KR20170094784A - Method for manufacturing of ceramic hollow fiber membrane and the ceramic hollow fiber membrane thereby - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a method for manufacturing a ceramic hollow membrane, comprising: a step of adding polymer resin to a ceramic solution to manufacture a spinning solution (step 1); inputting the spinning solution manufactured in the step 1 into an extruder provided with a screw, and extruding the spinning solution into a coagulation tank containing a coagulant via a nozzle for manufacturing the hollow fiber membrane while kneading the solution to manufacture a ceramic hollow fiber membrane precursor (step 2); and sintering the ceramic hollow fiber membrane precursor manufactured in the step 2 (step 3). The present invention provides the method for manufacturing the ceramic hollow fiber membrane, which can be massively produced by using an extrusion method to which high pressure is applicable and a phase transformation process and increase content of ceramic powder within the spinning solution to enhance mechanical strength. Particularly, the present invention shows excellent mechanical strength if the hollow fiber membrane is manufactured with the same ceramic content based on the method of the present invention.

Description

세라믹 중공사막의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 세라믹 중공사막{Method for manufacturing of ceramic hollow fiber membrane and the ceramic hollow fiber membrane thereby}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic hollow fiber membrane and a ceramic hollow fiber membrane produced thereby,

본 발명은 세라믹 중공사막의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 세라믹 중공사막에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a ceramic hollow fiber membrane and a ceramic hollow fiber membrane produced thereby.

최근 분리막은 수처리, 기체 분리, 석유화학, 전자재료, 의약제조, 연료전지, 증기 분리 등과 같은 여러 산업분야에서 핵심 요소기술로 각광을 받고 있다. 분리막 기술은 물리적 경계층을 이용하여 둘 또는 다성분 혼합물로부터 선택적으로 특정성분(한 또는 다성분)을 분리하는 기술로 정의된다. 현재 분리막 기술은 고순도, 고기능성 물질의 제조와 산업용 오폐수처리를 비롯한 지구 환경 보호에 대한 사회적 요구에 따라 간단한 실험실 규모에서부터 대규모의 산업분야에 이르기까지 광범위하게 응용되고 있다. 분리막 공정은 상변화를 필요로 하지 않는 물리·기계적인 분리 조작이므로 기존의 에너지 다소비형인 공정과 비교하여 약 70 ~ 80 % 또는 그 이상까지도 에너지를 절약할 수 있고, 분리 원리 및 공정이 비교적 간단하여 장치의 구성이나 설치가 간단하고 차지하는 공간 역시 작아서 시설비용을 줄일 수 있는 장점이 있다.Recently, separation membranes are attracting attention as a key element technology in various industrial fields such as water treatment, gas separation, petrochemical, electronic materials, medicine manufacturing, fuel cell, steam separation and the like. Membrane technology is defined as the technique of selectively separating certain components (one or more components) from a mixture of two or more components using a physical boundary layer. Currently, membrane technology has been widely applied in a wide range of applications ranging from simple laboratory scale to large-scale industry, in accordance with the social demand for the protection of the global environment, including the production of high-purity, highly functional materials and industrial wastewater treatment. Since the separation membrane process is a physical and mechanical separation operation that does not require a phase change, energy can be saved up to about 70% to 80% or more as compared with a conventional energy-less non-specific process, and the separation principle and process are relatively simple Thereby simplifying the configuration and installation of the apparatus and reducing the space occupied by the apparatus, thereby reducing the facility cost.

특히 수처리 분야의 경우, 기존 물리화학적 및 생물학적 공정보다 수질 개선 효과가 우수하고 약품 사용이 배제된 환경 친화적인 막분리 공정에 대한 관심 증대 및 관련 연구가 활발히 진행중이다.Particularly in the water treatment field, there is an active interest in increasing interest in environmentally friendly membrane separation processes, which are superior to existing physicochemical and biological processes and have improved water quality and use of chemicals.

수처리 분리막 중 고분자 분리막은 제조가 용이하고 가격이 저렴하여 대부분의 수처리 공정에서 널리 활용되고 있으나, 열적/화학적 안정성이 취약하고, 막오염에 대한 저항성이 낮은 단점을 갖고 있다.Among the water treatment membranes, polymer membranes are widely used in most water treatment processes because they are easy to manufacture and have a low cost. However, they have poor thermal / chemical stability and low resistance to membrane contamination.

이와 관련하여 고분자 분리막을 대체할 수 있는 소재로서 극한조건(고압력, 고온, 산/염기 등)에서도 높은 내화학성, 내열성, 내구성으로 장시간 사용이 가능한 세라믹 분리막에 대한 관심이 증대되고 있다.In this regard, there is growing interest in ceramic separators that can be used for a long time due to high chemical resistance, heat resistance, and durability under extreme conditions (high pressure, high temperature, acid / base, etc.)

세라믹 중공사막을 합성하기 위한 방법으로는 일반적으로 압출법을 사용하고 있으나, 생산속도가 매우 느리기 때문에 상용화 방법으로 사용하기엔 부족한 점이 있다.As a method for synthesizing a ceramic hollow fiber membrane, an extrusion method is generally used, but the production speed is so slow that it is insufficient for use as a commercialization method.

또한, 세라믹 중공사막을 합성하기 위해 상전이법 등이 활용되고 있다. 구체적인 일례로써, 대한민국 공개특허 제10-2013-0140396호에서는 다공성 알루미늄계 중공사막의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 선택 투과성과 기계적 강도가 향상된 직선형의 다공성 알루미늄계 중공사막이 개시된 바 있다. 그러나, 상기 분리막은 여전히 강도가 약한 단점으로 인해 실용화가 제한적이며, 이를 극복하기 위한 분리막 제조방법의 개발이 필요하다.In addition, a phase transfer method or the like has been utilized to synthesize a ceramic hollow fiber membrane. As a specific example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0140396 discloses a method for producing a porous aluminum-based hollow fiber membrane and a linear porous aluminum-based hollow fiber membrane improved in mechanical strength and permselectivity. However, since the separation membrane still has a weak strength, its practical application is limited. Therefore, it is necessary to develop a separation membrane production method to overcome this problem.

