KR102619056B1 - 필터 제조방법, 필터 제조방법을 이용하여 제조된 정수필터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 건조된 필터재를 이용하여 별도의 바인더 없이 필터를 제조 가능할 뿐만 아니라, 제조공정 또한 간소화 가능한 필터 제조방법에 관한 것으로, 물을 정수하는 건조상태의 필터재를 제조하는 필터재 제작단계; 상기 필터재 제작단계에서 제작된 필터가 수용되는 필터 케이스를 제작하는 케이스 제작단계; 상기 케이스 제작단계에서 제작된 케이스에 필터재를 삽입하고, 부직포를 케이스에 부착하여 삽입된 필터재의 유출을 제한하는 필터재 충진단계; 필터 케이스에 커버를 결합하는 커버 결합단계; 를 포함하여 이루어지는 필터 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 두께가 얇고 높은 정수력을 가지는 정수필터를 제조하기 위해 이온교환수지의 입자 크기를 작게 형성할 경우에 발생하는 차압이 높아지며 유량이 작아지는 문제를 해결한 소재가공과 필터 제조방법에 관한 것이다.
특허문헌 001은 물이 통과하도록 입수구와 출수구가 형성되는 하우징; 및 상기 하우징 내부에 삽입되고, 참옻액, 맥반석가루, 참숯가루를 잘 혼합한 혼합액이 도포된 부직포를 원통형으로 여러 겹 감아 형성한 필터카트리지; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수기용 필터에 관한 기술을 제시하고 있다.
특허문헌 002는 제1 기판상에 제1 필름과 제2 필름을 순차로 코팅하는 단계; 상기 제1 필름의 소정 깊이까지 소정 주기의 패턴을 형성하는 단계; 제2 기판상에 상기 형성된 패턴을 전사하는 단계; 상기 제1 기판과 제1 필름을 순차로 제거하고, 상기 제2 기판상에 전사된 패턴에 아쿠아포린 소수포를 코팅하는 단계; 및 상기 코팅되는 아쿠아포린 소수포가 움직이지 않도록 상기 제2 기판상에 보호층을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 정수 필터의 제조 방법에 관한 기술을 제시하고 있다.
특허문헌 003은 길이방향으로 연장된 직선형 중공 연장집수관을 준비하는 연장집수관 준비단계와; 상기 연장집수관의 길이에 대응하는 폭을 가지며 멤브레인막을 포함하는 필터시트를 준비하는 필터시트준비단계와; 상기 연장집수관의 주연부에 상기 필터시트를 감아, 필터시트가 연장집수관을 감싼 구조를 갖는, 절단대상물을 구성하는 롤링단계와; 상기 절단대상물을 절단하여, 단위집수관 및 상기 단위집수관을 감싸는 절단필터시트로 이루어진 다수의 단위필터바디를 얻는 커팅단계와; 상기 각 단위필터바디의 단위집수관 양단부에, 단위집수관과 동일한 내경을 갖는 에지코어를 고정하는 에지코어 고정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 역삼투 정수기용 RO필터 모듈 제작방법에 관한 기술을 제시하고 있다.
특허문헌 004는 지지체 기판; 상기 지지체 기판 상에 형성되고, 적어도 하나의 음각이 구비된 폴리머 패턴; 상기 폴리머 패턴의 음각 내부에 도포되는 아쿠아포린(Aquaporin) 계열의 막단백질; 및 상기 폴리머 패턴 상에서 상기 막단백질을 덮도록 형성되는 보호층; 을 포함하여 이루어지는 정수 필터에 관한 기술을 제시하고 있다.
본 발명은 두께를 얇게 형성하여도 정수필터의 정수능력을 극대화 가능한 정수필터와, 이러한 정수필터 제조방법에 관한 것이다.
상세히 설명하면, 정수능력을 가지는 이온교환수지 입자 크기를 작게 형성할 경우, 차압이 높아지며 유량이 작아지는 문제가 발생하므로, 본 발명에서는 필터재에 물에 녹는 수용성 물질을 혼합하여, 수용성 물질이 녹으며 필터재에 물이 통과하는 유로를 형성하게 한 것이다.
종래발명들의 문제점을 해결하기 위한 필터 제조방법에 관한 발명이며, 본 발명은 물을 정수하는 건조상태의 필터재를 제조하는 필터재 제작단계(S100); 상기 필터재 제작단계(S100)에서 제작된 필터가 수용되는 필터 케이스를 제작하는 케이스 제작단계(S200); 상기 케이스 제작단계(S200)에서 제작된 케이스에 필터재를 삽입하고, 부직포를 케이스에 부착하여 삽입된 필터재의 유출을 제한하는 필터재 충진단계(S300); 필터 케이스에 커버를 결합하는 커버 결합단계(S400); 를 포함하여 이루어진다.
본 발명은 필터 제조방법에 관한 발명이며, 상기 필터재 제작단계(S100)는 필터재를 형성하는 원료물질을 준비하는 원료물질 준비단계(S110); 상기 원료물질 준비단계(S110)에서 준비된 원료물질을 건조하는 건조단계(S120); 상기 건조단계(S120)에서 건조된 원료물질의 사이즈를 설계된 사이즈로 형성하는 사이즈 조절단계(S130); 상기 사이즈 조절단계(S130)에서 사이즈가 조절된 원료물질을 혼합하여 필터재를 제작하는 혼합단계(S140); 를 포함한다.
