WO2024096335A1

WO2024096335A1 - 전기 투석 장치 및 그 제조 방법

Info

Publication number: WO2024096335A1
Application number: PCT/KR2023/014917
Authority: WO
Inventors: 박광수
Original assignee: 포스코홀딩스 주식회사; 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2022-10-31
Filing date: 2023-09-26
Publication date: 2024-05-10
Also published as: KR20240061105A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전기 투석 장치는 이온을 교환하는 이온 교환막; 그리고 상기 이온 교환막과 접촉하며 상기 이온 교환막을 밀봉하는 가스킷을 포함하고, 상기 가스킷은 상기 이온 교환막의 일측에 위치하는 제1 가스킷, 그리고 상기 이온 교환막의 타측에 위치하는 제2 가스킷을 포함하고, 상기 제1 가스킷은 제1 메인 가스킷, 그리고 상기 제1 메인 가스킷을 둘러싸는 제1 보조 가스킷을 포함하고, 상기 제1 메인 가스킷의 열팽창율은 상기 제1 보조 가스킷의 열팽창율보다 작다.

Description

전기 투석 장치 및 그 제조 방법

본 발명은 전기 투석 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이온 교환막을 포함하는 전기 투석 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

전기 투석 장치(Electrodialysis)는 양이온 교환막과 음이온 교환막을 번갈아 배열하고 그 양단에 직류로 전압을 흐르게 하면, 유입수(원수) 내의 양이온 및 음이온이 각각의 이온 교환막을 투과하여 이동함으로써 탈염수 및 농축액을 포함하는 처리수가 각각 번갈아 셀 내에 생성되어 유출되는 장치를 말한다. 통상적으로 이러한 전기 투석 장치는 해수의 제염 및 폐수 처리 등에 사용되고 있다.

이러한 전기 투석 장치의 적층된 이온 교환막은 결합의 편의성과 측면 로드에 의한 프레스 압착으로 외부로 용액이 누출되지 않도록 하며, 이러한 이온 교환막을 실링하기 위해 이온 교환막의 양측에 가스킷(gasket)을 부착하여 이온 교환막을 밀봉한다.

일반적으로 가스킷은 폴리프로필렌(Polypropylen, PP)에 다양한 첨가 원소를 소량 첨가하여 제조한다. 다양한 첨가 원소는 FKM(Fluororubber), VMQ(Vynyl methyl silicon rubber), EPDM(ethylene propylene diene rubber), NBR(Acrylonitrile butadiene rubber)등을 포함할 수 있다.

전기 투석 장치를 장기간 사용하게 되면 석출물 등의 영향으로, 소정 온도구간에서 가스킷이 열 팽창하게 된다. 가스킷이 팽창하게 되면 함께 압착되어 있는 이온 교환막도 늘어나게 되어 전기 투석을 위한 이온 교환 성능을 저하시키게 된다.

본 발명에서는 열변형을 최소화하여 이온 교환막의 수명을 향상시킬 수 있는전기 투석 장치 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.

상기 제1 보조 가스킷은 상기 제1 메인 가스킷의 상부에 위치하는 제1 상부 보조 가스킷, 그리고 상기 제1 메인 가스킷의 하부에 위치하는 제1 하부 보조 가스킷을 포함하고, 상기 제1 상부 보조 가스킷과 상기 제1 하부 보조 가스킷은 동일한 재질을 포함할 수 있다.

상기 제1 메인 가스킷은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하고, 상기 제1 보조 가스킷은 폴리프로필렌(PP)를 포함할 수 있다.

상기 제2 가스킷은 제2 메인 가스킷, 그리고 상기 제2 메인 가스킷을 둘러싸는 제2 보조 가스킷을 포함하고, 상기 제2 메인 가스킷의 열팽창율은 상기 제2 보조 가스킷의 열팽창율보다 작을 수 있다.