본 발명의 목적은 세라믹 중공사막 제조공정의 생산속도가 느린 문제점 및 제조되는 세라믹 중공사막의 기계적 강도가 부족한 문제점을 해결하기 위함에 있다.An object of the present invention is to solve the problem that the production speed of the ceramic hollow fiber membrane production process is slow and the mechanical strength of the ceramic hollow fiber membrane to be produced is insufficient.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은In order to achieve the above object,

세라믹 입자를 포함하는 세라믹 용액에 고분자 수지를 첨가하여 방사 용액을 제조하는 단계(단계 1);Preparing a spinning solution by adding a polymer resin to a ceramic solution containing ceramic particles (step 1);

상기 단계 1에서 제조된 방사 용액을 스크류가 구비된 압출기 내로 투입하여 혼련함과 동시에 중공사막 제조를 위한 노즐을 통해 응고제를 포함하는 응고조로 압출하여 세라믹 중공사막 전구체를 제조하는 단계(단계 2); 및(Step 2) of preparing a ceramic hollow fiber precursor by injecting the spinning solution prepared in step 1 into an extruder equipped with a screw, kneading and extruding the hollow fiber membrane precursor through a nozzle for producing a hollow fiber membrane into a coagulation bath containing a coagulant; And

상기 단계 2에서 제조된 세라믹 중공사막 전구체를 소결시키는 단계(단계 3);를 포함하는 세라믹 중공사막의 제조방법을 제공한다.And sintering the ceramic hollow fiber membrane precursor prepared in step 2 (step 3).

또한, 본 발명은In addition,

세라믹 입자 및 고분자 수지를 포함하는 방사 용액을 저장하기 위한 방사 용액 저장부;A spinning solution storage part for storing a spinning solution containing ceramic particles and a polymer resin;

상기 방사 용액 저장부와 연결되고, 스크류가 구비된 압출기; 및An extruder connected to the spinning solution storage part and equipped with a screw; And

가장 중심부에 구비되는 제1 노즐; 및 상기 제1 노즐의 외주면에 구비되는 제2 노즐;을 포함하는 노즐;을 포함하는 세라믹 중공사막의 제조장치를 제공한다.A first nozzle disposed at the very center; And a second nozzle disposed on an outer circumferential surface of the first nozzle. The present invention also provides an apparatus for manufacturing a ceramic hollow fiber membrane.

나아가, 본 발명은Further,

상기의 제조방법으로 제조된 수처리용 세라믹 중공사막을 제공한다.The present invention provides a water-treatment ceramic hollow fiber membrane produced by the above production method.

본 발명에 따른 세라믹 중공사막의 제조방법은 고압 적용이 가능한 압출 방식과 상전이 공정을 함께 이용하여 대량생산을 가능하게 하고, 방사 용액 내 세라믹 분말의 함량을 증가시켜 기계적 강도를 향상시킬 수 있는 방법이다. 특히, 동일 세라믹 함량으로 중공사막을 제막하였을 경우에도 본 발명에 따 방법으로 제막하는 경우 우수한 기계적 강도를 나타내는 효과가 있다.The method of producing a ceramic hollow fiber membrane according to the present invention enables mass production using an extrusion method capable of applying high pressure and a phase transfer process and increases the mechanical strength by increasing the content of ceramic powder in a spinning solution . In particular, even when the hollow fiber membrane is formed with the same ceramic content, excellent mechanical strength is obtained when the membrane is formed by the method according to the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 세라믹 중공사막 제조장치의 일례를 나타낸 모식도이다.1 is a schematic view showing an example of an apparatus for producing a ceramic hollow fiber membrane according to the present invention.

본 발명은The present invention

세라믹 입자를 포함하는 세라믹 용액에 고분자 수지를 첨가하여 방사 용액을 제조하는 단계(단계 1);Preparing a spinning solution by adding a polymer resin to a ceramic solution containing ceramic particles (step 1);

상기 단계 1에서 제조된 방사 용액을 스크류가 구비된 압출기 내로 투입하여 혼련함과 동시에 중공사막 제조를 위한 노즐을 통해 응고제를 포함하는 응고조로 압출하여 세라믹 중공사막 전구체를 제조하는 단계(단계 2); 및(Step 2) of preparing a ceramic hollow fiber precursor by injecting the spinning solution prepared in step 1 into an extruder equipped with a screw, kneading and extruding the hollow fiber membrane precursor through a nozzle for producing a hollow fiber membrane into a coagulation bath containing a coagulant; And

상기 단계 2에서 제조된 세라믹 중공사막 전구체를 소결시키는 단계(단계 3);를 포함하는 세라믹 중공사막의 제조방법을 제공한다.And sintering the ceramic hollow fiber membrane precursor prepared in step 2 (step 3).

이하, 본 발명에 따른 세라믹 중공사막의 제조방법에 대하여 각 단계별로 상세히 설명한다.Hereinafter, the method for producing the ceramic hollow fiber membrane according to the present invention will be described in detail for each step.

먼저, 본 발명에 따른 세라믹 중공사막의 제조방법에 있어서, 단계 1은 세라믹 입자를 포함하는 세라믹 용액에 고분자 수지를 첨가하여 방사 용액을 제조하는 단계이다.First, in the method of manufacturing a ceramic hollow fiber membrane according to the present invention, step 1 is a step of preparing a spinning solution by adding a polymer resin to a ceramic solution containing ceramic particles.

상기 단계 1에서는 세라믹 중공사막을 상전이 방법으로 제조하기 위한 원료물질을 제조하는 단계로서, 세라믹 입자를 포함하는 세라믹 용액에 고분자 수지를 첨가하여 방사 용액을 제조한다.In step 1, a raw material for producing a ceramic hollow fiber membrane by a phase transfer method is prepared, and a spinning solution is prepared by adding a polymer resin to a ceramic solution containing ceramic particles.

구체적으로, 상기 단계 1의 세라믹 입자는 크기가 0.1 ㎛ 내지 10 ㎛일 수 있으며, 분말 형태일 수 있다. 만약, 상기 단계 1의 세라믹 입자의 크기가 0.1 ㎛ 미만일 경우에는 형성되는 세라믹 중공사막의 투과도를 떨어뜨리는 문제가 있으며, 10 ㎛를 초과할 경우에는 세라믹 중공사막의 기계적 물성이 부족한 문제가 있다.Specifically, the ceramic particles of step 1 may have a size of 0.1 μm to 10 μm, and may be in powder form. If the size of the ceramic particles of the step 1 is less than 0.1 탆, there is a problem of decreasing the permeability of the ceramic hollow fiber membrane to be formed. If the size of the ceramic hollow particles is more than 10 탆, the mechanical properties of the ceramic hollow fiber membrane are insufficient.

