KR20200021727A - Reverse osmosis membrane for osmotic backwashing process and method of manufacturing the same - Google Patents
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본 발명은 삼투 역세정 공정에 적합한 역삼투막 및 이의 제조 방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 다공성 지지체 및 고분자 지지층 간 결합이 우수하여 고압의 삼투 역세정시 고분자 지지층이 박리되는 현상을 방지하여 우수한 막 내구성 및 수명을 갖고 삼투 역세정 후 역삼투막의 투과유량 및 염배제율의 저하를 최소화할 수 있는 삼투 역세정 공정에 적합한 역삼투막 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a reverse osmosis membrane suitable for an osmotic backwashing process and a method of manufacturing the same, and more particularly, to excellent membrane durability by preventing the separation of the polymer support layer during high-pressure osmotic backwashing by excellent bonding between the porous support and the polymer support layer. The present invention relates to a reverse osmosis membrane suitable for an osmotic reverse washing process capable of minimizing a decrease in permeation flow rate and salt excretion rate of the reverse osmosis membrane after osmotic reverse washing, and a method of manufacturing the same.
전세계적으로 막여과 시장이 급속히 증대됨과 동시에 막여과 기술이 발전함으로 수많은 막제조사 및 막공법사들이 등장하고 있으며, 이에 대한 연구 역시 증가하고 있는 추세이다. 이러한 막여과공정은, MF(정밀여과, microfiltration), UF(한외여과, ultrafiltration)와 같이 저압(low pressure)으로 운전되는 저압 막여과공정과 NF(나노여과, nanofiltration), RO(역삼투, reverse osmosis)와 같이 고압(high pressure)으로 운전되는 고압 막여과 공정으로 구분될 수 있으며, 최근에는 고압 막여과공정에 대한 관심이 급속히 증가하고 있다.With the rapid growth of the membrane filtration market worldwide, the development of membrane filtration technology has led to the emergence of numerous membrane manufacturers and membrane construction companies. The membrane filtration process is a low pressure membrane filtration process operated at low pressure, such as MF (microfiltration), UF (ultrafiltration, ultrafiltration), NF (nanofiltration, nanofiltration), RO (reverse osmosis, reverse). It can be classified into a high pressure membrane filtration process operated at high pressure, such as osmosis, and in recent years, interest in high pressure membrane filtration processes is rapidly increasing.
한편, 막여과공정에 사용되는 분리막은 그 사용에 따라 유기파울링(organic fouling), 무기파울링(inorganic fouling), 입자파울링(particular fouling), 바이오파울링(bio-fouling) 등의 현상이 발생하여 그 성능은 지속적으로 감소한다. 따라서, 막여과공정의 가동시간에 따라 감소된 분리막의 투과성능을 초기 상태로 회복시키기 위해서 고압의 삼투 역세정과 같은 물리세정 및 화학약품을 통한 화학세정(CIP, cleaning in place)이 이루어진다. 막의 오염은 가역적 막오염과 비가역적 막오염으로 구분되며 가역적 막오염에는 고압의 삼투 역세정과 같은 물리세정, 비가역적 막오염에는 화학세정이 이루어진다.On the other hand, the membrane used in the membrane filtration process, such as organic fouling (organic fouling), inorganic fouling (inorganic fouling), particle fouling (particular fouling), bio-fouling (bio-fouling), etc. Occur and its performance continues to decrease. Therefore, in order to restore the permeation performance of the membrane reduced with the operating time of the membrane filtration process to the initial state, the cleaning in place (CIP) through physical cleaning and chemicals such as high-pressure osmotic backwashing is performed. Membrane contamination is classified into reversible membrane irreversible and irreversible membrane fouling. Reversible membrane fouling involves physical washing such as high-pressure osmotic backwashing and chemical washing for irreversible membrane fouling.
종래의 역삼투막은 삼투 역세정시 고분자 지지층 및 친수성 선택층이 박리되는 현상이 발생할 수 있고, 이에 따라 삼투 역세정 후 역삼투막의 염배제율 및 투과유량이 저하되어 막의 수명이 저하되는 문제점이 있다.The conventional reverse osmosis membrane may cause a phenomenon in which the polymer support layer and the hydrophilic selective layer are peeled off during osmotic backwashing, and thus, the salt excretion rate and permeate flow rate of the reverse osmosis membrane after osmotic backwashing are lowered, thereby degrading the life of the membrane.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 다공성 지지체 및 고분자 지지층간 결합이 우수하여 고압의 삼투 역세정에도 고분자 지지층이 박리되는 현상이 방지되어 우수한 막 내구성 및 수명을 갖고 삼투 역세정 후 역삼투막의 투과유량 및 염배제율의 저하를 최소화할 수 있는 삼투 역세정 공정에 적합한 역삼투막 및 이의 제조 방법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above, it is excellent in bonding between the porous support and the polymer support layer prevents the phenomenon that the polymer support layer is peeled off even under high pressure osmotic backwashing has excellent membrane durability and lifespan after osmotic backwashing It is an object of the present invention to provide a reverse osmosis membrane suitable for an osmotic reverse cleaning process and a method for manufacturing the same, which can minimize the decrease in the permeation rate and the salt rejection rate of the reverse osmosis membrane.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 역삼투막을 포함하여 삼투 역세정 후에도 우수한 염배제율, 투과유량 및 내구성을 갖는 역삼투 모듈을 제공하는데 다른 목적이 있다. Another object of the present invention is to provide a reverse osmosis module having excellent salt rejection rate, permeate flow rate and durability even after osmotic backwashing, including the reverse osmosis membrane according to the present invention.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 다공성 지지체 상에 술폰화 폴리술폰계 고분자 화합물, 제1고분자 화합물을 포함하는 제1고분자 용액, 및 제2고분자 화합물을 포함하는 제2고분자 용액을 처리하여 제1고분자 지지층 상에 제2고분자 지지층이 형성된 고분자 지지층을 형성시키는 단계 및 (2) 상기 고분자 지지층 상에 친수성 선택층을 형성하는 단계를 포함하는 역삼투막의 제조방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a sulfonated polysulfone polymer compound, a first polymer solution including a first polymer compound, and a second polymer solution including a second polymer compound on a porous support. It provides a method for producing a reverse osmosis membrane comprising the step of forming a polymer support layer on which the second polymer support layer is formed on the first polymer support layer and (2) forming a hydrophilic selective layer on the polymer support layer.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 용매는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸포름아마이드(DMF), 디메틸설폭사이드(DMSO) 및 디메틸아세트아마이드(DMAc) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the solvent is at least one selected from N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO) and dimethylacetamide (DMAc) It may include.
또한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 (1) 단계는 20~90 ℃에서 수행될 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, step (1) may be performed at 20 ~ 90 ℃.
또한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제1고분자 용액 및 제2고분자 용액은 1:1~1:3의 중량비율로 처리될 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the first polymer solution and the second polymer solution may be treated at a weight ratio of 1: 1 to 1: 3.
또한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 제1고분자 용액 및 제2고분자 용액은 1:1.5~1:2.5의 중량비율로 처리될 수 있다.In addition, according to a preferred embodiment of the present invention, the first polymer solution and the second polymer solution may be treated at a weight ratio of 1: 1.5 to 1: 2.5.
또한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 (1)단계는 이중층 슬롯코팅 법(dual layer-slot coating)을 사용하여 수행될 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, step (1) may be performed by using a dual layer-slot coating method.
또한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 술폰화 폴리술폰계 중합체는 상기 제1고분자 지지층의 중량을 기준으로 0.1~10중량%로 포함될 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, the sulfonated polysulfone polymer may be included in 0.1 to 10% by weight based on the weight of the first polymer support layer.
또한 본 발명은 다공성 지지체, 상기 다공성 지지체 상에 형성되고 술폰화 폴리술폰계 고분자 화합물 및 제1고분자 화합물을 포함하는 제1고분자 지지층과, 상기 제1고분자 지지층 상에 형성되고 제2고분자 화합물을 포함하는 제2고분자 지지층을 포함하는 고분자지지층 및 상기 고분자지지층 상에 형성된 친수성 선택층을 포함하는 역삼투막을 제공한다.The present invention also provides a porous support, a first polymer support layer formed on the porous support and including a sulfonated polysulfone polymer compound and a first polymer compound, and formed on the first polymer support layer and including a second polymer compound. It provides a reverse osmosis membrane comprising a polymer support layer comprising a second polymer support layer and a hydrophilic selective layer formed on the polymer support layer.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 술폰화 폴리술폰계 고분자 화합물은 술폰화 폴리술폰, 술폰화 폴리에테르술폰 및 술폰화 폴리알릴에테르술폰 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the sulfonated polysulfone polymer compound may be at least one selected from sulfonated polysulfone, sulfonated polyethersulfone and sulfonated polyallylethersulfone.
또한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 술폰화 폴리술폰계 고분자 화합물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, the sulfonated polysulfone polymer compound may be represented by the following formula (1).
상기 화학식 1에서 m/(n+m)은 0.2~0.7이고, x는 50~2300이다.In Formula 1, m / (n + m) is 0.2 to 0.7, and x is 50 to 2300.
또한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 술폰화 폴리술폰계 고분자 화합물의 중량 평균 분자량은 65,000~150,000일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the weight average molecular weight of the sulfonated polysulfone polymer compound may be 65,000 ~ 150,000.
또한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제1고분자 지지층 및 제2고분자 지지층은 1:1~1:3의 중량비율로 포함될 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the first polymer support layer and the second polymer support layer may be included in a weight ratio of 1: 1 to 1: 3.
또한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 제1고분자 지지층 및 제2고분자 지지층은 1:1.5~1:2.5의 중량비율로 포함될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the first polymer support layer and the second polymer support layer may be included in a weight ratio of 1: 1.5 to 1: 2.5.
