KR102333961B1 - Ion exchange filter member and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 분말상 이온교환 수지, 펄프, 및 섬유상 바인더를 포함하는 이온교환 필터 부재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 이온교환 필터 부재는 분말상의 이온교환 수지를 사용하여 제조되는바 비표면적 증대에 따른 이온교환 용량 및 수명을 대폭 개선할 수 있으며, 또한 펄프 및 섬유상 바인더를 사용하여 특별한 가공 과정을 통하여 제조되는바 종래의 입자상 소재로 구현하기 어려웠던 차압에 대한 문제점을 개선할 수 있다.The present invention relates to an ion exchange filter member comprising a powdery ion exchange resin, pulp, and a fibrous binder and a method for manufacturing the same. It is possible to significantly improve the ion exchange capacity and lifespan according to
Description
본 발명은 정수기, 연수기 등의 이온교환 필터에 사용될 수 있는 이온교환 필터 부재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an ion exchange filter member that can be used in an ion exchange filter such as a water purifier and a water softener, and a method for manufacturing the same.
일반적으로 수돗물과 같은 상수도에는 살균과정에서 사용된 다량의 염소성분이 포함되어 있으며, 노후된 관 및 수질오염 등으로 인해 인체에 해로운 철, 아연, 납, 수은 등의 각종 중금속이 함유되어 있다. 중금속이나 질산성 질소, 불소 이온들이 포함된 물을 사람이 장기간 음용했을 때 건강에 치명적인 영향을 끼칠 수 있다.
In general, tap water, such as tap water, contains a large amount of chlorine used in the sterilization process, and contains various heavy metals such as iron, zinc, lead, and mercury that are harmful to the human body due to old pipes and water pollution. When a person drinks water containing heavy metals, nitrate nitrogen, and fluoride ions for a long time, it can have a fatal effect on health.
또한, 경도물질과 같은 금속성 이온물질이 포함된 물은 비누의 작용을 방해하여 비눗물을 완벽하게 제거할 수 없게 하고, 세탁시 섬유에 비누성분이 흡착되어 얼룩을 만들며, 칼슘이온이나 마그네슘이온이 비누의 지방산과 결합하여 금속성 이물질을 만들게 되고, 이러한 금속성 이물질은 피부자극 물질로 작용하여 각종 피부질환을 일으키거나 피부노화를 촉진시키게 된다.
In addition, water containing metallic ionic substances such as hardness substances interferes with the action of soap, making it impossible to completely remove the soapy water. It combines with fatty acids of the fatty acid to make a metallic foreign material, and this metallic foreign material acts as a skin irritant, causing various skin diseases or accelerating skin aging.
또한, 경도물질이 포함된 보일러 수는 보일러나 열교환기에 스케일을 유발하여 공정의 효율을 크게 떨어뜨릴 수 있으며, 따라서 전자산업이나 의약산업에서도 이온물질을 완전히 제거한 초순수는 제품의 성능을 결정하는 중요한 요인으로 작용한다.
In addition, the number of boilers containing hardness substances can cause scale in the boiler or heat exchanger, which can greatly reduce the efficiency of the process. acts as
한편, 이와 관련하여, 연수 및 스케일 제거 등을 위하여 사용되던 종래의 이온교환 필터는 일반적으로 입자상 이온교환 수지를 그 자체로 충진한 형태로 사용되었다. 그러나, 이러한 형태의 이온교환 필터는 일정 수준의 이온교환 용량 및 수명을 확보하기 위한 여재의 필요량에 따라 부피가 제한적인 문제점이 있었으며, 부피를 줄이기 위하여 보다 작은 크기의 입자상 이온교환 수지를 사용하는 경우 필터 자체의 차압이 증가하여 유량 확보가 어려운 문제점이 있었다.
On the other hand, in this regard, the conventional ion exchange filter used for soft water and scale removal, etc. was generally used in a form filled with a particulate ion exchange resin itself. However, this type of ion exchange filter has a problem in that the volume is limited depending on the amount of filter media required to secure a certain level of ion exchange capacity and lifespan. There was a problem in that it was difficult to secure the flow rate because the differential pressure of the filter itself increased.
이에, 이온교환 용량 및 수명을 대폭 개선할 수 있으며, 동시에 종래의 입자상 소재로 구현하기 어려웠던 차압에 대한 문제점을 개선할 수 있는 새로운 소재의 이온교환 필터가 요구되고 있는 실정이다.
Accordingly, there is a demand for an ion exchange filter made of a new material that can significantly improve the ion exchange capacity and lifespan, and at the same time improve the problem of differential pressure that was difficult to implement with the conventional particulate material.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이온교환 용량 및 수명을 대폭 개선할 수 있으며, 동시에 종래의 입자상 소재로 구현하기 어려웠던 차압에 대한 문제점을 개선할 수 있는 이온교환 필터 부재 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention has been devised to solve the above problems, and it is possible to significantly improve the ion exchange capacity and lifespan, and at the same time, an ion exchange filter member capable of improving the problem of differential pressure, which was difficult to implement with conventional particulate materials, and An object of the present invention is to provide a method for manufacturing the same.
