KR101161675B1 - Silicon carbide hollow fiber and method for fabricating the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탄화규소(SiC) 중공사 및 그 제조방법에 관한 것으로, 탄화규소, 소결조제를 혼합하여 혼합 분체를 형성하는 단계와, 상기 혼합 분체와 고분자, 분산제를 유기용매에 분산 혼합하여 슬러리를 형성하는 단계와, 상기 슬러리를 방사 노즐(spinneret)을 통과시킨 후 용매치환, 세척, 건조하여 탄화규소-폴리머 중공사를 형성하는 단계와, 상기 탄화규소-폴리머 중공사를 열처리하여 폴리머 성분을 제거하고 소결조제에 의해 탄화규소 입자가 부분 소결되는 단계를 제공함으로써, 탄화규소 중공사를 간단히 제조할 수 있도록 하는 발명에 관한 것이다. The present invention relates to a silicon carbide (SiC) hollow fiber and a method for producing the same, comprising the steps of: forming a mixed powder by mixing silicon carbide and a sintering aid; and dispersing and mixing the mixed powder, a polymer, and a dispersant in an organic solvent. Forming, and passing the slurry through a spinneret, followed by solvent replacement, washing, and drying to form silicon carbide-polymer hollow fiber, and heat treating the silicon carbide-polymer hollow fiber to remove polymer components. And a step in which the silicon carbide particles are partially sintered by the sintering aid, thereby making it easy to manufacture silicon carbide hollow fibers.

Description

탄화규소 중공사 및 그 제조방법 {SILICON CARBIDE HOLLOW FIBER AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}Silicon carbide hollow fiber and its manufacturing method {SILICON CARBIDE HOLLOW FIBER AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}

본 발명은 탄화규소(SiC) 중공사(Hollow Fibers) 제조 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 습식 방사 및 소결 방법을 혼용하여 탄화규소 중공사를 신뢰성 있고 간단히 제조할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a silicon carbide (SiC) Hollow Fibers manufacturing technology, and more particularly to a technology that can be used to manufacture a silicon carbide hollow fiber reliably and simply by using a wet spinning and sintering method.

무기질 중공사는 가운데 구멍이 빈 실의 모양을 가지며, 단위 부피당 막면적이 매우 높고, 생산성이 우수한 장점이 있다. 따라서, 이를 이용하여 무기질 분리막 모듈을 제조할 경우, 수처리, 가스분리, 액체분리, 분진필터, 막반응, 촉매담체, 공조 등의 공정에 적용할 수 있다.Inorganic hollow yarns have the shape of a hollow hole in the center, and have a very high membrane area per unit volume, and have excellent productivity. Therefore, when preparing the inorganic membrane module using this, it can be applied to processes such as water treatment, gas separation, liquid separation, dust filter, membrane reaction, catalyst carrier, air conditioning.

현재까지 알려진 대부분의 무기질 중공사는 다음과 같은 방법들로 제조된다. 무기질 중공사를 제조하는 첫 번째 방법으로, 유기용매에 고분자와 무기질 입자를 잘 분산시킨 후, 방사 노즐(spinneret)을 통해 고분자-무기질 중공사를 제조하고 소결을 통하여 열처리하는 방법이 있다. 이 방법은 무기질 입자를 소결하는 것으 로, 소결을 돕기 위한 소결조제를 잉여로 첨가하기도 한다. 이 방법으로 제조되는 대표적인 무기질 중공사는 Al2O3 중공사, ZrO2 중공사, Ni 중공사, Ni-Fe 중공사, 페로브스카이트(Perovskite) 중공사, Si3N4 중공사 등을 들 수 있다. Most of the inorganic hollow yarns known to date are manufactured by the following methods. As a first method of preparing inorganic hollow fiber, a polymer and inorganic particles are well dispersed in an organic solvent, and then a polymer-inorganic hollow fiber is manufactured through a spinneret and heat treated by sintering. This method is to sinter inorganic particles, and sometimes an excess of sintering aid is added to assist the sintering. Representative inorganic hollow yarns produced by this method include Al 2 O 3 hollow fiber, ZrO 2 hollow fiber, Ni hollow fiber, Ni-Fe hollow fiber, Perovskite hollow fiber, Si 3 N 4 hollow fiber, etc. Can be.

무기질 중공사를 제조하는 두 번째 방법으로 탄소 또는 Si-C 고분자 전구체 원료를 방사 노즐을 통해 방사하여 중공사 형태로 만든 후, 특정한 가스 분위기 조건에서 열처리하는 방법이 있다. 이 방법으로 제조되는 무기질 중공사는 SiC 중공사, Si3N4 중공사, 카본(Carbon) 중공사 등을 들 수 있다.As a second method of manufacturing inorganic hollow fiber, a carbon or Si-C polymer precursor raw material is spun through a spinning nozzle to form a hollow fiber, and then heat-treated under specific gas atmosphere conditions. Inorganic hollow yarns produced by this method include SiC hollow fiber, Si 3 N 4 hollow fiber, carbon hollow fiber and the like.

한편, 지금까지 제조된 무기질 중공사의 대부분은 Al2O3 중공사와 같은 산화물 중공사로써, 무기질 분리막 지지체로 사용하기 위한 전제조건인 30~50% 정도의 고기공율을 갖기 위해서는 낮은 온도에서 소결할 필요성이 있었다. 그러나, 소결 온도가 낮을 경우, 저밀도에 의한 저강도를 갖게 되어 막 모듈화 및 재생 등의 후처리 공정에서 쉽게 깨어지는 문제가 있다.Meanwhile, most of the inorganic hollow yarns produced so far are oxide hollow fibers such as Al 2 O 3 hollow fibers, and need to be sintered at low temperature in order to have a high porosity of about 30 to 50%, which is a prerequisite for use as an inorganic separator support. There was this. However, when the sintering temperature is low, it has a low strength due to the low density, there is a problem that easily broken in the post-treatment process such as membrane modularization and regeneration.

따라서 높은 기공율을 가지면서도 기계적 성질 즉, 강도가 우수한 무기질 중공사를 제조할 수 있는 기술이 요구된다. 이러한 무기질 중공사 물질로는 강도가 우수하고 열팽창계수가 낮은 탄화규소(SiC), 질화규소(Si3N4) 물질을 제시할 수 있다. Therefore, there is a demand for a technology capable of producing inorganic hollow fibers having high porosity and excellent mechanical properties, that is, strength. Such inorganic hollow fiber materials may be provided with silicon carbide (SiC) and silicon nitride (Si 3 N 4) materials having high strength and low coefficient of thermal expansion.

