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하기 화학식 1로 표시되는 폴리이미드계 고분자 화합물을 포함하는 외곽층; 및할로겐기를 포함하는 폴리설폰계 고분자 화합물로 이루어지고, 상기 외곽층의 내부에 형성된 지지층;을 포함하고,상기 외곽층은 선택층 및 전이층을 포함하는 다중층 중공사막:[화학식 1]화학식 1에 있어서,L1 및 L3은 각각 독립적으로 동일하거나 상이하고, , , 또는 이며,L2 및 L4는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하고, 하기 화학식 중에서 선택되는 어느 하나이며,x 및 y는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하고, 1 내지 3에서 선택되는 하나의 정수이며,m은 1 내지 1000 중에서 선택되는 하나의 정수이다
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제 1 항에 있어서,상기 폴리설폰계 고분자 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 것을 특징으로 하는 다중층 중공사막:[화학식 2]화학식 2에 있어서,Q는 직접 연결, 2가의 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 또는 2가의 설폰기이고,R1 내지 R4는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하고, 수소, -SO3Na, 또는 할로겐기로 치환된 알킬기이며, 그 중 하나 이상은 할로겐기로 치환된 알킬기이고,n은 1 내지 1000 중에서 선택되는 하나의 정수이다
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제2항에 있어서,상기 폴리설폰계 고분자 화합물은 하기 화학식 2-1 내지 2-4 중 어느 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 다중층 중공사막:[화학식 2-1][화학식 2-2][화학식 2-3][화학식 2-4]화학식 2-1 내지 2-4에 있어서,Q 및 n은 화학식 2에서 정의한 바와 같고,R1 내지 R4는 각각 독립적으로 할로겐기로 치환된 알킬기이다
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제 1 항에 있어서,상기 할로겐기는 불소, 염소, 또는 브롬 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다중층 중공사막
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제 1 항에 있어서,상기 폴리이미드계 고분자 화합물은 6FDA-DAM, 6FDA-Durene, 6FDA-mPDA, 6FDA-DABA, 6FDA-6FpDA,, 6FDA-DETDA, 6FDA-BPDA, 6FDA-1,5 ND, 6FDA-ODA, Matrimid？ 5218(BTDA-DAPI), 6FDA:BPDA (1:1), 6FDA-1,5 ND:ODA (1:1), 6FDA-DETDA:DABA (3:2), 6FDA-DAM:mPDA (3:2), 6FDA-DAM:DABA (3:2) 및 6FDA-mPDA:DABA (3:2) 로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중층 중공사막
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제1항에 있어서,상기 폴리설폰계 고분자 화합물의 수평균분자량은 80,000 내지 300,000인 것을 특징으로 하는 다중층 중공사막
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제1항에 있어서,상기 선택층은 다공성 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중층 중공사막
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제1항에 있어서,상기 다중층 중공사막의 두께는 50 내지 150 ㎛인 것을 특징으로 하는 다중층 중공사막
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제1항에 있어서,상기 다중층 중공사막의 직경은 250 내지 400 ㎛인 것을 특징으로 하는 다중층 중공사막
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제1항에 있어서,상기 다중층 중공사막은 외곽층과 지지층 사이에 박피 현상이 일어나지 않는 것을 특징으로 하는 다중층 중공사막
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제1항에 있어서,상기 다중층 중공사막은 기체 분리용인 것을 특징으로 하는 다중층 중공사막
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하기 화학식 1로 표시되는 폴리이미드계 고분자 화합물을 포함하는 외곽층 용액, 할로겐기를 포함하는 폴리설폰계 고분자 화합물을 포함하는 지지층 용액 및 보어 용액을 준비하는 단계;준비된 용액들을 3중 노즐을 통하여 방사하는 단계; 방사된 용액들을 응고 및 권취시켜 제막하는 단계; 및제막된 막을 건조하는 단계;를 포함하는 다중층 중공사막 제조방법:[화학식 1]화학식 1에 있어서,L1 및 L3은 각각 독립적으로 동일하거나 상이하고, , , 또는 이며,L2 및 L4는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하고, 하기 화학식 중에서 선택되는 어느 하나이며,x 및 y는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하고, 1 내지 3에서 선택되는 하나의 정수이며,m은 1 내지 1000 중에서 선택되는 하나의 정수이다
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제13항에 있어서,상기 외곽층 용액은 다공성 입자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중층 중공사막 제조방법
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제13항에 있어서,상기 외곽층 용액의 총 중량을 기준으로 상기 폴리이미드계 고분자 화합물의 함량이 15 내지 30 중량%인 것을 특징으로 하는 다중층 중공사막 제조방법
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제13항에 있어서,상기 지지층 용액의 총 중량을 기준으로 상기 폴리설폰계 고분자 화합물의 함량이 15 내지 30 중량%인 것을 특징으로 하는 다중층 중공사막 제조방법
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제13항에 있어서,상기 외곽층 용액 및 지지층 용액은 각각 독립적으로 동일하거나 상이하게 용매 및 비용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중층 중공사막 제조방법
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제17항에 있어서,상기 용매는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 테트라하이드로퓨란(THF), 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 디메틸설폭시드, 및 메틸에틸케톤으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하며, 상기 비용매는 아세톤, 1가 알코올, 다가 알코올 및 물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중층 중공사막 제조방법
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제13항에 있어서,상기 보어 용액은 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 및 물로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중층 중공사막 제조방법
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제13항에 있어서,상기 외곽층 용액의 방사 속도는 0
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제13항에 있어서,상기 지지층 용액의 방사 속도는 1
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제13항에 있어서,상기 보어 용액의 방사 속도는 0
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제13항에 있어서,상기 3중 노즐의 온도는 35 내지 70℃ 인 것을 특징으로 하는 다중층 중공사막 제조방법
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제13항에 있어서,상기 응고는 3중 노즐을 통해 방사된 용액들이 급냉조를 거치는 방식으로 수행되고,상기 급냉조의 온도는 25 내지 50℃인 것을 특징으로 하는 다중층 중공사막 제조방법
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제24항에 있어서,3중 노즐로부터 급냉조의 계면까지의 거리(air gap)가 5 내지 30 cm 인 것을 특징으로 하는 다중층 중공사막 제조방법
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제13항에 있어서,상기 권취시키는 단계는 권취기를 이용하여 수행되고,상기 권취기의 속도는 3 내지 20 m/min 인 것을 특징으로 하는 다중층 중공사막 제조방법
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제13항에 있어서,상기 응고 및 권취시키는 단계 이후에, 상기 응고 및 권취된 막을 증류수에 침지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중층 중공사막 제조방법
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제13항에 있어서,상기 건조 단계 이전에, 1가 알코올, 다가 알코올 및 탄화수소 용매로 이루어진 군에서 선택되는 2 이상의 비용매를 이용한 용매교환 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중층 중공사막 제조방법
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제1항, 제2항 및 제4항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 다중층 중공사막을 이용하여, 2 이상의 혼합 기체로부터 1 이상의 기체를 분리하는 방법
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