KR101213851B1 - 관형 편직물 및 이를 이용하는 복합 중공사막 - Google Patents
관형 편직물 및 이를 이용하는 복합 중공사막 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101213851B1 KR101213851B1 KR1020100117260A KR20100117260A KR101213851B1 KR 101213851 B1 KR101213851 B1 KR 101213851B1 KR 1020100117260 A KR1020100117260 A KR 1020100117260A KR 20100117260 A KR20100117260 A KR 20100117260A KR 101213851 B1 KR101213851 B1 KR 101213851B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- knitted fabric
- tubular knitted
- hollow fiber
- fiber membrane
- composite hollow
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims abstract description 65
- 238000009940 knitting Methods 0.000 claims abstract 3
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 claims description 36
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims description 36
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 12
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 11
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 8
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 8
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 4
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 4
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 claims description 3
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 claims description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 2
- 238000009941 weaving Methods 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 description 15
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 10
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 5
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 4
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 4
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 4
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 4
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 4
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 4
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001007 Nylon 4 Polymers 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 3
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 150000002433 hydrophilic molecules Chemical class 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 description 2
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 2
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- WHNPOQXWAMXPTA-UHFFFAOYSA-N 3-methylbut-2-enamide Chemical compound CC(C)=CC(N)=O WHNPOQXWAMXPTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000013557 residual solvent Substances 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04B—KNITTING
- D04B1/00—Weft knitting processes for the production of fabrics or articles not dependent on the use of particular machines; Fabrics or articles defined by such processes
- D04B1/22—Weft knitting processes for the production of fabrics or articles not dependent on the use of particular machines; Fabrics or articles defined by such processes specially adapted for knitting goods of particular configuration
- D04B1/225—Elongated tubular articles of small diameter, e.g. coverings or reinforcements for cables or hoses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/02—Hollow fibre modules
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/08—Hollow fibre membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/48—Polyesters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/56—Polyamides, e.g. polyester-amides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04B—KNITTING
- D04B1/00—Weft knitting processes for the production of fabrics or articles not dependent on the use of particular machines; Fabrics or articles defined by such processes
- D04B1/14—Other fabrics or articles characterised primarily by the use of particular thread materials
- D04B1/16—Other fabrics or articles characterised primarily by the use of particular thread materials synthetic threads
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
- B01D2325/02—Details relating to pores or porosity of the membranes
- B01D2325/021—Pore shapes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
- B01D2325/02—Details relating to pores or porosity of the membranes
- B01D2325/025—Finger pores
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
- B01D2325/02—Details relating to pores or porosity of the membranes
- B01D2325/026—Sponge structure
Abstract
본 발명은 관형 편직물 및 이를 이용하는 복합 중공사막에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 0.5 내지 7 데니어의 가연사 모노 필라멘트로 이루어진 멀티 필라멘트로 관형 편직물을 편직하고, 이를 이용하여 복합 중공사막을 제조함으로써, 복합 중공사막의 비표면적의 확대 및 박리강도의 향상을 도모할 수 있다.
Description
본 발명은 관형 편직물 및 이를 이용하는 복합 중공사막에 관한 것이다.
일반적으로 분리막을 응용한 수처리는 물질의 선택 투과 메카니즘을 이용한 정화 기술임이 잘 알려져 있다. 이 때, 분리막을 이용한 수처리 즉, 오염수의 분리 기술은 전통적인 화학처리에서 사용되는 증류법에 비해 에너지의 절감, 설비의 간소화, 운영의 효율성 등에서 경제적일 뿐만 아니라, 환경보호 등의 사회적 요구에 부응하여 간단한 실험실적 규모로부터 각종 산업분야의 규모에 이르기까지 폭넓은 연구와 실용화가 이루어지고 있다.