한편, 현재까지 고안된 탄화규소 중공사는 도 1에 도시된 바와 같이 주로 유기 실라잔 고분자(organic silazane polymer)를 원료로 하여 제조하고 있다.Meanwhile, the silicon carbide hollow yarns designed to date are mainly manufactured using organic silazane polymers as raw materials.

도 1은 종래의 탄화규소 중공사 제조 방법을 나타내는 순서도이다. 1 is a flowchart showing a conventional silicon carbide hollow fiber manufacturing method.

도 1을 참조하면, 종래의 탄화규소 중공사는 실란기와 탄소를 함유하는 유기 실라잔 고분자를 용융 방사한 후(S110), 섬유 표면을 비용융화(S120,S130)하여 중공사 전구체를 형성한 후, 열분해(S140)함으로서 제조하였다. 이때, 비용융화 과정은 실리콘(RaSiX4 -a, R은 수소나 알킬기 등을 포함하는 라디칼, X는 할로겐 원소), 붕소(B), 인(P), 금속화합물 등의 증기를 포함하는 가스에서 처리하는 과정(S120)과 물 또는 암모니아를 포함하는 가스에서 표면을 가수분해 처리하는 과정(S130)이 이용되었다. Referring to FIG. 1, after the conventional silicon carbide hollow yarn is melt-spun into an organic silazane polymer containing a silane group and carbon (S110), the fiber surface is non-fusing (S120, S130) to form a hollow fiber precursor. It was prepared by pyrolysis (S140). At this time, the cost-fusion process is a silicon (R a SiX 4 -a , R is a radical containing a hydrogen or an alkyl group, X is a halogen element), boron (B), phosphorus (P), a vapor containing a metal compound, etc. The process of treating in gas (S120) and the process of hydrolyzing the surface in a gas containing water or ammonia (S130) were used.

상기와 같이 탄화규소 중공사 제조 방법은 상대적으로 고가인 유기 실라잔 고분자를 원료로 하여, 비용융화 과정 및 열분해 과정 등 복잡한 과정을 통하여 제조되었으며, 그 이유는 탄화규소가 난소결성 물질이기 때문에 탄화규소 분체로부터 상술한 첫번째 무기질 중공사 제조 방법에 의하여 쉽게 제조될 수 없기 때문이다.As described above, the method of manufacturing silicon carbide hollow fiber was made by using a relatively expensive organic silazane polymer as a raw material, and through a complicated process such as cost fusion process and pyrolysis process, since silicon carbide is an incombustible material, This is because it cannot be easily produced by the first inorganic hollow fiber manufacturing method described above from the powder.

따라서, 탄화규소 분말을 원료로 하고, 또한 습식 방사 및 소결 방법을 통하여 보다 간단하고 신뢰성 있게 탄화규소 중공사를 제조할 수 있는 방법이 요구된다.Therefore, there is a need for a method that can produce silicon carbide hollow fibers more simply and reliably by using silicon carbide powder as a raw material and through wet spinning and sintering methods.

본 발명의 목적은 탄화규소 분말을 원료로 제조한 고분자-탄화규소 중공사를 단순히 열처리함으로써 정밀여과막 또는 분리막 지지체로 사용가능한 탄화규소 중 공사를 제조할 수 있는 탄화규소 중공사 제조용 조성물을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a composition for producing silicon carbide hollow fiber which can produce a hollow fiber in silicon carbide which can be used as a microfiltration membrane or a membrane support by simply heat treating a polymer-silicon hollow fiber made from silicon carbide powder as a raw material. .

본 발명의 다른 목적은 상기 조성물을 이용하여 습식 방사 및 소결 방법을 혼용하여 보다 간단하게 탄화규소 중공사를 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for producing silicon carbide hollow fiber more simply by using a wet spinning and sintering method using the composition.

상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 탄화규소 중공사 제조용 조성물은 탄화규소 45~60중량%, 소결조제 1~6중량%, 고분자 6~17중량%, 분산제 0.1~4중량% 및 잔량의 유기 용매를 포함하는 것을 특징으로 한다. Silicon carbide hollow fiber manufacturing composition according to an embodiment of the present invention for achieving the one object is 45 to 60% by weight of silicon carbide, 1 to 6% by weight of sintering aid, 6 to 17% by weight of polymer, dispersant 0.1 to 4 It is characterized by comprising a weight percent and the residual organic solvent.

이때, 상기 소결조제는 소결조제는 Y2O3, Al2O3, SiO2, 뮬라이트(3Al2O3-2SiO2) 및 CaCO3 중에서 선택되는 물질을 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. At this time, the sintering aid is used as a sintering aid is selected from Y 2 O 3 , Al 2 O 3 , SiO 2 , Mullite (3Al 2 O 3 -2SiO 2 ) and CaCO 3 alone or in combination of two or more Can be.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 탄화규소 중공사 제조 방법은 (a) 탄화규소, 소결조제, 고분자, 분산제 및 유기 용매를 포함하는 슬러리형 조성물을 마련하는 단계; (b) 상기 조성물을 방사 노즐(spinneret)을 이용하여 습식 방사하는 단계; (c) 상기 (b)단계의 결과물을 세척 및 건조하여, 고분자-탄화규소 중공사를 수득하는 단계; 및 (d) 상기 고분자-탄화규소 중공사를 열처리하여 고분자를 제거하고 탄화규소 입자간 부분 소결하는 단계;를 포함 하는 것을 특징으로 한다. Silicon carbide hollow fiber manufacturing method according to an embodiment of the present invention for achieving the above another object comprises the steps of: (a) preparing a slurry composition comprising a silicon carbide, a sintering aid, a polymer, a dispersant and an organic solvent; (b) wet spinning the composition using a spinneret; (c) washing and drying the resultant of step (b) to obtain a polymer-silicon carbide hollow fiber; And (d) heat-treating the polymer-silicon hollow fiber to remove the polymer and partially sinter the silicon carbide particles.

이때, 상기 열처리 공정은 공기 중에서 이루어질 수 있으며, 1000 ~ 1800℃ 온도에서 진행될 수 있다.In this case, the heat treatment process may be made in air, it may be carried out at a temperature of 1000 ~ 1800 ℃.

