螺旋缠绕式滤芯 技术领域 本发明涉及一种螺旋缠绕式滤芯，特别涉及一种通过滤芯净化原水时因为螺旋 缠绕式滤芯可在其内部实现碳过滤器的功能，从而无需为前处理或后处理而提供的碳过 滤器而不仅降低了净水器的体积且因弃用碳过滤器而大大降低成本的螺旋缠绕式滤芯。
背景技术
最近，因经济增长而使得产业规模扩大和大城市及工厂的密集化，导致了环境 污染问题大大增加，由此面临着水质污染的深刻问题，实际上原水必须通过净水器净化 后才能饮用。
在净水器的内部必需的是用于过滤原水的过滤器，且上述过滤器使用如下过滤 水的方法及按照阶段使用多种净水过滤器 ：无纺布过滤器、活性碳过滤器、活性碳纤维 (ACF) 过滤器、中空纤维膜过滤器、离子交换树脂过滤器、反渗透过滤器等。 此外，用于现有净水器的过滤器揭示有螺旋缠绕式滤芯，其制造方法详细揭示 于韩国特许登录第 10-0477585 号 “螺旋缠绕式分离膜模块的制造方法” 中。
上述螺旋缠绕式滤芯，一般通过平板膜状的超过滤膜、纳米过滤膜、反渗透过 滤膜等以螺旋缠绕式模块化。 特别是在纳米过滤膜或反渗透过滤膜的情形下，由于通过 部分过滤来使得污染物质浓缩的提供水一侧的一部分从浓缩水放出线排放，因此与中空 纤维膜相比具有更好的耐污染性能。 并且，用于螺旋缠绕式模块的平板膜是涂覆在可支 持的无纺布上，从而在高压条件下的运行与中空纤维膜相比更安全，且平板膜具有相同 体积条件下的最大有效面积。
并且，主要用作螺旋缠绕式滤芯的纳米过滤膜和反渗透过滤膜，可去除对人体 有害的铁、锈等的残渣，且可以去除微生物和重金属离子类等，不仅适用于家用净水滤 芯，还可广泛适用于产业用模块。
观察其结构可知，是通过管状的过滤管、过滤片、粘合片构成，以净水排出口 露出的状态与具有原水流入口的壳体结合，其中，上述过滤管，是在其一侧形成净水排 出口且在表面沿着长度方向形成多个净水流入孔，上述过滤片，在以膜用薄片的一面紧 密粘合网片的状态下，一侧固定于上述过滤管而以多层即螺旋状缠绕，上述粘合片，使 得上述过滤片在缠绕到上述过滤管的状态下粘合成圆形的壳体外观。
并且，上述过滤片，在将净水流入管放到上端观察时，过滤片的两侧和下端部 粘合成信封状态，在两侧的膜用薄片的内部，设置有可使得净化后的水流到过滤管的方 式形成净水通道的膜用网片，且在此状态下卷绕成螺旋状，外观设置成可维持螺旋状缠 绕的状态。
上述螺旋缠绕式滤芯在设置在净水器等装置时，需要与螺旋缠绕式滤芯一起在 原水流入的入口即净水排出的出口另行设置碳过滤器，使之与 2 个碳过滤器一起依次过 滤原水。
如上上述地，在螺旋缠绕式滤芯中在前处理及后处理过程设置碳过滤器，是因
为虽然上述螺旋缠绕式滤芯可过滤粒子性物质、微生物或有毒矿物质等，但对残留氯等 而引起的螺旋缠绕式滤芯具有低耐久性，特别是聚酰胺复合膜的具有低耐久性，且碳过 滤器对有机化学物质或恶臭等的污染物质具有优秀的去除性能。
并且，上述碳过滤器，为了形成数百万个微孔而通过进行特殊热处理的木材、 椰子、煤炭等的粒子性活性碳、或通过对纤维系列进行碳化所构成的活性碳纤维等所制 造，从而用于去除各种化学污染物质。 特别是，对杀虫剂、除草剂、产业废弃物等的有 机化学物质的去除有效，并且也对氡、氯、恶臭去除有效，从而必须设置在过滤区间。 但是上述碳化过滤器也存在不能去除微生物或有毒矿物质的缺点。
