KR20090047848A - Composition for particulate filter, sic dpf and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 규소 분말 및 중공 탄화규소 비드로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 분진필터용 조성물, 상기를 사용하여 제조된 탄화규소 분진필터 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 조성물에 포함되는 성분의 우수한 열적 특성으로 인해, 탄화규소 분진 필터의 고온 재생 시 재생 효율을 현저히 향상시킬 수 있으며, 조성물에 포함되는 각 성분의 간의 반응 및 고온 반응에 의하여 접합 강도를 우수하게 유지할 수 있고, 필터의 내열 충격성도 우수하게 유지할 수 있다.The present invention relates to a composition for a dust filter comprising at least one selected from the group consisting of silicon powder and hollow silicon carbide beads, a silicon carbide dust filter produced using the same, and a method for producing the same. In the present invention, due to the excellent thermal properties of the components included in the composition, it is possible to remarkably improve the regeneration efficiency during the high temperature regeneration of the silicon carbide dust filter, and excellent bonding strength by the reaction and the high temperature reaction between each component included in the composition. It is possible to maintain the heat resistance and excellent heat shock resistance of the filter.

규소 분말, 중공 탄화규소 비드, 조성물, 탄화규소 분진 필터, 고온 재생, 내열 충격성, 열전도성 Silicon Powder, Hollow Silicon Carbide Beads, Compositions, Silicon Carbide Dust Filters, High Temperature Regeneration, Thermal Shock Resistance, Thermal Conductivity

Description

분진필터용 조성물, 탄화규소 분진필터 및 그의 제조 방법 {Composition for particulate filter, SiC DPF and method for manufacturing the same}Composition for dust filter, silicon carbide dust filter and manufacturing method thereof {Composition for particulate filter, SiC DPF and method for manufacturing the same}

본 발명은 열적 특성이 우수한 성분을 포함하여 열전도성 및 내열 충격성 등이 우수한 분진필터용 조성물, 상기를 사용하여 제조된 탄화규소 분진필터 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a dust filter composition including a component having excellent thermal properties and having excellent thermal conductivity and thermal shock resistance, a silicon carbide dust filter manufactured using the same, and a method for manufacturing the same.

디젤 엔진은 가솔린 엔진에 비해 약 20 내지 30% 이상의 높은 연료 효율과 긴 내구성을 갖는다. 또한, 디젤 엔진은 가솔린 엔진에서 주로 배출되는 CO2, CO 및 증발 탄화수소 등의 배출량이 상대적으로 적어 환경적인 측면에서도 긍정적으로 평가되고 있다. 그러나, 디젤 엔진은 가솔린 엔진에 비해 배출 가스 방지 기술이 뒤떨어지며, 디젤 엔진에서 주로 배출되는 질소 산화물, 매연(soot) 등의 입자상 물질(Particulate Material; PM)은 대기 오염의 주범으로 인식되고 있다. 상기 입자상 물질은 도심 등에서 발생되는 다른 어떤 입자보다 많은 빛을 흡수하고, 따라 서 시정을 감소시킨다. 또한, 상기 입자상 물질은 미세하고, 많은 양의 화학 물질을 포함하고 있어, 대기질 저하, 호흡기 질환, 또는 폐암 발생과 같은 건강상 및 재산상 피해를 유발한다.Diesel engines have a high fuel efficiency and long durability of at least about 20-30% compared to gasoline engines. In addition, the diesel engine has a relatively low emissions such as CO 2 , CO and evaporated hydrocarbons mainly from the gasoline engine has been positively evaluated in terms of the environment. However, diesel engines are inferior in gas emission prevention technology compared to gasoline engines, and particulate materials such as nitrogen oxides and soot, which are mainly emitted from diesel engines, are recognized as a major cause of air pollution. The particulate matter absorbs more light than any other particles generated in urban areas and the like, thus reducing visibility. In addition, the particulate material is fine and contains a large amount of chemicals, causing health and property damage such as lowering air quality, respiratory disease, or lung cancer.

