KR19980065173A - Composition of Porous Ceramic Filter - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고온, 고압가스의 집진용으로 널리 이용되고 있는 다공성 세라믹 필터의 기공의 크기가 균일하고 일정한 강도를 얻을 수 있는 원심성형법에 적합한 다공성 세라믹 필터의 세라믹 조성물에 관한 것으로서,The present invention relates to a ceramic composition of a porous ceramic filter suitable for the centrifugal molding method in which the pore size of the porous ceramic filter widely used for dust collection of high temperature and high pressure gas can be obtained with a uniform and constant strength.
샤모트 60 내지 75 중량부, 알루미나 시멘트 10 내지 15 중량부, 점토 13 내지 23 중량부, 갈탄 2 내지 10% 중량부를 메틸 셀룰로오스 1 내지 3 중량부로 구성된 것을 특징으로 한다.60 to 75 parts by weight of chamotte, 10 to 15 parts by weight of alumina cement, 13 to 23 parts by weight of clay, and 2 to 10% by weight of lignite is characterized by consisting of 1 to 3 parts by weight of methyl cellulose.
Description
본 발명은 다공성 세라믹 필터의 제조에 사용되는 조성물에 관한 것으로, 좀더 상세히 설명하면 고온, 고압가스의 집진 및 소각로용으로 널리 이용되고 있는 다공성 세라믹 필터의 기공의 크기가 균일하고 일정한 강도를 얻을 수 있는 원심성형법에 적합한 다공성 세라믹 필터의 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a composition used in the manufacture of a porous ceramic filter, and in more detail, the pore size of the porous ceramic filter, which is widely used for dust collection and incineration of high temperature and high pressure gas, can obtain uniform uniform strength. A composition of a porous ceramic filter suitable for centrifugal molding.
일반적으로 600℃ 내지 800℃정도의 고온 또는 1 내지 10기압의 고압가스의 집진용으로 널리 사용되고 있는 다공성 세라믹 필터는 기공의 크기가 균일하고 일정한 강도를 유지하여야 하며 압력손실이 작아야 하는 것이므로 사용되는 원료, 결합제 ,기공제, 분산제등의 재료의 구성 및 그 성형기술이 매우 중요한 역활을 하는 것이다.In general, porous ceramic filters widely used for the collection of high temperature gas at 600 ° C to 800 ° C or high pressure gas at 1 to 10 atm should have uniform pore size, maintain constant strength, and have low pressure loss. The composition of materials such as binders, pore agents, dispersants, and molding techniques plays a very important role.
따라서, 종래에는 이러한 다공성 세라믹 필터를 성형하기 위하여 슬러리 상태의 세라믹을 금형으로 압출하여 일정한 형태를 얻게 되는 압출성형과 압축가압력에 의하여 강제적으로 원료를 성형하는 프레스 성형 및 모세관 현상을 이용하여 석고틀 등에 원료를 주입하여 원하는 형상을 성형하는 주입성형등이 널리 이용되고 있다.Accordingly, in order to form such a porous ceramic filter, extrusion molding and a capillary phenomenon forcibly forming a raw material by compression and pressing force are obtained by extruding a slurry-shaped ceramic into a mold to obtain a predetermined form. Injection molding for injecting a raw material and molding a desired shape is widely used.
그러나, 종래에 널리 이용되고 있는 압출성형법, 프레스성형법 및 주입성형법등에 의한 제품은 기공의 크기가 균일하지 않을 뿐 아니라 제품의 두께가 일정하지 아니하여 크랙(crack)이 발생하기 쉬우며 대형의 제품, 특히 길이가 긴 제품을 제조할 수 없는 등의 문제점이 있는 것이다.However, the products by extrusion molding, press molding, injection molding, etc., which are widely used in the past, are not only uniform in pore size but also uneven in thickness, and easily cracked. In particular, there is a problem that can not manufacture a long product.
또한, 종래에 다공성 세라믹 필터를 제조하기 위하여 탄화규소, 알루미나, 지르코니아, 몰라이트등의 재료에 결합재로서 유리질 융제(frit)와 점토를 사용하고 있으나 결합재로 사용되는 유리질 융제가 산이나 알칼리등의 약품에 약할 뿐 아니라 원료가 고가인 단점이 있는 것이다.In addition, in order to manufacture a porous ceramic filter, glass flux and clay are used as binders in materials such as silicon carbide, alumina, zirconia, and molite, but the glass flux used as the binder is chemical such as acid or alkali. It is not only weak but also has the disadvantage of expensive raw materials.
