KR20220160349A - 수 중 방사성 세슘 제거용 필터의 제조 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프러시안 블루가 표면에 고정(immobilized)된 수 중 방사성 세슘의 흡착 제거용 필터를 제조하기 위한 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 권출 롤러(210); 상기 권출 롤러(210)로부터 공급되는 셀룰로오스 고분자 섬유 시트 (110)를 제1 용액조(311)로 이송하는 제1 이송 롤러(231); K4[Fe(CN)6] 용액(321)을 포함하는 제1 용액조(311); 적어도 일부가 상기 제1 용액조(311) 내의 K4[Fe(CN)6] 용액(321) 중에 잠겨 있는 제1 침지 롤러(241); 셀룰로오스 고분자 섬유 시트(110)를 상기 제1 침지 롤러(241)에서 공급받아 제2 용액조(312)로 이송하는 제2 이송 롤러(232); FeCl3 용액(322)을 포함하는 제2 용액조(312); 적어도 일부가 상기 제2 용액조(312) 내에 FeCl3 용액 중에 잠겨 있는 제2 침지 롤러(242); 셀룰로오스 고분자 섬유 시트(110)를 상기 제2 침지 롤러(242)에서 공급받아 건조 장치(400)으로 이송하는 제3 이송 롤러(233); 상기 제3 이송 롤러(233)로부터 이송된 셀룰로오스 고분자 섬유 시트(110)를 건조하기 위한 건조 램프(410); 및 상기 건조 램프(410)에 의해 건조된 셀룰로오스 고분자 섬유 시트(110)를 권취하기 위한 권취 롤러(220)를 포함한다.
Description
본 발명은 수 중 방사성 세슘 제거용 필터의 제조 장치에 관한 것이다.
근래 급증하는 에너지 수요로 인하여, 화석 연료를 대체할 수 있으면서도 온실 가스 배기를 줄일 수 있는 에너지원으로 원자력 에너지의 사용이 증가하고 있다. 다만, 원자력 에너지는 원자력 사고의 위험을 동반하므로, 원전 사고에 대한 방사성 물질의 대응책이 필요하다.
137Cs는 원자력 사고 동안에 통상 방출되는 방사성 동위 원소이며 핵분열 생성물의 6.3%를 차지한다. 또한, 이는 다른 방사성 오염물에 비하여 반감기가 길고 (30년), 수화 반경이 작고 확산 계수가 크고 물에 쉽게 용해하기 때문에 물에서 제거하기가 곤란하다. 137Cs는 인체에 흡수되면 유전 질환, 돌연변이, 암을 야기할 수 있다.
프러시안 블루(PB)는 금속 페로시아나이드 화합물 (Fe4[Fe(CN)6]3)로서 청색 염료로 사용된다. 세슘(Cs)을 효과적으로 흡착하는 흡착제라서 체르노빌 핵 사고 동안에 방사성 세슘에 노출된 환자들에게 투여되었으며, 세슘에 대한 선택성도 높다.
그러나, 프러시안 블루는 크기가 매우 작고 (5 내지 200 nm), 분산성이 높아서, 물에서 뿌릴 경우 물에서 분리 및 회수하기가 어렵다. 이에 따라, 프러시안 블루를 지지체에 고정화하여 실적용성을 개선하고자 하는 연구가 있었다. 이를 위해 종래 연구에서는 자기력을 이용하기 위한 자성 재료/프러시안 블루 복합체, 탄소 나노튜브 및 그래핀 옥시드와 같은 탄소 나노재료 등을 제조하거나 폴리머 비드, 다공성 재료 등을 지지체로 이용하는 방안이 제안되었다. 이와 같은 다양한 프러시안 블루 복합체는 세슘 흡착 용량, 선택성 등은 높았으나, 지지체가 고가이거나 제조 과정이 복잡하다는 등의 단점이 있었다.
