KR19980051300A - Manufacturing method of ceramic filter with different pore characteristics in thickness direction - Google Patents

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KR19980051300A
KR19980051300A KR1019960070179A KR19960070179A KR19980051300A KR 19980051300 A KR19980051300 A KR 19980051300A KR 1019960070179 A KR1019960070179 A KR 1019960070179A KR 19960070179 A KR19960070179 A KR 19960070179A KR 19980051300 A KR19980051300 A KR 19980051300A
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Abstract

본 발명은 테이프 캐스팅 방법을 이용하여 두께가 일정한 세라믹 그린 시트를 제조하고 이를 이용하여 세라믹 필터를 제조시, 조공제를 그 밀도에 따라 특정 부위에 분포시킴에 의해 다공성벽의 기공 특성을 그 벽 두께 방향으로 변화시켜 표면 여과의 특성이 보다 우수한 세라믹 필터를 제조하는 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to manufacture a ceramic green sheet having a constant thickness using a tape casting method, and when manufacturing a ceramic filter using the same, pore characteristics of the porous wall by distributing pore-forming agent to a specific site according to the density of the wall thickness It is to provide a method for producing a ceramic filter having a better direction of surface filtration by changing in the direction.

본 발명의 방법에 의해 제조된 세라믹 필터는 소각로, 석탄 화력 발전소, 석탄 가스화 복합 발전소, 경유 매연 제거 장치, 수처리용 필터에 사용할 수 있으며 그 외에 이를 응용하여 열교환기, 기체 및 유체 등의 분리용 필터 또는 그 지지체, 촉매 담체 등에 사용이 가능하다.The ceramic filter manufactured by the method of the present invention can be used in incinerators, coal-fired power plants, coal gasification combined cycle power plants, diesel fuel smoke removal device, water treatment filters, and other applications for separation filters of heat exchangers, gases and fluids Or the support, the catalyst carrier, or the like.

Description

두께 방향으로 기공 특성이 다른 세라믹 필터의 제조방법Manufacturing method of ceramic filter with different pore characteristics in thickness direction

본 발명은 테이프 캐스팅 방법에 의해 세라믹 필터를 제조시 그 다공성벽의 기공 특성이 벽 두께 방향으로 다른 세라믹 필터의 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 테이프 캐스팅 공정중 조공제의 분산을 두께 방향으로 다르게 조절함으로써 궁극적으로 다공성 벽의 기공 특성이 그 두께 방향으로 다르게 조절된 세라믹 필터를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a ceramic filter in which the pore characteristics of the porous wall differ in the wall thickness direction when the ceramic filter is manufactured by a tape casting method. More specifically, the present invention relates to a method of manufacturing a ceramic filter in which the pore characteristics of the porous wall are differently controlled in the thickness direction by controlling the dispersion of the pore-forming agent in the thickness direction differently during the tape casting process.

세라믹 필터의 경우 내열성, 내화학성 등의 물성이 뛰어나기 때문에 기존의 종이 필터나 고분자로 제조된 필터가 사용될 수 없는 분야에 적극 이용되고 있다. 이러한 분야로는 각종 소각로, 석탄 화력 발전소, 석탄 가스화 복합 화력발전소, 경유 자동차의 매연 제거 장치 등을 들 수 있는데 다른 재질의 필터와 마찬가지로 세라믹 필터 역시 각 용도에서의 분진 성상에 맞춰 필터의 기공량 및 기공 크기를 조절하여 적정한 여과 효율 및 배압 특성을 갖도록 하는 것이 핵심기술이다.In the case of ceramic filters, since they are excellent in physical properties such as heat resistance and chemical resistance, they are actively used in fields in which existing paper filters or filters made of polymers cannot be used. These fields include various incinerators, coal-fired power plants, coal-gas-fired combined cycle power plants, and diesel soot removal devices. Like other filters, ceramic filters have the same pore volume as the dust characteristics in each application. The key technology is to control the pore size so as to have proper filtration efficiency and back pressure characteristics.

