KR20140003246A - Forward osmosis membrane containing aramid based hollow fiber as a support and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a forward osmosis membrane containing an aramid hollow fiber as a support and a manufacturing method thereof. The forward osmosis membrane of the present invention has a composite membrane structure in which a polyamide layer is laminated on an aramid hollow fiber support, and improves the strength and the heat resistance of the membrane as an aramid hollow fiber is equipped as a support in the conventional membrane structure made of a polymer support, and , therefore, high strength and a heat resistance performance, which are the intrinsic physical properties of aramid, are provided to the membrane. The aramid hollow fiber support is formed in a finger-type pore structure so that water is smoothly flowed in from a source water part to an induction solution through the membrane, and the water permeability toward the osmosis direction and flux are improved. The polyamide layer is coated on the aramid hollow fiber support, which secures anti-fouling and anti-chemical properties and minimizes reverse diffusion of the solute in the induction solution toward the reverse osmosis direction. Further, the forward osmosis membrane has high strength and a heat-resistance performance, which are intrinsic physical properties of aramid, on the membrane, which is applicable to a forward osmosis membrane separation process including a heat process, a forward osmosis membrane separation process in which source water at a high temperature is flowed in, or a membrane process requiring high strength.

Description

아라미드 중공사를 지지체로 구비한 정삼투막 및 그 제조방법{FORWARD OSMOSIS MEMBRANE CONTAINING ARAMID BASED HOLLOW FIBER AS A SUPPORT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF} TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a positive osmosis membrane having an aramid hollow fiber as a support and a method for manufacturing the same. [0002]

본 발명은 아라미드 중공사를 지지체로 구비한 정삼투막 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아라미드 중공사형 지지체상에 폴리아미드층이 적층된 복합막 구조로서, 아라미드 고유물성인 고강도 및 내열성능이 막에 부여되어 막의 강도 및 내열성이 개선되고, 아라미드 중공사형 지지체가 핑거형태의 기공구조로 형성됨에 따라, 막을 통해 원수부에서 유도용액으로 원활히 물이 유입되어, 삼투방향으로의 높은 수투과성 및 유량이 향상되고, 상기 아라미드 중공사형 지지체 상에 폴리아미드층이 코팅되어, 내오염성 및 내화학성이 확보되는 동시에 역삼투 방향으로 유도용액 용질의 역 확산성이 최소화된 정삼투막 및 그 제조방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a composite membrane structure in which a polyamide layer is laminated on an aramid hollow fiber support, and is characterized by having high strength and heat resistance, which are inherent properties of aramid The performance is imparted to the membrane and the strength and heat resistance of the membrane are improved and the aramid hollow support type is formed into the pore structure of the finger shape so that water flows smoothly from the raw water portion to the induction solution through the membrane, Wherein the polyamide layer is coated on the aramid hollow support so that the stain resistance and chemical resistance are secured and the back diffusion of the inducing solution solute is minimized in the reverse osmosis direction, .

정삼투막 분리는 두 용액간의 농도 차에 의해 발생된 삼투압을 구동력으로 이용하여 막을 통해 낮은 농도의 용액이 높은 농도의 용액 쪽으로 이동함으로써 막 분리를 하는 것이다. The cleansing membrane is separated by moving osmotic pressure generated by the concentration difference between the two solutions to the high concentration solution through the membrane using the osmotic pressure as a driving force.

따라서 정삼투막은 막을 통해 원수부에서 유도용액으로 물의 유입이 잘 되게 하고, 반대로 유도용질의 농도를 일정하게 유지시킴과 동시에 높은 삼투압을 유지시키는데 중요한 역할을 한다. 이를 위해 정삼투막은 삼투방향으로의 높은 수투과성을 가져야 하고 역삼투 방향으로 유도용액의 용질이 확산되지 않게 설계하는 것이 가장 중요하다. 또한, 막 오염이 적은 정삼투막 제조가 선행되어야 한다. Therefore, the osmosis membrane plays an important role in maintaining the high osmotic pressure while maintaining the constant concentration of the inducing solute, while allowing water to flow into the inducing solution from the raw water through the membrane well. For this purpose, it is most important that the osmosis membrane has high water permeability in the osmotic direction and that the solute of the inducing solution is not diffused in the reverse osmosis direction. In addition, the manufacture of the osmosis membrane having less membrane contamination should be preceded.

이하, 정삼투막이 갖추어야 할 특징을 정리하면, 다음과 같다. Hereinafter, the characteristics of the osmosis membrane should be summarized as follows.

첫째, 내부 농도분극(internal concentration polarization)을 최소화시켜 내오염성을 높이기 위해서는 정삼투막 내 지지층의 기공도는 높아야 하고, 기공의 굴곡도는 낮아야 한다. First, in order to minimize the internal concentration polarization and increase the stain resistance, the porosity of the support layer in the quasi-osmosis membrane should be high and the pore bending degree should be low.

둘째, 투과하는 물의 유량을 높이기 위하여, 정삼투막 두께는 최소화되어야 한다.Second, in order to increase the flow rate of permeated water, the thickness of the osmosis membrane should be minimized.

셋째, 물과의 투과 저항을 최소화하기 위해서는 친수성 소재를 사용한다. Third, a hydrophilic material is used to minimize permeation resistance to water.

넷째, 유도용액을 높은 농도로 유지하기 위하여, 높은 농도의 용액에서 낮은 농도의 용액으로 용질이 확산되지 않아야 한다. Fourth, in order to maintain the induction solution at a high concentration, solutes should not diffuse from a high concentration solution to a low concentration solution.

종래 정삼투막의 제조방법에 관하여, 미국특허공개공보 제2006-0226067호에서는 친수성 소재인 셀룰로오스 트리아세테이트를 사용하여 정삼투막을 제조하고 있는데, 구체적으로는 25 내지 75㎛ 두께의 지지층 상에, 상기 지지층과 동일한 재료에 농도를 달리한 용액을 사용하여 8 내지 18㎛ 선택층을 코팅하여 막을 제조하고, 상기 막에 유도용액을 이용하여 정삼투(FO) 모드로 평가하였을 때, 유량이 11 gfd수준의 고유량의 정삼투막을 제시하고 있다. 그러나 상기에서 제조된 막은 높은 농도의 유도용액이 낮은 농도의 원수방향으로 용질이 확산된다는 단점이 있는 것으로 보고되고 있어, 해수와 같은 높은 농도의 염을 함유하는 원수 조건에서는 유도용액의 농도가 원수농도 이상으로 유지되어야 하므로 현실적으로 적용하기 어려운 문제가 있다. Conventionally, U.S. Patent Application Publication No. 2006-0226067 discloses a method for producing a purified osmosis membrane. A cellulose acetate triacetate, which is a hydrophilic material, is used to produce a purified osmosis membrane. More specifically, on a support layer having a thickness of 25 to 75 μm, (FO) mode by using an induction solution in the film, the flow rate of which was 11 gfd level. When the flow rate was 11 gfd A high flow rate osmosis membrane is proposed. However, it has been reported that the membrane prepared above has a disadvantage in that the induction solution of high concentration diffuses the solute in the direction of the low concentration of raw water. In the raw water condition containing a high concentration of salt such as seawater, Which is difficult to apply in practice.

또한, 국제특허공개공보 제2008-137082호에 의하면, 부직포에 폴리술폰 용액을 캐스팅하여 한외여과막 수준의 막을 제조하고, 상기 제조된 막 표면상에 다관능성 아민과 다관능성 아실할라이드를 계면중합시켜 폴리아미드 역삼투막을 제조하고, 상기에서 부직포만 떼어낸 막을 정삼투(FO) 시스템에 적용하였다. 정삼투(FO) 모드로 막의 물성을 평가한 결과, 유량 0.5 gfd 및 염제거율 99%이상을 충족하는 염제거율의 정삼투막을 제시한 바 있다. Also, according to International Patent Publication No. 2008-137082, a polysulfone solution is cast on a nonwoven fabric to prepare a membrane having an ultrafiltration membrane level, and a polyfunctional amine and a polyfunctional acyl halide are interfacially polymerized on the membrane surface, Amide reverse osmosis membrane was prepared, and a membrane from which only the nonwoven fabric was removed was applied to a FO system. As a result of evaluating the physical properties of the membrane in a forward osmosis (FO) mode, a forward osmosis membrane having a salt removal rate of 0.5 gfd and a salt removal rate of 99% or more was proposed.

그러나, 상기 정삼투막은 해수처럼 고농도의 원수를 분리할 정도의 염제거율은 확보되나 유량이 낮으므로 현실적으로 막 사용이 제한된다.However, the above-mentioned osmosis membrane has a salt removal rate sufficient to separate high-concentration raw water such as seawater, but the flow rate is low, so that the use of the membrane is practically limited.

역삼투(reverse osmosis)와 반대의 개념인 정삼투막은 막 구조 및 물성에 있어서, 역삼투막과는 구별되는 특징이 있다. The osmosis membrane, which is the opposite of reverse osmosis, is distinguished from the reverse osmosis membrane in membrane structure and physical properties.

일반적으로 역삼투막은 부직포 상에 지지체가 적층되고, 그 지지체상에 폴리아미드의 선택층으로 이루어진 복합막 구조가 개시되어 있으나, 역삼투 막은 분리공정에서 압력이 반드시 사용되므로, 막이 높은 압력을 견딜 수 있을 정도의 두께와 견고한 기공구조를 확보해야 한다. 이에, 실제 상용되고 있는 역삼투막을 정삼투막 공정, 즉, 압력이 발생되지 않는 공정에 적용하면, 물이 전혀 새어 나오지 않아, 1gfd 이하의 극히 낮은 막 유량을 보인다. In general, the reverse osmosis membrane has a composite membrane structure in which a support is laminated on a nonwoven fabric and a selective layer of polyamide is formed on the support. However, since the reverse osmosis membrane uses pressure in the separation step, And a solid pore structure should be secured. Therefore, when a reverse osmosis membrane that is practically used is applied to a process of a normal osmosis membrane process, that is, a process in which no pressure is generated, water is not leaked at all and an extremely low membrane flow rate of 1 gfd or less is exhibited.

