KR20140074697A - 미생물 제거능이 우수한 폴리술폰계 필터여재의 제조방법 및 이를 통해 제조된 폴리술폰계 필터여재 - Google Patents

미생물 제거능이 우수한 폴리술폰계 필터여재의 제조방법 및 이를 통해 제조된 폴리술폰계 필터여재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 미생물 제거능이 우수한 폴리술폰계 필터여재의 제조방법 및 이를 통해 제조된 폴리술폰계 필터여재에 관한 것으로써, 우수한 미생물 제거능력을 제공할 수 있는 장점이 있다.
나아가, 이상에서와 같은 본 발명의 폴리술폰계 필터여재는 시간이 지나도 지속적인 전화 능력을 갖고 있어서, 미생물 제거 능력이 오랜시간 유지하면서도, 고유량에서도 미세한 미생물 제거를 할 수 있는 미생물 제거능이 우수한 폴리술폰계 필터여재의 제조방법 및 이를 통해 제조된 폴리술폰계 필터여재를 제공할 수 있도록 한다.

Description

미생물 제거능이 우수한 폴리술폰계 필터여재의 제조방법 및 이를 통해 제조된 폴리술폰계 필터여재{Manufacturing Method of Polysulfone Filter Media has efficient Microorganism resolving power and Polysulfone Filter Media produced thereof}
본 발명은 미생물 제거능이 우수한 폴리술폰계 필터여재의 제조방법 및 이를 통해 제조된 폴리술폰계 필터여재에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 미생물 제거능력을 현저하게 개선하면서도, 정전기 흡착에 따른 입자제거성능이 향상된 폴리술폰계 필터여재를 제공하는 미생물 제거능이 우수한 폴리술폰계 필터여재의 제조방법 및 이를 통해 제조된 폴리술폰계 필터여재에 관한 것이다.
일반적으로 물 속에는 천연유기물질(Natural Organic Matter; NOM)을 비롯한 수많은 이온성 물질, 화학물질이 존재하며 상수처리 과정에서 제거되지 않고 새로운 오염물질을 발생시키는 원인물질로 작용한다. 또한, 최근에는 염소소독으로 제거되지 않은 병원성 미생물에 대한 존재여부가 논란이 되고 있다. 바이러스(Virus), 크립토스포리디움(Crytosphoridium), 자이알디아(Giardia) 등으로 분류되는 병원성 미생물은 인체 및 동물의 분변을 통해 환경 중으로 배출되어 하수 뿐 아니라 지표수와 지하수에도 존재한다. 바이러스는 0.02-0.09㎛, 박테리아는 0.4-14㎛, 폭 0.2-1.2㎛의 크기를 갖으며 크립토스포리디움, 자이알디아 등 원생동물은 바이러스나 박테리아에 비해서는 비교적 큰 편이다. 바이러스의 경우 크기가 매우 작기 때문에 일반 여과에 의해서는 거의 처리되지 않으며 내성이 강한 Cyst를 형성하여 물에서 수개월이상 안정적으로 살아있다. 현재 물 속의 미량오염물질을 제거하기 위하여 상수처리과정에서 고도응집처리 또는 활성탄 흡착, 막여과가 제시되고 있는데 최근 막을 사용한 정수처리공정에 대한 국가단위의 대규모 연구가 진행중이다. 특히, 막 여과에 대해서는 최근에 많은 연구가 이루어져 고도정수처리 과정에서 실용화가 타진되고 있는데 아직까지도 경제적인 비용과 기술적인 문제로 인해 폭넓게 이용되지는 못하고 있다. 역삼투막(RO), 나노여과막(NF), 한외여과막(UF), 정밀여과막(MF)으로 분류되는 막을 비롯한 기존 필터들은 기공(pore)의 사이즈를 이용하여 물리적인 기작에 의거하여 물 중 오염 물질을 제거하는 시스템이다.