기존의 개발된 세라믹 필터의 경우 일반적으로 봉 타잎이 가장 보편적으로 쓰이고 있으나 이의 표면적이 크지 않아 필터 시스템의 배압이 커지게 된다. 따라서, 배압을 감소시키기 위해서는 필터의 개수를 증가시켜야 되므로 전체시스템의 크기가 커지고 비용이 증가하는 단점이 있다. 세라믹 하니컴 필터의 경우 유럽 특허 공개 번호 제 36321호에 기재된 바와 같이 통상 세라믹 하니컴 각각의 구멍의 입구부와 출구부를 상호 교환시켜 밀폐시킴으로써 분진이 포함된 배기가스가 반드시 하니컴의 다공성 벽면을 통과하도록 하여 분진 등을 그 벽면에 포집시키는 구조로 되어 있다.In the case of the conventionally developed ceramic filter, the rod type is generally used most widely, but the back pressure of the filter system is increased because its surface area is not large. Therefore, since the number of filters must be increased to reduce the back pressure, the size of the entire system is increased and the cost is increased. In the case of the ceramic honeycomb filter, as described in European Patent Publication No. 36321, the inlet and the outlet of each hole of the ceramic honeycomb are interchanged and sealed, so that the exhaust gas containing dust must pass through the porous wall of the honeycomb. It is a structure which collects a back on the wall surface.

이러한 필터는 각각의 구멍들이 전술한 봉 타잎의 필터와 같은 역할을 하기 때문에 그 배압 특성이 우수한 것으로 알려져 있으나 그 가격이 매우 고가이어서 실용화에 문제점이 있다.Such a filter is known to be excellent in the back pressure characteristics because each hole plays the same role as the filter of the rod type described above, but the price is very expensive, there is a problem in practical use.

이와 같이 세라믹 하니컴 필터가 고가인 이유는 그 제조 공정이 복잡하고 자동화가 용이하지 않기 때문이다. 즉 하니컴 필터는 원료의 혼합, 압출 성형, 건조 그리고 소결 등의 공정에 의하여 각 채널의 양 끝단이 뚫려져 있는 플로우 쓰루형 하니컴을 먼저 제조한다. 이와 같은 플로우 쓰루형 하니컴은 가솔린 자동차의 3원 촉매용 담체로서 현재 많이 사용되고 있는 것으로 이를 하니컴 필터로 제조하기 위하여는 각각의 구멍의 입구부와 출구부를 상호 교환시켜 밀폐시켜야 하는데 이를 플러깅 공정이라 한다.The reason why the ceramic honeycomb filter is expensive is that the manufacturing process is complicated and automation is not easy. That is, the honeycomb filter first manufactures a flow-through honeycomb in which both ends of each channel are drilled by a process of mixing raw materials, extrusion, drying, and sintering. Such flow-through honeycomb is widely used as a carrier for three-way catalysts in gasoline automobiles. In order to manufacture the honeycomb filter, the flow-through honeycomb should be sealed by interchange of the inlet and the outlet of each hole. This is called a plugging process.

이러한 공정은 플로우 쓰루형 하니컴의 각각의 구멍이 소결로 인하여 그 모양이나 위치가 일정하지 않기 때문에 자동화가 용이하지 않다. 아울러 플러깅 공정이 끝난 후 플러깅된 물질을 소결하기 위하여 이차 소결이 필요한데 이와 같이 그 제조 공정이 복잡하고 일부 공정의 경우 자동화가 어렵기 때문에 그 가격이 높은 실정이다.This process is not easy to automate because each hole of the flow-through honeycomb is not uniform in shape or position due to sintering. In addition, secondary sintering is required in order to sinter the plugged material after the plugging process is completed. As such, the manufacturing process is complicated and in some cases, automation is difficult, so the price is high.

또한, 최근 개발되고 있는 테이프 캐스팅 공정을 이용한 세라믹 필터의 제조 공정은 전술한 하니컴 필터에서의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 방법으로 테이프 캐스팅 공정에 의해 세라믹 그린 시트를 제조한 후 이를 가공, 적층하여 세라믹 필터를 만드는 방법이다. 도 1과 도 2는 이러한 테이프 캐스팅 공정으로 제조한 세라믹 필터의 예를 나타낸 것으로, 도 1은 테이프 캐스팅 공정으로 세라믹 그린 시트를 먼저 제조한 후 이를 엠보싱 가공한 것이고, 도 2는 엠보싱 가공된 세라믹 그린 시트를 소정의 모양으로 절단한 후 이를 적층하여 소결한 예를 나타낸 것이다.In addition, the manufacturing process of the ceramic filter using the tape casting process, which is recently developed, is a method designed to solve the problems of the honeycomb filter described above. How to make it. 1 and 2 show an example of a ceramic filter manufactured by such a tape casting process, Figure 1 is a first manufacturing a ceramic green sheet by a tape casting process and then embossed it, Figure 2 is an embossed ceramic green An example is shown in which a sheet is cut into a predetermined shape and then laminated and sintered.

