KR20190014712A - Oil-water separation structure, method for preparing the same, and oil-water separation method using the same - Google Patents

Oil-water separation structure, method for preparing the same, and oil-water separation method using the same Download PDF

Info

Publication number
KR20190014712A
KR20190014712A KR1020170098519A KR20170098519A KR20190014712A KR 20190014712 A KR20190014712 A KR 20190014712A KR 1020170098519 A KR1020170098519 A KR 1020170098519A KR 20170098519 A KR20170098519 A KR 20170098519A KR 20190014712 A KR20190014712 A KR 20190014712A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
oil
substrate
water
coating layer
polymer coating
Prior art date
Application number
KR1020170098519A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
문명운
구종민
박현철
고태준
이영아
오규환
김민성
윤선미
Original Assignee
한국과학기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술연구원 filed Critical 한국과학기술연구원
Priority to KR1020170098519A priority Critical patent/KR20190014712A/en
Publication of KR20190014712A publication Critical patent/KR20190014712A/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/46—Constructional details of screens in general; Cleaning or heating of screens
    • B07B1/4609—Constructional details of screens in general; Cleaning or heating of screens constructional details of screening surfaces or meshes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/02—Layer formed of wires, e.g. mesh
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B1/00—Nanostructures formed by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B82B1/005—Constitution or structural means for improving the physical properties of a device

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Provided are an oil-water separation structure, a preparing method thereof, and an oil-water separation method using the same. The oil-water separation structure comprises a net-shaped base material including a metal, a plastic or a combination thereof; and a coating layer for covering the base material. Also, the oil-water separation structure is formed with a nanostructure including a plurality of protrusions and inorganic particles disposed at an end portion of at least a part of the protrusions, on at least one surface of the polymer coating layer. The oil-water separation structure has hydrophilic or super-hydrophilic surface properties, and has oleophobic or superhy-oleophobic properties in water, thereby selectively passing water among the water and oil, and easily separating and collecting the oil. In addition, the oil-water separation structure has an eco-friendly preparing process, can be large, and has high mechanical durability compared to a structure consisting of only polymers.

Description

유수분리 구조체 및 그 제조방법, 그리고 이를 이용한 유수분리방법 {Oil-water separation structure, method for preparing the same, and oil-water separation method using the same}TECHNICAL FIELD The present invention relates to an oil-water separation structure, a method of manufacturing the oil-water separation structure, and a method of manufacturing oil-water separation structure using the same,

내구성이 강화되고, 물과 기름 중 물은 선택적으로 통과시키고, 기름을 용이하게 분리해 낼 수 있는 유수분리 구조체 및 그 제조방법, 그리고 이를 이용한 유수분리방법에 관한 것이다.To an oil water separating structure capable of enhancing durability, capable of selectively passing water in water and oil and separating oil easily, a manufacturing method thereof, and an oil water separating method using the same.

바다나 강에서 기름 유출사고가 발생하는 경우 해수나 강물의 표면에 기름이나 위험유해물질(HNS; Hazardous & Noxious Substance)이 떠다니며 주변으로 빠르게 전파됨으로써 심각한 환경오염을 초래한다. 따라서 기름이나 HNS의 유출사고가 발생하였을 때에는 유출된 기름이나 HNS를 신속히 제거하는 것이 중요하다.When an oil spill occurs in the sea or river, oil or Hazardous & Noxious Substance (HNS) floats on the surface of seawater or river and spreads rapidly around it, causing serious environmental pollution. Therefore, it is important to quickly remove spilled oil or HNS when spillage of oil or HNS occurs.

기름이 유출되었을 때는 통상적으로 기름이 떠다니는 수면에 유화제를 살포하여 기름을 바다나 강의 바닥으로 가라앉게 하는 방법이나, 해안까지 오염물질이 전파된 후에 흡착포를 써서 해안의 기름을 제거하는 방법 등이 사용된다. 그러나 유화제는 기름을 바닥에 가라앉혀 2차적인 오염을 발생시키는 문제가 있고, 흡착포에 의한 기름 제거는 오염물질의 전파가 이미 심각하게 진행된 후에야 사용될 수 있는 방법이므로 기름 유출 발생 직후에 기름의 확산을 효과적으로 차단하고 회수하는 기술이 요구된다.When oil is spilled, it is usually done by spraying an emulsifier on the surface of the oil that floats on the surface of the oil and sinking the oil to the bottom of the sea or river, or by removing the oil from the coast by using a suction pad after the pollutant has propagated to the shore Is used. However, the emulsifier has a problem of causing secondary contamination by submerging the oil on the floor, and the removal of the oil by the adsorbent can be used only after the propagation of the pollutant has already proceeded seriously. Therefore, A technique for effectively blocking and recovering is required.

기름이 유출된 강이나 바다에서 기름을 제거하기 위하여, 표면의 친수성과 소수성과 같은 표면에너지를 조절함으로써, 유출된 기름을 물에서부터 분리하여 제거하는 방법이 이용되고 있다. 다양한 소재 및 박막 표면에서 이러한 친수 특성을 구현하려는 시도가 이루어지고 있지만, 일반 물질의 표면에 형성된 친수성은 시간이 지남에 따라서 쉽게 사라지는 단점이 있고, 나아가 친수 또는 초친수 표면을 제조함에 있어서 대면적화나 대량 생산 또한 요구된다. 또한, 바나나 강에서 기름 유출시 신속하게 유출된 기름을 회수하기 위하여 내구성이 강화된 유수분리 소재가 요구된다.In order to remove oil from an oil-leaking river or sea, a method of separating and removing the oil from the water by controlling surface energy such as hydrophilicity and hydrophobicity of the surface is used. Although attempts have been made to realize such hydrophilic properties on various materials and thin film surfaces, the hydrophilicity formed on the surface of general materials is disadvantageously disappeared over time, and further, in manufacturing a hydrophilic or super hydrophilic surface, Mass production is also required. In addition, an oil-water separation material with enhanced durability is required in order to recover the oil quickly spilled out from the banana river.

본 발명의 일 측면은 내구성이 향상되고 효과적으로 유수분리 가능한 유수분리 구조체를 제공하는 것이다.An aspect of the present invention is to provide an oil separation structure which is improved in durability and is effectively water-oil separable.

본 발명의 다른 측면은 상기 유수분리 구조체의 제조방법을 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention provides a method for manufacturing the oil water separating structure.

본 발명의 또 다른 측면은 상기 유수분리 구조체를 이용한 유수분리방법을 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide a method for separating oil water using the oil water separating structure.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에서는, According to an aspect of the present invention,

금속, 플라스틱 또는 이들이 조합을 포함하는 그물망 형태의 기재; 및 A mesh-like substrate comprising metal, plastic or a combination thereof; And

상기 기재를 피복하는 폴리머 코팅층;을 포함하고,And a polymer coating layer covering the substrate,

상기 폴리머 코팅층의 적어도 일 표면에 At least one surface of the polymer coating layer

복수개의 돌출부; 및 A plurality of protrusions; And

상기 돌출부 중 적어도 일부의 말단부에 배치된 무기 입자; An inorganic particle disposed at a distal end portion of at least a part of the projecting portion;

를 포함하는 나노 구조가 형성되어 있는 유수분리 구조체가 제공된다.A water separation structure having a nanostructure formed therein is provided.

일 실시예에 따르면, 상기 기재는 10 내지 500 메쉬(mesh)의 그물망 형태일 수 있다.According to one embodiment, the substrate may be in the form of a mesh of 10 to 500 mesh.

일 실시예에 따르면, 상기 폴리머 코팅층은 친수성 폴리머를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the polymer coating layer may comprise a hydrophilic polymer.

일 실시예에 따르면, 상기 폴리머 코팅층은 상기 기재의 격자 기공(mesh hole)이 막히지 않도록 상기 기재를 피복된 것일 수 있다.According to one embodiment, the polymer coating layer may be coated with the substrate such that the mesh hole of the substrate is not clogged.

일 실시예에 따르면, 상기 나노 구조는 상기 폴리머 코팅층의 상부 및 하부 표면에 형성될 수 있다.According to one embodiment, the nanostructures may be formed on the upper and lower surfaces of the polymer coating layer.

일 실시예에 따르면, 상기 돌출부는 나노 헤어(nano-hair), 나노 섬유(nan-fiber), 나노 필라(nano-pillar), 나노 로드(nano-rod) 또는 나노 와이어(nano-wire) 형태일 수 있다.According to one embodiment, the protrusion may be in the form of a nano-hair, a nan-fiber, a nano-pillar, a nano-rod or a nano-wire. .

일 실시예에 따르면, 상기 돌출부는 상기 폴리머 코팅층 표면의 곡률에 관계없이 상기 기재의 수직 방향으로 배열될 수 있다.According to one embodiment, the protrusions can be arranged in the vertical direction of the substrate regardless of the curvature of the surface of the polymer coating layer.

일 실시예에 따르면, 상기 무기 입자는, Ti, Cu, Au, Ag, Cr, Pt, Fe, Al, Si, 이들의 합금, 및 이들의 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 무기 입자는 TiO2를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the inorganic particles may include at least one of Ti, Cu, Au, Ag, Cr, Pt, Fe, Al, Si, alloys thereof, and oxides thereof. For example, the inorganic particles may include TiO 2.

일 실시예에 따르면, 상기 기재 및 상기 폴리머 코팅층 사이에 접착층을 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, an adhesive layer may be further included between the substrate and the polymer coating layer.

일 실시예에 따르면, 상기 유수분리 구조체는 공기중 물에 대한 접촉각이 20° 이하이고, 수중 기름에 대한 접촉각이 140° 이상일 수 있다.According to an embodiment, the oil-water separating structure may have a contact angle with respect to water in the air of 20 ° or less and a contact angle with respect to oil underwater of 140 ° or more.

