KR101347196B1

KR101347196B1 - 중공사막 모듈의 제조방법

Info

Publication number: KR101347196B1
Application number: KR1020060131454A
Authority: KR
Inventors: 김태정; 배성수; 김상훈
Original assignee: 에치투엘 주식회사; 에스케이케미칼주식회사
Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2014-01-03
Also published as: KR20080057772A

Abstract

본 발명은 중공사막 모듈의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모듈 단면에 중공사막의 분산형태를 균일하게 하여 역세정 효율을 향상시킬 수 있도록 한 중공사막 모듈의 제조방법에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 중공사막 다발의 막과 막 사이에 중공사막 분산용 핀을 삽입하여 중공사막 다발을 넓혀주는 제1단계와; 상기 단계에서 제1차 접착을 통해 일정한 모양의 중공사막 다발을 만드는 제2단계와; 상기 단계에서 제1차 접착이 완료된 복수의 중공사막 다발을 모듈하우징에 집속하는 제3단계와; 상기 단계에서 제2차 접착을 통해 상기 복수의 중공사막 다발의 형태를 고정하는 제4단계와; 상기 단계에서 접착제로 중공사막과 모듈하우징을 접착하여 일정한 크기의 대형모듈을 완성하는 제5단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈의 제조방법을 제공한다.

중공사막, 분산, 역세정

Description

중공사막 모듈의 제조방법{Manufacturing method for hollow fiber membrane module}

도 1은 본 발명에 따른 1차 접착이 완료된 중공사막 다발의 일실시예를 나타내는 모식도이고,

도 2는 본 발명에 따른 1차 접착이 완료된 중공사막 다발의 다른 실시예를 나타내는 모식도이고,

도 3은 본 발명에 따른 중공사막 모듈 단면의 일실시예를 나타내는 모식도이고,

도 4는 본 발명의 비교예를 나타내는 모듈의 모식도이고,

도 5는 본 발명에서 사용된 핀의 일실시예를 도시한 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 모듈 하우징 11 : 중공사막

12 : 중공사막 분산용 핀 12a : 원통부

12b : 원뿔부

본 발명은 중공사막 모듈의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수의 중공사막으로 이루어지는 중공사막 다발사이에 복수개의 핀을 삽입하여 중공사막 다발을 넓혀주고 1차 접착을 통해 다발의 형태를 고정한 다음, 1차 접착이 완료된 다발을 모듈하우징에 집속시 2차 접착을 통해 다발의 형태를 고정한 후 최종 접착을 실시하여 대형 중공사막 모듈을 격자 없이 제작함으로써, 모듈 단면에 중공사막의 분산형태를 균일하게 하여 역세정 효율을 향상시킬 수 있도록 한 중공사막 모듈의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 중공사막 모듈은 정수 및 하수 등의 오염 제거 등에 널리 사용되고 있다.

최근 처리비용의 저감을 위해, 그 중에서 상수처리나 하수처리 등의 물 처리 분야에서는 보다 대형의 중공사막 모듈이 요구되고 있다.

이와 같은 대형 중공사막 모듈을 만들기 위해서는 우선 모듈하우징에 중공사막을 집속하여야 하는데, 수천~수만 가닥의 중공사막 무게에 의하여 모듈하우징 하부로 중공사막들이 밀집되어 몰리게 된다.

또한 상기와 같은 상태로 원심력을 이용하여 접착제를 주입하면, 중공사막과 모듈하우징이 접착된 모듈의 단면은 중공사막들이 원심력에 의해 회전방향 및 모듈 하부로 밀집되어 몰리게 된다.

이로부터 하우징의 내벽에 고정 또는 하우징의 내벽과 일체 성형되어 있는 다양한 형태의 격자를 사용하여 중공사막들을 격자 사이의 공간에 위치시켜 중공사막들이 모듈하우징 하부로 몰리는 현상과 접착시 원심력에 의해 회전방향으로 몰리는 현상을 방지하는 모듈제작 방법이 소개되고 있다.

그러나 상기 격자를 사용하는 방법은 모듈단면에서 격자가 차지하는 공간만큼 중공사막이 분산할 수 있는 공간이 없어지게 되어, 중공사막의 밀도가 높아지게 된다.

