KR20110078017A - Nozzle for manufacturing a hollow membrane reinforced with supporter and manufacturing method of a hollow membrane reinforced with supporter using the same - Google Patents

Nozzle for manufacturing a hollow membrane reinforced with supporter and manufacturing method of a hollow membrane reinforced with supporter using the same Download PDF

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KR20110078017A
KR20110078017A KR1020090134727A KR20090134727A KR20110078017A KR 20110078017 A KR20110078017 A KR 20110078017A KR 1020090134727 A KR1020090134727 A KR 1020090134727A KR 20090134727 A KR20090134727 A KR 20090134727A KR 20110078017 A KR20110078017 A KR 20110078017A
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이정재
임성한
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주식회사 효성
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Abstract

PURPOSE: A nozzle for manufacturing a support reinforcing hollow membrane and a method for the support reinforcing hollow membrane using the same are provided to uniformly coat a separating film on the surface of a blade by controlling the polymer dope penetrability with respect to the blade. CONSTITUTION: An upper nozzle(2) is assembled with the lower side of an assembling body(1). The assembling body is composed of two orifices and a vacuum line which generates vacuum between the orifices. A lower nozzle(3) includes a lower nozzle space part and a polymer dope inlet part. The upper nozzle is inserted into the lower nozzle space part. A hollow path is perforated at the center parts of the two orifices, the upper nozzle, and the lower nozzle.

Description

지지체 보강 중공사막 제조용 노즐 및 이를 이용한 지지체 보강 중공사막의 제조방법{Nozzle for manufacturing a hollow membrane reinforced with supporter and manufacturing method of a hollow membrane reinforced with supporter using the same} Nozzle for manufacturing a hollow membrane reinforced with supporter and manufacturing method of a hollow membrane reinforced with supporter using the same}

본 발명은 수처리를 목적으로 하는 지지체 보강 중공사막 제조용 노즐 및 이를 이용한 지지체 보강 중공사막의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a nozzle for producing a support reinforced hollow fiber membrane for the purpose of water treatment, and a method for producing a support reinforced hollow fiber membrane using the same.

일반적으로 건습식이나 습식방사를 통해 제조되는 중공사막의 경우에는 폴리머를 용매에 녹인 후 상분리과정을 거쳐 제조한다. 그러나 소재 자체의 강도가 낮아서 수처리용으로 사용할 경우 막의 오염을 저감시키기 위해 가해주는 기포에 의해 중공사 자체가 끊어지거나 표면이 벗겨지는 등 분리막의 손상이 발생하기 쉬우며 이것은 중공사막의 모듈화 및 시스템화에 커다란 장애가 되고 있다.In general, in the case of the hollow fiber membrane manufactured by wet or wet spinning, the polymer is dissolved in a solvent and then manufactured through a phase separation process. However, due to the low strength of the material itself, it is easy to damage the membrane such that the hollow fiber itself is broken or the surface is peeled off by bubbles applied to reduce the contamination of the membrane when used for water treatment. It is a big obstacle.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여 지지체인 브레이드를 사용하여 소재의 낮은 강도를 보강하고 브레이드의 표면에 폴리머를 분리막층의 용도로 코팅하는 방법 을 사용하고 있다. 이러한 방법에 의해 폴리머를 소재로 하는 분리막의 강도를 증가 시킬 수는 있으나, 지지체와 분리막층의 벗겨짐 등의 문제가 생길 수 있다. In order to solve this problem, a braid as a support is used to reinforce the low strength of the material and to coat a polymer on the surface of the braid as a separator layer. In this way, the strength of the membrane made of a polymer may be increased, but problems such as peeling of the support and the membrane layer may occur.

이러한 문제를 해결하기 위해 지지체를 염기를 이용한 감량가공을 하여서 코팅접착력을 증대시킬 수 있으나, 일정한 감량가공도를 확보하기 매우 어렵고, 표면이 매우 거칠어져 코팅 두께보다 요철도가 큰 표면이 만들어지고, 이러한 부분에 중공사막의 핀홀 또는 디펙트가 나타나 막성능을 저하시키는 단점이 있다.In order to solve this problem, it is possible to increase the coating adhesion by reducing the support using a base, but it is very difficult to secure a constant weight loss degree, and the surface is very rough, so that the surface having irregularities greater than the coating thickness is formed. Pinholes or defects of the hollow fiber membranes appear in these portions, which has a disadvantage of degrading the membrane performance.

