KR101403157B1 - Method for producing ceramic honeycomb structure - Google Patents

Method for producing ceramic honeycomb structure Download PDF

Info

Publication number
KR101403157B1
KR101403157B1 KR1020120095614A KR20120095614A KR101403157B1 KR 101403157 B1 KR101403157 B1 KR 101403157B1 KR 1020120095614 A KR1020120095614 A KR 1020120095614A KR 20120095614 A KR20120095614 A KR 20120095614A KR 101403157 B1 KR101403157 B1 KR 101403157B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ceramic
formed body
combustible
honeycomb structure
molding
Prior art date
Application number
KR1020120095614A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20140029831A (en
Inventor
김석현
백명석
최제호
문승현
Original Assignee
한국에너지기술연구원
세이브기술 (주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국에너지기술연구원, 세이브기술 (주) filed Critical 한국에너지기술연구원
Priority to KR1020120095614A priority Critical patent/KR101403157B1/en
Publication of KR20140029831A publication Critical patent/KR20140029831A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101403157B1 publication Critical patent/KR101403157B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/71Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/78Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
    • C04B35/80Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/0006Honeycomb structures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81Coating or impregnation
    • C04B41/85Coating or impregnation with inorganic materials
    • C04B41/88Metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/02Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein a ram exerts pressure on the material in a moulding space; Ram heads of special form
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/022Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous

Abstract

본 발명은 다수의 세공을 갖는 세라믹 다공질체로 이루어지며, 격벽에 의해서 구분되어 유체의 유로를 이루는 다수의 셀을 갖는 세라믹 허니컴 구조체를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 세라믹 원료와 가공 조제를 포함하는 성형 원료를 반죽하여 배토를 얻는 공정과; 다수 개의 가연성 봉이 일정 간격으로 배열된 성형틀을 준비하는 공정과; 상기 성형 원료로 이루어진 배토를 상기 성형틀에 주입하여 다수 개의 가연성 봉이 매립된 세라믹 성형체를 성형하는 공정과; 상기 세라믹 성형체를 건조하여 세라믹 건조체를 얻는 공정과; 상기 세라믹 건조체를 소성함과 아울러 상기 세라믹 건조체의 내부에 매립된 가연성 봉을 연소시켜 다수 개의 격벽에 의해 구획되는 다수 개의 셀을 갖는 세라믹 하니컴 구조체를 형성하는 공정을 포함하여 이루어진다.The present invention relates to a method for producing a ceramic honeycomb structure comprising a ceramic porous body having a plurality of pores and having a plurality of cells divided by barrier ribs and forming a fluid flow path, Kneading the mixture to obtain clay; Preparing a mold having a plurality of combustible rods arranged at regular intervals; A step of molding a ceramic formed body in which a plurality of combustible rods are embedded by injecting clay made of the molding material into the molding mold; A step of drying the ceramic formed body to obtain a ceramic dried body; And forming a ceramic honeycomb structure having a plurality of cells partitioned by a plurality of partition walls by burning the combustible rod buried in the ceramic dried body, together with firing the ceramic dried body.

Description

세라믹 허니컴 구조체의 제조방법{METHOD FOR PRODUCING CERAMIC HONEYCOMB STRUCTURE}METHOD FOR PRODUCING CERAMIC HONEYCOMB STRUCTURE [0002]

본 발명은 자동차 배기가스의 정화장치, 산업공해 방지용 필터 등으로 사용되는 세라믹 허니컴 구조체(Honeycomb Structure)의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 세공을 갖는 세라믹 다공질체로 이루어지며, 격벽에 의해서 구분되어 유체의 유로를 이루는 복수의 셀을 갖는 세라믹 허니컴 구조체를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a ceramic honeycomb structure used as a purification device for automobile exhaust gas, a filter for preventing industrial pollution, and the like, and more particularly to a method for manufacturing a ceramic honeycomb structure using a ceramic porous body having a plurality of pores, The present invention relates to a method of manufacturing a ceramic honeycomb structure having a plurality of cells divided into fluid channels.

[이 발명을 지원한 국가연구개발사업][National R & D Project Supporting the Invention]

과제고유번호 : 2010201010109C-22-1-000Assignment number: 2010201010109C-22-1-000

부처명: 지식경제부Department name: Ministry of Knowledge Economy

연구사업명: 온실가스처리기술개발사업Research Project: Greenhouse Gas Treatment Technology Development Project

연구과제명: 단일환원제를 이용한 고정원 발생 N2O/NOx의 동시저감 촉매 및 공정 개발Title: Simultaneous reduction catalyst and process development of N2O / NOx with stationary source by using single reducing agent

주관기관명: 한국에너지기술연구원Organized by: Korea Institute of Energy Research

과제책임자명: 문승현Project leader: Moon Seung-hyun

연구기간: 2010.10.01-2012.09.30
Research period: 2010.10.01-2012.09.30

일반적으로 허니컴(honeycomb) 구조체는 벌집형 또는 격자형으로 형성되어 다양한 기술분야에서 응용되고 있다. 예를 들어, 세라믹 재료로부터 형성된 허니컴 구조체는 내부 연소엔진의 배기부의 촉매전환기에서의 촉매 담체로 사용되고 또한, 라디에이터 필터, 디젤기관의 미세필터, 용융금속필터, 목재연소기 기질 및 열교환기 등에 사용된다.Generally, a honeycomb structure is formed in a honeycomb or lattice shape and is applied in various technical fields. For example, a honeycomb structure formed from a ceramic material is used as a catalyst carrier in a catalytic converter of an exhaust portion of an internal combustion engine and is also used for a radiator filter, a fine filter of a diesel engine, a molten metal filter, a wood combustor substrate, and a heat exchanger.

허니컴 구조는 동일체적에서 유효 면적이 넓어 유해가스 또는 폐수·폐유와 접촉할 수 있는 면적이 크므로 정화 효율이 높고 역학적으로 안정된 구조인 트러스(truss) 구조를 갖추고 있어 구조적 강도가 높다. The honeycomb structure has a truss structure with high purification efficiency and dynamically stable structure because it has a large effective area in the same volume and large contact area with harmful gas or wastewater and waste oil.

이러한 허니컴 구조체는 주로 금속재료와 세라믹 재료로 제조되고 있고, 금속을 재료로 한 허니컴 구조체의 제조는 주로 알루미늄이나 박판 형태의 강(鋼)이 사용되어 용접 또는 기계적 접합에 의해 벌집 구조를 형성하게 된다. Such a honeycomb structural body is mainly made of a metal material and a ceramic material, and a honeycomb structural body made of a metal is mainly made of aluminum or a thin steel plate to form a honeycomb structure by welding or mechanical joining .

금속재료로 이루어진 허니컴 구조체는 여러 층으로 이루어진 파형 쉬트, 또는 파형 쉬트와 편평한 쉬트로 구성된 금속 지지체, 및 이러한 금속지지체를 둘러싸며 용접 등에 의해 금속지지체와 결합되어 있는 케이싱을 구비하고 있는 촉매변환식 배기가스 정화장치, 특히 차량 엔진용의 배기가스 정화 장치에 사용된다.A honeycomb structural body made of a metal material may be formed by a corrugated sheet composed of several layers or a metal support composed of a corrugated sheet and a flat sheet and a casing surrounded by the metal support and joined to the metal support by welding or the like, And is used in a purification apparatus, particularly an exhaust gas purification apparatus for a vehicle engine.

그리고 세라믹 재질을 이용한 허니컴 구조체의 제조는 주로 산화 알루미늄과 지르코늄 및 코디에라이트(Cordierite) 제올라이트 등이 사용되어, 압출다이시스템에 의한 압출과정을 통해 벌집 구조를 형성하게 된다. 세라믹 또는 세라믹스는 성형이 용이하고 내열성이 우수할 뿐만 아니라 다공질이어서 금속재료의 허니컴 구조체보다 표면적이 넓다. The production of the honeycomb structure using the ceramic material is mainly made of aluminum oxide, zirconium and cordierite zeolite, and the honeycomb structure is formed through the extrusion process by the extrusion die system. Ceramics or ceramics are easy to mold, have excellent heat resistance, and are porous, thus having a surface area larger than that of a honeycomb structure of a metal material.

이러한 세라믹 허니컴 구조체는 세라믹스의 분체에 조공제(造孔劑)나 바인더 등의 가공 조제를 첨가하여 반죽하고, 이것을 소정 형상으로 성형한 후 소성하여 얻는다. 이때, 조공제는 세라믹 다공질체 내의 기공수를 증가시키거나, 기공의 크기나 양을 제어하기 위해서 일반적으로 사용되고 있다.Such a ceramic honeycomb structure is obtained by adding a processing aid such as a pore-forming agent or a binder to a powder of ceramics, kneading the same, shaping it into a predetermined shape, and then firing it. At this time, the pore-forming agent is generally used to increase the number of pores in the ceramic porous body or to control the size and amount of the pores.

일반적인 세라믹 허니컴 구조체의 제조방법은, 먼저 세라믹 재료와 성형 바인더(Binder), 소결 바인더, 소성 바인더를 적당한 용매에 혼합, 용해하여 압출 페이스트(Paste)를 준비한다. 이때 첨가되는 소성 바인더는 압출성형 시 페이스가 후술하는 복잡한 압출 금형을 원활하게 통과하도록 소성 유동을 부여하기 위하여 첨가되며, 성형 바인더는 압출 후 성형체가 소결 전까지 허니컴 구조체 형상을 유지할 수 있도록 깨짐(Crash) 방지용으로 첨가된다. 이와 같이 준비된 페이스트는 복잡한 압출 금형에 의한 압출과정을 통하여 원하는 모양의 셀 또는 셀(Sell)을 갖는 허니컴 구조체로 만들어진다. In a general method for manufacturing a ceramic honeycomb structure, an extrusion paste is prepared by first mixing and melting a ceramic material, a forming binder, a sintered binder, and a sintered binder in an appropriate solvent. In this case, the plastic binder to be added is added in order to impart a plastic flow so that the face smoothly passes through a complicated extrusion die, which will be described later, during extrusion molding. The molding binder is crushed to maintain the shape of the honeycomb structure until the formed body is sintered after extrusion. . The paste thus prepared is made into a honeycomb structure having cells or cells of a desired shape through an extrusion process using a complicated extrusion mold.