또한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제1고분자 지지층의 두께는 10~75 ㎛이고, 상기 제2고분자 지지층의 두께는 10~75 ㎛일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the thickness of the first polymer support layer may be 10 to 75 μm, and the thickness of the second polymer support layer may be 10 to 75 μm.
또한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제1고분자 화합물 및 제2고분자 화합물은 화합물은 폴리술폰계 고분자 화합물, 폴리아미드계 고분자 화합물, 폴리이미드계 고분자 화합물, 폴리에스테르계 고분자 화합물, 올레핀계 고분자 화합물, 폴리비닐리덴플루오라이드 및 폴리아크릴로니트릴 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the first polymer compound and the second polymer compound may be a polysulfone polymer compound, a polyamide polymer compound, a polyimide polymer compound, a polyester polymer compound, an olefin polymer It may include at least one selected from a compound, polyvinylidene fluoride and polyacrylonitrile.
또한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 친수성 선택층은 폴리아미드계 고분자 화합물, 폴리피페라진계 고분자 화합물, 폴리페닐렌 디아민계 고분자 화합물, 폴리클로로 페닐렌 디아민계 고분자 화합물 및 폴리벤지딘계 고분자 화합물 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the hydrophilic selective layer is a polyamide-based polymer compound, polypiperazine-based polymer compound, polyphenylene diamine-based polymer compound, polychlorophenylene diamine-based polymer compound and polybenzidine-based polymer compound It may include at least one selected from among.
또한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 역삼투막은 3bar의 압력으로 역세정된 후, 25℃의 온도 및 225psi의 압력에서 2,000ppm의 염화나트륨 수용액에 대하여 하기 조건 (a) 및 (b)를 만족할 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, the reverse osmosis membrane is backwashed at a pressure of 3bar, and can satisfy the following conditions (a) and (b) for 2,000 ppm sodium chloride aqueous solution at a temperature of 25 ℃ and a pressure of 225 psi have.
(a) 5% 이하의 염제거율 변화율(a) 5% or less salt removal rate change rate
(b) 15% 이하의 투과유량 변화율(b) Permeation rate change rate of 15% or less
또한 본 발명은 본 발명에 따른 역삼투막을 포함하는 역삼투 모듈을 제공한다.The present invention also provides a reverse osmosis module comprising a reverse osmosis membrane according to the present invention.
본 발명에 의하면 분리막내 층간 결합이 우수하여 고압의 삼투 역세정시 고분자 지지층이 박리되는 현상을 방지하여 우수한 막 내구성 및 수명을 갖고 삼투 역세정 후 역삼투막의 투과유량 및 염배제율의 저하를 최소화할 수 있는 역삼투막을 구현할 수 있으며, 본 발명에 따른 역삼투막을 포함하는 역삼투 모듈은 누적 처리 수량이 극대화되어 유지 관리 비용이 최소화될 수 있다.According to the present invention is excellent in the bonding between the layers in the membrane to prevent the separation of the polymer support layer during high-pressure osmotic backwashing has excellent membrane durability and lifespan and can minimize the decrease in permeation flow rate and salt rejection rate of the reverse osmosis membrane after osmotic backwashing The reverse osmosis membrane can be implemented, and the reverse osmosis module including the reverse osmosis membrane according to the present invention can maximize the cumulative treatment quantity and minimize the maintenance cost.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 역삼투막의 단면 모식도이다.
도 2는 실시예3에 따른 역삼투막의 단면 SEM 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 역삼투 모듈에 대한 분해 사시도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a reverse osmosis membrane according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional SEM photograph of the reverse osmosis membrane according to Example 3.
3 is an exploded perspective view of the reverse osmosis module according to an embodiment of the present invention.
종래의 역삼투막은 통상적으로 다공성 지지체 상에 고분자 용액을 직접 도포하여 고분자 지지층을 형성하였으며, 상기 다공성 지지체의 표면 평활도가 낮기 때문에 이러한 다공성 지지체 상에 형성되는 고분자 지지층이 삼투 역세정시 박리되는 문제점이 있었다. 이에 따라 고분자 지지층 상에 형성되는 친수성 선택층 또한 박리되어 역삼투막의 성능이 현저히 저하되는 문제점을 야기한다.In the conventional reverse osmosis membrane, a polymer support layer is formed by directly applying a polymer solution onto a porous support, and since the surface smoothness of the porous support is low, the polymer support layer formed on the porous support has a problem of being peeled off during osmotic backwashing. Accordingly, the hydrophilic selective layer formed on the polymer support layer is also peeled off, which causes a problem that the performance of the reverse osmosis membrane is significantly lowered.
본 발명에 따른 역삼투막의 제조 방법은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 다공성 지지체 상에 술폰화 폴리술폰계 고분자 화합물을 포함하는 제1고분자 용액을 1차적으로 먼저 처리하고, 이후에 상기 제1고분자 용액이 처리된 다공성 지지체 상에 제2고분자 용액을 처리하여 제1고분자 지지층 및 제2고분자 지지층이 적층된 구조의 고분자 지지층을 형성한다. 상기 제1고분자 지지층에 친수성의 술폰화 폴리술폰계 고분자 화합물을 포함함으로써 상기 다공성 지지체 상에 제1고분자 지지층이 높은 평활도로 형성되어 상기 다공성 지지체와의 결합력이 우수할 수 있고, 제2고분자 지지층으로 인해 역삼투막이 우수한 내구성을 가짐과 동시에 투과유량 저하를 최소화할 수 있다.In the method for preparing a reverse osmosis membrane according to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, a first polymer solution including a sulfonated polysulfone polymer compound is firstly treated on a porous support first, and then the first polymer solution is The second polymer solution is treated on the treated porous support to form a polymer support layer having a structure in which the first polymer support layer and the second polymer support layer are stacked. By including a hydrophilic sulfonated polysulfone polymer compound in the first polymer support layer, the first polymer support layer is formed on the porous support with high smoothness, so that the bonding force with the porous support can be excellent, and as the second polymer support layer. Due to this, the reverse osmosis membrane may have excellent durability and at the same time minimize the decrease in permeation flow rate.
다만, 고분자 지지층으로 술폰화 폴리술폰계 고분자 화합물을 포함하는 제1고분자 지지층만으로 구성될 경우 역삼투막의 투과유량을 현저히 저하시킬 수 있고, 제2고분자 지지층만으로 구성될 경우 삼투 역세정시 고분자 지지층이 박리될 수 있기 때문에 본 발명의 역삼투막은 고분자 지지층을 술폰화 폴리술폰계 고분자 화합물을 포함하는 제1고분자 지지층과 제2고분자 지지층으로 구성되어 다공성 지지체와 우수한 결합력을 가짐과 동시에 역삼투막의 투과유량 및 염배제율을 우수한 수준으로 발현할 수 있는 장점이 있다.However, when the polymer support layer is composed of only the first polymer support layer containing the sulfonated polysulfone polymer compound, the permeation flow rate of the reverse osmosis membrane can be significantly reduced. When the polymer support layer is composed only of the second polymer support layer, the polymer support layer may be peeled off during osmotic backwashing. Since the reverse osmosis membrane of the present invention is composed of a first polymer support layer and a second polymer support layer containing a sulfonated polysulfone polymer compound, the reverse osmosis membrane of the present invention has excellent binding force with the porous support and at the same time the permeate flow rate and salt rejection rate of the reverse osmosis membrane There is an advantage that can be expressed at an excellent level.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
본 발명에 따른 역삼투막의 제조 방법에 대하여 설명한다.The manufacturing method of the reverse osmosis membrane which concerns on this invention is demonstrated.
먼저, (1)단계로서 다공성 지지체(110) 상에 술폰화 폴리술폰계 고분자 화합물, 제1고분자 화합물과 용매를 포함하는 제1고분자 용액, 및 제2고분자 화합물과 용매를 포함하는 제2고분자 용액을 처리하여 제1고분자 지지층(121) 및 상기 제1고분자 지지층(121) 상에 제2고분자 지지층(122)을 형성한다.First, in step (1), a sulfonated polysulfone polymer compound, a first polymer solution including a first polymer compound and a solvent, and a second polymer solution including a second polymer compound and a solvent are formed on the
상기 다공성 지지체는 통상적으로 역삼투막의 지지체 역할을 하는 것이라면 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 패브릭일 수 있다. 구체적으로 상기 패브릭은 직물, 편물 또는 부직포를 의미하며, 직물은 경사와 위사로 제직됨에 따라 종횡의 방향성이 있으며, 편물은 편성방법에 따라 구체적인 방향성은 달라질 수 있으나 넓은 의미에서는 종횡 중 어느 한 방향으로의 방향성을 가질 수 있다. 또한, 부직포는 상기 직물 또는 편물과 다르게 종횡의 방향성이 없다.The porous support is not particularly limited as long as it serves as a support of the reverse osmosis membrane, but may preferably be a fabric. Specifically, the fabric refers to a woven fabric, a knitted fabric or a nonwoven fabric, and the fabric has a lateral direction as weaved with warp and weft yarns, and the specific direction of the knitted fabric may vary depending on the knitting method. It may have a directionality of. In addition, the nonwoven fabric has no longitudinal or transverse direction unlike the woven or knitted fabric.
상기 패브릭이 직물일 경우 경, 위사를 형성하는 섬유의 종류, 섬도, 경위사의 밀도, 직물의 조직 등을 조절하여 목적하는 다공성 지지체의 기공율, 공경, 강도, 투과성 등의 물성을 조절할 수 있다.When the fabric is a fabric, it is possible to control the physical properties such as porosity, porosity, strength, and permeability of the desired porous support by adjusting the type of fiber, the fineness, the density of the weft yarn, and the fabric of the fiber forming the weft yarn.
