KR20170075786A - 성형 절연부의 제조 방법, 이 방법에 의해 생성된 성형 절연부 및 상기 방법을 사용하여 성형 절연부를 제조하기 위한 주형 몰드 - Google Patents

성형 절연부의 제조 방법, 이 방법에 의해 생성된 성형 절연부 및 상기 방법을 사용하여 성형 절연부를 제조하기 위한 주형 몰드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 - 물(3), 유리섬유(4) 및 층상 실리케이트(5)로 구성된 무기 펄프(2)의 제조 단계, - 벽은 적어도 부분적으로 투수성이며 공동은 적어도 한면에 제조될 성형 절연부(1)의 네거티브 형상을 갖는 주조 공구(7)의 공동(6)으로 펄프(2)의 도입 단계, - 펄프(2)에 존재하는 수성 분획의 제거 단계, - 주조 공구(7)의 개방 및 제조된 성형 절연부(1)의 후속 제거 단계를 특징으로 하는, 성형 절연부(1)의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 유리섬유-층상 실리케이트 혼합물로 이루어진 성형 절연부(1)의 제조를 위한 물(3)을 사용하여 제조된 펄프(2)가 단독으로 합성 층상 실리케이트(5)를 0.5% 내지 2.5% 범위의 비율로, 유리섬유(4)를 0.3% 내지 1.5%의 비율로 가지는 것을 특징으로 하는, 상기 방법에 의해 제조된 성형된 절연부에 관한 것이다. 본 발명은 또한 하부 공구(8)와 이를 폐쇄하는 상부 공구(9)로 이루어지고, 주조 공구(7)에 존재하는 공동(6)은 적어도 한 면이 제조되는 성형 절연부(1)의 네거티브 형상에 대응하고, 주조 공구(7)의 적어도 한 내부 표면은 다수의 개별 홀들(14.1, 14.2)을 가지는 것을 특징으로 하는 주형 몰드에 관한 것이다.

Description

성형 절연부의 제조 방법, 이 방법에 의해 생성된 성형 절연부 및 상기 방법을 사용하여 성형 절연부를 제조하기 위한 주형 몰드{Method for producing a moulded insulating part, moulded insulating part produced by said method and casting mould for producing a moulded insulating part using said method}
본 발명은 성형 절연부의 제조 방법, 이 방법에 의해 생성된 성형 절연부 및 상기 방법을 사용하여 성형 절연부를 제조하기 위한 주형 공구에 관한 것이다.
절연될 대응피스에 정확히 맞추어 결합되는 성형 절연부는 다양한 실시형태로 공지되어 이미 사용되고 있다. 예를 들면, 자동차에서 엔진실이나 배기가스 트레인의 개별 요소들을 절연하기 위해 이러한 성형 절연부를 사용하는 것은 점점 중요해지고 있다. 특히, 자동차에 사용되는 촉매는 매우 짧은 시간 안에 그의 작동 온도에 이르러 이 온도에서 작동하여야 하고 이 때문에 복잡한 절연이 요구된다. 이를 위해, 예를 들면, 600 ℃ 내지 1000 ℃ 이상의 온도를 견딜 수 있고 촉매의 표면과 그의 외벽 사이에 최적으로 장착될 수 있는 성형 절연부가 필요하다. 열 및 음향 차폐용으로 제공되는 촉매의 외벽은 일반적으로 치수에 맞추어 절단된 유리섬유 매트가 삽입되고 복잡한 형상을 가지는 다공 금속 시트로 제조된다. 여기에 상당한 양의 스크랩이 자연적으로 생기고, 이들은 복잡한 방식으로 폐기되어야 한다. 유리섬유 매트의 스크랩은 일반적으로 재사용된다. 또한, 이러한 절연체의 생산은 노동력 면에서 상당한 지출이 따르고 궁극적으로 생산 비용이 또한 증가하게 된다. 또 다른 단점은 유리섬유 매트는 촉매벽의 복잡한 형상과 최적으로 정합되지 않고, 그 결과 예를 들어, 바람직하지 않은 주름이 요구되어 결국에는 성형 절연부가 조기에 마모됨으로써 촉매의 국소적으로 제한된 절연으로 이어질 수 있다는 점이다.
절연체의 제조를 위해 상기 언급된 유리섬유 매트를 사용하는 것 외에도, 내부에 섬유 성분들이 혼입된 수용액으로부터 성형 절연부를 제조하는 것이 또한 알려져 있다. 각종 첨가제를 사용한 섬유 성분과 물의 혼합물은 "펄프"로 지칭된다. 이러한 성형 절연부의 제조 방법은 예를 들어, DD　292　230　A5로부터 공지되었으며, 여기서 펄프는 각 경우 유기 화합물의 비율을 갖고 있다. 이 펄프에서 유기 성분들의 단점은 이들 성분이 가열 시 손상으로 이어지거나, 또는 적어도 고질적이거나 바람직하지 않은 방출로 이어진다는 점이며, 이는 특히 자동차의 엔진실이나 배기가스 트레인의 개별 요소의 절연을 위해 이러한 성형 절연부를 상기와 같이 사용하는데 상당히 중요하다.
