KR102350243B1 - 음용수의 금속제거 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제품의 수명기간 동안에 충분한 금속 저감을 유지함과 아울러 흐름 특성을 향상시킨 중력식 여과장치용 단일 시트 수처리 여과재에 관한 것으로, 단일 시트의 적어도 두 개의 별개의 밀도 구배는 콜로이드 및 불용성 오염물질 포집을 위한 물리적 장벽을 형성하여 콜로이드 및 불용성 오염물질이 유체 내에서 가용성으로 될 때까지 보유하여 상기 단일 시트 여과재에 의해서 제거가 이루어지도록 한다. 상기 단일 시트 필터에 의해 제품 수명의 훨씬 이전에 유속의 저하가 초래되는 이중 및 다중층 필터의 단점이 해결된다. 단일 시트 여과재의 두 개의 개별 밀도 구배는 액체에 힘을 가하여 각기 상부와 하부 밀도 구배를 이루는 고분말 로딩과 파이버의 분리가 일어나도록 함으로써 형성된다.
Description
본 발명은 물 여과(water filtration)에 관한 것으로, 특히 납 저감 등과 같은 금속 저감을 충분하게 유지하는 제품 수명의 동안에 유동 특성을 증진시키는 중력여과 장치용 수처리 필터에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 본 발명은 정해진 제품 수명의 훨씬 이전에 유속의 감소를 초래하는 이중 또는 다중 필터의 단점들을 해결하는 단일 시트 필터(single sheet filter)에 관한 것이다.
다양한 소비재에서 사용되고 있는 있는 납 등과 같은 금속은 독성이 있을 수 있으며, 최근에는 호흡기를 통해서 흡입되거나 음식물에 포함되어 섭취되는 경우에 인체 건강에 유해한 것으로 알려지고 있다. 주요 납 노출원은; 주변 공기, 토양, 및 먼지(실내 및 실외), 음식물(공기 중이나 식품 용기 내의 납에 의해서 오염될 수 있는), 및 물(배관 부식에 따른)을 포함한다. 이온교환수지와 역삼투막 등과 같은 물질들은 용해된 이온 성분들(dissolved ionic species)을 효과적으로 감소시키거나 완전하게 제거한다. 높은 pH에서 납 미립자는 일차적으로 콜로이드 납 탄산염으로 존재한다. 이와 같은 콜로이드 고형 미립자는 차동압력을 제공할 수 있는 충분히 미세한 메쉬를 제공하는 여과재를 통해서 물리적인 제거가 이루어질 수 있다.
수년 동안 베드나 프리코트의 표면을 지나는 유속을 증진시키고 차압을 감소시키기 위해서 셀룰로오스 파이버 등과 같은 파이버가 필터 보조제로 사용되어 왔다. 파이버는 특히 이온교환수지 등의 충진재와 함께 사용되는 경우에 콜로이드 물질의 제거를 획기적으로 증진시킨다.
현실적으로, 파이버는 액체로부터 납 등과 같은 가용성(soluble), 콜로이드, 및 불용성 입자를 유체관로 상의 서로 인접한 둘 또는 그 이상의 여과재를 사용하여 제거하는데 유용하다. 예를 들면, "피브릴화된 나노파이버의 이용 및 유체로부터 가용성, 콜로이드, 및 불용성 입자의 제거"라는 발명의 명칭으로 Schoreder 등에 의해 2011. 8. 23.자에 등록된 미국특허 제8,002,990호에는 용액중의 가용성 물질 여과용의 제1 여과재와, 상기 제1 여과재와 인접하여 유체연통하는 제2 여과재 구조의 두 여과재 사이 경계에서 불용성 입자에 대한 물리적 장벽을 형성하여 그 경계에 포집되는 유체 내의 입자들은 시간이 지남에 따라 가용성으로 되어 용액이 상기 제2 여과재를 통과하는 때에 제거가 되도록 하는 필터가 개시되고 있다. 경우에 따라서는 제1 및 제2 여과재 층의 사이에 제3 여과재층이 부가되어 물리적으로 포집된 불용성 입자의 후속적인 용해를 증진시킬 수 있다.
그러나 이들 필터는 특정 적용분야에서 최적 상태를 저하시키는 단점이 지적되고 있다. 예를 들면, 납 및 여타의 금속 입자 등과 같은 오염물질을 포집하기 위한 다중의 물리적인 장벽을 형성하는 여과재의 다중층은 필터 제품의 유효기간이 경과하기 훨씬 이전에 유속이 감소함에 기인하는 어려움을 겪게 된다. 이와 같은 유속의 열화는 동작일로부터 적게는 수일로부터 수개월 내에 발생할 수도 있다. 이와 같은 단점은 도1 내지 도3의 종래 기술에서 잘 보여주고 있는바, 각 도면은 필터 통과 동안에 급격하게 유속이 저하됨이 없이 효율적인 속도로 물 속의 납과 여타의 금속 입자를 여과하는 데 있어서 종래 이중층 필터의 실패 사례를 보여주고 있다. 그리고 이러한 다층 필터 여과재는 제1 및 제2 필터층 사이의 공간 내에서 발생하는 공기 포획(air entrapment)에 기인하여 일정한 유속을 유지하는 것이 어렵게 된다. 종래의 이러한 여과재 구조의 층들 사이에서 상기와 같은 공기 포획이 발생하게 되면 그와 같은 필터를 통과하는 유속이 급격하게 떨어지게 되고, 그에 따라 여과 효율이 크게 저하된다.
종래 기술의 도1과 관련하여, 이 그래프는 통과한 물의 량(갤론 단위로)에 대한 퍼센트 초기 유속(관련된 수량을 여과하는데 걸리는 시간을 의미하는 것으로서, 이때 100은 초기 유속을 나타내며 200은 초기 유속의 두배를, 그리고 300은 초기 유속의 3배를 나타낸다)을 측정하고 있다. 상기 그래프는 종래의 이중층 필터에 실험용수 조건과 수돗물 조건 양쪽 모두를 적용해서 얻어진 측정치를 보여주고 있다. 수돗물은 버블링이 발생하여{대체로 보다 "정적(still)"인 실험용수와는 반대로} 물의 흐름을 더디게 함과 아울러 미국특허 제8,002,990호에 개시된 것과 같이 특히 이중층 여과재의 층들 사이에 공기 포획의 기회가 증가됨에 따라 수돗물 조건이 적용된 필터가 실험용수 측정치에 비해서 명백히 더욱 열악하게 된다. 종래 기술의 이중층 필터는 25갤론에 못 미치는 물이 여과재를 통과한 후에 초기 유속의 아홉배에 달하는 유속(물이 필터를 통과하는데 아홉 배의 시간이 걸렸음을 의미함)을 나타냈다. 종래 기술의 도2는 도1에 기술된 바와 동일한 측정을 행한 것으로 정유량 환경(constant water environment)에 종래 기술의 이중층 여과재로 변화시켜 적용한 것이다.
