KR102109454B1 - Filter media, method for manufacturing thereof and Filter unit comprising the same - Google Patents

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Abstract

필터여재가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 필터여재는 다공성의 제1지지체; 상기 제1지지체의 상부 및 하부 각각에 적층되고, 직경에 대한 표준편차가 300㎚ 이하인 복수 개의 나노섬유로 형성된 나노섬유웹; 및 상기 제1지지체와 나노섬유웹 사이에 개재되는 다공성의 제2지지체;를 포함하여 구현된다. 이에 의하면, 필터여재는 균일한 직경을 갖는 섬유들로 구현됨에 따라서 소정의 공경을 갖도록 제조가 용이한 동시에 공경의 균일성이 우수하며, 이로 인하여 여과효율이 우수하고, 특정의 대상을 선택적으로 분리하기에 보다 적합하다. 또한, 역세척 시 균일한 압력으로 역세정이 가능하며, 이로 인하여 높은 세정력을 얻을 수 있다. 나아가, 우수한 수투과도를 가지며, 기계적 강도가 우수해 수처리 운전 중 필터여재의 형상, 구조 변형, 손상이 최소화되고 유로가 원활히 확보되어 높은 유량을 가질 수 있다. 더불어, 역세척시 가해지는 높은 압력에도 필터여재의 뛰어난 내구성으로 인해 연장된 사용주기를 가질 수 있어서 각종 수처리 분야에서 다양하게 응용될 수 있다.Filter media is provided. The filter medium according to an embodiment of the present invention includes a porous first support; A nanofiber web formed of a plurality of nanofibers stacked on each of the upper and lower portions of the first support, and having a standard deviation for diameter of 300 nm or less; And a porous second support interposed between the first support and the nanofiber web. According to this, since the filter medium is made of fibers having a uniform diameter, it is easy to manufacture to have a predetermined pore diameter, and at the same time, the uniformity of the pore diameter is excellent, thereby filtration efficiency is excellent, and specific objects are selectively separated. It is more suitable for the following. In addition, it is possible to backwash with a uniform pressure when backwashing, thereby obtaining a high cleaning power. Furthermore, it has excellent water permeability and excellent mechanical strength, so that the shape, structure deformation, and damage of the filter medium during water treatment operation are minimized and the flow path is smoothly secured to have a high flow rate. In addition, due to the excellent durability of the filter medium even at high pressure applied during backwashing, it can have an extended use cycle, and thus can be applied in various fields in various water treatment fields.

Description

필터여재, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 필터유닛{Filter media, method for manufacturing thereof and Filter unit comprising the same}Filter media, its manufacturing method and filter unit comprising the same {Filter media, method for manufacturing thereof and Filter unit comprising the same}

본 발명은 필터여재에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 필터여재, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 필터유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a filter medium, and more particularly, to a filter medium, a manufacturing method thereof and a filter unit including the same.

분리막은 기공크기에 따라 정밀 여과막(MF), 한외 여과막(UF), 나노분리막(NF) 또는 역삼투막(RO)으로 분류될 수 있다. The separation membrane may be classified into a microfiltration membrane (MF), an ultrafiltration membrane (UF), a nano separation membrane (NF), or a reverse osmosis membrane (RO) according to the pore size.

상기 예시되는 분리막들은 용도, 기공의 크기 차이점을 가지고 있지만, 공통적으로 섬유로부터 형성된 여과매체 또는 다공성 고분자 여과매체이거나 이들이 복합화된 막의 형태를 가진다는 공통점이 있다.The separators exemplified above have differences in use and pore size, but they have in common that they are filter media formed from fibers or porous polymer filter media, or they have a composite membrane shape.

상기 다공성 고분자 여과매체는 고분자 막 또는 고분자 중공사 내부에 형성되는 기공을 조액에 포함된 별도의 기공형성제를 통해서 상기 기공형성제를 소결시키거나 외부응고액에 용해시키는 등의 방법을 통해 형성시키는 것이 일반적이다. 이에 반하여 상기 섬유로부터 형성된 여과매체는 제조된 단섬유를 축적시킨 후 열/압력 등을 가하여 제조되거나 방사와 동시에 열/압력 등을 가하여 제조되는 것이 일반적이다.The porous polymer filtration medium is formed through a method such as sintering the pore-forming agent through a separate pore-forming agent included in the crude liquid or dissolving it in an external coagulating solution through pores formed inside the polymer membrane or the polymer hollow fiber. It is common. On the other hand, the filter medium formed from the fibers is generally produced by accumulating the produced short fibers and then applying heat / pressure or the like, or by simultaneously applying heat / pressure or the like during spinning.

상기 섬유로부터 형성된 여과매체의 대표적인 예가 부직포인데, 통상적으로 부직포의 기공은 단섬유의 직경, 매체의 평량 등으로 조절된다. 그러나 일반적인 부직포에 포함되는 단섬유의 직경은 마이크로 단위임에 따라 섬유의 직경, 평량을 조절하는 것만으로는 미세하고 균일한 기공구조를 가지는 분리막 구현에 한계가 있었고, 이에 따라 통상의 부직포 만으로는 정밀여과막 정도의 분리막만 구현가능하고 그 보다 미세한 입자를 여과시기 위한 한외여과막, 나노분리막과 같은 분리막은 구현되기 어려웠다.A typical example of a filter medium formed from the fibers is a non-woven fabric, and the pores of the non-woven fabric are usually adjusted to the diameter of the short fibers and the basis weight of the media. However, since the diameter of the short fibers included in the general nonwoven fabric is a micro unit, there is a limitation in realizing a separation membrane having a fine and uniform pore structure by only adjusting the fiber diameter and basis weight. Only a separation membrane of the degree can be implemented, and it is difficult to implement a separation membrane such as an ultrafiltration membrane or a nano-separation membrane for filtering finer particles.

이를 해결하기 위해 고안된 방법이 섬유의 직경이 나노단위인 극세섬유를 통해 제조된 분리막이다. 다만, 직경이 나노단위인 극세섬유는 일반적인 습식방사와 같은 섬유방사공정으로는 단 1회의 방사만으로 제조되기 어렵고, 해도사 등으로 방사된 후 해성분을 별도로 용출시켜 극세섬유인 도성분을 수득해야 하는 번거로움, 비용상승, 생산시간의 연장 문제가 있다. 이에 따라 최근에는 전기방사를 통해 직경이 나노단위인 섬유를 직접 방사하여 섬유로부터 형성된 여과매체를 많이 제조하고 있는 추세에 있다.A method designed to solve this is a separation membrane manufactured through ultra-fine fibers having a nano-diameter fiber. However, microfibers having a nano-unit diameter are difficult to be produced by only one spinning in a fiber spinning process such as wet wet spinning, and after spinning with sea-island yarn, the sea component is separately eluted to obtain the ultrafine fiber island component. There is a hassle to do, an increase in cost, and an extension of production time. Accordingly, in recent years, there is a tendency to manufacture a lot of filter media formed from fibers by directly spinning fibers having a diameter of nanometers through electrospinning.

한편, 나노섬유는 전기방사 시 각종 조건들에 따라서 제조되는 섬유의 직경이 변경될 수 있는데, 목적하는 섬유의 직경을 정해 각종 조건들을 조절하는 경우에도 공정상 나노섬유들이 균일한 직경을 갖도록 방사시키기 매우 어려운 문제가 있다. 그러나 균일하지 않은 직경을 갖는 나노섬유들이 집적되어 형성된 나노웹은 그 내부에 포함된 기공들의 직경 역시 균일하지 않을 수 있고, 비교적 큰 직경의 나노섬유들로 형성된 기공의 직경은 크고, 작은 직경의 나노섬유들로 형성된 기공의 직경은 작게 형성되는 등 나노웹에 구비되는 기공의 공경분포도가 매우 넓게 분산되어 구현되고, 나노웹의 공경을 조절하는 것이 용이하지 않은 문제가 있다.On the other hand, the diameter of the nanofibers may be changed according to various conditions during electrospinning. Spinning the nanofibers to have a uniform diameter in the process even when controlling the various conditions by determining the desired fiber diameter. There is a very difficult problem. However, the nanoweb formed by integrating nanofibers having a non-uniform diameter may also have a non-uniform diameter of pores contained therein, and the pores formed of nanofibers having a relatively large diameter have large and small diameter nano The pores formed of fibers are formed to be small, such that pores provided in the nanoweb are widely distributed and implemented, and it is not easy to control the pore size of the nanoweb.

만일 기공의 공경분포가 넓게 분산되어 구현된 나노웹을 수처리 여재로써 이용할 경우 특정한 입경을 갖는 물질들의 선택적 분리능이 저하될 우려가 있고, 역세정 시 세정력이 감소할 수 있어서 이를 해결한 필터여재에 대한 개발이 시급한 실정이다.If the nano web implemented by widely distributing the pore size distribution is used as a water treatment medium, there is a possibility that selective separation of materials having a specific particle size may decrease, and the cleaning power may be reduced during backwashing. Development is urgent.

등록특허공보 제10-0871440호Registered Patent Publication No. 10-0871440

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 여과효율이 우수하고, 특히 특정의 대상을 선택적으로 분리하기에 보다 적합한 필터여재 및 이의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been devised in view of the above points, and has an object of providing a filter medium and a method of manufacturing the filter medium more suitable for selectively separating a specific object.

또한, 본 발명은 수처리 공정에 적용 시에 역세척이 가능한 필터여재 및 이의 제조방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.In addition, the present invention has another object to provide a filter medium capable of backwashing when applied to a water treatment process and a method for manufacturing the same.

나아가, 본 발명은 상기와 같은 필터여재를 통하여 수처리 분야에서 다양하게 응용될 수 있는 평판형 필터유닛 및 필터모듈을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.Furthermore, another object of the present invention is to provide a flat filter unit and a filter module that can be variously applied in the field of water treatment through the filter media as described above.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 다공성의 제1지지체; 상기 제1지지체의 상부 및 하부 각각에 적층되고, 직경에 대한 표준편차가 300㎚ 이하인 복수 개의 나노섬유로 형성된 나노섬유웹; 및 상기 제1지지체와 나노섬유웹 사이에 개재되는 다공성의 제2지지체;를 포함하는 필터여재를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is a porous first support; A nanofiber web formed of a plurality of nanofibers stacked on each of the upper and lower portions of the first support, and having a standard deviation for diameter of 300 nm or less; And a porous second support interposed between the first support and the nanofiber web.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 나노섬유웹에 구비된 복수 개의 나노섬유는 직경에 대한 표준편차가 200㎚ 이하일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a plurality of nanofibers provided in the nanofiber web may have a standard deviation of diameter of 200 nm or less.

또한, 상기 나노섬유의 섬유 평균직경은 0.05 ~ 1㎛일 수 있다.In addition, the average fiber diameter of the nanofibers may be 0.05 ~ 1㎛.

또한, 상기 나노섬유웹의 평균공경은 100 ~ 1000㎚일 수 있다.In addition, the average pore size of the nanofiber web may be 100 ~ 1000㎚.

또한, 상기 나노섬유웹의 전체 기공부피 중 평균공경±10% 이내의 공경을 갖는 기공들의 부피가 60% 이상일 수 있다.In addition, the volume of the pores having an average pore diameter within ± 10% of the total pore volume of the nanofiber web may be 60% or more.

또한, 상기 나노섬유웹의 전체 기공부피 중 평균공경±5% 이내의 공경을 갖는 기공들의 부피가 45% 이상일 수 있다.In addition, the volume of the pores having an average pore diameter within ± 5% of the total pore volume of the nanofiber web may be 45% or more.

또한, 상기 나노섬유웹은 기공도가 60 ~ 90%, 평량이 0.05 ~ 20 g/㎡ 및 두께가 0.5 ~ 200㎛일 수 있다.In addition, the nanofiber web may have a porosity of 60 to 90%, a basis weight of 0.05 to 20 g / m 2 and a thickness of 0.5 to 200 μm.

또한, 상기 제1지지체 및 제2지지체는 각각 독립적으로 부직포, 직물 및 편물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.In addition, the first support and the second support may each independently be any one or more selected from the group consisting of non-woven fabric, fabric and knitted fabric.

또한, 상기 제1지지체는 평량이 250 ~ 800g/㎡일 수 있고, 두께가 2 ~ 8㎜일 수 있으며, 상기 제2지지체는 평량이 35 ~ 80 g/㎡일 수 있고, 두께가 150 ~ 250㎛일 수 있다.In addition, the first support may have a basis weight of 250 to 800 g / m 2, the thickness may be 2 to 8 mm, and the second support may have a basis weight of 35 to 80 g / m 2 and a thickness of 150 to 250 Μm.

또한, 상기 제2지지체는, 지지성분 및 저융점 성분을 포함하여 상기 저융점 성분의 적어도 일부가 외부면에 노출되도록 배치된 제2복합섬유를 구비할 수 있고, 상기 제2복합섬유의 저융점 성분이 나노섬유웹에 융착될 수 있다.In addition, the second support may include a second composite fiber disposed to expose at least a portion of the low-melting component, including a supporting component and a low-melting component, to the outer surface, and the low-melting point of the second composite fiber The component can be fused to the nanofiber web.

또한, 상기 제1지지체는 지지성분 및 저융점 성분을 포함하여 상기 저융점 성분의 적어도 일부가 외부면에 노출되도록 배치된 제1복합섬유를 구비할 수 있고, 상기 제1복합섬유의 저융점 성분 및 제2복합섬유의 저융점 성분 간 융착으로 제1지지체 및 제2지지체가 접합될 수 있다.In addition, the first support may include a first composite fiber disposed to expose at least a portion of the low melting point component, including a support component and a low melting point component, to the outer surface, and the low melting point component of the first composite fiber And the first support and the second support may be joined by fusion between the low-melting component of the second composite fiber.

또한, 상기 제1지지체의 섬유 평균직경은 5 ~ 50㎛일 수 있고, 상기 제2지지체의 섬유 평균직경은 5 ~ 30㎛일 수 있다.Further, the average fiber diameter of the first support body may be 5 to 50 μm, and the average fiber diameter of the second support body may be 5 to 30 μm.

또한, 본 발명은, (1) 방사노즐의 외주에 인접해서 상기 방사노즐의 방사방향과 동일방향으로 공기를 가하면서 상기 방사노즐로 섬유형성성분을 포함하는 방사용액을 제2지지체의 일면에 토출하여, 제2지지체의 일면에 형성된 나노섬유웹을 포함하는 적층체를 제조하는 단계; 및 (2) 제1지지체의 상부면 및 하부면 각각에 제2지지체가 접하도록 상기 적층체를 배치시켜 합지시키는 단계;를 포함하고, 상기 나노섬유웹은 직경에 대한 표준편차가 300㎚ 이하인 나노섬유들로 형성되는 필터여재 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention, (1) while discharging the spinning solution containing the fiber-forming component to the spinning nozzle while applying air in the same direction as the spinning direction of the spinning nozzle adjacent to the outer periphery of the spinning nozzle on one surface of the second support By doing so, manufacturing a laminate comprising a nanofiber web formed on one surface of the second support; And (2) placing and stacking the stacked body so that a second support is in contact with each of the upper and lower surfaces of the first support; wherein the nanofiber web has a standard deviation of diameter of 300 nm or less. It provides a method for manufacturing a filter medium formed of fibers.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 (1) 단계는 제2지지체의 일면에 나노섬유를 전기방사 후 열 및 압력 중 어느 하나 이상을 가하여 나노섬유웹 및 제2지지체를 합지시켜서 적층체를 제조할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the step (1) is to produce a laminate by laminating the nanofiber web and the second supporter by applying any one or more of heat and pressure after electrospinning nanofibers on one surface of the second supporter. can do.

