KR102282672B1 - Method for manufacturing ion exchange membranes and ion exchange membranes produced thereby - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 내부에 보강재가 삽입된 불균질 이온교환멤브레인 제조방법 및 이온교환멤브레인에 대한 발명이다. The present invention relates to a method for manufacturing a heterogeneous ion exchange membrane having a reinforcing material inserted therein and an invention for the ion exchange membrane.
특허문헌 001은 카복실산, 인산 또는 설폰산 그룹을 함유하고 용매 속에서 가용성인 중합체성 양이온 교환제를 포함하고, H2 및 O2로부터의 물의 형성을 촉매화하는 미분된 금속이 멤브레인의 한 면 이상에 도포되어 있는 멤브레인을 포함하는 멤브레인/전극 복합재(membrane/electrode composite)에 관한 것으로서, 멤브레인의 금속 피복부는 다공성이지만 독립 공극을 전혀 함유하지 않으며 금속 또한 공극 속에 존재할 수 있음을 제시하고 있다.Patent Document 001 includes a polymeric cation exchanger that contains carboxylic acid, phosphoric acid or sulfonic acid groups and is soluble in a solvent, and a finely divided metal catalyzing the formation of water from H2 and O2 is applied to at least one side of the membrane It relates to a membrane/electrode composite comprising a membrane in which the metal cladding of the membrane is porous but contains no independent pores, suggesting that metal may also be present in the pores.
특허문헌 002는 카테콜(catechol) 및 폴리에틸렌이민(PEI)을 포함하는 개질용 혼합용액과 폴리테트라플루오로에틸렌을 반응시켜 친수성으로 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하고, 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌에 탄화수소계 고분자를 도포함으로써, 기계적 특성이 우수하고, 치수안정성이 향상되며, 이온 전도도 감소가 방지될 수 있는 연료 전지용 이온 교환 멤브레인을 제시하고 있다. Patent Document 002 includes polytetrafluoroethylene modified to be hydrophilic by reacting a mixed solution for reforming containing catechol and polyethyleneimine (PEI) with polytetrafluoroethylene, and modified polytetrafluoro By applying a hydrocarbon-based polymer to ethylene, an ion exchange membrane for a fuel cell that has excellent mechanical properties, improved dimensional stability, and can prevent reduction in ion conductivity is proposed.
특허문헌 003은 수처리용 이온교환막 특히 ED(Electrodialysis) 및 RED(Reverse electrodialysis)용 이온교환막에 관한 것이며, 특히 제조단가는 낮으면서 기계적 특성과 화학적 안정성이 우수한 유무기 복합 미세다공성 다공성 지지체를 이용한 이온교환막(membrane)에 관한 것이다. 전기투석용 시스템 제조시 양극과 음극을 서로 격리하기 위한 전해질 막을 제조하는데 있어서, 다공성 지지체의 모재(母材)인 폴리올레핀; 폴리올레핀 멤브레인을 분산매로하여 폴리올레핀 멤브레인 내에 균일하게 분산되는 표면처리 나노입자 무기필러(inorganic filler); 나노입자 무기필러가 균일 분산된 1축 또는 2축 연신한 필름(film) 형태의 다공성 베이스 멤브레인 내에 상기 양이온전도체가 균일 함침된 수처리용 이온교환막을 제시하고 있다.Patent Document 003 relates to an ion exchange membrane for water treatment, particularly an ion exchange membrane for ED (Electrodialysis) and RED (Reverse electrodialysis). In particular, an ion exchange membrane using an organic-inorganic composite microporous support with excellent mechanical properties and chemical stability while low manufacturing cost. (membrane). In the manufacture of an electrolyte membrane for isolating an anode and a cathode from each other during the manufacture of an electrodialysis system, polyolefin as a base material for a porous support; Surface-treated nanoparticles inorganic filler uniformly dispersed in the polyolefin membrane using the polyolefin membrane as a dispersion medium; Presented is an ion exchange membrane for water treatment in which the cation conductor is uniformly impregnated in a porous base membrane in the form of a uniaxially or biaxially stretched film in which nanoparticle inorganic fillers are uniformly dispersed.
특허문헌 004는 양이온-교환 멤브레인을 제조하는 방법에 관한 것이다. 설폰산 그룹을 보유하는 유기중합체와 미분산된 촉매 물질 입자를 액상 속에 도입시키고 생성된 현탁액을 사용하여 양이온 교환 물질로 제조된 막의 한면 이상을 피복시키는 것으로서, 물질을 용매 속에 용해시키고, 형성된 용액 속에 작게 분산된 전기 도전성 촉매 물질을 현탁시키고, 현탁액으로, 설폰산 그룹을 보유하는 양이온 교환제를 함유하는 박을 피복시키고, 여전히 용매를 함유하는 피복물을 멤브레인을 피복하여 생성되는 필름에 공극이 형성되도록 용매와는 혼화성이지만 용해된 양이온 교환 물질이 불용성인 액체로 처리함을 제시하고 있다.Patent Document 004 relates to a method for manufacturing a cation-exchange membrane. An organic polymer having sulfonic acid groups and finely dispersed particles of a catalyst material are introduced into a liquid phase and the resulting suspension is used to coat at least one side of a membrane made of a cation exchange material, wherein the material is dissolved in a solvent, and in the solution formed Suspend a small dispersed electrically conductive catalyst material and, as a suspension, coat a foil containing a cation exchanger bearing sulfonic acid groups, and coat the membrane with a coating still containing solvent so that pores are formed in the resulting film. It is suggested to treat with a liquid that is miscible with the solvent but insoluble in the dissolved cation exchange material.
본 발명은 불균질이온교환멤브레인 내부에 보강재를 삽입하여 강도를 증대시키며, 실란계 첨가물에 의해 유연성이 내장된 불균질 이온교환멤브레인을 제조하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to increase the strength by inserting a reinforcing material inside the heterogeneous ion exchange membrane, and to manufacture a heterogeneous ion exchange membrane with built-in flexibility by a silane-based additive.
