KR20200011179A - The Unity type Purifying Water Filter for removing Virus and Bacteria - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 바이러스 및 박테리아 제거용 일체형 정수필터로서, 좀 더 상세하게는, 종래 바이러스 제거용 정수필터 및 박테리아 제거용 정수필터를 각기 개별로 구비하던 것을 하나의 일체형 필터로 형성시켜 정수기 내부에 장착시 설치공간이 줄어 정수기를 소형화하는데 용이하고, 필터 내구성을 높여 필터 수명 및 교체시기를 연장시킬 수 있으며, 종래 침전필터나 선, 후 카본필터와의 복합화가 편리하고, 물 속 각종 세균 및 박테리아를 효과적으로 제거할 수 있도록 정화효율을 향상시킨 바이러스 및 박테리아 제거용 일체형 정수필터에 관한 것이다.The present invention is an integrated water filter for virus and bacteria removal, and more specifically, the conventional virus removal water filter and bacteria removal water purification filter formed separately in one integral filter to be installed inside the water purifier The installation space is reduced, so it is easy to downsize the water purifier, and the filter durability can be extended to extend the filter life and replacement time, and it is convenient to combine with the conventional sedimentation filter, pre- or post carbon filter, and effectively to prevent various bacteria and bacteria in the water. The present invention relates to an integrated water filter for removing viruses and bacteria that has improved purification efficiency for removal.
현대에는 생활수준이 점점 향상되면서 건강에 대한 관심 또한 상대적으로 높아지고 있으며, 그중에서도 사람이 살아가는 데 가장 밀접하게 관계되는 먹는 물에 대한 관심이 높아지면서 정수기 산업 시장도 점점 확대되고 있는 추세이다.In modern times, as the standard of living improves, the interest in health is relatively increasing. Among them, the market for water purifier industry is expanding as interest in drinking water, which is most closely related to human life, is increasing.
통상 마시는 물은 크게 이미 정수 된 물이나 지하수 및 생수 등을 구입하여 마시는 경우와 정수기로 직접 정수하는 경우로 나뉜다. 하지만 최근 들어 지하수의 오염이 심각하고 업체에서 판매하는 생수도 오염되는 경우가 많아 직접 정수기를 사용하는 사람들이 늘어나고 있다. 이렇게 물에 대한 관심 많아지면서 예전에는 정수기를 음용수에만 사용하였으나 점점 그 사용범위를 확대되면서 주방에서 사용하는 조리용수에도 정수된 물을 사용하고 있는 실정이다.In general, drinking water is divided into two cases of purchasing purified water, groundwater and bottled water, and drinking water directly into a water purifier. However, in recent years, groundwater is seriously polluted, and bottled water sold by companies is often contaminated. As the interest in water increased, the water purifier was used only for drinking water in the past, but the use of purified water is also used for the cooking water used in the kitchen as the use range is gradually expanded.
종래 정수기는 정수기 내부에 구비되는 정수기용 필터가 유입된 물을 정화시켜 배출하게 되는데, 정수기용으로 장착되는 필터의 종류로는 카본필터, 세디먼트필터 및, UF멤브레인필터 등이 있다. 여기서 카본필터는 통상 제1필터와 제2카본필터로 나뉘는데, 제1필터는 선카본필터라고도 하며 염소성분 및 잔류 농약성분이나 세제성분등을 거르는 역할을 수행하고, 제2카본필터는 후카본필터라고도 하며 물에 함유되어 있는 여러가지 냄새를 제거하고 물맛을 좋게 하는 역할을 수행한다. 세디먼트필터는 고탁도용 필터로 입자가 큰 부유물들을 걸러내는 역할을 수행하며, UF멤브레인필터는 물 속 중금속이나 각종 미생물 및 세균을 걸러내는 역할을 수행한다.Conventionally, the water purifier purifies and discharges water introduced into the water purifier filter provided in the water purifier. The types of filters installed for the water purifier include a carbon filter, a sediment filter, and an UF membrane filter. Here, the carbon filter is generally divided into a first filter and a second carbon filter. The first filter is also called a sun carbon filter, and serves to filter chlorine, residual pesticides, detergent components, and the like. Also called and removes various odors contained in water and plays a role of improving the taste of water. The sediment filter is a filter for high turbidity to filter out suspended solids, and the UF membrane filter filters heavy metals, various microorganisms and bacteria in water.
이와 같은 정수기 필터는 각각의 필터 하우징 내부에 설치되며, 종래 정수기 내부에는 각각의 필터가 구비되는 다수의 필터 하우징이 장착되어 정수기의 부피가 커지고, 재료 및 설치비용이 증가하며, 유지보수가 불편한 문제점이 있었다.Such a water purifier filter is installed in each filter housing, and the conventional water purifier is equipped with a plurality of filter housings each filter is provided, the volume of the water purifier increases, the material and installation costs increase, and maintenance is inconvenient There was this.
