KR101738719B1 - 중공평막, 이를 포함하는 모듈 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 중공평막은 x 방향의 폭, y 방향의 길이 및 z 방향의 두께를 갖는 시트 형상의 폴리머 여과재를 포함하며, 상기 폴리머 여과재의 x-z 면은 복수의 중공 채널이 형성되고, 상기 복수의 중공 채널은 y 방향으로 연장되어 관통하며, 서로 간격을 두고 x 방향으로 배열된 것을 특징으로 한다.

Description

중공평막, 이를 포함하는 모듈 및 그 제조방법{HOLLOW PLANE MEMBRANE, MODULE COMPRISING THE SAME AND METHOD FOR REPAIRING THEREOF}

본 발명은 중공평막, 이를 포함하는 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 시팅공정이 필요하지 않아 제조공정이 간단하고, 우수한 통수효율을 가지며, 중공사막 간에 배열을 일정하게 하여 균일한 포팅이 가능한 중공사막 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.

수질악화, 난분해성 폐수의 증가, 환경규제 강화, 생활수준 향상에 따라 깨끗한 물에 대한 수요가 확대되고 있다. 근래에는 환경 친화적 고도 수처리 기술의 필요성이 증가하고 있으며, 이에 따라, 기존 물리적, 화학적 또는 생물학적 처리 공정보다 수질개선 효과가 우수하고 화학적 처리제 사용이 배제된 환경 친화적 중공사막 모듈을 이용한 수처리 방식이 대두되고 있다.

중공사막 모듈은 그 운전 방식에 따라 가압식과 침지식으로 분류된다. 가압식 여과 장치의 경우, 처리해야 할 유체에 압력을 가함으로써 불순물 또는 슬러지 등의 고형 성분을 제외한 유체만이 중공사막 표면을 통해 중공으로 선택적으로 투과되도록 한다. 가압식 여과 장치는 유체 순환을 위한 별도의 설비가 필요하기는 하지만 단위 시간에 얻을 수 있는 투과수의 양이 침지식 여과 장치에 비해 상대적으로 많다는 장점이 있다. 이에 반해, 침지식 여과 장치의 경우, 처리하고자 하는 유체가 저장된 조에 중공사막을 직접 침지시키고 중공사막의 내부에 음압을 가함으로써 불순물 또는 슬러지 등의 고형 성분을 제외한 유체만이 중공사막 표면을 통해 중공으로 선택적으로 투과되도록 한다. 침지식 여과 장치는 단위 시간에 얻을 수 있는 투과수의 양이 가압식 여과 장치에 비해 상대적으로 적지만 유체 순환을 위한 설비가 필요 없어 시설비나 운전비의 절감을 가져올 수 있다는 장점이 있다.

가압식 여과 장치와 침지식 여과 장치는 모두 일정한 길이를 갖는 중공사막 모듈을 포함한다. 이러한 최종구조의 중공사막 모듈을 만들기 위해서는 일정한 길이로 배열된 중공사막 다발을 우선적으로 제조한 후, 단계적으로 조립하여 최종적인 모듈을 완성하는 것이 가장 효과적인 방법으로 알려져 있다.

기존의 중공사막은 중공사막을 이용한 최종 모듈을 생성하기 위해, 중공사막의 간격이 규칙적으로 배열되도록 시팅하는 공정이 반드시 필요하고, 그 배열 형태를 유지하기 위해 열가소성 수지를 이용하여 중공사막 다발을 형성하는 공정이 필요하다. 이와 같은 공정으로 인해 모듈 제조의 어려움이 있을 뿐만 아니라, 열가소성 수지들과 중공사막의 표면의 성질이 달라 박리가 쉽게 일어나며, 중공사막의 일부가 절단, 파손되는 경우가 발생된다.

