KR20140063916A - 바이러스 제거용 카본블록 하우징 제조방법 및 이를 이용한 uf 카본블록 필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 활성탄, 바인더 및 항균제를 혼합 성형하여 카본블록을 제작하고, 이 제작된 카본블록을 기존에 사용된 중공사 하우징 대신 사용함으로써 항균제로 인한 1차 바이러스를 제거하도록 하는 동시에 중고사로 인한 2차 바이러스를 제거하도록 하는 바이러스 제거용 카본블록 하우징 제조방법 및 이를 이용한 UF 카본블록 필터를 제공하는데 그 특징이 있다.

Description

바이러스 제거용 카본블록 하우징 제조방법 및 이를 이용한 UF 카본블록 필터{MANUFACTURING METHOD OF CARBON BLOCK HOUSING AND UF CARBON BLOCK FILTER THEREOF}

본 발명은 바이러스 제거용 카본블록 하우징 제조방법 및 이를 이용한 UF 카본블록 필터에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 활성탄, 바인더 및 항균제를 혼합 성형하여 제조된 카본블록을 기존에 사용된 중공사 하우징 대신 사용함으로써 항균제로 인한 1차 바이러스를 제거하도록 하는 동시에 UF 중공사 재질로 인한 2차 바이러스를 제거하도록 한 바이러스 제거용 카본블록 하우징 제조방법 및 이를 이용한 UF 카본블록 필터에 관한 것이다.

일반적으로 수도를 통해서 공급되는 물은 정수 필터를 통해 여과되고 있으며, 여과된 정수는 가정이나 산업체의 여러 분야에서 유용하게 사용되고 있다.

이에, 정수 필터는 하우징 및 하우징 내부에 포함된 필터 모듈을 포함하고, 하우징 내부의 필터 모듈은 여과포, 펠트, 스펀지 등과 같이 섬유 형태로 구성되거나, 탄소, 플라스틱 등과 같이 다공질 형태로 제공된다.

이를 이용한 정수기는 원수를 소정의 경로를 거쳐 이송시키는 과정에서 원수내에 포함되어 있는 세균 및 각종 이물질등을 걸러내어 청결한 상태의 물을 제공하는 것으로서, 상기와 같이 원수(原水)로부터 세균 및 이물질을 걸러내는 작용을 하기 위한 것이다.

그러나, 종래에 실시하고 있는 정수 필터는 원수속에 포함되어 있는 세균 및 이물질을 걸러내는 데 효과가 있는 반면, 원수내에 포함되는 철분, 칼슘등의 미네랄 성분들을 모두 포함하여 필터링하게 되어 물속의 영양분이 모두 제거되는 문제점이 있었고, 이를 위해 최근에는 중공사 필터가 개발되어 사용되고 있다.

이러한 중공사 필터는 비교적 가는 굵기의 실 내부에 중공부를 갖는 중공사를 하우징 내에 소정의 형태로 배열하고, 중공사의 외측에 원수를 공급하여 원수가 중공사의 외표면을 통해 중공부 내로 침투하는 과정에서 정수(淨水)작용을 수행하는 것이다.

상기와 같은 중공사를 원통 형태로 이루어진 하우징 내부에 위치시키고, 하우징의 상단부에는 정수 출구를 갖는 캡이 접합되어 있으며, 이때 상기 중공사는 하우징 내부에서 폴리우레탄(polyurethane)이나 에폭시 수지 등과 같은 경화접착제에 의해 접착되어 고정되어 있다.

그러나, 상기와 같은 구성을 갖는 정수 필터는 하우징의 내부로 공급되는 원수가 한정되어 있을 뿐더러 한쪽 방향으로만 원수가 공급되기에 중공사의 배열이 흐트러지게 되고, 또한 원수가 유입되면서 발생하는 워터 해머(water hammer)현상(초기에 큰 압력이 가해지는 현상)으로 충격을 받아 중공사가 크게 흔들림으로써 중공사가 끊어지는 문제가 있다.

이에 따라, 하우징의 내부에 중공사만으로는 바이러스와 같은 세균 및 이물질 등을 효과적으로 제거하는데 한계가 있고, 사용기간이 경과함에 따라 바이러스와 같은 세균 및 이물질 등이 중공사의 외표면에 누적되어 정수 성능이 감소되며, 전제적으로 정수기의 기능이 저하되어 정수기의 수명을 단축시키고 일정기간 사용하지 않은 중공사 필터는 폐기해야 하는 등 사용자에게 불편함을 주는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로, 다음과 같은 목적이 있다.