이에, 국내특허등록 제10-1026928호(발명의 명칭:'정수필터 및 그 제조방법')에서는, PP(Poly Propylene) 부직포 원단에 각각의 필터 기능을 하도록 하는 세디먼트 필터층, ACF(Acitvated Carbon Fiber) 필터층, UF(중공사)필터층 및 코어(Core) 필터층을 형성시키면서 이를 각기 순차적으로 권취시킨 후 열가압시켜 일체형 정수필터를 형성함으로써, 종래 각각 개별로 구성되어 각기 다른 정화기능을 수행하는 필터들을 하나의 필터로 구성하는 것을 게시하고 있으나,Accordingly, in Korean Patent Registration No. 10-1026928 (name of the invention: 'a water filter and a manufacturing method thereof), a sediment filter layer, ACF (Acitvated Carbon Fiber), which makes each filter function on a polypropylene (PP) nonwoven fabric ) Filter layer, UF (hollow fiber) filter layer and core (Core) filter layer to form a single integral water filter by winding it sequentially and then heat-pressing, respectively, to form filters that are conventionally individually configured to perform different purification functions I'm publishing a single filter,
상기 일체형 필터의 경우, 코어(Core) 필터층은 PP 부직포를 다수겹으로 적층 형성시킴으로써, 내부 지지체로 기능하는 코어 필터층의 강도가 약해 필터 수명 짧고, 물의 지속적 유동으로 인해 정수시간이 경과될 수록 필터 내구성이 약해져 정수효율이 떨어지고, 필터 교체주기가 짧아져 유지보수 비용이 증가되는 문제점이 있으며, 정수필터의 마지막 단계에 코어(Core) 필터층이 존재하여 마지막 필터로 후카본필터가 위치하는 종래 정수필터에 비해 물맛이 떨어지는 문제점이 있으며, 필터의 베이스 기재로 작용하는 원단 부직포에 ACF 필터층을 도포하여 필터층을 형성하게 되므로, 입상형 순수 카본을 소량의 바인더와 혼합 경화시켜 형성되는 종래 카본 필터층에 비해 카본밀도가 현저히 낮아 카본필터 정수효율이 떨어지는 문제점이 있다.In the case of the integrated filter, the core filter layer is formed by stacking multiple layers of PP nonwoven fabric, so that the strength of the core filter layer serving as the inner support is weak, so that the filter life is short, and the filter durability is increased as the water purification time is passed due to the continuous flow of water. There is a problem that the water purification efficiency is lowered, the filter replacement cycle is shortened, and the maintenance cost is increased, and the core filter layer is present at the last stage of the water filter, so that the last filter is located in the conventional water filter where the fucarbon filter is located. Compared to the conventional carbon filter layer formed by mixing and curing the granular pure carbon with a small amount of binder, the filter layer is formed by applying the ACF filter layer to the fabric nonwoven fabric serving as the base material of the filter. Is very low, there is a problem that the carbon filter water purification efficiency is lowered.
또한, 상기 전술한 바와 같이, 정수기용 필터에 쓰이는 일반적인 필터로는 세디먼트필터, 카본필터 및, UF멤브레인필터 등이 있으며, 이중 UF멤브레인필터와 같이, 정수된 물을 음용수로 활용하기 위해서는 물 속 바이러스 및 박테리아를 제거하기 위한 필터체가 필수적으로 구비되어여 하며, 통상 물 속 바이러스 및 박테리아를 제거하기 위한 필터체로는 역삼투압 필터나 UF멤브레인필터가 사용된다. 역삼투압 필터의 경우, 아주 미세한 기공 사이즈를 통해 박테리아뿐만 아니라 바이러스까지 제거할 수 있도록 하고 있으나, 미세한 기공 사이즈로 인해 물 속의 모든 불순물과 함께 미네랄도 제거되는 단점이 있으며, 압손이 매우 높고, 투과 유량이 낮아 정수에 오랜시간이 소요되며, 가압 펌프 등의 작동으로 전력소모가 높은 문제점이 있다.In addition, as described above, general filters used in water purifier filters include a sediment filter, a carbon filter, and an UF membrane filter. In order to utilize purified water as drinking water, like the UF membrane filter, A filter sieve for removing viruses and bacteria is essential. A reverse osmosis filter or an UF membrane filter is generally used as a filter sieve for removing viruses and bacteria in water. The reverse osmosis filter can remove not only bacteria but also viruses through a very fine pore size. However, due to the fine pore size, minerals are removed along with all impurities in the water. This low water takes a long time to purify, there is a problem of high power consumption by the operation of the pressure pump.
