KR20010101807A - Improved method of making multicellular filters - Google Patents
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Abstract
허니컴 셀(12)을 폐색시키는 방법은 입구단, 출구단, 입구단으로부터 출구단까지 연장하는 복수 개의 셀(12)을 구비하는 허니컴을 마련하는 단계와, 미리 선택된 셀 개구에 폐색부를 형성하도록 모세관 현상에 의하여 실런트(16)가 상기 미리 선택된 허니컴 셀 개구 안으로 유입되게 하는 단계를 포함한다. 예성형체는 미리 선택된 셀 개구를 구비하는 허니컴 표면에 배치되어 미리 선택된 셀 개구 안으로 삽입된다. 이 미리 선택된 셀 개구는 예성형체가 열가소성 밀봉재로 변형되어 미리 선택된 셀 개구의 벽 내측과 결합하도록 가열되어서, 선택된 셀 개구에 고정 가능하게 배치된 폐색부를 구비하는 폐색된 허니컴을 형성한다.The method for closing the honeycomb cell 12 includes the steps of providing a honeycomb having an inlet end, an outlet end, and a plurality of cells 12 extending from the inlet end to the outlet end, and capillary tubes for forming a blockage in the preselected cell opening. Developing the sealant 16 into the preselected honeycomb cell opening. The preform is placed on a honeycomb surface having a preselected cell opening and inserted into the preselected cell opening. This preselected cell opening is heated so that the preform deforms into a thermoplastic seal to engage with the inside of the wall of the preselected cell opening, forming a blocked honeycomb having a closure portion securely disposed in the selected cell opening.
Description
허니컴과 같은 다중 셀 구조체가 유체용 필터로 쓰인다. 허니컴의 번갈아 배치된 셀 또는 채널을 폐색(閉塞)시킴으로써, 유체 흐름이 셀 벽을 관통하도록 강제하여, 셀 벽이 미립자 여과를 행하도록 할 수 있게 한다. 이러한 벽 관통 흐름 패턴은 허니컴의 높은 표면적/체적의 비율의 장점을 이용한다. 이들 허니컴 필터, 특히 세라믹 허니컴은 이들의 고온능(高溫能) 때문에 디젤 미립자 여과 용법과 같이 기상(氣相) 여과용으로 광범위하게 사용되어 왔다.Multi-cell structures, such as honeycombs, are used as filters for fluids. Blocking the honeycomb's alternating cells or channels allows the fluid flow to penetrate the cell wall, allowing the cell wall to perform particulate filtration. This wall through flow pattern takes advantage of the honeycomb's high surface area / volume ratio. These honeycomb filters, especially ceramic honeycomb, have been widely used for gas phase filtration, such as diesel particulate filtration, because of their high temperature capability.
종래의 폐색 방법, 예를 들면, 제거 가능한 차폐물을 적용하고 폐색재를 차폐되지 않은 셀 안으로 밀어 넣은 후 차폐물을 제거하거나, 또는 폐색재를 셀에 직접 주입하여 셀이 폐색되게 하는 폐색 방법은 매우 느린 공정이다. 이들 종래의 폐색 방법 중 몇 가지 다른 단점은 더 높은 밀도 셀 구조체(>200 셀/in2)를 폐색할 수 없다는 것이다.Conventional occlusion methods, for example, applying a removable shield and pushing the occlusion into an unshielded cell and then removing the obstruction, or injecting the occlusion directly into the cell, cause the occlusion method to be very slow. It is a process. Some other drawbacks of these conventional occlusion methods are the inability to occlude higher density cell structures (> 200 cells / in 2 ).
허니컴은 아직 액체용 필터로는 널리 사용되지 않는다. 대부분의 액체용 필터는 고온 물질로 폐색할 필요가 없기 때문에, 이러한 용례를 위한 허니컴의 폐색방법 및 가능성에는 다른 해결책이 필요하다. 액체 여과시 허니컴의 폐색 문제에 대한 새로운 해결책은 그 허니컴이 세라믹, 카본, 폴리머, 또는 이들 중 몇 가지의 조합이든 관계없이 적용 가능해야 한다. 모든 여과 용례는 허니컴의 폐색이 필터의 미립자, 오염물, 그리고 기생물의 제거 특성을 유지하기 위해서 어떤 바이패스(폐색부 주위에서의 유체 누설)도 나타내지 말아야 할 것을 요구한다.Honeycomb is not yet widely used as a filter for liquids. Since most liquid filters do not need to be clogged with hot materials, honeycomb clogging methods and possibilities for this application require different solutions. A new solution to the honeycomb blockage problem in liquid filtration should be applicable regardless of whether the honeycomb is ceramic, carbon, polymer, or some combination of these. All filtration applications require that the honeycomb occlusion not show any bypass (fluid leakage around the obstruction) to maintain the filter's particulate, contaminant, and parasitic removal characteristics.
