KR101096952B1

KR101096952B1 - 나노 웹 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101096952B1
Application number: KR1020090128763A
Authority: KR
Inventors: 강연경; 김철기; 이용환; 오흥렬
Original assignee: 코오롱패션머티리얼 (주)
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2011-12-20
Also published as: KR20110072006A

Abstract

본 발명은 연료 전지막, 태양 전지막 등으로 사용할 수 있는 평균 기공도가 높고 및 평균 공극이 큰 나노 웹 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 나노 웹의 제조방법은, 폴리아믹산 용액을 제조하는 공정; 및 전기방사 방법을 이용하고 상기 폴리아믹산 용액을 850 내지 3,500 V/㎝의 전기장에서 방사하여 나노 섬유를 형성한 후, 상기 나노 섬유를 집합시켜 나노 섬유 집합체를 제조하는 공정을 포함한다.

기공도, 공극, 나노 웹

Description

나노 웹 및 그 제조방법{Nano web and Method for manufacturing the same}

본 발명은 나노 웹 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 나노 섬유들이 서로 교락되어 집속된 나노 웹 및 그 제조방법에 관한 것이다.

다공성 막은 전해질 막, 이차전지 막, 필터, 연료전지 막, 인공 혈관과 같은 인공 의학용 관, 반도체용 막, 정수용 막 등 다양한 분야에 사용할 수 있다. 이러한 분야에 사용 가능한 다공성 막은 우수한 내화학성, 내열성 및 기계적 성질이 요구된다.

이러한 요구되는 성질을 만족시키는 재료로 ePTFE(expanded polytetrafluoroethylene) 필름이 주로 사용되고 있다. 그러나, ePTFE는 기계적 강도가 약하고 불소를 사용하여 필름을 제조하기 때문에 환경을 위협하며, 가격이 비싸 경제성이 떨어지는 문제가 있다. 또한, ePTFE는 기공도가 낮고 공경이 작기 때문에 기능성 전도체 등을 담지하는 능력이 떨어지고 연료전지 막에 사용할 경우 에너지 효율을 향상시키는데 한계가 있다.

이에 따라, ePTFE를 대체할 다양한 재료가 개발 중에 있는데, 그 중 폴리이미드 필름을 예로 들 수 있다. 이러한, 폴리이미드 필름은 내열성 및 내화학성이 우수한 이점이 있는 반면, 통상의 유기용매에 잘 녹지 않기 때문에 가공성이 떨어지고 필름에 다공성을 부여하기 때문에 얇고 균일한 두께와 높은 기공도 및 큰 공극을 갖는 막을 제조하기가 곤란한 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 위와 같은 관련 기술의 제한 및 단점들에 기인한 문제점들을 방지할 수 있는 나노 웹 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 이점은 최적의 조건에서 전기방사를 통해 나노 웹을 제조하기 때문에 얇고 균일한 두께와 높은 기공도 및 큰 공극을 갖는 나노 웹 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 이점은 폴리아믹산 전구체를 이미드화 반응을 통해 폴리이미드를 제조함에 따라 제조가 용이하고 내열성 및 내화학성이 우수한 나노 웹 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 이점들을 달성하기 위하여, 그리고 본 발명의 목적에 따라, 본 발명의 일 측면으로서, 폴리아믹산 용액을 제조하는 공정; 및 전기방사 방법을 이용하고 상기 폴리아믹산 용액을 850 내지 3,500 V/㎝의 전기장에서 방사하여 나노 섬유를 형성한 후, 상기 나노 섬유를 집합시켜 나노 섬유 집합체를 제조하는 공정을 포함하는 나노 웹의 제조방법이 제공된다.

본 발명의 다른 측면으로서, 100 내지 2,000㎚의 평균 직경을 갖는 폴리아믹산 나노 섬유; 및 상기 폴리아믹산 나노 섬유들이 서로 교락되어 3차원의 네트워크를 형성하고, 기공도가 60 내지 99%인 나노 섬유 집합체를 포함하는 나노 웹이 제공된다.

