KR101107411B1

KR101107411B1 - 탈공기 멤브레인 필터 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101107411B1
Application number: KR1020040030847A
Authority: KR
Inventors: 루카스요하네스코르넬리스 코우터스; 마르크요하네스 플로이렌; 인고 블루메
Original assignee: 노리트 프로세스 테흐놀로히 홀딩 베.베.
Priority date: 2003-05-02
Filing date: 2004-05-01
Publication date: 2012-01-19
Also published as: US20050000883A1; EP1473073B1; CA2465657C; EP1473073A1; CN1572360A; CN1572360B; CA2465657A1; KR20040094647A; AU2004201846B2; JP2005131629A; AU2004201846A1; US7465393B2; NL1023332C2; JP5052741B2

Abstract

본 발명은 친수성 필터부재의 제1 말단이 기저부의 제1 측면을 향해 개방되고, 상기 친수성 필터부재가 상기 기저부의 반대쪽으로 연장되도록, 상기 친수성 필터부재의 적어도 하나의 제1 말단에 의해 상기 친수성 필터부재의 다발을 하우징의 기저부에 고정하는 단계를 포함하는 단계; 및

이어서, 하나 이상의 방수되고 공기는 투과하는 방수 및 공기투과성방 소수성 필터부재를 형성하는 단계를 포함하는 멤브레인 필터의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

탈공기 멤브레인 필터 및 그 제조방법 {Membrane filter with deaeration and method for the manufacture thereof}

발명을 명확히 하기 위해, 그의 예시적인 구현예가 도면과 관계하여 보다 더 설명된다. 여기서;

도 1은 하우징에서, 본 발명에 의한 멤브레인 필터의 구현예를 측면도로 도식적으로 보여준다;

도 2는 첫 구현예에서 발명에 의한 필터의 도 1에서의 선 II-II를 따른 단면적인 투시도를 나타낸다;

도 3은 다른 구현예에서 도 2에 유사한 관점에서 필터를 나타낸다;

도 4는 본 발명에 의한 필터의 두번째 다른 구현예에서 단면을 나타낸다;

도 5는 친수성 섬유를 소수성화하는 두 다른 방법을 나타내는 도 2에 따른 멤브레인 필터의 도면을 나타낸다;

도 6은 친수성 필터부재를 소수성화하는 다른 방법으로의 본 발명에 의한 멤브레인 필터를 나타낸다;

도 7은 상부 도면 및 단면도에서 발명에 의한 멤브레인 필터를 갖는 샤워기 헤드를 나타낸다; 및

도 8은 도 7에 의한 샤워기 헤드의 부품 상호관계를 나타내는 전망도를 도식 적으로 나타난다;

도 9는 필터의 다른 구현예를 나타낸다; 및

도 10은 본 발명에 따른 필터의 또 다른 구현예를 나타낸다.

본 명세서에서, 동일하거나 대응하는 부분은 동일하거나 대응하는 숫자를 갖는다.

본 발명은 멤브레인 필터(membrane filter)를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히 물 또는 물을 포함하는 액체에 대한 멤브레인 필터를 제조하는 방법에 관한 것이다. 이러한 필터는 예를 들어 물로부터 입자, 미량물질(traces), 세균, 바이러스 등의 오염물질들을 잡아내기 위해, 그중에서도 특히 레지오넬라-제거된 물을 제공하기 위해 이용된다. 이러한 멤브레인 필터는 예를 들어 WO 02/076589에 알려져 있다.

이러한 기지의 멤브레인 필터에서는, 실질적으로 원통형인 하우징이 물입구 및 물출구를 갖고 제공된다. 물입구 및 물출구 사이에 바닥판(bottom plate)이 제공되는 데, 그 내부에 물 여과 공동(hollow) 섬유 다발의 적어도 제 1 말단이 고정된다. 이들 섬유들은 친수성이다. 사용하는 동안 이 하우징을 통과해 흐르는 물은 물입구로부터 섬유의 벽을 통해 물출구로만 흐를수 있다. 그 결과로 예를 들어 세균 형태와 같은 오염은 물로부터 여과되어 제거된다.

이 기지의 멤브레인 필터는 친수성 섬유들이 한번 젖으면 물만 통과하지 공기는 통과하지 못하게 한다는 사실의 결과로 하우징에 공기가 쌓인다는 단점을 갖는다. 그 결과 사용하는 동안 공기 방울이 하우징 내에 형성되며, 이는 멤브레인 필터를 크게 작용하지 못하도록 한다. 그 결과 이러한 필터는 예를 들어 80% 또는 그 이상에서 불활성하게 된다.

그러한 멤브레인 필터가 친수성 요소(element)의 다발 중에 소수성 멤브레인을 포함하여, 이를 통해 역으로 물이 아니라 공기가 빠져나갈 수 있는 것이 앞서 제안되었다. 이러한 해법은 공기가 빠져나갈 수 있다는 장점을 갖지만, 멤브레인 필터를 시험하는 것이 복잡하고 시간-소모적이라는 단점을 갖는다. 이러한 시험을 위해, 제 1 소수성 멤브레인이 물로 어떤 말단 소수성 멤브레인이 다발 내에서 동정되어지는지가 시험되어야 한다.

이어서 적어도 바닥판의 한 면에서, 필터가 물로 채워지고 밀폐에 대해 시험된 후 이 소수성 멤브레인이 막아진다. 이들 소수성 멤브레인은 기계화된 방법으로 추적될 수 없기 때문에, 이는 수작업으로 되어지는 복잡하고 시간-소모적인 공정이다.

본 발명은 기지의 방법들의 상기 언급된 결점들이 적어도 일부 피해지는 멤브레인 필터를 제조하는 방법을 계획하고 있다.

