시험을 행했다.
[3-1] 흡착용 소결체(20) 및 입상체(99)의 제조
실시예 5의 흡착용 소결체(20)는 상기 동일한 방법에 의해 얻어졌다. 야자 껍질의 탄화물을 수증기로 부활한 평균 직경 2,000μm 정도의 입상 활성탄 0.076질량부와 직경 100μm 폴리에틸렌 비즈 0.177질량부를 혼합하여 입상체(99)(비교예 7)를 얻었다. 입자 직경 2,000μm 정도의 대경의 입상 활성탄에서는, 수지 구조체간의 공극에 유동 가능하게 활성탄을 배치한 본 발명의 흡착용 소결체를 형성할 수 없고, 또한, 분말에 비해 입자 수가 매우 적어, 활성탄이 존재하지 않는 공극도 다수 형성되기 때문에, 가능한 한 실시예 5와 동일한 조건으로 하기 위해 폴리에틸렌 분말과 동량의 폴리에틸렌 비즈를 사용했다. 야자 껍질의 탄화물을 수증기로 부활한 평균 직경 2,000μm 정도의 입상 활성탄 0.076질량부만의 입상체(99)(비교예 8)를 얻었다. 또한, 평균 직경 2,000μm는, 기상 처리에서 다용되는 입상 활성탄의 입자 직경에 상당한다.
[3-2] 시험 방법
<실시예 5>
도 12에 나타내는 통기 흡착 시험 장치(90)에 의해, 사이클로헥산을 함침시킨 공급원을 내부에 배치하여 사이클로헥산 가스 농도를 약 100ppm으로 조제한 가스 포집 주머니(92)로부터, 다이어프램 펌프(93)에 의해, 흡착용 소결체(20)(실시예 5)를 장전한 내경 8.6mm의 용기(91)에 대해, 사이클로헥산 가스를 0.2ml/분으로 공급했다. 흡착용 소결체(20) 통과 후의 출구 가스를 10분간으로 2L 채취하여, 가스 검지관(가스텍사 102L)에 의해 10분마다의 사이클로헥산 농도를 측정했다. 또한, 관능 시험에 의해 출구 가스의 취기를 평가했다.
<비교예 7 및 비교예 8>
흡착용 소결체(20) 대신에, 용기(81)에 충전한 비교예 7 및 비교예 8의 입상체(99)를 각각 사용한 것 이외에는, 실시예 5와 동일한 시험 방법으로 사이클로헥산 농도를 측정하고, 관능 시험을 했다.
[3-3] 시험 결과 및 고찰
도 13은, 실시예 5 및 비교예 7 및 비교예 8의 시험 결과를 나타내고, 가로축에 시간[분], 세로축에 사이클로헥산 농도[ppm]를 나타낸다. 비교예 7 및 비교예 8에서는 처음 10분부터 사이클로헥산이 파과(破過)하는 것에 반해, 실시예 5에서는 60분에서도 사이클로헥산이 파과하지 않고 완전히 흡착을 지속했다. 또한, 관능 시험 결과, 비교예 7 및 비교예 8에서는, 처음 10분부터 출구 가스의 사이클로헥산 취기를 느낀 것에 반해, 실시예 5에서는 취기를 전혀 느끼지 않았다. 따라서, 분말 흡착재(1a, 1b)를 30질량% 포함하는 본 발명의 실시예 5에서는, 기체의 흡착 성능, 특히 탈취성 및 유해 가스 제거 특성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
[4] 소결성 및 강도 확인 시험
분말 흡착재(1a, 1b)를 포함하는 흡착용 소결체(20)의 소결성 및 강도를 확인했다.
[4-1] 흡착용 소결체(20) 제조 및 시험 방법
흡착용 소결체(20)가 0.273g이 되도록, 분말 흡착재(1a, 1b)의 구성 원료로서 톱밥을 약품(인산)으로 부활한 평균 입자 직경 약 42μm의 분말 활성탄(도 2b)과, 수지 구조체(2)를 형성하는 폴리에틸렌 분말을 혼합하고 약 125℃에서 가열 소결하여, 분말 흡착재(1a, 1b)를 각각 50 및 60질량% 함유하는 흡착용 소결체(20)(실시예 7 및 실시예 8)를 얻었다. 톱밥의 분말 활성탄을 사용하는 이유는, 상기 실시예 1 내지 실시예 6에서는, 다른 원료에 비해 톱밥이 비교적 강도가 약하고, 톱밥 분말 활성탄으로 높은 소결성 및 고강도를 확인할 수 있으면, 다른 코코넛 껍질 분말 활성탄, 분말 활성 백토 및 제올라이트에서도 당연히 충분한 소결성 및 강도를 얻을 수 있다고 예측할 수 있기 때문이다.
