KR20160016292A - Preparation method of hollow fiber membrane and hollow fiber membrane - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing a hollow fiber membrane, the method comprising the steps of spinning a spinning liquid into a wet type coagulating bath, the spinning liquid containing: a polymer resin composition for forming a substrate; a polymer resin composition for surface coating; and a bore solution, and to a hollow fiber membrane comprising: a polymer substrate containing a vinylidene fluoride-based polymer resin and an organophosphate; and a surface coating layer formed on the polymer substrate, micropores with a cross-sectional diameter of 5 nm to 300 nm being formed in a surface of the surface coating layer.

Description

중공사막의 제조 방법 및 중공사막{PREPARATION METHOD OF HOLLOW FIBER MEMBRANE AND HOLLOW FIBER MEMBRANE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a hollow fiber membrane,

본 발명은 중공사막의 제조 방법 및 중공사막에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 높은 강도와 우수한 내화학성을 가지며 높은 수투과율을 구현하여 안정적이고 효율적인 수처리를 가능하게 하는 중공사막 및 이러한 중공사막의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hollow fiber membrane and a hollow fiber membrane. More particularly, the present invention relates to a hollow fiber membrane which has high strength and excellent chemical resistance and which realizes a stable and efficient water treatment by realizing a high water permeability, .

1962년 Loeb 과 Sourirajan이 개발한 비대칭 분리막(Asymmetric membrane)은 현재 기체 및 물 산업에 널리 사용되고 있다. 비대칭 분리막은 상부는 밀집층(Dense layer)과 하부 기공 지지층(Porous support layer) 으로 구성되어 있으며 대칭 분리막보다 물질 전달력이 우수하고, 긴 수명의 장점을 가지고 있다. 일반적으로 비대칭 분리막 제조 공정에는 대표적으로 건조-젖음(Dry-wet) 상전이법이 널리 사용되고 있다. 건조-젖음(Dry-wet) 제조 공정은 고분자를 용매나 희석제와 함께 섞어 균일한 고분자 도프 용액으로 만들고, 만들어진 고분자 도프 용액을 노즐을 통해 공기 중에 노출시키는 건조(Dry)과정을 거쳐 응고조(Wet)로 침전되어, 응고조 안에서 상전이가 되어 분리막을 형성 한다. 제조된 분리막은 세척, 건조, 후처리을 통해서 최종 중공사막으로 만들어 진다. The asymmetric membrane developed by Loeb and Sourirajan in 1962 is now widely used in the gas and water industry. The asymmetric separator is composed of a dense layer and a porous support layer at the upper part. The asymmetric separator has better material transferring power than the symmetric separator and has a long lifetime advantage. Generally, a dry-wet phase transition method is widely used for the asymmetric membrane production process. In the dry-wet manufacturing process, the polymer is mixed with a solvent or diluent to make a homogeneous polymer dope solution, and the resulting polymer dope solution is dried through a nozzle to expose the solution to the air, ), And phase transition occurs in the coagulation bath to form a separation membrane. The prepared membranes are washed, dried, and post treated to final hollow fiber membranes.

일반적으로 비대칭막은 표면에 밀집층(Dense layer)을 가지고 있으며, 이것은 도프 용액 내 고분자의 농도가 증가하면서 고체화(Solidification)가 되면서 형성된다. 방사과정에서 도프 용액 내 고분자의 농도가 높아지는 경우는 다음과 같다. 첫 째 도프 용액이 에어갭(Air gap)에서 용매가 휘발되는 경우, 둘 째 비용매 응고조에서 고분자 용액의 용매가 빠른 속도로 빠져나가 순간 계면에서 고분자 농도가 증가하는 경우 마지막으로 고분자에 비해 높은 표면 장력을 가진 용매를 사용할 경우로 이와 같이 다양한 원인으로부터 표면 얇은 밀집층(Dense layer)이 형성된다. In general, the asymmetric membrane has a dense layer on its surface, which is formed by solidification while increasing the concentration of the polymer in the dope solution. The concentration of the polymer in the dope solution during the spinning process is as follows. When the solvent of the first dope solution is volatilized in the air gap, the solvent of the polymer solution rapidly escapes from the second coagulation tank and the concentration of the polymer increases at the instantaneous interface. Finally, When a solvent having a surface tension is used, a thin dense layer is formed from a variety of causes.

그러나 분리막 표면 밀집층(Dense layer)은 기체분리에서는 활성층으로 작용하나, 수처리 용도로써는 수투과도(Flux)에 있어서 불리한 구조이다. 최근 수처리 중공사막 표면 밀집층(Dense layer)를 억제하는 연구로, 도프 용액에 다수의 기공형성제를 추가하거나, 응고조 비용매를 교체하거나, 에어갭 최소화 등의 연구가 진행되고 있다.However, the Dense layer acts as an active layer in gas separation, but is disadvantageous in terms of water flux for water treatment applications. Recently, studies have been conducted to suppress the dense layer of water treatment hollow fiber membrane, to add a large number of pore forming agents to the dope solution, to replace the coagulation tank binder, to minimize the air gap, and the like.

한국특허공개 제 2013-0040621호Korean Patent Publication No. 2013-0040621 한국특허공개 제 2012-0001970호Korea Patent Publication No. 2012-0001970

본 발명은 높은 강도와 우수한 내화학성을 가지며 높은 수투과율을 구현하여 안정적이고 효율적인 수처리를 가능하게 하는 중공사막을 제공하기 위한 것이다. The present invention provides a hollow fiber membrane which has high strength and excellent chemical resistance, and which realizes a high water permeability and enables stable and efficient water treatment.

또한, 본 발명은 높은 강도와 우수한 내화학성을 가지며 높은 수투과율을 구현하여 안정적이고 효율적인 수처리를 가능하게 하는 중공사막의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention also relates to a method for producing a hollow fiber membrane which has high strength and excellent chemical resistance and which realizes high water permeability and enables stable and efficient water treatment.

본 명세서에서는, 불화비닐리덴계 고분자 수지 10 내지 70중량%, 양용매 1 내지 70중량%, 빈용매 1내지 75중량% 및 유기 인산염 0.001 중량% 내지 5 중량%을 포함하는 기재 형성용 고분자 수지 조성물; 불화비닐리덴계 고분자 수지 5 내지 75중량%, 친수성 고분자 첨가제 0.5 내지 20중량% 및 양용매 20 내지 90중량%를 포함하는 표면 코팅용 고분자 수지 조성물; 및 N-메틸피롤리돈 및 디메틸아세트아마이드로 이루어진 군에서 선택된 1종의 용매 및 비용매를 포함한 보어(bore) 용액;을 포함한 방사액을 습식 응고조로 방사하는 단계;를 포함하는, 중공사막의 제조 방법이 제공될 수 있다. In the present specification, the polymeric resin composition for substrate formation comprising 10 to 70% by weight of a vinylidene fluoride type polymer resin, 1 to 70% by weight of a good solvent, 1 to 75% by weight of a poor solvent and 0.001 to 5% by weight of an organic phosphate ; 5 to 75% by weight of a vinylidene fluoride type polymer resin, 0.5 to 20% by weight of a hydrophilic polymer additive and 20 to 90% by weight of a good solvent; And a bore solution containing one solvent selected from the group consisting of N-methylpyrrolidone and dimethylacetamide and a non-solvent, and spinning the spinning solution into a wet coagulation bath. A manufacturing method can be provided.

또한, 본 명세서에서는, 불화비닐리덴계 고분자 수지 및 유기 인산염을 포함한 고분자 기재; 및 상기 고분자 기재 상에 형성되고, 5㎚ 내지 300㎚의 단면 직경을 갖는 미세 기공이 표면에 형성된 표면 코팅층;을 포함하고, 500 ㎛ 내지 5,000㎛의 외경 및 50㎛ 내지 500㎛의 두께를 갖는 중공사막이 제공될 수 있다. Also, in the present specification, a polymer base material containing a vinylidene fluoride-based polymer resin and an organic phosphate; And a surface coating layer formed on the polymer substrate and having fine pores having a cross-sectional diameter of 5 nm to 300 nm formed on the surface, wherein the surface coating layer has a diameter of 500 mu m to 5,000 mu m and a diameter of 50 mu m to 500 mu m Desert can be provided.

이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 중공사막 제조 방법 및 중공사막에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
Hereinafter, a hollow fiber membrane manufacturing method and hollow fiber membrane according to a specific embodiment of the present invention will be described in detail.

상술한 바와 같이, 발명의 일 예에 따르면, 불화비닐리덴계 고분자 수지 10 내지 70중량%, 양용매 1 내지 70중량%, 빈용매 1내지 75중량% 및 유기 인산염 0.001 중량% 내지 5 중량%을 포함하는 기재 형성용 고분자 수지 조성물; 불화비닐리덴계 고분자 수지 5 내지 75중량%, 친수성 고분자 첨가제 0.5 내지 20중량% 및 양용매 20 내지 90중량%를 포함하는 표면 코팅용 고분자 수지 조성물; 및 N-메틸피롤리돈 및 디메틸아세트아마이드로 이루어진 군에서 선택된 1종의 용매 및 비용매를 포함한 보어(bore) 용액;을 포함한 방사액을 습식 응고조로 방사하는 단계;를 포함하는, 중공사막의 제조 방법이 제공될 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, a composition comprising 10 to 70 wt% of a vinylidene fluoride polymer resin, 1 to 70 wt% of a good solvent, 1 to 75 wt% of a poor solvent, and 0.001 to 5 wt% A polymer resin composition for forming a substrate; 5 to 75% by weight of a vinylidene fluoride type polymer resin, 0.5 to 20% by weight of a hydrophilic polymer additive and 20 to 90% by weight of a good solvent; And a bore solution containing one solvent selected from the group consisting of N-methylpyrrolidone and dimethylacetamide and a non-solvent, and spinning the spinning solution into a wet coagulation bath. A manufacturing method can be provided.

