KR102094827B1 - A super-oleophobic filter and its manufacturing method and an oil separator with the super-oleophobic filter - Google Patents

A super-oleophobic filter and its manufacturing method and an oil separator with the super-oleophobic filter Download PDF

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Abstract

본 발명은 내연기관의 오일 세퍼레이터에 장착되어 사용될 수 있는 소유성 필터와 그 제조 방법에 관한 것이다. 또한 상기 소유성 필터가 장착된 오일 세퍼레이터에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 소유성 필터의 제조 방법으로서, 금속 필터를 제공하는 단계; 상기 금속 필터를 산성 용액에 담가 상기 필터 표면을 화학적으로 식각하여 수 μm 크기의 미세 요철을 형성하는 미세 요철 형성 단계; 및 상기 미세 요철이 형성된 금속 필터를 양극산화법으로 산화막을 형성함으로써 수 nm 단위의 미세홀을 형성하는 미세 홀 형성 단계; 를 포함하는 소유성 필터 제조 방법이 제공된다.The present invention relates to an oleophobic filter which can be mounted on an oil separator of an internal combustion engine and used. It also relates to an oil separator equipped with the oleophobic filter. According to an embodiment of the present invention, a method of manufacturing an oleophobic filter, comprising: providing a metal filter; Forming a fine concavo-convex structure by dipping the metal filter in an acidic solution to chemically etch the filter surface to form fine concavo-convex with a size of several μm; And forming a micro hole in the order of several nm by forming an oxide film on the metal filter on which the fine concavo-convex is formed by an anodization method. A method of manufacturing an oleophobic filter is provided.

Description

소유성 필터 및 그 제조방법과 이를 이용한 오일 세퍼레이터 {A super-oleophobic filter and its manufacturing method and an oil separator with the super-oleophobic filter}Oleophobic filter and its manufacturing method and oil separator using the same {A super-oleophobic filter and its manufacturing method and an oil separator with the super-oleophobic filter}

본 발명은 내연기관의 오일 세퍼레이터에 장착되어 사용될 수 있는 소유성 필터와 그 제조 방법에 관한 것이다. 또한 상기 소유성 필터가 장착된 오일 세퍼레이터에 관한 것이다.The present invention relates to an oleophobic filter which can be mounted on an oil separator of an internal combustion engine and used. It also relates to an oil separator equipped with the oleophobic filter.

일반적으로 차량의 엔진과 같은 내연기관은 폭발 행정시 유입공기와 연료 및 약간의 엔진오일 등이 실린더의 내부에서 함께 폭발한다. 이때, 실린더는 유입공기와 불완전 연소된 연료 및 증발된 약간의 증발엔진오일이 혼합된 블로우바이 가스(blow-by gas)가 생성된다. 이러한 블로우바이 가스는 대부분 배기 매니폴드를 통해 외부로 배출된다. 하지만, 차량 엔진에서 발생하는 이물질의 배출 기준이 엄격해 짐에 따라, 배출 기준을 맞추기 위해 연소 찌꺼기와 이물질을 엔진의 흡기 라인으로 다시 보내서 한 번 더 태우는 방식을 사용하고 있다. 그러나 이 방식은 깨끗한 공기만 들어가야 하는 엔진에 오일과 이물질이 같이 들어가기 때문에 흡기 라인에 과도한 슬러지를 고착시켜 결과적으로 엔진 출력 저하 및 수명 감소 등의 문제를 야기시킨다. In general, in an internal combustion engine such as a vehicle engine, inlet air, fuel, and some engine oil explode together in the interior of the cylinder during an explosion stroke. At this time, the cylinder generates a blow-by gas in which inflow air and incompletely burned fuel and some evaporated engine oil are evaporated. Most of this blow-by gas is exhausted through the exhaust manifold. However, as the emission standards of vehicle engines become stricter, the combustion waste and foreign matter are sent back to the intake line of the engine to burn again to meet emission standards. However, this method causes excessive sludge to adhere to the intake line because oil and debris enter the engine that only needs to enter clean air, resulting in problems such as reduced engine power and reduced life.

이러한 문제를 감소시키기 위해 깨끗한 공기만 엔진으로 다시 유입되게 하는 정화 시스템인 오일 세퍼레이터가 사용되고 있는데, 종래의 오일 세퍼레이터는 분리 효율이 낮을 뿐만 아니라 이물질을 포집하는 스폰지 형상의 다공성 캐처(필터)의 오염이 발생한다.In order to reduce this problem, an oil separator, which is a purification system that allows only clean air to flow back into the engine, is used, and the conventional oil separator has low separation efficiency and contamination of a sponge-shaped porous catcher (filter) collecting foreign matter. Occurs.

본 발명에서는, 공기에 포함된 오일을 분리하는 오일 세퍼레이터의 분리 효율을 항상 시키고, 오일이 필터 표면에 묻지 않아 필터의 오염을 막을 수 있는 소유성 필터와 그 제조 방법을 제공하고자 한다. In the present invention, the separation efficiency of the oil separator for separating the oil contained in the air is always provided, and an oil-repellent filter capable of preventing contamination of the filter by preventing the oil from adhering to the filter surface and a method for manufacturing the same are provided.