이는 모듈을 사용한 후 일정 주기로 물 또는 공기에 의해 세정하는 역세정 과정에서, 막 표면으로부터 탈리되는 오염물질이 배출될 때 막과 막 사이에서 배출되지 못하게 되어 역세정의 효율을 저하시키는 요인으로 작용할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 격자를 사용하여 발생되는 중공사막 충진 밀도가 높아지는 문제를 해결하기 위하여, 복수개의 중공사막으로 이루어진 중공사막 다발과, 이 중공사막 다발 사이에 일정한 지름을 갖는 핀을 한개 이상 삽입하여 중공사막 다발을 넓게 펼쳐주고, 1차 접착을 행하여 형태를 고정한 후 대형모듈의 크기에 따라 한개 또는 두개이상의 1차 접착이 완료된 중공사막다발을 모듈하우징에 집속할 때 2차 접착을 통하여 고정한 후 최종 접착을 실시하여 대형 중공사막 모듈을 격자 없이 제작하며, 이때 사용되는 핀의 소재는 접착제와 동일소재로 하여 핀과 접착제와의 계면에서 상용성을 양호하게 한 중공사막 모듈의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 중공사막 모듈의 제조방법에 있어서,

중공사막 다발의 막과 막 사이에 중공사막 분산용 핀을 삽입하여 중공사막 다발을 넓혀주는 제1단계와; 상기 단계에서 제1차 접착을 통해 일정한 모양의 중공사막 다발을 만드는 제2단계와; 상기 단계에서 제1차 접착이 완료된 복수의 중공사막 다발을 모듈하우징에 집속하는 제3단계와; 상기 단계에서 제2차 접착을 통해 상기 복수의 중공사막 다발의 형태를 고정하는 제4단계와; 상기 단계에서 접착제로 중공사막과 모듈하우징을 접착하여 일정한 크기의 대형모듈을 완성하는 제5단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 구현예로서, 상기 제1단계에서의 중공사막 분산용 핀은 일정한 직경 및 길이를 갖는 원통부와, 상기 원통부의 끝단에서 직경이 일정하게 감소되는 원뿔부로 구성되도록 제작되는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 제1단계에서의 중공사막 분산용 핀은 상기 접착제와 같은 재질로 제작되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중공사막 분산용 핀 및 접착제는 우레탄 소재인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중공사막 분산용 핀의 길이는 모듈하우징에 접착제가 충진되는 접착층의 높이와 같거나 작은 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2단계에서 1차 접착이 완료된 다발의 형태는 원형, 반원, 또는 부채꼴인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제3단계에서 복수개의 중공사막 다발과 다발이 집속된 최종모양은 원형인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제4단계에서 2차 접착이 완료된 중공사막 다발의 지름은 모듈하우징 접착몰드의 내경과 동일한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.

첨부한 도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 1차 접착이 완료된 중공사막 다발의 일실시예 및 다른 실시예를 나타내는 모식도이고, 도 3은 본 발명에 따른 중공사막 모듈 단면의 일실시예를 나타내는 모식도이며, 도 5는 본 발명에서 사용된 핀의 일실시예를 도시한 단면도이다.

본 발명은 복수개의 중공사막(11)으로 이루어지는 중공사막(11) 다발 사이에 한개 이상의 일정한 크기의 지름을 갖는 중공사막 분산용 핀(12)(이하,"핀"이라함)을 삽입하여 중공사막(11) 다발을 넓혀주어 중공사막(11)의 분산을 가능한 넓게 해주고 1차 접착을 통하여 형태를 고정한다.

1차 접착이 완료된 다발의 형태는 원형, 반원, 또는 부채꼴의 형태이고, 핀(12)은 일정한 크기의 지름을 갖는 원통부(12a)와 원뿔부(12b)를 합한 모양이고, 핀(12)의 재질은 접착제와 동일한 소재를 사용하여 제작한 것을 사용한다.

이때 핀(12)의 길이는 모듈하우징(10)에 접착제가 충진되는 접착층의 높이와 같거나 작은 것이 바람직하다.

이후 제작하는 모듈의 지름 크기에 따라 1차 접착이 완료된 중공사막(11) 다발을 모듈하우징(10)에 한개 또는 두개이상 집속하고, 이때 두개이상의 다발을 집속할 때는 다발과 다발을 역시 2차 접착을 통하여 형태를 고정해주며, 복수개의 다발과 다발이 집속된 최종모양은 원형이 바람직하다.

상기 2차 접착이 완료된 원형모양의 다발의 지름은 모듈하우징(10) 접착몰드의 내경과 비슷하게 하여, 원심력을 이용한 접착제 주입시 2차 접착한 모듈의 다발이 회전방향으로 몰리는 것을 방지하며, 대형 중공사막(11) 모듈을 격자를 사용하지 않고 제작하는 방법이다.

