KR20040016532A - 알루미늄합금 섬유를 이용한 다공성 필터 재료의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 알루미늄 합금섬유를 이용하여 부분용융소결법으로 여과용 필터재료를 제조하는 방법에 관한 것으로서 알루미늄 합금섬유로 이루어지는 웹(web)에 이형재를 삽입하여 다층으로 적층하고 상기 적층된 웹을 진공소결로에 넣고 가열하는 단계를 거쳐 소결 및 압연 그리고 냉각단계를 거쳐 다공성 필터재료를 제조하는 방법에 있어,

소결온도를 알루미늄합금 섬유간에 1 내지 50%의 부분 용융이 이루어지는 온도로 가열하는 것을 특징으로 한다.

Description

알루미늄합금 섬유를 이용한 다공성 필터 재료의 제조방법{Method of manufacture to Aluminium alloy fiber filter for filtration}

본 발명은 알루미늄합금 섬유(Aluminium alloy fiber)를 이용하여 부분용융 소결법으로 여과용 필터재료를 제조하는 방법에 관한 것이다.

사회구조가 산업사회로 전환됨에 따라 공해물질 및 폐기물의 양이 증가하고 있고 이에 반하여 깨끗한 환경을 보존하기 위하여 산업폐수의 여과장치, 소각로 설비의 집진장치, 승용차 및 각종 내연기관의 배기가스 정화장치등이 사용되고 있다.

이러한 여과 및 정화장치에서 공해물질을 제거하기 위해서 필터가 가장 보편적으로 사용되고 있으며, 현재 가장 널리 사용되고 있는 산업용 필터는 종이나 폴리에스터로 제조된다.

위 종이나 폴리에스테르 필터는 제조공정이 간단하고 원가가 저렴한 장점은 있으나 사용 후 폐기과정에서 재활용이 안되어 산업 쓰레기 공해로서 문재가 발생되고 있다.

이에따라 종래의 종이 및 폴리에스테르 필터에 비해 내식, 내열성이 우수할 뿐만 아니라 백워시(back wash)에 의하여 재사용이 가능하여 폐기물 공해를 없앨수 있는 금속섬유 필터가 점차 각광을 받고 있다.

금속섬유를 이용한 여과용 필터는 직경이 5∼100㎛정도의 가는 세선을 이용하여 필터재료(filter media)를 제조하여 여과장치 및 공조기기등에 사용되고 있으며 금속필터의 재료로는 스테인레스스틸, 인코넬, 알루미늄합금등이 주로 사용되고 있다.

이러한 금속섬유는 웹(web)이라는 메트(mat)형태로 성형한 후 진공 또는 환원성 분위기에서 소결하고 압연단계를 거쳐 냉각후 여과용 필터재료를 제조하는 것이 일반적인 여과용 금속섬유 필터 제조방법이다.

본 발명은 상기한 여과용 금속필터 제조방법에 있어,

알루미늄합금 섬유를 웹상태로 제조하고 이를 가열하여 소결하는 소결방법을 개선하여 여과용 필터의 통기성을 획기적으로 좋게 하는데에 발명의 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은

알루미늄 합금섬유를 웹상태로 하여 진공분위기 소결로에서 가열하는 소결방법을 제시하였다.

본 발명은 알루미늄 합금섬유로 이루어지는 웹에 이형재를 삽입하여 다층으로 적층하는 단계 : 상기 적층된 웹을 소결로에 넣고 진공 또는 환원성 분위기를 만드는 단계 : 상기 웹 재료를 소결하는 단계와 압연 및 냉각단계를 거쳐 다공성 필터재료를 제조하는 단계:로 이루어진다.

또한 본 발명은 알루미늄합금 필터재료의 내식성을 높이기 위하여 알루미늄합금 섬유간에 양극산화 피막처리를 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 소결온도를 알루미늄합금 섬유간에 1 내지 50%의 부분용융이 이루어지는 온도로 가열하는 것을 특징으로 한다.

