KR20110029712A - 항균 마스터 배치를 구비한 저장 탱크 및 이를 구비한 정수기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 항균 마스터 배치를 구비한 저장 탱크 및 이를 구비한 정수기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원수(原水)를 필터 시스템을 통과시켜 정수된 물을 저장하는 저장 탱크에 있어서, 상기 저장 탱크가 항균 마스터 배치를 구비한 정수기용 저장 탱크 및 이를 구비한 정수기에 관한 것이다.
상기 저장 탱크는 장기간 사용하더라도 높은 항균력을 지속시키는 효과가 있다.
항균 마스터 배치, 정수기, 필터
Description
본 발명은 장시간 항균력을 지속하기 위한 항균 마스터 배치를 구비한 저장 탱크 및 이를 구비한 정수기에 관한 것이다.
정수기는 물을 걸러 불순물을 제거하는 장치로, 그 형태에 따라 수도꼭지에 직접 연결하는 직결형과 물을 용기에 담아서 필터를 통과하도록 하는 저장형으로 나뉜다. 또한, 정수 방식에 따라 자연 여과식, 직결 여과식, 이온교환 수지식, 증류식, 역삼투압식 등으로 나뉠 수 있다.
정수기의 저장 탱크는 정수된 물을 섭취하기 전 저장되는 저장 공간으로, 정체 상태로 장시간 물을 저장하는 경우 미생물 오염 등의 문제가 발생한다. 즉, 다양한 정수 방법과 필터를 통해 물을 정수하더라도 저장 탱크의 오염으로 인해 정수기 자체의 안정성이 크게 저하되기 때문에 저장 탱크의 항균성을 높이기 위해 다양한 방법이 제안되었다.
저장 탱크 내 항균 세라믹볼을 담지하여 사용하는 방법이 가장 널리 사용되고 있다. 즉, 토르말린, 황토, 맥반석, 제올라이트 등을 이용하여 2 내지 15mm 입경의 항균 세라믹볼로 제작한 다음, 이를 저장 탱크에 담지시켜 사용한다. 상기 항균 세라믹볼은 저장 탱크 내 유해 대장균 및 일반 세균을 살균하나 시간이 지남에 따라 항균 능력이 크게 저하되는 문제가 발생하였다.
이외, 저장 탱크 내 물을 강제로 순환; 일정 주기로 살균; 저장 탱크 내 살균 램프 장치를 설치; 저장 탱크로 밀폐식 압력 탱크로 사용; 탱크 내부에 필터 장착(대한민국 특허공개 제2002-0023538호, 대한민국 특허등록 제10-0545296호); 탱크 내부에 기능성 세라믹 필터 장착(대한민국 특허출원 제2003-0028282호) 등 다양한 방법이 제안되었다. 그러나 상기 방법들은 저장 탱크의 항균 특성 향상이라는 이점이 있으나 제작 과정이 복잡해지고 설치비가 증가하는 문제를 가져온다.
본 발명자들은 비용이 적게 들고, 높은 항균력을 장시간 유지할 수 있는 저장 탱크에 대한 연구를 다각적으로 진행한 결과, 항균 마스터 배치를 저장 탱크에 적용하게 되면 정수의 처리량이 증가하더라도 높은 항균력이 장시간 동안 지속하는 것을 확인하고, 이를 토대로 본 발명을 완성하였다.
항균 마스터 배치는 항균제와 레진을 혼합 후 펠렛 형태로 가공한 것으로, 플라스틱의 사출이나 압출 공정을 통해 다양한 플라스틱 제품으로 가공이 가능하다.
