KR100867006B1 - 정수용 필터, 이의 제조 방법 및 이를 구비하는 정수 장치 - Google Patents

정수용 필터, 이의 제조 방법 및 이를 구비하는 정수 장치 Download PDF

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Abstract

정수용 필터, 이의 제조 방법 및 이를 구비하는 정수 장치가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 정수용 필터는, 토륨(Th)을 포함하는 음이온 방출 소재, 구리(Cu), 아연(Zn) 합금 및 코랄샌드를 포함하는 살균 소재 및 음이온 방출 소재와 살균 소재의 결착을 위한 결착 소재를 포함한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수용 필터의 제조 방법은, 토륨을 포함하며 400 내지 600 메쉬(mesh)로 분쇄된 음이온 방출 소재를 제공하는 단계, 구리-아연 합금 및 코랄샌드를 포함하며 0.5 내지 2㎜ 크기로 분쇄된 살균 소재를 제공하는 단계, 황토 및 고령토를 포함하며 300 내지 350 메쉬로 분쇄된 결착 소재를 제공하는 단계 및 음이온 방출 소재, 살균 소재 및 결착 소재를 190℃ 내지 230℃의 저온 소성에 의해 결합 성형하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 정수용 필터의 제조 방법은, 토륨을 포함하며, 400 내지 600 메쉬(mesh)로 분쇄된 음이온 방출 소재를 제공하는 단계, 황토와 고령토를 포함하며 450 내지 500 메쉬로 분쇄된 결착 소재를 제공하는 단계, 음이온 방출 소재와 결착 소재를 혼합하여 제 1 압출 성형하는 단계, 제 1 압출 성형된 소재의 표면에, 구리-아연 합금을 포함하며 0.5 내지 2㎜ 크기로 분쇄된 살균 소재를 부착시켜 제 2 압출 성형하는 단계 및 제 2 압출 성형된 소재를 190℃ 내지 230℃의 온도 조건에서 90분 내지 120분 동안 소성하는 단계를 포함한다.
정수기, 필터, 음이온, 살균, 저온 성형, 토륨, 장석, 코랄샌드, 황토

Description

정수용 필터, 이의 제조 방법 및 이를 구비하는 정수 장치{Filter for furifying water, method for manufacturing the same and water furifier comprising that}
본 발명은 정수용 필터, 이의 제조 방법 및 이를 구비하는 정수 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 음이온 방출 소재 및 살균 소재를 이용한 정수용 필터와 이의 제조 방법, 그리고 상기 정수용 필터를 구비하는 정수 장치에 관한 것이다.
국민들의 전반적인 소득이 증가함에 따라 생활 수준이 향상됨으로써, 예전에는 사용되지 아니했던 많은 생활용품들이 필수품 수준으로 사용되는 경우가 많아지고 있다. 정수기가 그러한 예 가운데 하나이다.
정수기는 일정 정도의 용량을 갖는 용기에 담긴 물이나 또는 수도꼭지 등으로부터 공급되는 물에 대해, 물리적 또는 화학적 작용을 통해 정화 작업을 수행함으로써, 사용자에게 깨끗한 물을 공급할 수 있도록 하기 위한 장치이다. 특히 근래에는 냉온수기 겸용 정수기가 널리 보급되어 생활의 편리를 증대시키고 있다.
정수기에 의해 정화된 물은 사용자의 직접적인 음용 대상이 되기 때문에, 이 러한 정수기에는 필수적으로 살균 기능이 요구된다.
종래 정수기는 염소(Cl)나 오존(O3) 등을 이용한 화학적 살균 방식이나, 자외선을 이용하는 전기적 살균 방식을 채택하거나, 또는 멤브레인 필터를 이용하여 세균을 거르는 방식을 이용하기도 하였다.
그런데, 이와 같은 종래의 살균 방식은, 구현에 있어 기술적 어려움이 있거나 높은 비용이 요구된다는 등의 단점이 있었으며, 멤브레인 필터를 사용하는 경우에는 세균 번식의 우려가 있다는 등의 단점이 있었다.
