KR20220071138A - Hydrophilized porous polymer filter, preparation method thereof, and useing the same for dehumidification - Google Patents

Hydrophilized porous polymer filter, preparation method thereof, and useing the same for dehumidification Download PDF

Info

Publication number
KR20220071138A
KR20220071138A KR1020210162656A KR20210162656A KR20220071138A KR 20220071138 A KR20220071138 A KR 20220071138A KR 1020210162656 A KR1020210162656 A KR 1020210162656A KR 20210162656 A KR20210162656 A KR 20210162656A KR 20220071138 A KR20220071138 A KR 20220071138A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polymer
group
filter
solvent
pores
Prior art date
Application number
KR1020210162656A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김인철
남승은
박호식
박유인
이혜진
유영민
조영훈
김태경
안은숙
권세이
박아름이
Original Assignee
한국화학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국화학연구원 filed Critical 한국화학연구원
Publication of KR20220071138A publication Critical patent/KR20220071138A/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D67/00Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0081After-treatment of organic or inorganic membranes
    • B01D67/0093Chemical modification
    • B01D67/00933Chemical modification by addition of a layer chemically bonded to the membrane
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D67/00Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0081After-treatment of organic or inorganic membranes
    • B01D67/0093Chemical modification
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26Drying gases or vapours
    • B01D53/268Drying gases or vapours by diffusion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/06Flat membranes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/08Hollow fibre membranes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/12Composite membranes; Ultra-thin membranes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/12Composite membranes; Ultra-thin membranes
    • B01D69/1213Laminated layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2323/00Details relating to membrane preparation
    • B01D2323/02Hydrophilization
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2323/00Details relating to membrane preparation
    • B01D2323/15Use of additives
    • B01D2323/218Additive materials
    • B01D2323/2182Organic additives
    • B01D2323/21839Polymeric additives
    • B01D2323/2185Polyethylene glycol
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2323/00Details relating to membrane preparation
    • B01D2323/28Pore treatments
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2325/00Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/02Details relating to pores or porosity of the membranes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2325/00Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/02Details relating to pores or porosity of the membranes
    • B01D2325/0283Pore size
    • B01D2325/028321-10 nm
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2325/00Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/36Hydrophilic membranes

Abstract

The present invention relates to a polymer filter which has pores having an average size of 0.05 to 10 μm on one surface and pores coated with a hydrophilic polymer and having an average size of 1 to 10 nm on the other surface, and is hydrophilized on one side, a manufacturing method thereof including a step of immersing one surface of a porous polymer filter in a vinyl-based monomer solution of a polymer containing a hydrophilic functional group to polymerize the same, and a use thereof for dehumidification.

Description

친수화된 다공성 고분자 필터, 이의 제조방법 및 이의 제습 용도{Hydrophilized porous polymer filter, preparation method thereof, and useing the same for dehumidification}Hydrophilized porous polymer filter, manufacturing method thereof, and dehumidification use thereof

본 발명은 일측 표면에는 평균 0.05 내지 10 μm 크기의 기공을, 타측 표면에는 친수성 고분자가 코팅되어 평균 1 내지 10 nm의 조절된 크기의 기공을 갖는, 일측이 친수화된 고분자 필터, 친수성 관능기를 포함하는 고분자의 비닐계 단량체 용액에 다공성 고분자 필터의 일면을 침지시켜 중합화하는 단계를 포함하는 이의 제조방법 및 이의 제습 용도에 관한 것이다.The present invention is a polymer filter having an average size of 0.05 to 10 μm on one surface, and a hydrophilic polymer coated with a hydrophilic polymer on the other surface to have pores of an average size of 1 to 10 nm, hydrophilic on one side, including a hydrophilic functional group It relates to a method for preparing the same, including the step of immersing one surface of a porous polymer filter in a solution of a vinyl-based monomer of a polymer to polymerize it, and to a use for dehumidifying the same.

일반적으로 제습 공정은 습한 공기를 냉각시켜 응축시키는 원리를 이용한다. 이러한 제습 공정은 냉매를 이용하여 공기를 냉각시킴으로서 막대한 에너지가 소요되어 에너지 소요가 덜한 공정이 요구된다. 다른 제습 방법은 다공성 소재를 이용하여 수분을 흡습시킬 수 있다. 그러나 제습 시간이 오래걸리고 효율적이지 못한 단점이 있다. 최근에 분리막을 이용하여 제습하려는 시도가 있으나 효율이 많이 떨어지는 문제가 있다. 즉 표면 기공이 너무 작아서 수분 투과량이 너무 떨어지는 것이다.In general, the dehumidification process uses the principle of cooling and condensing humid air. This dehumidification process uses a refrigerant to cool the air, so a process that consumes a lot of energy is required and requires less energy. Another dehumidification method may use a porous material to absorb moisture. However, dehumidification takes a long time and is not efficient. Recently, attempts have been made to dehumidify using a separator, but there is a problem in that the efficiency is greatly reduced. That is, the surface pores are too small and the moisture permeability is too low.

본 발명자들은 다공성 고분자 필터의 표면을 처리하여 제습 공정에 사용 가능한 수분 투과 용량이 향상된 필터를 제공하기 위한 방법을 발굴하기 위하여 예의 연구 노력한 결과, 다공성 고분자 필터의 일면을 친수성 관능기를 포함하는 고분자의 비닐계 단량체를 포함하는 용액에 침지시키고 중합화하여 다공성 고분자의 기공 표면을 코팅함으로써 선택적으로 친수성을 부여하는 동시에 기공 크기를 조절함으로써 비처리 또는 동일한 친수성 관능기를 포함하는 고분자 용액으로 코팅한 필터에 비해 증가된 수분 투과 용량을 달성할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.As a result of intensive research efforts to discover a method for treating the surface of a porous polymer filter to provide a filter with improved water permeation capacity usable in the dehumidification process, the present inventors have made one surface of the porous polymer filter a polymer vinyl containing a hydrophilic functional group. By coating the pore surface of the porous polymer by immersion in a solution containing a system monomer and polymerization, it selectively imparts hydrophilicity and at the same time controls the pore size to increase compared to a filter coated with an untreated or polymer solution containing the same hydrophilic functional group It was confirmed that the water permeation capacity can be achieved, and the present invention was completed.

본 발명에서 개시되는 각각의 설명 및 실시형태는 각각의 다른 설명 및 실시 형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에서 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 발명의 범주에 속한다. 또한, 하기 기술되는 구체적인 서술에 의하여 본 발명의 범주가 제한된다고 할 수 없다.Each description and embodiment disclosed in the present invention is also applicable to each other description and embodiment. That is, all combinations of the various elements disclosed herein fall within the scope of the present invention. In addition, it cannot be said that the scope of the present invention is limited by the specific descriptions described below.

