KR20140072289A - Process for preparing metal mesh fliter - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 불균일 진공융착에 의한 메탈 메쉬(Metal mesh) 필터의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 메탈 메쉬 필터에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a metal mesh filter by nonuniform vacuum fusion and a metal mesh filter manufactured by the method.
종래 진공증착법에 의해 메탈 메쉬 필터를 제조하는 방법은 메탈 메쉬의 표면처리 단계, 진공증착 단계 및 건조/열처리 단계를 포함하는 공정으로 이루어진다. 구체적으로, 진공증착을 하기 위한 금속입자는 원하는 특성에 따라 다양한 재질을 사용할 수 있고, 금속 입자의 크기는 ㎛~㎚까지 기공의 조절을 위하여 사용한다. 메탈 메쉬는 세척을 통하여 도금 전에 제품의 표면에 묻어 있는 녹이나 기름 등을 제거한 후 상기의 메탈 메쉬를 진공증착하기 위해 챔버 내부에 고정하고 챔버 내부를 진공 상태를 유지하고, 진공 상태 하에서 금속을 진공증착 한 후 건조과정을 거쳐 부착한다.A conventional method for producing a metal mesh filter by a vacuum deposition method comprises a step including a surface treatment step of a metal mesh, a vacuum deposition step and a drying / heat treatment step. Specifically, the metal particles for vacuum deposition can be made of various materials according to desired characteristics, and the size of the metal particles is used for controlling the pores from 탆 to ㎚. The metal mesh is fixed to the inside of the chamber for vacuum deposition of the metal mesh after removing rust and oil on the surface of the product before plating by washing, and the inside of the chamber is maintained in a vacuum state. After deposition, it is attached through drying process.
그러나, 종래 유리섬유(Glass wool) 또는 고분자(Polymer) 소재를 사용하는 경우에는 고압 또는 고온 및 저온에 취약하다는 문제가 있고, 강도가 취약하기 때문에 쉽게 손상이 되고 자주 교체하여야 하는 번거로움과 유지비용이 든다는 단점이 있다. However, when a glass wool or polymer material is used, there is a problem that it is vulnerable to high pressure or high temperature and low temperature, and since it is weak in strength, it is easily damaged, There is a disadvantage of this.
이와 같은 단점들을 보완하고자 물리적 강도, 역세척 강도, 화학적 세척 강도 및 온도 저항성이 뛰어난 세라믹 소재의 필터가 사용되고 있으나, 취성이 있어 파손의 위험성이 크기 때문에 그 사용분야가 제한적이다.In order to compensate for these disadvantages, a ceramic filter having excellent physical strength, back washing strength, chemical washing strength, and temperature resistance is used, but its use field is limited due to its brittleness and high risk of breakage.
본 발명자들은 이와 같은 종래의 문제점들을 해소하고 종래 기술에서 사용되는 부직포 형태의 금속섬유 필터에 진공증착하는 공정을 더욱 개선하여 고성능 필터를 제공하기 위하여 예의 연구한 결과, 후술하는 바와 같은 직조를 통하여 제작된 메탈 메쉬에 부분적인 진공융착(이하, "불균일 진공융착"이라고도 함)을 반복적으로 진행함으로써 목적하는 물성이 뛰어나고 필터가 기공의 사이즈 조절이 용이하게 제조될 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present invention have made extensive studies to overcome the above problems and to provide a high performance filter by further improving the vacuum evaporation process on the nonwoven fabric type metal fiber filter used in the prior art. As a result, (Hereinafter, referred to as "nonuniform vacuum fusion") is repeatedly carried out on a metal mesh subjected to partial vacuum metallization (hereinafter referred to as " nonuniform vacuum welding "), and the filter can be easily prepared for controlling the size of pores. It came to the following.