UF 필터체의 경우에는, 기공 사이즈가 역삼투압 필터보다는 큰 사이즈로 형성되어 상대적으로 차압이 낮고, 투과 유량이 높아 정수 시간이 절약되는 장점은 있으나, 역삼투압 필터에 비해 상대적으로 큰 기공 사이즈로 박테리아 제거 효과는 있으나, 일부 미세한 크기의 바이러스 제거 효율은 떨어지는 문제점이 있으며, 통상 UF 필터체의 경우, 중공사로 구성되어 인장력이 약해, 정수시간을 단축시키기 위해 통과되는 물의 유속을 빠르게 하는 경우, 중공사가 잘 끊어지는 문제점이 있고, 내부 기공도가 균일하지 못해 필터 내의 특정 영역으로만 유동되어 필터 성능이 저하되는 문제점이 있고, 특히, 상기 UF 필터체가 중공사 다발로 형성되는 경우에는 정수된 물의 안전성을 향상시키기 위해 다양한 바이러스 제거에 특화된 양전하막이나 기타 카본 필터 등을 부가한 단일 일체형의 필터체로 복합화하기 어려운 문제점이 있다.In the case of the UF filter body, the pore size is formed to be larger than the reverse osmosis filter, so that the differential pressure is relatively low, and the permeation flow rate is high, thereby saving water purification time. However, the bacteria have a larger pore size than the reverse osmosis filter. Although it has a removal effect, there is a problem in that the removal efficiency of the virus of some fine size is inferior, and in the case of the UF filter body, the hollow fiber is composed of hollow fibers, so that the tensile force is weak, and the hollow fiber yarn is used to increase the flow rate of water to shorten the purification time. There is a problem of breaking well, there is a problem that the internal porosity is not uniform, flows only to a specific region in the filter to reduce the filter performance, in particular, when the UF filter body is formed of a hollow fiber bundle to improve the safety of purified water Positive charge membranes or other carbon filters specialized for various virus removals to enhance There is a problem in that it is difficult to combine the filter body into a single unitary body having added back.
이에, 국내특허등록 제10-1142853호(발명의 명칭:'내열성이 향상된 초극세 고분자 섬유상 필터 및 이의 제조방법')에서는, 졸-겔 용액과 고분자 수지의 혼합용액을 전기방사하여 배출된 초극세 섬유가 연속적으로 랜덤하게 배열 및 축적되어 이뤄진 섬유상 다공체 여과층에 나노 알루미나 등을 코팅시켜 박테리아 뿐만 아니라 바이러스 까지 제거할 수 있는 공기 및 수처리 필터를 게시하여 섬유상 다공체 필터의 미세 기공을 통해서는 박테리아 등을 제거할 수 있도록 하고, 섬유상 다공체 여과층에 코팅된 나노 알루미나를 통해서는 바이러스를 제거할 수 있도록 구성되어 있으나,Accordingly, in Korean Patent Registration No. 10-1142853 (name of the invention: 'The ultra-fine polymer fibrous filter with improved heat resistance and its manufacturing method'), the ultra-fine fibers discharged by electrospinning the mixed solution of the sol-gel solution and the polymer resin Nano alumina is coated on the fibrous porous filtration layer that is randomly arranged and accumulated to post air and water treatment filters that can remove not only bacteria but also viruses, thereby removing bacteria through fine pores of the fibrous porous filter. And through the nano-alumina coated on the fibrous porous filter layer is configured to remove the virus,
고분자 섬유상만으로 구성된 여과층으로 인해, 차압이 낮은 공기 정화에는 유용할 수 있으나, 정수기용 필터로 이용될 경우에는, 정수기 내 물의 유동에 의한 높은 차압과 물의 높은 유동 마찰에 의해 여과층 내의 미세 섬유들이 끊어져 유출될 수 있는 문제점이 있으며, 이로 인해 필터의 내구성 및 수명이 저하되고, 미세 섬유에 코팅된 나노 알루미나 등이 끊어진 미세섬유들과 함께 용출될 수 있는 안전상의 문제점이 있으며, 공기 및 수처리의 겸용 필터로 이용되는 고분자 섬유상 필터의 경우 소수성을 띄고 있어, 친수성 물질에 비해 물의 유동 저항력이 높아 정화 효율이 현저히 저하되는 문제점이 있다.Due to the filtration layer composed only of polymer fibers, it may be useful for air purification with low differential pressure, but when used as a filter for water purifier, the fine fibers in the filtration layer may be formed due to the high differential pressure caused by the flow of water in the water purifier and the high flow friction of the water. There is a problem that can be broken and spilled, due to which the durability and life of the filter is reduced, there is a safety problem that can be eluted with the broken microfibers, such as nano alumina coated on the fine fibers, combined with air and water treatment In the case of the polymer fibrous filter used as a filter has a hydrophobic property, there is a problem that the purification efficiency is significantly lowered because the flow resistance of water is higher than that of the hydrophilic material.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 종래 정수기용으로 바이러스 제거용 정수필터 및 박테리아 제거용 정수필터를 각기 개별로 구비하던 것을 하나의 일체형 필터로 형성시켜 정수기 내부에 장착시 설치공간을 줄일 수 있도록 하며, 정수기를 소형화하는데 용이하도록 하고,The present invention has been derived to solve the above problems, it is installed when installed inside the water purifier to form a single integral filter that each equipped with a separate water purification filter for virus removal and bacteria removal water for the conventional water purifier separately. It can reduce the space, make it easy to downsize the water purifier,
특히, 필터 내구성을 높여 필터 수명 및 교체시기를 연장시킬 수 있도록 하며, 종래 침전필터나 선, 후 카본필터와의 복합화가 편리하도록 하고, 장시간 사용 중에도 미세 불순물이 배출되지 않도록 하며, 물 속 각종 세균 및 박테리아를 효과적으로 제거할 수 있도록 한다.In particular, it increases the filter durability and extends the filter life and replacement time, makes it convenient to complex with conventional sedimentation filter or pre-and post carbon filter, and prevents the discharge of fine impurities even during long time use. And bacteria can be effectively removed.
