KR20210073989A - 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물 및 이를 포함하는 수처리 엘리먼트 - Google Patents
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Abstract
본 명세서는 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물 및 이를 포함하는 수처리 엘리먼트를 제공한다.
Description
본 명세서는 수처리 엘리먼트 핫멜트 접착제 조성물 및 이를 포함하는 분리막 엘리먼트에 관한 것이다.
분리막 제조 및 공정기술은 고순도, 고기능성 물질의 제조와 지구 환경 보호 등의 사회적 요구에 따라서 간단한 실험실적 규모로부터 산업분야의 대규모 공정에 이르기까지 광범위하게 응용되고 있다.
그 중 전 세계적으로 지구온난화에 따른 물 부족 현상이 심화되고 있는 가운데 대체 수자원 확보기술인 물 정화 기술이 주목을 받고 있다. 따라서, 해수담수화, 물의 재이용 등 대체 수자원을 활용한 차세대 수도사업의 핵심기술인 역삼투막(Reverse osmosis membrane)을 이용한 수처리 공정이 물 산업 시장을 주도할 것으로 예상되고 있다. 이러한 역삼투막에 의한 역삼투막 투과수는 순수한 물 내지 한없이 순수한 물에 가까운 물이 되어 의료용의 무균수나 인구 투석용 정제수, 혹은 전자 산업의 반도체의 제조용 물 등 다양한 분야에서 이용되고 있다.
또한, 분리막은 수소, 산소를 비롯한 가스분리 분야 등에 광범위하게 확대 적용되고 있다.
본 명세서는 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물 및 이를 포함하는 수처리 엘리먼트를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태는 고분자 수지; 및 자성 복합체를 포함하는 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물로서, 상기 자성 복합체는 결정 크기가 15 nm 내지 40 nm의 범위 내에 있는 자성 입자를 포함하는 것인 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태는 전술한 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물로 구성되는 접착층을 포함하는 수처리 엘리먼트를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 의한 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물을 이용하여 수처리 엘리먼트를 제조하는 경우, 유효막 면적을 증가시키고, 수처리 엘리먼트의 생산성을 높이고 불량률을 줄이며, 작업성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물로 구성되는 접착층을 포함하는 분리막 리프의 평면도를 도시한 것이다.
도 2는 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물로 구성되는 접착층을 포함하는 분리막 리프의 측면도를 도시한 것이다.
도 3은 본 명세서에 따른 수처리 엘리먼트를 구성하는 구성요소들의 적층 모식도를 나타낸 것이다.
도 2는 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물로 구성되는 접착층을 포함하는 분리막 리프의 측면도를 도시한 것이다.
도 3은 본 명세서에 따른 수처리 엘리먼트를 구성하는 구성요소들의 적층 모식도를 나타낸 것이다.
본 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
이하 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서의 일 실시상태는 고분자 수지; 및 자성 복합체를 포함하는 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물로서, 상기 자성 복합체는 결정 크기가 15 nm 내지 40 nm의 범위 내에 있는 자성 입자를 포함하는 것인 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물을 제공한다.
상기 자성 복합체는 외부 교류자기장 하에서 고발열 특성을 나타내는 자성 복합체를 합성하는 방법에 의해 제조되는 것으로, 상기 자성 복합체 합성시 표면처리제를 첨가하는 방법으로 자성 복합체에 포함되는 자성 입자의 결정의 크기가 조절될 수 있으며, 또한 상기 자성 입자의 평균입경을 제어하여 발열특성이 조절될 수 있다.
상기 자성 입자는 결정 크기가 15 nm 내지 40 nm이며, 바람직하게 20 nm 내지 35 nm이다.
상기 자성 입자가 전술한 범위의 결정 크기를 만족하는 경우, 발열량을 향상시킬 수 있다.
상기 자성 입자의 결정 크기는 X선 회절 분석법(XRD)를 이용하여 측정할 수 있다. 구체적으로, Bruker사의 XRD-07-D8_Endeavor 장비를 이용해 10˚ 내지 90˚의 2θ 구간을 측정한다. 62.57˚피크를 포함한 60.824˚ 내지 64.957˚ 구간을 이용해 결정의 크기(τ)를 구한다. DIFFRAC.SUITE EVA 프로그램에 내장된 Scherrer equation(τ=(Kⅹλ)/(βⅹcos(θ)))을 이용할 수 있고, K 값은 0.94로 설정하여 구할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 자성 입자의 평균 입경은 20 nm 내지 300 nm이다. 바람직하게 상기 자성 입자의 평균 입경은 60 nm 내지 200 nm이고, 더욱 바람직하게 80 nm 내지 120 nm이다.
상기 자성 입자의 평균 입경은 시편을 제조하여 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 측정할 수 있다.
구체적으로 상기 시편은 상기 자성 입자에 백금(Pt) 코팅을 진행하여 제조할 수 있다. 상기 백금(Pt) 코팅은 CRESSINGTON SPUTTER COATER 108 모델을 사용할 수 있고, 오토(auto) 모드로 60초 내지 90초 코팅하여 시편을 제조할 수 있다. 상기 주사전자현미경(SEM)은 JEOL사의 FESEM, JSM7610F 장비일 수 있다. 상기 시편의 주사전자현미경(SEM) 사진을 통해, 상기 자성 입자의 나노클러스터 형성 여부를 확인하고 평균 입경을 구할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 자성 복합체는 표면처리제를 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 표면처리제는 상기 자성 입자의 전구체 또는 상기 자성 입자의 표면에 강한 결합력으로 결합할 수 있는 관능기를 가지는 화합물을 적용할 수 있다. 상기 관능기를 가지는 화합물로는 인산기(phosphoric acid group), 카복실기(carboxyl group), 술폰산기(sulfonic acid group), 아미노기(amino group) 및/또는 시아노기(cyano group)를 가지는 화합물을 적용할 수 있다. 따라서 상기 자성 입자 또는 자성 입자의 전구체는 상기와 같은 관능기를 가지는 물질, 즉 분산제에 의해서 표면 처리되어 있을 수 있다.
본 출원에서 분산제로서 적용할 수 있는 화합물로는, 폴리올계 화합물, 폴리실록산계 화합물, 알킬 인산(alkyl phosphoric acid)계 표면처리제(예를 들면, 하기 화학식 A의 화합물), 알킬 카복실산(alkyl carboxylic acid)계 표면 처리제(예를 들면, 하기 화학식 B의 화합물), 술폰산(alkyl sulfonic acid)계 표면 처리제(예를 들면, 하기 화학식 C의 화합물), 기타 장쇄 알킬기를 포함하는 산 화합물, 산성 관능기 또는 아미노기를 포함하는 아크릴 공중합체, 방향족 산계 표면 처리제, 산성 관능기 또는 아미노기를 포함하는 블록 공중합체 등을 적용할 수 있다.
[화학식 A]
[화학식 B]
[화학식 C]
화학식 A 내지 C에서 R1 내지 R3는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴알킬기, 알콕시기 또는 아릴알콕시기이다.
상기 화학식 A 내지 C에 포함될 수 있는 알킬기 또는 알콕시기로는 탄소수가 6 내지 24의 범위 내인 알킬기 또는 알콕시기가 예시될 수 있다. 또한, 상기 알킬기 또는 알콕시기의 탄소수는 다른 예시에서 7개 이상, 8개 이상, 9개 이상, 10개 이상, 11개 이상, 12개 이상, 13개 이상, 14개 이상, 15개 이상, 16개 이상, 17개 이상, 18개 이상, 19개 이상, 20개 이상, 21개 이상, 22개 이상 또는 23개 이상이거나, 23개 이하, 22개 이하, 21개 이하, 20개 이하, 19개 이하, 18개 이하, 17개 이하, 16개 이하, 15개 이하, 14개 이하, 13개 이하, 12개 이하, 11개 이하, 10개 이하, 9개 이하, 8개 이하 또는 7개 이하 정도일 수도 있다.
상기 화학식 A 내지 C에 포함될 수 있는 알킬기 또는 알콕시기로는 탄소수 6 내지 13 정도의 아릴기가 예시될 수 있고, 예를 들면, 벤질기 또는 페닐기 등이 적용될 수 있다.