도 2에는 일반적인 세라믹 허니컴 구조체(10)의 개략적인 형상이 도시되어 있다. 종래의 세라믹 허니컴 구조체(10)는 세라믹 페이스트를 압출성형기의 챔버에 넣고 허니컴 구조체의 압출 금형을 통과시킴으로써 벌집 형상으로 압출성형하여 제조된다. 이어 압출된 세라믹 허니컴 성형체는 소결되기 전의 과정으로 건조과정을 거치게 되며, 건조 후 세라믹 허니컴 성형체는 열 에너지를 이용하여 구조체에 기계적, 열적 강도를 부여하는 소결 과정을 거쳐 세라믹 허니컴 구조체(10)가 만들어지게 된다. 즉, 종래 기술에 따른 세라믹 허니컴 구조체의 제조방법은 조제한 배토를, 원하는 허니컴 구조(셀 형상, 격벽 두께, 셀 밀도 등)와 상보적인 형상을 갖는 압출용 성형을 이용하여 압출 성형하는 방법이 주로 사용된다. FIG. 2 shows a schematic shape of a typical ceramic honeycomb structure 10. A conventional ceramic honeycomb structure 10 is manufactured by extruding a ceramic honeycomb structure into a honeycomb structure by passing a ceramic paste through a chamber of an extrusion molding machine and passing through an extrusion mold of the honeycomb structure. The extruded ceramic honeycomb formed body is subjected to a drying process before sintering. After the ceramic honeycomb formed body is sintered to impart mechanical and thermal strength to the structure using thermal energy, the ceramic honeycomb structural body 10 is made . That is, a method of manufacturing a ceramic honeycomb structure according to the related art is mainly a method of extruding the prepared clay using an extrusion molding having a shape complementary to a desired honeycomb structure (cell shape, partition wall thickness, cell density, etc.) do.

그러나 이러한 종래의 세라믹 허니컴 구조체의 제조방법은 압출시 복잡한 압출 금형을 사용하기 때문에 생산비용이 많이 들고 고도의 제작기술을 요구된다. 또한 압출과정에서 금형이 마모되어 금형의 수명이 짧아지고, 압출 금형 제조의 어려움으로 셀의 형상과 크기가 제한되는 문제점이 있다.However, such a conventional method for manufacturing a ceramic honeycomb structure requires a complicated extrusion die for extrusion, which requires a high production cost and a high manufacturing technique. Also, the mold is worn out during the extrusion process to shorten the life of the mold, and the shape and size of the cell are limited due to difficulty in manufacturing the extrusion mold.

또한, 세라믹 허니컴 구조체를 촉매의 운반체(carrier)로서 사용하기 위해서 '워시코팅'으로 명명되는 방법으로 격벽에 촉매층이 코팅하게 되는데, 이 촉매층을 형성하기 위해서는 세라믹 허니컴 성형체나 세라믹 허니컴 구조체(10)를 슬러리 상태의 촉매에 침지하는 등이 공정이 요구된다. In order to use the ceramic honeycomb structure as a carrier of the catalyst, a catalyst layer is coated on the partition wall by a method called 'wash coating'. In order to form the catalyst layer, a ceramic honeycomb formed body or a ceramic honeycomb structure 10 A process of immersing the catalyst in a slurry state is required.

따라서 종래 기술에 따른 세라믹 허니컴 구조체의 제조방법은 작고 동일한 형태를 갖는 제품을 대량생산하는 데는 적합하였으나 다양한 형태와 크기를 갖는 세라믹 허니컴 구조체를 생산하는 데는 적합하지 않다는 단점이 있었다.
Therefore, the conventional method of manufacturing a ceramic honeycomb structure has been disadvantageous in that it is suitable for mass production of small and identical products, but is not suitable for producing ceramic honeycomb structures having various shapes and sizes.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 주된 목적은, 소정 형상의 세라믹 성형체를 성형함과 아울러 세라믹 성형체의 내부에 다수 개의 가연성 봉을 매립하고, 상기 세라믹 성형체를 소성하는 과정에서 세라믹 성형체의 내부에 매립된 가연성 봉을 연소시켜 제거함으로써 가연성 봉이 있던 자리에 유체의 유로로 작용하는 셀이 형성되도록 하여 복잡한 구조의 압출 금형을 사용하지 않으면서 다양한 크기와 형태의 세라믹 허니컴 구조체를 용이하게 제조할 수 있는 세라믹 허니컴 구조체의 제조방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is a primary object of the present invention to provide a ceramic molded body having a predetermined shape, a plurality of combustible rods embedded in the ceramic molded body, A combustible rod buried in the ceramic formed body is burnt and removed to thereby form a cell acting as a fluid flow path in the place where the combustible rod is located. Thus, a ceramic honeycomb of various sizes and shapes The present invention provides a method for manufacturing a ceramic honeycomb structure which can easily produce a structure.

또한, 본 발명은 세라믹 성형체의 내부에 매립되는 다수 개의 가연성 봉의 외주면에 촉매 피막층을 형성하여 세라믹 허니컴 구조체의 셀을 구획하는 격벽에 촉매층을 형성함으로써 별도의 코팅 공정 없이 촉매층을 용이하게 형성할 수 있는 세라믹 허니컴 구조체의 제조방법을 제공하는 것이다. The present invention also provides a method for forming a catalyst layer on a peripheral surface of a plurality of combustible rods buried in a ceramic formed body and forming a catalyst layer on a partition wall partitioning the cells of the ceramic honeycomb structure, And a method for manufacturing the ceramic honeycomb structure.

또한, 본 발명은 다양한 형상의 성형틀과 가연성 봉을 이용하여 다양한 형태와 크기, 그리고 다양한 형태와 크기의 셀을 갖는 세라믹 허니컴 구조체를 제공하는 방법을 제공하는 것이다.
The present invention also provides a method for providing a ceramic honeycomb structure having cells of various shapes, sizes, and shapes and sizes using various shapes of a molding frame and a combustible rod.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 세라믹 허니컴 구조체의 제조방법은,As a means for achieving the object of the present invention, the method for manufacturing a ceramic honeycomb structure according to the present invention comprises:

세라믹 원료와 가공 조제를 포함하는 성형 원료를 반죽하여 배토를 얻는 공정과;Kneading a molding material including a ceramic raw material and a processing aid to obtain clay;

다수 개의 가연성 봉이 일정 간격으로 배열되고 일정한 형태의 세라믹 성형체를 성형하기 위한 성형틀을 준비하는 공정과;Preparing a mold for arranging a plurality of flammable rods at regular intervals and forming a certain type of ceramic molded body;

상기한 성형 원료로 이루어진 배토를 상기 성형틀에 주입하여 다수 개의 가연성 봉이 매립된 세라믹 성형체를 성형하는 공정과;Molding a ceramic formed body in which a plurality of combustible rods are embedded by injecting clay made of the molding material into the molding mold;

상기 세라믹 성형체를 건조하여 세라믹 건조체를 얻는 공정과;A step of drying the ceramic formed body to obtain a ceramic dried body;

상기 세라믹 건조체를 소성함과 아울러 상기 세라믹 건조체의 내부에 매립된 가연성 봉을 연소시켜 다수 개의 격벽에 의해 구획되는 다수 개의 셀을 갖는 세라믹 하니컴 구조체를 형성하는 공정을 포함하여 이루어진다.And forming a ceramic honeycomb structure having a plurality of cells partitioned by a plurality of partition walls by burning the combustible rod buried in the ceramic dried body, together with firing the ceramic dried body.

본 발명에 있어서, 상기 성형틀은 세라믹 성형체의 외부 표면을 형성하는 측판과, 세라믹 성형체의 일 측 단부면을 형성하는 상판과, 타 측 단부면을 형성하는 하판과 상기 일 측 단부면과 타 측 단부면을 관통하여 연장되는 다수 개의 가연성 봉을 포함하여 이루어진다.In the present invention, the forming die may include a side plate that forms an outer surface of the ceramic formed body, an upper plate that forms one end surface of the ceramic formed body, a lower plate that forms the other end surface, And a plurality of combustible rods extending through the end face.

상기 가연성 봉은 사각형, 원형, 타원형의 단면 형상을 갖는 봉으로, 상기 하판에 일정 간격으로 배열되어 있고, 상기 상판에 형성된 관통 홀을 관통하여 상판에 결합한다.The combustible rod is a rod having a cross-sectional shape of a quadrangle, a circle, and an ellipse, and is arranged at regular intervals on the lower plate. The combustible rod passes through a through hole formed in the upper plate and is coupled to the upper plate.

상기 성형 공정은 상기 성형틀 내부에 준비된 배토를 주입하고 상기 상판을 가압하여 상기 가연성 봉의 상단이 상판의 관통 홀을 관통하도록 하여 세라믹 성형체의 내부에 다수 개의 가연성 봉이 매립된 세라믹 성형체를 성형하는 것을 특징으로 한다.The forming step includes molding the ceramic molded body in which a plurality of flammable rods are embedded in the ceramic molded body so that the upper portion of the combustible rod passes through the through holes of the upper plate by injecting the prepared clay into the molding mold .

상기 소성 공정은 세라믹 성형체를 소성함과 아울러 상기 가연성 봉을 연소시켜 분말형태로 제거함으로써 상기 가연성 봉이 있던 자리에 격벽에 의해 구획되어 연장되는 다수 개의 셀이 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.The firing process burns the ceramic formed body and burns the combustible rod to remove the combustible rod in the form of powder, thereby forming a plurality of cells partitioned by the partition walls in the place where the combustible rod is located.

또한, 상기 가연성 봉의 외주 면에 Pt, Pd, Rh 중의 귀금속과 Fe, Cu 등의 일반금속 중에서 적어도 하나의 금속을 포함하는 촉매 피막층을 형성하고, 상기 촉매 피막층이 형성된 가연성 봉을 상기 성형 공정을 통해서 상기 세라믹 성형체의 내부에 매립하여 상기 세라막 성형체의 내부에 촉매 피막층을 전사하고 상기 소성 공정 중에서 상기 가연성 봉을 연소시켜 제거함으로써 격벽에 촉매층이 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.
Further, a catalyst coating layer containing a noble metal of Pt, Pd, and Rh and at least one of common metals such as Fe and Cu is formed on the outer peripheral surface of the combustible rod, and the combustible rod having the catalyst coating layer is formed through the molding process The catalyst coat layer is buried in the ceramic formed body to transfer the catalyst coat layer into the ceramics formed body, and the combustible rod is burnt and removed in the firing step to form a catalyst layer on the partition wall.

