KR20200081955A - Method For Making Material With Shape Of Tripod - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 금속분말을 마이크로웨이브 열처리한 후 PDA 및 PTFE를 코팅하여, 물성이 향상된 트라이포드 형상의 물질을 제조할 수 있는 '다공성 구조체 제조가 가능한 트라이포드 형상 물질 제조방법'에 관한 것이다.The present invention relates to a'method for manufacturing a tripod-shaped material capable of manufacturing a porous structure' capable of producing a tripod-shaped material having improved physical properties by coating a PDA and PTFE after microwave heat treatment of the metal powder.
사업화의 발달과 함께 공장, 발전소 및 자동차 매연에 의한 유해가스 및 미세먼지의 발생이 증가되고 있어, 이로 인해 인류의 건강에 심각한 악영향을 주고 있다. 따라서, 각국은 미세먼지 및 유해가스에 대한 규제를 강화해 오고 있으며, 미세먼지 및 유해가스 제거를 위한 소재 및 장치 성능향상을 위해 많은 노력을 해 오고 있다. 미세먼지를 제거하기 위한 필터로는 헤파필터, 활성탄, 다공성 PTFE 및 세라믹 다공체 등이 사용되어 왔으나, 필터의 기공제어가 어렵고, 내구성이 낮으며, 재생이 어려운 한계점을 가지고 있다.With the development of commercialization, the generation of harmful gases and fine dust due to the fumes of factories, power plants, and automobiles is increasing, which seriously affects human health. Therefore, countries have been strengthening regulations on fine dust and harmful gases, and have been making great efforts to improve the performance of materials and devices for removing fine dust and harmful gases. Hepa filters, activated carbon, porous PTFE and porous ceramics have been used as filters for removing fine dust, but have limitations such as poor control of the pores, low durability, and difficult regeneration.
따라서, 기공제어가 용이하고 물성이 우수한 다공성 구조체(예를 들어 필터)를 제조할 수 있는 물질의 필요성이 요구되고 있다. Accordingly, there is a need for a material capable of manufacturing a porous structure (for example, a filter) having easy pore control and excellent physical properties.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 금속분말을 마이크로웨이브 열처리한 후 PDA 및 PTFE를 코팅하여, 물성이 향상된 트라이포드 형상의 물질을 제조할 수 있는 '다공성 구조체 제조가 가능한 트라이포드 형상 물질 제조방법'을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.The present invention is to solve the problems as described above, after the microwave heat treatment of the metal powder coated with PDA and PTFE, a'tripod shape capable of manufacturing a porous structure capable of producing a material having an improved physical properties' It is an object to solve the problem of providing a'manufacturing method'.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1과제의 해결 수단은,Solving means of the first task of the present invention for solving the above problems,
금속분말을 마이크로웨이브로 열처리한 후 냉각하여 트라이포드 형상의 출발원료를 제조하는 출발원료 제조 단계와;A starting raw material manufacturing step in which the metal powder is heat-treated with microwaves and then cooled to produce a starting material having a tripod shape;
상기 출발원료에 PDA를 코팅하는 PDA 코팅 단계와;A PDA coating step of coating a PDA on the starting material;
상기 PDA 코팅된 코팅물을 건조하는 PDA 코팅물 건조 단계와;A PDA coating drying step of drying the PDA coated coating;
상기 열처리된 PDA 코팅물에 PTFE를 코팅하는 PTFE 코팅 단계 및;A PTFE coating step of coating PTFE on the heat-treated PDA coating;
상기 PTFE 코팅된 코팅물을 열처리하는 PTFE 코팅물 열처리 단계 PTFE coating heat treatment step of heat-treating the PTFE coated coating
를 포함하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that it comprises.
또한, 본 발명의 제2과제의 해결 수단은,In addition, the solution of the second task of the present invention,
제1과제의 해결 수단에 있어서,In the solution of the first task,
상기 출발원료 제조 단계는,The starting material manufacturing step,
금속분말을 40℃~60℃/분 조건으로 상온에서 600~800℃까지 승온 후, 0.5~2시간 유지함으로써, 마이크로웨이브 열처리 한후, 상온까지 5~15℃/분으로 냉각하여, 트라이포드 형상의 출발원료를 제조하는 것을 특징으로 한다.After heating the metal powder from room temperature to 600 to 800°C under conditions of 40°C to 60°C/min, and maintaining it for 0.5 to 2 hours, after heat treatment of the microwave, it is cooled to 5 to 15°C/min to room temperature, and has a tripod shape. Characterized in that the starting material is prepared.
