KR100485062B1

KR100485062B1 - 정수용 여과재 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR100485062B1
Application number: KR10-2002-0042927A
Authority: KR
Inventors: 김경환
Original assignee: 영인정수산업주식회사
Priority date: 2002-07-22
Filing date: 2002-07-22
Publication date: 2005-04-22
Also published as: KR20040009096A

Abstract

본 발명은 정수용 여과재 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 맥반석, 활성탄, 은활성탄, 세라믹분말, 제올라이트, 폴리프로필렌과 폴리올레핀을 주성분으로 포함하여, 이들 성분을 일체화하여 압축성형한 정수용 여과재 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 정수용 여과재는 활성탄 분말 79∼89 중량 ％, 맥반석 분말 3∼5 중량 ％, 은활성탄 1∼3 중량 ％, 제올라이트 2.5∼3 중량 ％, 세라믹 분말 2∼4 중량 ％, 폴리프로필렌 2∼4 중량 ％, 폴리올레핀 0.5∼2 중량 ％를 포함하여 구성되고, 상기 각 성분의 중량 ％의 합이 100 ％를 넘지 않는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 정수용 여과재의 제조방법은 활성탄분말, 맥반석 분말, 은활성탄, 제올라이트, 세라믹분말, 폴리프로필렌과 폴리올레핀을 혼합하는 혼합단계;상기 혼합단계에서 혼합한 혼합물에 물을 첨가하여 재혼합하는 재혼합단계; 상기 재혼합단계에서 재혼합한 재혼합물을 성형틀에 넣어 압축하는 압축단계; 상기 압축단계에서 압축한 압축물을 성형틀에 넣은 채로 자연 건조 시킨 뒤 고온에서 강제 건조시키는 건조단계; 상기 건조된 압축물을 냉각시키는 냉각단계; 상기 압축물을 성형틀로부터 탈형하는 탈형단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

정수용 여과재 및 그의 제조방법{Filter media for water purification and its producing method}

본 발명은 정수용 여과재 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수돗물내에 함유된 중금속 성분을 중화, 인체에 유해한 오염물질을 흡착 제거, 원적외선을 방사하며, 미량의 필수 미네랄 생성, 원수의 약알칼리화, 세균의 살균, 수돗물내의 용존산소량을 높일 수 있는 맥반석, 활성탄, 은활성탄, 세라믹분말, 제올라이트, 폴리프로필렌과 폴리올레핀을 주성분으로 포함하여, 이들 성분을 일체화하여 압축성형한 정수용 여과재 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

인체는 80 ％ 이상이 물로 구성되어 있기 때문에 물은 인체의 건강과 아주 밀접한 관계를 가지고 있다. 그러나 사회가 고도산업화 되어감에 따라 산업공해에 의한 수질오염이 사회문제화되고 있고, 각 가정까지 공급되는 수돗물은 각 하천의 수계에서 취수장을 통하여 각 가정이나 공장, 사무실로 공급하도록 하고 있으나 정수처리과정에서 다량의 소독약품을 사용하고 있다. 따라서 이러한 현실에서 양질의 음용수를 확보하기 위한 종래 기술이 있었는 바, 맥반석, 활성탄, 은 등을 정수필터의 여과재로 이용하는 것이었다.

그러나 음용수를 확보하기 위해 제안된 종래의 기술들은 맥반석, 활성탄, 은등을 각각 단독으로 사용하였을 뿐이며, 이들 모두를 일체화, 압축성형하여 하나의 여과재로 이용한 예는 시도되지 않았었다. 따라서 종래의 기술들은 음용수를 위한 정수기능을 향상시키면서 필터의 크기를 감소시킬 수 없었다.

