KR101744557B1 - 필터 제작방법 및 이를 이용하여 제작되는 필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 단일 필터막을 접어 이중 필터막을 형성하는 단계 및 상기 이중 필터막의 단면을 폐단형으로 형성토록, 상기 이중 필터막의 접힌 부분인 일측과 상기 일측의 반대편 타측을 융착시키는 단계를 포함하여 구성된 필터 제작방법 및 단일 필터막이 접혀, 주름진 형태로 제공되는 이중 필터막 및 상기 이중 필터막을 단면이 폐단형으로 형성토록, 상기 이중 필터막의 접힌 부분인 일측과 상기 일측의 반대편 타측을 융착시켜 제공되는 융착부를 포함하여 구성된 필터에 관한 것으로서, 이와 같은 본 발명에 의하면, 단일 필터막에 비해 향상된 정수 성능을 제공하는 이중 필터막을 용이하게 제작할 수 있는 효과가 있다.

Description

필터 제작방법 및 이를 이용하여 제작되는 필터{METHOD FOR MANUFACTURING FILTER AND FILTER THEREOF}

본 발명은 필터 제작방법 및 이를 이용하여 제작되는 필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단일 필터막에 비해 향상된 정수 성능을 제공하는 이중 필터막을 용이하게 제작할 수 있는 필터 제작방법 및 이를 이용하여 제작되는 필터에 관한 것이다.

정수기 또는 수처리에 사용되는 필터는 불순물을 포함하는 물 또는 기타 액체를 필터에 통과시켜 불순물을 남기고 순수한 물 또는 기타 액체를 추출할 수 있도록 하는 것이다.

이러한 작용을 반복하여 실행할 경우 필터의 표면에는 불순물이 계속하여 부착되어 쌓이게 되거나 필터가 미세하게 손상됨으로써 필터의 능력이 시간이 갈수록 저하된다. 따라서, 필터를 주기적으로 교환해 주어야 정수 또는 수처리의 품질이 균일하게 유지될 수 있다.

이를 위해, 필터가 장착된 필터카트리지를 필터 홀더에 장착하여 사용하다가 필터의 수명이 다한 경우에는 필터 홀더에서 기존의 필터카트리지를 빼고 새로운 필터카트리지를 간단하게 교환하여 사용할 수 있도록 규격화된 필터카트리지가 개발되어 왔다.

종래기술에 따른 필터카트리지는, 도 1에 도시된 바와 같이, 수회 절곡된 형상의 여과막 필터(110)를 원반형의 홀더(120) 사이에 설치하고, 그 내부에 코어(130)를 장착한 형태가 알려져 있다.

상기한 종래기술에 따른 필터카트리지(100)는, 시간당 처리 용량을 향상시키기 위해 수회 절곡된 형상의 여과막 필터(110)를 사용하여 여과막 필터(110)의 표면적을 넓히도록 하였다.

구체적으로, 도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 필터카트리지(100)의 여과막 필터(110)는 평판 형상의 단일 필터막을 여러 번 지그재그형으로 절곡한 형태로, 상기 단일 필터막의 한쪽 끝과 다른 쪽 끝을 융착하여 융착부(112)를 형성한다.

이러한 필터카트리지(100)에 의해 입수공(122)을 통해 필터카트리지(100)로 들어온 원수가 코어(130)를 통해 흘러가서 필터를 거쳐 걸러진 후 외부로 배출된다.

그런데, 상기와 같은 종래기술에 따르면, 필터가 단일 필터막 구조로 되어 있어 정수 성능이 미흡할 수 있는 문제가 있다.