상기 제2 보조 가스킷은 상기 제2 메인 가스킷의 상부에 위치하는 제2 상부 보조 가스킷, 그리고 상기 제2 메인 가스킷의 하부에 위치하는 제2 하부 보조 가스킷을 포함하고, 상기 제2 상부 보조 가스킷과 상기 제2 하부 보조 가스킷은 동일한 재질을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 투석 장치의 제조 방법은 다중 사출 방법으로 제1 가스킷을 제조하는 단계; 다중 사출 방법으로 제2 가스킷을 제조하는 단계, 그리고 상기 제1 가스킷 및 상기 제2 가스킷으로 이온 교환막을 밀봉하는 단계를 포함하고, 상기 제1 가스킷을 제조하는 단계는 사출 몰드에 제1 하부 보조 가스킷을 형성하는 단계, 상기 사출 몰드에 형성된 상기 제1 하부 보조 가스킷 위에 제1 메인 가스킷을 형성하는 단계, 그리고 상기 사출 몰드에 형성된 상기 제1 메인 가스킷 위에 제1 상부 보조 가스킷을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 메인 가스킷의 열 팽창율은 상기 제1 하부 보조 가스킷 또는 상기 제1 상부 보조 가스킷의 열 팽창율보다 작다.

상기 제2 가스킷을 제조하는 단계는 상기 사출 몰드에 제2 하부 보조 가스킷을 형성하는 단계, 상기 사출 몰드에 형성된 상기 제2 하부 보조 가스킷 위에 제2 메인 가스킷을 형성하는 단계, 그리고 상기 사출 몰드에 형성된 상기 제2 메인 가스킷 위에 제2 상부 보조 가스킷을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제2 메인 가스킷의 열 팽창율은 상기 제2 하부 보조 가스킷 또는 상기 제2 상부 보조 가스킷의 열 팽창율보다 작을 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 투석 장치의 제조 방법은 다중 압출 방법으로 제1 가스킷을 제조하는 단계; 다중 압출 방법으로 제2 가스킷을 제조하는 단계, 그리고 상기 제1 가스킷 및 상기 제2 가스킷으로 이온 교환막을 밀봉하는 단계를 포함하고, 상기 제1 가스킷을 제조하는 단계는 제1 메인 가스킷 원판 및 상기 제1 메인 가스킷 원판보다 열팽창율이 높은 제1 보조 가스킷 원판을 제조하는 단계, 상기 제1 메인 가스킷 원판 및 상기 제1 보조 가스킷 원판을 압출 롤러에 공급하여 가열하는 단계, 그리고 상기 압출 롤러를 통과한 상기 제1 메인 가스킷 원판 및 상기 제1 보조 가스킷 원판을 본딩 롤러에 공급하여 서로 부착하는 단계를 포함한다.

상기 제2 가스킷을 제조하는 단계는 제2 메인 가스킷 원판 및 상기 제2 메인 가스킷 원판보다 열팽창율이 높은 제2 보조 가스킷 원판을 제조하는 단계, 상기 제2 메인 가스킷 원판 및 상기 제2 보조 가스킷 원판을 상기 압출 롤러에 공급하여 가열하는 단계, 그리고 상기 압출 롤러를 통과한 상기 제2 메인 가스킷 원판 및 상기 제1 보조 가스킷 원판을 상기 본딩 롤러에 공급하여 서로 부착하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 압출 롤러는 상기 제1 메인 가스킷 원판을 압출하는 제1 압출 롤러, 그리고 상기 제1 보조 가스킷 원판을 압출하는 제2 압출 롤러를 포함하고, 상기 제1 압출 롤러는 상기 제1 메인 가스킷 원판을 가열하는 가열 롤러이고, 상기 제2 압출 롤러는 상기 제1 보조 가스킷 원판을 가열 및 냉각하는 혼합 롤러일 수 있다.

상기 제2 압출 롤러는 상기 제1 보조 가스킷 원판의 외측면을 냉각하는 서브 냉각 롤러, 그리고 상기 제1 보조 가스킷 원판의 내측면을 가열하는 서브 가열 롤러를 포함할 수 있다.

상기 본딩 롤러는 상기 제1 메인 가스킷 원판 및 상기 제1 보조 가스킷 원판을 냉각하는 냉각 롤러일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기 투석 장치는 열변형을 최소화하는 동시에 누설을 방지하여 밀봉에 유리할 수 있다.

따라서, 이온 교환막의 열변형을 억제할 수 있으므로 이온 교환막의 수명을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 투석 장치의 개략적인 사시도이다.

도 2는 도 1의 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 투석 장치의 제조 방법을 순서대로 도시한 순서도이다.

도 4는 도 3의 제조 방법의 일부분을 설명하는 도면이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 투석 장치의 제조 방법을 순서대로 도시한 순서도이다.

