KR102547346B1 - Excellent removing nitrate polyamide reverse osmosis membrane, method of manufacturing the same and membrane module comprising the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가정용 정수기에 사용되는 역삼투 분리막에 관한 것으로서, 다관능성 아민 및 이와 반응하는 화합물을 반응시켜 1차 코팅막을 형성시키고, 상기 1차 코팅막의 표면에 특정 아민 화합물로 2차 코팅막을 형성시킴으로써, 낮은 표면 음전하 농도를 부여함에 따라 경도 유발 성분이 높은 원수 조건 하에서도 질산성 질소 제거율이 높은, 질산성 질소 제거율이 우수한 역삼투 분리막, 이를 포함하는 분리막 모듈 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a reverse osmosis membrane used in a household water purifier, wherein a polyfunctional amine and a compound reacting thereto are reacted to form a primary coating layer, and a specific amine compound is used to form a secondary coating layer on the surface of the primary coating layer. , Reverse osmosis membrane with high nitrate nitrogen removal rate and excellent nitrate nitrogen removal rate even under raw water conditions with high hardness-inducing components by imparting a low surface negative charge concentration, a separation membrane module including the same, and a manufacturing method thereof.

Description

질산성 질소 제거율이 우수한 역삼투 분리막, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 분리막 모듈 {EXCELLENT REMOVING NITRATE POLYAMIDE REVERSE OSMOSIS MEMBRANE, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME AND MEMBRANE MODULE COMPRISING THE SAME}Reverse osmosis membrane with excellent nitrate nitrogen removal rate, manufacturing method thereof, and membrane module including the same

본 발명은 가정용 정수기 등에 사용되는 역삼투 분리막에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 낮은 표면 음전하로 경도 유발 물질의 함량이 높은 원수 조건 하에서도 질산성 질소 제거율이 우수한 역삼투 분리막, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 분리막 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a reverse osmosis membrane used in household water purifiers, etc., and more particularly, to a reverse osmosis membrane with a low surface negative charge and excellent nitrate nitrogen removal rate even under raw water conditions with a high content of substances causing hardness, a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing the same It relates to a separation membrane module comprising

보편적으로, 액체 내에 존재하는 미세불순물, 이온등 다양한 성분을 분리하는 방법으로는 증발법, 전기투석법, 정밀여과법, 한외여과법, 역삼투법 등이 있다. 이 중에서 역삼투법은 에너지 소비가 적고, 소형뿐만 아니라 대형화 설비 구축이 가능하며, 물 속의 1가 이온까지 제거가 가능한 장점이 있다. In general, methods for separating various components such as fine impurities and ions present in a liquid include an evaporation method, an electrodialysis method, a microfiltration method, an ultrafiltration method, a reverse osmosis method, and the like. Among them, the reverse osmosis method has the advantage of low energy consumption, the construction of small as well as large-sized facilities, and the ability to remove monovalent ions in water.

일반적으로 역삼투법에 사용되는 분리막은 나노분리막 또는 역삼투분리막이 있으며, 이 중에서 역삼투분리막은 기계적 강도를 유지하기 위한 지지층과 선택적 투과성을 갖는 활성층으로 이루어지는데, 최근에는 방향족 폴리술폰을 다공성 지지층으로 하고 폴리아미드를 활성층으로 구성된 역삼투분리막이 개발 및 상업화되고 있다. 상기 역삼투분리막의 제조방법은 박층 분산법, 침지 코팅법, 기상 증착법, 랑그뮈르-블로젯(Langmuir-Blodgett)법, 계면 중합법 등이 있으며, 가장 많이 이용되고 있는 방법은 캐도트(Cadotte)에 의해 개시된 계면 중합법[미국특허 제4,277,344호]이다. 상기 발명은 적어도 2개의 1급 아민 치환제를 함유하는 방향족 다관능성 아민과 적어도 3개의 아실할라이드 치환제를 갖는 방향족의 아실할라이드를 계면 중합시켜 얻는 방향족 폴리아미드 복합막에 관한 기술을 개시하고 있다. In general, the separation membrane used in the reverse osmosis method includes a nano-membrane or a reverse osmosis membrane. Among them, the reverse osmosis membrane is composed of a support layer for maintaining mechanical strength and an active layer having selective permeability. Recently, aromatic polysulfone is used as a porous support layer. Reverse osmosis membranes composed of polyamide as an active layer are being developed and commercialized. Methods for manufacturing the reverse osmosis membrane include a thin layer dispersion method, a dip coating method, a vapor deposition method, a Langmuir-Blodgett method, an interfacial polymerization method, and the like, and the most commonly used method is Cadotte It is an interfacial polymerization method disclosed by [U.S. Patent No. 4,277,344]. The above invention discloses a technique related to an aromatic polyamide composite film obtained by interfacial polymerization of an aromatic polyfunctional amine containing at least two primary amine substituents and an aromatic acyl halide containing at least three acyl halide substituents.

하지만, 상기한 계면 중합법을 통하여 얻어진 역삼투 분리막은 반응종료이후 역삼투 분리막 표면에 필연적으로 미반응 아실할라이드 치환체가 남게 되며, 상기한 잔류 아실할라이드 치환체는 계면 중합 이후 수세 공정을 통해서 가수분해되어 카르복실릭 에시드(Carboxylic acid) 그룹으로 변하게 된다. 이러한 기작을 보편적인 폴리아미드 역삼투 분리막의 표면이 음전하를 띠게 되는 이유로 설명할 수 있다. 이러한 표면 음전하 특성은 특히 2가 양이온 성분의 농도가 높은 원수를 처리할 경우 정전기적인 인력을 통하여 막 표면에 높은 2가 이온의 축적을 야기하게 되고, 최종적으로는 질산성질소의 제거율을 감소시키는 이유가 된다. However, in the reverse osmosis membrane obtained through the interfacial polymerization method, unreacted acyl halide substituents inevitably remain on the surface of the reverse osmosis membrane after the reaction is completed, and the residual acyl halide substituents are hydrolyzed through a water washing process after interfacial polymerization. It turns into a carboxylic acid group. This mechanism can be explained as the reason why the surface of a common polyamide reverse osmosis membrane is negatively charged. This surface negative charge characteristic causes the accumulation of high divalent ions on the surface of the membrane through electrostatic attraction, especially when raw water with a high concentration of divalent cation components is treated, and the reason why the removal rate of nitrate nitrogen is ultimately reduced is that do.

미국 등록특허 제4277344 호 (등록일: 1981.07.07)US Patent Registration No. 4277344 (registration date: 1981.07.07)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 해결하려는 과제는 폴리아미드 중합 반응 후 특정 아민 화합물로 코팅을 수행함으로써, 높은 수준의 경도 성분 농도가 포함된 원수 조건 하에서도 질산성 질소 제거율 하락이 최소화된, 질산성 질소 제거율이 우수한 역삼투 분리막 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.The present invention has been made to solve the above problems, and the problem to be solved by the present invention is to perform coating with a specific amine compound after polyamide polymerization, even under raw water conditions containing a high level of hardness component concentration. It is an object of the present invention to provide a reverse osmosis membrane with a minimized acid nitrogen removal rate and an excellent nitrate nitrogen removal rate and a manufacturing method thereof.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 질산성질소 제거율이 우수한 역삼투 분리막은 다공성 지지체; 및 상기 다공성 지지체의 적어도 일측면에 형성된 폴리아미드층;을 포함하는 역삼투 분리막에 관한 것으로, 경도 유발 물질 600ppm 및 질산성 질소 30ppm을 포함하는 시수(potable water)를 상기 역삼투 분리막으로 필터링(filtering)시켰을 때, 처리수의 질산성 질소의 제거율은 80 ~ 85%이며, 표면 전하의 크기가 하기 조건 (1)을 만족할 수 있다.The reverse osmosis membrane with excellent nitrate nitrogen removal rate of the present invention for solving the above problems includes a porous support; And a polyamide layer formed on at least one side of the porous support; to a reverse osmosis membrane comprising: filtering potable water containing 600 ppm of a hardness-inducing substance and 30 ppm of nitrate nitrogen with the reverse osmosis membrane. ), the removal rate of nitrate nitrogen in the treated water is 80 to 85%, and the size of the surface charge can satisfy the following condition (1).

(1) pH 6.5 ~ 7.5 조건에서, -25mV 내지 -22mV(1) Under pH 6.5 ~ 7.5 conditions, -25mV to -22mV

본 발명의 바람직한 일실시예로써, 상기 역삼투 분리막은 표면 전하의 크기가 하기 조건 (2) ~ 조건 (3)을 만족할 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, the surface charge of the reverse osmosis membrane may satisfy the following conditions (2) to (3).

(2) pH 5 조건에서, -10mV 내지 -4.5mV(2) Under pH 5 conditions, -10mV to -4.5mV

(3) pH 6 조건에서, -22mV 내지 -10mV(3) Under pH 6 conditions, -22mV to -10mV

본 발명의 바람직한 일실시예로써, 상기 폴리아미드층은 다관능성 아민 화합물 및 다관능성 산할로겐 화합물을 반응시켜 형성된 1차 코팅막; 및 상기 1차 코팅막 상면에 형성된 2차 코팅막;을 포함할 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, the polyamide layer is a primary coating film formed by reacting a polyfunctional amine compound and a polyfunctional acid halide compound; and a second coating layer formed on the upper surface of the first coating layer.