본 발명에 따른 탄화규소 중공사 제조 방법은 습식 방사 및 소결 방법을 이용하고 저온에서 탄화규소 소결이 가능하게 하는 소결조제를 이용함으로써 기존 유기 실라잔 고분자를 방사하여 열처리하는 경우에 비하여 제조 비용이 저렴하고 간단하게 탄화규소 중공사를 제조할 수 있는 장점이 있다.The method for manufacturing silicon carbide hollow fiber according to the present invention is cheaper than the case of spinning and heat-treating an existing organic silazane polymer by using a wet spinning and sintering method and a sintering aid that enables silicon carbide sintering at low temperature. And there is an advantage that can be simply manufactured silicon carbide hollow fiber.

또한, 본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 탄화규소 중공사의 경우, 우수한 열적, 기계적, 화학적 특성을 통하여 탄화규소 중공사를 지지체로 이용하는 무기질 분리막 제조 및 재생 공정에 취급이 용이한 장점이 있다. In addition, in the case of the silicon carbide hollow fiber manufactured by the manufacturing method according to the present invention, there is an advantage in the inorganic membrane manufacturing and regeneration process using a silicon carbide hollow fiber as a support through excellent thermal, mechanical, chemical properties.

또한 본 발명에 따라 제조된 탄화규소 중공사의 경우, 낮은 열팽창계수를 가짐으로 탄화규소 중공사를 지지체로 이용하는 무기질 분리막 제조시 중간층, 분리층 도입시에 열충격에 의한 상기 층들의 파괴 현상을 방지할 수 있는 장점이 있다. 특히, 온도 증가시 수축하는 제올라이트 분리층 도입시 그 효과가 탁월할 것으로 기대된다.In addition, the silicon carbide hollow fiber manufactured according to the present invention has a low coefficient of thermal expansion to prevent breakage of the layers due to thermal shock when introducing an intermediate layer and a separation layer when preparing an inorganic separator using silicon carbide hollow fiber as a support. There is an advantage. In particular, the effect is expected to be excellent when introducing a zeolite separation layer shrinking with increasing temperature.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only the embodiments make the disclosure of the present invention complete, and those skilled in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person having the scope of the invention, which is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄화규소 중공사 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the silicon carbide hollow fiber manufacturing method according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

탄화규소 Silicon Carbide 중공사Hollow fiber 제조용 조성물 Composition for Preparation

본 발명에 따른 탄화규소 중공사 제조용 조성물은 습식 방사 및 소결 방법에 의한 탄화규소 중공사의 제조가 가능하도록, 탄화규소, 소결조제, 고분자, 분산제 및 유기용매를 포함한다. The composition for manufacturing silicon carbide hollow fiber according to the present invention includes silicon carbide, a sintering aid, a polymer, a dispersant, and an organic solvent to enable the production of hollow silicon carbide by wet spinning and sintering methods.

탄화규소Silicon Carbide

탄화규소(SiC)는 본 발명에 따른 탄화규소 중공사를 제조하기 위한 원료물질이다. Silicon carbide (SiC) is a raw material for producing silicon carbide hollow fiber according to the present invention.

이러한 탄화규소는 분말의 형태로서, 그 평균입경은 0.1~10㎛인 것이 바람직하다. 평균 입경이 0.1㎛ 미만인 경우 정밀여과막 또는 분리막 지지체로써 사용하고자 하는 탄화규소 중공사의 기공이 너무 작게 되는 문제와 균일하게 분산하기 어 려운 문제가 있고, 평균 입경이 10㎛를 초과하는 경우 탄화규소 중공사의 기공크기가 너무 크게 되는 문제와 강도가 낮은 문제가 있다. 즉, 상기 탄화규소 분말은 목적하고자 하는 탄화규소 중공사의 기공구조에 따라서 입자크기를 선정하여 채택되어야 한다.Such silicon carbide is in the form of a powder, and the average particle diameter is preferably 0.1 to 10 mu m. If the average particle diameter is less than 0.1㎛, there are problems that the pores of the silicon carbide hollow yarn to be used as the microfiltration membrane or the separator support are too small and difficult to disperse uniformly, and when the average particle diameter exceeds 10㎛, the silicon carbide hollow yarn There are problems of pore size becoming too large and problems of low strength. That is, the silicon carbide powder should be adopted by selecting the particle size according to the pore structure of the silicon carbide hollow yarn to be desired.

상기 탄화규소는 조성물 전체 중량의 45~60중량%의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다. 조성물 내에서 탄화규소가 45중량% 미만으로 첨가되면 탄화규소의 함량이 지나치게 적어 제조되는 탄화규소 중공사의 강도가 낮은 문제가 있고, 반대로 60중량%를 초과하면 조성물의 점도가 과다하여 습식 방사가 이루어지지 않는 문제점이 있다.The silicon carbide is preferably included in the content of 45 to 60% by weight of the total weight of the composition. If the silicon carbide is added in less than 45% by weight in the composition, there is a problem that the silicon carbide hollow fiber produced due to the content of silicon carbide is too low, on the contrary, if the content exceeds 60% by weight, the wetness of the composition is excessive due to the excessive viscosity of the composition There is a problem.

소결조제Sintering aid

본 발명에 적용되는 소결 조제는 소결 공정 중에 탄화규소 입자간 결합력과 물질이동 통로를 제공하는 역할을 한다. 본 발명에 적용되는 소결조제는 Y2O3, Al2O3, SiO2, 뮬라이트(3Al2O3-2SiO2), CaCO3 등을 제시할 수 있으며, 이들을 단독으로 혹은 2종이상 혼합하여 사용할 수 있다. The sintering aid applied to the present invention serves to provide a bonding force and mass transfer path between silicon carbide particles during the sintering process. A sintering aid to be applied to the present invention, Y 2 O 3, Al 2 O 3, SiO 2, mullite (3Al 2 O 3 -2SiO 2) , can be present, such as CaCO 3, alone or in combination of two or more kinds thereof Can be used.

소결조제로 보다 바람직하게는, 뮬라이트와 CaCO3를 5 : 1의 중량비로 혼합한 혼합 소결조제를 사용하는 것을 제시할 수 있다. 이는 첨가된 CaCO3가 뮬라이트 중의 Al2O3 및 SiO2, 그리고 탄화규소 분말 표면 층에 자연적으로 형성된 SiO2 층과 반응하여 유리상을 형성하여 결합력을 증진시키고, SiC를 구성하는 Si과 C의 물질 통로로 작용하기 때문이며, 또한 잉여의 뮬라이트는 낮은 열팽창계수에 기인하여 소결조제를 첨가할 경우에도 낮은 열팽창계수를 갖는 탄화규소 중공사를 제조할 수 있기 때문이다.As the sintering aid, more preferably, it can be proposed to use a mixed sintering aid in which mullite and CaCO 3 are mixed in a weight ratio of 5: 1. This substance of Si and C to the addition of CaCO 3 is naturally react with the SiO 2 layer formed on the Al 2 O 3 and SiO 2, and silicon carbide powder having a surface layer of the mullite to form a glass phase and enhance the binding force, constituting the SiC This is because it acts as a passage, and the excess mullite can produce silicon carbide hollow fiber having a low coefficient of thermal expansion even when a sintering aid is added due to the low coefficient of thermal expansion.