또한, 다른 예시에서 상기 표면 처리제로는, (a) 임의적으로 지방산-개질된 또는 알콕시화(특히 에톡시화)된 폴리아민의 인산 에스테르염, 에폭사이드-폴리아민 부가물의 인산 에스테르염, 아미노기를 포함하는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 공중합체의 인산 에스테르염 또는 아크릴레이트-폴리아민 부가물의 인산 에스테르염 등과 같은 아미노기를 포함하는 올리고머 또는 폴리머의 인산 에스테르 염; (b) 알킬, 아릴, 아랄킬, 또는 알킬아릴 알콕실레이트를 갖는 인산염의 모노에스테르 또는 디에스테르(예: 노닐페놀 에톡시레이트, 이소트리데실 알콜 에톡시레이트, 부탄올-출발 알킬렌 옥사이드 폴리에테르의 인산 모노에스테르 또는 디에스테르), 폴리에스테르를 갖는 인산의 모노에스테르 또는 디에스테르(예: 카프로락톤 폴리에스테르 또는 카프로락톤/발레로락톤 혼합된 폴리에스테르와 같은 락톤 폴리에스테르) 등과 같은 인산의 모노에스테르 또는 디에스테르; (c) 알킬, 아릴, 아랄킬, 또는 알킬아릴 알콕실레이트를 갖는 산성 디카르복시 모노에스테르(특히 숙신산, 말레산 또는 프탈산의 것)(예: 노닐페놀 에톡실레이트, 이소트리데실 알콜 에톡실레이트, 또는 부탄올-개시 알킬렌 옥사이드 폴리에테르) 등과 같은 산성 디카르복시 모노에스테르; (d) 폴리우레탄-폴리아민 부가물; (e) 폴리알콕시화 모노아민 또는 디아민(예: 에톡시화 올레일아민 또는 알콕시화 에틸렌디아민) 또는 (f) 모노아민, 디아민, 폴리아민, 아미노 알콜과 불포화 지방산의 반응생성물 및 불포화 1,2-디카르복시산 및 이들의 무수물 및 이들의 염 및 알콜 및/또는 아민과의 반응생성물 등도 적용될 수 있다.
상기와 같은 표면 처리제는, 시판 제품으로 공지되어 있는데, 예를 들어, BYK-220 S, BYK-P 9908, BYK-9076, BYK-9077, BYK-P 104, BYK-P 104 S, BYK-P 105, BYK-W 9010, BYK-W 920, BYK-W 935, BYK-W 940, BYK-W 960, BYK-W 965, BYK-W 966, BYK-W 975, BYK-W 980, BYK-W 990, BYK-W 995, BYK-W 996, BYKUMEN, BYKJET 9131, LACTIMON, ANTI-TERRA-202, ANTI-TERRA-203, ANTI-TERRA-204, ANTI-TERRA-205, ANTI-TERRA-206, ANTI-TERRA-207, ANTI-TERRA-U 100, ANTI-TERRA-U 80, ANTI-TERRA-U, LP-N-21201, LP-N-6918, DISPERBYK, DISPERBYK-101, DISPERBYK-102, DISPERBYK-103, DISPERBYK-106, DISPERBYK-107, DISPERBYK-108, DISPERBYK-109, DISPERBYK-110, DISPERBYK-111, DISPERBYK-112, DISPERBYK-115, DISPERBYK-116, DISPERBYK-118, DISPERBYK-130, DISPERBYK-140, DISPERBYK-142, DISPERBYK-145, DISPERBYK-160, DISPERBYK-161, DISPERBYK-162, DISPERBYK-163, DISPERBYK-164, DISPERBYK-165, DISPERBYK-166, DISPERBYK-167, DISPERBYK-168, DISPERBYK-169, DISPERBYK-170, DISPERBYK-171, DISPERBYK-174, DISPERBYK-176, DISPERBYK-180, DISPERBYK-181, DISPERBYK-182, DISPERBYK-183, DISPERBYK-184, DISPERBYK-185, DISPERBYK-187, DISPERBYK-190, DISPERBYK-191, DISPERBYK-192, DISPERBYK-193, DISPERBYK-194, DISPERBYK-2000, DISPERBYK-2001, DISPERBYK-2008, DISPERBYK-2009, DISPERBYK-2010, DISPERBYK-2020, DISPERBYK-2025, DISPERBYK-2050, DISPERBYK-2070, DISPERBYK-2090, DISPERBYK-2091, DISPERBYK-2095, DISPERBYK-2096, DISPERBYK-2150, DISPERBYK-2151, DISPERBYK-2152, DISPERBYK-2155, DISPERBYK-2163, DISPERBYK-2164, DISPERBLAST-1010, DISPERBLAST-1011, DISPERBLAST-1012, DISPERBLAST-1018 또는 DISPERBLAST-I, DISPERBLAST-P 등과 같은 제품명(베젤의 BYK-Chemie)으로 알려진 표면 처리제가 사용될 수 있다.
적절한 표면 처리 효과를 위해서 상기 표면 처리제로는, 산가가 10 내지 400 mgKOH/g의 범위 내에 있거나, 아민가가 5 내지 400 mgKOH/g의 범위 내에 있는 표면 처리제를 사용할 수 있다.
상기 표면 처리제의 산가는 다른 예시에서 약 20mgKOH/g 이상, 30mgKOH/g 이상, 40mgKOH/g 이상, 50mgKOH/g 이상, 60mgKOH/g 이상, 70mgKOH/g 이상, 80 mgKOH/g 이상 또는 90 mgKOH/g 이상이거나, 약 390mgKOH/g 이하, 380mgKOH/g 이하, 370mgKOH/g 이하, 360mgKOH/g 이하, 350mgKOH/g 이하, 340mgKOH/g 이하, 330mgKOH/g 이하, 320mgKOH/g 이하, 310mgKOH/g 이하, 300mgKOH/g 이하, 290mgKOH/g 이하, 280mgKOH/g 이하, 270mgKOH/g 이하, 260mgKOH/g 이하, 250mgKOH/g 이하, 240mgKOH/g 이하, 230mgKOH/g 이하, 220mgKOH/g 이하, 210mgKOH/g 이하, 200mgKOH/g 이하, 190mgKOH/g 이하, 180mgKOH/g 이하, 170mgKOH/g 이하, 160mgKOH/g 이하, 150mgKOH/g 이하, 140mgKOH/g 이하, 130mgKOH/g 이하, 120mgKOH/g 이하, 110 mgKOH/g 이하 또는 100 mgKOH/g 이하 정도일 수도 있다.
상기 표면 처리제의 아민가는 다른 예시에서 약 10 mgKOH/g 이상, 약 15 mgKOH/g 이상, 약 20mgKOH/g 이상, 30mgKOH/g 이상, 40mgKOH/g 이상, 50mgKOH/g 이상, 60mgKOH/g 이상, 70mgKOH/g 이상, 80 mgKOH/g 이상 또는 90 mgKOH/g 이상이거나, 약 390mgKOH/g 이하, 380mgKOH/g 이하, 370mgKOH/g 이하, 360mgKOH/g 이하, 350mgKOH/g 이하, 340mgKOH/g 이하, 330mgKOH/g 이하, 320mgKOH/g 이하, 310mgKOH/g 이하, 300mgKOH/g 이하, 290mgKOH/g 이하, 280mgKOH/g 이하, 270mgKOH/g 이하, 260mgKOH/g 이하, 250mgKOH/g 이하, 240mgKOH/g 이하, 230mgKOH/g 이하, 220mgKOH/g 이하, 210mgKOH/g 이하, 200mgKOH/g 이하, 190mgKOH/g 이하, 180mgKOH/g 이하, 170mgKOH/g 이하, 160mgKOH/g 이하, 150mgKOH/g 이하, 140mgKOH/g 이하, 130mgKOH/g 이하, 120mgKOH/g 이하, 110 mgKOH/g 이하 또는 100 mgKOH/g 이하 정도일 수도 있다.
본 명세서에서 용어 아민가는, 표면 처리제가 포함하는 아미노기(-NH2, -NHR 또는 -NR2)를 KOH로 적정하여 KOH 소비량으로 나눈 수치(표면 처리제 1g 당 적정된 KOH의 소비량을 mg로 나타낸 수치)를 의미한다.
또한, 용어 산가는 표면 처리제가 가지고 있는 산기(-COOH)를 KOH로 적정하여 KOH 소비량으로 나눈 수치(표면 처리제 1g 당 적정된 KOH의 소비량을 mg로 나타낸 수치)를 의미한다.
한편, 목적하는 물성(점도 등)을 확보하기 위해서는, 상기 자성 입자와 결합을 형성하고 있는 표면 처리제는 중량평균분자량(Mw)이 대략 20,000 이하인 화합물인 것이 적절할 수 있다. 본 출원에서 용어 중량평균분자량은 GPC(Gel Permeation Chromatograph)로 측정한 표준 폴리스티렌 환산 수치이고, 특별히 달리 규정하지 않는 한 단순하게 분자량으로 호칭할 수도 있다. 또한, 상기 분자량의 단위는 g/mol일 수 있다.
상기 표면 처리제의 분자량(중량평균 분자량)은 다른 예시에서 약 19,000 이하, 18,000 이하, 17,000 이하, 16,000 이하, 15,000 이하, 14,000 이하, 13,000 이하, 12,000 이하, 11,000 이하, 10,000 이하, 9,000 이하, 8,000 이하, 7,000 이하, 6,000 이하, 5,000 이하, 4,000 이하, 3,000 이하, 2,000 이하, 또는 1,000 이하이거나, 혹은 100 이상, 200 이상, 300 이상, 400 이상, 500 이상, 600 이상, 700 이상, 800 이상, 900 이상 또는 1,000 이상일 수도 있다.