따라서, 본 발명의 목적은SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly,
a) 메탈 메쉬의 표면을 금속 세척 용매를 사용하여 5~10분 동안 깨끗이 세척하여 오염 물질을 제거한 후, 100~120℃에서 7~17분 동안 건조하는 표면처리 단계;a) a surface treatment step in which the surface of the metal mesh is thoroughly cleaned with a metal washing solvent for 5 to 10 minutes to remove contaminants and then dried at 100 to 120 ° C for 7 to 17 minutes;
b) 상기 표면처리에 의해 세척된 메탈 메쉬의 표면에 금속 분말의 부분적인 융착을 위하여 표면에 유분을 도포하는 유분 도포 단계;b) applying oil to the surface of the metal mesh washed by the surface treatment to partially fuse the metal powder;
c) 상기 유분 도포 단계에서 메탈 메쉬의 표면에 남아 있는 유분이 완전히 제거되지 않고 20~30% 정도의 유분이 표면에 남아 있도록 금속 세척 용매를 사용하여 메탈 메쉬의 표면을 2~3분 동안 세척하는 단계;c) The surface of the metal mesh is washed with a metal washing solvent for 2 to 3 minutes so that the oil remaining on the surface of the metal mesh is not completely removed and oil of about 20 to 30% remains on the surface in the oil application step step;
d) 상기 메탈 메쉬의 표면을 금속 분말을 이용하여 2~3분 동안 진공융착시키는 단계;d) vacuum-fusing the surface of the metal mesh for 2 to 3 minutes using a metal powder;
e) 상기 b) 유분도포 단계 내지 상기 d) 진공융착 단계를 3~5회 반복하는 단계;e) repeating the oil application step b) to d) the vacuum fusing step 3 to 5 times;
f) 상기 메탈 메쉬를 롤로 압착하여 기공 크기를 수 ㎛~㎚ 까지의 범위 내에서 형성하는 롤 압착 단계; 및f) a roll pressing step of pressing the metal mesh with a roll to form a pore size within a range of several 탆 to ㎚; And
g) 상기 압착된 메탈 메쉬를 건조/열처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 메쉬 필터의 제조 방법을 제공하는 데 있다.g) drying / heat-treating the compressed metal mesh. The present invention also provides a method of manufacturing a metal mesh filter.
본 발명의 방법에 의하면, 메탈 메쉬를 지지체로 하여 금속입자를 표면에 융착하므로 고온 및 고압에서도 높은 강도를 부여할 수 있고, 제조 장치의 설비가 간단하여 대량생산에 유리하며, 금속 특유의 유연성을 지니고 있으므로 다양한 형태로 제작 가능할 뿐만 아니라, 진공융착에 쓰이는 금속입자의 크기는 ㎛~㎚이므로 다양한 기공조절 및 균일한 기공 크기 확보가 가능하므로 필터의 효율을 개선하는 것이 가능하다. 또한, 고압에서 충분한 강도를 지니고 있으므로 역세척을 통하여 재사용 용이하다는 이점이 있다.According to the method of the present invention, since the metal particles are fused to the surface using the metal mesh as a support, high strength can be imparted even at a high temperature and a high pressure, and the facility of the manufacturing apparatus is simple, which is advantageous for mass production, And since the size of metal particles used for vacuum fusion bonding is in the range of 탆 to ㎚, various pore control and uniform pore size can be secured, and thus it is possible to improve the efficiency of the filter. In addition, since it has sufficient strength at high pressure, it has an advantage that it can be easily reused through backwashing.
도 1은 본 발명의 방법에 따른 단계를 도시한 개략도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a schematic diagram illustrating steps according to the method of the present invention.
본 발명은 불균일 진공 융착에 의한 메탈 메쉬(Metal mesh) 필터의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 메탈 메쉬 필터를 제공한다.The present invention provides a method of manufacturing a metal mesh filter by nonuniform vacuum fusion and a metal mesh filter manufactured by the method.
