KR100783784B1

KR100783784B1 - 제습모듈용 유무기 복합중공사막

Info

Publication number: KR100783784B1
Application number: KR1020060050742A
Authority: KR
Inventors: 하성용; 고형철; 이충섭; 임지원; 서무영
Original assignee: (주)에어레인
Priority date: 2006-06-07
Filing date: 2006-06-07
Publication date: 2007-12-07

Abstract

본 발명은 제습모듈용 유무기 복합중공사막에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기체혼합물 또는 습공기 중 수분에 대해 선택적인 투과성을 가지는 기체분리용 중공사막을 무기물, 친수성 고분자 및 가교제를 함께 코팅한 후, 상기 친수성 고분자를 가교제로 가교시킨 것을 특징으로 하는 제습모듈용 유무기 복합중공사막에 관한 것이다.

상기 제습모듈용 유무기 복합중공사막은 기체혼합물 중 수분제거 성능이 매우 우수하며, 수분 이외의 기체에 대한 투과도가 매우 낮아 건조기체의 회수효율을 보다 향상시킬 수 있다.

중공사막, 무기물, 친수성 고분자, 가교제, 유무기 복합막

Description

제습모듈용 유무기 복합중공사막{ORGANIC/INORGANIC COMPOSITE　HOLLOW FIBER MEMBRANE FOR DEHUMIDIFYING MODULE}

도 1은 본 발명에 따른 제습모듈용 유무기 복합중공사막의 제습성능을 나타내기 위한 시스템 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 중공사막모듈

100 : 공급기체유입부 200 : 건조기체유출부

300 : 습윤기체배출부 400 : 압력조절밸브

500 : 퍼지유량조절밸브 600 : 퍼지기체유입부

일반적으로 수증기를 제거하는 방법에는 용해식, 흡착식, 냉동식, 분리막을 이용한 방법 등이 있다.

용해식 방법은, 소금, 요소, 염화칼슘 등과 같은 수분과 친화력이 있는 화학 약품을 사용하여 압축공기 내의 수분을 용해시키는 방법이다. 상기 용해식 방법은 입구온도가 비교적 낮은 경우에만 적용 가능하며, 이슬점을 낮추는데 한계가 있는 단점이 있다. 또한, 화학 약품이 수분과 반응하여 생성된 부식성 용액이 압축공기와 함께 이동하여 압축공기 라인에 문제가 생기게 된다.

흡착식 방법은 실리카겔이나 활성알루미나 등으로 이루어진 흡착제로 수분을 흡수하여 건조기체를 얻는 방법이다. 이 방법은 낮은 이슬점까지 습기 제거가 가능하지만 제습장치의 설치공간이 크며 흡착제의 재생이 필요하고 사용수명이 짧아 일정주기마다 흡착제를 교환해야하는 단점이 있다.

냉동식 방법은 압축이나 냉각 등의 열역학적인 기구를 이용하여 기체속의 수증기를 물로 변환하여 외부로 배출하는 방법이다. 이 냉동식 방법은 에너지의 소모가 크며 낮은 습도의 제습이 불가능하다는 문제점이 있다.

분리막을 이용한 수증기의 제거방법은 근래에 개발된 방법으로, 기체분리막 자체가 수분을 포함한 기체혼합물 중에서 수증기에 대하여 보다 우수한 선택투과성을 나타내는 것을 원리로 가능하게 되며 연속적인 제습이 가능한 장점을 지니고 있어 많은 연구개발이 진행되고 있는 방법이다.

분리막을 이용한 수증기의 제거방법에 널리 사용되는 분리막은 2상 사이에서 물질의 이동을 선택적으로 제한하는 기능을 갖는 고분자 재질의 계면(Interphase)으로 볼 수 있다. 막을 이용한 기체분리는 막에 대한 선택적인 가스투과원리에 의 하여 진행된다. 즉, 기체혼합물이 막 표면에 접촉하였을 때 기체성분은 막 속으로 용해, 확산하게 되는데 이때 각각의 기체성분의 용해도와 투과도는 막물질에 대하여 서로 다르게 나타나게 된다. 예를 들면 수증기, 수소, 헬륨 등은 쉽게 투과하는 기체성분들이고 반면에 메탄, 질소 등은 매우 느리게 투과하는 기체성분들이다. 이것이 공기 중의 산소와 질소, 이산화탄소와 메탄 등을 분리막을 이용하여 분리할 수 있는 이유가 된다. 특히 분리막을 이용한 막분리공정은 상(Phase)변화가 없고 에너지 소모가 적은 장점 때문에 여러 분야에서 광범위하게 응용되고 있다.