본 발명은 상기와 같은 제반문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 고온,고압가스의 집진 및 소각로용으로 사용되는 다공속 세라믹 필터를 기공의 크기가 균일하고 일정한 강도를 유지하여 압력손실의 저하를 방지할 수 있는 원심성형법에 가장 적합한 세라믹 조성물을 제공 하는데 그 목적이 있다.The present invention has been invented to solve the above problems, the porous ceramic filter used for dust collection and incinerator of high temperature, high pressure gas, the pore size is uniform and maintains a constant strength to prevent a drop in pressure loss An object of the present invention is to provide a ceramic composition that is most suitable for centrifugal molding.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다공성 세라믹 필터의 제조에 사용되는 세라믹은 샤모트 60 내지 75 중량부, 알루미나 시멘트 10 내지 15 중량부, 점토 13 내지 23 중량부, 갈탄 2 내지 10 중량부를 1 내지 3 중량부의 멜틸 셀룰로오스(MC)로 이루어진것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is the ceramic used in the manufacture of the porous ceramic filter is 60 to 75 parts by weight of chamotte, 10 to 15 parts by weight of alumina cement, 13 to 23 parts by weight of clay, 2 to 10 parts by weight of lignite 1 To 3 parts by weight of the methyl cellulose (MC) is characterized in that consisting of.
본 발명의 또다른 특징은 상기 조성물의 성형은 원심성형법을 이용하는 것을 특징으로 한다.Another feature of the invention is characterized in that the molding of the composition using a centrifugal molding method.
본 발명에서는 다공성 세라믹 필터를 성형하기 위하여 이용하고 있는 원심성형법은 원심력에 의하여 성형되는 것이므로 종래의 성형방법에 비하여 성형체의 밀도가 향상되고 성형응력이 발생하지 않으므로 대형 및 장형(長形)의 성형체를 성형할 수 있는 장점이 있다.In the present invention, since the centrifugal molding method used for molding the porous ceramic filter is formed by centrifugal force, the density of the molded body is improved and molding stress does not occur as compared with the conventional molding method. There is an advantage that can be molded.
또한 원심성형법은 가소성 소지 및 파인세라믹(fine ceramic)분체와 같은 비가소성 원료를 이용하는 경우에도 우수한 효과가 있으므로 성형시 발생하는 입자의 분리현상을 제어할 수 있다면 상당히 넓은 범위에서도 적용할 수 있는 것이다.In addition, the centrifugal molding method has an excellent effect even when using a non-plastic raw material such as plastic material and fine ceramic powder, so that the separation phenomenon of particles generated during molding can be controlled in a wide range.
따라서, 본 발명 에서는 성형후 강도를 유지하고 가소성이 없는 분체에 가소성과 분산성을 부여하기 위하여 유기바인더와 무기바인더를 혼합하여 사용하였으며, 유기바인더로는 메틸 셀룰로오스(MC)와 무기바인더로는 알루미나 함량이 높은 시멘트와 소성시 입자간의 결합력을 부여하기 위하여 점토를 사용 하였다.Therefore, in the present invention, in order to maintain the strength after molding and to give plasticity and dispersibility to powders having no plasticity, an organic binder and an inorganic binder were mixed and used as an organic binder, such as methyl cellulose (MC) and an inorganic binder. Clay was used to give the bonding strength between the high cement content and the particle during firing.
소성후 높은 기공율을 유지하기 위하여 갈탄을 기공제로 사용 하고 있으며 골재로는 샤모트를 이용하여 원심성형법으로 성형한후 성형체를 고온에서 소성하여 많은 개기공(Open Channel)을 갖는 다공성 세라믹 필터를 제조 하였다.In order to maintain high porosity after firing, lignite is used as a pore-forming agent, and the aggregate was molded by centrifugal molding using chamotte, and then the molded body was fired at high temperature to prepare a porous ceramic filter having many open channels.
본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명하면,The present invention will be described in detail by way of examples.
[실 시 예][Example]
메틸 셀룰로오스(MC)는 혼합하기 전에 물에 녹여 사용 한 것으로서, 멜틸 셀룰로오스(MC)의 양은 많을 수록 성형체의 내부가 울퉁불퉁하게 성형되는등 균일하지 아니하며 멜틸 셀룰로오스(MC)를 전혀 첨가하지 않은 경우에는 미립자가 외부로 몰려 소성후 외부면의 통기성이 저하되어 필터로 사용할 수 없는 것이므로 본 발명 에서는 1 내지 3 중량부의 멜틸 셀룰로오스를 사용 하였다.Methyl cellulose (MC) is dissolved in water before mixing. The amount of melt cellulose (MC) is not uniform as the inside of the molded body is formed unevenly, the fine particles if no methyl cellulose (MC) is added at all In the present invention, since 1 to 3 parts by weight of the methyl cellulose was used in the present invention because the outside of the outer surface after firing is not available as a filter due to the external air permeability decreases.