본 발명의 바람직한 일실시예로써, 상기 2차 코팅막은 다관능성 산할로겐 화합물 및 아민 화합물을 반응시켜 형성된 막이고, 상기 아민 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, the secondary coating film is a film formed by reacting a polyfunctional acid halide compound and an amine compound, and the amine compound is one selected from a compound represented by Formula 1 and a compound represented by Formula 2 May include more than one species.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112021063788896-pat00001
Figure 112021063788896-pat00001

상기 화학식 1에서, R1은 탄소수 1 ~ 3의 알킬기이다:In Formula 1, R 1 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms:

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112021063788896-pat00002
Figure 112021063788896-pat00002

상기 화학식 2에서, R2은 탄소수 1 ~ 5의 알킬렌기이다.In Formula 2, R 2 is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms.

본 발명의 바람직한 일실시예로써, 상기 다공성 지지체는 부직포; 및 다공성 고분자층;을 포함하는 것이고, 상기 다공성 고분자층은 폴리설폰 수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리이미드 수지, 폴리프로필렌 수지 및 폴리비닐리덴플로라이드 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함하며, 상기 다공성 지지체는 평균 두께 100 ~ 500㎛ 및 평균 기공 크기 1 ~ 500nm일 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, the porous support is a non-woven fabric; and a porous polymer layer, wherein the porous polymer layer includes at least one selected from polysulfone resin, polyethersulfone resin, polyimide resin, polypropylene resin, and polyvinylidene fluoride resin, and the porous support may have an average thickness of 100 to 500 μm and an average pore size of 1 to 500 nm.

본 발명의 바람직한 일실시예로써, 상기 아민 화합물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물을 1 : 0.6 ~ 1 : 1.0 중량비로 포함할 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, the amine compound may include the compound represented by Chemical Formula 1 and the compound represented by Chemical Formula 2 in a weight ratio of 1:0.6 to 1:1.0.

본 발명의 바람직한 일실시예로써, 상기 경도 유발 물질은 칼슘 및 마그네슘 중에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, the material causing hardness may include at least one material selected from calcium and magnesium.

본 발명의 다른 목적으로, 상술한 역삼투 분리막을 포함하는 분리막 모듈을 제조할 수 있다.For another object of the present invention, a membrane module including the reverse osmosis membrane described above may be manufactured.

본 발명의 또 다른 목적으로, 질산성 질소 제거율이 우수한 역삼투 분리막 제조방법은 다공성 지지체에 다관능성 아민 화합물이 포함된 제1 용액 및 다관능성 산할로겐 화합물이 포함된 제2 용액을 차례로 코팅 처리하는 1단계; 1단계를 수행한 상기 다공성 지지체에 공기를 분사하여 과잉의 용액을 제거하고 열가교시켜 다공성 지지체의 적어도 일면에 1차 코팅막을 형성시키는 2단계; 상기 1차 코팅막 표면에 아민 화합물이 0.005 ~ 0.10중량%로 포함된 제3 용액을 코팅시켜 2차 코팅막을 형성시키는 3단계; 및 상기 2차 코팅막 표면의 잔여 산이나 미반응물을 제거하는 4단계;를 포함할 수 있다.As another object of the present invention, a method for manufacturing a reverse osmosis membrane with excellent nitrate nitrogen removal rate is to coat a porous support with a first solution containing a polyfunctional amine compound and a second solution containing a polyfunctional acid halogen compound in turn. Level 1; A second step of spraying air to the porous support having performed step 1 to remove excess solution and thermally crosslinking it to form a first coating film on at least one surface of the porous support; A third step of coating the surface of the first coating film with a third solution containing 0.005 to 0.10% by weight of an amine compound to form a second coating film; and a fourth step of removing residual acids or unreacted substances on the surface of the secondary coating film.

본 발명의 바람직한 일실시예로써, 상기 아민 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, the amine compound may include at least one selected from a compound represented by Formula 1 and a compound represented by Formula 2 below.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112021063788896-pat00003
Figure 112021063788896-pat00003

상기 화학식 1에서, R1은 탄소수 1 ~ 3의 알킬기이다:In Formula 1, R 1 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms:

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112021063788896-pat00004
Figure 112021063788896-pat00004

상기 화학식 2에서, R2은 탄소수 1 ~ 5의 알킬렌기이다.In Formula 2, R 2 is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms.

본 발명을 통해 고경도 성분이 포함된 원수 조건 하에서, 분리막 표면의 전하 가림효과와 전하 유도 기공사이즈 확대라는 기작으로 인해 발생하는 질산성 질소 제거율 하락을 최소화한 역삼투 분리막 및 이를 포함하는 분리막 모듈을 제조할 수 있고, 정수기 시스템 설계 시, 운전압력, 회수율과 같은 제거율에 직접 영향을 미치는 운전인자들의 설계 여유율을 높여서 보다 경제적인 정수기 운전 조건 설정이 가능하게 하는 효과가 있다.Under the condition of raw water containing high hardness components through the present invention, a reverse osmosis membrane that minimizes the decrease in nitrate nitrogen removal rate caused by the charge shielding effect on the surface of the membrane and the mechanism of charge-induced pore size expansion and a membrane module including the same It can be manufactured, and when designing a water purifier system, there is an effect of enabling more economical water purifier operating conditions to be set by increasing the design margin of operating factors that directly affect the removal rate, such as operating pressure and recovery rate.

도 1은 pH에 따른 실시예 1 ~ 실시예 3 및 비교예 1의 표면전하 농도를 도시한 그래프이다.1 is a graph showing the surface charge concentration of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 according to pH.

본 발명에서는 경도 성분의 농도가 높은 원수조건하에서 발생될 수 있는 질산성 질소 제거율 하락을 최소화 시키고, 이로 인한 분리막 성능저하 문제를 최대한 완화시킬 수 있는 기술이 적용된 분리막 및 그에 대한 제조방법을 제시한다.In the present invention, a separation membrane and a method for manufacturing the same are proposed that minimize the decrease in nitrate nitrogen removal rate that may occur under raw water conditions with a high concentration of hardness components and mitigate the problem of deterioration in membrane performance as much as possible.

본 발명에서는 상기 분리막을 역삼투 분리막에 적용하였으나, 분리막의 종류에 국한되지 않고 나노여과막 등 다양한 분리막에 적용할 수 있다.In the present invention, the separation membrane is applied to a reverse osmosis membrane, but it is not limited to the type of separation membrane and can be applied to various separation membranes such as nanofiltration membranes.

이하, 본 발명의 질산성 질소 제거율이 우수한 역삼투 분리막에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, the reverse osmosis membrane with excellent nitrate nitrogen removal rate of the present invention will be described in detail.

상기 역삼투 분리막은 다공성 지지체; 및 상기 다공성 지지체의 적어도 일측면에 형성된 폴리아미드층;을 포함할 수 있다.The reverse osmosis membrane may include a porous support; and a polyamide layer formed on at least one side of the porous support.

이때, 상기 다공성 지지체는 부직포; 및 상기 부직포의 적어도 일면에 형성된 다공성 고분자층;을 포함할 수 있다.At this time, the porous support is a non-woven fabric; and a porous polymer layer formed on at least one surface of the nonwoven fabric.

또한, 상기 다공성 지지체는 전형적인 미세 다공성 지지체로서, 특별히 제한되지는 않으나, 그 기공의 크기가 다공성 지지체 상의 박막 형성에 방해가 되지 않을 정도이면서 투과수가 투과되기에 충분한 크기여야 한다.In addition, the porous support is a typical microporous support, and is not particularly limited, but the size of the pores must be large enough to allow permeate to pass through while not interfering with the formation of a thin film on the porous support.

이러한 조건을 만족시키기 위하여, 상기 다공성 지지체는 바람직하게는 평균 두께가 40 ~ 500㎛일 수 있고, 바람직하게는 80 ~ 300㎛일 수 있다. 만일, 평균 두께가 40㎛ 미만일 경우, 분리막의 물리적인 강도가 떨어져서 엘리먼트화를 위한 후가공 공정에서 분리막의 손상으로 인한 결점 발생의 문제가 있을 수 있고, 500㎛를 초과하는 경우, 수투과도가 낮아져 분리막의 성능이 감소하는 문제가 있을 수 있다.In order to satisfy these conditions, the porous support may preferably have an average thickness of 40 to 500 μm, preferably 80 to 300 μm. If the average thickness is less than 40㎛, the physical strength of the separator is low, and there may be a problem of defects due to damage to the separator in the post-processing process for elementization, and if it exceeds 500㎛, the water permeability is lowered and There may be a problem of reducing the performance of .

또한, 상기 다공성 지지체의 평균 기공 크기는 1 ~ 500nm이고, 바람직하게는 10 ~ 450nm이며, 더욱 바람직하게는 50 ~ 400nm일 수 있다. 만일 다공성 지지체의 기공이 500nm를 초과하는 경우, 초박막이 기공으로 함몰되므로, 원하는 평탄한 시트 구조를 형성하지 못하게 되는 문제가 있을 수 있다.In addition, the porous support may have an average pore size of 1 to 500 nm, preferably 10 to 450 nm, and more preferably 50 to 400 nm. If the pores of the porous support exceed 500 nm, since the ultra-thin film is sunk into the pores, a desired flat sheet structure may not be formed.