본 출원에서는, 특정 관능기, 구체적으로 앵커링 관능기를 가지는 화합물에 존재하는 상기 관능기와 상기 자성 입자를 상호 작용시키는 방식을 적용하거나, 또는 상기 표면처리제가 상기 관능기를 가지지 않는 경우에는, 공지된 화학적 방식에 의해 상기 표면처리제에 상기 관능기를 도입한 다음에 상기 자성 입자와 상호 작용시켜서 상기 자성 복합체를 형성할 수도 있다.
상기 자성 복합체 내에서 상기 표면 처리제의 비율은 특별히 제한되지 않으며, 전술한 조건, 예를 들어 자성 입자의 평균 입경을 만족할 수 있는 자성 복합체를 제조할 수 있는 정도로 첨가될 수 있다. 예를 들어, 상기 표면 처리제는, 자성 입자 100 중량부 대비 0.01 중량부 내지 30 중량부의 범위 내의 비율로 포함될 수 있다. 이러한 비율 하에서 목적하는 발열 특성을 가지는 자성체를 수득할 수 있다.
본 출원에서 특별히 다르게 규정하지 않는 한, 단위 "중량부"는 각 성분 사이의 중량의 비율을 의미한다. 상기 비율은, 다른 예시에서 0.1 중량부 이상, 1 중량부 이상, 2 중량부 이상, 3 중량부 이상 또는 4 중량부 이상일 수 있고, 27 중량부 이하, 25 중량부 이하, 23 중량부 이하, 21 중량부 이하 또는 20 중량부 이하일 수 있다.
상기 자성 입자를 상기 표면 처리제로 표면 처리하여 상기 자성 복합체를 얻는 방식은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 용매의 존재 등 적절한 환경 하에서 상기 자성 입자와 상기 표면 처리제를 혼합함으로 해서 자성 입자와 상기 표면처리제 사이의 상호 작용을 유도하고, 전술한 자성 입자와 상기 표면처리제 사이 또는 상기 표면처리제 사이의 결합을 형성할 수 있다. 이러한 표면 처리제는 상기 자성 입자의 표면, 구체적으로 상기 자성 입자의 둘레에 존재할 수 있다. 또한 상기 자성 복합체는, 후술하는 상세한 본 출원의 방법을 적용해서 제조될 수도 있다.
상기 자성 입자는 추가적으로 표면 처리되어 있을 수 있다. 이 경우, 상기 언급된 표면 처리제는 1차 표면 처리제로 호칭될 수 있고, 추가적인 표면 처리를 위해 적용되는 표면 처리제는 2차 표면 처리제로 호칭될 수 있다. 일 예시에서 상기 자성 복합체는 상기 표면 처리제(1차 표면 처리제) 또는 상기 자성 입자와 결합을 형성하고 있는 2차 표면 처리제를 추가로 포함할 수 있다. 즉 상기 자성 복합체가 2차 표면처리제를 추가로 포함하는 경우, 상기 2차 표면 처리제는 상기 자성 입자의 표면 및/또는 상기 자성 입자의 표면에 처리된 1차 표면처리제의 표면에 도입되어 있을 수 있다.
상기 2차 표면처리제로는 고분자 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 2차 표면처리제로는 분자량(중량평균 분자량)이 대략 1,000 내지 500,000의 범위 내인 고분자 화합물이 적용될 수 있다. 상기 2차 표면처리제가 고분자 화합물인 경우, 이의 분자량(Mw)은 다른 예시에서 약 1500 이상, 2000 이상, 2500 이상, 3000 이상, 3500 이상, 4000 이상, 4500 이상, 5000 이상, 5500 이상, 6000 이상, 6500 이상, 7000 이상, 7500 이상, 8000 이상, 8500 이상, 9000 이상, 9500 이상, 10000 이상, 12000 이상, 14000 이상, 16000 이상, 18000 이상, 19000 이상 또는 20000 이상이거나, 450000 이하, 400000 이하, 350000 이하, 300000 이하, 250000 이하, 200000 이하, 150000 이하, 100000 이하, 90000 이하, 80000 이하, 70000 이하, 60000 이하, 50000 이하, 40000 이하, 30000 이하 또는 25000 이하 정도일 수도 있다.
2차 표면처리제로 사용될 수 있는 고분자 화합물로는, 폴리우레탄계 표면 처리제, 폴리우레아계 표면 처리제, 폴리(우레탄-우레아)계 표면 처리제 및/또는 폴리에스테르계(구체적으로 가지형 폴리에스테르계) 표면 처리제일 수 있다. 상기 2차 표면 처리제로는 상기 언급된 고분자 화합물에 대해서 상기 1차 표면 처리제 및/또는 상기 자성 입자와 상호 작용하는 관능기를 포함하는 화합물을 적용할 수 있고, 또는 상기 관능기를 포함하지 않는다면, 그러한 관능기를 특정 고분자 화합물에 도입하여 적용함으로 해서 2차 표면 처리를 수행할 수도 있다.
상기 2차 표면 처리제로는 상기 1차 표면 처리제 및/또는 자성 입자와 상호 작용하는 관능기를 가지는 화합물을 적용할 수 있고, 이러한 관능기로는 전술한 인산기, 카복실기, 술폰산기, 아미노기 및/또는 시아노기 등이나, 2차 또는 3차 아민가 또는 아미노기나, 우레아 결합 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 예시에서, 상기 2차 표면 처리제로는, 우레아 단위 및/또는 우레탄 단위를 포함하는 고분자를 적용할 수도 있다.
상기에서, 우레아 단위는 하기 화학식 D로 표시되고, 우레아 단위는 하기 화학식 D 또는 E로 표시될 수 있다:
[화학식 D]
화학식 D에서 R4 내지 R7은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 알킬기이고, L1 및 L2는 각각 독립적으로 지방족, 지환족 또는 방향족 2가 잔기이다.
[화학식 E]
화학식 E에서 R8 및 R9은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 알킬기이고, L3 및 L4는 각각 독립적으로 지방족, 지환족 또는 방향족 2가 잔기이다.
화학식 D의 단위는 소위 우레아 단위로서, 폴리아민(polyamine)과 디이소시아네이트 화합물의 반응 생성물일 수 있다. 따라서 예를 들어, 상기 화학식 D에서 L1은 상기 반응에 참여하는 디이소시아네이트 화합물에서 유래한 구조일 수 있고, L2는 상기 반응에 참여하는 폴리아민에서 유래한 구조일 수 있다. 상기에서 "유래한 구조"란, L1의 경우 상기 디이소시아네이트 화합물에서 이소시아네이트기를 제외한 구조일 수 있고, L2의 경우 폴리아민 화합물에서 아민기(-NH2)를 제외한 부분의 구조일 수 있다.
화학식 E의 단위는 소위 우레탄 단위로서, 폴리올(polyol)과 디이소시아네이트 화합물의 반응 생성물일 수 있다. 따라서 예를 들어, 상기 화학식 E에서 L3는 상기 반응에 참여하는 디이소시아네이트 화합물에서 유래한 구조이고, L4는 상기 반응에 참여하는 폴리올에서 유래한 구조일 수 있다. 상기에서 "유래한 구조"란, L3의 경우 상기 디이소시아네이트 화합물에서 이소시아네이트기를 제외한 구조일 수 있고, L4의 경우 상기 폴리올에서 히드록시기(-OH) 를 제외한 부분의 구조일 수 있다.
상기 화학식 D 및 E의 구조를 형성할 수 있는 디이소시아네이트 화합물로는, 톨릴렌 디이소시아네이트, 크실렌(자일렌) 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소보론 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트 또는 나프탈렌 디이소시아네이트 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한 상기 화학식 D의 구조를 형성할 수 있는 폴리아민으로는 에틸렌디아민 또는 프로필렌디아민 등과 같이 탄소수 1 내지 20, 1 내지 16, 1 내지 12, 1 내지 8 또는 1 내지 4의 알킬렌 단위를 가지는 알킬렌디아민이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
나아가 상기 화학식 E의 구조를 형성할 수 있는 폴리올로는 에틸렌글리콜 또는 프로필렌글리콜 등과 같이 탄소수 1 내지 20, 1 내지 16, 1 내지 12, 1 내지 8 또는 1 내지 4의 알킬렌 단위를 가지는 알킬렌글리콜이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
따라서 상기와 같은 공지의 단량체를 적절하게 조합시켜서 제조한 폴리우레탄 및/또는 폴리우레아 혹은 폴리(우레탄-우레아) 등을 상기 2차 표면 처리제로 적용할 수 있다. 필요하다면, 공지된 화학적 방법으로 상기 폴리우레탄 및/또는 폴리우레아 혹은 폴리(우레탄-우레아) 등에 필요한 관능기를 도입한 다음에 적용할 수도 있다.
