KR100972470B1 - 고형타입 활성탄 필터 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고형타입 활성탄 필터 제조방법에 관한 것으로서, 활성탄 필터 제조방법에 있어서, 설정된 알갱이 형태의 활성탄 입자 70~80중량%를 물에 3~10분동안 함침시키는 단계와; 활성탄 입자들를 물에서 꺼내어 리그린(Lignin)계열의 수용성 바인더(binder) 5~7중량%, 물 13~25 중량%을 혼합하여 교반하는 단계와; 교반된 상태의 활성탄 입자덩어리를 사용하고자 하는 활성탄 필터형태로 성형하는 단계와; 성형된 필터를 열풍건조기에 넣고 75~85℃로 1~2시간동안 열풍건조시켜 수용성 바인더 내에 포함된 물을 증발시켜 다공질형태의 여과공을 형성하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는바, 활성탄 입자 혹은 제오라이트를 포함하고 있는 활성탄 입자와 함께 이들을 상호 고착 및 여과공을 형성하기 위한 바인더와 물 혹은 메탄올을 설정된 중량%로 혼합하여 교반하여 열풍건조로서 바인더 내에 포함된 물 또는 메탈올을 강제 방출시켜 증발하도록 하여 수개의 여과공을 형성시킴으로써, 활성탄 필터의 고형화로서 사용하고자 하는 사용기기상으로부터 별도의 케이스구성이 필요없이 취급및 장착할 수 있는 취급의 편리성과 제품의 보관, 운반 등에 편리한 이점을 제공한다.

고형, 활성탄, 필터, 물, 바인더, 여과공

Description

고형타입 활성탄 필터 제조방법{Metode for manufacturing solid active carbon filter}

본 발명은 활성탄 필터에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 공기 속의 먼지나 세균 따위를 걸러 내는 공기정화기(空氣淨化器), 물을 걸러주기 위한 정수(淨水) 목적에서 사용되는 활성탄 입자를 고형(固形)화하되, 여과효율을 높여 입자상태로만 제공되었던 기존 제품에 비해 판매, 유통, 완제품으로서의 보관 및 취급에 편리함을 제공할 수 있도록 한 고형타입 활성탄 필터 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 물 또는 공기를 걸러 정화하는데 사용되고 있는 활성탄 소재는 탄화된 내부 메쉬구조를 이루고 있는 특성상 원적외선방사효과와 더불어 각종 이물질의 흡착율이 우수하여 가정은 물론, 산업현장의 공조기, 역삼투방식 혹은 중공사막방식의 여과필터를 이용하는 정수장치, 탈취제의 용도 등 각종 화학물질을 제거하는 능력이 있어 광범위하게 사용되고 있다.

활성탄은 소정의 입자(알갱이)상태로 제조되며, 사용은 활성탄의 입자보다는 작은 메쉬 처리된 케이스(합성수지 또는 그물망 형태의 포켓, 가방..)에 담아 사용된다.

보통 하드한 재질로 제작된 케이스에 담긴 활성탄 필터는 공기정화 등에 주로 사용되고, 정수타입에서의 활용은 다수의 광촉매와 더불어 케이스 내에 층층이 적층되어 물을 여과하도록 하고 있다.

보편적인 입자의 크기와 이들이 적층된 상태에서 각 공극 사이를 여과하고자 하는 물질통과로 인해 불필요한 이물질 및 유해물질만을 흡착하여 깨끗한 공기, 물을 제공할 수 있었다.

그러나, 특히 공기정화기에 적용되는 케이스의 내부에 입자상태의 활성탄 필터를 채워서 필터를 교체하는 과정은 취급상에서 매우 불편한 점이 있고, 기능면에서 효과가 떨어지는 단점이 지적되고 있다.

이는 케이스 내부에 채워넣는 과정에서 케이스 내부면적에 공간을 맞게 채우기가 힘들뿐만 아니라 이러한 점에서 항상 케이스의 어느 한 부분에는 공간을 가지게 되므로 공기 여과시 완벽한 필터링 효과가 떨어지는 단점이 있었다.

