KR20100129309A - 압출성형된 단일체부와 이 단일체부로 만들어진 장치에서의 셀을 실링하는 방법 - Google Patents

압출성형된 단일체부와 이 단일체부로 만들어진 장치에서의 셀을 실링하는 방법 Download PDF

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Abstract

공통의 방향을 따라 뻗어있는 복수의 셀과, 하나 이상의 셀이 개방된 하나 이상의 단부면을 구비한 압출성형된 단일체부를 제공하는 단계, 외측부 플러그가 셀의 단부를 넘어 뻗어있도록, 그리고 플러그의 외측부도 또한 셀의 폭을 넘어 뻗어있도록, 유리 프릿을 포함한 플러그로 시일될 하나의 셀의 개방 단부를 충전하는 단계; 및 시일 각각의 셀을 충분히 시일하기 위해 유리 프릿을 충분히 강화하고 유동시키는 플러그와 함께 압출성형된 단일체부를 가열하는 단계에 의해 압출성형된 단일체부에서 선택된 셀을 단일체부의 단부면에서 실링하는 방법이 개시되어 있으며, 여기서 개방 셀은 수개가 시일되고 수개가 개방된 상태를 유지한다.

Description

압출성형된 단일체부와 이 단일체부로 만들어진 장치에서의 셀을 실링하는 방법{METHOD FOR SEALING CELLS IN EXTRUDED MONOLITHS AND DEVICES RESULTING}
본 발명은 2007년 3월 31일 출원되고 "허니콤 연속 유동 반응기(Honeycomb Continuous Flow Reactor)"를 발명의 명칭으로 하는 미국특허출원번호 60/921,053호와, 2007년 12월 31일 출원되고 "허니콤 연속 유동 반응기(Honeycomb Continuous Flow Reactor)"를 발명의 명칭으로 하는 미국특허출원번호 61/018,119호에 기재된 발명에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 허니콤 연속 유동 반응기와 관련된 유체 라우팅(routing), 유체 포팅(porting), 매니폴딩(manifolding) 및 실링 장치 및 방법에 관한 것이다.
허니콤 연속 유동 반응기는 유체 통로나 챔버를 전형적으로 하나 이상을 구비한 장치이며, 이 허니콤 연속 유동 반응기는 안전하고, 효율적이며 환경 친화적인 방식으로 어렵거나, 위험하거나, 불가능한 화학 반응 및 처리를 행하는데 유용하다.
허니콤 연속 유동 반응기는 "미소유체 장치 및 그 제조방법(Microfluidic Device and Manufacture Thereof)"을 발명의 명칭으로 하는 미국특허 제6,769,444호에 기재된 바와 같이, 2개 이상의 기판 사이의 공간에 오목부나 통로를 형성하도록 고려되고 구성된 프릿(frit)으로 예전에 개발되었다. 상기 특허문헌에 개시된 방법은 제 1 기판을 제공하는 단계, 제 2 기판을 제공하는 단계, 상기 제 1 기판의 마주한 표면에 제 1 프릿 구성부를 형성하는 단계, 상기 제 2 기판의 마주한 표면에 제 2 프릿 구성부를 형성하는 단계, 그리고 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 및 서로 마주한 상기 제 1 및 제 2 기판을 함께 경화시키는 단계를 포함하여, 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 경화된-프릿-형성된 오목부를 성형한다. 따라서, 이러한 상기 기재된 장치는 연속 유동의 화학 반응을 행하는데 유용한 한편, 경우에 따라서는 열 교환 효율, 특히 열 교환력을 높일 수 있으므로 바람직하다.
하지만, 상기 장치는 프릿의 변형에 의해 실링이 제대로 되지 않았고, 산, 연기 및 솔벤트에 대해 충분한 내화학성을 갖지 못했을 뿐만 아니라 복잡한 공정으로 제조되곤 하였다.