본 발명은 더 자세하게는 탈기 가능성을 갖는 멤브레인 필터가 제조되는 방법의 제공을 계획하고 있다.

본 발명은 나아가 멤브레인 필터가 비교적 빠르고 간단하며 바람직하게는 기계화된 방법으로 제조될 수 있는 그러한 방법의 제공을 계획하고 있다.

적어도 다수의 이들 및 다른 목적들이 청구항 1항에 의한 방법으로 실현된다.

본 발명에 의한 방법에서 친수성 필터부재의 적어도 하나의 제1 말단에 의해 친수성 필터부재의 다발을 하우징의 기저부에 고정한다. 이는 일반적으로 포팅(potting)으로 표시된다.

포팅 후, 방수 및 공기투과성 소수성 필터부재가 제공되어서 사용시 공기가 역으로 영향받는 멤브레인 필터의 여과 작용 없이 빠져나갈 수 있다. 바람직하게는, 그 말단에, 소수성 필터부재가 제공, 제조 및/또는 제거된다.

본 명세서에서, 친수성 필터부재는 사용 압력에서 공기는 아니고 물이 통과할 수 있도록 하는 하나 이상의 필터부재를 의미하는 것으로 이해되어져야 한다. 본 명세서에서, 소수성 필터부재는 사용 압력에서 물은 아니고 공기가 통과할 수 있는 하나 이상의 필터부재를 의미하는 것으로 이해되어져야 한다.

바람직하게는, 본 발명에 의한 방법은 나아가 청구항 6에 의한 특성에 의해 특징지어진다.

포팅 후, 필터부재와 기저부간의 연결은 공기 누출에 대해 시험되고, 반면 더나아가 필터 그 자체의 밀폐성이 시험된다. 이런 식으로, 결함있고 새는 섬유들이 동정될 수 있다. 이는 바람직하게는 젖은 상태에서 행해지는데, 즉, 기저부 및 필터부재들이 물 아래에 있고 이어서 공기 방울에 대해 점검된다. 밀폐를 증명한 후에만 적어도 하나 이상의 방수 및 공기투과성 소수성 필터부재가 형성된다.

본 발명에 의한 방법의 이 구현예에서 처럼, 방수 및 공기투과성 소수성 필터부재는 시험후까지 형성되지 않으며, 친수성 필터부재의 포팅의 밀폐성은 특히 간단하고 균일하게 시험될 수 있다. 그 이유는 기지의 방법과는 대조적으로, 우선 소수성 필터부재를 찾아내고 막을 필요가 없기 때문이다. 그 결과, 본 발명에 의한 방법은 비교적 신속하고 간단히, 경제적인 방법으로 행해질 수 있고, 희망한다면 간단하게 기계화될 수 있다. 더욱이, 포팅이 밀폐성이지 않다면, 충분하진 않지만 그 또는 각각의 소수성 필터부재를 위해 형성하는 것을 억제할 수 있다.

본 발명에 의한 방법에서, 유리하게, 그 또는 각각의 방수 및 공기투과성 소수성 필터부재가 하나 이상의 친수성 필터부재의 적어도 일부를 소수성화 함에 의해 형성될 수 있다. 이런 방법으로, 멤브레인 필터의 하우징내에서, 특히 기저부에서, 어떤 특별한 공급이 배치될 필요가 없다는 장점이 달성된다.

친수성 필터부재의 소수성화는 예를 들어, 하나 이상의 친수성 필터부재의 적어도 일부의 표면에 소수성화제(hydrophobing agent), 특히 액체를, 예를 들어 포팅에 인접해서 또는 역으로 그것에서 멀리 떨어져서, 적용함으로써 이루어질 수 있다. 대신으로 또는 그에 더하여, 하나 이상의 친수성 필터부재의 내부에 소수성화제를 적용하는 것 역시 가능하다. 그 후 만일 이 시약이 액체로서 제 1 말단으로부터 그 또는 각각의 저마다의 친수성 필터부재에 적용된다면 특히 유리하다.

하나 이상의 친수성 필터부재의 적어도 일부를 소수성화 함에 의해 그 또는 각각의 소수성 필터부재를 얻기 위한 액체 같은 소수성화제의 사용은 구조, 특히 개구부(pore) 구조에서 이점을 제공하고, 따라서 친수성 및 소수성 필터부재의 투과율이 본질적으로 동등하게 유지될 것이며, 이는 흐름 특성 및 멤브레인 필터의 저항성에 유리하다. 게다가, 여타의 부분이 사용될 필요가 없다.

본 발명에 따른 친수성 필터부재를 소수성화하기 위해, 물질이 예를 들어 PTFE, 실리콘, 플루오르펠(Fluorepel^TM) 등의 물질로 구성된 군으로부터 선택되어 질 수 있는 반면, 친수성 필터부재로서 예를 들어 폴리설폰, 폴리에테르설폰/PVP 및 기타의 군으로부터 제조된 섬유가 사용될 수 있으며, 이는 예를 들어 언급한 것에 불과하다. 사용할 수 있는 친수성 필터부재 및 그의 제조 방법에 관하여, 예를 들어 상기 언급한 국제 특허 출원 WO 02/076589 및 US 2002/0139095, 본 명세서에 참고문헌으로 포함된 문헌들에 더하여 참고가 될 수 있다.

다른 구현예에서, 본 발명에 의한 방법은 청구항 7항에 따른 특성에 의해 특징지어진다.