본 발명의 다른 측면에서는,In another aspect of the present invention,

금속, 플라스틱 또는 이들이 조합을 포함하는 그물망 형태의 기재를 폴리머 코팅층으로 피복하는 단계;Coating a substrate in the form of a mesh comprising metal, plastic or a combination thereof with a polymer coating layer;

상기 폴리머 코팅층이 피복된 기재의 상방에 금속 망 구조체를 위치시키는 단계; 및Positioning the metal mesh structure above the substrate coated with the polymer coating layer; And

상기 금속 망 구조체가 위치한 상기 기재를 플라즈마 처리하는 단계;Plasma processing the substrate on which the metal mesh structure is located;

를 포함하는 유수분리 구조체의 제조방법이 제공된다.Wherein the oil separating structure is formed by a method comprising the steps of:

일 실시예에 따르면, 상기 폴리머 코팅층의 피복 단계 전에, 상기 기재를 접착층으로 피복하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, the step of coating the polymer coating layer may further include coating the substrate with an adhesive layer.

일 실시예에 따르면, 상기 폴리머 코팅층은 상기 기재의 격자 기공(mesh hole)이 막히지 않도록 상기 기재를 피복할 수 있다.According to one embodiment, the polymer coating layer may coat the substrate such that the grid holes of the substrate are not clogged.

일 실시예에 따르면, 상기 상기 금속 망 구조체는 Ti, Cu, Au, Ag, Cr, Pt, Fe, Al, Si, 이들의 합금, 및 이들의 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the metal mesh structure may include at least one of Ti, Cu, Au, Ag, Cr, Pt, Fe, Al, Si, alloys thereof, and oxides thereof.

일 실시예에 따르면, 상기 금속 망 구조체는 상기 기재의 상방에 20mm 이하의 간격을 두고 위치시킬 수 있다. According to one embodiment, the metal net structure may be positioned above the substrate with an interval of 20 mm or less.

일 실시예에 따르면, 상기 플라즈마 처리 단계는,According to one embodiment, the plasma processing step comprises:

플라즈마 처리를 통하여, 상기 금속 망 구조체로부터 발생된 금속 또는 금속 산화물 무기 입자를 상기 기재의 폴리머 코팅층 표면에 증착하는 단계; 및Depositing metal or metal oxide inorganic particles generated from the metal mesh structure on the surface of the polymer coating layer of the substrate through a plasma treatment; And

플라즈마 처리를 통하여, 상기 기재의 폴리머 코팅층 표면에서 상기 금속 또는 금속 산화물 무기 입자가 증착된 부분 이외의 나머지 부분을 식각하는 단계;를 포함할 수 있다.And etching the remaining portion other than the portion on which the metal or metal oxide inorganic particles are deposited on the surface of the polymer coating layer of the substrate through the plasma treatment.

상기 증착 단계 및 식각 단계는 동일한 플라즈마 처리 조건에서 동시에 수행될 수 있다.The deposition step and the etching step may be performed simultaneously under the same plasma processing conditions.

일 실시예에 따르면, 상기 플라즈마 처리는 O2, CF4, Ar, N2, 및 H2 중 선택된 1종 이상의 가스를 이용하여 행해질 수 있다.According to one embodiment, the plasma treatment may be performed using at least one gas selected from O 2 , CF 4 , Ar, N 2 , and H 2 .

일 실시예에 따르면, 상기 금속 망 구조체는 Ti를 포함하고, 상기 플라즈마 처리는 O2 가스를 이용하여 수행될 수 있다.According to one embodiment, the metal mesh structure includes Ti, and the plasma treatment may be performed using O 2 gas.

일 실시예에 따르면, 상기 플라즈마 처리는 -100V 내지 -1000V의 전압 범위에서, 1 내지 1000 mTorr의 압력에서 10초 내지 5시간 동안 수행될 수 있다. According to one embodiment, the plasma treatment may be carried out at a voltage of -100 V to -1000 V, at a pressure of 1 to 1000 mTorr for 10 seconds to 5 hours.

본 발명의 또 다른 측면에서는, 유수분리 장치를 이용하여, 물과 기름 중 물을 선택적으로 통과시키고 기름을 수거하는 단계를 포함하는 유수분리방법이 제공된다. In another aspect of the present invention, there is provided an oil-water separation method comprising selectively passing water in water and oil and collecting oil using a water-oil separator.

일 측면에 따른 상기 유수분리 구조체는 내구성이 뛰어나고 친수성 내지 초친수성 표면 특성을 가짐으로써, 물과 기름 중 물은 선택적으로 통과시키고, 기름을 용이하게 분리하여 수거해 낼 수 있다. 상기 유수분리 구조체는 제조공정이 친환경적이고, 대면적화가 가능하다.The oil-water separating structure according to one aspect has excellent durability and has hydrophilic to super hydrophilic surface properties, so that water in water and oil can be selectively passed through and oil can be easily separated and collected. The oil water separating structure is eco-friendly and can be made large in area.

도 1은 일 실시예에 따른 유수분리 구조체의 일예를 나타낸 것이다.
도 2는 도 1의 유수분리 구조체(12)의 그물망(12b) 부분을 확대한 것이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 유수분리 구조체의 구조를 도시한 것이다.
도 4는 폴리머 코팅층(12p)의 표면에 형성된 나노구조를 보여주기 위한 확대도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 유수분리 구조체를 이용한 오일 펜스의 작동 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 유수분리 구조체가 부유물질을 포집하는 상태를 도시한 설명도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 유수분리 구조체의 제조방법에서 폴리머 코팅층 표면에 나노 구조를 형성하는 과정을 단계별로 나타낸 도면이다.
도 8은 실시예 1의 유수분리 구조체의 SEM 사진이다.
도 9는 실시예 1의 유수분리 구조체의 강성을 평가하기 위하여 스크래치 테스트한 전 후의 SEM 사진이다.
도 10은 실시예 1의 유수분리 구조체에 나노구조가 형성된 부분의 SEM 확대 이미지이다.
도 11은 유수분리 구조체 표면에서의 물방울을 흡수하는 거동을 관찰한 연속 광학 이미지이다.
도 12는 나노구조체를 가지는 유수분리 구조체가 물속에 잠겨 있을 때 유수분리 구조체 표면에서의 구형의 기름방울 형상을 관찰한 광학이미지이다.
도 13은 유수분리 구조체 중 기존의 PE mesh와 PU가 코팅된 금속 mesh의 변형률 엡실론(ε)=0.01에서의 최대 응력치이다.1 shows an example of a water-oil separating structure according to an embodiment.
Fig. 2 is an enlarged view of the mesh network 12b of the oil water separating structure 12 of Fig.
Fig. 3 shows the structure of a water flow separation structure according to another embodiment.
4 is an enlarged view showing a nanostructure formed on the surface of the polymer coating layer 12p.
5 is a view showing an operating state of an oil fence using the oil water separating structure according to an embodiment.
FIG. 6 is an explanatory view showing a state in which the oil water separating structure according to the embodiment collects suspended solids. FIG.
FIG. 7 is a view showing a stepwise process of forming a nanostructure on the surface of a polymer coating layer in the method of manufacturing an oil water separating structure according to an embodiment.
8 is an SEM photograph of the oil-water separating structure of Example 1. Fig.
9 is an SEM photograph of before and after the scratch test to evaluate the rigidity of the oil water separating structure of Example 1. Fig.
10 is an SEM enlarged image of a portion where a nanostructure is formed in the water separation structure of Example 1. Fig.
11 is a continuous optical image observing the behavior of absorbing water droplets on the surface of the oil water separating structure.
12 is an optical image in which a spherical oil droplet shape is observed on the surface of the oil water separating structure when the oil water separating structure having the nanostructure is immersed in water.
13 is the maximum stress value at strain epsilon (ε) = 0.01 of the conventional PE mesh and PU coated metal mesh.

이하, 도면을 참조하여 일 구현예에 따른 유수분리 구조체 및 그 제조방법, 상기 유수분리 구조체를 이용한 유수분리방법에 대해 상세히 설명하고자 한다. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an oil water separating structure, a manufacturing method thereof, and a water separation method using the oil water separating structure according to one embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

일 측면에 따른 유수분리 구조체는, According to one aspect of the present invention,

금속, 플라스틱 또는 이들이 조합을 포함하는 그물망 형태의 기재; 및 A mesh-like substrate comprising metal, plastic or a combination thereof; And

상기 기재를 피복하는 폴리머 코팅층;을 포함하고,And a polymer coating layer covering the substrate,

상기 폴리머 코팅층의 적어도 일부 표면에 On at least some surfaces of the polymer coating layer

복수개의 돌출부; 및 A plurality of protrusions; And

상기 돌출부 중 적어도 일부의 말단부에 배치된 무기 입자; An inorganic particle disposed at a distal end portion of at least a part of the projecting portion;

를 포함하는 나노 구조가 형성되어 있다.A nanostructure is formed.

도 1은 일 실시예에 따른 유수분리 구조체의 일예를 나타낸 것이다. 도 1에서 보는 바와 같이, 유수분리 구조체(12)는 격자 구멍(mesh hole)을 갖는 그물망 형태를 갖는다.1 shows an example of a water-oil separating structure according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the oil water separating structure 12 has a mesh shape with a mesh hole.

도 2는 도 1의 유수분리 구조체(12)의 그물망(12b) 부분을 확대한 것이다. 도 2에서 보는 바와 같이, 상기 유수분리 구조체(12)는 그물망 형태의 기재(12c) 및 상기 기재(12c)를 피복하는 폴리머 코팅층(12p)을 포함한다. 폴리머 코팅층(12p)의 적어도 일부 표면에는 나노 구조(12n)가 형성되어 있다. Fig. 2 is an enlarged view of the mesh network 12b of the oil water separating structure 12 of Fig. As shown in FIG. 2, the oil water separating structure 12 includes a mesh-like base material 12c and a polymer coating layer 12p covering the base material 12c. A nanostructure 12n is formed on at least a part of the surface of the polymer coating layer 12p.

도 3은 다른 실시예에 따른 유수분리 구조체(12)로서, 기재(12c)와 폴리머 코팅층(12p) 사이에 접착력을 더욱 향상시키기 위하여, 기재(12c) 및 상기 폴리머 코팅층(12p) 사이에 접착층(12c)을 더 포함할 수 있다. 3 is an oil-water separating structure 12 according to another embodiment in which an adhesive layer (not shown) is formed between the base material 12c and the polymer coating layer 12p to further improve the adhesive force between the base material 12c and the polymer coating layer 12p 12c.

