KR101557460B1 - Polymer resin composition for preparing hollow fiber membrane, preparation method of hollow fiber membrane, and hollow fiber membrane - Google Patents

Polymer resin composition for preparing hollow fiber membrane, preparation method of hollow fiber membrane, and hollow fiber membrane Download PDF

Info

Publication number
KR101557460B1
KR101557460B1 KR1020130125351A KR20130125351A KR101557460B1 KR 101557460 B1 KR101557460 B1 KR 101557460B1 KR 1020130125351 A KR1020130125351 A KR 1020130125351A KR 20130125351 A KR20130125351 A KR 20130125351A KR 101557460 B1 KR101557460 B1 KR 101557460B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hollow fiber
fiber membrane
polymer resin
resin composition
vinylidene fluoride
Prior art date
Application number
KR1020130125351A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20150045723A (en
Inventor
이진원
박범진
김종표
신동명
Original Assignee
롯데케미칼 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 롯데케미칼 주식회사 filed Critical 롯데케미칼 주식회사
Priority to KR1020130125351A priority Critical patent/KR101557460B1/en
Publication of KR20150045723A publication Critical patent/KR20150045723A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101557460B1 publication Critical patent/KR101557460B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08L27/16Homopolymers or copolymers or vinylidene fluoride
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/08Hollow fibre membranes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/30Polyalkenyl halides
    • B01D71/32Polyalkenyl halides containing fluorine atoms
    • B01D71/34Polyvinylidene fluoride
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/49Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/52Phosphorus bound to oxygen only
    • C08K5/521Esters of phosphoric acids, e.g. of H3PO4
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/56Organo-metallic compounds, i.e. organic compounds containing a metal-to-carbon bond

Abstract

본 발명은 불화비닐리덴계 고분자 수지, 양용매, 빈용매 및 유기 인산염을 포함하는 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물과, 상기 고분자 수지 조성물을 이용한 중공사막 제조 방법과, 이로부터 얻어지는 중공사막에 관한 것이다. The present invention relates to a polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane containing a vinylidene fluoride polymer resin, a good solvent, a poor solvent and an organic phosphate, a hollow fiber membrane production method using the polymer resin composition, and a hollow fiber membrane obtained therefrom.

Description

중공사막 제조용 고분자 수지 조성물, 중공사막의 제조 방법 및 중공사막{POLYMER RESIN COMPOSITION FOR PREPARING HOLLOW FIBER MEMBRANE, PREPARATION METHOD OF HOLLOW FIBER MEMBRANE, AND HOLLOW FIBER MEMBRANE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane, a method for producing the hollow fiber membrane, and a hollow fiber membrane. BACKGROUND ART < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물, 중공사막의 제조 방법 및 중공사막에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 높은 강도와 우수한 내화학성을 가지며 높은 수투과율을 구현하여 안정적이고 효율적인 수처리를 가능하게 하는 중공사막 및 이러한 중공사막을 제공할 수 있는 고분자 수지 조성물 및 중공사막의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane, a method for producing the hollow fiber membrane, and a hollow fiber membrane, and more particularly, to a hollow fiber membrane which has high strength and excellent chemical resistance and realizes a high water permeability, And a method for producing a hollow fiber membrane and a polymer resin composition capable of providing such a hollow fiber membrane.

산업의 발전, 인구증가로 효율적인 물 사용과 처리 기술에 관심이 높아지고 있다. 최근 정수 처리, 하-폐수 처리, 해수 담수화 공정 등에서 수질의 안정성을 확보하기 위해서 분리막 기술적용이 점차 증가되고 있다. 분리막 기술 중 특히 중공사 분리막은 단위 부피당 면적이 높고, 높은 막오염이 적으며, 막 세척이 용이하기 때문에 많은 연구가 진행되고 있다. With the development of the industry and population growth, interest in efficient water use and treatment technologies is increasing. In recent years, membrane technology has been increasingly applied to ensure water quality stability in water treatment, under-wastewater treatment, and seawater desalination. Among the membrane technologies, especially, hollow fiber membranes have a high area per unit volume, have a low membrane contamination, and are being studied because membrane washing is easy.

일반적으로 분리막의 오염을 제어하기 위해 물리적, 화학적 처리를 진행하고 있으며, 이로 인해 분리막의 수명이 단축되는 문제가 있어 최근 강도 및 내화학성이 우수한 PVDF(Polyvinylidene fluoride) 중공사막 제조 기술의 연구가 많이 진행되고 있다. PVDF 중공사 분리막을 제조하는 방법으로는 고분자를 고온에서 용융시켜 노즐로부터 압출하여 비용매(Non-solvent)에 응고시켜 다공성 구조를 형성시키는 열유도상분리법(Thermal Induced Phase Separation)이 일반적으로 사용되고 있다. In general, physical and chemical treatments are carried out to control the contamination of the membrane, which shortens the lifetime of the membrane. Therefore, research on manufacturing technology of PVDF (polyvinylidene fluoride) hollow fiber membrane with excellent strength and chemical resistance is advanced . As a method for producing a PVDF hollow fiber membrane, there is generally used a thermal induced phase separation method in which a polymer is melted at a high temperature and extruded from a nozzle to solidify the polymer into a non-solvent to form a porous structure .

이러한 열유도상분리법은 폴리불화비닐리덴계 수지에 무기 미립자와 유기액형체를 용융 혼련하고, 폴리불화비닐리덴계 수지의 융점 이상의 온도에서 구금으로부터 압출하거나 프레스기로 프레스하여 성형한 후, 냉각 고화하고 그 후 유기액형체와 무기 미립자를 추출함으로써 다공 구조를 형성시키는 방법이다In the heat-induced phase separation method, the inorganic fine particles and the organic liquid body are melt-kneaded in a polyvinylidene fluoride resin, extruded from the neck at a temperature not lower than the melting point of the polyvinylidene fluoride resin, pressed or molded by a press machine, And thereafter the organic liquid material and the inorganic fine particles are extracted to form a porous structure

이러한 열유도상분리법은 비교적 매크로보이드는 형성하지 않고 균질하고 고강도의 막을 얻을 수 있지만, 무기 미립자의 분산성이 나쁘면 핀 홀과 같은 결함이 생길 가능성이 있으며, 제조비용이 매우 높아지는 결점이 있는 제조 방법이다.Such a heat-induced phase separation method can produce a homogeneous and high-strength film without forming relatively macroboids. However, if the dispersibility of the inorganic fine particles is poor, defects such as pinholes may be generated, to be.

최근 산업계에서는 강도 및 내화학성이 우수하며 경제적인 방법으로 PVDF 중공사 분리막 제조 기술의 요구가 증가하고 있으며, 이전에 알려진 열유도상분리법의 한계를 해결할 수 있는 방법에 대한 개발이 필요한 실정이다.In recent years, there has been a growing demand for PVDF hollow fiber membrane manufacturing technology in the industry, which is excellent in strength and chemical resistance and is economical, and it is necessary to develop a method for solving the limitations of the previously known heat-induced phase separation method.

특허문헌 1: 일본등록특허 제 5062798호(2012.10.31.)Patent Document 1: Japanese Patent No. 5062798 (Oct. 31, 2012) 특허문헌 2: 한국특허공개 제10-2002-0019078호(2002.03.09.)Patent Document 2: Korean Patent Laid-Open No. 10-2002-0019078 (Mar. 특허문헌 3: 한국특허공개 제10-2010-0106025호(2010.10.01.)Patent Document 3: Korean Patent Laid-Open No. 10-2010-0106025 (2010.10.01.)

본 발명은 높은 강도와 우수한 내화학성을 가지며 높은 수투과율을 구현하여 안정적이고 효율적인 수처리를 가능하게 하는 중공사막을 제공할 수 있는 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다. The present invention provides a polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane capable of providing a hollow fiber membrane having high strength and excellent chemical resistance and realizing a high water permeability and stably and efficiently performing water treatment.