본 발명은 필터 제조방법에 관한 발명이며, 상기 원료물질 준비단계(S110)는 물을 정수하는 정수물질을 준비하는 제1 원료 준비단계(S111); 물에 녹는 특성을 가지는 수용성 물질을 준비하는 제2 원료 준비단계(S112); 를 포함한다.
본 발명은 필터 제조방법에 관한 발명이며, 상기 제1 원료 준비단계(S111)에서 준비되는 정수물질은 이온교환수지, 활성탄, 산화철, 납제거물질(ATS), 규조토 중 선택된 어느 하나 또는 하나 이상; 을 포함한다. 또한 동일한 목적 및 효과를 발휘하는 대상의 모든 물질을 포함한다. 균등대상을 포함한다.
본 발명은 필터 제조방법에 관한 발명이며, 상기 제2 원료 준비단계(S112) 에서 준비되는 수용성 물질은 소금, 설탕, PEG (Polyethylene glycol), PVP (Polyvinylpyrrolidone) 중 선택된 어느 하나 또는 하나 이상;을 포함한다. 또한 동일한 목적 및 효과를 발휘하는 대상의 모든 물질을 포함한다. 균등대상을 포함한다.
본 발명은 필터 제조방법에 관한 발명이며, 상기 케이스 제작단계(S200)는 케이스 원료를 녹여 액체상태로 만드는 용융단계(S210); 상기 용융단계(S210)에서 만들어진 액체상태의 원료를 압출하여 원통형상을 가지며 중앙 통로가 복수개로 구획된 필터 케이스 압출물을 제작하는 압출물 제작단계(S220); 상기 압출물 제작단계(S220)에서 제작된 필터 케이스 압출물을 커팅하여 필터 케이스(100)를 만드는 커팅단계(S230); 를 포함한다.
본 발명은 필터 제조방법에 관한 발명이며, 상기 필터재 충진단계(S300)는 필터재를 상기 필터재 분배부(110)가 형성하는 각각의 필터재 수용공간(101)에 맞춰 분배하는 필터재 분배단계(S310); 상기 필터재 분배단계(S310)에서 분배된 필터를 각각의 필터재 수용공간(101)에 삽입하는 필터재 삽입단계(S320); 를 포함한다.
본 발명은 필터 제조방법에 관한 발명이며, 상기 커버 결합단계(S400)를 통해 제작된 필터를 물에 침지시켜 필터재 활성화단계(S500); 를 포함한다.
본 발명은 위의 필터 제조방법으로 제조된 정수필터에 관한 것이며, 내부에 필터재 수용공간(101)이 형성되는 필터 케이스(100); 상기 필터 케이스(100) 내부에 수용되는 필터재(200); 상기 필터 케이스(100)의 두께방향 양측에 결합되어 상기 필터재(200)의 누출을 제한하며 다공성 구조를 가지는 부직포(300); 상기 부직포(300)를 사이에 두고 상기 필터 케이스(100)의 두께방향 양측면에 결합되는 커버(400); 를 포함한다.
본 발명은 정수필터에 관한 발명이며, 상기 필터 케이스(100)는 중앙에 형성된 필터재 수용공간(101)을 분리하는 필터재 분배부(110); 를 포함한다.
본 발명은 필터재로 사용되는 이온교환수지의 입자 크기를 작게 형성하여도, 물이 이온교환수지를 통과하지 못하는 문제를 해결 가능하므로, 이온교환수지의 입자 크기를 최소화 하여 필터 성능을 극대화 가능한 장점이 있다.
도 1은 정수필터를 나타낸 사시도.
도 2는 정수필터를 나타낸 분해사시도.
도 3은 필터재가 수용된 정수필터를 나타낸 단면도.
도 4는 정수필터에 형성되는 필터재 분배부의 다양한 형태를 나타낸 개념도.
도 5 내지 도 6은 정수필터의 다른 실시예를 나타낸 단면도.
도 7은 필터 제조방법을 나타낸 순서도.
도 8은 필터 제조방법을 구체화한 블록도.
도 9는 필터 제조방법을 구체화한 순서도.
도 2는 정수필터를 나타낸 분해사시도.
도 3은 필터재가 수용된 정수필터를 나타낸 단면도.
도 4는 정수필터에 형성되는 필터재 분배부의 다양한 형태를 나타낸 개념도.
도 5 내지 도 6은 정수필터의 다른 실시예를 나타낸 단면도.
도 7은 필터 제조방법을 나타낸 순서도.
도 8은 필터 제조방법을 구체화한 블록도.
도 9는 필터 제조방법을 구체화한 순서도.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
아래의 실시예에서 인용하는 번호는 인용대상에만 한정되지 않으며, 모든 실시예에 적용될 수 있다. 실시예에서 제시한 구성과 동일한 목적 및 효과를 발휘하는 대상은 균등한 치환대상에 해당된다. 실시예에서 제시한 상위개념은 기재하지 않은 하위개념 대상을 포함한다.