따라서, 필터의 정수 성능을 향상시키기 위해 필터를 이중 필터막 구조로 형성하되, 이중 필터막을 용이한 방법으로 균일한 형태로 제작할 수 있는 필터 제작 기술의 개발이 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 단일 필터막에 비해 향상된 정수 성능을 제공하는 이중 필터막을 제공하되, 이러한 이중 필터막을 단일 필터막을 접은 후 접힌 일측과 타측을 융착하는 방법에 의해 용이하게 제작할 수 있는 필터 제작방법 및 이를 이용하여 제작되는 필터를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 본 발명은, 단일 필터막을 접어 이중 필터막을 형성하는 단계 및 상기 이중 필터막의 단면을 폐단형으로 형성토록, 상기 이중 필터막의 접힌 부분인 일측과 상기 일측의 반대편 타측을 융착시키는 단계를 포함하여 구성된 필터 제작방법을 제공한다.

바람직하게는, 상기 이중 필터막 형성 단계 후에, 상기 이중 필터막에 주름을 형성하는 단계를 더 포함한다.

더 바람직하게는, 상기 이중 필터막 형성 단계 전에, 상기 단일 필터막에 주름을 형성하는 단계를 더 포함한다.

더 바람직하게는, 상기 이중 필터막 융착 단계에서, 필터의 유로가 상기 이중 필터막의 내측 방향으로 형성되는 경우에는, 상기 이중 필터막의 일측을 타측의 내측면에 융착시킨다.

더 바람직하게는, 상기 이중 필터막 융착 단계에서, 필터의 유로가 상기 이중 필터막의 외측 방향으로 형성되는 경우에는, 상기 이중 필터막의 일측을 타측의 외측면에 융착시킨다.

더 바람직하게는, 상기 이중 필터막 융착 단계에서, 상기 이중 필터막의 일측의 주름 사이에 타측을 끼워 융착시킨다.

더 바람직하게는, 상기 이중 필터막은, 전하를 띠는 나노섬유를 주소재로 형성된다.

그리고, 본 발명은, 단일 필터막이 접혀, 주름진 형태로 제공되는 이중 필터막 및 상기 이중 필터막을 단면이 폐단형으로 형성토록, 상기 이중 필터막의 접힌 부분인 일측과 상기 일측의 반대편 타측을 융착시켜 제공되는 융착부를 포함하여 구성된 필터를 제공한다.

바람직하게는, 상기 융착부는, 상기 이중 필터막의 일측이 타측의 내측면 또는 외측면에 융착되어 형성된다.

더 바람직하게는, 상기 융착부는, 상기 이중 필터막의 일측의 주름 사이에 타측이 끼워져 융착되어 형성된다.

더 바람직하게는, 상기 이중 필터막은, 전하를 띠는 나노섬유를 주소재로 형성된다.

이와 같은 본 발명에 따른 필터 제작방법 및 이를 이용하여 제작되는 필터에 의하면, 단일 필터막을 이용하여 이중 필터막 구조의 필터를 제공함으로써 필터 정수 성능이 향상되는 효과가 있다.

또한, 이러한 이중 필터막을 단일 필터막을 접은 후 접힌 일측과 타측을 융착하는 방법에 의해 용이하게 제작할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 단일 필터막의 필터를 나타내는 사시도 및 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 필터 제작방법을 나타내는 블럭도.
도 3 및 4는 본 발명에 따른 필터 제작방법의 응용예를 나타내는 블럭도.
도 5 내지 7은 본 발명에 따른 필터의 다양한 이중 필터막 형태를 나타내는 평면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 필터 제작방법 및 이를 이용하여 제작되는 필터를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따라 이중 필터막(20)을 제작하는 방법(S100)을 단계별로 나타내고, 도 3 및 4는 도 2의 이중 필터막(20) 제작 방법(S100a)(S100b)에 주름을 형성하는 단계(S130a)(S130b)를 추가하는 응용례를 나타낸다.

그리고, 도 5 내지 7은 상기 이중 필터막(20) 제작 방법에 따라 다양한 융착부(30)가 형성되는 이중 필터막(20) 구조의 필터(1)를 나타낸다.

먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 필터 제작방법(S100)은, 단일 필터막(10)을 접어 이중 필터막(20)을 형성하는 단계(S110) 및 상기 이중 필터막(20)의 단면을 폐단형으로 형성토록, 상기 이중 필터막(20)의 접힌 부분인 일측(22)과 상기 일측(22)의 반대편 타측(24)을 융착시키는 단계(S120)를 포함하여 구성될 수 있다.

배경기술에서 설명한 바와 같이, 단일 필터막의 필터는 정수 성능이 미흡할 수 있는 문제가 있으므로, 필터가 이중 필터막 구조로 제공되면서, 필터막 표면적을 넓혀 정수 처리 용량을 향상시키기 위해 필터막에 주름을 형성하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명에서는 이중 필터막 구조를 제공하기 위해, 단일 필터막 두 개를 겹쳐서 이중 필터막을 형성하지 않고, 단일 필터막(10)을 접어서 이중 필터막(20) 구조를 형성한다.

이를 위하여, 도 3의 응용예를 참조하면, 필터 제작방법(S100a)은, 이중 필터막 형성 단계(S110a) 후에 상기 이중 필터막(20)에 주름을 형성하는 단계(S130a)를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 도 3에서는 단일 필터막(10)을 접어 이중 필터막(20)을 형성한 후(S110a), 이중 필터막(20)에 주름을 형성한다(S130a). 그리고나서, 이중 필터막(20)의 양측을 융착하여 원통형의 필터(1)를 형성한다(S120a).

이때, 단일 필터막(10)을 접어 이중 필터막(20)을 형성한 후에 주름을 형성함으로 인해, 도 3의 필터의 단면도에 나타나는 바와 같이, 외측 필터막(20a)과 내측 필터막(20b)의 주름은 같은 형태로 대략 겹쳐지게 형성된다.

이 경우에는, 외측 필터막(20a)과 내측 필터막(20b)이 대략 겹쳐지므로, 도 4의 경우보다는 외측 필터막(20a)과 내측 필터막(20b) 사이 공간이 적게 형성된다.

만약, 이중 필터막을 형성할 때, 외측 필터막과 내측 필터막이 그 사이에 공간이 거의 없을 정도로 접하는 경우에는 단일 필터막과 유사한 형태가 되므로 이중 필터 효과를 얻기 어려울 수 있다.

그러나, 제조과정상, 이중 필터막(20)을 양측에서 융착하여 원통형의 필터(1)를 형성할 때, 외측 필터막(20a)과 내측 필터막(20b)은 자연스럽게 어느 정도 이격되게 된다.

따라서, 외측 필터막(20a)과 내측 필터막(20b) 사이에 공간이 형성되어 이중 필터 기능이 충분히 발휘될 수 있다.

또한, 도 4의 응용예를 참조하면, 필터 제작방법(S100b)은, 이중 필터막 형성 단계(S110b) 전에 상기 단일 필터막(10)에 주름을 형성하는(S130b) 단계를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 도 4에서는 단일 필터막(10)을 접기 전에, 먼저 단일 필터막(10)에 주름을 형성한다(S130b). 그리고, 주름이 형성된 단일 필터막(10)을 접어 이중 필터막(20) 구조를 형성한 후(S110b) 양측을 융착하여 원통형의 필터(1)를 형성한다(S120b).

이때, 단일 필터막(10)을 접기 전에 주름을 형성함으로 인해, 도 3의 필터의 단면도에 나타나는 바와 같이, 외측 필터막(20a)과 내측 필터막(20b)의 주름이 서로 대칭되는 구조로 형성된다.

이에 따라, 외측 필터막(20a)의 외측 방향으로 돌출되는 산부분과 내측 필터막(20b)의 내측 방향으로 돌출되는 산부분에 의해, 외측 필터막(20a)과 내측 필터막(20b) 사이의 공간은 대략 마름모 형태가 연속적으로 형성된다.