상기 소결조제는 조성물 전체 중량의 1~6중량%의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다. 소결조제의 함량이 1중량% 미만일 경우, 소결조제의 양이 지나치게 적어 제조되는 탄화규소 중공사의 강도가 낮은 문제가 있고, 반대로 6중량%를 초과하면 탄화규소 중공사는 정밀여과막 또는 분리막 지지체로 사용하기 위한 35 ~ 50%의 기공율을 확보할 수 없게 된다.The sintering aid is preferably included in the content of 1 to 6% by weight of the total weight of the composition. If the content of the sintering aid is less than 1% by weight, there is a problem that the strength of the silicon carbide hollow fiber produced due to the amount of the sintering aid is too small, on the contrary, when the content of the sintering aid exceeds 6% by weight, the silicon carbide hollow fiber is used as a microfiltration membrane or a membrane support. Porosity of 35 to 50% will not be secured.

상기 소결조제는 상기 탄화규소 분말과 미리 혼합하여 사용하는 것이 균일도의 측면에서 유리하다. 상기 소결 조제와 상기 탄화규소의 혼합 공정은 건식진동 밀(mill)을 이용하는 것이 좋고, 상기 건식진동 밀은 세라믹 볼을 이용하여 200 ~ 900cycles/min 속도로 1 - 24시간 수행된 것이 좋다. 건식진동 밀 공정이 200 cycles/min, 1시간 미만이면 균일한 혼합 분말을 확보하기 어려우며, 반면 900 cycles/min, 24시간 이상이면 과도한 에너지소비가 발생한다.It is advantageous in terms of uniformity that the sintering aid is mixed with the silicon carbide powder in advance. The mixing process of the sintering aid and the silicon carbide is preferably using a dry vibration mill, the dry vibration mill may be performed for 1 to 24 hours at a rate of 200 ~ 900 cycles / min using a ceramic ball. If the dry vibration mill process is less than 200 cycles / min, less than 1 hour, it is difficult to obtain a uniform mixed powder, whereas if it is 900 cycles / min, more than 24 hours, excessive energy consumption occurs.

고분자Polymer

본 발명에서 적용되는 고분자는 탄화규소 중공사의 형상유지와 미세구조를 결정하는 역할을 한다. 이러한 고분자로는 폴리설폰계 고분자, 폴리에테르설폰계 고분자, 폴리아크릴로니트릴계 고분자, 셀룰로스아세테이트계 고분자, 폴리비닐리덴플루오라이드계 고분자, 폴리이미드계 고분자 등을 제시할 수 있으며, 이들을 단 독으로 혹은 2종이상 혼합하여 사용할 수 있다. The polymer applied in the present invention serves to determine the shape retention and microstructure of the silicon carbide hollow yarn. Such polymers may include polysulfone polymers, polyethersulfone polymers, polyacrylonitrile polymers, cellulose acetate polymers, polyvinylidene fluoride polymers, polyimide polymers, and the like. Or it can mix and use 2 or more types.

상기 고분자는 조성물 전체 중량의 6~17중량%의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다. 고분자의 함량이 6중량% 미만일 경우, 중공사의 형상 유지가 어려울 정도도 습식 방사가 어려워지고, 17중량%를 초과할 경우, 조성물의 점도가 과다하여 습식 방사가 잘 이루어지지 않는 문제점이 있다.The polymer is preferably included in the content of 6 to 17% by weight of the total weight of the composition. When the content of the polymer is less than 6% by weight, wet spinning is difficult to maintain the shape of the hollow fiber is difficult, and when it exceeds 17% by weight, the viscosity of the composition is excessive, there is a problem that the wet spinning is not made well.

분산제Dispersant

본 발명에서 적용되는 분산제는 조성물 제조시에 탄화규소 입자의 분산을 향상시키고 조성물의 점도를 제어하는 역할을 한다. 본 발명에 적용되는 분산제는 유기용매 및 고분자의 종류에 따라 적절히 선정될 수 있으며, 보다 바람직하게는 고분자로 폴리설폰을, 유기용매로 N-메틸-2피롤리돈(NMP)을 사용할 경우, 분산제로 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌글리콜(PEG) 등을 제시할 수 있으며, 이들을 단독으로 혹은 2종 이상 혼합하여 이용할 수 있다.The dispersant applied in the present invention serves to improve dispersion of silicon carbide particles and to control the viscosity of the composition in preparing the composition. The dispersant applied to the present invention may be appropriately selected according to the type of the organic solvent and the polymer, and more preferably, in the case of using polysulfone as a polymer and N-methyl-2pyrrolidone (NMP) as the organic solvent, Polyvinylpyrrolidone (PVP), polyethylene glycol (PEG) and the like can be presented, these can be used alone or in combination of two or more.

분산제는 조성물 전체 중량의 0.1~4중량%의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다. 분산제의 함량이 0.1중량% 미만일 경우, 탄화규소 분말의 분산성이 낮아 균일하게 습식 방사할 수 없게 되고, 반면 4중량%를 초과할 경우, 조성물의 점도가 과다하여 습식 방사가 잘 이루어지지 않는 문제점이 있다.The dispersant is preferably included in an amount of 0.1 to 4% by weight of the total weight of the composition. When the content of the dispersing agent is less than 0.1% by weight, the dispersion of the silicon carbide powder is low, it can not be uniformly wet spinning, while if the content of more than 4% by weight, the viscosity of the composition is too high to wet spinning well There is this.

유기용매Organic solvent

본 발명에 적용되는 유기 용매는 상기 고분자, 분산제를 해교시키는 역할을 함과 동시에 탄화규소 및 소결조제의 분산매체의 역할을 한다. The organic solvent applied to the present invention plays a role of dispersing the polymer and the dispersant and at the same time serves as a dispersion medium of the silicon carbide and the sintering aid.