또한, 본 발명은 상술한 필터여재; 및 필터여재에서 여과된 여과액이 외부로 유출되도록 하는 유로를 구비하고, 상기 필터여재의 테두리를 지지하는 지지프레임;을 포함하는 평판형 필터유닛을 제공한다.In addition, the present invention is the filter medium described above; It provides a flat filter unit comprising; and a support frame for supporting the rim of the filter medium; and a flow path for allowing the filtrate filtered from the filter medium to flow out.

본 발명에 의하면, 필터여재는 균일한 직경을 갖는 섬유들로 구현됨에 따라서 소정의 공경을 갖도록 제조가 용이한 동시에 공경의 균일성이 우수하며, 이로 인하여 여과효율이 우수하고, 특정의 대상을 선택적으로 분리하기에 보다 적합하다. According to the present invention, as the filter media is realized with fibers having a uniform diameter, it is easy to manufacture to have a predetermined pore size, and at the same time, the uniformity of the pore size is excellent, thereby filtration efficiency is excellent, and a specific object is selectively selected. It is more suitable for separation.

또한, 역세척 시 균일한 압력으로 역세정이 가능하며, 이로 인하여 높은 세정력을 얻을 수 있다. 나아가, 우수한 수투과도를 가지며, 기계적 강도가 우수해 수처리 운전 중 필터여재의 형상, 구조 변형, 손상이 최소화되고 유로가 원활히 확보되어 높은 유량을 가질 수 있다.In addition, it is possible to backwash with a uniform pressure when backwashing, thereby obtaining a high cleaning power. Furthermore, it has excellent water permeability and excellent mechanical strength, so that the shape, structure deformation, and damage of the filter medium during water treatment operation are minimized and the flow path is smoothly secured to have a high flow rate.

더불어, 역세척시 가해지는 높은 압력에도 필터여재의 뛰어난 내구성으로 인해 연장된 사용주기를 가질 수 있어서 각종 수처리 분야에서 다양하게 응용될 수 있다.In addition, due to the excellent durability of the filter medium even at high pressure applied during backwashing, it can have an extended use cycle, and thus can be applied in various fields in various water treatment fields.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 필터여재의 단면도,
도 2는 역세척 공정으로 필터여재 내부에서 층분리가 된 후 세척액이 필터여재의 내부에 갇혀 부풀어 오른 필터여재의 사진,
도 3은 본 발명이 일실시예에 따른 필터여재를 합지시키는 모식도로써, 나노섬유웹과 제2지지체를 합지시키는 것을 나타낸 도면,
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 포함되는 나노섬유웹에 대한 도면으로써, 도 4a는 나노섬유웹의 표면 전자현미경 사진이고, 도 4b는 나노섬유웹의 단면 전자현미경 사진,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 포함되는 일면에 나노섬유웹을 구비하는 제2지지체의 단면 전자현미경 사진, 그리고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 평판형 필터유닛의 도면으로써, 도 6a는 필터유닛의 사시도, 도 6b는 도 6a의 X-X' 경계선의 단면도를 기준으로 한 여과흐름을 나타낸 모식도이다.
1 is a cross-sectional view of a filter medium according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 is a backwashing process after the separation of the layers inside the filter media, the washing liquid is trapped inside the filter media, the photo of the filter media swollen,
FIG. 3 is a schematic view of the present invention for laminating a filter medium according to an embodiment, showing that the nanofiber web and the second support are laminated;
4A to 4B are views of a nanofiber web included in an embodiment of the present invention, FIG. 4A is a surface electron micrograph of the nanofiber web, and FIG. 4B is a cross-section electron micrograph of the nanofiber web,
5 is a cross-sectional electron micrograph of a second support having a nanofiber web on one side included in one embodiment of the present invention, and
Figure 6 is a view of a flat filter unit according to an embodiment of the present invention, Figure 6a is a perspective view of the filter unit, Figure 6b is a schematic diagram showing the filtration flow based on the cross-sectional view of the XX 'of Figure 6a.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily practice. The present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts not related to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and the same reference numerals are added to the same or similar elements throughout the specification.

도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 필터여재(1000)는 다공성의 제1지지체(130); 상기 제1지지체(130)의 상부 및 하부에 각각 적층되고, 복수 개의 나노섬유(111a)로 형성된 나노섬유웹(111,112); 및 상기 제1지지체(130)와 나노섬유웹(111,112) 사이에 개재되는 다공성의 제2지지체(121,122);를 포함하여 구현된다.As shown in Figure 1, the filter medium 1000 according to an embodiment of the present invention is a porous first support 130; Nanofiber webs 111 and 112 which are respectively stacked on the upper and lower portions of the first support 130 and formed of a plurality of nanofibers 111a; And a porous second support (121, 122) interposed between the first support (130) and the nanofibrous web (111, 112).

상기 나노섬유웹(111,112)은 피처리수의 여과를 담당하며, 복수 개의 나노섬유(111a)가 랜덤하게 3차원적으로 적층되어 형성된 3차원 네트워크 구조일 수 있다(도 4a 및 도 4b 참조).The nanofiber webs 111 and 112 are responsible for filtration of the water to be treated, and may be a three-dimensional network structure formed by stacking a plurality of nanofibers 111a randomly in three dimensions (see FIGS. 4A and 4B).

상기 나노섬유웹(111,112)을 형성하는 복수 개의 나노섬유(111a)는 직경에 대한 표준편차가 300㎚ 이하이고, 바람직하게는 200㎚ 이하일 수 있다. 이를 통해 나노섬유들로 형성된 기공의 공경분포가 매우 균일해질 수 있으며, 선택적 제거능과 역세척 효율이 향상되는 이점이 있다. 만일 상기 복수 개의 나노섬유의 직경에 대한 표준편차가 300㎚를 초과하면 나노섬유들로 둘러싸여 형성되는 기공의 직경이 균일하지 못함에 따라서 불균일한 공경으로 선택적 제거능이 저하되고, 역세척 효율이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.The plurality of nanofibers 111a forming the nanofiber webs 111 and 112 has a standard deviation of diameter of 300 nm or less, and preferably 200 nm or less. Through this, the pore size distribution of the pores formed of nanofibers can be very uniform, and there is an advantage in that the selective removal ability and the backwashing efficiency are improved. If the standard deviation of the diameter of the plurality of nanofibers exceeds 300 nm, the pores formed by the nanofibers are not uniform in diameter, and thus the selective removal ability decreases and the backwashing efficiency decreases due to the non-uniform pore size. There may be problems.

또한, 상기 나노섬유웹(111,112)을 형성하는 복수 개의 나노섬유(111a)의 섬유 평균직경은 0.05 ~ 1㎛, 바람직하게는 섬유 평균직경이 0.1 ~ 0.9㎛일 수 있다. 만일 상기 나노섬유의 섬유 평균직경이 0.05㎛ 미만이면 유량이 감소할 수 있고, 도 2에 도시된 것과 같이 차압증가로 인하여 분리막의 배부름 현상이 발생함에 따라 원활한 역세척이 어려울 수 있으며, 분리막으로써 기능이 현저히 저하 또는 완전 상실할 수 있다. 1㎛를 초과하면 후술하는 제2지지체와의 접합력이 저하될 수 있고, 여과효율이 저하될 수 있다.In addition, the average fiber diameter of the plurality of nanofibers 111a forming the nanofiber webs 111 and 112 may be 0.05 to 1 μm, preferably the average fiber diameter of 0.1 to 0.9 μm. If the average fiber diameter of the nanofibers is less than 0.05 µm, the flow rate may decrease, and smooth backwashing may be difficult as a separation phenomenon of the separation membrane due to an increase in differential pressure, as shown in FIG. 2. The function may be significantly reduced or completely lost. If it exceeds 1 μm, the bonding force with the second support member, which will be described later, may decrease, and filtration efficiency may decrease.

또한, 상기 나노섬유웹(111,112)의 평균공경은 100 ~ 1000㎚일 수 있고, 바람직하게는 100 ~ 800㎚일 수 있으며, 보다 바람직하게는 100 ~ 500㎚일 수 있다. 만일 상기 나노섬유웹의 평균공경이 100㎚ 미만이면 이를 구현하기 위한 나노섬유의 직경 또한 매우 작아져야 하는데, 방사기술상 평균공경 100㎚ 미만의 기공을 갖도록 웹을 형성하기가 매우 어렵고, 차압증가로 인하여 원활한 역세척이 어려울 수 있다. 또한, 만일 상기 나노섬유웹의 평균공경이 1000㎚를 초과하면 이를 구현하기 위한 나노섬유의 직경이 커져야 하는데, 직경이 커진 섬유들을 랜덤하게 3차원으로 쌓아서 기공을 형성할 경우 기공의 공경분포를 매우 좁게 구현하기 어렵고, 넓은 공경분포를 갖는 웹이 형성되기 쉬움에 따라서 본 발명이 목적하는 물성을 달성하기 어려우며, 이에 따라 여과효율 및 역세척 내구성이 저하될 수 있다.In addition, the average pore size of the nanofiber webs 111 and 112 may be 100 to 1000 nm, preferably 100 to 800 nm, and more preferably 100 to 500 nm. If the average pore size of the nanofiber web is less than 100 nm, the diameter of the nanofibers for realizing it must also be very small. It is very difficult to form a web having pores of less than 100 nm average pore size due to radiation technology, and due to an increase in differential pressure Smooth backwashing can be difficult. In addition, if the average pore diameter of the nanofiber web exceeds 1000 nm, the diameter of the nanofibers for realizing it must be increased. When the pores are formed by stacking the fibers in three dimensions at random, the pore diameter distribution is very high. It is difficult to implement narrowly, and it is difficult to achieve the desired physical properties of the present invention, as a web having a wide pore distribution is easy to form, and thus, filtration efficiency and backwash durability may be deteriorated.

한편, 상기 나노섬유웹(111,112)은 직경이 매우 균일한 복수 개의 나노섬유(111a)로 형성된에 따라서 상기 평균공경 범위 중 소정의 평균공경을 갖는 나노섬유웹의 전체 기공부피 중 평균공경±10% 이내의 공경을 갖는 기공들의 부피가 60% 이상일 수 있고, 바람직하게는 70% 이상일 수 있으며, 보다 바람직하게는 나노섬유웹의 전체 기공부피 중 평균공경±5% 이내의 공경을 갖는 기공들의 부피가 45% 이상일 수 있고, 더욱 바람직하게는 50%이상일 수 있다. 이를 통해 타겟물질에 대한 선택적 분리능과 역세척 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 이때, 나노섬유웹의 전체 기공부피 중 평균공경±10% 이내의 공경을 갖는 기공들의 부피가 크다는 것은 나노섬유웹에 포함된 기공들의 공경이 평균공경에 가깝도록 균일함을 의미한다. 여기서 상기 기공부피는 캐필러리 플로우 포러미터(Capillary Flow porometer)를 통해 측정된 부피이다.On the other hand, the nanofiber webs 111 and 112 are formed of a plurality of nanofibers 111a having very uniform diameters. The average pore size ± 10% of the total pore volume of the nanofiber web having a predetermined average pore size in the average pore size range The volume of the pores having the pore size can be 60% or more, preferably 70% or more, and more preferably, the volume of pores having an average pore diameter within ± 5% of the total pore volume of the nanofiber web It may be 45% or more, and more preferably 50% or more. Through this, it is possible to further improve the selective resolution and backwashing efficiency for the target material. At this time, a large volume of pores having an average pore diameter within ± 10% of the total pore volume of the nanofibrous web means that the pores of the nanofiber web are uniform so that the pores are close to the average pore diameter. Here, the pore volume is a volume measured through a capillary flow porometer.

또한, 상술한 나노섬유웹(111,112)은 두께가 0.5 ~ 200㎛로 형성될 수 있고, 바람직하게는 두께가 1 ~ 150㎛로 형성될 수 있으며, 일예로 20㎛일 수 있다. 만일, 상기 나노섬유웹(111,112)의 두께가 0.5㎛ 미만이면 여과효율 및/또는 역세척 내구성이 저하될 수 있고, 두께가 200㎛를 초과하면 차압 증가로 인한 원활한 역세척이 어려울 수 있다.In addition, the above-described nanofiber webs 111 and 112 may have a thickness of 0.5 to 200 μm, preferably a thickness of 1 to 150 μm, and may be, for example, 20 μm. If the thickness of the nanofiber webs 111 and 112 is less than 0.5 μm, filtration efficiency and / or durability of backwashing may be deteriorated, and when the thickness exceeds 200 μm, smooth backwashing due to an increase in differential pressure may be difficult.

그리고, 상기 나노섬유웹(111,112)은 평량이 0.05 ~ 20 g/㎡일 수 있고, 바람직하게는 평량이 5 ~ 15g/㎡일 수 있으며, 일예로 10g/㎡일 수 있다. 만일, 나노섬유웹의 평량이 0.05g/㎡ 미만이면 여과효율이 저하될 수 있고, 제2지지체와의 접합력이 감소함에 따라 역세척 내구성이 저하될 수 있으며, 평량이 20g/㎡를 초과하면 목적하는 수준의 유량을 확보하기 어려울 수 있고, 차압이 증가하여 원활한 역세척이 어려울 수 있다.In addition, the nanofiber webs 111 and 112 may have a basis weight of 0.05 to 20 g / m 2, preferably a basis weight of 5 to 15 g / m 2, and for example, 10 g / m 2. If the basis weight of the nanofiber web is less than 0.05 g / m 2, the filtration efficiency may decrease, and the backwash durability may decrease as the bonding strength with the second support decreases, and if the basis weight exceeds 20 g / m 2 It may be difficult to secure a flow rate of the above level, and smooth backwashing may be difficult due to increased differential pressure.

또한, 상기 나노섬유웹(111,112)의 기공도는 40 ~ 90%이고, 보다 바람직하게는 60 ~ 90%일 수 있다.Further, the porosity of the nanofiber webs 111 and 112 is 40 to 90%, and more preferably 60 to 90%.