본 발명의 세라믹 허니컴 구조체의 제조방법에 따르면, 복잡한 구조의 압출 금형을 이용하지 않으므로 압출 금형의 제작에 따른 어려움을 해결하고 다양한 크기와 형태를 갖는 세라믹 허니컴 구조체를 용이하게 제작할 수 있다.According to the method for manufacturing a ceramic honeycomb structure of the present invention, since the extrusion die having a complicated structure is not used, a ceramic honeycomb structure having various sizes and shapes can be easily manufactured while solving the difficulties associated with the production of extrusion dies.

또한 본 발명은 세라믹 성형체를 성형할 때 가연성 봉에 도포된 촉매를 세라믹 성형체에 전사하여 촉매층을 형성함으로써 별도의 워시코팅 공정과 같은 과정을 거치지 않고 촉매층을 용이하게 형성할 수 있다.In addition, the present invention can easily form a catalyst layer without the same process as a separate wash coating process by transferring a catalyst coated on a combustible rod to a ceramic formed body to form a catalyst layer when the ceramic formed body is molded.

본 발명은 단순한 형태의 성형틀을 이용하여 다양한 크기와 형태의 세라믹 허니컴 구조체를 생산할 수 있으므로 다품종 소량생산에 적합하게 적용할 수 있다.
The present invention can produce a ceramic honeycomb structure having various sizes and shapes using a simple forming mold, and thus can be suitably applied to small-quantity production of various types.

도 1은 본 발명에 따른 세라믹 허니컴 구조체의 제조방법을 보여주는 흐름도,
도 2는 본 발명에 따른 세라믹 허니컴 구조체의 일 예를 보여주는 사시도,
도 3은 본 발명에 따라 세라믹 허니컴 구조체를 제조하기 위하여 가연성 봉이 매립된 세라믹 성형체를 보여주는 사시도,
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 세라믹 성형체를 성형하기 위한 성형틀의 일 예를 보여주는 사시도와 단면도,
도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 세라믹 성형체를 성형하기 위한 프레스 장치와 그 작용을 보여주는 단면도,
도 10은 본 발명에 따라 제조된 세라믹 성형체를 보여주는 단면도,
도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 세라믹 성형체를 소성하는 과정을 보여주는 개략적인 단면도,
도 13은 본 발명에 따라 세라믹 성형체의 내부에 촉매층을 형성하기 위한 가연성 봉의 일예를 보여주는 사시도,
도 14는 본 발명에 따라 세라믹 성형체의 내부에 촉매층을 형성하는 과정을 보여주는 단면도,
도 15는 본 발명에 따라 촉매층이 형성된 세라믹 허니컴 구조체를 보여주는 확대도이다.
1 is a flow chart showing a method of manufacturing a ceramic honeycomb structure according to the present invention,
2 is a perspective view showing an example of a ceramic honeycomb structure according to the present invention,
3 is a perspective view showing a ceramic formed body in which a combustible rod is embedded for manufacturing a ceramic honeycomb structure according to the present invention,
4 to 6 are a perspective view and a sectional view showing an example of a molding die for molding a ceramic formed body according to the present invention,
7 to 9 are sectional views showing a press apparatus for molding a ceramic formed body according to the present invention and its operation,
10 is a sectional view showing a ceramic formed body manufactured according to the present invention,
11 and 12 are schematic cross-sectional views showing a process of firing a ceramic formed body according to the present invention,
13 is a perspective view showing an example of a combustible rod for forming a catalyst layer in a ceramic formed body according to the present invention,
14 is a sectional view showing a process of forming a catalyst layer in a ceramic formed body according to the present invention,
15 is an enlarged view showing a ceramic honeycomb structure in which a catalyst layer is formed according to the present invention.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 세라믹 하니컴 구조체의 제조방법에 대해서 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a ceramic honeycomb structure according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 세라믹 허니컴 구조체의 제조방법은, 세라믹 원료와 가공 조제를 포함하는 성형 원료를 반죽하여 배토를 얻는 공정(이하, 배토 조제 공정이라 함)(S10)과, 다수 개의 가연성 봉이 일정 간격으로 배열되고 일정한 형상의 세라믹 성형체를 성형하기 위한 성형틀을 준비하는 공정(이하, 성형틀 준비 공정이라 함)(S20), 상기 성형 원료로 이루어진 배토를 상기 성형틀에 주입하여 다수 개의 가연성 봉이 매립된 세라믹 성형체를 성형하는 공정(이하, 성형 공정이라 함)(S30), 상기 세라믹 성형체를 건조하여 세라믹 건조체를 얻는 공정(이하, 건조 공정이라 함)(S40)과, 상기 세라믹 건조체를 소성함과 아울러 상기 세라믹 건조체의 내부에 매립된 가연성 봉을 연소시켜 다수 개의 격벽에 의해 구획되고 서로 평행하게 연장되는 다수 개의 셀을 갖는 세라믹 하니컴 구조체를 형성하는 공정(이하, 소성 공정이라 함)(S50)을 포함하여 이루어진다..1, a method of manufacturing a ceramic honeycomb structure according to the present invention includes a step (S10) of kneading a molding material including a ceramic raw material and a processing aid to obtain a clay (hereinafter referred to as a clay preparing process) A step (S20) of preparing a forming mold for forming a plurality of combustible rods at regular intervals and molding a ceramic formed body having a predetermined shape (hereinafter referred to as a forming mold preparing step), a step of injecting the molding material composed of the molding material into the molding mold (Hereinafter referred to as a forming step) (S30) of forming a ceramic molded body in which a plurality of combustible rods are embedded (S30), a step (S40) of drying the ceramic formed body to obtain a ceramic dried body The ceramic dried body is fired and the combustible rod buried in the ceramic dried body is burned to be partitioned by a plurality of partition walls and extended parallel to each other (Hereinafter referred to as a firing step) a step of forming a ceramic honeycomb structure having a plurality of cells comprise the (S50) ..

도 2는 본 발명에 따라 제조된 세라믹 허니컴 구조체(10)의 일 예를 보여주는 것이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 세라믹 허니컴 구조체(10)는, 일반적으로 외부 표면(12)과, 일 측 단부면(13)과 상기 일 측 단부면(13)과 대응하도록 반대쪽에 형성된 타 측 단부면(15)을 갖는다. 그리고 상기 세라믹 허니컴 구조체(10)의 내부에는 다수개의 셀(11)이 병렬로 형성된다. 상기 셀(11)은 격벽(14)에 의해 형성되고, 일 측 단부면(13)으로부터 타 측 단부면(15)을 거쳐서 연장된다. 본 발명에 따른 세라믹 허니컴 구조체(1)의 단면 형상에는 특별히 제한은 없으며, 예컨대 사각형, 원형, 타원 형상, 경주 트랙 형상, 장원 형상, 삼각형, 대략 삼각형, 대략 사각형 등의 다각형 형상이나 이형 형상으로 할 수 있다.2 shows an example of a ceramic honeycomb structure 10 manufactured according to the present invention. As shown in the figure, the ceramic honeycomb structure 10 of the present invention is generally composed of an outer surface 12, one side surface 13, and the other side surface 13 formed on the opposite side so as to correspond to the one side surface 13 And has a side surface 15. A plurality of cells 11 are formed in parallel in the ceramic honeycomb structure 10. The cell 11 is formed by a partition wall 14 and extends from the one end face 13 to the other end face 15. The sectional shape of the ceramic honeycomb structure 1 according to the present invention is not particularly limited and may be, for example, a polygonal shape such as a quadrangle, a circle, an ellipse, a racetrack, a rectangle, a triangle, .

이어, 도 3은 본 발명에 따라 제작된 세라믹 성형체(20)의 일 예를 보여주는 것이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 세라믹 성형체(20)는 외부 표면(22)과, 일 측 단부면(23)과 상기 일 측 단부면(23)과 대응하도록 반대쪽에 형성된 타 측 단부면(25)을 갖는다. 그리고 상기 세라믹 허니컴 구조체(10)의 내부에는 다수 개의 가연성 봉(51)이 병렬로 형성된다. 상기 가연성 봉(51)을 일정한 간격으로 이격되어 일 측 단부면(23)으로부터 타 측 단부면(25)을 거쳐서 연장된다. 이때, 상기 다수 개의 가연성 봉(51)은 평행한 것이 일반적이나 평행하지 않도록 설치되는 것도 가능하다. 그리고 본 발명에 따른 세라믹 성형체(20)의 단면 형상에는 특별히 제한은 없으며, 사각형, 원형, 타원 형상, 경주 트랙 형상, 장원 형상, 삼각형, 대략 삼각형, 대략 사각형 등의 다각형 형상이나 이형 형상으로 할 수 있다Next, FIG. 3 shows an example of the ceramic formed body 20 manufactured according to the present invention. As shown in the figure, the ceramic formed body 20 of the present invention has an outer surface 22, a one end surface 23 formed on the opposite side so as to correspond to the one end surface 23 and the one end surface 23, Respectively. A plurality of combustible rods 51 are formed in parallel in the ceramic honeycomb structure 10. The combustible rods 51 are spaced apart at regular intervals and extend from the one end surface 23 to the other end surface 25. At this time, the plurality of combustible rods 51 may be parallel but generally not parallel. The cross-sectional shape of the ceramic formed body 20 according to the present invention is not particularly limited and may be a polygonal shape or a deformed shape such as a quadrangle, a circle, an ellipse, a race track, a rectangle, a triangle, have

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 세라믹 허니컴 구조체의 제조방법은, 세라믹 성형체(20)를 성형하는 공정에서 세라믹 성형체(20)의 내부에 다수 개의 가연성 봉(51)을 매립하고 가연성 봉(51)이 매립된 세라믹 성형체(20)를 소성하는 과정에서 상기 가연성 봉(51)을 연소시켜 제거함으로써 다수 개의 셀(11)이 형성된 세라믹 허니컴 구조체(10)를 제조하는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명은 단순한 구조의 성형틀을 이용하여 세라믹 성형체(20)를 성형한 다음 소성 공정에서 셀을 형성하는 것을 특징으로 한다.As described above, in the method of manufacturing a ceramic honeycomb structure according to the present invention, in the step of forming the ceramic formed body 20, a plurality of combustible rods 51 are embedded in the ceramic formed body 20, The ceramic honeycomb structural body 10 having the plurality of cells 11 is manufactured by burning and removing the combustible rod 51 in the process of firing the buried ceramic molded body 20. [ That is, the present invention is characterized in that the ceramic formed body 20 is formed using a molding die having a simple structure, and then a cell is formed in a sintering process.