반면에, 정삼투막은 압력이 작용하지 않는 공정에서 농도차이에 의한 삼투압으로 구현되므로, 확산에 의해서도 물이 전달된다. On the other hand, since the osmosis membrane is realized by the osmotic pressure due to the concentration difference in the process in which no pressure acts, water is also transferred by diffusion.

또한 역삼투막은 압력을 주입하여 원수의 염들을 배제하고 물만을 통과시키는 공정으로서, 분리막을 투과한 물의 유량 및 염제거율의 물성을 최적화는 것이나, 정삼투막은 고농도의 유도용액 및 원수 사이에 발생되는 삼투압에 의해 구동되는 원리로 높은 농도의 용액 쪽으로 흐르는 낮은 농도의 용액에 대한 유량 및 낮은 염의 역확산성을 구현하기 위하여 연구가 집중되고 있다. In addition, the reverse osmosis membrane is a process of injecting pressure to exclude salts of raw water and passing only water, which optimizes the physical properties of water flow rate and salt removal rate permeated through the membrane, but the osmosis membrane is an osmotic membrane The research has focused on the flow rate and low despreading property of the low concentration solution flowing toward the high concentration solution.

이에, 본 발명자들은 종래 정삼투막에 요구되는 물성을 충족시키기 위하여 꾸준히 노력한 결과, 농도분극현상을 최소화하기 위해 두께를 최소화하고 기공도를 높여 정삼투막의 요건을 충족시키는 동시에 아라미드 고유물성인 고강도 및 내열성능이 부여된 정삼투막을 제공함으로써, 본 발명을 완성하였다. The present inventors have made efforts to satisfy the physical properties required for the conventional osmosis membrane. As a result, in order to minimize the concentration polarization phenomenon, the inventors have minimized the thickness and increased the porosity to meet the requirements of the osmosis membrane, The present invention has been accomplished by providing a positive osmosis membrane having heat resistance performance.

본 발명의 목적은 아라미드 중공사를 지지체로 구비한 신규한 정삼투막을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a novel osmosis membrane comprising aramid hollow fibers as a support.

본 발명의 다른 목적은 기공도가 높은 아라미드 중공사형 지지체를 형성하고 폴리아미드층을 적층하는 정삼투막의 제조방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method for producing a rigid osmosis membrane in which an aramid hollow support having a high degree of porosity is formed and a polyamide layer is laminated.

본 발명은 아라미드 중공사형 지지체 상에, 폴리아미드층이 적층된 복합막 구조의 정삼투막을 제공한다. The present invention provides a positive osmosis membrane having a composite membrane structure in which a polyamide layer is laminated on an aramid hollow support.

본 발명의 정삼투막은 일정 막 면적에서 분당 1.00μS/cm 이하의 전도도 값 또는 0.15 (μS/cm)/minㆍcm2 이하의 전도도값을 가지며, 상기 아라미드 중공사형 지지체로부터 4.5 내지 7.0 Mpa 강도를 가진다.The ortho-osmotic membrane of the present invention has a conductivity value of not more than 1.00 μS / cm or a conductivity value of not more than 0.15 (μS / cm) / min · cm 2 at a constant membrane area and has a strength of 4.5 to 7.0 MPa from the aramid hollow- I have.

본 발명의 정삼투막에 있어서, 상기 아라미드 중공사의 외경/내경 비율은 1.1 내지 2.0이고, 기공구조가 핑거형태(finger-like)인 것을 특징으로 한다.In the forward osmosis membrane of the present invention, the outer diameter / inner diameter ratio of the aramid hollow fiber is 1.1 to 2.0, and the pore structure is finger-like.

또한, 상기 아라미드 중공사형 지지체에서 아라미드 중공사의 단면 두께는 30 내지 250㎛가 바람직하다.In addition, the thickness of the aramid hollow fiber in the aramid hollow support is preferably 30 to 250 mu m.

본 발명은 1) 아라미드 함유 도프용액과 코어형성을 위한 내부응고액을 동시에 방사하고 공기노출 후, 응고조에 함침하고 건조하여 아라미드 중공사형 지지체를 형성하고, The present invention relates to a method for producing an aramid hollow support, comprising the steps of: 1) simultaneously spinning an aramid-containing dope solution and an internal coagulating solution for forming a core, impregnating the coagulation bath after exposure to air,

2) 상기 아라미드 중공사형 지지체를 다관능성 아민 함유 또는 알킬화된 지방족 아민을 함유하는 수용액에, 침지한 후 과잉 수용액을 세척하고. 다관능성 산할로겐화합물 함유 유기용액을 접촉시켜 상기 화합물간의 계면중합반응에 의해 폴리아미드층을 형성시키는 정삼투막의 제조방법을 제공한다. 2) The aramid hollow support is immersed in an aqueous solution containing a polyfunctional amine or an alkylated aliphatic amine, followed by washing the excess aqueous solution. There is provided a method for producing a positive osmosis membrane, which comprises contacting an organic solution containing a polyfunctional acid halide compound to form a polyamide layer by interfacial polymerization between the compounds.

본 발명의 정삼투막의 제조방법에 있어서, 상기 단계 1)의 아라미드 함유 도프용액은 극성용매 100 중량부에 대하여, 메타아라미드 5 내지 20 중량부 및 기공조절제 0 내지 20 중량부를 포함한다.In the method for producing a purified osmosis membrane of the present invention, the aramid-containing dope solution of step 1) comprises 5 to 20 parts by weight of meta-aramid and 0 to 20 parts by weight of a pore regulating agent with respect to 100 parts by weight of the polar solvent.

또한, 상기 단계 1)의 코어형성을 위한 내부응고액은 유기극성용매(용매 A): 물(용매 B)의 혼합비율이 4: 6 내지 9:1로 이루어진 것이 바람직하다. 이때, 상기 유기극성용매는 디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈 또는 디메틸포름아마이드에서 선택되는 어느 하나인 것이다.In addition, it is preferable that the internal coagulating solution for forming the core in the step 1) has a mixing ratio of an organic polar solvent (solvent A): water (solvent B) of 4: 6 to 9: 1. At this time, the organic polar solvent is any one selected from dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, and dimethylformamide.

본 발명의 정삼투막의 제조방법에 있어서, 상기 단계 1)에서 에어갭이 길이가 1 내지 15㎝이고, 응고조의 온도는 30 내지 70℃로 유지되어 핑거형태(finger-like)의 기공구조를 가지도록 설계한다.In the method for producing a purified osmosis membrane of the present invention, the air gap is 1 to 15 cm in the step 1) and the temperature of the coagulation bath is maintained at 30 to 70 ° C to form a finger-like pore structure .

이에, 본 발명의 정삼투막의 제조방법에 있어서, 상기 단계 1)에서 얻어진 아라미드 중공사의 외경/내경 비율은 1.1 내지 2.0 범위로 형성되며, 아라미드 중공사의 단면 두께는 30 내지 250㎛로 형성된다.Accordingly, in the method for producing a quasi-osmosis membrane of the present invention, the outer diameter / inner diameter ratio of the aramid hollow fiber obtained in the step 1) is in the range of 1.1 to 2.0, and the aramid hollow fiber has the sectional thickness of 30 to 250 탆.

본 발명의 정삼투막의 제조방법에 있어서, 상기 단계 2)의 폴리아미드층 형성 이후, 3 내지 40% 글리세롤 함유용액에 침지하여 건조하는 단계를 더 수행할 수 있다.In the method for producing a purified osmosis membrane of the present invention, after the formation of the polyamide layer in the step 2), the step of immersing in a 3 to 40% glycerol-containing solution and drying may be further performed.

본 발명은 아라미드 중공사를 지지체로 구비한 신규한 정삼투막으로서, 종래 고분자 지지체로 구성된 막 구조에서 아라미드 중공사를 지지체로 대체함으로써, 아라미드 고유물성인 고강도 및 내열성능을 막에 부여하여 막의 강도 및 내열성이 개선된 정삼투막을 제공할 수 있다. The present invention relates to a novel ortho-osmosis membrane comprising a hollow fiber of aramid as a support, wherein a membrane structure composed of a conventional polymer scaffold is replaced with a scaffold for supporting a high strength and heat resistance, And a positive osmosis membrane having improved heat resistance.

본 발명은 막의 유량을 높이기 위하여 정삼투막의 두께 및 기공도를 최적화시켜 정삼투막의 요건을 충족하고 특히, 아라미드 고유물성인 고강도 및 내열성능을 막에 부여함으로써, 열공정이 포함된 정삼투 막분리 공정, 높은 온도의 원수가 유입되는 정삼투 막분리 공정 또는 높은 강도가 요구되는 분리막 공정 분야에서도 적용할 수 있다. The present invention has been made to solve the above-mentioned problems by providing a film having high strength and heat resistance, which is an inherent property of aramid, to the membrane, by optimizing the thickness and porosity of the osmosis membrane to increase the flow rate of the membrane, The present invention can be applied also to the field of a solid osmosis membrane separation process including a thermal process, a process for separating a pure osmosis membrane into which raw water is introduced at a high temperature, or a separation process process requiring a high strength.