디젤 엔진의 배출 가스 중 매연을 저감시키기 위한 방법으로는 엔진의 연소실 개선, 또는 산화 촉매 (Diesel Oxidation Catalyst; DOC)를 사용하는 방법을 들 수 있다. 그러나, 상기 방법만으로는 매연을 완전히 제거하는데 한계가 있다. As a method for reducing soot in the exhaust gas of a diesel engine, a combustion chamber improvement of the engine or a method using a diesel oxidation catalyst (DOC) may be used. However, this method alone has a limitation in completely removing soot.

이에 따라 입자상 물질을 분진필터(DPF; Diesel Particulate Filter) 등을 이용하여 물리적으로 제거하는 방법이 주목을 받고 있다. 종래에 상기와 같은 필터의 소재로는 코디어라이트(cordierite)계 세라믹이 주로 사용되어 왔다. 코디어라이트는 열충격성이 우수하고, 다양한 크기 및 형상의 구조체로 자유롭게 제조될 수 있다는 장점을 가진다. 그러나 코디어라이트는 녹는점이 낮기 때문에, 분진 필터 등의 용도로 사용될 경우 구조체의 재생과정, 즉 고온의 열을 가하여 흡착된 분진을 제거하는 고온처리 과정에서 국부적으로 용해되거나 파괴되는 문제점을 가지고 있다. Accordingly, a method of physically removing particulate matter using a diesel particulate filter (DPF) has attracted attention. Conventionally, cordierite-based ceramics have been mainly used as materials for such filters. Cordierite has the advantage of excellent thermal shock, and can be freely manufactured in a structure of various sizes and shapes. However, since cordierite has a low melting point, there is a problem in that when used for a dust filter or the like, it is locally dissolved or destroyed in a regeneration process of a structure, that is, a high temperature process of removing adsorbed dust by applying high temperature heat.

이에 따라 최근에는 녹는점이 높고, 열전도 특성이 우수한 탄화규소(SiC; Silicon Carbide)질 필터가 주목 받고 있다. 그런데 탄화규소는 열팽창 계수가 크기 때문에, 가열 및 냉각 과정에서 발생하는 스트레스에 의해 균열(crack)이 발생한다는 문제점이 있다. 따라서 탄화규소 필터는 코디어라이트와 같이 모노리스(monolith) 형태로는 제작이 어렵고, 일반적으로 사각 기둥 형상의 세그먼트로 제작한 후, 이를 다수 개 접합하여 제작되고 있다. Accordingly, recently, attention has been paid to silicon carbide (SiC) quality filters having a high melting point and excellent thermal conductivity. However, since silicon carbide has a large coefficient of thermal expansion, cracking occurs due to stress generated during heating and cooling. Therefore, the silicon carbide filter is difficult to manufacture in monolithic form, such as cordierite, and is generally manufactured by forming a rectangular column segment and then joining a plurality of them.

대한민국 특허 공개공보 제2007-62449호는 탄화규소질 필터를 이루는 세그먼트를 알루미나, 지르코니아, 티타니아 및 실리카 등과 같은 산화물 입자; 실리카 솔 또는 알루미나 솔과 같은 무기 바인더 및 특정 착색제를 함유하는 시일재(접합제)층에 의해 접합, 일체화하는 기술을 개시한다. 또한 미국 공개특허 제2006-216466호는 복수의 허니컴 유니트를 접착하는 접합제(seal material)로서 실리카 솔 또는 알루미나 솔과 같은 무기 바인더 및 특정 입경의 산화물 입자를 함유하는 것을 개시한다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2007-62449 discloses a segment constituting a silicon carbide filter including oxide particles such as alumina, zirconia, titania and silica; Disclosed is a technique of bonding and integrating an inorganic binder such as silica sol or alumina sol and a sealing material (bonding agent) layer containing a specific colorant. U.S. Patent Application Publication No. 2006-216466 also discloses containing an inorganic binder such as silica sol or alumina sol and oxide particles of a specific particle size as a seal material for bonding a plurality of honeycomb units.