(실시예 1-1) 본 발명인 필터 제조방법은, 물을 정수하는 건조상태의 필터재를 제조하는 필터재 제작단계(S100); 상기 필터재 제작단계(S100)에서 제작된 필터가 수용되는 필터 케이스를 제작하는 케이스 제작단계(S200); 상기 케이스 제작단계(S200)에서 제작된 케이스에 필터재를 삽입하고, 부직포를 케이스에 부착하여 삽입된 필터재의 유출을 제한하는 필터재 충진단계(S300); 필터 케이스에 커버를 결합하는 커버 결합단계(S400); 를 포함한다.
종래의 정수필터 제작은 이온교환수지를 펄프원액에 섞어 교반한 후, 교반을 통해 만들어진 이온교환수지 펄프 혼합액을 건조하여 필름형태의 필터지를 제작하고, 제작된 필터지의 양면에 부직포를 부착하는 방식으로 만들어졌다.
상세히 설명하면, 필터는 이온교환수지의 입자 사이즈가 작을수록 물과 접촉하는 면적이 넓어져 필터의 정수능력이 높아지지만, 입자 사이즈가 작은 이온교환수지가 일정이상 밀집될 경우 이온교환수지 사이에 형성된 공간을 통해 물이 통과하지 못하는 문제가 있으므로, 펄프에 이온교환수지를 혼합하여 이온교환수지가 밀집되지 않고 고루 퍼진 형태의 필터지를 제작 사용하였던 것이다. 그러나, 이러한 종래의 정수필터 제작방법은 펄프에 이온교환수지를 혼합하는 혼합공정, 이온교환수지 펄프 혼합액을 건조하는 건조공정 등 다양한 공정을 거쳐야 하기 때문에, 필터 제작에 많은 시간 및 비용이 소모되는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 필터재 제작단계(S100)에서 만들어진 건조한 상태의 필터재를 상기 케이스 제작단계(S200)에서 만들어진 필터 케이스에 수용하는 간단한 방법으로 필터를 제작 가능하게 하였다.
다시한번 설명하면, 종래의 정수장치는 이온교환수지의 성능을 확보하기 위하여 packed bed type 구조의 필터를 사용하였지만, 이러한 필터의 경우 부족한 필터 성능을 높이기 위하여 필터의 부피가 커지는 문제점이 있으므로, 본 발명에서는 필터 케이스에 필터재를 삽입하는 방식으로 두께가 얇고 높은 정수능력을 가지는 필터를 생산 가능하게 한 것이다.
(실시예 2-1) 본 발명은 필터 제조방법에 관한 것이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 필터재 제작단계(S100)는 필터재를 형성하는 원료물질을 준비하는 원료물질 준비단계(S110); 상기 원료물질 준비단계(S110)에서 준비된 원료물질을 건조하는 건조단계(S120); 상기 건조단계(S120)에서 건조된 원료물질의 사이즈를 설계된 사이즈로 형성하는 사이즈 조절단계(S130); 상기 사이즈 조절단계(S130)에서 사이즈가 조절된 원료물질을 혼합하여 필터재를 제작하는 혼합단계(S140); 를 포함한다.
(실시예 2-2) 본 발명인 필터 제조방법은 실시예 2-1에 있어서, 상기 원료물질 준비단계(S110)는 물을 정수하는 정수물질을 준비하는 제1 원료 준비단계(S111); 물에 녹는 특성을 가지는 수용성 물질을 준비하는 제2 원료 준비단계(S112); 를 포함한다.
(실시예 2-3) 본 발명인 필터 제조방법은 실시예 2-2에 있어서, 상기 제1 원료 준비단계(S111)에서 준비되는 정수물질은 정수물질은 이온교환수지, 활성탄, 산화철, 납제거물질(ATS), 규조토 중 선택된 어느 하나 또는 하나 이상; 을 포함한다. 또한 동일한 목적 및 효과를 발휘하는 대상의 모든 물질을 포함한다. 균등대상을 포함한다.
(실시예 2-4) 본 발명인 필터 제조방법은 실시예 2-3에 있어서, 상기 제2 원료 준비단계(S112) 에서 준비되는 수용성 물질은 소금, 설탕, PEG (Polyethylene glycol), PVP (Polyvinylpyrrolidone) 중 선택된 어느 하나 또는 하나 이상; 을 포함한다. 또한 동일한 목적 및 효과를 발휘하는 대상의 모든 물질을 포함한다. 균등대상을 포함한다.
(실시예 2-5) 본 발명인 필터 제조방법은 실시예 2-3에 있어서, 상기 건조단계(S120)는 상기 이온교환수지를 건조하는 제1 건조단계(S121); 를 포함한다.
(실시예 2-6) 본 발명인 필터 제조방법은 실시예 2-5에 있어서, 상기 건조단계(S120)는 상기 활성탄을 건조하는 제2 건조단계(S122); 를 포함한다.
