WO2022055229A1 - 선태식물 필터유닛 제조방법 및 이에 의해 제조되는 필터유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선태식물에 의한 판형의 필터재를 제조하는 단계(S10); 및 필터재를 케이스에 장착시키는 단계(S20);을 포함하는 것을 특징으로 하는 선태식물 필터유닛 제조방법에 관한 것이다.

Description

선태식물 필터유닛 제조방법 및 이에 의해 제조되는 필터유닛

본 발명은 미세먼지 등의 제거효율이 우수하고 이산화탄소 고정능이 우수한 선태식물을 이용한 필터유닛의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 필터유닛에 관한 것이다.

기존에 공기정화 등 다양한 용도로 사용되는 필터는 인공적인 화학재료를 기반으로 조성된 필터를 활용하여 제작되는 것이 일반적이다. 이러한 필터는 일반적으로 프리필터, 탈취필터, 헤파필터로 분류될 수 있다.

프리필터는 공기정화기의 첫번째 필터로서, 제일 앞에서 큰 먼지 입자를 제거하는 기능을 수행한다. 프리필터는 세척을 통해 재사용할 수 있으며, 항균소재로 곰팡이, 세균을 제거하기는 하지만, 대략 2~4주에 한번 물로 세척해야 하는 불편함이 있다. 탈취필터는 냄새와 유해가스를 제거하는 기능을 수행한다. 헤파필터는 공기 중의 미세입자를 여과하는 기능을 수행한다. 0.3UM상의 분진을 99.5%이상 제거할 수 있고. 담배연기, 바이러스 세균 및 미세먼지를 제거하지만, 6개월에 1회 교체가 필요한 불편함이 있다.

이처럼 프리필터, 탈취필터, 헤파필터를 모두 구비한 공기정화 장치의 경우 그 부피가 크고 가격이 비싸며 유지 및 관리가 용이하지 않은 문제가 있다.

한편 선태식물의 경우 일반적으로 음지의 습한 지역에서 생육이 잘되는 것으로 보고되고 있으나, 선태식물 중 모래이끼류의 경우 태양의 직사광선, 건조한 환경, 통풍이 잘되는 환경에서도 생장이 가능한 선태식물이다. 이러한 선태식물은 미세먼지와 이산화탄소 저감 효과가 있는 것으로 알려져 있는데, 이를 규격화 된 유닛으로 사용된 예는 없어 다양한 용도에서 적용이 미흡한 실정이다.

본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 선태식물을 규격화 된 필터유닛으로 제조하는 방법 및 이에 의해 제조되는 필터유닛을 제공하고자 함이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 선태식물 필터유닛 제조방법(이하 "본 발명의 제조방법"이라함)은, 선태식물에 의한 판형의 필터재를 제조하는 단계(S10); 필터재를 케이스에 장착시키는 단계(S20);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 S10단계에는, 선태식물 생육판에서 선태식물을 건조하는 단계(S11); 생육판을 분리하여 선태식물 원판을 제조하는 단계(S12); 선태식물 원판으로부터 이물질을 제거하는 단계(S13); 규격화 하여 선태식물 필터재를 제조하는 단계(S14);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 S13단계에는 선태식물 원판을 메쉬망에 안치하고 메쉬망 하면에서 이물질을 제거하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 S13단계에는 선태식물 원판을 매쉬망에 안치하고 메쉬망 하면에서 이물질을 제거한 후 선태식물 원판에 에어블로우 및 수분살포를 하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 S20단계에서, 다공을 형성하는 한쌍의 덮개메쉬 사이에 필터재가 게재되도록 케이스에 필터재가 장착되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 횡사와 종사로 이루어진 고정재의 양측에 필터재를 안치하여 양면필터재를 제조하는 단계(S21); 다공을 형성하는 한쌍의 덮개메쉬 사이에 상기 양면필터재가 게재되도록 케이스에 장착하는 단계(S22);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 S22단계에는, 상기 케이스는 덮개메쉬와 덮개메쉬 외곽에 프레임으로 구성되는데 상기 프레임의 내부에는 고정구가 돌출 구성되어 상기 케이스에 양면필터재를 장착시 상기 고정구가 양면필터재의 고정재를 관통하도록 하는 것을 특징으로 한다.

한편 본 발명에서는 상기 선태식물 필터유닛 제조방법에 의해 제조되는 선태식물 필터유닛(이하 "본 발명의 필터유닛"이라함)에 대해서도 개시한다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 선태식물 필터유닛은 미세먼지 등의 여과는 물론 이산화탄소 고정능이 있어 다양한 용도로 사용이 가능한 장점이 있다.