막을 이용한 제습에 관한 공지 기술에 있어서 미국특허 제4,783,201호에서는 미국특허 제4,871,194호에 개시된 막을 이용하여 수증기를 포함한 혼합기체 중 수분을 제거하는 실험을 수행하였다. 상기 막의 제조는 폴리설폰 고분자, 루이스산, 염기복합체 및 용매로 구성된 고분자 용액을 캐스팅, 또는 방사를 이용하여 평막 또는 중공사막을 제조하는 방법으로 구성되어 있다. 상기 미국특허 제4,783,201호에서 제습막은 코팅하지 않은 막표면 가까이에 치밀한 스킨층(graded density skin)을 갖고 동시에 막 전체에 거대기공이 없는 비대칭 구조의 막을 사용하였으며 다공도(porosity)를 조절하여 산소/질소 선택도가 1.5 내지 2.0인 막을 사용함을 언급하고 있다. 또한 막 표면의 중공을 감소시키기 위하여 메탄올, 이소펜탄, 실리콘오일 등의 액체를 접촉한 뒤 건조, 어닐링 등의 후처리 공정을 적용하여 제습막의 성능을 향상시킨다고 개시하고 있고 막 표면에 응축된 수분을 제거하기 위하여 건조기체의 일부를 모듈의 투과부로 유입시키는 재유입공정을 개시하고 있다. 그러나 상기의 특허에 있어서, 제습성능은 최대 -13.5℃의 이슬점 온도를 나타내고 있 는바 그리 우수하지 못하고 7기압의 고압을 사용하고 있으며 성능의 개선을 위해 후처리 공정을 적용해야 하는 문제점 등이 있다.

미국특허 제5,002,590호 및 제5,108,464호에서는 중공사막 내부에 계면중합을 이용, 코팅 공정이 적용된 제습막을 개시하고 있다. 상기 특허에서 코팅액은 친수성 고분자, 예를 들면 2개체의 반응성 종인 아민(amine)과 알콜 또는 아실할라이드(acyl halide)와 이소시아네이트(isocyanate)를 중공사막 내부표면에 계면중합을 이용하여 코팅하여 제습막을 제조하였고, 막의 지지체로는 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리설폰(polysulfone), 다공성 유리 등이 바람직하게 사용될 수 있다고 언급하고 있다. 그러나 지지체 자체의 구조, 모양 등에 관한 설명이 없고 이슬점 온도 -40℃까지의 우수한 제습능력을 나타내기 위해 투과부에 진공펌프를 설치하였다는 단점이 있다.

미국특허 제4,718,921호에서는 방향족 이미드 고분자(aromatic imide polymer)를 막의 재질로 사용하였고, 수분을 함유한 기체를 막 모듈의 투과부로 유입하고 다른 종류의 N₂, Ar 등의 건조 기체를 막모듈 즉 중공사 내부로 유입하여 중공사막 표면에 응축된 수분을 제거하고, 막 표면에 작용하는 수증기에 대한 분압을 유지시킴으로써 계속적인 제습이 가능하도록 하였다. 그러나 상기의 특허 역시 임의의 건조한 기체를 퍼지함으로 인하여 새로운 공정이 추가된다는 단점이 있으며, 제습성능이 그리 우수하지 못하다는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 특허의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 고분자 중공사막의 표면에 무기물을 친수성 고분자 및 가교제와 함께 코팅하여 이루어진 제습모듈용 유무기 복합중공사막을 제공하는데 그 목적이 있다.

유무기 복합중공사막을 적용한 제습막을 모듈화할 경우 수분 이외의 다른 기체는 거의 투과되지 않아 공급기체의 손실을 막을 수 있고 또한 건조기체 회수효율을 80% 이상에서 이슬점의 온도 -40℃ 이하가 되도록 하는 것이 가능하다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기체혼합물 중 수분에 대해 선택적인 투과성을 가지는 기체분리용 중공사막을 무기물, 친수성 고분자 및 가교제를 함께 코팅한 후, 상기 친수성 고분자를 가교제로 가교시킨 것을 특징으로 하는 제습모듈용 유무기 복합중공사막을 제공한다.

본 발명의 제습모듈용 유무기 복합중공사막에서 중공사막 재료로 공지의 중공사막이 모두 사용가능하나, 특히 그 막재질이 폴리설폰(polysulfone), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르이미드(polyetherimide) 또는 폴리비닐리덴플로라이드(polyvinylidene fluoride)가 바람직하며, 그 중 폴리설폰이 가장 바람직하다.