또한, 상기 단계 1의 세라믹 입자는 방사 용액 총 중량에 대하여 63 중량% 내지 90 중량%인 것이 바람직하고, 65 중량% 내지 85 중량%인 것이 더욱 바람직하고, 70 중량% 내지 83 중량%인 것이 가장 바람직하다. 만약, 상기 단계 1의 세라믹 입자가 방사 용액 총 중량에 대하여 63 중량% 미만인 경우에는 세라믹 입자의 함량이 부족하여 제조되는 중공사막의 기계적 강도가 부족한 문제가 있으며, 90 중량%를 초과하는 경우에는 과량의 세라믹 입자로 인해 제조 공정 속도가 현저히 떨어지며 이에 따라 대량 생산이 불가능한 문제가 있다.In addition, the ceramic particles in the step 1 are preferably 63 wt% to 90 wt%, more preferably 65 wt% to 85 wt%, and most preferably 70 wt% to 83 wt%, based on the total weight of the spinning solution. desirable. If the amount of the ceramic particles in the step 1 is less than 63% by weight based on the total weight of the spinning solution, there is a problem in that the mechanical strength of the hollow fiber membrane produced is insufficient due to insufficient content of the ceramic particles. The ceramic particles of the present invention have a remarkable decrease in the manufacturing process speed, which makes it impossible to mass-produce them.

본 발명에서는 세라믹 입자의 함량이 총 방사 용액 중량에 대하여 63 중량% 이상, 바람직하게는 65 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 70 중량% 이상 또는 초과로 포함함에도 불구하고, 세라믹 중공사막의 대량 생산이 용이하며, 월등히 우수한 기계적 강도를 가지며, 뿐만 아니라 우수한 수투과도를 나타낼 수 있다.Although the present invention encompasses a ceramic hollow particle having a content of 63 wt% or more, preferably 65 wt% or more, and more preferably 70 wt% or more, based on the total spinning solution weight, mass production of the ceramic hollow fiber membrane Easy, superior mechanical strength, and excellent water permeability.

또한, 상기 단계 1의 세라믹은 I A 족 금속, II A 족 금속, III A 족 금속, IV A 족 금속 및 전이 금속의 산화물 등을 사용할 수 있으며, 예를들어, 산화알루미늄(Al2O3)을 단독으로 사용하거나 산화알루미늄과 황산알루미늄(Al2(SO4)3), 이산화규소(SiO2), 카올린나이트(Al2Si2O5(OH)4) 및 벤토나이트 등을 혼합하여 사용할 수 있다.The ceramic of step 1 may be selected from the group consisting of Group IA metals, Group IIA metals, Group IIIA A metals, Group IVA metals and transition metal oxides. For example, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) (Al 2 (SO 4 ) 3 ), silicon dioxide (SiO 2 ), kaolinite (Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 ) and bentonite may be used alone or in combination.

나아가, 상기 단계 1의 고분자 수지는 폴리설폰(Polysulfone), 폴리이서설폰(Polyethersulfone), 폴리아크릴레이트(Polyacrylate), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리설파이드(Polysulfide), 폴리케톤(Polyketone), 폴리이서케톤(Polyetherketone), 폴리이서이서케톤(Polyethertherketone), 폴리이미드(Polyimide), 폴리아미드(Polyamide), 폴리아미드-이미드(Polyamide-imide), 폴리비닐리덴플루오라이드(Polyvinylidenefluoride), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리이서이미드(Polyetherimide) 및 폴리비닐클로라이드(Polyvinylchloride) 등을 사용하는 것이 바람직하나, 극성 유기 용매에 용이하게 용해되는 폴리설폰을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 고분자 수지는 세라믹 분말이 함유된 방사 용액에서 소결되기 전 바인더 역할을 한다.Further, the polymer resin of step 1 may be selected from the group consisting of polysulfone, polyethersulfone, polyacrylate, polyacrylonitrile, polysulfide, polyketone, poly Polyetherketone, Polyetheretherketone, Polyimide, Polyamide, Polyamide-imide, Polyvinylidene fluoride, Polyethylene, Polypropylene, polyetherimide and polyvinylchloride, but it is more preferable to use polysulfone which is easily dissolved in a polar organic solvent. The polymer resin serves as a binder before sintering in a spinning solution containing a ceramic powder.

또한, 상기 단계 1의 고분자 수지는 방사 용액 총 중량에 대하여 2 중량% 내지 8 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 만약 상기 단계 1의 고분자 수지가 2 중량% 미만으로 첨가될 경우 바인더로서의 역할이 어려운 문제점이 있고, 8 중량% 초과로 첨가되는 경우 용액의 점도가 너무 커져서 방사가 어려워지는 문제가 발생할 수 있다.The polymer resin of step 1 is preferably added in an amount of 2 to 8 wt% based on the total weight of the spinning solution. If the polymer resin of step 1 is added in an amount of less than 2% by weight, it may have a problem that it acts as a binder. If the polymer resin is added in an amount of more than 8% by weight, the viscosity of the solution becomes too large.

나아가, 상기 단계 1에서는 추가적으로 산화이트륨(Y2O3), 산화마그네슘(MgO) 등의 소결보조제와 BYK-190과 같은 분산제를 첨가할 수 있다. 소결보조제는 중공사막의 소결속도를 증가시켜, 중공사막의 기계적 강도를 향상시키고, 분산제는 알루미늄 전구체가 극성 유기용매 내에서 균일하게 분포하도록 하는 역할을 한다. Further, in step 1, a sintering aid such as yttria (Y 2 O 3 ), magnesium oxide (MgO) and a dispersant such as BYK-190 may be added. The sintering aid enhances the mechanical strength of the hollow fiber membrane by increasing the sintering speed of the hollow fiber membrane, and the dispersing agent serves to uniformly distribute the aluminum precursor in the polar organic solvent.

또한, 상기 단계 1의 방사 용액은 극성 유기 용매를 더 포함할 수 있으며, 상기 극성 유기 용매로는 N-메틸피롤리돈(NMP), 1-메틸-2-피롤리돈, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 디메틸포름알데히드, 디메틸설폭사이드, 트리메틸포스페이트, 트리에틸포스페이트 등을 사용하는 것이 바람직하나, 용해도가 높고 비점이 높아 방사시 안정성 측면에서 유리한 N-메틸피롤리돈을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.The spinning solution of step 1 may further include a polar organic solvent. Examples of the polar organic solvent include N-methyl pyrrolidone (NMP), 1-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethyl It is preferable to use acetamide, dimethylformaldehyde, dimethylsulfoxide, trimethylphosphate, triethylphosphate or the like, but it is more preferable to use N-methylpyrrolidone which has a high solubility and a high boiling point and is advantageous in terms of stability in spinning .

