KR20160010628A - 오염물질 및 악취제거용 친환경 기능성 세라믹 필터 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오염물질 및 악취제거용 친환경 기능성 세라믹 필터에 관한 것으로서,
더욱 상세하게는 견운모(ILLITE)와 같이 인체에 유익한 원적외선을 방출하고, 수분의 흡수 및 방출효과도 뛰어나며 악취제거는 물론 살균효과가 있는 것으로 널리 알려진 천연 광물성 세라믹분말에 톱밥과 같은 숯부재와 옥수수 수염이나 목화솜과 같은 천연 식물성 장섬유물질을 혼합 반죽하여 일정한 크기의 판넬이나 파이프형태로 만들어 건조시킨 후, 진공챔버 내에서 고온으로 소성한 후, 이를 급속냉각 시켜 일정한 강도를 가지도록 함과 동시에 소성공정에서 톱밥이 양질의 숯으로 형성되어 세라믹 필터의 내부에 잔존하는 동시에 목화솜 등의 천연 식물성 섬유물질의 완전연소로 톱밥과 광물에 의해 형성된 수많은 기공들과 연결 통로를 구성하도록 함으로써, 세라믹 필터를 통과하는 물질이 장섬유물질에 의해 형성된 통로를 지나며 천연 광물이 지니고 있는 원적외선 방출 및 탈취효과와 숯의 정화작용에 영향을 받아 양질의 청정물질이 되도록 하는 특징을 지닌 오염물질 및 악취제거용 친환경 기능성 세라믹 필터에 관한 것이다.

Description

오염물질 및 악취제거용 친환경 기능성 세라믹 필터 및 그의 제조방법 {Pollutants and odor removal eco-friendly functional ceramic filters and manufacturing method thereof}

본 발명은 오염물질 및 악취제거용 친환경 기능성 세라믹 필터에 관한 것으로서, 하수처리부터 공업용수, 생활용수를 처리하는 과정에서 사용될 수 있으며, 이의 제조시 화학적인 바인더를 사용하지 않아 친환경적이며, 기존 고온발포로 제조한 세라믹 필터의 비표면적보다 더 많은 비표면적을 가지는 다기공 세라믹 필터로서,

특히 본 발명의 세라믹 필터를 통과하는 물질이 견운모(ILLITE)와 같은 천연 광물이 지니고 있는 원적외선 방출 및 탈취효과와 숯이 가지고 있는 우수한 탈취 및 정화작용 등의 특수한 기능성에 영향을 받아 보다 양질의 청정물질이 되도록 하는 특징을 지닌 오염물질 및 악취제거용 친환경 기능성 세라믹 필터 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

오늘날 세라믹 필터는 에너지, 의료, 약품, 식품, 정수처리, 상하수처리 등 매우 다양하고 광범위하게 사용되고 있으나 대부분이 고분자 화학물질을 이용한 필터로서 제조과정이 매우 까다로워 제품가격이 매우 고가일 뿐 만 아니라, 대부분의 용도는 단지 오염물질을 걸러내기 위한 목적으로 사용되며, 특히 냄새나 악취를 제거하기 위하여는 메인 세라믹 필터의 전처리 단계나 후처리 단계에 별도로 숯을 분쇄한 과립상태의 활성탄 필터 등을 추가로 설치해야 될 뿐만 아니라, 활성탄 필터의 경우 입상이나 압축 형태를 가지며 활성탄을 부직포에 부착하여 제작된 필터는 활성탄 가루가 부직포의 그물망 사이로 유출될 가능성이 있으며, 물을 여과하는 과정에서 부직포 자체에 부착된 세균이 번식할 우려가 있으며 또한 필터를 자주 교환해야만 한다는 등의 많은 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 제조과정이 매우 쉽고 제조비용이 저렴하며 각종 오염물질을 더욱 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라 악취제거나 항균성 등의 천연 광물과 숯이 지니고 있는 고유의 특수한 기능을 최대한 효과적으로 적용시킬 수 있는 새로운 친환경 기능성 세라믹 필터에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 특히 탈취효과나 항균효과가 탁월한 견운모를 비롯하여 고령토, 황토, 게르마늄, 제올라이트, 벤토나이트 등의 특수한 기능성 천연 광물질에 톱밥과 같은 숯을 형성할 수 있는 천연식물과 옥수수 수염이나 목화솜, 삼베 등의 천연 장섬유물질을 물과 혼합 반죽하여 숙성 건조시킨 후 소성로에 넣고 높은 온도로 산화 소성시킴으로써, 제품 내부에 더욱 많은 다공성을 형성시켜 줄뿐만 아니라 투과성을 향상시킴으로써, 여과되는 물체에 천연광물과 숯이 지니고 있는 고유의 특수한 기능성을 최대한 효과적으로 반응시켜 오염물질 제거는 물론 탈취효능이나 항균효능이 탁월한 친환경 기능성 세라믹 필터를 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 "오염물질 및 악취제거용 친환경 기능성 세라믹 필터"는 천연 물질 만을 사용한 친환경 제품이며 제조방법이 간단하여 보다 저렴한 비용으로 제조가 가능할 뿐 만 아니라, 오염물질 제거는 물론 여과되는 물체에 광물 및 숯이 지니고 있는 고유의 특수한 기능이 충분히 적용되어 여과되는 물체에 대한 탈취나 항균효과가 매우 우수한 특성을 지닌다.

