KR100455331B1 - Method for Manufacturing Metal Filter Using Metal Scrapped Materials - Google Patents
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Abstract
본 발명은 산업폐기물로 버려지던 금속폐기물을 이용하여 종래의 금속필터보다 생산공정이 간단하고, 연속적으로 만들 수 있어 생산효율이 획기적으로 향상되며, 가격, 가공성 및 필터링 등에서 나타나는 효과가 생산성 및 상품성이 높여줄 뿐 아니라 후가공이 용이하며, 산업폐기물을 재활용한다는 측면에서 환경 친화적이라는 큰 효과가 있는 금속폐기물을 이용한 금속필터의 제조방법에 관한 것이다.The present invention uses the metal waste, which was discarded as industrial waste, the production process is simpler than the conventional metal filter, it can be made continuously, the production efficiency is significantly improved, and the effects appear in the price, processability and filtering, productivity and commercial properties The present invention relates to a method of manufacturing a metal filter using metal waste, which has a great effect of being environmentally friendly in terms of recycling industrial waste, as well as increasing post-processing.
본 발명에 따르면 금속을 연마시 발생하는 금속폐기물을 가압하여 연마유를 제거하면서 일정한 형상으로 성형하는 단계와, 상기 금속폐기물 성형물에 포함된 연마유를 제거하기 위하여 진공상태에서 탈지하는 단계와, 상기 탈지된 금속폐기물의 성형물을 분쇄 및 분급하여 금속 입자를 얻는 단계와, 상기 분쇄 및 분급된 금속 입자를 바인더와 혼합하여 금속 슬러리를 형성하는 단계와, 상기 금속 슬러리를 금속메쉬에 적층하는 단계와, 상기 적층물을 건조하는 단계와, 상기 적층물의 여과면적을 증가시키기 위해 후가공을 하는 단계와, 상기 후가공된 적층물을 소결하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the step of pressing the metal waste generated when polishing the metal to form a predetermined shape while removing the abrasive oil, and degreasing under vacuum to remove the abrasive oil contained in the metal waste molding, and Pulverizing and classifying moldings of the degreased metal waste to obtain metal particles, mixing the pulverized and classified metal particles with a binder to form a metal slurry, laminating the metal slurry on a metal mesh; Drying the laminate, post-processing to increase the filtration area of the laminate, and sintering the post-processed laminate.
Description
본 발명은 금속폐기물을 이용한 금속필터의 제조방법에 관한 것으로, 특히 산업폐기물로 버려지던 금속 슬러그(slug), 스와프(swarf), 스크랩(scrap)등(이하 금속폐기물이라 함)을 금속메쉬(mesh)에 적층하여 소결함에 의해 산업폐기물로 버려지던 섬유형상 또는 침상형 분말 형상의 금속폐기물을 이용하여 종래 보다 생산공정이 간단하고, 연속적으로 만들 수 있어 생산효율이 향상되며, 가격, 가공성 및 필터링 등에서 나타나는 효과가 생산성 및 상품성이 높여줄 뿐 아니라 산업폐기물을 재활용한다는 측면에서 환경 친화적인 금속폐기물을 이용한 금속필터의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a metal filter using metal waste, in particular, metal slug, swarf, scrap, etc. (hereinafter referred to as metal waste), which have been discarded as industrial waste, are referred to as metal mesh. ) The production process is simpler and more continuous than before, by using metal wastes of fiber or needle-shaped powders that are discarded as industrial wastes by laminating and sintering). The present invention relates to a method of manufacturing a metal filter using environmentally friendly metal wastes in terms of increasing industrial productivity and merchandising as well as recycling industrial wastes.
일반적으로 금속필터는 재료의 형태에 따라 소결분말 금속필터(sintered powder metal filter), 금속선 메쉬필터(metal wire mesh filter), 소결금속 섬유필터(sintered metal fiber filter) 등으로 구분할 수 있다.In general, the metal filter may be classified into a sintered powder metal filter, a metal wire mesh filter, a sintered metal fiber filter, and the like according to the form of the material.
상기 금속필터 중 소결분말 금속필터는 다공성 조절을 위하여 균일한 크기의 구형분말이 사용되고 있으며, 필터의 특성에 따라 분말을 프레스(press)에 의해 성형하거나 또는 금형에 가압하지 않은 상태에서 소결하여 필터를 제조한다.Sintered powder Among the metal filters, a metal powder having a uniform size is used to control porosity, and according to the characteristics of the filter, the powder is molded by pressing or sintered in a state in which the powder is not pressed to a mold. Manufacture.
또한, 금속 메쉬필터는 금속선을 일정한 형태로 직조한 메쉬를 이용한 필터로서 특성에 따라 메쉬의 크기가 다르거나 직조 방법이 다른 메쉬를 여려겹 겹쳐서 사용한다.In addition, the metal mesh filter is a filter using a mesh woven a metal wire in a constant shape, and overlaps a mesh having different mesh sizes or different weaving methods depending on characteristics.
그리고, 소결금속 섬유필터는 직경 5 ∼ 100㎛인 금속섬유를 사용하여 웹(web)형태로 성형한 후 이를 소결 및 압연공정에 의해 여과재로 제조한 것이다. 이는 섬유가 일정한 방향성 없이 무질서하게 배열되어 있으며 기체 혹은 액체 등의 유체가 지그재그형태의 경로로 필터를 통과하면서 고체입자를 여과하는 깊이방식 필터(depth type filter)라 할 수 있다.The sintered metal fiber filter is formed into a web using a metal fiber having a diameter of 5 to 100 μm, and then manufactured into a filter material by a sintering and rolling process. This is called a depth type filter in which fibers are arranged in a disordered manner without any directivity and fluids such as gas or liquid pass through the filter in a zigzag path and filter solid particles.
상기와 같이 제조된 금속필터들은 재료에 따라 기공도가 최소 30∼최대 90%로 광범위하게 조절되는데, 소결분말 금속필터의 경우에는 기공도가 30∼40%, 금속선 메쉬필터의 경우 기공도가 50∼60%, 소결금속 섬유필터의 경우에는 기공도가 50∼90%까지 조절 가능하다.The metal filters manufactured as described above are widely controlled to have a porosity of at least 30 to 90%, depending on the material. The sintered powder metal filter has a porosity of 30 to 40% and the metal wire mesh filter has a porosity of 50%. In the case of -60% and a sintered metal fiber filter, porosity can be adjusted to 50 to 90%.
금속필터는 기공도가 클수록 필터의 저항이 낮아 압력손실이 낮아지므로 일반적으로 기공도가 큰 소결금속 섬유필터가 많이 사용되고 있다.As the metal filter has a larger porosity, the resistance of the filter is lower, and thus a pressure loss is lowered. Therefore, a sintered metal fiber filter having a large porosity is generally used.
우선, 금속섬유 필터를 제조하기 위해서는 기본적으로 금속섬유가 필요하나 일반적인 공정으로 제조할 수 있는 금속섬유의 직경이 최소 20㎛ 정도이다. 그 이하의 금속섬유를 제조하기 위해서는 제조공정이 복잡하여 제조하기도 힘든 실정일 뿐 아니라 이러한 공정을 통해서 제조된 금속섬유를 사용한다고 하여도 고가일 수밖에 없다. 하지만, 금속섬유의 직경에 따라 필터의 성능이 좌우되므로 미세한 필터링이 요구되는 곳에는 어쩔 수 없이 고가인 미세 금속섬유필터를 쓸 수밖에 없는 문제가 있다.First of all, in order to manufacture a metal fiber filter, a metal fiber is basically required, but the diameter of the metal fiber that can be manufactured by a general process is at least about 20 μm. In order to manufacture the metal fibers of less than that, the manufacturing process is complicated and difficult to manufacture, as well as using the metal fibers manufactured through such a process is inevitably expensive. However, since the performance of the filter depends on the diameter of the metal fiber, where a fine filtering is required, there is a problem inevitably using an expensive fine metal fiber filter.
이와 같은 이유로 종래에 금속필터를 제조하기 위한 방법이 여러 번 제시되었는데, 특히, 금속섬유를 이용한 가압 소결방법 및 금속섬유 소결체 제조공정에대한 종래기술이 한국특허 제 334158 호, 한국특허 제 335749 호에 개시되어 있다.For this reason, a method for manufacturing a metal filter has been conventionally proposed several times. In particular, Korean Patent Nos. 334158 and 335749 disclose conventional techniques for a pressure sintering method using a metal fiber and a process for producing a metal fiber sintered body. Is disclosed.
상기 특허에는 여러 개의 금속 선재를 하나로 묶어 인발한 후 인발되어 형성된 금속 섬유를 소정 길이만큼 자르고, 잘라진 금속 섬유를 모아서 소결하거나 카딩(carding)공정을 통해 부직포로 제조하고 이를 가압하면서 소결시켜 금속섬유 소결체를 만드는 방식이다. 이 방법에는 인발과정이 필요하며 인발과정으로 제조될 수 있는 금속섬유의 직경은 최소 20㎛ 정도의 한계가 있고, 제조과정 또한 복잡하며 가압을 함으로써 필터링의 성능을 좌우하는 기공율 및 기공크기를 줄이는 단점이 있다.According to the patent, a plurality of metal wires are bundled and drawn, and the metal fibers formed by cutting are cut to a predetermined length, and the cut metal fibers are collected and sintered or manufactured into a nonwoven fabric through a carding process and sintered while pressing them. How to make. This method requires drawing process and the diameter of metal fiber that can be manufactured by drawing process has a limit of at least 20㎛, and the manufacturing process is also complicated and it is disadvantageous to reduce porosity and pore size which influence filtering performance by pressurizing. There is this.
