KR101306291B1 - 세라믹 필터 제조방법 - Google Patents

세라믹 필터 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건조하는 과정에서 열응력에 의한 크랙 발생을 최소화 할 수 있게 한 세라믹 필터 제조방법이 개시된다. 이를 위한, 세라믹 필터 제조방법은 (a) 세그먼트들의 외면에 제1두께로 이루어진 제1접착층을 형성하여 세그먼트들을 접착시켜서 복수의 세그먼트들이 접착되어 이루어진 필터부를 제조하는 단계와, (b) 상기 필터부의 외면에 상기 제1두께보다 두꺼운 제2두께로 이루어진 제2접착층을 형성하는 단계와, 상기 (a) 단계와 (b) 단계를 반복적으로 수행하여 상기 제1접착층과 제2접착층을 동시에 건조하는 단계를 포함한다.

Description

세라믹 필터 제조방법{Method for manufacturing diesel particulate filter}
본 발명은 세라믹 필터 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디젤 엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 입자상 물질을 저감시켜 대기로 배출할 수 있게 하는 디젤 차량의 입자상 물질 저감장치에 포함된 세라믹 필터 제조방법을 제조하는데 사용되는 세라믹 필터 제조방법에 관한 것이다.
디젤 차량에 채용되는 디젤 엔진은 뛰어난 연비와 출력 등에도 불구하고, 디젤 엔진의 특성상 가솔린 엔진과 달리, 배기가스가 배출될 때 입자상 물질(PM: Matter)이 상당량 배출된다. 상기 입자상 물질은 도심 등에서 발생되는 다른 어떤 입자보다 많은 빛을 흡수하고, 따라서 시정을 감소시킨다. 또한, 상기 입자상 물질은 미세하고, 많은 양의 화학 물질을 포함하고 있어, 대기질의 저하, 호흡기 질환, 또는 폐암 발생과 같은 건강상 및 재산상 피해를 유발한다. 따라서 입자상 물질에 대한 규제가 강화되고 있는 추세이다. 이에 따라, 입자상 물질의 배출량을 줄이기 위해 디젤 차량에 디젤 입자상 물질 필터(DPF: Diesel Particulate Filter)가 장착되고 있다.
이러한 디젤 입자상 물질 필터는 매연입자를 태우는 과정에서 발생하는 높은 온도에서도 파손되어야 하지 않기 때문에 우수한 내열성이 요구된다. 이러한 디젤 입자상 물질 필터의 일예로 탄화규소(SiC)로 이루어지며 허니콤 형상으로 이루어진 세라믹 필터가 제시될 수 있다.
한국공개특허 2006-0064277 (공개일 2006.05.22)에는 배기가스를 정화하는데 사용되는 필터 및 그 제조방법이 개시되어 있다.
이러한 세라믹 필터는 중공이 형성된 세그먼트들을 서로 접착시켜서 건조하여 제조하는 것이 일반적인데, 건조하는 과정에서 열팽창 차이에 따라 발생되는 열응력에 의해 크랙이 발생될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 건조하는 과정에서 열응력에 의한 크랙 발생을 최소화 할 수 있게 한 세라믹 필터 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 세라믹 필터 제조방법은, (a) 세그먼트들의 외면에 제1두께로 이루어진 제1접착층을 형성하여 세그먼트들을 접착시켜서 복수의 세그먼트들이 접착되어 이루어진 필터부를 제조하는 단계와, (b) 상기 필터부의 외면에 상기 제1두께보다 두꺼운 제2두께로 이루어진 제2접착층을 형성하는 단계와, 상기 (a) 단계와 (b) 단계를 반복적으로 수행하여 상기 제1접착층과 제2접착층을 동시에 건조하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 세라믹 필터 제조방법은, 제1필터부, 제2필터부, 제3필터부 및 제4필터부를 건조하는 과정과, 상기 필터부들을 접착시킨 다음 건조하는 과정이 동시에 이루어진다. 이에 따라, 세라믹 필터가 건조되는 과정에서 발생되는 열응력이 제1접착층보다 두꺼운 제2접착층으로 분산될 수 있으므로, 필터부들에서 크랙이 발생되는 것을 최소화할 수 있다.
도 1 내지 도 5은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 세라믹 필터 제조방법를 순차적으로 도시한 도면.
도 6는, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 세라믹 필터 제조방법에 의해 제조된 세라믹 필터를 도시한 도면.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 세라믹 필터 제조방법은 (a) 세그먼트들의 외면에 제1두께로 이루어진 제1접착층을 형성하여 세그먼트들을 접착시켜서 복수의 세그먼트들이 접착되어 이루어진 필터부를 제조하는 단계와, (b) 상기 필터부의 외면에 상기 제1두께보다 두꺼운 제2두께로 이루어진 제2접착층을 형성하는 단계와, 상기 (a) 단계와 (b) 단계를 반복적으로 수행하여 상기 제1접착층과 제2접착층을 동시에 건조하는 단계를 포함한다.
한편, 필터부(110)에서는 디젤 엔진으로부터 배출되는 입자상 물질이 포집된다. 이를 위한 필터부(110)는 복수의 세그먼트(111)들과 제1접착층(112)으로 이루어진다. 하나의 세그먼트(111)는 특정 길이로 이루어지고 길이방향으로 통공이 형성된다. 세그먼트(111) 내부로 배기가스가 통과하면서 세그먼트(111)를 구성하는 격벽에서 입자상 물질의 포집이 이루어진다. 한편, 상기 필터부(110)는 제1필터부(110a), 제2필터부(110b), 제3필터부(110c) 및 제4필터부(110d)를 포함할 수 있다. 단, 필터부가 4개인 것으로 한정하지는 않으며, 제조사의 설계에 따라 증감할 수 있다.
본 발명의 세라믹 필터 제조방법에서 상기 (a) 단계와 (b) 단계를 반복적으로 수행하여 상기 제1접착층과 제2접착층을 동시에 형성하는 단계는 상기 제1필터부의 외면에서 적어도 일부면에 제2접착층을 형성한 다음, 상기 제1필터부에 인접하면서 제2접착층에 접착되도록 제2필터부와 제3필터부를 각각 형성하는 단계와, 상기 제2필터부와 제3필터부의 외면에 제2접착층을 형성한 다음, 상기 제2필터부와 제3필터부에 인접하면서 제2접착층에 접착되도록 제4필터부를 형성하는 단계를 포함한다.
도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 세라믹 필터 제조방법을 더욱 상세하게 설명한다.
우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 세라믹 필터(100) 제조에 사용되는 지그(10) 상에 세그먼트(111)를 배치하고, 세그먼트(111)의 외면에 제1접착층(112)을 형성하여 세그먼트(111)들을 접착하여 제1필터부(110a)를 제조한다. 여기서, 세그먼트(111)의 외면에 제1접착층(112)을 형성하는 방법의 일예로 세그먼트(111)의 외면에 접착액을 도포하는 방법이 사용될 수 있다.
다음으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1필터부(110a)의 외면에서 적어도 일부면에 제2접착층(120)을 형성한다. 여기서, 제1필터부(110a)의 외면에 제2접착층(120)을 형성하는 방법의 일예로 세그먼트(111)의 외면에 접착액을 도포한 것일 수 있다. 제1필터부(110a)의 외면에 제2접착층(120)을 형성하는 방법의 다른 일예로 겔형태(Gel)의 접착물질을 제1필터부(110a)의 외면에 배치한 것일 수 있다.
다음으로, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1필터부(110a)에 인접하면서 제2접착층(120)에 접착되도록 제2필터부(110b)와 제3필터부(110c)를 각각 형성한다. 제2필터부(110b)와 제3필터부(110c)는 전술한 바와 같이 세그먼트(111)들을 접착하여 제조한다. 그리고, 상기 제2필터부(110b)와 제3필터부(110c)의 외면에 제2접착층(120)을 형성한다.
다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이 제2필터부(110b)와 제3필터부(110c)에 인접하면서 제2접착층(120)에 접착되도록 제4필터부(110d)를 형성한다.
최종적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 세라믹 필터(100)를 건조시킨다. 여기서, 제1접착층(112)과 제2접착층(120)의 건조가 동시에 이루어진다.
한편, 전술한 본 발명의 세라믹 필터 제조방법과 다르게, 세그먼트들을 각각 접착하여 하나의 모듈을 제조한 후 건조시키고, 건조된 모듈들을 접착시켜서 대형 필터를 제조한 후 재차 건조시키는 방법을 사용하는 경우, 필터부를 개별적으로 접착시키고 건조하고 대형으로 접합하는 과정에서 많은 공정이 포함되어 시간 및 인력이 많이 소요된다.
그러나, 본 발명의 세라믹 필터 제조방법에서는 한번의 공정으로 전체적인 대형 필터를 제조할 수 있고 동일 공정에서 접합이 이루어지기 때문에 건조과정에서 발생되는 응력의 차이를 해소할 수 있고 공정 및 시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.
더욱 상세하게 설명하면, 본 발명의 세라믹 필터 제조방법에서는 제1필터부(110a), 제2필터부(110b), 제3필터부(110c) 및 제4필터부(110d)를 건조하는 과정과, 상기 제1필터부(110a), 제2필터부(110b), 제3필터부(110c) 및 제4필터부(110d)를 접착시킨 다음 건조하는 과정이 동시에 이루어진다. 이에 따라, 세라믹 필터(100)가 건조되는 과정에서 발생되는 열응력이 제1접착층(112)보다 상대적으로 두껍게 형성된 제2접착층(120)으로 분산될 수 있으므로, 필터부들(110a, 110b, 110c, 110d)에서 크랙이 발생되는 것을 최소화할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 세라믹 필터
110: 필터부 110a: 제1필터부
110b: 제2필터부 110c: 제3필터부
110d: 제4필터부 111: 세그먼트
120: 제1접착층 130: 제2접착층

