KR101355017B1 - Highly efficient hollow fiber membranes and manufacturing method thereof - Google Patents

Highly efficient hollow fiber membranes and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR101355017B1
KR101355017B1 KR1020120103606A KR20120103606A KR101355017B1 KR 101355017 B1 KR101355017 B1 KR 101355017B1 KR 1020120103606 A KR1020120103606 A KR 1020120103606A KR 20120103606 A KR20120103606 A KR 20120103606A KR 101355017 B1 KR101355017 B1 KR 101355017B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hollow fiber
solvent
fiber membrane
layer
weight
Prior art date
Application number
KR1020120103606A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
윤호철
이용택
Original Assignee
주식회사 디어포스멤브레인스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 디어포스멤브레인스 filed Critical 주식회사 디어포스멤브레인스
Priority to KR1020120103606A priority Critical patent/KR101355017B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101355017B1 publication Critical patent/KR101355017B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/08Hollow fibre membranes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/02Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor characterised by their properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/10Supported membranes; Membrane supports
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/30Polyalkenyl halides
    • B01D71/32Polyalkenyl halides containing fluorine atoms
    • B01D71/34Polyvinylidene fluoride
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/24Formation of filaments, threads, or the like with a hollow structure; Spinnerette packs therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2325/00Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/02Details relating to pores or porosity of the membranes
    • B01D2325/026Sponge structure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2325/00Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/20Specific permeability or cut-off range

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

The present invention relates to a high-performance hollow fiber membrane and a manufacturing method thereof. The hollow fiber membrane according to the present invention is a membrane composed of polyvinylidene fluoride resin having an outer pore layer in the shape of sponge without macrovoid combined with an inner support layer to have two layers while exfoliation is minimized owing to excellent adhesion between the layers. The outer pore layer in the shape of sponge without macrovoid realizes a high rejection rate and high water permeation because the outer pore layer is porous while being in the shape of sponge. In addition, the present invention realizes excellent mechanical properties by forming the inner support layer in the process of increasing the concentration of polyvinylidene fluoride resin as the mixed solvent of benzenedicarboxylic acid and an alkyl ester, wherein the optimized mixture ratio of the good solvent and the non-solvent is used. In addition, the hollow fiber membrane according to the present invention can be applied to pretreatment for seawater desalination, water purification, wastewater treatment, and concentration and purification.

Description

고성능 중공사 분리막 및 그의 제조방법{HIGHLY EFFICIENT HOLLOW FIBER MEMBRANES AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}High Performance Hollow Fiber Membrane and Its Manufacturing Method {HIGHLY EFFICIENT HOLLOW FIBER MEMBRANES AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 고성능 중공사 분리막 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 매크로보이드가 없는 스펀지 형태의 외측 기공층 및 내측 지지층이 결합된 폴리비닐리덴플로라이드 수지로 이루어진 막으로서 2개층의 단면을 가지면서도 층간 결합이 우수하여 박리현상이 최소화되며, 높은 배제율과 수투과도를 가지고 기계적 물성이 우수한 고성능 중공사 분리막 및 그의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a high performance hollow fiber membrane and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a membrane made of a polyvinylidene fluoride resin having a macroporous sponge-like outer pore layer and an inner support layer bonded together, Which is excellent in mechanical properties with high rejection and water permeability, and a method for producing the same.

전세계적으로 산업화와 도시화로 인하여 용수부족뿐만 아니라, 산업폐수와 생활하수의 처리시설 수요가 급증하고 있다. 특히, 먹는물 부족으로 강물을 정수하여 음용수로 사용하는 방법이 요구되고 있다. Due to industrialization and urbanization all over the world, not only the water shortage but also the demand for industrial wastewater and domestic sewage treatment facilities are rapidly increasing. In particular, there is a demand for a method of using the water as a drinking water by purifying the river by the lack of water to eat.

이러한 요구에 따라 정수처리 및 하, 폐수처리에 사용되는 분리막에 대한 연구 역시 활발히 진행되고 있고, 특히, 중공사 분리막의 경우, 병원성 미생물을 완벽히 제거하면서도 높은 투수성을 지님으로써, 에너지를 줄이고 높은 강도를 인해 운전의 안정성을 가지므로 각광받고 있다.In accordance with this demand, studies on separation membranes used in water treatment and wastewater treatment have been actively carried out. Particularly, in the case of hollow membrane membranes, since they have high permeability while completely removing pathogenic microorganisms, energy is reduced and high strength And thus it is in the spotlight because it has stability of operation.

이러한 성능을 구현하기 위해서 중공사 분리막은 소재적인 측면에서 불소계 수지를 사용하여 화학적 안정성을 부여하고, 성능적인 측면에서 활성층의 두께를 최소화하여 결점(defect)을 최소화해야 한다. In order to realize such a performance, the hollow fiber separator should be chemically stable by using a fluorine resin in terms of materials and minimize the defect by minimizing the thickness of the active layer in terms of performance.

다층구조를 지니는 분리막은 강도를 유지시켜줄 수 있는 층과 기공크기를 제어할 수 있는 층을 구별하여 물리적으로 결합시키는 제조방법이 시도되고 있다. 그 일례로, 대한민국 특허 제966718호에는 여과 용도에 적합한, 치밀한 세공과 높은 투수 성능을 겸비하면서 강도가 우수한 다공성 다층 중공사막을 보고하고 있으나, 층간의 물리적 결합력이 약하여 역세척 공정 중에 박리되는 문제점이 발생된다. 따라서 물리적 결합력이 높은 분리막 제조가 선행되어야 한다.A separation membrane having a multilayer structure has been attempted to be manufactured by physically bonding a layer capable of maintaining strength and a layer capable of controlling pore size separately. For example, Korean Patent No. 966718 discloses a porous multi-layered hollow fiber membrane which is suitable for filtration and has high pore water permeability and high permeability while exhibiting a high strength. However, the problem of peeling off during backwashing due to weak physical bonding force between layers . Therefore, it is necessary to manufacture a membrane having high physical binding force.

분리막을 제조할 수 있는 고분자 수지로는 폴리비닐리덴플로라이드 등의 불소계 고분자, 폴리에테르술폰 등의 술폰계 고분자, 폴리에테르이미드 등의 이미드계 고분자, 셀룰로스아세테이트 등의 셀룰로오스계 고분자, 폴리아크릴로니트릴 등의 비닐계 고분자 등이 사용될 수 있으며, 이중에서도 염소에 대한 내성이 강한 폴리비닐리덴플로라이드 등의 불소계 고분자를 이용하는 것이 바람직하다.Examples of the polymer resin capable of producing a separator include fluorine-based polymers such as polyvinylidene fluoride, sulfonic polymers such as polyethersulfone, imide polymers such as polyetherimide, cellulosic polymers such as cellulose acetate, polyacrylonitrile Based polymer such as polyvinylidene fluoride, which is resistant to chlorine, is preferably used.

상기 고분자 수지를 용해시킬 수 있는 용매류는 상온에서도 잘 녹일 수 있는 용매를 주로 이용하여 왔으나, 고분자 농도가 높을 경우, 그 점도로 인하여 고분자 수지의 농도를 높이는 데 한계가 있다. The solvent capable of dissolving the polymer resin has been mainly used as a solvent that can be dissolved at room temperature. However, when the concentration of the polymer is high, there is a limit to increase the concentration of the polymer resin due to the viscosity thereof.

따라서, 최근에는 이러한 용매이외에 고온도를 높일 때만 용해시킬 수 있는 용매류를 사용하는데, 빈용매(poor solvent)라 정의한다. 즉, 고분자 수지의 용융온도 근처까지 올릴 때, 용해시킬 있는 빈용매류는 고분자 수지의 농도를 높이더라도 성형가능한 수준까지 점도가 상승하여 중공사 분리막의 강도를 증가시킬 수 있다. Therefore, in recent years, a solvent which can dissolve only when the temperature is elevated is used in addition to such a solvent, which is defined as a poor solvent. That is, when the temperature is raised to near the melting point of the polymer resin, the poor solvent to be dissolved can increase the viscosity to a level that can be molded even if the concentration of the polymer resin is increased, and the strength of the hollow fiber separator can be increased.

대한민국 특허 제904943호는 폴리불화비닐리덴계 수지 및 상기 수지의 빈용매를 함유하고, 온도가 상 분리온도 이상인 폴리불화비닐리덴계 수지 용액을 상 분리 온도 이하의 냉각욕에 토출하여 응고시켜 얻은 중공사막이 공지되어 있다. Korean Patent No. 904943 discloses a polyvinylidene fluoride resin composition which contains a polyvinylidene fluoride resin and a poor solvent of the resin and discharges the polyvinylidene fluoride resin solution whose temperature is the phase separation temperature or higher to a cooling bath below the phase separation temperature, Desert is known.

상기 발명에서 중공사막을 제조할 때 사용되는 빈용매는 시클로헥사논, 이소포론, γ-부티로락톤 및 프탈산디메틸로부터 선택된다. 이에, 통상적으로 시클로헥사논 등의 시클로케톤류 또는 디메틸프탈레이트 등의 방향족 프탈레이트의 빈용매가 사용되고 있으나,In the present invention, the poor solvent used in producing the hollow fiber membrane is selected from cyclohexanone, isophorone,? -Butyrolactone, and dimethyl phthalate. Therefore, cyclic ketones such as cyclohexanone and aromatic phthalates such as dimethyl phthalate are usually used. However,

이에, 본 발명자들은 해수담수화 전처리, 정수처리, 하, 폐수처리 및 농축 및 정제 분야에 적용할 수 있을 정도로 막 성능을 개선하고자 노력한 결과, 특수 분사노즐을 이용하여 2개층의 단면을 가지면서도 박리현상을 최소화한 외측 기공층 및 내측 지지층이 결합된 중공사 분리막을 안출하고, 상기 외측 기공층과 내측 지지층을 형성할 때, 특정의 용매조건 또는 특정의 분사노즐로 수행하여, 높은 배제율과 수투과도를 가지며, 기계적 물성이 우수한 분리막의 물성을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다. The present inventors have made efforts to improve the membrane performance so as to be applicable to seawater desalination pretreatment, water treatment, underwater treatment, wastewater treatment and concentration and refining. As a result, it has been found that, by using a special injection nozzle, And the inner supporting layer is formed with a specific solvent condition or a specific injection nozzle so that a high rejection rate and a high water permeability can be obtained by forming the outer pore layer and the inner supporting layer, And confirming the physical properties of the separator having excellent mechanical properties, thereby completing the present invention.

