KR101619235B1 - 전기방사된 나노 섬유 웹을 이용한 액체처리 케미컬 필터 및 그 제조방법 - Google Patents

전기방사된 나노 섬유 웹을 이용한 액체처리 케미컬 필터 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액체처리 케미컬 필터 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 전기방사된 3차원의 미세 기공을 갖는 다층 구조의 나노 섬유 웹을 멤브레인으로 액체를 표면여과 및 심층여과할 수 있고, 나노 섬유에 분산된 이온 교환 수지 파우더로 액체에 포함된 화학적 물질의 특정 이온을 필터링할 수 있는 액체처리 케미컬 필터 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

Description

전기방사된 나노 섬유 웹을 이용한 액체처리 케미컬 필터 및 그 제조방법 {Liquid Chemical Filter Using Nano-Fiber Web by Electrospinning and Method of Manufacturing the Same}
본 발명은 액체처리 케미컬 필터 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 전기방사된 3차원의 미세 기공을 갖는 다층 구조의 나노 섬유 웹을 멤브레인으로 액체를 표면여과 및 심층여과할 수 있고, 나노 섬유에 분산된 이온 교환 수지 파우더로 액체에 포함된 화학적 물질의 특정 이온을 필터링할 수 있는 액체처리 케미컬 필터 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 멤브레인(membrane)은 물질 분리공정에 사용되고 있다. 멤브레인은 다양한 구조와 기능을 가지며 다양한 생산방법에 의하여 생산되고 있다.
최근 멤브레인(membrane) 제조기술 및 적용기술이 획기적으로 발달함에 따라 액체 중의 오염물질을 제거하거나 유용한 물질의 분리, 농축 및 회수 분야와 같은 액체 처리 분야에 멤브레인 기술이 널리 이용되고 있다.
멤브레인 공극 크기에 따른 일정한 성능과 안정성 및 자동화로 인한 편의성, 간결한 시스템으로 인해 기존의 기술들이 멤브레인 기술로 대체되고 있다.
기존에 액체 필터에 사용되는 멤브레인으로는 포러스(porous) 멤브레인과 캐린더(calendered) 부직포(nonwovens)가 있다.
포러스 멤브레인은 고분자 재료 예를 들면, PTFE계, 나일론, 폴리설폰 등을 사용하여 막을 성형한 후, 화학적, 물리적 방법으로 기공을 형성하는 멤브레인이다. 이때의 기공구조는 2차원 형상을 갖는 닫힌 기공구조(closed pore structure)를 이루므로 필터 효율이 낮다.
또한, 종래에는 PTFE와 같은 소수성 고분자를 사용하는 경우에는 기공구조가 2차원 형상을 갖는 닫힌 기공구조를 이루고 있어, 액체가 잘 통과되지 않으므로 가압을 요하는 필터로 사용하여 높은 에너지 비용과 잦은 필터 교체, 낮은 통수량이 문제로 지적되고 있다.
더욱이, 이러한 포러스 멤브레인은 소재에 따라 여재의 두께가 100㎛이므로 두께가 두꺼워 중량이 많이 나간다. 따라서, 포러스 멤브레인 여재를 절곡하여 많은 산수를 필터 안에 넣기 어려운 문제가 있다.
한편, 캐린더 부직포는 고분자 재료로서 예를 들면, 폴리프로필렌을 멜트블로운(melt-blown) 방사를 통해 파이버를 형성하나, 크기가 마이크로 단위이므로, 극미세 기공을 갖지 못하며, 파이버가 균일하게 분포되지도 않아 기공이 불균일하며, 큰 기공을 통해 오염물질들이 집중적으로 빠져나가 필터 효율이 낮다.
또한, 캐린더 부직포는 평균기공 크기가 5~20㎛이며, 필터의 평균기공을 3㎛이하로 줄여 주기 위해서는 과도한 캘린더링을 수행하여야 한다. 그러나, 과도한 캘린더링은 기공을 막아 공극률이 적어지므로 캐린더 부직포를 액체 처리용 필터로 사용하게 되면 필터 압력이 높고 빠르게 기공이 막혀 필터 수명에 문제로 작용한다.
따라서, 기존 멤브레인 기술을 이용하여 액체 처리 모듈을 제작한다 하더라도 멤브레인 막힘현상으로 유체흐름이 저하되고 운전압력이 상승하는 문제가 있다.
이러한 막힘현상은 고농도 유체에서 특히 심하며, 고농도 고탁도 유체에 대해서는 멤브레인 기술의 적용이 불가능하였으며, 기공이 점차 벌어져 내구성이 떨어지는 문제가 있었다.
따라서, 액체처리용으로 사용될 수 있도록 미세 기공구조의 박막으로 공극 크기에 따른 일정한 필터링 성능과 안정성을 가지는 고수명 및 고효율의 멤브레인 개발이 시급한 실정이다.
그리고, 한국 공개특허공보 제2008-60263호는, 약 1㎛ 미만의 평균 섬유 직경을 갖는 중합체 나노섬유의 나노섬유 층을 1개 이상 포함하고, 평균 흐름 공극 크기가 약 0.5㎛ 내지 약 5.0㎛이고, 고형도가 약 15 부피% 내지 약 90 부피%이며, 10 psi (69 kPa)의 차동압력에서 매체를 통한 물의 흐름 속도가 약 0.055 L/분/cm2를 초과하는 여과 매체를 제안하고 있다.
상기 공개특허공보 제2008-60263호에 제안된 여과 매체의 제조방법은 방사 노즐, 블로잉 기체 주입 노즐 및 수집기를 포함하는 방사 빔을 1개 이상 포함하는 방사 빔을 포함하고, 방사 빔과 수집기 사이에 높은 전압의 전기장이 유지되는 미세 섬유 방사 장치를 사용하여, 방사 노즐로부터 중합체 용액을 압축 배출시키면서 기체 주입 노즐로부터 배출되는 블로잉 기체와 함께 블로잉시켜 나노섬유의 섬유질 웹을 형성하며, 형성된 섬유질 웹을 단일 방사 빔 아래의 단일통과로 이동 수집 장치 상에 수집하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 상기 공개특허공보 제2008-60263호에서는 중합체 용액으로서 포름산 중에 24중량%의 나일론을 함유하는 용액을 사용하여 일렉트로-블로운 방사 또는 전기블로잉 방법으로 나노섬유를 방사하여 웹을 형성하는 것을 예시하고 있다.
