KR101689145B1 - Process of producting metal filter for water treatment using metal fiber - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 메탈섬유를 이용한 수처리용 메탈필터 제조방법은 금속분말 또는 합금분말 중 적어도 어느 하나의 분말로부터 메탈사(metal yarn)로 이루어진 메탈섬유를 형성하는 S1단계와, 합성고분자 화합물이 용해된 극성용매에 금속분말 또는 합금분말 중 적어도 어느 하나의 분말을 첨가하여 합성고분자 솔루션(solution)을 형성하는 S2단계와, S1단계에서 형성된 메탈섬유와 S2단계에서 형성된 합성고분자 솔루션을 혼합하여, 합성고분자 솔루션으로 메탈사 상호 간을 바인딩(binding)시켜 필터 전구체를 형성하는 S3단계와, S3단계에서 형성된 필터 전구체의 합성고분자 솔루션 중 메탈사의 바인딩에 사용되지 않은 합성고분자 솔루션을 제거하여 공극(孔隙)을 형성하는 S4단계와, S4단계에서 공극이 형성된 필터 전구체를 소결하여 수처리용 메탈필터를 형성하는 S5단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 메탈섬유를 이용한 수처리용 메탈필터 제조방법은 메탈섬유 형성단계, 합성고분자 솔루션 형성단계, 필터 전구체 형성단계, 공극형성단계 및 수처리용 메탈필터 형성단계로 이루어져 물리적 강도, 화학적 세척 강도가 우수한 수처리용 메탈필터를 제조하는 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다. The method for manufacturing a metal filter for water treatment using metal fibers according to the present invention includes the steps of: forming metal fibers made of a metal yarn from at least one powder of a metal powder or an alloy powder; A step S2 of forming a synthetic polymer solution by adding at least one powder of a metal powder or an alloy powder to a polar solvent, mixing the metal fibers formed in the step S1 with the synthetic polymer solution formed in the step S2, A step S3 of forming a filter precursor by binding the metal particles to each other, and a step of removing a synthetic polymer solution not used for the binding of metal among the polymer solution of the filter precursor formed in the step S3 to remove pores A filter precursor having voids is sintered in steps S4 and S4 to form a water treatment metal filter Including step S5, which is characterized in that formed.
The method for manufacturing a metal filter for water treatment using the metal fiber according to the present invention comprises a step of forming a metal fiber, a step of forming a synthetic polymer solution, a step of forming a filter precursor, a step of forming a cavity, and a step of forming a metal filter for water treatment, There is an effect that it is possible to provide a method for manufacturing a metal filter for excellent water treatment.
Description
본 발명이 속하는 기술분야는 수처리용 메탈필터 제조방법에 관한 분야이다. 구체적으로 메탈 섬유를 이용하여 수처리에 사용될 수 있는 메탈필터를 제조하는 방법에 관한 분야이다.
Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a metal filter for water treatment. And more particularly, to a method for manufacturing a metal filter which can be used for water treatment using metal fibers.
종래의 수처리용 필터는 일반적으로 유리섬유(glass wool) 또는 고분자(polymer) 소재를 이용하여 제작되었다. 이러한 소재로 이루어진 수처리용 필터는 고온 및 저온조건에서 취약한 문제가 있었으며, 특히 고압조건에서 손상이 빈번하게 발생되는 문제가 있었다. Conventional water treatment filters are generally made of glass wool or polymer materials. The water treatment filter made of such a material has a problem of being weak at high temperature and low temperature conditions, and particularly, there is a problem that frequent damage occurs at high pressure condition.
이러한 문제를 해결하기 위해 물리적 강도 등이 뛰어난 소재인 세라믹이 사용되나, 세라믹의 경우, 취성(脆性)을 갖고 있어 사용 중 파괴되는 위험이 상존하므로 그 사용분야가 제한되는 문제가 있었다.
In order to solve this problem, ceramics which are excellent in physical strength and the like are used. In the case of ceramics, however, they are brittle and have a risk of being destroyed during use.
본 발명에 따른 메탈섬유를 이용한 수처리용 메탈필터 제조방법은 다음과 같은 해결과제를 목적으로 한다. A method of manufacturing a metal filter for water treatment using metal fibers according to the present invention aims to solve the following problems.
첫째, 고압조건에서 손상되지 않는 수처리용 메탈필터를 제조할 수 있도록 하고자 한다. First, we want to make a metal filter for water treatment which is not damaged under high pressure conditions.
둘째, 고온 및 저온조건에서 손상되지 않는 수처리용 메탈필터를 제조할 수 있도록 하고자 한다. Second, it is intended to make a metal filter for water treatment which is not damaged in high temperature and low temperature conditions.
셋째, 기계적 강도 및 화학적 물성이 우수한 수처리용 메탈필터를 제조할 수 있도록 하고자 한다. Third, a metal filter for water treatment having excellent mechanical strength and chemical properties can be manufactured.