이에 본 발명자들은 중공사막 제조에 관한 연구를 진행하여, 불화비닐리덴계 고분자 수지, 양용매 및 빈용매와 함께 유기 인산염을 포함하는 기재 형성용 고분자 수지 조성물을 사용하면 제조되는 중공사막의 강도와 내화학성을 크게 향상시킬 수 있으면서도 높은 수투과율을 구현하여 안정적이고 효율적인 수처리를 구현할 수 있다는 점을 실험을 통하여 확인하고 발명을 완성하였다. Therefore, the inventors of the present invention conducted a study on the production of a hollow fiber membrane, and found that when a polymer resin composition for forming a substrate containing an organic phosphate is used together with a vinylidene fluoride polymer resin, a good solvent and a poor solvent, The present inventors have confirmed through experiments that the water treatment can be realized stably and efficiently by realizing a high water permeability while greatly improving the chemical properties, and completed the invention.

상기 유기 인산염을 사용함에 따라서, 중공사막의 기재로 포함되는 고분자 수지의 결정화도 및 결정화 속도를 촉진시키고 결정 크기를 미세화시킬 수 있으며, 이에 따라 중공사막의 강도 및 내화학성을 향상시킬 수 있다.By using the organic phosphate, the crystallinity and the crystallization rate of the polymer resin included in the hollow fiber membrane can be promoted and the crystal size can be miniaturized, thereby improving the strength and chemical resistance of the hollow fiber membrane.

또한, 상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물과 함께 표면 코팅용 고분자 수지 조성물을 사용하면, 상기 제조되는 중공사막의 기재 상에 소정의 표면 코팅층이 형성될 수 있는데, 이러한 표면 코팅층은 중공사막의 파단 강도 등의 기계적 물성을 동등 수준 이상으로 확보할 수 있게 하면서도 중공사막의 수투과도는 향상시킬 수 있다. In addition, when a polymer resin composition for surface coating is used together with the polymer resin composition for forming a substrate, a predetermined surface coating layer may be formed on the substrate of the hollow fiber membrane to be produced. The water permeability of the hollow fiber membrane can be improved while securing the mechanical properties of the hollow fiber membrane at an equivalent level or more.

후술하는 바와 같이, 상기 표면 코팅층에는 5㎚ 내지 300㎚의 단면 직경을 갖는 미세 기공이 표면에 형성될 수 있으며, 또한 상기 표면 코팅층 내부에는 상기 고분자 기재에서 상기 표면 코팅층 외부 방향으로 형성된 중공관 타입의 기공이 형성될 수 있다. As described later, fine pores having a cross-sectional diameter of 5 nm to 300 nm can be formed on the surface of the surface coating layer, and a hollow tube type Pores can be formed.

상기 일 구현예의 중공사막의 제조 방법에서는 상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물, 표면 코팅용 고분자 수지 조성물 및 보어(bore) 용액을 포함한 방사액을 습식 응고조로 방사하는 단계를 통하여 중공사막을 제조할 수 있다. In the method for producing a hollow fiber membrane according to one embodiment, the hollow fiber membrane may be prepared by spinning a spinning solution containing the base polymer resin composition, the polymer resin composition for surface coating, and a bore solution into a wet coagulation bath .

상기 방사액이 방사 노즐 등으로부터 토출되어 응고조로 이동하는 동안 외부에 노출되는 길이인 에어갭(air gap)은 최종 제조되는 중공사막의 물성 및 용도 등에 따라 적절히 조절할 수 있으며, 예를 들어 0.5㎝ 내지 15㎝일 수 있다. The air gap, which is the length of the hollow fiber membrane exposed to the outside during the movement of the spinning solution from the spinneret or the like to the coagulating bath, can be appropriately adjusted according to the physical properties and applications of the final hollow fiber membrane. For example, 15 cm.

상기 습식 응고조에는 물로 채워져 있으며, 이러한 습식 응고조 또는 이에 채류하는 물은 -10 ℃ 내지 60℃의 온도로 유지될 수 있다. The wet coagulation bath is filled with water, and the wet coagulation bath or the water that is supplied to the wet coagulation bath can be maintained at a temperature of -10 ° C to 60 ° C.

상기 중공사막이 적절한 형상을 갖기 위해서, 상기 방사액을 습식 응고조로 방사하는 단계에서, 방사시 상기 방사액의 최내측부에는 상기 보어(bore) 용액이 위치하며, 상기 방사액의 최외각부에는 상기 표면 코팅용 고분자 수지 조성물이 위치할 수 있다. 상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물은 상기 방사액의 최내측부 및 상기 방사액의 최외각부 사이에 위치한 상태로 방사될 수 있다. In order to have a proper shape of the hollow fiber membrane, the bore solution is positioned at the innermost portion of the spinning solution at the time of spinning the spinning solution into the wet coagulation bath, and the outermost portion of the spinning solution A polymer resin composition for surface coating may be placed. The polymer resin composition for forming a substrate may be radiated in a state of being positioned between an innermost portion of the spinning solution and an outermost portion of the spinning solution.

구체적으로, 상기 방사액을 습식 응고조로 방사하는 단계는3중관을 포함한 3중 방사 구금을 이용하여 수행될 수 있다. 이때, 상기 방사 구금의 최내측에 위치한 1종의 관으로부터 보어(bore) 용액이 방사되며, 상기 방사 구금의 최외측에 위치한 다른 1종의 관으로부터 상기 표면 코팅용 고분자 수지 조성물이 방사되며, 상기 방사 구금의 최내측 및 최외측 사이에 위치한 또 다른 1종의 관으로부터 상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물이 방사될 수 있다. Specifically, the step of spinning the spinning solution into a wet coagulation bath may be performed using a triple spinneret including a triple pipe. At this time, a bore solution is radiated from one kind of pipe located at the innermost side of the spinneret, the polymer resin composition for surface coating is emitted from another pipe located at the outermost side of the spinneret, The polymeric resin composition for substrate-forming may be radiated from another one of the tubes located between the innermost and outermost sides of the spinneret.

상기 방사액을 습식 응고조로 방사하기 위해서, 상기 방사 노즐에서는 고분자 용액 이송 라인과 노즐에 연결될 수 있고, 고분자 용액을 밀어주기 위한 정량펌프나 질소가스와도 연결될 수 있다. In order to spin the spinning solution into a wet coagulation bath, the spinning nozzle may be connected to the polymer solution transfer line and the nozzle, and may be connected to a metering pump or nitrogen gas for pushing the polymer solution.

상기 방사액이 안정화 되면 일정유속의 정량펌프로 밀어주거나 질소가스의 벨브를 열어 일정 압력을 가해주어야 하는데, 통상적으로 사용되는 질소 가스의 압력에 의해서 토출 속도가 결정되며, 상기 토출 속도는 제조되는 중공사막의 물성이나 특성에 따라 조절될 수 있으며, 예를 들어 초당 1㎝ 내지 30㎝의 속도로 토출될 수 있다.When the spinning liquid is stabilized, it is pushed by a metering pump of a constant flow rate or a valve of nitrogen gas is opened to apply a constant pressure. The discharge rate is determined by the pressure of nitrogen gas which is usually used, Can be adjusted according to the physical properties and properties of the desert, and can be discharged at a speed of, for example, 1 cm to 30 cm per second.

상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물; 표면 코팅용 고분자 수지 조성물; 및 보어(bore) 용액의 중량비가 1 내지 5: 1: 1 내지 5일 수 있다. 상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물 또는 상기 보어(bore) 용액의 사용량이 과소하거나 과대하면 최종 제조되는 중공사막의 형상 및 크기 또는 구체적인 물성이 수처리 분야 등에 사용하게 적합하지 않을 수 있다. A polymeric resin composition for forming a substrate; A polymer resin composition for surface coating; And the bore solution may be from 1 to 5: 1: 1 to 5. If the amount of the polymeric resin composition for forming a substrate or the bore solution is excessively small or excessive, the shape, size, or specific physical properties of the hollow fiber membrane to be finally produced may not be suitable for use in water treatment or the like.

한편, 상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물을 50℃ 내지 175℃, 또는 100℃ 내지 171℃로 가열하는 단계를 통하여 상상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물을 중공사막 제조에 사용될 수 있는 고분자 방사 용액 형태로 전환할 수 있다. On the other hand, by heating the polymer resin composition for substrate-forming at 50 to 175 ° C or 100 to 171 ° C, the polymer resin composition for forming base resin is converted into a polymer spinning solution that can be used for producing hollow fiber membranes can do.

상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물의 가열 온도가 너무 낮으면 상기 고분자 수지 조성물의 점도가 충분히 낮아지지 않아서 방사가 어려울 수 있으며, 낮은 가열 온도를 적용하여 얻어진 방사 용액을 사용하면 제조되는 중공사막에 기공이 충분하게 형성되지 않거나 분균일하거나 적절하지 않은 크기의 기공이 형성될 수 있다. 또한, 상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물의 가열 온도가 너무 높으면, 상기 중공사막 제조용 고분자 수지 조성물에 포함되는 성분들이 분해될 수 있다.If the heating temperature of the polymer resin composition for forming a substrate is too low, the viscosity of the polymer resin composition may not be sufficiently lowered so that spinning may be difficult. If the spinning solution obtained by applying a low heating temperature is used, Pores having a size that is not sufficiently formed, minute uniform, or not suitable may be formed. If the heating temperature of the polymer resin composition for forming a substrate is too high, the components contained in the polymer resin composition for producing a hollow fiber membrane may be decomposed.

상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물 및 표면 코팅용 고분자 수지 조성물은 각각 불화비닐리덴계 고분자 수지를 포함할 수 있다. The polymer resin composition for substrate-forming and the polymer resin composition for surface coating may each include a vinylidene fluoride-based polymer resin.