또한, 상기 패브릭이 편물일 경우 편물에 포함되는 섬유의 종류, 섬도, 편물의 조직, 게이지, 커트 등을 조절하여 목적하는 목적하는 다공성 지지체의 기공율, 공경, 강도, 투과성 등의 물성을 조절할 수 있다.In addition, when the fabric is knitted, the physical properties such as porosity, porosity, strength, and permeability of a desired porous support may be controlled by adjusting the kind, fineness, texture, gauge, and cut of the fibers included in the knitted fabric. .
또한, 상기 패브릭이 부직포일 경우, 부직포에 포함되는 섬유의 종류, 섬도, 섬유장, 평량, 밀도 등을 조절하여 목적하는 목적하는 다공성 지지체의 기공율, 공경, 강도, 투과성 등의 물성을 조절할 수 있다.In addition, when the fabric is a nonwoven fabric, physical properties such as porosity, porosity, strength, and permeability of a desired porous support may be controlled by adjusting the type, fineness, fiber length, basis weight, density, etc. of the fibers included in the nonwoven fabric. .
상기 다공성 지지체의 재질은 통상적으로 역삼투막의 다공성 지지체 역할을 수행할 수 있으며, 통상적인 역삼투막의 다공성 지지체에 사용하는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있으나. 이에 대한 비제한적 예로써, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 나일론 및 폴리에틸렌으로 이루어진 군에서 선택되는 합성섬유 또는 셀룰로오스계를 포함하는 천연섬유가 사용될 수 있다The material of the porous support may typically serve as a porous support of the reverse osmosis membrane, and can be used without limitation as long as it is used for the porous support of the conventional reverse osmosis membrane. As a non-limiting example, synthetic fibers selected from the group consisting of polyester, polypropylene, nylon and polyethylene, or natural fibers including cellulose-based can be used.
이러한 다공성 지지체는 기공율 및 친수성도에 따라 막의 물성이 조절될 수 있다. 또한, 상기 다공성 지지체는 2 cc/ cm2ㆍsec 이상의 공기투과량을 가질 수 있으며, 바람직하게는 2 ~ 20 cc/cm2ㆍsec의 공기투과량을 가질 수 있고 상기 다공성 지지체의 평균기공의 공경은 1 내지 600㎛일 수 있으며, 바람직하게는 5 내지 300㎛일 수 있다. 상기 공기투과량 및 평균기공의 공경 조건을 만족할 경우 물의 원활한 유입 및 수투과성을 높일 수 있다.The porous support may adjust the physical properties of the membrane according to porosity and hydrophilicity. In addition, the porous support may have an air permeability of 2 cc / cm 2 · sec or more, preferably have a air permeation of 2 ~ 20 cc / cm 2 · sec and the pore size of the average pore of the porous support is 1 To 600 μm, and preferably 5 to 300 μm. When the air permeability and the pore size of the average pore are satisfied, water can be smoothly introduced and water permeability can be increased.
또한 상기 다공성 지지체는 높은 친수성도를 만족함으로써, 물에 대한 저항을 감소시키고, 친수성 고분자인 술폰화 폴리술폰계 고분자 화합물을 포함하는 제1고분자 지지층과의 높은 결합력을 확보할 수 있고, 제1고분자 지지층이 다공성 지지체 상에 높은 평활도로 형성될 수 있으며, 이에 따라 삼투 역세정시 고분자 지지층이 박리되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있다. 이를 위해 상기 다공성 지지체 의 접촉각은 0.1 ~74°일 수 있으며, 바람직하게는 0.1 ~ 60°일 수 있다.In addition, the porous support satisfies the high hydrophilicity, thereby reducing the resistance to water, and can secure a high bonding strength with the first polymer support layer containing the sulfonated polysulfone polymer compound, which is a hydrophilic polymer, and the first polymer. The support layer may be formed on the porous support with high smoothness, thereby effectively preventing the polymer support layer from peeling off during osmotic backwashing. To this end, the contact angle of the porous support may be 0.1 to 74 °, preferably 0.1 to 60 °.
또한 상기 다공성 지지체의 두께는 20 ~ 150㎛일 수 있으며, 20㎛ 미만이면, 전체 막의 강도가 저하될 수 있고, 150㎛를 초과하면, 유량 저하의 원인이 될 수 있다.In addition, the porous support may have a thickness of 20 to 150 μm, and if the thickness is less than 20 μm, the strength of the entire membrane may decrease, and if the thickness exceeds 150 μm, the flow rate may be reduced.
다음으로, 본 발명의 역삼투막에 포함되는 제1고분자 지지층 및 제2고분자 지지층에 대하여 설명한다.Next, the first polymer support layer and the second polymer support layer included in the reverse osmosis membrane of the present invention will be described.
상기 제1고분자 지지층은 친수성의 술폰화 폴리술폰계 고분자 화합물을 포함함으로써 다공성 지지체 상에 제1고분자 지지층이 높은 평활도로 형성될 수 있고 다공성 지지체와의 결합력이 우수할 수 있다.The first polymer support layer may include a hydrophilic sulfonated polysulfone polymer compound so that the first polymer support layer may be formed on the porous support with high smoothness, and may have excellent bonding strength with the porous support.
한편, 고분자 지지층이 술폰화 폴리술폰계 고분자 화합물을 포함하는 제1고분자 지지층만으로 구성될 경우 역삼투막의 투과유량이 저하될 수 있으며, 제2고분자 지지층 만으로 고분자 지지층이 구성될 경우 삼투 역세정시 고분자 지지층이 박리될 수 있기 때문에 이를 방지하기 위하여 본 발명의 고분자 지지층은 제1고분자 지지층 및 제2고분자 지지층으로 구성되어 역삼투막의 내구성을 향상시키고, 투과유량 및 염배제율의 저하를 최소화시킬 수 있다.On the other hand, when the polymer support layer is composed of only the first polymer support layer containing a sulfonated polysulfone polymer compound, the permeation flow rate of the reverse osmosis membrane may be reduced, and if the polymer support layer is composed of only the second polymer support layer, the polymer support layer may be In order to prevent this, the polymer support layer of the present invention may be composed of a first polymer support layer and a second polymer support layer to improve durability of the reverse osmosis membrane, and to minimize a decrease in permeation flux and salt rejection rate.
상술한 바와 같이 역삼투막의 투과유량 및 염배제율을 저하시키지 않으면서 고분자 지지층의 우수한 내구성을 구현하기 위해서 상기 제1고분자 용액 및 제2고분자 용액은 1:1 ~ 1:3, 더욱 바람직하게는 1:1.5~1:2.5의 중량비율로 처리될 수 있다.As described above, the first polymer solution and the second polymer solution are 1: 1 to 1: 3, more preferably 1 to realize excellent durability of the polymer support layer without lowering the permeation rate and the salt rejection rate of the reverse osmosis membrane. It can be treated at a weight ratio of 1: 1.5 to 1: 2.5.
만일 상기 중량비율이 1:1 미만일 경우, 압밀화에 의하여 제조되는 역삼투막의 투과유량 및 염배제율이 저하될 수 있으며, 1:3을 초과할 경우, 역세정 후 역삼투막의 고분자 지지층이 박리될 수 있는 등 본 발명의 목적을 달성하기에 어려울 수 있다.If the weight ratio is less than 1: 1, the permeate flow rate and salt rejection rate of the reverse osmosis membrane prepared by consolidation may decrease.If the weight ratio exceeds 1: 3, the polymer support layer of the reverse osmosis membrane may be peeled off after reverse washing. It may be difficult to achieve the object of the present invention.
또한 상기 제1고분자 용액 및 제2고분자 용액이 1:1.5~1:2.5의 중량비율 조건을 만족할 경우, 역삼투막의 내구성이 우수하여 역세정 후 투과유량 및 염배제율이 더욱 우수할 수 있다. In addition, when the first polymer solution and the second polymer solution satisfy the weight ratio condition of 1: 1.5 to 1: 2.5, the reverse osmosis membrane may have excellent durability, and thus the permeate flow rate and salt rejection ratio may be more excellent after reverse washing.
상술한 바와 같이 제1고분자 용액 및 제2고분자 용액의 중량비율을 조절하여 고분자 지지층을 형성할 경우, 제1고분자 지지층 및 제2고분자 지지층은 1:1 ~ 1:3, 더욱 바람직하게는 1:1.5~1:2.5의 중량비율로 고분자 지지층에 포함될 수 있다.When the polymer support layer is formed by adjusting the weight ratio of the first polymer solution and the second polymer solution as described above, the first polymer support layer and the second polymer support layer are 1: 1 to 1: 3, more preferably 1: It may be included in the polymer support layer in a weight ratio of 1.5 ~ 1: 2.5.
만일 상기 중량비율이 1:1 미만일 경우, 압밀화에 의하여 제조되는 역삼투막의 투과유량 및 염배제율이 저하될 수 있으며, 1:3을 초과할 경우, 역세정 후 역삼투막의 고분자 지지층이 박리될 수 있는 등 본 발명의 목적을 달성하기에 어려울 수 있다.If the weight ratio is less than 1: 1, the permeate flow rate and salt rejection rate of the reverse osmosis membrane prepared by consolidation may decrease.If the weight ratio exceeds 1: 3, the polymer support layer of the reverse osmosis membrane may be peeled off after reverse washing. It may be difficult to achieve the object of the present invention.
