KR102548151B1 - 전기 방사 조성물 및 이를 이용한 생분해성 필터 멤브레인 - Google Patents

전기 방사 조성물 및 이를 이용한 생분해성 필터 멤브레인 Download PDF

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Abstract

전기 방사 조성물 및 이를 이용한 생분해성 필터 멤브레인을 개시한다. 일실시예에 따른 전기 방사 용액은 생분해성 고분자, 25℃에서 증기압이 2 내지 20kPa인 제1 용매 및 25℃에서 증기압이 0.05 내지 1kPa이고 유전상수가 30 이상인 제2 용매를 포함할 수 있다.

Description

전기 방사 조성물 및 이를 이용한 생분해성 필터 멤브레인{ELECTROSPINNING COMPOSITION AND BIODEGRADABLE FILTER MEMBRANE USING THE SAME}
이하의 설명은 전기 방사 조성물 및 이를 이용한 생분해성 필터 멤브레인에 관한 것이다.
전기 방사 공정에 있어서, 방사 용액이 높은 유전상수를 가질수록 전기적 반발력이 증가하여 보다 가늘고 균일한 섬유상의 확보가 가능하며 용액의 휘발속도가 적정 범위를 벗어나지 않아야 지속적인 전기 방사 및 섬유 형태의 유지가 가능하다. 전기 방사 용액의 유전상수와 휘발속도에 가장 큰 영향을 주는 재료는 방사 용매로서 전기 방사 공정에서 일반적으로 사용되는 폴리아크릴로 니트릴(PAN)이나 폴리비닐 피롤리돈(PVP) 등의 고분자의 경우, 용매 선택의 자유도가 높아 방사 용액의 특성 조절이 용이하다. 반면 대표적인 생분해성 고분자인 폴리라틱산(PLA), 폴리히드록시알카노에이트(PHA) 및 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 등의 경우에는 유전상수가 낮고 휘발속도가 매우 높은 디클로로메탄 및 클로로포름 등의 제한적인 용매에 선택적으로 용해됨에 따라 낮은 인가 전압 조건에서 전기 방사가 불가능하고 공정 중에 노즐이 쉽게 막혀 지속적인 방사 공정이 어려운 문제가 발생한다. 또한 용액의 유전상수를 증가시키고 휘발속도를 감소시키기 위해 디메틸설폭시드(DMSO) 및 N,N-디메틸포름아미드(DMF) 등을 용매로 적용할 경우 방사 용액이 경시적으로 겔화되는 등 저장 안정성이 저하될 수 있다.
[선행특허문헌]
한국등록특허 제10-1855683호
생분해성 고분자에 대한 우수한 용해 특성 및 클로로포름 및 디클로로메탄과 비교하여 낮은 증기압을 갖는 제1 용매를 적용하여 방사 용액의 휘발속도를 최적화할 수 있는 전기 방사 용액을 제공한다.
또한, 높은 유전상수와 낮은 휘발성을 갖는 제2 용매의 적용과 생분해성 고분자, 제1 용매 및 제2 용매 간의 조성비 최적화를 통해 방사 용액의 저장 안정성 및 방사 특성을 향상시킬 수 있는 전기 방사 용액을 제공한다.
상술한 전기 방사 용액을 이용한 전기 방사를 통해 우수한 필터효율과 낮은 흡기저항을 갖는 생분해성 필터 멤브레인 및 생분해성 필터 멤브레인의 제조방법을 제공한다.
상기 생분해성 필터 멤브레인을 포함하는 생분해성 마스크를 제공한다.
생분해성 고분자; 25℃에서 증기압이 2 내지 20kPa인 제1 용매; 및 25℃에서 증기압이 0.05 내지 1kPa이고 유전상수가 30 이상인 제2 용매를 포함하는 전기 방사 용액을 제공한다.
일측에 따르면, 상기 생분해성 고분자의 함량은 5 내지 15 중량%에 포함되고, 상기 제1 용매의 함량은 55 내지 85 중량%에 포함되고, 상기 제2 용매의 함량은 10 내지 40 중량%에 포함되고, 상기 생분해성 고분자의 함량, 상기 제1 용매의 함량 및 상기 제2 용매의 함량의 합은 100 중량%인 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 상기 생분해성 고분자는 폴리라틱산(poly latic acid, PLA), 폴리히드록시알카노에이트(polyhydroxyalkanoate, PHA) 및 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(polybutylene　adipate　terephthalate, PBAT)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 제1 용매는 염소화 탄화수소계 용매를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 제1 용매는 1,1,2-트리클로로에탄(1,1,2-trichloroethane), 