为解决这个问题，而在净水器设置螺旋缠绕式滤芯或碳滤芯的情形下，常在螺 旋缠绕式滤芯的前处理或后处理工序中另行设置及使用必需的碳过滤器，不能确保净水 器的空间，也导致由于另行设置碳过滤器而发生的成本上升。 发明内容 为解决上述问题的不足，本发明的目的在于提供一种在净化原水时无需为前处 理或后处理所提供的碳过滤器，仅使用其内部实现碳过滤器功能的螺旋缠绕式滤芯。
本发明是以如下方式实现的，本发明的螺旋缠绕式滤芯，包括 ：
过滤管，呈管状，在一侧设置有净水排出口，在表面沿着长度方向形成多个净 水流入孔 ；
过滤片，在将以在内部形成过滤空间的方式由 2 层薄片构成且在其内部具备膜 用网片的膜片、和在上述膜片的一面或两面形成有通道的网片层叠的状态下，一侧固定 于上述过滤管而形成辊状地缠绕 ；
活性碳纤维，提供到上述过滤片的通道或上述过滤管内侧 ；
粘合片，使得上述过滤片在缠绕在上述过滤管的状态下粘合成圆形的壳体外 观。
此时，在上述过滤片的通道提供活性碳纤维的情形下，可提供到膜用网片或网 片的一侧或两侧。
上述活性碳纤维，具有毛布状、无纺布状、纸状，可适用在上述膜用网片、网 片或过滤管内侧分别或同时一体吸附结合的结构。
上述活性碳纤维，是由活性碳纤维片构成，且在上述膜用网片或网片的一面或 两面分别或同时提供的结构。
上述活性碳纤维，是由纤维纱构成，可适用上述纤维纱之间浸渍或编织而成的 结构。
本发明的螺旋缠绕式滤芯，在净化原水时因为螺旋缠绕式滤芯可在其内部实现 碳过滤器的功能，从而无需为前处理或后处理而提供的碳过滤器，由此不仅降低了净水 器的体积，且因弃用碳过滤器而大大降低了成本。
并且，在螺旋缠绕式滤芯内部，活性碳纤维的插入形态为螺旋形而提高了插入 时的接触效率，不仅增加了活性碳纤维的效率，还在具有高孔隙率的活性碳纤维进行抗 菌或杀菌物质的处理而增加了所需的功能。
附图说明
图 1 是表示根据本发明螺旋缠绕式滤芯的立体图。 图 2 是表示图 1 的要部立体剖视图。 图 3 是表示图 1 或图 2 的纵截面放大图。 图 4 是表示根据本发明的另一实施例，是适用了活性碳纤维片的状态的要部剖视图。 图 5 是表示根据本发明的另一实施例，是膜用薄片的剖视立体图。
图 6 是表示根据本发明的另一实施例的要部剖视图。
图 7 是表示将图 6 的壳体主体适用于过滤器外壳的状态的使用状态剖视图。
图 8 是表示根据具备活性碳纤维薄片和膜用网片的螺旋缠绕式滤芯的净水量的 残留氯去除率的图表。
具体实施方式
以下结合附图对根据本发明的螺旋缠绕式滤芯的优选实施例进行详细说明，在 说明本发明中省略了对认为有碍于发明主旨的说明的现有技术的说明。 本发明涉及一种构成净水用过滤器的螺旋缠绕式滤芯。
上述螺旋缠绕式滤芯，包括 ：过滤管 100，上述过滤管 100 具有净水排出口 120 ；过滤片 200，上述过滤片 200 由在内部具备膜用网片 224 的膜片 220 和网片 240， 由此通过通道引导及净化原水，且形成辊状地缠绕在上述过滤管 100 ；活性碳纤维 300， 上述活性碳纤维 300 被提供到由上述过滤片 200 所形成的通道 ；粘合片 400，上述粘合片 400 使得上述过滤片 200 缠绕在上述过滤管 120 的状态下维持圆形的外观。
上述过滤管 100，以开放形成净水排出口 120 的方式在其一侧具有管状，在其外 侧沿长度方向形成多个净水流入孔 140，使得通过上述多个净水流入孔 140 流入的水进一 步通过净水排出口 120 排出。