그러나, 상기 선행 특허에서 개시하고 있는 것과 같이 산화물 입자 또는 산화물 파이버, 탄화물 분말 및/또는 무기 바인더를 혼합한 접합제를 사용하여 탄화규소질 세그먼트를 접합한 경우, 필터 재생 시에 상기 접합제가 열전도도가 우수한 탄화규소 세그먼트 사이의 열전달 장벽으로 작용하므로 재생 특성이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 상기 압출형 탄화규소 필터용 접합제의 경우, 그 접합성을 향상시키기 위하여, 약 1200℃ 이상에서 열처리하게 된다. 이 때 접합제에 포함된 산화물 파이버와 무기 바인더의 고온 반응에 의한 소성 수축으로 내부 응력이 인가되어, 냉각 시에 크랙이 발생하는 문제가 있는 등, 고온 열처리에 의한 필터 세그먼트간의 접합력 향상은 한계를 가지고 있다.However, when the silicon carbide segments are bonded using a binder in which oxide particles or oxide fibers, carbide powders, and / or inorganic binders are mixed as disclosed in the foregoing patent, the binder has thermal conductivity during filter regeneration. Acts as a heat transfer barrier between the excellent silicon carbide segments, there is a problem that the regeneration characteristics are lowered. In addition, in the case of the binder for the extruded silicon carbide filter, in order to improve the bonding property, it is heat treated at about 1200 ℃ or more. At this time, the internal stress is applied due to the plastic shrinkage caused by the high temperature reaction of the oxide fiber and the inorganic binder included in the bonding agent, and there is a problem that cracks occur during cooling. Have.

본 발명은 전술한 종래 기술을 고려하여 이루어진 것으로서, 열전도성 및 내열충격성 등의 열적 특성이 우수한 물질을 조성물 중에 혼합하여 적용함으로써, 탄화규소 세그먼트 간의 열전달을 원활하게 하여, 재생 시 재생 면적을 증가시켜 재생 효율을 향상시키는 것과 동시에, 세그먼트간의 접합력 및 전체 필터의 내열 충격성을 개선시키는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in consideration of the above-described prior art, and by applying a material having excellent thermal properties such as thermal conductivity and thermal shock resistance to the composition, the heat transfer between the silicon carbide segments is facilitated, thereby increasing the regeneration area during regeneration. It aims at improving regeneration efficiency and at the same time improving the bonding strength between segments and the heat shock resistance of the entire filter.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 규소 분말 및 중공 탄화규소 비드로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 분진필터용 조성물을 제공한다.The present invention provides a dust filter composition comprising at least one selected from the group consisting of silicon powder and hollow silicon carbide beads as a means for solving the above problems.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 복수의 허니컴 세그먼트가 본 발명에 따른 조성물에 의해 접합되어 있는 탄화규소 분진필터에 관한 것이다.The present invention relates to a silicon carbide dust filter in which a plurality of honeycomb segments are joined by a composition according to the present invention as another means for solving the above problems.

본 발명의 탄화규소 분진필터는 본 발명에 따른 조성물에 의하여 외벽 마감 처리가 되어 있는 것이 바람직하다.Silicon carbide dust filter of the present invention is preferably the outer wall finishing treatment by the composition according to the present invention.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서, 탄화규소 허니컴 세그먼트를 본 발명에 따른 조성물로 접합하는 제 1 단계; 제 1 단계에서 제조된 세그먼트 접합물의 외벽면을 가공하는 제 2 단계; 및 제 2 단계에서 가공된 외벽면에 외벽 마감재를 도포 및 건조하는 제 3 단계를 포함하는 탄화규소 분진 필터의 제조 방법을 제공한다.The present invention as another means for solving the above problems, the first step of bonding the silicon carbide honeycomb segment to the composition according to the present invention; A second step of processing the outer wall surface of the segment joint manufactured in the first step; And a third step of applying and drying the outer wall finish on the outer wall surface processed in the second step.

