KR20080093939A - 배기가스 처리장치의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

식별 정보가 액체 방출 헤드로부터 잉크 조성물을 방출하는 액체 방출 장치에 의하여 배기가스 처리체용의 유지 밀봉재의 표면에 인쇄된다. 상기 유기 밀봉재는 무기 섬유 매트로부터 제조된다.
배기가스, 유지 밀봉재

Description

배기가스 처리장치의 제조방법{METHOD OF ASSEMBLING AN EXHAUST GAS PURIFIER}
본 발명은 배기가스 처리장치의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 배기가스 처리장치는 차량의 배기관에 부착되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 배기가스 처리장치는 쉘(23) 및 배기가스 처리체(21)를 포함한다. 상기 처리체(21)는 상기 쉘(23)에 수용되어 배기가스를 처리한다. 유지 밀봉재(14a)는 상기 쉘(23)과 상기 배기가스 처리체(21) 사이의 틈을 밀봉해서, 상기 배기가스 처리체의 변위를 방지하여, 진동을 흡수한다. 일본 공개특허 2002-349256호는 종래의 유지 밀봉재를 개시하고 있다. 상기 유지 밀봉재는 탄성 무기 섬유 매트로부터 소정의 형상으로 절결되어 있다. 상기 유지 밀봉재는 소정의 형상으로 절결되어 상기 배기가스 처리체 주위로 감싸여져서, 금속 관형 쉘 내에 배기가스 처리체와 함께 수용된다.
이러한 타입들의 배기가스 처리 시스템은 증가되어 왔다. 이는 결국, 디젤 미립자 필터(DPF)와 같은 배기가스 처리필터 타입들 및 배기가스를 정화하는 촉매를 탑재한 촉매 담체 타입들의 증가를 초래한다. 따라서, 제품명 및 일련번호를 이용하여 유지 밀봉재를 식별시킬 필요가 있다.
본 발명은 식별하기 쉬운 유지 밀봉재를 제공하기 위한 배기가스 처리장치의 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 배기가스 처리체를 유지하여 배기가스의 누출을 방지하는 무기 섬유 유지 밀봉재를 제공하는데, 상기 유지 밀봉재는 무기 섬유 유지 밀봉재의 표면에 적용되는 식별(ID) 정보에 의해 특징되어 지며, 상기 식별 정보는 무기 섬유 매트의 표면에 시각적으로 표시되어 제품명, 유지 밀봉재의 내면 및 외면에 혼동을 야기하지 않게 한다.
본 발명은 배기가스 처리장치를 제조하는 방법으로서, 무기 섬유 시트(14)의 내측 또는 외측에 식별 마크를 인쇄하는 단계; 무기 섬유 시트(14)를 절단하여 무기 섬유 유지 밀봉재(14a)를 획득하는 단계 및 배기가스 처리체(21)를 유지하기 위해 배기가스 처리체(21) 주위에 시트 형상의 무기 섬유 유지 밀봉재를 감싸서 배기가스의 누출을 방지하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 무기 섬유 시트(14)에는 제품명, 제품번호, 제조 일련번호, 기초 중량, 제품 종류, 중량, 제품 크기 및 차량 타입 정보 중의 어느 하나인 식별 정보가 적용된다.
더 바람직하게는, 상기 무기 섬유 시트(14)로부터 복수개의 유지 밀봉재를 절단하는 단계; 및 상기 유지 밀봉재가 상기 무기 섬유 시트로부터 절단되기 이전에 프린터(13)에 의해 상기 식별 정보를 각각의 유지 밀봉재 상에 인쇄하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 유지 밀봉재는 무기 섬유 시트로부터 절결된 다수의 유지 밀봉재들 중의 하나이며, 식별 정보는 상기 유지 밀봉재가 무기 섬유 시트로부터 절결되기 이전에 프린터에 의해 각각의 유지 밀봉재에 인쇄된 인쇄 정보이다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 식별 정보는 상기 식별 정보를 표시하며, 유지재의 표면에 부착된 스티커이다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 프린터는 액체를 방출하기 위한 액체 방출 헤드, 이동 롤러 장치 및 평평한 플레이트 타입의 프레싱 전사 장치를 포함하는 비접촉식 인쇄 장치로 구성된 그룹으로부터 선택된 임의의장치이다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 유지 밀봉재는 유기 바인더 및 무기 바이더 중 적어도 어느 하나가 주입된 무기 섬유 매트로부터 형성된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 유지 밀봉재에 주입된 유기 바인더의 양은 유지 밀봉재의 질량에 대하여 1~10 질량%이다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 무기 섬유는 6㎛ 이상의 평균 섬유 직경을 가지고 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 유지 밀봉재는 알루미나 실리카 섬유 매트로부터 형성된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 식별 정보는 유지 밀봉제의 제품명, 제품번호, 제조 일련번호, 기초 중량, 제품 종류, 중량, 제품 크기, 차량 타입 정보 및 내면 또는 외면의 특징적인 표시 중에서 적어도 어느 하나이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 무기 섬유 매트로부터 준비된 유지 밀봉재를 포함하는 배기가스 처리장치가 제공된다. 배기가스 처리체는 상기 유지 밀봉재가 적어도 부분적으로 완곡한 표면의 주위를 둘러싸고 있는 완곡한 표면을 포함한다. 관형 쉘은 밀봉재 및 배기가스 처리체를 수용한다. 상기 유지 밀봉재는 식별 정보를 포함하는 표면을 가진다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 배기가스 처리체는 배기가스 또는 배기가스 처리필터를 처리하는 촉매를 탑재하는 촉매 담체이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 배기가스 처리체용의 유지 밀봉제를 형성하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 무기 섬유 매트를 준비하는 단계, 무기 섬유 매트 및 액체 방출 장치의 액체 방출 헤드를 상대적으로 움직이는 단계 및 상기 액체 방출 헤드로부터 액체를 방출하여 식별 정보를 무기 섬유 매트의 표면에 인쇄하는 단계를 포함한다.
