KR102416115B1 - 세라믹 촉매 담지체 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 세라믹 촉매 담지체에 관한 것으로써, 보다 상세하게는, 평판형 지지체의 일면에 한 쌍으로 형성되는 격벽체가 위치됨으로써 기계적 강도 및 내구성을 향상시킬 수 있는 세라믹 촉매 담지체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
또한, 기공률을 향상시킨 다공성 폼이 제공되고, 상기 다공성 폼의 표면에 촉매제가 코팅되어 촉매제가 활성화되는 표면적이 향상됨으로써 오염물질 정화가 효과적으로 될 수 있는 세라믹 촉매 담지체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
또한, 기공률을 향상시킨 다공성 폼이 제공되고, 상기 다공성 폼의 표면에 촉매제가 코팅되어 촉매제가 활성화되는 표면적이 향상됨으로써 오염물질 정화가 효과적으로 될 수 있는 세라믹 촉매 담지체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 세라믹 촉매 담지체에 관한 것으로써, 보다 상세하게는, 평판형 지지체의 일면에 한 쌍으로 형성되는 격벽체가 위치됨으로써 기계적 강도 및 내구성을 향상시킬 수 있는 세라믹 촉매 담지체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
또한, 기공률을 향상시킨 다공성 폼이 제공되고, 상기 다공성 폼의 표면에 촉매제가 코팅되어 촉매제가 활성화되는 표면적이 향상됨으로써 오염물질 정화가 효과적으로 될 수 있는 세라믹 촉매 담지체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 산업의 발전이 빠르게 이루지고, 그에 따라 에너지의 사용량이 증가함으로써 환경오염문제가 심각하게 대두되고 있으며 이를 방지하기 위한 다양한 기술들이 개발 적용되고 있다. 그 중 촉매기술을 이용하는 방법과 분리 및 정제 기술을 활용하는 방법이 개발되고 있는데, 특히 수질 및 대기 오염물질 정화 분야에서 촉매기술은 매우 큰 비중을 차지하고 있다.
여기서, 정화 분야에서의 담지체는 구성재료에 따라 크게 금속계와 세라믹계로 나눌 수 있으며, 열악한 환경에서 적용되는 특성상 화학적 안정성이 뛰어난 세라믹 담지체가 가장 많이 이용되고 있다. 담지체는 촉매가 활성화될 수 있도록 하는 지지체 역할만을 수행하고, 담지체 자체가 촉매활성을 별도로 갖지 않는다.
한편, 오염물질인 VOCs, NOx의 제거, 향균 및 멸균 등과 같이 대기 환경을 정화시키기 위해서는 촉매를 활성화 시킬 수 있는 조건을 최대한으로 향상시키는 것이 촉매를 이용한 정화 장치의 효율을 결정하는 가장 중요한 요인 중에 하나이다.
종래의 세라믹 촉매 담지체의 경우, 세라믹 담지체의 기공이 형성되고, 세라믹 담지체에 촉매활성물질 또는 조촉매와 촉매활성물질이 혼합된 담지층이 코팅되어 채널 내부로 광이 들어가게 됨으로써 촉매를 활성화시켜 대기의 오염물질이 정화될 수 있도록 하였다.
그러나, 이러한 종래의 세라믹 촉매 담지체의 경우, 담지체 내부로 광이 들어가는데 한계가 있어 광반응에 의한 촉매제의 활성화 효율이 떨어지는 문제점이 있었고, 특히 오염물질 정화가 효과적으로 되지 않는다는 문제점을 가지고 있었다.
또한, 담지체 자체의 표면적 증가에 한계가 있어 촉매제를 코팅시킬 수 있는 담지체의 표면적이 작다는 문제점을 가지고 있었다.
그리고, 담지체의 세라믹 폼의 기공크기 및 기공률이 증가되면 기계적 강도가 급격하게 떨어진다는 문제점을 가지고 있으며, 특히 촉매 담지체의 내구성이 약하고 파손될 우려가 있다는 문제점을 가지고 있었다.
이에 본 발명자는 상술한 종래의 세라믹 촉매 담지체가 가지는 문제점을 해소하기 위하여, 평판형 지지체의 일면에 한 쌍으로 형성되는 격벽체가 위치됨으로써 기계적 강도 및 내구성을 향상시킬 수 있는 세라믹 촉매 담지체 및 그 제조 방법을 개발하기에 이르렀다.