본 발명의 목적은 높은 배제율과 수투과도를 가지며, 기계적 물성이 우수한 고성능 중공사 분리막을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a high performance hollow fiber membrane having a high rejection rate and a water permeability and excellent mechanical properties.

본 발명의 다른 목적은 상기 고성능 중공사 분리막의 제조방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method for producing the high performance hollow fiber membrane.

본 발명의 또 다른 목적은 중공사 제조용도의 신규한 빈용매 조성물을 제공하는 것이다. It is a further object of the present invention to provide a novel poor solvent composition for the production of hollow fibers.

본 발명은 매크로보이드가 없는 스펀지 형태의 외측 기공층 및 내측 지지층이 결합된, 폴리비닐리덴플로라이드계 수지로 이루어진 중공사 분리막을 제공한다.The present invention provides a hollow fiber membrane made of a polyvinylidene fluoride resin, to which a sponge-like outer pore layer free from macrovoids and an inner support layer are bonded.

이때, 본 발명의 중공사 분리막에서, 외측 기공층은 5 내지 100㎛ 두께 및 0.01 내지 0.08 ㎛의 기공크기를 가진다.At this time, in the hollow fiber membrane of the present invention, the outer pore layer has a thickness of 5 to 100 mu m and a pore size of 0.01 to 0.08 mu m.

또한, 본 발명의 중공사 분리막에서, 내측 지지층은 100 내지 600㎛ 두께로 형성된다.In the hollow fiber separator of the present invention, the inner supporting layer is formed to a thickness of 100 to 600 mu m.

본 발명의 중공사 분리막은 중공 내측으로 20℃의 증류수를 유입시켜 압력을 증가시키면서 투과유량을 측정하여, 순간적으로 투과유량이 상승하는 박리압력이 8 내지 15 bar 이다.In the hollow fiber membrane of the present invention, distilled water at a temperature of 20 ° C is introduced into the hollow, and the permeation flow rate is measured while the pressure is increased. The separation pressure at which the permeation flow rate instantaneously increases is 8 to 15 bar.

또한, 본 발명의 중공사 분리막은 인장강도 0.4 내지 2.0 MPa 및 신도 5 내지 120%이며, 중공사 분리막의 투수량 1 kgf/㎠에서 400 내지 1200 L/㎡hr를 충족함으로써, 높은 배제율과 수투과도를 가지며, 기계적 물성이 우수하다. The hollow fiber membrane of the present invention has a tensile strength of 0.4 to 2.0 MPa and an elongation of 5 to 120% and satisfies 400 to 1200 L / m 2 hr at a water permeability of 1 kgf / cm 2 of the hollow fiber membrane, And has excellent mechanical properties.

본 발명은 1) 폴리비닐리덴플루오라이드 30∼60중량% 및 양용매와 비용매가 혼합된 혼합용매 40∼70중량%를 함유하는 지지층 형성용 도프용액을 분사노즐 내층으로 이송하고, The present invention relates to a process for preparing a spray nozzle, comprising: 1) transferring a dope solution for forming a support layer containing 30 to 60% by weight of polyvinylidene fluoride and 40 to 70% by weight of a mixed solvent obtained by mixing a good solvent and a non-

2) 폴리비닐리덴플루오라이드 5∼20중량%, 양용매 20∼60중량%, 벤젠디카르복실산 알킬에스테르 20∼40중량% 및 기공 형성제 15∼20중량% 를 함유하는 기공층 형성용 도프용액을 분사노즐 외층으로 이송하고,2) a porous layer forming dope containing 5 to 20% by weight of polyvinylidene fluoride, 20 to 60% by weight of a good solvent, 20 to 40% by weight of benzene dicarboxylic acid alkyl ester and 15 to 20% The solution is transferred to the spray nozzle outer layer,

3) 상기 이송된 도포용액을 중공형태로 성형하기 위하여 중공형성용 분사노즐에 이송하여 노즐에서 방사시키고,3) In order to form the transferred coating solution into a hollow form, it is transferred to a hollow forming injection nozzle,

4) 상기 방사 후 외부 응고욕에 침지하여 상전이 및 건조시키는 것으로 이루어진 중공사 분리막의 제조방법을 제공한다. 4) The spinning is followed by immersion in an external coagulating bath to effect phase transformation and drying.

본 발명의 제조방법에서, 상기 혼합용매는 양용매 및 비용매(non-solvent)로 이루어지되, 하기 (1)의 중량비율로 혼합된 것을 특징으로 한다.In the production method of the present invention, the mixed solvent is composed of a good solvent and a non-solvent, and is mixed in a weight ratio of the following (1).

양용매/(양용매 + 비용매) ≤ 0.2 (1)Positive solvent / (positive solvent + non-solvent) ≤ 0.2 (1)

이때, 양용매는 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, N-메틸-2-피롤리돈 및 디메틸술폭사이드로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2개 이상의 혼합형태이며, 비용매는 벤젠디카르복실산 C1∼C12의 알킬에스테르이다.At this time, two-way tie dimethylacetamide, dimethylformamide, N- methyl-2-pyrrolidone and money and dimethyl sulfoxide alone or a mixture of two or more selected from the group consisting of, cost tying benzene dicarboxylic acid, C 1 ~ C12 alkyl ester.

특히, 상기 단계 1)의 양용매 및 단계 2)의 양용매가 동일조성의 용매로 사용되어 내측 지지층과 외측 기공층을 형성함으로써, 층간 결합된 분리막에 박리안정성을 제공한다.In particular, the positive solvent of step 1) and the two solvents of step 2) are used as solvents of the same composition to form the inner support layer and the outer pore layer, thereby providing peel stability to the interlayer-bonded separator.

본 발명의 제조방법에서 상기 단계 2)의 분사노즐의 기공층 형성용 도프용액의 이송라인 길이가 단계 1)의 분사노즐의 지지층 형성용 도프용액의 이송라인 길이의 1/3 내지 1/10인 것이 바람직하다.In the production method of the present invention, the transfer line length of the pore layer-forming dope solution of the injection nozzle of step 2) is 1/3 to 1/10 of the transfer line length of the dope solution for forming the support layer of the injection nozzle of step 1) .

이에, 상기 단계 1)의 분사노즐로부터 지지층 형성용 도프용액이 분사되어 지지층이 형성되는 동시에 상기 단계 2)의 분사노즐로부터 기공층 형성용 도프용액이 분사되면서, 상기 지지층상에 기공층이 코팅된 것이다.The dope solution for forming the support layer is sprayed from the injection nozzle of the step 1) to form the support layer, and the dope solution for forming the pore layer is sprayed from the injection nozzle of the step 2), and the pore layer is coated on the support layer will be.

상기에서, 지지층 형성용 도프용액은 120∼200℃에서 분사되어 지지층이 형성되고, 기공층 형성용 도프용액은 20∼120℃에서 분사되어 기공층이 형성된다.In the above, the supporting layer forming dope solution is sprayed at 120 to 200 ° C to form a supporting layer, and the pore layer forming dope solution is sprayed at 20 to 120 ° C to form a pore layer.

나아가, 본 발명은 양용매 및 벤젠디카르복실산 C1∼C12의 알킬에스테르의 비용매(non-colvent)가 하기 (1)의 중량비율로 혼합된 중공사 제조용 빈용매(poor solvent) 조성물을 제공한다. Further, the present invention relates to a poor solvent composition for the hollow fiber preparation in which the non-colvent of the good solvent and the alkyl ester of the benzene dicarboxylic acid C 1 -C 12 are mixed in the following weight ratio (1) .

양용매/(양용매 + 비용매) ≤ 0.2 (1)Positive solvent / (positive solvent + non-solvent) ≤ 0.2 (1)

상기에서 양용매는 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, N-메틸-2-피롤리돈 및 디메틸술폭사이드로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2개 이상의 혼합형태인 것이다.In the above, both of them are a single or a mixture of two or more selected from the group consisting of dimethylacetamide, dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone and dimethylsulfoxide.

본 발명에 의한 고성능 중공사 분리막은 높은 투수량을 유지할 수 있고 고분자가 연속적으로 연결되어 강도가 높아 병원성 미생물 및 바이러스를 제거할 수 있다.The high performance hollow fiber membrane according to the present invention can maintain a high water permeability and the high molecular weight can be continuously connected to the microorganism and the virus.

본 발명의 고성능 중공사 분리막은 해수담수화 전처리, 정수처리, 하, 폐수처리 및 농축 및 정제 등에 사용될 수 있다.The high performance hollow fiber membrane of the present invention can be used for pretreatment of seawater desalination, water treatment, under treatment, wastewater treatment, concentration and purification.

도 1은 본 발명에 의한 중공사 분리막 전체 단면이고,
도 2는 본 발명에 의한 중공사 분리막의 단면을 확대한 표면측 단면이다.
1 is a cross-sectional view of a hollow fiber membrane according to the present invention,
Fig. 2 is a cross-sectional side view of the hollow fiber membrane according to the present invention.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

도 1은 본 발명에 의한 중공사 분리막 전체 단면으로서, 본 발명은 매크로보이드가 없는 스펀지 형태의 외측 기공층; 및 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view of a hollow fiber membrane according to the present invention. And

내측 지지층;이 결합된 폴리비닐리덴플로라이드계 수지로 이루어진 중공사 분리막을 제공한다.And a hollow support membrane composed of a polyvinylidene fluoride resin combined with an inner support layer.

본 발명의 중공사 분리막은 서로 다른 특성을 가지는 2개층이 결합된 구조이며, 각 층의 형성용액 내 동일 용매로 인해 층간 결합된다.The hollow fiber membrane of the present invention has a structure in which two layers having different characteristics are combined and interlayer bonded due to the same solvent in each layer forming solution.