이러한 분리막으로는 형태학적으로 평막(flat type), 관형막(tubular type), 중공사막(hollow fiber) 등이 있는데, 평막의 경우 내오염성이 강하여 하폐수의 처리기술로 많이 응용되고 있으나, 단위체적당 집적도가 낮아 경제적인 설치가 곤란하다. 중공사막은 형태학적으로 실의 형상을 지니고 있고 단위 체적당 막을 많이 패킹할 수 있어 처리량을 증대시킬 수 있다는 장점이 있다. 따라서, 중공사막은 동일한 부피의 다른 막에 비해 막 표면적이 크고 모듈화하기 쉬운 장점 때문에 최근 한외여과막을 중심으로 그 응용이 활발히 진행되고 있다.
그러나 중공사막은 기계적 강도가 낮아 운전 도중 쉽사리 단사되는 사례가 빈번히 발생하고 있고, 특히 수처리 분야에 있어서 이러한 단점이 양질의 수질을 확보하는데 저해요소로 작용하고 있다. 이러한 중공사막에 대한 기계적 강도의 향상에 대한 요구에 따라 기계적 강도가 우수한 편직물 혹은 관형 편직물을 이용하여 중공사막을 제조하는 복합 중공사막이 제시되었다.
복합 중공사막 제조시 표면적이 작은 비가연사로 관형 편직물을 제조하면 멤브레인과 관형 편직물 사이의 접촉면이 작아 접착력이 약하고, 따라서 공정중 멤브레인이 관형 편직물에서 떨어지는 현상이 발생할 수 있다.
한편, 0.4 데니어 이하의 극세사를 사용하면 관형 편직물을 제작하는 공정에서 극세사의 단사가 발생하고 단사끼리 뭉쳐져서 작업성이 떨어진다. 또한, 관형 편직물의 표면에 단사가 많이 생기기 때문에 고분자 코팅시 코팅표면 위로 단사가 돌출되어 중공사막의 불량이 증가한다.
본 발명의 하나의 목적은 기계적 강도, 특히 박리강도가 우수하고, 관형 편직물 표면에 단사된 모노 필라멘트가 없어서 중공사막의 균일한 품질 유지가 가능한 관형 편직물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 관형 편직물을 이용하여 기계적 강도가 향상된 복합 중공사막을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 하나의 양상은 0.5 내지 7 데니어의 가연사 모노 필라멘트로 이루어진 멀티 필라멘트로 편직된 관형 편직물에 관한 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은 0.5 내지 7 데니어의 가연사 모노 필라멘트로 이루어진 멀티 필라멘트로 편직된 관형 편직물 및 상기 관형 편직물의 표면에 코팅된 고분자 수지 박막으로 이루어진 복합 중공사막에 관한 것이다.
본 발명의 구현예들에 의하면, 0.5 내지 7 데니어의 가연사 모노 필라멘트를 사용함으로써 고분자 용액과 관형 편직물 사이의 접촉면이 증가하여 관형 편직물과 고분자 수지 박막 사이의 박리강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 관형 편직물 작업시 발생하는 단사가 적어 코팅층 밖으로 필라멘트가 돌출되지 않아 중공사막의 균일한 품질 유지가 가능할 뿐 아니라 관형 편직물 표면에 단사된 모노 필라멘트를 제거하기 위한 추가 공정이 필요하지 않아 경제적이다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 복합 중공사막의 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 관형 편직물 2: 고분자 수지 박막
3: 중공부
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 관형 편직물 2: 고분자 수지 박막
3: 중공부
이하, 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명의 구현예들에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 일실시예는 0.5 내지 7 데니어의 가연사 모노 필라멘트로 이루어진 멀티 필라멘트로 편직된 관형 편직물에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 의한 복합 중공사막의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 의한 복합 중공사막은 보강재인 관형 편직물(tubular braid:1), 상기 관형 편직물(1)의 표면에 코팅된 고분자 수지 박막(2) 및 처리된 물질을 수용하는 중공부(3)로 구성된다. 상기 관형 편직물(1)은 0.5 내지 7 데니어의 가연사 모노 필라멘트로 이루어진 멀티 필라멘트를 편직한 것으로 복합 중공사막의 특성 향상에 기여하게 된다.
