KR101352271B1 - 침지형 중공사막 모듈 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 개방된 일단을 갖는 복수 개의 중공사막을 포함하는 침지형 중공사막 모듈의 제조방법, 및 그 방법에 의해 제조된 침지형 중공사막 모듈에 관한 것으로서,
본 발명에 따르면, 원심성형설비 없이 포팅공정을 수행하기 때문에 원심성형설비로 인한 비용증가 등의 문제점이 없고, 중공사막 모듈을 모듈 케이스에 일체로 고정하기 때문에 중공사막 모듈과 모듈 케이스 사이에서 밀봉불량으로 인한 누수 문제가 최소화되며, 경도가 큰 접착물질로 이루어진 제2포팅제 상에 경도가 작은 접착물질로 이루어진 제3포팅제를 형성하기 때문에, 중공사막의 유동에 의해 중공사막이 제3포팅제와 반복적으로 마찰한다 하더라도 중공사막의 손상이 최소화된다.
중공사막 모듈, 침지형, 포팅

Description

침지형 중공사막 모듈 및 그 제조방법{Submerged type Hollow Fiber Membrane Module and Method for Manufacturing The Same}
본 발명은 수처리에 적용될 수 있는 중공사막 모듈에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 침지형 중공사막 모듈의 포팅공정에 관한 것이다.
유체로부터 오염물질을 제거하여 정수하는 수처리 방법으로는 가열이나 상변화를 이용하는 방법과 분리막을 이용하는 방법 등이 있다.
상기 분리막을 이용하는 방법은 분리막의 세공 크기에 따라 원하는 수질을 안정적으로 얻을 수 있어 공정의 신뢰도가 높고, 또한, 분리막을 이용할 경우 가열 등의 조작이 필요 없게 되어 가열 등에 의해 영향을 받을 수 있는 미생물 등을 사용하는 분리 공정에 범용적으로 이용될 수 있는 장점이 있다.
상기 분리막으로는 평평한 단면을 갖는 평막, 및 내부에 중공을 갖는 중공사막 등이 있다. 상기 중공사막은 내경과 외경을 갖는 원통형의 섬유 구조물 표면에 미세기공이 구비되어 상기 미세기공을 통해 오염물질이 여과되도록 구성한 것으로서, 상기 평막에 비하여 그 표면적이 월등히 크기 때문에 수처리 효율이 훨씬 유리하여, 최근의 수처리 분야에서는 중공사막을 분리막으로 널리 이용하고 있다.
상기 중공사막은 소정의 형태로 모듈화됨으로써 수처리 분야에 이용되는데, 이러한 중공사막 모듈의 하나로서 침지형 중공사막 모듈이 있다.
상기 침지형 중공사막 모듈은, 처리하고자 하는 유체를 수용하고 있는 탱크에 중공사막 모듈을 침지시키고 중공사막 내부에 음압(negative pressure)을 가함으로써 유체만이 중공사막에 구비된 미세기공을 통과하여 중공사막 내부로 투과되고 유체에 함유된 불순물은 중공사막에 구비된 미세기공에 의해 여과되어 분리되도록 한 것이다.
이와 같은 침지형 중공사막 모듈은 다수 개의 중공사막을 집속시켜 중공사막 다발을 형성한 후 중공사막 다발을 소정의 모듈 케이스에 접합 고정하는 공정을 통해 제조되는데, 이와 같이 중공사막 다발을 형성하여 모듈 케이스에 접합 고정하는 공정을 포팅(Potting)공정이라 한다. 상기 모듈 케이스와 중공사막 다발 사이의 밀봉성이 약해질 경우 누수가 발생하여 중공사막 모듈이 제 기능을 발휘하지 못하기 때문에 상기 포팅 공정은 침지형 중공사막 모듈 제조에서 매우 중요한 공정이다.
종래에는, 상기 포팅 공정을 원심성형법과 침적법을 통해 수행하였다.