또한, 본 발명은 높은 강도와 우수한 내화학성을 가지며 높은 수투과율을 구현하여 안정적이고 효율적인 수처리를 가능하게 하는 중공사막을 제공할 수 있는 제조 방법을 제공하기 위한 것이다. It is another object of the present invention to provide a method for producing a hollow fiber membrane which has high strength and excellent chemical resistance and which realizes high water permeability and enables stable and efficient water treatment.

또한, 본 발명은 높은 강도와 우수한 내화학성을 가지며 높은 수투과율을 구현하여 안정적이고 효율적인 수처리를 가능하게 하는 중공사막을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a hollow fiber membrane which has high strength and excellent chemical resistance and which realizes high water permeability and enables stable and efficient water treatment.

발명의 하나의 구현예는, 불화비닐리덴계 고분자 수지 10 내지 70중량%, 양용매 1 내지 50중량%, 빈용매 1내지 75중량% 및 유기 인산염 0.001 중량% 내지 5 중량%을 포함하는 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물을 제공한다. One embodiment of the invention is a hollow fiber membrane comprising 10 to 70% by weight of a vinylidene fluoride polymer resin, 1 to 50% by weight of a good solvent, 1 to 75% by weight of a poor solvent and 0.001 to 5% by weight of an organic phosphate A polymeric resin composition for use in the production thereof is provided.

또한, 발명의 다른 구현예는, 상기 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물을 50℃ 내지 175℃로 가열하는 단계; 상기 가열된 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물을 내부 응고제와 혼합하는 단계; 및 상기 내부 응고제와 혼합된 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물을 습식 응고조로 방사하는 단계;를 포함하는, 중공사막의 제조 방법을 제공한다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a method for producing a hollow fiber membrane, comprising the steps of: heating the polymer resin composition for producing the hollow fiber membrane at a temperature of from 50 캜 to 175 캜; Mixing the heated polymeric resin composition for producing a hollow fiber membrane with an internal coagulant; And spinning the polymeric resin composition for producing a hollow fiber membrane mixed with the internal coagulating agent into a wet coagulation bath.

또한, 발명의 또 다른 하나의 구현예는, 불화비닐리덴계 고분자 수지 및 유기 인산염을 포함한 고분자 기재를 포함하고, 0.5 내지 6 ㎜의 외경 및 0.3 내지 6 ㎜의 내경을 갖는, 중공사막을 제공한다. Yet another embodiment of the present invention provides a hollow fiber membrane comprising a polymer substrate comprising a vinylidene fluoride-based polymer resin and an organic phosphate and having an outer diameter of 0.5 to 6 mm and an inner diameter of 0.3 to 6 mm .

이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물, 중공사막의 제조 방법 및 중공사막에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
Hereinafter, the polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane, the method for producing a hollow fiber membrane, and the hollow fiber membrane according to a specific embodiment of the present invention will be described in detail.

발명의 일 구현예에 따르면, 불화비닐리덴계 고분자 수지 10 내지 70중량%, 양용매 1 내지 70중량%, 빈용매 1내지 75중량% 및 유기 인산염 0.001 중량% 내지 5 중량%을 포함하는 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물이 제공될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a hollow fiber membrane comprising 10 to 70% by weight of a vinylidene fluoride polymer resin, 1 to 70% by weight of a good solvent, 1 to 75% by weight of a poor solvent and 0.001 to 5% A polymeric resin composition for production can be provided.

이전에 알려진 열유도상분리법에서는 중공사막에 다수의 기공을 형성시키기 위하여 무기 미립자를 사용하는 것이 일반적이였는데, 이러한 무기 미립자를 사용하는 경우 고분자 용액이나 방사 용제 상에서 분산성나 상용성을 높이는데 일정한 한계가 있고, 제조되는 중공사막에 균일하게 기공을 형성하기 어려운 한계가 있었다. In the previously known heat-induced phase separation method, it has been common to use inorganic fine particles to form a large number of pores in the hollow fiber membrane. When such inorganic fine particles are used, the dispersibility or compatibility is improved in the polymer solution or spinning solvent, And there is a limit in that it is difficult to uniformly form pores in the produced hollow fiber membrane.

이에 본 발명자들은 중공사막 제조에 관한 연구를 진행하여, 불화비닐리덴계 고분자 수지, 양용매 및 빈용매와 함께 유기 인산염을 포함하는 고분자 수지 조성물을 사용하면 제조되는 중공사막의 강도와 내화학성을 크게 향상시킬 수 있으면서도 높은 수투과율을 구현하여 안정적이고 효율적인 수처리를 구현할 수 있다는 점을 실험을 통하여 확인하고 발명을 완성하였다. Therefore, the inventors of the present invention conducted a study on the production of a hollow fiber membrane, and found that when a polymer resin composition containing an organic phosphate is used together with a vinylidene fluoride polymer resin, a good solvent, and a poor solvent, the strength and chemical resistance of the hollow fiber membrane But it is possible to realize stable and efficient water treatment by realizing a high water permeability while achieving the invention by the experiment.

상기 유기 인산염을 사용함에 따라서, 중공사막의 기재로 포함되는 고분자 수지의 결정화도 및 결정화 속도를 촉진시키고 결정 크기를 미세화시킬 수 있으며, 이에 따라 중공사막의 강도 및 내화학성을 향상시킬 수 있다.By using the organic phosphate, the crystallinity and the crystallization rate of the polymer resin included in the hollow fiber membrane can be promoted and the crystal size can be miniaturized, thereby improving the strength and chemical resistance of the hollow fiber membrane.

상기 유기 인산염은 방향족 인산 에스테르 금속염을 포함할 수 있다. 상기 방향족 인산 에스테르 금속염은 탄소수 6 내지 20의 방향족 작용기를 1이상 포함하는 인산에스테르의 금속염을 의미한다. The organic phosphate may include an aromatic phosphate metal salt. The aromatic phosphate ester metal salt means a phosphate salt of a phosphoric acid ester having at least one aromatic group having 6 to 20 carbon atoms.

그리고, 상기 방향족 인산 에스테르 금속염은 하기 화학식1의 화합물을 포함할 수 있다. The aromatic phosphoric acid ester metal salt may include a compound represented by the following formula (1).

[화학식1][Chemical Formula 1]

Figure 112013094882560-pat00001
Figure 112013094882560-pat00001

상기 화학식1에서, R1, R2, R3, R4, R5, R6 , R7 및 R8 은 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 수소이거나 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이며, X는 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌기이며, n은 1 또는 2이다. 그리고, 상기 n이 1일 때 M은 알카리금속이며, n이 2일 때 M은 알카리토금속 또는 히드록시 알루미늄이다. In Formula 1, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 may be the same or different and are each a hydrogen or a straight or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms , X is a straight or branched alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and n is 1 or 2. When n is 1, M is an alkali metal, and when n is 2, M is an alkaline earth metal or hydroxyaluminum.

그리고, 상기 화학식1에서, R1, R3, R6 , 및 R8은 각각 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이고, R2, R4, R5 및 R7은 수소일 수 있다. R 1 , R 3 , R 6 , and R 8 are each a straight or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 2 , R 4 , R 5, and R 7 may be hydrogen .

상기 화학식1의 화합물의 구체적인 예로, 하기 화학식 2 내지 6의 화합물을 들 수 있다. Specific examples of the compound of formula (1) include compounds of the following formulas (2) to (6).

[화학식2](2)

Figure 112013094882560-pat00002
Figure 112013094882560-pat00002

[화학식3](3)

Figure 112013094882560-pat00003
Figure 112013094882560-pat00003

[화학식4][Chemical Formula 4]

Figure 112013094882560-pat00004
Figure 112013094882560-pat00004

[화학식5][Chemical Formula 5]

Figure 112013094882560-pat00005
Figure 112013094882560-pat00005

[화학식6][Chemical Formula 6]

Figure 112013094882560-pat00006

Figure 112013094882560-pat00006

한편, 상기 일 구현예의 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물은 유기 인산염 0.001 중량% 내지 5 중량%, 또는 0.01중량% 내지 3중량% 포함할 수 있다. 상기 유기 인산염의 함량이 너무 작으면 상술한 인산염 사용에 따른 작용이나 효과가 미미할 수 있다. 또한, 상기 유기 인산염 함량이 너무 크면 상기 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물 내에 용해되지 않는 부유물이 발생할 수 있으며, 이러한 부유물로 인하여 방사 과정에서 중공사막이 파단되거나 중공사막 중에 불균일하거나 거대한 기포가 생성될 수 있다. Meanwhile, the polymer resin composition for preparing a hollow fiber membrane of the embodiment may contain 0.001 to 5% by weight, or 0.01 to 3% by weight of an organic phosphate. If the content of the organic phosphate is too small, the action or effect of the use of the phosphate may be insignificant. If the content of the organic phosphate is too large, a suspension which does not dissolve in the polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane may be generated. Due to such suspension, the hollow fiber membrane may be broken during the spinning process or uneven or large bubbles may be generated in the hollow fiber membrane .