상기 구성에 의한 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명에 따른 나노 웹은 기공도가 높고 공극이 큰 구조이기 때문에 성능이 증진되는 효과가 있다.

둘째, 본 발명에 따른 나노 웹은 두께가 얇기 때문에 집적도가 증진되는 효과가 있다.

셋째, 본 발명에 따라 폴리아믹산 전구체를 이미드화 반응시켜 제조된 폴리이미드 나노 웹은 가공성이 우수하고 내열성 및 내화학성이 우수한 효과가 있다.

따라서, 이와 같은 나노 웹은 전해질 막, 이차전지 막, 필터, 연료전지 막, 인공 혈관과 같은 인공 의학용 관, 반도체용 막, 정수용 막 등 다양한 분야에 사용할 수 있다.

본 발명에 사용하는 ‘나노 섬유’용어는 평균 직경이 100 내지 5000㎚ 정도를 갖는 초극세 섬유로서, 전기방사를 통해 제조되는 것을 의미한다.

본 발명에 사용하는 ‘나노 웹’용어는 상기 ‘나노 섬유’들과 같은 초극세 섬유들의 집합체로서, 전기방사를 통해 제조되는 것을 의미한다.

나노 섬유는 다양한 방법에 의해 제조될 수 있는데, 예를 들어 전기방사, 직접방사, 복합방사, 플래시방사, 등 다양한 방법으로 제조가 가능하다. 이 중 전기방사는 간단한 설비를 이용하여 단순한 공정을 통해 나노 섬유를 제조할 수 있고, 용매에 녹을 수 있는 재료는 모두 방사가 가능하기 때문에 다양한 소재의 초극세 섬유를 제조할 수 있는 이점이 있다.

이하, 본 발명에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명의 나노 웹(10)의 제조방법에 대해 구체적으로 설명한다.

먼저, 폴리아믹산(polyamic acid) 용액을 제조한다. 상기 폴리아믹산 용액을 제조하는 공정은 폴리아믹산 중합체를 제조하는 공정 및 상기 폴리아믹산 중합체를 용매에 녹이는 공정을 포함하여 수행될 수 있다.

상기 폴리아믹산 중합체의 제조는 통상의 방법을 통해 제조될 수 있다. 즉, 폴리아믹산 중합체는, 디아민을 질소 분위기에서 유기 용매에 혼합하고 디언하이드라이드를 첨가 및 중합하여 제조될 수 있다. 한편, 상기 디언하이드라이드는, PMDA(pyromellyrtic dianhydride), BTDA(Benzophenonetetracarboxylic dianhydride), ODPA(4,4'-oxydiphthalic anhydride), BPDA(biphenyltetracarboxylic dianhydride), 또는 SIDA(bis(3,4-dicarboxyphenyl) dimethylsilane dianhydride) 중 하나를 선택하여 사용될 수 있고, 상기 디아민은 ODA(4,4'-oxydianiline), p-PDA(p-penylene diamine), 또는 o-PDA(openylene diamine) 중 하나를 선택하여 사용될 수 있다.

상기 폴리아믹산 용액은 상기 폴리아믹산 중합체를 용매에 녹여 제조될 수 있다. 상기 용매는 m-크레졸, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸아세트아미드(DMAc), 디메틸설폭사이드(DMSO), 아세톤, 디에틸아세테이트, 테트라하이드로퓨란(THF), 클로로포름, γ-부티로락톤 중 적어도 어느 하나일 수 있다.

상기 폴리아믹산 용액은 5 내지 20%의 농도를 가질 수 있다. 만일, 상기 폴리아믹산 용액의 농도가 5% 미만일 경우 방사 공정 중 점도가 너무 낮아 나노 섬유(1) 형성이 이루어지지 않거나 균일한 직경을 갖는 폴리아믹산 나노 섬유(1)를 제조할 수 없고, 반면 상기 폴리아믹산 용액의 농도가 20%를 초과할 경우 방사 공정 중 점도가 너무 높아 용액의 결속력이 너무 크고 토출 압력이 급격히 증가함에 따라 방사가 이루어지지 않거나 공정성이 저하될 수 있다.