또한, 본 발명의 제3과제의 해결 수단은,In addition, the solution of the third task of the present invention,
제1과제의 해결 수단에 있어서,In the solution of the first task,
상기 출발원료 제조 단계는, The starting material manufacturing step,
금속분말을 50℃/분 조건으로 상온에서 675℃까지 승온 후, 2시간 유지함으로써, 마이크로웨이브 열처리 한후, 상온까지 10℃/분으로 냉각하여, 트라이포드 형상의 출발원료를 제조하는 것을 특징으로 한다.After heating the metal powder from room temperature to 675°C under conditions of 50°C/min, and maintaining it for 2 hours, it is characterized by producing a starting material in the form of a tripod by cooling to 10°C/min. .
또한, 본 발명의 제4과제의 해결 수단은,In addition, the solution of the fourth task of the present invention,
제1과제의 해결 수단에 있어서,In the solution of the first task,
상기 PDA 코팅 단계에서 PDA 코팅액은, Trizma(C4H11NO3) 수용액과 도파민 수용액을 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 한다.In the PDA coating step, the PDA coating solution is prepared by mixing an aqueous Trizma (C 4 H 11 NO 3 ) solution and an aqueous dopamine solution.
또한, 본 발명의 제5과제의 해결 수단은,In addition, the solution of the fifth task of the present invention,
제1과제의 해결 수단에 있어서,In the solution of the first task,
상기 PDA 코팅 단계에서 PDA 코팅액은, 0.01몰로 Trizma(C4H11NO3)가 분산된 트리즈마 수용액과, 증류수 10ml에 20mg의 도파민을 첨가한 도파민 수용액을 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 한다.In the PDA coating step, the PDA coating solution is produced by mixing a Trizma aqueous solution in which Trizma (C 4 H 11 NO 3 ) is dispersed in 0.01 mol and a dopamine aqueous solution in which 20 mg of dopamine is added to 10 ml of distilled water.
또한, 본 발명의 제6과제의 해결 수단은,In addition, the solution of the sixth task of the present invention,
제1과제의 해결 수단에 있어서,In the solution of the first task,
상기 PDA 코팅물 건조 단계는, The step of drying the PDA coating,
상기 PDA 코팅된 코팅물을 80~120℃로 건조하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that the drying of the PDA-coated coating to 80 ~ 120 ℃.
또한, 본 발명의 제7과제의 해결 수단은,In addition, the solution of the seventh task of the present invention,
제1과제의 해결 수단에 있어서,In the solution of the first task,
상기 PDA 코팅물 건조 단계는The step of drying the PDA coating
상기 PDA 코팅된 코팅물을 100℃로 건조하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that the drying of the PDA-coated coating to 100 ℃.
또한, 본 발명의 제8과제의 해결 수단은,In addition, the solution means of the eighth subject of the present invention,
제1과제의 해결 수단에 있어서, In the solution of the first task,
상기 PTFE 코팅물 열처리 단계는,The heat treatment step of the PTFE coating,
상기 PTFE 코팅된 코팅물을 100~140oC에서 1~5분동안 건조하고, 250~350℃에서 1~5분동안 열처리한 후, 350~400℃에서 1~5분 동안 다시 열처리 하는 것을 특징으로 한다.The PTFE-coated coating is dried at 100 to 140 o C for 1 to 5 minutes, heat treated at 250 to 350°C for 1 to 5 minutes, and then heat treated again at 350 to 400°C for 1 to 5 minutes. Is done.
또한, 본 발명의 제9과제의 해결 수단은,In addition, the solution of the ninth task of the present invention,
제1과제의 해결 수단에 있어서,In the solution of the first task,
상기 PTFE 코팅물 열처리 단계는,The heat treatment step of the PTFE coating,
상기 PTFE 코팅된 코팅물을 120℃에서 2분동안 건조하고, 300℃에서 3분동안 열처리한 후, 370℃에서 3분 동안 다시 열처리 하는 것을 특징으로 한다.The PTFE coated coating is dried at 120°C for 2 minutes, heat treated at 300°C for 3 minutes, and then heat treated again at 370°C for 3 minutes.
