KR101059738B1 - 수분 포집 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대기를 포함한 기상에 존재하는 수분(moisture)을 포집하여 액상의 물을 생성하는 수분 포집 장체에 관한 것으로, 상세하게, 본 발명에 따른 수분 포집 장치는 소수성(hydrophobic) 가닥(strand) 및 친수성(hydrophilic) 가닥(strand)이 물리적으로 얽혀 형성된 구조체;를 포함하여 구성된 특징이 있다.
본 발명의 수분 포집 장치는 액상의 물의 제조시 환경오염을 유발하지 않으며, 제조가 간단하고 저렴한 비용으로 대량 생산 가능하여 개인을 포함한 소규모 집단에서도 필요한 물을 얻을 수 있으며, 외부의 화학적, 전기적 에너지 및 물질의 소모 없이 효과적으로 물을 제조할 수 있는 장점이 있다.
공기, 대기, 수분, 수증기, 포집, 소수성, 친수성

Description

수분 포집 장치{Apparatus for Capturing Moisture}
본 발명은 수분 포집 장치에 관한 것으로, 상세하게, 대기와 같은 기상의 유체에 존재하는 수분을 포집하여 액상의 물을 생성하는 장치에 관한 것이다.
세계은행은 1990년대 초 21세기는 석유가 아닌 물분쟁시대가 될 것이라고 경고한 바 있으며, 1998년 발표된 유엔환경계획 보고서에서는 물 부족에 시달리는 환경 난민의 수가 전쟁 난민의 수를 넘어선 것으로 보고한 바 있으며, 2009년 터키 이스탄불에서 열린 제5차 세계물포럼(5th World Water Forum, 2009)에서는 약 25억명의 인구가 생활용수 부족에 시달리고 있으며, 약 8억8천명의 인구가 식수를 공급받지 못하고 있다는 조사 결과가 발표된 바 있다.
이러한 물 부족을 해결하기 위해, 강수시의 물을 인공적으로 저장할 수 있는 댐이 전통적으로 사용되었으나, 댐의 건설에는 많은 비용이 소요될 뿐만 아니라, 댐 건설에 의한 환경 파괴를 피할 수 없어, 다른 대안을 찾기 위한 노력이 계속되고 있다.
인위적으로 비를 만드는 인공강우에 대한 연구가 40여 개국에서 진행 중에 있으며, 미국, 호주등에서는 농작물 재배에 인공강우를 활용하고 있다. 그러나, 이러한 인공강우의 경우, 이상기후 발생 위험이 끊임없이 지적되고 있으며, 드라이아이스, 아이오딘화 은, 염분과 같은 강우 유도 물질에 의한 오염을 피할 수 없는 한계가 있다.
바닷물에 녹아 있는 염분을 제거해 민물을 얻는 해수담수화에 대한 연구도 활발히 진행되어 중동지역 일부 국가에서 해수를 식수원으로 사용한 바 있으나, 개발 및 생산비용이 매우 높은 한계가 있다.
지구상 부존(賦存)하는 물 중 97%가 바닷물이며, 빙하, 만년설, 지하수, 하천, 호수등을 포함한 담수는 3%에 불과한 것으로 알려져 있다. 지표의 물은 열 에너지에 의해 수증기로 증발되고, 이러한 수증기는 대기로 올라가 차가워지면서 구름에 응축된다. 대류에 의한 구름의 움직임 및 충돌에 의해 물방울이 커지며 강수가 발생하며, 이러한 증발 및 강수는 물의 순환의 두 축을 이루고 있다.
본 발명은 인공적으로 강우를 일으키거나, 자연 강우를 인공적으로 저장하거나, 해수의 담수화같이 인공적 화학 처리를 하지 않고, 지표 부근 대기에 자연적으로 함유된 수증기로부터 생명체가 필요로 하는 물을 효과적으로 제조할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.
