KR100367073B1 - 세라믹 성형체의 성형용 세라믹 과립, 그 제조 및 처리방법과, 세라믹 성형체 및 그 제조방법 - Google Patents
세라믹 성형체의 성형용 세라믹 과립, 그 제조 및 처리방법과, 세라믹 성형체 및 그 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
하나 이상의 세라믹 입자를 바인더와 조립하여 과립으로 조립하고, 선택적으로 세라믹 과립을 분급하여 입경 10㎛ 이하의 미립자를 제거하고, 상기 세라믹 과립이 응집되지 않는 조건하에서 진동 유동층 내에서 상기 조립된 세라믹 과립에 수분을 부여하고, 상기 수분이 부여된 세라믹 과립이 세라믹 성형체 성형용 금형에 충진될 수 있는 충분한 유동성을 유지하도록 수분 함유량을 가지고 상기 세라믹 과립이 조화된 저압 분쇄성과 내붕괴성을 나타내도록 상기 수분이 부여된 세라믹 과립을 상기 진동 유동층 내에서 유동건조하여 상기 수분이 부여된 세라믹 과립의 수분 함유량을 조절한 세라믹 과립은, 유동성, 금형 충진성, 내부착성이 우수하고, 조화된 저압 분쇄성과 내붕괴성을 갖는다. 이러한 세라믹 과립은 높은 치수 정밀도를 갖는 세라믹 성형체로 연속적으로 성형될 수 있다.
Description
본 발명은 세라믹 성형체의 성형용 세라믹 과립, 그 제조 및 처리방법과, 세라믹 과립으로부터 성형된 세라믹 성형체 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 상세하기로는 성형성이 우수한 세라믹 과립, 그 제조 및 처리방법과, 높은 치수 정밀도(dimensional accuracy)를 갖는 세라믹 성형체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
세라믹 성형체의 성형방법에 있어서, 비교적 단순하며 저가로 대량생산이 가능하다는 이유로 건식가압 성형법(dry pressure molding)이 이용되어 왔다. 이러한 건식가압 성형법으로 세라믹 성형체를 성형하는 경우에, 세라믹 분말의 운반성, 충진성 및 성형성 등을 향상시키기 위한 목적으로 세라믹 분체(ceramic particles)를 세라믹 과립(granules)으로 조립(granulize)하는 것이 일반적이다.
세라믹 분체를 조립하는 방법으로는 일반적으로 (1) 세라믹 원료, 바인더 및 물을 포함하는 수성 슬러리를 분무 건조기(spray dryer)를 이용하여 분무-건조하여 세라믹 과립을 제조하는 방법(분무건조법)과, (2) 세라믹 분체를 건조와 오실레이팅 압출을 반복하므로써 세라믹 과립으로 조립하는 방법(오실레이팅 압출법) 등이 이용되어 왔다.
입도분포를 쉽게 제어할 수 있는 분무건조법은 비교적 입경이 작은 세라믹 과립을 대량으로 제조하는데 적합하다. 반면에 취급이 용이한 오실레이팅 압출법은 소규모의 설비에서 비교적 조밀(compact)한 과립을 제조하는데 적합하다. 조립방법은 제조되는 성형체, 사용되는 금형, 제조규모 등을 고려하여 이들 조립방법 중에서 적절히 선택된다.
세라믹 성형체를 제조하기 위하여, 세라믹 과립은 다음과 같은 성질이 필요하다.
(1) 세라믹 과립은 적절한 범위의 유동성을 가져야 하고, 충진과정에서 세라믹 과립이 균일하게 금형에 충진할 수 있도록 충진성이 좋아야 한다.
(2) 세라믹 과립은 성형과정 동안에 낮은 압력(대표적으로 0.3 내지 1.5ton/㎠)에서 분쇄되어야 한다(이하, "저압 분쇄성"이라 함).
(3) 세라믹 과립에 포함된 미립자와 같은 성분이 금형 등에 부착되지 않아야 한다(이하, "내부착성"이라 함).
(4) 세라믹 과립은 저장, 운반, 금형에 충전시의 진동 또는 상호 충돌시 붕괴되지 않아야 한다(이하, "내붕괴성"이라 함).
(5) 세라믹 과립은 금형에 충진시 또는 성형시에 금형에서 세라믹 과립이 유출되지 않도록 적절한 체적밀도를 가져야 한다(이하, "금형 충진성"이라 함).
세라믹 과립은 특히 "저압 분쇄성"과 "내붕괴성"이라는 상반되는 성질이 요구된다.
이러한 요구를 만족시키기 위하여 여러가지 방법이 제안되었다. 예를 들면,일본 공개특허공보 평5-159918호 및 일본 공고특허공보 평7-17460호는 수성 슬러리 제조시 특정의 분산제를 사용하여 세라믹 과립의 유동성 및 저압 분쇄성을 개선하는 방법이 개시하고 있다.
일본 공고특허공보 평3-31660호 및 일본 공개특허공보 평10-59776호는 바인더의 편석(segregation)을 줄임으로써 세라믹 과립의 유동성 및 저압 분쇄성을 개선하는 방법을 개시하고 있다.
이들 방법에 따르면, 세라믹 과립의 유동성이 개선되며, 금형 충진성 및 저압 분쇄성이 비교적 양호한 세라믹 과립을 얻을 수 있다.
그러나, 이들 방법은 다음과 같은 단점을 갖는다.
(1) 이러한 기술들은 수성 슬러리의 개선에 관한 것이기 때문에 조립방법이 분무 건조기를 이용한 분무 건조법에 제한되므로, 범용성이 낮다.
(2) 세라믹 과립의 유동성 및 저압 분쇄성이 어느 정도 개선되나 충분치는 않다. 또한, 이러한 세라믹 과립을 사용하여 성형된 성형체는 치수 정밀도가 충분치 않다. 또한, 이러한 세라믹 과립은 복잡한 형상의 세라믹 성형체를 성형하는데 적합치 않다.
(3) 저장, 이송 또는 금형에 충진시 세라믹 과립이 붕괴되는 경우가 있다.
(4) 금형에 성형시, 세라믹 미립자가 금형에 부착되어 세라믹 성형체를 연속적으로 성형하기가 어려운 경우가 있다.
(5) 이들 기술로 조립된 세라믹 과립은 장기간의 저장이나 수분의 증발로 인하여 바인더가 편석, 경화되거나 일부는 미립화가 일어난다. 이로 인해 제조시 예를 들어, 유동성, 저압 분쇄성 또는 내부착성과 같은 제조시점에서의 성질이 변화된다.
따라서, 본 발명의 첫번째 과제는 유동성, 금형 충진성 및 내부착성이 양호하고, 상반되는 성질인 저압 분쇄성과 내붕괴성이 잘 조화되어 있으며, 연속적으로 세라믹 성형체를 성형할 수 있는 세라믹 과립을 제공하는데 있다.
