KR101652567B1 - 전기방사에 의해 제조된 폴리아세트산비닐 나노부직포의 불균일계 비누화에 의한 폴리비닐 알코올 나노부직포 제조방법 - Google Patents
전기방사에 의해 제조된 폴리아세트산비닐 나노부직포의 불균일계 비누화에 의한 폴리비닐 알코올 나노부직포 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 폴리비닐알코올 나노 섬유 부직포 제조방법에 있어서, 폴리아세트산비닐을 용해시켜 방사용액을 제조하는 단계; 상기 방사용액을 전기방사하여 폴리아세트산비닐 나노 부직포를 제조하는 단계; 및 상기 폴리아세트산비닐 나노 부직포를 분산제, 팽윤제, 및 수용액을 포함하는 산 혼합용액 또는 알칼리 혼합용액에 투입하여 불균일계 비누화를 이용하여 비누화 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 폴리비닐알코올 나노 섬유 부직포 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 제조방법에 의하면, 기존의 폴리비닐알코올 나노 섬유 부직포에 비해 주름 및 나노기공이 표면에 형성되어 비표면적이 향상된 새로운 폴리비닐알코올 나노부직포를 제조할 수 있다. 또한, 비표면적이 향상된 새로운 폴리비닐알코올 나노부직포를 얻을 경우 이를 필터소재, 강화섬유, 생체조직 배양을 위한 담체 등에 응용하여 향상된 효과를 낼 수 있을 것으로 기대된다.
Description
본 발명은 폴리비닐알코올 나노 섬유 부직포 제조방법에 있어서, 폴리아세트산비닐을 용해시켜 방사용액을 제조하는 단계; 상기 방사용액을 전기방사하여 폴리아세트산비닐 나노 부직포를 제조하는 단계; 및 상기 폴리아세트산비닐 나노 부직포를, 분산제, 팽윤제, 및 수용액을 포함하는 산 혼합용액 또는 알칼리 혼합용액에 투입하여 불균일계 비누화를 이용하여 비누화 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 폴리비닐알코올 나노 섬유 부직포 제조방법에 관한 것이다.
21세기를 선도할 첨단 산업에서는 환경친화성, 초경량성, 극한기능성, 복합기능성 등과 같은 다기능이 복합된 새로운 개념의 소재가 요구되고 있으며, 최근 여러 첨단 산업분야에서 나노기술의 급격한 부각과 함께 섬유분야에도 수 내지 수백 나노미터(nm) 규모의 직경을 갖는 나노섬유(nanofiber)의 제조 기술에 대하여 많은 관심이 모아지고 있다.
현재까지 나노섬유는 블록 공중합체 각 성분의 상분리 현상을 이용하여 형성된 나노섬유, 고분자용액 또는 용융체의 전기방사(electrospinning)에 의한 나노섬유, 나노 크기의 직경을 지닌 나노 반응기에서 고분자의 중합과 동시에 배향되어 얻어지는 나노섬유, 또한 서로 상용성이 없고 탄화정도가 크게 다른 두 고분자의 복합섬유를 제조하고 이를 탄화시켜 얻는 탄소 나노섬유 등의 제조방법들이 연구되고 있다.
이중 제조공정의 경제성 및 단순성, 다양한 제품기술 응용성을 고려할 때 전기방사에 의한 나노섬유 제조가 가장 유력한 기술로 평가되고 있다.
전기방사는 고분자용액을 모세관 팁(capillary tip)이 달린 주사기에 담아 (+) 전하나 (-) 전하를 가하고 집적판(collector)에 반대 전하를 가하여 형성된 전기장에 의해 섬유를 제조하는 방법으로 나노부직포를 제조할 수 있는 가장 유용한 방법이라고 할 수 있다. 표면장력에 의해 모세관 팁에 반구모양으로 형성된 고분자용액에 표면장력과 같은 세기 이상의 전기장이 가해질 경우 반구모양의 고분자용액은 집적판 방향으로 서서히 원추형의 테일러 콘(Taylor cone)이 형성되어 단일 제트(single jet) 형태로 분사된다. 분사된 단일 제트는 전하반발력에 의해서 많은 필라멘트로 나누어지는 산포(splaying) 현상이 일어나게 되고, 이로 인해 나노 직경을 가지는 부직포 형태의 다공성 부직포 형태의 나노섬유를 형성하게 된다.
한편, 1931년 독일의 헤르만에 의해 처음 제조된[독일특허, 제685,048(1931)] 폴리비닐알코올(PVA) 섬유는 그 후 70여 년간 의류용과 산업용 섬유로서 각광받고 있으며, 그에 대한 지속적인 연구가 진행되고 있다. 특히 최근에는 편광필름, 의료용 고분자 및 콘텍트렌즈 등 고기능성 재료로 사용되고 있다.
미국 특허 제4,963,138호에 의하면, 아세트산비닐을 자외선으로 개시시켜 여러 저온에서 벌크중합하여 얻어진 초고분자량의 폴리아세트산비닐을 완전 비누화하여 고유점성도가 5(dl/g)을 넘는 초고분자량의 PVA를 합성하였고, Imai 등[K. Imai, T. Shiomi, N. Oda, and H. Otsuka, J. Polym. Sci.: Polym. Chem. Ed., 24, 3225(1986)]은 아세트산비닐을 60℃에서 극소량의 아조비스이소부티로니트릴을 개시제로 벌크중합하여 얻은 폴리아세트산비닐로부터 고분자량의 PVA를 제조하였다.
또한, Nakamae 등[K. Nakamae et al, Polymer, 33, 2581(1992)]은 ADMVN을 개시제로 삼플루오르화 아세트산비닐을 -78℃에서 자외선조사 용액중합하여 얻은 전구체를 비누화하여 교대배열다이애드기 함량이 63%인 고 교대배열 PVA를 제조하였으며, 한국 등록특허 10-1024173에서는 피발산비닐과 아세트산비닐을 벌크공중합, 용액공중합, 유화공중합 및 현탁공중합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 중합법에 의하여 제조한 폴리(피발산비닐/아세트산비닐) 공중합체에 특정한 알칼리 비누화제를 투입하고 동시에 교반기의 종류 및 교반속도 등을 다양하게 조합하여 기계적 전단 조작을 실시함으로써 고강도의 마이크로피브릴화 PVA 단섬유를 제조였다.
