KR100194108B1 - 다공성 세라믹필터 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고온, 고압가스의 집진용으로 널리 이용되고 있는 다공성 세라믹 필터를 상,하로 분리가 가능한 몸체가 회전축에 의하여 일체로 회전되는 금형을 이용하는 원심성형법에 의하여 제조하는 다공성 세라믹 필터의 제조방법에 관한 것으로, 샤모트 60 내지 75 중량부, 알루미나 시멘트 10 내지 15 중량부, 점토 13 내지 23 중량부, 갈탄 2 내지 10 중량부를 1 내지 3 중량부의 멜틸 셀룰로오스(MC)로 이루어진 슬러리 상태의 조성물을 원심성형몰드 내부에 충진하여 500 내지 1200 rpm으로 5 내지 15분간 원심성형 하며, 성형이 완료된 시료는 24시간 자연건조후 원심성형몰드로 부터 분리하며, 분리된 시료는 20℃ 내지 25℃에서 48시간동안 완전히 건조한 후 1300℃ 내지 1550℃의 전기로에서 2시간 동안 소성한 것을 특징으로 한다.

Description

다공성 세라믹 필터 제조방법

본 발명은 다공성 세라믹 필터의 제조방법에 관한 것으로, 좀더 상세히 설명하면 고온, 고압가스의 집진용으로 널리 이용되고 있는 장형(長形)의 다공성 세라믹 필터를 상,하로 분리가 가능한 성형몰드를 도시하지 않은 원심성형기 위에 올려놓고 몰드축과 상기 원심성형기의 회전축을 중심으로 일체로 회전하여 제조하는 다공성 세라믹 필터의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 600℃ 내지 800℃정도의 고온 또는 1 내지 10기압의 고압가스의 집진 및 소각로용으로 널리 사용되고 있는 다공성 세라믹 필터는 기공의 크기가 균일하고 일정한 강도를 유지하여야 하며 압력손실이 작아야 하는 것이므로 사용되는 원료, 결합제 ,기공제, 분산제등의 재료의 구성 및 그 제조방법이 매우 중요한 역활을 하는 것이다.

따라서, 일반적으로 이러한 다공성 세라믹 필터를 제조하기 위하여 프레스 성형법, 압출성형법, 주입성형법등이 널리 이용되고 있다.

그러나, 프레스 성형법은 압축가압력에 의하여 강제적으로 원료를 성형하는 것이므로 성형체의 밀도가 균일하지 아니하며 소성수축율등에 의하여 부분적으로 균열이 발생하는 등의 문제점이 있으며, 압출성형법은 원료에 각종 첨가제를 첨가하여 가소성이 있는 케익(cake)상태로 제조한 후 진공압출하여 원하는 형상을 얻는 것이므로 성형체에 균열이 발생하거나 외부에 층상조직이 형성되는 등의 문제점이 있다.

또한, 모세관력을 이용하여 석고틀 등에 원료를 부어 원하는 형상을 제조하는 주입성형법은 치수의 정밀도가 양호하지 아니하며 성형 및 건조를 위하여 많은 시간이 필요하게 되는등의 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 제반문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 기공의 크기가 균일하고 일정한 강도를 유지하여 압력손실의 저하를 방지할 수 있는 다공성 세라믹 필터를 보다 간단히 제조하여 원가를 절감할 수 있는 다공성 세라믹 필터의 제조방법을 제공 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또다른 목적은 길이가 매우 긴(1 내지 2m 정도)다공성 세라믹 필터를 균일한 밀도와 다공성을 가질수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 샤모트 60 내지 75 중량부, 알루미나 시멘트 10 내지 15 중량부, 점토 13 내지 23 중량부, 갈탄 2 내지 10 중량부를 1 내지 3 중량부의 멜틸 셀룰로오스(MC)로 이루어진 슬러리 상태의 조성물을 원심성형기 내부에 충진하여 500 내지 1200 rpm으로 5 내지 15분간 성형하며,

성형이 완료된 시료는 24시간 자연건조후 원심성형몰드로 부터 분리하며, 분리된 시료는 20℃ 내지 25℃에서 48시간동안 완전히 건조한 후 1300℃ 내지 1550℃의 전기로에서 2시간 동안 소성한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 특징은 상기 원심성형몰드는 상,하로 분리할 수 있는 몸체와 상기 몸체를 고정하는 마개부가 형성되어 있으며, 상기 몸체의 중앙에는 상기 마개부를 관통하는 회전축으로 구성된 것을 특징으로 한다.