1,2-디클로로에탄(1,2-dichloroethane) 및 1,2-디클로로프로판(1,2-dichloropropane)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 제2 용매는 N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylformamide, DMF), 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide, DMAc) 및 디메틸설폭시드(dimethyl sulfoxide, DMSO)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 전기 방사 용액은 비드 발생 억제제로서 상기 생분해성 고분자와는 다른 이종의 생분해성 고분자 및 난분해성 고분자 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
생분해성 고분자, 25℃에서 증기압이 2 내지 20kPa인 제1 용매 및 25℃에서 증기압이 0.05 내지 1kPa이고 유전상수가 30 이상인 제2 용매를 포함하는 전기 방사 용액을 전기 방사하여 생성되는 것을 특징으로 하는 생분해성 필터 멤브레인을 제공한다.
내피; 생분해성 필터 멤브레인; 및 외피의 3중 구조를 갖고, 상기 생분해성 필터 멤브레인은 생분해성 고분자, 25℃에서 증기압이 2 내지 20kPa인 제1 용매 및 25℃에서 증기압이 0.05 내지 1kPa이고 유전상수가 30 이상인 제2 용매를 포함하는 전기 방사 용액을 전기 방사하여 생성되는 것을 특징으로 하는 생분해성 마스크를 제공한다.
생분해성 고분자, 25℃에서 증기압이 2 내지 20kPa인 제1 용매 및 25℃에서 증기압이 0.05 내지 1kPa이고 유전상수가 30 이상인 제2 용매를 포함하는 전기 방사 용액을 제조하는 단계; 및 상기 전기 방사 용액을 전기 방사하여 생분해성 필터 멤브레인을 제조하는 단계를 포함하는 생분해성 필터 멤브레인의 제조방법을 제공한다.
생분해성 고분자에 대한 우수한 용해 특성 및 클로로포름 및 디클로로메탄과 비교하여 낮은 증기압을 갖는 제1 용매를 적용하여 방사 용액의 휘발속도를 최적화할 수 있는 전기 방사 용액을 제공할 수 있다.
또한, 높은 유전상수와 낮은 휘발성을 갖는 제2 용매의 적용과 생분해성 고분자, 제1 용매 및 제2 용매 간의 조성비 최적화를 통해 방사 용액의 저장 안정성 및 방사 특성을 향상시킬 수 있는 전기 방사 용액을 제공할 수 있다.
상술한 전기 방사 용액을 이용한 전기 방사를 통해 우수한 필터효율과 낮은 흡기저항을 갖는 생분해성 필터 멤브레인 및 생분해성 필터 멤브레인의 제조방법을 제공할 수 있다.
상기 생분해성 필터 멤브레인을 포함하는 생분해성 마스크를 제공할 수 있다.
상술한 전기 방사 용액의 경우 노즐 막힘 현상이 방지되어 전기 방사 지속 시간을 증가시키고 저장 안정성을 개선할 수 있다.
상술한 전기 방사 용액의 경우 평균 직경이 500nm 이하인 나노섬유 멤브레인을 용이하게 제조할 수 있으며 나노섬유 멤브레인 내에 비드의 발생을 방지 및 조절할 수 있다.
상술한 전기 방사 용액을 이용하여 제작된 생분해성 필터의 경우, 필터효율이 우수하고 흡기저항이 낮으며 비말 차단 효과가 뛰어나다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 생분해성 필터 멤브레인의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 저장 안정성 평가의 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서 노즐 막힘 현상을 테스트하는 예를 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 7은 실시예 1, 실시예 2, 비교예 5 및 비교예 6의 전기 방사 용액을 이용하여 실험예 2의 환경 조건에서 전기 방사를 진행하여 제조된 필터 멤브레인의 주사전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscope) 사진들이다.
도 8은 실시예 1의 전기 방사 용액을 이용하여 실험예 2의 환경 조건에서 전기 방사를 진행하여 제조된 필터 멤브레인의 주사전자현미경 사진이다.
