KR101523572B1 - Ceramic Filter Manufacturing Method with Nanopores and the Ceramic Filter Thereby - Google Patents
Ceramic Filter Manufacturing Method with Nanopores and the Ceramic Filter Thereby Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 세라믹 필터 제조에 미세한 크기의 솔트분말을 사용하여 여과성능 및 내구성이 우수하며 균일한 나노 크기의 기공을 갖는 세라믹 필터를 효율적으로 제조함을 제공하도록, 주원료인 산화알루미늄 분말 및 나노 사이즈의 솔트분말을 준비한 후 서로 혼합하는 단계와; 상기 산화알루미늄 분말 및 나노솔트분말이 서로 혼합된 혼합분말에 코팅제를 첨가하여 반죽물을 얻도록 코팅하는 단계와; 상기 반죽물을 성형금형 내에 위치한 후 가압하여 정형화된 성형물을 이루도록 성형하는 단계와; 상기 성형물 상에 코팅된 코팅제를 제거토록 상기 성형물을 1500~2000℃의 온도에서 소결하는 단계와; 소결된 상기 성형물을 물에 담가 상기 성형물에 혼합된 나노 솔트분말을 제거하도록 세척하는 단계;를 포함하는 나노 기공을 갖는 세라믹 필터 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a ceramic filter having excellent filtration performance and durability and having uniform nano-sized pores by using fine powder of salt powder in the production of a ceramic filter, Preparing salt powders and then mixing them with each other; Adding a coating agent to the mixed powder in which the aluminum oxide powder and the nano-salt powder are mixed with each other to obtain a kneaded product; Placing the kneaded material in a molding die and pressing the kneaded material to form a molded article; Sintering the shaped body at a temperature of 1500 to 2000 ° C. to remove the coating agent coated on the molded body; And washing the sintered shaped material in water to remove the nano-salt powder mixed in the molded product. The present invention also provides a method of manufacturing a ceramic filter having nano pores.
Description
본 발명은 나노 기공을 갖는 세라믹 필터 제조방법 및 이에 의해 제조되는 세라믹 필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 세라믹 필터 제조에 미세한 크기의 솔트분말을 사용하여 여과성능 및 내구성이 우수하며 균일한 나노 크기의 기공을 갖는 세라믹 필터를 효율적으로 제조하는 것이 가능한 나노 기공을 갖는 세라믹 필터 제조방법 및 이에 의해 제조되는 세라믹 필터에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of manufacturing a ceramic filter having nano pores and a ceramic filter manufactured by the method. More particularly, the present invention relates to a ceramic filter manufactured by using a fine powder of a salt for producing a ceramic filter, To a method of manufacturing a ceramic filter having nano pores capable of efficiently manufacturing a ceramic filter having pores and a ceramic filter manufactured thereby.
최근 들어 고도산업화에 따른 산업공해나 각종 화학약품성분들의 지하수침투 등에 의한 수질오염이 문제화되고 있는 상황에서 수질오염에 따른 음용수를 비롯한 생활수를 확보하기 위하여 물리적 또는 화학적인 방법으로 물을 걸러 불순물을 여과할 수 있는 정수설비를 설비하고 있으며, 정수설비에는 다양한 형태의 필터를 설치하여 사용한다.In recent years, industrial pollution due to industrialization and water pollution due to groundwater infiltration of various chemical chemical substances have become problematic. In order to ensure living water including drinking water due to water pollution, water is filtered by physical or chemical method to remove impurities There are water purification facilities that can be filtered, and various types of filters are installed in water purification facilities.
그런데 기존의 일반적인 필터는 탄성 물질을 갖는 섬유를 사용하여 제조되기 때문에 수압이 매우 높을 경우 기공이 팽창될 수 있으며, 물속에 있는 미립자로 인하여 기공의 막힘 현상이 발생함에 따라 필터로서의 제 기능을 잃게 된다는 문제가 있었다.However, since the conventional general filter is manufactured using fibers having an elastic material, the pores may be expanded when the water pressure is very high, and the pores may be clogged due to the fine particles in the water, There was a problem.
따라서 최근에는 내식성이 좋은 알루미나나 실리카와 같은 재료를 사용하여 세라믹 다공질체로 성형하므로 다공질을 갖는 세라믹 필터를 제조하여 사용하고 있는 실정이다.Therefore, recently, a ceramic filter having a porous structure is manufactured and used because it is formed into a ceramic porous body by using a material such as alumina or silica having good corrosion resistance.