그러한 방법에서, 멤브레인 필터에 대한 하우징에서는, 하나 이상의 언급된 소수성 필터부재 같은 방수 및 공기투과성인 소수성 필터부재가, 바람직하게는 친수성 필터부재의 포팅이 시험되고, 차례로 된 것이 발견된 후에 배치된다. 이러한 방법은 특히 간단한 방법으로 기계적으로 수행되어질 수 있고, 그 또는 각각의 방수 및 공기투과성 소수성 필터부재의 위치는 항상 균일하게 고정된다. 더욱이, 그리하여 달성되는 장점은 공기가 각각의 하우징을 떠날 수 있는 위치가 물이 하우징을 떠날 위치로부터 자유롭게 또한 멀리 떨어져서 선택되어질 수 있다는 것이다.

특히 유리한 구현예에서, 방수 및 공기투과성 소수성 필터부재는 기저부, 친수성 필터부재의 제 1 말단이 포함되어지는 부분에서 배치된다.

바람직하게, 친수성 필터부재는 기저부의 외부 원주에 근접하여 배치되며, 그렇게 함으로써 기저부의 중심부는 비워지게 되고, 친수성 필터부재가 안이 빈 내부 공간을 갖는 코일 형태로 감겨진다. 이 내부 공간은 바람직하게는 상기 언급한 중심부에 인접하며, 그 후 친수성 필터부재의 한 부분 이상의 소수성화는 내부 공간으로부터 얻어질 수 있다. 대신하여, 친수성 필터부재의 적어도 일부를 소수성화하는 것에 더하여 또는 대신으로, 소수성 필터부재 같은 방수 및 공기투과성 소수성 필터부재가 중심부에 배치될 수 있다.

코일 모양에서 친수성 필터부재의 다발을 감고 그에 의해 빈 내부 공간을 비워지게 함으로써, 내부공간 뿐만 아니라 기저부가 친수성 필터부재를 비교적 간단한 방법으로 접근가능하게하는 반면, 여전히 상대적으로 큰 여과 표면적이 얻어진다는 잇점이 얻어진다.

본 발명에 따른 필터 멤브레인에서, 유리하게, 활성탄, 제올라이트, 점토물질, 활성 물질의 조절된 방출을 하는 화합물, pH 조절제, 이온교환 물질, 무기질, 요드, 살균제 등과 같은, 예비-필터(pre-filter)로 기능할 수 있고 나아가 예를 들어 물의 향 및/또는 맛에서 바람직하지 않은 변화를 크게 방지하거나 그자체로 알려진 여과 작용을 갖을 수 있는 세균 보유 및/또는 사멸 수단 및/또는 나아가 여과수단으로 이용될 수 있다.

본 발명은 나아가 청구항 16에 의한 특성에 의해 특징지어지는 멤브레인 필터에 관한 것이다.

이러한 멤브레인 필터는 그 여과작용은 유지하면서도, 공기가 간단히 빠져나갈 수 있는 장점을 제공한다.

본 발명은 나아가 본 발명에 의한 멤브레인 필터, 적어도 본 발명에 의한 방법으로 제조된 필터 멤브레인 필터를 갖는 샤워기, 적어도 샤워기 헤드 및/또는 샤워 호스에 관한 것이다.

본 발명에 의한 멤브레인 필터를 갖는 샤워기, 적어도 샤워기 헤드 및/또는 샤워 호스를 제공함으로써 세균 특히 레지오넬라 같은 오염이 사용자가 물에 접촉하게 되는 위치에 인접하여 포착되는 이점이 얻어진다. 이러한 방법으로 물, 또한 파이핑에서 얼마간 정체되었던 물의 특별히 좋고 간단한 정화가 얻어진다.

하부청구항, 나아가 방법의 유리한 구현예에서, 본 발명에 따른 멤브레인 필터 및 샤워기가 기술된다.

본 명세서에서, 친수성 필터부재는 물은 통과하지만 공기나 세균은 차단하도록 하는 하나 이상의 필터부재를 의미하도록 이해된다. 본 명세서에서 소수성 필터부재는 공기는 통과하지만 물이나 세균은 차단하는 하나 이상의 필터부재를 의미하는 것으로 이해된다.

이러한 필터부재의 제조를 위한 재료들은 관례로부터 충분히 알려져 있으며 예를 들어 도입부 및 WO 02/076589 및 US2002/0139095에서 기술된 것 같이 참고문헌에 의해 본 명세서에 포함되지만 거기에 한정되는 것은 아니다. 도면에서 보여진 예를 들어 상기 PES 또는 PVDF 또는 상기 재료로부터 만들어진, 미세다공성 공동 섬유 멤브레인이 특히 적절하다. 이러한 미세다공성 공동 섬유 멤브레인 및 그 제조방법은 예를 들어 WO 02/076589 및 US2002/0139095 및 그에 언급된 간행물에 기술되어 있으며, 이는 적어도 그 점에서 본 명세서에 포함된것으로 이해된다.

도 1은 측면도로 본 발명에 의한 물입구(3) 및 물출구(4)를 갖는 하우징(2)이 형성된 멤브레인 필터(1)를 나타냈다. 하우징(2)은 방수 및 밀폐성이며 물입구 (3) 및 물출구(4)와 분리되고, 예를 들어 물 파이핑, 샤워 기구, 목욕 기구, 스프레이 기구 등에 포함될 수도 있었다. 도 2-6, 9 및 10에서, 본 발명에 따른 멤브레인 필터(1)의 다른 구현예가 종단면으로 나타냈다.

