KR102478417B1 - 음이온 교환기에 의한 물의 경도 안정화 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 물에서 포스페이트 및/또는 폴리포스페이트를 측정하기 위한 고형 측정제에 관한 것이다. 이는 오르토포스페이트 및/또는 폴리포스페이트 반대 이온이 적어도 부분적으로 로딩된 수-불용성 음이온 교환기가 제공되는 것을 특징으로 한다. 결과적으로, 폴리포스페이트는 영구적으로 안정적인 저장 용량을 가지며 또한 물에서 폴리포스페이트의 우수한 투여량이 달성된다.

Description

음이온 교환기에 의한 물의 경도 안정화
본 발명은 제1항, 제5항, 및 제7항에 청구된, 포스페이트 및/또는 폴리포스페이트를 물에 투여하기 위한 고형 투여제 및 그 제조 방법 및 그 용도에 관한 것이다.
건강, 배관, 저장 유닛, 장비 등의 보호를 위해, 물은 일반적으로 상업적으로 이용 가능한 물 필터 카트리지에 의해 사용 전에 처리된다. 그 핵심 측면은 석회스케일(limescale)의 형성을 제어 및/또는 방지하는 것이다.
이는 먼저, 예를 들어 양이온 교환기에 의한 물로부터 경화제의 제거를 포함할 수 있다. 이 프로세스에서, 칼슘 및 마그네슘 이온은, 예를 들어 나트륨 이온에 대해 교환된다.
두번째 가능성은 결정화의 억제이고, 즉 억제제, 예를 들어 폴리포스페이트의 첨가를 통한 경도의 안정화이다. 일반적으로, 폴리포스페이트가 처리되지 않은 물에 첨가되어 탄산염 그룹과 교환됨으로써 석회스케일의 핵 생성을 방해한다.
이를 달성하는 한 가지 방법은 자유 가용성 폴리포스페이트를 사용한 액체 투여에 의한 것 또는 난용성 폴리포스페이트와의 접촉을 통한 용해도 제어 투여에 의한 것이다.
자유 가용성 폴리포스페이트는 대부분 폴리포스페이트의 나트륨염이며, 이에 따라 난용성 폴리포스페이트는 칼슘 또는 마그네슘 폴리포스페이트염이다.
물 탱크, 예를 들어 가전 기기의 물 탱크에 투여하는 경우, 지금까지의 문제는 난용성 염이, 특히 물 탱크 자체, 즉 저장될 물과 접촉하는 물 탱크의 표면의 석회스케일에 대한 보호를 위해 충분한 폴리포스페이트를 방출할 수 없었다는 점이다. 시간이 지남에 따라, 이는 이들 표면에도 바람직하지 않고 보기 흉한 퇴적물을 형성한다.
더욱이, 예를 들어, 필터 카트리지가 필터 베드의 역할을 하는 구성; 예를 들어 가전 기기의 물 탱크용 필터 카트리지에서, 난용성 폴리포스페이트는 약산성 이온 교환기와 함께 저장될 수 없는데, 필터 카트리지의 약산성 이온 교환기가 기밀 필름 패키징에서 80% 초과의 상대 습도의 주변 습도 레벨을 발생시키기 때문이다. 결과적으로, 이온 교환기가 마르지 않도록 기밀 패키징이 필요하다.
그러나, 상대 습도가 50%를 초과하면 난용성 폴리포스페이트의 안정적인 저장이 불가능하다. 난용성 폴리포스페이트와 습식 이온 교환기가 함께 포장된 경우, 그 결과 폴리포스페이트 표면 상의 백화 및 유리수가 필름 패키징 내에 분산되어 제품에 흰색 반점을 남긴다.
액체 폴리포스페이트의 사용은 마찬가지로 문제가 되는데, 그 이유는 사용된 투여 과정이 3개월 동안 지속되어야 할 뿐만 아니라 과다 투여도 발생하지 않아야 하기 때문이다. 접촉 표면적 및 확산을 최소화함으로써 방출이 어느 정도 조절될 수 있지만, 이는 저장(누설 및 건조) 문제 및 장기간 접촉에 대한 과다 투여의 문제를 거의 해결하지 못한다.
본선 장착형 수처리 디바이스(mains-fitted water-treatment device), 특히 탈탄화 필터 내에 폴리포스페이트를 투여하는 경우, 마찬가지로 적절한 투여량, 높은 상대 습도에서 밀폐된 용기 내에 저장, 및 과다 투여의 회피 문제에 대한 용이한 기술적 해결책이 없다.
