KR100347010B1 - 가스흡착용 세라믹시트의 편파 성형체 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세라믹시트의 편파성형체의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 가스의 흡착ㆍ분리, 제습, 열교환 등을 위하여 사용되는 허니컴형 로타용 세라믹시트의 편파성형체를 연속적 안정적으로 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 종래의 제조장치에 다수의 선줄 대신에 일체형으로 구성된 성형시트의 형상유지체를 사용하고, 접착제 조절로울러를 추가하여 사용하며, 성형로울러와 압착로울러에 가열수단을 추가하여 사용한다는 점에 그 특징이 있다.

본 발명은 선줄을 사용하지 않으므로 작업시작전 각각의 선줄의 인장력을 균일하게 조정해 줄 필요가 전혀 없고, 작업진행 중에도 진동으로 인한 실의 인장력 변동을 체크(감시ㆍ감독)해야 할 필요가 전혀 없으므로, 그만큼 생산효율이 증가되어지게 된다. 또한, 접착제의 균일한 도포 및 신속한 건조방식으로 인하여 불량품의 발생을 현저하게 줄일 수 있는 효과도 있다.

Description

가스흡착용 세라믹시트의 편파 성형체 제조방법{A method of manufacturing single side corrugated ceramic sheet for gas adsorption.}

본 발명은 세라믹시트의 편파성형체의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 가스의 흡착ㆍ분리, 제습, 열교환 등을 위하여 사용되는 허니컴형 로타용 세라믹시트의 편파성형체를 연속적 안정적으로 제조하는 방법 및 그 방법에 직접 사용되는 성형시트 형상유지체에 관한 것이다.

일반적으로 가스의 흡착ㆍ분리, 제습, 열교환 등의 공정에서는 활성성분으로서 다공질의 제올라이트를 사용하고 있다. 이러한 제올라이트는 실제적인 활성성분이지만, 특정의 반응공정이 진행되는 도중에 상기의 활성성분이 지속적 안정적으로 제기능을 수행하기 위해서는, 상기의 활성성분(제올라이트)을 특정의 위치에 견고하게 붙들어 두는 지지체(담체)가 필요하다. 오늘날 제올라이트용 지지체(담체)로서 일반적 보편적으로 사용되고 있는 재료가 허니컴형 로타이다.

그런데, 이러한 허니컴형 로타는 세라믹시트의 한쪽면에 주름면을 형성하는 편파성형체를 이용하여 제조되고 있다. 따라서, 세라믹 한쪽면에 주름면을 형성하는 편파성형체의 제조기술은 허니컴형 로타의 제조공정에 있어서 매우 중요한 공정 중의 하나가 되고 있다. 이와 관련하여, 세라믹 한쪽면에 주름면을 형성하는 편파성형체의 제조기술은 다수의 실을 이용하는 방법과 다수의 선줄을 이용하는 방법이 널리 알려져 있다.

먼저, 다수의 실을 이용하는 방법으로서는 일본국특허공보 소화56 -34796호를 들 수 있다. 이 방법에 있어서는, 다수의 실을 파형시트의 밑면에 위치시켜 성형로울러에 밀착시키고 이어서 평면시트가 상기의 파형시트에 접착되도록 함으로써, 상기의 파형시트가 상기의 성형로울러에서 이탈되는 것을 방지하기 위한 방법이다. 이 방법에 의할 경우, 최종제품의 강도와 내구성을 향상시키는 등의 장점이 있으나, 상기의 파형시트가 자체형상의 보형성이 낮은 재질인 경우 실의 인장력에 의한 찌그러짐 현상이 발생하는 등의 단점이 지적되고 있다. 따라서, 다수의 실을 이용하지 않고 안정하게 편파성형체를 얻을 수 있는 방법이 요구되고 있는 것이다.

