KR20120071176A - 촉매 담체 코팅장치 및 이를 이용한 촉매 코팅방법 - Google Patents

촉매 담체 코팅장치 및 이를 이용한 촉매 코팅방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20120071176A
KR20120071176A KR1020100132806A KR20100132806A KR20120071176A KR 20120071176 A KR20120071176 A KR 20120071176A KR 1020100132806 A KR1020100132806 A KR 1020100132806A KR 20100132806 A KR20100132806 A KR 20100132806A KR 20120071176 A KR20120071176 A KR 20120071176A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
catalyst
carrier
chamber
slurry
valve
Prior art date
Application number
KR1020100132806A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101224402B1 (ko
Inventor
최준환
Original Assignee
한국기계연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기계연구원 filed Critical 한국기계연구원
Priority to KR1020100132806A priority Critical patent/KR101224402B1/ko
Publication of KR20120071176A publication Critical patent/KR20120071176A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101224402B1 publication Critical patent/KR101224402B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C3/00—Apparatus in which the work is brought into contact with a bulk quantity of liquid or other fluent material
    • B05C3/02—Apparatus in which the work is brought into contact with a bulk quantity of liquid or other fluent material the work being immersed in the liquid or other fluent material
    • B05C3/04—Apparatus in which the work is brought into contact with a bulk quantity of liquid or other fluent material the work being immersed in the liquid or other fluent material with special provision for agitating the work or the liquid or other fluent material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215—Coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C19/00—Apparatus specially adapted for applying particulate materials to surfaces
    • B05C19/04—Apparatus specially adapted for applying particulate materials to surfaces the particulate material being projected, poured or allowed to flow onto the surface of the work

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

본 발명에 의한 촉매 담체 코팅장치는, 담체가 밀착 고정되는 랙과, 촉매가 포함된 슬러리를 저장하고 상기 담체에 선택적으로 공급하는 호퍼와, 상기 랙과 연통하여 담체 및 랙을 관통한 슬러리의 유동 방향을 안내하는 공급관과, 상기 담체 및 공급관을 순차적으로 통과한 슬러리를 저장하는 챔버와, 상기 챔버 내부의 기체를 선택적으로 배출하는 배출관과, 상기 공급관과 배출관을 선택적으로 차폐하는 밸브와, 상기 밸브의 개방 여부에 따라 챔버 내부에 진공 분위기를 조성하는 진공펌프와, 상기 진공펌프를 경유한 기체를 외부로 배기하는 배기관과, 상기 밸브 및 진공펌프의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