또한, 지지체에 플라즈마 처리를 한 후, 폴리머를 도포하는 방법을 사용하여 코팅시 접착력을 증대시킬 수 있으나, 전극과 피처리물 사이의 거리가 중요한 변수로 존재하는 플라즈마 처리의 특징 때문에, 브레이드 표면의 요철로 인한 전극과의 거리 차이가 분리막 코팅을 불균일하게 만들수 있고, 플라즈마 처리속도 이상으로 제막 속도를 증가 시킬 수 없다는 단점이 있다.In addition, it is possible to increase the adhesion during coating by using a method of applying a polymer after the plasma treatment to the support, but due to the characteristics of the plasma treatment in which the distance between the electrode and the workpiece is an important parameter, The difference in distance from the electrode due to the unevenness may make the separator coating uneven, and the film forming speed cannot be increased beyond the plasma treatment speed.

브레이드와 분리막층의 접착력은 기본적으로 코팅된 폴리머 용액이 브레이드 단면으로 침투하여 형성되는 기계적 결합에 의존한다. 따라서 중공사막 제조시 폴리머 용액의 브레이드 침투 정도는 접착력을 결정하는 중요한 인자가 된다. 폴리머 용액이 브레이드 단면에 충분히 침투하여 고화되면 접착력이 증대되나, 브레이드 내부로 완전히 침투하여 브레이드 중공부를 막게 되면 여과된 물의 흐름을 방해하게 되어 중공사막의 투수성능을 저하시키게 된다. 따라서, 폴리머 용액의 침투정도를 적절히 조절하여 폴리머 용액이 브레이드 단면에 충분히 침투하되 브레이드 중공부를 막지 않도록 조절하여야 한다. 폴리머 용액의 침투성은 브레이드의 조직 밀도, 폴리머 용액의 점도, 코팅 온도, 코팅 속도 등의 다양한 인자에 영향을 받기 때문에 최적화가 어렵고, 선정된 브레이드 및 공정의 변화가 있을 경우 침투성을 유지하기 위한 대응이 어렵다. The adhesion between the braid and the membrane layer basically depends on the mechanical bond formed by the penetration of the coated polymer solution into the braid cross section. Therefore, the degree of braid penetration of the polymer solution in the hollow fiber membrane production is an important factor in determining the adhesion. When the polymer solution sufficiently penetrates into the braid end surface and solidifies, the adhesive force is increased, but when the polymer solution completely penetrates into the braid and blocks the hollow portion of the braid, it hinders the flow of filtered water, thereby decreasing the permeability of the hollow fiber membrane. Therefore, the degree of penetration of the polymer solution is appropriately adjusted so that the polymer solution sufficiently penetrates the cross section of the braid but does not block the hollow portion of the braid. The permeability of the polymer solution is difficult to optimize because it is influenced by various factors such as the tissue density of the braid, the viscosity of the polymer solution, the coating temperature and the coating speed, and the response to maintain the permeability in the case of selected blades and process changes is difficult. it's difficult.

본 발명의 목적은 브레이드를 지지체로 사용하는 중공사막의 제조시에 브레이드 내부에 부압을 적용하여 브레이드로의 폴리머 도프 침투성을 조절함으로써 브레이드 표면의 분리막 코팅을 균일하게 할 뿐 아니라 브레이드와 분리막층의 접착력이 증대된 중공사막을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to adjust the polymer dope permeability to the braid by applying a negative pressure inside the braid during the manufacture of the hollow fiber membrane using the braid as a support to uniform the membrane coating on the surface of the braid as well as the adhesion between the braid and the membrane layer This is to provide an increased hollow fiber membrane.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은,One aspect of the present invention for achieving the above object,

두 개의 오리피스 및 두 오리피스 사이의 공간에 진공을 형성할 수 있는 진공라인으로 이루어진 조립체의 하면에 상부노즐이 조립되어 있으며, The upper nozzle is assembled on the lower surface of the assembly consisting of a vacuum line capable of forming a vacuum in the space between the two orifices and the two orifices,