상기 불화비닐리덴계 고분자 수지는 불화비닐리덴 반복 단위를 포함하는 중합체 또는 공중합체를 의미하며, 구체적으로 상기 불화비닐리덴계 고분자 수지는 불화비닐리덴 단독중합체, 불화비닐리덴 공중합체 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. The vinylidene fluoride-based polymer resin means a polymer or copolymer containing repeating units of vinylidene fluoride. Specifically, the vinylidene fluoride-based polymer resin is a vinylidene fluoride homopolymer, a vinylidene fluoride copolymer, or a mixture thereof. .

상기 불화비닐리덴 공중합체는 불화비닐리덴 단량체 및 이와 다른 단량체, 예를 들어 테트라플루오르화 에틸렌, 육불화 프로필렌, 삼불화 에틸렌 또는 삼불화 염화 에틸렌과의 공중합체를 포함한다. The vinylidene fluoride copolymer includes a copolymer of a vinylidene fluoride monomer and other monomers such as tetrafluoroethylene, propylene hexafluoride, ethylene trifluoride, or ethylene trifluoride chloride.

상기 불화비닐리덴계 고분자 수지는 100,000 내지 1,000,00, 또는 250,000 지 800,000, 또는 300,000 내지 600,000의 중량평균분자량을 가질 수 있다. 상기 불화비닐리덴계 고분자 수지의 중량평균분자량이 너무 작으면, 제조되는 중공사막의 기계적 물성이나 내화학성 등이 충분히 확보되지 못한다. 또한, 상기 불화비닐리덴계 고분자 수지의 중량평균분자량이 너무 크면, 상기 일 구현예의 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물 또는 이로부터 제조되는 방사 용액의 점도가 너무 높아져서 중공사막을 제조하기가 어려워진다. The vinylidene fluoride-based polymer resin may have a weight average molecular weight of 100,000 to 1,000,000, or 250,000 to 800,000, or 300,000 to 600,000. If the weight average molecular weight of the vinylidene fluoride type polymer resin is too small, the mechanical properties and chemical resistance of the hollow fiber membrane to be produced can not be sufficiently secured. If the weight average molecular weight of the vinylidene fluoride-based polymer resin is too large, the viscosity of the polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane or the spinning solution prepared therefrom becomes too high, making it difficult to produce a hollow fiber membrane.

상기 일 구현예의 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물은 상기 불화비닐리덴계 고분자 수지 10 내지 70중량%, 또는 25중량% 내지 50중량% 포함할 수 있다. The polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane of the embodiment may contain 10 to 70% by weight or 25 to 50% by weight of the vinylidene fluoride polymer resin.

상기 일 구현예의 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물 중 상기 불화비닐리덴계 고분자 수지의 함량이 너무 작으면, 제조되는 중공사막의 기계적 물성이나 내화학성 등이 충분히 확보하기 어렵거나 중공사막의 고분자 기재의 형성이 용이하지 않을 수 있다. 또한, 상기 일 구현예의 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물 중 상기 불화비닐리덴계 고분자 수지의 함량이 너무 크면, 상기 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물을 이용한 열유도상분리법에서 상전이 속도가 크게 낮아지거나 제조되는 중공사막에 형성되는 기공이 크기가 매우 작아져서 수처리 성능이 저하될 수 있다. If the content of the vinylidene fluoride polymer resin in the polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane of the embodiment is too small, it is difficult to secure sufficient mechanical properties and chemical resistance of the produced hollow fiber membrane, It may not be easy. If the content of the vinylidene fluoride polymer resin in the polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane of the embodiment is too large, the rate of phase transition may be significantly lowered in the thermally induced phase separation method using the polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane, The size of the pores formed in the pores may become very small and water treatment performance may be deteriorated.

상기 양용매(good-solvent)는 폴리불화비닐리덴계 수지를 용해시킬 수 있는 것으로 알려진 용매를 사용할 수 있으며, 21 내지 27 MPa1 /2의 Total solubility parameter 및 130 내지 230℃의 끊은점을 갖는 양용매를 선택하는 것이 바람직하다. The amount of solvent (good-solvent) is an amount having a polyfluorinated vinylidene can be used a known solvent that the dengye resin can be dissolved, and 21 to 27 MPa 1/2 of the Total solubility parameter and 130 to disconnect point of 230 ℃ It is preferable to select a solvent.

상기 사용 가능한 양용매의 구체적인 예로는, N-메틸-2-피롤리돈(N-mentyl-2-pyrrolidone), 디메틸포르아마이드(Dimethylformamide), N,N'-디메틸 아세트아마이드(N, N'-dimethyl acetamide), 디메틸설폭사이드(Dimethylsulfoxide), 헥사메틸 인산 트리아미드(hexamethylphosphoric triamide) 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다. Specific examples of the usable positive solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, N, N'-dimethylacetamide (N, N'- dimethyl acetamide, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoric triamide, or a mixture of two or more thereof.

상기 일 구현예의 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물은 양용매 1 내지 70중량%, 또는 10 내지 60중량% 포함할 수 있다. 상기 고분자 수지 조성물 중 양용매의 함량이 너무 낮아지면, 상기 고분자 수지 조성물이나 이를 이용한 방사 용액의 흐름성이 낮아질 수 있으며 이에 따라 혼련 온도를 높여야 한다. 또한, 상기 고분자 수지 조성물 중 양용매의 함량이 너무 높아지면, 상기 고분자 수지 조성물이나 이를 이용한 방사 용액을 이용한 이용한 열유도상분리법에서 상전이 속도가 과다하게 높아지거나 제조되는 중공사막에 형성되는 기공이 크기가 매우 켜져서 수처리 성능이 저하될 수 있다. The polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane of the embodiment may contain 1 to 70% by weight, or 10 to 60% by weight of a good solvent. If the content of the positive solvent in the polymer resin composition is too low, the flowability of the polymer resin composition or the spinning solution using the polymer resin composition may be lowered and the kneading temperature should be increased accordingly. In addition, if the content of the positive solvent in the polymer resin composition is too high, the phase transition rate is excessively increased in the polymer-resin composition or the heat-induced phase separation method using the spinning solution using the polymer resin composition, The water treatment performance may be deteriorated.

상기 빈용매(poor-solvent)는 빈용매는 상온에서는 고분자에 대한 용해력이 없고 고온에서 고분자의 용해력을 갖는 특성을 지니고 있는데, 열유도상전이(TIPS) 공정에서 빈용매는 고분자 분리막의 기공을 형성시키고, 방사용액의 흐름성을 향상시키며, 고분자 용융점을 낮추는 기능을 구현할 수 있다. In the poor solvent, the poor solvent has no ability to dissolve in the polymer at room temperature and has the ability to dissolve the polymer at a high temperature. In the thermally induced phase transfer (TIPS) process, the poor solvent forms pores in the polymer separator , The flowability of the spinning solution can be improved, and the function of lowering the melting point of the polymer can be realized.

상기 빈용매의 구체적인 예로는 디부틸 프탈레이트(Dibutyl phthalate), 디메틸 프탈레이트(Dimethyl phthalate), 디옥틸 세바케이트(Dioctyl sebacate), 디옥틸 아디페이트(dioctyl adipate), 감마부티로락톤(gama-butylolactone), 프로필렌카보네이트(propylene carbonate) 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다. Specific examples of the poor solvent include dibutyl phthalate, dimethyl phthalate, dioctyl sebacate, dioctyl adipate, gamma-butylolactone, Propylene carbonate, or a mixture of two or more thereof.