촉매 담체 코팅장치 및 이를 이용한 촉매 코팅방법{A catalyst substrate coating apparatus and catalyst coating method having the same}
본 발명은 촉매 담체 코팅장치 및 이를 이용한 촉매 코팅방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진공 상태를 선택적으로 사용하여 발생하는 압력차를 이용하여 촉매가 포함된 슬러리 또는 용액을 빠르고 균일하게 이동시켜 촉매 담체에 신속하면서도 고르게 코팅될 수 있도록 한 촉매 담체 코팅 장치 및 이를 이용한 촉매 코팅방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차, 선박, 발전소, 소각장 등에서 발생하는 질소산화물(NOx), 탄화수소, 일산화탄소 등의 유해배기가스를 정화하기 위한 촉매변환기(catalytic converter)는 배압(back pressure) 즉 압력감소를 줄이고 표면적을 넓히기 위해 내부에 벌집(honeycomb) 모양의 채널구조를 갖는 세라믹 또는 금속 담체를 사용하고 유해배기가스를 무해한 가스로 전환하기 위해 촉매담체 내부의 채널 내벽에 촉매가 포함된 물질을 코팅하게 된다.
배기가스 중의 유해성분 처리에 활용되는 대표적인 촉매로는 Pt, Pd, Rh 등의 귀금속계 촉매를 비롯해 비귀금속계의 촉매에 이르기까지 다양한 종류가 있는데 대부분 하니컴형 세라믹 또는 금속 담체에 부착되어 사용되며, 이러한 촉매 또는 촉매를 포함하는 물질을 촉매담체에 효과적으로 부착하는 기술이 매우 중요하다.
미국등록특허 제4,220,633호는 백 필터(bag filter)에 귀금속 또는 금속 산화물 촉매를 유리, 금속, 세라믹 섬유로 제조된 필터에 스프레이방식으로 코팅하여 촉매필터를 제조하는 방법이 개시되어 있다.
촉매필터는 필터 자체가 촉매를 담지하기 위한 담체 역할을 하면서 동시에 분진 등의 입자를 거르기 위한 필터 역할도 함께하게 된다. 즉 촉매필터도 일종의 촉매 코팅용 담체로 볼 수 있다.
미국등록특허 제4,732,879호는 여러 가지 성분의 SCR 촉매를 함유하는 sol-gel 용액에 유리섬유 천을 담가서 제조하는 담금법(immersing method)을 사용하여 제조되는 촉매변환기가 개시되어 있고, 미국등록특허 제5,051,391호는 유리섬유 여과포를 촉매성분의 슬러리에 담가서 제조되는 연소가스 처리용 촉매필터가 개시되어 있다.
상기에 소개된 백 필터 형태의 집진필터에 고정된 촉매는 사용 온도가 250℃ 이하로 제한적이고 또한 백 필터는 처리가스 량이 많을 경우 집진효율이 떨어지기 때문에 초정밀 집진효율을 충족시키기 어렵다. 따라서 고온운전과 초정밀 집진을 실현하기 위하여 성형체 세라믹 필터를 활용하여 제작된 촉매필터가 필요하다.
세라믹 성형체, 특히 허니컴 쓰루-플로우 필터(honeycomb through-flow filter)에 촉매를 코팅하는 방법은 디젤 자동차배기가스 정화용 또는 연소용 촉매필터 제조를 위하여 다양하게 개발되었다.
디젤 자동차용 매연 필터로는 주로 허니컴 형태의 필터가 사용된다. 특허 제 10-2005-0034983에서는 디젤매연촉매필터를 제조하기 위하여 촉매성분의 입자들로 슬러리를 제조하여 여기에 필터를 담그는 방법(액침법)으로 촉매를 필터에 고정시키는 방법이 제시되었다.
특허 제 10-2006-005630 호에서는 촉매성분을 콜로라이드 상태로 제조하여 폴리에틸렌글리콜(PEG) 등 유기용제 및 고분자 물질로 입자의 사이즈를 조절하여 필터의 미세기공에도 촉매가 잘 코팅되는 촉매필터 제조방법을 제시하였다.
상기에서 소개한 바와 같이 세라믹 성형체에 촉매를 고정시키는 방법에 있어서 필터의 미세기공에 까지 촉매입자를 분산시키기 위하여 졸-겔 콜로이드 상태의 용액에 필터를 담가서 끄집어내는 담금법(deep coating)법이 통용되어 왔다.
그러나 이러한 종래의 기술을 통한 촉매의 코팅 방법은, 분산제나 고분자 물질을 사용하더라도 처리과정에서 촉매입자의 응집에 의하여 만족스런 분산이 어려운 것으로 보고되었다.
또한 촉매입자의 분산도를 높이기 위하여 미리 제조된 촉매입자를 슬러리 상태로 하여 담금법으로 촉매필터를 제조하더라도 필터의 미세기공에 촉매입자를 분산시키기가 어려운 문제점이 있다.
