KR20170112605A - Water treatment media, manufacturing method thereof, and Water treatment filter including thereof - Google Patents
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Abstract
수처리 여재, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 수처리 필터를 제공한다. 본 발명의 일실시예에 따른 수처리 여재는 양전하 부직포 및 다공성 폴리술폰산계 폴리머 코팅층이 상전이에 의해 일체로 형성됨에 따라 수중에서도 안정성이 확보되고 수명이 길게 할 수 있는 효과가 있다. 또한, 여과 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.A water treatment filter material, a manufacturing method thereof, and a water treatment filter including the same are provided. The water treatment filter material according to an embodiment of the present invention has the effect of ensuring stability in the water and extending the life span as the positive charge nonwoven fabric and the porous polysulfonic acid polymer coating layer are integrally formed by phase transition. Further, the filtration efficiency can be improved.
Description
본 발명은 여과재에 관한 것으로, 수처리 여재, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 수처리 필터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filter medium, and more particularly, to a water treatment filter medium, a method of manufacturing the same, and a water treatment filter including the same.
일반적으로 물 속에는 천연유기물질(Natural Organic Matter; NOM)을 비롯한 수많은 이온성 물질, 화학물질이 존재하며 상수처리 과정에서 제거되지 않고 새로운 오염물질을 발생시키는 원인물질로 작용한다. 또한, 최근에는 염소소독으로 제거되지 않은 병원성 미생물에 대한 존재여부가 논란이 되고 있다. 바이러스(Virus), 크립토스포리디움(Crytosphoridium), 자이알디아(Giardia) 등으로 분류되는 병원성 미생물은 인체 및 동물의 분변을 통해 환경 중으로 배출되어 하수뿐만 아니라 지표수와 지하수에도 존재한다. 바이러스는 0.02 ~ 0.09 ㎛, 박테리아는 길이 0.4 ~ 14㎛, 폭 0.2 ~ 1.2 ㎛의 크기를 가지며 크립토스포리디움, 자이알디아 등 원생동물은 바이러스나 박테리아에 비해서는 비교적 큰 편이다. 바이러스의 경우 크기가 매우 작기 때문에 일반 여과에 의해서는 거의 처리되지 않으며 내성이 강한 낭종(Cyst)을 형성하여 물에서 수개월이상 안정적으로 살아있다. 현재 물 속에 잔존하는 미량의 오염물질을 제거하기 위하여 상수처리과정에서 고도응집처리 또는 활성탄 흡착, 막여과가 제시되고 있는데 최근 막을 사용한 정수처리 공정에 대한 국가단위의 대규모 연구가 진행 중이다.Generally, there are numerous ionic substances and chemicals, including natural organic matter (NOM), in water, and they are not removed in the process of water treatment but act as a cause of generating new pollutants. In addition, the presence of pathogenic microorganisms, which have not been removed by chlorine disinfection, has recently been controversial. Pathogenic microorganisms, such as viruses, crytosphoridium, and Giardia, are released into the environment through human and animal feces and are present in not only sewage but also surface and groundwater. The virus has a size of 0.02 ~ 0.09 ㎛, a bacterium has a length of 0.4 ~ 14 ㎛ and a width of 0.2 ~ 1.2 ㎛. Protozoa such as cryptosporidium and zyalidia are relatively large compared to viruses and bacteria. Because viruses are very small in size, they are hardly treated by general filtration. They form stable cysts and survive for several months in water. At present, in order to remove a trace amount of contaminants remaining in the water, highly flocculation treatment, activated carbon adsorption and membrane filtration are proposed in the water treatment process. Recently, a large-scale study on the water treatment process using membranes is underway.
특히, 막 여과에 대해서는 최근에 많은 연구가 이루어져 고도정수처리 과정에서 실용화가 타진되고 있는데 아직까지도 경제적인 비용과 기술적인 문제로 인해 폭넓게 이용되지는 못하고 있다. 역삼투막(RO), 나노여과막(NF), 한외여과막(UF), 정밀여과막(MF)으로 분류되는 막을 비롯한 기존 필터들은 기공(pore)의 사이즈를 이용하여 물리적인 기작에 의거하여 물 속의 오염물질을 제거하는 시스템이다.Particularly, membrane filtration has been recently studied and commercialized in advanced water treatment process. However, it is still not widely used due to economical cost and technical problems. Existing filters including membranes classified as reverse osmosis membrane (RO), nanofiltration membrane (NF), ultrafiltration membrane (UF), and microfiltration membrane (MF) use conventional pore sizes to measure contaminants in water It is a system to remove.
분리막의 오염물질제거에 대한 주된 메커니즘은 체분리(Sieve) 효과, 즉 입자크기에 의한 제거가 적용되어 물속에 부유하고 있는 박테리아, 바이러스, 유기 오염물 등을 제거하여 주는 것이다. 상기 입자크기에 의한 제거 외에도 분리막 표면 전하에 따른 정전기적 흡착에 의해서도 수중의 미생물 등을 걸러주며, 이 방법은 적은 운전압력 대비 높은 투수율 및 높은 입자제거 성능으로 각광받으면서 연구되고 있다.The main mechanism for removing contaminants from the membrane is to remove bacteria, viruses and organic contaminants floating in the water by applying a sieve effect, ie removal by particle size. In addition to the removal by the particle size, electrostatic adsorption according to the surface charge of the separation membrane filters the microorganisms in the water, and this method has been studied for its high permeability and high particle removal performance compared to a small operating pressure.
종래의 수처리용으로 널리 사용되는 마이크로 섬유 필터는 여과 면적이 작고 정전기력이 없기 때문에 효율이 떨어진다는 단점이 있었으며, 멤브레인 필터는 여과 효율은 높으나 압력 손실이 크다는 단점이 있었다. 따라서, 마이크로 섬유 필터와 멤브레인 필터의 단점을 보완하기 위한 마이크로 사이즈의 기공을 가지는 섬유 필터에 정전기력을 부과함으로써 섬유 필터의 여과 효율을 증가시키고, 압력 손실을 감소시키는 연구가 진행되고 있다.The microfibre filter widely used for conventional water treatment has a disadvantage in that the efficiency is low because the filtration area is small and there is no electrostatic force. The membrane filter has a disadvantage in that the filtration efficiency is high but the pressure loss is large. Therefore, studies have been made to increase the filtration efficiency of the fiber filter and decrease the pressure loss by applying an electrostatic force to the microfine fiber filter having the micro pores to overcome the disadvantages of the microfiber filter and the membrane filter.
예를 들어, 종래기술에는 다공성 기재의 표면에 친수성 단일중합체 및 양친매성 블록 공중합체를 교대로 반복 적층하여 고분자 다층막을 형성한 후, 어닐링하는 단계를 포함하여 다공성 박막을 제조했다.For example, in the prior art, a porous thin film was prepared by repeatedly laminating a hydrophilic homopolymer and an amphiphilic block copolymer on the surface of a porous substrate alternately to form a polymer multilayer film, followed by annealing.