상기의 문제점을 해결하기 위해서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 수돗물내에 함유된 중금속 성분을 중화, 인체에 유해한 오염물질을 흡착 제거, 원적외선을 방사하며, 미량의 필수 미네랄 생성, 원수의 약알칼리화, 세균의 살균, 수돗물내의 용존산소량을 높일 수 있는 뛰어난 정수기능을 가지는 정수용 여과재 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 맥반석, 활성탄, 은활성탄, 제올라이트, 세라믹 분말, 폴리프로필렌과 폴리올레핀을 적절히 배합하여 이들을 일체화, 압축성형함으로써 음용수의 정수기능을 향상시키면서 정수필터의 크기를 감소시킬 수 있는 정수용 여과재 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 정수용 여과재의 제조방법은 활성탄분말, 맥반석 분말, 은활성탄, 제올라이트, 세라믹분말, 폴리프로필렌과 폴리올레핀을 혼합하는 혼합단계; 상기 혼합단계에서 혼합한 혼합물에 물을 첨가하여 재혼합하는 재혼합단계; 상기 재혼합단계에서 재혼합한 재혼합물을 성형틀에 넣어 압축하는 압축단계; 상기 압축단계에서 압축한 압축물을 성형틀 넣은 채로 자연 건조 시킨 뒤 고온에서 강제 건조시키는 건조단계; 상기 건조된 압축물을 냉각시키는 냉각단계; 상기 압축물을 성형틀로부터 탈형하는 탈형단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 혼합물은 활성탄 분말 79∼89 중량 ％, 맥반석 분말 3∼5 중량 ％, 은활성탄 1∼3 중량 ％, 제올라이트 2.5∼3 중량 ％, 세라믹 분말 2∼4 중량 ％, 폴리프로필렌 2∼4 중량 ％, 폴리올레핀 0.5∼2 중량 ％를 포함하여 구성되고, 상기 각 성분의 중량 ％의 합이 100 ％를 넘지 않는 것이 바람직하다.

상기 재혼합단계에서 첨가되는 물은 상기 혼합물 총중량의 10 중량 ％인 것이 바람직하다.

상기 건조단계에서 자연 건조시간은 실내 온도가 25∼35℃인 경우 1.5 내지 2.5시간, 15∼25℃인 경우 2.5 내지 3.5시간, 5∼15℃인 경우 3.5 내지 4.5시간, 5℃ 미만일 경우 4.5 내지 5.5시간인 것이 바람직하다.

상기 건조단계에서 강제건조는 300∼350 ℃의 성형틀에서 2∼4시간 동안 이루어 지는 것이 바람직하다.

상기 냉각단계에서 냉각은 실온에서 3∼4 시간 동안 이루어 지는 것이 바람직하다.

이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 정수용 여과재는 활성탄 분말, 맥반석 분말, 은활성탄, 제올라이트, 세라믹 분말, 폴리프로필렌과 폴리올레핀을 포함하여, 이들을 일체화하여 압축성형한 것을 특징으로 한다.

활성탄은 무수한 미세공으로 이루어진 무정형의 탄소의 집합체이며, 그 미세공은 상호 연결되는 무수한 통로로 구성되어 넓은 내부표면적을 갖고 있다. 활성탄 1g은 1000∼1600 m² 의 넓은 표면적을 갖고 있으며, 세공의 분포는 10Å의 세공구조를 주로하여 150000 Å로 존재하는 해면상의 다공질이다. 이러한 활성탄은 맛, 냄새 물질, 색도, 트리할로메탄 및 트리할로메탄의 전구물질, 음이온 계면활성제, 페놀류 등의 유기물, 암모니아성질소, 트리클로로에틸렌 등의 휘발성 유기화합물질, 철, 망간, 과량의 불소를 제거하고 pH를 조정하는 역할을 한다.

맥반석(Quartz Porphyry)은 반심성암으로서 지역에 따라 차이가 있으나 알칼리 장석과 석영을 주성분으로 하며 다공질의 성질을 가지고 있다. 맥반석의 성분은 Ge(게르마늄), SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaO, MgO, K ₂O, TiO₂, P₂O₅, MnO 등으로 구성되어 있으며, 인체에 유익한 무기물과 미네랄이 풍부하게 함유되어 있다. 이러한 맥반석은 수은, 카드뮴, 시안, 염소, 세균 등의 유해물질을 흡착하고, 강한 탈취작용을 한다. 25000 여종에 달하는 미네랄을 함유하고 있어 수중에 미네랄을 용출하는 작용을 하며수질에서 지속적으로 산소를 공급하는 작용을 한다. 또한 수질을 알칼리화하여 수질의 자기조절 작용을 돕고, 원적외선을 방사하는 역할을 한다.

은활성탄은 일반세균의 번식을 억제할 목적으로 은의 살균효과를 이용하기 위해 활성탄에 은을 코팅한 것을 말한다. 은은 강력한 살균력으로 유해 세균을 살균하며 전자파나 수맥파등 인체에 유해한 파장을 흡수, 차단하는 작용을 한다.

제올라이트는 3차원 결정구조를 가지는 천연 또는 합성 함수 규산염으로 나트륨, 칼륨의 알칼리 금속과 칼슘등의 알칼리 토금속을 함유하고 또한 결정수를 함유하고 있다. 이온교환이 가능한 금속이온을 갖고 있음을 특성으로 하여 수질중의 암모니아 제거능력과 중금속 제거능력이 뛰어나다. 또한 Ca, Mg와 같은 다가 이온과 치환이 가능하여 경수의 경도를 낮추어 준다.

