KR20130040622A - The preparation method of hollow fiber membrane with high permeation using hydrophilized polyvinylidenefluoride for water treatment - Google Patents

The preparation method of hollow fiber membrane with high permeation using hydrophilized polyvinylidenefluoride for water treatment Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A method for fabricating a hollow fiber for water treatment using hydrophilic polyvinylidene fluoride with high permeability is provided to improve penetration speed using a solvent-induced phase separation method. CONSTITUTION: A method for fabricating a hollow fiber for water treatment using hydrophilic polyvinylidene fluoride resin with high permeability comprises: a step of preparing an alkali solution, first and second polymer solutions; a step of mixing the first and second polymer solutions and preparing a polyvinylidene fluoride resin spinning solution at 20-100 deg. C. The alkali solution is selected among sodium hydroxide and potassium hydroxide. The first polymer solution is prepared by dissolving the alkali solution and polyvinylidene fluoride resin in a solvent. The second polymer solution is prepared by adding an inorganic additive and an organic additive to the polyvinylidene resin and dissolving in the solvent.

Description

고투과도를 갖는 친수화 폴리불화비닐리덴 수지를 이용한 수처리용 중공사막의 제조방법 {The preparation method of hollow fiber membrane with high permeation using hydrophilized polyvinylidenefluoride for water treatment}The preparation method of hollow fiber membrane with high permeation using hydrophilized polyvinylidenefluoride for water treatment

본 발명은 폴리불화비닐리덴 수지 일부를 친수화 개질 후 고강도 수처리용 중공사막을 제조하는 방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 폴리불화비닐리덴 수지를 알칼리 수용액을 이용하여 친수화 개질하여 제 1 고분자 용액을 제조하고, 폴리불화비닐리덴 수지에 무기첨가제와 유기첨가제를 첨가한 후 용매에 용해시켜 제 2 고분자 용액을 제조하여 이들을 혼합함으로써 방사용액을 제조한 다음, 이를 이중구금을 통해 낮은 온도의 외부응고조로 방사하여 고투과도 수처리용 중공사막을 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a high-strength hollow fiber membrane for high-strength water treatment after hydrophilic modification of a part of polyvinylidene fluoride resin, and more specifically, polyvinylidene fluoride resin is hydrophilized by using an aqueous alkali solution to form a first polymer solution. Prepare a spinning solution by adding an inorganic additive and an organic additive to a polyvinylidene fluoride resin, dissolving it in a solvent to prepare a second polymer solution, and mixing them, and then, using a double-deposit, a low temperature external coagulation bath. It relates to a method for producing a hollow fiber membrane for high permeability water treatment by spinning.

한외여과 또는 정밀여과 중공사막을 제조하는데 주로 사용되는 고분자 소재로서 폴리설폰 (Polysulfone; PSf), 폴리이서설폰(Polyethersulfone; PES), 폴리불화비닐리덴(Polyvinylidenefluoride; PVDF), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene; PP), 폴리테트라플루오르에틸렌(Polytetrafluoroethylene; PTFE), 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC), 폴리아미드(Polyamide; PA), 폴리에스터(Polyester), 폴리염화비닐(Polyvinylchloride: PVC), 셀룰로오즈나이트레이트(Cellulosenitrate), 재생셀룰로오즈(Regenerated Cellulose), 셀룰로오즈아세테이트(Celluloseacetate; CA), 셀룰로오즈트리아세테이트(Cellulosetriacetate; CTA), 폴리아크릴로나이트릴(Polyacrylonitrile; PAN) 등이 사용된다. 폴리설폰 (Polysulfone; PSf), 폴리이서설폰(Polyethersulfone; PES), 폴리불화비닐리덴(Polyvinylidenefluoride; PVDF)은 소수성 소재로서 일반적으로 상전이법을 이용하여 한외여과막이나 정밀여과 중공사막을 제조한다. 폴리설폰이나 폴리이서설폰은 폴리불화비닐리덴보다 상전이 속도가 훨씬 빠르고 점도가 낮기 때문에 짧은 시간에 많은 양의 중공사막을 제조할 수 있으나, 기계적 강도가 약하여 쉽게 막 표면이 손상되거나 절단되고, 낮은 내화학성으로 인해 장기간 사용시 분리막의 급속한 열화를 초래하며, 상대적으로 막의 공극이 커서 막오염으로 인한 장기 사용상의 문제점이 있었다. 투과속도는 크지만 막의 오염 현상이 심하고 미세 유기물질의 통과를 유발하는 문제점이 있었다. 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌은 대표적인 결정성 고분자로서 주로 고분자를 용융하여 압출방사한 후 연신에 의해 결정과 결정 사이에 존재하는 비결정 영역을 찢음으로서 공극을 형성시켜 매우 높은 공극율을 가진다. 따라서 이러한 방법에 의해 제조된 중공사막은 높은 투과유속을 가지게 되지만, 공극이 슬릿모양을 띠고, 상대적으로 큰 공극과 공극분포를 가지게 되어 막오염 제어가 어렵고, 분리성능에 한계를 가지므로 하폐수 처리 등에 극히 제한적으로 사용되는 문제점이 있다. 폴리카보네이트나 폴리에스터 소재는 소재의 특성상 트랙에칭법을 사용하여 분리막으로 제조하지만, 이러한 방법은 균일한 공극을 제조할 수 있는 장점이 있으나, 공극율이 극히 적고, 공극이 큰 정밀여과막에 한정되며, 대규모 분리막 생산이 어려운 문제점을 지닌다. 셀룰로오즈나이트레이트(Cellulosenitrate), 재생 셀룰로오즈(Regenerated Cellulose), 셀룰로오즈아세테이트(Celluloseacetate; CA), 셀룰로오즈트리아세테이트(Cellulosetriacetate; CTA), 폴리아크릴로나이트릴(Polyacrylonitrile; PAN)등의 고분자는 상대적으로 친수성의 고분자로서 용매유도상전이법을 이용하여 분리막을 제조하고, 높은 투과유속을 가지지만, 내화학성과 내구성이 약한 문제점을 가지고 있어, 중공사막으로 성형시 쉽게 파단되거나 손상으로 장기 사용상의 문제점을 가지고 있다. Polysulfone (Polysulfone; PSf), Polyethersulfone (PES), Polyvinylidenefluoride (PVDF), Polyethylene, Polypropylene (Polypropylene; PP), Polytetrafluoroethylene (PTFE), Polycarbonate (PC), Polyamide (PA), Polyester, Polyvinylchloride (PVC), Cellulose Nitride Cellulosenitrate, Regenerated Cellulose, Celluloseacetate (CA), Cellulosetriacetate (CTA), Polyacrylonitrile (PAN) and the like are used. Polysulfone (PSf), polyethersulfone (PES), and polyvinylidene fluoride (PVDF) are hydrophobic materials, and generally, ultrafiltration membranes or microfiltration hollow fiber membranes are prepared using a phase transfer method. Polysulfone or polyisulfone have a much higher phase transition speed and lower viscosity than polyvinylidene fluoride, so that a large amount of hollow fiber membranes can be produced in a short time, but the mechanical strength is weak, so that the membrane surface is easily damaged or cut, Due to chemistry, the membrane deteriorates rapidly during long-term use, and there is a problem of long-term use due to membrane contamination due to the relatively large pore size of the membrane. Although the permeation rate is large, the fouling phenomenon of the membrane is severe and there is a problem of causing the passage of fine organic materials. Polyethylene or polypropylene is a typical crystalline polymer, and mainly melts the polymer and extrudes it, and then stretches the amorphous region existing between the crystal and the crystal to form voids, thereby having a very high porosity. Therefore, the hollow fiber membrane produced by this method has a high permeation flux, but the pores are slit-shaped, have a relatively large pore and pore distribution, it is difficult to control the membrane contamination, and the separation performance is limited, so sewage treatment There is a problem that is used extremely limited. Polycarbonate or polyester material is manufactured as a separation membrane using the track etching method due to the characteristics of the material, but this method has the advantage of producing a uniform void, but is extremely limited in the microfiltration membrane with a very small porosity, a large void, Large scale membrane production has a difficult problem. Polymers such as cellulose nitrate, Regenerated Cellulose, Celluloseacetate (CA), Cellulosetriacetate (CTA), and Polyacrylonitrile (PAN) are relatively hydrophilic polymers. As a separator, a separation membrane is manufactured by using a solvent induction phase transition method, and has a high permeation flux, but has a weak chemical resistance and durability, and has a problem of long-term use due to breakage or damage when forming into a hollow fiber membrane.

