KR101972082B1 - Porous support having complex structure, method for manufacturing the same, and reinforced membrane comprising the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 나노 섬유들이 다수의 기공을 포함하는 부직포 형태로 집적된 제1나노웹, 제2나노웹 및 제3나노웹을 포함하고, 상기 제2나노웹은, 상기 제1나노웹의 일면에 형성되고, 상기 제1나노웹의 기공 보다 평균 지름이 작은 기공을 포함하며, 상기 제3나노웹은, 상기 제2나노웹이 형성된 면의 타면에 형성되고, 상기 제1나노웹의 기공보다 평균 지름이 작은 기공을 포함하는 것인 다공성 지지체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 강화막에 관한 것이다.The present invention relates to a nanocomposite comprising a first nanobeb, a second nanobeb and a third nanobeb, wherein the nanofibers are integrated into a nonwoven fabric comprising a plurality of pores, wherein the second nanobeb is formed on one surface of the first nanobeb Wherein the third nano-web is formed on the other surface of the surface on which the second nano-web is formed, and the average of the pore of the first nano-web is smaller than the pore of the first nano- Porous pores having a small diameter, a method for producing the porous support, and a reinforcing membrane comprising the porous support.

Description

복합 구조를 가지는 다공성 지지체, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 강화막{POROUS SUPPORT HAVING COMPLEX STRUCTURE, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, AND REINFORCED MEMBRANE COMPRISING THE SAME}Technical Field [0001] The present invention relates to a porous support having a composite structure, a method for producing the porous support, and a reinforced membrane including the same. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002]

본 발명은 다공성 지지체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 강화막에 관한 것이다. The present invention relates to a porous support, a method for producing the same, and a reinforcing membrane comprising the porous support.

나노 섬유는 표면적이 넓고 다공성이 우수하기 때문에 정수용 필터, 공기 정화용 필터, 복합재료, 전지용 분리막 등의 다양한 용도로 이용되고 있으며, 특히 자동차용 연료전지에 사용되는 강화 복합막에 유용하게 적용될 수 있다.Since nanofibers have a wide surface area and excellent porosity, they are used in various applications such as water purification filters, air purification filters, composite materials, and separators for batteries. Especially, they can be effectively applied to reinforced composite membranes used in fuel cells for automobiles.

한편, 상기 연료전지는 수소와 산소를 연료로 작동되는 전기화학적 장치로서, 높은 에너지 효율과 오염물 배출이 적은 친환경적인 특징으로 인해 차세대 에너지원으로 각광받고 있다. On the other hand, the fuel cell is an electrochemical device operated with hydrogen and oxygen as a fuel, and is being regarded as a next generation energy source because of its high energy efficiency and environment-friendly characteristics with less pollutant discharge.

이러한 연료전지는 전해질 막의 종류에 따라 알칼리 전해질 연료전지, 직접 산화형 연료전지, 고분자 전해질 막 연료전지(polymer electrolyte membrane fuel cell, PEMFC) 등으로 구분될 수 있는데, 이 중 고분자 전해질 막 연료전지는 수소이온(H+)이 산화극(anode)에서 환원극(cathode)로 넘어가면서 전기를 발생시키는 원리를 적용한 것으로, 상온에서 작동이 가능하며, 다른 연료전지에 비해 활성화되는 시간이 매우 짧다는 장점을 가지고 있다. Such a fuel cell can be classified into an alkali electrolyte fuel cell, a direct oxidation fuel cell, a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC), and the like, depending on the type of the electrolyte membrane. The principle that the ion (H + ) is generated from the anode to the cathode and generates electricity is advantageous in that it can operate at room temperature and the activation time is very short compared to other fuel cells Have.

한편, 상기 고분자 전해질 막 연료전지는 고분자 전해질 막을 사이에 두고 산화극과 환원극이 형성된 막-전극 접합체(membrane electrode assembly, MEA)와 세퍼레이터(바이폴라플레이트(bipolar plate) 라고도 함)를 포함하는 전기 발생부와, 상기 전기 발생부에 연료를 공급하는 연료 공급부, 그리고 산소 또는 공기와 같은 산화제를 상기 전기 발생부에 공급하는 산화제 공급부로 이루어진다.The polymer electrolyte membrane fuel cell includes a membrane electrode assembly (MEA) and a separator (also referred to as a bipolar plate) in which an oxide electrode and a reducing electrode are formed with a polymer electrolyte membrane interposed therebetween. A fuel supply unit for supplying fuel to the electricity generation unit, and an oxidant supply unit for supplying an oxidant such as oxygen or air to the electricity generation unit.

이때, 상기 고분자 전해질 막으로, 종래에는 불소계 수지와 같은 고분자 수지로 이루어진 단일막, 보다 구체적으로는, 퍼플루오로설폰산 수지로 이루어진 단일막이 주로 이용되었다. 그러나, 상기 퍼플루오로설폰산 수지로 상용화된 듀폰사의 나피온 (Nafion™) 수지로 이루어진 단일막은 기계적 강도가 약하여 장시간 사용하면 핀홀(pinhole)이 발생하고, 그로 인해 에너지 전환 효율이 떨어지는 문제가 있다. 또한, 약한 기계적 강도를 보강하기 위해서 나피온 수지로 이루어진 단일막의 두께를 증가시켜 사용하려는 시도가 있지만, 이 경우 저항 손실이 증가되는 문제점이 발생하였고, 고가의 재료를 사용함에 따라 경제성이 떨어지는 문제가 있다. At this time, as the polymer electrolyte membrane, a single membrane made of a polymer resin such as a fluorine resin, more specifically, a single membrane made of a perfluorosulfonic acid resin is mainly used. However, a single membrane made of DuPont Nafion (TM) resin commercially available as the perfluorosulfonic acid resin has a problem in that the mechanical strength is low and pinholes are formed when used for a long time, resulting in a low energy conversion efficiency . In addition, there is an attempt to increase the thickness of a single film made of Nafion resin in order to reinforce the weak mechanical strength. However, in this case, there is a problem that the resistance loss increases, and the problem that the cost is low due to the use of expensive materials have.

따라서, 이러한 문제를 해결하기 위하여, 불소계 수지인 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌 수지에 액체 상태의 불소계 이온전도체를 함침시키는 방법으로 제조된 강화 복합막을 고분자 전해질 막으로 적용하는 기술이 제안된 바 있다. Therefore, in order to solve such a problem, there has been proposed a technique of applying a reinforced composite membrane prepared by impregnating a porous fluorinated ion conductor to a porous polytetrafluoroethylene resin, which is a fluorine resin, as a polymer electrolyte membrane.

그러나, 폴리테트라플루오로에틸렌 수지로서 상용화된 테프론 수지는 접착성이 매우 낮기 때문에 이온전도체 선택이 한정되어 있고, 불소계 이온전도체를 적용한 제품의 경우 탄화수소계에 비해 연료의 크로스오버 현상이 크다는 단점이 있다. 또한, 불소계 이온전도체뿐만 아니라 다공성 테프론 수지도 가격이 고가이기 때문에 대량생산을 위해서는 여전히 가격이 저렴한 새로운 재료에 대한 개발이 요구되고 있다.However, the Teflon resin commercialized as a polytetrafluoroethylene resin has a very low adhesiveness, so ion conductor selection is limited. In the case of a product to which a fluorine-based ion conductor is applied, a crossover phenomenon of a fuel is larger than that of a hydrocarbon system . In addition, since not only fluorine-based ion conductors but also porous teflon resins are expensive, development of new materials that are still inexpensive for mass production is required.

따라서, 가격 경쟁력이 우수하면서도 기계적 강도 및 치수 안정성이 향상된 강화 복합막의 개발이 시급하다. Therefore, it is urgent to develop a reinforced composite membrane having excellent price competitiveness and improved mechanical strength and dimensional stability.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기공의 평균 지름이 상대적으로 큰 제1나노웹의 양면에 상기 제1나노웹에 형성된 기공보다 평균 지름이 작은 기공을 포함하는 제2나노웹 및 제3나노웹이 각각 형성된 다공성 지지체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 강화막을 제공하고자 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite A third nano-web, and a reinforcing membrane comprising the same.

일 측면에서, 본 발명은, 나노 섬유들이 다수의 기공을 포함하는 부직포 형태로 집적된 제1나노웹, 제2나노웹 및 제3나노웹을 포함하고, 상기 제2나노웹은, 상기 제1나노웹의 일면에 형성되고, 상기 제1나노웹의 기공 보다 평균 지름이 작은 기공을 포함하며, 상기 제3나노웹은, 상기 제2나노웹이 형성된 면의 타면에 형성되고, 상기 제1나노웹의 기공보다 평균 지름이 작은 기공을 포함하는 것인 다공성 지지체를 제공한다.In one aspect, the present invention provides a nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposer comprising Wherein the first nano-web is formed on one surface of the nano-web and has pores having an average diameter smaller than that of the first nano-web, the third nano-web being formed on the other surface of the surface on which the second nano- Wherein the porous support comprises pores having a smaller average diameter than pores of the web.

다른 측면에서, 본 발명은, 전기 방사용 조성물을 전기 방사하여 나노 섬유들이 다수의 기공을 포함하는 부직포 형태로 집적된 나노웹을 제조하는 단계를 포함하는 다공성 지지체의 제조방법으로, 상기 나노웹을 제조하는 단계는, 제1챔버를 통해 제1나노웹을 제조하는 단계; 상기 제1나노웹의 일면에 제2챔버를 통해 상기 제1나노웹의 기공 보다 평균 지름이 작은 기공을 포함하는 제2나노웹을 제조하는 단계; 및 상기 제2나노웹이 형성된 타면에 제3챔버를 통해 상기 제1나노웹의 기공 보다 평균 지름이 작은 기공을 포함하는 제3나노웹을 제조하는 단계를 포함하는 것인 다공성 지지체의 제조 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method for producing a porous support comprising electrospinning an electrospinning composition to produce a nanofiber in which nanofibers are integrated into a nonwoven fabric comprising a plurality of pores, The step of making comprises: fabricating a first nanoweb through a first chamber; Preparing a second nano-web including pores having a smaller average diameter than pores of the first nano-web through a second chamber on one surface of the first nano-web; And forming a third nano-web including pores having an average diameter smaller than the pores of the first nano-web through the third chamber on the other surface of the second nano-web. to provide.

또 다른 측면에서, 본 발명은, 본 발명에 따른 다공성 지지체 및 상기 다공성 지지체의 기공을 채우고 있는 이온 교환 폴리머를 포함하는 강화막을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a reinforced membrane comprising a porous support according to the present invention and an ion exchange polymer filling the pores of the porous support.

본 발명에 따른 다공성 지지체는, 기공의 평균 지름이 상대적으로 큰 제1나노웹의 양면에 상기 제1나노웹에 형성된 기공보다 평균 지름이 작은 기공을 포함하는 제2나노웹 및 제3나노웹이 각각 형성되기 때문에, 다공성 지지체의 내부 공극률을 증가시킬 수 있으므로 기공 내에 이온 전도체의 함침량을 증가시킬 수 있고, 이로 인해 다공성 지지체의 치수 안정성을 획기적으로 향상시킬 수 있다. The porous support according to the present invention is characterized in that the second nanoweb and the third nanoweb including pores with an average diameter smaller than the pores formed on the first nanoweb are formed on both surfaces of the first nanoweb having a relatively large average diameter of the pores, The inner porosity of the porous support can be increased, so that the amount of impregnation of the ion conductor in the pores can be increased, which can dramatically improve the dimensional stability of the porous support.

또한, 본 발명의 다공성 지지체는, 상기한 바와 같이 제1나노웹에 포함되는 기공에 비해 제2나노웹 및 제3나노웹에 포함되는 기공의 평균 지름이 작기 때문에, 다공성 지지체의 내부에 비해 표면을 보다 조밀하게 형성시킬 수 있어, 함침량을 증가시키면서도 우수한 기계적 강도를 가질 수 있으므로 매우 유리하다. In addition, since the porous support of the present invention has a smaller average diameter of the pores contained in the second nanoweb and the third nanoweb than the pores included in the first nanoweb, as described above, Can be formed more densely, and it is very advantageous to have an excellent mechanical strength while increasing the amount of impregnation.

먼저, 본 명세서에 사용되는 용어를 정의한다.First, terms used in this specification are defined.