필터재는 물을 정화하는 능력을 가지는 이온교환수지, 활성탄 및 기타 첨가체 중 어느 하나 이상을 혼합하여 형성할 수 있으므로, 상기 제1 원료 준비단계(S111)에서는 이온교환수지, 활성탄 및 기타 첨가제 중 어느 하나 이상이 준비될 수 있으며, 준비된 이온교환수지는 상기 제1 건조단계(S121)를 통해 건조되는 것을 권장한다.
상세히 설명하면, 필터재의 정화 능력은 물이 필터재를 통과하며 필터재를 구성하는 필터소재와 접촉하는 면적과 비례하고, 이러한 접촉면적은 필터재를 구성하는 물질의 밀집도가 높아질수록 늘어난다. 따라서, 본 발명에서는 팽윤 특성을 가지는 이온교환수지를 상기 제1 건조단계(S121)를 통해 건조시킨 후 주입하여, 필터 사용 시 이온교환수지가 물을 흡수하며 팽창되어 필터재가 높은 밀집도를 가질 수 있도록 한 것이다. 이때, 물을 흡수하며 발생하는 이온교환수지의 팽창은 필터재 밀집도를 향상시키므로, 필터의 이송 또는 정수과정에서 필터재를 구성하는 물질들이 밀도/직경 차이에 의해 층을 이루며 분리되는 문제 또한 해결 가능함은 물론이다. 또한, 필터재에는 필요에 따라 물에 용해되는 특성을 가지는 수용성물질이 첨가되어, 물이 통과하는 유로를 형성하여 차압에 의해 물이 필터재를 통과하지 못하는 문제 또한 해결 가능하다.
상세히 설명하면, 물을 흡수하며 팽창되는 이온교환수지의 힘에 의해 필터재가 수용된 필터 케이스가 파손되는 문제가 발생할 수 있으므로, 필터재 상에 물에 용해 후 배출될 수 있는 수용성 물질을 혼합하여, 필터 사용 시 이온교환수지가 팽창될 수 있는 여유공간을 만들어줄 수 있게 한 것이다. 그리고, 이온교환수지가 팽창하며 발생하는 압력으로 인해 필터재를 구성하는 물질 사이의 공간이 막히는 문제가 발생하므로, 필터재에 혼합된 수용성 물질이 필터로 공급되는 물에 의해 녹아 물이 통과하는 유로를 형성하게 한 것이다.
(실시예 2-7) 본 발명인 필터 제조방법은 실시예 2-3에 있어서, 상기 사이즈 조절단계(S130)는 상기 이온교환수지를 0.1마이크로미터 내지 500마이크로미터의 사이즈로 형성하는 제1 사이즈 조절단계(S131); 를 포함한다.
(실시예 2-8) 본 발명인 필터 제조방법은 실시예 2-7에 있어서, 상기 사이즈 조절단계(S130)는 상기 제1 사이즈 조절단계(S131)에서 사이즈가 조절된 이온교환수지의 사이즈에 대응되는 사이즈로 활성탄과 수용성물질의 사이즈를 조절하는 제2 사이즈 조절단계(S132); 를 포함한다.
필터재를 형성하는 이온교환수지는 높은 정수능력을 가지기 위하여 0.1마이크로미터 내지 500마이크로미터의 직경을 가지는 것이 권장된다. 상세히 설명하면, 필터재의 정수능력을 높이면, 필터를 소형화 하여도 정수가 완벽하게 이루어질 수 있으므로, 본 발명에서는 상기 제1 사이즈 조절단계(S131)에서 이온교환수지의 직경을 소형화하여, 필터의 정수능력을 높여준 것이다.
상기 제1 사이즈 조절단계(S131)를 통해 이온교환수지의 직경이 소형화될 경우, 활성탄, 첨가제 및 수용성물질과 이온교환수지의 직경이 서로 차이를 가지게 되며, 이러한 직경차이는 필터소재들의 밀도를 증가시켜 필터의 차압을 증가를 야기하므로, 상기 제2 사이즈 조절단계(S132)를 통해 필터재를 구성하는 물질이 서로 유사한 사이즈를 가질 수 있게 한 것이다. 이때, 사이즈의 조절은 각 물질을 커팅 또는 파쇄한 후 일정한 크기의 그물코를 가지는 체를 이용하여 분리하는 방법일 수 있으나, 이 외에도 다양한 방법을 통해 이루어질 수 있으므로 한정하지 않는다.
(실시예 3-1) 본 발명은 필터 제조방법에 관한 것이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 케이스 제작단계(S200)는 케이스 원료를 녹여 액체상태로 만드는 용융단계(S210); 상기 용융단계(S210)에서 만들어진 액체상태의 원료를 압출하여 원통형상을 가지며 중앙 통로가 복수개로 구획된 필터 케이스 압출물을 제작하는 압출물 제작단계(S220); 상기 압출물 제작단계(S220)에서 제작된 필터 케이스 압출물을 커팅하여 필터 케이스(100)를 만드는 커팅단계(S230); 를 포함한다.
(실시예 3-2) 본 발명인 필터 제조방법은 실시예 3-1에 있어서, 상기 케이스 제작단계(S200)를 통해 제작된 필터 케이스(100)는 삽입되는 필터재를 분리 수용하는 필터재 분배부(110); 를 포함한다.