넷째, 자체 살균력을 갖고 있는 수처리용 메탈필터를 제공할 수 있도록 하고자 한다. Fourth, it is intended to provide a metal filter for water treatment having its own sterilizing power.
다섯째, 수처리용 필터 외에 전극으로도 사용가능한 메탈필터를 제공하고자 한다. Fifth, a metal filter which can be used as an electrode in addition to a water treatment filter is provided.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
The solution to the problem of the present invention is not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명에 따른 메탈섬유를 이용한 수처리용 메탈필터 제조방법은 금속분말 또는 합금분말 중 적어도 어느 하나의 분말로부터 메탈사(metal yarn)로 이루어진 메탈섬유를 형성하는 S1단계와, 극성용매에 합성고분자 화합물이 용해된 용액에 금속분말 또는 합금분말 중 적어도 어느 하나의 분말을 첨가하여 합성고분자 솔루션(solution)을 형성하는 S2단계와, S1단계에서 형성된 메탈섬유와 S2단계에서 형성된 합성고분자 솔루션을 혼합하여, 합성고분자 솔루션으로 메탈사 상호 간을 바인딩(binding)시켜 필터 전구체를 형성하는 S3단계와, S3단계에서 형성된 필터 전구체의 합성고분자 솔루션 중 메탈사의 바인딩에 사용되지 않은 합성고분자 솔루션을 제거하여 공극(孔隙)을 형성하는 S4단계와, S4단계에서 공극이 형성된 필터 전구체를 소결하여 수처리용 메탈필터를 형성하는 S5단계를 포함한다.The method for manufacturing a metal filter for water treatment using metal fibers according to the present invention comprises the steps of: forming metal fibers made of a metal yarn from at least one powder of a metal powder or an alloy powder; A step S2 of forming a synthetic polymer solution by adding at least one powder of a metal powder or an alloy powder to the dissolved solution, mixing the metal fibers formed in the step S1 and the synthetic polymer solution formed in the step S2, A step S3 of forming a filter precursor by binding the metal particles with a synthetic polymer solution, and a step of removing a synthetic polymer solution which is not used for binding the metal precursor in the filter precursor formed in the step S3, In step S4, a filter precursor having voids is sintered in step S4 to form a water- And a step of forming the S5.
본 발명에 따른 S5단계에는 S5단계에서 형성된 수처리용 메탈필터를 가압하여 편편화시키는 S6단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. Preferably, the step S5 according to the present invention further includes a step S6 of pressing the water treatment metal filter formed in the step S5 to flatten it.
본 발명에 따른 S5단계에는 이산화티타늄(TiO2) 입자를 알콕사이드(alkoxide) 솔루션에 용해시켜 수처리용 메탈필터의 표면에 분사하는 단계 또는 알콕사이드 솔루션에 이산화티타늄을 용해시킨 후 이산화티타늄이 용해된 알콕사이드 솔루션에 수처리용 메탈필터를 침지하는 단계를 거친 후 건조하는 광촉매 입자 부착단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.S5 step according to the present invention is titanium dioxide (TiO 2) particles of an alkoxide (alkoxide) dissolved in a solution dissolving the titanium dioxide in the step or alkoxide solution for spraying the surface of the metal filter for water treatment of the titanium dioxide is dissolved alkoxide solution A step of immersing the metal filter for water treatment in the photocatalyst-containing metal filter, followed by drying.
본 발명에 따른 S2단계에서 형성된 합성고분자 솔루션에 용해되는 금속분말 또는 합금분말은 금속분말 또는 합금분말 100 중량부 당, 1/19 ~ 0.25 중량부의 합성고분자 화합물로 이루어지는 것이 바람직하다.The metal powder or alloy powder dissolved in the synthetic polymer solution formed in step S2 according to the present invention preferably comprises 1/19 to 0.25 part by weight of a synthetic polymer compound per 100 parts by weight of the metal powder or alloy powder.