또한, 본 발명의 제10과제의 해결 수단은,In addition, the solution of the tenth task of the present invention,
제1과제의 해결 수단에 있어서,In the solution of the first task,
상기 출발원료 제조 단계는, 금속분말을 50℃/분 조건으로 상온에서 675℃까지 승온 후, 2시간 유지함으로써, 마이크로웨이브 열처리 한후, 상온까지 10℃/분으로 냉각하여, 트라이포드 형상의 출발원료를 제조하고,The starting raw material manufacturing step, after heating the metal powder from room temperature to 675 °C under the condition of 50 °C / min, maintained for 2 hours, after heat treatment of the microwave, cooled to 10 °C / min to room temperature, the starting material in the form of tripod To manufacture,
상기 PDA 코팅 단계에서 PDA 코팅액은, 0.01몰로 Trizma(C4H11NO3)가 분산된 트리즈마 수용액과, 증류수 10ml에 20mg의 도파민을 첨가한 도파민 수용액을 혼합하여 제조되고,In the PDA coating step, the PDA coating solution is prepared by mixing a Trizma aqueous solution in which Trizma (C 4 H 11 NO 3 ) is dispersed in 0.01 mol and a dopamine aqueous solution in which 20 mg of dopamine is added to 10 ml of distilled water,
상기 PDA 코팅물 건조 단계는, 상기 PDA 코팅된 코팅물을 100℃로 건조하고,In the step of drying the PDA coating, the PDA coated coating is dried at 100° C.,
상기 PTFE 코팅물 열처리 단계는, 상기 PTFE 코팅된 코팅물을 120℃에서 2분동안 건조하고, 300℃에서 3분동안 열처리한 후, 370oC에서 3분 동안 다시 열처리 하는 것을 특징으로 한다.The heat treatment step of the PTFE coating is characterized in that the PTFE coated coating is dried at 120° C. for 2 minutes, heat treated at 300° C. for 3 minutes, and then heat treated again at 370 ° C. for 3 minutes.
또한, 본 발명의 제11과제의 해결 수단은,In addition, the means for solving the eleventh task of the present invention,
제1 내지 제10 과제의 해결 수단 중 어느 하나의 과제의 해결 수단에 있어서,In the solving means of any one of the solving means of the first to tenth problems,
상기 출발원료 제조 단계에서의 금속분말은 Zn 인 것을 특징으로 한다.The metal powder in the starting material manufacturing step is characterized in that Zn.
본 발명은 출발원료 제조 단계와, PDA 코팅 단계와, PDA 코팅물 건조 단계와, PTFE 코팅 단계 및, PTFE 코팅물 열처리 단계를 통해, PTFE가 코팅된 물성 향상 트라이포드 형상 물질을 제조할 수 있고, 이를 통해 미세먼지 및 유해가스 제거 효율이 좋은 다공성 구조체(예를 들어 필터 장치)를 제조할 수 있다.The present invention, through the starting material manufacturing step, the PDA coating step, the PDA coating drying step, and the PTFE coating step, and the PTFE coating heat treatment step, it is possible to manufacture a material for improving the properties of the PTFE coated tripod, Through this, a porous structure (for example, a filter device) having good efficiency in removing fine dust and harmful gases can be manufactured.
도 1은 본 발명을 설명하기 위해 적용된 집진필터장치를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 실시예 4에 따른 PTFE가 코팅된 트라이포드 형상 물질 제조 공정을 설명하기 위한 공정도이고,
도 3은 실시예 1 내지 4에서 마이크로웨이브 열처리 공정을 거친 산화아연 트라이포드(출발원료)의 형상을 나타낸 SEM 사진이고,
도 4는 실시예 4에서 PDA 및 PTFE 코팅 전의 산화아연 트라이포드와, PDA 및 PTFE 코팅 후 열처리 공정을 거친 산화아연 트라이포드를 나타낸 SEM 사진이다.1 is a view schematically showing a dust filter device applied to explain the present invention,
Figure 2 is a process diagram for explaining the manufacturing process of the PTFE coated tripod-shaped material according to Example 4 of the present invention,
3 is a SEM photograph showing the shape of zinc oxide tripod (starting material) subjected to microwave heat treatment in Examples 1 to 4,
FIG. 4 is an SEM photograph showing zinc oxide tripod before PDA and PTFE coating in Example 4 and zinc oxide tripod after undergoing heat treatment after PDA and PTFE coating.
이하, 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily practice it.
본 발명에 따른 트라이포드 형상 물질 제조방법은 출발원료 제조 단계와, PDA 코팅 단계와, PDA 코팅물 건조 단계와, PTFE 코팅 단계 및, PTFE 코팅물 열처리 단계를 포함한다.The method for manufacturing a tripod-shaped material according to the present invention includes a starting material manufacturing step, a PDA coating step, a PDA coating drying step, a PTFE coating step, and a PTFE coating heat treatment step.
출발원료 제조 단계Starting material manufacturing stage
상기 출발원료 제조 단계는 금속분말(예를 들어 아연)을 마이크로웨이브로 열처리한 후 냉각하여 트라이포드 형상의 출발원료를 제조한다.The starting raw material manufacturing step is to heat the metal powder (for example, zinc) with microwave and cool to prepare a starting material in the form of a tripod.
본 발명에서는 산화 방식으로 출발원료를 제조한다.In the present invention, a starting material is prepared by an oxidation method.