본 발명은 식별하기 쉬운 유지 밀봉재를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 배기가스 처리체를 유지하여 배기가스의 누출을 방지하는 무기 섬유 유지 밀봉재가 제공된다. 상기 유지 밀봉재는 무기 섬유 유지 밀봉재의 표면에 적용되는 식별(ID) 정보에 의해 특징되어 진다.
상기 식별 정보는 무기 섬유 매트의 표면에 시각적으로 표시된다. 따라서, 제품명, 유지 밀봉재의 내면 및 외면에 혼동을 야기하지 않는다.
본 발명의 다른 관점 및 장점들은 본 발명의 원리를 예로써 도시한 첨부된 도면들과 함께 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배기가스 처리체용의 유지 밀봉재가 검토될 것이다.
유지 밀봉재(14a)는 제조 일련번호와 같은 소정의 식별 정보가 유지 밀봉재 인쇄장치(11)로 인쇄된 표면을 가진다. 상기 유지 밀봉재(14a)는 무기 섬유 매트(14)로부터 절결된다. 상기 인쇄장치(11)는 상기 유지 밀봉재(14a)가 절결되기 전에 무기 섬유 매트(14)에 상기 식별 정보를 인쇄한다. 따라서, 인쇄주체는 상기 무기 섬유 매트(14)이다. 상기 인쇄장치(11)는 상기 무기 섬유 매트(14)로부터 떨어져 있는 지점에서, 액체 물방울 또는 분무되는 액체의 형태로 잉크 혼합물(15)을 방출함으로써, 상기 식별 정보를 상기 무기 섬유 매트(14)에 인쇄하기 위한 잉크젯 인쇄장치 또는 액체 방출 장치(13)를 포함한다.
도 1을 참조하면, 평평한 두께를 가진 납작한 직사각형의 무기 시트가 절단되어 소정의 넓이를 가진 무기 섬유 매트(14)를 형성한다. 상기 무기 섬유 매트(14)는 바람직하게는 일정한 탄력 및 두께를 가진 펠트 또는 부직포 천으로 형성된다. 상기 무기 섬유 매트(14)에 포함되는 섬유 물질의 예는 알루미나 섬유, 알루미나 실리카 섬유, 실리카 섬유 및 유리 섬유와 같은 세라믹 섬유들을 포함한다. 바람직한 섬유 물질은 뛰어난 열 저항, 바람에 의한 부식 저항 및 높은 온도에서도 특성을 유지하는 표면압력을 가진 알루미나 실리카 섬유이다.
무기 섬유를 제조하기 위한 방법은 특별히 제한되지 않는다. 한가지 예로, 약 0.5 내지 10㎜의 짧은 섬유가 수집되고, 가는 섬유로 분해되고, 물에 적층되거나 분산되어, '섬유가 분산된 액체'를 준비한다. 상기 '섬유가 분산된 액체'는 몰드에 부어져 가압된 상태로 건조되어, 섬유 집합체(섬유 매트)를 형성한다. 상기 섬유 집합체의 두께는 형성된 무기 섬유 매트(14)의 타입, 상기 무기 섬유 매트(14)가 사용될 배기가스 처리체의 타입 및 부피밀도에 따라 알맞게 맞춰진다. 상기 섬유 집합체에 바람직하게는 바늘 펀칭(바느질) 공정을 실시한다. 상기 바늘 펀칭 공정은 적층된 시트를 얇게 하여 다루기 쉽고 적층된 시트 사이의 섬유의 연결을 강화하기 위하여 수행된다. 상기 바늘 펀칭 공정은 층과 직각의 방향으로 바늘을 펀칭함으로써, 특히, 양적으로 바늘을 일정한 간격으로 펀칭함으로써, 바람직하게 수행된다. 이는 적층된 시트의 층 사이를 복잡한 방법으로 섬유를 서로 엮어, 층의 결합을 강화한다.
바인더가 절단 및 몰딩 전에 상기 무기 섬유 매트(14)에 주입되어, 상기 무기 섬유 매트(14)가 소정의 두께, 탄력 및 밀폐성을 가질 수 있도록 한다. 이는 배기 파이프에 부착되는 동안, 섬유들이 흩어지는 것을 방지하며, 관리를 용이하게 한다. 예를 들어, 상기 무기 섬유 매트(14)는 바인더 액에 담가질 수 있다. 바인더의 견본들은 무기 바인더 및 유기 바인더를 포함한다. 그러나, 문자가 잉크로 깨끗하게 인쇄될 수 있으므로, 유기 바인더가 보다 바람직하다. 무기 바인더는 물 유리(water glass), 합성 운모, 몬모릴로나이트(montmorillonite), 콜로이달 알루미나(colloidal alumina) 및 콜로이달 실리카와 같은 클레이 미네랄을 포함한다. 유기 바인더의 견본들은 아크릴 수지 및 폴리비닐 알코올과 같은 수용성 수지와, 아크릴 고무, 니트릴 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR) 및 스틸렌-부타디엔 고무(SBR)와 같은 라텍스를 포함한다. 상기 바인더들은 한 가지만 사용될 수도 있고, 또는 혼합되어 사용될 수도 있다.
하기 공식의 상기 유기 바인더 흡수율은 섬유 적층 시트에 주입된 유기 바인더의 양을 나타내기 위하여 사용된다.