상기 항균 마스터 배치는 다양한 분야에 적용되고 있는데, 예를 들면 항균 의료용품, 항균 밀폐용기, 항균 화장품 용기, 항균 육가공 포장재, 항균 식품포장 필름, 항균 진공포장 필름, 항균 칫솔, 에어컨, 각종 가전 제품 등에 적용되고 있다. 대한민국 특허출원 제1995-0012808호는 마스터 배치를 이용하여 항균 도마를 제조하고 있고, 대한민국 특허출원 제2003-0061012호는 드럼 세탁기의 구성 부품을 항균 마스터 배치로 사용하는 기술을 언급하고 있다.
또한, 항균 마스터 배치를 성형하여 정수기의 저장 탱크를 제작하여 사용하는 방법이 제안되고 있으나, 이러한 방법으로 제조된 저장 탱크는 초기에 높은 항균능을 보이나 시간이 지남에 따라 점차 저하되어 충분한 항균능을 발휘하고 있지 못하다.
상기 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 정수 처리량이 증가하더라도 높은 항균력을 장기간 동안 지속할 수 있는 정수 탱크 및 이를 구비한 정수기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은
원수(原水)를 필터 시스템을 통과시켜 정수된 물을 저장하는 저장 탱크에 있어서,
상기 저장 탱크는 항균 마스터 배치를 구비한 정수기용 저장 탱크를 제공한다.
또한, 본 발명은
원수를 정수하기 위한 필터 시스템;
필터 시스템을 거쳐 정수된 정수를 저장하기 위한 저장 탱크; 및
상기 저장 탱크로부터 정수를 토출하는 토출부를 구비한 정수기에 있어서,
상기 저장 탱크가 전술한 바에 따른 저장 탱크인 것인 정수기를 제공한다.
본 발명에 따른 정수기용 필터 시스템은 항균 마스터 배치를 구비하여 장기간 항균력을 지속적으로 유지할 수 있다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
저장 탱크는 정수된 물을 저장하기 위한 탱크로 미생물의 번식 억제가 필수적으로 요구된다. 이에 본 발명에서는 저장 탱크의 항균력을 높이고, 이를 지속시키기 위해 항균 마스터 배치를 사용한다.
항균 마스터 배치는 플라스틱 재질과 항균제가 혼합되어 성형된 펠렛 형태를 갖는다.
플라스틱 재질로는 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 공지된 바의 항균 마스터 배치로 사용되는 고분자면 어느 것이든 가능하다. 일례로, PE(LDPE, LLDPE, HDPE), PP(폴리프로필렌), PA(폴리아마이드), PS(폴리스티렌), PLA(폴리락트산), ABS(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체), SAN(스티렌-아크릴로니트릴 공중합체), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 고분자가 가능하며, 바람직하기에는 친수성 고분자인 PA 및 PLA가 사용될 수 있다.
또한, 항균제로는 공지된 바의 모든 유기 및 무기 항균제가 가능하며, 대표적으로 염소계, 퀴놀린계, 인계 화합물의 유기 항균제와, 은 또는 구리의 무기 항 균제를 각각 사용되거나, 이들이 혼합 또는 결합된 하이브리드 물질이 가능하다. 바람직한 항균제로는 은을 사용하고, 필요에 따라 담체에 담지시켜 사용한다. 이들 항균제는 저장 탱크 내 유입된 세균의 대사 작용을 파괴하거나 사멸시키는 효과가 있다.
상기 항균 마스터 배치는 전술한 바의 고분자 100 중량부에 대해 항균제를 0.1∼20 중량부로 사용하는 것이 항균 특성과 물성 유지면에서 유리하다.
필요한 경우, 저장 탱크 내 담지되는 항균 마스터 배치는 항균 세라믹과 함께 사용될 수 있다. 이때 항균 세라믹은 항균 마스터 배치와 혼합하여 사용하거나, 항균 마스터 배치 성형시 추가하여 성형품으로 사용이 가능하다.
