KR100639821B1 - 캐필러리 직물지지체 및 그 분리막 코팅방법 - Google Patents
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Abstract
개시된 캐필러리 직물지지체 분리막 코팅방법은, 캐필러리 직물지지체를 1차 코팅 용액이 수용된 1차 코팅 블럭에 공급하여 표면에 1차 분리막을 형성시키는 단계와; 1차 분리막이 형성된 캐필러리 직물지지체를 열풍 건조 챔버에 공급하여 1차 분리막을 건조시키는 단계와; 1차 분리막이 건조된 캐필러리 직물지지체를 2차 코팅 용액이 수용된 2차 코팅 블록에 공급하여 1차 분리막 위에 2차 분리막을 형성시키는 단계; 및 2차 분리막이 형성된 캐필러리 직물지지체를 응고부에 공급하여 2차 분리막을 응고시키는 단계;를 포함한다. 이와 같은 구성의 캐필러리 직물지지체 분리막 코팅방법은 평활한 1차 분리막 위에 선택적 여과 능력을 가진 2차 분리막을 형성하기 때문에, 막 보호와, 기계적 강도 및 여과 능력이 향상되는 효과를 제공할 수 있다. 또한, 1차 및 2차 코팅액의 조성을 달리하고, 타 기능을 가진 소재를 혼합하는 경우 복합적인 기능을 보유한 캐필러리 직물지지체 분리막의 제조가 가능하다.
Description
도 1은 종래의 캐필러리 직물지지체 분리막 제조 방법을 나타낸 도면,
도 2는 도 1에 의하여 제조된 캐필러리 직물지지체 분리막을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 캐필러리 직물지지체 분리막 제조 방법을 개략적으로 나타낸 공정도,
도 4는 도 3의 캐필러리 직물지지체 분리막 제조 방법을 순차적으로 도시한 순서도,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 캐필러리 직물지지체 분리막 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정도,
도 6은 도 5의 캐필러리 직물지지체 분리막 제조 방법을 순차적으로 도시한 순서도,
도 7은 도 2 또는 도 5의 공정에 의하여 제조된 캐필러리 직물지지체 분리막을 나타낸 도면,
도 8은 도 7의 또 다른 실시예를 나타낸 도면,
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 캐필러리 직물지지체 분리막 제조방법을 순차적으로 도시한 순서도,
도 10은 도 9의 캐필러리 직물지지체 분리막 제조 방법을 개략적으로 나타낸 공정도,
도 11은 도 9의 공정에 의하여 제조된 캐필러리 직물지지체 분리막을 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110,210... 캐필러리 직물지지체 공급부 111,211... 권취롤러
115,215... 롤 가이드 120,220... 1차 코팅용액 공급탱크
130,230... 1차 코팅블럭 140,270... 열풍 건조챔버
150,280... 2차 코팅용액 공급탱크 160,290... 2차 코팅블럭
170,240... 제1응고조 180,250... 제2응고조
190... 응고부 260... 제1응고부
310... 제3응고조 320... 제4응고조
330... 제2응고부 500,600... 캐필러리 직물지지체
510,610...1차 분리막 520,620... 2차 분리막
630... 다공성 PP 지지튜브
본 발명은 캐필러리 직물지지체 분리막 코팅방법에 관한 것으로서, 특히 건식 및 습식 공정을 거쳐 캐필러리(capillary) 직물지지체에 고분자 용액에 의한 분리막을 코팅(coating)하는 캐필러리 직물지지체 분리막 코팅방법에 관한 것이다.
일반적으로 캐필러리 직물지지체 분리막은 수처리 공정이나 멤브레인 바이오 리액터(membrane bio-reactor;MBR)를 이용한 오폐수 처리공정 등에서 사용되는 것으로, 분리막이 코팅되는 캐필러리 직물지지체는 주로 폴리에스테르(polyester)이며, 막 소재는 폴리비닐리덴프루오라이드(polyvinylidene fluoride;PVDF), 폴리설폰(polysulfone), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride), 폴리아크릴니트릴(polyacrylnitrile), 셀룰로오스아세테이트(cellulose acetate) 등의 고분자 용액이 사용된다. 이러한 캐필러리 직물지지체 분리막은 0.01~0.5 micron 수준의 포어 사이즈(pore size)가 일반적이다.