또한, 일본공개특허 평4-108109호에 의하면, 입체장애를 일으키는 측쇄기를 갖고 있는 단량체를 중합하여 제조된 모중합체를 비누화시켜 교대배열기가 풍부한 고분자량의 PVA를 제조한 다음, 이를 분리, 세척 및 건조한 후 다시 용매에 녹여 용액방사한 뒤 이를 연신 및 건조하여 PVA 섬유를 얻었다.
그러나, 지금까지 보고된 비누화공정에 의한 폴리비닐알코올 섬유 제조방법들은 마이크로 두께를 갖는 섬유형태를 제조하는 것에 관한 것이었으며, 나노부직포의 형태로 제조되는 것이 아니었다. 또한, 지금까지 보고된 폴리비닐알코올 나노부직포의 제조방법들은 폴리비닐알코올 나노부직포의 표면을 변화시키는 것과는 관련이 없었으며, 특히, 폴리비닐알코올 나노부직포의 표면의 거칠기를 제어하는 방법에 대해서는 보고된 바가 없었다.
이에, 본 발명자들은 폴리비닐알코올 나노부직포의 비표면적을 극대화시키기 위해 각각의 나노섬유 표면에 나노주름 생성 또는 거칠기를 제어하여 다양한 용도로 응용하기 위한 기술에 대해서 연구 노력한 결과, 폴리아세트산비닐을 출발물질로 사용하여 전기방사하여 나노부직포를 제조한 후, 불균일계 비누화공정을 거쳐 폴리비닐알코올로 전환시키면 표면에 주름 및 나노기공이 형성되면서 비표면적이 향상되는 신규한 현상이 일어나며 이와 함께 폴리아세트산비닐 나노부직포가 폴리비닐알코올 나노부직포로 전환될 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 폴리비닐알코올 나노 섬유 부직포 제조방법에 있어서, 폴리아세트산비닐을 용해시켜 방사용액을 제조하는 단계; 상기 방사용액을 전기방사하여 폴리아세트산비닐 나노 부직포를 제조하는 단계; 및 상기 폴리아세트산비닐 나노 부직포를, 분산제, 팽윤제, 및 수용액을 포함하는 산 혼합용액 또는 알칼리 혼합용액에 투입하여 불균일계 비누화를 이용하여 비누화 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 폴리비닐알코올 나노 섬유 부직포 제조방법에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리비닐알코올 나노 섬유 부직포 제조방법에 있어서, 폴리아세트산비닐을 용해시켜 방사용액을 제조하는 단계; 상기 방사용액을 전기방사하여 폴리아세트산비닐 나노 부직포를 제조하는 단계; 및 상기 폴리아세트산비닐 나노 부직포를, 분산제, 팽윤제, 및 수용액을 포함하는 산 혼합용액 또는 알칼리 혼합용액에 투입하여 불균일계 비누화를 이용하여 비누화 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 폴리비닐알코올 나노 섬유 부직포 제조방법을 제공한다.
상기 폴리아세트산비닐을 용해시켜 방사용액을 제조하는 단계는 전기방사장치에 사용하기 위해서 방사용액을 형성하는 단계이다. 폴리아세트산비닐을 용해시킨 용매는 폴리아세트산비닐을 용해시킬 수 있는 용매라면 제한되지 않으나, 바람직하게는 메탄올, 에탄올, 테트라히드로퓨란(THF), 디메틸설폭사이드(DMSO), 벤젠, 아세톤 또는 이들의 혼합물을 용매로 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에서는 메탄올을 용매로 사용하였다.
상기 폴리아세트산비닐은 벌크중합, 용액중합, 유화중합 및 현탁중합의 방법에 의해서 제조할 수 있다. 벌크중합은 중합계 내에 단량체만 존재하기 때문에 연쇄이동이 발생할 확률이 다른 중합법에 비해 낮으므로 상대적으로 고분자량의 폴리비닐알코올을 얻어낼 수 있다는 장점이 있다.
상기 폴리아세트산비닐을 용해시켜 방사용액을 제조하는 단계에서는 폴리아세트산비닐 1 g 내지 10 g에 대하여 메탄올, 에탄올, 테트라히드로퓨란(THF), 디메틸설폭사이드(DMSO), 벤젠, 아세톤 또는 이들의 혼합물을 5 ml 내지 100 ml를 혼합하여 용해시킨 것이 바람직하다. 또한, 상기 방사용액에서 폴리아세트산비닐의 농도는 1 wt.% 내지 30 wt.% 일 수 있고, 보다 바람직하게는 3 wt.% 내지 9 wt.% 일 수 있다. 가장 바람직하게는 3 wt.% 폴리아세트산비닐을 사용할 수 있다.
폴리아세트산비닐의 농도는 점성과 관련된 인자로서, 1 wt.% 미만의 농도에서는 용액이 너무 묽어서 분사가 되기 힘들며, 분사가 되더라도 나노부직포를 형성하기가 쉽지 않다. 30 wt.% 초과시에는 높은 점도로 인해 나노부직포를 형성하기가 어려운 문제점이 있다.
이때, 상기 용해는 30℃ 내지 40℃의 온도에서 중탕으로 교반하면서 용해한다. 바람직하게는 40℃의 온도에서 30분 동안 교반할 수 있다. 상기의 범위를 벗어나 사용하게 되면 완전한 용해가 되지 않아 균일한 방사가 이루어지지 못하는 문제가 야기될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 제조방법은 상기 용해시키는 단계에서 형성된 방사용액을 안정화시키는 단계를, 용액 제조단계 및 전기방사단계 사이에 추가로 포함할 수 있다. 이러한 안정화 단계는 20℃ 내지 35℃의 온도에서 0.5시간 내지 2시간 동안 방사용액을 방치하여 건조하는 것으로 수행될 수 있다. 바람직하게는 20℃의 온도에서 1시간 동안 건조할 수 있다.
상기 방사용액을 전기방사하여 폴리아세트산 비닐 나노 부직포를 제조하는 단계는, 고분자 용액을 모세관에서 방출하여 고방출된 고분자 용액이 공기 중에 날아가는 동안 용매는 휘발되고 수십 내지 수천 나노미터 크기의 직경을 갖는 섬유가 3차원의 네트워크 구조로 적층되어 부직포 형태의 나노섬유를 형성하는 단계이다.
상기 전기방사 단계는 모세관(Tip)과 집적판(Collector) 사이의 거리를 1 cm 내지 30 cm, 인가전압 5 kV 내지 40 kV의 조건에서 실시할 수 있다. 보다 바람직하게는 모세관(Tip)과 집적판(Collector) 사이의 거리를 10 cm, 인가전압 15 kV 내지 17.5 kV의 조건에서 실시할 수 있다.