대한민국 특허공개 제2005-18624호에서는 삼차원 메쉬상 구조와 구상구조를 모두 갖는 다공질막의 제조 및 이의 응용을 개시하고 있다. 본 특허에서는 상기 다공질막의 달성을 위하여 열가소성 수지를 용매에 용해시키고, 상기 수지용액을 방사 노즐로부터 냉각 액체 중에 토출함으로써 고화시켜 다공질막을 제조함에 있어서 상기막의 한쪽 면과 다른 쪽 면에서 냉각 액체의 조성을 변화시켜 삼차원 메쉬상 구조와 구상구조를 모두 갖는 방법, 구상구조로 이루어진 다공질막의 적어도 한쪽 측에 수지 용액을 도포한 후 응고액에 침지함으로써 삼차원 메쉬상 구조를 형성하는 방법, 삼차원 메쉬상 구조 형성용 수지 용액과 구상 구조 형성용 수지용액을 3중 방사 노즐로부터 동시에 토출한 후 고화시킨 삼차원 메쉬상 구조와 구상구조를 모두 갖는 방법을 개시하고 있다. 불테 등은 1996년 출간된 문헌 [A.M.W. Bulte, M.H.V. Mulder, C.A. Smolders, H. Strathmann, Diffusion induced separation with crystallizable nylons. II. Relation to final membrane morphology, Journal of membrane science, 121, 51-58(1996)]에서 열가소성 수지를 이용하여 분리막을 제조할 경우 고온에서 용해시킨 후 낮은 온도의 응고조에 침지함에 의해 구상구조를 갖는 분리막의 제조를 개시하고 있다. 1994년 출간된 리 등의 문헌 [S.-G. Li, G.H. Koops, M.H.V. Mulder, T. van den Boomgaard, C.A. Smolders, Wet spinning of integrally skinned hollow fiber membranes by a modified dual-bath coagulation method using a triple orifice spinneret, Journal of membrane science, 94, 329-340 (1994)], 2005년 출간된 알브레츠 등의 문헌 [W. Albrecht, K. Kneifel, Th. Weigel, R. Hilke, R. Just, M. Schossig, K. Ebert, A. Lendlein, Preparation of highly asymmetric hollow fiber membranes from poly(ether imide) by a modified dry-wet phase inversion techniquie using a triple spinneret, Journal of membrane science, 262, 69-80 (2005)] 등에서 3중 방사 노즐을 이용하여 투과증발용 중공사 분리막의 제조를 개시하고 있다. 대한민국 특허 공개 제2007-102012호에서는 평균입경이 5 마이크론 내외이고, 갈이가 5 마이크론 이상의 다수의 막대형 입자 및 평균입경이 5 마이크론 이하의 다수의 구형입자를 포함하는 친수성 폴리불화비닐리덴 수지 다공성 중공사막의 제조를 개시하고 있다. 대한민국 특허 공개 제 2007-113374에서는 중공사막의 중공 중심부로부터 외부쪽으로, 막내부에 위치하고 평균직경 500 나노미터 이하의 다수의 고분자 나노섬유가 막단면상에 노출되어 있고, 동시에 평균입경 1 내지 5 마이크론 이하의 다수의 미세구형입자를 포함하는 내부층, 상기 내부층의 상부에 위치하고 평균직경 500 나노미터 이하의 다수의 고분자 나노섬유가 막단면에 노출되어 있고, 동시에 평균입경 5 마이크론 초과 10 마이크론의 다수의 중간구형입자를 포함하는 중간층, 및 상기 중간층의 상부에 위치하고 평균직경 500 나노미터 이하의 다수의 고분자 나노섬유가 막단면상에 노출되어 있고, 동시에 평균입경 1 내지 5 마이크론 이하의 다수의 미세구형입자를 포함하는 표면층을 포함하는 폴리불화비닐리덴게 다공성 중공사막의 제조를 개시하고 있다. 또한 대한민국 특허공개 제 2007-113375에서는 중공사막의 중공 중심부로부터 구형 입자의 입경을 달리하는 네 개의 층을 갖는 폴리불화비닐리덴 수지 다공성 중공사막의 제조를 개시하고 있고, 대한민국 특허 공개 제 2007-103187에서는 중공사막의 중심부로부터 바깥쪽으로 내부층은 다수의 구형입자를 포함하고 있으며, 표면층은 다수의 구형 섬유상 입자를 포함하는 폴리불화비닐리덴 수지 다공성 중공사막의 제조를 개시하고 있다. 그러나 이러한 방법은 내부의 두꺼운 층을 형성하고 있는 지지층의 구상구조로 인하여 입자와 입자 사이의 공극이 작아 거대 공극 형성이 어려우므로 수투과를 제한하는 결점을 가지고 있다. 또한 다공성막의 표면에 분리활성층을 갖고 있지 않으므로 미세입자나 병원성 세균, 미생물 등의 제거 효율이 높지 않은 결점을 지닌다. 대한민국 특허공개 제2005-0056245호에서는 폴리불화비닐리덴 미다공막에 전리성 방사선의 조사를 이용하여 친수성 비닐 단량체의 라디칼생성을 유도한 뒤 막표면에 이들 라디칼들을 그래프트 중합시키는 방법을 통해 친수화된 막의 형성을 개시하고 있다. 또한, 대한민국 특허공개 제2006-0003347호에서는 에폭시기, 히드록시기, 카르복시기, 에스테르기, 아미드기를 함유한 친수성 단량체를 현탁중합을 통해 폴리불화비닐리덴 단량체와 공중합하여 제조된 친수화된 폴리불화비닐리덴 수지 다공막을 개시하고 있다. 대한민국 특허공개 제2005-0078747호에서는 친수화된 유기점토를 함유한 나노복합체 중공사막의 제조예를 개시하고 있다. 이외에, 알칼리, 산화제를 이용한 화학적 처리를 통한 친수화된 폴리불화비닐리덴 수지 다공성막의 제조예가 또한 개시되어 있다. 그러나, 이러한 종래 기술에는 중합과 같은 부가적인 공정, 방사선의 사용 같은 고비용 공정 등이 사용되고 있으며, 특히 화학적 처리방법은 흔히 폴리불화비닐리덴 수지 고유의 기계적 강도를 손상시킬 수 있는 결점을 가지고 있다. Korean Patent Publication No. 2005-18624 discloses the preparation and application of a porous membrane having both a three-dimensional mesh structure and a spherical structure. In this patent, in order to achieve the porous membrane, the thermoplastic resin is dissolved in a solvent, and the resin solution is solidified by ejecting the resin solution from the spinning nozzle into the cooling liquid to change the composition of the cooling liquid on one side and the other side of the membrane. A method having both a three-dimensional mesh structure and a spherical structure, a method of forming a three-dimensional mesh structure by applying a resin solution to at least one side of the porous membrane having a spherical structure, and then immersing in a coagulating solution, and a resin for forming a three-dimensional mesh structure A method having both a three-dimensional mesh structure and a spherical structure in which a solution and a resin solution for forming a spherical structure are simultaneously discharged from a triple spinning nozzle and then solidified. Bulte et al., Published in 1996, published by A.M.W. Bulte, M.H.V. Mulder, C. A. Smolders, H. Strathmann, Diffusion induced separation with crystallizable nylons. II. (Relation to final membrane morphology, Journal of membrane science, 121, 51-58 (1996)], when preparing a membrane using a thermoplastic resin, the membrane having a spherical structure by dissolving at high temperature and immersing in a low temperature coagulation bath The production is started. Lee et al., Published in 1994, S.-G. Li, G.H. Koops, M.H.V. Mulder, T. van den Boomgaard, C.A. Smolders, Wet spinning of integrally skinned hollow fiber membranes by a modified dual-bath coagulation method using a triple orifice spinneret, Journal of membrane science, 94, 329-340 (1994), albretz et al. W. Albrecht, K. Kneifel, Th. Weigel, R. Hilke, R. Just, M. Schossig, K. Ebert, A. Lendlein, Preparation of highly asymmetric hollow fiber membranes from poly (ether imide) by a modified dry-wet phase inversion techniquie using a triple spinneret, Journal of membrane science, 262, 69-80 (2005)] discloses the production of hollow fiber membranes for pervaporation using triple spinning nozzles. Korean Patent Publication No. 2007-102012 discloses a porous hollow hydrophilic polyvinylidene fluoride resin containing an average particle diameter of about 5 microns, a plurality of rod-shaped particles having a particle size of 5 microns or more, and a plurality of spherical particles having an average particle diameter of 5 microns or less. Started manufacturing of the desert. In Korean Patent Laid-Open Publication No. 2007-113374, a plurality of polymer nanofibers which are located inside the membrane from the hollow center of the hollow fiber membrane to the outside and are exposed on the membrane cross-section and have an average particle diameter of 1 to 5 microns or less An inner layer comprising a plurality of microspherical particles, a plurality of polymer nanofibers located on top of the inner layer and having an average diameter of 500 nanometers or less are exposed to the cross-section, and at the same time, a plurality of intermediates having an average particle diameter of more than 5 microns and 10 microns An intermediate layer comprising spherical particles, and a plurality of polymer nanofibers, which are located on top of the intermediate layer and have an average diameter of 500 nanometers or less, are exposed on the cross-section, and at the same time, include a plurality of microspherical particles having an average particle diameter of 1 to 5 microns or less. Disclosed is the preparation of a polyvinylidene fluoride porous hollow fiber membrane comprising a surface layer have. In addition, Korean Patent Publication No. 2007-113375 discloses the production of a polyvinylidene fluoride resin porous hollow fiber membrane having four layers having different particle diameters from a hollow central part of a hollow fiber membrane. Disclosed is a production of a polyvinylidene fluoride resin porous hollow fiber membrane comprising an inner layer comprising a plurality of spherical particles outward from a central portion of the hollow fiber membrane and a surface layer comprising a plurality of spherical fibrous particles. However, this method has a drawback of limiting water permeation because it is difficult to form large voids due to the small voids between the particles due to the spherical structure of the support layer forming the thick layer inside. In addition, since it does not have a separation active layer on the surface of the porous membrane, it has a drawback that the removal efficiency of microparticles, pathogenic bacteria, microorganisms, etc. is not high. Korean Patent Laid-Open Publication No. 2005-0056245 discloses the formation of hydrophilic vinyl monomers by irradiating polyvinylidene fluoride microporous membranes with ionizing radiation, followed by graft polymerization of these radicals on the membrane surface. It is starting to form. In addition, Korean Patent Publication No. 2006-0003347 discloses a porous hydrophilized polyvinylidene fluoride resin prepared by copolymerizing a hydrophilic monomer containing an epoxy group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an ester group, and an amide group with a polyvinylidene fluoride monomer through suspension polymerization. The film is starting. Korean Patent Publication No. 2005-0078747 discloses a preparation example of a nanocomposite hollow fiber membrane containing hydrophilized organic clay. In addition, examples of preparing a hydrophilized polyvinylidene fluoride resin porous membrane through chemical treatment with alkali and oxidizing agent are also disclosed. However, such prior art uses additional processes such as polymerization, expensive processes such as the use of radiation, and the like, and particularly, chemical treatment methods often have the disadvantage of impairing the mechanical strength inherent in polyvinylidene fluoride resin.