도 4는 폴리머 코팅층(12p)의 표면에 형성된 나노구조(12n)를 보여주기 위한 확대도이다. 도 4에서 보는 바와 같이, 상기 나노 구조(12n)는 복수개의 나노 사이즈를 갖는 돌출부(12n')가 균일한 간격으로 배치되고, 돌출부(12n')의 말단부에는 무기 입자(12n")가 배치될 수 있다.4 is an enlarged view showing a nanostructure 12n formed on the surface of the polymer coating layer 12p. 4, the nanostructure 12n has a plurality of nano-sized protrusions 12n 'arranged at uniform intervals, and the inorganic particles 12n' are disposed at the distal end of the protrusion 12n ' .

상기 유수분리 구조체(12)에 사용된 기재(12c)는 크기 및 두께가 특별히 제한되지 않는다. 기재(12c)는 물이 통과할 수 있는 격자 구멍(mesh hole)을 갖는 그물망 형태라면 격자 구멍(mesh hole)의 형태나 직조 방법 등에는 제한이 없다. 상기 기재(12c)는 예를 들어 10 내지 500 메쉬(mesh)의 그물망 형태일 수 있다. 상기 메쉬 범위에서 물은 빠져나가고, 기름만 선택적으로 걸러낼 수 있다. 그물망이 500메쉬를 초과하면 메쉬 크기가 과도하게 작아 물이 빠져나가는 속도가 현저히 떨어져 유수분리 효율에 문제가 생길 수 있고, 10메쉬 미만이면 메쉬 크기가 과도하게 커서 기름까지 빠져나갈 염려가 있다. The size and thickness of the base material 12c used in the oil water separating structure 12 are not particularly limited. The substrate 12c is not limited to the shape of the mesh hole or the weaving method if it is in the form of a mesh having a mesh hole through which water can pass. The substrate 12c may be in the form of a mesh of, for example, 10 to 500 mesh. The water escapes in the mesh range, and only the oil can be filtered selectively. If the mesh is larger than 500 mesh, the mesh size is excessively small and the speed at which the water escapes may be significantly lowered, which may cause a problem in the efficiency of water separation. If the mesh size is too small, the mesh may be excessively large.

상기 기재(12c)는 이를 이루는 소재로서, 일정 수준 이상의 강도를 갖도록 금속, 플라스틱, 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.The base material 12c may be made of metal, plastic, or a combination thereof so as to have a certain level of strength or higher.

상기 금속은 철(Fe), 알루미늄(Al), 스테인레스 강(stainless steel), 구리(Cu), 백금(Pt), 금(Au), 은 (Ag), 티타늄(Ti), 실리콘 (Si), 또는 이들의 합금일 수 있으며, 이들의 조합을 포함할 수 있다.The metal may be at least one selected from the group consisting of Fe, Al, stainless steel, Cu, Pt, Au, Ag, Ti, Or alloys thereof, or a combination of these.

상기 플라스틱은 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 이들의 공중합체, 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The plastic is not particularly limited and may include at least one of, for example, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, copolymers thereof, and combinations thereof.

상기 기재(12c)는 폴리머 코팅층(12p)에 의해 피복된다. 예를 들어, 그물망 형태의 기재(12c)를 폴리머 코팅 용액에 디핑하는 방식을 통해 폴리머 코팅층(12p)을 피복할 수 있다. The substrate 12c is covered with a polymer coating layer 12p. For example, the polymer coating layer 12p can be coated by dipping the substrate 12c in the form of a net into the polymer coating solution.

상기 폴리머 코팅층(12p)은 강도가 높고 친수성의 고분자를 포함할 수 있다. 이러한 고분자로는 예를 들어 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드)(PNIPAm), 폴리(2-히드록시에틸 메타크릴레이트)(PHEMA), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리에틸렌(PE), 폴리실세스퀴녹산(PSQ), 폴리우레탄(PU), 폴리스티렌(PS), 폴리(에틸렌 글리콜)(PEG), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA), 폴리락트산(PLA), 폴리카프로락톤 (PCL), 실크(Silk), 셀룰로오스(Cellulose), 및 면(cotton) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The polymer coating layer 12p may include a polymer having high strength and hydrophilicity. Such polymers include, for example, poly (N-isopropylacrylamide) (PNIPAm), poly (2-hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA), polyetherimide (PEI), polyvinyl alcohol (PE), polysilsesquioxane (PSQ), polyurethane (PU), polystyrene (PS), poly (ethylene glycol) (PEG), polyethylene terephthalate (PET), poly (methyl methacrylate) , Polylactic acid (PLA), polycaprolactone (PCL), silk, cellulose, and cotton.

하기 표 1에서 보는 바와 같이, 상기 친수성 고분자들은 표면에너지가 높고 접촉각이 낮기 때문에 친수성이 극대화된 폴리머 코팅층(12p)을 형성할 수 있다.As shown in the following Table 1, since the hydrophilic polymers have a high surface energy and a low contact angle, the polymer coating layer 12p having the maximum hydrophilicity can be formed.

고분자Polymer 표면 에너지
(mJ/m2) Surface energy
(mJ / m 2 ) 접촉각
(° ) Contact angle
(°) PNIPAm PNIPAm 38.938.9 7575 PHEMA PHEMA 57.657.6 5959 PU PU 37.537.5 77.577.5 PEG PEG 41.341.3 4545 PEI PEI 59.559.5 6868 PMMA PMMA 41.141.1 68-72 68-72 PVA PVA 38.538.5 60.660.6

상기 폴리머 코팅층(12p)은 상기 기재(12c)의 격자 기공(mesh hole)이 막히지 않도록 상기 기재(12c)를 피복한다. 격자 기공이 막히면 물이 빠져나갈 공간이 부족해지므로, 유수분리 구조체에 가해지는 수압이 높아질 수 있고, 유수분리 기능이 제대로 발현되지 않을 수 있다.The polymer coating layer 12p covers the base material 12c so that the mesh hole of the base material 12c is not clogged. If the lattice pores are clogged, there is a lack of space for the water to escape, so that the water pressure applied to the oil separation structure may be increased, and the oil separation function may not be properly developed.

이러한 폴리머 코팅층(12p)의 표면에는 복수개의 돌출부(12n') 및 무기 입자(12n")를 포함하는 나노 구조(12n)가 형성된다. 도 4는 폴리머 코팅층(12p)의 표면에 형성된 나노구조를 도시한 것이다.A nanostructure 12n including a plurality of protrusions 12n 'and inorganic particles 12n' is formed on the surface of the polymer coating layer 12p. Figure 4 shows a nanostructure formed on the surface of the polymer coating layer 12p. Respectively.

일 실시예에 따르면, 이러한 나노 구조(12n)는 폴리머 코팅층(12p)이 피복된 기재(12c)를 수직 방향으로 플라즈마 처리를 함으로써 형성될 수 있기 때문에, 나노 구조(12n)가 폴리머 코팅층(12p)의 상부 및/또는 하부 표면에 형성될 수 있다. 또한, 돌출부(12n')는 상기 폴리머 코팅층(12p) 표면의 곡률에 관계없이 상기 기재(12c)의 수직 방향으로 배열될 수 있다.According to one embodiment, since the nanostructure 12n is formed on the polymer coating layer 12p because the nanostructure 12n can be formed by vertically plasma-treating the substrate 12c coated with the polymer coating layer 12p, / RTI > and / or < / RTI > In addition, the protrusions 12n 'can be arranged in the vertical direction of the substrate 12c regardless of the curvature of the surface of the polymer coating layer 12p.

상기 돌출부(12n')는 직경이 1 내지 100nm 범위이고, 길이가 1 내지 10,000nm 범위이며, 종횡비가 1 내지 50 일 수 있다. 상기 돌출부(12n')는 나노 헤어(nano-hair), 나노 섬유(nan-fiber), 나노 필라(nano-pillar), 나노 로드(nano-rod) 또는 나노 와이어(nano-wire)와 같은 형태이며, 폴리머 코팅층(12p) 표면에 나노 구조를 형성한다. 후술할 제조 방법에 의하면, 대면적의 유수분리 구조체에도 이와 같은 나노구조를 균일하게 형성할 수 있다.The protrusions 12n 'may have a diameter in the range of 1 to 100 nm, a length in the range of 1 to 10,000 nm, and an aspect ratio in the range of 1 to 50. The protrusion 12n 'may be in the form of a nano-hair, a nan-fiber, a nano-pillar, a nano-rod or a nano-wire , And a nanostructure is formed on the surface of the polymer coating layer 12p. According to the production method to be described later, such a nanostructure can be uniformly formed in a large-scale water-oil separating structure.

돌출부(12n')의 적어도 일부의 말단부에는 무기 입자(12n")가 배치된다. 무기 입자(12n")는 복수개가 뭉쳐져서 클러스터를 형성할 수 있다. 또한, 거의 대부분의 또는 모든 돌출부(12n') 단부에 무기 입자(12n")가 배치될 수도 있지만, 후술하는 제조방법에서 플라즈마 처리에 의한 식각 공정에서 일부 무기 입자(12n")가 깎여 떨어져 나갈 수 있으므로, 모든 돌출부(12n')의 단부에 무기 입자(12n")가 배치되지 않을 수도 있다.An inorganic particle 12n " is disposed at a distal end portion of at least a part of the protruding portion 12n '. A plurality of inorganic particles 12n " can be clustered to form a cluster. In addition, the inorganic particles 12n " may be disposed at the ends of almost all or all of the projections 12n ', but in the manufacturing method described below, some inorganic particles 12n " Therefore, the inorganic particles 12n " may not be disposed at the ends of all the protruding portions 12n '.

