KR20090133100A - 수처리막의 친수화 방법 및 수처리막 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 불소계 수처리막을 특정 친수화제로 처리하는 단계를 포함하는 친수화 방법 및 상기 방법으로 친수화 처리된 수처리막에 관한 것이다. 본 발명에서는 수처리막을 특정 조건에서 화학적으로 처리하여 각종 친수성 관능기를 수처리막의 표면에 화학적으로 결합시킴으로써, 불소계 수처리막의 고유의 장점을 유지 또는 개선하면서, 그 표면 성질을 영구적으로 친수화할 수 있다.
수처리막, 불소계, 산, 염기, 다가 알코올, 친수화제, 투과율
Description
본 발명은 수처리막의 친수화 방법 및 수처리막에 관한 것이다.
최근 에너지 절약 및 환경 보호 문제가 부각되면서, 막분리 공정이 주목을 받고 있다. 특히, 한외여과(UF: Ultra-filtration)나, 정밀여과(MF; Micro-filtration) 등을 사용한 분리막 공정은 각종 산업 폐수의 처리, 용수의 제조, 식품 공업 및 의료 공업 등을 포함한 다양한 분야에 적용될 수 있다.
정수 처리 분야에서는 작은 막면적으로도 대용량의 물을 처리할 수 있도록 고투과성 및 고내압성을 가지는 분리막이 요구되며, 또한 장기간에 걸친 운전 시에 막 표면 오염에 의한 투과 성능 저하 방지를 위해 내오염성이 우수한 막소재가 필요하다.
최근, 위와 같은 특성을 가지는 막 소재로서 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF; polyvinylidene fluoride) 등의 불소계 고분자막이 주목을 받고 있다. 불소 계열 소재는 다른 폴리머 소재에 비하여 기계적 강도 및 내화학약품성 등의 특성이 우수하여, 예전부터 코팅재 및 압전 소재 등에 자주 이용되어 왔다.
그러나, 불소계 소재는 주쇄가 불소를 포함하여 소수성을 띄게 되고, 이에 따라 투수도와 같은 막 성능 지표가 떨어지는 문제점 있다.
이에 따라, 한국 공개특허공보 제2005-56245호는 폴리비닐리덴 플루오라이드 다공막에 전리성 방사선의 조사를 통해 친수성 비닐 단량체의 라디칼 생성을 유도하고, 막 표면에 라디칼을 그래프트 중합시키는 방법을 개시한다. 또한, 한국 공개특허공보 제2006-3347호에서는 폴리비닐리덴 플루오라이드에 에폭시기, 히드록시기, 카복실기, 에스테르기 및/또는 아미드기를 함유한 친수성 단량체를 현탁 중합을 통해 도입한 다공막을 개시하며, 한국 공개특허공보 제2005-78747호에서는 친수화 유기 점토를 함유한 나노복합체 중공사막을 개시하고 있다.
그러나, 전술한 종래의 방법에서는 방사선 등의 사용으로 인해 고비용이 발생하거나, 또는 막 자체의 기계적 강도가 손상되는 문제점이 있다. 또한, 친수성 물질을 막 표면에 코팅하는 방법의 경우에는, 막의 운전 시에 코팅된 친수성 물질이 씻겨져 나가 최종적으로 생산된 제품이 수질 등에 악영향을 미치게 되는 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 불소계 수처리막의 친수화 방법 및 불소계 수처리막을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 산, 염기 및 다가 알코올로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 함유하는 친수화제를 사용하여, 불소계 수처리막을 처리하는 단계를 포함하는 수처리막의 친수화 방법을 제공한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명의 방법에 의해 처리된 불소계 수처리막을 제공한다.
본 발명에서는 수처리막을 특정 친수화제로 처리하여 각종 친수성 관능기를 수처리막 표면에 화학적으로 결합시킴으로써, 불소계 수처리막의 고유의 장점을 유지 또는 개선하면서, 표면 성질을 영구적으로 친수화할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에서는 고투과성 및 고내압성을 가져, 작은 막면적으로도 대용량의 물을 처리할 수 있고, 내오염성이 우수하여 장기간에 걸친 운전 후에도 투과 성능 저하가 방지되며, 산성 또는 알칼리성 약품 등에 대한 저항성 및 기계적 강도가 우수한 수처 리막을 제공할 수 있다.
본 발명은, 산, 염기 및 다가 알코올로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 함유하는 친수화제를 사용하여, 불소계 수처리막을 처리하는 단계를 포함하는 수처리막의 친수화 방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명에 따른 수처리막의 친수화 방법을 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명에서 친수화 처리가 수행되는 불소계 수처리막의 종류는 특별히 제한되지 않고, 이 분야의 일반적인 불소 수지 계열의 수처리막이 모두 포함될 수 있다. 이와 같은 수처리막의 예로는, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 계열, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체(PFA) 계열, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP) 계열, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체(EPE) 계열, 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체(ETFE) 계열, 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE) 계열, 클로로트리플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체(ECTFE) 계열 또는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF) 계열의 수처리막을 들 수 있다. 상기와 같은 불소 계열 수처리막에서 내오존성 및 기계적 강도 등이 우수하다는 점에서 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체, 폴리클로로트리플루오로에틸렌 및 폴리비닐리덴 플루오라이드 등이 주로 사용되고, 이 중 성형 가공성이 우수하다는 점에서 폴리비닐리덴 플루오라이드가 더욱 자주 사용되나, 본 발명의 방법이 적용되는 범위가 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 수처리 분리막은 기공의 크기 또는 분리 가능한 용질에 따라서 역삼투(RO; Reverse Osmosis), 나노 여과(NF; Nanofiltration), 한외 여과(UF; Ultrafiltration) 및 정밀 여과(MF; Microfiltration) 등으로 분류될 수 있고, 형태에 따라서는 나권형(Spiral wound), 중공사형(Hollow fiber), 관형(Tubular) 또는 평판형(Plate and frame) 등으로 분류될 수 있는데, 본 발명에서는 상기의 어느 경우에도 적용되어 우수한 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 친수화 방법은, 예를 들면, 폴리비닐리덴 플루오라이드계 중공사막에 적용될 수 있다.