한편, 본 발명의 과제는 상술한 내용에 한정하지 않는다. 본 발명의 과제는 본 명세서의 내용 전반으로부터 이해될 수 있을 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 부가적인 과제를 이해하는데 아무런 어려움이 없을 것이다.
In addition, the subject of this invention is not limited to the above-mentioned content. The subject of the present invention will be understood from the overall content of the present specification, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will have no difficulty in understanding the additional subject of the present invention.
일 측면에서, 본 발명은 분말상 이온교환 수지, 펄프, 및 섬유상 바인더를 포함하는 이온교환 필터 부재를 제공한다.
In one aspect, the present invention provides an ion exchange filter member comprising a powdery ion exchange resin, pulp, and a fibrous binder.
보다 바람직하게는, 분말상 이온교환 수지 80wt% ~ 95wt%, 펄프 3wt% ~ 15wt%, 및 섬유상 바인더 0wt% 초과 5wt% 이하를 포함하는 이온교환 필터 부재를 제공한다.
More preferably, there is provided an ion exchange filter member comprising 80 wt% to 95 wt% of a powdery ion exchange resin, 3 wt% to 15 wt% of pulp, and more than 0 wt% to 5 wt% or less of a fibrous binder.
한편, 상기 분말상 이온교환 수지는 입자의 평균입경이 20㎛ ~ 300㎛인 것이 바람직하다.
Meanwhile, the powdery ion exchange resin preferably has an average particle diameter of 20 μm to 300 μm.
한편, 상기 펄프는 목재 펄프, 마 펄프, 및 면 펄프로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다. 한편, 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 펄프는 목재 펄프인 것이 보다 바람직하다.
Meanwhile, the pulp may be at least one selected from the group consisting of wood pulp, hemp pulp, and cotton pulp. Meanwhile, although not limited thereto, the pulp is more preferably wood pulp.
한편, 상기 섬유상 바인더는 저융점 스테이플파이버, 및 저밀도 폴리에틸렌 수지 분말로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다. 한편, 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 섬유상 바인더는 저융점 스테이플파이버인 것이 보다 바람직하며, 이때 저융점 스테이플파이버는 융점이 110℃ ~ 150℃인 것이 바람직하다.
Meanwhile, the fibrous binder may be at least one selected from the group consisting of low-melting staple fibers and low-density polyethylene resin powder. Meanwhile, although not limited thereto, the fibrous binder is more preferably a low-melting staple fiber, and in this case, the low-melting staple fiber preferably has a melting point of 110°C to 150°C.
한편, 본 발명은 상기 이온교환 필터 부재를 포함하는 이온교환 필터 역시 제공한다.
On the other hand, the present invention also provides an ion exchange filter including the ion exchange filter member.
다른 측면에서, 본 발명은 분말상 이온교환 수지, 펄프, 및 섬유상 바인더를 포함하는 이온교환 필터 부재 형성용 소재를 물 내에서 혼합하여 슬러리 용액을 제조하는 단계; 상기 슬러리 용액을 이용하여 성형체를 제조하는 단계; 상기 성형체 내부의 수분을 탈수하는 단계; 및 상기 성형체를 건조하는 단계를 포함하는 이온교환 필터 부재의 제조방법을 제공한다.
In another aspect, the present invention comprises the steps of: preparing a slurry solution by mixing a powdery ion exchange resin, pulp, and a material for forming an ion exchange filter member including a fibrous binder in water; preparing a molded body using the slurry solution; dehydrating the moisture inside the molded body; And it provides a method of manufacturing an ion exchange filter member comprising the step of drying the molded body.
한편, 상기 성형체를 제조하는 단계 및 성형체 내부의 수분을 탈수하는 단계는 회전 및 탈수 기능을 가지는 구조물을 이용하여 수행되는 것이 바람직하다.
On the other hand, the step of manufacturing the molded body and the step of dehydrating the moisture inside the molded body is preferably performed using a structure having a rotation and dehydration function.
보다 구체적으로, 상기 성형체를 제조하는 단계는 회전 및 탈수 기능을 가지는 구조물의 틀에 슬러리 용액을 분사하는 방법으로 수행되며, 이때 상기 구조물 틀의 회전속도는 10rpm ~ 200rpm인 것이 바람직하다.
More specifically, the manufacturing of the molded body is performed by spraying a slurry solution onto a frame of a structure having a rotation and dehydration function, wherein the rotational speed of the structure frame is preferably 10 rpm to 200 rpm.
또한, 상기 성형체 내부의 수분을 탈수하는 단계는 회전 및 탈수 기능을 가지는 구조물의 틀을 200rpm ~ 1000rpm의 회전속도로 회전하는 방법으로 수행되는 것이 바람직하다.
In addition, the step of dehydrating the moisture inside the molded body is preferably performed by rotating the frame of the structure having a rotation and dehydration function at a rotation speed of 200 rpm to 1000 rpm.