도 1은 본 발명의 실시예 1에서 코어형성을 위한 내부응고액의 유기극성용매: 물의 혼합비율이 7:3에 따라 제조된 복합막의 단면을 500배 확대하여 관찰한 주사전자현미경 사진이고,
도 2는 본 발명의 실시예 4에서 코어형성을 위한 내부응고액의 유기극성용매: 물의 혼합비율이 6:4에 따라 제조된 복합막의 단면을 500배 확대하여 관찰한 주사전자현미경 사진이고,
도 3은 본 발명의 실시예 5에서 코어형성을 위한 내부응고액의 유기극성용매: 물의 혼합비율이 5:5에 따라 제조된 복합막의 단면을 500배 확대하여 관찰한 주사전자현미경 사진이고,
도 4는 본 발명의 실시예 6에서 코어형성을 위한 내부응고액의 유기극성용매: 물의 혼합비율이 4:6에 따라 제조된 복합막의 단면을 500배 확대하여 관찰한 주사전자현미경 사진이고,
도 5는 본 발명의 비교예 1에서 코어형성을 위한 내부응고액의 유기극성용매: 물의 혼합비율이 3:7에 따라 제조된 복합막의 단면을 500배 확대하여 관찰한 주사전자현미경 사진이다.
FIG. 1 is a scanning electron microscope (SEM) image of a composite membrane obtained by enlarging the cross section of a composite membrane prepared according to Example 1 of the present invention according to the mixing ratio of organic polar solvent: water of 7: 3 for an internal coagulating solution for core formation,
FIG. 2 is a scanning electron microscope (SEM) image of a composite membrane obtained by enlarging the cross section of a composite membrane prepared according to Example 4 of the present invention by a mixing ratio of organic polar solvent: water of 6: 4 for an internal coagulating solution for core formation,
FIG. 3 is a scanning electron microscope (SEM) image of a composite membrane prepared according to Example 5 of the present invention, in which the cross-section of a composite membrane prepared according to a mixing ratio of an organic coagulating solvent: water of 5:
4 is a scanning electron microscope (SEM) image of a composite membrane prepared according to Example 6 of the present invention, in which the cross-section of the composite membrane prepared according to the mixing ratio of the organic coagulating solvent: water of 4:
5 is a scanning electron microscope (SEM) image of a composite membrane obtained by enlarging the cross section of a composite membrane prepared according to Comparative Example 1 of the present invention by 3: 7 in terms of mixing ratio of an internal coagulating solution for forming a core of organic polar solvent: water 500 times.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 아라미드 중공사형 지지체 상에, 폴리아미드층이 적층된 복합막 구조의 정삼투막을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a composite membrane-structured positive osmosis membrane in which a polyamide layer is laminated on an aramid hollow support.

본 발명의 아라미드 중공사형 지지체는 아라미드 고유물성으로부터 고강도가 부여되므로, 정삼투막의 물리적 강도를 향상시킬 수 있다. 더욱 구체적으로는 정삼투막은 4.5 내지 7.0 Mpa 강도를 가진다. The aramid hollow support of the present invention has a high strength due to the inherent property of aramid, so that it can improve the physical strength of the osmosis membrane. More specifically, the positive osmosis membrane has a strength of 4.5 to 7.0 MPa.

본 발명의 정삼투막은 종래 셀룰로오스 트리아세테이트 단독 소재로 이루어진 정삼투막 또는 통상의 역삼투막의 강도 대비 1.2 내지 1.5 배 높은 강도를 구현한다. The positive osmosis membrane of the present invention achieves a strength of 1.2 to 1.5 times higher than the strength of a conventional osmosis membrane made of cellulose triacetate alone or a conventional reverse osmosis membrane.

또한, 아라미드 중공사형 지지체라 함은 아라미드 중공사가 막의 지지체 역할을 수행하는 것으로서, 본 발명의 아라미드 중공사 지지체가 핑거형태(finger-like)의 높은 기공구조를 가지는 구조적 특징에 따라, 원수부에서 유도용액으로 원활한 물의 유입과 삼투방향으로의 높은 수투과성을 가질 수 있다. In addition, the aramid hollow support has a function of supporting the membrane of the aramid hollow fiber. According to a structural feature that the aramid hollow support of the present invention has a finger-like high pore structure, It is possible to have a smooth water flow and a high water permeability in an osmotic direction.

또한, 본 발명의 정삼투막은 상기 아라미드 중공사형 지지체상에 폴리아미드층을 형성함으로써, 내오염성 및 내화학성이 확보되는 동시에 역삼투 방향으로 유도용액 용질의 역 확산이 방지되는 막의 물성을 개선한다. In addition, the forward osmosis membrane of the present invention improves the physical properties of the membrane, which ensures anti-fouling and chemical resistance while preventing back diffusion of the inducing solution solute in the reverse osmosis direction by forming a polyamide layer on the aramid hollow support.

더욱 구체적으로는, 본 발명의 정삼투막은 막 면적에서 분당 1.00μS/cm 이하의 전도도 값 또는 0.15 (μS/cm)/minㆍcm2 이하의 전도도값을 가지므로, 염이 역삼투 방향으로 역확산되는 것을 방지한다.
More specifically, since the quasi-osmotic membrane of the present invention has a conductivity value of 1.00 μS / cm or less per minute or a conductivity value of 0.15 (μS / cm) / min · cm 2 or less in membrane area, To prevent diffusion.

이하, 본 발명의 정삼투막의 구성별로 상세히 설명한다.Hereinafter, the structure of the osmosis membrane of the present invention will be described in detail.

1) 아라미드 중공사형 지지체1) Aramid hollow fiber type support

본 발명의 정삼투막에서 아라미드 중공사형 지지체는 아라미드 소재 고유의 고강도 및 내열성으로 인하여, 이로부터 강도 및 내열성이 부여된 막을 제공할 수 있다. The aramid hollow-fiber type support in the ortho-osmotic membrane of the present invention can provide a membrane imparted with strength and heat resistance from the high strength and heat resistance inherent to the aramid material.

상기 아라미드 중공사의 외경/내경 비율은 1.1 내지 2.0이고, 더욱 바람직하게는 1.1 내지 1.8이다. 상기 비율이 1.1 미만이면, 막의 지나치게 얇아 강도가 낮고, 2.0을 초과하면, 유량이 감소하여 바람직하지 않다. The outer diameter / inner diameter ratio of the aramid hollow fiber is 1.1 to 2.0, more preferably 1.1 to 1.8. If the ratio is less than 1.1, the film is too thin to have a low strength, and if it exceeds 2.0, the flow rate is undesirably decreased.

또한, 아라미드 중공사의 단면 두께는 정삼투막의 유량증가 목적으로 설계되는데, 30 내지 250㎛가 바람직하다. 상기 30㎛ 미만이면, 지나치게 강도가 약하고, 250㎛를 초과하면, 유량향상에 효과가 미미할 것이다. Also, the cross-sectional thickness of the aramid hollow fiber is designed for the purpose of increasing the flow rate of the osmosis membrane, preferably 30 to 250 mu m. If it is less than 30 탆, the strength is excessively weak. If it exceeds 250 탆, the effect of improving the flow rate will be insignificant.

도 1 내지 도 4의 결과로부터, 본 발명의 정삼투막은 아라미드 중공사의 기공구조가 핑거형태(finger-like)의 기공형태로서 낮은 기공의 굴곡도로 관찰되며, 기공도는 지지체 전체 면적대비 30 내지 80%이다. From the results of FIGS . 1 to 4 , it can be seen from the results of FIGS . 1 to 4 that the pore structure of the aramid hollow fiber of the present invention is in the form of finger-like pores and is observed at low pore bending. %to be.

2) 폴리아미드층2) Polyamide layer

본 발명의 정삼투막에서, 폴리아미드층은 상기 아라미드 중공사형 지지체상에 다관능성 아민 함유 또는 알킬화된 지방족 아민을 함유하는 수용액에, 다관능성 산할로겐화합물 함유 유기용액을 접촉시켜 상기 화합물간의 계면중합에 의해 형성되는 것이다.In the ortho-osmotic membrane of the present invention, the polyamide layer is formed by contacting an organic solution containing a polyfunctional acid halide compound with an aqueous solution containing the polyfunctional amine-containing or alkylated aliphatic amine on the aramid hollow support, As shown in Fig.

더욱 구체적으로는 메타페닐디아민, 파라페닐디아민, 오르소페닐디아민, 피페라진 또는 알킬화된 피페리딘에서 선택되는 다관능성 아민과 알킬화된 지방족 아민을 함유하는 수용액에, 다관능성 아실할라이드, 다관능성 술포닐할라이드 또는 다관능성 이소시아네이트에서 선택되는 다관능성 산할로겐화합물 함유 유기용액을 접촉시켜 상기 화합물간의 계면중합에 의해 폴리아미드층을 형성하는 것이다. More specifically, to an aqueous solution containing a polyfunctional amine selected from metaphenyldiamine, paraphenyldiamine, orthophenyldiamine, piperazine or alkylated piperidine and an alkylated aliphatic amine, a polyfunctional acyl halide, a polyfunctional alcohol A polyfunctional acid halide compound-containing organic solution selected from a polyfunctional isocyanate, a polyfunctional isocyanate, a phosphoryl halide or a polyfunctional isocyanate is contacted to form a polyamide layer by interfacial polymerization among the above compounds.

또한, 상기 다관능성 아민 함유 또는 알킬화된 지방족 아민을 함유하는 수용액에 친수성 화합물을 더 포함시킨 후, 이를 다관능성 산할로겐화합물 함유 유기용액을 친수성 고분자층 표면상에서 접촉시켜 상기 화합물간의 계면중합에 의해 내오염성이 향상된 폴리아미드층을 형성시킬 수 있다. 이때, 상기 친수성기를 함유하는 화합물은 수용액 상에 0.001 내지 8중량%로 존재하고, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 4중량%로 존재한다.Further, after a hydrophilic compound is further contained in an aqueous solution containing the polyfunctional amine-containing or alkylated aliphatic amine, the resultant is contacted on the surface of the hydrophilic polymer layer with an organic solution containing a polyfunctional acid halide compound, It is possible to form a polyamide layer having improved stain resistance. At this time, the compound containing the hydrophilic group is present in an aqueous solution of 0.001 to 8% by weight, more preferably present in 0.01 to 4% by weight.