또한, 기공률을 향상시킨 다공성 폼이 제공되고, 상기 다공성 폼의 표면에 촉매제가 코팅되어 촉매제가 활성화되는 표면적이 증가됨으로써 오염물질 정화가 효과적으로 될 수 있는 세라믹 촉매 담지체 및 그 제조 방법을 개발하기에 이르렀다.
본 발명의 목적은, 기공률을 향상시킨 다공성 폼이 제공되어 세라믹 촉매 담지체 내부로 광이 충분히 들어올 수 있게 함으로써 광반응에 의한 촉매제의 활성화 효율을 향상시킬 수 있고, 오염물질 정화가 효과적으로 될 수 있도록 하는 세라믹 촉매 담지체 및 그 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 일 실시예에 따른 본 발명의 목적은, 다공성 폼의 표면에 촉매제가 코팅됨으로써 촉매제가 코팅되는 표면적이 증가될 수 있도록 하는 세라믹 촉매 담지체 및 그 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.
특히, 일 실시예에 따른 본 발명의 목적은, 평판형 지지체의 일면에 한 쌍으로 형성되는 격벽체가 위치됨으로써 기계적 강도 및 내구성을 향상시키고 파손이 방지될 수 있도록 하는 세라믹 촉매 담지체 및 그 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 따른 세라믹 촉매 담지체는, 평판형 지지체, 한 쌍으로 형성되어 상기 평판형 지지체의 일면에 위치되는 격벽체, 상기 한 쌍의 격벽체가 사이에 제공되는 다공성 폼 및 상기 평판형 지지체와 상기 다공성 폼 사이에 제공되는 접착부재;가 포함되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 평판형 지지체 및 상기 격벽체는, 복수의 세라믹 그린 시트(green sheet)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 평판형 지지체의 두께는, 0.5mm 내지 3mm인 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 격벽체 및 상기 다공성 폼의 폭의 합은, 상기 평판형 지지체의 폭과 동일한 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 한 쌍의 격벽체는, 상기 평판형 지지체의 양 측에 길이 방향을 따라 제공되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 다공성 폼은 일정한 온도에서 가압되어 상기 평판형 지지체 상에 접합되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 다공성 폼의 기공의 크기는, 0.5mm 내지 7mm인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 세라믹 촉매 담지체의 제조 방법은, (a) 세라믹 그린 시트를 복수개 적층하여 평판형 지지체를 제조하는 단계, (b) 상기 평판형 지지체의 일부를 절단시켜 한 쌍의 격벽체를 제조하는 단계, (c) 상기 한 쌍의 격벽체 사이에 다공성 폼을 제공하는 단계, (d) 상기 평판형 지지체와 상기 다공성 폼 사이에 접착부재를 제공하고, 40℃내지 80℃의 온도로 가압하여 성형체를 제조하는 단계 및 (e) 상기 성형체를 소결시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 세라믹 촉매 담지체의 제조 방법은, (f) 상기 다공성 폼의 표면에 촉매제를 코팅시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 다공성 폼의 기공의 크기는, 0.5mm 내지 7mm인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기공률을 향상시킨 다공성 폼이 제공되어 세라믹 촉매 담지체 내부로 광이 충분히 들어올 수 있게 함으로써 광반응에 의한 촉매제의 활성화 효율을 향상시킬 수 있고, 오염물질 정화가 효과적으로 될 수 있도록 하는 이점이 있다.
또한, 다공성 폼의 표면에 촉매제가 코팅됨으로써 촉매제가 코팅되는 표면적이 증가될 수 있도록 하는 이점이 있다.
특히, 평판형 지지체의 일면에 한 쌍으로 형성되는 격벽체가 위치됨으로써 기계적 강도 및 내구성을 향상시키고 파손이 방지될 수 있도록 하는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 촉매 담지체(100)의 형태를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 평판형 지지체(10)의 형태를 개략적으로 나타내는 전개도이다.
도 3은 도 1에 도시된 격벽체(20)의 형태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 다공성 폼(30)의 형태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 촉매 담지체(100)의 제조 방법 공정도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 촉매 담지체(100)의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 도 1에 도시된 평판형 지지체(10)의 형태를 개략적으로 나타내는 전개도이다.