유기 바인더 흡수율(질량%)=100×(섬유 적층 시트에 주입된 유기 바인더의 건조된 질량)/(유지 밀봉재의 질량)
상기 유기 바인더 흡수율은, 상기 유지 밀봉재의 질량에 대하여, 바람직하게는 0 질량%보다 크고 12 질량% 이하이며, 보다 바람직하게는 0.5 내지 10 질량%이며, 가장 바람직하게는 1.0 내지 10 질량%이다. 유기 바인더가 사용되지 않으면, 잉크의 습기가 너무 높아, 무기 섬유 매트(14)에 적용된 잉크가 얼룩지게 된다. 결과적으로, 인쇄된 문자들이 선명하지 않게 된다. 상기 유기 바인더 흡수율이 12 질량%를 초과하게 되면, 상기 잉크는 습기가 부족하여, 적용된 잉크와 무기 섬유 매트(14)의 섬유 사이의 부족한 응착을 초래한다. 결과적으로, 인쇄된 문자들이 선명하지 않게 된다.
상기 섬유 시트에 흡수된 유기 바인더의 양은 강열 감량 시험을 실행함으로써 측정될 수 있다. 상기 강열 감량 시험이 설명될 것이다. 먼저, 마그네틱 플레 이트의 중량(A)을 측정한다. 흡수된 바인더를 함유하고 있는 섬유 매트를 상기 마그네틱 플레이트에 위치시키고, 110℃ 온도에서 60분 동안 건조시킨다. 그리고, 마그네틱 플레이트의 중량(B1)을 측정한다. 상기 중량(B1)은 섬유 매트, 마그네틱 플레이트 및 건조된 바인더의 총 중량이다. 그리고, 상기 섬유 매트를 포함한 상기 마그네틱 플레이트는 600℃ 온도의 조건에서 60분 동안 수행되는 열처리가 실행된다. 그리고, 상기 섬유 매트를 포함한 상기 마그네틱 플레이트는 자연상태에서 식혀지고, 110℃ 온도에서 60분 동안 건조된다. 그 후에, 중량(B2)을 측정한다. 상기 중량(B2)은 상기 섬유 매트 및 상기 마그네틱 플레이트의 총 중량이다.
중량 감소의 양은 이론적으로 건조된 바인더의 중량과 동일하며, "초기 매트 중량(B1-A) - 가열된 매트 중량(B2-A)"의 식으로부터 계산된다. 하기 공식의 가열 손실률은 유기 바인더의 흡수된 양에 대한 인덱스로 사용된다.
가열 손실률(%)-(중량 감소의 양/초기 매트 중량)×100
섬유 물질의 평균 섬유 직경은 유지 밀봉재의 타입에 따라 대체적으로 결정된다. 바람직하게는, 평균 섬유 직경이 비교적 넓어(6㎛ 이상), 상기 유기 바인더 흡수율이 증가하더라도, 잉크의 끈끈한 특성을 철저하게 낮추지 않고, 선명한 인쇄가 나타날 수 있도록 한다. 상기 평균 섬유 직경이 6㎛보다 작으면, 잉크의 끈끈한 특성이 낮아지며, 인쇄된 문자는 불확실하게 될 것이다. 게다가, 유지 밀봉제(14a)로부터 무기 섬유의 흩어짐이 충분히 억제되지 않을 수 있다. 6㎛ 이상의 섬유 직경을 가진 섬유 매트를 형성할 때, 상기에서 언급한 세라믹 섬유들 중, 쉬운 구성의 관점에서 알루미나 섬유가 바람직하다.
평균 섬유 직경은 다음과 같은 방법에 의하여 측정된다. 먼저, 섬유 물질 샘플이 가압(예, 20.6Mpa) 되어, 평평하게 된다. 다음, 상기 샘플은 걸러지고, 균질하게 된 후, 양면 접착 테이프 또는 이와 같은 유지 스트립을 사용한 전자 현미경 샘플 스테이지에 접착된다. 그리고, 금, 백금 및 탄소는 실험체를 제조하기 위한 상기 샘플 스테이지에 부착된 섬유의 표면에 증착된 베어퍼(vapor)이다. 그리고, 상기 실험체는 전자 현미경을 이용한 소정의 확대 조건(예, 1500×)에서 촬영되며, 상기 섬유의 직경이 사진으로부터 판독되어진다. (1500× 측정에서 0.1㎛ 이상 측정 가능) 상기 평균 섬유 직경은 측정된 섬유 직경 및 섬유 개수의 도수 분포표로부터 얻어진다.
상기 무기 섬유 매트(14)는 절단되는 위치(S)에 배치되고, 펀칭 칼을 사용하여 절단되어, 소정의 형상을 가진 복수개의 유지 밀봉재(14a)를 제조한다. 텅(14c) 및 상기 텅(14c)의 적어도 어느 한 부분을 수용하는 텅 홀더(14b)가 각각 유지 밀봉재(14a)의 측면 방향으로 반대쪽 양끝에 형성된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 유지 밀봉재(14a)가 배기가스 처리체(21)의 주변을 감쌀 때, 상기 텅(14c)의 적어도 한 부분은 상기 텅 홀더(14b)에 수용되고, 접촉된다. 이는 쉘(23)의 축 방향으로 확대되는 직선의 틈이 형성되는 것을 방지한다. 그러므로, 배기가스의 누출은 방지된다. 게다가, 유지 밀봉재(14)로 둘러싸여 질 수 있는 상기 배기가스 처리체(21)의 허용가능한 주변의 용적은 상기 텅(14c) 및 상기 텅 홀더(14b)의 용적에 상응하는 양으로 증가한다.
상기 무기 섬유 매트(14)를 절단하는 방향은 특별히 제한되지 않는다. 상기 무기 섬유 매트(14)를 절단하기 위한 도구의 견본은 가위, 커터 및 금속 플레이트의 스트립을 구부려 형성된 펀칭 칼을 포함한다. 탄소 구리로 만들어지는 펀칭 칼이 두께, 경도 및 상기 무기 섬유 매트의 생산성을 고려할 때 바람직하다. 테두리(14d) 및 상기 유지 밀봉재(14a)(도 1에서, 12열 3행=36 피스)는 상기 무기 섬유 매트(14)의 각각의 시트로부터 펀칭 칼을 이용하여 절단된다. 인쇄장치는 상기 무기 섬유 매트(14)상의 각각의 유지 밀봉재(14a)의 예상되는 절단 위치에 대응되는 인쇄위치에 인쇄를 수행한다.