따라서, 본 발명의 목적은 폴리포스페이트를 함유하는 스케일 방지제에 대한 저장 안정성 및 그러한 스케일 방지제로부터 폴리포스페이트의 수중 투여 모두에서 개선을 제공하는 것이다.
이 목적은 청구항 1, 5 및 7의 특징에 의해 달성된다. 종속항은 유리하고 편리한 개발을 명시한다.
따라서, 본 발명은 포스페이트 및/또는 폴리포스페이트를 물에 투여하기 위한 고형 투여제에 관한 것이다. 이는 오르토포스페이트(orthophosphate) 및/또는 폴리포스페이트 반대 이온이 적어도 부분적으로 로딩된 수-불용성(water-insoluble) 음이온 교환기의 제공을 특징으로 한다.
폴리포스페이트를 물에 투여하기 위해 폴리포스페이트 반대 이온을 갖는 음이온 교환기를 사용함으로써, 음이온 교환기에 폴리포스페이트 이온의 이온 결합은 폴리포스페이트의 장기간 안정적인 저장이 달성되게 한다.
뿐만 아니라, 음이온 교환기에 대한 폴리포스페이트의 그러한 결합은 이온 교환 평형 반응을 통해 폴리포스페이트 방출이 상한 내에 유지될 수 있게 한다. 그러나, 특히 처리되지 않은 물과의 평형 아래에서, 방출 속도가 높고, 그 결과 충분한 폴리포스페이트가 장기간에 걸쳐 방출될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 염기성 음이온 교환기, 특히 약염기성 음이온 교환기가 제공된다.
다른 바람직한 실시예에서, 폴리스티렌에 기반한 음이온 교환기가 제공된다.
폴리아크릴레이트에 기반한 음이온 교환기가 대안적으로 또는 추가로 제공될 수 있다.
본 발명은 또한 포스페이트 및/또는 폴리포스페이트를 물에 투여하기 위한 고형 투여제를 제조하는 방법에 관한 것이다. 이는 수용성 음이온 교환기를 로딩하기 위한 출발 재료로서 액체 폴리포스페이트 용액, 특히 나트륨 폴리포스페이트 용액의 사용을 특징으로 한다.
음이온 교환기에는, 바람직하게는 먼저 폴리포스페이트 용액, 특히 나트륨 폴리포스페이트 용액을 산성 양이온 교환기, 바람직하게는 강산성 양이온 교환기를 통해 여과한 다음, OH-/유리 염기(free base) 형태의 음이온 교환기를 통과시킴으로써, 폴리포스페이트 이온이 로딩될 수 있다.
본 발명은 또한 포스페이트 및/또는 폴리포스페이트를 물에 투여하기 위한 고형 투여제의 용도에 관한 것이다. 이는 물의 경도를 안정화시키는 데에 사용되는 것을 특징으로 한다.
폴리포스페이트 반대 이온을 갖는 음이온 교환기는 바람직하게는 필터 디바이스, 특히 물 필터 디바이스에 사용된다.
바람직한 용도에서, 물 필터 디바이스는 물 탱크, 특히 고온 음료 기계 및/또는 가전 기기의 물 탱크에 사용될 수 있다.
특히, 물 필터 디바이스는 물과 접촉하는 물 탱크의 표면 상에 퇴적물이 형성되는 것을 방지하기 위해 사용될 수 있다.
그러나, 물 필터 디바이스는 또한 본선 장착형 물 필터 디바이스로서 사용될 수 있다.
폴리포스페이트를 물에 투여하기 위해 폴리포스페이트 반대 이온을 갖는 음이온 교환기를 사용함으로써 물 경도를 안정화하는 데에 있어서, 음이온 교환기에 폴리포스페이트 이온의 이온 결합은 폴리포스페이트의 장기간 안정적인 저장이 달성되게 한다.
뿐만 아니라, 음이온 교환기에 대한 폴리포스페이트의 그러한 결합은 이온 교환 평형 반응을 통해 폴리포스페이트 방출이 상한 내에 유지될 수 있게 한다. 그러나, 특히 처리되지 않은 물과의 평형 아래에서, 방출 속도가 높고, 그 결과 충분한 폴리포스페이트가 장기간에 걸쳐 방출될 수 있다.