본 발명은 활성탄, 바인더 및 항균제를 혼합 성형하여 카본블록을 제작하게 하고, 이때 제작된 카본블록 내에 중공사를 위치시킴으로써 카본블록에 내포되어 있는 항균제와 중공사를 통해 바이러스를 2차에 걸쳐 제거할 수 있도록 하는 바이러스 제거용 카본블록 하우징 제조방법 및 이를 이용한 UF 카본블록 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 이루기 위해, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 바이러스 제거용 카본블록 하우징 제조방법은 활성탄, 바인더 및 항균제를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 상기 혼합물을 몰드에 투입하는 단계; 상기 몰드를 130~150℃ 가열된 전기로에 넣어 카본 성형체를 만드는 단계; 상기 전기로에서 몰드를 꺼내어 냉각시키는 단계; 및 상기 몰드로부터 카본 성형체를 분리하여 카본블록을 제조하는 단계를 포함한다.

상기 제조방법에서, 상기 혼합물은 전체 100 중량%를 만족하도록, 활성탄 60~80중량%, 바인더는 20~30중량%, 항균제 잔량을 혼합할 수 있다.

또한, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 바이러스 제거용 UF 카본블록 필터는 내부에 중공사를 수용하기 위한 공간이 형성되고, 일단부가 개방되고 타단부가 폐쇄된 카본블록 하우징과, 상기 카본블록 하우징 내부에 수용되며, 중공사 다발이 상기 카본블록 하우징의 개방단 측에서 하나로 통합하여 이루어진 중공사막 모듈과, 상기 중공사막 모듈을 카본블록 하우징의 개방단 측에 고정하는 고정바디를 포함한다.

상기 필터에서, 상기 중공사 다발을 U자 형태로 접어 양 말단을 상기 카본블록 하우징의 개방단 측에서 하나로 통합하거나, 상기 중공사 다발을 일자 형태로 상기 카본블록 하우징의 개방단 측에서 하나로 통합할 수 있다.

상기 필터에서, 상기 중공사는 박테리아, 바이러스 또는 시스트 제거용일 수 있다.

상기 필터에서, 상기 고정바디는 정수 출구를 갖는 캡과 결합되어 일체화되게 이루어질 수 있다.

상기 필터에서, 상기 정수 출구를 갖는 캡의 외측 하단 둘레에는 돌출날개부가 구비되고, 상기 돌출날개부의 하단부와 카본블록 하우징 개방단측의 상단부가 접착제에 의해 고정되어 이루어질 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명은 성형된 카본블록을 하우징으로 사용함으로써 카본블록에 의해 원수에 내포되어 있는 각종 세균, 바이러스가 1차적으로 제거되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 카본블록 하우징 내부에 중공사를 위치시킴으로 인해 중공사를 통해 2차로 바이러스가 제거되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 카본블록의 제조공정이 간단하여 이를 제조하는 생사자로 하여금 제조상의 생산성 및 작업성이 우수해지는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 원수에 내포되어 있는 바이러스가 용이하게 제거되는 등의 전제적인 정수기에 대한 효율성이 향상되어 이를 사용하는 사용자에게 사용상의 만족도 및 신뢰도가 극대화되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따라 실행되고 있는 바이러스 제거용 카본블록 하우징 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따라 실시되고 있는 바이러스 제거용 UF 카본블록 필터를 설명하기 위해 결합 전 상태를 보여주기 위한 구성 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따라 실시되고 있는 바이러스 제거용 UF 카본블록 필터를 설명하기 위해 결합 후 상태를 보여주기 위한 구성 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따라 실시되고 있는 바이러스 제거용 UF 카본블록 필터의 결합된 상태를 설명하기 위한 도 3의 A-A선 단면 예시도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따라 실행되고 있는 바이러스 제거용 UF 카본블록 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하 각 단계별로 상세히 설명한다.

먼저, 활성탄, 바인더와 항균제를 혼합하여 혼합물을 제조한다.

이때 상기 혼합물은 전체 100 중량%를 만족하도록 활성탄은 60~80중량%, 바인더는 20~30중량%과 항균제 잔량의 비율로 혼합하게 된다.

상기 활성탄은 카본 필터로 사용할 수 있는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있다.

상기 바인더는 에틸렌비닐아세테이트, 극초고분자량폴리에틸렌(Ultra High Molecular Weight Polyethylene, UHMWPE), 또는 초고분자량폴리에틸렌(Very High Molecular Weight Polyethylene, VHMWPE)의 폴리에틸렌 수지, 나일론 등이 가능하다.

상기 항균제는 원수에 포함될 수 있는 각종 세균, 바이러스에 대한 항균 활성이 공지된 것이라면 어떠한 것이라도 가능하며, 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다. 일예로, 은, 알루미나, 제올라이트, 비타민 C, 키토산 분말 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.