또한, 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 통상의 실험만을 사용하여 본 발명에 기재된 본 발명의 특정 양태에 대한 다수의 등가물을 인지하거나 확인할 수 있다. 또한, 이러한 등가물은 본 발명에 포함되는 것으로 의도된다.In addition, those skilled in the art will recognize, or be able to ascertain using no more than routine experimentation, many equivalents to the specific embodiments of the invention described herein. Also, such equivalents are intended to be encompassed by the present invention.

아울러, 본 발명의 명세서 전체에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification of the present invention, when a part "includes" a certain component, it does not exclude other components unless otherwise stated, but may further include other components. it means.

이하, 본 발명을 보다 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 종래 분리막 기반의 제습 필터가 표면의 작은 기공 크기로 인한 낮은 수분 투과 유량을 나타내므로 그 효율이 떨어지는 것을 개선하고자 고안된 것이다. 구체적으로, 본 발명은 비용매유도 상분리법(nonsolvent-induced phase separation; NIPS)을 이용하되, 비용매에 침지시키기 전 높은 습도의 환경에 노출하여 수 마이크론 크기의 기공을 갖는 고분자 필터를 준비한 후, 선택적으로 이의 일측면에 친수성 관능기를 갖는 고분자의 단량체 용액으로부터 기공 표면에서의 중합화를 통해 친수성 고분자 코팅층을 도입하는 경우, 막의 표면을 친수화하는 동시에 기공 크기를 조절할 수 있어, 수분 투과 유량이 증가되고 제습 효율이 향상된 제습용 필터를 제공할 수 있음을 발견한 것에 본 발명의 특징이 있다.The present invention is designed to improve the efficiency of the conventional separator-based dehumidifying filter because it exhibits a low water permeation flow rate due to a small pore size on the surface. Specifically, the present invention uses a nonsolvent-induced phase separation (NIPS) method, but is exposed to a high humidity environment before immersion in a nonsolvent to prepare a polymer filter having pores of several microns in size, Optionally, when introducing a hydrophilic polymer coating layer through polymerization on the pore surface from a monomer solution of a polymer having a hydrophilic functional group on one side thereof, the surface of the membrane can be hydrophilized and the pore size can be adjusted at the same time, so that the water permeation flow rate is increased It is a feature of the present invention that it has been found that it is possible to provide a dehumidifying filter with improved dehumidification efficiency.

본 발명의 제1양태는 다공성 고분자 필터의 일면을 히드록실기, 카르복실기, 아민기, 황산기, 니트로기, 인산기 및 탄산기로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 관능기를 포함하는 고분자의 비닐계 단량체 및 개시제를 포함하는 용액에 침지시키고 중합화하여 다공성 고분자의 기공 표면을 코팅하는 단계를 포함하는, 선택적으로 일면에 친수성 관능기를 갖는 고분자 코팅층이 도입되어 조절된 기공 크기를 갖는 다공성 고분자 필터의 제조방법을 제공한다.In a first aspect of the present invention, one surface of a porous polymer filter is formed of a polymer containing at least one functional group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, an amine group, a sulfuric acid group, a nitro group, a phosphoric acid group, and a carbonic acid group. A vinyl monomer and an initiator. It provides a method for producing a porous polymer filter having a controlled pore size by selectively introducing a polymer coating layer having a hydrophilic functional group on one surface, comprising the step of coating the pore surface of the porous polymer by immersing it in a solution containing .

예컨대, 상기 다공성 고분자 필터는 전체 용액 중량을 기준으로 8 내지 30중량%의 고분자, 10 내지 50중량%의 첨가제 및 여분의 용매를 포함하는 고분자 용액을 정해진 두께로 주조하고, 상대습도 60% 이상의 조건에서 0.5 내지 10분 동안 정치한 후, 50 내지 80℃의 비용매에 침지시켜 준비할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.For example, the porous polymer filter is formed by casting a polymer solution containing 8 to 30% by weight of a polymer, 10 to 50% by weight of an additive and an extra solvent based on the total solution weight to a predetermined thickness, and a relative humidity of 60% or more. After standing for 0.5 to 10 minutes in a, it can be prepared by immersion in a non-solvent of 50 to 80 ℃, but is not limited thereto.

구체적으로, 상기 고분자는 폴리에테르술폰(polyethersulfone; PES), 폴리술폰(polysulfone; PSU), 셀룰로스아세테이트(cellulose acetate), 폴리아릴렌에테르술폰(poly(arylene ether sulfone); PAES), 폴리아릴렌술폰(poly(arylene sulfone)), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinyledene fluoride; PVDF), 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에틸렌 비닐알코올, 폴리아크릴로니트릴, 나일론, 폴리에스테르, 및 폴리케톤으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는, 둘 이상의 공중합체 또는 이들의 혼합물일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Specifically, the polymer is polyethersulfone (PES), polysulfone (PSU), cellulose acetate (cellulose acetate), polyarylene ether sulfone (poly(arylene ether sulfone); PAES), polyarylene sulfone (poly(arylene sulfone)), polyvinyledene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene, polyethylene, polyimide, polyetherimide, polyamideimide, polyethylene vinyl alcohol, polyacrylonitrile, nylon, It may be any one selected from the group consisting of polyester, and polyketone, or a copolymer of two or more, or a mixture thereof, but is not limited thereto.

전술한 바와 같이, 상기 고분자 용액은 8 내지 30중량%의 고분자를 함유할 수 있다. 예컨대, 용액 중의 고분자 함량이 8중량% 미만이면 점도가 낮아서 필터 성형이 어려울 수 있고, 30중량% 초과이면 기공 형성이 어려울 수 있다.As described above, the polymer solution may contain 8 to 30% by weight of the polymer. For example, if the polymer content in the solution is less than 8% by weight, it may be difficult to form a filter due to low viscosity, and if it is more than 30% by weight, it may be difficult to form pores.

예컨대, 상기 고분자 용액에 함유되는 첨가제는, 분리막의 기공과 기공도를 향상시킬 수 있는 것으로서, 구체적으로는 에틸렌글리콜(ethylene glycol; EG), 또는 이의 중합체를 사용할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 첨가제는 분자량이 60 내지 200,000인 것으로서, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜(DEG), 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.For example, the additive contained in the polymer solution may improve the porosity and porosity of the separator, and specifically, ethylene glycol (EG) or a polymer thereof may be used. More specifically, the additive has a molecular weight of 60 to 200,000, and ethylene glycol, diethylene glycol (DEG), triethylene glycol, polyethylene glycol, etc. may be used alone or in mixture of two or more, but is not limited thereto.