본 발명에 따른 S1단계에서의 분말이 금속분말인 경우, 금속분말은 스테인리스 스틸(stainless steel), 알루미늄(aluminium), 구리(copper), 니켈(nickel), 티타늄(titanium) 및 마그네슘(magnesium)으로 이루어진 군 중에서 선택되는 어느 하나의 소재인 것을 특징으로 하며, S1단계에서 분말이 합금분말인 경우, 합금분말은 스테인리스 스틸(stainless steel), 알루미늄(aluminium), 구리(copper), 니켈(nickel), 티타늄(titanium) 및 마그네슘(magnesium)으로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 둘 이상의 소재로 이루어진 것이 바람직하다. When the powder in step S1 according to the present invention is a metal powder, the metal powder may be selected from the group consisting of stainless steel, aluminum, copper, nickel, titanium, and magnesium. The alloy powder may be at least one selected from the group consisting of stainless steel, aluminum, copper, nickel, Titanium, magnesium, and the like. [0033] The term " metal "
본 발명에 따른 S2단계에서 극성용매에 용해되는 합성고분자 화합물은 나이론계, 폴리에스테르계, 비닐 폴리머계, 폴리술폰계 및 셀롤로오즈 아세트테이트계로 이루어진 군 중에서 선택되는 어느 하나의 합성고분자 화합물인 것이 바람직하다. The synthetic polymer compound dissolved in the polar solvent in the step S2 according to the present invention is any synthetic polymer compound selected from the group consisting of nylon series, polyester series, vinyl polymer series, polysulfone series and cellulosic acetate series desirable.
본 발명에 따른 S4단계에서 형성된 공극은 S3단계에서 형성된 필터 전구체를 물에 침지시켜 합성고분자 솔루션을 물에 용해시키고, 필터 전구체를 350 ~ 650℃의 온도로 가열 및 산화시켜 형성되는 것이 바람직하다. The gap formed in step S4 according to the present invention is preferably formed by immersing the filter precursor formed in step S3 in water to dissolve the synthetic polymer solution in water and heating and oxidizing the filter precursor at a temperature of 350 to 650 ° C.
본 발명에 따른 S5단계에서 필터 전구체의 소결은 수소가스와 질소가스 또는 아르곤가스 중 어느 하나의 가스로 이루어진 혼합가스를 분위기 기체로 사용하여 1000 ~ 1500℃ 사이의 온도에서 이루어지고, 분위기 기체의 수소가스와 질소가스 또는 아르곤가스 중 어느 하나의 가스의 부피비는 1:7/3 ~ 1：49를 만족하는 것이 바람직하다.
The sintering of the filter precursor in the step S5 according to the present invention is performed at a temperature of 1000 to 1500 DEG C using a mixed gas composed of hydrogen gas and either one of nitrogen gas or argon gas as an atmospheric gas, It is preferable that the volume ratio of the gas and either of the nitrogen gas or the argon gas is 1: 7/3 to 1:49.
본 발명에 따른 메탈섬유를 이용한 수처리용 메탈필터 제조방법은 메탈섬유 형성단계, 합성고분자 솔루션 형성단계, 필터 전구체 형성단계, 공극형성단계 및 수처리용 메탈필터 형성단계로 이루어져 물리적 강도, 화학적 세척 강도가 우수한 수처리용 메탈필터를 제조하는 방법을 제공할 수 있는 효과가 있으며, 저온 및 고온에서 손상되지 않는 수처리용 메탈필터를 제조하는 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다. The method for manufacturing a metal filter for water treatment using the metal fiber according to the present invention comprises a step of forming a metal fiber, a step of forming a synthetic polymer solution, a step of forming a filter precursor, a step of forming a cavity, and a step of forming a metal filter for water treatment, There is an effect that it is possible to provide a method of manufacturing a superior water treatment metal filter and a method of manufacturing a water treatment metal filter which is not damaged at low temperature and high temperature can be provided.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 메탈섬유를 이용한 수처리용 메탈필터 제조방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 메탈섬유를 이용한 수처리용 메탈필터 제조방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 메탈섬유를 이용한 수처리용 메탈필터 제조방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 메탈섬유를 이용한 수처리용 메탈필터 제조방법의 순서도이다. 1 is a flowchart of a method of manufacturing a metal filter for water treatment using metal fibers according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of a method for manufacturing a metal filter for water treatment using metal fibers according to another embodiment of the present invention.
3 is a flowchart of a method for manufacturing a metal filter for water treatment using metal fibers according to another embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a metal filter for water treatment using metal fibers according to another embodiment of the present invention.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 메탈섬유를 이용한 수처리용 메탈필터 제조방법(이하 '메탈필터 제조방법'이라 한다)에 관하여 구체적으로 설명하겠다. Hereinafter, a method of manufacturing a metal filter for water treatment using metal fibers according to the present invention (hereinafter referred to as a "metal filter manufacturing method") will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 메탈필터 제조방법의 일 실시예의 순서도이다. 1 is a flowchart of an embodiment of a method for manufacturing a metal filter according to the present invention.
본 발명에 따른 메탈필터 제조방법은 메탈섬유 형성단계(S1), 합성고분자 솔루션 형성단계(S2), 필터 전구체 형성단계(S3), 공극형성단계(S4) 및 수처리용 메탈필터 형성단계(S5)로 이루어진다.
The method for fabricating a metal filter according to the present invention includes the steps of forming a metal fiber (S1), forming a synthetic polymer solution (S2), forming a filter precursor (S3), forming a cavity (S4) .