본 발명에서는 탄화규소 분진 필터를 구성하는 접합제 및/또는 외벽 마감재의 우수한 열적 특성으로 인해, 고온 재생 시의 재생 효율을 현저히 향상시킬 수 있다. 또한, 조성물에 포함되는 각 성분의 간의 반응 및 고온 반응에 의하여 접합 강도를 우수하게 유지할 수 있으며, 필터의 내열 충격성을 뛰어나게 유지할 수 있다.In the present invention, due to the excellent thermal properties of the binder and / or the outer wall finishing material constituting the silicon carbide dust filter, it is possible to significantly improve the regeneration efficiency during high temperature regeneration. In addition, the bonding strength can be excellently maintained by the reaction between the components contained in the composition and the high temperature reaction, and the heat shock resistance of the filter can be excellently maintained.

본 발명은, 규소 분말 및 중공(hollow) 탄화규소 비드(bead)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 분진필터용 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 조성물은 열적 특성이 우수한 상기 성분을 포함하여, 열전도성 및 내열 충격성이 우수하다. 이에 따라 본 발명의 조성물은 탄화규소 분진필터(SiC DPF)에 적용되어 재생 효율을 향상시킴과 동시에, 세그먼트간의 접합력 및 내열충격성도 우수하게 유지시킬 수 있다.The present invention relates to a dust filter composition comprising at least one selected from the group consisting of silicon powder and hollow silicon carbide beads. The present invention comprises the above components having excellent thermal properties, and is excellent in thermal conductivity and thermal shock resistance. Accordingly, the composition of the present invention can be applied to a silicon carbide dust filter (SiC DPF) to improve the regeneration efficiency, and also maintain excellent bonding strength and thermal shock resistance between segments.

이하, 본 발명 조성물을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the composition of the present invention will be described in detail.

본 발명의 조성물은 규소 분말 및/또는 중공 탄화규소 비드를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 조성물은 상기 두 성분을 동시에 포함하는 것이 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 조성물에서는 상기 규소 분말또는 중공 탄화규소 비드가 각각 단독으로 또는 동시에 포함될 수 있다. 이와 같은 규소 분말 및 중공 탄화규소 비드는 본 발명의 조성물에 포함되어, 열전도성 및 내열충격성과 같은 열적 특성을 향상시키는 역할을 한다. The composition of the present invention is characterized in that it comprises silicon powder and / or hollow silicon carbide beads. The composition of the present invention preferably includes the two components at the same time, but is not limited thereto. That is, in the composition of the present invention, the silicon powder or the hollow silicon carbide beads may be included alone or simultaneously. Such silicon powder and hollow silicon carbide beads are included in the composition of the present invention, and serves to improve thermal properties such as thermal conductivity and thermal shock resistance.

본 발명의 분진필터용 조성물은 상기 성분에 추가로 무기 입자, 무기 파이버 및/또는 바인더 등을 추가로 포함할 수 있다. The composition for a dust filter of the present invention may further include inorganic particles, inorganic fibers and / or binders, etc., in addition to the above components.

상기에서 무기 입자는 조성물의 접착 강도 및 내열 충격성을 향상시키는 역할을 한다. 본 발명에서는 사용될 수 있는 무기 입자의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 알루미나, 실리카, 티타니아, 탄화규소, 질화규소, 세리마, 멀라이트 또는 지르코니아와 같은 이 분야의 통상의 것을 제한 없이 사용할 수 있다. Inorganic particles in the above serves to improve the adhesive strength and thermal shock resistance of the composition. The type of inorganic particles that can be used in the present invention is not particularly limited, and conventional ones in this field such as alumina, silica, titania, silicon carbide, silicon nitride, cerima, mullite or zirconia can be used without limitation. .

본 발명의 조성물은 또한 무기 파이버를 추가로 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 무기 파이버의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 유리 섬유, 알루미나 섬유, 탄화규소 섬유, 티틴산 칼륨 섬유, 실리카-알루미나 섬유 또는 붕산 알루미늄 섬유 등을 사용할 수 있다. The composition of the present invention may also further comprise an inorganic fiber. The kind of inorganic fiber that can be used in the present invention is not particularly limited, and for example, glass fiber, alumina fiber, silicon carbide fiber, potassium titanate fiber, silica-alumina fiber or aluminum borate fiber can be used.

