KR100238364B1

KR100238364B1 - Manufacturing method of ceramic filter

Info

Publication number: KR100238364B1
Application number: KR1019970068699A
Authority: KR
Inventors: 양진
Original assignee: 박간철; 정화테크주식회사; 명호근; 쌍용양회공업주식회사
Priority date: 1997-12-15
Filing date: 1997-12-15
Publication date: 2000-02-01
Also published as: KR19990049706A

Abstract

본 발명은 세라믹 슬러리를 종이에 함침시켜 엠보싱가공된 시트를 제조한 후 서로 직각방향으로 돌려서 적층하여 소결함으로써 고정원 및 이동원 등의 배기가스에서 발생하는 분진 및 입자상 물질을 제거하기 위한 세라믹 필터를 제조하는 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to prepare a ceramic filter for removing dust and particulate matter generated in the exhaust gas, such as fixed source and mobile source by impregnating the paper with the ceramic slurry to produce the embossed sheet and then laminated and sintered in a direction perpendicular to each other. It is to provide a way to.

본 발명의 세라믹 필터를 제조하는 방법은 세라믹 분말을 주원료로 하고 여기에 각종 첨가제를 혼합하여 슬러리화하고, 이를 종이에 함침시킨 후 엠보싱하거나 또는 엠보싱된 종이에 상기의 세라믹 슬러리를 분사, 함침시킴으로써 엠보싱가공된 시트를 형성하여 적절한 모양으로 절단한 후 적층한 상태로 700℃ 내지 1700℃의 온도범위에서 소결처리하여 필터의 기공률을 10％ 내지 80％로 하여서 제조한다.The method for producing a ceramic filter of the present invention is a ceramic powder as a main raw material and mixed with various additives therein to make a slurry, and then embossed on paper or embossed or embossed by spraying and impregnating the ceramic slurry on the embossed paper The processed sheet is formed, cut into an appropriate shape, and sintered at a temperature range of 700 ° C. to 1700 ° C. in a laminated state to prepare a porosity of the filter at 10% to 80%.

본 발명의 방법에 의해서 제조된 세라믹 필터는 소각로, 석탄화력 발전소, 석탄가스화 복합발전소, 경유매연 제거장치, 수처리용 필터 등에 사용할 수 있으며 그 외에 이를 이용하여 열교환기, 기체 분리막을 비롯한 각종 분리막 의 지지체, 촉매담체 등에 사용이 가능하다.The ceramic filter manufactured by the method of the present invention can be used for incinerators, coal-fired power plants, coal gasification combined cycle power plants, diesel fuel removal device, water treatment filters, etc. It can be used for catalyst carrier.

Description

Manufacturing method of ceramic filter

본 발명은 세라믹 필터의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 종이를 세라믹 슬러리에 함침시킨 후 이를 엠보싱 가공하거나, 먼저 엠보싱 가공된 종이에 세라믹 슬러리를 분사 또는 함침시킨 후, 이를 절단, 적층 및 소결하여 유체 중의 분진 내지 입자상 물질을 제거, 저감 그리고 분리시키는 세라믹 필터를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a ceramic filter. More specifically, the present invention impregnates paper with ceramic slurry and then embosses it, or first sprays or impregnates the ceramic slurry on embossed paper, and then cuts, laminates and sinters it to remove dust or particulate matter in the fluid. The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic filter for reducing, separating and separating.

세라믹 필터의 경우 내열성, 내화학적 성질 등이 뛰어나기 때문에 기존의 종이 필터나 각종 고분자로 제조된 필터가 사용될 수 없는 분야에 적극 이용되고 있다. 이러한 분야로 각종 소각로, 석탄 화력 발전소, 석탄 가스화 화력 발전소, 경유 자동차의 매연 제거 장치 등을 들 수 있으며, 아울러 필터의 기공 특성을 조절하거나 또는 세라믹 필터를 지지체로 다른 미세한 기공을 갖는 물질을 코팅할 시 각종 멤브레인으로도 활용이 가능하다.In the case of ceramic filters, since they are excellent in heat resistance and chemical resistance, they are actively used in fields in which existing paper filters or filters made of various polymers cannot be used. These fields include various incinerators, coal-fired power plants, coal-gas-fired power plants, and soot removal devices for diesel vehicles. In addition, it is possible to control the pore characteristics of the filter or to coat materials having other fine pores with a ceramic filter as a support. It can be used as various membranes.