세라믹은 고령토, 석회등의 무기 비금속 원료를 성형한 후 고온처리한 것을 말하는 것으로 Zn, Fe, Cu, Co, Al, Ga, Sr, Li, Ti, Mo 등을 비롯한 수십여 가지의 미량원소가 들어 있다. 중금속 원소, 독성물질, 오염유기물질, 세균, 불필요한 색소를 제거하는 작용을 한다. 또한 강력한 흡착작용으로 미량의 중금속과 염소 잔류물을 흡착하고 원작외선 방사작용으로 물속의 대장균 및 일반 세균을 살균시키고 미네랄을 물속에 용출한다.

폴리프로필렌(polypropylene)은 전처리 필터로 작용하는데 1차적으로 불순물을 전처리 해줌으로써 여러 가지 다른 성능을 가진 다른 첨가물들이 무난하게 작용할 수 있게 해준다. 한편, 녹, 흙, 모래, 먼지를 비롯한 각종 찌꺼지, 산화물등 5미크론 이상의 불순물을 제거하는 작용을 한다.

폴리올레핀(polyolefine)은 여과재의 공극의 크기를 감소시키기 위해 첨가된다. 여과재의 공극의 크기가 줄어듬에 따라 유해세균, 유기물질등을 여과할 수 있는 기능이 증가된다. 또한 공극의 크기를 감소시킴으로써 여과재가 더욱 단단해지며 유로가 형성되지 아니하여 여과재의 공극사이에 세균이 서식할 수 없게 하는 역할을 한다.

본 발명에 따른 정수용 여과재는 상기 주성분을 적절히 배합하여 일체화함으로써 음용수의 정수기능을 향상시켰다. 이하 본 발명에 따른 정수용 여과재의 정수기능에 관한 시험결과를 살펴본다.

다음의 표는 본 발명의 정수용 여과재에 대한 탈취시험에 대한 시험결과이다.

KICM-FIR-1004 시험방법으로 암모니아 가스를 이용하여 가스검지관으로 가스농도를 측정하였다. BLANK는 본 발명에 따른 정수용 여과재를 통과하지 않은 상태에서 측정한 것이다.

다음의 표는 본 발명의 정수용 여과재에 대한 항균시험에 대한 시험결과이다.

BLANK는 본 발명에 따른 정수용 여과재를 통과하지 않은 상태에서 측정한 것이다. 배자상의 균주는 희석배수를 합하여 산출한 것이며 KICM-FIR-1002 시험방법으로 행하였다. 사용균주는 Esherichia coli 25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442 이다.

다음의 표는 본 발명의 정수용 여과재를 통과시킨 물을 한국환경수도연구소에 의뢰한 수질검사 결과이다.

이하 본 발명에 따른 정수용 여과재의 제조방법을 제조 공정 별로 설명하면 다음과 같다.

제1공정)

활성탄 분말 89∼79 중량％, 맥반석 분말 3∼5 중량％, 은활성탄 1∼3 중량％, 세라믹분말 2∼4 중량％, 제올라이트분말 2.5∼3 중량％, 폴리프로필렌 2∼4 중량％, 폴리올레핀 0.5∼2 중량％를 각 성분의 중량 ％의 합이 100 ％를 넘지 않게 하여 혼합기에 넣어 혼합 한다.

제2공정)

혼합한 혼합물에 물을 혼합물 총중량의 10 중량 ％를 넣고 재혼합한다.

제3공정)

재혼합한 제혼합물을 사이즈에 따른 성형틀에 담아 압축시킨다.

제4공정)

압축한 압축물을 성형틀에 넣은 채로 작업장 실내 온도가 25∼35℃인 경우 1.5 내지 2.5시간, 15∼25℃인 경우 2.5 내지 3.5시간, 5∼15℃인 경우 3.5 내지 4.5시간, 5℃ 이하 일 경우 4.5 내지 5.5시간 자연 건조시킨 후 300℃∼350℃ 의 성형틀에서 2 내지 4시간 강제 건조시킨다.

제5공정)

강제 건조된 성형틀을 꺼내어 압축물을 실온에서 3∼4시간 자연 냉각시킨다.

제6공정)

냉각 후 성형틀을 제거하여 압축물을 성형틀로부터 탈형한다.

본 발명은 정수용 여과재의 제조방법에 관한 아래의 실시예에 의해 보다 용이하게 이해될 수 있다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

실시예1.