(1) 본 명세서에 기재된 용어 "나노"란 나노 스케일을 의미하며, 1 ㎛ 이하의 크기를 포함한다.(1) The term " nano " as used herein means nanoscale and includes a size of 1 μm or less.

(2) 본 명세서에 기재된 용어 "직경"이란, 섬유의 중심을 지나는 단축의 길이를 의미하고, "길이"란 섬유의 중심을 지나는 장축의 길이를 의미한다.(2) The term " diameter " as used herein means the length of the minor axis passing through the center of the fiber, and " length " means the length of the major axis passing through the center of the fiber.

(3) 본 명세서에서 기공의 평균 지름은 전자주사현미경(Scanning Electron Microscope, JSM6700F, JEOL)을 이용하여 나노웹에 포함된 50개의 기공의 장경을 측정하여 산출한 평균 값을 의미한다.(3) In the present specification, the average diameter of the pores means an average value obtained by measuring the diameters of 50 pores included in the nanoweb by using a scanning electron microscope (JSM6700F, JEOL).

(4) 본 명세서에서 나노 섬유의 평균 직경은 전자주사현미경(Scanning Electron Microscope, JSM6700F, JEOL)을 이용하여 나노웹을 구성하는 나노 섬유 50개의 직경을 측정하여 산출한 평균 값을 의미한다.(4) In the present specification, the average diameter of the nanofibers means an average value obtained by measuring diameters of 50 nanofibers constituting the nanofibers using a scanning electron microscope (JSM6700F, JEOL).

이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art.

본 발명의 발명자들은 기계적 특성 및 치수 안정성이 우수한 다공성 지지체를 제조하기 위해 오랜 연구를 거듭한 결과, 기공의 평균 지름이 상대적으로 큰 제1나노웹의 양면에 상기 제1나노웹의 기공보다 평균 지름이 작은 기공을 포함하는 제2나노웹 및 제3나노웹을 각각 형성시키는 방법으로 다공성 지지체를 제조하는 경우, 다공성 지지체의 내부 공극률을 증가시킴으로써 이온 전도체의 함침량을 증가시킴과 동시에, 다공성 지지체의 표면을 조밀하게 형성하는 방법으로 기계적 강도 역시 우수한 다공성 지지체를 얻을 수 있음을 알아내고 본 발명을 완성하였다. The inventors of the present invention have conducted extensive research to produce a porous support having excellent mechanical properties and dimensional stability. As a result, it has been found that the average diameter of pores of the first nanoweb is larger than that of the first nanoweb, When the porous support is manufactured by forming the second nano-web and the third nano-web including the small pores, the amount of impregnation of the ion conductor is increased by increasing the porosity of the porous support, The present inventors have found that a porous support excellent in mechanical strength can be obtained by a method of densely forming the surface, thereby completing the present invention.

보다 구체적으로, 본 발명에 따른 다공성 지지체는, 나노 섬유들이 다수의 기공을 포함하는 부직포 형태로 집적된 제1나노웹, 제2나노웹 및 제3나노웹을 포함하고, 상기 제2나노웹은, 상기 제1나노웹의 일면에 형성되고, 상기 제1나노웹의 기공 보다 평균 지름이 작은 기공을 포함하며, 상기 제3나노웹은, 상기 제2나노웹이 형성된 면의 타면에 형성되고, 상기 제1나노웹의 기공보다 평균 지름이 작은 기공을 포함하는 것을 특징으로 한다.More specifically, the porous support according to the present invention comprises a first nanobeb, a second nanobeb and a third nanobeb, wherein the nanofibers are integrated in the form of a nonwoven fabric comprising a plurality of pores, And a pore having an average diameter smaller than that of the pores of the first nano-web, wherein the third nano-web is formed on the other surface of the surface on which the second nano-web is formed, And pores having an average diameter smaller than that of the first nanoballs.

이때, 상기 나노 섬유는 우수한 내화학성을 나타내고, 소수성을 가져 고습의 환경에서 수분에 의한 형태 변형 우려가 없는 탄화수소계 고분자를 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 보다 구체적으로, 상기 탄화수소계 고분자로는, 예를 들면, 나일론, 폴리이미드, 폴리아라미드, 폴리에테르이미드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아닐린, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 스티렌 부타디엔 고무, 폴리스티렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐알코올, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리비닐 부틸렌, 폴리우레탄, 폴리벤즈옥사졸, 폴리벤즈이미다졸, 폴리아미드이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 이들의 공중합체, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.At this time, it is preferable that the nanofiber exhibits excellent chemical resistance and is hydrophobic, so that it is not limited to a hydrocarbon-based polymer which is free from the possibility of morphological change due to moisture in a high humidity environment. More specifically, examples of the hydrocarbon-based polymer include nylon, polyimide, polyaramid, polyetherimide, polyacrylonitrile, polyaniline, polyethylene oxide, polyethylene naphthalate, polybutylene terephthalate, styrene butadiene rubber , Polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, polyvinylidene fluoride, polyvinyl butylene, polyurethane, polybenzoxazole, polybenzimidazole, polyamideimide, polyethylene terephthalate, polyethylene, polypropylene A copolymer thereof, and a mixture thereof.

특히, 본 발명에서 상기 나노 섬유는, 다공성 지지체의 내열성, 내화학성 및 형태 안정성을 보다 향상시킬 수 있는 측면에서 폴리이미드 나노 섬유인 것이 보다 바람직하다. In particular, in the present invention, the nanofiber is more preferably a polyimide nanofiber in view of improving heat resistance, chemical resistance, and shape stability of the porous support.

여기서, 상기 폴리이미드 나노 섬유로 이루어진 나노 웹은 유기 용매에 잘 녹는 폴리이미드 전구체로서 폴리아믹산(polyamic acid, PAA)을 이용하여 폴리아믹산 나노웹을 제조한 다음, 후속 공정인 경화 공정에서 이미드화 반응을 통해 제조할 수 있다. 이때, 상기 폴리아믹산 나노웹은 당해 기술 분야에 잘 알려진 방법을 이용하여 제조될 수 있으며, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 폴리아믹산은 디아민(diamine)을 용매에 혼합하고 여기에 디언하이드라이드(dianhydride)를 첨가한 후 이를 전기 방사하여 제조될 수 있다. Here, the nano-web composed of the polyimide nanofiber is prepared by preparing a polyamic acid nanoweb using polyamic acid (PAA) as a polyimide precursor which is well soluble in an organic solvent, . ≪ / RTI > At this time, the polyamic acid nano-web can be manufactured using a method well known in the art, and is not particularly limited. For example, the polyamic acid can be prepared by mixing a diamine in a solvent, adding dianhydride thereto, and electrospinning it.

한편, 상기 디아민은 당해 기술분야에 잘 알려진 것을 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들면, 4,4'-옥시디아닐린(4,4'-oxydianiline, ODA), 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠(1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, RODA), p-페닐렌 디아민(p-phenylene diamine, p-PDA), o-페닐렌 디아민(o-phenylene diamine, o-PDA) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Meanwhile, the diamine can be used without limitation as well known in the art, and examples thereof include 4,4'-oxydianiline (ODA), 1,3-bis (4-amino Benzene, RODA, p-phenylene diamine, p-PDA, o-phenylene diamine, o-PDA, ), And mixtures thereof, but the present invention is not limited thereto.

또한, 상기 디언하이드라이드는 당해 기술분야에 잘 알려진 것을 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들면, 피로멜리트산 무수물(pyromellyrtic dianhydride, PMDA), 3,3',4,4'-벤조페논 테트라카르복실산 이무수물(3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, BTDA), 4,4'-옥시디프탈산무수물(4,4'-oxydiphthalic anhydride, ODPA), 3,4,3',4'-비페닐테트라카르복실산 무수물(3,4,3',4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, BPDA), 및 비스(3,4-카르복시페닐디메틸실란 이무수물(bis(3,4-dicarboxyphenyl)dimethylsilane dianhydride, SiDA) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The dianhydride may be any of those well known in the art without limitation, for example, pyromellitic dianhydride (PMDA), 3,3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid (3,3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, BTDA), 4,4'-oxydiphthalic anhydride (ODPA), 3,4,3' Biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA), bis (3,4-dicarboxyphenyl) dimethylsilane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyldimethylsilane dianhydride) SiDA), and mixtures thereof, but is not limited thereto.

나아가, 상기 폴리아믹산을 용해시키는 용매는 당해 기술분야에 잘 알려진 것을 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들면, m-크레졸, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸아세트아미드(DMAc), 디메틸설폭사이드(DMSO), 아세톤, 디에틸아세테이트, 테트라하이드로퓨란(THF), 클로로포름, γ-부티로락톤 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Further, the solvent for dissolving the polyamic acid may be any of those well-known in the art, and examples thereof include m-cresol, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylformamide (DMF) (DMSO), acetone, diethyl acetate, tetrahydrofuran (THF), chloroform, gamma -butyrolactone, and mixtures thereof may be used in combination with at least one selected from the group consisting of dimethyl acetamide (DMAc), dimethyl sulfoxide But is not limited thereto.

한편, 상기한 바와 같이, 상기 나노 섬유가 폴리이미드인 경우, 상기 폴리이미의 주쇄는 아민기, 카르복실기, 하이드록시기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 치환기를 포함할 수 있다. 상기 폴리이미드는 소수성 폴리머이므로 후술할 다공성 지지체의 포화 함습 도달 시간, 수분율, 위킹 테스트에 의한 젖음성 또는 접촉각 등과 같은 물성을 만족시키기 위해서는 상기와 같은 친수성 치환기를 포함하는 것이 바람직하기 때문이다.Meanwhile, as described above, when the nanofiber is polyimide, the main chain of the polyimide may include at least one substituent selected from the group consisting of an amine group, a carboxyl group, a hydroxyl group, and a combination thereof. Since the polyimide is a hydrophobic polymer, it is preferable that the polyimide includes a hydrophilic substituent as described above in order to satisfy physical properties such as a saturation hindrance time, a water content, a wettability or a contact angle by a wicking test of a porous support described later.

이때, 상기 폴리이미드의 주쇄가 상기 아민기, 카르복실기, 하이드록시기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 치환기를 포함하기 위해서는, 예를 들면, 상기 폴리이미드 또는 폴리아믹산을 제조한 후 상기 폴리이미드 또는 폴리아믹산의 주쇄에 상기 친수성 치환기를 치환시키는 방법으로 제조할 수도 있고, 상기 친수성 치환기를 포함하는 상기 다이민 및/또는 상기 디언하이드라이드를 이용하여 상기 폴리이미드를 제조할 수도 있으며, 상기 디아민과 상기 디언하이드라이드 이외에 상기 히드록시기를 포함하는 공단량체(comonomer)를 함께 중합시켜 제조할 수도 있다. 이때, 상기 하이드록시기를 포함하는 공단량체로는, 예를 들면, 하이드록시기를 포함하는 디아닐린, 하이드록시기를 포함하는 디페닐 우레아, 하이드록시기를 포함하는 디아민 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In this case, in order for the main chain of the polyimide to contain at least one substituent selected from the group consisting of an amine group, a carboxyl group, a hydroxyl group and a combination thereof, for example, after the polyimide or polyamic acid is prepared The hydrophilic substituent may be substituted for the main chain of the polyimide or polyamic acid, or the polyimide may be prepared by using the diamine and / or the dianhydride containing the hydrophilic substituent, The diamine and the dianhydride may be polymerized together with a comonomer containing the hydroxy group. The comonomer containing a hydroxy group may be selected from the group consisting of, for example, dianiline including a hydroxy group, diphenylurea including a hydroxy group, diamine including a hydroxy group, and combinations thereof One or more of them may be used, but the present invention is not limited thereto.

상기한 바와 같이, 폴리이미드의 주쇄가 친수성 치환기를 포함하는 경우, 상기 친수성 치환기는 폴리이미드 전체에 대하여 0.01 내지 0.1 몰%, 바람직하게 0.01 내지 0.08 몰%, 더욱 바람직하게 0.02 내지 0.08 몰%로 포함할 수 있다. 친수성 치환기의 함량이 0.01 몰% 미만인 경우 상기 폴리이미드 주쇄의 친수화기 감소로 친수화가 미비할 수 있고, 0.1 몰%를 초과하는 경우 부반응 생성 및 물리적인 강신도 저하가 문제될 수 있다.As described above, when the main chain of the polyimide includes a hydrophilic substituent, the hydrophilic substituent is contained in an amount of 0.01 to 0.1 mol%, preferably 0.01 to 0.08 mol%, more preferably 0.02 to 0.08 mol% based on the total amount of the polyimide can do. If the content of the hydrophilic substituent is less than 0.01 mol%, hydrophilization may be insufficient due to the reduction of the hydrophilic group of the main chain of the polyimide. If the content exceeds 0.1 mol%, generation of a side reaction and physical strength reduction may be a problem.