본 발명에 적용되는 유기용매는 고분자의 종류에 따라 적당히 선정되나, 디메틸포름아마이드, N-메틸-2피롤리돈, 디메틸아미드, 디메틸아세트아미드, 디메틸술폭사이드, 1,4-디옥산, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌글리콜 디에틸 에테르, 디에틸렌글리콜 디부틸 에테르 등을 제시할 수 있으며, 이들을 단독으로 혹은 2 종 이상 혼합하여 이용할 수 있다. Organic solvents to be applied to the present invention are appropriately selected according to the type of polymer, dimethylformamide, N-methyl-2pyrrolidone, dimethylamide, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, 1,4-dioxane, ethylene glycol Monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether and the like can be given, and these can be used alone or in combination of two or more thereof.

또한, 본 발명에 따른 탄화규소 중공사 제조용 조성물은 첨가제를 더 포함할 수 있는데, 첨가제는 조성물 내의 기포를 제거하기 위한 소포제 등이 될 수 있다. 소포제는 옥탄올, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 비이온계 소포제, 실리콘계 소포제 등을 이용할 수 있으며 바람직하기에는 조성물 100중량부에 대하여 1중량부 이하의 함량으로 첨가되는 것이다. 소포제의 첨가는 조성물에서 기포를 제거하여 습식 방사시 고분자-탄화규소 중공사를 균일하게 제조하는데 도움을 준다.In addition, the composition for producing silicon carbide hollow fiber according to the present invention may further include an additive, the additive may be an antifoaming agent for removing bubbles in the composition. Antifoaming agent may be used octanol, cyclohexanol, ethylene glycol, nonionic antifoaming agent, silicone antifoaming agent and the like, preferably added in an amount of 1 part by weight or less based on 100 parts by weight of the composition. The addition of antifoaming agents helps to uniformly prepare polymer-silicon carbide hollow fibers in wet spinning by removing bubbles from the composition.

탄화규소 Silicon Carbide 중공사Hollow fiber 제조 방법 Manufacturing method

도 2는 습식 방사 및 소결법을 이용한 본 발명에 따른 탄화규소 중공사 제조 방법을 나타내는 순서도이다. Figure 2 is a flow chart showing a method for producing silicon carbide hollow fiber according to the present invention using the wet spinning and sintering method.

도 2를 참조하면, 도시된 탄화규소 중공사 제조 방법은 조성물 마련 단계(S210), 습식 방사 단계(S220), 세척 및 건조 단계(S230) 및 소결 단계(S240)를 포함한다. Referring to Figure 2, the illustrated silicon carbide hollow fiber manufacturing method comprises a composition preparation step (S210), wet spinning step (S220), washing and drying step (S230) and sintering step (S240).

조성물 마련 단계(S210)에서는 탄화규소(SiC)와 소결조제의 혼합분말, 고분자, 분산제가 유기용매에 분산된 조성물을 마련하는 단계이다. 상기 조성물은 전술한 바와 같은, 탄화규소 45~60중량%, 소결조제 1 ~ 6%, 고분자 6~17중량%, 분산제 0.1~4중량% 및 잔량의 유기 용매를 포함하는 탄화규소 중공사 제조용 조성물이 될 수 있다. The composition preparing step (S210) is a step of preparing a composition in which a mixed powder, a polymer, and a dispersant of silicon carbide (SiC) and a sintering aid are dispersed in an organic solvent. The composition is a composition for producing silicon carbide hollow fiber comprising 45 to 60% by weight of silicon carbide, 1 to 6% by weight of sintering aid, 6 to 17% by weight of polymer, 0.1 to 4% by weight of dispersant and residual organic solvent. This can be

상기 조성물은 습식 볼밀을 이용하여 혼합 분산할 수 있으며, 또한 추가적으로 막대 밀(mill)을 이용하여 분산성을 증진시킬 수 있다.The composition may be mixed and dispersed by using a wet ball mill, and may further enhance dispersibility by using a rod mill.

상기 조성물은 슬러리 형태로 상기 탄화규소와 소결조제의 혼합 분체와 고분자, 분산제를 유기용매에 분산 혼합하여 제조되어 지며, 볼밀(ball mill)을 이용하는 것이 바람직하고, 상기 볼밀 공정은 세라믹 볼을 이용하여 100 ~ 400 rpm 속도로 4 ~ 168 시간 수행된 것이 바람직하고, 얻어진 조성물 슬러리는 30 ~ 80℃에서 4 ~ 24 시간 탈기한 것이 바람직하다. 볼밀 회전속도가 100rpm 이하인 경우 세라믹 볼이 볼밀 하단에서 상단까지 이동이 용이하지 못하고, 볼밀 회전속도가 400rpm인 경우 세라믹 볼이 슬러리와 함께 회전하므로 잘 분산된 조성물 슬러리를 제조할 수 없다. 또한 혼합된 조성물 슬러리를 탈기 공정을 수행하지 않을 경우, 조성물 슬러리에 기포가 존재하여 습식 방사 단계에서 중공사가 터지는 현상이 발생한다.The composition is prepared by dispersing and mixing the mixed powder of the silicon carbide and the sintering aid, polymer, and dispersant in an organic solvent in a slurry form, preferably using a ball mill, and the ball mill process using a ceramic ball. It is preferable to perform 4 to 168 hours at 100-400 rpm speed, and it is preferable that the obtained composition slurry was degassed for 4 to 24 hours at 30-80 degreeC. When the ball mill rotation speed is less than 100rpm, the ceramic ball is not easy to move from the bottom of the ball mill to the top, and when the ball mill rotation speed is 400rpm, because the ceramic ball rotates with the slurry, it is not possible to prepare a well dispersed composition slurry. In addition, when the mixed composition slurry is not subjected to a degassing process, bubbles are present in the composition slurry, thereby causing hollow fibers to burst in the wet spinning step.

다음으로, 습식 방사 단계(S220)에서는 상기 탄화규소, 소결조제, 고분자, 분산제, 유기용매로 이루어진 조성물 슬러리를 3중 방사 노즐(spinneret)을 이용하여 습식 방사한다. 방사노즐의 외부 및 내부 구멍을 결정짓는 3개 직경은 목적하고 자 하는 탄화규소 중공사의 내경과 외경을 고려하여 선정하여야 하며, 상기 조성물 슬러리는 기어펌프에 의해 3중 방사노즐의 외부 구멍에 유입되며, 기어펌프의 회전수는 5 ~ 18 rpm인 것이 바람직하다. 또한 상기 3중 방사노즐의 내부 구멍에 물을 LC 펌프로 유입하여야 하며, 물 유입 속도는 8 ~ 20ml/min, 유입 압력은 1 ~ 6MPa인 것이 바람직하다.Next, in the wet spinning step (S220), the composition slurry composed of the silicon carbide, the sintering aid, the polymer, the dispersant, and the organic solvent is wet-spun using a triple spinning nozzle. Three diameters that determine the outer and inner holes of the spinning nozzle should be selected in consideration of the inner diameter and the outer diameter of the desired silicon carbide hollow yarn, and the composition slurry is introduced into the outer hole of the triple spinning nozzle by a gear pump. The rotation speed of the gear pump is preferably 5-18 rpm. In addition, water should be introduced into the inner hole of the triple spinning nozzle by the LC pump, and the water inflow rate is 8-20 ml / min, and the inlet pressure is preferably 1-6 MPa.