본 발명의 조성물은 또한 바인더를 추가로 포함할 수 있다. 상기 바인더로는 유기 바인더 또는 무기 바인더를 사용할 수 있으나, 낮은 소성 온도에서도 충분 한 강도를 얻을 수 있다는 점에서 무기 바인더를 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 무기 바인더의 예로는 무기 솔(inorganic sol) 또는 점토계 바인더 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기에서 무기 솔의 구체적인 예로는 실리카 솔, 알루미나 솔 또는 티타니아 솔 등을 들 수 있고, 점토계 바인더의 예로는 백토, 카올린, 몬모릴로나이트 또는 복쇄구조형 점토(세피오라이트 또는 애타풀자이트 등)를 들 수 있으며, 본 발명에서는 상기 중 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. The composition of the present invention may also further comprise a binder. An organic binder or an inorganic binder may be used as the binder, but it is preferable to use an inorganic binder in that sufficient strength can be obtained even at a low firing temperature. Examples of such inorganic binders include, but are not limited to, inorganic sol or clay-based binders. Specific examples of the inorganic sol may include silica sol, alumina sol or titania sol, and the like, and examples of the clay-based binder may include clay, kaolin, montmorillonite or cyclic clay (sepiolite or attapulgite). In the present invention, one or a mixture of two or more of the above can be used.

전술한 각각의 성분을 포함하는 본 발명의 분진필터용 조성물을 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 상기 제시된 각각의 성분을 사용하여 이 분야의 통상의 방법으로 제조할 수 있다.The method for producing a composition for a dust filter of the present invention containing each of the above-mentioned components is not particularly limited, and may be prepared by a conventional method in the art using each of the above-described components.

본 발명은 또한, 복수 개의 허니컴(honeycomb) 세그먼트가 본 발명에 따른 조성물에 의하여 접합되어 있는 탄화규소 분진필터(SiC DPF)에 관한 것이다. 본 발명의 탄화규소 분진필터를 구성하는 조성물은 우수한 열적 특성을 가지며, 따라서 필터의 재생 단계에서 온도가 가장 높은 중심부로부터 고온의 열이 외곽으로 빠르게 전달된다. 이에 따라 본 발명의 탄화규소 분진필터는 필터 외곽의 세그먼트에서의 재생이 효율적으로 이루어지게 되는 이점이 있다. 또한, 고온 소성 과정에서 조성물 내에 포함되는 성분간의 반응 및 고온 반응에 의하여 우수한 접합 강도를 가지게 되는 동시에 내열 충격성이 우수하게 유지된다는 장점을 가진다.The invention also relates to a silicon carbide dust filter (SiC DPF) in which a plurality of honeycomb segments are joined by a composition according to the invention. The composition constituting the silicon carbide dust filter of the present invention has excellent thermal properties, and therefore, high temperature heat is rapidly transferred from the center of the highest temperature to the outside in the regeneration stage of the filter. Accordingly, the silicon carbide dust filter of the present invention has an advantage that the regeneration in the segment outside the filter can be efficiently performed. In addition, it has the advantage of having excellent bonding strength and excellent thermal shock resistance by the reaction between the components contained in the composition and the high temperature reaction during the high temperature baking process.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 탄화규소 분진필터를 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail the silicon carbide dust filter of the present invention.

본 발명에서 사용되는 탄화규소 필터의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 즉, 본 발명에서는 탄화규소질로 이루어지는 종래의 필터가 대부분 사용될 수 있다. 상기와 같은 필터의 예로는 허니컴 필터(honeycomb filter) 및 캔들 필터(candle filter) 등을 들 수 있으며, 이 중 허니컴 필터를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 탄화규소 허니컴 필터는 사각 막대 기둥 모양의 허니컴 세그먼트를 다수 개 접합하여 제조된다. The structure of the silicon carbide filter used in the present invention is not particularly limited. That is, in the present invention, most conventional filters made of silicon carbide can be used. Examples of such a filter include a honeycomb filter and a candle filter. Among them, a honeycomb filter is more preferable. Such silicon carbide honeycomb filters are manufactured by joining a plurality of honeycomb segments in the shape of a square bar column.