또한, 본 발명에서는 상기 소유성 필터를 장착한 오일 세퍼레이터를 제공하고자 한다. In addition, the present invention is to provide an oil separator equipped with the oleophobic filter.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 소유성 필터의 제조 방법으로서, 금속 필터를 제공하는 단계; 상기 금속 필터를 산성 용액에 담가 상기 필터 표면을 화학적으로 식각하여 수 μm 크기의 미세 요철을 형성하는 미세 요철 형성 단계; 및 상기 미세 요철이 형성된 금속 필터를 양극산화법으로 산화막을 형성함으로써 수 nm 단위의 미세홀을 형성하는 미세 홀 형성 단계; 를 포함하는 소유성 필터 제조 방법이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a method of manufacturing an oleophobic filter, comprising: providing a metal filter; Forming a fine concavo-convex structure by dipping the metal filter in an acidic solution to chemically etch the filter surface to form fine concavo-convex with a size of several μm; And forming a micro hole in the order of several nm by forming an oxide film on the metal filter on which the fine concavo-convex is formed by an anodization method. A method of manufacturing an oleophobic filter is provided.

이때, 상기 금속 필터는 알루미늄을 포함할 수 있다.In this case, the metal filter may include aluminum.

또한, 상기 금속 필터는 여러 가닥의 금속 섬유가 서로 교차되게 적층된 수세미형상으로 이루어질 수 있다.In addition, the metal filter may be made of a scrubber shape in which several strands of metal fibers are stacked to cross each other.

이때, 상기 산성 용액은 염산 용액을 포함할 수 있다.At this time, the acidic solution may include a hydrochloric acid solution.

이때, 상기 미세 요철 형성 단계는 상기 염산 용액의 농도가 3 M 이고, 이를 80℃ 이상의 온도로 가열하는 조건하에서 이루어질 수 있다.At this time, the fine concavo-convex forming step may be performed under the condition that the concentration of the hydrochloric acid solution is 3 M, and it is heated to a temperature of 80 ° C. or higher.

이때, 상기 양극산화법에 사용되는 전해질 용액은 옥살산 용액을 포함할 수 있다.At this time, the electrolyte solution used in the anodic oxidation method may include an oxalic acid solution.

이때, 상기 옥살산 용액은 0.3 M 농도로 제공될 수 있다.At this time, the oxalic acid solution may be provided at a concentration of 0.3 M.

이때, 상기 양극산화법은 15℃ 온도에서 40V의 전압을 가하는 조건으로 이루어질 수 있다.At this time, the anodization method may be made under the condition of applying a voltage of 40V at a temperature of 15 ℃.