본 발명은 유체 여과용 허니컴을 폐색시키는 다양한 폐색 방법을 제시한다. 이들 방법은 지정된 셀 채널을 조절된 깊이로 완전히 폐색시켜, 폐색부 주위로 유체가 누설되는 것을 방지해야한다라고 하는 조건을 충족시킨다.The present invention provides a variety of occlusion methods for occluding the honeycomb for fluid filtration. These methods meet the requirement that the designated cell channel be completely occluded to a controlled depth to prevent fluid leakage around the occlusion.
본 발명은 개선된 다중 셀 필터를 제조하기 위한 폐색 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an occlusion method for producing an improved multi-cell filter.
도 1 및 도 1a는 모세관 현상으로 선택된 허니컴의 셀을 폐색시키는 것을 보여주는 개략도.1 and 1A are schematic diagrams showing occlusion of cells of a honeycomb selected by capillary action.
도 2 및 도 2a는 허니컴의 횡단면을 대각선 방향으로 가로지르는 연속된 선으로서 적용되는 실런트를 보여주는 개략도.2 and 2a are schematic views showing sealants applied as a continuous line traversing the cross section of the honeycomb diagonally;
도 3, 도 3a, 도 3b, 도 3c는 궁극적으로는 개방된 채 유지될 셀을 일시적인 재료로 차폐하여 폐색되는 허니컴의 셀을 보여주는 개략도로서, 상기 일시적인 재료는 모세관 현상에 의해 폐색 대상 셀에 실런트가 충전된 후에 제거된다.3, 3A, 3B, and 3C are schematic views showing cells of honeycomb that are occluded by shielding a cell that will ultimately remain open with a temporary material, wherein the temporary material is a sealant in the cell to be occluded by capillary action. Is removed after charging.
도 4 및 도 4a는 상기 도 3 내지 도 3c와 유사하게 셀을 차폐하여 폐색되지만 차폐물은 단편(單片) 형태인 허니컴 셀을 보여주는 개략도.4 and 4A are schematic diagrams showing honeycomb cells that are closed by shielding the cells similarly to FIGS. 3 to 3C but the shield is in the form of a piece.
도 5 및 도 5a는 쐐기형 실런트로 허니컴 셀을 폐색시키는 것을 보여주는 개략도.5 and 5A are schematic diagrams showing occlusion of honeycomb cells with a wedge sealant.
본 발명의 한가지 양태에 따르면, 입구단, 출구단, 그리고 입구단으로부터 출구단까지 연장하는 복수 개의 셀을 구비한 허니컴을 마련하는 단계와, 미리 선택된 셀 개구에 폐색부를 형성하도록 모세관 현상에 의해 실런트(sealant)를 미리 선택된 허니컴 셀 개구 속에 주입시키는 단계를 포함하는 것인 허니컴 셀의 폐색 방법이 제공된다.According to one aspect of the invention, there is provided a honeycomb having an inlet end, an outlet end, and a plurality of cells extending from the inlet end to the outlet end, and the sealant by capillary action to form a blockage in the preselected cell opening. A method of occluding a honeycomb cell is provided, comprising injecting a sealant into a preselected honeycomb cell opening.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 실런트는 허니컴의 주어진 표면의 셀 개구에 상응하는 섹션을 구비하는 열가소성 폴리머 예성형체일 수 있고, 폐색될 개구에 상응하는 상기 섹션은 열가소성 밀봉재를 구비한다. 상기 밀봉재는 허니컴의 폐색될 셀 개구 안에 고정 가능하게 끼워맞춰질 수 있는 치수를 갖는다. 상기 예성형체는 미리 선택된 셀 개구 안으로 밀봉재가 삽입되도록 미리 선택된 셀 개구를 구비하는 허니컴 표면에 배치된다. 미리 선택된 셀 개구를 가열하여 열가소성 밀봉재가 변형되어 미리 선택된 셀 개구의 내측벽에 결합될 수 있게 함으로써, 선택된 셀 개구에 폐색부가 고정 가능하게 위치한 폐색된 허니컴을 생성한다.According to another aspect of the invention, the sealant may be a thermoplastic polymer preform having a section corresponding to a cell opening of a given surface of the honeycomb, wherein the section corresponding to the opening to be occluded has a thermoplastic seal. The seal has a dimension that can be fixedly fitted into the cell opening to be occluded of the honeycomb. The preform is disposed on a honeycomb surface having a preselected cell opening such that a seal is inserted into the preselected cell opening. By heating the preselected cell openings so that the thermoplastic seal can be deformed and bonded to the inner wall of the preselected cell openings, creating a occluded honeycomb in which the obstructions are fixably located in the selected cell openings.