도 2는 윗면이 제거된 본 발명에 의한 멤브레인 필터(1)의 첫 구현예를 보여주는 데, 하우징(2)은 실질적으로 원통모양이고 실질적으로 두 부분, 즉 그 위에 물입구(3)가 제공되는 재킷(5)과 그 위에 물출구(4)가 제공되는 말단 단편(piece) (6)으로 만들어져있다. 말단 단편(6)을 면하는 재킷(5)의 제 1 말단(7)에 인접해서 기저부(8)를 재킷의 제 1 말단(7)에서 재킷(5)을 방수 및 밀폐되도록 막는 기저부(8)를 제공했다. 기저부(8) 아래쪽의 말단 단편(6)에서, 수집챔버(9)가 제공되며, 이는 물출구(4)와 연결되어 있다.

친수성 필터부재(11)의 다발 (10)은 기저부(8)에 고정되어 있다. 친수성 필터부재(11)는 상기한 바와 같이 공동이고 다공성 섬유이며, 이는 기저부(8)에서의 제 2 말단(13) 뿐만 아니라 제 1 말단(12)에 의해 포함되며 수집챔버(9)를 향해 열려있다. 사용하는 동안 재킷(5)에서 물입구(3)를 통해 멤브레인 필터(1)로 흐르는 물은 친수성 필터부재(11)의 벽(14)을 통해 섬유들의 공동인 코어(15)로 흐르고, 기저부에서의 제 1 말단(12) 및 제 2 말단(13)을 통해 수집챔버(9) 및 이어서 물출구(4)로 흐름에 의해 수집챔버(9)로만 흐를 수 있다. 다공성 여과벽(14) 덕분에, 물 만이 수집챔버(9)를 통해 흘러나갈 수 있는 반면, 예를 들어 공기 및 세균은 친수성 필터부재(11)에 의해 차단된다. 친수성 필터부재(11)의 다발(10)은 감겨서 코일 형태로 되고 다발(10)은 재킷(5)의 내부를 따라 확장됨으로써 기저부(8)의 중심부 17) 및 본질적으로 원통형이고 중심부(17)에 인접한 내부 공간(18)을 비워두게 된다.

친수성 필터부재(11)는 예를 들어 섬유의 친수성 필터부재(11)의 주위에 기저부(8)를 형성함으로써 기저부(8)에서 제 1 및/또는 제 2 말단(12, 13)에 의해, 예를 들어 에폭시로부터 보호된다. 이는 일반적으로 포팅으로 나타낸다. 멤브레인 필터(1)의 기능적인 측면에서 포팅이 어떤 공기 및/또는 물도, 그렇게 함으로써 친수성 필터부재(11)의 다공성 벽(14)을 통과하는 것 없이 물입구(3)로부터 물출구 (4)로 친수성 필터부재(11) 및 기저부(8)를 통과해서 흐를 수 없는 방식으로 행해진다는 것은 대단히 중요하다. 이를 점검할 수 있기 위해서, 이러한 멤브레인 필터는 하기 더 기술되어질 방법에서의 본 발명에 의해 시험된다. 이 시험이 성공적으로 진행된다면, 즉, 어떠한 공기 및/또는 물의 흐름이 보이지 않는다면, 본 발명에 의해, 하나 이상의 공기투과성이고 물 및 세균 차단성인, 도 2에 검게 색칠된 섬유성 요소로 도식적으로 나타내어진 필터부재, 특히 소수성 필터부재(19)가 형성된다. 본 발명에 의해 이것이 실현되어질 수 있는 방법은 하기에서 더 설명될 것이다.

도 3은 도 2에서 나타내어진 대로 그에 대한 구조 및 기능에 상응하는 본 발명에 따른 멤브레인 필터(1)를 나타낸다. 그러나, 이 구현예에서, 기저부(8), 바람직하게는 그 중심부(17)에서, 소수성 필터부재(19A)가 공기는 통과시키고 물 및 박테리아 등의 오염을 차단하기 위해 형성된다. 이 소수성 필터부재(19A)는 친수성 필터부재(11)의 다발(10)의 포팅이 시험되고 순서있게 된 것이 발견된 후 바람직하게 본 발명에 의한 방법에 따라 배치된다. 첫 구현예에서, 이는 시험 및 시험하는 동안 마개로 일시적으로 막기 전에 기저부(8)에서 소수성 필터부재(19A)를 형성함에 의해 행해질 수 있었다. 도 3에서 그 말단에 소수성 필터부재(19A)는 기저부 (8)에서 개구부에서 보호되거나 그와 함께 전체적인 공동 부쉬(bush)(20)에 배치된다. 그 후, 점선에 의해 도 3에 도식적으로 나타내어진 마개(21)가 소수성 필터부재(19A)를 막기 위해 공동인 부쉬(20)로 삽입될 수 있다. 친수성 필터부재(11)를 시험, 적어도 그의 포팅을 한 후, 마개(21)는 소수성 필터부재(19A)을 없애기 위해 제거될 수 있다.

다른 구현예에서 도 3에서 부쉬(20)는 친수성 필터부재(11)의 포팅 시험 동안, 적어도 동시에 개구부(22)를 방수 및 밀폐하도록 막는 마개(21)로 대체될 수 있다. 포팅이 시험되고 순서있게 된 것이 발견된 후, 마개(21)는 제거되고 부쉬 (20)로 대체된다. 임의적으로, 이는 물출구(4)를 통해 행해질 수 있지만 말단 단편(6)이 포팅이 시험되고 소수성 필터부재(19A)가 제공될 때까지 끼워지지 않는 것이 바람직하다.