상술한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 환경오염을 유발하지 않으며, 제조가 간단하고 저렴한 비용으로 대량 생산 가능하여 개인을 포함한 소규모 집단에서도 필요한 물을 얻을 수 있으며, 외부의 화학적, 전기적 에너지 및 물질의 소모 없이 효과적으로 물을 제조할 수 있는 수분 포집 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 대기 중 수분을 포집하여 액상의 물을 제조하는 수분 포집 장치에 관한 것으로, 상세하게, 본 발명에 따른 수분 포집 장치는 소수성(hydrophobic) 가닥(strand) 및 친수성(hydrophilic) 가닥(strand)이 물리적으로 얽혀 형성된 구조체;를 포함하여 형성된 특징이 있다.
상기 친수성 가닥의 수(水) 접촉각은 0 내지 10˚이며, 상기 친수성 가닥과 상기 소수성 가닥의 수(水) 접촉각 차이는 110 내지 170˚인 특징이 있으며, 상기 소수성 가닥의 직경은 0.1 내지 5 mm이며, 상기 친수성 가닥의 직경은 0.1 내지 5 mm인 특징이 있다.
특징적으로, 상기 구조체는 소수성 가닥 및 친수성 가닥이 가닥의 장축 방향으로 꼬여 형성된 쓰레드(thread)를 포함하여 형성된다.
특징적으로, 상기 구조체는 하나 이상의 상기 쓰레드가 물리적으로 얽혀 형성된 망(mesh)상 시트(sheet)를 포함하여 형성된다.
특징적으로, 상기 구조체는 소수성 가닥을 씨실로 하고 친수성 가닥을 날실로 하여, 상기 씨실과 날실이 엮여 직조된 망(mesh)상 시트(sheet)를 포함하여 형성된다.
상기 다수개의 쓰레드가 물리적으로 얽혀 형성되거나 소수성 가닥과 친수성 가닥이 엮여 형성된 상기 망상 시트의 의 공극 직경은 0.5 내지 3 mm인 것이 바람직하다.
상기 친수성 가닥은 금속 가닥인 특징이 있으며, 상기 금속 가닥은 알루미늄, 구리, 철, 텅스텐 및 티타늄군에서 하나 이상 선택된 물질인 것이 바람직하며, 그 성능을 높이기 위하여 TiO2, Al2O3, ZnO, WO3, SiO2 및 PCM(Phase Change Material)군에서 하나 이상 선택된 물질의 친수성 코팅층이 형성된 것이 더욱 바람직하다.
상기 친수성 가닥은 친수성 코팅층이 형성된 폴리머 가닥인 특징이 있으며, 상기 친수성 코팅층이 형성되는 폴리머 가닥은 PVA(polyvinylalcohol), PMMA(poly(methyl methacrylate)), PAA(poly(acrylic acid)), PC(polycarbonate), PET(poly(ethylene terephthalate)),PS(polystyrene), PU(polyurethane) 및 rubber 에서 하나 이상 선택된 물질인 것이 바람직하며, 상기 친수성 코팅층이 형성된 폴리머 가닥의 친수성 코팅층은 TiO2, Al2O3, ZnO, WO3, SiO2 및 PCM(Phase Change Material)군에서 하나 이상 선택된 것이 바람직하다.
상기 소수성 가닥은 소수성 폴리머인 특징이 있으며, 상기 소수성 폴리머는 PP(Polypropylene), PE(Polyethylene) 및 PTFE(Polytetraflouroethylene), PVDF(polyvinylidene fluoride), 불소가 함유된 PS(polystyrene) 및 불소가 함유된 PU(polyurethane)에서 하나 이상 선택된 물질인 것이 바람직하다.
상기 소수성 가닥은 그 기능을 향상시키기 위해, 초소수성이 되도록 코팅이나 표면개질을 가한 폴리머 가닥인 특징이 있으며, 상세하게, 플라즈마, 이온빔, 코로나 방전 또는 습식처리를 통해 가닥의 표면에 초소수성인 불소화합물이나 실리콘화합물이 형성되거나 플라즈마, 이온빔, 코로나 방전 또는 습식처리를 통해 표면 거칠기가 형성된 초소수성 가닥인 것이 바람직하다.