상기 다관능성 아민 함유 또는 알킬화된 지방족 아민을 함유하는 수용액에 첨가되는 친수성 화합물은 하이드록시기, 술폰화기, 카르보닐기, 트리알콕시실란기, 음이온기 및 3급 아미노기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 친수성 관능기를 가지는 친수성 화합물이다. 더욱 바람직하게는 친수성 아미노 화합물이다.The hydrophilic compound added to the aqueous solution containing the polyfunctional amine-containing or alkylated aliphatic amine is at least one selected from the group consisting of hydroxyl group, sulfonated group, carbonyl group, trialkoxysilane group, anion group and tertiary amino group Is a hydrophilic compound having a hydrophilic functional group. More preferably a hydrophilic amino compound.

상기에서 살펴본 바와 같이, 상기 폴리아미드층의 구성에 따라, 높은 염배제율, 내화학성 및 pH 안정성이 확보뿐만 아니라, 역삼투 방향으로 유도용액의 용질이 역 확산되는 것을 방지할 수 있다.
As described above, according to the structure of the polyamide layer, a high salt rejection rate, chemical resistance, and pH stability can be ensured, and reverse solubility of the solute in the induction solution in the reverse osmosis direction can be prevented.

이하, 본 발명의 정삼투막의 제조방법에 대하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a method for producing a purified osmosis membrane of the present invention will be described in detail.

구체적으로, 본 발명은 1) 아라미드 함유 도프용액과 코어형성을 위한 내부응고액을 동시에 방사하고 공기노출 후, 응고조에 함침하고 건조하여 아라미드 중공사형 지지체를 형성하고, Specifically, the present invention relates to a method for producing an aramid hollow support, comprising the steps of: 1) simultaneously spinning an aramid-containing dope solution and an internal coagulating solution for forming a core, impregnating the coagulation bath after exposure to air,

2) 상기 아라미드 중공사형 지지체를 다관능성 아민 함유 또는 알킬화된 지방족 아민을 함유하는 수용액에, 침지한 후 과잉 수용액을 세척하고. 다관능성 산할로겐화합물 함유 유기용액을 접촉시켜 상기 화합물간의 계면중합반응에 의해 폴리아미드층을 형성시키는 정삼투막의 제조방법을 제공한다. 2) The aramid hollow support is immersed in an aqueous solution containing a polyfunctional amine or an alkylated aliphatic amine, followed by washing the excess aqueous solution. There is provided a method for producing a positive osmosis membrane, which comprises contacting an organic solution containing a polyfunctional acid halide compound to form a polyamide layer by interfacial polymerization between the compounds.

본 발명의 정삼투막의 제조방법에 있어서, 상기 단계 1)의 아라미드 함유 도프용액은 극성용매 100 중량부에 대하여, 메타아라미드 5 내지 20 중량부 및 기공조절제 0 내지 20 중량부를 포함한다.In the method for producing a purified osmosis membrane of the present invention, the aramid-containing dope solution of step 1) comprises 5 to 20 parts by weight of meta-aramid and 0 to 20 parts by weight of a pore regulating agent with respect to 100 parts by weight of the polar solvent.

본 발명에서 사용되는 메타아라미드는 벤젠고리가 메타 위치에서 아미드기와 결합된 방향족 아라미드로서 열에 대한 안정성이 대단히 좋으며 우수한 기계적 강도를 갖는다. 또한, 본 발명에서 사용되는 아라미드 고분자는 형성되는 막의 친수성 향상을 도모한다. The meta-aramid used in the present invention is an aromatic aramid in which a benzene ring is bonded to an amide group at a meta position, and has excellent heat stability and excellent mechanical strength. In addition, the aramid polymer used in the present invention improves the hydrophilicity of the formed film.

본 발명의 도프용액에는 상기 메타아라미드가 극성용매 100 중량부에 대하여, 5 내지 20 중량부로 함유되는 것으로서, 상기 메타아라미드 함량이 5 중량부 미만이면, 고분자 용액의 점도가 약해지고, 제조된 지지체의 강도 및 물리적 특성이 감소하는 경향이 있고, 반면에, 20 중량부를 초과하면, 점도가 강해져서 제막이 어려워지거나 유량 감소의 문제가 있다.In the dope solution of the present invention, the meta-aramid is contained in an amount of 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the polar solvent. When the meta-aramid content is less than 5 parts by weight, the viscosity of the polymer solution becomes weak, And the physical properties tend to decrease. On the other hand, if it exceeds 20 parts by weight, the viscosity becomes strong, which makes it difficult to form a film and there is a problem of reduction in flow rate.

본 발명의 도프용액에 함유되는 기공조절제는 가습 공기내의 수분과 친화력이 있는 친수성 물질로 이루어진 기공조절제라면 사용가능하다. 이에, 바람직한 기공조절제로는 에틸렌글리콜, 글리세롤 등의 글리콜류; 에탄올, 메탄올 등의 알콜류; 아세톤 등의 케톤류; 폴리비닐피롤리돈, 폴리에틸렌글리콜의 고분자 등에서 선택되는 단독 또는 그들간의 2종이상 혼합형태가 사용될 수 있다. The porosity regulator contained in the dope solution of the present invention may be any porosity regulator made of a hydrophilic substance having affinity with moisture in the humidified air. Preferred pore regulators include glycols such as ethylene glycol and glycerol; Alcohols such as ethanol and methanol; Ketones such as acetone; Polyvinyl pyrrolidone, polyethylene glycol, and the like, or a mixture of two or more of them may be used.

이때, 극성용매 100 중량부에 대하여, 기공조절제의 바람직한 함량은 0 내지 20 중량부를 함유하는 것이다. At this time, the preferable content of the pore-controlling agent is 0 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polar solvent.

또한 도프용액을 구성하는 극성용매는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸포름아마이드(DMF), 디메틸설폭사이드(DMSO) 및 디메틸아세트아마이드(DMAc) 로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2종이상을 사용할 수 있다.The polar solvent constituting the dope solution may be any one selected from the group consisting of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylformamide (DMF), dimethylsulfoxide (DMSO) and dimethylacetamide Or two or more of them may be used.

본 발명의 정삼투막의 제조방법에 있어서, 상기 단계 1)의 코어형성을 위한 내부응고액은 유기극성용매(용매 A): 물(용매 B)의 혼합비율이 4: 6 내지 9:1로 이루어진 것이 바람직하다. 이때, 유기극성용매 비율이 4 미만이면, 구슬구조의 기공형태가 많이 생성되거나 내부 막 오염면에서 바람직하지 않는 구조의 기공이 형성되고, 9를 초과하면, 도프용액의 상전이가 원활하게 이뤄지지 않는다.In the method for producing a quasi-osmosis membrane of the present invention, the internal coagulating solution for forming the core of the step 1) is preferably a mixture of organic polar solvent (solvent A): water (solvent B) in a mixing ratio of 4: 6 to 9: 1 . At this time, if the ratio of the organic polar solvent is less than 4, pores of a structure of a bead structure are formed to a large extent or pores of an undesirable structure are formed on the surface of an inner membrane, If it exceeds 9, phase transition of the dope solution is not smoothly performed.

본 발명의 도포용액의 유기극성용매는 디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈 또는 디메틸포름아마이드에서 선택되는 어느 하나인 것이다.The organic polar solvent of the coating solution of the present invention is any one selected from dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone or dimethylformamide.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 복합막의 단면을 500배 확대하여 관찰한 주사전자현미경 사진으로서, 아라미드 중공사형 지지체에 핑거형태의 기공구조로 형성되어, 원수부에서 유도용액으로 원활한 물의 유입과 삼투방향으로의 높은 수투과성을 제공할 수 있을 만큼의 낮은 기공의 굴곡도를 보인다. 1 to 4 are scanning electron micrographs obtained by observing a cross section of a composite membrane prepared according to an embodiment of the present invention by 500 times magnification, wherein the aramid hollow fiber support is formed into a pore structure in the form of a finger, And exhibits a pore bending degree that is low enough to provide smooth water inflow and high water permeability in the osmotic direction.

반면에, 도 5는 본 발명의 비교예 1에서 제조된 코어형성을 위한 유입용매의 유기극성용매:물의 혼합비율이 3:7에 따라 제조된 복합막의 단면을 500배 확대하여 관찰한 주사전자현미경 사진으로서, 상기 코어형성을 위한 내부응고액에서 유기극성용매(용매 A): 물(용매 B)의 혼합비율의 범위를 벗어나면, 아라미드 중공사형 지지체의 원하는 기공구조를 얻을 수 없다. 5 is a scanning electron microscope (SEM) image of a cross-section of a composite membrane prepared according to Comparative Example 1 of the present invention prepared according to a mixing ratio of organic polar solvent: water of an inlet solvent for forming a core of 3: 7, As a photograph, if the mixing ratio of the organic polar solvent (solvent A): water (solvent B) in the internal coagulating solution for forming the core is out of the range, the desired pore structure of the aramid hollow support can not be obtained.

본 발명의 정삼투막의 제조방법의 단계 1)에서 도프용액의 공급속도(rpm)와 코어형성을 위한 내부응고액의 유입량(cc/min)에 따라 중공사 단면의 두께 및 외경/내경비율을 조절할 수 있는데, 바람직하게는 6/6∼6/42, 더욱 바람직하게는 6/30∼6/42 조건에서 수행하는 것이다.In the step 1) of the method of manufacturing a quasi-osmosis membrane of the present invention, the thickness and outer / inner diameter ratio of the hollow fiber cross section are adjusted according to the feed rate (rpm) of the dope solution and the inflow amount (cc / min) Preferably, 6/6 to 6/42, and more preferably 6/30 to 6/42.