또한 주기적인 수분공급에 의해 생육이 가능하고 역세가 가능하여 유지 및 관리가 용이한 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 제조방법을 나타내는 블록도.

도 2는 본 발명의 제조방법을 나타내는 개략도.

도 3은 선태식물 원판의 건조 및 수분공급 상태를 나타내는 사진.

도 4 및 도 5는 본 발명의 필터유닛에 대한 이산화탄소 저감시험을 나타내는 사진 및 그래프.

도 6은 본 발명의 일 구성으로서 양면필터재를 나타내는 측단면도.

도 7은 도 6의 양면필터재가 케이스에 장착되는 상태를 나타내는 측단면도.

아래에서는 본 발명에 따른 양호한 실시 예를 상세히 설명한다.

본 발명의 제조방법은 도 1에서 보는 바와 같이 선태식물에 의한 판형의 필터재를 제조하는 단계(S10); 필터재를 케이스에 장착시키는 단계(S20);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 우선 선태식물에 의한 판형의 필터재를 제조하는 단계(S10)를 갖는다. 본 발명의 필터유닛은 도 2에서 보는 바와 같이 필터재(4)와 케이스(5)로 이루어져 이러한 필터유닛이 다양한 용도에 맞게 단독 또는 조립에 의해 사용될 수 있도록 하는 것이다.

상기 S10단계에는, 선태식물 생육판에서 선태식물을 건조하는 단계(S11); 생육판을 분리하여 선태식물 원판을 제조하는 단계(S12); 선태식물 원판으로부터 이물질을 제거하는 단계(S13); 규격화 하여 선태식물 필터재를 제조하는 단계(S14);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 2의 (a)에서 보는 바와 같이 생육판(1)에서 선태식물(2)이 생육되어지는 것이며, 상기 생육판(1)은 내부에 공간이 형성되면서 상부가 개구된 형상으로 필터재(4)의 기초가 되는 선태식물(2)이 생육되어지는 것으로 그 재질 및 구조는 다양한 공지의 재질 및 구조가 적용될 수 있어 그 상세 설명은 생략한다.

이렇게 생육된 선태식물(2)은 도 2의 (b)에서 보는 바와 같이 건조과정이 수행되어진다. 이러한 건조과정에서 다양한 공지기술을 적용하여 살균과정도 수행되어 지도록 한다.

충분히 생육판(1)에서 선태식물(2)의 건조가 이루어진 경우 (c)에서 보는 바와 같이 생육판(1)을 분리하여 선태식물 원판(3)을 제조하는 단계(S12)를 갖는다.

그 다음으로 선태식물 원판으로부터 이물질을 제거하는 단계(S13)를 갖는 바, 제조된 선태식물 원판(3)은 (d)에서 보는 바와 같이 매쉬망(4)에 안치하고 메쉬망(4) 하면에서 이물질을 제거토록 하는 것이다.

선태식물 원판(3)의 하면 즉 생육판(1)에 접하고 있던 면이 메쉬망(4)을 통해 메쉬망(4) 하면으로 노출되도록 한 상태에서 선태식물 원판(3)의 하면에서 흙, 이물질을 제거토록 하는 것이다. 메쉬망(4)에 선태식물 원판(3)을 안치하고 메쉬망(4)을 흔드는 등에 의해 흙, 이물질 등이 선태식물 원판(3)으로부터 탈리되도록 하는 것이다. 이와 같이 메쉬망(4)을 이용하는 이유는 건조된 선태식물 원판(3)이 건조과정에서 형상이 유지되도록 하여 깨지는 것을 방지하기 위함이다.

이와 같이 S13단계에서는 선태식물 원판(3)을 매쉬망(4)에 안치하고 메쉬망(4) 하면에서 이물질이 제거되도록 하는데, 충분히 흙, 이물질 등을 제거한 후에는 선태식물 원판(3)에 에어(a) 블로우를 통해 미세 토사 등이 제거되도록 하고, 이와 동시에 또는 후에 수분(w)이 살포되도록 한다.

이렇게 수분이 살포되도록 하는 이유는 후단(S14)에서 규격화가 용이하도록 하기 위한 것이다. 즉 (f)에서 보는 바와 같이 그 후단(S14)에서 선태식물 원판(3)을 규격화 하여 선태식물 필터재(4)를 제조하는데, 선태식물 원판(3)에 수분이 살포되도록 하여 페이스트의 연화가 이루어지도록 하기 위한 것이다.

즉 재단에 의한 규격화 과정에서 건조된 선태식물 원판(3)이 취성파괴가 이루어질 수 있는데 이를 방지하기 위해 수분이 살포되도록 하여 재단이 용이해지도록 하는 것은 물론 재단되어 제조되는 필터재(4)는 케이스(5)에 장착이 되어야 하는데 장착과정에서도 취성파괴가 일어날 수 있는 바, 수분살포에 의한 연화가 선행되어지도록 하는 것이다.