기존의 개발된 세라믹 필터의 경우 일반적으로 슬립캐스팅이나 압출에 의해 제조되는 봉 타잎의 필터가 가장 보편적으로 사용되고 있다. 그러나, 이와같은 필터는 단위 부피당 표면적이 크지 않기 때문에 필터의 가장 중요한 특성중의 하나인 배압 특성이 떨어진다. 따라서 이와 같은 필터를 사용 시 배압을 감소시키기 위하여 필터의 개수를 증가시켜야 하며, 이로 말미암아 필터 시스템의 크기가 증가하게 된다. 또한 여러 개의 필터를 사용하기 때문에 각 필터를 지지하는 캐닝 비용이 증가하는 단점도 있다.In the case of the conventionally developed ceramic filter, the rod type filter manufactured by slip casting or extrusion is generally used. However, such a filter lacks a large surface area per unit volume, so that the back pressure characteristic, which is one of the most important characteristics of the filter, is poor. Therefore, when using such a filter, the number of filters must be increased to reduce the back pressure, thereby increasing the size of the filter system. In addition, the use of multiple filters increases the canning cost for supporting each filter.

또한, 경유 매연 제거용으로 개발된 세라믹 하니컴 필터의 경우 유럽공개특허 제 36321 호에 기재된 바와 같이 통상 세라믹 하니컴 각각의 구멍의 입구부와 출구부를 상호 교환시켜 밀폐시킴으로써 배기가스가 반드시 하니컴의 다공성 벽면을 통과하도록 하여 분진 등을 그 벽면에 포집시키는 구조로 되어 있다. 이와 같은 필터는 각각의 구멍들이 전술한 봉 타잎의 필터와 같은 역할을 하기 때문에 그 배압 특성이 우수한 것으로 알려져 있으나 그 가격이 매우 고가이어서 실용화에 문제점이 있다.In addition, in the case of the ceramic honeycomb filter developed for the removal of diesel soot, as described in European Patent No. 36321, the exhaust gas is required to completely close the porous wall of the honeycomb by exchanging and sealing the inlet and the outlet of each hole of the ceramic honeycomb. It has a structure in which dust and the like are collected on the wall surface by passing through it. Such a filter is known to be excellent in the back pressure characteristics because each hole plays the same role as the filter of the rod type described above, but the price is very expensive, there is a problem in practical use.

이와 같은 세라믹 하니컴 필터가 고가인 이유는 그 제조 공정이 복잡하고 자동화가 용이하지 않기 때문이다. 즉 그 제조공정을 보면 원료의 혼합, 압출 성형, 건조 그리고 소결 등의 공정에 의하여 각 채널의 양 끝단이 뚫려져 있는 플로우 쓰루형 하니컴을 먼저 제조한다. 이와 같은 플로우 쓰루형 하니컴은 현재 가솔린 자동차의 3원 촉매용 담체로 많이 사용되고 있는 것으로 이를 필터로 제조하기 위하여는 각각의 구멍의 입구부와 출구부를 상호 교환시켜 밀폐시켜야 하는데 이를 플러깅 공정이라 한다.Such a ceramic honeycomb filter is expensive because its manufacturing process is complicated and automation is not easy. That is, in the manufacturing process, first, a flow-through honeycomb in which both ends of each channel are drilled by a process of mixing raw materials, extrusion, drying, and sintering is first manufactured. Such flow-through honeycomb is widely used as a carrier for three-way catalysts in gasoline vehicles. In order to manufacture the filter, the flow-through honeycomb should be sealed by interchange of the inlet and the outlet of each hole. This is called a plugging process.