본 발명의 하나의 목적은 시팅(sheeting) 공정이 필요하지 않는 중공평막, 이를 포함하는 모듈 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 우수한 통수효율을 가지며, 중공사막 간에 배열이 일정한 중공평막, 이를 포함하는 모듈 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 생산 원가를 낮출 수 있으며, 더욱 균일한 구조의 모듈의 제작이 가능한 중공평막, 이를 포함하는 모듈 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은　헤더 내부에 포팅되는 중공사막 수밀도를 높일 수 있는 중공사막 모듈 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

본 발명의 한 관점은 중공평막에 관한 것이다. 상기 중공평막은 x 방향의 폭, y 방향의 길이 및 z 방향의 두께를 갖는 시트 형상의 폴리머 여과재를 포함하며, 상기 폴리머 여과재의 x-z 면은 복수의 중공 채널이 형성되고, 상기 복수의 중공 채널은 y 방향으로 연장되어 관통하며, 서로 간격을 두고 x 방향으로 배열된 것을 특징으로 한다.

하나의 구체예에서, 상기 중공평막의 x-y 면은 편평한 평면일 수 있다.

다른 구체예에서, 상기 중공평막의 x-y 면은 마루와 골이 형성될 수 있다.

상기 복수의 중공 채널은, 서로 이웃하는 중공 채널 사이가 분리용 기재에 의해 구획되어 단위 셀을 형성하고, 상기 단위 셀은 서로 연결된 것일 수 있다.

한 구체예에서, 상기 중공평막의 일단은 단위 셀이 서로 연결되어 있으며, 타단은 단위 셀이 서로 분리되어 있을 수 있다.

상기 분리용 기재는 친수성 고분자일 수 있다.

상기 중공 채널은 직경이 0.1~1200 ㎛ 일 수 있다.

상기 중공 채널은 0.01~5 mm 간격으로 배열될 수 있다.

상기 폴리머 여과재는 소수성 고분자를 포함하며, 다공성일 수 있다.

상기 폴리머 여과재는 평균 포어 입경이 0.005 내지 0.06 ㎛일 수 있다.

본 발명의 다른 관점은 중공평막　모듈에 관한 것이다. 상기 중공평막 모듈은 제1헤더; 제2헤더; 및 상기 제1헤더와 제2헤더 사이에 상기 중공평막이 포팅제에 의해 고정된 것을 특징으로 한다.

한 구체예에서, 상기 포팅제에 의해 고정된 부분은 폴리머 여과재가 시트 형상을 유지하며, 상기 포팅제에 의해 고정되지 않은 부분은 이웃하는 중공 채널 사이가 분리되어 중공사를 형성할 수 있다.

상기 중공평막　모듈은 복수의 중공평막이 적층되어 형성되며, 복수의 중공 채널은 균일한 간격으로 배열될 수 있다.

본 발명의 또 다른 관점은 중공평막　모듈의 제조방법에 관한 것이다. 상기 방법은　상기 중공평막을 적층하여 시트 블록을 제조하고; 그리고 상기 시트 블록을 헤더에 삽입하여 포팅제에 의해 고정시키는 단계를 포함한다.

상기 포팅제에 의해 고정되지 않은 부분은 이웃하는 중공 채널 사이를 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 시팅(sheeting) 공정이 필요하지 않고, 우수한 통수효율을 가지며, 중공사막 간에 배열이 일정하고, 생산 원가를 낮출 수 있으며, 더욱 균일한 구조의 모듈의 제작이 가능하며,　헤더 내부에 포팅되는 중공사막 수밀도를 높일 수 있는 중공사막 모듈 및 그 제조방법을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 하나의 구체예에 따른 중공평막을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 구체예에 따른 중공평막을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3 (A)(B)(C)는 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 중공평막을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 한 구체예에 따른 중공평막　모듈을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 한 구체예에 따른 중공평막이 포팅제에 의해 헤더에 고정된 것을 도시한 것이다.
도 6(A)(B)는 본 발명의 한 구체예에 따라 포팅제에 의해 고정된 적층된 중공평막이 분리되는 과정을 도시한 것이다.
도 7 (A)(B)는 본 발명의 다른 구체예에 따라 포팅제에 의해 고정된 적층된 중공평막이 분리되는 과정을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 한 구체예에 따라 중공평막을 제조하는 공정도이다.
도 9는 본 발명의 다른 구체예에 따라 중공평막을 제조하는 공정도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 출원의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 각 장치의 구성요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다. 또한, 설명의 편의를 위하여 구성요소의 일부만을 도시하기도 하였으나, 당업자라면 구성요소의 나머지 부분에 대하여도 용이하게 파악할 수 있을 것이다. 전체적으로 도면 설명시 관찰자 시점에서 설명하였고, 일 요소가 다른 요소 위 또는 아래에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 위 또는 아래에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 또한, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 출원의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그리고, 복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다.