종래발명들의 문제점을 해결하기 위한 이온교환멤브레인 제조방법 및 이온교환멤브레인에 관한 발명이며, 본 발명은 슬러리 상태의 이온교환솔루션(110)를 준비하는 제1준비단계(S110); 폴리머로 형성된 보강재(120)을 준비하는 제2준비단계(S120); 상기 제1준비단계 및 제2준비단계 후, 상기 보강재 내부 및 양측외부에 이온교환솔루션을 침투 시키는 침투단계(S200); 상기 침투단계 후, 솔루션수용판(130)의 두께를 일정하게 형성하는 정형단계(S300); 상기 정형단계 후, 솔루션수용판(130)을 건조하는 건조단계(S400);를 포함한다.The present invention relates to an ion exchange membrane manufacturing method and an ion exchange membrane for solving the problems of the prior inventions, and the present invention includes a first preparation step (S110) of preparing an
본 발명은 앞에서 제시한 발명에 있어서, 슬러리상태의 이온교환솔루션은, 이온교환수지분말(111), 폴리머용질(112), 용매(113), 이온교환용액(114), 첨가물(115)의 혼합으로 형성되는 것;을 포함한다.In the present invention, in the invention presented above, the ion exchange solution in a slurry state is a mixture of the ion exchange resin powder 111, the polymer solute 112, the solvent 113, the ion exchange solution 114, and the additive 115. What is formed by; includes.
본 발명은 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 폴리머용질은 아크릴계 폴리머(polyacrylate 등), 아세테이트계 폴리머(Ethylene vinyl acetate 등), 올레핀계 폴리머(polyethylene 등) 및 플루오르 올레핀계 폴리머(polyvinylidenefluoride 등) 중 선택된 어느 하나로 형성되는 것;을 포함한다.In the present invention, in the invention presented above, the polymer solute is any one selected from an acrylic polymer (polyacrylate, etc.), an acetate-based polymer (ethylene vinyl acetate, etc.), an olefin-based polymer (polyethylene, etc.) and a fluoroolefin-based polymer (polyvinylidenefluoride, etc.) to be formed into one; includes.
본 발명은 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 정형 단계는 솔루션수용판 양면에 균일간격으로 형성된 간섭체(400)에 의해 선정된 두께로 정형한 것;을 포함한다.In the present invention, in the invention presented above, the shaping step includes shaping to a selected thickness by the interference bodies 400 formed at uniform intervals on both sides of the solution receiving plate.
본 발명은 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 건조 단계에 있어서, 솔루션수용판을 열풍에 의해 건조하는 열풍건조단계(S410); 및/또는 적외선건조단계(S420);를 포함한다.The present invention, in the invention presented above, in the drying step, a hot air drying step of drying the solution receiving plate by hot air (S410); and/or an infrared drying step (S420).
본 발명은 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 건조 단계에 있어서, 복수의 단계로 다단 건조하는 것;을 포함한다.The present invention includes; in the invention presented above, in the drying step, multi-stage drying in a plurality of steps.
본 발명은 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 건조 단계 중에 있어서, 건조 챔버(510)에서 발생된 습증기의 용매를 회수하는 용매회수단계(S440);를 포함한다.The present invention includes a solvent recovery step (S440) of recovering the solvent of the wet steam generated in the
본 발명은 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 상기 건조단계 후, 이온교환멤브레인의 내부 및 표면의 결함을 검사하는 검사단계(S700);를 포함한다. The present invention includes; in the invention presented above, after the drying step, an inspection step (S700) of inspecting defects on the inside and the surface of the ion exchange membrane.
본 발명은 앞에서 제시한 방법으로 제조된 이온교환멤브레인 제조방법을 이용하여 제조되는 이온교환멤브레인을 포함한다.The present invention includes an ion exchange membrane manufactured by using the method for manufacturing an ion exchange membrane prepared by the method presented above.
본 발명은 이온교환솔루션 형성과정 중 실란계 첨가물이 함유되므로 이온교환멤브레인이 유연성을 확보할 수 있으며, 이는 복수의 이온교환멤브레인 적층시 안정적인 적층 효과를 확보할 수 있다. In the present invention, since the silane-based additive is contained during the process of forming an ion exchange solution, the ion exchange membrane can secure flexibility, which can ensure a stable lamination effect when a plurality of ion exchange membranes are stacked.
본 발명은 이온교환솔루션 및 보강재를 일체로 성형하므로 이온교환멤브레인의 강성을 증대시키는 효과를 가진다. The present invention has the effect of increasing the rigidity of the ion exchange membrane because the ion exchange solution and the reinforcing material are integrally formed.
본 발명은 이온교환멤브레인의 두께측정 및 프레스롤러의 간격제어단계를 통해 균일두께의 이온교환멤브레인을 제조할 수 있다. According to the present invention, an ion exchange membrane having a uniform thickness can be manufactured by measuring the thickness of the ion exchange membrane and controlling the spacing of the press roller.
본 발명은 슬러리 성형단계 중, 양이온수지분말 및 음이온수지분말을 선택적으로 투입하므로, 선택적으로 원하는 극성의 이온교환솔루션을 확보하는 효과를 가진다. In the present invention, since the cationic resin powder and the anionic resin powder are selectively added during the slurry forming step, it has the effect of selectively securing an ion exchange solution of a desired polarity.
본 발명은 간섭체에 의해 균일량의 이온교환솔루션을 보강재에 침투시키는 효과를 가진다. The present invention has the effect of permeating a uniform amount of the ion exchange solution into the reinforcing material by the interferer.
본 발명은 열풍건조단계 및 적외선건조단계를 선택적으로 활용하므로, 이온교환솔루션의 종류 및 성형되는 이온교환멤브레인의 두께에 대하여 효과적인 건조조건을 확보할 수 있다. Since the present invention selectively utilizes the hot air drying step and the infrared drying step, effective drying conditions can be secured for the type of ion exchange solution and the thickness of the ion exchange membrane to be formed.
본 발명은 다단으로 온도조건을 제공하여 건조하므로 건조효과를 높일 수 있다. Since the present invention is dried by providing temperature conditions in multiple stages, it is possible to increase the drying effect.
본 발명은 건조과정중 증발되는 용매를 액상으로 회수하므로 재활용 효과를 얻을 수 있으며, 이미 가열된 공기온도를 이용하므로 건조온도의 에너지 효과를 확보할 수 있다. In the present invention, since the solvent evaporated during the drying process is recovered in the liquid phase, a recycling effect can be obtained, and since the already heated air temperature is used, the energy effect of the drying temperature can be secured.
도 1은 본 발명의 이온교환멤브레인 제조순서도.
도 2는 본 발명의 이온교환멤브레인 제조순서 공정도.
도 3은 본 발명의 건조과정 온도제어 개념도.
도 4는 본 발명의 용매회수장치 개념도.