본 발명의 구현예에 의한 관형 편직물은 가연사 모노 필라멘트들로 이루어진 멀티 필라멘트들로 구성되어 고분자 용액과 관형 편직물 사이의 접촉면적이 확대되고 또한 도프액이 관형 편직물로 침투할 수 있어 고분자 수지 박막과의 접착력을 향상시킬 수 있다. 따라서 종래의 보강 중공사막의 단점으로 지적되는 박리강도를 향상시킬 수 있어 하수의 종말처리, 정화조에서 고액분리, 산업폐수에서의 부유물질의 제거, 하천수의 여과, 공업용수의 여과 및 수영장물의 여과 등에서 사용되어 우수한 처리 안정성을 확보할 수 있다.
상기 관형 편직물(1)은 섬도가 0.5 내지 7데니어인 모노 필라멘트로 이루어진 멀티 필라멘트로 구성되는 것이 바람직하다. 섬도가 7 데니어를 초과하는 모노 필라멘트를 사용하여 관형 편직물(1)을 제작한 경우에는 모노 필라멘트의 표면적이 작아서 표면에 코팅된 고분자 수지 박막(2)간의 접착력이 약하여 박리강도가 낮아지고, 공정 중 코팅된 수지 박막이 관형 편직물에서 떨어질 수 있다. 이러한 현상이 발생하면 코팅된 수지 박막이 파손되어 불순물이 막을 그대로 통과할 수 있다. 모노 필라멘트의 섬도가 0.5 데니어 미만인 경우에는 비록 박리강도와 도프 침투 조절의 용이성은 증대되지만, 관형 편직물(1) 표면에 단사가 많아져 고분자 코팅시 코팅표면 위로 단사가 돌출되어 중공사막의 불량이 증가한다.
이러한 모노 필라멘트 10 내지 250 개로 이루어진 20 내지 200 데니어의 멀티 필라멘트를 2 내지 10개 합사하여 300 내지 500 데니어의 방적사(yarn)를 제조한다.
이와 같이 제조된 방적사 10 내지 40 개를 직조하여 관형 편직물(1)을 제작한다.
본 발명의 일 구현예에 의한 관형 편직물(1)의 재질로는 극성기를 포함하는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 나일론(Nylon) 등일 수 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 비극성 분자쇄로 구성되는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등은 코팅층인 고분자 수지 박막층과의 접착능력이 떨어지는 반면, 극성기를 포함하는 폴리에스터계 및 폴리아마이드계 재질은 코팅층과의 계면접착력이 우수하다.
본 발명의 일 실시예는 0.5 내지 7 데니어의 가연사 모노 필라멘트로 이루어진 멀티 필라멘트로 편직된 관형 편직물 및 상기 관형 편직물의 표면에 코팅된 고분자 수지 박막으로 이루어진 복합 중공사막에 관한 것이다.
본 발명의 일 구현예에 의하면, 고분자 수지 박막(2)이 관형 편직물(1)의 표면에 코팅되어 복합 중공사막을 구성하는데, 상기 고분자 수지 박막(2)은 복합 중공사막의 기계적 강도, 막의 수투과성 및 여과 신뢰성에 영향을 미친다. 상기 고분자 수지 박막(2)은 관형 편직물(1)에 비하여 기계적 강도는 낮지만, 고분자 수지 박막(2) 자체가 박리되거나 파손되지 않을 정도의 기계적 강도를 가지며, 복합 중공사막의 인장강도 및 내압성 등을 보완한다.
수투과성 및 여과 신뢰성과 관련하여서는, 상기 관형 편직물(1)은 고분자 수지 박막(2)에 비하여 상대적으로 큰 공극을 갖기 때문에, 고분자 수지 박막(2)을 통과한 여과액은 큰 공극을 갖는 관형 편직물(1)을 큰 저항 없이 통과한다. 즉, 여과액의 수투과도는 작은 공극을 갖는 고분자 수지 박막(2)에 의해 영향을 받게 되며, 고분자 수지 박막(2)의 미세공 구조 및 다공도에 따라 전체 복합 중공사막의 수투과도가 결정된다.