또한 상기 제1고분자 지지층 및 제2고분자 지지층이 1:1.5~1:2.5의 중량비율 조건을 만족할 경우, 역삼투막의 내구성이 우수하여 역세정 후 투과유량 및 염배제율이 더욱 우수할 수 있다. In addition, when the first polymer support layer and the second polymer support layer satisfy the weight ratio condition of 1: 1.5 to 1: 2.5, the durability of the reverse osmosis membrane may be excellent, so that the permeate flow rate and the salt rejection ratio may be more excellent after the reverse washing.
또한, 상기 제1고분자 지지층 및 제2고분자 지지층은 동일한 고분자 화합물을 포함할 수 있으며, 이에 따라 고분자 지지층 내 결점의 발생을 최소화 또는 방지할 수 있다.In addition, the first polymer support layer and the second polymer support layer may include the same polymer compound, thereby minimizing or preventing the occurrence of defects in the polymer support layer.
상기 제1고분자 용액 및 제2고분자 용액의 처리 방법은 당업계에서 고분자 지지층 형성시 사용되는 통상적인 고분자 용액의 처리 방법이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 제1고분자 용액 및 제2고분자 용액을 순차적으로 처리하거나 동시에 처리할 수 있으나, 바람직하게는 물성 저하의 방지 및 공정 시간을 단축시킬 수 있는 이중층-슬롯 코팅(dual layer-slot coating) 방법을 사용할 수 있다. 고분자 용액을 처리한 후 상기 고분자 용액에 포함된 용매를 제거하여 고분자 지지층을 형성할 수 있으며, 상기 용매의 제거 방법은 용매와 비용매를 치환시키는 상전이(phase inversion) 법을 이용할 수 있으며, 구체적으로 상기 비용매는 물, 에탄올 및 메탄올 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있으나 상기 용매의 성분에 따라 달라질 수 있다.The treatment method of the first polymer solution and the second polymer solution may be used without limitation as long as it is a conventional method of treating a polymer solution used in forming a polymer support layer in the art, and sequentially treating the first polymer solution and the second polymer solution. Alternatively, the treatment may be performed at the same time, but preferably, a dual layer-slot coating method may be used, which may prevent degradation of properties and shorten processing time. After treating the polymer solution to remove the solvent contained in the polymer solution to form a polymer support layer, the solvent removal method may use a phase inversion method of replacing the solvent and the non-solvent, specifically The non-solvent may be at least one selected from water, ethanol and methanol, but may vary depending on the components of the solvent.
상기 제1고분자 용액 및 제2고분자 용액에 포함된 용매를 제거하여 다공성 지지체 상에 제1고분자 지지층 및 제2고분자 지지층을 형성하였으며, 역삼투막의 투과유량 및 염배제율을 저하시키지 않으면서 고분자 지지층의 우수한 내구성을 구현하기 위해서 형성된 제1고분자 지지층 및 제2고분자 지지층의 두께는 각각 바람직하게는 10~75 ㎛ 및 10~75 ㎛일 수 있다.The solvent contained in the first polymer solution and the second polymer solution was removed to form a first polymer support layer and a second polymer support layer on the porous support, and the polymer support layer of the reverse osmosis membrane was not deteriorated without lowering the permeation flow rate and the salt excretion rate. The thicknesses of the first polymer support layer and the second polymer support layer formed to realize excellent durability may be preferably 10 to 75 μm and 10 to 75 μm, respectively.
만일 상기 제1고분자 지지층의 두께가 10㎛ 미만일 경우, 제1고분자 지지층과 다공성 지지체 간 결합력이 목적하는 수준으로 발현되지 않아 역세정 후 고분자 지지층이 다공성 지지체로부터 박리될 수 있으며, 75㎛를 초과할 경우, 역삼투막의 투과유량이 저하될 수 있다.If the thickness of the first polymer support layer is less than 10 μm, the binding force between the first polymer support layer and the porous support may not be expressed at a desired level, so that the polymer support layer may be peeled from the porous support after backwashing, and may exceed 75 μm. In this case, the permeate flow rate of the reverse osmosis membrane may be lowered.
또한 만일 상기 제2고분자 지지층의 두께가 10㎛ 미만일 경우, 역삼투막의 내압성이 저하되어 역세정 후 고분자 지지층이 다공성 지지체로부터 박리될 수 있으며, 75㎛를 초과할 경우, 역삼투막의 투과유량이 저하될 수 있다.In addition, if the thickness of the second polymer support layer is less than 10㎛, the pressure resistance of the reverse osmosis membrane may be lowered, so that the polymer support layer may be peeled from the porous support after reverse washing, and if the thickness exceeds 75㎛, the permeate flow rate of the reverse osmosis membrane may be lowered. have.
상기 술폰화 폴리술폰계 고분자 화합물은 제1고분자 용액 내 포함되어 다공성 지지체와의 결합력을 향상시킬 수 있다.The sulfonated polysulfone polymer compound may be included in the first polymer solution to improve the binding force with the porous support.
상기 술폰화 폴리술폰계 고분자 화합물은 제1고분자 지지층에 친수성을 부여하기 위하여 제1고분자 용액의 중량을 기준으로 0.1~10중량%로 포함될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 5~9중량%로 포함될 수 있다.The sulfonated polysulfone polymer compound may be included in an amount of 0.1 to 10% by weight, more preferably 5 to 9% by weight, based on the weight of the first polymer solution to impart hydrophilicity to the first polymer support layer. have.
만일 상기 술폰화 폴리술폰계 고분자 화합물이 상기 제1고분자 용액의 중량을 기준으로 0.1중량% 미만으로 포함될 경우, 제1고분자 지지층의 투수성 및 친수성이 목적하는 수준으로 발현되지 않을 수 있고, 10중량%를 초과할 경우, 제1고분자 지지층의 강도가 저하되거나 제막이 실질적으로 어려울 수 있다.If the sulfonated polysulfone polymer compound is included in less than 0.1% by weight based on the weight of the first polymer solution, the water permeability and hydrophilicity of the first polymer support layer may not be expressed to the desired level, 10 weight When it exceeds%, the strength of the first polymer support layer may be lowered or the film formation may be substantially difficult.
또한 상기 술폰화 폴리술폰계 고분자 화합물이 상기 제1고분자 용액의 중량을 기준으로 5~9중량%로 포함될 경우, 제1고분자 지지층의 투수성 및 친수성이 더욱 우수할 수 있다.In addition, when the sulfonated polysulfone polymer compound is included in 5 to 9% by weight based on the weight of the first polymer solution, the water permeability and hydrophilicity of the first polymer support layer may be more excellent.
상기 술폰화 폴리술폰계 고분자 화합물은 술폰화 폴리술폰, 술폰화 폴리에테르술폰 및 술폰화 폴리알릴에테르술폰 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있으며, 바람직하게는 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.The sulfonated polysulfone polymer compound may be at least one selected from sulfonated polysulfone, sulfonated polyether sulfone, and sulfonated polyallyl ether sulfone, and preferably represented by the following Chemical Formula 1.
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1로 표시되는 폴리술폰계 중합체는 -SO2 그룹 주변의 방향족 그룹 사이의 공명전자에 의한 정전기적 인력에 의해 매우 안정적인 특징을 가지기 때문에 넓은 온도 범위에서의 안정성, 내화학성, 다양한 기공크기를 가질 수 있으며 기계적 강도가 우수하다.Since the polysulfone polymer represented by Chemical Formula 1 has a very stable characteristic by electrostatic attraction due to resonance electrons between aromatic groups around -SO 2 group, stability, chemical resistance, and various pore sizes in a wide temperature range It can have and its mechanical strength is excellent.
상기 화학식 1에 있어서 m/(n+m)은 상기 화학식 1로 표시되는 술폰화된 폴리술폰계 고분자 화합물의 술폰화도로 정의되며, 상기 m/(n+m)의 바람직한 값은 0.2~0.7이다. 상기 m/(n+m)이 0.2 미만일 경우, 제1고분자 지지층의 친수성 특성이 약해 다공성 지지체와의 결합력이 저하될 수 있고, m/(n+m)이 0.7를 초과하면, 제1고분자 지지층의 강도가 저하될 수 있다. 상기 술폰화도(m/(n+m))가 0.2~0.7일 경우 제1고분자 지지층에 친수성이 부여됨으로써 다공성 지지체와의 결합력이 향상되면서 역세정 공정 후 역삼투막의 염배제율 및 투과유량의 저하가 최소화될 수 있다.In Formula 1, m / (n + m) is defined as a sulfonation degree of the sulfonated polysulfone polymer compound represented by Formula 1, and a preferable value of m / (n + m) is 0.2 to 0.7. . When m / (n + m) is less than 0.2, the hydrophilic property of the first polymer support layer is weak, and thus the bonding force with the porous support may be lowered. When m / (n + m) exceeds 0.7, the first polymer support layer The strength of can be lowered. When the sulfonation degree (m / (n + m)) is 0.2 to 0.7, the hydrophilicity is imparted to the first polymer support layer, thereby improving the bonding strength with the porous support and decreasing the salt excretion rate and permeation flux of the reverse osmosis membrane after the reverse washing process. Can be minimized.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 술폰화 폴리술폰계 고분자 화합물에 있어서, x는 50~2300일 수 있으며, 중량 평균 분자량은 65,000~150,000일 수 있다.In addition, in the sulfonated polysulfone polymer compound represented by Chemical Formula 1, x may be 50 to 2300, and a weight average molecular weight may be 65,000 to 150,000.
상기 제1고분자 화합물은 폴리술폰계 고분자 화합물, 폴리아미드계 고분자 화합물, 폴리이미드계 고분자 화합물, 폴리에스테르계 고분자 화합물, 올레핀계 고분자 화합물, 폴리비닐리덴플루오라이드 및 폴리아크릴로니트릴 중에서 선택된 적어도 어느 하나, 바람직하게는 폴리술폰계 고분자 화합물을 포함할 수 있다.The first polymer compound is at least one selected from polysulfone polymer compound, polyamide polymer compound, polyimide polymer compound, polyester polymer compound, olefin polymer compound, polyvinylidene fluoride and polyacrylonitrile Preferably, it may include a polysulfone polymer compound.