도 2는 본 발명에 의한 중공사 분리막의 단면을 확대한 표면측 단면으로서, 본 발명의 중공사 분리막에 있어서, 분리막 외측에 형성된 기공층의 단면구조는 매크로보이드가 없는 스펀지 형태인 것을 특징으로 한다. FIG. 2 is a cross-sectional side view of the hollow fiber membrane according to the present invention. In the hollow fiber membrane of the present invention, the cross-sectional structure of the porous layer formed on the outer side of the separation membrane is a sponge- .

이때, 외측 기공층은 스펀지 형태를 보유하면서도 0.01 내지 0.08 ㎛ 기공크기의 다공성이 있어, 높은 배제율과 수투과도를 구현한다. At this time, the outer pore layer has a sponge shape and a porosity of 0.01 to 0.08 탆 pore size, thereby realizing a high rejection rate and water permeability.

본 발명의 명세서에서 매크로보이드란, 손가락 모양(finger-like structure)의 구조로 분리막 단면에 형성되는 홀 형태를 의미하며, 통상 0.2㎛ 수준의 기공크기를 가지는 구조이다. 분리막의 외측 기공층에 매크로보이드 형태 및 크기의 기공구조가 형성되면, 분리막 강도가 저하되고 표면 기공이 크며 표면에 결함이 있는 큰 기공이 형성되며 오염물질이 쌓여 기공이 막히는 문제가 있다.In the specification of the present invention, the macrovoid refers to a hole shape formed in a cross-section of a separation membrane with a finger-like structure, and typically has a pore size of 0.2 μm. When the macro-void type and size pore structure are formed in the outer pore layer of the separator, there is a problem that the strength of the separator is reduced, large pores are formed with large surface pores and defects on the surface, and pores are piled up due to accumulation of contaminants.

반면에, 본 발명의 중공사 분리막에서, 외측 기공층은 5 내지 100㎛ 두께로 형성되며, 매크로보이드가 없는 0.01 내지 0.08 ㎛의 기공크기를 가지는 스펀지 형태로 형성되는 것이다. 이때, 외측 기공층의 두께가 5㎛ 미만이면, 기공층 강도가 약하여 역세척 공정중에 터지는 문제가 있고, 100㎛를 초과하면, 투과유량이 감소하는 문제가 있다. On the other hand, in the hollow fiber membrane of the present invention, the outer pore layer is formed to a thickness of 5 to 100 mu m and is formed into a sponge shape having a pore size of 0.01 to 0.08 mu m without macrovoid. At this time, if the thickness of the outer pore layer is less than 5 mu m, there is a problem that the strength of the pore layer is weak and it may pop up during the backwashing process, and when it exceeds 100 mu m, the permeation flow rate is decreased.

또한, 본 발명의 중공사 분리막에서, 내측 지지층은 100 내지 600㎛ 두께로 형성되며, 강도층의 두께가 100㎛ 미만이면, 분리막 강도가 떨어지는 문제가 있어 바람직하지 않고, 600㎛를 초과하면, 분리막 두께가 두꺼워져 모듈 제조시 막면적이 감소하여 모듈 유량이 떨어지는 어려움이 있다.In the hollow fiber membrane of the present invention, the inner supporting layer is formed to a thickness of 100 to 600 탆. If the thickness of the strength layer is less than 100 탆, There is a difficulty in decreasing the module flow rate due to the reduced thickness of the membrane area during module manufacture.

본 발명의 중공사 분리막은 병원성 미생물 및 바이러스를 제거할 수 있으면서도 높은 수투수량을 유지하고 기계적 물성이 우수한 물성을 충족한다.The hollow fiber membrane of the present invention is capable of removing pathogenic microorganisms and viruses while maintaining high water permeability and satisfying physical properties with excellent mechanical properties.

구체적으로는, 중공 내측으로 20℃의 증류수를 유입시켜 압력을 증가시키면서 투과유량을 측정하여, 순간적으로 투과유량이 상승하는 압력을 박리압력으로 간주할 때, 본 발명의 박리압력은 8 내지 15 bar 이다. Specifically, when the permeation flow rate is measured while increasing the pressure by introducing distilled water at 20 ° C inside the hollow, and the pressure at which the permeation flow rate instantaneously rises is regarded as the separation pressure, the separation pressure of the present invention is 8 to 15 bar to be.

또한, 본 발명의 중공사 분리막은 인장강도 0.4 내지 2.0 MPa 및 신도 5 내지 120%이며, 중공사 분리막의 투수량 1 kgf/㎠에서 400 내지 1200 L/㎡hr 를 충족함으로써, 높은 배제율과 수투과도를 가지며, 기계적 물성이 우수함을 확인할 수 있다. The hollow fiber membrane of the present invention has a tensile strength of 0.4 to 2.0 MPa and an elongation of 5 to 120% and satisfies 400 to 1200 L / m 2 hr at a water permeability of 1 kgf / cm 2 of the hollow fiber membrane, And it can be confirmed that the mechanical properties are excellent.

본 발명은 상기의 높은 배제율과 수투과조를 가지며 기계적 물성이 우수한 중공사 분리막의 제조방법을 제공한다. 더욱 구체적으로는, The present invention provides a method for producing a hollow fiber membrane having a high rejection ratio and a water permeation tank and excellent mechanical properties. More specifically,

1) 폴리비닐리덴플루오라이드 30∼60중량% 및 양용매와 비용매가 혼합된 혼합용매 40∼70중량%를 함유하는 지지층 형성용 도프용액을 분사노즐 내층으로 이송하고, 1) A dope solution for forming a support layer containing 30 to 60% by weight of polyvinylidene fluoride and 40 to 70% by weight of a mixed solvent obtained by mixing a good solvent and a non-solvent is transferred to the inner layer of the injection nozzle,

2) 폴리비닐리덴플루오라이드 5∼20중량%, 양용매 20∼60중량%, 벤젠디카르복실산 알킬에스테르 20∼40중량% 및 기공 형성제 15∼20중량% 를 함유하는 기공층 형성용 도프용액을 분사노즐 외층으로 이송하고,2) a porous layer forming dope containing 5 to 20% by weight of polyvinylidene fluoride, 20 to 60% by weight of a good solvent, 20 to 40% by weight of benzene dicarboxylic acid alkyl ester and 15 to 20% The solution is transferred to the spray nozzle outer layer,

3) 상기 이송된 도포용액을 중공형태로 성형하기 위하여 중공형성용 분사노즐에 이송하여 노즐에서 방사시키고,3) In order to form the transferred coating solution into a hollow form, it is transferred to a hollow forming injection nozzle,

4) 상기 방사 후 외부 응고욕에 침지하여 상전이 및 건조시키는 것으로 이루어진다. 4) after the spinning, immersing in an external coagulating bath to effect phase transformation and drying.

본 발명의 중공사 분리막의 제조방법은 지지층과 기공층의 서로 다른 특성을 가지는 2개층을 형성시키기 위하여 각기 다른 경로를 통하여 도프용액을 투입하고, 분사노즐을 최적화시켜 설계하고, 이때, 외측 기공층 및 내측 지지층을 동일 용매를 사용하여 형성함으로써, 기공층 및 지지층간의 층간 결합력을 높인다.In the method of manufacturing a hollow fiber membrane of the present invention, the dope solution is injected through different paths to form two layers having different characteristics of the support layer and the pore layer, and the injection nozzle is optimized so that the outer pore layer And the inner supporting layer are formed by using the same solvent, the interlayer bonding force between the pore layer and the supporting layer is increased.

또한, 기공층의 단면구조를 매크로보이드가 없는 스펀지 형태로 형성시킴으로써, 작은 기공크기를 유지하면서도 높은 수투과도를 갖도록 한다. In addition, by forming the cross-sectional structure of the pore layer in the form of a sponge without macrovoids, a high water permeability is achieved while maintaining a small pore size.

본 발명의 중공사 분리막의 제조방법에서 사용된 고분자 수지인 폴리비닐리덴플루오라이드는 비닐리덴플루오라이드 단독 중합체 및 비닐리덴플루오라이드 공중합체가 포함된다.The polyvinylidene fluoride, which is a polymer resin used in the method for producing a hollow fiber membrane of the present invention, includes a vinylidene fluoride homopolymer and a vinylidene fluoride copolymer.

본 발명의 중공사 분리막의 제조방법 중, 단계 1)에서 지지층 형성용 도프용액은 폴리비닐리덴플루오라이드 30∼60중량% 및 양용매와 비용매가 혼합된 혼합용매 40∼70중량%를 함유한다. In the method for producing a hollow fiber membrane of the present invention, in the step 1), the doping solution for forming the support layer contains 30 to 60% by weight of polyvinylidene fluoride and 40 to 70% by weight of a mixed solvent obtained by mixing a good solvent and a non-solvent.

이때, 지지층의 높은 강도를 유지하기 위해서는 폴리비닐리덴플루오라이드 농도를 높게 유지해야 하며, 이때 온도를 높이더라도 중공사 형태로 성형이 가능할 정도의 점도를 유지한다. 이에, 상온에서는 녹이지 못하더라도 고온에서는 녹일 수 있는 빈용매류를 사용한다.At this time, in order to maintain the high strength of the support layer, the concentration of polyvinylidene fluoride should be kept high, and even if the temperature is raised, the viscosity is maintained so as to be formed into a hollow fiber. Therefore, even if it can not be melted at room temperature, a poor solvent which can be melted at a high temperature is used.

이에, 본 발명에서는 기존의 문헌에서 사용되는 빈용매를 사용하지 아니하고, 양용매와 비용매가 혼합된 혼합용매를 신규한 빈용매로 사용한다. Accordingly, in the present invention, a mixed solvent in which both a solvent and a non-solvent are mixed is used as a new poor solvent without using a poor solvent used in the conventional literature.

이때, 본 발명의 양용매와 비용매가 혼합된 혼합용매는 하기 (1)의 중량비율로 혼합된 것을 특징으로 한다.In this case, the mixed solvent of the positive solvent of the present invention and the non-solvent is mixed in the weight ratio of the following (1).