다음으로, 상기 혼합물을 몰드에 투입한다.

이때 몰드(Mold)에 바이브레이션(Vibration)을 가하면서 투입하게 된다.

상기와 같이 몰드에 투입된 혼합물이 외측 또는 외부로 노출되지 않도록 하기 위해 몰드의 뚜껑을 덮어 고정시키게 된다.

이어서, 상기 몰드를 130~150℃ 가열된 전기로에 넣어 카본 성형체를 만든다.

상기의 전기로 온도가 150℃보다 높을 경우 카본 성형체의 다공성이 좋지 못하는 문제가 있고, 130℃ 미만일 경우에는 카본 성형체가 형성되지 못하는 문제가 있다.

상기의 전기로를 통해 카본 성형체를 만들기 위한 몰드를 꺼내어 냉각시키게 되고, 이때 냉각된 몰드를 분해한 후에 성형체인 카본블록을 꺼내어 완성하게 되는 것이다.

이렇게 제조된 카본블록 하우징은 본 발명에 따른 바이러스 제거용 UF 카본블록 필터에서 외부 케이스이자 1차적으로 세균과 바이러스를 제거하기 위한 필터 여재로 작용한다.

도 2는 본 발명에 따라 실시되고 있는 바이러스 제거용 UF 카본블록 필터를 설명하기 위해 결합 전 상태를 보여주기 위한 구성 예시도이며, 도 3은 본 발명에 따라 실시되고 있는 바이러스 제거용 UF 카본블록 필터를 설명하기 위해 결합 후 상태를 보여주기 위한 구성 예시도이고, 도 4는 본 발명에 따라 실시되고 있는 바이러스 제거용 UF 카본블록 필터의 결합된 상태를 설명하기 위한 도 3의 A-A선 단면 예시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예는 수도수, 자연수 등과 같은 정수 대상수로서의 원수를 정화할 수 있는 카본블록 필터(100)를 제공한다.

본 실시예에 의한 상기 카본블록 필터(100)는 카본블록 하우징이 중공사막을 수용하는 외부 케이스이자 1차 필터 여재로 작용하고, 그 내부에 수용된 중공사막이 2차 필터 여재로 작용하게 함으로써 원수 중의 각종 세균 및 바이러스를 효과적으로 제거할 수 있는 구성으로 이루어진다.

이를 위한 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 상기 카본블록 필터(100)는 기본적으로, 카본블록 하우징(10)와, 중공사막 모듈(11)과, 고정바디(20)를 포함하여 구성되며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.

상기 카본블록 하우징(10)는 내부에 중공사를 수용하기 위한 공간이 형성되고, 일단부가 개방되고 타단부가 폐쇄된 원통형 바디로서 이루어진다. 물론, 본 발명에서는 상기 카본블록 하우징(31)이 원통 형상으로 이루어지는 것에 특별히 한정되지 않고, 내부에 공간을 형성하고 있는 다각 형상의 통체가 채택될 수도 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 카본블록 하우징(10)은 여과시 1차적으로 원수와 접촉하면서 다공성 활성탄의 흡착 방식을 통해 휘발성 유기 화합물, 발암물질, 합성세제, 살충제 등 인체에 유해한 화학물질과 염소 성분을 제거하며, 항균제의 항균 활성을 통해 원수 중에 함유된 각종 세균과 바이러스를 제거한다.

상기 중공사막 모듈(11)은 상기 카본 블록 하우징(10)의 내부에 구성된다. 이러한 중공사막 모듈(11)은 실처럼 길고 속이 비어 있는 다수의 중공사 다발(42)을 하나로 통합한 중공사 모듈로서 이루어진다.

이때 상기 중공사 다발을 U자 형태로 접어 양 말단을 상기 카본블록 하우징의 개방단 측에서 하나로 통합하거나, 상기 중공사 다발을 일자 형태로 상기 카본블록 하우징의 개방단 측에서 하나로 통합할 수 있다.

U자 형태로 통합한 중공사막 모듈(11)의 경우 카본블록 하우징의 개방단 측에서 중공사 양 말단의 중공이 노출된다. 그리고 일자 형태로 통합한 중공사막 모듈(12)의 경우 카본블록 하우징의 개방단 측에서 중공사 일 말단의 중공이 노출되고, 타측 일단은 접착제 등을 통해 카본블록 하우징의 하단측에서 하나로 통합될 수 있다.

여기에서, 상기 중공사는 폴리술폰 재질을 사용하는 것이 바람직하며, 보다 구체적으로는 국제 음용수 기준에 관한 NSF P231 Protocol을 만족하는 바이러스, 박테리아, 시스트(낭포) 등과 같은 미생물 제거용 중공사가 더욱 바람직하다.