첨부된 도 1 및 2는 본 발명의 일 태양에 따른 탄화규소 필터를 구성하는 세그먼트의 사시도 및 그 단면도이며, 도 3은 도 1에 따른 세그먼트를 다수 개 접합시켜 구성한 허니컴 구조체의 도면이다.1 and 2 are a perspective view and a cross-sectional view of a segment constituting a silicon carbide filter according to an aspect of the present invention, Figure 3 is a view of a honeycomb structure formed by joining a plurality of segments according to FIG.

허니컴 구조체를 구성하는 세그먼트(1)는 일반적으로 탄화규소 분말에 고분자 화합물과 같은 유기 바인더 및 소결 조제로서의 무기 바인더를 첨가한 후, 이를 압출 성형, 절단, 건조 및 소성하여 제조된다. 상기 허니컴 구조체를 구성하는 세그먼트(1)에는 다수의 채널(3)이 길이 방향으로 관통되어 형성되어 있으며, 상기 채널(3)의 입구 또는 출구 중 어느 한 쪽은 밀봉재(3a)에 의해 교대로 밀봉(plugging)되게 된다. 이에 따라 탄화규소 필터가 디젤 엔진용 분진 필터(DPF; Diesel Particulate Filter) 등에 사용될 경우, 채널(3) 내로 유입된 배기가스(G)는 다공성의 격벽(2)을 통과한 후, 인접하는 다른 채널(3)을 통하여 유출되고, 이에 따라 배기 가스(G)에 포함된 분진은 다공성 격벽(2)에 포집되게 된다. Segment 1 constituting the honeycomb structure is generally manufactured by adding an organic binder such as a polymer compound and an inorganic binder as a sintering aid to silicon carbide powder, and then extruding, cutting, drying and firing it. In the segment 1 constituting the honeycomb structure, a plurality of channels 3 are formed to penetrate in the longitudinal direction, and either the inlet or the outlet of the channel 3 is alternately sealed by the sealing material 3a. (plugging). Accordingly, when the silicon carbide filter is used for a diesel particulate filter (DPF) or the like, the exhaust gas G introduced into the channel 3 passes through the porous partition wall 2 and then another adjacent channel. Outflow through (3), and thus dust contained in the exhaust gas (G) is collected in the porous partition (2).

본 발명에서 상기와 같은 세그먼트(1)는 소성 공정을 거친 후에 본 발명에 따른 조성물(4)에 의해 접합되고, 연삭 공정 등을 통해 외주부가 가공된 후, 외벽 마감재로 처리된다. 특별히 한정되는 것은 아니나, 본 발명에서는 외벽 마감재로 전술한 본 발명의 조성물과 동일한 조성의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 필터의 제조 또는 재생 공정에서 상온에 노출되더라도, 열의 방출이 빠른 속도로 이루어지기 때문에, 외벽 마감재와 대기 사이의 온도 구배(thermal gradient)가 최소화되어, 외벽 마감재의 열충격 파손을 최소화할 수 있게 된다. In the present invention, the segment 1 as described above is bonded by the composition 4 according to the present invention after the firing process, the outer peripheral part is processed through a grinding process or the like, and then treated with an outer wall finish. Although it does not specifically limit, In this invention, it is preferable to use the thing of the same composition as the composition of this invention mentioned above as an exterior wall finishing material. In this case, even when exposed to room temperature in the manufacturing or regeneration process of the filter, since the heat is released at a high speed, the thermal gradient between the exterior wall finish and the atmosphere is minimized, thereby minimizing thermal shock breakage of the exterior wall finish. Will be.