본 발명의 필터의 제조 방법은 메탈 메쉬의 표면을 깨끗하게 처리한 후, 금속 입자(Al, Ni, Cu, Ti, Zn, Cr 등)를 부분적으로 진공융착하여 메탈 메쉬의 기공 사이즈를 조절하는 것에 특징이 있는 방법이다.The method of manufacturing the filter of the present invention is characterized in that the surface of the metal mesh is cleanly treated and then the pore size of the metal mesh is controlled by partially fusing the metal particles (Al, Ni, Cu, Ti, Zn, There is a way.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 방법은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 크게 표면 처리 단계(S110), 유분 처리 단계(S120), 세척 단계(S130), 진공 융착 단계(S140), 롤 압착 단계(150), 및 건조/열처리 단계(160)를 포함하되, 상기 유분 도포 단계(S120) 내지 진공융착 단계(S140)는 목적하는 기공의 크기에 따라 3~5회 반복하는 것을 특징으로 한다.1, the method according to the present invention is roughly divided into a surface treatment step S110, an oil treatment step S120, a cleaning step S130, a vacuum fusion step S140, a roll pressing step 150, And the drying / heat treatment step (160), wherein the oil application step (S120) to the vacuum fusion step (S140) is repeated three to five times depending on the size of the desired pore.
상기 표면 처리 단계(S110)는 마이크로 크기의 기공을 지닌 메탈 메쉬의 표면을 세척하는 단계로서, 금속 세척 용매(Cleaning Solvent)를 이용하여 메탈 메쉬의 표면의 오염 물질을 5~10분 동안 깨끗이 세척하고 100~120℃에서 7~17분 동안, 바람직하게는 10분 동안 건조하는 것이 좋다. 이 때 사용되는 금속 세척 용매는 아세톤, 알코올 등의 통상의 것을 사용할 수 있으며, 특별한 제한은 없다. 이때 표면처리 단계에서 사용되는 바의 미리 제작된 메탈 메쉬는 200~500메쉬의 것을 사용할 수 있다.The surface treatment step (S110) is a step of cleaning the surface of the metal mesh having micro-sized pores, wherein the contaminants on the surface of the metal mesh are cleanly cleaned for 5 to 10 minutes using a cleaning solvent It is preferable to dry at 100 to 120 DEG C for 7 to 17 minutes, preferably 10 minutes. As the metal washing solvent used in this case, usual ones such as acetone and alcohol can be used, and there is no particular limitation. The pre-fabricated metal mesh used in the surface treatment step may have a mesh size of 200 to 500 mesh.
유분 처리 단계(S120)에서는 상기 표면처리에 의해 세척된 메탈 메쉬의 표면에 금속 분말의 부분 융착을 위하여 표면에 유분을 도포한다. 도포는 침지 방식 등의 다양한 형태로 진행할 수 있으며, 유분으로서는 캐스터유 등의 통상의 오일을 사용할 수 있다.In the oil treatment step S120, the surface of the metal mesh cleaned by the surface treatment is coated with oil to partially melt the metal powder. The application can be carried out in various forms such as an immersion method, and a common oil such as a castor oil can be used as the oil.
이어서, 세척 단계(S130)에서는, 상기 유분 처리 단계에서 메탈 메쉬의 표면에 남아 있는 유분이 완전히 제거되지 않고 20~30% 정도의 유분이 표면에 남아 있도록 불균일하게 세척한다. 마찬가지로 통상의 세척 용매를 이용하여 유분을 2~3분 동안의 짧은 시간 동안 세척을 하여 메탈 메쉬의 표면에 유분이 20~30%가 남아 있도록 한다. 이와 같이 유분이 메탈 메쉬의 표면에 남아 있는 부분에서는 진공융착에 의해 금속 분말이 달라붙지 않게 되므로 미세한 기공을 형성할 수 있다. Next, in the cleaning step (S130), the oil remaining on the surface of the metal mesh is not completely removed in the oil processing step, and is unevenly washed so that about 20 to 30% of oil remains on the surface. Likewise, the oil is washed for a short time of 2 to 3 minutes using a conventional washing solvent so that 20 to 30% of oil remains on the surface of the metal mesh. As described above, since the metal powder does not adhere to the surface of the metal mesh due to vacuum fusion, minute pores can be formed.