상기 항균 세라믹은 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 통상적으로 사용하는 황토, 토르말린, 칼슘, 제올라이트, 맥반석, 마그네타이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하다. 이러한 항균 세라믹은 비용을 저감시키기 위해서 사용하며, 항균력에 있어서는 항균 마스터 배치에 미치지 못하므로, 항균 마스터 배치 100 중량 대비 최대 10 중량부를 넘지 않도록 하는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예를 참조하면, 본 발명에 따른 정수 탱크에 항균 마스터 배치와 항균 세라믹을 볼 형태로 각각 도입한 결과, 항균 마스터 배치를 사용한 경우 항균력이 훨씬 우수하였고, 높은 정수 처리량에도 높은 항균력을 유지하였다.
또한, 다른 실시예를 참조하면, 상기 저장 탱크는 대장균, 황색 포도상 구균, 녹농균 및 살모넬라균의 균주들에 대한 항균력을 갖고, 7.2톤 정수 처리량에서 80% 이상의 항균력을 유지함을 확인하였다.
본 발명에 따른 정수 탱크에 대한 항균 마스터 배치의 도입은 다양한 방법으로 사용이 가능하다.
구체적으로, 항균 마스터 배치는 그대로 사용하거나 소정 형태를 갖도록 성형품으로 제작하여 사용이 가능하며, 그 사용 방법 또한, 저장 탱크 내 부유시키거나 저장 탱크의 일 측면에 고정시켜 사용한다. 바람직하기에는, 정수 탱크 내 정수의 흐름에 영향을 주지 않고 정수 탱크의 인렛(inlet)이나 아웃렛(outlet)이 막히지 않도록 소정 형태로 성형한 후 고정시켜 사용한다.
도 1 및 2는 본 발명의 여러 구현예에 따른 저장 탱크를 보여주는 모식도이다. 도 1 및 2를 참조하면, 저장 탱크(10)는 필터 시스템을 통과한 정수가 유입되는 인렛(12)과 외부로 토출되는 아웃렛(14)을 구비하고, 그 내부에는 일정 수준 이상으로 정수가 채워진다.
도 1의 (a) 내지 (c)는 저장 탱크(10) 내 항균 마스터 배치(20a, 20b, 20c)를 부유시켜 사용하는 것을 보여준다.
즉, 도 1의 (a) 항균 마스터 배치 자체(20a)로 사용하거나, (b)와 같이 볼 형태로 성형된 항균 마스터 배치(20b)를 사용한다. 또한, (c)와 같이, 인렛(12)이나 아웃렛(14)의 직경 보다 큰 형태로 성형된 항균 마스터 배치(20c)를 사용할 수 있다.
도 2의 (a) 내지 (c)는 저장 탱크(10) 내 다양한 형태로 성형 가공된 항균 마스터 배치(20d, 20e, 20f)를 고정시켜 사용함을 보여준다.
도 2의 (a)는 직육면체 형태로 성형 가공된 항균 마스터 배치(20d)를 장착하고, (b)는 벌집 형태로 성형 가공하여 항균 마스터 배치(20e)를 장착하고, (c)는 판상이 적층된 형태로 성형 가공된 항균 마스터 배치(20f)를 사용한다.
전술한 바의 펠렛, 볼, 직육면체, 벌집이나 적층 형태는 항균 마스터 배치의 사용 형태를 설명하기 위한 하나의 형태로서, 이러한 형태 외에 다양한 형태가 도입될 수 있다. 바람직하기로 정수와 닿는 항균 마스터 배치의 비표면적을 증가하는 방향으로 이루어진다.
일례로, 내부가 비어있는 직육면체 형태로 항균 마스터 배치를 제조하고, 그 내부에 펠렛 또는 볼 형태의 항균 마스터 배치를 담지시켜 저장 탱크의 일 측면에 고정시켜 사용이 가능하다.
도 3의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 다른 구현예에 따른 저장 탱크를 보여주는 모식도이다.
도 3의 (a)를 보면, 항균 마스터 배치가 저장된 케이스가 저장 탱크에 고정된 형태를 보여준다. 이때 상기 케이스는 저장 탱크의 상부 덮개 또는 하부 바닥에 수직으로 고정시켜 사용한다.