도3은 종래의 이중층 필터의 다양한 변화에 따른 납 제거 성능에 대한 측정치 그래프이다. 구체적으로는, 납의 유출수 농도(십억분의 일, parts per billion)는 필터를 통과하는 물의 양(갤런)에 대한 측정값이다. 종래 기술( "A7A7" 및 "A7A7_2"로 표시된)의 A7A7 변화 모두가 납 제거 성능 시험을 전적으로 통과하지 못하였음을 이를 통해서 알 수 있는바, 상기 종래 기술들은 유입수로부터 납/금속 입자들을 효율적으로 여과해 내는데 성공적이지 못하다. 이와 같은 여과 성능에 있어서의 전반적인 실패는 이후에 상세하게 설명될 도25에서 증명되고 있는 바의 A7A7 구조의 두 층의 높은 밀도에 상당 부분이 기인한다. 이에 따라 도3에서는 종래의 이중층 구조에서 바람직한 기능성을 발휘하기 위해서는 기공율이 상이한 별개의 층들로 구성될 필요가 있음을 보여주고 있다("A6A7_1" 내지 "A6A7_4"로 표시된 테스트 그룹에서 보여지듯이).
이중층 여과재 구조에서 유속 저하의 두 가지 잠재적 요인이 관찰되었는바, 이는: a) 상이한 여과재 층들 사이나 주변의 공기 포획과, b) 여과재 표면에서의 바이오-슬라임(bio-slime) 성장이다. 이러한 문제들은 콜로이드의 불용성 입자들을 물리적으로 내부에 포획하여 이들을 지속적으로 보유하는 여과재 계면을 갖는 것에서 부분적으로 발생한다. 일부의 콜로이드 입자는 재용해되어 용액 중으로 방출됨으로써 여과재층 하류에서 후속적으로 여과되어질 수 있다. 공기 포획으로 인해서 유속의 저하가 초래된다.
종래 기술의 상기 문제점과 단점들을 감안하여, 본 발명은 불용성 입자들을 포획하여 이들이 유체 내에서 가용성이 되기까지 유지하고 유체 흐름이 여과재를 통과하는 동안에 후속적으로 여과가 이루어질 수 있도록 해서 가용성 입자를 여과할 수 있는 단일층 여과재(single-layer filter media)를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 두 여과재층 사이에서의 여과재 계면(interface) 형성을 필요로 함이 없이 납을 포함한 가용성, 콜로이드 및 불용성 입자를 제거할 수 있는 여과재를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 기존의 다중층 여과재 구조에 비해 중력식 여과장치의 흐름 성능을 향상시키는 한편 바이오-슬라임 성장의 형성을 억제하는 납 및 그 외의 중금속을 포함한 가용성, 콜로이드 및 불용성 입자를 제거할 수 있는 여과재를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 종래 기술에서 피할수 없었던 공기 포획 및 바이오-슬라임 성장의 문제를 동시에 제거하는 한편으로 종래의 이중층 여과재와 동등하거나 그 이상의 효율로서 납 및 그 외의 중금속을 포함한 가용성, 콜로이드 및 불용성 입자를 제거할 수 있는 여과재를 제공하는데 있다.
상기 목적들과 그 외의 목적들은 유입 유체를 수용하고 단일 시트 여과재를 고정시켜서 유체의 도입이 이루어지도록 하는 용기와; 적어도 두 개로 구별된 밀도층의 구배를 갖는 단일 필터 여과재로 이루어지며; 이때 상기 적어도 두 개로 구별된 밀도층은 콜로이드 입자 포획을 위한 콜로이드 물질에 대한 물리적 장벽을 형성하고; 상기 콜로이드 입자는 용액 중에서 가용성으로 될 때까지 계면에서 유지되 고, 상기 물리적 장벽을 통과하여 단일 시트 여과재에 의해서 제거되도록 구성된 유체 중의 가용성, 콜로이드 및 불용성 물질 제거용 필터를 통해서 달성된다.
상기 가용성 및 콜로이드 물질은 납, 여타의 중금속, 유기 오염물질, 또는 무기 오염물질을 포함한다.
피브릴화된 모노파이버가 여과재로 이용되며, 이는 셀룰로오스나 아크릴 조성물을 포함하게 된다. 상기 피브릴화된 모노파이버는 적어도 하나의 필터 재료의 주름 시트로 이루어진다.
이온교환 비드, 분말, 수지, 흡착제, 제올라이트 또는 카본이 상기 여과재에 사용되어지질 수 있다.
적어도 두 개의 별개의 밀도층의 구배는 여과재 내의 성분 형태(component morphologies)와 조성에 있어서의 차이에 의해서 형성된다.
상기 구배는 납, 중금속, 콜로이드, 및 불용성 입자를 포집하기 위해 빽빽하게 채워진 고섬유 영역과, 가용성 오염물질의 제거를 위해 더 높은 활성 미립자 부하를 갖는 섬유로딩 영역을 포함한다. 중금속 스캐빈저(heavy metal scavenger)가 포함될 수도 있다.
상기 필터는 은, 구리, KDF(Kinetic Degradation Fluxion media), 및/또는 항미생물 폴리머 등을 포함하는 항균제를 포함할 수 있다.
본 발명의 두 번째 기술적 특징은, 가용성, 콜로이드 및 불용성 물질을 제거하기 위한 이중 밀도(dual-density) 여과재의 제조방법을 제공하는 데 있는 것으 로, 이는 복수의 피브릴화된 모노파이버, 활성 분말 및 용액을 갖는 반액체 혼합물 (semi-liquid mixture)의 슬러리를 형성하는 단계; 슬러리에 힘을 가해 슬러리로부터 액체 부분을 끌어당겨서 최종 혼합물의 상대적으로 높은 파이버 함량부가 상기 여과재 시트의 하부에 위치하도록 함과 아울러 상기 여과재 시트의 상부에 위치한 더 개방된 구조 내로 활성 분말이 로딩되어 활성분말 조성의 점진적인 변화가 이루어지도록 하는 단계; 최종 혼합물을 주름 시트로 성형하는 단계; 상기 주름 시트를 필터 카트리지에 결합시키는 단계를 포함하여 이루어진다.