한편, 본 발명에서, 상기 친수화 방법이 적용되는 불소계 수처리막을 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 이 분야에서 공지되어 있는 일반적인 방법이 모두 적용될 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 방법이 적용되는 수처리막은 불소계 수지를 양용매에 용해한 수지 용액을, 상기 불소계 수지의 융점보다 낮은 온도에서 금형으로부터 압출하거나, 유리 기판 상에서 캐스팅하는 방법으로 성형하고, 불소계 수지에 대한 비용매를 포함하는 액체와 접촉시켜서 비용매로부터 상분리를 유도하는 방법(습식 용액법)(ex. 일본공개특허공보 제1989-22003호), 또는 불소계 수지에 무기 미립자 및/또는 유기 액상체를 용융 혼련하고, 불소계 수지 융점 이상의 온도에서 금형으로부터 압출하거나, 또는 프레스 성형기로 프레스 성형한 후, 냉각 고화시킨 다음 유기 액상체 및/또는 무기 미립자를 추출함으로써 다공질 구조의 수처리막을 형성하는 방법(용융 추출법)(ex. 일본등록특허 제2899903) 등을 사용하여 제조할 수 있다.
본 발명의 친수화 방법에 적용되는 수처리막은 또한 불소계 수지를 포함하는 용액을 냉각욕 등에 토출하여 응고시킴으로써 제조될 수도 있고, 이 분야에 알려져 있는 통상적인 상전이법에 의해 제조될 수도 있다. 위와 같은 제조 방법에서 사용되는 불소계 수지의 종류로는, 전술한 바와 같이, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 계열, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체(PFA) 계열, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP) 계열, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체(EPE) 계열, 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체(ETFE) 계열, 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE) 계열, 클로로트리플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체(ECTFE) 계열 또는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF) 계열의 수지일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 특히, 상기에서 폴리비닐리덴플루오라이드의 예로는 폴리머 구조에 비닐리덴 플루오라이드 잔기 구조를 가지도록 한 폴리머, 비닐리덴 플루오라이드-테트라플루오로에틸렌 공중합체 또는 비닐리덴 플루오라이드-6불화프로필렌 공중합체 등의 비닐리덴 플루오라이드를 원료로 사용한 폴리머 또는 에틸렌-4불화에틸렌 공중합체와 같이 비닐리덴 플루오라이드 이외의 원료 모노머를 사용하여 제조한 폴리머 등을 들 수 있다. 상기와 같은 불소계 수지의 중량평균분자량은 막의 기계적 강도 및 투수성 등의 물성을 고려하여 적절히 선택되면 되는 것으로 특별히 한정되지 않 으며, 통상적으로 5만 내지 70만의 범위 내에서 설정될 수 있다. 본 발명에서 이와 같은 불소계 수지를 사용하여 원료 용액을 제조하기 위한 용매의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 디메틸 설폭사이드, N-메틸피롤리돈, 디메틸아세트아미드, 디메틸 포름아미드, 메틸 에틸 케톤, 아세톤 또는 테트라히드로푸란과 같은 비프로톤성 용매를 사용할 수 있다.
본 발명에서는 상기와 같은 원료로 제조된 수지 용액을 적절한 방사 노즐, 예를 들면 튜브인오리피스(tube in orifice)를 사용한 습식 또는 건습식 방사 방법을 통해 수처리막(ex. 중공사막)을 제조할 수 있다. 상기에서 사용한 용어 『튜브인오리피스』는 원형 노즐 내에 원형 튜브가 삽입되어 있으며, 상기 원형 노즐 및 튜브의 사이에 일정한 간격이 형성되어 있는 2중 관상 노즐을 의미한다. 이 때 상기 원형 노즐 및 튜브의 외경 및/또는 간격 등은 특별히 한정되지 않으며, 목적하는 중공사막의 용도에 따라서 적절히 선택하면 된다.
본 발명의 방법에서는 상기와 같은 방사 노즐을 사용한 제막 공정 시에 노즐 내부에 중공부 형성액을 흘려주거나, 또는 원료 수지 내에 다공화제를 첨가함으로써 중공사막의 다공화를 촉진할 수도 있다. 상기에서 사용될 수 있는 중공부 형성액으로는 적절한 용매(ex. 전술한 비프로톤성 용매) 및 비용매(ex. 물, 헥산, 펜탄, 벤젠, 메탄올, 에탄올 또는 톨루엔 등의 프로톤성 또는 비극성 용매)의 혼합액으로 이루어지는 저응고성 액체를 들 수 있고, 다공화제의 예로는 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리비닐알코올, 폴리초산비닐, 폴리비닐피롤리돈 및 폴리아크릴산 등의 수용성 폴리머; 솔비탄 지방산 에스테르(모노 또는 트리 에스테르 등)와 같은 다가 알코올 에스테르, 솔비탄 지방산 에스테르의 에틸렌옥사이드 부가물 또는 노닐페놀의 에틸렌옥사이드부가물 등과 같은 에틸렌옥사이드 부가물, 폴리옥시에틸렌알킬에스테르, 알킬아민염, 폴리아크릴산 소다 등의 계면 활성제, 글리세린 등의 다가 알코올류, 테트라에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜 등의 글리콜류 등의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
수처리막의 제조 방법에서는 또한, 투수성 및 배제율 등의 특성 향상 측면에서, 제조된 막을 적절한 비율로 연신하는 공정을 추가로 수행할 수 있다. 이 때 연신 배율, 온도 및 연신 속도 등의 조건은 특별히 제한되지 않으며, 기계적 물성 등이 손상되지 않는 범위 내에서 적절하게 선택되면 된다.
이상 본 발명의 친수화 방법에 적용될 수 있는 중공사막을 제조하는 방법의 몇 가지 태양을 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 방법은 상기에 제한되지 않고, 어떠한 방법으로 제조된 중공사막에도 제한 없이 적용될 수 있다.
본 발명의 친수화 방법은, 전술한 바와 같은 각종 불소계 수처리막을 산, 염기 및 다가 알코올로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 함유하는 친수화제를 사용하여 처리하는 단계를 포함한다.
불소계 수지로 이루어지는 수처리막을 전술한 특정 친수화제로 처리하게 되면, 탈수소화, 산화, 개열 및 가수 분해 반응 등을 포함한 다양한 화학적 반응이 진행되어, 수지측에 각종 라디칼, 카복실기, 카보닐기, 수산기 또는 술폰기 등의 다양한 친수성 작용기가 생성되고, 이들은 화학적 결합에 의해 수처리막에 도입되어, 수처리막의 영구적인 친수화가 가능하게 된다.