그러나, 상기 공개특허공보 제2008-60263호에서 나노섬유의 섬유질 웹을 형성하는 방법은 멀티-홀 방사팩을 사용한 제조기술이라고 할 수 없다. 또한, 생산성을 높이기 위해 다수의 행과 열에 다수의 방사노즐을 구비하고 각 노즐마다 에어방사가 이루어지는 멀티-홀 방사팩을 사용한 에어 분사 전기방사장치에 의해 에어 전기방사(AES: Air-electrospinning)방법으로 나노 섬유 웹을 제작하는 경우, 24중량%의 고분자를 포함하는 방사용액은 점도가 상승하여 용액 표면에서 고화가 일어나 장시간 방사가 곤란하며, 섬유직경이 증가하여 마이크로미터 이하 크기의 섬유상을 만들 수 없는 문제가 발생한다.
더욱이, 전기 방사에 의해 얻어지는 초극세 섬유 웹은 캘린더링이 이루어지기 전에 웹 표면에 잔존해 있는 용매와 수분의 양을 적절하게 조절하는 전처리 공정을 거치지 않는 경우 기공이 증가하는 대신에 웹의 강도가 약해지거나 또는 용매의 휘발이 너무 느리게 이루어지는 경우 웹이 녹는 현상이 발생할 수 있게 된다.
한편, 본 출원인이 출원한 대한민국 공개특허공보 제2012-02491호에 기재된 전기방사된 나노 섬유 웹을 이용한 액체 필터용 필터여재와 그 제조방법 및 이를 이용한 액체 필터는 다층 구조의 3차원의 미세 기공구조를 갖도록 하여 고효율 및 고수명을 가지고 필터 효율을 극대화할 수 있다.
그러므로, 이러한 다층 나노 섬유 웹을 이용한 액체용 필터를 제조할 수 있으나, 이 액체용 필터는 액체에 포함된 화학적인 물질의 필터 기능은 존재하지 않아, 액체에 포함된 화학적 물질의 특정 이온을 필터링할 수 있는 기능을 갖도록 액체용 필터를 제조할 수 있는 방향으로 연구를 진행하는 것이 요구된다.
본 발명자들은 이러한 방향에 맞추어 다층 나노 섬유 웹을 이용한 액체용 필터에 화학적 물질의 특정 이온을 필터링할 수 있는 특성을 갖는 연구를 진행하여 나노 섬유 웹에 화학적 물질의 필터 기능을 갖는 보다 경제적인 액체 케미컬 필터인 본 발명을 완성하였다.
한국공개특허 제2008-60263 호 한국공개특허 제2012-02491 호
따라서, 본 발명의 목적은 전기방사된 3차원의 미세 기공을 갖는 다층 구조의 나노 섬유 웹을 멤브레인으로 액체를 표면여과 및 심층여과할 수 있고, 나노 섬유에 분산된 이온 교환 수지 파우더로 액체에 포함된 화학적 물질의 특정 이온을 필터링할 수 있는 액체처리 케미컬 필터 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다층구조의 멤브레인을 적층하여 제조하므로 표면 여과는 물론 심층여과까지 이루어져 필터 효율을 극대화할 수 있는 액체처리 케미컬 필터 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 미세 기공 사이즈를 갖도록 고온 고압의 캘린더링을 수행하므로 두께가 얇아 가벼우면서도, 다층구조로 인해 필터 효율의 저하를 방지할 수 있는 액체처리 케미컬 필터 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 3차원의 네트워크 구조를 갖는 나노 섬유 웹을 멤브레인으로 사용하여, 비표면적이 크고, 평균기공이 작으면서 최대기공이 큰 액체처리 케미컬 필터 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 3차원의 네트워크 구조를 갖는 나노 섬유 웹을 멤브레인으로 사용하여, 불순물 입자 포집량이 크고, 불순물 제거율이 높으며, 필터 여과 특성이 우수한 액체처리 케미컬 필터 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 3차원의 네트워크 구조를 갖는 나노 섬유 웹을 멤브레인으로 사용하여, 높은 기공도와 높은 통수량을 갖는 액체처리 케미컬 필터 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 섬유 성형성 고분자 물질을 전기방사하여 얻어진 나노섬유를 적층하여 이루어지고 미세 기공을 갖는 나노 섬유 웹; 및 상기 나노 섬유에 분산되어 있는 이온 교환 수지 파우더를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체처리 케미컬 필터를 제공한다.
상기 이온 교환 수지 파우더의 일부는 상기 나노 섬유 표면에 노출되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 이온 교환 수지 파우더는 양이온 교환 수지 파우더 또는 음이온 교환 수지 파우더인 것을 특징으로 한다.
상기 이온 교환 수지 파우더는 이온 교환능이 있는 다공질의 유기 중합체의 파우더 또는 폴리스티렌(Polystyrene)과 디비닐벤젠(Divinylbenzene)의 공중합체의 파우더인 것을 특징으로 한다.
상기 상기 나노 섬유 웹은 다수의 나노 섬유 웹이 적층된 것으로, 각 층의 나노 섬유 웹은 열압착에 의한 용매의 휘발정도에 따라 서로 다른 구조를 가지며, 표면여과 또는 심층여과를 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 나노 섬유 웹의 일면 또는 내부에 삽입되어 합지되는 지지체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 액체 처리 케미컬 필터는 상기 지지체가 합지된 다층 나노 섬유 웹들이 적층된 평판형 구조 또는 상기 지지체가 합지된 다층 나노 섬유 웹을 말려진 롤(roll)형 구조인 것을 특징으로 한다.
상기 지지체는 부직포 또는 모조지인 것을 특징으로 한다.