상기 다공성 지지체에 대해 보다 상세하게 설명하면, 상기 부직포는 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 제원의 부직포이면 제한없이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 폴리에스터 부직포, 폴리에틸렌 부직포 및 폴리프로필렌 부직포 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.In more detail about the porous support, the nonwoven fabric may be used without limitation as long as it is a nonwoven fabric of specifications commonly used in the art, and is preferably one selected from polyester nonwoven fabric, polyethylene nonwoven fabric, and polypropylene nonwoven fabric. may contain more than

또한, 상기 부직포의 두께는 30 ~ 300μm이고, 바람직하게는 50 ~ 200μm일 수 있다. 만일 상기 부직포 두께가 상기 범위를 벗어날 경우, 투과유량이 감소하는 문제가 있을 수 있다.In addition, the thickness of the nonwoven fabric may be 30 to 300 μm, preferably 50 to 200 μm. If the thickness of the nonwoven fabric is out of the above range, there may be a problem in that permeation flow rate decreases.

한편, 상기 다공성 고분자층은 바람직하게는 상기 다공성 지지체의 일면에 형성될 수 있으며, 통상적으로 사용할 수 있는 물질에 의해 형성된 다공성 고분자층일 수 있으며, 바람직하게는 폴리에스터 수지, 폴리설폰 수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리이미드 수지, 폴리프로필렌 수지 및 폴리비닐리덴플로라이드 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함하여 형성될 수 있다.On the other hand, the porous polymer layer may preferably be formed on one side of the porous support, and may be a porous polymer layer formed of commonly available materials, preferably polyester resin, polysulfone resin, polyethersulfone It may be formed by including at least one selected from resin, polyimide resin, polypropylene resin, and polyvinylidene fluoride resin.

또한, 상기 다공성 고분자층의 평균 두께는 10 ~ 200μm이고, 바람직하게는 30 ~ 190μm일 수 있다. 만일 상기 다공성 고분자층의 평균두께가 상기 범위를 벗어날 경우, 투수량이 낮아져 효과 증대에 어려움이 발생할 수 있다.In addition, the average thickness of the porous polymer layer may be 10 to 200 μm, preferably 30 to 190 μm. If the average thickness of the porous polymer layer is out of the above range, the water permeability is lowered, which may cause difficulty in increasing the effect.

한편, 상기 폴리아미드층은 1차 코팅막; 및 상기 1차 코팅막 표면에 형성된 2차 코팅막;을 포함할 수 있다.On the other hand, the polyamide layer is a primary coating film; and a second coating film formed on the surface of the first coating film.

구체적으로는, 상기 1차 코팅막은 다관능성 아민 화합물 및 다관능성 산할로겐 화합물을 계면중합시켜 형성된 막일 수 있고, 상기 2차 코팅막은 다관능성 산할로겐 화합물 및 아민 화합물을 반응시켜 그라프팅(grafting) 시킨 막일 수 있고, 상기 그라프팅을 통해 분리막 표면의 음전하 농도가 감소하게 되고 최종적으로는 2가 양이온 경도 물질과의 정전기적 인력이 감소하여 분리막 표면으로부터의 2가 양이온 축적을 최소화할 수 있다.Specifically, the first coating film may be a film formed by interfacial polymerization of a polyfunctional amine compound and a polyfunctional acid halide compound, and the second coating film is grafted by reacting a polyfunctional acid halide compound and an amine compound. It may be a membrane, and through the grafting, the negative charge concentration on the surface of the separator is reduced, and finally, the electrostatic attraction with the divalent cation hardness material is reduced, thereby minimizing the accumulation of divalent cations on the surface of the separator.

이때, 상기 다관능성 아민 화합물 및 상기 다관능성 산할로겐 화합물에 대해서는 후술하는 제조방법에서 설명하도록 한다.In this case, the polyfunctional amine compound and the polyfunctional acid halide compound will be described in a manufacturing method to be described later.

한편, 상기와 같이 2차 코팅막을 형성시킬 경우, 만일, 상기 2차 코팅막을 형성하지 않는다면, 1차 코팅 막 표면에 잔류하고 있는 미반응 아실 할라이드가 수세 공정을 통해 가수분해되어 카르복실릭 에시드로 변할 수 있고, 결국, 표면 전하 값이 낮아지는(표면 음전하값이 높아지는) 문제가 있을 수 있다.On the other hand, in the case of forming the secondary coating film as described above, if the secondary coating film is not formed, the unreacted acyl halide remaining on the surface of the primary coating film is hydrolyzed through a water washing process to form carboxylic acid. may change, and eventually there may be a problem with a lower surface charge value (a higher surface negative charge value).

또한, 2차 코팅막을 형성하기 위한 상기 아민 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 둘 다 포함할 수 있다. 특히, 상기 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 화합물 2종을 사용할 경우, 1종을 포함했을 때보다 질산성 질소 단독 조건 및, 질산성 질소, 시수, 경도 유발 물질 조건에서 질산성 질소 제거능이 보다 우수한 효과가 있을 수 있다.In addition, the amine compound for forming the secondary coating may include at least one selected from a compound represented by Formula 1 and a compound represented by Formula 2 below, preferably a compound represented by Formula 1 and Both of the compounds represented by Formula 2 may be included. In particular, when two compounds represented by Formulas 1 and 2 are used, the ability to remove nitrate nitrogen is more excellent under nitrate nitrogen alone conditions and nitrate nitrogen, water, and hardness-inducing substances conditions than when one compound is included. It may work.

또한, 상기 아민 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 1 : 0.6 ~ 1 : 1.0 중량비로 포함할 수 있고, 바람직하게는 1 : 0.7 ~ 1 : 0.9 중량비로 포함할 수 있다. In addition, the amine compound may include a compound represented by Formula 1 and a compound represented by Formula 2 at a weight ratio of 1:0.6 to 1:1.0, preferably at a weight ratio of 1:0.7 to 1:0.9. can

만일, 상기 중량비를 벗어나는 경우 오히려 질산성 질소 제거능이 저하되거나 표면 음전하의 감소 효과가 저하되는 문제가 있을 수 있다.If the weight ratio is out of range, there may be a problem in that nitrate nitrogen removal ability is lowered or the surface negative charge reduction effect is lowered.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112021063788896-pat00005
Figure 112021063788896-pat00005

상기 화학식 1에서, R1은 탄소수 1 ~ 3의 알킬기일 수 있고, 바람직하게는 탄소수 1 ~ 2의 알킬기일 수 있으며, 보다 바람직하게는 탄소수 2의 알킬기일 수 있다. 만일 상기 R1의 탄소수가 3을 초과하는 경우 사슬 구조가 과도하게 길어지게 따라 입체 장애 현상이 발생하고, 이에 따라 미반응 아실할라이드와의 반응 효율이 급격하게 저하되어 표면전하 감소 효과 및 질산성 질소 제거율의 향상 효과가 감소되는 문제점이 있을 수 있다.In Formula 1, R 1 may be an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 2 carbon atoms. If the number of carbon atoms of R 1 exceeds 3, steric hindrance occurs as the chain structure is excessively elongated, and accordingly, the reaction efficiency with unreacted acyl halide is rapidly lowered, resulting in a surface charge reduction effect and nitrate nitrogen There may be a problem that the improvement effect of the removal rate is reduced.

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112021063788896-pat00006
Figure 112021063788896-pat00006

상기 화학식 2에서, R2은 탄소수 1 ~ 5의 알킬렌기일 수 있고, 바람직하게는 탄소수 2 ~ 4의 알킬렌기 일 수 있다. 만일 상기 R1의 탄소수가 5를 초과하는 경우 사슬 구조가 과도하게 길어지게 따라 입체 장애 현상이 발생하고, 이에 따라 미반응 아실할라이드와의 반응 효율이 급격하게 저하되어 표면전하 감소 효과 및 질산성 질소 제거율의 향상 효과가 감소되는 문제점이 있을 수 있다.In Formula 2, R 2 may be an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, preferably an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms. If the carbon number of R 1 exceeds 5, steric hindrance occurs as the chain structure is excessively elongated, and accordingly, the reaction efficiency with unreacted acyl halide is rapidly lowered, resulting in a surface charge reduction effect and nitrate nitrogen There may be a problem that the improvement effect of the removal rate is reduced.

한편, 국내 역삼투 정수기 인증 항목 중에서, 상기 질산성 질소 테스트 조건은 약 600ppm 농도의 경도 유발 물질을 포함하는 조건으로, 이와 같은 고경도 조건 하에서는, 분리막 표면의 전하 가림 효과와 전하유도 기공 사이즈 확대라는 기작으로 인해 질산성 질소 제거율이, 질산성 질소 단독 테스트시에 비하여 현저하게 하락하게 된다.On the other hand, among domestic reverse osmosis water purifier certification items, the nitrate nitrogen test condition is a condition containing a hardness-inducing substance at a concentration of about 600 ppm. Due to the mechanism, the nitrate nitrogen removal rate is significantly lowered compared to the nitrate nitrogen alone test.

한편, 상기 역삼투 분리막을 용액에 침지시켰을 때, 용액의 pH 농도에 따라 역삼투막의 표면 전하의 크기가 달라질 수 있으며, 상기 역삼투 분리막은 표면 전하의 크기가 하기 조건 (1)을 만족시킬 수 있다.On the other hand, when the reverse osmosis membrane is immersed in a solution, the magnitude of the surface charge of the reverse osmosis membrane may vary according to the pH concentration of the solution, and the magnitude of the surface charge of the reverse osmosis membrane may satisfy the following condition (1) .