본 발명의 목적은 수 중 방사성 세슘의 흡착 제거를 위한 프러시안 블루 복합체를 연속적이고 간단하게 제조할 수 있는 제조 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 프러시안 블루가 표면에 고정(immobilized)된 수 중 방사성 세슘의 흡착 제거용 필터를 제조하기 위한 시스템 (10)으로서,
표면에 철 이온이 결합되어 있는 셀룰로오스 고분자 섬유 시트(110)를 공급하는 권출 롤러(210);
상기 권출 롤러(210)로부터 공급되는 셀룰로오스 고분자 섬유 시트 (110)를 제1 용액조(311)로 이송하는 제1 이송 롤러(231);
K4[Fe(CN)6] 용액(321)을 포함하는 제1 용액조(311);
적어도 일부가 상기 제1 용액조(311) 내의 K4[Fe(CN)6] 용액(321) 중에 잠겨 있고 셀룰로오스 고분자 섬유 시트(110)를 상기 제1 이송 롤러(231)에서 공급받아 제2 이송 롤러(232)로 이송하는 제1 침지 롤러(241);
셀룰로오스 고분자 섬유 시트(110)를 상기 제1 침지 롤러(241)에서 공급받아 제2 용액조(312)로 이송하는 제2 이송 롤러(232);
FeCl3 용액(322)을 포함하는 제2 용액조(312);
적어도 일부가 상기 제2 용액조(312) 내에 FeCl3 용액 중에 잠겨 있고 셀룰로오스 고분자 섬유 시트를 제2 이송 롤러(232)에서 공급받아 제3 이송 롤러(233)로 이송하는 제2 침지 롤러(242);
셀룰로오스 고분자 섬유 시트(110)를 상기 제2 침지 롤러(242)에서 공급받아 건조 장치(400)으로 이송하는 제3 이송 롤러(233);
상기 제3 이송 롤러(233)로부터 이송된 셀룰로오스 고분자 섬유 시트(110)를 건조하기 위한 건조 램프(410); 및
상기 건조 램프(410)에 의해 건조된 셀룰로오스 고분자 섬유 시트(110)를 권취하기 위한 권취 롤러(220)를 포함하고,
여기서 상기 시스템은 상기 권출 롤러(210)부터 상기 권취 롤러(220)에 이르기까지 연속식으로 작동하고,
상기 제1 침지 롤러(241) 및 상기 제2 침지 롤러(242)는 그의 직경의 적어도 30% 이상이 용액(321, 322)에 잠기도록 하고 이들 롤러(241, 242)에 연결된 모터(미도시)의 감는 속도를 0.7 내지 1 cm/분으로 함으로써, 상기 침지 롤러들(241, 242)의 면을 따라 이송되는 셀룰로오스 고분자 섬유 시트가 용액(321, 322)과 충분한 시간 동안 반응하도록 하는 것을 특징으로 하는 시스템 (10)이 제공된다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 아크릴산 처리에 의해 표면에 카르복실기가 도입된 셀룰로오스 고분자 섬유 시트를 FeCl3 용액에 침지하여 철 이온을 고정 결합하는 제1 FeCl3 용액 처리 구역 (미도시)을 추가로 포함하고, 상기 제1 FeCl3 용액 처리 구역을 통과한 셀룰로오스 고분자 섬유 시트를 상기 권출 롤러(210)에 공급하고, 여기서, 상기 제1 FeCl3 용액 처리 구역은 배치(batch)식으로 작동하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 제1 FeCl3 용액 처리 구역에서 상기 FeCl3 용액에 침지되는 시간은 20 내지 28시간이고, 상기 제1 용액조(311) 및 상기 제2 용액조(312)에서 각 용액(321, 322)에 침지되는 시간은 10 내지 20분일 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 제1 침지 롤러(241) 및 상기 제2 침지 롤러(242)가 용액(321, 322)에 완전히 잠기도록 하여 셀룰로오스 고분자 섬유 시트의 양쪽 면이 모두 용액 중에서 반응할 수 있도록 할 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 제1 이송 롤러(231)의 직경 대 상기 제1 이송 롤러(231) 말단과 상기 제1 침지 롤러(241) 말단 사이의 최단 거리(d)의 비가 1:1 내지 1:1.5의 범위일 수 있다.