上述过滤片 200，是由膜片 220 和与上述膜片 220 的一面或两面紧密粘附的网片 240，使得上述膜片 220 和上述网片 240 的一侧固定于上述过滤管 100 的一侧的状态下以 螺丝方向多重缠绕而形成。
即，上述过滤片 200，是通过将其一端固定于上述过滤管 100 的状态下以夹心蛋 糕卷 (roll cake) 状多层缠绕而形成。
上述膜片 220，以使得在其内部形成过滤空间 222 的方式通过两层薄片 (two-fold sheet) 所构成，膜用网片 224 提供到上述膜片 220 的上述过滤空间 222。
此时，在膜用网片 224 或网片 240，可适用活性碳纤维以毛布、纸、无纺布等形 状结合的结构，或纤维纱以纬线和经线彼此编织的结构等，且可进一步以薄片状附设在 膜用网片 224 或网片 240 的一面或两面。
上述活性碳纤维 300，可根据净水条件分别提供到构成上述过滤片 200 的膜片 220 内部的膜用网片 224 和网片 240，或以提供形态全部相同或不同的方式同时向构成上 述过滤片 200 的膜片 220 内部的膜用网片 224 和网片 240 此双方提供。
即，上述活性碳纤维 300，一体地吸附结合到上述膜用网片 224 或网片 240 或由 活性碳纤维片 320 所构成，从而提供到上述膜用网片 224 或网片 240 的一面或两面。 并
且，可同时适用吸附结合形态和片形状附设的方式。
上述活性碳纤维片 320，可适用纤维纱之间以毛布、纸、无纺布等形状结合的结 构，或者纤维纱以纬线和经线彼此编织的结构等。
并且，上述活性碳纤维 300 的比表面积可以是 500-3000m2/g。
此外，在本发明中的必要的情形下引入作为添加剂的多种功能性物质，以便对 活性碳纤维片 320 的表面及内部赋予多种功能。 即，在上述活性碳纤维片 320 的表面涂 覆添加剂或在上述活性碳纤维片 320 的内部浸渍 (impregnation)，使得添加剂均匀存在的 方式赋予功能性。
在本发明中并未特别限定这些添加剂，在不降低活性碳纤维片 320 的功能的范 围内，可从由杀菌剂、抗菌剂、矿物供应剂、 pH 调节剂及他们的混合物所组成的组中选 择。
上述添加剂可由本技术领域的普通技术人员选择，所选择的添加剂适用于使用 本发明的滤芯的装置或领域。 例如，可通过将杀菌剂涂覆或浸渍于活性碳纤维片 320 的 方式对上述活性碳纤维片赋予杀菌及抗菌性能。
本发明中并不特别限定上述杀菌剂，可以是公知的所有抗菌剂，作为例子可从 由纳米银、维他命 C、壳聚糖粉末及他们的组合中组成的组中选择。 特别是，在纳米银 的情形下抗菌特性优秀，在其使用时对各种细菌、病毒等具有优秀的抗菌效果。 具体说 明是，在将纳米银引入到活性碳纤维片 320 的情形下，上述活性碳纤维片 320 所处的部分 与经过净水过滤的水接触，可将上述纳米银的抗菌特性赋予最终过滤后的净水，有助于 维持上述净水的杀菌抗菌性。 并且，除了上述抗菌剂之外，可对上述活性碳纤维片 320 另行涂覆或浸渍矿物 供应剂、 pH 调节剂，来提供矿物供应水或调解 pH 值，从而可提供碱性水或酸性水。
在本发明中并不特别限定上述矿物供应剂、 pH 调节剂，可使用公知的矿物供应 剂、pH 调节剂。 作为一例可将脉斑岩、电气石、沸石、锗、伊利石等用作矿物供应剂和 pH 调节剂。 这些陶瓷是包含钠、钾、钙、镁等的碱的硅酸盐矿物质，上述碱和与网片接 触的水反应而提供碱性活性水或矿物活性水。