따라서 필터 내부의 기공까지 촉매입자를 효과적으로 분산 및 코팅하는 기술이 요구되고 있는 실정이다. 또한 촉매담체 내에 촉매를 담금법을 사용하여 코탕하는 경우 균일하고 빠른 촉매코팅층을 얻기가 힘들다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 진공 상태를 선택적으로 사용하여 발생하는 압력차를 이용하여 슬러리를 담체 내부로 빠르게 이동 및 관통시켜 촉매 담체 또는 필터에 신속하면서도 고르게 코팅될 수 있도록 한 촉매 담체 코팅장치 및 이를 이용한 촉매 코팅 방법을 제공하는 것에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 촉매 담체 코팅장치는, 담체가 밀착 고정되는 랙과, 촉매가 포함된 슬러리를 저장하고 상기 담체에 선택적으로 공급하는 호퍼와, 상기 랙과 연통하여 담체 및 랙을 관통한 슬러리의 유동 방향을 안내하는 공급관과, 상기 담체 및 공급관을 순차적으로 통과한 슬러리를 저장하는 챔버와, 상기 챔버 내부의 기체를 선택적으로 배출하는 배출관과, 상기 공급관과 배출관을 선택적으로 차폐하는 밸브와, 상기 밸브의 개방 여부에 따라 챔버 내부에 진공 분위기를 조성하는 진공펌프와, 상기 진공펌프를 경유한 기체를 외부로 배기하는 배기관과, 상기 밸브 및 진공펌프의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 밸브는, 상기 공급관 내부를 선택적으로 차폐하는 제1밸브와, 상기 배출관 내부를 선택적으로 차폐하는 제2밸브를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 제1밸브 및 제2밸브는, 상기 제어부에 의해 공급관 또는 배출관 내부의 개도 및 차폐유지 시간이 제어됨을 특징으로 한다.
상기 제1밸브와 제2밸브가 개방시에 상기 진공펌프 내부는 상기 호퍼 내부와 연통하는 것을 특징으로 한다.
상기 챔버 일측에는, 상기 챔버 내부의 압력 변화를 측정하기 위한 압력센서가 구비됨을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 촉매 담체 코팅장치를 이용한 촉매 코팅방법은, 촉매 담체 코팅장치에 구비된 랙에 담체를 밀착 고정하고 상기 담체에 촉매를 포함하는 슬러리를 공급하는 호퍼에 슬러리를 준비하는 준비단계와, 상기 담체를 관통하여 빠져나온 슬러리를 보관하기 위한 챔버 내부에 진공 분위기를 조성하는 진공형성단계와, 상기 챔버와 담체 내부를 개방하여 진공 분위기를 해지함으로써 상기 담체 내부로 슬러리를 관통시켜 슬러리를 코팅하는 진공해지단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 준비단계에서, 상기 랙 내부와 챔버 내부는 단절된 것을 특징으로 한다.
상기 진공형성단계는, 상기 랙과 챔버를 연결하는 공급관과, 상기 챔버와 진공펌프를 연결하는 배출관을 선택적으로 차폐하고 진공펌프를 동작하는 과정임을 특징으로 한다.
상기 진공형성단계에서, 상기 공급관은 차폐되고 배출관을 개방됨을 특징으로 한다.
상기 진공형성단계에서, 상기 챔버 내부와 연통하도록 구비된 압력센서는 챔버의 내부 압력 변화를 측정하여 제어부로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 진공형성단계에서, 상기 제어부는 압력센서로부터 제공받은 챔버의 내부 압력이 미리 설정된 설정압력 범위를 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 진공해지단계는, 차폐된 공급관과 배출관 중 공급관을 개방하여 슬러리 및 외부 공기가 담체를 관통하도록 하는 과정임을 특징으로 한다.
위에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 촉매 담체 코팅장치에서는, 진공 상태를 선택적으로 해지하여 발생하는 압력차를 이용하여 슬러리를 담체 내부로 고속으로 이동 및 관통시켜 촉매의 코팅이 가능하도록 구성하였다.
따라서, 담체 내부에 촉매를 신속하게 코팅할 수 있게 되므로, 생산성이 향상되며 필터의 제조 원가를 절감할 수 있는 이점이 있다.
또한, 세라믹 담체 내부에 코팅된 촉매의 두께를 균일하게 유지할 수 있는 이점이 있다.
도 1 은 본 발명에 의한 촉매 담체 코팅장치의 내부 구성을 보인 사시도.
도 2 는 본 발명에 의한 촉매 담체 코팅장치의 구성을 보인 정면도.
도 3 은 본 발명에 의한 촉매 담체 코팅장치를 이용한 촉매 코팅방법을 나타낸 공정 순서도.