상기 고분자 물질과 상기 이온 교환 수지 파우더는 용매에 혼합된 방사 용액로 전기방사된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 고분자 물질, 이온 교환 수지 파우더와 용매를 혼합하여 방사용액을 제조하는 단계; 및 상기 방사용액을 전기 방사하여 액체 처리 케미털 필터용 나노 섬유 웹을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체처리 케미컬 필터의 제조방법을 제공한다.
상기 나노 섬유 웹을 형성하는 단계 후에, 상기 나노 섬유 웹을 열압착하는 캘린더링(calendering) 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 나노 섬유 웹을 열압착하는 캘린더링 단계 후에, 상기 나노 섬유 웹의 일면에 지지체를 합지하는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 고분자 물질, 이온 교환 수지 파우더와 용매를 혼합하여 방사용액을 제조하는 단계; 및 지지체의 상부로 상기 방사용액을 전기 방사하여 액체 처리 케미털 필터용 나노 섬유 웹을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체처리 케미컬 필터의 제조방법을 제공한다.
상기 나노 섬유 웹을 열압착하는 캘린더링 단계 후에, 상기 나노 섬유 웹이 형성된 지지체를 열압착하는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 나노 섬유 웹이 형성되지 않은 지지체의 하부에, 고분자 물질, 이온 교환 수지 파우더와 용매를 혼합한 방사용액을 전기 방사하여 액체 처리 케미털 필터용 나노 섬유 웹을 적층하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 이온 교환 수지 파우더는 이온 교환능이 있는 다공질의 유기 중합체의 파우더 또는 폴리스티렌(Polystyrene)과 디비닐벤젠(Divinylbenzene)의 공중합체의 파우더인 것을 특징으로 한다.
상기 방사용액은 고분자 물질을 5~22.5중량%로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 전기방사는 다수의 방사노즐이 다수의 행 및 다수의 열로 배열된 멀티-홀 방사팩을 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 나노 섬유 웹은 다층구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 지지체는 스펀 본드 부직포, 서멀 본드 부직포와 멜트 블로운 부직포, 웨트 레이드 부직포 중 하나인 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 다층 나노 섬유 웹의 배열 및 적층된 구조적인 특징에 의하여 처리수를 표면여과 및 심층여과할 수 있는 우수한 여과 성능을 갖게 되는 수처리 필터 기능을 수행할 수 있게 됨게 동시에, 나노 섬유에 분산된 이온 교환 수지 파우더로 처리수에 포함된 화학적 물질의 특정 이온을 여과할 수 있는 케미컬 필터 기능을 수행할 수 있다.
본 발명에서는 전기방사된 3차원의 미세 기공을 갖는 나노 섬유 웹을 멤브레인으로 사용하여 내구성이 좋고, 모세관 현상으로 인하여 친수성 수지뿐 아니라 소수성 수지도 적용할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 다층구조의 멤브레인을 적층하여 제조하므로 표면 여과는 물론 심층여과까지 이루어져 필터 효율을 극대화할 수 있다.
더욱이, 본 발명에서는 미세 기공 사이즈를 갖도록 고온 고압의 캘린더링을 수행하므로 두께가 얇아 가벼우면서도, 다층구조로 인해 필터 효율의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 3차원의 네트워크 구조를 갖는 나노 섬유 웹을 멤브레인으로 사용하여, 비표면적이 크고, 평균기공이 작으면서 최대기공이 크다.
더욱이, 본 발명은 불순물 입자 포집량이 크고, 불순물 제거율이 높으며, 필터 여과 특성이 우수하다.
또한, 본 발명은 높은 기공도와 높은 통수량을 갖는 액체처리 케미컬 필터를 제공한다.
도 1은 본 발명에 적용된 전기방사를 설명하기 위한 전기 방사 장치의 개략도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액체처리 케미컬 필터의 제조공정 흐름도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액체처리 케미컬 필터의 선택적 추가 제조공정 흐름도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 적용된 다층 나노 섬유 웹의 나노 섬유를 설명하기 위한 개념적인 단면도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액체처리 케미컬 필터의 제조공정 흐름도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액체처리 케미컬 필터의 선택적 추가 제조공정 흐름도이다.
본 발명에서는 섬유 성형성 고분자물질, 이온 교환 수지 파우더와 용매를 혼합하여 방사용액을 제조하고, 다수 행/다수 열의 멀티-홀 방사팩을 이용하여 전기방사를 수행하여 나노 섬유 웹을 형성함으로써, 전기방사된 나노 섬유 웹을 이용한 액체처리 케미컬 필터를 제작한다.
여기서, 나노 섬유 웹은 방사된 고분자 물질의 나노 섬유가 적층 배열되어 형성된 것으로, 나노 섬유 웹에는 극미세 기공의 통로가 형성되고, 이 극미세 기공으로 처리수가 통과될 때 처리수에 포함된 나노 단위의 미세 오염 물질을 여과하게 된다. 즉, 고분자물질의 나노 섬유로 이루어져 표면층에서 이루어지는 표면여과 및 내층에서 이루어지는 심층여과가 이루어진다. 그리고, 이온 교환 수지 파우더는 고분자 물질의 나노 섬유에 분산되어 있고, 분산된 이온 교환 수지 파우더의 일부는 나노 섬유 표면에 노출되어 처리수에 포함된 화학적 물질의 특정 이온을 여과하게 된다.
본 발명에서는 나노 섬유 웹을 형성한 후 지지체로서 부직포, 모조지 등과 합지한 후 액체처리 케미컬 필터를 제작한다.