상기 불화비닐리덴계 고분자 수지는 불화비닐리덴 반복 단위를 포함하는 중합체 또는 공중합체를 의미하며, 구체적으로 상기 불화비닐리덴계 고분자 수지는 불화비닐리덴 단독중합체, 불화비닐리덴 공중합체 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. The vinylidene fluoride-based polymer resin means a polymer or copolymer containing repeating units of vinylidene fluoride. Specifically, the vinylidene fluoride-based polymer resin is a vinylidene fluoride homopolymer, a vinylidene fluoride copolymer, or a mixture thereof. .

상기 불화비닐리덴 공중합체는 불화비닐리덴 단량체 및 이와 다른 단량체, 예를 들어 테트라플루오르화 에틸렌, 육불화 프로필렌, 삼불화 에틸렌 또는 삼불화 염화 에틸렌과의 공중합체를 포함한다. The vinylidene fluoride copolymer includes a copolymer of a vinylidene fluoride monomer and other monomers such as tetrafluoroethylene, propylene hexafluoride, ethylene trifluoride, or ethylene trifluoride chloride.

상기 불화비닐리덴계 고분자 수지는 100,000 내지 1,000,00, 또는 250,000 지 800,000, 또는 300,000 내지 600,000의 중량평균분자량을 가질 수 있다. 상기 불화비닐리덴계 고분자 수지의 중량평균분자량이 너무 작으면, 제조되는 중공사막의 기계적 물성이나 내화학성 등이 충분히 확보되지 못한다. 또한, 상기 불화비닐리덴계 고분자 수지의 중량평균분자량이 너무 크면, 상기 방사액의 점도가 너무 높아져서 중공사막을 제조하기가 어려워진다. The vinylidene fluoride-based polymer resin may have a weight average molecular weight of 100,000 to 1,000,000, or 250,000 to 800,000, or 300,000 to 600,000. If the weight average molecular weight of the vinylidene fluoride type polymer resin is too small, the mechanical properties and chemical resistance of the hollow fiber membrane to be produced can not be sufficiently secured. If the weight average molecular weight of the vinylidene fluoride type polymer resin is too large, the viscosity of the spinning solution becomes too high, making it difficult to produce a hollow fiber membrane.

상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물에 포함되는 상기 유기 인산염은 방향족 인산 에스테르 금속염을 포함할 수 있다. 상기 방향족 인산 에스테르 금속염은 탄소수 6 내지 20의 방향족 작용기를 1이상 포함하는 인산에스테르의 금속염을 의미한다. The organic phosphate included in the substrate-forming polymer resin composition may include an aromatic phosphate ester metal salt. The aromatic phosphate ester metal salt means a phosphate salt of a phosphoric acid ester having at least one aromatic group having 6 to 20 carbon atoms.

그리고, 상기 방향족 인산 에스테르 금속염은 하기 화학식1의 화합물을 포함할 수 있다. The aromatic phosphoric acid ester metal salt may include a compound represented by the following formula (1).

[화학식1][Chemical Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식1에서, R1, R2, R3, R4, R5, R6 , R7 및 R8 은 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 수소이거나 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이며, X는 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌기이며, n은 1 또는 2이다. 그리고, 상기 n이 1일 때 M은 알카리금속이며, n이 2일 때 M은 알카리토금속 또는 히드록시 알루미늄이다. In Formula 1, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 may be the same or different and are each a hydrogen or a straight or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms , X is a straight or branched alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and n is 1 or 2. When n is 1, M is an alkali metal, and when n is 2, M is an alkaline earth metal or hydroxyaluminum.

그리고, 상기 화학식1에서, R1, R3, R6 , 및 R8은 각각 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이고, R2, R4, R5 및 R7은 수소일 수 있다. R 1 , R 3 , R 6 , and R 8 are each a straight or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 2 , R 4 , R 5, and R 7 may be hydrogen .

상기 화학식1의 화합물의 구체적인 예로, 하기 화학식 2 내지 6의 화합물을 들 수 있다. Specific examples of the compound of formula (1) include compounds of the following formulas (2) to (6).

[화학식2](2)

Figure pat00002
Figure pat00002

[화학식3](3)

Figure pat00003
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[화학식4][Chemical Formula 4]

Figure pat00004
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[화학식5][Chemical Formula 5]

Figure pat00005
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[화학식6][Chemical Formula 6]

Figure pat00006

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상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물은 유기 인산염 0.001 중량% 내지 5 중량%, 또는 0.01중량% 내지 3중량% 포함할 수 있다. 상기 유기 인산염의 함량이 너무 작으면 상술한 인산염 사용에 따른 작용이나 효과가 미미할 수 있다. 또한, 상기 유기 인산염 함량이 너무 크면 상기 방사액 내에 용해되지 않는 부유물이 발생할 수 있으며, 이러한 부유물로 인하여 방사 과정에서 중공사막이 파단되거나 중공사막 중에 불균일하거나 거대한 기포가 생성될 수 있다. The polymer resin composition for forming a substrate may contain 0.001 wt% to 5 wt%, or 0.01 wt% to 3 wt% of an organic phosphate. If the content of the organic phosphate is too small, the action or effect of the use of the phosphate may be insignificant. In addition, if the content of the organic phosphate is too large, suspended solids that do not dissolve in the spinning solution may be generated, and the hollow fiber membrane may be broken in the spinning process, or uneven or large bubbles may be generated in the hollow fiber membrane.

상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물은 상기 불화비닐리덴계 고분자 수지 10 내지 70중량%, 또는 25중량% 내지 50중량% 포함할 수 있다. The polymer resin composition for forming a substrate may contain 10 to 70% by weight or 25 to 50% by weight of the vinylidene fluoride polymer resin.

상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물 중 상기 불화비닐리덴계 고분자 수지의 함량이 너무 작으면, 제조되는 중공사막의 기계적 물성이나 내화학성 등이 충분히 확보하기 어렵거나 중공사막의 고분자 기재의 형성이 용이하지 않을 수 있다. 또한, 상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물 중 상기 불화비닐리덴계 고분자 수지의 함량이 너무 크면, 상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물에 포함된 성분들의 상전이 속도가 크게 낮아지거나 제조되는 중공사막에 형성되는 기공이 크기가 매우 작아져서 수처리 성능이 저하될 수 있다. If the content of the vinylidene fluoride-based polymer resin in the substrate-forming polymer resin composition is too small, it is difficult to secure sufficient mechanical properties and chemical resistance of the hollow fiber membrane to be produced or formation of the polymer base material of the hollow fiber membrane is not easy . If the content of the vinylidene fluoride polymer resin in the polymer resin composition for forming a substrate is too large, the rate of phase transition of the components contained in the polymer resin composition for forming a substrate may be significantly lowered or the pore formed in the hollow fiber membrane The size may become very small and water treatment performance may be deteriorated.

상기 양용매(good-solvent)는 폴리불화비닐리덴계 수지를 용해시킬 수 있는 것으로 알려진 용매를 사용할 수 있으며, 21 내지 27 MPa1 /2의 Total solubility parameter 및 130 내지 230℃의 끊은점을 갖는 양용매를 선택하는 것이 바람직하다. The amount of solvent (good-solvent) is an amount having a polyfluorinated vinylidene can be used a known solvent that the dengye resin can be dissolved, and 21 to 27 MPa 1/2 of the Total solubility parameter and 130 to disconnect point of 230 ℃ It is preferable to select a solvent.

상기 사용 가능한 양용매의 구체적인 예로는, N-메틸-2-피롤리돈(N-mentyl-2-pyrrolidone), 디메틸포르아마이드(Dimethylformamide), N,N'-디메틸 아세트아마이드(N, N'-dimethyl acetamide), 디메틸설폭사이드(Dimethylsulfoxide), 헥사메틸 인산 트리아미드(hexamethylphosphoric triamide) 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다. Specific examples of the usable positive solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, N, N'-dimethylacetamide (N, N'- dimethyl acetamide, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoric triamide, or a mixture of two or more thereof.

상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물은 양용매 1 내지 70중량%, 또는 10 내지 60중량% 포함할 수 있다. 상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물 중 양용매의 함량이 너무 낮아지면, 상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물이나 이를 이용한 방사 용액의 흐름성이 낮아질 수 있으며 이에 따라 혼련 온도를 높여야 한다. 또한, 상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물 중 양용매의 함량이 너무 높아지면, 상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물이나 이를 이용한 방사 용액을 이용한 이용한 열유도상분리법에서 상전이 속도가 과다하게 높아지거나 제조되는 중공사막에 형성되는 기공이 크기가 매우 켜져서 수처리 성능이 저하될 수 있다. The polymer resin composition for forming a substrate may contain 1 to 70% by weight or 10 to 60% by weight of a good solvent. If the content of the good solvent in the polymer resin composition for forming a substrate is too low, the flowability of the polymer resin composition for forming a substrate or the spinning solution using the polymer resin composition may be lowered and the kneading temperature should be increased accordingly. If the content of the positive solvent in the polymer resin composition for forming a substrate becomes too high, the polymer resin composition for forming a substrate or the hollow fiber membrane produced by the heat-induction phase separation method using the spinning solution using the polymer resin composition, The size of the pores formed in the pores may be significantly increased, so that the water treatment performance may be deteriorated.

상기 빈용매(poor-solvent)는 상온에서는 고분자에 대한 용해력이 없고 고온에서 고분자의 용해력을 갖는 특성을 지니고 있는데, 열유도상전이(TIPS) 공정에서 빈용매는 고분자 분리막의 기공을 형성시키고, 방사용액의 흐름성을 향상시키며, 고분자 용융점을 낮추는 기능을 구현할 수 있다. The poor solvent does not have a solubility in a polymer at room temperature and has a property of dissolving a polymer at a high temperature. In a thermally induced phase transfer (TIPS) process, a poor solvent forms pores in a polymer separator, And the function of lowering the melting point of the polymer can be realized.

상기 빈용매의 구체적인 예로는 디부틸 프탈레이트(Dibutyl phthalate), 디메틸 프탈레이트(Dimethyl phthalate), 디옥틸 세바케이트(Dioctyl sebacate), 디옥틸 아디페이트(dioctyl adipate), 감마부티로락톤(gama-butylolactone), 프로필렌카보네이트(propylene carbonate) 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다. Specific examples of the poor solvent include dibutyl phthalate, dimethyl phthalate, dioctyl sebacate, dioctyl adipate, gamma-butylolactone, Propylene carbonate, or a mixture of two or more thereof.