상기 상부노즐은 하부노즐 공간부 및 폴리머 도프 유입구를 구비한 하부노즐의 하부노즐 공간부에 끼워져 조립되어 있으며, 상기 두 개의 오리피스, 상부노즐 및 하부노즐의 중앙 부분에는 중공 통로가 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 지지체 보강 중공사막 제조용 노즐에 관한 것이다. The upper nozzle is fitted into the lower nozzle space of the lower nozzle having a lower nozzle space and a polymer dope inlet, and the hollow passages are perforated in the central portions of the two orifices, the upper nozzle and the lower nozzle. It relates to a nozzle for producing a support reinforced hollow fiber membrane.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은,Another aspect of the present invention for achieving the above object,

 두 개의 오리피스 및 두 오리피스 사이의 공간에 진공을 형성할 수 있는 진공라인으로 이루어진 조립체 중앙의 중공 통로로 브레이드를 인입하여 상기 진공라인에 의해 브레이드 내부에 부압을 형성하는 단계;Introducing a braid into a hollow passage in the center of the assembly consisting of a vacuum line capable of forming a vacuum in the space between the two orifices and the two orifices to form a negative pressure inside the braid by the vacuum line;

상기 부압이 형성된 브레이드를 2중 관형 노즐의 내측관으로 이동시키고 외측관으로 폴리머 용액을 공급하여 분리막을 코팅시키는 단계;Coating the separator by moving the negative pressure formed braid to an inner tube of a double tubular nozzle and supplying a polymer solution to the outer tube;

폴리머 용액이 코팅된 브레이드를 응고조에서 비용매에 침적시켜 상분리를 통해 폴리머와 용매를 분리하고 용매-비용매 치환을 통해 응고시켜 상기 분리막 내부에 기공을 형성하는 단계; 및Depositing the polymer solution-coated braid in a coagulation bath to separate the polymer and the solvent through phase separation and coagulating through solvent-non-solvent substitution to form pores in the separator; And

잔류 용매를 세정하고 건조하는 단계를 포함하는 지지체 보강 중공사막의 제조방법에 관한 것이다.It relates to a method for producing a support reinforced hollow fiber membrane comprising the step of washing and drying the residual solvent.

본 발명에 의한 지지체 보강 중공사막 제조용 노즐에 의하면, 브레이드에 폴리머를 코팅하는 공정 중 브레이드 내부에 부압을 형성시켜 폴리머를 브레이드에 효과적으로 침투시킴으로써 접착력을 증대시키고 부압의 조절을 통해 공정변화에 따른 침투성 조절을 용이하게 할 수 있다. 또한, 노즐 전단에서 브레이드 내부에 부압을 형성시켜 추가되는 공정이나 제조비용의 증가 없이 지지체와 분리막층의 접착력이 향상된 지지체 보강 중공사막을 제조할 수 있다. According to the nozzle for manufacturing a support reinforcing hollow fiber membrane according to the present invention, the negative pressure is formed inside the braid during the coating of the polymer on the braid to effectively penetrate the polymer into the braid, thereby increasing the adhesive force and controlling the permeability according to the process change through the adjustment of the negative pressure. Can be facilitated. In addition, by forming a negative pressure inside the braid at the front end of the nozzle, a support reinforcing hollow fiber membrane having improved adhesion between the support and the separator layer may be manufactured without increasing an additional process or manufacturing cost.

이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명의 구현예들에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known general functions or configurations will be omitted.

본 발명의 지지체 보강 중공사막 제조용 노즐은 지지체인 브레이드 위에 폴리머를 코팅하기 직전 노즐 상부에 밀폐공간을 형성하고 부압을 적용시켜 브레이드 내부에 부압을 형성한다. 이와 같이 부압이 형성된 상태에서 폴리머 용액을 코팅하면 부압의 조절에 의해 폴리머 용액이 지지체 내부로 침투하는 속도의 조절이 가능하여 폴리머 용액의 침투성을 최적화 하는 것이 용이하고, 공정의 변화에도 일정한 침투성을 유지할 수 있다. The nozzle for manufacturing a support reinforcing hollow fiber membrane of the present invention forms a closed space on the nozzle immediately before coating the polymer on the braid as a support, and applies a negative pressure to form a negative pressure inside the braid. When the polymer solution is coated in the state where the negative pressure is formed as described above, it is possible to control the rate at which the polymer solution penetrates into the support by adjusting the negative pressure, so that it is easy to optimize the permeability of the polymer solution and maintain constant permeability even in the process change. Can be.