2차 표면 처리제로는 상기 자성 복합체와 배합되는 화합물의 종류에 따라서는 적절한 산가 및/또는 아민가를 가지거나 혹은 그렇지 않은 화합물을 적용할 수 있다. 일 예시에서 상기 2차 표면 처리제는 산가가 10 mgKOH/g 내지 400 mgKOH/g의 범위 내이거나, 아민가가 5 mgKOH/g 내지 400 mgKOH/g의 범위 내일 수 있다.
상기 표면 처리제의 산가는 다른 예시에서 약 20mgKOH/g 이상, 30mgKOH/g 이상, 40mgKOH/g 이상, 50mgKOH/g 이상, 60mgKOH/g 이상, 70mgKOH/g 이상, 80 mgKOH/g 이상 또는 90 mgKOH/g 이상이거나, 약 390mgKOH/g 이하, 380mgKOH/g 이하, 370mgKOH/g 이하, 360mgKOH/g 이하, 350mgKOH/g 이하, 340mgKOH/g 이하, 330mgKOH/g 이하, 320mgKOH/g 이하, 310mgKOH/g 이하, 300mgKOH/g 이하, 290mgKOH/g 이하, 280mgKOH/g 이하, 270mgKOH/g 이하, 260mgKOH/g 이하, 250mgKOH/g 이하, 240mgKOH/g 이하, 230mgKOH/g 이하, 220mgKOH/g 이하, 210mgKOH/g 이하, 200mgKOH/g 이하, 190mgKOH/g 이하, 180mgKOH/g 이하, 170mgKOH/g 이하, 160mgKOH/g 이하, 150mgKOH/g 이하, 140mgKOH/g 이하, 130mgKOH/g 이하, 120mgKOH/g 이하, 110 mgKOH/g 이하 또는 100 mgKOH/g 이하, 90 mgKOH/g 이하, 80 mgKOH/g 이하, 70 mgKOH/g 이하, 60 mgKOH/g 이하, 50 mgKOH/g 이하, 40 mgKOH/g 이하 또는 30 mgKOH/g 이하 정도일 수도 있다.
상기 표면 처리제의 아민가는 다른 예시에서 약 10 mgKOH/g 이상, 약 15 mgKOH/g 이상, 약 20mgKOH/g 이상, 30mgKOH/g 이상, 40mgKOH/g 이상, 50mgKOH/g 이상, 60mgKOH/g 이상, 70mgKOH/g 이상, 80 mgKOH/g 이상 또는 90 mgKOH/g 이상이거나, 약 390mgKOH/g 이하, 380mgKOH/g 이하, 370mgKOH/g 이하, 360mgKOH/g 이하, 350mgKOH/g 이하, 340mgKOH/g 이하, 330mgKOH/g 이하, 320mgKOH/g 이하, 310mgKOH/g 이하, 300mgKOH/g 이하, 290mgKOH/g 이하, 280mgKOH/g 이하, 270mgKOH/g 이하, 260mgKOH/g 이하, 250mgKOH/g 이하, 240mgKOH/g 이하, 230mgKOH/g 이하, 220mgKOH/g 이하, 210mgKOH/g 이하, 200mgKOH/g 이하, 190mgKOH/g 이하, 180mgKOH/g 이하, 170mgKOH/g 이하, 160mgKOH/g 이하, 150mgKOH/g 이하, 140mgKOH/g 이하, 130mgKOH/g 이하, 120mgKOH/g 이하, 110 mgKOH/g 이하 또는 100 mgKOH/g 이하, 90 mgKOH/g 이하, 80 mgKOH/g 이하, 70 mgKOH/g 이하, 60 mgKOH/g 이하, 50 mgKOH/g 이하, 40 mgKOH/g 이하 또는 30 mgKOH/g 이하 정도 정도일 수도 있다.
상기 2차 표면 처리제로는 소위 초분지 폴리에스테르계(branched polyester-based) 분산제 등으로 알려진 가지형 폴리에스테르 표면 처리제도 적용 가능하다.
상기 2차 표면 처리제는 상기 자성 복합체에서, 상기 자성 입자 100 중량부 대비 0.01 중량부 내지 30 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 이러한 비율 하에서 목적하는 성능을 가지는 자성 복합체를 형성할 수도 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 약 0.5 중량부 이상, 1 중량부 이상, 1.5 중량부 이상, 2 중량부 이상, 2.5 중량부 이상, 3 중량부 이상, 3.5 중량부 이상, 4 중량부 이상, 4.5 중량부 이상 또는 5 중량부 이상이거나, 약 25 중량부 이하, 20 중량부 이하, 15 중량부 이하, 약 13 중량부 이하, 약 12 중량부 이하 또는 10 중량부 이하 정도일 수도 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 자성 복합체의 발열량(SAR)은 70 W/g 내지 120 W/g일 수 있다. 바람직하게 상기 발열량은 70 W/g 내지 110 W/g일 수 있다.
상기 자성 복합체가 전술한 발열량의 범위를 만족하는 경우, 본 명세서에 따른 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물의 고발열 특성을 만족시킬 수 있다.
상기 발열량(SAR)은 하기 식 1을 이용하여 계산할 수 있다.
[식 1]
상기 식 1에서,
상기 발열량은 상기 자성 복합체의 혼합액의 부피에 영향을 받기 때문에 상기 혼합액의 부피를 0.35 ml로 고정하고 상승된 평균 온도를 측정하여 계산할 수 있다. 상기 평균 온도의 측정은 thermocouple을 사용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 자성 복합체란 자성 입자를 포함하는 것으로, 외부에서의 교류 자기장의 인가에 의해 열을 발생시키는 물질을 의미한다.
상기 자성 복합체는 자성 입자를 포함하기 ?문에 유도 가열 방식이 적용된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 자성 복합체의 발열온도는 343 K 내지 370 K일 수 있다. 바람직하게 상기 발열온도는 345 K 내지 360 K일 수 있다.
상기 자성 복합체가 전술한 발열온도를 만족하는 경우 상기 자성 복합체를 포함하는 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물을 이용하여 수처리 엘리먼트의 생산성을 높이고, 불량률을 줄이며 작업성을 향상시킬 수 있다.
일반적인 수처리 엘리먼트는 나권형(spiral wound) 형태로 제조되며, 일반적으로 액체형 폴리우레탄 접착제 조성물을 이용하여 수처리 분리막을 밀봉함으로써, 원수와 생산수가 섞이는 것을 구분하고 있다. 상기 액체형 폴리우레탄 접착제 조성물을 이용하는 경우, 후술하는 바와 같은 한계가 있다. 접착 면적이 넓어, 일부 불필요한 접착 면적을 잘라내는 과정에 있어서, 유효 면적이 줄어드는 등의 분리막이 손실될 수 있다. 또한, 액체형 접착제 조성물은 도포시 바로 고정이 되지 않으므로 두께 및 면적의 제어가 힘들다는 단점이 있다. 그리고, 롤링 공정시 리크가 발생하는 등의 수처리 엘리먼트의 불량률이 높아질 수 있다. 또한, 액체형 접착제 조성물의 경화시간이 오래 걸린다는 단점이 있다.
반면, 본 명세서에 따른 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물은 고체형이며, 필름 형태로써, 인덕션의 적용이 가능하며, 발열량을 높일 수 있는 자성 복합체를 포함함으로써, 수처리 엘리먼트에 적용하는 경우 수처리 엘리먼트의 생산성을 높이고, 불량률을 줄이며 작업성을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 본 명세서에 따른 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물은 고체형이므로 접착 면적 및 두께의 조절이 용이하여, 수처리 엘리먼트 롤링시의 작업이 용이하다. 또한, 본 명세서에 따른 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물은 습도, 온도 등 외부 환경에 의한 물성 변화 정도가 작아 내화학성 및 내수성이 우수하다는 장점이 있다. 또한, 경화 시간이 짧고, 공정이 단순화되어, 수처리 엘리먼트 제조시 작업성을 향상시킬 수 있다.
본 명세서에 따른 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물이 자성 복합체를 포함하지 않는 경우, 이를 수처리 엘리먼트 제조에 사용하는 경우 자성 복합체에 의한 인덕션 기능이 없어 선택적인 히팅(heating)이 불가능하다. 반면, 본 명세서에 따른 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물이 자성 복합체를 포함함으로써 선택적인 히팅(heating)이 가능하여 수처리 엘리먼트 제조시 수처리 분리막에 손상을 가하지 않고 부착 가능하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 고분자 수지는 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리아마이드 또는 폴리에테르를 포함시켜 제조할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 폴리우레탄의 중량평균 분자량은 30,000 g/mol 내지 1,000,000g/mol 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 중량평균 분자량은 겔투과크로마토그래피(GPC)를 이용하여 측정할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 핫멜트 접착제 조성물 100 중량부를 기준으로 상기 폴리우레탄은 90 내지 99 중량부이고, 상기 자성 복합체는 0.1 내지 10 중량부이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물의 용융흐름지수(MFI, Melt flow index)는 177℃, 2.16 kg에서 5 g/10 min 내지 50 g/10 min이다.