이때, 상기 미세 홀 형성 단계를 거친 상기 소유성 필터는 그 표면과 액체의 접촉각이 120°이상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 소유성 필터 제조 방법이 제공될 수 있다.At this time, the oleophobic filter that has undergone the fine hole forming step may be provided with a method of manufacturing an oleophobic filter, characterized in that a contact angle between the surface and the liquid is formed to be 120 ° or more.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 제조 방법에 의해 제조된 소유성 필터로서, 상기 소유성 필터는 식각층 및 산화막층을 포함하되, 상기 식각층은 상기 산화막층 방향의 표면에 수 μm 크기의 미세 요철이 구비되고, 상기 산화막층은 상기 금속의 산화물이 피막을 형성하여 외부와 접촉하는 면의 표면에 수 nm 크기의 미세홀이 구비되는 소유성 필터가 제공된다.According to another embodiment of the present invention, as the oleophobic filter manufactured by the method of any one of claims 1 to 9, wherein the oleophobic filter comprises an etch layer and an oxide layer, the etch layer An oleophobic filter in which fine concavities and convexities having a size of several μm are provided on the surface in the direction of the oxide layer, and the oxide layer is provided with micro holes having a size of several nm on the surface of the surface where the oxide of the metal forms a film and contacts the outside. Is provided.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 제10항에 따른 소유성 필터; 상기 소유성 필터가 내재되며 상기 소유성 필터에 의하여 상부와 하부가 구획되는 내부 공간을 갖는 본체; 상기 본체의 상부에서 상기 본체의 일면을 관통하며, 상기 소유성 필터를 관통하여, 상기 본체의 내부공간 하부까지 이어진 관으로 구비되는 기체 유입관; 및 상기 본체의 상부에서 상기 본체의 일면을 관통하여 내부공간 상부와 이어진 관으로 구비되는 기체 배출관; 을 포함하되, 상기 소유성 필터는 상기 본체의 내부공간의 상부와 하부가 서로 차단되도록 상기 기체 유입관의 외주면 및 상기 본체의 내측면과 밀착되도록 배치되고, 상기 기체 유입관을 통해 상기 본체의 내부공간 하부로 유입된 기체는 상기 소유성 필터를 통과하여 상기 기체 배출관을 통해 외부로 배출되되, 상기 기체가 상기 소유성 필터를 통과하면서 상기 기체 안에 함유된 오일 또는 이물질이 상기 소유성 필터에 의해 여과되고 상기 소유성 필터의 표면에서 분리되어 액적을 형성하여 상기 본체 하부 공간에 축적되는 오일 세퍼레이터가 제공된다.According to another embodiment of the present invention, the oleophobic filter according to claim 10; A body having an inner space in which the oleophobic filter is embedded and upper and lower portions are partitioned by the oleophobic filter; A gas inlet pipe which passes through one surface of the main body from the top of the main body, penetrates the oleophobic filter, and is provided as a pipe extending to the bottom of the internal space of the main body; And a gas discharge pipe that passes through one surface of the main body from the top of the main body and is provided as a pipe connected to the top of the internal space. Including, the oleophobic filter is disposed to be in close contact with the inner circumferential surface of the gas inlet pipe and the inner circumferential surface of the main body so that the upper and lower portions of the inner space of the body are blocked from each other, and the inside of the body through the gas inlet pipe Gas introduced into the lower portion of the space passes through the oleophobic filter and is discharged to the outside through the gas discharge pipe, while the gas passes through the oleophobic filter, oil or foreign substances contained in the gas are filtered by the oleophobic filter It is provided with an oil separator that is separated from the surface of the oleophobic filter to form droplets and accumulate in the space below the body.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 표면에 수 nm 크기의 미세 홀이 형성된 소유성 필터와 그 제조 방법이 제공된다. 상기 미세 홀이 형성됨으로 인하여, 유입 공기로부터 걸러진 오일이 상기 필터 표면에 흡착하지 않고 효율적으로 오일 세퍼레이터에 수집될 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 소유성 필터를 오일 세퍼레이터에 장착하면 블로우바이 가스와 오일을 분리하는 효율을 기존보다 훨씬 높일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, an oleophobic filter having micro holes having a size of several nm formed on a surface and a manufacturing method thereof are provided. Due to the formation of the fine holes, oil filtered from the inflow air can be efficiently collected in the oil separator without being adsorbed to the filter surface. Therefore, when the oleophobic filter according to an embodiment of the present invention is mounted on an oil separator, the efficiency of separating blow-by gas and oil can be much higher than before.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 소유성 필터는 표면에 오일 및 이물질이 묻지 않아 필터의 수명이 길어지고, 추가적인 세척 과정이 필요 없다는 장점이 있다.In addition, the oleophobic filter according to an embodiment of the present invention has the advantage that the life of the filter is longer because no oil and foreign substances are on the surface, and no additional cleaning process is required.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and the effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the present specification and the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소유성 필터의 제조방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 요철 형성 단계(S10)를 거친 금속 필터(100)와 이를 구성하는 금속 섬유(110)의 확대 단면을 표현한 개략도(측단면도)이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 요철 형성 단계(S10)를 거친 금속 필터(100)의 표면인 식각층(112)을 촬영한 전자현미경 사진(평면도)이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 홀 형성 단계(S20)를 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 홀 형성 단계(S20)를 거친 금속 필터(100)의 확대 단면을 표현한 개략도(측단면도)이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 홀 형성 단계(S20)를 거친 금속 필터(100)의 최상부 표면인 산화막층(114)을 촬영한 전자현미경 사진(사시도)이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 세퍼레이터의 개략도(사시도)이다. 1 is a process flow chart showing a method of manufacturing an oleophobic filter according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram (side cross-sectional view) showing an enlarged cross-section of the metal filter 100 and the metal fiber 110 constituting the fine concavo-convex forming step S10 according to an embodiment of the present invention.
3 is an electron microscope photograph (top view) of the etching layer 112 which is the surface of the metal filter 100 that has undergone the fine concavo-convex forming step S10 according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a schematic diagram showing a fine hole forming step (S20) according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic view (side cross-sectional view) showing an enlarged cross-section of the metal filter 100 that has undergone the fine hole forming step S20 according to an embodiment of the present invention.
6 is an electron microscope photograph (perspective view) of the oxide film layer 114, which is the uppermost surface of the metal filter 100 that has undergone the fine hole forming step S20 according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic view (perspective view) of an oil separator according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되지 않는다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서 구성요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장하거나 축소생략하여 도시된 부분도 있다. 또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention may be implemented in various different forms, and the scope of the present invention is not limited to the following embodiments. This embodiment is provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Therefore, in the drawings, the shape of the components may be exaggerated or reduced in size to emphasize a clearer description. In addition, the terms or words used in the specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor appropriately defines the concept of terms in order to describe his or her invention in the best way. Based on the principle that it can be done, it should be interpreted as a meaning and a concept consistent with the technical idea of the present invention.