여기서 사용 가능한 부직포는 예를 들면, 멜트 블로운(melt-blown) 부직포, 스펀 본드(spun bond) 부직포, 서멀 본드 부직포, 케미컬 본드 부직포, 웨트 레이드(wet-laid) 부직포 중 어느 하나를 지지체로 사용할 수 있다. 부직포는 파이버의 직경이 40-50㎛이고, 기공이 100㎛ 이상인 것을 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 고분자물질은 전기방사가 가능한 것으로 예를 들면, 친수성 고분자와 소수성 고분자 등을 들 수 있으며, 이러한 고분자들을 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 고분자물질로는 전기방사를 위해 유기용매에 용해될 수 있고, 전기방사에 의해 나노 섬유를 형성할 수 있는 수지이면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF), 폴리(비닐리덴플루오라이드-코-헥사플루오로프로필렌), 퍼풀루오로폴리머, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드 또는 이들의 공중합체, 폴리에틸렌글리콜 디알킬에테르 및 폴리에틸렌글리콜 디알킬에스터를 포함하는 폴리에틸렌글리콜 유도체, 폴리(옥시메틸렌-올리 고-옥시에틸렌), 폴리에틸렌옥사이드 및 폴리프로필렌옥사이드를 포함하는 폴리옥사이드, 폴리비닐아세테이트, 폴리(비닐피롤리돈-비닐아세테이트), 폴리스티렌 및 폴리스티렌 아크릴로니트릴 공중합체, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리아크릴로니트릴 메틸메타크릴레이트 공중합체를 포함하는 폴리아크릴로니트릴 공중합체, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트 공중합체 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.
또한, 사용 가능한 고분자물질로는 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리아마이드이미드, 폴리(메타-페닐렌 이소프탈아미이드), 폴리설폰, 폴리에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리에틸렌텔레프탈레이트, 폴리트리메틸렌텔레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등과 같은 방향족 폴리에스터, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리디페녹시포스파젠, 폴리{비스[2-(2-메톡시에톡시)포스파젠]} 같은 폴리포스파젠류, 폴리우레탄 및 폴리에테르우레탄을 포함하는 폴리우레탄공중합체, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 등이 있다.
상기 고분자물질 중에서 본 발명의 필터재료로 특히 바람직한 것은 PAN, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF), 폴리에스테르 설폰(PES: Polyester Sulfone), 폴리스티렌(PS)를 단독으로 사용하거나, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF)와 폴리아크릴로니트릴(PAN)을 혼합하거나, PVdF와 PES, PVdF와 열가소성 폴리우레탄(TPU: Thermoplastic Polyurethane)을 혼합하여 사용할 수 있다.
따라서, 본 발명에서 사용 가능한 고분자는 전기방사가 가능한 열가소성 및 열경화성 고분자로 특별히 제한되지 않는다.
방사용액 제조시에 고분자물질은 5~22.5중량%가 바람직하다.
여기서 고분자 물질의 함량이 5중량% 미만의 경우 섬유상의 형성이 곤란하며, 방사(spinning)가 이루어지지 못하고 분사(Spray)가 되어서 섬유가 아닌 파티클(particle)이 형성되거나 방사가 이루어진다 하더라도 비드(bead)가 많이 형성되며, 용매의 휘발이 잘 이루어지지 않아서 웹의 캘린더 공정시 여재가 녹아서 기공(pore)이 막히는 현상이 발생하게 된다. 또한, 고분자 물질의 함량이 22.5중량% 초과할 경우 점도가 상승하여 용액 표면에서 고화가 일어나 장시간 방사가 곤란하며, 섬유직경이 증가하여 마이크로미터 이하 크기의 섬유상을 만들 수 없다.
방사용액을 준비하기 위하여 고분자 물질과 혼합되는 용매는 단성분계 용매, 예를 들면, 다이메틸포름아마이드(DMF: dimethylformamide)를 사용하는 것도 가능하나, 2성분계 용매를 사용하는 경우는 비등점(BP: boiling point)이 높은 것과 낮은 것을 혼합한 2성분계 용매를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 2성분계 혼합용매는 고비등점 용매와 저비등점 용매를 중량비로 7:3 내지 9:1 범위로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 고비등점 용매가 7 미만이 되는 경우 고분자가 완전 용해되지 못하는 문제가 있고, 9를 초과하는 경우 저비등점 용매가 너무 적어 방사된 섬유로부터 용매의 휘발이 잘 이루어지지 못하여 웹(web)의 형성이 원활하지 못하는 문제가 발생한다.
만약, 비등점이 높은 용매(solvent)만 사용하는 경우 방사(spinning)가 이루어지지 못하고 분사(Spray)가 되어서 섬유가 아닌 파티클(particle)이 형성되거나 방사가 이루어진다 하더라도 비드(bead)가 많이 형성되며, 용매의 휘발이 잘 이루어지지 않아서 웹의 라미네이션 공정시에 부분적으로 용융이 일어나 기공(pore)이 막히는 현상이 발생하게 된다.
또한, 비등점이 낮은 용매만 사용시에는 용매의 휘발이 매우 빠르게 일어나기 때문에 방사노즐의 니들(needle)에 잔 섬유(fiber)들이 많이 생성되어 방사 트러블의 원인으로 작용하게 된다.
본 발명에서는 고분자 물질이 각각 PES와 PVdF인 경우 2성분계 혼합용매는 예를 들어, 고비등점 용매로서 DMAc(N,N-Dimethylacetoamide: BP-165℃)와 저비등점 용매로서 아세톤(acetone: BP-56℃)을 중량비로 9:1로 혼합하여 사용할 수 있고, 또한 고분자 물질이 각각 PEI와 PVdF인 경우 NMP(N-methylpyrrolidone: BP-202~204℃)와 THF(Terahydrofuran: BP-67℃)을 중량비로 9:1로 혼합하여 사용할 수 있다.
이 경우, 2성분계 혼합용매와 전체 고분자 물질 사이의 혼합비율은 중량비로 약 8:2로 설정되는 것이 바람직하다.
상기한 고분자 물질, 이온 교환 수지 파우더와 용매를 혼합한 방사용액을 멀티-홀 방사팩을 이용하여 전기방사한 후, 다층으로 형성된 나노섬유 웹을 얻고 열 압착 공정 예를 들면, 캘린더링을 수행한다.
여기서, 캘린더링은 고온 고압으로 대략 70~190℃로 수행하여 나노 섬유 웹의 기공사이즈가 0.8㎛ 이하가 되도록 한다.
본 발명에서는 이온 교환 수지는 양이온 교환수지 또는 음이온 교환수지를 사용할 수 있다.