이러한 방사용액의 농도, 인가전압, 노즐과 컬렉터 사이의 거리는 전기방사장치의 종류, 요구되는 물성 및 기능성 향상을 총괄적으로 고려하여 정해져야 한다. 상기의 범위를 벗어나 사용하게 되면 나노 직경을 가지는 부직포가 제조되지 않는 문제가 발생할 수 있다.
전기방사장치의 인가전압이 5 kV 미만일 때는, 비드(bead)상과 섬유상이 혼재된 형태를 나타내고 섬유직경이 균일하지 못한 형태를 띈다는 문제점이 있고, 40 kV 초과 시에는, 섬유의 직경은 감소하지만, 간헐적으로 형성된 나노섬유가 끊어진 형태을 보인다는 문제점이 있다.
모세관(Tip)과 집적판(Collector) 사이의 거리가 1 cm 미만일 경우, 거리가 가까워 방사용액이 미처 다 신장되지 못하여 섬유직경이 크게 나타나는 문제점이 있으며, 제조된 섬유의 직경이 균일하지 못하며 섬유 간에 뭉치는 형태를 나타낸다는 문제점이 있다. 모세관(Tip)과 집적판(Collector) 사이의 거리가 30 cm 초과일 경우, 폴리아세트산 비닐의 점도로 인하여 집적판(Collector)으로 미처 방사되지 못하는 문제점이 있다.
이때, 통상의 전기방사장치로 전기방사함으로써 컬렉터 상으로 방사, 적층되어 3차원의 망상구조를 갖는 부직포의 형태로 포집한다.
구체적으로 통상의 전기방사장치는 도 2에 도시된 바와 같이 방사용액(고분자용액)을 주입하는 주사기, 방사용액을 토출하는 팁, 상기 팁 하단에 위치하여 방사되는 섬유들을 포집하는 콜렉터, 고전압을 발생시켜 공급하는 전압발생장치 및 발생된 전압을 방사용액으로 전달하는 장치들로 구성되어 있다.
주사기에 담긴 고분자 용액에 연속적인 전압이 공급되어 방사용액은 주사기 끝에 달린 팁(3)을 통해 고전압이 걸린 컬렉터(1) 상으로 방사, 적층되어 부직포가 형성된다.
본 발명의 일 실험예에서는 메탄올에 용해된 폴리아세트산비닐 용액을 표 1에 기재한 바와 같이 폴리아세트산비닐의 농도를 조절 및 전기방사시 전압을 조절하는 것에 의해서 최적 조건을 찾아내어 폴리아세트산비닐 나노부직포를 제조하였다.
상기 전기방사 단계에서 생성된 폴리아세트산비닐 나노 부직포를 분산제, 팽윤제, 및 수용액을 포함하는 산 혼합용액 또는 알칼리 혼합용액에 투입하여 불균일계 비누화를 이용하여 비누화 하여 폴리아세트산비닐 나노 부직포의 -OCOCH3기를 -OH기로 변환시켜 폴리비닐알코올 부직포를 제조할 수 있다.
상기 비누화를 위한 산 혼합용액은 염산, 질산, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 또한, 상기 비누화를 위한 알칼리 혼합용액은 염화나트륨, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 분산제는 황산나트륨, 아황산나트륨, 황산칼슘, 황산마그네슘, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 또한, 상기 팽윤제는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 테트라히드로퓨란(THF), 디메틸설폭사이드(DMSO), 벤젠, 아세톤, 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
또한, 상기 산 혼합용액은 폴리아세트산비닐 나노부직포 1 g에 대하여 염산, 질산, 또는 이들의 혼합물을 1 g 내지 30 g, 황산나트륨, 아황산나트륨, 황산칼슘, 황산마그네슘, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 어느 하나의 분산제를 1 g 내지 30 g, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 테트라히드로퓨란(THF), 디메틸설폭사이드(DMSO), 벤젠, 아세톤, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 어느 하나의 팽윤제를 1 g 내지 30 g, 및 수용액을 10 ml 내지 500 ml 혼합하여 용해시킨 것이 바람직하다.
또한, 상기 알칼리 혼합용액은 염화나트륨, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 또는 이들의 혼합물을 1 g 내지 30 g, 황산나트륨, 아황산나트륨, 황산칼슘, 황산마그네슘, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 어느 하나의 분산제를 1 g 내지 30 g, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 테트라히드로퓨란(THF), 디메틸설폭사이드(DMSO), 벤젠, 아세톤, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 어느 하나의 팽윤제를 1 g 내지 30 g, 및 수용액을 10 ml 내지 500 ml 혼합하여 용해시킨 것이 바람직하다.
또한 이러한 비누화 하는 단계는 10℃ 내지 70℃의 온도에서 1시간 내지 6시간 동안 폴리아세트산비닐 나노 부직포를 산 혼합용액 또는 알칼리 혼합용액에 투입하여 수행될 수 있다. 바람직하게는 40℃의 온도에서 3시간 동안 비누화하는 단계를 수행할 수 있다.
본 발명에서 제조된 폴리아세트산 비닐 나노부직포를 황산나트륨, 아황산나트륨, 황산칼슘, 황산마그네슘 또는 이들의 혼합물 등의 여러 가지 염을 분산제로 사용하고, 불균일계 표면 비누화함으로써 형태가 그대로 유지됨과 동시에 표면만이 비누화된 폴리비닐알코올 나노부직포를 형성할 수 있다. 비누화의 반응에 있어서 촉매역할을 하는 팽윤제로서 알코올류가 필요하며, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 테트라히드로퓨란(THF), 디메틸설폭사이드(DMSO), 벤젠, 아세톤, 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 쉽게 얻을 수 있고 가격이 저렴하고, 비점이 낮고, 취급의 용이한 점에서 메탄올을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 폴리아세트산 1 g 기준으로 수산화나트륨 0.09 mol (3.599 g), 황산나트륨 0.026 mol (3.69 g), 메탄올 0.06 mol (1.92 g), 증류수 1.13 mol (20 ml)를 사용하여, 비누화도가 60% 정도 이상을 가지는 폴리비닐 알코올 나노부직포가 제조됨을 확인하였고, 기준보다 미달되는 양을 첨가할 시, 비누화도가 60% 미만이므로 본 발명의 목표인 비누화도가 60% 내지 99.9%의 폴리비닐알코올 나노부직포가 형성되지 못하였다.