일반적으로 금속의 표면은 고유의 표면 에너지를 가지고 있다. 이 표면 에너지는 임의의 액체가 금속 표면에 접촉할 때 금속 표면에 대한 액체의 접촉각(contact angle)으로 확인할 수 있다. 이때, 그 접촉각이 120° 보다 크면, 그 금속 표면은 표면 에너지가 낮은 기름 방울이 구의 형상을 유지하면서 금속 기재의 표면을 적시지 않고 외부 힘에 따라 쉽게 흐르는 소유성(疏油性, oleophobicity) 특성을 갖게 된다. 이때, 금속 표면이 가지는 이러한 고유의 접촉각은 금속의 표면 가공 처리를 통해 그 값을 변화시킬 수 있다.In general, the surface of a metal has its own surface energy. This surface energy can be determined by the contact angle of the liquid to the metal surface when any liquid contacts the metal surface. At this time, if the contact angle is greater than 120 °, the metal surface has a property of oleophobicity that easily flows according to external forces without wetting the surface of the metal substrate while oil droplets with low surface energy maintain the shape of the sphere. do. At this time, this unique contact angle of the metal surface can be changed through a metal surface treatment process.

따라서, 본 발명은 상술한 원리를 이용하여 필터의 표면에 기름 방울이 젖거나 흡착되지 않는 소유성 필터와 그 제조 방법을 제공하고 한다.Accordingly, the present invention provides an oleophobic filter that does not wet or adsorb oil droplets on the surface of the filter using the above-described principle and a method for manufacturing the same.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소유성 필터의 제조방법을 나타낸 공정 순서도이다. 도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소유성 필터의 제조방법은 미세 요철 형성 단계(S10), 및 미세 홀 형성 단계(S20)을 포함할 수 있으며, 그 순서대로 순차적으로 이루어질 수 있다.1 is a process flow chart showing a method of manufacturing an oleophobic filter according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a method of manufacturing an oleophobic filter according to an embodiment of the present invention may include a fine unevenness forming step (S10) and a fine hole forming step (S20), and may be sequentially performed in that order. have.

우선 필터의 재료로서 금속 필터가 제공될 수 있다. 이때, 상기 금속은 산성 용액에 의해 식각(etching) 될 수 있고, 양극산화법(anodizing)으로 산화막을 형성할 수 있는 다양한 종류의 금속이 사용될 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속은 알루미늄으로 제공될 수 있다.First, a metal filter can be provided as the material of the filter. At this time, the metal may be etched by an acidic solution, and various types of metals capable of forming an oxide film by anodizing may be used, and are not particularly limited. According to an embodiment of the present invention, the metal may be made of aluminum.

미세 요철 형성 단계(S10)는 금속 필터(100)를 산성 용액에 담가 화학적 식각(etching) 처리 과정으로 이루어질 수 있다. 이를 통하여 상기 금속 필터(100) 표면이 식각되어 수 μm 크기의 미세 요철을 형성할 수 있다. 이때, 사용되는 산성 용액은 다양한 종류의 금속 필터 재료에 맞추어 선택될 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. The fine concavo-convex forming step (S10) may be performed by a chemical etching process by dipping the metal filter 100 in an acidic solution. Through this, the surface of the metal filter 100 may be etched to form fine irregularities having a size of several μm. At this time, the acid solution used may be selected according to various types of metal filter materials, and is not particularly limited.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 산성 용액은 염산 용액이 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 염산 용액의 농도는 3 M로 제공되고, 상기 금속 필터를 담근 상태에서 80°이상의 온도로 가열하는 공정을 포함하여 이루어질 수 있다. 다만, 이와 같은 공정 조건은 사용되는 금속의 종류, 산성 용액의 종류에 따라 수 μm 크기의 미세 요철을 형성하는 목적이 달성될 수 있다면 특별히 제한되지 않고, 다양한 조건으로 변경하여 이루어질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the acidic solution may be a hydrochloric acid solution. According to an embodiment of the present invention, the concentration of the hydrochloric acid solution is provided at 3 M, and may include a process of heating to a temperature of 80 ° or more in a state in which the metal filter is dipped. However, these process conditions are not particularly limited as long as the purpose of forming fine irregularities having a size of several μm may be achieved according to the type of the metal used and the type of the acidic solution, and may be changed to various conditions.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 요철 형성 단계(S10)를 거친 금속 필터(100)와 이를 구성하는 금속 섬유(110)의 확대 단면을 표현한 개략도(측단면도)이다. 도 2를 참조하면, 상기 미세 요철 형성 단계(S10)에 제공되는 금속 필터는 여러 가닥의 금속 섬유가 서로 교차되게 적층된 덩어리로 제공될 수 있다. 이때, 상기 금속 필터는 수세미 형상 제품으로 제공될 수 있다. 도 2의 개략도와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따라 상기 미세 요철 형성 단계(S10)를 거친 금속 필터의 표면에 식각층(112)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 식각층(112)은 금속 섬유(110) 표면의 상단에 불규칙한 미세 요철이 형성된 부분을 의미한다. 2 is a schematic diagram (side cross-sectional view) showing an enlarged cross-section of the metal filter 100 and the metal fiber 110 constituting the fine concavo-convex forming step S10 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the metal filter provided in the step of forming the fine irregularities (S10) may be provided as a lump in which several strands of metal fibers are intersected with each other. At this time, the metal filter may be provided as a scrubber-shaped product. As shown in the schematic diagram of FIG. 2, an etch layer 112 may be formed on the surface of the metal filter that has undergone the fine concavo-convex forming step (S10) according to an embodiment of the present invention. At this time, the etch layer 112 means a portion where irregular fine irregularities are formed on the top surface of the metal fiber 110.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 요철 형성 단계(S10)를 거친 금속 필터(100) 표면의 식각층(112)을 촬영한 전자현미경 사진(평면도)이다. 상기 식각층(112)은 상술한 바와 같이 수 μm 크기의 미세 요철을 형성할 수 있으며, 도 3에서 이를 확인할 수 있다. 도 3에서 밝은 색 부분은 돌출된 요철 부분이고, 어두운 부분은 표면 내부로 오목하게 패인 부분을 나타낸다.3 is an electron microscope photograph (top view) of the etching layer 112 on the surface of the metal filter 100 that has undergone the fine concavo-convex forming step S10 according to an embodiment of the present invention. The etch layer 112 may form fine irregularities having a size of several μm as described above, and this can be confirmed in FIG. 3. In FIG. 3, the light colored portion is a protruding uneven portion, and the dark portion represents a concavely recessed portion inside the surface.