도 1에서 부호 1은 시트의 편평한 부분을 부호 2는 돌출된 부분을 나타낸 것이며, 도 2에서 부호 3 및 3'는 필터의 전단면 및 후단면을, 부호 4 및 4'는 필터의 양측면을 나타낸 것이다.In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a flat portion of the sheet, reference numeral 2 denotes a protruding portion, and in FIG. 2, reference numerals 3 and 3 'denote front and rear ends of the filter, and reference numerals 4 and 4' denote both sides of the filter. will be.

이러한 테이프 캐스팅 공정을 이용하여 제조한 세라믹 필터의 경우 기존의 하니컴 필터에 비해 플러깅 공정이 필요 없을 뿐만 아니라 소결이 한 번에 이루어지기 때문에 보다 용이하고 보다 저렴하게 필터를 제조할 수 있을 것으로 기대되어진다.In the case of the ceramic filter manufactured using the tape casting process, the plugging process is not required as compared with the conventional honeycomb filter, and it is expected that the filter can be manufactured more easily and inexpensively because the sintering is performed at one time. .

전술한 각종 세라믹 필터의 경우 일반적으로 기공 특성을 조절하기 위하여 흑연 등의 조공제 등을 세라믹 원료 분말과 균일하게 혼합하여 성형하기 때문에 유체가 통과하는 세라믹 다공성벽의 기공특성은 모두 균일하게 된다. 또한 최근 개발되고 있는 테이프 캐스팅 공정으로 제조된 세라믹 필터의 경우도 앞서의 경우와 마찬가지로 다공성벽의 기공 특성은 모두 균일하다.In the case of the various ceramic filters described above, in order to control the pore characteristics, the pore characteristics of the ceramic porous wall through which the fluid passes are uniform since all of the pores such as graphite are uniformly mixed with the ceramic raw material powder. In addition, in the case of the ceramic filter manufactured by the tape casting process, which has been recently developed, the pore characteristics of the porous wall are all uniform as in the case of the previous case.

한편, 세라믹 필터 뿐만 아니라 일반적인 필터는 그 여과 기능에 따라 심층 여과 및 표면 여과로 크게 분류할 수 있는데 첨부 도면 중 도 3에 표면 여과를, 도 4에 심층 여과의 원리를 나타내었다.On the other hand, not only ceramic filters but also general filters can be broadly classified into deep filtration and surface filtration according to their filtration functions. In the accompanying drawings, the surface filtration is shown in FIG. 3, and the principle of the deep filtration is shown in FIG. 4.

즉, 도 3 및 도 4에서 부호 5는 세라믹 필터를 부호 6은 제거하고자 하는 분진을 나타낸 것이다. 심층 여과의 경우 도 4에 나타낸 바와 같이 필터의 다공성벽의 내부에서 분진 등이 포획, 여과되는 방식으로 필터의 사용 시간에 비례하여 포집된 분진이 기공을 점진적으로 막게 되므로 통기 저항이 커져 필터의 성능을 저하시킨다. 이에 비해 도 3에 나타낸 표면 여과 방식은 다공성벽의 표면에서 분진 등을 포획, 여과하는 방식으로 매우 높은 통기율을 가질 뿐만 아니라 급격한 통기 저항의 상승이 없는 것으로 알려져 있다.That is, in FIG. 3 and FIG. 4, reference numeral 5 denotes a ceramic filter and reference numeral 6 denotes dust to be removed. In the case of the deep filtration, as the dust is trapped and filtered inside the porous wall of the filter, the collected dust gradually blocks pores in proportion to the use time of the filter, so that the airflow resistance increases, thereby improving the performance of the filter. Lowers. On the other hand, the surface filtration method shown in FIG. 3 is known to not only have a very high air flow rate but also a rapid increase in air resistance by trapping and filtering dust and the like on the surface of the porous wall.

또한, 표면 여과의 경우 필터의 주기적인 재생시 미세 분진이나 입자상 물질 등이 다공성벽의 내부에 존재하지 않고 표면에만 존재하기 때문에 압축 공기등을 이용한 재생시 그 효과가 보다 뛰어나다.In addition, in the case of surface filtration, fine particles or particulate matter, etc., are not present in the porous wall during periodic regeneration of the filter, but only on the surface thereof.