본 발명은 유체를 여과하기 위해 흐름이 벽을 관통하는 필터를 제조하기 위한 허니컴의 폐색 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 말하면, 본 발명은 폐색부를 형성하도록 허니컴의 셀에 제어된 깊이까지, 그리고 기공으로 침투하도록 실런트를 적용하는 방법에 관한 것이다. 실런트는 셀 벽 및 벽의 기공과 일체적인 폐색부를 형성한다.The present invention relates to a method of occluding honeycomb for producing a filter in which a flow passes through a wall to filter a fluid. More specifically, the present invention relates to a method of applying a sealant to penetrate into pores to a controlled depth in a honeycomb cell to form a blockage. The sealant forms an integral blockage with the cell walls and the pores of the wall.
허니컴은 세라믹, 금속, 폴리머, 카본 또는 활성탄, 유리, 유리-세라믹, 또는 이들의 조합과 같은 재료로 제조될 수 있다.Honeycombs can be made of materials such as ceramics, metals, polymers, carbon or activated carbon, glass, glass-ceramic, or combinations thereof.
허니컴은 어떠한 셀 밀도도 가질 수 있으나, 셀 밀도는 대개 235 셀/cm2(약 1500 셀/in2)부터 1.5 셀/cm2(약 10 셀/in2)이다. 이들 허니컴은 가변적인 벽 두께를 가질 수 있으나, 벽 두께는 전형적으로는 약 0.1 - 1.5 mm(약 4 - 60 밀)이다. 본 발명은 31 셀/cm2(200 셀/in2) 이상의 밀도를 가진 허니컴에 특히 유용하다.Honeycombs can have any cell density, but cell densities are usually from 235 cells / cm 2 (about 1500 cells / in 2 ) to 1.5 cells / cm 2 (about 10 cells / in 2 ). These honeycombs can have a variable wall thickness, but the wall thickness is typically about 0.1-1.5 mm (about 4-60 mils). The invention is particularly useful for honeycombs having a density of at least 31 cells / cm 2 (200 cells / in 2 ).
실런트는 허니컴의 재료에 따라 선택된다. 이 실런트는 형성된 폐색부 주위로 누설이 없도록 하기 위하여 허니컴의 셀 표면과 강력한 화학적, 기계적, 또는 마찰에 의한 결합을 할 수 있어야 한다. 전형적인 밀봉재 또는 폐색재 중 몇가지 예는, 에폭시류, 실리콘류, 왁스류, 열가소성 폴리머류와 같은 폴리머 재료와 세라믹/폴리머 혼합물 등과 같은 무기/유기 혼합물이 있으나, 본 발명이 이들 예로 한정되지 않는다는 것을 이해할 것이다.The sealant is selected according to the honeycomb material. The sealant must be capable of strong chemical, mechanical, or frictional bonding with the honeycomb cell surface to prevent leakage around the formed occlusion. Some examples of typical sealants or closures include polymer materials such as epoxys, silicones, waxes, thermoplastic polymers and inorganic / organic mixtures such as ceramic / polymer mixtures, but it is understood that the invention is not limited to these examples. will be.
폐색을 행할 수 있는 몇 가지 방법이 있다.There are several ways in which occlusion can be achieved.