상기 인쇄장치(11)는 이송 테이블(12) 및 액체 방출 장치(13)를 포함한다. 상기 이송 테이블(12)은 전후 방향(도 1 내지 3에 보이는 좌우 방향)으로 움직일 수 있다. 인쇄수단으로서의 상기 액체 방출 장치(13)는 상기 이송 테이블(12)로부터 먼 거리에 배치되어, 잉크 조성물(15)을 인쇄주체로 방출한다.
구동 수단(도시되지 않음)은 상기 이송 테이블(12)을 소정의 운동속도로 전후 방향, 즉 X방향으로 움직인다. 상기 이송 테이블(12)은 부직포 천 또는 펠트 등의 섬유층을 포함하거나 이것으로 코팅된 적층 플레이트, 발포체, 고무 플레이트, 또는 수지 플레이트로 형성된 표면을 가질 수 있다. 그러나, 상기 이송 테이블(12)은 특정한 방법으로 제한되지 않으며, 상기 무기 섬유 매트(14)가 평행상태로 수용되며 상기 수용체가 쉽게 움직이지 않고 운반되는 동안 발생하는 진동에 의하여 쉽게 손상되지 않는 한, 어떠한 물질로도 제조될 수 있다. 상기 이송 테이블(12)의 운전은 제어 장치(도시되지 않음)로 제어된다. 상기 무기 섬유 매트(14)의 표면에 인쇄하는 것은 이송 테이블(12)의 운동 속도 및 상기 액체 방출 장 치(13)로부터의 잉크 조성물(15)의 방출을 상호작용 방식으로 제어하는 것으로 수행된다. 인쇄하는 동안 상기 이송 테이블(12)의 공급 속도는 프린트되는 문자의 품질(예, 명료도) 및 생산성에 따라 알맞게 설정한다.
상기 액체 방출 장치(13)는 인쇄주체인 상기 무기 섬유 매트(14)로부터 먼 위치에서 액체 물방울 또는 분무되는 액체로서의 잉크 조성물(15)을 방출하여 식별 정보를 인쇄하는 잉크 젯 인쇄장치이다. 상기 액체 방출 장치(13)는 상기 잉크 조성물(15)을 상기 무기 섬유 매트(14)로 방출하는 액체 방출 헤드(13a) 및 상기 액체 방출 헤드(13a)를 지지하는 지지대(13b)를 포함한다. 상기 이송 테이블(12) 위에 가로방향으로 놓인 상기 지지대(13b)는 운전 수단(도시되지 않음)에 의해 수직 방향으로 움직인다(운반 방향에 대하여 좌우 방향). 상기 액체 방출 헤드(13a)는 제어 장치로부터 제공된 이미지 신호 또는 문자 신호에 따라 잉크 입자들을 방출한다. 상기 무기 섬유 매트(14)에 대한 인쇄 제어는 상기 이송 테이블(12)의 전후 운동과 같은 움직임 제어 및 상기 잉크 조성물(15)의 방출 제어를 포함한다. 인쇄되는 동안 상기 액체 방출 헤드(13a)에서 방출되는 상기 잉크 입자(점)의 크기는 인쇄되는 문자의 품질(예, 명암비) 및 생산성을 고려하여 알맞게 설정한다.
세 개의 액체 방출 헤드(13a)가 지지대(13b)의 하부 표면으로부터 바깥을 향하고 있는 잉크 조성물(15)의 배출기와 함께 동일한 간격으로 길이 방향으로 끼워 넣어져 있다. 상기 액체 방출 헤드(13a)로부터 잉크 조성물(15)을 방출하는 방법은 특별히 제한되어 있지 않으며, 무기 섬유 매트(14)의 타입 및 인쇄 패턴에 따라 알맞게 설정한다. 예를 들어, 상기 잉크 조성물(15)은 압력이 공급될 때 부피가 다양한 압전소자에 의해, 또는 상기 잉크 조성물(15)을 가열하여 형성된 거품으로 발생된 압력을 사용하여 방출될 수 있다. 그러나, 압전소자를 이용한 방법은 열이 사용되지 않을 때, 잉크 조성물(15)의 변질이 적고, 헤드의 응고가 더 드물게 발생하므로, 더 바람직하다.
상기 잉크 조성물(15)은 특별히 제한되지 않으며, 염료 및 안료를 포함하는 알려진 잉크 조성물이 사용된다. 상기 잉크 조성물(15)은 물과, 염료 및 안료에 더하여 용제의 역할을 하는 유기 용제를 포함한다. 상기 유기 용제는 폴리에틸렌 글리콜과 같은 폴리알킬렌 글리콜 타입, 프로필렌 글리콜과 같은 알킬렌 글리콜 타입, 글리세린과 같은 피롤리돈 타입 및 알코올 타입일 수 있다. 상기 안료는, 예를 들어, 매염제를 쓰지 않은 염료, 산성 염료 및 염기성 염료와 같은 수용성의 염료일 수 있다. 염료 성분의 침전은 물 또는 유기 용제와 같은 액체에 용해된 염료를 사용함으로써 거의 발생하지 않는다.