(1) pH 6.5 ~ 7.5 조건에서, -25mV 내지 -22mV(1) Under pH 6.5 ~ 7.5 conditions, -25mV to -22mV

상세하게는, 상기 역삼투 분리막을 pH가 6.5 ~ 7.5인 용액에서 작동시켰을 때, 상기 역삼투 분리막의 표면 전하는 바람직하게는 -24mV 내지 -23mV일 수 있다.Specifically, when the reverse osmosis membrane is operated in a solution having a pH of 6.5 to 7.5, the surface charge of the reverse osmosis membrane may preferably be -24 mV to -23 mV.

또한, 상기 역삼투 분리막은 표면 전하의 크기는 하기 조건 (2) ~ (3)을 더 만족시킬 수 있다.In addition, the size of the surface charge of the reverse osmosis membrane may further satisfy the following conditions (2) to (3).

(2) pH 5 조건에서, -10mV 내지 -4.5Mv(2) Under pH 5 conditions, -10mV to -4.5Mv

이때, pH 5인 조건에서, 상기 역삼투 분리막의 표면 전하는 -10mV 내지 -4.5mV일 수 있고, 바람직하게는 -9mV 내지 -5mV일 수 있다.At this time, under the condition of pH 5, the surface charge of the reverse osmosis membrane may be -10mV to -4.5mV, preferably -9mV to -5mV.

(3) pH 6 조건에서, -22mV 내지 -10mV(3) Under pH 6 conditions, -22mV to -10mV

이때, pH 6인 조건에서, 상기 역삼투 분리막의 표면 전하는 -22mV 내지 -10mV일 수 있고, 바람직하게는 -24mV 내지 -8mV일 수 있다.At this time, under the condition of pH 6, the surface charge of the reverse osmosis membrane may be -22mV to -10mV, preferably -24mV to -8mV.

한편, 상기 역삼투 분리막을 경도 유발 물질 600ppm 및 질산성 질소 30ppm을 포함하는 시수(potable water)에서 필터링(filtering)시켰을 때, 처리수의 질산성 질소 제거율은 80 ~ 85%일 수 있고, 바람직하게는 81 ~ 84%일 수 있다.On the other hand, when the reverse osmosis membrane is filtered in potable water containing 600 ppm of a hardness-inducing substance and 30 ppm of nitrate nitrogen, the nitrate nitrogen removal rate of the treated water may be 80 to 85%, preferably may be 81 to 84%.

이때, 상기 질산성 질소 제거율은 하기 식 1을 통해 측정될 수 있다.At this time, the nitrate nitrogen removal rate may be measured through Equation 1 below.

[식 1][Equation 1]

질산성 질소 제거율=(초기 질산성 질소 검출량-작동 후 질산성 질소 검출량)/초기 질산성 질소 검출량×100(%)Nitrate nitrogen removal rate = (initial nitrate nitrogen detection amount - nitrate nitrogen detection amount after operation)/initial nitrate nitrogen detection amount × 100 (%)

본 발명의 다른 목적으로 상술한 역삼투 분리막을 포함하는 분리막 모듈을 제조할 수 있다.For another purpose of the present invention, a membrane module including the reverse osmosis membrane described above may be manufactured.

또한, 상기 분리막 모듈을 포함하여 역삼투 정수기를 제조할 수 있고, 상기 역삼투 정수기 시스템 설계시, 운전압력 및 회수율과 같은 제거율에 직접 영향을 미치는 운전 인자들의 설계 여유율을 높아져 보다 경제적인 정수기 운전 조건 설정이 가능하게 된다.In addition, it is possible to manufacture a reverse osmosis water purifier including the separation membrane module, and when designing the reverse osmosis water purifier system, the operating conditions of the water purifier are more economical by increasing the design margin of operating factors that directly affect the removal rate, such as operating pressure and recovery rate. setting is possible.

본 발명의 또 다른 목적으로, 질산성 질소 제거율이 우수한 역삼투 분리막 제조방법은 다공성 지지체에 다관능성 아민 화합물이 포함된 제1 용액 및 다관능성 산할로겐 화합물이 포함된 제2 용액을 차례로 코팅 처리하는 1단계; 1단계를 수행한 상기 다공성 지지체에 공기를 분사하여 과잉의 용액을 제거하고 열가교시켜 다공성 지지체의 적어도 일면에 1차 코팅막을 형성시키는 2단계; 상기 1차 코팅막 표면에 아민 화합물이 포함된 제3 용액을 코팅시켜 2차 코팅막을 형성시키는 3단계; 및 상기 2차 코팅막 표면의 잔여 산이나 미반응물을 제거하는 4단계;를 포함할 수 있다.As another object of the present invention, a method for manufacturing a reverse osmosis membrane with excellent nitrate nitrogen removal rate is to coat a porous support with a first solution containing a polyfunctional amine compound and a second solution containing a polyfunctional acid halogen compound in turn. Level 1; A second step of spraying air to the porous support having performed step 1 to remove excess solution and thermally crosslinking it to form a first coating film on at least one surface of the porous support; A third step of coating the surface of the first coating layer with a third solution containing an amine compound to form a second coating layer; and a fourth step of removing residual acids or unreacted substances on the surface of the secondary coating film.

후술하는 제조방법에서는, 상술한 역삼투 분리막과 동일한 부분은 생략하고 설명하도록 한다.In the manufacturing method described below, the same parts as the reverse osmosis membrane described above will be omitted and described.

구체적으로는, 먼저, 상기 1단계의 제1 용액 코팅 처리는 5초 ~ 10분 동안 수행할 수 있고, 바람직하게는 20초 ~ 4분 동안 수행할 수 있다.Specifically, first, the first solution coating treatment of the first step may be performed for 5 seconds to 10 minutes, preferably for 20 seconds to 4 minutes.

또한, 상기 제1 용액의 코팅 처리는 침지, 함침 및 코팅 등 다양한 방법으로 수행될 수 있으며, 적용 후 과잉의 용액은 롤링, 스폰지, 에어 나이프 또는 다른 적절한 수단을 이용하여 지지체로부터 제거될 수 있다.In addition, the coating treatment of the first solution may be performed by various methods such as immersion, impregnation, and coating, and after application, excess solution may be removed from the support using rolling, sponge, air knife, or other appropriate means.

이때, 상기 제1 용액은 다관능성 아민 화합물, 첨가제 및 물을 포함할 수 있다.In this case, the first solution may include a multifunctional amine compound, an additive, and water.

상기 제1 용액의 각 구성에 대해 설명하면, 먼저, 상기 다관능성 아민 화합물은 상기 제1 용액 중에서 0.1 ~ 10중량%로 포함하고, 바람직하게는 0.3 ~ 3중량%로 포함할 수 있다.Describing each component of the first solution, first, the polyfunctional amine compound may be included in an amount of 0.1 to 10% by weight, preferably 0.3 to 3% by weight, in the first solution.

이때, 상기 다관능성 아민 화합물은 공지된 다관능성 아민 화합물이라면 제한없이 사용될 수 있으나, 보다 바람직하게는 메타페닐렌디아민(MPD)일 수 있다.In this case, the polyfunctional amine compound may be used without limitation as long as it is a known multifunctional amine compound, but more preferably, it may be metaphenylenediamine (MPD).

또한, 상기 첨가제는 에틸헥산디올(EHD), 테트라메틸헥사다이아민(TMHD) 및 톨루엔설폭닉에시드(TSA) 중에서 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 에틸헥산디올(EHD), 테트라메틸헥사다이아민(TMHD) 및 톨루엔설폭닉에시드(TSA) 중에서 선택된 1종일 수 있다.In addition, the additive may be at least one selected from ethylhexanediol (EHD), tetramethylhexadiamine (TMHD) and toluenesulfonic acid (TSA), preferably ethylhexanediol (EHD), tetramethylhexadia It may be one selected from min (TMHD) and toluene sulfonic acid (TSA).

이때, 상기 첨가제는 첨가제의 종류에 따라 투입되는 함량이 달라질 수 있으나, 바람직하게는 상기 제1 용액 중에서 0.001 ~ 3.0중량%로 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 0.005 ~ 2.5중량%로 포함할 수 있다.At this time, the content of the additive may vary depending on the type of additive, but preferably may be included in 0.001 to 3.0% by weight, more preferably 0.005 to 2.5% by weight in the first solution. there is.

또한, 상기 용매는 상기 제1 용액 중에서 상기 다관능성 아민 화합물 및 상기 첨가제를 제외한 잔량으로 포함할 수 있다.In addition, the solvent may be included in the remaining amount except for the polyfunctional amine compound and the additive in the first solution.

다음, 상기 1단계의 제2 용액 코팅 처리는 20 ~ 60초 동안 수행할 수 있고, 바람직하게는 25 ~ 55초 동안 수행할 수 있으며, 코팅 처리 방법은 상기 제1 용액 코팅 처리와 동일한 방법으로 수행할 수 있다.Next, the second solution coating treatment of the first step may be performed for 20 to 60 seconds, preferably for 25 to 55 seconds, and the coating treatment method is performed in the same manner as the first solution coating treatment. can do.

이때, 상기 제2 용액은 다관능성 산할로겐 화합물 및 용매를 포함할 수 있다.In this case, the second solution may include a polyfunctional acid halide compound and a solvent.

상세하게는, 상기 다관능성 산할로겐 화합물은 상기 제2 용액 중에서 0.005 ~ 5중량%로 포함할 수 있고, 바람직하게는 0.01 ~ 0.5중량%로 포함할 수 있다.Specifically, the polyfunctional acid halide compound may be included in an amount of 0.005 to 5% by weight, preferably 0.01 to 0.5% by weight in the second solution.