도 3은 도 1에 도시된 격벽체(20)의 형태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 다공성 폼(30)의 형태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 촉매 담지체(100)의 제조 방법 공정도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 촉매 담지체(100)의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기제가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함 할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 용이하게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
<세라믹 촉매 담지체>
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 촉매 담지체(100)의 형태를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 평판형 지지체(10)의 형태를 개략적으로 나타내는 전개도이다.
또한, 도 3은 도 1에 도시된 격벽체(20)의 형태를 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 4는 도 1에 도시된 다공성 폼(30)의 형태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 촉매 담지체(100)는 평판형 지지체(10), 격벽체(20), 다공성 폼(30) 및 접착부재(40)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 도 2를 참조하면, 평판형 지지체(10)는 복수의 세라믹 그린 시트(1)를 포함하여 형성될 수 있고, 이때 평판형 지지체(10)는 0.5mm 내지 3mm의 두께를 가질 수 있다.
평판형 지지체(10)가 0.5mm미만의 두께를 가질 경우, 평판형 지지체(10)의 기계적 강도가 저하되어 세라믹 촉매 담지체(100)의 내구성이 약해질 수 있다.
반면 평판형 지지체(10)가 3mm를 초과하는 두께를 가질 경우, 평판형 지지체(10)를 공정하는데 드는 비용과 시간이 늘어나고, 이에 따라 평판형 지지체(10)의 생산성이 저하될 수 있다.
따라서, 세라믹 촉매 담지체(100)에 세라믹 그린 시트(1)가 복수 개로 적층된 평판형 지지체(10)가 포함됨으로써 세라믹 촉매 담지체(100)의 기계적 강도 및 내구성이 향상되고, 이에 따라 세라믹 촉매 담지체(100)의 파손이 방지될 수 있다.
다음으로, 도 3을 참조하면, 격벽체(20)는 복수의 세라믹 그린 시트(1)를 포함하여 한 쌍으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 세라믹 그린 시트(1)가 6장이 적층되어 한 쌍의 격벽체(20)가 형성될 수 있고, 이때 격벽체(20)는 2mm의 두께를 가질 수 있다.
또한, 격벽체(20)는 평판형 지지체(10)의 양측에 길이 방향을 따라 제공될 수 있고, 평판형 지지체(10)의 일면에 대칭되게 위치되어 평판형 지지체(10)의 가장자리 쪽에 위치될 수 있다.
예를 들어, 평판형 지지체(10) 및 격벽체(20)의 밑면의 형태가 직사각형으로 제공되면, 격벽체(20)에서 길이가 긴 가로방향의 모서리는 평판형 지지체(10)에서 길이가 긴 가로방향의 모서리를 따라 위치될 수 있고, 이때 평판형 지지체(10)의 양측에 있는 가로 방향의 모서리를 따라 격벽체(20)가 제공될 수 있다.
따라서, 세라믹 촉매 담지체(100)에 한 쌍으로 형성된 격벽체(20)가 평판형 지지체(100)의 일면에 위치됨으로써 세라믹 촉매 담지체(100)의 기계적 강도 및 내구성을 향상시킬 수 있고, 후술되는 다공성 폼(30)이 일정한 온도에서 가압될 때 형태가 변형되는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 도 4를 참조하면, 다공성 폼(30)은 복수의 기공(3)을 가질 수 있고, 기공(3)은 0.5mm 내지 7mm의 크기를 가짐으로써 다공성 폼(30)의 기공률을 향상시킬 수 있다.
기공(3)이 0.5mm미만의 크기를 가지게 되면, 다공성 폼(30)의 기공률이 저하되어 세라믹 촉매 담지체(100) 내부로 충분한 광이 들어오지 못하고, 이로 인해 광반응을 하는 촉매제의 활성화 효율이 저하됨으로써 세라믹 촉매 담지체(100)의 오염물질 정화가 효과적으로 되지 않을 수 있다.
반면, 기공(3)이 7mm를 초과하는 크기를 가지게 되면, 다공성 폼(30)의 기계적 강도가 급격히 저하되어 세라믹 촉매 담지체(100)의 내구성이 동시에 약해질 수 있다.
