KR20080079793A - 알칼리 환원 정수필터 및 알칼리 환원 정수기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천연 광물을 이용한 알칼리 환원 정수필터에 관한 것으로, 제올라이트, 자철광석, 토르말린, 및 마그네슘이 미세분말 형태로 혼합되어 소정의 블록형태로 형성되며, 제올라이트 20 내지 30중량%, 자철광석 15 내지 25중량%, 토르말린 10 내지 20중량%, 및 마그네슘 35 내지 45중량%를 실질적으로 포함하는 알칼리 환원 정수필터에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 정수필터에 형성된 다수의 미세기공에 의해 정수기능과 석회질 제거기능을 향상시키고, 필터에 미세분말형태로 혼합된 천연 광물질에 의해 환원된 알칼리 환원수를 용이하게 제공할 수 있다.

제올라이트, 미세기공, 정수필터, 알칼리 환원수

Description

알칼리 환원 정수필터 및 알칼리 환원 정수기{Water Purifying Filter to Alkalify Water and Water Purifier}

도 1은 종래기술에 의한 알칼리 환원 정수기 필터 적층 단면을 개략적으로 나타낸 예시도이다.

도 2는 본 발명에 의한 알칼리 환원 정수필터를 개략적으로 나타낸 예시도이다.

도 3a는 도 2의 필터에의 필터 유출구 캡과 필터 유입구 캡의 결합 구조를 개략적으로 나타낸 예시도이다.

도 3b는 도 3a의 결합구조를 개략적으로 나타낸 횡단면도이다.

도 4는 본 발명에 의한 알칼리 환원 정수기의 필터 하우징에의 필터 하우징 유출구캡과 필터 하우징 유입구 캡의 결합 구조를 개략적으로 나타낸 예시도이다.

본 발명은 알칼리 환원 정수필터 및 알칼리 환원 정수기에 관한 것으로, 상세하게는 천연 광물이 미세분말형태로 혼합되어 형성되며 미세 다기공체를 포함하는 필터를 통해서 물의 알칼리 환원성을 높이고, 정수기능과 석회질 제거기능을 향 상시킬 수 있는 알칼리 환원 정수필터 및 알칼리 환원 정수기에 관한 것이다.

최근, 사람들의 소득수준이 높아지고 그에 따라 생활수준이 향상되면서 음용수뿐만 아니라 세정수 등 일반 생활용수에 대해서도 더 깨끗하게 정수된 물이 요구되고, 이온수, 알칼리 환원수, 연수 등 기능성을 가진 고품질 용수를 사용하고자 하는 욕구가 커지고 있는 실정이다. 이러한 요구와 욕구 증가에 부응하여 연수기, 이온수기, 알칼리 환원 정수기, 비데 등 통상의 필터 구조에 기능성이 부여된 기능상품 개발이 활발히 이루어지고 있다.

알칼리 환원 정수기와 관련하여, 고유 기능을 갖는 성분들을 순차적으로 적층한 구조를 갖는 필터가 한국공개특허 제10-2007-0007979호에 개시되어 있다. 도 1은 상기 공개특허의 알칼리 환원 정수기 필터 적층 단면을 개략적으로 나타낸 예시도이다. 제1 수소환원 필터층(10)은 수소환원촉매층(12) 및 음이온 알칼리볼층(14)을 포함하며, 제2 수소환원 필터층(20)은 pH 조절볼층(22), 수소환원촉매층(24) 및 음이온 알칼리볼층(24)을 포함한다.