그 다음으로, 3중 방사노즐을 통해 방사된 중공사 형태의 슬러리는 물로 채워진 세척조에 낙하시킨다. 3중 노즐 입구와 세척조 물 표면 사이의 거리는 0 ~ 100cm가 될 수 있으며, 3중 노즐 내부 구멍에 도입된 물과 세척조에 담겨진 물에 의하여 방사된 중공사 형태의 슬러리 내의 유기용매는 물과 교환되어 고분자-탄화규소 중공사가 형성되게 한다.Next, the hollow fiber-type slurry discharged through the triple spinning nozzle is dropped into the washing tank filled with water. The distance between the triple nozzle inlet and the bath water surface can be between 0 and 100 cm, and the organic solvent in the hollow fiber slurry spun by the water introduced into the triple nozzle internal hole and the water contained in the bath is exchanged for water. The polymer-silicon carbide hollow yarn is allowed to form.

여기서, 상기 고분자-탄화규소 중공사는 별도의 세척조를 통과시켜 물레로 감겨질 수 있으며, 또한 물레에 감겨진 고분자-탄화규소 중공사는 별도의 또 다른 세척 단계(S230)을 거칠 수 있다. 물레에 감겨진 고분자-탄화규소 중공사의 별도의 세척 공정은 30 ~ 100℃에서 6 ~ 168시간 동안 수행하는 것이 바람직하다. 또한 상기 고분자-탄화규소 중공사는 80 ~ 120℃에서 12 ~ 48 시간 건조(S230)하여 용매치환된 물을 완전히 제거하는 것이 바람직하며 건조 단계를 끝으로 고분자-탄화규소 중공사를 제조 완료한다.Here, the polymer-silicon carbide hollow yarn may be wound with a spinning wheel by passing through a separate washing tank, and the polymer-silicon carbide hollow yarn wound on the spinning wheel may be subjected to another washing step (S230). Separate washing process of the polymer-silicon carbide hollow yarn wound on the spinning wheel is preferably carried out at 30 ~ 100 ℃ for 6 to 168 hours. In addition, the polymer-silicon carbide hollow fiber is preferably dried at 80 ~ 120 ℃ (S230) for 12 to 48 hours to completely remove the solvent-substituted water, the polymer-silicon hollow fiber is completed by the end of the drying step.

또한, 상기 습식 방사 단계(S220)와 세척 및 건조 단계(S230)는 탄화규소를 포함하는 무기질의 중공사 제조에 있어서 널리 알려진 어떠한 방법으로 수행하여도 무방하다. In addition, the wet spinning step (S220) and the washing and drying step (S230) may be performed by any method well known in the production of inorganic hollow fiber including silicon carbide.

다음으로, 소결 단계(S240)에서는 고분자-탄화규소 중공사를 소결하여, 탄화규소 중공사를 제조한다. Next, in the sintering step (S240) by sintering the polymer-silicon carbide hollow fiber, to produce silicon carbide hollow fiber.

이때, 소결 단계(S240)는 공기 분위기에서 이루어진다. 또한 소결 단계는 1000 ~ 1800℃ 온도에서 1 ~ 48시간 행하여 지며, 이 때에 정확한 열처리 온도와 시간은 선택된 탄화규소 분체의 입자크기와 선택된 소결조제의 종류 및 양에 의해 결정된다.At this time, the sintering step (S240) is made in an air atmosphere. In addition, the sintering step is performed for 1 to 48 hours at a temperature of 1000 ~ 1800 ℃, the exact heat treatment temperature and time is determined by the particle size of the selected silicon carbide powder and the type and amount of the selected sintering aid.

본 발명에 따른 제조 방법에 의해 제조되는 탄화규소 중공사는, 종래의 열분해에 의해 제조되는 탄화규소 중공사와 달리, 탄화규소 분말을 원료로 하여 소결을 통하여 제조됨으로써 상대적으로 저비용이며 신뢰도가 높다. . Unlike the silicon carbide hollow fiber manufactured by conventional pyrolysis, the silicon carbide hollow fiber produced by the manufacturing method according to the present invention is manufactured by sintering from silicon carbide powder as a raw material, and thus has a relatively low cost and high reliability. .

또한, 본 발명에 따른 제조 방법에 의해 제조되는 탄화규소 중공사는 열팽창계수가 낮아, 제조된 탄화규소 중공사를 지지체로 이용하는 분리막을 제조시 중간층, 분리층 도입시에 열충격에 의한 중간층과 분리층의 파괴현상이 억제되어 분리막의 신뢰성이 증진될 수 있다. In addition, the silicon carbide hollow fiber manufactured by the manufacturing method according to the present invention has a low coefficient of thermal expansion, and thus, the intermediate layer and the separation layer of the intermediate layer due to thermal shock during the introduction of the separation layer using the prepared silicon carbide hollow fiber as a support. Fracture can be suppressed and the reliability of the separator can be enhanced.

실시예Example

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. Hereinafter, the configuration and operation of the present invention through the preferred embodiment of the present invention will be described in more detail. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.

여기에 기재되지 않은 내용은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한 다. Details not described herein are omitted because they can be inferred technically by those skilled in the art to which the present invention pertains.

실시예Example 1 One

(1)조성물의 제조(1) production of compositions

평균 입자크기가 0.65㎛인 탄화규소 분말 950g, 뮬라이트 50g, CaCO3 10g을 500cycles/min 속도로 4시간 동안 건식진동 밀(mill) 공정을 거쳐 탄화규소 및 소결조제로 이루어진 혼합 분말을 제조하였다. 이 때에 뮬라이트와 CaCO3는 소결조제로 사용된 것이다.950 g of silicon carbide powder having an average particle size of 0.65 μm, mullite 50 g, and 10 g of CaCO 3 were manufactured through a dry vibration mill process for 4 hours at a rate of 500 cycles / min to prepare a mixed powder composed of silicon carbide and a sintering aid. At this time, mullite and CaCO 3 are used as a sintering aid.