상기 이중 노즐로부터 방사된 중공사형 형상물이 응고조에 침지되기 전에 공기에 노출되는데, 이때 에어갭의 길이에 따라 중공사의 기공구조를 최적화할 수 있다. The hollow shaped article emitted from the double nozzle is exposed to air before it is immersed in the coagulation bath, and the pore structure of the hollow fiber can be optimized according to the length of the air gap.

이에, 바람직한 에어갭은 1∼15㎝이고, 더욱 바람직하게는 3∼7㎝로 유지하는 것이다. 상기 에어갭이 길이가 길수록, 형성되는 중공사의 두께를 얇게 제작할 수 있을 뿐 아니라, 공기노출시간이 길어질수록 중공사의 스킨층 및 코어층의 기공구조를 비대칭 구조로 제작할 수 있다. 이때, 에어갭 길이가 1㎝ 미만이면, 중공사 스킨층에만 기공이 조밀하여 정삼투막 활용에 적합하지 않고, 에어갭이 길이가 15㎝를 초과하면, 강도저하로 막이 끊기는 현상이 발생하여 바람직하지 않다. Therefore, the air gap is preferably 1 to 15 cm, more preferably 3 to 7 cm. As the length of the air gap is longer, the thickness of the hollow fiber to be formed can be made thinner, and the pore structure of the skin layer and the core layer of the hollow fiber can be made asymmetric as the air exposure time becomes longer. At this time, if the air gap length is less than 1 cm, the pores are dense only in the hollow skin layer, which is not suitable for the use of the osmosis membrane, If it is more than 15 cm, the film may be broken due to the decrease in strength, which is not preferable.

또한, 에어갭을 통과한 후, 응고조에 함침될 때, 응고조의 온도가 0∼20℃ 수준으로 낮으면, 중공사의 표면이 조밀하게 될 것이다. 이에, 본 발명에서는 응고조의 온도를 상온보다 높은 온도조건, 바람직하게는 30∼70℃, 더욱 바람직하게는 40∼60℃로 유지하여 중공사막을 제조한다. Further, when the temperature of the coagulation bath is as low as 0 to 20 占 폚 when the coagulation bath is impregnated after passing through the air gap, the surface of the hollow fiber will become dense. Thus, in the present invention, the temperature of the coagulation bath is maintained at a higher temperature than room temperature, preferably 30 to 70 캜, and more preferably 40 to 60 캜 to prepare a hollow fiber membrane.

이러한 응고조 온도를 30∼70℃에서 수행하면, 상전이 속도를 촉진하여 중공사의 기공구조를 최적화할 수 있다. When the coagulation bath temperature is 30 to 70 캜, the pore structure of the hollow fiber can be optimized by promoting the phase transition rate.

이상의 공정상의 특징으로 인하여 본 발명의 제조방법으로부터, 기공도 30 내지 80%의 핑거형태의 기공 구조를 가지는 중공사를 형성할 수 있으며, 더욱 구체적으로 상기 중공사의 외경/내경 비율이 1.1 내지 0.3이고, 중공사의 단면 두께가 30 내지 250㎛로 제조할 수 있다. Due to the above process characteristics, it is possible to form a hollow fiber having a pore-type pore structure having a porosity of 30 to 80% from the production method of the present invention. More specifically, the hollow fiber has an outer diameter / inner diameter ratio of 1.1 to 0.3 , And a hollow fiber having a cross-sectional thickness of 30 to 250 mu m.

본 발명의 정삼투막의 제조방법에 있어서, 상기 단계 2)는 폴리아미드층 형성단계로서, 상기 단계 1)에서 형성된 아라미드 중공사형 지지체를 다관능성 아민 함유 또는 알킬화된 지방족 아민을 함유하는 수용액에, 침지한 후 과잉 수용액을 세척하고, 다관능성 산할로겐화합물 함유 유기용액을 접촉시켜 상기 화합물간의 계면중합반응에 의해 폴리아미드층을 형성시킨다. In the method for producing a purified osmosis membrane of the present invention, the step (2) is a step of forming a polyamide layer, wherein the aramid hollow support formed in step (1) is immersed in an aqueous solution containing a polyfunctional amine or an alkylated aliphatic amine The excess aqueous solution is washed, and the polyamide layer is formed by interfacial polymerization between the compounds by contacting the organic solution containing the polyfunctional acid halide compound.

더욱 구체적으로는 아라미드 중공사형 지지체상에, 메타페닐디아민, 파라페닐디아민, 오르소페닐디아민, 피페라진 또는 알킬화된 피페리딘에서 선택되는 다관능성 아민과 알킬화된 지방족 아민을 함유하는 수용액에, 다관능성 아실할라이드, 다관능성 술포닐할라이드 또는 다관능성 이소시아네이트에서 선택되는 다관능성 산할로겐화합물 함유 유기용액을 접촉시켜 상기 화합물간의 계면중합에 의해 폴리아미드층을 형성하는 것이다. More specifically, the present invention relates to an aqueous solution containing on the aramid hollow support a multifunctional amine selected from metaphenyldiamine, paraphenyldiamine, orthophenyldiamine, piperazine or alkylated piperidine and an alkylated aliphatic amine, Is contacted with an organic solution containing a polyfunctional acid halide compound selected from a functional acyl halide, a polyfunctional sulfonyl halide or a polyfunctional isocyanate to form a polyamide layer by interfacial polymerization among the above compounds.

또한, 상기 다관능성 아민 함유 또는 알킬화된 지방족 아민을 함유하는 수용액에 친수성 화합물을 더 포함시킨 후, 이를 다관능성 산할로겐화합물 함유 유기용액을 친수성 고분자층 표면상에서 접촉시켜 상기 화합물간의 계면중합에 의해 내오염성이 향상된 폴리아미드층을 형성시킬 수 있다. 이때, 상기 친수성기를 함유하는 화합물은 수용액 상에 0.001 내지 8중량%로 존재하고, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 4중량%로 존재한다.Further, after a hydrophilic compound is further contained in an aqueous solution containing the polyfunctional amine-containing or alkylated aliphatic amine, the resultant is contacted on the surface of the hydrophilic polymer layer with an organic solution containing a polyfunctional acid halide compound, It is possible to form a polyamide layer having improved stain resistance. At this time, the compound containing the hydrophilic group is present in an aqueous solution of 0.001 to 8% by weight, more preferably present in 0.01 to 4% by weight.

상기 다관능성 아민 함유 또는 알킬화된 지방족 아민을 함유하는 수용액에 첨가되는 친수성 화합물은 하이드록시기, 술폰화기, 카르보닐기, 트리알콕시실란기, 음이온기 및 3급 아미노기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 친수성 관능기를 가지는 친수성 화합물이다. 더욱 바람직하게는 친수성 아미노 화합물이다.The hydrophilic compound added to the aqueous solution containing the polyfunctional amine-containing or alkylated aliphatic amine is at least one selected from the group consisting of hydroxyl group, sulfonated group, carbonyl group, trialkoxysilane group, anion group and tertiary amino group Is a hydrophilic compound having a hydrophilic functional group. More preferably a hydrophilic amino compound.

더욱 구체적으로, 하이드록시기를 가지는 친수성 화합물의 바람직한 일례로는 1,3-디아미노-2-프로판올, 에탄올아민, 디에탄올아민, 3-아미노-1-프로판올, 4-아미노-1-부탄올, 2-아미노-1-부탄올로 이루어진 군에서 선택된다. More specifically, Preferred examples of the hydrophilic compound having a hydroxy group include 1,3-diamino-2-propanol, ethanolamine, diethanolamine, 3-amino-1-propanol, -Butanol. ≪ / RTI >

카르보닐기를 가지는 친수성 화합물은 아미노아세트알데히드 디메틸 아세탈, α-아미노부틸로락톤, 3-아미노벤즈아미드, 4-아미노벤즈아미드 및 N-(3-아미노프로필)-2-피롤리디논으로 이루어진 군에서 선택된다.The hydrophilic compound having a carbonyl group is selected from the group consisting of aminoacetaldehyde dimethylacetal,? -Aminobutylolactone, 3-aminobenzamide, 4-aminobenzamide and N- (3-aminopropyl) -2-pyrrolidinone do.

또한, 트리알콕시실란기를 함유한 친수성 화합물은 (3-아미노프로필)트리에톡시실란 및 (3-아미노프로필)트리메톡시실란으로 이루어진 군에서 선택 사용된다.Further, the hydrophilic compound containing a trialkoxysilane group is selected from the group consisting of (3-aminopropyl) triethoxysilane and (3-aminopropyl) trimethoxysilane.

상기 음이온기를 가지는 친수성 화합물로는 글리신, 타우린, 3-아미노-1-프로펜설포닉 엑시드, 4-아미노-1-부텐설포닉 엑시드, 2-아미노에틸 하이드로젠 설페이트, 3-아미노벤젠설포닉 엑시드, 3-아미노-4-하이드록시벤젠설포닉 엑시드, 4-아미노벤젠설포닉 엑시드, 3-아미노프로필포스포닉 엑시드, 3-아미노-4-하이드록시벤조익 엑시드, 4-아미노-3-하이드록시벤조익 엑시드, 6-아미노헥센오익 엑시드, 3-아미노부탄오익 엑시드, 4-아미노-2-하이드록시부티릭 엑시드, 4-아미노부티릭 엑시드 및 글루타믹 엑시드로 이루어진 군에서 선택된다.Examples of the hydrophilic compound having an anionic group include glycine, taurine, 3-amino-1-propenesulfonic acid, 4-amino-1-butenesulfonic acid, 2-aminoethylhydrogensulfate, 3-aminobenzenesulfonic acid, Amino-3-hydroxybenzoic acid, 3-amino-4-hydroxybenzenesulfonic acid, 4-aminobenzenesulfonic acid, 3-aminopropylphosphonic acid, Aminobutane oxidase, 4-amino-2-hydroxybutyric acid, 4-aminobutric acid and glutamic acid.