상기 수분 포집 장치는 망상 시트에 포집된 물이 효과적으로 아래 방향으로 흐르도록 상기 망상 시트를 구성하는 친수성 가닥의 장축 방향 또는 소수성 가닥의 장축 방향과 중력 방향이 30˚ 내지 60˚의 각도를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 수분 포집 장치는 상술한 망상 시트를 일 단위체로 하여, 하나 이상의 상기 단위체를 포함하여 구성되는 특징이 있다.
본 발명의 수분 포집 장치는 액상의 물의 제조시 환경오염을 유발하지 않으며, 제조가 간단하고 저렴한 비용으로 대량 생산 가능하여 개인을 포함한 소규모 집단에서도 필요한 물을 얻을 수 있으며, 외부의 화학적, 전기적 에너지 및 물질의 소모 없이 효과적으로 물을 제조할 수 있는 장점이 있다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 수분 포집 장치를 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 수분 포집 장치는 소수성 표면과 친수성 표면이 함께 존재하여 친수성 표면은 수분을 수집하고 소수성 표면은 수집된 물의 유로역할을 담당하여 효과적으로 공기중의 수분을 포집하는 특징이 있다.
상세하게, 본 발명에 따른 수분 포집장치는 소수성(hydrophobic) 가닥 및 친수성(hydrophilic) 가닥이 물리적으로 얽혀 형성된 구조체를 포함하는 특징이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수분 포집 장치를 도시한 일 예로, 소수성 가닥(11) 및 친수성 가닥(12)이 가닥(11 및 12)의 장축 방향으로 꼬여 형성된 쓰레드(thread, 10)를 포함하여 형성된 특징이 있다.
도 1(a)에 도시한 바와 같이 상기 쓰레드(10)는 상기 소수성 가닥(11)를 중 심으로 상기 친수성 가닥(12)이 나선형으로 감겨 형성된 쓰레드(10)를 포함하며, 친수성 가닥(12)을 중심으로 소수성 가닥(11)이 나선형으로 감겨 형성된 쓰레드(미도시)를 포함하며, 도 1(b)에 도시한 바와 같이, 상기 소수성 가닥(11) 및 친수성 가닥(12)이 서로 꼬여 형성된 쓰레드(10)를 포함한다.
상기 쓰레드(10)는 도 1에 도시한 바와 유사하게, 상기 친수성 가닥(12)과 소수성 가닥(11)의 물리적인 꼬임에 의해, 쓰레드(10)는 소수성 표면(소수성 가닥에 의한 표면)과 친수성 표면(친수성 가닥에 의한 표면)이 쓰레드(10)의 장축 방향으로 교번하여 존재하는 표면을 갖게 되는 특징이 있으며, 나아가 쓰레드(10)의 장축 방향으로 소수성 표면과 친수성 표면이 규칙적으로 교번되는 표면을 갖는 특징이 있다.
상기 소수성 가닥(11) 및 상기 친수성 가닥(12)이 물리적으로 얽혀 형성되어, 소수성 영역(표면)과 친수성 영역(표면)이 서로 교번되는 표면을 갖는 쓰레드(10)는 대기를 포함한 기상에 존재하는 수분을 단시간에 효과적으로 응축시켜 액상의 물을 제조한다.
도 2는 본 발명에 따른 수분 포집 장치를 도시한 다른 예로, 소수성 가닥(11)과 친수성 가닥(12)이 물리적으로 엮여 형성된 다공성의 망(mesh)상 시트(sheet)를 포함한다.
상세하게, 도 2에 도시한 바와 같이 다수개의 소수성 가닥(11) 각각을 씨실(또는 날실)로 하고 다수개의 친수성 가닥(12) 각각을 날실(또는 씨실)로 하여, 상기 씨실과 날실이 엮여 직조된 망(mesh)상 시트(sheet,20)인 특징이 있으며, 이에 의해, 상기 망상 씨트(20)는 소수성 가닥(11)과 친수성 가닥의 엮임에 의해 씨트 면 전 영역에 걸쳐 소수성 표면(소수성 가닥에 의한 표면)과 친수성 표면(친수성 가닥에 의한 표면)이 규칙적으로 교번되는 표면을 갖는 특징이 있다
상세하게, 상기 망상 시트(20)는 상기 각 씨실이 서로 일정 간격 이격되고 각 날실이 서로 일정 간격 이격되어 엮여져 망형태의 다공성 구조를 갖는 특징이 있다.
