(주)상남
초절전 탄화규소폴리머 보일러 제조
 
작성일 : 20-09-18 14:06
초절전 탄화규소폴리머 보일러 제조
 글쓴이 : (주)상남
조회 : 35  

탄소 섬유 , 탄화규소 섬유

■ SN-탄화규소 폴리머 섬유 [SN-Silicon Carbide Polymer Fibers]
※ SN-탄화규소 폴리머 섬유 [SN-Silicon Carbide Polymer Fibers]와 관련된 특허 2건 출원 중 입니다.

SN-탄화규소 고분자 섬유[SN-Silicon Carbide Polymer Fibers]
SN-탄화규소 고분자(SN-Silicon Carbide Polymer)는 SN-폴리 이미드 수지(SN-Poly Imide Resin), SN-폴리 우레아 수지(SN-Poly Urea Resin),
SN-규소 고분자수지(SN-Poly Silica Resin)등과 합성 탄화 시킨 높은 강도, 높은 탄성을 나타내며, 전기전도성이 우수하며 공기 중 1000℃ 이상 고온에서 사용 가능한 복합재료인 SN-탄화규소 고분자(SN-silicon carbide polymer)로서 고성능 섬유(高性能纖維 High-Performance Fiber)로서 탄화규소(SiC)의 연쇄적인 고분자(Polymer)로 이루어진 경량(輕量)이며 다공질로 형성된 내열성이 뛰어나고 전기전도도가 탁월하고 편차가 없이 균일하게 저항이 흘러 고온의 발열체가 가능하다. SN-탄화규소 고분자(SN-Silicon Carbide Polymer)는 초강도의 장섬유(長纖維). 고온과 내화가 탁월하며 아주 유연하고 탄성력이 좋은 전기 잘 흐르는 통전 발열 폴리머 섬유라고도 볼 수 있다.
먼저 내화성 SN-규소 폴리머(SN-Poly Silica Resin)를 합성된 것에 열가소성인 SN-폴리 이미드 수지(SN-Poly Imide Resin)와
열경화성 SN-폴리 우레아 수지(SN-Poly Urea Resin)를 융합하여 이것을 방사(紡絲)하여 섬유화를 만들고 1,300℃ 이상에서 태우면 유기물질은 떨어져서 무기물(無機物)의 SN-탄화규소 고분자 섬유(SN-Silicon Carbide Polymer Fibers) 가 생긴다.
SN-탄화규소 폴리머(SN-Silicon Carbide Polymer)는 탄소섬유(Carbide Fiber)의 장점과 탄화규소 섬유(Silicon Carbide Fibers)의 장점을 토대로
응용하여 만들다 보니 탄소섬유(Carbide Fiber) 또는 탄화규소섬유(Silicon Carbide Fibers)보다 고품질과 인장력이 우수한 SN-탄화규소 폴리머(SN-Silicon Carbide Polymer)를 만들게 되었다.

*용도에는 초 절전 보일러, 초 절전 히터, 초 절전 난로, 인덕션, 드라이기, 탄소난방시스템, 건조기등 모든 열을 낼 수 있는 분야에 적은 전기로 고 효율을 낼 수 있는 초 절전 탄화규소 폴리머 섬유입니다.



탄소 섬유 , 탄화규소 섬유

■ 탄소 섬유 [carbon fiber]

탄소 섬유 [carbon fiber]

1) 폴리아크릴로니트릴(PAN : polyacrylonitrile)
섬유를 내염화 처리(耐炎化處理)를 한 후에, 1000°~1500℃에서
탄화(炭化)하면 탄소 섬유가 얻어진다. 이것을 다시 2500˚~3000°C의
고온으로 열처리하면 흑연화(黑鉛化)하여 고탄성(高彈性) 섬유가 되는데,
이것이 CFRP용의 섬유이다. 특징은 내식성이 크고, 열팽창이 작다.
 
전기 전도성이 좋고, 또 내열성이 뛰어나다.
 