또한, 하나 또는 그 이상의 3급 아미노기를 가지는 친수성 화합물로는 3-(디에틸아미노)프로필아민, 4-(2-아미노에틸)모폴린, 1-(2-아미노에틸)피페라진, 3,3'-디아미노-N-메틸디프로필아민 및 1-(3-아미노프로필)이미다졸로 이루어진 군에서 선택되는 것이다.Examples of the hydrophilic compound having one or more tertiary amino groups include 3- (diethylamino) propylamine, 4- (2-aminoethyl) morpholine, 1- - diamino-N-methyldipropylamine and 1- (3-aminopropyl) imidazole.

본 발명의 폴리아미드층은 그 소재의 고유물성으로부터 내오염성 및 내화학성이 확보되는 동시에 중공사막의 스킨층상에 폴리아미드층이 형성되어 상대적으로 조밀한 기공에 의해 높은 염제거율을 확보할 수 있다. The polyamide layer of the present invention ensures the stain resistance and chemical resistance from the inherent properties of the material, and the polyamide layer is formed on the skin layer of the hollow fiber membrane, thereby securing a high salt removal rate by the relatively dense pores.

특히, 본 발명의 아라미드 중공사형 지지체상에 형성된 폴리아미드층에 의해, 본 발명의 정삼투막은 일정 막 면적에서 분당 1.00μS/cm 이하의 전도도 값 또는 0.15 (μS/cm)/minㆍcm2 이하의 전도도값을 가지므로, 역삼투 방향으로 유도용액의 용질이 역 확산이 최소화된다.In particular, with the polyamide layer formed on the aramid hollow support of the present invention, the positive osmosis membrane of the present invention has a conductivity value of not more than 1.00 μS / cm or 0.15 (μS / cm) / min · cm 2 , So that the dissolution of the solute in the inducing solution in the reverse osmosis direction is minimized.

나아가, 본 발명의 정삼투막의 제조방법은 상기 단계 2) 이후, 형성된 정삼투막을 3 내지 40% 글리세롤 함유용액에 침지 후 바로 건조하는 후처리공정을 수행하여 막 제조단계를 완료한다. Further, in the method for preparing a purified osmosis membrane of the present invention, after the step 2), a post-treatment step of immersing the formed osmosis membrane in a 3 to 40% glycerol-containing solution and drying it immediately is completed.

상기 글리세롤 함유용액으로 표면처리함으로써, 형성된 막 표면의 건조를 방지하여, 형성된 기공구조가 무너지지 않도록 함으로써 막의 사용수명을 개선할 수 있다.
By performing the surface treatment with the glycerol-containing solution, drying of the surface of the formed film is prevented, and the pore structure formed is not collapsed, so that service life of the film can be improved.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.This embodiment is intended to illustrate the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

<실시예 1> &Lt; Example 1 >

시판되는18중량% 액상 메타아라미드 용액을 디메틸아세트아미드(DMAc)용매로 희석하여 12중량% 아라미드 함유 도프용액을 준비하였다. 상기 12중량% 아라미드 함유 도프용액으로부터 기포를 제거하고, 상기 도프용액을 이중 노즐의 일 방향에 유입하고, 이중 노즐의 말단부에 코어형성을 위한 내부응고액을 유입하여 중공사형으로 방사되도록 하였다. 이때, 코어형성을 위한 내부응고액은 메틸피롤리돈(NMethylpyrrolidone,NMP):물의 혼합비율이 7:3중량비로 준비하였다. 상기 도프용액의 공급속도(rpm)와 내부응고액 유입량(cc/min)을 6:16으로 조절하여 방사하였다.A commercially available 18 wt% liquid meta-aramid solution was diluted with a dimethylacetamide (DMAc) solvent to prepare a 12 wt% aramid-containing dope solution. The bubbles were removed from the 12 wt% aramid-containing dope solution, the dope solution was introduced into one direction of the double nozzle, and the internal coagulating solution for forming the core was introduced into the end of the double nozzle to emit into a hollow fiber. At this time, the internal coagulating solution for forming the core was prepared by mixing 7: 3 by weight of methylpyrrolidone (NMP): water. The feed rate (rpm) of the dope solution and the internal coagulating liquid inflow (cc / min) were adjusted to 6:16 and radiated.

이후, 방사조건은 에어갭 3cm로 설정하고, 온도 19.5℃ 및 습도 32% 조건에서 수행하고, 40℃로 유지된 응고액인 3% 글리세롤 함유액에 침지시켜 고화시키고 일정시간 체류한 후 수세조에서 중공사 내부에 함유되어 있는 잔여용매성분을 추출하였다. 이후, 19중량% NaOCl 용액에 10분 동안 침지시킨 후 증류수로 세척하여 실온의 대기 조건에서 건조하여 아라미드 중공사를 제조하였다. Thereafter, the spinning conditions were set at a temperature of 19.5 DEG C and a humidity of 32% with an air gap set at 3 cm, and then immersed in a solution containing 3% glycerol, a coagulation solution maintained at 40 DEG C, The residual solvent component contained in the hollow fiber was extracted. Then, it was immersed in a 19 wt% NaOCl solution for 10 minutes, washed with distilled water, and then dried under atmospheric conditions at room temperature to produce an aramid hollow fiber.

상기 제조된 아라미드 중공사를 2중량%의 메타-페닐렌디아민(MPD)이 함유된 수용액에 1 분간 함침시킨 후, 잔여 수용액을 제거하였다. 이후, 1중량%의 트리메조일 클로라이드(TMC)가 이소파 용매((ISOPAR, Exxon Corp.)에 함유된 유기용액에 4번 침적하여 계면접촉시킨 직후 상온(25℃)에서 1분30초간 자연 건조시켜 폴리아미드층을 형성하였다. 이후, 미반응 잔여물들을 제거하기 위하여 10%의 염기성 용액(NaHCO3)에 3시간 동안 침지한 후 증류수로 세척하고 3% 글리세롤 함유용액에 침지한 후 바로 건조하여, 상기 아라미드 중공사형 지지체에 폴리아미드층이 적층된 복합막을 제조하였다.The prepared aramid hollow fiber was immersed in an aqueous solution containing 2% by weight of meta-phenylenediamine (MPD) for 1 minute, and then the remaining aqueous solution was removed. Then, 1% by weight of trimesoyl chloride (TMC) was immersed four times in an organic solution contained in an isopara solvent ((ISOPAR, Exxon Corp.) Dried to form a polyamide layer, then immersed in 10% basic solution (NaHCO 3 ) for 3 hours to remove unreacted residues, washed with distilled water, immersed in a solution containing 3% glycerol, To prepare a composite membrane in which a polyamide layer was laminated on the aramid hollow support.

<실시예 2><Example 2>

상기 실시예 1의 아라미드 함유 도프용액 대신에, 11중량% 아라미드 함유 도프용액을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 아라미드 중공사형 지지체에 폴리아미드층이 적층된 복합막을 제조하였다.The procedure of Example 1 was repeated to prepare a composite membrane in which a polyamide layer was laminated on an aramid hollow support, except that an 11 wt% aramid-containing dope solution was used in place of the aramid-containing dope solution of Example 1 Respectively.

<실시예 3><Example 3>

상기 실시예 1의 아라미드 함유 도프용액 대신에, 10중량% 아라미드 함유 도프용액을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 아라미드 중공사형 지지체에 폴리아미드층이 적층된 복합막을 제조하였다.A composite membrane in which a polyamide layer was laminated on an aramid hollow support was produced in the same manner as in Example 1, except that a 10 wt% aramid-containing dope solution was used in place of the aramid-containing dope solution of Example 1 Respectively.

<실시예 4> <Example 4>

상기 실시예 1에서 사용된 코어형성을 위한 내부응고액으로서, 메틸피롤리돈(NMP):물의 혼합비율이 6:4 중량비율로 준비된 혼합용매를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 아라미드 중공사형 지지체에 폴리아미드층이 적층된 복합막을 제조하였다.Example 1 was repeated except that a mixed solvent prepared by mixing methylpyrrolidone (NMP): water in a weight ratio of 6: 4 was used as an internal coagulating solution for forming a core used in Example 1 above. A composite membrane in which a polyamide layer was laminated on an aramid hollow support was prepared.

<실시예 5> <Example 5>

상기 실시예 1에서 사용된 코어형성을 위한 내부응고액으로서, 메틸피롤리돈(NMP):물의 혼합비율이 5:5 중량비율로 준비된 혼합용매를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 아라미드 중공사형 지지체에 폴리아미드층이 적층된 복합막을 제조하였다.Example 1 was repeated except that a mixed solvent prepared by mixing methylpyrrolidone (NMP): water in a weight ratio of 5: 5 was used as an internal coagulating solution for forming a core used in Example 1 above. A composite membrane in which a polyamide layer was laminated on an aramid hollow support was prepared.

<실시예 6> <Example 6>

상기 실시예 1에서 사용된 코어형성을 위한 내부응고액으로서, 메틸피롤리돈(NMP):물의 혼합비율이 4:6 중량비율로 준비된 혼합용매를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 아라미드 중공사형 지지체에 폴리아미드층이 적층된 복합막을 제조하였다.Example 1 was repeated except that a mixed solvent prepared by mixing methylpyrrolidone (NMP): water in a weight ratio of 4: 6 was used as an internal coagulating solution for forming a core used in Example 1 above. A composite membrane in which a polyamide layer was laminated on an aramid hollow support was prepared.