본 발명에서, 불소계 수처리막을 상기 친수화제로 처리하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 소정 조건에서 상기 수처리막과 친수화제를 접촉시키는 방법으로 수행할 수 있다. 이 때, 수처리막 및 친수화제를 접촉시키는 방법으로는, 예를 들면, 친수화제를 소정의 용매에 용해 또는 분산시킨 친수화액에 수처리막을 침지시키는 방법, 친수화액을 수처리막에 도포 또는 코팅하는 방법, 또는 친수화액을 수처리막에 스프레이하는 방법 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서는 또한, 적절한 조건에서 상기 산, 염기 및/또는 다가 알코올을 증기(또는 흄)화한 후, 상기 증기(또는 흄)화된 친수화제와 불소계 수처리막을 접촉시켜 친수화 공정을 진행할 수도 있다. 이와 같은 방법을 통할 경우, 친수화제 및 수처리막의 접촉 효율을 보다 개선하여, 친수화 효율을 극대화시킬 수 있디. 이 때, 각 친수화제를 증기(또는 흄)화시키는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 사용되는 친수화제의 종류 및/또는 친수화 용액의 농도 등을 고려하여, 적절히 채용하면 된다.
본 발명에서 친수화제로서 산을 사용할 경우, 예를 들면, 질산, 염산, 황산, 인산 및 불산 등의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 사용할 수 있고, 이 중 질산을 사용하는 것이 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 본 발명에서 친수화제로서 산을 사용할 경우, 상기 산 처리는, 불소계 수처리막을 상온 내지 90℃의 온도에서 5분 내지 48시간 동안 1% 내지 80% 농도의 산 용액과 접촉시키는 방법으로 수행할 수 있으며, 이 때 접촉 방법으로는 전술한 바와 같은 침지, 도포, 코팅 또는 스프레이 공정을 사용할 수 있다. 한편, 본 명세서에서 사용하는 단위 「%」는 특별히 달리 규정하지 않는 한, 「중량%」를 의미한다.
본 발명의 일 태양에서, 상기 산 처리는 불소계 수처리막을 증기(또는 흄)화된 산과 접촉시켜 수행할 수도 있다. 이 경우, 불소계 수처리막은 100%의 산과 접촉될 수 있으며, 이에 따라 친수화 효율이 보다 상승할 수 있다. 상기에서 증기(또는 흄)화된 산과 불소계 수처리막을 접촉시키는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 즉, 상기 증기(또는 흄)화 조건은 사용되는 산의 종류 및/또는 산 용액의 농도 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에서 산으로서 질산을 사용하는 경우, 약 70%의 질산 용액을 약 140℃ 또는 그 이상의 온도에서 처리하여, 질산 증기(또는 흄)을 발생시키고, 발생된 증기(또는 흄)로 상기 수처리막을 약 10분 또는 그 이상 처리하여 친수화 단계를 수행할 수 있다.
한편, 상기 단계에서, 산 용액은, 예를 들면, 산을 적절한 용매에 용해시켜 제조할 수 있다. 이 경우, 사용할 수 있는 용매의 종류로는, 물, 알코올 또는 물과 알코올의 혼합 용매를 들 수 있다. 한편, 상기에서 사용할 수 있는 알코올의 구체적인 예로는, 탄소수 1 내지 8의 알코올(ex. 메탄올, 에탄올, 프로판올 또는 부탄올), 2가 내지 9가의 다가 알코올(ex. 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 또는 글리세롤)을 들 수 있다. 또한, 상기에서 물과 알코올의 혼합 용매를 사용할 경우, 용매 내의 알코올의 함량은 20% 내지 99%일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 상기에서 산 용액에서 산 농도는, 1% 내지 80%, 바람직하게는 5% 내지 60%, 보다 바람직하게는 10% 내지 30%일 수 있다. 상기에서 산 용액의 농도가 1% 미만이면, 불소계 수지막의 친수화 효과가 미미할 우려가 있고, 80%를 초과하면, 기계적 강도나 내화학약품성 등의 불소계 수지막의 다른 물성이 저하되거나, 작업성에서 문제가 발생할 우려가 있다.
한편, 본 발명에서 상기와 같은 산 용액 및 불소계 수지막은 5분 내지 48시간 동안, 바람직하게는 10분 내지 20시간 동안, 보다 바람직하게는 10분 내지 10시간 동안, 더욱 바람직하게는 10분 내지 2시간 동안 접촉되는 것이 바람직하다. 상기에서 산 용액과의 접촉 시간이 5분 미만이면, 불소계 수지막의 친수화 효과가 미미할 우려가 있고, 48시간을 초과하면, 기계적 강도나 내화학약품성 등의 불소계 수지막의 다른 물성이 저하될 우려가 있다.
또한, 본 발명에서 상기와 같은 산 용액 및 불소계 수지막이 상온 내지 90℃, 바람직하게는 상온 내지 70℃ 동안, 보다 바람직하게는 30℃ 내지 60℃의 온도에서 접촉되는 것이 바람직하다. 상기에서 산 용액과의 접촉 온도가 상온 미만이거나, 90℃를 초과하면, 공정 효율이 저하되거나, 공정상의 위험성이 증가할 우려가 있다. 한편, 본 발명에서 사용하는 용어 「상온」은 승온 또는 감온하지 않은 자연 그대로의 온도로서, 예를 들면, 15℃ 내지 30℃, 바람직하게는 20℃ 내지 25℃의 온도를 의미할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 친수화제가 염기일 경우, 상기 염기는 수산화 나트 륨, 수산화 칼륨, 수산화 암모늄, 과망간산 나트륨 및 과망간산 칼륨 등의 일종 또는 이종 이상의 혼합일 수 있고, 이 중 수산화 나트륨을 사용하는 것이 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서는 불소계 수처리막을 염기 처리하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 상온 내지 90℃의 온도에서 5분 내지 24시간 동안 1% 내지 50% 농도의 염기 용액과 접촉시키는 방법으로 수행할 수 있고, 이 때 접촉 방법으로는 전술한 바와 같은 침지, 도포, 코팅 또는 스프레이 공정을 사용할 수 있다. 또한, 경우에 따라서는, 전술한 산 처리에서와 같이, 불소계 수처리막은 증기(또는 흄) 상태의 염기와 접촉되어, 친수화 처리가 수행될 수도 있다.