상기 나노섬유웹을 형성하는 나노섬유(111a)는 공지된 섬유형성성분으로 형성된 것일 수 있다. 다만 바람직하게는 우수한 내화학성 및 내열성을 발현하기 위해 불소계 화합물을 섬유형성성분으로 포함할 수 있고, 이를 통해 피처리수가 강산/강염기의 용액이거나 온도가 높은 용액일지라도 필터여재의 물성 변화 없이 목적하는 수준으로 여과효율/유량을 확보 및 오랜 사용주기를 가질 수 있는 이점이 있다. 상기 불소계 화합물은 나노섬유로 제조될 수 있는 공지된 불소계 화합물의 경우 제한 없이 사용될 수 있으며, 일예로, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)계, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체(PFA)계, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP)계, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체(EPE)계, 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체(ETFE)계, 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE)계, 클로로트리플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체(ECTFE)계 및 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)계로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 제조 단가가 낮고 전기방사를 통하여 나노섬유의 대량생산이 용이하며, 기계적 강도 및 내화학성이 우수한 측면에서 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)일 수 있다. 이때, 상기 나노섬유가 섬유형성성분으로 PVDF를 포함할 경우 상기 PVDF의 중량평균분자량은 10,000 ~ 1,000,000일 수 있고, 바람직하게는 300,000 ~ 600,000일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. The nanofibers 111a forming the nanofiber web may be formed of known fiber-forming components. However, preferably, a fluorine-based compound may be included as a fiber-forming component in order to express excellent chemical resistance and heat resistance. Through this, even if the water to be treated is a strong acid / strong base solution or a high temperature solution, the desired level without changing the properties of the filter medium As a result, it has the advantage of securing filtration efficiency / flow rate and having a long use cycle. The fluorine-based compound may be used without limitation in the case of a known fluorine-based compound that can be made of nanofibers, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE) -based, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer ( PFA) system, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP) system, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (EPE) system, tetrafluoroethylene-ethylene copolymer Contains any one or more compounds selected from the group consisting of coalescence (ETFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), chlorotrifluoroethylene-ethylene copolymer (ECTFE) and polyvinylidenefluoride (PVDF) It can be, more preferably, the manufacturing cost is low, mass production of nanofibers is easy through electrospinning, and mechanical strength and chemical resistance are excellent. In one aspect may be a polyvinylidene fluoride (PVDF). At this time, when the nanofibers include PVDF as a fiber-forming component, the weight average molecular weight of the PVDF may be 10,000 to 1,000,000, and preferably 300,000 to 600,000, but is not limited thereto.

한편, 상기 나노섬유웹(111,112)을 형성하는 나노섬유는 친수성을 높이기 위해 개질된 것일 수 있고, 일예로, 친수성 코팅층이 나노섬유의 외부면 적어도 일부에 더 구비될 수 있다. 만일 나노섬유가 상술한 것과 같이 불소계 화합물을 포함할 경우 상기 불소계 화합물은 소수성이 매우 강해 피여과액이 친수성 용액일 경우 유량이 좋지 못할 수 있다. 이를 위해 상기 소수성의 나노섬유 표면에 친수성 코팅층을 더 구비시킬 수 있으며, 상기 친수성 코팅층은 공지된 것일 수 있고, 일예로 히드록시기를 구비하는 친수성고분자를 포함하여 형성되거나 상기 친수성고분자가 가교제를 통해 가교되어 형성될 수 있다. 일예로, 상기 친수성고분자는 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol,PVA), 에틸렌비닐알코올(Ethylenevinyl alcohol,EVOH), 알긴산 나트륨(Sodium alginate) 등의 단독 또는 혼합 형태일 수 있으며, 가장 바람직하게는 폴리비닐알코올(PVA)일 수 있다. 또한, 상기 가교제는 상기 친수성고분자가 구비하는 히드록시기와 축합반응 등을 통하여 가교될 수 있는 관능기를 구비한 공지된 가교제의 경우 제한 없이 사용할 수 있다. 일예로, 상기 관능기는 히드록시기, 카르복시기 등일 수 있다. Meanwhile, the nanofibers forming the nanofiber webs 111 and 112 may be modified to increase hydrophilicity, and for example, a hydrophilic coating layer may be further provided on at least a portion of the outer surface of the nanofibers. If the nanofibers contain a fluorine-based compound as described above, the fluorine-based compound is very hydrophobic and thus the flow rate may not be good when the filtrate is a hydrophilic solution. To this end, a hydrophilic coating layer may be further provided on the surface of the hydrophobic nanofiber, and the hydrophilic coating layer may be known, for example, formed by including a hydrophilic polymer having a hydroxyl group, or the hydrophilic polymer is crosslinked through a crosslinking agent. Can be formed. As an example, the hydrophilic polymer may be a single or mixed form of polyvinyl alcohol (PVA), ethylene vinyl alcohol (EVOH), sodium alginate, and most preferably polyvinyl alcohol. (PVA). In addition, the crosslinking agent can be used without limitation in the case of a known crosslinking agent having a functional group that can be crosslinked through a condensation reaction with a hydroxyl group of the hydrophilic polymer. In one example, the functional group may be a hydroxy group, a carboxy group, or the like.

상기 친수화코팅층은 보다 향상된 물성의 발현을 위하여 폴리비닐알코올(PVA) 및 카르복시기를 포함하는 가교제가 가교되어 형성될 수 있다. 상기 폴리비닐알코올은 중합도가 500 ~ 2000이고, 검화도가 85 ~ 90%인 것일 수 있다. 폴리비닐알코올의 중합도가 과도하게 낮을 경우 친수성 코팅층의 형성이 원활히 되지 않거나 형성되더라도 쉽게 벗겨질 수 있고, 친수도를 목적하는 수준까지 향상시키지 못할 수 있다. 또한, 중합도가 너무 클 경우 친수성코팅층의 형성이 과도할 수 있으며 이에 따라서 나노섬유웹의 기공구조가 변경되거나 기공을 폐쇄시킬 수 있다. 또한, 검화도가 너무 낮을 경우 친수성 향상이 어려울 수 있다.The hydrophilic coating layer may be formed by crosslinking a crosslinking agent including polyvinyl alcohol (PVA) and a carboxyl group for more improved physical properties. The polyvinyl alcohol may have a polymerization degree of 500 to 2000, and a saponification degree of 85 to 90%. When the degree of polymerization of the polyvinyl alcohol is excessively low, the formation of the hydrophilic coating layer may not be smooth or may be easily peeled off even if it is formed, and the hydrophilicity may not be improved to a desired level. In addition, when the degree of polymerization is too large, formation of the hydrophilic coating layer may be excessive, and accordingly, the pore structure of the nanofiber web may be changed or pores may be closed. In addition, if the degree of saponification is too low, it may be difficult to improve the hydrophilicity.

상기 가교제는 상술한 폴리비닐알코올과 가교될 수 있도록 카르복시기를 함유하는 성분일 수 있다. 일예로, 상기 가교제는 폴리(아크릴산-말레산), 폴리아크릴산 및 폴리(스티렌술폰산-말레산)로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상을 물질을 포함할 수 있다. 또한, 보다 향상된 소수성의 나노섬유 표면에의 코팅성/접착성 및 나노섬유웹(111,112)의 기공구조의 변경이 없도록 매우 얇게 코팅되는 동시에 더욱 향상된 유량을 발현하기 위하여 상기 가교제는 적어도 3개 이상의 카르복시기를 포함하는 다관능성 가교제일 수 있다. 만일 가교제가 구비하는 카르복시기가 3개 미만일 경우 소수성인 나노섬유의 표면에 코팅층이 형성되기 어렵고, 형성되더라도 부착력이 매우 약해 쉽게 벗겨질 수 있다. 일예로 카르복시기를 3개 이상 구비하는 가교제는 폴리(아크릴산-말레산)일 수 있다. The crosslinking agent may be a component containing a carboxyl group so as to be crosslinked with the aforementioned polyvinyl alcohol. In one example, the crosslinking agent may include at least one material selected from the group consisting of poly (acrylic acid-maleic acid), polyacrylic acid and poly (styrenesulfonic acid-maleic acid). In addition, the coating / adhesiveness on the surface of nanofibers with improved hydrophobicity and a very thin coating so that there is no change in the pore structure of the nanofiber webs 111 and 112, and at the same time, the crosslinking agent has at least three or more carboxy groups in order to express an improved flow rate It may be a multifunctional crosslinking agent comprising a. If the number of carboxyl groups of the crosslinking agent is less than 3, it is difficult to form a coating layer on the surface of the hydrophobic nanofiber, and even if it is formed, the adhesion is very weak and can be easily peeled off. For example, a crosslinking agent having three or more carboxyl groups may be poly (acrylic acid-maleic acid).

상기 친수성코팅층은 상기 폴리비닐알코올 100 중량부에 대해 카르복시기를 함유하는 가교제가 2 ~ 20 중량부 가교되어 형성될 수 있다. 만일 가교제가 2 중량부 미만으로 구비되는 경우 친수성 코팅층의 형성성이 저하될 수 있고, 내화학성 및 기계적 강도가 저하될 수 있다. 또한, 가교제가 20 중량부를 초과하여 구비되는 경우 코팅층으로 인해 기공이 줄어 유량이 저하될 수 있다.The hydrophilic coating layer may be formed by crosslinking 2 to 20 parts by weight of a crosslinking agent containing a carboxyl group relative to 100 parts by weight of the polyvinyl alcohol. If the crosslinking agent is provided in less than 2 parts by weight, the formability of the hydrophilic coating layer may be lowered, and chemical resistance and mechanical strength may be lowered. In addition, if the crosslinking agent is provided in excess of 20 parts by weight, the flow rate may be reduced due to reduced pores due to the coating layer.

한편, 상기 친수성코팅층은 나노섬유의 외부면 일부 또는 전부에 형성될 수 있다. 이때, 상기 친수성 코팅층은 나노섬유웹 단위면적(㎡)당 0.1 ~ 2g 포함되도록 나노섬유를 피복될 수 있다. Meanwhile, the hydrophilic coating layer may be formed on part or all of the outer surface of the nanofiber. At this time, the hydrophilic coating layer may be coated with nanofibers to include 0.1 to 2 g per unit area (m 2) of the nanofiber web.

상술한 것과 같이 친수성 코팅층을 구비하도록 개질된 나노섬유웹(111,112)쪽 표면의 젖음각은 30° 이하일 수 있고, 보다 바람직하게는 20 °이하, 보다 더 바람직하게는 12°이하, 더욱 바람직하게는 5°이하일 수 있으며, 이를 통해 재질상 소수성인 나노섬유로 구현된 섬유웹임에도 불구하고 향상된 유량을 확보할 수 있는 이점이 있다. As described above, the wetting angle of the surface of the nanofiber webs 111 and 112 modified to have a hydrophilic coating layer may be 30 ° or less, more preferably 20 ° or less, even more preferably 12 ° or less, and more preferably It may be 5 ° or less, and through this, despite being a fiber web made of hydrophobic nanofibers, it has an advantage of ensuring an improved flow rate.

한편, 상기 나노섬유웹(111,112)은 한층 이상으로 필터여재(1000)에 구비될 수도 있고, 이때 각 나노섬유웹의 기공도, 공경, 평량 및/또는 두께 등은 상이할 수 있다.Meanwhile, the nanofiber webs 111 and 112 may be provided on the filter medium 1000 in more than one layer, and the porosity, pore diameter, basis weight, and / or thickness of each nanofiber web may be different.

다음으로, 상기 제1지지체(130)에 대하여 설명한다.Next, the first support 130 will be described.

상기 제1지지체(130)는 필터여재(1000)를 지지하고 큰 유로를 형성하여 여과공정 또는 역세척 공정을 보다 원활히 수행하는 기능을 담당한다. 구체적으로 여과과정에서 필터여재의 밖보다 내부가 낮은 압력이 되도록 압력구배가 형성될 경우 필터여재는 압착될 수 있는데, 이 경우 여과액이 필터여재 내부에서 흐를 수 있는 유로가 현저히 줄어들거나 차단됨에 따라서 필터여재에 더 큰 차압이 걸리는 동시에 유량이 현저히 저하될 수 있다. 또한, 역세척 과정에서 필터여재의 내부에서 외부 양방향을 향해 팽창시키는 외력이 가해질 수 있는데 기계적 강도가 낮을 경우 가해지는 외력으로 인해 필터여재가 손상될 수 있다.The first support 130 is responsible for supporting the filter media 1000 and forming a large flow path to smoothly perform the filtration process or backwash process. Specifically, in the filtration process, when a pressure gradient is formed so that the inside is at a lower pressure than the outside of the filter medium, the filter medium may be compressed. In this case, the flow path through which the filtrate can flow inside the filter medium is significantly reduced or blocked. The greater the differential pressure is applied to the filter media, the lower the flow rate can be. Also, in the backwashing process, an external force that expands from the inside of the filter medium toward the outside direction may be applied. When the mechanical strength is low, the filter medium may be damaged due to the external force applied.

제1지지체(130)는 여과과정 및/또는 역세척 과정에서 발생하는 위와 같은 문제들을 방지하기 위해 구비되며, 수처리 분야에서 사용되며, 기계적 강도가 담보되는 공지된 다공성 부재일 수 있으며, 일예로 상기 제1지지체는 부직포, 직물 또는 원단일 수 있다. The first support 130 is provided to prevent the above problems arising in the filtration process and / or the backwashing process, and is used in the water treatment field, and may be a known porous member that guarantees mechanical strength. The first support may be a non-woven fabric, fabric or fabric.

상기 직물은 직물에 포함되는 섬유가 종횡의 방향성이 있는 것을 의미하며, 구체적인 조직은 평직, 능직 등일 수 있으며, 경사와 위사의 밀도는 특별히 한정하지 않는다. 또한, 상기 편물은 공지의 니트조직일 수 있으며, 위편물, 경편물 등일 수 있고, 일예로 원사가 경편성된 트리코트(Tricot)일 수 있다. 또한, 도 1과 같이 제1지지체(130)는 제1복합섬유(130a)에 종횡의 방향성이 없는 부직포일 수 있고, 케미컬본딩 부직포, 써멀본딩 부직포, 에어레이 부직포 등의 건식부직포나 습식부직포, 스판레스 부직포, 니들펀칭 부직포 또는 멜트블로운과 같은 다양한 방법으로 제조되는 공지된 부직포를 사용할 수 있다. The fabric means that the fibers included in the fabric have a longitudinal and lateral orientation, and the specific structure may be plain weave, twill, etc., and the density of warp and weft yarns is not particularly limited. In addition, the knitted fabric may be a known knit fabric, a knitted fabric, a knitted fabric, or the like, for example, a yarn may be a knitted yarn tricot (Tricot). In addition, as shown in FIG. 1, the first support 130 may be a nonwoven fabric having no longitudinal and lateral orientation to the first composite fiber 130a, and a dry nonwoven fabric or a wet nonwoven fabric such as a chemical bonding nonwoven fabric, a thermal bonding nonwoven fabric, or an airlay nonwoven fabric, Known nonwoven fabrics manufactured by various methods such as spanless nonwoven fabric, needle punching nonwoven fabric, or melt blown can be used.