상기 무기 입자(12n")는 유수분리 용도에 따라 적합한 표면 특성을 부여할 수 있는 금속 또는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 무기 입자(12n")는 유수분리 구조체를 통하여 물은 통과하고 기름은 통과하지 않도록 친수성 내지 초친수성을 부여하는 금속 또는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 상기 금속 또는 금속 산화물은 후술하는 제조과정에서 사용된 금속 망 구조체로부터 유래될 수 있다. 예를 들어, 상기 무기 입자는 Ti, Cu, Au, Ag, Cr, Pt, Fe, Al, Si, 이들의 합금, 이들의 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 나노 구조를 형성하는 돌출부(12n') 단부에 TiO2를 포함하는 무기 입자(12n")가 배치된 경우, 상기 나노 구조 자체가 가질 수 있는 친수성 표면 특성이 더욱 더 초친수성으로 개질시킬 수 있다.The inorganic particles 12n " may include a metal or a metal oxide capable of imparting suitable surface characteristics depending on the purpose of oil separation. According to one embodiment, the inorganic particles 12n " And may include a metal or a metal oxide which imparts hydrophilicity or superhydrophilicity so that water does not pass and oil does not pass through. The metal or metal oxide may be derived from a metal mesh structure used in a manufacturing process described later. For example, the inorganic particles may include at least one of Ti, Cu, Au, Ag, Cr, Pt, Fe, Al, Si, alloys thereof and oxides thereof. According to one embodiment, when the inorganic particles containing TiO 2 on a projection (12n ') end to form the nanostructure (12n ") are arranged, the hydrophilic surface properties in which the nano-structure itself may have more second hydrophilic .

상기 유수분리 구조체는 나노 구조가 형성된 기재 표면에 친수성을 부여하는 무기 입자와의 화학결합에 의하여, 물에 대한 접촉각이 20° 이하의 초친수 표면 특성을 가질 수가 있다. The oil-water separating structure can have a superhydrophilic surface property with a contact angle to water of 20 ° or less by chemical bonding with the inorganic particles that impart hydrophilicity to the surface of the substrate on which the nanostructure is formed.

이와 같은 초친수 표면을 갖는 유수분리 구조체는 표면 상태가 매우 높은 상태이며, 따라서 표면에너지가 낮은 기름에 대해서는 친유 특성을 가질 수 있다. 그러나, 물속에서는 기름이 상기 유수분리 구조체에 흡수되지 않고, 구형의 방울 형태를 유지하는 초소유성 (Superoleophobicity)를 나타낸다. 이에 따라, 상기 유수분리 구조체는 물속에서 예를 들어 140° 이상의 높은 수중 기름에 대한 접촉각을 가질 수 있다. Such an oil-water separating structure having a superhydrophilic surface has a very high surface state, and thus may have a lipophilic property with respect to oil having a low surface energy. However, in the water, the oil is not absorbed by the oil-water separating structure, but exhibits superoleophobicity which maintains a spherical droplet shape. Accordingly, the oil water separating structure may have a contact angle with respect to oil underwater which is higher than 140 DEG for example in water.

일 실시예에 따르면, 도 3에서 보는 바와 같이, 기재(12c) 및 상기 폴리머 코팅층(12p) 사이에 접착층(12c)을 더 포함할 수 있다. 접착층(12c)은 기재(12c)와 폴리머 코팅층(12p) 사이에 접착력을 더욱 향상시킬 수 있다.According to one embodiment, as shown in Fig. 3, an adhesive layer 12c may further be provided between the substrate 12c and the polymer coating layer 12p. The adhesive layer 12c can further improve the adhesive force between the base material 12c and the polymer coating layer 12p.

도 5는 상기 유수분리 구조체를 이용한 유수분리 장치의 일 예로서, 오일 펜스의 작동 상태를 도시한 도면이다.5 is a view showing an operating state of an oil fence as an example of a water separator using the oil water separating structure.

도 5에 도시된 바와 같이, 오일 펜스(10)는 해수나 강물과 같은 물의 표면에 뜨는 부유체(11)와, 부유체(11)와 연결된 유수분리 막(12)을 구비한다. 여기서, 상기 유수분리 구조체가 유수분리 막(12)으로 사용될 수 있다.5, the oil fence 10 includes a float 11 floating on the surface of water such as seawater or a river, and a water separation membrane 12 connected to the float 11. Here, the oil water separating structure may be used as the oil separator 12.

부유체(11)는 충분한 부력을 갖도록 스티로폼과 같은 소재로 제작되거나, 공기가 충전된 튜브와 같은 형상으로 제작될 수 있다.The float 11 may be made of a material such as styrofoam or have a shape such as a tube filled with air so as to have sufficient buoyancy.

오일 펜스(10)의 유수분리 막(12)은 친수성 내지 초친수성의 표면을 가진 상기 유수분리 구조체를 사용함으로써, 물만을 통과시키고 물에 포함된 물질을 포집하는 기능을 수행할 수 있다. 유수분리 막(12)은 물(3)에 포함된 기름이나 위험유해물질과 같은 부유물질(6)을 포집할 수 있다. 도 6는 도 5의 유수분리 막(12)이 부유물질을 포집하는 상태를 도시한 설명도이다.The oil separation membrane (12) of the oil fence (10) can perform the function of passing only water and collecting the substance contained in water by using the above water separation structure having a hydrophilic to super hydrophilic surface. The water-oil separating membrane 12 can collect suspended solids 6 such as oil or hazardous harmful substances contained in the water 3. FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state in which the water-oil separation membrane 12 of FIG. 5 collects suspended solids.

선박들이 오일 펜스(10)를 끌어서 당기는 동안 부유물질(6)을 포함하는 물(3)이 오일 펜스(10)의 유수분리 막(12)을 통과하면서 물(3)에 포함된 부유물질(6)만이 유수분리 막(12)에 의해 포집되고 정화된 물(3)만이 유수분리 막(12)을 빠져 나올 수 있다. 친수성 또는 초친수성의 표면을 갖는 유수분리 구조체는 물(3)을 쉽게 통과시키고 부유물질을 걸러내어 포집할 수 있으므로, 오일 펜스(10)에 가해지는 수압을 최소화할 수 있다. 따라서 선박이 고속으로 운항할 때에나 강한 조류가 발생한 경우에 오일 펜스(10)가 뒤집히는 현상의 발생을 최소화할 수 있다.The water 3 containing the floating material 6 passes through the oil separation membrane 12 of the oil fence 10 while the vessels drag the oil fence 10 to pull the floating matter 6 Only the water 3 collected by the water separation membrane 12 and purified can escape from the water separation membrane 12. The oil-water separating structure having a hydrophilic or super hydrophilic surface can easily pass the water 3 and can collect and collect suspended matters, so that the hydraulic pressure applied to the oil fence 10 can be minimized. Therefore, occurrence of a phenomenon in which the oil fence 10 is turned upside down when the ship is operating at high speed or when a strong current is generated can be minimized.

일 실시예에 따른 유수분리 구조체는 이와 같이 조류가 강한 바다나 강에서 견딜 수 있도록 강도 및 내구성이 우수하고, 친수성 내지 초친수성의 나노패턴을 표면에 형성하여 물만을 선택적으로 통과시킴으로써, 탁월한 유수분리 효과를 갖는다.The oil water separating structure according to one embodiment is excellent in strength and durability so that it can bear in a sea or river having a strong algae and forms a nanopattern having hydrophilic or super hydrophilic property on the surface to selectively pass water. Effect.

이하에서, 일 측면에 따른 유수분리 구조체의 제조방법에 관하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing the oil water separating structure according to one aspect will be described.

일 실시예에 따른 유수분리 구조체의 제조방법은,According to an embodiment of the present invention,

금속, 플라스틱 또는 이들이 조합을 포함하는 그물망 형태의 기재를 폴리머 코팅층으로 피복하는 단계;Coating a substrate in the form of a mesh comprising metal, plastic or a combination thereof with a polymer coating layer;

상기 폴리머 코팅층이 피복된 기재의 상방에 금속 망 구조체를 위치시키는 단계; 및Positioning the metal mesh structure above the substrate coated with the polymer coating layer; And

상기 금속 망 구조체가 위치한 상기 기재를 플라즈마 처리하는 단계;를 포함한다. And plasma treating the substrate on which the metal mesh structure is located.

상기 유수분리 구조체의 제조방법은 기재의 면적이나 형태에 제한되지 않고, 특히 대면적에 걸쳐 나노 구조를 형성할 수 있고, 친환경적으로 비교적 간단하게 유수분리 구조체를 제조할 수 있다.The method for producing the water-oil separating structure is not limited to the area and shape of the substrate, and in particular, the nano structure can be formed over a large area, and an oil-water separating structure can be manufactured relatively easily and environmentally friendly.

먼저, 금속, 플라스틱 또는 이들이 조합을 포함하는 그물망 형태의 기재를 폴리머 코팅층으로 피복한다. 상기 기재 및 폴리머 코팅층 소재에 대해서는 상술한 바와 같다. First, a mesh-type substrate comprising metal, plastic or a combination thereof is coated with a polymer coating layer. The base material and the material of the polymer coating layer are as described above.

다음으로, 상기 폴리머 코팅층이 피복된 기재의 상방에 금속 망 구조체를 위치시키고, 플라즈마 처리를 한다. Next, the metal mesh structure is placed above the substrate coated with the polymer coating layer, and plasma treatment is performed.

도 7는 유수분리 구조체의 제조방법에서 폴리머 코팅층 표면에 나노 구조를 형성하는 과정을 단계별로 나타낸 도면이다.7 is a view showing a stepwise process of forming a nanostructure on the surface of a polymer coating layer in the method of manufacturing an oil-water separating structure.

도 7에서 보는 바와 같이, 폴리머 코팅층이 피복된 기재(12) 상방에 금속 망 구조체(M)를 위치시키고, 플라즈마 처리를 실시한다. As shown in FIG. 7, the metal mesh structure M is placed above the substrate 12 coated with the polymer coating layer, and plasma treatment is performed.

