KR102665748B1 - 기공특성이 개선된 디젤 입자 필터용 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기공특성이 개선된 디젤 입자 필터용 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 충전재, 무기계 기공형성제, 바인더, 월넛껍질 및 흑연으로 이루어진다. 상기의 성분으로 이루어지는 디젤 입자 필터용 조성물은 무기계 기공형성제를 사용하여 기공률이 증가되면서도 소성시 수율 감소가 발생하지 않는 디젤 입자 필터를 제공한다.
Description
본 발명은 기공특성이 개선된 디젤 입자 필터용 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무기계 기공형성제를 사용하여 기공률이 증가되면서도 소성시 수율 감소가 발생하지 않는 디젤 입자 필터를 제공하는 기공특성이 개선된 디젤 입자 필터용 조성물에 관한 것이다.
디젤엔진 제조기술의 발전으로 최근 10년동안 전세계적으로 디젤 자동차가 증가되었으며, 이와 함께 엔진의 설계, 제작 기술발전에 따라 오염물의 배출량이 꾸준하게 감소되고 있으나, 오염물에 대한 규제가 더욱 강화되어 그 규제치의 만족에 어려움이 있다.
일반적으로 디젤차량의 배출가스에는 디젤의 불완전연소에 의해 탄소 및 미연소탄화수소 등으로 구성되는 입자상물질이 다량 포함하게 되며, 이러한 입자상 물질은 특히 인체에 폐암 등과 같은 질병을 유발하는 것으로 알려져 있다. 이에 전 세계적으로 입자상 물질의 배출량을 규제하고 입자상 물질을 감소시키는 다양한 방안들이 개발되고 있는 실정이다.
디젤 입자 필터(DPF: Diesel Particulate Filter)는 디젤자동차의 배기가스에서 입자상물질을 제거하는 필터를 말하는데, 디젤 입자 필터는 디젤기관의 매연을 줄이기 위하여 차량의 배기관에 장착하여 배출되는 입자상물질을 포집한다.
이러한 디젤 입자 필터는 배압이나 차압을 줄이는 것이 매우 중요한데, 디젤 입자 필터에 배압이나 차압이 증가하게 되면, 차량의 연비 및 출력이 감소하며, 필터의 열적 내구성에 매우 불리하기 때문이다.
상기와 같은 문제로 인해 디젤 입자 필터의 배압이나 차압을 감소시키기 위해 필터 내부의 기공율을 높이거나 기공크기를 증가시켜야 하는데, 기공율을 증가시키기 위해서는 기공 형성을 위한 기공형성제의 함량이 향상되어야 한다. 그러나 기공형성제의 함량이 증가되면 건조 및 열처리 공정에서 성형의 문제점을 발생시키기 때문에, 출발 원료인 알루미나, 실리카, 활석의 입자 크기를 증가시켜 기공크기를 확대하는 방법이 주로 사용되고 있다.
그러나, 상기와 같이 원료성분의 입자크기를 증가시키면 기공의 크기는 증가시킬 수 있으나, 디젤 입자 필터 표면에 발생하는 결함으로 인해 디젤 입자의 제거 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
상기의 문제점을 해소하기 위해 월넛 껍질과 같은 유기계 기공형성제의 사용량을 증가시키는 방법이 시도되고 있으나, 유기계 기공형성제의 사용량을 증가시키면 산화시 발열량의 증대로 인해 열처리시 제품의 수율이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 무기계 기공형성제를 사용하여 기공률이 증가되면서도 소성시 수율 감소가 발생하지 않는 디젤 입자 필터를 제공하는 기공특성이 개선된 디젤 입자 필터용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 충전재, 무기계 기공형성제, 바인더, 월넛껍질 및 흑연으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기공특성이 개선된 디젤 입자 필터용 조성물을 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 디젤 입자 필터용 조성물은 충전재 100 중량부, 무기계 기공형성제 2.5 내지 15 중량부, 바인더 5 내지 10 중량부, 월넛껍질 20 내지 30 중량부 및 흑연 1 내지 2 중량부로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 충전재는 활석 100 중량부, 하소고령토 20 내지 25 중량부, 고령토 35 내지 45 중량부, 산화알루미늄 20 내지 30 중량부, 수산화알루미늄 20 내지 35 중량부 및 실리카 5 