또 다른 특허에는 금속섬유를 소결하여 소결체를 제조하나 소정의 형상으로 성형시키기 위해 반드시 성형 금형을 사용해야만 하고, 성형 금형에 금속섬유를 원하는 두께만큼 균일하게 분급해야 하는 정밀한 공정이 필요하며, 금속섬유가 균일하게 분급된 성형 금형 자체가 소결로 이어지므로, 각각 제조되는 금속필터의 크기가 성형 금형의 크기로 정해지기 때문에 융통성이나 생산성이 떨어진다는 단점이 있다.Another patent manufactures a sintered body by sintering metal fibers, but a molding mold must be used to form a sintered body, and a precise process of uniformly classifying the metal fibers to a desired thickness is required. Since the molding die itself is uniformly classified leads to sintering, there is a disadvantage in that flexibility and productivity are deteriorated because the sizes of the metal filters to be manufactured are determined as the size of the molding die.
또 다른 방법으로 기계적인 선삭가공에 의하여 금속 섬유를 제조하여 소결시킴으로써 금속섬유 소결체를 제조하는 방식이 있는데 상기와 같은 방식으로 만들어지는 금속 섬유는 그 크기가 크고(통상 mm 단위), 또한 세밀한 가공이 요구되기 때문에 제조 공정이 복잡할 수 밖 에 없으며, 이러한 방식에 의하여 만들어지는 소결체는 매우 고가일 수밖에 없다.Another method is to prepare a metal fiber sintered body by manufacturing and sintering the metal fiber by mechanical turning, and the metal fiber produced in the above manner is large in size (typically in mm) and finely processed. The manufacturing process is complicated because it is required, and the sintered body produced by this method is very expensive.
또한, 그 구성을 이루는 금속 섬유의 크기가 크기 때문에 기공율과 기공크기또한 증가하여 흡음성이나 미세입자를 필터링할 수 있는 필터링 능력이 떨어진다.In addition, since the size of the metal fibers constituting the structure is large, the porosity and pore size also increases, so that the filtering ability to filter sound absorption or fine particles is inferior.
그리고, 금속메쉬만을 이용하여 금속메쉬필터를 제조하는 방법이 있다. 금속메쉬만을 사용한 것이라 고가인 금속섬유가 불필요하다는 장점은 있으나 금속메쉬의 직경 및 직조방법에 따라 필터링할 수 있는 미세입자들의 크기가 정해지기 때문에 미세입자를 필터링 하기 위해서는 금속메쉬의 직경이 미세해지고 직조방법 또한 복잡해지므로 제조공정이 복합하며 그렇게 제작된 금속필터는 고가일 수 밖에 없는 단점이 있다.Then, there is a method of manufacturing a metal mesh filter using only the metal mesh. Although only the metal mesh is used, expensive metal fibers are unnecessary, but since the size of the microparticles that can be filtered is determined according to the diameter and weaving method of the metal mesh, the diameter of the metal mesh becomes fine and woven to filter the fine particles. Since the method is also complicated, the manufacturing process is complex, and the metal filter manufactured as described above is expensive.
또다른 문제점은, 종래 금속필터는 소결후 소결된 단면으로만 필터의 사용이 가능하였으며 여과면적을 극대화시키거나 복잡한 형태로 가공하여 사용하는 곳에는 사용이 제한되었다. 그 이유는 절곡등의 후가공 작업시 소결된 금속필터에 크랙이 발생하기 때문이다. 이는 여과면적을 극대화 하거나 복잡한 형태로 가공시 효과적인 후가공이 어렵다는 것이다.Another problem is that the conventional metal filter can be used only in the sintered cross section after sintering, and the use of the metal filter is limited to the place where it is used to maximize the filtration area or to process it in a complicated form. This is because cracks are generated in the sintered metal filter during post-processing such as bending. This means that effective post-processing is difficult when maximizing the filtration area or processing complex shapes.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 금속폐기물을 이용하여 금속필터를 제조함으로써 미세입자의 크기와 상관없이 필터링 할 수 있고, 금속 메쉬를 이용하여 특별히 성형 금형이 필요 없으며, 제조공정 중 적층하는 단계와 소결하는 단계가 연속적으로 이루어져 제조공정이 단순하고 연속적이므로 생산성 및 상품성이 우수한 금속폐기물을 이용한 금속필터의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention can be filtered regardless of the size of the microparticles by manufacturing a metal filter using metal waste, there is no need for a metal mold using a metal mold, laminated during the manufacturing process It is an object of the present invention to provide a method for producing a metal filter using metal waste having excellent productivity and commerciality because the manufacturing process is simple and continuous because the step of sintering and the sintering are performed continuously.
본 발명의 또다른 목적은, 금속필터의 제작과정 중 표면상태 및 여과면적을극대화 하는데 효과적인 후가공이 가능한 금속폐기물을 이용한 금속필터의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a method for producing a metal filter using metal waste, which is capable of post-processing, which is effective for maximizing the surface state and the filtration area during the manufacturing process of the metal filter.
도 1은 금속폐기물을 가압하여 일정한 형상으로 만드는 가압 프레스의 구조도,1 is a structural diagram of a pressure press to press the metal waste into a uniform shape,
도 2는 탈지된 금속폐기물을 분쇄하는 분쇄기의 구조도,2 is a structural diagram of a crusher for crushing the degreased metal waste,
도 3은 바인더와 혼합된 금속 슬러리를 금속메쉬에 에어를 이용하여 분사하는 분사장치의 구조도 ,3 is a structural diagram of an injector for injecting a metal slurry mixed with a binder to the metal mesh using air;
도 4a, 4b, 4c는 금속메쉬에 적층된 금속 슬러리의 후가공 장치의 구조도,Figure 4a, 4b, 4c is a structural diagram of the post-processing device of the metal slurry laminated to the metal mesh,
도 5a는 금속메쉬에 적층물을 연속적으로 배치하여 소결한 금속필터,Figure 5a is a metal filter sintered by continuously placing the laminate on the metal mesh,
도 5b는 적층된 적층물의 양쪽면에 직경이 같은 금속메쉬를 샌드위치식으로 배치하여 소결한 금속필터,Figure 5b is a metal filter sintered by sandwiching the metal mesh of the same diameter on both sides of the stacked laminate,
도 5c는 적층된 적층물의 양쪽면에 서로다른 직경의 금속메쉬를 샌드위치식으로 배치하여 소결한 금속필터,5c is a metal filter sintered by sandwiching metal meshes of different diameters on both sides of the stacked laminates;
도 6a는 소결완료된 금속필터의 앞면,Figure 6a is a front surface of the sintered metal filter,
도 6b는 소결완료된 금속필터의 뒷면,Figure 6b is the back of the sintered metal filter,
도 7a는 금속필터를 코루게이션(corrugation) 후가공한 후의 측면도,FIG. 7A is a side view of a metal filter after corrugation;
도 7b는 금속필터를 코루게이션(corrugation) 후가공한 후의 사시도 이다.7B is a perspective view after corrugation of the metal filter.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면 금속을 연마시 발생하는 금속폐기물을 가압하여 연마유를 제거하면서 일정한 형상으로 성형하는 단계와, 상기 금속폐기물 성형물에 포함된 연마유를 제거하기 위하여 진공상태에서 탈지하는 단계와, 상기 탈지된 금속폐기물의 성형물을 분쇄 및 분급하여 금속 입자를 얻는 단계와, 상기 분쇄 및 분급된 금속 입자를 바인더와 혼합하여 금속 슬러리를 형성하는 단계와, 상기 금속 슬러리를 금속메쉬에 적층하는 단계와, 상기 적층물을 건조하는 단계와, 상기 건조된 적층물의 여과면적을 증가시키기 위하여 후가공을 하는 단계와, 상기 후가공된 적층물을 소결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속폐기물을 이용한 금속필터의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, according to the present invention by pressing the metal waste generated during the polishing of the metal to form a predetermined shape while removing the abrasive oil, and vacuum state to remove the abrasive oil contained in the metal waste molding Degreasing at, pulverizing and classifying a molded product of the degreased metal waste to obtain metal particles, mixing the pulverized and classified metal particles with a binder to form a metal slurry, and forming a metal slurry. Laminating to a mesh, drying the laminate, post-processing to increase the filtration area of the dried laminate, and sintering the post-processed laminate. Provided is a method for producing a metal filter using waste.
또한, 금속 연마시 발생하는 금속폐기물을 가압하여 연마유를 제거하면서 일정한 형상으로 성형하는 단계와, 상기 금속폐기물 성형물에 포함된 연마유를 제거하기 위하여 진공상태에서 탈지하는 단계와, 상기 탈지된 금속폐기물 성형물을 분쇄 및 분급하여 금속 입자를 얻는 단계와, 상기 분쇄 및 분급된 금속 입자를 바인더와 혼합하여 금속 슬러리를 형성하는 단계와, 상기 금속 슬러리를 금속메쉬에 적층하는 단계와, 상기 적층물을 건조한 후 적층물을 소결하는 단계와, 상기 소결된 적층물의 여과면적을 증가시키기 위하여 후가공을 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속폐기물을 이용한 금속필터의 제조방법도 제공한다.In addition, the step of pressing the metal waste generated during metal polishing to form a predetermined shape while removing the abrasive oil, and degreasing under vacuum to remove the abrasive oil contained in the metal waste molding, and the degreased metal Grinding and classifying the waste molding to obtain metal particles, mixing the ground and classified metal particles with a binder to form a metal slurry, laminating the metal slurry on a metal mesh, and stacking the laminate. It also provides a method of manufacturing a metal filter using metal waste, comprising the step of sintering the laminate after drying and post-processing to increase the filter area of the sintered laminate.
상기 금속폐기물의 연마유는 진공상태에서 200℃~800℃로, 2~24시간 탈지하여 제거하는 것이 바람직하다. 탈지온도를 200℃~800℃로 적용한 이유는, 탈지온도가 200℃ 미만일 경우에는 탈지시간이 오래 소요되어 비효율적이고, 탈지온도가 800℃ 이상에서는 온도가 높아 연마유가 탈지되면서 타버리는 현상이 발생하기 때문이다.The abrasive oil of the metal waste is preferably degassed at 200 ° C. to 800 ° C. for 2 to 24 hours in a vacuum state. The reason why the degreasing temperature is applied at 200 ° C to 800 ° C is that the degreasing temperature takes longer when the degreasing temperature is less than 200 ° C, which is inefficient, and the degreasing temperature occurs when the degreasing temperature is higher because the degreasing temperature is higher than 800 ° C. Because.