수 중의 방사성 세슘을 제거하기 위해 프러시안 블루가 사용되어왔으나, 프러시안 블루는 나노 크기의 입자성 물질로 흡착제로써 현장 적용에 어려움이 있었다. 본 발명에 따르면 셀룰로오스 고분자 소재에 프러시안 블루를 형성하여 흡착 후 회수가 용이한 필터형 세슘 흡착 소재를 제공할 수 있는, 제조 시스템이 제공된다. 본 발명에 따른 제조 시스템은 연속식 제조 공정으로서, 공정이 간단하고 제조가 신속하며 물, 에너지, 화학물질의 소비를 절약할 수 있다. 더욱이, 필터의 대량 생산 및 자동화 공정에 적용 가능하다. 이러한 본 발명의 시스템에 의해 제조한 필터는 다른 방식으로 제조한 필터에 필적하는 성능을 발휘할 수 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 제조 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2 는 본 발명의 제조예에서 제조한 필터(CF-AA-PB-RTR) 및 비교용 필터(CF-AA-PB)에 대한 FTIR 스펙트럼이다.
도 3 은 CF-AA-PB-RTR의 투입량에 따른 137Cs 제거율을 나타낸다.
도 4 에서 (a)는 유속 변화에 따른 133Cs 제거율을 나타내고, (b)는 137Cs 연속식 제거율을 나타낸다.
도 2 는 본 발명의 제조예에서 제조한 필터(CF-AA-PB-RTR) 및 비교용 필터(CF-AA-PB)에 대한 FTIR 스펙트럼이다.
도 3 은 CF-AA-PB-RTR의 투입량에 따른 137Cs 제거율을 나타낸다.
도 4 에서 (a)는 유속 변화에 따른 133Cs 제거율을 나타내고, (b)는 137Cs 연속식 제거율을 나타낸다.
이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
층, 막 등의 어떤 부분이 다른 부분 “위에”, “상에”, "아래에", "하에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 “바로 위에”, “바로 상에”, "바로 아래에" "바로 하에" 있어서 어떤 부분과 다른 부분이 서로 접해 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 존재하는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 “바로 위에”, “바로 상에”, "바로 아래에", "바로 하에" 있다고 할 때는 중간에 다른 부분이 없는 것을 의미한다.
이하, 도 1 을 참고하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 수 중 방사성 세슘의 흡착 제거용 필터의 제조 시스템(10)에서 필터용 셀룰로오스 고분자 섬유 시트(110)는 권출 롤러(210)로부터 제1 이송 롤러(231), 제1 침지 롤러(241), 제2 이송 롤러(232), 제2 침지 롤러(242), 제3 이송 롤러(233)를 거쳐, 건조 장치(400)를 통과하고 권취 롤러(220)에 감기기까지 연속적으로 이동한다.
상기 권출 롤러(210)에 공급되는 상기 셀룰로오스 고분자 섬유 시트(110)는 아크릴산에 의해 표면에 카르복실기가 도입되고 여기에 다시 철 이온이 고정 결합되도록 미리 처리된 상태의 것일 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 제조 시스템(10)은 셀룰로오스 고분자 섬유 시트를 아크릴산 처리하여 시트의 표면에 카르복실기를 도입하는 아크릴산 개질 구역 (미도시); 상기 아크릴산 개질된 셀룰로오스 고분자 섬유 시트를 NaCl 용액에 침지하여 상기 카르복실기를 음이온화 (-COO-)하는 NaCl 용액 처리 구역 (미도시); 및 상기 카르복실기가 음이온화된 셀룰로오스 고분자 섬유 시트를 FeCl3 용액에 침지하여 철 이온을 고정 결합하는 제1 FeCl3 용액 처리 구역 (미도시)을 추가로 더 포함할 수 있다.
여기서 상기 아크릴산 개질 구역, NaCl 용액 처리 구역, 및 상기 제1 FeCl3 용액 처리 구역은 배치(batch)식 제조 공정에 의한 것일 수 있다. 이에, 본 발명에 따른 제조 시스템(10)은 배치식 제조 공정과 연속식 제조 공정이 복합된 형태의 것일 수 있다.