탄산염 이온, 예를 들어 처리되지 않은 물에 존재하는 탄산염 이온을 음이온 교환기 상에 로딩된 폴리포스페이트 이온, 특히 이온 결합된 폴리포스페이트 이온과 교환함으로써, 물에서 탄산칼슘/석회스케일의 결정화가 중단되거나 적어도 방해될 수 있다. 이는 존재하는 경도가 떨어지지 않고 물과 접촉하는 표면 상에 퇴적물이 형성되지 않음을 의미한다.
염기성 음이온 교환기, 특히 약염기성 음이온 교환기를 사용하는 것이 바람직하다. 약염기성 이온 교환기는 강염기성 이온 교환기에 비해 용량이 상당히 높다는 이점이 있다. 이는 음이온 교환기에 훨씬 더 많은 폴리포스페이트 이온이 적용될 수 있게 하고 및/또는 동일한 양의 폴리포스페이트 이온을 로딩하는 것이, 예를 들어 강염기성 음이온 교환기가 있는 경우보다 상당히 적은 비율의 음이온 교환기를 필요로 한다는 것을 의미한다.
본 발명의 하나의 특정 실시예에서, 약염기성 폴리아크릴레이트계 음이온 교환기가 사용된다. 폴리아크릴레이트계 음이온 교환기는 적절한 폴리스티렌계 음이온 교환기와 비교해서도 보다 유리한 니트로사민 방출을 나타낸다.
한가지 용도에서, 폴리포스페이트 반대 이온을 갖는 음이온 교환기는 필터 디바이스, 특히 물 필터 디바이스에 사용될 수 있다.
물 필터 디바이스는 바람직하게는 물 탱크, 특히 고온 음료 기계 및/또는 가전 기기의 물 탱크에 사용될 수 있다.
물 필터 디바이스는 여기서, 예를 들어 물과 접촉하는 물 탱크의 표면 상에 퇴적물이 형성되는 것을 방지하기 위해 사용될 수 있다.
그러나, 물 필터 디바이스는 또한 본선 장착형 물 필터 디바이스로서 사용된다.
그러한 용도에서도, 본 명세서에 설명된 본 발명은 저장 안정성이 있고 폴리포스페이트의 균일한 투여를 허용하는 물질을 제공한다.
폴리포스페이트 반대 이온을 갖는 음이온 교환기를 제조하는 프로세스에서, 사용된 폴리포스페이트 음이온에 사용되는 출발 재료는 액체 폴리포스페이트 용액, 특히 나트륨 폴리포스페이트 용액일 수 있다. 나트륨 폴리포스페이트 용액은 최대 약 30 중량%의 고농도 액체로서, 용액의 투여가 간단하게 되고 그 저장이 더 적은 공간을 차지한다는 것을 의미한다.
바람직한 제조 프로세스에서, 음이온 교환기에는 폴리포스페이트 용액, 특히 나트륨 폴리포스페이트 용액을 사용하여 폴리포스페이트 이온이 초기에 로딩될 수 있다. 이어서, 용액을 유리하게는 산성 양이온 교환기, 바람직하게는 강산성 양이온 교환기를 통과시키고, 예를 들어 여과한 다음, OH-/유리 염기 형태의 음이온 교환기를 통과시킨다.
폴리포스페이트 용액을 음이온 교환기로 높은 수율로 전달하기 위해, 이는 유리하게는 사용 전에 바람직하게는 0.5 중량% 내지 5 중량%의 농도로 물로 희석되어야 한다.
요약하면, 경도 안정화 프로세스에서, 폴리포스페이트 반대 이온을 갖는 음이온 교환기가 폴리포스페이트를 물에 투여하는 데에 사용된다는 점이 주목될 수 있다.
제조를 위해, 초기 액체 폴리포스페이트는 바람직하게는 약염기성 음이온 교환기에 이온 결합될 수 있다. 이는 약염기성 음이온 교환기가 강염기성 음이온 교환기와 비교하여 상당히 높은 로딩 용량을 갖기 때문이다. 이는 강염기성 음이온 교환기와 비교하여 상당히 적은 양의 음이온 교환기가 동일한 로딩 용량에 제공될 수 있게 한다. 또한, 필요한 공간 및 필요한 체적이 대응하여 감소된다.