한편, 상기 성형체를 건조하는 단계는 섬유상 바인더의 융점 온도에서 수행되는 것이 바람직하다. 예컨대, 이에 한정되는 것은 아니나, 110℃ ~ 150℃ 정도의 건조온도로 수행될 수 있다.
On the other hand, the drying of the molded body is preferably performed at the melting point temperature of the fibrous binder. For example, although not limited thereto, it may be carried out at a drying temperature of about 110°C to 150°C.
덧붙여, 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
Incidentally, the means for solving the above problems do not enumerate all the features of the present invention. Various features of the present invention and its advantages and effects may be understood in more detail with reference to the following specific embodiments.
본 발명의 이온교환 필터 부재는 분말상의 이온교환 수지를 사용하여 제조되는바 비표면적 증대에 따른 이온교환 용량 및 수명을 대폭 개선할 수 있으며, 또한 펄프 및 섬유상 바인더를 사용하여 특별한 가공 과정을 통하여 제조되는바 종래의 입자상 소재로 구현하기 어려웠던 차압에 대한 문제점을 개선할 수 있다.
The ion exchange filter member of the present invention is manufactured by using a powdery ion exchange resin, which can significantly improve the ion exchange capacity and lifespan according to the increase of the specific surface area, and is also manufactured through a special processing process using pulp and fibrous binder. As a result, it is possible to improve the problem of differential pressure, which was difficult to implement with the conventional particulate material.
도 1은 본 발명에 따른 이온교환 필터 부재 제조방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 이온교환 필터 부재 제조방법의 일례에 사용되는 제조장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 이온교환 필터 부재 제조방법의 일례에 있어서 슬러리 용액을 제조하는 단계를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 이온교환 필터 부재 제조방법의 일례에 있어서 성형체를 제조하는 단계를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 이온교환 필터 부재 제조방법의 일례에 있어서 탈수하는 단계를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 이온교환 필터 부재 제조방법의 일례에 있어서 건조하는 단계를 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a view showing an example of a method for manufacturing an ion exchange filter member according to the present invention.
2 is a view schematically showing a manufacturing apparatus used in an example of a method for manufacturing an ion exchange filter member according to the present invention.
3 is a diagram schematically illustrating a step of preparing a slurry solution in an example of a method for manufacturing an ion exchange filter member according to the present invention.
4 is a view schematically showing a step of manufacturing a molded article in an example of the method for manufacturing an ion exchange filter member according to the present invention.
5 is a diagram schematically illustrating a step of dehydration in an example of a method for manufacturing an ion exchange filter member according to the present invention.
6 is a diagram schematically illustrating a drying step in an example of a method for manufacturing an ion exchange filter member according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiment of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, the embodiments of the present invention are provided in order to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art. The shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer description.
본 발명자들은 상기한 과제를 해결하기 위하여 연구를 거듭한 결과, 분말상의 이온교환 수지를 펄프 및 섬유상 바인더와 함께 혼합하고, 별도 가공 처리하여 이온교환 필터용 부재를 제조하는 경우, 이온교환 용량 및 수명을 대폭 개선할 수 있으며, 저차압의 구현이 가능하다는 것을 알아내고, 본 발명을 완성하였다.
As a result of repeated research to solve the above problems, the present inventors have mixed a powdery ion exchange resin with pulp and a fibrous binder and processed separately to manufacture an ion exchange filter member, ion exchange capacity and lifespan can be significantly improved, and it was found that a low differential pressure can be realized, and the present invention was completed.
구체적으로, 본 발명에 따른 이온교환 필터 부재는 분말상 이온교환 수지, 펄프, 및 섬유상 바인더를 포함하며, 보다 바람직하게는 분말상 이온교환 수지 80wt% ~ 95wt%, 펄프 3wt% ~ 15wt%, 및 섬유상 바인더 0wt% 초과 5wt% 이하를 포함한다. 여기서 wt%는 중량%를 의미한다.
Specifically, the ion exchange filter member according to the present invention includes a powdery ion exchange resin, pulp, and a fibrous binder, more preferably 80wt% to 95wt% of a powdery ion exchange resin, 3wt% to 15wt% pulp, and a fibrous binder Including more than 0 wt% and not more than 5 wt%. Here, wt% means wt%.
먼저, 본 발명의 상기 분말상 이온교환 수지는 술폰산기(-SO3H), 카르복실기(-COOH), 포스포닉기(-PO3H2), 포스피닉기(-HPO2H), 아소닉기(-AsO3H2), 셀리노닉기(-SeO3H) 등의 양이온교환기를 가지는 양이온교환수지의 분말일 수 있고, 또는 4급 암모늄염(-NH3), 1~3급 아민(-NH2, -NHR, -NR2), 4급 포스포니움기(-PR4), 3급 술폰니움기(-SR3) 등의 음이온 교환기를 가지는 음이온교환수지의 분말일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 양이온 또는 음이온을 교환할 수 있는 소재로써 분말상인 것이면 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 한편, 본 발명 이온교환 필터 부재는 이와 같이 이온교환 필터의 구조에 따라 양이온교환교환수지 분말을 사용할 수도 있고, 음이온교환수지 분말을 사용할 수도 있으며, 이들을 모두 사용할 수도 있다.