이러한 캐필러리 직물지지체 분리막 코팅방법으로서 종래에는 도 1에 도시된 바와 같은 방법이 일반적으로 채용되었다.
도면을 참조하면, 캐필러리 직물지지체 분리막 코팅방법은 다음과 같이 진행된다.
먼저, 캐필러리 직물지지체(80)가 캐필러리 직물지지체 공급부(10)로부터 롤 가이드(roll guide;20)를 따라 고분자 용액 코팅조(40)에 공급된다. 고분자 용액 코팅조(40)에는 코팅용액 탱크(30)로부터 유입된 코팅용액이 저장된다. 이 고분자 용액 코팅조(40)에 공급된 캐필러리 직물지지체(11)는 표면에 고분자 용액이 도포된 상태로 침적조(50) 내로 보내어져 침적액에 의하여 응고된다. 이 후, 세정조(60)로 보내어져 세정액에 의해 세정 및 권취롤러(70)에 감기어 캐필러리 직물지지체 분리막이 완성된다. 즉, 습식공정을 거쳐 캐필러리 직물지지체 분리막이 완성된 다.
이와 같은 과정에 의하여 완성된 캐필러리 직물지지체 분리막의 구조는 도 2에 도시된 바와 같으며, 캐필러리 직물지지체(80) 표면에 고분자 분리막(90)이 코팅되어 있다.
그런데, 이러한 방법에 의하여 캐필러리 직물지지체 분리막을 제조하는 경우, 도 2와 같이 캐필러리 직물지지체(80)의 표면과 분리막(90) 사이에 들뜨는 현상(S)이 발생한다. 이러한 들뜸 현상은 캐필러리 직물지지체(80)의 표면이 평활하지 않아 코팅 용액이 잘 스며들지 않거나, 또는 코팅 용액과 캐필러리 직물지지체의 접촉시간이 짧기 때문에 발생하곤 한다.
이와 같은 들뜸 현상이 발생하면, 막이 쉽게 파손되고, 막의 여과 성능 및 기계적 성질이 떨어져 적정한 여과 기능을 수행할 수 없는 문제점을 가지고 있다.
또한, 섬유조직과 막과의 점착력도 약하기 때문에 제조하여 사용하는 초기에는 잘 느낄 수 없으나, 운전 도중 캐필러리 직물로부터 막부분이 박리되는 문제점이 자주 발생하여 막의 안정성을 확보할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 필요성을 감안하여 창출된 것으로서, 캐필러리 직물지지체와 이 캐필러리 직물지지체에 코팅되는 분리막 사이에 들뜨는 현상을 방지할 수 있는 개선된 분리막 코팅방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 캐필러리 직물지지체를 1차 코팅 용액이 수용된 1차 코팅 블럭에 공급하여 표면에 1차 분리막을 형성시키는 단계와;
상기 1차 분리막이 형성된 캐필러리 직물지지체를 열풍 건조 챔버에 공급하여 상기 1차 분리막을 건조시키는 단계와; 상기 1차 분리막이 건조된 캐필러리 직물지지체를 2차 코팅 용액이 수용된 2차 코팅 블록에 공급하여 상기 1차 분리막 위에 2차 분리막을 형성시키는 단계; 및 상기 2차 분리막이 형성된 캐필러리 직물지지체를 응고부에 공급하여 상기 2차 분리막을 응고시키는 단계;를 포함한다.
그리고, 캐필러리 직물지지체를 1차 코팅 용액이 수용된 1차 코팅 블럭에 공급하여 표면에 1차 분리막을 형성시키는 단계와; 상기 1차 분리막이 형성된 캐필러리 직물지지체를 제1응고부에 공급하여 상기 1차 분리막을 응고시키는 단계와; 상기 1차 분리막이 응고된 캐필러리 직물지지체를 열풍 건조 챔버에 공급하여 건조시키는 단계와; 상기 건조된 캐필러리 직물지지체를 2차 코팅 용액이 수용된 2차 코팅 블록에 공급하여 상기 1차 분리막 위에 2차 분리막을 형성시키는 단계; 및 상기 2차 분리막이 형성된 캐필러리 직물지지체를 제2응고부에 공급하여 상기 2차 분리막을 응고시키는 단계;를 포함한다.