또한, 종래의 활성탄 입자를 사용하기 위해서는 항상 케이스가 적용되어야 하기 때문에 활성탄 입자들의 크기에 맞는 별도의 케이스 제작이 필수적으로 이루어져야 하는 단점이 있다.

또한, 상술한 바와 같이 입자를 갖는 활성탄을 담기 위한 케이스의 메쉬구조는 활성탄 입자의 최소크기를 고려하여 이들의 이탈을 방지하기 위한 목적에서 메쉬의 눈을 작게 형성시켜야 하므로 먼저 케이스 자체로부터 공기의 통과율이 떨어 지는 단점을 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 공기 속의 먼지나 세균 따위를 걸러 내는 공기정화기(空氣淨化器), 물을 걸러주기 위한 정수(淨水) 목적에서 사용되는 활성탄 입자를 고형(固形)화하되, 여과효율을 높여 입자상태로만 제공되었던 기존 제품에 비해 판매, 유통, 완제품으로서의 보관 및 취급에 편리함을 제공할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면,
활성탄 필터 제조방법은, 설정된 알갱이 형태의 활성탄 입자를 메탄올에 3~10분동안 함침시키는 단계와; 상기 활성탄 입자들을 메탄올에서 꺼내어 상기 메탄올에 함침되어 일정량의 메탄올이 함유된 활성탄 입자 70~80중량%와, PVB(Polyvinyl butyral) 파우더 타입의 비수용성 바인더 5~7중량%와, 상기 활성탄 입자에 함유된 메탄올을 제외한 메탄올 25~13 중량%를 혼합하여 교반하는 단계와; 상기 교반된 상태의 활성탄 입자덩어리를 사용하고자 하는 활성탄 필터형태로 성형하는 단계와; 성형된 필터를 열풍건조기에 넣고 75~85℃로 1~2시간동안 열풍건조시켜 비수용성 바인더 내에 포함된 메탄올을 증발시켜 다공질형태의 여과공을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

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본 발명은, 활성탄 입자 혹은 제오라이트를 포함하고 있는 활성탄 입자와 함께 이들을 상호 고착 및 여과공을 형성하기 위한 바인더와 물 혹은 메탄올을 설정된 중량%로 혼합하여 교반하여 열풍건조로서 바인더 내에 포함된 물 또는 메탈올을 강제 방출시켜 증발하도록 하여 수개의 여과공을 형성시킴으로써, 활성탄 필터의 고형화로서 사용하고자 하는 사용기기상으로부터 별도의 케이스구성이 필요없이 취급및 장착할 수 있는 취급의 편리성과 제품의 보관, 운반 등에 편리한 이점을 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세히 설명한다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 고형타입 활성탄 필터의 제조공정을 순차적으로 도시한 블록도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 활성탄 필터의 제조공정을 순차적으로 도시한 공정도이다.

본 발명은, 활성탄 필터 제조방법에 있어서, 설정된 알갱이 형태의 활성탄 입자(10) 70~80중량%를 물에 3~10분동안 함침시킨다(단계 S101).

활성탄 입자(10)들을 물에서 꺼내어 리그린(Lignin)계열의 수용성 바인더(20, binder) 5~7중량%, 물(30) 13~25 중량%을 혼합하여 교반한다(단계 S102). 도면상에서의 활성탄 입자(10)는 도면의 이해를 돕기 위해 편의상 구형으로 도시하기로 한다.

참고로, 상기 리그린(Lignin)은 셀룰로오스 및 메틸셀룰로오스와 함께 목재의 실질(實質)을 이루고 있는 식물체 속에 20~30% 존재하는 방향족 고분자 화합물로서 세포를 서로 달라붙게 하는 구실을 하며, 이것이 축적되면 세포 분열이 멈추고 단단한 조직으로 변형된다. 이러한 성질로서 수용성 접착제에 적용되고 있다.