여기서, 본 발명에 따른 이중 필터막(20)의 외측 필터막(20a)과 내측 필터막(20b)은 그 사이에 상기한 마름모 형태의 공간이 마련되어 어느 정도 떨어져 있으므로, 이중 필터 기능이 충분히 발휘될 수 있다.

그러나, 도 4와 같이 필터(1)를 제작하는 경우에도, 접힌 부분인 일측(22)의 위치 및 일측(22)의 주름 크기 등을 조정함으로써, 도 3과 같이 주름이 겹쳐져 균일한 형태로 형성하는 것도 가능하다.

또한, 이중 필터막(20)의 접힌 부분인 일측(22)과 상기 일측(22)의 반대편 타측(24)을 융착시켜, 이중 필터막(20)의 단면을 폐단형으로 형성할 수 있다. 여기서, 이중 필터막(20)의 단면을 폐단형으로 형성하되, 필터막에서 여과가 균일하게 이루어지도록 본원발명에서와 같이 원형으로 형성하는 것이 바람직하다.

도 2 내지 4의 확대도를 참조하면, 이중 필터막(20)의 접힌 부분인 일측(22)에서는, 외측 필터막(20a)과 내측 필터막(20b)이 이어져 있고, 일측(22)의 반대편 타측(24)에서는 외측 필터막(20a)의 단부와 내측 필터막(20b)의 단부가 이어져 있지 않다.

이와 같이 이중 필터막(20)의 일측(22)과 타측(24)이 포개져 융착되어 융착부(30)가 형성되고, 이에 따라 대략 원통형의 필터(1)가 형성된다. 여기서, 원수는 원통형의 필터(1)의 내측 또는 외측 방향으로 통과하면서 여과된다.

한편, 이중 필터막(20)의 양측을 융착하여 원통형의 필터(1)를 제조하는 과정에서, 융착부(30) 또는 필터막의 단부에서 미세한 분진이나 이물질이 발생하게 된다. 특히 단부에는 필터막의 절단 과정에서 미세한 분진이 많이 발생한다.

따라서, 이러한 미세한 분진이나 이물질이 밖으로 유출되어 사용자에게 공급되지 않도록 구성되는 융착부(30)를 형성하는 것이 바람직하다.

이를 위해, 본 발명에서는 도 5 내지 7에 도시된 바와 같이 원수의 유로에 따라 다양한 형태의 융착부(30)가 형성되는 이중 필터막(20)을 제공할 수 있다. 여기서, 도 5 및 6은 각각 도 3 및 4에 도시된 필터 제작방법에 의해 제작될 수 있다.

먼저, 이중 필터막 융착 단계(S120)에서, 필터(1)의 유로가 상기 이중 필터막(20)의 내측 방향으로 형성되는 경우에는, 상기 이중 필터막(20)의 일측(22)을 타측(24)의 내측면에 융착시키는 것이 바람직하고, 이러한 융착부를 갖는 필터는 도 5의 (a) 및 도 6의 (a)에 도시되어 있다.

즉, 이중 필터막(20)의 접힌 부분인 일측(22)의 외측 필터막(20a) 위에 타측(24)이 포개져 융착되는 것이다.

이 경우, 도시하지는 않았으나, 필터하우징의 하부 유입구로부터 원수가 유입되고, 유입된 원수는 이중 필터막(20)을 통과하여 내부로 유입되면서 걸러진 후, 이중 필터막(20) 내부로부터 필터하우징의 상부 유출구를 통해 유출된다.

이때, 융착부(30) 및 필터막의 단부에서 발생하는 미세한 분진이나 이물질이 원수와 함께 이중 필터막(20) 내부로 유입되는 것이 방지되어야 한다.

그런데, 본 발명에서는 이중 필터막(20)의 일측(22)은 접어 형성되므로 미세한 분진이나 이물질이 거의 발생하지 않는 반면, 타측(24)은 절단되어 형성되는 단부이므로 미세한 분진이나 이물질이 많이 발생할 수 있다.