하지만, 이와 같이 다층막을 어닐링하여 합지시킨 다공성 박막의 경우, 수처리에 적용 시 수압에 의해 다층막을 구성하는 막들이 분리되어 제품의 안정성이 떨어지고 수명이 짧아지는 문제가 있다. 또한, 상기 막들의 계면 특성이 좋지 못해 여과 효율이 제한적인 단점이 있다.However, in the case of the porous thin film laminated by annealing the multilayered film in this way, the membranes constituting the multilayered film are separated by water pressure when applied to water treatment, resulting in poor stability of the product and a shortened life span. In addition, there is a disadvantage that the filtration efficiency is limited due to poor interfacial characteristics of the films.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 수중에서도 안정성이 확보되고 수명이 긴 수처리 여재, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 수처리 필터를 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a water treatment filter material which is stable in water and has a long life, a manufacturing method thereof, and a water treatment filter including the same.
또한, 여과 효율을 향상시킬 수 있는 수처리 여재, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 수처리 필터를 제공하는 데 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a water treatment filter material capable of improving filtration efficiency, a method for manufacturing the same, and a water treatment filter including the same.
본 발명의 일측면은 수처리 여재를 제공한다. 상기 수처리 여재는 표면 또는 내부에 양전하 다관능성 아민 화합물 및 가교제를 포함하는 코팅 물질이 코팅된 양전하 부직포; 및 상기 부직포 상에 상전이(phase inversion)에 의해 상기 양전하 부직포와 일체로 형성된 폴리술폰계 폴리머를 포함한다.One aspect of the present invention provides a water treatment filter material. The water treatment material may be a positively charged nonwoven fabric having a surface or inside thereof coated with a coating material containing a positive charge polyfunctional amine compound and a crosslinking agent; And a polysulfone-based polymer formed integrally with the positive charge nonwoven fabric by phase inversion on the nonwoven fabric.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 하기의 수학식 1에 따른 상기 수처리 여재에 대한 다공성 폴리술폰계 코팅층의 두께비율이 10 ~ 20 %를 만족할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the thickness ratio of the porous polysulfone-based coating layer to the water-treated filter material according to the following formula (1) may satisfy 10-20%.
[수학식 1][Equation 1]
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 양전하 부직포의 두께는 500 ~ 1000 ㎛이고, 상기 다공성 폴리술폰계 코팅층의 두께는 50 ~ 200 ㎛일 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the thickness of the positively charged nonwoven fabric may be 500 to 1000 占 퐉, and the thickness of the porous polysulfone coating layer may be 50 to 200 占 퐉.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 표면 전하 값이 5 ~ 50 mV일 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the surface charge value may be 5 to 50 mV.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 양전하 부직포의 평균공경이 5~20 ㎛이고, 상기 다공성 폴리술폰계 코팅층의 평균공경이 0.1-1.0 ㎛일 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the average pore size of the positive charge nonwoven fabric may be 5 to 20 μm and the average pore size of the porous polysulfone based coating layer may be 0.1 to 1.0 μm.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 다관능성 아민 화합물은 폴리에틸렌이민, 디에틸렌트리아민, 피페라진, 디메틸렌피페라진 및 디페닐아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the polyfunctional amine compound may include at least one member selected from the group consisting of polyethyleneimine, diethylenetriamine, piperazine, dimethylenepiperazine, and diphenylamine.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 폴리술폰계 폴리머는 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 및 폴리아릴에테르술폰 폴리머로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the polysulfone-based polymer may include at least one selected from the group consisting of polysulfone, polyether sulfone, and polyaryl ether sulfone polymer.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 다공성 폴리술폰계 코팅층 상에 양전하 부직포를 더 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, a positive charge nonwoven fabric may be further included on the porous polysulfone based coating layer.
본 발명의 다른 측면은 수처리 여재의 제조방법을 제공한다. 상기 제조방법은 부직포의 표면 또는 내부에 다관능성 아민 화합물 및 가교제를 포함하는 양전하 코팅 용액을 처리하여 양전하 부직포를 형성하는 1단계; 상기 양전하 부직포의 적어도 일면에 폴리술폰계 폴리머 및 용매를 포함하는 폴리술폰계 코팅 용액을 처리한 후 비용매 용액 처리를 통해 상전이를 수행하여 상기 양전하 부직포 상에 일체로 형성된 다공성 폴리술폰계 코팅층을 형성하여 수처리 여재를 제조하는 2단계; 를 포함하고, 상기 1단계 및 2단계는 연속적으로 수행된다. Another aspect of the present invention provides a method for producing a water treatment filter material. The method comprises: a first step of forming a positive charge nonwoven fabric by treating a positive charge coating solution containing a polyfunctional amine compound and a cross-linking agent on the surface or inside of the nonwoven fabric; A polysulfone-based coating solution containing a polysulfone-based polymer and a solvent is treated on at least one side of the positive charged nonwoven fabric, and a phase transition is performed through non-solvent solution treatment to form a porous polysulfone-based coating layer integrally formed on the positive- A second step of preparing a water treatment filter material; Wherein the first step and the second step are continuously performed.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 다관능성 아민 화합물 및 가교제를 1:0.5~4 중량비로 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the polyfunctional amine compound and the cross-linking agent may be contained at a weight ratio of 1: 0.5-4.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 폴리술폰계 코팅 용액 100 중량부에 대하여 상기 폴리술폰계 폴리머 5 ~ 25 중량부, 및 용매 50 ~ 80 중량부를 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, 5 to 25 parts by weight of the polysulfone-based polymer and 50 to 80 parts by weight of a solvent may be added to 100 parts by weight of the polysulfone-based coating solution.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 1단계는, 상기 양전하 코팅 용액에 부직포를 5 ~ 40℃에서 5초 ~ 15시간 동안 담지시키는 단계; 및 상기 양전하 코팅 용액에 담지된 부직포를 60 ~ 130℃ 하에서, 1분 ~ 6 시간 동안 열가교시켜서 양전하 코팅층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the first step comprises: supporting the nonwoven fabric in the positive charge coating solution at 5 to 40 ° C for 5 seconds to 15 hours; And thermally crosslinking the nonwoven fabric supported on the positive charge coating solution at 60 to 130 캜 for 1 minute to 6 hours to form a positive charge coating layer.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 2단계는, 상기 폴리술폰계 코팅 용액이 도포된 양전하 부직포를 10 ~ 50℃의 온도에서 비용매에 담지시켜 상전이를 유도하는 단계; 상전이가 유도된 상기 양전하 부직포를 20 ~ 70 ℃의 온도에서 1 ~ 60 분 동안 세척하는 단계; 및 세척된 상기 양전하 부직포를 80 ℃ 이상의 온도에서 5분 이상 동안 건조하는 단계;를 포함할 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, in the second step, the positively charged nonwoven fabric coated with the polysulfone-based coating solution is supported on the nonwoven fabric at a temperature of 10 to 50 ° C to induce phase transition; Washing the positively charged nonwoven fabric in which the phase transition is induced at a temperature of 20 to 70 DEG C for 1 to 60 minutes; And drying the washed positively charged nonwoven fabric at a temperature of 80 DEG C or more for 5 minutes or more.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 하기의 수학식 1에 따른 상기 수처리 여재에 대한 다공성 폴리술폰계 코팅층의 두께비율이 10 ~ 20 %를 만족할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the thickness ratio of the porous polysulfone-based coating layer to the water-treated filter material according to the following formula (1) may satisfy 10-20%.