즉, 본 발명에서 이온 교환 수지는 다공질의 합성 수지로 파우더(다른 용어로 입자 또는 비드(Bead))로 만들어지며, 내부 표면에 이온 교환능이 있는 관능기를 가지고 있는 것으로 정의할 수 있으며 교환하는 이온에 따라 양이온 교환 수지, 음이온 교환 수지, 양음 양성의 교환 수지 등을 포함할 수 있다.
더 세부적으로, 본 발명에서는 이온 교환능이 있는 다공질의 유기 중합체 또는 폴리스티렌(Polystyrene)과 디비닐벤젠(Divinylbenzene)의 공중합체인 PSDVB를 파우더로 만들고, 이 파우더와 고분자 물질 및 용매를 혼합하여 방사용액을 제조한 후, 전기방사를 수행하여 나노 섬유 웹을 형성한다.
이러한 본 발명을 구현하여 액체처리 케미컬 필터를 제조하기 위한 전기 방사를 통해 나노 섬유 웹을 형성하는 과정을 도 1을 참고하여 설명한다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 전기 방사 장치는 고분자 물질, 이온 교환 수지 파우더와 용매와 혼합된 방사용액이 저장되는 방사용액탱크(1)와, 고전압 발생기(미도시)가 연결된 다수의 방사노즐(41~44)이 다수 열/다수 행으로 배열된 멀티-홀(multi-hole)방사팩(40)을 포함한다.
상기 방사팩(40)은 일정 속도로 이동하는 컨베이어 형태의 접지된 콜렉터(6)의 상측에 배치되며, 다수의 방사노즐이 콜렉터(6)의 진행방향을 따라 간격을 두고 배열되어 있고, 또한, 다수의 방사노즐이 콜렉터(6)의 진행방향에 직교하는 방향(즉, 콜렉터의 폭방향)을 따라 간격을 두고 배열되어 있다. 도 1에는 설명의 편의상 4개의 방사노즐이 콜렉터(6)의 진행방향을 따라 간격을 두고 배열되어 있는 것을 나타낸 것이다.
상기 콜렉터(6)의 진행방향을 따라 배열되는 방사노즐은 예를 들어, 30-60개, 또는 필요에 따라 그 이상으로 배열될 수 있으며, 이와 같이 다수의 방사노즐을 사용하는 경우 콜렉터(6)의 회전속도를 증가시켜서 생산성 증대를 도모할 수 있다.
방사용액탱크(1)는 믹싱 모터(2a)를 구동원으로 사용하는 교반기(2)를 내장할 수 있으며, 도시되지 않은 정량 펌프와 이송관(3)을 통하여 각 열의 방사노즐(41~44)에 연결되어 있다.
4열의 방사노즐(41~44)로부터 순차적으로 토출되는 고분자 방사용액은 고전압 발생기에 의하여 하전된 방사노즐(41~44)을 통과하면서 각각 초극세 섬유(5)로 방출되어, 일정 속도로 이동하는 컨베이어 형태의 접지된 콜렉터(6) 위에 초극세 섬유가 순차적으로 축적되어 다층 나노 섬유 웹(7)이 형성된다.
대량생산을 위해 복수의 멀티-홀 방사팩(40)을 사용하는 경우 상호 간섭이 발생하여 섬유가 날려 다니면서 포집이 이루어지지 않게 되어 얻어지는 나노 섬유 웹은 너무 벌키(bulky)해짐에 따라 방사 트러블(trouble) 원인으로 작용한다.
이를 고려하여 본 발명에서는 멀티-홀(multi-hole) 방사팩(40)을 사용하여 각 열의 방사노즐(41~44)마다 다수의 분사노즐(미도시)로부터 에어(4a)의 분사가 이루어지는 에어 전기 방사 방법으로 다층의 나노 섬유 웹(7)을 형성한다.
이에 따라 본 발명의 전기 방사 장치는 상기 각 열의 방사노즐마다 방사용액의 방사가 이루어질 때 멀티-홀 방사팩(40) 노즐(nozzle)로부터 에어 분사가 동시에 이루어질 수 있다.
즉, 본 발명에서는 에어 전기방사에 의해 전기방사가 이루어질 때 방사노즐의 외주로부터 에어(Air) 분사가 이루어져서 휘발성이 빠른 고분자로 이루어진 섬유를 에어가 포집하고 집적시키는 데 지배적인 역할을 함으로써 보다 강성이 높은 액체 처리 필터를 생산할 수 있으며, 섬유(fiber)가 날아다니면서 발생할 수 있는 방사 트러블(trouble)을 최소화할 수 있게 된다.
본 발명에서 사용하는 멀티-홀 방사팩(40)의 노즐(nozzle)은 에어 분사의 에어압을 예를 들어, 245mm/61홀일 때 0.1~0.6MPa 범위로 설정된다. 이 경우 에어압이 0.1MPa 미만인 경우 포집, 집적에 기여를 하지 못하며, 0.6MPa를 초과하는 경우 방사노즐의 콘을 굳게 하여 니들을 막는 현상이 발생하여 방사 트러블이 발생한다.
한편, 상기와 같이 방사용액을 준비한 후 멀티-홀 방사팩(40)을 사용하여 전기방사 방법으로 방사를 진행할 때 방사실 내부의 온도와 습도는 방사되는 섬유로부터 용매의 휘발에 지대한 영향을 주게 되어 적정한 조건이 설정되지 못하는 경우 섬유 형성 유/무를 결정하게 되며, 또한 섬유의 직경과 비드의 형성 유/무가 결정된다.
상기 방사용액은 4열의 방사노즐(41~44)을 통하여 순차적으로 연속적으로 방사할 때 방사실 내부의 온도와 습도는 일정하게 설정되어야 한다. 만약 방사실 내부의 온도 및 습도 조건이 상이한 경우 제1열의 방사노즐(41)과 제2열의 방사노즐(42) 중 어느 하나는 방사가 불가능하거나 후속 공정에 따라 생성된 웹이 전 공정의 웹과 밀착성이 떨어져 분리될 수 있다.