상기 중공사막의 코팅에 사용할 수 있는 친수성 고분자는 높은 자유용적(free volume)을 지니고 있어 수분의 확산을 용이하게 할 수 있을 뿐 아니라 고분자 주쇄(backbone)에 히드록시기 또는 이온성 그룹을 지니고 있어 매우 우수한 친수성을 나타낼 수 있어야 한다. 상기 친수성 고분자로는 히드록시기, 카르복실기, 아민기 등과 같은 친수성 작용기를 포함하는 것이 바람직하며, 그 바람직한 예로는 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아민(polyvinyl amine) 등을 들 수 있으며, 특히 폴리비닐알콜이 가장 바람직하다.

상기 친수성 고분자에 첨가되는 무기물은 친수성 고분자 내에서 기체들의 확산 경로를 길게 하여 다른 기체들 보다 수분의 선택적 확산이 용이하도록 하는 작용을 한다.

또한 본 발명의 제습모듈용 유무기 복합중공사막 제조에서, 중공사막 코팅액 성분 중 무기물은 실리카(silica), 크레이(Clay), 지올라이트(zeolite) 등이 바람직하며, 특히 실리카와 크레이가 보다 바람직하다.

상기 무기물의 첨가량은 친수성 고분자 100 중량부에 대하여 1 내지 30중량부가 바람직하다. 상기 무기물의 함량이 친수성 고분자 100 중량부에 대하여 1중량부 미만이면 기체의 확산경로를 길게 하는 효과가 매우 적으며, 30중량부를 초과하면 친수성 고분자가 부서져서 코팅층이 불균일해진다는 문제점이 있어 바람직하지 못하다.

또한 본 발명에서는 제습모듈용 유무기 복합중공사막 제조에 친수성 고분자를 가교시키기 위하여 가교제도 필수적으로 첨가하는데, 이 첨가되는 가교제에는 친수성기가 포함되어 있어 친수성 고분자의 친수성기와 이온결합을 형성하여 친수성 고분자의 가교율을 증대시킨다.

본 발명에서 사용가능한 가교제로는 설포숙신산(sulfosuccinis acid), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리아크릴산말레인산(polyacrylic acid-co-maleic acid), 폴리스티렌술폰산말레인산(polystyrenesulfonic acid-co-maleic acid) 등이 바람직하며, 특히 폴리아크릴산말레인산과 폴리스티렌술포닉산말레인산이 보다 바람직하다.

상기 가교제는 다가의 카르복실기 또는 다가의 카르복실기와 술폰기를 포함하고 있어 가교반응에 이용됨은 물론 친수성을 높여주어 수분의 확산을 증대시켜주는 역할도 한다.

상기 가교제로는 일반적으로 벌키도가 큰 것을 사용하는 것이 바람직하다. 그 이유는 상대적으로 벌키도가 작은 가교제를 이용할 경우 자유용적이 감소하여 수분의 확산이 어려워지는 문제점을 개선할 수 있기 때문이다.

본 발명의 제습모듈용 유무기 복합중공사막 제조에 사용되는 가교제의 함량은 친수성 고분자 100 중량부에 대하여 1 내지 20중량부가 바람직하다.

상기 가교제의 함량이 친수성 고분자 100 중량부에 대하여 1중량부 미만이면 가교도가 너무 낮아 막을 통과한 수분에 의해 친수성 고분자가 불안정해지고, 20중량부를 초과하면 친수성 고분자가 부서질 수 있다는 문제점이 있다.

이상 설명한 본 발명의 제습모듈용 유무기 복합중공사막을 사용할 경우 중공사막 일정량을 중공사 다발형태로 모듈의 하우징 내 삽입하여 사용하는 것이 제습효율을 증대시킬 수 있어 바람직하다. 여기서 중공사를 다발형태로 모듈의 하우징 내 삽입할 경우 중공사막 다발 내 중공사막의 가닥수는 100 내지 30,000 이 바람직 하다.

또한, 제습막 모듈내의 막필터 제조시 팩킹밀도는 막 사이의 간격이 최소가 되도록 하는 것이 바람직하며, 하우징 내에 삽입시 팩킹밀도는 하우징 단면적에 대해 중공사가 차지하는 면적의 비가 0.3 내지 0.6으로 설정하는 것이 바람직하다.