상기 안료는 유기 안료 또는 무기 안료일 수 있다. 상기 유기 안료는, 예를 들어, 아조레이크(azolake), 응축한 아조(condensed azo) 및 킬레이트 아조와 같은 아조 안료, 퀴나크리돈(quinacridone), 프탈로시아닌(phtalocyanine), 안트라퀴논(anthraquinone), 다이옥시아진(dioxiazine), 티오인디고(thioindigo) 및 이소인돌리논(isoindolynone)과 같은 다환식의 안료(polycyclic pigment), 치노프탈론(chinophtalone), 니트로 안료, 니트로소 안료 및 아닐린블랙일 수 있다. 상기 무기 안료는, 예를 들어, 카본 블랙, 티타늄 디옥사이드, 실리카, 알루미나, 산화철, 수산화철 및 산화주석일 수 있다. 상기 안료는 일반적으로 물 및 유기 용제에 용해되지 않으며, 용제에 입자로서 분산된 상태로 나타난다. 게다가, 유기 또는 무기 바인더, 분산제, 계면활성제, pH 조절제, 방부제 및 산화방지제는 필요에 따라 상기 잉크 조성물(15)에 적당히 혼합될 수 있다.
상기 잉크 조성물의 점도는 20℃에서 2 내지 5cSt이며, 바람직하게는 3 내지 4cSt이다. 상기 잉크 조성물의 점도가 2cSt보다 작으면, 상기 잉크 조성물(15)이 쉽게 상기 무기 섬유 매트에 스며들게 되어, 인쇄되는 문자가 명확하지 않게 된다. 상기 잉크 조성물(15)의 점도가 5cSt보다 크면, 상기 잉크 조성물(15)이 상기 액체 방출 헤드(13a) 안에서 응고될 수 있다. 상기 잉크 조성물(15)의 점도는 용해되는 염료 또는 안료의 용제의 양 및 타입의 변경에 따라 달라질 수 있다.
유지 밀봉재(14a)를 제조하는 공정이 지금부터 설명될 것이다.
바인더에 스며든 상기 무기 섬유 매트(14)는 먼저 이송 테이블(12)에 탑재된다. 그리고, 상기 무기 섬유 매트(14)는 액체 방출 장치(13)의 아래 위치(인쇄 위치)로 운반된다. 이 상태에서, 상기 무기 섬유 매트(14)는 절단되는 위치(S)에 배치되어, 절단되는 상기 유지 밀봉재(14a)가 상기 액체 방출 장치(13)의 잉크 방출 위치에 직면하도록 한다.
그리고, 상기 잉크 조성물(15)은 상기 액체 방출 헤드(13a)로부터 상기 무기 섬유 매트(14)의 표면 위에 방출되어 인쇄가 실시된다. 인쇄는 문자 정보 및 미리 제어 장치에 입력된 종류의 것과 같은 식별 정보(예, 도 1의 ABCDE)에 따라 실시된다. 상기 제어 장치는 이송 테이블(12)을 X 방향으로 움직이며, 액체 방출 헤드(13a)로부터의 잉크 조성물(15)의 방출을 제어한다. 상기 무기 섬유 매트(14)의 인쇄 공정은 이러한 방법으로 제어된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 인쇄 공정은 위에서부터(이송 방향 X에 대하여 왼쪽에서부터) 첫 번째, 다섯 번째 및 아홉 번째 열의 헤드 유지 밀봉재(14a)로부터 이송 테이블(12)의 움직이는 방향으로 실시된다. 첫 번째, 다섯 번째 및 아홉 번째 열의 세 개의 유지 밀봉재(14a) 각각에 인쇄 공정이 실시된 후, 상기 액체 방출 장치(13)는 하나의 열에 대응하는 간격만큼 Y 방향으로 움직여, 도 2에 도시된 바와 같이, 위에서부터(운반 방향 X에 대하여 왼쪽에서부터) 두 번째, 여섯 번째 및 열 번째 열의 상기 헤드 유지 밀봉재(14a)가 상기 액체 방출 헤드(13a)의 아래에 즉시 배치되도록 한다. 유사한 인쇄가 후속하여 반복되는 방법으로 실시되어, 상기 무기 섬유 매트(41)의 각각의 유지 밀봉재에 인쇄 공정이 실행되도록 한다.
상기 배기가스 처리체(21)의 원주 표면 둘레를 상기 유지 밀봉재(14a)로 감쌀 때, 봉인(22)은 텅 홀더(14b)와 텅(14c) 사이의 연장부에 부착될 수 있다. 그리고, 상기 유지 밀봉재(14a)가 주변을 감싼 상기 배기가스 처리체(21)는 원통형 금속 쉘(23)에 끼워 맞춰져, 배기가스 처리장치가 조립되도록 한다.
바람직한 실시예에서 상기 배기가스 처리체용의 유지 밀봉재(14a)는 하기에 기재된 바와 같은 장점을 가지고 있다.
(1) 식별 정보가 액체 방출 장치(13)에 의하여 무기 섬유 매트(14)의 표면상에 인쇄된다. 따라서, 상기 유지 밀봉재는 제품명 또는 제조 일련번호로 확인될 수 있다. 상기 식별 정보는 각각의 유지 밀봉재의 오직 한쪽 표면에만 나타난다. 그러므로, 상기 유지 밀봉재의 안쪽과 바깥쪽은 틀리지 않는다.
(2) 단지 컬러의 수지 페인트를 뿌리는 것(표시하는 것)과 비교하여, 많은 양의 정보가 상기 무기 섬유 매트(14)에 나타난다.
(3) 쉘에서 연소될 수 있는 라벨 및 컬러의 수지 페인트가 사용되지 않으므로, 상기 유지 밀봉재(14a)의 특성은 변하지 않는다.
(4) 상기 무기 섬유 매트(14)에 인쇄 주체로부터 먼 거리에서 인쇄되는 비접촉식 액체 방출 장치(13)로 실시되는 인쇄공정이 실행될 때는, 이송 롤, 이송 플레이트(스탬퍼) 및 이와 같은 종류의 것에 의해 접촉식 인쇄공정을 실시할 때 필요한 길이 및 폭과 같은 유지 밀봉재의 용적은 고려될 필요가 없다. 게다가, 인쇄 문자들은 쉽게 변경될 수 있다. 상기 유지 밀봉재의 용적이 변경되면, 구동 수단을 통한 이송 테이블(12)의 운반 속도 및 액체 방출 장치(13)로부터의 잉크 조성물(15)의 방출을 통제하는 제어장치로 입력되는 상기 인쇄 문자들의 타입 및 크기에 대한 정보를 변경함으로써, 상기 인쇄 문자들도 쉽게 변경될 수 있다.
