KR101471861B1 - 정수기용 항균성 포스트 카본 블록 및 정수기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정수기의 항균 포스트 카본 블록 필터 및 이 필터가 장착된 정수기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 활성탄, 바인더, 및 은-제올라이트 항균제를 포함하는 조성물로부터 제조되는 포스트 카본 블록 필터로서, 상기 블록 필터의 포어 사이즈가 0.2 내지 15㎛인 것을 특징으로 하는 항균 포스트 카본 블록 필터, 및 상기 필터가 장착된 정수기에 관한 것이다.

정수기, 항균, 포스트 카본 블록, 은-제올라이트, 활성탄, 바인더

Description

정수기용 항균성 포스트 카본 블록 및 정수기{Antimicrobial Post Carbon Block Filter and Water Purifier comprising It}

본 발명은 항균성 포스트 카본 블록 필터 및 상기 필터를 포함하는 정수기에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 항균제로서 은(Ag)-제올라이트를 포함하는 포스트 카본 블록 필터 및 상기 포스트 카본 블록 필터를 포함하여 은 용출량이 제어되는 정수기에 관한 것이다.

일반적으로 정수기에 장착되는 필터는 수돗물에 함유된 철, 녹 및 유기물 등의 다양한 불순물을 걸러내는 기능과 함께 세균을 살균하고 바이러스를 비활성화시키는 등의 기능을 갖는다.

그 중에서 정수기의 포스트 카본 필터로는 석탄, 목재나 야자열매를 원료로 활성탄의 흡착 방식을 이용한 카본 필터로서, 물 속에 남아있는 염소성분 (트리할로메탄)과 같은 유기 화학물질과 냄새를 흡착, 제거하여 수돗물 속에 녹아있는 농약이나 세제, 소독약 성분들을 걸러내는 역할을 한다.

이러한 포스트 카본 필터에는 입상의 활성탄으로 되어 있는 필터가 주로 사용되며, 항균성을 부여하기 위해 은이 첨가된 필터도 존재하나, 이는 카본 블록을 형성하지 않는다.

나아가, 본 발명과 같은 포스트 카본 블록은 주로 염소와 클로로포름을 효과적으로 흡착 제거하기 위한 것이다. 항균성을 확보하기 위하여 은-카본 블록도 출현되고 있으나, 이들은 은 이온의 용출량을 제어하는 기술에 대하여는 어떠한 것도 개시되어 있지 않다.

본 발명의 목적은 포스트 카본 필터로서 종래에 일반적으로 요구되는 물 속에 남아있는 염소성분과 같은 유기 화학물질 및 냄새를 흡착 제거함은 물론, 생수통 내로 일반세균의 침투를 방지하는 항균성 포스트 카본 블록 필터를 제공함을 목적으로 한다.

나아가, 본 발명은 항균성 포스트 카본 필터로부터 은 이온의 용출을 안정하게 유지되도록 제어함으로써, 생수통 내에 존재하거나 또는 침투한 세균의 증식을 억제하거나 또는 사멸시키며, 일정한 무기물의 존재로 물맛을 좋게 유지하는 정수기를 제공함을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은

제1 구현예로서, 활성탄, 바인더, 및 은-제올라이트 항균제를 포함하는 조성물로부터 제조되는 포스트 카본 블록 필터로서, 상기 블록 필터의 포어 사이즈가 0.2 내지 15㎛인 것을 특징으로 하는 항균 포스트 카본 블록 필터,

제2 구현예로서, 상기 은-제올라이트 항균제가 3-5중량% 포함된 것임을 특징으로 하는 항균 포스트 카본 블록 필터,

제3 구현예로서, 상기 활성탄은 74-355㎛의 사이즈를 갖는 것임을 특징으로 하는 항균 포스트 카본 블록 필터,

제4 구현예로서, 상기 바인더는 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 극초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE), 초고분자량 폴리에틸렌(VHMWPE), 나일론 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 수지임을 특징으로 하는 항균 포스트 카본 블록 필터, 및

제5 구현예로서, 상기 항균 포스트 카본 블록 필터가 장착되며, 상기 필터로부터의 Ag 용출량이 통수량 5.4ton까지 2ppb 내지 40ppb로 유지되는 것을 특징으로 하는 정수기를 제공한다.

본 발명의 포스트 카본 블록 필터에 의해, 염소성분의 흡착이 우수하며, 생수통 내로의 일반세균의 침투가 현저히 감소하며,

나아가, 상기 포스트 카본 블록 필터를 사용함으로써 은 이온의 용출량이 일정하게 유지되었다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.

첨부되는 도면의 도 1은 일반적인 포스트 카본 블록 필터의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.