상기 원심성형법은 회전체 위에 다수 개의 중공사막과 모듈 케이스를 뉘여 놓고 중공사막의 말단 부분에 포팅제를 공급한 후 상기 회전체를 회전시켜 다수 개의 중공사막 사이에 포팅제가 충진되도록 하여 중공사막 다발을 형성함과 더불어 상기 포팅제를 통해 중공사막 다발과 모듈 케이스를 접합 고정하는 방법이다.
이와 같은 원심성형법은 원심력에 의해 포팅제가 중공사막 사이에 충실히 충진되기 때문에 모듈 케이스와 중공사막 다발 사이의 밀봉성은 우수한 편이지만, 회 전체 및 그 구동장치와 같은 원심성형설비가 추가로 요구되고, 모듈의 크기가 변경됨에 따라 성형설비의 교체가 요구되는 단점이 있다.
상기 침적법은 회전 없이 포팅공정을 수행하는 것으로서 모듈 케이스 내에 복수 개의 중공사막을 위치시킨 후 포팅제를 공급하여 중공사막 사이에 포팅제가 충진되어 중공사막 다발을 형성함과 더불어 상기 포팅제를 통해 중공사막 다발과 모듈 케이스를 접합 고정하는 방법이다.
이와 같은 침적법은 상기 원심성형법과 같은 성형설비가 필요없는 장점이 있지만, 원심성형법에 비하여 모듈 케이스와 중공사막 다발 사이의 밀봉성이 떨어지는 단점이 있다.
한편, 원심성형법 또는 침적법과 같은 포팅공정을 통해 제조된 침지형 중공사막 모듈에서, 중공사막의 일단은 포팅제에 의해 고정되어 있지만 중공사막의 중앙부의 경우는 포팅제에 의해 고정되어 있지 않아 모듈 작동시 고정되지 않은 중공사막의 중앙부는 움직임이 있게 되고, 이와 같은 움직임이 반복되게 되면, 중공사막이 포팅제와의 마찰에 의해 손상받게 되는 문제점도 있다.
따라서, 전술한 바와 같은 침적법과 원심성형법의 단점을 해결함과 더불어, 반복사용한다 하더라도 중공사막에 있어서 포팅제와의 마찰에 의한 손상이 최소화된 침지형 중공사막 모듈에 대한 개발이 요구된다 하겠다.
본 발명은 전술한 종래의 요구에 부응하기 위해 고안된 것으로서,
본 발명은 별도의 원심성형설비 없이도 모듈 케이스와 중공사막 다발 사이의 밀봉성이 우수한 침지형 중공사막 모듈 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또한 반복사용한다 하더라도 중공사막에 있어서 포팅제와의 마찰에 의한 손상이 최소화된 침지형 중공사막 모듈 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 개방된 일단을 갖는 복수 개의 중공사막을 제1포팅제로 고정하여 중공사막 다발을 형성하는 공정; 소정의 모듈 케이스에 상기 중공사막 다발을 안치시키는 공정; 상기 모듈 케이스와 중공사막 다발 사이에 제2포팅제를 도포한 후 반경화시켜 상기 모듈 케이스에 상기 중공사막 다발을 반고정하는 공정; 및 상기 반경화된 제2포팅제 위에 제3포팅제를 도포한 후, 상기 제2포팅제 및 제3포팅제를 완전경화시켜 상기 중공사막 다발을 모듈 케이스에 완전고정하는 공정을 포함하여 이루어진 침지형 중공사막 모듈의 제조방법을 제공한다.
상기 중공사막 다발을 형성하는 공정은 복수 개의 중공사막의 일단부를 제1포팅제에 침지시킨 후 상기 제1포팅제를 완전경화시키는 공정; 및 상기 완전경화된 제1포팅제의 소정 부분 및 복수 개의 중공사막의 소정 부분을 제거하여, 중공사막의 개방된 일단과 제1포팅제의 일단이 일치하는 중공사막 다발을 형성하는 공정으로 이루어질 수 있다. 또한 중공사막 다발을 형성하는 공정은 복수 개의 중공사막의 일단부를 제1포팅제에 침지시키기 전에 복수 개의 중공사막의 일단을 밀폐시키는 공정을 추가로 포함할 수 있다.