WO　2011/018457　A1호는 또한 섬유성 단열재로부터 치수 안정성이지만 취성인 성형 절연부의 제조 방법을 개시하며, 여기서는 유리섬유 및/또는 실리케이트 섬유를 함유하는 직물 시트가 용액 또는 고체로서 적어도 하나 실라잔으로 처리되며 이는 예를 들어 함침에 의해 수행될 수 있다. 직물 시트는 부직포, 편물 또는 직물일 수 있다. 본 목적상, 실라잔은 모노머, 올리고머 또는 폴리머 실라잔이다. 실라잔을 경화시키기 위해 촉매를 사용하는 것이 추가로 필요하며, 상기 문헌에는 N-헤테로사이클릭 화합물, 모노알킬아민, 디알킬아민, 트리알킬아민, 유기산 및 유사 유기 물질 또는 화합물이 예로서 기재되었다. 이들 유기 첨가제의 일부도 마찬가지로 상기한 단점을 가진다. 또한, 예를 들어, 유기 용매는 그와 관련된 건강상 위험 및 가연성 때문에 취급이 어렵다. 소성 후 유기 성분을 제거하는 것이 일반적으로 필요하기 때문에 추가 생산 비용이 또한 발생한다.
DE　38　88　279　T2호는 세라믹 라이닝의 제조 방법에 관한 것으로서, 여기서는 물이 흡수되거나 제거되는 몰드에 세라믹 슬러리가 도입되고, 몰드는 라이닝 제조 후 밸브 홀을 형성하는 영역에 적어도 하나의 불투수성 시일을 가진다. 세라믹 슬러리로부터 물을 흡수하거나 제거함에 따라 세라믹 슬러리에 존재하는 세라믹 원료 물질이 침착된다. 그러나, 이 방법으로 제조된 라이닝의 주연부는 후에 보완되어야 한다.
또한, EP　1　081　285　A1호는 특정 조성을 갖고 여기에 더욱 상세히 정의되어 있는 펄프 슬러리를 몰드의 공동 내로 도입하고 바람직하게는 몰드의 공동 내벽에 펄프 침착 바디를 누르기 위해 액체 유동 매질을 추가로 사용하는 것을 특징으로 하는, 펄프로부터 물품의 제조 방법을 개시한다. 이 방법은 상이한 조성을 가지는 펄프를 사용해 다시 이용될 수 있으며, 이에 의해 다층 바디가 형성된다.
마지막으로, EP　1　927　447　A2호는 환기 시스템 제작을 위한 모놀리식 세라믹 성형 주조 및 압력 주조와 그의 해당 제조 방법을 개시한다. 여기서는 규산질 현탁액이 주조 또는 압력 주조에 의해 다공성 표면을 갖는 주형 몰드로 도입되고, 따라서 그린 바디가 형성되고, 형성 후 주형 몰드로부터 분리되어 건조되고 후에 용광로에서 소성된다.
본 발명의 목적은 성형 절연부의 제조 방법, 및 간단한 적은 공정 단계를 이용하여 매우 높은 치수 정확성으로 제조될 수 있는 상기 방법에 의해 생성된 성형 절연부를 제공하는 것이다.
본 발명은 독립 청구항 1, 14 및 18의 특징에 의해 상기 목적을 달성하였다.
본 발명의 또 다른 실시양태들은 각 종속항의 청구 대상이다.
성형 절연부의 제조를 위한 본 발명의 방법은 다음의 공정 단계를 특징으로 한다:
- 물, 유리섬유 및/또는 광물섬유 및 층상 실리케이트로 구성된 무기 펄프의 제조,
- 벽은 적어도 부분적으로 투수성이며 공동은 적어도 한면에 제조될 성형 절연부의 네거티브 형상(negative shape)을 갖는 주조 공구의 공동으로 펄프의 도입,
- 펄프에 존재하는 수성 분획의 제거,
- 주조 공구의 개방 및 제조된 성형 절연부의 후속 제거.