이러한 공정은 플로우 쓰루형 하니컴 각각의 구멍이 소결로 인하여 그 모양이나 위치가 일정하지 않기 때문에 자동화가 용이하지 않다. 아울러 플러깅 공정이 끝난 후 플러깅 물질을 소결하기 위하여 이차소결이 필요한데 이와 같이 제조 공정이 복잡하고 일부 공정의 경우 자동화가 어렵기 때문에 그 가격이 높은 실정이다.This process is not easy to automate because each hole in the flow-through honeycomb is not uniform in shape or position due to sintering. In addition, secondary sintering is required to sinter the plugging material after the plugging process is completed. As such, the manufacturing process is complicated, and in some processes, the automation is difficult, so the price is high.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 소성후 재를 남기지 않는 종이 즉 노애쉬 페이퍼(No-Ash Paper)를 세라믹 슬러리에 함침시켜 이를 롤러 등을 이용하여 엠보싱 가공한 후 이를 절단, 적층, 소결함으로써 보다 용이하고 보다 저렴하게 세라믹 필터를 제조할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, the paper that does not leave the ash after firing, that is, no-ash paper (No-Ash Paper) impregnated in the ceramic slurry and embossed it using a roller or the like and then cut and laminated it It is an object of the present invention to provide a method for producing a ceramic filter more easily and inexpensively by sintering.

또한, 노애쉬 페이퍼를 먼저 엠보싱 가공한 후 이를 세라믹 슬러리에 함침시키거나 슬러리를 그 표면에 분사시킨 후 이를 절단, 적층, 소결하는 방법도 위와 같은 효과를 볼 수 있다.In addition, a method of embossing the no-ash paper first and then impregnating it in the ceramic slurry or spraying the slurry on the surface thereof, and then cutting, laminating and sintering the same may also have the same effect.

도 1은 종이에 세라믹 슬러리를 함침시킨 후 엠보싱 가공하는 공정을 나타낸 개략적인 도식도 이다.1 is a schematic diagram showing a process of embossing after impregnating a ceramic slurry on paper.

도 2는 엠보싱된 종이에 세라믹 슬러리를 분사하여 엠보싱 가공된 시트를 제조하는 공정을 나타낸 개략적인 도식도 이다.Figure 2 is a schematic diagram showing a process for producing an embossed sheet by spraying a ceramic slurry on the embossed paper.

도 3은 엠보싱 가공된 시트를 일정크기로 절단한 후의 모양을 나타낸 개략적인 사시도 이다.Figure 3 is a schematic perspective view showing the shape after cutting the embossed sheet to a certain size.

도 4는 도 3의 시트를 서로 직각방향으로 돌려 쌓아 소결한 세라믹 필터의 개략적인 사시도 이다.4 is a schematic perspective view of a ceramic filter sintered by stacking the sheets of FIG. 3 at right angles to each other.

1, 7 …… 노애쉬 페이퍼 2, 9 …… 세라믹 슬러리1, 7... … No ash paper 2, 9... … Ceramic slurry

3 …… 건조기 4 …… 텐션 롤러3…. … Dryer 4. … Tension roller

5, 8 …… 엠보싱 롤러 6, 11 …… 엠보싱 시트 릴5, 8... … Embossing rollers 6, 11... … Embossed seat reel

10 …… 노즐 12 …… 엠보싱 시트의 편평한 부분10... … Nozzle 12. … Flat part of the embossed sheet

13 …… 엠보싱 시트의 돌출된 부분13. … Protruding part of the embossed sheet

14, 14^,…… 세라믹 필터의 전단면 및 후단면14, 14 ^, ... … Front and back side of ceramic filter

15, 15^,…… 세라믹 필터의 양 측면15, 15 ^, ... … Both sides of ceramic filter

즉, 본 발명의 제 1구현예에 따른 세라믹 필터는 세라믹 분말을 주 원료로 하여 제조된 세라믹 슬러리에 종이를 1회 이상 함침시켜 이를 엠보싱 가공, 절단한 후 서로 직각 방향으로 돌려서 적층한 상태로 소결하여서 제조하는 것을 특징으로 한다.That is, the ceramic filter according to the first embodiment of the present invention is impregnated with a ceramic slurry made of ceramic powder as a main raw material at least once, embossed and cut it, and then sintered in a laminated state by turning them at right angles to each other. It is characterized by manufacturing.