(실시예 3-3) 본 발명인 필터 제조방법은 실시예 3-2에 있어서, 상기 필터재 분배부(110)가 형성하는 필터재 수용공간은 허니컴 구조를 가지는 것; 을 포함한다.
상기 용융단계(S210)에서 필터 케이스(100)의 원료가 압출장치에 삽입된 후 용융되고, 용융된 필터 케이스(100)의 원료는 상기 압출물 제작단계(S220)에서 압출되어 봉타입의 압출물로 제작되며, 제작된 압출물은 상기 커팅단계(S230)에서 커팅되어 필터 케이스(100)를 형성하게 된다. 이때, 상기 케이스 제작단계(S200)를 통해 제작되는 필터 케이스(100)는 중앙부에 형성되는 필터재 수용공간(101)이 필터재 분배부(110)에 의해 복수개의 공간으로 분리되어, 상기 필터재 충진단계(S300)를 통해 삽입되는 필터재가 분리된 각각의 공간에 분리 삽입되는 것을 권장한다.
상세히 설명하면, 본 발명은 위에서 설명한 바와 같이 필터재를 형성하는 이온교환수지가 건조된 상태로 삽입되어, 이후 물이 제공되면 팽창하며 필터재 수용공간(101)에 고정된다. 이때, 하나의 공간에 필터재가 모두 위치될 경우 필터재의 팽창을 필터 케이스(100)가 견디기 어려울 뿐만 아니라, 필터 이동 과정에서 필터소재가 일부 영역에 뭉치는 현상이 발생할 수 있으므로, 본 발명에서는 필터재 수용공간(101)을 필터재 분배부(110)를 이용하여 복수개로 분리 후, 서로 구획된 각각의 공간에 필터재를 개별 삽입하여 준 것이다. 이때, 상기 필터재 분배부(110)에 의해 구획되는 각각의 필터재 수용공간(101)은 삼각, 사각, 육각, 원형 등 다양한 단면형상을 가질 수 있으므로 한정하지 않으나, 원형 단면형상을 가질 경우 이온교환수지의 팽창이 보다 고르게 이루어질 수 있음은 물론이다.
(실시예 4-1) 본 발명은 필터 제조방법에 관한 것이며, 실시예 3-2에 있어서, 상기 필터재 충진단계(S300)는 필터재를 상기 필터재 분배부(110)가 형성하는 각각의 필터재 수용공간(101)에 맞춰 분배하는 필터재 분배단계(S310); 상기 필터재 분배단계(S310)에서 분배된 필터를 각각의 필터재 수용공간(101)에 삽입하는 필터재 삽입단계(S320); 를 포함한다.
상기 혼합단계(S140)에서 교반장치에 의해 혼합된 필터재는, 상기 필터재 분배단계(S310)에서 복수개의 주입노즐에 분배되고, 복수개의 주입노즐은 상기 필터재 삽입단계(S320)에서 유입된 필터재를 구획된 각각의 수용공간(101)으로 주입한다.
(실시예 5-1) 본 발명은 필터 제조방법에 관한 것이며, 실시예 2-3에 있어서, 상기 커버 결합단계(S400)를 통해 제작된 필터를 물에 침지시켜 필터재 활성화단계(S500); 를 포함한다.
(실시예 5-2) 본 발명인 필터 제조방법은 실시예 5-1에 있어서, 상기 필터재 활성화단계(S500)는 물이 수용성물질을 녹이는 유로 형성단계(S510); 를 포함한다.
(실시예 5-3) 본 발명인 필터 제조방법은 실시예 5-2에 있어서, 상기 필터재 활성화단계(S500)는 물이 이온교환수지에 흡수되며 이온교환수지가 팽창하는 팽윤단계(S520); 를 포함한다.
제작된 필터에 수용된 필터재는 건조된 상태로, 필터재를 형성하는 이온교환수지가 팽창하며 필터재를 구성하는 각 물질이 안정적으로 위치를 잡은 상태가 아니기 때문에, 이송 과정에서 필터재를 형성하는 복수개의 물질이 밀도차이 또는 크기차이에 의해 서로 분리될 수 있다. 이때, 고르게 혼합되어 있는 복수개의 층을 이루며 분리 시, 필터재의 정수효과가 낮아지고, 이온교환수지가 팽창하며 이루어지는 필터재의 밀집도 향상이 균형있게 이루어지지 않으며, 수용성물질을 이용한 유로형성 또한 올바르게 이루어지지 않는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 필터재 활성화단계(S500)에서 상기 커버 결합단계(S400)를 통해 제작된 필터를 물에 침지시켜, 필터재를 안정화 시킨 후 이송할 수 있도록 하였다.
필터재의 안정화는 수용성물질이 물에 용해 배출되는 유로 형성단계(S510)와 이온교환수지가 물을 흡수하여 팽창하는 팽윤단계(S520)를 포함하며, 두 가지 단계는 함께 이루어질 수 있으나 보다 안정적인 유로 형성을 위하여 팽윤단계(S520)가 이루어진 후 유로 형성단계(S510)가 이루어지는 것을 권장한다. 이때, 유로 형성단계(S510)가 팽윤단계(S520)보다 늦게 완료되게 하기 위한 방법으로는 수용성물질의 표면을 물에 천천히 녹는 물질로 코팅하는 방법, 수용성물질의 직경을 크게하여 수용성물질이 녹는 시간을 늘리는 방법 등이 있을 수 있다.