다음으로, 본 발명에 따른 세라믹 중공사막의 제조방법에 있어서, 단계 2는 상기 단계 1에서 제조된 방사 용액을 스크류가 구비된 압출기 내로 투입하여 혼련함과 동시에 중공사막 제조를 위한 노즐을 통해 응고제를 포함하는 응고조로 압출하여 세라믹 중공사막 전구체를 제조하는 단계이다.Next, in the process for producing a ceramic hollow fiber membrane according to the present invention, step 2 is carried out by kneading the spinning solution prepared in step 1 into an extruder equipped with a screw and kneading the coagulant through a nozzle for producing a hollow fiber membrane To thereby produce a ceramic hollow fiber precursor.

상기 단계 2는 상전이 공정을 위해 제조된 방사 용액을 사용하여 압출 공정을 수행함으로써 세라믹 중공사막 전구체를 제조하는 단계로서, 특히 스크류가 구비된 압출기를 사용하여 혼련과 동시에 응고조로 압출함으로써 세라믹 중공사막 전구체를 제조한다.The step 2 is a step of preparing a ceramic hollow fiber precursor by performing an extrusion process using a spinning solution prepared for the phase transformation step, and in particular, by extruding the ceramic hollow fiber membrane precursor with a coagulation bath using an extruder equipped with a screw, .

일반적으로, 상전이 공정을 수행하기 위해서는 방사 용액을 제조한 후, 방사 용액에 녹아있는 공기 등의 불순물을 제거하기 위하여 탈기 공정이 수행된다. 이러한 탈기 공정으로 인해 고르게 혼합된 방사 용액 내의 세라믹 분말이 중력으로 인해 가라앉거나, 세라믹 입자 간의 응집(aggregation)이 발생할 수 있다. 그러나, 본 발명의 단계 2에서는 스크류가 구비된 압출기를 사용함으로써 혼련과 동시에 압출이 진행되어 별도의 탈기 공정을 수행할 필요가 없는 장점이 있다.Generally, in order to perform the phase transformation step, a spinning solution is prepared, and then a deaeration process is performed to remove impurities such as air dissolved in the spinning solution. Due to this degassing process, the ceramic powder in the uniformly mixed spinning solution may sink due to gravity or aggregation between the ceramic particles may occur. However, in the step 2 of the present invention, there is an advantage that it is not necessary to carry out a separate degassing process by using an extruder equipped with a screw, since the kneading and extrusion proceed simultaneously.

구체적으로, 상기 단계 2의 압출은 10 bar 내지 50 bar의 압력으로 수행되는 것이 바람직하고, 12 bar 내지 45 bar의 압력으로 수행되는 것이 더욱 바람직하다. 만약, 상기 단계 2의 압출이 10 bar 미만의 압력으로 수행되는 경우에는 토출량 감소에 따른 세라믹 분말의 충진밀도가 낮아져 분리막이 수처리 공정에 적용하기에 충분한 강도를 갖지 못하는 문제가 있으며, 50 bar를 초과하는 압력으로 수행되는 경우에는 분리막의 주 재료인 세라믹 분말이 과량으로 포함되어 압출이 곤란하거나, 압출 속도가 현저히 저감되어 생산성을 저하시키는 문제가 있다.Specifically, the extrusion of step 2 is preferably carried out at a pressure of 10 bar to 50 bar, more preferably at a pressure of 12 bar to 45 bar. If the extrusion of the step 2 is carried out at a pressure of less than 10 bar, the packing density of the ceramic powder due to the decrease of the discharge amount is low and the separator does not have sufficient strength to be applied to the water treatment process. There is a problem that the ceramic powder as the main material of the separation membrane is excessively contained and it is difficult to extrude or the extrusion speed is remarkably reduced to lower the productivity.

또한, 상기 단계 2의 중공사막 제조를 위한 노즐은 그 형태가 특별히 제한되는 것은 아니나, 노즐의 가장 중심부에 구비되는 제1 노즐; 및 상기 제1 노즐의 외주면에 구비되는 제2 노즐;을 포함하는 이중 노즐인 것이 바람직하다. In addition, although the shape of the nozzle for manufacturing the hollow fiber membrane in the step 2 is not particularly limited, the nozzle may include a first nozzle provided at the very center of the nozzle; And a second nozzle provided on an outer circumferential surface of the first nozzle.

이때, 상기 이중 노즐에는 응고제 및 방사 용액이 주입되며, 제1 노즐에는 응고제를 주입하며, 상기 제2 노즐에는 방사 용액을 주입하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that a coagulant and a spinning solution are injected into the double nozzle, a coagulant is injected into the first nozzle, and a spinning solution is injected into the second nozzle.

상기 단계 2의 응고제로는 일반적으로 비용매가 사용되지만, 경우에 따라 빈용매, 양용매 등이 혼합되거나 저분자 유기물질이 혼합된 혼합용매가 사용될 수 있다. 또한, 응고조에는 응고제로서 비용매, 바람직하게는 물이 저장되어 있으며, 응고조에 저장된 응고제의 온도는 0 ℃ 내지 80 ℃인 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.As the coagulant of step 2, a non-solvent is generally used, but a mixed solvent in which a poor solvent, a good solvent or the like is mixed or a low molecular weight organic material is mixed may be used. In addition, the coagulation bath contains a non-solvent, preferably water, as a coagulant, and the temperature of the coagulant stored in the coagulation bath is preferably 0 to 80 ° C, but is not limited thereto.

다음으로, 본 발명에 따른 세라믹 중공사막의 제조방법에 있어서, 단계 3은 상기 단계 2에서 제조된 세라믹 중공사막 전구체를 소결시키는 단계이다.Next, in the method of manufacturing a ceramic hollow fiber membrane according to the present invention, step 3 is a step of sintering the ceramic hollow fiber membrane precursor produced in step 2 above.

상기 단계 3에서는 상기 단계 1 및 2로부터 제조된 세라믹 중공사막 전구체를 소결시킴으로써 최종적으로 세라믹 중공사막을 제조한다.In step 3, the ceramic hollow fiber membrane precursor prepared in steps 1 and 2 is sintered to finally produce a ceramic hollow fiber membrane.

이때, 상기 단계 3의 세라믹 중공사막 전구체의 소결을 수행하기 전에 상기 세라믹 중공사막 전구체를 후처리하여 용매 및 불순물들을 제거하여 안정화시키는 공정을 추가로 수행할 수 있다.At this time, the ceramic hollow fiber precursor may be post-treated before the sintering of the ceramic hollow fiber membrane precursor of step 3 to remove the solvent and impurities to stabilize the ceramic hollow fiber membrane precursor.