본 발명의 두번째 과제는 이러한 세라믹 과립을 안정적으로 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 세번째 과제는 요구되는 성질이 시간 경과에 따라 저하되는 세라믹 과립을 활성화하거나 세라믹 과립에 이러한 성질을 부여하는, 세라믹 과립의 처리방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 네번째 과제는 높은 치수 정밀도를 갖는 세라믹 성형체를 제공하는데 있다.
본 발명의 다섯번째 과제는 유동성, 금형 충진성 및 저압 분쇄성이 양호하고 금형에 미립자의 부착이 적은 세라믹 과립으로부터, 치수 정밀도가 높은 세라믹 성형체를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 세라믹 과립의 처리장치의 일예를 개략적으로 도시한 도면으로, 도 1a는 처리장치 전체를 도시한 단면도이고, 도 1b는 처리장치의 진동 유동층의 주요 부분을 도시한 도면이다.
도 2는 분무건조법으로 조립한 본 발명에 따른 세라믹 과립 및 비교예의 세라믹 과립의 성형압력과, 얻어진 세라믹 성형체 결과물의 밀도와의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 3은 오실레이팅 압출법으로 조립한 본 발명에 따른 세라믹 과립 및 비교예의 세라믹 과립의 성형압력과, 얻어진 세라믹 성형체 결과물의 밀도와의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 4a 및 도 4d는 본 발명에 따른 세라믹 과립과 종래기술에 따른 비교예의 세라믹 과립의 표면상태를 나타낸 주사형전자현미경(SEM)사진으로, 도 4a는 본 발명에 따른 세라믹 과립중 하나의 표면상태를 나타낸 SEM사진이고, 도 4b는 도 4a의 세라믹 과립의 입도분포를 나타낸 SEM사진이고, 도 4c는 종래의 기술에 따른 세라믹 과립중 하나의 표면상태를 나타낸 SEM사진이고, 도 4d는 도 4c의 세라믹 과립의 입도분포를 나타낸 SEM사진이다.
본 발명자들은 이상의 관점에서 연구, 검토한 결과, 특정한 방법으로 특정의 조건하에서 세라믹 과립에 수분을 부여할 때 상기 과제들이 달성될 수 있다는 것을 알고 본 발명을 안출하였다.
본 발명은 이하의 제1 내지 제5 태양에 관한 것이다.
제1 태양: 세라믹 과립
1. 하나 이상의 세라믹 입자 및 바인더를 함유하는 세라믹 성형체 성형용 세라믹 과립에 있어서, 상기 세라믹 과립은 상기 세라믹 과립 표면의 수분 함유량이 세라믹 과립을 금형에 충진하기에 충분한 유동성을 갖는 범위로 수분이 부여되고, 상기 세라믹 과립의 총 수분 함유량은 세라믹 과립이 조화된 저압 분쇄성과 내붕괴성을 갖는 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 세라믹 과립.
2. 하나 이상의 세라믹 입자 및 바인더를 함유하는 세라믹 성형체 성형용 세라믹 과립에 있어서, 상기 세라믹 과립의 총 수분 함유량이 0.1 내지 6.0중량%이고, 과립 전체의 3/4을 차지하는 세라믹 과립 내부의 수분 함유량이 0.1 내지 7.3중량%이고, 과립 전체의 1/4를 차지하는 세라믹 과립 외부의 수분 함유량이 0 내지 2.0중량% 범위에 있는 것을 특징으로 하는 세라믹 과립.
3. 세라믹 과립의 습도 조절이 진동(agitation) 유동층 내에서 행하여지는 것을 특징으로 하는 상기 1 또는 2에 기재된 세라믹 과립.
4. 세라믹 과립이 분무 건조법에 의해 조립(granulate)되고, 상기 과립의 표면이 조밀한 것을 특징으로 하는 상기 1 내지 3중 어느 하나에 기재된 세라믹 과립.
5. 세라믹 과립이 오실레이팅 압출법으로 조립된 것을 특징으로 하는 상기 1 내지 3중 어느 하나에 기재된 세라믹 과립.
6. 10㎛ 이하의 입경을 갖는 미립자가 분급에 의해 제거된 것을 특징으로 하는 상기 1 내지 5중 어느 하나에 기재된 세라믹 과립.
7. 세라믹 입자의 입경이 조절된 것을 특징으로 하는 상기 1 내지 6중 어느 하나에 기재된 세라믹 과립.
8. 상기 세라믹 과립이 페라이트(ferrite) 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 1 내지 7중 어느 하나에 기재된 세라믹 과립.
제2 태양: 세라믹 과립의 제조방법
9. 하나 이상의 세라믹 입자를 바인더와 조립하여 세라믹 과립으로 조립하는 단계:
상기 세라믹 과립이 응집되지 않는 조건하에서 진동 유동층 내에서 상기 세라믹 과립에 수분을 부여하는 단계;
상기 세라믹 과립이 세라믹 성형체 성형용 금형에 충진될 수 있는 충분한 유동성을 유지하도록 수분 함유량을 가지며, 상기 세라믹 과립이 조화된 저압 분쇄성과 내붕괴성을 나타내도록 상기 수분이 부여된 세라믹 과립을 상기 진동 유동층 내에서 유동건조하여 상기 수분이 부여된 세라믹 과립의 수분 함유량을 조절하는 단계; 및
상기 세라믹 과립의 입경을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 성형체 성형용 세라믹 과립의 제조방법.
10. 하나 이상의 세라믹 입자를 바인더와 조립하여 세라믹 과립으로 조립하는 단계 후에, 백 필터(bag filter) 또는 풍력 분급(air-classification) 수단으로 상기 진동 유동층에서 분급을 실행하므로써 10㎛ 이하의 입경을 갖는 미립자를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 9에 기재된 방법.
11. 상기 수분을 부여하는 단계는 세라믹 과립의 총 수분 함유량이 0.1 내지 6.0중량%이고, 과립 전체의 3/4을 차지하는 세라믹 과립 내부의 수분 함유량이 0.1 내지 7.3중량%이고, 과립 전체의 1/4를 차지하는 세라믹 과립 외부의 수분 함유량이 0 내지 2.0중량%의 범위에 있도록 실행되는 것을 특징으로 하는 상기 9 또는 10에 기재된 방법.
12. 상기 진동 유동층에 50 내지 80℃의 열풍을 공급하므로써 상기 진동 유동층의 온도를 20 내지 50℃로 설정하는 것을 특징으로 하는 상기 9 내지 11중 어느 하나에 기재된 방법.
13. 상기 세라믹 과립이 분무건조법에 의해 조립된 것을 특징으로 하는 상기 9 내지 12중 어느 하나에 기재된 방법.
14. 상기 세라믹 과립이 상기 진동 유동층 내에서 조립되는 것을 특징으로 하는 상기 13에 기재된 방법.
15. 상기 세라믹 과립이 오실레이팅 압출법에 의해 조립된 것을 특징으로 하는 상기 9 내지 12중 어느 하나에 기재된 방법.