층상 실리케이트라는 용어는 일반적으로 예를 들어 운모군, 녹니석 류, 카올린 및 사문석과 같은 조암 광물을 비롯한 실리케이트를 지칭하기 위해 사용된다. 퇴적암에 널리 퍼져있는 산업상 중요한 점토 광물 또한 층상 실리케이트이다. 그러나 본 발명의 목적상, 고품질이고 재현 가능한 특성을 갖기 때문에, 수용성의 합성 층상 실리케이트가 바람직하다. 층상 실리케이트의 시트형 또는 카드집형 구조가 그의 형상 및 성질을 결정한다. 층을 따른 우수한 번역 능력은 추가로 층상 실리케이트의 강한 변형성으로 이어진다. 예를 들어, 물 분자 및 양이온이 층들 사이에 개재되어 있을 수 있다. 층상 실리케이트는 또한 팽창할 수 있고 양이온 교환 능력을 가지고 있다.
또한, 합성 층상 실리케이트는 강한 유동학적 효과 및 겔 형성과 같은 특정의 성질을 나타낼 수 있다. 겔 상태의 펄프는 먼저 비교적 무거운 유리섬유 및/또는 광물섬유의 침강을 방지하여 양호한 섬유 분포를 제공한다.
또한, 바인더로서 겔 상태의 합성 층상 실리케이트는 성형 절연부의 건조 동안 상당한 강도 및 강성을 제공한다. 겔 상태의 카드집 구조 형성은 무기섬유와 양호한 접착을 이루고 성형 절연부에서 3차원 가교화로 이어지며, 이는 차례로 높은 내진성을 제공할 것으로 생각된다. 성형 절연부의 휨 강성은 용인되는 성형 절연부의 취성 또는 균열 경향의 증가 없이 겔화된 층상 실리케이트의 농도를 단계별로 조정함으로써 제어할 수 있다.
층상 실리케이트는 제조 및 사용 시에 모두 무공해 성형 절연부으로 이어지는 순수한 무기 물질이라는 사실로 보아, 상기 특성들이 본 발명을 위해 이용된다.
이렇게 해서, 본 발명은 종래 기술의 단점을 없앤 성형 절연부를 제조하기 위한 섬유 주조법을 처음으로 제공할 수 있었다.
벽이 적어도 부분적으로 투수성인 공동을 구비한 주조 공구의 사용으로 공동에 도입된 펄프에 존재하는 물을 상기 펄프로부터 간단한 방식으로 빼내는 것이 가능하고, 이로써 성형 절연부만이 남게 된다. 물 제거는 유리섬유 및/또는 광물섬유와 층상 실리케이트를 압축하고 이들 구성 요소를 결합시키는 부착력이 생기게 되어 성형 절연부가 생성된다. 공동은 또한 예를 들어 한쪽 면에만 생성되는 성형 절연부의 네거티브 형상을 갖도록 단순한 구조를 가질 수 있다. 이는 바람직하게는, 다른 구성 요소에 연결되는 면일 수 있다. 자동차의 배기가스 촉매 서두에 언급된 예에 준하여, 이는 외벽에 삽입될 성형 절연부의 면일 수 있다.
본 발명의 제1 실시양태에서, 펄프로부터 물의 제거는 표준 대기압에 대해 주조 공구 내에서 생성된 부압 또는 초대기압에 의해 이루어진다. 펄프에 존재하는 물은 이러한 방식으로 공동의 투수성 벽을 통해 가속적으로 제거될 수 있으며, 이는 흡인 또는 공동 내에서 발생한 압력 증가에 의해 달성될 수 있다. 이러한 압력 증가는, 예를 들어 주조 공구가 폐쇄되는 경우 상부 공구와 하부 공구가 점점 더 서로 가까이 밀어냄으로써 생성될 수 있다. 다른 한편으로, 부압은 예를 들어 진공 흡인에 의해 달성될 수 있다. 특히 압력 증가는 또한 공동에서 생성된 성형 절연부의 압축 증가를 이끌고, 이것은 성형 절연부의 안정성이나 절연 효과를 위해 유리하게 활용될 수 있다. 본 발명의 방법은 특히 공동 내 상기한 압력 차이의 발생에 의해 짧은 사이클 시간으로 이어지고, 수월히 행해질 수 있다.
대안적으로 또는 주조 공구의 공동 내 압력 변화에 더하여, 펄프로부터 물의 제거는 또한 실온보다 높은 값으로 주조 공구에서 발생한 온도를 상승시킴으로써 달성될 수 있다. 온도 상승은 펄프로부터 물의 제거를 가속화한다. 온도 상승의 또 다른 장점은 주조 공구에서 제거될 때 생성된 성형 절연부가 잔류 수분을 낮은 비율로 가진다는 것이다. 따라서, 이렇게 제조된 성형 절연부는 이 시점에 더 높은 강도를 갖는다.