본 발명에서 '상부' 및 '하부'는 설명을 용이하게 하기 위해 도면상 기준으로 한 것이며, 절대적인 것은 아니다.

　

본 발명의 중공평막은 x 방향의 폭, y 방향의 길이 및 z 방향의 두께를 갖는 시트 형상의 폴리머 여과재를 포함하며, 상기 폴리머 여과재의 x-z 면은 복수의 중공 채널이 형성되고, 상기 복수의 중공 채널은 y 방향으로 연장되어 관통하며, 서로 간격을 두고 x 방향으로 배열된 것을 특징으로 한다.

상기 중공 채널은 직경(D1)이 0.1~1200 ㎛, 예를 들면 5~1000 ㎛ 일 수 있다. 상기 중공 채널은 폴리머 여과재를 거쳐 여과된 처리수가 흐를 수 있도록 내부가 비어있는 구조를 갖는다. 상기 중공 채널은 실질적으로 단면이 원형이다. 한 구체예에서는 상기 중공 채널의 직경은 길이에 따라 일정할 수 있다. 다른 구체예에서는 상기 중공 채널의 직경은 길이에 따라 변화할 수 있다.

상기 중공 채널은 간격(D2)을 두고 배열되어 있다. 구체예에서는 상기 간격(D2)은 0.01~5 mm 일 수 있다. 상기 범위에서 운전 중에 끊어지지 않게 하는 강신도를 확보할 수 있고, 또한 투과수의 유로를 충분히 확보할 수 있는 장점이 있다.

상기 폴리머 여과재는 소수성 고분자를 포함할 수 있다. 상기 소수성 고분자는 폴리설폰 수지, 폴리에테르설폰 수지, 설폰화 폴리설폰 수지, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 수지, 폴리아크릴로니트릴(PAN) 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 및 폴리에테르이미드 등이 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 이중 바람직하게는 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)의 호모 폴리머 또는 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 공중합체과 같은 불소 함유 고분자이다.

상기 폴리머 여과재는 다공성일 수 있다. 예를 들면 평균 포어입경이 0.005 내지 0.06 ㎛, 바람직하게는 0.01 내지 0.05 ㎛ 일 수 있다. 상기 범위에서 우수한 수투과도와 고배제율을 갖는다.

　

도 1 는 본 발명의 하나의 구체예에 따른 중공평막(100)을 개략적으로 도시한 것이다. 　도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 폴리머 여과재(10) 는 x 방향의 폭(w), y 방향의 길이(L) 및 z 방향의 두께(h)를 갖는 시트 형상을 갖는다.

본 발명에서 '시트'는 x-y면 투영 면적이 x-z면 및 y-z 면의 투영 면적 보다 큰 것으로, 폭(w)이 두께(h)의 10 배 이상, 구체예에서는 100 배 이상으로 정의한다. 또한 길이(L)가 두께(h)의 10 배 이상, 예를 들면 100 배 이상, 구체예에서는 500 배 이상일 수 있다. 여기서 길이(L)는 분리용 기재에 의해 분리되기 이전의 길이를 의미한다. 구체예에서는 상기 시트의 두께(h)는 0.5~10mm 일 수 있으며, 폭(w)은 10~30 cm, 길이는 100~200 cm 일 수 있다.

상기 폴리머 여과재(10)의 x-z 면은 복수의 중공 채널(20)이 형성된다. 상기 복수의 중공 채널은 y 방향으로 연장되어 관통하며, 서로 간격을 두고 x 방향으로 배열된 것을 특징으로 한다.