이때, 상기 다관능성 산할로겐 화합물은 다관능성 아실할라이드, 다관능성 설포닐할라이드 및 다관능성 이소시아네이트 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 다관능성 아실할라이드일 수 있으며, 보다 바람직한 일예로는 디카르복실릭 에시드 할라이드 및 트리카르복실릭 에시드 할라이드 중에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 보다 더 바람직한 일예로는 트리메조일 클로라이드(TMC), 이소프탈로일 클로라이드(IPC) 및 테레프탈로일 클로라이드(TPC) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.In this case, the polyfunctional acid halide compound may include at least one selected from polyfunctional acyl halides, polyfunctional sulfonyl halides, and polyfunctional isocyanates, and may preferably be polyfunctional acyl halides. It may be at least one selected from dicarboxylic acid halides and tricarboxylic acid halides, and more preferred examples are trimesoyl chloride (TMC), isophthaloyl chloride (IPC) and terephthaloyl chloride (TPC) It may include one or more selected from among.

또한, 상기 용매는 상기 제2 용액 중에서 상기 다관능성 산할로겐 화합물을 제외한 잔량으로 포함할 수 있다.In addition, the solvent may be included in the second solution in a residual amount excluding the polyfunctional acid halide compound.

이때, 상기 용매는 물과 섞이지 않는 유기용매라면 제한없이 사용될 수 있으나, 보다 바람직하게는 헥산, 사이클로헥산, 헵탄, 탄소수 8 내지 12의 알칸 및 프레온류와 같은 할로겐화 탄화수소 중에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 보다 바람직하게는 상기 용매는 탄소수 8 내지 12인 알칸을 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 9 ~ 11의 알칸을 포함할 수 있다.At this time, the solvent may be used without limitation as long as it is an organic solvent immiscible with water, but more preferably one or more selected from among halogenated hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, heptane, alkanes having 8 to 12 carbon atoms and freons, More preferably, the solvent may include an alkane having 8 to 12 carbon atoms, and more preferably an alkane having 9 to 11 carbon atoms.

다음, 상기 2단계의 공기 분사는 2단계를 수행한 다공성 지지체에 공기를 0.1 ~ 1.0bar의 압력에서, 바람직하게는 0.3 ~ 0.8bar의 압력 하에서, 5 ~ 20초 동안 분사하고, 바람직하게는 8 ~ 17초 동안 분사하여 과잉의 유기 용액을 제거할 수 있다.Next, in the second step of air injection, air is injected to the porous support having performed the second step at a pressure of 0.1 to 1.0 bar, preferably at a pressure of 0.3 to 0.8 bar for 5 to 20 seconds, preferably 8 Excess organic solution can be removed by spraying for ~17 seconds.

다음, 상기 2단계의 열가교는 40 ~ 80℃ 하에서 30초 ~ 5분 동안 수행할 수 있고, 바람직하게는 50 ~ 70℃ 하에서 1분 ~ 3분 동안 수행할 수 있다.Next, the two-step thermal crosslinking may be performed at 40 to 80° C. for 30 seconds to 5 minutes, and preferably at 50 to 70° C. for 1 minute to 3 minutes.

다음, 상기 3단계의 제3 용액 코팅 처리는 5초 내지 10분 동안 수행할 수 있고, 바람직하게는 20초 내지 2분 동안 수행할 수 있다.Next, the third solution coating treatment of the above three steps may be performed for 5 seconds to 10 minutes, preferably 20 seconds to 2 minutes.

이때, 상기 제3 용액의 코팅 처리는 함침, 스프레이 코팅 등 다양한 방법으로 수행될 수 있으며, 바람직하게는 스프레이 코팅을 통해 수행할 수 있다.At this time, the coating treatment of the third solution may be performed by various methods such as impregnation, spray coating, etc., and preferably may be performed through spray coating.

또한, 상기 제3 용액은 아민 화합물 및 물을 포함할 수 있다.Also, the third solution may include an amine compound and water.

상세하게는, 상기 아민 화합물은 상기 제3 용액 중에서 0.005 ~ 0.10중량%로 포함할 수 있고, 바람직하게는 0.07 ~ 0.09중량%로 포함할 수 있다. 만일, 상기 아민 화합물을 0.005중량% 미만으로 포함하는 경우 미반응 아실할라이드와 충분히 반응되지 않음에 따라 2차 코팅의 효율이 저하되고, 역삼투 분리막의 질산성 질소 제거율이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 0.10중량%를 초과하여 포함하는 경우 투과 유량 및 염제거율이 급격하게 감소하여 정수기 필터로써 부적합한 문제가 있을 수 있다.Specifically, the amine compound may be included in an amount of 0.005 to 0.10% by weight, preferably 0.07 to 0.09% by weight, in the third solution. If the amine compound is included in an amount of less than 0.005% by weight, the efficiency of the secondary coating may decrease due to insufficient reaction with the unreacted acyl halide, and the nitrate nitrogen removal rate of the reverse osmosis membrane may decrease. , If it contains more than 0.10% by weight, the permeation flow rate and salt removal rate rapidly decrease, which may be unsuitable as a water purifier filter.

또한, 상기 아민 화합물은 상술한 역삼투 분리막과 관련된 부분에서 상세하게 설명하였으므로, 생략하도록 한다.In addition, since the amine compound has been described in detail in the above-described portion related to the reverse osmosis membrane, it will be omitted.

다음, 상기 4단계의 잔여 산이나 미반응물 제거는 소듐카보네이트를 0.1 ~ 0.3중량%, 바람직하게는 0.2 ~ 0.3중량%로 포함하고 잔량의 물을 포함하는 용액에 1 ~ 3시간 동안 침지시켜 수행할 수 있다.Next, the removal of residual acid or unreacted substances in step 4 is performed by immersing for 1 to 3 hours in a solution containing 0.1 to 0.3% by weight of sodium carbonate, preferably 0.2 to 0.3% by weight and the remaining amount of water. can

이하, 본 발명을 하기 실시예들을 통해 설명한다. 이때, 하기 실시예들은 발명을 예시하기 위하여 제시된 것일 뿐, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예들에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described through the following examples. At this time, the following examples are only presented to illustrate the invention, and the scope of the present invention is not limited by the following examples.

[실시예][Example]

실시예 1: 역삼투 분리막의 제조Example 1: Preparation of reverse osmosis membrane

평균두께가 100μm인 폴리에스터 소재의 부직포의 일면에 두께가 140μm인 폴리 설폰 다공성 고분자층을 캐스팅하여, 평균 기공의 크기가 20nm(±5nm)인 다공성 지지체를 제조했다.A porous support having an average pore size of 20 nm (±5 nm) was prepared by casting a polysulfone porous polymer layer having a thickness of 140 μm on one side of a polyester nonwoven fabric having an average thickness of 100 μm.

다음으로, 상기 다공성 지지체를 제 1용액에 40초 동안 침지시킨 다음, 제2 용액에 1분 동안 침지시켰다.Next, the porous support was immersed in the first solution for 40 seconds and then immersed in the second solution for 1 minute.

이때, 상기 제1 용액은 다관능성 아민인 메타페닐렌디아민(MPD) 1.1중량% 및 첨가제로 에틸헥산디올(EHD) 0.2중량% 및 잔량의 물을 포함하여 제조하였다.At this time, the first solution was prepared by including 1.1% by weight of metaphenylenediamine (MPD) as a multifunctional amine, 0.2% by weight of ethylhexanediol (EHD) as an additive, and the remaining amount of water.

또한, 상기 제2 용액은 트리메조일로클로라이드(TMC) 0.1 중량% 및 잔량의 시클로헥산(용매)을 포함하여 제조하였다.In addition, the second solution was prepared by including 0.1% by weight of trimesoyllochloride (TMC) and the remaining amount of cyclohexane (solvent).

다음으로, 상기 단계를 수행한 다공성 지지체에 0.5bar의 압력 하에서 10초 동안 공기를 분사시켜 다공성 지지체의 표면에 존재하는 과잉의 용액(제1 용액 및/또는 제2 용액)을 제거하였으며, 60℃ 하에서 2분 동안 열가교 수행하여, 상기 다공성 지지체의 상면에 1차 코팅막을 형성시켰다.Next, the excess solution (first solution and / or second solution) present on the surface of the porous support was removed by blowing air for 10 seconds under a pressure of 0.5 bar to the porous support having performed the above step, and 60 ° C. Thermal crosslinking was performed for 2 minutes under the condition to form a first coating film on the upper surface of the porous support.

다음으로, 상기 1차 코팅막이 형성된 다공성 지지체에 제3 용액을 20초 동안 스프레이 분사하는 방식으로 후처리 하여, 상기 1차 코팅막 표면에 2차 코팅막을 형성시켰다.Next, a second coating film was formed on the surface of the first coating film by spraying a third solution on the porous support on which the first coating film was formed for 20 seconds.

이때, 아민화합물로 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 2-1로 표시되는 화합물을 사용하였으며, 상기 제3 용액은 상기 화학식 1-1로 표시되는 화합물 0.025중량% 및 하기 화학식 2-1로 표시되는 화합물 0.020중량% 및 잔량의 물을 포함하여, 1 : 0.8 중량비로 포함하였다.At this time, as the amine compound, a compound represented by Formula 1-1 and a compound represented by Formula 2-1 were used, and the third solution contained 0.025% by weight of the compound represented by Formula 1-1 and Formula 2- Including 0.020% by weight of the compound represented by 1 and the remaining amount of water, it was included in a weight ratio of 1: 0.8.