메탈섬유 형성단계(S1)는 금속분말 또는 합금분말 중 적어도 어느 하나의 분말로부터 메탈사(metal yarn)로 이루어진 메탈섬유를 형성하는 단계로, 스테인리스 스틸(stainless steel), 알루미늄(aluminium), 구리(copper), 니켈(nickel), 티타늄(titanium) 및 마그네슘(magnesium)으로 이루어진 군 중에서 선택되는 어느 하나의 소재로 이루어질 수도 있으며, 이러한 금속의 합금분말로 이루어질 수도 있다. The metal fiber forming step S1 is a step of forming a metal fiber made of a metal yarn from at least one powder of a metal powder or an alloy powder and is made of a material selected from the group consisting of stainless steel, copper, nickel, titanium, and magnesium, and may be made of an alloy powder of such a metal.
이러한 금속분말 중 스테인리스 스틸, 알루미늄, 구리의 금속분말의 경우, 부식이 잘 발생되지 않는 특징이 있으며, 특히 구리 금속분말을 사용하는 경우, 구리 자체의 항균성을 이용할 수 있는 장점이 있다.
Among these metal powders, metal powders of stainless steel, aluminum and copper have a characteristic that they are not easily corroded. Especially, when copper metal powder is used, there is an advantage that the antibacterial property of copper itself can be utilized.
이러한 금속분말, 합금분말 또는 금속분말과 합금분말을 이용한 메탈섬유는 다양한 공정을 통해 제작될 수 있으며, 특히 금속 또는 합금분말을 물에 용해한 뒤 소성변형이 가능한 염(salt) 분말과 혼합하여 열간 압출을 수행한 뒤 염을 물에 용해시키는 분말압출법을 이용하여 제작될 수 있다. The metal fibers using the metal powder, the alloy powder or the metal powder and the alloy powder can be produced through various processes. In particular, the metal or alloy powder is dissolved in water and mixed with a salt powder capable of plastic deformation, And then dissolving the salt in water.
이때 메탈섬유를 구성하는 메탈사는 다양한 형태와 입경을 갖도록 제작될 수 있으나, 약 10~100㎛의 입경을 갖도록 제작되는 것이 바람직하다.
The metal fibers constituting the metal fiber may be manufactured to have various shapes and particle sizes, but it is preferable that the metal fibers have a particle size of about 10 to 100 탆.
합성고분자 솔루션 형성단계(S2)는 메탈사와 메탈사 상호간을 바인딩(binding)시키는 합성고분자 솔루션을 형성하는 단계로, 합성고분자 솔루션 형성단계(S2)에서 형성된 합성고분자 솔루션은 극성용매에 합성고분자 화합물을 용해시킨 뒤 금속분말, 합금분말 또는 금속분말과 합금분말을 첨가하여 형성된다. The synthetic polymer solution forming step (S2) is a step of forming a synthetic polymer solution that binds the metal and metal, and the synthetic polymer solution formed in the synthetic polymer solution forming step (S2) includes a synthetic polymer compound And then adding the metal powder, the alloy powder or the metal powder and the alloy powder.
이때 극성용매에 첨가되는 합성고분자 화합물은 극성용매에 용해되는 합성고분자 화합물인 경우, 어떠한 합성고분자 화합물도 사용될 수 있으나, 특히 나이론계, 폴리에스테르계, 비닐 폴리머계, 폴리술폰계 및 셀롤로오즈 아세트테이트계로 이루어진 군 중에서 선택되는 어느 하나의 합성고분자 화합물을 이용하는 것이 바람직하다. When the synthetic polymer compound to be added to the polar solvent is a synthetic polymer compound dissolved in a polar solvent, any synthetic polymer compound may be used, and in particular, a synthetic polymer compound such as a nylon, polyester, vinyl polymer, polysulfone, It is preferable to use any one of the synthetic polymer compounds selected from the group consisting of silane-based compounds.
또한, 합성고분자 솔루션에 첨가되는 금속분말 또는 합금분말은 메탈섬유를 형성할 때 사용된 금속분말 또는 합금분말과 동일하다.
Further, the metal powder or alloy powder added to the synthetic polymer solution is the same as the metal powder or alloy powder used for forming the metal fibers.
합성고분자 솔루션에 용해되는 금속분말(또는 합금분말)은 금속분말(또는 합금분말) 100 중량부 당, 1/19 ~ 0.25 중량부의 합성고분자 화합물로 이루어지는 것이 바람직하다. The metal powder (or alloy powder) dissolved in the synthetic polymer solution is preferably composed of 1/19 to 0.25 part by weight of synthetic polymer compound per 100 parts by weight of the metal powder (or alloy powder).