다음으로, 상기 미세 홀 형성 단계(S20)는 상기 미세 요철이 형성된 금속 필터를 양극 산화법(adnodizing)으로 산화막을 형성하여 이루질 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 미세 요철 형성 단계(S10)를 거친 상기 금속 필터(100)를 양(+)의 전극에 부착하여 전해질 용액에서 전기분해함으로써 산화막을 형성할 수 있다. Next, the fine hole forming step (S20) may be achieved by forming an oxide film by anodizing the metal filter on which the fine irregularities are formed. That is, as shown in FIG. 4, the metal filter 100 that has undergone the fine concavo-convex forming step (S10) may be attached to a positive electrode to be electrolyzed in an electrolyte solution to form an oxide film.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속 필터(100)가 알루미늄으로 제공되는 경우, 상기 전해질 용액은 0.3 M 농도의 옥살산 용액이 사용될 수 있다. 이때, 상기 전해질 용액은 상술한 다양한 금속 필터의 재료에 맞추어 요구되는 전해질 용액으로 변경하여 사용할 수 있다. At this time, according to an embodiment of the present invention, when the metal filter 100 is made of aluminum, an oxalic acid solution having a concentration of 0.3 M may be used as the electrolyte solution. At this time, the electrolyte solution can be used by changing to the required electrolyte solution according to the material of the various metal filters described above.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 미세 홀 형성 단계(S20)는 15℃ 온도에서 40V의 전압을 가하는 조건으로 이루어질 수 있다. 다만, 상술한 전해질 용액과 전압 세기, 온도 등의 조건은 예시적인 일 실시예이므로, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 수 nm의 미세 홀을 갖는 산화막을 형성할 수 있도록 그 조건을 다양하게 변경하여 제조할 수 있다. Further, according to an embodiment of the present invention, the fine hole forming step (S20) may be made under the condition of applying a voltage of 40V at a temperature of 15 ℃. However, the conditions of the above-described electrolyte solution, voltage intensity, temperature, and the like are exemplary embodiments, and the present invention is not limited thereto, and various conditions are changed to form an oxide film having micro holes of several nm. Can be produced.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 홀 형성 단계(S20)를 거친 금속 필터(100)의 확대 단면을 표현한 개략도(측단면도)이다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 소유성 필터 제조 방법에 의해 제조된 금속 필터는 수 μm 크기의 미세 요철이 형성된 식각층(112)과 그 식각층 상부에 수 nm 크기의 미세 홀이 형성된 산화막층(114)을 포함할 수 있다. 5 is a schematic view (side cross-sectional view) showing an enlarged cross-section of the metal filter 100 that has undergone the fine hole forming step S20 according to an embodiment of the present invention. That is, the metal filter manufactured by the method of manufacturing an oleophobic filter according to an embodiment of the present invention includes an etch layer 112 having fine irregularities having a size of several μm and an oxide film having fine holes having a size of several nm on the top of the etching layer Layer 114 may be included.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 홀 형성 단계(S20)를 거친 금속 필터(100)의 최상부 표면인 산화막층(114)을 촬영한 전자현미경 사진(사시도)이다. 상기 산화막층(114)은 상술한 바와 같이 수 nm 크기의 미세 홀이 형성될 수 있으며 도 6에서 이를 확인할 수 있다. 6 is an electron microscope photograph (perspective view) of the oxide film layer 114, which is the uppermost surface of the metal filter 100 that has undergone the fine hole forming step S20 according to an embodiment of the present invention. As described above, the oxide layer 114 may have micro holes having a size of several nm, which can be confirmed in FIG. 6.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 소유성 필터 제조 방법에 의해 제조된 필터는 그 표면에 μm 크기의 미세 요철과 nm 크기의 미세 홀 구조가 형성될 수 있다. 