상기 망상 시트(20)의 공극(상기 날실간 및 씨실간의 이격에 의해 형성되는 공극) 직경은 0.5 내지 3 mm인 것이 바람직하며, 이에 의해 대기가 시트를 관통하게 되며, 대기의 관통시 저항이 최소화되고, 동일 시트 면적에서 보다 많은 액적으로 생성하며, 액적으로 수분이 빼앗긴 대기가 수분을 함유한 새로운 대기로 용이하게 교체되게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 수분 포집 장치를 도시한 또 다른 예로, 본 발명에 따른 수분 포집 장치는 도 1을 기반으로 상술한 쓰레드(10)가 물리적으로 얽혀 형성된 망(mesh)상 시트(sheet, 20')를 포함하여 구성된 특징이 있으며, 바람직하게, 상기 망상 시트(20')는 상술한 쓰레드(10)를 각각 씨실과 날실로 하여 각 씨실이 서로 일정 간격 이격되고 각 날실이 서로 일정 간격 이격되어 엮여져 망형태의 다공성 구조를 갖는다.
도 2와 유사하게, 상기 망상 시트(20')의 공극(상기 쓰레드간의 이격에 의해 형성되는 공극) 직경은 0.5 내지 3 mm인 것이 바람직하며, 이에 의해 대기가 시트를 관통하게 되며, 대기의 관통시 저항이 최소화되고, 동일 시트 면적에서 보다 많 은 액적으로 생성하며, 액적으로 수분이 빼앗긴 대기가 수분을 함유한 새로운 대기로 용이하게 교체되게 된다.
도 3에서 망상 시트(20')의 망 구조가 단일한 쓰레드(10) 간의 물리적 얽힘에 의해 형성된 일 예를 도시하였으나, 다수개의 쓰레드(10) 간의 물리적 얽힘에 의해 망 구조가 형성될 수 있다.
도 4는 도 2 및 도 3을 기반으로 상술한 망상 시트(20 또는 20')를 포함하여 구성된 본 발명의 수분 포집 장치의 일 예로, 도 4의 기호(B) 영역은 망상 시트(20 또는 20')가 확대 도시된 영역이다.
이때, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 수분 포집 장치는 상기 망상 시트(20 또는 20')에 포집된 물이 효과적으로 아래 방향으로 흐르도록, 상기 망상 시트를 구성하는 친수성 가닥의 장축 방향 또는 소수성 가닥의 장축 방향과 중력 방향이 30˚ 내지 60˚의 각도(α)를 갖는 것이 바람직하다.
상세하게, 도 4(a)와 같이 상기 망상 시트(20)가 다수개의 친수성 가닥(12)과 다수개의 소수성 가닥(11)이 서로 엮여 형성된 다공성 망형인 경우, 친수성 가닥(12) 또는 소수성 가닥(11)의 장축방향(s)과 중력방향(g)간의 각도(α)가 30˚ 내지 60˚인 것이 바람직하다.
상세하게, 도 4(b)와 같이 상기 망상 시트(20')가 다수개의 쓰레드(10)가 물리적으로 서로 엮여, 바람직하게는 쓰레드(10) 각각을 씨실과 날실로 도 4(a)와 유사하게 엮여, 형성된 다공성 망형인 경우 상기 쓰레드(10)의 장축방향(t)와 중력방향(g)간의 각도(α)가 30˚ 내지 60˚인 것이 바람직하다.
상기 망상 시트(20 또는 20')의 면적은 일정시간동안 포집하고자 하는 물의 양을 고려하여 결정될 수 있으며, 일 예로 1m2 내지 100m2의 면적을 가질 수 있다. 그러나, 본 발명이 상기 망상 시트의 면적에 의해 한정 되는 것은 아니다.
도 1 내지 도 4를 기반으로 상술한 쓰레드(10) 및 망형 시트(20 및 20')는 수증기를 함유한 대기와 접하여 기상의 수증기를 효과적으로 액상의 물로 상변태(phase transition)시키고 생성된 물방울은 소수성 가닥에 의해 효과적으로 이송된다.