분리막의 오염물질제거에 대한 주된 메커니즘은 체분리(Sieve)효과, 즉 입자크기에 의한 제거가 적용되어 물속에 부유하고 있는 박테리아, 바이러스, 유기 오염물 등을 제거하여 주는 것이다. 상기 입자크기에 의한 제거 외에도 분리막 표면 전하에 따른 정전기적 흡착에 의해서도 수중의 미생물 등을 걸러주며, 이 방법은 적은 운전압력 대비 높은 투수율 및 높은 입자제거 성능으로 각광받으며 연구되고 있다.
종래의 수처리용으로 널리 사용되는 마이크로 섬유 필터는 여과 면적이 작고 정전기력이 없기 때문에 효율이 떨어진다는 단점이 있었으며, 멤브레인 필터는 여과 효율은 높으나 압력 손실이 크다는 단점이 있었다. 따라서, 마이크로 섬유 필터와 멤브레인 필터의 단점을 보완하기 위한 나노 사이즈의 기공을 가지는 섬유 필터에 정전기력을 부과함으로써 섬유 필터의 여과 효율을 증가시키고, 압력 손실을 감소시키는 연구가 진행되고 있다.
예를 들어, 종래에는 전하를 띠는 알루미나 나노섬유 제조한 다음 이를 유리섬유에 첨가한 필터여재에 관한 기술과 필터여재 제조시 아민류 화합물을 첨가하는 기술이 있었다.
그러나 이 기술은 유리섬유를 사용한다는 점에서 발암등의 유해성 논란이 있으며 수처리 공정에 사용에 적합성이 우려되는 문제점과 유리섬유를 사용하여 제조시 첨가되는 화합물에 의한 제품군 다양화 되지 못하는 문제점이 있었다.
이 밖에, 가공시 코로나, 플라즈마 등에 의한 전하 부여 방법으로 고분자 용액을 코로나 방전에 의해 전기방사하여 전하 부여된 필터 여재를 제조하는 방법이 있지만 제조된 필터 여재의 전하 능력이 시간이 지남에 따라 급격히 감소하는 문제점이 있었다.
또한, 종래기술로는 고유량을 지니면서도 나노입자 크기의 미생물 제거를 할 수 있는 필터여재의 성능이 떨어졌으며, 미생물 제거능에서 지속가능성 또한 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 미생물 제거능력을 현저하게 개선하면서도, 정전기 흡착에 따른 입자제거성능이 향상된 폴리술폰계 필터여재를 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 (1) 폴리술폰계 중합체; 기공조절제; 나노 금속 입자 및 용매를 포함하는 폴리술폰계 용액을 제조하는 단계; 및 (2) 상기 폴리술폰계 용액을 전기방사하여 폴리술폰계 섬유를 제조하는 단계;를 포함하는 폴리술폰계 필터여재 제조방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (1)단계의 나노 금속 입자는 알루미나, 티타니아, 지르코니아 및 은 중에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으며, 상기 나노 금속 입자의 평균입자크기는 5 ~ 500nm일 수 있으며, 바람직하게는 상기 나노 금속 입자의 평균입자크기는 5 ~ 50nm일 수 있고, 상기 (1)단계의 나노 금속 입자는 상기 폴리술폰계 용액에 대해서 0.5 ~ 20 중량%일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (1)단계 후에 분산단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 분산단계는 초음파 분산일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (2)단계의 전기방사에 사용되는 전압은 10 ~ 50 KV일 수 있고, 상기 (2)단계의 전기방사에 사용되는 토출량은 0.5 ~ 2ml/hr일 수 있다.
본 발명의 다른 태양은 나노금속을 함유하는 폴리술폰계 섬유를 포함하는 폴리술폰계 필터여재이며; 상기 폴리술폰계 필터여재는 초기 미생물 제거율과 24시간 수투과후 후기 미생물 제거율의 차이가 1% 미만인 폴리술폰계 필터여재를 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 나노 금속이 상기 폴리술폰계 섬유에 대해서 0.5 ~ 20 중량% 포함될 수 있으며, 상기 나노 금속은 알루미나, 티타니아, 지르코니아 및 은 중에서 선택 되어지는 어느 하나 이상일 수 있고, 상기 나노 금속의 평균입자크기는 5 ~ 50nm일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 폴리술폰계 섬유의 직경은 50 ~ 300nm일 수 있으며, 상기 폴리술폰계 필터여재의 평량은 10 ~ 100g/m2 일 수 있고, 상기 폴리술폰계 필터여재는 부직포일 수 있다.