상기와 같은 세라믹 필터의 제조하기 위한 방법에 관하여 개시되어 있었던 종래기술로써, 대한민국 공개특허공보 제74659호(2001.08.04.)에는 플라이애쉬와 규조토를 이용하였으며 유기결합제로 Dextrin과 PVA의 혼합물에 유리성분을 혼합하여 주성분으로 하며, 200㎛ 이하의 파쇄유리분말 60∼65중량%, 플라이애쉬 5∼30중량%, 규조토 2∼20중량%를 혼합한 후, 무기발포제로 탄산칼슘 3∼20중량%; 유기결합제로 덱스트린(Dextrin)과 폴리비닐알코올(PVA)로 구성된 혼합물 2∼5중량% 및 발색제로 산화철 0.2∼0.5중량%를 첨가하여 재차 건식혼합하는 단계, 혼합된 분말의 10중량%에 해당하는 물을 첨가하여 반습식혼합하는 단계; 상기 혼합분말을 400×600×150㎜의 스텐레스강 재질의 몰드에 60∼80㎜높이로 채우는 단계; 몰드를 연속로에 장입하여 10℃/분의 속도로 승온하여 350∼400℃에서 1시간동안 열처리하고, 다시 550∼600℃에서 1시간동안 예열처리한 후, 780∼830℃에서 10분 동안, 마지막으로 830∼860℃에서 1분 동안 소결한 후 500℃까지 급랭시켜 30분 동안 유지하고, 상온까지 서서히 냉각시키는 단계, 및 소결체를 일정한 크기로 절단, 연마하여 구형체로 형성시키는 단계를 포함하며, 상기 주성분을 이용하여 또 다른 세라믹 소재의 악취 제거를 위한 미생물 고정용 다공성 세라믹 담체를 제조함에 따라 유황계 성분 물질의 혼합 악취제거효과가 우수하다는 것을 특징으로 하는 바이오필터용 미생물 고정화 다공성 세라믹 담체의 제조방법이 공지되어 있다.As disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 74659 (2001.08.04.), Fly ash and diatomaceous earth were used as a conventional technique disclosed in the above-mentioned method for producing a ceramic filter, and a mixture of Dextrin and PVA By weight of calcium carbonate, 3 to 20% by weight of calcium carbonate as an inorganic foaming agent after mixing 60 to 65% by weight of crushed glass powder of 200 탆 or less, 5 to 30% by weight of fly ash and 2 to 20% by weight of diatomaceous earth, ; Adding 2 to 5% by weight of a mixture composed of dextrin and polyvinyl alcohol (PVA) as an organic binder and 0.2 to 0.5% by weight of iron oxide as a coloring agent, and dry mixing again; mixing 10% Adding water and half wet mixing; Filling the mixed powder with a height of 60 to 80 mm into a mold made of stainless steel of 400 x 600 x 150 mm; The mold was charged in a continuous furnace, and the temperature was raised at a rate of 10 ° C / min. The furnace was heat-treated at 350 to 400 ° C for 1 hour, preheated at 550 to 600 ° C for 1 hour, heated at 780 to 830 ° C for 10 minutes, Finally, the sintered body is sintered at 830 to 860 ° C for 1 minute, quenched to 500 ° C, held for 30 minutes, gradually cooled to room temperature, and formed into a spherical body by cutting and polishing the sintered body to a predetermined size, The present invention relates to a porous ceramic substrate for microbial immobilization for the removal of odor of another ceramic material by using the above main component, Method is known.
그러나 상기한 종래기술에 의해 세라믹 필터를 제조하는 경우에는 성형틀 내에서 발포에 따른 기포로부터 기공을 형성하기 때문에 성형틀과 접촉한 부분이나 그 근방에서는 기포 간의 조대화가 활발히 이루어져 기공이 커지는 반면 그외의 내부는 기공크기가 작게 되므로 위치에 따른 기공의 크기가 달라져 필터의 기공크기가 불균일하다는 문제가 있었다.However, in the case of manufacturing the ceramic filter according to the above-mentioned prior art, since the pores are formed from the bubbles in the forming die in the forming die, the pores are actively formed by the bubbles in the portions contacting with the die or in the vicinity thereof, There is a problem that the pore size of the filter is uneven because the size of the pore varies depending on the position.
나아가 불균일한 기공을 갖는 세라믹 필터의 경우 기공의 크기가 큰 부분은 걸러내야 하는 입자들을 걸러내지 못한 채 통과시키게 되고, 기공의 크기가 작은 부분은 반드시 걸러야 할 필요가 없는 입자까지 걸러냄으로써 필터의 압력손실을 증대하고, 필터의 노후화를 가중시켜 설비의 유지비용이 증가하게 되는 문제점이 있었다.Further, in the case of a ceramic filter having uneven pores, a portion having a large pore size is passed without filtering the particles to be filtered, and a portion having a small pore size is filtered to remove particles that are not necessarily filtered, There is a problem in that the loss is increased and the aging of the filter is increased to increase the maintenance cost of the equipment.