본 발명의 상기 단계에서, 염기 용액은, 예를 들면, 전술한 각종 염기의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 적절한 용매에 용해시켜 제조할 수 있다. 이 경우, 사용될 수 있는 용매의 종류로는, 예를 들면, 물, 알코올 또는 물과 알코올의 혼합 용매를 들 수 있다. 한편, 상기에서 사용할 수 있는 알코올의 구체적인 예로는, 탄소수 1 내지 8의 알코올(ex. 메탄올, 에탄올, 프로판올 또는 부탄올), 2가 내지 9가의 다가 알코올(ex. 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 또는 글리세롤)을 들 수 있다. 또한, 상기에서 물과 알코올의 혼합 용매를 사용할 경우, 용매 내의 알코올의 함량은 1% 내지 50%일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 본 발명의 염기 처리에서, 상기 염기 용액에서 염기의 농도는, 1% 내지 50%, 바람직하게는 1% 내지 30%, 보다 바람직하게는 4% 내지 25%일 수 있다. 상기에서 염기 용액의 농도가 1% 미만이면, 불소계 수지막의 친수화 효과가 미미할 우려가 있고, 50%를 초과하면, 기계적 강도가 크게 감소하거나, 내화학약품성 등의 불소계 수지막의 다른 물성이 저하될 우려가 있다.
한편, 본 발명에서 상기와 같은 염기 용액 및 불소계 수지막은 5분 내지 24시간 동안, 바람직하게는 10분 내지 10시간 동안, 보다 바람직하게는 10분 내지 5시간 동안, 더욱 바람직하게는 10분 내지 2시간 동안 접촉되는 것이 바람직하다. 염기 용액과의 접촉 시간이 5분 미만이면, 불소계 수지막의 친수화 효과가 미미할 우려가 있고, 24시간을 초과하면, 기계적 강도나 내화학약품성 등의 불소계 수지막의 다른 물성이 저하될 우려가 있다.
또한, 본 발명에서 상기와 같은 염기 용액 및 불소계 수지막의 접촉 시의 온도는 상온 내지 90℃, 바람직하게는 상온 내지 70℃, 보다 바람직하게는 30℃ 내지 60℃의 온도에서 접촉되는 것이 바람직하다. 염기 용액과의 접촉 온도가 상온 미만 또는 90℃를 초과하는 경우, 공정 효율의 저하 또는 공정 위험성 증가 등의 문제가 발생할 우려가 있다.
또한, 본 발명에서 상기 친수화제가 다가 알코올일 경우, 상기 다가 알코올의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 예를 들면, 2가 내지 9가, 바람직하게는 2가 내지 3가의 알코올을 사용할 수 있고, 구체적으로는, 알킬렌글리콜, 디알킬렌글리콜, 벤젠디올(ex. 카테콜(catechol), 레조시놀(resorcinol) 또는 히드로퀴논(hydroquinone)), 벤젠트리올(ex. 1,2,3-벤젠트리올), 디알코올아민, 트리알코올아민, 아라비톨(arabitol), 만니톨(mannitol), 이소말트(isomalt), 글리세 롤(glycerol)(또는 글리세린), 자일리톨(xylitol), 솔비톨(sorbitol), 말티톨(maltitol), 에리쓰리톨(erythritol), 리비톨(ribitol), 둘시톨(dulcitol), 락티톨(lactitol), 트레이톨(threitol), 이디톨(iditol) 또는 폴리글리시톨(polyglycitol) 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는 알킬렌글리콜, 디알킬렌글리콜, 벤젠디올, 벤젠트리올, 디알코올아민, 트리알코올아민 및 글리세롤 등의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기에서 알킬렌글리콜 또는 디알킬렌글리콜은 구체적으로는 탄소수 1 내지 12, 바람직하게는 1 내지 8, 보다 바람직하게는 1 내지 4의 알킬렌글리콜 또는 디알킬렌글리콜일 수 있으며, 구체적으로는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 디에틸렌글리콜 또는 디프로필렌글리콜을 들 수 있다.
또한, 상기에서 디알코올아민 또는 트리알코올아민은 탄소수 1 내지 12, 바람직하게는 1 내지 8, 보다 바람직하게는 1 내지 4의 디알코올아민 또는 트리알코올아민일 수 있고, 구체적으로는 디에탄올아민, 디프로판올아민, 트리에탄올아민 또는 트리프로판올아민을 들 수 있다.
본 발명에서는 불소계 수처리막을 다가 알코올 처리하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 상온 내지 90℃의 온도에서 5분 내지 24시간 동안 1% 내지 80% 농도의 다가 알코올 용액과 접촉시키는 방법으로 수행할 수 있고, 이 때 접촉 방법으로는 전술한 바와 같은 침지, 도포, 코팅 또는 스프레이 공정을 사용할 수 있다. 또한, 경우에 따라서는, 전술한 산 처리에서와 같이, 불소계 수처리막은 증기(또는 흄) 상태의 다가 알코올과 접촉되어, 친수화 처리가 수행될 수도 있다.
본 발명의 상기 단계에서, 다가 알코올 용액은, 예를 들면, 전술한 각종 다가 알코올의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 적절한 용매에 용해시켜 제조할 수 있다. 이 경우, 사용될 수 있는 용매의 종류로는, 예를 들면, 물을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서는 특히, 상기 다가 알코올 용액의 제조 시에, 용매로서 물과 산의 혼합 용매를 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 사용할 수 있는 산의 종류로는, 예를 들면 전술한 바와 같은 염산, 황산, 질산, 인산 및/또는 불산을 들 수 있다. 한편, 이와 같이 다가 알코올 용액의 제조를 위한 용매에 산이 첨가되는 경우, 그 함량은 소량인 것이 바람직하고, 예를 들면, 용매 내의 산의 농도가 1% 내지 50%, 바람직하게는 5% 내지 20%일 수 있다.
한편, 본 발명의 다가 알코올 처리에서, 상기 다가 알코올 용액에서 다가 알코올의 농도는, 1% 내지 80%, 바람직하게는 10% 내지 70%, 보다 바람직하게는 10% 내지 60%, 더욱 바람직하게는 10% 내지 50% 일 수 있다. 상기에서 다가 알코올 용액의 농도가 1% 미만이면, 불소계 수지막의 친수화 효과가 미미할 우려가 있고, 80%를 초과하면, 기계적 강도나 내화학약품성 등의 불소계 수지막의 다른 물성이 저하될 우려가 있다.