상기 분리막 엘리먼트 핫멜트 접착제 조성물의 용융흐름지수가 상기 범위 내인 경우, 일정한 점도를 유지하여 수처리 엘리먼트 조립시 유효 면적을 적절히 유지할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물은 110℃ 내지 150℃의 온도, 60 kg/cm2 내지 70 kg/cm2의 압력, 20초 내지 30초의 조건에서 경화된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물은 접착력이 800 gf/mm 내지 2,500 gf/mm이다.
상기 접착력이 상기 범위를 만족하는 경우, 수처리 엘리먼트 롤링시의 작업이 용이하고, 수처리 엘리먼트의 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태는 상기 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물로 구성되는 접착층을 포함하는 분리막 엘리먼트를 제공한다.
상기 '수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물로 구성되는 접착층'이란, 상기 접착층이 상기 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물을 포함하는 것을 의미한다.
상기 수처리 엘리먼트는 전술한 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물로 구성되는 접착층을 포함하는 것을 제외하고 당 기술분야에 사용되는 구성요소들을 제한없이 적용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 접착층은 상기 분리막 리프의 서로 대향하는 한 쌍의 가장자리부(side seal)에 구비될 수 있다. 또한, 상기 접착층은 상기 분리막 리프의 서로 대향하는 한 쌍의 가장자리부(side seal)에 수직하는 가장자리부(end seal)에 구비될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 수직이란 기하학에서 정의하는 의미, 예컨대, '두 개의 직선·반직선·선분이 직각으로 만나는 상태'만을 의미하는 것은 아니고, 상기 분리막 리프의 서로 대향하는 한 쌍의 가장자리부(side seal)가 아닌 중심관에 부착되지 않은 가장자리부를 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 접착층의 두께는 100 ㎛ 내지 1,200 ㎛이다.
바람직하게 상기 접착층의 두께는 100 ㎛ 내지 500 ㎛이다.
상기 접착층의 두께가 상기 범위를 만족하는 경우, 수처리 엘리먼트 롤링시의 작업이 용이하고, 수처리 엘리먼트의 생산성을 향상시킬 수 있다.
상기 접착층의 두께란, 도 2의 T로 표시된 길이를 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 접착층의 폭이 10 mm 내지 30 mm이다.
바람직하게 상기 접착층의 폭은 15 mm 내지 25 mm이다.
상기 접착층의 폭이 상기 범위를 만족하는 경우, 수처리 엘리먼트 롤링시의 작업이 용이하고, 수처리 엘리먼트의 생산성을 향상시킬 수 있다.
상기 접착층의 폭이란, 도 2의 W로 표시된 길이를 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 수처리 엘리먼트는 분리막 리프(leaf) 및 유로재를 포함할 수 있으며, 상기 분리막 리프 및 유로재의 단부를 접착시키는 경우 전술한 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물을 이용하여 접착시킬 수 있다. 상기 단부는 상기 분리막 리프의 서로 대향하는 한 쌍의 가장자리부(side seal) 또는 상기 분리막 리프의 서로 대향하는 한 쌍의 가장자리부(side seal)를 의미할 수 있다.
즉, 상기 분리막 리프 및 유로재의 사이에 상기 접착층을 포함시킨 후, 인덕션을 이용하여 상기 접착층을 가열 용융함으로써 접착시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 인덕션을 이용하여 상기 접착층을 가열 용융하는 것은, 자기장 200 A 내지 500 A에서, 1 내지 10분간 인가하여 비접촉식 유도가열 방식을 이용할 수 있다. 구체적으로, 자기장 375 A에서 1분간 인가하여 비접촉식 유도가열 방식을 이용할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 분리막 리프란 상기 수처리 엘리먼트에 포함되는 구성 요소로서, 하나의 분리막으로 구성될 수 있고, 또한 두 개의 분리막으로 구성될 수 있다. 상기 분리막 리프가 하나의 분리막으로 구성되는 경우, 상기 분리막의 공급측의 면이 공급측 유로재를 사이에 두고 접어진 형태로 구성될 수 있다. 상기 분리막 리프가 두 개의 분리막으로 구성되는 경우, 분리막의 공급측의 면이 서로 마주보도록 배열되고 분리막 사이에 공급측 유로재가 위치할 수 있다. 바람직하게 상기 분리막 리프는 한 개의 분리막으로 구성될 수 있다
본 명세서에 있어서, 상기 유로재는 공급측 유로재 또는 투과측 유로재를 의미할 수 있다. 상기 공급측 유로재는 스페이서(spacer)일 수 있고, 상기 투과측 유로재는 트리코트(tricot)일 수 있다. 상기 유로재는 상기 공급 통로를 통해 유입되는 원수 또는 상기 투과 통로를 통해 유입되는 생산수가 흘러나갈 수 있는 공간을 만들어주는 유로 역할을 수행한다. 상기 유로재의 형상, 종류는 특별히 한정되지 않으며, 당 기술분야에서 사용되는 유로재가 적용될 수 있다. 상기 공급측 유로재와 상기 투과측 유로재의 소재는 특별히 한정되지 않고, 동일한 소재일 수 있으며, 다른 소재일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 공급측 유로재는 스페이서 또는 피드 스페이서(feed spacer)로 표현될 수 있으며, 외부로부터 이물질이 포함된 물(원수)가 수용될 수 있도록 하나의 분리막과 다른 하나의 분리막의 사이의 간격을 일정하게 유지시키는 역할을 수행할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 투과측 유로재는 트리코트(tricot)로 표현될 수 있으며, 상기 분리막에 의해 여과된 생산수가 수용될 수 있도록 반으로 접어진 하나의 분리막 내부의 공간 또는 통로을 의미한다. 상기 트리코트는 직물 또는 편물로 된 구조를 가지며, 생산수가 흘러나갈 수 있는 공간을 만들어 줄 수 있도록 다공성 표면 구조를 가질 수 있다.
상기 수처리 엘리먼트는 상기 분리막 리프 및 상기 유로재 외에 중심관을 더 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 분리막 리프의 접어진 부분 또는 밀봉된 부분이 상기 중심관을 향하도록 배치되어 복수의 분리막 리프 및 유로재가 권취될 수 있다. 이와 같이 권취되는 경우, 수처리 엘리먼트는 나권형(spiral wound) 형태로 제조된다.
본 명세서에 있어서, 상기 중심관은 여과된 생산수(정제수)가 유입되어 배출되는 통로 역할을 수행한다.
상기 중심관의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니나, 상기 수처리 엘리먼트의 중심에 위치하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 중심관은 생산수가 배출될 수 있도록 일 측면이 개방될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 중심관은 다수 개의 공극을 포함할 수 있으며, 수처리 엘리먼트에 의해 수처리가 진행되면 생산수가 상기 중심관의 다수 개의 공극을 통하여 상기 중심관의 내부에 유입된 후, 유입된 생산수는 상기 중심관의 개방되어 있는 일 측면을 통하여 배출되게 된다.
상기 중심관의 소재는 특별히 한정되는 것은 아니고, 이 분야에서 공지된 일반적인 소재를 사용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 수처리 엘리먼트는 권취된 형태가 유지되도록 랩핑(wrapping)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 랩핑된 수처리 엘리먼트는 직렬 또는 병렬로 연결되어 압력 용기에 수납될 수 있고, 분리막 모듈로 사용될 수 있다. 구체적으로 상기 분리막 모듈은 수처리에 사용될 수 있으며, 수처리에 사용하는 경우 원수는 해수일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 분리막 리프에 포함되는 분리막은 수처리 분리막 또는 기체 분리막을 의미할 수 있다. 상기 수처리 분리막은 정밀 여과막, 한외 여과막, 나노 여과막 또는 역삼투막 등으로 사용될 수 있으며, 바람직하게는 역삼투막으로 이용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 분리막은 수처리 분리막일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 분리막은 역삼투막일 수 있다.
본 명세서의 또 다른 일 실시상태에 있어서, 상기 분리막은 기체 분리막일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 분리막은 다공성층; 및 다공성 지지체 상에 구비된 폴리아미드 활성층을 포함한다.
상기 폴리아미드 활성층은 다공성층 상에 아민 화합물을 포함하는 수용액층을 형성하는 단계; 상기 아민 화합물을 포함하는 수용액층 상에 아실 할라이드 화합물을 포함하는 유기용액을 접촉시켜 폴리아미드 활성층을 형성하는 단계를 통하여 형성될 수 있다.
상기 다공성층으로는, 부직포 상에 고분자 재료의 코팅층이 형성된 것을 사용할 수 있다. 상기 고분자 재료로는, 예를 들면, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리메틸클로라이드 및 폴리비닐리덴플루오라이드 등이 사용될 수 있으나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 고분자 재료로서 폴리설폰을 사용할 수 있다. 상기 코팅층은 폴리설폰층일 수 있다.