본 발명의 한 특징에 따르면, 압출성형된 단일체부에서 선택된 셀을 단일체부의 단부면에서 실링하는 방법이 개시되었다. 본 발명의 방법은 압출성형된 단일체부를 제공하는 단계를 포함하며, 상기 압출성형된 단일체부는 공통의 방향을 따라 뻗어있는 복수의 셀과, 하나 이상의 셀이 개방된 하나 이상의 단부면을 구비하며, 개방 셀은 실링된 수개의 셀과 개방 상태를 유지한 수개의 셀로 이루어진다. 본 발명의 방법은 또한 외측부 플러그가 셀의 단부를 넘어 뻗어있도록, 그리고 플러그의 외측부도 또한 셀의 폭을 넘어 뻗어있도록, 유리 프릿으로 이루어진 플러그로 실링되는 적어도 하나의 셀의 개방 단부를 충전하는 단계를 포함하고, 이후 압출성형된 단일체부를 플러그와 함께 충분히 가열하여 유리 프릿이 강화되고 각각의 셀을 충분히 시일하도록 유동한다.
도 1은 플러그에 의해 부분적으로 형성된 경로(30)를 구비하거나 재료(40)가 하나 이상의 단부면(70)에서 연속으로 플러그되는 압출성형된 단일체부(20)의 사시도이다.
도 2는 플러그, 즉 플러그 재료(40)의 배치를 도시한, 도 1과 같은 단일체부(20)의 일부의 단면도이다.
도 3는 플러그, 즉 플러그 재료(40)의 다른 한 배치를 도시한, 도 1과 같은 단일체부(20)의 일부의 단면도이다.
도 4A - 도 4D는 플러그되는 재료(40)의 배치가 변하는 상태로서, 플러그에 의해 부분적으로 형성된 경로를 구비하거나 재료(40)가 하나 이상의 단부면(70)에서 연속으로 플러그되는 압출성형된 단일체부(20)의 평면도이다.
도 5는 도 4B에 따른 경로(30)에 접근가능한 면을 도시한 압출성형된 단일체부(20)의 사시도이다.
도 6A 및 도 6B는 본 발명의 방법에 따라 성형된 개별 플러그(40)와 플러그 재료(40)의 열의 단면도이다.
도 7A - 도 7C는 본 발명의 방법에 따라 현재 알 수 있는 바와 같은 플러그 성형을 도시한 도 6A - 도 6B와 유사한 단면도이다.
도 8A 및 도 8B는 본 발명의 방법의 다른 일 실시예에 따라 성형된 플러그(40)를 도시한 도 6A - 도 6B와 유사한 단면도이다.
도 9A - 도 9D는 본 발명의 방법의 다른 일 실시예에 따라 성형된 플러그(40)를 도시한, 도 6A - 도 6B와 유사한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 방법에 따라 성형된 플러그(40)의 단면도의 디지털 사진이다.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예가 상세하게 기재되었다. 가능하다면, 동일한 부재번호가 동일한 부재나 그와 유사한 부재를 지시하도록 여러 도면에 사용되었다.
본 발명의 발명자와 그의 동료들은 허니콤 압출성형 기술에 기초한 저가의 고-강성 화학 반응기를 제조하는 다양한 기술을 알고 있다. 이러한 타입의 화학 반응기에 있어서, 도 1에 전반적으로 도시된 바와 같이, 반응물 유체는 압출성형된 단일체부(20)와 이 셀을 따라 형성된 밀리미터-스케일의 채널로 이루어진 경로에서 유동한다. 경로는 바람직하게도 압출성형된 단일체부(20)의 단부면(70)에서 선택된 벽이 짧게 형성되어, 연속으로 개별 플러그되는 재료(40)를 선택적으로 또는 필수적으로 플러그하여, 전형적인 사행 경로(30)를 형성한다.
도 2 및 도 3에는 경로(30)를 따르는 평면에서 플러그하는 2개의 방법의 실시예가 도시되었다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 단일체부(20)의 인접한 셀 사이에서 선택된 벽을 짧게 함으로써, 그리고 플러그(40)를 적당하게 위치시킴으로써, 전반적인 사행부(30)가 형성되고, 단일체부(20)의 셀의 길이부를 따르는 주 방향에 놓여있으며, 셀 사이의 측방향 연결부를 단일체부의 단부면 근처에서만 구비한다. 경로(30)를 따르는 압력 저항을 낮추기 위하여, 경로(30)는 도 3에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 셀을 동시에 평행하게 따른다.