도 6은 도 5의 제조 방법의 일부분을 설명하는 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 투석 장치의 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1의 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 투석 장치는 이온 교환막(100), 그리고 이온 교환막(100)과 접촉하며 이온 교환막(100)을 밀봉하는 가스킷(Gasket)(200)을 포함한다.

이온 교환막(100)은 양이온 교환막과 음이온 교환막이 번갈아 적층된 구조를 가질 수 있다. 이러한 이온 교환막(100)은 중앙부에 위치하는 활성 영역(도시하지 않음), 그리고 활성 영역(도시하지 않음)을 둘러싸는 비활성 영역(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 활성 영역(도시하지 않음)은 이온 교환 성능을 발휘하는 영역으로서, 이온 교환막(100)의 면적 중 70 내지 80%를 차지할 수 있다. 이러한 이온 교환막(100)은 약 40% 수분을 함유할 수 있다.

가스킷(200)은 이온 교환막(100)의 일측에 위치하는 제1 가스킷(210), 그리고 이온 교환막(100)의 타측에 위치하는 제2 가스킷(220)을 포함할 수 있다.

본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 이온 교환막(100)의 상부 및 하부에 각각 위치하는 제1 가스킷(210) 및 제2 가스킷(220)만을 도시하였으나, 이온 교환막(100)과 가스킷(200)은 교대로 적층하여 설치될 수 있다.

제1 가스킷(210)의 하부면은 이온 교환막(100)과 접촉하며, 제2 가스킷(220)의 상부면은 이온 교환막(100)과 접촉함으로써, 이온 교환막(100) 내부의 용액이 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다.

제1 가스킷(210)은 제1 메인 가스킷(211), 그리고 제1 메인 가스킷(211)을 둘러싸는 제1 보조 가스킷(212)을 포함할 수 있다.

이 때, 제1 메인 가스킷(211)의 열팽창율은 제1 보조 가스킷(212)의 열팽창율보다 작을 수 있다. 따라서, 열변형을 최소화하면서 밀봉에 유리한 제1 가스킷(210)의 물성을 확보할 수 있다. 즉, 제1 메인 가스킷(211)은 압력에 견디고 열팽창율이 작은 재료를 사용함으로써, 열변형을 최소화하고, 압력에 견딜 수 있다. 그리고, 제1 메인 가스킷(211)을 둘러싸며 외부로 노출되는 제1 보조 가스킷(212)은 열팽창율이 큰 재료를 사용함으로써, 그 표면을 소프트화하여 밀착이 가능하므로, 밀봉에 유리할 수 있다.

제1 메인 가스킷(211)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET)를 포함하고, 제1 보조 가스킷(212)은 폴리프로필렌(poly propylene, PP)을 포함할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 재료가 적용될 수 있다.

제1 보조 가스킷(212)은 제1 메인 가스킷(211)의 상부에 위치하는 제1 상부 보조 가스킷(212u), 그리고 제1 메인 가스킷(211)의 하부에 위치하는 제1 하부 보조 가스킷(212d)을 포함할 수 있다. 이 때, 제1 상부 보조 가스킷(212u)과 제1 하부 보조 가스킷(212d)은 동일한 재질을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 상부 보조 가스킷(212u)과 제1 하부 보조 가스킷(212d)은 폴리프로필렌(poly propylene, PP)을 포함할 수 있다.

제2 가스킷(220)은 제2 메인 가스킷(221), 그리고 제2 메인 가스킷(221)을 둘러싸는 제2 보조 가스킷(222)을 포함할 수 있다.

이 때, 제2 메인 가스킷(221)의 열팽창율은 제2 보조 가스킷(222)의 열팽창율보다 작을 수 있다. 따라서, 열변형을 최소화하면서 밀봉에 유리한 제2 가스킷(220)의 물성을 확보할 수 있다. 즉, 제2 메인 가스킷(221)은 압력에 견디고 열팽창율이 작은 재료를 사용함으로써, 열변형을 최소화하고, 압력에 견딜 수 있다. 그리고, 제2 메인 가스킷(221)을 둘러싸며 외부로 노출되는 제2 보조 가스킷(222)은 열팽창율이 큰 재료를 사용함으로써, 그 표면을 소프트화할 수 있다.

제2 메인 가스킷(221)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET)를 포함하고, 제2 보조 가스킷(222)은 폴리프로필렌(poly propylene, PP)을 포함할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 재료가 적용될 수 있다.