상기 방사용액을 방사할 때, 예를 들어, 단일의 고분자 물질 PAN을 사용하는 경우, PAN을 용매 DMAc에 10중량%로 용해하고, 용액의 점도를 230-240cp로 하여 0.025~0.03MPa의 압력으로 용액을 토출한다. 이때, 방사팩(40)의 노즐에 인가되는 전압을 90-105kV, 공압을 0.4~0.6MPa로 한다.
또한, 전기 방사의 방사실 온도는 34℃, 습도는 38~40%로 설정된다.
한편, PVdF 단독 또는 PVdF와 PES의 혼합하여 방사를 실시할 수 있다. 이때, 제1 나노 섬유 웹(7a)은 제1방사노즐(41)로부터 방사용액이 방사된 섬유(51)로 이루어진 것이고, 제2 나노 섬유 웹(7b)은 제2방사노즐(42)로부터 방사용액이 제1 나노 섬유 웹(7a)의 상부로 방사된 섬유(52)로 이루어진 것이며, 제3 나노 섬유 웹(7c)은 제3방사노즐(43)로부터 방사용액이 제2 나노 섬유 웹(7b)의 상부로 방사된 섬유(53)로 이루어진 것이다. 마지막으로 제4방사노즐(44)로부터 방사용액은 제3 나노 섬유 웹(7c)의 상부로 방사된 섬유(54)로 이루어져 최종적으로 4층으로 된 다층구조의 나노 섬유 웹(7)을 얻을 수 있다.
상기 제1 내지 제3 나노 섬유 웹(7a-7c)은 3열의 방사노즐(41~43)로부터 0.5~1.5㎛ 직경의 초극세 섬유의 적층 방사에 의해 형성된 것으로, 3열의 방사노즐(41~43)로부터 형성된 제1 내지 제3 나노 섬유 웹의 상부에 마지막으로 제4방사노즐(44)로부터의 방사된 섬유를 적층하여 4층 나노 섬유 웹(7)을 형성함과 동시에 3차원의 네트워크 구조로 융착되어 초극세 섬유로 이루어진 것으로, 각 웹은 초박막, 초경량으로서, 비표면적이 크고, 높은 기공도를 가진다.
도 1에 도시된 전기방사장치는 4개의 방사노즐(41-44)에 의해 4층의 나노 섬유 웹(7)을 형성하는 것을 예시하고 있으나, 본 발명은 다수의 행과 다수의 열로 다수의 방사노즐이 배열된 멀티-홀 방사팩(40)을 사용하여 고속 방사와 고속 회전이 이루어짐에 따라 각 층마다 초박막으로 이루어진 다층구조의 나노섬유 웹이 얻어진다.
이렇게 하여 전기방사에 의해 다층 나노 섬유 웹(7)을 형성하고 다층 나노 섬유 웹의 열압착 캘린더링 공정에서는 가열 압착롤러(미도시)를 사용하여 진행되며, 이 경우 라미네이션(Lamination) 온도가 너무 낮으면 웹(web)이 너무 벌키(Bulky)해져서 강성을 갖지 못하고 너무 높으면 웹이 녹아 기공(Pore)이 막히게 된다.
또한, 외부 표면층을 형성하는 웹에 잔존해 있는 용매를 완전히 휘발할 수 있는 온도에서 열압착이 이루어져야 하며, 다층 구조의 나노 섬유 웹이므로 각 층별로 용매가 휘발되는 정도의 차이로 인해 웹의 구조적 차이가 있으므로, 여과정도에 있어서도 차이가 있어 양측의 표면층에서 이루어지는 표면여과 및 내층에서 이루어지는 심층여과가 이루어진다.
이를 위해 본 발명에서는 가열 압착롤러를 70~190℃의 온도, 50-200rpm의 속도로 설정하여 다층 나노 섬유 웹(7)의 캘린더링을 진행하여 액체 처리 필터의 안정화를 유지할 수 있게 된다.
이하 도 2 및 도 3을 참고하여, 본 발명의 일실시예에 따른 액체처리 케미컬 필터의 제조공정을 더욱 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 액체처리 케미컬 필터의 제조공정 흐름도이다.
도 2를 참고하면, 앞서 설명한 바와 같은 고분자 물질, 이온 교환 수지 파우더와 용매를 혼합하여 방사용액을 제조한다(S100). 방사용액을 전기방사를 위해 전술한 도 1의 방사용액탱크(1)에 넣어 전기방사를 수행하여(S110), 액체 처리 케미털 필터용 다층 나노 섬유 웹(7)이 형성된다(S120).
본 발명에서는 도면에 에어 전기 방사라 도시되어 있지만 이에 국한되는 것이 아니고, 에어 전기 방사라 도시한 것도 전기를 이용한 방사 공정이면 모두 적용할 수 있고, 특히 전기 분사 공정은 전기방사(electrospinning), 에어 전기방사(AES: Air-Electrospinning), 원심전기방사(centrifugal electrospinning), 플래쉬 전기방사(flash-electrospinning) 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
도 3을 참고하면, S120단계에서 형성된 다층 나노 섬유 웹(7)을 1차 캘린더링(calendering)을 수행한 후(S130), 다공성 웹의 표면에 잔존하는 용매와 수분을 조절하여 필터여재의 강도와 다공성을 제어하기 위해 건조시킨다(S140). 1차 캘린더링은 용매와 수분을 제거하고 웹을 압착하기 위한 것이다. 건조가 완료되면, 더 작은 기공을 구현하고 강도를 증가시키기 위해 2차 캘린더링을 수행한다(S150). 2차 캘린더링이 완료되면, 부직포를 합지한다(S160). 이때, 부직포는 다층 나노 섬유 웹(7)의 상부와 하부에 각각 삽입하여 합지하거나, 상부 또는 하부 중 어느 한쪽에만 합지하여 지지체로 사용할 수 있다.
도 3에서는 지지체로 부직포를 적용하였지만, 모조지를 적용할 수도 있다.
상기한 액체 처리 케미컬 필터의 제조공정에서 나노 섬유 웹의 일면에만 지지체를 합지한 경우, 상기 나노 섬유 웹이 형성되지 않은 지지체의 타면에 다층 나노 섬유 웹을 적층하는 단계를 더 수행할 수 있다.