[수학식 1] [Equation 1]
본 발명의 또 다른 측면은 본 발명의 수처리 여재를 포함하는 수처리 필터를 제공한다.Another aspect of the present invention provides a water treatment filter including the water treatment filter material of the present invention.
본 발명에 의한 수처리 여재, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 수처리 필터는 수중에서도 안정성이 확보되고 수명이 길게 할 수 있는 효과가 있다. 또한, 여과 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The water treatment filter material according to the present invention, the method for producing the same, and the water treatment filter having the same have the effect of securing stability in water and prolonging the life span. Further, the filtration efficiency can be improved.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수처리 여재의 제조방법을 나타낸 모식도이다.1 is a schematic view showing a method of manufacturing a water treatment filter material according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
본 발명의 일실시예에 따른 수처리 여재는 표면 또는 내부에 양전하 다관능성 아민 화합물 및 가교제를 포함하는 코팅 물질이 코팅된 양전하 부직포; 및 상기 부직포 상에 상전이(phase inversion)에 의해 상기 양전하 부직포와 일체로 형성된 폴리술폰계 폴리머를 포함하는 다공성 폴리술폰계 코팅층;을 포함한다. 이때, 상기 양전하 부직포 및 상기 다공성 폴리술폰계 코팅층이 상전이에 의해 일체로 형성됨에 따라 수중에서 수압에 의한 막분리 현상이 방지된다. 이에, 본 발명의 일실시예에 따른 수처리 여재는 수중에서 안정성이 우수하고 수명이 긴 효과가 있다. 또한, 양전하 부직포 및 다공성 폴리술폰계 코팅층을 포함함에 따라 우수한 수투과량 및 바이러스 제거 성능을 가지며, 동시에 열적 안정성 및 산화 안정성을 갖는다.The water-treated filter material according to one embodiment of the present invention includes a positive charge nonwoven fabric having a surface or inside thereof coated with a coating material including a positive charge polyfunctional amine compound and a crosslinking agent; And a porous polysulfone-based coating layer comprising a polysulfone-based polymer formed integrally with the positively charged nonwoven fabric by phase inversion on the nonwoven fabric. At this time, since the positive charge nonwoven fabric and the porous polysulfone based coating layer are integrally formed by phase transition, the membrane separation phenomenon by water pressure in water is prevented. Accordingly, the water treatment material according to one embodiment of the present invention has an excellent stability in water and a long life. Also, it has excellent water permeation amount and virus removal performance as well as thermal stability and oxidation stability by including a positive charge nonwoven fabric and a porous polysulfone based coating layer.
상기 양전하 부직포는, 다관능성 아민 화합물 및 가교제를 포함하는데, 상기 가교제는 다관능성 아민 화합물 간의 가교제 역할 및 바인더 역할을 한다. 상기 가교제는 비스페놀 A 에폭시 수지, 비스페놀 F 에폭시 수지, 수소첨가된 비스페놀 A 에폭시 수지, 수소첨가된 비스페놀 F 에폭시 수지, 난연성 에폭시 수지, 및 노볼락형 에폭시 수지 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 비스페놀 A 에폭시 수지, 비스페놀 F 에폭시 수지, 및 노볼락형 에촉시 수지로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.The positive charge nonwoven fabric includes a polyfunctional amine compound and a crosslinking agent, which serve as a crosslinking agent and a binder between the polyfunctional amine compounds. The crosslinking agent may include at least one selected from bisphenol A epoxy resin, bisphenol F epoxy resin, hydrogenated bisphenol A epoxy resin, hydrogenated bisphenol F epoxy resin, flame retardant epoxy resin, and novolak type epoxy resin , And more preferably at least one selected from the group consisting of a bisphenol A epoxy resin, a bisphenol F epoxy resin, and a novolak type epoxy resin.
상기 다관능성 아민 화합물은 부직포가 양전하를 나타내도록 정전기적 성질을 부여하는 역할을 한다. 이때, 상기 다관능성 아민 화합물은 폴리에틸렌이민, 디에틸렌트리아민, 피페라진, 디메틸렌피페라진 및 디페닐아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.The polyfunctional amine compound serves to impart electrostatic properties so that the nonwoven fabric exhibits a positive charge. The polyfunctional amine compound may include at least one member selected from the group consisting of polyethyleneimine, diethylenetriamine, piperazine, dimethylenepiperazine, and diphenylamine.
그리고, 상기 다관능성 아민 화합물 및 가교제를 1 : 0.5 ~ 4 중량비로 포함하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1 : 0.5 ~ 1.5의 중량비로 포함하는 것이 좋다. 상기 다관능성 아민 화합물 및 가교제가 1: 0.5 미만으로 포함되는 경우에는 가교제 사용량이 적어 다관능성 아민 화합물이 부직포로부터 쉽게 떨어져 나갈 수 있는 문제점이 있고, 1 : 4 중량비를 초과하여 포함되는 경우에는 양전하 코팅제의 점도가 너무 높아져서 부직포의 내부 즉, 부직포의 섬유를 충분하 게 코팅시키지 못하여 여재 공경 크기 감소로 인해 수투과량이 감소하며, 양전하 특성이 감소되어 바이러스 제거율이 감소하는 문제점이 있을 수 있다.The polyfunctional amine compound and the crosslinking agent are preferably contained in a weight ratio of 1: 0.5 to 4, more preferably 1: 0.5 to 1.5. When the amount of the polyfunctional amine compound and the crosslinking agent is less than 1: 0.5, the amount of the crosslinking agent to be used is small and the polyfunctional amine compound can easily be separated from the nonwoven fabric. When the ratio is more than 1: 4, The viscosity of the nonwoven fabric is too high to sufficiently coat the fibers of the nonwoven fabric, resulting in a decrease in the water permeation amount due to reduction in pore size of the filter media, a decrease in the positive charge property and a decrease in the virus removal rate.
상기 폴리술폰계 폴리머는 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 및 폴리알릴에테르술폰 폴리머로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.The polysulfone-based polymer may include at least one selected from the group consisting of polysulfone, polyether sulfone, and polyallyl ether sulfone polymer.
본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 여재는 하기의 수학식 1에 따른 상기 수처리 여재에 대한 다공성 폴리술폰계 코팅층의 두께비율이 10 ~ 20 %를 만족할 수 있고, 더욱 바람직하게는 12 ~ 20 %를 만족할 수 있다. The water-treated filter material according to one embodiment of the present invention can satisfy the thickness ratio of the porous polysulfone-based coating layer to the water-treated filter material according to Equation 1 below by 10 to 20%, more preferably 12 to 20% Can be satisfied.