한 가지 실시예에 있어서, 미리 선택된 셀을 모세관 현상에 의해서 액체계 실런트로 폐색한다. 폐색될 셀 개구의 상부를 실런트와 접촉하게 배치하여, 실런트가 모세관 현상(주입, 인가 압력, 또는 다른 전통적인 방법에 의해 실런트를 셀 안으로 밀어넣는 것과는 달리)에 의하여 소정의 원하는 깊이까지 셀 안으로 끌려들어갈 수 있게 한다. 본 발명은 실런트를 폐색되는 셀의 중심에 정밀하게 배치할 필요가 없다. 대부분의 실런트가 필요한 셀의 상부에 있는 한, 모세관 현상에 의해 실런트가 셀 안으로 끌려들어가 오정렬을 극복한다. 실런트는 분할된 셀에 적용되거나, 또는 예컨대 대각선 방향으로 연속적인 직선형 패턴으로 적용될 수 있다. 후자의 기술이 많은 수의 셀의 밀봉을 촉진하기 때문에 더 효율적이다. 셀 안으로 실런트가 투입되는 정도는 셀의 크기, 실런트의 점도, 실런트의 셀과의 습윤성 등에 의하여 결정된다. 셀의 크기에 따라서, 원하는 폐색 깊이와 기공 침투를 조성하도록 실런트의 특성을 조절할 수 있다. 예를 들면, 폐색부 침입 깊이는 실런트의 점도에 의해 제어될 수 있다. 실런트의 점도가 클수록, 폐색부 깊이는 감소한다. 점도가 더 낮은 실런트의 경우, 실런트 중의 자외선(UV) 경화제 개시제와 함께 사용되어 그 부분을 자외선 방사에 노출시키면, 더 짧은 폐색부 깊이를 생성할 수도 있다.In one embodiment, the preselected cell is occluded with a liquid sealant by capillary action. By placing the top of the cell opening to be blocked in contact with the sealant, the sealant is drawn into the cell to a desired desired depth by capillary action (unlike pushing the sealant into the cell by injection, applied pressure, or other conventional means). To be able. The present invention does not require precise placement of the sealant in the center of the cell being occluded. As long as the sealant is on top of the required cell, the sealant is drawn into the cell by capillary action to overcome misalignment. The sealant may be applied to the divided cells, or may be applied, for example, in a continuous straight pattern in the diagonal direction. The latter technique is more efficient because it facilitates the sealing of large numbers of cells. The amount of sealant introduced into the cell is determined by the size of the cell, the viscosity of the sealant, the wettability of the sealant with the cell, and the like. Depending on the size of the cell, the sealant's properties can be adjusted to create the desired occlusion depth and pore penetration. For example, occlusion depth can be controlled by the viscosity of the sealant. The higher the viscosity of the sealant, the lower the depth of occlusion. For sealants with lower viscosities, when used with an ultraviolet (UV) curing agent initiator in the sealant, exposing the portion to ultraviolet radiation may produce shorter occlusion depths.
다른 실시예에 있어서, 모든 허니컴의 단부에는 밀봉재가 적용된다. 밀봉재가 셀 안으로 주입됨에 따라서, 각 셀은 원하는 깊이(모든 셀 채널을 완전히 충전시키기보다는)까지 충전된다. 그 후, 밀봉된 허니컴 단부를 실런트로부터 분리시키고, 개방 셀에 필요한 패턴으로 배열된 셀 크기보다 작은 지름의 막대를 허니컴에 끼운다. 고점도 실런트는 스스로 이들 막대에 부착되고, 이 실런트는 막대를 허니컴로부터 분리시킴에 따라 셀로부터 제거된다. 이러한 공정은 허니컴의 타측부에 반대의 패턴을 형성하기 위해서 반복된다.In another embodiment, seals are applied to the ends of all honeycombs. As the seal is injected into the cells, each cell is filled to the desired depth (rather than completely filling all cell channels). Then, the sealed honeycomb end is separated from the sealant and a honeycomb with a diameter smaller than the cell size arranged in the pattern required for the open cell is inserted. High viscosity sealants attach themselves to these rods, which are removed from the cell by separating the rods from the honeycomb. This process is repeated to form the opposite pattern on the other side of the honeycomb.