세라믹 필터의 재생에는 여러 가지 방법이 있으나 연소되지 않는 입자상 물질의 경우 그 배기 가스 방향과 반대로 압축 공기 등을 불어 넣어 털어내는 것이 일반적이다. 또한 연소가능한 입자상 물질의 경우 여과된 물질을 전기 히터, 버너 등을 이용하여 주기적으로 연소시킴으로써 재생하거나 촉매의 도포 또는 연료 중에 첨가제를 혼합함에 의해 입자상 물질의 자체 발화 온도를 낮춰 자연적으로 연소 시킴으로써 재생시키는 방법을 사용한다.There are various methods of regenerating the ceramic filter, but in the case of particulate material that does not burn, it is common to blow off the compressed air and the like in the opposite direction of the exhaust gas direction. In addition, in the case of combustible particulate matter, the filtered material is recycled by periodically burning it using an electric heater, a burner, etc., or by regenerating it naturally by lowering the self-ignition temperature of the particulate matter by applying a catalyst or mixing an additive in a fuel. Use the method.

전술한 표면 여과용 필터의 경우 압축 공기를 이용할 경우뿐만 아니라 연소 가능한 입자상 물질의 경우도 필터의 표면에만 물질이 축적됨에 따라 더 적은 에너지로 재생이 가능하고 아울러 연소가 균일하게 전파되어 재생이 용이한 장점이 있다.In the case of the above-described surface filtration filter, not only compressed air but also combustible particulate matter accumulates only on the surface of the filter, so that the energy can be regenerated with less energy, and the combustion is uniformly propagated to facilitate regeneration. There is an advantage.

따라서 기존의 개발된 세라믹 필터의 표면 여과 특성을 향상시키고자 할 경우 이 필터를 지지체로 하여 다른 기공 특성을 갖는 슬러리 등을 코팅하여 멤브레인화하는 방법이 사용되고 있는데, 이 경우 일반적으로 기공 크기가 상대적으로 큰 필터를 먼저 제조한 후 기공 크기가 적은 멤브레인을 코팅하므로써 압력손실을 줄이고 표면 여과 효과가 나타나도록 한다.Therefore, in order to improve the surface filtration characteristics of the conventionally developed ceramic filter, a method of coating the membrane by coating a slurry having different pore characteristics with the filter as a support is used, and in this case, the pore size is generally relatively high. Larger filters are first manufactured and then coated with a membrane with a smaller pore size to reduce pressure loss and provide surface filtration effects.

그러나 상기와 같은 공정의 경우 필터를 먼저 소결하여 제조한 후 이를 슬러리 코팅하여 다시 열처리해야 하는 등 공정이 복잡하고 제조 원가가 상대적으로 상승하게 된다.However, in the case of the above process, the filter is first manufactured by sintering, and then the slurry is coated and heat-treated again, and the process is complicated and manufacturing costs are relatively increased.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 데이프 캐스팅 공정으로 세라믹 필터를 제조시 조공제가 그 밀도에 따라 자동적으로 특정 부위에 분포하도록 하여 궁극적으로 성형 공정시 다공성벽의 두께 방향으로 기공 특성이 조절됨으로써 보다 용이하고 저렴하게 표면 여과용 세라믹 필터를 제조할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, the pore-forming agent in the manufacture of the ceramic filter by the tape casting process to be distributed in a specific area automatically according to its density, ultimately the pore characteristics in the thickness direction of the porous wall during the molding process It is an object of the present invention to provide a method for producing a ceramic filter for surface filtration more easily and inexpensively.

도 1은 세라믹 그린 시트를 엠보싱 가공한 후의 개략적인 사시도이다.1 is a schematic perspective view after embossing a ceramic green sheet.

도 2는 도 1의 시트들을 서로 직각 방향으로 돌려 쌓아 소결한 세라믹 필터의 개략적인 사시도이다.FIG. 2 is a schematic perspective view of a ceramic filter sintered by stacking the sheets of FIG. 1 in a direction perpendicular to each other. FIG.

도 3은 표면 여과의 원리를 나타낸 개략도이다.3 is a schematic diagram illustrating the principle of surface filtration.