상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물은 빈용매 1내지 75중량%, 또는 10 내지 60중량% 포함할 수 있다. 상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물 중 빈용매의 함량이 너무 작으면, 중공사막의 기공률이 저하되거나 기공이 적절히 형성되지 못하여 투과유량이 감소될 수 있다. 또한, 상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물 중 빈용매의 함량이 너무 크면, 상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물이나 이를 이용한 방사 용액의 흐름성이 낮아질 수 있으며 이에 따라 혼련 온도를 높여야 하거나, 상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물이나 이를 이용한 방사 용액을 이용한 이용한 열유도상분리법에서 상전이 속도가 과다하게 높아지거나 제조되는 중공사막에 형성되는 기공이 크기가 매우 켜져서 수처리 성능이 저하될 수 있다. The polymer resin composition for forming a substrate may contain 1 to 75 wt% or 10 to 60 wt% of a poor solvent. If the amount of the poor solvent in the polymer resin composition for forming a substrate is too small, the porosity of the hollow fiber membrane may be lowered or the pore may not be properly formed, thereby reducing the permeate flow rate. If the content of the poor solvent in the polymer resin composition for forming a substrate is too large, the flowability of the polymer resin composition for forming a substrate or the spinning solution using the polymer resin composition may be lowered and thus the kneading temperature must be increased, In the thermally induced phase separation method using the resin composition or the spinning solution using the resin composition, the phase transition rate is excessively high, or the pore formed in the hollow fiber membrane to be manufactured is very large, so that the water treatment performance may be deteriorated.

상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물은 가소제, 사용화제, 또는 분산제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.The polymer resin composition for forming a substrate may further contain additives such as a plasticizer, a use agent, or a dispersant.

한편, 상기 표면 코팅용 고분자 수지 조성물은 불화비닐리덴계 고분자 수지 1 내지 20중량% 포함할 수 있다. 상기 표면 코팅용 고분자 수지 조성물에 포함되는 불화비닐리덴계 고분자 수지는 다공성이 높은 코팅층을 형성하는 역할을 할 수 있다. Meanwhile, the polymer resin composition for surface coating may contain 1 to 20% by weight of a vinylidene fluoride-based polymer resin. The vinylidene fluoride-based polymer resin contained in the polymer resin composition for surface coating may form a coating layer having a high porosity.

상기 표면 코팅용 고분자 수지 조성물 중 불화비닐리덴계 고분자 수지 함량이 너무 작으면 최종 제조되는 중공사막의 표면 코팅층의 기계적 물성 또는 내화학성이 저하될 수 있으며, 상기 표면 코팅용 고분자 수지 조성물 중 불화비닐리덴계 고분자 수지 함량이 너무 높으면, 최종 제조되는 중공사막의 표면 코팅층에 적절한 기공이 형성되기 용이하기 않아서 수투과도가 저하될 수 있다. If the content of the vinylidene fluoride-based polymer resin in the polymer resin composition for surface coating is too small, the mechanical properties or chemical resistance of the surface coating layer of the hollow fiber membrane to be finally produced may be deteriorated. In the polymer resin composition for surface coating, If the content of the ternary polymer resin is too high, it is not easy to form suitable pores in the surface coating layer of the hollow fiber membrane to be finally produced, and the water permeability may be lowered.

상기 표면 코팅용 고분자 수지 조성물에 포함되는 양용매(good-solvent) 또한 폴리불화비닐리덴계 수지를 용해시킬 수 있는 것으로 알려진 용매를 사용할 수 있으며, 21 내지 27 MPa1 /2의 Total solubility parameter 및 130 내지 230℃의 끊은점을 갖는 양용매를 선택하는 것이 바람직하다. 상기 표면 코팅용 고분자 수지 조성물은 양용매 20 내지 90중량%, 또는 25 내지 80중량% 포함할 수 있다.The good solvent contained in the polymer resin composition for surface coating may also be a solvent known to dissolve the polyvinylidene fluoride resin. The total solubility parameter of 21 to 27 MPa 1/2 and the total solubility parameter of 130 It is preferable to select a good solvent having a boiling point of 230 to < RTI ID = 0.0 > 230 C. < / RTI > The polymer resin composition for surface coating may contain 20 to 90 wt% or 25 to 80 wt% of a good solvent.

상기 사용 가능한 양용매의 구체적인 예로는, N-메틸-2-피롤리돈(N-mentyl-2-pyrrolidone), 디메틸포르아마이드(Dimethylformamide), N,N'-디메틸 아세트아마이드(N, N'-dimethyl acetamide), 디메틸설폭사이드(Dimethylsulfoxide), 헥사메틸 인산 트리아미드(hexamethylphosphoric triamide) 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다. Specific examples of the usable positive solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, N, N'-dimethylacetamide (N, N'- dimethyl acetamide, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoric triamide, or a mixture of two or more thereof.

한편, 상기 표면 코팅용 고분자 수지 조성물은 친수성 고분자 첨가제 0.5 내지 20중량%를 포함할 수 있다. 상기 친수성 고분자는 중공사막에 표면에 형성되는 표면 코팅층이 보다 높은 친수성을 갖도록 하며, 이에 따라 높은 수투과율을 구현하여 안정적이고 효율적인 수처리를 가능하게 한다. Meanwhile, the polymer resin composition for surface coating may contain 0.5 to 20% by weight of a hydrophilic polymer additive. The hydrophilic polymer enables the surface coating layer formed on the surface of the hollow fiber membrane to have a higher hydrophilicity, thereby realizing a high water permeability and enabling stable and efficient water treatment.

상기 표면 코팅용 고분자 수지 조성물 중 친수성 고분자 첨가제의 함량이 너무 낮으면 상기 표면 코팅층이 충분한 친수성을 갖지 못할 수 있다. 또한, 상기 표면 코팅용 고분자 수지 조성물 중 친수성 고분자 첨가제의 함량이 너무 높으면, 상기 표면 코팅층의 기계적 물성이나 내화학성이 오히려 저하될 수 있다. If the content of the hydrophilic polymer additive in the polymer resin composition for surface coating is too low, the surface coating layer may not have sufficient hydrophilicity. Also, if the content of the hydrophilic polymer additive in the polymer resin composition for surface coating is too high, the mechanical properties and chemical resistance of the surface coating layer may be lowered.

상기 친수성 고분자 첨가제는 (메타)아크릴레이트기가 1이상 도입된 친수성 고분자를 포함할 수 있으며, 상기 친수성 고분자 첨가제의 구체적인 예로는 50,000 내지 200,000의 중량평균분자량을 갖는 폴리메타크릴산 메틸(PMMA)을 들 수 있다. The hydrophilic polymer additive may include a hydrophilic polymer having at least one (meth) acrylate group introduced therein. Specific examples of the hydrophilic polymer additive include polymethyl methacrylate (PMMA) having a weight average molecular weight of 50,000 to 200,000 .

상기 보어(bore) 용액은 제조되는 중공사막의 내부 홀(hole)를 형성시키고, 제조된 중공사막 내부 모폴로지를 결정하는 역할을 한다. 일반적으로 보어 용액은 고분자에 대한 용매와 비용매를 혼합해서 사용한다. The bore solution forms an inner hole of the hollow fiber membrane to be produced and determines the inner hollow fiber membrane morphology. In general, the Bohr solution is a mixture of solvent and non-solvent for the polymer.

상기 보어(bore) 용액은 N-메틸피롤리돈 및 디메틸아세트아마이드로 이루어진 군에서 선택된 1종의 용매 40 내지 70중량% 및 잔량의 비용매를 포함할 수 있다. 상기 N-메틸피롤리돈 및 디메틸아세트아마이드로 이루어진 군에서 선택된 1종의 용매를 70중량% 초과로 사용하면 분리막 내부 벽을 용해시킬 수 있다. 또한, 상기 용매를 40 중량% 초과하여 사용하면 중공사막의 내부 다공성이 저하될 수 있다.The bore solution may contain 40 to 70% by weight of one solvent selected from the group consisting of N-methylpyrrolidone and dimethylacetamide, and the balance of non-solvent. If one of the solvents selected from the group consisting of N-methylpyrrolidone and dimethylacetamide is used in an amount of more than 70% by weight, the inner wall of the separator may be dissolved. If the solvent is used in an amount exceeding 40% by weight, the internal porosity of the hollow fiber membrane may be deteriorated.

상기 비용매는 물, 에틸렌 글리콜, 알코올류 용매, 케톤류 용매, 폴리알킬렌 글리콜 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. The non-solvent may be water, ethylene glycol, an alcohol solvent, a ketone solvent, a polyalkylene glycol, or a mixture of two or more thereof.

한편, 상기 중공사막의 제조 방법은 상기 습식 응고조로 방사된 결과물을 회수하여 40℃ 내지 80℃의 수조에 침지하는 단계를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the method for producing the hollow fiber membrane may further include a step of recovering the resultant product by the wet coagulation bath and immersing the resultant in a water bath at 40 ° C to 80 ° C.

상기 제조된 중공사막을 공기 중에 건조시키면 표면장력에 의해서 표면 기공이 막힐 수 있다. 이러한 현상을 방지하기 위해서 제조된 중공사막은 소정의 수용액, 예를 들어 글리세롤 수용액 (30~60wt%, 적정: 50wt%)에 약 20내지 40시간 함침시킨 후, 꺼내어 공기 중에 건조 시키는 등의 과정을 거칠 수 있다.
When the hollow fiber membrane is dried in the air, surface pores may be clogged by surface tension. In order to prevent such a phenomenon, the produced hollow fiber membrane is impregnated with a predetermined aqueous solution, for example, a glycerol aqueous solution (30 to 60 wt%, titration: 50 wt%) for about 20 to 40 hours, It can be rough.