슬러리에 가해지는 힘은 중력, 구심력 또는 진공 등이 될 수 있다.
이온교환수지가 상기 피브릴화된 모노파이버에 제공될 수 있다. 피브릴화된 파이버는 셀룰로오스나 아크릴 나노파이버를 포함할 수 있다.
본 발명의 세 번째 기술적 특징은, 가용성, 콜로이드 및 불용성 물질을 제거하기 위한 여과재의 제조방법을 제공하는 데 있는 것으로, 이는 복수의 피브릴화된 모노파이버, 활성 분말 및 용액을 갖는 반액체 혼합물(semi-liquid mixture)의 슬러리를 형성하는 단계; 슬러리에 힘을 가해 슬러리로부터 액체 부분을 끌어당겨서 최종 혼합물의 상대적으로 높은 파이버 함량부가 상기 여과재 시트의 하부에 위치하도록 함과 아울러 상기 여과재 시트의 상부에 위치한 더 개방된 구조 내로 활성 분말이 로딩되어 활성분말 조성의 점진적인 변화가 이루어지도록 하는 단계; 최종 혼합물을 주름 시트로 성형하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기 주름 시트는 필터 카트리지에 결합되어질 수 있다.
슬러리에 가해지는 힘은 중력, 구심력 또는 진공 등이 될 수 있다.
이온교환수지가 상기 피브릴화된 모노파이버에 제공될 수 있다.
본 발명의 특징은 신규한 것으로 여겨지고, 특징적인 기술적 구성은 첨부된 특허청구범위에 구체적으로 설정되고 있다. 도면은 단지 예시적인 것으로서 정확한 축척을 따르고 있지는 않다. 한편, 본 발명의 구성과 동작 방법 자체는 첨부된 도면을 참조한 상세한 설명을 통해 가장 잘 이해될 것이다.
도1은 수돗물과 실험용수 조건에 노출된 때에 통과 부피(갤런 당)에 대한 필터의 퍼센트 초기 유속을 측정한 종래 이중층 필터의 기능을 나타낸 그래프이다.
도2는 통과된 부피(갤런 당)에 대한 각 필터의 퍼센트 초기 유속을 측정한 종래 이중층 필터의 다중 구조에 대한 기능을 나타낸 그래프이다.
도3은 통과된 부피(갤런 당)에 대한 각 필터의 유출수 농도(십억분의 일)을 측정한 종래 이중층 필터의 기능을 나타낸 그래프이다.
도4는 통과된 부피(갤런 당)에 대한 각 필터의 퍼센트 초기 유속을 측정하여 다른 필터와 비교한 본 발명의 단일층 필터의 기능을 나타낸 그래프이다.
도5는 통과된 부피(갤런 당)에 대한 각 필터의 유출수 농도(십억분의 일)를 측정하여 다른 필터와 비교한 본 발명의 단일층 필터의 기능을 나타낸 그래프이다.
도6은 통과된 부피(갤런 당)에 대한 각 필터의 유출수 농도(십억분의 일)를 측정하여 다른 필터와 비교한 본 발명의 단일층 필터의 기능을 나타낸 그래프이다.
도7은 통과된 수돗물 부피(갤런 당)에 대해 초기 유속에 대한 각 필터의 비를 측정하여 종래 이중층 필터와 본 발명의 단일층 필터 사이의 기능을 비교하여 나타낸 그래프이다.
도8은 통과된 부피(갤런 당)에 대한 각 필터의 유출수 농도(십억분의 일)를 측정하여 종래 이중층 필터와 본 발명의 단일층 필터 사이의 기능을 비교하여 나타낸 그래프이다.
도9는 본 발명의 여과재 형성용 초기 슬러리에 대한 주석이 달린 도면이다.
도10은 도1의 슬러리에 적용된 워터 드론 프로세스(water drawn process)(중력식 또는 진공)에 의한 분말의 초기 손실을 보인 것이다.
도11은 단일층으로 구성되어 2개의 별개의 밀도를 보이는 본 발명의 여과재에 대한 확대사진이다.
도12는 결합된 피브릴화된 모노파이버와 활성 분말을 보여주는 도11의 여과재에 대한 확대사진이다.
도13은 도11의 여과재에 대한 다른 확대사진이다.
도14는 도11의 여과재에 대한 다른 확대사진이다.
도15는 도11의 여과재에 대한 또 다른 확대사진이다.
도16은 도11의 여과재에 대한 또 다른 확대사진이다.
도17은 도11의 여과재에 대한 또 다른 확대사진이다.
도18은 양쪽의 밀도를 보여주는 도11의 여과재에 대한 다른 확대사진이다.
도19는 필터층의 상부로부터 바닥에 이르기까지 각각 전체, 상부 및 하부를 보여주는 도11의 여과재에 대한 다른 확대사진이다.
도20은 도19의 A6 종래 층의 확대사진에 대한 2진 변환이다.
도21은 필터층의 상부로부터 바닥에 이르기까지 각각 전체, 상부 및 하부를 보여주는 도1의 A7 종래 층의 확대사진이다.
도22는 도21의 A7 종래 층의 확대사진에 대한 2진 변환이다.
도23은 필터층의 상부로부터 바닥에 이르기까지 각각 전체, 상부 및 하부를 보여주는 본 발명의 이중 밀도 단일층의 확대사진이다.
도24는 도23의 본 발명의 이중 밀도 단일층의 확대사진에 대한 2진 변환이다.
도25는 도19 내지 도24의 확대사진에 대한 SEM(Scanning Electron Microscopy) 분석으로부터 얻어진 값을 보여주는 표이다.
도1은 수돗물과 실험용수 조건에 노출된 때에 통과 부피(갤런 당)에 대한 필터의 퍼센트 초기 유속을 측정한 종래 이중층 필터의 기능을 나타낸 그래프이다.
도2는 통과된 부피(갤런 당)에 대한 각 필터의 퍼센트 초기 유속을 측정한 종래 이중층 필터의 다중 구조에 대한 기능을 나타낸 그래프이다.
도3은 통과된 부피(갤런 당)에 대한 각 필터의 유출수 농도(십억분의 일)을 측정한 종래 이중층 필터의 기능을 나타낸 그래프이다.