한편, 본 발명에서 상기와 같은 다가 알코올 용액 및 불소계 수지막은 5분 내지 24시간 동안, 바람직하게는 5분 내지 15시간 동안, 보다 바람직하게는 10분 내지 15시간 동안, 더욱 바람직하게는 10분 내지 10시간 동안 접촉되는 것이 바람직하다. 다가 알코올 용액과의 접촉 시간이 5분 미만이면, 불소계 수지막의 친수화 효과가 미미할 우려가 있고, 24시간을 초과하면, 기계적 강도나 내화학약품성 등의 불소계 수지막의 다른 물성이 저하될 우려가 있다.
또한, 본 발명에서 상기와 같은 다가 알코올 용액 및 불소계 수지막의 접촉 시의 온도는 상온 내지 90℃, 바람직하게는 상온 내지 70℃ 동안, 보다 바람직하게는 30℃ 내지 60℃의 온도에서 접촉되는 것이 바람직하다. 다가 알코올 용액과의 접촉 온도가 상온 미만이거나, 90℃를 초과하면, 공정 효율의 저하 및/또는 공정 위험성의 증가 등의 문제가 발생할 우려가 있다.
본 발명에서는 상기와 같은 산, 염기 또는 다가 알코올로의 처리 공정 후에, 처리된 불소계 수처리막을 적절한 조건에서 세정 및 건조하는 공정을 추가로 수행할 수 있다. 이 때, 상기 세정 및 건조 공정의 방법 및 조건은 특별히 제한되지 않으며, 이 분야의 통상적인 방법을 적용하면 된다.
본 발명에서는 또한, 전술한 각종 친수화제를 2종 이상 사용하여, 상기의 혼합물을 통해 수처리막을 처리하거나, 혹은 2종 이상의 친수화제의 순차적인 처리를 수행하여, 수처리막의 친수화 효과를 극대화시킬 수 있다.
즉, 본 발명의 친수화 방법은, 예를 들면, 불소계 수처리막을 염기로 처리하는 제 1 단계; 및 불소계 수처리막을 산으로 처리하는 제 2 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 단계에서, 제 1 단계의 염기 처리는 불소계 수처리막을 상온 내지 90℃, 바람직하게는 상온 내지 70℃, 보다 바람직하게는 30℃ 내지 60℃의 온 도에서 5분 내지 24시간, 바람직하게는 5분 내지 10시간, 보다 바람직하게는, 10분 내지 10시간, 더욱 바람직하게는 10분 내지 2시간 동안, 1% 내지 50%, 바람직하게는 1% 내지 30%, 더욱 바람직하게는 10% 내지 25% 농도의 염기 용액과 접촉시켜 수행하고, 제 2 단계의 산 처리는 불소계 수처리막을 상온 내지 90℃, 바람직하게는 상온 내지 70℃, 보다 바람직하게는 30℃ 내지 60℃의 온도에서 5분 내지 24시간, 바람직하게는 5분 내지 10시간, 더욱 바람직하게는 10분 내지 10시간, 보다 바람직하게는 10분 내지 2시간 동안 1% 내지 80% 바람직하게는 5% 내지 60%, 보다 바람직하게는 10% 내지 30% 농도의 산 용액과 접촉시켜 수행하는 것이 바람직하다, 산 및 염기에 의한 처리 시에, 처리 조건을 전술한 범위로 제어함으로써, 기계적 물성 및 내약품성 등의 불소계 수처리막의 장점을 유지 또는 개선한 상태로, 수처리막에 탁월한 친수성 및 내오염성 등의 물성을 부여할 수 있다.
본 발명의 친수화 방법은 또한, 경우에 따라서, (1) 불소계 수처리막을 염기로 처리하는 단계; 및 (2) 불소계 수처리막을 다가 알코올로 처리하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 단계에서, 단계 (1)의 염기 처리는 불소계 수처리막을 상온 내지 90℃, 바람직하게는 상온 내지 70℃, 보다 바람직하게는 30℃ 내지 60℃의 온도에서 5분 내지 24시간, 바람직하게는 5분 내지 10시간, 더욱 바람직하게는 10분 내지 10 시간, 보다 바람직하게는 10분 내지 2시간 동안, 1% 내지 50%, 바람직하게는 1% 내지 30%, 더욱 바람직하게는 10% 내지 25% 농도의 염기 용액과 접촉시켜 수 행하고, 단계 (2)의 다가 알코올 처리는 불소계 수처리막을 상온 내지 90℃, 바람직하게는 상온 내지 70℃, 보다 바람직하게는 30℃ 내지 60℃의 온도에서 5분 내지 24시간, 바람직하게는 5분 내지 10시간, 더욱 바람직하게는 10분 내지 10시간, 보다 바람직하게는 10분 내지 2시간 동안 1% 내지 80%, 바람직하게는 1% 내지 50%, 더욱 바람직하게는 5% 내지 60%, 보다 바람직하게는 10% 내지 30% 농도의 다가 알코올 용액과 접촉시켜 수행하는 것이 바람직하다, 염기 및 다가 알코올에 의한 처리 시에, 처리 조건을 전술한 범위로 제어함으로써, 기계적 물성 및 내약품성 등의 불소계 수처리막의 장점을 유지 또는 개선한 상태로, 수처리막에 탁월한 친수성 및 내오염성 등의 물성을 부여할 수 있다.
본 발명의 친수화 방법은 또한, (i) 불소계 수처리막을 염기로 처리하는 단계; (ii) 불소계 수처리막을 산으로 처리하는 단계; 및 (iii) 불소계 수처리막을 다가 알코올로 처리하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 단계에서, 단계 (i)의 염기 처리는 불소계 수처리막을 상온 내지 90℃, 바람직하게는 상온 내지 70℃, 보다 바람직하게는 30℃ 내지 60℃의 온도에서 5분 내지 24시간, 바람직하게는 5분 내지 10시간, 더욱 바람직하게는 10분 내지 10시간, 보다 바람직하게는 10분 내지 2시간 동안, 1% 내지 50%, 바람직하게는 1% 내지 30%, 더욱 바람직하게는 10% 내지 25% 농도의 염기 용액과 접촉시켜 수행할 수 있다.