최대 표면적을 위해, 도 4A - 도 4D에서 평면도로 도시된, 플러그, 즉 연속으로 플러그되는 재료(40)의 패턴에 일반적으로 계속되는 경로(30)가 도 4B에 도시된 바와 같이, 이중 사행인 것이 바람직하다. 최대 표면적을 위하여 그리고 압력 저항을 더욱 감소시키기 위하여, 경로가 도 4C에 도시된 바와 같이, 내측 매니폴드와 평행하게 되거나, 필요에 따라, 도 4D에 도시된 바와 같이, 외측 매니폴드와 평행하게 될 것이다.
셀을 따르는 방향에서의 경로의 타입에 상관없이, 상기 경로의 2개의 변형예가 도 2 및 도 3에 도시되었고, 단일체부(20)의 셀의 방향에 수직한 평면에서의 경로의 타입에 상관없이, 상기 경로의 4개의 변형예가 도 4A - 도 4D에 도시되었으며, 셀의 방향에 수직한 평면에서의 경로의 폭은 도 4A - 도 4D에 각각 도시한 바와 같이, 단지 하나의 셀 폭만큼 넓은 것이 바람직하다. 이는 단일체부의 개방 셀을 통해 나아가는 경로의 형태로, 매우 밀접하게 접촉한 상태에서, 고-유동 경로를 갖는 하나 이상의 매우 큰 표면적 채널 경로의 제조를 비교적 용이하게 한다.
도 4B에 도시된 경로는, 특히, 긴 유체 채널의 형성을 가능하게 하며, 이러한 긴 유체 채널은 상당한 드웰 타임(dwell time)을 필요로 하는 반응물에 유용한 한편, 열교환 유체가 반응물 유체 채널에 인접한 수 밀리미터-스케일의 열 교환 채널을 통해 압출 방향과 평행하게 유동한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 측면에, 바람직하게는 압출성형된 단일체부(20)의 평평한 면이나 평탄해진 측면(60)에 형성된 하나 이상의 구멍(50)을 통하는 경로(30)가 제공되어 측면 접근이 가능해진다. 압출성형된 단일체부 내에서 이전의 평평한 벽 아래의 외측벽을 제거함으로써 측면이 평탄하거나 평평하게 되고, 예를 들면 평평부(60)에 대한 O-링의 사용을 포함한, 폭넓게 다양한 유체 포팅 옵션이 이용가능하다.
다양한 공정과 조성이 플러그(40)나 연속으로 플러그되는 재료(40)를 단일체부(20)의 플러그 셀에 성형하는데 사용된다. 55bar나 그 이상의 압력에서 누출되지 않고 폭넓은 범위의 산, 연기 및 솔벤트에 대해 내화학성을 갖는 플러그를 제공할 수 있는 강건하고 간단한 공정이 바람직하다. 본 발명은 도 6과 관련하여 기재된 실시예의 처리 방법을 제공한다.
공통 방향으로 뻗어있는 복수의 셀과 하나 이상의 셀이 개방된 하나 이상의 단부면(70)을 구비한 압출성형된 단일체부(20)가 제공되고, 개방 셀 중 수개가 시일되고 수개가 개방 상태를 유지한다. 본 발명의 방법은, 단일체부(20)의 하나의 셀에 대해 도 6A에 도시된 바와 같이, 플러그의 외측부(42)가 셀의 단부를 넘어 뻗어있도록, 그리고 플러그의 외측부(42)도 셀의 폭(W)을 넘어 뻗어있도록, 유리 프릿으로 이루어진 플러그(40)로, 전형적으로는 유기 바인더로 시일될 하나 이상의 셀의 개방 단부를 충전하는 단계를 더 포함한다. 가열 후 대표적인 플러그 형상을 도시하고 있는 도 6B에 도시된 바와 같이, 단일체부와 플러그가 함께 충분히 가열되어, 이후 유리 프릿이 강화되어 충분히 유동하여 각각의 셀을 시일한다.