구체적으로, 상기 후처리는 상온에서 12 시간 내지 72 시간 동안 수행할 수 있으며, 24 시간 내지 48 시간 동안 수행할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 단계 2까지 수행되어 제조된 중공사막 전구체는 그 내부에 용매와 유리된 불순물이 존재하여 중공사막 전구체가 불안정한 상태를 나타낼 수 있다. 따라서, 상기 용매와 불순물을 제거하는 동시에 분리막의 안정화를 위해 열수처리 단계를 수행할 수 있다.Specifically, the post-treatment may be performed at room temperature for 12 hours to 72 hours, and may be performed for 24 hours to 48 hours, but is not limited thereto. The hollow fiber membrane precursor prepared through the above step 2 may contain a solvent and free impurities in the hollow fiber membrane precursor, and thus the hollow fiber membrane precursor may exhibit an unstable state. Therefore, a hydrothermal treatment step may be performed to remove the solvent and impurities while stabilizing the separation membrane.

나아가, 상기 단계 3의 세라믹 중공사막 전구체의 소결을 수행하기 전에 상기 세라믹 중공사막 전구체를 알코올 수용액으로 세척하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 알코올 수용액의 알코올 농도는 10 중량% 내지 20 중량%일 수 있으며, 상기 알코올은 메탄올, 에탄올, 프로판올 등을 사용할 수 있다.Further, the method may further include washing the ceramic hollow fiber membrane precursor with an aqueous alcohol solution before sintering the ceramic hollow fiber membrane precursor of the step 3. At this time, the alcohol concentration of the alcohol aqueous solution may be 10 wt% to 20 wt%, and the alcohol may be methanol, ethanol, propanol, or the like.

나아가, 상기 단계 3의 소결은 1300 ℃ 내지 1600 ℃의 온도에서 1 시간 내지 10 시간 동안 수행할 수 있다. 만약, 상기 단계 3의 소결 온도가 1300 ℃ 미만일 경우에는 형성되는 세라믹 중공사막의 물성이 떨어지는 문제가 있으며, 1600 ℃를 초과할 경우에는 입자 성장이 일어나 투과도가 작아지는 문제가 있다. 또한, 소결시간이 1 시간 미만일 경우에는 충분히 소결이 되지 않아 다공성 중공사막의 물성이 떨어지는 문제가 있으며, 10 시간을 초과하는 경우에는 더이상 소결 효과가 없으므로 경제적이지 못한 문제가 있다.Further, the sintering of step 3 may be performed at a temperature of 1300 ° C to 1600 ° C for 1 hour to 10 hours. If the sintering temperature of step 3 is less than 1300 ° C, the physical properties of the ceramic hollow fiber membrane to be formed are deteriorated. If the sintering temperature is higher than 1600 ° C, particle growth occurs and the permeability is reduced. If the sintering time is less than 1 hour, the sintering is not sufficiently performed, and the physical properties of the porous hollow fiber membrane deteriorate. If the sintering time exceeds 10 hours, there is no further sintering effect, which is not economical.

또한, 본 발명은In addition,

세라믹 입자 및 고분자 수지를 포함하는 방사 용액을 저장하기 위한 방사 용액 저장부;A spinning solution storage part for storing a spinning solution containing ceramic particles and a polymer resin;

상기 방사 용액 저장부와 연결되고, 스크류가 구비된 압출기; 및An extruder connected to the spinning solution storage part and equipped with a screw; And

가장 중심부에 구비되는 제1 노즐; 및 상기 제1 노즐의 외주면에 구비되는 제2 노즐;을 포함하는 노즐;을 포함하는 세라믹 중공사막의 제조장치를 제공한다.A first nozzle disposed at the very center; And a second nozzle disposed on an outer circumferential surface of the first nozzle. The present invention also provides an apparatus for manufacturing a ceramic hollow fiber membrane.

이때, 본 발명에 따른 세라믹 중공사막 제조장치의 일례를 도 1의 모식도를 통해 나타내었으며,Here, an example of the apparatus for producing a ceramic hollow fiber membrane according to the present invention is shown in the schematic view of FIG. 1,

이하, 도 1의 모식도를 참조하여 본 발명에 따른 세라믹 중공사막의 제조장치에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an apparatus for producing a ceramic hollow fiber membrane according to the present invention will be described in detail with reference to the schematic diagram of FIG.

일반적으로, 세라믹 중공사막을 상전이 방법으로 제조하는 경우 방사 용액에서의 세라믹 입자 함량이 총 방사 용액 중량에 대하여 60 중량%를 초과하는 경우 방사가 어려워 중공사막 형성 자체에 문제가 발생한다. Generally, when the ceramic hollow fiber membrane is manufactured by the phase transfer method, when the ceramic particle content in the spinning solution exceeds 60 wt% based on the total spinning solution weight, spinning is difficult and problems occur in the hollow fiber membrane formation itself.

그러나, 본 발명에 따른 세라믹 중공사막의 제조장치는 상전이 공정과 압출 공정을 동시에 수행하여 세라믹 중공사막을 제조할 수 있는 장치로서, 세라믹 입자 함량이 총 방사 용액 중량에 대하여 63 중량% 이상, 바람직하게는 65 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 70 중량% 이상 또는 초과로 포함함에도 불구하고, 세라믹 중공사막의 대량 생산이 용이하며, 월등히 우수한 기계적 강도를 가지며, 뿐만 아니라 우수한 수투과도를 나타낼 수 있다.However, the apparatus for producing a ceramic hollow fiber membrane according to the present invention is an apparatus for producing a ceramic hollow fiber membrane by simultaneously performing a phase transition step and an extrusion step, wherein the ceramic particle content is 63 wt% Is not less than 65% by weight, more preferably not less than 70% by weight, or more, the ceramic hollow fiber membrane is easily mass-produced, has excellent mechanical strength, and exhibits excellent water permeability as well.

구체적으로, 본 발명에 따른 세라믹 중공사막의 제조장치(10)에 있어서, 상기 방사 용액 저장부(1)는 세라믹 입자 및 고분자 수지를 포함하는 방사 용액을 저장한다.Specifically, in the apparatus 10 for producing a ceramic hollow fiber membrane according to the present invention, the spinning solution storage part 1 stores a spinning solution containing ceramic particles and a polymer resin.

또한, 상기 방사 용액 저장부(1)는 스크류가 구비된 압출기(2)와 연결되어 있으며, 상기 압출기는 방사 용액 저장부를 통해 유입되는 방사 용액을 노즐(3)로 이동시켜 응고조(4)로 방사한다.The spinning solution storage part 1 is connected to an extruder 2 equipped with a screw, and the extruder moves the spinning solution flowing through the spinning solution storage part to the nozzle 3, Radiate.