도1은 본 발명에 사용되는 원심성형몰드의 개략적인 분해 사시도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 마개 4 : 지지홈

5 : 회전축 6 : 나비너트

10: 몸체 11: 상부틀

12: 하부틀

본 발명에 사용되는 원심성형몰드는 제1도에 도시되어 있는 바와같이, 중앙에는 분리가 가능한 상부틀(11)과 하부틀(12)로 구성된 몸체(10)가 형성되어 있으며, 상기 몸체(10)의 좌우에는 내부에 상,하부틀를 지지하기 위한 지지홈(4)이 형성되어 있는 마개부(3)가 형성되어 있다.

상기 몸체(20)의 중앙에는 마개부(3)를 관통하는 회전축(5)이 형성되어 있으며, 상기 회전축(5)에 형성되어 있는 나비너트(5')에 의하여 몸체(20)를 더욱 견고히 지지할 수 있다.

본 발명 에서는 상기한 바와같이 속이 빈 실린더 형태의 원심성형몰드를 이용하여 도시하지 않은 모터등에 의하여 회전축을 회전시키면서 튜브와 같이 회전축을 중심으로 대칭인 성형체를 제조하는 것이므로 균일한 밀도와 다공성을 갖는 대형또는 장형(長形)의 세라믹 필터를 제조할 수 있는 것이다.

본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명하면,

[실 시 예]

본 발명은 샤모트 60 내지 75 중량부, 알루미나 시멘트 10 내지 15 중량부, 점토 13 내지 23 중량부, 메틸 셀룰로오스(MC) 1 내지 3으로 구성되는 조성물을 슬러리 상태로 제조하여 원심성형몰드에 충진하여 별도의 동력원를 이용하여 회전축(5)을 500 내지 1200rpm으로 5 내지 15분정도 회전하여 성형한다.

회전속도가 500rpm 이하의 경우에는 성형체 내면이 매끄럽지 못하였으며, 1200rpm 이상의 경우에서는 재료의 분리현상이 발생한다.

성형시간은 그 시간이 길어짐에 따라 재료의 분리현상이 발생 하였으나 회전속도에 비하여 그 영향은 극히 미비하고 또한 물성에 영향을 거의 미치지 아니한다.

본 발명에 사용되는 상기 충진물은 본 발명자가 동일자로 출원하는 특허 명세서에 기재되어 있으므로 구체적인 내용은 생략한다.

성형이 완료된 시료는 탈형이 가능한 응력을 부여하기 위하여 원심성형몰드 내에서 24시간 자연건조 한후 몸체(10)를 지지하고 있는 나비너트(6)를 풀어 상부틀(11)과 하부틀(12)를 분리하여 탈형한다.

탈형이 완료된 성형체는 20℃ 내지 25℃에서 48시간 건조한 후 1300℃ 내지 1550℃의 전기로에서 2시간 소성한다.

소성온도가 낮은 경우에는 굽힘강도가 너무 낮아 세라믹 필터로 사용하기에는 적합하지 아니하며, 소성온도는 1300℃ 내지 1550℃에서 2시간 소성한 경우에는 성형체의 밀도가 균일하고 치밀화되어 비틀림 현상이 발생하지 않는다.

상술한 바와 같이 본 발명은 원심성형법으로 성형체를 제조한 후 고온에서 소성 하므로서 기공제를 제거하여 많은 개기공(open channel)을 갖는 다공성 세라믹 필터를 간단하게 제조할 수 있으므로 생산원가를 절감할 수 있을 뿐 만 아니라, 종래의 방법에 비하여 성형체의 내,외부 밀도가 균일하고 기공이 작고 균일하게 분포되어 있으며 특히 길이가 긴 성형체를 손쉽게 제조할 수 있는 등의 작용효과가 있다.

Claims (2)

1. 다공성 세라믹 필터의 제조방법에 있어서, 샤모트 60 내지 75 중량부, 알루미나 시멘트 10 내지 15 중량부, 점토 13 내지 23 중량부, 갈탄 2 내지 10 중량부를 1 내지 3 중량부의 멜틸 셀룰로오스(MC)로 이루어진 슬러리 상태의 조성물을 원심성형몰드 내부에 충진하여 500 내지 1200 rpm으로 5 내지 15분간 원심성형 하며, 성형이 완료된 시료는 24시간 자연건조후 원심성형몰드로 부터 분리하며, 분리된 시료는 20℃ 내지 25℃에서 48시간동안 완전히 건조한 후 1300℃ 내지 1550℃의 전기로에서 2시간 동안 소성한 것을 특징으로 하는 다공성 세라믹 필터의 제조방법.
2. 상기 제1항에 있어서, 상기 원심성형몰드는 상,하로 분리할 수 있는 몸체(10)와 상기 몸체를 고정하는 마개부(3)가 형성되어 있으며, 상기 몸체의 중앙에는 상기 마개부를 관통하는 회전축(5)으로 구성된 것을 특징으로 하는 다공성 세라믹 필터의 제조방법.

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