도 4 는 본 발명에 의한 촉매 담체 코팅장치를 이용하여 코팅된 제1실시예의 촉매의 모습을 나타낸 SEM사진.
도 5 는 본 발명에 의한 촉매 담체 코팅장치를 이용하여 코팅된 제2실시예의 촉매의 모습을 나타낸 SEM사진.
이하에서는 본 발명에 의한 촉매 담체 코팅장치(이하 '코팅장치(100)'라 칭함)의 구성을 첨부된 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
도 1에는 본 발명에 의한 촉매 담체 코팅장치의 내부 구성을 보인 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명에 의한 촉매 담체 코팅장치의 구성을 보인 정면도가 도시되어 있다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 코팅장치(100)는 촉매 코팅공정이 요구되는 담체(W)를 밀착시켜 고정하고 내부 공간에 진공 분위기를 조성한 후, 진공 분위기를 해지함에 따라 압력 차이로 인하여 담체(W) 내부로 슬러리(S)가 관통하도록 함으로써 촉매 코팅이 가능하도록 하는 장치이다.
이를 위해 상기 코팅장치(100)는 담체(W)가 밀착 고정되는 랙(110)과, 촉매가 포함된 슬러리(S)를 저장하고 상기 담체(W)에 선택적으로 공급하는 호퍼(120)와, 상기 랙(110)과 연통하여 담체(W) 및 랙(110)을 관통한 슬러리(S)의 유동 방향을 안내하는 공급관(130)과, 상기 담체(W) 및 공급관(130)을 순차적으로 통과한 슬러리(S)를 저장하는 챔버(140)와, 상기 챔버(140) 내부의 기체를 선택적으로 배출하는 배출관(150)과, 상기 공급관(130)과 배출관(150)을 선택적으로 차폐하는 밸브(160)와, 상기 밸브(160)의 개방 여부에 따라 챔버(140) 내부에 진공 분위기를 조성하는 진공펌프(170)와, 상기 진공펌프(170)를 경유한 기체를 외부로 배기하는 배기관(180)과, 상기 밸브(160) 및 진공펌프(170)의 동작을 제어하는 제어부(190)를 포함하여 구성된다.
상기한 구성들 중 대부분은 내부가 비어있는 직육면체 형상의 케이스(102) 내부에 내장되며, 코팅 작업의 편이를 위해 상기 랙(110) 및 호퍼(120)는 케이스(102)의 상측에 노출되어 있다.
즉, 상기 케이스(102)의 상면에는 케이스(102) 내부와 관통하는 관형상을 갖도록 랙(110)이 형성되며, 상기 랙(110)에는 담체(W)가 안착 및 고정된다.
본 발명의 실시예에서 상기 담체(W)는 세라믹으로 형성되어 있으나, 다양한 재질로 변경 적용 가능함은 물론이다.
상기 랙(110)은 개구된 상부의 형상이 담체(W)의 외형과 대응되도록 구성되어 담체(W)를 내부에 수용할 수 있게 되며, 상기 랙(110) 내부에 삽입된 담체(W)는 내부가 랙(110) 내부와 연통하게 된다.
상기 담체(W)의 상측에는 호퍼(120)가 구비된다. 상기 호퍼(120)는 촉매를 포함하는 슬러리(S)가 보관되는 공간을 형성하는 구성으로, 상기 랙(110)과 같이 담체(W)의 상측에 하부가 밀착 결합될 수 있도록 구성되며, 상부는 소정의 깊이로 함몰되어 슬러리(S)의 보관이 가능하다.
그리고, 상기 호퍼(120)의 개구된 상부 공간은 하방향으로 개구되어 상부에 보관된 슬러리(S)가 담체(W) 내부로 유입될 수 있도록 구성된다.
상기 랙(110)의 하부에는 공급관(130)이 구비된다. 상기 공급관(130)은 호퍼(120)에 보관되어 있던 슬러리(S)가 담체(W) 및 랙(110) 내부를 관통한 후 이동할 수 있는 경로를 만들어주는 구성으로, 상기 챔버(140)의 내부와 연통되도록 결합된다.
따라서, 상기 담체(W) 내부를 통과하면서 코팅되고 남은 슬러리(S)는 공급관(130)을 통해 챔버(140) 내부로 유입됨으로써 보관 가능하게 된다.
상기 챔버(140)는 잉여의 슬러리(S)를 보관할 수 있도록 구성되므로 슬러리(S)의 선택적인 배출이 가능하도록 구성된다.
즉, 상기 챔버(140)는 슬러리(S)를 보관할 수 있도록 용기 형상을 가지는 용기부(142)와, 상기 용기부(142)를 선택적으로 차폐하기 위한 차폐부(144)로 이루어진다.
본 발명의 실시예에서 상기 용기부(142)는 차폐부(144)로부터 용이하게 착탈 가능하도록 구성되며, 상기 공급관(130)은 차폐부(144)에 연결되어 차폐부(144)와 용기부(142)가 밀폐된 상태로 결합시에 상기 공급관(130)은 용기부(142) 내부 공간에 슬러리(S)를 안내할 수 있게 된다.