상기 금속 망 구조체(M)는 유수분리 구조체의 나노 구조를 형성하는 무기 입자(12n")의 원료가 될 뿐만 아니라, 후술하는 플라즈마 처리시 금속 망 구조체로(M)로부터 발생된 금속 또는 금속 산화물의 무기 입자(12n”)를 기재(12) 표면 전체에 균일하게 증착시킬 수 있다. 상기 무기 입자(12n”)는 무기 입자(12n”)가 증착되지 않은 기재(12) 부분이 선택적으로 식각될 수 있도록 마스크 내지 저해제(inhibitor)로 작용함으로써, 기재(12)의 폴리머 코팅층 표면에 나노 구조를 형성할 수 있는 것이다. 상기 금속 망 구조체(M)의 사용은, 무기 입자(12n”)를 기재(12) 표면 전체에 균일하게 증착시킬 수 있도록 하기 때문에, 상기 유수분리 구조체의 대면적화를 가능하게 한다. The metal mesh structure M is not only a raw material of the inorganic particles 12n "forming the nanostructure of the water separation structure but also a metal or metal oxide generated from the metal mesh structure M during the plasma treatment, The inorganic particles 12n " can be uniformly deposited on the entire surface of the substrate 12. The inorganic particles 12n " can be formed by selectively etching the portion of the substrate 12 on which the inorganic particles 12n & The metal mesh structure M can be used to form the inorganic particles 12n " on the surface of the substrate 12 (i.e., ) Surface, it is possible to make the oil water separating structure larger in size.

상기 금속 망 구조체(M)는 유수분리 용도에 따라 적합한 표면 특성을 부여할 수 있는 금속 또는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 금속 망 구조체(M)는 유수분리 구조체를 통하여 물은 통과하고 기름은 통과하지 않도록 친수성 내지 초친수성을 부여하는 금속 또는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 망 구조체(M)는 Ti, Cu, Au, Ag, Cr, Pt, Fe, Al, Si, 이들의 합금, 이들의 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, Ti를 포함하는 금속 망 구조체(M)의 경우, TiO2 입자가 코팅된 나노 구조를 형성하여, 상기 유수분리 구조체의 표면을 초친수로 개질시킬 수 있다. The metal mesh structure M may include a metal or a metal oxide capable of imparting suitable surface characteristics depending on the purpose of oil separation. According to one embodiment, the metal net structure M may include a metal or a metal oxide which imparts hydrophilic to super hydrophilic property so that water passes through the oil water separating structure and oil does not pass therethrough. For example, the metal mesh structure M may include at least one of Ti, Cu, Au, Ag, Cr, Pt, Fe, Al, Si, alloys thereof, and oxides thereof. According to one embodiment, in the case of the metal network structure M containing Ti, TiO 2 particles may be coated with a nanostructure to modify the surface of the oil water separating structure to be superhydrophilic.

상기 금속 망 구조체(M)는 이로부터 발생된 금속 또는 금속 산화물 무기 입자(12n”)가 기판(12) 전체에 걸쳐 균일하게 증착될 수 있도록 망 구조를 가진 것이라면 제한없이 사용될 수 있다. The metal mesh structure M can be used without limitation as long as it has a mesh structure so that metal or metal oxide inorganic particles 12n " generated therefrom can be uniformly deposited over the entire surface of the substrate 12. [

예를 들어, 상기 금속 망 구조체(M)는 금속 와이어를 메쉬 형태로 직조한 금속 메쉬로 이루어질 수 있다. 상기 금속 망 구조체(M)를 이루는 금속 와이어의 직경, 및 간격 등은 특별히 제한되지는 않으며, 원하는 나노 구조의 패턴에 따라 조절할 수 있다. 예를 들어 상기 금속 망 구조체(M)를 이루는 금속 와이어의 간격은 10㎛ 내지 500㎛ 범위일 수 있다.For example, the metal mesh structure M may be formed of a metal mesh woven with a metal wire. The diameter and spacing of the metal wires constituting the metal mesh structure M are not particularly limited and can be adjusted according to the pattern of the desired nano structure. For example, the interval of the metal wires constituting the metal mesh structure M may be in the range of 10 μm to 500 μm.

상기 금속 망 구조체(M)의 크기는 나노 구조를 형성하고자 하는 기재(12)의 크기에 부합하도록 선택할 수 있다.The size of the metal mesh structure M may be selected to match the size of the substrate 12 on which the nanostructure is to be formed.

상기 기재(12) 상에 상기 금속 망 구조체(M)를 위치시키는데 있어서, 상기 금속 망 구조체(M)는 기재(12) 상에 일정 간격을 두고 위치시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 기재(12)와 상기 금속 망 구조체(M)의 20 mm 이하일 수 있다. 상기 범위로 간격을 두는 경우에, 상기 금속 망 구조체(M)로부터 발생된 금속 또는 금속 산화물의 무기 입자(12n”)가 금속 망 구조체(M)의 바로 아래의 기재 표면에도 떨어질 수 있으므로, 기재(12) 표면 전체에 균일하게 증착될 수 있다. 상기 금속 망 구조체(M)가 기재(12)와 접하는 경우에는 금속 망 구조체(M)가 접촉한 기재(12) 부분은 플라즈마 처리에 의한 식각이 일어나지 않으므로, 나노 구조가 형성되지 않은 부분이 증가할수록 유수분리 구조체는 유수분리 효율이 떨어지게 될 것이다. 따라서, 상기 금속 망 구조체(M)는 상기 기재(12) 표면에 접촉하지 않는 것이 바람직하다.In order to position the metal mesh structure M on the substrate 12, the metal mesh structure M may be positioned on the substrate 12 at regular intervals. For example, it may be 20 mm or less of the substrate 12 and the metal mesh structure M. The inorganic particles 12n " of the metal or metal oxide generated from the metal mesh structure M may fall on the surface of the metal just below the metal mesh structure M, 12) uniformly over the entire surface. When the metal mesh structure M is in contact with the substrate 12, the portion of the metal mesh 12 which is in contact with the metal mesh structure M is not etched by the plasma treatment, and as the portion where the nanostructure is not formed increases The oil separation structure will have poor oil separation efficiency. Therefore, it is preferable that the metal mesh structure M does not contact the surface of the substrate 12. [

이어서, 상기 금속 망 구조체(M)가 위치한 상기 기재(12)를 플라즈마 처리한다. 플라즈마 처리에 의해 상기 기재(12)의 폴리머 코팅층 표면은 친수 내지 초친수 특성을 가질 수 있다. Then, the substrate 12 on which the metal mesh structure M is located is plasma-treated. By the plasma treatment, the surface of the polymer coating layer of the base material 12 may have a hydrophilic property or a super-hydrophilic property.

일 실시예에 따르면, 상기 플라즈마 처리 단계는, According to one embodiment, the plasma processing step comprises:

플라즈마 처리를 통하여, 상기 금속 망 구조체로부터 발생된 금속 또는 금속 산화물 입자를 상기 기재의 폴리머 코팅층 표면에 증착하는 단계; 및 Depositing metal or metal oxide particles generated from the metal mesh structure on the surface of the polymer coating layer of the substrate through a plasma treatment; And

플라즈마 처리를 통하여, 상기 기재의 폴리머 코팅층 표면에서 상기 금속 또는 금속 산화물 입자가 증착된 부분 이외의 나머지 부분을 식각하는 단계;를 포함한다.Etching the remaining portion of the substrate other than the portion on which the metal or metal oxide particles have been deposited on the surface of the polymer coating layer through a plasma treatment.

도 7에서 보는 바와 같이, 플라즈마 처리를 하게 되면, 먼저 상기 금속 망 구조체(M)로부터 발생된 금속 또는 금속 산화물 무기 입자(12n”)가 떨어져 나와 기재(12)의 폴리머 코팅층 표면에 증착된다. 상기 무기 입자(12n”)는 플라즈마 처리가 진행되는 동안 클러스터를 형성할 수 있다. As shown in FIG. 7, when the plasma treatment is performed, metal or metal oxide inorganic particles 12n '' generated from the metal mesh structure M are first separated and deposited on the surface of the polymer coating layer of the substrate 12. The inorganic particles 12n " may form a cluster during the plasma treatment.

상기 금속 또는 금속 산화물 무기 입자(12n”)가 증착된 기재(12)의 폴리머 코팅층을 계속해서 플라즈마 처리하면, 폴리머 코팅층 표면에서 상기 금속 또는 금속 산화물 무기 입자(12n”)가 증착되지 않은 부분이 선택적으로 식각되면서 폴리머 코팅층 표면에 나노 구조를 형성할 수 있다. When the polymer coating layer of the base material 12 on which the metal or metal oxide inorganic particles 12n " is deposited is continuously subjected to plasma treatment, portions where the metal or metal oxide inorganic particles 12n " are not deposited on the surface of the polymer coating layer are selectively The nanostructure can be formed on the surface of the polymer coating layer.

보다 구체적으로 설명하면, 기재(12)의 폴리머 코팅층 표면 중 금속 또는 금속 산화물의 무기 입자(12n”)가 증착된 곳에는 이들이 플라즈마의 식각 작용에 대한 저해제로 작용하여 그곳에서는 식각되는 속도가 현저하게 느린 반면, 금속 또는 금속 산화물 무기 입자(12n”)가 증착되지 않은 폴리머 코팅층 표면은 플라즈마에 의해 식각이 이루어지므로 그곳에서는 식각 속도가 빠르게 되어, 결과적으로 폴리머 코팅층 표면에 나노 헤어(nano-hair), 나노 섬유(nan-fiber), 나노 필라(nano-pillar), 나노 로드(nano-rod) 또는 나노 와이어(nano-wire)와 같은 형태의 제1 돌출부(4a)로 이루어지는 나노 구조를 형성할 수 있다. More specifically, where the inorganic particles 12n " of the metal or metal oxide are deposited on the surface of the polymer coating layer of the substrate 12, they act as inhibitors to the etching action of the plasma, While the surface of the polymer coating layer on which the metal or metal oxide inorganic particles 12n " are not deposited is etched by the plasma, so that the etching speed is increased. As a result, nano-hair, Can form a nanostructure consisting of a first protrusion 4a in the form of a nanofiber, a nano-pillar, a nano-rod or a nano-wire .

상기 금속 또는 금속 산화물 무기 입자(12n”)의 증착 단계와 기판(12)의 식각 단계는 동일한 플라즈마 처리 조건에서 동시에 수행될 수 있다. The deposition of the metal or metal oxide inorganic particles 12n " and the etching of the substrate 12 may be performed simultaneously under the same plasma processing conditions.

