KR200286704Y1

KR200286704Y1 - 정수기용 필터

Info

Publication number: KR200286704Y1
Application number: KR2020020016541U
Authority: KR
Inventors: 김권
Original assignee: 우리켐테크(주)
Priority date: 2002-05-30
Filing date: 2002-05-30
Publication date: 2002-08-22

Abstract

본 고안은 토르마린과 키토산을 함유한 정수기용 필터에 있어서, 토르마린층(101)과 키토산층(102)의 2개의 층으로 구성하고, 상기 층의 비율을 10:90 내지 90:10의 비율로 형성시킴을 특징으로 하는 토르마린-키토산 함유 정수기용 필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 토르마린(101)은 토르마린 원석을 사용하거나, 토르마린과 세라믹의 혼합비율을 10:90 내지 90:10으로 제조된 토르마린 세라믹을 사용함을 특징으로 하는 정수기용 필터에 관한 것이다.

Description

정수기용 필터{Filter for water purifier}

본 고안은 정수기 필터에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 전기분해 작용과 원적외선 방출작용이 뛰어난 토르마린(tourmaline)과 키토 올리고당을 다량 함유하고 흡작성, 보습성, 생분해성, 항균작용 등 다양한 효과가 있는 키토산(chitosan)으로 구성되어진 토르마린-키토산 필터에 관한 것이다.

물은 인간을 비롯한 모든 생물체의 생명유지에 없어서는 안되는 물질임과 동시에 산업전반의 활동에 중요한 영향을 미치는 자원으로서, 근래에 이르러서는 국민생활수준이 급속도로 발전함에 따라 생활용수의 질적 향상에 대한 요구 또한 현저하게 커지고 있는 추세에 있다.

산업사회의 발달로 각종 오염물질이 유입된 수원에서 생활용수를 정수 처리하는 과정에서 여과 흡착 외에 염소 등의 약품소독 과정이 필요하고, 각 가정까지 송수되는 동안 세균번식을 방지하기 위해 잔류염소로서 적정량의 염소가 투여된다. 그러나, 정화과정에서의 불충분한 정수처리나 송수과정에서의 오염으로 위생상태가위협을 받고 있을 뿐만 아니라 세균 번식을 막기 위해 투여된 잔류염소가 이취미를 내어 마실 때 불쾌감을 주며 또한 염소는 물속에 포함되어 있는 염소계 유기물과 결합하여 발암물질인 트리할로메탄을 생성하는 위험성이 있어 제거가 필요하다.

이상과 같은 문제점으로 인하여 종래에는 활성탄을 이용한 방법이 많이 사용되었으나 활성탄은 물리적 흡착에 의해 냄새제거 및 유기물 흡착에 효율적이나 미세 세균을 처리하지 못하는 문제점이 있었다.

현재는 활성탄과 역삼투압, 중공사막방식 등의 필터를 이용한 필터레이션 방식의 정수기를 이용하여 정수 처리하는 방법이 주를 이루고 있지만 이러한 방법은 단순 여과 방식일 뿐 기능성을 부여하지는 못한다.

상기와 같은 필터에 살균력을 높이고자 기존에 오존(O₃)이나 UV 램프를 사용하고 있는데 오존에 의하여 용수내에서 서식하는 각종 유해 미생물을 살균하는 방식은 오존의 자극성으로 인하여 인체에 악영향을 미칠 수 있으며 취급이 매우 어려운 단점이 있다. 또한 UV 램프는 주변의 물에 살균력을 나타내지만 그 범위가 한정적이고, 그 안전성에 대한 우려가 있는 문제점이 있었다.

한편, 토르마린은 붕소를 함유하는 사이크로 규산염 광물질로서 특이한 결정구조를 갖고 있어 자연상태에서 스스로 전하를 띄고 있으며 우리나라와 일본에서는 전기석이라고도 명명되고 있다.

토르마린의 화학적 조성은 다음과 같다.