또한, 비누화 단계에서 10℃ 내지 70℃의 온도범위에서 수행하는 것은 촉매역할을 하는 팽윤제(예를들어 메탄올)의 활성화를 극대화 시키기 위함이다. 메탄올의 끓는점은 약 64.7℃로써 그 이상 온도를 높이게 되면 메탄올은 증발하게 된다. 본 발명의 목표는 60% 내지 99.9%의 비누화도를 가지는 폴리비닐알코올 나노부직포를 제조하기 위함으로써 온도가 30℃ 미만일 경우 비누화도는 약 50% 정도이며, 40℃에서 비누화도가 99.9%로 나타났기 때문에 메탄올의 끓는점을 넘지 않는 한, 70℃ 이상의 온도로 올려주어도 99.9%의 비누화도를 가지는 폴리비닐알코올 나노부직포가 형성된다.
또한, 비누화 단계에서 비누화를 1시간 내지 6시간 동안 수행하는 것은 폴리아세트산비닐 나노 부직포를 산 혼합용액 또는 알칼리 혼합용액에 투입하는 시간이 길어질수록 -OCOCH3기가 -OH기로 변환되는 비율이 커지며, 1시간 미만일 경우 비누화도는 30%정도로서, 본 발명의 목표인 비누화도 60% 내지 99.9%의 비누화도를 가지는 폴리비닐알코올 나노부직포를 제조하기엔 비누화 반응시간이 부족하며, 6시간 비누화 반응할 시, 비누화도가 99.9% 되는 폴리비닐알코올 나노부직포가 제조되었므로 그 이상의 비누화 반응시간에서도 역시 99.9%의 비누화도를 가지는 폴리비닐알코올 나노부직포가 형성되므로 6시간을 초과하여 반응을 수행하는 것은 경제적이지 못하기 때문이다.
본 발명의 비누화도는 60.0% 내지 99.9%인 것이 바람직하며, 폴리아세트산비닐 나노 부직포를 산 혼합용액 또는 알칼리 혼합용액에 투입하는 시간이 길어질수록 -OCOCH3기가 -OH기로 변환되는 비율이 커진다.
상기 산 혼합용액 또는 알칼리 혼합용액의 함량 범위를 만족하지 않을 경우 -OCOCH3기의 -OH기가 변환되면서 나노부직포에 주름이 형성되는 것이 용이하지 않을 수 있다.
본 발명의 제조방법에 의해서 제조된 폴리비닐알코올 부직포는 기존에 존재하지 않았던 신규한 형태의 나노 섬유상에 주름이 형성되어 있으며, 50% 내지 95% 기공도를 갖는 나노기공이 형성된 폴리비닐알코올 부직포이다.
상기와 같은 신규한 형태의 나노 섬유상에 주름 및 나노기공이 형성된 폴리비닐알코올 부직포는 비표면적이 향상되어 필터소재, 강화섬유, 생체조직 배양을 위한 담체 등의 다양한 분야에 활용되어 더 우수한 성질을 기대할 수 있다.
본 발명의 실시예 1 내지 12에 의해 제조된 폴리비닐알코올 부직포는 주름 및 50% 에서 95% 나노기공이 형성된 것을 확인할 수 있었다 (도 4, 5, 6).
특히, 기존의 폴리비닐알코올 나노 부직포는 각각의 나노섬유가 원기둥 모양을 하고 있는것에 비해 본 개발기술에서 실시한 비누화 반응을 통해 제조된 폴리비닐알코올 나노부직포의 경우 섬유상이 쭈그러지거나 구겨져서 고르지 않은 주름이 방향성을 띄지 않고 다수 접혀 있는 모양을 띄고 있어서 나노부직포의 비표면적을 극대화할 수 있다.
본 발명의 제조방법에 의하면, 기존의 폴리비닐알코올 나노 섬유 부직포에 비해 주름 및 나노기공이 표면에 형성되어 비표면적이 향상된 새로운 폴리비닐알코올 나노부직포를 제조할 수 있다. 또한, 비표면적이 향상된 새로운 폴리비닐알코올 나노부직포를 얻을 경우 이를 필터소재, 강화섬유, 생체조직 배양을 위한 담체 등에 응용하여 향상된 효과를 낼 수 있을 것으로 기대된다.
도 1은 본 발명의 폴리아세트산비닐 나노부직포가 비누화 단계를 거친 후, 폴리비닐 알코올 나노부직포로 제조되는 모식도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 전기방사 장치의 모식도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 제조예 1에 의한 폴리아세트산 비닐 농도 3 wt.%, 전압 17.5 kV, Tip과 Collector 사이의 거리 10 cm의 조건에서 전기방사한 폴리아세트산 비닐 나노부직포의 SEM 사진을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예 3에 의한 폴리아세트산 비닐 나노부직포룰 증류수 100 mL, NaOH 10 g, Na2SO4 10 g, MeOH 10 g을 포함하는 알칼리 혼합용액에 투입하여 온도 40℃, 비누화시간 3시간에 의해 불균일계 비누화 하는 단계에 의해 제조된 폴리비닐알코올 나노부직포 SEM 사진을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예 7에 의한 폴리아세트산 비닐 나노부직포룰 증류수100 mL, NaOH 10 g, Na2SO4 10 g, MeOH 10 g을 포함하는 알칼리 혼합용액에 투입하여 온도 30℃, 비누화시간 3시간에 의해 불균일계 비누화 하는 단계에 의해 제조된 폴리비닐알코올 나노부직포 SEM 사진을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예 11에 의한 폴리아세트산 비닐 나노부직포를 증류수50 mL, NaOH 5 g, Na2SO4 5 g, MeOH 5 g을 포함하는 알칼리 혼합용액에 투입하여 온도 40℃, 비누화시간 3시간에 의해 불균일계 비누화 하는 단계에 의해 제조된 폴리비닐알코올 나노부직포 SEM 사진을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 전기방사 장치의 모식도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 제조예 1에 의한 폴리아세트산 비닐 농도 3 wt.%, 전압 17.5 kV, Tip과 Collector 사이의 거리 10 cm의 조건에서 전기방사한 폴리아세트산 비닐 나노부직포의 SEM 사진을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예 3에 의한 폴리아세트산 비닐 나노부직포룰 증류수 100 mL, NaOH 10 g, Na2SO4 10 g, MeOH 10 g을 포함하는 알칼리 혼합용액에 투입하여 온도 40℃, 비누화시간 3시간에 의해 불균일계 비누화 하는 단계에 의해 제조된 폴리비닐알코올 나노부직포 SEM 사진을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예 7에 의한 폴리아세트산 비닐 나노부직포룰 증류수100 mL, NaOH 10 g, Na2SO4 10 g, MeOH 10 g을 포함하는 알칼리 혼합용액에 투입하여 온도 30℃, 비누화시간 3시간에 의해 불균일계 비누화 하는 단계에 의해 제조된 폴리비닐알코올 나노부직포 SEM 사진을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예 11에 의한 폴리아세트산 비닐 나노부직포를 증류수50 mL, NaOH 5 g, Na2SO4 5 g, MeOH 5 g을 포함하는 알칼리 혼합용액에 투입하여 온도 40℃, 비누화시간 3시간에 의해 불균일계 비누화 하는 단계에 의해 제조된 폴리비닐알코올 나노부직포 SEM 사진을 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 쉽게 이해하기 위해서 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의하여 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다. 하기에서 사용되는 화합물 중 출발물질과 반응시약은 Aldrich사의 시약을 사용하였으며, 모든 용매는 순수하여 건조나 정제 없이 사용하였다.