다음, 진공 융착 단계(S140)에서는 STS(스테인레스 스틸), Al, Cu, Zn, Ti, Cr 등의 금속 분말을 사용하여 진공융착을 수행한다. 본 발명에서는 직조한 메쉬 부재의 재질과 같은 STS316L을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 구체적으로, 상기한 바와 같이 불균일하게 세척된 메탈 메쉬를 진공 챔버 내에 고정하고 10-1 ~ 10-5 torr 이하의 진공 상태 하에서 히팅부를 통하여 나노(nano) 또는 마이크로(micro) 수준의 크금속 입자에 열(Tm-100℃ < T < Tm(Tm은 용융온도))을 가하면서 분사구를 통하여 2~3분 동안 메탈 메쉬의 표면을 코팅한다.Next, vacuum fusion is performed using a metal powder such as STS (Stainless Steel), Al, Cu, Zn, Ti, or Cr in the vacuum welding step S140. In the present invention, it may be preferable to use STS 316L as the material of the woven mesh member. Specifically, as described above, the non-uniformly cleaned metal mesh is immersed in a vacuum chamber and heated to a nano or micro-sized metal particle through a heating part under a vacuum of 10 -1 to 10 -5 torr or less The surface of the metal mesh is coated for 2-3 minutes through the injection port while applying heat (Tm-100 ° C <T <Tm (Tm is the melting temperature)).
진공융착은 > 10-1 ~ 10-5torr의 압력조건과 온도(T)가 Tm - 100℃ < T < Tm (Tm : 제1 및 제2 금속분말의 용용 온도)인 조건 유지하는 것이 중요한데, Tm - 100℃ 미만의 온도에서는 금속입자간의 결합력이 충분하지 못할 우려가 있고, Tm 이상 시에는 금속 입자가 녹아서 메탈 메쉬의 기공을 완전히 메워버릴 우려가 있다. 또한, 압력 범위가 > 10-1 ~ 10-5torr를 벗어나게 되면 표면이 산화되어 부스러지기 쉬우며, 진공융착 시간이 증가할 우려가 있으므로 상기의 조건을 만족시킬 필요가 있다. It is important to maintain the vacuum welding condition under the pressure condition of> 10 -1 to 10 -5 torr and the temperature (T) of Tm -100 ° C. <T <Tm (Tm: the melting temperature of the first and second metal powders) At a temperature lower than Tm - 100 占 폚, there is a fear that the bonding force between the metal particles is not sufficient, and when the Tm is more than Tm, the metal particles may melt and completely fill the pores of the metal mesh. In addition, if the pressure range deviates from > 10 -1 to 10 -5 torr, the surface is likely to be oxidized and broken, and the vacuum welding time may increase.
이어서, 목적하는 기공의 크기가 형성되도록 상기 유분 도포 단계(S120) 내지 진공융착 단계(S140)는 3~5회 반복하여 원하는 기공 크기가 형성된 것을 확인한 후 다음 공정을 진행하는데, 이와 같이 상기 유분 도포 단계(S120) 내지 진공융착 단계(S140)를 3~5회 반복하는 것은 본 발명의 추가의 특징을 구성한다.Subsequently, the oil application step (S120) to the vacuum fusing step (S140) are repeated 3 to 5 times so as to form the desired pore size, and then the next step is carried out after confirming that the desired pore size is formed. Repeating the step S120 to the vacuum fusion step S140 three to five times constitutes a further feature of the present invention.
위와 같이 통상의 진공 융착법에서 필요한 융착 시간의 1/3~1/5 정도의 시간 동안, 바람직하게는 2~3 분 동안 금속입자를 부분적으로 융착하는 과정을 반복하여 메탈 메쉬의 크기를 조절하면서 반복한다.As described above, by repeating the process of partially fusing metal particles for a time of about 1/3 to 1/5 of the welding time required for the ordinary vacuum welding, preferably for 2 to 3 minutes, the size of the metal mesh is adjusted Repeat.
