KR0160482B1

KR0160482B1 - 중공사막 모듈 접착고정부의 절단방법

Info

Publication number: KR0160482B1
Application number: KR1019920027208A
Authority: KR
Inventors: 노일준; 최종춘
Original assignee: 전원중; 주식회사효성티앤씨; 조정래; 주식회사효성생활산업
Priority date: 1992-12-31
Filing date: 1992-12-31
Publication date: 1998-11-16
Also published as: KR940013583A

Abstract

본 발명은 중공사막 모듈을 제조함에 있어 그 접착고정부를 절단하는 방법으로 다수의 중공사막을 적어도 한쪽단면을 집속하고 경화후 경도가 50도 이상인 접착수지로 접착고정한 중공사막 모듈의 접착고정부를 전후 왕복속도 1~30회/sec, 하강속도 50~500㎜/min로 움직이는 직선형 칼날위에 칩이 붙어있는 복합칼날로 절단하는 것이며 절단면의 불균일 , 박리 및 중공사막의 폐쇄등이 일어나지 않고 연속절단이 가능하게 된다.

Description

중공사막 모듈 접착고정부의 절단방법

제1도는 본 발명의 복합칼날의 구조를 나타낸 것으로서,

(a)는 직선형 칼날의 측면도.

(b)는 전칩의 정면도.

(c)는 후칩의 정면도.

제2도(a)는 일단봉지형 중공사막 모듈 정면도.

(b)는 양단개공형 중공사막 모듈 정면도.

제3도는 본 발명에서 일단봉지형 중공사막 모듈의 절단작업을 보여주는 측면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 중공사막 2 : 접착고정부

3 : 하우징 4 : 직선형 복합칼날

5 : 전칩 6 : 후칩

α1 : 전면경사각 α2 : 후면경사각

ℓ : 전면경사면길이 β1 : 칩 경사각

β2 : 칩날각 β3 : 칩날경사도

본 발명은 다수의 중공사막(中共絲膜)으로 된 중공사막 모듈의 접착고정부를 절단하는데 있어, 접착수지의 박리나 절단면의 불균일, 절단면에 개구된 중공사막의 구멍이 절단홈이나 절단 부스러기에 의해 폐쇄되는 일이 없이 개구된 상태료 효율적으로 절단하는 방법에 관한 것이다.

근년 마이크로(micro)단위 이하의 극소입자의 용해물질을 분리하는 방법으로 선택투과성을 갖는 중공사막을 이용한 분리막 기술이 현저하게 발전되여, 각종 공업용 액체용 기체의 처리용, 의료용, 초순수 제조용 등에 폭넓게 사용되고 있다.

이러한 것은 중공사막을 수천~수만가닥 묶어 적어도 한쪽의 중공사막 내공을 개공된 상태로하고 접속부를 수지로 접착고정한 중공사막 모듈로서, 그의 양면을 개공상태로 사용하는 것(양면개공형 모듈)과, 한 면은 폐쇄하고 다른 한면을 개공시켜 사용하는 것(일면폐쇄형 모듈)이 알려져 있다.

이러한 중공사막 모듈의 개공방법의 개략은, 다수의 중공사막을 적어도 한끝을 묶고, 이 묶음이 흩어지지 않도록 접착제나 고무링 등으로 고정한 후, 여기에 수지를 중공사막의 다발에 주입하여 접착고정한 후, 불필요한 접착고정부를 절단하여 중공사막을 개공시키는 방법이 있다.

불필요한 중공사막 모듈의 접착고정부를 절단할 때, 중공사막의 성능을 충분히 발휘할 수 있도록 하기위해 중요한 것은 그 절단면은 평활하여야 하며, 절단된 중공사막의 개공부에 절단결점이 없고, 또한 원이 찌그러지지 않고 개공된 상태로서 중공사막의 내공에 막힘이 없어야 한다.

종래 이러한 요구에 부응한 중공사막 모듈 접착고정부의 절단방법으로서는 일특공소 61-146305호에 기재된 발명이 알려져 있다. 이 발명은 상온경도 75도 이상의 수지로 접착고정 후 중공사막 모듈의 불필요한 접착고정부를 원형칼날의 끝에 다이아몬드 조각을 전착고정한 매우 얇은 회전날이나 원형칼날의 끝에 비연속적으로 톱날을 고정한 회전날로 절단하는 것을 특징으로 한 것이다.