내지 15 중량부로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 무기계 기공형성제는 알루미늄계 기공형성제 또는 규소계 기공형성제로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 무기계 기공형성제는 세노스피어인 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 무기계 기공형성제는 비중이 0.5 내지 1g/cm3이며, 입자크기가 10 내지 150 ㎛인 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 바인더는 메틸셀룰로오스계 바인더로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 메틸셀룰로오스계 바인더는 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 및 히드록시프로필메틸셀룰로오스로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명에 따른 기공특성이 개선된 디젤 입자 필터용 조성물은 무기계 기공형성제를 사용하여 기공률이 증가되면서도 소성시 수율 감소가 발생하지 않는 디젤 입자 필터를 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명에 따른 기공특성이 개선된 디젤 입자 필터용 조성물은 충전재, 무기계 기공형성제, 바인더, 월넛껍질 및 흑연으로 이루어지며, 충전재 100 중량부, 무기계 기공형성제 2.5 내지 15 중량부, 바인더 5 내지 10 중량부, 월넛껍질 20 내지 30 중량부 및 흑연 1 내지 2 중량부로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 충전재는 본 발명에 따른 기공특성이 개선된 디젤 입자 필터용 조성물의 주재료가 되는 성분으로, 활석 100 중량부, 하소고령토 20 내지 25 중량부, 고령토 35 내지 45 중량부, 산화알루미늄 20 내지 30 중량부, 수산화알루미늄 20 내지 35 중량부 및 실리카 5 내지 15 중량부로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기의 성분으로 이루어지는 충전재는 디젤 입자 필터에 기계적 강도를 부여하고, 수분저항성이나 흡착성능을 더욱 향상시키는 역할을 한다.
상기 실리카 5 내지 10 중량부가 함유되며 입자크기가 조절된 실리카가 사용되어 제조되는 디젤 입자 필터의 배압이나 차압을 낮추며, 디젤 입자 필터 내부 표면에 결함 발생을 억제하는 역할을 하는데, 평균 입자크기가 8 내지 10 ㎛이며, 최대 입자 크기는 30 ㎛를 나타내고, 325 메시의 채거름 잔류량이 0.1% 미만을 나타내도록 입자크기가 조절된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 실리카의 함량이 5 중량부 미만이면 상기와 같이 디젤 입자 필터의 배압이나 차압을 낮추고 디젤 입자 필터 내부 표면에 결함 발생을 억제하는 효과가 미미하고, 상기 실리카의 함량이 10 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 상대적으로 활석, 하소고령토, 고령토, 산화알루미늄 및 수산화알루미늄 등의 함량이 줄어들어 디젤 입자 필터의 기계적 물성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 실리카의 평균 입자크기가 8 ㎛ 미만이거나, 325 메시의 채거름 잔류량이 0.05% 미만이면 디젤 입자 필터의 배압이나 차압이 지나치게 증가하며, 상기 실리카의 평균 입자크기가 10 ㎛를 초과하거나 325 메시의 채거름 잔류량이 0.1%를 초과하게 되면 실리카의 입자크기 증가로 인해 디젤 입자 필터 내에 기공 크기는 증가하게 되지만 디젤 입자 필터의 내부 표면에 다수의 결함이 발생된다.
상기 무기계 기공형성제는 2.5 내지 15 중량부가 함유되며, 기공률이 증가되면서도 소성시 수율 감소가 발생하지 않는 디젤 입자 필터를 제공하는 역할을 하는데, 알루미늄계 기공형성제 또는 규소계 기공형성제로 이루어지는 것이 바람직하며, 산화알루미늄, 산화규소 및 산화마그네슘으로 이루어지는 것이 더욱 바람직하고, 세노스피어로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.