[수학식 1][Equation 1]
상기 두께비율이 10% 미만일 경우 두께 감소에 따른 사용수명이 저하될 수 있고, 20%를 초과할 경우 유입수의 차입이 증가되어 유량이 감소되는 문제가 발생 할 수 있다.If the thickness ratio is less than 10%, the service life due to the thickness reduction may be deteriorated. If the thickness ratio is more than 20%, the borrowing of the influent water may increase and the flow rate may be decreased.
본 발명에 따른 수처리 여재에 있어서, 상기 여재의 표면 전하 값이 20 ~ 50 mV일 수 있고, 더욱 바람직하게는 10 ~ 50 mV일 수 있다. 상기 여재의 표면 전하가 양전하를 나타냄으로써, 음전하를 갖는 바이러스를 흡착하여 포집할 수 있게 되는데, 만약 여재의 표면 전하 값이 5 mV 미만이 경우 바이러스 흡착능이 떨어지는 문제가 있을 수 있고, 50 mV를 초과할 경우 흡착량 증가에 따른 공경 막힘으로 사용수명이 감소되는 문제가 있을 수 있다.In the water treatment filter material according to the present invention, the surface charge value of the filter material may be 20 to 50 mV, and more preferably 10 to 50 mV. If the surface charge value of the filter medium is less than 5 mV, there may be a problem that the virus adsorbing ability is poor, and when the surface charge value of the filter medium exceeds 50 mV , There may be a problem that the service life is reduced due to the clogging of the pore due to the increase of the adsorption amount.
상기 양전하 부직포의 평균공경이 5 ~ 20 ㎛이고, 상기 다공성 폴리술폰계 코팅층의 평균공경이 0.1 ㎛ 이상일 수 있다. 또한, 더욱 바람직하게는 상기 양전하 부직포의 평균공경이 8 ~ 16 ㎛이고, 상기 다공성 폴리술폰계 코팅층의 평균공경이 0.1 ~ 1㎛ 일 수 있다.The average pore size of the positive charged nonwoven fabric may be 5 to 20 μm and the average pore size of the porous polysulfone based coating layer may be 0.1 μm or more. More preferably, the average pore size of the positive charged nonwoven fabric is 8 to 16 탆, and the average pore size of the porous polysulfone based coating layer is 0.1 to 1 탆.
상기 다공성 폴리술폰계 코팅층 상에 양전하 부직포를 더 포함할 수 있다. And may further include a positive charge nonwoven fabric on the porous polysulfone based coating layer.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수처리 여재의 제조방법을 나타낸 모식도이다.1 is a schematic view showing a method of manufacturing a water treatment filter material according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 수처리 여재의 제조방법은, 부직포의 표면 또는 내부에 다관능성 아민 화합물 및 가교제를 포함하는 양전하 코팅 용액을 처리하여 양전하 부직포를 형성하는 1단계; 상기 양전하 부직포의 적어도 일면에 폴리술폰계 폴리머 및 용매를 포함하는 폴리술폰계 코팅 용액을 처리한 후 비용매 용액 처리를 통해 상전이를 수행하여 상기 양전하 부직포 상에 일체로 형성된 다공성 폴리술폰계 코팅층을 형성하여 수처리 여재를 제조하는 2단계; 를 포함하고, 상기 1단계 및 2단계는 연속적으로 수행된다.Referring to FIG. 1, a method for preparing a water-treated filter material according to an embodiment of the present invention includes a first step of forming a positive charge nonwoven fabric by treating a positive charge coating solution containing a polyfunctional amine compound and a cross-linking agent on the surface or inside of the nonwoven fabric; A polysulfone-based coating solution containing a polysulfone-based polymer and a solvent is treated on at least one side of the positive charged nonwoven fabric, and a phase transition is performed through non-solvent solution treatment to form a porous polysulfone-based coating layer integrally formed on the positive- A second step of preparing a water treatment filter material; Wherein the first step and the second step are continuously performed.
이때 각 단계별 사용되는 물질의 경우 전술된 내용을 참고하기로 한다.For the substances used in each step, the above-mentioned contents will be referred to.
상기 1단계는, 상기 양전하 코팅 용액에 부직포를 5 ~ 40℃에서 5초 ~ 15시간 동안 담지시키는 단계, 및 상기 양전하 코팅 용액에 담지된 부직포를 60 ~ 130℃ 하에서, 1분 ~ 6 시간 동안 열가교시켜서 양전하 코팅층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.In the step 1, the nonwoven fabric is supported on the positive charge coating solution at 5 to 40 ° C for 5 seconds to 15 hours, and the nonwoven fabric supported on the positive charge coating solution is heated at 60 to 130 ° C for 1 minute to 6 hours Followed by crosslinking to form a positive charge coating layer.
상기 담지시키는 단계는, 5 ~ 40℃에서 5초 ~ 15시간 동안 수행하는 것이, 바람직하게는 20 ~ 30℃에서 수행하는 것이 좋으며, 이때, 5 미만에서 수행시 에폭시 점착력이 감소되는 문제가 있을 수 있고, 40를 초과하는 온도에서 수행시 용매 증기 발생에 의한 유해 환경 및 폭발의 문제가 있을 수 있으므로 상기 온도 범위에서 침전을 수행하는 것이 좋다. 그리고, 담지시간은 5초 ~ 15시간 동안, 바람직하게는 20초 ~ 13시간일 수 있다.The supporting step may be carried out at 5 to 40 ° C for 5 seconds to 15 hours, preferably at 20 to 30 ° C, And there may be a harmful environment due to the generation of solvent vapor and an explosion at the time of performing at a temperature exceeding 40. Therefore, it is preferable to carry out the precipitation in the above temperature range. The holding time may be 5 seconds to 15 hours, preferably 20 seconds to 13 hours.
또한, 상기 열가교 공정에서 열가교가 60 미만이면 가교제와 아민화합물의 가교반응이 충분히 이루어 지지 않아 물성 및 제조 공정의 효율이 감소되는 문제를 발생할 수 있으며, 130를 초과하면 부직포의 열변형을 가져와서 여재의 기공이 좁아져서 수투과량에 악영향을 줄 수 있으므로 상기 온도 범위 내에서 열가교를 수행하는 것이 좋다. 그리고, 열가교 시간은 열가교 온도에 따라 상대적으로 변하는 것으로서, 바람직하게는 15초 ~ 6 시간 정도 수행하는 것이, 바람직하게는 30초 ~ 4 시간 동안 수행하는 것이 좋다.If the thermal crosslinking is less than 60, the crosslinking reaction between the crosslinking agent and the amine compound may not be sufficiently carried out, resulting in a decrease in the physical properties and efficiency of the manufacturing process. If the thermal crosslinking is more than 130, It is preferable to perform thermal crosslinking within the above-mentioned temperature range because the pore of the filter medium becomes narrow to adversely affect water permeation amount. The heat crosslinking time varies depending on the heat crosslinking temperature. It is preferably carried out for about 15 seconds to 6 hours, preferably for 30 seconds to 4 hours.