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[문헌1] A.M.W. Bulte, M.H.V. Mulder, C.A. Smolder, H. Strathmann, Journal of Membrane Science, 1996, Vol 121, 51-58쪽[Reference 1] A.M.W. Bulte, M.H.V. Mulder, C. A. Smolder, H. Strathmann, Journal of Membrane Science, 1996, Vol 121, 51-58 [문헌2] S.-G. Li, G.H. Koops, M.H.V. Mulder, T.van den Boomgaard, C.A. Smolders, Journal of Membrane Science, 1994, Vol 94, 329-240쪽 [2] S.-G. Li, G.H. Koops, M.H.V. Mulder, T. van den Boomgaard, C.A. Smolders, Journal of Membrane Science, 1994, Vol 94, pp. 329-240 [문헌3] W. Albrecht, K. Kneifel, Th. Weigel, R. Hilke, R. Just, M. Schossig, K. Ebert, A. Lendlein, Journal of membrane science, 2005, Vol 262, 69-80쪽 [3] W. Albrecht, K. Kneifel, Th. Weigel, R. Hilke, R. Just, M. Schossig, K. Ebert, A. Lendlein, Journal of membrane science, 2005, Vol 262, pp. 69-80

이에, 본 발명자들은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 폴리불화비닐리덴 수지와 알칼리 수용액, 양용매를 혼합하여 제 1 고분자 용액을 제조하고, 이를 폴리불화비닐리덴 수지와 무기첨가제, 유기첨가제, 양용매가 혼합된 제 2고분자용액과 혼합하여 방사용액을 제조하고, 제조된 방사용액을 저온의 응고조로 방사하여 높은 투과유속을 갖는 수처리용 중공사막을 제조함으로써 본 발명을 완성하였다. In order to solve the above problems, the present inventors prepare a first polymer solution by mixing a polyvinylidene fluoride resin, an aqueous alkali solution and a good solvent, and mixing the polyvinylidene fluoride resin with an inorganic additive, an organic additive, and a good solvent. The present invention was completed by preparing a spinning solution by mixing with the prepared second polymer solution and spinning the prepared spinning solution into a low temperature coagulation bath to prepare a hollow fiber membrane for water treatment having a high permeation flux.

고투과도를 갖는 친수화 폴리불화비닐리덴 수지를 이용한 수처리용 중공사막의 제조방법에 있어서,In the manufacturing method of the hollow fiber membrane for water treatment using the hydrophilic polyvinylidene fluoride resin which has a high permeability,

1) 수산화나트륨, 수산화칼륨의 하나 또는 그 이상에서 선택된 수산화금속을 순수에 용해시켜 50 내지 100 중량%의 알칼리 수용액을 제조하는 단계;1) dissolving a metal hydroxide selected from one or more of sodium hydroxide and potassium hydroxide in pure water to prepare 50 to 100% by weight of an aqueous alkali solution;

2) 상기 알칼리 수용액과 폴리불화비닐리덴 수지를 20℃ 내지 100℃의 온도에서 용매에 용해시켜 제 1고분자 용액을 제조하는 단계;2) dissolving the aqueous alkali solution and polyvinylidene fluoride resin in a solvent at a temperature of 20 ℃ to 100 ℃ to prepare a first polymer solution;

3) 폴리불화비닐리덴 수지에 무기첨가제와 유기첨가제를 첨가 한 후 20℃ 내지 100℃의 온도에서 용매에 용해시켜 제 2고분자 용액을 제조하는 단계;3) preparing a second polymer solution by adding an inorganic additive and an organic additive to the polyvinylidene fluoride resin and dissolving it in a solvent at a temperature of 20 ° C. to 100 ° C .;

4) 상기 제 1고분자 용액과 제 2고분자 용액을 혼합하여 20℃ 내지 100℃의 온도에서 친수화 폴리불화비닐리덴 수지 방사용액을 제조하는 단계;4) mixing the first polymer solution and the second polymer solution to prepare a hydrophilized polyvinylidene fluoride resin spinning solution at a temperature of 20 ° C to 100 ° C;

5) 상기 친수화 폴리불화비닐리덴 수지 방사용액을 이중 구금을 통해 외부 응고조로 방사하여 중공사막을 제조하는 단계;5) preparing a hollow fiber membrane by spinning the hydrophilized polyvinylidene fluoride resin spinning solution into an external coagulation tank through double detention;

6) 상기 중공사막을 열수 처리하는 단계;6) hydrothermal treatment of the hollow fiber membrane;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 친수화 개질 폴리불화비닐리덴 수지를 이용한 고투과도 수처리용 중공사막의 제조방법에 관한 것이다.It relates to a method for producing a hollow fiber membrane for high permeability water treatment using a hydrophilic modified polyvinylidene fluoride resin comprising a.

특히, 본 발명은 소수성인 폴리불화비닐리덴 수지를 알칼리용액을 이용해 친수화 개질을 이루어 높은 투과유속을 갖게 하면서, 친수화로 인해 발생되는 문제점인 낮은 기계적 특성을 보강하기 위하여 친수화되지 않은 폴리불화비닐리덴 수지 용액과 혼합하여, 방사용액을 제조하여 용매유도상분리법(Non-solvent induced phase separation; NIPS) 또는 확산유도상분리법(Diffusion induced phase separation; DIPS)을 통해 중공사막을 제조함으로써 수처리 분야에 사용이 가능하도록 높은 수투과특성을 갖도록 하는 고투과도 수처리용 중공사막의 제조방법에 관한 것이다.In particular, the present invention is hydrophilic modification of the hydrophobic polyvinylidene fluoride resin using an alkaline solution to have a high permeation flux, while not hydrophilic polyvinyl fluoride in order to reinforce the low mechanical properties caused by hydrophilization It is used in the water treatment field by preparing a hollow fiber membrane by mixing with a Liden resin solution and preparing a spinning solution through non-solvent induced phase separation (NIPS) or diffusion induced phase separation (DIPS) The present invention relates to a method for producing a hollow fiber membrane for high permeability water treatment so as to have a high water permeability.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

1) 제 1고분자 용액의 제조1) Preparation of First Polymer Solution

제 1고분자 용액은 소수성의 폴리불화비닐리덴 수지에 수산화기(-OH)를 도입함으로써 친수화를 증가시켜 제조된 중공사막의 투과유속을 향상시키는데 있다. 이러한 목적을 달성하기 위해 수산화기를 가지고 있는 수산화금속이 주로 사용되며, 대표적으로 수산화나트륨(NaOH)과 수산화칼륨(KOH)을 사용한다. 수산화금속을 순수한 물에 용해시켜 포화용액을 만들어 사용하되 바람직하게는 50 내지 100 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 포화용액을 만들기 위해서는 과량의 수산화금속을 투입한 후 여과공정을 거쳐야 한다. 수산화칼륨이나 수산화마그네슘은 물에 잘 녹지 않기 때문에 물에 녹인 수용액을 사용하더라도 물이 폴리불화비닐리덴 고분자에 대해 비용매이므로 극히 제한적으로 혼합할 수 있어 본 친수화 개질의 목적을 충분히 달성할 수 없다. 상기와 같이 제조된 알칼리 수용액 0.01 내지 3 중량%와 중량평균 분자량 100,000 달톤 내지 600,000 달톤의 폴리불화비닐리덴 수지 1 내지 10 중량%, 양용매 87 내지 98.99 중량%를 혼합하여 20 내지 100℃의 온도에서 제 1고분자 용액으로 제조하지만, 바람직하게는 20℃ 내지 60℃에서 용액으로 제조하는 것이 저에너지 공정으로 보다 경제성을 확보할 수 있어 유리하다. 그러나 온도가 너무 낮으면 용액을 제조하는데 많은 시간이 소요되거나 고분자가 잘 용해되지 않는 문제가 발생하고, 100℃를 초과할 경우에는 알칼리 수용액 속의 물이 증발하여 목적하는 바를 달성할 수 없다. 이때 사용 가능한 용매는 디메틸포름아마이드(N,N-Dimethylformamide; DMF), 디메틸아세트아미드(N,N-Dimethylacetamide; DMAc), 노말메틸피롤리돈(N-Methyl-2-pyrrolidone; NMP), 디메틸설퍼옥사이드(Dimethylsulfoxide; DMSO)에서 선택되는 어느 하나 이상이며, 보다 바람직하게는 용해도가 높은 디메틸포름아미드를 사용한다. 알칼리 수용액을 0.01 중량% 미만으로 사용할 경우 친수화를 충분히 달성할 수 없고, 3 중량% 를 초과하여 사용할 경우에는 알칼리 수용액에 포함된 물에 의해 폴리불화비닐리덴 수지 용액의 고화가 발생한다. 폴리불화비닐리덴 수지의 농도가 1 중량% 미만이 될 경우에는 친수화된 폴리불화비닐리덴 수지를 소량밖에 얻을 수 없으므로 충분한 친수화 목적을 달성할 수 없고, 10 중량% 를 초과하게 되면 친수화 되지 않은 폴리불화비닐리덴 수지가 너무 많이 존재하고, 용액으로 만드는 데에도 어려움이 있다. The first polymer solution is to increase the hydrophilization by introducing a hydroxyl group (-OH) to the hydrophobic polyvinylidene fluoride resin to improve the permeation flux of the hollow fiber membrane prepared. Metal hydroxides having a hydroxyl group are mainly used to achieve this purpose, and typically sodium hydroxide (NaOH) and potassium hydroxide (KOH). The metal hydroxide is dissolved in pure water to make a saturated solution, but it is preferable to use 50 to 100% by weight. To make a saturated solution, the excess metal hydroxide should be added and then filtered. Potassium hydroxide and magnesium hydroxide are not very soluble in water, so even if you use an aqueous solution dissolved in water, water is nonsolvent for polyvinylidene fluoride polymer, so it can be mixed in a very limited amount, so the purpose of this hydrophilic reforming cannot be sufficiently achieved. . 0.01 to 3% by weight of the aqueous alkali solution prepared as described above, 1 to 10% by weight of polyvinylidene fluoride resin having a weight average molecular weight of 100,000 Daltons to 600,000 Daltons, and 87 to 98.99% by weight of a good solvent are mixed at a temperature of 20 to 100 ° C. Although prepared from the first polymer solution, it is preferable to manufacture the solution at 20 ° C. to 60 ° C., which is advantageous because it can secure more economical efficiency in a low energy process. However, if the temperature is too low, it takes a long time to prepare a solution or a problem that the polymer does not dissolve well, and if it exceeds 100 ℃ water in the alkali aqueous solution is not able to achieve the desired. At this time, the solvents that can be used are dimethylformamide (N, N-Dimethylformamide; DMF), dimethylacetamide (N, N-Dimethylacetamide; DMAc), normal methylpyrrolidone (N-Methyl-2-pyrrolidone; NMP), dimethylsulfur Dimethylsulfoxide (DMSO) is one or more selected from, more preferably soluble dimethylformamide is used. When the aqueous alkali solution is used at less than 0.01% by weight, hydrophilization cannot be sufficiently achieved, and when the aqueous alkali solution is used at more than 3% by weight, the polyvinylidene fluoride resin solution is solidified by the water contained in the aqueous alkali solution. When the concentration of the polyvinylidene fluoride resin is less than 1% by weight, only a small amount of the hydrophilized polyvinylidene fluoride resin can be obtained, and thus, sufficient hydrophilicity objectives cannot be achieved. Too much polyvinylidene fluoride resin is present, and there is a difficulty in making it into a solution.

