KR101430205B1 - 성형체 조립체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 성형체 조립체에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 길이방향으로 연장된 다수의 면을 갖는 성형체; 각각 성형체의 표면에 대응하는 제 1 부재 및 제 1 부재에서 연장되어 성형체의 또 다른 표면에 대응하는 제 2 부재를 갖는 제 1 지그 및 제 2 지그; 및 상기 제 1 지그 및 제 2 지그에 압력을 제공하는 다수의 압력인가수단을 포함하되, 상기 압력인가수단은 상기 각 지그의 제 1 부재 및 제 2 부재의 외주면에 소정 높이로 형성된 고정편; 상기 고정편 상에 위치하여 각 지그에 압력을 가하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하고, 본 발명에 따른 성형체 조립체는 건조과정 중 성형체의 뒤틀림 및 변형이 발생하지 않는다.
세라믹 성형체, 허니컴, 건조, 지그, 탄성부재

Description

성형체 조립체{Formed article assembly}
본 발명은 성형체 조립체에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 성형체를 건조하는 과정에서 성형체의 각 면에 균일한 압력을 인가하여 성형체의 구부러짐 및 채널 형상의 변형을 방지하는 성형체 조립체에 관한 것이다.
일반적으로 압출공정을 마친 고온의 성형체는 건조과정을 거치게 된다.
이때 성형체의 형상을 유지하며 건조를 시키기 위하여 성형체의 형상을 지지하는 고정구에 성형체를 장착하여, 건조과정 중 성형체의 뒤틀림 및 변형을 방지하게 된다.
허니컴 형상의 세라믹 성형체는 촉매 담체 및 각 종 필터로 넓게 사용되고 있다.
특히 최근에는 디젤엔진으로부터 배출되는 입자 상태의 물질을 포집하기 위한 필터(DPF: Diesel Particulate Filter)로 허니컴 형상의 세라믹 성형체를 사용하고 있다.
이러한 허니컴 형상의 세라믹 성형체는 세라믹 분말 및 바인더의 혼합물을 압출성형의 방법으로 허니컴 형상의 세라믹 성형체를 제조하고, 고온으로 압출된 세라믹 성형체는 건조과정을 거친 후 일정 크기로 절단하고 소성하여 제조된다.
이때 압출공정을 거친 세라믹 성형체는 건조과정 중에 성형체의 표면부와 내부의 수분량의 차이가 발생하여 성형체에 큰 휘어짐이 발생하거나 크랙(crack)이 발생하는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 세라믹 성형체의 길이방향으로 건조용 지그를 밀착하여 건조과정 중 세라믹 성형체의 휘어짐 및 크랙을 방지하는 기술이 발전되어 왔다.
일본공개특허 제 2001-130973호는 압력인가수단을 갖는 위 지그와 아래 지그로 세라믹 성형체를 밀착하고, 압력인가수단을 통하여 세라믹 성형체에 압력을 가하며 건조시키는 방법이 개시되어 있다.
그러나 이러한 구성은 압력인가수단이 성형체의 모서리가 위치하는 곳에 설치되어 있어, 건조과정 중 성형체의 모서리 부분에 집중응력을 가하게 되어 모서리 부분으로부터 변형이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 성형체의 각 면에 균일한 압력을 가하여 건조과정 중 성형체의 뒤트림 및 휘어짐 등을 방지할 수 있는 성형체 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 성형체 조립체는, 길이방향으로 연장된 다수의 면을 갖는 성형체; 각각 성형체의 표면에 대응하는 제 1 부재 및 제 1 부재에서 연장되어 성형체의 또 다른 표면에 대응하는 제 2 부재를 갖는 제 1 지그 및 제 2 지그; 및 상기 제 1 지그 및 제 2 지그에 압력을 제공하는 다수의 압력인가수단을 포함하고, 상기 압력인가수단은 상기 각 지그의 제 1 부재 및 제 2 부재의 외주면에 소정 높이로 형성된 고정편; 상기 고정편 상에 위치하여 각 지그에 압력을 가하는 탄성부재를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따른 성형체 조립체의 고정편은 탄성부재를 수용할 수 있는, 소정 폭 및 깊이를 갖는 안착부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따른 성형체 조립체의 안착부는 곡면으로 이루어진 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 일 측면에 따른 성형체 조립체의 성형체를 원하는 크기로 수축이 이루어질 수 있도록, 제 1 지그의 제 1 부재 및 제 2 부재의 선단부 내측부 에는 길이방향으로 형성된 걸림홈을 구비하여, 각 걸림홈내에 제 2 지그의 제 2 부재 및 제 1 부재의 선단부가 각각 대응되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따른 성형체 조립체는 상기 탄성부재의 종단부에 탄성부재의 길이를 조정할 수 있는 조정수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.