이때, 상기 본 발명에 따른 항바이러스 여재용 양전하 코팅제는 가교제; 친수성 유기용매; 및 다관능성 아민 화합물을 포함할 수 있다. 상기 가교제는 다관능성 아민 화합물 간의 가교제 역할 및 바인더 역할을 할 뿐만 아니라, 부직포와 코팅성분 간에 접착성을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 비스페놀 A 에폭시 수지, 비스페놀 F 에폭시 수지, 수소첨가된 비스페놀 A 에폭시 수지, 수소첨가된 비스페놀 F 에폭시 수지, 난연성 에폭시(brominated epoxy) 수지 및 노볼락(Novolac)형 에폭시 수지 중에서 선택된 1종을 또는 2종 이상을 혼합사용할 수 있으며, 바람직하게는 비스페놀 A 에폭시 수지, 비스페놀 F 에폭시 수지, 수소첨가된 비스페놀 A 에폭시 수지, 수소첨가된 비스페놀 F 에폭시 수지 및 노볼락(Novolac)형 에폭시 수지 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을, 더욱 바람직하게는 비스페놀 A 에폭시 수지, 수소첨가된 비스페놀 A 에폭시 수지 및 노볼락(Novolac)형 에폭시 수지 중에서 선택된 1종 또는 2종을 혼합하여 사용할 수 있다.At this time, the positive charge coating agent for the antiviral agent according to the present invention may include a crosslinking agent; Hydrophilic organic solvent; And polyfunctional amine compounds. The crosslinking agent not only serves as a crosslinking agent and a binder between the polyfunctional amine compound but also improves the adhesion between the nonwoven fabric and the coating component. The crosslinking agent is preferably a bisphenol A epoxy resin, a bisphenol F epoxy resin, a hydrogenated bisphenol A epoxy resin , A hydrogenated bisphenol F epoxy resin, a flame retardant epoxy resin, and a Novolac type epoxy resin, or a mixture of two or more selected from the group consisting of a bisphenol A epoxy resin, a bisphenol F Epoxy resin, hydrogenated bisphenol A epoxy resin, hydrogenated bisphenol F epoxy resin, and novolac type epoxy resin, more preferably at least one selected from the group consisting of bisphenol A epoxy resin, hydrogenated bisphenol A A epoxy resin and a Novolac type epoxy resin, or Two kinds may be mixed and used.
또한, 상기 다관능성 아민 화합물은 부직포의 내부 및 외부에 양전하를 나타내는 정전기적 성질을 부여하는 역할을 하며, 폴리에틸렌이민, 디에틸렌 트리아민, 피페라진, 디메틸렌피페라진 및 디페닐아민 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 폴리에틸렌이민 및 디에틸렌트리 아민 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.In addition, the polyfunctional amine compound serves to impart electrostatic properties to the inside and the outside of the nonwoven fabric to exhibit a positive charge, and may be one selected from the group consisting of polyethyleneimine, diethylenetriamine, piperazine, dimethylenepiperazine and diphenylamine Or a mixture of two or more of them may be used, and one or two or more selected from polyethyleneimine and diethylenetriamine may be used in combination.
이때, 상기 다관능성 아민 화합물 및 가교제를 1 : 0.5 ~ 4 중량비로 포함하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1 : 0.5 ~ 1.5 중량비로 포함하는 것이 좋다. 상기 다관능성 아민 화합물 및 가교제가 1: 0.5 미만으로 포함되는 경우에는 가교제 사용량이 적어 다관능성 아민 화합물이 부직포로부터 쉽게 떨어져 나갈 수 있는 문제점이 있고, 1 : 4 중량비를 초과하여 포함되는 경우에는 양전하 코팅제의 점도가 너무 높아져서 부직포의 내부 즉, 부직포의 섬유를 충분하게 코팅 시키지 못하여 여재 공경 크기 감소로 인한 수투과량이 감소하는 문제점이 있을 수 있다.The polyfunctional amine compound and the crosslinking agent are preferably contained in a weight ratio of 1: 0.5 to 4, more preferably 1: 0.5 to 1.5. When the amount of the polyfunctional amine compound and the crosslinking agent is less than 1: 0.5, the amount of the crosslinking agent to be used is small and the polyfunctional amine compound can easily be separated from the nonwoven fabric. When the ratio is more than 1: 4, The viscosity of the nonwoven fabric may be too high to adequately coat the fibers of the nonwoven fabric, that is, the nonwoven fabric fibers may be insufficiently coated, thereby reducing the water permeation amount due to the decrease in pore size.
그리고, 상기 다관능성 아민 화합물 및 가교제는 친수성 유기용매에 용해시켜 농도를 조절할 수 있고, 이를 통해 코팅제의 점도 및 흡착도 등을 제어할 수 있다. 또한 상기 친수성 유기용매를 사용하여 소수성인 부직포의 섬유를 코팅하여 부직포를 친수성으로 개질가능하다. 상기 친수성 유기용매는 글리콜계 용매 80 ~ 95 중량% 및 물 5 ~ 20 중량% 포함하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 85 ~ 95중량% 및 물 5 ~ 15 중량% 포함하는 것이 좋다. 상기 글리콜계 용매는 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol), 에틸렌글리콜(ethylene ethylene glycol), 프로필렌글리콜(propylene glycol), 디에틸렌글리콜(diethylene glycol), 에틸렌글리콜에틸이서(ethylene glycol ethyl ether), 디에틸렌글리콜에틸이서(diethylene glycol ethyl ether), 디에틸렌글리콜메틸이서(diethylene glycol methyl ether), 디에틸렌글리 콜헥실이서(diethylene glycol hexyl ether) 등을 포함한다. 상기 친수성 유기용매에 있어서, 글리콜계 용매가 80 중량% 미만으로 포함되는 경우 코팅제 용액이 불균 일하게 형성되어 부직포에 포함된 섬유가닥의 표면에 코팅층이 형성되기 어려운 문제점이 있고, 95 중량%를 초과하여 포함되는 경우 용매 제거가 어려워 가교제와 아민화합물의 반응이 용액 중에 발생되어 부직포 코팅 효율이 감소되는 문제점이 있다.The multifunctional amine compound and the cross-linking agent can be dissolved in a hydrophilic organic solvent to control the concentration, thereby controlling the viscosity and adsorption degree of the coating agent. Further, by using the hydrophilic organic solvent, hydrophobic nonwoven fabric fibers can be coated to modify the nonwoven fabric to be hydrophilic. The hydrophilic organic solvent preferably contains 80 to 95% by weight of glycol solvent and 5 to 20% by weight of water, more preferably 85 to 95% by weight and water of 5 to 15% by weight. The glycol solvent may be selected from the group consisting of polyethylene glycol, ethylene ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, ethylene glycol ethyl ether, diethylene glycol ethyl Diethylene glycol ethyl ether, diethylene glycol methyl ether, diethylene glycol hexyl ether, and the like. When the glycol solvent is contained in an amount of less than 80% by weight, the coating solution may be unevenly formed on the surface of the fibrous strands contained in the nonwoven fabric. If the content of the glycolic solvent exceeds 95% by weight The reaction between the crosslinking agent and the amine compound is generated in the solution and the nonwoven fabric coating efficiency is reduced.