한편, 본 발명에서, 상기 제1나노웹, 제2나노웹 및 제3나노웹을 형성하는 상기 나노 섬유가 폴리이미드 등과 같은 소수성 폴리머로 이루어진 경우에는, 후술할 다공성 지지체의 포화 함습 도달 시간, 수분율, 위킹 테스트에 의한 젖음성 또는 접촉각 등의 물성을 원하는 범위로 조절하기 위하여, 본 발명에 따른 다공성 지지체의 표면에 위치한 제2나노웹 또는 제3나노웹의 표면에 플라즈마 처리를 수행하거나, 무기물층을 증착시킬 수 있다. Meanwhile, in the present invention, when the nanofibers forming the first nano-web, the second nano-web and the third nano-web are made of a hydrophobic polymer such as polyimide and the like, the saturated saturation reaching time, moisture content , The wettability due to the wicking test or the contact angle is adjusted to a desired range by performing plasma treatment on the surface of the second nanoweb or the third nanoweb located on the surface of the porous support according to the present invention, Can be deposited.

먼저, 다공성 지지체의 표면을 플라즈마 처리하는 경우 다공성 지지체의 표면에 카르복실기, 하이드록시기, 아민기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 친수성을 갖는 관능기를 치환시킬 수 있으므로 매우 유용하다.
First, when the surface of the porous support is subjected to the plasma treatment, the surface of the porous support can be replaced with a functional group having at least one hydrophilic property selected from the group consisting of a carboxyl group, a hydroxyl group, an amine group, and a combination thereof.

보다 구체적으로, 상기 플라즈마 처리는, 예를 들면, 저온 플라즈마 또는 RF(radio frequency) 플라즈마를 사용하여 다공성 지지체의 일면 또는 양면에 친수성기를 부여할 수 있는 기체를 처리하는 방법으로 수행될 수 있다. 이때, 상기 친수성기를 부여할 수 있는 기체는, 예를 들면, 암모니아 가스, 아르곤 가스, 산소 가스 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 친수성기를 부여할 수 있는 기체의 유량은 10 내지 200sccm일 수 있고, 상기 플라즈마의 파워는 50 내지 200W일 수 있고, 상기 플라즈마 처리 시간은 10초 내지 5분일 수 있다.More specifically, the plasma treatment may be performed by, for example, a method of treating a gas capable of imparting a hydrophilic group to one or both surfaces of the porous support using a low-temperature plasma or a radio frequency (RF) plasma. At this time, the gas capable of imparting the hydrophilic group may be at least one selected from the group consisting of, for example, ammonia gas, argon gas, oxygen gas, and combinations thereof, but is not limited thereto. Also, the flow rate of the gas capable of imparting the hydrophilic group may be 10 to 200 sccm, the power of the plasma may be 50 to 200 W, and the plasma treatment time may be 10 seconds to 5 minutes.

다음으로, 상기 무기물층은, 이로써 한정되는 것은 아니나, 아나타제형 이산화티타늄(TiO2 anatase), 루타일형 이산화티타늄(TiO2 rutile), 브룩카이트형 이산화티타늄(TiO2 brookite), 이산화주석(SnO), 이산화지르코늄(ZrO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화 단일벽 탄소나노뷰브, 산화 다중벽 탄소나노튜브, 산화 그라파이트 옥사이드, 산화그래핀 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 전구체를 화학기상증착(CVD) 또는 스퍼터링을 포함한 물리기상증착(PVD) 방법 등을 이용하여 증착시킬 수 있다. 상기 증착의 조건은, 예를 들면, RF 스퍼터 또는 증착기를 사용하여 표면 에 친수성기를 부여할 수 있는 카겟를 위치시킨후 50 내지 300℃ 온도 분위기에서 1분 내지 60분 처리하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Next, the inorganic layer may include, but is not limited to, anatase-type titanium dioxide (TiO 2 anatase), rutile-type titanium dioxide (TiO 2 rutile), brookite-type titanium dioxide (TiO 2 brookite), tin dioxide , Zirconium dioxide (ZrO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), oxidized single-walled carbon nanotubes, oxidized multi-walled carbon nanotubes, oxidized graphite oxide, oxidized graphene, The above precursors can be deposited using chemical vapor deposition (CVD) or physical vapor deposition (PVD) methods including sputtering. The deposition may be performed by, for example, placing a cartridge capable of imparting a hydrophilic group to the surface by using an RF sputtering or evaporator, and then performing the treatment at a temperature of 50 to 300 ° C for 1 minute to 60 minutes. However, It is not.

한편, 본 발명의 다공성 지지체는 전기 방사에 의해 제조된 상기한 바와 같은 나노 섬유들이 랜덤하게 배열된 나노 섬유의 집합체, 즉 나노웹을 포함한다. 즉, 상기 나노웹은 나노 섬유가 다수의 기공을 포함하는 부직포 형태로 집적된 것으로, 본 발명에서는 편의상 제1나노웹, 제2나노웹 및 제3나노웹으로 나누어 지칭하며, 상기 각 나노웹을 구성하는 물질이나 형성방법 등은 모두 동일하다. On the other hand, the porous support of the present invention includes a collection of nanofibers, i.e., nanoballs, in which nanofibers as described above produced by electrospinning are randomly arranged. That is, the nanofibers are integrated into a nonwoven fabric including a plurality of pores. In the present invention, the nanofibers are divided into a first nanofiber, a second nanofiber, and a third nanofiber for convenience. The constituent materials and formation methods are all the same.

먼저, 제1나노웹은 평균 지름이 5㎛ 내지 6㎛인 기공을 포함하는 것으로 다공성 지지체의 내부에 위치하는 나노웹을 지칭한다. First, the first nano-web includes pores having an average diameter of 5 탆 to 6 탆 and refers to a nano-web located inside the porous support.

다음으로, 상기 제2나노웹은, 상기 제1나노웹의 일면에 형성되고, 상기 제1나노웹의 기공 보다 평균 지름이 작은 기공을 포함하는 것으로, 다공성 지지체의 표면에 위치한 나노웹을 지칭한다. 보다 구체적으로, 상기 제2나노웹 기공의 평균 직경 및 상기 제1나노웹 기공의 평균 직경 비는 1:3 내지 1:10일 수 있고, 1:3 내지 1:8인 것이 바람직하며, 1:3 내지 1:5인 것이 가장 바람직하다. Next, the second nano-web is formed on one surface of the first nano-web and includes pores having an average diameter smaller than pores of the first nano-web, and refers to a nano-web located on the surface of the porous support . More specifically, the average diameter of the second nano web pores and the average diameter ratio of the first nano web pores may be 1: 3 to 1:10, preferably 1: 3 to 1: 8, 3 to 1: 5.

또한, 상기 제3나노웹은, 상기 제2나노웹이 형성된 면의 타면에 형성되고, 상기 제1나노웹의 기공보다 평균 지름이 작은 기공을 포함하는 것으로, 다공성 지지체의 표면에 위치한 나노웹을 지칭한다. 보다 구체적으로, 상기 제3나노웹 기공의 평균 직경 및 상기 제1나노웹 기공의 평균 직경 비는 1:3 내지 1:10일 수 있고, 1:3 내지 1:8인 것이 바람직하며, 1:3 내지 1:5인 것이 가장 바람직하다.The third nano-web may be formed on the other surface of the surface on which the second nano-web is formed. The third nano-web may include pores having an average diameter smaller than that of the first nano- Quot; More specifically, the average diameter of the third nano web pores and the average diameter ratio of the first nano web pores may be from 1: 3 to 1:10, and preferably from 1: 3 to 1: 8, 3 to 1: 5.

한편, 본 발명에서 상기 제2나노웹 및 제3나노웹에 포함되는 기공의 평균 지름은 동일하거나 상이할 수 있으며, 특별히 한정되는 것은 아니다. 보다 구체적으로, 상기 제2나노웹 및/또는 상기 제3나노웹의 평균 기공 크기는 1.5㎛ 이하일 수 있다. In the present invention, the average diameters of pores included in the second nanoweb and the third nanoweb may be the same or different, and are not particularly limited. More specifically, the average pore size of the second nanoweb and / or the third nanoweb may be 1.5 탆 or less.

본 발명에서, 다공성 지지체의 전체 두께는 5㎛ 내지 50㎛일 수 있고, 5㎛ 내지 35㎛인 것이 보다 바람직하며, 5㎛ 내지 20㎛인 것이 가장 바람직하다. 다공성 지지체의 두께가 5㎛ 미만이면 분리막으로 적용시 기계적 강도 및 치수안정성이 현저히 떨어질 수 있고, 50㎛를 초과하면 분리막으로의 적용시 저항손실이 증가하고, 경량화 및 집적화가 떨어지는 문제점이 있기 때문이다. In the present invention, the total thickness of the porous support may be from 5 탆 to 50 탆, more preferably from 5 탆 to 35 탆, and most preferably from 5 탆 to 20 탆. If the thickness of the porous support is less than 5 탆, the mechanical strength and dimensional stability of the separator may be significantly reduced. If the thickness exceeds 50 탆, the resistance loss may increase during application to the separator, .

또한, 상기 제1나노웹과 상기 제2나노웹 또는 상기 제3나노웹의 두께 비는 1:0.2 내지 1 미만의 비율이 바람직하다. 상기 제2나노웹 또는 상기 제3나노웹의 두께비가 0.2 미만인 경우는 다공성 지지체의 물성이 저하될 수 있고, 상기 제2나노웹 또는 상기 제3나노웹의 두께비가 1 이상인 경우는 이온전도체의 함침성이 떨어질 수 있다. 이때, 상기 제2나노웹 또는 상기 제3나노웹의 두께는 실질적으로 동일할 수 있는데, 상기 제2나노웹과 제3나노웹의 두께가 실질적으로 동일하지 않으면 이온 전도체의 함침량이 달라져서 비대칭성의 강화막이 얻어 질 수 있다.The thickness ratio of the first nano-web to the second nano-web or the third nano-web is preferably 1: 0.2 to less than 1. If the thickness ratio of the second nano-web or the third nano-web is less than 0.2, the physical properties of the porous support may be deteriorated. If the thickness ratio of the second nano-web or the third nano- You may lose your sex. At this time, the thickness of the second nanoweb or the third nanoweb may be substantially the same. If the thicknesses of the second nanoweb and the third nanoweb are not substantially equal to each other, the impregnation amount of the ion conductor may be changed to increase the asymmetry A film can be obtained.

본 발명에서 상기한 바와 같이, 제1나노웹, 제2나노웹 및 제3나노웹에 포함되는 기공의 평균 지름은 각 나노웹을 형성하는 나노 섬유의 직경을 달리하거나, 나노 섬유 직경은 동일하면서 나노웹의 적층 밀도를 조절함으로써 제어할 수 있다.As described above in the present invention, the average diameters of the pores included in the first nanoweb, the second nanoweb, and the third nanoweb are different from each other in the case where the diameters of the nanofibers forming the respective nanofibers are different or the diameters of the nanofibers are the same It can be controlled by adjusting the lamination density of the nano-web.

보다 구체적으로, 상기 제1나노웹을 형성하는 나노 섬유의 직경 및 제2나노웹을 형성하는 나노 섬유의 직경의 비는 1:1 내지 10:1일 수 있고, 1:1 내지 5:1인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 제1나노웹을 형성하는 나노 섬유의 직경 및 상기 제3나노웹을 형성하는 나노 섬유의 직경의 비는 10:1 내지 1:1일 수 있고, 5:1 내지 1:1인 것이 보다 바람직하다. More specifically, the ratio of the diameter of the nanofibers forming the first nanobubbles to the diameter of the nanofibers forming the second nanobubbles may be from 1: 1 to 10: 1, and the ratio of 1: 1 to 5: 1 Is more preferable. The ratio of the diameter of the nanofibers forming the first nanobubbles to the diameter of the nanofibers forming the third nanobubbles may be from 10: 1 to 1: 1, more preferably from 5: 1 to 1: 1 More preferable.