전술한 바와 같이, 상기 고분자 용액은 10 내지 50중량%의 첨가제를 함유할 수 있다. 예컨대, 용액 중의 첨가제 함량이 10중량% 미만이면 기공 형성이 어려울 수 있고, 50중량% 초과이면 고분자 용액을 형성하는 것 자체가 어려울 수 있다.As described above, the polymer solution may contain 10 to 50% by weight of the additive. For example, if the content of the additive in the solution is less than 10% by weight, it may be difficult to form pores, and if it is more than 50% by weight, it may be difficult to form the polymer solution itself.

본 발명의 용어, "비용매(nonsolvent)"는 고분자와의 상용성이 없는 용매이다. 구체적으로, 플로리(Flory)에 의해 체계화된 액체와 고분자의 상호작용에 있어서, 상호작용의 인력적인 정도와 고분자를 용해시키는 정도 및 강도에서 가장 상호작용이 약하여 고분자를 용해시키지 못하는 용매를 의미한다. 따라서, 비용매의 종류는 고분자의 종류 및/또는 물리·화학적 성질에 따라 상이할 수 있다.As used herein, the term "nonsolvent" is a solvent that is not compatible with the polymer. Specifically, in the interaction between a liquid and a polymer organized by Flory, it means a solvent that does not dissolve the polymer because the interaction is the weakest in terms of the attractiveness of the interaction and the degree and strength of dissolving the polymer. Accordingly, the type of non-solvent may be different depending on the type of polymer and/or physical and chemical properties.

전술한 바와 같이, 본 발명의 고분자 필터는 비용매유도 상분리법에 의해 준비될 수 있는데, 이는 고분자 용액을 비용매에 침지시킴으로써 기공을 형성하는 방법으로, 사용되는 첨가제 및 비용매의 종류에 따라 기공의 크기를 자유롭게 조절할 수 있다.As described above, the polymer filter of the present invention can be prepared by a non-solvent induced phase separation method, which is a method of forming pores by immersing a polymer solution in a non-solvent. can be freely adjusted in size.

이때, 분리막의 구조를 조절하는 인자에는 여러 가지가 있으며, 일례가 고분자 용액 중의 고분자 농도와 고분자 용액에서 제거되는 용매 및 고분자 용액으로 들어오는 비용매의 상대 속도이다. 일반적으로 비용매가 들어오는 속도가 고분자 용액에서 제거되는 용매의 속도보다 빠르면 다공성 구조를 갖는 분리막이 만들어지며, 반대로 용매의 제거 속도가 비용매의 침투속도 보다 빠르면 조밀한 구조를 갖게된다. 분리막의 구조를 결정하는 다른 인자로는 용매, 또는 용매 시스템, 응고의 형태, 비용매의 온도 등이 있다. 응고속도가 느리면 스폰지(sponge) 형태의 미세 다공성 구조를 갖는 분리막이 생성되고, 응고속도가 빠르면 손가락(finger) 형태의 구조를 갖는 분리막이 생성될 수 있다.At this time, there are several factors that control the structure of the separator, one example is the concentration of the polymer in the polymer solution and the relative velocity of the solvent removed from the polymer solution and the nonsolvent entering the polymer solution. In general, if the rate at which the nonsolvent enters is faster than the rate at which the solvent is removed from the polymer solution, a separation membrane having a porous structure is formed. Other factors that determine the structure of the separation membrane include the solvent or solvent system, the type of coagulation, and the temperature of the non-solvent. If the coagulation rate is slow, a separator having a sponge-shaped microporous structure may be produced, and if the coagulation rate is high, a separator having a finger-shaped structure may be produced.

한편, 사용하고자 하는 고분자 소재가 결정되면 이에 따라 용매 및 비용매를 선택할 수 있다. 비용매로는 일반적으로 물을 사용하며, 비용매와 용매는 서로 섞여야 한다는 점 때문에 용매의 선택은 제약을 받는다. 물과 섞이며 고분자의 용해성이 우수한 용매로는 디메틸포름아미드(dimethyl formamide; DMF), 디메틸아세트아미드(dimethyl acetamide; DMAc), N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone; NMP), 디메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide; DMSO), 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran; THF), γ-부티로락톤(γ-butyrolactone; GBL), 1,4-디옥산(1,4-dioxane), 아세톤(acetone) 등이 있다. 비록 위의 용매들은 물과 잘 섞이지만 친화도(compatibility)는 서로 상이하다. 비용매와 용매의 친화도의 정도는 상분리 속도에 영향을 준다. 일반적으로 친화도가 크면 상분리 속도가 증가하고 작으면 감소한다. 예컨대, DMF, DMAc, NMP, DMSO 등은 물과의 친화도가 크고 THF, GBL, 1,4-디옥산 등은 상대적으로 낮다. 비용매와 용매의 친화도가 클 경우, 다시 말해 상분리 속도가 빠르면 생성된 고분자 분리막이 거대 기공을 갖기 때문에 기체 분리용 막보다는 대부분 한외 여과막(ultrafiltration membrane)에 응용된다.On the other hand, when the polymer material to be used is determined, a solvent and a non-solvent can be selected accordingly. Water is generally used as the non-solvent, and the choice of solvent is limited because the non-solvent and the solvent must be mixed with each other. Examples of solvents that are miscible with water and have excellent polymer solubility include dimethyl formamide (DMF), dimethyl acetamide (DMAc), N-methyl-2-pyrrolidone (N-methyl-2-pyrrolidone; NMP), dimethyl sulfoxide (DMSO), tetrahydrofuran (THF), γ-butyrolactone (GBL), 1,4-dioxane (1,4-dioxane), acetone (acetone), etc. Although the above solvents are miscible with water, their compatibility is different. The degree of affinity between the nonsolvent and the solvent affects the rate of phase separation. In general, when the affinity is large, the phase separation rate increases, and when the affinity is small, it decreases. For example, DMF, DMAc, NMP, DMSO, etc. have a high affinity for water, and THF, GBL, 1,4-dioxane, etc. have relatively low affinity. When the affinity between the nonsolvent and the solvent is high, that is, when the phase separation rate is high, the resulting polymer membrane has large pores, so it is mostly applied to ultrafiltration membranes rather than gas separation membranes.

