KR20170001485A - 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아세틸화 셀룰로오스 에테르 및 적어도 두 가지 종류의 내부 윤활제를 포함하는 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물 및 아세틸화 셀룰로오스 에테르에 제1 내부 윤활제로서 폴리옥시알킬렌계 수지를 상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르 100 중량부를 기준으로 2 내지 10 중량부로 첨가하여 혼합함으로써 혼합물을 제조하는 제1 바인더 전구체 제조단계, 상기 제1 바인더 전구체에 제2 내부 윤활제로서 알코올계 윤활제를 상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르 100 중량부를 기준으로 3 내지 15 중량부로 첨가하여 혼합함으로써 혼합물을 제조하는 제2 바인더 전구체 제조단계 및 상기 제1 바인더 전구체 또는 상기 제2 바인더 전구체 또는 상기 제1 바인더 전구체 및 제2 바인더 전구체 각각을 10 내지 30 RPM의 속도로 교반하는 1차 교반, 40 내지 60 RPM의 속도로 교반하는 2차 교반, 및 70 내지 90 RPM의 속도로 교반하는 3차 교반하는 3단계 교반과정을 거쳐 교반하는 바인더 전구체 교반단계를 포함하는 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 세라믹스 압출성형용 유기바인더는 균일한 제품을 간단한 공정을 통해 제조할 수 있고, 우수한 기계적 특성 및 낮은 잔탄율을 나타낼 수 있으며, 성형품 주재료 자체의 특성을 극대화시키는 효과가 있다.

Description

세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물 및 이의 제조방법{ORGANIC BINDER COMPOSITION FOR CERAMIC EXTRUSION MOULDING AND METHODE FOR MANUFACTURE THEREOF}
본 발명은 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 세라믹스 제품을 성형하는데 있어 균일한 제품을 간단한 공정을 통해 제조할 수 있고, 제조된 세라믹스 성형품이 우수한 기계적 특성 및 낮은 잔탄율을 나타낼 수 있으며, 성형품 주재료 자체의 특성을 극대화시킬 수 있는 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 환경관련 규제가 강화됨에 따라 대기정화용 촉매 필터의 수요는 매년 증가 추세에 있다. 대표적인 촉매 필터 중의 하나인 DPF(Diesel Particulate Filters)는, 디젤 엔진 등으로부터의 배출 가스에 포함되는 파티큘레이트를 포착하여 제거하기 위해서 이용되는 필터로서, 디젤 엔진의 배기계에 삽입되어 이용된다. 이러한 DPF 등의 필터는 허니컴 구조체를 1단위(허니컴 세그먼트)로 하고, 이 허니컴 구조체(허니컴 세그먼트)를 복수 접합함으로써 제작된다.
촉매 필터용 하나컴 구조체는 대부분 압출성형 공정을 통해 제조되며 다공성 세라믹 파우더와 각종 첨가제들을 혼합한 수계 상태의 배토를 사용한다. 이때, 압출성형 공정은 크게 원료혼합, 압출, 건조, 열처리(소성, 소결)의 과정을 거치게 되는데 건조 공정에서는 원료의 혼합 시 필요한 바인더 등에 포함되는 용매를 건조시키게 되며, 용매를 건조시키기 위해서는 100℃ 이상의 고온 조건이 요구된다.
촉매 필터 제조에 사용되는 세라믹스 등의 원료는 재료 자체에 점성이 없기 때문에 유기물 또는 유기 혼합물인 유기바인더를 첨가하여 성형 시에 유동성을 부여함으로써 제조된다. 따라서 이러한 유동성을 부여하는 유기바인더 등의 재료는 촉매 필터의 제조 시, 성형성의 향상 및 높은 정밀도, 균일한 성형성 등의 다양한 이점을 제공하므로, 복잡한 구조를 가진 다양한 세라믹스의 압출 및 사출성형 공정에서 필수적으로 사용되고 있다.