즉, 본 발명은 에어가 300 ml/분으로 주입되는 중에, 금속분말을 40~60℃/분(바람직하기로는 50℃/분) 조건으로 상온에서 600~800℃까지 승온 후, 0.5~2시간 유지하여 산화아연의 나노 구조체를 형성한다.That is, in the present invention, while air is injected at 300 ml/min, the metal powder is heated to 600 to 800° C. at room temperature under conditions of 40 to 60° C./min (preferably 50° C./min), and then 0.5 to 2 hours. To form a nanostructure of zinc oxide.
이때, 본 발명은 열처리공정 중, 진공펌프를 이용하여 퍼징단계를 1시간 가량 거쳐서 산화 분위기를 조성한다.At this time, the present invention, during the heat treatment process, by using a vacuum pump through the purging step for about 1 hour to create an oxidizing atmosphere.
이후, 열처리된 금속산화물을 상온까지 5~15℃/분(바람직하기로는 10℃/분)으로 냉각하여 산화아연 트라이포드를 제조한다. 이때 산화아연 트라이포드는, 산화아연 트라이포드의 가지의 크기가 100nm~1μm 범위를 갖도록 제조되는 것이 바람직하되, 더욱 바람직하게는 산화아연 트라이포드의 가지의 크기가 100~300nm 범위를 갖도록 제조되는 것이 더욱 바람직하다.Thereafter, the heat-treated metal oxide is cooled to 5 to 15°C/min (preferably 10°C/min) to room temperature to prepare zinc oxide tripod. At this time, the zinc oxide tripod, it is preferred that the size of the branch of the zinc oxide tripod is 100nm ~ 1μm range, more preferably, the size of the branch of the zinc oxide tripod is made to have a range of 100 ~ 300nm It is more preferable.
한편, 본 발명의 출발원료 제조 단계에서는, 출발원료로 산화아연(ZnO)에 한정되지 않고 ZnS, ZnCe, CdTe, CuO 등도 출발원료로 포함되게, 출발원료가 제조될 수 있다.On the other hand, in the starting raw material manufacturing step of the present invention, the starting raw material may be manufactured such that ZnS, ZnCe, CdTe, CuO and the like are not limited to zinc oxide (ZnO) as the starting raw material.
PDA 코팅 단계PDA coating step
PDA 코팅 단계는 상기 출발원료에 PDA(폴리도파민)를 코팅한다.In the PDA coating step, a PDA (polydopamine) is coated on the starting material.
PDA 코팅은 다음과 같이 이루어진다.PDA coating is done as follows.
0.01몰로 Trizma(C4H11NO3)가 분산된 트리즈마 수용액과, 증류수 10 ml에 20 mg의 도파민을 첨가한 도파민 수용액을 혼합하여 PDA 용액을 제조한다.A PDA solution is prepared by mixing a Trizma aqueous solution in which Trizma (C 4 H 11 NO 3 ) is dispersed at 0.01 mol and a dopamine aqueous solution in which 20 mg of dopamine is added to 10 ml of distilled water.
이때, 트리즈마 수용액은 고분산기로 상온에서 5분간 혼합되고, 트리즈마 수용액과 도파민 수용액의 혼합액은 고분산기를 통해 10분간 고속으로 혼합된다. At this time, the aqueous solution of Trisma is mixed for 5 minutes at room temperature with a high disperser, and the mixed solution of the aqueous solution of Trisma and dopamine is mixed at high speed for 10 minutes through a high dispersion machine.
이후, 상기 제조된 PDA 코팅용액에 상기 제조된 출발원료를 5분 동안 투입하여 코팅한다. Subsequently, the prepared starting material is added to the prepared PDA coating solution for 5 minutes to coat.
한편, 본 발명에서는 PDA 대신 리아미드 산(Polyamide acie), 불화 에틸렌 프로필렌 (Fluorinated ethylene propylene)이 적용될 수도 있다.On the other hand, in the present invention, instead of PDA, polyamide acie and fluorinated ethylene propylene may be applied.
PDA 코팅물 건조 단계PDA coating drying step
상기 PDA 코팅된 코팅물을 80~120℃로 건조한다. 이때 상기 건조 온도는 100℃인 것이 바람직하다. The PDA coated coating is dried at 80-120°C. At this time, the drying temperature is preferably 100 ℃.
PTFE 코팅 단계PTFE coating stage
상기 PDA 코팅된 코팅물에 PTFE(Polytetrafluoroethylene)를 코팅한다.Polytetrafluoroethylene (PTFE) is coated on the PDA-coated coating.
PTFE 나노졸 용액에 PDA가 코팅된 PDA 코팅물을 투입하고 5분간 동안 충분히 코팅되도록 한다. Put the PDA-coated PDA coating into the PTFE nanosol solution and allow it to coat sufficiently for 5 minutes.