상기 케이스는 도 3(b)에 나타낸 바와 같이, 정수가 쉽게 통과할 수 있도록 통로가 형성된 원통형으로 제작된 것이 가능하며, 그 형태는 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 상기 케이스는 통상의 플라스틱 재질이 가능하며, 바람직하기로는 본 발명에서 제시하는 항균 마스터 배치 로 제작하는 것이 항균력 면에서 유리하다.
도 3(c)에 나타낸 바와 같이, 상기 케이스(30a) 내에 볼 형태의 항균 마스터 배치(30b)을 순차적으로 적층하여 사용한다.
이와 같이, 본 발명에서는 저장 탱크 내에 항균 마스터 배치를 다양한 형태로 적용하여 항균력을 지속적으로 유지시킬 수 있다. 이러한 항균 마스터 배치는 18L.부피의 저장 탱크 내에 50∼150g의 중량으로 사용한다.
바람직한 실험예에 따르면, 대장균을 비롯한 다양한 균주들에 대한 항균 시험을 수행한 결과, 항균 마스터 배치를 사용한 경우 우수한 항균력을 나타내었고, 이러한 항균력이 장시간 동안 유지됨을 알 수 있었다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 정수기를 보여주는 모식도이다.
도 4를 참조하면, 정수기(10)는 펌프(2), 필터 시스템(4), 및 저장탱크(6)로 이루어진다.
상기 펌프(2)는 원수를 정수기로 이송하기 위한 것이다.
상기 필터 시스템(4)은 통상의 필터, 고탁도 필터, 침전필터, 전처리 활성탄 필터, 멤브레인 필터, 후처리 활성탄 필터를 거친 후 살균을 위한 U/V 필터가 가능하다.
상기 저장 탱크(6)는 필터 시스템(4)을 거친 정수를 저장하기 위한 것으로, 통상적으로 정수기(10)에 필요한 것이면 어느 것이든 가능하다. 일례로, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 저장 탱크(6)는 상온수 저장탱크(6a), 냉수탱크(6b), 및 온수탱크(6c)가 가능하다.
이들 저장 탱크(6)에 저장된 냉수, 온수 및 정수는 각각의 밸브, 또는 하나의 밸브를 통해 토출구로 취출된다.
이때 저장 탱크(6)의 상온수 저장탱크(6a), 냉수탱크(6b), 및 온수탱크(6c)로서 전술한 바의 항균 마스터 배치를 구비한 저장 탱크를 사용하며, 이들 모두 사용하거나 적어도 하나 이상의 탱크로 사용한다.
그 결과 저장 탱크(6) 내 항균 마스터 배치로 인해 물의 저장에 따른 각종 세균들에 대한 항균 효과를 갖고, 이러한 항균 효과가 장기간 유지되는 이점이 있다. 더욱이 높은 정수 처리량에도 높은 항균력을 유지하여 필터 교체 주기를 연장시킨다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예와 실험예를 제시한다. 그러나 하기한 예는 본 발명의 바람직한 일 예일 뿐 이러한 예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실험예
1
본 발명에 따른 항균 마스터 배치를 구비한 저장 탱크의 항균능을 확인하기 위하여 대장균(Eschericjia coli KCTC 1683 ATCC 25922)을 사용하여 KS M 0146에 의거한 항균력 측정방법으로 측정하였다. 이때 항균 마스터 배치로는 20 중량%의 은 담지 PP 100g(실시예 1), 20 중량%의 은 담지 PA 100g(실시예 2)를 사용하였고, 비교예 1로 항균 세라믹볼 100g(은, 3mm)를 사용하였다.