X·Y₉B₃Si₆O₂₇(O.OH.F)4

여기에서 X는 Ca, Na, K, Mn중 어느 하나이거나 하나 이상을 포함하며, T는 Mg, Fe, Al, Cr, Mn, Ti, Li중 어느 하나이거나 하나 이상을 포함한다. 좀더 구체적으로 NaMg₃Al₆B₃Si₆O₂₇(OH, F)4의 분자식을 갖는 드라바이트(dravite)와, Na(Fe·Mn)₃Al₆₃Si₆O₂₇(OH,F)4의 분자식을 갖는 스콜(schorl) 및 Na(Li·Al)₃Al₆B₃Si₆O₂₇(OH,F)4의 분자식을 갖는 엘바이트(elbaite)등의 3가지가 존재하며, 자체적으로 영구전극을 가지고 있고 외부로부터 마찰, 압력 또는 열 등의 에너지를 가하면 결정의 일단에는 양극으로, 결정의 또 다른 일단에는 음극으로 더욱 현저하게 대전되는 성질을 가진다.

토르마린은 4~14 마이크론의 전자파를 방사하는 원적외선 방사물질인 암사류 가운데에서 가장 강력한 에너지를 방사하는 원석으로 아무리 작게 분쇄하여도 각각 그 결정의 양단에 플러스극과 마이너스 극이 존재하고 있으며 1000℃ 가까이 가열하지 않는 한 영구히 감쇠하지 않는 전극을 갖고 있다. 그리고 토르마린 결정의 플러스극과 마이너스 극을 연결하면 0.065mA의 미약전류가 흐른다.

그리고 토르마린의 양전극에 대기중의 음이온을 흡수하고, 모여든 음이온이 토르마린 양극내부로 흡수되면서 음극에서 음이온이 방출된다. 이와 같은 토르마린의 특징은 열, 마찰, 충격, 압력 등이 가해지면 더 많은 음이온을 발생시킨다. 온도가 10℃ 정도가 올라가면 음이온 발생은 2배가 된다. 더욱이 토르마린을 곱게 분쇄하더라도 그 성질을 잃지 않는다. 그러므로 같은 양의 토르마린을 미세하게 분쇄한 쪽이 음이온을 많이 발생하고 전압도 높다.

한편 토르마린은 물과 접촉하면 최대의 효과를 발휘한다. 그 특성으로 순간적으로 음이온화 함과 동시에 약알카리로 변하는 힘이 있다. 토르마린은 수분에 접촉하면 방전을 일으키게 되어 이 때 물은 전기분해되어 수소이온과 수산이온으로 나뉘어 지게 되며, 토르마린의 음전극에 축적된 전자는 물과 접촉하면 순간적으로 방출되며, 수소이온과 수산이온으로 전기분해된다. 그리고 수소이온은 바로 수소이온을 방출한 음전자와 결합, 중화되고 보통 수소원자로 되어 공기 중으로 방출된다. 또한 수산이온과 물분자와 결합하여 히드록실이라 불리는 계면활성효과를 갖는 물질(음이온)을 계속 발생시킨다.

수소이온은 토르마린 전극에 끌린 전자와 결합하면서 수소가스로 변하여 방출된다. 따라서 물은 약 pH 7.4~7.5 인 약알칼리로 변하게 된다. 또한, 수산이온은주변의 물과 결합함으로써 히드록실(H₃O₂)로 불리는 음이온 계면활성물질로 변화하고, 단분자막을 만들게됨에 따라 계면활성효과를 발휘하게 한다.

물분자는 6~7개의 클러스터가 모여 만들어지는데 수돗물 등은 염소와 불순물에 의해서 수십 개의 물분자가 결합된다. 이렇게 클러스터가 큰 물은 체내로 흡수되기가 어렵다. 반대로 말한다면 클러스터가 작으면 작을수록 몸에 흡수가 빠르고 물맛도 좋아 몸에 좋은 물이 된다. 물에 토르마린을 넣으면 그 전압에 의해서 물의 클러스터가 분해되고 물분자가 작아지는 활성화 작용이 일어나게 된다. 이렇게 활성화된 물은 피부와 세포에 침투성, 흡수성이 놓아져 인체에 여러 가지 효능을 나타낸다. 또한 노르마린 광석에서는 토르마린 자체에 함유하고 있는 마그네슘, 철, 호우계, 규소계 등의 원소를 용출한다. 물에 넣으면 물 자체를 미네랄화 해주며 인체나 동식물에 좋은 영향을 준다.

한편 키토산은 갑각류인 게, 새우 등의 껍질에 함유되어 있는 키틴을 탈아세틸화하여 얻어낸 물질에 함유되어 있는 키틴을 인체에 흡수가 쉽도록 가공하여 얻어지며 키틴과 키토산은 용해 상태에서 양이온을 띄는 천연물질이다. 키틴, 키토산에 화학적 분해와 효소분해를 하게 되면 키토올리고당이 생성된다.