제3 태양: 세라믹 과립의 처리방법
16. 하나 이상의 세라믹 입자를 바인더와 조립하여 얻어진 세라믹 과립을 진동 유동층 내에 투입하고, 상기 세라믹 과립이 응집되지 않는 조건하에서 상기 세라믹 과립에 수분을 부여하는 단계;
상기 세라믹 과립이 세라믹 성형체 성형용 금형에 충진될 수 있는 충분한 유동성을 유지하도록 수분 함유량을 가지며, 상기 세라믹 과립이 조화된 저압 분쇄성과 내붕괴성을 나타내도록 상기 수분이 부여된 세라믹 과립을 상기 진동 유동층 내에서 유동건조하여 상기 수분이 부여된 세라믹 과립의 수분 함유량을 조절하는 단계; 및
상기 수분이 부여된 세라믹 과립을 분류하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 과립의 처리방법.
17. 하나 이상의 세라믹 입자를 바인더와 조립하여 세라믹 과립으로 조립하는 단계 후에, 백 필터(bag filter) 또는 풍력 분급(air-classification) 수단으로 상기 진동 유동층에서 분급을 실행하므로써 10㎛ 이하의 입경을 갖는 미립자를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 16에 기재된 방법.
18. 상기 수분을 부여하는 단계는 세라믹 과립의 총 수분 함유량이 0.1 내지 6.0중량%이고, 과립 전체의 3/4을 차지하는 세라믹 과립 내부의 수분 함유량이 0.1 내지 7.3중량%이고, 과립 전체의 1/4를 차지하는 세라믹 과립 외부의 수분 함유량이 0 내지 2.0중량%의 범위에 있도록 실행되는 것을 특징으로 하는 상기 16 또는 17에 기재된 방법.
19. 상기 진동 유동층에 50 내지 80℃의 열풍을 공급하므로써 상기 진동 유동층의 온도를 20 내지 50℃로 설정하는 것을 특징으로 하는 상기 16 내지 18중 어느 하나에 기재된 방법.
제4 태양: 세라믹 성형체
20. 상기 1 내지 8중 어느 하나에 기재된 세라믹 과립을 성형하여 얻어진 높은 치수 정밀도를 갖는 세라믹 성형체.
제5 태양: 세라믹 성형체의 제조방법
21. 하나 이상의 세라믹 입자를 바인더와 조립하여 얻어진 세라믹 과립을 진동 유동층 내에 투입하고, 상기 세라믹 과립이 응집되지 않는 조건하에서 상기 세라믹 과립에 수분을 부여하는 단계;
상기 세라믹 과립이 세라믹 성형체 성형용 금형에 충진될 수 있는 충분한 유동성을 유지하도록 수분 함유량을 가지며, 상기 세라믹 과립이 조화된 저압 분쇄성과 내붕괴성을 나타내도록 상기 수분이 부여된 세라믹 과립을 상기 진동 유동층 내에서 유동건조하여 상기 수분이 부여된 세라믹 과립의 수분 함유량을 조절하는 단계;
상기 세라믹 과립의 입경을 조절하는 단계; 및
상기 입경을 조절한 세라믹 과립을 세라믹 성형체로 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 성형체의 제조방법.
22. 하나 이상의 세라믹 입자를 바인더와 조립하여 세라믹 과립으로 조립하는 단계 후에, 백 필터(bag filter) 또는 풍력 분급(air-classification) 수단으로 상기 진동 유동층에서 분급을 실행하므로써 10㎛ 이하의 입경을 갖는 미립자를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 21에 기재된 방법.
23. 상기 수분을 부여하는 단계는 세라믹 과립의 총 수분 함유량이 0.1 내지 6.0중량%이고, 과립 전체의 3/4을 차지하는 세라믹 과립 내부의 수분 함유량이 0.1 내지 7.3중량%이고, 과립 전체의 1/4를 차지하는 세라믹 과립 외부의 수분 함유량이 0 내지 2.0중량%의 범위에 있도록 실행되는 것을 특징으로 하는 상기 21 또는 22에 기재된 방법.
24. 상기 진동 유동층에 50 내지 80℃의 열풍을 공급하므로써 상기 진동 유동층의 온도를 20 내지 50℃로 설정하는 것을 특징으로 하는 상기 21 내지 23중 어느 하나에 기재된 방법.
25. 상기 세라믹 과립이 분무건조법에 의해 조립된 것을 특징으로 하는 상기 21 내지 23중 어느 하나에 기재된 방법.
26. 상기 세라믹 과립이 오실레이팅 압출법에 의해 조립된 것을 특징으로 하는 상기 21 내지 23중 어느 하나에 기재된 방법.
본 발명에서 사용되는 용어는 다음과 같은 의미를 갖는다.
본 발명에서 사용되는"세라믹 성형체용 금형에 세라믹 과립을 충진하는데 충분한 유동성을 갖는 범위"라는 용어는 충진되는 세라믹 과립이 응집되거나 충진수단에 부착됨이 없이 금형에 균일하게 충진될 수 있는 범위를 말한다. 일반적으로, 세라믹 과립의 표면이 유동성을 갖기 위해서는 충분히 건조되어야 한다.
세라믹 과립의 유동성은 예를 들어, 조립방법, 세라믹 과립의 형상 등에 의존하므로 일의적으로 특정할 수는 없으나, 본 발명에서는 JIS Z-2502의 규정에 따라 유동성의 기준이 되는 척도로서 펀넬(funnel)로부터 세라믹 과립 50g이 낙하되는데 걸리는 시간(초/50g)을 사용한다. 세라믹 과립을 분무건조법으로 조립하는 경우에 세라믹 과립의 유동성은 18 ~ 24초/50g의 범위에 있는 것이 바람직하며, 오실레이팅 압출법으로 조립하는 경우에 세라믹 과립의 유동성은 20 ~ 34초/50g의 범위에 있는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 "조화된 저압 분쇄성과 내붕괴성"이라는 용어는 세라믹 과립이 운반 또는 보존시 붕괴되지 않는 성질을 가지며, 본 발명의 세라믹 과립이 낮은 압력(대표적으로 0.3 내지 1.5ton/㎠)에서 성형될 때 잘 붕괴되는 성질을 갖는 것을 의미한다. 일반적으로, 세라믹 과립은 소정량의 수분을 함유하는 것이 필요하다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
세라믹 과립
세라믹 분말
본 말명의 제1 태양에 따른 세라믹 과립은 종래의 세라믹 과립과 유사한 세라믹 입자와 바인더로 주로 구성된다. 여기서 사용되는 세라믹 입자는 최종적으로 성형되는 세라믹 성형체의 용도에 맞게 선택될 수 있는데, 대표적인 예로서 페라이트, 알루미나, 지르코니아 등의 금속산화물계 세라믹, 탄화규소, 질화규소 등의 비산화물계 세라믹, 바륨티탄산염(barium titanate salts), 티탄지르콘산염(titanate zirconate salts) 등의 복합화합물 등이 있으며, 이에 제한되지 않는다. 이러한 세라믹 분말은 단일 종류로 또는 2종 이상의 혼합물로 사용될 수 있다. 또한, 얻어진 세라믹 과립은 다른 세라믹 분말로부터 제조된 세라믹 과립의 혼합물로 이루어질 수 있다. 세라믹 분말의 입경은 최종제품인 세라믹 성형체의 원료로서 종래 사용되어 왔던 범위 내에서 사용될 수 있는데, 일반적으로는 0.5 내지 5㎛이고 바람직하게는 0.7 내지 3㎛이다.