항균 마스터 배치 또는 항균 세라믹볼이 있는 저장 탱크(18L) 내 정수를 채우고, 각 탱크에서 일정 기간 후 물을 10ml 채취하여 패트리 디쉬에서 4일 동안 세균을 배양 후 세균수를 측정하였고, 얻어진 결과를 하기 표 1에 나타내었다. <식품 의약품 안전청 고시 먹는 물 일반세균 허용 기준: 100 cfu/ml 이하>. 이때 Blank는 항균 마스터 배치 또는 항균 세라믹볼을 사용하지 않은 경우임.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 비교예 1 | Blank | |
| 1주일 | 0 | 0 | 0 | 275 |
| 2주일 | 0 | 0 | 145 | 345 |
| 1개월 | 0 | 0 | 254 | 546 |
| 2개월 | 0 | 0 | 366 | 2247 |
상기 표 1을 참조하면, 본 발명에 따라 항균 마스터 배치를 사용한 저장 탱크의 물의 경우 높은 항균 효과를 보였으며, 이러한 결과는 장기간 시간이 경과하더라도 유지함을 알 수 있다.
실험예 2
정수의 처리량을 달리하여 상기 실험예 1과 동일하게 항균 시험을 수행하여 세균수를 측정한 다음, 하기 수학식 1을 통해 감소율을 측정하여 얻어진 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 이때 균주로는 대장균(E. Coli)을 사용하였다.
| 처리량 | 실시예 1 | 실시예 2 | 비교예 1 | Blank |
| 1.5톤 | 99.9% | 99.9% | 99.9% | 95.4% |
| 3.6톤 | 99.9% | 99.9% | 90.5% | 54.1% |
| 6.0톤 | 89.9% | 99.9% | 49.4% | 32.8% |
| 7.2톤 | 80.7% | 99.9% | 45.7% | 11.4% |
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 저장 탱크 내 항균 마스터 배치 또는 항균 세라믹볼을 첨가하는 것이 항균 효과 면에서 우수함을 알 수 있었다. 또한, 항균 세라믹볼보다는 본 발명에 따른 항균 마스터 배치의 항균능이 우수하고, 항균 마스터 배치 중 플라스틱 재질이 친수성을 갖는 PA(실시예 2)인 경우 더욱 우수한 결과를 나타냄을 알 수 있다.
특히, 정수 처리량이 증가하더라도 본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 저장 탱크의 경우 7.2톤을 처리하더라도 최저 80.7%로 높은 항균력을 유지할 수 있음을 알 수 있다. 통상의 가정용 정수기의 경우 필터 교체 주기가 5.4톤가량 처리 후 이루어지는데, 상기 표 2의 결과로부터 본 발명에 따른 저장 탱크를 사용하여 정수기의 필터 교체 주기를 연장할 수 있음을 알 수 있다.
실험예 3
균주의 종류를 달리하여 상기 실험예 1과 동일하게 항균 시험을 수행하였고, 7.2톤 처리 후 얻어진 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 비교예 1 | Blank | |
| 황색 포도상 구균 (Staphylococcus aureus) |
85.9% | 92.8% | 65.1% | 10.5% |
| 녹농균 (Pseudomonas Aeruginosa) |
97.2% | 95.4% | 57.8% | 55.4% |
| 살모넬라균 (Salmonella typhimurium ) |
95.4% | 90.1% | 44.1% | 13.5% |
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 항균 마스터 배치는 다양한 세균들, 특히 물 저장 탱크에서 발생하는 균들에 대한 항균능이 우수함을 알 수 있다.