상기 챔버(140)의 일측 방향으로는 배출관(150)이 구비된다. 상기 배출관(150)은 챔버(140) 내부 공간과 연통하도록 결합되어 챔버(140) 내부의 기체가 외부로 배출될 수 있도록 하는 구성이다.
즉, 상기 챔버(140) 내부로 슬러리(S)와 외부의 기체가 유입되었을 때 기체만 선택적으로 배출될 수 있도록 하는 구성이다.
상기 챔버(140)는 전술한 밸브(160)와 진공펌프(170)의 작용에 의해 선택적으로 진공 분위기가 조성될 수 있도록 구성된다.
즉, 상기 공급관(130)의 일측에는 제1밸브(162)가 구비되고, 상기 배출관(150)의 일측에는 제2밸브(164)가 구비되어, 제1밸브(162)와 제2밸브(164)의 동작에 의해 공급관(130)과 배출관(150)이 차폐됨으로써 상기 챔버(140)의 밀폐가 가능하며, 상기 배출관(150)만 개방된 상태에서 진공펌프(170)가 동작시에 챔버(140) 내부에는 진공 분위기가 조성될 수 있다.
그리고, 상기 제1밸브(162)와 제2밸브(164)는 타이머기능을 내장하여 미리 설정된 시간 동안 개방 또는 차폐 가능하도록 구성된다. 또한 상기 제1밸브(162)와 제2밸브(164)는 제어부에 의해 선택적으로 제어되어 개도가 조절될 수 있도록 구성된다.
이것은, 상기 진공펌프(170) 동작시에 챔버(140) 내부의 과도한 진공 분위기 조성을 미연에 차단하기 위함이다.
상기 배출관(150)의 일측에는 제1필터(152)와 제2필터(154)가 내장된다. 상기 제1필터(152)와 제2필터(154)는 챔버(140) 내부에서 배출관(150)을 통해 배출될 수 있는 오일이나 이물을 걸러내어 진공펌프(170) 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 구성이다.
즉, 상기 제1필터(152)는 챔버(140)에 인접하게 위치하여 챔버(140) 내부로부터 배출되는 공기 중의 이물을 제거하는 역할을 수행하며, 상기 제2필터(154)는 진공펌프(170)에 인접하도록 배치되어 진공펌프(170) 내부로 유입될 수 있는 오일을 제거하게 된다.
한편, 상기 챔버(140)의 일측 즉, 상기 차폐부(144)에는 압력센서(146)가 구비된다. 상기 압력센서(146)는 챔버(140) 내부에 조성된 진공 분위기의 압력을 측정하기 위한 구성으로, 상기 제어부에 이러한 측정 압력을 제공하는 역할을 수행한다.
그리고, 도 1의 미설명부호 104는 제어부를 조작부를 나타낸 것으로, 상기 조작부(104)는 압력센서(146)로부터 제공받은 챔버(140) 내부의 진공도를 미리 설정된 설정압력 범위와 비교하여 진공펌프(170)의 동작을 제어함은 물론, 제1밸브(162) 및 제2밸브(164)의 개도, 개방 시간 등을 설정할 수 있도록 함으로써, 상기 코팅장치(100)의 전반적인 동작 조작을 가능케하는 구성이다.
이하 상기와 같이 구성되는 코팅장치(100)를 이용하여 담체(W)에 촉매를 코팅하는 방법을 첨부된 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3에는 본 발명에 의한 촉매 담체 코팅장치(100)를 이용한 촉매 코팅방법을 나타낸 공정 순서도가 도시되어 있다.
첨부된 도면과 같이, 상기 코팅장치(100)를 이용하여 담체(W)에 촉매를 코팅하는 방법은, 상기 랙(110)에 담체(W)를 밀착 고정하고 상기 담체(W)에 촉매를 포함하는 슬러리(S)를 공급하는 호퍼(120)에 슬러리(S)를 준비하는 준비단계(S100)와, 상기 담체(W)를 관통하여 빠져나온 슬러리(S)를 보관하기 위한 챔버(140) 내부에 진공 분위기를 조성하는 진공형성단계(S200)와, 상기 챔버(140)와 담체(W) 내부를 개방하여 진공 분위기를 해지함으로써 상기 담체(W) 내부로 슬러리(S)를 관통시켜 슬러리(S)를 코팅하는 진공해지단계(S300)로 이루어진다.
보다 구체적으로 살펴보면, 상기 준비단계(S100)는 진공형성단계(S200)를 실시하기 위해 담체(W), 슬러리(S) 등을 준비하고 코팅장치(100)에 세팅하는 과정으로서, 상기 담체(W)는 내부가 랙(110) 내부와 연통하도록 안착하고, 상기 담체(W)의 상부에는 호퍼(120)를 안착하며, 상기 호퍼(120) 내부에는 슬러리(S)를 주입하여 보관하고 있는 상태가 된다.