이 같은 표면 구조에 의해, 상기 필터는 낮은 표면에너지를 가질 수 있다. 따라서, 상기 필터에 액체가 접촉하는 경우, 그 표면과 액체의 접촉각이 120°이상이 되도록 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 필터의 표면에 액체가 접촉하는 경우, 액체가 그 표면에 젖거나 흡착되지 않고, 외력에 따라 쉽게 흐르도록 제공될 수 있다. 이때, 상기 액체는 내연기관의 블로우바이 가스에 포함된 오일일 수 있고, 이에 따라 상기 필터의 표면은 강한 소유성(疏油性, oleophobicity)의 특성을 가질 수 있다. As described above, the filter manufactured by the method of manufacturing the oleophobic filter according to an embodiment of the present invention may have microscopic unevenness in the μm size and fine hole structure in the nm size. Due to this surface structure, the filter may have low surface energy. Therefore, when a liquid comes into contact with the filter, the contact angle between the surface and the liquid may be provided to be 120 ° or more. Accordingly, when a liquid comes into contact with the surface of the filter, the liquid does not get wet or adsorbed on the surface, and may be provided to flow easily according to an external force. At this time, the liquid may be oil contained in the blow-by gas of the internal combustion engine, and accordingly, the surface of the filter may have a property of strong oleophobicity.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상술한 제조 방법에 의해 그 표면에 μm 크기의 미세 요철과 nm 크기의 미세 홀 구조가 형성된 소유성 필터가 구비된 오일 세퍼레이터가 제공될 수 있다. According to another embodiment of the present invention, an oil separator provided with an oleophobic filter having a micrometer-like structure and a micro-hole structure in a size of μm may be provided on its surface by the above-described manufacturing method.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 세퍼레이터의 개략도(사시도)이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 세퍼레이터는 상술한 제조 방법에 의해 그 표면에 μm 크기의 미세 요철과 nm 크기의 미세 홀 구조가 형성된 소유성 필터(300)와 밀폐된 공간을 갖는 본체(200), 상기 본체(200)의 상부에서 상기 본체(200) 일면을 관통하며, 상기 소유성 필터(300)를 관통하여, 상기 본체(200)의 내부공간 하부까지 이어진 관으로 구비되는 기체 유입관(210), 및 상기 본체(200)의 상부에서 상기 본체(200) 일면을 관통하여 내부공간 상부와 이어진 관으로 구비되는 기체 배출관(220)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 본체(200)의 내부공간의 상부/하부의 구분은 상기 소유성 필터(300)의 배치를 기준으로 구분될 수 있다.7 is a schematic view (perspective view) of an oil separator according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, the oil separator according to an embodiment of the present invention has an oleophobic filter 300 having a micrometer-like structure and a micro-hole structure having a μm size formed on its surface by the above-described manufacturing method, and a closed space The body 200 having, having an upper portion of the main body 200 penetrates one surface of the main body 200, penetrates the oleophobic filter 300, and is provided as a pipe extending to the lower portion of the inner space of the main body 200 It may include a gas inlet pipe 210, and a gas outlet pipe 220 provided as a pipe connected to the upper portion of the internal space through the one surface of the body 200 from the top of the body 200. In this case, the upper / lower division of the inner space of the main body 200 may be classified based on the arrangement of the oleophobic filter 300.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 본체(200)는 원통형 형상의 통으로 제공될 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않고, 다양한 형상의 밀폐용기로 제공될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the main body 200 may be provided as a cylindrical cylinder. However, it is not limited to this, and may be provided in a sealed container of various shapes.