또한, 본 발명의 제 2구현예에 따른 세라믹 필터는 엠보싱 가공된 종이에 세라믹 분말을 주 원료로 하여 제조된 세라믹 슬러리를 분사 또는 함침시킨 후 이를 절단하여 서로 직각 방향으로 돌려서 적층한 상태로 소결하여서 제조하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the ceramic filter according to the second embodiment of the present invention, by spraying or impregnating a ceramic slurry prepared by using ceramic powder as a main raw material on embossed paper, cutting and sintering in a stacked state by turning them in a direction perpendicular to each other. It is characterized by manufacturing.

이와 같은 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.The present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings as follows.

도 1은 본 발명에 따른 제 1구현예를 나타낸 것으로서 종이에 세라믹 슬러리를 함침시킨 후 엠보싱 가공하는 공정을 나타낸 개략적인 도식도이다. 도 1에서, 부호 1은 노애쉬 페이퍼, 부호 2는 세라믹 슬러리, 부호 3은 건조기, 부호 4는 텐션 롤러(Tension Roller), 부호 5는 엠보싱 롤러, 부호 6은 엠보싱 시트 릴이다.1 is a schematic view showing a process of embossing after impregnating a ceramic slurry on paper as a first embodiment according to the present invention. In Fig. 1, reference numeral 1 denotes a no ash paper, reference numeral 2 denotes a ceramic slurry, reference numeral 3 denotes a dryer, reference numeral 4 denotes a tension roller, reference numeral 5 denotes an embossing roller, reference numeral 6 denotes an embossed sheet reel.

도 1에서 사용되는 종이는 소결시 세라믹 물질과의 반응을 가능한 한 억제하기 위하여 노애쉬 페이퍼를 사용하는 것이 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 노애쉬 페이퍼(1)는 세라믹 슬러리(2)에 함침되어 건조기(3)를 통하여 적절히 건조된 후 엠보싱 롤러(5)를 통과함으로써 엠보싱 가공된다.In the paper used in FIG. 1, it is preferable to use no-ash paper in order to suppress the reaction with the ceramic material as much as possible, but is not limited thereto. The no-ash paper 1 is impregnated by passing through the embossing roller 5 after being impregnated in the ceramic slurry 2 and appropriately dried through the dryer 3.

도 1에서 세라믹 슬러리(2) 탱크는 1개 내지 그 이상도 가능하며, 이 경우 각 세라믹 슬러리(2) 탱크에서 함침되는 세라믹 슬러리의 양을 조절할 수 있다.In FIG. 1, one or more ceramic slurry tanks may be provided. In this case, the amount of ceramic slurry impregnated in each ceramic slurry tank may be adjusted.

도 2는 본 발명의 제 2구현예를 나타낸 것으로서, 엠보싱된 종이에 세라믹 슬러리를 분사하여 엠보싱 가공된 시트를 제조하는 공정을 나타낸 개략적인 도식도 이다. 도 2에서, 부호 7은 노애쉬 페이퍼, 부호 8은 엠보싱 롤러, 부호 9는 세라믹 슬러리, 부호 10은 노즐, 부호 11은 엠보싱 시트 릴이다.Figure 2 shows a second embodiment of the present invention, is a schematic diagram showing a process for producing an embossed sheet by spraying a ceramic slurry on the embossed paper. In Fig. 2, reference numeral 7 denotes a no ash paper, reference numeral 8 denotes an embossing roller, reference numeral 9 denotes a ceramic slurry, reference numeral 10 denotes a nozzle, reference numeral 11 denotes an embossed sheet reel.

도 2의 경우 도 1과 다른 점은 먼저 종이를 엠보싱한 후 이를 노즐 등을 이용하여 세라믹 슬러리를 분사에 의해 코팅시킴으로써 엠보싱 가공된 시트를 만드는 것이다. 도 2에서도 노즐 등을 이용하지 않고 도 1의 공정과 유사하게 엠보싱된 종이를 세라믹 슬러리에 함침시키는 것도 가능하다.In the case of FIG. 2, the difference from FIG. 1 is to first emboss the paper and then to coat the ceramic slurry by spraying using a nozzle or the like to make an embossed sheet. Also in FIG. 2, it is also possible to impregnate the ceramic slurry with embossed paper similarly to the process of FIG. 1 without using a nozzle or the like.