한편, 상기와 같이 교반된 상태의 활성탄 입자덩어리를 사용하고자 하는 활성탄 필터(100)형태로 성형한다(단계 S103). 여기서 필터(100) 형태는 어느정도 두께를 갖는 사각형태 또는 원형 등 제품에 적용되는 형상에 맞게 가 성형하는 것이다.

상기와 같이 성형된 활성탄 필터를 열풍건조기(1)에 넣고 75~85℃로 1~2시간동안 열풍건조시켜 수용성 바인더(20) 내에 포함된 물(30)을 증발시켜 다공질형태의 여과공(22)을 형성하여서 완제품을 완성한다(단계 S104).

상기와 같이 형성된 여과공(22)은 열풍건조에 따라 수용성 바인더(20) 내에 포함되어 있던 물(30)이 빠져나가면서 통로를 형성하는 것으로, 수용성 바인더(20)는 물이 증발되어 방출되면서 생성되는 여과공(22)의 생성작용과 함께 활성탄 입자(10)들을 상호 고착시켜 성형된 상태를 지속적으로 유지할 수 있게 된다.

여기서 활성탄 입자(10)의 외표면은 수용성 바인더(20)의 고착부분과 자유분방한 형태로 여과공(22)이 접하는 형태가 되어 향후 제품적용에 따른 활성탄 필터(100)의 적용시 공기의 여과에 있어, 여과공을 접하면서 통과하게 되는 공기중의 유해물질은 여과공과 접하는 활성탄 입자의 표면에 달라붙는 형태로서 여과, 즉 정화가 이루어진다.

한편, 첨부된 도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 활성탄 필터의 제조공정을 순차적으로 도시한 블록도이고, 도 4a 및 도 4b는 도 3에서의 활성탄 필터의 활성탄 필터의 제조공정을 순차적으로 도시한 공정도이다.

도 3 내지 도 4b에서와 같이 제조공정을 살피면, 설정된 알갱이 형태의 제오 라이트 입자(40) 35~40중량%, 활성탄 입자(10) 35~40중량%를 칼륨 가망가니즈 산염(Permanganate) 혹은 칼륨 아이오다이드 수용액(3)에 3~10분동안 함침시킨다(단계 S201).

활성탄 입자(10)들을 수용액(3)에서 꺼내어 리그린계열의 수용성 바인더(20) 5~7중량%, 물(30) 13~25 중량%을 혼합하여 교반한다(단계 S202).

교반된 상태의 활성탄 입자덩어리를 사용하고자 하는 활성탄 필터(100)형태로 성형한다(단계 S203).

그리고, 성형된 필터를 열풍건조기(1)에 넣고 75~85℃로 1~2시간동안 열풍건조시켜 수용성 바인더(20) 내에 포함된 물을 증발시켜 다공질형태의 여과공(22)을 형성하여 제품으로 완성한다(단계 S204).

상기와 같이 단계 S101~S104 및 단계 S201~S204와 같이 제조된 활성탄 필터 또는 제오라이트 입자와 활성탄 입자가 포함된 활성탄 필터 들은 모두 리그린계열의 수용성 바인더를 사용하여 제작되는 이유에서 이는 공기를 통과시켜 정화하는 공기 정화용 필터에 적합한 구조로서 사용할 수 있다.

한편, 첨부된 도 5는 본 발명에 따른 활성탄 필터의 제조공정을 또 다른 일실시예로 도시한 블럭도이고, 도 6a 및 도 6b는 도 5에서의 활성탄 필터의 활성탄 필터의 제조공정을 순차적으로 도시한 공정도이다

이는 상술한 바와 같은 형태로 제작되는 것으로서, 도 5 내지 도 6b에서와 같이 제조공정을 살피면, 설정된 알갱이 형태의 활성탄 입자(10)를 메탄올에 3~10분동안 함침시킨다(단계 S301).

그리고 상기 활성탄 입자(10)들을 메탄올에서 꺼내어 상기 메탄올에 함침되어 일정량의 메탄올이 함유된 활성탄 입자(10) 70~80중량%와, PVB(Polyvinyl butyral) 파우더 타입의 비수용성 바인더 5~7중량%와, 상기 활성탄 입자(10)에 함유된 메탄올을 제외한 메탄올 25~13 중량%를 혼합하여 교반한다(단계 S302).