이와 같은 고분자 수지 박막(2)의 미세공 구조 및 다공도는 도프의 조성에 따른 열역학적 안정성의 차이에 따라 결정된다. 보다 상세하게 설명하면, 도프용액을 구성하는 용매 혹은 첨가제들이 고분자와 강하게 상호작용하면 고분자와 응고조 용액과의 '디믹싱(demixing) 지연효과'로 인하여 스폰지 구조 (sponge-like structure)를 형성하고, 고분자와의 상호작용이 약해지면 ‘디믹싱 효과’가 급속히 진행되어 핑거 구조(finger-like structure)를 형성한다. 스폰지 구조는 기계적인 강도 측면에서 핑거 구조에 비하여 유리하지만, 수투과도 측면에 있어서는 불리하다. 그 이유는 스폰지 구조는 수리학적 저항성이 핑거 구조에 비하여 강하게 걸리기 때문이다. 한편, 표면에 분포하는 표면공경은 여과특성의 신뢰성을 부여하는데 중요한 기능을 나타낸다. 즉, 동일한 분포를 갖는 표면공경의 형성은 일정크기 이상의 입자를 배제하여 수처리 공정에 있어서 수질의 안정성을 부여한다.
본 발명의 일 구현예에 의하면, 고분자 수지 박막(2)은 기계적 강도, 수투과량, 여과 신뢰성을 동시에 발현하기 위해 하층에서 50 내지 190㎛까지는 스폰지 구조를 형성하고, 상단 0.1 내지 10㎛까지는 핑거 구조를 형성하여 표면공경의 분포분산도를 최소화할 수 있다. 상기 표면층에는 공경이 0.01 내지 1㎛인 미세공이 형성되고, 내층에는 공경이 0.01 내지 10㎛인 미세공이 형성될 수 있다. 또한, 복합 중공사막의 내층에 형성된 미세공의 직경을 중심방향으로 갈수록 점진적으로 증대시켜 비대칭성을 크게 하면 수투과도를 증진시킬 수 있다.
다음으로 고분자 수지 박막(2)은 관형 편직물(1)에 도포된 후 응고과정을 거치게 되는데, 응고과정에서 유기용매가 빠져나가면서 그 내부에 공경이 형성된다. 이때, 상기 고분자 수지 박막(2)의 표면층이 내층에 비하여 응고속도가 빠르기 때문에 표면층의 공경이 내층의 공경에 비하여 상대적으로 작게 형성된다.
본 발명의 일 구현예에서, 고분자 수지 박막(2)의 두께는 10 내지 200㎛ 범위일 수 있는데, 고분자 수지 박막(2)의 두께가 10㎛보다 작을 경우 기계적 강도가 떨어지고, 200㎛보다 클 경우에는 수투과도가 떨어질 수 있다. 고분자 수지 박막(2)이 관형 편직물(1) 내로 침투하는 거리는 관형 편직물(1)의 두께(즉, 관형 편직물 (1)의 외경과 내경의 차)의 10 내지 30% 범위일 수 있는데, 상기 침투거리가 관형 편직물(1)의 두께의 10% 미만일 경우 기계적 강도가 떨어지고, 30%를 초과하는 경우 수투과도가 저하될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 의한 고분자 수지 박막(2)은 고분자 수지, 유기용매, 및 첨가제인 폴리비닐피롤리돈과 친수성 화합물로 구성되는 방사 도프가 관형 편직물(1)의 표면에 코팅되어 형성된다.
본 발명의 일 구현예에 의한 복합 중공사막을 제조하는 공정은, 이중 관형노즐의 중앙부로 관형 편직물(1)을 통과시킴과 동시에 방사 도프를 관형 편직물(1)의 표면으로 유입시켜 관형 편직물(1)의 표면에 방사 도프를 코팅하는 단계를 포함한다. 이어서 방사 도프를 노즐 외부의 공기 중으로 토출시키고 외부 응고액으로 응고시킨 후 수세 및 건조시키는 공정을 포함할 수 있다.