다음, 상기 폴리아믹산 용액을 전기방사하여 나노 섬유(1)를 제조한다. 즉, 방사용액인 폴리아믹산 용액이 보관된 용액 탱크에서 정량 펌프를 이용하여 방사부로 상기 방사용액을 일정량으로 공급하고, 상기 방사부의 노즐을 통해 상기 방사용액을 토출 후, 집속부를 향하여 비산시키는 공정을 포함하여 수행함으로써 나노 섬유(1)를 제조할 수 있다.

이때, 상기 방사부와 집속부 사이의 전기장의 세기는 850 내지 3,500 V/㎝ 일 수 있다. 만일 상기 전기장의 세기가 850 V/㎝ 미만일 경우 연속적으로 방사용액이 토출되지 않기 때문에 균일한 두께의 나노 웹(10)을 제조할 수 없고, 또한, 형성된 나노 섬유(1)들이 빠른 속도로 비산되어 집속부에 원활하게 집속될 수 없기 때문에 토출된 고분자 용액이 충분히 섬유화가 일어나지 않고 이에 따라 나노 웹(10)이 형성되기 어려울 수 있다. 반면, 전기장의 세기가 3,500V/cm 이상일 경우, 비산된 나노 섬유(1)가 집속부에 정확하게 안착되지 않아 정상적인 나노 웹(10)을 형성하지 못할 수 있다.

다음, 상기 나노 섬유(1)들로부터 나노 섬유(1) 집합체를 제조한다. 즉, 상 술한 조건에서 제조된 나노 섬유(1)들이 집속부에서 서로 교락되어 불규칙적이고 불연속적인 3차원 네트워크 구조를 형성하는 공정을 통해 나노 섬유(1) 집합체가 제조된다.

또한, 상기 나노 섬유(1) 집합체를 제조하는 공정은 열처리 공정을 포함하여 수행될 수 있다. 즉, 상기 방사 공정을 통해 제조된 나노 섬유(1) 집합체를 핫프레스와 같은 장치를 이용하여 열처리함으로써 상기 나노 섬유(1) 집합체는 표면이 더욱 매끄러워지고 두께, 기공도 및 공경이 균일해질 수 있다.

상기 나노 섬유(1)를 집합시켜 나노 섬유(1) 집합체를 제조하는 공정은 상기 나노 섬유(1) 집합체의 기공도를 확인하는 공정을 포함할 수 있다. 즉, 전기방사를 통해 형성된 나노 섬유(1) 집합체 중 일부를 샘플링하여 기공도 측정 장비를 이용하여 제조된 나노 섬유(1)의 기공도를 측정한다.

상기 기공도는 아래의 식으로부터 측정할 수 있다.

기공도(%) = (나노 웹의 밀도/나노 섬유 원료 고분자의 밀도)×100 = [(나노 웹의 중량/나노 웹의 부피)/ 나노 섬유 원료 고분자의 밀도]×100

상기 기공도는 다공질 나노 웹(10) 내에서 공극(2)이 전체 부피에서 차지하는 비율을 의미하는 것으로서, 나노 섬유(1) 원료 고분자의 밀도, 나노 웹(10)의 부피, 나노 웹(10)의 무게를 이용하여 상기 식에 의해 얻을 수 있다.

상기 나노 섬유(1)를 집합시켜 나노 섬유(1) 집합체를 제조하는 공정은 상기 나노 섬유(1) 집합체의 평균 공극(2)을 확인하는 공정을 포함할 수 있다. 즉, 전기방사를 통해 형성된 나노 섬유(1) 집합체 중 일부를 샘플링하여 전자현미경이미지 분석기 등을 이용하여 제조된 나노 섬유(1)의 기공도를 측정한다.

상기 나노 섬유(1)의 집합체는 아래의 식으로부터 측정할 수 있다.