제1공정)

활성탄분말 100메쉬언더 89 중량％, 맥반석 분말 100메쉬언더 3 중량％, silver 코팅탄소 100메쉬언더 1 중량％, 세라믹분말 100메쉬언더 2 중량％, 제올라이트분말 100메쉬언더 2.5 중량％, 폴리프로필렌수지 100메쉬언더 2 중량％, 폴리올레핀 0.5 중량％를 혼합기에 넣어 1∼3시간 이상 혼합한다.

제2공정)

혼합 후 물을 상기 혼합물 총중량의 10 중량％ 넣고 1∼ 2시간 재혼합한다.

제3공정)

수축율 10 ％를 감안하여 재혼합한 재료를 사이즈에 따른 성형틀에 담아 상하 약 3 kg/cm² 의 압력 프레스로 압축시킨다.

제4공정)

압축된 용기로서 27 ℃ 작업장에서 경우 2시간 자연 건조시킨 후 300℃의 형틀에서 3시간 강제 건조시킨다.

제5공정)

강제 건조된 성형틀 채 꺼내어 압축물을 실온에서 3시간 자연 냉각 시킨 후 성형틀을 제거하여 air로 분접합된 외부 물질을 제거하여 필터 여과재를 완성한다.

본 발명에 따른 정수용 여과재는 원수에 함유된 인체에 유해한 유, 무기화합물, 각종 세균, 중금속을 흡착제거하고, 원적외선 방사, 원수의 약알칼리화, 미량의 필수 미네랄 생성, 수돗물내의 용존산소량을 높일 수 있는 등의 뛰어난 정수기능을 가지는 정수용 여과재 및 그 제조방법을 제공함으로서 양질의 음용수를 제공할 수 있게 해준다.

또한 맥반석, 활성탄, 은활성탄, 제올라이트, 세라믹 분말, 폴리프로필렌, 폴리올레핀을 적절히 배합하여 이들을 일체화, 압축성형시킴으로써 기존의 여과재보다 뛰어난 정수기능을 유지하면서도 정수 필터의 크기를 감소시킬 수 있게 해준다.

도1은 본 발명에 따른 정수용 여과재의 제조방법의 절차흐름도이다.

Claims

활성탄분말, 맥반석 분말, 은활성탄, 제올라이트, 세라믹분말, 폴리프로필렌과 폴리올레핀을 혼합하는 혼합단계;

상기 혼합단계에서 혼합한 혼합물에 물을 첨가하여 재혼합하는 재혼합단계;

상기 재혼합단계에서 재혼합한 재혼합물을 성형틀에 넣어 압축하는 압축단계;

상기 압축단계에서 압축한 압축물을 성형틀에 넣은 채로 자연 건조 시킨 뒤 고온에서 강제 건조시키는 건조단계;

상기 건조된 압축물을 냉각시키는 냉각단계;

상기 압축물을 성형틀로부터 탈형하는 탈형단계;

를 포함하며,

상기 건조단계에서 자연 건조시간은 실내 온도가 25∼35℃인 경우 1.5 내지 2.5시간, 15∼25℃인 경우 2.5 내지 3.5시간, 5∼15℃인 경우 3.5 내지 4.5시간, 5℃ 미만일 경우 4.5 내지 5.5시간인 것을 특징으로 하는 정수용 여과재의 제조방법.
제1항에서, 상기 혼합물은 활성탄 분말 79∼89 중량 ％, 맥반석 분말 3∼5 중량 ％, 은활성탄 1∼3 중량 ％, 제올라이트 2.5∼3 중량 ％, 세라믹 분말 2∼4 중량 ％, 폴리프로필렌 2∼4 중량 ％, 폴리올레핀 0.5∼2 중량 ％를 포함하여 구성되고, 상기 각 성분의 중량 ％의 합이 100 ％를 넘지 않는 것을 특징으로 하는 정수용 여과재의 제조방법.
제1항에서, 상기 재혼합단계에서 첨가되는 물은 상기 혼합물 총중량의 10 중량 ％인 것을 특징으로 하는 정수용 여과재의 제조방법.
제1항에서, 상기 건조단계에서 강제 건조는 300∼350 ℃의 성형틀에서 2∼4시간 동안 이루어 지는 것을 특징으로 하는 정수용 여과재의 제조방법.
제1항에서, 상기 냉각단계에서 냉각은 실온에서 3∼4시간 동안 이루어 지는 것을 특징으로 하는 정수용 여과재의 제조방법.
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