상기 2단계는, 상기 폴리술폰계 코팅 용액이 도포된 양전하 부직포를 25 ~ 50℃의 온도에서 비용매에 담지시켜 상전이를 유도하는 단계; 상전이가 유도된 상기 양전하 부직포를 20 ~ 70 ℃의 온도에서 1 ~ 20 분 동안 세척하는 단계; 및 세척된 상기 양전하 부직포를 80 ℃ 이상의 온도에서 5분 이상 동안 건조하는 단계;를 포함할 수 있다.In the second step, the positively charged nonwoven fabric coated with the polysulfone-based coating solution is supported on the nonwoven fabric at a temperature of 25 to 50 ° C to induce phase transition; Washing the positively charged nonwoven fabric in which the phase transition is induced at a temperature of 20 to 70 DEG C for 1 to 20 minutes; And drying the washed positively charged nonwoven fabric at a temperature of 80 DEG C or more for 5 minutes or more.
상기 비용매는 1차 증류수, 3차 증류수, 및 알코올로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 비용매에 담지시킴에 따라 전술된 용매와 상기 비용매의 교환에 의한 고-액 상분리가 일어나게 된다. 상기 상전이를 유도하는 단계에서 온도 범위가 10 ℃ 미만이거나, 50를 초과하는 경우 상전이가 일어나지 않아 상기 폴리술폰계 코팅층 형성 속도가 느려질 수 있다.The non-solvent may include at least one selected from the group consisting of primary distilled water, tertiary distilled water, and alcohol. As a result of carrying in the non-solvent, solid-liquid phase separation by exchange of the solvent and the non-solvent occurs. If the temperature range is less than 10 ° C or more than 50 in the step of inducing the phase transition, the phase transition may not occur and the polysulfone-based coating layer formation rate may be slowed down.
상전이가 유도된 상기 양전하 부직포를 20 ~ 70 의 온도에서 1 ~ 20 분 동안 세척한 뒤, 건조함에에 따라 잔여 용매를 제거할 수 있다. The positive charge nonwoven fabric in which the phase transition is induced may be washed at a temperature of 20 to 70 for 1 to 20 minutes, and then the residual solvent may be removed according to drying.
상기 폴리술폰계 코팅 용액 100 중량부에 대하여 상기 폴리술폰계 폴리머 5 ~ 25 중량부, 및 용매 50 ~ 80 중량부를 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 상기 폴리술폰계 코팅 용액 100 중량부에 대하여 상기 폴리술폰계 폴리머 10 ~ 20 중량부, 및 용매 60 ~ 70 중량부를 포함할 수 있다.Based coating solution may contain 5 to 25 parts by weight of the polysulfone-based polymer and 50 to 80 parts by weight of a solvent, more preferably 100 parts by weight of the polysulfone-based coating solution, 10 to 20 parts by weight of a polysulfone-based polymer, and 60 to 70 parts by weight of a solvent.
상기 폴리술폰계 코팅 용액 100 중량부에 대하여 상기 폴리술폰계 폴리머를 5 중량부 미만으로 포함할 경우 균일한 구조 형성이 어려워 물성이 저하되는 문제가 발생할 수 있고, 25 중량부를 초과 할 경우 고분자 밀도 증가에 의항 상전이 후 형성된 평균공경이 0.1um 미만으로 형성되어 투과 유량이 감소되는 문제가 발생 할 수 있다. 또한, 상기 폴리술폰계 코팅 용액 100 중량부에 대하여 상기 용매가 50 중량부 미만일 경우 상대적으로 폴리술폰계 폴리머의 양이 많아져 용액의 점도가 높아지므로 코팅 공정에 용이하지 않을 수 있고, 80 중량부를 상회할 경우 상대적으로 폴리술폰계 폴리머의 양이 적어지므로 수처리 여재의 안정성이 떨어질 수 있다.When the polysulfone-based polymer is contained in an amount of less than 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the polysulfone-based coating solution, it may be difficult to form a uniform structure and the physical properties may be deteriorated. When the amount exceeds 25 parts by weight, The average pore size formed after the phase transition is less than 0.1 [mu] m, and the permeation flow rate may be reduced. When the amount of the solvent is less than 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the polysulfone-based coating solution, the amount of the polysulfone-based polymer is relatively increased and the viscosity of the solution is increased. The amount of the polysulfone-based polymer is relatively small, so that the stability of the water treatment filter medium may be lowered.
본 발명의 다른 측면은 본 발명에 의한 수처리 여재를 포함하는 수처리 필터를 제공한다. 상기 수처리 필터는 수처리 필터에 적용 가능한 형태라면 제한없이 적용이 가능하므로, 종래 기술을 참조하여 다양하게 적용할 수 있다.Another aspect of the present invention provides a water treatment filter including the water treatment filter according to the present invention. Since the water treatment filter can be applied to any water treatment filter without limitation, it can be applied variously with reference to the related art.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예(example)를 제시한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in order to facilitate understanding of the present invention. However, the following examples are intended to aid understanding of the present invention, and the present invention is not limited by the following experimental examples.
<준비예 1 - 양전하 코팅액 제조>≪ Preparation Example 1 - Preparation of positively charged coating liquid &
양전하 코팅 용액 100 중량부에 대하여 디에틸렌글리콜 에틸이서(diethylene glycol ethyl ether) 88중량부와 물 10중량부를 용매로 사용하고 여기에 페놀릭 에폭시 수지 0.8 중량부 및 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine) 1.2 중량부를 일정량 첨가 상온에서 2시간 이상 용해하여 균일상의 양전하 코팅용액을 제조했다.To 100 parts by weight of the positive charge coating solution, 88 parts by weight of diethylene glycol ethyl ether and 10 parts by weight of water were used as a solvent. To the mixture were added 0.8 part by weight of a phenolic epoxy resin and 1.2 parts by weight of polyethyleneimine, The solution was dissolved at room temperature for 2 hours or more to prepare a uniform positive-coating solution.