그리고 종래 세라믹 필터는 0.1~1㎛의 기공 크기를 가지면서 기공률은 50% 이내로 제한적이며 기공 분포 또한 균일하지 못하기 때문에 여과효율에 한계가 있다는 문제가 있었다.Conventionally, the ceramic filter has a pore size of 0.1 to 1 탆, a porosity of 50% or less, and a poor pore distribution.
또한 세라믹 필터의 제조시 입자 크기가 0.1㎛ 이하인 세라믹 분말을 이용하여 제조하는 경우 제조공정에서 불균일한 분산이나 건조 공정 시 작은 기공으로 인해 균열이 발생하게 된다는 문제가 있으며, 미세한 크기의 기공을 갖는 필터의 제조가 전반적으로 어렵다는 문제점이 있었다.
In addition, when the ceramic filter is manufactured using a ceramic powder having a particle size of 0.1 탆 or less, there is a problem that cracks are generated due to uneven dispersion in the manufacturing process or small pores in the drying process. There is a problem in that it is difficult to manufacture the battery.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 나노 크기의 미세 솔트분말을 사용하여 제조하므로 균일한 크기 및 분포의 나노 기공을 갖는 세라믹 필터의 제조가 용이함은 물론 여과효율이 높은 세라믹 필터를 제조하고 제품의 수명 및 품질을 높일 수 있는 나노 기공을 갖는 세라믹 필터 제조방법 및 이에 의해 제조되는 세라믹 필터를 제공하는데, 그 목적이 있다.
It is an object of the present invention to provide a ceramic filter having nano pores of uniform size and distribution because it is manufactured by using nanosized fine salt powder, And to provide a ceramic filter having nano pores capable of improving the life and quality of a product and a ceramic filter manufactured thereby.
본 발명이 제안하는 나노 기공을 갖는 세라믹 필터 제조방법은 주원료인 산화알루미늄 분말 및 나노 사이즈의 솔트분말을 준비한 후 서로 혼합하는 단계와; 상기 산화알루미늄 분말 및 나노솔트분말이 서로 혼합된 혼합분말에 코팅제를 첨가하여 반죽물을 얻도록 코팅하는 단계와; 상기 반죽물을 성형금형 내에 위치한 후 가압하여 정형화된 성형물을 이루도록 성형하는 단계와; 상기 성형물 상에 코팅된 코팅제를 제거토록 상기 성형물을 1500~2000℃의 온도에서 소결하는 단계와; 소결된 상기 성형물을 물에 담가 상기 성형물에 혼합된 나노 솔트분말을 제거하도록 세척하는 단계;를 포함하여 이루어진다.The method for manufacturing a ceramic filter having nano pores proposed by the present invention includes preparing aluminum oxide powder and nano-sized salt powder as main materials and then mixing them together; Adding a coating agent to the mixed powder in which the aluminum oxide powder and the nano-salt powder are mixed with each other to obtain a kneaded product; Placing the kneaded material in a molding die and pressing the kneaded material to form a molded article; Sintering the shaped body at a temperature of 1500 to 2000 ° C. to remove the coating agent coated on the molded body; And dipping the sintered molding in water to wash the nano-salt powder mixed in the molding.
상기 원료를 혼합하는 단계 및 상기 원료를 코팅하는 단계에서는 상기 나노솔트분말이 공기 중에 노출됨을 차단하도록 진공상태에서 혼합 및 코팅한다.In the step of mixing the raw materials and the step of coating the raw material, the nano-salt powder is mixed and coated in a vacuum to prevent exposure to air.
상기 나노솔트분말은 상기 산화알루미늄 분말 100 중량부에 대하여 25~40 중량부를 혼합하여 제조한다.The nano-salt powder is prepared by mixing 25 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the aluminum oxide powder.
상기 원료를 코팅하는 단계에서의 코팅제는 폴리머 또는 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA)를 사용하여 코팅한다.The coating material in the step of coating the raw material is coated with a polymer or 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA).
상기 성형물을 세척하는 단계에서는 100~130℃로 끓인 물에 상기 성형물을 투입하여 세척과 함께 살균처리하도록 이루어진다.
In the step of washing the molded product, the molded product is put into boiled water at 100 to 130 ° C, and sterilized together with washing.