[4-2] 시험 방법
실시예 7 및 실시예 8에 대하여, 외관 육안에 의해 소결성을 그리고 촉수(觸手)에 의해 강도를 각각 확인했다.
[4-3] 시험 결과 및 고찰
분말 흡착재(1a, 1b)를 30질량%(실시예 6), 40질량%(실시예 2), 50질량%(실시예 7) 및 60질량%(실시예 8) 함유하는 흡착용 소결체(20)는, 모두 가열로로부터 형상을 유지한 상태로 꺼낼 수 있어, 강하게 압압(押壓)해도 형상이 변형되지 않고 충분한 강도를 확인할 수 있었다.
[5] 회분식 액상 흡착 시험
본 발명의 흡착용 소결체(20)의 회분식 액상 흡착 성능에 대하여, 분말 활성 백토(도 2d)와 함께 하기 시험을 행했다.
[5-1] 흡착용 소결체(20) 제조
분말 흡착재(1a, 1b)의 원료로서 평균 입자 직경 약 11μm의 분말 활성 백토(도 2d) 0.197질량부와 수지 구조체(2)의 수지 원료로서 폴리에틸렌 분말 0.131질량부를 혼합하고, 약 125℃에서 가열 소결하여, 분말 흡착재(1a, 1b)를 60질량% 함유하는 본 발명의 흡착용 소결체(20)(실시예 9)를 얻었다. 사용한 분말 활성 백토의 함수율은 약 7질량%였다.
[5-2] 시험 방법
<실시예 9>
100ml 삼각 플라스크에 실시예 9의 흡착용 소결체(20)를 넣고, 농도 100mg/l의 카페인 수용액 50ml를 첨가하고, 고무 마개를 하고 진탕기에 세트하여, 흡착이 거의 평형에 달할 때까지 상온(20℃), 200rpm으로 진탕했다. 진탕 후의 액을 채취하여, 고속 액체 크로마토그래프 장치(히타치 하이테크 사이언스사 제조 Chromaster(등록상표))를 사용하여 카페인을 분리하고, 파장 280nm의 흡광도로부터 실시예 9에 대한 카페인 잔류 농도를 측정하여, 카페인의 흡착 제거율을 구했다.
<비교예 9>
흡착용 소결체(20) 대신에, 분말 활성 백토(도 2d) 0.197질량부를 사용한 것 이외에는, 상기 실시예 9와 동일한 시험 방법으로 카페인의 흡착 제거율을 구했다.
[4-3] 시험 결과 및 고찰
실시예 9, 비교예 9 모두 카페인의 흡착 제거율은 97%로 동일한 값을 나타냈다. 따라서, 분말 흡착재(1a, 1b)의 흡착 성능은 흡착용 소결체(20) 중에 있어도 고도로 유지되고 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 9의 흡착용 소결체(20)는 강도도 우수했다.
[6] 회분식 기상 흡착 시험
본 발명의 흡착용 소결체(20)의 회분식 기상 흡착 성능에 대하여, 약품 담지 제올라이트와 함께 하기 시험을 행했다.
[6-1] 흡착용 소결체(20) 제조
분말 흡착재(1a, 1b)의 원료로서, 평균 입자 직경 약 35μm로 분쇄한 약품 담지 제올라이트 0.055질량부와 수지 구조체(2)의 수지 원료로서 폴리에틸렌 분말 0.055질량부를 혼합하여 약 125℃에서 가열 소결하여, 분말 흡착재(1a, 1b)를 50질량% 함유하는 본 발명에 의한 고강도의 흡착용 소결체(20)(실시예 10)를 얻었다. 사용한 약품 담지 제올라이트의 함수율은 약 7질량%였다.
[6-2] 시험 방법
<실시예 10>
폴리에스테르제 3L 냄새 주머니(오미 오도 에어서비스사 제조)에 실시예 10의 흡착용 소결체(20)와 약 3cm 사방의 여과지 조각을 넣고, 청정 공기를 3L 첨가하여 고무 마개로 밀봉했다. 디메틸설파이드(이하, DMS라고 칭함) 3% 용액을, 내부의 DMS 농도가 200mg/m3가 되도록 마이크로 시린지로 냄새 주머니에 주입하여 여과지 조각에 스며들게 하여, 주입구를 셀로판 테이프로 밀봉했다. DMS를 냄새 주머니 내부에서 기화시켜, 흡착이 거의 평형에 달할 때까지 상온(20℃)에서 정치했다. 고무 마개를 열어 냄새 주머니 중의 DMS 농도를 가스텍사 제조 가스 검지관 No.77을 사용하여 측정하고, DMS의 흡착 제거율을 구했다.