상기 모듈 케이스에 상기 중공사막 다발을 안치시키는 공정은, 집수부 상부에 걸림턱이 구비된 모듈 케이스를 준비하고, 중공사막의 개방된 일단이 상기 모듈 케이스의 집수부와 연통되도록 하면서 상기 모듈케이스의 걸림턱에 중공사막 다발의 제1포팅제를 안치시키는 공정으로 이루어질 수 있다.
상기 모듈 케이스에 상기 중공사막 다발을 반고정하는 공정은, 상기 제1포팅제 위에 제2포팅제를 도포한 후 제2포팅제를 반경화시켜, 상기 모듈케이스, 제1포팅제 및 복수 개의 중공사막 사이가 상기 제2포팅제에 의해 반고정되도록 하는 공정으로 이루어질 수 있다.
상기 모듈 케이스에 상기 중공사막 다발을 완전고정하는 공정은, 상기 제2포팅제 및 제3포팅제를 완전경화시켜, 제2포팅제층, 제2포팅제와 제3포팅제가 화학결합하여 형성된 중간층 및 제3포팅제층으로 이루어진 접착층을 형성함으로써, 상기 접착층에 의해 상기 모듈케이스와 중공사막 다발이 완전고정되도록 하는 공정으로 이루어질 수 있다.
상기 제3포팅제는 상기 제2포팅제보다 경도가 낮은 접착물질로 이루어진다.
상기 제3포팅제의 경도는 상기 제2포팅제의 경도의 20 내지 60% 범위일 수 있다.
본 발명은 또한, 내부에 집수부 및 걸림턱이 구비된 모듈 케이스; 상기 모듈 케이스의 걸림턱에 안착되며, 개방된 일단을 갖는 복수 개의 중공사막 사이가 제1포팅제에 의해 고정되어 이루어진 중공사막 다발; 및 상기 중공사막 다발과 상기 모듈 케이스를 고정시키는 접착층을 포함하여 이루어지고, 상기 접착층은 상기 제1포팅제 상에 형성된 제2포팅제층, 상기 제2포팅제층 상에 형성된 중간층, 및 상기 중간층 상에 형성된 제3포팅제층으로 이루어지며, 상기 제3포팅제는 상기 제2포팅제보다 경도가 낮은 접착물질로 이루어지고, 상기 중간층은 상기 제2포팅제와 상기 제3포팅제가 화학결합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 침지형 중공사막 모듈을 제공한다.
상기 중공사막 다발은 복수 개의 중공사막의 개방된 일단과 제1포팅제의 일단이 일치하도록 형성될 수 있다.
상기 제3포팅제의 경도는 상기 제2포팅제의 경도의 20 내지 60% 범위일 수 있다.
상기 구성의 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명은 원심성형설비 없이 포팅공정을 수행하기 때문에 원심성형설비로 인한 비용증가 등의 문제점이 없고, 중공사막 모듈을 모듈 케이스에 일체로 고정하기 때문에 중공사막 모듈과 모듈 케이스 사이에서 밀봉불량으로 인한 누수 문제가 최소화된다.
둘째, 본 발명은 경도가 큰 접착물질로 이루어진 제2포팅제 상에 경도가 작은 접착물질로 이루어진 제3포팅제를 형성하기 때문에, 중공사막의 유동에 의해 중공사막이 제3포팅제와 반복적으로 마찰한다 하더라도 중공사막의 손상이 최소화된다.
셋째, 본 발명은 반경화된 제2포팅제 상에 제3포팅제를 도포하고 제2포팅제와 제3포팅제를 동시에 완전경화하기 때문에, 제2포팅제와 제3포팅제가 화학결합하여 이루어진 중간층이 제2포팅제와 제3포팅제 사이에 형성되어, 제2포팅제와 제3포팅제 사이의 접착력이 증진되고, 결국 제3포팅제가 제2포팅제로부터 분리되는 것이 방지된다.