본 발명에 따른 셀룰로오스 고분자 섬유 시트는 상기 제1 FeCl3 용액 처리 구역을 통과하여 철 이온이 표면에 고정 결합될 수 있고, 후속하는 K4[Fe(CN)6] 용액(321)을 포함하는 제1 용액조(311)를 통과하면서 프러시안 블루가 합성되고, 이어서 FeCl3 용액(322)을 포함하는 제2 용액조(312)를 통과하면서 한 번 더 철 이온이 공급되어 프러시안 블루가 안정적으로 형성될 수 있도록 할 수 있다. 여기서 상기 제1 FeCl3 용액은 5 내지 50 mM 이고 상기 용액 중에서의 침지 시간은 20 내지 28시간, 예를 들어 22 내지 26시간일 수 있고, 상기 K4[Fe(CN)6] 용액(321)은 5 내지 50 mM 이고 상기 용액(321) 중의 침지 시간은 10 내지 20분일 수 있으며, 상기 FeCl3 용액(322)은 1.25 내지 12.5 mM 이고 상기 용액(322) 중의 침지 시간은 10 내지 20분일 수 있다.
상기 침지 시간은 상기 제1 침지 롤러(241) 및 상기 제2 침지 롤러(242)의 직경의 적어도 30% 이상, 예를 들어 35 내지 100%, 또는 50% 내지 100% 가 용액(321, 322)에 잠기도록 하고 이들 롤러(241, 242)에 연결된 모터(미도시)의 감는 속도를 0.7 내지 1 cm/분으로 함으로써, 상기 침지 롤러들(241, 242)의 면을 따라 이송되는 셀룰로오스 고분자 섬유 시트가 용액(321, 322)에 침지되는 시간을 조절할 수 있다. 상기 제1 침지 롤러(241) 및 상기 제2 침지 롤러(242)가 용액(321, 322)에 완전히 잠기도록 하여 셀룰로오스 고분자 섬유 시트의 양쪽 면이 모두 용액 중에서 반응할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기 제1, 제2, 및 제3 이송 롤러(231, 232, 233)의 직경 대 상기 제1 및 제2 침지 롤러(241, 242)의 직경의 비가 0.8:1 내지 1.2:1 의 범위일 수 있다. 상기 침지 롤러(241, 242) 각각의 직경은 셀룰로오스 고분자 섬유 시트가 용액에 잠기는 정도 등을 고려하여 당업자가 적절히 설계할 수 있을 것이다.
또한, 상기 제1 이송 롤러(231)의 직경 대 상기 제1 이송 롤러(231) 말단과 상기 제1 침지 롤러(241) 말단 사이의 최단 거리(d)의 비가 1:1 내지 1:1.5의 범위일 수 있다. 또한, 상기 제2 침지 롤러(242) 말단과 상기 제3 이송 롤러(233) 사이의 최단 거리 대 상기 제3 이송 롤러(233)의 비가 1:1 내지 1:1.5의 범위일 수 있다.
이렇게 제조된 셀룰로오스 고분자 섬유 시트는 건조 램프(410)에 의해 건조되고 권취 롤러(220)에 의해 감겨서 수 중 방사성 세슘의 흡착 제거용 필터로 사용될 수 있다.