그러나 전술한 종래 방법의 회전날은 다이아몬드 조각이 매우 얇은 원판형의 외주에 극소량으로 전착되어 있어 중공사막 모듈의 수가 많을 경우에는 쉽게 다이아몬드 단면이 회전날로부터 떨어지며, 또 절단시에 발생하는 중공사막 모듈과 회전날과의 마찰열을 제거하기 위해 냉각수 공급장치를 필요로하여 절단장치가 커지는 단점이 있다. 또 회전날이 매우 얇아서 회전중에 날의 진동이 생길수 있어 정확한 절단을 위해서는 사전에 절단면과 절단폭을 고려하여 칼날의 면밀한 밸런스(Balance)조정이 필요하며, 밸런스 조정이 정확하지 않으면 절단중 칼날이 파손되면서 비산되어 안전에도 위험이 있다. 또한 원형칼날 끝에 연속적인 톱날을 고정한 원형회전날은, 접착고정부 절단시 절단에 의해 발생하는 절단수지 조각들이 개공될 중공사막의 내공을 폐쇄시키는 단점들을 갖고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 종래방법의 전착칼날의 이탈, 마찰열의 발생, 밸런스 조정 및 중공사막의 폐쇄등의 문제점을 해결한 중공사막 모듈 접착고정부의 신규한 절단방법을 제공하는 것이다.

즉, 본 발명은 다수의 중공사막을 적어도 한쪽단면을 묶어 집속하고 경화 후 경도가 50도 이상인 접착수지로 접착고정한 중공사막 모듈의 접착고정부를 전후 상하로 움직이는 칼날과 톱날이 복합적으로 구성된 직선복합날로 절단하는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈 접착고정부의 절단방법에 관한 것이다.

첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 본 발명은 다수의 중공사막(1) 다발의 적어도 한 단면을 집속하고 수지로 접착고정한 중공사막 모듈의 접착고정부(2)를 전면경사각(α1) 5~20도, 후면경사각(α2) 0도, 전면 경사면의 길이(ℓ) 3~15㎜인 사각직선 칼날(4)과 전면경사각 끝에서 0~5㎜ 이내에 칩경사각(β3) 5~15도인 칩(5,6)이 전후 구조로 교대로 고정되어 있는 구조를 갖는 복합칼날로 복합날의 전후 왕복속도를 1~30회/sec, 복합날과 접착고정부 사이의 상대접근 속도를 50~500㎜/min로 하여 절단하는 것을 특징으로하는 중공사막 모듈의 접착고정부 절단 방법이다.

좀더 상세하게, 제2a도는 일단폐쇄형 중공사막 모듈로서 이 모듈은 우측에 개공부가 없고, 좌측이 개공된 다수의 중공사막(1)과, 중공사막의 개공끝 부분을 묶고 수지로 고정한 접착고정부(2)로 구성되어 있다.

한편 제2b도는 양단면개공형 중공사막 모듈을 나타내는 것으로 양끝이 개공된 다수의 중공사막(1)과 그 양단면을 묶어 수지로 접착고정한 접착고정부(2)로서 구성되어 있다. 이들 중공사막 모듈은 다수의 중공사막(1)을 관상의 파이프내에 넣고 중공사막의 집속고정부(2)와 하우징(3)을 수지로 일체로 접착고정한 모듈이다.

중공사막(1)은 액체 또는 기체에 대하여 선택투과성을 갖는 중공사형 고분자 분리막 또는 복합막등의 고분자 소재로 이루어져 있고, 이들 고분자 재료로서는 특정하게 한정된 것은 아니나, 예를들면 PS, PAN, 초산셀룰로오스, 에틸셀룰로오즈, 폴리페닐옥사이드, 폴리-4-메틸벤젠, 폴리페닐렌셀룰로오즈등의 폴리머가 있다. 중공사막의 외경은 바람직하게는 40~2000㎛의 범위가 좋고, 보다 좋게는 300~1500㎛의 범위이며, 중공사막의 다발직경은 보통 50~150㎜이다.

다수의 중공사막을 집속하고 그의 개공단면을 접착고정하는 수지로는, 예를들면 불포화폴리에스테르 수지, 불포화에폭시 수지, 에폭시 수지, 페놀수지, 요소 수지, 우레탄 수지 및 열경화성 접착수지에 티타늄, 실리카 등의 무기물을 충진젤서 첨가시킨 것과 글라스와 비닐등의 섬유를 분산시킨 것등을 들 수 있고, 온도 20℃ 정도에서 경도가 50도 이상의 것, 특히 60 내지 80도 정도의 것이 좋다.

다음으로 본 발명에 따라 중공사막 모듈의 접착고정부(2)를 절단하는 방법을 제3도를 이용하여 설명한다. 제3는 전술한 중공사막 모듈(제2a도)을 직선형 복합칼날(4)로 절단하는 상황을 설명하는 측면도이다. 절단작업은 중공사막 모듈을 지지대 고정세트위에 정위치로 하고 전후상하운동하는 복합칼날(4)에 대하여 상기 지지대를 이동하거나 또는 정위치에 놓여있는 상기 지지대에 대하여 상기 복합칼날을 일정속도로 하강시켜 행한다.