특히 복잡한 구조의 세라믹스 압출성형 시에는 세라믹스 재료 자체만으로는 유동성에 한계가 있기 때문에 제품의 균일성이 떨어지고 완제품의 불량률이 높으며 압출성형을 하게 될 경우에는 압출기의 금형을 통과하는 과정에서 길게 연장된 형상의 균일한 제품을 성형하는데 어려움이 크다. 따라서 유기 바인더를 첨가함으로써 유동성을 부여하여 제품의 성형성을 용이하게 하는 것이 중요하다.
따라서, 세라믹스 제품을 성형하는데 있어 균일한 제품을 용이하고 간단한 공정을 통해 제조할 수 있고, 제조된 세라믹스 성형품이 우수한 기계적 특성을 나타낼 수 있도록 하는 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물에 대한 개발이 요구되고 있다.
KR 10-0649470 KR 10-0243538
본 발명의 목적은 세라믹스 제품을 성형하는데 있어 균일한 제품을 간단한 공정을 통해 제조할 수 있고, 제조된 세라믹스 성형품이 우수한 기계적 특성 및 낮은 잔탄율을 나타낼 수 있으며, 성형품 주재료 자체의 특성을 극대화시킬 수 있는 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물은 아세틸화 셀룰로오스 에테르 및 적어도 두 가지 종류의 내부 윤활제를 포함한다.
상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르는 용융 또는 용해 상태에서 7,000 내지 10,000 cps의 점도를 가질 수 있다.
상기 내부 윤활제는 폴리옥시알킬렌계 수지 및 알코올계 윤활제일 수 있다.
상기 폴리옥시알킬렌계 수지는 폴리옥시메틸렌, 폴리옥시에틸렌, 및 폴리옥시프로필렌으로 이루어진 군에서 선택된 폴리옥시알킬렌계 수지일 수 있다.
상기 알코올계 윤활제는 옥타놀, 라우릴 알코올, 세틸 알코올, 스테아릴 알코올, 및 이소프로필 알코올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 알코올일 수 있다.
상기 적어도 두 가지 종류의 내부 윤활제는 상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르 100 중량부에 대해 5 내지 25 중량부의 비율로 포함될 수 있다.
상기 유기 바인더 조성물은 50 내지 60 ℃온도에서 겔화(Gelation)할 수 있다.
상기 유기 바인더 조성물은 고온 소결 시, 잔탄율(Actual carbon ratio)이 1 내지 5%일 수 있다.
상기 유기 바인더 조성물은 허니컴 형상의 세라믹스 성형체 압출성형에 사용될 수 있다.
본 발명은 또한, 아세틸화 셀룰로오스 에테르에 제1 내부 윤활제로서 폴리옥시알킬렌계 수지를 상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르 100 중량부를 기준으로 2 내지 10 중량부로 첨가하여 혼합함으로써 혼합물을 제조하는 제1 바인더 전구체 제조단계, 상기 제1 바인더 전구체에 제2 내부 윤활제로서 알코올계 윤활제를 상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르 100 중량부를 기준으로 3 내지 15 중량부로 첨가하여 혼합함으로써 혼합물을 제조하는 제2 바인더 전구체 제조단계 및 상기 제1 바인더 전구체 또는 상기 제2 바인더 전구체 또는 상기 제1 바인더 전구체 및 제2 바인더 전구체 각각을 10 내지 30 RPM의 속도로 교반하는 1차 교반, 40 내지 60 RPM의 속도로 교반하는 2차 교반, 및 70 내지 90 RPM의 속도로 교반하는 3차 교반하는 3단계 교반과정을 거쳐 교반하는 바인더 전구체 교반단계를 포함하는 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물의 제조방법을 제공한다.
상기 폴리옥시알킬렌계 수지는 0.95 내지 0.99의 비중을 가진 액상의 폴리옥시알킬렌계 수지일 수 있다.
상기 알코올계 윤활제는 액상 알코올 또는 고체 알코올이 용해된 수용액 상태의 알코올계 윤활제일 수 있다.
상기 바인더 전구체의 교반단계는 상기 1차 교반, 2차 교반 및 3차 교반이 모두 각각 3 내지 10분 동안 수행될 수 있다.