제조된 성형 절연부는 단열 및 경우에 따라서는 그의 방음성 면에서 규정된 특성을 가지기 때문에, 본 발명에 따른 용액의 일 실시양태에 따라, 펄프는 유리하게는 주조 공구의 공동에 수 회 연속하여 도입되고 이로부터 매회 물이 제거될 것이다. 이와 같이, 벽 단면이 적어도 강화된 부분을 갖는 성형 절연부를 제조할 수 있고, 그럼으로써 성형 절연부 벽의 강도 및 구조를 구성 요소가 충족해야 하는 요건에 따라 적절히 조정하는 것이 가능할 수 있다.
또한, 추가적인 제안은 상이한 재료 특성 또는 조성을 가지는 펄프를 주조 공구의 공동으로 연속 도입하는 것이다. 이러한 조치로 설치 장소의 특성에 맞게 국부적으로 상이한 영역을 가지는 성형 절연부를 수득하는 것이 가능하다. 따라서, 예를 들어 상이한 내열성을 가지는 섬유 영역이 교호층에 존재할 수 있다. 내열성은 절연층 내에서 발생하는 온도 구배에 상응하여야 한다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 1000 ℃까지 내열성인 섬유로 구성된 층을 600℃까지 내열성인 후속 층과 결합하는 것이 가능하다. 이러한 최적화로 생산 비용을 절감할 수 있다. 이것은 또한 예를 들어 성형 절연부가 낮은 절연 효과를 가지는 섹션과 높은 절연 효과를 가지는 섹션을 가진다는 것을 의미한다. 이러한 최적화로 최적의 절연 효과를 가지면서 재료를 절약하는 생산이 가능하다. 예를 들어, 펄프의 도입 전에, 공동의 대응 영역을 도포함으로써 핫스팟으로 알려진 열적 임계점에서 고온 내열성 섬유의 삽입물을 공동에 도입하는 것도 마찬가지로 가능하다.
또한, 예를 들어, 상이한 섬유 배향, 섬유 구조 또는 섬유 길이를 가지는 유리섬유 및/또는 광물섬유가 교번될 수 있다.
또한, 제조되는 성형 절연부의 국소적으로 정의된 영역에서만 주형 몰드의 공동 내로 펄프를 수 회 도입하는 것도 가능하며, 이 또한 상기 언급된 효과를 가진다.
성형 절연부를 제조하는 전체 공정을 상당 수준 자동화하기 위해서, 성형 절연부는 제조된 후 흡입되고 주조 공구로부터 분리되며 이렇게 해서 개방 주조 공구로부터 제거될 수 있는 방식에 의해, 상부 공구에 연결되거나 통합된 흡입 장치를 가지도록 하부 공구 및 이를 폐쇄하는 상부 공구로 이루어진 주조 공구가 유리하다. 상술된 흡입 장치는, 예를 들어 성형 절연부를 흡입하고 이렇게 해서 상기 성형품을 하부 공구로부터 방출되게 함으로써 후속하여 주조 공구로부터 제거될 수 있거나 후속 처리 장치에 이송하기에 충분한 진공을 생성할 수 있다.
본 발명의 방법의 일 실시양태에 따라, 하부 공구가 압력 장치를 구비하거나 압력 장치에 연결되는 경우, 하부 공구로부터 성형 절연부의 분리가 간소화되거나 개선될 수 있다. 압력 장치로는, 예를 들어, 하부 공구로부터 성형 절연부를 기계적으로 분리하는 펀치 또는 공기압 취입 장치, 즉 압축 공기를 사용하여 작동되는 취입 장치를 사용할 수 있다. 상부 공구에서 상기 언급된 흡입 장치와 함께, 하부 공구에 공기압 장치를 사용하는 경우 역류 원리에 따른 기류가 생성될 수 있는데, 여기서 먼저 상부 공구에서 성형 절연부가 부압에 의해 흡입되고, 다음으로 하부 공구에서 압축된 공기 스트림이 성형 절연부의 분리를 수행 및 가속화한다.
주조 공구로부터 성형 절연부를 분리한 후, 이를 후속 처리 장치에 상술된 방식으로 이송하고 여기에서 추가 처리할 수 있다. 본 발명에 따른 방법의 일 실시양태에서, 상기 처리 장치는 성형 절연부 내 잔류 수분을 200 ℃ 내지 250 ℃에서 열 처리에 의해 제거하는 건조 장치일 수 있다. 주조 공구에서 생성된 성형 절연부 내 잔류 수분의 비율은 70% 이하일 수 있다.
이후, 성형 절연부는 본 발명의 추가 제안에 따라 소성 장치, 건조기 세그먼트 또는 적합한 분리 가열식 장치로 이송되고, 여기서 성형 절연부에 여전히 존재하는 결정수가 후속 소성 절차에 의해 추가로 제거될 수 있다. 이 경우, 280 ℃ 내지 약 400 ℃의 온도가 채용된다. 이러한 처치에 의해 성형 절연부의 추가적인 치수 안정성이 달성된다. 또한 습한 공기에서 성형 절연부의 흡수율이 억제되고, 그에 의해 성형 절연부의 보존 안전성이 증가하기에 이른다.