또한, 성형후 성형틀과 성형체의 원활한 분리를 위하여 성형틀의 내부에 트레파지, 창호지등을 삽입하여 어느정도 건조된 후 탈형시에 제거 한다.In addition, for smooth separation between the molding die and the molded body after molding, inserting a trephage, window paper, etc. in the interior of the molding die is dried to some extent and removed when demolding.
다공성 세라믹 필터의 조성물은 전자저울을 사용하여 표1의 중량부에 따라 먼저 원료, 기공제 및 결합제를 10분간 건식 혼합한 후 성형시 결합성 및 가소성을 주기 위하여 알루미나 시멘트와 메틸 로오스 1중량부를 첨가하여 200rpm으로 5분간 혼합 한다. 혼합이 완료된 슬러리 상태의 재료는 즉시 원심성형용 몰드에 장입하여 1200rpm으로 5 내지 15분 정도 성형한다. 성형이 끝난 재료는 탈형이 가능한 강도를 갖도록 24시간 자연상태에서 건조하고, 탈형 후 20℃에서 48시간 건조 한다.The composition of the porous ceramic filter is dry mixed with the raw material, the pore-forming agent and the binder for 10 minutes according to the weight part of Table 1 using an electronic balance, and then 1 part by weight of alumina cement and methylose to give bonding and plasticity during molding. Add and mix for 5 minutes at 200 rpm. After mixing, the slurry material is immediately charged into a centrifugal mold and molded at 1200 rpm for about 5 to 15 minutes. After molding, the material is dried in a natural state for 24 hours to have a strength capable of demolding, and dried at 20 ° C. for 48 hours after demolding.
[표 1]다공성 세라믹 필터 제조를 위한 조성Table 1 Composition for Manufacturing Porous Ceramic Filter
[실 험 예][Experimental example]
완전히 건조된 시료는 전기로에서 1300℃ 내지 1550℃에서 2시간 동안 소성 하였으며 그 실험결과를 표2에 도시 한다.The completely dried sample was calcined for 2 hours at 1300 ℃ to 1550 ℃ in an electric furnace and the experimental results are shown in Table 2.
시편의 성형, 건조 및 소성상태는 양호한 편이었나 갈탄을 전혀 사용하지 않은경우에는 내면의 상태가 매끄럽지 못하였으며, 갈탄의 함량이 2중량부 미만인 경우에는 압력손실이 증대하여 필터로서 사용하기 곤란 하였다.Molding, drying and firing conditions of the specimens were good, but when the lignite was not used at all, the inner surface was not smooth. When the lignite content was less than 2 parts by weight, the pressure loss increased, making it difficult to use as a filter.
흡수율과 기공율의 경우에는 소성온도에 상관없이 세라믹 필터로 사용하기에 적합 하였으며, 1500℃에서 소결한 경우 압력손실이 가장 작은 결과를 확인할 수 있었다.Absorption rate and porosity were suitable for use as a ceramic filter regardless of firing temperature. When sintered at 1500 ℃, pressure loss was the smallest.
갈탄의 양이 5중량부 이상인 경우에는 소결온도가 낮으면 굽힘강도값이 매우 낮게 나타나므로 갈탄의 양이 많은 경우에는 소결온도를 1500℃ 이상으로 유지 하여야 한다.When the amount of lignite is more than 5 parts by weight, the bending strength is very low when the sintering temperature is low. Therefore, when the amount of lignite is large, the sintering temperature should be maintained at 1500 ° C or higher.
[표 2]소성온도별 세라믹 필터의 특성[Table 2] Characteristics of Ceramic Filters by Fire Temperature
상술한 바와 같이 본 발명은 다공성 세라믹 필터를 제조하기 위한 원심성형법에 가장 적합한 세라믹 조성물을 제공 하므로서 조성과 소성온도를 조절하여 기공율과 강도를 갖는 다공성 세라믹 필터를 제조할 수 있을 뿐 아니라 길이가 긴 성형체를 제조할 수 있는등의 작용효과가 있다.As described above, the present invention provides a ceramic composition most suitable for the centrifugal molding method for producing a porous ceramic filter, thereby controlling the composition and the firing temperature to prepare a porous ceramic filter having a porosity and a strength, and a long molded article. There is an effect such as can be prepared.
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Publications (2)
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Cited By (3)
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| KR100607398B1 (en) * | 2004-07-14 | 2006-08-02 | 조규학 | Attachable brassiere |
| KR100861012B1 (en) * | 2007-01-12 | 2008-10-01 | 안재식 | Porous ionize filter and making process for that |
| KR100952572B1 (en) * | 2009-10-28 | 2010-04-12 | 김성일 | Bioceramic filter, bioceramic filter manufacturing method and air-conditioner composite using the same |
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1997
- 1997-01-03 KR KR1019970000018A patent/KR100213832B1/en not_active IP Right Cessation
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| KR100213832B1 (en) | 1999-08-02 |
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