키토산은 그 분자 구조로 볼 때 인체조직에 친화성이 우수하여 거부반응이일어나지 않기 때문에 식품 및 의약품으로써 우수한 물질이다. 그러나 키토산은 그 물성인 분자량과 탈아세틸화도에 따라 그 사용 용도가 매우 다르게 적용될 수 있다. 분자량과 탈아세틸화도에 따라서 의약 및 식품뿐만 아니라 환경 폐수 응집제, 중금속 흡착제, 생산량 증대를 위한 씨앗 코팅제, 단백질 회수제 및 창상 치료제 등의 다양한 분야에서 이용되고 있다.

본 고안에서 이루고자 하는 기술적 과제는 정수기 필터에 있어서, 기존 정수기의 정수과정을 거친 후 토르마린- 키토산 필터를 지나면서 정수된 물이 토르마린과 접촉하여 원적외선 방출과 물분자를 소분자화하여 활성화하여 용존 산소량과 미네랄이 풍부한 물을 공급함은 물론 계면 활성작용으로 물을 정화시키며, 키토산과 접촉하면서 키토산 성분이 함유된 물을 제공함으로써 키토산의 특성인 노폐해진 세포를 활성화하여 노화를 억제하고 면역력을 강화시키고 질병을 예방해주며 또한 생체의 자연적인 치유능력을 활성화하는 기능과 함께 생체리듬을 조절해 주는 기능 등을 지니도록 물을 정수시키는 토르마린-키토산 필터를 제공하는 것이다.

도 1은 본 고안의 토르마린-키토산 필터 정수기의 전체적인 구성을 나타내는 사시도이다.

도 2는 본 고안의 토르마린-키토산 필터의 내부구성을 나타내는 단면도이다.

※ 도면부호의 설명

10. 정수기 본체 20. 토르마린-키토산 필터

30. 1차정수필터 40. 2차정수필터

50. 파이프 60. 폐수배출파이프

70. 분배유니트 90. 음용수꼭지

100. 정수조 101. 토르마린

102. 키토산 103. 필터

따라서, 본 고안의 목적은, 토르마린과 키토산을 함유한 정수기용 필터에 있어서, 토르마린층(101)과 키토산층(102)의 2개의 층으로 구성하고, 상기 층의 비율을 10:90 내지 90:10의 비율로 형성시킴을 특징으로 하는 토르마린-키토산 함유 정수기용 필터를 제공하는 것이다.

또한 이때 상기 토르마린(101)은 토르마린 원석을 사용하거나, 토르마린과 세라믹의 혼합비율을 10:90 내지 90:10으로 제조된 토르마린 세라믹을 사용함을 특징으로 하고, 상기 토르마린(101)은 토르마린 세라믹의 형태를 파우더형, 볼형, 마카로니형으로 되어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 토르마린-키토산 필터 정수기의 전체적인 구성을 나타내는 사시도이다. 본 도면에 나타난 바와 같이, 냉각수단과 히팅수단을 구비하여 온수 또는 냉수를 추출할 수 있도록 음용수꼭지(90)를 구성하고 공지의 정수기 본체(10)의 상측에 하단이 상기 음용수꼭지와 연통되도록 설치되는 정수조(100)를 구성한다.

상기 정수조(100)의 내부에는 토르마린-키토산 필터(20)를 설치하며, 이와 같이 정수기 본체(10)의 상측에 정수조의 설치가 끝나면 상기 정수기 본체(10)의 적당한 부위에 맑은 물을 만드는 첫 단계인 투수공이 약 5미크론 정도로서 물에 용해되어 있는 녹, 흙, 모래, 미생물, 박테리아 등의 불순물을 제거하는 1차 정수필터(30)와 약 0.0001 마이크론의 투수공을 형성하여 역삼투압 작용으로 물 속의 중금속 및 페놀, 방사능 박테리아 등의 유해물질을 제거하도록 다수개로 구성된 2차 정수필터(40)와 마지막으로 토르마린-키토산 필터(20)를 정수조 내에 설치하여 정수된 물은 정수조에 공급하고 폐수는 분리시키는 구조로 형성된다.