도 3에서 보는 바와 같이, 플라즈마 처리에 의한 식각이 계속되는 동안 금속 망 구조체(M)를 제거하지 않고 기재(12) 상부에 계속 유지시킬 수 있다. 플라즈마 처리에 의한 식각이 진행되는 동안, 기재(12) 상에 증착된 금속 또는 금속 산화물 무기 입자(12n”) 또한 조금씩 스퍼터링에 의해 깎여나가기 때문에, 장시간 식각시 저해제 역할을 할 무기 입자(12n”)가 계속 공급될 필요가 있기 때문이다. 따라서, 금속 망 구조체(M)를 제거하지 않고 연속적으로 플라즈마 처리를 함으로써, 금속 또는 금속 산화물 무기 입자(12n”)를 계속해서 공급할 수 있고 클러스터를 유지할 수 있다.As shown in FIG. 3, the metal mesh structure M can be continuously held on the substrate 12 without removing the metal mesh structure M during the etching by the plasma treatment. The metal or metal oxide inorganic particles 12n " deposited on the substrate 12 are also slightly scraped off by sputtering during the etching process by the plasma treatment, so that the inorganic particles 12n " This is because it needs to be supplied continuously. Therefore, the metal or metal oxide inorganic particles 12n " can be continuously supplied and the cluster can be maintained by performing the plasma treatment continuously without removing the metal mesh structure M.

상기 플라즈마 처리는 그 조건 및 처리 시간 등을 조절함으로써 다양한 형태의 나노 구조를 형성할 수 있다.The plasma treatment can form various types of nanostructures by controlling the conditions and the treatment time.

상기 플라즈마 처리는 O2, CF4, Ar, N2, 및 H2 중 선택된 1종 이상의 가스 존재하에 행해질 수 있다. 이중, O2 가스를 이용하는 경우, 플라즈마 처리에 의해 기재(1) 표면이 산소와 결합하여 지속성을 가지는 친수성 표면을 부여할 수 있다. 한편, 플라즈마 처리시 압력은, 예를 들어 1 내지 1000 mTorr 일 수 있으며, 더 높은 대기압도 가능할 수 있다. The plasma treatment may be performed in the presence of at least one gas selected from O 2 , CF 4 , Ar, N 2 , and H 2 . In the case of using O 2 gas, the surface of the substrate 1 can be bonded to oxygen by the plasma treatment to give a hydrophilic surface having persistence. On the other hand, the pressure during the plasma treatment may be, for example, 1 to 1000 mTorr, and higher atmospheric pressure may be possible.

상기 플라즈마 처리는 예를 들어, -100V 내지 -1000V의 전압 범위에서 행해질 수 있으며, 1 내지 1000 mTorr의 압력에서 10초 내지 5시간 동안 행해질 수 있다. 플라즈마 처리 시간이 길어질수록 기재 표면이 친수성(hydrophilic)에서 초친수성(superhydrophilic)으로 변할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 플라즈마 처리 시간이 길어지면, 폴리머 코팅층이 피복된 기재 표면의 초친수성이 증가하면서 물에 대한 접촉각이 20° 이하, 10° 이하, 5° 이하, 또는 더 나아가 1° 이하까지도 감소할 수 있다. 여기서, 폴리머 코팅층이 피복된 기재 표면의 순수에 대한 접촉각이 20° 이하는 친수로 정의하고, 접촉각이 10° 이하는 초친수로 정의된다. The plasma treatment may be performed, for example, in a voltage range of -100 V to -1000 V, and is performed at a pressure of 1 to 1000 mTorr for 10 seconds to 5 hours Lt; / RTI > As the plasma treatment time becomes longer, the surface of the substrate may change from hydrophilic to superhydrophilic. According to one embodiment, when the plasma treatment time is prolonged, the superhydrophilic property of the substrate surface coated with the polymer coating layer is increased and the contact angle with respect to water is not more than 20 DEG, less than 10 DEG, less than 5 DEG, or even less than 1 DEG . Herein, the contact angle of the substrate surface coated with the polymer coating layer to pure water is defined as a hydrophilic value of 20 DEG or less, and the contact angle of 10 DEG or less is defined as a superhydrophilic value.

상기 유수분리 구조체의 제조방법은 친환경적이고, 대면적으로 표면 처리가 가능하여 유수분리 구조체의 대면적화를 실현시킬 수 있다. The manufacturing method of the oil water separating structure is eco-friendly and can be surface-treated in a large area, thereby realizing the large-sized oil water separating structure.

이와 같이 제조된 유수분리 구조체는 다양한 유수분리 장치에 적용될 수 있다.The oil water separating structure thus manufactured can be applied to various oil water separating apparatuses.

일 측면에 따른 유수분리 장치는 상술한 유수분리 구조체를 포함한다. 상기 유수분리 장치는 상기 유수분리 구조체를 이용하여, 유수분리에 적용될 수 있는 적절한 수단 또는 다양한 구조로 구현될 수 있다. The oil-water separating apparatus according to one aspect includes the oil-water separating structure described above. The oil-water separating apparatus may be implemented by any suitable means or various structures applicable to oil-water separation using the oil-water separating structure.

일 실시예에 따르면, 상기 유수분리 구조체는 오일펜스에 적용될 수 있다. 상기 유수분리 구조체를 이용한 오일펜스는 선박의 운항, 선박의 침몰사고, 육상에서의 유조차 사고, 정유시설, 유류저장고, 송유관, 주유소 등으로 인한 기름 유출시, 바다, 하천, 강물에 누출된 기름의 확산을 방지하여, 기름이 수면을 타고 해안까지 번지지 않도록 할 수 있다. According to one embodiment, the oil water separating structure can be applied to an oil fence. The oil fence using the oil-water separating structure is used to prevent the oil leakage from the sea, the river, and the river when oil spills due to ship operation, ship sinking accident, oil tank accident on the ground, refinery, oil storage, oil pipe, Prevent spreading, so that oil does not spread across the water to the shore.

또한, 상기 유수분리 구조체를 이용한 오일펜스는 기름 유출사고시 기름을 한곳에 가둬놓을 수 있도록 설치될 수 있다. 상기 오일펜스는 표면에 초친수 특성을 가지며, 물에 적신 후 형성된 수막은 초발유 특성을 가지기 때문에, 상기 오일펜스 안에 모인 기름을 다른 형태의 유수분리 장치를 이용하여 용이하게 수거할 수 있도록 도와줄 수 있다. Also, the oil fence using the oil water separating structure can be installed so that oil can be confined in one place in case of oil leakage. Since the oil fence has a super-hydrophilic property on the surface and the water film formed after wetting with water has a super-oil-releasing property, the oil collected in the oil fence can be easily collected using another type of oil separator .

일 측면에 따른 유수분리방법은 상술한 유수분리 장치를 이용하여, 물과 기름 중 물을 선택적으로 통과시키고 기름을 수거하는 단계를 포함한다. The oil-water separation method according to one aspect includes selectively passing water in water and oil and collecting oil using the oil-water separating apparatus described above.

상기 유수분리 구조체는 친수성 내지 초친수성을 나타냄에 따라, 상기 유수분리 장치는 높은 젖음성을 가지며, 물을 쉽게 통과시킨다. 따라서, 상기 유수분리 장치에 기름과 물이 혼합된 액체를 통과시키면 물은 상기 유수분리 구조체를 쉽게 통과하지만, 기름은 물에 대한 척력으로 인해 상기 유수분리 구조체를 통과하지 못하고, 유수분리 구조체 상부에 걸러지게 된다. As the oil water separating structure exhibits hydrophilic to super hydrophilic properties, the oil water separating device has high wettability and easily passes water. Therefore, when the liquid mixed with the oil and the water is passed through the oil-water separator, water easily passes through the oil-water separating structure, but the oil can not pass through the oil-water separating structure due to the repulsive force against water, .

일 실시예에 따르면, 유수분리를 시행함에 있어서, 상기 유수분리 장치를 사용하기 전에, 상기 유수분리 장치를 물에 적시는 전처리 단계를 더 포함할 수 있다. 물에 적시는 과정을 통하여, 상기 유수분리 구조체의 표면에 수막을 형성하여 그 위에 기름을 더 효율적으로 걸러낼 수 있다. According to one embodiment, in performing the water separation, the water separation apparatus may further include a pretreatment step of wetting the water separation apparatus with water before using the water separation apparatus. Through the wetting process, a water film can be formed on the surface of the oil water separating structure, and the oil can be more efficiently filtered thereon.

일 실시예에 따르면, 상기 기름 수거 후, 상기 유수분리 장치를 UV 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 UV 처리는 나노 구조 상에 코팅된 무기 입자의 친수성을 더욱 향상시킬 수 있으며, 상기 UV 처리를 통하여 한번 이상 사용한 상기 유수분리 장치를 반복 사용할 수 있다.According to one embodiment, after the oil collection, the oil separation apparatus may further include UV treatment. The UV treatment can further improve the hydrophilicity of the inorganic particles coated on the nanostructures, and the oil-water separator used more than once through the UV treatment can be repeatedly used.

이하 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

하기 실시예 및 비교예에서 제조한 표면의 모폴로지 구조는 주사전자현미경(SEM, FEI, Nova NanoSEM 200, USA)으로 조사하였다. 물에 대한 접촉각(CA)은 접촉각 미터(Goniometer, Rame-Hart, USA)로 측정하였다. 정적 접촉각에 사용된 각 물방울의 부피는 8㎕이었다. 평균 CA 값은 동일 샘플에 대하여 5개의 상이한 위치에서 측정하여 얻었다. The morphology of the surfaces prepared in the following examples and comparative examples was examined with a scanning electron microscope (SEM, FEI, Nova NanoSEM 200, USA). The contact angle (CA) for water was measured with a contact angle meter (Goniometer, Rame-Hart, USA). The volume of each droplet used at the static contact angle was 8 μl. The average CA values were obtained by measuring at five different locations for the same sample.

실시예Example

기재로는 폴리우레탄(PU)을 코팅한 금속 메쉬(메쉬간격은 200 메쉬 사용)를 사용하였다. 상기 금속 메쉬를 딥코팅 (dip coating) 방식으로 PU 폴리머 코팅층을 형성하였다. As a substrate, a polyurethane (PU) coated metal mesh (mesh spacing of 200 mesh) was used. The metal mesh was dip coated to form a PU polymer coating layer.