대기에 함유된 수증기가 물방울로 변하는 열역학적으로 용이한 방법은 공기중 먼지와 같은 덩어리를 시드(seed)로 한 이종 핵생성으로 수(水) 핵이 만들어진 후, 생성된 핵(수 핵)이 물방울로 성장하게 된다.
상술한 쓰레드(10) 및 망형 시트(20 및 20')에서, 상기 친수성 가닥(12)에 의한 친수성 영역은 상기 대기에 함유된 수증기의 이종 핵생성을 위한 핵생성 자리(heterogeneous nucleation site)를 제공하며, 친수성 가닥(12)에 의한 친수성 영역과 소수성 가닥(11)에 의한 소수성 영역이 공존함에 따라 수 핵의 핵생성이 촉진된다.
친수성 가닥(12)에 의한 친수성 영역에 형성된 수(水) 핵은 인접하는 소수성 가닥(11)에 의한 소수성 영역에 의해 상기 소수성 가닥(11)에서 상기 친수성 가닥(12)로 이동되는 물(H2O 분자 및 클러스터 포함)을 공급받고, 인접한 친수성 영역에서 핵생성 및 성장 중인 다른 물방울과 결합하여 안정한 물방울(액적)로 성장하 게 된다.
상술한 쓰레드(10) 및 망형 시트(20 및 20')의 친수성 영역에서 핵생성 및 성장한 물방울은 일정 부피가 되면 중력에 의해 상기 쓰레드(10) 또는 망형 씨트(20 및 20')의 표면을 타고 흐르거나 자유낙하하게 된다.
상술한 수 핵 생성 시드의 역할, 구조체(10, 20 또는 20') 표면에서의 친수성 영역과 소수성 영역의 반복 형성에 의한 수 핵의 원활한 생성 및 성장을 위해, 상기 친수성 가닥(12)의 수(水) 접촉각은 0 내지 10˚이며, 상기 친수성 가닥(12)과 상기 소수성 가닥(11)의 수(水) 접촉각 차이는 110 내지 170˚인 특징이 있으며, 상기 친수성 가닥(12)의 직경은 0.1 내지 5mm, 상기 소수성 가닥(11)의 직경은 0.1 내지 5mm인 특징이 있다.
접촉각이 0 내지 10˚인 친수 특성을 가지며, 대기에 장시간 노출되어도 안정하며, 원료의 구입이 용이하고 제조 단가를 절감하여 대량생산할 수 있으며, 쓰레드(10) 또는 시트(20 또는 20')로 용이하게 제조될 수 있도록, 상기 친수성 가닥(12)은 금속 가닥 또는 폴리머 가닥인 것이 바람직하며, 그 기능을 향상시키기 위하여 친수성 코팅층이 형성된 것이 바람직하다.
상기 금속 가닥은 금속 가닥은 알루미늄, 구리, 철, 텅스텐 및 티타늄군에서 하나 이상 선택된 물질인 것이 바람직하고, 상기 친수 폴리머 가닥은 PVA(polyvinylalcohol), PMMA(poly(methyl methacrylate)), PAA(poly(acrylic acid)), PC(polycarbonate), PET(poly(ethylene terephthalate)), PS(polystyrene), PU(polyurethane) 및 rubber에서 하나 이상 선택된 물질인 것이 바람직하다. 상기 rubber는 천연 고무 또는 합성 고무를 포함한다.
상기 친수성 가닥(12)에 형성되는 상기 친수성 코팅층은 TiO2, Al2O3, ZnO, WO3, SiO2 및 PCM(Phase Change Material)군에서 하나 이상 선택된 물질인 것이 바람직하다.
친수성 가닥(12)과 110 내지 170˚의 접촉각 차를 가지며, 대기에 장시간 노출되어도 안정하며, 원료의 구입이 용이하고 제조 단가를 절감하여 대량생산할 수 있으며, 쓰레드(10) 또는 시트(20 또는 20')로 용이하게 제조될 수 있도록 상기 소수성 가닥(11)은 소수성 폴리머 또는 초소수성 코팅층이 형성된 폴리머인 것이 바람직하다.