이러한 방식으로 처리된 교환기는 건조 및 습윤 상태 모두에서 거의 무기한으로 저장될 수 있다. 더욱이, 물과 접촉하는 폴리포스페이트의 방출은 물에 존재하는 물질과의 이온 교환 평형 반응을 통해 상한 내에 유지된다. 그러나, 처리되지 않은 물과의 평형 아래에서, 방출 속도가 높고, 그 결과 충분한 폴리포스페이트가 장기간에 걸쳐 방출될 수 있다.
음이온 교환기로서 약염기성 폴리스티렌계 음이온 교환기를 사용하는 것이 바람직하다.
대안적으로, 바람직하게는 약염기성 폴리아크릴레이트계 음이온 교환기가 사용될 수 있다.
사용된 폴리포스페이트 음이온에 대한 예상 출발 재료는 액체 폴리포스페이트 용액, 특히 액체 나트륨 폴리포스페이트 용액이다.
음이온 교환기는 먼저 폴리포스페이트 용액, 특히 나트륨 폴리포스페이트 용액을 바람직하게는 H+ 형태의 강산성 양이온 교환기를 통해 여과한 다음, 이 용액을 OH-/유리 염기 형태의 음이온 교환기를 통과시킴으로써 폴리포스페이트 이온이 로딩될 수 있다.
작용예:
본 발명은 포함된 도면 및 이들 도면을 참조하는 설명을 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명된다.
도면에서:
도 1은 물에 폴리포스페이트를 투여하기 위한 폴리포스페이트 로딩된 음이온 교환기의 제조 화학식을 나타낸다.
도 2는 물에 폴리포스페이트를 투여하기 위한 폴리포스페이트 로딩된 음이온 교환기의 제조 프로세스의 단계 및 프로세스에서 사용되고 형성된 생성물 및 중간체의 예시적인 다이어그램을 도시한다.
도 3은 물에 폴리포스페이트를 투여하기 위한 폴리포스페이트 로딩된 음이온 교환기의 용도를 위한 화학식을 나타낸다.
도 4는 마찬가지로 종단면도로 도시된 물 탱크에 사용될 때, 물에서 석회스케일의 형성을 방지하기 위한 작용제를 함유하는 물 필터 카트리지의 종단면도의 예시적 다이어그램을 도시한다.
도 5는 석회스케일의 형성을 방지하는 작용제를 위한 저장조를 갖는 물 필터 카트리지를 포함하는 도 4의 대안 실시예의 예시적인 다이어그램을 정면도로 도시한다.
도 6은 도 5에 나타낸 실시예의 예시적인 다이어그램을 단면도로 도시한다.
도 7은 물에서 석회스케일의 형성을 방지하기 위한 작용제를 함유하는 본선 장착형 물 필터 카트리지의 예시적인 다이어그램을 종단면도로 도시한다.
구성 설계:
도 1은 물에 폴리포스페이트를 투여하기 위한 폴리포스페이트 로딩된 음이온 교환기의 제조를 위한 화학식 "1.)" 및 "2.)"를 나타낸다. 도면에서:
Na+: 나트륨 이온
[H2PO4 -]N: 사슬 길이 N 및 N 음전하를 갖는 폴리포스페이트 이온
[H3PO4]N: 폴리인산
R-: 강산성 양이온 교환기
R+: 적어도 약염기성 음이온 교환기
H+: 수소 이온
OH-: 수산화물 이온
단계 1: 나트륨의 제거
N · Na+ + [H2PO4 -]N + N ·[R-H+] ↔ N ·[R-Na+] + [H3PO4]N
단계 2: 음이온 교환기에 폴리포스페이트의 결합
N ·[R+OH-] + [H3PO4]N ↔ N ·R+[H2PO4 -]N + N ·H2O
도 2는 도 1에 도시된 화학식 "1.)" 및 "2.)"에 따라 물에 폴리포스페이트를 투여하기 위해 폴리포스페이트(21)가 로딩된 음이온 교환기를 제조하기 위한 조립체(20)를 도시한다.
프로세스 단계 "1.)"에서, 음이온 교환기는 먼저 바람직하게는 강산성 양이온 교환기(23)를 통해 나트륨 폴리포스페이트 용액(21)을 여과한 다음, 이 용액을 프로세스 단계 "2.)"에 따라 음이온 교환기(24)를 통과시킴으로써 폴리포스페이트 이온이 로딩된다. 음이온 교환기는, 예를 들어 적어도 약염기성 OH-/유리 염기 형태로 존재할 수 있다.