다공성 폼(30)은 일정한 온도로 가압되어 평판형 지지체(10) 상에 접합될 수 있고, 한 쌍의 격벽체(20) 사이에 제공 될 수 있으며, 여기서 격벽체(20) 및 다공성 폼(30)의 폭의 합은 평판형 지지체(10)의 폭과 동일할 수 있다.
예를 들어, 평판형 지지체(10), 격벽체(20) 및 다공성 폼(30)의 밑면의 형태가 직사각형으로 제공되면, 평판형 지지체(10)의 밑면에서 길이가 짧은 세로방향의 모서리는, 격벽체(20)의 밑면에서 길이가 짧은 세로방향의 모서리와 다공성 폼(30)의 밑면에서 길이가 짧은 세로방향의 모서리의 합과 동일할 수 있다.
또한, 다공성 폼(30)은 40℃내지 80℃의 온도로 가압되어 평판형 지지체(10)에 접합될 수 있는데 이때, 40℃미만의 온도로 가압되면 다공성 폼(30)이 평판형 지지체(10)에 완전히 접합되지 않아 세라믹 촉매 담지체(100)의 내구성이 약해질 수 있다.
반면, 80℃를 초과하는 온도로 가압되면 다공성 폼(30)의 형태가 변형되어 세라믹 촉매 담지체(100)의 오염물질 정화 기능이 저하될 수 있다.
따라서, 세라믹 촉매 담지체(100)에 기공률을 향상시킨 다공성 폼(30)이 제공됨으로써 세라믹 촉매 담지체(100) 내부로 광이 충분하게 들어올 수 있고, 이에 따라 광반응에 의한 촉매제의 활성화 효율을 향상시킬 수 있고, 세라믹 촉매 담지체(100)의 오염물질 정화가 효과적으로 될 수 있다.
다음으로, 접착부재(40)는 평판형 지지체(10)와 다공성 폼(30) 사이에 제공될 수 있고, 이때 접착부재(40)는 평판형 지지체(10)와 다공성 폼(30) 사이의 결합력을 향상시킬 수 있다.
또한, 접착부재(40)는 평판형 지지체(10) 및 격벽체(20) 사이에도 추가적으로 제공될 수 있고, 평판형 지지체(10)와 격벽체(20) 사이의 결합력을 향상시킬 수 있다.
여기서, 접착부재(40)는 유리전이온도(Tg)가 50℃미만인 고분자 바인더를 포함하고, 이로 인해 평판형 지지체(10), 격벽체(20) 및 다공성 폼(30)이 40℃내지 80℃의 온도로 가압될 때 평판형 지지체(10), 격벽체(20) 및 다공성 폼(30)의 접착력이 향상될 수 있다.
좀 더 상세하게, 평판형 지지체(10), 격벽체(20) 및 다공성 폼(30)이 40℃내지 80℃의 온도로 가압될 때, 평판형 지지체(10)와 다공성 폼(30) 사이 및 평판형 지지체(10) 및 격벽체(20) 사이에 제공되는 접착부재(40)의 고분자 바인더는 유동성을 가지고 접착력이 향상됨으로써 평판형 지지체(10), 격벽체(20) 및 다공성 폼(30)의 결합력이 향상될 수 있다.
따라서, 접착부재(40)가 평판형 지지체(10)와 다공성 폼(30) 사이에 제공됨으로써 평판형 지지체(10)와 다공성 폼(30)의 결합력을 향상시킬 수 있고, 평판형 지지체(10) 상의 다공성 폼(30)의 위치를 고정시켜줄 수 있다.
<세라믹 촉매 담지체의 제조 방법>
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 촉매 담지체(100)의 제조 방법 공정도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 촉매 담지체(100)의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, 도 5(a)에서 평판형 지지체(10)는 복수의 세라믹 그린 시트(1)를 적층시켜 제조될 수 있고, 도 5(b)에서 격벽체(20)는 복수의 세라믹 그린 시트(1)가 적층된 평판형 지지체(10')의 일부를 절단시켜 제조될 수 있다.
도 5(c)에서 다공성 폼(30)은 폴리우레탄 스펀지를 골격구조로 하여 세라믹계 슬러리에 침지시켜 제조될 수 있고, 도 5(d)에서 평판형 지지체(10), 격벽체(20), 다공성 폼(30) 및 접착부재(40)가 서로 접합됨으로써 성형체가 제조될 수 있다.