상기 소수성 폴리머는 PP(Polypropylene), PE(Polyethylene) 및 PTFE(Polytetraflouroethylene), PVDF(polyvinylidene fluoride), 불소가 함유된 PS(polystyrene) 및 불소가 함유된 PU(polyurethane)에서 하나 이상 선택된 물질인 것이 바람직하다.
상기 소수성 가닥(11)은 초소수성이 되도록 코팅이나 표면개질을 가한 폴리머 가닥인 특징이 있으며, 플라즈마, 이온빔, 코로나 방전 또는 습식처리를 통해 가닥의 표면에 초소수성인 불소화합물이나 실리콘화합물이 형성된 폴리머 가닥 또는 플라즈마, 이온빔, 코로나 방전 또는 습식처리를 통해 표면 거칠기가 형성되어 초소수성을 갖는 폴리머 가닥인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 따른 수분 포집 장치는 상술한 쓰레드(10)를 일 단위체로 하여, 하나 이상의 단위체를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 쓰레드(10)에서 생성되는 물방울의 용이하게 수집하고 친수성 영역에서 핵생성 및 성장 중인 물방울간의 결합에 의한 성장을 촉진시키기 위해, 중력 방향이 상기 쓰레드(10)의 장축 방향과 평행하거나 쓰레드(10)의 장축 방향이 중력 방향 성분을 가지도록(쓰레드 장축이 중력 작용 방향과 수직이 되지 않도록) 위치된 쓰레드(10)를 포함하여 구성된다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 수분 포집 장치는 상술한 망상 시트(20 또는 20')를 일 단위체로 하여, 하나 이상의 단위체를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 망상 시트(20 또는 20')는 중력 방향이 상기 망상 시트(20 또는 20')의 시트면과 평행하거나 상기 망상 시트(20 또는 20')의 시트면이 중력 방향 성분을 가지도록(망상 시트의 시트면 이 중력 작용 방향과 수직이 되지 않도록) 위치된 것이 바람직하다.
중력 방향이 상기 망상 시트(20 또는 20')의 시트면과 평행하거나 상기 망상 시트(20 또는 20')의 시트면이 중력 방향 성분을 가질 때, 도 4에 도시한 바와 유사하게, 상기 중력 방향과 상기 망상 시트(20 또는 20')를 구성하는 소수성 가닥(11)의 장축 또는 상기 중력 방향과 상기 망상 시트(20 또는 20')를 구성하는 친수성 가닥(12)의 장축이 30˚ 내지 60˚의 각도를 갖는 것이 바람직하다.
도 1 내지 도 5를 기반으로 상술한 본 발명에 따른 수분 포집 장치는 상기 중력에 의해 쓰레드(10)의 장축 방향 또는 망상 시트(20 또는 20')의 시트면의 위치를 고정하는 지지부(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 쓰레드(10) 또는 망상 시트(20 또는 20')의 하부로 이동하는 물방울이 주입되는 개구부를 가지며 주입된 물 방울을 보관하는 보관부(미도시)를 더 포함할 수 있음은 물론이며, 상기 중력에 의해 쓰레드(10) 또는 망상 시트(20)의 하부로 이동하는 물방울이 주입되는 개구부를 갖는 이송관(미도시); 및 상기 이송관과 연결되어 상기 이송관에 의해 이송되는 물을 보관하는 보관부(미도시)를 더 포함할 수 있음은 물론이다.