본 발명에 따른 나노 기공을 갖는 세라믹 필터 제조방법 및 이에 의해 제조되는 세라믹 필터에 의하면 나노 크기의 솔트분말을 사용하여 나노 기공을 갖는 세라믹 필터를 제조하도록 구성하므로, 제품의 제조가 간단하여 생산성을 향상시키고 여과효율이 우수한 세라믹 필터를 제조하는 것이 가능하다. 나아가 나노 솔트분말로부터 균일한 크기 및 분포의 세라믹 필터를 제조할 수 있으므로 제품의 수명을 연장하여 전체적인 설비의 유지비용을 낮추고 제품의 품질을 대폭 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.According to the method of manufacturing a ceramic filter having nanopores according to the present invention and the ceramic filter manufactured thereby, it is possible to manufacture a ceramic filter having nanopores by using a nano-sized salt powder, And it is possible to manufacture a ceramic filter excellent in filtration efficiency. Furthermore, since the ceramic filter having uniform size and distribution can be manufactured from the nano-salt powder, the lifetime of the product can be extended, thereby reducing the maintenance cost of the entire equipment and greatly improving the quality of the product.
뿐만 아니라 본 발명에 따른 나노 기공을 갖는 세라믹 필터 제조방법 및 이에 의해 제조되는 세라믹 필터는 솔트분말로부터 기공의 크기 및 분포를 자유롭게 조절하며 제조할 수 있도록 구성하므로, 다양한 기공률을 갖는 세라믹 필터를 효율적으로 제조할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the ceramic filter having nanopores according to the present invention and the ceramic filter manufactured thereby can be manufactured by freely adjusting the size and distribution of pores from the salt powder, the ceramic filter having various porosities can be efficiently There is an effect that can be manufactured.
또한 본 발명에 따른 나노 기공을 갖는 세라믹 필터 제조방법 및 이에 의해 제조되는 세라믹 필터는 성형된 필터의 세척과 함께 솔트분말의 제거 및 제품을 살균처리하도록 구성하므로, 제조공정을 최소화하여 생산성을 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Also, the method of manufacturing a ceramic filter having nano pores according to the present invention and the ceramic filter manufactured by the method of the present invention are configured to clean the formed filter and to remove the salt powder and sterilize the product, thereby minimizing the manufacturing process, There is an effect that can be made.
도 1은 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 공정도.1 is a block diagram showing an embodiment according to the present invention;
2 is a process diagram showing an embodiment according to the present invention.
본 발명은 주원료인 산화알루미늄 분말 및 나노 사이즈의 솔트분말을 준비한 후 서로 혼합하는 단계와; 상기 산화알루미늄 분말 및 나노솔트분말이 서로 혼합된 혼합분말에 코팅제를 첨가하여 반죽물을 얻도록 코팅하는 단계와; 상기 반죽물을 성형금형 내에 위치한 후 가압하여 정형화된 성형물을 이루도록 성형하는 단계와; 상기 성형물 상에 코팅된 코팅제를 제거토록 상기 성형물을 1500~2000℃의 온도에서 소결하는 단계와; 소결된 상기 성형물을 물에 담가 상기 성형물에 혼합된 나노 솔트분말을 제거하도록 세척하는 단계;를 포함하는 나노 기공을 갖는 세라믹 필터 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.The present invention relates to a process for preparing a mixture of aluminum oxide powders and nano-sized salt powders, which are main raw materials, Adding a coating agent to the mixed powder in which the aluminum oxide powder and the nano-salt powder are mixed with each other to obtain a kneaded product; Placing the kneaded material in a molding die and pressing the kneaded material to form a molded article; Sintering the shaped body at a temperature of 1500 to 2000 ° C. to remove the coating agent coated on the molded body; And a step of immersing the sintered molded product in water to wash the nano-salt powder mixed in the molded product to remove the nano-salt powder. The present invention also features a method of manufacturing a ceramic filter having nano-pores.
또한 상기 원료를 혼합하는 단계 및 상기 원료를 코팅하는 단계에서는 상기 나노솔트분말이 공기 중에 노출됨을 차단하도록 진공상태에서 혼합 및 코팅하는 나노 기공을 갖는 세라믹 필터 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.In addition, in the step of mixing the raw materials and coating the raw material, a method of manufacturing a ceramic filter having nano pores for mixing and coating the nanosalt powder in a vacuum state to prevent exposure of the nanosalt powder to air.
또한 상기 나노솔트분말은 상기 산화알루미늄 분말 100 중량부에 대하여 25~40 중량부를 혼합하는 나노 기공을 갖는 세라믹 필터 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.And the nano-salt powder is mixed with 25 to 40 parts by weight of the aluminum oxide powder per 100 parts by weight of the aluminum oxide powder.
또한 상기 원료를 코팅하는 단계에서의 코팅제는 폴리머 또는 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA)를 사용하여 코팅하는 나노 기공을 갖는 세라믹 필터 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.Also, the coating material in the step of coating the raw material is characterized by the technical construction of a ceramic filter having a nanopore that is coated with a polymer or 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA).