이를 위해 본 발명에 의한 노즐은 두 개의 오리피스 및 두 오리피스 사이의 공간에 진공을 형성할 수 있는 진공라인으로 구성된 조립체가 상부노즐에 부착된다. To this end, the nozzle according to the present invention is attached to the upper nozzle assembly composed of a vacuum line capable of forming a vacuum in the space between the two orifices and the two orifices.

지지체로 보강된 중공사막의 제조시 사용되는 브레이드는 폴리에틸렌테레프탈레이트계, 나일론계, 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계의 원사를 직조하는 방법으로 제조된다. 이러한 브레이드는 중공의 형태로 내부 중앙에 빈 공간이 있고 그 둘레로 원사를 직조하여 만들어진다. 브레이드의 제작은 일반적으로 24추 이상의 편직기를 통해 이루어지는데, 요구되는 브레이드의 직경, 조밀도 등에 따라 원사의 종류, 편직기 조건을 결정하여 생산된다. 상기 브레이드는 2중 관형 노즐의 내측관을 통해 공급되어 2중 관형 노즐의 외측관에서 폴리머 용액을 공급하여 브레이드 위에 분리막층을 코팅할 수 있다. The braid used in the production of the hollow fiber membrane reinforced with the support is manufactured by a method of weaving yarns of polyethylene terephthalate, nylon, polyethylene, and polypropylene. These braids are made in the form of hollows with an empty space in the center of the interior and weaving the yarn around it. The fabrication of the braid is generally made through a knitting machine of 24 weights or more, and is produced by determining the type of yarn and the knitting machine conditions according to the required diameter and density of the braid. The braid may be supplied through the inner tube of the double tubular nozzle to supply the polymer solution from the outer tube of the double tubular nozzle to coat the separator layer on the braid.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 의한 지지체 보강 중공사막 제조용 노즐의 외형을 개략적으로 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에서 제시하는 노즐은 브레이드 내부에 부압을 형성할 수 있도록 밀폐 공간을 형성하는 2개의 오리피스(12)로 이루어진 조립체(1), 상부노즐(2) 및 하부노즐(3)으로 구성되며, 조립체와 상부노즐 및 하부노즐은 고정못(6)에 의해 결합된다. Figure 1 schematically shows the external appearance of the nozzle for producing a support reinforced hollow fiber membrane according to an embodiment of the present invention. Referring to Figure 1, the nozzle proposed in the present invention is an assembly (1), an upper nozzle (2) and a lower nozzle (3) consisting of two orifices (12) forming a closed space to form a negative pressure inside the braid ), The assembly, the upper nozzle and the lower nozzle are coupled by the fixing nail (6).

도 2는 본 발명의 일 구현예에 의한 지지체 보강 중공사막 제조용 노즐의 종단면을 도시한 것이다. 도 2를 참조하면, 전체의 노즐은 브레이드의 이동을 위한 중공 통로(4)에 의해 관통이 되었음을 알 수 있다. Figure 2 shows a longitudinal section of the nozzle for producing a support reinforced hollow fiber membrane according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, it can be seen that the entire nozzle is penetrated by the hollow passage 4 for moving the braid.

도 3은 본 발명의 일 구현예에 의한 부압형성 조립체의 종단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 구현예에 의한 하부 노즐의 종단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이 브레이드(7)는 부압 형성 조립체(1) 중앙의 중공 통로(4)로 인입된다. 3 is a longitudinal sectional view of a negative pressure forming assembly according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a lower nozzle according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the braid 7 is led into a hollow passage 4 in the center of the negative pressure forming assembly 1.