하기 제조예 1 내지 14에서는 폴리아세트산 비닐 나노부직포를 제조하기 위한 실험을 실시하였다. 메탄올에 용해된 폴리아세트산비닐 용액을 공정변수를 조절하여 전기방사한 최적 조건의 폴리아세트산비닐 나노부직포를 제조하였다.
제조예
1:
폴리아세트산비닐
나노부직포의
제조
폴리아세트산비닐 3 wt.%(1.185 g)를 순도 99% 메탄올 용매(38.315 ml)에 넣고 40℃에서 30분 동안 교반한 다음, 제조된 폴리아세트산비닐 용액을 상온에서 한 시간정도 건조시킨 다음, 전압(17.5 kV)과 Tip과 Collector 사이의 거리 (10 cm)를 조절하여 전기방사 후 나노부직포를 제조하였다. 제조한 나노부직포를 SEM 주사전자현미경으로 관찰하여 도 3에 나타내었다.
제조예
2:
폴리아세트산비닐
나노부직포의
제조
폴리아세트산비닐 4 wt.%(1.58 g)를 순도 99% 메탄올 용매(37.92 ml)에 넣고 40℃에서 30분 동안 교반 후 폴리아세트산비닐 용액을 제조하였다. 나머지 실험 조건은 제조예 1과 동일하였다.
제조예
3:
폴리아세트산비닐
나노부직포의
제조
폴리아세트산 비닐 5 wt.%(1.975 g)를 순도 99% 메탄올 용매(37.525 ml)에 넣고 40℃에서 30분 동안 교반 후 폴리아세트산비닐 용액을 제조하였다. 나머지 실험 조건은 제조예 1과 동일하였다.
제조예
4:
폴리아세트산비닐
나노부직포의
제조
폴리아세트산 비닐 6 wt.%(2.37 g)를 순도 99% 메탄올 용매(37.13 ml)에 넣고 40℃에서 30분 동안 교반 후 폴리아세트산비닐 용액을 제조하였다. 나머지 실험 조건은 제조예 1과 동일하였다.
제조예
5:
폴리아세트산비닐
나노부직포의
제조
폴리아세트산 비닐 7 wt.%(2.765 g)를 순도 99% 메탄올 용매(36.735 ml)에 넣고 40℃에서 30분 동안 교반 후 폴리아세트산비닐 용액을 제조하였다. 나머지 실험 조건은 제조예 1과 동일하였다.
제조예
6:
폴리아세트산비닐
나노부직포의
제조
폴리아세트산 비닐 8 wt.%(3.16 g)를 순도 99% 메탄올 용매(36.34 ml)에 넣고 40℃에서 30분 동안 교반 후 폴리아세트산 비닐 용액을 제조하였다. 나머지 실험 조건은 제조예 1과 동일하였다.
제조예
7:
폴리아세트산비닐
나노부직포의
제조
폴리아세트산 비닐 9 wt.%(3.555 g)를 순도 99% 메탄올 용매(35.945 ml)에 넣고 40℃에서 30분 동안 교반 후 폴리아세트산 비닐 용액을 제조하였다. 나머지 실험 조건은 제조예 1과 동일하였다.
제조예
8:
폴리아세트산비닐
나노부직포의
제조
폴리아세트산 비닐 3 wt.%(1.185 g)를 순도 99% 메탄올 용매(38.315 ml)에 넣고 40℃에서 30분 동안 교반한 다음, 제조된 폴리아세트산 비닐 용액을 상온에서 한시간정도 건조시킨 다음, 전압(15 kV)과 Tip과 Collector 사이의 거리 (10 cm)를 조절하여 전기방사 후 나노부직포를 제조하였다.
제조예
9:
폴리아세트산비닐
나노부직포의
제조
폴리아세트산 비닐 4 wt.%(1.58 g)를 순도 99% 메탄올 용매(37.92 ml)에 넣고 40℃에서 30분 동안 교반 후 폴리아세트산 비닐 용액을 제조하였다. 나머지 실험 조건은 제조예 8과 동일하였다.
제조예
10:
폴리아세트산비닐
나노부직포의
제조
폴리아세트산 비닐 5 wt.%(1.975 g)를 순도 99% 메탄올 용매(37.525 ml)에 넣고 40℃에서 30분 동안 교반 후 폴리아세트산 비닐 용액을 제조하였다. 나머지 실험 조건은 제조예 8과 동일하였다.
제조예
11:
폴리아세트산비닐
나노부직포의
제조
폴리아세트산 비닐 6 wt.%(2.37 g)를 순도 99% 메탄올 용매(37.13 ml)에 넣고 40℃에서 30분 동안 교반 후 폴리아세트산 비닐 용액을 제조하였다. 나머지 실험 조건은 제조예 8과 동일하였다.
제조예
12:
폴리아세트산비닐
나노부직포의
제조
폴리아세트산 비닐 7 wt.%(2.765 g)를 순도 99% 메탄올 용매(36.735 ml)에 넣고 40℃에서 30분 동안 교반 후 폴리아세트산 비닐 용액을 제조하였다. 나머지 실험 조건은 제조예 8과 동일하였다.
제조예
13:
폴리아세트산비닐
나노부직포의
제조
폴리아세트산 비닐 8 wt.%(3.16 g)를 순도 99% 메탄올 용매(36.34 ml)에 넣고 40℃에서 30분 동안 교반 후 폴리아세트산 비닐 용액을 제조하였다. 나머지 실험 조건은 제조예 8과 동일하였다.