상기 제1고분자 용액에 포함되는 용매는 술폰화 폴리술폰계 고분자 화합물 및 제1고분자 화합물을 용해시킬 수 있는 용매라면 제한 없이 사용할 수 있으나, 바람직하게는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸포름아마이드(DMF), 디메틸설폭사이드(DMSO) 및 디메틸아세트아마이드(DMAc) 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.The solvent included in the first polymer solution may be used without limitation as long as it is a solvent capable of dissolving the sulfonated polysulfone polymer compound and the first polymer compound, preferably N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). , Dimethylformamide (DMF), dimethylsulfoxide (DMSO) and dimethylacetamide (DMAc).
상기 제1고분자 용액에 포함되는 용매는 상기 제1고분자 용액의 중량을 기준으로 65~93중량%로 포함될 수 있다. 만일 상기 용매가 65 중량% 미만으로 포함될 경우, 제1고분자 용액의 점도가 과도하게 증가하여 제막이 어려울 수 있고, 93중량%를 초과하여 포함될 경우, 제조되는 역삼투막의 강도가 저하되거나 제1고분자 용액의 점도가 매우 낮아 제막이 어려울 수 있다.The solvent included in the first polymer solution may be included in an amount of 65 to 93 wt% based on the weight of the first polymer solution. If the solvent is included in less than 65% by weight, the viscosity of the first polymer solution is excessively increased may be difficult to form a film, when included in excess of 93% by weight, the strength of the prepared reverse osmosis membrane is reduced or the first polymer solution The viscosity of the very low may be difficult to form a film.
상기 술폰화 폴리술폰계 고분자 화합물, 제1고분자 화합물 및 용매를 혼합하여 제1고분자 용액을 제조할 수 있으며, 제1고분자 용액 제조시 상기 용매의 온도는 20 ~ 90℃일 수 있고, 만일 상기 용매의 온도가 20℃ 미만일 경우, 상기 술폰화 폴리술폰계 고분자 화합물 또는 제1고분자 화합물이 용해되지 않을 수 있고, 90℃를 초과할 경우 제1고분자 용액의 점도가 낮아져 목적하는 두께의 제1고분자 지지층을 형성하기에 어려울 수 있다.The sulfonated polysulfone polymer compound, the first polymer compound and a solvent may be mixed to prepare a first polymer solution, the temperature of the solvent when the first polymer solution may be 20 ~ 90 ℃, if the solvent When the temperature of less than 20 ℃, the sulfonated polysulfone-based polymer compound or the first polymer compound may not dissolve, when the temperature exceeds 90 ℃ the viscosity of the first polymer solution is lowered, the first polymer support layer of the desired thickness It can be difficult to form.
상기 제2고분자 화합물은 폴리술폰계 고분자 화합물, 폴리아미드계 고분자 화합물, 폴리이미드계 고분자 화합물, 폴리에스테르계 고분자 화합물, 올레핀계 고분자 화합물, 폴리비닐리덴플루오라이드 및 폴리아크릴로니트릴 중에서 선택된 적어도 어느 하나, 바람직하게는 폴리술폰계 고분자 화합물을 포함할 수 있다.The second polymer compound is at least one selected from polysulfone polymer compound, polyamide polymer compound, polyimide polymer compound, polyester polymer compound, olefin polymer compound, polyvinylidene fluoride and polyacrylonitrile Preferably, it may include a polysulfone polymer compound.
상기 제2고분자 용액에 포함되는 용매는 제2고분자 화합물을 용해시킬 수 있는 용매라면 제한 없이 사용할 수 있으나, 바람직하게는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸포름아마이드(DMF), 디메틸설폭사이드(DMSO) 및 디메틸아세트아마이드(DMAc) 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.The solvent contained in the second polymer solution may be used without limitation as long as it is a solvent capable of dissolving the second polymer compound. Preferably, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylformamide (DMF), At least one selected from dimethyl sulfoxide (DMSO) and dimethylacetamide (DMAc).
상기 제2고분자 용액에 포함되는 용매는 상기 제2고분자 용액의 중량을 기준으로 65~93중량%로 포함될 수 있다. 만일 상기 용매가 65 중량% 미만으로 포함될 경우, 제2고분자 용액의 점도가 과도하게 증가하여 제막이 어려울 수 있고, 93중량%를 초과하여 포함될 경우, 제조되는 역삼투막의 강도가 저하되거나 제2고분자 용액의 점도가 매우 낮아 제막이 어려울 수 있다.The solvent included in the second polymer solution may be included in an amount of 65 to 93% by weight based on the weight of the second polymer solution. If the solvent is included in less than 65% by weight, the viscosity of the second polymer solution is excessively increased may be difficult to form a film, when contained in excess of 93% by weight, the strength of the prepared reverse osmosis membrane is reduced or the second polymer solution The viscosity of the very low may be difficult to form a film.
상기 제2고분자 화합물 및 용매를 혼합하여 제2고분자 용액을 제조할 수 있으며, 제2고분자 용액 제조시 상기 용매의 온도는 20 ~ 90℃일 수 있고, 만일 상기 용매의 온도가 20℃ 미만일 경우, 상기 제2고분자 화합물이 용해되지 않을 수 있고, 90℃를 초과할 경우 제1고분자 용액의 점도가 낮아져 목적하는 두께의 제2고분자 지지층을 형성하기에 어려울 수 있다.The second polymer compound and the solvent may be mixed to prepare a second polymer solution. When preparing the second polymer solution, the temperature of the solvent may be 20 to 90 ° C., and if the temperature of the solvent is less than 20 ° C., The second polymer compound may not be dissolved, and when it exceeds 90 ° C., the viscosity of the first polymer solution may be lowered, thereby making it difficult to form a second polymer support layer having a desired thickness.
상기 제1고분자 용액 및 제2고분자 용액은 다공성 지지체 상에 처리된 후 상기 제1고분자 용액 및 제2고분자 용액에 포함된 용매를 제거하여 상기 다공성 지지체 상에 제1고분자 지지층 및 제2고분자 지지층이 적층된 구조로 고화될 수 있다.The first polymer solution and the second polymer solution are treated on a porous support and then the solvent contained in the first polymer solution and the second polymer solution is removed so that the first polymer support layer and the second polymer support layer are formed on the porous support. It can be solidified in a laminated structure.
다음으로 (2)단계로서, 상기 제2고분자 지지층(122) 상에 친수성 선택층(130)을 형성한다.Next, as step (2), the hydrophilic
상기 친수성 선택층은 당업계에서 통상적으로 역삼투막의 친수성 선택층으로 사용될 수 있는 소재라면 제한없이 사용할 수 있으나, 바람직하게는 폴리아미드계 고분자 화합물, 폴리피페라진계 고분자 화합물, 폴리페닐렌 디아민계 고분자 화합물, 폴리클로로 페닐렌 디아민계 고분자 화합물 및 폴리벤지딘계 고분자 화합물 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 폴리아미드계 고분자 화합물을 포함할 수 있다.The hydrophilic selective layer can be used without limitation as long as it can be used as a hydrophilic selective layer of the reverse osmosis membrane in the art, preferably a polyamide-based polymer compound, polypiperazine-based polymer compound, polyphenylene diamine-based polymer compound It may include at least one selected from a polychloro phenylene diamine-based high molecular compound and a polybenzidine-based high molecular compound, more preferably may include a polyamide-based high molecular compound.
상기 친수성 선택층을 형성시키는 방법은 선택되는 친수성 선택층에 포함되는 물질의 종류에 따라 상이할 수 있으나 그 방법은 물질의 종류에 따른 통상적인 친수성 선택층의 형성방법에 의할 수 있다. 일예로서, 이하 상기 친수성 선택층에 포함될 수 있는 물질 중 폴리아미드계 고분자 화합물로 이루어진 친수성 선택층의 형성방법에 대해 설명한다.The method of forming the hydrophilic selective layer may be different depending on the type of material included in the hydrophilic selective layer to be selected, but the method may be based on a conventional method of forming a hydrophilic selective layer according to the type of material. As an example, a method of forming a hydrophilic selective layer made of a polyamide-based high molecular compound among materials that can be included in the hydrophilic selective layer will be described.
제2고분자 지지층 상에 폴리아미드계 고분자 화합물로 이루어진 친수성 선택층을 형성하기 위해 상술한 (1) 단계를 통해 제조된 막을 다관능성 아민을 포함하는 수용액에 침지한 후 다관능성 산할로겐화합물을 포함하는 유기용액에 접촉시켜 친수성 선택층을 형성할 수 있다. In order to form a hydrophilic selective layer made of a polyamide-based high molecular compound on the second polymer support layer, the membrane prepared by the above step (1) is immersed in an aqueous solution containing a polyfunctional amine, and then comprises a polyfunctional acid halogenated compound. The hydrophilic selective layer may be formed by contacting the organic solution.