플라즈마 처리 장치의 챔버 내 캐소드 위에 상기 폴리머 코팅층이 피복된 금속 메쉬를 놓았다. 상기 기재 위에 2mm의 간격을 두고 Ti 메쉬를 위치시켰으며, 메쉬를 고정하기 위해서 메쉬 테두리에 지지대를 쌓고 그 위에 메쉬를 올려놓음으로써 메쉬와 기재의 거리를 조절하였다. 그런 다음 -400V 의 전압, 50mTorr의 압력, O2 가스 10sccm의 조건으로 30분 동안 플라즈마 처리하여 유수분리 구조체를 제조하였다. A metal mesh having the polymer coating layer coated thereon was placed on a cathode in a chamber of a plasma processing apparatus. The distance between the mesh and the substrate was adjusted by placing a Ti mesh at a distance of 2 mm on the substrate, placing a support on the mesh rim and placing a mesh thereon to fix the mesh. Then, plasma treatment was performed at a voltage of -400 V, a pressure of 50 mTorr, and an O 2 gas of 10 sccm for 30 minutes to prepare an oil water separating structure.

금속 메쉬로는 Ti 메쉬 (Nilaco Co., Ltd, 직경: 160mm 인 원형, 와이어 간격: 320㎛, 와이어 직경: 180㎛)를 사용하였으며, 플라즈마 처리 장치로는 Radio-frequency generator (제조사 : Advanced Energy, 제품명 : RTX-600)를 사용하였다.As the metal mesh, a Ti mesh (Nilaco Co., Ltd., diameter: 160 mm, circularity, wire spacing: 320 μm, wire diameter: 180 μm) was used. The plasma processing apparatus was a radio frequency generator Product name: RTX-600) Respectively.

플라즈마 처리를 통하여 얻어진 상기 유수분리 구조체의 SEM 사진을 도 8에 나타내었다. 상기 유수분리 구조체의 강성을 평가하기 위하여 금속 볼을 가지는 스크레치테스터를 이용하여 10N의 힘으로 수평방향으로 0.2 mm/sec로 스크레치 테스트를 실시하였고, 스크래치한 결과의 SEM 사진을 도 9에 나타내었다. 도 9에서 보는 바와 같이, 금속 메쉬 표면에 코팅된 폴리머 코팅층은 스크래치에도 고강도 특성을 나타냄을 알 수 있다. SEM photographs of the oil-water separating structure obtained through the plasma treatment are shown in FIG. In order to evaluate the rigidity of the oil water separating structure, a scratch test was performed at a rate of 0.2 mm / sec in a horizontal direction with a force of 10 N using a scratch tester having a metal ball, and a SEM photograph of the result of scratching is shown in FIG. As shown in FIG. 9, it can be seen that the polymer coating layer coated on the surface of the metal mesh exhibits high strength characteristics even in the scratch.

도 10은 상기 유수분리 구조체에서 나노구조가 형성된 부분의 SEM 확대 이미지이다. 도 10에서 보이는 것처럼 종횡비가 높은 hairy 모양의 나노구조가 폴리머 코팅층 표면에 매우 균일하게 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 이러한 나노구조체의 영향으로 유수분리 구조체는는 초친수 특성을 보인다. 10 is an SEM enlarged image of a portion where a nanostructure is formed in the oil water separating structure. As shown in FIG. 10, it can be seen that the hairy nanostructure having a high aspect ratio is formed uniformly on the surface of the polymer coating layer. Due to the influence of such a nanostructure, the oil-water separating structure exhibits superhydrophilic characteristics.

도 11은 상기 유수분리 구조체 표면에서의 물방울을 흡수하는 거동을 관찰한 연속 광학 이미지이다. 도 11에서 보는 것처럼, 상기 유수분리 구조체 상에서 물방울을 떨어뜨렸을 때, 물방울이 매우 빠르게 유수분리 구조체를 통해 흡수되는 것을 알 수 있다.11 is a continuous optical image observing the behavior of absorbing water droplets on the surface of the oil water separating structure. As can be seen from FIG. 11, when water droplets are dropped on the oil water separating structure, water droplets are absorbed through the oil separating structure very quickly.

이러한 초친수 표면은 물속에 넣었을 때에 물이 나노구조를 가진 유수분리 구조체에 코팅되기 때문에 도 12에서 보이는 것처럼 초소유(발유)특성을 보인다. 원유에 대한 물속에서의 접촉각은 161.4°로서 매우 높은 소유 특성을 보였다. This superhydrophilic surface exhibits super-oily properties (oil-repellent) properties as shown in FIG. 12 because the water is coated on the oil-water separating structure having nanostructure when placed in water. The contact angle of crude oil in water was 161.4 °, showing very high ownership characteristics.

금속 메쉬에 PU 코팅된 유수분리 구조체는 인장강도도 매우 높아졌는데, 도 13에서 보이는 것처럼 기존 고분자 PE 메쉬구조 소재가 가지는 인장강도인 15 MPa대비 PU 코팅된 금속 메쉬는 125 MPa의 높은 인장강도를 보였다.As shown in FIG. 13, the PU-coated metal mesh had a high tensile strength of 125 MPa compared to the tensile strength of 15 MPa, which is the tensile strength of the conventional polymer PE mesh structure material, as shown in FIG. 13 .

상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.While a great many have been described in the foregoing description, they should not be construed as limiting the scope of the invention, but rather as examples of embodiments. Accordingly, the scope of the present invention should not be limited by the illustrated embodiments but should be determined by the technical idea described in the claims.

Claims (28)