도 1은 본 발명의 기능성 세라믹 필터 제조공정도
도 2은 본 발명의 기능성 세라믹 필터 제조공정에 따른 세라믹 필터의 단면도.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

그러나 다음의 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당업자에 의한 통상적인 변화가 가능하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 인체에 유익한 원적외선을 방출하고, 수분의 흡수 및 방출효과도 뛰어나며 악취제거와 살균의 효과가 있는 것으로 널리 알려진 견운모(ILLITE)와 더불어 황토, 제올라이트, 게르마늄, 맥반석, 벤토나이트 등의 결합제 역활을 하는 천연 기능성 광물에 숯을 형성할 수 있는 톱밥, 왕겨 등의 숯부재와 옥수수 수염, 목화솜, 삼베 등의 천연 식물성 장섬유물질을 혼합 반죽하여 일정한 크기의 판넬이나 파이프 형태로 성형 건조시켜 1,000℃ 내외의 진공챔버내에서 고온으로 소성(燒成)시켜 단단한 결합이 이루어 지도록 한 다음 냉각시 진공챔버내에 질소가스를 투입하여 세라믹 필터를 신속히 냉각시킴과 동시에 산소 유입을 차단하여 숯부재의 완전연소를 억제시킴으로 인해 양질의 숯 형태로 존재하게 함으로써, 본 발명의 세라믹 필터를 하수처리부터 공업용수나 생활용수 처리 등에 적용할 경우 오염물질의 제거는 물론 견운모 및 숯이 지니고 있는 고유의 악취제거 및 살균효과로 인하여 여과된 물질의 청정성이 매우 우수한 특성을 지닌 친환경 기능성 세라믹 필터가 된다.

도 1은 본 발명의 기능성 세라믹 필터 제조공정도를 나타낸 것으로서,

견운모와 벤토나이트의 각 원석을 200~300메쉬의 분말로 분쇄하는 제1단계;

견운모 60~70 중량%, 벤토나이트 10~20 중량%, 톱밥 10~20 중량%, 옥수수 수염 또는 목화솜 10~20 중량%를 교반기에 투입 후 고르게 혼합하는 제2단계;

상기 세라믹혼합물 100 중량%에 대하여 물 20~35 중량%의 비율로 투입 및 교반한 후, 상온에서 24~48시간 동안 숙성시키는 제3단계;

상기 반죽 숙성된 세라믹 혼합물을 가로 200~300mm 세로 200mm~300mm 두께 20~50mm의 크기를 갖는 판넬형태 또는 직경 100~200mm 두께 20~50mm 내외의 파이프형태로 성형하는 제4단계;

상기 성형물을 100℃내외의 온도에서 24~48시간 동안 건조시키는 제5단계;

상기 건조된 세라믹 필터를 1,000℃내외의 온도가 유지되는 진공챔버에 투입하여 12~16시간 동안 가열하여 소성시키는 제6단계;

상기 진공 소성이 완료된 후 챔버내부에 질소가스를 투입하여 소성된 세라믹 필터의 온도를 급속히 냉각하고, 챔버내부의 산소 유입을 차단하여 숯부재의 연소를 중단시키는 제7단계;

상기 진공 냉각공정을 통해 일정한 강도를 가지며 내부에 숯이 형성된 세라믹 필터의 표면을 다듬는 제8단계; 및

상기 연마공정이 완료된 제품을 물로 세척하여 건조시키는 제9단계를 거쳐 친환경 기능성 세라믹 필터가 제조되는 것이다.