이에 대한 해결책으로 제시된 것이 대한민국 특허공고 제91-657호이다. 이 방법은 실 대신에 일정한 폭을 가진 띠 형상의 선줄(22)을 다수 이용한 것으로서, 상기의 실을 이용할 경우의 단점을 보완하기 위해 개발된 것이다. 이 방법에 있어서는, 도 4에 나타낸 바와 같이 종래의 실 대신에 다수의 선줄(22)을 파형시트의 밑면에 위치시켜 성형로울러(20)에 밀착시키고, 이어서 평면시트(32)가 상기의 파형시트(36)에 접착되도록 함으로써, 상기의 파형시트가 상기의 성형로울러(20)에서 이탈되는 것을 방지하고자 한다. 그러나, 이 방법은 최종제품에 상기의 실이 들어가지 않으므로 실의 인장력에 의한 찌그러짐 현상을 발생시키지 않는 장점이 있는 반면에, 다음과 같은 다수의 단점이 지적되고 있다. 첫째, 이 방법은 선줄(22)의 양쪽을 2개의 홀더(지지체:24)가 지지하도록 하고 있음에도 불구하고 상기 홀더(24)에 관한 상세한 설명(예컨대, 홀더의 구조, 홀더의 형상, 홀더의 설치상태 등)이 전혀 없다. 둘째, 상기의 양쪽 홀더(24)가 서로 반대방향으로 힘을 작용하도록 함으로써 성형로울러(20)에 압착력을 부여하도록 하고 있으므로, 실제의 장치에있어서도 상기의 홀더(24)가 제기능을 발휘하도록 하기 위해 매우 복잡한 형태의 기구로 제작ㆍ설치되고 있다. 셋째, 한쪽에는 홀더, 다른 반대쪽에는 추 또는 스프링에 의하여 장력을 형성하여 성형로울러에 압착력을 부여하는 경우도 있는데, 선줄을 다수 설치하면 할수록 이러한 설치방법은 매우 번거롭고 곤란하다. 넷째, 각각의 선줄(22)마다 서로 서로 별개의 것이므로, 각각의 선줄에 균등한 장력을 부여해주기 위해서는 세심하고 숙련된 기술이 요구된다. 다섯째, 작업시작 전에 숙련된 기술자가 각각의 선줄에 일일이 동일한 장력으로 조절(셋팅)해주어야 하고, 이 작업이 잘못되거나 이를 소홀히 할 경우 다수의 불량품이 발생하고 있다. 여섯째, 작업(제조공정)이 진행되는 도중에 기계장치의 진동은 필연적인 것인데, 이러한 기계적 진동으로 인해 각각의 선줄에 부여된 장력이 각각 상이하게 반응하게 된다. 따라서, 한참 작업진행 도중에 어떤 선줄(22) 하나가 느슨하게 되거나, 스프링이 늘어나버리거나, 또는 선줄에 매달린 추가 떨어져버리는 경우에, 반드시 작업을 일단 중지시키고 이를 시정해주어야 하고, 이 경우에도 숙련된 기술자가 필요하게 된다. 이러한 현상은 숙련된 기술자가 작업의 초기에서부터 작업이 완전히 마쳐질 때까지 끊임없는 감시ㆍ감독을 해야 함을 의미하고, 이러한 감시ㆍ감독을 소홀히 할 경우 곧바로 생산성 저하로 이어진다는 것을 의미하게 된다.

또한, 종래의 방법에 있어서는, 접착제의 도포시 접착제로울러(40)에 의해 도포량이 균일하게 조절되지 못하였다. 이것은 도포량이 적정량을 초과할 경우, 접착제가 그 주위로 퍼지게 되고 이로 인하여 성형시트의 공극을 막게 되어, 활성성분인 제올라이트가 성형시트(담체)에 함침되는 것을 방해하는 원인이 되었다.

또한, 종래의 방법에 있어서는, 평면시트(34)와 파형시트(36)가 접착제에 의해 접착된 후, 파형시트(36)가 성형로울러의 기어(26)에 의해 힘을 받아 평면시트(34)의 원래 위치로부터 약간씩 밀려나는 현상이 발생하였고, 이러한 밀림현상은 역시 최종제품의 불량을 가져오는 원인이 되었다.