여기서, 상기 1차 코팅 용액 및 2차 코팅 용액은 고분자 혼합물인 것이 바람직하다.
또한, 상기 고분자 혼합물에 용매 및 수용성 고분자와, 활성탄과, 무기소재와, 이온교환수지와, 촉매류와, 흡착제와, 마이크로 캡슐 및 살균제 등의 기능성 소재 중 어느 하나 이상을 혼합한 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 특징에 따른 캐필러리 직물지지체 분리막 제조방법은, 캐필 러리 직물지지체를 1차 코팅 블럭에 공급하여 표면에 1차 분리막을 형성시키는 단계와; 상기 1차 분리막이 형성된 캐필러리 직물지지체를 2차 코팅 블록에 공급하여 상기 1차 분리막 위에 2차 분리막을 형성시키는 단계; 및, 상기 1,2차 분리막이 형성된 캐필러리 직물지지체를 응고시키는 단계;를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 캐필러리 직물지지체는, 몸체 표면에 분리막이 형성되며, 그 분리막이 표면에서 몸체 안으로 함침되어 형성된 제1분리막과, 그 제1분리막 위에 형성된 제2분리막을 포함하여 된 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세한 설명하기로 한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 캐필러리 직물지지체 분리막 제조방법을 도시한 개략 공정도 및 순서도이다.
도면을 참조하면, 캐필러리 직물지지체 분리막 제조방법은 1차 분리막 형성단계(S10)와, 1차 분리막 건조단계(S20)와, 2차 분리막 형성단계(S30) 및 2차 분리막 응고단계(S40)를 포함한다.
먼저, 상기 1차 분리막 형성단계(S10)는 캐필러리 직물지지체 공급부(110)로부터 공급되는 캐필러리 직물지지체(500,600)가 롤 가이드(115)에 의하여 1차 코팅 블럭(130)으로 보내진다. 이 1차 코팅 블럭(130) 내에는 1차 코팅용액 공급탱크(120)로부터 유입된 1차 코팅용액이 수용되며, 이 1차 코팅 블럭(130) 내를 통과하는 캐필러리 직물지지체(500,600)에 1차 코팅용액이 도포된다. 여기서, 1차로 분리막을 코팅하는 이유는 캐필러리 직물지지체(500,600)의 불규칙하고, 매끈하지 않은 표면에 후술할 희박 고분자 용액으로 1차 코팅 시키므로써 1차적인 분리막(510,610)을 형성시켜 후술할 2차 분리막(520,620)이 1차 분리막(510,610)에 잘 부착되게 하기 위해서이다. 상기 희박 고분자 용액은 캐필러리 직물지지체에 쉽게 함침될 수 있는 묽은 농도의 용액으로, 1차 제막 후 직물의 섬유 사이에 잘 바인딩되어 2차 코팅막의 지지체로서 사용되며, 직물지지체의 강도를 보강시켜준다. 또한 희박 용액을 사용하므로 1차 코팅부가 분리막의 투과 성능의 저하에는 큰 영향을 미치지 않는다.
1차 분리막(510,610)이 형성된 캐필러리 직물지지체(500,600)는 열풍 건조 챔버(140)에 보내진다. 이 열풍 건조 챔버(140)에서는 캐필러리 직물지지체(500,600)를 열처리 하여, 그 표면을 평활하게 한다. 즉, 다림질 효과를 나타나게 한다.
이렇게, 1차 분리막(510,610) 표면이 평활하게 된 캐필러리 직물지지체(500,600)는 2차 코팅 블럭(160)으로 보내어진다. 2차 코팅 블럭(160)에는 2차 코팅용액 공급탱크(150)로부터 보내어진 2차 코팅용액이 수용되며, 이 2차 코팅 블럭(160)을 통과하는 캐필러리 직물지지체(500,600)의 1차 분리막(510,610) 위에 2차 코팅용액이 도포된다. 이 때, 2차 코팅용액은 평활한 1차 분리막(510,610) 위에 균일하게 도포되므로, 도 7 또는 도 8과 같이 캐필러리 직물지지체(500,600)와의 사이에 들뜨는 현상이 방지된다.