다른 실시예에 있어서, 개방된 채로 남게 될 셀은 제거 가능하거나 또는 일시적인 차폐물로 차폐된다. 허니컴의 모든 표면은 실런트에 노출되고, 이 실런트는 모세관 현상에 의해 비차폐 셀에 충전된다. 특히, 이 기술을 위한 차폐물로서,처리 조건 하에 제거 가능한 실리콘류, 저융점 왁스류, 열가소성 엘라스토라머류가 적당하지만 본 발명이 그러한 것들로 한정되지는 않는다. 일시적인 차폐물로 사용되는 왁스류의 융점은 에폭시 또는 다른 폐색재가 손상되지 않고 저융점 화합물이 제거될 수 있을만큼 충분히 낮을 필요가 있다. 특히, 실런트로 적당한 것은 2-부 에폭시(two-part epoxy)이다. 셀 밀도에 따라 다른 점도를 필요로 하여 셀 밀도가 높을수록 점도는 더 낮아야한다. 그 후, 일시적인 차폐물을 가열에 의해 제거한다.In another embodiment, cells that will remain open are shielded with removable or temporary shields. All surfaces of the honeycomb are exposed to the sealant, which is filled into the unshielded cell by capillary action. In particular, as shields for this technique, silicones, low melting waxes, thermoplastic elastomers that can be removed under processing conditions are suitable, but the present invention is not limited thereto. The melting point of the waxes used as temporary shields need to be low enough that the low melting point compounds can be removed without damaging the epoxy or other occlusive materials. In particular, suitable as sealants are two-part epoxy. Different cell densities require different viscosities, so the higher the cell density, the lower the viscosity should be. Thereafter, the temporary shield is removed by heating.
또 다른 실시예에 있어서, 폐색될 허니컴의 셀을 예성형된 차폐물을 사용하여 동시에 폐색시킨다. 결국에는 허니컴의 폐색부가 될 차폐물의 폐색부는 전술한 폐색재, 예를 들면 성형된 열가소성 엘라스트로머, 왁스, 에폭시로 제조되며, 오직 에폭시 피막만이 UV 또는 열에 의하여 경화된다. 차폐물은 필요한 모든 셀을 동시에 폐색시키기 위하여 허니컴 안으로 물리적으로 가압된다. 열가소성 엘라스트로머 또는 왁스의 경우에는, 적어도 차폐물의 실런트 폐색부를 부분적으로 용융시킬 수 있을 정도로 충분히 뜨거운 허니컴 안으로 삽입되면 누설없는 강력한 기계적 결합을 이루게 된다. 에폭시 실런트 폐색부의 경우에는, 기계적 가압 작용이 이 폐색부의 경화된 피막을 파괴하여 약간의 미경화 에폭시가 어느 흐를 수 있게 함으로써 화학적 결합이 형성되게 한다.In another embodiment, the cells of the honeycomb to be occluded are simultaneously occluded using a preformed shield. The occlusion of the shield, which will eventually become the occlusion of the honeycomb, is made of the aforementioned occlusion material, for example molded thermoplastic elastomer, wax, epoxy, and only the epoxy coating is cured by UV or heat. The shield is physically pressed into the honeycomb to simultaneously occlude all necessary cells. In the case of thermoplastic elastomers or waxes, insertion into a honeycomb that is hot enough to at least partially melt the sealant occlusion of the shield results in a strong, leak free mechanical bond. In the case of an epoxy sealant occlusion, mechanical pressure action breaks the cured coating of this occlusion, allowing some uncured epoxy to flow, causing chemical bonds to form.
본 발명을 더욱 자세히 설명하기 위해서, 이하, 첨부 도면과 함께 비제한적인 예들을 제시한다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS To describe the present invention in more detail, the following non-limiting examples are given in conjunction with the accompanying drawings.