합성고분자 화합물이 금속분말(또는 합금분말) 100 중량부 당 1/19 중량부 미만인 경우, 최종생산물인 메탈필터의 강도가 현저하게 떨어지는 문제가 있으며, 합성고분자 화합물이 금속분말(또는 합금분말) 100 중량부 당 0.25 중량부 초과인 경우, 합성고분자 솔루션 내에서 금속분말 또는 합성고분자의 분산이 잘되지 않는 문제가 있다. If the synthetic polymer compound is less than 1/19 part by weight per 100 parts by weight of the metal powder (or alloy powder), there is a problem that the strength of the metal filter as a final product is remarkably decreased. When the synthetic polymer compound is a metal powder (or alloy powder) 100 If the amount is more than 0.25 parts by weight, there is a problem that the dispersion of the metal powder or the synthetic polymer is not performed well in the synthetic polymer solution.
따라서 합성고분자 솔루션에 용해되는 금속분말(또는 합금분말)은 100 중량부 당 1/19 ~ 0.25 중량부의 합성고분자 화합물로 이루어지는 것이 바람직하다. Therefore, it is preferable that the metal powder (or alloy powder) dissolved in the synthetic polymer solution is composed of 1/19 to 0.25 part by weight of the synthetic polymer compound per 100 parts by weight.
필터 전구체 형성단계(S3)는 S1단계에서 형성된 메탈섬유와 S2단계에서 형성된 합성고분자 솔루션을 혼합하여, 합성고분자 솔루션을 매개로 메탈사 상호 간을 바인딩(binding)시키는 것으로, 합성고분자 솔루션과 메탈섬유를 혼합하면 합성고분자 솔루션은 메탈섬유의 메탈사 사이에 개재되고, 개재된 합성고분자 섬유를 매개로 메탈사는 상호 바인딩 되어 필터 전구체를 형성하게 된다.
The filter precursor forming step S3 is a step of mixing the metal fibers formed in the step S1 and the synthetic polymer solution formed in the step S2 and binding the metal fibers through the synthetic polymer solution, The synthetic polymer solution is interposed between the metal filaments of the metal fibers and the metal filaments are interbedded with each other through the interposed synthetic polymer fibers to form the filter precursor.
공극형성단계(S4)는 S3단계에서 형성된 필터 전구체의 합성고분자 솔루션 중 메탈사의 바인딩에 사용되지 않고 메탈사에 개재된 합성고분자 솔루션를 제거하여 공극(孔隙)을 형성하는 것으로, 공극형성단계(S4)에서 형성된 공극은 필터 전구체를 물에 침지시켜 메탈사의 바인딩에 관여하지 않은 합성고분자 솔루션을 물에 용해시킨 뒤, 가열 및 산화시켜 형성된다. The void forming step S4 forms voids by removing the synthetic polymer solution interposed in the metal yarn without binding to the metal yarn among the synthetic polymer solution of the filter precursor formed in step S3, Is formed by immersing the filter precursor in water to dissolve the synthetic polymer solution not involved in the binding of the metal yarn into water and then heating and oxidizing.
합성고분자 솔루션에 포함된 합성고분자는 앞에서 살펴본 바와 같이 극성용액에 용해되기 쉬운 물성을 갖고 있으므로, 필터 전구체를 물에 침지시키는 경우, 물에서 용해된다. Since the synthetic polymer contained in the synthetic polymer solution has physical properties that are easily dissolved in the polar solution as described above, when the filter precursor is immersed in water, it is dissolved in water.
이때, 필터 전구체를 물에 오래 침지시키는 경우 메탈사의 바인딩에 관여한 합성고분자도 용해될 수 있으므로 적절한 시간 내에서 필터 전구체를 물에 침지시켜야 한다.
At this time, if the filter precursor is immersed in water for a long time, the synthetic polymer involved in the binding of the metal may also be dissolved, so that the filter precursor should be immersed in water in a suitable time.
물에 필터 전구체를 침지시키는 경우, 바인딩에 관여하지 않은 합성고분자가 남아 있을 수 있다. 이러한 메탈사에 남아 있는 합성고분자는 공극을 형성할 수 없으므로, 물에 침지시킨 필터 전구체는 가열하는 것이 바람직하다. If the filter precursor is immersed in water, synthetic polymers that are not involved in the binding may remain. Since the synthetic polymer remaining on the metal sheet can not form a gap, it is preferable to heat the filter precursor immersed in water.
이때 필터 전구체를 가열하는 온도가 350℃ 미만인 경우, 합성고분자의 제거가 불완전할 수 있으며, 합성고분자 제거에 걸리는 시간이 오래 걸릴 수 있는 문제가 있다. If the temperature for heating the filter precursor is less than 350 ° C, the removal of the synthetic polymer may be incomplete, and it may take a long time to remove the synthetic polymer.