도 2은 본 발명의 기능성 세라믹 필터 제조공정에 따른 세라믹 필터의 단면도로, 견운모와 벤토나이트로 결합된 세라믹 필터(10)의 내부에는 상기 제6단계의 소성과정에서 형성된 숯(11)이 자리잡고 있으나 주변광물에 둘러쌓여있어 오염물질의 통과가 원활하지 못하여 정화기능을 적용시키기가 어려운점이 있었던 바,

본 발명은 이를 해소시키기 위한 방법의 하나로 옥수수 수염이나 목화솜과 같은 장섬유물질을 혼합시켜 소성시 완전연소되도록 함으로서 장섬유물질이 있던자리가 여과물질의 통로가 될 뿐만 아니라 숯(11)과도 연결시켜 주는 통로역활을 하도록 함으로써 오염물질의 제거는 물론 견운모 및 숯이 지니고 있는 고유의 악취제거 및 살균효과로 인하여 여과된 물질의 청정성이 매우 우수한 특성을 지닌 친환경 기능성 세라믹 필터가 된다.

또한 톱밥과 장섬유물질의 탄화로 인하여 숯(11)에 의한 정화작용과 더불어 본 발명의 세라믹 필터의 표면에 다수의 추가적인 표면홈(13)이 형성되며 내부에도 공극이 더욱 많이 형성되어 천연광물 고유의 특수한 기능이 최대한 발휘될 수 있는 특성을 지닌 세라믹 필터가 된다.

10 : 세라믹 필터 11 : 숯
12 : 장섬유물질 13 : 표면홈

Claims (2)

1. 악취제거 및 항균성이 뛰어난 견운모(ILLITE)와 황토, 제올라이트, 게르마늄, 맥반석, 벤토나이트와 같은 결합력을 지닌 천연광물에 톱밥, 분쇄된 왕겨와 같은 숯부재와 더불어 옥수수 수염, 목화솜, 삼베와 같은 식물성 장섬유물질을 혼합 반죽하여 일정한 크기의 판넬이나 파이프 형태로 만들어, 고온의 진공챔버내에서 소성시켜 제조된 오염물질 및 악취제거용 친환경 기능성 세라믹 필터.
2. 상기 견운모와 벤토나이트의 각 원석을 200~300메쉬의 분말로 분쇄하는 제1단계;
   견운모 60~70 중량%, 벤토나이트 10~20 중량%, 톱밥 10~20 중량%, 옥수수 수염 또는 목화솜 10~20 중량%를 교반기에 투입 후 고르게 혼합하는 제2단계;
   상기 세라믹 혼합물 100 중량%에 대하여 물 20~35 중량%의 비율로 투입 및 교반한 후, 상온에서 24~48시간 동안 숙성시키는 제3단계;
   상기 반죽 숙성된 세라믹 혼합물을 가로 200~300mm 세로 200mm~300mm 두께 20~50mm의 크기를 갖는 판넬형태 또는 직경 100~200mm 두께 20~50mm 내외의 파이프형태로 성형하는 제4단계;
   상기 성형물을 100℃내외의 온도에서 24~48시간 동안 건조시키는 제5단계;
   상기 건조된 세라믹 필터를 1,000℃내외의 온도가 유지되는 진공챔버에 투입하여 12~16시간 동안 가열하여 소성시키는 제6단계;
   상기 진공 소성이 완료된 후 챔버내부에 질소가스를 투입하여 소성된 세라믹 필터의 온도를 급속히 냉각하고, 챔버내부의 산소 유입을 차단하여 숯부재의 연소를 중단시키는 제7단계;
   상기 진공 냉각공정을 통해 일정한 강도를 가지며 내부에 숯이 형성된 세라믹 필터의 표면을 다듬는 제8단계; 및
   상기 연마공정이 완료된 제품을 물로 세척하여 건조시키는 제9단계로 제조되는 것을 특징으로 하는 오염물질 및 악취제거용 친환경 기능성 세라믹 필터 제조방법.
   

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