본 발명에 의하면 세라믹스 제품을 성형하는데 있어 균일한 제품을 간단한 공정을 통해 제조할 수 있고, 제조된 세라믹스 성형품이 우수한 기계적 특성 및 낮은 잔탄율을 나타낼 수 있으며, 성형품 주재료 자체의 특성을 극대화시키는 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물을 제조할 수 있는 효과가 있다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하, 본 발명에 따른 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물에 대해 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 일실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 일실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 발명에 따른 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물은 아세틸화 셀룰로오스 에테르 및 적어도 두 가지 종류의 내부 윤활제를 포함한다.
여기서, 상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르는 셀룰로오스계 바인더로서 셀룰로오스의 결정구조를 파괴하면서 셀룰로오스의 단위구조에 있는 수산화기를 활성화시키거나 다른 수산화기를 포함한 알킬기를 치환시키면서 수용성 고분자 바인더로서 우수한 성능을 나타내는 바인더 재료이다. 또한, 셀룰로오스 에테르에 부족할 수 있는 유기용매에 대한 용해성을 개선할 수 있도록 아세틸기를 도입하여 아세틸화 셀룰로오스 에테르 형태로 사용할 수 있다.
이러한 셀룰로오스계 바인더는 예를 들어, 메틸셀룰로오스(MC), 에틸셀룰로오스(EC), 히드록시에틸 셀룰로오스(HEC), 히드록시프로필메틸 셀룰로오스(HPMC), 히드록시프로필에틸 셀룰로오스(HPEC), 히드록시에틸메틸 셀룰로오스(HEMC) 및 메틸에틸히드록시에틸 셀룰로오스(MEHEC)로 이루어진 군에서 선택된 셀룰로오스계 바인더가 사용될 수 있다.
또한, 상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르는 용융 또는 용해 상태에서 7,000 내지 10,000 cps의 점도를 갖는 아세틸화 셀룰로오스 에테르를 사용함으로써, 세라믹스 등의 원료 분말을 혼합하고 슬러리화하여 성형하기 용이한 적절한 유동성과 바인더로서의 최적의 결합력을 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물은 이와 같이 유기바인더로서 우수한 성능을 나타내는 아세틸화 셀룰로오스 에테르에 적어도 두 가지 종류의 내부 윤활제를 포함함으로써, 세라믹스 재료의 압출 성형 시, 점성이 없는 세라믹스 재료에 높은 유동성을 부여하여 성형성의 향상, 높은 정밀도의 구현, 압출성형품의 균일한 품질 담보 등의 효과를 달성할 수 있으며, 복잡한 형상을 가지면서 동시에 결점이 최소화된 세라믹 성형 제품을 제조할 수 있다.
또한, 세라믹스 제품을 성형하는데 있어 균일한 제품을 간단한 공정을 통해 제조할 수 있고, 제조된 세라믹스 성형품이 우수한 기계적 특성 및 낮은 잔탄율을 나타낼 수 있으며, 성형품 주재료 자체의 특성을 극대화할 수 있다.
상기 내부 윤활제의 종류는 특별히 제한되지 않으며 예를 들어, 폴리옥시알킬렌계 수지 및 알코올계 윤활제를 사용할 수 있다.
여기서 상기 폴리옥시알킬렌계 수지는 폴리옥시메틸렌, 폴리옥시에틸렌, 및 폴리옥시프로필렌으로 이루어진 군에서 선택된 폴리옥시알킬렌계 수지를 사용할 수 있고, 상기 알코올계 윤활제는 옥타놀, 라우릴 알코올, 세틸 알코올, 스테아릴 알코올, 및 이소프로필 알코올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 알코올을 사용할 수 있다.
상기 적어도 두 가지 종류의 내부 윤활제는 상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르 100 중량부에 대해 5 내지 25 중량부의 비율로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 적어도 두 가지 종류의 내부 윤활제가 5 중량부 미만으로 포함될 경우, 세라믹 성형품의 성형성이 좋지 못하고, 25 중량부 이상으로 포함될 경우 압출성형용 세라믹스 슬러리의 유동성이 과도해져 역시 세라믹 성형품의 성형성이 좋지 못하고, 잔탄율(actual carbon ratio)이 높아져 세라믹 성형품의 품질이 저하되므로 바람직하지 않다.