구체적으로 상기 다관능성 아민은 단량체 당 2~3개 아민 관능기를 갖는 물질로 1급 아민 또는 2급 아민을 포함하는 폴리아민일 수 있다. 이때, 폴리아민으로는 메타페닐렌디아민, 파라페닐렌디아민, 오르소페닐디아민 및 치환체로 방향족 1급 디아민이 사용되며, 또 다른 예로 알리파틱 1급 디아민, 사이클로헥센디아민과 같은 사이클로알리파틱 1급 디아민, 피페라진과 같은 사이클로알리파틱2급아민, 아로마틱 2급아민 등을 사용할 수 있다. 더욱 바람직하게는 상기 다관능성 아민 중 메타페닐렌디아민을 사용하는 것이며, 이때 농도는 메타페닐렌디아민을 0.5 내지 10중량%로 함유하는 수용액 형태가 바람직하고, 보다 바람직하게는 메타페닐렌디아민이 1 내지 4중량%, 보다 더 바람직하게는 1.5 ~ 2.5중량% 포함될 수 있고, 이를 통해 보다 향상된 투과유량을 발현할 수 있는 이점이 있다.Specifically, the multifunctional amine may be a polyamine including a primary amine or a secondary amine as a material having 2-3 amine functional groups per monomer. In this case, as the polyamine, an aromatic primary diamine is used as metaphenylenediamine, paraphenylenediamine, orthophenyldiamine, and a substituent, and another example is cycloaliphatic primary diamine such as aliphatic primary diamine and cyclohexene diamine. Cycloaliphatic secondary amines such as piperazine, aromatic secondary amines and the like can be used. More preferably, metaphenylenediamine is used in the polyfunctional amine, and the concentration is preferably in the form of an aqueous solution containing 0.5 to 10% by weight of metaphenylenediamine, more preferably metaphenylenediamine is 1 To 4% by weight, even more preferably 1.5 to 2.5% by weight may be included, through which there is an advantage that can express a more improved flux.
친수성 선택층 형성 시, 고분자 지지층 상에 상기 다관능성 아민 함유수용액을 0.1 내지 10분, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1분간 침지할 수 있다.When forming the hydrophilic selective layer, the aqueous solution containing the polyfunctional amine may be immersed for 0.1 to 10 minutes, more preferably 0.5 to 1 minute on the polymer support layer.
또한, 친수성 선택층 형성 시 사용되는 상기 다관능성 아민과 반응하는 물질은 다관능성 산할로겐 화합물, 바람직하게는 다관능성 아실할라이드, 더욱 바람직하게는 트리메조일클로라이드, 이소프탈로일클로라이드, 5-메톡시-1,3-이소프탈로일클로라이드 및 테레프탈로일클로라이드 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다. 상기 다관능성 아실할라이드는 지방족 탄화수소 용매에 0.01 내지 2중량%로 용해될 수 있으며, 이때 지방족 탄화수소 용매는 탄소수 5 내지 12개인 n-알칸과 탄소수 8개인 포화 또는 불포화 탄화 수소의 구조이성질체를 혼합 사용하거나 탄소수 5 내지 7개의 고리탄화수소를 사용할 수 있다. 바람직하게는 상기 다관능성 아실할라이드함유용액은 지방족 탄화수소 용매에 다관능성 아실할라이드가 0.01 내지 2중량%, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 0.3중량%로 용해될 수 있다. 이때, 다관능성 아미함유 수용액을 처리한 막에 상기 다관능성 산할로겐화합물을 0.1 내지 10분, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1분간 침지할 수 있다.In addition, the material that reacts with the polyfunctional amine used in forming the hydrophilic selective layer is a polyfunctional acid halogen compound, preferably a polyfunctional acyl halide, more preferably trimezoyl chloride, isophthaloyl chloride, 5-methoxy At least one selected from -1,3-isophthaloyl chloride and terephthaloyl chloride can be used. The polyfunctional acyl halide may be dissolved in an aliphatic hydrocarbon solvent at 0.01 to 2% by weight, wherein the aliphatic hydrocarbon solvent may be a mixture of structural isomers of n-alkanes having 5 to 12 carbon atoms and saturated or unsaturated hydrocarbons having 8 carbon atoms. Cyclic hydrocarbons having 5 to 7 carbon atoms can be used. Preferably, the polyfunctional acyl halide-containing solution may be dissolved in an aliphatic hydrocarbon solvent at 0.01 to 2% by weight, more preferably 0.05 to 0.3% by weight. In this case, the polyfunctional acid halogen compound may be immersed in the membrane treated with the polyfunctional Ami-containing aqueous solution for 0.1 to 10 minutes, more preferably 0.5 to 1 minute.
상기 친수성 선택층의 두께는 0.1 ~ 1㎛ 일 수 있으며, 만일 상기 두께가 0.1㎛ 미만일 경우 염 제거 능력이 저하될 수 있고, 1㎛을 초과할 경우 역삼투막의 투과유량이 저하될 수 있다.The thickness of the hydrophilic selective layer may be 0.1 ~ 1㎛, if the thickness is less than 0.1㎛ salt removal ability may be lowered, if it exceeds 1㎛ may be the permeate flow rate of the reverse osmosis membrane.
다음으로 본 발명에 따른 역삼투막에 대하여 설명한다.Next, the reverse osmosis membrane according to the present invention will be described.
본 발명에 따른 역삼투막은 다공성 지지체, 제1고분자 지지층, 제2고분자 지지층 및 친수성 선택층을 포함한다. 상기 다공성 지지체, 제1고분자 지지층, 제2고분자 지지층 및 친수성 선택층의 구성은 앞서 역삼투막의 제조 방법에서 상술한 구성과 동일하기 때문에 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.The reverse osmosis membrane according to the present invention includes a porous support, a first polymer support layer, a second polymer support layer, and a hydrophilic selective layer. Since the configuration of the porous support, the first polymer support layer, the second polymer support layer, and the hydrophilic selective layer is the same as the configuration described above in the method of manufacturing the reverse osmosis membrane, a detailed description thereof will be omitted.
본 발명에 따른 역삼투막은 다공성 지지체, 제1고분자 지지층 및 제2고분자 지지층 간의 우수한 결합력을 갖기 때문에 역세정시 고분자 지지층이 다공성 지지체로부터 박리되는 현상을 방지하여 역삼투막의 수명을 향상시키고 역세정 후에도 우수한 투과유량 및 염배제율을 발현할 수 있다.Since the reverse osmosis membrane according to the present invention has excellent binding force between the porous support, the first polymer support layer and the second polymer support layer, it prevents the phenomenon that the polymer support layer is peeled from the porous support during backwashing, thereby improving the life of the reverse osmosis membrane and excellent flow rate even after reverse washing. And salt excretion rates.
구체적으로 상기 역삼투막은 3bar의 압력으로 역세정된 후, 25℃의 온도 및 225psi의 압력에서 2,000ppm의 염화나트륨 수용액에 대하여 하기 조건 (a) 및 (b)를 만족할 수 있으며, 이를 통해 본 발명의 역삼투막이 우수한 내구성을 갖는 것을 확인할 수 있다.Specifically, after the reverse osmosis membrane is backwashed at a pressure of 3bar, the following conditions (a) and (b) may be satisfied for 2,000 ppm aqueous sodium chloride solution at a temperature of 25 ° C. and a pressure of 225 psi, and thereby the reverse osmosis membrane of the present invention. It can be confirmed that it has this excellent durability.
(a) 5% 이하의 염제거율 변화율(a) 5% or less salt removal rate change rate
(b) 15% 이하의 투과유량 변화율(b) Permeation rate change rate of 15% or less
한편 본 발명은 본 발명에 따른 역삼투막을 포함하는 역삼투 모듈을 제공한다.Meanwhile, the present invention provides a reverse osmosis module including the reverse osmosis membrane according to the present invention.
상기 역삼투 모듈의 구성은 당업계에서 통상적으로 사용되는 역삼투 모듈의 구성을 채용할 수 있으며, 이에 대한 비제한적인 예로써, 상기 역삼투막은 유로 형성 목적인 스페이서와 함께 다공성투과수 유출관에 나권형으로 권취될 수 있으며 권취된 막의 양 끝에 권취된 분리막의 형상 안정성을 위해 엔드캡을 포함할 수 있다. The reverse osmosis module may employ a configuration of a reverse osmosis module commonly used in the art. As a non-limiting example, the reverse osmosis membrane may be spiral wound in a porous permeate outlet pipe together with a spacer for forming a flow path. It may be wound to and may include an end cap for the shape stability of the membrane wound at both ends of the wound membrane.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 역삼투 분리막 모듈의 분해사시도이다.Figure 3 is an exploded perspective view of the reverse osmosis membrane module according to an embodiment of the present invention.
상기 압력케이스의 크기와 형상은 상기 역삼투 분리막 모듈이 수용 가능한 범위 내에서 제한이 없을 수 있으나, 바람직하게는 복수개의 필터 집합체가 나권형으로 권취되기 때문에 그 형상은 원기둥일 수 있다. 다만, 압력케이스의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 압력케이스의 재질은 당업계에서 통상적으로 역삼투막 모듈에 사용되는 압력케이스 재질인 경우 제한 없이 사용될 수 있다.The size and shape of the pressure case may be unlimited within the range in which the reverse osmosis membrane module can be accommodated. Preferably, since the plurality of filter assemblies are wound in a spiral wound shape, the shape may be a cylinder. However, the shape of the pressure case is not limited thereto. The material of the pressure case may be used without limitation in the case of a pressure case material commonly used in the reverse osmosis membrane module in the art.