예로서 도시된 조립체(20)에서, 용기(21.1) 내에 보유된 나트륨 폴리포스페이트 용액(21)이 화살표(21.2) 방향으로 용기(22) 내의 H+ 형태의 강산성 이온 교환기 과립(23) 상으로 지나가서 폴리포스페이트를 나트륨으로부터 분리한 다음, 출구(22.1)를 통해, 음이온 교환기 과립(24) 형태인 용기(25) 내의 지지체 물질 상으로 공급되어 음이온 교환기 과립에 폴리포스페이트를 로딩시킨다.
잔류 탈염수(27)는 폐쇄 수단(25.2)이 제공된 출구(25.1)를 통해 용기(26) 내로 유출된다.
이제, 음이온 교환기 과립(24)에 이온 결합된 폴리포스페이트는 거의 무한한 저장 안정성을 가지며 건조 및 습윤 조건 모두에서 안정적이다.
도 3은 물에 폴리포스페이트를 투여하기 위해, 도 2에 도시된 프로세스에 따라 로딩된 음이온 교환기로부터 폴리포스페이트의 방출을 위한 화학식을 나타낸다.
도면에서:
R+ N: 약염기성 음이온 교환기
[H2PO4 -]N: 사슬 길이 N 및 N 음전하를 갖는 폴리포스페이트
HCO3 -: 탄산수소
R+ N ·[H2PO4 -]N + N·[HCO3 -] ↔ R+ N·[HCO3 -] + [H2PO4 -]N
물과 접촉하는 폴리포스페이트의 방출은 물에 존재하는 물질과의 이온 교환 평형 반응을 통해 상한 내에 유지된다. 처리되지 않은 물과의 평형 아래에서, 방출 속도는, 대조적으로, 높다. 이는 장기간에 걸쳐 폴리포스페이트의 충분한 방출을 가능하게 한다.
따라서, 이 경도 안정화 프로세스는 폴리포스페이트를 물에 투여하기 위해 폴리포스페이트 반대 이온을 갖는 음이온 교환기를 사용한다. 이 음이온 교환기는 바람직하게는 약염기성 폴리아크릴레이트계 음이온 교환기이다. 대안적으로, 약염기성 폴리스티렌계 음이온 교환기가 사용될 수도 있다.
사용된 폴리포스페이트 음이온에 대한 출발 재료는 액체 폴리포스페이트 용액, 특히 나트륨 폴리포스페이트 용액이다. 칼륨 폴리포스페이트 용액이 또한 고려될 수 있다.
음이온 교환기는 먼저 나트륨 폴리포스페이트 용액을 바람직하게는 강산성 양이온 교환기를 통해 여과한 다음, 이 용액을 OH-/유리 염기 형태의 음이온 교환기를 통과시킴으로써 폴리포스페이트 이온이 로딩될 수 있다.
도 4는 물 탱크(10) 내에 사용될 때, 물에 폴리포스페이트를 투여하기 위해 폴리포스페이트 반대 이온을 갖는 음이온 교환기를 함유하는 물 필터 카트리지(1)를 도시하며, 물 탱크의 하우징의 참조 번호는 10.1이다. 이를 위해, 필터측 탱크 연결 요소(3)는 바람직하게는 플러그인 연결에 의해 탱크측 필터 연결 요소(10.2)에 결합된다.
물 필터 카트리지(1)는 물 탱크 내에 보유된 물(8)을 필터 카트리지(1) 내로 유입하고 다시 밖으로 유출하기 위해 하우징(2), 입구 개구(1.3) 및 출구 개구(1.4)를 포함한다. 예를 들어, 하류에 연결된 고온 음료 기계(11)에서 사용하기 위해, 이 물(8)은 필터 트레인(4)을 통과하여 처리된다. 그러한 필터 트레인은 상향류 챔버(1.1) 및/또는 하향류 챔버(1.2) 내에 설계될 수 있다. 화살표(8.1)는 완전 작동 상태의 필터 카트리지(1)가 필터로서 작동할 때 물 탱크(10)로부터 물을 인출하는 동안 물의 유동 방향을 나타낸다.
물 필터 카트리지(1)는, 필터 트레인(4)에 추가하여 필터 트레인과 별도로 설계된 저장조(6)를 포함하며, 저장조는 바람직하게는 스케일 방지제(5), 특히 물 탱크 내에서 석회스케일의 형성을 방지하는 작용제를 위한 저장 탱크의 형태이고, 저장조(6)를 물 탱크(10) 내에 보유된 물(8)과 연결하는 접촉 개구(7)가 마련되어 있다.