실험예 4
항균 마스터 배치의 형태에 따른 항균력을 알아보기 위해 항균 마스터 배치(20 중량% 은 담지 PA)를 성형하여 볼 형태(5mm), 직육면체(2×2×10cm), 판상형태(5×5×0.01cm; 6개 적층)의 성형품으로 각각 제조하였다. 상기 제조된 성형품을 18L의 저장 탱크 내 배치한 후, 상기 실험예 1 및 2와 동일하게 항균 시험을 수행하였다. 하기 표 4에 각각의 성형품에 대한 2개월 이후의 세균수와, 6.0톤의 처리량 이후의 세균 감소율을 나타내었다.
| 항균 마스터 배치 형태 | 2개월 후 세균수 | 세균 감소율 |
| 볼 형태 × 100g | 0 cfu/ml | 99.9% 이상 |
| 직육면체 × 4개 | 0 cfu/ml | 99.9% 이상 |
| 판상형태 × 4개 | 0 cfu/ml | 99.9% 이상 |
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 항균 마스터 배치는 그 어떠한 형태라도 항균능이 우수함을 알 수 있다.
본 발명에 따른 저장 탱크는 정수기용으로 적용된다.
도 1의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 일 구현예에 따른 저장 탱크를 보여주는 모식도이다.
도 2의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 다른 구현예에 따른 저장 탱크를 보여주는 모식도이다.
도 3의 (a)는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 저장 탱크 사진이고, (b)는 케이스 사진, (c)는 케이스의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 정수기를 보여주는 모식도이다.
Claims (9)
- 원수(原水)를 필터 시스템을 통과시켜 정수된 물을 저장하는 저장 탱크에 있어서,상기 저장 탱크는 항균 마스터 배치를 구비한 정수기용 저장 탱크.
- 제1항에 있어서, 상기 저장 탱크는 상온수 저장탱크, 냉수탱크, 및 온수탱크 각각, 또는 모두인 것인 정수기용 저장 탱크.
- 제1항에 있어서, 상기 항균 마스터 배치는 PE, PP, PA, PS, PLA, ABS, SAN 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 고분자 100 중량부에 대하여염소계, 퀴놀린계, 또는 인계 화합물의 유기 항균제; 은 또는 구리의 무기 항균제; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 항균제가 0.1∼20 중량부로 포함되어 있는 것인 정수기용 저장 탱크.
- 제1항에 있어서, 상기 항균 마스터 배치는 그대로 사용하거나 성형품으로 사용하는 것인 정수기용 저장 탱크.
- 제1항에 있어서, 상기 항균 마스터 배치는 저장 탱크 내 부유시키거나, 성형을 통해 저장 탱크의 일 측면에 고정하여 배치된 것인 정수기용 저장 탱크.
- 제1항에 있어서, 상기 항균 마스터 배치는 저장 탱크의 일 측면에 고정된 케이스의 내부에 담겨 배치된 것인 정수기용 저장 탱크.
- 제1항에 있어서, 상기 저장 탱크는 대장균, 황색 포도상 구균, 녹농균 및 살모넬라균의 균주들에 대한 항균력을 갖는 것인 정수기용 저장 탱크.
- 제1항에 있어서, 상기 저장 탱크는 7.2톤 정수 처리량시 80% 이상의 항균력을 유지하는 것인 정수기용 저장 탱크.
- 원수를 정수하기 위한 필터 시스템;필터 시스템을 거쳐 정수된 정수를 저장하기 위한 저장 탱크;상기 저장 탱크로부터 정수를 토출하는 토출부를 구비한 정수기에 있어서,상기 저장 탱크가 제1항에 따른 저장 탱크인 것인 정수기.
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| KR1020090087508A KR20110029712A (ko) | 2009-09-16 | 2009-09-16 | 항균 마스터 배치를 구비한 저장 탱크 및 이를 구비한 정수기 |
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|---|---|---|---|---|
| KR20160125595A (ko) * | 2015-04-21 | 2016-11-01 | 이경민 | 성형성을 향상시킨 항균 플라스틱 |
| KR20200065139A (ko) | 2018-11-29 | 2020-06-09 | 주식회사 그린폴리머 | 공기청정기 부품용 항균 플라스틱 성형체의 제조방법. |
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- 2009-09-16 KR KR1020090087508A patent/KR20110029712A/ko not_active Application Discontinuation
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