평균 공극 = [(상수-1)×6/(π×셀 밀도)]^1/3×10⁴

이때, 상수 및 셀 밀도는 아래의 식으로부터 구할 수 있다.

상수 = 나노 섬유 원료 고분자의 밀도/나노 웹의 밀도

셀 밀도 = (B/A×100)^3/2×10⁹×상수

상기 평균 공극(2)은 전자현미경 이미지를 이용한 간접 측정방법이고, 전자현미경 이미지 분석을 통해 이미지를 얻고 이러한 이미지 중 공극(2) 부분, 즉 전자현미경 이미지에서 블랙으로 인식된 부분의 면적인 A를 얻고, 이러한 A와 전자현미경 이미지에서 블랙으로 인식된 부분 중 이미지상의 결점이나 그림자가 아니라 일정 면적 이상을 나타내어 실제 공극으로 볼 수 있는 블랙 이미지 조각의 개수인 유효 공극(2)의 개수 B를 이용하여 셀 밀도를 얻고, 상기 셀 밀도와 상수를 이용하여 평균 공극(2)을 얻을 수 있다.

이와 같이 측정된 기공도 및 평균 공극(2)은 기 설정된 기공도 및 평균 공극(2)의 범위와 비교 분석한다. 만일, 상기 측정된 기공도 및 평균 공극(2)이 기 설정된 범위를 벗어나는 경우에는, 전기장의 세기, 방사 속도 등의 전기방사 조건을 조절하도록 피드백하는 공정을 포함할 수 있다.

이와 같이, 피드백 공정을 통해 비교적 간단, 신속, 정확하게 나노 웹(10)의 기공도 및 평균 공극(2)을 원하는 범위 내에 있도록 제어할 수 있음에 따라 균일한 품질의 나노 웹을 용이하게 제조할 수 있게 된다.

다음, 상기 폴리아믹산 나노 섬유(1) 집합체를 이미드화하는 공정을 통해 폴리이미드 나노 섬유(1) 집합체를 제조한다. 상기 이미드화하는 공정은, 열이미드화, 화학이미드화, 또는 열이미드화와 화학이미드화를 병용한 공정을 통해 수행될 수 있다.

상기 화학이미드 공정은 상기 폴리아믹산 나노 섬유(1) 집합체에 아세트산 무수물 등과 같은 탈수제 및 피리딘과 같은 3급 아민류 등의 이미드화 촉매를 처리하는 공정을 통해 수행될 수 있다. 상기 열이미드 공정은 상기 폴리아믹산 나노 섬유(1) 집합체에 80 내지 400℃의 온도로 가열하는 공정을 통해 수행될 수 있다. 상기 화학이미드화 및 열이미드화를 병용하는 공정은 상기 폴리아믹산 나노 섬유(1) 집합체에 탈수제 및 이미드화 촉매를 처리 후, 열처리하여 상기 탈수제 및 이미드화 촉매를 활성화시키는 공정을 통해 수행될 수 있다.

상기 이미드화 공정을 통해, 90% 이상의 이미드화율을 갖는 폴리이미드 나노 집합체를 제조할 수 있다.

선택적으로, 상술한 열처리 공정 및 열이미드화 공정은 동일한 장치를 이용하여 동시에 진행할 수도 있다.

본 발명의 나노 웹(10)에 대해 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 웹(10)을 도시한 것이다. 도 1에서와 같이 본 발명의 나노 웹(10)은 폴리아믹산 나노 섬유(1) 및 상기 폴리아믹산 나노 섬유(1)들이 서로 교락되어 3차원의 네트워크를 형성하는 나노 집합체를 포함하 여 이루어진다.