디젤 입자 필터의 배압 특성을 개선하기 위해서는 월넛 껍질 등과 같은 유기계 기공형성제의 사용량을 증가시켜야 하는데, 유기계 기공형성제의 사용량을 증가시키게 되면 유기계 기공형성제가 산화되면서 발열량이 증가하여 열처리 과정에서 제품의 수율이 저하되는 문제점이 발생하게 되는데, 본 발명에서는 무기계 기공형성제를 혼합하여 종래에 월넛 껍질이 낮은 함량으로 함유되더라도 우수한 기공율을 나타내면서, 열처리시 기공형성제가 탄화되면서 발생하는 열을 줄일 수 있기 때문에, 열처리시 온도차이로 인해 발생하는 균열의 문제와 수율감소의 문제를 동시에 해소할 수 있다.
상기 무기계 기공형성제의 함량이 2.5 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 무기계 기공형성제의 함량이 15 중량부를 초과하게 되면 제조되는 디젤 입자 필터의 기계적 강도가 급격하게 저하되기 때문에 바람직하지 못하다.
이때, 상기 무기계 기공형성제는 비중이 0.5 내지 1g/cm3이며, 입자크기가 10 내지 150 ㎛인 것을 사용하는 것이 바람직한데, 무기계 기공형성제의 비중이 1g/cm3을 초과하게 되면 무기계 기공형성제의 사용량을 증가시켜야 하기 때문에 바람직하지 못하며, 무기계 기공형성제의 입자크기가 150 ㎛를 초과하게 되면 압출성형이 불가능하기 때문에 바람직하지 못하다.
또한, 상기 무기계 기공형성제는 알칼리 금속의 함량이 1% 미만이며, 삼산화이붕소의 함량이 1% 미만인 것을 사용하는 것이 바람직한데. 알칼리 금속이나 삼산화이붕소의 함량이 1% 이상을 나타내면 무기계 기공형성제가 디젤 입자 필터의 제조과정에서 녹아버려 기공형성 효과가 발현되지 못할 수 있다.
상기 바인더는 5 내지 10 중량부가 함유되며, 메틸셀룰로오스계 바인더로 이루어지는데, 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 및 히드록시프로필메틸셀룰로오스로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.
상기의 성분으로 이루어지는 바인더는 본 발명에 따른 기공특성이 개선된 디젤 입자 필터용 조성물을 구성하는 충전재, 무기계 기공형성제, 월넛 껍질 및 흑연을 결속시켜 기계적 강도를 부여하는 역할을 한다.
상기 바인더의 함량이 5 중량부 미만이면, 상기 충전재, 무기계 기공형성제, 월넛 껍질 및 흑연의 결속력 저하로 인해 제조되는 디젤 입자 필터의 물성이 저하될 수 있으며, 상기 바인더의 함량이 10 중량부를 초과하게 되면 상대적으로 충전재, 무기계 기공형성제, 월넛 껍질 및 흑연의 함량이 줄어줄어 흡착성능 및 기계적 강도가 저하될 뿐만 아니라, 디젤 입자 필터를 제조하는 과정에서 디젤 입자 필터용 조성물의 점도가 지나치게 증가하여 가공성이 저하될 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 기공특성이 개선된 디젤 입자 필터용 조성물을 이용한 디젤 입자 필터의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 디젤 입자 필터의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
<실시예 1>
하소 고령토 11kg, 고령토 19kg, 활석 41kg, 산화알루미늄 15kg, 수산화알루미늄 7kg, 실리카(평균 입자크기 9 ㎛, 최대 입자크기 30 ㎛, 325 메시의 채거름 잔류량이 0.1% 미만) 8kg로 이루어진 충전재 100 중량부, 무기계 기공형성제(비중이 0.5 내지 1g/cm3이며, 입자크기가 10 내지 150 ㎛인 세노스피어) 2.5 중량부, 월넛 껍질 25 중량부, 흑연 1.5 중량부 및 바인더(메틸셀룰로오스) 7 중량부를 교반기가 구비된 혼합장치에 투입하고 150rpm의 속도로 20분 동안 교반하여 디젤 입자 필터용 조성물을 제조하고, 상기 조성물을 압축성형장치에 투입하여 허니컴구조를 갖는 성형물로 성형하고, 허니컴구조로 성형된 성형물을 전기로에 투입하여 1380℃까지 가열(1300 내지 1380℃의 구간에서는 0.5℃/min의 승온속도로 가열)하고, 가열된 성형물이 투입된 전기로에 질소를 10L/min의 양으로 주입하면서 성형물을 1410℃의 온도로 16시간 동안 소성하여 디젤 입자 필터를 제조하였다.