본 발명은 중공사막을 무기물, 친수성 고분자 및 가교제로 코팅했을 경우 코팅하지 않은 경우에 비하여 공급기체유량과 처리기체유량의 비로 표현되는 처리기체회수율과 제습성능을 향상시킬 수 있다는 것이 본 발명의 요지로서, 상기 무기물, 친수성 고분자 및 가교제를 중공사막에 코팅하는 방법으로는 공지의 중공사막 코팅방법이 모두 사용 가능하다. 본 발명의 유무기 복합중공사막을 사용한 제습용 모듈을 적용하면 건조공기회수효율 80% 이상에서 이슬점 온도 -40도 이하인 기체를 얻을 수 있다.

도 1은 제습용 중공사모듈을 사용하여 제습성능을 나타내기 위한 구성도이다. 도 1을 참조하여 제습공정을 살펴보면, 수분을 함유한 기체가 제습 중공사막모듈(10)의 공급기체유입부(100)로 공급되고, 기체가 중공사막표면과 접촉해감에 따라 수분은 빠르게 막을 투과함과 동시에 모듈의 일측단에 위치한 건조기체유출부(200)로 건조한 기체를 배출하게 된다. 이때, 막을 투과한 수분은 습윤기체배출부(300)를 통하여 대기 중으로 방출된다. 또한, 상기 건조기체유출부(200)에 압력조절밸브(400)를 설치하여 건조기체유출부(200)로부터 배출되는 기체의 유량을 조 절함으로써 제습성능을 유지하고, 상기 압력조절밸브(400)의 타 측단에 위치한 퍼지유량조절밸브(500)를 조절하여 건조기체유출부(200)로부터 배출된 건조기체의 일부를 모듈의 퍼지기체유입부(600)로 유입되도록 하여 막 표면에 생성된 수분을 제거한 뒤 상기 습윤기체배출부(300)를 통하여 대기 중으로 방출되도록 구성한다. 아울러 상기 공급기체의 흐름방향과 모듈의 퍼지기체유입부(600)로 재유입되는 기체의 흐름방향이 서로 반대인 향류식 흐름을 사용하는 것도 특징이라 할 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위하여 기재된 것으로서, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 비교예에 한정되는 것은 아니다.

(비교예 1)

본 비교예에 사용한 중공사막은 폴리설폰으로 제조된 막으로, 대한민국특허출원 제2000-0048823호에 의거하여 제조한 것을 사용하였다. 즉, 중공사막 4000가닥을 관 형태의 하우징 내에 삽입하고, 관의 양 말단 부분에 중공사 이외의 공간을 폴리우레탄으로 포팅(potting)하여 막 모듈을 제조하였다. 제습성능의 측정은 도 1에 의한 공정에 의거하여 측정하였으며, 수분을 함유한 기체로서 압축공기를 사용하였다. 도 1을 참조로 하여 대기온도 25℃, 이슬점온도 0℃, 압력 5㎏/㎠의 공기가 공급기체유입부(100)로 공급되고 제습용 분리막모듈의 일측면에 위치한 건조기체유출부(200)로 배출되는 과정에 있어서 일측면의 상단에 위치한 압력조절밸 브(400)를 조절하여 배출유량을 감소시킴으로써 제습성능을 조절할 수 있다. 이슬점온도의 측정은 Model DSP-Rm(영국 Alpha moisture systems사) 이슬점 측정기를 사용하여 측정하였으며, 그 결과를 아래 표 1에 나타내었다. 또한, 제조된 막에서 수분 이외의 기체투과도를 가압법으로 측정하였다. 기체투과도에 사용한 기체는 고순도 질소(99.999%이상)로 5기압에서 투과도를 측정하여 그 결과를 아래 표 1에 나타내었다.

(비교예 2)

상기 비교예 1에서 사용한 중공사막을 폴리비닐피롤리돈(분자량: 40000, 미국 폴리사이언스사) 5중량부로 물에 용해한 코팅용액에 딥코팅(Dip coating)하여 건조한 후 비교예 1에서와 같은 크기의 모듈을 제조하였다. 제습성능의 측정은 비교예 1에서와 같이 실시하였으며 그 결과를 표 1에 나타내었다. 또한, 제조된 막의 질소기체 투과도를 5기압에서 측정하여 그 결과를 아래 표 1에 나타내었다.