(5) 상기 비접촉식 인쇄장치는 이송 롤러 또는 스탬퍼를 사용하여 실시되는 그라비어 인쇄 및 철판 인쇄와 같은 접촉식 인쇄시에 행하는 것과 같은 무기 섬유 매트(14)를 가압하지 않는다. 따라서, 상기 무기 섬유 매트(14)의 두께 및 탄성이 변하지 않는다.
(6) 접촉식 인쇄장치에서는, 무기 섬유가 이송 롤러 및 이송 플레이트에 들러붙는 문제, 인쇄 플레이트에서의 오목부가 막히는 문제 및 인쇄된 문자들이 읽기 힘들어지는 것과 같은 문제점들이 발생할 수 있다. 그러나, 이러한 문제점들은 비접촉식 인쇄장치를 사용할 시에는 발생하지 않으며, 식별 정보는 무기 섬유 매 트(14)에 명확하게 인쇄된다. 게다가, 사용되는 잉크 조성물의 양이 절감된다.
(7) 상기 무기 섬유 매트(14)가 부직포이거나 펠트이거나 여부에 상관없이, 잉크 조성물(15)의 입자는 무기 섬유 매트(14)에 표면으로부터 수직으로 들어간다. 따라서, 인쇄된 문자들은 유지 밀봉재(14a) 위쪽에서 봤을 때, 선명하다.
(8) 유기 바인더는 상기 무기 섬유 매트에 주입되어, 소정의 유기 바인더 흡수율을 얻는다. 그러므로, 제조 일련번호 또는 내부 또는 외부의 표시와 같은 정보는 무기 섬유 매트(14)에 보다 선명하게 인쇄된다. 게다가, 정보를 잘못 읽을 가능성이 감소된다.
(9) 6㎛ 이상의 평균 섬유 직경을 가지는 섬유가 사용될 때, 상기 식별 정보는 상기 무기 섬유 매트(14)에 선명하게 인쇄된다.
(10) 이송 테이블(12) 위의 상기 무기 섬유 매트(14)는, 절단 위치(S)의 소정의 유지 밀봉재가 인쇄 바로 전에 액체 방출 장치(13)의 인쇄 위치에 배치되도록 위치한다. 그러므로, 절결되는 각각의 유지 밀봉재의 표면에서 인쇄공정이 실시된다.
본 발명이 기술사상 또는 권리범위에서 벗어나지 않고, 다른 많은 특정한 형태로 구체화될 수 있다는 것은 해당분야의 당업자에게 자명한 것이다. 특히, 본 발명은 하기의 형태로 구체화될 수 있다는 것은 이해되어야 한다.
잉크 조성물(15)의 색은 오직 검은색으로만 제한될 수 있다. 대안으로서, 잉크 조성물(15)의 색은 청록색, 자홍색, 노란색 등이 될 수도 있다.
상기 무기 섬유 매트(14)는 인쇄 이후에 각각의 유지 밀봉재(14a)로부터 절 단된다. 대안으로서, 인쇄공정은 각각의 유지 밀봉재(14a)가 상기 무기 섬유 매트(14)로부터 절단된 후에 인쇄장치(11)로 실시될 수도 있다.
인쇄공정은 이송 테이블(12)을 X 방향으로 움직이고, 액체 방출 장치(13)를 Y 방향으로 움직여 상기 무기 섬유 매트(14)의 표면에 실시된다. 그러나, 인쇄공정은 또한 상기 이송 테이블(12)을 고정하고, 오직 상기 액체 방출 장치(13)만을 움직여 실시될 수도 있다. 인쇄공정은 또한 상기 액체 방출 장치(13)를 고정하고, 오직 상기 이송 테이블(12)만을 움직여 실시될 수도 있다.
상기 액체 방출 장치(13)의 지지대(13b)에 부착되는 액체 방출 헤드(13a)의 개수는 특별히 제한되지 않으며, 한 개 또는 인쇄 효율과 같은 것을 고려하여 두 개 이상이 될 수 있다. 상기 무기 섬유 매트(14)에 인쇄되는 순서는 인쇄 효율과 같은 것을 고려하여 적당히 설정된다.
상기 무기 섬유 매트로부터 절단되는 유기 밀봉재의 개수는 특별히 제한되지 않으며, 한 개 또는 두 개 이상이 될 수 있다.
상기 유기 밀봉재가 사용되는 배기가스 처리체는 디젤 미립자 필터(DPF) 등의 PM을 수집하는 배기가스 처리필터, 또는 세라믹 필터와 같은 종류의 것으로 형성되는 배기가스 처리용 촉매를 탑재하는 촉매 담체일 수 있다.
상기 무기 섬유 매트(14)에 실시되는 인쇄공정은 잉크 젯 방법으로 제한되지 않으며, 그라비어 인쇄, 또는 표면이나 표면에 형성된 프로젝션을 평평한 플레이트와 함께 사용하는 스탬퍼와 같은 압력 이송 장치에 형성된 프로젝션과 함께 이송 롤러를 사용하는 롤링 이송 장치를 이용하는 철판 인쇄와 같은 타입의 인쇄공정일 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 유지 밀봉재(14a)는 배기가스 처리체(21)의 전체 원주의 표면 둘레를 감싼다. 그러나, 상기 유지 밀봉재는 상기 배기가스 처리체의 원주 표면 둘레 중 적어도 어느 부분만을 감쌀 수도 있다.