도 3을 참조하면 역삼투 분리막 모듈(1000)은 유출관(1400)을 중심으로 복수개의 필터 집합체가 나권형으로 권취되어 포함되는데 상기 역삼투 분리막 모듈의 단면 직경은 유출관의 직경, 삼투막 집합체의 개수, 두께 등에 의해 달라질 수 있다.Referring to FIG. 3, the reverse
상기 유출관(1400)은 복수개의 홀이 형성되어 있으며 유출관(1400)을 통해 흐르는 유체가 홀을 통해 필터 집합체의 역삼투막(1100) 내부로 흘러 들어가게 된다. 구체적으로 농도가 서로 다른 두 용액 A, B 중 A 용액은 압력케이스 내부 및 필터 집합체의 역삼투막(1100) 외부로 흐르게 되고, B 용액은 유출관(1400)에서 홀을 통해 필터 집합체의 역삼투막(1100) 내부로 흘러 들어가게 된다. 이를 통해 필터 집합체의 역삼투막(1100) 내부와 외부에 서로 다른 농도를 가진 두 용액(A, B)가 위치하게 되고 이로써 삼투압이 발생, 작용하게 된다. 다만, 상기 A, B 두 용액은 도 3에서와 같이 서로 같은 방향으로 주입될 수 있으나 이는 일예시로, 이와 다르게 목적에 따라 A, B 두 용액이 각기 다른 방향으로 주입될 수 있다.The
상기 역삼투 분리막 모듈은 복수개의 필터 집합체 사이에 외부 스페이서(1300) 및 역삼투막들 사이에 내부 스페이서(1200)를 포함할 수 있다. 상기 외부 스페이서(1300) 및 내부 스페이서(1200)는 유입수 유로로서, 서로 다른 필터 집합체 사이를 흐르는 유체, 예를 들어 A 용액이 원활히 흐를 수 있는 유로를 형성케 할 수 있다.The reverse osmosis membrane module may include an
상기 스페이서와 엔드캡의 소재, 형상, 크기는 당업계에서 역삼투 모듈에 통상적으로 사용되는 스페이서와 엔드캡의 구성을 채용할 수 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다. 상기와 같이 권취된 역삼투막은 외부케이스에 하우징될 수 있으며, 상기 외부케이스의 재질, 크기, 형상 역시 당업계에서 통상적으로 역삼투 모듈에 사용되는 외부케이스의 재질, 크기, 형상일 수 있다. 또한, 상기와 같이 권취된 역삼투막은 외부케이스가 아닌 섬유보강플라스틱(FRP,fiber reinforced plastics)을 이용해 랩핑될 수 있다.The material, shape, and size of the spacer and the end cap may adopt a configuration of the spacer and the end cap which are commonly used in the reverse osmosis module in the art, so a detailed description thereof will be omitted. The reverse osmosis membrane wound as described above may be housed in the outer case, and the material, size, and shape of the outer case may also be the material, size, and shape of the outer case commonly used in the reverse osmosis module in the art. In addition, the reverse osmosis membrane wound as described above may be wrapped using fiber reinforced plastics (FRP) instead of the outer case.
(실시예1)Example 1
화학식 1로 표시되는 술폰화된 폴리술폰계 고분자 화합물(m/(n+m)=0.5, x=1,000) 1.3 중량%, 폴리술폰 16.2중량% 및 디메틸포름아미드 82.5중량%로 이루어진 제1고분자 용액을 60℃의 온도에서 제조하였다.Sulfonated polysulfone polymer compound represented by Formula 1 (m / (n + m) = 0.5, x = 1,000) 1.3% by weight, polysulphone 16.2% by weight and dimethylformamide 82.5% by weight of the first polymer solution Was prepared at a temperature of 60 ° C.
폴리술폰 17.5중량% 및 디메틸포름아미드 82.5중량%로 이루어진 제2고분자 용액을 60℃의 온도에서 제조하였다.A second polymer solution consisting of 17.5 wt% polysulfone and 82.5 wt% dimethylformamide was prepared at a temperature of 60 ° C.
폴리에스테르 부직포인 다공성 지지체 상에 이중층 슬롯 코팅법을 이용하여 제1고분자 용액 및 제2고분자 용액을 1:1.43의 중량비율로 토출한 후, 25℃의 증류수에서 상전이 시켜 다공성 지지체 상에 고분자 지지층을 형성하였다.After discharging the first polymer solution and the second polymer solution at a weight ratio of 1: 1.43 on the porous support, which is a polyester nonwoven fabric, using a double layer slot coating method, the polymer support layer was formed on the porous support by phase transition in distilled water at 25 ° C. Formed.
제조된 막을 메타페닐렌디아민을 2.0중량%로 함유하는 수용액에 1분간 침지한 후 압착방법으로 표면의 물을 제거하였다. 상기 기질을 0.1중량%의 트리메조일클로라이드가 함유된 유기용액에 1분간 침지하여 계면중합 시킨 직후 상온에서 1분 30초간 자연 건조시켜 폴리아미드로 이루어진 친수성 선택층을 형성하였다.The membrane was immersed in an aqueous solution containing 2.0% by weight of metaphenylenediamine for 1 minute, and then water on the surface was removed by a compression method. The substrate was immersed in an organic solution containing 0.1% by weight of trimezoyl chloride for 1 minute, followed by interfacial polymerization, followed by natural drying at room temperature for 1 minute and 30 seconds to form a hydrophilic selective layer made of polyamide.
이후, 미반응 잔여물들을 제거하기 위해 0.2중량% 소듐카보네이트 용액에 2시간 동안 침지하여 역삼투막을 제조하였다.Thereafter, a reverse osmosis membrane was prepared by immersing in 0.2 wt% sodium carbonate solution for 2 hours to remove unreacted residues.
(실시예2~6)(Examples 2 to 6)
실시예1과 동일하게 실시하되, 고분자 지지층 제조 시 제1고분자 용액 및 제2고분자 용액을 하기 표 1에 기재된 중량비율로 토출하여 역삼투막을 제조하였다.In the same manner as in Example 1, during the preparation of the polymer support layer, the first polymer solution and the second polymer solution were discharged at a weight ratio shown in Table 1 below to prepare a reverse osmosis membrane.
(비교예1)(Comparative Example 1)
실시예1과 동일하게 실시하되, The same as in Example 1,
폴리술폰 17.5중량% 및 디메틸포름아미드 82.5중량%로 이루어진 고분자 용액을 이용하여 고분자지지층을 형성하여 역삼투막을 제조하였다.A reverse osmosis membrane was prepared by forming a polymer support layer using a polymer solution composed of 17.5 wt% polysulfone and 82.5 wt% dimethylformamide.
(실험예1)Experimental Example 1
실시예 및 비교예에서 제조된 역삼투막의 초기 성능을 평가한 후, 역삼투막의 박리 안정성을 평가하기 위하여 역삼투막의 역세정 후 성능을 평가하였다.After evaluating the initial performance of the reverse osmosis membranes prepared in Examples and Comparative Examples, in order to evaluate the peeling stability of the reverse osmosis membrane, the performance after reverse washing of the reverse osmosis membrane was evaluated.
역삼투막의 초기 성능 평가는 역삼투막의 친수성 선택층 상에 2,000ppm의 염화나트륨 수용액(25℃, 225psi)을 투입하여 역삼투막의 반대 면에서 생산된 물의 유량을 측정한 후 단위면적 및 단위 압력당 유량으로 환산하였다. Initial performance evaluation of the reverse osmosis membrane was performed by adding 2,000 ppm of sodium chloride solution (25 ° C., 225 psi) onto the hydrophilic selective layer of the reverse osmosis membrane, and measuring the flow rate of the water produced on the opposite side of the reverse osmosis membrane, and then converting it into unit area and flow rate per unit pressure. .
염배제율은 생산수의 이온전도도값(TDS: Total Dissolved Solids)을 측정하여 하기 계산식 1을 통해 구하였다.The salt excretion rate was calculated through the following formula 1 by measuring the ion conductivity (TDS: Total Dissolved Solids) of the produced water.
[계산식 1][Calculation 1]
염배제율(%)={1-(생산수의 전도도 값/원수의 전도도값)}Х 100% Salt removal rate = {1- (conductivity value of produced water / conductivity value of raw water)}
또한 역삼투막의 역세정 후 성능 평가는 3bar(43.5psi)의 압력으로 30분 동안 운전한 후 유량 및 염배제율을 재측정하였다.In addition, the performance evaluation after reverse washing of the reverse osmosis membrane was operated for 30 minutes at a pressure of 3 bar (43.5 psi), and then the flow rate and salt removal rate were measured again.
(%)Salt excretion decrease
(%)
(%)Permeate flow rate increase rate
(%)
(중량%)Psf
(weight%)
(%)Salt rejection
(%)
(GFD)Permeate flow rate
(GFD)
(%)Salt rejection
(%)
(GFD)Permeate flow rate
(GFD)
상기 표 1을 참조하면, 제1고분자 지지층을 포함하지 않는 비교예1 및 제1고분자 용액 및 제2고분자 용액의 중량비율이 1:3을 초과하는 실시예6은 역세정 후 염배제율이 현저히 감소하고, 투과유량이 현저히 증가하는 것으로 보아 역세정 시 고분자 지지층이 박리된 것으로 판단된다. Referring to Table 1 above, Comparative Example 1, which does not include the first polymer support layer, and Example 6, in which the weight ratio of the first polymer solution and the second polymer solution is greater than 1: 3, shows a significant salt rejection ratio after backwashing. It is believed that the polymer support layer is peeled off during backwashing due to a decrease in permeate flow rate.
제1고분자 용액 및 제2고분자 용액의 중량비율이 1:1 내지 1:3 범위로 제조된 실시예1~5는 역세정 후 염배제율 감소치가 상대적으로 낮은 것으로 보아 고분자 지지층의 박리 안정성이 우수한 것으로 판단되며, 특히 실시예2~4는 역세정 후 염배제율 감소치가 더욱 더 낮은 것으로 보아 고분자 지지층의 박리 안정성이 현저히 우수한 것으로 판단된다.Examples 1 to 5 prepared with a weight ratio of the first polymer solution and the second polymer solution in a range of 1: 1 to 1: 3 show a relatively low salt excretion after backwashing, and thus have excellent peeling stability of the polymer support layer. In particular, in Examples 2 to 4, the decrease in salt excretion after backwashing was much lower, and thus, the peeling stability of the polymer support layer was remarkably excellent.