또한 상기와 같이 진공탈지 과정에서 발생하는 퓸(fume)이 대기로 방출시 환경에 유해한 물질이 그대로 노출되는 것인데, 이러한 문제점을 해결하고자 진공탈지장치의 내부에 냉각장치, 즉 코일처럼 감겨진 스테인레스 관에 냉각수를 흐르게 하여 탈지된 퓸(fume)까지도 냉각하여 전량 응축시켜 회수할 수 있다.In addition, as described above, the fumes generated during the vacuum degreasing process are exposed to substances harmful to the environment as they are released into the atmosphere. To solve this problem, a stainless steel tube wound like a coil is cooled inside the vacuum degreasing apparatus. Cooling water is then flowed through to cool the degreased fume to condense and recover the entire amount.
상기 분쇄 및 분급된 금속 입자와 혼합하는 바인더는 물과 알콜중 어느 하나와 메틸클로라이드(Methyl Chloride), 메틸셀룰로즈(Methyl Cellulose), 폴리비닐알콜(Polyvinyl Alchol), 폴리비닐아세테이트(Polyvinyl Acetate), 소디움실리케이트(Sodium Silicate)중 어느 하나의 유·무기 바인더를 사용하는 것이 바람직하다.The binder mixed with the pulverized and classified metal particles may be any one of water and alcohol, methyl chloride, methyl cellulose, polyvinyl alchol, polyvinyl acetate, sodium It is preferable to use an organic-inorganic binder of any one of silicate (Sodium Silicate).
만일, 바인더 없이 금속 입자를 금속메쉬에 적층하면 금속 입자가 금속메쉬와 결합이 안되며 금속 입자들간의 결합이 없어 금속메쉬에 균일하게 적층이 어렵다.If the metal particles are laminated on the metal mesh without a binder, the metal particles are not bonded to the metal mesh and there is no bonding between the metal particles, so that the metal particles are not uniformly stacked on the metal mesh.
또한 상기 바인더를 혼합할 때는 물과 알콜중 어느 하나에 상기 유·무기 바인더를 0.1~50중량%로 혼합하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 바인더의 역할은 소결과정 전에 금속 입자가 금속메쉬와 결합이 되어 형상을 이루어주고 균일하게 적층이 될 수 있게 보조 역활을 하는 것인데 바인더의 양이 50중량% 이상이면 금속메쉬에 적층된 금속 입자들이 바인더에 의해 균일하게 적층이 안되고 서로 뭉치는 현상이 발생하였으며 바인더의 양이 0.1중량% 이하이면 바인더의 역할을 하지 못하기 때문이다.In addition, when mixing the binder, it is preferable to mix the organic-inorganic binder in 0.1 to 50% by weight of either water or alcohol. The reason is that the role of the binder is to assist the metal particles to be combined with the metal mesh to form a shape and uniformly laminated before the sintering process. When the amount of the binder is 50% by weight or more, the binder is deposited on the metal mesh. This is because the metal particles are not uniformly stacked by the binder and agglomerate with each other. When the amount of the binder is 0.1 wt% or less, it does not function as a binder.
상기 제조된 바인더와 분쇄 및 분급된 금속 입자와 혼합하여 금속 슬러리를 형성하는데, 상기 금속입자와 유·무기 바인더의 혼합비율은 1:0.1~5로 혼합하는 것이 바람직하다.The metal slurry is mixed with the prepared binder and the pulverized and classified metal particles, and the mixing ratio of the metal particles and the organic / inorganic binder is preferably 1: 0.1-5.
그 이유는, 혼합비율이 1:0.1~1인 경우 금속메쉬에 적층시 롤밀(roll mill)방법을 이용하는데 혼합비율이 1:0.1 미만으로 혼합하면 너무 탁하여 연속적인 롤을 통해 나온 금속 슬러리가 서로 결합이 미흡하여 크랙이 발생하였으며, 1:1를 초과하여 혼합하면 너무 묽어 금속 슬러리가 롤을 통과하면서 롤 사이로 흘러내리는 문제점이 발생하기 때문이다.The reason is that when the mixing ratio is 1: 0.1 ~ 1, a roll mill method is used when laminating on the metal mesh, but when the mixing ratio is less than 1: 0.1, the metal slurry that comes out through the continuous roll is too turbid. Cracks occurred due to insufficient bonding with each other, and when mixed in excess of 1: 1, the metal slurry flowed between the rolls while passing through the rolls.
이와 더불어, 상기 혼합비율이 1:1~1:5인 경우 에어(Air)에 의한 분사방법을 사용하는데, 에어(Air)에 의한 분사방법인 경우 금속입자와 유·무기 바인더를 1:1 미만으로 혼합하면 너무 탁하여 금속 슬러리가 균일하게 분사가 안되어 금속메쉬에 원하는 형태를 제조할 수 없고, 금속입자와 유·무기 바인더의 혼합비율이 1:5를 초과하여 혼합하면 너무 묽어 적층 및 분사는 가능하나 금속 슬러리가 흘러내려 원하는 두께 및 균일한 분포를 얻을 수 없다.In addition, when the mixing ratio is 1: 1 to 1: 5, a spraying method using air is used. In the spraying method using air, the metal particles and the organic / inorganic binder are less than 1: 1. If the mixture is too turbid, the metal slurry cannot be uniformly sprayed to produce the desired shape on the metal mesh. If the mixing ratio of the metal particles and the organic / inorganic binder exceeds 1: 5, the mixture is too thin. It is possible, however, that the metal slurry flows down and does not achieve the desired thickness and uniform distribution.
그리고, 상기 바인더와 혼합된 금속 슬러리를 금속메쉬에 적층하는 방법에는 롤밀(roll mill)방법과 에어(Air)에 의한 분사방법을 사용한다.In addition, as a method of laminating the metal slurry mixed with the binder on a metal mesh, a roll mill method and a spray method using air are used.
상기 롤밀(roll mill)방법은 이동되는 금속메쉬에 균일하게 혼합된 원료가연속적으로 일정량 공급되며 1∼4개의 롤(roll)을 연속적으로 통과하면서 롤에 의해 균일하게 적층되고 후가공까지 동시에 가능하며 원하는 두께가 롤갭(roll gap)에 의해 정해지는 방법이다. 이때 각 롤의 속도를 같게 하는 방법과 각 롤의 속도를 다르게 하는 방법이 있으며 각 롤의 속도를 다르게 하여 적층하는 방법이 보다 균일하게 적층이 되고, 적층된 원료는 후가공이 필요 없다.In the roll mill method, a uniform amount of raw material uniformly mixed with a moving metal mesh is continuously supplied, and uniformly stacked by a roll while continuously passing 1 to 4 rolls, and can be processed simultaneously to a post process. The thickness is determined by the roll gap. At this time, there is a method of equalizing the speed of each roll and a method of varying the speed of each roll, and the method of laminating by varying the speed of each roll is more uniformly laminated, and the stacked raw materials do not need post-processing.
또한, 에어(Air)에 의한 분사방법에는 적절한 분사 방식, 분사건의 형태, 분사 노즐(nozzle), 분사되는 양, 분사속도, 이동되는 금속메쉬의 속도 등에 의해 두께, 균일한 분사, 기공율 등 제품의 품질에 많은 영향을 미치기 때문에 모든 것이 적절한 조화가 이루어져야 한다.In addition, the method of spraying by air includes products such as thickness, uniform spraying, and porosity by appropriate spraying method, type of spray gun, spray nozzle, amount of spraying, spraying speed, speed of moving metal mesh, etc. Everything has to be properly harmonized because it affects the quality of the product.
그리고, 상기 금속메쉬에 적층된 금속 슬러리는 50℃~600℃의 온도로 0.1~1시간 건조하는 것이 바람직한데, 그 이유는, 건조온도와 건조시간은 반비례하는데, 건조온도가 50℃ 미만일 경우에는 건조시간이 오래 소요되어 비효율적이고 600℃를 초과하면 온도가 높고 진공분위기가 아닌 경우에는 금속폐기물이 산화되는 현상이 발생하여 금속폐기물의 고유 성질에 문제가 발생한다. 그리고, 건조시간은 0.1시간 미만일 경우에는 건조가 미흡하였으며 바인더 및 용매를 건조시키는 시간은 1시간을 초과하지 않았으며 건조시간이 많이 소요되면 비효율적이다.The metal slurry laminated to the metal mesh is preferably dried at a temperature of 50 ° C. to 600 ° C. for 0.1 to 1 hour, because the drying temperature and the drying time are inversely proportional to each other. If the drying time is long, it is inefficient, and if it exceeds 600 ℃, the temperature is high and the metal waste is oxidized in the case of non-vacuum atmosphere, which causes problems in the intrinsic properties of the metal waste. When the drying time is less than 0.1 hour, the drying is insufficient. The drying time of the binder and the solvent does not exceed 1 hour, and the drying time is inefficient.
상기와 같은 조건으로 건조후 금속메쉬에 금속 슬러리를 적층하는 단계에서 롤밀 방법으로 적층하였다면 적층과 동시에 트리밍이 이루어지므로 건조작업만을 필요로 하지만, 적층시 에어에 의한 분사방법을 적용한 경우는 상기와 같은 건조작업 후 표면상태 및 여과면적을 증가시키기 위하여 후가공을 하는 단계 작업을 거쳐야 한다.If the lamination is performed by the roll mill method in the step of laminating the metal slurry on the metal mesh after drying under the above conditions, only the drying operation is required since the trimming is performed simultaneously with the lamination. After drying, the finishing process must be carried out to increase the surface condition and filtration area.
상기 후가공의 종류에는 트리밍(trimming), 그루빙(grooving), 코루게이션(corrugation) 등이 있다.Types of post-processing include trimming, grooving, corrugation, and the like.