<실시예 7> &Lt; Example 7 >

상기 실시예 1에서 사용된 디메틸아세트아미드(DMAc)용매 대신에, N-메틸-2-피롤리돈(NMP)을 사용하여 희석시킨 12중량% 아라미드 용액을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 아라미드 중공사형 지지체에 폴리아미드층이 적층된 복합막을 제조하였다.Except that a 12 wt% aramid solution diluted with N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was used instead of the dimethylacetamide (DMAc) solvent used in Example 1, 1 to prepare a composite membrane in which a polyamide layer was laminated on an aramid hollow support.

<실시예 8> &Lt; Example 8 >

상기 실시예 1에서 사용된 디메틸아세트아미드(DMAc)용매 대신에, 디메틸포름아마이드(DMF)을 사용하여 희석시킨 12중량% 아라미드 용액을 사용하여 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 아라미드 중공사형 지지체에 폴리아미드층이 적층된 복합막을 제조하였다.Except that a 12 wt% aramid solution diluted with dimethylformamide (DMF) was used in place of the dimethylacetamide (DMAc) solvent used in Example 1 above To prepare a composite membrane in which a polyamide layer was laminated on an aramid hollow support.

<비교예 1> &Lt; Comparative Example 1 &

상기 실시예 1에서 사용된 코어형성을 위한 내부응고액으로서, 메틸피롤리돈(NMP):물의 혼합비율이 3:7 중량비율로 준비된 혼합용매를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 아라미드 중공사형 지지체에 폴리아미드층이 적층된 복합막을 제조하였다.Example 1 was repeated except that a mixed solvent prepared by mixing methylpyrrolidone (NMP): water in a weight ratio of 3: 7 was used as an internal coagulating solution for forming a core used in Example 1 above. A composite membrane in which a polyamide layer was laminated on an aramid hollow support was prepared.

<비교예 2>Comparative Example 2

셀룰로오스 트리아세테이트 단독소재(Hydration Technology Innovation사)로 이루어진 정삼투막을 사용하여 물성을 비교하였다. The properties were compared using a pure osmosis membrane consisting of cellulose triacetate alone (Hydration Technology Innovation).

<비교예 3>&Lt; Comparative Example 3 &

폴리술폰의 다공성 지지체 상에, 폴리아미드층이 형성된 구조로서 상용되는 역삼투막을 사용하여 물성을 비교하였다.On the porous support of polysulfone, the properties were compared using a commercially available reverse osmosis membrane as a structure in which a polyamide layer was formed.

<실험예 1> 정삼투막의 물성측정EXPERIMENTAL EXAMPLE 1 Measurement of Physical Properties of Fixed Osmosis Membrane

1. 막의 유량 측정 1. Measurement of membrane flow

상기에서 제조된 막을 사이에 두고 원수에서 유도용액방향으로 물의 흐름을 유도하여, 시간에 따른 유도용액의 전후 무게를 측정하여 시간 당 물의 양을 측정하였다. 이때, 유도용액은 2M NaCl를 사용하고, 원수로 초순수(삼투압 약 100 atm)를 사용하였다.The flow of water in the direction of the inducing solution from the raw water was induced between the membranes prepared above, and the amount of water per hour was measured by measuring the weight of the inducing solution with respect to time. At this time, 2 M NaCl was used as the induction solution, and ultrapure water (osmotic pressure of about 100 atm) was used as raw water.

상기 실시예 1∼3 및 비교예 1∼3에서 제조된 막에 대하여, 평막 평가기[웅진케미칼 (주) 제작]의 직경이 90mm인 샘플 홀더를 통해 일정한 압력(1bar)으로 단위면적 및 분당 투과량을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.The membranes prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 were measured at a constant pressure (1 bar) through a sample holder having a diameter of 90 mm (manufactured by Woongjin Chemical Co., Ltd.) Were measured. The results are shown in Table 1 below.

2. 막의 역 확산변화 측정2. Measurement of reverse diffusion of membrane

상기 실시예 1∼3 및 비교예 1∼3에서 제조된 막에 대하여, 원수로 초순수(삼투압 약 100 atm)를 사용하고, 유도용액으로는 염수(2M NaCl)를 사용하고, 유도용액에서 원수측(초순수)으로 유입된 염들의 전기전도도 변화를 전도도측정기(conductivity meter)를 이용하여 일정 막 면적에서 거리 1cm의 전극 사이에 있는 용액의 전도도를 측정하여 분당 전도도(μS/cm) 변화량의 단위로 역 확산 정도를 평가하였다[물 속에 용해된 고형분의 값은 μS/cm×0.5∼0.6 = TDS(Total Dissolved Solids, ㎎/L)로 표기하였다.Ultrapure water (osmotic pressure: about 100 atm) was used as the raw water and brine (2M NaCl) was used as the induction solution for the membranes prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, (Ultrapure water) was measured by using a conductivity meter to measure the conductivity of a solution between electrodes of a distance of 1 cm from a certain membrane area, and the conductivity was measured in units of the change in conductivity per minute (μS / cm) The degree of diffusion was evaluated. [The value of solid content dissolved in water is expressed in μS / cm × 0.5~0.6 = TDS (Total Dissolved Solids, mg / L).

또한, 상기에서 얻어진 분당 전도도 값((μS/cm)/min)에 대하여, 실시된 막 면적에 대하여 전도도 값을 환산한 결과를 하기 표 1에 기재하였다. 그 결과로부터 염의 역 확산 정도를 평가하였다.The results of converting the conductivity values of the membrane area into the conductivity values per minute ((μS / cm) / min) obtained above are shown in Table 1 below. The degree of despersion of the salt was evaluated from the result.

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 아라미드 중공사형 지지체 상에 폴리아미드층이 코팅된 복합막의 구성에 있어서, 아라미드 함유 도프용액의 농도별로 확인된 결과, 실시예 1 내지 3에서 제조된 정삼투막은 분당 1.0 μS/cm 이하(막 면적 6.64cm2 기준)의 전도도 값을 가지므로 낮은 염의 역 확산 결과를 확인하였다. 또한 면적대비 환산된 염의 역확산 값은 0.2 μS/cm/min.cm2 이하로 관찰됨으로써, 역삼투 방향으로 유도용액의 용질이 확산되지 않으므로 정삼투막으로서의 요건을 충족하였다. As shown in Table 1, in the composition of the composite membrane in which the polyamide layer was coated on the aramid hollow support of the present invention, the concentration of the aramid-containing dope solution was determined, The membrane had a conductivity value of less than 1.0 μS / cm per minute (membrane area 6.64 cm 2 ). In addition, the desalted value of the salt converted to the area was observed to be less than 0.2 μS / cm / min.cm 2 , so that the solute of the induction solution did not diffuse in the reverse osmosis direction.

반면에, 친수성 소재인 셀룰로오스 트리아세테이트의 단독소재로 구성된 단일 막 구조의 비교예 2의 정삼투막은 유량측면에서는 월등히 높은 유량을 보였으나, 염의 역 확산변화 측면에서 관찰된 염의 역 확산 수치로는 정삼투막으로서 활용할 수 없다. On the other hand, the osmosis membrane of Comparative Example 2 having a single membrane structure composed of a single material of cellulose triacetate, which is a hydrophilic material, showed a much higher flow rate in terms of flow rate. However, It can not be utilized as an osmosis membrane.

또한, 종래 역삼투막의 구성인 폴리술폰 다공성 지지체 상에 폴리아미드층이 형성된 비교예 3의 막을 정삼투 모드에 적용할 경우, 역삼투막의 조밀한 기공구조로 인한, 염의 역 확산변화가 극히 낮은 결과를 보였으나, 유량이 현저히 저하되어 정삼투막으로서 바람직하지 않다.Further, when the membrane of Comparative Example 3 in which a polyamide layer was formed on a polysulfone porous support, which is a constitution of a conventional reverse osmosis membrane, was applied to the forward osmosis mode, the reverse diffusion of the salt was extremely low due to the dense pore structure of the reverse osmosis membrane However, the flow rate is remarkably lowered, which is not preferable as a positive osmosis membrane.

<실험예 2> 정삼투막의 기공측정<Experimental Example 2> Measurement of porosity of the osmosis membrane

상기 코어형성을 위한 내부응고액으로서, NMP: 물의 혼합비율 7:3(실시예 1), 6:4(실시예 4), 5:5(실시예 5), 4:6(실시예 6) 및 3:7(비교예 1)에 따라 제조된 복합막의 단면을 주사전자현미경을 이용하여 500배 확대하여 기공구조를 관찰하였다. 6: 4 (Example 4), 5: 5 (Example 5) and 4: 6 (Example 6) were mixed at a mixture ratio of NMP: water of 7: 3 (Example 1) And 3: 7 (Comparative Example 1) were enlarged 500 times using a scanning electron microscope to observe the pore structure.

그 결과, 도 1내지 도 5에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1, 실시예 4∼6에서 형성된 아라미드 중공사형 지지체의 기공구조는 핑거형태(finger-like)로 형성되어 기공도가 높고 기공의 굴곡도가 낮은 결과로 확인되었다. 반면에, 비교예 1의 경우 기공구조 일그러진 형태로서 굴곡도가 높아진 형태로 관찰되었다. As a result, as shown in FIGS. 1 to 5, the pore structure of the aramid hollow support formed in Example 1 and Examples 4 to 6 of the present invention was finger-like and had high porosity The degree of bending of pores was found to be low. On the other hand, in the case of Comparative Example 1, the pore structure was observed to be a distorted shape with a higher degree of bending.