다시 도 1을 참조하여, 본 발명의 세라믹 허니컴 구조체의 제조방법에 대해서 구체적으로 설명한다. 먼저, 상기 배토 조제 공정(S10)은, 세라믹 원료를 포함하는 성형 원료를 반죽하여 배토를 얻는 공정이다. 세라믹 원료는 소성에 의해 일정 형상을 형성할 수 있는 세라믹스 또는 소성에 의해 일정 형상의 세라믹스로 되는 물질이라면 특별히 제한은 없고, 예컨대 코데라이트 형성 원료, 제올라이트, 멀라이트, 알루미나, 알루미늄티타네이트, 리튬알루미늄실리케이트, 스피넬, 탄화규소, 금속규소 및 질화규소 등으로 이루어지는 그룹에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 재료를 이용할 수 있다.Referring again to FIG. 1, a method of manufacturing the ceramic honeycomb structure of the present invention will be described in detail. First, the clay-making step (S10) is a step of kneading a molding material containing a ceramic raw material to obtain clay. The ceramic raw material is not particularly limited as long as it is a ceramics capable of forming a predetermined shape by firing or a material made of ceramics having a predetermined shape by firing. Examples thereof include cordelite raw material, zeolite, mullite, alumina, aluminum titanate, lithium aluminum Silicate, spinel, silicon carbide, metal silicon, silicon nitride, or the like can be used.

또한, 내열 충격성의 관점에서는, 코데라이트 형성 원료를 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 여기서, 코데라이트 형성 원료란, 코데라이트 그 자체 및/또는 소성에 의해 코데라이트를 형성할 수 있는 원료를 의미하며, 소성에 의해 코데라이트를 형성할 수 있는 원료는, 42∼56 질량%의 SiO2, 30∼45 질량%의 Al2O3, 12∼16 질량%의 MgO의 화학 조성을 제공하도록 예컨대 탈크, 카올린, 예비 소결 카올린, 알루미나, 수산화알루미늄, 실리카를 소정의 비율로 포함하는 것을 말한다. 또한, 주성분이란, 세라믹 원료의 50 질량% 이상, 바람직하게는 70 질량% 이상, 더욱 바람직하게는 80 질량% 이상을 이루는 것을 의미한다.From the viewpoint of thermal shock resistance, it is preferable to use a cordelite raw material as a main component. Here, the cordelite forming raw material means a raw material capable of forming cordelite by itself and / or firing, and the raw material capable of forming cordelite by firing is 42 to 56 mass% of SiO 2, refers to include, for example talc, kaolin, presintering kaolin, alumina, aluminum hydroxide, silica, to provide a chemical composition of 30 to 45% by weight of Al 2 O 3, 12~16% by weight MgO in a predetermined ratio. In addition, the main component means 50 mass% or more, preferably 70 mass% or more, and more preferably 80 mass% or more of the ceramic raw material.

또한, 내열성의 관점에서는, 탄화규소, 또는 탄화규소와 금속규소를 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 세라믹 원료가 금속규소(Si)와 탄화규소(SiC)를 주성분으로 하는 경우, Si/(Si+SiC)로 규정되는 Si 함유량이 지나치게 적으면 Si 첨가의 효과를 얻기 어렵고, 50 질량%을 넘으면 SiC의 특징인 내열성, 높은 열전도성의 효과를 얻기 어렵다. Si 함유량은 5∼50 질량%인 것이 바람직하며, 10∼40 질량%인 것이 더욱 바람직하다.From the viewpoint of heat resistance, it is preferable to use silicon carbide or silicon carbide and metal silicon as main components. In the case where the ceramic raw material is mainly composed of silicon metal (Si) and silicon carbide (SiC), if the Si content defined by Si / (Si + SiC) is too small, the effect of Si addition is difficult to obtain and 50 mass% It is difficult to obtain the effect of heat resistance and high thermal conductivity, which is characteristic of SiC. The Si content is preferably 5 to 50 mass%, more preferably 10 to 40 mass%.

상기 배토에는, 골재 입자 및 물 외에, 필요에 따라서, 기타 첨가제, 예컨대, 유기 바인더나 분산제, 무기 결합재 등을 함유시키더라도 좋다. 유기 바인더는, 소성하기 전의 성형체(배토)에 있어서 겔형으로 되어, 성형체의 기계적 강도를 유지하는 보강제로서의 기능을 하는 첨가제이다. 따라서, 유기 바인더로서는, 성형체(배토)에 있어서 겔화할 수 있는 유기 고분자, 예컨대, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 카르복실메틸셀룰로오스, 폴리비닐알콜 등을 적합하게 이용할 수 있다.In addition to the aggregate particles and water, the clay may contain other additives such as an organic binder, a dispersant, and an inorganic binder, if necessary. The organic binder is an additive which functions as a reinforcing agent in the form of a gel in the formed body (clay) before baking and maintains the mechanical strength of the formed body. Therefore, as the organic binder, an organic polymer capable of gelling in a molded body (clay) such as hydroxypropyl methylcellulose, methylcellulose, hydroxyethylcellulose, carboxylmethylcellulose, polyvinyl alcohol and the like can be suitably used .

분산제는, 골재 입자의 분산매인 물에의 분산을 촉진하기 위한 첨가제이다. 분산제로서는 예컨대, 에틸렌글리콜, 덱스트린, 지방산비누, 폴리알콜 등을 이용할 수 있다. 무기 결합재는 골재 입자끼리의 결합을 강화하기 위한 첨가재이며, 평균 입자 지름 10㎛ 이하의 알루미나, 실리카, 지르코니아, 티타니아, 유리 프릿, 장석, 코디어라이트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 사용할 수 있다. 무기 결합재는 골재 입자 100 질량부에 대하여, 10∼35 질량부를 첨가하는 것이 바람직하다. 10 질량부 미만이면 기재의 강도가 저하된다는 점에서 바람직하지 못하고, 35 질량부를 넘으면 강도는 향상되지만 골재 입자의 간극에 무기 결합재가 머무르기 때문에, 기재 내부의 세공을 폐색하여 유체 투과량을 저하시킬 우려가 있다는 점에서 바람직하지 못하다.The dispersant is an additive for promoting dispersion of the aggregate particles in water, which is a dispersion medium of the aggregate particles. As the dispersing agent, for example, ethylene glycol, dextrin, fatty acid soap, polyalcohol and the like can be used. The inorganic binder is an additive for reinforcing the bonding between the aggregate particles, and at least one selected from the group consisting of alumina, silica, zirconia, titania, glass frit, feldspar, cordierite having an average particle diameter of 10 탆 or less can be used have. The inorganic binder is preferably added in an amount of 10 to 35 parts by mass based on 100 parts by mass of the aggregate particles. If the amount is less than 10 parts by mass, the strength of the base material is lowered. If the amount exceeds 35 parts by mass, the strength is improved. However, since the inorganic binder remains in the gap of the aggregate particles, Which is undesirable.

또한, 배토에는 조공제를 더 포함할 수 있다. 조공제는 세라믹 다공체를 형성하는 기능을 하는 것으로 전분, 또는 전분과 발포를 끝낸 발포 수지의 혼합물을 이용하여 치수 정밀도가 우수한 다공질 세라믹체를 제조할 수 있다. 즉, 소성에 의해 코데라이트질로 되는 세라믹 원료 100 중량부에 대하여 분말 전분 1∼30 중량부, 결합제 및 물을 혼합 반죽하여 압출 성형한 후, 건조 소성하여 코데라이트질 세라믹 벌집형 구조체를 얻을 수 있다. 이때, 전분의 첨가량에 특별히 제한은 없지만, 첨가량이 지나치게 많으면 소성 공정에 있어서 전분의 연소에 의한 발열량이 지나치게 커져 다공질 세라믹체에 크랙이 생기기 쉽기 때문에 바람직하지 못하다. 또한, 전분의 첨가량이 지나치게 적으면 충분한 조공 작용의 효과를 얻기 어렵기 때문에 바람직하지 못하다. 전분의 바람직한 첨가량은 세라믹 원료 100 질량부에 대하여, 1∼30 질량부, 더욱 바람직하게는 5∼20 질량부이다. Further, the clay may further include a pore-forming agent. The pore-forming agent has a function of forming a ceramic porous body, and a porous ceramic body having excellent dimensional accuracy can be produced by using a mixture of starch or a foamed resin finished with foaming and starch. That is, 1 to 30 parts by weight of powdered starch, a binder and water are mixed and kneaded with 100 parts by weight of a ceramic raw material which becomes cordierite by firing, followed by extrusion molding and drying and firing to obtain a cordierite ceramic honeycomb structural body . At this time, there is no particular limitation on the amount of the starch to be added, but if it is excessively large, the amount of heat generated by combustion of the starch in the firing step becomes too large to cause cracks in the porous ceramic body, which is not preferable. On the other hand, if the amount of the starch added is too small, it is difficult to obtain sufficient effect of pore action, which is not preferable. The amount of the starch to be added is preferably 1 to 30 parts by mass, more preferably 5 to 20 parts by mass, per 100 parts by mass of the ceramic raw material.