도4는 통과된 부피(갤런 당)에 대한 각 필터의 퍼센트 초기 유속을 측정하여 다른 필터와 비교한 본 발명의 단일층 필터의 기능을 나타낸 그래프이다.
도5는 통과된 부피(갤런 당)에 대한 각 필터의 유출수 농도(십억분의 일)를 측정하여 다른 필터와 비교한 본 발명의 단일층 필터의 기능을 나타낸 그래프이다.
도6은 통과된 부피(갤런 당)에 대한 각 필터의 유출수 농도(십억분의 일)를 측정하여 다른 필터와 비교한 본 발명의 단일층 필터의 기능을 나타낸 그래프이다.
도7은 통과된 수돗물 부피(갤런 당)에 대해 초기 유속에 대한 각 필터의 비를 측정하여 종래 이중층 필터와 본 발명의 단일층 필터 사이의 기능을 비교하여 나타낸 그래프이다.
도8은 통과된 부피(갤런 당)에 대한 각 필터의 유출수 농도(십억분의 일)를 측정하여 종래 이중층 필터와 본 발명의 단일층 필터 사이의 기능을 비교하여 나타낸 그래프이다.
도9는 본 발명의 여과재 형성용 초기 슬러리에 대한 주석이 달린 도면이다.
도10은 도1의 슬러리에 적용된 워터 드론 프로세스(water drawn process)(중력식 또는 진공)에 의한 분말의 초기 손실을 보인 것이다.
도11은 단일층으로 구성되어 2개의 별개의 밀도를 보이는 본 발명의 여과재에 대한 확대사진이다.
도12는 결합된 피브릴화된 모노파이버와 활성 분말을 보여주는 도11의 여과재에 대한 확대사진이다.
도13은 도11의 여과재에 대한 다른 확대사진이다.
도14는 도11의 여과재에 대한 다른 확대사진이다.
도15는 도11의 여과재에 대한 또 다른 확대사진이다.
도16은 도11의 여과재에 대한 또 다른 확대사진이다.
도17은 도11의 여과재에 대한 또 다른 확대사진이다.
도18은 양쪽의 밀도를 보여주는 도11의 여과재에 대한 다른 확대사진이다.
도19는 필터층의 상부로부터 바닥에 이르기까지 각각 전체, 상부 및 하부를 보여주는 도11의 여과재에 대한 다른 확대사진이다.
도20은 도19의 A6 종래 층의 확대사진에 대한 2진 변환이다.
도21은 필터층의 상부로부터 바닥에 이르기까지 각각 전체, 상부 및 하부를 보여주는 도1의 A7 종래 층의 확대사진이다.
도22는 도21의 A7 종래 층의 확대사진에 대한 2진 변환이다.
도23은 필터층의 상부로부터 바닥에 이르기까지 각각 전체, 상부 및 하부를 보여주는 본 발명의 이중 밀도 단일층의 확대사진이다.
도24는 도23의 본 발명의 이중 밀도 단일층의 확대사진에 대한 2진 변환이다.
도25는 도19 내지 도24의 확대사진에 대한 SEM(Scanning Electron Microscopy) 분석으로부터 얻어진 값을 보여주는 표이다.
본 발명을 기술함에 있어서, 도4 내지 도25에서 발명의 유사한 특징에 대해서는 유사한 도면부호가 부여되고 있다.
본 명세서에서 사용되고 있는 "나노파이버"는 40미크론 이하, 바람직하기로는 10미크론 이하의 직경을 갖는 코어 파이버를 의미한다. "피브릴화"는 메인 파이버 또는 코어 파이버에 부착된 바람직하기로는 1미크론 이하 직경의 미세한 나노파이버의 텐드릴(tendril)을 발생시키기 위한 물리적인 방법을 의미한다.
피브릴화된 나노파이버는 특정한 수처리 분야에서 이전에 예상치 못했던 이점을 제공한다. 셀룰로오스나 아크릴 등과 같은 일반적인 파이버 형태들이 나노파이버 피브릴화 프로세스용 출발 물질로서 이용된다. 상기 나노파이버 피브릴화 프로세스에서 사용된 코어 파이버는 3.5mm 길이 정도인 것이 바람직하며, 경우에 따라서는 보다 적은 길이가 선호되며, 피브릴화를 통해서 코어로부터 연장된 많은 미세 텐드릴이 제공된다.
상기 피브릴화된 나노파이버는 수처리 분야에서 현실적으로 사용되고 있는 다른 물질들과 조합하여 사용되는 때에 성능상의 상당한 이점을 제공한다. 피브릴화된 섬유의 특이한 구조에 의해서 기존의 기술에서 달성되는 것에 비해서 이들 수처리 물질에 대한 훨씬 많은 로딩이 가능해지게 된다. 상기 로딩 물질은 대전된 (charged) 또는 중성의(neutral) 종(species)일 수 있다. 이들 물질의 예로는, 합성 유기 및 무기 이온교환기, 제올라이트, 카본, 흡착제, 타이타늄 산화물 등과 같은 금속 산화물, 금속 수산화물 및 여타의 필터 보조제 등을 들 수 있다.
본 발명은 납과 다른 금속 입자들을 포획하기 위하여 필터 페이퍼의 물리적인 다중 장벽을 이용하는 종래 기술의 개선을 달성한다. 일단 포집되는 경우, 이들 입자는 용액 중으로 들어가고, 이후에 스캐빈져 필터층에 의해서 흡착된다. 물리적 장벽 형성을 위한 두 개 층에 대한 필요성의 결과로 층들 사이의 공기 축적(air build-up)에 부분적으로 기인하는 유속 문제가 발생하였다. 이에 더하여, 종래 기술의 여과재가 적셔지게 되면, 4"의 물(H2O)에서의 예와 같이, 낮은 작동압력에서 층들로부터 공기가 빠져나가게 되는 것이 매우 어렵게 된다.
콜로이드 납의 제거 요구가 공격적인 NSF 납 프로토콜에 의해 부분적으로 지시되고 있는바, 이에 따라 낮은 pH 처리된 챌린지 워터는 물론 높은 pH 처리된 챌린지 워터 모두에서 납 제거가 요구되고 있다. NSF/ANSI(National Sanitation Foundation/American National Standards Institute) 프로토콜이 음용수에서 오염물질의 제거와 관련하여 산업상 지배적인 절차이긴 하나, 본 발명은 상기 NSF/ANSI 스탠다드와 다르거나 다소 엄격할 수 있는 여타의 오염물질 제거 프로토콜을 적절하게 수용하도록 조정되어질 수 있다.