양용매/(양용매 + 비용매) ≤ 0.2 (1)Positive solvent / (positive solvent + non-solvent) ≤ 0.2 (1)

상기 혼합용매는 양용매로서, 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, N-메틸-2-피롤리돈 및 디메틸술폭사이드로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2개 이상의 혼합형태를 사용하고, 비용매로서, 벤젠디카르복실산 C1∼C12의 알킬에스테르를 사용한다. The mixed solvent may be a mixture of two or more selected from the group consisting of dimethylacetamide, dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, and dimethylsulfoxide, use of benzene dicarboxylic acid esters of C 1 ~C 12.

이때, 양용매/(양용매 + 비용매)의 중량비율이 0.2 이하인 것이 바람직하고, 만약, 양용매/(양용매 + 비용매)가 0.2 초과하면, 점도가 급격히 상승하여 중공사 형태로 성형이 어렵다.At this time, it is preferable that the weight ratio of the positive solvent / (positive solvent + non-solvent) is 0.2 or less. If the positive solvent / (positive solvent + non-solvent) exceeds 0.2, the viscosity increases sharply, it's difficult.

본 발명의 혼합용매에서 비용매로서 벤젠디카르복실산 C1∼C12의 알킬에스테르를 사용함으로써, 일반적으로 가소제 역할인 중공사의 유연성을 증가시키고, 이외에 양용매와 혼합될 때 화학적 결합에 의해 신규한 빈용매로서의 역할을 하게 된다.By using the alkyl ester of benzene dicarboxylic acid C 1 -C 12 as a non-solvent in the mixed solvent of the present invention, flexibility of the hollow fiber, which is generally used as a plasticizer, is increased, and when mixed with both solvents, And serves as a poor solvent.

단계 1)의 지지층 형성용 도프용액에 사용되는 폴리비닐리덴플루오라이드는 30∼60중량% 비율로 함유되는 것이 바람직하다. 이때, 폴리비닐리덴플루오라이드 함량이 30중량% 미만이면, 강도가 저하되고, 60중량%를 초과하면 점도가 지나치게 상승하여 방사가 어려운 문제가 있다.The polyvinylidene fluoride used in the dope solution for forming the support layer in step 1) is preferably contained in a proportion of 30 to 60% by weight. If the content of polyvinylidene fluoride is less than 30% by weight, the strength is lowered. If the content is more than 60% by weight, the viscosity is excessively increased.

본 발명의 중공사 분리막의 제조방법 중, 단계 2)에서 기공층 형성용 도프용액은 폴리비닐리덴플루오라이드 5∼20중량%, 양용매 20∼60중량%, 벤젠디카르복실산 알킬에스테르 20∼40중량% 및 기공 형성제 15∼20중량%를 함유한다. In the method for producing a hollow fiber membrane of the present invention, in the step 2), the dope solution for forming a pore layer may contain 5 to 20% by weight of polyvinylidene fluoride, 20 to 60% by weight of a good solvent, 40% by weight and porosity forming agent 15 - 20% by weight.

상기 도프용액에서, 폴리비닐리덴플루오라이드가 5중량% 미만으로 함유되면, 점도가 너무 낮아 코팅되지 않는 문제가 있고, 20중량%를 초과하면, 수투과도가 급격히 감소한다. When the dope solution contains less than 5% by weight of polyvinylidene fluoride, there is a problem that the viscosity is too low to coat the coating, while when it exceeds 20% by weight, the water permeability is drastically reduced.

또한, 양용매가 20중량% 미만으로 함유되면, 고분자를 용해시키기 어렵고, 60중량%를 초과하면, 매크로보이드가 형성되는 문제가 있다. If the two solvents are contained in an amount of less than 20% by weight, it is difficult to dissolve the polymer. When the amount of the two solvents is more than 60% by weight, macrovoids are formed.

벤젠디카르복실산 알킬에스테르 함량이 20중량% 미만이면, 매크로보이드가 형성되고, 40중량%를 초과하면, 고분자를 용해시키기 어려운 문제가 있다. When the benzene dicarboxylic acid alkyl ester content is less than 20% by weight, macrovoids are formed. When the benzene dicarboxylic acid alkyl ester content is more than 40% by weight, there is a problem that it is difficult to dissolve the polymer.

또한, 기공 형성제는 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐피롤리돈 또는 그 혼합물질을 사용하는 것이 바람직하며, 15중량% 미만이면, 수투과도가 감소하고 20중량%를 초과하면 점도가 급격히 상승하여 분사가 어려운 문제가 있다.It is preferable to use polyethylene glycol, polyvinyl pyrrolidone or a mixture thereof. If the content is less than 15% by weight, the water permeability decreases. When the content exceeds 20% by weight, the viscosity increases sharply, there is a problem.

상기 기공층 형성용 도프용액에는 통상적으로 중공사 분리막 제조 시 사용될 수 있는 첨가제들도 첨가될 수 있다. The dope solution for forming the pore layer may contain additives which are usually used in the production of the hollow fiber membrane.

상기의 기공층 형성용 도프용액과 지지층 형성용 도프용액은 용액 내 동일한 용매를 사용하여 화학적으로 결합하고 있으므로, 형성된 기공층 및 지지층간의 박리현상을 최소화할 수 있다. Since the dope solution for forming the pore layer and the dope solution for forming the support layer are chemically bonded using the same solvent in the solution, the peeling phenomenon between the formed pore layer and the support layer can be minimized.

상기에서 제조된 두 종류의 도프용액은 각각 다른 채널의 분사노즐에 유입되고 방사되어, 지지층 및 기공층이 형성된다.The two kinds of the dope solutions prepared above are introduced into the injection nozzles of the respective channels and radiated to form the support layer and the pore layer.

이때, 분사노즐은 상기 단계 2)의 분사노즐의 기공층 형성용 도프용액의 이송라인 길이가 단계 1)의 분사노즐의 지지층 형성용 도프용액의 이송라인 길이의 1/3 내지 1/10인 것이 바람직하다.In this case, the injection nozzle is preferably such that the transfer line length of the dope solution for forming the pore layer of the injection nozzle in step 2) is 1/3 to 1/10 of the transfer line length of the dope solution for forming the support layer of the injection nozzle of step 1) desirable.

상기에서, 기공층 형성용 도프용액의 이송라인의 길이가 강도층 형성용 도프용액의 이송라인의 길이의 1/3을 초과하면, 기공층 도프용액이 분사노즐 안에서 냉각되어 노즐이 막히게 되고, 반대로 길이가 1/10 미만이면, 접촉시간이 짧아서 코팅이 용이하게 되지 않는 문제가 있다.If the length of the transfer line of the dope solution for forming the pore layer exceeds 1/3 of the length of the transfer line of the dope solution for forming the pore layer, the pore layer doping solution is cooled in the injection nozzle to clog the nozzle, If the length is less than 1/10, there is a problem that the contact time is short and coating is not easy.

또한, 상기 단계 1)의 분사노즐로부터 지지층 형성용 도프용액이 분사되어 지지층이 형성되는 동시에 상기 단계 2)의 분사노즐로부터 기공층 형성용 도프용액이 분사되면서, 상기 지지층상에 기공층이 코팅된 것이다.Further, a support layer is formed by spraying the support layer-forming solution from the injection nozzle in the step 1), and a dope solution for forming a pore layer is sprayed from the injection nozzle of the step 2), and a pore layer is coated on the support layer will be.

상기에서, 지지층 형성용 도프용액은 120∼200℃에서 분사되어 지지층이 형성된다. 이때, 상기 온도가 120℃ 미만이면, 도프용액이 고형화되어 노즐이 막히는 문제가 있고, 반면에, 200℃를 초과하면, 용매의 기화가 발생하여 점도가 급격히 상승하여 분사자체가 이루어지지 않는다.In the above, the support solution for forming the support layer is sprayed at 120 to 200 DEG C to form the support layer. If the temperature is lower than 120 ° C, there is a problem that the dope solution becomes solidified and the nozzle is clogged. On the other hand, when the temperature exceeds 200 ° C, vaporization of the solvent occurs and the viscosity increases sharply.

한편, 기공층 형성용 도프용액은 20∼120℃에서 분사되어 기공층이 형성된다. 이때, 상기 온도가 20℃ 미만으로 낮으면, 고형화되어 노즐이 막히고, 120℃를 초과하면, 점도가 너무 낮아져서 코팅이 용이하지 않다. On the other hand, the pore layer forming dope solution is sprayed at 20 to 120 캜 to form a pore layer. At this time, if the temperature is lower than 20 ° C, the solid becomes solidified and the nozzle becomes clogged. If it exceeds 120 ° C, the viscosity becomes too low and coating is not easy.

본 발명의 중공사 박리막의 제조방법에서, 상기 기공층 형성용 도프용액의 온도가 낮으면 층간 박리현상이 일어나고 온도가 높으면 박리압력은 증가하지만 기공크기가 커져서 바이러스 제거는 어려워진다. In the method for producing a hollow release membrane of the present invention, when the temperature of the dope solution for forming a pore layer is low, delamination occurs. When the temperature is high, the separation pressure increases but the pore size becomes large.

이러한 문제점을 개선하기 위하여, 본 발명은 기공층 형성용 도프용액의 조성을 변화시키는데, 더욱 구체적으로는, 지지층 형성용 도프용액에서 사용되는 동일한 용매를 사용하고, 더욱 바람직하게는 동일 용매의 함량을 증가시켜 화학적으로 섞일 수 있도록 한다. In order to solve this problem, the present invention is to change the composition of the dope solution for forming the pore layer, more specifically, to use the same solvent used in the dope solution for forming the support layer, more preferably increase the content of the same solvent So that they can be mixed chemically.

본 발명의 중공사 분리막의 제조방법에 있어서, 단계 4)의 외부 응고욕은 물 또는 이소프로판올이 바람직하다. In the method for producing a hollow fiber membrane of the present invention, the external coagulating bath of step 4) is preferably water or isopropanol.

나아가, 본 발명은 양용매 및 벤젠디카르복실산 C1∼C12의 알킬에스테르의 비용매(non-colvent)가 하기 (1)의 중량비율로 혼합된 중공사 제조용 빈용매(poor solvent) 조성물을 제공한다. Further, the present invention relates to a poor solvent composition for the hollow fiber preparation in which the non-colvent of the good solvent and the alkyl ester of the benzene dicarboxylic acid C 1 -C 12 are mixed in the following weight ratio (1) .