하나의 구체예에서, 상기 중공평막의 x-y 면은 편평한 평면일 수 있다. 다른 구체예에서는 상기 　x-y 면은 패턴이 형성되어 있을 수 있다.

도 2 는 본 발명의 다른 구체예에 따른 중공평막(200)을 개략적으로 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 중공평막은 중공 채널(20)의 형태에 따라 이를 둘러 싸는 폴리머 여과재가 일정한 두께(T)를 갖도록 형성될 수 있으며, 복수의 관이 부착하여 배열된 형태를 갖는다. 이 경우 중공평막의 x-y 면은 마루와 골이 형성될 수 있다.

도 3 (A)(B)(C)는 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 중공평막(300B, 300C) 을 개략적으로 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 복수의 중공 채널에서 서로 이웃하는 중공 채널 사이는 분리용 기재(30)에 의해 구획되어 단위 셀(M)을 형성할 수 있다. 상기 단위 셀은 폴리머 여과재(10)에 하나의 중공 채널(20)이 형성된 것이다. 이 경우 단위 셀을 구성하는 폴리머 여과재는 원기둥형 또는 사각 기둥형일 수 있다. 상기 단위 셀(M)은 도 3(A) (B)와 같이 분리용 기재(30)를 매개로 서로 연결되어 시트 형상의 중공평막(300B)을 형성할 수 있다.

상기 분리용 기재(30)는 친수성 고분자일 수 있다. 따라서, 시트 형상의 중공평막(300B)을 물 등의 수성 용매에 접촉시킬 경우 용해되어 제거될 수 있다. 이 경우 분리용 기재(30)를 매개로 연결된 단위 셀(M)은 서로 분리될 수 있는 것이다.

도 3 (C)는 도 3 (B)의 중공평막(300B)에서 분리용 기재(30)가 제거되어 단위 셀(M)이 분리된 중공평막(300C)을 도시한 것이다. 만일 중공평막(300B)이 포팅제(350)에 의해 고정된 경우, 포팅제(350)에 의해 고정된 부분은 수성 용매가 침투되기 어렵기 때문에 분리용 기재(30)가 남아 있을 수 있다. 그러나, 포팅제에 의해 고정되지 않은 나머지 부분은 이웃하는 중공 채널 사이가 분리되기 때문에 단위 셀(M)은 중공사를 형성할 수 있다. 이 경우 중공평막(300C)의 일단은 단위 셀이 서로 연결되어 있으며, 타단은 단위 셀(M)이 서로 분리된 구조를 갖는다.

　

본 발명의 다른 관점은 중공평막　모듈에 관한 것이다. 도 4는 본 발명의 한 구체예에 따른 중공평막　모듈을 도시한 것이다. 상기 중공평막 모듈은 제1헤더(450A); 제2헤더(450B); 및 상기 제1헤더와 제2헤더 사이에 상기 중공평막(500)이 포팅제에 의해 고정된 것을 특징으로 한다. 상기 제1 및 제2 헤더(450A, 450B) 사이에 위치하는 중공평막(500)은 단일 시트 형상이거나 혹은 복수의 채널이 서로 분리되어 있을 수 있다. 단일 시트 형상일 경우 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 x-y 평면이 편평한 평면이거나 마루와 골이 형성될 수 있다. 복수의 채널이 서로 분리되어 있을 경우 원통형 또는 사각 기둥형의 단위 셀이 형성될 수 있다. 다만 어느 경우이든 상기 제1 및 제2 헤더(450A, 450B) 내부에 포팅제에 의해 고정된 부분은 폴리머 여과재가 시트 형상을 유지한다.