인입된 브레이드(7)는 오리피스(12)를 지나면서 밀폐되어 진공라인(11)에 의해 브레이드 내부에 부압이 형성된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 내부에 부압이 형성된 상태의 브레이드는 상부노즐의 중공 통로(4)를 통해 나오게 되며, 이때 폴리머 도프의 유입구(31)를 통해 하부노즐 공간(5)으로 유입된 폴리머 용액이 브레이드의 외측면에 코팅되어 일정한 외경과 분리막층의 두께를 갖게 된다.     The drawn braid 7 is closed while passing through the orifice 12 to form a negative pressure inside the braid by the vacuum line 11. As shown in FIG. 4, the braid having a negative pressure therein exits through the hollow passage 4 of the upper nozzle, and the polymer introduced into the lower nozzle space 5 through the inlet 31 of the polymer dope. The solution is coated on the outer surface of the braid to have a constant outer diameter and the thickness of the membrane layer.

상기 오리피스는 중앙에 브레이드 외경의 70 내지 100 % 의 중공을 갖도록 설계되는데, 바람직하게는 80 내지 95 % 내외의 크기가 권장된다. The orifice is designed to have a hollow at 70-100% of the outer diameter of the braid in the center, preferably a size of about 80-95%.

상기 범위보다 작은 경우에는 브레이드가 공간을 통과하기 어렵고, 상기 범위보다 큰 경우에는 부압 적용시 외부 공기가 유입되어 브레이드 내부에 효과적 인 부압 형성이 이뤄지지 않는다. If it is smaller than the above range, it is difficult for the braid to pass through the space, and if it is larger than the above range, outside air is introduced when the negative pressure is applied, so that an effective negative pressure is not formed inside the braid.

또한 폴리머 코팅시 오리피스에 의해 일정한 장력이 유지될 수 있기 때문에 100 % 보다는 다소 작은 크기의 공간이 바람직하다. In addition, a space of a somewhat smaller size than 100% is desirable because a constant tension can be maintained by the orifice during polymer coating.

본 발명에서 부압의 형성은 진공라인(11)과 연결된 진공펌프(미도시) 등 진공형성 장치를 통해 이루어질 수 있는데, 진공도의 조절을 통해 브레이드 내부의 부압을 조절한다. In the present invention, the negative pressure may be formed through a vacuum forming apparatus such as a vacuum pump (not shown) connected to the vacuum line 11, and the negative pressure inside the braid is adjusted by adjusting the degree of vacuum.

이 때, 브레이드 내부의 부압은 폴리머 용액이 브레이드 단면의 50 내지100 %를 침투하도록 조절하며 부압의 세기는 폴리머 용액의 점도, 브레이드 밀도 등 공정 조건에 따라 실험적으로 결정될 수 있다. 폴리머 용액이 브레이드 단면의 50 % 미만으로 침투하는 경우 분리막층과 브레이드의 결합력이 약해지는 문제점이 있고, 폴리머 용액이 브레이드 단면의 100 %를 초과하여 침투하면 브레이드의 중공 내부로 폴리머 용액이 침투되어 여과된 물의 흐름을 방해한다. At this time, the negative pressure inside the braid is adjusted so that the polymer solution penetrates 50 to 100% of the cross section of the braid, and the strength of the negative pressure may be determined experimentally according to the process conditions such as the viscosity of the polymer solution and the braid density. When the polymer solution penetrates less than 50% of the cross section of the braid, there is a problem in that the bonding force of the membrane layer and the braid is weak. If the polymer solution penetrates more than 100% of the cross section of the braid, the polymer solution penetrates into the hollow of the braid and is filtered. Disturbs the flow of water.

폴리머 용액이 코팅된 브레이드는 응고조에서 비용매에 침적시켜 상분리를 통해 폴리머와 용매를 분리한 후 용매-비용매 치환을 통해 응고시켜 분리막 내부에 기공을 형성한다. 이어서 통상의 방법에 의해 잔류 용매를 세정하고 건조하여 지지체 보강 중공사막을 얻을 수 있다. The braid coated with the polymer solution is deposited on a non-solvent in a coagulation bath to separate the polymer and the solvent through phase separation and then coagulate through solvent-non-solvent substitution to form pores in the separator. Subsequently, the residual solvent can be washed and dried by a conventional method to obtain a support-reinforced hollow fiber membrane.