700g의 상기 탄화규소 및 소결조제 혼합분말, 100g의 폴리설폰(polysulfone), 30g의 폴리비닐피롤리돈(PVP), 400g의 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)을 2000ml 용적의 폴리프로필렌(PP)에 투입하고 400g의 지르코니아(ZrO2) 볼을 이용하여 상온에서 150rpm 속도로 48시간 볼밀하여 혼합 분산하여 조성물 슬러리를 제조하였다. 제조된 조성물 슬러리는 50℃, 상압에서 12시간 탈기시켜 최종적으로 습식 방사를 위한 조성물을 제조하였다.700 g of the above silicon carbide and sintering aid mixed powder, 100 g of polysulfone, 30 g of polyvinylpyrrolidone (PVP), 400 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) in 2000 ml volume of polypropylene Into the (PP) and using a 400g zirconia (ZrO 2 ) ball ball mill at room temperature for 150 hours at 150rpm mixed and dispersed to prepare a composition slurry. The prepared composition slurry was degassed at 50 ° C. and atmospheric pressure for 12 hours to finally prepare a composition for wet spinning.

(2)습식방사, 세척 및 건조(2) wet spinning, washing and drying

얻어진 조성물 슬러리를 1.4-0.8-0.55mm 직경을 갖는 3중 노즐(spinneret)에 통과시킨 후에 물 세척조에 떨어뜨려 용매치환하였다. 이 때에 조성물 슬러리는 3중 노즐의 외부 구멍으로 유입되었고, 유입속도는 기어펌프로 조절하였으며 기어펌 프의 회전수는 12rpm이었고 유입압력은 3기압이었다. 또한 3중 노즐의 내부 구멍으로는 물을 LC 펌프를 이용하여 유입시켰는데 그 유입속도는 14ml/min, 압력은 5MPa이었다. 세척조는 물로 채워졌으며 온도는 상온이었다. 3중 노즐 입구와 세척조 물 표면 사이의 거리는 15cm이었다. 그 후 얻어진 폴리설폰-탄화규소 중공사는 상온에서 48시간 물로 세척하였고 100℃에서 24시간 건조하여 최종적으로 폴리설폰-탄화규소 중공사를 제조하였다.The resultant composition slurry was passed through a triple nozzle having a diameter of 1.4-0.8-0.55 mm, and then dropped in a water washing bath to carry out solvent replacement. At this time, the composition slurry was introduced into the outer hole of the triple nozzle, the inlet speed was controlled by the gear pump, the rotation speed of the gear pump was 12rpm and the inlet pressure was 3 atm. In addition, water was introduced into the inner hole of the triple nozzle by using an LC pump. The inflow rate was 14 ml / min and the pressure was 5 MPa. The wash bath was filled with water and the temperature was room temperature. The distance between the triple nozzle inlet and the bath water surface was 15 cm. Thereafter, the obtained polysulfone-silicon carbide hollow yarn was washed with water at room temperature for 48 hours and dried at 100 ° C. for 24 hours to finally prepare polysulfone-silicon carbide hollow fiber.

도 3a에 제조된 폴리설폰-탄화규소 중공사 사진을 나타내었으며, 도 3b에 폴리설폰-탄화규소 중공사의 전체적인 단면에 대한 주사전자현미경 사진을 나타내었고, 도 3c에 제조된 폴리설폰-탄화규소 중공사의 내부 표면에 대한 고배율 주사전자현미경 사진을 나타내었다.3a shows a polysulfone-silicon carbide hollow fiber photograph, and FIG. 3b shows a scanning electron micrograph of the entire cross section of polysulfone-silicon carbide hollow yarn, and a polysulfone-silicon hollow hollow prepared in FIG. 3c. A high magnification scanning electron micrograph of the internal surface of the yarn was shown.

(3)열처리(3) heat treatment

얻어진 폴리설폰-탄화규소 중공사를 1400℃에서 4시간 열처리하여 폴리설폰 고분자를 제거하고 소결조제에 의해 탄화규소 입자간 부분 소결된 탄화규소 중공사를 제조하였다. 열처리 중의 승온속도는 4℃/min 이었으며 냉각속도는 4℃/min이었다.The obtained polysulfone-silicon carbide hollow fiber was heat-treated at 1400 ° C. for 4 hours to remove the polysulfone polymer, and a partially sintered silicon carbide hollow fiber was prepared by the sintering aid. The temperature increase rate during the heat treatment was 4 ℃ / min and the cooling rate was 4 ℃ / min.

도 4a에 제조된 탄화규소 중공사 사진을 나타내었으며, 도 4b에 탄화규소 중공사의 전체적인 단면에 대한 주사전자현미경 사진을 나타내었고, 도 4c에 제조된 탄화규소 중공사의 내부 표면에 대한 사진을 나타내었다. 4A shows a photomicrograph of the silicon carbide hollow fiber prepared in FIG. 4B, and a scanning electron micrograph of the entire cross section of the silicon carbide hollow fiber is illustrated in FIG. 4B, and a photo of the inner surface of the silicon carbide hollow fiber manufactured in FIG. 4C is illustrated. .

본 발명에 의해 제조된 탄화규소 중공사는 표 1에 나타난 바와 같이, Al2O3, ZrO2 중공사에 비하여 낮은 열팽창계수와 상응하는 강도를 가질 것이 예상된다.As shown in Table 1, the silicon carbide hollow fiber produced by the present invention is expected to have a low coefficient of thermal expansion and a corresponding strength as compared with Al 2 O 3 , ZrO 2 hollow fiber.

[표 1][Table 1]

물질matter 열팽창계수(x 10-6/℃)Coefficient of Thermal Expansion (x 10 -6 / ℃) Flexural Strength (MPa)Flexural Strength (MPa) Al2O3 Al 2 O 3 7.27.2 275-700275-700 ZrO2 ZrO 2 10.510.5 800-1500800-1500 SiCSiC 4.44.4 100-820100-820

이상에서는 본 발명의 일 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다. Although the above has been described with reference to one embodiment of the present invention, various changes and modifications can be made at the level of those skilled in the art. Such changes and modifications may belong to the present invention without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention will be determined by the claims described below.

도 1은 비용융화 및 열분해법을 이용한 종래의 탄화규소 중공사 제조 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a flow chart showing a conventional silicon carbide hollow fiber manufacturing method using a cost-fusion and pyrolysis method.

도 2는 습식 방사 및 소결법을 이용한 본 발명에 따른 탄화규소 중공사 제조 방법을 나타내는 순서도이다. Figure 2 is a flow chart showing a method for producing silicon carbide hollow fiber according to the present invention using the wet spinning and sintering method.