또한, 단계 (ii)의 산 처리는, 불소계 수처리막을 상온 내지 90℃, 바람직하 게는 상온 내지 70℃, 보다 바람직하게는 30℃ 내지 60℃의 온도에서 5분 내지 24시간, 바람직하게는 5분 내지 10시간, 더욱 바람직하게는 10분 내지 10시간, 보다 바람직하게는 10분 내지 2시간 동안, 1% 내지 80%, 바람직하게는 5% 내지 60%, 보다 바람직하게는 10% 내지 30% 농도의 산 용액과 접촉시켜 수행할 수 있으며, 단계 (iii)의 다가 알코올 처리는 불소계 수처리막을 상온 내지 90℃, 바람직하게는 상온 내지 70℃, 보다 바람직하게는 30℃ 내지 60℃의 온도에서 5분 내지 24시간, 바람직하게는 5분 내지 10시간, 더욱 바람직하게는 10분 내지 10시간, 보다 바람직하게는 10분 내지 2시간 동안 1% 내지 80%, 바람직하게는 1% 내지 50%, 보다 바람직하게는 10% 내지 30% 농도의 다가 알코올 용액과 접촉시켜 수행할 수 있다, 산, 염기 및 다가 알코올에 의한 처리 시에, 처리 조건을 전술한 범위로 제어함으로써, 기계적 물성 및 내약품성 등의 불소계 수처리막의 장점을 유지 또는 개선한 상태로, 수처리막에 탁월한 친수성 및 내오염성 등의 물성을 부여할 수 있다.
이상 설명된 2종 이상의 친수화제를 사용한 친수화 방법에서, 제 1 단계 및 제 2 단계; 단계 (1) 및 단계 (2); 또는 단계 (i), 단계 (ii) 및 단계 (iii)의 표기는 각 공정의 구분을 위해 편의상 사용한 표현으로서, 상기 친수화 처리의 공정 순서가 반드시 상기 표기에 제한되는 것은 아니며, 당업자는 필요에 따라 상기 공정 처리 순서를 임의로 변경할 수 있고, 또한 2종 이상의 친수화제로의 처리를 동시에 수행할 수도 있다(ex. 2종 이상의 친수화제의 혼합물의 사용). 본 발명에서 상기와 같이 친수화 처리가 다단계로 이루어지는 경우, 각 단계의 종료 후에, 다음 단계로 진입하기 전에, 처리된 불소계 수처리막을 적절한 조건에서 세정 및 건조하는 공정을 수행할 수도 있다. 이 때, 상기 세정 및 건조 공정의 방법 및 조건은 특별히 제한되지 않으며, 이 분야의 통상적인 방법을 적용하면 된다. 또한, 상기 다 단계로 진행되는 수처리막의 친수화 공정에서, 각각의 산 용액, 염기 용액 또는 다가 알코올 용액을 제조하는 방법은, 상기 단일 단계로 진행되는 경우와 같으며, 상기 용액 및 수처리막을 접촉시키는 방법 역시 유사하게 진행된다.
본 발명에서는, 친수화 처리 효율의 극대화를 위해, 산 및 염기의 처리의 경우, 「염기 처리 → 산 처리」의 순서로, 염기 및 다가 알코올의 처리의 경우, 「염기 처리 → 다가 알코올 처리」의 순서로, 염기, 다가 알코올 및 산 처리의 경우, 「염기 처리 → 산 처리 → 다가 알코올 처리」의 순서로 진행되는 것이 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 경우에 따라서는, 전술한 다단계의 처리 중 하나 이상의 단계에서는, 산, 염기 및/또는 다가 알코올로의 처리는, 상기 산, 염기 및/또는 다가 알코올이 증기(또는 흄) 상태에서 불소계 수처리막은 접촉되어, 수행될 수도 있다.
본 발명은 또한, 전술한 본 발명의 친수화 방법으로 처리된 불소계 수처리막에 관한 것이다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 방법으로 처리된 수처리막 표면에는 각종 친수성 작용기가, 화학적 결합을 통해, 막 표면에 영구적으로 결합되고, 이에 따라 불소계 수처리막의 영구적인 친수화가 가능하다. 또한, 본 발명의 방법에 따르면, 중공사막 자체의 매트릭스 손상이 없이 친수화 과정이 진행되게 되므로, 내화학약품성이나 기계적 강도 등과 같은 불소계 소재 자체의 고유의 장점을 탁월하게 유지 또는 개선할 수 있다.
본 발명의 방법에 따라 처리된 수처리막은, 순수(pure water)에 대한 투과율(flux)이 300 LMH(L/m2·hr) 이상일 수 있다. 그러나, 상기 투과율 수치는 본 발명의 예시에 불과하다. 즉, 본 발명에서 친수화 처리된 수처리막의 투과율은 친수화 처리에 적용된 수처리막의 소재, 기공의 크기 및/또는 벽의 두께 등의 다양한 요인에 의하여 변화될 수 있다.
본 발명에 따른 수처리막은 미처리된 경우에 비하여, 순수에 대한 투과율의 증가 비율이 10% 이상, 보다 바람직하게는 20% 이상, 더욱 바람직하게는 50% 이상일 수 있다.
본 발명에서 상기와 같은 순수에 대한 투과율은 예를 들면, 하기 실시예에서 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 방법에 따라 처리된 수처리막은, 오염수에 대한 투과율(flux)이 40 LMH(L/m2·hr) 이상일 수 있다. 이 때, 오염수는, 예를 들면, γ-글로불린(γ-globulin) 등의 단백질을 약 10 ppm 내지 약 1,000 ppm의 양으로 포함하는 오염수를 의미할 수 있다. 그러나, 상기 투과율 수치는 본 발명의 예시에 불과하다. 즉, 본 발명에서 친수화 처리된 수처리막의 투과율은 친수화 처리에 적용된 수처리막의 소재, 기공의 크기 및/또는 벽의 두께 등의 다양한 요인에 의하여 변화될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 수처리막은 미처리된 경우에 비하여, 오염수에 대한 투과율의 증가 비율이 10% 이상, 보다 바람직하게는 20% 이상, 더욱 바람직하게는 50% 이상일 수 있다.