한편, 최근의 정수기는 단지 깨끗이 정화된 순수(純水)를 제공하는 것만을 목적으로 하지 않으며, 미네랄 수 또는 알칼리 이온수와 같이 인체에 유익할 수 있도록 특수한 기능을 하는 기능수를 제공하는 방향으로 발전하고 있다.
이러한 추세에 따라, 인체에 유익한 것으로 알려진 음이온을 음용수 등의 물에 적용하고자 하는 시도가 많이 있었으나 기술상의 곤란성 등으로 인해 상용화되지 못하고 있다.
즉, 음이온을 생성시키기 위한 방법 가운데 전기 방전을 이용한 방법은 전자파 및 과다 오존 등으로 인해 인체에 대한 유해성이 끊임없이 제기되고 있을 뿐만 아니라, 음용수 등의 물에 적용하기 위한 기술적 구성 또한 난해하다는 문제점이 있다.
다음, 음이온을 생성하는 물질로 알려진 바이오 세라믹을 사용하는 방법은, 바이오 세라믹으로부터 인체에 유익한 음이온은 방출되지만, 이를 물에 적용할 경우 세균의 부착/증식 우려가 있다는 등의 단점이 있다.
따라서, 상대적으로 저렴한 비용에 의해 용이한 구성이 가능한 살균 소재 및 음이온 수와 같은 기능수의 생성 소재를 구비하여, 물의 정화뿐만 아니라 인체에 유익한 기능수의 생성을 가능하도록 하는 정수용 필터의 개발이 요구되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 음이온 방출 소재 및 살균 소재를 이용한 정수용 필터와 이의 제조 방법 그리고 상기 정수용 필터를 구비하는 정수 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수용 필터는, 토륨(Th)을 포함하는 음이온 방출 소재, 구리(Cu), 아연(Zn) 합금 및 코랄샌드를 포함하는 살균 소재 및 음이온 방출 소재와 살균 소재의 결착을 위한 결착 소재를 포함한다.
여기서 음이온 방출 소재는 장석 분말을 포함하거나 장석 분말에 의해 구성될 수 있다.
이때, 결착 소재는 황토 및 고령토를 포함하는 것이 좋으며, 점토 및/또는 이산화규소(SiO2) 등을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 살균 소재는 80 내지 95 중량%의 구리, 아연 합금 및 5 내지 20 중량%의 코랄샌드로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 정수용 필터는 5 내지 65 중량%의 음이온 방출 소재, 10 내지 55 중량%의 살균 소재 및 20 내지 40 중량%의 결착 소재로 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수용 필터의 제조 방법은, 토륨을 포함하며 400 내지 600 메쉬(mesh)로 분쇄된 음이온 방출 소재를 제공하는 단계, 구리-아연 합금 및 코랄샌드를 포함하며 0.5 내지 2㎜ 크기로 분쇄된 살균 소재를 제공하는 단계, 황토 및 고령토를 포함하며 300 내지 350 메쉬로 분쇄된 결착 소재를 제공하는 단계 및 음이온 방출 소재, 살균 소재 및 결착 소재를 190℃ 내지 230℃의 저온 소성에 의해 결합 성형하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 정수용 필터의 제조 방법은, 토륨을 포함하 며, 400 내지 600 메쉬(mesh)로 분쇄된 음이온 방출 소재를 제공하는 단계, 황토와 고령토를 포함하며 450 내지 500 메쉬로 분쇄된 결착 소재를 제공하는 단계, 음이온 방출 소재와 결착 소재를 혼합하여 제 1 압출 성형하는 단계, 제 1 압출 성형된 소재의 표면에, 구리-아연 합금을 포함하며 0.5 내지 2㎜ 크기로 분쇄된 살균 소재를 부착시켜 제 2 압출 성형하는 단계 및 제 2 압출 성형된 소재를 190℃ 내지 230℃의 온도 조건에서 90분 내지 120분 동안 소성하는 단계를 포함한다.