(실시예)

본 발명에서는 fiber를 제조하기 위한 중간원료로서 알루미늄합금을 사용하였다. 알루미늄합금 섬유를 얻기 위해 알루미늄 합금 판재를 고속회전 디스크(끝부분에 다수의 날이 형성된 것)에 접촉시켜 직경 80㎛섬유를 얻었다.

이렇게 제조된 알루미늄합금 fiber를 소결 필터재료(filter media)의 원료로 사용하기 위해 웹(web)상태로 가공하였다. 웹은 알루미늄합금 섬유를 적당한 길이로 절단하여 이것을 개섬유공정(opening)을 거쳐서 스펀지(sponge)형태의 면상으로 가공하였다.

보통 웹은 유연하고 가벼우므로 고온 단열재, 소음재, 필터의 중간재료로 이용된다.

상기 개섬유공정은 일반적으로 널리 사용되는 섬유제조용 카딩(carding)장비를 이용하여 면상의 웹을 제조하는 공정이다.

상기 웹을 소결이 잘 이루어질 수 있도록 가압한 후 진공로에 장입하고 560℃ 내지 650℃로 가열하여 소결한 후 냉각하여 필터재료를 제작하였다.

본 실시예에서는 진공도가 10^-5torr의 진공소결로를 사용하여 압축소결실험을실시하였다.

이하 소결온도를 상기와 같이 한정한 이유는 알루미늄 합금의 경우 합금종류에 따라 초기용융이 발생하는 온도와 완전히 용융되는 온도 및 온도범위가 다르므로 소결시 가열온도가 높아 50%이상이 용융될 경우 필터의 형상이 파괴될 우려가 있고 소결시 가열온도가 낮아 용융이 전혀 일어나지 않으면 표면에 형성된 산화알미늄으로 인하여 소결이 방해받게 된다. 따라서 소결온도의 하한은 1%부분용융이 생기는 온도, 상한은 50%부분용융이 생기는 온도로 한덩하였다.

이와같은 소결온도에서 제조된 필터재료의 기공율을 시험하여 본 바, 60 ∼80%의 기공율을 나타내고 있다.

이 수치는 분말소결필터의 기공율이 30∼40%이고 금속망 조직의 기공율은 30∼60%인데 반해 fiber형 소결필터는 기공율이 60∼80%로 우수한 통기성을 나타내고 있다.

이와같이 알루미늄합금 필터재료의 소결온도를 560℃에서 650℃의 범위, 알루미늄 합금섬유의 액상비율이 25%전후로 하였을때 필터재료의 통기성이 가장 좋게 나타났다.

본 발명은 알루미늄합금 섬유를 이용하여 부분용융 소결법으로 여과용 필터재료를 제조하는데 있어,

섬유간 용융율이 1∼50%일때 최상의 통기성을 나타내고 또한 알루미늄합금 섬유로 이루어지는 다공성 필터용 소결체는 부분용융에 의하여 소결이 이루어짐으로서 타소결법보다 단시간에 견고하게 소결이 이루어지므로 고품질의 소결체를 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 알루미늄합금 섬유로 이루어지는 웹(web)에 이형재를 삽입하여 다층으로 적층하는 단계 : 상기 적층된 웹을 소결로에 넣고 진공 또는 환원성 분위를 만드는 단계 : 상기 웹재료를 소결하는 단계와 압연 및 냉각단계를 거쳐 다공성 알루미늄합금 필터를 제조하는 단계로 이루어지는 필터재료의 제조방법에 있어서,

   상기 소결온도는 알루미늄합금 섬유간에 1 내지 50%의 부분용융이 이루어지는 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 섬유를 이용한 다공성 필터재료의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   알루미늄합금 필터재료의 내식성을 높이기 위하여 알루미늄합금 섬유간에 양극산화 피막처리를 하는 것을 특징으로 하는 알루미늄합금 섬유를 이용한 다공성 필터재료의 제조방법.