본 발명의 구현예들에서 사용가능한 방사 도프는 고분자 수지, 첨가제인 폴리비닐피롤리돈 및 친수성 화합물을 유기용매에 용해하여 제조한다. 바람직한 함량범위는 고분자 수지 10 내지 50중량%, 폴리비닐피롤리돈 및 친수성 화합물 1 내지 30중량%, 및 유기용매 20 내지 89중량%로 구성되나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 고분자 수지로는 폴리설폰 수지, 폴리에테르설폰 수지, 설폰화 폴리설폰 수지, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 수지, 폴리아크릴로니트릴(PAN) 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 및 폴리에스테르이미드 수지로 구성된 군에서 선택된 하나 이상을 이용할 수 있다.
상기 유기용매로는 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드 및 디메틸아크릴아마이드로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 이용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 표면공경 형성제로는 물 혹은 폴리피롤리돈계 화합물로 구성된 군에서 선택된 하나 이상을 이용할 수 있으며, 폴리피롤리돈 화합물이 1% 미만인 경우에는 균일한 표면공경의 형성이 이루어지지 않으며, 폴리피롤리돈 화합물이 30% 이상인 경우에는 박막의 브리틀리스(Brittleness) 증가에 의해 기계적 강도가 떨어진다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명에 따른 실시예들을 다양하게 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
실시예
1
섬도가 3.12 데니아인 PET 가연사 모노 필라멘트 48 필라로 이루어진 150 데니아의 멀티 필라멘트 3 가닥을 합사하여 방적사(yarn) 1개의 총섬도가 450 데니아가 되게 하였다. 그 후, 제조된 방적사 26 가닥을 사용하여 외경이 1.8 mm가 되도록 직조한 관형 편직물을 준비하였다.
도프용액으로는 고분자 수지로서 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 12 중량% 및 첨가제로서 폴리비닐피롤리돈 20중량 %를 50℃에서 디메틸아세트아미드 68 중량 % 에 충분히 녹인 후, 디게싱(degasing)하여 제조과정 중 발생한 가스를 제거하고 상온에서 보관하였다. 상기 제조된 도프용액을 2중 관형노즐에 공급하고 중앙부에는 상기 직조한 관형 편직물을 통과시킴으로써 관형 편직물의 외부에 도프용액을 코팅하였다. 이때 코팅층의 두께는 0.2mm로 하였다. 에어갭 5cm를 통과시킨 편직물을 25℃의 외부 응고조에서 응고시켰다. 이후 잔류 용매 및 첨가제를 제거하기 위해 하루 동안 60℃의 열수장치에서 후처리를 실시하였고, 40 wt% 알코올 수용액에 2시간 동안 침적시킨 후 40℃의 건조기에서 하루 동안 건조하여 복합 중공사막을 제조하였다.
실시예
2
섬도가 0.52 데니아인 PET 가연사 모노 필라멘트 192가닥으로 이루어진 100 데니아의 멀티 필라멘트 4가닥을 합사하여 방적사(yarn) 1개의 총섬도가 400데니아가 되게 하였다. 그 후, 제조된 방적사 26가닥을 사용하여 외경이 1.9 mm가 되도록 직조한 관형 편직물을 준비하였다. 이후의 공정은 실시예 1과 동일한 공정 및 조건에 의해 복합 중공사막을 얻었다.
실시예
3
섬도가 1.04 데니아인 PET 가연사 모노 필라멘트 144가닥으로 이루어진 150 데니아의 멀티 필라멘트 3가닥을 합사하여 방적사(yarn) 1개의 총섬도가 450데니아가 되게 하였다. 그 후, 제조된 방적사 26가닥을 사용하여 외경이 1.9 mm가 되도록 직조한 관형 편직물을 준비하였다. 이후의 공정은 실시예 1과 동일한 공정 및 조건에 의해 복합 중공사막을 얻었다.