원칙적으로 한정하려는 것이 아닌 단지 예시를 위해, 본 발명의 발명자는 현재의 기본적인 처리 작동에 대한 이해를 돕기 위해 다음과 같이 기재하였다: 도 7A에 도시된 형태의 플러그(40)에서 시작하여, 먼저 플러그가 가열됨에 따라, 유리 프릿과 바인더 혼합물의 분리 및/또는 유리 프릿의 강화에 의해 유리의 상당한 유동이나 변형 없이, 플러그(40)가 수축하게 된다. 이러한 구성에 의하면 플러그되는 셀의 하나 이상의 벽부로부터 플러그(40)가 멀리 당겨져, 도 7B에 도시된 갭(44)을 빠져나온다. 플러그(40)의 외측부(42)가 셀의 폭(W)을 벗어나 충분히 뻗어있기 때문에, 플러그(42)는 갭(44)이 개방되는 벽부의 최상면과 접촉 상태를 유지한다. 플러그가 연하게 되고 라운드처리됨에 따라, 표면력의 영향을 받으면서, 갭이 개방되는 벽부 뒤로 상기 플러그가 유동하게 되며, 폐쇄된 갭을 실링하고 강건한 및 무-누출(누출-없음) 시일을 단일의 가열 단계에서 제공한다.
또한 본 발명의 다른 한 특징에 따르면, 실링 공정에서의 큰 허용오차를 제공하기 위해 연화된 유리의 유동 특성을 사용할 수 있다. 이러한 구성은, 플러그의 외측부(42)가 셀의 단부를 넘어 뻗어있도록, 그리고 플러그의 외측부(42)도 또한 셀의 벽부의 외측면을 넘어 뻗어있도록, 유리 프릿으로 이루어진 플러그(40)로 시일될 하나 이상의 셀의 개방 단부를 충전함으로써 달성될 수 있고, 단일체부(20)의 하나의 셀에 대해 도 8A에 도시된 바와 같이, 이 도면에서 셀의 벽부의 외측면의 위치가 상기 셀로부터 상측으로 뻗어있는 점선으로 도시되었다. 가열되지 않은 플러그의 깊이는 또한 도 8에 도시된 플러그처럼, 필요에 따라, 보다 깊은 플러그로 조정되고, 이에 따라 전형적으로 어느 정도 내측 체적이 감소됨으로써 보다 강건한 시일을 제공할 수 있다. 단일체부와 플러그가 이후 함께 충분히 가열되어 유리 프릿이 도 8B에 도시된 바와 같이, 각각의 셀을 충분히 시일하도록 강화 및 유동하게 하며, 상기 도면은 가열 후 대표적인 플러그 형상을 도시한 도면이다. 유리가 접촉하고 스스로 잡아당겨지는 경향이 있기 때문에, 인접한 셀은 개방 상태를 유지하면서 플러그되지 않지만, 도 8B의 마무리처리된 플러그(40)는 단일체부 벽의 날카로운 코너부를 잠재적으로 커버하여, 마무리처리된 플러그 구조부에 더하여 벽부에서 형성된 응력-집중 형상 등을 감소시킨다.
상기 기재한 예비-소결된(pre-fired) 플러그를 효과적으로 생산하는 하나의 유용한 방법이 도 9에 도시되었다. 도 9A에는 단일체부(20)의 단부면의 단면이 도시되어 있고, 이 도 9에서 모든 셀 그러나 중앙부에서는 단지 하나의 셀이 테이프 마스크와 같은 두꺼운 마스크(80)에 의해 커버된다. 두꺼운 마스크(80)는 1-2 mm 정도로 두껍고, 압력 민감성 두꺼운 테이프 재료나 예를 들면 실리콘과 같은 가요성의 성형된 마스크 재료의 1개 또는 2개의 층으로 형성될 수 있다. 마스크(80)의 에지는, 플러그될 단부 채널의 어느 한 측면에서 단일체부 벽의 상부를 완전하게 커버하지 않도록, 위치된다.
유리 기반의 플러그 재료가 단일체부 단부면에 적용되어, 도 9B에 도시된 바와 같이, 마스크(80)의 두 개의 부분 사이를 유동하여 단일체부(20)의 셀의 단부로 유동하게 된다. 플러그 재료는 실내 온도에서 마스크 상에 펼쳐지는 페이스트일 수 있고, 이에 따라 과도한 플러그 재료가 제거된다. 선택적으로 플러그 재료는 왁스 바인더에서 부유할 수 있고, 플러그 재료의 층이 고온의 플레이트 상에 펼쳐져 일정한 얇은 층(1-2 mm 두께)을 형성하고, 이후 두꺼운 마스크(80)를 갖는 단일체부의 단부면은 용융된 플러그 재료의 얇은 층에 가압될 수 있다. 고온의 플레이트가 냉각되거나 냉각될 수 있게 되어, 플러그 재료가 경화되고 단일체부와 마스크에 접착된다.