상기 전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 형태에서는,필터 하우징(42) 내부에 구비되고, 각기 다른 여과기능을 하는 다수의 필터원단 각각이 내부 중공의 원통형으로 형성되는 지지체의 둘레에 소정두께로 적층되어 각각의 필터층이 형성되는 바이러스 및 박테리아 제거용 일체형 정수필터에 있어서, 상기 지지체의 외주면에 양전하막 필터원단이 소정두께로 감겨져 형성되고, 외측면에서 유입되는 물 속 바이러스, 중금속 및, 콜로이드(Colloid)를 제거하는 양전하막 필터층(10); 및, 상기 양전하막 필터층(10)의 외주면에 나노섬유 필터원단이 소정두께로 감겨져 형성되고, 외측면에서 유입되는 물 속 박테리아를 제거하는 나노섬유 필터층(20);을 포함하여 구성되며, 상기 나노섬유 필터원단은, 스펀본드 부직포(Spunbond Non Woven Fabric)(22)의 상측면에 나노섬유를 소정두께로 방사하여 나노 섬유층(24)을 형성한 후, 또 다른 스펀본드 부직포(22)를 상기 나노섬유청의 상측면에 올려 놓은 상태에서 초음파 융착시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 바이러스 및 박테리아 제거용 일체형 정수필터(1)를 제공한다.In one embodiment of the present invention for solving the above-described problems, a predetermined thickness is provided around the support body provided in the
본 발명의 일 형태에 따른 바이러스 및 박테리아 제거용 일체형 정수필터(1)에 있어서, 상기 나노섬유는, 폴리설폰, 폴리우레탄, 폴리플루오린화비닐리덴 또는, 이들의 혼합액에 친수성 첨가제인 실리콘제가 소정량 포함되어 형성되고, 상기 나노 섬유층(24)의 기공크기는 0.3 ~ 1μm로 형성될 수 있고,In the integrated
바람직하게는, 상기 지지체는, 내부 중공의 원통형으로 형성되며, 소정강도의 블럭으로 형성되어 필터의 지지체로 기능하고, 잔류 염소 및 유기 화합물을 제거하는 카본블럭지지체(31)로 형성될 수 있다.Preferably, the support is formed in a cylindrical shape of the inner hollow, and formed of a block of a predetermined strength to function as a support of the filter, it may be formed of a
본 발명에 따른 바이러스 및 박테리아 제거용 일체형 정수필터는, 종래 정수기용으로 바이러스 제거용 정수필터 및 박테리아 제거용 정수필터를 각기 개별로 구비하던 것을 하나의 일체형 필터로 형성시켜 정수기 내부에 장착시 설치공간을 줄일수 있고, 정수기를 소형화하는데 용이하며,The integrated water filter for virus and bacterium removal according to the present invention is conventionally provided with a separate filter for removing water and bacteria for removing water and bacteria for water purification as a single integrated filter. It is easy to reduce the water purifier, and to make the water purifier small,
특히, 필터 내구성을 높여 필터 수명 및 교체시기를 연장시킬 수 있고, 종래 침전필터나 선, 후 카본필터와의 복합화가 편리하며, 장시간 사용 중에도 미세 불순물이 배출되지 않고, 물 속 각종 세균 및 박테리아를 동시에 효과적으로 제거할 수 있게 된다.In particular, it is possible to extend the filter life and replacement time by increasing the filter durability, and it is convenient to complex with conventional sedimentation filter, pre- or post carbon filter, and it does not discharge fine impurities even during long time use. At the same time, it can be effectively removed.
도 1은 각각 본 발명에 따른 바이러스 및 박테리아 제거용 일체형 정수필터에 있어서, 일 실시예에 따른 정수필터의 양측단부에 필터캡이 장착된 것을 나타내는 단면도;
도 2는 본 발명에 따른 바이러스 및 박테리아 제거용 일체형 정수필터에 있어서, 일 실시예에 따른 나노섬유 필터층을 형성하는 나노섬유 필터원단을 나타내는 단면도; 및,
도 3은 본 발명에 따른 바이러스 및 박테리아 제거용 일체형 정수필터에 있어서, 일 실시에에 따른 정수필터가 필터 하우징 내부에 장착되어 물이 유동되는 과정을 나타내는 단면도;이다.1 is a cross-sectional view showing that the filter cap is mounted on both side ends of the purified water filter according to an embodiment of the integrated water filter for removing viruses and bacteria according to the present invention, respectively;
2 is a cross-sectional view showing a nanofiber filter fabric forming a nanofiber filter layer according to an embodiment in the integrated water filter for removing viruses and bacteria according to the present invention; And,
3 is a cross-sectional view showing a process of flowing water by mounting a water filter according to an embodiment of the integrated water filter for removing viruses and bacteria according to the present invention.
이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, embodiments of the present invention in which the above object can be specifically realized will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the embodiments, the same names and symbols are used for the same components, and additional descriptions thereof will be omitted below.