넷째, 본 발명은 중공사막 다발을 구성하는 중공사막의 개방된 일단과 중공사막을 고정하는 제1포팅제의 일단이 일치하도록 구성되어 있기 때문에, 모듈 케이스의 집수부 내에서 투과수의 흐름에 방해가 되지 않는다.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 1a 내지 도 1h는 본 발명의 일 실시예에 따른 침지형 중공사막 모듈의 제조공정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
우선, 도 1a에서 알 수 있듯이, 복수 개의 중공사막(10)을 준비하고, 상기 복수 개의 중공사막(10)의 일단(10a)을 밀폐시킨다.
상기 중공사막(10)은 당업계에 공지된 다양한 물질 및 형태로 이루어진 중공 사막이 이용될 수 있다.
상기 복수 개의 중공사막(10)의 일단(10a)을 밀폐시키는 공정은, 후공정(도 1b에 따른 공정)에서 중공사막(10)을 제1포팅제에 침지시킬 때 중공사막(10)의 중공을 통해서 제1포팅제가 중공사막(10) 내부로 침투하는 것을 방지하기 위한 것으로서, 중공사막(10)의 일단(10a)을 파라핀 등의 실링제에 침지시켜 밀폐시킬 수도 있고, 중공사막(10)의 일단(10a)을 가열하여 밀폐시킬 수 있다.
다만, 상기 복수 개의 중공사막(10)의 일단(10a)을 반드시 밀폐시켜야 하는 것은 아니다. 즉, 상기 복수 개의 중공사막(10)의 일단(10a)을 밀폐시키지 않더라도 후술하는 완전경화된 제1포팅제의 소정 부분 및 복수 개의 중공사막의 소정 부분을 제거하는 단계에서 절단선 높이를 적절히 선택할 경우에, 제1포팅제가 중공사막(10) 내부로 침투하지 않고 개방된 말단을 갖는 중공사막 다발을 얻을 수 있다. 그러나 제거되는 제 1 포팅제 및 중공사막 다발의 양을 줄이고 중공사막 말단의 개방성을 확실히 보장하는 측면에서, 복수 개의 중공사막(10)의 일단(10a)을 밀폐시키는 공정을 수행하는 것이 바람직하다.
다음, 도 1b에서 알 수 있듯이, 포팅 지그(15)에 수용되어 있는 제1포팅제(20)에 상기 복수 개의 중공사막(10)의 일단부(10b)를 침지시킨다.
상기 중공사막(10)의 일단부(10b)는 밀폐된 일단(10a)을 포함한 소정 부분을 의미한다. 상기 제1포팅제(20)는 복수 개의 중공사막(10)의 일단부(10b)를 고정하여 중공사막 다발을 형성하기 위한 것으로서, 우레탄계 수지 또는 에폭시계 수지 등이 이용될 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. 특히, 상기 제1포팅 제(20)는 복수 개의 중공사막(10) 사이의 고정성을 향상시키고, 중공사막 다발의 밀봉성을 향상시키기 위해서 경도가 큰 경질 접착제인 것이, 구체적으로 95 이상 100이하의 경도(Shore A)를 갖는 것이 바람직하다.
그 후, 상기 제1포팅제(20)를 완전경화시켜 상기 복수 개의 중공사막(10) 사이를 제1포팅제(20)로 고정하여 중공사막 다발을 형성한다. 상기 제1포팅제(20)를 완전경화하는 공정은 20 ~ 60 ℃의 온도범위에서 1 ~ 24 시간 동안 경화하는 공정으로 이루어질 수 있으나, 제1포팅제(20)의 종류에 따라 경화 조건이 달라질 수 있다.
다음, 도 1c에서 알 수 있듯이, 복수 개의 중공사막(10)이 제1포팅제(20)에 의해 고정되어 형성된 중공사막 다발을 포팅 지그(15)로부터 분리한 후, 상기 분리된 중공사막 다발을 A-A라인으로 절단하여, 제1포팅제(20)의 소정 부분 및 복수 개의 중공사막(10)의 소정부분을 제거한다.
그리하면, 도 1d에서와 같이, 복수 개의 중공사막(10)의 일단(10c)이 다시 개방되게 되며, 상기 중공사막(10)의 개방된 일단(10c)과 제1포팅제(20)의 일단(20c)이 일치하는 중공사막 다발이 완성되게 된다.