저장조(6)는 물 필터 카트리지(1)의 하우징(2) 내에; 도시된 경우에 하우징의 상단 유닛(2.1) 내에 위치 설정될 수 있다.
물 탱크에서 석회스케일의 형성을 방지하는 작용제(5)는 약산성 양이온 교환기 및/또는 경도 안정화제 및/또는 난용성 폴리포스페이트, 특히 칼슘계인 폴리포스페이트를 포함할 수 있다.
물 탱크에서 석회스케일의 형성을 방지하는 작용제(5)는 나트륨계인 자유 가용성 폴리포스페이트를 포함할 수 있다.
또한, 물 탱크에서 석회스케일의 형성을 방지하는 작용제(5)는 약염기성 음이온 교환기 재료, 특히 폴리포스페이트 이온을 반대 이온으로 갖는 약염기성 음이온 교환기 재료를 포함할 수 있다.
그리고, 약염기성 음이온 교환기 재료는 폴리포스페이트를 위한 안정화제로서 제공될 수 있다.
화살표(8.1)는 물 탱크(10)에 보유된 물(8)이 물 탱크에서 석회스케일의 형성을 방지하는 작용제(5)로 유입되는 것을 나타낸다. 물은 접촉 개구(7)를 통해 작용제(5)를 위한 저장조로 유동한다. 또한, 케이싱(9) 등은 임의로 작용제(5)를 추가로 둘러싸도록 제공된다.
화살표(5.1)는 물 탱크에서 석회스케일의 형성을 방지하는 작용제(5)로 이미 처리된, 물 탱크(10) 내에 보유된 물(8)을 나타낸다. 작용제(5)로부터의 처리 물질은 물 탱크 내의 다른 곳에 보유되어 있지만 작용제(5)와 아직 접촉하지 않은 물과 비교하여 작용제(5)에 근접한 물(8)에서 더 높은 농도로 존재하기 때문에, 저장 기간의 과정에 걸쳐, 또한 물 탱크에 저장된 나머지 물의 처리에 영향을 미치고, 이에 의해, 본 발명에 따라, 물과 접촉하는 표면 상에 석회스케일의 형성을 방지하는 농도 평형이 전개된다.
경도 안정화제 형태인, 석회스케일의 형성을 방지하는 작용제(5)가 또한 처리를 받는 물이 물 필터 카트리지(1) 내 및/또는 주위를 통과하는 영역에서 추가로 제공될 수 있다. 예를 들어, 필터 카트리지로 유입되는 물의 영역 내 및/또는 주위에 제공될 수 있다. 이를 위한 저장조(6)는 또한, 예를 들어 직물에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인 공간, 예를 들어 작용제(5)로 채워진 링과 같은 삽입 구성요소의 형태로, 또는 바람직하게는 내용물이 탈출하는 것을 방지하는 수단, 예를 들어 케이싱 등이 적어도 바깥쪽에서 고정된 충전물의 형태로 제공될 수 있다. 이의 예로서, 작용제(5)로 채워진 저장조(6)가 도 4의 입구 개구(1.3) 위에 도시되어 있다.
도 5는 석회스케일의 형성을 방지하는 작용제(5)를 위한 저장조(6)를 갖는 물 필터 카트리지(1)를 포함하는 도 4의 대안 실시예의 예시적인 다이어그램을 정면도로 도시한다. 이 실시예에서, 석회스케일의 형성을 방지하는 작용제(5)를 위한 저장조(6)는 하우징(2) 내에 및/또는 하우징 상에 위치 설정될 수 있다. 바람직하게는 과립 작용제(5)의 시각화를 위해 작은 원이 도시되어 있다. 과립(5)은, 예를 들어 도 4에 도시된 설계에서 상단 유닛(2.1)에 대응하는 커버에 의해 저장조(6) 내에 유지될 수 있다. 여기서도, 접촉 개구(7)는 작용제(5)에 대한 접근을 물에 제공할 수 있다. 접촉 개구(7)의 직사각형 표현은 이 시각화에서 용이한 구별을 위해 순수하게 예로서 도시되어 있다. 접촉 개구는 또한 다른 형상 및/또는 단면을 가질 수 있다.