제조예
14:
폴리아세트산비닐
나노부직포의
제조
폴리아세트산 비닐 9 wt.%(3.555 g)를 순도 99% 메탄올 용매(35.945 ml)에 넣고 40℃에서 30분 동안 교반 후 폴리아세트산 비닐 용액을 제조하였다. 나머지 실험 조건은 제조예 8과 동일하였다.
전술한 제조예 1 내지 제조예 14의 실험 조건 및 결과를 정리하여 하기의 표 1에 나타내었다.
| 구분 | 사용된 고분자 | 고분자 농도 | 전압 | Tip과 Collector 사이의 거리 |
| 제조예 1 | 폴리아세트산 비닐 (PVAc) | 3 wt.% | 17.5 kV | 10 cm |
| 제조예 2 | 폴리아세트산 비닐 (PVAc) |
4 wt.% | 17.5 kV | 10 cm |
| 제조예 3 | 폴리아세트산 비닐 (PVAc) |
5 wt.% | 17.5 kV | 10 cm |
| 제조예 4 | 폴리아세트산 비닐 (PVAc) |
6 wt.% | 17.5 kV | 10 cm |
| 제조예 5 | 폴리아세트산 비닐 (PVAc) |
7 wt.% | 17.5 kV | 10 cm |
| 제조예 6 | 폴리아세트산 비닐 (PVAc) |
8 wt.% | 17.5 kV | 10 cm |
| 제조예 7 | 폴리아세트산 비닐 (PVAc) |
9 wt.% | 17.5 kV | 10 cm |
| 제조예 8 | 폴리아세트산 비닐 (PVAc) |
3 wt.% | 15 kV | 10 cm |
| 제조예 9 | 폴리아세트산 비닐 (PVAc) |
4 wt.% | 15 kV | 10 cm |
| 제조예 10 | 폴리아세트산 비닐 (PVAc) |
5 wt.% | 15 kV | 10 cm |
| 제조예 11 | 폴리아세트산 비닐 (PVAc) |
6 wt.% | 15 kV | 10 cm |
| 제조예 12 | 폴리아세트산 비닐 (PVAc) |
7 wt.% | 15 kV | 10 cm |
| 제조예 13 | 폴리아세트산 비닐 (PVAc) |
8 wt.% | 15 kV | 10 cm |
| 제조예 14 | 폴리아세트산 비닐 (PVAc) |
9 wt.% | 15 kV | 10 cm |
하기 실시예 1 내지 14에서는 제조예 1에서 제조한 폴리아세트산비닐 나노부직포(도 3)를 비누화하여 폴리비닐알코올 나노부직포를 제조하기 위한 실험을 실시하였다. 제조예 1에서 제조한 폴리아세트산비닐 나노부직포를 알칼리 용액을 이용하여 비누화 공정을 한 나노부직포를 증류수에 넣어 다시 교반시킨 다음, 상온에 건조시켜 폴리비닐알코올 나노부직포를 제조하였다.
실시예
1:
폴리아세트산비닐
나노부직포의
불균일계
비누화를
통한 폴리비닐알코올의 제조
전기방사법을 이용해 제조된 폴리아세트산 비닐 나노부직포의 비누화 공정을 위해 증류수(100 mL), NaOH(10 g), Na2SO4(10 g), MeOH(10 g)을 부드럽게 교반시켜 제조하였다. 제조된 알칼리 용액에 폴리아세트산 나노부직포를 넣고 40℃에서 1시간 비누화 반응을 실시하였다. 비누화 반응 후 나노부직포를 여러 번 증류수로 세척을 실시하고 세척된 나노부직포를 12시간 동안 상온에서 건조시켜 비누화 된 폴리비닐 알코올 나노부직포를 제조하였다.
실시예
2:
폴리아세트산비닐
나노부직포의
불균일계
비누화를
통한 폴리비닐알코올의 제조
전기방사법을 이용해 제조된 폴리아세트산 비닐 나노부직포의 비누화 공정을 위해 증류수(100 mL), NaOH(10 g), Na2SO4(10 g), MeOH(10 g)을 부드럽게 교반시켜 제조하였다. 제조된 알칼리 용액에 폴리아세트산 나노부직포를 넣고 40℃에서 2시간 비누화 반응을 실시하였다. 비누화 반응 후 나노부직포를 여러 번 증류수로 세척을 실시하고 세척된 나노부직포를 12시간 동안 상온에서 건조시켜 비누화 된 폴리비닐 알코올 나노부직포를 제조하였다.
실시예
3:
폴리아세트산비닐
나노부직포의
불균일계
비누화를
통한 폴리비닐알코올의 제조
전기방사법을 이용해 제조된 폴리아세트산 비닐 나노부직포의 비누화 공정을 위해 증류수(100 mL), NaOH(10 g), Na2SO4(10 g), MeOH(10 g)을 부드럽게 교반시켜 제조하였다. 제조된 알칼리 용액에 폴리아세트산 나노부직포를 넣고 40℃에서 3시간 비누화 반응을 실시하였다. 비누화 반응 후 나노부직포를 여러 번 증류수로 세척을 실시하고 세척된 나노부직포를 12시간 동안 상온에서 건조시켜 비누화 된 폴리비닐 알코올 나노부직포를 제조하였다.
실시예
4:
폴리아세트산비닐
나노부직포의
불균일계
비누화를
통한 폴리비닐알코올의 제조
전기방사법을 이용해 제조된 폴리아세트산 비닐 나노부직포의 비누화 공정을 위해 증류수(100 mL), NaOH(10 g), Na2SO4(10 g), MeOH(10 g)을 부드럽게 교반시켜 제조하였다. 제조된 알칼리 용액에 폴리아세트산 나노부직포를 넣고 40℃에서 6시간 비누화 반응을 실시하였다. 비누화 반응 후 나노부직포를 여러 번 증류수로 세척을 실시하고 세척된 나노부직포를 12시간 동안 상온에서 건조시켜 비누화 된 폴리비닐 알코올 나노부직포를 제조하였다.
실시예
5:
폴리아세트산비닐
나노부직포의
불균일계
비누화를
통한 폴리비닐알코올의 제조
전기방사법을 이용해 제조된 폴리아세트산 비닐 나노부직포의 비누화 공정을 위해 증류수(100 mL), NaOH(10 g), Na2SO4(10 g), MeOH(10 g)을 부드럽게 교반시켜 제조하였다. 제조된 알칼리 용액에 폴리아세트산 나노부직포를 넣고 30℃에서 1시간 비누화 반응을 실시하였다. 비누화 반응 후 나노부직포를 여러 번 증류수로 세척을 실시하고 세척된 나노부직포를 12시간 동안 상온에서 건조시켜 비누화 된 폴리비닐 알코올 나노부직포를 제조하였다.