PTFE 코팅물 열처리 단계Heat treatment step of PTFE coating
상기 PTFE가 코팅된 코팅물을 100~140oC에서 1~5분동안 건조하여 수분 및 계면활성제를 제거하고, 이후 250~350oC에서 1~5분동안 열처리한 후에 다시 한번 350~400oC에서 1~5분 동안 열처리한다. 이후 상기 열처리된 PTFE 코팅물을 상온으로 냉각한다. The PTFE-coated coating is dried at 100 to 140 o C for 1 to 5 minutes to remove moisture and surfactant, and then heat treated at 250 to 350 o C for 1 to 5 minutes, and once again 350 to 400 o Heat treatment at C for 1-5 minutes. Thereafter, the heat-treated PTFE coating is cooled to room temperature.
한편 본 발명에서는 상기 PTFE가 코팅된 코팅물을 120oC에서 2분동안 건조하여 수분 및 계면활성제를 제거하고, 이후 300oC에서 3분동안 열처리한 후에 다시 한번 370oC에서 3분 동안 열처리하는 것이 바람직하다. Meanwhile, in the present invention, the PTFE-coated coating is dried for 2 minutes at 120 o C to remove moisture and surfactant, and then heat-treated at 300 o C for 3 minutes, and then heat-treated for 3 minutes at 370 o C once again. It is desirable to do.
이어서 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다. 실시예의 구체적인 예시는 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 이에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Next, the present invention will be described in detail through preferred embodiments. Specific examples of the embodiments are intended to illustrate the present invention, but are not limited thereto, and can be implemented in various ways within the scope of the claims and the detailed description of the invention, and this also belongs to the scope of the present invention. Of course it is.
[실시예 1][Example 1]
아연 분말을, 붕소 도가니에 0.7g 계량하여, 열처리 공정을 준비한다. The zinc powder is weighed 0.7 g in a boron crucible to prepare a heat treatment process.
그리고, 아연이 담긴 도가니를 마이크로웨이브로에 넣은 후 진공펌프를 이용하여 진공상태와 에어가 충진된 상태가 될 수 있도록 3~4 차례 반복한다. 분위기를 조성한 이후, 에어를 300ml/분 조건으로 주입한다. Then, after inserting the crucible containing zinc into the microwave furnace, repeat 3-4 times so that the vacuum state and the air are filled by using a vacuum pump. After creating the atmosphere, air is injected at 300 ml/min.
이후, 상기 아연을 상온에서 675℃까지 분당 50℃의 속도로 승온 후, 0.5시간 유지하는 산화과정(마이크로웨이브 열처리 과정)을 수행한 후 분당 10℃의 속도로 냉각하였다.Thereafter, the zinc was heated from room temperature to 675°C at a rate of 50°C per minute, followed by an oxidation process (microwave heat treatment process) for 0.5 hours, followed by cooling at a rate of 10°C per minute.
계속해서, 합성된 산화아연 트라이포드를 출발원료로 하여 PDA와 PTFE를 코팅하였다. Subsequently, PDA and PTFE were coated using the synthesized zinc oxide tripod as a starting material.
0.01몰로 Trizma(C4H11NO3)가 분산된 트리즈마 수용액과, 증류수 10 ml에 20 mg의 도파민을 첨가한 도파민 수용액을 혼합하여 PDA 용액을 제조한다. 이때 트리즈마 수용액은 고분산기로 상온에서 5분간 혼합되고, 트리즈마 수용액과 도파민 수용액의 혼합액은 고분산기를 통해 10분간 고속으로 혼합된다. A PDA solution is prepared by mixing a Trizma aqueous solution in which Trizma (C 4 H 11 NO 3 ) is dispersed at 0.01 mol and a dopamine aqueous solution in which 20 mg of dopamine is added to 10 ml of distilled water. At this time, the aqueous solution of Trisma is mixed with a high dispersion machine for 5 minutes at room temperature, and the mixed solution of the aqueous Trisma solution and the aqueous solution of dopamine is mixed at high speed for 10 minutes through a high dispersion machine.
이후, 상기 제조된 PDA 코팅용액에 상기 제조된 출발원료를 5분 동안 투입하여 코팅하고, 100oC에서 건조하여 PDA 코팅이 이루어진다.Subsequently, the prepared starting material is added to the prepared PDA coating solution for 5 minutes to be coated, and dried at 100 ° C to perform PDA coating.
계속해서, PTFE 나노졸 용액에 PDA가 코팅된 아연 트라이포드를 투입하고 5분간 동안 충분히 코팅되도록 한다. Subsequently, a PDA-coated zinc tripod was added to the PTFE nanosol solution and allowed to coat sufficiently for 5 minutes.