본 발명은 또한,The present invention also provides

탄화규소 허니컴 세그먼트를 본 발명의 조성물로 접합하는 제 1 단계;A first step of bonding the silicon carbide honeycomb segment to the composition of the present invention;

제 1 단계에서 제조된 세그먼트 접합물의 외벽면을 가공하는 제 2 단계; 및A second step of processing the outer wall surface of the segment joint manufactured in the first step; And

제 2 단계에서 가공된 외벽면에 외벽 마감재를 도포 및 건조하는 제 3 단계를 포함하는 탄화규소 분진 필터의 제조 방법에 관한 것이다.It relates to a method for producing a silicon carbide dust filter comprising a third step of applying and drying the outer wall finish on the outer wall surface processed in the second step.

본 발명의 제 1 단계는 필터를 구성하는 세그먼트를 본 발명의 조성물을 사용하여 접합하는 단계이다. 이 때 탄화규소 허니컴 세그먼트를 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기 세그먼트는 탄화규소 분말, 유기 및 무기 바인더를 배합한 소결성 탄화규소질 슬러리 또는 페이스트로를 원료로 하여 압출 성형, 절단, 건조 및 소성 등의 일반적인 공정을 거쳐서 제조될 수 있다. The first step of the present invention is the step of joining the segments constituting the filter using the composition of the present invention. At this time, the method for producing the silicon carbide honeycomb segment is not particularly limited. For example, the segment may be manufactured through a general process such as extrusion molding, cutting, drying and firing using a sinterable silicon carbide slurry or paste incorporating silicon carbide powder, organic and inorganic binder as a raw material.

본 발명의 제 1 단계에서는 상기와 같은 세그먼트를 접합하게 된다. 이 때 접합 방법은 특별히 한정되지 않으며, 세그먼트의 표면에 본 발명에 따른 조성물을 도포한 후, 접합 및 건조 공정을 거쳐 수행될 수 있다.In the first step of the present invention, such segments are joined. At this time, the bonding method is not particularly limited, and after applying the composition according to the invention on the surface of the segment, it may be carried out through a bonding and drying process.

본 발명의 제 2 단계에서는 상기와 같이 제조된 접합물을 용도에 따라서 원통 또는 타원형과 같은 형태가 되도록 외벽면을 가공하는 단계이며, 이는 통상 연삭 공정 등을 통하여 수행된다. In the second step of the present invention is a step of processing the outer wall surface to form a cylindrical or oval shape according to the purpose of the bonded material prepared as described above, this is usually carried out through a grinding process or the like.

이어서 본 발명의 제 3 단계에서는 가공된 외벽면에 외벽 마감재를 도포하고 건조한다. 제 2 단계에서 세그먼트 접합물의 외벽 가공 공정을 거치고 나면, 외주부의 채널이 오픈되는 경우가 있고, 이 때문에 외벽 마감재로의 마감 처리가 필요해 진다. 전술한 바와 같이 상기 외벽 마감재로는 본 발명의 조성물과 동일한 조성을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 이에 의한 이점은 상술한 바와 같다.Subsequently, in the third step of the present invention, the outer wall finish is applied to the processed outer wall and dried. After the outer wall processing process of the segment joining in the second step, the channel of the outer peripheral part may be open, which is required to finish the outer wall finish. As described above, it is preferable to use the same composition as the composition of the present invention as the outer wall finishing material, and the advantages thereof are as described above.

본 발명에서는 또한 상기 제 1 내지 제 3 단계를 거친 후에, 적절한 온도에서의 열처리를 통하여 탄화규소 분진필터를 하소 (calcine) 또는 소성(baking)하는 것이 바람직하다. 이와 같은 열처리를 통하여, 조성물 및/또는 외벽 마감재에 첨가된 탄화규소 비드 및 규소 분말의 표면에 실리카와 같은 무기 입자의 막이 형성되고, 상기의 표면 반응(sol-gel reaction) 및 고온 반응에 의하여 접합층의 접합 강도가 증가하는 효과를 얻을 수 있다. 이 때 열처리 조건은 특별히 한정되지 않으며, 이 분야의 평균적 기술자는 필터의 크기 및 용도에 따라서 적절한 조건을 용이하게 선택할 수 있다.In the present invention, it is also preferable to calcinate or bake the silicon carbide dust filter through heat treatment at an appropriate temperature after the first to third steps. Through such heat treatment, a film of inorganic particles such as silica is formed on the surface of the silicon carbide beads and silicon powder added to the composition and / or the outer wall finish, and bonded by the above-described sol-gel reaction and high temperature reaction. The effect of increasing the bond strength of the layer can be obtained. At this time, the heat treatment conditions are not particularly limited, and the average person skilled in the art can easily select appropriate conditions according to the size and use of the filter.