본 발명은 특히 단일 필터 시트 솔루션을 가능하게 하는 피브릴화된 나노파이버를 포함하는 여과재 성형에 관한 것이다. 상기 단일 필터 시트는 여과재 내의 성분 형태와 조성의 차이에 의해 형성되어 적어도 두 개의 별개의 밀도층을 형성하는 단면상의 구배를 포함한다. 본 발명은, 가용성, 콜로이드, 및 납이나 여타의 중금속 입자들을 제거할 수 있는 단일 여과재 시트(단일층 미디어)를 사용함에 의해 유속과 필터 수명을 개선시키는 예상치 못하는 결과를 제공한다. 종래 기술은 약 80 갤론의 여과 수명을 제공하나, 본 발명은 일정한 유속을 지속한 가운데 훨씬 더 많은 양(적어도 2배 이상의)을 처리할 수 있다.
종래 기술 구조에서의 둘 또는 그 이상의 필터층 사이의 공기 포획으로부터 파생되는 문제로 인해서 종래 기술은 본 발명의 구조에 비해서 일정한 유속을 유지하기가 훨씬 어렵다. 다중층 구조가 아닌 단일 시트를 이용함에 따른 예상치 못한 결과로서 상기와 같은 공기 포획은 무시할 수 있게 됨에 따라 유속의 개선과 함께 필터의 수명이 연장된다.
또한, 미생물 성장 역시도 유속을 저해하는 것으로 나타났다. 은, 구리 또는 다른 처리 등과 같은 항균 처리를 병합함으로써 미생물 성장이 방지되고 제품 수명이 더욱 향상된다. 이는 여과재 층들 사이의 계면에서 바이오-슬라임이 축적될 수 없는 단일층 구조에서 특히 명확하게 나타난다.
본 발명의 단일층 여과재는 납, 콜로이드, 및 불용성 입자를 포획하는 고섬유 "타이트(tight)" 단면(또는 영역)과, 가용성 오염물질 저감을 위한 높은 입자 로딩을 구비한 "섬유 로드(fibrous loaded)" 단면(또는 영역)으로 이루어진다.
이와 같이, 본 발명의 단일 시트 여과재는 종래 여과재에 비해 보다 높은 평량(higher basis weight)과 보다 높은 활성 미디어 분말(카본, 중금속 스캐빈저, 및/또는 금속 산화물, 다른 물질 중에서)농도를 갖는다는 특징이 있다.
NSF 처리된 챌린지 워터가 상기 단일층 여과재를 통과할 때, 상기 타이트 영역과 섬유 로드 영역 사이의 경계에서 입자상 납의 이동이 정지됨과 아울러 통과가 불가능해지게 된다. 상기 입자상 납이나 콜로이드 납은 단일층 여과재의 구배 천이 (gradient transition)에 갖히게 된다.
입자상 또는 콜로이드 납은 궁극적으로 여과재에 의해 흡착될 수 있는 가용성 용액으로 변환되는 성향을 갖는다. 결과적으로, 처리된 챌린지 워터는 구배 천이에 갖힌 모든 입자상 납이 처리된 챌린지 워터 내로 흡수될 때까지 상기 콜로이드 납을 녹여서 납이 포함된 가용성으로 된다.
본 발명 여과재의 습식 제조 프로세스 동안에, 슬러리는 처음에 활성 분말을 포획하는 섬유 매트를 형성한다. 이와 같은 프로세스에서, 고농도의 피브릴화된 셀룰로오스가 이용된다. 활성 분말의 축적은 슬러리에 작용하는 힘의 도입을 통해서 어느 정도 프로세스-컨트롤이 가능한바, 그러한 힘으로는 (이에 한정되는 것은 아니고) 진공, 구심력, 또는 시간의 흐름에 대한 중력의 존재를 포함한다.
초기 매트에서 피브릴화된 셀룰로오스의 농도가 높을수록 파이버의 섬유상 형태에 기인하는 보다 타이트한 구조가 얻어지게 된다. 초기 매트의 형성 후에 미디어의 분말 성분 농도에 있어서 점진적인 증가가 생겨나게 된다.
분말의 대략적인 구형 형태와 메쉬 크기가 보다 개방된 미디어 구조를 가능하게 한다. 이를 통해서 중금속 입자의 분해(resolubilization)와 중금속 스카벤져에 의한 흡착이 뒤따르게 된다.
또한, 미디어 표면상에 바이오-슬라임/바이오-필름이 형성되는 것을 방지한 가운데 성형이 이루어지도록 하기 위하여 항 미생물 활성을 갖는 미디어가 첨가되어질 수 있다.
도4는 본 발명에 따른 3개의 단일층 필터 실시예와 비교하여 다양한 단일층 샘플의 유속을 나타낸 그래프이다. 본 발명의 단일층 필터의 제1 및 제3 실시예 ("A19_1 및 A19-3"로 표시된)는 시험된 다른 단일층 샘플("A6-40P 및 "A8-30P")에 비해서 통과된 물의 부피(갤런 당)에 대해 상당히 낮은 유속 퍼센트 비율을 나타내고 있다. 이는 본 발명의 단일층 필터가 여타의 관련이 없는 단일층 필터(또는 이중 필터의 안쪽 층)에 비해서 초기 유속 퍼센트에서 스파이크(spike)를 보기 전에 보다 많은 갤런의 물이 필터를 통과하도록 하는바, 이때 상기 스파이크는 문제의 필터를 통과하는 액체의 흐름의 전반적인 감소를 지시한다. 도2의 종래 기술 그래프(이중층 필터의 동일한 성능 파라메터를 측정)와 도4를 비교하여 보면, 단일층 필터가 해당 필터의 수명보다도 한참 길게 초기 유속(공칭이 아닌)의 상당한 개선이 있음을 보여주고 있다. 이는 본 발명의 이들 단일층 필터가 유속이 결과적으로 느려지기 전에 동일하거나 실질적으로 유사한 유속으로 훨씬 더 많은 갤런의 물 통과를 지탱할 수 있음을 의미한다.