2) 제 2고분자 용액의 제조2) Preparation of Second Polymer Solution

본 발명에서 제 2고분자 용액은 폴리불화비닐리덴 수지에 무기첨가제와 유기첨가제를 첨가한 혼합 수지를 양용매에 용해시켜 얻을 수 있다. 폴리불화비닐리덴 수지는 10 내지 25 중량%로서 중량평균 분자량 200,000 달톤 내지 700,000달톤으로 단독 혹은 2종 이상 혼합물로 구성하되, 단독으로 사용할 경우에는 250,000 달톤 내지 700,000 달톤의 고분자를 사용하는 것이 바람직하고 2종 이상의 혼합물로 구성할 경우에는 200,000달톤 내지 400,000달톤의 저분자량 폴리불화비닐리덴 수지와 400,000달톤 내지 700,000달톤의 고분자량 폴리불화비닐리덴 수지를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 고분자가 10 중량% 미만이면 기계적 강도가 약하여 중공사막으로 성형하여 수처리용으로 사용할 경우 쉽게 절단되어 사용상 불편함을 초래하고, 25 중량%를 초과할 경우에는 높은 점도로 인하여 성형이 어렵고, 양용매에 용해하기 어렵고, 공극이 작아서 투과유속이 낮아 수처리용 중공사막으로 사용하기에 부적합하다. 고분자의 중량평균 분자량이 200,000 달톤 미만이 되면 기계적 강도가 약하여 수처리용 중공사막으로 사용하기에는 부적합하고, 중량평균 분자량이 700,000 달톤을 초과할 경우에는 점도가 높아 방사하기 어렵거나 형성되는 공극이 작아서 낮은 투과유속을 가지므로 목적하는 수처리용 중공사막으로 사용하기에 부적합하다. 폴리불화비닐리덴 수지는 소수성이므로 물과의 친화성이 약하기 때문에 상전이 속도를 높이고, 이를 조절하기 위해서 무기첨가제를 사용하게 되는데 이들 무기첨가제는 폴리불화비닐리덴 수지 중공사막의 공극 형성에 중요한 역할을 한다. 염화리튬(LiCl), 염화아연(ZnCl2), 염화마그네슘(MgCl2), 황산마그네슘(MgSO4)에서 선택되는 어느 하나 이상의 무기첨가제가 1 내지 10 중량%가 사용된다. 무기첨가제가 1 중량% 미만일 경우 그 첨가 효과가 미미하여 공극형성이 잘 이루어지지 않고, 10 중량%를 초과할 경우 불용 첨가제의 존재와 분산성이 나빠져서 불규칙한 거대공극의 형성과 제조시 불량 중공사막이 형성되는 문제점이 있다. 유기첨가제는 친수성 고분자나 물질로서 폴리에틸렌글리콜(Polyethylenglycol; PEG), 덱스트란(Dextrane), 폴리비닐피롤리돈(Polyvinylpyrrolidone; PVP), 폴리비닐알콜(Polyvinylalcohol; PVA), 폴리에틸렌옥사이드(Polyethyleneoxide; PEO), 폴리비닐아세테이트(Polyvinylacetate; PVAc), 말레인산(Maleic acid)에서 하나이상 선택하여 1 내지 10 중량%를 혼합한다. 친수성 유기첨가제가 1 중량% 미만일 경우 친수성을 나타내는 효과가 미미하여 중공사막으로 성형시 낮은 투과유속을 나타내며, 10 중량%를 넘을 경우 높은 투과유속을 나타내지만, 기계적 강도가 약하여 쉽게 막손상이 발생하거나 낮은 내화학성으로 장기 사용시 문제점이 있다. 양용매는 디메틸포름아마이드, 디메틸아세트아미드, 노말메틸피롤리돈, 디메틸설퍼옥사이드에서 선택되는 어느 하나 이상으로 55 내지 88 중량%를 사용한다. 이와 같이 혼합된 제 2고분자 용액은 20℃ 내지 100℃에서 제조하며, 20℃ 미만에서는 용해가 어렵고 점도가 높아 방사에 어려움이 있고, 100℃를 초과할 경우 부분적인 용융이 발생한 후 재결정에 의한 부분적 고화가 순차적으로 발생하여 성형하기 어렵다. In the present invention, the second polymer solution can be obtained by dissolving a mixed resin in which an inorganic additive and an organic additive are added to a polyvinylidene fluoride resin in a good solvent. Polyvinylidene fluoride resin is composed of 10 to 25% by weight of the weight average molecular weight 200,000 Daltons to 700,000 Daltons alone or a mixture of two or more kinds, when used alone, it is preferable to use a polymer of 250,000 Daltons to 700,000 Daltons 2 When composed of a mixture of two or more species, it is preferable to use a low molecular weight polyvinylidene fluoride resin of 200,000 Daltons to 400,000 Daltons and a high molecular weight polyvinylidene fluoride resin of 400,000 Daltons to 700,000 Daltons. If the polymer is less than 10% by weight, the mechanical strength is weak, so it is easily cut when used for water treatment by molding into a hollow fiber membrane, and inconvenient in use, and when it exceeds 25% by weight, it is difficult to mold due to the high viscosity. It is difficult to dissolve, and the voids are so small that the permeation flow rate is low, making it unsuitable for use as a hollow fiber membrane for water treatment. If the weight average molecular weight of the polymer is less than 200,000 Daltons, the mechanical strength is weak, which makes it unsuitable for use as a hollow fiber membrane for water treatment. Because of its flow rate, it is not suitable for use as a desired hollow fiber membrane for water treatment. Because polyvinylidene fluoride resin is hydrophobic, it has a weak affinity with water, so that the phase transition speed is increased and inorganic additives are used to control them. These inorganic additives play an important role in forming voids in the polyvinylidene fluoride resin hollow fiber membrane. . 1-10% by weight of any one or more inorganic additives selected from lithium chloride (LiCl), zinc chloride (ZnCl 2 ), magnesium chloride (MgCl 2 ), magnesium sulfate (MgSO 4 ) is used. If the inorganic additive is less than 1% by weight, the effect of addition is insignificant, and the pore formation is poor. If the inorganic additive is more than 10% by weight, the presence and dispersibility of insoluble additives worsen, resulting in the formation of irregular macropores and poor hollow fiber membranes during manufacturing. There is a problem. Organic additives are hydrophilic polymers or materials such as polyethylene glycol (PEG), dextran (Dextrane), polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene oxide (PEO), Polyvinylacetate (PVAc), maleic acid (maleic acid) at least one selected from 1 to 10% by weight is mixed. If the hydrophilic organic additive is less than 1% by weight, the effect of exhibiting hydrophilicity is insignificant, which shows a low permeation flux when forming into a hollow fiber membrane, and when the hydrophilic organic additive is more than 10% by weight, it shows a high permeation flux. There is a problem in long-term use due to chemical resistance. The good solvent uses 55 to 88% by weight in at least one selected from dimethylformamide, dimethylacetamide, normal methylpyrrolidone, and dimethylsulfuroxide. The second polymer solution mixed as described above is prepared at 20 ° C. to 100 ° C., and is difficult to dissolve and has a high viscosity below 20 ° C., and if it exceeds 100 ° C., partial melting by recrystallization after partial melting occurs. Solidification occurs sequentially and is difficult to mold.