이때, 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 정수용 필터의 제조 방법에 사용되는 살균 소재는 구리, 아연 합금 및/또는 코랄샌드를 포함하여 구성되는 것이 좋다.
여기서, 본 발명의 실시예들에 따른 정수용 필터 제조 방법은, 5 내지 65 중량%의 음이온 방출 소재, 10 내지 55 중량%의 살균 소재 및 20 내지 40 중량%의 결착 소재에 의해 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명은 이러한 정수용 필터를 구비하는 정수 장치를 제공할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 아래의 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되 는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있을 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 정수용 필터는, 정수기용 필터로써 뿐만 아니라, 볼(ball)이나 바(bar) 등의 다양한 형태로 성형되어 냉온수기, 가습기, 공기 청정기 또는 목욕탕 등의 다양한 용도에 적용 가능하다. 따라서, 이하에서 설명되는 본 발명의 실시예에 따른 '정수용 필터'가 반드시 '정수기용 필터'와 일치하는 것은 아니다.
본 발명의 실시예에 따른 정수용 필터는 음이온 방출 소재, 살균 소재 및 결착 소재를 포함하여 구성된다.
음이온이 혈액을 맑게 하고 혈액 순환을 촉진시키며 신경을 안정시키는 등의 효능을 나타냄은 잘 알려진 사실이다. 본 발명의 실시예에 따른 정수용 필터는 음이온 방출 소재를 채용하여 이러한 음이온을 음용수에 적용시킴으로써, 인체에 보다 유익한 기능수를 제공할 수 있도록 하는 기능을 한다.
본 발명의 실시예에 따른 정수용 필터에 적용되는 음이온 방출 소재는 이산 화 토륨(ThO2) 등의 형태로 존재하는 토륨(Th)을 이용하는 것을 특징으로 한다. 그리고 이를 위해, 본 발명의 실시예에 있어서는 천연 장석 분말을 사용하였다.
또한, 정수(淨水)에 있어 필수적인 기능인 살균 기능을 위해 구리(Cu)-아연(Zn) 합금 및 코랄샌드 등으로 구성된 살균 소재를 사용함으로써, 보다 저렴하고 용이하게 그리고 효과적으로 물에 대한 살균 기능을 수행할 수 있도록 하였다.
한편, 이상의 구성요소들을 결착시켜 소정의 형태를 갖도록 성형함에 있어, 통상의 고온(1000℃ 내지 1200℃) 소성 기술을 적용할 경우 구리 합금의 유리화로 인한 살균 기능의 상실을 방지할 수 있도록 하기 위해, 황토 및 고령토 등을 포함하는 결착 소재를 적용할 수 있도록 하였다. 이에 따라, 200℃ 내외의 온도 조건에서 저온 소성이 가능하게 됨으로써, 살균 소재의 살균력 보존이 효과적으로 이루어질 수 있도록 하였다.
아래에서는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 정수용 필터의 제조 방법을 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 정수용 필터의 제조를 위해 400 내지 600 메쉬의 크기를 갖는 음이온 방출 소재, 0.5 내지 2㎜의 크기를 갖는 살균 소재, 그리고 300 내지 350 메쉬의 크기를 갖는 결착 소재를 사용하였다. 하지만 본 발명이 이에 한정되지 아니함은 당연하다.
<실시예 1>
음이온 방출 소재 43.8 중량%, 살균 소재 27 중량%, 결착 소재 29.2 중량%를 혼합한 후 200℃ 온도 조건에서 1시간 30분 동안 소성하여 정수용 필터를 제조하였다.
3M에서 생산된 건조 필름 배지를 이용하여 35℃의 온도 조건에서 24 시간 동안 배양한 일반 세균에 오염된 조제수 2리터에, 본 발명의 실시예 1에 따른 정수용 필터 30그램을 3분 동안 접촉시켜 살균력을 검사한 결과 일반 세균이 검출되지 않았다.