본 발명의 방법에 의하면 상기 함침된 종이의 두께는 약 0.1 내지 2 mm로 하는 것이 가장 바람직하다.According to the method of the present invention, the thickness of the impregnated paper is most preferably about 0.1 to 2 mm.

한편, 도 1과 도 2에서 사용 가능한 세라믹 슬러리의 원료로는 세라믹에서 보편적으로 쓰이고 있는 알루미나를 비롯하여 코디어라이트, 뮬라이트, 실리카, 실리콘 카바이드, 타이태니아, 지르코니아, 실리콘 나이트 라이드등이 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, as a raw material of the ceramic slurry usable in FIGS. 1 and 2, alumina commonly used in ceramics, cordierite, mullite, silica, silicon carbide, titania, zirconia, and silicon nitride are preferable. It is not limited.

도 3은 상기와 같은 공정에 의해 엠보싱 가공한 후의 시트를 커터기, 롤러 및 프레스 등의 장비를 이용해서 일정크기로 절단한 후의 모양을 나타낸 개략적인 사시도로서, 부호 12는 엠보싱 시트의 편평한 부분이고, 부호 13은 엠보싱 시트의 돌출된 부분이다.3 is a schematic perspective view showing the shape after cutting the sheet after embossing by a process as described above to a certain size using equipment such as a cutter, a roller, and a press, wherein reference numeral 12 is a flat portion of the embossing sheet, Reference numeral 13 denotes a protruding portion of the embossed sheet.

또한, 도 4는 도 3의 엠보싱 가공을 한 시트를 일정 크기로 절단하여 각각의 시트를 서로 직각이 되게 돌려서 쌓아 700℃ 내지 1700℃의 온도범위에서 소결한 상태를 보여 주기 위한 개략적인 사시도로서 기공률이 10 내지 80％인 세라믹 필터의 한 예를 나타낸 것이다.In addition, Figure 4 is a schematic perspective view for showing the state sintered in a temperature range of 700 ℃ to 1700 ℃ by stacking the sheet embossed in Figure 3 to a certain size by rotating each sheet at a right angle to each other porosity An example of this 10-80% ceramic filter is shown.

소결시 종이는 타서 날아가게 되므로 그 자리에 기공이 형성되며, 따라서 적절한 기공량과 기공경을 조절하기 위해서는 종이의 세라믹 슬러리에 대한 함침도, 종이의 두께, 세라믹 슬러리의 함침량 등을 적절한 조절할 필요가 있다.During sintering, paper is burned and blown away, so pores are formed in place. Therefore, in order to control the proper pore amount and pore size, it is necessary to properly control the impregnation degree of the ceramic slurry of the paper, the thickness of the paper, and the impregnation amount of the ceramic slurry. There is.

도 4에서 부호 14와 14^,는 필터의 전단면과 후단면이고, 부호 15와 15^,는 필터의 양 측면을 나타낸 것이다. 이러한 모양의 필터의 경우 전단면(14)과 후단면(14^,)에서 배기가스가 들어올 경우 그 가스는 반드시 가스가 들어온 구멍의 위와 아래에 있는 다공성 벽을 통하여 필터의 양 측면(15와 15^,)를 통과하도록 되어있기 때문에 분진 등이 다공성 벽면 상에 포집되게 된다.Reference numeral 14, and ^14-4, is after the front end surface of the filter section, the reference numeral 15 and ^15, is shown on each side of the filter. In the case of this type of filter, when the exhaust gas enters the front face 14 and the rear face 14 ^, the gas must pass through both sides 15 and 15 of the filter through a porous wall above and below the hole in which the gas enters ^. Because it passes through), dust and the like are collected on the porous wall.

이하 실시예를 통하여 본 발명의 효과를 좀 더 구체적으로 살펴보지만 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.Although the effects of the present invention are described in more detail with reference to the following examples, the scope of the present invention is not limited to the following examples.