作为一例，在钙的情形下进行如下反应式上述，使得 1 个钙分子与 2 个水分子反 应而形成氢氧化钠。 在此过程中，来自钙的电子的一部分用于形成氢气，剩余电子留在 水中的同时形成氢氧基。 由此，通过钙与水的反应中所形成的氢氧基 (-OH) 的增加引发 pH 值的上升，由此水变成碱性还原水，上述 Ca2+ 在水中溶解为矿物活性水。
Ca+2H2O → Ca(OH)2+H2( ＝ 2H+2e-) ↑→ Ca2++2OH-+H2 ↑
由此，无需另行设置碱性还原水提供装置，通过在活性碳纤维片 320 引入矿物 供应剂、 pH 调节剂，由此获得碱性还原水或矿物活性水。
在将这些添加剂适用于活性碳纤维片 320 的情形下，是在不会阻挡上述活性碳 纤维片 320 的气孔且不阻碍物性的范围内使用，其含量考虑使用添加剂所要获得的效 果、活性碳纤维片 320 的物性及经济性而适当使用。 优选为，相对活性碳纤维片 320 为 100 重量，上述添加剂的含量在 30 重量以下。
上述粘合片 400 的一面涂布有粘合性物质，粘合成使得在上述过滤片 200 缠绕在 上述过滤管 100 的状态下形成圆形的壳体外观。
并且，上述活性碳纤维 300，是通过引入的水的接触时间、活性碳纤维的稠密 度、活性碳纤维的量、通过活性碳纤维的水的量所确定，因此，需要根据毛布状、无纺 布状、纸状、片状、织布状等制造上述活性碳纤维 300。
并且，本发明的螺旋缠绕式滤芯，在过滤管 100 的内侧全体或净水排出口 120 的 一定区间提供活性碳 500。 上述活性碳 500 是通过将毛布状、无纺布状、纸状的活性碳纤 维或将粒状活性碳或加工成块状的活性碳填充到过滤管内侧的方式一体结合而形成的。 上述块状活性碳可用活性碳纤维或粒状纤维制造。
此时，可将活性碳纤维进一步提供到膜用网片 224 或网片 240。 上述活性碳纤维 是以毛布状、无纺布状、纸状一体化或以片状提供到膜用网片 224 或网片 240 的一面或两 面。 并且，在该情形下可在膜用网片 224 或网片 240 适用上述杀菌剂、抗菌剂、矿物供 应剂、 pH 调节剂及他们的混合物等。
如上上述，通过在本发明的滤芯内部缠绕式提供活性碳纤维，使得以无需在净 水时前处理或后处理过程适用的碳过滤器的方式在滤芯内部进行碳过滤器的功能。 由 此，使得活性碳纤维的处理水接触效率增加，提高活性碳的效率，在活性碳纤维赋予功 能性而防止利用过滤介质 ( 超过滤膜、纳米过滤膜、反渗透过滤膜 ) 的抗菌及杀菌功能 而发生生物学污染和由于有机化合物发生纳米过滤膜或反渗透过滤膜的物性降低。 同 时，通过使用聚酰胺状的复合膜来防止由残留氯导致的耐久性的降低，使得净水器体积 减小，且可大大降低成本。 并且，图 6 或图 7 是表示根据本发明的另一实施例，图示了上述过滤管 100 和上 述过滤片 200 通过上述粘合片 400 形成其外形构成壳体外观的壳体主体 800，从而位于过 滤器外壳 600 内。
在这里，上述过滤器外壳 600，是由本体 610 和盖子 620 所构成，上述本体 610 是以覆盖上述壳体主体 800 的状态结合且在后方具有使得通过上述壳体主体 800 排出的净 水通过的净水排出孔 612，上述盖子 620 是由与上述本体 610 的前方结合且具有原水流入 孔 622 的盖子 620 构成。
并且，在上述过滤器外壳 600 的内侧前方位置和上述壳体主体 800 的前方之间进 一步设置有过滤块 700，使得所流入的原水进行一次过滤后通过壳体主体 800 进行二次过 滤.