도5는 본 발명의 단일층 필터 실시예("A19"로 표시된)와 단일층 및 이중층 필터 샘플 자료들의 납 제거 성능을 직접 비교하여 보인 라인 그래프이다. 특히, 하나의 필터 샘플("A7A7"으로 표시된)이 다른 샘플들에 비해서 납 제거 성능이 가장 저조함을 보여주고 있다. 반면에, 본 발명에 따른 A19 단일층 필터는 통과량(갤런 당)에 대한 유출수 농도 측정치(10억분의 일) 측면에서 가장 돋보이는 결과를 보여주고 있다. 이는 본 발명이 납 제거에 있어서 다른 샘플에 비교해서 우수한 효과가 있음을 보여주는 것이다. 앞서 언급된 종래 기술의 이중층 필터("A6A7_1" 및 "A6A7_2) 제품은 본 발명 실시예와 유사한 결과를 나타내고 있긴 하나, 통과량에 대한 초기유속 비율 측정치는 본 발명의 A19 실시예에 비해서 현저하게 약한바, 이는 도7 및 아래의 설명에서 보다 자세하게 드러나게 될 것이다.
도6은 본 발명의 단일층 필터 실시예("A19"로 표시된)와 여러 단일층 샘플의 납 성능을 직접 비교하여 보여주는 라인 그래프이다. 납 저감용으로 테스트된 모든 종류의 단일층 제형(formulation) 및 구성(configuration) 중에서, 본 발명의 A19 제형이 가장 강력한 납 제거 성능값(갤런당 통과량에 대한 10억분의 일 단위의 유출수 농도로 측정된)을 나타내었다. 이를 통해서 본 발명이 현실적으로 적용되고 있는 다른 단일층 필터에 비해서 물 속의 납을 제거하는데 실제에 있어 보다 효율적임을 알 수 있다.
도7은 본 발명의 단일층 필터에 대한 두 개의 실시예 샘플(각각 "A19_1" 및 "A19_2"로 표시된)에 대하여 종랙 기술의 두 개의 이중층 필터 샘플(각각 "A6A7_1" 및 "A6A7_2"로 표시된)의 유속을 비교하여 나타낸 라인 그래프로서, 네 개의 샘플 모두 동일한 수돗물 조건에 노출되었다). 측정 결과에 의하면, 본 발명의 "A19_1" 및 "A19_2" 실시예가 종래 기술의 "A6A7_1" 및 "A6A7_2"의 이중층 샘플에 비해 훨씬 더 긴 시간동안에 걸쳐 실제로 보다 안정적임을 알 수 있다. 도5에 나타나 데이터를 함께 고려하여 보면, 본 발명의 단일층 미디어는 종래의 이중층 미디어와 유사한 효율로 납을 제거함과 아울러 이와 동시에 필터의 전반적인 성능 수명을 연장시킴과 아울러 도1 내지 도8에서 제시되고 있는 다른 적용가능한 샘플 및 종래의 이중층 필터와 비교해서 초기 유속이 유지될 수 있다. 단일층의 제1 실시예(A19_1)가 150갤런의 물 통과 후에 측정이 정지되었음을 보여주고 있는바, 이러한 결과는 특정 그룹의 테스트를 끝내야 하는 시간상의 제약에 따른 것일 뿐으로 필터 자체의 어떠한 종류의 실패로 인한 것은 아니다. 본 발명의 단일층 필터의 효율은 제2 시험 실시예(A19_2)에서 가장 잘 예시되고 있는바, 슬로우 다운이 시작되기 전의 거의 250갤런에 이르기까지 일정한 유속하에 성공적으로 동작되었다(300갤런의 물이 필터를 통과한 후에 초기 유속의 약 4배로 작동됨).
도8은 본 발명의 단일층 필터에 대한 두개의 샘플 실시예(각각 "A19" 및 "A19_2)에 대한 종래 기술의 이중층 필터에대한 4개의 샘플(각각 "A6A7_1", "A6A7_2", "A6A7_3" 및 "A6A7_4")의 납 제거 성능을 비교한 라인 그래프이다.
도9는 본 발명의 여과재 형성용 초기 슬러리에 대한 주석이 달린 도면이다. 슬러리(10)는 액체(이에 한정되는 것은 아니나 통상적으로는 물)와 분쇄된 고체로 이루어진 반액체(semi-liquid)(유체) 혼합물이다. 상기 도면에서 파이버(12)는 상기 반액체 혼합물 내에서 활성 분말(14)과 공존한다. 습식 프로세스에서 상기 액체는 중력에 의해 또는 진공 압력 하에서 슬러리로부터 끌어당겨진다.
도10은 화살표 방향(16)에 있어서 상기 프로세스 공정에 의한 분말(14)의 초기 손실을 보여주고 있다. 이에 따라 여과재의 하부가 더 높은 파이버 함량을 지니게 됨으로써 본 발명에 따른 단일 여과재의 이중 밀도 레이아웃이 생성된다. 프로세스가 완료되면 두 개의 개별 밀도 영역이 형성된다. 레벨 A는 입자 포획을 증진시키기 위한 파이버 형태의 더 높은 파이버 함량에 기인하는 "타이트" 단면 또는 영역을 나타낸다. 레벨 B는 더 높은 분말 로딩(18) 조성에 있어서의 점진적 변화로 대부분 파이버(12)로 구성된 더 개방된 구조로 되어 납 및 다른 타입의 금속(일예로 도11 내지 도18 참조) 등과 같은 가용성 오염물질의 흡착이 이루어지도록 한다.
도11 내지 도18은 상술된 도9 내지 도10의 조성을 보다 명확하게 보여주기 위하여 사용된 본 발명의 단일층 여과재의 확대사진이다. 도11은 그 조성에 의해 구별되어 유관으로 관찰되는 "타이트" 영역 레벨 A와 "오픈" 영역 레벨 B를 나타내고 있는바, 레벨 A는 주로 분말(14)과 높은 분말 로딩(18)으로 이루어져 있는 반면에 레벨 B는 주로 파이버(12)로 이루어져서 바로 위쪽의 레벨 A를 "지지"한다. 도12와 도14 내지 도17은 일부의 파이버(12)가 여전히 분말(14)과 일체로 되어 레벨 A 구조를 유지하는 높은 분말 로딩(18)을 보여주는 밀도 레벨 A에 주로 포커스가 맞춰져 있다.