3) 방사용액 제조3) Manufacture of spinning solution

친수화 개질된 제 1고분자 용액을 제 2고분자 용액에 5 내지 30 중량%를 혼합하여 방사용액을 제조한다. 제 1고분자 용액이 5 중량% 미만에서는 폴리불화비닐리덴 수지의 친수화 개질의 효과가 거의 나타나지 않아서 투과유속이 매우 낮게 나타났으며, 30 중량% 를 초과할 경우에는 높은 투과유속을 나타내지만, 매우 낮은 기계적 강도를 나타내어 수처리용 중공사막으로 사용하기에 부적합한 문제가 있었다. 방사용액은 20℃ 내지 100℃의 온도를 유지하며, 20℃ 미만에서는 용해가 어렵고, 점도가 매우 높아서 이중구금을 통한 방사가 어렵다. 제조된 방사용액은 감압장치 등을 이용하여 탈포하고 내부에 존재하는 불순물이나 비용해 잔존물을 제거하기 위해 금속망을 이용하여 여과한다.A spin solution is prepared by mixing the hydrophilic modified first polymer solution with 5 to 30% by weight of the second polymer solution. When the first polymer solution is less than 5% by weight, the effect of hydrophilic modification of the polyvinylidene fluoride resin is hardly exhibited, so that the permeation flux is very low. When the first polymer solution exceeds 30% by weight, the permeation flux is high. There was a problem that the low mechanical strength is unsuitable for use as a hollow fiber membrane for water treatment. The spinning solution maintains a temperature of 20 ℃ to 100 ℃, it is difficult to dissolve below 20 ℃, it is difficult to spin through double detention because the viscosity is very high. The prepared spinning solution is degassed using a decompression device and filtered using a metal net to remove impurities or inexpensive residues present therein.

4) 응고제 제조4) Coagulant Manufacturing

응고제는 내부응고제 즉, 중공형성제(Bore solution)와 외부응고제(Coagulation bath) 또는 상전이조로 나타내는데, 내부응고제는 중공사막의 중공을 형성하는데 필요하고 외부응고제는 방사된 고분자를 상전이 및 고화시키는데 필요한 용액이다. 내부응고제는 비용매로서 물 또는 에틸렌글리콜을 주로 사용하고, 혼합시 혼합 양용매로서 노말메틸피롤리돈 혹은 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, 디메틸설퍼옥사이드 등을 제어되지 않은 실온에서 비용매에 대한 양용매의 비를 2대 8 내지 8대 2로 제조하여 탈포하여 사용하며, 바람직하게는 방사용액에 혼합된 양용매와 동일한 양용매를 사용한다. 외부 응고제는 비용매로서 물 혹은 에틸렌글리콜과 용매로서 노말메틸피롤리돈 혹은 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, 디메틸설퍼옥사이드 등에서 선택되어진 하나 이상의 단독 또는 혼합용매를 사용하는데, 바람직하게는 방사용액과 동일한 종류의 용매를 사용하고, 그 양은 비용매에 5% 이하를 사용하는 것이 바람직하다. 비용매를 단독으로 사용할 수도 있다. 온도는 20℃ 내지 70 ℃로서 20℃이하에서는 기공의 크기가 작아지고 기공도가 감소하여 투과유속이 현저히 저하되는 문제점이 발생하고, 70℃ 이상에서는 표면공극이 커서 투과유속은 증가하였으나 기계적 강도가 낮아 수처리용 중공사막으로 사용하기에 부적합하였다. A coagulant is represented by an internal coagulant, that is, a bore solution and an external coagulant bath or a phase transfer tank, in which the internal coagulant is necessary to form the hollow of the hollow fiber membrane and the external coagulant is a solution required to phase-transfer and solidify the spun polymer. to be. The internal coagulant mainly uses water or ethylene glycol as the nonsolvent, and the amount of normal methylpyrrolidone or dimethylacetamide, dimethylformamide, dimethylsulfuroxide, etc., as a mixed good solvent when mixed with the nonsolvent at room temperature. The ratio of the solvent is prepared in two to eight to eight to two and degassed. Preferably, the same good solvent as the good solvent mixed in the spinning solution is used. The external coagulant uses water or ethylene glycol as a non-solvent and one or more single or mixed solvents selected from normal methylpyrrolidone or dimethylacetamide, dimethylformamide, dimethylsulfuroxide, etc., preferably the same as the spinning solution. It is preferable to use a solvent of a kind, the amount of which is 5% or less in the non-solvent. Non-solvents may be used alone. The temperature ranges from 20 ° C to 70 ° C, where the pore size decreases and the porosity decreases below 20 ° C. The permeation flux decreases significantly. Above 70 ° C, the permeation flux increases due to the large surface voids, but the mechanical strength is increased. It was low and unsuitable for use as a hollow fiber membrane for water treatment.

5) 중공사막의 제조5) Preparation of Hollow Fiber Membrane

상기 3) 단계에서 제조된 방사용액을 이중구금의 바깥 관으로 흘려보내고, 상기 4)단계에서 제조된 내부 응고제는 이중구금의 중심관으로 흘려서 외부응고조로 방사하여 방사용액을 고화시켜 중공사막을 제조하고 제조된 중공사막은 세정조에서 남아있는 용매 및 유리된 유기 첨가제 등을 제거하고 권취된다. 이중구금의 온도는 20℃ 내지 100℃이고 바람직하게는 30℃ 내지 80℃이다. 이중구금의 온도가 20℃ 미만에서는 고점도로 인해 방사가 어렵고, 100℃를 초과하면 부분적인 용융과 재결정이 반복되면서 고화 결정의 형성으로 연속성형되지 못하고 단속되거나 방사구금의 막힌 현상이 자주 발생하여 연속 방사공정이 불가능해진다. 내부응고제는 구금의 중심부에 존재하는 가늘고 좁은 관을 통과하는데 이때 내부응고제의 온도는 1℃ 내지 90℃이며, 바람직하게는 5℃ 내지 80℃이다. 세정조는 물이 단독으로 사용되며 장기 사용시 추출된 용매 내지 유리된 유기첨가제의 농도가 증가하므로 일정량을 지속적으로 교환하여 추출된 용매의 증가를 제어할 수 있도록 구성된다.Send the spinning solution prepared in step 3) to the outer tube of the double detention, and the internal coagulant prepared in step 4) flows into the central tube of the double detention to spin into an external coagulation tank to solidify the spinning solution to produce a hollow fiber membrane The hollow fiber membrane thus prepared is wound up by removing the remaining solvent and free organic additives from the cleaning tank. The temperature of the double detention is 20 ° C to 100 ° C and preferably 30 ° C to 80 ° C. If the temperature of double detention is less than 20 ℃, it is difficult to spin due to high viscosity. If it exceeds 100 ℃, partial melting and recrystallization are repeated, and it is not continuously formed due to the formation of solidified crystals. The spinning process becomes impossible. The internal coagulant passes through a narrow narrow tube present in the center of the detention, wherein the temperature of the internal coagulant is 1 ° C to 90 ° C, preferably 5 ° C to 80 ° C. The washing tank is configured to control the increase of the extracted solvent by continuously exchanging a predetermined amount because water is used alone and the concentration of the extracted solvent to the free organic additive increases during long-term use.

6) 세척과정6) washing process

또한, 본 발명에서는 세정조로부터 권취기로 이송된 중공사막의 막내외에 잔존하는 용매를 포함한 유기물을 제거하기 위해 세척과정을 더욱 포함할 수 있다. 세척액으로 물의 사용이 바람직하며, 세척시간은 특별히 한정되지는 않으나, 적어도 4시간 이상 2일 이하가 바람직하다.In addition, the present invention may further comprise a washing process to remove the organic matter including the remaining solvent in and out of the membrane of the hollow fiber membrane transferred to the winder from the washing tank. The use of water as the washing liquid is preferred, and the washing time is not particularly limited, but at least 4 hours or more and 2 days or less.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따라 제조된 친수화 폴리불화비닐리덴 수지를 이용한 고투과도 수처리용 중공사막은 친수화 폴리불화비닐리덴 수지 용액과 미개질 폴리불화비닐리덴 수지 용액을 혼합하여 저온에서 방사하는 용매유도상분리법을 이용하여 중공사막으로 성형함으로써 투과속도가 매우 큰 수처리용 중공사막을 제조할 수 있다.As described in detail above, the hollow fiber membrane for high permeability water treatment using the hydrophilized polyvinylidene fluoride resin prepared according to the present invention is mixed with a hydrophilized polyvinylidene fluoride resin solution and an unmodified polyvinylidene fluoride resin solution at low temperature. The hollow fiber membrane for water treatment having a very high permeation rate can be produced by molding into a hollow fiber membrane by using a solvent-induced phase separation method.

도 1은 본 발명에 의해 제조된 분리막 단면에 대한 주사전자현미경사진.
도 2는 본 발명에 의해 제조된 분리막 외부 표면에 대한 주사전자현미경 사진.
도 3은 본 발명에 의해 제조된 분리막 내부 표면에 대한 주사전자현미경 사진.
1 is a scanning electron micrograph of the cross-section of the membrane prepared by the present invention.
Figure 2 is a scanning electron micrograph of the outer surface of the membrane prepared by the present invention.
Figure 3 is a scanning electron micrograph of the inner surface of the membrane prepared by the present invention.

이하, 본 발명을 실시 예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by the following Examples.