셀을 폐색시키기 위한 모세관 현상의 이용Use of capillary phenomena to occlude cells
예 1Example 1
도 1 및 도 1a에는 허니컴의 셀이 도시되어는데, 이 허니컴 셀이 실런트와 접촉되어 모세관 힘에 의해 실런트가 그 허니컴의 셀 안으로 끌려들어갈 수 있게 한다. 도 1은 허니컴 셀(12)의 길이를 보여주는 개략도이다. 셀 벽은14로 도시된다. 실런트(16)는 셀(들)의 개구에 배치된다. 도 1a는 도 1과 유사하지만, 실런트를 셀로 끌어당기는 모세관 힘의 작용을 받고 있는 실런트(16a)를 보여준다. 실런트는 도 1에 도시된 복수 개의 분리된 셀에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 공정을 촉진하기 위해서 대각선과 같은 패턴으로 적용될 수 있다. 도 2는 허니컴 셀(20)의 개략적인 횡단면도로서, 실런트(22)는 허니컴의 횡단면을 대각선 방향으로 가로지르는 연속적인 직선으로 적용된다. 도 2a는 도 2와 유사하지만, 실런트가 모세관 현상에 의해서 셀을 폐색하도록 한 후의 셀(20)의 실런트 폐색부(22a)를 보여준다. 전술한 실시예에 있어서 특히 적합한 실런트 중 하나는, 예컨대 약 250,000 cp의 점도를 갖는 2- 부 에폭시이다.1 and 1A show a honeycomb cell, which is in contact with the sealant to allow the sealant to be drawn into the honeycomb cell by capillary forces. 1 is a schematic diagram showing the length of a honeycomb cell 12. The cell wall is shown at 14 . Sealant 16 is disposed in the opening of the cell (s). FIG. 1A is similar to FIG. 1, but shows a sealant 16a under the action of capillary forces that pull the sealant into the cell. The sealant can be applied to a plurality of separate cells shown in FIG. 1, as well as in a diagonal pattern to facilitate the process. FIG. 2 is a schematic cross sectional view of the honeycomb cell 20, wherein the sealant 22 is applied in a continuous straight line traversing the cross section of the honeycomb in a diagonal direction. FIG. 2A is similar to FIG. 2 but shows the sealant occlusion 22a of the cell 20 after causing the sealant to occlude the cell by capillary action. One particularly suitable sealant in the above embodiments is, for example, a 2-part epoxy having a viscosity of about 250,000 cp.
예 2Example 2
미세한 기공(<10 ㎛)을 가진 약 0.028 인치의 두꺼운 벽을 구비하는 200 셀/in2의 다공성 세라믹 허니컴을 약 200,000 cp의 점도를 가진 2-부 에폭시를 사용하여 대각선 방향으로 폐색시켰다. 손으로 안내되는 공압식 주사기를 사용하여, 에폭시 비드(bead)를 대각선 패턴으로 연속적으로 분배하였다. 반대 방향의 대각선 패턴을 허니컴의 양측부에 배치하였으며, 폐색된 부분을 약 1시간 동안 약 70℃의 온도로 가열하였다. 마지막으로, 경화된 폐색 깊이는 약 2mm였다.A 200 cell / in 2 porous ceramic honeycomb with a thick wall of about 0.028 inches with fine pores (<10 μm) was occluded diagonally using a two-part epoxy having a viscosity of about 200,000 cp. Using a hand-guided pneumatic syringe, the epoxy beads were continuously dispensed in a diagonal pattern. Diagonal patterns in opposite directions were placed on both sides of the honeycomb and the occluded portion was heated to a temperature of about 70 ° C. for about 1 hour. Finally, the cured occlusion depth was about 2 mm.
예 3Example 3
미세한 기공(<2 ㎛)을 갖는 약 0.015 인치의 벽을 구비하는 300 셀/in2의 다공성 카본 허니컴을 약 100,000 cp의 점도를 가지는 2-부 에폭시를 사용하여 대각선 패턴으로 폐색시켰다. 손으로 안내되는 공압식 주사기를 사용하여, 에폭시 비드를 대각선 패턴으로 연속적으로 분배하였다. 반대 방향 대각선 패턴을 허니컴의 타측부에 배치하였고 폐색된 부분을 약 1시간 동안 약 70℃의 온도로 가열하였다. 마지막으로, 경화된 폐색 깊이는 약 2mm였다.A 300 cell / in 2 porous carbon honeycomb with a wall of about 0.015 inch with fine pores (<2 μm) was occluded in a diagonal pattern using a 2-part epoxy having a viscosity of about 100,000 cps. Using a hand guided pneumatic syringe, the epoxy beads were continuously dispensed in a diagonal pattern. The opposite diagonal pattern was placed on the other side of the honeycomb and the occluded portion was heated to a temperature of about 70 ° C. for about 1 hour. Finally, the cured occlusion depth was about 2 mm.