상기 일 구현예의 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물은 빈용매 1내지 75중량%, 또는 10 내지 60중량% 포함할 수 있다. 상기 고분자 수지 조성물 중 빈용매의 함량이 너무 작으면, 중공사막의 기공률이 저하되거나 기공이 적절히 형성되지 못하여 투과유량이 감소될 수 있다. 또한, 상기 고분자 수지 조성물 중 빈용매의 함량이 너무 크면, 상기 고분자 수지 조성물이나 이를 이용한 방사 용액의 흐름성이 낮아질 수 있으며 이에 따라 혼련 온도를 높여야 하거나, 상기 고분자 수지 조성물이나 이를 이용한 방사 용액을 이용한 이용한 열유도상분리법에서 상전이 속도가 과다하게 높아지거나 제조되는 중공사막에 형성되는 기공이 크기가 매우 켜져서 수처리 성능이 저하될 수 있다. The polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane of the embodiment may contain 1 to 75% by weight or 10 to 60% by weight of a poor solvent. If the content of the poor solvent in the polymer resin composition is too small, the porosity of the hollow fiber membrane may be lowered or the pore may not be properly formed, thereby reducing the permeate flow rate. Also, if the content of the poor solvent in the polymer resin composition is too large, the flowability of the polymer resin composition or the spinning solution using the polymer resin composition may be lowered and thus the kneading temperature must be increased, or the polymer resin composition or a spinning solution using the polymer resin composition The phase transition speed is excessively high in the heat-induced phase separation method used, or the pore formed in the hollow fiber membrane to be manufactured is very large, so that the water treatment performance may be deteriorated.

한편, 상기 일 구현예의 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물은 가소제, 사용화제, 또는 분산제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
Meanwhile, the polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane according to one embodiment may further include additives such as a plasticizer, a use agent, or a dispersant.

한편, 발명의 다른 구현예에 따르면, 상술한 일 구현예의 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물을 50℃ 내지 175℃로 가열하는 단계; 상기 가열된 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물을 내부 응고제와 혼합하는 단계; 및 상기 내부 응고제와 혼합된 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물을 습식 응고조로 방사하는 단계;를 포함하는 중공사막의 제조 방법이 제공될 수 있다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a method for manufacturing a hollow fiber membrane, comprising: heating a polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane according to one embodiment; Mixing the heated polymeric resin composition for producing a hollow fiber membrane with an internal coagulant; And spinning the polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane mixed with the internal coagulant into a wet coagulation bath.

상술한 바와 같이, 상기 불화비닐리덴계 고분자 수지, 양용매 및 빈용매와 함께 유기 인산염을 포함하는 고분자 수지 조성물을 이용하여 열유도상분리법으로 중공사막을 제조하면, 상기 제조되는 중공사막의 강도와 내화학성을 크게 향상시킬 수 있으면서도 높은 수투과율을 구현하여 안정적이고 효율적인 수처리를 구현할 수 있다. 특히, 상기 유기 인산염을 사용함에 따라서, 중공사막의 기재로 포함되는 고분자 수지의 결정화도 및 결정화 속도를 촉진시키고 결정 크기를 미세화시킬 수 있으며, 이에 따라 중공사막의 강도 및 내화학성을 향상시킬 수 있다.As described above, when the hollow fiber membrane is prepared by the heat-induced phase separation method using the polymer resin composition comprising the organophosphate salt together with the vinylidene fluoride-based polymer resin, the positive solvent and the poor solvent, the strength of the hollow fiber membrane produced, The chemical resistance can be greatly improved, and a high water permeability can be realized, so that a stable and efficient water treatment can be realized. Particularly, by using the organophosphate, the crystallinity and the crystallization rate of the polymer resin included in the hollow fiber membrane substrate can be promoted and the crystal size can be miniaturized, thereby improving the strength and chemical resistance of the hollow fiber membrane.

상기 일 구현예의 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물에 관한 구체적인 내용은 상술한 내용은 모두 포함한다. The specific contents of the polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane according to one embodiment include all the above-mentioned contents.

상기 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물을 50℃ 내지 175℃, 또는 100℃ 내지 171℃로 가열하는 단계를 통하여 상기 상기 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물을 중공사막 제조에 사용될 수 있는 고분자 방사 용액 형태로 전환할 수 있다. The polymer resin composition for preparing a hollow fiber membrane may be converted into a polymer spinning solution form which can be used for producing a hollow fiber membrane by heating the polymer resin composition for producing the hollow fiber membrane at 50 to 175 ° C or 100 to 171 ° C have.

상기 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물의 가열 온도가 너무 낮으면 상기 고분자 수지 조성물의 점도가 충분히 낮아지지 않아서 방사가 어려울 수 있으며, 낮은 가열 온도를 적용하여 얻어진 방사 용액을 사용하면 제조되는 중공사막에 기공이 충분하게 형성되지 않거나 분균일하거나 적절하지 않은 크기의 기공이 형성될 수 있다. 또한, 상기 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물의 가열 온도가 너무 높으면, 상기 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물에 포함되는 성분들이 분해될 수 있다.If the heating temperature of the polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane is too low, the viscosity of the polymer resin composition may not be sufficiently lowered and spinning may be difficult. If the spinning solution obtained by applying a low heating temperature is used, Pores having a size that is not sufficiently formed, minute uniform, or not suitable may be formed. If the heating temperature of the polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane is too high, components contained in the polymer resin composition for producing the hollow fiber membrane may be decomposed.

상기 가열된 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물은 습식 응고조로 방사되기 이전에 내부 응고제와 혼합될 수 있다. 이러한 상기 가열된 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물을 내부 응고제와 혼합하는 단계는 내부 응고조나 내부 응고조 역할을 하는 방사 노즐에서 이루어질 수 있다. The heated polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane may be mixed with an internal coagulant before being radiated into a wet coagulation bath. The step of mixing the heated polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane with the inner coagulant may be performed in a spinneret serving as an inner coagulant or an inner coagulant.

상기 가열된 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물과 내부 응고제 간의 혼합 중량비율은 제조되는 중공사막의 특성이나 물성에 따라서 달라질 수 있으며, 예를 들어 2:1 내지 1:10의 중량비로 혼합될 수 있다. The mixed weight ratio of the polymer resin composition for preparing a hollow fiber membrane and the internal coagulating agent may vary depending on the properties and physical properties of the hollow fiber membrane to be prepared, and may be mixed at a weight ratio of, for example, 2: 1 to 1:10.

상기 내부 응고제는 양용매, 비용매 또는 양용매 및 비용매의 혼합물을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 양용매 및 비용매의 혼합물을 사용할 수 있다. The internal coagulant may be a good solvent, a non-solvent or a mixture of a good solvent and a non-solvent, and preferably a mixture of a good solvent and a non-solvent.

상기 내부 응고제로 사용 가능한 양용매는 상기 일 구현의 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물에 포함되는 양용매를 사용할 수 있다. Both of the solvents that can be used as the internal coagulant may use a good solvent contained in the polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane according to the embodiment.

상기 내부 응고제로 사용 가능한 비용매는 물, 에틸렌 글리콜, 알코올류 용매, 케톤류 용매, 폴리알킬렌 글리콜 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. The non-solvent which can be used as the internal coagulant may be water, ethylene glycol, an alcohol solvent, a ketone solvent, a polyalkylene glycol, or a mixture of two or more thereof.

상기 내부 응고제는 양용매 및 비용매를 3:1 내지 1:3의 중량비로 포함할 수 있다. The internal coagulant may include both solvents and non-solvent at a weight ratio of 3: 1 to 1: 3.