또한 상기 성형물을 세척하는 단계에서는 100~130℃로 끓인 물에 상기 성형물을 투입하여 세척과 함께 살균처리하도록 이루어지는 나노 기공을 갖는 세라믹 필터 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.In addition, in the step of washing the molded product, the molded product is injected into boiled water at 100 to 130 ° C, and sterilized together with washing, thereby manufacturing a ceramic filter having nano pores.
다음으로 본 발명에 따른 나노 기공을 갖는 세라믹 필터 제조방법 및 이에 의해 제조되는 세라믹 필터의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Next, a method of manufacturing a ceramic filter having nanopores according to the present invention and a ceramic filter manufactured thereby will be described in detail with reference to the drawings.
그러나 본 발명의 실시예는 여러 가지 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 발명의 실시예는 해당 기술분야에서 보통의 지식을 가진 자가 본 발명을 이해할 수 있도록 설명하기 위해서 제공되는 것이고, 도면에서 나타내는 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 예시적으로 나타내는 것이다.However, the embodiments of the present invention may be modified into various forms, and the scope of the present invention is not construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided so that those skilled in the art can understand the present invention and the shapes and the like of elements shown in the drawings are exemplarily shown to emphasize a clearer description.
먼저 본 발명에 따른 나노 기공을 갖는 세라믹 필터 제조방법의 일실시예는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 원료(10)를 혼합하는 단계(S10)와, 원료(10)를 코팅하는 단계(S20)와, 반죽물(20)을 성형하는 단계(S30)와, 성형물(30)을 소결하는 단계(S40)와, 성형물(30)을 세척하는 단계(S50)로 이루어진다.As shown in FIGS. 1 and 2, a method of manufacturing a ceramic filter having nanopores according to the present invention includes a step (S10) of mixing a
상기 원료(10)를 혼합하는 단계(S10)에서는 주원료인 산화알루미늄 분말(10a) 및 나노 사이즈의 솔트분말(10b)을 준비한 후 서로 고르게 혼합하여 혼합분말을 제조한다.In the step (S10) of mixing the
상기 산화알루미늄 분말(10a)은 의료용 백색의 무기분말로서, 인공치아나 인공뼈 등에 이용되도록 인체에 무해하고 내구성이 우수한 바이오 세라믹스의 분말을 사용한다.The
상기 나노솔트분말(10b)은 수용성 염 분말을 사용한다. 즉 상기 나노솔트분말(10b)은 물과 같은 수용액에 용해될 수 있도록 수용성인 염 분말을 적용하여 사용한다.The nano-
상기 나노솔트분말(10b)은 인체에 무해한 분말이면 제한 없이 사용가능하다. 즉 음용수를 정화하기 위한 필터로도 적용되기 때문에 인체에 해가 없는 재료(예를 들면, NaCl 등)에 한하여 적용가능하다.The nano-
상기 나노솔트분말(10b)은 나노 크기의 미세한 분말로서, 나노 크기로 미세화시키는 방법으로는 기존의 공지된 방법으로 물리적, 화학적, 기계적 방법을 사용할 수 있다.The nano-salt powder (10b) is a nano-sized fine powder. The nano-sized powder (10b) can be physically, chemically or mechanically processed by a known method.
예를 들면, 기계적으로 덩어리(bulk)를 고 에너지로 분쇄하여 나노미터 크기까지 작게 하거나 열 또는 전자빔 등 높은 에너지를 가하여 대상 물질을 녹인 후 증발 응축시켜 나노미터 수준의 분말을 얻는 물리적인 방법을 적용하는 것이 가능하고, 분쇄에 의하여 원래의 크기를 계속하여 줄임에 따라 나노분말을 제조할 수 있는 기계적인 방법을 적용하는 것이 가능하며, 화학반응을 이용하여 핵을 생성시킨 후 원하는 크기까지 성장시켜 나노 분말을 제조하는 화학적인 방법을 적용하는 것도 가능하다.For example, by mechanically pulverizing a bulk material with high energy and reducing it to a nanometer size or applying a high energy such as heat or electron beam to dissolve a target substance, and then evaporating and condensing it, a physical method of obtaining a nanometer- It is possible to apply a mechanical method capable of producing nano powder as the original size is continuously reduced by pulverization, and it is possible to generate nuclei using a chemical reaction and grow to a desired size, It is also possible to apply a chemical method for producing powder.