실시예 1Example 1

알루미나 분말 96 중량％에 액상 소결제제 및 비정상 입자성장 억제제인 플럭스로서 실리카, 마그네시아 그리고 캘시아를 각각 1, 2 그리고 1 중량％ 첨가한다. 여기에 세라믹 원료를 골고루 분산시키기 위한 분산제 및 용매를 첨가하여 볼 밀에서 혼합한다. 이때 분산제로는 피시오일을 용매로서는 톨루엔, 에틸알콜 및 엔부틸알콜을 사용하였으며 각각의 첨가량은 세라믹 원료대비 0.5, 40중량％였다. 10시간 정도 혼합한 후 결합제로서 폴리비닐부티랄 6 중량％, 플라스티사이저로서 다이부틸프탈레이트를 3 중량％ 첨가하여 다시 25시간 혼합하여 균질한 슬러리를 제조하였다.To 96% by weight of alumina powder, silica, magnesia and calcia are added as flux, which is a liquid sintering agent and an abnormal grain growth inhibitor, respectively. A dispersant and a solvent for evenly dispersing the ceramic raw material are added thereto and mixed in a ball mill. At this time, fish oil was used as a dispersant and toluene, ethyl alcohol, and enbutyl alcohol were used as solvents, and the amount of each added was 0.5 and 40 wt% relative to the ceramic raw material. After mixing for about 10 hours, 6% by weight of polyvinyl butyral as a binder and 3% by weight of dibutyl phthalate as a plasticizer were added and mixed for another 25 hours to prepare a homogeneous slurry.

제조된 슬러리에 두께 0.8㎜의 노애쉬 페이퍼를 분당 1 m의 일정한 속도로 통과시켜 일정량의 슬러리가 페이퍼에 함침되도록 하였다. 그 후 함침된 종이는 60 ℃로 유지된 건조 터널로에 통과시켜 건조시키고, 건조된 페이퍼는 엠보싱 무늬가 각인된 롤러사이를 통과시켜 엠보싱가공을 하였다. 가공된 세라믹 시트는 소결 수축량을 고려하여 140㎜의 정사각형 모양으로 절단한 후 적층하였다. 소결은 종이 및 첨가제의 탈지를 고려하여 500℃까지는 분당 1℃의 속도로 그 이후는 분당 5℃의 속도로 승온시켜 1450℃에서 6시간 유지한다. 소결 후 필터의 기공특성을 수은압입 측정기로 측정한 결과 기공량은 60％, 평균기공크기는 25 마이크론이었다.0.8 mm thick furnace ash paper was passed through the prepared slurry at a constant speed of 1 m per minute so that a certain amount of slurry was impregnated into the paper. Thereafter, the impregnated paper was dried by passing through a drying tunnel furnace maintained at 60 ° C., and the dried paper was embossed by passing through rollers having embossed patterns imprinted thereon. The processed ceramic sheet was cut in a square shape of 140 mm in consideration of the sinter shrinkage amount and laminated. Sintering takes into account the degreasing of paper and additives, and the temperature is raised to a rate of 1 ° C. per minute up to 500 ° C. and then at a rate of 5 ° C. per minute, and maintained at 1450 ° C. for 6 hours. After sintering, the pore characteristics of the filter were measured by a mercury intrusion measuring instrument, and the pore amount was 60% and the average pore size was 25 microns.

실시예 2Example 2

두께 0.6㎜의 노애쉬 페이퍼를 엠보싱 무늬가 각인된 롤러사이를 통과시킴으로써 엠보싱가공을 하였다. 그 다음 세라믹 슬러리를 제조하기 위하여 카올린 분말을 25 중량％에 하소카올린을 20 중량％, 활석을 30 중량％, 알루미나를 15 중량％ 첨가하였다. 혼합한 분말에 분산제로서 피시오일을 1 중량％, 물을 120 중량％ 첨가한 후 볼 밀에서 24시간 혼합하였다. 혼합된 슬러리에 결합제로서 폴리비닐알콜을 4중량％, 플라스티사이저로서 폴리에틸렌글리콜을 2 중량％ 첨가한 후 다시 볼 밀에서 24시간 혼합하였다.Embossing was performed by passing a no-ash paper having a thickness of 0.6 mm between the rollers in which the embossed pattern was imprinted. Then, to prepare a ceramic slurry, 25% by weight of kaolin powder, 20% by weight of calcined kaolin, 30% by weight of talc, and 15% by weight of alumina were added. 1 wt% fish oil and 120 wt% water were added to the mixed powder as a dispersant, followed by mixing in a ball mill for 24 hours. To the mixed slurry was added 4% by weight of polyvinyl alcohol as a binder and 2% by weight of polyethylene glycol as a plastiser, followed by mixing in a ball mill for 24 hours.

