KR200206449Y1 - 다층성형 구조의 원통형 필터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 정수기에 사용되는 다층성형 구조의 원통형 필터에 관한 것으로, 섬유재의 부직포를 이용하여 제조되는 중공의 다층성형 구조의 원통형 필터는, 원통형을 이루는 부직포의 기공이 외주면에서 중심방향으로 이동함에 따라 조밀하게 이루어지고, 이와 같은 필터를 제작하기 위한 부직포의 권취시의 초기장력은 크게 하고 회전수는 작게하며, 직경방향으로 비례하여 장력은 작게하고 회전수는 크게하는 방법으로 권취되어 제조된다. 이와 같은 고안에 의한 섬유재의 부직포를 이용한 중공의 다층성형 구조의 원통형 필터는 기공이 외주면에서 중심으로 이동함에 따라 조밀하게 이루어져서 여러 종류의 미세한 이물질을 효과적으로 걸러낼 수 있으므로 상품성이 증대된다.

Description

다층성형 구조의 원통형 필터{Cylindrical filter having multi-layer}

본 고안은 정수기 필터에 관한 것으로, 특히 섬유재의 부직포를 이용하여 필터가 외주면에서 중심방향으로 이동함에 따라 기공이 조밀하게 된 다층성형 구조의 원통형 필터에 관한 것이다.

일반적으로 물은 그 용도에 따라 식수, 농업용수, 공업용수 등의 다양한 용도로 개발되어 사용되고 있는데, 가정으로 공급되는 식수는 강물을 여과, 정화, 살균 등의 정수과정을 거친후 상수도관을 통하여 각 가정에 공급하게 된다. 이와 같은 수돗물은 충분히 음용 가능한 상태로 각 가정에 공급되나, 수도관의 노후로 인한 녹 발생과 이물질의 유입 및 수돗물 속의 잔류 소독약품(염소) 냄새로 인한 수돗물의 불신으로 각 가정에서는 수돗물을 재차 정수기를 통해 정수하여 수돗물을 음용하고 있는 실정이다.

상기의 정수기에 사용되는 필터에는 여러종류가 있고, 그 중에서 부직포를 이용한 원통형 필터가 있으며, 이러한 원통형 필터의 부직포는 대부분 열가소성 폴리머로 이루어진다. 그리고 로울러를 이용하여 상기 부직포를 원통형으로 성형할 때 내부 부직포의 층간은 단순히 압착에 의해서만 권취되고 최외층은 열로서 가열하여 부착시키므로써 완성된다.

이러한 종래의 방식으로 제작된 원통형 필터는 부직포의 중간층 부분이 단순히 압착에 의해서 감겨진 상태이기 때문에, 각 부직포 층간(層間)에서 조밀한 접착상태를 이루지 못하게 되어 엉성한 구조를 이루게 되므로 미세입자를 걸러낼 수 없는 성능상의 한계가 있다.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 특허 '원통형 카트리지 필터 제작장치 및 전면(全面) 접착형 필터'가 출원되고 등록되었다(등록번호 제093176호).

상기 전면 접착형 필터는 원통형을 이루는 부직포 원단의 각층은 부직포섬유의 원래 기공(氣孔 Pore)을 그대로 유지시키면서 표면층의 일부만이 서로 용융접착 되어 있다.

그러나 상기의 원통형 전면 접착형 필터(100)는 도 3a 에 필터(100)의 단면을 도시하였고 도 3b 에는 상기 필터(100)의 조직(23)을 확대하여 도시하였다. 도면에 도시된 것처럼 균일하게 부직포의 원래의 기공(101)을 유지하게 되므로 필터의 중심에 위치한 부직포의 기공(101)이나 외주면에 위치한 부직포의 기공(101)의 크기가 일정하므로 여러 종류의 크기를 갖는 미세한 이물질을 효과적으로 걸러낼 수 없다는 문제점이 내재되어 있다.