실시예Example

[실시예 1]Example 1

중량평균 분자량 520,000 달톤인 폴리불화비닐리덴 수지 5 중량%에 수산화나트륨을 역삼투막을 이용하여 제조한 초순수에 용해시켜 70 중량%가 되는 알칼리 수용액 0.1 중량%를 첨가한 후 30℃의 디메틸포름아미드 용매 94.9 중량%에 용해시켜 제 1고분자 용액을 제조하고, 중량평균분자량 520,000달톤인 폴리불화비닐리덴 수지 15 중량%에 무기첨가제 및 친수화 유기첨가제인 염화리튬 8 중량%와 폴리에틸렌글리콜 3 중량% 및 폴리비닐피롤리돈 3 중량%를 첨가하고, 50℃의 디메틸포름아미드에 용해시켜 디메틸포름아미드의 조성비가 71 중량%가 되도록 하였다. 제조된 제 2고분자 용액에 제 1고분자 용액 20 중량%를 첨가하여 60℃를 유지하면서 감압장치를 이용하여 용액 중에 존재하는 기포를 제거하였다. 내부응고제는 물과 디메틸포름아미드의 비를 6 대 4로 하여 25℃에서 제조한 후 역시 감압장치를 이용하여 탈포하였다. 외부 응고제는 초순수에 디메틸포름아미드 1 중량%를 첨가하여 사용하였으며 25℃를 유지하였다. 방사용액은 60℃를 유지하고 있는 이중구금의 바깥 관으로 펄스가 없는 정량 기어펌프에 의해 이송되고, 내부 응고제 역시 정량 기어펌프를 이용하여 이중구금의 중심관으로 이송되어 외부응고조로 방사하였다. 방사된 고분자용액은 외부응고제로 유입되면서 상전이가 발생하면서 고화되어 중공사막으로 성형되고 성형된 중공사막은 세정조를 거쳐 권취되었다. 권취된 중공사막은 남아있는 용매 제거를 위해 순수에 4시간 정도 침지하였다. 침지된 중공사막을 꺼내어 건조한 후 실험용 미니모듈을 제작하여 순수투과도와 배제율을 측정하였다. [도 1]에 본 실시예를 통해 제조된 중공사막의 단면을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 사진을 나타내고 있으며, [도 2]에는 중공사막의 표면 활성층을, [도 3]은 내부 표면을 각각 나타내고 있다. To 5% by weight of polyvinylidene fluoride resin having a weight average molecular weight of 520,000 Daltons, sodium hydroxide was dissolved in ultrapure water prepared by using a reverse osmosis membrane, and 0.1% by weight of an aqueous alkali solution, which became 70% by weight, was added. The first polymer solution was prepared by dissolving in weight%, and 8 weight% of inorganic chloride and hydrophilic organic additive lithium chloride, 3 weight% of polyethylene glycol and 3 weight% of polyvinylidene fluoride resin were prepared in 15 weight% of polyvinylidene fluoride resin having a weight average molecular weight of 520,000 Daltons. 3% by weight of pyrrolidone was added and dissolved in dimethylformamide at 50 ° C so that the composition ratio of dimethylformamide was 71% by weight. 20% by weight of the first polymer solution was added to the prepared second polymer solution to maintain bubbles at 60 ° C. to remove air bubbles in the solution. The internal coagulant was prepared at 25 ° C. with a water to dimethylformamide ratio of 6 to 4, and then degassed using a decompression device. External coagulant was added by adding 1% by weight of dimethylformamide to ultrapure water and maintained at 25 ° C. The spinning solution was transferred to the outer tube of the double-detention holding the 60 ℃ by a pulse-free metering gear pump, and the internal coagulant was also transferred to the center tube of the double-detention using a fixed-quantity gear pump and spun into an external coagulation tank. The spun polymer solution solidified as the phase transition occurred as it flowed into the external coagulant, was formed into a hollow fiber membrane, and the molded hollow fiber membrane was wound up through a washing tank. The wound hollow fiber membrane was immersed in pure water for about 4 hours to remove the remaining solvent. The immersed hollow fiber membrane was taken out and dried, and then an experimental mini module was manufactured to measure pure permeability and rejection rate. 1 shows a photograph taken by scanning electron microscope (SEM) of a cross section of a hollow fiber membrane prepared according to the present embodiment, [FIG. 2] shows a surface active layer of a hollow fiber membrane, and [FIG. 3] shows an inner surface. Are shown respectively.

[실시예 2][Example 2]

상기 실시예 1에서 제 1고분자 용액을 10 중량% 제 2고분자 용액을 90 중량%로 혼합하여 실시예 1과 같이 실시하였다.In Example 1, the first polymer solution was mixed with 10 wt% of the second polymer solution to 90 wt%, and was carried out as in Example 1.

[실시예 3][Example 3]

상기 실시예 1에서 알칼리 수용액은 수산화나트륨을 100 중량%로 제조하여 친수화 고분자 제조용으로 사용하는 것으로서 상기 실시예 1과 같은 실험을 실시하였다. Alkali aqueous solution in Example 1 was prepared by using 100% by weight of sodium hydroxide to prepare a hydrophilic polymer was carried out the same experiment as in Example 1.

[실시예 4]Example 4

상기 실시예 1에서 제 1고분자 용액의 성분 중 수산화나트륨 대신 수산화칼륨 100 중량%를 포함하는 알칼리 수용액 0.5 중량%와 중량평균 분자량 520,000달톤인 폴리불화비닐리덴 수지 5 중량%, 디메틸포름아미드 94.5 중량%로 변경하여 상기 실시예 1과 같은 실험을 실시하였다. 0.5 wt% of an aqueous alkaline solution containing 100 wt% of potassium hydroxide instead of sodium hydroxide in the components of the first polymer solution, 5 wt% of polyvinylidene fluoride resin having a weight average molecular weight of 520,000 Daltons, and 94.5 wt% of dimethylformamide The experiment was carried out in the same manner as in Example 1 by changing to.

[실시예 5][Example 5]

상기 실시예 1에서 제 1 고분자 용액을 중량평균 분자량 520,000 달톤인 폴리불화비닐리덴 수지 5 중량%와 디메틸포름아미드 용매 94.9 중량%, 수산화나트륨 70중량% 수용액 1.0 중량%를 30에서 혼합하여 제조하고, 실시예 1과 같이 실시하였다. In Example 1, a first polymer solution was prepared by mixing 5% by weight of a polyvinylidene fluoride resin having a weight average molecular weight of 520,000 Daltons, 94.9% by weight of a dimethylformamide solvent, and 1.0% by weight of an aqueous solution of 70% by weight of sodium hydroxide at 30, It carried out similarly to Example 1.

[실시예 6][Example 6]

상기 실시예 1에서 제 1고분자 용액의 제조 온도를 70℃로 하고, 제 2 고분자 용액은 중량평균 분자량 520,000 달톤인 폴리불화비닐리덴 수지 20 중량%, 염화리튬 8 중량%, 폴리에틸렌글리콜 3 중량%, 폴리비닐피롤리돈 3 중량%를 혼합한 후 디메틸포름아미드 66중량%에 80℃ 온도에서 용해시켜 제 1고분자 용액과 80 대 20이 되도록 혼합하여 방사용액으로 제조하고 상기 실시예 1과 같은 실험을 실시하였다. In Example 1, the preparation temperature of the first polymer solution is 70 ° C., and the second polymer solution is 20% by weight of polyvinylidene fluoride resin having a weight average molecular weight of 520,000 Daltons, 8% by weight of lithium chloride, 3% by weight of polyethylene glycol, After mixing 3% by weight of polyvinylpyrrolidone, it was dissolved in 66% by weight of dimethylformamide at 80 ° C., mixed with the first polymer solution to be 80 to 20, and prepared as a spinning solution. Was carried out.

[실시예 7] [Example 7]

상기 실시예 1에서 중량평균분자량 520,000달톤인 폴리불화비닐리덴 수지 2 중량%에 수산화나트륨 70 중량%가 함유된 알칼리 수용액 0.1 중량%를 첨가하고 이를 30에서 디메틸포름아미드에 용해시켜 제 1고분자 용액을 제조하여 실시예 1과 같이 실시하였다. In Example 1, 0.1% by weight of an aqueous alkali solution containing 70% by weight of sodium hydroxide was added to 2% by weight of polyvinylidene fluoride resin having a weight average molecular weight of 520,000 Daltons, and then dissolved in dimethylformamide at 30 to obtain a first polymer solution. Preparation was carried out as in Example 1.

[실시예 8] [Example 8]

상기 실시예 1에서 중량평균 분자량 210,000달톤인 폴리불화비닐리덴 수지 25 중량%와 중량평균 분자량 520,000달톤인 폴리불화비닐리덴 수지 75 중량%를 혼합한 혼합 수지 15 중량%에 염화리튬 3중량%와 폴리비닐알콜 5중량%를 첨가한 후 50℃ 디메틸포름아미드에 용해시켜 제 2고분자 용액을 제조하고, 내부응고제로 물과 디메틸포름아미드를 5:5로 혼합하여 실시예 1과 같이 실시하였다.  Lithium chloride 3% poly and 15% by weight of a mixed resin of 25% by weight of a polyvinylidene fluoride resin having a weight average molecular weight of 210,000 Daltons and 75% by weight of a polyvinylidene fluoride resin having a weight average molecular weight of 520,000 Daltons in Example 1 After adding 5% by weight of vinyl alcohol, it was dissolved in dimethylformamide at 50 ° C. to prepare a second polymer solution, and water and dimethylformamide were mixed at 5: 5 with an internal coagulant and carried out as in Example 1.

[실시예 9] [Example 9]

상기 실시예 1에서 내부 응고액의 조성을 물과 디메틸포름아미드의 비를 2:8로 하고, 외부응고조는 역삼투막으로 처리한 초순수에 디메틸포름아미드를 5 중량% 혼합하여 실시예 1과 같이 실시하였다.  In Example 1, the composition of the internal coagulation solution was set to a ratio of water and dimethylformamide of 2: 8, and the external coagulation bath was mixed with ultrapure water treated with a reverse osmosis membrane with 5% by weight of dimethylformamide.

[실시예 10] [Example 10]

상기 실시예 1에서 방사용액의 온도를 30℃로 하여 실시예 1과 같이 실시하였다.  In Example 1 was carried out as in Example 1 with the temperature of the spinning solution to 30 ℃.

[실시예 11] [Example 11]

상기 실시예 1에서 내부 응고액의 온도를 80℃로 하여 실시예 1과 같이 실시하였다.  In Example 1, the temperature of the internal coagulating solution was set to 80 ° C., which was carried out as in Example 1.