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 상세하게 설명하겠는바, 다음 실시예로 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시예

우레탄접착제를 소재로 지름 10mm, 길이 90mm의 핀(12)을 만들고, 중공사막(11)다발 사이의 막과 막 사이에 삽입하여 중공사막(11) 다발을 넓혀준 후 1차 접착을 통해 이 형태를 고정시켜 중심각 90도의 부채꼴 모양의 중공사막(11)다발을 만들었다(도 1).

상기 1차 접착이 완료된 중공사막(11) 4다발을 모듈하우징(10)에 집속하고 2차 접착을 통하여 4다발의 형태를 고정하였다.

이후 우레탄 접착제를 사용하여 중공사막(11)들과 모듈하우징(10)을 접착하여 모듈 지름 8인치의 대형모듈을 제작하였다(도 3).

제작된 모듈의 단면 모양은 중공사막(11)들이 모듈단면 하부 및 원심력에 의 해 회전방향으로 밀집되는 현상 없이 모듈 단면에 균일하게 분산되었고 핀(12)과 접착제를 동일 소재로 사용하여 접착계면에서의 리크(leak)가 없었다.

비교예

도 4에 도시한 바와 같이 모듈 지름 8인치의 대형모듈을 제작하되, 중공사막(11)을 모듈하우징(10)에 집속할 때 형태를 고정하지 않고 접착제를 주입하여 대형모듈을 제작하였다. 제작된 모듈의 단면의 모양은 중공사막(11)들이 모듈단면 하부 및 원심력에 의해 회전방향으로 밀집되는 현상을 보였다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 중공사막 모듈의 제조방법에 의하면, 격자를 사용하지 않고 대형 중공사막 모듈을 제작 할 때 중공사막 다발 사이에 복수개의 핀을 삽입하여 모듈 단면에 중공사막을 균일하게 분산시킴으로써, 격자를 사용하여 모듈을 제작할 때 발생되는 문제, 즉 모듈단면에서 격자가 차지하는 공간만큼 중공사막이 분산될 수 있는 공간이 없어지게 되어 중공사막의 밀도가 높아지 게 되므로, 이는 모듈을 사용하고 일정 주기로 물 또는 공기로 세정하는 역세정 과정에서 막 표면으로부터 탈리되는 오염물질이 배출될 때 막과 막 사이에서 빠져나가지 못하게 되어 역세정의 효율을 저하시키는 문제를 해결할 수 있다.

Claims

중공사막 모듈의 제조방법에 있어서,

중공사막(11) 다발의 막과 막 사이에 중공사막 분산용 핀(12)을 삽입하여 중공사막(11) 다발을 넓혀주는 제1단계와;

넓혀준 중공사막(11) 다발을 제1차 접착을 통해 일정한 모양의 중공사막(11) 다발을 만드는 제2단계와;

제1차 접착을 완료한 복수의 중공사막(11) 다발을 모듈하우징(10)에 집속하는 제3단계와;

모듈하우징(10)에 집속한 복수의 중공사막(11) 다발을 제2차 접착을 통해 상기 복수의 중공사막(11) 다발의 형태를 고정하는 제4단계와;

제2차 접착을 완료한 복수의 중공사막(11) 다발과 모듈하우징(10)을 접착제로 접착하여 일정한 크기의 대형모듈을 완성하는 제5단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈의 제조방법.
청구항 1에 있어서,

상기 제1단계에서의 중공사막 분산용 핀(12)은 일정한 직경 및 길이를 갖는 원통부(12a)와, 상기 원통부(12a)의 끝단에서 직경이 일정하게 감소되는 원뿔부(12b)로 구성되도록 제작되는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈의 제조방법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 제1단계에서의 중공사막 분산용 핀(12)은 상기 접착제와 같은 재질로 제작되는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈의 제조방법.
청구항 3에 있어서,

상기 중공사막 분산용 핀(12) 및 접착제는 우레탄 소재인 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈의 제조방법.
청구항 3에 있어서,

상기 중공사막 분산용 핀(12)의 길이는 모듈하우징(10)에 접착제가 충진되는 접착층의 높이와 같거나 작은 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈의 제조방법.
청구항 1에 있어서,

상기 제2단계에서 1차 접착이 완료된 다발의 형태는 원형, 반원, 또는 부채꼴인 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈의 제조방법.
청구항 1에 있어서,

상기 제3단계에서 복수개의 중공사막(11) 다발과 다발이 집속된 최종모양은 원형인 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈의 제조방법.
청구항 1에 있어서,

상기 제4단계에서 2차 접착이 완료된 중공사막(11) 다발의 지름은 모듈하우징(10) 접착몰드의 내경과 동일한 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈의 제조방법.