바인더
본 발명에 따른 세라믹 과립을 조립하는데 사용되는 바인더는 목적에 따라 통상적인 바인더로부터 적절히 선택될 수 있다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리비닐알코올 또는 폴리비닐아세테이트의 부분 비누화물, 폴리(메타)아크릴산, 메틸셀룰로오스, 아크릴아미드 등의 단독중합체를 들 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 이러한 바인더는 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물로 사용될 수 있다. 이러한 바인더의 양은 통상적인 범위에서 첨가될 수 있는데, 일반적으로는 세라믹 분말 100중량부를 기준으로 0.2 내지 10중량부이고, 바람직하게는 0.5 내지 5중량부이다.
임의성분
본 발명의 세라믹 과립 조립시 각종 선택적인 성분을 첨가할 수 있다. 이러한 첨가물의 대표적인 예로는 폴리카르복실레이트, 축합 나프탈렌설폰산 등과 같은 분산제, 글리세린, 글리콜류, 트리올류과 같은 가소제, 왁스, 스테아린산 및 그 염과 같은 활제, 폴리에테르계, 우레탄변성폴리에테르계, 폴리아크릴산계, 변성아크릴산계 고분자와 같은 유기고분자 응집제, 황산알루미늄, 염화알루미늄, 질산알루미늄과 같은 무기 응집제 등이 있다.
세라믹 과립의 조립
본 발명에 있어서, 전술한 여러가지 성분들은 통상적인 방법으로 세라믹 과립으로 조립된다. 조립은 통상적인 분무건조법 또는 오실레이팅 압출법으로 실행될 수 있다. 구체적으로 세라믹 과립은, 세라믹 입자, 바인더 및 선택적인 첨가제를 물에 분산시켜 슬러리를 제조하고, 제조된 슬러리를 스프레이 건조기 등으로 분무건조하고, 세라믹 입자, 바인더 및 선택적인 첨가제를 혼합기 또는 조립기에서 혼합 및 조립하여 조립 분말을 제조하고, 상기 조립 분말을 압출 조립 및 건조를 반복하여 제조될 수 있다. 이와 같이 제조된 과립의 형상과 입경은 조립방법과 목적하는 세라믹 성형체에 의존한다. 분무건조법으로 조립된 세라믹 과립의 경우 통상적으로는 50 내지 250㎛, 바람직하게는 70 내지 200㎛, 더욱 바람직하게는 80 내지 150㎛의 입경을 갖는 구상 과립이다. 오실레이팅 압출법에 의해 조립된 과립은 통상적으로는 80 내지 500㎛, 바람직하게는 100 내지 300㎛, 더욱 바람직하게는 150 내지 200㎛의 입경을 갖는다.
후술되는 유동층을 갖는 처리장치 내에서 분무건조법으로 세라믹 과립을 조립하는 것도 본 발명의 범위에 포함된다.
세라믹 과립의 처리
계속해서, 얻어진 조립된 세라믹 과립은 본 발명의 방법에 따라 처리된다. 이하, 본 발명에 따른 세라믹 과립의 처리를 도 1a 및 도 1b를 참조하여 상세히 기술한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 세라믹 과립의 처리장치의 일예를 도시한 도면으로, 도 1a는 처리장치 전체를 도시한 단면도이고, 도 1b는 처리장치의 진동 유동층의 주요 부분을 도시한 도면이다. 장치 D는 기본적으로 물을 분무하기 위한 분무수단(1), 미립자 제거수단(2) 및 진동 유동층(3)으로 구성된다.
분급
본 발명에 있어서, 장치 D에 도입되는 세라믹 과립 C는 유동층 내의 가온하에서, 바람직하게는 20 내지 50℃의 온도에서 흡기부(intake portion, 4)로부터 공기를 도입하고 로터(5)를 회전시켜 세라믹 과립을 유동화하고 미립자 제거수단(2)으로 분급하여 미립자, 예를 들어 입경 10㎛ 이하의 미립자를 제거한다. 본 발명에서 분급을 하는 이유는, 만약 대표적으로 도 4c 및 도4d의 비교예에 나타난 바와 같이 조립될 수 없고 세라믹 과립의 표면에 부착되는 잔존 일차 입자를 갖는 세라믹 과립이 금형에 도입되어 성형되면, 이들 미립자들은 금형에 부착 및 잔존하게 되어 성형불량을 일으킬 가능성이 있기 때문이다.
흡기부로부터 공기 흡기량을 조절하므로써, 입경이 작은 입자 즉, 가벼운 입자는 상측으로 이동하여 처리장치 D의 상부에 위치한 제거수단(2)에 의해 제거된다(풍력분급). 이 경우에, 미립자 제거수단으로는 일반적으로 백 필터, 바람직하게는 75㎛ 이하의 개구를 갖는 그물망 직물(mesh cloth)이 사용된다. 통상적으로, 이러한 종류의 처리장치(D)는 진동-유동에 의하여 세라믹 과립을 조립하는 것을 목적으로 하는 장치이고, 그 상부에 위치한 제거수단(2)은 상측으로 흘러 들어온 분진이 배출되지 않도록 포집하여 백와싱(backwashing)에 의해 진동 유동층으로 되돌리는 기능을 갖는다. 대조적으로, 본 발명은 제거수단(2)을 미립자의 제거수단으로 이용한다.
수분부여
미립자가 분급에 의해 제거된 세라믹 과립(C)에 진동유동하며 분무수단(1)으로 물을 분무하여 세라믹 과립(C)에 수분을 부여한다. 수분 부여시 조건으로는 진동 유동층 내의 세라믹 과립이 응집되거나 서로 조립되지 않아야 하고, 세라믹 과립의 내부로 수분이 충분히 침투되어야 하고, 세라믹 과립의 수분 함유량이 과도하거나 상호 충돌하므로써 세라믹 과립이 붕괴되지 않아야 한다. 이러한 조건은 처리되는 세라믹 과립 자체의 성질(조립법, 입경, 밀도 등), 세라믹 과립에 함유된 세라믹의 종류 및 그 입경, 바인더의 종류 및 그 함량 등의 조건에 따라 적절히 선택된다.