본 발명의 포스트 카본 블록 필터는 활성탄, 바인더, 및 항균제를 포함하는 조성물로부터 제조된다.

상기 활성탄은 포스트 카본 필터로서 일반적으로 사용되는 활성탄이라면 특별히 한정하지 않는다. 본 발명에서 사용할 수 있는 활성탄의 사이즈는 74-355㎛의 사이즈를 갖는 것이 바람직하다. 상기 활성탄은 카본 블록 필터의 건조 중량에 대 하여 55 내지 67중량%의 범위로 포함할 수 있다.

상기 바인더는 역시 본 발명에서 통상적으로 사용되는 수지라면 특별히 제한 없이 사용할 수 있는 것으로서, 구체적으로는 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 극초고분자량폴리에틸렌(Ultra High Molecular Weight Polyethylene, UHMWPE), 또는 초고분자량폴리에틸렌(Very High Molecular Weight Polyethylene, VHMWPE)의 폴리에틸렌 수지, 나일론 등을 사용할 수 있다. 이러한 바인더는 30 내지 40중량%의 범위 내에서 포함할 수 있다.

나아가, 본 발명의 포스트 카본 블록 필터에 항균성을 부여하기 위해 항균제로서 은(Ag)-제올라이트를 포함한다. 은(Ag) 성분을 포함함으로써 포스트 카본 블록 필터는 일반세균에 대한 살균효과를 부여할 수 있다. 종래에도 살균력을 부여하기 위해 은을 포함하는 포스트 카본 필터가 제시되었으나, 대부분은 활성탄에 직접 은이 결합된 은(Ag)-활성탄이었다. 이러한 은-활성탄은 정수과정에서 은 이온이 용이하게 용출되고 다량의 은 이온이 생수통에 존재하여 물맛을 변질시키고, 변색을 유발하게 하는 문제가 있었다. 그러나, 본 발명은 은-제올라이트를 첨가함으로써 은의 용출을 제어할 수 있다.

상기 은-제올라이트 항균제는 3-5중량%의 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 범위 내에서 항균제를 함유하면, Ag의 용출량의 편차를 최소화할 수 있어 일정한 Ag 용출량을 유지할 수 있어 바람직하다. 반면, 3중량% 미만이면 충분한 항균성능이 얻어지지 않으며, 한편, 항균제의 함량이 증가할수록 항균성능이 향상되나, 이와 함께 은 용출량도 증가하여 물맛의 변질 및 수질의 변색을 유발하는 반면, 추 가 첨가로 인하여 얻어지는 효과는 크지 않고, 비용 증대를 초래하여 5중량%를 초과하지 않는 것이 바람직하다.

이외에 필요에 따라서 세라믹 파우더, 납 제거 물질이나 비소제거 물질 등의 첨가제를 첨가될 수 있다.

상기와 같은 성분을 포함하여 통상적인 방법으로 포스트 카본 블록 필터를 제조할 수 있다.

이때 형성되는 포스트 카본 블록의 포어 사이즈는 평균 0.2 내지 15㎛의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 포어 사이즈가 0.2㎛ 미만이면, 은의 용출량이 너무 작아 상기 은의 용출로 인한 효과를 얻을 수 없다. 그러나, 상기 범위에서는 포어 사이즈가 작을수록 활성탄의 입경이 작아 분말상의 항균제와 용이하게 혼합되어 균일하게 분포하게 되며, 일반세균과 항균제와의 접촉면적이 증가하여 항균성능도 우수하며, 염소성분 등의 화학물질의 흡착성능 또한 우수하다.

이와 같은 본 발명의 포스트 카본 블록 필터를 정수기에 장착한 경우에는 화학물질 등의 흡착 등과 같은 정수기의 일반적 성능을 구비하면서, 일반 세균에 대한 항균 성능이 우수하며, 은(Ag) 성분의 일정한 용출을 장시간 지속시킬 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 들어 더욱 구체적으로 설명한다.

실시예

실시예 1

입자 사이즈 74-355㎛의 활성탄 분말 60중량%, 항균제로서 은-제올라이트 0, 3 및 5중량% 및 바인더로 UHMWPE 35-40중량%를 각각 균일하게 혼합하여 알루미늄 금형에 충진하였다. 압축 프레스를 이용하여 카본블록 필터를 성형하고, 이를 전기로에서 160℃에서 열처리한 후, 냉풍을 이용 냉각하여 포어 사이즈가 0.2 내지 20㎛를 갖는 카본 블록 필터를 제조하였다.