두꺼운 마스크(80)가 단일체부 단부면에서 제거되고, 이후 유리-기반의 플러그 재료가 남아 있고 플러그(40)의 외측면(42)이, 도 9C에 도시된 바와 같이 셀의 단부의 단부를 넘어, 즉, 단일체부의 단부면을 넘어 뻗어있다. 플러그(40)의 외측부(42)가 플러그 될 셀의 폭(W)을 넘어 뻗어있어, 셀에 인접한 단일체부의 벽의 상부의 일부와 적어도 접촉한다.
다음에 단일체부가 가열되어 유리-기반의 플러그 재료를 단일체부에 접합시키고 도 9D의 플러그로 도시된 무-누출 시일을 형성한다. 초기 가열부의 소결 사이클 동안에 플러그 재료 폴리머 바인더가 타게 되며, 도 7과 관련하여 상기 기재한 바와 같이. 이러한 구성은 플러그 재료의 부분적인 수축을 초래한다. 소결 사이클이 계속됨에 따라 플러그 재료가 플러그 수축 동안에 및 상기 플러그 수축에 이어서 단일체부 벽과 접촉상태를 유지하거나 그 근방 가까이에 유지되는 것은 중요하다. 이러한 접촉상태나 그 근방 가까이에 유지되는 것은, 플러그 재료가 상승 온도로 가열될 때 상기 플러그 재료가 유동하여, 모든 네 개의 인접한 단일체부 벽, 또는 적어도 모든 인접한 벽을 충분히 습윤하게 할 필요가 있으며, 상기 벽은 임의의 이전 기계가공이나 벽을 선택적으로 제거할 수 있는 여러 가공 이후에 남아있다. 이러한 벽의 습윤은 갭의 형성을 방지하고 강건한 시일을 제공한다.
표면 인장 효과는 또한 플러그 재료가 단일체부 벽과 보다 근접하여 접촉하게 작용한다. 예를 들면, 플러그 재료상의 초기 정사각형 코너부가 소결 동안에 라운드 처리되어, 플러그-벽 경계면 근방 위치 아래로 플러그 재료의 이동을 제한한다.
실험
알루미나 압출성형된 단일체부가 강도, 불활성, 및 상당히 양호한 열 전도성에 대해 실험하기 위해 선택되었다. 유리 조성물이 알루미나에 대한 뛰어난 CTE 정합성(match)과 매우 양호한 내화학성 때문에 개발되었고 사용되도록 선택되었다. 유리 조성물이 아래 표 1에 제시되었다:
표 1
재료 mol %
SiO2 76.5
B2O3 3.2
Al2O3 3.0
Na2O 14.4
ZrO2 2.9
유리 조성물이 최종 플러그 조성물로 형성되기 위하여, 왁스-기반의 바인더(MX4462)(17% 중량 만큼)와 합쳐된다. 다음에 마스크가 기계가공된 단부 벽을 갖는 알루미나 단일체부의 단부면에 적용된다. 2개의 긴 채널 영역이 테이프에 의해 마스크되지 않도록 테이프 마스크가 위치된다. 플러그 재료가 고온의 플레이트에서 125℃로 가열되는 한편, 용융되고 얇은 1-2mm 두께의 얇은 층으로 펼쳐진다. 알루미나 단일체부의 단부면이 성형된 플러그 재료에 사용되어 플러그 재료가 마스크의 갭을 통해 단일체부의 셀의 단부로 유동한다. 플러그 재료와 알루미나 단일체부가 냉각된 이후에, 마스크가 제거된다.