2차 분리막(520,620)이 형성된 캐필러리 직물지지체(500,600)는 용매가 담겨 있는 응고부(190)로 보내진다. 이 응고부(190)는 2차 코팅용액을 응고하는 곳으로 제1응고조(170)와 제2응고조(180)를 포함하며, 제2응고조(180)보다 농도가 묽은 제1응고조(170)에서 1차로 응고된 후, 제2응고조(180)에서 재차 응고된다.
여기서, 1차 코팅에 의하여 기공이 매우 크고, 투과 저항이 작은 1차 분리막 (510,610)이 제조되고, 이 1차 분리막(510,610) 위에 코팅된 2차 분리막(520,620)은 물질의 선택 분리 또는 입자 균등을 완전히 제어할 수 있는 수준의 정밀한 기공이 형성된다.
이와 같은 과정에 의하여 1차 분리막(510,610) 및 2차 분리막(520,620)이 형성된 캐필러리 직물지지체(500,600)는 권취롤러(111)에 감기게 된다.
상기와 같은 과정에 의하면, 캐필러리 직물지지체(500,600)에 1차 코팅을 한 후, 열처리함으로써 1차 분리막(510,610)의 표면을 평활하게 한다. 이 평활한 표면의 1차 분리막(510,610)에 2차 분리막(520,620)을 균일하게 형성시켜 캐필러리 직물지지체(500,600)와 이 캐필러리 직물지지체(500,600)에 코팅된 분리막(530,630) 사이에 들뜨는 현상을 방지하여 막이 쉽게 파손되지 않게 하고, 적정한 여과 기능을 갖도록 한다.
다음으로, 도 5 및 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 캐필러리 직물지지체 분리막 제조방법을 개략적으로 도시한 공정도 및 순서도를 나타낸 것이다.
도면을 참조하면, 캐필러리 직물지지체 분리막 제조방법은 1차 분리막 형성단계(S100)와, 1차 분리막 응고단계(S200)와, 1차 분리막 건조단계(S300)와, 2차 분리막 형성단계(S400) 및 2차 분리막 응고단계(S500)를 포함한다.
상기 1차 분리막 형성단계(S100)는 제1실시예와 동일하므로 생략하기로 한 다.
상기 1차 분리막 응고단계(S200)는 1차 분리막(510,610)이 형성된 캐필러리 직물지지체(500,600)를 제1응고부(260)에 포함된 제1응고조(240)에서 1차로 응고한 후, 제2응고조(250)에서 재차 응고시킨다. 여기서, 제1응고조(240)는 제2응고조(250)보다 더 묽은 농도를 가진다.
이렇게 응고된 캐필러리 직물지지체(500,600)는 열풍 건조 챔버(270)로 보내어져 열처리된다. 그러면, 1차 분리막(510,610)의 표면은 다림질한 것처럼 평활하게 된다.
이어서, 1차 코팅된 캐필러리 직물지지체(500,600)는 2차 코팅 블록(290)에 보내어져 2차 코팅용액에 의하여 2차 분리막(520,620)이 형성되고, 이 2차 분리막 (520,620)이 형성된 캐필러리 직물지지체(500,600)는 제2응고부(330)로 보내진다. 제2응고부(330)는 제3응고조(310)와 제4응고조(320)를 포함하며, 2차 분리막(520,620)이 형성된 캐필러리 직물지지체(500,600)는 제3응고조(310)에서 응고된 후, 제3응고조(310)보다 농도가 진한 제4응고조(320)에서 응고된 후 권취롤러(211)에 감기게 된다.
상기와 같은 제2실시예는 제1실시예에서와 같이 캐필러리 직물지지체(500,600)와 분리막(530,630) 사이의 들뜸 현상을 방지하여 막의 파손이 용이하지 않게 하고, 적정한 여과 기능을 갖도록 한다.