Claims (2)

  1. (a) 세그먼트들의 외면에 제1두께로 이루어진 제1접착층을 형성하여 세그먼트들을 접착시켜서 복수의 세그먼트들이 접착되어 이루어진 필터부를 제조하는 단계;
    (b) 상기 필터부의 외면에 상기 제1두께보다 두꺼운 제2두께로 이루어진 제2접착층을 형성하는 단계;
    (c) 상기 (a) 단계와 (b) 단계를 반복적으로 수행하여, 복수의 세그먼트들이 제1접착층으로 접착되어 이루어지고 외면에 제2접착층이 형성된 필터부를 다수 제조하는 단계; 및
    (d) 상기 (c) 단계를 거쳐 제조된 필터부의 제1접착층과 제2접착층을 동시에 건조하는 단계;
    를 포함하는 세라믹 필터 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필터부는 제1필터부와, 제2필터부와, 제3필터부 및 제4필터부로 이루어지며,
    상기 (c) 단계는,
    상기 제1필터부의 외면에서 적어도 일부면에 제2접착층을 형성한 다음, 상기 제1필터부에 인접하면서 제2접착층에 접착되도록 제2필터부와 제3필터부를 각각 형성하는 단계; 및
    상기 제2필터부와 제3필터부의 외면에 제2접착층을 형성한 다음, 상기 제2필터부와 제3필터부에 인접하면서 제2접착층에 접착되도록 제4필터부를 형성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 필터 제조방법.
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