이와 같은 공정을 거친 후, 상기 후가공된 적층물을 진공상태에서 1,000℃~1,550℃의 온도로 0.1~3시간동안 소결하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 소결온도가 1000℃ 미만이면 대체로 소결이 되지 않으며, 1550℃를 초과하면 금속 섬유 본래의 형상이 변형되면서 소결되므로 소정의 밀도나 기공율을 얻을 수 없다. 또한, 소결시간은 0.1 ∼3시간 정도가 바람직한데, 소결시간과 온도는 밀접한 관계가 있으며 온도가 높으면 시간이 줄어들고 온도가 낮으면 시간이 늘어난다.After such a process, it is preferable to sinter the post-processed laminate at a temperature of 1,000 ° C. to 1,550 ° C. for 0.1 to 3 hours in a vacuum state. The reason for this is that when the sintering temperature is less than 1000 ° C., the sintering is generally not performed. If the sintering temperature is higher than 1550 ° C., since the original shape of the metal fiber is deformed and sintered, a predetermined density or porosity cannot be obtained. In addition, the sintering time is preferably about 0.1 to 3 hours, the sintering time is closely related to the temperature, and the higher the temperature, the shorter the time, and the lower the temperature, the longer the time.
상기 금속필터의 구조는 금속메쉬에 적층물을 연속적으로 적층하여 소결하거나, 금속필터에 보강재인 금속메쉬에 적층된 적층물의 상부에 같은 직경의 금속메쉬를 배치하여 샌드위치(sandwich)식으로 소결하거나, 금속메쉬에 적층물을 적층한 후 그 상부에 적층물 하부의 금속메쉬와는 서로 다른 직경의 금속메쉬를 배치하여 샌드위치식으로 소결하는 것이 가능하다.The structure of the metal filter may be laminated by sintering a laminate on a metal mesh continuously, or by sintering in a sandwich manner by placing a metal mesh having the same diameter on top of the laminate laminated on a metal mesh that is a reinforcing material on the metal filter, After the laminate is laminated on the metal mesh, a metal mesh having a different diameter from that of the metal mesh at the bottom of the laminate may be disposed and sintered in a sandwich manner.
상기에서 금속필터에 보강재인 금속메쉬에 적층된 적층물의 상부에 같은 직경의 금속메쉬를 배치하여 샌드위치(sandwich)식으로 소결하면 금속필터의 강도를 더 할 수 있으며, 금속메쉬에 적층물을 적층한 후 그 상부에 적층물 하부의 금속메쉬와는 서로 다른 직경의 금속메쉬를 배치하여 샌드위치식으로 소결하면 순차적으로 미세입자를 필터링 할 수 있어 보다 정밀한 필터링 작업을 요구하는 장비에 효과적이다.When the metal mesh of the same diameter is placed on the laminate laminated on the metal mesh, which is a reinforcing material on the metal filter, and sintered in a sandwich manner, the strength of the metal filter can be increased, and the laminate is laminated on the metal mesh. After that, the metal mesh of different diameter from the metal mesh at the bottom of the stack is placed and sintered in the sandwich type, so that the fine particles can be filtered sequentially, which is effective for equipment requiring more precise filtering.
이하 본 발명의 제조방법을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 금속폐기물을 가압하여 일정한 형상으로 만드는 가압 프레스의 구조도, 도 2는 탈지된 금속폐기물을 분쇄하는 분쇄기의 구조도, 도 3은 바인더와 혼합된 금속 슬러리를 금속메쉬에 에어를 이용하여 분사하는 분사장치의 구조도, 도 4a, 4b, 4c는 금속메쉬에 적층된 금속 슬러리의 후가공 장치의 구조도, 도 5a는 금속메쉬에 적층물을 연속적으로 배치하여 소결한 금속필터, 도 5b는 적층된 적층물의 양쪽면에 직경이 같은 금속메쉬를 샌드위치식으로 배치하여 소결한 금속필터, 도 5c는 적층된 적층물의 양쪽면에 서로다른 직경의 금속메쉬를 샌드위치식으로 배치하여 소결한 금속필터, 도 6a는 소결완료된 금속필터의 앞면, 도 6b는 소결완료된 금속필터의 뒷면, 도 7a는 금속필터를 코루게이션(corrugation) 후가공한 후의 측면도, 도 7b는 금속필터를 코루게이션(corrugation) 후가공한 후의 사시도 이다.1 is a structural diagram of a pressure press to pressurize metal waste into a uniform shape, FIG. 2 is a structural diagram of a grinder for pulverizing degreased metal waste, and FIG. 3 is a metal slurry mixed with a binder using air in a metal mesh. 4A, 4B, and 4C are structural diagrams of a post-processing apparatus of a metal slurry laminated on a metal mesh, and FIG. 5A is a metal filter sintered by continuously placing a laminate on a metal mesh, and FIG. A metal filter sintered by sandwiching metal meshes having the same diameter on both sides of the stacked stack in a sandwich manner, FIG. 5C shows a metal filter sintered by sandwiching metal meshes of different diameters on both sides of the stacked stack; FIG. 6A is a front view of the sintered metal filter, FIG. 6B is a rear view of the sintered metal filter, FIG. 7A is a side view after corrugation of the metal filter, and FIG. Orientation (corrugation) is a perspective view after the post-processing.
먼저 도 1을 참고하면, 금속폐기물을 이용한 금속필터 제조시 첫 번째 단계인 금속폐기물을 가압하여 일정한 형상으로 성형하는 가압 프레스의 구조를 볼 수 있다.First, referring to Figure 1, the first step in the manufacture of a metal filter using metal waste can be seen the structure of the press to press the metal waste to form a predetermined shape.
금속을 연마하면 소정폭 및 길이의 금속폐기물이 형성되는데 이는 겉보기 밀도가 0.5g/㎤ 정도이므로 부피가 크기 때문에 생산성 및 효율성이 떨어지므로 부피를 줄여 생산성 및 효율성을 증가시키기 위해 이를 포집하여 가압하면서 일정한 형상으로 만드는 것이다.Polishing the metal produces metal wastes of a certain width and length. The apparent density is about 0.5 g / cm 3, which means that the volume is so large that the productivity and efficiency are low, so it is collected and pressurized to reduce the volume and increase productivity and efficiency. It is to make a shape.
일반적으로 봉 형상이나 판 형상 또는 괴상 등의 금속체를 회전하는 연마벨트에 마찰 접촉시켜 연마하면 연마유와 함께 금속폐기물이 얻어지는데, 이러한 금속폐기물을 원료탱크에 수거한다. 금속폐기물은 섬유형상 또는 침상형 분말로 형성되어 있는데 상기에서 얻어지는 금속폐기물의 크기는 연마석의 입자의 크기 및 연마벨트의 회전 속도에 의하여 달라지기 때문에, 금속폐기물의 길이가 50 ∼ 5㎜, 두께가 5 ∼ 100 ㎛의 범위 이내로 되도록 연마석 입자의 크기나 회전속도를 적절히 조정하는 것이 좋다.In general, when a metal body such as rod, plate, or mass is subjected to frictional contact with a rotating polishing belt to obtain metal waste together with abrasive oil, the metal waste is collected in a raw material tank. The metal waste is formed of fibrous or needle-shaped powder. Since the size of the metal waste obtained above varies depending on the size of the abrasive grains and the rotational speed of the polishing belt, the metal waste has a length of 50 to 5 mm and a thickness. It is good to adjust the size and rotation speed of abrasive grains suitably so that it may exist in the range of 5-100 micrometers.
원료탱크의 수거된 금속폐기물(1)은 그후 포집 케이스에 담겨져서 포집된 금속폐기물을 원료이송 스크류와 같은 이송장치(3)를 이용하여 가압 프레스(10)의 금형에 이송시킨다. 이송된 금속폐기물(1)은 공급피더(feeder)(4)에 의해 충진되고 상펀치(6)와 하펀치(7)에 의해 가압되면서 일정한 형상으로 만들어진다. 이 과정에서 일부 연마유가 생성되는데 연마유는 연마 유통로(2)를 통해 이동되며 이동된 연마유를 회수한다. 가압에 의해 일정한 형상이 된 금속폐기물은 방출피더(5)에 의해 방출되며 이를 수거한다.The collected metal waste 1 of the raw material tank is then placed in a collecting case to transfer the collected metal waste to the mold of the press press 10 using a transfer device 3 such as a raw material transfer screw. The conveyed metal waste 1 is filled by a feeder 4 and pressurized by the upper punch 6 and the lower punch 7 to be made in a constant shape. Some abrasive oil is produced in this process, and the abrasive oil is moved through the abrasive flow passage 2 to recover the transferred abrasive oil. The metal waste, which has been shaped by pressing, is discharged by the discharge feeder 5 and collected.
두 번째 단계는, 상기 금속폐기물에 포함된 연마유를 제거하기 위하여 진공상태에서 탈지하는 단계이다.The second step is a step of degreasing under vacuum to remove the abrasive oil contained in the metal waste.
금속폐기물에서 연마유를 제거하는 조건은, 탈지온도는 200℃~800℃인데, 그 이유는, 탈지온도가 200℃ 미만일 경우에는 탈지시간이 오래 소요되어 비효율적이고, 탈지온도가 800℃ 이상에서는 온도가 높아 연마유가 탈지되면서 타버리는 현상이 발생하고 탈지시간을 2~24시간으로 적용한 이유는, 탈지시간이 2시간 미만일 때는 탈지가 미흡하였으며, 24시간이 초과하면 비효율적이라 생산성이 떨어지기 때문이다.The condition for removing the abrasive oil from metal waste is degreasing temperature is 200 ℃ ~ 800 ℃, the reason is that when the degreasing temperature is less than 200 ℃ degreasing takes a long time inefficient, the degreasing temperature is higher than 800 ℃ The reason is that the burning oil degreasing occurs due to the high degreasing time, and the degreasing time is applied to 2 to 24 hours because degreasing is insufficient when the degreasing time is less than 2 hours, and inefficient after 24 hours, productivity is reduced.