참고로, 상기 PVB(Polyvinyl butyral)는 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐 알코올에 부틸 알데히디를 반응시켜서 만든 투명접착제로서 안전유리의 중간막(中間膜), 금속도료의 초벌도료로서 상요되는 제품으로, 본 발명에서는 활성탄 입자(10) 들을 결속하고, 후술하는 다공형태의 여과공(22)을 형성하기 위한 조성물이다.

한편, 상기와 같이 비수용성 바인더(21), 메탄올(3)과 혼합이 이루어진 교반된 상태의 활성탄 입자덩어리를 사용하고자 하는 활성탄 필터(100)형태로 성형한다(단계 S303).

상기와 같이 성형된 필터(100)는 전술한 바와 같이 동일하게 열풍건조기(1)에 넣고 75~85℃로 1~2시간동안 열풍건조시켜 비수용성 바인더(21) 내에 포함된 메탄올(3)을 증발시켜 다공질형태의 여과공(22)을 형성한다(단계 S304).

상기와 같이 제작된 활성탄 필터(100)는 물에 녹지 않는 비수용성 바인더(20)를 사용함으로써, 향후 정수기와 같이 물을 여과시키는 용도의 필터로서 적합하게 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 활성탄 필터는 각 바인더에 의한 고착으로 기존과 같이 별도의 케이스 없이더 형태를 유지할 수 있다는 장점이 있어, 사용하고자 하는 제품적용에 취급이 편리하고, 운반, 보관 등에 매우 유리하다.

더불어 바인더내에 함유되었던 물 혹은 메탄올을 열풍건조로서 외부로 증발 시키는 작용으로서 생성된 다수의 여과공은 입자들의 고착은 물론, 프리폼(Preform)형태를 유지하므로 통과하면서 충분히 활성탄 입자 또는 제오라이트입자의 접촉으로서 유해한 중금속성분 등의 이물질을 효과적으로 걸러 줄 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 고형타입 활성탄 필터의 제조공정을 순차적으로 도시한 블록도,

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 활성탄 필터의 제조공정을 순차적으로 도시한 공정도,

도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 활성탄 필터의 제조공정을 순차적으로 도시한 블록도,

도 4a 및 도 4b는 도 3에서의 활성탄 필터의 활성탄 필터의 제조공정을 순차적으로 도시한 공정도,

도 5는 본 발명에 따른 활성탄 필터의 제조공정을 또 다른 일실시예로 도시한 블럭도,

도 6a 및 도 6b는 도 5에서의 활성탄 필터의 활성탄 필터의 제조공정을 순차적으로 도시한 공정도.

◎ 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ◎

1: 열풍건조기 2: 수용액

3: 메탄올 10: 활성탄 입자

20: 수용성 바인더 21: 비수용성 바인더

22: 여과공 30: 물

40: 제오라이트 100: 활성탄 필터

Claims (3)

1. 삭제
2. 삭제
3. 활성탄 필터 제조방법에 있어서,

   설정된 알갱이 형태의 활성탄 입자를 메탄올에 3~10분동안 함침시키는 단계와;

   상기 활성탄 입자들을 메탄올에서 꺼내어 상기 메탄올에 함침되어 일정량의 메탄올이 함유된 활성탄 입자 70~80중량%와, PVB(Polyvinyl butyral) 파우더 타입의 비수용성 바인더 5~7중량%와, 상기 활성탄 입자에 함유된 메탄올을 제외한 메탄올 25~13 중량%를 혼합하여 교반하는 단계와;

   상기 교반된 상태의 활성탄 입자덩어리를 사용하고자 하는 활성탄 필터형태로 성형하는 단계와;

   성형된 필터를 열풍건조기에 넣고 75~85℃로 1~2시간동안 열풍건조시켜 비수용성 바인더 내에 포함된 메탄올을 증발시켜 다공질형태의 여과공을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 고형타입 활성탄 필터 제조방법.

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