(실시예 6-1) 본 발명인 정수필터는, 내부에 필터재 수용공간(101)이 형성되는 필터 케이스(100); 상기 필터 케이스(100) 내부에 수용되는 필터재(200); 상기 필터 케이스(100)의 두께방향 양측에 결합되어 상기 필터재(200)의 누출을 제한하며 다공성 구조를 가지는 부직포(300); 를 포함한다.
(실시예 6-2) 본 발명인 정수필터는 실시예 6-1에 있어서, 상기 필터 케이스(100)는 중앙에 형성된 필터재 수용공간(101)을 분리하는 필터재 분배부(110); 를 포함한다.
(실시예 6-3) 본 발명인 정수필터는 실시예 6-2에 있어서, 상기 필터재(200)는 이온교환수지, 활성탄, 산화철, 납제거물질(ATS), 규조토 중 어느 하나 이상; 을 포함한다. 또한 동일한 목적 및 효과를 발휘하는 대상의 모든 물질을 포함한다. 균등대상을 포함한다.
(실시예 6-4) 본 발명인 정수필터는 실시예 6-1에 있어서, 상기 필터 케이스(100)는 적층되는 복수개의 필터 케이스 단위체(100A); 를 포함한다.
(실시예 6-5) 본 발명인 정수필터는 실시예 6-4에 있어서, 각각의 상기 필터 케이스 단위체(100A) 에 수용되는 상기 필터재(200)는 서로 다른 직경을 가지는 것; 을 포함한다.
(실시예 6-6) 본 발명인 정수필터는 실시예 6-5에 있어서, 물이 유입되는 상부측에 위치된 필터 케이스 단위체(100A)에 수용되는 필터재(200)의 구성물질 직경이 물이 배출되는 하부측에 위치된 필터 케이스 단위체(100A)에 수용되는 필터재(200)의 구성물질 직경보다 큰 것; 을 포함한다.
본 발명인 정수필터는 보다 높은 정수능력을 가지기 위하여 필터재(200)를 형성하는 물질이 높이에 따라 서로 다른 직경을 가지는 것을 권장한다.
상세히 설명하면, 필터재(200)를 형성하는 물질의 직경이 클 경우 정수 능력은 낮으나 정수량이 늘어나고, 필터재(200)를 형성하는 물질의 직경이 작을 경우 정수 능력이 높으나 정수량이 작은 특징이 있다. 따라서, 상부측에 위치되는 필터재(200)의 경우 구성물질의 직경을 크게 하고, 하부측에 위치되는 필터재(200)의 경우 구성물질의 직경을 작게 하여, 보다 높은 정수능력과 적합한 정수량을 가질 수 있게 한 것이다. 이때, 필터재(200)를 구성물질 직경에 따라 분리 수용하기 위하여, 상기 필터 케이스(100)는 복수개의 필터 케이스 단위체(100A)가 적층 결합된 형태로 이루어지는 것을 권장한다.
그리고, 필터 케이스(100) 내부에 형성되는 필터재 수용공간(101)은 필터재 분배부(110)에 의해 복수개로 분리되어, 필터재(200)가 분리된 각각의 공간에 분리 수용된다. 아울러, 필터재 분배부(110)는 허니컴 구조 또는 메쉬 구조를 가져 필터 케이스(100)의 내구성을 향상시키는 효과 또한 가질 수 있다.
상기 부직포는 필터케이스 전체를 수용하는 파우치;의 형태로 사용되거나 또는 필터케이스 양단을 마감하는 커버의 역할을 수행한다.
(실시예 6-7) 본 발명인 정수필터는 실시예 6-1에 있어서, 상기 필터재 수용공간(101)은 상측에 위치되는 제1 수용공간(101A); 상기 제1 수용공간(101A) 하측에 형성되며 상기 제1 수용공간(101A)보다 작은 직경을 가지는 제2 수용공간(101B); 을 포함한다.
(실시예 6-8) 본 발명인 정수필터는 실시예 6-7에 있어서, 상기 제2 수용공간(101B)은 상측에서 하측으로 내경이 좁아지는 테이퍼 형상을 가지는 것; 을 포함한다.
(실시예 6-9) 본 발명인 정수필터는 실시예 6-1에 있어서, 상기 부직포(300)를 사이에 두고 상기 필터 케이스(100)의 두께방향 양측면에 결합되는 커버(400);를 포함한다.
(실시예 6-10) 본 발명인 정수필터는 실시예 6-1에 있어서, 상기 커버(400)는 물이 통과하는 관통홀을 형성하며 상기 부직포(300)를 압박하는 격자플레이트(410); 를 포함한다.
(실시예 6-11) 본 발명인 정수필터는 실시예 6-1에 있어서, 상기 커버(400)는 물이 통과하는 관통홀을 형성하며 상기 부직포(300)를 압박하는 격자플레이트(410); 를 포함한다.