따라서, 유로가 이중 필터막(20)의 외측에서 내측으로 형성되는 경우에는, 이중 필터막(20)의 타측(24)에서 발생하는 미세한 분진이나 이물질이 이중 필터막(20) 내부로 유입되지 않도록, 이중 필터막(20)의 타측(24)은 일측(22)의 바깥쪽에 배치되는 것이 바람직하다.

즉, 도 5의 (a)와 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 유로가 이중 필터막(20)의 외측에서 내측으로 형성되는 경우에는, 이중 필터막(20)의 타측(24)이 일측(22)의 외측에 융착되는 것이 바람직하다.

또한, 이중 필터막 융착 단계(S120)에서, 필터(1)의 유로가 상기 이중 필터막(20)의 외측 방향으로 형성되는 경우에는, 상기 이중 필터막(20)의 일측(22)을 타측(24)의 외측면에 융착시키는 것이 바람직하고, 이러한 융착부를 갖는 필터는 도 5의 (b) 및 도 6의 (b)에 도시되어 있다.

즉, 이중 필터막(20)의 절단 단부인 타측(24)의 외측 필터막(20a) 위에 접힌 부분인 일측(22)이 포개져 융착되는 것이다.

이 경우, 도시하지는 않았으나, 필터하우징의 하부 유입구를 통해 원수가 이중 필터막(20) 내부로 유입되고, 유입된 원수는 이중 필터막(20)을 통과하여 외부로 유출되면서 걸러진 후, 필터하우징의 상부 유출구를 통해 유출된다.

이때, 상기한 바와 같이, 본 발명에서 이중 필터막(20)의 타측(24)은 절단되어 형성되는 단부이므로 미세한 분진이나 이물질이 많이 발생할 수 있다.

따라서, 유로가 이중 필터막(20)의 내측에서 외측으로 형성되는 경우에는, 이중 필터막(20)의 타측(24)에서 발생하는 미세한 분진이나 이물질이 이중 필터막(20) 외부로 유출되지 않도록, 이중 필터막(20)의 타측(24)은 일측(22)의 안쪽에 배치되는 것이 바람직하다.

즉, 도 5의 (b)와 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 유로가 이중 필터막(20)의 내측에서 외측으로 형성되는 경우에는, 이중 필터막(20)의 타측(24)이 일측(22)의 내측에 융착되는 것이 바람직하다.

다음, 도 7에 도시된 바와 같이, 이중 필터막 융착 단계(S120)에서, 상기 이중 필터막(20)의 일측(22)의 주름 사이에 타측(24)을 끼워 융착시켜 융착부(30)를 형성할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서 이중 필터막(20)의 타측(24)에서 미세한 분진이나 이물질이 많아 발생한다. 이에, 상기 도 5 및 6의 이중 필터막(20)의 실시예들은, 상기 미세한 분진이나 이물질이 밖으로 유출되지 않도록, 유로의 방향에 따라 이중 필터막(20)의 일측(22)과 타측(24)을 배치시킨 것이다.

즉, 필터의 구성에 따라 유로가 다양하게 형성될 수 있는데, 상기 도 5 및 6의 이중 필터막(20) 실시예들의 경우에는 모든 유로에 대응할 수 없고, 각각 유로가 이중 필터막(20)의 내측 또는 외측 방향으로 형성되는 경우에만 바람직하다.

반면, 도 7에 도시된 이중 필터막(20) 실시예의 경우에는, 융착부(30)는 이중 필터막(20)의 일측(22)의 첫번째 주름 사이에 타측(24)을 배치시킨 후 융착시켜 형성되는 것이다.

이에 따라, 타측(24) 단부가 이중 필터막(20)의 내측 또는 외측으로 노출되지 않고, 타측(24) 단부로부터 발생하는 미세한 분진이나 이물질이 일측(22)의 주름 사이에 갇히게 되므로, 상기 미세한 분진이나 이물질이 필터(1)로부터 유출되어 사용자에게 공급되는 것을 방지할 수 있다.