한편, 발명의 다른 구현예에 따르면, 불화비닐리덴계 고분자 수지 및 유기 인산염을 포함한 고분자 기재; 및 상기 고분자 기재 상에 형성되고, 5㎚ 내지 300㎚의 단면 직경을 갖는 미세 기공이 표면에 형성된 표면 코팅층;을 포함하고, 500 ㎛ 내지 5,000㎛의 외경 및 50㎛ 내지 500㎛의 두께를 갖는 중공사막이 제공될 수 있다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a polymer substrate comprising a vinylidene fluoride-based polymer resin and an organic phosphate; And a surface coating layer formed on the polymer substrate and having fine pores having a cross-sectional diameter of 5 nm to 300 nm formed on the surface, wherein the surface coating layer has a diameter of 500 mu m to 5,000 mu m and a diameter of 50 mu m to 500 mu m Desert can be provided.

상술한 중공사막의 제조 방법을 통하여 제공되는 중공사막은 높은 강도와 우수한 내화학성을 가지면서도 높은 수투과율을 구현하여 안정적이고 효율적인 수처리를 구현할 수 있다. 특히, 상기 구현예의 중공사막에 포함되는 고분자 기재에는 높은 결정화도를 가지며 상대적으로 작은 결정 크기를 갖는 고분자 수지가 포함될 수 있으며, 이에 따라 중공사막의 강도 및 내화학성을 향상시킬 수 있다. The hollow fiber membrane provided through the above-described method of producing a hollow fiber membrane can realize a stable and efficient water treatment by realizing a high water permeability while having high strength and excellent chemical resistance. Particularly, the polymer base material included in the hollow fiber membrane of the embodiment may include a polymer resin having a high degree of crystallinity and a relatively small crystal size, thereby improving the strength and chemical resistance of the hollow fiber membrane.

그리고, 상기 중공사막의 고분자 기재 상에 소정의 표면 코팅층이 형성될 수 있는데, 이러한 표면 코팅층은 중공사막의 파단 강도 등의 기계적 물성을 동등 수준 이상으로 확보할 수 있게 하면서도 중공사막의 수투과도는 향상시킬 수 있다.In addition, a predetermined surface coating layer may be formed on the polymer substrate of the hollow fiber membrane. This surface coating layer can secure the mechanical properties such as break strength of the hollow fiber membrane equal to or higher than that of the hollow fiber membrane, .

상기 중공사막은 500 ㎛ 내지 5,000㎛의 외경 및 50㎛ 내지 500㎛의 두께를 가질 수 있다. The hollow fiber membrane may have an outer diameter of 500 μm to 5,000 μm and a thickness of 50 μm to 500 μm.

상기 표면 코팅층에는 5㎚ 내지 300㎚의 단면 직경을 갖는 미세 기공이 표면에 형성될 수 있으며, 또한 상기 표면 코팅층 내부에는 상기 고분자 기재에서 상기 표면 코팅층 외부 방향으로 형성된 중공관 타입의 기공이 형성될 수 있다. Micropores having a cross-sectional diameter of 5 to 300 nm may be formed on the surface of the surface coating layer, and hollow tube-type pores formed in the polymer base material in a direction outside the surface coating layer may be formed in the surface coating layer have.

상기 불화비닐리덴계 고분자 수지 및 유기 인산염에 관한 보다 구체적인 내용은 상기 일 구현예의 중공사막의 제조 방법에서 상술한 내용을 포함한다.More specifically, the vinylidene fluoride-based polymer resin and the organic phosphate include the above-mentioned contents in the method of producing the hollow fiber membrane of the embodiment.

상기 표면 코팅층은 20 내지 150㎛의 두께를 가질 수 있다. The surface coating layer may have a thickness of 20 to 150 mu m.

상기 표면 코팅층은 불화비닐리덴계 고분자 수지 및 친수성 고분자 첨가제를 포함할 수 있다. The surface coating layer may include a vinylidene fluoride-based polymer resin and a hydrophilic polymer additive.

상기 친수성 고분자 첨가제는 (메타)아크릴레이트기가 1이상 도입된 친수성 고분자를 포함할 수 있다.The hydrophilic polymer additive may include a hydrophilic polymer having at least one (meth) acrylate group introduced therein.

상기 표면 코팅층은 불화비닐리덴계 고분자 수지 및 친수성 고분자 첨가제에 관한 보다 구체적인 내용은 상기 일 구현예의 중공사막의 제조 방법에서 상술한 내용을 포함한다.The surface coating layer includes the vinylidene fluoride-based polymer resin and the hydrophilic polymer additive described above in detail in the method of producing the hollow fiber membrane of the embodiment.

상기 구현예의 중공사막은 250 내지 1,500 L/㎡*hr(60 cmHg)의 순수 투과량을 가질 수 있다.The hollow fiber membrane of this embodiment may have a net permeation rate of 250 to 1,500 L / m < 2 > * hr (60 cm Hg).

본 발명에 따르면, 높은 강도와 우수한 내화학성을 가지며 높은 수투과율을 구현하여 안정적이고 효율적인 수처리를 가능하게 하는 중공사막 및 이러한 중공사막의 제조 방법이 제공될 수 있다. According to the present invention, there can be provided a hollow fiber membrane having a high strength and excellent chemical resistance, realizing a high water permeability and stably and efficiently water treatment, and a method for producing such a hollow fiber membrane.

도1은 실시예1의 중공사막의 단면을 나타낸 것이다.
도2는 비교예1의 중공사막의 단면을 나타낸 것이다.
도3은 실시예1의 중공사막 지지체에 포함된 미세한 구형 구조들을 나타낸 것이다.
도4는 실시예1의 중공사막의 표면 코팅층의 표면의 기공을 나타낸 것이다.
1 is a cross-sectional view of the hollow fiber membrane of Example 1. Fig.
Fig. 2 shows a cross section of the hollow fiber membrane of Comparative Example 1. Fig.
Fig. 3 shows fine spherical structures contained in the hollow fiber membrane support of Example 1. Fig.
Fig. 4 shows pores on the surface of the surface coating layer of the hollow fiber membrane of Example 1. Fig.

발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
The invention will be described in more detail in the following examples. However, the following examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.

[[ 실시예Example  And 비교예Comparative Example : 중공사막의 제조]: Production of hollow fiber membrane]

<< 실시예1Example 1 >>

폴리불화비닐리덴 40 중량%, 감마-부티로락톤 (γ-butyrolactone) 50 중량%, 디메틸아세트아마이드(DMAc) 9.7 중량%, 방향족 인산에스테르금속염(Phosphate ester salts, Sodium 2,2’-Methylenebis-(4,6-di-tert-butylphenyl)phosphate (CAS No. 85209-91-2)) 0.3 중량%를 첨가한 후 150℃에서 6시간 동안 혼합하여 기재 형성용 고분자 수지 조성물(용액)을 준비하였다.  40% by weight of polyvinylidene fluoride, 50% by weight of gamma-butyrolactone, 9.7% by weight of dimethylacetamide (DMAc), and 50% by weight of phosphoric ester salts (sodium 2,2'-methylenebis- (CAS No. 85209-91-2)) was added to the solution, followed by mixing at 150 ° C for 6 hours to prepare a base polymer resin composition (solution).

그리고, 폴리불화비닐리덴 12 중량%, 폴리비닐피롤리돈(PVP) 10 중량%, 폴리메타크릴산 메틸(PMMA) 5 중량%, 디메틸아세트아마이드(DMAc) 73 중량%을 50℃에서 24시간 혼합하고, 표면 코팅용 고분자 수지 조성물(용액)을 준비하였다. Then, 12 wt% of polyvinylidene fluoride, 10 wt% of polyvinyl pyrrolidone (PVP), 5 wt% of polymethyl methacrylate (PMMA), and 73 wt% of dimethylacetamide (DMAc) , And a polymer resin composition (solution) for surface coating was prepared.

디메틸아세트아마이드(DMAc) : 에틸렌글리콜(EG)을 6:4의 중량비로 상온에서 보어(bore) 용액을 준비하였다. Dimethylacetamide (DMAc): A bore solution of ethylene glycol (EG) at a weight ratio of 6: 4 at room temperature was prepared.

3중관을 포함한 3중 방사 구금을 이용하여, 상기 방사 구금의 최내측에 위치한 1종의 관으로부터 보어(bore) 용액을 방사하고, 상기 방사 구금의 최외측에 위치한 다른 1종의 관으로부터 상기 표면 코팅용 고분자 수지 조성물을 방사하고, 상기 방사 구금의 최내측 및 최외측 사이에 위치한 또 다른 1종의 관으로부터 상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물이 방사하였다. 상기 방사 구금으로부터 응고조까지의 거리는 4cm이였으며, 상기 응고조의 내부는 5℃로 온도를 유지하였다. A bore solution is radiated from one kind of tube located at the innermost side of the spinneret using a triple spinneret including a triple tube and is discharged from one of the other tubes located at the outermost side of the spinneret, The polymer resin composition for coating was spun and the polymer resin composition for substrate-forming was spun from another one of the tubes located between the innermost and outermost sides of the spinneret. The distance from the spinneret to the coagulation bath was 4 cm, and the temperature inside the coagulation bath was kept at 5 캜.

이때, 상기 방사 토출량(g/min)은 상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물; 표면 코팅용 고분자 수지 조성물; 및 보어(bore) 용액의 중량비가 3 : 1 : 2 가 되도록 하였다. At this time, the spinning discharge amount (g / min) is the polymer resin composition for substrate formation; A polymer resin composition for surface coating; And bore solution was 3: 1: 2.

또한, 상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물이 방사되는 노즐은 140℃로 유지되었고, 상기 보어(bore) 용액을 방사되는 노즐은 상온으로 유지되었으며, 상기 표면 코팅용 고분자 수지 조성물이 방사되는 노즐은 상온으로 유지되었다.The nozzle for spinning the polymer resin composition for substrate-forming was maintained at 140 DEG C, the nozzle for emitting the bore solution was kept at room temperature, and the nozzle through which the polymer resin composition for surface coating was spinning was kept at room temperature Respectively.