열팽창율은 길이 x 열팽창계수 x 온도 변화량으로 계산되며, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)의 열팽창 계수는 250um/(m·℃)이고, 폴리프로필렌(PP)의 열팽창 계수는 413um/(m·℃)일 수 있다.

제2 보조 가스킷(222)은 제2 메인 가스킷(221)의 상부에 위치하는 제2 상부 보조 가스킷(222u), 그리고 제2 메인 가스킷(221)의 하부에 위치하는 제2 하부 보조 가스킷(222d)을 포함할 수 있다. 이 때, 제2 상부 보조 가스킷(222u)과 제2 하부 보조 가스킷(222d)은 동일한 재질을 포함할 수 있다. 예컨대, 제2 상부 보조 가스킷(212u)과 제2 하부 보조 가스킷(212d)은 폴리프로필렌(poly propylene, PP)을 포함할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 투석 장치의 가스킷(200)은 제1 가스킷(210) 및 제2 가스킷(220)을 포함하고, 제1 가스킷(210)은 제1 메인 가스킷(211), 그리고 제1 메인 가스킷(211)의 열팽창율보다 큰 열팽창율을 가지는 제1 보조 가스킷(212)을 포함하며, 제2 가스킷(220)은 제2 메인 가스킷(221), 그리고 제2 메인 가스킷(221)의 열팽창율보다 큰 열팽창율을 가지는 제2 보조 가스킷(222)을 포함함으로써, 열변형을 최소화하는 동시에 누설을 방지하여 밀봉에 유리할 수 있다. 따라서, 이온 교환막(100)의 열변형을 억제하여 이온 교환막(100)의 수명을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 일 실시예에 따른 전기 투석 장치의 제조 방법에 대해 이하에서 도면을 참고로 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 투석 장치의 제조 방법을 순서대로 도시한 순서도이고, 도 4는 도 3의 제조 방법의 일부분을 설명하는 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 투석 장치의 제조 방법은 우선, 다중 사출 방법으로 제1 가스킷(210)을 제조한다(S10).

이하에서, 다중 사출 방법으로 제1 가스킷을 제조하는 방법에 대해 상세히 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 사출 몰드(10)에 제1 하부 보조 가스킷 재료(2d)를 주입하여 사출 틀(11) 내에 제1 하부 보조 가스킷(212d)을 형성한다. 그리고, 사출 몰드(10)에 형성된 제1 하부 보조 가스킷(212d) 위에 제1 메인 가스킷 재료(1)를 주입하여 제1 메인 가스킷(211)을 형성한다. 그리고, 사출 몰드(10)에 형성된 제1 메인 가스킷(211) 위에 제1 상부 보조 가스킷 재료(2u)를 주입하여 제1 상부 보조 가스킷(212u)을 형성한다.

이 때, 제1 메인 가스킷(211)의 열 팽창율은 제1 하부 보조 가스킷(212d) 또는 제1 상부 보조 가스킷(212u)의 열 팽창율보다 작을 수 있다. 따라서, 열변형을 최소화하는 동시에 누설을 최소화한 제1 가스킷(210)을 제조할 수 있다.

다음으로, 제1 가스킷(210)의 제조 방법과 동일한 다중 사출 방법으로 제2 가스킷(220)을 제조한다(S20). 즉, 사출 몰드(10)에 제2 하부 보조 가스킷 재료를 주입하여 사출 틀(11) 내에 제2 하부 보조 가스킷(222d)을 형성한다. 그리고, 사출 몰드(10)에 형성된 제2 하부 보조 가스킷(222d) 위에 제2 메인 가스킷 재료를 주입하여 제2 메인 가스킷(221)을 형성한다. 그리고, 사출 몰드(10)에 형성된 제2 메인 가스킷(221) 위에 제2 상부 보조 가스킷 재료를 주입하여 제2 상부 보조 가스킷(222u)을 형성한다.

이 때, 제2 메인 가스킷(221)의 열 팽창율은 제2 하부 보조 가스킷(222d) 또는 제2 상부 보조 가스킷(222u)의 열 팽창율보다 작을 수 있다. 따라서, 열변형을 최소화하는 동시에 누설을 최소화한 제2 가스킷(220)을 제조할 수 있다.

다음으로, 제1 가스킷(210) 및 제2 가스킷(220)으로 이온 교환막(100)을 밀봉하여 전기 투석 장치를 제조한다(S30).