상기 소유성 필터(300)는 상기 본체(200)의 내부공간의 상부와 하부가 서로 분리되도록 상기 기체 유입관(210)의 외주면 및 상기 본체(200) 내측면과 밀착되도록 배치될 수 있다. 따라서 상기 기체 유입관(210)을 통해 상기 본체(200)의 내부공간 하부로 유입된 기체(10)는 상기 소유성 필터(300)를 반드시 통과하여 상기 기체 배출관(220)을 통해 외부로 배출되도록 제공될 수 있다. The oleophobic filter 300 may be disposed to be in close contact with the outer circumferential surface of the gas inlet pipe 210 and the inner surface of the body 200 so that the upper and lower portions of the inner space of the body 200 are separated from each other. Therefore, the gas 10 introduced into the lower portion of the interior space of the main body 200 through the gas inlet pipe 210 must pass through the oleophobic filter 300 to be discharged to the outside through the gas outlet pipe 220. Can be provided.

본 발명의 일 실시예에 따른 오일 세퍼레이터는 내연기관 엔진의 블로우바이 가스(blow-by gas)가 상기 기체(10)로서 유입될 수 있다. 따라서, 상기 기체(10)가 상기 소유성 필터(300)를 통과하면서 상기 기체 안에 함유된 오일 및 이물질이 상기 소유성 필터(300)에 의해 걸러질 수 있다. 이때, 걸러진 오일은 상술한 바와 같이 표면에 흡착하거나 표면을 적시지 않고 외력에 의해 오일 액적(51)을 형성하여 상기 본체(200) 하부 공간에 축적될 수 있다. 이때, 상기 외력은 중력에 의해 상기 오일이 중력방향으로 떨어지도록 제공될 수 있다. 상기 소유성 필터(300)를 통과하면서 여과된 공기는 상기 기체 배출관(220)을 통하여 외부로 배출될 수 있다. 이때, 상기 기체 배출관(220)은 내연기관 엔진의 흡기 매니폴드(intake manifold)로 연결되어 여과된 공기가 상기 흡기 매니폴드로 공급될 수 있다.In the oil separator according to an embodiment of the present invention, a blow-by gas of an internal combustion engine engine may be introduced as the gas 10. Thus, while the gas 10 passes through the oleophobic filter 300, oil and foreign substances contained in the gas may be filtered by the oleophobic filter 300. At this time, the filtered oil may be accumulated in the lower space of the main body 200 by forming an oil droplet 51 by external force without adsorbing to the surface or soaking the surface as described above. At this time, the external force may be provided so that the oil falls in the direction of gravity by gravity. Air filtered while passing through the oleophobic filter 300 may be discharged to the outside through the gas discharge pipe 220. At this time, the gas discharge pipe 220 is connected to an intake manifold of an internal combustion engine engine, and filtered air may be supplied to the intake manifold.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The above detailed description is to illustrate the present invention. In addition, the above-described content is to describe and describe preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications and environments. That is, it is possible to change or modify the scope of the concept of the invention disclosed herein, the scope equivalent to the disclosed contents, and / or the scope of the technical or knowledge in the art. The above-described embodiments describe the best state for implementing the technical spirit of the present invention, and various changes required in specific application fields and uses of the present invention are possible. Accordingly, the detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. In addition, the appended claims should be construed to include other embodiments.

S10 미세 요철 형성 단계 S20 미세 홀 형성 단계
100 금속 필터 110 금속 섬유
112 식각층 114 산화막층
10 유입 기체 20 배출 기체
200 본체(200) 210 기체 유입관
220 기체 배출관 51 오일 액적
300 소유성 필터S10 fine irregularities forming step S20 fine holes forming step
100 metal filter 110 metal fiber
112 Etching layer 114 Oxide layer
10 Inlet gas 20 Outlet gas
200 body (200) 210 gas inlet pipe
220 Gas outlet pipe 51 Oil droplets
300 Oleophobic Filter

Claims (11)