도 6은, 하우징(2)의 대향 측면에, 석회스케일의 형성을 방지하는 작용제(5)를 위한 저장조(6)를 갖는, 도 5에 도시된 물 필터 카트리지(1)의 설계의 단면도를 도시한다. 예시를 단순화하기 위해, 작용제(5)에 대한 접근을 물에 제공하는 접촉 개구(7)는 도시되어 있지 않지만 존재할 수 있다. 나머지 참조 번호는 도 1에 나타낸 물 필터 카트리지(1)의 피처에 대응한다.
도 7은, 바람직하게는 저장조(6) 내에 저장된, 석회스케일의 형성을 방지하는 작용제(5)를 본선 장착형 물 필터 캐니스터(30)가 함유하는 추가 용도를 도시한다. 본선 장착형 물 필터 캐니스터(30)는 물 라인의 유입 라인(32) 및 유출 라인(33)에 연결된 연결 헤드(31)에 연결된다. 화살표(34)는 물의 유동 방향을 나타낸다.
1 물 필터 카트리지
1.1 상향류 챔버
1.2 하향류 챔버
1.3 입구 개구
1.4 출구 개구
2 하우징
2.1 상단 유닛
3 필터측 탱크 연결 요소
4 필터 트레인
5 석회스케일의 형성을 방지하는 작용제
5.1 석회스케일의 형성을 방지하는 작용제로 처리된 물
6 저장조
7 접촉 개구
8 물
8.1 화살표
9 케이싱 등
10 물 탱크
10.1 하우징
10.2 탱크측 필터 연결 요소
11 가전 기기, 특히 고온 음료 기계
20 조립체
21 폴리포스페이트
21.1 용기
21.2 화살표
22 용기
22.1 출구
23 양이온 교환기
24 음이온 교환기
25 용기
25.1 출구
25.2 폐쇄 수단
26 용기
27 탈염수
30 본선 장착형 물 필터 캐니스터
31 30을 위한 본선 장착형 연결 헤드
32 유입 라인
33 유출 라인
34 화살표

Claims (22)

  1. 오르토포스페이트 및/또는 폴리포스페이트 반대 이온을 함유하는 수-불용성 음이온 교환기를 포함하고, 이때 상기 수-불용성 음이온 교환기는 습윤 및 건조 상태 모두에서 저장될 수 있는 안정한 저장(storage) 수-불용성 음이온 교환기이고, 상기 수-불용성 음이온 교환기는 나트륨 폴리포스페이트의 용액으로 로딩된 것인, 포스페이트 및/또는 폴리포스페이트를 물에 투여하기 위한 고형 투여 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 수-불용성 음이온 교환기가 염기성 음이온 교환기인 것인, 포스페이트 및/또는 폴리포스페이트를 물에 투여하기 위한 고형 투여 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 수-불용성 음이온 교환기가 폴리스티렌 음이온 교환기인 것인, 포스페이트 및/또는 폴리포스페이트를 물에 투여하기 위한 고형 투여 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 수-불용성 음이온 교환기가 폴리아크릴레이트 음이온 교환기인 것인, 포스페이트 및/또는 폴리포스페이트를 물에 투여하기 위한 고형 투여 조성물.
  5. (a) 액체 폴리포스페이트 용액을 출발 재료로서 제조하는 단계;
    (b) 상기 액체 폴리포스페이트 용액을 수-불용성 음이온 교환기에 로딩하는 단계;
    (c) 상기 수-불용성 음이온 교환기에 이온 결합된 폴리포스페이트 반대 이온을 형성하여, 습윤 및 건조 상태 모두에서 저장될 수 있는 안정한 저장 수-불용성 음이온 교환기 조성물을 형성하는 단계; 및
    (d) 물을 처리하기 위한 하우징에 상기 안정한 저장 수-불용성 음이온 교환기 조성물을 조립하는 단계를 포함하고,
    상기 액체 폴리포스페이트 용액은 나트륨 폴리포스페이트의 용액인 것인, 물로부터의 스케일(scale) 퇴적물을 방지하기 위한 디바이스를 제조하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 액체 폴리포스페이트 용액을 수-불용성 음이온 교환기에 로딩하는 단계 전에, 액체 폴리포스페이트 용액을 먼저 산성 양이온 교환기를 통해 여과하는 단계를 추가로 포함하고, 이때 상기 수-불용성 음이온 교환기는 OH-/유리 염기(free base) 형태인 것인, 디바이스를 제조하는 방법.