이와 같이, 별도의 접착제 없이 다중 사출 방법을 이용하여 제1 메인 가스킷(211)에 제1 하부 보조 가스킷(212d) 또는 제1 상부 보조 가스킷(212u)을 부착할 수 있으므로, 제조 공정이 간단해지며, 이들 간의 접착력을 향상시킬 수 있다.

또한, 다중 사출 방법을 이용하여 열변형을 최소화하는 동시에 누설을 방지하는 가스킷을 제조할 수 있다. 따라서, 이온 교환막(100)의 열변형을 억제할 수 있으므로, 이온 교환막(100)의 수명을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 일 실시예에서는 다중 사출 방법으로 제1 가스킷 또는 제2 가스킷을 제조하였으나, 다중 압출 방법으로 제1 가스킷 또는 제2 가스킷을 제조하는 다른 실시예도 가능하다.

이하에서, 도 5 및 도 6을 참고하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 투석 장치의 제조 방법에 대해 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 투석 장치의 제조 방법을 순서대로 도시한 순서도이고, 도 6은 도 5의 제조 방법의 일부분을 설명하는 도면이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 투석 장치의 제조 방법은 우선, 다중 압출 방법으로 제1 가스킷(210)을 제조한다(S100).

이하에서, 다중 압출 방법으로 제1 가스킷을 제조하는 방법에 대해 상세히 설명한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제1 메인 가스킷 원판(3) 및 제1 메인 가스킷 원판(3)보다 열팽창율이 높은 제1 보조 가스킷 원판(4)을 제조한다. 제1 메인 가스킷 원판(3)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하고, 제1 보조 가스킷 원판(4)은 폴리프로필렌(PP)를 포함할 수 있다. 제1 보조 가스킷 원판(4)은 제1 상부 보조 가스킷 원판(4u) 및 제1 하부 보조 가스킷 원판(4d)을 포함할 수 있다.

그리고, 제1 메인 가스킷 원판(3) 및 제1 보조 가스킷 원판(4)을 압출 롤러(20)에 공급하여 가열한다.

여기서, 압출 롤러(20)는 제1 메인 가스킷 원판(3)을 압출하는 제1 압출 롤러(21), 그리고 제1 보조 가스킷 원판(4)을 압출하는 제2 압출 롤러(22)를 포함할 수 있다.

제1 압출 롤러(21)는 제1 메인 가스킷 원판(3)을 가열하는 가열 롤러일 수 있다. 따라서, 제1 압출 롤러(21)를 이용하여 제1 메인 가스킷 원판(3)의 표면을 100도 내지 160도의 온도 가열함으로써, 부착 가능한 상태로 만들어 준다. 이러한 제1 압출 롤러(21)는 측면에 가열 코일을 배치하여 유도 가열 방식으로 제1 메인 가스킷 원판(3)을 가열하거나, 제1 압출 롤러(21) 내부에 가열 소자를 배치하여 제1 메인 가스킷 원판(3)을 가열할 수 있다. 그러나, 제1 압출 롤러(21)의 가열 방법은 반드시 여기에 한정되는 것은 아니며 다양한 구조가 가능하다.

그리고, 제2 압출 롤러(22)는 제1 보조 가스킷 원판(4)을 가열 및 냉각하는 혼합 롤러일 수 있다. 제2 압출 롤러(22)는 제1 보조 가스킷 원판(4)의 외측면을 냉각하는 서브 냉각 롤러(22C), 그리고 제1 보조 가스킷 원판(4)의 내측면을 가열하는 서브 가열 롤러(22H)를 포함할 수 있다.

서브 가열 롤러(22H)를 이용하여 제1 보조 가스킷 원판(4)의 내측면을 가열하여 부착 가능한 상태로 만들고, 서브 냉각 롤러(22C)를 이용하여 제1 보조 가스킷 원판(4)의 외측면을 냉각하여 가압 가능한 상태로 만들 수 있다.