금속, 플라스틱 또는 이들이 조합을 포함하는 그물망 형태의 기재; 및
상기 기재를 피복하는 폴리머 코팅층;을 포함하고,
상기 폴리머 코팅층의 적어도 일 표면에
복수개의 돌출부; 및
상기 돌출부 중 적어도 일부의 말단부에 배치된 무기 입자;
를 포함하는 나노 구조가 형성되어 있는 유수분리 구조체. A mesh-like substrate comprising metal, plastic or a combination thereof; And
And a polymer coating layer covering the substrate,
At least one surface of the polymer coating layer
A plurality of protrusions; And
An inorganic particle disposed at a distal end portion of at least a part of the projecting portion;
Wherein the nanostructure is formed on the surface of the substrate. 제1항에 있어서,
상기 기재는 10 내지 500 메쉬(mesh)의 그물망 형태인 유수분리 구조체.The method according to claim 1,
Wherein said substrate is in the form of a mesh of 10 to 500 mesh. 제10항에 있어서,
상기 금속은 철(Fe), 알루미늄(Al), 스테인레스 강(stainless steel), 구리(Cu), 백금(Pt), 금(Au), 은 (Ag), 티타늄(Ti), 실리콘 (Si) 및 이들의 합금 중 적어도 하나를 포함하는 유수분리 구조체.11. The method of claim 10,
The metal may be at least one selected from the group consisting of Fe, Al, stainless steel, Cu, Pt, Au, Ag, Ti, RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI > or their alloys. 제1항에 있어서,
상기 플라스틱은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리스타일렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 및 이들의 공중합체 중 적어도 하나를 포함하는 유수분리 구조체.The method according to claim 1,
Wherein the plastic comprises at least one of polypropylene, polyethylene, polyethylene terephthalate, polystyrene, polymethyl methacrylate, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, and copolymers thereof. 제1항에 있어서,
상기 폴리머 코팅층은 친수성 폴리머를 포함하는 유수분리 구조체.The method according to claim 1,
Wherein the polymer coating layer comprises a hydrophilic polymer. 제5항에 있어서,
상기 친수성 폴리머는 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드)(PNIPAm), 폴리(2-히드록시에틸 메타크릴레이트)(PHEMA), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리에틸렌(PE), 폴리실세스퀴녹산(PSQ), 폴리우레탄(PU), 폴리스티렌(PS), 폴리(에틸렌 글리콜)(PEG), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA), 폴리락트산(PLA), 폴리카프로락톤(PCL), 실크(Silk), 셀룰로오스(Cellulose), 및 면(cotton) 중 적어도 하나를 포함하는 유수분리 구조체. 6. The method of claim 5,
The hydrophilic polymer may be selected from the group consisting of poly (N-isopropylacrylamide) (PNIPAm), poly (2-hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA), polyetherimide (PEI), polyvinyl alcohol (PVA) (PU), poly (ethylene glycol) (PEG), polyethylene terephthalate (PET), poly (methyl methacrylate) (PMMA), polylactic acid Wherein the at least one water soluble separating structure comprises at least one of PLA, polycaprolactone (PCL), silk, cellulose, and cotton. 제1항에 있어서,
상기 폴리머 코팅층은 상기 기재의 격자 기공(mesh hole)이 막히지 않도록 상기 기재를 피복하는 유수분리 구조체.The method according to claim 1,
Wherein the polymer coating layer covers the substrate such that mesh holes of the substrate are not clogged. 제1항에 있어서,
상기 나노 구조는 상기 폴리머 코팅층의 상부 및 하부 표면에 형성되는 유수분리 구조체.The method according to claim 1,
Wherein the nanostructure is formed on upper and lower surfaces of the polymer coating layer. 제1항에 있어서,
상기 돌출부는 나노 헤어(nano-hair), 나노 섬유(nan-fiber), 나노 필라(nano-pillar), 나노 로드(nano-rod) 또는 나노 와이어(nano-wire) 형태인 유수분리 구조체.The method according to claim 1,
The protrusion may be in the form of a nano-hair, a nanofiber, a nano-pillar, a nano-rod or a nano-wire. 제1항에 있어서,
상기 돌출부는 직경이 1 내지 100nm 범위이고, 길이가 1 내지 10,000nm 범위이며, 종횡비가 1 내지 50 인 유수분리 구조체.The method according to claim 1,
The protrusions having a diameter in the range of 1 to 100 nm, a length in the range of 1 to 10,000 nm, and an aspect ratio of 1 to 50. 제1항에 있어서,
상기 돌출부는 상기 폴리머 코팅층 표면의 곡률에 관계없이 상기 기재의 수직 방향으로 배열되는 유수분리 구조체.The method according to claim 1,
Wherein the protrusions are arranged in the vertical direction of the substrate regardless of the curvature of the surface of the polymer coating layer. 제1항에 있어서,
상기 무기 입자는, Ti, Cu, Au, Ag, Cr, Pt, Fe, Al, Si, 이들의 합금, 및 이들의 산화물 중 적어도 하나를 포함하는 유수분리 구조체.The method according to claim 1,
Wherein the inorganic particles comprise at least one of Ti, Cu, Au, Ag, Cr, Pt, Fe, Al, Si, alloys thereof, and oxides thereof. 제1항에 있어서,
상기 무기 입자는 TiO2를 포함하는 유수분리 구조체.The method according to claim 1,
Water separation structure in which the inorganic particles comprise TiO 2. 제1항에 있어서,
상기 기재 및 상기 폴리머 코팅층 사이에 접착층을 더 포함하는 유수분리 구조체.The method according to claim 1,
Further comprising an adhesive layer between the substrate and the polymer coating layer. 제1항에 있어서,
상기 유수분리 구조체는 공기중 물에 대한 접촉각이 20° 이하인 유수분리 구조체.The method according to claim 1,
Wherein the oil water separating structure has an air contact angle with water of 20 DEG or less. 제1항에 있어서,
상기 유수분리 구조체는 수중 기름에 대한 접촉각이 140° 이상인 유수분리 구조체.The method according to claim 1,
Wherein the oil water separating structure has a contact angle with respect to oil underwater of 140 ° or more. 금속, 플라스틱 또는 이들이 조합을 포함하는 그물망 형태의 기재를 폴리머 코팅층으로 피복하는 단계;
상기 폴리머 코팅층이 피복된 기재의 상방에 금속 망 구조체를 위치시키는 단계; 및
상기 금속 망 구조체가 위치한 상기 기재를 플라즈마 처리하는 단계;
를 포함하는 유수분리 구조체의 제조방법.Coating a substrate in the form of a mesh comprising metal, plastic or a combination thereof with a polymer coating layer;
Positioning the metal mesh structure above the substrate coated with the polymer coating layer; And
Plasma processing the substrate on which the metal mesh structure is located;
Wherein the oil separation structure is formed by a method comprising the steps of: 제17항에 있어서,
상기 폴리머 코팅층의 피복 단계 전에, 상기 기재를 접착층으로 피복하는 단계를 더 포함하는 유수분리 구조체의 제조방법.18. The method of claim 17,
Further comprising the step of coating the substrate with an adhesive layer before the coating step of the polymer coating layer. 제17항에 있어서,
상기 폴리머 코팅층은 상기 기재의 격자 기공(mesh hole)이 막히지 않도록 상기 기재를 피복하는 유수분리 구조체의 제조방법.18. The method of claim 17,
Wherein the polymer coating layer covers the substrate so that mesh holes of the substrate are not clogged. 제17항에 있어서,
상기 금속 망 구조체는 상기 기재의 상방에 20mm 이하의 간격을 두고 위치시키는 유수분리 구조체의 제조방법.18. The method of claim 17,
Wherein the metal net structure is positioned above the substrate with an interval of 20 mm or less. 제17항에 있어서,
상기 금속 망 구조체는 Ti, Cu, Au, Ag, Cr, Pt, Fe, Al, Si, 이들의 합금, 및 이들의 산화물 중 적어도 하나를 포함하는 유수분리 구조체의 제조방법.18. The method of claim 17,
Wherein the metal network structure comprises at least one of Ti, Cu, Au, Ag, Cr, Pt, Fe, Al, Si, alloys thereof and oxides thereof. 제17항에 있어서,
상기 금속 망 구조체의 망 간격이 10㎛ 내지 500㎛ 범위인 유수분리 구조체의 제조방법.18. The method of claim 17,
Wherein the mesh spacing of the metal mesh structure is in the range of 10 탆 to 500 탆. 제17항에 있어서,
상기 플라즈마 처리 단계는,
플라즈마 처리를 통하여, 상기 금속 망 구조체로부터 발생된 금속 또는 금속 산화물 입자를 상기 기재의 폴리머 코팅층 표면에 증착하는 단계; 및
플라즈마 처리를 통하여, 상기 기재의 폴리머 코팅층 표면에서 상기 금속 또는 금속 산화물 입자가 증착된 부분 이외의 나머지 부분을 식각하는 단계;
를 포함하는 유수분리 구조체의 제조방법.18. The method of claim 17,
Wherein the plasma processing step comprises:
Depositing metal or metal oxide particles generated from the metal mesh structure on the surface of the polymer coating layer of the substrate through a plasma treatment; And
Etching through the plasma treatment a remaining portion of the surface of the polymer coating layer other than the portion on which the metal or metal oxide particles are deposited;
Wherein the oil separation structure is formed by a method comprising the steps of: 제23항에 있어서,
상기 증착 단계 및 식각 단계는 동일한 플라즈마 처리 조건에서 동시에 수행되는 유수분리 구조체의 제조방법.24. The method of claim 23,
Wherein the deposition step and the etching step are performed simultaneously under the same plasma processing conditions. 제17항에 있어서,
상기 플라즈마 처리는 O2, CF4, Ar, N2, 및 H2 중 선택된 1종 이상의 가스를 이용하여 행해지는 유수분리 구조체의 제조방법. 18. The method of claim 17,
Wherein the plasma treatment is performed using at least one gas selected from O 2 , CF 4 , Ar, N 2 , and H 2 . 제17항에 있어서,
상기 플라즈마 처리는 -100V 내지 -1000V의 전압 범위에서, 1 내지 1000 mTorr의 압력에서 10초 내지 5시간 동안 수행되는 유수분리 구조체의 제조방법.18. The method of claim 17,
Wherein the plasma treatment is performed in a voltage range of -100 V to -1000 V for 10 seconds to 5 hours at a pressure of 1 to 1000 mTorr. 제17항에 있어서,
상기 금속 망 구조체는 Ti를 포함하고, 상기 플라즈마 처리는 O2 가스를 이용하는 유수분리 구조체의 제조방법.18. The method of claim 17,
Wherein the metal mesh structure comprises Ti, and the plasma treatment uses O 2 gas. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 유수분리 구조체를 이용하여, 물과 기름 중 물을 선택적으로 통과시키고 기름을 수거하는 단계를 포함하는 유수분리방법.17. A method for oil-water separation comprising selectively passing water in oil and water and collecting oil using the oil water separating structure according to any one of claims 1 to 16.
KR1020170098519A 2017-08-03 2017-08-03 Oil-water separation structure, method for preparing the same, and oil-water separation method using the same KR20190014712A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170098519A KR20190014712A (en) 2017-08-03 2017-08-03 Oil-water separation structure, method for preparing the same, and oil-water separation method using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170098519A KR20190014712A (en) 2017-08-03 2017-08-03 Oil-water separation structure, method for preparing the same, and oil-water separation method using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190014712A true KR20190014712A (en) 2019-02-13

Family

ID=65366399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170098519A KR20190014712A (en) 2017-08-03 2017-08-03 Oil-water separation structure, method for preparing the same, and oil-water separation method using the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20190014712A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109821425A (en) * 2019-03-12 2019-05-31 浙江金龙自控设备有限公司 A kind of superhydrophilic superoleophobic metal mesh and preparation method thereof
CN110368717A (en) * 2019-05-30 2019-10-25 郑州大学 A kind of polylactic acid non-woven filter cloth material and preparation method thereof for oil/water separation

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109821425A (en) * 2019-03-12 2019-05-31 浙江金龙自控设备有限公司 A kind of superhydrophilic superoleophobic metal mesh and preparation method thereof
CN109821425B (en) * 2019-03-12 2024-03-29 浙江金龙自控设备有限公司 Super-hydrophilic super-oleophobic metal net and preparation method thereof
CN110368717A (en) * 2019-05-30 2019-10-25 郑州大学 A kind of polylactic acid non-woven filter cloth material and preparation method thereof for oil/water separation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101726402B1 (en) Oil-water separation structure, method for preparing the same, oil-water separator, and oil-water separation method using the oil-water separator
EP2929925B1 (en) Oil-water separation structure, method of preparing the same, oil-water separator, and oil-water separation method using oil-water separator
Afsari et al. Janus membranes for membrane distillation: Recent advances and challenges
Rasouli et al. Superhydrophobic and superoleophilic membranes for oil-water separation application: A comprehensive review
Cortese et al. Superhydrophobic fabrics for oil–water separation through a diamond like carbon (DLC) coating
US11110496B2 (en) Nano composite structure with nano patterned structure on its surface and method of producing the same
Palamà et al. Underwater Wenzel and Cassie oleophobic behaviour
US11492272B2 (en) Magnetic, superhydrophobic and superoleophilic medium, synthesizing methods and applications of same
KR20160142282A (en) Processes for forming composite structures with a two-dimensional material using a porous, non-sacrificial supporting layer
EP3148667B1 (en) Use of a mesh comprising a surface of hydrated aluminum oxides for oil-water separation
KR102187858B1 (en) Polymeric material having micro-nano composite structure, device including the same, and method for manufacturing the polymeric material
Singh et al. Facile fabrication of superhydrophobic copper mesh for oil/water separation and theoretical principle for separation design
Liang et al. Self-assembly modification of polyurethane sponge for application in oil/water separation
KR101879800B1 (en) Mesh for capturing moisture and method for making the same mesh
Li et al. ZnO nanorod array-coated mesh film for the separation of water and oil
US20190161368A1 (en) Spilled oil collecting apparatus and method
US10843139B2 (en) Superoleophobic membranes for oil/water separation
KR20190014712A (en) Oil-water separation structure, method for preparing the same, and oil-water separation method using the same
CN113272039A (en) Method for producing a composite filter medium and composite filter medium obtained by said method
Wang et al. Synthesis of vertically aligned composite microcone membrane filter for water/oil separation
US9682346B1 (en) Nanostructured zinc oxide membrane for separating oil from water
WO2018197858A1 (en) Microstructured sapphire substrates
JP2022553710A (en) Composite filter material manufacturing method and composite filter material obtained by said manufacturing method
CN115253685B (en) Janus membrane and preparation method thereof
KR102455362B1 (en) Oil Recovery Material And Method For Manufacturing The Same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL NUMBER: 2019101003058; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20190916

Effective date: 20200831