그리고, 상기 준비단계(S100)에서 랙(110) 내부와 챔버(140) 내부는 단절된 상태가 된다. 즉, 상기 제1밸브(162)를 동작시켜 공급관(130) 내부를 차폐하고, 상기 제2밸브(164)는 개방하여 챔버(140)와 진공펌프(170)가 연통하는 상태가 되도록 준비하게 된다.
상기 준비단계(S100)가 완료되면 상기 진공형성단계(S200)를 실시하게 된다. 상기 진공형성단계(S200)는 진공펌프(170)를 동작시켜 흡입력을 발생하고, 이러한 흡입력이 배출관(150)을 통해 챔버(140)에 전달되도록 함으로써, 상기 챔버(140) 내부에 진공 분위기가 조성될 수 있도록 강제하는 과정이다.
이때 상기 배출관(150)은 선택적으로 차폐되어 챔버(140) 내부의 진공도가 일정하게 유지될 수 있도록 한다. 즉, 상기 진공펌프(170)의 동작에 의해 챔버(140) 내부의 진공도가 상승하게 되는데, 이러한 진공도가 미리 설정된 설정진공도 범위 내에 도달시에 상기 압력센서(146)는 이를 감지하여 제어부에 제공함으로써 상기 제어부는 제2밸브(164)를 차폐하여 챔버(140) 내부의 진공도를 유지하게 된다.
이와 동시에 상기 제어부는 진공펌프(170)에 인가되는 전원을 차단함이 바람직하다.
상기 진공형성단계(S200) 이후에는 진공해지단계(S300)가 실시된다. 상기 진공해지단계(S300)는 실질적으로 담체(W) 내부에 촉매가 코팅되는 단계로서, 상기 공급관(130)을 개방함으로써 완료된다.
보다 구체적으로 살펴보면, 상기 챔버(140)는 진공형성단계(S200)에 의해 진공 분위기가 조성되어 있으므로, 상기 제1밸브(162)를 개방하게 되면 챔버(140)는 공급관(130)과 랙(110), 담체(W)에 흡입력을 제공하게 되며, 이러한 흡입력은 상기 슬러리(S)를 담체(W) 내부로 흡입하게 된다.
상기 담체(W)로 흡입된 슬러리(S) 중 일부는 담체(W) 내부를 경유하면서 벽면에 코팅되며, 코팅되지 않은 나머지 슬러리(S)는 랙(110)과 공급관(130)을 따라 아래로 유동하여 챔버(140) 내부로 유입되어 보관된다.
따라서, 상기 슬러리(S)는 제1밸브(162)의 순간적인 개방 작동에 의해 담체(W) 내부에 코팅될 수 있게 된다.
상기 진공해지단계(S300)의 실시에 따라 촉매 코팅은 완료되며, 이후 상기 제2밸브(164)는 개방하고, 제1밸브(162)는 차폐하며, 진공펌프(170)는 동작되어 챔버(140) 내부의 압력이 설정된 압력의 범위 내의 값에 도달할 때까지 작동하게 된다.
이러한 과정과 함께 상기 챔버(140) 내부는 진공형성단계(S200)를 거치게 된다.
물론 상기 진공형성단계(S200)가 실시되기 전에 코팅이 요구되는 담체(W)의 한쪽 면은 랙(110)에 안착되고, 상기 담체(W)의 다른 면은 호퍼(120)가 안착되어 촉매 코팅을 위한 준비단계(S100)를 거치게 된다.
첨부된 도 4 및 도 5에는 본 발명의 바람직한 제1실시예 및 제2실시예에 따라 제조된 세라믹필터로서, 보다 구체적으로는 상기 촉매 담체 코팅장치(100)를 이용하여 허니콤 형상의 담체 내부에 슬러리(S)를 통과 시킨 후, 건조 및 소성 열처리를 실시하여 세라믹필터 내부 벽면에 코팅된 촉매층(C)을 확인하였다.
따라서, 상기 촉매층(C)이 균일한 두께를 갖는 것으로부터 허니콤 형상의 담체(W) 내부에 존재하는 각 채널 외면에 촉매코팅용 슬러리(S)가 균일하게 부착된 것을 입증할 수 있다.
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정하지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.
예를 들어 본 발명의 실시예에서는 진공해지단계(S300)에서 담체(W) 상측에 준비된 슬러리(S)가 하방향으로 이동하여 코팅이 이루어지도록 구성하였으나, 중력에 의한 슬러리(S)의 흘러내림을 방지하기 위해 슬러리(S)의 위치를 바꾸어 담체(W) 하측에서 상방향으로 흡입되도록 구성할 수도 있음은 물론이다.
100. 촉매 담체 코팅장치 102. 케이스
104. 조작부 110. 랙
120. 호퍼 130. 공급관
140. 챔버 142. 용기부
144. 차폐부 146. 압력센서
150. 배출관 152. 제1필터
154. 제2필터 160. 밸브
162. 제1밸브 164. 제2밸브
170. 진공펌프 180. 배기관
190. 제어부 C . 촉매층
S . 슬러리 S100. 준비단계
S200. 진공형성단계 S300. 진공해지단계
W . 담체