이하에서 실시예를 들어 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명할 것이나, 이들은 단지 예시를 위한 것으로, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but these are merely for illustrative purposes and should not be construed as limiting the scope of the present invention.

실시예Example 1: 지지체 보강 중공사막의 제조 1: Preparation of Support Reinforced Hollow Fiber Membrane

폴리비닐리덴플루오라이드 15 중량%, 폴리비닐피롤리돈 10 중량% 및 디메틸아세트아마이드 75 중량%를 혼합하여 이루어진 고분자 용액을 제조한 후, 부압형성 조립체의 오리피스 구경을 브레이드의 90 %로 하고 진공라인에 100 mmHg의 부압이 형성되도록 조절된 상태에서 노즐을 통해 분당 10 m의 속도로 브레이드에 도포하여 50 ℃의 물에 응고시킨 후 건조하여 지지체 보강 중공사막을 제조하였다. After preparing 15% by weight of polyvinylidene fluoride, 10% by weight of polyvinylpyrrolidone and 75% by weight of dimethylacetamide, a polymer solution was prepared. In a state in which a negative pressure of 100 mmHg was controlled at 100 mmHg, it was applied to a braid at a speed of 10 m per minute through a nozzle, solidified in water at 50 ° C., and dried to prepare a support-reinforced hollow fiber membrane.

실시예Example 2: 지지체 보강 중공사막의 제조 2: Preparation of Support Reinforced Hollow Fiber Membrane

진공라인에 380 mmHg의 부압이 형성되도록 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 지지체 보강 중공사막을 제조하였다. A support-reinforced hollow fiber membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that a negative pressure of 380 mmHg was formed in the vacuum line.

실시예Example 3: 지지체 보강 중공사막의 제조 3: Preparation of Support Reinforced Hollow Fiber Membrane

부압형성 조립체 오리피스의 구경을 브레이드의 80 %로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 지지체 보강 중공사막을 제조하였다. A support-reinforced hollow fiber membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that the diameter of the negative pressure forming assembly orifice was 80% of the braid.

비교예Comparative example 1: 지지체 보강 중공사막의 제조 1: Preparation of Support Reinforced Hollow Fiber Membrane

부압형성 조립체를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 지지체 보강 중공사막을 제조하였다. A support-reinforced hollow fiber membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that the negative pressure forming assembly was not used.

   < 물성평가 ><Physical property evaluation>

(1) 코팅층의 탈착 (1) Desorption of Coating Layer

실시예 1~3, 비교예에 의해 제조된 막 표면의 접착력을 측정하기 위해, 폭기조 내부에 고정하고 초순수에 평균입경 1 mm의 입상활성탄(GAC, Norits) 5000 ppm을 분산시킨 수용액을 채우고, 평균 폭기량 50 Nl/min 의 조건에 48 시간 테스트 후 코팅층의 탈착을 관찰하여 하기 표 1에 나타내었다. In order to measure the adhesion of the membrane surface prepared by Examples 1 to 3 and Comparative Example, an aqueous solution in which 5000 ppm of granular activated carbon (GAC, Norits) having an average particle diameter of 1 mm was dispersed in an aeration tank was filled and averaged. Desorption of the coating layer after 48 hours test under conditions of aeration 50 Nl / min is shown in Table 1 below.

[표 1]TABLE 1

Figure 112009081870647-PAT00001
Figure 112009081870647-PAT00001

표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이 브레이드와 분리막층의 접착력을 향상 시킬 수 있는 별도의 공정 없이 지지체 보강 중공사막을 제조한 비교예 1의 경우 폭기공정의 공기방울과 입상활성탄에 의해 분리막 표면이 손상되고 지지체와 탈착되는 현상을 보인 반면, 브레이드에 부압을 적용하여 폴리머 용액의 침투성을 높인 실시예 1 내지 3 은 분리막층의 탈착이 관찰되지 않았다. As can be seen in Table 1, in Comparative Example 1 in which the support reinforcing hollow fiber membrane was manufactured without a separate process to improve the adhesion between the braid and the membrane layer, the surface of the separator was damaged by air bubbles and granular activated carbon in the aeration process. While desorption was observed with the support, the desorption of the separator layer was not observed in Examples 1 to 3 in which the negative pressure was applied to the braid to increase the permeability of the polymer solution.