도 4는 심층 여과의 원리를 나타낸 개략도이다.4 is a schematic diagram illustrating the principle of depth filtration.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 편평한 부분 2 : 돌출된 부분1: flat part 2: protruding part

3, 3' : 필터의 전단면 및 후단면3, 3 ': front and back end of filter

4, 4' : 필터의 양 측면 5 : 세라믹 필터4, 4 ': both sides of the filter 5: ceramic filter

6 : 분진6: dust

7 : 조공제가 존재하는 부분7: portion where the pore is present

8 : 조공제가 존재하지 않는 부분8: part without vacancy

9 : 세라믹 그린 시이트내에 함유되어 있는 조공제9: pore-forming agent contained in ceramic green sheet

본 발명은 테이프 캐스팅 방법을 이용하여 세라믹 필터를 제조함에 있어, 조공제를 그 밀도에 따라 특정 부위에 분포시킴에 의해 다공성벽의 기공 특성을 그 벽 두께 방향으로 변화시켜 표면 여과의 특성을 보다 잘 나타내도록 제조하는 것을 특징으로 하는 세라믹 필터의 제조방법인 것이다.According to the present invention, in the manufacture of a ceramic filter using a tape casting method, the pore property of the porous wall is changed in the wall thickness direction by distributing the pore-forming agent at a specific site according to its density to improve the characteristics of surface filtration. It is a manufacturing method of the ceramic filter characterized by manufacturing so that it may show.

여기서, 본 발명에 따른 방법은 세라믹 슬러리의 제조시 세라믹 원료 분말과 분산제를 첨가하여 혼합한 후 결합제와 가소제의 첨가시 조공제를 첨가하거나 또는 그 이후 조공제를 첨가함으로써 조공제가 분산제의 영향을 받지 않고 그 밀도에 따라 특정부위에 분포하도록 하는 것을 특징으로 한다.Here, in the method according to the present invention, the pore-forming agent is not influenced by adding the pore-forming agent during the preparation of the ceramic slurry by adding the ceramic raw material powder and the dispersing agent, and then adding the pore-forming agent after the addition of the binder and the plasticizer. It is characterized in that it is distributed to a specific site according to its density.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

첨부 도면 중 도 5는 테이프 캐스팅시 본 발명을 이용하여 제조한 세라믹 그린 시트의 개략적인 사시도로 부호 9는 세라믹 그린 시트내에 함유되어 있는조공제를, 부호 7은 조공제가 주로 존재하는 부분을, 부호 8은 조공제가 존재하지 않는 부분을 나타낸 것이다.5 is a schematic perspective view of a ceramic green sheet manufactured using the present invention during tape casting, in which reference numeral 9 denotes a pore-forming agent contained in the ceramic green sheet, and reference numeral 7 denotes a portion where the pore-forming agent is mainly present. 8 shows a portion where no pore is present.

세라믹 그린 시트를 테이프 캐스팅 공정에 의해 제조하는 방법은 집적 회로용 알루미나 기판이나 멀티 래이어 세라믹 캐패시터 등의 세라믹 전자 부품에서 보편적으로 쓰이고 있는 방법으로 일반적으로 세라믹 원료 물질, 예를 들면 코디어라이트, 뮬라이트, 알루미나, 실리카, 실리콘 카바이드, 타이태니아, 지르코니아 또는 실리콘 나이트라이드를 분산제와 용매를 이용하여 먼저 혼합한 후 이에 결합제 및 가소제를 첨가하여 다시 혼합하여 닥터 블레이드를 이용하여 일정두께로 성형, 건조함으로써 세라믹 그린 시트가 제조되어진다.The method of manufacturing the ceramic green sheet by a tape casting process is commonly used in ceramic electronic components such as alumina substrates for integrated circuits and multi-layer ceramic capacitors. Generally, ceramic raw materials such as cordierite and mullite are used. , Alumina, silica, silicon carbide, titania, zirconia or silicon nitride are first mixed using a dispersant and a solvent, and then a binder and a plasticizer are added and mixed again, and then molded and dried to a certain thickness using a doctor blade. Ceramic green sheets are produced.

이때 분산제를 먼저 첨가하여 혼합한 후 결합제, 가소제를 첨가하는 것은 먼저 분산제로 하여금 쉽게 세라믹 물질에 흡착하여 응결이나 응집된 입자들을 분리하고 그 분리된 상태를 유지할 수 있게 하기 위한 것이다.In this case, the dispersant may be added first and then mixed, and then the binder and the plasticizer may be added so that the dispersant may be easily adsorbed onto the ceramic material to separate the condensed or aggregated particles and maintain the separated state.