도 5는 본 발명의 정형장치 개념도. 1 is a flow chart for manufacturing an ion exchange membrane of the present invention.
Figure 2 is a flow chart of the manufacturing sequence of the ion exchange membrane of the present invention.
3 is a conceptual diagram of temperature control in the drying process of the present invention.
4 is a conceptual diagram of a solvent recovery device of the present invention.
5 is a conceptual diagram of an orthopedic device of the present invention.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, the most preferred embodiment of the present invention will be described in detail in order to explain in detail enough that a person skilled in the art to which the present invention pertains can easily carry out the present invention.
아래의 실시예에서 인용하는 번호는 인용대상에만 한정되지 않으며, 모든 실시예에 적용될 수 있다. 실시예에서 제시한 구성과 동일한 목적 및 효과를 발휘하는 대상은 균등한 치환대상에 해당된다. 실시예에서 제시한 상위개념은 기재하지 않은 하위개념 대상을 포함한다. The numbers cited in the examples below are not limited only to the objects of reference, and may be applied to all examples. Objects exhibiting the same purpose and effect as the configuration presented in the examples correspond to equivalent replacement objects. The higher-level concept presented in the examples includes sub-concept objects that are not described.
(실시예 1-1) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 구체적으로 슬러리 상태의 이온교환솔루션(110)를 준비하는 제1준비단계(S110); 폴리머로 형성된 보강재(120)을 준비하는 제2준비단계(S120); 상기 제1준비단계 및 제2준비단계 후, 상기 보강재 내부 및 양측외부에 이온교환솔루션을 침투 시키는 침투단계(S200); 상기 침투단계 후, 솔루션수용판(130)의 두께를 일정하게 형성하는 정형단계(S300); 상기 정형단계 후, 솔루션수용판(130)을 건조하는 건조단계(S400);를 포함하는 구성으로 이루어진다.(Example 1-1) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and specifically, a first preparation step (S110) of preparing an
(실시예 1-2) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 보강재는 폴리머로 형성되는 것;을 포함한다. (Example 1-2) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 1-1, the reinforcing material is formed of a polymer.
(실시예 1-3) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 보강재는 폴리에스테르(121) 또는 폴리아마이드(122)로 형성되는 것;을 포함한다. (Example 1-3) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 1-1, the reinforcing material is formed of polyester (121) or polyamide (122).
(실시예 1-4) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 보강재는 직포, 부직포 또는 함침기재로 형성되는 것;을 포함한다. (Example 1-4) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 1-1, the reinforcing material is formed of a woven fabric, a non-woven fabric, or an impregnated base material.
(실시예 1-5) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 1-4에 있어서, 상기 보강재는 메시망으로 형성되는 것;을 포함한다. (Example 1-5) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Examples 1-4, the reinforcing material is formed of a mesh network.
(실시예 1-6) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 건조단계 후, 이온교환멤브레인의 양면을 제1롤러(211) 및 제2롤러(212)에 의해 선정된 균일두께로 형성하는 프레스단계(S600);를 포함한다. (Example 1-6) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 1-1, after the drying step, both sides of the ion exchange membrane are coated with a
(실시예 1-7) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 1-6에 있어서, 상기 프레스단계 전, 상기 제1롤러 및 제2롤러의 간격을 제어하는 간격제어단계(S520);를 포함한다. (Example 1-7) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 1-6, before the pressing step, a gap control step of controlling the gap between the first roller and the second roller (S520) ); includes.
(실시예 1-8) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 1-7에 있어서, 상기 간격제어단계 전, 두께측정기(213) 이온교환멤브레인의 두께를 측정하는 두께측정단계(S510);를 포함한다. (Example 1-8) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 1-7, before the gap control step, a thickness measuring step of measuring the thickness of the ion exchange membrane with a thickness gauge 213 ( S510);
(실시예 1-9) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 침투단계 중, 보강재 일면과 접촉되는 가이드필름(140);을 포함한다. (Example 1-9) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 1-1, a
본 발명(실시예 1-1 내지 실시예 1-8)은 불균질 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 발명이며, 특히, 이온교환멤브레인 내부에 보강재를 삽입하여, 이온교환멤브레인의 강성을 향상시키며, 후수되는 첨가물에 의해 유연성을 향상시켜, 완성된 멤브레인이 변형되는 것을 방지하고자 한다. The present invention (Examples 1-1 to 1-8) is an invention for a method for manufacturing a heterogeneous ion exchange membrane, and in particular, inserting a reinforcing material inside the ion exchange membrane to improve the rigidity of the ion exchange membrane, It is intended to prevent the finished membrane from being deformed by improving the flexibility by the added additives.
상기 보강재는 폴리머 소재로 형성되며, 폴리에스테르 또는 폴리아마이드로 형성됨이 바람직하다. 이온교환솔루션에 투입되는 이온교환수지분말에 따라 양이온교환멤브레인 또는 음이온교환멤브레인을 형성하며, 상기 방향성에 따라 친화성 소재로 형성하기 위함이다. The reinforcing material is formed of a polymer material, and is preferably formed of polyester or polyamide. A cation exchange membrane or an anion exchange membrane is formed depending on the ion exchange resin powder added to the ion exchange solution, and it is intended to form an affinity material according to the direction.
보강재가 삽입된 이온교환멤브레인은 높은 인장강도를 확보할 수 있으므로, 관리의 효율성 및 변형방지 효과를 얻을 수 있다. 상기 메시망의 두께는 5μm 내지 700μm로 형성되며, 메시망의 와이어 두께는 3μm내지 500μm인것;을 포함한다. 후술되는 이온교환수지분말, 폴리머용질, 용매, 이온교환용액, 첨가물이 일정한 비율로 혼합되어 이온교환솔루션을 형성하며, 이는 슬러리 상태로 준비된다. Since the ion exchange membrane inserted with the reinforcing material can secure high tensile strength, the efficiency of management and the effect of preventing deformation can be obtained. The thickness of the mesh network is formed of 5 μm to 700 μm, and the wire thickness of the mesh network is 3 μm to 500 μm; includes. The ion exchange resin powder, polymer solute, solvent, ion exchange solution, and additives to be described later are mixed in a predetermined ratio to form an ion exchange solution, which is prepared in a slurry state.