필터재를 상기 수용공간(101) 상에 주입 시 하측에 위치되는 필터재의 경우 상부측에 위치된 필터재 및 상측에 위치된 물에 의해 압박되기 때문에, 물이 통과하는 유로가 막히는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 필터 케이스(100) 내부에 형성되는 수용공간을 상측에 위치되는 제1 수용공간(101A)과 하측에 위치되는 제2 수용공간(101B)으로 분리하고, 제2 수용공간(101B)은 테이퍼 상측에서 하측으로 갈수록 좁아지는 테이퍼 구조를 가지게 하여, 통과하는 물이 보다 빠른 유속으로 이동할 수 있게 하였다. 즉, 빠른 유속을 통해 유로가 막히며 정수량이 줄어드는 문제점을 해결 한 것이다. 아울러, 본 발명인 정수필터는 동력/무동력 정수장치 등 다양한 정수장치에 장착 사용될 수 있으나, 높은 정수능력을 가져 필터가 매우 얇은 두께를 가질 수 있으므로, 필터 두께가 얇을수록 정수 및 보관 가능한 물의 양이 많아지는 무동력 정수장치에 장착 시 그 효과가 극대화될 수 있다.
(실시예 7-1) 본 발명인 정수필터는, 내부에 필터재 수용공간(101)이 형성되는 필터 케이스(100); 상기 필터 케이스(100) 내부에 수용되는 필터재(200); 상기 필터 케이스(100)의 두께방향 양측에 결합되어 상기 필터재(200)의 누출을 제한하며 다공성 구조를 가지는 부직포(300); 를 포함한다.
본 발명은 위에서 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이 필터 케이스(100)의 양측에 커버(400)가 결합되는 구조일 수 있으나, 이 외에도 도 10에 도시된 바와 같이 필터 케이스(100)의 양측에 결합되는 부직포(300)가 커버의 기능을 대체 가능하다.
상세히 설명하면, 부직포(300)가 필터 케이스(100)의 길이방향 양측에 결합되어 필터재(200)가 외부로 누출되는 것을 방지하는 것이다. 이때, 부직포(300)와 필터 케이스(100)의 결합은 다양한 형태로 이루어질 수 있으며, 일 실시예로는 필터케이스(100)의 길이방향 일측 및 타측 단부에 접착제를 도포한 후 부직포(300)를 결합하는 형태일 수 있으나, 이 외에도 다양한 형태가 가능하므로 한정하지 않는다.
S100 : 필터재 제작단계 S110 : 원료물질 준비단계
S111 : 제1 원료 준비단계 S112 : 제2 원료 준비단계
S120 : 건조단계 S121 : 제1 건조단계
S122 : 제2 건조단계 S130 : 사이즈 조절단계
S131 : 제1 사이즈 조절단계 S132 : 제2 사이즈 조절단계
S140 : 혼합단계
S200 : 케이스 제작단계 S210 : 용융단계
S220 : 압출물 제작단계 S230 : 커팅단계
S300 : 필터재 충진단계 S310 : 필터재 분배단계
S320 : 필터재 삽입단계
S400 : 커버 결합단계
S500 : 필터재 활성화단계 S510 : 유로 형성단계
S520 : 팽윤단계
100 : 필터 케이스 100A : 필터 케이스 단위체
101 : 필터재 수용공간 101A : 제1 수용공간
101B : 제2 수용공간 110 : 필터재 분배부
200 : 필터재
300 : 부직포
400 : 커버 410 : 격자플레이트
S111 : 제1 원료 준비단계 S112 : 제2 원료 준비단계
S120 : 건조단계 S121 : 제1 건조단계
S122 : 제2 건조단계 S130 : 사이즈 조절단계
S131 : 제1 사이즈 조절단계 S132 : 제2 사이즈 조절단계
S140 : 혼합단계
S200 : 케이스 제작단계 S210 : 용융단계
S220 : 압출물 제작단계 S230 : 커팅단계
S300 : 필터재 충진단계 S310 : 필터재 분배단계
S320 : 필터재 삽입단계
S400 : 커버 결합단계
S500 : 필터재 활성화단계 S510 : 유로 형성단계
S520 : 팽윤단계
100 : 필터 케이스 100A : 필터 케이스 단위체
101 : 필터재 수용공간 101A : 제1 수용공간
101B : 제2 수용공간 110 : 필터재 분배부
200 : 필터재
300 : 부직포
400 : 커버 410 : 격자플레이트
Claims (10)
- 정수 능력을 가지는 필터를 제조하는 필터 제조방법에 있어서,
물을 정수하는 건조상태의 필터재(200)를 제조하는 필터재 제작단계(S100);
상기 필터재 제작단계(S100)에서 제작된 필터가 수용되는 필터 케이스(100)를 제작하는 케이스 제작단계(S200);
상기 케이스 제작단계(S200)에서 제작된 상기 케이스(100)에 상기 필터재(200)를 삽입하고, 부직포(300)를 상기 케이스(100)에 부착하여 삽입된 필터재(200)의 유출을 제한하는 필터재 충진단계(S300);
상기 필터 케이스(100)에 커버(400)를 결합하는 커버 결합단계(S400); 및
상기 커버 결합단계(S400)를 통해 제작된 필터를 물에 침지시키는 필터재 활성화단계(S500); 를 포함하고,
상기 필터재 제작단계(S100)는 필터재를 형성하는 원료물질을 준비하는 원료물질 준비단계(S110);