[비교예 1]Comparative Example 1

상기 실시예 1에서 알칼리 수용액을 5 중량%, 중량평균 분자량 520,000 달톤인 폴리불화비닐리덴 수지 5 중량%를 디메틸포름아미드에 용해시켜 제 1고분자 용액으로 제조하여 실시예 1과 같이 실시하였다. 그러나 높은 알칼리 수용액의 농도로 인해 폴리불화비닐리덴 수지 용액 일부가 겔화되어 방사용액으로 사용할 수 없었다.  In Example 1, 5 wt% of an aqueous alkali solution and 5 wt% of a polyvinylidene fluoride resin having a weight average molecular weight of 520,000 Daltons were dissolved in dimethylformamide to prepare a first polymer solution. However, due to the high concentration of alkaline aqueous solution, a part of the polyvinylidene fluoride resin solution gelled and could not be used as a spinning solution.

[비교예 2] Comparative Example 2

상기 실시예 1에서 방사용액으로 제 2고분자 용액만을 사용하여 상기 실시예 1과 같이 실시하였다. In Example 1 was carried out as in Example 1 using only the second polymer solution as a spinning solution.

[비교예 3] [Comparative Example 3]

상기 실시예 1에서 중량평균 분자량 520,000 달톤의 폴리불화비닐리덴 수지 15 중량%에 폴리에틸렌글리콜 3 중량%, 폴리비닐피롤리돈 3 중량%를 혼합한 후 디메틸포름아미드에 용해시켜 제 2고분자 용액으로 사용하여 상기 실시예 1과 같이 실시하였다. In Example 1, 3% by weight of polyethylene glycol and 3% by weight of polyvinylpyrrolidone were mixed with 15% by weight of a polyvinylidene fluoride resin having a weight average molecular weight of 520,000 Daltons, dissolved in dimethylformamide, and used as a second polymer solution. It carried out as in Example 1 above.

[비교예 4] [Comparative Example 4]

상기 실시예 1에서 중량평균 분자량 520,000 달톤의 폴리불화비닐리덴 수지 15 중량%에 염화리튬 8 중량%를 혼합한 후 디메틸포름아미드에 용해시켜 제 2고분자 용액으로 사용하여 상기 실시예 1과 같이 실시하였다. In Example 1, 8% by weight of lithium chloride was mixed with 15% by weight of a polyvinylidene fluoride resin having a weight average molecular weight of 520,000 Daltons, dissolved in dimethylformamide, and used as a second polymer solution. .

[비교예 5] [Comparative Example 5]

상기 실시예 1에서 제 2 고분자 용액의 온도와 방사온도를 120℃로 하여 상기 실시예 1과 같이 실시하였다. 그러나 방사온도가 120℃가 되면서 방사시 중공사막이 쉽게 끊어져서 연속 방사가 어려웠다. In Example 1, the temperature and spinning temperature of the second polymer solution were 120 ° C., and the same procedure as in Example 1 was performed. However, as the spinning temperature reached 120 ° C., the hollow fiber membranes were easily broken during spinning, making continuous spinning difficult.

[비교예 6] [Comparative Example 6]

상기 실시예 1에서 내부응고제와 외부응고제를 모두 순수한 물로 사용하여 상기 실시예 1과 같이 실시하였다.  In Example 1, both the internal coagulant and the external coagulant were carried out as in Example 1 using pure water.

[실험예 1] [Experimental Example 1]

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 중공사막들을 모듈로 제조하여 순수투과도, 배제율 (폴리스티렌 단분산 입자; 직경 100 나노미터) 및 인장강도, 신도를 하기한 방법으로 측정하였다. The hollow fiber membranes prepared in Examples and Comparative Examples were prepared as modules to measure pure permeability, rejection rate (polystyrene monodisperse particles; diameter of 100 nanometers), tensile strength, and elongation.

순수투과도의 측정;Measurement of pure permeability;

제조된 중공사막 50가닥을 30cm의 폴리카보네이트 투명관에 장입하고 양쪽 끝을 폴리우레탄이나 에폭시 접착제를 이용하여 포팅하여 유효막면적 0.0651㎡인 실험용 미니모듈을 제조하였다. 20℃ 순수를 50kPa 하에 십자흐름 방식의 외압형으로 모듈의 한 측면으로 공급하여 투과된 물의 양을 측정한 뒤, 단위시간, 단위막면적당 투과량으로 환산하였다.50 hollow fiber membranes were inserted into a 30 cm polycarbonate transparent tube, and both ends were potted using a polyurethane or epoxy adhesive to prepare an experimental minimodule having an effective membrane area of 0.0651 m 2. 20 ° C. pure water was supplied to one side of the module in a cross flow method under 50 kPa to measure the amount of permeated water, and then converted into unit time and per unit membrane area.

배제율의 측정;Measurement of exclusion rate;

100 나노미터 크기인 단분산 폴리스티렌 입자 수용액을 20℃의 순수에 분산시켜 500 피피엠 입자수용액을 제조하였다. 중공사막 2가닥을 20cm의 투명관에 삽입하고 양측을 포팅하여 배제율 측정용 미니 모듈을 제작하였다. 상기 제조된 모듈의 일측면으로 입자수용액을 50kPa의 압력으로 공급하여 투과된 수용액 및 초기 공급된 원수에 분산된 폴리스티렌 농도를 자외선 분광기 (Shimadzu사, UV-1601PC)를 이용하여 측정하였다.A 500 nanometer aqueous solution was prepared by dispersing an aqueous solution of monodisperse polystyrene particles having a size of 100 nanometers in pure water at 20 ° C. Two hollow fiber membranes were inserted into a 20 cm transparent tube, and both sides were potted to prepare a mini-module for measuring exclusion rate. Particle aqueous solution was supplied to one side of the prepared module at a pressure of 50 kPa to measure the permeated aqueous solution and polystyrene concentration dispersed in the initially supplied raw water using an ultraviolet spectrometer (Shimadzu, UV-1601PC).

이후, 240 나노미터의 파장에서 측정된 흡수피크의 상대적인 비를 하기의 식을 이용하여 백분율로 환산하여 배제율을 결정하였다.Then, the exclusion rate was determined by converting the relative ratio of the absorption peak measured at a wavelength of 240 nanometers into a percentage using the following equation.

배제율(퍼센트) = (공급수 농도-투과수 농도) ÷ 공급수 농도 X 100Exclusion rate (percent) = (feed water concentration-permeate concentration) ÷ feed water concentration X 100

인장강도 신도의 측정;Measurement of tensile strength elongation;

인장강도 및 신도는 인장시험기를 이용하여, 파지거리 60 밀리미터의 시료를 크로스헤드 스피드를 분당 50 밀리미터의 속도로 5회 측정하여 평균값을 취하였다.Tensile strength and elongation were averaged by measuring a crosshead speed 5 times at a rate of 50 millimeters per minute using a tensile tester.

각각의 투과실험의 결과를 표 1에 나타내었다.The results of each transmission experiment are shown in Table 1.

순수투과플럭스
(L/㎡-hr) at 20℃, 50kPa
Pure Permeate Flux
(L / ㎡-hr) at 20 ℃, 50kPa
배제율(%)
at 20℃, 50kPa
% Rejection
at 20 ℃, 50kPa
파단강도(N)Breaking Strength (N)
실시예 1Example 1 476476 97.597.5 3.93.9 실시예 2Example 2 448448 97.297.2 4.24.2 실시예 3Example 3 381381 98.198.1 3.53.5 실시예 4Example 4 462462 96.896.8 3.33.3 실시예 5Example 5 498498 97.897.8 2.92.9 실시예 6Example 6 456456 96.996.9 3.73.7 실시예 7Example 7 406406 96.496.4 3.73.7 실시예 8Example 8 375375 99.199.1 3.63.6 실시예 9Example 9 450450 95.495.4 2.92.9 실시예 10Example 10 402402 98.198.1 3.73.7 실시예 11Example 11 479479 96.496.4 3.33.3 비교예 1Comparative Example 1 -- -- -- 비교예 2Comparative Example 2 230230 94.894.8 2.92.9 비교예 3Comparative Example 3 175175 99.199.1 4.14.1 비교예 4Comparative Example 4 143143 99.599.5 3.83.8 비교예 5Comparative Example 5 -- -- -- 비교예 6Comparative Example 6 156156 89.189.1 4.54.5

상기 표 1에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 중공사막의 경우 비교예에 비하여 우수한 투과속도를 나타내었다. 순수투과유속은 20℃ 온도 및 50kPa의 압력에서 375 내지 479 L/㎡-hr을 보여주어 비교예 1 내지 6에 나타난 순수투과유속 143 내지 230 L/℃-hr에 비해 훨씬 뛰어남을 알 수 있다. 비교예 1의 경우 방사용액의 고점도로 방사가 불가능했으며, 비교예 5의 경우 방사시 너무 쉽게 끊어져서 방사가 불가능했다. 비교예 2는 친수화 고분자 용액을 첨가하지 않은 상태에서 중공사막을 제조하여 친수화되지 않은 중공사막이고, 비교예 4와 5는 기공형성과 친수화에 큰 역할을 하는 무기첨가제와 친수화 유기첨가제를 첨가하지 않은 고분자 용액으로 친수화 효과가 거의 없음을 알 수 있다. 비교예 6에서 보는바와 같이 내부응고제와 외부응고제의 조성도 매우 중요함을 알 수 있다.As shown in Table 1, the hollow fiber membrane according to the present invention showed an excellent permeation rate compared to the comparative example. The pure permeation flux showed 375 to 479 L / m 2 -hr at 20 ° C. and a pressure of 50 kPa, indicating that the pure permeation flux was much superior to the pure permeate flow rates 143 to 230 L / ° C.-hr shown in Comparative Examples 1 to 6. In the case of Comparative Example 1 it was impossible to spin at a high viscosity of the spinning solution, in the case of Comparative Example 5 was broken so easily during spinning was impossible. Comparative Example 2 is a hollow fiber membrane which is not hydrophilized by preparing a hollow fiber membrane without adding a hydrophilic polymer solution, and Comparative Examples 4 and 5 are inorganic additives and hydrophilic organic additives that play a large role in pore formation and hydrophilization. It can be seen that there is almost no hydrophilic effect with the polymer solution which is not added. As shown in Comparative Example 6, it can be seen that the composition of the internal coagulant and the external coagulant is also very important.