도 4는 비교적 적은 축 길이 L의 본 발명에 의한 멤브레인 필터(1)를 나타내는 데, 그렇지 않다면 그 구조는 도 1-3에 의한 멤브레인 필터(1)의 그것에 본질적으로 비교할만 하다. 간단히 하기 위해, 친수성 필터부재(11)의 다발(10)의 단지 제1 말단 및 제 2 말단(12, 13)만 나타내었다. 이 구현예에서, 하우징의 제 1 말단(7)에 반대편에 위치한 하우징(2)의 제 2 말단(24)을 막는 원주 벽(23)에서, 방수 및 공기투과성 소수성 필터부재(19A)가 형성되며 기저부(8)로부터 떨어져있다. 이 소수성 필터부재(19A)는 친수성 필터부재(11)의 포팅이 시험된 이후, 도 3과 관련하여 기술된 대로의 방식에 견줄만한 방법으로 피트될 수 있다.

도 2 및 3에 의한 여과 장치(1)는 원주 벽(23)으로 하우징의 제 2 말단(24)을 막을 수 있다 (나타내지 않음).

도 5는 바람직하게는 기저부(8)에서 그들의 포팅이 시험되고 순서대로 된것이 보여진 후, 친수성 필터부재(11)를 소수성화하기 위한 발명에 따른 방법의 두 변형을 보여준다. 윗면으로부터, 즉 원주벽(23)이 끼워지기 전에, 소수성화 물질, 특히 액체가 예를 들어 점적장치 (dripper), 바늘, 스프레이 또는 브러쉬 등으로 친수성 필터부재(11)의 다공성 벽(14)의 외부에 적용될 수 있다는 것이 화살표 P1에 의해 나타내진다. 따라서, 공기가 소수성 필터부재를 통해 수집챔버(9)로 빠져나갈 수 있고, 사용하는 동안에 물출구(4)를 통해 물과 함께 멤브레인 필터(1)를 빠져나갈 수 있는 것을 통해 얻어진다. 이런 식으로 하나 또는 그 이상의 친수성 필터부재들이 그 외부에 그들을 소수성화 하기 위한 액체로 전체적으로 또는 일부 제공될 수 있다는 것이 명확할 것이다.

도 5에서, 내부공간(18)에 결합한 친수성 필터부재(11)의 적어도 일부에서 내부공간(18)을 통해서 예를 들어 비교적 긴 바늘을 이용해서, 소수성화 물질, 특히 액체로 처치되어질 수 있다는 것이 화살표 P2에 의해 표시된다.

도 5와 관련하여 기술된 이 방법으로, 예를 들어 다른 소수성 필터부재(19)에 환상의 소수성 필터부재(19)를, 예를 들어 기저부(8)의 주요 면(16) 바로 위에 제공하는 것 또한 가능하다. 이런 방법을 통해, 친수성 필터부재(11)의 총 표면적 및 그 또는 각각의 소수성 필터부재(19)의 표면적 사이의 비율이 바라는 대로 선택될 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 구현예를 도식적으로 보여주는 데, 멤브레인 필터 (1)는 바람직하게는 하우징의 제 1 말단(7)에 의해 고정되고, 소수성화 액체(25)가 하나 이상의 친수성 필터부재(11)의 제 1 말단(12) 및/또는 제 2 말단(13)을 통해 그 또는 각각의 친수성 필터부재(11)로, 예를 들어 바늘(26)을 이용해 도입된 후, 그러한 소수성 필터 멤브레인이 얻어진다.

도 9에서 나타낸 것 같이 다른 구현예에서, 친수성 필터부재(11)는 제 1 말단(12)에 의해서만 재킷(5) 내의 비어있는 반대편 제2 말단(13)으로 도 2에서 나타낸 것과 유사한 방법으로 기저부(8)에서 보호되고, 제2 말단(13)은 예를 들어 마개(50) 등에 의해 막아지거나 원주 벽(23)에 의해 고정되고 물이 이 제2 말단을 통해 친수성 필터부재(11)로 또는 밖으로 흐르는 것을 막도록 차단된다.

도 10은 교차-흐름(cross-flow) 형의 더 다른 구현예를 보여준다. 여기서, 친수성 필터부재(11)의 제1 말단 및 제2 말단 (13)은 기저부(8 및 8A)에서 각각 포트된다. 하우징(2)은 수집챔버(9)와 통하는 물입구(3)를 갖는 제 1 말단에서 배치된다. 반대편에, 출구공간(9A)와 연결된 제 2 출구 개구부(4B)가 제공된다. 재킷(5)에 제 1 출구 개구부(4A)가 제공된다. 섬유(5)는 수집챔버(9)를 출구 공간 (9A)과 연결하며, 물은 공동 섬유 (11)를 통해 직접적으로 입구 (3)로부터 제2 출구 개구부(4B)로 흐를 수 있다. 하우징에서, 이용하는 동안, 바람직하게는 감소된 압력이 적용되며, 섬유(11)를 통해 흐르는 액체의 일부는 섬유(11)의 벽을 통하도록 되어지고 출구 개구부(4A)로 흘러나올 수 있다. 출구 개구부(4B)를 통해 직접 흐르는 물은 예를 들어, 입구 개구부(3)로 거꾸로 공급될 수 있다. 물론, 흐름의 방향은 또한 역으로 될 수 있거나, 물이 입구로 사용되어지는 출구 개구부(4A)를 통해 도입될 수 있고, 제1 ,2 말단(12, 13)을 통해 방출될 수 있다.

도 9 및 도 10에서 보여진 구현예에서 또한, 상기 기재된 방법으로, 공기투과성, 방수 요소, 특히 소수성 필터부재 또는 멤브레인이 제공될 수있다.

본 발명에 의한 소수성화 섬유에 적절한 재료는 관례에서 예를 들어 상기 언급한 US2002/0139095 및 여기 참고문헌으로 포함된 그에 언급된 간행물 등에서 충분히 알려져 있고 기재되어 있다.