소유성 필터의 제조 방법으로서,
블로우바이 가스가 통과할 수 있도록 여러 가닥의 금속 섬유가 서로 교차되게 적층된 수세미 형상으로 이루어진 금속 필터를 제공하는 단계;
상기 금속 필터를 산성 용액에 담가 상기 금속 필터의 표면을 화학적으로 식각하여 수 μm 크기의 미세 요철을 형성하는 미세 요철 형성 단계; 및
상기 미세 요철이 형성된 금속 필터를 양극산화법으로 산화막을 형성하여 상기 수 μm 크기의 미세 요철의 표면에 수 nm 단위의 미세홀을 형성하는 미세 홀 형성 단계; 를 포함하고,
상기 μm 크기의 미세 요철과 상기 수 nm 단위의 미세홀이 중첩적으로 형성됨으로써 상기 소유성 필터가 상기 소유성 필터와 접촉하는 오일에 작용하는 표면에너지를 감소시키는 것을 특징으로 하는, 소유성 필터 제조 방법.As a manufacturing method of the oleophobic filter,
Providing a metal filter having a scrubber shape in which several strands of metal fibers are stacked so as to cross each other to allow a blow-by gas to pass through;
Forming a fine concavo-convex step of dipping the metal filter in an acidic solution to chemically etch the surface of the metal filter to form a fine concavo-convex with a size of several μm; And
A fine hole forming step of forming an oxide film on the metal filter on which the fine concavo-convex is formed by anodization to form micro-holes in the order of several nm on the surface of the fine concavo-convex having a size of several μm; Including,
The microporous unevenness of the μm size and the micro-holes in the order of several nm are overlapped, so that the oleophobic filter reduces surface energy applied to the oil contacting the oleophobic filter. Way. 제1항에 있어서,
상기 금속 필터는 알루미늄을 포함하는 소유성 필터 제조 방법.According to claim 1,
The metal filter is a method of manufacturing an oleophobic filter comprising aluminum. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 산성 용액은 염산 용액을 포함하는 소유성 필터 제조 방법.According to claim 1,
The acidic solution is a method for producing an oleophobic filter comprising a hydrochloric acid solution. 제4항에 있어서,
상기 미세 요철 형성 단계는 상기 염산 용액의 농도가 3 M 이고, 이를 80℃ 이상의 온도로 가열하는 조건하에서 이루어지는 소유성 필터 제조 방법.According to claim 4,
The fine concavo-convex forming step has a concentration of the hydrochloric acid solution of 3 M, and a method for producing an oleophobic filter under conditions of heating it to a temperature of 80 ° C or higher. 제1항에 있어서,
상기 양극산화법에 사용되는 전해질 용액은 옥살산 용액을 포함하는 소유성 필터 제조 방법.According to claim 1,
The electrolyte solution used in the anodic oxidation method comprises a oleic acid solution. 제6항에 있어서,
상기 옥살산 용액은 0.3 M 농도인 소유성 필터 제조 방법.The method of claim 6,
The oxalic acid solution is 0.3 M concentration oleophobic filter manufacturing method. 제1항에 있어서,
상기 양극산화법은 15℃ 온도에서 40V의 전압을 가하여 이루어지는 소유성 필터 제조 방법.According to claim 1,
The anodizing method is a method of manufacturing an oleophobic filter formed by applying a voltage of 40 V at a temperature of 15 ° C. 제1항에 있어서,
상기 미세 홀 형성 단계를 거친 상기 소유성 필터는 그 표면과 액체의 접촉각이 120°이상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 소유성 필터 제조 방법.According to claim 1,
The method of manufacturing the oleophobic filter, wherein the oleophobic filter having undergone the fine hole forming step has a contact angle between the surface and the liquid of 120 ° or more. 제1항, 제2항 및 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항의 제조 방법에 의해 제조된 소유성 필터로서,
상기 소유성 필터는 식각층 및 산화막층을 포함하되,
상기 식각층은 상기 산화막층 방향의 표면에 수 μm 크기의 미세 요철이 구비되고,
상기 산화막층은 상기 금속의 산화물이 피막을 형성하여 외부와 접촉하는 면의 표면에 수 nm 크기의 미세홀이 구비되는 소유성 필터.Claim 1, claim 2 and claim 4 to claim 9, wherein the oleophobic filter produced by the manufacturing method of any one of:
The oleophobic filter includes an etch layer and an oxide layer,
The etching layer is provided with fine irregularities having a size of several μm on the surface in the direction of the oxide layer,
The oxide film layer is an oleophobic filter in which a fine hole having a size of several nm is provided on a surface of a surface in which the oxide of the metal forms a film to contact the outside. 제10항에 따른 소유성 필터;
상기 소유성 필터가 내재되며 상기 소유성 필터에 의하여 상부와 하부가 구획되는 내부 공간을 갖는 본체;
상기 본체의 상부에서 상기 본체의 일면을 관통하며, 상기 소유성 필터를 관통하여, 상기 본체의 내부공간 하부까지 이어진 관으로 구비되는 기체 유입관; 및
상기 본체의 상부에서 상기 본체의 일면을 관통하여 내부공간 상부와 이어진 관으로 구비되는 기체 배출관; 을 포함하되,
상기 소유성 필터는 상기 본체의 내부공간의 상부와 하부가 서로 차단되도록 상기 기체 유입관의 외주면 및 상기 본체의 내측면과 밀착되도록 배치되고,
상기 기체 유입관을 통해 상기 본체의 내부공간 하부로 유입된 기체는 상기 소유성 필터를 통과하여 상기 기체 배출관을 통해 외부로 배출되고,
상기 기체가 상기 소유성 필터를 통과하면서 상기 기체 안에 함유된 오일 또는 이물질이 상기 소유성 필터에 의해 여과되고 상기 소유성 필터의 표면에서 분리되어 액적을 형성하여 상기 본체 하부 공간에 축적되는 오일 세퍼레이터.
Oleophobic filter according to claim 10;
A body having an inner space in which the oleophobic filter is embedded and upper and lower portions are partitioned by the oleophobic filter;
A gas inlet pipe which passes through one surface of the main body from the top of the main body, penetrates the oleophobic filter, and is provided as a pipe extending to the bottom of the internal space of the main body; And
A gas discharge pipe that passes through one surface of the main body from the top of the main body and is provided as a pipe connected to the top of the internal space; Including,
The oleophobic filter is disposed to be in close contact with the outer circumferential surface of the gas inlet pipe and the inner surface of the body so that the upper and lower portions of the inner space of the body are blocked from each other,
The gas introduced into the lower portion of the internal space of the main body through the gas inlet pipe passes through the oleophobic filter and is discharged to the outside through the gas outlet pipe,
As the gas passes through the oleophobic filter, the oil or foreign matter contained in the gas is filtered by the oleophobic filter and separated from the surface of the oleophobic filter to form droplets and accumulate in the lower space of the body.
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