상기 습식 응고조로 방사된 결과물을 회수하여 60℃의 수조에 24시간 가량 침지시킨 이후에, 에탄올로 24시간 가량 침지시켰다. 그리고, 결과물을 물로 세척하고 자연건조 하여 중공사막(외경: 1300㎛, 막의 두께: 300㎛)을 제조하였다.
The resultant product was recovered by the wet coagulation bath and immersed in a water bath at 60 DEG C for about 24 hours, and then immersed in ethanol for about 24 hours. The resultant was washed with water and naturally dried to prepare a hollow fiber membrane (outer diameter: 1300 탆, film thickness: 300 탆).

< < 실시예Example 2> 2>

상기 응고조의 내부를 30℃로 온도를 유지한 점을 제외하고, 실시예1과 동일한 방법으로 중공사막을 제조하였다. (중공사막의 외경: 1300㎛, 막의 두께: 300㎛)
A hollow fiber membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that the inside of the coagulation bath was kept at 30 캜. (Outer diameter of hollow fiber membrane: 1300 mu m, thickness of membrane: 300 mu m)

< < 실시예Example 3> 3>

상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물 중 함량이 폴리불화비닐리덴 30 중량% 및 감마-부티로락톤 (γ-butyrolactone) 60 중량%이 되도록 한 점을 제외하고, 실시예1과 동일한 방법으로 중공사막을 제조하였다. (중공사막의 외경: 1250㎛, 막의 두께: 250㎛)
A hollow fiber membrane was produced in the same manner as in Example 1, except that the content of the vinylidene fluoride in the substrate-forming polymer resin composition was 30% by weight and gamma-butyrolactone was 60% by weight. Respectively. (Outer diameter of hollow fiber membrane: 1250 mu m, thickness of membrane: 250 mu m)

<< 실시예4Example 4 >>

상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물 중 함량이 폴리불화비닐리덴 50 중량% 및 감마-부티로락톤 (γ-butyrolactone) 40 중량%이 되도록 한 점을 제외하고, 실시예1과 동일한 방법으로 중공사막을 제조하였다. (중공사막의 외경: 1400㎛, 막의 두께: 350㎛)
A hollow fiber membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that the content of the polymeric resin composition for forming a substrate was 50 wt% of polyvinylidene fluoride and 40 wt% of gamma-butyrolactone. Respectively. (Outer diameter of hollow fiber membrane: 1400 탆, film thickness: 350 탆)

<< 비교예1Comparative Example 1 >>

방향족 인산에스테르금속염을 사용하지 않고 디메틸아세트아마이드(DMAc) 10 중량%를 사용한 점을 제외하고, 실시예1과 동일한 방법으로 중공사막을 제조하였다. (중공사막의 외경: 1300㎛, 막의 두께: 300㎛)
A hollow fiber membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that 10% by weight of dimethylacetamide (DMAc) was used without using an aromatic phosphate ester metal salt. (Outer diameter of hollow fiber membrane: 1300 mu m, thickness of membrane: 300 mu m)

<< 비교예2Comparative Example 2 >>

상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물에서 방향족 인산에스테르금속염을 사용하지 않고 디메틸아세트아마이드(DMAc) 10 중량%를 사용한 점과, 상기 표면 코팅용 고분자 수지 조성물에서 폴리메타크릴산 메틸(PMMA)을 사용하지 않고 디메틸아세트아마이드(DMAc) 78 중량%을 사용한 점을 제외하고, 실시예1과 동일한 방법으로 중공사막을 제조하였다. (중공사막의 외경: 1300㎛, 막의 두께: 300㎛)
10% by weight of dimethylacetamide (DMAc) was used in the polymer resin composition for forming a substrate without using an aromatic phosphate ester metal salt, and that 10 parts by weight of the polymeric resin composition for surface coating was used without using polymethyl methacrylate (PMMA) A hollow fiber membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that 78% by weight of dimethylacetamide (DMAc) was used. (Outer diameter of hollow fiber membrane: 1300 mu m, thickness of membrane: 300 mu m)

<< 비교예3Comparative Example 3 >>

폴리불화비닐리덴 40 중량%, 감마-부티로락톤 (γ-butyrolactone) 50 중량%, 디메틸아세트아마이드(DMAc) 9.7 중량%, 방향족 인산에스테르금속염(Phosphate ester salts, Sodium 2,2’-Methylenebis-(4,6-di-tert-butylphenyl)phosphate (CAS No. 85209-91-2)) 0.3 중량%를 첨가한 후 150℃에서 6시간 동안 혼합하여 기재 형성용 고분자 수지 조성물(용액)을 준비하였다. 40% by weight of polyvinylidene fluoride, 50% by weight of gamma-butyrolactone, 9.7% by weight of dimethylacetamide (DMAc), and 50% by weight of phosphoric ester salts (sodium 2,2'-methylenebis- (CAS No. 85209-91-2)) was added to the solution, followed by mixing at 150 ° C for 6 hours to prepare a base polymer resin composition (solution).

디메틸아세트아마이드(DMAc) : 에틸렌글리콜(EG)을 6:4의 중량비로 상온에서 보어(bore) 용액을 준비하였다. Dimethylacetamide (DMAc): A bore solution of ethylene glycol (EG) at a weight ratio of 6: 4 at room temperature was prepared.

상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물 및 보어(bore) 용액을 기어펌프 장치를 이용하여 방사 구금으로 이동시켜 응고조에 방사하였다. 상기 방사 구금으로부터 응고조까지의 거리는 약 4cm이였으며, 상기 응고조의 내부는 5℃로 온도를 유지하였다. The base polymer resin composition and the bore solution were transferred to a spinneret using a gear pump device and spun into a coagulation bath. The distance from the spinneret to the coagulation bath was about 4 cm and the temperature inside the coagulation bath was maintained at 5 ° C.

이때, 상기 방사 토출량은 상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물; 및 보어(bore) 용액의 질량비가 1 : 2 가 되도록 하였다. At this time, the spinning-out amount is the polymer resin composition for substrate-forming; And bore solution was 1: 2.

또한, 상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물이 방사되는 노즐은 140℃로 유지되었고, 상기 보어(bore) 용액을 방사되는 노즐은 상온으로 유지되었다.In addition, the nozzle through which the substrate-forming polymer resin composition was spinning was maintained at 140 ° C, and the nozzle through which the bore solution was radiated was kept at room temperature.

상기 습식 응고조로 방사된 결과물을 회수하여 60℃의 수조에 24시간 가량 침지시킨 이후에, 에탄올로 24시간 가량 침지시켰다. 그리고, 결과물을 물로 세척하고 자연건조 하여 중공사막(외경: 1300㎛, 막의 두께: 300㎛)을 제조하였다.
The resultant product was recovered by the wet coagulation bath and immersed in a water bath at 60 DEG C for about 24 hours, and then immersed in ethanol for about 24 hours. The resultant was washed with water and naturally dried to prepare a hollow fiber membrane (outer diameter: 1300 탆, film thickness: 300 탆).

[[ 실험예Experimental Example : 중공사막의 물성 측정 및 관찰]: Measurement and observation of physical properties of hollow fiber membrane]

실험예1Experimental Example 1 : : DSCDSC 측정 Measure

상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 중공사막 샘플 내부 용매를 완전히 제거하기 위해 120 ℃ 오븐에서 24시간 건조하였다. In order to completely remove the internal solvent of the hollow fiber membrane sample obtained in the above Examples and Comparative Examples, it was dried in an oven at 120 ° C for 24 hours.

그리고, 초기 시편의 열적 이력을 제거 하기 위해 210 ℃까지 온도를 올리고 10분간 대기 시킨 이후에, 중공사 방사조건과 동일한 조건을 만들기 위해 용융된 시편을 -90 ℃/min 속도로 210 ℃에서 5 ℃로 급냉시켰다. In order to remove the thermal history of the initial specimen, the temperature of the specimen was raised to 210 ° C and the specimen was allowed to stand for 10 minutes. Then, the specimen melted at 210 ° C / Lt; / RTI &gt;

이 조건에서 결정화 온도(Tc), 열량(J/g), 결정화시간(sec)을 측정한다
Under these conditions, the crystallization temperature (Tc), heat (J / g) and crystallization time (sec) are measured

DSCDSC 결정화 온도(Tc, ℃)Crystallization temperature (Tc, 占 폚) 열량(J/g)Calories (J / g) 결정화시간(sec)Crystallization time (sec) 비교예1Comparative Example 1 120120 44.344.3 7777 실시예1Example 1 128128 49.249.2 6868

**상기 실시예1의 결과는 중공사막의 기재에 대하여 측정한 결과임
** The results of Example 1 above are the results of measurements on the substrate of the hollow fiber membrane

상기 표1에 나타난 바와 같이, 실시예1의 경우 결정화 온도(Tc) 및 열량이 상대적으로 높으며 결정화 시간도 상대적으로 짧다는 점이 확인되었다. 이는 상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물에 방향족 인산에스테르금속염를 첨가함에 따라서, PVDF 고분자 사슬 길이가 끊어져 짧아지고, 상대적으로 분자량 분포가 좁아져서 결정 형성에 유리해짐에 따른 것으로 보인다. As shown in Table 1, in Example 1, it was confirmed that the crystallization temperature (Tc) and the amount of heat were relatively high and the crystallization time was relatively short. This is because the addition of the aromatic phosphoric acid ester metal salt to the substrate-forming polymer resin composition results in shortening of the chain length of the PVDF polymer and a decrease in the molecular weight distribution, resulting in favorable formation of crystals.

이에 반하여 비교예1은 실시예1 에 비하여 결정화 온도 및 열량이 낮고, 결과적으로 상전이 시간이 오래 걸렸다는 점이 확인 되었다.
On the contrary, Comparative Example 1 has a lower crystallization temperature and lower heat amount than Example 1, and consequently it has been confirmed that the phase transition time is long.