실시예
6:
폴리아세트산비닐
나노부직포의
불균일계
비누화를
통한 폴리비닐알코올의 제조
전기방사법을 이용해 제조된 폴리아세트산 비닐 나노부직포의 비누화 공정을 위해 증류수(100 mL), NaOH(10 g), Na2SO4(10 g), MeOH(10 g)을 부드럽게 교반시켜 제조하였다. 제조된 알칼리 용액에 폴리아세트산 나노부직포를 넣고 30℃에서 2시간 비누화 반응을 실시하였다. 비누화 반응 후 나노부직포를 여러 번 증류수로 세척을 실시하고 세척된 나노부직포를 12시간 동안 상온에서 건조시켜 비누화 된 폴리비닐 알코올 나노부직포를 제조하였다.
실시예
7:
폴리아세트산비닐
나노부직포의
불균일계
비누화를
통한 폴리비닐알코올의 제조
전기방사법을 이용해 제조된 폴리아세트산 비닐 나노부직포의 비누화 공정을 위해 증류수(100 mL), NaOH(10 g), Na2SO4(10 g), MeOH(10 g)을 부드럽게 교반시켜 제조하였다. 제조된 알칼리 용액에 폴리아세트산 나노부직포를 넣고 30℃에서 3시간 비누화 반응을 실시하였다. 비누화 반응 후 나노부직포를 여러 번 증류수로 세척을 실시하고 세척된 나노부직포를 12시간 동안 상온에서 건조시켜 비누화 된 폴리비닐 알코올 나노부직포를 제조하였다.
실시예
8:
폴리아세트산비닐
나노부직포의
불균일계
비누화를
통한 폴리비닐알코올의 제조
전기방사법을 이용해 제조된 폴리아세트산 비닐 나노부직포의 비누화 공정을 위해 증류수(100 mL), NaOH(10 g), Na2SO4(10 g), MeOH(10 g)을 부드럽게 교반시켜 제조하였다. 제조된 알칼리 용액에 폴리아세트산 나노부직포를 넣고 30℃에서 6시간 비누화 반응을 실시하였다. 비누화 반응 후 나노부직포를 여러 번 증류수로 세척을 실시하고 세척된 나노부직포를 12시간 동안 상온에서 건조시켜 비누화 된 폴리비닐 알코올 나노부직포를 제조하였다.
실시예
9:
폴리아세트산비닐
나노부직포의
불균일계
비누화를
통한 폴리비닐알코올의 제조
전기방사법을 이용해 제조된 폴리아세트산 비닐 나노부직포의 비누화 공정을 위해 증류수(50 mL), NaOH(5 g), Na2SO4(5 g), MeOH(5 g)을 부드럽게 교반시켜 제조하였다. 제조된 알칼리 용액에 폴리아세트산 나노부직포를 넣고 40℃에서 1시간 비누화 반응을 실시하였다. 비누화 반응 후 나노부직포를 여러 번 증류수로 세척을 실시하고 세척된 나노부직포를 12시간 동안 상온에서 건조시켜 비누화 된 폴리비닐 알코올 나노부직포를 제조하였다.
실시예
10:
폴리아세트산비닐
나노부직포의
불균일계
비누화를
통한 폴리비닐알코올의 제조
전기방사법을 이용해 제조된 폴리아세트산 비닐 나노부직포의 비누화 공정을 위해 증류수(50 mL), NaOH(5 g), Na2SO4(5 g), MeOH(5 g)을 부드럽게 교반시켜 제조하였다. 제조된 알칼리 용액에 폴리아세트산 나노부직포를 넣고 40℃에서 2시간 비누화 반응을 실시하였다. 비누화 반응 후 나노부직포를 여러 번 증류수로 세척을 실시하고 세척된 나노부직포를 12시간 동안 상온에서 건조시켜 비누화 된 폴리비닐 알코올 나노부직포를 제조하였다.
실시예
11:
폴리아세트산비닐
나노부직포의
불균일계
비누화를
통한 폴리비닐알코올의 제조
전기방사법을 이용해 제조된 폴리아세트산 비닐 나노부직포의 비누화 공정을 위해 증류수(50 mL), NaOH(5 g), Na2SO4(5 g), MeOH(5 g)을 부드럽게 교반시켜 제조하였다. 제조된 알칼리 용액에 폴리아세트산 나노부직포를 넣고 40℃에서 3시간 비누화 반응을 실시하였다. 비누화 반응 후 나노부직포를 여러 번 증류수로 세척을 실시하고 세척된 나노부직포를 12시간 동안 상온에서 건조시켜 비누화 된 폴리비닐 알코올 나노부직포를 제조하였다.
실시예
12:
폴리아세트산비닐
나노부직포의
불균일계
비누화를
통한 폴리비닐알코올의 제조
전기방사법을 이용해 제조된 폴리아세트산 비닐 나노부직포의 비누화 공정을 위해 증류수(50 mL), NaOH(5 g), Na2SO4(5 g), MeOH(5 g)을 부드럽게 교반시켜 제조하였다. 제조된 알칼리 용액에 폴리아세트산 나노부직포를 넣고 40℃에서 6시간 비누화 반응을 실시하였다. 비누화 반응 후 나노부직포를 여러 번 증류수로 세척을 실시하고 세척된 나노부직포를 12시간 동안 상온에서 건조시켜 비누화 된 폴리비닐 알코올 나노부직포를 제조하였다.
전술한 실시예 1 내지 실시예 12의 실험 조건 및 결과를 정리하여 하기의 표 2에 나타내었다.