반면에 필터 전구체를 가열하는 온도가 650℃를 초과하는 경우, 합성고분자의 급속한 산화로 인하여 메탈사 또는 필터 전구체의 변성이 발생되는 문제가 있다. On the other hand, when the temperature at which the filter precursor is heated exceeds 650 ° C, there is a problem that denaturation of the metal yarn or filter precursor occurs due to the rapid oxidation of the synthetic polymer.
따라서 필터 전구체는 350 ~ 650℃ 사이에서 공기를 분위기 가스로 사용하여 산화시키는 것이 바람직하다.
Therefore, it is preferable that the filter precursor is oxidized using air as an atmospheric gas at 350 to 650 ° C.
수처리용 메탈필터 형성단계(S5)에서 형성된 수처리용 메탈필터는 S4단계에서 공극이 형성된 필터 전구체를 소결하여 형성된다. The water treatment metal filter formed in the water treatment metal filter forming step S5 is formed by sintering the filter precursor having the voids formed in step S4.
공극형성단계(S4)를 거친 필터 전구체는 합성고분자에 의해 바인딩 된 상태이므로 필터로 이용할 수 있는 강도를 갖지 못한다. 따라서 필터로 이용할 수 있도록 메탈사와 메탈사 사이를 견고하게 결합시키는 것이 바람직하며, 이러한 방법으로 소결을 이용하는 것이 보다 바람직하다. The filter precursor after the void forming step (S4) is bound by the synthetic polymer, so that it can not have the strength to be used as a filter. Therefore, it is preferable to firmly bond the metal yarn and the metal yarn so as to be used as a filter, and it is more preferable to use sintering in this manner.
필터 전구체의 소결시 질소가스와 수소가스의 혼합가스를 분위기 기체로 사용하여 1000℃에서 1500℃의 온도범위 내에서 20분 내지 40분의 시간 내에서 소결하는 것이 바람직하다. It is preferable that sintering is performed in a temperature range of 1000 占 폚 to 1500 占 폚 within a period of 20 minutes to 40 minutes by using a mixed gas of nitrogen gas and hydrogen gas as an atmospheric gas at the time of sintering the filter precursor.
이때 사용되는 분위기 기체는 질소가스와 수소가스의 혼합가스를 사용하여도 무방하나 질소가스는 불활성 가스의 하나인 아르곤 가스로 대체할 수 있다.
The atmosphere gas used herein may be a mixed gas of nitrogen gas and hydrogen gas, but nitrogen gas may be replaced by argon gas, which is one of inert gases.
분위기 기체의 질소가스 또는 아르곤가스 중 어느 하나의 가스와 수소가스의 혼합시 부피비는 수소가스와 질소가스(또는 아르곤가스)의 부피가 1 : 7/3 ~ 1 : 49의 범위 내에서 혼합하는 것이 바람직하다. The mixing ratio of the hydrogen gas and the nitrogen gas (or argon gas) in a volume ratio of 1: 7/3 to 1: 49 in the mixing of any one of the nitrogen gas and the argon gas in the atmospheric gas desirable.
수소가스와 질소가스(또는 아르곤가스)의 부피비가 1: 49 미만인 경우, 즉 수소가스의 부피에 비하여 질소가스의 부피가 49배 미만인 경우, 소결처리가 불완전하고, 수소가스의 부피에 비하여 질소가스의 부피가 7/3 미만인 경우 수소가스의 폭발이 발생될 수 있다. When the volume ratio of the hydrogen gas and the nitrogen gas (or argon gas) is less than 1: 49, that is, the volume of the nitrogen gas is less than 49 times the volume of the hydrogen gas, the sintering process is incomplete, The hydrogen gas explosion may occur.
따라서 소결시 분위기 기체의 혼합비는 수소가스와 질소가스(또는 아르곤가스)의 부피비가 1 : 7/3 ~ 1 : 49의 범위 내에서 혼합하는 것이 바람직하다.
Therefore, it is preferable that the mixing ratio of the atmospheric gas during the sintering is 1: 7/3 to 1: 49 in the volume ratio of hydrogen gas and nitrogen gas (or argon gas).
본 발명에 따른 메탈필터 제조방법의 다른 실시예인 도 2를 참조하면, 앞에서 설명한 메탈필터 제조방법에 편편화 단계(S6)가 더 포함될 수 있다. Referring to FIG. 2, which is another embodiment of the method of manufacturing a metal filter according to the present invention, the method of manufacturing a metal filter described above may further include a step S6 of flattening.
편편화단계(S6)는 수처리용 메탈필터 형성단계(S5)에서 형성된 수처리용 메탈필터의 표면을 편편화하는 것으로, 2개의 롤러 사이에 수처리용 메탈필터를 통과시켜 그 표면을 편편화시키거나, 메탈필터를 편편한 플레이트로 가압하여 편편화시킨다. The flattening step S6 is to flatten the surface of the water treatment metal filter formed in the water treatment metal filter forming step S5 so that the water treatment metal filter is passed between the two rollers to flatten the surface, The metal filter is flattened by a flat plate.