예컨대, 상기 용매는 상온에서 선택된 고분자를 15% 이상 용해시킬 수 있는 물질이면, 제한없이 사용할 수 있다. 예컨대, 상기 용매는 디메틸포름아미드(dimethylformamide; DMF), 디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈, 및 디메틸술폭사이드로 구성된 군으로부터 선택되는 단일 용매 또는 2종 이상의 혼합 용매일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 보다 구체적으로, 디메틸포름아미드를 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.For example, the solvent may be used without limitation as long as it is a material capable of dissolving 15% or more of the selected polymer at room temperature. For example, the solvent may be a single solvent or a mixed solvent of two or more selected from the group consisting of dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, and dimethyl sulfoxide. can, but is not limited thereto. More specifically, dimethylformamide may be used, but is not limited thereto.

상기 비용매는 물, 글리세롤, 에탄올류, 케톤 및 에테르로 구성된 군으로부터 선택되는 용매 또는 이들의 혼합물일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 비용매는 이후 공정에서 용매와의 혼합을 위해 용매와 비용매의 혼합물도 포함될 수 있다.The non-solvent may be a solvent selected from the group consisting of water, glycerol, ethanols, ketones and ethers, or a mixture thereof, but is not limited thereto. The non-solvent may also include a mixture of a solvent and a non-solvent for mixing with the solvent in a subsequent process.

예컨대, 상기 고분자 용액을 폴리에스테르 등의 고체 필름 위에 일정한 습도 및 온도를 유지하면서 일정한 두께로 캐스팅하여 필터를 형성한 후, 비용매에 담궈 응고시킴으로써 제조할 수 있다. 이때, 상대습도는 60% 이상으로 유지되는 것이 바람직하다. 상대습도가 60% 미만으로 떨어지면 표면의 기공 형성이 어려워 최종적으로 형성되는 필터의 수증기 투과도가 낮아질 수 있다. 한편, 비용매의 온도는 50 내지 80℃로 유지되는 것이 바람직하다. 예컨대, 비용매의 온도가 50℃ 미만으로 낮아지면 표면의 기공 형성이 어려워 최종적으로 형성되는 필터의 수증기 투과도가 낮아질 수 있고 80℃ 초과하면 형성되는 분리막의 기공이 너무 커져서 제습 효과가 저하될 수 있다.For example, it can be prepared by casting the polymer solution to a constant thickness while maintaining constant humidity and temperature on a solid film such as polyester to form a filter, and then immersing it in a nonsolvent to solidify. At this time, the relative humidity is preferably maintained at 60% or more. When the relative humidity falls below 60%, it is difficult to form pores on the surface, so that the water vapor permeability of the finally formed filter may be lowered. On the other hand, the temperature of the non-solvent is preferably maintained at 50 to 80 ℃. For example, when the temperature of the non-solvent is lowered to less than 50 ° C., it is difficult to form pores on the surface, so the water vapor permeability of the finally formed filter may be lowered. .

상기 관능기를 포함하는 고분자의 비닐계 단량체는 중합화에 의해 고분자 골격을 형성할 수 있는 불포화 탄소결합 및 분자 내에 전술한 친수성 관능기를 하나 이상 포함하는 화합물일 수 있다. 예컨대, 상기 관능기를 포함하는 고분자의 비닐계 단량체는 아크릴산(acrylic acid), 비닐술폰산, 비닐아민, 메타크릴산, 비닐알코올, 또는 이들의 혼합물일 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 카르복시산, 아민, 술폰산, 니트로, 또는 알콜기를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예컨대, 상기 단량체는 물 또는 저급알코올에 용해되는 물질일 수 있다. 나아가, 상기 단량체는 0.1 내지 1중량% 농도로 사용할 수 있다. 단량체의 농도가 0.1중량% 미만이면 기대하는 정도의 친수성 향상을 달성하기 어렵고, 1중량% 초과이면 최종 형성되는 기공의 크기가 너무 작아져서 수분 투과량이 현저히 떨어질 수 있다.The vinyl-based monomer of the polymer including the functional group may be a compound including an unsaturated carbon bond capable of forming a polymer skeleton by polymerization and at least one of the above-mentioned hydrophilic functional groups in the molecule. For example, the vinyl-based monomer of the polymer including the functional group may be acrylic acid, vinylsulfonic acid, vinylamine, methacrylic acid, vinyl alcohol, or a mixture thereof, but is not limited thereto, and carboxylic acid, amine, sulfonic acid , nitro, or may include an alcohol group, but is not limited thereto. For example, the monomer may be a substance soluble in water or lower alcohol. Furthermore, the monomer may be used in a concentration of 0.1 to 1 wt%. If the concentration of the monomer is less than 0.1% by weight, it is difficult to achieve the expected level of improvement in hydrophilicity, and if it exceeds 1% by weight, the size of the finally formed pores becomes too small, so that the water permeation amount may be significantly reduced.

예컨대, 상기 개시제는 아조비스이소부티로니트릴(azobisisobutyronitrile; AIBN), 벤조일퍼옥사이드(benzoyl peroxide; BPO) 또는 디터트부틸퍼옥사이드(di-tert-butyl peroxide; DEBP)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이때, 상기 개시제는 0.001 내지 0.01중량% 농도로 사용할 수 있다. 개시제 농도가 0.001중량% 미만이면 고분자 중합이 상당히 지연되어 공정에 많은 시간이 소요되며, 0.01중량% 초과이면 더이상 고분자 중합에 영향을 주지 않고 시약이 낭비된다.For example, the initiator may be azobisisobutyronitrile (AIBN), benzoyl peroxide (BPO) or di-tert-butyl peroxide (DEBP). However, it is not limited thereto. In this case, the initiator may be used at a concentration of 0.001 to 0.01 wt%. If the initiator concentration is less than 0.001% by weight, polymer polymerization is significantly delayed and the process takes a lot of time, and if it exceeds 0.01% by weight, it no longer affects the polymerization and the reagent is wasted.

예컨대, 상기 중합화는 70 내지 100℃로 가온하여 5 내지 60분 동안 정치함으로써 수행할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예컨대, 당업계에 공지된 비닐류의 고분자의 중합화 방법을 제한없이 사용할 수 있다.For example, the polymerization may be performed by heating to 70 to 100° C. and leaving it to stand for 5 to 60 minutes, but is not limited thereto. For example, a polymerization method of a polymer of vinyl type known in the art may be used without limitation.

본 발명의 제2양태는 일측 표면에는 평균 0.05 내지 20 μm 크기의 기공을, 타측 표면에는 친수성 고분자가 코팅되어 평균 1 내지 10 nm의 조절된 크기의 기공을 갖는, 일측이 친수화된 고분자 필터를 제공한다.A second aspect of the present invention is a polymer filter having an average size of 0.05 to 20 µm on one surface, and a hydrophilic polymer coated on the other surface, having pores of an average size of 1 to 10 nm, a hydrophilic polymer filter. to provide.