상기 나노 섬유의 직경의 비가 10:1 초과일 경우에는 다공성 지지체의 두께 편차가 과다하게 발생할 수 있다. 반면에, 나노 섬유의 직경의 비가 1:1 미만일 경우에는 다공성 지지체의 물성이 저하될 수 있다.If the diameter ratio of the nanofibers is more than 10: 1, the thickness variation of the porous support may be excessive. On the other hand, when the ratio of the diameters of the nanofibers is less than 1: 1, the physical properties of the porous support may deteriorate.

상기 제1나노웹과 제2나노웹 또는 상기 제1나노웹과 제3나노웹의 섬유직경의 비가 1:1인 경우에는 나노웹의 적층 밀도를 달리해야 한다. 이를 위하여 제1나노웹을 제조하는 방사노즐 밀도를 제2나노웹 또는 제3나노웹을 제조하는 방사노즐 밀도보다 절반 이하로 낮춰야 한다. When the ratio of the fiber diameters of the first nanoweb and the second nanoweb or the fiber diameters of the first nanoweb and the third nanoweb is 1: 1, the density of the nanoweb should be different. To this end, the spinning nozzle density for manufacturing the first nanoweb should be reduced to less than half the spinning nozzle density for manufacturing the second nanoweb or the third nanoweb.

보다 구체적으로, 상기 제1나노웹의 적층 밀도는 0.01 내지 0.5 g/cm3일 수 있고, 상기 제1나노웹과 상기 제2나노웹 또는 상기 제3나노웹의 적층 밀도비는 1:1 초과 내지 10일 수 있고, 1:1 초과 5인 것이 보다 바람직하다. More specifically, the density of the first nanoweb may be in the range of 0.01 to 0.5 g / cm < 3 >, and the density ratio of the first nanoweb and the second nanoweb or the third nanoweb may be greater than 1: 1 To 10, more preferably greater than 1: 1 to 5.

한편, 본 발명의 상기 제1나노웹, 제2나노웹 및 제3나노웹은 상기와 같은 나노 섬유로 이루어짐으로써, 50% 이상의 다공도를 가질 수 있다. 이와 같이 50% 이상의 다공도를 가짐에 따라, 다공성 지지체의 비표면적이 커지기 때문에 분리막으로 적용시 전해질의 함침이 용이하고, 그 결과로 전지의 효율을 향상시킬 수 있다. 한편, 상기 제1나노웹, 제2나노웹 및 제3나노웹은 90% 이하의 다공도를 갖는 것이 바람직하다. 만일, 나노웹의 다공도가 90%를 초과할 경우 형태 안정성이 저하됨으로써 후공정이 원활하게 진행되지 않을 수 있다. 상기 다공도는 하기 수학식 1에 따라 다공성 지지체 전체부피 대비 공기부피의 비율에 의하여 계산할 수 있다. 이때, 전체부피는 직사각형 형태의 샘플을 제조하여 가로, 세로, 두께를 측정하여 계산하고, 공기부피는 샘플의 질량을 측정 후 밀도로부터 역산한 고분자 부피를 전체부피에서 빼서 얻을 수 있다.Meanwhile, the first nano-web, the second nano-web, and the third nano-web of the present invention may have a porosity of 50% or more because they are made of the nanofibers described above. Since the porous support has a specific surface area of 50% or more as described above, it is easy to impregnate the electrolyte when applied as a separation membrane, and as a result, the efficiency of the battery can be improved. The first nano-web, the second nano-web, and the third nano-web preferably have a porosity of 90% or less. If the porosity of the nano-web exceeds 90%, the morphology stability may be deteriorated and the post-process may not proceed smoothly. The porosity can be calculated according to the ratio of the volume of air to the total volume of the porous support according to Equation (1). In this case, a rectangular volume sample is prepared and measured by measuring the width, length, and thickness, and the air volume can be obtained by subtracting the volume of the polymer inversely calculated from the density after measuring the mass of the sample from the total volume.

[수학식 1][Equation 1]

다공도(%) = (나노웹 내 공기부피/다공성 지지체의 전체부피)×100Porosity (%) = (air volume in nano web / total volume of porous support) x 100

또한, 본 발명에서 상기 다공성 지지체가 우수한 다공도 및 최적화된 직경을 갖는 나노 섬유와 두께를 가지고, 제조가 용이하며, 전해질 함침 후 우수한 인장 강도를 나타내기 위해서는 상기 다공성 지지체에 포함되는 제1나노웹, 제2나노웹 및 제3나노웹을 구성하는 고분자가 30,000 내지 500,000g/mol의 중량평균 분자량을 갖는 것이 바람직하다. 상기 고분자의 중량평균 분자량이 30,000g/mol 미만일 경우 나노웹의 다공도 및 두께를 용이하게 제어할 수 있으나, 다공도 및 습윤처리 후 인장 강도가 저하될 수 있기 때문이다. 또한, 상기 고분자의 중량평균 분자량이 500,000g/mol을 초과할 경우에는 내열성은 다소 향상될 수 있으나, 제조공정이 원활하게 진행되지 않고 다공도가 저하되는 문제점이 있다. Also, in the present invention, the porous support has a thickness of nanofibers having excellent porosity and optimized diameter, and is easy to manufacture. In order to exhibit excellent tensile strength after electrolyte impregnation, the first nanofiber, The second nanoweb and the third nanoweb preferably have a weight average molecular weight of 30,000 to 500,000 g / mol. When the weight average molecular weight of the polymer is less than 30,000 g / mol, the porosity and thickness of the nanoweb can be easily controlled, but tensile strength after porosity and wet treatment may be lowered. If the weight average molecular weight of the polymer is more than 500,000 g / mol, the heat resistance may be somewhat improved, but the manufacturing process is not smooth and the porosity is lowered.

또한, 상기 제1나노웹, 제2나노웹 및 제3나노웹은 상술한 바와 같은 범위의 중량평균 분자량을 갖고 최적의 경화 조건에서 고분자 전구체가 고분자로 변환됨에 따라, 내열성이 180℃ 이상, 바람직하게는 300℃ 이상일 수 있다. 만일, 상기 나노웹의 내열성이 180℃ 미만일 경우 내열성이 떨어짐에 따라 고온에서 쉽게 변형될 수 있고, 이에 따라 이를 이용하여 제조한 전기화학소자는 성능이 저하될 수 있다. 또한, 상기 나노웹의 내열성이 떨어질 경우 이상 발열에 의해 형태가 변형되어 성능이 저하되고 심할 경우 파열되어 폭발하는 문제가 생길 수 있다.The first nanoweb, the second nanoweb, and the third nanoweb have a weight average molecular weight in the range described above, and the polymer precursor is converted into a polymer under optimal curing conditions, so that the heat resistance is preferably 180 ° C or higher Lt; 0 > C or higher. If the heat resistance of the nano-web is less than 180 ° C, the nano-web may be easily deformed at a high temperature as heat resistance deteriorates, and thus the performance of the electrochemical device manufactured using the nano-web may deteriorate. Also, when the heat resistance of the nano web is deteriorated, the shape of the nano web may be deformed due to abnormal heat generation, and the performance may be deteriorated.

한편, 본 발명의 다공성 지지체는 상온 내지 100℃에서 유기 용매에 불용하여 화학적으로 안정성을 가질 수 있다. 상기 유기 용매는 NMP, DMF, DMAc, DMSO, THF 등의 통상의 유기 용매일 수 있다.On the other hand, the porous support of the present invention is insoluble in an organic solvent at a temperature of from room temperature to 100 ° C, and can be chemically stable. The organic solvent may be an organic solvent such as NMP, DMF, DMAc, DMSO, THF or the like.

또한, 본 발명의 다공성 지지체는 변형율이 10 길이% 이하일 수 있고, 바람직하게 5 길이% 이하일 수 있다. 상기 변형율은 시편 가로 100 mm 세로 100 mm을 200℃에 24시간 상기 나노웹을 방치 하여 방치 전후의 가로, 세로 변형율의 평균으로 측정할 수 있다. 상기 변형율이 10 길이%를 초과하는 경우 지지체의 치수 안정성과 고온 환경하에서 형태 변형이 이루어질 수 있다.In addition, the porous support of the present invention may have a strain rate of 10% or less and preferably 5% or less. The strain rate can be measured as an average of the transverse and longitudinal strains before and after leaving the nano-web at 100 ° C for 100 mm and 200 ° C for 24 hours. If the strain exceeds 10% by length, the dimensional stability of the support and morphological deformation can be achieved under high temperature environment.

한편, 상기 제1나노웹, 제2나노웹 및 제3나노웹이 폴리이미드 나노 섬유로 이루어진 경우 이미드 전환율이 90% 이상일 수 있고, 바람직하게 99% 이상일 수 있다. 상기 이미드 전환율은 상기 나노웹에 대하여 적외선 스펙트럼을 측정하여, 1375㎝-1에서의 이미드 C-N 흡광도 대 1500㎝-1에서의 p-치환된 C-H 흡광도의 비를 계산하여 측정할 수 있다. 상기 이미드 전환율이 90% 미만인 경우 미반응 물질로 인하여 물성 저하와 형태 안정성을 담보 할 수 없다.If the first nano-web, the second nano-web, and the third nano-web are made of polyimide nanofibers, the imide conversion may be 90% or more, preferably 99% or more. The imide conversion rate was measured by the infrared spectrum with respect to the nano web, it can be determined by calculating the ratio of the p- substituted CH absorbance already de CN absorbance versus 1500㎝ -1 in 1375㎝ -1. If the imide conversion is less than 90%, the physical properties and shape stability can not be secured due to unreacted materials.

본 발명의 다공성 지지체는 친수성이 우수하여 포화 함습 도달 시간이 1초 내지 5분일 수 있고, 바람직하게 1초 내지 3분일 수 있고, 보다 바람직하게 1초 내지 60초일 수 있다. 상기 포화 함습 도달 시간은 KS K ISO 9073-6, 텍스타일-부직포 시험방법-제 6부: 흡수 측정 규격중 액체 흡습시간 방법에 의거하여, 물을 25mm 높이에서 낙하시켜 시편이 완전히 젖는 시간을 측정할 수 있다. 포화 함습 도달 시간이 상기 범위 내인 경우 본 발명의 다공성 지지체에 이온 교환 폴리머를 함침시켜 강화막 제조시 상기 이온 교환 폴리머를 상기 다공성 지지체 내의 기공 전체에 걸쳐 균일하게 많은 양을 함침시킬 수 있다. 또한, 상기 다공성 지지체의 친수성이 높아지면 상기 강화막을 연료 전지용 멤브레인으로 사용시 친수화 채널이 더욱 형성되어 이온전도도를 향상시킬 수 있다.The porous support of the present invention is excellent in hydrophilicity and can reach the saturation humidity for 1 second to 5 minutes, preferably 1 second to 3 minutes, and more preferably 1 second to 60 seconds. The saturation humidification arrival time is determined by KS K ISO 9073-6, Textile - Nonwoven Fabric Test Methods - Part 6: Water Absorption Time in Absorption Measurement Standard, . When the saturation humidification time is within the above range, the porous support of the present invention may be impregnated with an ion-exchange polymer to uniformly impregnate the ion-exchange polymer uniformly throughout the entire pores in the porous support during the preparation of the reinforced membrane. Also, when the hydrophilic property of the porous support is increased, a hydrophilic channel is further formed when the reinforced membrane is used as a membrane for a fuel cell, so that ion conductivity can be improved.

또한, 상기 다공성 지지체는 전해질 흡수율이 10 내지 60 중량%일 수 있고, 바람직하게 30 내지 40 중량%일 수 있다. 상기 전해질 흡수율은 KS K ISO 9073-6, 텍스타일-부직포 시험방법-제 6부: 흡수 측정 규격중 액체 흡습시간 방법에 의거하여, 에틸 메틸 카르보네이트와 에틸렌 카르보네이트의 70/30(v/v) 혼합물을 25mm 높이에서 낙하시켜 시편이 완전히 젖는 시간을 측정할 수 있다. 상기 전해질 흡수율이 10 중량% 미만인 경우 전해질 흡수가 떨어져서 전지 성능이 충분히 발현되지 못할 수 있고, 60 중량%를 초과하는 경우 지지체의 물성 저하가 발생할 수 있다.In addition, the porous support may have an electrolyte absorption rate of 10 to 60% by weight, and preferably 30 to 40% by weight. The electrolyte absorptivity was measured according to KS K ISO 9073-6, Textile-Nonwoven Fabric Test Method, Part 6: Absorption Measurement Standard, liquid humidification time method, 70/30 (v / v) ratio of ethyl methyl carbonate and ethylene carbonate, v) The mixture can be dropped at a height of 25 mm to measure the time the specimen is completely wet. If the electrolyte absorptivity is less than 10 wt%, the electrolyte absorption may decrease and the battery performance may not be sufficiently exhibited. If the electrolyte absorptivity is more than 60 wt%, the physical properties of the support may deteriorate.