　

도 5는 본 발명의 한 구체예에 따른 중공평막이 포팅제에 의해 헤더에 고정된 것을 도시한 것이다. 중공평막(400C)은 포팅제(350)에 의해 헤더(450)에 고정되며, 　포팅제(350)에 의해 폐쇄되어 헤더 내부에 생긴 공간(451)은 집수부가 된다. 　중공평막(400C)에서 포팅제에 의해 고정되지 않은 부분은 이웃하는 중공 채널 사이가 분리되어 단위셀은 중공사를 형성할 수 있다. 그러나 포팅제에 의해 고정된 부분(A 구역)은 단위셀들이 분리용 기재(30)를 매개로 서로 연결되어 있다.

상기 중공평막　모듈은 복수의 중공평막이 적층되어 형성되며, 복수의 중공 채널은 균일한 간격으로 배열될 수 있다.

도 6(A)(B)는 본 발명의 한 구체예에 따라 포팅제에 의해 고정된 적층된 중공평막이 분리되는 과정을 도시한 것이다. 도 6(A)에 도시된 바와 같이 중공평막(400B)은 적층되어 중공평막 시트 블록(400)을 형성한다. 상기 시트블록(400)은 포팅제(350)에 의해 헤더와 고정된다. 복수의 중공 채널은 균일한 간격으로 배열된다. 단일 중공평막(400B) 복수의 중공채널이 분리용 기재(30)에 의해 구획되어 단위 셀(M) 을 형성하며, 단위 셀(M) 은 분리용 기재(30)를 　매개로 서로 연결되어 있다. 이후 상기 분리용 기재(30)는 제거되며, 분리용 기재(30)를 매개로 연결된 단위 셀(M)은 서로 분리된다. 따라서, 도 6 (B)에 도시된 바와 같이 중공평막(400C)에서 포팅제(350)에 의해 고정되지 않은 나머지 부분은 이웃하는 중공 채널 사이가 분리되기 때문에 단위 셀(M)은 중공사를 형성할 수 있다. 이 경우도 포팅제(350)에 의해 고정된 부분은 단위 셀(M) 사이에 분리용 기재(30)가 남아 있을 수 있다.

도 7 (A)(B)는 본 발명의 다른 구체예에 따라 포팅제에 의해 고정된 적층된 중공평막이 분리되는 과정을 도시한 것이다. 도 7 (A)에서 중공평막(400B)이 적층되어 형성된 　중공평막 시트 블록(400)은 높이(H)가 1.0~50 cm 일 수 있다. 복수의 중공 채널은 균일한 간격으로 배열된다. 분리용 기재(30)가 제거되면 상기 분리용 기재(30)를 매개로 연결된 단위 셀(M)은 서로 분리된다. 도 6 (B)에 도시된 단위 셀(M)이 원통형인 반면, 도 7 (B) 에 도시된 단위 셀(M)은 사각 기둥 형상을 갖는다.

　

도 8은 본 발명의 한 구체예에 따라 중공평막을 제조하는 공정도이다. 본 발명의 중공평막은 도프용액이 공급되는 메인노즐과 메인 노즐 내부에 일정한 간격을 두고 내부응고액이 주입되는 복수의 노즐(320)이 구비된 방사구금을 사용하여 제조할 수 있다. 도프탱크(110) 로부터 메인 노즐을 통해 도프용액이 공급되고, 내부응고액 탱크(220)로부터 내부응고액(120)이 복수의 노즐(320)에 공급된다. 메인노즐의 형태에 따라 도 1과 같은 평판상의 시트 또는 도 2와 같이 마루와 골이 형성된 시트가 제작될 수 있다. 도프용액은 시트 형상의 폴리머 여과재(10)을 형성하고, 내부응고액은 중공 채널을 형성한다.

도 9는 본 발명의 다른 구체예에 따라 중공평막을 제조하는 공정도이다. 　구체예에 따르면, 도프용액이 공급되는 메인노즐과 메인 노즐 내부에 일정한 간격을 두고 내부응고액이 주입되는 복수의 노즐(320) 및 상기 내부응고액이 주입되는 복수의 노즐(320) 사이에 분리용 기재가 토출되는 제3노즐이 구비된 방사구금을 사용하여 제조할 수 있다. 이 경우 도프탱크(110) 로부터 메인 노즐을 통해 도프용액이 공급되고, 내부응고액 탱크(220)로부터 내부응고액(120)이 복수의 노즐(320)에 공급된다. 또한 분리용 기재를 공급하는 제3탱크(230)로부터 분리용 기재가 제3노즐을 통해 토출된다. 이 경우 도 3과 같이 서로 이웃하는 중공 채널 사이가 분리용 기재에 의해 구획되어 단위 셀을 형성하는 중공평막이 제조될 수 있다.