이때, 상기 압출기(2)는 스크류가 구비된 것을 특징으로 하며, 스크류의 회전을 통해 혼련과 동시에 고압의 압출을 수행할 수 있다. 일반적으로 상전이 공정을 수행하기 위해서는 방사 용액을 제조한 후, 방사 용액에 녹아있는 공기 등의 불순물을 제거하기 위하여 탈기 공정이 수행된다. 이러한 탈기 공정으로 인해 고르게 혼합된 방사 용액 내의 세라믹 분말이 중력으로 인해 가라앉거나, 세라믹 입자 간의 응집(aggregation)이 발생할 수 있다. 그러나, 본 발명의 세라믹 중공사막 제조장치는 스크류가 구비된 압출기를 포함함으로써 혼련과 동시에 압출이 진행되어 별도의 탈기 공정을 수행할 필요가 없는 장점이 있다.At this time, the extruder 2 is equipped with a screw, and it is possible to perform high-pressure extrusion simultaneously with kneading through rotation of the screw. Generally, in order to perform the phase transformation step, a spinning solution is prepared and then a deaeration process is performed to remove impurities such as air dissolved in the spinning solution. Due to this degassing process, the ceramic powder in the uniformly mixed spinning solution may sink due to gravity or aggregation between the ceramic particles may occur. However, the apparatus for producing a ceramic hollow fiber membrane of the present invention has an advantage that an extruder equipped with a screw is included, so that it is not necessary to perform a separate degassing process by progressing extrusion along with kneading.

또한, 상기 노즐(3)은 그 형태가 특별히 제한되는 것은 아니나, 노즐의 가장 중심부에 구비되는 제1 노즐; 및 상기 제1 노즐의 외주면에 구비되는 제2 노즐;을 포함하는 이중 노즐인 것이 바람직하다. In addition, although the shape of the nozzle 3 is not particularly limited, a first nozzle provided at the very center of the nozzle; And a second nozzle provided on an outer circumferential surface of the first nozzle.

이때, 상기 세라믹 중공사막 제조장치(10)는 제1 노즐과 연결되고, 응고제가 저장되어 있는 응고제 저장부(5) 및 펌프(6)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 이중 노즐 중 노즐의 가장 중심부에 구비되는 제1 노즐에는 응고제가 주입되며, 상기 제1 노즐의 외주면에 구비되는 제2 노즐에는 방사 용액이 주입될 수 있다.At this time, the ceramic hollow fiber membrane production apparatus 10 may further include a coagulant storage unit 5 and a pump 6, which are connected to the first nozzle and store the coagulant. Specifically, a coagulant is injected into the first nozzle provided at the very center of the nozzle, and the spinning solution can be injected into the second nozzle provided on the outer circumferential surface of the first nozzle.

또한, 상기 응고조(4)는 응고제를 포함하고, 상기 응고제로는 일반적으로 비용매가 사용되지만, 경우에 따라 빈용매, 양용매 등이 혼합되거나 저분자 유기물질이 혼합된 혼합용매가 사용될 수 있다. 바람직하게 상기 응고조에는 물이 저장되어 있으며, 응고조에 저장된 응고제의 온도는 0 ℃ 내지 80 ℃인 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.The coagulation bath 4 includes a coagulant. As the coagulant, a non-solvent is generally used. In some cases, a mixed solvent in which a poor solvent, a good solvent or the like is mixed or a low molecular weight organic material is mixed may be used. Preferably, water is stored in the coagulation bath, and the temperature of the coagulant stored in the coagulation bath is preferably 0 ° C to 80 ° C, but is not limited thereto.

나아가, 상기 세라믹 중공사막 제조장치(10)는 방사 또는 압출되어 제조되는 세라믹 중공사막을 중공사 형태로 형성 및 회수하기 위한 보빈(bobbine, 8)을 더 포함할 수 있으며, 더욱 나아가, 상기 세라믹 중공사막 제조장치는 상기 제조장치를 제어하기 위한 제어부(7)를 더 포함할 수 있다.Further, the ceramic hollow fiber membrane production apparatus 10 may further include a bobbin 8 for forming and recovering a ceramic hollow fiber membrane produced by spinning or extruding into a hollow fiber, and further, The desert production apparatus may further include a control unit (7) for controlling the production apparatus.

나아가, 본 발명은Further,

상기의 제조방법으로 제조된 수처리용 세라믹 중공사막을 제공한다.The present invention provides a water-treatment ceramic hollow fiber membrane produced by the above production method.

본 발명에 따른 세라믹 중공사막은 고압 적용이 가능한 압출 방식과 상전이 공정을 함께 이용하여 제조된 것을 특징으로 하며, 이에 따라 세라믹 중공사막의 기계적 강도가 우수하고, 수투과도 또한 우수한 효과를 가진다.The ceramic hollow fiber membrane according to the present invention is manufactured by using an extrusion method capable of high pressure application together with a phase transfer process. Thus, the ceramic hollow fiber membrane has excellent mechanical strength and excellent water permeability.

특히, 동일 세라믹 함량으로 중공사막을 제막하였을 경우에도 본 발명에 따른 방법으로 제막된 세라믹 중공사막은 우수한 기계적 강도를 나타내는 효과가 있다.Particularly, when the hollow fiber membrane is formed with the same ceramic content, the ceramic hollow fiber membrane formed by the method according to the present invention has an effect of exhibiting excellent mechanical strength.

상기 수처리용 세라믹 중공사막의 내경은 0.5 mm 내지 2.1 mm일 수 있고, 외경은 0.9 mm 내지 3 mm일 수 있고, 직선형태를 가질 수 있다.The inner diameter of the water-treatment ceramic hollow fiber membrane may be 0.5 mm to 2.1 mm, the outer diameter may be 0.9 mm to 3 mm, and may have a straight line shape.

이하, 하기 실시예 및 실험예에 의하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples and experimental examples.

단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 하기 실시예 및 실험예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.However, the following Examples and Experimental Examples are merely illustrative of the present invention, and the present invention is not limited by the following Examples and Experimental Examples.

<실시예 1> 세라믹 중공사막의 제조 1Example 1 Production of ceramic hollow fiber membrane 1

단계 1: 평균 입자 크기가 1.1 ㎛인 알루미늄 분말(Al2O3) 70 중량%, BYK-190 1.5 중량%, 산화마그네슘 0.5 중량%, 폴리에틸렌글리콜 2 중량%, 폴리설폰 6 중량%를 N-메틸피롤리돈 20 중량%에 24 시간 동안 교반하여 분산 및 혼합시켜 방사 용액을 제조하였다. Step 1: 70% by weight of aluminum powder (Al 2 O 3 ) having an average particle size of 1.1 μm, 1.5% by weight of BYK-190, 0.5% by weight of magnesium oxide, 2% by weight of polyethylene glycol and 6% And 20% by weight of pyrrolidone were dispersed and mixed by stirring for 24 hours to prepare a spinning solution.