예컨대, 상기 고분자 필터는 전술한 제1양태의 제조방법에 의해 제조될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.For example, the polymer filter may be manufactured by the manufacturing method of the first aspect described above, but is not limited thereto.

예컨대, 상기 친수성 고분자 코팅 및 조절된 크기의 기공으로 인해 제습 효율이 향상된 것이 특징이다.For example, it is characterized in that the dehumidification efficiency is improved due to the hydrophilic polymer coating and pores having a controlled size.

구체적으로, 본 발명의 고분자 필터는 0.2 kg/m2·hr 이상의 증가된 수분 투과 유량을 나타낼 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이는 본 발명의 고분자 필터가 전착도장 공정에 사용되는 제습막에 요구되는 수분 투과 용량을 달성할 수 있으므로, 이에 활용될 수 있음을 시사하는 것이다.Specifically, the polymer filter of the present invention may exhibit an increased water permeation flow rate of 0.2 kg/m 2 ·hr or more, but is not limited thereto. This suggests that since the polymer filter of the present invention can achieve the moisture permeation capacity required for the dehumidifying membrane used in the electrodeposition coating process, it can be utilized.

예컨대, 상기 고분자는 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 셀룰로스아세테이트, 폴리아릴렌에테르술폰, 폴리아릴렌술폰, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드이미드, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴로니트릴, 나일론, 폴리에스테르, 및 폴리케톤으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는, 둘 이상의 공중합체 또는 이들의 혼합물일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.For example, the polymer is polyethersulfone, polysulfone, cellulose acetate, polyaryleneethersulfone, polyarylenesulfone, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyethylene, polyimide, polyetherimide, polyamideimide , polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, nylon, polyester, and any one selected from the group consisting of polyketone, may be a copolymer of two or more or a mixture thereof, but is not limited thereto.

예컨대, 상기 고분자 필터는 중공사 또는 평막 형태를 가질 수 있다. 나아가, 강도를 부여하거나, 다른 기능성을 부여하는 등의 추가적인 목적에 따라 지지체 상에 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 지지체로는 당업계에 공지된 다양한 물질의 것을 제한없이 사용할 수 있다.For example, the polymer filter may have a hollow fiber or flat membrane shape. Furthermore, it may be formed on the support according to an additional purpose such as imparting strength or imparting other functionality, but is not limited thereto. As the support, various materials known in the art may be used without limitation.

본 발명의 제3양태는 일측 표면에는 평균 0.05 내지 10 μm 크기의 기공을, 타측 표면에는 친수성 고분자가 코팅되어 평균 1 내지 10 nm의 조절된 크기의 기공을 갖는, 일측이 친수화된 고분자 필터를 구비한 제습 장치를 제공한다.A third aspect of the present invention has pores having an average size of 0.05 to 10 μm on one surface, and a hydrophilic polymer coated on the other surface, having pores of an average size of 1 to 10 nm on one side, a hydrophilic polymer filter A dehumidifying device is provided.

예컨대, 본 발명의 제습 장치는 진공 펌프를 이용하여 구동될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.For example, the dehumidifying device of the present invention may be driven using a vacuum pump, but is not limited thereto.

전술한 바와 같이, 본 발명의 고분자 필터는 0.2 kg/m2·hr 이상의 증가된 수분 투과 유량을 나타내어 전착도장 공정에 사용되는 제습막에 요구되는 수분 투과 용량을 달성할 수 있으므로, 이를 구비한 제습 장치는 전착도장 공정, 예컨대, 자동차 또는 조선기자재의 도장 공정에 사용될 수 있다.As described above, the polymer filter of the present invention exhibits an increased water permeation flow rate of 0.2 kg/m 2 ·hr or more to achieve the water permeation capacity required for the dehumidifying membrane used in the electrodeposition coating process. The apparatus may be used in an electrodeposition painting process, for example, in a painting process of automobiles or shipbuilding equipment.

예컨대 본 발명의 제습 장치는 자동차 또는 조선기자재의 도장 공정에 사용될 수 있다. 도장 공정은 자동차 및 조선기자재의 제조에 있어서 마지막 공정으로서 완벽한 도장 품질을 보장하기 위해서는 작업장의 습도를 적정 수준으로 유지하는 것이 필수적이다. 이때, 습도가 조절되지 못하면 최종 생산제품에서 불량발생비율이 현저히 높아질 수 있다. 따라서, 생산수율의 향상을 위해서는 도장 공정 및 이를 수행하는 공장의 습도 조절에 각별한 유의가 필요하며, 이를 위해서는 제습 장치를 구비하는 것이 바람직하다.For example, the dehumidifying device of the present invention can be used in the painting process of automobiles or shipbuilding equipment. The painting process is the last process in the manufacture of automobiles and shipbuilding equipment, and in order to ensure perfect painting quality, it is essential to maintain the humidity in the workplace at an appropriate level. At this time, if the humidity is not controlled, the defect occurrence rate may significantly increase in the final product. Therefore, in order to improve the production yield, it is necessary to pay special attention to the humidity control of the painting process and the factory performing the same, and for this purpose, it is preferable to provide a dehumidifying device.

본 발명의 방법으로 제조된 고분자 필터는 우수한 제습 효과를 나타내므로 기존의 막대한 에너지와 번거로운 공정을 필요로 하는 제습 방식을 이용하지 않고 간편하게 구동될 수 있는 제습 장치를 제공할 수 있으므로 품질 향상을 위해 제습을 필요로 하는 자동차 또는 조선기자재의 도장 공정에 유용하게 사용될 수 있다.Since the polymer filter manufactured by the method of the present invention exhibits an excellent dehumidifying effect, it is possible to provide a dehumidifying device that can be easily operated without using the existing dehumidifying method that requires enormous energy and cumbersome processes, so that it is possible to dehumidify in order to improve quality. It can be usefully used in the painting process of automobiles or shipbuilding equipment that requires

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 PES 다공성 필터의 표면을 나타낸 도이다. (a)와 (b)는 각각 필터의 앞면과 뒷면을 나타낸다.1 is a view showing the surface of a PES porous filter manufactured according to an embodiment of the present invention. (a) and (b) show the front and back sides of the filter, respectively.

이하, 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 효과를 보다 더 구체적으로 설명하고자 하나, 이들 실시예는 본 발명의 예시적인 기재일뿐 본 발명의 범위가 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the configuration and effects of the present invention will be described in more detail through examples, but these examples are only exemplary descriptions of the present invention and the scope of the present invention is not limited only to these examples.