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Figure 112021063788896-pat00007
Figure 112021063788896-pat00007

상기 화학식 1에서, R1은 탄소수 1의 알킬기이다.In Formula 1, R 1 is an alkyl group having 1 carbon atom.

[화학식 2-1][Formula 2-1]

Figure 112021063788896-pat00008
Figure 112021063788896-pat00008

상기 화학식 2에서, R2은 탄소수 3의 알킬렌기이다.In Formula 2, R 2 is an alkylene group having 3 carbon atoms.

다음으로, 상기 단계를 수행하여 1차 코팅막 및 2차 코팅막이 형성된 다공성 지지체를 0.2중량%의 소듐카보네이트 및 잔량의 물을 포함하는 용액에 2시간 동안 침지시켜 2차 코팅막 표면에 남아있는 산이나 미반응물을 제거하였고, 최종적으로 역삼투 분리막을 수득하였다.Next, by performing the above steps, the porous support on which the first coating film and the second coating film are formed is immersed in a solution containing 0.2% by weight of sodium carbonate and the remaining amount of water for 2 hours, so that the acid or other substances remaining on the surface of the second coating film are immersed. The reactants were removed, and finally a reverse osmosis membrane was obtained.

실시예 2 ~ 실시예 9 및 비교예 1 ~ 비교예 3: 역삼투 분리막의 제조Examples 2 to 9 and Comparative Examples 1 to 3: Preparation of reverse osmosis membrane

실시예 1과 동일한 방법으로 역삼투 분리막을 제조하되, 하기 표 1 ~ 표 4의 조건으로 실시예 2 ~ 실시예 7 및 비교예 1 ~ 비교예 3을 실시하였다.A reverse osmosis membrane was prepared in the same manner as in Example 1, but Examples 2 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 were performed under the conditions shown in Tables 1 to 4 below.

또한, 실시예 6은 제1 용액 중 첨가제로 테트라메틸 헥산다이아민(tetramethyl hexanediamine, TMHD) 1.2 중량%을 사용하였으며, 실시예 7은 제1 용액 중 첨가제로 톨루엔설폭닉에시드(toluene sulfonic acid, TSA) 1.32 중량%를 사용하였다.In addition, Example 6 used 1.2% by weight of tetramethyl hexanediamine (TMHD) as an additive in the first solution, and Example 7 used toluene sulfonic acid (TSA) as an additive in the first solution. ) 1.32% by weight was used.

비교예 4: 역삼투 분리막의 제조Comparative Example 4: Preparation of reverse osmosis membrane

실시예 1과 동일한 방법으로 역삼투막을 제조하되, 제3 용액으로 상기 화학식 1-2로 표시되는 화합물 0.025중량% 및 하기 화학식 2-2로 표시되는 화합물 0.020중량% 및 잔량의 물을 포함하여 비교예 4를 실시하였다.A reverse osmosis membrane was prepared in the same manner as in Example 1, but as a third solution, 0.025% by weight of the compound represented by Formula 1-2 and 0.020% by weight of the compound represented by Formula 2-2 and the remaining amount of water were included in Comparative Example. 4 was carried out.

[화학식 1-2][Formula 1-2]

Figure 112021063788896-pat00009
Figure 112021063788896-pat00009

상기 화학식 1에서, R1은 탄소수 5의 알킬기이다.In Formula 1, R 1 is an alkyl group having 5 carbon atoms.

[화학식 2-2][Formula 2-2]

Figure 112021063788896-pat00010
Figure 112021063788896-pat00010

상기 화학식 2에서, R2은 탄소수 5의 알킬렌기이다.In Formula 2, R 2 is an alkylene group having 5 carbon atoms.

비교예 5 ~ 비교예 6: 역삼투 분리막의 제조Comparative Examples 5 to 6: Preparation of reverse osmosis membrane

실시예 1과 동일한 방법으로 역삼투 분리막을 제조하되, 하기 표 4의 조건으로 비교예 5 ~ 비교예 6을 실시하였다.A reverse osmosis membrane was prepared in the same manner as in Example 1, but Comparative Examples 5 to 6 were performed under the conditions shown in Table 4 below.

실험예 1: 역삼투 분리막의 유량 및 염제거율 측정 Experimental Example 1: Measurement of flow rate and salt rejection of reverse osmosis membrane

실시예 1 ~ 실시예 9 및 비교예 1 ~ 비교예 6에서 제조한 역삼투 분리막을 200ppm 농도의 염화 나트륨(NaCl) 수용액(pH 7)에서 25℃의 온도 및 60psi의 압력 조건일 때 30분 동안 작동시킨 후 투과 유량 및 염제거율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1 ~ 표 4에 나타내었다.The reverse osmosis membranes prepared in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 6 were prepared in a sodium chloride (NaCl) aqueous solution (pH 7) at a concentration of 200 ppm for 30 minutes at a temperature of 25 ° C. and a pressure of 60 psi. After operation, the permeate flux and salt rejection were measured, and the results are shown in Tables 1 to 4 below.

실험예 2: 역삼투 분리막의 질산성 질소 제거율 측정Experimental Example 2: Measurement of nitrate nitrogen removal rate of reverse osmosis membrane

실시예 1 ~ 실시예 9 및 비교예 1 ~ 비교예 6에서 제조한 역삼투 분리막을 질산 성질소 단독 조액조건, 질산성 질소 인증테스트 원수조건에서 25℃ 및 50 psi의 조건으로 30분 동안 작동시킨 후 질산성 질소 제거율을 각각 측정하였고, 이를 하기 표 1 ~ 표 4에 나타내었다.The reverse osmosis membranes prepared in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 6 were operated for 30 minutes under conditions of 25 ° C. and 50 psi under conditions of nitric acid nitrogen alone and nitrate nitrogen certification test raw water conditions. After each nitrate nitrogen removal rate was measured, it is shown in Tables 1 to 4 below.

이때, 상기 "질산성 질소 단독 조액조건”은 질산성 질소 30ppm 하에서 30분 동안 필터링(filtering)시킨 것을 의미하며, 상기 “질산성 질소 인증테스트 원수조건"은 경도 유발 물질(칼슘과 마그네슘을 5:1의 비율로 포함) 600ppm, 질산성 질소 30ppm 및 잔량의 시수를 포함하는 원수 조건 하에서 30분 동안 필터링(filtering)시킨 것을 의미한다.At this time, the "nitric acid nitrogen alone crude liquid condition" means filtering for 30 minutes under 30 ppm of nitrate nitrogen, and the "nitrate nitrogen certification test raw water condition" is the hardness-inducing substance (calcium and magnesium are 5: It means filtering for 30 minutes under the condition of raw water containing 600 ppm of nitrate nitrogen, 30 ppm of nitrate nitrogen, and the remaining amount of water.

또한, 상기 질산성 질소 제거율은 하기 식 1을 통해 측정하였다.In addition, the nitrate nitrogen removal rate was measured through Equation 1 below.

[식 1][Equation 1]

질산성 질소 제거율=(초기 질산성 질소 검출량-작동 후 질산성 질소 검출량)/초기 질산성 질소 검출량×100(%)Nitrate nitrogen removal rate = (initial nitrate nitrogen detection amount - nitrate nitrogen detection amount after operation)/initial nitrate nitrogen detection amount × 100 (%)

실험예 3: 표면 전하 측정Experimental Example 3: Surface charge measurement

표면 전하 측정 장비(Anton Paar 사의 Electrokinetic Analyzer)를 이용하여 실시예 1 ~ 실시예 9 및 비교예 1 ~ 비교예 6에서 제조한 역삼투 분리막을 pH7, pH6 및 pH5 각각의 조건에서 표면 제타전위를 측정하여 표면 전하를 분석 수행하였다. 측정된 값은 하기 표 1 ~ 표 4 및 도 1 에 나타내었다.The surface zeta potential of the reverse osmosis membranes prepared in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 6 was measured at each of pH7, pH6, and pH5 using a surface charge measuring device (Anton Paar's Electrokinetic Analyzer). to analyze the surface charge. The measured values are shown in Tables 1 to 4 and FIG. 1 below.