이렇게 제조되는 필터재(4) 또는 선태식물 원판(3)에 대한 실험결과가 도 3에 도시되고 있는데, 도 3은 선태식물의 생명력에 관한 실험으로서 (a)는 건조된 상태로 6개월을 방치한 상태를 나타내는 사진이며, (b)는 6개월후 물을 공급한 후를 나타내는 사진이다.

실험결과에서 보는 바와 같이 필터재(4) 또는 선태식물 원판(3)에 물을 주지 않고 6개월 이상 방치하여도 물을 공급하는 동시에 다시 살아나는 것을 알 수 있는바, (b)의 경우 건조된 선태식물에 수분공급이 이루어진 후 3초 이내에 바로 활성화 되는 것으로 이와 같이 필터재(4)를 사용함에 따라 당연히 유지 및 관리가 용이해지는 것을 알 수 있다.

마지막으로 본 발명의 제조방법은 도 2의 (g)에서 보는 바와 같이 필터재(4)를 케이스(5)에 장착시키는 단계(S20)를 갖는다. 도면에서 보는 바와 같이 상기 S20단계에서, 다공을 형성하는 한쌍의 덮개메쉬 사이에 필터재(4)가 게재되도록 케이스(5)에 필터재(4)가 장착되도록 하는 것이다.

이와 같이 제조되는 본 발명의 필터유닛은 선태식물을 필터재(4)로 사용함으로써 미세먼지 등의 여과, 탈취능 등은 물론 이산화탄소 고정능도 발현되는 것이다.

이러한 이산화탄소 고정능에 대한 실험을 수행하였는 바, 도 4의 (a)는 밀폐된 공간에 기존 필터재를 설치한 상태를 나타내는 사진이고, 도(b)는 밀폐된 공간에 본 발명의 필터유닛을 설치한 상태를 나타내는 사진이다.

실험결과 도 5에서 보는 바와 같이 본 발명의 필터유닛(이끼 상온)의 경우가 시간경과에 따른 이산화탄소 저감능에서 기존 필터재에 비해 현저히 우수한 결과를 나타내는 것을 알 수 있다.

즉 본 발명의 필터유닛은 필터재(4)로 선태식물이 사용됨에 따라 선태식물은 일반적인 식물보다 비표면적이 월등히 우수하여 미세먼지 저감효과가 우수한 것은 물론 상기 실험에서 보는 바와 같이 이산화탄소 고정능에 있어서도 우수한 것을 알 수 있다.

한편 이렇게 제조되는 필터유닛은 수직방향으로 설치되는 경우 시간경과에 따라 자중에 의해 하방향으로 쏠림현상이 발생될 수도 있다.

이러한 문제를 해결하기 위한 실시예가 도 6 및 도 7에 도시되고 있다.

본 실시예에서는 도 6에서 보는 바와 같이 횡사(61)와 종사(62)로 이루어진 고정재(6)의 양측에 필터재(4)를 안치하여 양면필터재를 제조하는 단계(S21); 다공을 형성하는 한쌍의 덮개메쉬 사이에 상기 양면필터재가 게재되도록 케이스(5)에 장착하는 단계(S22);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

양면필터재는 상기 고정재(6)의 양측에 필터재(4)가 접하도록 하는 것으로 필터재(4)에 있어 고정재(6)와 접하는 면은 생육판(1)과 접했던 면으로 하는 것이 바람직하다.

상기 고정재(6)는 판형으로 도면에서 보는 바와 같이 횡사(61)와 종사(62)가 직조에 의해 형성되는 것으로, 직조에 의해 형성되는 간극을 통해 사후적으로 필터재(4) 간에 생육과정에서 상호 엉키어 고정이 되는 것이다. 즉 사후적으로 엉킴에 의해 부착되는 필터재(4) 간에 고정재(6)가 견고하게 부착이 되는 것이다.

상기 횡사(61) 및 종사(62)는 바람직하게 각각 복수의 필라멘트로 구성되며 공기교락에 의해 각각의 필라멘트를 교락 시키도록 하여 상기 횡사(61) 및 종사(62)는 그 표면에 다수의 루프를 형성되도록 하는 것이 타당하다.

이와 같이 횡사(61) 및 종사(62)에 다수의 루푸가 형성되도록 하는 이유는 보습능을 배가시키기 위한 것이다. 즉 보습능을 배가시켜 생육환경을 더욱 향상시키기 위한 것이다. 또한 루프를 통해 상호 엉킴이 형성되어 필터재(4) 간 더욱 견고한 부착이 이루어질 수 있는 것이다.