이때, 상기 쓰레드(10) 또는 망상 시트(20 또는 20')의 하부가 상기 보관부(미도시)와 접할 수 있으며, 상기 쓰레드(10) 또는 망상 시트(20 또는 20')가 상기 보관부(미도시) 또는 상기 이송관의 개구부 측에 일부 함입된 구조를 가질 수 있으나, 본 발명의 수분 포집 장치가 상기 보관부의 형상 및 구조, 상기 이송부의 유/무, 이송부의 형상 및 구조에 의해 한정되지 않는다.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 수분 포집 장치를 도시한 일 예이며,
도 2는 본 발명에 따른 수분 포집 장치의 다른 예이며,
도 3은 본 발명에 따른 수분 포집 장치의 또 다른 예이며,
도 4는 본 발명에 따른 수분 포집 장치의 또 다른 예이며,
도 5는 본 발명에 따른 수분 포집 장치의 또 다른 예이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
11 : 소수성 가닥 12 : 친수성 가닥
10 : 쓰레드(thread) 20, 20': 망상 시트

Claims (16)

  1. 소수성(hydrophobic) 가닥(strand) 및 친수성(hydrophilic) 가닥(strand)이 물리적으로 얽혀 형성된 구조체;를 포함하며, 상기 친수성 가닥의 수(水) 접촉각은 0 내지 10˚이며, 상기 친수성 가닥과 상기 소수성 가닥의 수(水) 접촉각 차이는 110 내지 170˚이며, 상기 소수성 가닥 및 친수성 가닥의 직경은 각각 0.1 내지 5 mm이고, 상기 친수성 가닥은 금속 가닥 또는 친수성 코팅층이 형성된 폴리머 가닥인 것을 특징으로 하는 수분 포집 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 구조체는 소수성 가닥 및 친수성 가닥이 가닥의 장축 방향으로 꼬여 형성된 쓰레드(thread)를 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 수분 포집 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 구조체는 하나 이상의 상기 쓰레드가 물리적으로 얽혀 형성된 망(mesh)상 시트(sheet)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수분 포집 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 구조체는 소수성 가닥을 씨실로 하고 친수성 가닥을 날실로 하여, 상기 씨실과 날실이 엮여 직조된 망(mesh)상 시트(sheet)인 것을 특징으로 하는 수분 포집 장치.
  5. 삭제
  6. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 망상 시트의 공극 직경은 0.5 내지 3 mm인 것을 특징으로 하는 수분 포집 장치.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 가닥은 알루미늄 , 구리, 철, 텅스텐 및 티타늄군에서 하나 이상 선택된 것을 특징으로 하는 수분 포집 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 금속 가닥은 TiO2, Al2O3, ZnO, WO3, SiO2 및 PCM(Phase Change Material)군에서 하나 이상 선택된 물질의 친수성 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 수분 포집 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 친수성 코팅층이 형성된 폴리머 가닥의 폴리머는 PVA(polyvinylalcohol), PMMA(poly(methyl methacrylate)), PAA(poly(acrylic acid)), PC(polycarbonate), PET(poly(ethylene terephthalate)),PS(polystyrene), PU(polyurethane) 및 rubber에서 하나 이상 선택된 물질이며, 상기 친수성 코팅층이 형성된 폴리머 가닥의 친수성 코팅층은 TiO2, Al2O3, ZnO, WO3, SiO2 및 PCM(Phase Change Material)군에서 하나 이상 선택된 것을 특징으로 하는 수분 포집 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 소수성 가닥은 소수성 폴리머 가닥인 것을 특징으로 하는 수분 포집 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 소수성 가닥은 PP(Polypropylene), PE(Polyethylene) 및 PTFE(Polytetraflouroethylene), PVDF(polyvinylidene fluoride), 불소가 함유된 PS(polystyrene) 및 불소가 함유된 PU(polyurethane)에서 하나 이상 선택된 물질인 것을 특징으로 하는 수분 포집 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 소수성 가닥은 플라즈마, 이온빔, 코로나 방전 또는 습식처리를 통해 가닥의 표면에 초소수성인 불소화합물이나 실리콘화합물이 형성되거나 플라즈마, 이온빔, 코로나 방전 또는 습식처리를 통해 표면 거칠기를 형성한 초소수성 가닥인 것을 특징으로 하는 수분 포집 장치.
  14. 삭제
  15. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 수분 포집 장치는 상기 망상 시트를 일 단위체로 하여, 하나 이상의 상기 단위체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수분 포집 장치.
  16. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 수분 포집 장치는 상기 망상 시트를 구성하는 친수성 가닥의 장축 방향 또는 소수성 가닥의 장축 방향과 중력 방향간 30˚ 내지 60˚의 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 수분 포집 장치.
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