탄소섬유(carbon fiber)는
수많은 탄소 원자가 결정 구조를 이루어 길게 늘어선 분자 사슬로 이루어진
섬유이다.섬유의 직경이 10마이크로미터 내외로 극히 가늘지만 인장강도와
강성도가 높으며, 고온과 화학물질에 대한 내성이 우수하고, 열팽창이 적다.
때문에 항공기, 자동차, 각종 스포츠 등에 널리 사용되는 재료다.
특히 에폭시 등의 수지와 혼합하여 중합체(플라스틱)으로 만든 탄소섬유 강화
중합체(CFRP)의 형태로 많이 이용된다
 
2) 공업적으로는 대개 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile, PAN)이라는
탄소-질소 화합물을 가열해서 만든다.PAN을 섭씨 300도로 가열하면
시안기가 서로 결합하며 고리 형태를 이루게 된다(아크릴 섬유 형태).
이것을 비활성 기체 안에 넣고 섭씨 700도로 더 가열하면 고리의 탄소 원자에
붙어있던 수소가 날아가며, 방향족 피리딘 그룹으로 이루어진
고리가 형성된다(소위 "탄화" 과정). 이것을 탄소 필라멘트라 부르며
탄소섬유의 기본 단위이다. 허나 필라멘트는 가닥이 하나하나 떨어져 있고
너무나 가늘기 때문에, 섭씨 400~600도 정도로 서서히 가열해서
탄소 필라멘트가(수소를 잃어버리면서)서로 결합을 하도록 만든다.
이렇게 탄소 필라멘트들이 서로 결합하도록 하여 탄소섬유를 만든다.
참고로 탄소섬유는 항상 비활성 기체 안에서 가열하는데,
탄소섬유 제작 공정을 셋업하는 데 많은 비용이 드는 주된 이유가
바로 불활성 기체/무산소 제조 설비를 갖춰야 하기 때문이다.
산소가 들어가면 연소, 즉 타서 이산화탄소가 되어버린다. 탄소 섬유를 만드는
방법을 간단히 설명하자면 가는 플라스틱 섬유를 만들고,
산소를 차단한 상태에서 고열을 가해 탄소만 남기는 것이다.
필요에 따라 더 고온에서 가열해서 보다 넓은 탄소섬유, 소위 탄소 리본을
만들 수도 있다.PAN 말고 석유화학공업 부산물인 피치나 합성섬유인
레이온을 이용해 만드는 법도 있지만 오늘날 거의 모든 탄소섬유는
PAN으로 만든다. PAN으로 만든 탄소섬유가 가장 품질과
인장강도가 좋기 때문이다.

  ■ 탄화규소 섬유[Silicon Carbide Fibers]

탄화규소섬유는 1,000∼2,000℃의 고온에 견디며, 인장강도(引張强度)는
피아노선을 능가한다. 플루오린이나 산에도 강하며, 탄력성이 있고
마모에도 견딘다. 유사한 초강도 섬유에 비해서 값싸게 만들 수 있는 것도
특징이다. 내열성 금속류와 복합하여 원자로·가스터빈·항공기 등에
대한 이용이 기대되고 있다.
 
탄화규소(SiC) 섬유로는 현재 두 종류가 있는데,
하나는 화학기상(化學氣相) 석출법(析出法)으로 만드는 굵은 섬유로,
1966년 미국에서 개발되었다. W선 또는 탄소섬유를 심선(芯線)으로 하여
에틸트 리크로로시와 같은 유기 규소 화합물을 고온도에서 기상 분해함으로써
심선 상에 SiC를 석출시켜 만든다.
 
탄소 섬유를 심선으로 하는
SiC섬유의 특성은 지름 142㎛, 밀도 3.44g/㎤, 인장강도 ~3.5㎬,
인장 탄성률 ~360㎬이다. 다른 하나는 전구체법(前驅體法)으로 만드는
매우 가늘고 연한 섬유로, 일본의 독자적인 기술로 1975년 도호쿠 대학의
야지마 교수에 의해 개발되었다.
 
유기 규소 플리마의 폴리 칼보시란을
용융 방사(紡糸)한 후, 공기 중 100~200℃ 사이에서 가열하여 불융화(不融化)를
하고, N2가스, Ar가스 혹은 진공 중에서 1000℃ 이상의 고온에서 소성하면
지름 ~10㎛, 밀도 2.55g/㎤, 인장강도 2.5㎬, 인장 탄성률 180㎬의
섬유를 얻을 수 있다. 이 섬유는 피아노선의 강도(2.4㎬ 이상)와 같은 강도를
가지며, 내열성, 내약품성, 내산화성이 뛰어나다.
 
SiC섬유는 내열성이 있고,
뛰어난 기계적 성질을 갖고 있기 때문에 내열재료,복합재료의 강화 섬유로
용도가 기대된다. 특히 금속과의 적합성이 우수하기 때문에 SiC섬유로 강화된
Al, Ti 같은 복합재료의 연구가 진행되고 있다. 복합재료는 고강도,
내열성을 갖고 있으므로 우주ㆍ항공 기기, 고온 가스터빈 재료로
이용이 모색되고 있다. 또 섬유 자체의 내열성을 살려 NASA의
스페이스 셔틀 갭 충전용 등 내열재료로 사용되고 있다.