양용매/(양용매 + 비용매) ≤ 0.2 (1)Positive solvent / (positive solvent + non-solvent) ≤ 0.2 (1)

상기에서 양용매는 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, N-메틸-2-피롤리돈 및 디메틸술폭사이드로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2개 이상의 혼합형태인 것이다.In the above, both of them are a single or a mixture of two or more selected from the group consisting of dimethylacetamide, dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone and dimethylsulfoxide.

본 발명의 신규한 빈용매는 소량의 양용매와 다량의 비용매를 반응시킨 형태로서, 상온에서는 폴리비닐리덴플루오라이드 수지를 녹이지 못하더라도, 고온에서는 녹일 수 있다. 따라서, 중공사 분리막을 제조하는 도프용액 내 폴리비닐리덴플루오라이드 수지의 함유농도를 높일 수 있다.
The novel poor solvent of the present invention is a form obtained by reacting a small amount of a good solvent with a large amount of non-solvent, and even if the polyvinylidene fluoride resin can not be melted at room temperature, it can melt at a high temperature. Therefore, the concentration of the polyvinylidene fluoride resin in the dope solution for producing the hollow fiber membrane can be increased.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

이는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.This is for further illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

폴리비닐리덴플루오라이드 40 중량%, 디메틸아세트아마이드 10중량% 및 벤젠디카르복실산 알킬에스테르 50중량%를 150℃에서 혼합한 도프용액을 지지층 형성용 분사노즐로 이송시켰다[양용매/(양용매 + 비용매)=0.16]. A dope solution prepared by mixing 40% by weight of polyvinylidene fluoride, 10% by weight of dimethylacetamide and 50% by weight of benzene dicarboxylic acid alkyl ester at 150 DEG C was transferred to a spraying nozzle for forming a support layer [ + Cost price) = 0.16].

폴리비닐리덴플루오라이드 10중량%, 디메틸아세트아마이드 45중량% 및 벤젠디카르복실산 알킬에스테르 35중량%, 폴리에틸렌글리콜 1,000 5중량% 및 폴리비닐피롤리돈 40,000 5중량%의 비율로 혼합하여 100℃에서 도프용액을 제조하고, 기공층 형성용 분사노즐로 이송시켰다. 10% by weight of polyvinylidene fluoride, 45% by weight of dimethylacetamide and 35% by weight of benzene dicarboxylic acid alkyl ester, 5% by weight of polyethylene glycol 1,000 and 5% by weight of polyvinylpyrrolidone 40,000, Was prepared and transferred to the injection nozzle for forming a pore layer.

내부홀 중공 형성을 위하여 디메틸아세트아마이드 40중량%, 벤젠디카르복실산 알킬에스테르 60중량%로 이루어진 혼합용액을 -10℃로 유지시켜서 중공 형성용 수송노즐로 이송시켰다. 방사 후에 고형화하기 위하여 외부 응고욕으로서, 물속에 침지시켰다. A mixed solution consisting of 40% by weight of dimethylacetamide and 60% by weight of benzene dicarboxylic acid alkyl ester was transferred to the hollow transfer nozzle while maintaining the temperature at -10 ° C for the formation of the inner hole. And immersed in water as an external coagulation bath to solidify after spinning.

제조된 중공사막에 함유되어 있는 용매를 제거하기 위하여 이소프로판올에 침지하여 완전히 용매를 제거한 후, 최종 40중량% 글리세린 수용액에 침지하여 건조하여 중공사 분리막을 제조하였다. 상기 제조된 중공사 분리막의 외부직경은 1.3 ㎜이고, 내부직경 0.7㎜이며, 기공크기는 분획분자량 150,000Da이고, 투수량은 1 kgf/㎠에서 900 L/㎡hr이었다. 또한, 인강강도(Load)는 0.9 MPa이고, 신도(strain)는 30%이고, 박리압력은 12 bar이었다. To remove the solvent contained in the prepared hollow fiber membrane, the membrane was immersed in isopropanol to completely remove the solvent, and then immersed in a final 40 wt% glycerin aqueous solution and dried to prepare a hollow fiber membrane. The hollow fiber separator had an outer diameter of 1.3 mm, an inner diameter of 0.7 mm, a pore size of 150,000 Da, and a permeability of 900 L / m 2 hr at 1 kgf / cm 2. The tensile strength (Load) was 0.9 MPa, the strain was 30%, and the peeling pressure was 12 bar.

<실시예 2><Example 2>

방사 후에 고형화하기 위한 외부 응고욕으로서, 물 대신에 이소프로판올로 바꾸어 침지한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 중공사 분리막을 제조하였다. 상기에서 제조된 중공사 분리막의 단면을 측정한 결과, 매크로보이드가 없이 스폰지 형태의 단면구조로 확인되었다. 또한, 상기 제조된 중공사 분리막은 외부직경 1.6 mm, 내부직경 0.6 mm이고, 기공크기는 분획분자량 100,000Da, 투수량은 1 kgf/㎠에서 700 L/㎡hr 이었다. 인강강도는 0.7 MPa이고, 신도는 40%이고, 박리압력은 7 bar이었다.A hollow fiber membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that the external coagulating bath for solidifying after spinning was immersed in place of isopropanol in place of water. As a result of measuring the cross section of the hollow fiber membrane prepared above, it was confirmed that the hollow fiber membrane had a sponge-like cross-sectional structure without macro voids. The hollow fiber membrane thus prepared had an outer diameter of 1.6 mm and an inner diameter of 0.6 mm, a pore size of 100,000 Da, and a water permeability of 700 L / m 2 hr at 1 kgf / cm 2. The tensile strength was 0.7 MPa, the elongation was 40%, and the peeling pressure was 7 bar.

<실시예 3><Example 3>

지지층 형성용 도프용액 제조에 있어서, 폴리비닐리덴플루오라이드를 35중량%, 디메틸아세트아마이드 10중량% 및 벤젠디카르복실산 알킬에스테르 55중량%를 150℃에서 혼합한 혼합용액[양용매/(양용매 + 비용매)=0.15]을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 중공사 분리막을 제조하였다. 상기 제조된 중공사 분리막은 외부직경 1.33 mm, 내부직경 0.75 mm이고, 기공크기는 분획분자량 200,000Da이었으며, 투수량은 1 kgf/㎠에서 1100 L/㎡hr 이었다. 인강강도는 0.8 MPa이고, 신도는 40%이고 박리압력은 9 bar이었다.In the preparation of the dope solution for forming the support layer, a mixed solution prepared by mixing 35% by weight of polyvinylidene fluoride, 10% by weight of dimethylacetamide and 55% by weight of benzene dicarboxylic acid alkyl ester at 150 ° C [ Solvent + non-solvent) = 0.15] was used in place of the solvent used in Example 1, to prepare a hollow fiber membrane. The prepared hollow fiber membrane had an outer diameter of 1.33 mm, an inner diameter of 0.75 mm, a pore size of 200,000 Da, and a permeability of 1100 L / m 2 hr at 1 kgf / cm 2. The tensile strength was 0.8 MPa, the elongation was 40% and the peeling pressure was 9 bar.

<실시예 4><Example 4>

지지층 형성용 도프용액 제조에 있어서, 폴리비닐리덴플루오라이드를 45중량%, 디메틸아세트아마이드 5중량% 및 벤젠디카르복실산 알킬에스테르 50중량%를 150℃에서 혼합한 혼합용액[양용매/(양용매 + 비용매)=0.09]을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 중공사 분리막을 제조하였다. 상기 제조된 중공사 분리막은 외부직경 1.28 mm, 내부직경 0.67 mm이고, 기공크기는 분획분자량 100,000Da이며, 투수량은 1 kgf/㎠에서 600 L/㎡hr 이었다. 인강강도는 1.0 MPa이고, 신도는 20%이고, 박리압력은 13 bar이었다.In the preparation of the dope solution for forming the support layer, a mixed solution prepared by mixing 45% by weight of polyvinylidene fluoride, 5% by weight of dimethylacetamide and 50% by weight of benzene dicarboxylic acid alkyl ester at 150 ° C [ Solvent + non-solvent) = 0.09] was used in place of the solvent used in Example 1, to prepare a hollow fiber membrane. The prepared hollow fiber membrane had an outer diameter of 1.28 mm, an inner diameter of 0.67 mm, a pore size of 100,000 Da, and a permeability of 600 L / m 2 hr at 1 kgf / cm 2. The tensile strength was 1.0 MPa, the elongation was 20%, and the peeling pressure was 13 bar.

<실시예 5><Example 5>

지지층 형성용 도프용액 제조에 있어서, 폴리비닐리덴플루오라이드를 50중량%, 디메틸아세트아마이드 5중량%, 벤젠디카르복실산 알킬에스테르 45중량%를 150℃에서 혼합한 혼합용액[양용매/(양용매 + 비용매)=0.1]을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 중공사 분리막을 제조하였다. 상기 제조된 중공사 분리막은 외부직경 1.4 mm, 내부직경 0.7 mm이고, 기공크기는 분획분자량 100,000Da이며, 투수량은 1 kgf/㎠에서 400 L/㎡hr 이었다. 인강강도는 1.3 MPa이고, 신도는 20%이고, 박리압력은 15 bar이었다.In the preparation of the dope solution for forming the support layer, a mixed solution prepared by mixing 50% by weight of polyvinylidene fluoride, 5% by weight of dimethylacetamide and 45% by weight of benzene dicarboxylic acid alkyl ester at 150 ° C [ Solvent = non-solvent) = 0.1] was used in place of the solvent used in Example 1, to prepare a hollow fiber membrane. The prepared hollow fiber membrane had an outer diameter of 1.4 mm, an inner diameter of 0.7 mm, a pore size of 100,000 Da, and a permeability of 400 L / m 2 hr at 1 kgf / cm 2. The tensile strength was 1.3 MPa, the elongation was 20%, and the peeling pressure was 15 bar.