탈지가 끝난 금속폐기물은 상온에까지 냉각시켜 장출하는데 탈지된 금속폐기물 장출시 온도를 금속폐기물의 물성에 영향을 미치지 않는 온도에서 장출하여도 된다. 냉각은 자연냉각과 강제적 냉각방법이 있는데 강제적 냉각방법에는 액화 N2가스(gas)를 투입하거나 액화 N2가스를 투입후 냉각 팬(fan)을 가동하여 냉각시키는 방법이 있다.The degreasing metal waste is cooled down to room temperature and loaded. The degreasing metal waste may be loaded at a temperature that does not affect the physical properties of the metal waste. Cooling includes natural cooling and forced cooling. The forced cooling includes a method in which liquefied N 2 gas is added or a liquefied N 2 gas is added and a cooling fan is operated to cool.
표 1에 금속폐기물 20kg, 장출온도 50℃, 냉각은 자연냉각과 강제 냉각(액화 N2가스)에 따른 진공탈지 시간 및 결과를 나타내었다.In Table 1, 20 kg of metal waste, 50 ° C. loading temperature, and cooling showed the vacuum degreasing time and results according to natural cooling and forced cooling (liquefied N 2 gas).
본 발명에서, 연마유를 제거하는 방법 중 진공탈지 방법을 선택한 이유는, 연마유를 제거하는 방법에는 여러 가지가 있으나, 첫번째로 유기용매로 세척하는 방법은 유기용매를 사용시 많은 위험성이 존재하고 일정량의 연마류를 제거하기 위해서는 많은 양의 유기용매가 필요하며 100% 연마유를 제거하는 것이 어렵다.In the present invention, the reason why the vacuum degreasing method is selected among the methods for removing the abrasive oil is that there are various methods for removing the abrasive oil, but the first method of washing with the organic solvent has a large risk when using the organic solvent and a certain amount. In order to remove the abrasives, a large amount of organic solvent is required, and 100% abrasive oil is difficult to remove.
두 번째로, 직접 가열하는 직화 방법은 직화중 금속폐기물이 산화되는 문제점과 후공정으로 환원처리를 해야한다는 과정이 추가되어 번거롭다. 이러한 문제점을 해결할 수 있는 방법이 진공상태에서 연마유를 제거하는 진공탈지 방법으로,진공상태이므로 산화되는 문제점을 해결할 수 있고, 탈지되면서 발생되는 퓸(fume)이 대기로 방출시 환경에 유해한 물질이 그대로 방출되는데, 이러한 문제점을 진공로 내부에 코일처럼 감겨진 스테인레스 관에 냉각수를 흐르게 하여 발생된 퓸(fume)을 냉각하여 전량 응축시켜 회수할 수 있는 냉각을 통해 이러한 문제점을 해결할 수 있어 환경적으로도 획기적인 방법이기 때문이다.Secondly, the direct heating method is cumbersome with the addition of the problem that the metal waste is oxidized during the direct fire and the reduction process to the post process. The solution to this problem is a vacuum degreasing method for removing abrasive oil in a vacuum state, which can solve the problem of being oxidized because it is a vacuum state, and any fumes generated during degreasing are released into the atmosphere. This problem can be solved through the cooling that can be recovered by condensing and recovering all the fumes generated by flowing cooling water through a stainless steel tube wound like a coil inside the vacuum furnace. This is because it is a breakthrough.
본 발명의 제조공정 중 세 번째 단계는, 상기 탈지된 금속폐기물을 분쇄 및 분급하여 금속 입자를 얻는 단계인데, 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 분쇄기(20)에는 몸체(11)를 구비하고 있으며, 이 몸체(11)의 일측에 탈지된 금속폐기물이 공급될 수 있도록 공급부분이 있다. 상기 공급부분에는 공급된 금속폐기물이 순서대로 배열되어 중력에 의해서 공급될 수 있도록 경사안내부(12)가 형성되어 있으며, 몸체 내부에는 회전 구동되는 다수의 블레이드(blade)(13)와 윗부분에 주름판(14)이 있고 밑부분에는 타공망(15)이 형성되어 있다. 공급된 금속폐기물은 블레이드(13)와 분쇄기 내부의 주름판(14)에 의해 분쇄가 되며, 분쇄된 금속 입자는 에어(Air)에 의해 타공망 밑으로 빠지고 분쇄가 미흡한 금속 입자는 순환을 하며 계속 분쇄가 된다. 분쇄되어 얻어진 금속 입자는 이송팬(16)의 에어(Air)에 의해 원료저장 호퍼(hopper)로 이송되는 것이다.The third step of the manufacturing process of the present invention is to obtain the metal particles by grinding and classifying the degreased metal waste. Referring to FIG. 2, the grinder 20 according to the present invention includes a body 11. And, there is a supply portion so that the degreased metal waste can be supplied to one side of the body (11). The supply portion is inclined guide portion 12 is formed so that the supplied metal waste is arranged in order to be supplied by gravity, a plurality of blades (13) and a plurality of blades (13) which is rotationally driven inside the body There is a plate 14 and the perforated network 15 is formed at the bottom. The supplied metal waste is pulverized by the blade 13 and the corrugated plate 14 inside the pulverizer. The pulverized metal particles fall under the perforated network by air, and the pulverized metal particles are circulated and continuously pulverized. Becomes The metal particles obtained by pulverization are transferred to the raw material storage hopper by air of the transfer fan 16.
네 번째 단계는, 상기 분쇄 및 분급되어 얻어진 금속 입자를 바인더(binder)와 혼합하여 금속 슬러리를 얻는 단계인데, 이때 금속 입자와 혼합하는 바인더로는 물과 알콜중 어느 하나와 메틸클로라이드(Methyl Chloride), 메틸셀룰로즈(Methyl Cellulose), 폴리비닐알콜(Polyvinyl Alchol), 폴리비닐아세테이트(PolyvinylAcetate), 소디움실리케이트(Sodium Silicate)중 어느 하나의 유·무기 바인더를 사용하는 것이 바람직하다. 바인더를 사용하는 이유는, 바인더 없이 금속 입자를 금속메쉬에 적층하면 금속 입자가 금속메쉬와 결합이 안되며 금속 입자들간의 결합이 없어 금속메쉬에 균일하게 적층이 어렵기 때문이다.The fourth step is to obtain a metal slurry by mixing the metal particles obtained by the pulverization and classification with a binder, wherein the binder to be mixed with the metal particles, any one of water and alcohol and methyl chloride (Methyl Chloride) It is preferable to use an organic-inorganic binder of any one of methyl cellulose (Methyl Cellulose), polyvinyl alcohol (Polyvinyl Alchol), polyvinyl acetate (Sodium Silicate), sodium silicate (Sodium Silicate). The reason for using the binder is that when the metal particles are laminated on the metal mesh without the binder, the metal particles do not bond with the metal mesh and there is no bonding between the metal particles, which makes it difficult to uniformly laminate the metal mesh.
상기 바인더를 혼합하는 조건은, 물과 알콜 중 어느 하나에 상기 유·무기 바인더를 0.1~50중량%로 혼합하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 바인더의 역할은 소결과정 전에 금속 입자가 금속메쉬와 결합이 되어 형상을 이루어주고 균일하게 적층이 될 수 있게 보조 역활을 하는 것인데 바인더의 양이 50중량% 이상이면 금속메쉬에 적층된 금속 입자들이 바인더에 의해 균일하게 적층이 안되고 서로 뭉치는 현상이 발생하였으며 바인더의 양이 0.1중량% 이하이면 바인더의 역할을 하지 못하였다.As for the conditions for mixing the binder, it is preferable that the organic-inorganic binder is mixed at 0.1 to 50% by weight in any one of water and alcohol. The reason is that the role of the binder is to assist the metal particles to be combined with the metal mesh to form a shape and uniformly laminated before the sintering process. When the amount of the binder is 50% by weight or more, the binder is deposited on the metal mesh. Metal particles are not uniformly stacked by the binder and agglomeration occurs. When the amount of the binder is 0.1 wt% or less, the binder does not act as a binder.
상기 제조된 바인더와 분쇄 및 분급된 금속 입자와 혼합하여 금속 슬러리를 형성하는데, 상기 금속입자와 유·무기 바인더의 혼합비율은 1:0.1~5로 혼합하는 것이 바람직하다.The metal slurry is mixed with the prepared binder and the pulverized and classified metal particles, and the mixing ratio of the metal particles and the organic / inorganic binder is preferably 1: 0.1-5.
그 이유는, 혼합비율이 1:0.1~1인 경우 금속메쉬에 적층시 롤밀(roll mill)방법을 이용하는데 혼합비율이 1:0.1 미만으로 혼합하면 너무 탁하여 연속적인 롤을 통해 나온 금속 슬러리가 서로 결합이 미흡하여 크랙이 발생하였으며, 1:1를 초과하여 혼합하면 너무 묽어 금속 슬러리가 롤을 통과하면서 롤 사이로 흘러내리는 문제가 발생하기 때문이다.The reason is that when the mixing ratio is 1: 0.1 ~ 1, a roll mill method is used when laminating on the metal mesh, but when the mixing ratio is less than 1: 0.1, the metal slurry that comes out through the continuous roll is too turbid. Cracks occurred due to insufficient bonding with each other, and when mixed in excess of 1: 1, a too thin metal slurry flows between rolls while passing through the rolls.
이와 더불어, 상기 혼합비율이 1:1~5인 경우 에어(Air)에 의한 분사방법을사용하는데, 에어(Air)에 의한 분사방법인 경우 금속입자와 유·무기 바인더를 1:1 미만으로 혼합하면 너무 탁하여 금속 슬러리가 균일하게 분사가 안되어 금속메쉬에 원하는 형태를 제조할 수 없고, 금속입자와 유·무기 바인더의 혼합비율이 1:5를 초과하여 혼합하면 너무 묽어 적층 및 분사는 가능하나 금속 슬러리가 흘러내려 원하는 두께 및 균일한 분포를 얻을 수 없기 때문이다.In addition, when the mixing ratio is 1: 1 to 5, an air spraying method is used. In the air spraying method, the metal particles and the organic / inorganic binder are mixed at less than 1: 1. If it is too turbid, the metal slurry cannot be uniformly sprayed to produce the desired shape on the metal mesh.If the mixing ratio of the metal particles and the organic / inorganic binder exceeds 1: 5, it is too thin to be laminated and sprayed. This is because the metal slurry flows out and the desired thickness and uniform distribution cannot be obtained.