이때 성형체를 원하는 크기로 수축이 이루어질 수 있도록 하는 다른 예로는, 제 1 지그의 제 2 부재 및 제 2 지그의 제 2 부재의 선단부 내측부에 길이 방향의 걸림 홈이 형성되어 있어 각 걸림홈 내에 제 2 지그의 제 1 부재의 선단부 및 제 1 지그의 제 1 부재 선단부가 각각 대응되는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 성형체 조립체는 건조과정 중 휘어짐 및 균열이 발생하지 않으며, 원하는 크기로 성형체를 수축시킬 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 성형체 조립체를 첨부된 도면을 참고하여 구체적으로 설명한다.
본 발명에 따른 성형체 조립체는 다양한 성형체에 적용되나, 이하 설명의 편의상 세라믹 성형체에 제한하여 설명한다.
도 1 은 본 실시예에 따른 제 1 지그(110), 제 2 지그(120) 및 세라믹 성형체(150)의 분해 사시도이다.
도 2 는 본 실시예에 따른 성형체 조립체의 사시도이고, 도 3 은 도 2 의 성형체 조립체의 평면도이다.
본 실시예에서 상기 세라믹 성형체(150)는 압출 공정을 거친 후 고온의 상태이며, 내부에 길이방향으로 관통하는 복수의 채널이 형성되어 있고, 4 면으로 이루어져 있는 경우로 설명한다.
상기 제 1 지그(110)는 상기 세라믹 성형체(150)의 표면에 대응하는 제 1 부재(112) 및 제 1 부재에서 연장되어 세라믹 성형체(150)의 또 다른 표면에 대응하는 제 2 부재(114)로 이루어진다.
상기 제 1 지그(110)에 대응하여, 상기 제 2 지그는(120)는 세라믹 성형체(150)의 표면에 대응하는 제 1 부재(122) 및 제 1 부재에서 연장되어 세라믹 성형체(150)의 또 다른 표면에 대응하는 제 2 부재(124)로 이루어진다..
이때 상기 제 1 지그(110) 및 제 2 지그(120)에 압력을 제공하는 다수의 압력인가수단을 포함한다.
도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 지그(110) 및 제 2 지그(120)에 의해 형성된 공간에 상기 세라믹 성형체(150)가 수용되고, 압력인가수단에 의해 가해진 압력이 제 1 및 제 2 지그를 통하여 세라믹 성형체에 전달되는 것이 바람직하다.
본 실시예에서 상기 압력인가수단은 탄성부재(130)인 것이 바람직하다.
상기 탄성부재(130)는 탄성을 지닌 통상의 재질로 형성되며, 특히 고무로 형 성되는 것이 바람직하다.
상기 탄성부재로 각 지그에 일정한 압력을 인가하기 위하여, 상기 각 지그의 제 1 부재 및 제 2 부재의 외주면에는 소정 높이의 고정편(116, 126)이 형성되어, 상기 탄성부재가 고정편 상에 위치한다.
이때 고정편의 높이는 제 1 지그 및 제 2 지그에 의해 형성된 공간에 수용되는 세라믹 성형체의 크기를 고려하여 설정할 수 있고, 특히, 성형체의 각 면이 만나는 모서리부에 탄성부재에 의한 압력이 직접 인가되는 것을 방지하기 위하여, 각 지그의 모서리부와 이격되도록 탄성부재를 고정편상에 권취하는 것이 바람직하다.
한편 건조과정 동안에 탄성부재(130)가 좌우로 이탈되지 않도록 위치를 고정하는 것이 바람직하다.