First, the powdery ion exchange resin of the present invention is a sulfonic acid group (-SO 3 H), a carboxyl group (-COOH), a phosphonic group (-PO 3 H 2 ), a phosphinic group (-HPO 2 H), an asonic group (-AsO 3 H 2 ), may be a powder of a cation exchange resin having a cation exchange group such as a selinonic group (-SeO 3 H), or a quaternary ammonium salt (-NH 3 ), a primary to a tertiary amine (-NH 2 , -NHR, -NR 2 ), quaternary phosphonium group (-PR 4 ), tertiary sulfonium group (-SR 3 ) may be a powder of an anion exchange resin having an anion exchanger such as, but limited thereto No, it is a material capable of exchanging cations or anions and can be used without any particular limitation as long as it is in powder form. On the other hand, the ion exchange filter member of the present invention may use a cation exchange resin powder or an anion exchange resin powder depending on the structure of the ion exchange filter as described above, or both may be used.
이때, 상기 분말상 이온교환 수지는 입자의 평균입경이 20㎛ ~ 300㎛인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 50㎛ ~ 200㎛ 정도일 수 있다. 분말상 이온교환 수지의 입자 평균입경이 상기 범위를 만족하는 경우 특히 비표면적 증대에 따른 이온교환 용량 및 수명을 대폭 개선할 수 있다.
In this case, the powdery ion exchange resin preferably has an average particle diameter of 20 μm to 300 μm, and more preferably about 50 μm to 200 μm. When the average particle diameter of the powdery ion exchange resin satisfies the above range, the ion exchange capacity and lifespan can be significantly improved, particularly due to an increase in specific surface area.
한편, 본 발명의 상기 분말상 이온교환 수지는 80wt% ~ 95wt%로 포함되는 것이 바람직하며, 예를 들면, 85wt% 초과 95wt% 미만 정도로 포함될 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 경우 성형체의 강도 및 제거성능의 문제점이 있을 수 있다.
On the other hand, the powdery ion exchange resin of the present invention is preferably included in 80 wt% to 95 wt%, for example, it may be included in an amount greater than 85 wt% and less than 95 wt%. If it is out of the above range, there may be problems in strength and removal performance of the molded body.
다음으로, 본 발명의 상기 펄프는 상기 분말상 이온교환 수지를 이용하여 제조되는 성형체를 블록 형태로 지지하기 위한 것으로, 예를 들면, 이에 한정되는 것은 아니나, 목재 펄프일 수 있고, 또는 마 펄프, 면 펄프 등의 비목재 펄프 등일 수도 있다. 이와 같이, 본 발명은 바인더로 섬유상을 가지는 소재를 사용하며, 이 경우 섬유상 소재가 같는 자체 공극으로 인하여 최종적으로 제조되는 이온교환 필터 부재의 차압을 낮추는 것이 용이하다는 장점이 있다.
Next, the pulp of the present invention is for supporting the molded article produced using the powdery ion exchange resin in a block form, for example, but not limited thereto, may be wood pulp, or hemp pulp, cotton Non-wood pulp, such as pulp, etc. may be sufficient. As described above, the present invention uses a fibrous material as a binder, and in this case, it is easy to lower the differential pressure of the finally manufactured ion exchange filter member due to the same pores as the fibrous material.
한편, 이에 한정되는 것은 아니나, 상술한 예시들 중에서도 특히 목재 펄프를 사용하는 것이 보다 바람직하며, 이 경우 상술한 효과를 보다 효과적으로 구현할 수 있다.
Meanwhile, although not limited thereto, it is more preferable to use wood pulp in particular among the above-described examples, and in this case, the above-described effect can be more effectively implemented.
한편, 본 발명의 상기 펄프는 3wt% ~ 15wt%로 포함되는 것이 바람직하며, 예를 들면, 5wt% 초과 15wt% 미만 정도로 포함될 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 경우 성형체의 강도 및 차압발생 등의 문제점이 있을 수 있다.
On the other hand, the pulp of the present invention is preferably included in 3wt% to 15wt%, for example, it may be included in an amount of more than 5wt% and less than 15wt%. If it is out of the above range, there may be problems such as strength of the molded body and generation of differential pressure.
다음으로, 본 발명의 상기 섬유상 바인더는 상기 분말상 이온교환 수지의 지지체 역할을 강화하기 위한 것으로, 예를 들면, 이에 한정되는 것은 아니나, 저융점 스테이플파이버, 저밀도 폴리에틸렌 수지 분말 등의 섬유상 바인더 소재가 제한없이 사용될 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 바인더뿐만 아니라, 섬유상 바인더 적용을 통해서 최종적으로 제조되는 이온교환 필터 부재의 차압을 낮추며 강도를 유지시키는 것이 더욱 용이하다는 장점이 있다.
Next, the fibrous binder of the present invention is for strengthening the role of the support of the powdery ion exchange resin, for example, but not limited thereto, a fibrous binder material such as a low-melting staple fiber, a low-density polyethylene resin powder, etc. is limited can be used without As such, the present invention has the advantage that it is easier to maintain strength while lowering the pressure differential of the ion exchange filter member finally manufactured through application of the fibrous binder as well as the binder.