  7. 제5항의 방법에 의해 제조된 것인 디바이스.
  8. 제5항의 방법에 의해 제조된 것인 물 필터 디바이스용 디바이스.
  9. 제5항의 방법에 의해 제조된 것인 기기의 물 탱크용 디바이스.
  10. 물과 접촉하는 물 탱크의 표면 상에 퇴적물이 형성되는 것을 방지하기 위한, 제5항의 방법에 의해 제조된 디바이스.
  11. 삭제
  12. (a) 액체 폴리포스페이트 용액을 제조하는 단계;
    (b) 상기 액체 폴리포스페이트 용액을 산성 양이온 교환기를 통해 여과하는 단계;
    (c) OH-/유리 염기 형태의 수-불용성 음이온 교환기를 상기 여과 단계의 용액으로 로딩하여, 안정한 저장 수-불용성 이온 결합된 음이온 조성물을 형성하는 단계이며, 이때 상기 수-불용성 음이온 교환기는 폴리스티렌 및/또는 폴리아크릴레이트로 이루어지거나 또는 폴리스티렌 및/또는 폴리아크릴레이트를 포함하는 수-불용성 음이온 교환기의 군으로부터 선택되는 단계; 및
    (d) 폴리포스페이트 반대 이온을 갖는 상기 안정한 저장 수-불용성 이온 결합된 음이온 조성물을 수처리(water treatment) 용기에 배치시키는 단계를 포함하고,
    상기 액체 폴리포스페이트 용액은 나트륨 폴리포스페이트의 용액인 것인, 습윤 및 건조 상태 모두에서 저장될 수 있는 안정한 고형 투여 조성물을 제조하는 방법.
  13. 제12항의 방법에 의해 제조된 안정한 고형 투여 조성물.
  14. 로딩된 수-불용성 음이온 수지를 제공하는 폴리포스페이트의 반대 이온으로 로딩된 수-불용성 음이온 수지를 포함하고, 이때 상기 로딩된 수-불용성 음이온 수지는 수처리 용기에서 습윤 및 건조 상태 모두로 저장되고 운송될 수 있고, 상기 수-불용성 음이온 수지는 나트륨 폴리포스페이트의 용액으로 로딩된 것인, 물에서 폴리포스페이트의 제어된 방출을 갖는 안정한 저장 수-불용성 음이온 교환기 조성물.
  15. 제14항에 있어서, 수-불용성 음이온 수지가 폴리스티렌 음이온 교환 수지인 것인, 안정한 저장 수-불용성 음이온 교환기 조성물.
  16. 제14항에 있어서, 수-불용성 음이온 수지가 폴리아크릴레이트 음이온 교환 수지인 것인, 안정한 저장 수-불용성 음이온 교환기 조성물.
  17. 삭제
  18. (a) 약염기성 음이온 교환기를 수용액 중의 포스페이트 이온으로 로딩하여, 습윤 및 건조 상태 모두에서 저장될 수 있는 안정한 포스페이트 반대 이온 약염기성 음이온 교환기를 형성하는 단계;
    (b) 습윤 및 건조 상태 모두에서 안정한 상기 포스페이트 반대 이온 약염기성 음이온 교환기를 물 탱크 또는 라인(line)에 배치하기 위하여 설계된 수밀(water tight) 하우징에 배치시키는 단계; 및
    (c) 물 탱크 또는 라인에 배치하기 위한 상기 수밀 하우징을 운송 또는 판매하기 전에, 습윤 및 건조 상태 모두에서 저장될 수 있는 상기 포스페이트 반대 이온 약염기성 음이온 교환기를 상기 수밀 하우징에 저장 또는 패키징하는 단계를 포함하고,
    상기 수용액은 나트륨 폴리포스페이트의 용액인 것인, 물로부터의 퇴적물을 방지하기 위한 디바이스를 제조하는 방법.
  19. 제18항의 방법에 의해 제조된 것인 디바이스.
  20. 제18항에 있어서, 하우징이 필터 카트리지인 것인 방법.
  21. 삭제
  22. 제18항에 있어서, 유리 염기 형태의 약염기성 음이온 교환기를 처리하는 단계 전에, 나트륨 폴리포스페이트의 용액을 먼저 H+ 형태의 산성 양이온 교환기에 통과시키는 것인 방법.
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