완성된 중공사막 다발에서, 중공사막(10)의 개방된 일단(10c)이 제1포팅제(20)의 일단(20c)으로부터 돌출되게 되면, 돌출된 중공사막(10)의 일단(10c)이 집수부(후술하는 도 1e의 도면번호 32 참조) 내에서 투과수의 흐름에 저항요소로 작용하는 문제가 있는 반면에, 본 발명은 중공사막(10)의 개방된 일단(10c)과 제1포팅제(20)의 일단(20c)이 일치하기 때문에 집수부 내에서 투과수의 흐름에 방해가 되지 않게 된다.
다음, 도 1e에서 알 수 있듯이, 모듈 케이스(30)에 완성된 중공사막 다발을 안치시킨다.
상기 모듈 케이스(30)는 투과수를 집수하는 집수부(32), 집수부(32)에서 집수된 투과수를 배출하는 배출홀(34), 및 상기 집수부(32)의 상부에 형성된 걸림턱(36)을 구비하고 있다.
상기 중공사막 다발이 모듈 케이스(30)에 안치된 모습을 보다 구체적으로 설명하면, 중공사막(10)의 개방된 일단(10c)이 상기 모듈 케이스(30)의 집수부(32)와 연통되도록 하면서 상기 중공사막(10)을 고정하고 있는 제1포팅제(20)가 상기 모듈 케이스(30)의 걸림턱(36)에 안치되게 된다.
다음, 도 1f에서 알 수 있듯이, 상기 중공사막 다발의 제1포팅제(20) 위에 제2포팅제(40)를 도포한 후, 상기 제2포팅제(40)를 반경화한다.
상기 반경화라 함은 완전히 경화하지 않고 소정의 점성을 유지하고 있는 상태로서 소정의 조건하에서 다른 물질과 화학결합을 할 수 있는 상태를 의미한다.
이와 같이, 제2포팅제(40)를 반경화하면, 상기 모듈케이스(30), 제1포팅제(20) 및 복수 개의 중공사막(10) 사이가 상기 제2포팅제(40)에 의해 반고정된다.
상기 제2포팅제(40)를 완전경화하지 않고 반경화하는 이유는, 상기 제2포팅제(40)를 완전경화하게 되면 이후 공정(도 1g에 따른 공정)에서 상기 제2포팅제(40) 위에 제3포팅제(50)를 형성할 때 상기 제2포팅제(40)와 제3포팅제(50) 사이의 접착력이 약하여 제3포팅제(50)가 상기 제2포팅제(40)로부터 쉽게 분리될 수 있 기 때문에, 제3포팅제(50)와 제2포팅제(40) 사이의 접착력을 향상시키기 위해서 제2포팅제(40)를 반경화한 상태에서 제3포팅제(50)를 그 위에 도포하기 위함이다.
상기 제2포팅제(40)를 반경화하는 공정은 20 ~ 60℃의 온도범위에서 3분이상 1 시간 이하의 시간 동안 경화하는 공정으로 이루어질 수 있으나, 제2포팅제(40)의 종류에 따라 경화 조건은 달라질 수 있다.
상기 제2포팅제(40)는 중공사막 다발을 모듈케이스(30)에 접착시키기 위한 것으로서, 우레탄계 수지 또는 에폭시계 수지 등이 이용될 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. 특히, 상기 제2포팅제(20)는 중공사막 다발과 모듈케이스(30) 사이의 고정성을 향상시키고, 중공사막 다발의 밀봉성을 향상시키기 위해서 경도가 큰 경질 접착제로 이루어진 것이 바람직하다. 상기 제2포팅제(40)는 95 이상 100이하의 경도(Shore A)를 갖는 것이 바람직하다.
다음, 도 1g에서 알 수 있듯이, 상기 반경화된 제2포팅제(40) 위에 제3포팅제(50)를 도포한다.