상기 나노솔트분말(10b)은 상기 산화알루미늄 분말(10a) 100 중량부에 대하여 25~40 중량부를 혼합하여 사용한다.The nano-
상기 나노솔트분말(10b)은 기준함량범위 내에서 조절 첨가하여 필터의 기공률을 설정토록 제조하는 것이 가능하다.It is possible to produce the nano-
상기에서 나노솔트분말(10b)이 상기 산화알루미늄 분말(10a)에 비해 기준함량보다 많이 함유(40 중량부 초과)하는 경우 필터를 이루는 성형물(30)의 내구성이 저하되고, 상기 나노솔트분말(10b)이 상기 산화알루미늄 분말(10a)에 비해 기준함량보다 적게 함유(25 중량부 미만)하는 경우 기공률이 낮아 여과효율이 저하된다는 단점이 있었다.When the nano-
상기 원료(10)를 코팅하는 단계(S20)에서는 상기 원료(10)를 혼합하는 단계(S10)에서 상기 산화알루미늄 분말(10a) 및 나노솔트분말(10b)이 서로 혼합된 혼합분말에 코팅제(15)를 첨가하여 분말을 코팅하되 성형가능한 반죽물(20)을 얻도록 제조한다.In step S20 of coating the
상기 코팅제(15)는 상기 혼합분말을 감싸 공기 등 외부요소와의 접촉을 차단하여 보호하고, 상기 혼합분말은 상기 코팅제(15)와의 접촉에 의해 겔화된다.The
상기 원료(10)를 코팅하는 단계(S20)에서의 코팅제(15)는 폴리머 또는 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-HEMA:2-hydroxyethyl methacrylate)를 사용하여 코팅한다.The
상기 원료(10)를 혼합하는 단계(S10) 및 상기 원료(10)를 코팅하는 단계(S20)에서는 상기 나노솔트분말(10b)이 공기 중에 노출됨을 차단하도록 진공상태에서 혼합 및 코팅한다.In
상기와 같이 진공상태에서 원료(10)를 혼합하거나 코팅제(15)를 코팅하게 되면, 나노솔트분말(10b)이 공기 중에 노출됨을 방지하여 나노솔트분말(10b)이 녹거나 사라지는 현상을 미연에 방지하는 것이 가능하다.When the
상기 반죽물(20)을 성형하는 단계(S30)에서는 상기 반죽물(20)을 성형금형(5) 내에 위치한 후 가압하여 정형화된 성형물(30)을 만들도록 성형한다.In the step S30 of molding the kneaded
상기에서 성형금형(5)은 판자형태의 블록형이나 원통형 등 필요에 따라 다양한 형상의 성형물(30)을 성형할 수 있도록 구성하는 것이 가능하다.The
상기 성형물(30)의 성형은 반죽물(20)을 향해 압력을 가하여 성형하는 프레스성형법이나 반죽물(20)을 금형을 향해 밀어내어 성형하는 압출성형법 등의 기존에 공지된 다양한 방법을 이용하여 성형하는 것이 가능하다.The
상기 성형물(30)을 소결하는 단계(S40)에서는 성형물(30)의 경화를 돕기 위하여 열을 가하여 소결한다.In step S40 of sintering the molded
상기 성형물(30)을 가열함에는 소로(7) 내에 위치한 후 1500~2000℃의 온도에서 소결한다.In order to heat the molded
상기 성형물(30)을 소결하는 단계(S40)에서는 소결시 상기 성형물(30) 상에 코팅된 코팅제(15)가 타면서 제거된다.In the step S40 of sintering the
상기 성형물(30)을 세척하는 단계(S50)에서는 소결된 상기 성형물(30)을 물에 담가 상기 성형물(30)에 혼합된 나노솔트분말(10b)을 제거하도록 세척한다. 즉 상기 성형물(30)의 내부에 섞여 있는 친수성의 나노솔트분말(10b)을 용해시킨다.In the step S50 of washing the molded
상기에서 성형물(30)을 세척함에는 상기 성형물(30) 상에 존재하는 모든 나노솔트분말(10b)이 용해될 수 있도록 충분한 시간(5~8분 정도)을 세척하는 것이 바람직하다.In order to clean the molded
상기 성형물(30)을 세척함에는 정제된 순수물을 사용한다.Purified pure water is used to clean the molded
상기 성형물(30)을 세척하는 단계(S50)에서는 상기 성형물(30)을 세척시킴과 동시에 살균처리하도록 이루어지는 것도 가능하다. 즉 상기 성형물(30)을 100~130℃로 끓인 물에 투입하여 세척과 함께 살균처리한다.In the step S50 of washing the molded
상기와 같이 성형된 필터의 세척과 함께 나노솔트분말의 제거 및 제품을 살균처리하도록 구성하게 되면, 제조공정을 최소화하여 생산성을 대폭 향상시키는 것이 가능하다.When the filter is cleaned and the nano-salt powder is removed and the product is sterilized, the manufacturing process can be minimized and the productivity can be greatly improved.