한편, 상기 구현예의 중공사막의 제조 방법은 상기 내부 응고제와 혼합된 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물을 5℃ 내지 30℃의 온도로 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 가열된 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물과 내부 응고제는 혼합된 이후에 내부 응고조나 내부 응고조 역할을 하는 방사 노즐에 체류할 수 있는데, 이때 5℃ 내지 30℃의 온도로 유지될 수 있다. Meanwhile, the method of the present invention may further include a step of maintaining the polymer resin composition for preparing a hollow fiber membrane mixed with the internal coagulant at a temperature of 5 ° C to 30 ° C. The heated polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane and the internal coagulant may be mixed and then allowed to stand in a spinneret serving as an internal coagulant or an internal coagulant. The temperature may be maintained at 5 to 30 ° C.

상기 내부 응고제와 혼합된 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물은 방사 노즐을 통하여 습식 응고조로 방사될 수 있으며, 이러한 습식 응고조로의 방사 과정을 통하여 상술한 중공사막이 형성될 수 있다. The polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane mixed with the internal coagulant may be radiated into a wet coagulation bath through a spinneret. The hollow fiber membrane described above may be formed through the spinning process to the wet coagulation bath.

상기 습식 응고조에는 물로 채워져 있으며, 이러한 습식 응고조 또는 이에 채류하는 물은 -10 ℃ 내지 30℃의 온도로 유지될 수 있다. The wet coagulation bath is filled with water, and the wet coagulation bath or the water soaking can be maintained at a temperature of -10 ° C to 30 ° C.

상기 방사 노즐과 상기 습식 응고조의 물의 표면 간의 거리는 0.5㎝ 내지 10㎝일 수 있다. 상기 방사 노즐과 상기 습식 응고조의 물의 표면 간의 거리는 상기 내부 응고제와 혼합된 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물이 외부 공기에 노출되는 거리(에어 갭)일 수 있다. The distance between the spinning nozzle and the surface of the water in the wet coagulation bath may be between 0.5 cm and 10 cm. The distance between the spinning nozzle and the surface of the water in the wet coagulation bath may be the distance (air gap) at which the polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane mixed with the inner coagulant is exposed to the outside air.

상기 내부 응고제와 혼합된 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물을 방사하기 위해서, 상기 방사 노즐에서는 고분자 용액 이송 라인과 노즐에 연결될 수 있고, 고분자 용액을 밀어주기 위한 정량펌프나 질소가스와도 연결될 수 있다. In order to spin the polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane mixed with the internal coagulant, the spinning nozzle may be connected to the polymer solution transfer line and the nozzle, or may be connected to a metering pump or nitrogen gas for pushing the polymer solution.

상기 내부 응고제와 혼합된 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물이 안정화 되면 일정유속의 정량펌프로 밀어주거나 질소가스의 벨브를 열어 일정 압력을 가해주어야 하는데, 통상적으로 사용되는 질소 가스의 압력에 의해서 토출 속도가 결정되며, 상기 토출 속도는 제조되는 중공사막의 물성이나 특성에 따라 조절될 수 있으며, 예를 들어 초당 1㎝ 내지 30㎝의 속도로 토출될 수 있다. When the polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane mixed with the internal coagulant is stabilized, it is pushed by a constant flow rate pump or a valve of nitrogen gas is opened to apply a certain pressure. And the discharge speed can be controlled according to the physical properties and properties of the hollow fiber membrane to be produced, and can be discharged at a speed of, for example, 1 cm to 30 cm per second.

한편, 상기 구현예의 중공사막의 제조 방법은 제조된 중공사막은 잔존하는 용매 등을 제거시켜주기 위하여 70 내지 100 ℃의 온도로 가열하는 단계, 또는 물의 끓는점 이하까지 높인 수조안에서 3 내지 6시간 동안 열수처리를 하는 단계를 포함할 수 있다. Meanwhile, in the manufacturing method of the hollow fiber membrane of the embodiment, the produced hollow fiber membrane is heated to a temperature of 70 to 100 ° C to remove remaining solvent or the like, or a step of heating the hollow fiber membrane for 3 to 6 hours in a water bath And performing processing.

또한, 상기 구현예의 중공사막의 제조 방법은 상기 제조된 중공사막을 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
In addition, the method of the present invention may further include drying the hollow fiber membrane.

한편, 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 불화비닐리덴계 고분자 수지 및 유기 인산염을 포함한 고분자 기재를 포함하고, 0.5 내지 5 ㎜의 외경 및 0.1 내지 4.5 ㎜의 내경을 갖는 중공사막이 제공될 수 있다. According to another embodiment of the present invention, a hollow fiber membrane containing a vinylidene fluoride-based polymer resin and a polymer substrate containing an organic phosphate and having an outer diameter of 0.5 to 5 mm and an inner diameter of 0.1 to 4.5 mm may be provided .

상기 중공사막은 0.5 내지 5 ㎜의 외경 및 0.1 내지 4.5 ㎜ 의 내경, 또는 0.5 내지 2 ㎜의 외경 및 0.1 내지 1.5 ㎜의 내경을 가질 수 있다. The hollow fiber membrane may have an outer diameter of 0.5 to 5 mm and an inner diameter of 0.1 to 4.5 mm, or an outer diameter of 0.5 to 2 mm and an inner diameter of 0.1 to 1.5 mm.

상술한 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물을 사용하고 열유도상분리법을 통하여 제조되는 중공사막은 높은 강도와 우수한 내화학성을 가지면서도 높은 수투과율을 구현하여 안정적이고 효율적인 수처리를 구현할 수 있다. 특히, 상기 구현예의 중공사막에 포함되는 고분자 기재에는 높은 결정화도를 가지며 상대적으로 작은 결정 크기를 갖는 고분자 수지가 포함될 수 있으며, 이에 따라 중공사막의 강도 및 내화학성을 향상시킬 수 있다.The hollow fiber membrane manufactured by using the above-described polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane and having a high strength and excellent chemical resistance can realize a high water permeability and realize a stable and efficient water treatment. Particularly, the polymer base material included in the hollow fiber membrane of the embodiment may include a polymer resin having a high degree of crystallinity and a relatively small crystal size, thereby improving the strength and chemical resistance of the hollow fiber membrane.

상기 불화비닐리덴계 고분자 수지 및 유기 인산염과 상기 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물에 관한 보다 구체적인 내용은 상기 일 구현예의 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물에서 상술한 내용을 포함한다. More specifically, the vinylidene fluoride-based polymer resin, the organic phosphate, and the polymer resin composition for producing the hollow fiber membrane include the above-mentioned contents in the polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane of one embodiment.

상기 고분자 기재 상에는 0.001㎛ 내지 2.0㎛의 최대 직경을 갖는 공극이 분포할 수 있다. On the polymer substrate, pores having a maximum diameter of 0.001 to 2.0 m can be distributed.

상기 구현예의 중공사막은 7.50 N/㎟ 이상, 또는 8.50 N/㎟ 내지 20 N/㎟ 의 절단 강도를 가질 수 있다. 상기 절단강도는 인스트롱장비를 이용하여 측정될 수 있으며, 약 200mm 길이의 중공사막을 준비하여 인스트롱장비 상-하 샘플 그립에 물리고 100mm/min속도로 중공사막을 늘려서, 파단하였을 때 최괴점의 인장강도를 절단강도로 측정할 수 있다. The hollow fiber membrane of this embodiment may have a cut strength of 7.50 N / mm2 or more, or 8.50 N / mm2 to 20 N / mm2. The breaking strength can be measured using an In-Strong machine, and a hollow fiber membrane having a length of about 200 mm is prepared. The hollow fiber membrane is stuck to the upper and lower sample grips of the extruder and is stretched at a rate of 100 mm / min. The tensile strength can be measured by the cutting strength.

상기 구현예의 중공사막은 250 내지 1,500 L/㎡*hr(60 cmHg)의 순수 투과량을 가질 수 있다. The hollow fiber membrane of this embodiment may have a net permeation rate of 250 to 1,500 L / m < 2 > * hr (60 cm Hg).