<준비예 2 - 폴리술폰계 코팅 용액 제조>≪ Preparation Example 2 - Preparation of polysulfone-based coating solution >
폴리술폰계 코팅 용액 100 중량부에 대하여 폴리이서술폰(polyethersulfone, PES) 15중량부, 디메틸아세트아미드(N-dimethylacetamide, DMAc) 67 중량부, 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP) 11 중량부, 파라톨루엔설포닉엑시드(p-toluenesulfonic acid, TSA)) 5.5 중량부, 테트로닉 304(Tetronic 304) 1.5 중량부로 혼합된 물질을 50에서 12시간 이상 교반하여 균일상의 폴리술폰계 코팅 용액을 제조한다.15 parts by weight of polyethersulfone (PES), 67 parts by weight of dimethylacetamide (DMAc), 11 parts by weight of polyvinylpyrrolidone (PVP), 100 parts by weight of polyvinylpyrrolidone 5.5 parts by weight of p-toluenesulfonic acid (TSA) and 1.5 parts by weight of Tetronic 304 were stirred at 50 to 12 hours to prepare a uniform polysulfone-based coating solution.
<실시예 1>≪ Example 1 >
부직포를 준비예 1에서 제조된 양전하 코팅 용액에 30초 동안 침적하여 코팅물을 부직포에 담지 시켰다.The nonwoven fabric was immersed in the positive charge coating solution prepared in Preparation Example 1 for 30 seconds to carry the coating material onto the nonwoven fabric.
이후, 상기 코팅된 부직포를 100 ~ 110 ℃ 온도에서 10분 이상 노출하여 열가교 반응을 유도하여 양전하 부직포를 제조했다.Thereafter, the coated nonwoven fabric was exposed at a temperature of 100 to 110 ° C for 10 minutes or more to induce a thermal crosslinking reaction to produce a positive charge nonwoven fabric.
이후, 상기 양전하 부직포의 표면에 상기 준비예 2에서 제조된 폴리술폰계 코팅 용액을 도포한 후, 25 ℃ 의 물에 침적하여 상전이를 유도했다.Thereafter, the surface of the positively charged nonwoven fabric was coated with the polysulfone-based coating solution prepared in Preparation Example 2, and then immersed in water at 25 ° C to induce phase transition.
이후, 50 ℃의 온도의 물에 10분 이상 침적하여 용매 및 첨가제를 완전히 제거했다.Then, it was immersed in water at a temperature of 50 캜 for 10 minutes or more to completely remove the solvent and the additive.
이후, 상기 부직포를 80 ℃ 의 온도에서 10 분 동안 이상 노출시켜 수분을 제거하여 상기 양전하 부직포 상에 다공성 폴리술폰계 코팅층이 일체로 형성된 수처리 여재를 제조했다.Thereafter, the non-woven fabric was exposed to a temperature of 80 ° C for 10 minutes or more to remove moisture, thereby preparing a water treatment filter material in which the porous polysulfone based coating layer was integrally formed on the positive charge nonwoven fabric.
이와 같이 제조된 수처리 여재는 두께 900 ㎛, 표면 전하값 36 mV 및 평균공경 0.25 ㎛를 가지며, 하기 수학식 1에 따른 상기 수처리 여재에 대한 다공성 폴리술폰계 코팅층의 두께비율이 13.3 % 였다.The thus-prepared water-treated filter material had a thickness of 900 mu m, a surface charge value of 36 mV and an average pore size of 0.25 mu m, and the thickness ratio of the porous polysulfone-based coating layer to the water-treated filter material according to the following formula (1) was 13.3%.
[수학식 1][Equation 1]
<실시예 2>≪ Example 2 >
상기 실시예 1과 동일하게 제조하되 다공성 폴리술폰계 코팅층 상에 상기 양전하 부직포를 더 합지시켰다.The positive charge nonwoven fabric was further prepared on the porous polysulfone-based coating layer in the same manner as in Example 1.
<실시예 3 ~ 5>≪ Examples 3 to 5 >
하기 표 1과 같이 다공성 폴리술폰계 코팅층 형성 공정에서 상전이 온도 조건을 달리하여 수처리 여재를 제조했다.As shown in the following Table 1, a water treatment material was prepared by varying the phase transition temperature conditions in the process of forming a porous polysulfone-based coating layer.
<비교 실시예 1>≪ Comparative Example 1 >
상기 실시예 1의 부직포만을 수처리 여재로 사용했다.Only the nonwoven fabric of Example 1 was used as a water treatment filter material.
<비교 실시예 2>≪ Comparative Example 2 >
상기 실시예 1의 양전하 부직포만을 이용하여 수처리 여재를 제조했다.A water treatment filter material was produced using only the positive charge nonwoven fabric of Example 1 above.
실험예 1 - 구조, 전기화학적 특성 분석Experimental Example 1 - Structural and electrochemical characterization
상기 실시예 1 ~ 5 , 비교예 1 ~ 3을 통하여 제조된 수처리 여재의 구조 및 전기 화학적 특성을 분석하고자, 제타전위 값, 공경, 수투과량, 및 두께를 측정하여 하기 표 1에 나타냈다.Zeta potential value, pore diameter, water permeation amount, and thickness were measured in order to analyze the structure and electrochemical characteristics of the water-treated filter material prepared through Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3, and are shown in Table 1 below.
(%)Thickness ratio
(%)
(mV@ph7)Zeta charge value
(mV @ ph7)
(㎛)Average pore size
(탆)
(psi)bubble point
(psi)
(ml/cm2 s bar)Amount of water
(ml / cm 2 s bar)
(㎛)Total thickness of filter media
(탆)
실험예 2 -여과 특성 분석Experimental Example 2 - Filtration Characteristic Analysis
상기 실시예 1 ~ 5 , 비교예 1 ~ 2을 통하여 제조된 수처리 여재 샘플을 90mm 직경을 갖는 원형으로 재단하고, 음전하 처리된 라텍스 비드(carboxylated polystyrene latex bead) 22nm 크기는 박테리아 제거율 평가 대용치로 측정하였다.The water-treated filter media samples prepared through Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 were cut into a circle having a diameter of 90 mm and a size of 22 nm of carboxylated polystyrene latex bead was measured as a bacterial clearance evaluation substitute .
분석을 위하여 22nm, 비드를 25ppm의 농도로 물에 첨가하여 교반하고, 100ml/min의 정유량으로 공급하여 시간에 따른 제거율을 분석하였다. 제거율 분석은 UV-Vis Spectrophotometer를 이용하여 사전에 검량선을 작성한 후 분석을 실시한 뒤 하기 표 2에 결과를 나타냈다. 또한, 유입부의 압력 변화를 측정하여 하기 표 2 및 3에 결과를 나타냈다.For analysis, 22nm and beads were added to water at a concentration of 25ppm, stirred, and supplied at a constant flow rate of 100ml / min to analyze the removal rate with time. The removal rate was analyzed by UV-Vis spectrophotometer after preparing the calibration curve in advance, and the results are shown in Table 2 below. Further, the pressure change of the inlet portion was measured, and the results are shown in Tables 2 and 3 below.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예 및 실험예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예 및 실험예에 의해 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention, Various modifications and variations are possible.