슬러리를 준비하는 과정 중, 폴리머로 형성된 보강재를 준비하며, 앞에서 제시한 슬러리 및 보강재는 혼합되는 과정을 가진다. 혼합되는 과정 중, 보강재 내부 및 표면에 슬러리가 침투되는 단계를 수행한다. 슬러리가 침투된 보강재는 일정한 두께를 성형하기 위해 정형단계를 거치며, 일정한 두께의 솔루션수용판은 건조챔버를 통과하며, 건조된다. 따라서, 이온방형성을 가지며, 내부에 보강재가 삽입되는 이온교환멤브레인을 확보할 수 있다. During the process of preparing the slurry, a reinforcing material formed of a polymer is prepared, and the slurry and the reinforcing material presented above are mixed. During the mixing process, a step of infiltrating the slurry into the inside and the surface of the reinforcement is performed. The reinforcing material impregnated with the slurry goes through a shaping step to form a constant thickness, and the solution receiving plate with a constant thickness passes through a drying chamber and is dried. Accordingly, it is possible to secure an ion exchange membrane having ion release properties and a reinforcing material inserted therein.
(실시예 2-1) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 이온교환솔루션은 이온교환수지분말(111), 폴리머용질(112), 용매(113), 이온교환용액(114) 의 혼합으로 형성되는 것;을 포함한다. (Example 2-1) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 1-1, the ion exchange solution is an ion exchange resin powder (111), a polymer solute (112), a solvent (113) , which is formed by mixing the ion exchange solution 114 .
본 발명의 불균질막은 균질막에 비하여 저렴한 생산원가의 장점이 있으나, 낮은 함수율 및 높은 막저항 문제를 발생시킨다. 이를 극복하기 위해, 본 발명은 이온교환수지분말 이외에 추가로 폴리머용질을 혼합하여, 함수율 및 막저항의 단점을 극복할 수 있다. 또한 동시에 막의 우수한 기계적 물성을 확보할 수 있다. 따라서, 낮은 생산원가에도 불구하고, 고품질의 막을 생산하는 효과를 가진다.The heterogeneous membrane of the present invention has the advantage of low production cost compared to the homogeneous membrane, but causes problems with low moisture content and high membrane resistance. In order to overcome this, the present invention can overcome the disadvantages of moisture content and membrane resistance by mixing a polymer solute in addition to the ion exchange resin powder. In addition, it is possible to secure excellent mechanical properties of the membrane at the same time. Therefore, in spite of the low production cost, it has the effect of producing a high-quality film.
(실시예 2-2) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 이온교환솔루션에 첨가물이 혼합되는 것;을 포함하며, 상기 첨가물은 실란화합물로 형성되는 것;을 포함한다. 구체적으로 비닐계실란(vinyltrimethoxy silane등), 아미노계실란(3-aminopropyltrimethoxysilane 등), 폴리머실란(polydimethylsiloxane hydroxyl 등) 에폭시계실란, 이소시아네이트계실란 등으로 형성됨이 바람직하다. 실란이 포함된 첨가물은 이온교환멤브레인을 유연하게 하며, 유연한 멤브레인은 적층 안전성을 확보할 수 있다. 본 발명의 이온교환멤브레인은 복수의 층이 적층되어 정수장치 등에 활용될 수 있으며, 적층 과정에서 파손되는 것을 방지할 수 있다. (Example 2-2) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 2-1, an additive is mixed with the ion exchange solution, wherein the additive is formed of a silane compound include; Specifically, it is preferably formed of vinyl-based silane (vinyltrimethoxy silane, etc.), amino-based silane (3-aminopropyltrimethoxysilane, etc.), polymer silane (polydimethylsiloxane hydroxyl, etc.), epoxy-based silane, isocyanate-based silane, or the like. Additives containing silane make the ion exchange membrane flexible, and the flexible membrane can ensure stacking stability. The ion exchange membrane of the present invention can be used in a water purifying device by stacking a plurality of layers, and can be prevented from being damaged during the lamination process.
(실시예 2-3) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 용매는 양쪽성용매로 형성되는 것;을 포함한다. (Example 2-3) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 2-1, the solvent is formed of an amphoteric solvent.
(실시예 2-4) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 2-3에 있어서, 상기 용매는 NMP, DMF, DMAc, DMSO, chloroform, chlorobenzene, methylene chloride중 선택된 어느 하나 또는 2개 이상의 조합으로 형성되는 것;을 포함한다. (Example 2-4) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 2-3, the solvent is any one or 2 selected from NMP, DMF, DMAc, DMSO, chloroform, chlorobenzene, and methylene chloride. Including; that is formed by a combination of more than one.
용매는 이온교환솔루션 형성에 있어서 혼합의 효과를 높이는 목적으로 사용된다. 본 발명(실시예 2-3. 실시예 2-4)의 NMP, DMAc, DMF 또는 DMSO는 높은 소수성 및 친수성을 가지므로 어떠한 폴리머와도 용이하게 용해되는 효과를 가진다. 따라서, 어떠한 용질도 완전한 용융을 가능하게 하며, 혼합과정 중 균질상태의 용액을 확보할 수 있다. The solvent is used for the purpose of increasing the effect of mixing in the formation of the ion exchange solution. Since NMP, DMAc, DMF or DMSO of the present invention (Example 2-3, Example 2-4) has high hydrophobicity and hydrophilicity, it has an effect of being easily dissolved with any polymer. Therefore, it is possible to completely melt any solute, and it is possible to secure a homogeneous solution during the mixing process.
(실시예 2-5) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 이온교환수지분말(111)은 양이온수지분말(111a) 또는 음이온수지분말(111b)로 형성되는 것;을 포함한다. (Example 2-5) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 2-1, the ion exchange resin powder 111 is a cation resin powder 111a or an anion resin powder 111b. What is formed; includes.
본 발명의 이온교환수지분말은 고분자로 형성되며, 양이온 또는 음이온을 교환하는 기능기를 가지며, 용매에 용이하게 녹을 수 있어야 된다. 구체적으로 이오노머로, 폴리스티렌, 폴리술폰, 폴리이서술폰, 폴리아미드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리에테르, 폴리에틸렌, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 폴리글리시딜메타크릴레이트 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. The ion exchange resin powder of the present invention should be formed of a polymer, have a functional group for exchanging cations or anions, and be easily soluble in a solvent. Specifically, as an ionomer, polystyrene, polysulfone, polyisosulfone, polyamide, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, polyester, polyimide, polyether, polyethylene, polytetrafluoroethylene and polyglycidylmethacrylic Any one or a mixture of two or more selected from the group consisting of rate and the like may be used.