상기 폴리아믹산 나노 섬유(1)는 100 내지 2,000 ㎚의 평균 직경을 가질 수 있다. 상기 폴리아믹산 나노 섬유(1)의 평균 직경이 100 ㎚ 미만일 경우 직경이 너무 작아서 공정을 제어하기가 곤란하고 형태안정성이 떨어질 수 있고, 반면 상기 폴리아믹산 나노 섬유(1)의 평균 직경이 2,000 ㎚를 초과할 경우 직경이 너무 커서 두께가 얇고 기공특성이 우수한 나노 웹(10)을 제조하기가 곤란할 수 있다.

상기 나노 집합체는 기공도가 60 내지 99%이고 평균 공극(2)이 0.5 내지 3.0 ㎛일 수 있다. 상기 나노 집합체의 기공도가 60% 미만일 경우 이를 사용하여 제조된 제품의 성능이 향상될 수 없고, 반면 상기 나노 집합체의 기공도가 99%를 초과할 경우 나노 웹(10)의 형태안정성이 저하되어 이후 공정성이 떨어질 수 있다. 한편, 상기 나노 집합체의 평균 공극(2)이 0.5 ㎛ 미만일 경우, 이를 사용하여 제조된 제품의 성능이 향상될 수 없고, 반면 상기 나노 집합체의 평균 공극(2)이 3.0 ㎛를 초과할 경우 나노 웹(10)의 형태안정성이 저하되어 가공성이 떨어질 수 있고 이를 사용하여 제조된 제품의 성능이 떨어질 수 있다.

본 발명의 나노 웹(10)은 상술한 폴리아믹산 나노 웹(10)을 이미드화 반응을 통해 제조된 폴리이미드 나노 웹(10)을 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 폴리이미드 나노 웹(10)은 상술한 폴리아믹산 나노 웹(10)의 기공도 및 평균 공경을 갖는 것이 바람직하다. 상기 폴리이미드 나노 웹(10)은 이미드화율이 90% 이상인 것이 바람직할 수 있다. 만일, 상기 이미드화율이 90% 미만일 경우 내열성 및 내화학성이 떨어지기 때문에 고온에서 형태안정성과 유기용매에 용해되지 않는 특성이 요구 되는 제품에 이용하는데 한계가 있을 수 있다.

이하에서는 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명의 효과를 보다 구체적으로 살펴보도록 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로서 본 발명의 권리범위를 제한하지는 않는다.

실시예 1

폴리아믹산을 디메틸포름아미드에 용해시켜 12 중량%의 폴리아믹산 용액을 만들고, 상기 폴리아믹산 용액을 전기방사 장치에 설치된 단일 노즐을 통해 토출시켜 나노 섬유(1)를 형성하고 상기 형성된 나노 섬유(1)들을 집속부에 집속시켜 두께 20 ㎛의 폴리아믹산 나노 웹(10)을 제조하였다. 이때, 사용된 폴리아믹산 용액의 점도는 180 poise 이고, 상기 단일 노즐이 하부에 설치된 방사부와 집속부 사이에 인가된 전기장의 세기는 2,500 v/㎝ 이었다.

실시예 2 내지 3

전술한 실시예 1에서, 방사부와 집속부 사이에 인가된 전기장의 세기를 각각 3,400 및 900 v/㎝로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 폴리아믹산 나노 웹(10)들을 제조하였다.

실시예 4 내지 6

전술한 실시예 1에서, 폴리아믹산 용액의 농도를 각각 8, 10, 및 18 중량%로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 폴리아믹산 나노 웹(10)들을 제조하였다.

비교예 1 내지 2

전술한 실시예 1에서, 방사부와 집속부 사이에 인가된 전기장의 세기를 각각 3,600 및 750 v/㎝로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 나노 웹(10)을 제조하였다.

비교예 3 내지 4

전술한 실시예 1에서, 폴리아믹산 용액의 농도를 각각 3, 및 22 중량%로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 나노 웹(10)을 제조하였다.

비교예 5

시판 중인 두께 15 ㎛의 ePTFE 다공성 필름(W.L.Gore, Teflon)을 사용하였다.

실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 4의 폴리아믹산 나노 웹(10)들의 제조 조건은 아래의 표 1에 정리하였다.