상기 원료물질 준비단계(S110)에서 준비된 원료물질을 건조하는 건조단계(S120);
상기 건조단계(S120)에서 건조된 원료물질의 사이즈를 설계된 사이즈로 형성하는 사이즈 조절단계(S130);
상기 사이즈 조절단계(S130)에서 사이즈가 조절된 원료물질을 혼합하여 필터재를 제작하는 혼합단계(S140); 를 포함하며,
상기 원료물질 준비단계(S110)는 물을 정수하는 정수물질을 준비하는 제1 원료 준비단계(S111);
물에 녹는 특성을 가지는 수용성 물질을 준비하는 제2 원료 준비단계(S112); 를 포함하고,
상기 제1 원료 준비단계(S111)에서 준비되는 정수물질은 이온교환수지, 활성탄, 산화철, 납제거물질(ATS), 규조토 중 선택된 어느 하나 또는 하나이상;을 포함하며,
상기 건조단계(S120)는 상기 이온교환수지를 건조하는 제1 건조단계(S121); 및 상기 활성탄을 건조하는 제2 건조단계(S122); 를 포함하고,
상기 사이즈 조절단계(S130)는 상기 이온교환수지를 0.1마이크로미터 내지 500마이크로미터의 사이즈로 형성하는 제1 사이즈 조절단계(S131); 및 상기 제1 사이즈 조절단계(S131)에서 사이즈가 조절된 이온교환수지의 사이즈에 대응되는 사이즈로 활성탄과 수용성물질의 사이즈를 조절하는 제2 사이즈 조절단계(S132); 를 포함하며,
상기 필터재활성화단계(S500)는 물이 수용성물질을 녹이는 유로 형성단계(S510); 및 물이 이온교환수지에 흡수되며 이온교환수지가 팽창하는 팽윤단계(S520); 를 포함하고,
상기 팽윤단계(S520)가 이루어진 후 유로 형성단계(S510)가 이루어지는 것; 을 포함하며,
상기 유로 형성단계(S510)가 팽윤단계(S520)보다 늦게 완료되게 하기 위한 방법은 수용성물질의 표면을 물에 천천히 녹는 물질로 코팅하는 방법인 것; 을 포함하는 필터 제조방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 제2 원료 준비단계(S112) 에서 준비되는 수용성 물질은 소금, 설탕, PEG, PVP 중 선택된 어느 하나 또는 하나 이상;을 포함하는 필터 제조방법.
- 청구항 5에 있어서,
상기 케이스 제작단계(S200)는 케이스 원료를 녹여 액체상태로 만드는 용융단계(S210);
상기 용융단계(S210)에서 만들어진 액체상태의 원료를 압출하여 원통형상을 가지며 중앙 통로가 복수개로 구획된 필터 케이스 압출물을 제작하는 압출물 제작단계(S220);
상기 압출물 제작단계(S220)에서 제작된 필터 케이스 압출물을 커팅하여 필터 케이스(100)를 만드는 커팅단계(S230); 를 포함하는 필터 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 필터재 충진단계(S300)는 필터재를 필터재 분배부(110)가 형성하는 각각의 필터재 수용공간(101)에 맞춰 분배하는 필터재 분배단계(S310);
상기 필터재 분배단계(S310)에서 분배된 필터를 각각의 필터재 수용공간(101)에 삽입하는 필터재 삽입단계(S320); 를 포함하는 필터 제조방법.
- 삭제
- 청구항 1 및 청구항 5 내지 청구항 7 중 선택되는 어느 하나의 항의 필터 제조방법을 이용하여 제조된 정수필터에 있어서,
내부에 필터재 수용공간(101)이 형성되는 필터 케이스(100);
상기 필터 케이스(100) 내부에 수용되는 필터재(200);
상기 필터 케이스(100)의 두께방향 양측에 결합되어 상기 필터재(200)의 누출을 제한하며 다공성 구조를 가지는 부직포(300);
상기 부직포(300)를 사이에 두고 상기 필터 케이스(100)의 두께방향 양측면에 결합되는 커버(400); 를 포함하는 정수필터.
- 청구항 9에 있어서,
상기 필터 케이스(100)는 중앙에 형성된 필터재 수용공간(101)을 분리하는 필터재 분배부(110); 를 포함하는 정수필터.
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Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020210038566A KR102619056B1 (ko) | 2021-03-25 | 2021-03-25 | 필터 제조방법, 필터 제조방법을 이용하여 제조된 정수필터 |
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Family Applications (1)
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| KR1020210038566A KR102619056B1 (ko) | 2021-03-25 | 2021-03-25 | 필터 제조방법, 필터 제조방법을 이용하여 제조된 정수필터 |
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2021
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