식별 정보는 액체 방출 장치(13)에 의하여 상기 무기 섬유 매트(14)에 직접적으로 인쇄된다. 그러나, 상기 식별 정보는 반드시 상기 무기 섬유 매트(14)에 직접적으로 인쇄되어야만 하는 것은 아니며, 상기 식별 정보가 기록(쓰기)된 IC 칩 또는 밀봉재(라벨)가 상기 무기 섬유 매트(14)에 부착될 수 있다. 이러한 경우에, 인쇄 장치는 필요 없으며, 상기 식별 정보는 쉽게 제공된다.
상기 식별 정보의 예시는 문자, 숫자, 상징, 바코드, QR 코드(Quick Response Code)와 같은 종류의 것이다. 상기 식별 정보에 의해 지시되는 내용은 특별히 제한되지 않으며, 제품명, 제품번호, 제조 일련번호, 기초 중량, 제품 타입, 중량, 제품 크기, 차량 타입, 유지 밀봉재의 내부 또는 외부 식별 마크 등일 수 있다.
인쇄 문자는 상기 유지 밀봉재의 오직 한쪽 면에만 인쇄된다. 그러나, 인쇄 문자의 위치는 특별히 제한되지 않으며, 상기 인쇄 문자는 상기 유지 밀봉재의 양쪽 면, 상기 유지 밀봉재의 오직 뒷면, 상기 유지 밀봉재의 측면 등에 인쇄될 수 있다.
실시예
표 1에 나타난 실험예 1 내지 8을 위한 유지 밀봉재가 하기에 기재된 방법을 통하여 제조되며, 잉크 흡수율 실험 및 인쇄 실험이 실시되었다. 그 결과가 표 1에 나타나 있다.
<알루미나 실리카 섬유 매트를 제조하는 방법>
75g/ℓ의 알루미나 함유량 및 "알루미늄 원자/염소 원자"=1.8인 염기성 알루미늄 클로라이드 수용액을 준비한다. 알루미나 섬유의 혼합물을 조절하기 위해 실리카 졸이 상기 수용액에 첨가하여 "알루미나:실리카=72±2:28±2"가 되도록 하며, 알루미나 섬유 전구체를 준비한다. 폴리비닐 알코올과 같은 유기 폴리머를 상기 알루미나 섬유 전구체에 첨가하고, 응축하여 스피닝 용액을 준비한다. 섬유 스피닝은 스피닝 용액을 사용한 블로잉 방법을 통해서 실시된다. 스핀된 섬유는 12㎜의 평균 섬유 길이로 절단된다. 상기 섬유 전구체는 접혀져 쌓여, 알루미나 섬유 적층 시트를 제조한다. 그리고, 바늘로 찌르는 공정이 상기 알루미나 섬유 적층 시트에 100㎠ 당 500 위치의 비율로 수행된다. 그리고, 상기 적층 시트는 가열되고, 1250℃의 최고 온도에서 연속적으로 구워져, 1160g/㎠의 코팅 중량을 갖는 알루미나 섬유의 연속적인 적층 시트를 형성한다. 상기 알루미나 섬유의 평균 직경은 7.2㎛이며, 최소 직경은 3.2㎛이다. 그리고, 상기 연속적인 적층 시트는 절단되고, 아크릴 수지와 같은 유기 바인더는 흡수되고, 표 1에 나타난 각각의 실시예의 유지 밀봉재가 형성된다.
<잉크 흡수 실험>
각각의 유지 밀봉재는 가늘고 긴 조각으로 잘라진다. 가늘고 긴 조각 형상의 밀봉재의 한쪽 끝을 지지하는 동안, 다른 한쪽 끝은 접시에 담긴 20㎖의 수성 잉크에 담근다. 담가진 후 경과된 시간 및 유지 밀봉재에 스며든 잉크의 상승하는 높이를 측정한다. 그 결과가 표 1 및 도 5에 나타나 있다.
<인쇄 실험 (번짐 실험)>
잉크 젯 인쇄 장치를 사용하여 각각의 실험예의 유지 밀봉재에 인쇄된 문자들은 5명의 측정자에 의하여 육안으로 조사되고, 상기 문자들의 번짐이 조사되었다. 그 정도가 인쇄된 문자가 번지지 않을 때 3점, 약간의 번짐이 확인되었을 때 2점, 그리고 번짐이 확인되었을 때 1점의 세 가지 레벨로 측정되었다. 평균 점수는 5명의 측정자의 평점 결과치에 의해 계산되었으며, 평균 점수가 2.6 이상일 때 "훌륭함", 1.6 이상 2.5 이하일 때 "만족", 및 1.5 이하일 때 "나쁨"으로 분류되었다. 상기 번짐 실험의 평가 결과가 표 1에 나타나 있다.
<인쇄 실험 (점착 실험)>
잉크 젯 인쇄 장치를 사용하여 각각의 실험예의 유지 밀봉재에 인쇄된 문자들은 5명의 측정자에 의하여 육안으로 조사되고, 잉크와 섬유의 점착이 조사되었다. 그 정도가 잉크가 섬유에 충분히 점착되었을 때 3점, 점착성이 다소 만족스럽지 못할 때 2점, 그리고 잉크가 섬유에 충분히 점착되지 않았을 때 1점의 세 가지 레벨로 측정되었다. 평균 점수는 5명의 측정자의 평점 결과치에 의해 계산되었으며, 평균 점수가 2.6 이상일 때 "훌륭함", 1.6 이상 2.5 이하일 때 "만족", 및 1.5 이하일 때 "나쁨"으로 분류되었다. 상기 점착 실험의 평가 결과가 표 1에 나타나 있다.