한편, 상기 다공성 지지체는 수분율(moisture regain)이 3.0% 이상일 수 있고, 바람직하게 3.0 내지 5.0%일 수 있고, 더욱 바람직하게 3.1 내지 5.0%일 수 있다. 상기 수분율은 KS K 0221 텍스타일의 수분 측정 방법: 오븐 밸런스법에 의거하여 시편을 24시간 동안 섬유 실험실 표준상태(KS K 0901)에서 수분 평형에 도달시킨 후 무게(O: 시편의 무게)를 측정하고, 105 내지 110℃에서 1시간 30분 건조시킨 후 무게(D: 건조된 시편의 무게)를 측정하여 하기 수학식 2에 의하여 계산할 수 있다. On the other hand, the porous support may have a moisture regain of 3.0% or more, preferably 3.0 to 5.0%, and more preferably 3.1 to 5.0%. The moisture content was determined by measuring the weight (O: sample weight) after reaching moisture equilibrium in a fiber laboratory standard state (KS K 0901) for 24 hours in accordance with the method of moisture measurement of KS K 0221 textile: oven balance method , And dried at 105 to 110 ° C for 1 hour and 30 minutes, and then the weight (D: weight of the dried sample) is measured.

[수학식 2]&Quot; (2) "

수분율(%) = (O-D)/D×100Moisture content (%) = (O-D) / D x 100

(O: 시편의 무게, D: 건조된 시편의 무게)(O: weight of specimen, D: weight of dried specimen)

또한, 본 발명의 다공성 지지체는 위킹 테스트(wicking test)에 의한 젖음성이 2 내지 15cm일 수 있고, 바람직하게 2.1 내지 15cm일 수 있고, 더욱 바람직하게 3 내지 15cm일 수 있다. 상기 위킹 테스트는 미국 AATCC Test Method 197-2011, 텍스타일의 수직방향 위킹 시험 규격(Vertical Wicking of Textiles)중 선택B(Option B,Measure distance at a given time)에 의거하여, 시편을 침지한 후 30분 후의 위킹 최대 거리를 계측하는 방법에 의하여 측정할 수 있다. 상기 위킹 테스트에 의한 젖음성이 2cm 미만인 경우 연료 전지 작동 환경에서 이온전도체와 지지체가 탈리하는 문제가 발생하거나, 저습 조건에서 작동 시간이 지연되거나, 물리적 형태 안정성이 저하될 수 있고, 15cm를 초과하는 경우 연료 전지 작동 환경에서 이온전도체의 팽윤 가속화에 의하여 내구성이 저하되거나, 이온전도체와 지지체가 탈리될 수 있다.In addition, the porous support of the present invention may have a wettability by wicking test of 2 to 15 cm, preferably 2.1 to 15 cm, and more preferably 3 to 15 cm. The wicking test was conducted according to the AATCC Test Method 197-2011, Vertical Wicking of Textiles (Option B, Measure distance at a given time), 30 minutes after immersing the specimen Can be measured by a method of measuring the maximum wicking distance. If the wettability by the wicking test is less than 2 cm, the ion conductor and the support may be separated from each other in the operating environment of the fuel cell, the operation time may be delayed or the physical form stability may be deteriorated under the low humidity condition, Acceleration of the swelling of the ion conductor in a fuel cell operating environment may result in reduced durability, or the ion conductor and support may desorb.

나아가, 본 발명의 다공성 지지체는 접촉각(contact angle)이 90° 이하일 수 있고, 바람직하게 1 내지 50°일 수 있고, 더욱 바람직하게 5 내지 35°일 수 있다. 상기 접촉각은 30° 및 RH 40%를 유지한 상태에서 증류수를 주사기에 충전하여 상기 다공성 지지체 위에 지름 3mm 크기의 물방울을 떨어 뜨린 후 5분 동안 물방울이 퍼지기를 기다려서, 5분 이후 분리막과 물방울이 이루는 접촉각을 측정할 수 있다. 상기 접촉각이 1° 미만인 경우 나노웹의 습윤성은 우수해지나, 방사 공정상의 첨가제 함량 과다로 품질이 우수한 나노웹 제조가 어려울 수 있고, 90°를 초과하는 경우에는 습윤성이 떨어져서 전기 화학 소자의 분리막으로 사용하는 경우 충분한 성능을 발현하기 어려울 수 있다.Furthermore, the porous support of the present invention may have a contact angle of 90 ° or less, preferably 1 to 50 °, and more preferably 5 to 35 °. The contact angle was maintained at 30 ° and RH 40%. Distilled water was charged into a syringe, water droplets having a diameter of 3 mm were dropped on the porous support, and water droplets were spread for 5 minutes. After 5 minutes, The contact angle can be measured. When the contact angle is less than 1 °, the wettability of the nano web is excellent. However, it may be difficult to manufacture the nano-web having an excessively high quality of the additive in the spinning process. It may be difficult to exhibit sufficient performance when used.

상기한 바와 같은 본 발명의 다공성 지지체는 우수한 생산성을 가지며, 기계적 특성 및 치수 안정성이 우수하기 때문에 기체 또는 액체 필터용 여과재, 방진 마스크용 여과재, 자동차용 벤팅(venting), 휴대폰용 벤팅, 프린터용 벤팅 등과 같은 필터용 소재, 투습 방수포와 같은 고급 의류용 소재, 연료 전지의 고분자 전해질, 이차 전지, 전기 분해 장치 또는 커패시터의 분리막과 같은 전기 화학용 소재, 상처 치료용 드레싱, 인공 혈관용 지지체, 붕대, 화장품용 마스크 등과 같은 의료용 소재 등으로 다양하게 사용될 수 있다. Since the porous support of the present invention as described above has excellent productivity, and is excellent in mechanical properties and dimensional stability, it can be used as a filter medium for gas or liquid filters, a filter medium for dustproof masks, automotive venting, Materials for high-grade clothes such as breathable tarpaulins, electrochemical materials such as polymer electrolytes of fuel cells, secondary batteries, separators of electrolytic devices or capacitors, wound dressings, artificial vascular supports, bandages, And a medical material such as a mask for cosmetics.

다음으로, 본 발명에 따른 다공성 지지체의 제조방법을 설명하기로 한다.Next, a method for producing a porous support according to the present invention will be described.

본 발명의 제조방법은, 전기 방사용 조성물을 전기 방사하여 나노 섬유들이 다수의 기공을 포함하는 부직포 형태로 집적된 나노웹을 제조하는 단계를 포함하는 다공성 지지체의 제조방법으로, 상기 나노웹을 제조하는 단계는, 제2나노웹을 제조하는 단계; 상기 제2나노웹 위에 상기 제2나노웹의 기공 보다 평균 지름이 큰 기공을 포함하는 제1나노웹을 제조하는 단계; 및 상기 제1나노웹 위에 상기 제1나노웹의 기공 보다 평균 지름이 작은 기공을 포함하는 제3나노웹을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The manufacturing method of the present invention includes a step of electrospinning an electrospinning composition to produce a nano-web in which nanofibers are integrated into a nonwoven fabric including a plurality of pores, Comprising the steps of: preparing a second nanoweb; Preparing a first nano-web including pores having an average diameter larger than pores of the second nano-web on the second nano-web; And producing a third nano-web including pores having an average diameter smaller than that of the first nano-web on the first nano-web.

먼저, 전기 방사용 조성물을 전기 방사하여 나노 섬유들이 다수의 기공을 포함하는 부직포 형태로 집적된 나노웹을 제조하는 단계는 당해 기술분야에 잘 알려진 방법으로 수행될 수 있으며, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 나노 섬유가 소수성 폴리머인 폴리이미드로 이루어진 경우 상기 다공성 지지체의 제조 방법은, 디아민 및 디언하이드라이드를 용매에 첨가하여 전기 방사 용액을 제조하는 공정, 상기 제조된 전기 방사 용액을 전기 방사하여 나노 섬유들이 다수의 기공을 포함하는 부직포 형태로 집적된 폴리아믹산 나노웹을 제조하는 공정, 및 상기 폴리아믹산 나노웹을 이미드화시켜 폴리이미드 나노웹을 제조하는 공정으로 수행될 수 있다. First, the step of preparing a nano-web in which nanofibers are integrated into a nonwoven fabric including a plurality of pores by electrospinning an electric discharge composition may be performed by a method well known in the art, and is not particularly limited. For example, in the case where the nanofiber is made of polyimide which is a hydrophobic polymer, the production method of the porous support includes a step of preparing an electrospinning solution by adding a diamine and a dianhydride to a solvent, A process for producing a polyamic acid nanoweb in which nanofibers are integrated in the form of a nonwoven fabric including a plurality of pores, and a process for producing a polyimide nanoweb by imidizing the polyamic acid nanoweb.

본 발명의 제조방법에서, 상기 전기 방사 용액은 상기 나노 섬유를 형성하기 위한 단량체들을 포함하는 것으로서, 상기 나노 섬유를 형성하기 위한 단량체들은 탄화수소계 고분자를 사용하는 것이 바람직하며, 이에 대해서는 전술한 것과 동일하다.In the manufacturing method of the present invention, the electrospinning solution contains monomers for forming the nanofibers, and the monomers for forming the nanofibers are preferably hydrocarbon-based polymers, Do.

이때, 상기 나노 섬유를 형성하기 위한 단량체들은 상기 전기 방사 용액 전체 중량에 대하여 5 내지 20중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 만일, 상기 단량체들의 함량이 5중량% 미만일 경우 방사가 원활하게 진행되지 않기 때문에 섬유 형성이 이루어지지 않거나 균일한 직경을 갖는 섬유를 제조할 수 없고, 반면 상기 단량체들의 함량이 20중량%를 초과할 경우 토출 압력이 급격히 증가함에 따라 방사가 이루어지지 않거나 공정성이 저하될 수 있다.At this time, the monomers for forming the nanofibers are preferably included in an amount of 5 to 20% by weight based on the total weight of the electrospun solution. If the content of the monomers is less than 5% by weight, the fiber can not be formed or fibers having a uniform diameter can not be produced because the spinning does not proceed smoothly, whereas the content of the monomers exceeds 20% by weight If the discharge pressure increases suddenly, the radiation may not be produced or the fairness may deteriorate.

상기 제1나노웹 내지 제3나노웹을 포함하는 다공성 지지체의 제조 방법은 상기 다공성 지지체를 제1챔버 내지 제3챔버로 이송시키면서, 제1챔버에서는 제2나노웹을 형성하고, 제2챔버에서는 제1나노웹을 형성하고, 제3챔버에서는 제3나노웹을 형성할 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 다공성 지지체는 하나의 챔버 내에서 노즐의 크기, 노즐의 밀도 등을 교체하면서 상기 제1나노웹 내지 제3나노웹을 형성할 수도 있다. Wherein the porous support is transferred from the first chamber to the third chamber while forming the second nanoweb in the first chamber and the second nanoweb is formed in the second chamber by transferring the porous support from the first chamber to the third chamber, Forming a first nano-web, and forming a third nano-web in a third chamber. However, the present invention is not limited to this, and the porous support may form the first to third nanowires while replacing the size of the nozzle, the density of the nozzles, etc. in one chamber.

또한, 상기 제1나노웹 내지 상기 제3나노웹의 기공의 평균 지름은 전기 방사된 섬유의 굵기를 변경시킴으로써 조절할 수 있다. 즉, 상기 전기 방사된 섬유의 굵기가 굵으면 상기 기공의 평균 지름 크기가 커지며, 상기 전기 방사된 섬유의 굵기가 얇으면 상기 기공의 평균 지름 크기가 작아진다. 또한, 상기 섬유의 굵기는 전기 방사시 용액의 공급량과 노즐의 형태, 전압, 방사 거리, 용액의 점도 등을 변경시킴으로써 조절할 수 있다.In addition, the average diameter of the pores of the first nanoweb and the third nanoweb can be adjusted by changing the thickness of the electrospun fiber. That is, when the thickness of the electrospun fiber is thick, the average diameter of the pores becomes large, and when the thickness of the electrospun fiber is small, the average diameter of the pores becomes small. In addition, the thickness of the fiber can be controlled by varying the supply amount of the solution during electrospinning, the shape of the nozzle, the voltage, the radial distance, and the viscosity of the solution.