도 1은 각각 본 발명에 따른 바이러스 및 박테리아 제거용 일체형 정수필터(1)에 있어서, 일 실시예에 따른 정수필터(1)의 양측단부에 필터캡(40, 41)이 장착된 것을 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 바이러스 및 박테리아 제거용 일체형 정수필터(1)에 있어서, 일 실시예에 따른 나노섬유 필터층(20)을 형성하는 나노섬유 필터원단(21)을 나타내는 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 바이러스 및 박테리아 제거용 일체형 정수필터(1)에 있어서, 일 실시에에 따른 정수필터(1)가 필터 하우징(42) 내부에 장착되어 물이 유동되는 과정을 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing that the
본 발명에 따른 바이러스 및 박테리아 제거용 일체형 정수필터(1)는, 도 1과 도 3에 도시된 바와 같이, 필터 하우징(42) 내부에 구비되고, 각기 다른 여과기능을 하는 다수의 필터 원단 각각이 내부 중공의 원통형으로 형성되는 지지체의 둘레에 소정두께로 감겨져 각각의 필터층이 형성되는 바이러스 및 박테리아 제거용 일체형 정수필터에 있어서, 지지체의 외주면에 양전하막 필터원단이 소정두께로 감겨져 물 속 바이러스를 제거하는 양전하막 필터층(10) 및, 상기 양전하막의 외주면에 나노섬유 필터원단(21)이 소정두께로 감겨져 물 속 박테리아를 제거하는 나노섬유 필터층(20)을 포함하여 구성된다.The integrated
상기 양전하막 필터층(10)은, 도 1과 도 3에 도시된 바와 같이, 필터 지지체의 외주면에 양전하막 필터원단을 소정두께로 적층되게 감아 형성하고, 내부에 나노 알루미늄 양전하 또는 원단표면에 양전하를 띠는 유기물질이 포함되어 각종 세균, 바이러스, 중금속 및, 콜로이드를 제거하게 된다.As shown in FIGS. 1 and 3, the positive charge
바람직하게는, 셀룰로오스 아세테이트(Cellulose Acetate)의 원료 기재에 나노 알루미나 파이버(Nano Alumina Fiber) 또는 아민(Amine)계 유기물을 결합시켜 상기 양전하막 필터원단을 형성함으로써, 원료 기재인 셀룰로오스 아세테이트의 뛰어난 내구성을 통해, 정수기 내의 높은 차압과 물의 높은 유동 마찰력으로 인해 원료기재가 끊어져 유출되는 것을 방지할 수 있도록 하고, 양전하막 필터층(10)의 내구성 및 사용수명을 연장시킬 수 있도록 하며, 상기 양전하막 필터층(10)의 유입부와 유출부의 차압은 낮게 유지하면서 상기 양전하막 필터층(10)을 통과하는 물의 유속을 증가시켜 정수시간을 단축시킬 수 있도록 한다.Preferably, by combining the nano-alumina fiber or amine-based organic material to the raw material base material of cellulose acetate (Cellulose Acetate) to form the positive charge film filter fabric, the excellent durability of the raw material base material cellulose acetate Through the high differential pressure in the water purifier and the high flow frictional force of the water to prevent the raw material is broken and outflow, and to extend the durability and service life of the positive charge
또한, 바람직하게는, 나노 알루미나 파이버 또는 아민계 유기물을 양전하막 필터원단의 원료기재인 셀롤로오스 아세테이트에 접착제 등을 통해 물리적으로 접착시키지 않고, 화학적으로 결합시켜 장시간 물의 유동에 의해 접착제가 용출되는 것을 방지하고, 보다 견고하게 나노 알루미나 파이버 또는 아민계 유기물을 셀롤로오스 아세테이트에 결합시킬 수 있도록 한다.In addition, preferably, the nano-alumina fiber or amine-based organic material is chemically bonded to cellulose acetate, which is a raw material of the positively charged membrane filter fabric, without being physically bonded through an adhesive or the like, so that the adhesive is eluted by the flow of water for a long time. And more firmly bind nano alumina fibers or amine organics to cellulose acetate.
종래 각종 세균, 바이러스 및 중금속 등을 제거하기 위해 초극세 고분자 섬유상에 나노 알루미나를 코팅시켜 양전하막을 형성시키는 경우에는, 정수기 내 물의 유동에 의한 높은 차압과 물의 높은 유동 마찰력으로 초극세 고분자 섬유층 내의 미세 섬유들이 끊어져 유출될 수 있는 문제점이 있으며, 미세 섬유에 코팅된 나노 알루미나 등이 끊어진 미세섬유들과 함께 용출될 수 있는 안전상의 문제점이 었으나,In the case of forming a positive charge film by coating nano-alumina on the ultrafine polymer fibers to remove various bacteria, viruses, and heavy metals, the microfibers in the ultrafine polymer fiber layer are broken due to the high differential pressure caused by the flow of water in the water purifier and the high flow frictional force of the water. There is a problem that can be leaked, and was a safety problem that can be eluted with the broken microfibers, such as nano alumina coated on the fine fiber,
본 발명의 경우, 통상 초극세 고분자 섬유에 비해 내구성이 월등히 뛰어난 것으로 알려진 셀룰로오스 아세테이트를 원료 기재로 사용함으로써, 물의 차압은 낮추고 물의 필터 통과 유속을 증가시켜 정수기간을 단축시킬 수 있게 되며, 셀룰로오스 아세테이트가 바이러스나 박테리아의 영양분으로 사용되지 않아 바이러스 등이 증식하지 못해 보다 위생적인 필터를 구성할 수 있게 된다.In the case of the present invention, by using cellulose acetate as a raw material substrate, which is generally known to have superior durability compared to ultrafine polymer fibers, it is possible to shorten the water purification period by lowering the differential pressure of water and increasing the flow rate of the filter through the water. As it is not used as a nutrient for bacteria, viruses cannot grow and thus make a more hygienic filter.