(실시예 2-6) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 이온교환용액은 PS(polystyrene), PES(poly ether sulfone), PPO(poly phenylene oxide), PEEK(Poly eher ether ketone), PEKK(polyether-ketone-ketone), PFSA(Perfluorosulfonic acids), PVC(Polyvinyl Chloride), PE(Polyethylene)를 기본 골격으로 하여 제조된 이온교환체 중 선택된 어느하나 이상으로 형성되는 것;을 포함한다. (Example 2-6) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 2-1, the ion exchange solution is PS (polystyrene), PES (poly ether sulfone), PPO (poly phenylene oxide) , PEEK (Poly eher ether ketone), PEKK (polyether-ketone-ketone), PFSA (Perfluorosulfonic acids), PVC (Polyvinyl Chloride), PE (Polyethylene) with one or more selected from among ion exchangers manufactured with basic skeleton What is formed; includes.
(실시예 2-7) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 이온교환솔루션은 5-60 중량%의 이온교환용액으로 형성되는 것;을 포함한다. (Example 2-7) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 2-1, the ion exchange solution is formed of 5-60 wt% of an ion exchange solution.
(실시예 2-8) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 이온교환솔루션은 10-70 중량%의 이온교환수지분말으로 형성되는 것;을 포함한다.(Example 2-8) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 2-1, the ion exchange solution is formed of 10-70% by weight of ion exchange resin powder. .
(실시예 2-9) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 이온교환솔루션은 5-60 중량%의 폴리머용질로 형성되는 것;을 포함한다.(Example 2-9) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 2-1, the ion exchange solution is formed of 5-60 wt% of a polymer solute.
(실시예 2-10) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 이온교환솔루션은 1-20중량%의 첨가제로 형성되는 것;을 포함한다.(Example 2-10) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 2-1, the ion exchange solution is formed of 1-20 wt% of an additive.
(실시예 3-1) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 폴리머용질은 아크릴계 폴리머(polyacrylate 등), 아세테이트계 폴리머(Ethylene vinyl acetate 등), 올레핀계 폴리머(polyethylene 등) 및 플루오르 올레핀계 폴리머(polyvinylidenefluoride 등) 중 선택된 어느 하나로 형성되는 것;을 포함한다. (Example 3-1) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane. In Example 2-1, the polymer solute is an acrylic polymer (polyacrylate, etc.), an acetate-based polymer (Ethylene vinyl acetate, etc.), and an olefin-based polymer. It includes; a polymer (polyethylene, etc.) and a fluoroolefin-based polymer (polyvinylidenefluoride, etc.) formed of any one selected from the group consisting of.
폴리머 용질은 다양한 소재가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 아크릴계 폴리머(polyacrylate 등), 아세테이트계 폴리머(Ethylene vinyl acetate 등), 올레핀계 폴리머(polyethylene 등) 및 플루오르 올레핀계 폴리머(polyvinylidenefluoride 등) 중 선택된 어느 하나로 형성되는 것이 좋다. A variety of materials may be used for the polymer solute, and preferably, one selected from an acrylic polymer (polyacrylate, etc.), an acetate-based polymer (Ethylene vinyl acetate, etc.), an olefin-based polymer (polyethylene, etc.), and a fluoroolefin-based polymer (polyvinylidenefluoride, etc.) It is good to form
(실시예 4-1) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 정형단계는 솔루션수용판 양면에 균일간격으로 형성된 간섭체(400)에 의해 선정된 두께로 정형하는 것;을 포함한다.(Example 4-1) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 1-1, the shaping step includes a thickness selected by the interference bodies 400 formed at uniform intervals on both sides of the solution receiving plate. Including;
(실시예 4-2) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 4-1에 있어서, 상기 간섭체는 솔루션수용판 양면에 배치되며, 솔루션수용판 이송속도와 동일한 원주속도로 회전하는 정형롤러(410);를 포함한다. (Example 4-2) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane. In Example 4-1, the interfering body is disposed on both sides of the solution receiving plate and rotates at the same circumferential speed as the solution receiving plate transport speed. and a shaping
(실시예 4-3) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 4-1에 있어서, 상기 간섭체는 솔루션수용판 양면에 배치되며, 솔루션수용판 양측에 위치하는 스크레퍼(420);를 포함한다. (Example 4-3) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 4-1, the interferers are disposed on both sides of the solution receiving plate, and the
(실시예 4-4) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 4-1에 있어서, 상기 간섭체는 솔루션수용판 일면에 배치되며 솔루션수용판 이송속도와 동일한 원주속도로 회전하는 정형롤러(410), 솔루션수용판 타면에 배치되는 스크레퍼(420);를 포함한다. (Example 4-4) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane. In Example 4-1, the interferer is disposed on one surface of the solution receiving plate and rotates at the same circumferential speed as the solution receiving plate. The shaping
(실시예 4-5) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 4-2내지 4-4에 있어서, 상기 정형롤러는 콤마코터(430)로 형성되는 것;을 포함한다. (Example 4-5) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Examples 4-2 to 4-4, the shaping roller is formed by a
본 발명(실시예 4-1 내지 4-5)은 보강재에 침지된 이온교환솔루션의 두께를 일정하게 하고자 함이며, 솔루션수용판의 양단 또는 일측에 간섭체를 접촉시켜, 일정한 두께를 제어한다. The present invention (Examples 4-1 to 4-5) is intended to make the thickness of the ion exchange solution immersed in the reinforcing material constant, and by contacting the interferers to both ends or one side of the solution receiving plate, the constant thickness is controlled.
솔루션수용판은 양측에 회전하는 롤러에 의해 두께를 설정할 수 있다. 또는 다른실시예로서, 일측 또는 양측에 스크래퍼를 장착하여, 스크래퍼에 의해 두께를 제어할 수 있다. 또는 다른 실시예로서, 롤러 및 스프래퍼의 복수조합으로 설정할 수 있다. 상기 롤러는 콤마코터를 사용함이 바람직하다. The solution receiving plate can be set in thickness by rotating rollers on both sides. Alternatively, as another embodiment, by mounting a scraper on one side or both sides, the thickness can be controlled by the scraper. Or, as another embodiment, it can be set to a plurality of combinations of rollers and scrapers. The roller is preferably a comma coater.