하지만, 이와 같이 적층 구조의 필터를 이용한 알칼리 환원정수기는 물이 유출구로 통수되는 과정에서 높은 수압에 의해 필터의 적층된 틈 사이로 물이 누수될 수 있고 물과의 고른 접촉이 이루어지지 않아 필터의 정수기능을 모두 활용하지 못하는 문제점이 있다. 또한, 적층 구조로 형성된 필터는 지속성이 약해 사용기간이 비교적 짧고 제조 공정이 불편한 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 미세분말형태의 천연 광물을 포함한 다기공성 필터를 통해서 물의 알칼리 환원기능을 향상시키며 물과의 고른 접촉을 통한 신속한 정수를 구현하고 석회질 제거 기능을 향상시킬 수 있는 알칼리 환원 정수필터 및 알칼리 환원 정수기를 제공하는 데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일측면은 제올라이트, 자철광석, 토르말린, 및 마그네슘이 미세분말 형태로 혼합되어 소정의 블록형태로 형성되며, 제올라이트 20 내지 30중량%, 자철광석 15 내지 25중량%, 토르말린 10 내지 20중량%, 및 마그네슘 35 내지 45중량%를 실질적으로 포함하는 알칼리 환원 정수필터를 제공한다.

본 발명의 다른 측면은 알루미나, 제올라이트, 나트륨장석, 및 인산염광물이 미세분말 형태로 혼합되어 소정의 블록형태로 형성되며, 알루미나 35 내지 45중량%, 제올라이트 25 내지 35중량%, 나트륨장석 15 내지 25중량%, 및 인산염광물 5 내지 15중량%를 실질적으로 포함하는 알칼리 환원 정수필터를 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면은 제올라이트, 토르말린, 및 활성탄이 미세분말 형태로 혼합되어 소정의 블록형태로 형성되며, 제올라이트 30 내지 40중량%, 토르말린 10 내지 20중량%, 및 활성탄 45 내지 55 중량%를 실질적으로 포함하는 알칼리 환원 정수필터를 제공한다.

바람직하게, 블록형태는 속이 빈 원통형 구조이고, 미세 다기공성 구조를 포함할 수 있다. 미세 다기공성 구조는 발포제를 함유하여 형성될 수도 있다.

본 발명의 또 다른 측면은 제올라이트, 자철광석, 토르말린, 및 마그네슘이 미세분말 형태로 혼합되어 소정의 블록형태로 형성되며, 제올라이트 20 내지 30중량%, 자철광석 15 내지 25중량%, 토르말린 10 내지 20중량%, 및 마그네슘 35 내지 45중량%를 실질적으로 포함하는 제1 알칼리 환원 정수필터와; 알루미나, 제올라이트, 나트륨장석, 및 인산염광물이 미세분말 형태로 혼합되어 소정의 블록형태로 형성되며, 알루미나 35 내지 45중량%, 제올라이트 25 내지 35중량%, 나트륨장석 15 내지 25중량%, 및 인산염광물 5 내지 15중량%를 실질적으로 포함하는 제2 알칼리 환원 정수필터와; 제올라이트, 토르말린, 및 활성탄이 미세분말 형태로 혼합되어 소정의 블록형태로 형성되며, 제올라이트 30 내지 40중량%, 토르말린 10 내지 20중량%, 및 활성탄 45 내지 55 중량%를 실질적으로 포함하는 제3 알칼리 환원 정수필터를 포함하는 알칼리 환원 정수기를 제공한다.

바람직하게, 블록형태는 속이 빈 원통형 구조이고, 미세 다기공성 구조를 포함할 수 있다. 미세 다기공성 구조는 발포제를 함유하여 형성될 수도 있다. 제1, 제2, 및 제3 알칼리 환원 정수필터의 일측에 각각 결합되어 원통형 구조의 내부공간을 막는 필터 유입구 캡과, 제1, 제2, 및 제3 알칼리 환원 정수필터의 타측에 각각 결합되어 원통형 구조의 내부공간과 실질적으로 통하는 돌출형의 유출구를 갖는 필터 유출구 캡을 더 포함할 수도 있다. 제1, 제2, 및 제3 알칼리 환원 정수필터가 각각 삽입되는 필터 하우징과, 필터 하우징의 일측에 형성된 필터 하우징 유입구 캡과, 필터 하우징의 타측에 형성된 필터 하우징 유출구 캡을 더 포함하며, 필터 하우징 유출구 캡은 필터 유출구 캡의 돌출형의 유출구와 실질적으로 맞물릴 수 도 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.