도 7은 본 발명에 따른 샤워기 헤드의 상부도면 및 선 A-A를 따른 측단면도를 나타내는 데, 샤워기 헤드(30)는 도 8에 부품 상호관계를 나타내는 전망도로 나타나 있다. 샤워기 헤드(30)는 원통형 헤드부(32)와 손잡이(33)가 제공되는 하우징(31)을 포함한다. 손잡이는 헤드부(32)에서 먼 부분에 연결 요소(34)를 갖고 제공되며 공동인 디자인이며, 물이 연결(34)로부터 헤드부(32)로 통로(35)를 통해 흐를 수 있다. 헤드부(32)는 윗 면(36)에 막혀있고 반대 아래 면(37)은 열려있으며, 이 면은 그 위에 보호된 폐쇄(closure), 예를 들어 물 통과 구멍 (39)을 갖는 나사산 모양의(threaded) 헤드(38)에 의해 막혀있다. 이러한 점에서 샤워기(30)는 표준 샤워기 헤드에 본질적으로 상응한다.

헤드부(32)에서, 본 발명에 의한 멤브레인 필터(1)가 손잡이(33)에서 통로 (35) 및 헤드(38) 사이에 포함된다. 물은 적어도 구멍(39)에서 단순히 멤브레인 필터 (1)을 통해서 연결 부분(34) 에서 통로(35)를 통해 헤드(38)로 흐를 수 있다.

도 8은 샤워기 헤드(3)를
부품 상호관계를 나타내는 전망도로 나타낸다. 이는 본질적으로 양 쪽 및 헤드 (38)에 작업적으로 근접해있는 면 (39)에서 열려있는 원통형 하우징 (2)을 나타내며, 밖으로 향해 뻗어나가는 플렌지 (40)가 제공된다. 플렌지 (40)에서, 헤드 (38)로부터 떨어진 면에는 O-링 (41)이 대체될 수 있고, 여기서 헤드부 (32)에서 멤브레인 (1)의 위치는 개방된 하부 말단 (37)의 주변을 둘러싸고 있는 빈 가장자리 (42)에 기대어 있으며, 그러한 방수 봉합이 얻어진다.

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도 8에서, 왼쪽 면에서, 친수성 필터부재(11)의 다발 (10)은 봉합 및 부착을 위해 나타내어지고 있는 원통, 두개의 링(43)으로 나타내진다. 재킷(5)의 열린 상단은 적어도 친수성 필터부재(11) 사이에, 물이 작업적으로 손잡이(33)로부터 멤브레인 필터(1)로 이를 통해 흐를 수 있는 중앙 개구부(44)가 제공된다. 도 7에서 앞서 본 바와 같이, 친수성 필터부재(11)의 내부에 멤브레인(1)에서, 소수성 필터부재(19)가 제공되는 데, 이를 통해 사용하는 동안 공기가 샤워기 헤드(38)로부터 빠져나갈 수 있다. 대신으로, 멤브레인 필터(1)의 다발 (10)에 의해 형성된 원통의 한 가운데에서, 마개(21)가 앞서 언급한 방법으로 제공될 수 있으며, 친수성 섬유들의 부분이 소수성화될 수 있다.

본 발명에 의한 적어도 샤워기 헤드(31)를 갖는 샤워기로, 물이 샤워기 헤드 (38)를 구멍(39)을 통해 떠나기 전에 직접적으로 간단히 여과되어질 수 있으며, 따라서 재 오염은 간단히 방지된다. 특정 사용 기간 후 또는 오염의 특정 정도에 다다랐을 때, 멤브레인 필터(1)는 간단히 치환될 수 있으므로 바라는 작업처리량이 항상 얻어진다.

실례로서, 본 발명에 의한 필터 멤브레인에 대한 많은 수치들이 주어지며, 이는 어떻게 하여도 제한되는 것으로 해석되지 않는다. 섬유의 총 멤브레인 길이는 예를 들어, 약 0.2m²의 멤브레인 표면적에 대해 40m 크기의 순이다. 유속은 예를 들어 비교적 깨끗한 필터에 대해 1bar에서 1분당 8리터이며 사용기간 말 경에서 필터의 경우 1 bar에서 1분당 약 3 리터 사이로 다양할 수 있으며, 물론 다른 많은 수치들이 가능하다. 더욱이, 본 발명에 의한 샤워기에서, 자연적으로 도 1-4의 어느 하나에 따르거나 명세서에 기재된 대로 나타낸 바와 같은 필터의 다른 구현예가 포함될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 한 구현예에 따르면, 멤브레인 필터는, 기능적인 소수성 필터부재가 없이, 친수성 필터부재들을 연속적으로 포팅(potting)하고, 이후 임의로 포팅의 촘촘함의 새는 곳을, 바람직하기는 습식 환경하에서 시험하고, 이후에 상기 방법으로 적어도 하나의 소수성 필터부재를 제공하여 제조된다. 시험은, 예를 들면, 수집챔버(9)에 물을 공급하고, 그리고 나서 기저부(8)의 반대 측면으로부터 공기를 공급하여 실행된다. 포팅이 알맞는 방법으로 실행되었다면, 수집챔버(9)의 물에 공기방울이 생기지 않을 것이다. 당연하게, 이와 같은 시험은 다른 방법으로 행해지는 데, 예를 들면, 수집챔버(9) 및/또는 하우징(2)의 내부 공간에 알고 있는 과압력을 공급하고 그리고 이 과압력이 독립적으로 유지되는가를 확인하고, 포팅이 정확히 배치되지 않았다면, 압력은 공기 누출의 결과 천천히 감소한다. 많은 비교할 수 있는 변수들은 당업자들에게 즉시 분명해진다. 물이 새지 않는 기능적 공기 통로 때문에, 특히 소수성 필터부재는 이 시험 이후까지 제공되지 않으며, 이 시험 동안 추가의 특별한 측정을 수행할 필요가 없다.