또한, 상기 제1나노웹 내지 제3나노웹의 기공의 평균 지름은 전기 방사된 섬유의 굵기가 동일하여도 나노웹의 적층 밀도를 변경시킴으로써도 조절할 수 있다. 즉, 상기 전기 방사된 섬유의 굵기가 동일하여도 단위 면적당 섬유가 적층되는 수를 줄이면 상기 기공의 평균 지름 크기가 커지며, 상기 전기 방사된 섬유의 굵기가 동일하여도 단위 면적당 섬유가 적층되는 수를 늘리면 상기 기공의 평균 지름 크기가 작아진다. 또한, 상기 섬유의 굵기가 동일하여도 단위 면적당 섬유가 적층되는 수를 조절하기 위해서는 전기 방사시 방사 노즐의 밀도를 변경시킴으로써 조절할 수 있다.Also, the average diameter of the pores of the first to third nano-webs can be adjusted by changing the density of the nano-webs even if the thickness of the electrospun fibers is the same. That is, even if the thickness of the electrospun fiber is the same, if the number of the fibers laminated per unit area is reduced, the average diameter of the pores becomes larger, and even if the thickness of the electrospun fiber is the same, The average diameter size of the pores becomes smaller. In order to control the number of fibers stacked per unit area even if the thickness of the fibers is the same, the density can be adjusted by changing the density of the spinneret during electrospinning.

이하에서는 상기 다공성 지지체를 제1챔버 내지 제3챔버로 이송시키면서 형성하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method of forming the porous support while transferring the porous support from the first chamber to the third chamber will be described in detail.

상기 제1챔버에서 제2나노웹을 제조하는 단계는 전기 방사 조성물을 방사하여 나노웹 전구체를 제조한 다음, 경화하는 방법으로 수행된다. 이때, 방사는, 예를 들면, 전기 방사(electrospinning), 일렉트로-블로운 방사(electro-blown spinning), 원심 방사(centrifugal spinning) 또는 멜트 블로잉(melt blowing) 방사 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The step of preparing the second nanoweb in the first chamber is carried out by spinning the electrospinning composition to prepare a nanobubbel precursor and then curing the nanobeb precursor. The radiation may be, for example, but is not limited to, electrospinning, electro-blown spinning, centrifugal spinning or melt blowing radiation, and the like .

특히, 본 발명의 제조방법에서는, 전기 방사를 이용하는 것이 가장 바람직하고, 상기 전기 방사 방법은, 당해 기술 분야에 잘 알려진 방법으로 수행될 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다. In particular, in the manufacturing method of the present invention, it is most preferable to use electrospinning, and the electrospinning method can be performed by a method well known in the art, and is not particularly limited.

또한, 상기 경화 공정은 상기 나노웹 전구체의 변환율 등을 고려하여 적절히 수행되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 경화 온도는 80 내지 650℃에서 수행될 수 있다. 경화 온도가 80℃ 미만인 경우 변환율이 낮아지고, 그 결과로 나노웹의 내열성 및 내화학성이 저하될 우려가 있으며, 경화 온도가 650℃를 초과하는 경우에는 상기 나노 섬유의 분해로 인하여 나노웹의 물성이 저하될 우려가 있기 때문이다.In addition, it is preferable that the curing process is appropriately performed in consideration of the conversion rate of the nano-web precursor. For example, the curing temperature can be performed at 80 to 650 ° C. When the curing temperature is lower than 80 캜, the conversion rate is lowered. As a result, the heat resistance and chemical resistance of the nano-web may be deteriorated. When the curing temperature is higher than 650 캜, the nano- There is a risk of degradation.

다음으로, 상기 제2챔버에서 상기 제2나노웹 위에 상기 제2나노웹의 기공 보다 평균 지름이 큰 기공을 포함하는 제1나노웹을 제조하고, 상기 제3챔버에서 상기 제1나노웹 위에 상기 제1나노웹의 기공 보다 평균 지름이 작은 기공을 포함하는 제3나노웹을 제조한다. 상기 제1나노웹 및 제3나노웹을 제조하는 단계는 나노웹을 형성하는 나노 섬유의 직경 또는 방사 노즐의 밀도 외에는 전술한 제1나노웹을 제조하는 공정과 동일하게 진행된다.Next, a first nano-web including pores having an average diameter larger than the pores of the second nano-web is formed on the second nano-web in the second chamber, and the first nano- A third nano-web comprising pores having an average diameter smaller than that of the first nano-web is produced. The manufacturing of the first nanoweb and the third nanoweb proceeds in the same manner as the manufacturing of the first nanoweb except for the diameter of the nanofibers or the density of the spinneret.

보다 구체적으로 상기 제1나노웹을 형성하는 나노 섬유의 직경 및 상기 제2나노웹을 형성하는 나노 섬유의 직경의 비는 1:1 내지 10:1, 바람직하게는 1:1 내지 5:1일 수 있다. More specifically, the ratio of the diameter of the nanofibers forming the first nanobubbles to the diameter of the nanofibers forming the second nanobubbles is 1: 1 to 10: 1, preferably 1: 1 to 5: 1 .

또한, 상기 제1나노웹을 형성하는 나노 섬유의 직경 및 상기 제3나노웹을 형성하는 나노 섬유의 직경의 비는 1:1 내지 10:1, 바람직하게는 1:1 내지 5:1일 수 있다. The ratio of the diameter of the nanofibers forming the first nanobubbles to the diameter of the nanofibers forming the third nanobubbles may be 1: 1 to 10: 1, preferably 1: 1 to 5: 1. have.

상기 제1나노웹 제조시 전기 방사용 노즐에 공급하는 전기 방사 용액의 공급량은 0.1 내지 10.0ml/min일 수 있고, 바람직하게 0.5 내지 4.5ml/min일 수 있다. 상기 제1나노웹 제조시 전기 방사용 노즐에 공급하는 전기 방사 용액의 공급량이 0.1ml/min 미만인 경우 방사 제트가 간헐적으로 발생하여 섬유 형성이 어려울 수 있고, 10.0ml/min를 초과하는 경우 방사 제트가 제대로 형성되지 못하고 용액이 방울 형태로 떨어질 수 있다.The supply amount of the electrospinning solution to be supplied to the electric spray nozzle in the first nanoporous web may be 0.1 to 10.0 ml / min, preferably 0.5 to 4.5 ml / min. When the supply amount of the electrospinning solution supplied to the nozzle for electric discharge in the production of the first nano-web is less than 0.1 ml / min, the spinning jet may intermittently occur and fiber formation may be difficult. If the amount is more than 10.0 ml / May not be properly formed and the solution may fall into droplets.

또한, 상기 제2나노웹 또는 상기 제3나노웹 제조시 전기 방사용 노즐에 공급하는 전기 방사 용액의 공급량은 0.1 내지 5.0ml/min일 수 있고, 바람직하게 0.1 내지 2.5ml/min일 수 있다. 상기 제2나노웹 제조시 전기 방사용 노즐에 공급하는 전기 방사 용액의 공급량이 0.1ml/min 미만인 경우 방사 제트가 간헐적으로 발생하여 섬유 형성이 어려울 수 있고, 5.0ml/min를 초과하는 경우 나노웹의 기공크기가 커져서 강화막의 치수안정성이 낮아질 수 있다.In addition, the supply amount of the electrospinning solution supplied to the nozzle for electric discharge in the production of the second nanoweb or the third nanoweb may be 0.1 to 5.0 ml / min, preferably 0.1 to 2.5 ml / min. When the supply amount of the electrospinning solution supplied to the nozzle for electric discharge is less than 0.1 ml / min during the production of the second nanoporous web, the spinning jet may intermittently occur and fiber formation may be difficult. When the amount of the electrospinning solution is more than 5.0 ml / The dimensional stability of the reinforcing film may be lowered.

상기 제1나노웹 제조시 전기 방사용 노즐의 밀도는 0.1 내지 2 개/cm일 수 있고, 바람직하게 0.2 내지 1 개/cm일 수 있다. 상기 제1나노웹 제조시 전기 방사용 노즐의 밀도가 0.1 개/cm 미만인 경우 나노웹 제조의 생산성이 떨어질 수 있고, 2 개/cm를 초과하는 경우 제1나노웹의 적층밀도 조절이 어려울 수 있다.The density of the electric spraying nozzle in manufacturing the first nano-web may be 0.1 to 2 / cm, preferably 0.2 to 1 / cm. When the density of the electric discharge nozzle is less than 0.1 / cm, the productivity of the nanofibers may be decreased. When the density of the nozzles is more than 2 / cm, it may be difficult to control the density of the first nanofibers. .

또한, 상기 제2나노웹 또는 상기 제3나노웹 제조시 전기 방사용 노즐의 밀도는 0.1 내지 6 개/cm일 수 있고, 바람직하게 0.4 내지 4 개/cm일 수 있다. 상기 제2나노웹 제조시 전기 방사용 노즐의 밀도가 0.1 개/cm 미만인 경우 나노웹 제조의 생산성이 떨어질 수 있고, 6 개/cm를 초과하는 경우 각 노즐의 방사용액 방울끼리 결합하거나 노즐 간 정전기력 반발에 의하여 방사가 잘 이루어지지 않을 수 있다.In addition, the density of the electric discharge nozzle in the production of the second nano-web or the third nano-web may be 0.1 to 6 / cm, preferably 0.4 to 4 / cm. If the density of the electric discharge nozzle is less than 0.1 / cm, the productivity of the nanofiber may be deteriorated. If the density of the electric discharge nozzle is more than 6 / cm, the discharge drops of the respective nozzles may be combined with each other, The repulsion may not result in good radiation.

다음으로, 본 발명에 따른 강화막은, 전술한 본 발명의 다공성 지지체, 및 상기 다공성 지지체의 기공을 채우고 있는 이온 교환 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 한다. Next, the reinforcing membrane according to the present invention is characterized by comprising the above-mentioned porous support of the present invention and an ion-exchange polymer filling the pores of the porous support.

이때, 상기 다공성 지지체의 기공 내에 상기 이온 교환 폴리머를 충진시키는 방법으로는, 예를 들면, 함침(impregnation) 또는 in-situ 중합 등에 의해 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. At this time, the ion exchange polymer may be filled in the pores of the porous support by, for example, impregnation or in-situ polymerization, but the present invention is not limited thereto.

보다 구체적으로, 상기 함침은 본 발명의 다공성 지지체를 이온 교환 폴리머를 포함한 용액에 침지시키는 방법으로 수행될 수 있다. 이때, 상기 함침 온도 및 시간은 다양한 요소들의 영향을 받을 수 있다. 예를 들면, 나노웹의 두께, 이온 교환 폴리머의 농도, 용매의 종류, 다공성 지지체에 함침시키고자 하는 이온 교환 폴리머의 농도 등에 의하여 영향을 받을 수 있다. 다만, 상기 함침 공정을 수행하는 온도 범위는 100℃ 이하일 수 있으며, 바람직하게는 상온에서 70℃ 이하일 수 있다. 다만, 상기 함침 온도는 다공성 지지체를 형성하는 나노 섬유의 융점 이상일 수는 없다. More specifically, the impregnation may be performed by immersing the porous support of the present invention in a solution containing an ion exchange polymer. At this time, the impregnation temperature and time may be affected by various factors. For example, the thickness of the nano-web, the concentration of the ion exchange polymer, the type of the solvent, the concentration of the ion exchange polymer to be impregnated in the porous support, and the like can be influenced. However, the temperature range for performing the impregnation process may be 100 ° C or less, preferably 70 ° C or less at normal temperature. However, the impregnation temperature can not be higher than the melting point of the nanofibers forming the porous support.

또한, 상기 in-situ 중합은 이온 교환 폴리머를 형성하는 모노머 또는 저분자량 올리고머를 다공성 지지체에 침지시킨 후, 상기 다공성 지지체 내에서 in-situ 중합시키는 방법으로 수행될 수 있다. In addition, the in-situ polymerization may be carried out by immersing a monomer or low molecular weight oligomer forming an ion-exchange polymer in a porous support, followed by in-situ polymerization in the porous support.