(2) 원형의 복원 (2) restoration of the original

실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 의해 제조된 막을 액체 질소에서 급냉각 시키고 전자주사현미경(SEM, x100)을 통해 단면을 관찰하여 하기의 수학식 1에 의하여 계산된 폴리머 용액의 브레이드 침투 정도를 하기 표 2에 나타내었다. The membranes prepared by Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were quenched in liquid nitrogen and the cross section was observed through an electron scanning microscope (SEM, x100) to determine the degree of braid penetration of the polymer solution calculated by Equation 1 below. It is shown in Table 2 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112009081870647-PAT00002
Figure 112009081870647-PAT00002

[표 2] TABLE 2

Figure 112009081870647-PAT00003
Figure 112009081870647-PAT00003

표 2에 나타난 바와 같이 브레이드 내부에 부압을 적용한 실시예 1 내지 3은 부압을 적용하지 않은 비교예 1에 비해 폴리머 용액의 침투성이 높아진 것을 확인할 수 있다. 실시예 1에 비해 높은 부압을 형성한 실시예 2의 경우 폴리머 용액이 브레이드 내부로 완전히 침투하여 브레이드 중공까지 침투되었다. 이러한 경우 침투된 폴리머는 브레이드 내부에서 여과된 물의 흐름을 방해하는 요소로 작용 한다. As shown in Table 2, Examples 1 to 3 to which the negative pressure was applied to the inside of the braid can be confirmed that the permeability of the polymer solution is higher than that of Comparative Example 1 to which the negative pressure is not applied. In Example 2, which had a higher negative pressure than that of Example 1, the polymer solution completely penetrated into the braid and penetrated to the hollow of the braid. In this case, the infiltrated polymer acts as an obstacle to the flow of filtered water inside the braid.

실시예 3은 실시예 1에 비해 오리피스의 직경을 약 80 %로 축소하여 부압형성 조립체 내부의 밀폐성을 높여 코팅을 진행하였으나 실시예 1에 비하여 용액 침투성은 크게 증가하지 않는 경향을 나타내었다. 이를 통해 직경이 브레이드 대비 90% 인 오리피스로도 부압형성 조립체 내부의 밀폐성이 충분히 확보됨을 알 수 있다. In Example 3, the diameter of the orifice was reduced to about 80% compared to that of Example 1, and the coating was performed to increase the sealability inside the negative pressure forming assembly, but the solution permeability did not increase significantly compared to Example 1. Through this, it can be seen that even the orifice having a diameter of 90% of the braid is sufficiently sealed in the negative pressure forming assembly.

이상에서 본 발명의 바람직한 구현예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나 본 발명은 상술한 구현예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 많은 변형이 가능함은 자명할 것이다. Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and many modifications are made by those skilled in the art to which the present invention pertains within the technical spirit of the present invention. This possibility will be self-evident.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 의한 지지체 보강 중공사막 제조용 노즐의 개략도이다. 1 is a schematic diagram of a nozzle for preparing a support reinforcing hollow fiber membrane according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 구현예에 의한 지지체 보강 중공사막 제조용 노즐의 종단면도이다. Figure 2 is a longitudinal cross-sectional view of the nozzle for producing a support reinforced hollow fiber membrane according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 구현예에 의한 부압형성 조립체의 종단면도이다.3 is a longitudinal sectional view of a negative pressure forming assembly according to one embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 구현예에 의한 하부 노즐의 종단면도이다. 4 is a longitudinal sectional view of a lower nozzle according to an embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1 : 부압형성 조립체 2 : 상부 노즐 1: negative pressure forming assembly 2: upper nozzle

3 : 하부노즐 4 : 중공통로 3: Lower nozzle 4: Hollow passage

5 : 하부노즐 공간 6 : 고정못 5: Lower nozzle space 6: Fixing nail

7 : 브레이드 11 : 진공라인 7: braid 11: vacuum line

12 : 오리피스 31 : 폴리머 도프 유입구 12: orifice 31: polymer dope inlet

Claims (5)