상기 부직포의 재료로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트가 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 부직포의 두께는 50 ㎛ 내지 150 ㎛일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게 상기 두께는 80 ㎛ 내지 120 ㎛일 수 있다. 상기 부직포의 두께가 상기 범위를 만족하는 경우, 상기 부직포를 포함하는 다공성 지지체를 포함하는 분리막의 내구성이 유지될 수 있다.
상기 코팅층의 두께는 20 ㎛ 내지 100 ㎛일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게 상기 두께는 40 ㎛ 내지 80 ㎛일 수 있다. 상기 코팅층의 두께가 상기 범위를 만족하는 경우, 상기 코팅층을 포함하는 다공성 지지체를 포함하는 분리막의 내구성이 유지될 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 코팅층은 상기 폴리설폰이 포함된 고분자 용액으로 제조될 수 있다. 상기 폴리설폰이 포함된 고분자 용액은, 상기 폴리설폰이 포함된 고분자 용액 총 중량을 기준으로, 80 중량% 내지 90 중량%의 용매 디메틸포름아마이드에 10 중량% 내지 20 중량%의 폴리설폰 고형을 넣고 80 ℃ 내지 85 ℃에서 12시간 동안 녹인 후 얻은 균질(homogeneous)한 액상일 수 있으나, 상기 중량 범위가 상기 범위로 한정되는 것은 아니다.
상기 폴리설폰이 포함된 고분자 용액의 총 중량을 기준으로 상기 범위의 폴리설폰 고형이 포함되는 경우, 상기 코팅층을 포함하는 다공성층을 포함하는 분리막의 내구성이 유지될 수 있다.
상기 코팅층은 캐스팅의 방법으로 형성될 수 있다. 상기 캐스팅은 용액 주조(casting) 방법을 의미하는 것으로, 구체적으로, 상기 고분자 재료를 용매에 용해시킨 후, 접착성이 없는 평활한 표면에 전개시킨 후 용매를 치환시키는 방법을 의미할 수 있다. 구체적으로, 상기 용매로 치환시키는 방법은 비용매 유도 상분리법(nonsolvent induced phase separation)을 이용할 수 있다. 상기 비용매 유도 상분리법이란, 고분자를 용매에 용해시켜 균일 용액을 만들고 이를 일정형태로 성형시킨 후 비용매에 침지시킨다. 이후 비용매와 용매의 확산에 의한 상호교환이 이루어지며 고분자 용액의 조성이 변하게 되고, 고분자의 침전이 일어나면서 용매와 비용매가 차지하던 부분을 기공으로 형성시키는 방법이다.
상기 폴리아미드 활성층은 아민 화합물과 아실 할라이드 화합물의 접촉시 아민 화합물과 아실 할라이드 화합물이 반응하면서 계면 중합에 의해 폴리아미드를 생성하고, 전술한 다공성층에 흡착되어 형성될 수 있다. 상기 접촉은 침지, 스프레이 또는 코팅 등의 방법을 통해 수행될 수 있다. 계면 중합 조건은 당 기술분야에 알려져 있는 것들이 제한 없이 사용될 수 있다.
상기 폴리아미드 활성층을 형성시키기 위하여, 상기 다공성층 상에 아민 화합물을 포함하는 수용액층을 형성할 수 있다. 상기 다공성층 상에 아민 화합물을 포함하는 수용액층을 형성하는 방법은 특별히 한정하지 않으며, 상기 다공성 지지체 위에 수용액층을 형성할 수 있는 방법이라면 제한하지 않고 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 다공성층 상에 아민 화합물을 포함하는 수용액층을 형성하는 방법은 분무, 도포, 침지, 적하, 코팅 등을 들 수 있다.
이 때, 상기 수용액층은 필요에 따라 과잉의 아민 화합물을 포함하는 수용액을 제거하는 단계를 추가적으로 거칠 수 있다. 상기 다공성층 상에 형성된 수용액층은 상기 다공성층 상에 존재하는 수용액이 지나치게 많은 경우에는 불균일하게 분포할 수 있는데, 수용액이 불균일하게 분포하는 경우에는 이후의 계면 중합에 의해 불균일한 폴리아미드 활성층이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 다공성층 상에 수용액층을 형성한 후에 과잉의 수용액을 제거하는 것이 바람직하다. 상기 과잉의 수용액 제거는 특별히 제한되지는 않으나, 예를 들면, 스펀지, 에어나이프, 질소 가스 블로잉, 자연건조, 또는 압축 롤 등을 이용하여 행할 수 있다.
상기 아민 화합물을 포함하는 수용액에서 상기 아민 화합물은 분리막 제조에 사용되는 아민 화합물이라면 그 종류를 제한하지 않으나, 구체적인 예를 든다면, m-페닐렌디아민, p-페닐렌디아민, 1,3,6-벤젠트리아민, 4-클로로-1,3-페닐렌디아민, 6-클로로-1,3-페닐렌디아민, 3-클로로-1,4-페닐렌디아민 또는 이들의 혼합물인 것이 바람직하다.
상기 아민 화합물을 포함하는 수용액의 용매는 물일 수 있고, 추가로 아세톤, 디메틸술폭사이드(DMSO), 1-메틸-2-피롤리디논(NMP) 또는 헥사메틸포스포아미드(hexamethylphosphoramide, HMPA)를 포함할 수 있다.
상기 아민 화합물의 함량은 상기 조성물 전체 중량 대비 1 중량% 이상 10 중량% 이하일 수 있다. 상기 함량을 만족하는 경우, 본 발명에서 목적하는 염 제거율과 유량을 확보할 수 있다.
폴리아미드 활성층은 아민 화합물을 포함하는 수용액을 상기 다공성층 상에 코팅한 후, 아실 할라이드 화합물을 포함하는 유기 용액을 접촉시켜 계면 중합함으로써 제조될 수 있다.
상기 아실 할라이드 화합물로는 폴리아미드의 중합에 사용될 수 있는 것이라면 제한하지 않으나, 구체적인 예로서 2 내지 3개의 카르복실산 할라이드를 갖는 방향족 화합물로서, 트리메조일클로라이드, 이소프탈로일클로라이 및 테레프탈로일클로라이드로 이루어진 화합물군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 아실 할라이드 화합물의 함량은 상기 조성물 전체 중량 대비 0.01 중량% 이상 0.5 중량% 이하일 수 있다. 상기 함량을 만족하는 경우, 우수한 염 제거율과 유량을 확보할 수 있다.
상기 아실 할라이드 화합물을 포함하는 유기 용액에 포함되는 유기 용매로는 지방족 탄화수소 용매, 예를 들면, 프레온류와 탄소수가 5 내지 12인 헥산, 사이클로헥산, 헵탄, 알칸과 같은 물과 섞이지 않는 소수성 액체, 예를 들면, 탄소수가 5 내지 12인 알칸과 그 혼합물인 IsoPar(Exxon), ISOL-C(SK Chem), ISOL-G(Exxon) 등이 사용될 수 있으나, 이로써 제한되는 것은 아니다.
상기 유기 용매의 함량은 상기 아실 할라이드 화합물을 포함하는 유기 용액 전체 중량 대비 95 중량% 내지 99.99 중량%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 함량을 만족하는 경우, 우수한 염 제거율과 유량을 확보할 수 있다.
상기 폴리아미드 활성층의 두께는 10 nm 내지 1000 nm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 두께는 바람직하게 300 nm 내지 500 nm일 수 있다. 상기 폴리아미드 활성층의 두께가 상기 범위를 만족하는 경우, 상기 함량을 만족하는 경우, 우수한 염 제거율과 유량을 확보할 수 있다.
도 1은 본 명세서에 따른 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물로 구성되는 접착층을 포함하는 분리막 리프(M)의 일 평면도를 나타낸 것이고, 도 2는 우측면도를 나타낸 것이다. 분리막 리프 및 유로재 사이에 접착층(10, 20)을 포함시킨 후, 인덕션을 이용하여 상기 접착층(10, 20)을 가열 용융한다. 본 명세서에 따른 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물은 고체형이므로 접착 면적 및 두께의 조절이 용이하여, 롤링시의 작업이 용이하다는 장점이 있다. 또한, 경화 시간이 짧고, 공정이 단순화되어, 수처리 엘리먼트 제조시 작업성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다. 후술하는 비교예와 같이 액체형 폴리우레탄 접착제 조성물을 이용하는 경우, 분리막 엘리먼트 제조과정에 있어서, 유효 면적이 줄어들 수 있어 일부 분리막이 손실될 수 있다. 또한, 액체형 접착제 조성물은 도포시 바로 고정이 되지 않으므로 두께 및 면적의 제어가 힘들다는 단점이 있다. 그리고, 롤링 공정시 리크가 발생하는 등의 수처리 분리막 엘리먼트의 불량률이 높아질 수 있다. 또한, 액체형 접착제 조성물의 경화시간이 오래 걸린다는 단점이 있다. 반면, 본 명세서에 따른 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물은 전술한 액체형 폴리우레탄 접착제 조성물의 단점을 보완할 수 있다. 상기 접착층은 상기 분리막 리프의 서로 대향하는 한 쌍의 가장자리부(side seal)(10)에 구비될 수 있다. 또한, 상기 접착층은 상기 분리막 리프의 서로 대향하는 한 쌍의 가장자리부(side seal)에 수직하는 가장자리부(end seal)(20)에 구비될 수 있다.