본 실시예에서, 상기 중공사막 모듈(11)은 중공사 다발을 U자 형태로 접어 양 말단(하단부)을 카본 블록 하우징(11)의 개방단 측에서 하나로 통합하여 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 중공사(11)가 카본 블록 하우징(10)의 내부에 안정적으로 고정되기 위해, 중공사 양 말단을 카본 블록 하우징(11)의 개방단측에서 고정바디(20)를 통하여 카본 블록 하우징(10)에 접착된 구성으로 이루어진다.

이때 상기 고정바디(20)은 에폭시 수지와 같은 접착제가 사용될 수 있다.

또한, 상기의 중공사 고정바디(20)는 정수 출구(31)를 갖는 캡(30)과 결합되어 일체화 될 수 있다. 결합방법으로는 초음파 용착(ultrasonic welding) 등이 가능하다.

그리고, 상기 카본블록 하우징(10)과 캡(30)이 안정적인 결합에 의해 일체화시키기 위해 상기 캡(30)의 외측 하단 둘레에 구비된 돌출날개부(32)의 하단부와 카본블록 하우징(10) 개방단측의 상단부가 접착제에 의해 고정된다.

이때 카본블록 하우징(10) 개방단측의 상단부에 핫멜트 실란트로 이루어진 접착제를 도포한 후에 상기 돌출날개부(32)의 하단부를 위치시켜 고정되게 할 수 있다.

상기 카본블록 필터(100)에 의하면, 원수는 카본블록 하우징(10)의 다공성을 통해 여과되면서 내부로 유입되고, 중공사 모듈(11)을 통해 여과된 물은 정수 출구(31)을 통해 외부로 유출된다.

따라서, 원수가 카본블록 하우징(10)을 통과하는 과정에서 카본블록 하우징(10)에 함유된 항균제에 의해 세균과 같은 바이러스가 1차로 제거되게 되고, 그 내부에 위치한 중공사(11)에 의해 2차로 바이러스가 제거되어 실질적으로 카본블록의 필터(100)를 통한 바이러스가 최대한 제거가 가능하게 되는 것이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 카본블록 하우징
11 : 중공사막 모듈
20 : 중공사 고정바디
30 : 캡
31 : 정수 출구
32 : 돌출날개부
100 : UF 카본블록 필터

Claims (7)

1. 활성탄, 바인더 및 항균제를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계;
   상기 혼합물을 몰드에 투입하는 단계;
   상기 몰드를 130~150℃ 가열된 전기로에 넣어 카본 성형체를 만드는 단계;
   상기 전기로에서 몰드를 꺼내어 냉각시키는 단계; 및
   상기 몰드로부터 카본 성형체를 분리하여 카본블록을 제조하는 단계;
   를 포함하는 바이러스 제거용 카본블록 하우징 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 혼합물은 전체 100 중량%를 만족하도록
   활성탄 60~80중량%, 바인더 20~30중량% 및 항균제 잔량을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이러스 제거용 카본블록 하우징 제조방법.
3. 내부에 중공사를 수용하기 위한 공간이 형성되고, 일단부가 개방되고 타단부가 폐쇄된 카본블록 하우징과,
   상기 카본블록 하우징 내부에 수용되며, 중공사 다발이 상기 카본블록 하우징의 개방단 측에서 하나로 통합하여 이루어진 중공사막 모듈과,
   상기 중공사막 모듈을 카본블록 하우징의 개방단 측에 고정하는 고정바디
   를 포함하는 바이러스 제거용 UF 카본블록 필터.
4. 제 3항에서,
   상기 중공사 다발을 U자 형태로 접어 양 말단을 상기 카본블록 하우징의 개방단 측에서 하나로 통합하거나, 상기 중공사 다발을 일자 형태로 상기 카본블록 하우징의 개방단 측에서 하나로 통합하는 것을 특징으로 하는 바이러스 제거용 UF 카본블록 필터.
5. 제 3항에 있어서,
   상기 중공사는 박테리아, 바이러스 또는 시스트 제거용인 것을 특징으로 하는 바이러스 제거용 UF 카본블록 필터.
6. 제 3항에 있어서,
   상기 고정바디는 정수 출구를 갖는 캡과 결합되어 일체화되게 이루어지는 것을 특징으로 하는 바이러스 제거용 UF 카본블록 필터.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 정수 출구를 갖는 캡의 외측 하단 둘레에는 돌출날개부가 구비되고, 상기 돌출날개부의 하단부와 카본블록 하우징 개방단측의 상단부가 접착제에 의해 고정되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 바이러스 제거용 UF 카본블록 필터.

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