상기한 성형원료, 골재 입자, 물 및 유기 바인더 등은 예컨대, 진공토련기 등에 의해 혼합하고, 반죽함으로써, 적당한 점도의 배토로 조제할 수 있다. 상기 배토 조제 공정(S10)에 있어, 상기 성형 원료를 반죽하는 방법에 특별히 제한은 없으며, 일반적인 반죽기(kneader), 가압 반죽기, 일축 연속 압출기, 이축 연속 반죽 압출기, 진공 토련기 등의 반죽기를 사용할 수 있다. 이러한 반죽기로 성형 원료를 반죽함으로써 배토를 조제할 수 있지만, 일반적인 반죽기, 가압 반죽기 등과 같이 진공 공정을 수반하지 않는 반죽기로 반죽한 배토를, 다시 진공 토련기 등을 이용하여 반죽하면, 배토 중에 기포가 적거나 전혀 없는 배토를 조제할 수 있어서, 가소성이 향상되어 바람직하다.The molding material, aggregate particles, water, organic binder and the like can be prepared by mixing with, for example, a vacuum pouring machine or the like and kneading the mixture into a clay having an appropriate viscosity. In the clay-making step (S10), a method of kneading the molding material is not particularly limited, and kneaders such as a kneader, a pressure kneader, a single-axis continuous extruder, a biaxial continuous kneader extruder, have. The clay can be prepared by kneading the molding material with the kneader, but if the kneaded clay kneaded with a kneader not accompanied by a vacuum process such as a general kneader or a press kneader is kneaded again by using a vacuum kneader or the like, It is possible to prepare clay with little or no clay, which is preferable since the plasticity is improved.

이어서, 상기 성형틀을 준비하는 공정(S20)에서는 다수 개의 가연성 봉(51)이 일정 간격으로 배열된 성형틀(50)을 준비한다. 상기 성형틀(50)은 세라믹 배토를 주입하고 가압하여 세라믹 성형체(20)를 형성하는 것이다. 도 4 내지 도 6에는 본 발명에 따른 성형틀(50)의 일 예가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 상기 성형틀(50)은 세라믹 성형체(20)의 외부 표면(22)을 형성하는 다수 개의 측판(52)과, 세라믹 성형체(20)의 일 측 단부면(23)을 형성하는 상판(55)과, 세라믹 성형체(20)의 타 측 단부면(25)을 형성하는 하판(53)과, 상기 일 측 단부면(23)과 타 측 단부면(25)을 관통하는 다수 개의 가연성 봉(51)을 포함하여 이루어진다.Next, in a step S20 of preparing the mold, a mold 50 having a plurality of combustible rods 51 arranged at regular intervals is prepared. The forming mold 50 is formed by injecting and pressurizing the ceramic clay to form the ceramic formed body 20. 4 to 6 show an example of the mold 50 according to the present invention. As shown in the figure, the forming die 50 includes a plurality of side plates 52 forming the outer surface 22 of the ceramic formed body 20 and a plurality of side plates 52 forming the one end side surface 23 of the ceramic formed body 20 A lower plate 53 which forms the other end face 25 of the ceramic formed body 20 and a plurality of flammable and heatable portions 53 which penetrate through the one end face 23 and the other end face 25, And a rod (51).

상기 가연성 봉(51)은 사각형, 원형, 타원형 등 다양한 단면 형상을 갖는 봉으로서, 하판(53)에 일정 간격으로 배열된다. 바람직하게 상기 하판(55)에는 상기 가연성 봉(51)의 하단이 일정 길이 삽입되는 다수 개의 삽입홈(56)이 형성된다. 그리고 상기 가연성 봉(51)의 상단은 상판(55)을 관통하는데, 상기 상판(55)에는 가연성 봉(51)의 상단이 관통하는 다수 개의 관통 홀(57)이 일정 간격으로 형성된다.The combustible rod 51 is a rod having various cross-sectional shapes such as a quadrangle, a circle, and an ellipse, and is arranged at regular intervals on the lower plate 53. Preferably, the lower plate 55 is formed with a plurality of insertion grooves 56 into which a lower end of the combustible rod 51 is inserted at a predetermined length. The upper end of the combustible rod 51 passes through the upper plate 55 and a plurality of through holes 57 through which the upper end of the combustible rod 51 passes are formed at regular intervals in the upper plate 55.

그리고 상기 가연성 봉(51)은 상기 세라믹 성형체(20)의 내부에 매립된 후 소성하는 과정에서 연소하여 제거된다. 이를 위해서, 상기 가연성 봉(51)은 세라믹 성형체(20)의 소성 온도 이하에서는 봉의 형태를 유지하고 상기 세라믹 성형체(20)의 소성 온도 이상에서는 연소하여 분말로 변하는 특성을 갖는 소재로 이루어진다. 예를 들어, 목재는 150℃ 이하에서는 봉의 형태를 유지하지만 200℃ 이상에는 연소하여 회분만 남게 된다. 따라서 목재로 이루어진 가연성 봉(51)은 성형 및 건조 공정에서는 봉의 형태를 유지하지만 소정 공정에서는 연소하여 없어지고 가연성 봉(51)이 있던 자리에 셀(11)이 형성되게 된다. The combustible rods 51 are buried in the ceramic formed body 20 and burned and removed in a process of firing. For this purpose, the combustible rod 51 is made of a material which retains the shape of the rod at the firing temperature of the ceramic formed body 20, and has characteristics of burning and changing into powder at a firing temperature of the ceramic formed body 20 or higher. For example, wood remains in the form of a rod at temperatures below 150 ° C, but burns above 200 ° C, leaving only ashes. Therefore, the combustible rod 51 made of wood retains the shape of the rod in the molding and drying process, but is burned in the predetermined process, and the cell 11 is formed in the place where the combustible rod 51 was located.

또한, 탄소는 1000℃ 이하에서는 고체 상태를 유지하지만 1000℃ 이상에는 발화하여 연소한다. 그리고 엑폭시, 페놀수지, 실리콘, 폴리벤즈이미다졸, 폴리아미드, 폴리벤즈이미다졸 등과 같은 내열접착제는 200℃이하에서 녹거나 연소하지 않지만 600℃이하에서 발화하여 연소한다. 따라서 탄소 분말과 접착제를 적절히 혼합한 혼합물을 압출 성형하여 만들어진 가연성 봉(51)은 600℃이하에서는 봉의 형태를 유지하지만 600℃ 이상에서 접착제가 연소하여 봉 형태의 탄소가 분말로 변하고 1000℃ 이상에서는 탄소 분말이 연소하여 없어지게 되므로 가연성 봉(51)이 있던 자리에 셀(11)이 형성되게 된다. In addition, carbon maintains a solid state at 1000 캜 or lower, but ignites at 1000 캜 or higher and burns. Heat-resistant adhesives such as epoxy, phenol resin, silicone, polybenzimidazole, polyamide, polybenzimidazole, etc., do not melt or burn at 200 ° C or lower, but ignite and burn at 600 ° C or lower. Therefore, the combustible rod 51 formed by extruding the mixture of the carbon powder and the adhesive properly maintains the shape of the rod at a temperature of 600 ° C or lower. However, when the adhesive is burned at 600 ° C or higher, the rod- The carbon powder is burned and disappears, so that the cell 11 is formed at the place where the combustible rod 51 is located.

이어서, 상기 성형 공정(S30)에서는 준비된 성형틀(50)에 세라믹 배토를 주입하고 가압하여 가연성 봉(51)이 매립된 세라믹 성형체(20)를 형성한다. 이때, 상기 성형틀(50)의 측판(52)은 도시되지 않은 클램프 수단에 의해서 단단하게 고정된다. 상기 성형틀(50)에 주입된 배토를 가압하기 위해서 프레스 장치를 사용하거나 진동장치를 사용할 수 있다. Next, in the molding step (S30), ceramic clay is injected into the prepared mold 50 and pressed to form the ceramic molded body 20 in which the combustible rod 51 is embedded. At this time, the side plate 52 of the forming die 50 is firmly fixed by clamping means (not shown). A pressing apparatus or a vibration apparatus may be used to press the clay injected into the forming mold 50. [

그리고, 도 7 내지 도 8에는 상기 성형 공정(S30)에 적용될 수 있는 프레스 장치(60)의 일 예가 도시되어 있다. 상기 프레스 장치(60)는 성형틀(50)을 올려놓는 베이스(63)와 상기 성형틀(50)의 측판(52)을 전후 좌우에서 가압하여 지지하는 다수 개의 지지대(62)와, 상기 성형틀(50)의 상판(56)을 하방으로 가압하는 가압플레이트(65)로 이루어진다. 이때, 상기 가압플레이트(61)와 가압플레이트(65)는 유압실린더나 스크류 축을 따라 수직이동할 수 있도록 구성된다. 그리고 상기 가압플레이트(65)의 저면에는 상판(55)에 형성된 관통 홀(57)을 관통하여 상부로 올라오는 가연성 봉(51)을 수용할 수 있도록 일정한 길이를 갖는 다수 개의 가압 핀(67)이 일정 간격으로 이격되게 설치된다. 따라서 상기 가압 핀(67)의 선단은 가연성 봉(51)과의 충돌없이 상판(55)을 가압할 수 있다. 이때, 상기 가연성 봉(51)의 상단을 뾰족한 테이퍼(59)를 형성하여 상기 가연성 봉(51)이 상판의 관통 홀(57)에 원활하게 삽입되도록 할 수 있다. 7 to 8 show an example of the press apparatus 60 that can be applied to the molding step S30. The press apparatus 60 includes a base 63 on which the mold 50 is mounted and a plurality of supports 62 for pressing and supporting the side plate 52 of the mold 50 from front to back, And a pressing plate 65 for pressing the upper plate 56 of the pressing plate 50 downward. At this time, the pressing plate 61 and the pressing plate 65 can be vertically moved along the hydraulic cylinder or the screw shaft. A plurality of pressing pins 67 having a predetermined length are formed on the bottom surface of the pressing plate 65 so as to receive the flammable rod 51 passing through the through hole 57 formed in the upper plate 55, They are spaced apart at regular intervals. Therefore, the front end of the pressing pin 67 can press the top plate 55 without colliding with the flammable rod 51. At this time, a tapered tapered portion 59 is formed at the upper end of the combustible rod 51 so that the combustible rod 51 can be smoothly inserted into the through hole 57 of the upper plate.