Claims (12)

  1. 담체가 밀착 고정되는 랙과,
    촉매가 포함된 슬러리를 저장하고 상기 담체에 선택적으로 공급하는 호퍼와,
    상기 랙과 연통하여 담체 및 랙을 관통한 슬러리의 유동 방향을 안내하는 공급관과,
    상기 담체 및 공급관을 순차적으로 통과한 슬러리를 저장하는 챔버와,
    상기 챔버 내부의 기체를 선택적으로 배출하는 배출관과,
    상기 공급관과 배출관을 선택적으로 차폐하는 밸브와,
    상기 밸브의 개방 여부에 따라 챔버 내부에 진공 분위기를 조성하는 진공펌프와,
    상기 진공펌프를 경유한 기체를 외부로 배기하는 배기관과,
    상기 밸브 및 진공펌프의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 촉매 담체 코팅장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브는,
    상기 공급관 내부를 선택적으로 차폐하는 제1밸브와,
    상기 배출관 내부를 선택적으로 차폐하는 제2밸브를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 촉매 담체 코팅장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1밸브 및 제2밸브는,
    상기 제어부에 의해 공급관 또는 배출관 내부의 개도 및 차폐유지 시간이 제어됨을 특징으로 하는 촉매 담체 코팅장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제1밸브와 제2밸브가 개방시에 상기 진공펌프 내부는 상기 호퍼 내부와 연통하는 것을 특징으로 하는 촉매 담체 코팅장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 챔버 일측에는,
    상기 챔버 내부의 압력 변화를 측정하기 위한 압력센서가 구비됨을 특징으로 하는 촉매 담체 코팅장치.
  6. 촉매 담체 코팅장치에 구비된 랙에 담체를 밀착 고정하고 상기 담체에 촉매를 포함하는 슬러리를 공급하는 호퍼에 슬러리를 준비하는 준비단계와,
    상기 담체를 관통하여 빠져나온 슬러리를 보관하기 위한 챔버 내부에 진공 분위기를 조성하는 진공형성단계와,
    상기 챔버와 담체 내부를 개방하여 진공 분위기를 해지함으로써 상기 담체 내부로 슬러리를 관통시켜 슬러리를 코팅하는 진공해지단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 촉매 담체 코팅장치를 이용한 촉매 코팅 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 준비단계에서,
    상기 랙 내부와 챔버 내부는 단절된 것을 특징으로 하는 촉매 담체 코팅장치를 이용한 촉매 코팅 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 진공형성단계는,
    상기 랙과 챔버를 연결하는 공급관과, 상기 챔버와 진공펌프를 연결하는 배출관을 선택적으로 차폐하고 진공펌프를 동작하는 과정임을 특징으로 하는 촉매 담체 코팅장치를 이용한 촉매 코팅 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 진공형성단계에서,
    상기 공급관은 차폐되고 배출관을 개방됨을 특징으로 하는 촉매 담체 코팅장치를 이용한 촉매 코팅 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 진공형성단계에서,
    상기 챔버 내부와 연통하도록 구비된 압력센서는 챔버의 내부 압력 변화를 측정하여 제어부로 전송하는 것을 특징으로 하는 촉매 담체 코팅장치를 이용한 촉매 코팅 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 진공형성단계에서,
    상기 제어부는 압력센서로부터 제공받은 챔버의 내부 압력이 미리 설정된 설정압력 범위를 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 촉매 담체 코팅장치를 이용한 촉매 코팅 방법.
  12. 제 6 항에 있어서, 상기 진공해지단계는, 차폐된 공급관과 배출관 중 공급관을 개방하여 슬러리 및 외부 공기가 담체를 관통하도록 하는 과정임을 특징으로 하는 촉매 담체 코팅장치를 이용한 촉매 코팅 방법.