이하, 실시예를 참조하여 본 발명에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
[제조예] 수 중 방사성 세슘의 흡착 제거용 필터의 제조
20 mL의 탈이온수에 2 mL의 아크릴산과 60 mg의 칼륨 퍼술페이트(KPS)를 용해시켜 중합체 용액을 제조하였다. 23 x 23 cm2 의 유리 플레이트 상에 20 cm X 20 cm X 0.03 cm 크기의 얇은 천 형태의 셀룰로오스 필터를 편평하게 폈다. 상기 중합체 용액을 셀룰로오스 필터에 부어서 고르게 흡수될 수 있도록 하였다. 상기 중합체 용액으로 포화된 셀룰로오스 필터를 유리 플레이트로 덮고, 진공 오븐에 넣은 후, 질소 대기 중에서 70
에서 6 시간 동안 반응시켰다. 상기 반응이 완결되면, 셀룰로오스 필터를, 물과 에탄올이 1:1의 부피 비로 혼합된 용액으로 세척한 후, 동일한 용액에 24 시간 동안 침지시켜 CF-AA (셀룰로오스 필터-아크릴산)을 얻었다. 이렇게 얻어진 CF-AA (250mg)을 20 mM의 FeCl3 용액 50 mL 에 24 시간 동안 첨가하여 철 이온이 고정 결합된 CF-AA 를 얻었다.
상기 얻어진 CF-AA 를 권출 롤러의 한쪽 끝에 삽입하고 이송 롤러들을 천천히 움직였다. 20 mM의 K4[Fe(CN)6] 용액(321) 및 5 mM의 FeCl3 용액(322)을 사용하였으며, 이들 용액 중 침지 시간은 각각 15분으로 하였다. 여기서 이송 롤러들의 직경은 4 cm, 침지 롤러들의 직경은 8 cm, 모터의 감는 속도는 0.84 cm/분으로 하였다. 본 발명의 시스템을 사용하여 수득한 필터를 CF-AA-PB-RTR 로 명명하였다.
동일한 셀룰로오스 고분자 섬유 시트, 동일한 반응 용액, 동일한 침지 시간을 이용하되, 본 발명에 따른 연속식 제조 시스템을 사용하지 않고 각 단계를 배치식으로 수행하여 필터를 제조하였으며, 이렇게 제조한 필터를 CF-AA-PB 로 명명하였다.
[분석예 1] FTIR 분석 결과
CF-AA-PB 와 CF-AA-PB-RTR 사이에 화학적 차이가 있는지 여부를 확인하기 위하여 FTIR 분석을 수행하였다. 그 결과를 도 2에 나타낸다. 도 2로부터 CF-AA-PB 와 CF-AA-PB-RTR 모두, 셀룰로오스, 히드록시, 메틸, 및 카르보닐 피이크에 해당하는 3640-3200, 3000-2850, 및 1320-1000 cm-1 이 나타났다는 것을 알 수 있다. 또한, 카르복실기 피이크 1760-1690 cm-1 의 존재로부터 필터의 표면이 아크릴산으로 잘 개질되었음을 알 수 있으며, 프러시안 블루의 빌딩 블록인 시아나이드 그룹 피이크 2070 cm-1 도 나타났다는 점으로부터 프러시안 블루가 성공적으로 형성되었음을 알 수 있다. 이와 같은 피이크의 유사성으로부터 두 필터는 동일한 화학적 속성을 가진 것으로 이해할 수 있다.
[분석예 2]
137
Cs 흡착 성능 비교
(1) 상이한 용량의 CF-AA-PB-RTR (0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 및 1 g/L)을 50 mL 의 300 Bq/L 137Cs 용액에 투입한 후, 24시간 동안 교반 및 반응시켰다. 그 후, 초기 137Cs 농도 및 최종 137Cs 농도를 HPGe 감마선 분광계를 이용하여 측정하고 이들 농도에 기초하여 제거 효율을 계산하였다.
그 결과를 도 3에 나타내었다. 0.01 g/L의 흡착제 용량에서는 92.6%의 137Cs 가 제거되었고, CF-AA-PB-RTR 의 제거 효율은 흡착제 용량의 증가와 함께 증가하였다 (0.05, 0.1, 0.5, 및 1 g/L 에서 각각 97.6%, 99.5%, 99.5%, 및 99.9%). WHO에 따르면 식용수에서 137Cs 허용 농도는 10 Bq/L 이며, 이에 따랐을 때 초기 137Cs 농도가 300 Bq/L 이었을 때 최소 제거 효율은 96.7% 가 필요하다 (도 3에서 점선으로 표시한 선). 본 발명에 따르면 0.05 g/L 이상의 CF-AA-PB-RTR 용량에서 상기 최소 97.6% 이상이었는 바, WHO 기준에 부합하는 농도를 제공할 수 있다는 것을 알 수 있다. 아울러, 본 실험 결과로부터 소량의 CF-AA-PB-RTR로 방사성 세슘의 제염이 가능하다는 점, 및 본 제조 시스템을 사용하여 CF-AA-PB-RTR을 대량 생산에 의한 상용화 및 실용화가 가능하다는 점을 알 수 있다.