도13과 도18은 밀도 레벨 B에 보다 자세하게 포커스가 맞춰진 것으로, 레벨 A 밀도를 위한 "베이스"로서 작용하는 바의 주로 파이버(12)로 이루어져 있음을 보여주고 있다. 여과되지 않은 물이 이와 같은 단일층 미디어를 통과할 때, 불용성 납은 레벨 A 상에 또는 그 내부에 걸려서 주로 분말(14) 조성인 레벨 A를 통과할 수 없게 된다. 시간이 경과함에 따라 상기 불용성 납은 흐르는 물에 지속적으로 노출됨에 따라 가용성으로 되고, 그에 따라 제1 밀도 레벨 A를 통과할 수 있게 된다. 이에 따라 레벨 B에서는 밀도 레벨 A를 통과할 수 있게 된 가용성 오염물질의 흡착 기능을 수행하게 된다.
결과적으로 단기간에 걸쳐 유속과 전반적인 필터 수명을 저해함이 없이 종래 기술의 이중층 필터에서와 유사한 납 저감 효율을 나타낸다.
따라서, 본 발명의 구조는 종래 기술의 이중층 필터와는 달리 중력식의 경우에 유속이 크게 저하됨이 없이 납 저감용 단일층 여과재(비한정적으로, 약 pH 8.5)를 생성할 수 있음을 보여주고 있다
본 발명과 상술된 바의 종래 기술의 이중층 필터(A6A7)에 대해서 SEM 분석이 추가적으로 수행되었다. 상기 A6A7 필터는 두 층으로 분할(하나는 A6, 다른 하나는 A7)되고, 본 발명의 이중-밀도 단일층 필터와 함게 분할된 각 층에 대한 SEM 테스트가 행해졌다. 이들에 대한 현미경 사진과 SEM 분석 결과는 도19 내지 도25에 나타나 있다. A6(도20), A7(도22), 및 본 발명(도24)의 이진 이미지의 초점은 각 층 내부의 "공극"이나 에어 포켓의 유병율(prevalence)을 보여주고 있음과 아울러 각 여과재의 조성적 구배의 파악이 보다 용이하다. 이를 적절하게 달성하기 위하여, 원래의 현미경 사진(도19, 도21 및 도23)이 임계값을 통해서 이미지 분할 형태로서의 이진 이미지(도20, 도22 및 도24)로 변환되었다. 균일한 그레이스케일 값 (greyscale value)이 도19, 도21 및 도23)에 적용되었는바, 이러한 값은 카본 분말 및 더 높은 분말 로딩(higher powder loadings)과 함께 뒤엉킨 모든 파이버들을 적절하게 보여주기 위해서 필요로 한다. 이들 그레이스케일 이미지를 도20, 도22 및 도24의 이진 카운터 부분으로 변환함으로써, 파이버와 카본 입자들 사이의 "공극"이 명확하게 드러나고 있다. 이들 이미지에 적용되는 균일한 임계값은 이진으로의 변환으로 "공극"이 쉽게 보여지면서도 뒤엉킨 파이버의 가시성을 떨어뜨리지 않아야 한다. 이와 같은 이진 이미지들로부터 가시 물질(visible matter)에 대한 "공극 영역"의 비율이 정해져서 도25에 나타난 퍼센트가 얻어지게 된다.
도25는 각 필터층에서 전체(100), 상부(110) 및 하부(120)에서의 전체 밀도를 보여주는 정확한 측정 퍼센트이다. 이러한 퍼센트는 각각의 이진 현미경 사진(도20, 도22 및 도24)에 존재하는 "공극"영역(또는 빈 공간)의 계산에 의해서 측정된 값을 100에서 뺀: 즉 100 - 34.9% 공극 영역 = 65.1% 물질이 현미경 사진에 존재한다.
도25에 의해 제공된 정보에 기반해서 볼 때, A6 및 A7 층이 본 발명의 단일층 여과재 보다도 본질적으로 더 밀도가 높은 것으로 판단된다. 본 발명의 SEM 분석(도23 내지 도25)은 상술된 이중-밀도 구성을 보다 잘 보여준다. 본 발명 단일층의 상부(110)는 51.6%의 퍼센트 물질(percent)로 구성되는바, 이는 62.3%의 퍼센트 물질을 갖는 하부(120)에 비해서 약 11% 정도 덜 치밀(less dense)하다. 이들 도면은 유체가 여과재의 상부로 유입되어 하부를 통과함에 따른 밀도의 변화를 보여주고 있다. 상부(110)로부터 하부(120)에 이르기까지의 밀도의 심각한 변화는 앞서 언급된 바의 여과 효율과 유속 모두에서 본 발명의 전체적인 효과에 기여하게 된다. 본 발명의 제1 밀도{여과재의 상부(110)쪽}과 제2 밀도{여과재의 하부(120)쪽} 사이의 밀도 레벨에 있어서의 이상적인 대비는 약 1/3 - 1/4의 차이 범위인바, 이때 상기 하부는 상부에 비해서 상기의 범위 정도 치밀하다.
반면에, A6과 A7 모두 본 발명에 비해 실질적으로 밀도가 높다. A6 및 A7층의 상부(110)와 하부(120) 사이의 밀도 퍼센트에 있어서의 차이는 본 발명의 차이에 비해서 실질적으로 적은바, 상기 A6은 단지 2% 이상의 차이를 보이며, A7은 단지 7% 이상의 차이(본 발명의 11%의 차이에 비해서)를 보인다. 전체적으로 A6 층(100)은 65.1%의 퍼센트 물질로 유지되고, A7 층은 69.8%를 보유하였다. 이들 두 층의 조합은 앗서 테스트되고 언급된 A6A7 이중층 여과재로 생성된다. 본 발명에 비해서 A6A7 조합 밀도가 효율적인 유속을 유지하는데 있어서 매우 부진하게 수행되는 이유를 다시금 보여주고 있다.
따라서, 본 발명은 하나 또는 그 이상의 다음과 같은 장점을 제공한다: 1) 여과 장치에 사용되는 때에 필터의 전체 수명기간에 걸쳐서 유속을 개선시키는 적어도 두 개의 밀도를 포 이루어진 단일층 여과재; 2) 기존의 이중층 여과재에 비해서 보다 강력한 납 제거 성능을 달성할 수 있는 적어도 두 개의 밀도로 이루어진 단일층 여과재; 3) 이중층 여과재에서 전형적으로 관찰되는 공기 포집의 발생을 제거하는 단일층 여과재; 4) 항미생물학적 처리를 포함하는 조성에 기인한 미생물 성장을 억제하는 단일층 여과재; 및 5) 대략 구형의 형태를 띠며 메쉬 크기의 분말이 포함되어 더욱 개방된 미디어 구조가 이루어지도록 함으로써 중금속 입자의 용해와 그에 뒤따르는 중금속 스캐빈저에 의한 흡착이 이루어지도록 한다.