한편, 이에 한정되는 것은 아니나, 상술한 예시들 중에서도 특히 저융점 스테이플파이버를 섬유상 바인더로 사용하는 것이 보다 바람직하며, 이때 저융점 스테이플파이버의 융점(Melting Point)은 110℃ ~ 150℃ 정도인 것이 바람직하다. 융점이 상기 범위를 벗어나는 경우 건조 공정의 효율성 저하 및 이로 인한 필터 성능 저하 등의 문제점이 있다.
On the other hand, although not limited thereto, it is more preferable to use a low-melting-point staple fiber as a fibrous binder among the above-mentioned examples, and in this case, the melting point of the low-melting-point staple fiber is preferably about 110°C to 150°C. do. When the melting point is out of the above range, there are problems such as a decrease in the efficiency of the drying process and a decrease in filter performance due to this.
한편, 본 발명의 상기 섬유상 바인더는 0wt% 초과 5wt% 이하로 포함되는 것이 바람직하며, 예를 들면, 0wt% 초과 5wt% 미만 정도로 포함될 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 경우 성형체의 강도 및 차압발생 등의 문제점이 있을 수 있다.
On the other hand, the fibrous binder of the present invention is preferably included in an amount of more than 0 wt% and 5 wt% or less, for example, it may be included in an amount of more than 0 wt% and less than 5 wt%. If it is out of the above range, there may be problems such as strength of the molded body and generation of differential pressure.
이하에서는, 상술한 본 발명의 이온교환 필터 부재의 제조방법에 대하여 일례를 통하여 구체적으로 설명한다. 다만, 본 발명의 이온교환 필터 부재가 후술하는 제조방법에 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the manufacturing method of the above-described ion exchange filter member of the present invention will be described in detail through an example. However, the ion exchange filter member of the present invention is not limited to the manufacturing method described later.
설명의 편의를 위해서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 이온교환 필터 부재의 제조방법의 일례에서 사용될 수 있는 제조장치(100)에 대하여 우선적으로 설명한다. 제조장치(100)는 하기 도 2에 예시적으로 도시된 바와 같이 슬러리 원료 생성부(200), 성형체 형성부(300) 및, 건조부(400)를 포함할 수 있다.
For convenience of description, a
슬러리 원료 생성부(200)는 하기 도 3에 예시적으로 도시된 바와 같이 원료(S)를 물속에 투입하여 슬러리 상태의 슬러리 원료(SS)로 만들 수 있다. 이를 위해서, 슬러리 원료 생성부(200)는 물(W)이 담길 수 있는 공간이 형성되며 원료(S)가 투입될 수 있도록 상부가 개방될 수 있다. 또한, 물(W)과 원료(S)를 교반하여 혼합할 수 있도록 교반기(210)가 구비될 수 있다.
The slurry raw
그러나, 슬러리 원료 생성부(200)의 구성은 이에 한정되는 것은 아니며, 원료(S)를 물속에 투입하여 슬러리 원료(SS)로 만들 수 있는 구성이라면 주지의 어떠한 구성이라도 가능하다.
However, the configuration of the slurry raw
성형체 형성부(300)는 하기 도 4 및 도 5에 예시적으로 도시한 바와 같이 성형틀(310)을 포함할 수 있다. 그리고, 슬러리 원료(SS)를 성형틀(310)에 공급하여 성형체(CB)를 만들 수 있다. 이때, 성형체 형성부(300)는 성형체(CB)을 탈수할 수도 있다.
The molded
슬러리 원료 생성부(200)와 성형체 형성부(300) 사이에는 펌프(P)가 구비될 수 있다. 그리고, 펌프(P)는 연결관(T)에 의해서 슬러리 원료 생성부(200)와 성형체 형성부(300)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 펌프(P)가 구동되면 슬러리 원료 생성부(200)의 슬러리 원료(SS)가 성형체 형성부(300)로 공급될 수 있다.
A pump P may be provided between the slurry raw
이때, 성형틀(310)은 성형체(CB)를 만들기 위해서 회전가능하게 구비될 수 있다. 이를 위해서, 성형체 형성부(300)는 복수개의 축지지부(350)에 의해서 회전가능하게 지지되는 회전축(320)을 포함할 수 있다. 그리고, 성형틀(310)은 연결부(360)에 의해서 회전축(320)에 연결되어 하기 회전축(320)과 함께 회전될 수 있다. 회전축(320)은 동력전달부재(340)에 의해서 모터(330)와 연결될 수 있다. 이에 의해서, 모터(330)가 구동되면 회전축(320)이 회전될 수 있다.
In this case, the
한편, 성형체 형성부(300)에는 펌프(P)에 연결된 연결관(T)이 연결되며 회전축(320)의 일단부가 회전지지되는 공급부(370)가 포함될 수 있다. 또한, 공급부(370)와 회전축(320)의 내부 및 연결부(360)와 성형틀(310)에는 유로(FP)가 형성될 수 있다. 이에 의해서, 펌프(P)에 의해서 공급부(370)에 공급된 슬러리 원료(SS)가 유로(FP)를 유동하여 성형틀(310)에 공급될 수 있다.