상기 도프용액은 소수성 고분자　및 용매를 포함하고, 종래의 널리 알려진 방법으로 준비할 수 있으며,　필요에 따라 적절한 첨가제를 포함할 수 있다. 　상기 소수성 고분자는 폴리설폰 수지, 폴리에테르설폰 수지, 설폰화 폴리설폰 수지, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 수지, 폴리아크릴로니트릴(PAN) 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 및 폴리에테르이미드 등이 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 이중 바람직하게는 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)의 호모 폴리머 또는 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 공중합체과 같은 불소 함유 고분자이다. 상기 용제로는 NMP, DMF, DMAc, 클로로포름 및 THF 등이 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 도프는 점도가 30℃에서 3,000 cps 내지 60,000 cps의 범위가 되도록 NMP, DMF, DMAc, 클로로포름 및 THF 등이 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 한 구체예에서는 상기 도프 용액은 조액온도는 30℃~100℃, 바람직하게는 40~70℃에서 제조될 수 있다.

상기 내부응고액은 용제, 알코올, 글리콜, 물, 첨가제, 고분자 등을 포함할 수 있으며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 실시할 수 있다.

　

본 발명의 또 다른 관점은 중공평막　모듈의 제조방법에 관한 것이다. 상기와 같이 제작된 중공평막은 적층하여 시트 블록(400)을 제조하고; 그리고 상기 시트 블록을 헤더에 삽입하여 포팅제에 의해 고정된다. 상기 고정은 통상의 포팅공정을 통해 수행될 수 있다.

하나의 구체예에서는 단위 셀(M)간 분리되지 않은 채로 그대로 적용할 수 있다.

다른 구체예에서는 포팅제에 의해 고정되지 않은 부분은 단위 셀(M)간 분리되어 원통형 또는 사각 기둥형의 중공사를 형성하여 사용될 수 있다. 예를 들면 서로 이웃하는 채널 사이가 분리용 기재에 의해 구획되어 단위 셀을 형성하고 상기 단위 셀은 분리용 기재(30)에 의해 연결된 중공평막을 제조한 후, 상기 중공평막을 적층하여 시트 블록(400)을 제조하고; 그리고 상기 시트 블록을 헤더에 삽입하여 포팅제로 고정시킨다. 이후 단위 셀간 연결하는 분리용 기재(30)를 제거하면 단위 셀은 서로 분리되어 중공사를 형성할 수 있다. 상기 분리용 기재는 수용성 고분자가 통상 사용되기 때문에 분리용 기재를 물과 같은 수용성 용매에 접촉시킬 경우 용해되어 제거될 수 있다. 이때 포팅제(350)에 의해 고정된 부분은 수용성 용매가 침투하기 어렵기 때문에 분리용 기재(30)가 그대로 존재하여 시트 형상을 유지하고, 포팅제(350)에 의해 고정되지 않은 부분은 단위 셀간 서로 분리되어 중공사를 형성하게 되는 것이다.

　

본 발명은 도면을 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다.