상기한 바와 같이 정수필터의 설치가 완료된 정수기 본체(10)는 수도 파이프에 1차 정수필터(30)의 인입파이프 선단에 구비된 분배유니트(70)를 통하여 연결되어진다. 이와 같이 설치되면 수도 파이프의 수돗물이 분배유니트(70)에서 분배되어 1차 정수필터에서 물속에 용해되어 있는 녹, 흙, 모래, 미생물, 박테리아 등의 불순물을 제거하고 2차 정수필터에서 역삼투압 작용으로 중금속, 페놀 등 방사능물질과 박테리아 등 인체에 유해한 것을 제거한 다음 토르마린-키토산 필터에서 토르마린과 물이 마찰되면서 토르마린의 전기분해 작용과 원적외선의 방출작용으로 인하여 물이 활성화되어 용존 산소량과 미네랄이 풍부한 물로 되고 키토산과 접촉되면서 물의 독성 및 발암물질을 매우 강하게 흡착시켜 단순여과 기능 이상의 여과효과를 얻게 되며 상기의 과정을 거친 정수된 물이 정수조(100)내에 공급되어 지게 되는 것이다.

도 2는 본 고안의 토르마린-키토산 필터의 내부구성을 나타내는 단면도이다. 본 도면에 나타난 바와 같이, 토르마린-키토산 필터(20)의 내부에는 토르마린(101)과 필터(102)와 키토산(103)이 차례로 삽입되어 있는 구조로 되어진다.

본 고안에 사용되는 토르마린은 효율 증대를 위해 토르마린 원석에 세라믹을 가하여 얻어진 토르마린 세라믹을 이용하며 상기 토르마린 세라믹은 저온에서 서서히 시간을 두고 소결시키는 저온 소결법으로 실리카 성분이 입상체 표면을 덮을 수 없고, 또 특수 제법에 의해 입상체 전체가 다공질 구조가 되어 있기 때문에 물과의 접촉면적이 커서 물에 대한 토르마린의 작용이 충분하게 발휘되도록 한 것이다. 예를 들면 물리적 흡착작용 등이 더해졌고, 한편 시간이 걸려도 서서히 소결하기 때문에 다공질 이지만 녹거나 흐물흐물해지거나 쭈그러들지 않는다. 이는 물이 통과할 때 토르마린 세라믹 1개 당의 표면적은 10mm 입상체 표면적의 300~400 배보다도 넓게 되는 것이다. 상기 토르마린 세라믹의 형태는 파우더형, 볼형, 마카로니형 등 여러 가지 형태로 제작되어 질 수 있다.

상기의 토르마린(101)을 지난 물은 필터(103)를 지나 키토산(102)과 접촉하게 되는데 키틴 키토산은 필터 안에서 물과 혼용되어 물을 마실 때 인체의 신진대사 활동을 원활히 해주는 역할을 하게 되는 것이다.

본 고안의 효과는 기존 정수단계를 거친 물이 토르마린을 지나면서 원적외선과 전기분해 작용이 더해짐으로써 용존 산소량이 풍부하게 되며 미네랄이 풍부한 물이 됨과 동시에 물분자 클러스터를 세분화하고 활성화함으로써 체내의 흡수를 용이하게 함으로써, 인체의 신진대사 및 혈액순환을 촉진하여 피로회복과 류머티즘에 큰 효과가 있고 알레르기 및 아토피성 피부질환 등의 완화에 효과가 있으며, 키토산을 지나면서 키토산이 물에 용해되어 신체내에서 키토산의 효능이 분비되어 물의 맛과 효과를 살려주며, 물의 독성 및 발암물질을 매우 강하게 흡착시켜 단순여과 기능 이상의 여과효과를 얻을 수 있다.

Claims

토르마린과 키토산을 함유한 정수기용 필터에 있어서, 토르마린층(101)과 키토산층(102)의 2개의 층으로 구성하고, 상기 층의 비율을 10:90 내지 90:10의 비율로 형성시킴을 특징으로 하는 토르마린-키토산 함유 정수기용 필터
제 1항에 있어서, 상기 토르마린(101)은 토르마린 원석을 사용하거나, 토르마린과 세라믹의 혼합비율을 10:90 내지 90:10으로 제조된 토르마린 세라믹을 사용함을 특징으로 하는 토르마린-키토산 정수기용 필터
제 1항에 있어서, 상기 토르마린(101)은 토르마린 세라믹의 형태를 파우더형, 볼형, 마카로니형으로 되어지는 것을 특징으로 하는 토르마린-키토산 정수기용 필터