도 3a는 본 발명에 따라 제조된 폴리설폰-탄화규소 중공사 사진이다.Figure 3a is a polysulfone-silicon carbide hollow fiber picture prepared according to the present invention.

도 3b는 본 발명에 따라 제조된 폴리설폰-탄화규소 중공사의 전체적인 단면에 대한 주사전자현미경 사진이다.Figure 3b is a scanning electron micrograph of the overall cross-section of the polysulfone-silicon carbide hollow yarn prepared according to the present invention.

도 3c는 본 발명에 따라 제조된 폴리설폰-탄화규소 중공사의 외부 단면에 대한 고배율 주사전자현미경 사진이다.Figure 3c is a high magnification scanning electron micrograph of the outer cross section of the polysulfone-silicon carbide hollow yarn prepared according to the present invention.

도 4a는 본 발명에 따라 제조된 탄화규소 중공사 사진이다.Figure 4a is a silicon carbide hollow fiber picture prepared according to the present invention.

도 4b는 본 발명에 따라 제조된 탄화규소 중공사의 전체적인 단면에 대한 주사전자현미경 사진이다.Figure 4b is a scanning electron micrograph of the entire cross section of the silicon carbide hollow fiber prepared according to the present invention.

도 4c는 본 발명에 따라 제조된 탄화규소 중공사의 외부 단면에 대한 사진이다.Figure 4c is a photograph of the outer cross section of the silicon carbide hollow yarn prepared according to the present invention.

Claims (12)

탄화규소 45~60중량%;45 to 60% by weight of silicon carbide; 뮬라이트와 CaCO3의 중량비가 5:1이 되도록 혼합된 소결조제 1~6중량%;1 to 6% by weight of a mixed sintering aid so that the weight ratio of mullite and CaCO 3 is 5: 1; 폴리설폰계, 폴리에테르설폰계, 폴리아크릴로니트릴계, 셀룰로스아세테이트계, 폴리비닐리덴플루오라이드계, 폴리이미드계 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 고분자 바인더 6~17중량%;6 to 17% by weight of a polymeric binder including at least one selected from polysulfone, polyethersulfone, polyacrylonitrile, cellulose acetate, polyvinylidene fluoride and polyimide; 비이온성 고분자 분산제 0.1~4중량%; 및0.1-4% by weight of nonionic polymer dispersant; And 유기용매 20~50중량%를 포함하는 탄화규소 중공사 제조용 조성물.A silicon carbide hollow fiber manufacturing composition comprising 20 to 50% by weight of an organic solvent. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유기 용매는 디메틸포름아마이드, N-메틸-2피롤리돈, 디메틸아미드, 디메틸아세트아미드, 디메틸술폭사이드, 1,4-디옥산, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌글리콜 디에틸 에테르 및 디에틸렌글리콜 디부틸 에테르 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 탄화규소 중공사 제조용 조성물. The organic solvent is dimethylformamide, N-methyl-2pyrrolidone, dimethylamide, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, 1,4-dioxane, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol A composition for producing silicon carbide hollow fiber, which is selected from dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, and diethylene glycol dibutyl ether. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 조성물의 기포를 제거하기 위한 소포제를, 상기 조성물 100중량부에 대하여 0.001~1중량부 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄화규소 중공사 제조용 조성물. An antifoaming agent for removing air bubbles of the composition, 0.001 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of the composition further comprises a silicon carbide hollow fiber manufacturing composition. (a) 탄화규소, 뮬라이트와 CaCO3의 중량비가 5:1이 되도록 혼합된 소결조제, 폴리설폰계, 폴리에테르설폰계, 폴리아크릴로니트릴계, 셀룰로스아세테이트계, 폴리비닐리덴플루오라이드계, 폴리이미드계 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 고분자 바인더 , 비이온성 고분자 분산제 및 유기용매를 포함하는 조성물을 마련하는 단계;(a) silicon carbide, the ratio by weight of mullite and CaCO 3 5: the sintering aid mixture to be 1, poly sulfone, polyether sulfone, polyacrylonitrile, cellulose acetate, polyvinylidene fluoride-based, polyimide Preparing a composition comprising a polymer binder , a nonionic polymer dispersant, and an organic solvent including at least one selected from the group consisting of a medi-based; (b) 상기 조성물을 방사 노즐(spinneret)을 이용하여 습식 방사하는 단계;(b) wet spinning the composition using a spinneret; (c) 상기 (b) 단계의 결과물을 세척 및 건조하여, 고분자-탄화규소 중공사를 형성하는 단계;(c) washing and drying the resultant of step (b) to form polymer-silicon carbide hollow fibers; (d) 상기 고분자-탄화규소 중공사를 소결하여 탄화규소 중공사를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄화규소 중공사 제조 방법.(d) sintering the polymer-silicon carbide hollow fiber to form silicon carbide hollow fiber; and a method for manufacturing silicon carbide hollow fiber. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 (d)단계는 1000℃ ~ 1800℃의 온도범위에서 진행되는 것을 특징으로 하는 탄화규소 중공사 제조 방법. The step (d) is silicon carbide hollow fiber manufacturing method characterized in that proceeds in the temperature range of 1000 ℃ ~ 1800 ℃. 제8항에 있어서,9. The method of claim 8, 상기 (d)단계는 1 ~ 48시간 동안 진행되는 것을 특징으로 하는 탄화규소 중공사 제조 방법. The step (d) is silicon carbide hollow fiber manufacturing method characterized in that for 1 to 48 hours. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 (d)단계는 공기 분위기에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄화규소 중공사 제조 방법. The step (d) is silicon carbide hollow fiber manufacturing method, characterized in that made in the air atmosphere. 제 7항에 있어서,8. The method of claim 7, 상기 조성물은 탄화규소 45~60중량%, 소결조제 1~6중량%, 고분자 바인더 6~17중량%, 수용성 고분자 분산제 0.1~4중량% 및 유기용매 20~50중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄화규소 중공사 제조방법.The composition comprises 45 to 60% by weight of silicon carbide, 1 to 6% by weight of sintering aid, 6 to 17% by weight of polymer binder, 0.1 to 4% by weight of water-soluble polymer dispersant and 20 to 50% by weight of organic solvent. Silicon carbide hollow fiber manufacturing method. 탄화규소, 뮬라이트와 CaCO3의 중량비가 5:1이 되도록 혼합된 소결조제 를 포함하는 탄화규소 중공사. Silicon carbide hollow fiber comprising a sintering aid mixed so that the weight ratio of silicon carbide, mullite and CaCO 3 is 5: 1 .
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