따라서, 테이프 캐스팅을 이용한 세라믹 필터의 제조시에도 원하는 기공량 및 기공 크기 등의 특성을 조절하기 위하여 흑연 등의 조공제를 첨가하게 되는데, 이때 조공제는 세라믹 원료 분말과 같이 혼합하여 투입된 후 통상의 방법에 따라 제조한다. 따라서 이와같은 방법을 사용하여 만든 세라믹 필터는 균일한 기공 특성을 갖는 다공성벽을 가지게 된다.Therefore, a pore-forming agent, such as graphite, is added to adjust the characteristics of the desired pore amount and pore size even when the ceramic filter is manufactured by tape casting. It is prepared according to the method. Therefore, the ceramic filter made using this method has a porous wall with uniform pore characteristics.

본 발명의 경우는 이와는 달리 먼저 세라믹 원료 분말만을 분산제, 용매와 혼합한 후 결합제, 가소제를 첨가할 때 흑연 등의 조공제를 같이 첨가하는데, 이와 같은 공정을 거칠 시 세라믹 분말의 경우는 분산제로 말미암아 골고루 분산되어지는 반면 후에 첨가된 조공제는 세라믹 분말과의 밀도차로 인하여 상대적으로 그 분포가 달라지게 된다.In the case of the present invention, firstly, only the ceramic raw material powder is mixed with a dispersant and a solvent, and then a pore-forming agent such as graphite is added together with the addition of the binder and the plasticizer. While dispersed evenly, the later added pore-forming agent relatively changes in distribution due to the density difference with the ceramic powder.

즉 일반적으로 흑연 등의 조공제는 세라믹 분말에 비해 그 밀도가 적기 때문에 테이프 캐스팅시 캐리어 필름위에 형성된 부호 7로 나타낸 슬러리 윗부분에 분포하게 되며, 이에 따라 부호 8의 부분에는 흑연이 존재하지 않거나 상대적으로 적은 양의 흑연만이 존재하게 된다.That is, in general, pore-forming agents such as graphite are less dense than ceramic powder, so they are distributed in the upper portion of the slurry indicated by reference numeral 7 formed on the carrier film during tape casting. Only a small amount of graphite will be present.

따라서, 이러한 그린 시트를 소결시 세라믹 시트 윗부분의 기공 크기는 조대한 반면 아랫 부분은 기공 크기가 상대적으로 적게 되며, 이를 도면으로 나타내면 도 6과 같다. 도 6에서 부호 7' 및 부호 8'은 도 5에서 부호 7 및 부호 8의 부분이 소결 과정을 거친 후의 모양을 나타낸 것으로 부호 7' 부분의 기공은 조대한 반면 부호 8' 부분의 기공은 미세함을 알 수 있다.Therefore, when the green sheet is sintered, the pore size of the upper portion of the ceramic sheet is coarse, while the lower portion of the green sheet is relatively small, which is shown in FIG. 6. In FIG. 6, reference numerals 7 'and 8' show a shape after the portions 7 and 8 of FIG. 5 have undergone a sintering process. The pores of the portion 7 'are coarse while the pores of the portion 8' are fine. Able to know.

이러한 세라믹 그린 시트, 그 두께가 0.1 내지 5㎜ 정도이며, 도 1에 나타낸 바와 같이 엠보싱 공정을 거치게 되는데 이때 표면 여과용 필터를 제조하기 위하여는 도 5의 부호 8의 부분과 부호 9의 부분을 엠보싱 처리한 그린 시트를 순차적으로 적층하여야 하며 이를 소결하면 기존의 필터에 비해 표면 여과 기능이 보다 우수한 세라믹 필터를 제조할 수 있다.Such a ceramic green sheet has a thickness of about 0.1 to 5 mm and undergoes an embossing process as shown in FIG. 1, in which a part of reference numeral 8 of FIG. 5 and a part of reference numeral 9 of FIG. 5 are manufactured to manufacture a surface filtration filter. Treated green sheets should be laminated sequentially and sintered to produce ceramic filters with better surface filtration than conventional filters.

이하 실시예를 통하여 본 발명의 효과를 좀더 구체적으로 살펴보지만 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.Although the effects of the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, the scope of the present invention is not limited to the following examples.