다섯 번째 단계는, 금속 슬러리를 금속메쉬에 적층하는 단계인데, 상기 금속 슬러리를 금속메쉬에 적층하는 방법에는 롤밀(roll mill)방법과 에어(Air)에 의한 분사방법을 주로 사용한다.The fifth step is a step of laminating a metal slurry on a metal mesh. The method of laminating the metal slurry on a metal mesh mainly uses a roll mill method and an injection method by air.
롤밀(roll mill)방법에서는 도 4a 및 도 4b와 같이 이동되는 금속메쉬에 균일하게 혼합된 원료가 연속적으로 일정량 공급되며 1∼4개의 롤을 연속적으로 통과하면서 롤에 의해 균일하게 적층되고, 이어서 도 4c의 다수의 돌기가 외주에 형성된 한쌍의 롤을 사용하면 트리밍(trimming)작업까지 동시에 가능하며 원하는 두께가 롤갭(roll gap)에 의해 정해진다.In the roll mill method, as shown in FIGS. 4A and 4B, a uniform amount of a raw material uniformly mixed with the moving metal mesh is continuously supplied and uniformly laminated by the rolls while continuously passing through 1 to 4 rolls. By using a pair of rolls formed on the outer circumference of the plurality of projections of 4c, trimming is possible at the same time, and the desired thickness is determined by the roll gap.
이때 각 롤의 속도를 같게 하는 방법과 각 롤의 속도를 다르게 하는 방법이 있으며 각 롤의 속도를 다르게 하여 적층하는 방법이 보다 균일하게 적층이 되고, 적층된 원료는 후작업으로 트리밍 작업이 필요 없다.At this time, there is a method of equalizing the speed of each roll and a method of varying the speed of each roll, and the method of laminating by varying the speed of each roll is more uniformly laminated, and the stacked raw materials do not need trimming work by post work. .
또한, 에어(Air)에 의한 분사방법에는 적절한 분사 방식, 분사건의 형태, 분사 노즐(nozzle), 분사되는 양, 분사속도, 이동되는 금속메쉬의 속도 등에 의해 두께, 균일한 분사, 기공율 등 제품의 품질에 많은 영향을 미치기 때문에 모든 것이 적절한 조화가 이루어져야 한다.In addition, the method of spraying by air includes products such as thickness, uniform spraying, and porosity by appropriate spraying method, type of spray gun, spray nozzle, amount of spraying, spraying speed, speed of moving metal mesh, etc. Everything has to be properly harmonized because it affects the quality of the product.
상기 금속 슬러리는 도 3에 나타난 것과 같이, 강제 압송식으로 분사장치(30)의 분사건(31)으로 이송시키며 컨베이어 장치(33)를 이용하여 금속매쉬(32)를 분사건(31)으로 이송시키면 압축공기가 분사건(31)의 노즐로 분사되어 금속 슬러리를 작은 입자로 분해시킨 후 그 작은 입자에 방향과 속도를 같고 분사된다.As shown in Figure 3, the metal slurry is conveyed to the injection gun 31 of the injection device 30 by the forced pressure type, and the metal mesh 32 is transferred to the injection gun 31 by using the conveyor device 33. Then, compressed air is sprayed into the nozzle of the spray gun 31 to decompose the metal slurry into small particles, and then sprayed on the small particles in the same direction and speed.
그리고, 컴프레서(compressor)에서 3∼7kg/㎠의 압축공기압력으로 원료 교반 탱크(tank)에서 이송된 원료중 일정량이 분사가 되게 하며, 원료가 노즐(nozzle)에 막히는 현상을 없애기 위해 분사되고 남은 원료는 순환 펌프(pump)에 의해 원료 교반 탱크(tank)로 강제 이송되는 순환식으로 하였으며 분사시 분사건(31)은 고정방식이 아닌 자동으로 좌·우로 왕복하며 금속메쉬에 균일하게 분사하는 가동방식으로 분사하여 적층시킨다.In addition, a certain amount of the raw material transferred from the raw material stirring tank (tank) is sprayed at a compressed air pressure of 3 ~ 7kg / ㎠ in a compressor, and the raw material is injected and remaining to eliminate the phenomenon of clogging the nozzle (nozzle) The raw material is a circulation type that is forcibly transferred to a raw material stirring tank by a circulation pump. When spraying, the spray gun 31 reciprocates automatically to the left and right instead of the fixed method and uniformly sprays the metal mesh. Sprayed and laminated in a manner.
본 발명의 여섯 번째 단계는, 상기 금속메쉬에 적층된 금속 슬러리를 건조하는 단계로, 상기 금속메쉬에 적층된 금속 슬러리는 50℃~600℃의 온도로 0.1~1시간 건조하는 것이 바람직한데, 그 이유는, 건조온도와 건조시간은 반비례하는데, 건조온도가 50℃ 미만일 경우에는 건조시간이 오래 소요되어 비효율적이고 600℃를 초과하면 온도가 높고 진공분위기가 아닌 경우에는 금속 슬러리가 산화되는 현상이 발생하여 금속 슬러리의 고유 성질에 문제가 발생한다. 그리고, 건조시간은 0.1시간 미만일 경우에는 건조가 미흡하였으며 바인더 및 용매를 건조시키는 시간은 1시간을 초과하지 않았으며 건조시간이 많이 소요되면 비효율적이다.The sixth step of the present invention is to dry the metal slurry laminated on the metal mesh, and the metal slurry laminated on the metal mesh is preferably dried at a temperature of 50 ° C. to 600 ° C. for 0.1 to 1 hour. The reason is that drying temperature and drying time are inversely proportional, but when drying temperature is less than 50 ℃, drying time is long and inefficient. This causes problems with the inherent properties of the metal slurry. When the drying time is less than 0.1 hour, the drying is insufficient. The drying time of the binder and the solvent does not exceed 1 hour, and the drying time is inefficient.
상기와 같은 조건에서 건조후 금속메쉬에 금속 슬러리를 적층하는 단계에서적층방법이 롤밀방법을 적용하였다면 적층과 동시에 후가공이 이루어지므로 건조작업만을 필요로 하지만, 적층시 에어에 의한 분사방법을 적용한 경우는 상기와 같은 건조작업 후 표면상태 및 여과면적을 극대화 하는데 효과적인 후가공 즉, 트리밍(trimming), 그루빙(grooving) 및 코루게이션(corrugation) 가공등의 후가공을 하는 단계 작업을 거쳐야 한다.If the lamination method applies the roll mill method in the step of laminating the metal slurry on the metal mesh after drying under the above conditions, only the drying operation is required since the lamination is performed at the same time as lamination. After the drying operation as described above, it is necessary to go through the step of post-processing such as trimming, grooving and corrugation processing, which is effective for maximizing the surface state and the filtration area.
후가공 작업은 도 4a와 같이 2개의 롤러 사이로 건조작업까지 마친 금속 슬러리가 적층된 금속메쉬를 통과시킴으로써 구현할 수도 있고 표면이 평편한 판으로 가압함으로써 구현할 수 도 있다. 필터링 면적을 넓게 하기 위해서는 여과면적을 넓게 해야하며, 굴곡을 주어 여과면적을 넓게 할 수 있는데 이때는 도 4b와 같이 여러개의 롤러를 연속으로 이용하여 굴곡을 주거나, 도 4c에 도시된 기어형식의 롤러를 이용하여 굴곡을 주어 단면적을 크게 할 수 있다.Post-processing can be implemented by passing through a metal mesh laminated metal slurry is finished to the drying operation between the two rollers, as shown in Figure 4a or may be implemented by pressing the surface with a flat plate. In order to increase the filtering area, the filtration area should be widened, and the filtration area can be widened to increase the filtration area. In this case, as shown in FIG. 4B, the rollers of the gear type shown in FIG. It can be bent to increase the cross-sectional area.
이때, 가압하는 조건에 따라 제품의 밀도나 기공율이 달라질 수 있으므로 바람직하기로는 후가공 공정에 임해야 하며 밀도는 0.5 ∼ 6.0g/㎤, 기공율은 30 ∼ 95% 내외로 하는 것이 바람직하다.At this time, since the density or porosity of the product may vary depending on the pressurized condition, preferably, the product must be subjected to a post-processing process, and the density is 0.5 to 6.0 g / cm 3 and the porosity is about 30 to 95%.
아울러, 본 발명의 마지막 단계로, 상기 후가공된 적층물을 진공상태에서 1,000℃~1,550℃의 온도로 0.1~3시간동안 소결는 것이 바람직하다. 그 이유는, 소결온도가 1000℃ 미만이면 대체로 소결이 되지 않으며, 1550℃를 초과하면 금속필터 본래의 형상이 변형되면서 소결되므로 소정의 밀도나 기공율을 얻을 수 없다. 또한, 소결시간은 0.1 ∼3시간 정도가 바람직한데, 소결시간과 온도는 밀접한 관계가 있으며 온도가 높으면 시간이 줄어들고 온도가 낮으면 시간이 늘어나기 때문이다.In addition, as a final step of the present invention, the post-processed laminate is preferably sintered at a temperature of 1,000 ° C. to 1,550 ° C. for 0.1 to 3 hours in a vacuum state. The reason is that when the sintering temperature is less than 1000 ° C., the sintering is not generally performed. If the sintering temperature is higher than 1550 ° C., the original shape of the metal filter is deformed and sintered so that a predetermined density or porosity cannot be obtained. In addition, the sintering time is preferably about 0.1 to 3 hours, because the sintering time is closely related to the temperature, and when the temperature is high, the time decreases, and when the temperature is low, the time increases.
상기와 같은 공정으로 제작된 금속필터의 앞면은 도 6a와 같으며, 뒷면은 도 6b와 같이 금속메쉬를 확인할 수 있다.The front surface of the metal filter manufactured by the above process is the same as in Figure 6a, the back can be confirmed the metal mesh as shown in Figure 6b.