탄화규소 폴리머 섬유 보일러의 필요성/적용

■ 상남 탄화규소 폴리머 섬유 보일러 (SN-Silicon Carbide Polymer Fiber Boiler)
■ 전기 에너지를 99.9%이상 열에너지로 바꿔 물을 가열 순환시킨 초 절전 탄화규소 폴리머 보일러




탄화규소 폴리머 섬유 보일러의 필요성/적용
 
■ 효율적인 전력활용, 고품질의 안정적인 난방 보일러 공급 측면에서 필요성이 증대

 


국내 시장 동향

• 가정용에서 전기 보일러 사용이 누진세때문에 사용이 불가능하다
• 고효율 초절전탄화규소폴리머 보일러는 적은 전기로 난방을 할 수 있어 아주 적합하다


 정부의 정책에 따라 초절전 탄화규소폴리머 보일러 수요는 꾸준히 확대될 전망
 탈원전/석탄 축소 등으로 전기요금 부담이 더욱 높아질 것으로 예상됨
 빌딩, 공장 등에서 점진적으로 에너지 절감을 위한 초절전 탄화규소 폴리머 보일러 투자가 늘어날 전망



탄화규소 폴리머 섬유로 부터  발열체 제품으로 만드는 과정

탄화규소 폴리머 발열체 제조과정


① 탄화규소 폴리머 섬유 원단
 

② 탄화규소 폴리머 섬유 원단을
트위스트로 꼬아 연신한 상태

③ 탄화규소 폴리머
섬유 권선과정

④ 탄화규소 폴리머 섬유
2차탄화 된 발열체

⑤ 탄화규소 폴리머
섬유로 만든 발열체

        
                                        
탄화규소 폴리머를 이용한 다양한 발열체
                                  

① 초절전 탄화규소 폴리머
섬유 발열난로

② 초절전 탄화규소 폴리머
섬유 보일러 히터

③ 초절전 탄화규소 폴리머
섬유 원형 램프 히터

④ 초절전 탄화규소 폴리머
섬유 골드 램프 히터

⑤ 초절전 탄화규소 폴리머
섬유 램프 방열 히터




탄화규소폴리머섬유램프 물 5리터 발열 되는 비교실험

 
 
 
초절전 탄화규소 폴리머 섬유 램프 방열 히터로 만든 난방 보일러
 

초절전 탄화규소 폴리머 보일러

초절전 탄화규소 폴리머 건조기

초절전 탄화규소 폴리머 튀김기

초절전 탄화규소 폴리머 온수기

초절전 탄화규소 폴리머 히터

초절전 탄화규소 폴리머 렌지

초절전 탄화규소 폴리머 온풍기

초절전 탄화규소 폴리머 램프

*탄화규소폴리머발열체 적용한 제품모습

                                                                                                                 
지식 재산권명 출원인 출원국/등록번호
난연성 단열패널 제조방법 (주)상남 한국/10-1667267
재활용 준불연 단열재 (주)상남 한국/10-1842000
 


초절전 탄화규소 폴리머 섬유 램프 방열 히터로 만든 난방 보일러
 
 


초절전 탄화규소 폴리머 보일러 건식난방 시스템
 
 


기존 전기보일러와 탄화규소 폴리머 보일러 차이점
 
 
 
 
기대 효과

■ 사업화 목표

구분 2020년 2021년
사업화 제품
1. 탄화규소 폴리머 램프
2. 탄화규소 폴리머 보일러


1. 탄화규소 폴리머 램프
2. 탄화규소 폴리머 보일러

투자계획(백만원)  100 200
판매 계획(백만원) 500 1,000

 

■ 주요 판매처 현황
                                                                                                                                                           
국가명  예상판매기간(년) 예상 총판매금 (천원) 관련제품
대한민국  10 30,000,000
1. 탄화규소 폴리머 램프
2. 탄화규소 폴리머 보일러

해외  1030,000,000 5,000,000
1. 탄화규소 폴리머 램프
2. 탄화규소 폴리머 보일러


 

 




■ 해외시장 진출 계획

• 해외 시장 세분화 ⇒ 목표 시장 선정 ⇒ 제품 positioning ⇒ user 정보 수집 ⇒ 본격 Marketing
• 중국어, 영어, 베트남어 홈페이지 개설
• 대상국가 Agent 확보 (중국, 베트남 확보 완료)
• 성공 case 분석하여 국가별 Marketing 전개





 
 

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