(비교예 3)

상기 비교예 1에서 사용한 중공사막을 폴리비닐알콜(분자량: 89000, 미국 알드리치사) 5중량부와 폴리아크릴산말레인산 0.5중량부를 물에 용해한 코팅용액에 딥코팅하여 건조한 후 150℃에서 10분간 가교하였다. 이렇게 제조된 중공사막은 비교예 1에서와 같은 크기의 모듈을 제조하였다. 제습성능의 측정은 비교예 1에서와 같이 실시하였으며 그 결과를 표 1에 나타내었다. 또한, 제조된 막의 질소기체 투 과도를 5기압에서 측정하여 그 결과를 아래 표 1에 나타내었다.

(비교예 4)

상기 비교예 1에서 사용한 중공사막을 폴리비닐알콜(분자량: 89000, 미국 알드리치사) 5중량부와 폴리스틸렌술폰산말레인산 0.5중량부를 물에 용해한 코팅용액에 딥코팅하여 건조한 후 150℃에서 10분간 가교하였다. 이렇게 제조된 중공사막은 비교예 1에서와 같은 크기의 모듈을 제조하였다. 제습성능의 측정은 비교예 1에서와 같이 실시하였으며 그 결과를 표 1에 나타내었다. 또한, 제조된 막의 질소기체 투과도를 5기압에서 측정하여 그 결과를 아래 표 1에 나타내었다.

(실시예 1)

상기 비교예 1에서 사용한 중공사막을 폴리비닐알콜(분자량: 89000, 미국 알드리치사) 5중량부와 폴리아크릴산말레인산 0.5중량부를 물에 용해한 후 크레이(Closite^ⓡ 30B, Souithern caly product사) 0.5중량부를 더욱 첨가하여 고속균일교반기(Homogenizer)로 3시간 이상 교반한 코팅용액에 딥코팅하여 건조한 후 150℃에서 10분간 처리하여 상기 친수성 고분자인 폴리비닐알콜을 폴리아크릴산말레인산 가교제로 가교시켰다. 이렇게 제조된 중공사막은 비교예 1에서와 같은 크기의 모듈을 제조하였다. 제습성능의 측정은 비교예 1에서와 같이 실시하였으며 그 결과를 표 1에 나타내었다. 또한, 제조된 막의 질소기체 투과도를 5기압에서 측정하여 그 결과를 아래 표 1에 나타내었다.

(실시예 2)

상기 비교예 1에서 사용한 중공사막을 폴리비닐알콜(분자량: 89000, 미국 알드리치사) 5중량부와 폴리스틸렌술폰산말레인산 0.5중량부를 물에 용해한 후 크레이(Closite^ⓡ 30B, Souithern caly product사) 0.5중량부를 더욱 첨가하여 고속균일교반기(Homogenizer)로 3시간 이상 교반한 코팅용액에 딥코팅하여 건조한 후 150℃에서 10분간 처리하여 상기 친수성 고분자인 폴리비닐알콜을 폴리스틸렌술폰산말레인산 가교제로 가교시켰다. 이렇게 제조된 중공사막은 비교예 1에서와 같은 크기의 모듈을 제조하였다. 제습성능의 측정은 비교예 1에서와 같이 실시하였으며 그 결과를 표 1에 나타내었다. 또한, 제조된 막의 질소기체 투과도를 5기압에서 측정하여 그 결과를 아래 표 1에 나타내었다.

(실시예 3)

상기 비교예 1에서 사용한 중공사막을 폴리비닐알콜(분자량: 89000, 미국 알드리치사) 5중량부와 폴리스틸렌술폰산말레인산 0.5중량부를 물에 용해한 후 테트라에톡시오쏘실리케이트(TEOS : tetraethoxyorthosilicate, 미국 알드리치사) 1중량부를 더욱 첨가하여 교반한 코팅용액에 딥코팅 후 건조하였다. 이렇게 제조한 중공사막은 코팅 후 건조 시 졸겔법(sol-gel method)으로 실리카가 형성되며, 그 후 150℃에서 10분간 처리하여 상기 친수성 고분자인 폴리비닐알콜을 폴리스틸렌술폰산말레인산 가교제로 가교시켰다. 이렇게 제조된 중공사막은 비교예 1에서와 같은 크기의 모듈을 제조하였다. 제습성능의 측정은 비교예 1에서와 같이 실시하였으며 그 결과를 표 1에 나타내었다. 또한, 제조된 막의 질소기체 투과도를 5기압에서 측정하여 그 결과를 아래 표 1에 나타내었다.