상기에 설명한 제1,2실시예에 대하여 섬유보강형 막(A)과, 자기지지형 다공성 튜브 및 섬유보강형 막(B)의 두가지 타입에 분리막을 코팅하기 위한 제조건을 표 1과 함께 설명하기로 한다.
| A | B | |
| 캐필러리 직물지지체 | 외경:1.8mm 내경:0.8mm | 외경:4.2mm 내경:3.5mm |
| 다공성 PP 지지튜브 | 무 | 외경:3.5 내경:2.5mm |
| 1차 코팅용액 | PVDF 5 wt%, THF 50 wt% PEG 600 25 wt%, DMF 20 wt% | PVDF 8 wt%, THF 26 wt% PEG 400 30 wt%, DMF 26 wt% Ethanol 10% |
| 1차 코팅 조건 | 온도: 90℃ 코팅 속도: 6.5 m/min | 온도: 90℃ 코팅 속도: 8 m/min |
| 2차 코팅용액 | PVDF 15 wt%, DMF 50 wt% PEG 600 15 wt%, NMP 20 wt% | PVDF 14 wt%, DMF 40 wt% PVP 30 15 wt%, NMP 38 wt% |
| 2차 코팅조건 | 온도: 40℃ 코팅 속도: 6.5 m/min | 온도: 30℃ 코팅 속도: 8 m/min |
여기서, PVDF는 폴리비닐 플로라이드(polyvinylidene fluoride), THF는 테트라히드로퓨란(tetrahydrofuran), PEG 600는 폴리에틸렌 글리콜 600(polyethylene grycol 600, DMF는 디메틸포름아미드(dimethylformamide), NMP는 엔메틸 피로리돈(N-methyl pyrrolidone), PVP 30는 폴리 피로리돈 30(polypyrrolidone30)이다.
먼저, 도 7과 같이 캐필러리 직물지지체(500)만으로 된 캐필러리 직물지지체 분리막에서 캐필러리 직물지지체(500)는(A) 외경 1.8mm 및 내경 0.8mm이다.
1차 코팅용액은 폴리비닐 플로라이드(PVDF) 5 wt%와, 테트라히드로퓨란(THF) 50 wt%와, 폴리에틸렌 글리콜 600(PEG 600) 25 wt% 및 디메틸포름아미드(DMF) 20 wt%로 이루어지며, 90℃에서 6.5 m/min의 코팅 속도로 상기 캐필러리 직물지지체(500)에 1차 코팅을 한다.
1차 분리막(510)이 형성된 캐필러리 직물지지체(500)는 폴리비닐 플로라이드(PVDF) 15 wt%와, 디메틸포름아미드(DMF) 50 wt%와, 폴리에틸렌 글리콜 600 15 wt% 및 엔메틸 피로리돈(NMP) 20 wt%로 이루어진 2차 코팅용액에 의하여, 40℃, 6.5m/min 의 코팅 스피드로 2차 코팅된다.
이와 같은 조건에서 캐필러리 직물지지체(500)에는 스폰지 형태로 2,000L/m2ㆍhr 이상의 높은 투과성을 가진 1차 분리막과, 850L/m2ㆍhr 수준의 고투과성 스폰지 형태의 2차 분리막이 형성된다.
다음으로, 도 8과 같이 다공성 PP(polypropylene) 지지튜브(640)에 의하여 지지되며, 이 다공성 PP 지지튜브(640)를 둘러싸는 캐필러리 직물지지체(600)의 경우(B), 캐필러리 직물지지체(600)는 외경 4.2mm, 내경 3.5mm이고, 다공성 PP 지지튜브(640)는 폴리 프로필렌(polypropylene)과 폴리 에틸렌(polyethylene)이 혼합된 소재로서 외경 3.5mm, 내경 2.5mm 이다.
1차 코팅용액으로는 PVDF 8 wt%와, DMF 26 wt%와, PEG 400 30 wt%와, THF 26 wt% 및 에탄올(ethanol) 10%의 혼합물이고, 90℃에서 8m/min의 코팅 속도로 1차 코팅을 한다.
1차 분리막(610)을 형성한 후, 그 위에 2차 분리막(620)을 형성하기 위하여 PVDF 14 wt%와, DMF 40 wt%와, NMP 38 wt% 및 폴리비닐피로리돈 K-30(PVP K-30) 8wt%로 이루어진 2차 코팅용액을 30℃에서 8m/min의 코팅 속도로 2차 코팅을 한다.