상기 제1지지체(130)는 충분한 기계적 강도를 발현하기 위하여 두께가 2 ~ 8㎜일 수 있고, 보다 바람직하게는 2 ~ 5㎜, 보다 더 바람직하게는 3 ~ 5㎜일 수 있다. 두께가 2㎜ 미만일 경우 잦은 역세척에 견딜 수 있는 충분한 기계적 강도를 발현하지 못할 수 있다. 또한, 두께가 8㎜를 초과할 경우 필터여재가 후술하는 필터유닛으로 구현된 후 복수개의 필터유닛을 한정된 공간의 필터모듈로 구현할 때, 모듈의 단위 부피당 필터여재의 집적도가 감소할 수 있고, 차압 증가로 인한 원활한 역세척이 어려울 수 있다.The first support 130 may have a thickness of 2 to 8 mm, more preferably 2 to 5 mm, and even more preferably 3 to 5 mm to express sufficient mechanical strength. If the thickness is less than 2 mm, it may not develop sufficient mechanical strength to withstand frequent backwashing. In addition, when the thickness exceeds 8 mm, when the filter media is implemented as a filter unit to be described later, and when a plurality of filter units are implemented as a filter module in a limited space, the degree of integration of the filter media per unit volume of the module may decrease, and the differential pressure Smooth backwashing due to the increase can be difficult.

또한, 상기 제1지지체(130)는 평량이 250 ~ 800 g/㎡일 수 있고, 보다 바람직하게는 350 ~ 600g/㎡일 수 있다. 만일 평량이 250 g/㎡ 미만일 경우 충분한 기계적 강도를 발현하기 어려울 수 있고, 제2지지체와의 부착력이 감소할 수 있으며, 만일 평량이 800 g/㎡를 초과할 경우 충분한 유로를 형성하지 못해 유량이 감소하며, 차압 증가로 인한 원활한 역세척이 어려울 수 있다.Further, the first support 130 may have a basis weight of 250 to 800 g / m 2, more preferably 350 to 600 g / m 2. If the basis weight is less than 250 g / ㎡, it may be difficult to develop sufficient mechanical strength, and the adhesion with the second support may be reduced, and if the basis weight exceeds 800 g / ㎡, the flow rate may not be sufficient to form a sufficient flow path. It decreases, and smooth backwashing due to increased differential pressure may be difficult.

또한, 상기 제1지지체(130)가 부직포와 같이 섬유로 형성된 경우 상기 섬유의 평균직경은 5 ~ 50 ㎛일 수 있고, 바람직하게는 20 ~ 50㎛일 수 있다. 만일 상기 제1지지체(130)의 섬유 평균직경이 5㎛ 미만이면 유량이 감소할 수 있고, 차압증가로 인한 원활한 역세척이 어려울 수 있으며, 50㎛를 초과하면 충분한 기계적 강도를 발현하기 어려울 수 있고, 여과효율이 저하될 수 있으며, 제2지지체와의 부착력이 감소할 수 있다.In addition, when the first support 130 is formed of a fiber such as a non-woven fabric, the average diameter of the fiber may be 5 to 50 μm, and preferably 20 to 50 μm. If the average diameter of the fibers of the first support 130 is less than 5 μm, the flow rate may decrease, smooth backwashing due to an increase in differential pressure may be difficult, and when it exceeds 50 μm, it may be difficult to develop sufficient mechanical strength. , Filtration efficiency may be reduced, and adhesion with the second support may be reduced.

또한, 상기 제1지지체(130)는 평균공경이 20 ~ 200 ㎛일 수 있으며, 기공도는 50 ~ 90%일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 여과공정 및/또는 역세척 공정에서 나노섬유웹(111,112)을 지지하여 목적하는 수준의 기계적 강도를 발현시킴과 동시에 높은 압력에도 유로를 원활히 형성시킬 수 있을 정도의 기공도 및 공경크기이면 제한이 없다.In addition, the first support 130 may have an average pore diameter of 20 ~ 200 ㎛, porosity may be 50 ~ 90%, but is not limited thereto, the nanofiber web in the filtration process and / or backwashing process ( 111,112) to express a desired level of mechanical strength and at the same time, there is no limitation as long as it has a porosity and a pore size sufficient to smoothly form a flow path even under high pressure.

상기 제1지지체(130)는 통상적으로 분리막의 지지체로 사용될 수 있는 재질인 경우 그 재질에 있어서 제한은 없다. 이에 대한 비제한적인 예로써, 폴리에스테르계, 폴리우레탄계, 폴리올레핀계 및 폴리아미드계로 이루어진 군에서 선택되는 합성고분자 성분; 또는 셀룰로오스계를 포함하는 천연 고분자성분이 사용될 수 있다. 다만, 제1지지체가 브리틀한 물성이 강할 경우 제1지지체와 제2지지체를 합지시키는 공정에서 목적하는 수준의 결합력을 기대하기 어려울 수 있는데, 이는 제1지지체가 필름과 같이 표면이 매끄러운 상태가 아니라 다공성을 형성하면서 표면이 거시적으로 울퉁불퉁한 형상일 수 있고, 부직포와 같이 섬유들로 형성된 표면은 섬유들의 배치, 섬유의 섬도 등에 따라서 표면이 매끄럽지 못하며, 위치별로도 그 정도가 상이할 수 있기 때문이다. 만일 합지되는 두 층간 계면에 밀착되지 않은 부분이 존재한 채로 나머지 부분들이 접합될 경우 밀착되지 않은 부분으로 인해 층간 분리가 시작될 수 있다. 이를 해결하기 위해서는 두 층의 양방에서 압력을 가해 두 층의 밀착 정도를 높인 상태에서 합지공정을 수행할 필요가 있는데, 만일 브리틀한 물성이 강한 지지체의 경우 압력이 가해져도 두 층간 계면의 밀착성을 높이는데 한계가 있고, 더 큰 압력을 가할 경우 지지체가 파손될 수도 있어서 제1지지체의 재질은 유연성이 좋고, 신율가 높은 재질이 적합할 수 있으며, 바람직하게는 제2지지체(121,122)와 우수한 밀착성을 가질 수 있도록 제1지지체(130)는 폴리올레핀계 재질일 수 있다.When the first support 130 is a material that can be used as a support for a separator, there is no limitation in the material. As a non-limiting example, synthetic polymer components selected from the group consisting of polyester-based, polyurethane-based, polyolefin-based and polyamide-based; Alternatively, a natural polymer component containing cellulose may be used. However, when the first support has a brittle physical property, it may be difficult to expect a desired level of bonding strength in the process of laminating the first support and the second support, which means that the first support has a smooth surface like a film. In addition, the surface may be macroscopically uneven while forming porosity, and the surface formed of fibers such as a non-woven fabric may not have a smooth surface depending on the arrangement of fibers, the fineness of fibers, etc., and the degree may be different according to location. to be. If the rest of the parts are joined with the non-adherent part present at the two interlayer interfaces, the interlayer separation may start due to the non-adherent part. In order to solve this, it is necessary to perform a lamination process in a state in which the adhesion degree of the two layers is increased by applying pressure from both sides of the layer, but in the case of a support having a strong physical property, the adhesion of the interface between the two layers is maintained even when pressure is applied. There is a limit to increase, and when a greater pressure is applied, the support may be damaged, so the material of the first support has good flexibility, a material with high elongation may be suitable, and preferably has excellent adhesion with the second support (121,122). So that the first support 130 may be a polyolefin-based material.

한편, 상기 제1지지체(130)는 별도의 접착제나 접착층 없이도 제2지지체(121,122)와의 결속되기 위하여 저융점 성분을 포함할 수 있다. 상기 제1지지체(130)가 부직포와 같은 원단일 경우 저융점 성분을 포함하는 제1복합섬유(130a)로 제조된 것일 수 있다. 상기 제1복합섬유(130a)는 지지성분 및 저융점 성분을 포함하여 상기 저융점 성분의 적어도 일부가 외부면에 노출되도록 배치된 것일 수 있다. 일예로, 지지성분이 코어부를 형성하고, 저융점 성분이 상기 코어부를 둘러싸는 시스부를 형성한 시스-코어형 복합섬유나, 지지성분의 일측에 저융점 성분이 배치되는 사이드-바이-사이드 복합섬유일 수 있다. 상기 저융점 성분 및 지지 성분은 상술한 것과 같이 지지체의 유연성 및 신율 측면에서 바람직하게는 폴리올레핀계일 수 있고, 일예로 지지성분은 폴리프로필렌, 저융점 성분은 폴리에틸렌일 수 있다. 상기 저융점 성분의 융점은 60 ~ 180℃일 수 있다.On the other hand, the first support 130 may include a low melting point component to be bound with the second support (121,122) without a separate adhesive or adhesive layer. When the first support 130 is a non-woven fabric, it may be made of a first composite fiber 130a including a low melting point component. The first composite fiber 130a may be disposed such that at least a portion of the low-melting component is exposed on the outer surface, including a supporting component and a low-melting component. For example, a sheath-core composite fiber in which a support component forms a core portion and a low melting point component forms a sheath surrounding the core portion, or a side-by-side composite fiber in which a low melting point component is disposed on one side of the support component. Can be The low-melting component and the supporting component may be preferably polyolefin-based in terms of flexibility and elongation of the support as described above, and for example, the supporting component may be polypropylene and the low-melting component may be polyethylene. The melting point of the low melting point component may be 60 ~ 180 ℃.

다음으로, 상술한 제1지지체(130)와 나노섬유웹(111,112) 사이에 개재되는 제2지지체(121,122)에 대하여 설명한다.Next, the second support members 121 and 122 interposed between the above-described first support member 130 and the nanofiber webs 111 and 112 will be described.

상기 제2지지체(121,122)는 나노섬유웹(111,112)을 지지하고, 필터여재에 구비되는 각 층의 접합력을 증가시키는 기능을 담당한다.The second support (121,122) supports the nanofiber web (111,112), and is responsible for increasing the bonding strength of each layer provided in the filter medium.

상기 제1지지체(130)는 상술한 것과 같이 매우 높은 압력으로 수행되는 역세척 공정에서도 필터여재의 기능이 온전히 담보될 수 있도록 기계적 강도를 보완하는 기능을 담당하나, 제1지지체(130) 자체가 매우 높은 기계적 강도를 갖는 경우에도 상기 제1지지체(130)와 나노섬유웹(111,112) 간 결합력이 약화되는 경우에는 도 2와 같이 역세척 공정에서 제1지지체로 유입된 세척액이 나노섬유웹 외부로 빠져나가지 못하고 필터여재 내부에 갇혀 필터여재를 팽창시킴에 따라서 역세척 효율이 현저히 저하되며, 제1지지체와 나노섬유웹 간 계면분리를 가속화시켜 필터여재로써의 기능저하/상실 우려가 있다. 특히, 나노섬유웹을 통과한 여과액의 흐름을 방해하지 않으면서도 충분한 기계적 강도의 보유를 위해서는 적절한 평량을 유지하면서 두께는 두꺼워질 수밖에 없는데, 두꺼운 두께의 부직포를 얇은 나노섬유웹과 합지할 때 열/압력을 가해 양자를 합지시킬 경우 부직포, 나노섬유웹의 재질적 융점, 열용량 차이 등으로 인하여 가해지는 열, 압력으로 인해 여재로써 기능하는 나노섬유웹이 물리, 화학적으로 변형이 발생할 수 있고, 초도에 설계한 필터여재의 유량, 여과율 등의 물성 변경을 초래할 수 있다.The first support 130 is responsible for supplementing the mechanical strength so that the function of the filter medium can be fully secured even in the backwashing process performed at a very high pressure as described above, but the first support 130 itself Even when it has a very high mechanical strength, when the bonding force between the first support 130 and the nanofiber webs 111 and 112 is weakened, the washing liquid introduced into the first support in the backwashing process as shown in FIG. 2 is outside the nanofiber web. As the filter medium expands due to being trapped inside the filter medium without being able to escape, the backwashing efficiency is remarkably reduced, and there is a risk of deterioration / loss as a filter medium by accelerating the interface separation between the first support and the nanofiber web. Particularly, in order to maintain sufficient mechanical strength without interfering with the flow of filtrate through the nanofiber web, the thickness must be thickened while maintaining an appropriate basis weight, and when a thick nonwoven fabric is combined with a thin nanofiber web, heat / When both are applied by applying pressure, the nanofibrous web, which functions as a media due to the heat and pressure applied due to the non-woven fabric, the material melting point of the nanofiber web, and the heat capacity difference, may physically and chemically deform, and the initial It can lead to changes in physical properties such as flow rate and filtration rate of the filter media designed in.

이에 따라서, 본 발명의 일실시예에 의한 필터여재(1000')는 제1지지체(130)와 나노섬유웹(111,112)을 직접 대면시키지 않고, 제1지지체(130) 보다 두께가 얇은 제2지지체(121,122)를 더 개재시킬 수 있고, 이를 통해 층간 부착공정을 보다 안정적이고 용이하게 수행할 수 있고, 각 층 간의 계면에서 현저히 우수한 결합력을 발현하며, 역세척 등으로 인해 높은 외력이 가해져도 층간 분리, 박리 문제를 최소화할 수 있다.Accordingly, the filter medium 1000 'according to an embodiment of the present invention does not directly face the first support 130 and the nanofiber webs 111 and 112, and the second support is thinner than the first support 130. (121,122) can be further interposed, through which the interlayer adhesion process can be performed more stably and easily, expressing a remarkably excellent bonding force at the interface between each layer, and separating layers even when high external force is applied due to backwashing, etc. , It can minimize the peeling problem.

이를 도 3을 통해 설명하면, 필터여재에서 제2지지체(3)와 나노섬유웹(2) 간의 두께 차이가 현저히 적어짐에 따라서 나노섬유웹(2)/제2지지체(3)의 적층체 상방, 하방에서 가해지는 열(H1,H2)이 이들 간 계면에 도달하여 융착부(B)를 형성하기가 용이해질 수 있다. 또한, 가해주는 열의 양과 시간을 조절하기가 제2지지체가 없는 경우에 비해 용이하여 나노섬유웹(2)의 물리/화학적 변형 방지에 유리함에 따라서 도 3와 같이 제2지지체(3)에 나노섬유웹(2)이 결합된 경우 초도에 설계된 나노섬유웹(2)의 물성 변화 없이 지지체상에 우수한 접착력으로 나노섬유를 결합시킬 수 있는 이점이 있다.Referring to FIG. 3, as the thickness difference between the second support body 3 and the nanofiber web 2 in the filter medium is significantly reduced, the nanofibrous web 2 / second support body 3 is stacked upward, The heat (H1, H2) applied from the bottom may reach the interface between them and it may be easy to form the fused portion (B). In addition, it is easier to control the amount and time of the heat applied compared to the case where there is no second support, which is advantageous for preventing physical / chemical deformation of the nanofiber web 2, so as shown in FIG. 3, the nanofibers on the second support 3 When the web 2 is bonded, there is an advantage in that nanofibers can be combined with excellent adhesion on a support without changing the physical properties of the nanofiber web 2 designed in the initial stage.