On the other hand, the molded
또한, 성형체(CB)에서 탈수된 물이 성형틀(310)의 유로(FP)와 연결부(360)의 유로(FP) 및 회전축(320)의 유로(FP)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 성형틀(310)은 코어(311)와, 슬러리 원료(SS)가 공급되어 충진되는 공간을 형성하는 충진부(312) 및, 코어(311)와 충진부(312)가 분리되지 않도록 지지하며 연결부(360)에 연결되고 충진부(312)에 연결되는 유로(FP)가 형성된 지지부(313)를 포함할 수 있다.
In addition, water dehydrated in the molded body CB may be discharged to the outside through the flow path FP of the molding die 310 , the flow path FP of the
그러나, 성형틀(310)의 구성 역시 한정되는 것은 아니며, 슬러리 원료(SS)를 공급받을 수 있으며 회전축(320)과 함께 회전될 수 있는 구성이라면 주지의 어떠한 구성이라도 가능하다.
However, the configuration of the
건조부(400)는 하기 도 6에 예시적으로 도시된 바와 같이 성형체(CB)을 건조할 수 있다. 이를 위해서, 건조부(400)는 히터(410)를 포함할 수 있다. 또한, 건조부(400)는 이송부재(420)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 성형체 형성부(300)에서 성형틀(310)을 분리하고 성형틀(310)로부터 성형체(CB)을 분리한 후 이송부재(420) 위에 올려 놓을 수 있다. 그리고, 이송부재(420)의 이송에 따라 성형체(CB)이 건조부(400) 내를 이송하면서 히터(410)에 의해서 건조될 수 있다.
The drying
그러나, 건조부(400)의 구성 역시 이에 한정되는 것은 아니며, 성형체(CB)을 건조할 수 있는 구성이라면 주지의 어떠한 구성이라도 가능하다.
However, the configuration of the
이하, 상술한 제조장치(300)을 이용하는 본 발명 이온교환 필터 부재의 제조방법에 일례에 대하여 구체적으로 설명한다.
Hereinafter, an example of the manufacturing method of the present invention ion exchange filter member using the above-described
본 발명 이온교환 필터 부재 제조방법은, 하기 도 1에 도시한 바와 같이, 슬러리 용액을 제조하는 단계(S100); 상기 슬러리 용액을 이용하여 성형체를 제조하는 단계(S200); 상기 성형체 내부의 수분을 탈수하는 단계(S300); 및 상기 성형체를 건조하는 단계(S400)를 포함하는 것일 수 있다.
The method for manufacturing an ion exchange filter member of the present invention includes the steps of preparing a slurry solution, as shown in FIG. 1 below (S100); manufacturing a molded body using the slurry solution (S200); dehydrating the moisture inside the molded body (S300); and drying the molded body (S400).
먼저, 하기 도 3에 예시적으로 도시한 바와 같이(S100), 분말상 이온교환 수지(E), 펄프(PP), 및 섬유상 바인더(B)를 포함하는 이온교환 필터 부재 형성용 소재(S)를 물 내에서 혼합하여 슬러리 용액(SS)을 제조한다.
First, as exemplarily shown in FIG. 3 below (S100), a material (S) for forming an ion exchange filter member including a powdery ion exchange resin (E), pulp (PP), and a fibrous binder (B) Mix in water to prepare a slurry solution (SS).
보다 바람직하게는, 상술한 바와 같은 분말상 이온교환 수지(E) 80wt% ~ 95wt%, 펄프(PP) 3wt% ~ 15wt%, 및 섬유상 바인더(B) 0wt% 초과 5wt% 이하를 포함하는 이온교환 필터 부재 형성용 소재(S)를 물 속에서 교반 및 혼합하여 슬러리 용액(SS)을 제조한다.
More preferably, 80wt% to 95wt% of the powdery ion exchange resin (E) as described above, 3wt% to 15wt% of the pulp (PP), and an ion exchange filter comprising more than 0wt% and 5wt% or less of the fibrous binder (B) The material for forming the member (S) is stirred and mixed in water to prepare a slurry solution (SS).
한편, 상기 이온교환 필터 부재 형성용 소재(S)에는 본 발명의 효과를 벗어나지 않는 범위 내에서 상기한 소재들 외에도 기타 당해 기술분야에 통상적으로 포함되는 첨가제 등이 더 포함될 수 있음은 자명하다.
On the other hand, it is apparent that the material (S) for forming the ion exchange filter member may further include additives commonly included in the art in addition to the above-described materials within the scope not departing from the effects of the present invention.
다음으로, 하기 도 4 및 도 5에 예시적으로 도시한 바와 같이(S200, S300), 슬러리 용액(SS)이 제조되면 이를 이용하여 성형체(CB)를 제조하고, 그 후 성형체(CB) 내의 수분을 탈수한다. 이때 상기 성형체(CB)를 제조하는 단계와 상기 성형체(CB) 내부의 수분을 탈수하는 단계는 상술한 바와 같은 회전 및 탈수 기능을 가지는 구조물(300)을 이용하여 수행되는 것이 바람직하다.