[실시예]EXAMPLE

실시예 1Example 1

카올린 분말을 25 중량%, 하소 카올린을 20 중량%, 활석을 30중량%, 알루미나 15중량% 섞고 볼밀에서 혼합한다. 혼합한 분말에 분산제로서 피시오일을 1중량%, 톨루엔과 에틸알콜의 혼합물을 30중량% 첨가한 후 다시 볼밀에서 혼합하였다. 여기에 결합제로서 폴리비닐부티랄을 10중량%, 가소제로서 다이옥틸프탈레이트를 15중량% 그리고 조공제로서 흑연을 20중량% 첨가하여 다시 습식 혼합을 실시하였다.25% by weight kaolin powder, 20% by weight calcined kaolin, 30% by weight talc, 15% by weight alumina are mixed in a ball mill. 1% by weight of fish oil and 30% by weight of a mixture of toluene and ethyl alcohol were added to the mixed powder, followed by mixing in a ball mill. 10 wt% of polyvinyl butyral as a binder, 15 wt% of dioctylphthalate as a plasticizer and 20 wt% of graphite as a pore-forming agent were further wet mixed.

제조된 슬러리를 감압하에서 탈포한 후 테이프 캐스팅 장비에서 닥터 블레이드의 높이를 2㎜로 조절하여 세라믹 시트를 제조하였다. 48시간 건조된세라믹 시트는 소결 수축량을 고려하여 150㎜의 정사각형 모양으로 절단한 후 롤러를 이용하여 엠보싱 가공을 한 후 적층하였다.After degassing the prepared slurry under reduced pressure, a ceramic sheet was prepared by adjusting the height of the doctor blade to 2 mm in a tape casting equipment. The ceramic sheet dried for 48 hours was cut into a square shape of 150 mm in consideration of the amount of sintering shrinkage and then laminated after embossing using a roller.

소결은 첨가된 결합제와 가소제의 탈지를 고려하여 500℃까지는 분당 1℃로 그 이후는 분당 4℃의 속도로 승온시켜 1450℃에서 3시간 소결하였다.Sintering was carried out at a rate of 1 ° C. per minute up to 500 ° C. and then 4 ° C. per minute in consideration of degreasing of the added binder and plasticizer, followed by sintering at 1450 ° C. for 3 hours.

소결된 필터의 물성을 측정하고자 시트의 파단면을 주사 전자 현미경으로 관찰한 결과 배기 가스와 접하는 부분인 시트 표면부의 평균 기공경은 5.3 마이크론, 시트의 반대편의 평균 기공경은 12.7 마이크론이었다.In order to measure the physical properties of the sintered filter, the fracture surface of the sheet was observed with a scanning electron microscope. As a result, the average pore diameter of the surface of the sheet, which is in contact with the exhaust gas, was 5.3 microns, and the average pore diameter of the opposite side of the sheet was 12.7 microns.

실시예 2Example 2

알루미나 분말 82중량%에 액상 소결 제제 및 비정상 입자 성장 억제제인 플럭스로서 실리카, 마그네시아, 캘시아를 각각 1중량% 그리고 조공제로서 흑연을 15중량% 첨가한 후 볼밀에서 혼합하였다. 이후 분산제로서 피시 오일을 2중량% 첨가하고 용매로서 톨루엔, 에틸알콜, 엔부틸알콜을 40중량% 첨가하여 다시혼합하였다. 그 다음 결합제로서 니트로 셀룰로오즈를 12중량%, 다이부틸프탈레이트를 17중량% 첨가한 후 혼합하여 슬러리를 제조하였다.To 82% by weight of alumina powder, 1% by weight of silica, magnesia, and calcia as fluxes for the liquid sintering formulation and the abnormal grain growth inhibitor and 15% by weight of graphite as the pore-forming agent were added and mixed in a ball mill. Thereafter, 2% by weight of fish oil was added as a dispersant, and 40% by weight of toluene, ethyl alcohol, and enbutyl alcohol were added and mixed again. Then, a slurry was prepared by adding 12% by weight of nitro cellulose and 17% by weight of dibutyl phthalate as a binder.

제조된 슬러리를 감압하에서 탈포를 행하여 캐스팅에 적합한 점도를 갖게 하였다. 슬러리를 두께 1㎜로 테이프 캐스팅하여 세라믹 그린 시트를 제조하였다. 건조된 시트는 요철이 형성되어 있는 두 개의 롤러 사이를 통과시켜 엠보싱가공한 후 200㎜의 정사각형 모양으로 절단하였다.The prepared slurry was degassed under reduced pressure to give a viscosity suitable for casting. The slurry was tape cast to a thickness of 1 mm to prepare a ceramic green sheet. The dried sheet was embossed by passing between two rollers having irregularities formed thereon, and then cut into a square shape of 200 mm.