<비교예 10>
흡착용 소결체(20) 대신에, 평균 입자 직경 약 35μm로 분쇄한 약품 담지 제올라이트 0.055질량부를 사용한 것 이외에는, 상기 실시예 10과 동일한 시험을 행하여, DMS의 흡착 제거율을 구했다.
[6-3] 시험 결과 및 고찰
실시예 10의 DMS의 흡착 제거율은 96%, 비교예 10의 DMS의 흡착 제거율은 97%로 거의 동일한 값을 나타냈다. 따라서, 분말 흡착재(1a, 1b)의 흡착 성능은 흡착용 소결체(20) 중에 있어도 고도로 유지되고 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 10의 흡착용 소결체(20)는 강도도 우수했다.
[7] 실시예의 결론
상기 실시예로부터, 본 발명의 흡착용 소결체(20)는, 고강도인 동시에, 액체 및 기체에 있어서 저압력손실에서도 탈색 및 탈취 등의 우수한 흡착 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
본 발명의 흡착용 소결체, 이의 제조방법 및 흡착 장치는, 대기 정화, 다이옥신 제거, 배연 탈황 및 탈질, 공장의 폐가스 및 폐액 처리, 정수의 고도 처리, 화학 약품의 정제, 식품 및 음료의 탈색, 가정용 정수기, 공기 청정기, 냉장고 탈취제, 가스 마스크 등의 다양한 용도로 사용할 수 있다.
(1a, 1b)··분말 흡착재, (1a)··유리 흡착재, (1b)··고정 흡착재, (2)··수지 구조체, (2a)··표면, (2b)··오목부, (3)··공극, (20)··흡착용 소결체, (30)··흡착 장치

Claims (14)

  1. 분말 흡착재와,
    공극이 3차원 망목상(網目狀)으로 형성된 수지 구조체를 구비하고,
    분말 흡착재는, 수지 구조체 사이의 공극에 유동 가능하게 수용된 유리(遊離) 흡착재와, 수지 구조체의 표면에 고착되고/되거나 수지 구조체의 내부에 적어도 그 일부가 매설된 고정 흡착재를 포함하고,
    분말 흡착재는, 분말 활성탄, 분말 활성 백토 및 제올라이트로부터 선택되는 적어도 1종임을 특징으로 하는, 흡착용 소결체.
  2. 제1항에 있어서, 분말 흡착재의 평균 직경은 150μm 미만인, 흡착용 소결체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 분말 흡착재를 25 내지 65질량% 함유하는, 흡착용 소결체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 수지 구조체의 수지 원료는, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리불화비닐리덴(PVDF) 및 에틸렌아세트산비닐(EVA) 공중합체로부터 선택되는 적어도 1종의 열가소성 수지인, 흡착용 소결체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 열가소성 수지의 입자 직경은 10 내지 200μm인, 흡착용 소결체.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 유리 흡착재는 적어도 일부의 공극에 유동 가능하게 수용되고, 인접하는 복수의 유리 흡착재는 서로 고착되지 않고, 적어도 일부의 공극의 유리 흡착재 사이에 유체(流體)의 유로(流路)를 형성하는, 흡착용 소결체.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 분말 흡착재는 첨형(尖形) 부분을 갖는 분말 활성탄인, 흡착용 소결체.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 유체 중의 피처리 물질의 흡착용인, 흡착용 소결체.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 흡착용 소결체의 단일층 또는 복수층을 용기에 장전한 것을 특징으로 하는, 흡착 장치.
  10. 분말 활성탄, 분말 활성 백토 및 제올라이트로부터 선택되는 적어도 1종인 분말 흡착재와 열가소성 수지를 혼합하여 흡착재 혼합물을 형성하는 공정과,
    열가소성 수지의 연화점보다 높고 또한 분말 흡착재 원료의 융점보다 낮은 온도에서 흡착재 혼합물을 가열하는 공정과,
    복수의 열가소성 수지를 융착하고 또한 냉각 고화하여, 공극이 3차원 망목상으로 형성되고, 또한 공극에 유리 흡착재가 유동 가능하게 수용된 수지 구조체를 형성하는 공정을 포함함을 특징으로 하는, 흡착용 소결체의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서, 분말 흡착재의 평균 직경은 150μm 미만인, 제조방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 흡착재 혼합물 중의 분말 흡착재의 함유율이 25 내지 65질량%인, 제조방법.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 열가소성 수지는, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리불화비닐리덴(PVDF) 및 에틸렌아세트산비닐(EVA) 공중합체로부터 선택되는 적어도 1종인, 제조방법.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 열가소성 수지의 입자 직경은 10 내지 200μm인, 제조방법.
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