그리고, 상기한 부직포가 합지된 다층 나노 섬유 웹의 비표면적을 증가시키기 위한 절곡과정을 실시할 수도 있다. 이 경우, 표 1과 같이 면적, 산수를 계산하여 모듈화 과정을 거친다.
산수(ea) 산 높이(mm) 열판온도(℃) 여과면적(m2)
95 13mm 120 0.54
이러한 일련의 공정을 수행한 후, 부직포가 합지된 다층 나노 섬유 웹들을 적층하여 평판형 액체 처리 케미컬 필터를 구현할 수 있고, 부직포가 합지된 다층 나노 섬유 웹을 말아서 롤(roll)형 액체 처리 케미컬 필터를 구현할 수 있다.
참고로, 액체 처리 케미컬 필터는 필터 여재를 포함하고 있으므로, 본 발명의 실시예들은 고분자물질, 이온 교환 수지 파우더와 용매가 혼합된 방사용액을 전기방사하여 형성된 나노 섬유 웹을 포함하는 액체 처리 케미컬 필터 여재로 정의하지 않고, 액체 처리 케미컬 필터로 정의하여 기술하였으며, 다양한 모듈화 공정 중 하나를 선택하고 이 선택된 모듈화 공정을 추가로 수행하여 액체 처리 케미컬 필터의 제조를 완성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 적용된 다층 나노 섬유 웹의 나노 섬유를 설명하기 위한 개념적인 일부 단면도이다.
액체 처리 케미컬 필터는 나노 섬유 웹이 다층으로 배열 및 적층된 구조적인 특징에 의하여, 표면층에서 표면여과가 이루어지고, 내층에서 심층여과가 이루어진다. 이와 더불어, 도 4를 참조하면, 나노 섬유(100)에는 이온 교환 수지 파우더(110)가 분산되어 있다. 나노 섬유(100)에 분산된 이온 교환 수지 파우더(110)의 일부는 나노 섬유(110) 표면에 노출되어 있어, 액체 처리 케미컬 필터를 통과하는 처리수에 직접적으로 접촉하게 된다. 그러므로, 나노 섬유(100)에 분산된 이온 교환 수지 파우더(110)는 처리수에 포함된 화학적 물질의 특정 이온을 여과하는데 참여하게 된다.
그리고, 본 발명에서는 고분자물질, 이온 교환 수지 파우더와 용매가 혼합된 방사용액을 전기방사하여 나노 섬유 웹을 형성함으로써, 이온 교환 수지 파우더(110)는 나노 섬유(100)에 불규적인 상태로 분산되어 있고, 나노 섬유(100)의 표면에 노출된 이온 교환 수지 파우더(110)의 영역들의 분포 역시, 균일하지 않다. 이러한 이온 교환 수지 파우더가 나노 섬유(100)에 분산되어 있는 상태는 본 발명에 적용된 나노 섬유 웹의 고유한 구조적인 특징으로 볼 수 있다.
즉, 나노 섬유(100)에 이온 교환 수지 파우더(110)는 불규적인 상태로 분산되어 있는 경우, 본 발명의 액체 처리 케미컬 필터 및 그의 제조 방법이 적용된 것으로 간주할 수 있는 것이다.
도 4에서, 이온 교환 수지 파우더(110)는 나노 섬유(100)에 분산되어 있기에, 이온 교환 수지 파우더 '111'은 나노 섬유(100) 외측 표면에 노출되지 않고, 내부에 존재하지만, 이온 교환 수지 파우더 '112', '113', '114'는 나노 섬유(100) 외측 표면에 노출되어 있어, 나노 섬유 웹을 절개해 이온 교환 수지 파우더가 분사되어 있는 경우, 본 발명의 액체 처리 케미컬 필터 및 그의 제조 방법이 적용된 나노 섬유 웹인 것으로 판단할 수 있다.
결국, 본 발명에서는 다층 나노 섬유 웹의 배열 및 적층된 구조적인 특징에 의하여 처리수를 표면여과 및 심층여과할 수 있는 우수한 여과 성능을 갖게 되는 수처리 필터 기능을 수행할 수 있게 됨게 동시에, 나노 섬유에 분산된 이온 교환 수지 파우더로 처리수에 포함된 화학적 물질의 특정 이온을 여과할 수 있는 케미컬 필터 기능을 수행할 수 있게 되는 것이다.
그리고, 본 발명에서는 나노 섬유의 직경이 작을수록 평균기공과 최대기공은 감소한다. 또한, 나노 섬유의 직경이 작을수록 밀도는 증가하므로 기초중량과 평균두께도 증가하며, 통기성(Air permeability)은 감소하지만, 더 미세한 오염물질을 여과할 수 있어 필터링 효과는 상승한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액체처리 케미컬 필터의 제조공정 흐름도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액체처리 케미컬 필터의 선택적 추가 제조공정 흐름도이다.
도 5 및 도 6을 참고하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액체처리 케미컬 필터의 제조공정을 더욱 상세하게 설명한다.
도 5에서, 고분자 물질, 이온 교환 수지 파우더와 용매를 혼합하여 방사용액을 제조하고(S200), 방사용액을 제조한 후 전기방사를 실시하기 전에 도 1의 집전체(6)의 상부로 부직포를 투입한다(S210). 그리고, 부직포를 집전체(6)의 상부로 투입한 후, 부직포의 상부로 상기 방사용액을 전기 방사한다(S220). 전기 방사가 진행됨에 따라 부직포가 합지된 상태로 부직포의 상부에 액체 처리 케미털 필터용 다층 나노 섬유 웹(7)이 형성된다(S230).
도 6를 참조하면, 전술된 S230단계에서 형성된 액체 처리 케미털 필터용 다층 나노 섬유 웹(7)에 1차 캘린더링을 수행하고(S240), 건조시킨다(S250). 건조가 완료되면, 더 작은 기공을 구현하고 강도를 증가시키기 위해 2차 캘린더링을 수행한다(S260).