상기 제2포팅제(40)만을 이용하여 중공사막 다발을 모듈케이스(30)에 접착시키게 되면, 제2포팅제(40) 바로 위의 중공사막(10) 부분이 쉽게 손상되는 단점이 있다. 즉, 상기 중공사막(10)은 수처리 공정시 유체의 흐름 등에 의해 유동되게 되는데, 중공사막(10)이 반복적으로 유동하게 되면, 중공사막(10)을 고정하고 있는 제2포팅제(40)와의 마찰로 인해서 제2포팅제(40) 바로 위의 중공사막(10) 부분이 쉽게 손상을 받을 수 있게 된다. 특히, 제2포팅제(40)가 중공사막 다발과 모듈케이스(30) 사이의 완전고정을 위해서 경도가 큰 경질 접착제로 이루어진 경우, 중공사 막(10)은 이와 같은 경질 접착제로 이루어진 제2포팅제(40)와의 반복적인 마찰로 인하여 그 마찰부분에서 쉽게 손상된다.
따라서, 중공사막(10)이 유동하여 중공사막 다발과 모듈케이스(30)를 고정하는 접착제와 반복적인 마찰이 발생하더라도, 마찰부분에서 중공사막(10)의 손상을 방지하기 위해서 마찰부분의 접착제를 경도가 작은 접착제를 이용하는 것이 바람직하며, 그에 따라, 본 발명에서는 제2포팅제(40) 위에 제3포팅제(50)를 추가로 형성하고, 제3포팅제(50)를 제2포팅제(40)보다 경도가 작은 접착물질로 구성함으로써, 제3포팅제(50)와 중공사막(10)이 반복적으로 마찰되더라도 중공사막(10)의 손상을 최소화하도록 한 것이다.
상기 제3포팅제(50)의 경도는 상기 제2포팅제(40)의 경도의 20 내지 60% 범위인 것이 바람직하다. 그 이유는 상기 제3포팅제(50)의 경도가 상기 제2포팅제(40)의 경도의 20%보다 작을 경우 중공사막 다발과 모듈케이스(30)간의 접착고정성능이 떨어질 우려가 있고, 상기 제3포팅제(50)의 경도가 상기 제2포팅제(40)의 경도의 60%보다 클 경우 중공사막(10)의 손상을 최소화하는 목적을 달성할 수 없게 되기 때문이다.
상기 제3포팅제(50)는 20 ~ 40의 경도(Shore A)를 갖는 것이 바람직하다.
상기 제3포팅제(50)는 우레탄계 수지 또는 실리콘계 수지 등이 이용될 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니며, 제2포팅제(40) 에 따라 상대적으로 선택될 수 있다.
다음, 도 1h에서 알 수 있듯이, 상기 반경화된 제2포팅제(40) 및 그 위에 도 포된 제3포팅제(50)를 완전경화시켜 상기 중공사막 다발을 모듈 케이스(30)에 완전고정한다.
이와 같이, 제2포팅제(40) 및 제3포팅제(50)를 완전경화시키면, 제2포팅제(40)와 제3포팅제(50)의 경계면에서 제2포팅제(40)와 제3포팅제(50)가 화학결합하여 중간층(45)이 형성되게 되며, 상기 중간층(45)에 의해서 제2포팅제(40)와 제3포팅제(50) 사이의 접착력이 우수하게 된다.
상기 제2포팅제(40) 및 제3포팅제(50)를 완전경화하는 공정은 20 ~ 60℃ 의 온도범위에서 1 ~ 24 시간 동안 경화하는 공정으로 이루어질 수 있으나, 제2포팅제(40) 및 제3포팅제(50)의 종류에 따라 경화 조건은 달라질 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 침지형 중공사막 모듈의 개략적인 단면도이다.
도 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 침지형 중공사막 모듈은 모듈 케이스(30), 복수 개의 중공사막(10)이 제1포팅제(20)에 의해 고정되어 이루어진 중공사막 다발, 상기 중공사막 다발과 상기 모듈 케이스(30)를 고정시키는 접착층(40, 45, 50)으로 이루어진다.
상기 모듈 케이스(30)는 투과수를 집수하는 집수부(32), 상기 집수부(32)에서 집수된 투과수를 배출하는 배출홀(34), 및 상기 집수부(32)의 상부에 형성된 걸림턱(36)을 포함하여 이루어진다.