롤 압착 단계(150)에서는 상기 반복 진공융착을 이용하여 처리한 메탈 메쉬를 롤로 압착하여 기공 크기를 최종적으로 수 ㎛ ~ ㎚ 까지의 범위 내에서 조절한다. 구체적으로, 25 ~ 80㎏f/㎠ 압력으로 두 개의 롤러 사이를 통과시켜 메탈 메쉬의 표면을 압착하여 메탈 메쉬의 기공 또는 공극을 조절한다. In the roll pressing step (150), the metal mesh processed by the repeated vacuum welding is compressed with a roll to finally adjust the pore size within a range of several 탆 to ㎚. Specifically, the pores or pores of the metal mesh are controlled by pressing the surface of the metal mesh by passing between two rollers at a pressure of 25 to 80 kgf / cm 2.
상기 압착 단계에서 압력이 25㎏f/㎠ 미만일 경우에는 메탈 메쉬와 금속 분말간의 충분한 결합력 확보는 힘들어 강도가 약해지고, 80㎏f/㎠ 초과하는 압력에서는 금속분말의 파괴 또는 메탈 메쉬에 융착된 금속 입자가 떨어질 우려가 있다.If the pressure is less than 25 kgf / cm < 2 >, it is difficult to secure sufficient bonding force between the metal mesh and the metal powder to weaken the strength. When the pressure exceeds 80 kgf / May fall.
마지막으로 건조/열처리 단계(160)에서는 고성능 필터의 강도 확보를 위하여 건조/열처리 과정을 수행한다. 이 공정은 통상의 공정이므로 구체적인 설명은 생략한다.Finally, in the drying / heat treatment step 160, a drying / heat treatment process is performed to secure the strength of the high performance filter. Since this process is a normal process, a detailed description is omitted.
상기와 같은 진공융착을 포함하는 금속입자의 코팅 방법에 의해 메탈 메쉬의 기공을 수 ㎛ ~ ㎚ 까지 조절하여 고성능 필터를 제작하는 것이 가능하다.
It is possible to fabricate a high performance filter by controlling the pores of the metal mesh to several 탆 to ㎚ by the coating method of the metal particles including the vacuum fusion.
<실시예><Examples>
이하, 본 발명은 다음의 대표적인 실시예에 의하여 더욱 구체적으로 설명되나, 본 발명이 이들 실시예에 의해 어떤 식으로든 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by the following representative examples, but the present invention is not limited in any way by these embodiments.
실시예: 금속 섬유 필터의 제조Example: Fabrication of metal fiber filter
부직포 형태의 다수의 금속 섬유(STS316L)를 직조한 메쉬 부재를 준비한 후, 아세톤을 이용하여 메탈 메쉬의 표면의 오염 물질을 5분 동안 깨끗이 세척하고 100℃에서 10분 동안 건조시켰다. 이어서, 메탈 메쉬의 표면에 캐스터유의 유분을 침전시켜 골고루 도포하였다. 이어서, 상기 세척 용매를 이용하여 유분을 2~3분 동안 가볍게 세척한 후, 메탈 메쉬를 진공 챔버 내에 고정하고 금속 분말(직조한 메쉬 부재의 재질과 같은 STS316L을 사용함)을 사용하여 금속 입자에 열을 가하면서 분사구를 통하여 다음의 표 1에 나타낸 바와 같은 조건에서 2~3분 동안 메탈 메쉬의 표면을 코팅하여 진공융착을 수행한 후, 상기 유분 도포 단계 내지 진공융착 단계를 3 회 반복하여 직조된 메탈 메쉬 부재(200~500의 메탈 메쉬)의 기공 크기를 줄이고, 롤 압착한 후 열처리하여 필터들을 제조하였다.A plurality of metal fibers (STS316L) in the form of a nonwoven fabric were woven, and the contaminants on the surface of the metal mesh were thoroughly washed with acetone for 5 minutes and dried at 100 DEG C for 10 minutes using acetone. Next, oil of the castor oil was deposited on the surface of the metal mesh, and uniformly spread. Next, the oil was lightly washed with the washing solvent for 2 to 3 minutes, then the metal mesh was fixed in the vacuum chamber, and the metal particles were heat-treated with metal powder (using STS316L as the material of the woven mesh member) The surface of the metal mesh was coated for 2-3 minutes under the conditions shown in the following Table 1 under the condition of the jetting port to perform vacuum fusion and then the oil application step or the vacuum fusion step was repeated three times to form a woven Filters were fabricated by reducing the pore size of metal mesh members (200 ~ 500 mesh), compressing the rolls, and then heat - treating them.