한편, 상기 이온 교환 폴리머는 당해 기술분야에 일반적으로 사용하는 것을 제한 없이 이용할 수 있으며, 예를 들면, 프로톤과 같은 양이온 교환 그룹을 가지는 양이온 교환 폴리머이거나, 또는 하이드록시 이온, 카보네이트 또는 바이카보네이트와 같은 음이온 교환 그룹을 가지는 음이온 교환 폴리머 등을 사용할 수 있다. On the other hand, the ion-exchange polymer may be used without limitation in the art, for example, a cation exchange polymer having a cation exchange group such as proton, or a cation exchange polymer such as a hydroxide ion, a carbonate or a bicarbonate And an anion exchange polymer having an anion exchange group.

상기한 바와 같은 본 발명의 강화막은 전술한 바와 같이 우수한 치수 안정성 및 기계적 강도를 가지기 때문에 연료 전지용 고분자 전해질 막 또는 역삼투 필터용 멤브레인 등으로 다양하게 사용될 수 있다.Since the reinforcing membrane of the present invention as described above has excellent dimensional stability and mechanical strength as described above, it can be used variously as a polymer electrolyte membrane for a fuel cell or a membrane for a reverse osmosis filter.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

[[ 실시예Example : 다공성 지지체의 제조]: Preparation of porous support]

(( 실시예Example 1) One)

(1) 제2나노웹 전구체의 제조(1) Fabrication of the second nanobebe precursor

폴리아믹산을 디메틸포름아마이드 용매에 용해시켜 고형분이 13 중량%이고, 480poise의 방사 용액 5L를 제조하였다. 제조된 방사 용액을 용액 탱크에 이송한 후, 이를 정량 기어펌프를 통해 노즐이 20개로 구성되고 고전압이 46kV로 인가된 제1방사챔버로 공급하여 방사하여 평균 지름이 1.2㎛인 기공을 포함하는 제2나노웹 전구체를 제조하였다. 이때 용액 공급량은 0.9ml/min이었다.Polyamic acid was dissolved in a dimethylformamide solvent to prepare 5 L of a spinning solution having a solid content of 13% by weight and a 480 poise. The prepared spinning solution was transferred to a solution tank, which was supplied through a metering gear pump to a first spinning chamber composed of 20 nozzles and applied with a high voltage of 46 kV, and was radiated to form a spinning solution containing pores having an average diameter of 1.2 탆 2 nano-web precursor. At this time, the solution supply amount was 0.9 ml / min.

(2) 제1나노웹 전구체의 제조(2) Production of first nanobeb precursor

상기 제2나노웹 전구체를 제2방사챔버로 이송시켜 상기 제2나노웹 전구체 위에 제1나노웹 전구체를 이때 용액 공급량은 2.5ml/min로 방사한 것 외에는, 상기 (1)과 동일한 방법으로 평균 지름이 6㎛인 기공을 포함하는 제1나노웹 전구체를 제조하였다. The second nanoparticle precursor was transferred to a second spinning chamber to spin the first nanoparticle precursor onto the second nanoparticle precursor at a rate of 2.5 ml / min. A first nano-web precursor containing pores having a diameter of 6 m was prepared.

(3) 제3나노웹 전구체의 제조(3) Production of the third nanoparticle precursor

상기 제2나노웹 전구체 위에 형성된 제1나노웹 전구체를 제3방사챔버로 이송시켜 상기 제1나노웹 전구체 위에 제3나노웹 전구체를 상기 (1)과 동일한 방법으로 평균 지름이 1.2㎛인 기공을 포함하는 제3나노웹 전구체를 제조하였다. The first nano-web precursor formed on the second nano-web precursor is transferred to a third spinning chamber, and a third nano-web precursor is poured on the first nano-web precursor in the same manner as in (1) To prepare a third nano-web precursor.

(4) 다공성 지지체의 제조(4) Preparation of Porous Support

다음으로, 상기 제3나노웹이 형성된 나노웹 전구체를 롤투롤 방식으로 이송시키면서 420℃의 온도로 유지된 연속 경화로에서 6분 동안 열경화를 실시하여 다공성 지지체를 제조하였다.Next, the nano-web precursor having the third nanobubbles formed thereon was transferred in a roll-to-roll manner, and thermosetting was performed for 6 minutes in a continuous curing furnace maintained at a temperature of 420 ° C to prepare a porous support.

(( 실시예Example 2) 2)

(1) 제2나노웹 전구체의 제조(1) Fabrication of the second nanobebe precursor

폴리아믹산을 디메틸포름아마이드 용매에 용해시켜 고형분이 13 중량%이고, 480poise의 방사 용액 5L를 제조하였다. 제조된 방사 용액을 용액 탱크에 이송한 후, 이를 정량 기어펌프를 통해 노즐이 20개로 구성되고 고전압이 46kV로 인가된 제1방사챔버로 공급하여 방사하여 평균 지름이 1.2㎛인 기공을 포함하는 제2나노웹 전구체를 제조하였다. 이때 용액 공급량은 0.9ml/min이고 방사 노즐 밀도는 0.4개/cm 이었다.Polyamic acid was dissolved in a dimethylformamide solvent to prepare 5 L of a spinning solution having a solid content of 13% by weight and a 480 poise. The prepared spinning solution was transferred to a solution tank, which was supplied through a metering gear pump to a first spinning chamber composed of 20 nozzles and applied with a high voltage of 46 kV, and was radiated to form a spinning solution containing pores having an average diameter of 1.2 탆 2 nano-web precursor. At this time, the solution supply amount was 0.9 ml / min and the spinning nozzle density was 0.4 pieces / cm.

(2) 제1나노웹 전구체의 제조(2) Production of first nanobeb precursor

상기 제2나노웹 전구체를 제2방사챔버로 이송시켜 상기 제2나노웹 전구체 위에 제1나노웹 전구체를 이때 용액 공급량은 0.9ml/min이고 방사 노즐 밀도는 0.2개/cm로 방사한 것 외에는, 상기 (1)과 동일한 방법으로 평균 지름이 5㎛인 기공을 포함하는 제1나노웹 전구체를 제조하였다. The second nanoparticle precursor was transferred to a second spinning chamber to spin the first nanoparticle precursor onto the second nanoparticle precursor at a solution feed rate of 0.9 ml / min and a spinneret nozzle density of 0.2 particles / cm. A first nano-web precursor including pores having an average diameter of 5 탆 was prepared in the same manner as in (1) above.

(3) 제3나노웹 전구체의 제조(3) Production of the third nanoparticle precursor

상기 제2나노웹 전구체 위에 형성된 제1나노웹 전구체를 제3방사챔버로 이송시켜 상기 제1나노웹 전구체 위에 제3나노웹 전구체를 상기 (1)과 동일한 방법으로 평균 지름이 1.2㎛인 기공을 포함하는 제3나노웹 전구체를 제조하였다. The first nano-web precursor formed on the second nano-web precursor is transferred to a third spinning chamber, and a third nano-web precursor is poured on the first nano-web precursor in the same manner as in (1) To prepare a third nano-web precursor.

(4) 다공성 지지체의 제조(4) Preparation of Porous Support

다음으로, 상기 제3나노웹이 형성된 나노웹 전구체를 롤투롤 방식으로 이송시키면서 420℃의 온도로 유지된 연속 경화로에서 6분 동안 열경화를 실시하여 다공성 지지체를 제조하였다.Next, the nano-web precursor having the third nanobubbles formed thereon was transferred in a roll-to-roll manner, and thermosetting was performed for 6 minutes in a continuous curing furnace maintained at a temperature of 420 ° C to prepare a porous support.

(( 실시예Example 3) 3)

(1) 제2나노웹 전구체의 제조(1) Fabrication of the second nanobebe precursor

폴리아믹산을 디메틸포름아마이드 용매에 용해시켜 고형분이 13 중량%이고, 480poise의 방사 용액 5L를 제조하였다. 제조된 방사 용액을 용액 탱크에 이송한 후, 이를 정량 기어펌프를 통해 노즐이 20개로 구성되고 고전압이 46kV로 인가된 제1방사챔버로 공급하여 방사하여 평균 지름이 6㎛인 기공을 포함하는 제2나노웹 전구체를 제조하였다. 이때 용액 공급량은 2.5ml/min이었다.Polyamic acid was dissolved in a dimethylformamide solvent to prepare 5 L of a spinning solution having a solid content of 13% by weight and a 480 poise. The prepared spinning solution was transferred to a solution tank, which was supplied through a metering gear pump to a first spinning chamber having 20 nozzles and a high voltage applied at 46 kV to spin the spinning solution, thereby spinning the spinning solution containing pores having an average diameter of 6 μm 2 nano-web precursor. At this time, the solution supply amount was 2.5 ml / min.

(2) 제1나노웹 전구체의 제조(2) Production of first nanobeb precursor

상기 제2나노웹 전구체를 제2방사챔버로 이송시켜 상기 제2나노웹 전구체 위에 제1나노웹 전구체를 이때 용액 공급량은 0.9ml/min로 방사한 것 외에는, 상기 (1)과 동일한 방법으로 평균 지름이 1.2㎛인 기공을 포함하는 제1나노웹 전구체를 제조하였다. The second nanoparticle precursor was transferred to a second spinning chamber to spin the first nanoparticle precursor onto the second nanoparticle precursor at a rate of 0.9 ml / min. To prepare a first nano-web precursor including pores having a diameter of 1.2 mu m.

(3) 제3나노웹 전구체의 제조(3) Production of the third nanoparticle precursor

상기 제2나노웹 전구체 위에 형성된 제1나노웹 전구체를 제3방사챔버로 이송시켜 상기 제1나노웹 전구체 위에 제3나노웹 전구체를 상기 (1)과 동일한 방법으로 평균 지름이 6㎛인 기공을 포함하는 제3나노웹 전구체를 제조하였다. The first nano-web precursor formed on the second nano-web precursor is transferred to a third spinning chamber, and the third nano-web precursor is poured on the first nano-web precursor in the same manner as in (1) To prepare a third nano-web precursor.

(4) 다공성 지지체의 제조(4) Preparation of Porous Support

다음으로, 상기 제3나노웹이 형성된 나노웹 전구체를 롤투롤 방식으로 이송시키면서 420℃의 온도로 유지된 연속 경화로에서 6분 동안 열경화를 실시하여 다공성 지지체를 제조하였다.Next, the nano-web precursor having the third nanobubbles formed thereon was transferred in a roll-to-roll manner, and thermosetting was performed for 6 minutes in a continuous curing furnace maintained at a temperature of 420 ° C to prepare a porous support.

(( 비교예Comparative Example 1) One)

폴리아믹산을 디메틸포름아마이드 용매에 용해시켜 고형분이 13 중량%이고, 480poise의 방사 용액 5L를 제조하였다. 제조된 방사 용액을 용액 탱크에 이송한 후, 이를 정량 기어펌프를 통해 노즐이 20개로 구성되고 고전압이 46kV로 인가된 제1방사챔버로 공급하여 방사하여 제1나노웹 전구체를 제조하였다. 이때 용액 공급량은 0.9 ml/min 이었다.Polyamic acid was dissolved in a dimethylformamide solvent to prepare 5 L of a spinning solution having a solid content of 13% by weight and a 480 poise. The prepared spinning solution was transferred to a solution tank, which was supplied through a metering gear pump to a first spinning chamber composed of 20 nozzles and applied with a high voltage of 46 kV and spinning to prepare a first nano-web precursor. At this time, the solution supply amount was 0.9 ml / min.

이어서, 상기 폴리아믹산 나노웹을 420℃의 온도로 유지된 연속 경화로에서 6분 동안 열경화를 실시하여 평균 지름이 1.2㎛인 기공을 포함하는 나노웹으로 구성된 다공성 지지체를 제조하였다. Then, the polyamic acid nanoweb was thermally cured in a continuous curing furnace maintained at a temperature of 420 ° C. for 6 minutes to prepare a porous support composed of a nanoweb having pores having an average diameter of 1.2 μm.

(( 비교예Comparative Example 2) 2)

용액 공급량이 2.5ml/min 인 것 이외에는 비교예 1과 동일한 방법으로 평균 지름이 6㎛인 기공을 포함하는 나노웹으로 구성된 다공성 지지체를 제조하였다.
A porous support composed of a nanoweb containing pores with an average diameter of 6 m was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that the solution supply amount was 2.5 ml / min.