상기 제2지지체(121,122)는 통상적으로 필터여재의 지지체 역할을 수행하는 것이라면 특별한 제한은 없으나, 그 형상에 있어서는 바람직하게는 직물, 편물 또는 부직포일 수 있다. 상기 직물은 직물에 포함되는 섬유가 종횡의 방향성이 있는 것을 의미하며, 구체적인 조직은 평직, 능직 등일 수 있으며, 경사와 위사의 밀도는 특별히 한정하지 않는다. 또한, 상기 편물은 공지의 니트조직일 수 있으며, 위편물, 경편물 등일 수 있으나 이에 대해서는 특별히 한정하지 않는다. 또한, 상기 부직포는 포함되는 섬유에 종횡의 방향성이 없는 것을 의미하고, 케미컬본딩 부직포, 써멀본딩 부직포, 에어레이 부직포 등의 건식부직포나 습식부직포, 스판레스 부직포, 니들펀칭 부직포 또는 멜트블로운과 같은 공지된 방법으로 제조된 부직포를 사용할 수 있다.The second support (121,122) is not particularly limited as long as it usually serves as a support for the filter media, but in its shape may be preferably a fabric, a knitted fabric or a non-woven fabric. The fabric means that the fibers included in the fabric have a longitudinal and lateral orientation, and the specific structure may be plain weave, twill, etc., and the density of warp and weft yarns is not particularly limited. In addition, the knitted fabric may be a known knitted fabric, and may be a knitted fabric or a knitted fabric, but is not particularly limited thereto. In addition, the non-woven fabric means that there is no longitudinal and lateral orientation of the fibers included, such as dry non-woven fabrics such as chemical bonding non-woven fabrics, thermal bonding non-woven fabrics, air-ray non-woven fabrics, wet non-woven fabrics, spanless non-woven fabrics, needle punching non-woven fabrics, or melt blown It is possible to use a nonwoven fabric prepared by a known method.

상기 제2지지체(121,122)는 일예로 부직포일 수 있는데, 이때 상기 제2지지체(121,122)를 형성하는 섬유는 평균직경이 5 ~ 30 ㎛일 수 있고, 바람직하게는 10 ~ 25㎛일 수 있다. 만일 상기 제2지지체(121,122)의 섬유 평균직경이 5㎛ 미만이면 유량이 감소할 수 있고, 차압증가로 인한 원활한 역세척이 어려울 수 있으며, 30㎛를 초과하면 여과효율이 저하될 수 있고, 제1지지체 및 나노섬유웹과의 부착력이 감소될 수 있다.The second support (121,122) may be, for example, a non-woven fabric, wherein the fibers forming the second support (121,122) may have an average diameter of 5 ~ 30㎛, preferably 10 ~ 25㎛. If the average diameter of the fibers of the second supports 121 and 122 is less than 5 μm, the flow rate may decrease, and smooth backwashing may be difficult due to an increase in differential pressure, and if it exceeds 30 μm, filtration efficiency may decrease. 1 The adhesion between the support and the nanofiber web may be reduced.

또한, 상기 제2지지체(121,122)는 두께가 150 ~ 250 ㎛일 수 있고, 보다 바람직하게는 160 ~ 240㎛일 수 있으며, 일예로 200㎛일 수 있다. 만일 상기 제2지지체(121,122)의 두께가 150㎛ 미만이면 여과효율 및 역세척 내구성이 저하될 수 있고, 두께가 250㎛를 초과하면 차압 증가로 인한 원활한 역세척이 어려울 수 있다.In addition, the second supports 121 and 122 may have a thickness of 150 to 250 μm, more preferably 160 to 240 μm, and for example, 200 μm. If the thicknesses of the second supports 121 and 122 are less than 150 μm, filtration efficiency and durability of backwashing may be deteriorated. If the thickness exceeds 250 μm, smooth backwashing due to an increase in differential pressure may be difficult.

또한, 상기 제2지지체(121,122)는 평균공경이 20 ~ 100㎛일 수 있으며, 기공도는 50 ~ 90%일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 나노섬유웹(111,122)을 지지하여 목적하는 수준의 기계적 강도를 발현시킴과 동시에 나노섬유웹(111,122)을 통해 유입되는 여과액의 흐름을 저해시키지 않을 정도의 기공도, 및 공경크기이면 제한이 없다.In addition, the second support (121,122) may have an average pore diameter of 20 ~ 100㎛, porosity may be 50 ~ 90%. However, the present invention is not limited to this, and supports the nanofiber webs 111 and 122 to express a desired level of mechanical strength and at the same time not to inhibit the flow of the filtrate flowing through the nanofiber webs 111 and 122. And, if the pore size is not limited.

또한, 상기 제2지지체(121,122)는 평량이 35 ~ 80 g/㎡, 보다 바람직하게는 40 ~ 75 g/㎡일 수 있고, 일예로, 40 g/㎡ 일 수 있다. 만일 평량이 35 g/㎡ 미만일 경우 여과효율이 저하될 수 있고, 나노섬유웹(111,112)과 형성하는 계면에 분포하는 제2지지체를 형성하는 섬유의 양이 적을 수 있고, 이에 따라서 나노섬유웹과 접하는 제2지지체의 유효접착면적의 감소로 목적하는 수준의 결합력을 발현할 수 없을 수 있다. 또한, 나노섬유웹을 지지할 수 있을 충분한 기계적 강도를 발현하지 못할 수 있고, 제1지지체와의 부착력이 감소할 수 있다. 또한, 만일 평량이 80 g/㎡을 초과할 경우 목적하는 수준의 유량을 확보하기 어려울 수 있고, 차압이 증가하여 원활한 역세척이 어려울 수 있다.Further, the second supports 121 and 122 may have a basis weight of 35 to 80 g / m 2, more preferably 40 to 75 g / m 2, and for example, 40 g / m 2. If the basis weight is less than 35 g / m 2, the filtration efficiency may be reduced, and the amount of fibers forming a second support distributed at the interface formed with the nanofiber webs 111 and 112 may be small. It may not be possible to express the desired level of binding force due to the reduction of the effective adhesive area of the abutting second support. In addition, sufficient mechanical strength to support the nanofiber web may not be exhibited, and adhesion with the first support may be reduced. In addition, if the basis weight exceeds 80 g / m 2, it may be difficult to secure a desired level of flow rate, and smooth backwashing may be difficult due to an increase in differential pressure.

상기 제2지지체(121,122)는 필터여재의 지지체로 사용되는 재질인 경우 그 재질에 있어서 제한은 없다. 이에 대한 비제한적인 예로써, 폴리에스테르계, 폴리우레탄계, 폴리올레핀계 및 폴리아미드계로 이루어진 군에서 선택되는 합성고분자 성분; 또는 셀룰로오스계를 포함하는 천연 고분자성분이 사용될 수 있다.If the second support (121,122) is a material used as a support for the filter media, there is no limitation in the material. As a non-limiting example, synthetic polymer components selected from the group consisting of polyester-based, polyurethane-based, polyolefin-based and polyamide-based; Alternatively, a natural polymer component containing cellulose may be used.

다만, 상기 제2지지체(121,122)는 나노섬유웹(111,112) 및 상술한 제1지지체(130)와의 밀착력 향상을 위해 폴리올레핀계 고분자성분일 수 있다. 또한, 상기 제2지지체(121,122)가 부직포와 같은 원단일 경우 저융점 성분을 포함하는 제2복합섬유(121a)로 제조된 것일 수 있다. 상기 제2복합섬유(121a)는 지지성분 및 저융점 성분을 포함하여 상기 저융점 성분의 적어도 일부가 외부면에 노출되도록 배치된 것일 수 있다. 일예로, 지지성분이 코어부를 형성하고, 저융점 성분이 상기 코어부를 둘러싸는 시스부를 형성한 시스-코어형 복합섬유나, 지지성분의 일측에 저융점 성분이 배치되는 사이드-바이-사이드 복합섬유일 수 있다. 상기 저융점 성분 및 지지 성분은 상술한 것과 같이 지지체의 유연성 및 신율 측면에서 바람직하게는 폴리올레핀계일 수 있고, 일예로 지지성분은 폴리프로필렌, 저융점 성분은 폴리에틸렌일 수 있다. 상기 저융점 성분의 융점은 60 ~ 180℃일 수 있다.However, the second support (121,122) may be a polyolefin-based polymer component to improve the adhesion between the nanofibrous web (111,112) and the above-described first support (130). In addition, when the second support (121,122) is a non-woven fabric, it may be made of a second composite fiber (121a) containing a low melting point component. The second composite fiber 121a may be disposed such that at least a portion of the low melting point component is exposed on the outer surface, including a supporting component and a low melting point component. For example, a sheath-core composite fiber in which a support component forms a core portion and a low melting point component forms a sheath surrounding the core portion, or a side-by-side composite fiber in which a low melting point component is disposed on one side of the support component. Can be The low-melting component and the supporting component may be preferably polyolefin-based in terms of flexibility and elongation of the support as described above, and for example, the supporting component may be polypropylene and the low-melting component may be polyethylene. The melting point of the low melting point component may be 60 ~ 180 ℃.

상기 제2복합섬유(121a)의 저융점 성분은 합지공정에서 가해지는 열/압력에 의해 용융되어 나노섬유웹(111,112)과 융착부(B)를 형성할 수 있고, 이를 통해 강한 결합력을 발현할 수 있다.The low melting point component of the second composite fiber 121a may be melted by heat / pressure applied in the lamination process to form nanofibrous webs 111 and 112 and a fused portion B, thereby expressing a strong binding force. Can be.

만일 상술한 제1지지체(130)가 상기 제2지지체(121,122)와 더욱 향상된 결합력을 발현하기 위하여 저융점 성분을 포함하는 제1복합섬유(130a)로 구현될 경우 제1지지체(130) 및 제2지지체(121) 간 계면에 제1복합섬유(130a)의 저융점 성분 및 제2복합섬유(121a)의 저융점 성분들의 융착으로 인한 더욱 견고한 융착부를 형성할 수 있다. 이때, 상기 제1복합섬유(130a) 및 제2복합섬유(121a)는 상용성 측면에서 동종의 재질일 수 있다.If the above-described first support 130 is implemented as a first composite fiber 130a including a low melting point component in order to express more improved bonding strength with the second support 121, 122, the first support 130 and the first It is possible to form a more robust fusion part due to the fusion of the low melting point component of the first composite fiber 130a and the low melting point component of the second composite fiber 121a at the interface between the two support bodies 121. At this time, the first composite fiber 130a and the second composite fiber 121a may be of the same material in terms of compatibility.

상술한 필터여재(1000)는 후술하는 제조방법으로 제조될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.The filter media 1000 described above may be manufactured by a manufacturing method described below, but is not limited thereto.

본 발명에 따른 필터여재(1000)는 (1) 방사노즐의 외주에 인접해서 상기 방사노즐의 방사방향과 동일방향으로 공기를 가하면서 상기 방사노즐로 섬유형성성분을 포함하는 방사용액을 제2지지체의 일면에 토출하여, 제2지지체의 일면에 형성된 나노섬유웹을 포함하는 적층체를 제조하는 단계; 및 (2) 제1지지체의 상부면 및 하부면 각각에 제2지지체가 접하도록 상기 적층체를 배치시켜 합지시키는 단계;를 포함하여 제조될 수 있다.The filter medium 1000 according to the present invention comprises: (1) a second support of a spinning solution containing a fiber-forming component with the spinning nozzle while applying air in the same direction as the spinning direction of the spinning nozzle adjacent to the outer periphery of the spinning nozzle. Dispensing on one side of the, to produce a laminate comprising a nanofiber web formed on one side of the second support; And (2) placing and stacking the laminate so that the second support is in contact with each of the upper and lower surfaces of the first support.

먼저, 본 발명에 따른 (1) 단계로써, 방사노즐의 외주에 인접해서 상기 방사노즐의 방사방향과 동일방향으로 공기를 가하면서 상기 방사노즐로 섬유형성성분을 포함하는 방사용액을 제2지지체의 일면에 토출하여, 제2지지체의 일면에 형성된 나노섬유웹을 포함하는 적층체를 제조하는 단계를 수행한다.First, as a step (1) according to the present invention, while applying air in the same direction as the spinning direction of the spinning nozzle adjacent to the outer periphery of the spinning nozzle, the spinning solution containing the fiber-forming component as the spinning nozzle of the second support By discharging on one surface, a step of manufacturing a laminate including a nanofiber web formed on one surface of a second support is performed.

상기 나노섬유웹은 나노섬유를 구비하여 3차원 네트워크 형상의 섬유웹을 형성시키는 방법의 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 일예로, 상기 방사는 전기방사일 수 있음에 따라, 이하 상기 (1) 단계를 전기방사를 통해 수행하는 것으로 상세히 설명한다.The nanofiber web may be used without limitation in the case of a method of forming a three-dimensional networked fiber web by providing nanofibers. As an example, as the radiation may be electrospinning, it will be described in detail below by performing step (1) through electrospinning.

상기 나노섬유웹은 불소계 화합물을 포함하는 방사용액을 제2지지체 상에 전기방사 하여 나노섬유웹을 형성할 수 있다.The nanofiber web may form a nanofiber web by electrospinning a spinning solution containing a fluorine-based compound on a second support.

상기 방사용액은 섬유형성성분으로써, 일예로 불소계 화합물과, 용매를 포함할 수 있다. 상기 불소계 화합물은 방사용액에 5 ~ 30 중량%, 바람직하게는 8 ~ 20중량%로 포함됨이 좋고, 만일 불소계 화합물이 5 중량% 미만일 경우 섬유로 형성되기 어려우며, 방사 시 섬유상으로 방사되지 않고 액적상태로 분사되어 필름상을 형성하거나 방사가 이루어지더라도 비드가 많이 형성되고 용매의 휘발이 잘 이루어지지 않아 후술하는 캘린더링 공정에서 기공이 막히는 현상이 발생할 수 있다. 또한, 만일 불소계 화합물이 30 중량% 초과할 경우 점도가 상승하여 용액 표면에서 고화가 일어나 장시간 방사가 곤란하며, 섬유직경이 증가하여 마이크로미터 이하 크기의 섬유상을 만들 수 없을 수 있다.The spinning solution as a fiber-forming component, for example, may include a fluorine-based compound and a solvent. The fluorine-based compound is preferably contained in the spinning solution at 5 to 30% by weight, preferably 8 to 20% by weight, and if the fluorine-based compound is less than 5% by weight, it is difficult to be formed into fibers, and when spinning, it is not spun into fibers and is in a droplet state Even if it is sprayed with to form a film or spinning, a lot of beads are formed and the volatilization of the solvent is not performed well, and thus, pores may be blocked in the calendering process described later. In addition, if the fluorine-based compound exceeds 30% by weight, the viscosity increases and solidification occurs on the surface of the solution, which makes it difficult to spin for a long time, and the fiber diameter may increase to make a fibrous form having a size of less than a micrometer.