<실시예 6><Example 6>

지지층 형성용 도프용액 제조에 있어서, 150℃ 대신에 220℃에서 혼합하여 혼합용액을 제조하고 분사하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 중공사 분리막을 제조하였다. 상기 제조된 중공사 분리막은 외부직경 1.18 ㎜, 내부직경 0.55 ㎜이고 기공크기는 분획분자량 400,000Da이며, 투수량은 1 kgf/㎠에서 1200 L/㎡hr 이었다. 인강강도는 0.7 MPa이고, 신도는 50%이고, 박리압력은 8 bar이었다.A hollow fiber membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that the mixed solution was prepared and sprayed at 220 ° C instead of 150 ° C in the preparation of the dope solution for forming the support layer. The prepared hollow fiber membrane had an outer diameter of 1.18 mm, an inner diameter of 0.55 mm, a pore size of 400,000 Da, and a permeability of 1200 L / m 2 hr at 1 kgf / cm 2. The tensile strength was 0.7 MPa, the elongation was 50%, and the peeling pressure was 8 bar.

<실시예 7>&Lt; Example 7 >

기공층 형성용 도프용액 제조에 있어서, 100℃ 대신에 150℃에서 혼합하여 혼합용액을 제조하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 중공사 분리막을 제조하였다. 상기 제조된 중공사 분리막의 단면구조가 스펀지 구조에서 매크로보이드 구조로 변화되었다. 상기 제조된 중공사 분리막은 외부직경 1.21 ㎜, 내부직경 0.63 ㎜이고 기공크기는 분획분자량 500,000Da이고, 투수량은 1 kgf/㎠에서 800 L/㎡hr이었다. 인강강도는 0.8 MPa이고, 신도는 40%이고, 박리압력은 8 bar이었다.A hollow fiber membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that a mixed solution was prepared by mixing at 150 ° C instead of 100 ° C in the preparation of the dope solution for forming the pore layer. The cross-sectional structure of the hollow fiber membrane thus prepared was changed from a sponge structure to a macrovoid structure. The hollow fiber membrane thus prepared had an outer diameter of 1.21 mm, an inner diameter of 0.63 mm, a pore size of 500,000 Da, and a water permeability of 800 L / m 2 hr at 1 kgf / cm 2. The tensile strength was 0.8 MPa, the elongation was 40%, and the peeling pressure was 8 bar.

<실시예 8> &Lt; Example 8 >

내부홀 중공 형성을 위하여, 수송되는 비용매 디메틸아세트아마이드 30중량% 및 벤젠디카르복실산 알킬에스테르의 비율을 70중량%로 변경하여 실시한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 중공사 분리막을 제조하였다. 상기 제조된 중공사 분리막은 외부직경 1.35㎜, 내부직경 0.74 mm이고 기공크기는 분획분자량 150,000Da이며, 투수량은 1 kgf/㎠에서 800 L/㎡hr 이었다. 인강강도는 1.1 MPa이고, 신도는 20%이고, 박리압력은 12 bar이었다. The procedure of Example 1 was repeated except that 30% by weight of non-volatile dimethylacetamide and 70% by weight of benzene dicarboxylic acid alkyl ester were used for the formation of the inner hole, Silica membranes were prepared. The prepared hollow fiber membrane had an outer diameter of 1.35 mm, an inner diameter of 0.74 mm, a pore size of a fraction molecular weight of 150,000 Da, and a permeability of 800 L / m 2 hr at 1 kgf / cm 2. The tensile strength was 1.1 MPa, the elongation was 20%, and the peeling pressure was 12 bar.

<실시예 9> &Lt; Example 9 >

내부홀 중공 형성을 위하여, 수송되는 비용매 디메틸아세트아마이드 60중량% 및 벤젠디카르복실산 알킬에스테르의 비율을 40중량%로 변경하여 실시한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 중공사 분리막을 제조하였다. 상기 제조된 중공사 분리막은 외부직경은 1.27 ㎜이고, 내부직경 0.69㎜이며 기공크기는 분획분자량 300,000Da이고, 투수량은 1 kgf/㎠에서 1000 L/㎡hr이었다. 또한, 인강강도는 0.7 MPa이고, 신도는 40%이고, 박리압력은 10 bar이었다. The procedure of Example 1 was repeated except that 60% by weight of non-volatile dimethylacetamide and 40% by weight of benzene dicarboxylic acid alkyl ester were used for the formation of the inner hole, Silica membranes were prepared. The hollow fiber membrane thus obtained had an outer diameter of 1.27 mm, an inner diameter of 0.69 mm, a pore size of 300,000 Da, and a water permeability of 1000 L / m 2 hr at 1 kgf / cm 2. The tensile strength was 0.7 MPa, the elongation was 40%, and the peeling pressure was 10 bar.

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

지지층 형성용 도프용액 제조에 있어서, 폴리비닐리덴플루오라이드 48 중량%, 디메틸아세트아마이드 12중량% 및 벤젠디카르복실산 알킬에스테르 40중량%를 150℃에서 혼합한 혼합용액을 제조[양용매/(양용매 + 비용매)=0.23]하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 중공사 분리막을 제조하였다. 상기 중공사 분리막은 용액 점도가 지나치게 상승되어 방사가 불가능하였다. In the preparation of the dope solution for forming the support layer, a mixed solution prepared by mixing 48 wt% of polyvinylidene fluoride, 12 wt% of dimethylacetamide and 40 wt% of benzene dicarboxylic acid alkyl ester at 150 캜 was prepared [ (Solvent + non-solvent) = 0.23], a hollow fiber membrane was prepared in the same manner as in Example 1. The solution viscosity of the hollow fiber separator was excessively increased and the spinning was impossible.

<비교예 2>Comparative Example 2

상기 실시예 1의 기공층 형성용 도프용액 제조에 있어서, 벤젠디카르복실산 알킬에스테르 함량을 20중량%로 변경하여 용액을 제조한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 중공사 분리막을 제조하였다. 상기에서 제조된 중공사 분리막의 단면을 측정한 결과, 매크로보이드가 50% 이상을 차지하였다. 또한, 상기 제조된 중공사 분리막은 외부직경 1.2 mm, 내부직경 0.7 mm이고 기공크기는 분획분자량 500,000Da이고, 투수량 1 kgf/㎠에서 1200 L/㎡hr 이었다. 인강강도는 0.8 MPa이며, 신도는 50%이고, 박리압력은 8 bar이었다.The procedure of Example 1 was repeated except that the content of the benzene dicarboxylic acid alkyl ester was changed to 20 wt% in the preparation of the dope solution for forming the porous layer of Example 1, A separator was prepared. The cross section of the hollow fiber membrane prepared above was measured, and macrovoids accounted for more than 50%. The hollow fiber membrane thus prepared had an outer diameter of 1.2 mm, an inner diameter of 0.7 mm, a pore size of 500,000 Da, and a capacity of 1200 L / m 2 hr at a water permeability of 1 kgf / cm 2. The tensile strength was 0.8 MPa, the elongation was 50%, and the peeling pressure was 8 bar.

<비교예 3> &Lt; Comparative Example 3 &

지지층 형성용 도프용액 제조에 있어서, 폴리비닐리덴플루오라이드 65중량%, 디메틸아세트아마이드 3중량% 및 벤젠디카르복실산 알킬에스테르 32중량%를 150℃에서 혼합한 혼합용액[양용매/(양용매 + 비용매)=0.08]을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 중공사 분리막을 제조하였다. 상기 제조된 중공사 분리막은 점도가 너무 높아서 방사가 불가능하였다. In preparing the dope solution for forming the support layer, a mixed solution obtained by mixing 65% by weight of polyvinylidene fluoride, 3% by weight of dimethylacetamide and 32% by weight of benzenedicarboxylic acid alkyl ester at 150 ° C. [good solvent / (good solvent + Non-solvent) = 0.08], except that the hollow fiber membrane was prepared in the same manner as in Example 1. The prepared hollow fiber membrane was too viscous to be spinnable.

<비교예 4>&Lt; Comparative Example 4 &

지지층 형성용 도프용액 제조에 있어서, 150℃ 대신에 100℃에서 혼합용액을 제조하고 분사하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 중공사 분리막을 제조하였다. 상기 제조된 중공사 분리막은 도프용액의 겔화가 발생하여 방사가 불가능하였다.A hollow fiber membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that a mixed solution was prepared and sprayed at 100 ° C instead of 150 ° C in the preparation of the dope solution for forming the support layer. The hollow fiber separator produced gelation of the dope solution and was not spinnable.

<비교예 5>&Lt; Comparative Example 5 &

기공층 형성용 도프용액 제조에 있어서, 100℃ 대신에 10℃에서 혼합용액을 제조하고 분사하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 중공사 분리막을 제조하였다. 상기 제조된 중공사 분리막은 방사도중 겔화가 발생하여 방사가 불가능하였다.A hollow fiber membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that, in the preparation of the dope solution for forming the pore layer, a mixed solution was prepared and sprayed at 10 ° C instead of 100 ° C. The hollow fiber separator produced was gelled during spinning and was not spinnable.