실시예 1: 친수화된 PES 필터의 제조 - 1Example 1: Preparation of Hydrophilized PES Filter-1

PES(polyethersulfone) 15중량%, 디메틸포름아미드(dimethylformamide; DMF) 45중량%, 및 디에틸렌글리콜(diethylene glycol; DEG) 40중량%를 혼합하여 고분자 용액을 준비하였다. 상기 고분자 용액을 20℃로 유지하면서 100 μm 두께로 도포하고, 70% 상대습도에서 5분 동안 정치한 후, 60℃의 물/DMAc(dimethylacetamide)(80/20중량%)에 침지하여 다공성 필터를 제조하였다. 상기 다공성 필터를 건조한 후, 아크릴산 0.5중량% 및 AIBN 개시제 0.005중량%를 에탄올에 용해시킨 단량체 용액에 상기 다공성 필터의 기공이 큰 앞면을 10분 동안 침지하고 80℃에서 30분 동안 정치한 후, 물 속에 침지하여 친수성을 부여한 필터를 제조하였다.A polymer solution was prepared by mixing 15% by weight of polyethersulfone (PES), 45% by weight of dimethylformamide (DMF), and 40% by weight of diethylene glycol (DEG). The polymer solution was applied to a thickness of 100 μm while maintaining the temperature at 20° C., and left still at 70% relative humidity for 5 minutes, and then immersed in water/DMAc (dimethylacetamide) (80/20 wt%) at 60° C. to form a porous filter. prepared. After drying the porous filter, the front surface of the porous filter with large pores is immersed in a monomer solution in which 0.5 wt% of acrylic acid and 0.005 wt% of an AIBN initiator are dissolved in ethanol for 10 minutes and left at 80° C. for 30 minutes, then water A filter to which hydrophilicity was imparted was prepared by immersion in it.

실시예 2: 친수화된 PES 필터의 제조 - 2Example 2: Preparation of Hydrophilized PES Filter-2

상대적으로 기공이 작은 다공성 필터의 뒷면을 단량체 용액에 침지하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 친수성을 부여한 필터를 제조하였다.A filter to which hydrophilicity was imparted was prepared in the same manner as in Example 1, except that the back side of the porous filter having relatively small pores was immersed in the monomer solution.

비교예 1: 친수화된 PES 필터의 제조 - 3Comparative Example 1: Preparation of hydrophilized PES filter-3

PES 15중량% 및 디메틸포름아미드(DMF) 85중량%를 포함하며, 디에틸렌글리콜(DEG)를 불포함하는 고분자 용액을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 친수성을 부여한 필터를 제조하였다.A filter to which hydrophilicity was imparted in the same manner as in Example 1, except that a polymer solution containing 15% by weight of PES and 85% by weight of dimethylformamide (DMF) and not containing diethylene glycol (DEG) was used. prepared.

비교예 2: 친수화된 PES 필터의 제조 - 4Comparative Example 2: Preparation of hydrophilized PES filter-4

다공성 필터 제조시 70%가 아닌 50% 상대습도에 정치하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 친수성을 부여한 필터를 제조하였다.A filter to which hydrophilicity was imparted was prepared in the same manner as in Example 1, except that the porous filter was left still at 50% relative humidity instead of 70%.

비교예 3: 친수화된 PES 필터의 제조 - 5Comparative Example 3: Preparation of hydrophilized PES filter-5

아크릴산 1.2중량%를 포함하는 단량체 용액을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 친수성을 부여한 필터를 제조하였다.A filter to which hydrophilicity was imparted was prepared in the same manner as in Example 1, except that a monomer solution containing 1.2 wt% of acrylic acid was used.

비교예 4: 친수화된 PES 필터의 제조 - 6Comparative Example 4: Preparation of hydrophilized PES filter-6

단량체를 중합하는 공정을 생략한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 친수성을 부여한 필터를 제조하였다.A filter to which hydrophilicity was imparted was prepared in the same manner as in Example 1, except that the step of polymerizing the monomer was omitted.

PES(polyethersulfone) 15중량%, 디메틸포름아미드(dimethylformamide; DMF) 45중량%, 및 디에틸렌글리콜(diethylene glycol; DEG) 40중량%를 혼합하여 고분자 용액을 준비하였다. 상기 고분자 용액을 20℃로 유지하면서 100 μm 두께로 도포하고, 70% 상대습도에서 5분 동안 정치한 후, 60℃의 물/DMAc(dimethylacetamide)(80/20중량%)에 침지하여 다공성 필터를 제조하였다.A polymer solution was prepared by mixing 15% by weight of polyethersulfone (PES), 45% by weight of dimethylformamide (DMF), and 40% by weight of diethylene glycol (DEG). The polymer solution was applied to a thickness of 100 μm while maintaining the temperature at 20° C., and left still at 70% relative humidity for 5 minutes, and then immersed in water/DMAc (dimethylacetamide) (80/20 wt%) at 60° C. to form a porous filter. prepared.

비교예 5: 친수화된 PES 필터의 제조 - 7Comparative Example 5: Preparation of hydrophilized PES filter-7

단량체 용액에 침지시켜 중합화하는 대신에 폴리아크릴산 0.5중량% 수용액에 다공성 필터를 10분 동안 침지시킨 후 건조하여 제조하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 친수성을 부여한 필터를 제조하였다.A filter imparted with hydrophilicity was prepared in the same manner as in Example 1, except that the porous filter was immersed in a 0.5 wt% aqueous solution of polyacrylic acid for 10 minutes and then dried instead of being immersed in the monomer solution for polymerization. .

실험예 1: 친수화된 PES 필터의 물성측정Experimental Example 1: Measurement of physical properties of hydrophilized PES filter

상기 실시예 1 및 2, 및 비교예 1 내지 5에 따라 제조한 친수화된 다공성 필터의 수분 투과 유량을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 구체적으로, 수분 투과 유량은 상대습도 80%로 조절된 챔버 안에 테스트하고자 하는 다공성 필터 모듈을 장착하고 상대 차압 0.5 bar의 진공으로 흡입하면서 유량계를 사용하여 투과 유량을 측정하였다.The water permeation rate of the hydrophilized porous filters prepared according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 5 was measured, and the results are shown in Table 1 below. Specifically, the water permeation flow rate was measured using a flow meter while mounting a porous filter module to be tested in a chamber controlled to 80% relative humidity and sucking in a vacuum with a relative differential pressure of 0.5 bar.