(실험예2)Experimental Example 2
실시예에서 제조된 역삼투막의 단면 SEM 이미지 촬영을 실시하였다.A cross-sectional SEM image of the reverse osmosis membrane prepared in Example was performed.
도 2는 실시예3에서 제조된 역삼투막의 단면 SEM 이미지이며, 도 2를 참조하면, 고분자 지지층이 다공성 지지체 상부 표면 및 내부에 걸쳐 형성되어 있는 것을 확인할 수 있으며, 이는 제1고분자 지지층에 친수성의 술폰화 폴리술폰계 고분자 화합물을 포함함으로써 상기 다공성 지지체 상에 제1고분자 지지층이 높은 평활도로 형성되어 상기 다공성 지지체와의 결합력이 우수할 것으로 판단되며, 상기 제1고분자 지지층 상에 제2고분자 지지층이 평탄하게 형성되어 고분자 지지층의 박리 안정성이 우수하여 내구성이 향상된 역삼투막을 구현할 수 있을 것으로 판단된다.Figure 2 is a cross-sectional SEM image of the reverse osmosis membrane prepared in Example 3, referring to Figure 2, it can be seen that the polymer support layer is formed over the upper surface and the inside of the porous support, which is a hydrophilic liquor in the first polymer support layer It is determined that the first polymer support layer is formed with high smoothness on the porous support by including the phonated polysulfone polymer compound, so that the bonding force with the porous support is excellent, and the second polymer support layer is flat on the first polymer support layer. It is formed to be able to implement the reverse osmosis membrane is improved to be excellent in the peeling stability of the polymer support layer durability.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although one embodiment of the present invention has been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments set forth herein, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention may add components within the scope of the same idea. Other embodiments may be easily proposed by changing, deleting, adding, etc., but this is also within the scope of the present invention.
100: 역삼투막
110: 다공성 지지체
121: 제1고분자 지지층
122: 제2고분자 지지층
130: 친수성 선택층
1000: 역삼투 분리막 모듈
1100: 역삼투막
1200: 내부 스페이서
1300: 외부 스페이서
1400: 유출관100: reverse osmosis membrane
110: porous support
121: first polymer support layer
122: second polymer support layer
130: hydrophilic selective layer
1000: reverse osmosis membrane module
1100: reverse osmosis membrane
1200: internal spacer
1300: external spacer
1400: outlet pipe
Claims (18)
(2) 상기 고분자 지지층 상에 친수성 선택층을 형성하는 단계;
를 포함하는 역삼투막의 제조 방법.
(1) treating a sulfonated polysulfone polymer compound, a first polymer solution containing a first polymer compound, and a second polymer solution containing a second polymer compound on a porous support to form a second polymer on a first polymer support layer. Forming a polymer support layer having a polymer support layer formed thereon; And
(2) forming a hydrophilic selective layer on the polymer support layer;
Method for producing a reverse osmosis membrane comprising a.
상기 용매는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸포름아마이드(DMF), 디메틸설폭사이드(DMSO) 및 디메틸아세트아마이드(DMAc) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 역삼투막의 제조 방법.
The method of claim 1,
The solvent is a method for producing a reverse osmosis membrane comprising at least one selected from N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO) and dimethylacetamide (DMAc).
상기 (1) 단계는 20~90 ℃에서 수행되는 역삼투막의 제조 방법.
The method of claim 1,
Step (1) is a method for producing a reverse osmosis membrane is carried out at 20 ~ 90 ℃.
상기 제1고분자 용액 및 제2고분자 용액은 1:1~1:3의 중량비율로 처리되는 역삼투막의 제조 방법.
The method of claim 1,
The first polymer solution and the second polymer solution is a method for producing a reverse osmosis membrane is treated in a weight ratio of 1: 1 to 1: 3.
상기 제1고분자 용액 및 제2고분자 용액은 1:1.5~1:2.5의 중량비율로 처리되는 역삼투막의 제조 방법.
The method of claim 4, wherein
The first polymer solution and the second polymer solution is a method of producing a reverse osmosis membrane is treated in a weight ratio of 1: 1.5 ~ 1: 2.5.
상기 (1)단계는 이중층 슬롯코팅 법(dual layer-slot coating)을 사용하여 수행되는 역삼투막의 제조 방법.
The method of claim 1,
Step (1) is a reverse osmosis membrane manufacturing method performed by using a dual layer-slot coating (dual layer-slot coating).
상기 술폰화 폴리술폰계 고분자 화합물은 상기 제1고분자 용액의 중량을 기준으로 0.1~10중량%로 포함되는 역삼투막의 제조 방법.
The method of claim 1,
The sulfonated polysulfone polymer compound is a method for producing a reverse osmosis membrane is contained in 0.1 to 10% by weight based on the weight of the first polymer solution.
상기 다공성 지지체 상에 형성되고 술폰화 폴리술폰계 고분자 화합물 및 제1고분자 화합물을 포함하는 제1고분자 지지층과, 상기 제1고분자 지지층 상에 형성되고 제2고분자 화합물을 포함하는 제2고분자 지지층을 포함하는 고분자 지지층; 및
상기 고분자 지지층 상에 형성된 친수성 선택층;
을 포함하는 역삼투막.
Porous support;
A first polymer support layer formed on the porous support and including a sulfonated polysulfone polymer compound and a first polymer compound, and a second polymer support layer formed on the first polymer support layer and including a second polymer compound A polymeric support layer; And
A hydrophilic selective layer formed on the polymer support layer;
Reverse osmosis membrane comprising a.
상기 술폰화 폴리술폰계 고분자 화합물은 술폰화 폴리술폰, 술폰화 폴리에테르술폰 및 술폰화 폴리알릴에테르술폰 중에서 선택된 적어도 어느 하나인 역삼투막.
The method of claim 8,
The sulfonated polysulfone polymer compound is at least one selected from sulfonated polysulfone, sulfonated polyether sulfone, and sulfonated polyallyl ether sulfone.
상기 술폰화 폴리술폰계 고분자 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 역삼투막:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서 m/(n+m)은 0.2~0.7이고, x는 50~2300이다.
The method of claim 8,
The sulfonated polysulfone polymer compound is a reverse osmosis membrane represented by Formula 1:
[Formula 1]
In Formula 1, m / (n + m) is 0.2 to 0.7, and x is 50 to 2300.
상기 술폰화 폴리술폰계 고분자 화합물의 중량 평균 분자량은 65,000~150,000인 역삼투막.
The method of claim 8,
Reverse osmosis membrane of the weight average molecular weight of the sulfonated polysulfone polymer compound is 65,000 ~ 150,000.
상기 제1고분자 지지층 및 제2고분자 지지층은 1:1~1:3의 중량비율로 포함되는 역삼투막.
The method of claim 8,
The first polymer support layer and the second polymer support layer are reverse osmosis membranes included in a weight ratio of 1: 1 to 1: 3.
상기 제1고분자 지지층 및 제2고분자 지지층은 1:1.5~1:2.5의 중량비율로 포함되는 역삼투막.
The method of claim 12,
The first polymer support layer and the second polymer support layer are reverse osmosis membranes included in a weight ratio of 1: 1.5 to 1: 2.5.
상기 제1고분자 지지층의 두께는 10 ~ 75 ㎛이고, 상기 제2고분자 지지층의 두께는 10 ~ 75 ㎛인 역삼투막
The method of claim 8,
The first polymer support layer has a thickness of 10 to 75 μm, and the second polymer support layer has a thickness of 10 to 75 μm.
상기 제1고분자 화합물 및 제2고분자 화합물은 폴리술폰계 고분자 화합물, 폴리아미드계 고분자 화합물, 폴리이미드계 고분자 화합물, 폴리에스테르계 고분자 화합물, 올레핀계 고분자 화합물, 폴리비닐리덴플루오라이드 및 폴리아크릴로니트릴 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 역삼투막.
The method of claim 8,
The first polymer compound and the second polymer compound are polysulfone polymer compounds, polyamide polymer compounds, polyimide polymer compounds, polyester polymer compounds, olefin polymer compounds, polyvinylidene fluoride and polyacrylonitrile. Reverse osmosis membrane comprising at least one selected from among.
상기 친수성 선택층은 폴리아미드계 고분자 화합물, 폴리피페라진계 고분자 화합물, 폴리페닐렌 디아민계 고분자 화합물, 폴리클로로 페닐렌 디아민계 고분자 화합물 및 폴리벤지딘계 고분자 화합물 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 역삼투막.
The method of claim 8,
The hydrophilic selective layer is a reverse osmosis membrane comprising at least one selected from a polyamide polymer compound, a poly piperazine polymer compound, a polyphenylene diamine polymer compound, a polychloro phenylene diamine polymer compound and a polybenzidine polymer compound.
상기 역삼투막은 3bar의 압력으로 역세정된 후, 25℃의 온도 및 225psi의 압력에서 2,000ppm의 염화나트륨 수용액에 대하여 하기 조건 (a) 및 (b)를 만족하는 역삼투막:
(a) 5% 이하의 염제거율 변화율
(b) 15% 이하의 투과유량 변화율
The method of claim 8,
After the reverse osmosis membrane was backwashed at a pressure of 3 bar, the reverse osmosis membrane satisfies the following conditions (a) and (b) for 2,000 ppm aqueous sodium chloride solution at a temperature of 25 ° C. and a pressure of 225 psi:
(a) 5% or less salt removal rate change rate
(b) Permeation rate change rate of 15% or less
Reverse osmosis module comprising a reverse osmosis membrane according to any one of claims 8 to 17.
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