성형 절연부를 주조 공구로부터 제거한 후, 주조 공구를 세정하여 다음 제조 공정을 준비한다. 이때 공동의 세정이 특히 중요하다. 여기서는 공지된 세정 방법을 자체로 이용하는 것이 가능하고, 요구되는 효과 및 짧은 시간 때문에 물 분사 또는 압축 공기에 의해 세정을 실시하는 것이 특히 유리하다. 또한 세정을 위해 펄프로부터 제거되는 펄프의 수성 분획을 사용하는 것도 가능하다.
이후의 설치 단계들을 줄이기 위해, 본 발명에 따라 성형 절연부를 주조 공구에서 제조된 후 이를 수용하고 다수의 관통홀이 구비된 외벽으로 직접 붓는 것이 추가로 제안된다. 이때, 외벽에 존재하는 관통홀이 펄프로부터 물을 제거하는데 이용될 수 있다. 이러한 절차는 자동차용으로 서두에서 언급된 바와 같은 촉매에 사용되는 성형 절연부의 경우에 특히 적합하다.
상기 방법에 의해 제조되고 유리섬유/층상 실리케이트 혼합물로 이루어진 성형 절연부는 본 발명에 따라서 성형 절연부의 제조를 위한 물을 사용하여 제조된 펄프가 단독으로 합성 층상 실리케이트를 0.5% 내지 2.5% 범위의 비율로, 유리섬유/광물섬유를 0.3% 내지 1.5%의 비율로 가지는 것을 특징으로 한다. 층상 실리케이트의 비율은 바람직하게는 2% 미만이고, 이 경우 유리섬유/광물섬유의 비율은 약 1%를 구성한다.
또한, 층상 실리케이트는 바람직하게는 분말이며, 일반적으로 수용액도 사용가능하다. 층상 실리케이트는 바람직하게는 이산화규소(Si02) 및 산화알루미늄(Al2O3)의 성분으로 구성된다.
층상 실리케이트의 바람직한 조성물에서, 층상 실리케이트는 이산화규소(Si02)를 55% 내지 65% 범위의 비율로, 산화마그네슘(MgO)을 25% 내지 30% 범위의 비율로, 산화리튬(Li2O)을 0.7% 내지 0.9% 범위의 비율로, 산화나트륨(Na2O)을 2.5% 내지 3% 범위의 비율로 가진다.
본 발명의 다른 실시양태에서, 펄프의 제조를 위해 사용되는 유리섬유 및/또는 광물섬유는 비결정질 섬유 또는 결정질 섬유이다. 이 경우, 비결정질 섬유의 예로서는 유리 스테이플 파이버, 자른(chopped) 연속 유리섬유, AES 고온 울, 생분해성 광물섬유 또는 자른 실리케이트 섬유를 들 수 있고, 결정질 섬유의 예로서는 다결정질 울 또는 단결정질 울을 들 수 있다. 단 섬유와 장 섬유가 또한 구분된다. 단 섬유는 높은 표면 품질을 갖고, 펄프 내에서 매우 균일한 분포를 이룰 수 있다. 또한, 이것은 제조될 성형 절연부에 매우 작은 공차로 이어진다. 반대로, 장 섬유는 상대적으로 높은 강도 및 강성뿐만 아니라, 낮은 균열 경향을 가진다.
또한, 상기 언급된 서로 다른 유형의 섬유들을 혼합하는 것도 본 발명의 범위 내에 있다.
성형 절연부의 제조를 위한 본 발명에 따른 주조 공구에 상술된 방법을 사용하는 것이 허용되며, 주조 공구는 하부 공구와 이를 폐쇄하는 상부 공구로 이루어지고, 주조 공구에 존재하는 공동은 적어도 한 면이 제조되는 성형 절연부의 네거티브 형상에 대응하고, 주조 공구의 적어도 한 내부 표면은 다수의 개별 홀들을 가지는 것을 특징으로 한다.
주조 공구에 존재하는 홀들은 생성되는 층상 실리케이트, 또는 펄프에 존재하는 유리섬유 및/또는 광물섬유의 제거 없이 펄프에 존재하는 수분의 배출을 허용한다. 다시 말해서, 홀들은 펄프의 수성 분획을 제거하는데 적합하지만, 다른 물질의 침투를 허용하지 않는 직경을 가지며, 즉 펄프에 존재하는 섬유는 공동에 남는다. 본 발명에 따라, 홀들은 하부 공구 및/또는 상부 공구로 직접 도입될 수 있다.
또 다른 가능성은 하부 공구 및/또는 상부 공구에 홀을 도입하고 이어서 예를 들어, 거즈 기공들이 주조 공구 공동의 투수성 표면을 형성하도록 주조 공구의 공동에 미세-메쉬형 거즈를 놓는 것이다.