처리장치 D 내부의 온도는 바람직하게는 20 내지 50℃이고, 더욱 바람직하게는 30 내지 40℃이다. 만일 처리장치 내부의 온도가 20℃ 미만이면 세라믹 과립이 과도하게 응집되거나 서로 조립된다. 반대로, 처리장치 내부의 온도가 50℃를 초과하면, 수분이 세라믹 과립의 내부로 침투하기 전에 증발하여 세라믹 과립이 과도하게 건조해진다.
본 발명에서 사용되는 분무수단(1)은 본 발명에 사용되는 처리장치에 장착되어 사용될 수 있고, 전술한 조건으로 세라믹 과립에 수분을 부여할 수 있는 것이라면 제한되지는 않으나, 분무량을 미세하게 조절할 수 있고 물을 연무(mist)화할 수 있는 2-유체 노즐(two-fluid nozzle)을 사용하는 것이 바람직하다.
전술한 대로 세라믹 과립에 수분을 공급하므로써, 세라믹 과립의 성분이 과립 전체에 걸쳐 균일하게 분포된다. 또한, 예를 들어 장기간의 보존으로 열화된 세라믹 과립이 본 발명의 방법에 따라 처리될 경우에, 교착된 바인더가 활성화될 뿐만 아니라 진동유동에 의해 다시 균일하게 분산되어 최적화된다. 분무건조법으로 얻어진 수 많은 공간을 포함하는 과립이 본 발명의 방법에 따라 처리되는 경우에 과립은 본 발명의 방법에 따른 과정에서 조밀한 상태로 변화한다.
습도의 조절
과립 표면의 수분 함유량이 과립 내부의 수분 함유량보다 작아지도록 수분이 부여된 과립을 유동가열하므로써 과립 상호간 충돌에 의하여 과립의 표면이 조밀화된다. 이 경우에 유동층 내부의 온도를 고려할 때, 전술한 수분 부여의 경우와 동일한 이유로 유동층으로 유입되는 열풍의 온도는 50 내지 80℃의 범위가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 65 내지 75℃이다. 세라믹 과립을 건조할 때, 세라믹 과립에 열풍을 불어넣는 것이 일반적이다. 세라믹 과립의 건조기간은 사용설비, 세라믹 과립의 수분부여 상태, 주변환경 등을 고려하여 적절히 선택되는데, 예를 들어 용량이 20kg인 장치에는 30초 내지 10분이고, 바람직하게는 1 내지 3분이다.
이러한 건조처리는 세라믹 과립의 내부가 젖은 상태이고 그 표면은 건조된 상태로 될 때까지 실시한다.
세라믹 과립 내의 수분분포를 특정하는 것은 매우 어렵다. 그러나, 본 발명에서는 예를 들어, 분쇄기로 세라믹 과립을 분쇄하고, 세라믹 과립의 표면 부분(중량분율로 1/4)과 내부(중량분율로 3/4)로 분별하여 각 부분의 수분 함유량이 측정된다. 일반적으로 세라믹 과립 전체 수분 함유량은 0.1 내지 6.0중량%이고, 바람직하게는 0.3 내지 4.5중량%이고, 과립 전체의 3/4을 차지하는 세라믹 과립 내부의 수분 함유량은 0.1 내지 7.3중량%이고, 바람직하게는 0.4 내지 6.0중량%이고, 과립 전체의 1/4을 차지하는 세라믹 과립 외부의 수분 함유량은 0 내지 2.0중량%이고, 바람직하게는 0중량%(실질적인 건조상태)이다. 세라믹 과립 전체의 수분 함유량 또는 과립 내부의 수분 함유량이 상기 하한 값 미만이면 세라믹 과립이 성형될 때 크랙이 발생할 가능성이 있고, 저압 붕괴성이 악화될 수 있다. 또한, 분무건조법으로부터 얻어진 과립의 경우에는 과립의 체적 밀도가 작아지고 금형 충진성이 악화된다. 반대로, 세라믹 과립 전체의 수분 함유량 또는 과립 내부의 수분 함유량이 상기 범위를 초과하는 경우에는 금형에 다량의 미립자가 부착되고(내부착성 저하), 과립의 응집 및 상호부착은 치수 정밀도를 저하시키는 원인이 된다. 세라믹 과립 표면의 수분 함유량은 가능한 한도에서 작은 것이 바람직하다. 만일 2.0중량%를 초과하면 세라믹 과립의 유동성이 나빠지고 내붕괴성이 저하된다.
세라믹 과립의 입경 조절
상기 처리된 본 발명에 따른 세라믹 과립의 입경을 균일하게 만들기 위하여, 이동장치 등의 조절수단으로 세라믹 과립의 입경을 조절하는 것이 바람직하다.
전술한 실시예들에서 이미 조립된 세라믹 과립에 대해 기술하였으나, 세라믹 과립은 예를 들어, 도 1a 및 도 1b에 도시된 장치에서 조립되어 본 발명에 따라 처리될 수 있다.
따라서, 본 발명은 소정의 수분분포를 갖는 세라믹 과립의 제조방법 및 처리방법을 포함한다.
얻어진 세라믹 과립은 본 발명에 따른 수분분포가 유지될 수 있는 환경(예를 들어, 밀폐용기 내)하에서 보존될 수 있다.
과립의 특성
전술한 바와 같이 얻어진 본 발명에 따른 세라믹 과립은 그 표면이 충분히 건조되어 조밀하게 되었으므로 양호한 유동성을 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 세라믹 과립의 표면은 조밀화되어 높은 강도를 가지므로, 세라믹 과립은 저장시, 운반시 또는 금형에 충진시 우수한 내붕괴성을 나타낸다. 또한, 본 발명의 세라믹 과립은 내부에 소정량의 수분을 함유하므로 매우 우수한 경도(rigidity)를 유지할 수 있으며 양호한 저압붕괴성을 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 세라믹 과립은 건식 성형시 금형에 대한 미립자 부착이 적으며 탈형성이 우수한 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 과립은 그 내부와 표면이 특정의 수분분포를 갖는다는 점에 특징이 있으며, 따라서, 본 발명의 세라믹 과립은 조립방법에 제한받지 않는다. 특히, 본 발명의 방법은 분무건조법으로 조립된 세라믹 과립과 오실레이팅 압출법으로 조립된 세라믹 과립에 적용될 수 있다는 점에서 종래기술과 구별된다.
세라믹 성형체의 성형
본 발명에 따른 세라믹 과립을 통상적인 방법에 따라 금형에서 가압하에 건식성형하여 높은 치수 정밀도를 갖는 세라믹 성형체를 제조할 수 있다. 프레스 압력은 통상적인 방법과 유사하며, 일반적으로 0.5 내지 5ton/㎠이고 바람직하게는 1 내지 4ton/㎠이다. 소성온도는 세라믹 과립의 종류에 따라 다르나, 일반적으로 800 내지 1500℃이고, 바람직하게는 900 내지 1300℃이다.