여기서 본 발명에 사용되는 상기 직선복합칼날(4)은 제1도에 나타내고 위에서 설명한 바와같이, 칼날의 구조가 한쪽은 경사각이 없고(α2=0)도, 전면만 경사각을 갖는(α1=5~20도) 사각경사면의 길이(ℓ)가 3~15㎜인 직선형칼날(4)과, 직선형 칼날 전면경사면의 끝에서 0~5㎜내에 접착수지를 일정두께만큼 제거할 수 있는 칩이 전칩(5)과 후칩(6)으로 존재하며, 이들 칩의 경사각(β1)은 5~20도로 고정되어 있고, 칩의 구조는 칩날각(β2) 20~60도, 칩날경사도(β3) 5~15도를 갖는 구조로서 제1b도에는 전칩(5)이 제1c도에는 후칩(6)이 도시되어 있다. 이들 전칩과 후칩은 교대로 고정된다.

본 발명에서 칼날과 칩의 재질은 예를들면, 초경합금, 고속도강, 세라믹 등이 있다. 칩의 배치는 사각직선 칼날위에 전면경사각 끝에서부터 0~15㎜이내에 고정시키는 것이다. 상술한 구조의 복합칼날을 사용하는 것이 그 효과에 있어 가장 좋은데 만약 이 규격을 벗어난 칼날을 사용하면 절단작업성이 불량해지고 절단면이 불량해져 좋지않게 된다.

본 발명에서는 복합칼날의 하강속도, 다시 말하면 모듈과 복합칼날(4)사이의 상대 이동속도를 50~500㎜/min로 하는것과 복합칼날의 전후왕복속도를 1~30회/sec로 하는 것이 양호한 개공도의 평활한 절단면을 갖는 중공사막 모듈을 얻는데 중요하다. 상기 이동속도가 50㎜/min 미만일때는 절단능률이 저하되어 절단면의 평활성이 저하되고, 500㎜/min을 초과하면 개공도 및 절단면 불량을 초래한다. 또한 복합날의 전후 왕복속도가 1회/sec 미만일때는 절단이 어렵고 30회 이상일때는 마찰열이 발생한다. 즉, 본 발명의 상기한 절단방법을 이용하여 절단시에는 별도의 냉각수를 사용하지 않고도 충분히 절단할 수 있게 된다.

이같은 본 발명의 중공사막 모듈 접착고정부의 절단방법에 의하면, 후면 경사각이 없는 직선칼날과 전면경사면 끝부분에 부착된 칩으로 구성된 복합날을 이용하여 절단하기 때문에 절단면이 균일하고, 박리 및 절단시 칩에 의한 접착수지의 제거로 마찰열이 없이 연속적인 절단이 가능하다.

이하에 실시예를 들어 본 발명을 더욱 설명한다.

[실시예 1]

폴리설폰 소재 중공사막 다발을 에폭시 수지 40℃에서 경화 후 경도 80도로 접착고정한 외경이 약 100㎜로된 중공사막 모듈에 대하여 칼날의 재질이 탄소광인 직선칼날(α1=10도, α2=0도)위에 전면 경사면 끝에서 3㎜ 떨어진 곳에 β1=15도, β2=15도, β3=10도의 구조를 갖는 초경합금 칩이 부착된 복합칼을 이용하여 전후왕복속도 7회/sec, 100㎜/min의 조건으로 절단한 결과를 표-1에 나타내었다.

[비교예 1~2]

복합칼날의 전후왕복속도와 하강속도를 비교예별로 표-1과 같이 변경한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하고 그 결과를 표-1에 정리하였다.

Claims

다수의 중공사막(1)을 적어도 한쪽단면을 집속하고 경화후 경도가 50도 이상인 접착수지로 접착고정한 중공사막 모듈의 접착고정부(2)를 전후 상하로 움직이는 직선형 칼날(4)위에 칩(5,6)이 붙어있는 복합칼날로 절단하는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈 접착고정부의 절단 방법.
제1항에 있어서, 상기 복합칼날의 전후 왕복속돠 1~30회/sec, 복합칼날과 접착고정부분의 상대적인 접근속도(하강속도)가 50~500㎜/min인 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈 접착고정부의 절단 방법.
제1항에 있어서, 복합칼날의 구조가 직선칼날(4)의 끝은 전면 경사각(α1) 5~20도, 후면 경사각(α2) 0도, 전면 경사면 길이(ℓ)는 3~15㎜로 되어 있고, 이 직선 칼날의 경사면 끝부분에서 0.2~5㎜내에 칩(5,6)이 위치하고 칩의 고정경사각도(β1)가 5~20도, 칩날각(β2)이 20~60도, 칩날경사도(β)가 5~15도의 구조로 되어있는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈 접착고정부의 절단 방법.