이후, 120oC에서 2분동안 건조하여 수분 및 계면활성제를 제거하고, 300oC에서 3분동안 열처리한 후에, 다시 한번 오븐에서 370oC로 3분 동안 열처리하고 상온으로 냉각한다.Thereafter, drying was performed at 120 ° C for 2 minutes to remove moisture and surfactant, and after heat treatment at 300 ° C for 3 minutes, once again heat treatment at 370 ° C for 3 minutes in an oven and cooling to room temperature.
이와 같이 제조된 트라이포드 형상 물질을 이용하여 도 1에 도시된 바와 같은 집진 필터를 제조한다.A dust collecting filter as shown in FIG. 1 is manufactured by using the thus prepared tripod-shaped material.
[실시예 2][Example 2]
아연을 상온에서 675℃까지 분당 50℃의 속도로 승온 후, 1시간 유지하는 것 외에는 실시예 1과 동일하다.It is the same as in Example 1, except that zinc is heated from room temperature to 675°C at a rate of 50°C per minute and then maintained for 1 hour.
[실시예 3][Example 3]
아연을 상온에서 675℃까지 분당 50℃의 속도로 승온 후, 1.5시간 유지하는 것 외에는 실시예 1과 동일하다.It is the same as in Example 1 except that zinc is heated at room temperature to 675°C at a rate of 50°C per minute and maintained for 1.5 hours.
[실시예 4][Example 4]
아연을 상온에서 675℃까지 분당 50℃의 속도로 승온 후, 2시간 유지하는 것 외에는 실시예 1과 동일하다.(도 2 참조) It is the same as in Example 1 except that zinc is heated at room temperature to 675°C at a rate of 50°C per minute and then maintained for 2 hours.
[비교예 1][Comparative Example 1]
도 1에 도시된 바와 같은 필터장치에서 집진필터로 PTFE 소재의 멤브레인을 이용한다.In the filter device shown in FIG. 1, a membrane made of PTFE is used as a dust collecting filter.
[비교예 2][Comparative Example 2]
도 1에 도시된 바와 같은 필터장치에서 집진필터로 유리섬유 필터를 이용한다.In the filter device as shown in FIG. 1, a glass fiber filter is used as a dust collecting filter.
[실험예 1][Experimental Example 1]
도 3은 실시예 1 내지 4에서 마이크로웨이브 열처리 공정을 거친 산화아연 트라이포드(출발원료)의 형상을 나타낸 SEM 사진이고, 도 4는 실시예 4에서 PDA 및 PTFE 코팅 전의 산화아연 트라이포드와, PDA 및 PTFE 코팅 후 열처리 공정을 거친 산화아연 트라이포드를 나타낸 SEM 사진이다.3 is a SEM image showing the shape of zinc oxide tripod (starting material) subjected to microwave heat treatment in Examples 1 to 4, and FIG. 4 is a zinc oxide tripod before PDA and PTFE coating in Example 4 and PDA And a zinc oxide tripod subjected to a heat treatment process after PTFE coating.
또한, 표 1은 도 1에 도시된 바와 같은 필터장치에 실시예 1~4 및 비교예1~2에 따른 필터를 적용하여, 필터 특성을 비교한 것이다. 여기서 실시예 4를 기준으로 나머지 실시예 및 비교예의 압력손실, PM1.0 제거를 비교한다.In addition, Table 1 compares filter characteristics by applying filters according to Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 2 to the filter device as shown in FIG. 1. Here, the pressure loss and PM1.0 removal of the remaining examples and comparative examples are compared based on Example 4.
형상
shape
압력손실
Pressure loss
PM1.0
제거
PM1.0
remove
내화학성
Chemical resistance
표 1을 살펴보면, 실시예 4의 경우 가장 좋은 필터 특성(압력손실, PM1.0 제거, 내화학성)을 보였으며, 전반적으로 실시예 1~4는 비교예 1,2에 비해 우수한 필터 특성을 보이는 것을 알 수 있다. Looking at Table 1, Example 4 showed the best filter characteristics (pressure loss, PM1.0 removal, chemical resistance), and overall Examples 1 to 4 showed excellent filter characteristics compared to Comparative Examples 1 and 2. You can see that
이는 마이크로웨이브 열처리리 공정을 거친 산화아연이 트라이포드 형상을 이루고(도 3 참조), PDA 및 PTFE 코팅을 거쳐 열처리되어 제조된 산화아연 트라이포드가 일정 형상(도 4 참조)을 가지면서 물성(내구성, 내화학성)이 향상되어, 물성이 향상된 상기 산화아연 트라이포드를 필터에 적용할 경우, 필터 특성이 우수해지는 것으로 판단된다.Zinc oxide tripod produced through heat treatment through microwave heat treatment process forms a tripod shape (see FIG. 3), and heat treated through PDA and PTFE coating, and zinc oxide tripod produced has a certain shape (see FIG. 4) and has physical properties (durability). , Chemical resistance), it is judged that the filter properties are excellent when the zinc oxide tripod with improved physical properties is applied to the filter.