통상의 방법으로 통상적인 세라믹 과립을 이용하여 세라믹 성형체를 연속적으로 제조하는 경우에는 수만 내지 수십만회 성형이 실행되면 세라믹 입자가 금형에 부착되고 입경분포가 커지는 것을 쉽게 관찰할 수 있다. 대조적으로, 본 발명에 따른 세라믹 과립을 이용하여 세라믹 성형체를 연속적으로 제조하는 경우에는 수십만회 성형을 실행해도 세라믹 입자가 금형에 부착되지 않는 것을 알 수 있다. 또한, 양호한 유동성 및 금형충진성과 낮은 치수 불균일성(unevenness in dimension) 때문에, 낮은 불균일성과 매우 높은 치수 정밀도를 갖는 세라믹 성형체를 수십만회에 걸쳐 연속적으로 제조할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명은 실시예 및 비교예를 참조하여 기술될 것이나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다.
<실시예 1>
세라믹 입자로 Ni-Cu-Zn 페라이트 분말 66중량부, 물 34중량부, 바인더로 폴리비닐알코올 1.0중량부 및 분산제로 암모늄카르복실레이트 0.25중량부를 습식 분쇄기에서 혼합하여 페라이트 슬러리를 제조하였다. 이렇게 제조된 슬러리를 분무 건조기를 사용하여 분무건조하여 평균입경이 125㎛인 구형 세라믹 과립을 얻었다.
이렇게 얻어진 세라믹 과립 20kg을 도 1a에 도시된 진동 유동층을 구비한 처리장치 D에 투입하였다. 유동층 내부의 압력을 400mmAq로 유지하며 가열하면서 로터 회전수 240rpm으로 진동유동하고, 일차 공기량을 55L/분으로 하여 공기를 유동층으로 불어넣으면서, 처리장치의 상부에 설치된 그물망 직물(400#, 개구 38㎛)에 서 풍력분급(air classification)을 2분간 행하여 세라믹 과립의 분급을 실시하였다. 풍력분급 종료 후의 세라믹 과립의 온도는 30.5℃였고, 배기온도는 29.3℃였다.
이어서, 진동유동을 계속하면서, 얻어진 세라믹 과립에 2유체 노즐을 사용하여 유량 60cc/분으로 16.0분간 총 960cc의 물을 분무첨가하였다.
계속하여, 흡기온도 67.0℃, 흡기량 2.0㎥/분으로 열풍을 불어넣으면서 진동유동을 속행하여, 2분동안 세라믹과립을 건조하였다. 건조가 완료된 후, 처리장치로부터 세라믹 과립을 배출하여 세라믹 과립 표면의 수분 함유량이 세라믹 과립 내부보다도 수분 함유량이 작은, 본 발명에 따른 조밀한 세라믹 과립을 제조하였다.
이렇게 제조한 세라믹 과립의 입경을 이동장치로 조절하여 90 내지 180㎛의 입도분포를 갖는 세라믹 과립을 제조하였다.
얻어진 세라믹 과립의 성질을 표 1에 나타냈다. 또한, 얻어진 세라믹 과립의 표면상태를 도 4a 및 도 4b에 나타냈다. 도 4a는 얻어진 과립 하나의 표면상태를 나타낸 SEM 사진이고, 도 4b는 도 4a의 과립의 입도분포를 나타낸 SEM 사진이다.
표 1에 있어서, 체적 밀도는 JIS K 5101에 따라 측정하였고, 유동성은 세라믹 과립 50g이 낙하 펀넬로부터 완전히 낙하하는데 필요한 시간(초)으로 측정하였다. 수분 함유량은 세라믹 과립 전체의 수분 함유량, 중량분율로 전체 과립의 1/4을 차지하는 부분(표면)의 수분 함유량 및 중량분율로 전체 과립의 3/4을 차지하는 부분의(내부) 수분에 대해 측정하였다.
이어서, 상기 세라믹 과립을 이용하여 금형 내에서 세라믹 성형체(원통형 코아: 외경 1.5mm, 길이 1.8mm) 20만개를 연속 성형하였다. 연속 성형 후, 금형에 대한페라이트 재료의 금형에 부착성을 목측으로 관찰하여, 다음과 같이 3가지로 나누어 판단하였다.
: 20만개 성형 후에도 금형에 페라이트 재료의 부착이 관찰되지 않을 때
△: 1만개 성형후 금형에 페라이트 재료의 부착이 관찰될 때
×: 1만개 성형 후 페라이트 재료의 부착이 관찰되고, 연속성형이 불가능할 때
상기 결과를 표 2에 나타냈다. 또한, 얻어진 성형체의 외경방향 및 길이방향의 크기를 측정하여 최대 크기(Max), 최소 크기(Min) 및 표준편차(3σ)를 구하였다. 그 결과를 또한 표 2에 나타냈다.
<비교예 1>
진동 유동층에서의 처리를 실행하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 비교예의 세라믹 과립을 제조하였다.
이어서, 상기 세라믹 과립을 실시예 1과 동일한 금형 내에서 세라믹 성형체를 연속성형하였다. 그러나, 1만개 성형시점에서 페라이트가 금형에 부착하여 결함을 나타냈다. 이러한 이유로 이후의 성형은 불가능하였다.
상기 세라믹 과립 및 얻어진 성형체의 성질을 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하였다. 그 결과를 표 1 및 표 2와 도 2에 나타냈다. 또한, 세라믹 과립의 표면상태를 도 4c 및 도 4d에 나타냈다. 도4c는 얻어진 세라믹 과립 한 개의 표면상태를 나타낸 SEM 사진이고, 도 4d는 도 4c의 과립의 입도분포를 나타낸 SEM 사진이다.
| 실시예 1 | 비교예 1 | ||
| 형상 | 구형 | 구형 | |
| 체적밀도(g/㎤) | 1.4 | 1.2 | |
| 유동성(sec/50g) | 20 | 25 | |
| 수분 함유량(중량%) | 총량 | 1.2 | 0.5 |
| 표면 | 0.2 | 0.3 | |
| 내부 | 1.5 | 0.7 | |
| 평균입경(㎛) | 125 | 125 |
| 실시예 1 | 비교예 1 | ||
| 내부착성 | × | ||
| 외경방향 | 최대-최소 | 6㎛ | 8㎛ |
| 3σ | 5㎛ | 8㎛ | |
| 길이방향 | 최대-최소 | 11㎛ | 20㎛ |
| 3σ | 10㎛ | 18㎛ |
이상의 결과로부터 다음과 같은 사실을 알 수 있다.
실시예 1의 방법으로 얻어진 세라믹 과립은 20만 이상의 성형체를 연속적으로 제조할 수 있으며 매우 우수한 내부착성을 나타내고, 이에 반해 비교예 1의 방법에 따라 얻어진 세라믹 과립은 약 1만개 정도의 성형시점에서 금형에 세라믹 입자가 부착되어 결함이 발생된다는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 방법에 따라 처리하면 세라믹 과립에 양호한 내부착성을 부여할 수 있다는 것을 알 수 있다.