본 발명의 미생물 제거능이 우수한 폴리술폰계 필터여재는 미생물 제거능력을 현저하게 개선하면서도, 시간이 지나도 지속적인 정전기 흡착에 따른 입자제거성능을 갖고 있어서, 미생물 제거능이 지속될 수 있는 미생물 제거능이 우수한 폴리술폰계 필터여재의 제조방법 및 이를 통해 제조된 폴리술폰계 필터여재를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
상술한 바와 같이 종래에는 유리섬유를 사용한다는 점에서 발암등의 유해성 논란이 있으며 수처리 공정에 사용에 적합성이 우려되는 문제점과 유리섬유를 사용하여 제조시 첨가되는 화합물에 의한 제품군 다양화 되지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 가공시 코로나, 플라즈마 등에 의한 전하 부여 방법으로 고분자 용액을 코로나 방전에 의해 전기방사하여 전하 부여된 필터 여재를 제조하는 방법이 있지만 제조된 필터 여재의 전하 능력이 시간이 지남에 따라 급격히 감소하는 문제점이 있었다.
이에 본 발명의 한 측면에 따르면 (1) 폴리술폰계 중합체; 기공조절제; 나노 금속 입자 및 용매를 포함하는 폴리술폰계 용액을 제조하는 단계; 및 (2) 상기 폴리술폰계 용액을 전기방사하여 폴리술폰계 섬유를 제조하는 단계;를 포함하는 미생물 제거능이 우수한 폴리술폰계 필터여재 제조방법을 제공할 수 있다.
먼저 상기 (1)단계인 폴리술폰계 중합체; 기공조절제; 나노 금속 입자 및 용매를 포함하는 폴리술폰계 용액을 제조하는 단계에 대해 설명한다.
먼저 폴리술폰계 중합체에 대해 설명한다.
본 발명의 폴리술폰계 중합체는 폴리술폰, 폴리에테르술폰 및 폴리 알릴에테르술폰 중합체로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 그들의 혼합형태를 사용할 수 있으며, 상기 폴리술폰계 중합체는 -SO2 그룹 주변의 방향족 그룹 사이의 공명전자에 의한 정전기적 인력에 의해 매우 안정적인 특징을 가지기 때문에 넓은 온도 범위에서의 안정성, 내화학성, 다양한 기공크기를 가질 수 있으며 기계적 강도가 우수하다. 이때, 사용되는 바람직한 폴리술폰계 중합체는 폴리술폰, 폴리에테르술폰 및 폴리알릴에테르술폰 중합체로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 그들의 혼합형태를 포함할 수 있다. 그리고 폴리술폰계 중합체는 상기 폴리술폰계 용액에 대하여 18 ~ 40중량%를 포함할 수 있다.
다음 기공조절제에 대해 설명한다.
본 발명에서 기공조절제는 상기 폴리술폰계 용액에 내부 기공을 형성하기 위한 조성으로 사용할 수 있고, 바람직하게는 친수성 기공조절제일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 에틸렌글리콜 및 글리세롤을 포함하는 글리콜류; 에탄올 및 메탄올을 포함하는 알코올류; 및 아세톤을 포함하는 케톤류; 폴리비닐피롤리돈; 폴리에틸렌글리콜; 및 실리카로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다. 그리고 더욱 바람직하게는 폴리비닐피롤리돈 또는 폴리에틸렌글리콜의 용매에 상기 제시된 용매 중 다른 1종과의 혼합형태로 사용할 수 있다. 그리고 상기 친수성 기공 조절제의 함량은 10 ~ 30중량%를 함유할 수 있다.