Next, as exemplarily shown in FIGS. 4 and 5 below (S200, S300), when the slurry solution (SS) is prepared, a molded body (CB) is prepared using this, and then the moisture in the molded body (CB) to dehydrate In this case, the steps of manufacturing the molded body CB and dehydrating the moisture inside the molded body CB are preferably performed using the
구체적으로, 하기 도 4에 예시적으로 도시한 바와 같이(S200), 상기 성형체(CB)를 제조하는 단계는 회전 및 탈수 기능을 가지는 구조물의 틀(310)에 슬러리 용액(CC)을 분사하는 방법으로 수행되는 것이 바람직하며, 이때 상기 구조물 틀(310)의 회전속도는 10rpm ~ 200rpm 정도인 것이 바람직하다. 즉, 혼합한 슬러리 용액을 상기한 바와 같은 회전/탈수 기능을 하는 일정 규격의 구조물 틀(310)에 분사하며, 주입 시 소재가 적층됨에 따라 성형체(CB) 높이에 따라 주입부가 속도를 조절하며 상승하면서 성형체(CB)를 완성할 수 있으며, 소재 분사단계에서의 구조물 틀의 회전속도는 10rpm ~ 200rpm 정도로 구동할 수 있다.
Specifically, as exemplarily shown in FIG. 4 below (S200), the step of manufacturing the molded body CB is a method of spraying the slurry solution CC on the
또한, 하기 도 5에 예시적으로 도시한 바와 같이(S300), 상기 성형체(CB) 내부의 수분을 탈수하는 단계는 회전 및 탈수 기능을 가지는 구조물의 틀(310)을 200rpm ~ 1000rpm의 회전속도로 회전하는 방법으로 수행되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 성형체(CB)가 완성된 후, 내부 수분의 탈수를 위해 구조물의 틀(310)을 고속으로 회전시키며, 탈수단계에서의 회전속도는 필터 성형체(CB) 규격에 따라 200rpm ~ 1000rpm 수준으로 구동할 수 있다.
In addition, as exemplarily shown in FIG. 5 below (S300), the step of dehydrating the moisture inside the molded body CB includes rotating and dehydrating the
다음으로, 하기 도 6에 예시적으로 도시한 바와 같이(S400), 탈수 단계가 완료된 후에는 상기 성형체를 건조하는 단계를 거쳐 최종적으로 본 발명 이온교환 필터 부재를 제조한다. 예컨대, 회전 및 탈수 기능을 가지는 구조물(300)을 통하여 성형체(CB)를 제조 및 탈수하는 경우, 탈수 단계가 완료된 후 구조물 틀(310)에서 성형체(CB)를 분리한 후, 이를 건조부(400)에서 건조시킨다. 이때, 상기 건조하는 단계는 상술한 섬유상 바인더(B)의 융점 온도에서 수행되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 섬유상 바인더(B)로 저융점 스테이플파이버를 사용하는 경우, 바람직한 융점 온도인 110℃ ~ 150℃ 정도의 온도에서 수행될 수 있다.
Next, as exemplarily shown in FIG. 6 ( S400 ), after the dehydration step is completed, the molded body is dried to finally manufacture the ion exchange filter member of the present invention. For example, in the case of manufacturing and dehydrating the molded body CB through the
상기와 같은 방법으로 제조되는 본 발명의 이온교환 필터 부재는 이온교환 용량 및 수명을 대폭 개선할 수 있으며, 저차압의 구현이 가능한바, 정수기 연수기 등의 이온교환 필터의 필터 재료로서 매우 유용하게 사용될 수 있다.
The ion exchange filter member of the present invention manufactured by the above method can significantly improve the ion exchange capacity and lifespan, and can implement a low differential pressure, so it can be very usefully used as a filter material for ion exchange filters such as water purifiers and water softeners. can
하기 표 1은 상술한 방법으로 제조되는 본 발명 이온교환 필터 부재를 적용한 이온교환 필터의 압력에 따른 유량을 평가한 결과를 나타낸다.
Table 1 below shows the results of evaluating the flow rate according to the pressure of the ion exchange filter to which the ion exchange filter member of the present invention manufactured by the above-described method is applied.
상기 표 1에서 볼 수 있듯이, 압력 증가에 따라 유량이 큰 폭으로 증가하는 것을 알 수 있으며, 이로부터 바인더에 의한 필터 소재의 유로가 차단되지 않아 저차압의 구현이 가능함을 확인할 수 있다.
As can be seen in Table 1, it can be seen that the flow rate increases significantly as the pressure increases, and from this, it can be confirmed that the flow path of the filter material is not blocked by the binder, thereby realizing a low differential pressure.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.