또한, 다공성 폼(30)은 0.5mm 내지 7mm의 범위 내에서 기공(3)을 형성한 뒤, 한 쌍의 격벽체(20) 사이에 제공될 수 있다.
이때, 평판형 지지체(10) 및 다공성 폼(30) 사이에는 접착부재(40)가 제공될 수 있고, 격벽체(20)와 평판형 지지체(10) 사이에도 추가적으로 접착부재(40)가 제공될 수 있다.
이어서, 도 5(b)에서는 평판형 지지체(10), 격벽체(20), 다공성 폼(30) 및 접착부재(40)가 서로 가압을 통해 접합됨으로써 세라믹 촉매 담지체(100)가 형성될 수 있다.
좀 더 상세하게 도 6을 참조하면, 세라믹 촉매 담지체(100)의 제조 방법은 세라믹 그린 시트(1)를 복수 개 적층하여 평판형 지지체(10)를 제조하는 단계(S100), 평판형 지지체(10')의 일부를 절단시켜 한 쌍의 격벽체(20)를 제조하는 단계(S200), 한 쌍의 격벽체(20) 사이에 다공성 폼(30)을 제공하는 단계(S300), 평판형 지지체(10)와 다공성 폼(30)사이에 접착부재(40)를 제공하고 40℃내지 80℃의 온도로 가압하여 성형체를 제조하는 단계(S400) 및 성형체를 소결시키는 단계(S500)를 포함할 수 있다.
먼저, 세라믹 그린 시트(1)를 제조하는 단계는 세라믹계 분말과 액상 용매를 섞어 슬러리를 만든 뒤에 테이프 캐스팅(tape casting) 방법을 사용할 수 있다.
여기서, 테이프 캐스팅 방법은 세라믹계 미분말을 알코올이나 물과 같은 액상 용매와 섞어 슬러리를 만들고, 이 슬러리를 테이프 케스터(tape caster)를 사용해 바탕 테이프(스테인레스 스틸 테이프, 기름 종이 테이프, 고분자 테이프)위에 얇게 펼친 뒤, 용매는 휘발시켜 바탕 테이프에서 떼어 냄으로써 테이프 형태의 세라믹 성형체를 만드는 방법이다.
테이프 캐스팅 방법을 통해 제조된 복수의 세라믹 그린 시트(1)는 평판형 지지체(10) 및 격벽체(20)에 포함될 수 있다.
S100단계는 평판형 지지체(10)를 제조하는 단계로써, 테이프 캐스팅 방법으로 제조된 세라믹 그린 시트(1)를 2장 이상으로 적층하여 0.5mm 내지 3mm의 두께로 제조될 수 있다.
이때, 유리전이온도(Tg)가 50℃이상인 비수계 바인더를 사용하여 평판형 지지체(10)가 제조되고, 평판형 지지체(10)에 사용되는 비수계 바인더는 폴리비닐부틸알(PVB)이나 아크릴 수지 등이 사용될 수 있다.
유리전이온도(Tg)가 50℃미만인 바인더를 사용할 경우, 일정 온도로 가압을 하는 결합 공정에서 형태가 변형되어 세라믹 촉매 담지체(100)가 파손될 수 있다.
따라서, 유리전이온도(Tg)가 50℃이상인 비수계 바인더를 사용하여 평판형 지지체(10)가 제조됨으로써 일축 가압을 이용한 결합 공정에서도 평판형 지지체(10)의 형태가 유지될 수 있고, 세라믹 촉매 담지체(100)의 내구성을 향상시키는데 도움을 줄 수 있다.
다음으로, S200단계는 격벽체(20)를 제조하는 단계로써, 세라믹 그린 시트(1)가 2장 이상 적층된 평판형 지지체(10')의 일부를 절단시켜 한 쌍의 격벽체(20)가 제조될 수 있다.
격벽체(20)는 평판형 지지체(10)에 사용되는 비수계 바인더가 동일하게 사용되어 제조될 수 있으며, 이로 인해 일축 가압을 이용한 결합 공정에서도 격벽체(20)의 형태가 유지될 수 있고, 세라믹 촉매 담지체(100)의 기계적 강도를 향상시키는데 도움을 줄 수 있다.