알루미나 단일체부가 875℃에서 30분 동안 소결된다. 단일체부가 노에서 수평(노의 면 상에)으로 배치되어, 2개의 플러그 리지가 노의 바닥면과 평행하게 위치/방향이 설정된다. 소결 동안에, 플러그 재료가 슬럼프(slump)되어 알루미나 단일체부의 벽부와 접촉 상태를 유지한다. 최종 플러그와 알루미나 단일체부 사이의 긴 접합선이 짧지 않은 양 측벽에 생성된다. 여러 비대칭의 플러그 형상은 어느 한 면 상에 위치한 소결될 알루미나 단일체부로부터 초래되지만, 목표 셀이 성공적으로 시일된다. 도 10은 알루미나 단일체부(20)의 셀 측벽과의 양호한 접합을 도시한 플러그(40)의 단면도이다. 단부면에서 유리 플러그 재료와 알루미나 단일체부 측벽 사이의 경계면을 시각적으로 검사하여 플러그 리지의 양 측면을 따라 모두 양호하게 습윤되었는지 확인한다. 116개의 플러그 재료가 알루미나 단일체부 측벽 상부 상에서 뻗어있으며, 플러그-측벽 경계면을 따라 갭이 보이지 않는다. 또한, 알루미나 단일체부와의 CTE 정합성은 우수하고, 수축 크랙이나 여러 손상이 그 전체 길이부를 따라서 플러그 재료내에 나타나지 않는다.
적용예
본 명세서에 기재된 처리와 최종 선택된 플러그되고 압출성형된 단일체 구조부가 유체 처리 장치나, 혼합, 분리, 추출, 결정화, 침전, 또는 유체나 상기 유체 혼합물의 처리를 포함하는 임의의 처리와 같은, 폭 넓은 범위의 유체 처리와 화학 반응에 잠재적으로 사용될 수 있는 상기 처리 장치의 일부를 형성할 수 있으며, 상기 유체 혼합물은 다상의 혼합물의 유체로 이루어지고 또한 고체를 포함한 다상의 혼합물 유체를 포함한 유체나 유체의 혼합물로 이루어진다. 이러한 처리는 물리적인 처리를 포함하며, 화학 반응은 유기 종, 무기 종, 또는 유기 및 무기 종, 생화학 처리의 상호변환의 결과를 초래하는 처리나, 임의의 여러 형태의 처리로 정의된다. 개시된 방법 및/또는 장치로 실행되는 반응의 종류: 산화; 환원; 치환; 제거; 첨가; 리간드 교환(ligand exchange); 금속 교환; 및 이온 교환이다. 보다 상세하게는, 개시된 방법 및/또는 장치로 실행되는 여러 반응의 종류는: 중합화(polymerisation); 알킬화(alkylation); 탈알킬화(dealkylation); 나이트로화(nitration); 과산화(peroxidation); 술포산화(sulfoxidation); 에폭시화(epoxidation); 암모산화(ammoxidation); 수소화(hydrogenation); 탈수소화(dehydrogenation); 유기금속반응(organometallic reactions); 귀금속 화학/ 균일 촉매 반응; 카보닐화(carbonylation); 티오카르보닐화(thiocarbonylation); 알콕시화(alkoxylation); 할로겐화(halogenation); 탈할로겐수소화(dehydrohalogenation); 탈할로겐화(dehalogenation); 하이드로포밀레이션(hydroformylation); 카르복시화(carboxylation); 탈카르복시화(decarboxylation); 아미노화(amination); 아릴화(arylation); 펩티드 커플링(peptide coupling); 알돌 축합(aldol condensation); 축합환화(cyclocondensation); 탈수소고리화(dehydrocyclization); 에스테르화(esterification); 아미드화(amidation); 이종고리 합성(heterocyclic synthesis); 탈수화(dehydration); 알코올첨가분해(alcoholysis); 가수분해(hydrolysis); 암모니아첨가분해(ammonolysis); 에테르화(etherification); 효소적 합성(enzymatic synthesis); 케탈화(ketalization); 비누화(saponification); 이성화(isomerisation); 4차화 반응(quaternization); 포르밀화(formylation); 상 전이 반응; 실리레이션(silylations); 니트릴 합성(nitrile synthesis); 인산화(phosphorylation); 오존첨가분해(ozonolysis); 아자이드 화학(azide chemistry); 상호교환(metathesis); 하이드로실릴레이션(Hydrosilylation); 커플링 반응; 및 효소 반응이다.