그리고, 접촉식 음이온 검출기를 사용하여 방출 음이온량을 측정한 결과, 7.500개/cc의 음이온이 검출되었다.
<실시예 2>
음이온 방출 소재 60 중량%, 살균 소재 16 중량%, 결착 소재 24 중량%를 혼합한 후 200℃ 온도 조건에서 1시간 30분 동안 소성하여 정수용 필터를 제조하였다.
3M에서 생산된 건조 필름 배지를 이용하여 35℃의 온도 조건에서 24 시간 동안 배양한 일반 세균에 오염된 조제수 2리터에, 본 발명의 실시예 2에 따른 정수용 필터 30그램을 3분 동안 접촉시켜 살균력을 검사한 결과, 미량이지만 일반 세균이 검출되었다. 살균 소재를 16 중량% 밖에 사용하지 않았기 때문으로 판단된다.
접촉식 음이온 검출기를 사용하여 방출 음이온량을 측정한 결과, 10,200개 /cc의 음이온이 검출되었다.
<실시예 3>
음이온 방출 소재 7.9 중량%, 살균 소재 53 중량%, 결착 소재 39.1 중량%를 혼합한 후 200℃ 온도 조건에서 2시간 동안 소성하여 볼 형태의 정수용 필터를 제조하였다.
3M에서 생산된 건조 필름 배지를 이용하여 35℃의 온도 조건에서 24 시간 동안 배양한 일반 세균에 오염된 조제수 2리터에, 본 발명의 실시예 3에 따른 정수용 필터 30그램을 3분 동안 접촉시켜 살균력을 검사한 결과, 일반 세균이 검출되지 않았다.
접촉식 음이온 검출기를 사용하여 방출 음이온량을 측정한 결과, 1,352개/cc의 음이온이 검출되었다.
실시예 3과 같은 정수용 필터는 살균에 중점을 두기 위하여 살균 소재의 함량을 상대적으로 높게 적용하였다.
<실시예 4>
음이온 방출 소재 42 중량%, 살균 소재 35 중량%, 490 메쉬 크기로 분쇄된 결착 소재 23 중량%를 준비한다. 이후, 음이온 방출 소재와 결착 소재를 혼합하여 고압에서 5㎜ 정도의 두께를 갖는 막대형으로 압출 성형한다.
다음, 압출된 소재의 표면에 살균 소재를 부착시킨 후 재압출한다.
이때, 살균 소재는 구리, 아연 합금을 포함하여 구성되는 것이 바람직하며, 앞서 설명된 제 1 내지 제 3 실시예의 살균 소재에 포함되었던 코랄샌드는, 음이온 방출 소재와 결착 소재를 혼합하여 압출 성형하는 과정에서 포함시키는 것이 물맛 향상 등에 보다 효과적일 수 있다. 하지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
다음, 재압출된 소재를 200℃ 온도 조건에서 1시간 50분 동안 소성하여 정수용 필터를 제조하였다.
3M에서 생산된 건조 필름 배지를 이용하여 35℃의 온도 조건에서 24 시간 동안 배양한 일반 세균에 오염된 조제수 2리터에, 본 발명의 실시예 4에 따른 정수용 필터 30 그램을 3분 동안 접촉시켜 살균력을 검사한 결과 일반 세균이 검출되지 않았다.
접촉식 음이온 검출기를 사용하여 방출 음이온량을 측정한 결과, 7,000개/cc의 음이온이 검출되었다.
삭제
이상의 실시예를 통해 제조된 정수용 필터가, 벌집 구조 또는 볼(ball)이나 바(bar) 등의 다양한 형태로 형성되어 냉온수기, 가습기, 공기 청정기 또는 목욕탕 등의 다양한 용도에 적용 가능함은 당연하다.