한편, S230단계를 수행한 후, 다층 나노 섬유 웹이 형성되지 않은 지지체의 하부에, 고분자 물질, 이온 교환 수지 파우더와 용매를 혼합하여 방사용액을 전기 방사하여 액체 처리 케미털 필터용 다층 나노 섬유 웹을 적층하는 공정을 더 수행할 수 있다.
이렇게 하면, 고온 고압의 1차 및 2차 캘린더링에 의해 미세 기공 사이즈를 가지는 얇은 다층구조의 멤브레인을 적층하여 제조하는 액체 처리 필터용 필터여재가 제작되어 표면 여과는 물론 심층여과까지 이루어져 필터 효율을 극대화할 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
1:방사용액펌프 3:이송관
6:콜렉터 7:다층 나노 섬유웹
40:멀티-홀 방사팩 100:나노 섬유
110:이온 교환 수지 파우더

Claims (20)

  1. 섬유 성형성 고분자 물질, 이온 교환 수지 파우더 및 용매가 혼합된 방사용액을 전기방사하여 얻어진 나노섬유가 적층되어 형성되고, 미세 기공을 갖는 나노 섬유 웹; 및
    상기 전기방사하여 얻어진 나노 섬유 내부에 분산되어 있고, 일부는 상기 나노 섬유 표면에 노출되어 있는 이온 교환 수지 파우더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체처리 케미컬 필터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 이온 교환 수지 파우더는 양이온 교환 수지 파우더 또는 음이온 교환 수지 파우더인 것을 특징으로 하는 액체처리 케미컬 필터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 이온 교환 수지 파우더는 이온 교환능이 있는 다공질의 유기 중합체의 파우더 또는 폴리스티렌(Polystyrene)과 디비닐벤젠(Divinylbenzene)의 공중합체의 파우더인 것을 특징으로 하는 액체처리 케미컬 필터.
  5. 제1항에 있어서, 상기 상기 나노 섬유 웹은 다수의 나노 섬유 웹이 적층된 것으로, 각 층의 나노 섬유 웹은 열압착에 의한 용매의 휘발정도에 따라 서로 다른 구조를 가지며, 표면여과 또는 심층여과를 수행하는 것을 특징으로 하는 액체처리 케미컬 필터.
  6. 제1항에 있어서, 상기 나노 섬유 웹의 일면 또는 내부에 삽입되어 합지되는 지지체를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체처리 케미컬 필터.
  7. 제6항에 있어서, 상기 액체 처리 케미컬 필터는 상기 지지체가 합지된 다층 나노 섬유 웹들이 적층된 평판형 구조 또는 상기 지지체가 합지된 다층 나노 섬유 웹을 말려진 롤(roll)형 구조인 것을 특징으로 하는 액체처리 케미컬 필터.
  8. 제6항에 있어서, 상기 지지체는 부직포 또는 모조지인 것을 특징으로 하는 액체처리 케미컬 필터.
  9. 제1항에 있어서, 상기 고분자 물질과 상기 이온 교환 수지 파우더는 용매에 혼합된 방사 용액로 전기방사된 것을 특징으로 하는 액체처리 케미컬 필터.
  10. 고분자 물질, 이온 교환 수지 파우더와 용매를 혼합하여 방사용액을 제조하는 단계; 및
    상기 방사용액을 전기 방사하고, 상기 전기 방사로 얻어진 나노섬유를 적층하여, 미세 기공을 가지며 일부가 상기 나노 섬유 표면에 노출되어 있는 이온 교환 수지 파우더가 상기 나노 섬유 내부에 분산되어 있는 액체 처리 케미털 필터용 나노 섬유 웹을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체처리 케미컬 필터의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 나노 섬유 웹을 형성하는 단계 후에, 상기 나노 섬유 웹을 열압착하는 캘린더링(calendering) 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 액체처리 케미컬 필터의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 나노 섬유 웹을 열압착하는 캘린더링 단계 후에, 상기 나노 섬유 웹의 일면에 지지체를 합지하는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 액체처리 케미컬 필터의 제조방법.
  13. 고분자 물질, 이온 교환 수지 파우더와 용매를 혼합하여 방사용액을 제조하는 단계; 및
    지지체의 상부로 상기 방사용액을 전기 방사하고, 상기 전기 방사로 얻어진 나노섬유를 적층하여, 미세 기공을 가지며 일부가 상기 나노 섬유 표면에 노출되어 있는 이온 교환 수지 파우더가 상기 나노 섬유 내부에 분산되어 있는 액체 처리 케미털 필터용 나노 섬유 웹을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체처리 케미컬 필터의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 나노 섬유 웹을 열압착하는 캘린더링 단계 후에, 상기 나노 섬유 웹이 형성된 지지체를 열압착하는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 액체처리 케미컬 필터의 제조방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 나노 섬유 웹이 형성되지 않은 지지체의 하부에, 고분자 물질, 이온 교환 수지 파우더와 용매를 혼합한 방사용액을 전기 방사하여 액체 처리 케미털 필터용 나노 섬유 웹을 적층하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액체처리 케미컬 필터의 제조방법.
  16. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이온 교환 수지 파우더는 이온 교환능이 있는 다공질의 유기 중합체의 파우더 또는 폴리스티렌(Polystyrene)과 디비닐벤젠(Divinylbenzene)의 공중합체의 파우더인 것을 특징으로 하는 액체처리 케미컬 필터의 제조방법.
  17. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방사용액은 고분자 물질을 5~22.5중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 액체처리 케미컬 필터의 제조방법.
  18. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기방사는 다수의 방사노즐이 다수의 행 및 다수의 열로 배열된 멀티-홀 방사팩을 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액체처리 케미컬 필터의 제조방법.
  19. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 나노 섬유 웹은 다층구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액체처리 케미컬 필터의 제조방법.
  20. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지체는 스펀 본드 부직포, 서멀 본드 부직포와 멜트 블로운 부직포, 웨트 레이드 부직포 중 하나인 것을 특징으로 하는 액체처리 케미컬 필터의 제조방법.


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