上述过滤块 700 用于过滤原水，可适用活性碳纤维等多种材料。 作为代表性 地，可适用毛布状、无纺布状、纸状、切口状，这些可以是活性碳纤维、粒状活性碳或 加工成块状的活性碳，且本发明并不限于此。
并且，在构成上述过滤器外壳 600 的本体 610 的后方圆周面上进一步设置有排出 孔 614，使得所流入的原水通过过滤块 700 过滤后立即排出，从而适用于供应生活用水等 方面。
对如上上述构成的根据本发明的螺旋缠绕式滤芯的组装及净水过程进行详细说 明。
在组装时，首先将在内部具备膜用网片 224 的膜片 220 折叠成一半之后，在其一 面或两面层叠网片 240，从而形成过滤片 200。 此后，将网片 240 的一侧固定在过滤管 100 的一侧后以粘合剂涂布边缘，将上述过滤片 200 缠绕成辊状即可。 此后，通过粘合片
400 粘合上述过滤片 200 的端部而形成具有圆形外观的壳体主体 800。
此后，通过包装等方式将壳体主体 800 插入到形成有原水流入孔 622 和净水排出 孔 612 的过滤器外壳 600 内后，以使得上述过滤管 100 的净水排出口 120 与上述净水排出 孔 612 连通的方式通过圆环等结合成维持气密状态后，将上述过滤器外壳 600 设置在净水 器等来完成组装。
在此后使用净水器时，原水从过滤器外壳 600 的原水流入孔 622 流入后通过过滤 块 700 进行一次过滤的状态下，进一步进行辊状缠绕，通过构成过滤片 200 的膜片 220 内 部的膜用网片 224 和网片 240 的通道移动而使得杂质等通过时被过滤，此时使得原水同时 通过根据净水条件布置的活性碳纤维 300 而被净水，在通过形成于上述过滤管 100 的净水 流入孔 140 和净水排出口 120 而净水的状态下，通过过滤器外壳 600 的净水排出孔 612 排 出。
以下对根据本发明的螺旋缠绕式滤芯的实施例进行说明，以下实施例及比较例 仅是以更明确表现本发明为目的记载的，本发明的保护范围并不限于以下实施例。
实施例 1
利用以活性碳纤维构成的片，如图 5 所示，在膜用网片适用活性碳纤维片制造 了螺旋缠绕式滤芯。 利用所制造的上述螺旋缠绕式滤芯，注入 5 吨水 ( 通水 ) 来测试了 残留氯的去除率，所获得的结果列于图 8。
图 8 是表示根据具有活性碳纤维片和膜用网片的螺旋缠绕式滤芯的净水量的残 留氯去除率的示意图。
参照图 8，确认了残留氯去除率从净水开始时高，在净水量为 5 吨的净水始点也 具有大约 95％的高的去除性能。 这种效果，与水流的方向一致且可提高活性碳纤维的水 处理接触效率，因此是可行的。
如上上述，通过本发明的螺旋缠绕式滤芯的优选实施例进行具体图示及说明， 但本发明的范围并不限于所说明的实施例，不仅包括在权利要求范围，也可通过与权利 要求的范围均等的内容所规定。
产业上的可行性
本发明可适用于净水器用过滤器。