또한, 도 4a 내지 도4d에 나타난 바와 같이, 실시예 1의 세라믹 과립은 비교예 2로부터 얻어진 세라믹 과립과 비교할 때 표면에 미립자의 부착이 없고 과립의 입도도 균일한 것을 알 수 있다.
표 2는 외경방향 및 길이방향의 분포(Mix-Min)를 나타내고 있는데, 실시예 1의 세라믹 성형체의 분포는 각각 6㎛ 및 11㎛으로 편차가 작은 반면, 비교예 1의 경우에는 각각 8㎛, 20㎛으로 편차가 넓다. 또한, 3σ값을 살펴보면, 실시예 1의 경우에는 각각 5㎛ 및 10㎛으로서, 각각 8㎛, 18㎛인 비교예 1에 비햐여 매우 양호한 크기 분포를 나타내고 있다.
또한, 도 2로부터 알 수 있듯이, 실시예 1에서는 0.5ton/㎠의 초기압력에서 높은 밀도의 성형체를 얻을 수 있고, 0.5 내지 4.0ton/㎠로 성형압력이 변하여도 성형체 밀도의 변화가 작으므로, 양호한 성형성을 나타내는 것을 알 수 있다.
오실레이팅 압출법에 의한 조립
<실시예 2>
교반형 조립기(Mituui Mining Corporation사의 혼합기)에서, Ni-Cu-Zn 페라이트 분말 100중량부에, 고형분 농도 6중량%의 폴리비닐알코올 수용액 17중량부를 첨가하고 교반하여 조립 분말을 제조하였다. 이렇게 제조된 조립분말을 벨트형 건조기에서 건조하고 오실레이팅 압출 분쇄기(Nippon Seiki사의 SINGLE GRANULATOR)로 압출조립하였다. 그런 다음, 과립 입경을 이동장치에서 조절하여, 평균입경이 200㎛인 오실레이팅 압출조립된 과립을 얻었다.
이렇게 얻어진 세라믹 과립 20kg을 도 1a에 도시된 진동 유동층을 구비한 처리장치 D에 투입하였다. 유동층 내부의 압력을 400mmAq로 유지하며 가열하면서 로터 회전수 240rpm으로 진동유동하고, 일차 공기량을 55L/분으로 하여 공기를 유동층으로 불어넣으면서, 처리장치의 상부에 설치된 그물망 직물(400#, 개구 38㎛)에 서 풍력분급(air classification)을 2.5분간 행하여 세라믹 과립의 분급을 실시하였다. 풍력분급 종료 후의 세라믹 과립의 온도는 30.0℃였고, 배기온도는 29.2℃였다.
이어서, 진동유동을 계속하면서, 얻어진 세라믹 과립에 2유체 노즐을 사용하여 유량 60cc/분으로 20.0분간 총 1200cc의 물을 분무첨가하였다.
계속하여, 흡기온도 67.0℃, 흡기량 2.0㎥/분으로 열풍을 불어넣으면서 진동유동을 속행하여, 1.5분동안 세라믹과립을 건조하였다. 건조가 완료된 후, 처리장치로부터 세라믹 과립을 배출하여 세라믹 과립 표면의 수분 함유량이 세라믹 과립 내부보다도 수분 함유량이 작은, 본 발명에 따른 조밀한 세라믹 과립을 제조하였다.
상기 세라믹 과립의 성질을 실시예 1과 같이 측정하였고 그 결과를 표 3에 나타냈다. 또한, 상기 세라믹 과립을 이용하여 실시예 1과 같이 원통형 코아를 연속 성형하였고 그 결과를 표 4에 나타냈다.
<비교예 2>
교반형 조립기(Mituui Mining Corporation사의 혼합기)에서, Ni-Cu-Zn 페라이트 분말 100중량부에, 고형분 농도 6중량%의 폴리비닐알코올 수용액 17중량부를 첨가하고 교반하여 조립 분말을 제조하였다. 이렇게 제조된 조립분말을 벨트형 건조기에서 건조하고 오실레이팅 압출 분쇄기(Nippon Seiki사의 SINGLE GRANULATOR)로 압출조립하였다. 그런 다음, 과립 입경을 이동장치에서 조절하여, 평균입경이 200㎛인 오실레이팅 압출조립된 과립을 얻었다.
상기 세라믹 과립의 성질을 실시예 1과 같이 측정하였고 그 결과를 표 3에 나타냈다. 또한, 상기 세라믹 과립을 이용하여 실시예 1과 같이 원통형 코아를 연속 성형하였고 그 결과를 표 4에 나타냈다.
| 실시예 2 | 비교예 1 | ||
| 형상 | 무정형 | 무정형 | |
| 체적밀도(g/㎤) | 1.5 | 1.5 | |
| 유동성(sec/50g) | 28 | 30 | |
| 수분 함유량(중량%) | 총량 | 2.8 | 2.8 |
| 표면 | 1.0 | 1.8 | |
| 내부 | 3.7 | 3.3 | |
| 평균입경(㎛) | 200 | 200 |
| 실시예 1 | 비교예 1 | ||
| 내부착성 | △ | ||
| 외경방향 | 최대-최소 | 8㎛ | 10㎛ |
| 3σ | 8㎛ | 10㎛ | |
| 길이방향 | 최대-최소 | 31㎛ | 46㎛ |
| 3σ | 30㎛ | 40㎛ |
주) 개수는 200,000임
이상의 결과로부터 실시예 2의 세라믹 과립도 실시예 1과 유사하게 어떠한 세라믹 재료도 금형에 부착됨이 없이 20만개 이상의 성형체를 연속적으로 성형할수 있고, 매우 우수한 내부착성을 나타낸다는 사실을 알 수 있다. 대조적으로, 비교예 2로부터 얻어진 세라믹 과립은 약 10만개 정도의 성형시점에서 금형에 세라믹 재료가 부착되는 것이 관찰된다. 따라서, 실시예 2 및 비교예 2로부터 오실레이팅 압출법의 경우에도 내부착성이 개선된다는 것이 입증된다.
또한, 실시예 1 및 비교예 1과 동일한 방법으로 관찰할 때, 실시예 2의 세라믹 과립은 비교예 2의 세라믹 과립과 비교할 때 그 표면에 미립자의 부착이 없고 과립의 입도도 균일한 것을 알 수 있다.
표 4는 외경방향 및 길이방향의 분포(Mix-Min)를 나타내고 있는데, 실시예 2의 세라믹 성형체의 분포는 각각 8㎛ 및 31㎛으로 편차가 작은 반면, 비교예 2의 경우에는 각각 10㎛, 46㎛으로 편차가 넓다. 또한, 3σ값을 살펴보면, 실시예 2의경우에는 각각 8㎛ 및 30㎛으로서, 각각 10㎛, 40㎛인 비교예 2에 비햐여 매우 양호한 크기 분포를 나타내고 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 다음과 같은 현저한 효과를 갖는다.