또한, 본 발명에 따른 메탈필터 제조방법의 또 다른 실시예인 도 3 및 도 4를 참조하면 수처리용 메탈필터 형성단계(S5)에서 형성된 수처리용 메탈필터의 표면에 광촉매 입자를 부착시키는 광촉매입자 부착단계(S5a)를 추가할 수도 있으며, 수처리용 메탈필터 형성단계(S5)와 편편화 단계(S6) 사이에 광촉매 입자를 부착시키는 광촉매 입자 부착단계(S5a)를 추가할 수도 있다. 3 and 4, the method for manufacturing a metal filter according to the present invention may further include a step of attaching photocatalyst particles to the surface of the water-treatment metal filter formed in the step S5 of forming a water- (S5a) may be added, and a photocatalyst particle attaching step (S5a) for attaching the photocatalyst particles between the water-treatment metal filter forming step (S5) and the piecewise step (S6) may be added.
이러한 광촉매 입자 부착단계(S5a)는 이산화티타늄(TiO2)와 같은 광촉매를 메탈사의 표면에 부착하는 것으로, 광촉매는 알콕사이드(alkoxide) 솔루션에 이산화티타늄 분말을 용해시켜 수처리용 메탈필터의 표면에 분사하는 단계 또는 이산화티타늄이 용해된 알콕사이드 솔루션에 수처리용 메탈필터를 침지하는 단계를 거친 후 건조하여 메탈사의 표면에 부착된다.
This attachment photocatalyst particles steps (S5a) is that of attaching a photocatalyst such as titanium dioxide (TiO 2) to the surface's metal, the photocatalyst is by dissolving the titanium dioxide powder in an alkoxide (alkoxide) solution for spraying the surface of the metal filter for water treatment Or a step of immersing a metal filter for water treatment in an alkoxide solution in which titanium dioxide is dissolved, followed by drying and adhering to the surface of the metal yarn.
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The embodiments and the accompanying drawings described in the present specification are merely illustrative of some of the technical ideas included in the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments disclosed herein are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the present invention. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
S1: 메탈섬유 형성단계
S2 : 합성 고분자 솔루션 형성단계
S3 : 필터 전구체 형성단계
S4 : 공극형성단계
S5 : 수처리용 메탈필터 형성단계
S5a : 광촉매 입자 부착단계
S6 : 편편화 단계S1: Metal fiber formation step
S2: Synthetic polymer solution forming step
S3: Filter precursor forming step
S4: void formation step
S5: Metal filter formation step for water treatment
S5a: Step of attaching photocatalyst particles
S6: Flattening step
Claims (8)
극성용매에 합성고분자 화합물이 용해된 용액에 금속분말 또는 합금분말 중 적어도 어느 하나의 분말을 첨가하여 합성고분자 솔루션(solution)을 형성하는 S2단계;
상기 S1단계에서 형성된 메탈섬유와 상기 S2단계에서 형성된 합성고분자 솔루션을 혼합하여, 상기 합성고분자 솔루션으로 상기 메탈사 상호 간을 바인딩(binding)시켜 필터 전구체를 형성하는 S3단계;
상기 S3단계에서 형성된 필터 전구체의 합성고분자 솔루션 중 상기 메탈사의 바인딩에 사용되지 않은 합성고분자 솔루션을 제거하여 공극(孔隙)을 형성하는 S4단계; 및
상기 S4단계에서 공극이 형성된 필터 전구체를 소결하여 수처리용 메탈필터를 형성하는 S5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈섬유를 이용한 수처리용 메탈필터 제조방법.
A step S1 of forming a metal fiber composed of a metal yarn from at least one powder of a metal powder or an alloy powder;
A step S2 of forming a synthetic polymer solution by adding powder of a metal powder or an alloy powder to a solution in which a synthetic polymer compound is dissolved in a polar solvent;
Forming a filter precursor by binding the metal fibers formed in the step S1 with the synthetic polymer solution formed in the step S2 and binding the metal fibers with the synthetic polymer solution;
Forming a pore by removing a synthetic polymer solution not used for binding of the metal yarn among the synthetic polymer solution of the filter precursor formed in step S3; And
And a step S5 of forming a metal filter for water treatment by sintering the filter precursor having voids in the step S4.
상기 S5단계에는
상기 S5단계에서 형성된 수처리용 메탈필터를 가압하여 편편화시키는 S6단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈섬유를 이용한 수처리용 메탈필터 제조방법.
The method according to claim 1,
In step S5
Further comprising a step S6 of pressing and forming the metal filter for water treatment formed in the step S5 in step S6.