도 1은 본 발명의 일 태양에 따른 탄화규소 필터를 구성하는 허니컴 세그먼트의 사시도이다.1 is a perspective view of a honeycomb segment constituting a silicon carbide filter according to an aspect of the present invention.

도 2는 도 1의 허니컴 세그먼트의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of the honeycomb segment of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 일 태양에 따른 도 1의 허니컴 세그먼트가 접합된 허니컴 구조체를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a honeycomb structure in which the honeycomb segment of FIG. 1 is bonded according to an embodiment of the present invention.

<도면 부호의 설명><Description of Drawing>

1: 허니컴 세그먼트 2: 격벽1: honeycomb segment 2: bulkhead

3: 채널 3a: 밀봉재3: channel 3a: sealing material

4: 접합제 5: 마감재4: binder 5: finish

Claims (9)

규소 분말 및 중공 탄화규소 비드로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 분진필터용 조성물.Dust filter composition comprising at least one selected from the group consisting of silicon powder and hollow silicon carbide beads. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 무기 입자, 무기 파이버 및 바인더로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 분진필터용 조성물.Dust filter composition, characterized in that it further comprises one or more selected from the group consisting of inorganic particles, inorganic fibers and binders. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 무기 입자는 알루미나, 실리카, 티타니아, 탄화규소, 질화규소, 세리마, 멀라이트 및 지르코니아로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 분진필터용 조성물.The inorganic particles are at least one selected from the group consisting of alumina, silica, titania, silicon carbide, silicon nitride, cerima, mullite and zirconia. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 무기 파이버는 유리 섬유, 알루미나 섬유, 탄화규소 섬유, 티틴산 칼륨 섬유, 실리카-알루미나 섬유 및 붕산 알루미늄 섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 분진필터용 조성물.The inorganic fiber is at least one selected from the group consisting of glass fibers, alumina fibers, silicon carbide fibers, potassium titanate fibers, silica-alumina fibers, and aluminum borate fibers. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 바인더는 실리카 솔, 알루미나 솔, 티타니아 솔, 백토, 카올린, 몬모릴로나이트 및 복쇄구조형 점토로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 분진필터용 조성물.The binder is a dust filter, characterized in that at least one selected from the group consisting of silica sol, alumina sol, titania sol, clay, kaolin, montmorillonite and crushed clay. 복수의 허니컴 세그먼트가 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 조성물에 의하여 접합되어 있는 탄화규소 분진필터.A silicon carbide dust filter in which a plurality of honeycomb segments are joined by a composition according to any one of claims 1 to 5. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 필터가 허니컴 필터인 것을 특징으로 하는 탄화규소 분진필터. A silicon carbide dust filter, wherein the filter is a honeycomb filter. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 조성물에 의해 외벽 마감 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 탄화규소 분진필터.A silicon carbide dust filter, which is finished with an outer wall by the composition according to any one of claims 1 to 5. 탄화규소 허니컴 세그먼트를 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 조성물로 접합하는 제 1 단계;A first step of bonding the silicon carbide honeycomb segment to the composition according to any one of claims 1 to 5; 제 1 단계에서 제조된 세그먼트 접합물의 외벽면을 가공하는 제 2 단계; 및A second step of processing the outer wall surface of the segment joint manufactured in the first step; And 제 2 단계에서 가공된 외벽면에 외벽 마감재를 도포 및 건조하는 제 3 단계를 포함하는 탄화규소 분진 필터의 제조 방법.A method for producing a silicon carbide dust filter comprising a third step of applying and drying the outer wall finish on the outer wall surface processed in the second step.
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