절단된 시트는 서로 직각 방향이 되게 돌려서 적층한 후 소결을 행하였다. 소결은 탈지를 위하여 500℃까지는 분당 1℃로 그 이후는 분당 4℃의 속도로 승온시켜 1400℃에서 3시간 소결하였다.The cut sheets were turned to be perpendicular to each other and laminated, and then sintered. Sintering was carried out at a rate of 1 ° C. per minute up to 500 ° C. and then 4 ° C. per minute for degreasing, and then sintered at 1400 ° C. for 3 hours.

소결시 그린시트를 그 두께 방향으로 얇게 4부분으로 절단한 후 각각의 평균 기공경을 측정한 결과 조공제의 분포가 많은 부분부터 각각 118, 14 , 5 , 4마이크론의 평균 기공경을 나타내었다.When sintering, the green sheet was cut into four portions in the thickness direction, and the average pore diameters were measured. As a result, the average pore diameters of 118, 14, 5, and 4 microns were shown from the large pore distribution.

본 발명의 세라믹 필터의 제조 방법은 테이프 캐스팅 공정으로 세라믹 필터를 제조할 때 조공제가 그 밀도에 따라 자동적으로 특정 부위에 분포하도록 하여 궁극적으로 성형 공정시 다공성벽의 두께 방향으로 기공 특성이 조절됨으로써 보다 용이하고 저렴하게 표면 여과용 세라믹 필터를 제조할 수 있는 효과가 있다.In the method of manufacturing a ceramic filter of the present invention, when the ceramic filter is manufactured by a tape casting process, the pore-forming agent is automatically distributed in a specific area according to its density, and ultimately, the pore characteristics are adjusted in the thickness direction of the porous wall during the molding process. There is an effect that can easily and cheaply produce a ceramic filter for surface filtration.

Claims (4)

테이프 캐스팅 방법을 이용하여 세라믹 필터를 제조함에 있어, 조공제를 그 밀도에 따라 특정 부위에 분포시킴에 의해 다공성벽의 기공 특성을 그 벽두께 방향으로 변화시켜 표면 여과의 특성을 보다 잘 나타내도록 하는 것을 특징으로 하는 세라믹 필터의 제조방법.In the manufacture of ceramic filter using tape casting method, the pore property of the porous wall is changed in the wall thickness direction by distributing the pore-forming agent in a specific area according to its density so that the characteristics of surface filtration are better represented. Method for producing a ceramic filter, characterized in that. 제 1 항에 있어서, 상기 세라믹이 코디어라이트, 뮬라이트, 알루미나, 실리카, 실리콘 카바이드, 타이태니아, 지르코니아 또는 실리콘 나이트라이드임을 특징으로 하는 세라믹 필터의 제조방법.The method of claim 1, wherein the ceramic is cordierite, mullite, alumina, silica, silicon carbide, titania, zirconia, or silicon nitride. 제 1 항에 있어서, 세라믹 슬러리의 제조시 세라믹 원료 분말과 분산제를 첨가하여 혼합한 후 결합제와 가소제의 첨가시 조공제를 첨가하거나 또는 그 이후 조공제를 첨가함으로써 조공제가 분산제의 영향을 받지 않고 그 밀도에 따라 특정 부위에 분포하도록 하는 것을 특징으로 하는 세라믹 필터의 제조방법.The pore-forming agent according to claim 1, wherein the pore-forming agent is not affected by the dispersing agent by adding and mixing the ceramic raw material powder and the dispersing agent in the preparation of the ceramic slurry, and then adding the pore-forming agent during the addition of the binder and the plasticizer. Method for producing a ceramic filter, characterized in that to be distributed in a specific region according to the density. 제 1 항에 있어서, 상기 그린 시트의 두께는 약 0.1 내지 5㎜로 하고, 쿨러 또는 프레스의 장비를 이용하여 그린 시트를 엠보싱 가공하는 것을 특징으로 하는 세라믹 필터의 제조방법.The method of claim 1, wherein the thickness of the green sheet is about 0.1 to 5 mm, and the green sheet is embossed using a cooler or a press.
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KR100733691B1 (en) * 2005-08-30 2007-06-29 주식회사 엘지화학 A filtering apparatus

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