[[ 시험예Test Example 1: 다공성 지지체를 포함하는  1: comprising a porous support 강화막의Reinforced membrane 치수 안정성 및 기계적 강도, 신도 측정] Dimensional stability and mechanical strength, elongation measurement]

상기 실시예 1, 2, 3 및 비교예 1, 2에서 제조된 다공성 지지체에 5 중량%의 나피온 용액을 지지체의 단위면적(cm2)당 0.05 g을 함침시킨 다음, 60℃ 진공건조 오븐에서 4시간 이상 건조하여 이온 교환 강화막을 제조하였다. 이온 교환 강화막의 내부에 전하를 띤 작용기(function group)가 물 속에 있을 때 막의 팽윤(swelling)이 생긴다. 이러한 이온 교환 강화막의 치수안정성은 젖은 막의 부피(Vwet)와 마른 막의 부피(Vdry)를 측정하여 부피 변화를 통하여 비교 평가하였다. 이때, 젖은 막은 상온에서 24시간 초순수에 침지한 다음에 부피를 측정하였다.The porous support prepared in Examples 1, 2 and 3 and Comparative Examples 1 and 2 was impregnated with 0.05% by weight of a 5% by weight Nafion solution per unit area (cm 2 ) of the support, and then dried in a 60 ° C vacuum drying oven And dried for 4 hours or more to prepare an ion exchange enhanced membrane. Swelling of the membrane occurs when a charged group of functional groups in the ion exchange enhanced membrane is in the water. The dimensional stability of these ion exchange membranes was evaluated by comparing the volume of wet film (V wet ) and the volume of dry film (V dry ). At this time, the wet film was immersed in ultrapure water for 24 hours at room temperature, and then its volume was measured.

[수학식 3]&Quot; (3) "

치수 안정성 (%) = 100 - (((Vwet - Vdry)/Vwet) x 100)Dimensional stability (%) = 100 - ((V wet - V dry ) / V wet ) x 100)

(Vwet: 젖은 막의 부피, Vdry: 마른 막의 부피)(V wet : wet film volume, V dry : dry film volume)

또한, 상기 다공성 지지체를 포함하는 상기 강화막의 기계적 강도와 신도는 KS K ISO 9073-3:2009에 의거하여 평가하였다.In addition, the mechanical strength and elongation of the reinforcing membrane including the porous support were evaluated according to KS K ISO 9073-3: 2009.

평균 기공 크기(㎛)
(제2/제1/제3나노웹)
Average pore size (占 퐉)
(Second / first / third nano web)
강화막
치수안정성(%)
Reinforced membrane
Dimensional stability (%)
강화막
강도(MPa)
Reinforced membrane
Strength (MPa)
강화막
신도(%)
Reinforced membrane
Shinto (%)
실시예1Example 1 1.2/6/1.21.2 / 6 / 1.2 90.690.6 4747 1414 실시예2Example 2 1.2/5/1.21.2 / 5 / 1.2 87.387.3 4545 1313 실시예3Example 3 6/1.2/66 / 1.2 / 6 73.473.4 3636 1313 비교예1Comparative Example 1 1.2/1.2/1.21.2 / 1.2 / 1.2 70.170.1 2626 1515 비교예2Comparative Example 2 6/6/66/6/6 59.559.5 2727 1212

상기 표 1을 참조하면, 실시예에 따라 제조된 다공성 지지체를 포함하는 강화막은 치수 안정성이 높고 다공성 지지체 내부까지 함침이 조밀하게 잘 이루어져서 기계적 강도도 우수함을 알 수 있다. 이에 반해 비교예 1 및 2에 따라 제조된 다공성 지지체는 치수 안정성이 떨어지고 강화막의 강도도 낮은 문제점이 있는 것을 알 수 있다.
Referring to Table 1, it can be seen that the reinforced membrane including the porous support manufactured according to the embodiment has high dimensional stability and is well impregnated even down to the inside of the porous support, thereby providing excellent mechanical strength. On the contrary, the porous support prepared according to Comparative Examples 1 and 2 has poor dimensional stability and low strength of the reinforced membrane.

이상에서 본 명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but various modifications and changes may be made without departing from the scope of the invention. To those of ordinary skill in the art.

Claims (15)

나노 섬유들이 다수의 기공을 포함하는 부직포 형태로 집적된 제1나노웹, 제2나노웹 및 제3나노웹을 포함하고,
상기 제2나노웹은, 상기 제1나노웹의 일면에 형성되고, 상기 제1나노웹의 기공 보다 평균 지름이 작은 기공을 포함하며,
상기 제3나노웹은, 상기 제2나노웹이 형성된 면의 타면에 형성되고, 상기 제1나노웹의 기공보다 평균 지름이 작은 기공을 포함하는 다공성 지지체; 그리고
상기 다공성 지지체의 상기 제1나노웹, 제2나노웹 및 제3나노웹의 기공을 채우고 있는 이온 교환 폴리머;를 포함하며,
상기 제1나노웹은 평균 지름이 5㎛ 내지 6㎛인 기공을 포함하고,
상기 제2나노웹 기공의 평균 직경 및 상기 제3나노웹 기공의 평균 직경과 상기 제1나노웹 기공의 평균 직경 비는 1:3 내지 1:10인 것인 연료 전지용 강화막.
Wherein the nanofibers comprise a first nanoweb, a second nanoweb, and a third nanoweb integrated into a nonwoven fabric comprising a plurality of pores,
Wherein the second nano-web is formed on one surface of the first nano-web and includes pores having an average diameter smaller than pores of the first nano-web,
Wherein the third nano-web is formed on the other surface of the surface on which the second nano-web is formed, the porous support including pores having an average diameter smaller than that of the first nano-web; And
And an ion exchange polymer that fills the pores of the first nanoweb, the second nanoweb, and the third nanoweb of the porous support,
Wherein the first nanoweb comprises pores having an average diameter of 5 to 6 m,
Wherein the average diameter of the second nano-web pores, the average diameter of the third nano-web pores, and the average diameter ratio of the first nano-web pores are 1: 3 to 1:10.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1나노웹의 두께와 상기 제2나노웹 또는 상기 제3나노웹의 두께 비가 1:0.2 내지 1 미만인 연료 전지용 강화막.
The method according to claim 1,
Wherein the ratio of the thickness of the first nano-web to the thickness of the second nano-web or the third nano-web is less than 1: 0.2 to 1.
제1항에 있어서,
상기 제1나노웹을 형성하는 나노 섬유의 직경 및 제2나노웹을 형성하는 나노 섬유의 직경의 비는 1:1 내지 10:1인 연료 전지용 강화막.
The method according to claim 1,
Wherein the ratio of the diameter of the nanofibers forming the first nanobubbles to the diameter of the nanofibers forming the second nanobubbles is 1: 1 to 10: 1.
제1항에 있어서,
상기 제1나노웹을 형성하는 나노 섬유의 직경 및 상기 제3나노웹을 형성하는 나노 섬유의 직경의 비는 1:1 내지 10:1인 연료 전지용 강화막.
The method according to claim 1,
Wherein the ratio of the diameter of the nanofibers forming the first nanobubbles to the diameter of the nanofibers forming the third nanobubbles is 1: 1 to 10: 1.
제1항에 있어서,
상기 제1나노웹의 적층 밀도는 0.01 내지 0.5 g/cm3이고, 상기 제1나노웹과 상기 제2나노웹 또는 상기 제3나노웹의 적층 밀도비는 1:1 초과 내지 10인 연료 전지용 강화막.
The method according to claim 1,
Wherein the density of the first nanoweb is 0.01 to 0.5 g / cm < 3 >, and the density ratio of the first nanoweb and the second nanoweb or the third nanoweb is greater than 1: 1 to 10 membrane.
제1항에 있어서,
상기 나노 섬유는 폴리이미드 나노 섬유인 연료 전지용 강화막.
The method according to claim 1,
Wherein the nanofiber is a polyimide nanofiber.
제8항에 있어서,
상기 폴리이미드의 주쇄는 아민기, 카르복실기, 하이드록시기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 치환기를 포함하는 것인 연료 전지용 강화막.
9. The method of claim 8,
Wherein the main chain of the polyimide includes at least one substituent selected from the group consisting of an amine group, a carboxyl group, a hydroxyl group, and a combination thereof.
전기 방사용 조성물을 전기 방사하여 나노 섬유들이 다수의 기공을 포함하는 부직포 형태로 집적된 제1나노웹, 제2나노웹 및 제3나노웹을 포함하는 다공성 지지체를 제조하는 단계; 그리고
상기 제1나노웹, 제2나노웹 및 제3나노웹의 기공에 이온 교환 폴리머를 채우는 단계;를 포함하며,
상기 다공성 지지체를 제조하는 단계는,
제2나노웹을 제조하는 단계;
상기 제2나노웹 위에 상기 제2나노웹의 기공 보다 평균 지름이 큰 기공을 포함하는 제1나노웹을 제조하는 단계; 및
상기 제1나노웹 위에 상기 제1나노웹의 기공 보다 평균 지름이 작은 기공을 포함하는 제3나노웹을 제조하는 단계를 포함하고,
상기 제1나노웹은 평균 지름이 5㎛ 내지 6㎛인 기공을 포함하고,
상기 제2나노웹 기공의 평균 직경 및 상기 제3나노웹 기공의 평균 직경과 상기 제1나노웹 기공의 평균 직경 비는 1:3 내지 1:10인 것인 연료 전지용 강화막의 제조 방법.
Preparing a porous support comprising a first nano-web, a second nano-web and a third nano-web, wherein the nanofibers are integrated in a non-woven form including a plurality of pores; And
Filling the pores of the first nano web, the second nano web, and the third nano web with an ion exchange polymer,
Wherein the step of preparing the porous support comprises:
Producing a second nanoweb;
Preparing a first nano-web including pores having an average diameter larger than pores of the second nano-web on the second nano-web; And
Preparing a third nano-web including pores having an average diameter smaller than the pores of the first nano-web on the first nano-web,
Wherein the first nanoweb comprises pores having an average diameter of 5 to 6 m,
Wherein the average diameter of the second nano web pores, the average diameter of the third nano web pores, and the average diameter ratio of the first nano web pores are 1: 3 to 1:10.
제10항에 있어서,
상기 제1나노웹을 형성하는 나노 섬유의 직경 및 상기 제2나노웹을 형성하는 나노 섬유의 직경의 비는 1:1 내지 10:1인 연료 전지용 강화막의 제조 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the ratio of the diameter of the nanofibers forming the first nanobubbles to the diameter of the nanofibers forming the second nanobubbles is 1: 1 to 10: 1.
제10항에 있어서,
상기 제1나노웹을 형성하는 나노 섬유의 직경 및 상기 제3나노웹을 형성하는 나노 섬유의 직경의 비는 1:1 내지 10:1인 연료 전지용 강화막의 제조 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the ratio of the diameter of the nanofibers forming the first nanobubbles to the diameter of the nanofibers forming the third nanobubbles is 1: 1 to 10: 1.
제10항에 있어서,
상기 제1나노웹 제조시 전기 방사용 노즐에 공급하는 전기 방사 용액의 공급량은 0.1 내지 10.0ml/min이고,
상기 제2나노웹 또는 상기 제3나노웹 제조시 전기 방사용 노즐에 공급하는 전기 방사 용액의 공급량은 0.1 내지 5.0ml/min인 연료 전지용 강화막의 제조 방법.
11. The method of claim 10,
The supply amount of the electrospinning solution to be supplied to the nozzle for electric discharge in the production of the first nano-web is 0.1 to 10.0 ml / min,
Wherein the supplying amount of the electrospinning solution to be supplied to the nozzle for electric discharge in the production of the second nano-web or the third nano-web is 0.1 to 5.0 ml / min.
제10항에 있어서,
상기 제1나노웹 제조시 전기 방사용 노즐의 밀도는 0.1 내지 2 개/cm이고,
상기 제2나노웹 또는 상기 제3나노웹 제조시 전기 방사용 노즐의 밀도는 0.1 내지 6 개/cm인 연료 전지용 강화막의 제조 방법.
11. The method of claim 10,
The density of the electric spraying nozzle in manufacturing the first nano-web is 0.1 to 2 / cm,
Wherein the densities of the electric discharge nozzles in the production of the second nano-web or the third nano-web are 0.1 to 6 / cm.
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