본 발명의 세라믹 과립은 그 표면이 충분히 건조되어 양호한 유동성 및 높은 강도를 가지므로 저장시 또는 운반시 우수한 내붕괴성을 나타낸다. 또한, 본 발명의 세라믹 과립은 내부에 소정량의 수분을 함유하므로 매우 우수한 경도(rigidity)를 유지할 수 있으며 양호한 저압붕괴성을 나타내고, 건식 성형시 금형에 대한 미립자 부착이 적은 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명의 세라믹 과립은 그 내부와 표면이 특정의 수분분포를 갖는다는 점에 특징이 있으며, 따라서, 본 발명의 세라믹 과립은 조립방법에 제한받지 않는다. 특히, 본 발명의 방법은 분무건조법으로 조립된 세라믹 과립과 오실레이팅 압출법으로 조립된 세라믹 과립에 적용될 수 있다는 점에서 종래기술과 구별된다.
특히, 분무건조법으로 얻어진 세라믹 과립은 종래의 방법으로 제조된 세라믹 과립과 비교할 때 조밀한 표면과 충분한 강도를 가지며, 치수 정밀도가 크다.
조립된 세라믹 과립을 진동 유동층 내에서 진동유동하여 본 발명에 따른 세라믹 과립을 제조 또는 처리하는데 있어서, 바람직하게는 풍력분급하여 미립자를 제거한 후, 세라믹 과립에 수성매체를 분무하고, 세라믹 과립을 진동유동하여 제조 또는 처리할 수 있다.
본 발명에 따른 세라믹 과립을 사용하여 세라믹 성형체를 제조할 때, 장기간동안 금형에 세라믹 과립이 부착되지 않으며 세라믹 과립이 우수한 유동성과 금형 충진성을 가지므로 금형 내에 충진된 세라믹 과립 양의 편차가 최소화되고, 세라믹 성형체의 크기 편차가 작아 높은 치수 정밀도를 갖는 세라믹 성형체를 수십만회 이상 성형할 수 있다.
Claims (10)
- 삭제
- 하나 이상의 세라믹 입자 및 바인더를 함유하는 세라믹 성형체 성형용 세라믹 과립에 있어서,상기 세라믹 과립의 총 수분 함유량이 0.1 내지 6.0중량%이고, 상기 과립 전체의 3/4을 차지하는 세라믹 과립 내부의 수분 함유량이 0.1 내지 7.3중량%이고, 상기 과립 전체의 1/4를 차지하는 세라믹 과립 외부의 수분 함유량이 0 내지 2.0중량% 범위에 있는 것을 특징으로 하는 세라믹 과립.
- 하나 이상의 세라믹 입자를 바인더와 조립하여 세라믹 과립으로 조립하는 단계:상기 세라믹 과립이 응집되지 않는 조건하에서 진동 유동층 내에서 상기 조립된 세라믹 과립에 수분을 부여하는 단계;상기 수분이 부여된 세라믹 과립을 상기 진동 유동층 내에서 유동건조하여 세라믹 과립의 총 수분 함유량이 0.1 내지 6.0중량%이고, 상기 과립 전체의 3/4을 차지하는 세라믹 과립 내부의 수분 함유량이 0.1 내지 7.3중량%이며, 상기 과립 전체의 1/4를 차지하는 세라믹 과립 외부의 수분 함유량이 0 내지 2.0중량% 범위에 있도록 수분 함유량을 조절하는 단계; 및상기 세라믹 과립의 입경을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 성형체 성형용 세라믹 과립의 제조방법.
- 제3항에 있어서, 상기 하나 이상의 세라믹 입자를 바인더와 조립하여 세라믹 과립으로 조립하는 단계 후에, 백 필터(bag filter) 또는 풍력 분급(air-classification) 수단으로 상기 진동 유동층에서 분급을 실행하므로써 10㎛ 이하의 입경을 갖는 미립자를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 성형체 성형용 세라믹 과립의 제조방법.
- 하나 이상의 세라믹 입자를 바인더와 조립하여 얻어진 세라믹 과립을 진동 유동층 내에 투입하고, 상기 세라믹 과립이 응집되지 않는 조건하에서 상기 세라믹 과립에 수분을 부여하는 단계;상기 수분이 부여된 세라믹 과립을 상기 진동 유동층 내에서 유동건조하여 세라믹 과립의 총 수분 함유량이 0.1 내지 6.0중량%이고, 상기 과립 전체의 3/4을 차지하는 세라믹 과립 내부의 수분 함유량이 0.1 내지 7.3중량%이며, 상기 과립 전체의 1/4를 차지하는 세라믹 과립 외부의 수분 함유량이 0 내지 2.0중량% 범위에 있도록 수분 함유량을 조절하는 단계; 및상기 수분이 부여된 세라믹 과립을 분류하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 과립의 처리방법.
- 제5항에 있어서, 상기 하나 이상의 세라믹 입자를 바인더와 조립하여 세라믹 과립으로 조립하는 단계 후에, 백 필터(bag filter) 또는 풍력 분급(air-classification) 수단으로 상기 진동 유동층에서 분급을 실행하므로써 10㎛ 이하의 입경을 갖는 미립자를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 과립의 처리방법.
- 상기 제1항의 세라믹 과립을 성형하여 얻어진 높은 치수 정밀도를 갖는 세라믹 성형체.
- 상기 제2항의 세라믹 과립을 성형하여 얻어진 높은 치수 정밀도를 갖는 세라믹 성형체.
- 하나 이상의 세라믹 입자를 바인더와 조립하여 얻어진 세라믹 과립을 진동 유동층 내에 투입하고, 상기 세라믹 과립이 응집되지 않는 조건하에서 상기 세라믹 과립에 수분을 부여하는 단계;상기 수분이 부여된 세라믹 과립을 상기 진동 유동층 내에서 유동건조하여 세라믹 과립의 총 수분 함유량이 0.1 내지 6.0중량%이고, 상기 과립 전체의 3/4을 차지하는 세라믹 과립 내부의 수분 함유량이 0.1 내지 7.3중량%이며, 상기 과립 전체의 1/4를 차지하는 세라믹 과립 외부의 수분 함유량이 0 내지 2.0중량% 범위에 있도록 수분 함유량을 조절하는 단계;상기 세라믹 과립의 입경을 조절하는 단계; 및상기 입경이 조절된 세라믹 과립을 세라믹 성형체로 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 성형체의 제조방법.
- 제9항에 있어서, 상기 하나 이상의 세라믹 입자를 바인더와 조립하여 세라믹 과립으로 조립하는 단계 후에, 백 필터(bag filter) 또는 풍력 분급(air-classification) 수단으로 상기 진동 유동층에서 분급을 실행하므로써 10㎛ 이하의 입경을 갖는 미립자를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 성형체의 제조방법.
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