본 실시예에서는 각 고정편(116, 126)의 상부에 형성되며, 소정 폭 및 깊이를 갖는 안착부(118, 128)를 포함하여, 상기 안착부 내에 탄성부재를 수용하는 것이 바람직하다.
상기 안착부의 폭 및 깊이는 탄성부재의 폭 및 두께 등을 종합적으로 고려하여 설정하는 것이 바람직하다.
또한 상기 탄성부재는 안착부에 수용되어 각 지그를 전체적으로 원형으로 권취하는 것이 바람직하므로, 안착부(118, 128)는 곡면으로 이루어진다.
따라서 탄성부재는 각 지그에 균일한 압력을 인가하게 되고, 이후 각 지그를 통하여 세라믹 성형체의 각 면에 균일한 압력이 전달되는 것이다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 탄성부재(130)는 세라믹 성형체의 길이 등을 고 려하여 적절한 수로 선정하는 것이 바람직하다.
본 실시예에 따른 세라믹 성형체는 탄성부재(130)의 종단부에, 상기 안착부 상에 권취된 탄성부재의 길이를 조정할 수 있는 조정수단을 더 포함한다.
상기 조정수단은 다양한 방법, 예를 들면, 탄성부재의 양 종단부에 대응되도록 벨크로 테이프를 부착하거나, 탄성부재의 양 종단부에 버클을 장착하여 안착부에 권취되는 탄성부재의 길이를 조정하는 것이 바람직하다.
도 2 는 조정수단 중 일례로 벨크로 테이프가 부착된 경우를 도시한 것이다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 탄성부재의 양 종단부(132a, 132b)에 벨크로 테이프가 부착되어 세라믹 성형체의 크기에 따라 탄성부재의 길이를 조절할 수 있다.
도 4 은 건조과정 초기의 성형체 조립체를 나타낸 정면도이고, 도 5 는 건조과정이 끝난 후에 성형체 조립체를 나타낸 정면도이다.
도 4 에 도시된 바와 같이, 건조과정 초기에는 세라믹 성형체가 수축된 것을 고려하여, 각 지그의 제 1 부재 및 제 2 부재는 세라믹 성형체의 각 면의 일부에 대응되도록 밀착되어 있는 것이 바람직하다.
건조과정이 이루어지는 동안, 탄성부재(130)로부터 인가된 압력이 세라믹 성형체의 각 면에 균일하게 전달되며, 건조과정 중 세라믹 성형체는 수분이 증발하며 점차 수축하게 된다.
건조과정 초기에 세라믹 성형체의 각 면의 일부에 대응되도록 밀착된 제 1 지그 및 제 2 지그는 세라믹 성형체가 수축하면서 각 선단부가 대응되면서 거리가 가까워지게 된다.
도 4 에 도시된 바와 같이, 제 1 지그 및 제 2 지그의 거리가 가까워지면서 건조과정이 완료되는 시점에는 제 1 지그 및 제 2 지그의 각 선단부가 결합되어, 세라믹 성형체의 각 면에 전부 대응하게 된다.
이러한 경우에 제 1 지그 및 제 2 지그의 선단부가 정확히 결합되는 것이 바람직하다.
도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 제 1 지그 및 제 2 지그의 선단부가 정확히 결합되도록 하기 위하여, 제 1 지그(110)의 제 1 부재(112) 및 제 2 부재(114)의 선단부 내측부에는 길이방향으로 형성된 걸림홈(112a, 114a)을 구비하여, 각 걸림홈내에 제 2 지그의 제 2 부재(124) 및 제 1 부재(122)의 선단부가 각각 대응된다.
또한 도면에는 도시하지 않았으나, 제 1 지그의 제 2 부재 및 제 2 지그의 제 2 부재의 선단부 내측부에 길이 방향의 걸림 홈이 형성되어 있어 각 걸림홈 내에 제 2 지그의 제 1 부재의 선단부 및 제 1 지그의 제 1 부재 선단부가 각각 대응 될 수 있다.
즉, 어느 한 지그의 제 1 부재 및 제 2 부재의 선단부에 걸림홈을 형성할 수 있고, 제 1 및 제 2 지그에 걸림홈을 각각 구비할 수도 있다.