　

실시예

실시예 1 　

PVDF(상품명 Solef 1015) 16 중량% 와 Polyvinylpyrrolidone (PVP) K30 (BASF제) 8중량%, N-Methyl-2-pyrrolidone (NMP) 76 중량%를 혼합하여 도프용액을 제조하고, Poly(ethylene glycol) (PEG) 200 80중량%와 NMP 20중량%를 혼합하여 내부응고액을 제조한다. 도 8에 도시된 장치를 사용하여 내부응고액 탱크(220)에는 내부응고액, 도프 탱크(110)에 도프용액을 주입하였다. 내부응고액은 복수의 노즐(320)을 통해 토출되고, 도프용액은 메인 노즐을 통해 토출되어 시트형상의 평막을 제조하였다. 제조된 시트 형상의 평막을 40℃의 온수로 된 응고조에서 응고시킨 후, 중공평막을 제작하였다. 상기 중공평막을 복수로 적층하여 중공평막 시트 블록을 제조한 후 제1 및 제2 헤더에 포팅하여 중공사막 모듈을 제작하였다.

　

실시예 2

도 9에 도시된 장치를 사용하여 제3탱크(230)에 분리용 기재(30)로 PVA 를 주입하고 제3노즐을 통해 PVA 를 토출시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 수행하였다. 제조된 중공평막을 복수로 적층하여 중공평막 시트 블록을 제조한 후 제1 및 제2 헤더에 포팅하여 중공사막 모듈을 제작한 다음, 수침하여 PVA 를 제거하였다.

Claims (15)

1. x 방향의 폭, y 방향의 길이 및 z 방향의 두께를 갖는 시트 형상의 폴리머 여과재를 포함하며,
   상기 폴리머 여과재의 x-z 면은 복수의 중공 채널이 형성되고,
   상기 복수의 중공 채널은 y 방향으로 연장되어 관통하며, 서로 간격을 두고 x 방향으로 배열되고, 서로 이웃하는 중공 채널 사이가 분리용 기재에 의해 구획되어 단위 셀을 형성하고,
   상기 단위 셀은 서로 연결되고,
   상기 분리용 기재는 친수성 고분자인 것을 특징으로 하는 중공평막.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 중공평막의 x-y 면은 편평한 평면인 것을 특징으로 하는 중공평막.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 중공평막의 x-y 면은 마루와 골이 형성된 것을 특징으로 하는 중공평막.
   
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5. 제1항에 있어서, 상기 중공평막의 일단은 단위 셀이 서로 연결되어 있으며, 타단은 단위 셀이 서로 분리된 것을 특징으로 하는 중공평막.
   
6. 삭제
7. 제1항에 있어서, 상기 중공 채널은 직경이 0.1~1200 ㎛ 인 중공평막.
   
8. 제1항에 있어서, 상기 중공 채널은 0.01~5 mm 간격으로 배열된 중공평막.
   
9. 제1항에 있어서, 상기 폴리머 여과재는 소수성 고분자를 포함하며, 다공성인 　것을 특징으로 하는 중공평막.
   
10. 제9항에 있어서, 상기 폴리머 여과재는 평균 포어 입경이 0.005 내지 0.06 ㎛인 중공평막.
    
11. 제1헤더; 제2헤더; 및 상기 제1헤더와 제2헤더 사이에 제1항 내지 제3항, 제5항 및 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항의 중공평막이 포팅제에 의해 고정된 중공평막　모듈.
    
12. 제11항에 있어서, 상기 포팅제에 의해 고정된 부분은 폴리머 여과재가 시트 형상을 유지하며,
    상기 포팅제에 의해 고정되지 않은 부분은 이웃하는 중공 채널 사이가 분리되어 중공사를 형성하는 것을 특징으로 하는 중공평막　모듈.
    
13. 제11항에 있어서, 상기 중공평막　모듈은 복수의 중공평막이 적층되어 형성되며, 복수의 중공 채널은 균일한 간격으로 배열된 것을 특징으로 하는 중공평막　모듈.
    
14. 제1항 내지 제3항, 제5항, 및 제7항 내지 제10항중 어느 한 항의 중공평막을 적층하여 시트 블록을 제조하고; 그리고
    상기 시트 블록을 헤더에 삽입하여 포팅제에 의해 고정시키는;
    단계를 포함하는 중공평막　모듈의 제조방법.
    　
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 포팅제에 의해 고정되지 않은 부분은 이웃하는 중공 채널 사이를 분리하는 단계를 더 포함하는 중공평막　모듈의 제조방법.
    　

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