단계 2: 상기 단계 1에서 제조된 방사 용액을 압출 장비(Kneading Vacuum Extrusion Molding Machine, FM-P20, Miyazaki Iron Works Co., Ltd.), 노즐 및 와인더를 이용하여 연속적으로 압출(50 bar)하고 응고제로서 물을 사용하여 고화시킨 후, 상온에서 48 시간 동안 물 속에 보관하여 세척을 수행하여 세라믹 중공사막 전구체를 제조하였다. 세척된 중공사막 전구체는 20 % 농도의 에탄올 수용액에 24 시간 동안 처리하여 잔존하는 유기 용매 첨가제 및 불순물을 제거하였다. Step 2: The spinning solution prepared in step 1 is continuously extruded (50 bar) using a Kneading Vacuum Extrusion Molding Machine (FM-P20, Miyazaki Iron Works Co., Ltd.), a nozzle and a winder After solidifying with water as a coagulant, the ceramic hollow fiber membrane precursor was prepared by washing in water at room temperature for 48 hours. The washed hollow fiber membrane precursor was treated with a 20% aqueous ethanol solution for 24 hours to remove residual organic solvent additive and impurities.

단계 3: 상기 단계 2에서 제조된 세라믹 중공사막 전구체를 전기로에 넣고 1450 ℃의 온도에서 약 3 시간 동안 소결하여 다공성 알루미늄계 중공사막을 제조하였다.Step 3: The ceramic hollow fiber membrane precursor prepared in step 2 was placed in an electric furnace and sintered at a temperature of 1450 ° C for about 3 hours to prepare a porous aluminum-based hollow fiber membrane.

<비교예 1> &Lt; Comparative Example 1 &

단계 1: 평균 입자 크기가 1.1 ㎛인 알루미늄 분말(Al2O3) 70 중량%, BYK-190 1.5 중량%, 산화마그네슘 0.5 중량%를 N-메틸피롤리돈 20 중량%에 폴리에틸렌글리콜 2 중량%, 폴리설폰 6 중량%를 24 시간 동안 교반하여 분산 및 혼합시켜 방사 용액을 제조하였다. 이후 알루미늄 전구체 용액은 상전이 공정 전에 24 시간 동안 50 ℃에서 진공상태에서 탈기 공정을 진행하였다.Step 1: 70 wt% of aluminum powder (Al 2 O 3 ) having an average particle size of 1.1 μm, 1.5 wt% of BYK-190 and 0.5 wt% of magnesium oxide were mixed with 20 wt% of N-methylpyrrolidone and 2 wt% And 6% by weight of polysulfone were dispersed and mixed by stirring for 24 hours to prepare a spinning solution. The aluminum precursor solution was then degassed under vacuum at 50 &lt; 0 &gt; C for 24 hours prior to the phase transformation process.

단계 2: 상기 단계 1에서 제조된 방사 용액을 상전이 공정을 통해 다공성 알루미늄계 중공사막을 제조하였다. 구체적으로, 방사 장비의 온도는 70 ℃로 유지하여 방사 용액의 점도를 일정하게 유지시킨 상태로, 질소가스를 이용하여 7 bar에서 방사 후 내부응고제와 외부응고제로 물을 사용하여 상전이 시켜 제작하였다. 이후 토출된 중공사막은 상온에서 24 시간 동안 물 속에 보관하여 세척을 수행하였다. 세척된 중공사막은 80 ℃의 열수를 이용하여 6 시간 동안 열수처리하여 중공사막 내부에 잔존하는 유기용매 첨가제 및 불순물을 제거하였다. 열수처리한 중공사막을 전기로에 넣고 1450 ℃에서 2 시간 동안 소결하여 다공성 알루미늄계 중공사막을 제조하였다.Step 2: A porous aluminum-based hollow fiber membrane was prepared through the phase transformation process of the spinning solution prepared in step 1 above. Specifically, the temperature of the spinning apparatus was maintained at 70 ° C., and the spinning solution was maintained at a constant viscosity. The spinning was performed at 7 bar by using nitrogen gas, and then phase transformation was performed using water as an internal coagulant and external coagulant. The discharged hollow fiber membrane was stored in water at room temperature for 24 hours and then washed. The washed hollow fiber membrane was hydrothermally treated with hot water at 80 ° C for 6 hours to remove organic solvent additives and impurities remaining in the hollow fiber membrane. The hydrothermally treated hollow fiber membrane was placed in an electric furnace and sintered at 1450 ° C for 2 hours to prepare a porous aluminum hollow fiber membrane.

<실험예 1> 세라믹 중공사막의 수투과도 및 기계적 강도 분석Experimental Example 1 Analysis of water permeability and mechanical strength of ceramic hollow fiber membrane

본 발명에 따른 세라믹 중공사막의 제조방법으로 제조된 세라믹 중공사막의 수투과도 및 기계적 강도를 확인하기 위하여, 상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 세라믹 중공사막을 사용하여 압력에 따른 수투과도를 수투과 장치를 이용하여 전량여과방식으로 측정하였고, 굴곡강도를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.In order to confirm the water permeability and the mechanical strength of the ceramic hollow fiber membrane produced by the method of manufacturing the ceramic hollow fiber membrane according to the present invention, the water permeability according to pressure was measured using the ceramic hollow fiber membrane manufactured in Example 1 and Comparative Example 1 The total amount was measured by a filtration method using a water permeation device, and the bending strength was measured. The results are shown in Table 1 below.

수투과도 (LMH, 1 bar)Water permeability (LMH, 1 bar) 기계적 강도 (MPa)Mechanical strength (MPa) 실시예 1Example 1 776.5776.5 134134 비교예 1Comparative Example 1 754.7754.7 9595

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 세라믹 중공사막은 수투과도가 776.5 LMH이고, 기계적 강도는 134 MPa로 매우 우수한 것을 확인할 수 있다.As shown in Table 1, it was confirmed that the ceramic hollow fiber membrane produced by the manufacturing method according to the present invention had a water permeability of 776.5 LMH and a mechanical strength of 134 MPa.

반면, 일반적인 상전이 공정으로 제조된 세라믹 중공사막의 경우에는 수투과도는 754.7 LMH로 다소 유사하나, 기계적 강도가 95 MPa로 현저히 부족한 것을 확인할 수 있다.On the other hand, in the case of the ceramic hollow fiber membrane produced by a general phase transfer process, the water permeability is somewhat similar to 754.7 LMH, but it is confirmed that the mechanical strength is remarkably insufficient at 95 MPa.