상기 세라믹스 압출성형용 유기 바인더 조성물의 기타 물성은 특별히 제한되지 않으나, 50 내지 60 ℃온도에서 겔화(Gelation)하는 것이 바람직하다. 50 ℃미만의 온도에서 겔화할 경우, 세라믹스 재료와의 균일한 혼합도가 떨어지게 되고, 복잡한 구조의 성형 제품으로의 성형이 불편해지는 문제가 있으며, 60 ℃를 초과하는 온도에서 겔화할 경우, 세라믹스 성형품 제조 시 압출성형과 소결 과정 사이에서 성형품의 변형이 쉽게 발생할 수 있어 불량률이 높아질 수 있는 문제가 있으므로 바람직하지 않다.
또한, 상기 유기바인더 조성물은 고온 소결 시, 잔탄율(Actual carbon ratio)이 1 내지 5%인 것이 바람직하다. 잔탄율이 1% 이하인 유기바인더 조성물은 실제 구현이 매우 어려운 문제가 있으며, 잔탄율이 5% 를 초과하게 될 경우에는 세라믹스 압출성형품의 신뢰성과 품질이 저하되는 문제가 있다.
상기 유기바인더 조성물의 사용 용도는 제한되지 않으나, 바람직하게는 허니컴 형상의 세라믹스 성형체 압출성형에 사용될 수 있다.
허니컴 형상의 세라믹스 성형체는 화학, 전력, 철강, 산업 폐기물 처리를 비롯한 다양한 분야에서, 공해 방지 등의 환경 대책, 고온 가스로부터의 생성물 회수 등의 용도로 이용되는 집진용의 필터의 구성요소로서, 내열성, 내식성이 우수한 세라믹으로 이루어지는 다공질 허니컴 구조체 이다. 예컨대, 디젤 기관으로부터 배출되는 입자들을 수집하는 디젤 입자 필터(Diesel Particulate Filter: DPF) 등의 고온, 부식성 가스 분위기 하에서 사용하기 위한 집진용 필터로서, 세라믹으로 이루어지는 다공질 허니컴 구조체가 적합하게 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물은 세라믹스 제품을 성형하는데 있어 균일한 제품을 간단한 공정을 통해 제조할 수 있고, 제조된 세라믹스 성형품이 우수한 기계적 특성 및 낮은 잔탄율을 나타낼 수 있으며, 성형품 주재료 자체의 특성을 극대화할 수 있으므로, 상기와 같은 허니컴 형상의 세라믹스 성형체 압출성형에 매우 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명은 또한, 아세틸화 셀룰로오스 에테르에 제1 내부 윤활제로서 폴리옥시알킬렌계 수지를 상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르 100 중량부를 기준으로 2 내지 10 중량부로 첨가하여 혼합함으로써 혼합물을 제조하는 제1 바인더 전구체 제조단계, 상기 제1 바인더 전구체에 제2 내부 윤활제로서 알코올계 윤활제를 상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르 100 중량부를 기준으로 3 내지 15 중량부로 첨가하여 혼합함으로써 혼합물을 제조하는 제2 바인더 전구체 제조단계 및 상기 제1 바인더 전구체 또는 상기 제2 바인더 전구체 또는 상기 제1 바인더 전구체 및 제2 바인더 전구체 각각을 10 내지 30 RPM의 속도로 교반하는 1차 교반, 40 내지 60 RPM의 속도로 교반하는 2차 교반, 및 70 내지 90 RPM의 속도로 교반하는 3차 교반하는 3단계 교반과정을 거쳐 교반하는 바인더 전구체 교반단계를 포함하는 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물의 제조방법을 제공한다.
이러한 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물의 제조방법을 통해 균일한 제품을 간단한 공정을 통해 제조할 수 있고, 제조된 세라믹스 성형품이 우수한 기계적 특성 및 낮은 잔탄율을 나타낼 수 있으며, 성형품 주재료 자체의 특성을 극대화시키는 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물을 제조할 수 있다.