펄프에 존재하는 수성 분획의 제거를 향상시키기 위해, 적어도 홀의 일부가 흡입 장치에 유체역학적으로 연결되어 있는 것이 유리하다. 흡입 장치에 의해 생성된 부압으로 성형 절연부의 제조 공정이 가속화될 수 있다.
또한, 본 발명에 따라 공기압 장치에 연결되는 존재하는 홀들의 일부와 홀들의 나머지 부분이 펄프의 수성 분획의 제거에 사용할 수 있는 것이 추가 제안된다. 물론, 흡입 장치와 압력 장치의 조합도 본 발명의 범위 내이며, 이 경우 공동 내 증가된 내부 압력은 펄프에 존재하는 물을 축출하도록 이용되며, 동시에 흡입 장치에 의한 물의 흡출이 상이한 위치에서 발생한다.
이 경우, 공기압 장치에 연결된 홀들은 상부 공구에 존재하고 물의 제거를 위한 홀들은 하부 공구에 존재하는 것이 유리하다.
홀들은 바람직하게는 상이한 방식으로 주조 공구로 도입될 수 있는 마이크로홀이다. 요컨대, 전자빔 드릴링 장치, 레이저 절단 장치 또는 레이저-물 분사 절단 장치를 이용하여 마이크로홀을 생성하는 것이 가능하다. 본 발명에 따라, 마이크로홀은 바람직하게는 30 ㎛ 내지 100 ㎛ 범위의 직경을 갖는다.
본 발명이 첨부된 도면들을 참조하여 하기에 서술된다. 도시된 예시는 도시된 변형예로만 제한되도록 여겨지지 않으며, 단지 본 발명의 원리를 설명하기 위해 제공된 것이다. 동일하거나 유사한 구성요소들은 항상 동일한 참조 부호로 표시된다. 본 발명에 따른 작동 모드를 서술하기 위하여, 도면들은 본 발명에 필수적이지 않은 구성요소들이 생략된 단지 상당히 개략적인 원리의 도면을 도시한다. 하지만, 이것이 이러한 구성요소들이 본 발명에 따른 해결안에 존재하지 않는다는 것을 의미하지는 않는다.
도 1은 펄프 생성의 개략적인 원리 흐름도를 도시한다.
도 2는 주조 공구의 매우 간단한 개략도를 도시한다.
도 3은 내부에 삽입된 성형 절연부를 갖는 자동차의 배기가스 촉매의 외벽의 도면을 도시한다.
도 1에서 개략적인 형태로 도시된 펄프(2)의 생성은 베슬(vessel; 16) 안에서 기본 성분들을 혼합함으로써 이루어진다. 여기서, 물(3), 고온 울(wool) 형태의 유리섬유 및/또는 광물섬유(4), 및 층상 실리케이트(5)가 베슬(16) 안으로 도입되고 균질 펄프(2)가 형성될 때까지 교반 장치(15)에 의해 혼합된다. 우선, 합성 층상 실리케이트(5)를 덩어리 형성을 피하기 위하여 냉수에 천천히 도입한다. 이어서 혼합물을 약 1시간의 기간 동안 고속으로 교반하는데, 이는 예를 들어, 회전자-고정자 시스템(rotor-stator system)에 의해 수행될 수 있다. 이어서 유리섬유 및/또는 광물섬유(4)를 유리섬유 및/또는 광물섬유(4)가 가능한 한 거의 손상되지 않도록 낮은 전단 작용으로 천천히 회전하는 교반 장치(15)를 이용하여 혼합한다.
이러한 방식으로 생성된 펄프(2)는 본 목적에 적합하고 도 1에 개략적으로 도시되며 하부 공구(8) 및 이를 폐쇄하는 상부 공구(9)로 구성되는 주조 공구(7)에 주입될 수 있다.