본 발명에 따르면, 높은 강도와 우수한 내화학성을 가지며 높은 수투과율을 구현하여 안정적이고 효율적인 수처리를 가능하게 하는 중공사막 및 이러한 중공사막이 제공될 수 있다. According to the present invention, there can be provided a hollow fiber membrane that has high strength and excellent chemical resistance, realizes high water permeability and enables stable and efficient water treatment, and such hollow fiber membrane.

도1은 실시예1에 대한 중공사 분리막 단면 SEM 이미지(50배)를 나타낸 것이다.
도2는 비교예1에 대한 중공사 분리막 단면 SEM 확대 이미지(2000배) 를 나타낸 것이다.
도3는 실시예2에 대한 중공사 분리막 단면 SEM 확대 이미지(2000배) 를 나타낸 것이다.
1 is a cross-sectional SEM image (50 times) of a cross section of a hollow fiber membrane according to Example 1. Fig.
2 is a SEM enlarged image (2000 times magnification) of the cross section of the hollow fiber membrane of Comparative Example 1. FIG.
3 shows an SEM enlarged image (2000 times) of a cross-section of a hollow fiber membrane according to Example 2. Fig.

발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
The invention will be described in more detail in the following examples. However, the following examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.

[[ 실시예Example  And 비교예Comparative Example : 중공사막 제조]: Manufacture of hollow fiber membrane]

실시예1Example 1

폴리불화비닐리덴 수지(PVDF) 및 하기 화학식2의 방향족 인산에스테르 금속염 를 합한 40중량%, N-메틸-2-피롤리돈 10 중량% 및 감마부티로락톤 50 중량% 를 포함하는 고분자 수지 조성물을 170℃에서 3시간 혼합하면서 방사용액을 제조했다. 이때, 상기 고분자 수지 조성물 중 인산에스테르금속염의 함량은 1,000ppmw이였다. A polymer resin composition comprising 40% by weight of a polyvinylidene fluoride resin (PVDF) and an aromatic phosphate ester metal salt of the following formula (2), 10% by weight of N-methyl-2-pyrrolidone and 50% by weight of gamma- And a spinning solution was prepared by mixing at 170 占 폚 for 3 hours. At this time, the content of the phosphoric acid ester metal salt in the polymer resin composition was 1,000 ppmw.

제조된 방사용액은 내부응고제와 함께 노즐로 이송시켰다. 내부응고제는 N-메틸-2-피롤리돈/폴리에틸린글리콜(PEG) 1:1 중량 비로 혼합하여 사용하였다. 응고조는 물로 채워졌고, 응고조 물과 노즐의 높이는 4cm 간격을 가졌다. 응고조 온도는 5℃로 유지되었으며, 주기적으로 물이 순환되도록 했다. The prepared spinning solution was transferred to a nozzle together with an internal coagulant. The internal coagulant was used in a weight ratio of N-methyl-2-pyrrolidone / polyethyleneglycol (PEG) 1: 1. The coagulation bath was filled with water, and the coagulation bath and the height of the nozzle were 4 cm apart. The coagulation bath temperature was maintained at 5 ° C and the water circulated periodically.

응고조에서 상전이 된 PVDF중공사 분리막은 세척조를 지나 후단에서 권취하여 PVDF 중공사막을 제조하였다. 제조된 중공사막은 에탄올에 24시간 담근 후 분리막 내부에 남은 양용매와 내부응고제를 제거한 후, 물로 세척하고 자연건조 후 분석하였다. The PVDF hollow fiber membranes phase - inverted in the coagulation bath were passed through a washing tank and wound at the downstream end to produce a PVDF hollow fiber membrane. The prepared hollow fiber membrane was immersed in ethanol for 24 hours, and then the remaining solvent and inner coagulant were removed from the membrane, washed with water, and dried naturally.

[화학식2](2)

Figure 112013094882560-pat00007

Figure 112013094882560-pat00007

실시예2Example 2

상기 고분자 수지 조성물 중 인산에스테르금속염의 함량을 2,000ppmw으로 한 점을 제외하고 실시예1에서 동일 방법으로 중공사막을 제조하였다.
A hollow fiber membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that the content of the phosphoric acid ester metal salt in the polymer resin composition was changed to 2,000 ppmw.

비교예1Comparative Example 1

상기 고분자 수지 조성물에 인산에스테르금속염을 첨가하지 않은 점을 제외하고, 실시예1에서 동일 방법으로 중공사막을 제조하였다.
A hollow fiber membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that a phosphate ester metal salt was not added to the polymer resin composition.

[ [ 실험예Experimental Example : 중공사막의 물성 측정 및 관찰]: Measurement and observation of physical properties of hollow fiber membrane]

실험예1Experimental Example 1 : : DSCDSC 측정 Measure

상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 중공사막 샘플 내부 용매를 완전히 제거하기 위해 120℃ 오븐에서 24시간 건조하였다. In order to completely remove the internal solvent of the hollow fiber membrane sample obtained in the above Examples and Comparative Examples, it was dried in an oven at 120 ° C for 24 hours.

그리고, 초기 시편의 열적 이력을 제거 하기 위해 210℃까지 온도를 올리고 10분간 대기 시킨 이후에, 중공사 방사조건과 동일한 조건을 만들기 위해 용융된 시편을 -90℃/min 속도로 210℃에서 5℃로 급냉시켰다. In order to remove the thermal history of the initial specimen, the temperature of the specimen was raised to 210 ° C and the specimen was allowed to stand for 10 minutes. Then, the specimen melted at 210 ° C / Lt; / RTI >

이 조건에서 결정화 온도(Tc), 열량(J/g), 결정화시간(sec)을 측정한다
Under these conditions, the crystallization temperature (Tc), heat (J / g) and crystallization time (sec) are measured

DSCDSC 측정 결과 Measurement result DSCDSC 인산에스테르금속염
첨가량
Phosphate ester metal salt
Addition amount
결정화 온도(Tc)The crystallization temperature (Tc) 열량(J/g)Calories (J / g) 결정화시간(sec)Crystallization time (sec)
비교예1Comparative Example 1 0 ppm0 ppm 120120 44.344.3 7777 실시예1Example 1 1000 ppm1000 ppm 123123 45.445.4 7474 실시예2Example 2 2000 ppm2000 ppm 126126 47.247.2 7171

실시예1 및 실시예2와 같이 인산에스테르 금속염을 첨가한 경우, 첨가량이 증가 할수록 결정화 온도(Tc) 및 열량이 상승하는 것을 알 수 있다. 이는 인산에스테르금속염으로 인하여 고분자의 결정성이 향상되어 결정화 온도가 상승하였으며, 고분자 사슬이 결정화를 이루면서 방출되는 열량도 상승함에 따른 것으로 보인다. 또한, 실시예1 및 실시예2의 경우 결정화 시간도 단축되었다는 점을 확인할 수 있다. When the phosphate ester metal salt is added as in Examples 1 and 2, it can be seen that the crystallization temperature (Tc) and the heat amount increase as the addition amount is increased. This is because the crystallization temperature of the polymer is increased due to the increase of the crystallinity of the polymer due to the phosphate ester metal salt, and the amount of heat released while crystallizing the polymer chain is also increased. It can also be seen that the crystallization time was shortened in Examples 1 and 2 as well.

이에 반하여, 비교예1은 실시예1 및 2에 비하여 결정화 온도 및 열량이 낮고, 결과적으로 상전이 시간이 오래 걸렸다는 점이 확인되었다.
On the contrary, Comparative Example 1 had lower crystallization temperature and lower heat amount than Examples 1 and 2, and consequently it was confirmed that the phase transition time was longer.

실험예2Experimental Example 2 : : 절단강도Cutting strength

상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 중공사막 약 200mm 준비하였다. 상기 중공사막 단면에 대한 치수는 SEM 혹은 광학현미경을 통해서 측정하였다. About 200 mm of the hollow fiber membrane obtained in the above Examples and Comparative Examples was prepared. The dimensions of the cross section of the hollow fiber membrane were measured by SEM or optical microscope.