KR1020100132806A 2010-12-22 2010-12-22 촉매 담체 코팅장치 및 이를 이용한 촉매 코팅방법 KR101224402B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100132806A KR101224402B1 (ko) 2010-12-22 2010-12-22 촉매 담체 코팅장치 및 이를 이용한 촉매 코팅방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100132806A KR101224402B1 (ko) 2010-12-22 2010-12-22 촉매 담체 코팅장치 및 이를 이용한 촉매 코팅방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120071176A true KR20120071176A (ko) 2012-07-02
KR101224402B1 KR101224402B1 (ko) 2013-01-21

Family

ID=46706289

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100132806A KR101224402B1 (ko) 2010-12-22 2010-12-22 촉매 담체 코팅장치 및 이를 이용한 촉매 코팅방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101224402B1 (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102974502A (zh) * 2012-11-19 2013-03-20 浙江达峰汽车技术有限公司 浆料自动喷淋涂覆机
KR101586287B1 (ko) * 2015-03-30 2016-01-18 한국기계연구원 촉매 코팅장치 및 이를 이용한 촉매 코팅방법
CN108745773A (zh) * 2018-08-21 2018-11-06 常州机电职业技术学院 一种三元催化器载体涂覆装置
CN110090669A (zh) * 2019-05-22 2019-08-06 北京工业大学 一种整体式催化剂真空涂覆装置及方法
KR20200041526A (ko) * 2018-10-12 2020-04-22 희성촉매 주식회사 다공성 촉매지지체의 코팅방법 및 이를 위한 장치
CN113510039A (zh) * 2021-04-16 2021-10-19 安徽紫朔环境工程技术有限公司 一种适用于陶瓷滤管的快速涂覆催化剂装置
CN113578657A (zh) * 2021-08-02 2021-11-02 芜湖全程智能科技有限公司 一种涂覆机构涂覆方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100188225B1 (ko) * 1996-11-18 1999-06-01 서상기 배기가스 정화용촉매 금속담체의 제조를 위한 파형판의 성형방법 및 금속담체 성형장치
US7374729B2 (en) * 2004-03-30 2008-05-20 Basf Catalysts Llc Exhaust gas treatment catalyst
KR100718912B1 (ko) 2006-04-19 2007-05-16 한국생산성본부 진공호퍼를 이용한 분체 원료 이송장치

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102974502A (zh) * 2012-11-19 2013-03-20 浙江达峰汽车技术有限公司 浆料自动喷淋涂覆机
KR101586287B1 (ko) * 2015-03-30 2016-01-18 한국기계연구원 촉매 코팅장치 및 이를 이용한 촉매 코팅방법
CN108745773A (zh) * 2018-08-21 2018-11-06 常州机电职业技术学院 一种三元催化器载体涂覆装置
KR20200041526A (ko) * 2018-10-12 2020-04-22 희성촉매 주식회사 다공성 촉매지지체의 코팅방법 및 이를 위한 장치
CN110090669A (zh) * 2019-05-22 2019-08-06 北京工业大学 一种整体式催化剂真空涂覆装置及方法
CN113510039A (zh) * 2021-04-16 2021-10-19 安徽紫朔环境工程技术有限公司 一种适用于陶瓷滤管的快速涂覆催化剂装置
CN113578657A (zh) * 2021-08-02 2021-11-02 芜湖全程智能科技有限公司 一种涂覆机构涂覆方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101224402B1 (ko) 2013-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20120071176A (ko) 촉매 담체 코팅장치 및 이를 이용한 촉매 코팅방법
EP2521618B1 (en) Method of coating a monolith substrate with catalyst component
US10610830B2 (en) Honeycomb structure
RU2720250C2 (ru) Способ нанесения каталитического компонента на носитель
EP1243335B1 (en) Catalyst and method for preparation thereof
CN101043945B (zh) 利用涂料组合物涂覆壁流式过滤器的方法
KR101110589B1 (ko) 캐리어 피복방법 및 피복장치
JP2010521305A (ja) セラミックハニカム流通体の細孔中へ触媒被覆を導入するための方法
KR20220140499A (ko) 미립자 필터를 건조시키는 방법
JP2012516228A (ja) 低温において優れた活性を有するディーゼル用酸化触媒
US20140356240A1 (en) Particulate filter containing a nickel-copper catalyst
US9587541B2 (en) Multifunctional exhaust gas purifying filter, and exhaust gas purifying apparatus using the same
JP6629306B2 (ja) 高速の均質コーティングプロセス
KR20180011649A (ko) 촉매가 코팅된 매연 필터의 제조 방법
JP2012516227A (ja) バナジウムを含まないディーゼル用酸化触媒及びその製造方法
KR20080078894A (ko) 배기가스정화촉매
KR101586287B1 (ko) 촉매 코팅장치 및 이를 이용한 촉매 코팅방법
CN110869124B (zh) 涂覆设备和方法
KR101933917B1 (ko) Dpf의 채널 내부 표면 상 촉매 코팅방법
CN220126706U (zh) 涂层装置
CN108698036A (zh) 区域涂布的催化整料的制备方法
US20080078171A1 (en) Chemically functionalized filter system
KR20240019275A (ko) 미립자 필터에서의 또는 이와 관련된 개선
KR20130110136A (ko) 다기능성 배기가스 정화필터 및 이를 이용한 배기가스 정화장치
KR20230162017A (ko) 필터를 건조 분말로 코팅하기 위한 장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151209

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161207

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171218

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181211

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191210

Year of fee payment: 8