이미 엠보싱된 노애쉬 페이퍼에 제조된 슬러리를 노즐을 이용하여 분사하며 분당 1m 의 일정한 속도로 통과시켜 일정량의 슬러리가 페이퍼에 함침되도록 하였다. 함침된 종이는 80℃로 유지된 건조 터널로를 통과하면서 건조되며 건조된 페이퍼를 가공된 세라믹 시트 200㎜의 정사각형 모양으로 절단하였다. 절단된 시트는 서로 직각이 되게 돌려서 적층한 후 소결하였다. 소결은 탈지를 고려하여 500℃까지는 분당 1℃의 속도로 그 이후에는 분당 4℃의 속도로 승온시켜 1400℃에서 6시간 유지하였다. 소결 후 필터의 기공량은 55％, 평균기공크기는 20마이크론이었다.The slurry prepared on the already embossed no ash paper was sprayed using a nozzle and passed at a constant speed of 1 m per minute so that a certain amount of slurry was impregnated into the paper. The impregnated paper was dried while passing through a drying tunnel furnace maintained at 80 ° C., and the dried paper was cut into square shapes of 200 mm of processed ceramic sheets. The cut sheets were turned at right angles to each other, laminated, and then sintered. The sintering was carried out at a rate of 1 ° C. per minute up to 500 ° C. and then at a rate of 4 ° C. per minute and maintained at 1400 ° C. for 6 hours in consideration of degreasing. The pore amount of the filter after sintering was 55% and the average pore size was 20 microns.

도 4에서 나타낸 필터의 경우 엠보싱된 세라믹 시트의 두께를 얇게 할수록 필터의 단위 부피당 표면적을 크게 할 수 있으므로 기존의 필터에 비해 배압 특성이 우수할 뿐만 아니라 이에 따라 장치의 소형화가 가능하다.In the case of the filter illustrated in FIG. 4, as the thickness of the embossed ceramic sheet becomes thinner, the surface area per unit volume of the filter can be increased, so that the back pressure characteristic is superior to the existing filter, and accordingly, the device can be miniaturized.

또한, 본 발명의 방법에 의해 세라믹 필터를 제조할 경우 상술한 세라믹 하니컴 필터와 같은 플러깅 공정이 필요없을 뿐만 아니라 소결 공정이 역시 한 번으로 가능하기 때문에 그 제조원가를 낮출 수 있다.In addition, when manufacturing the ceramic filter by the method of the present invention, not only the plugging process like the ceramic honeycomb filter described above is required, but also the sintering process can be performed once, thereby lowering the manufacturing cost.

또한, 하니컴 필터와 같이 압출 성형법에 의해 제조되는 필터의 경우 그 크기가 커질수록 압출 시 필요한 압력이 기하급수적으로 커져 큰 필터의 경우 제조가 어렵고 이에 따라 그 가격이 매우 비싸게 된다. 이에 반해 본 발명의 경우 성형시의 문제점이 없기 때문에 상기와 같은 문제점이 발생하지 않는다. 아울러 세라믹 시트의 두께 역시 수 십 마이크론에서 수 밀리미터까지 조절이 가능하므로 용이하게 필터의 표면적을 증가시킬 수 있다.In addition, in the case of a filter manufactured by an extrusion molding method, such as a honeycomb filter, as the size thereof increases, the pressure required for extrusion increases exponentially, making it difficult to manufacture a large filter, and thus the price thereof is very expensive. On the contrary, in the case of the present invention, since there is no problem in molding, the above problems do not occur. The thickness of the ceramic sheet can also be adjusted from tens of microns to several millimeters, making it easy to increase the surface area of the filter.