그리고, INSTRON 장비를 사용하여, 상-하 샘플 Grip에 상기 중공사막을 물리고, Grip과 Grip 사이의 유효 길이는 100mm로 한고, 실험속도를 100mm/min으로 하여, 파단하였을 때 최고점의 인장강도를 절단강도로 하여 측정하였다.
Then, using the INSTRON equipment, the hollow fiber membrane was placed on the upper and lower sample grips, and the effective length between the grip and the grip was 100 mm, and the test speed was 100 mm / min. Strength.

절단 강도 측정 결과 Cutting strength measurement result 인산에스테르 금속염
첨가량
Phosphate ester metal salt
Addition amount
절단강도 (N/㎟)Cutting strength (N / mm2)
비교예1Comparative Example 1 0 ppm0 ppm 7.307.30 실시예1Example 1 1000 ppm1000 ppm 9.349.34 실시예2Example 2 2000 ppm2000 ppm 12.0812.08

실시예1 및 실시예2와 같이 인산에스테르 금속염을 첨가한 경우, 첨가량이 증가 할수록 절단강도가 향상된다는 점이 확인되었다. It was confirmed that when the phosphate ester metal salt was added as in Example 1 and Example 2, the breaking strength was improved as the addition amount was increased.

이는 중공사막의 고분자 기재의 기계적 특성이 결정화도에 의존하기 때문에 인산에스테르 금속염의 첨가에 따라서 상기 고분자 기재의 결정성이 향상되어 절단 강도가 향상 된 것을 알 수 있다. 반면에 핵제를 첨가하지 않은 경우(비교예1), 절단강도가 핵제 첨가물에 비해 상대적으로 약한 것을 확인 할 수 있다.
This is because the mechanical properties of the polymer base material of the hollow fiber membrane depend on the degree of crystallinity, so that the crystallinity of the polymer base material is improved by the addition of the phosphate ester metal salt, and the breaking strength is improved. On the other hand, when the nucleating agent was not added (Comparative Example 1), it was confirmed that the breaking strength was relatively weak as compared with the nucleating agent addition.

실험예3Experimental Example 3 : : SEMSEM 을 이용한 중공사막의 단면 구조 관찰Of hollow fiber membranes

상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 중공사막을 건조하여 SEM 이미지를 측정하였다. 구체적으로 상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 중공사막의 시편들을 액체질소 처리 후 나이프 커팅이 아닌 시편을 부러뜨려서 단면을 관찰하였다. The hollow fiber membranes obtained in the above Examples and Comparative Examples were dried and SEM images were measured. Specifically, the specimens of the hollow fiber membranes obtained in the above Examples and Comparative Examples were subjected to liquid nitrogen treatment, and then the specimen was broken, not the knife cutting, to observe the cross section.

관찰된 SEM이미지를 통해서, 외경(OD, Outer diameter), 내경(ID, inner diameter)을 특정하였다. 실시예 및 비교예에서 제조된 중공사막은 외경(OD)은 약 1,450㎛이며, 내경(ID)은 약 1,220㎛ 으로 확인되었다. OD, outer diameter, and inner diameter were specified through the observed SEM image. The hollow fiber membranes prepared in Examples and Comparative Examples had an OD (OD) of about 1,450 탆 and an ID (ID) of about 1,220 탆.

또한, 도 1 내지 3을 비교하여 보면, 인산에스테르 금속염을 사용한 실시예 1 및 2에서 비교예1에 비하여 작은 크기의 고분자 비드가 형성되었다는 점이 확인되었다. 이과 같이 다수의 작은 비드들은 성장하여 전체적으로 결정성 및 결정화 온도를 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 실시예 1 및 2의 중공사막이 상대적으로 고분자 기재의 결정성이 보다 향상되어 절단 강도가 높아진 것으로 보인다.
1 to 3, it was confirmed that polymer beads of a small size were formed in Examples 1 and 2 using a phosphate ester metal salt as compared with Comparative Example 1. [ As a result, many small beads are grown to improve the crystallinity and the crystallization temperature as a whole. Accordingly, the hollow fiber membranes of Examples 1 and 2 show relatively higher crystallinity of the polymer base material and higher breaking strength.

Claims (16)

불화비닐리덴계 고분자 수지 10 내지 70중량%,
양용매 1 내지 70중량%,
빈용매 1내지 75중량%, 및
하기 화학식1의 방향족 인산 에스테르 금속염 0.001 중량% 내지 5 중량%을 포함하는 중공사막 제조용 방사 용액:
[화학식1]
Figure 112015050117172-pat00012

상기 화학식1에서,
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8 은 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 수소이거나 탄소수 1 내지 2의 직쇄의 알킬기 또는 탄소수 3 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이며,
X는 탄소수 1 내지 2의 직쇄의 알킬렌기 또는 탄소수 3 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌기이며,
n은 1 또는 2이며,
n이 1일 때 M은 알카리금속이며, n이 2일 때 M은 알카리토금속 또는 히드록시 알루미늄이다.
10 to 70% by weight of a vinylidene fluoride-based polymer resin,
1 to 70% by weight of both solvents,
1 to 75% by weight of a poor solvent, and
0.001 wt% to 5 wt% of an aromatic phosphate ester metal salt represented by the following formula (1):
[Chemical Formula 1]
Figure 112015050117172-pat00012

In Formula 1,
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6, R 7 and R 8 may be the same or different and each is hydrogen or a straight- Branched alkyl group,
X is a linear alkylene group having 1 to 2 carbon atoms or a linear or branched alkylene group having 3 to 5 carbon atoms,
n is 1 or 2,
When n is 1, M is an alkali metal, and when n is 2, M is an alkaline earth metal or hydroxy aluminum.
제1항에 있어서,
상기 불화비닐리덴계 고분자 수지는 불화비닐리덴 단독중합체 및 불화비닐리덴 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 중공사막 제조용 방사 용액.
The method according to claim 1,
Wherein the vinylidene fluoride-based polymer resin comprises at least one member selected from the group consisting of a vinylidene fluoride homopolymer and a vinylidene fluoride copolymer.
제1항에 있어서,
상기 불화비닐리덴계 고분자 수지는 100,000 내지 1,000,000의 중량평균분자량을 갖는, 중공사막 제조용 방사 용액.
The method according to claim 1,
Wherein the vinylidene fluoride-based polymer resin has a weight average molecular weight of 100,000 to 1,000,000.
제1항에 있어서,
상기 양용매는 N-메틸-2-피롤리돈(N-mentyl-2-pyrrolidone), 디메틸포르아마이드(Dimethylformamide), N,N'-디메틸 아세트아마이드(N, N'-dimethyl acetamide), 디메틸설폭사이드(Dimethylsulfoxide) 및 헥사메틸 인산 트리아미드(hexamethylphosphoric triamide)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 중공사막 제조용 방사 용액.
The method according to claim 1,
The two solvents may be selected from N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, N, N'-dimethyl acetamide, (Dimethylsulfoxide), and hexamethylphosphoric triamide. The spinning solution for manufacturing a hollow fiber membrane according to claim 1,
제1항에 있어서,
상기 빈용매는 디부틸 프탈레이트(Dibutyl phthalate), 디메틸 프탈레이트(Dimethyl phthalate), 디옥틸 세바케이트(Dioctyl sebacate), 디옥틸 아디페이트(dioctyl adipate), 감마부티로락톤(gama-butylolactone) 및 프로필렌카보네이트(propylene carbonate)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 중공사막 제조용 방사 용액.
The method according to claim 1,
The poor solvent may be at least one selected from the group consisting of dibutyl phthalate, dimethyl phthalate, dioctyl sebacate, dioctyl adipate, gamma-butylolactone and propylene carbonate propylene carbonate, and the like.
삭제delete 삭제delete 제1항의 중공사막 제조용 방사 용액을 50℃ 내지 175℃로 가열하는 단계;
상기 가열된 중공사막 제조용 방사 용액을 내부 응고제와 혼합하는 단계; 및
상기 내부 응고제와 혼합된 중공사막 제조용 방사 용액을 습식 응고조로 방사하는 단계;를 포함하는, 중공사막의 제조 방법.
Heating the spinning solution for manufacturing a hollow fiber membrane of claim 1 to 50 占 폚 to 175 占 폚;
Mixing the heated spinning solution for making a hollow fiber membrane with an internal coagulant; And
And spinning the spinning solution for preparing a hollow fiber membrane mixed with the internal coagulating agent into a wet coagulation bath.
제8항에 있어서,
상기 내부 응고제는 양용매 및 비용매로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 중공사막의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the internal coagulant comprises at least one selected from the group consisting of a good solvent and a non-solvent.
제9항에 있어서,
상기 비용매는 물, 에틸렌 글리콜, 알코올류 용매, 케톤류 용매 및 폴리알킬렌 글리콜로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 중공사막의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the non-solvent comprises at least one member selected from the group consisting of water, ethylene glycol, alcohol solvents, ketone solvents, and polyalkylene glycols.
제8항에 있어서,
상기 내부 응고제와 혼합된 중공사막 제조용 방사 용액을 5℃ 내지 30℃의 온도로 유지하는 단계를 더 포함하는, 중공사막의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
Further comprising the step of maintaining the spinning solution for preparing a hollow fiber membrane mixed with the internal coagulating agent at a temperature of from 5 캜 to 30 캜.
제8항에 있어서,
상기 습식 응고조는 물로 채워져 있으며, -10 ℃ 내지 30℃의 온도로 유지되는, 중공사막의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein said wet coagulation bath is filled with water and is maintained at a temperature of from -10 占 폚 to 30 占 폚.
불화비닐리덴계 고분자 수지 및 하기 화학식1의 방향족 인산 에스테르 금속염을 포함한 고분자 기재를 포함하고,
0.5 내지 5 ㎜의 외경 및 0.1 내지 4.5 ㎜의 내경을 갖는, 중공사막:
[화학식1]
Figure 112015050117172-pat00013