상기 메탈 메쉬 필터에 대하여, 기공율, 기공크기, 내열성을 측정 및 확인하였다. 이들 시험 결과는 다음의 표 2에 나타낸 바와 같다.The porosity, pore size and heat resistance of the metal mesh filter were measured and confirmed. The results of these tests are shown in Table 2 below.
위 실험 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본원 발명에 따른 필터는 비교예의 것에 기존의 필터 대비 내열특성이 뛰어난 반면, 진공도 범위에서 벗어나거나 롤 압착 압력이 높을 경우 융착된 금속입자가 떨어져 나가기 때문에 기공율 및 기공크기의 변화가 거의 없음을 확인할 수 있다.As can be seen from the above experimental results, the filter according to the present invention has excellent heat resistance characteristics compared to the conventional filter in the comparative example, but the fused metal particles fall off when the pressure is outside the vacuum range or the roll pressing pressure is high. It can be confirmed that there is almost no change in pore size.
지금까지, 본 명세서에는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자가 본 발명을 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 실시예들로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined only by the appended claims.
Claims (5)
b) 상기 표면처리에 의해 세척된 메탈 메쉬의 표면에 금속 분말의 융착을 위하여 표면에 유분을 도포하는 유분 도포 단계;
c) 상기 유분 처리 단계에서 메탈 메쉬의 표면에 남아 있는 유분이 완전히 제거되지 않고 20~30% 정도의 유분이 표면에 남아 있도록 금속 세척 용매를 사용하여 메탈 메쉬의 표면을 2~3분 동안 세척하는 단계;
d) 상기 메탈 메쉬의 표면을 금속 분말을 이용하여 2~3분 동안 진공융착시키는 단계;
e) 상기 b) 유분도포 단계 내지 상기 d) 진공융착 단계를 3~5회 반복하는 단계;
f) 상기 메탈 메쉬를 롤로 압착하여 기공 크기를 수㎛~㎚ 까지의 범위 내에서 형성하는 롤 압착 단계; 및
g) 상기 압착된 메탈 메쉬를 건조/열처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 메탈 메쉬 필터의 제조 방법.a) a surface treatment step in which the surface of the metal mesh is thoroughly cleaned with a metal washing solvent for 5 to 10 minutes to remove contaminants and then dried at 100 to 120 ° C for 7 to 17 minutes;
b) applying an oil to the surface of the metal mesh cleaned by the surface treatment for fusing the metal powder;
c) The surface of the metal mesh is washed with a metal washing solvent for 2 to 3 minutes so that the oil remaining on the surface of the metal mesh is not completely removed and oil of about 20 to 30% remains on the surface in the oil treating step step;
d) vacuum-fusing the surface of the metal mesh for 2 to 3 minutes using a metal powder;
e) repeating the oil application step b) to d) the vacuum fusing step 3 to 5 times;
f) a roll pressing step of pressing the metal mesh with a roll to form a pore size within a range of several 탆 to ㎚; And
g) drying / heat-treating the squeezed metal mesh.
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2012
- 2012-11-29 KR KR1020120137266A patent/KR20140072289A/en active IP Right Grant
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