이와 같이, 동일 함량의 세라믹 분말을 사용하여 제조되었음에도 불구하고, 본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 세라믹 중공사막의 경우 현저히 우수한 기계적 강도를 나타냄을 확인할 수 있다.As described above, the ceramic hollow fiber membrane produced by the production method according to the present invention exhibits remarkably excellent mechanical strength despite being manufactured using the same amount of ceramic powder.

10 : 세라믹 중공사막 제조장치
1 : 방사 용액 저장부 2 : 압출기
3 : 노즐 4 : 응고조
5 : 응고제 저장부 6 : 펌프
7 : 제어부 8 : 보빈
9 : 세라믹 중공사막10: Ceramic hollow fiber membrane manufacturing equipment
1: spinning solution storage part 2: extruder
3: nozzle 4: coagulation tank
5: coagulant storage part 6: pump
7: control unit 8: bobbin
9: Ceramic hollow fiber membrane

Claims (8)

세라믹 입자를 포함하는 세라믹 용액에 고분자 수지를 첨가하여 방사 용액을 제조하는 단계(단계 1);
상기 단계 1에서 제조된 방사 용액을 스크류가 구비된 압출기 내로 투입하여 혼련함과 동시에 중공사막 제조를 위한 노즐을 통해 응고제를 포함하는 응고조로 10 bar 내지 50 bar의 압력으로 압출하여 세라믹 중공사막 전구체를 제조하되, 상기 응고제는 물을 포함하는 단계(단계 2); 및
상기 단계 2에서 제조된 세라믹 중공사막 전구체를 소결시키는 단계(단계 3);를 포함하는 세라믹 중공사막의 제조방법에 있어서,

상기 단계 1의 세라믹 입자는 방사 용액 총 중량에 대하여 63 중량% 내지 90 중량%인 것을 특징으로 하고,
상기 방사용액은 극성 유기 용매를 더 포함하는 것인,
세라믹 중공사막의 제조방법.
Preparing a spinning solution by adding a polymer resin to a ceramic solution containing ceramic particles (step 1);
The spinning solution prepared in step 1 was put into an extruder equipped with a screw and kneaded, and extruded at a pressure of 10 bar to 50 bar with a coagulant containing a coagulant through a nozzle for producing a hollow fiber membrane to obtain a ceramic hollow fiber precursor Wherein the coagulant comprises water (step 2); And
And sintering the ceramic hollow fiber membrane precursor prepared in the step 2 (step 3), the method comprising:

Wherein the ceramic particles of step 1 are present in an amount of 63% to 90% by weight based on the total weight of the spinning solution,
Wherein the spinning solution further comprises a polar organic solvent.
(Process for the production of ceramic hollow fiber membranes).
제1항에 있어서,
상기 단계 1의 세라믹은 I A 족 금속, II A 족 금속, III A 족 금속, IV A 족 금속 및 전이 금속으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 종의 산화물인 것을 특징으로 하는 세라믹 중공사막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the ceramic of step 1 is one oxide selected from the group consisting of Group IA metals, Group IIA metals, Group IIA metals, Group IVA metals, and transition metals.
제1항에 있어서,
상기 단계 1의 고분자 수지는 폴리설폰(Polysulfone), 폴리이서설폰(Polyethersulfone), 폴리아크릴레이트(Polyacrylate), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리설파이드(Polysulfide), 폴리케톤(Polyketone), 폴리이서케톤(Polyetherketone), 폴리이서이서케톤(Polyethertherketone), 폴리이미드(Polyimide), 폴리아미드(Polyamide), 폴리아미드-이미드(Polyamide-imide), 폴리비닐리덴플루오라이드(Polyvinylidenefluoride), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리이서이미드(Polyetherimide) 및 폴리비닐클로라이드(Polyvinylchloride)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 종 이상인 것을 특징으로 하는 세라믹 중공사막의 제조방법.
The method according to claim 1,
The polymer resin of step 1 may be selected from the group consisting of polysulfone, polyethersulfone, polyacrylate, polyacrylonitrile, polysulfide, polyketone, Polyetheretherketone, polyetheretherketone, polyimide, polyamide, polyamide-imide, polyvinylidene fluoride, polyethylene, poly Wherein the at least one selected from the group consisting of polypropylene, polyetherimide, and polyvinylchloride is at least one selected from the group consisting of polypropylene, polyetherimide, and polyvinylchloride.
제1항에 있어서,
상기 단계 1의 고분자 수지는 방사 용액 총 중량에 대하여 2 중량% 내지 8 중량%로 첨가되는 것을 특징으로 하는 세라믹 중공사막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the polymer resin of step 1 is added in an amount of 2 wt% to 8 wt% based on the total weight of the spinning solution.
제1항에 있어서,
상기 단계 2의 중공사막 제조를 위한 노즐은,
노즐의 가장 중심부에 구비되는 제1 노즐; 및
상기 제1 노즐의 외주면에 구비되는 제2 노즐;을 포함하는 이중 노즐인 것을 특징으로 하는 세라믹 중공사막의 제조방법.
The method according to claim 1,
In the nozzle for producing the hollow fiber membrane of the step 2,
A first nozzle provided at the very center of the nozzle; And
And a second nozzle provided on an outer circumferential surface of the first nozzle.
제5항에 있어서,
상기 제1 노즐에는 응고제를 주입하며,
상기 제2 노즐에는 방사 용액을 주입하는 것을 특징으로 하는 세라믹 중공사막의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Injecting a coagulant into the first nozzle,
And a spinning solution is injected into the second nozzle.
세라믹 입자 및 고분자 수지를 포함하는 방사 용액을 저장하기 위한 방사 용액 저장부;
상기 방사 용액 저장부와 연결되고, 스크류가 구비된 10 bar 내지 50 bar의 압력으로 방사 용액을 압출하는 압출기; 및
가장 중심부에 구비되는 제1 노즐; 및 상기 제1 노즐의 외주면에 구비되는 제2 노즐;을 포함하는 노즐;을 포함하고,
상기 방사 용액은 극성 유기 용매를 더 포함하는 것인,
세라믹 중공사막의 제조장치.
A spinning solution storage part for storing a spinning solution containing ceramic particles and a polymer resin;
An extruder connected to the spinning solution storage part and extruding the spinning solution at a pressure of 10 bar to 50 bar equipped with a screw; And
A first nozzle disposed at the very center; And a second nozzle provided on an outer circumferential surface of the first nozzle,
Wherein the spinning solution further comprises a polar organic solvent.
(Manufacturing apparatus of ceramic hollow fiber membrane).
제1항의 제조방법으로 제조된 수처리용 세라믹 중공사막.A ceramic hollow fiber membrane produced by the method of claim 1.
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