	공급유량 (L/min)	공급기체의 이슬점 (℃)	처리유량 (L/min)	처리기체 회수율 (%)	처리기체의 이슬점 (℃)	질소기체투과도 (cm³/cm²·s·cmHg)
비교예 1	40	0	28	70	-9.2	11.6×10^-6
비교예 2	40	0	28	70	-22.6	7.5×10^-6
비교예 3	40	0	28	70	-39.8	4.9×10^-6
비교예 3	40	0	32	80	-34.6	4.9×10^-6
비교예 4	40	0	28	70	-41.3	5.7×10^-6
비교예 4	40	0	32	80	-37.4	5.7×10^-6
실시예 1	40	0	28	70	-42.8	2.4×10^-8
실시예 1	40	0	32	80	-40.6	2.4×10^-8
실시예 2	40	0	28	70	-44.1	4.6×10^-9
실시예 2	40	0	32	80	-41.9	4.6×10^-9
실시예 3	40	0	28	70	-43.5	5.5×10^-9
실시예 3	40	0	32	80	-41.3	5.5×10^-9

*공급유량: 습윤기체유출부에서의 유량과 처리공기유출부의 유량의 합

*처리유량 및 처리기체: 처리기체유출부에서의 유량 및 유체

*처리기체회수율: (처리유량/공급유량)× 100%

상기 표 1의 결과에서 나타난 바와 같이, 중공사를 친수성 고분자로 코팅한 경우(비교예 2), 코팅하지 않은 경우(비교예 1)에 비해 다소 성능이 향상되었고, 친수성 고분자와 가교제를 코팅한 후 가교한 경우(비교예 3, 4)와 무기물과 친수성 고분자와 가교제를 코팅한 후 가교한 경우(실시예 1 내지 3) 이슬점의 온도는 비교예 1, 2의 결과에 비하여 우수한 성능을 나타내었다. 그러나 비교예 3, 4의 경우 제습막에서 수분 이외의 기체투과도도 다소 높아 공급기체의 손실을 가져오게 되어 처리기체 회수율이 떨어지는 문제점을 발견할 수 있었다. 그런 반면, 실시예 1 내지 3에서와 같이, 무기물과 친수성고분자와 가교제를 함께 중공사막에 코팅하여 가교한 제습막의 경우 수분 이외의 기체투과도도 낮아 공급기체의 손실이 없어 높은 처리기체회수율에서도 매우 우수한 성능을 나타내었다.

이상 설명한 본 발명의 제습모듈용 유무기 복합중공사막은 무기물과 친수성 고분자와 가교제를 중공사막에 코팅한 후 가교시킨 것으로서, 기체혼합물 중의 수분제거 성능이 매우 뛰어나다.

또한, 본 발명의 제습모듈용 유무기 복합중공사막은 처리기체의 효율을 보다 향상시킬 수 있음은 물론이고, 연속공급 가능한 압축공기의 이슬점이 -40℃ 이하인 매우 건조한 공기를 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims

기체혼합물 또는 습공기 중 수분에 대해 선택적인 투과성을 가지는 기체분리용 중공사막을 무기물, 친수성 고분자 및 가교제를 함께 코팅한 후, 상기 친수성 고분자를 가교제로 가교시킨 것을 특징으로 하는 제습모듈용 유무기 복합중공사막.
제 1 항에 있어서,

상기 중공사막은,

폴리설폰(polysulfone), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르이미드(polyetherimide) 및 폴리비닐리덴플로라이드(polyvinylidene fluoride)로 이루어진 군으로부터 선택된 재질로 제조된 것을 특징으로 하는 제습모듈용 유무기 복합중공사막.
제 1 항에 있어서,

상기 무기물은,

실리카(silica), 크레이(Clay) 및 지올라이트(zeolite)로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 제습모듈용 유무기 복합중공사막.
제 1 항에 있어서,

상기 친수성 고분자는,

폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone) 및 폴리비닐아민(polyvinyl amine)으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 제습모듈용 유무기 복합중공사막.
제 1항에 있어서,

상기 가교제는,

설포숙신산(sulfosuccinis acid), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리아크릴산말레인산(polyacrylic acid-co-maleic acid) 및 폴리스티렌술폰산말레인산(polystyrenesulfonic acid-co-maleic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 제습모듈용 유무기 복합중공사막.
제 1항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 무기물의 함량은 친수성 고분자 100중량부에 대하여 1 내지 30중량부인 것을 특징으로 하는 제습모듈용 유무기 복합중공사막.
제 1항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 가교제의 함량은 친수성 고분자 100중량부에 대하여 1 내지 20중량부인 것을 특징으로 하는 제습모듈용 유무기 복합중공사막.