상기 폴리옥시알킬렌계 수지는 0.95 내지 0.99의 비중을 가진 액상의 폴리옥시알킬렌계 수지를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 알코올계 윤활제는 액상 알코올 또는 고체 알코올이 용해된 수용액 상태의 알코올계 윤활제인 것이 바람직하다.
이러한 폴리옥시알킬렌계 수지와 알코올계 윤활제의 물성은 세라믹스 재료의 압출 성형 시, 점성이 없는 세라믹스 재료에 높은 유동성을 부여하여 성형성의 향상, 높은 정밀도의 구현, 압출성형품의 균일한 품질 담보 등의 효과를 극대화 한다.
상기 바인더 전구체의 교반단계는 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물을 구성하는 아세틸화 셀룰로오스 에테르, 폴리옥시알킬렌계 수지 및 알코올계 윤활제의 균일한 분산과 혼합을 극대화하여, 세라믹스 원료와 혼합하여 세라믹스 성형품으로 제조 시, 세라믹스 성형품이 우수한 기계적 특성 및 낮은 잔탄율을 나타내도록 하며, 성형품 주재료 자체의 특성을 극대화 할 수 있다. 이때, 상기 바인더 전구체의 교반단계는 상기 1차 교반, 2차 교반 및 3차 교반이 모두 각각 3 내지 10분 동안 수행되는 것이 바람직하다.
상기 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물의 제조방법에 의해 제조된 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물은 증류수와 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명에 따른 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물을 이용하여 세라믹스 압출성형품을 제작하는 과정은 예를 들어, 상기 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물을 증류수 전체를 기준으로 20 내지 40 중량부의 함량으로 첨가하여 바인더 혼합용액을 준비하고, 이러한 바인더 혼합용액을 세라믹스 원료 분말 전체를 기준으로 40 내지 50 중량부로 첨가하여 혼합함으로써, 세라믹스 바인더 혼합 슬러리를 제조한다. 그 다음 이러한 혼합 슬러리를 20 내지 30시간 숙성 후 압출기를 이용하여 1.5 내지 2.5MPa의 압력으로 압출하고, 이러한 압출물을 1400 내지 1600℃ 온도에서 소성하여, 최종 압출성형물품을 제작할 수 있다.
< 실시예 1>
폴리옥시에틸렌 수지를 아세틸화 셀룰로오스 에테르 유도체를 기준으로 5 중량부로 첨가하고, 30RPM의 속도로 5분, 60RPM의 속도로 5분 및 80RPM의 속도로 5분 동안 각각 교반하여 혼합함으로써, 제1 바인더 전구체를 제조하였다. 그 후, 상기 제1 바인더 전구체에 알코올계 윤활제를 아세틸화 셀룰로오스 에테르 유도체를 기준으로 7 중량부로 첨가하고, 30RPM의 속도로 5분, 60RPM의 속도로 5분 및 80RPM의 속도로 5분 동안 교반하여 혼합함으로써, 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물을 제조하였다.
상기 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물을 증류수 전체를 기준으로 30 중량부 첨가하여 바인더 혼합용액을 준비하고, 이러한 바인더 혼합용액을 세라믹스 원료 분말 전체를 기준으로 50 중량부로 첨가하여 혼합함으로써, 세라믹스 바인더 혼합 슬러리를 제조하였다. 그 다음 이러한 혼합 슬러리를 24시간 숙성 후 압출기를 이용하여 2.0MPa의 압력으로 압출하고, 이러한 압출물을 1500℃ 온도에서 소성하여, 최종 압출성형물품을 제작하였다.
< 비교예 1>
폴리옥시에틸렌 수지를 아세틸화 셀룰로오스 에테르 유도체를 기준으로 1 중량부로 첨가하고, 30RPM의 속도로 5분, 60RPM의 속도로 5분 및 80RPM의 속도로 5분 동안 각각 교반하여 혼합함으로써, 제1 바인더 전구체를 제조하였다. 그 후, 상기 제1 바인더 전구체에 알코올계 윤활제를 아세틸화 셀룰로오스 에테르 유도체를 기준으로 2 중량부로 첨가하고, 30RPM의 속도로 5분, 60RPM의 속도로 5분 및 80RPM의 속도로 5분 동안 교반하여 혼합함으로써, 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물을 제조하였다.