도 2는 본 발명에 의한 알칼리 환원 정수필터를 개략적으로 나타낸 예시도이다.

알칼리 환원 정수필터는 제1 정수필터(210), 제2 정수필터(220), 또는 제3 정수필터(230)를 포함한다. 제1 정수필터(210)는 제올라이트(zeolite), 자철광석(magnetite), 토르말린(tourmaline), 및 마그네슘(magnesium)을 미세분말 혼합형태로 포함하며, 제2 정수필터(220)는 알루미나(aluminum oxide), 제올라이트, 나트륨장석(Na-feldspar), 및 인산염광물(phosphate)을 미세분말 혼합형태로 포함하고, 제3 정수필터(230)는 제올라이트, 토르말린, 및 활성탄(activated carbon)을 미세분말 혼합형태로 포함한다.

제1 정수필터(210)에 함유된 제올라이트(325Mesh), 자철광석(325Mesh), 토르말린(325Mesh), 및 마그네슘(20 내지 50Mesh)은 천연 광물질로부터 분류된 후 미세분말로 분쇄되어 일정 조성비율로 균일하게 혼합된다. 바람직하게는, 제1 정수필터(210)에는 실질적으로 제올라이트가 20 내지 30중량%, 자철광석이 15 내지 25중량%, 토르말린이 10 내지 20중량%, 마그네슘이 35 내지 45중량%가 포함될 수 있다.

제1 정수필터(210)는 물의 수소이온농도(pH)를 높이고, 산화환원전위(ORP:Oxidation-Reduction Potential)를 낮추어 알칼리 환원수로 전환하는 역할을 한다. 상술하면, 제올라이트는 수Å 내지 수㎛ 크기의 미세 기공을 지닌 광석으로서, 마그네슘이 물과 반응하여 수산화마그네슘{Mg(OH)₂}과 수소(H₂)를 생성하며, 생성된 수산화마그네슘은 제올라이트의 미세 기공에 의해 물에 용해되지 않으며, 수산화마그네슘은 다시 마그네슘과 결합하여 산화마그네슘{MgO}과 수소를 생성한다. 여기서, 수산화마그네슘이 물에 용해되지 않으므로 물이 혼탁해지는 것을 방지할 수 있다. 토르말린은 마그네슘이 물과 반응하여 수소를 생성하는 과정에서 촉매로 작용하여 반응을 촉진시키고, 자철광석은 물의 산화를 억제하고 환원을 활성화시킨다.

또한, 제1 정수필터(210)는 실질적으로 속이 빈 원통형 구조를 갖으며, 발포제, 예컨대, 본 실시예에서는 발포성 폴리에틸렌을 함유함으로써 미세한 크기의 다기공성 구조를 갖는다. 즉, 앞서 언급한 각 성분을 조성에 따른 일정비율로 균일하게 혼합하고 발포제인 폴리에틸렌(polyethylene) 수지를 첨가함으로써, 실질적으로 0.5 내지 1 ㎛ 크기의 미세기공이 다수 생성된 제1 정수필터(210)를 형성한다. 제1 정수필터(210)의 표면과 내부에 형성된 다수의 미세기공으로 인해 물과의 접촉 면적이 증가하게 되고 물과의 균일한 접촉이 이루어짐으로써, 단위시간당 정수량이 현저히 증가하게 된다. 또한, 다수의 미세기공으로 인해 동일한 부피를 갖는 종래의 다른 필터에 비해 훨씬 가볍고 신축성이 뛰어나 높은 수압에도 충분히 견딜 수 있다. 한편, 미세기공에 의해서 물 분자구조는 조밀한 분자구조(클러스터)를 형성하게 되며, 물 분자에 공진(resonance)을 일으키는 주파수 대역인 선폭(Hz)을 낮추어 스핀장 또는 회전전자파의 강한 방사 에너지가 물의 표면장력을 높임으로써, 멸균력이 증가되어 세균증식이 원천적으로 차단된다. 이에 따라, 물의 장기 보존이 가능하게 된다. 여기서, 앞서 언급한 제1 정수필터(210)의 원통형 구조와 미세 크기의 다기공성 구조, 및 효과는 후술하는 제2 정수필터(220) 및 제3 정수필터(230)의 구조 및 효과와 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 이하 생략한다.