도 2는, 상당히 개략적인 형태로 유사하게, 이러한 주조 공구(7)의 도면을 개략적으로 도시한다. 우선 상기 주조 공구(7)는 하부 공구(8) 및 상부 공구(9)로 구성된다. 상부 공구(9)는, 도 2에서의 예시로, 이중 화살표(A)의 방향으로 이동될 수 있고, 이에 따라 하부 공구(8)를 개방하고 폐쇄하는 데에 적합하다. 주조 공구(7)의 폐쇄 상태에서, 주조 공구는 기하구조가 생성될 성형 절연부(molded insulating part; 1)의 네거티브 형상에 대응하는 공동(cavity; 6)을 갖는다. 여기서 도시된 주조 공구(7)의 실시양태의 특별한 특징은 공동(6) 벽의 적어도 일부가 투수성이 있다는 것이다. 이런 목적을 위하여, 절연될 자동차를 위한 배기가스 촉매의 외벽(13)은 도 2에 도시된 예시에서 하부 공구(8)의 공동(6) 안에 위치된다. 이런 외벽(13)은 그 안에 탑재되는 배기가스 촉매의 단열 및 방음을 야기하고 본 발명의 목적을 위하여 펄프(2)로부터 물을 제거하는 데에 이용되는 복수 개의 관통홀(12)들을 구비한다. 하부 공구(8) 안으로 삽입되는 외벽(13) 아래에, 하부 공구(8)는 물(3)이 통과하여 펄프(2)로부터 제거되는 복수 개의 홀(14.1)들을 갖는다. 물(3)의 제거 효율을 향상시키기 위하여, 흡입 장치(10.1)는 도시된 변형예에서 홀(14.1)들에 유체역학적으로 연결된다. 흡입 장치(10.1)는 부압을 생성하고 물(3)은 화살표(E) 방향으로 펄프(2)로부터 빠진다.
이제 도 2의 주조 공구(7)의 상부 공구(9)가 고려된다면, 홀(14.2)들이 또한 여기서 제공되고, 이런 경우, 생성될 성형 절연부(1) 상에서 압력 증가를 야기하는 것을 제공하며, 상기의 목적을 위하여 상부 공구(9)의 홀(14.2)들은 압력 장치(11.1)에 유체역학적으로 연결되어서, 예를 들어, 압축 공기가 화살표(B)의 방향으로 상부 공구(9)에 공급될 수 있다는 것이 명확하다.
이러한 방식으로 생성된 성형 절연부(1)가 완성될 때, 주조 공구(7)는 개방될 수 있다. 이런 목적을 위하여, 흡입 장치(10.1) 및 압력 장치(11.1)는 적합한 콘트롤 밸브(control valve)들에 의해 폐쇄된다. 이제 압력 증가가 압축 공기의 도입에 의해 화살표(D)의 방향으로 하부 공구(8)에서 압력 장치(11.2)에 의해 성형 절연부(1)에 적용될 수 있고, 이는 하부 공구(8)로부터 성형 절연부(1)의 분리로 이어진다. 동시에, 성형 절연부(1)는 주조 공구(7)의 상부 공구(9)에서 흡입 장치(10.2)에 의해 빠지고, 이의 흡입 장치는 화살표(C)의 방향으로 진공을 생성한다. 이에 의해 고정되는 성형 절연부(1)는 이러한 방식으로 해제가능하게 고정될 수 있고 후속 처리 장치로 이송될 수 있다. 따라서 하부 공구(8)의 홀(14.1)들 및 상부 공구(9)의 홀(14.2)들은 성형 절연부(1)의 생성 이후 추가적인 사용, 즉 성형 절연부(1)의 고정 및 이송에 사용될 수 있다.
도 3은 내부에 삽입된 성형 절연부(1)를 갖는 배기가스 촉매의 외벽(13)을 나타낸다. 외벽(13)은 복수 개의 관통홀(12) 및 최적의 절연 작용을 달성하기 위하여 성형 절연부(1)가 일치하여야 하는 복잡한 내부 기하구조를 갖는다.
참조 부호의 목록:
1 성형 절연부
2 펄프
3 물
4 유리섬유 및/또는 광물섬유
5 층상 실리케이트
6 공동
7 주조 공구
8 하부 공구
9 상부 공구
10.1 흡입 장치
10.2 흡입 장치
11.1 공기압 장치
11.2 공기압 장치
12 관통홀
13 외벽
14.1 홀/마이크로홀
14.2 홀/마이크로홀
15 교반 장치
16 베슬
A, B, C, D, E 이동 방향

Claims (23)

  1. - 물(3), 유리섬유 및/또는 광물섬유(4) 및 층상 실리케이트(5)로 구성된 무기 펄프(2)의 제조 단계,
    - 벽은 적어도 부분적으로 투수성이며 공동(6)은 적어도 한면에 제조될 성형 절연부(1)의 네거티브 형상을 갖는 주조 공구(7)의 공동(6)으로 펄프(2)의 도입 단계,
    - 펄프(2)에 존재하는 수성 분획의 제거 단계,
    - 주조 공구(7)의 개방 및 제조된 성형 절연부(1)의 후속 제거 단계,
    를 특징으로 하는, 성형 절연부(1)의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 펄프(2)로부터 물의 제거가 표준 대기압에 대해 주조 공구(7) 내에서 생성된 부압 또는 초대기압의 수단에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 물의 제거가 주조 공구(7)에서 생성된 실온보다 높은 값의 온도 상승에 의해 이행되거나 가속화되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 펄프(2)가 주조 공구(7)의 공동(6)으로 수 회 연속 도입되고, 각 경우 이로부터 물(3)이 제거되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상이한 재료 특성 또는 조성을 가지는 펄프(2)가 주조 공구(7)의 공동(6)으로 연속 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 펄프(2)가, 제조될 성형 절연부(1)의 국소적으로 정의된 영역에서만 주조 공구(7)의 공동(6) 내로 수 회 