| 구분 |
증류수 |
알칼리 용액 | 온도 | 비누화 반응시간 |
||
| NaOH | Na2SO4 | MeOH | ||||
| 실시예 1 | 100 mL | 10 g | 10 g | 10 g | 40 ℃ | 1 시간 |
| 실시예 2 | 100 mL | 10 g | 10 g | 10 g | 40 ℃ | 2 시간 |
| 실시예 3 | 100 mL | 10 g | 10 g | 10 g | 40 ℃ | 3 시간 |
| 실시예 4 | 100 mL | 10 g | 10 g | 10 g | 40 ℃ | 6 시간 |
| 실시예 5 | 100 mL | 10 g | 10 g | 10 g | 30 ℃ | 1 시간 |
| 실시예 6 | 100 mL | 10 g | 10 g | 10 g | 30 ℃ | 2 시간 |
| 실시예 7 | 100 mL | 10 g | 10 g | 10 g | 30 ℃ | 3 시간 |
| 실시예 8 | 100 mL | 10 g | 10 g | 10 g | 30 ℃ | 6 시간 |
| 실시예 9 | 50 mL | 5 g | 5 g | 5 g | 40 ℃ | 1 시간 |
| 실시예 10 | 50 mL | 5 g | 5 g | 5 g | 40 ℃ | 2 시간 |
| 실시예 11 | 50 mL | 5 g | 5 g | 5 g | 40 ℃ | 3 시간 |
| 실시예 12 | 50 mL | 5 g | 5 g | 5 g | 40 ℃ | 6 시간 |
또한, 본 발명의 실시예 3에 의한 폴리아세트산 비닐 나노부직포를 증류수 100 mL, NaOH 10 g, Na2SO4 10 g, MeOH 10 g을 포함하는 알칼리 혼합용액에 투입하여 온도 40℃, 비누화시간 3시간에 의해 불균일계 비누화 하는 단계에 의해 제조된 폴리비닐알코올 나노부직포를 주사전자현미경으로 관찰하여 도 4에 나타내었다.
본 발명의 실시예 7에 의한 폴리아세트산 비닐 나노부직포룰 증류수 100 mL, NaOH 10 g, Na2SO4 10 g, MeOH 10 g을 포함하는 알칼리 혼합용액에 투입하여 온도 40℃, 비누화시간 3시간에 의해 불균일계 비누화 하는 단계에 의해 제조된 폴리비닐알코올 나노부직포를 주사전자현미경으로 관찰하여 도 5에 나타내었다.
도 6은 본 발명의 실시예 11에 의한 폴리아세트산 비닐 나노부직포룰 증류수 50 mL, NaOH 5 g, Na2SO4 5 g, MeOH 5 g을 포함하는 알칼리 혼합용액에 투입하여 온도 40℃, 비누화시간 3시간에 의해 불균일계 비누화 하는 단계에 의해 제조된 폴리비닐알코올 나노부직포를 주사전자현미경으로 관찰하여 도 6에 나타내었다.
그 결과, 기존의 폴리비닐알코올 나노 섬유 부직포에 비해 주름이 형성되어 거칠기가 향상되고 나노기공이 표면에 형성되어 비표면적이 향상된 새로운 폴리비닐알코올 나노부직포 형태가 제조되는 것을 확인하였다.
실험의 결과 100 mL, NaOH 10 g, Na2SO4 10 g, MeOH 10 g을 포함하는 알칼리 혼합용액에 투입하여 온도 40℃, 비누화시간 3시간에 의해 불균일계 비누화 하는 단계에 의해 제조된 폴리비닐알코올 나노부직포의 경우 비누화도가 99.9%를 가지는 폴리비닐알코올 나노부직포가 형성되었음을 확인하였다.
Claims (12)
- 폴리비닐알코올 나노 섬유 부직포 제조방법에 있어서,
폴리아세트산비닐을 용해시켜 방사용액을 제조하는 단계;
상기 방사용액을 전기방사하여 폴리아세트산비닐 나노 부직포를 제조하는 단계; 및
상기 폴리아세트산비닐 나노 부직포를, 분산제, 팽윤제, 및 수용액을 포함하는 산 혼합용액 또는 알칼리 혼합용액에 투입하여 불균일계 비누화를 이용하여 비누화 하는 단계를 포함하고,
상기 방법에 의해서 제조된 폴리비닐알코올 나노 섬유 부직포는 섬유상에 주름이 형성되어 있으며, 50% 내지 95% 기공도를 갖는 나노기공이 형성된 것을 특징으로 하는, 폴리비닐알코올 나노 섬유 부직포 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 방사용액은 폴리아세트산비닐 1 g 내지 10 g에 대하여 메탄올, 에탄올, 테트라히드로퓨란(THF), 디메틸설폭사이드(DMSO), 벤젠, 아세톤 또는 이들의 혼합물을 5 ml 내지 100 ml를 혼합하여 용해시킨 것을 특징으로 하는 폴리비닐알코올 나노 섬유 부직포 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 방사용액의 폴리아세트산비닐의 농도는 1 wt.% 내지 30 wt.%인 것을 특징으로 하는, 폴리비닐알코올 나노 섬유 부직포 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 전기방사는 집적판과 모세관 사이의 거리를 1 cm 내지 30 cm, 인가전압 5 kV 내지 40 kV의 조건에서 실시하는 것을 특징으로 하는, 폴리비닐알코올 나노 섬유 부직포의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 산 혼합용액은 염산, 질산, 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는, 폴리비닐알코올 나노 섬유 부직포의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 알칼리 혼합용액은 염화나트륨, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는, 폴리비닐알코올 나노 섬유 부직포의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 분산제는 황산나트륨, 아황산나트륨, 황산칼슘, 황산마그네슘, 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는, 폴리비닐알코올 나노 섬유 부직포의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 팽윤제는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 테트라히드로퓨란(THF), 디메틸설폭사이드(DMSO), 벤젠, 아세톤, 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는, 폴리비닐알코올 나노 섬유 부직포의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 산 혼합용액은 폴리아세트산비닐 나노부직포 1 g에 대하여 염산, 질산, 또는 이들의 혼합물을 1 g 내지 30 g, 황산나트륨, 아황산나트륨, 황산칼슘, 황산마그네슘, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 어느 하나의 분산제를 1 g 내지 30 g, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 테트라히드로퓨란(THF), 디메틸설폭사이드(DMSO), 벤젠, 아세톤, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 어느 하나의 팽윤제를 1 g 내지 30 g, 및 수용액을 10 ml 내지 500 ml 혼합하여 용해시킨 것을 특징으로 하는, 폴리비닐알코올 나노 섬유 부직포 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 알칼리 혼합용액은 염화나트륨, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 또는 이들의 혼합물을 1 g 내지 30 g, 황산나트륨, 아황산나트륨, 황산칼슘, 황산마그네슘, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 어느 하나의 분산제를 1 g 내지 30 g, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 테트라히드로퓨란(THF), 디메틸설폭사이드(DMSO), 벤젠, 아세톤, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 어느 하나의 팽윤제를 1 g 내지 30 g, 및 수용액을 10 ml 내지 500 ml 혼합하여 용해시킨 것을 특징으로 하는, 폴리비닐알코올 나노 섬유 부직포 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 비누화 하는 단계는 10℃ 내지 70℃의 온도범위에서 1시간 내지 6시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는, 폴리비닐알코올 나노 섬유 부직포의 제조방법.
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