실험예2Experimental Example 2 : : 절단강도의Severity 측정 Measure

상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 중공사막 약 200mm 준비하였다. 상기 중공사막 단면에 대한 치수는 SEM 혹은 광학현미경을 통해서 측정하였다. About 200 mm of the hollow fiber membrane obtained in the above Examples and Comparative Examples was prepared. The dimensions of the cross section of the hollow fiber membrane were measured by SEM or optical microscope.

그리고, INSTRON 장비를 사용하여, 상-하 샘플 Grip에 상기 중공사막을 물리고 Grip과 Grip 사이의 유효 길이는 100mm로 적용한 상태에서, 실험속도를 50mm/min으로 하여, 파단하였을 때 최고점의 인장강도를 절단강도로 결정하였다.
Then, using the INSTRON equipment, the hollow fiber membrane was stuck to the upper and lower sample grips, and the effective length between the grip and grip was 100 mm. The experiment speed was 50 mm / min. And the breaking strength was determined.

실험예3Experimental Example 3 : : 수투과율의Water permeability 측정 Measure

상기 실시예 및 비교예에서 각각 얻어진 중공사막으로부터 유효막 길이 10cm인 6개의 중공사막 샘플을 제작하여 관형튜브에 넣고 에폭시로 고정시켜Dead-end 타입의 분리막 모듈을 제작하였다. 상기 분리막 모듈에 1kg/㎠ 의 압력으로 증류수를 넣고, 중공사막 내부에서 외부로 투과된 물의 양을 측정하였다. Six hollow fiber membrane samples having an effective membrane length of 10 cm were prepared from the hollow fiber membranes obtained in the above Examples and Comparative Examples, respectively, and then inserted into a tubular tube and fixed with epoxy to prepare a dead-end type membrane module. Distilled water was introduced into the membrane module at a pressure of 1 kg / cm 2, and the amount of water permeated to the outside was measured inside the hollow fiber membrane.

이때, 상기 분리막의 면적은 중공사 내부 지름으로 계산하여 단위면적당 순수투과도를 계산하였으며, 총 5개의 모듈을 제작하여 평균값을 측정하여 수투과도를 결정하였다.
At this time, the area of the separation membrane was calculated as the inner diameter of the hollow fiber, and the pure water permeability per unit area was calculated. A total of five modules were fabricated and the water permeability was determined by measuring the average value.

실험예4Experimental Example 4 : : 수투과율의Water permeability 측정 Measure

상기 실시예 및 비교예에서 각각 얻어진 중공사막에 대하여 접촉각 측정기로 분리막 표면 접촉각을 측정하였다. The contact angle of the membrane surface was measured with a contact angle meter for the hollow fiber membranes obtained in the above Examples and Comparative Examples.

구체적으로, 건조된 중공사막 표면을 측정하고자 하는 시료대 위에 위치시키고, 일정 크기(0.5㎕)의 미세한 물방울을 중공사막의 평평한 표면 위에 접촉한 이후에, 방울 표면과 막 표면이 이루는 각을 초기 접촉각으로 결정하였다. 측정을 5회 반복하여 측정하여 초기 접촉각 평균치를 계산한다.
Specifically, the surface of the dried hollow fiber membrane was placed on a sample table to be measured, and after a fine droplet of a predetermined size (0.5)) was contacted on the flat surface of the hollow fiber membrane, the angle between the drop surface and the membrane surface was measured as an initial contact angle Respectively. The measurement is repeated five times to calculate the initial contact angle average.

구분division 절단강도 (gf/fil.)Cutting strength (gf / fil.) 수투과도
(L/m2 hr)
Water permeability
(L / m 2 hr)
접촉각
( °)
Contact angle
(°)
실시예1Example 1 700700 650650 5959 실시예2Example 2 650650 550550 7070 실시예3Example 3 630630 580580 6060 실시예4Example 4 400400 750750 5959 실시예5Example 5 820820 300300 5959 비교예1Comparative Example 1 860860 88 7676 비교예2Comparative Example 2 500500 450450 6868

실험예5Experimental Example 5 : : SEMSEM 을 이용한 중공사막의 단면 구조 관찰Of hollow fiber membranes

상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 중공사막을 건조하여 SEM 이미지를 측정하였다. 구체적으로 상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 중공사막의 시편들을 액체질소 처리 후 나이프 커팅이 아닌 시편을 부러뜨려서 단면을 관찰하였다. The hollow fiber membranes obtained in the above Examples and Comparative Examples were dried and SEM images were measured. Specifically, the specimens of the hollow fiber membranes obtained in the above Examples and Comparative Examples were subjected to liquid nitrogen treatment, and then the specimen was broken, not the knife cutting, to observe the cross section.

실시예1의 중공사막의 단면은 도1에 나타낸 바와 같다. 도1에 나타난 바와 같이, 비용매유도상전이에 의해서 형성된 코팅층과 열유도상전이에 의해서 형성된 지지체로 구성된 중공사막의 구조가 확인된다. 또한, 상기 코팅층은 핑거구조(Finger like structure)의 단면을 보인다. 이러한 핑거 구조는 비용매유도상전이 과정에서 용매-비용매 교환속도가 빠르게 진행됨에 따라 형성된 구조이다. The cross section of the hollow fiber membrane of Example 1 is as shown in Fig. As shown in Fig. 1, the structure of the hollow fiber membrane composed of the coating layer formed by the non-solvent induction phase transition and the support formed by the thermal induction phase transition is confirmed. In addition, the coating layer has a cross-section of a finger-like structure. This finger structure is formed as the solvent-nonmetallic exchange rate rapidly advances in the non-solvent induction phase transition.

도3은 실시예1의 중공사막 지지체에 포함된 미세한 구형 구조들을 나타낸 것이다. 이러한 미세한 구형 구조는 열유도상전이 과정에서 고체-액체 상전이로 우세하게 진행되어 결정들이 성장하여 생긴 구형 구조들이다. Fig. 3 shows fine spherical structures contained in the hollow fiber membrane support of Example 1. Fig. These microscopic spherical structures are spherical structures formed by the growth of crystals which predominantly proceeds with the solid-liquid phase transition in the heat induced phase transformation process.

도4는 실시예1의 중공사막의 표면 코팅층의 표면의 기공을 나타낸 것이다. 도4에 나타낸 바와 같이, 상기 표면 코팅층에는 약 0.025㎛ 정도의 단면 직경을 갖는 기공이 형성된다는 점이 확인되었다. Fig. 4 shows pores on the surface of the surface coating layer of the hollow fiber membrane of Example 1. Fig. As shown in FIG. 4, it was confirmed that pores having a cross-sectional diameter of about 0.025 μm were formed in the surface coating layer.

도2는 비교예1의 중공사막의 단면을 나타낸 것이다. 비교예1에서는 열유도상전이 과정만을 이용하여 중공사막을 제조하였다. 도2에 나타난 바와 같이, 비교예1의 중공사막의 상층부는 밀집층(Dense layer)이 형성되어 있으며 하층부는 결정 구조들로 구성되어 있으며, 상기 밀집층(Dense layer)로 인해 중공사막의 파단강도는 증가하지만 수투과도는 저하되는 것으로 보인다.
Fig. 2 shows a cross section of the hollow fiber membrane of Comparative Example 1. Fig. In Comparative Example 1, a hollow fiber membrane was produced using only a heat induced phase change process. As shown in FIG. 2, the upper layer of the hollow fiber membrane of Comparative Example 1 is formed with a dense layer, the lower layer is composed of crystal structures, and the fracture strength of the hollow fiber membrane due to the dense layer But the water permeability seems to decrease.

Claims (23)