이에, 본 발명자들은 종래 기술의 문제점을 면밀히 관찰하고 그 원인을 분석하여 본 결과, 성형로울러에서 파형화된 시트가 이탈하지 않도록 전체적으로 균일한 압착력을 부여함과 동시에 작업전 뿐만아니라 작업진행 중에 있어서도 균일한 압착력을 계속 유지할 수 있는 새로운 개념의 압착수단이 필요함을 인식하게 되었으며, 또한 접착제의 균일한 도포수단과 접착제에 의한 밀림현상을 개선해야 함을 인식하게 되었다. 따라서, 본 발명자들은 종래와는 달리 새로운 개념으로 개발된 성형시트의 형상유지체를 사용할 경우 별도의 홀더가 필요하지 아니하고 전체적으로 균일한 압착력을 부여할 수 있으며 작업전이나 작업도중에 숙련된 기술자의 감시ㆍ감독을 특별히 요구하지 아니한다는 사실과, 접착제 로울러에 접착제 조절로울러를 부착시킬 경우 균일한 두께의 접착제를 도포할 수 있다는 사실과, 성형로울러 및 압착로울러에 소정의 열을 가해 줄 경우 접착제의 점액성에 의한 밀림현상을 방지할 수 있다는 사실을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명은 가스의 흡착ㆍ분리, 제습, 열교환 등을 위하여 사용되는 허니컴형 로타용 세라믹시트의 편파성형체를 연속적 안정적으로 제조하는 방법을제공하는데 그 목적이 있다. 또한, 본 발명은 상기의 제조방법에 직접 사용되는 성형시트의 형상유지체를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 편파성형체 제조장치의 수직 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 성형시트 형상유지체의 개략적 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 편파성형체 제조장치의 사시도,

도 4는 종래의 선줄을 이용한 편파성형체 제조장치의 수직 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 20 : 성형로울러 11, 21, 31 : 가열수단

12, 32 : 시트공급 로울러 16, 26 : 성형 기어

18 : 원료시트 24 : 홀더

30 : 압착로울러 34 : 평면시트

36 : 편파성형체 40 : 접착제 도포로울러

42 : 접착제 도포량 조절로울러 44 : 접착제 제거장치

50 : 성형시트 형상유지체 52 : 형상유지판

54 : 연결수단 56 : 형상유지판의 일면

본 발명은 허니컴형 로타용 세라믹시트의 편파성형체의 제조방법에 있어서, 상기의 편파성형체를 연속적 안정적으로 제조할 수 있는 개선된 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 종래의 제조장치에 다수의 선줄 대신에 일체형으로 구성된 성형시트의 형상유지체를 사용하고, 접착제 조절로울러를 추가하여 사용하며, 성형로울러와 압착로울러에 가열수단을 추가하여 사용한다는 점에 그 특징이 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 제공된 것일 뿐, 본 발명의 기술사상이 첨부된 도면에 한정되는 것이 아님은 명백하다.

도 1은 본 발명의 편파성형체 제조방법에 사용하는 장치의 수직 단면도이다. 이 장치는 한쌍의 성형로울러(10)(20)와 그 아래쪽에 위치한 접착제 도포로울러(40) 및 상기 성형로울러(20)에 연접한 압착로울러(30)로 구성되며, 이는 종래의 장치와 큰 변화가 없다. 따라서, 상기 한쌍의 성형로울러(10)(20)는 통상의 장치에서와 마찬가지로 그 외주에 성형기어(16)(26)가 형성되어 있고, 그 성형기어(16)는 서로 반대편 성형로울러의 성형기어(26)와 맞물려 시트공급 로울러(12)에서 공급되는 원료시트(18)에 파형을 부여함으로써 원료시트를 파형시트로 만들어준다. 이때, 상기의 원료시트(18)는 종이, 천, 합성수지 필름, 세라믹 필름, 합성섬유 필름 등이 사용될 수 있다. 원료시트 중에서는 재질에 따라 고강도의 시트가 있는가 하면, 세라믹시트와 같이 그 자체내에 수많은 미세공극으로 인한 저강도의 시트도 존재한다. 상기의 접착제 도포로울러(40)는 한쌍의 성형기어에 의하여 형성된 파형시트의 바깥쪽에 접착제를 도포시켜준다. 한편, 상기의 압착로울러(30)는 시트공급 로울러(32)에서 공급되는 평판시트(34)를 상기 파형시트(36)의 접착제 도포부위에 압착시켜 접착되도록 하여준다. 이러한 과정을 거쳐서 한쪽에 파형이 형성되고 그 반대쪽이 평면으로 이루어진 편파성형체(36)가 제조되어지고, 이 편파성형체(36)는 회수로울러(38)에 연속적으로 감겨져서 허니컴형 로타의 제조에 사용되어지게 된다.