상기 S5단계에는
이산화티타늄(TiO2) 입자를 알콕사이드(alkoxide) 솔루션에 용해시켜 상기 수처리용 메탈필터의 표면에 분사하는 단계 또는 알콕사이드 솔루션에 이산화티타늄을 용해시킨 후 이산화티타늄이 용해된 알콕사이드 솔루션에 상기 수처리용 메탈필터를 침지하는 단계를 거친 후 건조하는 광촉매 입자부착단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈섬유를 이용한 수처리용 메탈필터 제조방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
In step S5
Titanium dioxide (TiO 2 ) particles are dissolved in an alkoxide solution and sprayed onto the surface of the metal filter for water treatment, or titanium dioxide is dissolved in an alkoxide solution and then titanium dioxide is dissolved in an alkoxide solution, And then drying the dried photocatalyst particles. The method of manufacturing a metal filter for water treatment using metal fibers according to claim 1,
상기 S2단계에서 형성된 합성고분자 솔루션에 용해되는 금속분말 또는 합금분말은 금속분말 또는 합금분말 100 중량부 당, 1/19 ~ 0.25 중량부의 합성고분자 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 메탈섬유를 이용한 수처리용 메탈필터 제조방법.
The method according to claim 1,
The metal powder or alloy powder dissolved in the synthetic polymer solution formed in step S2 is composed of 1/19 to 0.25 part by weight of a synthetic polymer compound per 100 parts by weight of the metal powder or alloy powder. Filter manufacturing method.
상기 S1단계에서의 분말이 금속분말인 경우,
상기 금속분말은 스테인리스 스틸(stainless steel), 알루미늄(aluminium), 구리(copper), 니켈(nickel), 티타늄(titanium) 및 마그네슘(magnesium)으로 이루어진 군 중에서 선택되는 어느 하나의 소재인 것을 특징으로 하며,
상기 S1단계에서 분말이 합금분말인 경우,
상기 합금분말은 스테인리스 스틸(stainless steel), 알루미늄(aluminium), 구리(copper), 니켈(nickel), 티타늄(titanium) 및 마그네슘(magnesium)으로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 둘 이상의 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 메탈섬유를 이용한 수처리용 메탈필터 제조방법.
The method according to claim 1,
If the powder in step S1 is a metal powder,
Wherein the metal powder is any one material selected from the group consisting of stainless steel, aluminum, copper, nickel, titanium and magnesium, ,
When the powder is an alloy powder in the step S1,
The alloy powder is made of at least two materials selected from the group consisting of stainless steel, aluminum, copper, nickel, titanium and magnesium. Wherein the metal filter is formed of a metal fiber.
상기 S2단계에서 극성용매에 용해되는 합성고분자 화합물은
나이론계, 폴리에스테르계, 비닐 폴리머계, 폴리술폰계 및 셀롤로오즈 아세트테이트계로 이루어진 군 중에서 선택되는 어느 하나의 합성고분자 화합물인 것을 특징으로 하는 메탈섬유를 이용한 수처리용 메탈필터 제조방법.
The method according to claim 1,
In step S2, the synthetic polymer compound dissolved in the polar solvent
Wherein the metal fiber is a synthetic polymer compound selected from the group consisting of nylon, polyester, vinyl polymer, polysulfone, and cellulose acetoacetate.
상기 S4단계에서 형성된 공극은
상기 S3단계에서 형성된 필터 전구체를 물에 침지시켜 상기 합성고분자 솔루션을 물에 용해시키고, 상기 필터 전구체를 350 ~ 650℃의 온도로 가열 및 산화시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 메탈섬유를 이용한 수처리용 메탈필터 제조방법.
The method according to claim 1,
The void formed in the step S4 is
Wherein the filter precursor is formed by immersing the filter precursor formed in the step S3 in water to dissolve the synthetic polymer solution in water and heating and oxidizing the filter precursor at a temperature of 350 to 650 ° C. Filter manufacturing method.
상기 S5단계에서 필터 전구체의 소결은
수소가스와 질소가스 또는 아르곤가스 중 어느 하나의 가스로 이루어진 혼합가스를 분위기 기체로 사용하여 1000 ~ 1500℃ 사이의 온도에서 이루어지고,
상기 분위기 기체의 수소가스와 질소가스 또는 아르곤가스 중 어느 하나의 가스의 부피비는 1:7/3 ～ 1：49를 만족하는 것을 특징으로 하는 메탈섬유를 이용한 수처리용 메탈필터 제조방법.The method according to claim 1,
The sintering of the filter precursor in step S5
A mixed gas of hydrogen gas and either one of a nitrogen gas and an argon gas is used as the atmosphere gas at a temperature between 1000 and 1500 ° C,
Wherein the volume ratio of the hydrogen gas of the atmospheric gas to the gas of either the nitrogen gas or the argon gas is 1: 7/3 to 1:49.
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