비교예
1
섬도가 0.33 데니아인 PET 가연사 모노 필라멘트 204가닥으로 이루어진 65 데니아의 멀티 필라멘트 7가닥을 합사하여 방적사(yarn) 1개의 총섬도가 455데니아가 되게 하였다. 그 후, 제조된 방적사 26가닥을 사용하여 외경이 1.9 mm가 되도록 직조한 관형 편직물을 준비하였다. 이후의 공정은 실시예 1과 동일한 공정 및 조건에 의해 복합 중공사막을 얻었다.
비교예
2
섬도가 2.08 데니아인 PET 비가연사 모노 필라멘트 36가닥으로 이루어진 75 데니아의 멀티 필라멘트 6가닥을 합사하여 방적사(yarn) 1개의 총섬도가 450 데니아가 되게 하였다. 그 후, 제조된 방적사 26가닥을 사용하여 외경이 1.9 mm가 되도록 직조한 관형 편직물을 준비하였다. 이후의 공정은 실시예 1과 동일한 공정 및 조건에 의해 복합 중공사막을 얻었다.
<복합 중공사막의 물성 평가 방법>
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 복합 중공사막의 물성을 하기와 같은 방법으로 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
실험예
1 -
박리강도
관형 편직물로부터 고분자 수지 박막이 박리되는 순간의 하중을 인장시험기를 이용해 측정하였고, 이를 전단력이 가해지는 면적(㎡)으로 나누어 박리강도를 계산하였다. 구체적인 측정조건을 하기 표 1에 표시하였다.
[표 1]
박리강도는 시편 인장 시 코팅된 고분자 수지 박막에 가해지는 단위면적당 전단력(Shear Strength)으로 정의되고, 전단력이 가해지는 면적(m2)은 π×복합 중공사막의 외경(m)×복합 중공사막의 접착부 길이(m)로 계산하였다. 계산식은 다음과 같다.
* 박리강도 (kg/f) = 항복점의 하중 (kg) / 전단력이 가해지는 면적 (m2)
실험예
2 -
투수량
막면적 0.0057 m2의 소형 가압모듈을 제작하여 압력계가 부착된 장치에 위치시켰다. 막간 차압을 100kPa로 일정하게 유지하고 24±1℃의 RO수를 공급하여 2분간의 투수량을 측정하였다. 투수량의 단위는 LMH (L/m2×h)이다.
[표 2]
상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이 본 발명에 의한 복합 중공사막의 경우 가연사 모노 필라멘트를 사용하여 비표면적의 확대를 통한 박리강도의 증진을 꾀할 수 있음을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 본 발명에 대해서 상세하게 설명하였으나, 이들은 단지 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
Claims (12)
- 0.5 내지 7 데니어의 가연사 모노 필라멘트로 이루어진 멀티 필라멘트로 편직된 관형 편직물로서, 상기 멀티 필라멘트는 10 내지 250 개의 상기 가연사 모노 필라멘트를 조합하여 이루어지며, 섬도가 20 내지 200데니어인 것을 특징으로 하는 관형 편직물.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 관형 편직물은 10 내지 40개의 방적사(yarn)들이 제편되어 제조되고, 상기 방적사 각각은 상기 멀티 필라멘트 2 내지 10개가 합사되어 제조되는 것을 특징으로 하는 관형 편직물.
- 제3항에 있어서, 상기 방적사 각각의 섬도는 300 내지 500 데니어인 것을 특징으로 하는 관형 편직물.
- 제1항에 있어서, 상기 관형 편직물의 재질은 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 나일론으로 이루어진 것을 특징으로 하는 관형 편직물.
- 0.5 내지 7 데니어의 가연사 모노 필라멘트로 이루어진 멀티 필라멘트로 편직된 관형 편직물 및 상기 관형 편직물의 표면에 코팅된 고분자 수지 박막층으로 이루어진 복합 중공사막으로서, 상기 멀티 필라멘트는 10 내지 250개의 상기 가연사 모노 필라멘트를 조합하여 이루어지며, 섬도가 20 내지 200데니어인 것을 특징으로 하는 복합 중공사막.
- 삭제
- 제6항에 있어서, 상기 관형 편직물은 10 내지 40개의 방적사(yarn)들이 제편되어 제조되고, 상기 방적사 각각은 상기 멀티 필라멘트 2 내지 10개가 합사되어 제조되는 것을 특징으로 하는 복합 중공사막.