상기 중공사막 다발은 상기 모듈 케이스(30)의 걸림턱(36)에 안착되어 있다.
상기 중공사막(10)은 그 개방된 일단(10c)이 상기 모듈 케이스(30)의 집수 부(32)와 연통되어 있어, 수처리 완료된 투과수는 상기 중공사막(10)의 개방된 일단(10c)을 통해 상기 모듈 케이스(30)의 집수부(32)에 모이게 되고, 그 후 상기 모듈 케이스(30)의 배출홀(34)을 통해 배출된다. 특히, 상기 중공사막(10)을 고정하고 있는 제1포팅제(20)가 상기 모듈 케이스(30)의 걸림턱(36)에 안치되어 있어, 모든 중공사막(10)에서 수처리 완료된 투과수가 상기 모듈 케이스(30)의 집수부(32)로 모이게 된다.
상기 제1포팅제(20)는 우레탄계 수지 또는 에폭시계 수지 등이 이용될 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. 특히, 상기 제1포팅제(20)는 복수 개의 중공사막(10) 사이의 고정성을 향상시키고, 중공사막 다발의 밀봉성을 향상시키기 위해서 경도가 큰 경질 접착제로 이루어진 것이 바람직하다. 상기 제1포팅제(20)는 95 이상 100이하의 경도(Shore A)를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 중공사막 다발은 상기 중공사막(10)의 개방된 일단(10c)과 제1포팅제(20)의 일단(20c)이 일치하도록 형성되어 있어, 모듈 케이스(30)의 집수부(32) 내에서 투과수의 흐름에 방해가 되지 않는다.
상기 접착층(40, 45, 50)은 상기 제1포팅제(20) 상에 형성된 제2포팅제층(40), 상기 제2포팅제층(40) 상에 형성된 중간층(45), 및 상기 중간층(45) 상에 형성된 제3포팅제층(50)으로 이루어진다.
상기 제2포팅제층(40)의 재료로는 우레탄계 수지 또는 에폭시계 수지 등이 이용될 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. 특히, 상기 제2포팅제층(20)은 중공사막 다발과 모듈케이스(30) 사이의 고정성을 향상시키고, 중공사막 다발의 밀봉성을 향상시키기 위해서 경도가 큰 경질 접착제로 이루어진 것이 바람직하다. 상기 제2포팅제(40)는 95 이상 100이하의 경도(Shore A)를 갖는 것이 바람직하다.
상기 중간층(45)은 상기 제2포팅제층(40)과 상기 제3포팅제층(50)이 화학결합하여 이루어진 층으로서, 상기 중간층(45)에 의해서 상기 제2포팅제층(40)과 제3포팅제층(50) 사이의 접착성이 향상되어, 제3포팅제층(50)이 분리되는 것이 방지된다.
상기 제3포팅제층(50)를 제2포팅제층(40)보다 경도가 작은 접착물질로 이루어져, 중공사막(10)이 마찰에 의해 손상되는 것이 방지된다. 상기 제3포팅제층(50)의 경도는 상기 제2포팅제층(40)의 경도의 20 내지 60% 범위인 것이 바람직하다.
상기 제3포팅제(50)는 20 ~ 40의 경도(Shore A)를 갖는 것이 바람직하다.
상기 제3포팅제층(50)의 재료로는 우레탄계 수지 또는 실리콘계 수지 등이 이용될 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
도 1a 내지 도 1h는 본 발명의 일 실시예에 따른 침지형 중공사막 모듈의 제조공정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 침지형 중공사막 모듈의 개략적인 단면도이다.