본 발명에 따른 멤브레인 필터(1)는 다른 필터들, 예를 들면, 활성 탄소와 같은 예비-필터와 결합될 수 있다. 임의로, 원하지 않는 물의 냄새 또는 맛의 변화를 막고 물입구를 통한 세균 등의 환류를 막기 위해, 멤브레인 필터(1), 특히 친수성 및/또는 소수성 필터부재(11, 19)사이에, 세균-포착 및/또는 사멸 수단 또는 예를 들면 활성 탄소와 같은 예비-필터가 포함될 수 있다. 하나의 구현예에서, 물은 사용중 물입구(3)에서 물출구(4)로 흐른다. 그 결과, 물은 외벽(14)에서 섬유의 코어(15)로 흐르고, 이것은 내부 공간이 막히는 것을 간단히 예방한다. 그러나, 흐름의 방향은 또한 반대가 될 수도 있음이 분명하다.

동일한 또는 비교가능한 방법에서, 다른 종류의 친수성 필터부재들이 본 발명에 따른 멤브레인 필터에 사용될 수 있고, 이것은 우선 공기밀폐에 대해 시험될 수 있고, 그 이후 예를 들면 부분적으로 친수성 필터부재를 소수성화 함에 의해 소수성 필터부재가 제공될 수 있다.

본 발명은 설명 및 도면에 나타나는 설명적인 구현예로 제한되는 것은 아니다. 그에 관한 많은 변화, 예를 들면, 보여지고 기술된 구현예의 다른 부분들의 결합이 본 발명의 청구범위에서 개설된 발명의 범위 내에서 가능하다.

본 발명에 의하여 탈기 가능성을 갖는 멤브레인 필터가 제조된다.

본 발명에 의하여 나아가 멤브레인 필터가 비교적 빠르고 간단하며 바람직하게는 기계화된 방법으로 제조될 수 있다.

Claims

친수성 필터부재(11)의 제1 말단(12)이 기저부(8)의 제1 측면을 향해 개방되고, 상기 친수성 필터부재(11)가 상기 기저부(8)의 반대쪽으로 연장되도록, 상기 친수성 필터부재(11)의 적어도 하나의 제1 말단(12)에 의해 상기 친수성 필터부재(11)의 다발(10)을 하우징(2)의 기저부(8)에 고정하는 단계를 포함하는 멤브레인 필터(1)의 제조방법에 있어서,

친수성 재료로부터 또는 친수성 섬유를 생산하는 방법을 사용하여 상기 친수성 필터부재(11)를 형성하는 단계; 및

적어도 1개의 방수되고 공기는 투과하는 방수 및 공기투과성 소수성 필터부재(19, 19A)가 상기 멤브레인 필터(1)에 형성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 필터(1)의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 방수 및 공기투과성 소수성 필터부재(19, 19A)는 적어도 하나 이상의 친수성 필터부재(11)의 적어도 일부를 소수성화(hydrophobing)함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 필터(1)의 제조방법.
제 2항에 있어서, 상기 소수성화는 적어도 하나 이상의 친수성 필터부재(11)의 외부에 소수성화제(hydrophobing substance)를 적용함에 따라 얻어지는 것을 특징으로 하는 멤브레인 필터(1)의 제조방법.
제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 소수성화는 적어도 하나 이상의 친수성 필터부재(11)의 내부에 소수성화제를 적용함에 따라 얻어지는 것을 특징으로 하는 멤브레인 필터(1)의 제조방법.
제 4항에 있어서, 액상의 소수성화제가 상기 제1 말단(12)에 적용되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 필터(1)의 제조방법.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 친수성 필터부재(11)의 다발(10)을 고정시킨 후에, 상기 기저부(8)의 기밀(氣密)을 통해서 상기 친수성 필터부재(11)가 상기 기저부(8)에 부착된 상태를 시험하고, 공기가 상기 기저부(8)를 통과하여 지나가는지 또는 상기 친수성 필터부재의 옆쪽을 지나가는지 및/또는 상기 친수성 필터부재를 통과하여 지나가는지를 확인하며, 기밀이 증명된 후에, 적어도 하나의 방수 및 공기투과성 소수성 필터부재(19, 19A)를 형성하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 필터(1)의 제조방법.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 친수성 필터부재(11)를 갖춘 상기 기저부(8)가 하우징(2)에 구비되고, 이 하우징(2)에는 물이 상기 친수성 필터 부재(11)를 통해 물입구(3)에서 물출구(4)로만 흐를 수 있도록 물입구(3)와 물출구(4)가 구비되고, 상기 방수 및 공기투과성 소수성 필터부재(19, 19A)가 상기 하우징(2)의 일부에 배치되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 필터(1)의 제조방법.
제 7항에 있어서, 상기 방수 및 공기투과성 소수성 필터부재(19, 19A)가 상기 친수성 필터부재(11)의 제1 말단이 구비되어 있는 상기 기저부(8)에 배치되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 필터(1)의 제조방법.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 친수성 필터부재(11)가 상기 기저부(8)의 외부 원주에 인접하게 배치됨에 따라, 상기 기저부(8)의 중심부(17)를 비우게 되고, 그 후 상기 친수성 필터부재(11)의 다발(10)이 공동의 내부공간(18)을 갖는 코일모양으로 상기 중심부(17)에 인접하게 감겨지며, 그 후 친수성 필터부재(11)의 적어도 일부에서의 소수성화가 상기 내부공간(18)을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 멤브레인 필터(1)의 제조방법.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 친수성 필터부재(11)가 상기 기저부(8)의 외부 원주에 인접하게 배치됨에 따라, 상기 기저부(8)의 중심부(17)를 비우게 되고, 그 후 상기 친수성 필터부재(11)의 다발(10)이 공동의 내부공간(18)을 갖는 코일 모양으로 상기 중심부(17)에 인접하게 감겨지며, 상기 방수 및 공기투과성 소수성 필터부재(19, 19A)가 상기 중심부(17)에 배치되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 필터(1)의 제조방법.
제 10항에 있어서, 하나 이상의 개구부(22)가 구비된 기저부(8)가 사용되고, 상기 친수성 필터부재(11)를 시험하는 동안에 개구부가 기밀하고 방수되도록 흐름이 차단되며, 상기 개구부(22)에 상기 방수 및 공기투과성 소수성 필터부재(19, 19A)가 배치되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 필터(1)의 제조방법.
제 11항에 있어서, 상기 기저부(8)의 상기 개구부(22)에서 기밀하고 방수되도록 흐름을 차단한 것을 해제한 후에, 상기 방수 및 공기투과성 소수성 필터부재(19, 19A)가 배치되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 필터(1)의 제조방법.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 소수성화를 위해, PTFE 또는 실리콘 물질의 군으로부터 선택되는 재료를 사용하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 필터(1)의 제조방법.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 친수성 필터부재(11) 사이에 세균-포착 및/또는 사멸 수단이 배치되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 필터(1)의 제조방법.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 친수성 필터부재(11)의 다발(10)이 제1 말단(12)과 제2 말단(13)에 의해 상기 기저부(8)에 고정되고 감겨지는 것을 특징으로 하는 멤브레인 필터(1)의 제조방법.
제 1항에 따른 방법으로 제조되는 멤브레인 필터로서,