상기 성형물(30)을 세척한 이후에는 강한 압력의 에어를 분사하여 물기를 제거하는 것이 바람직하다.After the molded
상기 성형물(30)의 세척공정을 마치므로 제조가 완료된 나노기공을 갖는 세라믹 필터(F)를 수득한다.The ceramic filter (F) having nano pores after the completion of the washing process of the molded product (30) is obtained.
다음으로 상기한 일실시예를 적용하여 나노기공을 갖는 세라믹 필터의 실시예를 제조한 다음, 이 필터를 이용하여 탁도 제거효율(%)을 측정하고, 그 결과를 다음의 표 1에 나타낸다.Next, an embodiment of the ceramic filter having nano pores was manufactured by applying the above-described embodiment, and turbidity removal efficiency (%) was measured using this filter. The results are shown in Table 1 below.
[실시예][Example]
산화알루미늄 분말 100 중량부에 대해 나노솔트분말 30 중량부를 혼합한 후 코팅제로 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA)를 넣어 코팅된 반죽물을 만들고, 상기 반죽물을 성형금형에 위치시킨 후 성형하여 세라믹 필터 성형물을 만들었다.30 parts by weight of nano-salt powder was mixed with 100 parts by weight of aluminum oxide powder, 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) was added as a coating agent to prepare a coated kneaded product, the kneaded product was placed in a mold, To form a ceramic filter molding.
그리고 성형물을 1500℃의 온도에서 소결한 후 100~130℃로 끓인 순수물에 성형물을 투입하여 나노솔트분말이 제거토록 세척 및 살균하므로 최종적인 나노기공을 갖는 세라믹 필터의 실시예를 얻었다.Then, the molded product was sintered at a temperature of 1500 ° C, and then the molded product was poured into pure water boiled at 100 to 130 ° C to wash and sterilize the nanosalt powder. Thus, an example of a ceramic filter having a final nano pore was obtained.
[비교예][Comparative Example]
맥반석 50중량%, 세리사이트 30중량%, 제올라이트 15중량%의 분말을 물과 혼합하여 반죽을 얻은 후 성형하여 성형물을 만들고, 성형물을 1200℃의 온도에서 소성하여 세라믹필터의 비교예를 얻었다.A powder of 50% by weight of elvan, 30% by weight of cericite and 15% by weight of zeolite was mixed with water to obtain a dough, followed by molding to obtain a molded product. The molded product was fired at a temperature of 1200 캜 to obtain a comparative example of a ceramic filter.
상기에서 탁도 제거효율(%)은 5NTU의 탁도를 갖는 조제수를 만들어 시험을 행하였으며, 그 결과를 측정하였다.In the above, the turbidity removal efficiency (%) was made by making a preparation water having a turbidity of 5 NTU, and the result was measured.
상기 표 1로부터 확인되는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예의 경우에는 비교예와 대비하여 나노크기의 기공을 갖기 때문에 탁도 제거효율 즉 여과효율이 크게 개선됨을 확인할 수 있었으며, 비교예는 기공이 부분적으로 편중되어 있는 반면 본 발명에 따른 실시예는 기공이 필터의 전체적으로 고르게 분포되어 있기 때문에 지속적으로 여과효율이 유지됨을 확인할 수 있다.As can be seen from the above Table 1, in the case of the embodiment according to the present invention, turbidity removal efficiency, that is, filtration efficiency was greatly improved because it had nano-sized pores as compared with the comparative example. Whereas in the embodiment according to the present invention, since the pores are uniformly distributed throughout the filter, it can be confirmed that the filtration efficiency is continuously maintained.
즉 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 나노 기공을 갖는 세라믹 필터 제조방법 및 이에 의해 제조되는 세라믹 필터에 의하면, 나노 크기의 솔트분말을 사용하여 나노 기공을 갖는 세라믹 필터를 제조하도록 구성하므로, 제품의 제조가 간단하여 생산성을 향상시키고 여과효율이 우수한 세라믹 필터를 제조하는 것이 가능하다. 나아가 나노 솔트분말로부터 균일한 크기 및 분포의 세라믹 필터를 제조할 수 있으므로 제품의 수명을 연장하여 전체적인 설비의 유지비용을 낮추고 제품의 품질을 대폭 향상시키는 것이 가능하다.That is, according to the method of manufacturing a ceramic filter having nano pores according to the present invention and the ceramic filter manufactured thereby, since the ceramic filter having nano pores is manufactured using nano-sized salt powder, It is possible to manufacture a ceramic filter which is simple in manufacturing and which improves productivity and is excellent in filtration efficiency. Furthermore, it is possible to manufacture a ceramic filter of uniform size and distribution from the nano-salt powder, thereby extending the service life of the product, thereby lowering the overall maintenance cost of the equipment and significantly improving the quality of the product.