<비교예 6>&Lt; Comparative Example 6 >

지지층 형성용 도프용액 제조에 있어서, 폴리비닐리덴플루오라이드 40중량%, ε-카프로락톤 30중량% 및 벤젠디카르복실산 알킬에스테르 30중량%를 150℃에서 혼합한 혼합용액을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 중공사 분리막을 제조하였다. 상기 제조된 중공사 분리막은 외부직경 1.28 ㎜, 내부직경 0.71 ㎜이고 기공크기는 분획분자량 200,000Da이며, 투수량은 1 kgf/㎠에서 1100 L/㎡hr 이었다. 인강강도는 0.5 MPa이고, 신도는 10%이고, 박리압력은 8 bar이었다. 이에, 상기에서 제조된 중공사 분리막은 실시예 1에서 제조된 중공사 분리막 대비 인장강도와 신도가 많이 감소하였다. Except that a mixed solution obtained by mixing 40% by weight of polyvinylidene fluoride, 30% by weight of? -Caprolactone and 30% by weight of benzene dicarboxylic acid alkyl ester at 150 占 폚 was used in the preparation of the dope solution for forming the support layer Was prepared in the same manner as in Example 1 to prepare a hollow fiber membrane. The hollow fiber membrane thus obtained had an outer diameter of 1.28 mm, an inner diameter of 0.71 mm, a pore size of 200,000 Da, and a permeability of 1100 L / m 2 hr at 1 kgf / cm 2. The tensile strength was 0.5 MPa, the elongation was 10%, and the peeling pressure was 8 bar. Thus, the tensile strength and elongation of the hollow fiber separator prepared in the above-described example were much reduced compared to the hollow fiber separator prepared in Example 1. [

<비교예 7>&Lt; Comparative Example 7 &

지지층 형성용 도프용액 제조에 있어서, 폴리비닐리덴플루오라이드 40중량%, γ-부티로락톤, 30중량% 및 벤젠디카르복실산 알킬에스테르 30중량%를 150℃에서 혼합한 혼합용액을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 중공사 분리막을 제조하였다. 상기 제조된 중공사 분리막은 외부직경 1.32 ㎜, 내부직경 0.75 ㎜이고 기공크기는 분획분자량 300,000Da이며, 투수량은 1 kgf/㎠에서 800 L/㎡hr 이었다. 인강강도는 0.6 MPa이고, 신도는 9%이며 박리압력은 9 bar이었다. 이에, 상기에서 제조된 중공사 분리막은 실시예 1에서 제조된 중공사 분리막 대비 인장강도와 신도가 많이 감소하였다.In the preparation of the dope solution for forming the support layer, a mixed solution obtained by mixing 40 wt% of polyvinylidene fluoride, 30 wt% of? -Butyrolactone, and 30 wt% of benzene dicarboxylic acid alkyl ester at 150 ° C , A hollow fiber membrane was produced in the same manner as in Example 1, The hollow fiber membrane thus prepared had an outer diameter of 1.32 mm, an inner diameter of 0.75 mm, a pore size of cut molecular weight of 300,000 Da, and a permeability of 800 L / m 2 hr at 1 kgf / cm 2. The tensile strength was 0.6 MPa, the elongation was 9% and the peeling pressure was 9 bar. Thus, the tensile strength and elongation of the hollow fiber separator prepared in the above-described example were much reduced compared to the hollow fiber separator prepared in Example 1. [

<비교예 8> &Lt; Comparative Example 8 >

지지층 형성용 도프용액 제조에 있어서, 폴리비닐리덴플루오라이드 40중량%, 시클로헥사논, 30중량% 및 벤젠디카르복실산 알킬에스테르 30중량%를 150℃에서 혼합한 혼합용액을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 중공사 분리막을 제조하였다. 상기 제조된 중공사 분리막은 외부직경 1.40 ㎜, 내부직경 0.76 ㎜이고 기공크기는 분획분자량 150,000Da이며, 투수량은 1 kgf/㎠에서 700 L/㎡hr 이었다. 인강강도는 0.48 MPa이고, 신도는 10%이고, 박리압력은 8 bar이었다. 이에, 상기에서 제조된 중공사 분리막은 실시예 1에서 제조된 중공사 분리막 대비 인장강도와 신도가 많이 감소하였다.Except that a mixed solution obtained by mixing 40 wt% of polyvinylidene fluoride, 30 wt% of cyclohexanone, and 30 wt% of benzene dicarboxylic acid alkyl ester at 150 캜 was used in the preparation of the dope solution for forming the support layer Was prepared in the same manner as in Example 1 to prepare a hollow fiber membrane. The hollow fiber membrane thus prepared had an outer diameter of 1.40 mm, an inner diameter of 0.76 mm, a pore size of a fraction molecular weight of 150,000 Da, and a permeability of 700 L / m 2 hr at 1 kgf / cm 2. The tensile strength was 0.48 MPa, the elongation was 10%, and the peeling pressure was 8 bar. Thus, the tensile strength and elongation of the hollow fiber separator prepared in the above-described example were much reduced compared to the hollow fiber separator prepared in Example 1. [

<비교예 9> &Lt; Comparative Example 9 &

지지층 형성용 도프용액 제조에 있어서, 폴리비닐리덴플루오라이드 40중량%, 디메틸아세트아마이드 5중량%, ε-카프로락톤 25중량% 및 벤젠디카르복실산 알킬에스테르 30중량% 를 150℃에서 혼합한 혼합용액을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 중공사 분리막을 제조하였다. 상기 제조된 중공사 분리막은 외부직경 1.33 ㎜, 내부직경 0.72 ㎜이고 기공크기는 분획분자량 150,000Da이며, 투수량은 1 kgf/㎠에서 900 L/㎡hr 이었다. 인강강도는 0.54 MPa이고, 신도는 10%이고, 박리압력은 9 bar이었다. 이에, 상기에서 제조된 중공사 분리막은 실시예 1에서 제조된 중공사 분리막 대비 인장강도와 신도가 많이 감소하였다.In the preparation of the dope solution for forming the support layer, a mixture of 40 wt% of polyvinylidene fluoride, 5 wt% of dimethylacetamide, 25 wt% of? -Caprolactone and 30 wt% of benzene dicarboxylic acid alkyl ester at 150 ° C The hollow fiber membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that a solution was used. The hollow fiber membrane thus prepared had an outer diameter of 1.33 mm, an inner diameter of 0.72 mm, a pore size of a fraction molecular weight of 150,000 Da, and a permeability of 900 L / m 2 hr at 1 kgf / cm 2. The tensile strength was 0.54 MPa, the elongation was 10%, and the peeling pressure was 9 bar. Thus, the tensile strength and elongation of the hollow fiber separator prepared in the above-described example were much reduced compared to the hollow fiber separator prepared in Example 1. [

<비교예 10> &Lt; Comparative Example 10 &

상기 실시예 1의 분사노즐에서, 기공층 수송경로를 지지층 수송경로의 1/2로 변화시키는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다. 이 경우, 방사도중 겔화가 발생하여 방사가 불가능하였다.The same procedure as in Example 1 was carried out except that the pore layer transport path was changed to 1/2 of the support layer transport path in the injection nozzle of Example 1 above. In this case, gelation occurred during spinning and spinning was impossible.

<비교예 11>&Lt; Comparative Example 11 &

상기 실시예 1의 분사노즐에서, 기공층 수송경로를 지지층 수송경로의 1/11로 변화시키는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하다. 이 경우, 방사도중 겔화가 발생하여 방사가 불가능하였다.The same procedure as in Example 1 was performed except that the pore layer transport path was changed to 1/11 of the support layer transport path in the injection nozzle of Example 1 above. In this case, gelation occurred during spinning and spinning was impossible.

<실험예 1> 분리막의 단면구조관찰Experimental Example 1 Observation of Cross Section Structure of Membrane

상기 실시예 1에서 제조된 중공사 분리막에 대하여, 주사전자현미경을 이용하여 단면구조를 관찰하였다. The cross-sectional structure of the hollow fiber membrane prepared in Example 1 was observed using a scanning electron microscope.

그 결과, 도 1은 실시예 1에서 제조된 중공사 분리막 전체 단면이고, 도 2는 실시예 1에서 제조된 중공사 분리막의 단면을 확대한 표면측 단면으로서, 외측 기공층과 내측 지지층의 2개층의 단면구조로 확인되었다. As a result, FIG. 1 shows the entire cross-section of the hollow fiber membrane produced in Example 1, FIG. 2 is a cross-sectional side view of the hollow fiber membrane produced in Example 1, Of the cross section.

<실험예 2> 분리막의 물성평가Experimental Example 2 Evaluation of Properties of Membrane

상기 실시예 및 비교예에서 제조되는 중공사 분리막에 대하여, 막의 성능평가를 실시하였다. The performance of the membrane was evaluated for the hollow fiber membranes prepared in the above Examples and Comparative Examples.

막의 기공크기는 분획분자량을 측정하여 나타내었다. 즉, 분자량이 다른 폴리에틸렌글리콜 500ppm 수용액을 통과시켜 90% 이상을 배제할 때의 분획분자량으로 나타내었다.The pore size of the membrane was measured by measuring the fraction molecular weight. That is, the molecular weight was expressed as the fraction molecular weight when 90% or more of the polyethylene glycol was passed through an aqueous solution of 500 ppm of polyethylene glycol having different molecular weights.

막의 투수량은 온도 20℃, 1 kgf/㎠ 압력, 유량 1 L/min의 조건에서 분리막 외측에서 내측으로 물을 흘려주면서 투과되는 양을 측정하여 순수투과유량으로 측정하였다.The permeation amount of the membrane was measured by measuring the amount of permeation while flowing water from the outside of the membrane at a pressure of 1 kgf / cm 2 and a flow rate of 1 L / min at a temperature of 20 ° C.

막의 파단강도는 인장시험기를 사용하여 50 mm/min의 속도로 50mm 시료를 파단될 때까지 측정하여 인장강도(MPa)와 신도(%)를 측정하였다.The tensile strength (MPa) and elongation (%) of the film were measured by using a tensile tester at a speed of 50 mm / min until the 50 mm sample was broken.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 매크로보이드가 없는 스펀지 형태의 외측 기공층 및 내측 지지층이 결합된 구조의 2개층의 단면을 가지는 중공사 분리막을 제공하였다. As described above, the present invention provides a hollow fiber membrane having a two-layered cross-sectional structure in which a sponge-like outer pore layer and an inner support layer are combined without macrovoids.

본 발명은 외측 기공층 및 내측 지지층을 형성할 때, 용매조건과 분사노즐의 조건을 최적화함으로써, 상기 외측 기공층을 매크로보이드가 없는 완전한 스펀지 형태로 형성하여 높은 배제율을 구현하고, 스폰지형태를 보유하면서도 다공성이 있어 높은 수투과도를 구현한다.The present invention optimizes the conditions of the solvent and the spray nozzle when forming the outer pore layer and the inner support layer to form the outer pore layer into a complete sponge-free form without macrovoids, thereby achieving a high rejection rate, But also has high porosity and high water permeability.