상기 용매는 섬유형성성분인 불소계 화합물을 용해시키면서 침전물을 생성시키지 않고 후술하는 나노섬유의 방사성에 영향을 미치지 않는 용매의 경우 제한 없이 사용될 수 있으나 바람직하게는 γ-부티로락톤, 사이클로헥사논, 3-헥사논, 3-헵타논, 3-옥타논, N-메틸피롤리돈, 디메틸아세트아미드, 아세톤 디메틸설폭사이드, 디메틸포름아마이드로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 일예로 상기 용매는 디메틸아세트아미드와 아세톤의 혼합용매일 수 있다.The solvent may be used without limitation in the case of dissolving the fluorine-based compound, which is a fiber-forming component, without generating a precipitate, and does not affect the radioactivity of the nanofibers described later, but preferably γ-butyrolactone, cyclohexanone, 3 -Hexanone, 3-heptanone, 3-octanone, N-methylpyrrolidone, dimethylacetamide, acetone dimethylsulfoxide, dimethylformamide. For example, the solvent may be a mixed solvent of dimethylacetamide and acetone.

상기 제조된 방사용액은 공지된 전기방사 장치 및 방법을 통해 나노섬유을 제조될 수 있다. 일예로, 상기 전기방사 장치는 방사 노즐이 1개인 단일 방사팩을 구비한 전기방사 장치를 사용하거나 양산성을 위하여 단일 방사팩 복수개로 구비하거나 노즐이 복수개인 방사팩을 구비한 전기방사 장치를 사용해도 무방하다. 또한 전기방사 방식에 있어서 건식방사 또는 외부응고조를 구비하는 습식방사를 이용할 수 있고 방식에 따른 제한은 없다.The prepared spinning solution may be prepared nanofibers through a known electrospinning device and method. As an example, the electrospinning device may use an electrospinning device having a single radiation pack with one radiation nozzle, or a plurality of single radiation packs for mass production, or an electrospinning device with a radiation pack with multiple nozzles. It is also okay. In addition, in the electrospinning method, dry spinning or wet spinning having an external coagulation bath may be used, and there is no limitation according to the method.

상기 전기방사장치에 교반시킨 방사용액을 투입시켜 콜렉터, 일예로 종이 상에 전기방사시킬 경우 나노섬유로 형성된 나노섬유웹을 수득할 수 있다. 상기 전기방사를 위한 구체적 조건은 일예로써, 방사팩의 노즐에 구비되는 에어분사노즐은 에어 분사의 에어압은 0.01 ~ 0.2 MPa 범위로 설정될 수 있다. 만약 에어압이 0.01MPa 미만인 경우 포집, 집적에 기여를 하지 못하며, 0.2 MPa를 초과하는 경우 방사노즐의 콘을 굳게 하여 니들을 막는 현상이 발생하여 방사 트러블이 발생할 수 있다. 또한, 상기 방사용액을 방사할 때, 노즐 당 방사용액의 주입속도는 10 ~ 30㎕/min일 수 있다. 또한, 상기 노즐의 팁과 콜렉터까지의 거리는 10 ~ 30㎝일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며 목적에 따라 변경하여 실시할 수 있다.When the spinning solution is stirred into the electrospinning device and electrospinning on a collector, for example, paper, a nanofiber web formed of nanofibers can be obtained. As a specific condition for the electrospinning, for example, the air injection nozzle provided on the nozzle of the radiation pack may have an air pressure of air injection in a range of 0.01 to 0.2 MPa. If the air pressure is less than 0.01 MPa, it does not contribute to collection and accumulation, and if it exceeds 0.2 MPa, the phenomenon of clogging the cone of the spinning nozzle and blocking the needle may occur, resulting in radiation trouble. In addition, when spinning the spinning solution, the injection rate of the spinning solution per nozzle may be 10 ~ 30μl / min. In addition, the distance between the tip of the nozzle and the collector may be 10 to 30 cm. However, the present invention is not limited thereto, and may be changed and performed according to the purpose.

또는, 상술한 제2지지체 상에 나노섬유를 직접 전기방사 시킴으로써 나노섬유웹을 제2지지체상에 직접 형성시킬 수 있다. 상기 제2지지체 상에 축적/수집된 나노섬유는 3차원 네트워크 구조를 가지며, 목적하는 분리막의 수투과도, 여과효율을 발현하기에 적합한 기공율, 공경, 평량 등을 보유하기 위해 열 및/또는 압력이 축적/수집된 나노섬유에 더 가해짐으로써 3차원 네트워크 구조를 가지는 나노섬유웹으로 구현될 수 있다. 상기 열 및/또는 압력을 가하는 구체적인 방법은 공지의 방법을 채택할 수 있으며, 이에 대한 비제한적이 예로써 통상의 캘린더링 공정을 사용할 수 있고 이때 가해지는 열의 온도는 70 ~ 190℃일 수 있다. 또한, 캘린더링 공정을 수행할 경우 이를 몇 차로 나누어 복수 회 실시할 수도 있고, 예를 들어 1차 캘린더링을 통해 나노섬유에 잔존하는 용매와 수분을 일부 또는 전부 제거하기 위한 건조과정을 수행 후 기공조절 및 강도 향상을 위해 2차 캘린더링을 실시할 수 있다. 이때, 각 캘린더링 공정에서 가해지는 열 및/또는 압력의 정도는 동일하거나 상이할 수 있다.Alternatively, the nanofiber web can be directly formed on the second support by directly electrospinning the nanofiber on the second support. The nanofibers accumulated / collected on the second support have a three-dimensional network structure, and heat and / or pressure are required to retain porosity, pore size, basis weight, etc., which are suitable for expressing the desired water permeability and filtration efficiency. By adding it to the accumulated / collected nanofibers, it can be realized as a nanofiber web having a three-dimensional network structure. As a specific method of applying the heat and / or pressure, a known method may be adopted, and as a non-limiting example, a conventional calendering process may be used, and the temperature of the heat applied at this time may be 70 to 190 ° C. In addition, when performing the calendering process, it may be divided into several steps and performed multiple times. For example, pores after performing a drying process to remove some or all of the solvent and moisture remaining in the nanofibers through primary calendering Secondary calendaring can be performed for adjustment and strength improvement. At this time, the degree of heat and / or pressure applied in each calendering process may be the same or different.

한편, 제2지지체가 저융점 복합섬유로 구현된 것일 경우 상기 캘린더링 공정을 통하여 나노섬유웹과 제2지지체의 열융착을 통한 결속을 동시에 진행시킬 수 있다.On the other hand, when the second support is made of a low-melting composite fiber, the nanofiber web and the second support can be simultaneously bound through thermal fusion through the calendering process.

또한, 제2지지체 및 나노섬유웹을 결속시키기 위해 별도의 핫멜트 파우더나 핫멜트 웹을 더 개재시킬 수도 있다. 이때 가해지는 열은 60 ~ 190℃일 수 있으며, 압력은 0.1 ~ 10 kgf/㎠로 가할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 그러나 결속을 위하여 별도 더해지는 핫멜트 파우더와 같은 성분들은 흄(Hum)을 생성시키거나 지지체간, 지지체와 나노섬유간 합지공정에서 용융되어 기공을 폐쇄시키는 경우가 빈번히 발생하여 초도 설계된 필터여재의 유량을 달성할 수 없을 수 있다. 또한, 수처리과정에서 용해될 수 있어서 환경적으로 부정적 문제를 야기시킬 수 있어서 바람직하게는 포함시키지 않고 제2지지체 및 나노섬유웹을 결속시키는 것이 좋다.In addition, a separate hot melt powder or a hot melt web may be further interposed to bind the second support body and the nanofiber web. At this time, the heat applied may be 60 ~ 190 ℃, the pressure may be applied to 0.1 ~ 10 kgf / ㎠, but is not limited thereto. However, components such as hot-melt powder added separately for binding often generate a fume or melt in a lamination process between supports and supports and nanofibers to close pores, thus achieving the flow rate of the first designed filter media. It may not be possible. In addition, since it can be dissolved in the water treatment process and cause environmentally negative problems, it is preferable to bind the second support and the nanofibrous web without preferably including them.

(1) 단계를 수행하여 합지되어 일면에 나노섬유웹을 구비하는 제2지지체는 도 5에 도시된 바와 같이 두께가 약 173±7㎛일 수 있고, 이때 도 5의 스케일바의 크기는 10㎛일 수 있다.(1) The second support having the nanofibrous web on one side of the paper by performing the step may have a thickness of about 173 ± 7㎛ as shown in FIG. 5, wherein the size of the scale bar in FIG. 5 is 10㎛ Can be

다음으로 후술하는 (2) 단계 수행 전, 상기 나노섬유웹에 친수성 코팅층 형성조성물을 처리하여 친수성 코팅층을 형성시키는 단계를 더 수행할 수 있다. Next, before performing step (2) described below, the step of forming a hydrophilic coating layer may be further performed by treating the nanofiber web with a composition for forming a hydrophilic coating layer.

구체적으로 본 단계는 나노섬유웹에 친수성 코팅층 형성조성물을 처리하는 단계; 및 상기 친수성 코팅층 형성조성물을 열처리하여 친수성 코팅층을 형성시키는 단계;를 포함하여 수행될 수 있다.Specifically, this step includes the steps of treating a composition for forming a hydrophilic coating layer on a nanofiber web; And heat-treating the hydrophilic coating layer forming composition to form a hydrophilic coating layer.

먼저 친수성 코팅층 형성조성물은 친수성 성분 및 가교성 성분을 포함할 수있고, 일예로 폴리비닐알코올, 카르복시기를 포함하는 가교제 및 이들을 용해시키는 용매, 일예로 물을 포함할 수 있다. 상기 친수성 코팅층 형성조성물은 폴리비닐알코올 100 중량부에 대하여 가교제를 2 ~ 20 중량부, 용매를 1,000 ~ 100,000 중량부로 포함할 수 있다. First, the composition for forming a hydrophilic coating layer may include a hydrophilic component and a crosslinkable component, and may include, for example, a polyvinyl alcohol, a crosslinking agent including a carboxyl group, a solvent dissolving them, and water, for example. The hydrophilic coating layer forming composition may include 2 to 20 parts by weight of a crosslinking agent and 1,000 to 100,000 parts by weight of a solvent relative to 100 parts by weight of polyvinyl alcohol.

한편, 제조된 나노섬유웹을 형성하는 나노섬유가 불소계 화합물을 포함할 경우 소수성이 강함에 따라서 상술한 친수성 코팅층 형성조성물을 처리하더라도 코팅층이 표면에 제대로 형성되지 못할 수 있다. 이에 따라서 친수성 코팅층 형성조성물이 나노섬유 외부면에 잘 젖도록 하기 위하여 상기 친수성 코팅층 형성조성물은 젖음성 개선제를 더 포함할 수 있다.On the other hand, when the nanofibers forming the prepared nanofiber web contain a fluorine-based compound, even if the hydrophilic coating layer forming composition described above is processed, the coating layer may not be properly formed on the surface. Accordingly, the hydrophilic coating layer forming composition may further include a wettability improving agent so that the hydrophilic coating layer forming composition wets well on the outer surface of the nanofiber.

상기 젖음성 개선제는 소수성의 나노섬유 외부면의 친수성 용액에 대한 젖음성을 향상시킬 수 있는 동시에 친수성 코팅층 형성조성물에 용해될 수 있는 성분인 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 일예로, 상기 젖음성 개선제는 이소프로필알코올, 에틸알코올 및 메틸알코올로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 성분일 수 있다. 또한, 상기 젖음성 개선제는 친수성 코팅층 형성조성물에 구비되는 폴리비닐알코올 100 중량부에 대하여 1,000 ~ 100,000 중량부로 포함될 수 있다. 만일 젖음성 개선제가 1000 중량부 미만으로 구비되는 경우 나노섬유의 젖음성 개선이 미약하여 친수성 코팅층의 형성이 원활하지 않을 수 있고, 친수성 코팅층의 박리가 빈번할 수 있다. 또한, 상기 젖음성 개선재가 100,000 중량부를 초과하여 포함될 경우 젖음성 향상정도가 미미할 수 있고, 친수성 코팅층 형성조성물에 구비되는 폴리비닐알코올 및 가교제의 농도가 낮아져 친수성 코팅층의 형성이 원활하지 못할 수 있다. The wettability-improving agent may be used without limitation when it is a component capable of improving the wettability to the hydrophilic solution on the outer surface of the hydrophobic nanofiber and at the same time being a component that can be dissolved in the hydrophilic coating layer forming composition. For example, the wettability improving agent may be one or more components selected from the group consisting of isopropyl alcohol, ethyl alcohol and methyl alcohol. In addition, the wettability improving agent may be included in 1,000 to 100,000 parts by weight based on 100 parts by weight of polyvinyl alcohol provided in the hydrophilic coating layer forming composition. If the wettability improving agent is provided in less than 1000 parts by weight, the wettability improvement of the nanofibers is poor, so the formation of the hydrophilic coating layer may not be smooth, and peeling of the hydrophilic coating layer may occur frequently. In addition, when the wettability improving material is included in excess of 100,000 parts by weight, the degree of wettability improvement may be insignificant, and the concentration of the polyvinyl alcohol and the crosslinking agent provided in the hydrophilic coating layer forming composition may be low, so that the formation of the hydrophilic coating layer may not be smooth.

한편, 친수성 코팅층 형성조성물에 젖음성 개선제를 구비시키지 않고, 상기 나노섬유웹에 젖음성 개선제를 전처리한 후 친수성 코팅층 형성조성물을 처리하여 친수성 코팅층을 형성시킬 수도 있다. 다만, 젖음성 개선제를 기공에 담지한 상태의 나노섬유웹을 친수성 코팅층 형성조성물에 침지시 기공에 담지된 젖음성 개선제가 나노섬유웹에서 빠져 나오고, 동시에 친수성 코팅층 형성조성물이 상기 기공에 침투하는데 소요되는 시간이 길어 제조시간이 연장될 수 있다. 또한, 친수성 코팅층 형성조성물의 침투정도가 나노섬유웹의 두께 및 기공의 직경에 따라 상이함에 따라서 친수성 코팅층이 섬유웹의 위치별로 불균일하게 형성될 수 있다. 나아가 친수성 코팅층이 불균일하게 형성됨에 따라서 나노섬유웹의 일부분에서는 기공이 친수성 코팅층으로 폐쇄될 수 있고, 이 경우 초도 설계된 나노섬유웹의 기공구조가 변화하게 됨에 따라서 목적하는 유량을 수득할 수 없을 수 있어서 친수성 코팅층 형성조성물에 젖음성 개선제를 구비시키는 것이 나노섬유웹의 기공구조를 변경시키지 않으면서도 제조시간의 단축, 제조공정의 간소화 및 친수성코팅층의 형성성 향상을 동시에 달성시키기에 유리하다. Meanwhile, a hydrophilic coating layer may be formed by pre-treating the wettability improving agent on the nanofiber web, without treating the hydrophilic coating layer forming composition with a wettability improving agent. However, when the nanofibrous web in which the wettability improving agent is carried in the pores is immersed in the hydrophilic coating layer forming composition, the wettability improving agent carried in the pores comes out of the nanofiber web, and at the same time, the time required for the hydrophilic coating layer forming composition to penetrate the pores This lengthens the manufacturing time. In addition, as the degree of penetration of the hydrophilic coating layer forming composition differs depending on the thickness of the nanofiber web and the diameter of the pores, the hydrophilic coating layer may be formed non-uniformly for each position of the fiber web. Furthermore, as the hydrophilic coating layer is formed non-uniformly, pores may be closed with the hydrophilic coating layer in a part of the nanofiber web, and in this case, the desired flow rate may not be obtained as the pore structure of the initially designed nanofiber web changes. Equipped with a wettability improving agent in the hydrophilic coating layer forming composition is advantageous to simultaneously reduce the manufacturing time, simplify the manufacturing process and improve the formation of the hydrophilic coating layer without changing the pore structure of the nanofiber web.