따라서 상기 성형틀(50)에 일정량의 세라믹 배토를 주입하고 다수 개의 지지대(62)를 이동시켜 측판(52)을 지지한 상태에서 상기 가압플레이트(65)를 하강시켜 상판(56)을 가압하면, 상기 성형틀(50)의 형태에 따라 세라믹 성형체(20)가 형성된다. 그리고 상기 세라믹 성형체(20)의 내부에는 다수 개의 가연성 봉(51)이 일체로 매립되게 된다. 도 9는 세라믹 성형체(20)가 성형된 성형틀(50)을 보여준다. 따라서 상기 성형틀(50)을 제거하면 도 10에서 보는 바와 같이, 다수 개의 가연성 봉(51)이 일체로 매립된 세라믹 성형틀(20)을 얻을 수 있다.When a certain amount of ceramic clay is injected into the forming die 50 and the plurality of supporting stands 62 are moved to support the side plate 52 and the pressing plate 65 is lowered to press the upper plate 56, The ceramic formed body 20 is formed according to the shape of the forming die 50. A plurality of combustible rods 51 are integrally embedded in the ceramic compact 20. 9 shows a mold 50 in which the ceramic formed body 20 is molded. Accordingly, when the mold 50 is removed, a ceramic molding frame 20 in which a plurality of combustible rods 51 are integrally embedded can be obtained as shown in FIG.

이와 같이, 본 발명은 세라믹 허니컴 구조체의 제조방법은, 세라믹 성형체(20)를 성형하는 공정에서 가연성 봉(51)을 세라믹 성형체(20)의 내부에 매립하고, 세라믹 성형체(20)를 소성하는 공정에서 가연성 봉(51)을 연소시켜 제거함으로써 세라믹 성형체(20)에 격벽(14)에 의해서 구분되어 유체의 유로를 형성하는 복수의 셀(11)을 형성하는 것이다, As described above, the method for manufacturing a ceramic honeycomb structure according to the present invention comprises the steps of: burying the combustible rod 51 in the ceramic molding body 20 in the step of molding the ceramic molding body 20, and firing the ceramic molding body 20; The plurality of cells 11 are formed in the ceramic formed body 20 by the partition walls 14 to form fluid flow paths.

따라서 본 발명에 따른 세라믹 허니컴 구조체의 제조방법은 복잡하고 고가인 압출 금형을 사용하지 않음으로써 제작비용을 절감할 수 있다. 즉, 종래에는 다수 개의 관통 구멍이 형성된 압출 금형을 제작하여야 하므로 비용이 많이 소요되고 고도의 금형 제작기술이 요구되었다. 또한, 다양한 형태와 크기의 세라믹 성형체를 제공하기 위해서는 다양한 형태와 크기의 압출 금형을 준비해야 하므로 초기 투자비용이 많을 뿐만 아니라 금형이 마모되므로 주기적으로 새로운 금형을 교체하여야 하므로 생산비용이 많이 요구된다. 또한, 압출 금형 제조의 어려움으로 셀의 형상이 사각형, 삼각형, 육각형 등으로 제한되며, 이러한 형상의 모서리부는 응력집중의 원인이 되어 기계적 강도가 떨어지는 문제가 있다. 또한, 복잡한 구조의 압출 성형기를 이용하여 성형할 경우 성형기 내에 세라믹 배토가 잔존하게 되므로 세라믹 배토가 낭비되는 문제가 있었다.Therefore, the manufacturing method of the ceramic honeycomb structure according to the present invention does not use a complicated and expensive extrusion die, thereby reducing manufacturing cost. That is, in the related art, since an extrusion die having a plurality of through holes is required to be manufactured, a costly and high-level mold manufacturing technique is required. In addition, in order to provide ceramic molded bodies of various shapes and sizes, extrusion molds of various shapes and sizes must be prepared, and thus not only the initial investment cost is high, but also the mold is worn out. Further, the shape of the cell is limited to a square, a triangle, a hexagon, etc. due to the difficulty of manufacturing an extrusion mold, and the corner portion of such a shape causes a stress concentration, resulting in a problem of a mechanical strength being lowered. Further, when molding is performed using an extrusion molding machine having a complicated structure, ceramic clay remains in the molding machine, and ceramic clay is wasted.

또한, 종래 기술에 따른 세라믹 허니컴 구조체는 한정된 압출 금형을 이용하여 세라믹 허니컴 세그먼트를 제조하고 이 세라믹 허니컴 세그먼트 필요한 형태와 크기로 적층하고 접합재로 접합하여 세라믹 허니컴 구조체(10)를 얻는다. 그러나 이러한 방법은 세라믹 허니컴 세그먼트를 조립하고 접합하는 공정이 추가될 뿐만 아니라 소정 공정에서 접합재 부분에 응력이 발생하여 크랙이 쉽게 형성되는 문제점이 있었다. 그리나 본 발명은 목재 등으로 이루어져 제작이 용이한 성형틀(50)과 가연성 소재로 이루어지므로 가격이 저렴하고 다양한 형태와 크기로 제작이 용이하다. In the ceramic honeycomb structure according to the related art, a ceramic honeycomb segment is manufactured using a limited extrusion mold, and the ceramic honeycomb segment is laminated to a desired shape and size, and bonded together with a bonding material to obtain a ceramic honeycomb structure 10. However, this method has a problem in that a process of assembling and joining ceramic honeycomb segments is added, as well as a stress is generated in a bonding material portion in a predetermined process and a crack is easily formed. However, since the present invention is made of a molding frame 50 made of wood or the like, which is easy to manufacture, and a combustible material, it is inexpensive and easy to manufacture in various shapes and sizes.

이어서, 성형 공정(S30)에서 얻은 세라믹 성형체(20)는 건조 공정에서 건조된다. 건조 공정(S40)은 세라믹 성형체(20)에 함유되는 수분이나 액상 매체 등을 제거하기 위해서 이루어진다. 건조 방법에 특별히 제한은 없으며, 일반적으로 열풍 건조, 마이크로파 건조, 유전 건조, 감압 건조, 진공 건조 등을 행할 수 있지만, 이 중에서도, 전체를 신속하고 또한 균일하게 건조할 수 있다는 점에서, 열풍 건조와, 마이크로파 건조 또는 유전 건조를 조합한 건조 공정에서 건조를 실행하는 것이 바람직하다. 열풍 건조의 건조 온도는 신속히 건조할 수 있다는 점에서 80∼150℃의 범위가 바람직하다. Then, the ceramic formed body 20 obtained in the forming step S30 is dried in the drying step. The drying step (S40) is performed to remove moisture, liquid medium, and the like contained in the ceramic formed body (20). The drying method is not particularly limited, and generally, hot air drying, microwave drying, dielectric drying, vacuum drying, vacuum drying and the like can be carried out. Among them, hot air drying and hot air drying It is preferable to carry out drying in a drying step in which microwave drying or dielectric drying is combined. The drying temperature of hot air drying is preferably in the range of 80 to 150 占 폚 in that it can be dried quickly.

이어, 상기 건조 공정(S40)에서 얻은 세라믹 성형체(20)를 소성 공정(S40)에서 소성함으로써 세라믹 허니컴 구조체(10)를 얻는다. 소성이란, 허니컴 성형체 내의 골재 입자를 소결시켜 치밀화하여, 소정의 강도를 확보하기 위한 조작이다. 도 11에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 세라믹 성형체(20)를 다공판(81)이 설치된 가마(80)에 넣고 가열한다. 소성 조건(온도·시간)은 사용하는 골재 입자의 종류에 따라서 적당한 조건을 선택하면 된다. 예컨대, 탄화규소를 골재 입자로서 이용하는 경우에는 1300∼2300℃의 온도에서, 1∼5시간 정도 소성하는 것이 바람직하다. 상기 세라믹 건조체(40)의 소성 온도 및 소성 분위기는 세라믹 원료에 따라 다르며, 당업자라면, 선택된 세라믹 원료에 대해 적절한 소성 온도 및 소성 분위기를 선택할 수 있다. Then, the ceramic formed body 20 obtained in the drying step (S40) is fired in the firing step (S40) to obtain the ceramic honeycomb structure 10. The firing is an operation for securing a predetermined strength by densifying the aggregate particles in the honeycomb formed body by sintering. 11, the ceramic formed body 20 according to the present invention is placed in a kiln 80 provided with a perforated plate 81 and heated. The firing conditions (temperature and time) may be suitably selected depending on the kind of the aggregate particles to be used. For example, when silicon carbide is used as the aggregate particles, it is preferable to perform calcination at a temperature of 1300 to 2300 캜 for about 1 to 5 hours. The firing temperature and the firing atmosphere of the ceramic dried body 40 vary depending on the ceramic raw material, and those skilled in the art can select an appropriate firing temperature and firing atmosphere for the selected ceramic raw material.

예컨대, 코데라이트 형성 원료, 멀라이트 등과 같은 산화물계의 재료는 통상 대기 분위기하에서 소성하는 것이 바람직하며, 코데라이트 형성 원료의 경우 1400∼1440℃의 온도에서 소성하는 것이 바람직하다. 또한, 탄화규소, 질화규소 등과 같은 비산화물계의 재료는 질소, 아르곤 등의 비산화 분위기하에서 소성하는 것이 바람직하다. 탄화규소를 금속규소로 결합시키는 경우에는 1400∼1800℃에서 소성하는 것이 바람직하다. 또한, 탄화규소를 질화규소 등으로 결합시키는 경우에는 1550∼1800℃의 온도에서 소성하는 것이 바람직하다. 또한, 재결정법에 의해 탄화규소 입자를 서로 결합시키는 경우에는 적어도 1800℃ 이상의 온도에서 소성할 필요가 있다. 또한, 금속규소를 질소 분위기하에서 소성하여, 질화규소를 생성하기 위해서는, 1200∼1600℃의 온도에서 소성하는 것이 바람직하다. For example, an oxide-based material such as a cordierite-forming raw material, mullite, etc. is preferably fired in an atmospheric environment. In the case of a cordelite-forming raw material, firing is preferably performed at a temperature of 1400 to 1440 ° C. Further, it is preferable that the non-oxide material such as silicon carbide, silicon nitride and the like is fired in a non-oxidizing atmosphere such as nitrogen or argon. When the silicon carbide is bonded to the metal silicon, it is preferable to sinter at 1400 to 1800 ° C. When silicon carbide is bonded with silicon nitride or the like, it is preferable to carry out sintering at a temperature of 1550 to 1800 ° C. When the silicon carbide particles are bonded to each other by the recrystallization method, it is necessary to perform calcination at a temperature of at least 1800 占 폚 or more. Further, in order to produce silicon nitride by firing the metal silicon in a nitrogen atmosphere, it is preferable to perform firing at a temperature of 1200 to 1600 캜.