본 발명에 있어서는, 상기 성형로울러(20)의 외주면에 인접하게 성형시트의 형상유지체(50)를 설치하여 사용한다. 상기 성형시트의 형상유지체(50)는 종래의 장치에서 사용되던 다수의 선줄을 대신한 것이다. 도 2는 본 발명에 의한 성형시트의 형상유지체(50)를 개략적으로 나타낸 것이다. 본 발명에 의한 성형시트의 형상유지체(50)는 다수의 형상유지판(52)이 그 저면의 연결수단(54)에 의해 결합되어 하나의 형체를 이룬다. 이때, 상기 각각의 형상유지판(52)은 그 일면(56)이 성형로울러(20)의 외주면과 동일한 형상으로 구성되어 파형화된 성형시트를 성형로울러의 기어(26)에 압착시켜주는 기능을 수행하며, 성형로울러(20)로부터 파형화된 시트가 이탈될 수 있는 지점으로부터 압착로울러(30)에 의해 공급된 평면시트(34)와 만나는 지점까지 파형화된 성형시트를 안전하게 이송시켜준다. 상기 형상유지판(50)의나머지 부위는 몸체부로서 그 아래쪽에 연결수단(54)이 형성되어 있다. 상기의 연결수단(54)은 다수의 형상유지판(52)을 하나의 형체로 만들어주는 기능을 수행하며, 반드시 고정식으로 한정되지는 않는다. 만약, 원료시트가 세라믹시트와 같이 저강도의 것일 경우엔, 보다 많은 갯수의 형상유지판(52)을 촘촘히 결합시킬 필요가 있는 반면에, 글라스화이버시트와 같이 고강도의 것일 경우엔 보다 적은 개수의 형상유지판을 드문드문 결합시켜도 상관없으므로, 상기의 연결수단(54)을 비고정식으로 하는 것이 더욱 바람직스럽다. 또한, 상기의 형상유지판(52)의 간격은 2cm-5cm 로 유지되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 상기 접착제 도포로울러(40)의 외주면에 접착제 조절로울러(42)를 설치한다. 접착제 조절로울러(42)는 접착제 도포로울러(40)의 외주면에 필요이상의 과다한 접착제가 부착될 경우에 그 과다한 접착제를 제거하고 필요한 양(두께)만큼만을 균일하게 통과시켜주기 위한 것이다. 이를 위하여, 상기의 접착제 도포로울러(40)에는 로울러홈 접착제 제거장치(44)를 부착시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 상기의 성형로울러(20)의 중심부에 가열수단(21)을 설치하고, 상기의 압착로울러(30)의 중심부에도 가열수단(31)을 설치한다. 상기의 가열수단(21)(31)은 상기의 성형로울러(20)와 압착로울러(30)에 80∼150℃ 정도의 온도를 유지시킬 목적으로 설치된다. 이 경우, 접착제 도포로울러(40)에 의해 파형시트의 바깥쪽에 도포된 접착제가 천천히 가열되면서 평면시트(34)와 접착된 후 곧바로 굳어지게 되고, 이로 인하여 성형시트와 평면시트가 서로 견고하게 접착되어지게 되므로, 더 이상 성형로울러(20)의 성형기어(26)에 의한 밀림현상이 발생하지 않게 된다. 따라서, 상기의 가열수단(21)(31)은 사용되는 접착제의 성질에 따라서 그의 가열온도가 서로 달라질 수 있으며, 가열온도의 자유로운 조절을 위해서는 전기히터를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 필요할 경우엔 성형로울러(10)의 중심부에 가열수단(11)을 추가로 설치할 수 있다.