본 발명에서 상기와 같은 오염수에 대한 투과율은 예를 들면, 하기 실시예에서 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.
이하 본 발명에 따르는 실시예 및 본 발명에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1.
불소계 수처리막으로서, 폴리비닐리덴 플루오라이드계 중공사막(PVDF Hollow fiber, 상품명: OMEXELL, 제조사 DOW)를 사용하여 친수화 처리를 수행하였다. 구체적으로, 상기 중공사막을 상온에서 60 wt% 농도의 질산 수용액에 약 12 동안 침지시켜 친수화 처리를 수행하였다. 이어서, 질산 처리된 수처리막을 순수를 사용하여 5회 이상 세정하고, 소정 조건에서 건조하여 후술하는 물성 평가에 적용하였다.
실시예 2.
실시예 1과 동일한 중공사막을 사용하여 친수화 처리를 수행하였다. 구체적으로, 중공사막을 우선 상온에서 1 wt%의 농도의 수산화 나트륨 수용액에 약 2 동안 침지시켜 염기 처리를 수행하였다. 이어서, 염기 처리된 중공사막을 다시 60 wt% 농도의 질산 수용액에 상온에서 약 12 시간 동안 침지시켜, 추가적인 친수화 처리를 수행하였다. 그 후, 수처리막을 순수로 5회 이상 세정하고, 건조하여 후술하는 물성 평가에 적용하였다.
실시예 3.
실시예 1과 동일한 중공사막을 사용하여 친수화 처리를 수행하였다. 구체적으로, 중공사막을 우선 25 wt%의 농도의 수산화 나트륨 수용액에 상온에서 약 12 시간 동안 침지시켜 염기 처리를 수행하였다. 이어서, 염기 처리된 중공사막을 다시 60 wt% 농도의 질산 수용액에 상온에서 약 12 시간 동안 침지시켜, 추가적인 친수화 처리를 수행하였다. 그 후, 수처리막을 순수로 5회 이상 세정하고, 건조하여 후술하는 물성 평가에 적용하였다.
비교예 1.
실시예 1 내지 3에서 사용한 것과 동일한 수처리막을 친수화 처리를 수행하지 않은 상태로, 비교예 1로 적용하여, 후술하는 물성 평가를 진행하였다.
시험예 1. 오염수에 대한 투과율(flux) 측정
실시예 1 내지 3, 및 미처리된 폴리비닐리덴 플루오라이드계 중공사막(비교예 1)에 대하여, 하기 제시된 방법으로 오염수에 대한 투과율을 측정하였다. 구체적으로는, 길이 300 mm의 중공사막 77 가닥을 에탄올에 침지한 후, 순수에 장시간 침지시켜, 에탄올을 순수로 치환시켰다. 이어서, 순수로 치환된 중공사를 10 wt%의 글리세린에 수시간 동안 침지시킨 후, 상온에서 서서히 건조시켜 수축을 최소화하였다. 건조 후 중공사를 PVC 재질의 튜브의 양단에 에폭시 수지를 사용하여 고정시켜, 효율 면적이 0.06 mm2인 모듈을 제작하였다. 그 후, 제조된 모듈의 50 wt%을 에탄올에 침지하고, 다시 순수에 침지시켜 막을 습윤한 상태로 유지하였다. 그 후, 상기 모듈을 유량 및 압력 제어가 가능한 소형 모듈 분석 장체에 장착하고, 250 ppm의 γ-글로불린(γ-globulin) 용액을 유입수로 하여, 0.5 bar의 압력을 흘렸다. 유입수의 유입 후 5분이 경과한 시점에서, 10분 동안 투과량을 측정하고, 하기 일반식 1에 따라 투과율을 측정하였다.
[일반식 1]
상기와 같은 방식으로 측정된 결과를 도 1 및 하기 표 1에 정리하여 기재하였다.
[표 1]
| 투과율(LMH)(단위: L/m2·hr) | |
| 실시예 1 | 43.16 |
| 실시예 2 | 41.30 |
| 실시예 3 | 429.70 |
| 비교예 1 | 34.66 |
상기 표 1 및 도 1의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 처리된 실시예의 경우, 미처리된 경우와 대비하여, 투과율이 증가하였다. 구체적으로, 실시예 1의 경우 미처리된 경우에 비하여 약 24%, 실시예 2의 경우, 약 19%의 증가 효과를 보였으며, 특히 실시예 3의 경우, 미처리된 경우 대비 약 12배(약 1139%) 이상의 효과 상승이 있음을 확인할 수 있다.
시험예 2. 순수에 대한 투과율(flux) 측정
실시예 3, 및 미처리된 폴리비닐리덴 플루오라이드계 중공사막(비교예 1)에 대하여, 순수에 대한 투과율을 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다. 구체적으로, 길이 300 mm의 중공사막 77 가닥을 에탄올에 침지한 후, 순수에 장시간 침지시켜, 에탄올을 순수로 치환시켰다. 이어서, 순수로 치환된 중공사를 10 wt%의 글리세린에 수시간 동안 침지시킨 후, 상온에서 서서히 건조시켰다. 건조 후 중공사를 PVC 재질의 튜브의 양단에 에폭시 수지를 사용하여 고정시켜, 효율 면적이 0.06 mm2인 모듈의 제작하였다. 그 후, 제조된 모듈의 50 wt%의 에탄올에 침지하고, 다시 순수에 침지시켜 막을 습윤한 상태로 유지하였다. 그 후, 상기 모듈을 유량 및 압력 제어가 가능한 소형 모듈 분석 장체에 장착하고 순수를 0.5 bar의 압력을 흘렸다. 유입수의 유입 후 5분이 경과한 시점에서, 30분 동안 투과량을 측정하고, 하기 일반식 1에 따라 투과율을 측정하였다.
[일반식 1]
[표 2]
| 순수 투과율(LMH)(단위: L/m2·hr) | |
| 실시예 3 | 508 |
| 비교예 1 | 221 |
상기 표 2의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 3의 경우, 미처리된 경우 대비 약 2배 이상(약 130%) 향상된 순수 투과율을 보임을 확인할 수 있다.