한편, 상기 소성을 하기 전 혹은 소성의 승온 과정에서 허니컴 성형체 내의 가연성 봉(51)을 연소시켜 제거하는 하소 공정을 더 수행할 수 있다. 하소 공정에서는 가연성 봉(51)의 제거를 촉진할 수 있다는 점에서 바람직하다. 예컨대, 상기 세라믹 성형체(20)를 소성 온도 이하에서 일정 시간 가열하여 가연성 봉(51)의 휘발성 성분을 제거하나 열분해 할 수 있다.통상 하소 온도는 200∼1000℃ 정도로 하고 하소 시간은 특히 한정되지 않지만, 통상은 1∼10시간 정도이다.On the other hand, the calcination step of burning and removing the combustible rod 51 in the honeycomb formed body before or before the calcination can be further performed. It is preferable in that the removal of the combustible rod 51 can be promoted in the calcining step. For example, the ceramic formed body 20 may be heated at a temperature not higher than the firing temperature for a certain period of time to remove volatile components from the fired rod 51. However, the firing temperature may be about 200 to 1000 ° C., , Usually about 1 to 10 hours.

이와 같이, 본 발명에 따른 소성 공정(S50)에서 상기 가연성 봉(51)이 연소하여 제거된다. 도 12에서 보는 바와 같이, 세라믹 성형체(20)에 매립된 가연성 봉(51)은 세라믹 성형체(20)의 소성 온도 이상에서는 발화하여 분발 상태로 되고, 중력에 의해서 다공판(81) 아래로 제거된다. 그리고 상기 가연성 봉(51)이 있던 자리에는 가연성 봉(51)의 형태와 대응하는 셀(11)이 형성된다.Thus, in the sintering process (S50) according to the present invention, the combustible rod 51 is burned and removed. 12, the combustible rod 51 buried in the ceramic formed body 20 is ignited at the firing temperature of the ceramic formed body 20 and becomes a sputtered state, and is removed under the porous plate 81 by gravity . A cell 11 corresponding to the shape of the combustible rod 51 is formed in the place where the combustible rod 51 is located.

또한, 상기 소성 공정(S50) 중에서는 전분, 또는 전분과 발포를 끝낸 발포 수지의 혼합물로 이루어진 조공제(造孔劑)가 연소되면서 다공성 세라믹체가 형성된다. 본 발명에 의해서 제조되는 세라믹 허니컴 구조체는 세라믹체 내에 기공을 갖는다. 기공율 및 기공 직경에 특별히 제한은 없으며, 용도에 따라서 적절한 기공 직경 및 기공율을 선택할 수 있다. 예컨대 DPF(디젤 미립자 필터)에 이용할 때의 바람직한 기공율은 30∼90%의 범위이다. 기공율이 30% 미만이면 압력 손실이 지나치게 크고, 90%를 넘으면 세라믹체로서의 강도가 부족하다. In the firing step (S50), a pore forming agent composed of starch or a mixture of starch and foamed resin is burned to form a porous ceramic body. The ceramic honeycomb structure produced by the present invention has pores in the ceramic body. The porosity and the pore diameter are not particularly limited, and appropriate pore diameter and porosity can be selected according to the application. For example, when used in a DPF (diesel particulate filter), a preferable porosity is in the range of 30 to 90%. If the porosity is less than 30%, the pressure loss is too large, and if it exceeds 90%, the strength as a ceramic body is insufficient.

본 발명에 의해서 제조되는 세라믹 허니컴 구조체(10)는 격벽의 두께에 특별히 제한은 없지만, 격벽이 지나치게 두꺼우면 다공질의 격벽을 피처리 유체가 투과할 때의 압력 손실이 커지고, 격벽이 지나치게 얇으면 강도가 부족하므로 각각 바람직하지 않다. 격벽의 두께는 바람직하게는 30∼2000 ㎛, 더욱 바람직하게는 40∼1000 ㎛, 가장 바람직하게는 50∼500㎛의 범위이다. 또한, 셀 밀도(단위 단부면적 당 유통 구멍의 수)도 특별히 제한은 없지만, 셀 밀도가 지나치게 작으면, 벌집형 구조체로서의 강도 및 유효 GSA(기하학적 표면적)가 부족하고, 셀 밀도가 지나치게 크면, 피처리 유체가 흐르는 경우의 압력 손실이 커진다. 셀 밀도는 바람직하게는 6∼2000 셀/평방인치(0.9~311셀/㎠), 더욱 바람직하게는 50∼1000 셀/평방인치(7.8∼155 셀/㎠), 가장 바람직하게는 100∼400 셀/평방인치(15.5∼62.0 셀/㎠)의 범위이다. 또한, 셀의 단면 형상에도 특별히 제한은 없지만, 제작상의 관점에서, 삼각형, 사각형, 육각형 및 주름진 형상 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 또한, 벌집형 구조체의 단부면의 유통 구멍을 번갈아 봉한 DPF의 경우에는, 필터 면적의 관점에서 삼각형 또는 사각형이 특히 바람직하다. The ceramic honeycomb structure 10 manufactured by the present invention is not particularly limited in the thickness of the partition wall. However, if the partition wall is too thick, the pressure loss when the fluid to be treated permeates the porous partition wall becomes large. If the partition wall is too thin, Each is not preferable. The thickness of the barrier rib is preferably in the range of 30 to 2000 占 퐉, more preferably in the range of 40 to 1000 占 퐉, and most preferably in the range of 50 to 500 占 퐉. The cell density (the number of the through holes per unit end surface area) is not particularly limited. However, if the cell density is too small, the strength and the effective GSA (geometrical surface area) as honeycomb structural bodies are insufficient. If the cell density is too large, The pressure loss when the processing fluid flows becomes large. The cell density is preferably 6 to 2000 cells / square inch (0.9 to 311 cells / cm2), more preferably 50 to 1000 cells / square inch (7.8 to 155 cells / cm2), most preferably 100 to 400 cells / Square inch (15.5 to 62.0 cells / cm < 2 >). The cross-sectional shape of the cell is not particularly limited, but from the viewpoint of production, it is preferable to use any one of triangular, rectangular, hexagonal, and corrugated shapes. Further, in the case of the DPF in which the flow holes of the end faces of the honeycomb structural body are alternately sealed, a triangle or a quadrangle is particularly preferable in view of the filter area.

이어서, 본 발명에 의해서 제조된 세라믹 허니컴 구조체를, 내연 기관 등의 열기관 또는 보일러 등의 연소 장치에서 배기 가스를 정화하거나, 또는 액체 연료 혹은 기체 연료를 개질하는 촉매 담체(carrier)로서 이용하고자 하는 경우, 세라믹 허니컴 구조체(10)의 벽(14)에 촉매, 예컨대 촉매능을 갖는 귀금속이나 일반금속을 포함하는 촉매층(18)을 형성한다. 상기 촉매층(18)을 형성하는 종래의 방법은 촉매 슬러리를 다공질 세라믹체에 워시코트하여 건조, 소성함으로써 촉매층을 형성할 수 있다. 촉매능을 갖는 금속 중 대표적인 것으로는 Pt, Pd, Rh 등의 귀금속과 Fe, Cu 등의 일반금속을 들 수 있으며, 이들 중 적어도 1종을 수반하는 것이 바람직하다. When the ceramic honeycomb structure manufactured by the present invention is to be used as a catalyst carrier for purifying exhaust gas or modifying a liquid fuel or a gaseous fuel in a combustion apparatus such as a heat engine such as an internal combustion engine or a boiler A catalyst layer 18 including a noble metal or a common metal having a catalytic function, for example, is formed on the wall 14 of the ceramic honeycomb structure 10. In the conventional method of forming the catalyst layer 18, a catalyst layer can be formed by wash-coating a catalyst slurry on a porous ceramic body, followed by drying and firing. Representative examples of metals having catalytic activity include noble metals such as Pt, Pd and Rh and common metals such as Fe and Cu, and it is preferable to carry at least one of them.

한편 본 발명은 세라믹 성형체(20)의 내부에 매립되는 다수 개의 가연성 봉(51)을 이용하여 셀(11)을 구획하는 격벽에 촉매층(18)을 형성함으로써 별도의 코팅 공정 없이 촉매층을 형성할 수 있다. 백금, 란티늄, 니켈, 코발트, 마그네슘 및 팔라듐으로 구성되는 군으로 선택되는 1종 이상의 귀금속과 Fe, Cu와 같은 일반 금속으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속을 포함하는 복산화물(double oxide) 이다. 또한, 상기 촉매층은 최초로 분리된 하층 및 하층 상에 포개어 지는 두 번째 분리된 중복층으로 이루어질 수도 있다. 또한, 상기 촉매층(18)은 상기 세라믹 성형체(20)를 구성하는 세라믹 또는 세라믹스를 포함한다. In the present invention, a catalyst layer can be formed without a separate coating process by forming a catalyst layer 18 on a partition wall partitioning the cells 11 by using a plurality of combustible rods 51 embedded in the ceramic formed body 20 have. A double oxide containing at least one noble metal selected from the group consisting of platinum, lanthanum, nickel, cobalt, magnesium and palladium, and at least one metal selected from the group consisting of Fe, Cu and common metals . In addition, the catalyst layer may consist of a first separated layer and a second separated layer overlapped on the lower layer. The catalyst layer 18 includes ceramics or ceramics constituting the ceramic formed body 20.