여기서 "공기교락"이라함은 도면에 도시된 바는 없으나 공기교락장치 내에 복수의 필라멘트로 구성된 모체를 공급하여 고압의 공기를 분사함에 의해 필라멘트 간을 교락시키는 것을 말한다.

또한 바람직하게 각 필라멘트는 식물성 필라멘트가 적용되어 생육환경을 더욱 배가시키도록 하는 것이 타당한데 예로 코코넛 껍질을 재질로 하는 코코넛 필라멘트가 적용될 수 있다.

이와 같이 구성되는 양면필터재가 더욱 견고하게 케이스(5)에서 고정되도록 하기 위해 S22단계에서는 케이스(5)의 일 실시예를 제시하고 있다.

본 실시예에서 케이스(5)는 덮개메쉬(51)와 덮개메쉬(51) 외곽에 프레임(52)으로 구성되는데 상기 프레임(52)의 내부에는 고정구(53)가 돌출 구성되어 상기 케이스(5)에 양면필터재를 장착시 상기 고정구(53)가 양면필터재의 고정재(6)를 관통하도록 하는 예를 제시한다.

도면에서 보는 바와 같이 상기 케이스(5)는 덮개메쉬(51)와 덮개메쉬(51) 외곽에 프레임(52)으로 구성되는 짝유닛의 조립에 의해 형성되는 것으로 짝유닛의 조립은 볼트결합 등 다양한 공지기술이 적용될 수 있으므로 그 상세 설명은 생략한다.

상기 프레임(52)의 내면에는 고정구(53)가 돌출되는 바, 각 프레임(52)의 모서리부분에 고정구(53)가 구성되어 상기 고정구(53)가 고정재(6)를 각 모서리에서 잡아주도록 하는 것이다.

이와 같이 구성됨에 의해 고정재(6) 양측의 필터재(4)는 사후적으로 고정재(6)의 복수의 간극을 통한 엉킴에 의해 고정재(6)에 견고히 고정이 되는 것이며, 이에 더하여 고정재(6)는 상기 고정구(53)에 의해 케이스(5)에서 견고하게 고정이 되어 사후적인 형상변형을 제어할 수 있게 되는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않음은 물론이며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 기술적 지식을 가진 자에 의해 상기 기재된 내용으로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 수 있음은 물론이다.

Claims (8)

1. 선태식물에 의한 판형의 필터재를 제조하는 단계(S10); 및

   필터재를 케이스에 장착시키는 단계(S20);을 포함하는 것을 특징으로 하는 선태식물 필터유닛 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   S10단계에는, 선태식물 생육판에서 선태식물을 건조하는 단계(S11); 생육판을 분리하여 선태식물 원판을 제조하는 단계(S12); 선태식물 원판으로부터 이물질을 제거하는 단계(S13); 규격화 하여 선태식물 필터재를 제조하는 단계(S14);를 포함하는 것을 특징으로 하는 선태식물 필터유닛 제조방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 S13단계에는 선태식물 원판을 매쉬망에 안치하고 메쉬망 하면에서 이물질을 제거하는 것을 특징으로 하는 선태식물 필터유닛 제조방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 S13단계에는 선태식물 원판을 매쉬망에 안치하고 메쉬망 하면에서 이물질을 제거한 후 선태식물 원판에 에어블로우 및 수분살포를 하는 것을 특징으로 하는 선태식물 필터유닛 제조방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 S20단계에서,

   다공을 형성하는 한쌍의 덮개메쉬 사이에 필터재가 게재되도록 케이스에 필터재가 장착되는 것을 특징으로 하는 선태식물 필터유닛 제조방법.
6. 제 5항에 있어서,

   횡사와 종사로 이루어진 고정재의 양측에 필터재를 안치하여 양면필터재를 제조하는 단계(S21); 및

   다공을 형성하는 한쌍의 덮개메쉬 사이에 상기 양면필터재가 게재되도록 케이스에 장착하는 단계(S22);를 포함하는 것을 특징으로 하는 선태식물 필터유닛 제조방법.
7. 제 6항에 있어서,

   S22단계에는, 상기 케이스는 덮개메쉬와 덮개메쉬 외곽에 프레임으로 구성되는데 상기 프레임의 내부에는 고정구가 돌출 구성되어 상기 케이스에 양면필터재를 장착시 상기 고정구가 양면필터재의 고정재를 관통하도록 하는 것을 특징으로 하는 선태식물 필터유닛 제조방법.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항의 선태식물 필터유닛 제조방법에 의해 제조되는 선태식물 필터유닛.

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