다음 나노 금속 입자에 대해 설명한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 나노 금속 입자는 알루미나, 티타니아, 지르코니아 및 은 중에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는 알루미나 일 수 있다. 그리고 상기 나노 금속 입자크기는 작은 나노 금속의 경우 비표면적이 커져 미생물 제거 능력이 증대되는 특성이 있으며, 바람직하게는 평균입자크기는 5 ~ 500nm일 수 있고, 더욱 바람직하게는 상기 나노 금속 입자의 평균입자크기는 5 ~ 50nm일 수 있다. 만약 평균입자 크키가 5nm 미만이면, 입자간 응집력 강화로 분산성에 문제가 있을 수 있고, 500nm를 초과하면 코팅액 제조시 분산성 저하 및 침전의 문제가 있을 수 있다.
그리고 상기 나노 금속 입자는 상기 폴리술폰계 용액에 대해서 0.5 ~ 20 중량%를 포함할 수 있으며, 만약 0.5 중량%미만이면, 양전하 효과가 약하게 나타나 폴리술폰에 의한 양전하 특성이 상쇄될 수 있으며, 20중량%를 초과하게 되면 폴리술폰 제막성이 저하되어 외관이 나쁜 필터여재가 형성되는 문제가 있을 수 있다.
다음 용매에 대해 설명한다.
상기 폴리술폰계 용액에서 사용되는 용매는 N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸 포름 아마이드, 디메틸설폭사이드 및 디메틸아세트아마이드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이 바람직할 수 있으며, 용매는 잔량이 포함될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (1)단계 후에 분산단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 분산단계는 초음파 분산할 수 있다.
본 발명에서는 상기 분산단계가 더 포함됨으로써, 폴리술폰계 필터여재를 제조하였을 때, 나노 금속의 입자가 응집없이 분산되어, 폴리술폰계 필터여재의 물성 균일성을 확보하면서, 비표면적이 증가된 나노금속 폴리술폰계 필터여재를 제조할 수 있다. 이 때의 분산단계는 특별한 방법으로 한정하지는 않으나, 나노 금속 입자의 미세 분산을 도울 수 있는 호모게나이즈, 소니케이터, 볼밀장치 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 본 발명에서는 소니케이터를 사용하여 초음파 분산 시킬 수 있으며, 초음파는 10 ~ 100HZ일 수 있다. 이를 통해 액상에서의 나노 금속 입자의 응집을 억제시키고, 미세 크기로 분산을 시켜 폴리술폰계 필터여재의 제조시 제막성을 높이고, 미생물 제거 성능을 향상시키는 효과가 있다.
다음 상기 (2)단계인 상기 폴리술폰계 용액을 전기방사하여 폴리술폰계 섬유를 제조하는 단계에 대해 설명한다.
본 발명의 전기방사는 일반적으로 사용되는 전기방사장치에서 사용할 수 있으며, 바람직하게는 상기 폴리술폰계 용액을 다수의 방사다수의 노즐에 공급하여 노즐의 방사액에 전기력을 부여하여 필터여재를 제조할 수 있으며, 예를 들어 상기 폴리술폰계 용액을 전기방사하여 폴리술폰계 섬유웹을 형성한 후, 이를 집적하여 부직포 형태로 폴리술폰계 필터여재를 제조할 수 있다. 또한, 상기 폴리술폰계 용액을 지지체에 전기방사하여 폴리술폰계 필터여재를 제조할 수 도 있으며, 상기 지지체는 통상적으로 사용가능 한 것이면 무관하다. 그리고 상기 폴리술폰계 필터여재는 부직포 일수 있고, 상기 부직포는 평량이 10 ~ 100g/m2 일 수 있고, 두께는 0.1 ~ 1,000㎛ 일 수 있다.
그리고 상기 폴리술폰계 섬유의 직경은 50 ~ 300nm일 수 있으며, 만약 직경이 50nm미만이면, 제조된 필터여재의 압력손실이 높아지며 투수량이 작아지는 문제가 있을 수 있고, 300nm를 초과하면, 압력손실은 낮아지나, 여과효율이 떨어지는 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 전기방사에 사용되는 전압은 10 ~ 50kV 일 수 있으며, 만약 전압이 10kV 미만이면, 노즐 끝에 생성된 액적이 중력에 의하여 낙하하는 현상과 일부 제조된 섬유에 비드(bead)한 문제가 있을 수 있고, 50kV를 초과하면 방사젯이 불안정한 형태가 나타나는 문제가 있을 수 있다. 그리고 토출량은 0.5 ~ 2ml/hr 일수 있으며, 만약 토출량이 0.5ml/hr 미만이면, 생산성의 문제가 있을 수 있고, 2ml/hr를 초과하면 섬유의 직경이 너무 굵고 기공도의 제어가 어려운 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 나노금속을 함유하는 폴리술폰계 섬유를 포함하는 폴리술폰계 필터여재이며; 상기 폴리술폰계 필터여재는 초기 미생물 제거율과 24시간 수투과후 후기 미생물 제거율의 차이가 1% 미만인 폴리술폰계 필터여재를 제공한다. 본 발명의 폴리술폰계 필터여재는 초기 미생물 제거 능과 후기 미생물 제거율에 있어서 차이가 1%미만으로 차이가 난다. 즉, 나노 금속입자를 함유하면서 나노 금속입자가 미생물 제거능력을 지속적으로 유지되게 하여서, 본 발명의 폴린술폰계 필터여재의 후기 미생물 제거율이 초기의 제거 성능을 유지 하는 것을 확인할 수 있다.(표 1 참조)
즉, 미생물 제거능은 지속시간과 무관한게 유지할 수 있는 우수한 미생물 제거능력과 지속능력을 보인다. 이는 여과시간이 증가함에 따라 나타날수 있는 폴리술폰에 함유된 나노금속 성분의 탈리현상으로 인한 미생물 제거능 저하 현상이 나타나지 않음으로 폴리술폰에 함유된 나노금속이 안정적으로 막에 함유된 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 나노 금속은 알루미나, 티타니아, 지르코니아 및 은 중에서 선택되어지는 어느 하나 이상일 수 있으며, 상기 나노 금속은 상기 나노금속을 포함하는 폴리술폰계 용액에서 용매와 함께 나노 금속이 일부 손실될 수 있다. 그러므로 상기 폴리술폰계 섬유에 대해서 상기 나노금속은 0.1 ~ 10 중량%을 포함할 수 있으며, 만약, 0.1중량%미만이면, 양전하 효과가 미비하여 미생물제거능력이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 10중량% 를 초과하면, 나노섬유 제조에 어려운 문제가 있을 수 있다. 그리고 상기 나노 금속의 평균입자크기는 5 ~ 50nm일 수 있다.
그리고 전기방사장치의 방사노즐에서 폴리술폰계 용액을 공급하는 방사액 공급부는 각각의 방사노즐에 정량, 정압으로 방사액을 공급하여야 섬도가 균일한 나노섬유를 생산할 수 있는데, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 폴리술폰계 섬유의 직경은 50 ~ 300nm일 수 있으며, 만약 직경이 50nm미만이면, 제조된 필터여재의 압력손실이 높아지며 투수량이 작아지는 문제가 있을 수 있고, 300nm를 초과하면, 압력손실은 낮아지나, 여과효율이 떨어지는 문제가 있을 수 있다. 나아가, 본 발명의 상기 폴리술폰계 필터여재의 평균중량은 10 ~ 100g/m2 일 수 있으며, 만약 10g/m2 미만이면, 내구성 감소 및 사용주기가 짧아지는 문제가 있을 수 있고, 100g/m2를 초과하면, 압력손실이 증가하고 투과효율이 떨어지는 문제가 있을 수 있다. 그리고 상기 폴리술폰계 필터여재는 부직포 일 수 있고, 상기 부직포는 평량이 10 ~ 100g/m2 일 수 있고, 두께는 0.1 ~ 1,000㎛ 일 수 있다. 나아가, 본 발명의 필터여재는 본 발명에서 제조된 섬유 뿐만 아니라 다른 종류의 섬유를 더 포함하여 제조된 필터여재 일 수 있다.
이를 통해 본 발명의 폴리술폰계 필터여재는 미생물 제거능력을 현저하게 개선하면서도, 시간이 지나도 지속적인 미생물 제거 능력을 갖는 폴리술폰계 필터여재 제조방법 및 이를 통해 제조된 폴리술폰계 필터여재를 제공할 수 있다.
이하, 실시 예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
[ 실시예 ]
실시예 1
폴리술폰 고분자 22중량%를 디메틸아세트아마이드 73중량%에 녹인 후 12시간 이상 교반하여 고분자 용액을 제조하였다. 이후 이후 알루미나 나노 금속입자 2 wt% 와 기공형성제 폴리에틸렌글리콜을 3중량%를 첨가하여 3시간 분산시킨 다음 추가로 소니케이터를 이용하여 2시간 초음파 분산시켰다. 그리고 상기 고분자 용액을 전기방사장치의 용액 주입부에 주입하면서 0.75㎖/ 시간의 토출속도로 유지하고 25kV의 전압을 걸어주며 집진장비와의 거리를 10㎝ 유지하여 폴리술폰계 용액을 평균직경이 200㎚의 폴리술폰 섬유를 제조하였다. 제조된 폴리술폰 섬유를 압력장치를 이용하여 100 psi (140℃) 로 누른 후 증류수로 세척 후 60℃에서 진공 건조 시켜 두께가 155㎛이고, 평량이 54g/㎡ 인 부직포를 제조하였다.
실시예 2
알루미나 나노금속입자를 7 중량%, 디메틸아세트아마이드 68중량%를 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 부직포를 제조하였다.
실시예 3
알루미나 대신에 티타니아 나노금속입자 2 중량%, 디메틸아세트아마이드 73중량% 를 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 부직포를 제조하였다.
실시예 4
알루미나 대신에 지르코니아 나노금속입자 2 중량%, 디메틸아세트아마이드 73중량% 를 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 부직포를 제조하였다.
비교예 1
알루미나 나노금속입자를 첨가하지 않고, 디메틸아세트아마이드 75중량% 를 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 부직포를 제조하였다.
비교예 2
비교예 1에서 제조된 폴리술폰계 부직포를 알루미나 10 중량%, 증류수 90 중량% 인 분산용액에 침지하여 4시간 코팅하였다.
실험예 1
상기 실시예 1 ~ 4, 비교예 1 ~ 2 에서 제조된 막의 기본 물성을 파악하기 위해 부직포 기공 평가기(Maker:PMI, model: CFP-1200-AE) 기기를 사용하여 포점 및 평균공경을 측정하였고, 평막 평가기((주)웅진케미칼 제작)-직경이 90mm인 샘플 홀더를 통해 일정한 압력(1bar)으로 단위면적 및 분당 투수량을 측정하였다.
평막 평가기((주)웅진케미칼 제작)-직경이 90mm인 샘플 홀더를 통해 1bar의 정압에서 PFU/ml(PFU: plaque forming units)단위로 8x105/ml로 희석한 바이러스(MS2 phage) 용액을 투과시켜 미생물 제거성능을 평가하였다.
이때 초기 미생물 제거율은 제조막의 초기 제거율을 분석한 결과이며, 후기 미생물 제거율은 제조막에 24시간 수투과 진행후 측정한 분석 결과이다.
구분 중량
(g/㎡)		 평균공경
(㎛)		 수투과도
(㎖/㎠*bar*min)		 초기 미생물 제거율
(%)		 후기 미생물 제거율
(%)
실시예 1 54 1.45 79 99.9 99.9
실시예 2 58 1.2 75 99.9 99.9
실시예 3 53 1.54 81 99.9 99.9
실시예 4 50 1.42 77 99.9 99.9
비교예 1 55 1.58 83 0.3 0
비교예 2 60 1.60 80 99.9 72.4
측정결과, 상기 표 1에서 알 수 있듯이, 비교예 1의 폴리술폰계 부직포의 미생물 제거율은 0.3%로 거의 제거가 되지 않음을 확인할 수 있다. 이는 폴리술폰계 부직포의 평균공경 1.1㎛ 보다 제거하고자 하는 미생물의 크기(30 ~ 40㎚)가 작아서 크기배제에 의한 제거가 되지 않음을 확인되었다. 반면 실시예 1 ~ 4에서 알루미나 및 티타니아가 첨가된 폴리술폰계 부직포의 경우 미생물의 제거가 99.9% 이상 제거 되는 것을 확인되었다. 이는 알루미나 및 티타니아, 지르코니아에 의한 미생물의 흡착에 의한 제거 효과가 확인된 결과이다. 한편, 비교예 2에서는 제조된 폴리술폰계 부직포에 알루미나 코팅 처리한 결과, 초기에는 미생물 제거가 되었으나, 24시간 지난뒤에는 그 제거효율이 떨어지는 것을 확인하였다. 실시예 1~4를 통해 미생물 제거효율이 지속적인 부직포를 제조할 수 있다.