그리고, 압출 롤러(20)를 통과한 제1 메인 가스킷 원판(3) 및 제1 보조 가스킷 원판(4)을 본딩 롤러(30)에 공급하여 서로 부착한다. 본딩 롤러(30)는 제1 메인 가스킷 원판(3) 및 제1 보조 가스킷 원판(4)을 냉각하는 냉각 롤러일 수 있다. 이와 같이, 본딩 롤러(30)를 이용하여 제1 메인 가스킷 원판(3) 및 제1 보조 가스킷 원판(4)을 서로 냉각하며 가압함으로써, 제1 메인 가스킷 원판(3) 및 제1 보조 가스킷 원판(4)을 서로 부착하여 제1 메인 가스킷(211) 및 제1 보조 가스킷(212)을 포함하는 제1 가스킷(210)을 제조할 수 있다.

다음으로, 제1 가스킷(210)의 제조 방법과 동일한 다중 압출 방법으로 제2 가스킷(220)을 제조한다(S200).

제2 메인 가스킷 원판 및 제2 메인 가스킷 원판보다 열팽창율이 높은 제2 보조 가스킷 원판을 제조한다. 제2 보조 가스킷 원판은 제2 상부 보조 가스킷 원판 및 제2 하부 보조 가스킷 원판을 포함할 수 있다. 그리고, 제2 메인 가스킷 원판 및 제2 보조 가스킷 원판을 압출 롤러(20)에 공급하여 가열한다. 그리고, 압출 롤러(20)를 통과한 제2 메인 가스킷 원판 및 제2 보조 가스킷 원판을 본딩 롤러(30)에 공급하여 서로 부착한다.

다음으로, 제1 가스킷(210) 및 제2 가스킷(220)으로 이온 교환막(100)을 밀봉하여 전기 투석 장치를 제조한다(S300).

이와 같이, 별도의 접착제 없이 다중 압출 방법을 이용하여 제1 메인 가스킷(211)에 제1 하부 보조 가스킷(212d) 또는 제1 상부 보조 가스킷(212u)을 부착할 수 있으므로, 제조 공정이 간단해지며, 이들 간의 접착력을 향상시킬 수 있다.

또한, 다중 압출 방법을 이용하여 열변형을 최소화하는 동시에 누설을 방지하는 가스킷을 제조할 수 있다. 따라서, 이온 교환막(100)의 열변형을 억제할 수 있으므로, 이온 교환막(100)의 수명을 향상시킬 수 있다.

본 개시를 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.

[부호의 설명]

100: 이온 교환막 200: 가스킷

210: 제1 가스킷 211: 제1 메인 가스킷

212: 제2 보조 가스킷 220: 제2 가스킷

221: 제2 메인 가스킷 222: 제2 보조 가스킷

Claims

이온을 교환하는 이온 교환막; 그리고

상기 이온 교환막과 접촉하며 상기 이온 교환막을 밀봉하는 가스킷

을 포함하고,

상기 가스킷은

상기 이온 교환막의 일측에 위치하는 제1 가스킷, 그리고

상기 이온 교환막의 타측에 위치하는 제2 가스킷

을 포함하고,

상기 제1 가스킷은

제1 메인 가스킷, 그리고

상기 제1 메인 가스킷을 둘러싸는 제1 보조 가스킷

을 포함하고,

상기 제1 메인 가스킷의 열팽창율은 상기 제1 보조 가스킷의 열팽창율보다 작은 전기 투석 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 보조 가스킷은

상기 제1 메인 가스킷의 상부에 위치하는 제1 상부 보조 가스킷, 그리고

상기 제1 메인 가스킷의 하부에 위치하는 제1 하부 보조 가스킷

을 포함하고,

상기 제1 상부 보조 가스킷과 상기 제1 하부 보조 가스킷은 동일한 재질을 포함하는 전기 투석 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 메인 가스킷은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하고, 상기 제1 보조 가스킷은 폴리프로필렌(PP)를 포함하는 전기 투석 장치.
제1항에 있어서,

상기 제2 가스킷은

제2 메인 가스킷, 그리고

상기 제2 메인 가스킷을 둘러싸는 제2 보조 가스킷

을 포함하고,

상기 제2 메인 가스킷의 열팽창율은 상기 제2 보조 가스킷의 열팽창율보다 작은 전기 투석 장치.
제4항에 있어서,

상기 제2 보조 가스킷은

상기 제2 메인 가스킷의 상부에 위치하는 제2 상부 보조 가스킷, 그리고

상기 제2 메인 가스킷의 하부에 위치하는 제2 하부 보조 가스킷

을 포함하고,

상기 제2 상부 보조 가스킷과 상기 제2 하부 보조 가스킷은 동일한 재질을 포함하는 전기 투석 장치.
다중 사출 방법으로 제1 가스킷을 제조하는 단계;