따라서 본 발명에 따라 촉매 피막층(58)이 형성된 가연성 봉(51)을 이용하여 상기 세라믹 성형체(20)를 성형하면, 도 13 내지 도 15에서 보는 바와 같이, 상기 가연성 봉(51)의 촉매 피막층(58)이 성형 과정(S30)에서 세라믹 성형체(20)로 전사되어 촉매 피막층(28)을 형성하고, 그리고 전사된 촉매 피막층(28)은 소성 과정(S50)에서 소결되어 격벽(14)에 촉매층(18)을 형성한다. 이와 같이, 본 발명은 가연성 봉(51)을 이용하여 세라믹 성형체(20)의 셀(11)을 형성하는 동시에 격벽(14)에 촉매층(18)을 형성할 수 있으므로 종래와 같은 별도의 촉매층 코팅 과정을 생략할 수 있다.Therefore, when the ceramic molded body 20 is molded using the combustible rod 51 having the catalyst coat layer 58 formed thereon according to the present invention, as shown in FIGS. 13 to 15, the catalyst coat layer 51 of the combustible rod 51 58 are transferred to the ceramic formed body 20 in the forming process S30 to form a catalyst coat layer 28. The transferred catalyst coat layer 28 is sintered in a sintering process S50 to form a catalyst layer 18 are formed. As described above, according to the present invention, since the cell 11 of the ceramic formed body 20 can be formed using the combustible rod 51 and the catalyst layer 18 can be formed on the partition wall 14, Can be omitted.

또한, 본 발명에 따라 제조된 세라믹 허니컴 구조체를 디젤 미립자 필터(이하 DPF라 함) 등의 필터에 이용하는 경우에는, 셀(11) 중 소정의 셀에 대해서는 그 개구부를 일 측 단부면(13)에서 밀봉하고, 나머지의 셀(11)에 대해서는 그 개구부의 다른 쪽 단부면(15)에서 밀봉한다. 이와 같이 구성함으로써, 세라믹 허니컴 구조체 필터로서 이용하는 경우에, 피처리 유체는 예컨대 일 측 단부(13)에서 개구되어 있는 셀(11)로 유입되고, 다공질의 격벽(15)을 지나, 타 측 단부(15)에서 개구되어 있는 셀(11)에서 배출되며, 이때 격벽(14)이 필터로 되어 큰 여과 면적을 확보할 수 있다. 이러한 셀의 밀봉은 밀봉을 하지 않은 유통 구멍을 마스킹하고, 밀봉에 사용되는 원료를 세라믹 허니컴 구조체의 개구 단부면에 슬러리형으로 제공하고, 건조후 소성함으로써 행할 수 있다.Further, when the ceramic honeycomb structure manufactured according to the present invention is used for a filter such as a diesel particulate filter (hereinafter referred to as DPF), the opening of the predetermined cell of the cell 11, And the remaining cells 11 are sealed at the other end face 15 of the opening portion. The treatment fluid flows into the cell 11 which is opened at the one end portion 13 and passes through the porous partition 15 to the other end portion 15, and at this time, the partition wall 14 becomes a filter, and a large filtration area can be ensured. The sealing of such a cell can be performed by masking the non-sealed flow holes and providing the raw material used for sealing to the opening end face of the ceramic honeycomb structure in a slurry form, followed by drying and firing.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시 예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시 예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It is to be understood that both the technical idea and the technical spirit of the invention are included in the scope of the present invention.

10: 세라믹 허니컴 구조체 11: 셀
12: 외부 표면 13, 15: 단부면
14: 격벽 18: 촉매층
20: 세라믹 성형체 22: 외부 표면
23,25: 단부면 28: 촉매층
50: 성형틀 51: 가연성 봉
52: 측판 53: 하판
54: 하판블록 54: 하판 블록
56: 상판 57: 관통홀
58: 촉매 피막층 59: 테이퍼
60: 프레스 장치 62: 지지대
63: 베이스 65: 가압플레이트
80: 가마
10: Ceramic honeycomb structure 11:
12: outer surface 13, 15: end face
14: partition wall 18: catalyst layer
20: ceramic formed body 22: outer surface
23, 25: end face 28: catalyst layer
50: Molding frame 51: Flammable rod
52: side plate 53: bottom plate
54: lower plate block 54: lower plate block
56: upper plate 57: through hole
58: catalyst coating layer 59: taper
60: Press apparatus 62: Support
63: base 65: pressure plate
80: kiln

Claims (6)

세라믹 원료와 가공 조제를 포함하는 성형 원료를 반죽하여 배토를 얻는 공정과;
일정한 형태의 세라믹 성형체를 성형하기 위해서 세라믹 성형체의 외부 표면을 형성하는 측판과, 세라믹 성형체의 일 측 단부면을 형성하는 상판과, 타 측 단부면을 형성하는 하판과 상기 일 측 단부면과 타 측 단부면을 관통하여 연장되고 외주 면에 Pt, Pd, Rh 중의 귀금속과 Fe, Cu 등의 일반금속 중에서 적어도 하나의 금속을 포함하는 촉매 피막층이 형성된 다수 개의 가연성 봉을 포함하는 성형틀을 준비하는 공정과;
상기한 성형 원료로 이루어진 배토를 상기 성형틀에 주입하고 상기 상판을 가압하여 상기 가연성 봉의 상단이 상판의 관통 홀을 관통하도록 하여 세라믹 성형체의 내부에 다수 개의 가연성 봉이 매립된 세라믹 성형체를 성형하는 공정과;
상기 세라믹 성형체를 건조하여 상기 가연성 봉의 촉매 피막층을 상기 세라믹 성형체의 내부에 전사하여 세라믹 건조체를 얻는 공정과;
상기 세라믹 건조체를 소성함과 아울러 상기 세라믹 건조체의 내부에 매립된 가연성 봉을 연소시켜 다수 개의 격벽에 의해 구획되는 다수 개의 셀을 형성하는 동시에 상기 격벽에 촉매층이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 세라믹 허니컴 구조체의 제조방법.
Kneading a molding material including a ceramic raw material and a processing aid to obtain clay;
A side plate that forms an outer surface of the ceramic formed body to form a certain shaped ceramic formed body; an upper plate that forms one end surface of the ceramic formed body; a lower plate that forms the other end surface; Preparing a molding frame including a plurality of combustible rods extending through the end face and having a catalyst coat layer formed on the outer circumferential surface thereof, the catalyst coat layer including a noble metal of Pt, Pd and Rh and at least one of common metals such as Fe and Cu; and;
Molding a ceramic formed body in which a plurality of flammable rods are embedded in a ceramic formed body by injecting clay made of the molding material into the forming mold and pressing the upper plate to penetrate the upper end of the combustible rod through the through holes of the upper plate; ;
Drying the ceramic formed body to transfer the catalyst coat layer of the combustible rod to the inside of the ceramic formed body to obtain a ceramic dried body;
A plurality of cells partitioned by a plurality of barrier ribs are formed by burning a combustible rod embedded in the ceramic dried body, and a catalyst layer is formed on the barrier ribs. [7] The ceramic honeycomb structure according to claim 1, ≪ / RTI >
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 가연성 봉은 사각형, 원형, 타원형의 단면 형상을 갖는 봉으로, 상기 하판에 일정 간격으로 배열되어 있고, 상기 상판에 형성된 관통 홀을 관통하여 상판에 결합하는 것을 특징으로 하는 세라믹 허니컴 구조체의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the combustible rod is a rod having a rectangular, circular, or elliptical cross-sectional shape and arranged at regular intervals on the lower plate, and is coupled to the upper plate through a through hole formed in the upper plate.
삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020120095614A 2012-08-30 2012-08-30 Method for producing ceramic honeycomb structure KR101403157B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120095614A KR101403157B1 (en) 2012-08-30 2012-08-30 Method for producing ceramic honeycomb structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120095614A KR101403157B1 (en) 2012-08-30 2012-08-30 Method for producing ceramic honeycomb structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140029831A KR20140029831A (en) 2014-03-11
KR101403157B1 true KR101403157B1 (en) 2014-06-27

Family

ID=50642631

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120095614A KR101403157B1 (en) 2012-08-30 2012-08-30 Method for producing ceramic honeycomb structure

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101403157B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010061920A (en) * 1999-07-16 2001-07-07 추후 Metal catalysts
JP2005022162A (en) * 2003-06-30 2005-01-27 Kikusui Chemical Industries Co Ltd Hole forming member of ceramic baked body and manufacturing method for ceramic baked body having holes

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010061920A (en) * 1999-07-16 2001-07-07 추후 Metal catalysts
JP2005022162A (en) * 2003-06-30 2005-01-27 Kikusui Chemical Industries Co Ltd Hole forming member of ceramic baked body and manufacturing method for ceramic baked body having holes

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140029831A (en) 2014-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8057568B2 (en) Extruded porous substrate and products using the same
US7611560B2 (en) Method of manufacturing plugged honeycomb structure, and plugged honeycomb structure
US7208108B2 (en) Method for producing porous ceramic article
JP4870657B2 (en) Ceramic honeycomb structure and manufacturing method thereof
US8057766B2 (en) Exhaust gas purifying apparatus and method for purifying exhaust gas
CN1795037B (en) Sealed honeycomb structure and method of producing the same
EP2062636A1 (en) Honeycomb structured body and method for manufacturing the same
EP2105183B1 (en) Honeycomb filter
JP2004283669A (en) Honeycomb structure
US20080178992A1 (en) Porous Substrate and Method of Fabricating the Same
KR20080068114A (en) System for extruding a porous substrate
KR20140028705A (en) Method for producing ceramic honeycomb structure
CN113443914A (en) Method for producing silicon carbide-containing honeycomb structure
JP2012188346A (en) Method for firing honeycomb mold, honeycomb structure obtained by using the same and gas treating apparatus with the same
JP2009255037A (en) Honeycomb structure
EP2105181B1 (en) Honeycomb structured body
AU2007284302B2 (en) An extruded porous substrate having inorganic bonds
WO2015023554A1 (en) Method and apparatus for thermally debindering a cellular ceramic green body
US7993740B2 (en) Honeycomb structure
JP2014194172A (en) Ceramic filter
KR101807833B1 (en) A process for the preparation of ceramic honeycomb catalyst supporter having a low coefficient of expansion and the ceramic honeycomb catalyst supporter prepared therefrom
KR101403157B1 (en) Method for producing ceramic honeycomb structure
JP2004322082A (en) Ceramic honeycomb filter
KR101234445B1 (en) Ceramic filter composition for purifying exhaust gas and manufacturing method of ceramic honeycomb filter
KR100891956B1 (en) Silicon Carbide-Sintering Paste Composition Containing Mulite-based Hollow Sphere and Process for Preparation of Porous Silicon Carbide Filter Using the Same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170529

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee