KR20140074755A - Multi-layer PTFE membrane and preparation method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다층 PTFE 분리막 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투수량 및 여과효율이 향상된 다층 PTFE 분리막 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention relates to a multi-layer PTFE separator and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a multi-layer PTFE separator having improved water permeability and filtration efficiency and a method of manufacturing the same.
종래 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, 이하, "PTFE"라 함)로 이루어지는 다공질체는, 내약품성, 내열성, 내후성, 불연성 등에 뛰어날 뿐만 아니라, 비점착성, 저마찰계수 등의 특성이 있다. 또, 다공질 구조이기 때문에, 투과성, 유연성, 가요성, 미립자의 포집ㆍ여과성 등에도 우수하다. 이 때문에, PTFE로 이루어지는 되는 재료는, 정밀화학약품의 여과, 배수처리용의 필터 등의 광범위한 분야에서 사용되고 있다.Conventionally, a porous body made of polytetrafluoroethylene (hereinafter referred to as "PTFE ") not only has excellent chemical resistance, heat resistance, weather resistance, and nonflammability but also has characteristics such as non-stickiness and low friction coefficient. Moreover, since it is a porous structure, it is also excellent in transparency, flexibility, flexibility, trapping and filtering of fine particles, and the like. Therefore, the material made of PTFE is used in a wide range of fields such as filtration of fine chemicals and filters for wastewater treatment.
이 중 PTFE 분리막은 주로 PTFE 미세분말과 윤활제의 혼합물로 구성된 페이스트를 로드화 하고, 두 롤러 사이를 통과하는 압연공정을 거쳐 시트상태로 성형한 후, 윤활제를 제거한 뒤에 연신하는 방법으로 막을 다공화하는 기술, 즉 PTFE 평막의 제조방법은 널리 알려져 있다.Among them, the PTFE separator is mainly composed of a paste composed of a mixture of PTFE fine powder and a lubricant, which is rolled through a rolling process between the two rollers to form a sheet, and after the lubricant is removed, Technology, that is, a method for producing a PTFE flat membrane, is well known.
하지만 종래의 선행문헌에서 개시된 PTFE의 연신에 의해 제조한 PTFE 다공질체는, 다수의 미세한 피브릴(미세섬유)과 상기 피브릴에 의해서 서로 연결된 다수의 노드(결절)로 이루어지는 미세구조를 가지고 있으며, 이 미세구조가 연속 기공성의 다공질 구조를 형성하고 있다. 이때, 연신 PTFE 다공질체는, 연신 조건을 제어함으로써 기공크기나 기공률 등의 다공질구조를 어느 정도 조절할 수 있으나 균일한 미세기공을 형성하기가 어려웠다.However, the PTFE porous body produced by the stretching of PTFE disclosed in the prior art has a fine structure composed of a plurality of fine fibrils (fine fibers) and a plurality of nodes (nodules) connected to each other by the fibrils, This fine structure forms a continuous porous porous structure. At this time, the oriented PTFE porous body can control the porous structure such as the pore size and the porosity to some extent by controlling the stretching condition, but it is difficult to form uniform micropores.
또한, 기존의 PTFE 페이스트 압출을 이용한 다층 PTFE 분리막의 제조공정으로는 여러 PTFE 층을 활성층으로 활용하는 분리막을 제조할 수 있으나 단층 PTFE와 동일한 연신과 수축공정으로 기공의 크기를 조절해야 하므로 기공의 크기를 미세하게 조절하기 어려우며, 수투과도의 개선이 충분히 일어나지 않는 문제점이 있었다.In addition, as a process for manufacturing a multi-layered PTFE membrane using a conventional PTFE paste extrusion, it is possible to manufacture a membrane utilizing various PTFE layers as an active layer. However, since the size of the pores must be controlled by the same stretching and shrinking process as that of the single- It is difficult to finely adjust the water permeability and the water permeability is not sufficiently improved.
나아가, 연신시 PTFE 평막의 상하부의 온도를 달리하여 연신정도를 조절함으로써, 단면상의 기공구조가 비대칭인 형태로 접근할 수 있다. 그러나 상하부 불균일한 온도차는, 열을 적게 받은 면에 의한 시트의 수축현상이 심하게 발생하는 문제가 있다. 이에, 서로 다른 기공도 및 평균기공크기를 갖는 PTFE 평막 2장을 열융착시켜 비대칭 분리막을 제조하는 방법이 개시되었으나, 합지단계에서 기공이 손상되고 기공도가 감소되어 유량이 감소되는 문제가 있었다.Further, by adjusting the degree of stretching by varying the temperature at the upper and lower portions of the PTFE flat film at the time of stretching, the pore structure on the cross section can approach asymmetric. However, the uneven temperature difference between the upper and lower portions has a problem that the sheet shrinks considerably due to the surface receiving less heat. Thus, a method of producing an asymmetric separator by thermally fusing two PTFE flat membranes having different porosity and average pore size has been disclosed. However, there is a problem in that pores are damaged and porosity is decreased in the lining step, thereby reducing the flow rate.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명이 해결하려는 과제는 제막비용의 상승을 억제하면서도 손쉽게 다층 PTFE 분리막을 제조할 수 있으며 여과효율이 향상된 다층 PTFE 분리막 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.Disclosure of the Invention The present invention has been devised to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide a multi-layered PTFE membrane capable of easily producing a multi-layered PTFE membrane and suppressing an increase in a membrane- .
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 (1) 제 1 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 분말 및 액상 윤활제를 포함하는 페이스트 1 및 상기 제 1 PTFE 분말과 평균분자량이 상이한 제 2 PTFE 분말 및 액상 윤활제를 포함하는 페이스트 2를 제조하는 단계; (2) 상기 페이스트 1 및 페이스트 2를 각각 압축기에서 압축하여 예비성형체를 제조하는 단계; (3) 상기 각각의 예비성형체를 투입부가 구획된 압출기에 투입하고 하나로 압출하여 압출물을 제조하는 단계; (4) 상기 압출물을 시트형상으로 캘린더링 하는 단계; (5) 상기 시트를 가열하여 액상 윤활제를 제거하는 단계; (6) 상기 액상 윤활제가 제거된 시트를 연신하는 단계; 및 (7) 상기 연신된 시트를 소성하는 단계; 를 포함하는 다층 PTFE 분리막의 제조방법을 제공한다..
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a method for producing a PTFE powder, comprising the steps of: (1) mixing paste 1 containing a first polytetrafluoroethylene (PTFE) powder and a liquid lubricant and a second PTFE powder having an average molecular weight different from that of the first PTFE powder, Producing a
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 제 1 PTFE 분말 및 제 2 PTFE 분말의 평균분자량이 1×107 ~ 1×108이고, 제 1 PTFE 분말의 평균분자량과 제 2 PTFE 분말의 평균분자량이 적어도 5×107 이상 차이 나는 것을 사용할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the average molecular weight of the first PTFE powder and the second PTFE powder is 1 × 10 7 to 1 × 10 8 , the average molecular weight of the first PTFE powder and the average molecular weight of the second PTFE powder are At least 5 x 10 7 or more can be used.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, (1) 단계에서 PTFE 분말 100 중량부에 액상 윤활제 20 ~ 30 중량부 포함하는 것을 사용할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, in step (1), 20 to 30 parts by weight of a liquid lubricant may be used in 100 parts by weight of the PTFE powder.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, PTFE 분말의 평균입경은 300 ~ 500 ㎛인 것을 사용할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the PTFE powder having an average particle diameter of 300 to 500 탆 may be used.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 액상 윤활제는 유동 파라핀, 나프타, 화이트 오일, 톨루엔, 크실렌, 알콜, 케톤 및 에스테르로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 사용할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the liquid lubricant may be at least one selected from the group consisting of liquid paraffin, naphtha, white oil, toluene, xylene, alcohol, ketone and ester.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, (2) 단계는 18 ~ 60℃ 및 0.1 ~ 3 ㎫의 압력에서 수행되고, (3) 단계는 60 ~ 85℃ 및 1 ~ 5 ㎫의 압력에서 수행될 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, step (2) is carried out at a pressure of 18 to 60 ° C and 0.1 to 3 MPa, step (3) is carried out at a pressure of 60 to 85 ° C and 1 to 5 MPa .
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, (4) 단계의 시트두께는 500 ~ 1000㎛인 것일 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the sheet thickness in the step (4) may be 500 to 1000 占 퐉.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, (5) 단계의 가열온도는 110 ~ 190℃이고, (6) 단계의 연신온도는 200 ~ 320℃이며, (7) 단계의 소성온도는 300 ~ 400℃로 수행될 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the heating temperature in step (5) is 110 to 190 ° C, the stretching temperature in step (6) is 200 to 320 ° C, 400 < 0 > C.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 압출기는 제 1압출부; 및 상기 제 1압출부의 내부에 형성되어 페이스트 1과 페이스트 2가 혼합되지 않도록 제 2압출부; 를 구비하고 제 1압출부와 제 2압출부 사이에 격벽을 구비한 압출기를 사용할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the extruder further comprises: a first extruder; And a second extruder formed inside the first extruder so as not to mix the paste 1 and the
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 압출기는 제 2압출부가 제 1압출부의 내부에 나사끼움 방식으로 결합된 것을 사용할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the extruder may be such that the second extruded portion is screwed into the first extruded portion.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 압출기는 압출기 내부에 2개의 성분이 혼합되지 않도록 하나 이상의 격벽을 구비한 압출기를 사용할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the extruder may use an extruder having at least one partition so that two components are not mixed in the extruder.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 압출기는 내부 격벽이 압출기의 길이방향을 따라 내부공간을 이등분하는 가상의 평면과 평행하도록 배치되고, 상기 압출기의 내경을 1 : 20 ~ 1 : 5로 분할하는 지점을 통과하도록 배치되는 것을 사용할 수 있다.
According to another preferred embodiment of the present invention, the extruder is arranged so that the inner partition wall is parallel to a virtual plane bisecting the inner space along the longitudinal direction of the extruder, and the inner diameter of the extruder is set to 1:20 to 1: 5 It may be arranged to pass through the dividing point.
또한, 본 발명은 제 1 PTFE 분리막층; 및 상기 제 1 PTFE 분리막층의 적어도 일면에 형성된 제 2 PTFE 분리막층; 을 포함하여 일체로 형성되며, 상기 제 1 PTFE 분리막층의 PTFE 분말의 평균분자량이 제 2 PTFE 분리막층의 PTFE 분말의 평균분자량보다 작은 다층 PTFE 분리막을 제공한다.In addition, the present invention provides a PTFE membrane module comprising: a first PTFE membrane layer; And a second PTFE membrane layer formed on at least one side of the first PTFE membrane layer; And the average molecular weight of the PTFE powder in the first PTFE separation membrane layer is smaller than the average molecular weight of the PTFE powder in the second PTFE separation membrane layer.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 다층 PTFE 분리막은 제 1 PTFE 분리막층 양면에 제 2 PTFE 분리막층이 형성된 것일 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the multi-layered PTFE separation membrane may have a second PTFE separation membrane layer formed on both sides of the first PTFE separation membrane layer.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, PTFE의 평균분자량이 1×107 ~ 1×108이고, 제 1 PTFE 분리막층의 PTFE 분말과 제 2 PTFE 분리막층의 PTFE 분말의 평균분자량 차이가 적어도 5×107 이상 나는 것을 사용할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the average molecular weight of PTFE is 1 × 10 7 to 1 × 10 8 , and the difference in the average molecular weight of the PTFE powder of the first PTFE separation membrane layer and the PTFE powder of the second PTFE separation membrane layer is at least 5 × 10 7 or more can be used.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 다층 PTFE 분리막의 투수량이 500 ~ 1500 ℓ/㎡/hour 인 것일 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the permeation amount of the multi-layered PTFE membrane may be 500 to 1500 L / m < 2 > / hour.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, PTFE 분리막 각층의 기공도가 상이하고, PTFE 분리막 각층의 평균기공크기가 상이한 다층 PTFE 분리막을 제공할 수 있다.
According to another preferred embodiment of the present invention, it is possible to provide a multi-layered PTFE separation membrane having different porosities of PTFE separation membrane layers and different pore sizes of PTFE separation membrane layers.
또한, 본 발명은 제 1 PTFE 분리막층; 및 상기 제 1 PTFE 분리막층 내부에 포함된 제 2 PTFE 분리막층; 을 포함하여 일체로 형성되며, 상기 제 1 PTFE 분리막층과 제 2 PTFE 분리막층을 형성하는 PTFE의 평균분자량이 상이한 것을 포함하는 다층 PTFE 분리막을 제공한다.In addition, the present invention provides a PTFE membrane module comprising: a first PTFE membrane layer; And a second PTFE membrane layer contained within the first PTFE membrane layer; Wherein the first PTFE separation membrane layer and the second PTFE separation membrane layer are formed of PTFE having different average molecular weights.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면,제 1 PTFE 분리막층이 제 2 PTFE 분리막층보다 적은 평균분자량의 PTFE 분말을 포함하는 PTFE 분리막을 제공할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, it is possible to provide a PTFE separator in which the first PTFE separator layer includes PTFE powder having an average molecular weight smaller than that of the second PTFE separator.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, PTFE의 평균분자량이 1×107 ~ 1×108이고, 상기 제 1 PTFE 분리막층의 PTFE 분말과 제 2 PTFE 분리막층의 PTFE 분말의 평균분자량 차이가 적어도 5×107 이상 나는 것을 사용할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the average molecular weight of PTFE is 1 × 10 7 to 1 × 10 8 , and the average molecular weight difference between the PTFE powder of the first PTFE separation membrane layer and the PTFE powder of the second PTFE separation membrane layer is At least 5 x 10 < 7 > can be used.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 다층 PTFE 분리막의 투수량이 500 ~ 1500 ℓ/㎡/hour 인 것일 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the permeation amount of the multi-layered PTFE membrane may be 500 to 1500 L / m < 2 > / hour.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, PTFE 분리막층 각각이 5 ~ 50 ㎛인 것일 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, each of the PTFE membrane layers may be 5 to 50 탆.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, PTFE 분리막 각층의 기공도가 상이하고, PTFE 분리막 각층의 평균기공크기가 상이한 다층 PTFE 분리막을 제공할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, it is possible to provide a multi-layered PTFE separation membrane having different porosities of PTFE separation membrane layers and different pore sizes of PTFE separation membrane layers.
본 발명의 다층 PTFE 분리막 및 그 제조방법은 제막비용의 상승을 억제하면서도 손쉽게 다층 PTFE 분리막을 제조할 수 있으며 여과효율을 향상된 다층 PTFE 분리막을 제공할 수 있다. 또한, 다층 PTFE 분리막이 일체로 형성되므로 추가의 열처리로 인한 기공손상을 방지할 수 있다.The multi-layered PTFE separation membrane of the present invention and the method of manufacturing the same can provide a multi-layered PTFE separation membrane that can easily produce a multilayered PTFE separation membrane while suppressing an increase in the membrane production cost and can improve the filtration efficiency. Further, since the multi-layered PTFE separation membrane is integrally formed, it is possible to prevent pore damage due to additional heat treatment.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 PTFE 분리막의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 사용될 수 있는 압축기의 모식도이다.
도 3은 본 발명에 사용될 수 있는 압출기의 단면도이다.
도 4는 상기 도면 3의 압출기를 통하여 생성될 수 있는 형상의 모식도이다.
도 5는 본 발명에 사용될 수 있는 다른 압출기의 단면도이다.
도 6은 상기 도면 5의 압출기를 통하여 생성될 수 있는 형상의 모식도이다.
도 7은 상기 도면 5의 제 2압출부(C)에 포함될 수 있는 나사끼움 형태의 일구현예이다.
도 8은 본 발명에 사용될 수 있는 롤러의 모식도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 MDO(기계방향연신)의 모식도이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 TDO(수직방향연신)의 모식도이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라 제조된 다층 PTFE 분리막의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따라 제조된 다층 PTFE 분리막의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따라 제조된 다층 PTFE 분리막의 단면도이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a PTFE separation membrane according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram of a compressor that can be used in the present invention.
3 is a cross-sectional view of an extruder that can be used in the present invention.
4 is a schematic view of a shape that can be generated through the extruder of FIG.
5 is a cross-sectional view of another extruder that may be used in the present invention.
6 is a schematic view of a shape that can be generated through the extruder of FIG.
7 is an example of a screw-in type that can be included in the second extrusion portion C of FIG.
8 is a schematic view of a roller that can be used in the present invention.
9 is a schematic diagram of MDO (machine direction stretching) according to a preferred embodiment of the present invention.
10 is a schematic diagram of TDO (vertical stretching) according to a preferred embodiment of the present invention.
11 is a cross-sectional view of a multi-layered PTFE membrane produced according to a preferred embodiment of the present invention.
12 is a cross-sectional view of a multi-layered PTFE membrane produced according to another preferred embodiment of the present invention.
13 is a cross-sectional view of a multi-layered PTFE membrane produced according to another preferred embodiment of the present invention.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
상술한 바와 같이, PTFE 분리막의 다공질구조를 조절하기 위해서는 연신 조건을 제어함으로써 기공크기나 기공률이 조절된 PTFE 분리막을 제조하여야 하나 이 경우 균일한 미세기공을 형성하기 힘들다는 문제점이 있었다.
As described above, in order to control the porous structure of the PTFE separation membrane, a PTFE separation membrane having controlled pore size or porosity should be prepared by controlling the stretching conditions, but in this case, it is difficult to form uniform micropores.
이에 본 발명의 다층 PTFE 분리막의 제조방법은 (1) 제 1 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 분말 및 액상 윤활제를 포함하는 페이스트 1 및 상기 제 1 PTFE 분말과 평균분자량이 상이한 제 2 PTFE 분말 및 액상 윤활제를 포함하는 페이스트 2를 제조하는 단계; (2) 상기 페이스트 1 및 페이스트 2를 각각 압축기에서 압축하여 예비성형체를 제조하는 단계; (3) 상기 각각의 예비성형체를 투입부가 구획된 압출기에 투입하고 하나로 압출하여 압출물을 제조하는 단계; (4) 상기 압출물을 시트형상으로 캘린더링 하는 단계; (5) 상기 시트를 가열하여 액상 윤활제를 제거하는 단계; (6) 상기 액상 윤활제가 제거된 시트를 연신하는 단계; 및 (7) 상기 연신된 시트를 소성하는 단계; 를 포함하여 상술한 문제의 해결을 모색하였다. 이를 통해 제막비용의 상승을 억제하면서도 손쉽게 다층 PTFE 분리막을 제조하고 여과효율이 향상된 다층 PTFE 분리막을 제공할 수 있다.
The method for producing the multilayered PTFE separation membrane of the present invention comprises the steps of (1) mixing a paste 1 containing a first polytetrafluoroethylene (PTFE) powder and a liquid lubricant, and a second PTFE powder having an average molecular weight different from that of the first PTFE powder, Producing a
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 다층 PTFE 분리막의 제조방법을 나타내는 흐름도로서 이를 중심으로 본 발명의 다층 PTFE 분리막의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.FIG. 1 is a flow chart showing a method of manufacturing a multilayered PTFE separation membrane according to a preferred embodiment of the present invention, and a method of manufacturing the multilayered PTFE separation membrane of the present invention will be described with reference to FIG.
먼저, (1) 단계는 제 1 PTFE 분말 및 액상 윤활제를 포함하는 페이스트 1 및 제 2 PTFE 분말 및 액상 윤활제를 포함하는 페이스트 2를 제조한다(S1). 본 발명의 페이스트에 포함되는 폴리테트라플루로로에틸렌(PTFE) 분말은 통상적으로 PTFE 분리막에 사용되는 것이면 제한없이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 상기 PTFE 분말의 평균입경은 300 ~ 500 ㎛일 수 있으며 상기 PTFE 분말의 평균분자량이 1×107 ~ 1×108인 것을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 제 1 PTFE 분말과 제 2 PTFE 분말의 평균분자량 차이가 적어도 5×107 이상 나는 것을 사용할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.First, in step (1), paste 1 comprising the first PTFE powder and the liquid lubricant, and
본 발명에서 사용되는 액상 윤활제는 PTFE 미세분말의 표면을 적시면서 원활한 압출, 캘린더 공정 및 프리폼 형성을 수행하기 위한 것으로서, 시트로 성형 후 열에 의한 증발추출 등의 수단에 의해 제거 가능한 물질이라면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 액상 윤활제로서, 유동파라핀, 나프타, 화이트 오일, 톨루엔, 크실렌 등의 탄화수소 오일 외에, 각종 알코올류, 케톤류, 에스테르류 등이 사용될 수 있다.The liquid lubricant used in the present invention is for performing smooth extrusion, calendering and preform formation while wetting the surface of PTFE fine powder, and is not particularly limited as long as it can be removed by means such as evaporation extraction by heat after forming into a sheet Do not. For example, as the liquid lubricant, various alcohols, ketones, esters, and the like may be used in addition to hydrocarbon oils such as liquid paraffin, naphtha, white oil, toluene, and xylene.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 페이스트는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 분말 100 중량부에 대하여 액상 윤활제 20 ~ 30 중량부를 포함할 수 있다.
According to a preferred embodiment of the present invention, the paste may comprise 20 to 30 parts by weight of a liquid lubricant based on 100 parts by weight of polytetrafluoroethylene (PTFE) powder.
다음으로, (2) 단계는 상기 페이스트 1 및 페이스트 2를 각각 압축기에서 압축하여 예비성형체를 제조한다(S2). 구체적으로 본 발명에 사용될 수 있는 압축기는 통상적으로 고분자 분리막의 압축에 사용되는 것이면 제한없이 사용될 수 있다. 도 2는 본 발명에 사용될 수 있는 압축기의 모식도로서 상기 (1) 단계에서 제조된 페이스트 1 및 페이스트 2를 각각 분리막 제조용 압축기(20) 내부로 유입되면, 압력을 가하여 페이스트를 예비성형체(21)로 성형할 수 있다. 이 경우 압축기의 형상에 따라 다양한 단면을 갖는 예비성형체를 제조할 수 있으며 예비성형체의 크기 역시 조건에 따라 설정될 수 있다.Next, in the step (2), the paste 1 and the
한편, 압축기 내부의 온도 및 압력은 통상의 PTFE 분리막 제조 시 적용되는 압축기의 조건에 따라 설정할 수 있으며, 바람직하게는 18 ~ 60 ℃ 및 0.1 ~ 3 ㎫의 압력에서 수행될 수 있다.
On the other hand, the temperature and the pressure inside the compressor can be set according to the condition of the compressor applied in the production of the conventional PTFE separator, and preferably, it can be carried out at a pressure of 18 to 60 ° C and a pressure of 0.1 to 3 MPa.
다음, (3) 단계로서, 상기 각각의 예비성형체를 압출기에서 구획 후 하나로 압출한다(S3). 구체적으로 본 발명에 사용될 수 있는 압출기는 복수개의 예비성형체가 혼합되지 않고 투입되어 압출과정에서 하나로 압출될 수 있는 고분자분리막의 제막에 사용되는 것이면 제한없이 사용될 수 있으며 바람직하게는 램 압출기일 수 있다. Next, in step (3), each of the preforms is extruded into one piece after being divided in an extruder (S3). Specifically, the extruder which can be used in the present invention can be used without limitation as long as it is used for forming a polymer membrane which can be extruded in a single extrusion process without mixing a plurality of preforms, and can be a ram extruder.
도 3은 본 발명에 사용될 수 있는 압출기의 단면도로서, 압출기(30) 내부에 2개의 성분이 혼합을 방지하는 격벽(32)를 구비한 압출기의 모식도이다. 이 압출기(30)는 상기 (2) 단계를 거친 각각의 예비성형체는 페이스트 1은 제 1압출부(A)로, 페이스트 2는 제 2압출부(B)를 통해 압출기(30)의 내부(33, 34)로 투입되며, 압출기(30)의 내부를 거치면서 하나의 압출물(35)로 압출된다. 상기에서 제조된 압출물은 도 4에 있는 것과 같은 원통 형상일 수 있으며, 상기 원통형상(110)은 페이스트 1로 형성된 부분(111)과 페이스트 2로 형성된 부분(112)로 구분되어 있다. 이 경우 압출기의 형상에 따라 다양한 단면을 갖는 압출물을 제조할 수 있으며 바람직하게는 로드(rod) 형상을 가질 수 있다. 3 is a cross-sectional view of an extruder that can be used in the present invention, and is a schematic diagram of an extruder having a
또한, 도 5는 본 발명에서 사용될 수 있는 압출기의 또 다른 모식도로서, 압출기(40)에 제 1압출부(D); 및 상기 제 1압출부의 내부에 형성되어 페이스트 1과 페이스트 2가 혼합되지 않도록 제 2압출부(C); 를 구비하고 제 1압출부와 제 2압출부 사이에 격벽(42)을 구비한 압출기의 단면도이다. 이 압출기(40)는 상기 (2) 단계를 거친 각각의 예비성형체는 페이스트 1은 제 1압출부(D)로, 페이스트 2는 제 2압출부(C)를 통해 압출기(40)의 내부(41, 43)로 투입되며, 압출기(40)의 내부를 거치면서 하나의 압출물로 압출된다. 상기에서 제조된 압출물은 도 6과 같은 원통 구조의 페이스트 2로 형성된 부분(122)을 페이스트 1로 형성된 부분(121)으로 감싸는 원통구조(120)일 수 있다. 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 제 2압출부는 제 1압출부의 내부에 나사끼움 형태로 결합된 압출기를 사용할 수 있으며, 상기 제 2압출부의 나사끼움 형태는 도 7과 같은 형상일 수 있다. 이 경우 압출기(40)의 형상에 따라 다양한 단면을 갖는 압출물을 제조할 수 있으며 바람직하게는 로드(rod) 형상을 가질 수 있다. 5 is another schematic diagram of an extruder which can be used in the present invention, in which the first extruder D is provided in the
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 압출기 내부에 격벽은 압출기의 길이방향을 따라 내부공간을 이등분하는 가상의 평면과 평행하도록 배치되고, 상기 압출기의 내경을 1 : 20 ~ 1 : 5로 분할하는 지점을 통과하도록 배치되는 것일 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the partition wall is disposed inside the extruder so as to be parallel to a virtual plane bisecting the inner space along the longitudinal direction of the extruder, and the inner diameter of the extruder is divided into 1:20 to 1: 5 May be arranged to pass through a point.
압출물의 크기 역시 조건에 따라 설정될 수 있다. 압출조건은 통상의 PTFE 분리막의 압출공정의 조건에서 수행될 수 있으며, 바람직하게는 60 ~ 85 ℃에서 1 ~ 5 ㎫의 압력에서 수행될 수 있다.
The size of the extrudate can also be set according to the conditions. The extrusion conditions may be carried out under the conditions of a conventional PTFE separation membrane extrusion process, preferably at 60 to 85 캜 at a pressure of 1 to 5 MPa.
다음, (4)단계는 상기 압출된 압출물을 시트형상으로 캘린더링 하는 공정을 수행한다(S4). 상기 압출물을 롤링하여 시트형상으로 제조하는 것은 도 8에 도시된 롤과 같은 롤을 사용할 수 있다. 도 8은 이의 개략도로서 상기 압출된 압출물이 캘린더 롤(50)을 통과하면 시트형상(51)으로 펴지게 된다. 이 경우 바람직하게는 상기 시트는 500 ~ 1000 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 롤링은 바람직하게는 60 ~ 100 ℃에서 1 ~ 3회 수행될 수 있다.
Next, in step (4), the extruded extrudate is calendered in a sheet form (S4). A roll like the roll shown in Fig. 8 can be used to roll the extrudate into a sheet form. Fig. 8 is a schematic view thereof. When the extruded extrudate passes through the
다음으로, (5) 단계로서, 상기 캘린더링 된 시트를 가열하여 액상 윤활제를 제거한다(S5). 구체적으로 상기 시트의 가열온도는 액상 윤활제가 제거되는 정도의 온도이면 족하나 바람직하게는 110 ~ 190 ℃일 수 있다.
Next, as step (5), the calendered sheet is heated to remove the liquid lubricant (S5). Specifically, the heating temperature of the sheet may be in the range of from about 110 to about 190 DEG C as long as the temperature is such that the liquid lubricant is removed.
다음, (6) 단계는 상기 액상 윤활제가 제거된 시트를 연신한다(S6). 구체적으로 통상의 PTFE 시트는 롤러를 통해 이송되는데 이 경우 롤러간의 속도차를 이용하여 2축 연신을 수행할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며 통상의 시트 제조시 사용되느 연신방법에 따라 연신될 수 있다. 구체적으로 도 9는 상기 액상 윤활제가 제거된 시트(60)을 종연신하는 공정을 나타내는 개략도이고, 도 10은 종연신된 시트(70)을 횡연신하는 공정을 나타내는 개략도로서 상기 종연신과 횡연신은 순서와 관계없이 수행될 수 있다. 이 경우 바람직하게는, 종연신이든 횡연신이든 최초 연신인 1축연신인 경우 3 ~ 15 배로 연신하고 2축연신 5 ~ 15 배로 연신할 수 있다. 또한, 연신온도 역시 200 ~ 320 ℃일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
Next, in step (6), the sheet on which the liquid lubricant is removed is stretched (S6). Specifically, a conventional PTFE sheet is fed through a roller. In this case, the biaxial stretching can be performed by using a speed difference between the rollers. However, the present invention is not limited thereto and the stretching can be performed according to a stretching method used in ordinary sheet production. 9 is a schematic view showing a step of longitudinally drawing the
다음으로, (7) 단계는 상기 연신된 시트의 열수축을 방지하기 위하여 이를 소성한다(S7). 상기 (7) 단계의 소성연도는 소성온도는 300 ~ 400℃에서 10초 내지 10분간 수행될 수 있다.
Next, in step (7), the stretched sheet is fired to prevent heat shrinkage (S7). The calcination temperature in step (7) may be carried out at a temperature of 300 to 400 ° C for 10 seconds to 10 minutes.
상술한 방법을 통해 제조된 본 발명의 PTFE 분리막은 둘 이상의 층을 갖는 PTFE 분리막으로서, 평균분자량이 1×107 ~ 1×108인 PTFE 분말을 사용할 수 있으며, 상기 제 1 PTFE 분말의 평균분자량과 제 2 PTFE 분말의 평균분자량이 적어도 5×107 이상 차이 나는 것을 사용하여 제조될 수 있다. 또한, 본 발명의 다층 PTFE 분리막의 투수량은 500 ~ 1500 ℓ/㎡/hour 일 수 있으며, PTFE 분리막층 각각이 5 ~ 50 ㎛일 수 있다. 또한, 본 발명의 다층 PTFE 분리막의 두께는 10 ~ 70 ㎛일 수 있으며, 제 1 PTFE 분리막층의 평균기공크기는 50 ~ 1200 ㎛이며 제 2 PTFE 분리막층의 평균기공크기는 10 ~ 300 ㎛일 수 있다. 나아가 상기 다층 PTFE 분리막 중 제 1 PTFE 분리막층의 기공도는 40 ~ 70 %이고 제 1 PTFE 분리막층의 기공도는 30 ~ 60 %일 수 있다.
The PTFE separation membrane of the present invention manufactured through the above-described method may be a PTFE separation membrane having two or more layers, and may use an PTFE powder having an average molecular weight of 1 × 10 7 to 1 × 10 8. The average molecular weight And the second PTFE powder having an average molecular weight of at least 5 x 10 < 7 > or more. In addition, the permeability of the multi-layer PTFE separator of the present invention may be 500 to 1500 L /
구체적으로 도 11은 상술한 방법을 통해 제조될 수 있는 다층 PTFE 분리막의 일구현예로 고분자 PTFE 분리막층(81); 및 상기 고분자 PTFE 분리막층의 일면에 형성된 저분자 PTFE 분리막층(82); 를 갖는 다층 PTFE 분리막(80)의 단면도이다. Specifically, FIG. 11 shows an embodiment of a multi-layered PTFE membrane that can be produced by the above-described method, and includes a polymer
도 12는 본 발명의 바람직한 다른 일구현예에 따라 제조된 다층 PTFE 분리막의 단면도로서, 고분자 PTFE 분리막층(92); 및 상기 고분자 PTFE 분리막층의 양면에 형성된 저분자 PTFE 분리막층(91, 93); 을 갖는 것이다.FIG. 12 is a cross-sectional view of a multi-layered PTFE separation membrane produced according to another preferred embodiment of the present invention, comprising a polymer PTFE
도 13은 본 발명의 바람직한 또 다른 일구현예에 따라 제조된 다층 PTFE 분리막의 단면도로서, 저분자 PTFE 분리막 1층(101); 및 상기 1층 내부에 포함된 고분자 PTFE 분리막 2층(102); 을 포함하는 다층 PTFE 분리막(100)이다.
FIG. 13 is a cross-sectional view of a multi-layered PTFE separation membrane produced according to another preferred embodiment of the present invention, which comprises a low-molecular PTFE separation membrane 1 layer 101; And a polymer PTFE separation membrane layer (102) contained in the first layer; Layer PTFE separator.
본 발명의 다층 PTFE 분리막은 통상의 방법으로 제조된 단층 PTFE 분리막 및 동일 평균분자량을 갖는 다층 PTFE 분리막보다 여과효율이 뛰어나게 향상된 것일 수 있다(표 1 참조). 또한, 더 바람직하게는 고분자 PTFE 분리막층 양면에 저분자 PTFE 분리막층이 형성된 다층 PTFE 분리막이 고분자 PTFE 분리막층 일면에 저분자 PTFE 분리막층이 형성된 다층 PTFE 분리막보다 높은 여과효율을 갖는 것일 수 있다(표 1 참조).
The multi-layered PTFE separation membrane of the present invention comprises a single-layer PTFE separation membrane produced by a conventional method and Layer PTFE membrane having the same average molecular weight (see Table 1). More preferably, the multi-layered PTFE membrane having a low molecular weight PTFE membrane layer on both sides of the polymer PTFE membrane layer may have higher filtration efficiency than the multi-layer PTFE membrane having a low molecular weight PTFE membrane layer on one side of the polymer PTFE membrane layer (see Table 1) ).
이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 예시일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the structure and effect of the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples. However, this embodiment is only an example for explaining the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited to these embodiments.
[[ 실시예Example ] ]
실시예Example 1.( One.( 저분자Low molecule -고분자-- Polymers - 저분자Low molecule 층으로 이뤄진 Layered PTFEPTFE 분리막 제조입니다) Membrane manufacturing)
평균직경이 500 ㎛이며 평균분자량 1.3×107인 제 1 PTFE 미세 파우더(DF-204, Shandong-dongyue) 100 중량부에 대하여 액상 윤활제인 유동 파라핀(엑손모빌제품, 상품명 Isopar-H) 25 중량부를 혼합하여 PTFE 페이스트 1을 형성하였다. 페이스트 2는 평균직경이 500 ㎛이며 평균분자량 9.2×107인 제 2 PTFE 미세 파우더(TF2029, 3M) 100 중량부에 대하여 액상 윤활제인 유동 파라핀(엑손모빌제품, 상품명 Isopar-H) 25 중량부를 혼합하여 제조하였다.25 parts by weight of liquid paraffin (Exopon Mobil, trade name: Isopar-H) as a liquid lubricant was added to 100 parts by weight of a first PTFE fine powder (DF-204, Shandong-dongyue) having an average diameter of 500 μm and an average molecular weight of 1.3 × 10 7 And mixed to form PTFE paste 1.
상기 PTFE 페이스트 1 및 페이스트 2를 각각 0.3 ㎫ 압력, 20℃에서 압축하여 예비성형체를 형성하였다. 상기 예비성형체를 램 압출기 내부로 도입 후, 압출 전 원료의 혼합이 발생하지 않도록 가이드판을 이용하여 혼합을 방지하였으며 도 5 형태의 램 압출기를 사용하였다. 상기 제 1압출부(D)에 페이스트 1을, 제 2압출부(C)에 페이스트 2를 삽입하며, 상기 랩 압출기 내부의 조건은 2.0 ㎫ 및 60℃에서 압출 공정을 수행하여 외경 2 mm 인 로드형상으로 압출 성형하였다. 그 뒤 압출된 로드를 캘린더 롤을 통과시켜 시트형상으로 제막한 후 연속공정으로 이후 상기 형성된 PTFE 시트를 120℃에서 5분간 가열하여 유동 파라핀을 제거하였다. 연속적으로 상기 성형된 PTFE 분리막을 롤러간의 속도차에 의해 300℃에서 종방향으로 3배 및 횡방향 10배로 연신하여 노드와 피브릴을 형성시켜 공경을 이루게 하였고, 350℃로 소성을 통하여 다층 PTFE 분리막을 제조하였다. 상기에서 제조된 다층 PTFE 분리막의 두께는 50 ㎛, 각층의 두께는 하기 표 1에 기재된 것과 같이 제조하였다.The PTFE paste 1 and the
상기에서 제조된 다층 PTFE 분리막은 페이스트 1로 구성된 PTFE 분리막층의 평균기공 크기가 302.1 ± 22.6 ㎛이며 페이스트 1로 구성된 PTFE 분리막층의 기공도는 62%이고, 페이스트 2로 구성된 PTFE 분리막층의 평균기공 크기가 148.4 ± 8.1 ㎛이며 페이스트 2로 구성된 PTFE 분리막층의 기공도는 51%로 나타났다. 또한, 강도는 15 ㎫를 나타냈으며, 상기 평균기공 범위 내에 80% 이상의 기공이 분포하는 것이 확인되었다.
The average pore size of the PTFE membrane layer composed of Paste 1 was 302.1 ± 22.6 μm, the porosity of the PTFE membrane layer composed of Paste 1 was 62%, and the average porosity of the PTFE membrane layer composed of
실시예Example 2.( 2.( 저분자Low molecule -고분자-- Polymers - 저분자Low molecule 층으로 이뤄진 Layered PTFEPTFE 분리막 제조입니다- Membrane manufacturing - 나사끼움방식으로Screw-in 제조) Produce)
도 5 형태의 램 압출기를 사용하며 제 1압출부(D)의 내부에 제 1압출부와 제 2압출부(C) 사이에 격벽(42)이 나사끼움 방식(도 7 참조)으로 결합된 것을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하여 다층 PTFE 분리막을 제조하였다. 상기에서 제조된 다층 PTFE 분리막의 두께는 50 ㎛, 각층의 두께는 하기 표 1에 기재된 것과 같이 제조하였다.A ram extruder of the type shown in FIG. 5 is used and a
상기에서 제조된 다층 PTFE 분리막은 페이스트 1로 구성된 PTFE 분리막층의 평균기공 크기가 301.5 ± 23.7 ㎛이며 페이스트 1로 구성된 PTFE 분리막층의 기공도는 60%이고, 페이스트 2로 구성된 PTFE 분리막층의 평균기공 크기가 149.7 ± 7.9 ㎛이며 페이스트 2로 구성된 PTFE 분리막층의 기공도는 50%로 나타났다. 또한, 강도는 16 ㎫를 나타냈으며, 상기 평균기공 범위 내에 80% 이상의 기공이 분포하는 것이 확인되었다.
The average pore size of the PTFE membrane layer composed of Paste 1 was 301.5 ± 23.7 μm, the porosity of the PTFE membrane layer composed of Paste 1 was 60%, and the average porosity of the PTFE membrane layer composed of
실시예Example 3.( 3. ( 저분자Low molecule -고분자 층으로 이뤄진 - consisting of a polymer layer PTFEPTFE 분리막 제조입니다) Membrane manufacturing)
도 3 형태의 램 압출기를 사용하며 압출기 내부 (A)에 평균분자량 1.3×107인 제 1 PTFE 분말 및 액상 윤활제를 혼합하여 제조한 페이스트 1(33), 압출기 내부 (B)에 평균분자량 9.2×107인 제 2 PTFE 분말 및 액상 윤활제를 혼합하여 제조한 페이스트 2(34)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하여 다층 PTFE 분리막을 제조하였다. 상기에서 제조된 다층 PTFE 분리막의 두께는 50 ㎛, 각층의 두께는 하기 표 1에 기재된 것과 같이 제조하였다.A paste 1 (33) prepared by mixing a first PTFE powder having an average molecular weight of 1.3 × 10 7 and a liquid lubricant in the extruder (A) using the ram extruder of FIG. 3, and an extruder (B) 10 < 7 >, and a paste 2 (34) prepared by mixing a liquid lubricant were used in place of the first PTFE powder and the liquid lubricant. The thickness of the multi-layer PTFE separator prepared above was 50 탆, and the thickness of each layer was prepared as shown in Table 1 below.
상기에서 제조된 다층 PTFE 분리막은 제 1 PTFE 분리막층의 평균기공 크기가 303.5 ± 27.4 ㎛이며 제 1 PTFE 분리막층의 기공도는 61%이고, 제 2 PTFE 분리막층의 평균기공 크기가 151.3 ± 8.4 ㎛이며 제 2 PTFE 분리막층의 기공도는 49%로 나타났다. 또한, 강도는 14㎫를 나타냈으며, 상기 평균기공 범위 내에 80% 이상의 기공이 분포하는 것이 확인되었다.
The average pore size of the first PTFE membrane layer was 303.5 ± 27.4 μm, the porosity of the first PTFE membrane layer was 61%, and the average pore size of the second PTFE membrane layer was 151.3 ± 8.4 μm And the porosity of the second PTFE membrane layer was 49%. Further, the strength was 14 MPa, and it was confirmed that pores of 80% or more were distributed in the average pore range.
실시예Example 4.(고분자- 4. (Polymer- 저분자Low molecule -고분자 층으로 이뤄진 - consisting of a polymer layer PTFEPTFE 분리막 제조입니다) Membrane manufacturing)
제 1압출부(D)에 제 2 PTFE 분말을 포함하여 실시예 1에서 제조한 페이스트 2를, 제 2압출부(C)에 제 1 PTFE 분말을 포함하여 실시예 1에서 제조한 페이스트 1을 삽입하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하여 다층 PTFE 분리막을 제조하였다. 상기에서 제조된 다층 PTFE 분리막의 두께는 50 ㎛, 각층의 두께는 하기 표 1에 기재된 것과 같이 제조하였다.The
상기에서 제조된 다층 PTFE 분리막은 제 1 PTFE 분리막층의 평균기공 크기가 301.7 ± 21.9 ㎛이며 제 1 PTFE 분리막층의 기공도는 60%이고, 제 2 PTFE 분리막층의 평균기공 크기가 152.0 ± 8.7 ㎛이며 제 2 PTFE 분리막층의 기공도는 51%로 나타났다. 또한, 강도는 15 ㎫을 나타냈으며, 상기 평균기공 범위 내에 80% 이상의 기공이 분포하는 것이 확인되었다.
The average pore size of the first PTFE membrane layer was 301.7 ± 21.9 μm, the porosity of the first PTFE membrane layer was 60%, and the average pore size of the second PTFE membrane layer was 152.0 ± 8.7 μm And the porosity of the second PTFE membrane layer was 51%. The strength was 15 MPa, and it was confirmed that pores having a pore size of 80% or more were distributed in the average pore range.
실시예Example
5.( 5. (
저분자Low molecule
PTFEPTFE
와 고분자 And polymer
PTFEPTFE
분자량의 차이가 청구항 2항보다 적은 차이가 나는 것으로 제조한 The difference in the molecular weight is not less than that of
도 3 형태의 램 압출기를 사용하며 압출기 내부 (A)에 평균분자량 6.2×107인 제 1 PTFE 분말 및 액상 윤활제를 혼합하여 제조한 페이스트 1(33), 압출기 내부 (B)에 평균분자량 9.2×107인 제 2 PTFE 분말 및 액상 윤활제를 혼합하여 제조한 페이스트 2(34)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 제조하여 다층 PTFE 분리막을 제조하였다. 상기에서 제조된 다층 PTFE 분리막의 두께는 50 ㎛, 각층의 두께는 하기 표 1에 기재된 것과 같이 제조하였다.A paste 1 (33) prepared by mixing a first PTFE powder having an average molecular weight of 6.2 × 10 7 and a liquid lubricant in the extruder (A) using the ram extruder of FIG. 3, and an extruder (B) 10 < 7 >, and a paste 2 (34) prepared by mixing a liquid lubricant were used in place of the PTFE powder and the liquid lubricant. The thickness of the multi-layer PTFE separator prepared above was 50 탆, and the thickness of each layer was prepared as shown in Table 1 below.
상기에서 제조된 다층 PTFE 분리막은 제 1 PTFE 분리막층의 평균기공 크기가 305.1 ± 22.8 ㎛이며 제 1 PTFE 분리막층의 기공도는 61%이고, 제 2 PTFE 분리막층의 평균기공 크기가 232.1 ± 13.1 ㎛이며 제 2 PTFE 분리막층의 기공도는 50%로 나타났다. 또한, 강도는 17 ㎫을 나타냈으며, 상기 평균기공 범위 내에 80% 이상의 기공이 분포하는 것이 확인되었다.
The average pore size of the first PTFE membrane layer was 305.1 ± 22.8 μm, the porosity of the first PTFE membrane layer was 61%, and the average pore size of the second PTFE membrane layer was 232.1 ± 13.1 μm And the porosity of the second PTFE membrane layer was 50%. Further, the strength was 17 MPa, and it was confirmed that pores of 80% or more were distributed in the average pore range.
비교예Comparative Example 1.(같은 평균분자량의 1. (having the same average molecular weight PTFEPTFE 분말만 사용하는 Powder only 실시예로As an example 상기 remind 실시예들보다Than the embodiments 적은 투과유량은 갖는 결과여야 할 것입니다.) It should be the result of having a low permeate flow rate.)
평균분자량 1.3×107인 PTFE 분말 및 액상 윤활제를 혼합하여 제조한 페이스트만을 사용하여 압출기 내부 (A) 및 (B)에 넣는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하여 다층 PTFE 분리막을 제조하였다. 상기에서 제조된 다층 PTFE 분리막의 두께는 50 ㎛, 각층의 두께는 하기 표 1에 기재된 것과 같이 제조하였다.A multilayered PTFE membrane was produced in the same manner as in Example 1 except that only the paste prepared by mixing the PTFE powder having an average molecular weight of 1.3 × 10 7 and the liquid lubricant was used and placed in the extruder (A) and the extruder (B) . The thickness of the multi-layer PTFE separator prepared above was 50 탆, and the thickness of each layer was prepared as shown in Table 1 below.
상기에서 제조된 다층 PTFE 분리막의 평균기공 크기가 300.8 ± 27.1 ㎛이고 다층 PTFE 분리막의 기공도는 60%로 나타났다. 또한, 강도는 12 ㎫을 나타냈으며, 상기 평균기공 범위 내에 75% 이상의 기공이 분포하는 것이 확인되었다.
The average pore size of the multi-layered PTFE membrane prepared above was 300.8 ± 27.1 μm and the porosity of the multi-layered PTFE membrane was 60%. Further, the strength was 12 MPa, and it was confirmed that pores having a pore size of 75% or more were distributed in the average pore range.
[[ 실험예Experimental Example ]]
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1에서 제조한 PTFE 분리막에 대하여 하기와 같은 물성을 평가하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
The following properties of the PTFE separation membranes prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 were evaluated, and the results are shown in Table 1.
실험예Experimental Example 1. 입자제거율 1. Particle removal rate
200㎛ 라텍스(latex) 입자를 0.3M의 농도로 혼합한 증류수를 상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1에서 제조한 PTFE 분리막으로 필터링한 뒤 particle counter를 이용하여 입자제거율을 측정하였다.
Distilled water containing 200 .mu.m latex particles at a concentration of 0.3 M was filtered through the PTFE membrane prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1, and the particle removal rate was measured using a particle counter.
실험예Experimental Example 2. 투과유량 2. Permeate flow
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1에서 제조한 PTFE 분리막의 기본 물성을 파악하기 위해 평막 평가기기인 직경 90㎜인 샘플 홀더를 통해 1bar의 일정한 압력으로 투과유량을 측정하였다.
In order to understand the basic properties of the PTFE membrane prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1, the permeate flow rate was measured at a constant pressure of 1 bar through a sample holder having a diameter of 90 mm as a flat membrane evaluation instrument.
(㎛)Average pore size
(탆)
상기 표 1에서 확인되는 바와 같이, 동일 평균분자량을 갖는 PTFE 분말을 이용하여 제조한 다층 PTFE 분리막(비교예 1)보다 상이한 평균분자량을 갖는 PTFE 분말을 이용하여 제조한 다층 PTFE 분리막(실시예 3 및 5)이 뛰어나게 향상된 여과효율을 나타냈다. Layer PTFE membrane prepared using PTFE powder having a different average molecular weight than the multi-layered PTFE membrane prepared by using the PTFE powder having the same average molecular weight (Comparative Example 1) (Example 3 and Comparative Example 1) 5) showed excellent filtration efficiency.
또한, 상이한 평균분자량을 갖는 PTFE 분말 중에서도 각 PTFE 분말의 평균분자량 차이가 3×107인 두 PTFE 분말을 사용하여 제조한 PTFE 분리막(실시예5) 보다 3×107 이상의 차이를 가지는 두 PTFE 분말을 사용하여 제조한 PTFE 분리막(실시예 3)의 여과효율이 놀랍게 향상된 것을 확인할 수 있었다. In addition, different among the PTFE powder having a number average molecular weight by the average molecular weight difference of each of the PTFE powder produced using the two PTFE powder is 3 × 10 7 PTFE membrane (Example 5) Two PTFE powder having the difference more than 3 × 10 7 or more It was confirmed that the filtration efficiency of the PTFE separator membrane (Example 3) produced by using the same was remarkably improved.
나아가 같은 두께 및 같은 분자량의 PTFE 분말을 사용하여 제조한 PTFE 분리막이라도 2개의 층을 가지는 PTFE 분리막(실시예3 및 5)보다 3개의 층을 가지는 PTFE 분리막(실시예 1, 2 및 3)의 여과효율이 더 높은 것을 알 수 있었다. Furthermore, even if the PTFE separator is manufactured using the PTFE powder having the same thickness and the same molecular weight, the filtration of the PTFE separator having three layers (Examples 1, 2 and 3) than the PTFE separator having two layers (Examples 3 and 5) It was found that the efficiency was higher.
더불어 평균분자량이 상대적으로 높은 PTFE 분말을 사용한 페이스트 2로 제조된 층이 외부에 있는 PTFE 분리막(실시예 4)보다 평균분자량이 상대적으로 적은 PTFE 분말을 사용한 페이스트 1로 제조된 층이 외부에 있는 PTFE 분리막(실시예 1 내지 2)의 투수성 및 여과효율이 더 좋은 것을 확인할 수 있다.
In addition, the layer made of
Claims (19)
(2) 상기 페이스트 1 및 페이스트 2를 각각 압축기에서 압축하여 예비성형체를 제조하는 단계;
(3) 상기 각각의 예비성형체를 투입부가 구획된 압출기에 투입하고 하나로 압출하여 압출물을 제조하는 단계;
(4) 상기 압출물을 시트형상으로 캘린더링 하는 단계;
(5) 상기 시트를 가열하여 액상 윤활제를 제거하는 단계;
(6) 상기 액상 윤활제가 제거된 시트를 연신하는 단계; 및
(7) 상기 연신된 시트를 소성하는 단계;
를 포함하는 다층 PTFE 분리막의 제조방법.(1) preparing a paste 1 comprising a first polytetrafluoroethylene (PTFE) powder and a liquid lubricant; and a paste 2 comprising a second PTFE powder and a liquid lubricant different in average molecular weight from the first PTFE powder;
(2) compressing the paste 1 and the paste 2 in a compressor to produce a preform;
(3) injecting each of the preforms into an extruder partitioned by a charging part and extruding the same into one to produce an extrudate;
(4) calendering the extrudate in a sheet form;
(5) heating the sheet to remove the liquid lubricant;
(6) stretching the sheet from which the liquid lubricant has been removed; And
(7) firing the stretched sheet;
Gt; PTFE < / RTI >
상기 제 1 PTFE 분리막층의 적어도 일면에 형성된 제 2 PTFE 분리막층;
을 포함하여 일체으로 형성되며, 상기 제 1 PTFE 분리막층의 PTFE 분말의 평균분자량이 제 2 PTFE 분리막층의 PTFE 분말의 평균분자량보다 작은 것을 특징으로 하는 다층 PTFE 분리막.A first PTFE membrane layer; And
A second PTFE membrane layer formed on at least one surface of the first PTFE membrane layer;
And the average molecular weight of the PTFE powder of the first PTFE separation membrane layer is smaller than the average molecular weight of the PTFE powder of the second PTFE separation membrane layer.
상기 제 1 PTFE 분리막층 내부에 포함된 제 2 PTFE 분리막층;
을 포함하여 일체로 형성되며, 상기 제 1 PTFE 분리막층과 제 2 PTFE 분리막층을 형성하는 PTFE의 평균분자량이 상이한 것을 특징으로 하는 다층 PTFE 분리막.A first PTFE membrane layer; And
A second PTFE separation membrane layer contained within the first PTFE separation membrane layer;
And the average molecular weight of the PTFE forming the first PTFE separation membrane layer and the second PTFE separation membrane layer are different from each other.
16. The multi-layered PTFE membrane according to any one of claims 12 to 15, wherein the first PTFE separation membrane layer and the second PTFE separation membrane layer have different porosity and average pore size.
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