시험예 3. 내오염성 측정
실시예 3, 및 비교예 1에 대하여, 내오염성을 측정하고, 그 결과를 도 2에 나타내었다. 내오염성은 유효막 면적이 0.06 mm2인 모듈을 사용하여 측정하였다. 구체적으로, 상기 모듈을 50wt%의 에탄올 용액에 침지하고, 순수에 수시간 침지시켜 습윤 상태의 중공사막 모듈을 제작하였다. 이를 유량 및 압력 제어가 가능한 소형 모듈 분석 장치에 장착하고, 20 ppm의 γ-글로불린(γ-globulin) 용액을 0.5 bar의 압력을 유입하면서, 유량을 측정하였다. 이 과정에서 유량을 상기 일반식 1에 대입하여 투과율을 측정하고, 단백질 오염에 의한 경시적인 투과율의 저하를 측정하여, 내오염성을 측정하였다(내오염성 = F/Fo, 상기에서 Fo는 수처리막의 초기 투과율을 의미하고, F는 오염수 유입 후의 투과율을 의미한다.). 즉, 수처리막의 친수화도가 높을수록, 운전 과정에서 단백질 등에 의한 오염이 적게 발생하여, 연속 운행 시에 투과율의 감소가 작게 나타나, 내오염성이 우수하다. 도 2의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 3의 경우, 미처리된 경우와 비교하여 현격히 우수한 내오염성을 보였으며, 이러한 결과는 시간의 흐름에 따라서 저하되지 않고, 우수하게 유지됨을 확인할 수 있었다.
도 1은 실시예에서 수행된 투과율 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 2는 실시예에서 수행된 내오염성 측정 결과를 나타내는 도면이다.
Claims (19)
- 산, 염기 및 다가 알코올로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 함유하는 친수화제를 사용하여, 불소계 수처리막을 처리하는 단계를 포함하는 수처리막의 친수화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 불소계 수처리막은 폴리테트라플루오로에틸렌계 수처리막, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체계 수처리막, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체계 수처리막, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체계 수처리막, 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체계 수처리막, 폴리클로로트리플루오로에틸렌계 수처리막, 클로로트리플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체계 수처리막 또는 폴리비닐리덴 플루오라이드계 수처리막인 수처리막의 친수화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 불소계 수처리막이 폴리비닐리덴 플루오라이드계 중공사막인 수처리막의 친수화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 산은 질산, 염산, 황산, 인산 및 불산으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 수처리막의 친수화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 산 처리는 불소계 수처리막을 상온 내지 90℃의 온도에서 5분 내지 48시간 동안 1% 내지 80% 농도의 산 용액과 접촉시켜 수행하는 수처리막의 친수화 방법.
- 제 5 항에 있어서, 산 처리는 불소계 수처리막을 증기화된 산과 접촉시켜 수행하는 수처리막의 친수화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 염기가 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 수산화 암모늄, 과망간산 나트륨 및 과망간산 칼륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 수처리막의 친수화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 염기 처리는 불소계 수처리막을 상온 내지 90℃의 온도에서 5분 내지 24시간 동안 1% 내지 50% 농도의 염기 용액과 접촉시켜 수행하는 수처리막의 친수화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 다가 알코올이 알킬렌글리콜, 디알킬렌글리콜, 벤젠디올, 벤젠트리올, 디알코올아민, 트리알코올아민 및 글리세린으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 수처리막의 친수화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 다가 알코올 처리는 불소계 수처리막을 상온 내지 90℃의 온도에서 5분 내지 24시간 동안 1% 내지 80% 농도의 다가 알코올 용액과 접촉시켜 수행하는 수처리막의 친수화 방법.
- 제 1 항에 있어서, 불소계 수처리막을 염기로 처리하는 제 1 단계; 및 불소계 수처리막을 산으로 처리하는 제 2 단계를 포함하는 수처리막의 친수화 방법.
- 제 11 항에 있어서, 제 1 단계의 염기 처리는 불소계 수처리막을 상온 내지 90℃의 온도에서 5분 내지 24시간 동안 1% 내지 50% 농도의 염기 용액과 접촉시켜 수행하고, 제 2 단계의 산 처리는 불소계 수처리막을 상온 내지 90℃의 온도에서 5분 내지 24시간 동안 1% 내지 80% 농도의 산 용액과 접촉시켜 수행하는 수처리막의 친수화 방법.
- 제 1 항에 있어서, (1) 불소계 수처리막을 염기로 처리하는 단계; 및 (2) 불소계 수처리막을 다가 알코올로 처리하는 단계를 포함하는 수처리막의 친수화 방법.
- 제 13 항에 있어서, 단계 (1)의 염기 처리는 불소계 수처리막을 상온 내지 90℃의 온도에서 5분 내지 24시간 동안 1% 내지 50% 농도의 염기 용액과 접촉시켜 수행하고, 단계 (2)의 다가 알코올 처리는 불소계 수처리막을 상온 내지 90℃의 온도에서 5분 내지 24시간 동안 1% 내지 80% 농도의 다가 알코올 용액과 접촉시켜 수 행하는 수처리막의 친수화 방법.
- 제 1 항에 있어서, (i) 불소계 수처리막을 염기로 처리하는 단계; (ii) 불소계 수처리막을 산으로 처리하는 단계; 및 (iii) 불소계 수처리막을 다가 알코올로 처리하는 단계를 포함하는 수처리막의 친수화 방법.
- 제 15 항에 있어서, 단계 (i)의 염기 처리는 불소계 수처리막을 상온 내지 90℃의 온도에서 5분 내지 24시간 동안 1% 내지 50% 농도의 염기 용액과 접촉시켜 수행하고, 단계 (ii)의 산 처리는 불소계 수처리막을 상온 내지 90℃의 온도에서 5분 내지 24시간 동안 1% 내지 80% 농도의 산 용액과 접촉시켜 수행하며, 단계 (iii)의 다가 알코올 처리는 불소계 수처리막을 상온 내지 90℃의 온도에서 5분 내지 24시간 동안 1% 내지 80% 농도의 다가 알코올 용액과 접촉시켜 수행하는 수처리막의 친수화 방법.
- 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항의 방법으로 처리된 불소계 수처리막.
- 제 17 항에 있어서, 미처리된 경우와 비교하여, 순수에 대한 투과율이 10% 이상 증가한 불소계 수처리막.
- 제 17 항에 있어서, 미처리된 경우와 비교하여, 오염수에 대한 투과율이 10% 이상 증가한 불소계 수처리막.
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