친수화 폴리불화 비닐리덴계 수지를 이용한 고투과도 중공사막을 모듈로 제조하여 정수처리, 하수처리, 하수 재이용, 해수담수화 전처리 공정 등에 사용할 경우 높은 투과유속으로 낮은 운전비를 구현할 수 있으므로 차세대 고효율 수처리용 중공사막으로 사용할 수 있다.High-permeability hollow fiber membranes made of hydrophilized polyvinylidene fluoride-based resins can be manufactured as modules and used in water treatment, sewage treatment, sewage reuse, seawater desalination pretreatment, etc. Can be used as a desert.

Claims (11)

고투과도를 갖는 친수화 폴리불화비닐리덴 수지를 이용한 수처리용 중공사막의 제조방법에 있어서,
1) 수산화나트륨, 수산화칼륨의 하나 또는 그 이상에서 선택된 수산화금속을 순수에 용해시켜 50 내지 100 중량%의 알칼리 수용액을 제조하는 단계;
2) 상기 알칼리 수용액과 폴리불화비닐리덴 수지를 20℃ 내지 100℃ 온도에서 용매에 용해시켜 제 1고분자 용액을 제조하는 단계;
3) 폴리불화비닐리덴 수지에 무기첨가제와 유기첨가제를 첨가 한 후 20℃ 내지 100℃의 온도에서 용매에 용해시켜 제 2고분자 용액을 제조하는 단계;
4) 상기 제 1고분자 용액과 제 2고분자 용액을 혼합하여 20℃ 내지 100℃의 온도에서 친수화 폴리불화비닐리덴 수지 방사용액을 제조하는 단계;
5) 상기 친수화 폴리불화비닐리덴 수지 방사용액을 이중 구금을 통해 외부 응고조로 방사하여 중공사막을 제조하는 단계;
6) 상기 중공사막을 열수 처리하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 친수화 개질 폴리불화비닐리덴 수지를 이용한 고투과도 수처리용 중공사막의 제조방법.
In the manufacturing method of the hollow fiber membrane for water treatment using the hydrophilic polyvinylidene fluoride resin which has a high permeability,
1) dissolving a metal hydroxide selected from one or more of sodium hydroxide and potassium hydroxide in pure water to prepare 50 to 100% by weight of an aqueous alkali solution;
2) dissolving the alkali aqueous solution and polyvinylidene fluoride resin in a solvent at a temperature of 20 ℃ to 100 ℃ to prepare a first polymer solution;
3) preparing a second polymer solution by adding an inorganic additive and an organic additive to the polyvinylidene fluoride resin and dissolving it in a solvent at a temperature of 20 ° C. to 100 ° C .;
4) mixing the first polymer solution and the second polymer solution to prepare a hydrophilized polyvinylidene fluoride resin spinning solution at a temperature of 20 ° C to 100 ° C;
5) preparing a hollow fiber membrane by spinning the hydrophilized polyvinylidene fluoride resin spinning solution into an external coagulation tank through double detention;
6) hydrothermal treatment of the hollow fiber membrane;
Method for producing a hollow fiber membrane for high permeability water treatment using a hydrophilic modified polyvinylidene fluoride resin comprising a.
제 1항에 있어서,
상기 2)단계에서 폴리불화비닐리덴 수지 1 내지 10 중량%, 알칼리 수용액 0.01 내지 3 중량% 및 용매 87 내지 98.99 중량%를 혼합에 의해 반응시켜 폴리불화비닐리덴 수지를 친수화한 제 1고분자 용액을 제조하는 것을 특징으로 하는 고투과도 수처리용 중공사막의 제조방법.
The method of claim 1,
1 to 10% by weight of polyvinylidene fluoride resin, 0.01 to 3% by weight of an aqueous alkali solution and 87 to 98.99% by weight of a solvent are reacted by mixing to obtain a first polymer solution in which the polyvinylidene fluoride resin is hydrophilized. A method for producing a hollow fiber membrane for high permeability water treatment, characterized in that the production.
제 2항에 있어서,
용매는 노말메틸피롤리돈, 디메틸포름아마이드, 디메틸설퍼옥사이드, 디메틸아세트아미드의 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 혼합용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 고투과도 수처리용 중공사막의 제조방법.
The method of claim 2,
The solvent is a method for producing a hollow fiber membrane for high permeability water treatment, characterized in that it comprises a mixed solvent of one or two or more of normal methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylsulfuroxide, dimethylacetamide.
제 1항에 있어서,
상기 3) 단계에 있어서 무기 첨가제는 염화리튬, 염화아연, 황산마그네슘, 황산칼륨, 염화마그네슘에서 하나 이상 선택되고, 유기첨가제는 폴리에틸렌글리콜, 덱스트란, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐아세테이트에서 하나이상 선택되고, 용매는 노말메틸피롤리돈, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 디메틸설퍼옥사이드에서 하나이상 선택하여 혼합에 의해 제 2고분자 용액을 제조하는 것을 특징으로 하는 고투과도 수처리용 중공사막의 제조방법.
The method of claim 1,
In the step 3), the inorganic additive is at least one selected from lithium chloride, zinc chloride, magnesium sulfate, potassium sulfate, and magnesium chloride, and the organic additive is polyethylene glycol, dextran, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, polyethylene oxide. At least one selected from polyvinylacetate, and a solvent is selected from at least one of normal methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, and dimethylsulfuroxide to prepare a second polymer solution by mixing. Method for producing hollow fiber membrane for water treatment.
제 1항에 있어서,
상기 3) 단계에 있어서 폴리불화비닐리덴 수지 10 내지 25 중량%, 무기첨가제 1 내지 10 중량%, 유기 첨가제 1 내지 10 중량%, 용매 55 내지 88 중량%가 되는 것을 특징으로 하는 고투과도 수처리용 중공사막의 제조방법.
The method of claim 1,
In the step 3), 10 to 25% by weight of the polyvinylidene fluoride resin, 1 to 10% by weight of the inorganic additive, 1 to 10% by weight of the organic additive, and 55 to 88% by weight of the solvent, and the high permeability water treatment hollow Desert recipe.
제 1항에 있어서,
상기 4) 단계에 있어서 제 2 고분자 용액 70 내지 95 중량%에 대해 제 1고분자 용액 5 내지 30 중량%를 혼합하여 방사용액을 제조하는 것을 특징으로 하는 고투과도 수처리용 중공사막의 제조방법.
The method of claim 1,
In the step 4), 5 to 30% by weight of the first polymer solution is mixed with respect to 70 to 95% by weight of the second polymer solution to prepare a spinning solution.
제 1항에 있어서,
상기 5) 단계에 있어서 방사노즐은 이중구금으로 구성되어 중심관으로는 내부 응고액을 토출시키고, 외부관으로는 4)단계에서 제조된 방사 용액을 토출시켜 중심에 중공이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 고투과도 수처리용 중공사막의 제조방법.
The method of claim 1,
In the step 5), the spinneret is composed of a double detention to discharge the internal coagulating solution to the center tube, and to discharge the spinning solution prepared in step 4) to the outer tube to form a hollow in the center. Method for producing a hollow fiber membrane for high permeability water treatment.
제 7항에 있어서,
내부 응고액은 물 20 내지 80 중량%와 노말메틸피롤리돈, 디메틸포름아마이드, 디메틸설퍼옥사이드, 디메틸아세트아미드에서 선택되어진 하나 이상의 용매가 20 내지 80 중량%가 혼합된 혼합용매인 것을 특징으로 하는 고투과도 수처리용 중공사막의 제조방법.
8. The method of claim 7,
The internal coagulating solution is a mixed solvent of 20 to 80% by weight of water and 20 to 80% by weight of at least one solvent selected from normal methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylsulfuroxide, and dimethylacetamide. Method for producing hollow fiber membrane for high permeability water treatment.
제 8항에 있어서,
내부 응고액의 온도는 1℃ 내지 70℃인 것을 특징으로 하는 고투과도 수처리용 중공사막의 제조방법.
The method of claim 8,
The temperature of the internal coagulation liquid is 1 ℃ to 70 ℃ manufacturing method of a hollow fiber membrane for water treatment.
제 1항에 있어서,
상기 5) 단계의 외부 응고조는 물에 노말메틸피롤리돈, 디메틸포름아마이드, 디메틸설퍼옥사이드, 디메틸아세트아미드에서 선택되어진 하나 이상의 용매가 0.1 내지 10 중량%가 첨가된 것을 특징으로 하는 고투과도 수처리용 중공사막의 제조방법.
The method of claim 1,
The external coagulation tank of step 5) is a high permeability water treatment, characterized in that 0.1 to 10% by weight of at least one solvent selected from normal methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylsulfuroxide, dimethylacetamide is added to water. Method of manufacturing hollow fiber membranes.
제 10항에 있어서,
외부 응고조의 온도는 20℃ 내지 70℃인 것을 특징으로 하는 고투과도 수처리용 중공사막의 제조방법.
The method of claim 10,
The temperature of the external coagulation tank is a method for producing a hollow fiber membrane for high permeability water treatment, characterized in that 20 ℃ to 70 ℃.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102521440B1 (en) * 2021-11-26 2023-04-13 주식회사 에코니티 Cleanig method of nozzle for hollow fiber spinning and manufactuaring method hollow fiber using the same

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