<도면의 주요부의 부호에 대한 설명>
10: 중공사막 15: 포팅 지그
20: 제1포팅제 30: 모듈케이스
32: 집수부 34: 배출홀
36: 걸림턱 40: 제2포팅제(층)
45: 중간층 50: 제3포팅제(층)

Claims (11)

  1. 복수 개의 중공사막들의 일단부들을 제1포팅제에 침지시킨 후 상기 제1포팅제를 완전경화시키는 공정;
    상기 완전경화된 제1포팅제의 소정 부분 및 상기 복수 개의 중공사막들의 소정 부분을 절단 공정을 통해 제거함으로써 상기 중공사막들의 개방된 일단들과 상기 완전경화된 제1포팅제의 일단이 일치하는 중공사막 다발을 형성하는 공정;
    소정의 모듈 케이스에 상기 중공사막 다발을 안치시키는 공정;
    상기 모듈 케이스와 중공사막 다발 사이에 제2포팅제를 도포한 후 반경화시켜 상기 모듈 케이스에 상기 중공사막 다발을 반고정하는 공정;
    상기 반경화된 제2포팅제 위에 제3포팅제를 도포하는 공정 - 여기서, 상기 제3포팅제는 상기 제2포팅제보다 낮은 경도를 갖는 물질임 -; 및
    상기 제2포팅제 및 제3포팅제를 완전경화시켜 상기 중공사막 다발을 모듈 케이스에 완전고정하는 공정을 포함하여 이루어진 침지형 중공사막 모듈의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중공사막 다발을 형성하는 공정은 상기 복수 개의 중공사막의 일단부를 제1포팅제에 침지시키기 전에 복수 개의 중공사막의 일단을 밀폐시키는 공정을 추가로 수행하는 것을 특징으로 하는 침지형 중공사막 모듈의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 모듈 케이스에 상기 중공사막 다발을 안치시키는 공정은, 집수부 상부에 걸림턱이 구비된 모듈 케이스를 준비하고, 중공사막의 개방된 일단이 상기 모듈 케이스의 집수부와 연통되도록 하면서 상기 모듈케이스의 걸림턱에 중공사막 다발의 제1포팅제를 안치시키는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 침지형 중공사막 모듈의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 모듈 케이스에 상기 중공사막 다발을 반고정하는 공정은, 상기 제1포팅제 위에 제2포팅제를 도포한 후 제2포팅제를 반경화시켜, 상기 모듈케이스, 제1포팅제 및 복수 개의 중공사막 사이가 상기 제2포팅제에 의해 반고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 침지형 중공사막 모듈의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 모듈 케이스에 상기 중공사막 다발을 완전고정하는 공정은, 상기 제2포 팅제 및 제3포팅제를 완전경화시켜, 제2포팅제층, 제2포팅제와 제3포팅제가 화학결합하여 형성된 중간층 및 제3포팅제층으로 이루어진 접착층을 형성함으로써, 상기 접착층에 의해 상기 모듈케이스와 중공사막 다발이 완전고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 침지형 중공사막 모듈의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제3포팅제의 경도는 상기 제2포팅제의 경도의 20 내지 60% 범위인 것을 특징으로 하는 침지형 중공사막 모듈의 제조방법.
  9. 내부에 집수부 및 걸림턱이 구비된 모듈 케이스;
    상기 모듈 케이스의 걸림턱에 안착되며, 개방된 일단을 갖는 복수 개의 중공사막들 사이가 제1포팅제에 의해 고정되어 이루어진 중공사막 다발; 및
    상기 중공사막 다발과 상기 모듈 케이스를 고정시키는 접착층을 포함하여 이루어지고,
    상기 접착층은 상기 제1포팅제 상에 형성된 제2포팅제층, 상기 제2포팅제층 상에 형성된 중간층, 및 상기 중간층 상에 형성된 제3포팅제층으로 이루어지며,
    상기 제3포팅제층을 형성하는 제3포팅제는 상기 제2포팅제층을 형성하는 제2포팅제보다 경도가 낮고,
    상기 중간층은 상기 제2포팅제와 상기 제3포팅제의 화학결합에 의해 형성된 물질로 이루어지며,
    상기 모듈 케이스의 집수부와 유체연통하는 상기 중공사막들의 일단들이 상기 집수부를 향해 있는 상기 제1포팅제의 일단면으로부터 돌출되지 않고 상기 일단면과 일치하도록 위치한 것을 특징으로 하는 침지형 중공사막 모듈.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제3포팅제의 경도는 상기 제2포팅제의 경도의 20 내지 60% 범위인 것을 특징으로 하는 침지형 중공사막 모듈.
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