다음으로는 99% 산소 혹은 99.99% 고순도 수소를 이용하여 1기압 하에서 유량계를 이용하여 상기 제조된 친수화된 다공성 필터들의 질소투과도와 수소투과도를 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다. 이때, 질소투과도와 수소투과도의 단위로는 GPU(gas permeation unit, 10-6 cm3/cm2.sec.cmHg)를 사용하였다. 친수화도는 접촉각을 측정하였다.Next, the nitrogen permeability and hydrogen permeability of the prepared hydrophilized porous filters were measured using a flowmeter under 1 atm using 99% oxygen or 99.99% high-purity hydrogen, and the results are shown in Table 1. At this time, as a unit of nitrogen permeability and hydrogen permeability, GPU (gas permeation unit, 10 -6 cm 3 /cm 2 .sec.cmHg) was used. The degree of hydrophilicity was measured by the contact angle.

구분division 수분투과유량 (kg/m2hr)Water permeation flow rate (kg/m2hr) 질소투과도 (GPU)Nitrogen Permeability (GPU) 수소투과도 (GPU)Hydrogen Permeability (GPU) 접촉각
(도)
contact angle
(do)
실시예 1Example 1 0.220.22 33 6262 6262 실시예 2Example 2 0.20.2 22 5555 6464 비교예 1Comparative Example 1 0.070.07 1One 1515 6464 비교예 2Comparative Example 2 0.120.12 1One 3131 6565 비교예 3Comparative Example 3 0.150.15 22 3535 5656 비교예 4Comparative Example 4 0.190.19 33 4040 7878 비교예 5Comparative Example 5 0.150.15 1One 3131 7575

이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.From the above description, those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics thereof. In this regard, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention should be construed as being included in the scope of the present invention, rather than the above detailed description, all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims to be described later and their equivalents.

Claims (17)

다공성 고분자 필터의 일면을 히드록실기, 카르복실기, 아민기, 황산기, 니트로기, 인산기 및 탄산기로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 관능기를 포함하는 고분자의 비닐계 단량체 및 개시제를 포함하는 용액에 침지시키고 중합화하여 다공성 고분자의 기공 표면을 코팅하는 단계를 포함하는, 선택적으로 일면에 친수성 관능기를 갖는 고분자 코팅층이 도입되어 조절된 기공 크기를 갖는 다공성 고분자 필터의 제조방법.
One surface of the porous polymer filter is immersed in a solution containing a vinyl-based monomer of a polymer including at least one functional group selected from the group consisting of hydroxyl group, carboxyl group, amine group, sulfuric acid group, nitro group, phosphoric acid group, and carbonic acid group and an initiator and polymerization A method of manufacturing a porous polymer filter having a controlled pore size by selectively introducing a polymer coating layer having a hydrophilic functional group on one surface, the method comprising the step of coating the pore surface of a porous polymer by forming a porous polymer.
제1항에 있어서,
상기 다공성 고분자 필터는 전체 용액 중량을 기준으로 8 내지 30중량%의 고분자, 10 내지 50중량%의 첨가제 및 여분의 용매를 포함하는 고분자 용액을 정해진 두께로 주조하고, 상대습도 60% 이상의 조건에서 0.5 내지 10분 동안 정치한 후, 50 내지 80℃의 비용매에 침지시켜 준비한 것인, 제조방법.
According to claim 1,
The porous polymer filter is formed by casting a polymer solution containing 8 to 30% by weight of a polymer, 10 to 50% by weight of an additive, and an extra solvent based on the total solution weight to a predetermined thickness, and 0.5 at a relative humidity of 60% or more. After standing for 10 minutes to 10 minutes, and prepared by immersion in a non-solvent of 50 to 80 ℃, the manufacturing method.
제2항에 있어서,
상기 고분자는 폴리에테르술폰(polyethersulfone; PES), 폴리술폰(polysulfone; PSU), 셀룰로스아세테이트(cellulose acetate), 폴리아릴렌에테르술폰(poly(arylene ether sulfone); PAES), 폴리아릴렌술폰(poly(arylene sulfone)), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinyledene fluoride; PVDF), 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드이미드, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴로니트릴, 나일론, 폴리에스테르, 및 폴리케톤으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는, 둘 이상의 공중합체 또는 이들의 혼합물인 것인, 제조방법.
3. The method of claim 2,
The polymer is polyethersulfone (PES), polysulfone (PSU), cellulose acetate (cellulose acetate), polyarylene ether sulfone (poly(arylene ether sulfone); PAES), polyarylene sulfone (poly ( arylene sulfone), polyvinyledene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene, polyethylene, polyimide, polyetherimide, polyamideimide, polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, nylon, polyester, And any one selected from the group consisting of polyketone, or a copolymer of two or more or a mixture thereof, the manufacturing method.
제2항에 있어서,
상기 첨가제는 분자량이 60 내지 200,000인 중합체인 것을 특징으로 하는 제조방법.
3. The method of claim 2,
The additive is a method for producing a polymer having a molecular weight of 60 to 200,000.
제2항에 있어서,
상기 첨가제는 에틸렌글리콜(ethylene glycol), 또는 이의 중합체인 것인, 제조방법.
3. The method of claim 2,
The additive is ethylene glycol, or a polymer thereof.
제2항에 있어서,
상기 용매는 디메틸포름아미드(dimethylformamide; DMF), 디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈, 및 디메틸술폭사이드로 구성된 군으로부터 선택되는 단일 용매 또는 2종 이상의 혼합 용매인 것인, 제조방법.
3. The method of claim 2,
The solvent is a single solvent or a mixed solvent of two or more selected from the group consisting of dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, and dimethyl sulfoxide. .
제2항에 있어서,
상기 비용매는 물, 글리세롤, 에탄올류, 케톤류 및 에테르류의 용매로 구성된 군으로부터 선택되는 용매 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것인, 제조방법.
3. The method of claim 2,
The non-solvent is water, glycerol, ethanol, ketones and ethers solvents selected from the group consisting of solvents or mixtures thereof, the manufacturing method.
제2항에 있어서,
상기 관능기를 포함하는 고분자의 비닐계 단량체는 아크릴산(acrylic acid), 비닐술폰산, 비닐아민, 메타크릴산, 비닐알코올, 또는 이들의 혼합물인 것인, 제조방법.
3. The method of claim 2,
The vinyl-based monomer of the polymer containing the functional group is acrylic acid, vinylsulfonic acid, vinylamine, methacrylic acid, vinyl alcohol, or a mixture thereof, the manufacturing method.
제1항에 있어서,
상기 개시제는 아조비스이소부티로니트릴(azobisisobutyronitrile; AIBN), 벤조일퍼옥사이드(benzoyl peroxide; BPO) 또는 디터트부틸퍼옥사이드(di-tert-butyl peroxide; DEBP)인 것인, 제조방법.
According to claim 1,
The initiator is azobisisobutyronitrile (AIBN), benzoyl peroxide (BPO) or di-tert-butyl peroxide (DEBP), the manufacturing method.
제1항에 있어서,
상기 중합화는 70 내지 100℃로 가온하여 5 내지 60분 동안 정치함으로써 수행하는 것인, 제조방법.
According to claim 1,
The polymerization is carried out by heating to 70 to 100 ℃ and standing for 5 to 60 minutes, the manufacturing method.
일측 표면에는 평균 0.05 내지 10 μm 크기의 기공을, 타측 표면에는 친수성 고분자가 코팅되어 평균 1 내지 10 nm의 조절된 크기의 기공을 갖는, 일측이 친수화된 고분자 필터.
A polymer filter hydrophilized on one side, having pores of an average size of 0.05 to 10 μm on one surface, and pores of an average size of 1 to 10 nm by coating the other surface with a hydrophilic polymer.
제11항에 있어서,
상기 고분자 필터는 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 것인, 고분자 필터.
12. The method of claim 11,
The polymer filter is manufactured by the method of any one of claims 1 to 10, a polymer filter.
제11항에 있어서,
상기 친수성 고분자 코팅 및 조절된 크기의 기공으로 인해 제습 효율이 향상된 것인, 고분자 필터.
12. The method of claim 11,
The dehumidification efficiency is improved due to the hydrophilic polymer coating and pores of a controlled size, a polymer filter.
제11항에 있어서,
상기 고분자는 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 셀룰로스아세테이트, 폴리아릴렌에테르술폰, 폴리아릴렌술폰, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드이미드, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴로니트릴, 나일론, 폴리에스테르, 및 폴리케톤으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는, 둘 이상의 공중합체 또는 이들의 혼합물인 것인, 고분자 필터.
12. The method of claim 11,
The polymer is polyethersulfone, polysulfone, cellulose acetate, polyaryleneethersulfone, polyarylenesulfone, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyethylene, polyimide, polyetherimide, polyamideimide, poly Any one selected from the group consisting of vinyl alcohol, polyacrylonitrile, nylon, polyester, and polyketone, or a copolymer of two or more or a mixture thereof, a polymer filter.
제11항에 있어서,
중공사 또는 평막 형태를 갖는 것인, 고분자 필터.
12. The method of claim 11,
A polymer filter that has a hollow fiber or flat membrane shape.
일측 표면에는 평균 0.05 내지 10 μm 크기의 기공을, 타측 표면에는 친수성 고분자가 코팅되어 평균 1 내지 10 nm의 조절된 크기의 기공을 갖는, 일측이 친수화된 고분자 필터를 구비한 제습 장치.
A dehumidifying device having a hydrophilic polymer filter on one side, having pores having an average size of 0.05 to 10 μm on one surface, and pores with an average size of 1 to 10 nm coated with a hydrophilic polymer on the other surface.
제16항에 있어서,
상기 제습 장치는 전착도장 공정에 사용되는 것인, 제습 장치.
17. The method of claim 16,
The dehumidifying device will be used in the electrodeposition coating process, the dehumidifying device.
KR1020210162656A 2020-11-23 2021-11-23 Hydrophilized porous polymer filter, preparation method thereof, and useing the same for dehumidification KR20220071138A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200158084 2020-11-23
KR20200158084 2020-11-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220071138A true KR20220071138A (en) 2022-05-31