(실시예 5-1) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 건조단계는 솔루션수용판을 열풍에 의해 건조하는 열풍건조단계(S410); 및/또는 적외선건조단계(S420);를 포함한다. (Example 5-1) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 1-1, the drying step includes a hot air drying step of drying the solution receiving plate by hot air (S410); and/or an infrared drying step (S420).
(실시예 6-1) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 5-1에 있어서, 상기 건조단계는 복수의 단계로 다단 건조하는 것; 를 포함한다.(Example 6-1) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 5-1, the drying step includes multi-stage drying in a plurality of steps; includes
(실시예 6-2) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 6-1에 있어서, 상기 다단건조단계는 스탭, 직선형, 곡선형 중 선택된 어느 하나의 형태로 온도가 승강 및 하강하는 것;을 포함한다. (Example 6-2) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 6-1, in the multi-stage drying step, the temperature is raised and lowered in any one form selected from a step, a straight line, and a curved shape. to do; includes
(실시예 6-3) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 6-2에 있어서, 상기 다단건조단계 전, 온도조건을 사전 설정하는 온도설정단계(S430);를 포함한다. (Example 6-3) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 6-2, before the multi-stage drying step, a temperature setting step (S430) of presetting a temperature condition is included.
(실시예 6-4) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 6-1에 있어서, 상기 다단건조단계의 온도는 섭씨 30도 내지 150도의 범위로 형성되는 것;을 포함한다. (Example 6-4) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 6-1, the temperature of the multi-stage drying step is formed in the range of 30°C to 150°C.
본 발명(실시예 5-1 내지 6-4)은 이온교환솔루션 수용판을 건조시키는 건조단계에 대한 것이다. 이온교환솔루션수용판은 슬러리상태의 이온교환솔루션을 보강재 내부 및 표면에 수용된 상태이며, 건조에 의해 시트로 형성하는 단계이다. 건조단계에서 열풍에 의해 건조하거나, 또는 적외선으로 건조할 수 있다. 다른 실시예로서, 열풍건조 및 적외선건조를 동시에 적용할 수 있다. The present invention (Examples 5-1 to 6-4) relates to a drying step of drying the ion exchange solution receiving plate. The ion exchange solution receiving plate is a state in which the ion exchange solution in the slurry state is accommodated inside and on the surface of the reinforcing material, and is a step of forming a sheet by drying. In the drying step, it may be dried by hot air or may be dried by infrared rays. As another embodiment, hot air drying and infrared drying may be applied at the same time.
건조시간은 이온교환솔루션 두께 및 재질에 따라 상이하게 적용할 수 있다. 열풍건조는 가열된 건조공기를 이온교환솔루션 일면 또는 양면에 적용시켜 건조시키는 특징을 가지며, 적외선 건조 또한 양면 또는 일면에 적외선 광원을 조사하여 건조시킬 수 있다. The drying time can be applied differently depending on the thickness and material of the ion exchange solution. Hot air drying has a characteristic of drying heated dry air by applying heated dry air to one or both sides of the ion exchange solution, and infrared drying can also be dried by irradiating an infrared light source to both sides or one side.
상기 건조단계는 일회로 이루어질 수 있으며, 또는 다단과정으로 건조될 수 있다. 다단으로 건조될 경우, 온도는 단계적으로 승온되며, 최고의 설정온도에서 단계적으로 하강된다. 온도범위는 30도시 내지 150도시의 범위로 이루어진다. 30도는 완전한 성형을 불가능하게 하며, 150도 이상은 막손상을 유발한다. 또한 각각의 단계별로 시간을 차별화 하므로 이온교환솔루션의 종류 및 멤브레인의 두께에 대한 최적의 건조조건을 구현할 수 있다. The drying step may be performed once, or may be dried in a multi-step process. When drying in multiple stages, the temperature is raised step by step, and the temperature is lowered step by step at the highest set temperature. The temperature range is made in the range of 30 to 150 cities. 30 degrees makes complete molding impossible, and 150 degrees or more causes film damage. In addition, since the time is differentiated for each step, it is possible to implement the optimal drying conditions for the type of ion exchange solution and the thickness of the membrane.
(실시예 7-1) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 건조단계 중, 건조챔버(510)에서 발생된 습증기의 용매를 회수하는 용매회수단계(S440);를 포함한다.(Example 7-1) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 1-1, during the drying step, a solvent recovery step of recovering the solvent of the wet steam generated in the drying chamber 510 ( S440);
(실시예 7-2) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 7-1에 있어서, 상기 솔루션수용판을 수용하는 건조챔버(510); 상기 건조챔버 일측 및 타측을 연통하여 형성되는 순환튜브(520); 상기 순환튜브 중간에 위치하는 송풍팬(530); 상기 송풍팬 일측에 위치하며, 습증기를 응축하는 응축기(540); 상기 응축기와 연통되며, 응축된 용매를 포집하는 용매회수용기(550);를 포함한다. (Example 7-2) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 7-1, a drying
본 발명(실시예 7-1 내지 7-2)의 실시예는 솔루션 형성시 투입되었던 용매를 회수하는 방법에 대한 것이다. Examples of the present invention (Examples 7-1 to 7-2) relate to a method of recovering a solvent that was added during solution formation.
이온교환수지분말을 용해시켜 이온교환용액과 혼합하여 이온교환솔루션을 슬러리 상태로 제조하며, 건조단계에서 용매를 기화시킨다. 기화된 용매는 응축기에 의해 응축시켜, 용매를 회수하기 위한 단계이다. The ion exchange resin powder is dissolved and mixed with the ion exchange solution to prepare an ion exchange solution in a slurry state, and the solvent is vaporized in the drying step. The vaporized solvent is condensed by a condenser to recover the solvent.
구체적으로 건조챔버는 밀폐된 조건을 형성하며, 건조챔버는 순환튜브에 의해 일측과 타측을 연통한다. 송풍팬은 순환튜브 내부에서 공기를 유동한다. 즉, 순환튜브로 흡입되는 공기는 기체상태의 용매를 포함한다. 기체상태의 용매는 응축기에 의해 액체로 변환되며, 액체로 변환된 용매는 용매회수용기에 수용되어 재사용된다. Specifically, the drying chamber forms a closed condition, and the drying chamber communicates with one side and the other side by a circulation tube. The blower fan flows the air inside the circulation tube. That is, the air sucked into the circulation tube contains a gaseous solvent. The gaseous solvent is converted into a liquid by the condenser, and the liquid-converted solvent is accommodated in the solvent recovery container and reused.