제2 정수필터(220)에 함유된 알루미나(325Mesh), 제올라이트(325Mesh), 나트륨장석(600Mesh), 및 인산염광물(600Mesh)은 천연 광물질로부터 분류된 후 미세분말로 분쇄되어 일정 조성비율로 혼합된다. 바람직하게는, 제2 정수필터(220)에는 실질적으로 알루미나 35 내지 45중량%, 제올라이트 25 내지 35중량%, 나트륨장석 15 내지 25중량%, 및 인산염광물 5 내지 15중량%가 포함된다.

제2 정수필터(220)는 물속에 포함된 석회질(탄산칼슘), 중금속 또는 불순물을 흡착, 제거 및 여과하며, 물의 산화력을 억제하는 역할을 한다. 상술하면, 알루미나는 환원력을 증가시키며, 제올라이트는 광물질 내에 포함된 은계 성분으로 인해서 양호한 항균 작용을 나타내며, 그 표면에 형성된 수Å 내지 수㎛ 크기의 미세 기공으로 인해서 90 내지 95%의 양호한 물리적 흡착력을 보이고, 100g 당 140 내지 160 meq(밀리당량)의 양호한 화학적 양이온 치환작용으로 인해서 수분 이외의 다른 물질, 예컨대 가스, 녹냄새, 소독에 의한 냄새를 20배까지 흡수 또는 흡착하 고 있다가 서서히 중화시켜 배출할 수 있다.

제3 정수필터(230)에 함유된 제올라이트, 토르말린, 및 활성탄(200Mesh)은 천연 광물질로부터 분류된 후 미세분말로 분쇄되어 일정 조성비율로 혼합된다. 바람직하게는, 제3 정수필터(230)에는 실질적으로 제올라이트 30 내지 40중량%, 토르말린 10 내지 20중량%, 및 활성탄 45 내지 55 중량%가 포함된다.

제3 정수필터(230)는 잔류염소와 불순물을 제거하고, 물의 탁도와 색도를 적정 수준으로 유지하는 역할을 한다.

한편, 도 2에 예시된 제1, 제2, 및 제3 정수필터(210,220,230)는 다음과 같은 제조 과정에 의해 형성될 수 있다. 우선, 각 성분이 일정 조성비율로 혼합된 미세분말과 발포성 폴리에틸렌 수지를 첨가 혼합한 원료를 파이프 금형을 통해서 일정 두께를 가진 원통형으로 압출한다. 이후, 압출된 필터를 200 내지 350℃에서 열처리한 다음 공기 중에서 서냉한 후 일정 길이로 고속 절단하여 예시된 형태의 필터를 형성한다.

도 3a는 도 2의 필터에의 필터 유출구 캡과 필터 유입구 캡의 결합 구조를 개략적으로 나타낸 예시도이고, 도 3b는 도 3a의 결합구조를 개략적으로 나타낸 횡단면도이다. 여기서, 제1 정수필터를 예로 들어 상술하지만, 제2 및 제3 정수필터에도 실질적으로 동일한 설명이 적용됨으로 중복되는 설명은 이하 생략한다.