그리고, 상기에서는 적층물을 건조후 후가공하여 소결하였지만, 적층물을 건조후 소결하여 후가공을 하는 것도 얼마든지 가능하며 이와 같은 작업을 통해 완성된 금속필터의 측면이 도 7a에, 완성된 금속필터의 사시도가 도 7b에 잘 나타나 있다.In addition, in the above, the laminate is dried and post-processed and sintered, but the laminate may be dried and sintered and post-processed as much as possible. The side of the metal filter completed through the above operation is shown in FIG. A perspective view is shown well in FIG. 7B.
또한, 상기 금속필터의 구조는 도 5a에 나타난 것과 같이, 금속메쉬(51)에 적층물(53)을 연속적으로 적층하여 소결하거나, 도 5b와 같이, 금속필터에 보강재인 금속메쉬(51)에 적층된 적층물(53)의 상부에 같은 직경의 금속메쉬(51)를 배치하여 샌드위치(sandwich)식으로 소결하거나, 도 5c와 같이 금속메쉬(51)에 적층물(53)을 적층한 후 그 상부에 적층물(53) 하부의 금속메쉬(51)와는 서로 다른 직경의 금속메쉬(55)를 배치하여 샌드위치식으로 소결하는 것이 가능하다.In addition, the structure of the metal filter, as shown in Figure 5a, the laminate 53 to the metal mesh 51 is continuously laminated and sintered, or as shown in Figure 5b, to the metal mesh 51, which is a reinforcing material to the metal filter A metal mesh 51 having the same diameter is disposed on the stacked laminate 53 and sintered in a sandwich manner, or the laminate 53 is laminated on the metal mesh 51 as shown in FIG. 5C. It is possible to sinter in a sandwich manner by disposing a metal mesh 55 having a different diameter from the metal mesh 51 at the bottom of the stack 53 on the upper portion.
상기에서 도 5b의 금속필터에 보강재인 금속메쉬(51)에 적층된 적층물(53)의 상부에 같은 직경의 금속메쉬(51)를 배치하여 샌드위치식으로 소결하면 금속필터의 강도를 더 할 수 있으며, 도 5c의 금속메쉬(51)에 적층물(53)을 적층한 후 그 상부에 적층물(53) 하부의 금속메쉬(51)와는 서로 다른 직경의 금속메쉬(55)를 배치하여 샌드위치식으로 소결하면 순차적으로 미세입자를 필터링 할 수 있어 보다 정밀한 작업을 하는데 효과적이다.In the above-described metal filter 51 of FIG. 5B, the metal mesh 51 having the same diameter may be disposed on the laminate 53 stacked on the metal mesh 51 as the reinforcing material and sintered in a sandwich manner to further increase the strength of the metal filter. 5C, the laminate 53 is laminated on the metal mesh 51 of FIG. 5C, and a metal mesh 55 having a diameter different from that of the metal mesh 51 below the laminate 53 is sandwiched by sandwiching the laminate 53. When sintered with, the fine particles can be filtered sequentially, which is effective for more precise work.
<실시예 1><Example 1>
상기한 본 발명의 금속폐기물을 이용한 금속필터와 종래의 금속메쉬필터와의 밀도 및 기공도를 실험하기 위해 각각 아래와 같은 조건으로 제작하였다.In order to test the density and porosity of the metal filter using the metal waste of the present invention and the conventional metal mesh filter, each was manufactured under the following conditions.
금속 필터를 제조하기 위하여 길이가 50 ∼ 500㎛, 두께가 10 ∼ 100 ㎛인 금속폐기물 20kg를 600℃에서 3시간 진공 탈지를 하였으며, 탈지된 금속폐기물을 분쇄기를 통하여 분쇄하여 금속 입자를 생성한 후, 이 금속 입자와 바인더를 1:2의 비율로 혼합하여 1시간 교반을 하였다. 교반시간에 따라 바인더와 혼합된 원료의 상태가 달라지는데 금속 입자 20kg를 바인더와 혼합하고 1시간 교반을 하였더니 크림(cream)상태의 점도가 되었는데, 이 상태가 금속메쉬에 적층하기에는 가장 적합한 점도의 금속 슬러리인 것이다. 바인더로는 PVA(Polyvinyl Alcohol)을 사용하였고 적층은 에어에 의한 분사방식으로 적용하였으며, 상기 금속 슬러리를 100메쉬의 금속메쉬에 두께를 각각 다르게 하여 분사하였다. 이때 분사 방식, 분사건의 형태, 분사 노즐, 분사되는 양, 분사속도를 모두 동일하게 하였으며 이동되는 금속메쉬 속도를 조절하여 두께를 결정하였다.In order to manufacture a metal filter, 20 kg of metal waste having a length of 50 to 500 μm and a thickness of 10 to 100 μm was vacuum degreased at 600 ° C. for 3 hours. The degreased metal waste was pulverized through a grinder to produce metal particles. And this metal particle and the binder were mixed in the ratio of 1: 2, and it stirred for 1 hour. Depending on the stirring time, the state of the raw material mixed with the binder is different. 20 kg of the metal particles were mixed with the binder and stirred for 1 hour to obtain a creamy viscosity, which is the most suitable viscosity metal to be laminated on the metal mesh. It is a slurry. PVA (Polyvinyl Alcohol) was used as the binder, and the lamination was applied by an air spray method, and the metal slurry was sprayed on the metal mesh of 100 mesh with different thicknesses. At this time, the injection method, the shape of the injection gun, the injection nozzle, the injection amount, the injection speed were all the same, and the thickness was determined by adjusting the moving metal mesh speed.
다음으로 적층물이 적층된 금속메쉬를 일반적으로 사용되는 진공소결로를 사용하여 1200℃의 온도에서 1시간동안 유지하여 소결 하였다.Next, the metal mesh in which the laminate was laminated was sintered by using a vacuum sintering furnace generally used at a temperature of 1200 ° C. for 1 hour.
반면에, 종래예1에 사용된 일반적으로 널리 사용되는 금속메쉬필터는 금속선으로 만들어지며 소정의 직경을 가지는 제1금속선과 이보다 작은 직경의 제2금속선이 상호 엇갈려 짜여져 구성된다. 즉, 제1금속선이 동 간격으로 배열되어 있고, 제1금속선 사이로 제2금속선이 엇갈려 짜여진 것이다.On the other hand, the generally widely used metal mesh filter used in Example 1 is made of a metal wire, and the first metal wire having a predetermined diameter and the second metal wire having a smaller diameter are interlaced with each other. That is, the first metal wires are arranged at the same interval, and the second metal wires are interwoven between the first metal wires.
본 실시예에서 두께에 따른 밀도 및 기공도와 기공크기를 표 2에 비교하여나타내었다.In this example, the density and porosity and pore size according to the thickness are shown in Table 2.
표 2에서 알 수 있는 바와 같이 전체적으로 동일한 조건하에서 두께가 증가할수록 밀도는 낮아지고 기공도는 높아지며 미세한 금속 입자들이 서로 조밀하게 네트웍(network)이 형성되어 있어 기공크기가 작아졌다.As can be seen from Table 2, as the thickness increases under the same conditions as a whole, the density decreases, the porosity increases, and the fine metal particles are densely formed with each other, so that the pore size becomes smaller.
그 반면, 금속메쉬만을 필터로 사용한 금속메쉬필터 즉, 종래예를 보면 본 실시예에서 제조된 같은 두께의 제품과 비교해볼 때, 금속메쉬필터인 경우 밀도가 1.7배나 높으며 이에 따라 기공도도 17%나 낮았다. 그러므로 필터링시 시간이 지남에 따라 필터링 압력이 상승하게 되며, 또한 기공크기에 따라 필터링 입자의 크기가 정해지는데 금속망인 경우 65㎛으로 고정되어 있어서 65㎛ 이상의 입자들만 필터링 할 수 있고, 그 이하의 입자들은 필터링할 수 가 없다. 본 실시예의 제품은 기공도가 77%가 되면서도 기공크기가 1∼80㎛정도이므로 금속망에 비해 필터링시 압력이 상승되는 시점이 훨씬 늦고 아주 미세한 입자들을 필터링 할 수가 있다는 것을 알수 있다.On the other hand, metal mesh filter using only metal mesh as a filter, that is, compared with the same thickness of the product manufactured in the present example, when compared to the product of the same thickness manufactured in this embodiment, the density of the metal mesh filter is 1.7 times higher and accordingly the porosity is 17% I was low Therefore, the filtering pressure increases as time passes, and the size of the filtering particles is determined according to the pore size. In the case of the metal network, the size of the filtering particles is fixed to 65 μm, so that only particles larger than 65 μm can be filtered out. They cannot be filtered. Since the product of the present embodiment has a porosity of 77% and a pore size of about 1 to 80 μm, it can be seen that the time for which the pressure increases when filtering is much slower than that of the metal mesh and can filter very fine particles.
<실시예 2><Example 2>
금속 필터를 제조하기 위하여 길이가 50 ∼ 500㎛, 두께가 10 ∼ 100 ㎛인 금속폐기물 20kg를 600℃에서 3시간 진공 탈지를 하였으며, 탈지된 금속폐기물을분쇄기를 통하여 분쇄하여 금속 입자를 생성한 후, 이 금속 입자와 바인더를 1:2의 비율로 혼합하여 1시간 교반을 하였다. 교반시간에 따라 바인더와 혼합된 원료의 상태가 달라지는데 금속 입자 20kg를 바인더와 혼합하고 1시간 교반을 하였더니 크림(cream)상태의 점도가 되었는데, 이 상태가 금속메쉬에 적층하기에는 가장 적합한 점도의 금속 슬러리인 것이다. 바인더로는 PVA(Polyvinyl Alcohol)을 사용하였고 적층은 에어에 의한 분사방식으로 적용하였으며, 상기 금속 슬러리를 100메쉬의 금속메쉬에 두께를 각각 다르게 하여 분사하였다. 이때 분사 방식, 분사건의 형태, 분사 노즐, 분사되는 양, 분사속도를 모두 동일하게 하였으며 이동되는 금속메쉬 속도를 조절하여 두께를 결정하였다.In order to manufacture a metal filter, 20 kg of metal waste having a length of 50 to 500 μm and a thickness of 10 to 100 μm was vacuum degreased at 600 ° C. for 3 hours, and the degreased metal waste was pulverized through a grinding machine to produce metal particles. And this metal particle and the binder were mixed in the ratio of 1: 2, and it stirred for 1 hour. Depending on the stirring time, the state of the raw material mixed with the binder is different. 20 kg of the metal particles were mixed with the binder and stirred for 1 hour to obtain a creamy viscosity, which is the most suitable viscosity metal to be laminated on the metal mesh. It is a slurry. PVA (Polyvinyl Alcohol) was used as the binder, and the lamination was applied by an air spray method, and the metal slurry was sprayed on the metal mesh of 100 mesh with different thicknesses. At this time, the injection method, the shape of the injection gun, the injection nozzle, the injection amount, the injection speed were all the same, and the thickness was determined by adjusting the moving metal mesh speed.