<실시예 2>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 활석 42kg, 수산화알루미늄 10kg을 사용하여 충전재를 제조하고, 무기계 기공형성제 5.0 중량부를 혼합하여 디젤 입자 필터를 제조하였다.
<실시예 3>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 고령토 18kg, 활석 43kg, 수산화알루미늄 10kg을 사용하여 충전재를 제조하고, 무기계 기공형성제 7.5 중량부를 혼합하여 디젤 입자 필터를 제조하였다.
<실시예 4>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 고령토 17kg, 하소고령토 10kg, 활석 44kg, 수산화알루미늄 14kg 및 산화알루미늄 10kg, 실리카 5kg을 사용하여 충전재를 제조하고, 무기계 기공형성제 10 중량부를 혼합하여 디젤 입자 필터를 제조하였다.
<실시예 5>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 고령토 16kg, 하소고령토 9kg, 활석 46kg, 수산화알루미늄 13kg 및 산화알루미늄 12kg, 실리카 4kg을 사용하여 충전재를 제조하고, 무기계 기공형성제 15 중량부를 혼합하여 디젤 입자 필터를 제조하였다.
<비교예 1>
하소 고령토 11kg, 고령토 18kg, 활석 41kg, 산화알루미늄 15kg, 수산화알루미늄 7kg, 실리카(평균 입자크기 9 ㎛, 최대 입자크기 30 ㎛, 325 메시의 채거름 잔류량이 0.1% 미만) 8kg로 이루어진 충전재 100 중량부, 월넛 껍질 25 중량부, 흑연 1.5 중량부 및 바인더(메틸셀룰로오스) 7 중량부를 교반기가 구비된 혼합장치에 투입하고 150rpm의 속도로 20분 동안 교반하여 디젤 입자 필터용 조성물을 제조하고, 상기 조성물을 압축성형장치에 투입하여 허니컴구조를 갖는 성형물로 성형하고, 허니컴구조로 성형된 성형물을 전기로에 투입하여 1380℃까지 가열(1300 내지 1380℃의 구간에서는 0.5℃/min의 승온속도로 가열)하고, 가열된 성형물이 투입된 전기로에 질소를 10L/min의 양으로 주입하면서 성형물을 1410℃의 온도로 16시간 동안 소성하여 디젤 입자 필터를 제조하였다.
<비교예 2>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 고령토 16kg, 하소고령토 9kg, 활석 48kg, 수산화알루미늄 11kg 및 산화알루미늄 13kg, 실리카 3kg을 사용하여 충전재를 제조하고, 무기계 기공형성제 20 중량부를 혼합하여 디젤 입자 필터를 제조하였다.
<비교예 3>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 고령토 16kg, 하소고령토 9kg, 활석 50kg, 수산화알루미늄 13kg 및 산화알루미늄 10kg, 실리카 2kg을 사용하여 충전재를 제조하고, 무기계 기공형성제 25 중량부를 혼합하여 디젤 입자 필터를 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3를 통해 제조된 디젤 입자 필터의 물성을 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.