개시된 처리로 성형된 플러그의 라운드처리된 상부면은 특히 라운드처리된 면 상에서의 압력에 대해 내압력성을 갖는다. 따라서 고 유체 압력이 본 명세서에 개시된 바와 같이 선택적으로 플러그된 단일체부의 단부면에 가해져, 상기 면에서 플러그되지 않은 채널로 빠르게 유동하게 된다. 마스크(80)의 두께를 조정함으로써 또는 여러 적당한 수단에 의해, 단일체부 단부면을 넘어 뻗어있는 소결되지 않은 플러그의 일부는 최대 압력 저항에 대하여, 라운드처리된 상부면의 소결후 형상을 최적화하도록 조정될 수 있다.

Claims (8)

  1. 압출성형된 단일체부에서 선택된 셀을 상기 단일체부의 단부면에서 실링하는 방법으로서,
    공통의 방향을 따라서 뻗어있는 복수의 셀과, 하나 이상의 셀이 개방된 하나 이상의 단부면을 구비한 압출성형된 단일체부를 제공하는 단계;
    플러그의 외측부가 상기 셀의 단부를 넘어 뻗어있도록, 또한 상기 플러그의 외측부가 상기 셀의 폭을 넘어 뻗어있도록, 유리 프릿으로 이루어진 플러그로 시일될 셀 중 하나 셀의 개방 단부를 충전하는 단계; 및
    각각의 셀을 시일하기 위해, 유리 프릿을 충분히 유동하게 하고 굳어지게 하는 상기 플러그와 함께 압출성형된 단일체부를 가열하는 단계를 포함하고,
    개방 셀 중 수 개는 시일되고 수 개는 개방된 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 압출성형된 단일체부에서 선택된 셀을 상기 단일체부의 단부면에서 실링하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 플러그의 외측부(42)가 상기 셀의 상기 벽의 외측면을 넘어 뻗어 있도록, 상기 셀 중 하나의 셀의 개방 단부를 충전하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압출성형된 단일체부에서 선택된 셀을 상기 단일체부의 단부면에서 실링하는 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    적어도 대략 1mm 두께의 마스크에 의해 개방된 상태를 유지하도록 상기 셀을 커버하는 단계를 더 포함하고, 플러그될 셀의 어느 한 쪽에 위치한 상기 단일체부 벽의 최상부가 완전하게 커버되지 않도록 상기 마스크의 에지가 위치되는 것을 특징으로 하는 압출성형된 단일체부에서 선택된 셀을 상기 단일체부의 단부면에서 실링하는 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    유리 기반의 플러그 재료가 마스크를 통해 단일체부의 셀의 단부로 유동하도록, 상기 유리 기반의 플러그 재료를 상기 단일체부 단부면에 가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압출성형된 단일체부에서 선택된 셀을 상기 단일체부의 단부면에서 실링하는 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 플러그 재료는, 과도한 플러그 재료가 제거되도록, 실내 온도에서 스패튤라(spatula)나 독터(doctor) 블레이드로써 상기 마스크 상에서 펼쳐지는 페이스트인 것을 특징으로 하는 압출성형된 단일체부에서 선택된 셀을 상기 단일체부의 단부면에서 실링하는 방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 플러그 재료는 왁스 바인더에서 부유하고, 상기 마스크를 구비한 단일체부 단부면은 용융된 플러그 재료의 층에 가압되는 것을 특징으로 하는 압출성형된 단일체부에서 선택된 셀을 상기 단일체부의 단부면에서 실링하는 방법.
  7. 청구항 3 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마스크를 상기 단일체부 단부면에서 제거하는 단계와, 유리-기반의 플러그 재료를 상기 단일체부에 접합하고 무-누출 시일을 형성하기 위하여 상기 단일체부를 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압출성형된 단일체부에서 선택된 셀을 상기 단일체부의 단부면에서 실링하는 방법.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 따른 처리에 의해 만들어진 하나 이상의 유체를 처리하거나 반응시키는 것을 특징으로 하는 장치.
KR1020107021634A 2008-02-29 2009-02-27 압출성형된 단일체부와 이 단일체부로 만들어진 장치에서의 셀을 실링하는 방법 KR20100129309A (ko)

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