다중 사출 방법으로 제2 가스킷을 제조하는 단계, 그리고

상기 제1 가스킷 및 상기 제2 가스킷으로 이온 교환막을 밀봉하는 단계

를 포함하고,

상기 제1 가스킷을 제조하는 단계는

사출 몰드에 제1 하부 보조 가스킷을 형성하는 단계,

상기 사출 몰드에 형성된 상기 제1 하부 보조 가스킷 위에 제1 메인 가스킷을 형성하는 단계, 그리고

상기 사출 몰드에 형성된 상기 제1 메인 가스킷 위에 제1 상부 보조 가스킷을 형성하는 단계

를 포함하고,

상기 제1 메인 가스킷의 열 팽창율은 상기 제1 하부 보조 가스킷 또는 상기 제1 상부 보조 가스킷의 열 팽창율보다 작은 전기 투석 장치의 제조 방법.
제6항에 있어서,

상기 제2 가스킷을 제조하는 단계는

상기 사출 몰드에 제2 하부 보조 가스킷을 형성하는 단계,

상기 사출 몰드에 형성된 상기 제2 하부 보조 가스킷 위에 제2 메인 가스킷을 형성하는 단계, 그리고

상기 사출 몰드에 형성된 상기 제2 메인 가스킷 위에 제2 상부 보조 가스킷을 형성하는 단계

를 포함하고,

상기 제2 메인 가스킷의 열 팽창율은 상기 제2 하부 보조 가스킷 또는 상기 제2 상부 보조 가스킷의 열 팽창율보다 작은 전기 투석 장치의 제조 방법.
다중 압출 방법으로 제1 가스킷을 제조하는 단계;

다중 압출 방법으로 제2 가스킷을 제조하는 단계, 그리고

상기 제1 가스킷 및 상기 제2 가스킷으로 이온 교환막을 밀봉하는 단계

를 포함하고,

상기 제1 가스킷을 제조하는 단계는

제1 메인 가스킷 원판 및 상기 제1 메인 가스킷 원판보다 열팽창율이 높은 제1 보조 가스킷 원판을 제조하는 단계,

상기 제1 메인 가스킷 원판 및 상기 제1 보조 가스킷 원판을 압출 롤러에 공급하여 가열하는 단계, 그리고

상기 압출 롤러를 통과한 상기 제1 메인 가스킷 원판 및 상기 제1 보조 가스킷 원판을 본딩 롤러에 공급하여 서로 부착하는 단계

를 포함하는 전기 투석 장치의 제조 방법.
제8항에 있어서,

상기 제2 가스킷을 제조하는 단계는

제2 메인 가스킷 원판 및 상기 제2 메인 가스킷 원판보다 열팽창율이 높은 제2 보조 가스킷 원판을 제조하는 단계,

상기 제2 메인 가스킷 원판 및 상기 제2 보조 가스킷 원판을 상기 압출 롤러에 공급하여 가열하는 단계, 그리고

상기 압출 롤러를 통과한 상기 제2 메인 가스킷 원판 및 상기 제1 보조 가스킷 원판을 상기 본딩 롤러에 공급하여 서로 부착하는 단계

를 포함하는 전기 투석 장치의 제조 방법.
제9항에 있어서,

상기 압출 롤러는

상기 제1 메인 가스킷 원판을 압출하는 제1 압출 롤러, 그리고

상기 제1 보조 가스킷 원판을 압출하는 제2 압출 롤러

를 포함하고,

상기 제1 압출 롤러는 상기 제1 메인 가스킷 원판을 가열하는 가열 롤러이고,

상기 제2 압출 롤러는 상기 제1 보조 가스킷 원판을 가열 및 냉각하는 혼합 롤러인 전기 투석 장치의 제조 방법.
제10항에 있어서,

상기 제2 압출 롤러는

상기 제1 보조 가스킷 원판의 외측면을 냉각하는 서브 냉각 롤러, 그리고

상기 제1 보조 가스킷 원판의 내측면을 가열하는 서브 가열 롤러

를 포함하는 전기 투석 장치의 제조 방법.
제10항에 있어서,

상기 본딩 롤러는 상기 제1 메인 가스킷 원판 및 상기 제1 보조 가스킷 원판을 냉각하는 냉각 롤러인 전기 투석 장치의 제조 방법.