이와 같이 다공성 PP 지지튜브(640)를 둘러싸는 캐필러리 직물지지체(600)에 분리막을 형성하는 경우, 2000L/m2ㆍhr 이상의 투과율을 갖는 1차 분리막(610)이 형성되고, 700L/m2ㆍhr 수준의 2차 분리막(620)이 형성된다.
그리고, 상기에 설명된 1,2차 코팅용액은 고분자 혼합물로써, 이 고분자 혼합물에 활성탄과, 무기소재와, 이온교환수지와, 촉매류와, 흡착제와, 마이크로 캡슐 및 살균제 등의 기능성 소재 중 어느 하나 이상을 혼합하는 것이 바람직하다.
이렇게 제조되는 캐필러리 직물지지체 분리막은 수처리 장치 내에서 데드-엔드 필츄레이션법으로 감압식 방법에 의하여 여과 공정을 수행한다. 이 감압식 방법에 의하면 캐필러리 직물지지체 분리막에 압밀화가 일어나는 것이 일반적이며, 이를 해결하기 위하여 감압운전 후 일정시간 정지의 과정을 반복하여 캐필러리 직물지지체 분리막의 압밀화를 방지한다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 캐필러리 직물지지체 분리막의 순서도 및 제조공정도이고, 도 11은 그 결과로 제조된 캐필러리 직물지지체의 단면도이다.
도면을 참조하면, 캐필러리 직물지지체 분리막 제조방법은 1차 분리막 형성단계(P10)와, 2차 분리막 형성단계(P20), 그리고 응고(P30) 및 권취(P40) 단계를 포함한다. 이러한 단계를 거치는 본 실시예의 기본 개념은, 1차 분리막 형성 단계(P10)에서 직물지지체 반경의 50% 이상을 묽은 고분자 혼합물 용액으로 함침시키고, 그 위에 2차 분리막을 형성하여(P20) 실제 분리기능을 갖춘 분리활성층을 형성한다는 것이다. 기존에 한번의 코팅과정으로 단차 막만 형성하여 만들어진 캐필러리 직물지지체 중에는, 분리막 코팅액이 중심까지 스며들어 100% 함침이 되게 만들어진 것도 있었고, 표면 측 약 1/3정도 깊이까지만 스며들게 하는 것이 있었다. 그러나, 전자의 경우는 투과저항이 너무 커져서 통수량이 급감하는 문제가 있고, 후자의 경우는 반복적인 폭기(aeration)나 기계적 충격을 받게 되면 막이 벗겨질 가능성이 큰 단점이 각각 있었다. 따라서, 이들의 문제점을 보완하여 1차 코팅시 직물지지체의 몸체 깊숙이 묽은 고분자 혼합물 용액을 함침시키고, 이어서 2차 코팅을 통해 분리활성층을 형성하는 것이다.
이중에서, 상기 1차 분리막 형성단계(P10)를 먼저 살펴보면, 일단 캐필러리 직물지지체 공급부(310)로부터 공급되는 캐필러리 직물지지체(700)가 롤 가이드(301)(302)에 의하여 가이드되어 1차 코팅 블럭(320)으로 보내진다. 이 1차 코팅 블럭(320) 내에서 묽은 1차 코팅용액이 캐필러리 직물지지체(700)의 표면으로부터 단면 직경의 50% 이상 깊이까지 함침되며 1차 분리막(710)을 형성한다. 이 과정에서 캐필러리 직물지지체(700)는 어느 정도 강도 및 투과성을 확보하면서, 동시에 다음의 2차 코팅액이 균일하게 도포될 수 있는 평활한 표면을 확보한다.