상기 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물을 증류수 전체를 기준으로 30 중량부 첨가하여 바인더 혼합용액을 준비하고, 이러한 바인더 혼합용액을 세라믹스 원료 분말 전체를 기준으로 50 중량부로 첨가하여 혼합함으로써, 세라믹스 바인더 혼합 슬러리를 제조하였다. 그 다음 이러한 혼합 슬러리를 24시간 숙성 후 압출기를 이용하여 2.0MPa의 압력으로 압출하고, 이러한 압출물을 1500℃ 온도에서 소성하여, 최종 압출성형물품을 제작하였다.
< 비교예 2>
폴리옥시에틸렌 수지를 아세틸화 셀룰로오스 에테르 유도체를 기준으로 12 중량부로 첨가하고, 30RPM의 속도로 5분, 60RPM의 속도로 5분 및 80RPM의 속도로 5분 동안 각각 교반하여 혼합함으로써, 제1 바인더 전구체를 제조하였다. 그 후, 상기 제1 바인더 전구체에 알코올계 윤활제를 아세틸화 셀룰로오스 에테르 유도체를 기준으로 17 중량부로 첨가하고, 30RPM의 속도로 5분, 60RPM의 속도로 5분 및 80RPM의 속도로 5분 동안 교반하여 혼합함으로써, 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물을 제조하였다.
상기 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물을 증류수 전체를 기준으로 30 중량부 첨가하여 바인더 혼합용액을 준비하고, 이러한 바인더 혼합용액을 세라믹스 원료 분말 전체를 기준으로 50 중량부로 첨가하여 혼합함으로써, 세라믹스 바인더 혼합 슬러리를 제조하였다. 그 다음 이러한 혼합 슬러리를 24시간 숙성 후 압출기를 이용하여 2.0MPa의 압력으로 압출하고, 이러한 압출물을 1500℃ 온도에서 소성하여, 최종 압출성형물품을 제작하였다.
< 실시예 2>
폴리옥시에틸렌 수지를 아세틸화 셀룰로오스 에테르 유도체를 기준으로 5 중량부로 첨가하고, 30RPM의 속도로 5분, 60RPM의 속도로 5분 및 80RPM의 속도로 5분 동안 각각 교반하여 혼합함으로써, 제1 바인더 전구체를 제조하였다. 그 후, 상기 제1 바인더 전구체에 알코올계 윤활제를 아세틸화 셀룰로오스 에테르 유도체를 기준으로 7 중량부로 첨가하고, 30RPM의 속도로 5분, 60RPM의 속도로 5분 및 80RPM의 속도로 5분 동안 교반하여 혼합함으로써, 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물을 제조하였다.
상기 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물을 증류수 전체를 기준으로 25 중량부 첨가하여 바인더 혼합용액을 준비하고, 이러한 바인더 혼합용액을 세라믹스 원료 분말 전체를 기준으로 50 중량부로 첨가하여 혼합함으로써, 세라믹스 바인더 혼합 슬러리를 제조하였다. 그 다음 이러한 혼합 슬러리를 24시간 숙성 후 압출기를 이용하여 2.0MPa의 압력으로 압출하고, 이러한 압출물을 1500℃ 온도에서 소성하여, 최종 압출성형물품을 제작하였다.
< 비교예 3>
폴리옥시에틸렌 수지를 아세틸화 셀룰로오스 에테르 유도체를 기준으로 5 중량부로 첨가하고, 30RPM의 속도로 5분, 60RPM의 속도로 5분 및 80RPM의 속도로 5분 동안 각각 교반하여 혼합함으로써, 제1 바인더 전구체를 제조하였다. 그 후, 상기 제1 바인더 전구체에 알코올계 윤활제를 아세틸화 셀룰로오스 에테르 유도체를 기준으로 7 중량부로 첨가하고, 30RPM의 속도로 5분, 60RPM의 속도로 5분 및 80RPM의 속도로 5분 동안 교반하여 혼합함으로써, 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물을 제조하였다.