이러한 걸림홈(112a, 114a)은 제 1 지그 및 제 2 지그가 정확히 결합하여, 건조과정 중 세라믹 성형체가 수축하는 경우에 뒤클림 및 변형을 방지하도록 하고, 걸림홈의 깊이 등을 조절하여 세라믹 성형체의 수축한계를 조정할 수 있다.
이하, 세라믹 성형체의 건조과정을 구체적으로 살펴보면,
압출과정을 마친 세라믹 성형체의 각 면에 대응되도록 제 1 지그 및 제 2 지그를 배치시킨다.
이 후 고정편에 형성된 안착부에 탄성부재를 수용하여, 제 1 지그 및 제 2 지그를 상기 탄성부재를 사용하여 권취하고, 상기 탄성부재의 길이 조정수단을 통하여 적정한 길이로 조정하는 것이 바람직하다.
이 후 마이크로파를 이용한 1 차 건조 및 열풍을 이용한 2 차 건조를 진행하는 것이 바람직하다. 특히, 본 실시예에 따른 성형체 조립체는 마이크로파를 이용한 1차 건조 후, 열풍을 이용한 2차 건조시에만 사용되는 것이 바람직하다.
건조가 전혀 이루어지지 않은 성형체에 지그를 적용할 경우 압력인가수단에 의해 쉽게 변형이 일어날 수 있기 때문이다.
즉 마이크로파를 이용하여 성형체에 포함된 소량의 수분을 건조한 후, 상기 성형체 조립체를 사용하여 열풍 건조과정을 진행시키는 것이 바람직하다.
열풍 건조 과정 중 탄성부재에 의해 가해진 압력이 제 1 지그 및 제 2 지그를 통하여 세라믹 성형체의 각 면에 균일하게 전달되는 것이 바람직하다.
특히, 탄성부재를 각 지그의 모서리 부분과 이격하여 권취함으로써, 건조과정 중 세라믹 성형체의 모서리부에 압력을 가하지 않도록 하여 세라믹 성형체의 균열 및 변형을 방지하는 것이 바람직하다.
건조과정이 완료되는 시점에는 제 1 지그 및 제 2 지그의 각 선단부가 걸림홈에 대응하여 결합되므로, 건조과정 전체에 걸쳐 세라믹 성형체의 뒤틀림 및 변형 이 발생하지 않는 것이다.
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 지그 및 성형체의 분해사시도.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형체 조립체의 사시도.
도 3 는 도 2 의 성형체 조립체의 평면도.
도 4 은 본 발명의 일 실시예에 따른 성형체 조립체를 통한 건조공정의 초기상태를 나타내는 정면도.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형체 조립체를 통한 건조공정의 최종상태를 나타내는 정면도.

Claims (6)

  1. 길이방향으로 연장된 다수의 면을 갖는 성형체;
    각각 성형체의 표면에 대응하는 제 1 부재 및 제 1 부재에서 연장되어 성형체의 또 다른 표면에 대응하는 제 2 부재를 갖는 제 1 지그 및 제 2 지그; 및
    상기 제 1 지그 및 제 2 지그에 압력을 제공하는 다수의 압력인가수단을 포함하고,
    상기 압력인가수단은,
    소정의 폭과 깊이를 갖는 안착부를 구비하며, 상기 각 지그의 제 1 부재 및 제 2 부재의 외주면에 소정 높이로 형성된 고정편; 및
    상기 고정편의 안착부에 수용되어 각 지그에 압력을 가하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형체 조립체.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 안착부는 곡면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 성형체 조립체.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 지그의 제 1 부재 및 제 2 부재의 선단부 내측부에는 길이방향으로 형성된 걸림홈을 구비하여, 각 걸림홈내에 제 2 지그의 제 2 부재 및 제 1 부재의 선단부가 각각 대응되는 것을 특징으로 하는 성형체 조립체.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 지그의 제 2 부재 및 제 2 지그의 제 2 부재의 선단부 내측부에 길이 방향의 걸림 홈이 형성되어 있어 각 걸림홈 내에 제 2 지그의 제 1 부재의 선단부 및 제 1 지그의 제 1 부재 선단부가 각각 대응되는 것을 특징으로 하는 성형체 조립체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성부재의 종단부에 탄성부재의 길이를 조정할 수 있는 조정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 성형체 조립체.
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