(2) CF-AA-PB-RTR 을 오염수가 연속적으로 흐르는 환경에서 사용하였을 때의 성능을 평가해보았다. 여과 속도를 다양하게 하면서 (1.0, 0.5, 및 2.0 cm/분, 이에 따른 접촉 시간은 각각 6, 12, 및 30초), 133Cs 농도를 측정하였다.
초기의 133Cs 농도는 1 mg/L 였으며, 1 및 0.5 cm/분의 여과 속도에서 여과액 중 133Cs 농도는 여과 시작시 급격히 증가하였다가 대략 60분 후에는 0.5 mg/L 을 초과하였으며 그 후 점진적으로 안정화되었다. 133Cs 농도는 1.0 cm/분에 비하여 0.5 cm/분에서 더 낮았고, 10 시간 여과 후에는 0.5 및 1.0 cm/분에서 각각 0.73 및 0.81 mg/L 였다.
여과 속도를 0.2 cm/분으로 하였을 때에는 다소 다른 양상이 관찰되었는데, 여과 시작 직후 약 10분 동안에는 133Cs 이 유출되었다가 그 다음 4 시간 동안에는 133Cs 이 검출되지 않았고 5시간 후부터 133Cs 농도가 서서히 증가하기 시작하여 10 시간 후에는 0.36 mg/L 이 되었다. 이에 따라 다음번 실험에서는 여과 속도를 0.2 cm/분으로 하여 실험을 하였다.
초기 137Cs 농도는 300 Bq/L 로 하였고, 70 시간 동안 실험을 지속하였다. 그 결과를 도 4의 (b)에 나타내었다. 처음 10 시간 동안에는 137Cs 제거 효율이 95% 이상으로 유지된 후, 27 시간 후에는 90%, 57 시간 후에는 80% 였으며, 실험 종료시에는 제거 효율이 75% 였다. 처음 10 시간 동안에 관찰된 결과로부터 CF-AA-PB-RTR 이 실제 방사능 사고시 방사성 세슘에 대한 초동 대응으로 사용이 가능하다는 점을 알 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 수 중 방사성 세슘의 흡착 제거용 필터의 제조 시스템
110: 셀룰로오스 고분자 섬유 시트
210: 권출 롤러 220: 권취 롤러
231: 제1 이송 롤러 232: 제2 이송 롤러
233: 제3 이송 롤러
241: 제1 침지 롤러 242: 제2 침지 롤러
311: 제1 용액조 312: 제2 용액조
321: K4[Fe(CN)6] 용액 322: FeCl3 용액
400: 건조 장치 410: 건조 램프
110: 셀룰로오스 고분자 섬유 시트
210: 권출 롤러 220: 권취 롤러
231: 제1 이송 롤러 232: 제2 이송 롤러
233: 제3 이송 롤러
241: 제1 침지 롤러 242: 제2 침지 롤러
311: 제1 용액조 312: 제2 용액조
321: K4[Fe(CN)6] 용액 322: FeCl3 용액
400: 건조 장치 410: 건조 램프
Claims (5)
- 프러시안 블루가 표면에 고정(immobilized)된 수 중 방사성 세슘의 흡착 제거용 필터를 제조하기 위한 시스템으로서,
표면에 철 이온이 결합되어 있는 셀룰로오스 고분자 섬유 시트를 공급하는 권출 롤러;
상기 권출 롤러로부터 공급되는 셀룰로오스 고분자 섬유 시트를 제1 용액조로 이송하는 제1 이송 롤러;
K4[Fe(CN)6] 용액을 포함하는 제1 용액조;
적어도 일부가 상기 제1 용액조 내의 K4[Fe(CN)6] 용액 중에 잠겨 있고 셀룰로오스 고분자 섬유 시트를 상기 제1 이송 롤러에서 공급받아 제2 이송 롤러로 이송하는 제1 침지 롤러;
셀룰로오스 고분자 섬유 시트를 상기 제1 침지 롤러에서 공급받아 제2 용액조로 이송하는 제2 이송 롤러;
FeCl3 용액을 포함하는 제2 용액조;
적어도 일부가 상기 제2 용액조 내에 FeCl3 용액 중에 잠겨 있고 셀룰로오스 고분자 섬유 시트를 제2 이송 롤러에서 공급받아 제3 이송 롤러로 이송하는 제2 침지 롤러;
셀룰로오스 고분자 섬유 시트를 상기 제2 침지 롤러에서 공급받아 건조 장치으로 이송하는 제3 이송 롤러;
상기 제3 이송 롤러로부터 이송된 셀룰로오스 고분자 섬유 시트를 건조하기 위한 건조 램프; 및