도 3a 및 3b를 참조하면, 제1 정수필터(310)의 일측에는 원통형 구조의 내부공간을 막는 필터 유입구 캡(320)이 결합되며, 제1 정수필터(310)의 타측에는 원통형 구조의 내부공간과 실질적으로 통하는 돌출형의 유출구(332)를 갖는 필터 유출 구 캡(330)이 결합된다. 이와 같은 제1 정수필터(310)와 필터 캡(320,330) 구조로 인해서, 예시된 바와 같이, 즉 필터 하우징 유입구 캡(미도시)으로부터 유입된 물은(A 방향) 제1 정수필터(310)의 외부로 흘러들어간 후 높은 수압에 의해 제1 정수필터(310)를 측면에서 통과하여 내부공간으로 유입된 다음(B 방향), 필터 유출구 캡(330)을 통해서 제1 정수필터(310) 외부로 유출된다(C 방향). 이에 따라, 제1 정수필터(310)에 함유된 성분에 의해 필터 하우징 유입구 캡으로 유입된 물이 알칼리 환원수로 정수되어 나오게 된다. 또한, 필터 유입구 캡(320)은 제1 정수필터(310)와의 결합면에 대향하여 제1 결합부재(322)를 포함할 수 있다. 제1 결합부재(322)는 필터 유입구 캡(320)과 제1 정수필터(310)와의 결합을 밀착시켜, 필터 하우징 유입구 캡으로부터 유입된 물이 필터 유입구 캡(320)과 제1 정수필터(310) 사이의 틈으로 흐르지 않도록 한다. 필터 유출구 캡(330)은 돌출형의 유출구(332)에 제2 결합부재(334)를 포함할 수 있다. 제2 결합부재(334)는 필터 유출구 캡(330)의 돌출형의 유출구(332)와 필터 하우징 유출구 캡(미도시)과의 결합을 밀착시켜, 제1 정수필터(310)를 통과하여 내부공간으로 유입된 물이 누수 없이 필터 하우징 유출구 캡을 통해 외부로 유출되도록 한다. 한편, 본 실시예에서는 제2 결합부재(334)로서 원형의 고무링을 예시하였지만 이에 한정되는 것은 아니다.

도 4는 본 발명에 의한 알칼리 환원 정수기의 필터 하우징에의 필터 하우징 유출구캡과 필터 하우징 유입구 캡의 결합 구조를 개략적으로 나타낸 예시도이다. 여기서, 제1 정수필터를 예로 들어 설명하지만, 제2 및 제3 정수필터에도 동일한 설명이 적용됨은 물론이다.

본 발명에 의한 알칼리 환원 정수기는 필터 유입구 캡과 필터 유출구 캡이 결합된 제1 정수필터(미도시), 필터 하우징(410), 필터 하우징 유입구 캡(420) 및 필터 하우징 유출구 캡(430)을 포함한다.

필터 하우징(410)에는 필터 유입구 캡과 필터 유출구 캡이 결합된 제1 정수필터가 삽입되어 장착된다. 앞서 언급한 바와 같이, 필터 유입구 캡은 필터 하우징 유입구 캡(420)과 결합되며, 필터 유출구 캡의 돌출형의 유출구는 필터 하우징 유출구 캡(430)과 결합되어 맞물린다. 한편, 본 실시예에서 필터 하우징(410)과 필터 유출구 캡(430)은 각각 분리되어 예시되었으나, 하나의 구성 요소로서 결합되어 형성될 수 있음은 물론이다. 또한, 필터 하우징(410)과 필터 하우징 유입구 캡(420)은, 예컨대 융착에 의해 결합될 수도 있다.

또한, 필터가 필터 하우징에 삽입되어 형성된 알칼리 환원 정수기에는 제1, 제2 및 제3 정수필터 중 선택적으로 일부 또는 모든 필터가 사용될 수도 있다.