또한, 양용매와 비용매인 벤젠디카르복실산 알킬에스테르간의 혼합비율이 최적화된 혼합용매를 사용하여 폴리비닐리덴플루오라이드 수지의 농도를 높여 내측 지지층을 형성함으로써, 기계적 물성이 우수한 고성능 중공사 분리막을 제조할 수 있다. Further, by forming the inner supporting layer by increasing the concentration of the polyvinylidene fluoride resin using a mixed solvent in which the mixing ratio between the good solvent and the non-solvent benzene dicarboxylic acid alkyl ester is optimized, a high performance hollow fiber separator having excellent mechanical properties can be obtained Can be manufactured.

이에, 본 발명에 의한 고성능 중공사 분리막은 병원성 미생물 및 바이러스를 제거할 수 있으면서도 높은 투수량을 유지할 수 있고 고분자가 연속적으로 연결되어 강도가 높고, 더 나아가, 해수담수화 전처리, 정수처리, 하, 폐수처리 및 농축 및 정제 분야에 유용하게 적용할 수 있다.
Accordingly, the high performance hollow fiber membrane according to the present invention is capable of removing pathogenic microorganisms and viruses while maintaining high water permeability, and has high strength due to the continuous connection of the polymers. Furthermore, the high performance hollow fiber membrane according to the present invention can be used for seawater desalination pretreatment, And in the field of concentration and purification.

이상에서 본 발명은 기재된 실시예에 대해서만 상세히 기술되었지만, 본 발명의 기술범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.

Claims (18)

매크로보이드가 없는 스펀지 형태의 외측 기공층 및
폴리비닐리덴플루오라이드 30∼60중량% 및 양용매와 벤젠디카르복실산 C1∼C12의 알킬에스테르의 비용매가 혼합된 빈용매 40∼70중량%로 이루어진 지지층 형성용 도프용액에 의해 형성된 내측 지지층이 결합된 구조로서,
상기 빈용매가 양용매와 벤젠디카르복실산 C1∼C12의 알킬에스테르의 비용매로 이루어지되, 하기 (1)의 중량비율로 혼합된 것을 특징으로 하는 높은 배제율과 수투과도를 가지고 기계적 물성이 우수한 폴리비닐리덴플로라이드계 수지로 이루어진 중공사 분리막.
양용매/(양용매 + 비용매) ≤ 0.2 (1)
Sponge-shaped outer pore layer without macrovoids and
Polyvinylidene fluoride, 30 to 60% by weight and the inner formed by a good solvent and a benzene dicarboxylic acid C 1 dope for forming a supporting layer made of a poor solvent is 40 to 70% by weight of the mixed-solvent cost ~C 12 alkyl ester solution As the support layer is bonded structure,
The poor solvent is composed of a good solvent and a non-solvent of benzenedicarboxylic acid C 1 to C 12 alkyl ester, but is mixed at a weight ratio of the following (1) to have a high exclusion rate and water permeability Hollow fiber membrane composed of polyvinylidene fluoride resin having excellent physical properties.
Positive solvent / (positive solvent + non-solvent) ≤ 0.2 (1)
제1항에 있어서, 상기 외측 기공층이 5 내지 100㎛ 두께인 것을 특징으로 하는 상기 중공사 분리막.The hollow fiber membrane according to claim 1, wherein the outer pore layer is 5 to 100 µm thick. 제1항에 있어서, 상기 외측 기공층이 0.01 내지 0.08㎛의 기공크기를 가지는 것을 특징으로 하는 상기 중공사 분리막.The hollow fiber membrane of claim 1, wherein the outer pore layer has a pore size of 0.01 to 0.08 μm. 제1항에 있어서, 상기 내측 지지층이 100 내지 600㎛ 두께인 것을 특징으로 하는 상기 중공사 분리막.The hollow fiber membrane according to claim 1, wherein the inner support layer is 100 to 600 µm thick. 제1항에 있어서, 상기 중공사 분리막에서 중공 내측으로 20℃의 증류수를 유입시켜 압력을 증가시키면서 투과유량을 측정하여, 순간적으로 투과유량이 상승하는 박리압력이 8 내지 15 bar 인 것을 특징으로 하는 상기 중공사 분리막.The method of claim 1, wherein the permeate flow rate is measured while increasing the pressure by introducing distilled water at 20 ° C. into the hollow from the hollow fiber membrane, and the separation pressure at which the permeate flow rate rises is 8 to 15 bar. The hollow fiber membrane. 제1항에 있어서, 상기 중공사 분리막이 인장강도 0.4 내지 2.0 MPa 및 신도 5 내지 120%인 것을 특징으로 하는 상기 중공사 분리막.The hollow fiber separator according to claim 1, wherein the hollow fiber separator has a tensile strength of 0.4 to 2.0 MPa and an elongation of 5 to 120%. 제1항에 있어서, 상기 중공사 분리막이 1 kgf/㎠ 조건에서 투수량 400 내지 1200 L/㎡hr인 것을 특징으로 하는 상기 중공사 분리막.


The hollow fiber membrane of claim 1, wherein the hollow fiber membrane has a water permeability of 400 to 1200 L / m 2 hr under 1 kgf / cm 2 condition.


삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020120103606A 2012-09-18 2012-09-18 Highly efficient hollow fiber membranes and manufacturing method thereof KR101355017B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120103606A KR101355017B1 (en) 2012-09-18 2012-09-18 Highly efficient hollow fiber membranes and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120103606A KR101355017B1 (en) 2012-09-18 2012-09-18 Highly efficient hollow fiber membranes and manufacturing method thereof

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130109192A Division KR101434166B1 (en) 2013-09-11 2013-09-11 Manufacturing method of highly efficient hollow fiber membranes and poor solvent for manufacturing hollow fiber

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101355017B1 true KR101355017B1 (en) 2014-01-27

Family

ID=50146324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120103606A KR101355017B1 (en) 2012-09-18 2012-09-18 Highly efficient hollow fiber membranes and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101355017B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110180404A (en) * 2019-05-21 2019-08-30 中南大学 A kind of novel double-layer hollow-fibre membrane and its preparation method and application for membrane distillation

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070113375A (en) * 2006-05-23 2007-11-29 명지대학교 산학협력단 Asymmetric poly(vinylidene fluoride) hollow fiber membranes and methods to make membranes
KR101026690B1 (en) * 2010-02-25 2011-04-07 주식회사 디어포스 Highly porous membrane using that and preparing method thereof
KR20120001970A (en) * 2010-06-30 2012-01-05 코오롱인더스트리 주식회사 Hollw fiber membrane and method for manufacturing the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070113375A (en) * 2006-05-23 2007-11-29 명지대학교 산학협력단 Asymmetric poly(vinylidene fluoride) hollow fiber membranes and methods to make membranes
KR101026690B1 (en) * 2010-02-25 2011-04-07 주식회사 디어포스 Highly porous membrane using that and preparing method thereof
KR20120001970A (en) * 2010-06-30 2012-01-05 코오롱인더스트리 주식회사 Hollw fiber membrane and method for manufacturing the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110180404A (en) * 2019-05-21 2019-08-30 中南大学 A kind of novel double-layer hollow-fibre membrane and its preparation method and application for membrane distillation
CN110180404B (en) * 2019-05-21 2021-12-14 中南大学 Novel double-layer hollow fiber membrane for membrane distillation and preparation method and application thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101597829B1 (en) Porous Membrane and Method for Manufacturing The Same
KR101026690B1 (en) Highly porous membrane using that and preparing method thereof
KR101462939B1 (en) Hydrophilic Polyvinylidene Fluoride Based Hollow Fiber Membrane and Preparing Method Thereof
KR20070113375A (en) Asymmetric poly(vinylidene fluoride) hollow fiber membranes and methods to make membranes
KR101742134B1 (en) Hollw fiber Membrane and Method for Manufacturing The Same
WO2011069441A1 (en) Method for preparing composite multilayer porous hollow fiber membrane and device and product thereof
KR101752981B1 (en) Process for production of porous membrane
KR101494053B1 (en) Method for manufacturing asymmetric hollow fiber membrane and asymmetric hollow fiber membrane manufactured using the same
KR101738976B1 (en) polyvinylidene fluoride hollow fiber membrane and manufacturing method thereof
KR20180048692A (en) Patent application title: PROCESS FOR PREPARING COATING FILM FOR COST-INDUCED PHASES AND METHOD FOR PRODUCING POROUS HYBRIDS
KR101394416B1 (en) Method for Manufacturing Polyvinylidene fluoride Hollow fiber membrane and Hollow fiber membrane
KR101269574B1 (en) Acetylated alkyl cellulose membrane using thermal induced phase separation and preparing method thereof
KR101381080B1 (en) Double layer hydrophilic hollow fiber membrane and its manufacturing method combined supported layer by Thermally Induced Phase Separation and active layer by Non-solvent Induced Phase Separation
KR101434166B1 (en) Manufacturing method of highly efficient hollow fiber membranes and poor solvent for manufacturing hollow fiber
KR20130053930A (en) Multi-layer hollow fiber membrane having high strength and excellent permeability and preparing method thereof
KR20130040620A (en) Preparation method of hollow fiber membrane with high mechanical properties made of hydrophilic modified polyvinylidenefluoride for water treatment
KR101355017B1 (en) Highly efficient hollow fiber membranes and manufacturing method thereof
KR101025755B1 (en) Ultrafiltration membranes with improved water permeability and mechanical strength and manufacturing method thereof
KR20130040621A (en) The preparation method of hollow fiber membrane with high mechanical properties using hydrophilized polyvinylidenefluoride for water treatment
KR20070113374A (en) Porous poly(vinylidene fluoride) hollow fiber membranes composed of spherical particles containing polymeric nanofibers
KR20070102011A (en) Porous poly(vinylidene fluoride) hollow fiber membranes for high water permeance and methods to make membranes
KR101331066B1 (en) Polyethersulfone hollow fiber membrane and method of manufacturing the same
KR101885255B1 (en) Porous Membrane and Method for Manufacturing The Same
KR101475568B1 (en) Method for manufacturing asymmetric hollow fiber membrane and asymmetric hollow fiber membrane manufactured using the same
KR101308996B1 (en) The Preparation method of hollow fiber membrane with high permeation using hydrophilic polyvinylidenefluoride composites for water treatment

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
A107 Divisional application of patent
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170117

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180108

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200106

Year of fee payment: 7