상기 멤브레인 필터는 사용하는 동안에 물이 상기 친수성 필터부재(11)를 통해 상기 기저부(8)만을 통과하도록 제1 말단(12)에 의해 상기 기저부(8)에 고정되는 친수성 필터부재(11)의 다발을 포함하는 친수성 필터를 구비하고,

공기가 소수성 필터부재를 통해 상기 멤브레인 필터를 통과하도록, 소수성 필터부재(19, 19A)가 상기 친수성 필터부재(11)의 일부에라도 형성되거나 소수성 필터부재(19, 19A)가 멤브레인 필터에 배치되며,

내부공간(18)이 상기 기저부(8) 의 바로 옆에서 둘러싸이도록, 상기 친수성 필터부재(11)의 다발(10)이 코일모양으로 감겨지고,

상기 소수성 필터부재(19, 19A)의 일부가 상기 내부공간(18)을 경계짓는 것을 특징으로 하는 멤브레인 필터.
제 16항에 있어서, 상기 소수성 필터부재(19, 19A)가 상기 친수성 필터부재(11)의 일부를 소수성화함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 필터.
제 16항에 있어서, 상기 소수성 필터부재(19, 19A)가 상기 기저부(8)에서, 상기 친수성 필터부재(11) 바로 옆쪽 또는 상기 친수성 필터부재(11) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 필터.
제 16항에 있어서, 상기 친수성 필터부재(11) 및/또는 소수성 필터부재(19, 19A) 사이에, 세균-포착 및/또는 사멸 수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 멤브레인 필터.
제 16항에 있어서, 상기 친수성 필터부재(11)는 상기 제1 말단(12)의 반대쪽에 위치한 제2 말단(13)에 의해 원주 벽(23)에 각각 고정되는 연장된 부재로서, 제2 말단(13)에 인접하여 방수되도록 흐름이 차단되어 있고, 반면에 챔버에 방수를 형성하는 원주벽이 기저부(8)와 원주벽(23) 사이에서 챔버에 구비되며, 물입구(3)가 원주벽(23)에 형성되고, 물출구(4)가 챔버로부터 멀리 떨어져서 기저부(8)의 측면에 형성되며, 이러한 배치은 물이 오직 물입구(3)로부터 물출구(4)나 친수성 필터부재를 통해서만 흐르거나 또는 반대로 흐르게 하고, 공기가 방수 및 공기투과성 소수성 필터부재를 통해서만 흐르도록 하며, 사용중에 오염물이 물로부터 여과되도록 상기 소수성 필터부재가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 멤브레인 필터.
제 20항에 있어서, 상기 친수성 필터부재(11)의 다발(10)이 원주 벽의 내부를 따라 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 멤브레인 필터.
제 16항에 있어서, 상기 친수성 필터부재(11)는 섬유와 같은 공동(hollow)의 원통형 부재로 형성되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 필터.
제 16항에 있어서, 사용하는 동안에 물이 멤브레인 필터를 빠져나오는 위치로부터 멀리 떨어져 있는 멤브레인 필터에서 공기가 빠져나오도록, 상기 멤브레인 필터가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 멤브레인 필터.
제 16항에 있어서, 사용하는 동안에 상기 소수성 필터부재의 탈기(脫氣)를 위해, 방수 및 공기투과성 소수성 필터부재(19, 19A)가 상기 기저부(8)로부터 멀리 떨어져서 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 멤브레인 필터.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 따른 제조방법으로 제조되는 멤브레인 필터 또는 제 16항에 따른 멤브레인 필터를 구비한 샤워기.
제 25항에 있어서, 상기 멤브레인 필터(1)가 샤워기의 샤워 헤드부(32)나 샤워기의 샤워 호스에 배치되고, 전체로 (integrally) 교환가능함에 따라, 교환시에 사용자가 친수성 필터부재 및 소수성 필터부재와 어떠한 접촉도 하지 않도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 샤워기.
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