즉, 필터의 최외층에 있는 기공의 크기보다 큰 이물질은 상기 필터를 통과하지 못하고 상기 기공 보다 더작은 이물질은 상기 필터의 중공부까지 통과한다. 따라서 상기 필터(100)의 외층부에만 이물질이 부착되어 걸러지고 중심부의 필터는 걸러낼 수 있는 이물질이 없고 미세한 이물질은 전부 통과된다. 따라서 필터의 외층부에만 집중적으로 이물질이 걸러지므로 필터의 효율이 떨어지고, 필터의 외층부에서는 쉽게 이물질이 부착되어 조금만 사용하여도 순수한 물조차 통과시키지 못한다. 따라서 새로운 필터를 교환해야 하는 필터 교환주기가 짧아지는 문제점이 있다.

따라서, 본 고안은 상술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 고안의 목적은 섬유재의 부직포를 이용한 중공의 다층성형 구조의 원통형 필터로서 기공이 외주면에서 중심으로 이동함에 따라 조밀하게 이루어져서 여러 종류의 미세한 이물질을 효과적으로 걸러낼 수 있는 다층성형 구조의 원통형 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 본 고안의 일실시예에 따른 다층성형 구조의 원통형 필터의 사시도.

도 2a 내지 도 2d 는 도 1 에 따른 다층성형 구조의 원통형 필터의 단면도 및 섬유조직 확대도.

도 3a 와 3b 는 종래 기술에 따른 원통형 필터의 단면도 및 섬유조직 확대도.

도 4 는 도 1 에 따른 다층성형 구조의 원통형 필터의 제조장치의 간략도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 다층성형 구조의 원통형 필터,

50 : 다층성형 구조의 원통형 필터의 제조장치,

53 : 부직포 원단, 55 : 가압 로울러,

61 : 판상 가열기, 65 : 복사 가열기,

71 : 부직포 권취 로울러, 81 : 속도 조절기,

83 : 콘트롤 박스

이러한 상기 목적은 본 고안에 의해 쉽게 달성되며, 본 고안의 일면에 따라,섬유재의 부직포를 이용하여 제조되는 다층성형 구조의 원통형 필터는 외주면에서 중심방향으로 기공이 이동함에 따라 기공이 조밀하게 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상술하며, 도면 전체를 통하여 동일한 부분에는 동일한 도면 부호를 사용하기로 한다.

도 1 은 본 고안의 실시예에 따른 다층성형 구조의 원통형 필터의 사시도이고, 도 2a 내지 2d 는 다층성형 구조의 원통형 필터의 단면도 및 섬유조직 확대도를 나타낸 것으로 부직포의 기공은 최외측에서 중심방향으로 이동함에 따라 기공이 조밀하게 이루어진다. 도면에서와 같이 부직포의 외층의 화학섬유의 굵기는 굵으면서 기공은 크게 형성되고, 도 2b 처럼 다층성형 구조의 원통형 필터의 중심부(17)의 화학섬유의 굵기는 가늘면서 기공은 더욱 촘촘한 조직을 가진다.

상기 원통의 중간부(15) 영역에서는 화학섬유의 굵기와 기공의 크기가 외층부(13)와 중심부(17)에 비하여 중간적인 크기를 유지한다. 도면 2a 의 필터의 중심부(17)의 섬유조직을 확대한 것은 도 2b 에 도시하였고, 중간부분(15)의 조직은 도 2c 에 도시하였다. 마찬가지로 필터의 외층부(13)는 도 2d 에 도시하였다.

본 고안의 상기와 같은 다층성형 구조의 원통형 필터의 제작방법은 도 4 를 참조하여 설명한다.

도면에서와 같이 다층성형 구조의 원통형 필터 제작장치(50)는 부직포 원단을 거치하는 부직포 고정대(51)와, 상기 부직포가 권취될 때의 감기는 부직포의 장력을 조절하는 한 쌍의 로울러(55, 57)와, 상기 부직포에 열을 가하는 가열부재(61, 63, 65)와 가열되어 다층성형 구조의 원통형의 필터(10)로 용융접착되도록 성형하는 권취부재(71, 73) 및 상기 성형되는 필터(10)의 기공의 크기가 요구되는 크기로 성형될 수 있도록 제어하는 콘트롤 박스(83)로 구성된다.