본 발명에 의한 편파성형체의 작동방법을 그 순서에 따라 살펴보면, 다음과 같다. 도 3은 본 발명에 의한 편파성형체의 작동방법을 보다 쉽게 설명하기 위한 개략적인 사시도이다. 먼저 성형로울러(20)와 압착로울러(30)를 각각의 히터(21)(31)에 의해 접착제의 특성에 맞는 온도로 가열하고, 시트공급 로울러(12)에서 원료시트(18)를 상기의 성형로울러(20)(30)에 공급한다. 원료시트는 성형로울러의 기어(16)(26)에 의해 파형화된 후, 성형시트 형상유지체(50)에 의하여 성형로울러(20)에서 이탈되지 않고 진행되어지며, 이 과정에서 접착제 도포로울러(40)와 접착제 조절로울러(42) 및 접착제 제거장치(44)에 의하여 파형시트의 바깥쪽 정점에 접착제가 균일하게 도포된다. 한편, 시트공급 로울러(32)로부터 공급된 평면시트(34)는 접착제가 도포된 파형시트와 만남과 동시에, 압착로울러(30)에 의해 압착됨으로써 상기 파형시트의 반대쪽에 접착된다. 이 과정에서 상기의 파형시트와 평면시트는 각각 성형로울러(20)와 압착로울러(30)에 의해 접착되면서 빠른 속도로 건조가 완료되고 견고한 편파성형체(36)가 만들어진다. 이렇게 만들어진 편파성형체(36)는 편파성형체 회수로울러(38)에 의해 회수되고, 원하는 크기의 허니컴형 흡착로타를 제조하는 주재료로 사용될 수 있게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 실을 사용하지 않으므로 실의 인장력으로 인한 최종제품의 변형이 전혀 발생하지 아니한다. 또한, 본 발명은 종래의 발명에서와 같이 다수의 선줄을 사용하지 않으므로 작업시작전 각각의 선줄의 인장력을 균일하게 조정해 줄 필요가 전혀 없고, 작업진행 중에도 진동으로 인한 실의 인장력 변동을 체크(감시ㆍ감독)해야 할 필요가 전혀 없다. 또한, 작업도중에 제조장치의 가동을 멈추고 이를 보수해 줄 필요가 전혀 없으므로, 그만큼 생산효율이 증가되어지게 된다. 또한, 접착제의 균일한 도포 및 신속한 건조방식으로 인하여 불량품의 발생을 현저하게 줄일 수 있는 효과도 있다.

또한, 본 발명에 의한 성형시트 형상유지체는 한번 설치로서 영구적 사용이 가능하고, 작업도중에 유지 보수가 필요없다는 점에서 매우 효과적인 방법이 될 수 있다.

이상에서 본 발명에 의한 제조방법을 예시도면에 의하여 설명하였으나, 이는 본 발명의 가장 바람직한 실시양태를 기재한 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되지 아니함은 당연하다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 명세서의 기재내용에 의하여 다양한 변형 및 모방을 행할 수 있을 것이나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어난 것이 아님은 명백하다고 할 것이다.

Claims (6)

1. 한쌍의 성형로울러(10)(20)와 그에 연접한 압착로울러(30)와 상기 성형로울러(20) 아래쪽에 위치한 접착제 도포로울러(40)와 시트공급 로울러(12) 및 편파성형체 회수로울러(38)로 구성된 장치를 이용하여 편파성형체를 제조하는 방법에 있어서,

   상기 성형로울러(20)의 외주면에 인접하게 성형시트의 형상유지체(50)를 설치하여 사용하는 것을 특징으로 하는 편파성형체의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기의 성형시트 형상유지체(50)는 다수의 형상유지판(52)이 그 저면의 연결수단 (54)에 의해 결합되어 하나의 형체를 이루고, 그 일면(56)이 성형로울러(20)의 외주면과 동일한 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 편파성형체의 제조방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기의 접착제 도포로울러(40)는 그 외주면에 접착제 조절로울러(42)와 접착제 제거장치(46)를 포함하는 것을 특징으로 하는 편파성형체의 제조방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기의 성형로울러(20)의 중심부에 가열수단(21)을 설치하고, 상기의 압착로울러(30)의 중심부에도 가열수단(31)을 설치하는 것을 특징으로 하는 편파성형체의 제조방법.
5. 다수의 형상유지판(52)으로 구성되고, 각각의 형상유지판(52)은 그 일면(56)이 성형로울러의 외주면과 동일한 형상으로 구성되어 파형화된 성형시트를 성형로울러(20)에 압착시켜주고, 나머지 부위는 몸체부로서 그 아래쪽에 연결수단 (54)이 형성되어 있으며, 상기의 연결수단(54)에 의해 다수의 형상유지판(52)이 하나의 형체로 구성되는 것을 특징으로 하는 편파성형체의 제조방법에 특히 적합한 성형시트의 형상유지체.
6. 제5항에 있어서,

   상기의 형상유지판(52)은 그 간격이 2cm-5cm 로 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 성형시트의 형상유지체.