상술한 친수성 코팅층 형성조성물을 나노섬유웹에 형성시키는 방법은 공지된 코팅방법의 경우 제한 없이 채용할 수 있으며, 일예로, 침지, 스프레잉 방법 등을 사용할 수 있다. The above-described method for forming the hydrophilic coating layer forming composition on the nanofiber web can be employed without limitation in the case of a known coating method, and for example, dipping, spraying, or the like can be used.

이후 나노섬유웹에 처리된 친수성 코팅층 형성조성물을 열처리 하여 친수성 코팅층을 형성시키는 단계;를 수행할 수 있다. 상기 열처리를 통해 친수성 코팅층 형성조성물 중 용매의 건조 공정이 동시에 이루어질 수 있다. 상기 열처리는 건조기에서 수행될 수 있으며, 이때 가해지는 열은 온도가 80 ~ 160℃일 수 있고, 처리시간은 1 분 ~ 60분일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.Thereafter, a step of forming a hydrophilic coating layer by heat-treating the composition for forming a hydrophilic coating layer treated on the nanofiber web may be performed. Through the heat treatment, the drying process of the solvent in the hydrophilic coating layer forming composition may be simultaneously performed. The heat treatment may be performed in a dryer, wherein the heat applied may be 80 to 160 ° C, and the treatment time may be 1 minute to 60 minutes, but is not limited thereto.

다음으로 본 발명에 따른 (2) 단계로써, 제1지지체의 상부면 및 하부면 각각에 제2지지체가 접하도록 상기 적층체를 배치시켜 합지시키는 단계를 수행한다.Next, as a step (2) according to the present invention, the lamination is performed by arranging the laminate so that the second support is in contact with each of the upper and lower surfaces of the first support.

상기 (2) 단계는 2-1) 제1지지체의 양면에 상술한 (1) 단계에서 합지된 제2지지체 및 나노섬유웹을 적층시키는 단계; 및 2-2) 열 및 압력 중 어느 하나 이상을 가하여 제1지지체 및 제2지지체를 융착시키는 단계;를 포함하여 수행될 수 있다. The step (2) comprises 2-1) laminating the second support and the nanofibrous web laminated in step (1) described above on both sides of the first support; And 2-2) fusing the first support and the second support by applying any one or more of heat and pressure.

상기 2-2) 단계에서의 열 및/또는 압력을 가하는 구체적인 방법은 공지의 방법을 채택할 수 있으며, 이에 대한 비제한적이 예로써 통상의 캘린더링 공정을 사용할 수 있고 이때 가해지는 열의 온도는 70 ~ 190℃일 수 있다. 또한, 캘린더링 공정을 수행할 경우 이를 몇 차로 나누어 복수 회 실시할 수도 있고, 예를 들어 1차 캘린더링 후 2차 캘린더링을 실시할 수도 있다. 이때, 각 캘린더링 공정에서 가해지는 열 및/또는 압력의 정도는 동일하거나 상이할 수 있다. 상기 2-2) 단계를 통하여 제2지지체와 제1지지체간에 열융착을 통한 결속이 일어날 수 있으며 별도의 접착제나 접착층를 생략할 수 있는 이점이 있다.As a specific method of applying heat and / or pressure in step 2-2), a known method may be adopted, and as a non-limiting example, a conventional calendering process may be used, and the temperature of the heat applied at this time is 70 It may be ~ 190 ℃. In addition, when performing the calendering process, it may be divided into several steps and carried out multiple times, for example, after the first calendering, the second calendering may be performed. At this time, the degree of heat and / or pressure applied in each calendering process may be the same or different. Through the step 2-2), binding through heat fusion may occur between the second support body and the first support body, and there is an advantage of omitting a separate adhesive or adhesive layer.

본 발명은 상술한 제조방법을 통해 제조된 필터여재를 포함하여 구현된 필터유닛을 포함한다.The present invention includes a filter unit implemented by including a filter medium prepared through the above-described manufacturing method.

도 6a와 같이 상기 필터여재(1000)는 평판형 필터유닛(2000)으로 구현될 수 있다. 구체적으로 상기 평판형 필터유닛(2000)은 필터여재(1000) 및 상기 필터여재(1000)의 테두리를 지지하는 지지프레임(1100)을 포함하며, 상기 지지프레임(1100)의 어느 일영역에는 필터여재(1000)의 외부와 내부 간 압력차를 구배시킬 수 있는 흡입구(1110)가 구비될 수 있다. 또한, 상기 지지프레임(1100)에는 나노섬유웹(101,102)에서 여과된 여과액이 필터여재(1000) 내부의 제2지지체/제1지지체가 적층된 지지체(200)를 거쳐 외부로 유출될 수 있도록 하는 유로가 형성될 수 있다. 6A, the filter media 1000 may be implemented as a flat filter unit 2000. Specifically, the flat filter unit 2000 includes a filter medium 1000 and a support frame 1100 supporting the rim of the filter medium 1000, and any one area of the support frame 1100 includes a filter medium A suction port 1110 that can gradient a pressure difference between the outside and the inside of the 1000 may be provided. In addition, the support frame 1100 so that the filtrate filtered from the nanofiber webs 101 and 102 can be discharged to the outside through the support 200 in which the second support / first support inside the filter medium 1000 is stacked. The flow path can be formed.

구체적으로 도 6a와 같은 필터유닛(2000)은 상기 흡입구(1110)를 통해 높은 압력의 흡입력을 가할 경우 도 6b와 같이 필터여재(1000)의 외부에 배치되는 피여과액(P)이 필터여재(1000)의 내부를 향하게 되고, 나노섬유웹(101,102)을 거쳐 여과된 여과액(Q1)은 제2지지체/제1지지체가 적층된 지지체(200)를 통해 형성된 유로를 따라 흐른 뒤 지지프레임(1100)에 구비된 유로(E)로 유입되고, 유입된 여과액(Q2)은 상기 흡입구(1110)를 통해 외부로 유출될 수 있다. Specifically, in the filter unit 2000 as shown in FIG. 6A, when a high pressure suction force is applied through the suction port 1110, the filter medium (P) disposed outside the filter medium 1000 as shown in FIG. ), The filtrate (Q1) filtered through the nanofiber webs 101 and 102 flows along the flow path formed through the support body 200 on which the second support / first support is stacked, and then the support frame 1100 It is introduced into the flow path (E) provided in, the introduced filtrate (Q2) may be discharged to the outside through the suction port 1110.

또한, 도 6a와 같은 평판형 필터유닛(2000)은 복수개가 하나의 외부케이스에 소정의 간격을 두고 이격하여 구비되는 필터모듈을 구현할 수 있고, 이와 같은 필터모듈이 다시 복수개로 적층/블록화 하여 대형 수처리 장치를 구성할 수도 있다. In addition, the flat filter unit 2000 as shown in FIG. 6A can implement a filter module provided with a plurality of spaced apart predetermined spaces in one outer case, and such a large number of filter modules are stacked / blocked again. A water treatment device can also be configured.

하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention will be described in more detail through the following examples, but the following examples are not intended to limit the scope of the present invention, which should be interpreted to help understand the present invention.

<준비예: 친수성 코팅층 형성조성물><Preparation example: Hydrophilic coating layer formation composition>

친수성 성분으로 폴리비닐알코올(Kuraray사, PVA217) 100 중량부에 대하여 초순수 7142 중량부를 혼합한 후 80℃의 온도로 6시간 동안 마그네틱바를 사용하여 PVA를 용해시켜 혼합용액을 제조했다. 이후 상기 혼합용액을 상온으로 낮춘 후 가교제로써, 폴리아크릴릭에시드코말레익에시드(Aldrich, PAM)를 폴리비닐알코올 100 중량부에 대하여 15 중량부가 되도록 상기 혼합용액에 혼합하고 상온에서 12시간 용해시켰다. 이후 상기 혼합용액에 이소프로필알코올(덕산화학, IPA)을 상기 폴리비닐알코올 100 중량부에 대하여 7142 중량부 첨가 및 2시간 동안 혼합하여 친수성 코팅층 형성 조성물을 제조했다.After mixing 7142 parts by weight of ultrapure water with respect to 100 parts by weight of polyvinyl alcohol (Kuraray, PVA217) as a hydrophilic component, a mixed solution was prepared by dissolving PVA using a magnetic bar at a temperature of 80 ° C. for 6 hours. Subsequently, the mixture solution was lowered to room temperature, and then, as a crosslinking agent, polyacrylic acid comaleic acid (Aldrich, PAM) was mixed with the mixture solution to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of polyvinyl alcohol and dissolved at room temperature for 12 hours. Then, 7142 parts by weight of isopropyl alcohol (Ducsan Chemical, IPA) was added to the mixed solution with respect to 100 parts by weight of the polyvinyl alcohol and mixed for 2 hours to prepare a composition for forming a hydrophilic coating layer.

<실시예 1><Example 1>

먼저, 방사용액을 제조하기 위하여 섬유형성성분으로 폴리비닐리덴플루오라이드(Arkema사, Kynar761) 12g을 디메틸아세트아마이드와 아세톤의 중량비를 70:30으로 혼합한 혼합용매 88g에 80℃의 온도로 6시간 동안 마그네틱바를 사용하여 용해시켜 혼합용액을 제조했다. 상기 방사용액을 전기방사장치의 용액탱크에 투입하고, 15㎕/min/hole의 속도로 토출하였다. 이때 방사노즐의 방사방향과 동일방향으로 공기를 가하면서 방사용액을 토출하였으며, 방사 구간의 온도는 30℃, 습도는 50%를 유지하고, 콜렉터와 방사노즐팁 간 거리를 20㎝하고, 상기 콜렉터 상부에 제2지지체로 평균두께가 200㎛ 및 평량이 40 g/㎡이며, 융점이 약 120℃인 폴리에틸렌을 초부로 하고, 폴리프로필렌을 심부로 하는 섬유 평균직경이 15㎛인 저융점 복합섬유로 형성된 부직포(㈜남양부직포, CCP40) 를 배치시킨 후 고전압 발생기를 사용하여 방사 노즐 팩(Spin Nozzle Pack)에 40kV 이상의 전압을 부여함과 동시에 방사 팩 노즐 당 0.03MPa의 에어압력을 부여하여 제2지지체의 일면에 섬유 평균직경 0.5㎛인 PVDF 나노섬유로 형성된 나노섬유웹이 구비된 적층체를 제조하였다. 다음으로 상기 적층체의 나노섬유웹에 잔존하는 용매, 수분을 건조시키고, 제2지지체와 나노섬유웹을 열융착시키기 위해 140℃ 이상의 온도 및 1kgf/㎠로 열과 압력을 가해 캘린더링 공정을 실시하였다. 제조된 적층체는 도 5과 같은 형상으로 제2지지체와 나노섬유웹은 열융착 되어 결속되었고, 나노섬유웹은 도 4a 및 4b와 같은 형상으로 3차원 네트워크 구조를 가졌다. 이때, 나노섬유웹의 평균공경은 300㎚, 평균두께는 20㎛ 및 평량은 10g/㎡이었다. 또한, 상기 나노섬유웹에 구비된 복수 개의 나노섬유는 직경에 대한 표준편차가 167.1㎚이고, 전체 기공부피 중 평균공경±10% 이내의 공경을 갖는 기공부피는 78% 및 전체 기공부피 중 평균공경±5% 이내의 공경을 갖는 기공부피는 53%였다.First, in order to prepare a spinning solution, 12 g of polyvinylidene fluoride (Arkema, Kynar761) as a fiber-forming component was mixed with 88 g of a mixed solvent of dimethylacetamide and acetone at 70:30 at 88 g for 6 hours at a temperature of 80 ° C. While dissolving using a magnetic bar to prepare a mixed solution. The spinning solution was introduced into the solution tank of the electrospinning apparatus, and discharged at a rate of 15 μl / min / hole. At this time, while discharging the spinning solution while applying air in the same direction as the spinning direction of the spinning nozzle, the temperature of the spinning section was maintained at 30 ° C, and the humidity was 50%, the distance between the collector and the spinning nozzle tip was 20 cm, and the collector A low-melting composite fiber with an average thickness of 200 µm and a basis weight of 40 g / m 2, with a melting point of about 120 ° C. as the first part, and a polypropylene-based fiber with an average diameter of 15 µm as the second support. After placing the formed nonwoven fabric (Namyang Nonwoven Fabric, CCP40), apply a voltage of 40 kV or more to the Spin Nozzle Pack using a high voltage generator, and at the same time, apply air pressure of 0.03 MPa per nozzle to the second support. A laminate having a nanofiber web formed of PVDF nanofibers having an average fiber diameter of 0.5 µm was prepared on one side of the fabric. Next, the solvent and moisture remaining on the nanofiber web of the layered product were dried, and heat and pressure were applied at a temperature of 140 ° C. or higher and 1 kgf / cm 2 to heat-seal the second support body and the nanofiber web to perform a calendering process. . The prepared laminate had a shape as shown in FIG. 5, and the second support body and the nanofiber web were thermally fused and bound, and the nanofiber web had a three-dimensional network structure in the shape as shown in FIGS. 4A and 4B. At this time, the average pore size of the nanofiber web was 300 nm, the average thickness was 20 μm, and the basis weight was 10 g / m 2. In addition, the plurality of nanofibers provided on the nanofiber web has a standard deviation of diameter of 167.1 nm, a pore volume having an average pore diameter within ± 10% of the total pore volume of 78%, and an average pore diameter of the total pore volume. The pore volume with pore size within ± 5% was 53%.

이후 상기 준비예에서 준비된 친수성 코팅층 형성조성물에 상기 제조된 적층체를 침지시킨 후 건조기에서 110℃ 의 온도로 5분간 건조시켜 친수성 코팅층을 나노섬유웹의 나노섬유 표면에 구비시켰다.Thereafter, the prepared laminate was immersed in the composition for forming a hydrophilic coating layer prepared in the preparation example, and then dried at a temperature of 110 ° C. for 5 minutes in a dryer to provide a hydrophilic coating layer on the nanofiber surface of the nanofiber web.