또한, 각종 세균 및 바이러스 제거의 목적으로 종래 나노필터를 사용하는 경우도 있으며, 통상 나노필터의 경우, 원료 기재로 유리섬유를 사용하고 있어 붕소(Boron)의 유출 우려가 있으나, 본 발명의 양전하막 필터층(10)은 셀룰로오스 아세테이트를 원료 기재로 사용하여 붕소의 유출우려가 없고, 친환경 소재로 인체에 무해하며, 자연상태에서 자연분해가 되므로 폐기가 용이하고 환경 친화적인 장점이 있다. In addition, conventional nanofilters are sometimes used for the purpose of removing various bacteria and viruses. In general, nanofilters use glass fiber as a raw material substrate, and there is a risk of boron leakage, but the positively charged membrane of the present invention The
상기 나노섬유 필터층(20)은, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 양전하막 필터층(10)의 외주면에 나노섬유 필터원단(21)을 소정두께로 적층되게 감아거나, 절곡(Pleated)시켜(도시되지는 않음) 나노섬유 필터층(20)의 미세한 기공사이즈를 통해 물 속 박테리아를 제거하게 된다.The
상기 나노섬유 필터층(20)을 형성하는 나노섬유 필터원단(21)은, 스펀본드 부직포(Spunbond Non Woven Fabric)(22)의 상측면에 나소섬유를 소정두께로 전기방사(electrospinning)하여 나노 섬유층(24)을 형성한 후, 또 다른 스펀본드 부직포(22)를 상기 나노 섬유층(24)의 상측면에 올려 놓은 상태에서 초음파 융착시켜 간편하게 형성할 수 있으며,The
또 다른 방법으로는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 스펀본드 부직포(22)의 상측면에 나노섬유를 소정두께로 전기방사하여 나노 섬유층(24)을 형성하고, 상기 나노 섬유층(24)의 상측면에는 다시 상기 스펀본드 부직포(22)를 구비하여 상기 스펀본드 부직포(22) 사이에 나노 섬유층(24)을 개재시키고, 상기 스펀본드 부직포(22)와 나노 섬유층(24) 사이에는 저융점 섬유층(23)을 각각 구비시킨 후 열융착시킴으로써, 상, 하 스펀본드 부직포(22) 사이에 나노 섬유층(24)을 보다 견고하게 결합시킬 수도 있다.Alternatively, as shown in FIG. 2,
상기와 같은 방법들을 통해, 상기 스펀본드 부직포(22) 사이에 나노 섬유층(24)을 구비시킴으로써, 정수기 내 물의 유동에 의한 높은 차압과 유동 마찰에 의해 나노 섬유층(24)의 미세 섬유들이 끊어지는 것을 방지할 수 있고, 물 속에 존재하는 큰 사이즈의 불순물 등이 스펀본드 부직포(22)를 통해 일차 제거된 후, 나노 섬유층(24)을 통과하게 되어 상기 나노 섬유층(24)의 기공이 큰 사이즈의 불순물 등에 의해 막혀 필터 수명이 저하되는 것을 예방할 수 있으며, 필터의 내구성을 현저히 향상시킬 수 있게 된다.Through the above methods, by providing the
바람직하게는, 상기 나노 섬유는, 폴리설폰, 폴리 우레탄, 폴리플루오린화비닐리덴 또는 이들의 혼합액에 친수성 첨가제인 실리콘제를 소정량 포함시켜 형성될 수 있다. 특히, 물에 강하면서 탄성력을 가지는 폴리 우레탄에 친수제인 실리콘제를 소정량 혼합한 후, 전기방사하여 나노 섬유층(24)을 형성함으로써, 나노 섬유층(24)이 가지는 소정 탄성력을 이용하여, 상기 나노섬유 필터층(20)이 상기 양전하막 필터층(10)의 외주면에 탄성적으로 감싸져 적층 밀착되도록 결합시킬 수 있고, 이를 통해 상기 지지체의 외주면에 감싸져 형성된 상기 양전하막 필터층(10) 또한, 상기 지지체의 외주면에 견고하게 적층 밀착시킬 수 있으며, 종래 바인더 결합에 의한 인체 유해성을 방지할 수 있고, 상기 나노 섬유층(24)에 친수성이 부가되어 차압을 낮출 수 있고, 물의 유동성을 증가시킬 수 있으며, 상기 나노 섬유층(24)의 표면 오염을 최소화할 수 있게 된다.Preferably, the nanofibers may be formed by including a predetermined amount of a silicone agent which is a hydrophilic additive in polysulfone, polyurethane, polyvinylidene fluoride or a mixture thereof. In particular, a predetermined amount of a hydrophilic silicone agent is mixed with a polyurethane which is resistant to water and has elasticity, followed by electrospinning to form the