Claims (15)
상기 부직포 상에 상전이(phase inversion)에 의해 상기 양전하 부직포와 일체로 형성된 폴리술폰계 폴리머를 포함하는 다공성 폴리술폰계 코팅층;을 포함하는 수처리 여재.A positive charge nonwoven fabric having a surface or inside thereof coated with a coating material comprising a positive charge polyfunctional amine compound and a crosslinking agent; And
And a polysulfone-based polymer layer formed integrally with the positive charge nonwoven fabric by phase inversion on the nonwoven fabric.
하기의 수학식 1에 따른 상기 수처리 여재에 대한 다공성 폴리술폰계 코팅층의 두께비율이 10 ~ 20 %를 만족하는 수처리 여재.
[수학식 1]
Wherein the porous polysulfone based coating layer has a thickness ratio of 10 to 20% with respect to the water treatment media according to the following formula (1).
[Equation 1]
상기 양전하 부직포의 두께는 500 ~ 1000 ㎛이고, 상기 다공성 폴리술폰계 코팅층의 두께는 50 ~ 200 ㎛인 수처리 여재.The method according to claim 1,
Wherein the thickness of the positive charged nonwoven fabric is 500 to 1000 占 퐉 and the thickness of the porous polysulfone coating layer is 50 to 200 占 퐉.
표면 전하 값이 5 ~ 50 mV인 수처리 여재.The method according to claim 1,
Water treatment material with surface charge value of 5 ~ 50 mV.
양전하 부직포의 평균공경이 5~20 ㎛이고, 상기 다공성 폴리술폰계 코팅층의 평균공경이 0.1-1.0 ㎛인 수처리 여재.The method according to claim 1,
Wherein the average pore size of the positive charge nonwoven fabric is 5 to 20 占 퐉 and the average pore diameter of the porous polysulfone based coating layer is 0.1 to 1.0 占 퐉.
상기 다관능성 아민 화합물은 폴리에틸렌이민, 디에틸렌트리아민, 피페라진, 디메틸렌피페라진 및 디페닐아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 수처리 여재.The method according to claim 1,
Wherein the polyfunctional amine compound comprises at least one member selected from the group consisting of polyethyleneimine, diethylenetriamine, piperazine, dimethylenepiperazine, and diphenylamine.
상기 폴리술폰계 폴리머는 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 및 폴리아릴에테르술폰 폴리머로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 수처리 여재.The method according to claim 1,
Wherein the polysulfone-based polymer comprises at least one selected from the group consisting of polysulfone, polyether sulfone, and polyaryl ether sulfone polymer.
상기 다공성 폴리술폰계 코팅층 상에 양전하 부직포를 더 포함하는 수처리 여재.The method according to claim 1,
And a positive charge nonwoven fabric on the porous polysulfone-based coating layer.
상기 양전하 부직포의 적어도 일면에 폴리술폰계 폴리머 및 용매를 포함하는 폴리술폰계 코팅 용액을 처리한 후 비용매 용액 처리를 통해 상전이를 수행하여 상기 양전하 부직포 상에 일체로 형성된 다공성 폴리술폰계 코팅층을 형성하여 수처리 여재를 제조하는 2단계; 를 포함하고,
상기 1단계 및 2단계는 연속적으로 수행되는 수처리 여재의 제조방법.Treating the positive charge coating solution comprising a polyfunctional amine compound and a cross-linking agent on the surface or inside of the nonwoven fabric to form a positively charged nonwoven fabric;
A polysulfone-based coating solution containing a polysulfone-based polymer and a solvent is treated on at least one side of the positive charged nonwoven fabric, and a phase transition is performed through non-solvent solution treatment to form a porous polysulfone-based coating layer integrally formed on the positive- A second step of preparing a water treatment filter material; Lt; / RTI >
Wherein the first step and the second step are continuously performed.
상기 다관능성 아민 화합물 및 가교제를 1:0.5~4 중량비로 포함하는 수처리 여재.10. The method of claim 9,
Wherein the polyfunctional amine compound and the crosslinking agent are contained at a weight ratio of 1: 0.5 to 4: 1.
상기 폴리술폰계 코팅 용액 100 중량부에 대하여 상기 폴리술폰계 폴리머 5 ~ 25 중량부, 및 용매 50 ~ 80 중량부를 포함하는 수처리 여재의 제조방법.10. The method of claim 9,
5 to 25 parts by weight of the polysulfone-based polymer, and 50 to 80 parts by weight of a solvent, based on 100 parts by weight of the polysulfone-based coating solution.
상기 1단계는,
상기 양전하 코팅 용액에 부직포를 5 ~ 40℃에서 5초 ~ 15시간 동안 담지시키는 단계; 및
상기 양전하 코팅 용액에 담지된 부직포를 60 ~ 130℃ 하에서, 1분 ~ 6 시간 동안 열가교시켜서 양전하 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 수처리 여재의 제조방법.10. The method of claim 9,
In the first step,
Supporting the nonwoven fabric at 5 to 40 DEG C for 5 seconds to 15 hours in the positive charge coating solution; And
And thermally crosslinking the nonwoven fabric supported on the positive charge coating solution at 60 to 130 DEG C for 1 minute to 6 hours to form a positive charge coating layer.
상기 2단계는,
상기 폴리술폰계 코팅 용액이 도포된 양전하 부직포를 10 ~ 50℃의 온도에서 비용매에 담지시켜 상전이를 유도하는 단계;
상전이가 유도된 상기 양전하 부직포를 20 ~ 70 ℃의 온도에서 1 ~ 60 분 동안 세척하는 단계; 및
세척된 상기 양전하 부직포를 80 ℃ 이상의 온도에서 5분 이상 동안 건조하는 단계;를 포함하는 수처리 여재의 제조방법.10. The method of claim 9,
In the second step,
Supporting the positively charged nonwoven fabric coated with the polysulfone-based coating solution at a temperature of 10 to 50 ° C to induce phase transition;
Washing the positively charged nonwoven fabric in which the phase transition is induced at a temperature of 20 to 70 DEG C for 1 to 60 minutes; And
And drying the washed positive charged nonwoven fabric at a temperature of 80 DEG C or more for 5 minutes or more.
하기의 수학식 1에 따른 상기 수처리 여재에 대한 다공성 폴리술폰계 코팅층의 두께비율이 10 ~ 20 %를 만족하는 수처리 여재의 제조방법.
[수학식 1]
Wherein the thickness ratio of the porous polysulfone-based coating layer to the water-treated filter material according to the following formula (1) is 10 to 20%.
[Equation 1]
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107761392A (en) * | 2017-11-10 | 2018-03-06 | 安徽翰联纺织有限公司 | Y3+The afterfinish method of the high-strength water process fabric of base, final finishing mechanism |
-
2016
- 2016-03-31 KR KR1020160039793A patent/KR20170112605A/en not_active Application Discontinuation
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| CN107761392A (en) * | 2017-11-10 | 2018-03-06 | 安徽翰联纺织有限公司 | Y3+The afterfinish method of the high-strength water process fabric of base, final finishing mechanism |
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