상기 화학식1에서,
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8 은 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 수소이거나 탄소수 1 내지 2의 직쇄의 알킬기 또는 탄소수 3 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이며,
X는 탄소수 1 내지 2의 직쇄의 알킬렌기 또는 탄소수 3 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌기이며,
n은 1 또는 2이며,
n이 1일 때 M은 알카리금속이며, n이 2일 때 M은 알카리토금속 또는 히드록시 알루미늄이다.
A vinylidene fluoride-based polymer resin, and a polymer base including an aromatic phosphate ester metal salt represented by the following formula (1)
A hollow fiber membrane having an outer diameter of 0.5 to 5 mm and an inner diameter of 0.1 to 4.5 mm;
[Chemical Formula 1]
Figure 112015050117172-pat00013

In Formula 1,
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6, R 7 and R 8 may be the same or different and each is hydrogen or a straight- Branched alkyl group,
X is a linear alkylene group having 1 to 2 carbon atoms or a linear or branched alkylene group having 3 to 5 carbon atoms,
n is 1 or 2,
When n is 1, M is an alkali metal, and when n is 2, M is an alkaline earth metal or hydroxy aluminum.
제13항에 있어서,
상기 고분자 기재 상에는 0.01㎛ 내지 5.0㎛의 최대 직경을 갖는 공극이 분포하는, 중공사막.
14. The method of claim 13,
Wherein voids having a maximum diameter of 0.01 탆 to 5.0 탆 are distributed on the polymer substrate.
제13항에 있어서,
7.50 N/㎟ 이상의 절단 강도를 갖는, 중공사막.
14. The method of claim 13,
A hollow fiber membrane having a cutting strength of at least 7.50 N / mm 2.
제13항에 있어서,
250 내지 1,500 L/㎡*hr(60 cmHg)의 순수 투과량을 갖는 중공사막.

14. The method of claim 13,
A hollow fiber membrane having a net permeation rate of 250 to 1,500 L / m 2 * hr (60 cm Hg).

KR1020130125351A 2013-10-21 2013-10-21 Polymer resin composition for preparing hollow fiber membrane, preparation method of hollow fiber membrane, and hollow fiber membrane KR101557460B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130125351A KR101557460B1 (en) 2013-10-21 2013-10-21 Polymer resin composition for preparing hollow fiber membrane, preparation method of hollow fiber membrane, and hollow fiber membrane

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130125351A KR101557460B1 (en) 2013-10-21 2013-10-21 Polymer resin composition for preparing hollow fiber membrane, preparation method of hollow fiber membrane, and hollow fiber membrane

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150045723A KR20150045723A (en) 2015-04-29
KR101557460B1 true KR101557460B1 (en) 2015-10-06

Family

ID=53037579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130125351A KR101557460B1 (en) 2013-10-21 2013-10-21 Polymer resin composition for preparing hollow fiber membrane, preparation method of hollow fiber membrane, and hollow fiber membrane

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101557460B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007185562A (en) 2006-01-11 2007-07-26 Toyobo Co Ltd Polyvinylidene fluoride based hollow fiber type fine porous membrane and its manufacturing method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007185562A (en) 2006-01-11 2007-07-26 Toyobo Co Ltd Polyvinylidene fluoride based hollow fiber type fine porous membrane and its manufacturing method
JP5076320B2 (en) 2006-01-11 2012-11-21 東洋紡績株式会社 Method for producing polyvinylidene fluoride hollow fiber type microporous membrane

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150045723A (en) 2015-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101409712B1 (en) Porous membrane of vinylidene fluoride resin and process for producing the same
KR101462939B1 (en) Hydrophilic Polyvinylidene Fluoride Based Hollow Fiber Membrane and Preparing Method Thereof
KR101077954B1 (en) A polysulfone-based hollowfiber membrane having a excellent impact strength and water permeability and preparing the same
EP2557111A1 (en) Process for production of porous membrane
KR101394416B1 (en) Method for Manufacturing Polyvinylidene fluoride Hollow fiber membrane and Hollow fiber membrane
KR101775137B1 (en) Preparation method of hollow fiber membrane and hollow fiber membrane
JPWO2010082437A1 (en) Vinylidene fluoride resin hollow fiber porous membrane and method for producing the same
KR20160052182A (en) Porous hollow fiber and manufacturing method same
KR20180033999A (en) Composition for separation membrane, method for preparing separation membrane using the same, membrane prepared therefrom and apparatus for purifying water
KR101619403B1 (en) Preparation method of hollow fiber membrane and hollow fiber membrane
KR101557460B1 (en) Polymer resin composition for preparing hollow fiber membrane, preparation method of hollow fiber membrane, and hollow fiber membrane
KR101663795B1 (en) Polymer resin composition for preparing hollow fiber membrane, preparation method of hollow fiber membrane, and hollow fiber membrane
KR101872094B1 (en) Polymer resin composition for filter membrane, method for preparing thereof, and filter membrane by using the same
JP5968982B2 (en) Polymer resin composition for producing hollow fiber membrane, method for producing hollow fiber membrane, and hollow fiber membrane
KR101694893B1 (en) Polymer resin composition for preparing hollow fiber membrane, preparation method of hollow fiber membrane, and hollow fiber membrane
KR102584858B1 (en) Composition for filter membrane, method for preparing filter membrane using the same, and filter membrane
KR20150059987A (en) Polymer resin composition for preparing hollow fiber membrane, preparation method of hollow fiber membrane, and hollow fiber membrane
KR101419835B1 (en) PVDF base hollow fiber membrane having improved impact strength and water permeability and preparing method of the same
KR101902631B1 (en) Hollow fiber membrane and method for preparing the same
KR20150059986A (en) Polymer resin composition for preparing hollow fiber membrane, preparation method of hollow fiber membrane, and hollow fiber membrane
KR101797429B1 (en) Porous hollow fiber and manufacturing method same
KR102399330B1 (en) Acetylated alkyl cellulose separation membrane and method for preparing the same
KR101818167B1 (en) Preparation method of hollow fiber membrane and hollow fiber membrane
KR101474728B1 (en) Manufacturing method of polyvinylidene fluoride hollow fiber membrane with high strength
KR20180034105A (en) Composition for coating braid, composite hollow fiber membrane, method for preparing composite hollow fiber membrane using the same, composite hollow fiber membrane prepared therefrom and apparatus for purifying water

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180823

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190902

Year of fee payment: 5