부직포 고정대(51)에 거치시킨 부직포원단(53)은 상기 권취부재에서 권취되어 다층성형 구조의 원통형의 필터(10)로 제작되는데, 도면에서와 같이 권취되는 부직포의 장력은 가압로울러(55)와 장력조절로울러(57)에 의하여 조절된다. 본 고안의 다층성형 구조의 원통형 필터(10)에서와 같이 중심부에는 기공이 조밀하고 외측부에는 기공이 크게 형성되기 위해서는 다층성형 구조의 원통형 필터(10)의 중심부를 형성하기 위해서는 초기 권취시에는 장력을 크게하고, 필터 외측부를 형성하는 마지막 공정에서는 장력을 작게한다.

부직포가 권취되어 소정의 다층성형 구조의 원통형 필터(10)가 성형되기 위해서는 부직포에 열을 가해야 하는데, 이때 열공급은 부직포가 부직포 권취 로울러(71)에서 권취되기전에 미리 열을 가하는 판상(板狀)의 판상 가열기(61)와, 직접적으로 열을 가하여 부직포내에 있는 폴리프로필렌(Polypropylene)과 폴리에틸렌(Polyethylene) 등을 용융하여 다층성형 구조의 원통형의 필터(10)를 성형하고 각 부직포를 서로 접착할 수 있도록 집중적으로 가열하는 열풍가열기(63)가 설치되며, 도시된 복사가열기(65)는 성형되어지는 다층성형 구조의 원통형 필터(10)의 급냉을 방지한다.

상기와 같이 가열되고, 소정의 장력으로 권취되는 다층성형 구조의 원통형 필터(10)는 부직포 권취로울러(71)와 가열 압착로울러(73)에 의하여 이루어진다. 그리고 상기 부직포 권취로울러(71)의 회전속도(여기서는 회전수와 같은 뜻으로 사용하며, 이하 rpm 으로 표현 함)도 기공의 크기에 상당한 영향을 미치므로 이를 조정하기 위하여 속도조절기(81)가 추가로 장착된다.

통상적으로 사용하는 크기의 다층성형 구조의 원통형 필터(10)의 제조시에 있어서, 상기 부직포 권취로울러(71)의 회전속도는 초기에 약 30 알피엠(rpm)으로 하고, 마지막 외층부를 권취할 때는 약 70 ~ 80 알피엠(rpm)을 유지하는 것이 적당하다.

여기서, 필요한 기공으로 이루어진 다층성형 구조의 원통형 필터(10)를 제작하기 위한 가장 중요한 요소는 부직포가 권취될 때의 장력, 가열온도 및 권취시 회전속도(rpm)이고, 이들 요소는 상기 콘트롤 박스(83)에 의하여 제어된다.

본 고안의 상기와 같은 구성에 따른, 섬유재의 부직포를 이용한 중공의 다층성형 구조의 원통형 필터는 외주면에서 중심으로 기공을 이동함에 따라 기공의 크기가 상이(相異)하고, 중심으로 향할수록 기공이 조밀하게 이루어져 여러 종류의 미세한 이물질을 같은 중량의 부직포를 사용한 원통형 필터 보다도 각 부분에 걸쳐서 효과적으로 걸러낼 수 있으므로 필터의 사용기간이 연장되고, 중심이 조밀하게 감겨져 있으므로 내구성이 향상되어 다층성형 구조의 원통형 필터의 상품성이 증대된다.

본 고안을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 실용신안등록청구의 범위에 의해 마련되는 본 고안의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 고안이 다양하게 개조 및 변화 될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.

Claims (1)

1. 섬유재의 부직포를 이용하여 제조되는 중공의 원통형 필터에 있어서, 원통형을 이루는 부직포의 기공은 외주면에서 중심방향으로 이동함에 따라 기공이 조밀하게 이루어진 것을 특징으로 하는 다층성형 구조의 원통형 필터.