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 하부 공구(8) 및 이를 폐쇄하는 상부 공구(9)로 구성된 주조 공구(7)가 상부 공구(9)에 연결되거나 통합된 흡입 장치(10.2)를 갖고, 그의 수단에 의해 성형 절연부(1)가 제조 후 하부 공구(8)에서 흡입되어 분리되고 이러한 방식으로 개방된 주조 공구(7)로부터 제거될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 하부 공구(8)가 성형 절연부(1)의 분리를 위해 압력 장치(11.2)를 갖거나, 압력 장치(11.2)에 연결되어 있고, 그 수단에 의해 성형 절연부(1)는 제조 후 하부 공구(8)로부터 방출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 주조 공구(7)로부터 방출된 성형 절연부(1)를 건조 장치로 이송해 200 ℃ 내지 250 ℃에서 열 처리하여 성형 절연부(1)로부터 잔류 수분을 제거하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 주조 공구(7)로부터 방출된 성형 절연부(1)를 소성 장치로 이송해 후속 소성 절차에 의해 성형 절연부(1)로부터 결정수를 제거하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 성형 절연부(1)의 제거 후 주조 공구(7)가 세정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 세정이 물 분사 또는 압축 공기 세정에 의해, 또는 펄프로부터 제거된 수성 분획을 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 성형 절연부(1)가 주조 공구(7)에서 제조된 후 이를 수용하고 다수의 관통홀(12)이 구비된 외벽(13)으로 직접 부어지고, 여기서 다수의 관통홀(12)은 펄프(2)로부터 물(3)을 제거하는데 이용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 유리섬유/층상 실리케이트 혼합물 또는 광물섬유/층상 실리케이트 혼합물로 이루어진 성형 절연부(1)의 제조를 위한 물을 사용하여 제조된 펄프(2)가 단독으로 합성 층상 실리케이트(5)를 0.5% 내지 2.5% 범위의 비율로, 유리섬유/광물섬유(4)를 0.3% 내지 1.5%의 비율로 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 층상 실리케이트(15)가 이산화규소(Si02) 및 산화알루미늄(Al2O3)의 성분을 가지는 분말인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 층상 실리케이트(5)가 이산화규소(Si02)를 55% 내지 65% 범위의 비율로, 산화마그네슘(MgO)을 25% 내지 30% 범위의 비율로, 산화리튬(Li2O)을 0.7% 내지 0.9% 범위의 비율로, 산화나트륨(Na2O)을 2.5% 내지 3% 범위의 비율로 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 펄프(2)의 제조를 위한 유리섬유 및/또는 광물섬유가 비결정질 섬유 또는 결정질 섬유인 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 방법을 이용하여 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 성형 절연부를 제조하기 위한 주조 공구로서, 주조 공구(7)는 하부 공구(8)와 이를 폐쇄하는 상부 공구(9)로 이루어지고, 주조 공구(7)에 존재하는 공동(6)은 적어도 한 면이 제조될 성형 절연부(1)의 네거티브 형상에 대응하고, 주조 공구(7)의 적어도 한 내부 표면은 다수의 개별 홀들(14.1, 14.2)을 가지는 것을 특징으로 하는 주조 공구.
  19. 제18항에 있어서, 홀들(14.1, 14.2)을 덮는 미세-메쉬형 거즈가 주조 공구(7)의 공동(6)에 배치된 것을 특징으로 하는 주조 공구.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서, 홀들(14.1, 14.2)의 적어도 일부가 흡입 장치(10.1, 10.2)에 유체역학적으로 연결된 것을 특징으로 하는 주조 공구.
  21. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 존재하는 홀들(14.1, 14.2)의 일부가 공기압 장치(11.1, 11.2)에 연결되고, 홀들(14.1, 14.2)의 나머지 부분이 물의 제거에 이용되는 것을 특징으로 하는 주조 공구.
  22. 제21항에 있어서, 공기압 장치(11.1)에 연결된 홀들(14.2)이 상부 공구(9)에 존재하고 물의 제거를 위한 홀들(14.1)은 하부 공구(8)에 존재하는 것을 특징으로 하는 주조 공구.
  23. 제18항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 전자빔 드릴링 장치, 레이저 절단 장치 또는 레이저-물 분사 절단 장치를 이용하여 생성된 홀들(14.1, 14.2)이 마이크로홀이고, 30 ㎛ 내지 100 ㎛ 범위의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 주조 공구.
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