그리고, 이 1차 코팅 블럭(320)의 통로는 캐필러리 직물지지체(700)의 직경과 거의 공차가 없는 크기 즉, 캐필러리 직물지지체(700)의 직경 + 50㎛ 이내의 원형 통로로 만들어진다. 왜냐하면, 캐필러리 직물지지체(700)가 롤 가이드(301)(302)를 지나올 때 장력과 압력 등에 의해 진원이 아닌 타원으로 약간 찌그러져서 1차 코팅블럭(320)으로 들어오기 때문에, 만일 이 상태 그대로 코팅을 한다면 균일한 두께의 분리막을 얻기 어렵다. 따라서, 통로를 캐필러리 직물지지체(700)의 직경과 거의 같은 원형으로 만들어 통과시키면서, 찌그러진 몸체의 단면을 다시 원형으로 복원시켜 주는 것이다. 이 복원 작업에 더 효과를 보려면, 1차 코팅블럭(320) 안에 열을 가하여 다림질 효과가 추가되도록 할 수도 있다. 경우에 따라서는 코팅은 하지 않고 열만 가하여 직물지지체(700)의 단면을 원형으로 복원시키는 작업을 따로 할 수도 있다. 물론, 코팅이 끝난 후에도 출측 롤 가이드(303)(304)에 의해 압력을 받지만, 이때에는 제막이 끝난 후이기 때문에 성능에는 영향이 없다.
이후, 캐필러리 직물지지체(700)는 2차 코팅 블럭(330)으로 들어가서 표면에 2차 분리막인 분리활성층(720)이 형성된다.
여기서, 1,2차 코팅에 사용되는 고분자 혼합물 용액은 서로 같은 원료가 될 수도 있고, 다른 원료가 될 수도 있다. 만일 같은 원료의 용액을 사용했다면, 제막 후에 같은 조성의 1,2차 분리막(710)(720)이 농담 차이에 의해 비대칭적으로 분포된 구조가 얻어진다.
그리고, 만일 다른 원료의 용액을 사용한다면, 1,2차 분리막(710)(720)을 여러가지 기능으로 구현할 수가 있다. 예를 들어서, 1차 분리막(710)은 탄성이 강한 폴리우레탄 용액으로 형성하고, 2차 분리막(720)은 PVDF(polyvinylidene fluoride)나 PES(polyether sulfone) 소재의 용액으로 형성하여 탄성이 우수하면서도 분리활성층은 견고한 구조를 만들 수 있다. 이 구조는 장기간 동안 폭기되는 용도에 적합하다.
또한, 1,2차 분리막(710)(720) 중 어느 한 쪽은 분리 기능이 있는 것으로, 나머지 한 쪽은 촉매제로 형성할 수도 있는데, 이렇게 하면 반응의 촉진이 일어나면서 분리가 진행되는 구조를 얻을 수 있다.
그리고, 1차 분리막(710)은 이온교환소재로 하고, 2차 분리막(720)은 분리활성층으로 하여 기능성 복합막 소재(hybrid)로 만들 수도 있다.
이와 같은 과정을 통해 1,2차 분리막(710)(720)이 형성된 캐필러리 직물지지체(700)는 제1응고조(340)와 제2응고조(350)를 통과하면서 응고된 후 권취롤러(360)에 감기게 된다.
상기와 같은 과정에 의하면, 도 11에 도시된 바와 같은 캐필러리 직물지지체(700)가 얻어지며, 이것은 강도와 분리기능을 적절히 보유하면서도 분리막과 직물지지체(700) 사이가 들뜨지 않는 견고한 구조가 된다.
이와 같이 1,2차 분리막을 형성하여 캐필러리 직물지지체 분리막을 제조하면, 캐필러리 직물지지체와 이 캐필러리 직물지지체에 코팅된 분리막 사이에 들뜨는 현상이 방지되고, 기계적 강도 및 여과 능력이 향상된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 분리막 코팅방법에 의하면 평활한 1차 분리막 위에 선택적 여과 능력을 가진 2차 분리막을 형성함으로써, 막 보호와, 기계적 강도 및 여과 능력이 향상되는 효과를 제공한다.
본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.