- 제6항에 있어서, 상기 고분자 수지 박막은 하층에서 50 내지 190㎛까지는 스폰지 구조(sponge-like structure)를 형성하고 상단 0.1 내지 10㎛까지는 핑거 구조(finger-like structure)를 형성하는 것을 특징으로 하는 복합 중공사막.
- 제6항에 있어서, 상기 고분자 수지 박막은 공경의 분포가 0.01 내지 1㎛인 미세공이 형성된 표면층과 공경의 분포가 0.01 내지 10㎛인 미세공이 형성된 내층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 복합 중공사막.
- 제6항에 있어서, 상기 고분자 수지 박막의 두께는 10 내지 200㎛인 것을 특징으로 하는 복합 중공사막.
- 제6항에 있어서, 상기 고분자 수지 박막이 관형 편직물 내로 침투하는 거리는 관형 편직물의 두께의 10 내지 30% 범위인 것을 특징으로 하는 복합 중공사막.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100117260A KR101213851B1 (ko) | 2010-11-24 | 2010-11-24 | 관형 편직물 및 이를 이용하는 복합 중공사막 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100117260A KR101213851B1 (ko) | 2010-11-24 | 2010-11-24 | 관형 편직물 및 이를 이용하는 복합 중공사막 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120055841A KR20120055841A (ko) | 2012-06-01 |
| KR101213851B1 true KR101213851B1 (ko) | 2012-12-18 |
Family
ID=46608139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100117260A KR101213851B1 (ko) | 2010-11-24 | 2010-11-24 | 관형 편직물 및 이를 이용하는 복합 중공사막 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101213851B1 (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7105021B2 (en) | 2002-04-25 | 2006-09-12 | Scimed Life Systems, Inc. | Implantable textile prostheses having PTFE cold drawn yarns |
-
2010
- 2010-11-24 KR KR1020100117260A patent/KR101213851B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7105021B2 (en) | 2002-04-25 | 2006-09-12 | Scimed Life Systems, Inc. | Implantable textile prostheses having PTFE cold drawn yarns |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20120055841A (ko) | 2012-06-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2006321466B2 (en) | A braid-reinforced composite hollow fiber membrane | |
| KR101373402B1 (ko) | 관형 편물 및 그를 이용한 복합 중공사막 | |
| KR100846300B1 (ko) | 편물로 보강된 복합 중공사막 | |
| JP4050977B2 (ja) | 編物により補強された複合中空糸膜 | |
| KR100872304B1 (ko) | 편물로 보강된 복합 중공사막 | |
| KR101693048B1 (ko) | 관형 편물 및 이를 이용하는 복합 중공사막 | |
| KR101050591B1 (ko) | 관형 편직물 및 이를 이용한 복합 중공사막 | |
| KR101206656B1 (ko) | 관형 편직물을 이용하는 복합 중공사막의 제조방법 및 그로부터 제조된 복합 중공사막 | |
| KR101213851B1 (ko) | 관형 편직물 및 이를 이용하는 복합 중공사막 | |
| EP2878363A1 (en) | Hollow porous film | |
| KR20110076461A (ko) | 관형 편직물 및 이를 이용한 복합 중공사막 | |
| KR101178653B1 (ko) | 관형 편직물 및 이를 이용한 복합 중공사 막 | |
| KR101175866B1 (ko) | 관형 편직물 및 이를 이용하는 복합 중공사 막 | |
| KR101226400B1 (ko) | 관형 편직물 및 이를 이용하는 복합 중공사막 | |
| KR101226357B1 (ko) | 관형 편직물 및 이를 이용하는 복합 중공사막 | |
| KR20040038473A (ko) | 중공사막 | |
| KR20110078834A (ko) | 관형 편직물 및 이를 이용하는 복합 중공사막 | |
| KR20100108649A (ko) | 복합 중공사막 및 그 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151112 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161114 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171113 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181113 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191112 Year of fee payment: 8 |