유기 바인더 흡수율 (질량%) 평균 섬유 직경 (㎛) 잉크 상승 높이 (㎝) 번짐 점착
실험예 1 0 5.8 45.8 나쁨 훌륭함
실험예 2 1 5.8 44.2 만족 훌륭함
실험예 3 10 5.8 39.2 훌륭함 만족
실험예 4 15 5.8 35.8 훌륭함 나쁨
실험예 5 0 7.2 46.4 나쁨 훌륭함
실험예 6 1 7.2 44.8 만족 훌륭함
실험예 7 10 7.2 44.0 훌륭함 훌륭함
실험예 8 15 7.2 42.4 훌륭함 만족
상기 표 1에 나타난 결과로부터, 상기 잉크 상승 높이는 유기 바인더가 스며들지 않을 때, 45㎝를 초과한다. 이러한 경우에, 유지 밀봉재에 대한 잉크의 습기가 너무 높고, 잉크가 초과되어 스며든다. 결과적으로, 인쇄된 문자가 선명하지 않다. 상기 잉크 상승 높이는 유기 바인더가 15 질량%일 때, 39㎝ 미만이다 (실험예 4). 이러한 경우에, 잉크의 습기가 부족하며, 잉크는 충분히 유지 밀봉재의 섬유에 부착되지 않는다. 그러므로, 인쇄된 문자가 선명하지 않다. 평균 섬유 직경이 7.2㎛인 실험예 5 내지 8에서 잉크의 상승 높이는, 평균 섬유 직경이 5.8㎛인 실험예 1 내지 4에 비하여 높다. 도 5의 그래프에서는, 평균 섬유 직경이 7.2㎛인 실험예의 잉크 상승 높이가 평균 섬유 직경이 5.8㎛인 실험예의 잉크 상승 높이보다 높은 것을 보여준다. 바꾸어 말하면, 잉크의 점착성은 적절하게 넓은 평균 섬유 직경과 함께 강화하는 것으로 인식된다. 평균 섬유 직경이 7.2㎛인 실험예 5 내지 8에서, 유기 바인더의 양이 증가하여도, 잉크의 점착성은 크게 감소하지 않는다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 평균 섬유 직경이 7.2㎛인 실험예에서, 유기 바인더 양에 의한 잉크의 점착성에서의 변화는 거의 발생하지 않는다.
본 발명은 아래에 서술한 구조들을 포함한다.
(a) 배기가스 처리체의 주위를 감싸는 무기 섬유 밀봉재의 표면에 식별 정보를 인쇄하기 위한 인쇄 장치는 액체 방출 헤드로부터 액체를 방출하여 식별 정보를 인쇄하기 위한 액체 방출 장치를 포함한다.
(b) 유지 밀봉재가 절단되어 질 수 있는 복수 개의 단으로 배치된 무기 섬유 매트에 대하여, 상기 유지 밀봉재 인쇄 장치는 식별 정보를 유지 밀봉재의 각각의 단에 인쇄한다.
상기 (a) 및 (b)의 장치들에서, 액체(잉크 조성물)를 방출하는 액체 방출 헤드의 개수는 한 개의 무기 섬유 매트의 시트로부터 절단되는 유지 밀봉재의 개수가 증가하거나 감소하더라도 변경될 필요가 없다.
본 실시예 및 최적 실시예는 예시적인 것으로 간주되고, 제한적인 것으로 고려되지 않으며, 본 발명은 여기에 제시된 상세한 사항으로 제한되지 않고, 첨부되는 청구범위 및 균등물 내에서 변경될 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유지 밀봉재의 상대적인 움직임 및 X축 방향으로의 액체 방출 장치를 나타내는 평면도이다;
도 2는 유지 밀봉재의 상대적인 움직임 및 Y축 방향으로의 도 1의 액체 방출 장치를 나타내는 평면도이다;
도 3은 유지 밀봉재 및 인쇄 장치를 나타내는 정면도이다;
도 4는 배기가스 처리체 및 쉘에 수용된 유지 밀봉재를 나타내는 투시도이다; 그리고
도 5는 잉크 흡수 실험의 결과를 나타내는 그래프이다.

Claims (8)

  1. 배기가스 처리장치를 제조하는 방법으로서,
    무기 섬유 시트(14)의 내측 또는 외측에 식별 마크를 인쇄하는 단계;
    무기 섬유 시트(14)를 절단하여 무기 섬유 유지 밀봉재(14a)를 획득하는 단계; 및
    배기가스 처리체(21)를 유지하기 위해 배기가스 처리체(21) 주위에 시트 형상의 무기 섬유 유지 밀봉재를 감싸서 배기가스의 누출을 방지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 무기 섬유 시트(14)에는, 제품명, 제품번호, 제조 일련번호, 기초 중량, 제품 종류, 중량, 제품 크기 및 차량 타입 정보 중의 어느 하나인 식별 정보가 적용되는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 무기 섬유 시트(14)로부터 복수개의 유지 밀봉재를 절단하는 단계; 및
    상기 유지 밀봉재가 상기 무기 섬유 시트로부터 절단되기 이전에 프린터(13)에 의해 상기 식별 정보를 각각의 유지 밀봉재 상에 인쇄하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치의 제조방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 프린터는 액체를 방출하기 위한 액체 방출 헤드(13a)를 포함하는 비접촉식 인쇄 장치, 이송 롤러 장치 및 평평한 플레이트 타입의 압력 이송 장치로 구성된 그룹에서 선택된 장치인 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치의 제조방법.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유지 밀봉재는 유기 바인더 및 무기 바인더 중 적어도 어느 하나가 주입된 무기 섬유 매트로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 유지 밀봉재에 주입된 상기 유기 바인더의 양은 유지 밀봉재의 질량에 대하여 1~10 질량%인 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치의 제조방법.
  7. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무기 섬유는 6㎛ 이상의 평균 섬유 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치의 제조방법.
  8. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유지 밀봉재는 알루미나 실리카 섬유 매트로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 배기가스 처리장치의 제조방법.
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