다음으로 적층물이 적층된 금속메쉬를 일반적으로 사용되는 진공소결로를 사용하여 1200℃ 온도에서 1시간동안 유지하여 소결 하였다.Next, the metal mesh in which the laminate was laminated was sintered by using a vacuum sintering furnace, which is generally used, at a temperature of 1200 ° C. for 1 hour.
상기와 같은 조건으로 제조된 금속 필터(실시예 4, 실시예 5)와 여러개의 금속 선재를 하나로 묶어 인발한 후 인발되어 형성된 금속 섬유를 소정 길이만큼 자른 후, 잘라진 금속 섬유를 모아서 카딩(carding) 공정을 통해 부직포로 성형한 후 소결하여 제조된 일반적으로 널리 사용되는 금속섬유 필터(비교예 1, 비교예 2)를 두께에 따라 금속필터 성능 평가를 하였다.After the metal filter (Example 4, Example 5) manufactured by the above conditions and a plurality of metal wires are bundled and drawn, the drawn metal fibers are cut to a predetermined length, and then the cut metal fibers are collected and carded. Manufactured by molding into a non-woven fabric through a process and then sintering Metal fiber filters (Comparative Example 1, Comparative Example 2), which are generally used, were evaluated for metal filter performance according to thickness.
본 성능평가는 금속필터 성능 평가장치인, 광산락식 입자카운터(FT-80, HIAC/ROYCO)라는 측정장비에 의해 계수법으로 하였으며 0.5, 1.0, 3.5, 5.0, 10.0㎝/s의 처리 면속도와 PSL(Polystyrene Latex) 0.3, 0.5, 1.0㎛ 크기의 실험입자에 따른 집진효율 및 압력손실을 측정하였다.This performance evaluation was performed by counting method called a light weight particle counter (FT-80, HIAC / ROYCO), a metal filter performance evaluation device, and treated surface speed of 0.5, 1.0, 3.5, 5.0, 10.0cm / s and PSL (Polystyrene Latex) The dust collection efficiency and pressure loss were measured according to 0.3, 0.5, 1.0㎛ sized test particles.
상기 표 3에서 보는 바와 같이 두께에 따라 압력손실은 증가하는데 이는 두께가 두꺼워질수록 집진효율이 커지기 때문이며 같은 두께에서도 면속도에 따라 압력손실이 증가하는 경향을 볼 수 있다.As shown in Table 3, the pressure loss increases with thickness because the dust collection efficiency increases as the thickness increases, and the pressure loss increases with the surface speed even at the same thickness.
그러나, 비교예인 일반적인 금속섬유필터는 비슷한 두께에서도 압력손실의 값에 많은 차이가 나타나는 결과를 볼 수 있다. 이는 기공율과 관계가 있는데 기공도가 높을수록 압력손실이 적어지며 또한 한번에 입자를 여과하는 것이 아니라 순환되면서 순차적으로 입자들을 여과하는 것으로 볼 수 있다. 이는, 압력 손실값이 높아지면 여과압력이 높아진다는 의미이므로 시간이 경과한 후에는 여과압력이 상승하여 여과효율이 떨어지며 금속필터를 사용하는 장비에 무리가 생겨 장시간의 필터링 효과가 아닌 단시간의 필터링 효과를 얻으므로 자주 교환해야 한다는 문제가 있다.However, it can be seen that a general metal fiber filter as a comparative example shows a large difference in the value of the pressure loss even at a similar thickness. This is related to the porosity. The higher the porosity, the lower the pressure loss, and it can be seen that the particles are sequentially filtered as they are circulated rather than being filtered at once. This means that the higher the pressure loss value, the higher the filtration pressure. Therefore, after a lapse of time, the filtration pressure rises and the filtration efficiency decreases. There is a problem in that it needs to be exchanged frequently.
상기한 바와 같이 본 발명에서는 산업폐기물로 버려지던 금속폐기물을 이용하여 지금까지 생산되는 금속필터보다 생산공정이 간단하고, 연속적으로 만들 수 있어 생산효율이 획기적으로 향상되며, 가격, 가공성 및 필터링 등에서 나타나는 효과가 생산성 및 상품성이 우수할 뿐 아니라 현대사회에서 가장 크게 문제가 되고있는 환경문제에서도 산업폐기물을 재활용한다는 측면에서 환경 친화적이라는 효과가 있다.As described above, in the present invention, the production process is simpler and more continuous than the metal filter produced so far by using the metal waste that has been discarded as industrial waste, and thus the production efficiency is dramatically improved. Not only is the effect excellent in productivity and merchandise, but also environmentally friendly, which is the biggest problem in modern society, it is environmentally friendly in terms of recycling industrial waste.
이와 더불어, 본 발명에서는 종래의 금속필터와는 달리 금속필터의 제작과정 중 트리밍(trimming), 그루빙(grooving) 및 코루게이션(corrugation) 등의 후가공이 가능하여 금속필터의 여과면적을 극대화하는 어떠한 형상으로도 제작이 가능하여 상품성을 높이는데 효과적이다.In addition, unlike the conventional metal filter, the present invention enables post-processing such as trimming, grooving, and corrugation during the manufacturing process of the metal filter to maximize the filtration area of the metal filter. It can also be manufactured in shape, which is effective for enhancing the merchandise.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.In the above, the present invention has been illustrated and described with reference to specific preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention is not limited to the spirit of the present invention. Various changes and modifications will be possible by those who have the same.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101490714B1 (en) | 2014-07-09 | 2015-02-06 | 써머텍 (주) | The manufacturing method for silicone-based damping pad using waste thermal pad and silicone-based damping pad by fabricated thereby |
KR101651891B1 (en) | 2016-05-17 | 2016-09-12 | (주)태린 | Forming apparatus of metal wire mesh filter having equal pressure structure and forming method using the same |
US11154802B2 (en) * | 2019-07-26 | 2021-10-26 | Autoliv Asp, Inc. | Inflator filter for an inflatable airbag system |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100858996B1 (en) * | 2007-01-18 | 2008-09-18 | 화이버텍 (주) | Filter with improved differential pressure performance |
KR101302140B1 (en) * | 2011-04-27 | 2013-09-10 | (주)태린 | Method for manufacturing a ceramic coated metal filter |
GB2577311A (en) * | 2018-09-21 | 2020-03-25 | Masterfilter Ltd | A filter |
CN119013089A (en) * | 2022-04-15 | 2024-11-22 | 贝卡尔特公司 | Layered filter structure |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5266279A (en) * | 1991-03-28 | 1993-11-30 | Schwaebische Huettenwerke Gmbh | Filter or catalyst body |
JPH07124424A (en) * | 1993-10-29 | 1995-05-16 | Yoshiyuki Yasukawa | Filter medium |
US5478372A (en) * | 1995-02-08 | 1995-12-26 | W. L. Gore & Associates, Inc. | High temperature, chemical resistant laminate for filtration systems |
KR970005353A (en) * | 1996-11-07 | 1997-02-19 | 윤태룡 | Manufacturing method of multilayer filter made of metal filtration net |
KR20010018726A (en) * | 1999-08-21 | 2001-03-15 | 전병기 | method for manufacturing sintering metal fiber |
JP2002119868A (en) * | 2000-10-17 | 2002-04-23 | Babcock Hitachi Kk | Catalytic structural body for purifying waste gas |
KR20020084763A (en) * | 2001-05-03 | 2002-11-11 | 주식회사 미래소재 | Method for manufacturing metal fiber filter and apparatus for withdrawaling the metal fiber |
-
2002
- 2002-07-26 KR KR10-2002-0044349A patent/KR100455331B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5266279A (en) * | 1991-03-28 | 1993-11-30 | Schwaebische Huettenwerke Gmbh | Filter or catalyst body |
JPH07124424A (en) * | 1993-10-29 | 1995-05-16 | Yoshiyuki Yasukawa | Filter medium |
US5478372A (en) * | 1995-02-08 | 1995-12-26 | W. L. Gore & Associates, Inc. | High temperature, chemical resistant laminate for filtration systems |
KR970005353A (en) * | 1996-11-07 | 1997-02-19 | 윤태룡 | Manufacturing method of multilayer filter made of metal filtration net |
KR20010018726A (en) * | 1999-08-21 | 2001-03-15 | 전병기 | method for manufacturing sintering metal fiber |
JP2002119868A (en) * | 2000-10-17 | 2002-04-23 | Babcock Hitachi Kk | Catalytic structural body for purifying waste gas |
KR20020084763A (en) * | 2001-05-03 | 2002-11-11 | 주식회사 미래소재 | Method for manufacturing metal fiber filter and apparatus for withdrawaling the metal fiber |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101490714B1 (en) | 2014-07-09 | 2015-02-06 | 써머텍 (주) | The manufacturing method for silicone-based damping pad using waste thermal pad and silicone-based damping pad by fabricated thereby |
KR101651891B1 (en) | 2016-05-17 | 2016-09-12 | (주)태린 | Forming apparatus of metal wire mesh filter having equal pressure structure and forming method using the same |
US11154802B2 (en) * | 2019-07-26 | 2021-10-26 | Autoliv Asp, Inc. | Inflator filter for an inflatable airbag system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20040009962A (en) | 2004-01-31 |
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