구분	전기장 세기(v/㎝)	폴리아믹산 용액 농도(중량%)
실시예 1	2,500	12
실시예 2	3,400	12
실시예 3	900	12
실시예 4	2,500	8
실시예 5	2,500	10
실시예 6	2,500	18
비교예 1	3,600	12
비교예 2	750	12
비교예 3	2,500	3
비교예 4	2,500	22

실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 5에 의해 제조된 폴리아믹산 나노 웹(10)들의 물성은 다음의 방법으로 측정하여 아래의 표 2에 나타내었다.

기공도(%) 측정

상기 기공도는 다공질 나노 웹(10) 내에서 공극(2)이 전체 부피에서 차지하는 비율로부터 측정할 수 있는데, 나노 섬유(1) 원료 고분자의 밀도, 나노 웹(10)의 부피, 나노 웹(10)의 무게를 이용하여 아래의 식에 의해 얻었다.

평균 공극(㎛) 측정

상기 평균 공극(2)은 전자현미경 이미지 분석기(모델명: JSM6700F, 제조사: JEOL, 측정 배율: 1.0K)를 이용하여 간접적으로 측정하였는데, 전자현미경 이미지 분석을 통해 이미지를 얻고 이러한 이미지 중 공극(2) 부분, 즉 전자현미경 이미지에서 블랙으로 인식된 부분의 면적인 A를 얻고, 이러한 A와 전자현미경 이미지에서 블랙으로 인식된 부분 중 이미지상의 결점이나 그림자가 아니라 일정 면적 이상을 나타내어 실제 공극으로 볼 수 있는 블랙 이미지 조각의 개수인 유효 공극(2)의 개수 B를 이용하여 셀 밀도를 얻고, 상기 셀 밀도와 상수를 이용하여 아래의 식에 의해 평균 공극(2)을 얻을 수 있었다.

상수 = 나노 섬유 원료 고분자의 밀도/나노 웹의 밀도

셀 밀도 = (B/A×100)^3/2×10⁹×상수

평균 공극 = [(상수-1)×6/(π×셀 밀도)]^1/3×10⁴

구분	기공도(%)	평균공경(㎛)	비고
실시예 1	90	1.53
실시예 2	93.4	2.94
실시예 3	86.5	1.37
실시예 4	91.7	2.18
실시예 5	90.8	1.67
실시예 6	78.6	0.86
비교예 1	99.6	3.26
비교예 2	-	-	방사 안됨
비교예 3	-	-	섬유 형성 안됨
비교예 4	-	-	토출 안됨
비교예 5	45.4	0.25

실시예 7

상기 실시예 1에서 얻은 폴리아믹산 나노 웹(10)을 200℃로 유지된 핫프레스에서 2분 동안 열처리하여 99% 이상 이미드화율을 갖는 폴리이미드 나노 웹(10)을 제조하였다.

비교예 6

전술한 실시예 7에서, 상기 비교예 1에서 얻은 폴리아믹산 나노 웹(10)을 이용하는 것을 제외하고는 실시예 7과 동일한 방법에 의해 폴리이미드 나노 웹(10)을 제조하였다.

실시예 7 및 비교예 6에 의해 제조된 폴리이미드 나노 웹(10)들과 비교예 5의 ePTFE 다공성 필름의 물성은 다음의 방법으로 측정하여 아래의 표 3에 나타내었다.

기공도 및 평균 공극 측정

상술한 방법에 의해 측정하였다.

내열성 측정

내열성을 간접적으로 확인하기 위해 폴리이미드 나노 웹(10)들과 ePTFE 다공성 필름을 시차주사열량계(모델명: DSC-Q100, 제조사: TAInstrument, 승온속도 10℃/min, 0~400℃ 온도범위)를 사용하여 용융온도(Tm)를 측정하였다.