Claims (16)

  1. (1) 폴리술폰계 중합체; 기공조절제; 나노 금속 입자 및 용매를 포함하는 폴리술폰계 용액을 제조하는 단계; 및
    (2) 상기 폴리술폰계 용액을 전기방사하여 폴리술폰계 섬유를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 제거능이 우수한 폴리술폰계 필터여재 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 (1)단계의 나노 금속 입자는 알루미나, 티타니아, 지르코니아 및 은 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 미생물 제거능이 우수한 폴리술폰계 필터여재 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 (1)단계의 나노 금속 입자의 평균입자크기는 5 ~ 500nm 인 것을 특징으로 하는 미생물 제거능이 우수한 폴리술폰계 필터여재 제조방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 (1)단계의 나노 금속 입자의 평균입자크기는 5 ~ 50nm 인 것을 특징으로 하는 미생물 제거능이 우수한 폴리술폰계 필터여재 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 (1)단계의 나노 금속 입자는 상기 폴리술폰계 용액의 대해서 0.5 ~ 20 중량% 인 것을 특징으로 하는 미생물 제거능이 우수한 폴리술폰계 필터여재 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 (1)단계 후에 분산단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 제거능이 우수한 폴리술폰계 필터여재 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 분산단계는 초음파 분산하는 것을 특징으로 하는 미생물 제거능이 우수한 폴리술폰계 필터여재 제조방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 (2)단계의 전기방사에 사용되는 전압은 10 ~ 50 KV 인 것을 특징으로 하는 미생물 제거능이 우수한 폴리술폰계 필터여재 제조방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 (2)단계의 전기방사에 사용되는 토출량은 0.5 ~ 2ml/hr 인 것을 특징으로 하는 미생물 제거능이 우수한 폴리술폰계 필터여재 제조방법.
  10. 나노금속을 함유하는 폴리술폰계 섬유를 포함하는 폴리술폰계 필터여재이며; 상기 폴리술폰계 필터여재는 초기 미생물 제거율과 24시간 수투과후 후기 미생물 제거율의 차이가 1% 미만인 것을 특징으로 하는 미생물 제거능이 우수한 폴리술폰계 필터여재.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 나노 금속이 상기 폴리술폰계 섬유에 대해서 0.1 ~ 10 중량% 인 것을 특징으로 하는 미생물 제거능이 우수한 폴리술폰계 필터여재.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 나노 금속은 알루미나, 티타니아, 지르코니아 및 은 중에서 선택 되어지는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 미생물 제거능이 우수한 폴리술폰계 필터여재.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 나노 금속의 평균입자크기는 5 ~ 50nm 인 것을 특징으로 하는 미생물 제거능이 우수한 폴리술폰계 필터여재.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 폴리술폰계 섬유의 직경은 50 ~ 300nm 인 것을 특징으로 하는 미생물 제거능이 우수한 폴리술폰계 필터여재.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 폴리술폰계 필터여재의 평량은 10 ~ 100g/m2 인 것을 특징으로 하는 미생물 제거능이 우수한 폴리술폰계 필터여재.
  16. 제 10항에 있어서,
    상기 폴리술폰계 필터여재는 부직포인 것을 특징으로 하는 미생물 제거능이 우수한 폴리술폰계 필터여재.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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