지금까지 설명된 본 발명의 실시예에 따른 '정수용 필터'가 반드시 '정수기용 필터'와 일치하지 아니함에 대해서는 전술한 바 있다.
이상 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 정수용 필터, 이의 제조 방법 및 이를 구비하는 정수 장치에 따르면, 음이온 방출 소재와 살균 소재가 일체로 형성된 새로운 정수 장치 등을 제공할 수 있게 되었다.
이에 따라, 인체에 보다 유익하고 물맛이 향상된 고기능의 기능수를 제공할 수 있게 되었다는 장점이 있다.
또한, 저렴한 가격에 용이한 구현이 가능한 살균 소재의 채택에 의해 살균력이 향상됨으로써, 보다 깨끗한 물을 사용자에게 제공할 수 있게 되었다는 등의 추가적인 장점도 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 정수용 필터는, 벌집 구조나 볼 또는 바 등의 형태로 형성될 수 있으며, 이에 따라, 정수기용 필터뿐만 아니라 냉온수기, 가습기, 공기 청정기 또는 목욕탕 등의 기능수가 적용 가능한 다양한 용도에 이용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 토륨(Th)을 포함하는 음이온 방출 소재;
    구리(Cu), 아연(Zn) 합금 및 코랄샌드를 포함하는 살균 소재; 및
    황토, 고령토, 점토 및 이산화규소의 군(群) 가운데 선택된 적어도 하나 이상의 소재로 이루어지며, 상기 음이온 방출 소재 및 상기 살균 소재의 결착을 위한 결착 소재를 포함하는 정수용 필터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 음이온 방출 소재는 장석 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 정수용 필터.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 살균 소재는 80 내지 95 중량%의 구리, 아연 합금 및 5 내지 20 중량%의 코랄샌드로 구성되는 것을 특징으로 하는 정수용 필터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 음이온 방출 소재는 5 내지 65 중량%, 상기 살균 소재는 10 내지 55 중량%, 상기 결착 소재는 20 내지 40 중량%인 것을 특징으로 하는 정수용 필터.
  6. 토륨을 포함하며, 400 내지 600 메쉬(mesh)로 분쇄된 음이온 방출 소재를 제공하는 단계;
    구리, 아연 합금 및 코랄샌드를 포함하며, 0.5 내지 2㎜ 크기로 분쇄된 살균 소재를 제공하는 단계;
    황토 및 고령토를 포함하며, 300 내지 350 메쉬로 분쇄된 결착 소재를 제공하는 단계; 및
    상기 음이온 방출 소재, 상기 살균 소재 및 상기 결착 소재를 190℃ 내지 230℃의 저온 소성에 의해 결합 성형하는 단계를 포함하는 정수용 필터의 제조 방법.
  7. 토륨을 포함하며, 400 내지 600 메쉬(mesh)로 분쇄된 음이온 방출 소재를 제 공하는 단계;
    황토 및 고령토를 포함하며, 450 내지 500 메쉬로 분쇄된 결착 소재를 제공하는 단계;
    상기 음이온 방출 소재와 상기 결착 소재를 혼합하여 제 1 압출 성형하는 단계;
    상기 제 1 압출 성형된 소재의 표면에, 구리, 아연 합금 및 코랄샌드를 포함하며 0.5 내지 2㎜ 크기로 분쇄된 살균 소재를 부착시켜 제 2 압출 성형하는 단계; 및
    상기 제 2 압출 성형된 소재를 190℃ 내지 230℃의 온도 조건에서 90분 내지 120분 동안 소성하는 단계를 포함하는 정수용 필터의 제조 방법.
  8. 삭제
  9. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 음이온 방출 소재는 5 내지 65 중량%, 상기 살균 소재는 10 내지 55 중량%, 그리고 상기 결착 소재는 20 내지 40 중량%가 사용되는 것을 특징으로 하는 정수용 필터의 제조 방법.
  10. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 정수용 필터를 구비하는 정수 장치.
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