Claims (9)
- 캐필러리 직물지지체를 1차 코팅 용액이 수용된 1차 코팅 블럭에 공급하여 상기 1차 코팅 용액이 캐필러리 직물지지체 내부에 함침된 상태로 표면에 코팅된 1차 분리막을 형성시키는 단계와;상기 1차 분리막이 형성된 캐필러리 직물지지체를 열풍 건조 챔버에 공급하여 상기 1차 분리막을 건조시키는 단계와;상기 1차 분리막이 건조된 캐필러리 직물지지체를 2차 코팅 용액이 수용된 2차 코팅 블록에 공급하여 상기 1차 분리막 위에 2차 분리막을 형성시키는 단계; 및상기 2차 분리막이 형성된 캐필러리 직물지지체를 응고부에 공급하여 상기 2차 분리막을 응고시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐필러리 직물지지체 분리막 제조방법.
- 캐필러리 직물지지체를 1차 코팅 용액이 수용된 1차 코팅 블럭에 공급하여 상기 1차 코팅 용액이 캐필러리 직물지지체 내부에 함침된 상태로 표면에 코팅된 1차 분리막을 형성시키는 단계와;상기 1차 분리막이 형성된 캐필러리 직물지지체를 제1응고부에 공급하여 상기 1차 분리막을 응고시키는 단계와;상기 1차 분리막이 응고된 캐필러리 직물지지체를 열풍 건조 챔버에 공급하여 건조시키는 단계와;상기 건조된 캐필러리 직물지지체를 2차 코팅용액이 수용된 2차 코팅 블록에 공급하여 상기 1차 분리막 위에 2차 분리막을 형성시키는 단계; 및상기 2차 분리막이 형성된 캐필러리 직물지지체를 제2응고부에 공급하여 상기 2차 분리막을 응고시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐필러리 직물지지체 분리막 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 1차 코팅 용액 및 2차 코팅 용액은 고분자 혼합물에, 용매 및 수용성 고분자와, 활성탄과, 무기소재와, 이온교환수지와, 촉매류와, 흡착제와, 마이크로 캡슐 및 살균제 등의 기능성 소재 중 어느 하나 이상을 혼합한 것을 특징으로 하는 캐필러리 직물지지체 분리막 제조방법.
- 캐필러리 직물지지체를 1차 코팅 용액이 수용된 1차 코팅 블럭에 공급하여 상기 1차 코팅 용액이 캐필러리 직물지지체 내부에 함침된 상태로 표면에 코팅된 1차 분리막을 형성시키는 단계와;상기 1차 분리막이 형성된 캐필러리 직물지지체를 2차 코팅 블록에 공급하여 상기 1차 분리막 위에 2차 분리막을 형성시키는 단계; 및,상기 1,2차 분리막이 형성된 캐필러리 직물지지체를 응고시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐필러리 직물지지체 분리막 제조방법.
- 제4항에 있어서,상기 1차 분리막은 상기 캐필러리 직물지지체의 표면에서 반경의 50% 이상되는 깊이까지 함침되어 형성되는 것을 특징으로 하는 캐필러리 직물지지체의 분리막 제조방법.
- 제4항에 있어서,상기 1차 코팅 블럭의 상기 캐필러리 직물지지체가 통과하는 통로는 그 캐필러리 직물지지체 직경 + 50㎛ 이내의 원형 통로인 것을 특징으로 하는 캐필러리 직물지지체의 분리막 제조방법.
- 제6항에 있어서,상기 1차 코팅 블럭 내에서 상기 캐필러리 직물지지체가 통과하는 동안 열을 가하는 것을 특징으로 하는 캐필러리 직물지지체의 분리막 제조방법.
- 몸체 표면에 분리막이 형성된 캐필러리 직물지지체에 있어서,상기 분리막은 1차 코팅 용액이 몸체 표면에서 몸체 안으로 함침되어 형성된 제1분리막과,그 제1분리막 위에 형성된 제2분리막을 포함하는 캐필러리 직물지지체.
- 제8항에 있어서,상기 제1분리막은 상기 몸체의 50% 이상 두께까지 함침된 것을 특징으로 하는 캐필러리 직물지지체.
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| JP2000042385A (ja) * | 1998-07-27 | 2000-02-15 | Nitto Denko Corp | シート状分離膜の製造法 |
-
2005
- 2005-03-22 KR KR1020050023774A patent/KR100639821B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000042385A (ja) * | 1998-07-27 | 2000-02-15 | Nitto Denko Corp | シート状分離膜の製造法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1019990003743 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20060044570A (ko) | 2006-05-16 |
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