불화비닐리덴계 고분자 수지 10 내지 70중량%, 양용매 1 내지 70중량%, 빈용매 1내지 75중량% 및 유기 인산염 0.001 중량% 내지 5 중량%을 포함하는 기재 형성용 고분자 수지 조성물;
불화비닐리덴계 고분자 수지 5 내지 75중량%, 친수성 고분자 첨가제 0.5 내지 20중량% 및 양용매 20 내지 90중량%를 포함하는 표면 코팅용 고분자 수지 조성물; 및
N-메틸피롤리돈 및 디메틸아세트아마이드로 이루어진 군에서 선택된 1종의 용매 및 비용매를 포함한 보어(bore) 용액;을 포함한 방사액을 습식 응고조로 방사하는 단계;를 포함하는, 중공사막의 제조 방법.
A polymer resin composition for forming a substrate comprising 10 to 70% by weight of a vinylidene fluoride polymer resin, 1 to 70% by weight of a good solvent, 1 to 75% by weight of a poor solvent and 0.001 to 5% by weight of an organic phosphate;
5 to 75% by weight of a vinylidene fluoride type polymer resin, 0.5 to 20% by weight of a hydrophilic polymer additive and 20 to 90% by weight of a good solvent; And
A step of spinning a spinning solution containing a solvent selected from the group consisting of N-methylpyrrolidone and dimethylacetamide, and a bore solution containing a non-solvent, into a wet coagulation bath. Way.
제1항에 있어서,
상기 방사액의 최내측부에는 상기 보어(bore) 용액이 위치하며,
상기 방사액의 최외각부에는 상기 표면 코팅용 고분자 수지 조성물이 위치하는, 중공사막의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The bore solution is located at the innermost portion of the spinning solution,
Wherein the polymer resin composition for surface coating is placed at an outermost portion of the spinning solution.
제2항에 있어서,
상기 방사액을 습식 응고조로 방사하는 단계는3중관을 포함한 3중 방사 구금을 이용하여 수행되는, 중공사막의 제조 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the step of spinning the spinning solution into a wet coagulation bath is carried out using a triple spinneret including a triple tube.
제3항에 있어서,
상기 방사 구금의 최내측에 위치한 1종의 관으로부터 보어(bore) 용액이 방사되며,
상기 방사 구금의 최외측에 위치한 다른 1종의 관으로부터 상기 표면 코팅용 고분자 수지 조성물이 방사되며,
상기 방사 구금의 최내측 및 최외측 사이에 위치한 또 다른 1종의 관으로부터 상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물이 방사되는, 중공사막의 제조 방법.
The method of claim 3,
A bore solution is radiated from one kind of tube located on the innermost side of the spinneret,
The polymeric resin composition for surface coating is radiated from another one of the tubes located at the outermost side of the spinneret,
And the polymer resin composition for substrate-forming is radiated from another one of the tubes located between the innermost and outermost sides of the spinneret.
제1항에 있어서,
상기 불화비닐리덴계 고분자 수지는 불화비닐리덴 단독중합체 및 불화비닐리덴 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 중공사막의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the vinylidene fluoride-based polymer resin comprises at least one selected from the group consisting of a vinylidene fluoride homopolymer and a vinylidene fluoride copolymer.
제1항에 있어서, 상기 불화비닐리덴계 고분자 수지는 100,000 내지 1,000,000의 중량평균분자량을 갖는, 중공사막의 제조 방법.
The method for producing a hollow fiber membrane according to claim 1, wherein the vinylidene fluoride-based polymer resin has a weight average molecular weight of 100,000 to 1,000,000.
제1항에 있어서,
상기 양용매는 N-메틸-2-피롤리돈(N-mentyl-2-pyrrolidone), 디메틸포르아마이드(Dimethylformamide), N,N'-디메틸 아세트아마이드(N, N'-dimethyl acetamide), 디메틸설폭사이드(Dimethylsulfoxide) 및 헥사메틸 인산 트리아미드(hexamethylphosphoric triamide)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 중공사막의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The two solvents may be selected from N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, N, N'-dimethyl acetamide, Wherein the hollow fiber membrane comprises at least one selected from the group consisting of dimethyl sulfoxide and hexamethylphosphoric triamide.
제1항에 있어서,
상기 빈용매는 디부틸 프탈레이트(Dibutyl phthalate), 디메틸 프탈레이트(Dimethyl phthalate), 디옥틸 세바케이트(Dioctyl sebacate), 디옥틸 아디페이트(dioctyl adipate), 감마부티로락톤(gama-butylolactone) 및 프로필렌카보네이트(propylene carbonate)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 중공사막의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The poor solvent may be at least one selected from the group consisting of dibutyl phthalate, dimethyl phthalate, dioctyl sebacate, dioctyl adipate, gamma-butylolactone and propylene carbonate propylene carbonate, and the like.
제1항에 있어서,
상기 유기 인산염은 방향족 인산 에스테르 금속염을 포함하는, 중공사막의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the organic phosphate comprises an aromatic phosphate ester metal salt.
제9항에 있어서,
상기 방향족 인산 에스테르 금속염은 하기 화학식1의 화합물을 포함하는, 중공사막의 제조 방법:
[화학식1]
Figure pat00007

상기 화학식1에서,
R1, R2, R3, R4, R5, R6 , R7 및 R8 은 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 수소이거나 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이며,
X는 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌기이며,
n은 1 또는 2이며,
n이 1일 때 M은 알카리금속이며, n이 2일 때 M은 알카리토금속 또는 히드록시 알루미늄이다.
10. The method of claim 9,
Wherein the aromatic phosphate ester metal salt comprises a compound represented by the following formula (1): &lt; EMI ID =
[Chemical Formula 1]
Figure pat00007

In Formula 1,
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 may be the same or different and each is a hydrogen or a straight or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms,
X is a straight or branched alkylene group having 1 to 5 carbon atoms,
n is 1 or 2,
When n is 1, M is an alkali metal, and when n is 2, M is an alkaline earth metal or hydroxy aluminum.
제1항에 있어서,
상기 친수성 고분자 첨가제는 (메타)아크릴레이트기가 1이상 도입된 친수성 고분자를 포함하는, 중공사막의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the hydrophilic polymer additive comprises a hydrophilic polymer having at least one (meth) acrylate group introduced therein.
제1항에 있어서,
상기 친수성 고분자 첨가제는 50,000 내지 200,000의 중량평균분자량을 갖는 폴리메타크릴산 메틸(PMMA)를 포함하는, 중공사막의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the hydrophilic polymer additive comprises polymethyl methacrylate (PMMA) having a weight average molecular weight of 50,000 to 200,000.
제1항에 있어서,
상기 보어(bore) 용액은 N-메틸피롤리돈 및 디메틸아세트아마이드로 이루어진 군에서 선택된 1종의 용매 40 내지 70중량% 및 잔량의 비용매를 포함하는, 중공사막의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the bore solution comprises 40 to 70% by weight of one solvent selected from the group consisting of N-methylpyrrolidone and dimethylacetamide, and the balance of non-solvent.
제1항에 있어서,
상기 비용매는 물, 에틸렌 글리콜, 알코올류 용매, 케톤류 용매 및 폴리알킬렌 글리콜로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 중공사막의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the non-solvent comprises at least one member selected from the group consisting of water, ethylene glycol, alcohol solvents, ketone solvents, and polyalkylene glycols.
제1항에 있어서,
상기 기재 형성용 고분자 수지 조성물; 표면 코팅용 고분자 수지 조성물; 및 보어(bore) 용액의 질량비가 1 내지 5: 1: 1 내지 5인, 중공사막의 제조 방법.
The method according to claim 1,
A polymeric resin composition for forming a substrate; A polymer resin composition for surface coating; And a bore solution in a mass ratio of 1: 5: 1: 1 to 5.
제1항에 있어서,
상기 습식 응고조로 방사된 결과물을 회수하여 40℃ 내지 80℃의 수조에 침지하는 단계를 더 포함하는, 중공사막의 제조 방법.
The method according to claim 1,
And recovering the resultant product by the wet coagulation bath and immersing the resultant in a water bath at 40 ° C to 80 ° C.
불화비닐리덴계 고분자 수지 및 유기 인산염을 포함한 고분자 기재; 및
상기 고분자 기재 상에 형성되고, 5㎚ 내지 300㎚의 단면 직경을 갖는 미세 기공이 표면에 형성된 표면 코팅층;을 포함하고,
500 ㎛ 내지 5,000㎛의 외경 및 50㎛ 내지 500㎛의 두께를 갖는, 중공사막.
A polymer substrate including a vinylidene fluoride-based polymer resin and an organic phosphate; And
And a surface coating layer formed on the polymer substrate and having fine pores having a cross-sectional diameter of 5 nm to 300 nm formed on the surface,
A hollow fiber membrane having an outer diameter of 500 mu m to 5,000 mu m and a thickness of 50 mu m to 500 mu m.
제17항에 있어서,
상기 유기 인산염은 방향족 인산 에스테르 금속염을 포함하는, 중공사막.
18. The method of claim 17,
Wherein the organic phosphate comprises an aromatic phosphate ester metal salt.
제17항에 있어서,
상기 표면 코팅층은 불화비닐리덴계 고분자 수지 및 친수성 고분자 첨가제를 포함하는, 중공사막.
18. The method of claim 17,
Wherein the surface coating layer comprises a vinylidene fluoride-based polymer resin and a hydrophilic polymer additive.
제19항에 있어서,
상기 친수성 고분자 첨가제는 (메타)아크릴레이트기가 1이상 도입된 친수성 고분자를 포함하는, 중공사막의 제조 방법.
20. The method of claim 19,
Wherein the hydrophilic polymer additive comprises a hydrophilic polymer having at least one (meth) acrylate group introduced therein.
제17항에 있어서,
상기 표면 코팅층은 10 내지 150 ㎛의 두께를 갖는, 중공사막.
18. The method of claim 17,
Wherein the surface coating layer has a thickness of 10 to 150 占 퐉.
제17항에 있어서,
상기 표면 코팅층 내부에는 상기 고분자 기재에서 상기 표면 코팅층 외부 방향으로 형성된 중공관 타입의 기공이 형성된 것을 특징으로 하는, 중공사막.
18. The method of claim 17,
And a hollow tube type pore formed in the polymer coating layer in a direction outward of the surface coating layer is formed in the surface coating layer.
제17항에 있어서,
250 내지 1,500 L/㎡*hr(60 cmHg)의 순수 투과량을 갖는 중공사막.
18. The method of claim 17,
A hollow fiber membrane having a net permeation rate of 250 to 1,500 L / m 2 * hr (60 cm Hg).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109012230A (en) * 2018-09-05 2018-12-18 常州市超纯环保科技有限公司 A kind of belt material hollow-fibre membrane
CN109647205A (en) * 2018-12-27 2019-04-19 天津膜天膜科技股份有限公司 A method of improving hollow fiber nanofiltration membrane chlorine resistance
CN111107926A (en) * 2017-09-28 2020-05-05 东丽株式会社 Porous hollow fiber membrane and method for producing same

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7140496B2 (en) * 2001-08-01 2006-11-28 Asahi Kasei Medical Co., Ltd. Multilayer microporous membrane
KR20070113374A (en) * 2006-05-23 2007-11-29 명지대학교 산학협력단 Porous poly(vinylidene fluoride) hollow fiber membranes composed of spherical particles containing polymeric nanofibers
JP5292890B2 (en) * 2008-03-31 2013-09-18 東レ株式会社 Composite hollow fiber membrane
KR101742134B1 (en) * 2010-06-30 2017-06-15 코오롱인더스트리 주식회사 Hollw fiber Membrane and Method for Manufacturing The Same
KR102006324B1 (en) * 2013-01-21 2019-08-01 주식회사 엘지화학 Continuous Process of Preparing Hydrophilic Hollow Fiber Using Extruder

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111107926A (en) * 2017-09-28 2020-05-05 东丽株式会社 Porous hollow fiber membrane and method for producing same
CN109012230A (en) * 2018-09-05 2018-12-18 常州市超纯环保科技有限公司 A kind of belt material hollow-fibre membrane
CN109647205A (en) * 2018-12-27 2019-04-19 天津膜天膜科技股份有限公司 A method of improving hollow fiber nanofiltration membrane chlorine resistance

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