본 발명의 방법을 이용하여 제조한 필터의 또 다른 장점은 그 모양이 육면체인 점이다. 기존 하니컴 필터의 경우 각 필터의 모양이 원기둥이기 때문에 여러 개의 필터 배치 시 필요없는 공간이 발생하게 된다. 또한, 여러 개의 필터를 배치할 때, 하니컴 필터는 각각의 필터를 진동 등에 견딜 수 있게 세라믹 매트 등으로 감싸주고 이들을 각각의 캔으로 보호하는 것이 필요하다. 반면에 본 발명의 방법을 이용하여 제조한 필터는 육면체 모양이기 때문에 여러 개의 필터를 배치할 때에도 필요없는 공간이 발생하지 않으며, 필터 사이에 세라믹 매트 등을 배치할 경우 전체적으로 하나의 캔을 이용하는 것이 가능해 캔의 제조비용 또한 절감할 수 있다.Another advantage of the filter produced using the method of the present invention is that the shape is hexahedron. In the case of the existing honeycomb filter, since each filter has a cylindrical shape, unnecessary space is generated when multiple filters are disposed. In addition, when arranging several filters, a honeycomb filter needs to surround each filter with a ceramic mat or the like so as to withstand vibration and the like and protect them with respective cans. On the other hand, since the filter manufactured using the method of the present invention has a hexahedron shape, unnecessary space does not occur even when placing multiple filters, and when a ceramic mat or the like is disposed between the filters, it is possible to use one can as a whole. Can manufacturing costs can also be reduced.

본 발명의 방법에 의해서 제조된 세라믹 필터는 소각로, 석탄화력 발전소, 석탄가스화 복합발전소, 경유매연 제거장치, 수처리용 필터 등에 사용할 수 있으며 그 외에 이를 이용하여 열교환기, 기체 및 유체 등의 분리막을 비롯한 각종 분리막 의 지지체, 촉매담체 등에 사용이 가능하다.The ceramic filter manufactured by the method of the present invention can be used for incinerators, coal-fired power plants, coal gasification combined cycle power plants, diesel fuel removal device, water treatment filters, etc., and other uses thereof, including separators such as heat exchangers, gases and fluids. It can be used for support of various separation membranes, catalyst carrier and the like.

Claims

In the manufacture of ceramic filters, the ceramic slurry made of ceramic powder as a main raw material is impregnated with paper at least once, embossed, cut and then laminated in a direction perpendicular to each other in a temperature range of 700 ° C to 1700 ° C. A method for producing a ceramic filter, characterized in that the porosity of the filter is 10% to 80% by sintering.

The method of claim 1, wherein the ceramic is selected from the group consisting of alumina, cordierite, mullite, silica, silicon carbide, titania, zirconia, and silicon nitride.

The method of claim 1, wherein the impregnated paper thickness is about 0.1 to 2 mm, and the embossed sheet is cut by using a cutter, roller, or press equipment.

The ceramic filter manufactured by the method according to claim 1 is used for incinerators, coal-fired power plants, coal gasification combined cycle power plants, diesel gas particulate removal devices, heat exchangers, water treatment filters, filters for separating gases and fluids, and the like. Way.

In the manufacture of ceramic filter, spraying or impregnating a ceramic slurry prepared by using ceramic powder as a main raw material on embossed paper, cutting it, turning them in a direction perpendicular to each other, and laminating them in a temperature range of 700 ° C. to 1700 ° C. A method for producing a ceramic filter, characterized in that the porosity of the filter is 10% to 80% by sintering.

The method of claim 5, wherein the ceramic is selected from the group consisting of alumina, cordierite, mullite, silica, silicon carbide, thynia, zirconia and silicon nitride.

6. The method of claim 5, wherein the impregnated paper thickness is about 0.1 to 2 mm, and the embossed sheet is cut using equipment of a cutter, roller, and press.

The ceramic filter manufactured by the method according to claim 5 is used for incinerators, coal-fired power plants, coal gasification combined cycle power plants, diesel gas particulate removal devices, heat exchangers, water treatment filters, filters for separating gases and fluids, and the like. Way.