실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 실시예4Example 4



제조방법




manufacturing method

제1용액
(중량%)

1st solution
(weight%)
다관능성 아민화합물multifunctional amine compound MPD
1.1
MPD
1.1
첨가제additive EHD
0.2
EHD
0.2
EHD
0.2
EHD
0.2
EHD
0.2
EHD
0.2
EHD
0.2
EHD
0.2
water 잔량balance 잔량balance 잔량balance 잔량balance 제2용액
(중량%)
2nd solution
(weight%)
다관능성 산할로겐 화합물Polyfunctional Acid Halogen Compound TMC
0.1
TMC
0.1
TMC
0.1
TMC
0.1
TMC
0.1
TMC
0.1
TMC
0.1
TMC
0.1
용매menstruum 잔량balance 잔량balance 잔량balance 잔량balance
제3용액
(중량%)

3rd solution
(weight%)
아민
화합물
amine
compound
화학식
1-1(A)
chemical formula
1-1(A)
0.0250.025 0.0250.025 -- 0.0040.004
화학식
2-1(B)
chemical formula
2-1(B)
0.0200.020 -- 0.0200.020 0.0030.003
A:B중량비A:B weight ratio 1:0.81:0.8 -- -- 1:0.751:0.75 water 잔량balance 잔량balance 잔량balance 잔량balance


역삼투
분리막



reverse osmosis
separator

기본 조건

basic conditions
유량(GFD)Flow (GFD) 24.124.1 26.926.9 28.928.9 29.129.1
제거율(%)Removal rate (%) 97.997.9 96.896.8 95.595.5 97.097.0 질산성 질소 제거율(%)Nitrate nitrogen removal rate (%) 질산성 질소 조건nitrate nitrogen conditions 97.297.2 94.994.9 95.195.1 95.395.3 질산성질소+시수+경도유발물질 조건Nitrate Nitrogen + Water + Hardness Inducing Substance Conditions 84.284.2 78.378.3 76.876.8 79.279.2 표면
전하 농도
(mV)
surface
charge concentration
(mV)
pH7 조건에서at pH7 condition -22.3-22.3 -24.0-24.0 -23.5-23.5 -23.7-23.7
pH5 조건에서at pH5 condition -4.6-4.6 -6.9-6.9 -7.9-7.9 -6.2-6.2 pH6 조건에서at pH6 condition -18.0-18.0 -19.0-19.0 -19.2-19.2 -18.8-18.8

실시예5Example 5 실시예6Example 6 실시예7Example 7 실시예8Example 8



제조방법




manufacturing method

제1용액
(중량%)

1st solution
(weight%)
다관능성 아민화합물multifunctional amine compound MPD 1.1MPD 1.1
첨가제additive EHD
0.2
EHD
0.2
TMHD
1.2
TMHD
1.2
TSA
1.32
TSA
1.32
EHD
0.2
EHD
0.2
water 잔량balance 잔량balance 잔량balance 잔량balance 제2용액
(중량%)
2nd solution
(weight%)
다관능성 산할로겐 화합물Polyfunctional Acid Halogen Compound TMC
0.1
TMC
0.1
TMC
0.1
TMC
0.1
TMC
0.1
TMC
0.1
TMC
0.1
TMC
0.1
용매menstruum 잔량balance 잔량balance 잔량balance 잔량balance
제3용액
(중량%)

3rd solution
(weight%)
아민
화합물
amine
compound
화학식
1-1(A)
chemical formula
1-1(A)
0.0450.045 0.0250.025 0.0250.025 0.0250.025
화학식
2-1(B)
chemical formula
2-1(B)
0.0450.045 0.0200.020 0.0200.020 0.01750.0175
A:B중량비A:B weight ratio 1:1.01:1.0 1:0.81:0.8 1:0.81:0.8 1:0.71:0.7 water 잔량balance 잔량balance 잔량balance 잔량balance


역삼투
분리막



reverse osmosis
separator
기본 조건basic condition 유량(GFD)Flow (GFD) 28.328.3 23.923.9 23.723.7 25.825.8
제거율(%)Removal rate (%) 97.397.3 98.198.1 97.797.7 97.697.6 질산성 질소 제거율(%)Nitrate nitrogen removal rate (%) 질산성 질소 조건nitrate nitrogen conditions 95.895.8 96.896.8 97.097.0 96.196.1 질산성질소+시수+경도유발물질 조건Nitrate Nitrogen + Water + Hardness Inducing Substance Conditions 80.380.3 84.084.0 83.983.9 82.982.9 표면
전하 농도
(mV)
surface
charge concentration
(mV)
pH7 조건에서at pH7 condition -22.9-22.9 -22.8-22.8 -22.9-22.9 -23.2-23.2
pH5 조건에서at pH5 condition -6.3-6.3 -4.8-4.8 -4.7-4.7 -5.8-5.8 pH6 조건에서at pH6 condition -18.6-18.6 -17.8-17.8 -18.1-18.1 -18.2-18.2

실시예9Example 9 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 비교예3Comparative Example 3



제조방법




manufacturing method

제1용액
(중량%)

1st solution
(weight%)
다관능성 아민화합물multifunctional amine compound MPD
1.1
MPD
1.1
첨가제additive EHD
0.2
EHD
0.2
EHD
0.2
EHD
0.2
EHD
0.2
EHD
0.2
EHD
0.2
EHD
0.2
water 잔량balance 잔량balance 잔량balance 잔량balance 제2용액
(중량%)
2nd solution
(weight%)
다관능성 산할로겐 화합물polyfunctional acid halide compound TMC
0.1
TMC
0.1
TMC
0.1
TMC
0.1
TMC
0.1
TMC
0.1
TMC
0.1
TMC
0.1
용매menstruum 잔량balance 잔량balance 잔량balance 잔량balance
제3용액
(중량%)

3rd solution
(weight%)
아민
화합물
amine
compound
화학식
1-1(A)
chemical formula
1-1(A)
0.0250.025 -- 0.0010.001 0.070.07
화학식
2-1(B)
chemical formula
2-1(B)
0.02250.0225 -- 0.0010.001 0.060.06
A:B중량비A:B weight ratio 1:0.91:0.9 -- 1:1.01:1.0 1:0.851:0.85 water 잔량balance 100100 잔량balance 잔량balance


역삼투
분리막



reverse osmosis
separator
기본 조건basic conditions 유량(GFD)Flow (GFD) 23.523.5 32.932.9 31.131.1 18.518.5
제거율(%)Removal rate (%) 98.198.1 95.195.1 95.795.7 98.898.8 질산성 질소 제거율(%)Nitrate nitrogen removal rate (%) 질산성 질소 조건nitrate nitrogen conditions 97.897.8 90.390.3 92.392.3 97.997.9 질산성질소+시수+경도유발물질 조건Nitrate Nitrogen + Water + Hardness Inducing Substance Conditions 84.984.9 65.065.0 71.571.5 85.685.6 표면
전하 농도
(mV)
surface
charge concentration
(mV)
pH7 조건에서at pH7 condition -22.6-22.6 -30.5-30.5 -26.6-26.6 -22.0-22.0
pH5 조건에서at pH5 condition -4.9-4.9 -10.8-10.8 -8.1-8.1 -3.9-3.9 pH6 조건에서at pH6 condition -18.3-18.3 -21.3-21.3 -19.9-19.9 -17.5-17.5

비교예4Comparative Example 4 비교예5Comparative Example 5 비교예6Comparative Example 6



제조방법




manufacturing method

제1용액
(중량%)

1st solution
(weight%)
다관능성 아민화합물multifunctional amine compound MPD
1.1
MPD
1.1
첨가제additive EHD
0.2
EHD
0.2
EHD
0.2
EHD
0.2
EHD
0.2
EHD
0.2
water 잔량balance 잔량balance 잔량balance 제2용액
(중량%)
2nd solution
(weight%)
다관능성 산할로겐 화합물polyfunctional acid halide compound TMC
0.1
TMC
0.1
TMC
0.1
TMC
0.1
TMC
0.1
TMC
0.1
용매menstruum 잔량balance 잔량balance 잔량balance 제3용액
(중량%)
3rd solution
(weight%)
아민
화합물
amine
compound
화학식
1-1(A)
chemical formula
1-1(A)
화학식 1-2
0.025
Formula 1-2
0.025
0.0250.025 0.0250.025
화학식
2-1(B)
chemical formula
2-1(B)
화학식 2-2
0.020
Formula 2-2
0.020
0.00750.0075 0.03250.0325
A:B중량비A:B weight ratio 1:0.81:0.8 1:0.31:0.3 1:1.31:1.3 water 잔량balance 잔량balance 잔량balance


역삼투
분리막



reverse osmosis
separator
기본 조건basic condition 유량(GFD)Flow (GFD) 23.823.8 26.726.7 21.221.2
제거율(%)Removal rate (%) 97.297.2 95.695.6 98.598.5 질산성 질소 제거율(%)Nitrate nitrogen removal rate (%) 질산성 질소 조건nitrate nitrogen conditions 91.591.5 94.294.2 98.198.1 질산성질소+시수+경도유발물질 조건Nitrate Nitrogen + Water + Hardness Inducing Substance Conditions 79.879.8 75.375.3 85.385.3 표면
전하 농도
(mV)
surface
charge concentration
(mV)
pH7 조건에서at pH7 condition -22.5-22.5 -24.9-24.9 -25.5-25.5
pH5 조건에서at pH5 condition -4.8-4.8 -6.6-6.6 -5.5-5.5 pH6 조건에서at pH6 condition -18.3-18.3 -19.3-19.3 -19.5-19.5

상기 표 1 ~ 표 4를 살펴보면, 실시예 1 ~ 실시예 9는 30분 작동 후 기본 조건에서의 유량 및 염제거율이 우수하고, 질산성 질소 조건 및 질산성 질소와 경도유발물질 하에서의 질산성 질소 제거율이 우수하며, 표면 전하 농도가 매우 향상된 것을 확인할 수 있었다.Looking at Tables 1 to 4, Examples 1 to 9 are excellent in flow rate and salt removal rate under basic conditions after 30 minutes of operation, and nitrate nitrogen removal rate under nitrate nitrogen conditions and nitrate nitrogen and hardness-inducing substances. It was confirmed that the surface charge concentration was excellent and the surface charge concentration was greatly improved.

반면에, 화학식 1 및 화학식 2를 포함하는 아민 화합물을 사용하지 않은 비교예 1은 질산성 질소 제거율이 현격하게 불량해졌을 뿐만 아니라 표면 전하 농도도 매우 낮은 것을 확인할 수 있었다.On the other hand, in Comparative Example 1 not using the amine compound including Chemical Formulas 1 and 2, it was confirmed that not only the nitrate nitrogen removal rate was remarkably poor, but also the surface charge concentration was very low.