이후, 제조된 적층체에서 제2지지체가 대면되도록 제1지지체의 양면에 적층체를 배치시켰다. 이때 상기 제1지지체는 평균두께가 5 mm 및 평량이 500 g/㎡이며, 융점이 약 120℃인 폴리에틸렌을 초부로 하고, 폴리프로필렌을 심부로 하는 섬유 평균직경 35㎛인 저융점 복합섬유로 형성된 부직포(남양부직포, NP450)를 사용하였다. 이후 140℃ 이상의 온도로 열및 1kgf/㎠의 압력을 가해 필터여재를 제조하였다.Subsequently, the laminate was placed on both sides of the first support so that the second support faced the manufactured laminate. At this time, the first support was formed of a low melting point composite fiber having an average thickness of 5 mm and a basis weight of 500 g / m 2, a polyethylene having a melting point of about 120 ° C., and a polypropylene core as an average fiber diameter of 35 μm. Non-woven fabric (Namyang non-woven fabric, NP450) was used. Then, a filter media was prepared by applying heat and a pressure of 1 kgf / cm 2 to a temperature of 140 ° C. or higher.

<실시예 2 ~ 10 및 비교예 1 ~ 2><Examples 2 to 10 and Comparative Examples 1 to 2>

실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 나노섬유웹에 구비된 복수 개의 나노섬유의 직경에 대한 표준편차, 평균공경, 평균공경±10% 이내의 공경을 갖는 기공부피 및 제2지지체 포함여부 등을 변경하여 표 1 및 표 2와 같은 필터여재를 제조하였다.Prepared in the same manner as in Example 1, the standard deviation of the diameter of a plurality of nanofibers provided on the nanofiber web, the average pore size, the pore volume having a pore diameter within ± 10%, and whether the second support is included, etc. By changing to prepare filter media as shown in Table 1 and Table 2.

<실험예><Experimental Example>

실시예 및 비교예에 따라 제조한 각각의 필터여재에 대하여 하기의 물성을 평가하여 표 1 내지 표 2에 나타내었다.The following physical properties were evaluated for each filter media prepared according to Examples and Comparative Examples and are shown in Tables 1 to 2.

1. 상대적 1. Relative 수투과도Water permeability 측정 Measure

실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 필터여재로 구현한 필터유닛에 대하여, 운전압력을 50kPa로 가하여 시편 면적 0.5㎡ 당 수투과도를 측정한 후, 실시예 1의 필터여재의 수투과도를 100으로 기준하여 나머지 실시예 및 비교예에 따른 필터여재의 수투과도를 측정하였다.For the filter unit implemented with each filter medium prepared in Examples and Comparative Examples, the water permeability per 0.5 m 2 of the specimen area was measured by applying an operating pressure of 50 kPa, and the water permeability of the filter medium of Example 1 was set to 100. As a reference, the water permeability of the filter media according to the remaining examples and comparative examples was measured.

2. 여과효율 평가2. Filtration efficiency evaluation

실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 필터여재로 구현한 필터유닛에 대하여, 시험용 분진(ISO Test dust A2 fine grades)를 순수에 분산시켜 100 NTU의 탁도를 갖는 혼탁액을 제조하여 여과 전 후의 탁도 측정을 통한 여과효율을 측정하였다.For the filter unit implemented with each filter media prepared in Examples and Comparative Examples, turbidity before and after filtration was prepared by dispersing test dust (ISO Test dust A2 fine grades) in pure water to prepare a turbid solution having a turbidity of 100 NTU. Filtration efficiency through measurement was measured.

3. 3. 역세척Backwash 내구성 평가 Durability evaluation

실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 필터여재로 구현한 필터유닛에 대하여, 물에 침지 후 운전압력을 50kPa로 가하여 시편 면적 0.5㎡ 당 2분 동안 400LMH의 물을 가압하는 조건으로 역세척을 수행한 후, 어떠한 이상도 발생하지 않는 경우 - ○, 분리막의 배부름 현상, 층간 박리 등의 어떠한 문제라도 발생하는 경우 - ×로 하여 역세척 내구성을 평가하였다.For the filter unit implemented with each filter media prepared in Examples and Comparative Examples, backwashing was performed under conditions of pressing 400LMH of water for 2 minutes per 0.5 m 2 of the specimen area by immersing in water and applying an operating pressure of 50 kPa. After that, when no abnormality occurred-○, when any problems such as swelling of the separator and interlayer peeling occurred-X was evaluated as backwash durability.

구분division 실시예
1
Example
One
실시예
2
Example
2
실시예
3
Example
3
실시예
4
Example
4
실시예
5
Example
5
나노섬유웹Nano fiber web 직경에 대한 표준편차(㎚)Standard deviation for diameter (nm) 167.1167.1 291.4291.4 233.6233.6 160.5160.5 164.2164.2 평균공경(㎚)Average pore diameter (nm) 300300 300300 300300 5050 200200 평균공경±10% 이내인 기공부피(%)Pore volume (%) within an average pore size ± 10% 7878 6767 7171 7171 7474 평균공경±5% 이내인 기공부피(%)Pore volume (%) within an average pore size ± 5% 5353 4747 5151 5151 5252 제2지지체Second support 포함여부Inclusion 필터여재Filter media 상대적 수투과도(%)Relative water permeability (%) 100100 101101 101101 6969 9898 여과효율(%)Filtration efficiency (%) 9797 8282 9191 9999 9797 역세척내구성Backwash durability ××

구분division 실시예
6
Example
6
실시예
7
Example
7
비교예
1
Comparative example
One
비교예
2
Comparative example
2
나노섬유웹Nano fiber web 직경에 대한 표준편차(㎚)Standard deviation for diameter (nm) 182.8182.8 198.9198.9 345.5345.5 167.1167.1 평균공경(㎚)Average pore diameter (nm) 800800 12001200 300300 300300 평균공경±10% 이내인 기공부피(%)Pore volume (%) within an average pore size ± 10% 7373 6262 5050 7878 평균공경±5% 이내인 기공부피(%)Pore volume (%) within an average pore size ± 5% 5252 4747 3434 5353 제2지지체Second support 포함여부Inclusion ×× 필터여재Filter media 상대적 수투과도(%)Relative water permeability (%) 115115 134134 104104 103103 여과효율(%)Filtration efficiency (%) 9191 6262 6868 9494 역세척내구성Backwash durability ×× ×× ××

상기 표 1 및 표 2에서 알 수 있듯이,본 발명에 따른 나노섬유웹에 구비된 복수 개의 나노섬유의 직경에 대한 표준편차, 평균공경, 평균공경±10% 이내의 공경을 갖는 기공부피 및 제2지지체 포함여부 등을 모두 만족하는 실시예 1 ~ 3, 실시예 5 및 실시예 6이, 이 중에서 하나라도 누락된 실시예 4, 실시예 7 및 비교예 1 ~ 2에 비하여 수투과도, 여과효율 및 역세척 내구성이 모두 동시에 현저히 우수한 것을 알 수 있었다.As can be seen from Table 1 and Table 2, the standard deviation for the diameter of the plurality of nanofibers provided on the nanofiber web according to the present invention, the average pore size, the pore volume having the pore diameter within ± 10% and the second pore volume Examples 1 to 3, Examples 5 and 6 satisfying all of the inclusion of the support, etc., compared to Examples 4, 7 and Comparative Examples 1 to 2 in which any one is missing, water permeability, filtration efficiency and It was found that all the backwashing durability were remarkably excellent at the same time.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although one embodiment of the present invention has been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments presented herein, and those skilled in the art to understand the spirit of the present invention may add elements within the scope of the same spirit. However, other embodiments may be easily proposed by changing, deleting, adding, or the like, but this will also be considered to be within the scope of the present invention.

101,102,111,112: 나노섬유웹
111a: 나노섬유
121,122: 제2지지체
121a: 제2복합섬유
130: 제1지지체
130a: 제1복합섬유
1000: 필터여재
2000, 2000': 필터유닛
101,102,111,112: Nano fiber web
111a: nanofiber
121,122: second support
121a: Second composite fiber
130: first support
130a: first composite fiber
1000: filter media
2000, 2000 ': Filter unit

Claims (15)

다공성의 제1지지체;
상기 제1지지체의 상부 및 하부 각각에 적층되고, 직경에 대한 표준편차가 300㎚ 이하인 복수 개의 나노섬유로 형성되며, 평균공경이 100 ~ 1000㎚ 및 전체 기공부피 중 평균공경±10% 이내의 공경을 갖는 기공들의 부피가 60% 이상인 나노섬유웹; 및
상기 제1지지체와 나노섬유웹 사이에 개재되는 다공성의 제2지지체;를 포함하는 필터여재.
A porous first support;
It is laminated on each of the upper and lower portions of the first support, and is formed of a plurality of nanofibers having a standard deviation of 300 nm or less in diameter, and has an average pore size of 100 to 1000 nm and an average pore diameter within ± 10% of the total pore volume. Nanofiber web having a pore volume of 60% or more; And
A filter medium comprising; a porous second support interposed between the first support and the nanofiber web.
제1항에 있어서,
상기 나노섬유웹에 구비된 복수 개의 나노섬유는 직경에 대한 표준편차가 200㎚ 이하인 필터여재.
According to claim 1,
The plurality of nanofibers provided on the nanofiber web has a filter medium having a standard deviation of 200 nm or less in diameter.
제1항에 있어서,
상기 나노섬유의 섬유 평균직경은 0.05 ~ 1㎛인 필터여재.
According to claim 1,
The average fiber diameter of the nanofibers is 0.05 ~ 1㎛ filter media.
삭제delete 삭제delete 제4항에 있어서,
상기 나노섬유웹의 전체 기공부피 중 평균공경±5% 이내의 공경을 갖는 기공들의 부피가 45% 이상인 필터여재.
The method of claim 4,
The filter media having a pore volume of 45% or more of pores having an average pore diameter within ± 5% of the total pore volume of the nanofiber web.
제1항에 있어서,
상기 나노섬유웹은 기공도가 60 ~ 90%, 평량이 0.05 ~ 20 g/㎡ 및 두께가 0.5 ~ 200㎛인 필터여재.
According to claim 1,
The nanofiber web is a filter medium having a porosity of 60 to 90%, a basis weight of 0.05 to 20 g / m 2 and a thickness of 0.5 to 200 μm.
제1항에 있어서,
상기 제1지지체 및 제2지지체는 각각 독립적으로 부직포, 직물 및 편물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 필터여재.
According to claim 1,
The first support member and the second support member are each independently filter media selected from the group consisting of non-woven fabrics, fabrics and knitted fabrics.
제1항에 있어서,
상기 제1지지체는 평량이 250 ~ 800g/㎡이고, 두께가 2 ~ 8㎜이며,
상기 제2지지체는 평량이 35 ~ 80 g/㎡이고, 두께가 150 ~ 250㎛인 필터여재.
According to claim 1,
The first support has a basis weight of 250 to 800 g / m 2, and a thickness of 2 to 8 mm,
The second support has a filter medium having a basis weight of 35 to 80 g / m 2 and a thickness of 150 to 250 μm.
제1항에 있어서, 상기 제2지지체는,
지지성분 및 저융점 성분을 포함하여 상기 저융점 성분의 적어도 일부가 외부면에 노출되도록 배치된 제2복합섬유를 구비하고, 상기 제2복합섬유의 저융점 성분이 나노섬유웹에 융착된 필터여재.
The method of claim 1, wherein the second support,
A filter media having a second composite fiber disposed to expose at least a portion of the low melting component, including a supporting component and a low melting component, to an external surface, and the low melting component of the second composite fiber fused to a nanofiber web .
제10항에 있어서,
상기 제1지지체는 지지성분 및 저융점 성분을 포함하여 상기 저융점 성분의 적어도 일부가 외부면에 노출되도록 배치된 제1복합섬유를 구비하고, 상기 제1복합섬유의 저융점 성분 및 제2복합섬유의 저융점 성분 간 융착으로 제1지지체 및 제2지지체가 접합된 필터여재.
The method of claim 10,
The first support includes a first composite fiber disposed to expose at least a portion of the low-melting component, including a supporting component and a low-melting component, to the outer surface, and a low-melting component and a second composite of the first composite fiber A filter medium in which the first support and the second support are joined by fusion between the low-melting component of the fiber.
제1항에 있어서,
상기 제1지지체의 섬유 평균직경은 5 ~ 50㎛이고,
상기 제2지지체의 섬유 평균직경은 5 ~ 30㎛인 필터여재.
According to claim 1,
The average fiber diameter of the first support is 5 ~ 50㎛,
The filter media having an average fiber diameter of 5 to 30㎛ of the second support.
(1) 방사노즐의 외주에 인접해서 상기 방사노즐의 방사방향과 동일방향으로 공기를 가하면서 상기 방사노즐로 섬유형성성분을 포함하는 방사용액을 제2지지체의 일면에 토출하여, 제2지지체의 일면에 형성된 나노섬유웹을 포함하는 적층체를 제조하는 단계; 및
(2) 제1지지체의 상부면 및 하부면 각각에 제2지지체가 접하도록 상기 적층체를 배치시켜 합지시키는 단계;를 포함하고,
상기 나노섬유웹은 직경에 대한 표준편차가 300㎚ 이하인 나노섬유들로 형성되며, 평균공경이 100 ~ 1000㎚ 및 전체 기공부피 중 평균공경±10% 이내의 공경을 갖는 기공들의 부피가 60% 이상인 필터여재 제조방법.
(1) While applying air in the same direction as the spinning direction of the spinning nozzle adjacent to the outer periphery of the spinning nozzle, the spinning solution containing the fiber-forming component is discharged to one surface of the second support, and the second support Manufacturing a laminate including a nanofiber web formed on one surface; And
(2) placing and stacking the laminate so that a second support is in contact with each of the upper and lower surfaces of the first support;
The nanofiber web is formed of nanofibers having a standard deviation of 300 nm or less in diameter, and the volume of pores having an average pore size of 100 to 1000 nm and an average pore diameter within ± 10% of the total pore volume is 60% or more. Method for manufacturing filter media.
제13항에 있어서,
상기 (1) 단계는 제2지지체의 일면에 나노섬유를 전기방사 후 열 및 압력 중 어느 하나 이상을 가하여 나노섬유웹 및 제2지지체를 합지시켜서 적층체를 제조하는 필터여재 제조방법.
The method of claim 13,
The step (1) is a method of manufacturing a filter medium for producing a laminate by laminating a nanofiber web and a second support body by electrospinning nanofibers on one surface of the second support body and then applying at least one of heat and pressure.
제1항 내지 제3항, 제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 필터여재; 및
필터여재에서 여과된 여과액이 외부로 유출되도록 하는 유로를 구비하고, 상기 필터여재의 테두리를 지지하는 지지프레임;을 포함하는 평판형 필터유닛.
The filter media according to any one of claims 1 to 3, 6 to 12; And
A flat filter unit comprising a; and a support frame for supporting the rim of the filter medium, and having a flow path to allow the filtrate filtered from the filter medium to flow out.
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