100: 제조장치 200: 원료 생성부
210: 교반기 300: 성형체 형성부
310: 성형틀 311: 코어
312: 충진부 313: 지지부
320: 회전축 330: 모터
340: 동력전달부재 350: 축지지부
360: 연결부 370: 공급부
400: 건조부 410: 히터
420: 이송부재 S: 원료
SS: 슬러리 원료 CB: 성형체
E: 분말상 이온교환 수지 PP: 펄프
B: 섬유상 바인더 T: 연결관
FP: 유로 W: 물100: manufacturing device 200: raw material generating unit
210: stirrer 300: molded body forming part
310: mold 311: core
312: filling part 313: support part
320: rotation shaft 330: motor
340: power transmission member 350: shaft support
360: connection 370: supply
400: drying unit 410: heater
420: transfer member S: raw material
SS: Slurry raw material CB: Molded body
E: powdery ion exchange resin PP: pulp
B: Fibrous binder T: Connector
FP: Euro W: Water
Claims (12)
펄프 3wt% ~ 15wt%; 및
섬유상 바인더 0wt% 초과 5wt% 이하;
를 포함하는 이온교환 필터 부재.
80wt% to 95wt% of powdery ion exchange resin;
Pulp 3wt%~15wt%; and
More than 0 wt% of fibrous binder 5 wt% or less;
An ion exchange filter member comprising a.
상기 분말상 이온교환 수지는 입자의 평균입경이 20㎛ ~ 300㎛인 이온교환 필터 부재.
3. The method of claim 2,
The powdery ion exchange resin is an ion exchange filter member having an average particle diameter of 20 μm to 300 μm.
상기 펄프는 목재 펄프, 마 펄프, 및 면 펄프로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 이온교환 필터 부재.
3. The method of claim 2,
The pulp is at least one selected from the group consisting of wood pulp, hemp pulp, and cotton pulp.
상기 섬유상 바인더는 스테이플파이버, 및 저밀도 폴리에틸렌 수지 분말로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 이온교환 필터 부재.
3. The method of claim 2,
The fibrous binder is at least one selected from the group consisting of staple fibers and low-density polyethylene resin powder.
상기 스테이플파이버는 융점이 110℃ ~ 150℃인 이온교환 필터 부재.
6. The method of claim 5,
The staple fiber is an ion exchange filter member having a melting point of 110°C to 150°C.
An ion exchange filter comprising the ion exchange filter member of any one of claims 2 to 6.
상기 슬러리 용액을 이용하여 성형체를 제조하는 단계;
상기 성형체 내부의 수분을 탈수하는 단계; 및
상기 성형체를 건조하는 단계;
를 포함하며,
상기 성형체를 제조하는 단계 및 성형체 내부의 수분을 탈수하는 단계는 회전 및 탈수 기능을 가지는 구조물을 이용하여 수행되는 이온교환 필터 부재의 제조방법으로서,
상기 이온교환 필터 부재는, 분말상 이온교환 수지 80wt% ~ 95wt%; 펄프 3wt% ~ 15wt%; 및 섬유상 바인더 0wt% 초과 5wt% 이하;를 포함하는 이온교환 필터 부재의 제조방법.
preparing a slurry solution by mixing a powdery ion exchange resin, pulp, and a material for forming an ion exchange filter member including a fibrous binder in water;
preparing a molded body using the slurry solution;
dehydrating the moisture inside the molded body; and
drying the molded body;
includes,
The manufacturing of the molded body and the steps of dehydrating the moisture inside the molded body are a method of manufacturing an ion exchange filter member that is performed using a structure having rotation and dehydration functions,
The ion exchange filter member may include: 80 wt% to 95 wt% of a powdery ion exchange resin; Pulp 3wt%~15wt%; And more than 0 wt% of the fibrous binder 5 wt% or less; Method for producing an ion exchange filter member comprising a.
상기 성형체를 제조하는 단계는 회전 및 탈수 기능을 가지는 구조물의 틀에 슬러리 용액을 분사하는 방법으로 수행되며, 이때 상기 구조물 틀의 회전속도는 10rpm ~ 200rpm인 이온교환 필터 부재의 제조방법.
10. The method of claim 9,
The manufacturing of the molded body is performed by spraying a slurry solution onto a frame of a structure having a rotation and dehydration function, wherein the rotational speed of the structure frame is 10 rpm to 200 rpm A method of manufacturing an ion exchange filter member.
상기 성형체 내부의 수분을 탈수하는 단계는 회전 및 탈수 기능을 가지는 구조물의 틀을 200rpm ~ 1000rpm의 회전속도로 회전하는 방법으로 수행되는 것인 이온교환 필터 부재의 제조방법.
10. The method of claim 9,
The step of dehydrating the moisture inside the molded body is a method of manufacturing an ion exchange filter member that is performed by rotating a frame of a structure having a rotation and dehydration function at a rotation speed of 200 rpm to 1000 rpm.
상기 성형체를 건조하는 단계는 섬유상 바인더의 융점 온도에서 수행되는 것인 이온교환 필터 부재의 제조방법.10. The method of claim 9,
Drying the molded body is a method of manufacturing an ion exchange filter member that is performed at the melting point temperature of the fibrous binder.
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