내화학성 측정

상기 폴리이미드 나노 웹(10)들과 ePTFE 다공성 필름의 내화학성은, 50℃로 설정된 진공오븐에서 24시간 이상 방치한 시료의 건조 무게를 먼저 측정한 후, 상기 건조 시료를 디메틸포름아미드에 침지시켜 1시간 경과 후 꺼내어 다량의 증류수에 5회 이상 세척 후 50℃로 설정된 진공오븐에서 24시간 방치한 후 건조 무게를 측정하여 건조 전후의 시료의 무게 차이로 계산된 중량 변화가 ±10% 미만인 경우 유기용매에 내화학성이 있는 것으로 평가하였다.

구분	기공도(%)	평균공경(㎛)	용융온도(℃)	내화학성
실시예 7	97.5	1.46	400℃이상	있음
비교예 1	45.4	0.25	327℃	있음
비교예 6	99.3	3.12	400℃이상	있음

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 웹을 도시한 것이다.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

1 : 나노 섬유 2 : 공극

10 : 나노 웹

Claims

폴리아믹산 용액을 제조하는 공정; 및

전기방사 장치를 이용하여 상기 폴리아믹산 용액을 850 내지 3,500 V/㎝의 전기장 하에서 방사하여 나노 섬유를 형성한 후, 상기 나노 섬유를 집합시켜 나노 섬유 집합체를 제조하는 공정을 포함하는 나노 웹의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 폴리아믹산 용액은 폴리아믹산이 5 내지 20 중량%인 것을 특징으로 하는 나노 웹의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 나노 섬유 집합체를 제조하는 공정은 기공도를 확인하는 공정을 포함하는 하는 나노 웹의 제조방법.
제3항에 있어서,

상기 기공도는 아래의 식으로 측정하는 것을 특징으로 하는 나노 웹의 제조방법.

기공도 = (나노 웹의 밀도/나노 섬유 원료 고분자의 밀도)×100 = [(나노 웹의 중량/나노 웹의 부피)/ 나노 섬유 원료 고분자의 밀도]×100
제1항에 있어서,

상기 나노 섬유 집합체를 제조하는 공정은 평균 공극을 확인하는 공정을 포함하는 하는 나노 웹의 제조방법.
제5항에 있어서,

상기 평균 공극은 아래의 식으로 측정하는 것을 특징으로 하는 나노 웹의 제조방법.

상수 = 나노 섬유 원료 고분자의 밀도/나노 웹의 밀도

셀 밀도 = (B/A×100)^3/2×10⁹×상수

평균 공극 = [(상수-1)×6/(π×셀 밀도)]^1/3×10⁴

이때, 상기 A는 전자현미경 이미지 분석을 통해 얻은 이미지 중 공극 부분의 면적이고, 상기 B는 유효 공극의 개수이다.
제3항 내지 제6항의 어느 한 항에 있어서,

상기 기공도 또는 평균 공극의 측정 결과와 기 설정된 기공도 또는 평균 공극의 범위를 비교하여 범위 내에 있는지 범위 내에 없는지 분석하는 공정; 및

상기 기공도 또는 평균 공극의 측정 결과가 기 설정된 범위 내에 없을 경우 전기방사 조건을 조절하도록 피드백하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웹의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 폴리아믹산 나노 섬유 집합체를 폴리이미드 나노 섬유 집합체로 전환하기 위한 이미드화 공정을 더 포함하는 나노 웹의 제조방법.
100 내지 2,000㎚의 평균 직경을 갖는 폴리아믹산 나노 섬유; 및

상기 폴리아믹산 나노 섬유들이 서로 교락되어 3차원의 네트워크를 형성하고, 기공도가 60 내지 99%인 나노 섬유 집합체를 포함하는 나노 웹.
제9항에 있어서,

상기 나노 섬유 집합체는 평균 공극이 0.5 내지 3.0 ㎛의 평균 공극을 갖는 것을 특징으로 하는 나노 웹.
제9항 또는 제10항에 있어서,

상기 폴리아믹산 나노 집합체를 이미드화 반응시켜 90% 이상의 이미드화율을 갖는 것을 특징으로 하는 나노 웹.