두 개의 오리피스 및 두 오리피스 사이의 공간에 진공을 형성할 수 있는 진공라인으로 이루어진 조립체의 하면에 상부노즐이 조립되어 있으며, The upper nozzle is assembled on the lower surface of the assembly consisting of a vacuum line capable of forming a vacuum in the space between the two orifices and the two orifices, 상기 상부노즐은 하부노즐 공간부 및 폴리머 도프 유입구를 구비한 하부노즐의 하부노즐 공간부에 끼워져 조립되어 있으며, 상기 두 개의 오리피스, 상부노즐 및 하부노즐의 중앙 부분에는 중공 통로가 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 지지체 보강 중공사막 제조용 노즐.The upper nozzle is fitted into the lower nozzle space of the lower nozzle having a lower nozzle space and a polymer dope inlet, and the hollow passages are perforated in the central portions of the two orifices, the upper nozzle and the lower nozzle. The nozzle for support body reinforcement hollow fiber membrane manufacture made into. 제 1항에 있어서, 상기 오리피스의 중공 직경은 브레이드 외경의 70 내지 100 % 인 것을 특징으로 하는 지지체 보강 중공사막 제조용 노즐. The nozzle of claim 1, wherein the orifice has a hollow diameter of 70 to 100% of an outer diameter of the braid. 제 1항에 있어서, 상기 진공라인에 의해 형성되는 브레이드 내부의 부압은 폴리머 도프가 브레이드 단면의 50 내지 100 %를 침투하도록 조절되는 것을 특징으로 하는 지지체 보강 중공사막 제조용 노즐.The nozzle of claim 1, wherein the negative pressure inside the braid formed by the vacuum line is controlled to penetrate 50 to 100% of the cross section of the braid.  두 개의 오리피스 및 두 오리피스 사이의 공간에 진공을 형성할 수 있는 진공라인으로 이루어진 조립체 중앙의 중공 통로로 브레이드를 인입하여 상기 진공라인에 의해 브레이드 내부에 부압을 형성하는 단계;Introducing a braid into a hollow passage in the center of the assembly consisting of a vacuum line capable of forming a vacuum in the space between the two orifices and the two orifices to form a negative pressure inside the braid by the vacuum line; 상기 부압이 형성된 브레이드를 2중 관형 노즐의 내측관으로 이동시키고 외측관으로 폴리머 용액을 공급하여 분리막을 코팅시키는 단계;Coating the separator by moving the negative pressure formed braid to an inner tube of a double tubular nozzle and supplying a polymer solution to the outer tube; 폴리머 용액이 코팅된 브레이드를 응고조에서 비용매에 침적시켜 상분리를 통해 폴리머와 용매를 분리하고 용매-비용매 치환을 통해 응고시켜 상기 분리막 내부에 기공을 형성하는 단계; 및Depositing the polymer solution-coated braid in a coagulation bath to separate the polymer and the solvent through phase separation and coagulating through solvent-non-solvent substitution to form pores in the separator; And 잔류 용매를 세정하고 건조하는 단계를 포함하는 지지체 보강 중공사막의 제조방법.Method for producing a support reinforced hollow fiber membrane comprising the step of washing and drying the residual solvent. 제 4항에 있어서, 상기 브레이드 내부의 부압은 폴리머 도프가 브레이드 단면의 50 내지 100 %를 침투하도록 조절되는 것을 특징으로 하는 지지체 보강 중공사막의 제조방법.The method of claim 4, wherein the negative pressure inside the braid is controlled so that the polymer dope penetrates 50 to 100% of the cross section of the braid.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101410400B1 (en) * 2013-02-19 2014-06-20 (주)세프라텍 Triple nozzle for Polymer hollow fiber membrane
KR101410399B1 (en) * 2013-02-19 2014-07-02 (주)세프라텍 Dual nozzle for Polymer hollow fiber membrane
KR101435080B1 (en) * 2013-02-19 2014-08-28 (주)세프라텍 Nozzle for Polymer hollow fiber membrane
KR20160077477A (en) * 2014-12-23 2016-07-04 주식회사 효성 Method for preparation of polyketone hollow fiber membrane

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