특별히 바람직한 실시예와 관련하여 본 발명의 설명이 이루어졌는바, 앞선 설명에 비추어 다양한 변경, 수정 및 변화가 가능함은 당업자에게 명백하다 할 것이다. 따라서 첨부된 특허청구범위는 그와 같은 변경, 수정 및 변화의 어떤 것도 본 발명의 범위와 사상에 속한다 할 것이다.
Claims (22)
- 액체로부터 가용성, 콜로이드 및 불용성 물질을 제거하기 위한 필터로서:
유입 유체를 수용하고 적어도 하나의 단일 시트 여과재를 고정시켜서 상기 유체의 도입이 이루어지도록 하는 용기; 및
적어도 두 개의 별개의 밀도층의 구배를 갖는 상기 단일 시트 여과재로 이루어지며, 이때,
상기 적어도 두 개의 별개의 밀도층은 콜로이드 입자를 포집하기 위한 콜로이드 물질용의 물리적 장벽을 형성하며, 상기 구배는 가용성 오염물질의 제거를 위한 제1 파이버 함량의 제1 밀도층과, 상기 제1 파이버 함량에 비해 낮은 제2 파이버 함량을 구비함과 아울러 중금속, 콜로이드 및 불용성 입자의 포획을 위해서 제1 밀도층에 비해 더 높은 활성 분말 로딩을 갖는 제2 밀도층을 포함하고;
상기 제2 밀도층의 제2 파이버 함량 및 더 높은 활성 분말 로딩에 의해 포획된 상기 콜로이드 입자는 가용성으로 되어 상기 유체의 용액으로 들어갈 때까지 유지되고, 상기 제1 및 제2 밀도층 사이의 물리적 장벽을 통과하여 상기 단일 시트 여과재의 상기 제1 밀도층에 의해 흡착 제거되는 것을 특징으로 하는 필터. - 제1항에 있어서, 상기 가용성 및 콜로이드 물질은 납, 중금속, 유기 오염물질 또는 무기 오염물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터.
- 제1항에 있어서, 상기 단일 시트 여과재의 한 구성 요소로서 피브릴화된 나노파이버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필터.
- 제3항에 있어서, 상기 피브릴화된 나노파이버는 셀룰로오스나 아크릴 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터.
- 제3항에 있어서, 상기 피브릴화된 나노파이버는 적어도 하나의 필터 물질의 주름 시트로 이루어짐을 특징으로 하는 필터.
- 제1항에 있어서, 상기 여과재의 한 성분으로 카본, 중금속 스캐빈저 및/또는 금속 산화물을 포함하는 활성 미디어 분말, 이온교환 비드, 이온교환 수지, 흡착제, 제올라이트 또는 카본을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터.
- 제1항에 있어서, 상기 구배의 적어도 두 개의 별개의 밀도층은 성분 형태 및 여과재 내의 조성 차이에 의해서 형성됨을 특징으로 하는 필터.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 중금속 스캐빈저를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필터.
- 제1항에 있어서, 은, 구리, KDF(Kinectic Degradation Fluxion) 프로세스 미디어 입자, 및/또는 항미생물 폴리머를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필터.
- 제1항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 별개의 밀도층의 제1층은 제2층에 비해 10 - 20% 낮은 퍼센트 물질 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 필터.
- 제1항에 있어서, 상기 용기는 적어도 하나의 단일 시트 여과재를 적어도 하나의 다른 여과재와 조합하여 내부에 고정시키는 것을 특징으로 하는 필터.
- 가용성, 콜로이드, 및 불용성 물질을 제거하기 위한 단일 여과재 시트 제조방법으로서:
다수의 피브릴화된 모노파이버와, 카본, 중금속 스캐빈저, 금속산화물 및/또는 이온교환 수지를 포함하는 활성 미디어 분말 및 액체를 갖는 반액체 혼합물의 슬러리를 형성하는 단계;
상기 슬러리에 힘을 가하여 슬러리로부터 액체 부분을 끌어 올려 최종 혼합물의 높은 파이버 함량이 상기 여과재 시트의 하부에 위치하도록 하고, 상기 여과재 시트의 상부에 위치한 더 개방된 구조 내로 활성 분말이 로딩되어 활성 분말 조성의 점진적인 변화가 이루어지도록 하는 단계;
상기 최종 혼합물을 주름 시트로 형성하는 단계; 및
상기 주름 시트를 필터 카트리지에 결합시키는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 여과재 시트 제조방법. - 제13항에 있어서, 상기 슬러리에 가해진 힘은 중력인 것을 특징으로 하는 여과재 시트 제조방법.
- 제13항에 있어서, 상기 슬러리에 가해진 힘은 원심력인 것을 특징으로 하는 여과재 시트 제조방법.
- 제13항에 있어서, 상기 슬러리에 가해진 힘은 진공인 것을 특징으로 하는 여과재 시트 제조방법.
- 삭제
- 제13항에 있어서, 상기 피브릴화된 나노파이버는 셀룰로오스나 아크릴 나노파이버를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과재 시트 제조방법.
- 가용성, 콜로이드, 및 불용성 물질을 제거하기 위한 이중밀도 단일 여과재 시트 제조방법으로서:
다수의 피브릴화된 모노파이버과, 카본, 중금속 스캐빈저, 금속산화물 및/또는 이온교환 수지를 포함하는 활성 미디어 분말 및 액체를 갖는 반액체 혼합물의 슬러리를 형성하는 단계;
상기 슬러리에 힘을 가하여 슬러리로부터 액체 부분을 끌어 올려 최종 혼합물의 높은 파이버 함량이 상기 여과재 시트의 하부에 위치하도록 하고, 활성 분말 로딩의 조성에 있어서 보다 개방된 구조로의 점차적인 변화가 상기 여과재의 상부 영역에 위치하도록 하는 단계;
상기 최종 혼합물을 주름 시트로 형성하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 여과재 시트 제조방법. - 제19항에 있어서, 상기 주름 시트를 필터 카트리지에 결합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여과재 시트 제조방법.
- 제19항에 있어서, 상기 슬러리에 가해지는 함은 중력, 구심력 또는 진공인 것을 특징으로 하는 여과재 시트 제조방법.
- 삭제
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