상기 건조 램프에 의해 건조된 셀룰로오스 고분자 섬유 시트를 권취하기 위한 권취 롤러를 포함하고,
여기서 상기 시스템은 상기 권출 롤러로부터 상기 권취 롤러에 이르기까지 연속식으로 작동하고,
상기 제1 침지 롤러 및 상기 제2 침지 롤러는 그의 직경의 적어도 30% 이상이 용액에 잠기도록 하고 이들 롤러에 연결된 모터의 감는 속도를 0.7 내지 1 cm/분으로 함으로써, 상기 침지 롤러들의 면을 따라 이송되는 셀룰로오스 고분자 섬유 시트가 용액과 충분한 시간 동안 반응하도록 하는 것을 특징으로 하는 시스템. - 제1항에 있어서, 아크릴산 처리에 의해 표면에 카르복실기가 도입된 셀룰로오스 고분자 섬유 시트를 FeCl3 용액에 침지하여 철 이온을 고정 결합하는 제1 FeCl3 용액 처리 구역을 추가로 포함하고, 상기 제1 FeCl3 용액 처리 구역을 통과한 셀룰로오스 고분자 섬유 시트를 상기 권출 롤러에 공급하고, 여기서, 상기 제1 FeCl3 용액 처리 구역은 배치(batch)식으로 작동하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제2항에 있어서, 상기 제1 FeCl3 용액 처리 구역에서 상기 FeCl3 용액에 침지되는 시간은 20 내지 28시간이고, 상기 제1 용액조 및 상기 제2 용액조에서 각 용액에 침지되는 시간은 10 내지 20분인 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 침지 롤러 및 상기 제2 침지 롤러가 용액에 완전히 잠기도록 하여 셀룰로오스 고분자 섬유 시트의 양쪽 면이 모두 용액 중에서 반응할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제4항에 있어서, 상기 제1 이송 롤러의 직경 대 상기 제1 이송 롤러 말단과 상기 제1 침지 롤러 말단 사이의 최단 거리(d)의 비가 1:1 내지 1:1.5의 범위인 것을 특징으로 하는 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210068470A KR102620770B1 (ko) | 2021-05-27 | 2021-05-27 | 수 중 방사성 세슘 제거용 필터의 제조 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210068470A KR102620770B1 (ko) | 2021-05-27 | 2021-05-27 | 수 중 방사성 세슘 제거용 필터의 제조 장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220160349A true KR20220160349A (ko) | 2022-12-06 |
| KR102620770B1 KR102620770B1 (ko) | 2024-01-02 |
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ID=84407162
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| Country | Link |
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| KR (1) | KR102620770B1 (ko) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190071593A (ko) * | 2017-12-14 | 2019-06-24 | 주식회사 엘지화학 | 중금속 흡착용 마스크 팩의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 마스크 팩 |
-
2021
- 2021-05-27 KR KR1020210068470A patent/KR102620770B1/ko active IP Right Grant
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