다음으로, S300단계는 다공성 폼(30)을 제공하는 단계로써, 한 쌍의 격벽체(20) 사이에 다공성 폼(30)이 위치될 수 있고, 이때 다공성 폼의 기공(3)의 크기는 0.5mm 내지 7mm일 수 있다.
다공성 폼(30)은 폴리우레탄 스펀지를 골격구조로 하여 세라믹계 슬러리에 침지시킨 뒤 한 쌍의 격벽체(20) 사이에 제공될 수 있고, 기공(3)의 크기를 일정범위 내로 조절시킴으로써 기공률을 향상시킬 수 있다.
S400단계는 평판형 지지체(10)와 다공성 폼(30) 사이에 접착부재(40)를 제공하고, 40℃내지 80℃의 온도로 가압하여 성형체를 제조하는 단계로써, 일정 온도로 약하게 가압하여 평판형 지지체(10) 및 다공성 폼(30)을 접합시킬 수 있다.
40℃미만의 온도로 가압할 경우, 평판형 지지체(10) 및 다공성 폼(30)의 결합력이 저하될 수 있고, 반면 80℃를 초과하는 온도로 가압할 경우, 다공성 폼(30)의 형태가 변형되어 세라믹 촉매 담지체(100)가 파손될 수 있다.
평판형 지지체(10) 및 격벽체(20) 사이에도 접착부재(40)가 추가적으로 제공될 수 있는데, 이때 접착부재(40)는 유리전이온도(Tg)가 50℃미만인 아크릴계 바인더가 사용될 수 있고, 200μm의 얇은 막으로 형성될 수 있다.
유리전이온도(Tg)가 50℃이상인 바인더를 사용할 경우, 평판형 지지체(10), 격벽체(20) 및 다공성 폼(30)을 50℃미만의 온도에서 가압할 때, 접착부재(40)는 유동성 및 접착력을 갖지 못함으로써 결합 공정이 가능하지 않고, 평판형 지지체(10) 및 다공성 폼(30)의 결합력이 저하될 수 있으며, 평판형 지지체(10) 및 격벽체(20)의 결합력도 저하될 수 있다.
예를 들어, 평판형 지지체(10) 및 다공성 폼(30)을 40℃의 온도에서 가압할 때, 접착부재(40)는 평판형 지지체(10)와 다공성 폼(30) 사이 및 평판형 지지체(10)와 격벽체(20) 사이에 제공됨으로써 평판형 지지체(10) 및 다공성 폼(30)의 결합력을 향상시킬 수 있고, 평판형 지지체(10) 및 격벽체(20)의 결합력도 향상시킬 수 있다.
이때, 평판형 지지체(10), 격벽체(20) 및 다공성 폼(30)의 형태는 그대로 유지됨으로써 세라믹 촉매 담지체(100)의 오염물질 정화가 효과적으로 될 수 있고, 세라믹 촉매 담지체(100)의 파손이 방지될 수 있다.
다음으로, S500단계는 성형체를 소결시키는 단계로써, S400에서 제조된 성형체를 1300℃ 이상의 온도에서 소결시킬 수 있는데, 여기서 소결은 성형체를 가열하여 성형체의 결합력을 향상시킬 수 있도록 할 수 있다.
여기서, 1300℃미만의 온도로 성형체를 소결할 경우 성형체를 구성하는 평판형 지지체(10), 격벽체(20), 다공성 폼(30) 및 접착부재(40)의 결합력이 저하되어 세라믹 촉매 담지체(100)의 내구성이 저하될 수 있다.
또한, 세라믹 촉매 담지체(100)의 제조 방법은 다공성 폼(30)의 표면에 촉매제를 코팅시키는 단계를 더 포함할 수 있는데 이때 촉매제는 딥 코팅(dip coating)방식으로 코팅될 수 있다.
다공성 폼(30) 표면에 촉매제가 코팅되어 촉매제가 코팅됨으로써 촉매제가 코팅되는 표면적이 증가될 수 있고, 이로 인해 촉매제 활성화 효율이 향상되어 세라믹 촉매 담지체(100)의 오염물질 정화가 효과적으로 일어날 수 있다.