상기 순환투뷰의 내부에 가열히터(570)가 내장되며, 건조챔버로 공급되는 공기를 가열한다. 가열히터의 온도는 제1온도센서(571)에 의해 계측되며, 제어기(580)에 의해 가열히터의 작동량을 제어하게 된다. 건조챔버의 내부에는 적외선건조기(590)를 수용되며, 선택적으로 작동할 수 있다. 건조챔버 내부에는 제2온도센서(572)를 내장하며, 내부온도를 제어기에 의해 제어한다. 상기 가열히터 및 적외선 건조기의 위치는 필요에 따라 건조챔버 계통시스템 내부에 다양한 배치가 허용된다. A heating heater 570 is built into the circulation two-view, and heats the air supplied to the drying chamber. The temperature of the heating heater is measured by the
(실시예 8-1) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 건조단계 후, 이온교환멤브레인의 내부 및 표면의 결함을 검사하는 검사단계(S700);를 포함한다. (Example 8-1) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane. In Example 1-1, after the drying step, an inspection step (S700) of inspecting defects on the inside and the surface of the ion exchange membrane; includes
(실시예 8-2) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 7-1에 있어서, 상기 검사단계는 이온교환멤브레인 일측에 적외선 발진기(710)적외선 빛을 조사하는 조사단계(S710); 상기 조사단계 중, 이온교환멤브레인 일측 또는 타측에 위치하는 카메라(720)에 의해 촬영하는 촬영단계(S720);를 포함한다. (Example 8-2) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 7-1, the inspection step is an irradiation step (S710) of irradiating infrared light with an infrared oscillator 710 to one side of the ion exchange membrane ); and a photographing step (S720) of photographing by the camera 720 located on one side or the other side of the ion exchange membrane during the irradiation step.
(실시예 8-3) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 7-2에 있어서, 촬영단계 후, 결함제어기(730)에 의해 결함의 위치 및 크기를 판단하는 결함판단단계(S730);를 포함한다. (Example 8-3) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 7-2, after the imaging step, the defect determination step ( S730);
(실시예 8-4) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 7-3에 있어서, 결함판단단계 후, 결함표시기(740)에 의해 멤브레인의 표면에 결함위치를 표시하는 결함표시단계(S740);를 포함한다. (Example 8-4) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and in Example 7-3, after the defect determination step, defect display is performed by indicating the defect location on the surface of the membrane by the defect indicator 740 Step (S740); includes.
본 발명(실시예 8-1 내지 8-4)은 이온교환멤브레인의 표면 또는 내부에 위치하는 홀, 표면흠집, 표면돌기 등의 결함을 판단하는 것에 대한 것이다. The present invention (Examples 8-1 to 8-4) relates to determining defects such as holes, surface flaws, and surface protrusions located on the surface or inside of an ion exchange membrane.
이온교환멤브레인은 생산과정 중 결함이 발생될 수 있으며, 상기 결함은 이온교환멤브레인의 성능저하 문제를 발생시킨다. 따라서, 연속으로 생산되는 과정에서 자동으로 결함을 검측하며, 검측위치를 표시하는 기술이 요구된다. Defects may occur during the production process of the ion exchange membrane, and the defect causes a problem of performance degradation of the ion exchange membrane. Therefore, a technique for automatically detecting defects in the process of continuous production and displaying the detection position is required.
이를 구현하기 위해, 이온교환멤브레인의 표면에 적외선으로 빛을 조사하며, 빛은 결함위치에서 굴곡 등에 의해 정상적인 표면과 명암의 차이를 발생시킨다. 이는 이온교환멤브레인의 표면을 관측하는 카메라에 의해 촬영되며, 카메라의 영상정보는 결함제어기에 의해 판독된다. 결함제어기는 결함의 종류 및 크기를 인식된 프로그램에 의해 판단하며, 판단결과는 결함제어기에 저장된다. To implement this, light is irradiated with infrared light on the surface of the ion exchange membrane, and the light causes a difference in contrast between the normal surface and the normal surface by bending at the defect location. It is photographed by a camera observing the surface of the ion exchange membrane, and image information of the camera is read by a defect controller. The defect controller determines the type and size of the defect by the recognized program, and the determination result is stored in the defect controller.
또한 다른 실시예로서, 관리자가 결함위치를 육안으로 확인하기 위해, 결함표기시에 의해 멤브레인 모서리에 인식표기를 한다. 마킹은 점 또는 선, 수치 등으로 표식할 수 있다. Also, as another embodiment, in order for the manager to visually check the location of the defect, a recognition mark is marked on the edge of the membrane by the defect mark. The marking can be marked with points, lines, or numbers.
다른 실시예에 의해 상기 검사단계는 건조챔버 내부에서 수행되거나, 건조챔버 외부에서 수행될 수 있다. 건조챔버 내부에서 수행될 경우, 건조기의 건조용 적외선발진기를 겸용으로 활용될 수 있다. According to another embodiment, the inspection step may be performed inside the drying chamber or outside the drying chamber. When it is carried out inside the drying chamber, it can be used as an infrared oscillator for drying of the dryer.
(실시예 9-1) 본 발명은 이온교환멤브레인 제조방법에 대한 것이며, 실시예 1-1 내지 7-1의 제조방법으로 제조되는 이온교환멤브레인을 포함한다.(Example 9-1) The present invention relates to a method for manufacturing an ion exchange membrane, and includes the ion exchange membrane manufactured by the manufacturing method of Examples 1-1 to 7-1.