실시예 2

상기 실시예 1에서 얻은 카본 블록 필터로서, 항균제 함량이 각각 0 및 5중량%이고, 포어 사이즈가 0.2㎛인 카본 블록 필터를 정수기에 장착하여 2.3톤의 통수량 동안의 항균력 및 은 용출량을 측정하였다.

비교를 위해 종래의 입상의 은-활성탄으로 포스트 카본 필터에 대하여도 동일하게 항균력 및 은 용출량을 측정하였다.

측정 결과를 도 2 및 도 3에 나타내었으며, 각각 항균카본블록 필터, 블랭크카본블록 필터, 및 입상 은-활성탄 필터라 한다.

항균성능에 있어서, 도 2를 살펴보면, 항균카본블록 필터를 사용한 경우에는 2.3톤의 통수량 중에 비교적 균일한 항균능을 보이는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 블랭크카본블록 필터의 경우에는 초기에는 실시예 1과 비슷한 항균능을 나타내었으나, 통수량이 증가할수록 항균성능이 급격히 쇠퇴함을 알 수 있다.

또한, Ag 용출량과 관련하여, 도 3을 살펴보면, 블랭크카본블록 필터는 원래 은 성분을 포함하지 않으므로 은 용출이 없으며, 입상 은-활성탄 필터의 경우에는 초기 단계에서 다량의 은이 용출된 후, 은 용출량이 감소하나, 항균카본블록 필터의 경우에는 2.3톤의 통수가 계속되는 중에 비교적 일정하게 은 성분이 용출됨을 알 수 있다.

실시예 3

실시예 1에서 얻은 카본 블록필터에 대하여 다음과 같은 항균제 함량 및 포어 사이즈를 갖는 카본 블록필터를 통수량 5.4톤(필터 수명)까지 사용한 후, 각각의 필터의 은 용출량 및 일반세균을 측정하였다. 그 결과를 도 4 및 5에 나타내었다.

[표 1]

시료 No.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
항균제 함량 (중량%)	0	3	3	3	3	3	5	5	5	5	5
포어 사이즈 (㎛)	0.2	0.2	1	5	10	20	0.2	1	5	10	20

도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 범위에 해당하는 시료 2 내지 5 및 시료 7 내지 10의 필터는 필터 수명이 다하는 통수량 5.4톤 이후에도 일정한 은 용출량을 나타내나, 시료 6 및 11의 경우에는 포어 사이즈가 커서 은 용출량이 지나치게 많음을 알 수 있다.

또한, 도 5로부터, 필터 수명이 다한 후에도 시료 1, 6 및 11에 비하여 현저히 적은 세균이 존재함을 알 수 있다.

이러한 결과로부터 일반세균에 대한 항균력 및 염소 성분의 흡착성능을 적정수준으로 유지하면서 은 용출량을 적절하게 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명의 포스트 카본 블록 필터의 구조를 나타내는 개략도이다.

도 2는 실시예 2의 항균카본블록 필터, 블랭크카본블록 필터, 및 입상 은-활성탄 필터에 대한 2.3톤의 통수 중에 지속되는 항균 성능을 도시한 그래프이다.

도 3은 실시예 2의 항균카본블록 필터, 블랭크카본블록 필터, 및 입상 은-활성탄 필터에 대한 2.3톤의 통수 중에 지속되는 은 용출량을 도시한 그래프이다.

도 4는 실시예 3의 필터 수명까지 사용한 후의 필터에 대한 은 용출량을 도시한 그래프이다.

도 5는 실시예 3의 필터 수명까지 사용한 후의 필터에 대한 일반세균에 대한 항균력을 도시한 그래프이다.

Claims (5)

1. 항균 포스트 카본 블록 필터로서,

   상기 필터는 활성탄, 바인더, 및 은-제올라이트 항균제를 포함하는 조성물로부터 제조되며,

   상기 바인더는 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 극초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE), 초고분자량 폴리에틸렌(VHMWPE), 나일론 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 수지인 것을 특징으로 하는 항균 포스트 카본 블록 필터.
2. 제 1항에 있어서, 상기 은-제올라이트 항균제가 3-5중량% 포함된 것임을 특징으로 하는 항균 포스트 카본 블록 필터.
3. 제 1항에 있어서, 상기 활성탄은 74-355㎛의 사이즈를 갖는 것임을 특징으로 하는 항균 포스트 카본 블록 필터.
4. 제 1항에 있어서, 상기 필터의 포어 사이즈는 0.2 내지 15㎛인 것을 특징으로 하는 항균 포스트 카본 블록 필터.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 항균 포스트 카본 블록 필터가 장착되며, 상기 필터로부터의 Ag 용출량이 통수량 5.4ton까지 2ppb 내지 40ppb로 유지되는 것을 특징으로 하는 정수기.

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