바람직하게는, 상기 나노 섬유층(24)의 기공크기를 0.3 ~ 1μm로 형성시켜 박테리아 제거 및 나노 섬유층(24) 제조 효율을 함께 향상시킬 수 있도록 한다. 상기 나노 섬유층(24)의 기공크기를 0.3μm 이하로 형성할 경우에는 박테리아 제거 효율 향상은 미미하나, 나노 섬유층(24) 형성이 용이하지 않고, 차압이 높아져 필터의 내구성 및 물의 유동성이 현저히 저하되며, 상기 나노 섬유층(24)의 기공크기를 1μm 이상으로 형성할 경우에는 박테리아 제거 효율이 현저히 저하될 수 있다.Preferably, the pore size of the
또한, 상기 지지체는 도 1과 도 3에 도시된 바와 같이, 내부 중공의 원통형으로 형성되며, 소정간도의 블럭으로 형성되어 필터의 지지체로 기능하고 잔류염소 및 유기 화합물을 제거하는 카본블럭지지체(31)로 형성될 수 있다.In addition, the support is formed as a cylindrical hollow inside, as shown in Figures 1 and 3, formed of blocks of a predetermined interval to function as a support of the filter and remove residual chlorine and organic compounds (31) It can be formed into).
상기 카본블럭지지체(31)는 필터 중심에 위치하여 필터 전체를 지지하는 지지체로 기능함과 동시에, 본 발명에 따른 바이러스 및 박테리아 제거용 일체형 정수필터(1)의 전체 정수단계에 있어서 마지막 단계인 카본필터로 작용하며, 상기 양전하막 필터층(10)을 통과해 유입된 물이 최종적으로 통과되면서 물 속 잔류 염소 및 유기 화합물이 제거되고, 정수된 물의 물맛을 향상시켜 내부 중공의 유출로(32)를 따라 최종 필터에서 배출된다.The
내부 중공의 원통형으로 형성되는 상기 카본블럭지지체(31)는, 야자각, 각종 목재류, 갈탄, 무연탄, 유연탄 등의 탄소질을 원료로 하는 입상 활성탄과, 접착체 및 경화제로 작용하는 바인더를, 혼합 교반시킨 후, 내부 중공의 원통형으로 성형 가공하고, 건조 및 경화시켜 소정강도로 제조할 수 있게 된다.The
바람직하게는, 야자각을 원료로 하는 입상 활성탄에 바인더 및 바이오세라믹을 교반 혼합시킨 후, 건조 및 경화 제조하여 바이오세라믹 성분의 원적외선 효과를 통해 탈취 효과 및 물 맛을 더욱 향상시킬 수 있도록 한다.Preferably, the binder and bioceramic are stirred and mixed with granular activated carbon made from coconut shell, and then dried and cured to further improve the deodorizing effect and water taste through the far-infrared effect of the bioceramic component.
본 발명에 따른 바이러스 및 박테리아 제거용 일체형 정수필터(1)는, 종래 필터 지지체로 사용되는 다겹의 부직포층 대신 소정강도를 가지는 상기 카본블럭지지체(31)를 사용함으로써, 오랜시간 지속적인 물의 유동에 따른 필터 내부 지지 강도가 약해지는 것을 방지하여 필터의 내구성 및 사용수명을 연장시킬 수 있고, 최종 필터단계에서 카본필터가 기능하여 정화를 거친 물의 최종 물맛을 향상시킬 수 있게 된다.The
이와 같이, 본 발명에 따른 바이러스 및 박테리아 제거용 일체형 정수필터(1)는 하나의 필터원단으로 필터층을 형성하여 바이러스 및 박테리아를 동시에 제거하던 종래 고분자 섬유상 필터와는 달리, 바이러스는 상대적으로 증가된 기공사이즈를 통해 물의 유동성은 향상시키면서도 고분자 섬유에 비해 내구성이 현저히 뛰어난 셀룰로오스 아세테이트로 형성된 필터 기재에 나노 알루미나 또는 아민계 유기물을 결합시켜 장시간 정수 중 필터 기재가 끊어져 유출되는 것을 방지하면서 바이러스는 효과적으로 제거할 수 있고, 박테리아는 스펀본드 부직포(Spunbond Non Woven Fabric)(22)의 상측면에 전기방사되는 나노 섬유층(24)을 포함하여 형성되는 나노섬유 필터층(20)의 미세 기공사이즈를 통해 제거할 수 있도록 하여 각 필터층을 이원화하고, 바이러스 및 박테리아 제거 전용으로 각각 제조된 필터 원단으로 상기 각 필터층을 구분지어 형성함과 동시에 일체형의 정수필터(1)로 적층 형성시킴으로써, 바이러스 및 박테리아 제거 효율을 향상시킴과 함께, 필터의 내구성 및 정수효율을 현저히 향상시킬 수 있게 되며,As described above, the
또한, 종래 정수기용으로 바이러스 제거용 정수필터 및 박테리아 제거용 정수필터를 각기 개별로 구비하던 것을 하나의 일체형 필터로 형성시켜 정수기 내부에 장착시 설치공간을 줄일수 있고, 정수기를 소형화할 수 있게 된다.In addition, it is possible to reduce the installation space when installed inside the water purifier by miniaturizing the water purifier by forming a single integrated filter that is equipped with a virus removal filter and a bacteria removal water filter separately for the conventional water purifier. .