이때, 다공성 폼(30)에 코팅되는 촉매제는 500℃의 온도로 열처리하여 다공성 폼(30)에 결합시킴으로써 촉매제 활성화 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 이로 인해 세라믹 촉매 담지체(100)의 정화 기능이 향상될 수 있다.
마지막으로, 세라믹 촉매 담지체(100)의 상부에 광원을 결합시키고 세라믹 촉매 담지체(100)를 실링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
세라믹 촉매 담지체(100) 상부에 광원을 결합시켜 세라믹 촉매 담지체(100) 내부로 충분한 광이 들어올 수 있도록 함으로써 광반응을 하는 촉매제의 활성화 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 세라믹 촉매 담지체(100)를 실링함으로써 세라믹 촉매 담지체(100)는 외부의 충격으로부터 보호될 수 있고, 파손이 방지될 수 있다.
상기 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 세라믹 촉매 담지체
1: 세라믹 그린 시트
3: 기공
10, 10': 평판형 지지체
20: 격벽체
30: 다공성 폼
40: 접착부재
1: 세라믹 그린 시트
3: 기공
10, 10': 평판형 지지체
20: 격벽체
30: 다공성 폼
40: 접착부재
Claims (10)
- 평판형 지지체;
한 쌍으로 형성되어 상기 평판형 지지체의 일면에 위치되는 격벽체;
상기 한 쌍의 격벽체가 사이에 제공되는 다공성 폼; 및
상기 평판형 지지체와 상기 다공성 폼 사이에 제공되는 접착부재;가 포함되고,
상기 평판형 지지체의 두께는 0.5㎜ 내지 3㎜이고,
상기 다공성 폼의 기공의 크기는 0.5㎜ 내지 7㎜인 것을 특징으로 하는,
세라믹 촉매 담지체.
- 제1항에 있어서,
상기 평판형 지지체 및 상기 격벽체는,
복수의 세라믹 그린 시트(green sheet)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
세라믹 촉매 담지체.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 격벽체 및 상기 다공성 폼의 폭의 합은,
상기 평판형 지지체의 폭과 동일한 것을 특징으로 하는,
세라믹 촉매 담지체.
- 제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 격벽체는,
상기 평판형 지지체의 양 측에 길이 방향을 따라 제공되는 것을 특징으로 하는,
세라믹 촉매 담지체
- 제1항에 있어서,
상기 다공성 폼은 일정한 온도에서 가압되어 상기 평판형 지지체 상에 접합되는 것을 특징으로 하는,
세라믹 촉매 담지체.
- 삭제
- (a) 세라믹 그린 시트를 복수개 적층하여 평판형 지지체를 제조하는 단계;
(b) 상기 평판형 지지체의 일부를 절단시켜 한 쌍의 격벽체를 제조하는 단계;
(c) 상기 한 쌍의 격벽체 사이에 다공성 폼을 제공하는 단계;
(d) 상기 평판형 지지체와 상기 다공성 폼 사이에 접착부재를 제공하고, 40℃내지 80℃의 온도로 가압하여 성형체를 제조하는 단계; 및
(e) 상기 성형체를 소결시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
세라믹 촉매 담지체의 제조 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 세라믹 촉매 담지체의 제조 방법은,
(f) 상기 다공성 폼의 표면에 촉매제를 코팅시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
세라믹 촉매 담지체의 제조 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 다공성 폼의 기공의 크기는, 0.5mm 내지 7mm인 것을 특징으로 하는,
세라믹 촉매 담지체의 제조 방법.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020170129844A KR102416115B1 (ko) | 2017-10-11 | 2017-10-11 | 세라믹 촉매 담지체 및 그 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020170129844A KR102416115B1 (ko) | 2017-10-11 | 2017-10-11 | 세라믹 촉매 담지체 및 그 제조 방법 |
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| KR20190040612A KR20190040612A (ko) | 2019-04-19 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020170129844A KR102416115B1 (ko) | 2017-10-11 | 2017-10-11 | 세라믹 촉매 담지체 및 그 제조 방법 |
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| KR101283794B1 (ko) * | 2009-12-23 | 2013-07-08 | (주)엘지하우시스 | 수처리용 세라믹 구조체, 수처리 장치 및 수처리 방법 |
-
2017
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| JPWO2007102561 A1 |
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