Family

ID=81779707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210162656A KR20220071138A (en) 2020-11-23 2021-11-23 Hydrophilized porous polymer filter, preparation method thereof, and useing the same for dehumidification

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220071138A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240043863A (en) 2022-09-27 2024-04-04 한국화학연구원 Positively charged hollow fiber membrane and manufacturing method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240043863A (en) 2022-09-27 2024-04-04 한국화학연구원 Positively charged hollow fiber membrane and manufacturing method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3171947B2 (en) Polyacrylonitrile copolymer selectively permeable membrane and method for producing the same
CN106731897B (en) High-pollution-resistance polyvinylidene fluoride hollow fiber ultrafiltration membrane, and preparation method and device thereof
US11235288B2 (en) Polystyrene-b-polyethylene oxide block copolymer membranes, methods of making, and methods of use
KR20130026987A (en) Multilayer microfiltration membrane
KR20140071104A (en) Polymer resin composition for preparing of microfilter membrane or ultrafilter membrane, preparation method of polymer filter membrane, and polymer filter membrane
EP3815773A1 (en) Method for producing porous hollow fiber membrane for humidification
EP3348323A1 (en) Film-forming stock solution for use in non-solvent-induced phase separation methods, and method for producing porous hollow fiber membrane using same
Shekarian et al. Polyacrylonitrile (PAN)/IGEPAL blend asymmetric membranes: preparation, morphology, and performance
CN109621751B (en) Amphiphilic solvent-resistant aliphatic polyamide ultrafiltration membrane and preparation method and application thereof
Cho et al. Tailoring the porous structure of hollow fiber membranes for osmotic power generation applications via thermally assisted nonsolvent induced phase separation
CA3078177A1 (en) Method for producing polyphenylsulfone hollow fiber membrane for humidifying membranes
CN111804148A (en) High-porosity hydrophilic microporous membrane, preparation method and application thereof
KR20220071138A (en) Hydrophilized porous polymer filter, preparation method thereof, and useing the same for dehumidification
KR101305798B1 (en) Porous Separation Membrane and Preparation Method thereof
MXPA00002652A (en) Solvent-resistant microporous polybenzimidazole membranes.
JPS6138208B2 (en)
JP2899347B2 (en) Porous hollow fiber membrane
JP2899352B2 (en) Porous hollow fiber membrane
KR20180015797A (en) Inner coagulant for producing polysulfone-based hollow fiber membrange and method of producing polysulfone-based hollow fiber membrane by using the same
CN112090286A (en) Method for preparing hydrophobic polyvinyl chloride film and film prepared by method
KR102525810B1 (en) Porous fluorine resin membrane and method for preparing the same
KR101556707B1 (en) Gas separation membrane and manufacturing method thereof
KR20120074765A (en) Preparing method of polysulfone membrane using phase inversion
CN117181016B (en) Preparation method of porous composite filter material and porous composite filter material thereof
JP2022514036A (en) Porous membrane for high pressure filtration

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right