도 3은 본 명세서에 따른 수처리 엘리먼트를 구성하는 구성요소들의 적층 모식도를 나타낸 것이다. 본 명세서의 수처리 엘리먼트는 복수의 분리막 리프(2) 및 복수의 유로재가 번갈아가면서 배열되어 제조될 수 있다. 상기 유로재는 공급측 유로재(1-2) 또는 투과측 유로재(1-1)일 수 있다. 각각의 배열된 복수의 분리막 리프(2) 및 복수의 유로재 사이에 상기 접착층이 구비되어 수처리 엘리먼트를 구성할 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
실시예 및 비교예.
[자성 복합체의 제조]
실시예 1.
(1) 자성 입자 전구체(Iron (III) chloride hexahydrate), 수성 용매(증류수), 염기(sodium acetate)를 극성 용매(ethylene glycol)와 혼합하여 원료를 제조하였다. 상기 자성 입자 전구체와 염기의 상기 원료 내에서의 농도는 각각 0.1 M 및 1.09 M가 되도록 혼합하고, 수성 용매는 상기 극성 용매의 부피 대비 10.67 부피% 가 되도록 혼합하였다.
(2) 상기 원료를 상온(약 23 ℃)에서 상기 원료의 온도가 대략 70 ℃가 될 때까지(약 2.5℃/min의 승온 속도로 20분 내지 60분의 시간 동안) 가열하여, 결정을 생성시켰다.
(3) 상기 (2) 과정을 거친 원료의 온도가 대략 190 ℃가 될 때까지(약 1℃/min의 승온 속도로 40분 내지 120분의 시간 동안) 가열하여 상기 (2) 과정에서 생성된 결정을 클러스트화 하였다.
(4) 상기 (3) 과정을 거친 원료의 온도가 대략 70 ℃가 될 때까지(약 1℃/min의 감온 속도로 2 시간 동안) 냉각하고, 상기 냉각된 원료에 표면 처리제(중량평균 분자량이 5,100인 폴리아크릴산, Sigma Aldrich社)를 상기 원료에 적용된 자성 입자 전구체 100 중량부 대비 약 4.8 중량부로 혼합하였다.
실시예 2.
상기 (1) 과정에서 상기 자성 입자 전구체와 염기의 상기 원료 내에서의 농도는 각각 0.05 M 및 0.76 M가 되도록 혼합하고, 수성 용매는 상기 극성 용매의 부피 대비 5.26 부피% 가 되도록 혼합하고, 상기 (4) 과정에서 냉각된 원료에 표면 처리제를 상기 원료에 적용된 자성 입자 전구체 100 중량부 대비 약 19.4 중량부로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 자성 복합체를 제조하였다.
실시예 3.
상기 (1) 과정에서 상기 자성 입자 전구체와 염기의 상기 원료 내에서의 농도는 각각 0.05 M 및 0.76 M가 되도록 혼합하고, 수성 용매는 상기 극성 용매의 부피 대비 5.26 부피% 가 되도록 혼합하고, 상기 (4) 과정에서 냉각된 원료에 표면 처리제(중량평균 분자량이 15,000인 폴리아크릴산, Sigma Aldrich社)를 상기 원료에 적용된 자성 입자 전구체 100 중량부 대비 약 19.4 중량부로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 자성 복합체를 제조하였다.
실시예 4.
상기 (1) 과정에서 상기 자성 입자 전구체와 염기의 상기 원료 내에서의 농도는 각각 0.05 M 및 0.76 M가 되도록 혼합하고, 수성 용매는 상기 극성 용매의 부피 대비 5.26 부피% 가 되도록 혼합하고, 상기 (4) 과정에서 냉각된 원료에 표면 처리제(인산계 단분자 분산제로 알려진 CRODA社의 CS20A 제품)를 상기 원료에 적용된 자성 입자 전구체 100 중량부 대비 약 16.67 중량부로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 자성 복합체를 제조하였다.
실시예 5.
상기 (1) 과정에서 상기 자성 입자 전구체와 염기의 상기 원료 내에서의 농도는 각각 0.05 M 및 0.76 M가 되도록 혼합하고, 수성 용매는 상기 극성 용매의 부피 대비 5.26 부피% 가 되도록 혼합하고, 상기 (4) 과정에서 냉각된 원료에 표면 처리제(인산계 공중합체 분산제로 알려진 BYK社의 Disper-111 제품)를 상기 원료에 적용된 자성 입자 전구체 100 중량부 대비 약 16.67 중량부로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 자성 복합체를 제조하였다.
비교예 1.
(1) 자성 입자 전구체(Iron (III) chloride hexahydrate), 수성 용매(증류수), 염기(sodium acetate) 및 표면 처리제(중량평균 분자량이 5,100인 폴리아크릴산, Sigma Aldrich社)를 극성 용매(ethylene glycol)와 혼합하여 원료를 제조하였다. 상기 자성 입자 전구체와 염기의 상기 원료 내에서의 농도는 각각 0.05 M 및 0.76 M가 되도록 혼합하고, 수성 용매는 상기 극성 용매의 부피 대비 5.26 부피% 가 되도록 혼합하며, 상기 표면 처리제는 상기 자성 입자 전구체 100 중량부 대비 대략 19.44 중량부의 비율로 혼합하였다.
(2) 상기 원료를 상온(약 23 ℃)에서 상기 원료의 온도가 대략 70 ℃가 될 때까지(약 2.5 ℃/min 의 승온 속도로 20분의 시간 동안) 가열하여, 결정을 생성시켰다.
(3) 상기 (2) 과정을 거친 원료의 온도가 대략 190 ℃가 될 때까지(약 1℃/min의 승온 속도로 120분의 시간 동안) 가열하여 상기 (2) 과정에서 생성된 결정을 클러스트화 하였다.
(4) 상기 (3) 과정을 거친 원료의 온도가 대략 70 ℃가 될 때까지(약 1℃/min의 감온 속도로 2 시간 동안) 냉각하였다.
비교예 2.
상기 (1) 과정에서 상기 자성 입자 전구체와 염기의 상기 원료 내에서의 농도는 각각 0.09 M 및 1.43 M가 되도록 혼합하고, 수성 용매는 상기 극성 용매의 부피 대비 10.53 부피%가 되도록 혼합하며, 상기 표면 처리제는 상기 자성 입자 전구체 100 중량부 대비 대략 약 9.72 중량부의 비율로 혼합한 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방식으로 자성 복합체를 제조하였다.
비교예 3.
상기 (1) 과정에서 상기 자성 입자 전구체와 염기의 상기 원료 내에서의 농도는 각각 0.05 M 및 0.76 M가 되도록 혼합하고, 수성 용매는 상기 극성 용매의 부피 대비 5.26 부피% 가 되도록 혼합하고, 상기 표면 처리제(중량평균 분자량이 15,000인 폴리아크릴산, Sigma Aldrich社)는 상기 자성 입자 전구체 100 중량부 대비 약 19.44 중량부의 비율로 혼합한 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방식으로 자성 복합체를 제조하였다.
비교예 4.
상기 (1) 과정에서 상기 표면 처리제로는 인산계 단분자 분산제로 알려진 CRODA社의 CS20A 제품을 적용하며, 상기 자성 입자 전구체와 염기의 상기 원료 내에서의 농도는 각각 0.09 M 및 1.43 M가 되도록 혼합하고, 수성 용매는 상기 극성 용매의 부피 대비 10.53 부피% 가 되도록 혼합하고, 상기 표면 처리제는 상기 자성 입자 전구체 100 중량부 대비 약 8.33 중량부의 비율로 혼합한 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방식으로 자성 복합체를 제조하였다.
비교예 5.
상기 (1) 과정에서 상기 표면 처리제로는 인산계 공중합체 분산제로 알려진 BYK社의 Disper-111 제품을 적용하며, 상기 자성 입자 전구체와 염기의 상기 원료 내에서의 농도는 각각 0.05 M 및 0.76 M가 되도록 혼합하고, 수성 용매는 상기 극성 용매의 부피 대비 5.26 부피% 가 되도록 혼합하고, 상기 표면 처리제는 상기 자성 입자 전구체 100 중량부 대비 약 16.67 중량부의 비율로 혼합한 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방식으로 자성 복합체를 제조하였다.