또한, 화학식 1 및 화학식 2의 중량비가 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예 2 ~ 비교예 3 및 비교예 5 ~ 비교예 6은 질산성 질소 제거율이 현격하게 저하되고 표면 전하 농도가 낮아지거나, 유량이 현격하게 저하되는 문제가 있다는 것을 확인할 수 있었다.In addition, in Comparative Examples 2 to 3 and Comparative Examples 5 to 6 in which the weight ratio of Chemical Formulas 1 and 2 is out of the scope of the present invention, the nitrate nitrogen removal rate is significantly lowered, the surface charge concentration is lowered, or the flow rate is It was confirmed that there was a problem that significantly deteriorated.

또한, 본 발명의 화학식 1 및 화학식 2의 구조가 아닌 것을 사용한 비교예 4의 경우 질산성 질소 제거능이 현격하게 저하되는 것을 확인할 수 있었다.In addition, in the case of Comparative Example 4 using structures other than the structures of Formulas 1 and 2 of the present invention, it was confirmed that the ability to remove nitrate nitrogen was remarkably reduced.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 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 who understand the spirit of the present invention may add elements within the scope of the same spirit. However, other embodiments can be easily proposed by means of changes, deletions, additions, etc., but these will also fall within the scope of the present invention.

Claims (10)

부직포 및 다공성 고분자층을 포함하는 다공성 지지체; 및 상기 다공성 지지체의 적어도 일측면에 형성된 폴리아미드층;을 포함하는 역삼투 분리막에 관한 것으로,
상기 폴리아미드층은 다관능성 아민 화합물 및 다관능성 산할로겐 화합물을 반응시켜 형성된 1차 코팅막; 및 상기 1차 코팅막 상면에 형성된 2차 코팅막;을 포함하고,
상기 2차 코팅막은 다관능성 산할로겐 화합물 및 아민 화합물을 반응시켜 형성된 막이며,
상기 아민 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물 1 : 0.6 ~ 1 : 1.0 중량비로 포함하고,
경도 유발 물질 600ppm 및 질산성 질소 30ppm을 포함하는 시수(potable water)를 상기 역삼투 분리막으로 필터링(filtering)시켰을 때, 처리수의 질산성 질소 제거율은 80 ~ 85%이며,
상기 역삼투 분리막은 표면 전하의 크기가 하기 조건 (1)을 만족하는 질산성 질소 제거율이 우수한 역삼투 분리막.
(1) pH 6.5 ~ 7.5 조건에서, -25mV 내지 -22mV
[화학식 1]
Figure 112023004925458-pat00016

상기 화학식 1에서, R1은 탄소수 1 ~ 3의 알킬기이다:
[화학식 2]
Figure 112023004925458-pat00017

상기 화학식 2에서, R2은 탄소수 1 ~ 5의 알킬렌기이다.
A porous support comprising a non-woven fabric and a porous polymer layer; And a polyamide layer formed on at least one side of the porous support; relates to a reverse osmosis membrane comprising a,
The polyamide layer may include a primary coating film formed by reacting a polyfunctional amine compound and a polyfunctional acid halide compound; And a second coating film formed on the upper surface of the first coating film; includes,
The secondary coating film is a film formed by reacting a polyfunctional acid halide compound and an amine compound,
The amine compound includes a compound represented by Formula 1 and a compound represented by Formula 2 in a weight ratio of 1:0.6 to 1:1.0,
When potable water containing 600 ppm of a hardness-inducing substance and 30 ppm of nitrate nitrogen is filtered with the reverse osmosis membrane, the nitrate nitrogen removal rate of the treated water is 80 to 85%,
The reverse osmosis membrane is a reverse osmosis membrane with excellent nitrate nitrogen removal rate, in which the size of the surface charge satisfies the following condition (1).
(1) Under pH 6.5 ~ 7.5 conditions, -25mV to -22mV
[Formula 1]
Figure 112023004925458-pat00016

In Formula 1, R 1 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms:
[Formula 2]
Figure 112023004925458-pat00017

In Formula 2, R 2 is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms.
제1항에 있어서, 상기 역삼투 분리막은 표면 전하의 크기가 하기 조건 (2) ~ 조건 (3)을 만족하는 것을 특징으로 하는 질산성 질소 제거율이 우수한 역삼투 분리막.
(2) pH 5 조건에서, -10mV 내지 -4.5mV
(3) pH 6 조건에서, -22mV 내지 -10mV
The reverse osmosis membrane with excellent nitrate nitrogen removal rate according to claim 1, wherein the surface charge of the reverse osmosis membrane satisfies the following conditions (2) to (3).
(2) Under pH 5 conditions, -10mV to -4.5mV
(3) Under pH 6 conditions, -22mV to -10mV
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 다공성 고분자층은 폴리설폰 수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리이미드 수지, 폴리프로필렌 수지 및 폴리비닐리덴플로라이드 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함하며,
상기 다공성 지지체는 평균 두께 100 ~ 500㎛ 및 평균 기공 크기 1 ~ 500nm인 것을 특징으로 하는 질산성 질소 제거율이 우수한 역삼투 분리막.
According to claim 1,
The porous polymer layer includes at least one selected from polysulfone resin, polyethersulfone resin, polyimide resin, polypropylene resin, and polyvinylidene fluoride resin,
The porous support has an average thickness of 100 ~ 500㎛ and an average pore size of 1 ~ 500nm, characterized in that the nitrate nitrogen removal rate is excellent reverse osmosis membrane.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 경도 유발 물질은 칼슘 및 마그네슘 중에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 질산성 질소 제거율이 우수한 역삼투 분리막.
According to claim 1,
The reverse osmosis membrane with excellent nitrate nitrogen removal rate, characterized in that the hardness causing material comprises at least one material selected from calcium and magnesium.
제1항, 제2항, 제5항 및 제7항 중에서 선택된 어느 한 항에 따른 역삼투 분리막을 포함하는 분리막 모듈.
A separation membrane module comprising the reverse osmosis membrane according to any one of claims 1, 2, 5, and 7.
다공성 지지체에 다관능성 아민 화합물이 포함된 제1 용액 및 다관능성 산할로겐 화합물이 포함된 제2 용액을 차례로 코팅 처리하는 1단계;
1단계를 수행한 상기 다공성 지지체에 공기를 분사하여 과잉의 용액을 제거하고 열가교시켜 다공성 지지체의 적어도 일면에 1차 코팅막을 형성시키는 2단계;
상기 1차 코팅막 표면에 아민 화합물이 0.005 ~ 0.10중량%로 포함된 제3 용액을 코팅시켜 2차 코팅막을 형성시키는 3단계; 및
상기 2차 코팅막 표면의 잔여 산이나 미반응물을 제거하는 4단계;를 포함하는 공정을 수행하며,
상기 제3 용액은 다관능성 산할로겐 화합물 및 아민 화합물을 포함하고, 제3 용액의 상기 아민 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물 1 : 0.6 ~ 1 : 1.0 중량비로 포함하고,
4단계를 수행하여 제조한 역삼투 분리막은, 경도 유발 물질 600ppm 및 질산성 질소 30ppm을 포함하는 시수(potable water)를 상기 역삼투 분리막으로 필터링(filtering)시켰을 때, 처리수의 질산성 질소 제거율은 80 ~ 85%이며,
상기 역삼투 분리막은 표면 전하의 크기가 하기 조건 (1)을 만족하는 질산성 질소 제거율이 우수한 역삼투 분리막 제조방법;
(1) pH 6.5 ~ 7.5 조건에서, -25mV 내지 -22mV
[화학식 1]
Figure 112023004925458-pat00013

상기 화학식 1에서, R1은 탄소수 1 ~ 3의 알킬기이다:
[화학식 2]
Figure 112023004925458-pat00014

상기 화학식 2에서, R2은 탄소수 1 ~ 5의 알킬렌기이다.
A first step of sequentially coating a porous support with a first solution containing a polyfunctional amine compound and a second solution containing a polyfunctional acid halide compound;
A second step of spraying air to the porous support having performed step 1 to remove excess solution and thermally crosslinking it to form a first coating film on at least one surface of the porous support;
A third step of coating the surface of the first coating film with a third solution containing 0.005 to 0.10% by weight of an amine compound to form a second coating film; and
Step 4 of removing residual acid or unreacted substances on the surface of the secondary coating film; performing a process including,
The third solution includes a polyfunctional acid halide compound and an amine compound, and the amine compound of the third solution includes a compound represented by Formula 1 and a compound represented by Formula 2 in a weight ratio of 1:0.6 to 1:1.0, ,
In the reverse osmosis membrane prepared by performing step 4, when potable water containing 600 ppm of a hardness-inducing substance and 30 ppm of nitrate nitrogen is filtered through the reverse osmosis membrane, the nitrate nitrogen removal rate of the treated water is 80 to 85%,
The method of manufacturing a reverse osmosis membrane having an excellent nitrate nitrogen removal rate in which the size of the reverse osmosis membrane satisfies the following condition (1);
(1) Under pH 6.5 ~ 7.5 conditions, -25mV to -22mV
[Formula 1]
Figure 112023004925458-pat00013

In Formula 1, R 1 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms:
[Formula 2]
Figure 112023004925458-pat00014

In Formula 2, R 2 is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms.
삭제delete
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