한편, 테프론이라고도 알려진 PTFE(Polytetrafluoroethylene)는 우수한 내마모성, 내열성, 항균성, 내화학성, 생체친화성 및 소수성을 가지고 있으며, 표면에서의 마찰저항이 작아 압력손실을 최소로 할 수 있으나, 기공 제어가 어려운 문제점이 있다.On the other hand, PTFE (Polytetrafluoroethylene), also known as Teflon, has excellent abrasion resistance, heat resistance, antibacterial properties, chemical resistance, biocompatibility and hydrophobicity, and has a small frictional resistance on the surface to minimize pressure loss, but it is difficult to control pores. There is this.
그러나, 본 발명에서는 상기와 같은 본 발명의 공정을 통해 PTFE를 코팅하여 트라이포드 형상의 물질을 제조함으로써, 표 1에서와 같이 필터 특성이 우수한 필터링 소재를 제조할 수 있다.However, in the present invention, by filtering the PTFE through the process of the present invention as described above to prepare a tripod-shaped material, it is possible to manufacture a filtering material having excellent filter characteristics as shown in Table 1.
따라서, 본 발명에 따른 트라이포드 형상 물질을 통해 필터링 소재를 제조하면, 미세먼지 및 유해가스를 효과적으로 필터링 함은 물론, 내구성 및 내화학성이 우수한 필터링 소재를 제조할 수 있다. Therefore, when the filtering material is manufactured through the tripod-shaped material according to the present invention, it is possible to effectively filter fine dust and harmful gases, as well as to produce a filtering material having excellent durability and chemical resistance.
Claims (11)
상기 출발원료에 PDA를 코팅하는 PDA 코팅 단계와;
상기 PDA 코팅된 코팅물을 건조하는 PDA 코팅물 건조 단계와;
상기 열처리된 PDA 코팅물에 PTFE를 코팅하는 PTFE 코팅 단계 및;
상기 PTFE 코팅된 코팅물을 열처리하는 PTFE 코팅물 열처리 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 트라이포드 형상 물질 제조방법.
A starting material manufacturing step of manufacturing the starting material in a tripod shape by heat-treating the metal powder in a microwave and then cooling it;
A PDA coating step of coating the starting material with a PDA;
A PDA coating drying step of drying the PDA coated coating;
A PTFE coating step of coating PTFE on the heat-treated PDA coating;
PTFE coating heat treatment step of heat-treating the PTFE coated coating
Tripod-shaped material manufacturing method comprising a.
상기 출발원료 제조 단계는,
금속분말을 40℃~60℃/분 조건으로 상온에서 600~800℃까지 승온 후, 0.5~2시간 유지함으로써, 마이크로웨이브 열처리 한후, 상온까지 5~15℃/분으로 냉각하여, 트라이포드 형상의 출발원료를 제조하는 것을 특징으로 하는 트라이포드 형상 물질 제조방법.
According to claim 1,
The starting material manufacturing step,
After heating the metal powder from room temperature to 600 to 800°C under conditions of 40°C to 60°C/min, and maintaining it for 0.5 to 2 hours, after heat treatment of the microwave, it is cooled to 5 to 15°C/min to room temperature, and has a tripod shape. Method of manufacturing a tripod-shaped material, characterized in that to prepare the starting material.
상기 출발원료 제조 단계는,
금속분말을 50℃/분 조건으로 상온에서 675℃까지 승온 후, 2시간 유지함으로써, 마이크로웨이브 열처리 한후, 상온까지 10℃/분으로 냉각하여, 트라이포드 형상의 출발원료를 제조하는 것을 특징으로 하는 트라이포드 형상 물질 제조방법.
According to claim 1,
The starting material manufacturing step,
After heating the metal powder from room temperature to 675°C under conditions of 50°C/min, and maintaining it for 2 hours, it is subjected to microwave heat treatment, and then cooled to 10°C/min to room temperature, thereby producing a starting material in a tripod shape. Method of manufacturing a tripod-shaped material.
상기 PDA 코팅 단계에서 PDA 코팅액은, Trizma(C4H11NO3) 수용액과 도파민 수용액을 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 트라이포드 형상 물질 제조방법.
According to claim 1,
In the PDA coating step, the PDA coating solution is prepared by mixing Trizma (C 4 H 11 NO 3 ) aqueous solution and dopamine aqueous solution.
상기 PDA 코팅 단계에서 PDA 코팅액은, 0.01몰로 Trizma(C4H11NO3)가 분산된 트리즈마 수용액과, 증류수 10ml에 20mg의 도파민을 첨가한 도파민 수용액을 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 트라이포드 형상 물질 제조방법.