110 : 이온교환솔루션 111 : 이온교환수지분말
111a : 양이온수지분말 111b : 음이온수지분말
121 : 폴리에스테르 122 : 폴리아마이드
112 : 폴리머용질 113 : 용매
114 : 이온교환용액 115 : 첨가물
120 : 보강재 130 : 솔루션수용판
140 : 가이드필름 211 : 제1롤러
212 : 제2롤러 213 : 두께측정기
400 : 간섭체
410 : 정형롤러 420: 스크래퍼
430 : 콤마코터 510 : 건조챔버
520 : 순환튜브 530 : 송풍팬
540 : 응축기 550 : 용매회수용기
570 : 가열히터 571 : 제1온도센서
572 : 제2온도센서 580 : 제어기
590 : 적외선건조기110: ion exchange solution 111: ion exchange resin powder
111a: cationic resin powder 111b: anionic resin powder
121: polyester 122: polyamide
112: polymer solute 113: solvent
114: ion exchange solution 115: additive
120: reinforcing material 130: solution receiving plate
140: guide film 211: first roller
212: second roller 213: thickness measuring device
400: interference
410: shaping roller 420: scraper
430: comma coater 510: drying chamber
520: circulation tube 530: blowing fan
540: condenser 550: solvent recovery container
570: heating heater 571: first temperature sensor
572: second temperature sensor 580: controller
590: infrared dryer
Claims (9)
슬러리 상태의 이온교환솔루션(110)를 준비하는 제1준비단계(S110);
폴리머로 형성된 보강재(120)을 준비하는 제2준비단계(S120);
상기 제1준비단계 및 제2준비단계 후,
상기 보강재 내부 및 양측외부에 이온교환솔루션을 침투 시키는 침투단계(S200);
상기 침투단계 후, 보강재 내부 및 양측외부에 이온교환솔루션이 수용된 솔루션수용판(130)을 형성하고, 상기 솔루션수용판(130)의 두께를 일정하게 형성하는 정형단계(S300);
상기 정형단계 후, 솔루션수용판(130)을 건조하는 건조단계(S400);
상기 건조단계 중, 건조챔버(510)에서 발생된 습증기의 용매를 회수하는 용매회수단계(S440);
상기 건조단계 후, 이온교환멤브레인의 양면을 제1롤러(211) 및 제2롤러(212)에 의해 선정된 균일두께로 형성하는 프레스단계(S600);
상기 프레스단계 전, 상기 제1롤러(211) 및 제2롤러(212)의 간격을 제어하는
간격제어단계(S520);
상기 간격제어단계 전, 두께측정기(213) 이온교환멤브레인의 두께를
측정하는 두께측정단계(S510);를 포함하되.
이온교환솔루션은 이온교환수지분말(111), 폴리머용질(112), 용매(113), 이온교환용액(114), 첨가물(115)의 혼합으로 형성되며, 상기 이온교환솔루션은 10-70 중량%의 이온교환수지분말, 5-60중량%의 폴리머용질, 5-60중량%의 이온교환용액, 1-20중량%의 첨가제로 형성되며,
상기 건조챔버의 일측 및 타측을 연통하여 형성되는 순환튜브(520);
상기 순환튜브 중간에 위치하는 송풍팬(530);
상기 송풍팬 일측에 위치하며, 습증기를 응축하는 응축기(540);
상기 응축기와 연통되며, 응축된 용매를 포집하는 용매회수용기(550);
를 포함하는 이온교환멤브레인 제조방법.
In the ion exchange membrane manufacturing method,
A first preparation step of preparing the ion exchange solution 110 in a slurry state (S110);
A second preparation step (S120) of preparing the reinforcement material 120 formed of a polymer;
After the first preparation step and the second preparation step,
Penetration step (S200) of penetrating the ion exchange solution into the inside and both sides of the reinforcement;
After the penetrating step, forming a solution receiving plate 130 in which the ion exchange solution is accommodated inside and on both sides of the reinforcing material, and forming a constant thickness of the solution receiving plate 130 (S300);
After the shaping step, a drying step of drying the solution receiving plate 130 (S400);
a solvent recovery step of recovering the solvent of the wet steam generated in the drying chamber 510 during the drying step (S440);
After the drying step, a pressing step of forming both sides of the ion exchange membrane to a uniform thickness selected by the first roller 211 and the second roller 212 (S600);
Before the pressing step, to control the interval between the first roller 211 and the second roller 212
interval control step (S520);
Before the gap control step, the thickness of the thickness gauge 213 of the ion exchange membrane
Including a thickness measuring step (S510) of measuring.
The ion exchange solution is formed by mixing the ion exchange resin powder 111, the polymer solute 112, the solvent 113, the ion exchange solution 114, and the additive 115, and the ion exchange solution is 10-70 wt% of ion exchange resin powder, 5-60% by weight of polymer solute, 5-60% by weight of ion exchange solution, and 1-20% by weight of additives,
a circulation tube 520 formed in communication with one side and the other side of the drying chamber;
a blowing fan 530 located in the middle of the circulation tube;
a condenser 540 located at one side of the blowing fan and condensing wet steam;
a solvent recovery container 550 communicating with the condenser and collecting the condensed solvent;
An ion exchange membrane manufacturing method comprising a.
상기 폴리머용질은 아크릴계 폴리머(polyacrylate), 아세테이트계 폴리머(Ethylene vinyl acetate), 올레핀계 폴리머(polyethylene) 및 플루오르
올레핀계 폴리머(polyvinylidenefluoride) 중 선택된 어느 하나로 형성되는 이온교환멤브레인 제조방법.
The method according to claim 1,
The polymer solute is an acrylic polymer (polyacrylate), an acetate-based polymer (Ethylene vinyl acetate), an olefin-based polymer (polyethylene), and fluorine
A method of manufacturing an ion exchange membrane formed of any one selected from among olefinic polymers (polyvinylidenefluoride).
상기 정형단계는 솔루션수용판 양면에 균일간격으로 형성된 간섭체(400)에 의해 선정된 두께로 정형하는; 이온교환멤브레인 제조방법.
The method according to claim 1,
The shaping step is shaping to a thickness selected by the interference body 400 formed at uniform intervals on both sides of the solution receiving plate; Ion exchange membrane manufacturing method.
상기 건조단계는 솔루션수용판을 열풍에 의해 건조하는 열풍건조단계(S410);
및/또는 적외선건조단계(S420); 를 포함하는 이온교환멤브레인 제조방법.
The method according to claim 1,
The drying step is a hot air drying step of drying the solution receiving plate by hot air (S410);
and/or infrared drying step (S420); An ion exchange membrane manufacturing method comprising a.
상기 건조단계는 복수의 단계로 다단 건조하는; 이온교환멤브레인 제조방법.
6. The method of claim 5,
The drying step is multi-stage drying in a plurality of steps; Ion exchange membrane manufacturing method.
상기 건조단계 후, 이온교환멤브레인의 내부 및 표면의 결함을 검사하는 검사단계(S700);
를 포함하는 이온교환멤브레인 제조방법.
The method according to claim 1,
After the drying step, an inspection step (S700) of inspecting defects on the inside and the surface of the ion exchange membrane;
An ion exchange membrane manufacturing method comprising a.
[Claim 7] An ion exchange membrane manufactured by using the method for manufacturing an ion exchange membrane according to any one of claims 1 to 6.
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