다음, 본 발명에 따른 이중 필터막(20)으로 형성되는 필터(1)는, 전하를 띠는 나노 파이버로 이루어질 수 있다.

구체적으로, 나노 파이버 필터는 나노 섬유(nano fiber)를 주소재로 제작된 것으로서 표면에 전하를 띠고 있으며, 광물질, 유기물질, 금속, 박테리아, DNA 또는 바이러스 등을 걸러낼 수 있는 것으로, 마이크론 크기에서 나노 크기의 입자까지도 처리 가능하다.

특히, 나노 파이버 필터는 막 자체의 공극이 작을 뿐만 아니라 전하를 띠고 있으므로, 세균 및 바이러스의 제거에 탁월한 성능을 갖는다.

더욱이, 나노 파이버 필터는 전술한 월등한 정수 능력에 더해서, 역삼투막 필터에 비해 처리할 수 있는 유속이 커서, 빠른 시간 안에 많은 양을 처리할 수 있을 뿐만 아니라 농축수로 버려지는 물도 없다는 이점이 있다.

또한, 본 발명에서 필터(1)는 이러한 전하를 띠고 있는 나노 파이버 필터 중에서 높은 전기 양전성을 갖고 있는 나노 알루미나 파이버 필터가 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

1 ... 필터 10 ... 단일 필터막
20 ... 이중 필터막 20a ... 외측 필터막
20b ... 내측 필터막 22 ... 이중 필터막 일측
24 ... 이중 필터막 타측 30 ... 융착부

Claims (11)

1. 단일 필터막(10)을 접어 이중 필터막(20)을 형성하는 단계(S110); 및
   상기 이중 필터막(20)의 단면을 폐단형으로 형성토록, 상기 이중 필터막의 접힌 부분인 일측(22)과 상기 일측의 반대편 타측(24)을 융착시키는 단계(S120);
   를 포함하여 구성된 필터 제작방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 이중 필터막 형성 단계(S110) 후에, 상기 이중 필터막(20)에 주름을 형성하는 단계(S130a)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 제작방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 이중 필터막 형성 단계(S110) 전에, 상기 단일 필터막(10)에 주름을 형성하는 단계(S130b)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 제작방법.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 이중 필터막 융착 단계(S120)에서, 상기 이중 필터막의 일측(22)을 타측(24)의 내측면에 융착시키는 것을 특징으로 하는 필터 제작방법.
   
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 이중 필터막 융착 단계(S120)에서, 상기 이중 필터막의 일측(22)을 타측(24)의 외측면에 융착시키는 것을 특징으로 하는 필터 제작방법.
   
6. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 이중 필터막 융착 단계(S120)에서, 상기 이중 필터막(20)의 일측(22)의 주름 사이에 타측(24)을 끼워 융착시키는 것을 특징으로 하는 필터 제작방법.
   
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 이중 필터막(20)은, 전하를 띠는 나노 파이버를 주소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 필터 제작방법.
   
8. 단일 필터막(10)이 접혀, 주름진 형태로 제공되는 이중 필터막(20); 및
   상기 이중 필터막(20)을 단면이 폐단형으로 형성토록, 상기 이중 필터막(20)의 접힌 부분인 일측(22)과 상기 일측의 반대편 타측(24)을 융착시켜 제공되는 융착부(30);
   를 포함하여 구성된 필터.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 융착부(30)는, 상기 이중 필터막(20)의 일측(22)이 타측(24)의 내측면 또는 외측면에 융착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 필터.
   
10. 제8항에 있어서,
    상기 융착부(30)는, 상기 이중 필터막(20)의 일측(22)의 주름 사이에 타측(24)이 끼워져 융착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 필터.
    
11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이중 필터막(20)은, 전하를 띠는 나노 파이버를 주소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 필터.

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