According to claim 1,
In the PDA coating step, the PDA coating solution is produced by mixing Trizma aqueous solution with Trizma (C 4 H 11 NO 3 ) dispersed in 0.01 mol and dopamine aqueous solution with 20 mg of dopamine added to 10 ml of distilled water. Method for manufacturing a shape material.
상기 PDA 코팅물 건조 단계는,
상기 PDA 코팅된 코팅물을 80~120℃로 건조하는 것을 특징으로 하는 트라이포드 형상 물질 제조방법.
According to claim 1,
The step of drying the PDA coating,
Method of manufacturing a tripod-shaped material, characterized in that the PDA-coated coating is dried at 80-120°C.
상기 PDA 코팅물 건조 단계는
상기 PDA 코팅된 코팅물을 100℃로 건조하는 것을 특징으로 하는 트라이포드 형상 물질 제조방법.
According to claim 1,
The step of drying the PDA coating
Method of manufacturing a tripod-shaped material, characterized in that the PDA-coated coating is dried to 100 ℃.
상기 PTFE 코팅물 열처리 단계는,
상기 PTFE 코팅된 코팅물을 100~140oC에서 1~5분동안 건조하고, 250~350℃에서 1~5분동안 열처리한 후, 350~400℃에서 1~5분 동안 다시 열처리 하는 것을 특징으로 하는 트라이포드 형상 물질 제조방법.
According to claim 1,
The heat treatment step of the PTFE coating,
The PTFE-coated coating is dried at 100 to 140 o C for 1 to 5 minutes, heat treated at 250 to 350°C for 1 to 5 minutes, and then heat treated again at 350 to 400°C for 1 to 5 minutes. Tripod-shaped material manufacturing method.
상기 PTFE 코팅물 열처리 단계는,
상기 PTFE 코팅된 코팅물을 120℃에서 2분동안 건조하고, 300℃에서 3분동안 열처리한 후, 370℃에서 3분 동안 다시 열처리 하는 것을 특징으로 하는 트라이포드 형상 물질 제조방법.
According to claim 1,
The heat treatment step of the PTFE coating,
A method of manufacturing a tripod-shaped material, characterized in that the PTFE-coated coating is dried at 120°C for 2 minutes, heat-treated at 300°C for 3 minutes, and then heat-treated at 370°C for 3 minutes again.
상기 출발원료 제조 단계는, 금속분말을 50℃/분 조건으로 상온에서 675℃까지 승온 후, 2시간 유지함으로써, 마이크로웨이브 열처리 한후, 상온까지 10℃/분으로 냉각하여, 트라이포드 형상의 출발원료를 제조하고,
상기 PDA 코팅 단계에서 PDA 코팅액은, 0.01몰로 Trizma(C4H11NO3)가 분산된 트리즈마 수용액과, 증류수 10ml에 20mg의 도파민을 첨가한 도파민 수용액을 혼합하여 제조되고,
상기 PDA 코팅물 건조 단계는, 상기 PDA 코팅된 코팅물을 100℃로 건조하고,
상기 PTFE 코팅물 열처리 단계는, 상기 PTFE 코팅된 코팅물을 120℃에서 2분동안 건조하고, 300℃에서 3분동안 열처리한 후, 370oC에서 3분 동안 다시 열처리 하는 것을 특징으로 하는 트라이포드 형상 물질 제조방법.
According to claim 1,
The starting raw material manufacturing step, after heating the metal powder from room temperature to 675 °C under the condition of 50 °C / min, maintained for 2 hours, after heat treatment of the microwave, cooled to 10 °C / min to room temperature, the starting material in the form of tripod To manufacture,
In the PDA coating step, the PDA coating solution is prepared by mixing a Trizma aqueous solution in which Trizma (C 4 H 11 NO 3 ) is dispersed in 0.01 mol and a dopamine aqueous solution in which 20 mg of dopamine is added to 10 ml of distilled water,
In the step of drying the PDA coating, the PDA coated coating is dried at 100° C.,
The step of heat treatment of the PTFE coating is tripod characterized by drying the PTFE coated coating at 120°C for 2 minutes, heat treatment at 300°C for 3 minutes, and heat treatment at 370 o C for 3 minutes again. Method for manufacturing a shape material.
상기 출발원료 제조 단계에서의 금속분말은 Zn 인 것을 특징으로 하는 트라이포드 형상 물질 제조방법.The method according to any one of claims 1 to 10,
Method for producing a tripod-shaped material, characterized in that the metal powder in the starting material manufacturing step is Zn.
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|---|---|---|---|---|
| KR20030067630A (en) | 2003-07-24 | 2003-08-14 | 손창규 | Construction process and equipment of zinc oxide fine powder |
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