상기 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물을 증류수 전체를 기준으로 20 중량부 첨가하여 바인더 혼합용액을 준비하고, 이러한 바인더 혼합용액을 세라믹스 원료 분말 전체를 기준으로 50 중량부로 첨가하여 혼합함으로써, 세라믹스 바인더 혼합 슬러리를 제조하였다. 그 다음 이러한 혼합 슬러리를 24시간 숙성 후 압출기를 이용하여 2.0MPa의 압력으로 압출하고, 이러한 압출물을 1500℃ 온도에서 소성하여, 최종 압출성형물품을 제작하였다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (13)

  1. 아세틸화 셀룰로오스 에테르 및 적어도 두 가지 종류의 내부 윤활제를 포함하는 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르는 용융 또는 용해 상태에서 7,000 내지 10,000 cps의 점도를 갖는 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 내부 윤활제는 폴리옥시알킬렌계 수지 및 알코올계 윤활제인 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 폴리옥시알킬렌계 수지는 폴리옥시메틸렌, 폴리옥시에틸렌, 및 폴리옥시프로필렌으로 이루어진 군에서 선택된 폴리옥시알킬렌계 수지인 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 알코올계 윤활제는 옥타놀, 라우릴 알코올, 세틸 알코올, 스테아릴 알코올, 및 이소프로필 알코올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 알코올인 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 두 가지 종류의 내부 윤활제는 상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르 100 중량부에 대해 5 내지 25 중량부의 비율로 포함되는 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유기바인더 조성물은 50 내지 60 ℃온도에서 겔화(Gelation)하는 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 유기바인더 조성물은 고온 소결 시, 잔탄율(Actual carbon ratio)이 1 내지 5%인 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 유기바인더 조성물은 허니컴 형상의 세라믹스 성형체 압출성형에 사용되는 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물.
  10. 아세틸화 셀룰로오스 에테르에 제1 내부 윤활제로서 폴리옥시알킬렌계 수지를 상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르 100 중량부를 기준으로 2 내지 10 중량부로 첨가하여 혼합함으로써 혼합물을 제조하는 제1 바인더 전구체 제조단계;
    상기 제1 바인더 전구체에 제2 내부 윤활제로서 알코올계 윤활제를 상기 아세틸화 셀룰로오스 에테르 100 중량부를 기준으로 3 내지 15 중량부로 첨가하여 혼합함으로써 혼합물을 제조하는 제2 바인더 전구체 제조단계; 및
    상기 제1 바인더 전구체 또는 상기 제2 바인더 전구체 또는 상기 제1 바인더 전구체 및 제2 바인더 전구체 각각을 10 내지 30 RPM의 속도로 교반하는 1차 교반, 40 내지 60 RPM의 속도로 교반하는 2차 교반, 및 70 내지 90 RPM의 속도로 교반하는 3차 교반하는 3단계 교반과정을 거쳐 교반하는 바인더 전구체 교반단계;
    를 포함하는 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 폴리옥시알킬렌계 수지는 0.95 내지 0.99의 비중을 가진 액상의 폴리옥시알킬렌계 수지인 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물의 제조방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 알코올계 윤활제는 액상 알코올 또는 고체 알코올이 용해된 수용액 상태의 알코올계 윤활제인 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물의 제조방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 바인더 전구체의 교반단계는 상기 1차 교반, 2차 교반 및 3차 교반이 모두 각각 3 내지 10분 동안 수행되는 세라믹스 압출성형용 유기바인더 조성물의 제조방법.
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100243538B1 (ko) 1997-04-16 2000-02-01 미야무라 신페이 세라믹 필터 및 그의 제조방법
KR100649470B1 (ko) 2002-10-23 2006-11-28 니뽄 가이시 가부시키가이샤 다공질 허니컴 구조체의 제조 방법 및 허니컴 성형체

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