[수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물의 제조]
수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물 100 중량부를 기준으로, 상기 제조한 각각의 자성 복합체 5 중량부와 고분자 수지(WINMELT AT, 우진)을 95 중량부로 혼합한 후, 스크류 압출기를 통하여 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물을 제조하였다. 상기 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물은 가로 20 mm X 세로 1,000 mm 크기의 필름형태였다.
상기 제조된 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물을 도 1과 같이 분리막의 side seal과 end seal에 위치시킨 후, 권취하여 나권형(spiral wound) 형태의 수처리용 엘리먼트를 제조하였다.
그 다음, 권취된 나권형(spiral wound) 형태의 수처리 엘리먼트는 자기장 코일 내에 위치시켰으며, 자기장을 375 A, 회전 속도 60 rpm으로 10분간 인가하여 비접촉식 유도가열 방식을 통한 접착을 진행하였다.
상기 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물을 수처리 엘리먼트에 적용한 두께는 300 ㎛이었고, 폭은 20 mm 이었다.
실험예.
[결정 크기 측정]
하기 방법에 따라 실시예 및 비교예에서 합성한 자성 복합체 내의 자성 입자의 자구(=결정)의 크기를 측정하였다.
(1) Brucker社의 XRD-07-D8_Endeavor 장비를 이용해서 상기 장비의 매뉴얼에 따라 상기 자성체의 10˚ 내지 90˚의 2θ 회절 각도 구간에서의 신호 세기(intensity)를 측정하였다.
(2) 상기 (1) 단계에서 수득한 X선 회절 분석 결과에서, 62.57˚에서 피크를 나타내는 60.824˚ 내지 64.957˚의 2θ 범위 내에서의 결과값을, 하기 수식 3에 대입하여 결정의 크기를 측정하였다. 이를 하기 표 1에 기재하였다.
[수식 3]
τ=(Kⅹλ)/(βⅹcos(θ))
상기 수식 3에서,
τ는 결정 크기이고, K는 Scherrer 상수로, cubic symmetry를 가지는 구형 결정의 최대 반치폭에 대해 0.94 이며, X-ray의 파장, β는 회절 피크의 최대 반치 폭, θ는 Bragg 회절 각도이다.
[평균 입경 측정]
(1) 실시예 및 비교예에서 제조한 자성 복합체에 대하여 CRESSINGTON SPUTTER COATER 108 모델을 사용하여 오토(auto) 모드로 60~90초 가량 백금 코팅(Pt coating)을 진행하여 시편을 제조하였다.
(2) 상기 시편에 대해서 SEM(주사전자현미경, JEOL사의 FESEM, JSM7610F 장비)을 이용하여 상기 장비의 매뉴얼에 따라 상기 자성체의 SEM 사진을 촬영하였다.
(3) 자성체의 SEM 사진을 통해, 자성 입자가 클러스트화 된지 여부를 확인하고, 자성체의 평균 입경을 측정하였다. 이를 하기 표 1에 기재하였다.
| 결정 크기(nm) | 평균 입경(nm) | |
| 실시예 1 | 30.6 | 100 |
| 실시예 2 | 28.2 | 85 |
| 실시예 3 | 24 | 60 |
| 실시예 4 | 26.8 | 110 |
| 실시예 5 | 29.1 | 80 |
| 비교예 1 | 8.4 | 100 |
| 비교예 2 | 10.5 | 85 |
| 비교예 3 | 7.6 | 30 |
| 비교예 4 | 12.4 | 90 |
| 비교예 5 | 6.9 | 40 |
[발열량 측정]
상기 발열량(SAR)은 하기 식 1을 이용하여 계산하였다.
[식 1]
상기 식 1에서,
상기 발열량은 상기 자성 복합체의 혼합액의 부피에 영향을 받기 때문에 상기 혼합액의 부피를 0.35 ml로 고정하고 상승된 평균 온도를 측정하여 계산하였다. 상기 평균 온도의 측정은 thermocouple을 사용하였다. 이를 하기 표 2에 기재하였다.
[발열 온도 측정]
발열온도는 자성 입자의 분말 0.5 g을 물 10g에 용해시켜서 제조한 자성 유체 0.35 mL에 교류 자기장을 120.4 A의 전류와 310 kHz의 주파수 조건으로 60초 동안 인가하여 측정하였으며, 이를 하기 표 2에 기재하였다.
[육안에 의한 접착 여부 확인]
상기 제조한 수처리 엘리먼트용 핫멜트 조성물을 이용하여 접착한 수처리 엘리먼트의 접착 정도를 육안으로 확인하여 접착 정도를 하기 표 2에 기재하였다.
| 발열량(W/g) | 발열 온도(K) | 육안에 의한 접착 여부 확인 | |
| 실시예 1 | 78.9 | 350.6 | 접착 |
| 실시예 2 | 95.4 | 362.4 | 접착 |
| 실시예 3 | 72.2 | 345.8 | 접착 |
| 실시예 4 | 91.4 | 359.5 | 접착 |
| 실시예 5 | 81.3 | 352.3 | 접착 |
| 비교예 1 | 50.2 | 330.0 | 부분접착 |
| 비교예 2 | 49.0 | 329.1 | 부분접착 |
| 비교예 3 | 26.8 | 313.2 | 미접착 |
| 비교예 4 | 48.4 | 328.7 | 부분접착 |
| 비교예 5 | 27.2 | 313.5 | 부분접착 |
상기 표 2에 따르면, 실시예 1 내지 5의 경우 수처리 엘리먼트 접착층이 양호하게 접착되었으나, 비교예 1 내지 5의 경우 부분 접착되거나 접착되지 않아 접착도가 떨어져서 수처리 엘리먼트에 리크(leak)가 생길 수 있음을 확인하였다.
이로써, 본 명세서에 따른 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물을 수처리 엘리먼트 제조에 이용하는 경우, 수처리 엘리먼트의 불량률을 줄이며, 생산성을 높이고 작업성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 발명의 범주에 속한다.
1-1: 투과측 유로재
1-2: 공급측 유로재
2: 분리막 리프
3: 중심관
10: 분리막 리프의 서로 대향하는 한 쌍의 가장자리부(side seal)의 접착층
20: 분리막 리프의 서로 대향하는 한 쌍의 가장자리부에 수직하는 가장자리부(end seal)의 접착층
M: 분리막 리프
T: 두께
W: 폭
1-2: 공급측 유로재
2: 분리막 리프
3: 중심관
10: 분리막 리프의 서로 대향하는 한 쌍의 가장자리부(side seal)의 접착층
20: 분리막 리프의 서로 대향하는 한 쌍의 가장자리부에 수직하는 가장자리부(end seal)의 접착층
M: 분리막 리프
T: 두께
W: 폭
Claims (10)
- 고분자 수지; 및 자성 복합체를 포함하는 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물로서,
상기 자성 복합체는 결정 크기가 15 nm 내지 40 nm의 범위 내에 있는 자성 입자를 포함하는 것인 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물. - 청구항 1에 있어서, 상기 핫멜트 접착제 조성물 100 중량부를 기준으로 상기 고분자 수지는 90 내지 99 중량부이고, 상기 자성 복합체는 0.1 내지 10 중량부인 것인 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물.
- 청구항 1에 있어서, 용융흐름지수(MFI, Melt flow index)는 177℃, 2.16 kg에서 5 g/10 min 내지 50 g/10 min인 것인 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물.
- 청구항 1에 있어서, 상기 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물은 110℃ 내지 150℃의 온도, 60 kg/cm2 내지 70 kg/cm2의 압력, 20초 내지 30초의 조건에서 경화되는 것인 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물.
- 청구항 1에 있어서, 접착력이 800 gf/mm 내지 2,500 gf/mm인 것인 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물.
- 청구항 1에 있어서, 상기 자성 입자의 평균 입경이 20 nm 내지 300 nm 인 것인 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물.
- 청구항 1에 있어서, 상기 자성 복합체는 표면처리제를 포함하는 것인 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물.
- 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 따른 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물로 구성되는 접착층을 포함하는 수처리 엘리먼트.
- 청구항 8에 있어서, 상기 접착층의 두께가 100 ㎛ 내지 1,200 ㎛인 것인 수처리 엘리먼트.
- 청구항 8에 있어서, 상기 접착층의 폭이 10 mm 내지 30 mm인 것인 수처리 엘리먼트.
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| PCT/KR2020/018148 WO2021118289A1 (ko) | 2019-12-11 | 2020-12-11 | 수처리 엘리먼트용 핫멜트 접착제 조성물, 접착 필름 및 이를 포함하는 수처리 엘리먼트 |
| CN202080057395.2A CN114269877B (zh) | 2019-12-11 | 2020-12-11 | 用于水处理元件的热熔粘合剂组合物、包含其的粘合剂膜和水处理元件 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000279771A (ja) | 1999-03-31 | 2000-10-10 | Toray Ind Inc | 流体分離素子の製造方法 |
-
2019
- 2019-12-11 KR KR1020190164867A patent/KR20210073989A/ko not_active Application Discontinuation
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