위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 여러 다른 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.Although some embodiments have been described above by way of example, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms without departing from the spirit and scope thereof.
따라서, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내에 포함된다.Accordingly, the above-described embodiments are to be considered as illustrative and not restrictive, and all embodiments within the scope of the appended claims and their equivalents are included within the scope of the present invention.
1 : 바이러스 및 박테리아 제거용 일체형 정수필터
10 : 양전하막 필터층
20 : 나노섬유 필터층
21 : 나노섬유 필터원단
22 : 스펀본드 부직포
23 : 저융점 섬유층
24 : 나노 섬유층
31 : 카본블럭지지체
32 : 유출로
40 : 상부캡
41 : 하부캡
42 : 필터 하우징
43 : 유입단
44 : 유출구
45 : 고무오링
46 : 배출단1: integrated water filter for virus and bacteria removal
10: positive charge membrane filter layer
20
22: spunbond nonwoven fabric 23: low melting point fiber layer
24: nano fiber layer
31: carbon block support
32: outflow
40: upper cap 41: lower cap
42
44: outlet 45: rubber O-ring
46: discharge stage
Claims (3)
상기 지지체의 외주면에 양전하막 필터원단이 소정두께로 감겨져 형성되고, 외측면에서 유입되는 물 속 바이러스, 중금속 및, 콜로이드(Colloid)를 제거하는 양전하막 필터층(10); 및,
상기 양전하막 필터층(10)의 외주면에 나노섬유 필터원단이 소정두께로 감겨져 형성되고, 외측면에서 유입되는 물 속 박테리아를 제거하는 나노섬유 필터층(20);을 포함하여 구성되며,
상기 나노섬유 필터원단은,
스펀본드 부직포(Spunbond Non Woven Fabric)(22)의 상측면에 나노섬유를 소정두께로 방사하여 나노 섬유층(24)을 형성한 후, 또 다른 스펀본드 부직포(22)를 상기 나노 섬유층(24)의 상측면에 올려 놓은 상태에서 초음파 융착시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 바이러스 및 박테리아 제거용 일체형 정수필터(1).
Integrated filter for virus and bacteria removal provided in the filter housing 42, each of the plurality of filter fabrics having different filtration functions are laminated with a predetermined thickness around the support formed in the inner hollow cylindrical shape, each filter layer is formed In the water filter,
A positive charge membrane filter layer (10) formed on the outer circumferential surface of the support to be wound around a predetermined thickness and removing viruses, heavy metals, and colloids from water introduced from the outer surface; And,
And a nanofiber filter layer 20 formed on the outer circumferential surface of the positive charge membrane filter layer 10 to a predetermined thickness and removing bacteria from the water flowing from the outer surface.
The nanofiber filter fabric,
After spunbond non woven fabric (Spunbond Non Woven Fabric) 22 to form a nanofiber layer 24 by spinning a nanofiber to a predetermined thickness, another spunbond nonwoven fabric 22 of the nanofiber layer 24 Integrated water purification filter for virus and bacteria removal, characterized in that formed by ultrasonic welding in a state on the upper side.
상기 나노섬유는,
폴리설폰, 폴리우레탄, 폴리플루오린화비닐리덴 또는, 이들의 혼합액에 친수성 첨가제인 실리콘제가 소정량 포함되어 형성되고,
상기 나노 섬유층(24)의 기공크기는 0.3 ~ 1μm로 형성되는 것을 특징으로 하는 바이러스 및 박테리아 제거용 일체형 정수필터(1).
The method of claim 1,
The nanofiber is,
Polysulfone, polyurethane, polyvinylidene fluoride or a mixture thereof is formed by containing a predetermined amount of a silicone agent as a hydrophilic additive,
The pore size of the nanofiber layer (24) is integral water filter (1) for virus and bacteria removal, characterized in that formed in 0.3 ~ 1μm.
상기 지지체는,
내부 중공의 원통형으로 형성되며, 소정강도의 블럭으로 형성되어 필터의 지지체로 기능하고, 잔류 염소 및 유기 화합물을 제거하는 카본블럭지지체(31)로 형성되는 것을 특징으로 하는 바이러스 및 박테리아 제거용 일체형 정수필터(1).The method according to claim 1 or 2,
The support,
Integral water purification for virus and bacteria, characterized in that formed in a hollow cylindrical shape, formed of a block of a predetermined strength to function as a support of the filter, and a carbon block support 31 for removing residual chlorine and organic compounds. Filter (1).
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