예 4Example 4
미세한 기공(<3㎛)을 가지는 약 0.010 인치의 두꺼운 벽을 구비하는 400 셀/in2의 다공성 세라믹 허니컴을 약 40,000 cp 미만의 점도를 가진 2-부 에폭시를 사용하여 대각선 방향으로 폐색시켰다. 컴퓨터로 제어되는 x-y-z 테이블에 의하여 안내되는 공압식 주사기를 사용하여, 에폭시 비드를 연속적으로 분배하였다. 반대 방향 대각선 패턴을 허니컴의 양측부에 배치하였고 약 1시간 동안 70℃의 온도로 가열하였다. 마지막으로, 경화된 폐색 깊이는 3 mm 미만이었다.A 400 cell / in 2 porous ceramic honeycomb with a thick wall of about 0.010 inches with fine pores (<3 μm) was obliquely obstructed using a two-part epoxy having a viscosity of less than about 40,000 cp. Epoxy beads were continuously dispensed using a pneumatic syringe guided by a computer controlled xyz table. Opposite diagonal patterns were placed on both sides of the honeycomb and heated to a temperature of 70 ° C. for about 1 hour. Finally, the cured occlusion depth was less than 3 mm.
예 5 : 셀 차폐물과 결합된 모세관 현상의 이용Example 5: Use of Capillary Phenomena Combined with Cell Shields
도 3, 도 3a, 도 3b, 그리고 도 3c는 궁극적으로는 개방된 채 남을 셀을 일시적이거나 제거 가능한 차폐물로 차폐하고, 허니컴의 전체면에 실런트가 적용되게 하며, 차폐되지 않은 셀이 모세관 현상에 의해 충전될 수 있도록 하는 원리를 보여준다. 도 3은 차폐물(33)과 셀 벽(34)을 구비하는 셀(32)의 길이를 개략적으로 보여준다. 도 3a는 차폐물(33)을 구비하는 셀(32)과 실런트(38)를 구비하는 용기(36) 안에 침지되는 셀(32a)을 보여준다. 도 3b는 차폐물(33)을 구비하는 결과적인 허니컴 셀(32)과 실런트(38a)를 구비하는 셀(32a)을 보여준다. 차폐물은 그 후 가열 등에 의해 제거된다. 도 3c는 차폐물이 제거된 후, 실런트를 구비하는 허니컴 셀을 개략적으로 보여준다. 개방 상태로 될 셀을 차폐하기에 적당한 재료 중에 하나는 왁스이지만, 약 150,000 cp의 점도를 가지는 2-부 에폭시가 실런트로 이용된다. 점도는 셀의 기하학적 구조에 좌우된다.3, 3A, 3B, and 3C ultimately shield the cells that remain open with a temporary or removable shield, allow sealant to be applied to the entire surface of the honeycomb, and the unshielded cells Shows the principle of charging by 3 schematically shows the length of a cell 32 having a shield 33 and a cell wall 34. 3A shows a cell 32 having a shield 33 and a cell 32a immersed in a container 36 having a sealant 38. 3B shows the resulting honeycomb cell 32 with shield 33 and cell 32a with sealant 38a. The shield is then removed by heating or the like. 3C schematically shows a honeycomb cell with sealant after the shield has been removed. One suitable material for shielding the cell to be open is wax, but a two-part epoxy having a viscosity of about 150,000 cp is used as the sealant. Viscosity depends on the geometry of the cell.