{단, 총 침입부피, 중간값 및 평균값 기공크기와 기공률은 Micromeritics사의 수은 압입 기공 크기 분석기를 이용하여 측정하였으며, 열팽창계수는 열팽창계수측정기(Dilatometer)를 이용하여 측정하였다.}
| 구분 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 |
| 총 침입부피 (mL/g) | 0.54 | 0.57 | 0.60 | 0.63 | 0.65 | 0.51 | 0.71 | 0.73 |
| 중간값 기공크기 (㎛) | 22.11 | 23.68 | 23.88 | 25.67 | 26.71 | 22.04 | 26.62 | 29.52 |
| 평균값 기공크기 (㎛) | 14.84 | 21.08 | 22.08 | 15.83 | 23.07 | 21.02 | 26.48 | 27.42 |
| 기공율(%) | 55.45 | 57.57 | 59.78 | 62.87 | 64.86 | 53.91 | 65.73 | 67.22 |
| 열팽창계수 (CTE) | 1.09 | 1.09 | 1.02 | 1.07 | 1.02 | 1.07 | 1.03 | 0.96 |
| 압축강도 (MPa) | 6.24 | 5.47 | 5.45 | 6.10 | 5.35 | 5.59 | 4.23 | 3.67 |
상기 표 1에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1 내지 5를 통해 제조된 디젤 입자 필터는 비교예 1을 통해 제조된 디젤 입자 필터에 비해 총 침입부피, 중간값 기공크기, 기공율 및 열팽창계수가 높고, 비교예 2 내지 3을 통해 제조된 디젤 입자 필터에 비해 압축강도와 같은 기계적 물성이 우수한 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 기공특성이 개선된 디젤 입자 필터용 조성물은 무기계 기공형성제를 사용하여 기공률이 증가되면서도 소성시 수율 감소가 발생하지 않는 디젤 입자 필터를 제공한다.
Claims (9)
- 충전재 100 중량부, 무기계 기공형성제 2.5 내지 15 중량부, 바인더 5 내지 10 중량부, 월넛껍질 20 내지 30 중량부 및 흑연 1 내지 2 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기공특성이 개선된 디젤 입자 필터용 조성물로,
상기 무기계 기공형성제는 알칼리 금속 및 삼산화이붕소의 함량이 각각 1% 미만이며, 비중이 0.5 내지 1g/cm3이며, 입자크기가 10 내지 150 ㎛인 세노스피어인 것을 특징으로 하는 기공특성이 개선된 디젤 입자 필터용 조성물. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 충전재는 활석 100 중량부, 하소고령토 20 내지 25 중량부, 고령토 35 내지 45 중량부, 산화알루미늄 20 내지 30 중량부, 수산화알루미늄 20 내지 35 중량부 및 실리카 5 내지 15 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기공특성이 개선된 디젤 입자 필터용 조성물. - 청구항 3에 있어서, 상기 실리카는 평균 입자크기가 8 내지 10 ㎛이며, 최대 입자 크기는 30 ㎛를 나타내고, 325 메시의 채거름 잔류량이 0.1% 미만을 나타내도록 입자크기가 조절된 것을 특징으로 하는 기공특성이 개선된 디젤 입자 필터용 조성물.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 바인더는 메틸셀룰로오스계 바인더로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기공특성이 개선된 디젤 입자 필터용 조성물. - 청구항 8에 있어서,
상기 메틸셀룰로오스계 바인더는 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 및 히드록시프로필메틸셀룰로오스로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기공특성이 개선된 디젤 입자 필터용 조성물.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060016598A1 (en) * | 2004-07-21 | 2006-01-26 | Urbanek Thomas W | Lightweight proppant and method of making same |
| JP2009502469A (ja) * | 2005-07-29 | 2009-01-29 | サン−ゴバン サントル ドゥ ルシェルシェ エ デトゥードゥ ユーロペン | シリカ系気孔形成剤を使用した多孔質構造体の製造方法 |
| KR101917802B1 (ko) * | 2018-03-23 | 2018-11-12 | (주) 세라컴 | 개선된 촉매 성능을 나타내는 촉매 지지체 및 이의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 촉매 지지체 |
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|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060016598A1 (en) * | 2004-07-21 | 2006-01-26 | Urbanek Thomas W | Lightweight proppant and method of making same |
| JP2009502469A (ja) * | 2005-07-29 | 2009-01-29 | サン−ゴバン サントル ドゥ ルシェルシェ エ デトゥードゥ ユーロペン | シリカ系気孔形成剤を使用した多孔質構造体の製造方法 |
| KR101917802B1 (ko) * | 2018-03-23 | 2018-11-12 | (주) 세라컴 | 개선된 촉매 성능을 나타내는 촉매 지지체 및 이의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 촉매 지지체 |
| KR102451008B1 (ko) * | 2021-12-24 | 2022-10-06 | (주) 세라컴 | 내부 결함이 개선된 디젤 입자 필터 및 그 제조방법 |
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