전술한 본 발명에 따른 알칼리 환원 정수기에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 발포제를 이용하여 형성된 다수의 미세기공에 의해 정수필터의 정수기능과 석회질 제거기능을 현저히 향상시키고, 천연 광물질로 이루어진 필터에 의한 항균 및 살균작용으로 인해 보다 신선한 물을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 각 성분이 미세분말형태로 혼합되어 형성됨으로써 물과의 균일한 접촉을 통해 정수필터의 수명을 연장시키고, 정수필터 및 알칼리 환원 정수기의 제조 공정을 간편하게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 제올라이트, 자철광석, 토르말린, 및 마그네슘이 미세분말 형태로 혼합되어 소정의 블록형태로 형성되며,

   상기 제올라이트 20 내지 30중량%, 상기 자철광석 15 내지 25중량%, 토르말린 10 내지 20중량%, 및 마그네슘 35 내지 45중량%를 실질적으로 포함하는 알칼리 환원 정수필터.
2. 알루미나, 제올라이트, 나트륨장석, 및 인산염광물이 미세분말 형태로 혼합되어 소정의 블록형태로 형성되며,

   상기 알루미나 35 내지 45중량%, 상기 제올라이트 25 내지 35중량%, 상기 나트륨장석 15 내지 25중량%, 및 상기 인산염광물 5 내지 15중량%를 실질적으로 포함하는 알칼리 환원 정수필터.
3. 제올라이트, 토르말린, 및 활성탄이 미세분말 형태로 혼합되어 소정의 블록형태로 형성되며,

   상기 제올라이트 30 내지 40중량%, 상기 토르말린 10 내지 20중량%, 및 상기 활성탄 45 내지 55 중량%를 실질적으로 포함하는 알칼리 환원 정수필터.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 블록형태는 속이 빈 원통형 구조이고, 미세 다기공성 구조를 포함하는 알칼리 환원 정수필터.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 미세 다기공성 구조는 발포제를 함유하여 형성되는 알칼리 환원 정수필터.
6. 제올라이트, 자철광석, 토르말린, 및 마그네슘이 미세분말 형태로 혼합되어 소정의 블록형태로 형성되며, 상기 제올라이트 20 내지 30중량%, 상기 자철광석 15 내지 25중량%, 토르말린 10 내지 20중량%, 및 마그네슘 35 내지 45중량%를 실질적으로 포함하는 제1 알칼리 환원 정수필터와;

   알루미나, 제올라이트, 나트륨장석, 및 인산염광물이 미세분말 형태로 혼합되어 소정의 블록형태로 형성되며, 상기 알루미나 35 내지 45중량%, 상기 제올라이트 25 내지 35중량%, 상기 나트륨장석 15 내지 25중량%, 및 상기 인산염광물 5 내지 15중량%를 실질적으로 포함하는 제2 알칼리 환원 정수필터와;

   제올라이트, 토르말린, 및 활성탄이 미세분말 형태로 혼합되어 소정의 블록형태로 형성되며, 상기 제올라이트 30 내지 40중량%, 상기 토르말린 10 내지 20중량%, 및 상기 활성탄 45 내지 55 중량%를 실질적으로 포함하는 제3 알칼리 환원 정수필터를 포함하는 알칼리 환원 정수기.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 블록형태는 속이 빈 원통형 구조이고, 미세 다기공성 구조를 포함하는 알칼리 환원 정수기.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 미세 다기공성 구조는 발포제를 함유하여 형성되는 알칼리 환원 정수기.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 제1, 제2, 및 제3 알칼리 환원 정수필터의 일측에 각각 결합되어 상기 원통형 구조의 내부공간을 막는 필터 유입구 캡과,

   상기 제1, 제2, 및 제3 알칼리 환원 정수필터의 타측에 각각 결합되어 상기 원통형 구조의 내부공간과 실질적으로 통하는 돌출형의 유출구를 갖는 필터 유출구 캡을 더 포함하는 알칼리 환원 정수기.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 제1, 제2, 및 제3 알칼리 환원 정수필터가 각각 삽입되는 필터 하우징과,

    상기 필터 하우징의 일측에 형성된 필터 하우징 유입구 캡과,

    상기 필터 하우징의 타측에 형성된 필터 하우징 유출구 캡을 더 포함하며,

    상기 필터 하우징 유출구 캡은 상기 필터 유출구 캡의 돌출형의 유출구와 실질적으로 맞물리는 알칼리 환원 정수기.

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