예 6 : 기계적으로 부착되는 예성형 차폐물의 이용Example 6 Use of Preformed Shield Attached Mechanically
폐색될 모든 허니컴 셀을 예성형 차폐물을 사용하여 동시에 폐색시킬 수 있다. 예성형 차폐물은 성형된 열가소성 엘라스트로머, 왁스, 또는 관련 재료로 제조될 수 있고, 이 차폐물은 물리적으로 허니컴 안으로 가압되어 도 4에 도시된 바와 같이 동시에 원하는 모든 셀을 폐색시킨다. 도 4는 셀벽(44)과 허니컴 셀(42)의 길이를 보여주는 개략도로서, 허니컴 셀 양단부로 삽입되는 폐색부(48)를 구비하는 차폐물(46)을 보여준다. 폐색부가 셀을 번갈아서 폐색시키는 것으로 도시되어 있다. 허니컴이나 차폐물에 열을 가하고 쐐기형 폐색부를 사용하면 다공성 허니컴 벽과 일체적인 기계적 밀봉이 이루어진다. 도 5는58로 도시된 기공을 가지는 다공성 벽(56)을 구비하는 허니컴 셀(54) 안으로 막 삽입되려 하는 쐐기형 폐색부(52)의 개략도이다. 도 5a는 셀 벽에 일체적으로 밀봉된 폐색부(52a)로 폐색된 후의 셀을 도시한다.All honeycomb cells to be occluded can be occluded simultaneously using preformed shields. The preform shield can be made of molded thermoplastic elastomer, wax, or related material, which is physically pressed into the honeycomb to occlude all desired cells at the same time as shown in FIG. 4. 4 is a schematic diagram showing the length of the cell wall 44 and the honeycomb cell 42, showing a shield 46 having a closure 48 inserted into both ends of the honeycomb cell. The obstruction is shown to alternately occlude the cell. The application of heat to the honeycomb or shield and the use of a wedge-shaped occlusion creates an integral mechanical seal with the porous honeycomb wall. 5 is a schematic diagram of a wedge shaped occlusion 52 about to be inserted into a honeycomb cell 54 having a porous wall 56 having pores shown as 58 . FIG. 5A shows the cell after occlusion with occlusion 52a integrally sealed to the cell wall.
예 7 : 화학적으로 부착되는 예성형 차폐물의 이용Example 7: Use of Chemically Attached Preform Shields
UV 경화성 및 열경화성 성분 모두를 함유하는 성형된 에폭시로 제조되는 예성형 차폐물을 사용하여, 폐색될 모든 셀을 동시에 폐색시킬 수 있다. UV 방사를 사용하면 얇은 피막이 형성되어 재료가 원래의 형상을 유지하게 할 수 있다. 예성형 차폐물은 예 6에서 설명한 바와 같이 허니컴 안으로 물리적으로 가압된다. 기계적 가압 작용은 쐐기형 폐색부의 피막을 파손시켜, 벽을 따라서, 그리고 셀 안으로 미경화된 에폭시가 어느 정도 흐를 수 있게 한다. 그 후, 모든 예성형된 차폐물을 가열 경화시켜, 에폭시와 셀벽 사이의 화학적 결합이 형성되게 할 수 있다.Preformed shields made of molded epoxy containing both UV curable and thermoset components can be used to simultaneously occlude all cells to be occluded. UV radiation can be used to form a thin film that allows the material to retain its original shape. The preform shield is physically pressurized into the honeycomb as described in Example 6. Mechanical pressing action breaks the coating of the wedge-shaped occlusion, allowing some uncured epoxy to flow along the wall and into the cell. Thereafter, all of the preformed shields can be heat cured to allow chemical bonds between the epoxy and the cell walls to be formed.
예 8 : 폐색부 제거 후의 폐색의 이용Example 8: Use of Occlusion After Occlusion Removal
미세한 기공(5㎛)을 가지는 약 0.028 인치의 벽을 구비하는 100 셀/in2의 다공성 세라믹 허니컴을 1분 미만 동안 약 100,000 cp 미만의 점도를 가지는 2-부 에폭시에 침지시켰다. 허니컴을 에폭시로부터 꺼내어, 폐색부가 제거될 셀에 목재 막대를 삽입하였다가 제거하였다. 허니컴을 약 1시간 동안 약 70℃의 온도로 가열했다. 마지막으로, 경화된 폐색부의 깊이는 약 3mm였다.A 100 cell / in 2 porous ceramic honeycomb having a wall of about 0.028 inches with fine pores (5 μm) was immersed in a two-part epoxy having a viscosity of less than about 100,000 cp for less than one minute. The honeycomb was taken out of the epoxy, and a wooden rod was inserted into the cell to be occluded and then removed. The honeycomb was heated to a temperature of about 70 ° C. for about 1 hour. Finally, the depth of the cured occlusion was about 3 mm.
본 발명을 예시적인 특정한 실시예와 관련하여 자세히 설명하였지만, 본 발명은 그 실시예에 한정되지 않고 첨부된 청구범위의 기술적 범위와 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 다른 형태로 사용될 수 있음을 이해하여야 한다.While the invention has been described in detail with reference to particular exemplary embodiments, it should be understood that the invention is not limited to the embodiments but may be used in other forms without departing from the spirit and scope of the appended claims. .
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