<실험예 3> 막의 강도측정 &Lt; Experimental Example 3 > Measurement of film strength

상기 실시예 1에서 제조된 복합막의 인장강도를 측정하기 위해 막을 잡아당겨 그 가해진 하중과 시험편의 변형의 모양에서 측정하였다. 제조한 막에서 시료를 세로 15cm의 시편으로 절단한 후 인장강도측정기(UTM, LLOYD 제작)를 이용하여, 50mm/min 의 속도로 인장강도를 측정하여, 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.In order to measure the tensile strength of the composite membrane prepared in Example 1, the membrane was pulled and measured in terms of the applied load and the deformation of the test piece. The tensile strength was measured at a speed of 50 mm / min using a tensile strength tester (UTM, manufactured by LLOYD) after cutting the sample into specimens having a length of 15 cm. The results are shown in Table 2 below.

상기 실시예 1의 중공사와의 동일 형상에 대하여 강도를 비교하기 위하여, 비교예 2의 동일소재에 대하여 중공사로 제조하여 그 결과를 비교예 4에 기재하고, 비교예 3의 동일소재의 고분자 지지층을 중공사로 제조하여 비교예 5로 그 결과를 기재하였다. 참고로, 비교예 2의 평막 구조의 강도는 42MPa이고, 비교예 3의 RO 평막의 강도는 19MPa이었다. In order to compare the strength of the same shape with that of the hollow fiber of Example 1, the same material of Comparative Example 2 was made into a hollow fiber. The results are shown in Comparative Example 4, and the same polymeric support layer of Comparative Example 3 And the result is shown in Comparative Example 5. For reference, the strength of the flat membrane structure of Comparative Example 2 was 42 MPa, and the strength of the RO flat membrane of Comparative Example 3 was 19 MPa.

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 표 2의 결과로부터, 본 발명의 실시예에서 제조된 아라미드 중공사형 지지체에 폴리아미드층이 코팅된 복합막의 현저히 높은 강도를 확인하였다.From the results shown in the above Table 2, it was confirmed that the aramid hollow support prepared in the example of the present invention had a remarkably high strength of the composite membrane coated with the polyamide layer.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 정삼투막은 아라미드 중공사형 지지체 상에, 폴리아미드층이 적층된 복합막 구조의 정삼투막을 제공하였다.As described above, the ortho-osmotic membrane of the present invention provided a composite osmosis membrane having a polyamide layer laminated on an aramid hollow support.

본 발명의 정삼투막은 아라미드 중공사를 지지체로 구비함으로써, 아라미드 고유물성인 고강도 및 내열성능을 막에 부여함으로써, 막의 강도 및 내열성이 개선된 정삼투막을 제공하였다. By providing the aramid hollow fiber as a support, the rigid osmosis membrane of the present invention provides the membrane with high strength and heat resistance, which are intrinsic physical properties of aramid, to provide a membrane having improved strength and heat resistance.

또한, 본 발명의 정삼투막에서 높은 기공도를 가지는 기공구조를 가지는 아라미드 중공사형 지지체를 설계함으로써, 막을 통해 원수부에서 유도용액으로 원활한 물의 유입과 삼투방향으로의 높은 수투과성을 제공한다. 또한, 본 발명의 정삼투막은 상기 아라미드 중공사형 지지체 상에 폴리아미드층을 코팅함으로써, 내오염성 및 내화학성이 확보되는 동시에 역삼투 방향으로 유도용액 용질의 역 확산이 방지되도록 하여, 정삼투막에 적합한 물성 및 구조로 제공하였다. Further, by designing the aramid hollow fiber support having a pore structure having a high porosity in the cleansing osmosis membrane of the present invention, smooth water is introduced into the inducing solution from the raw water portion through the membrane and high water permeability in the osmotic direction is provided. In addition, by coating the polyamide layer on the aramid hollow-fiber support, the forward osmosis membrane of the present invention secures stain resistance and chemical resistance while preventing back diffusion of the inducing solution solute in the reverse osmosis direction, And provided with suitable physical properties and structure.

나아가, 본 발명의 정삼투막은 아라미드 고유물성인 고강도 및 내열성능이 막에 부여됨으로써, 열공정이 포함된 정삼투 막분리 공정, 높은 온도의 원수가 유입되는 정삼투 막분리 공정 또는 높은 강도가 요구되는 분리막 공정 분야에도 적용할 수 있다.
Furthermore, since the film of the present invention has high strength and heat resistance, which are inherent properties of aramid, the membrane of the present invention is advantageous in that it can be applied to a hydrofluoric acid-free osmosis membrane separation process, a high- It can also be applied to the separation membrane process field.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims (15)

아라미드 중공사형 지지체 상에,
폴리아미드층이 적층된 복합막 구조의 정삼투막.
On an aramid hollow fiber support,
A forward osmosis membrane of a composite membrane structure in which a polyamide layer is laminated.
제1항에 있어서, 상기 정삼투막이 막 면적(6.64cm2)에서 분당 1.00μS/cm 이하의 전도도 값 또는 0.15 (μS/cm)/minㆍcm2 이하의 전도도값을 가지는 것을 특징으로 하는 상기 정삼투막.The method according to claim 1, wherein the forward osmosis membrane has a conductivity value of 1.00 μS / cm or less per minute or a conductivity value of 0.15 (μS / cm) / min · cm 2 in the membrane area (6.64 cm 2 ). Forward osmosis membrane. 제1항에 있어서, 상기 정삼투막이 4.5 내지 7.0 Mpa 강도를 가지는 것을 특징으로 하는 상기 정삼투막.The forward osmosis membrane according to claim 1, wherein the forward osmosis membrane has a strength of 4.5 to 7.0 Mpa. 제1항에 있어서, 상기 아라미드 중공사의 외경/내경 비율이 1.1 내지 2.0인 것을 특징으로 하는 상기 정삼투막.The forward osmosis membrane according to claim 1, wherein an outer diameter / inner diameter ratio of the aramid hollow yarn is 1.1 to 2.0. 제1항에 있어서, 상기 아라미드 중공사형 지지체가 핑거형태(finger-like)의 기공구조를 가지는 것을 특징으로 하는 상기 정삼투막. The forward osmosis membrane according to claim 1, wherein the aramid hollow fiber support has a finger-like pore structure. 제1항에 있어서, 상기 아라미드 중공사형 지지체에서 아라미드 중공사의 단면 두께가 30 내지 250㎛인 것을 특징으로 하는 상기 정삼투막. The forward osmosis membrane according to claim 1, wherein a cross-sectional thickness of the aramid hollow yarn in the aramid hollow fiber support is 30 to 250㎛. 1) 아라미드 함유 도프용액과 코어형성을 위한 내부응고액을 동시에 방사하고 공기노출 후, 응고조에 함침하고 건조하여 핑거형태의 기공구조를 가지는 아라미드 중공사형 지지체를 형성하고,
2) 상기 아라미드 중공사형 지지체를 다관능성 아민 함유 또는 알킬화된 지방족 아민을 함유하는 수용액에, 침지한 후 과잉 수용액을 세척하고. 다관능성 산할로겐화합물 함유 유기용액을 접촉시켜 상기 화합물간의 계면중합반응에 의해 폴리아미드층을 형성시키는 정삼투막의 제조방법.
1) spinning the aramid-containing dope solution and the internal coagulation solution for core formation at the same time, air exposure, impregnating and drying in a coagulation bath to form an aramid hollow fiber support having a finger-shaped pore structure,
2) The aramid hollow fiber support is immersed in an aqueous solution containing a polyfunctional amine or an alkylated aliphatic amine, and then the excess aqueous solution is washed. A method for producing a forward osmosis membrane, wherein a polyamide layer is formed by interfacial polymerization between the compounds by contacting an organic solution containing a polyfunctional acid halogen compound.
제7항에 있어서, 상기 아라미드 함유 도프용액이 극성용매 100 중량부에 대하여, 메타아라미드 5 내지 20 중량부 및 기공조절제 0 내지 20 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 정삼투막의 제조방법.The method according to claim 7, wherein the aramid-containing dope solution comprises 5 to 20 parts by weight of metaaramid and 0 to 20 parts by weight of the pore regulator with respect to 100 parts by weight of the polar solvent. 제7항에 있어서, 상기 내부응고액이 유기극성용매(용매 A): 물(용매 B)의 혼합비율 4: 6 내지 9:1로 이루어진 것을 특징으로 하는 상기 정삼투막의 제조방법.The method of claim 7, wherein the internal coagulation solution comprises an organic polar solvent (solvent A): water (solvent B) in a mixing ratio of 4: 6 to 9: 1. 제9항에 있어서, 상기 유기극성용매가 디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈 및 디메틸포름아마이드로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 상기 정삼투막의 제조방법.The method of claim 9, wherein the organic polar solvent is any one selected from the group consisting of dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, and dimethylformamide. 제7항에 있어서, 상기 방사 시 에어갭이 길이가 1 내지 15㎝인 것을 특징으로 하는 상기 정삼투막의 제조방법.8. The method of claim 7, wherein the air gap during the spinning is 1-15 cm in length. 제7항에 있어서, 상기 응고조의 온도가 30 내지 70℃로 유지된 것을 특징으로 하는 상기 정삼투막의 제조방법.The method of claim 7, wherein the temperature of the coagulation bath is maintained at 30 to 70 ℃. 제7항에 있어서, 상기 아라미드 중공사의 외경/내경 비율이 1.1 내지 2.0 범위로 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 정삼투막의 제조방법.The method of claim 7, wherein the ratio of the outer diameter / inner diameter of the aramid hollow yarn is formed in the range of 1.1 to 2.0. 제7항에 있어서, 상기 아라미드 중공사의 단면 두께가 30 내지 250㎛로 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 정삼투막의 제조방법. The method according to claim 7, wherein the cross-sectional thickness of the aramid hollow yarn is formed to 30 to 250㎛. 제7항에 있어서, 폴리아미드층을 형성 이후, 3 내지 40% 글리세롤 함유용액에 침지하여 건조하는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 상기 정삼투막의 제조방법.The method of claim 7, wherein after forming the polyamide layer, further performing a step of drying by immersion in a 3 to 40% glycerol-containing solution is performed.
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