뿐만 아니라 본 발명은 솔트분말로부터 기공의 크기 및 분포를 자유롭게 조절하며 제조할 수 있도록 구성하므로, 다양한 기공률을 갖는 세라믹 필터를 효율적으로 제조하는 것이 가능하다.In addition, since the present invention can be manufactured by adjusting the size and distribution of pores freely from the salt powder, it is possible to efficiently manufacture a ceramic filter having various porosities.
상기에서는 본 발명에 따른 나노 기공을 갖는 세라믹 필터 제조방법의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
Although the preferred embodiments of the method for fabricating a ceramic filter having nano pores according to the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations may be made within the scope of the claims, And this is also within the scope of the present invention.
10 : 원료 10a : 산화알루미늄 분말
10b : 나노솔트분말 15 : 코팅제
20 : 반죽물 30 : 성형물
F : 필터10:
10b: Nanosalt powder 15: Coating agent
20: Dough water 30: Molding material
F: Filter
Claims (6)
상기 산화알루미늄 분말 및 나노솔트분말이 서로 혼합된 혼합분말에 코팅제를 첨가하여 반죽물을 얻도록 코팅하는 단계와;
상기 반죽물을 성형금형 내에 위치한 후 가압하여 정형화된 성형물을 이루도록 성형하는 단계와;
상기 성형물 상에 코팅된 코팅제를 제거토록 상기 성형물을 1500~2000℃의 온도에서 소결하는 단계와;
소결된 상기 성형물을 물에 담가 상기 성형물에 혼합된 나노 솔트분말을 제거하도록 세척하는 단계;를 포함하여 이루어지며,
상기 산화알루미늄 분말 및 나노 사이즈의 솔트분말을 혼합하는 단계 및 상기 코팅하는 단계에서는 상기 나노솔트분말이 공기 중에 노출됨을 차단하도록 진공상태에서 혼합 및 코팅하는 것을 특징으로 하는 나노 기공을 갖는 세라믹 필터 제조방법.
Preparing an aluminum oxide powder and a nano-sized salt powder as main raw materials, and then mixing them together;
Adding a coating agent to the mixed powder in which the aluminum oxide powder and the nano-salt powder are mixed with each other to obtain a kneaded product;
Placing the kneaded material in a molding die and pressing the kneaded material to form a molded article;
Sintering the shaped body at a temperature of 1500 to 2000 ° C. to remove the coating agent coated on the molded body;
And dipping the sintered molded product in water to wash the nano-salt powder mixed in the molded product,
Wherein the nanosheet powder is mixed and coated in a vacuum state to prevent the nanosalt powder from being exposed to air in the step of mixing the aluminum oxide powder and the nano-sized salt powder, .
상기 나노솔트분말은 상기 산화알루미늄 분말 100 중량부에 대하여 25~40 중량부를 혼합하는 것을 특징으로 하는 나노 기공을 갖는 세라믹 필터 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the nano-salt powder is mixed in an amount of 25 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the aluminum oxide powder.
상기 원료를 코팅하는 단계에서의 코팅제는 폴리머 또는 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA)를 사용하여 코팅하는 것을 특징으로 하는 나노 기공을 갖는 세라믹 필터 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the coating agent in the step of coating the raw material is coated using a polymer or 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA).
상기 성형물을 세척하는 단계에서는 100~130℃로 끓인 물에 상기 성형물을 투입하여 세척과 함께 살균처리하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노 기공을 갖는 세라믹 필터 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of washing the molded product is performed by adding the molded product to water boiled at 100 to 130 ° C, and sterilizing the molded product with washing.
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| KR910000575A (en) * | 1989-06-20 | 1991-01-29 | 안영모 | Manufacturing method of ceramic filter for water purification |
| KR20040049279A (en) * | 2002-12-05 | 2004-06-11 | 크린에어테크놀로지 주식회사 | Method for producing multi-layered ceramic filter and ceramic filter using the same |
| JP2006336021A (en) * | 2006-08-17 | 2006-12-14 | Sekisui Chem Co Ltd | Porous hollow polymer particle, method for producing porous hollow polymer particle, porous ceramic filter and method for producing porous ceramic filter |
-
2013
- 2013-10-28 KR KR1020130128667A patent/KR101523572B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR910000575A (en) * | 1989-06-20 | 1991-01-29 | 안영모 | Manufacturing method of ceramic filter for water purification |
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