도 9는 실시예 9의 전기 방사 용액을 이용하여 실험예 2의 환경 조건에서 전기 방사를 진행하여 제조된 필터 멤브레인의 주사전자현미경 사진이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 생분해성 마스크의 필터효율 및 흡기저항의 측정 결과의 예를 도시한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 생분해성 마스크의 품질 요소(Quality Factor)의 계산 결과의 예를 도시한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 있어서, 실험예 6의 실험에 따른 물 접촉각을 나타낸 이미지이다.
도 13은 실시예 1에 따라 제조된 생분해성 마스크에 대한 에탄올 세척 전의 나노섬유 필터 멤브레인의 주사전자현미경 사진과 에탄올 세척 이후의 나노섬유 필터 멤브레인의 주사전자현미경 사진을 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들이 첨부된 도면을 기초로 상세히 설명하고자 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제 1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명의 일실시예에 따른 전기 방사 용액은 생분해성 고분자, 25℃에서 증기압이 2 내지 20kPa인 제1 용매 및 25℃에서 증기압이 0.05 내지 1kPa이고 유전상수가 30 이상인 제2 용매를 포함할 수 있다.
일실시예에서 생분해성 고분자는 폴리라틱산(poly latic acid, PLA), 폴리히드록시알카노에이트(polyhydroxyalkanoate, PHA) 및 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(polybutylene　adipate　terephthalate, PBAT)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
이미 설명한 바와 같이, 생분해성 고분자의 경우, 유전상수가 상대적으로 낮으며, 휘발속도가 매우 높은 디클로로메탄 및 클로로포름 등의 제한적인 용매 선택성으로 인해 낮은 전압 조건에서 전기 방사가 불가능하고 공정 중에 노즐이 쉽게 막혀 지속적인 방사 공정이 어려운 문제가 발생할 수 있다. 이때, 제1 용매로서 생분해성 고분자에 대해 우수한 용해 특성과 낮은 증기압을 갖는 용매를 적용함으로써, 전기 방사 용액의 휘발성을 최적화할 수 있다. 일실시예에서 제1 용매는 염소화 탄화수소계 용매를 포함할 수 있다. 일례로, 제1 용매는 1,1,2-트리클로로에탄(1,1,2-trichloroethane), 1,2-디클로로에탄(1,2-dichloroethane) 및 1,2-디클로로프로판(1,2-dichloropropane)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 제2 용매로서 높은 유전상수와 낮은 휘발성을 갖는 용매를 적용할 수 있다. 제2 용매는, 일례로 N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylformamide, DMF), 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide, DMAc) 및 디메틸설폭시드(dimethyl sulfoxide, DMSO)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
이때, 본 발명의 실시예들에 따른 전기 방사 용액은 제2 용매 적용과 생분해성 고분자, 제1 용매 및 제2 용매 간의 조성비 최적화를 통해 전기 방사 용액의 저장 안정성 및 방사 특성을 향상시킬 수 있다. 일실시예로, 생분해성 고분자의 함량은 5 내지 15 중량%에 포함될 수 있고, 제1 용매의 함량은 55 내지 85 중량%에 포함될 수 있으며, 제2 용매의 함량은 10 내지 40 중량%에 포함될 수 있다. 여기서, 생분해성 고분자의 함량, 제1 용매의 함량 및 제2 용매의 함량의 합은 100 중량%일 수 있다. 실시예에 따라 전기 방사 용액은 비드 발생 억제제로서, 앞서 설명한 생분해성 고분자와는 다른 생분해성 고분자 및 난분해성 고분자 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 생분해성 고분자의 함량, 제1 용매의 함량 및 제2 용매의 함량에 비드 발생 억제제의 함량까지의 합이 100 중량%일 수 있다.
한편, 생분해성 고분자의 함량이 5 중량% 미만인 경우에는 섬유상이 형성되지 않고 비드가 다발하는 문제가 발생하며, 15 중량%를 초과할 경우에는 방사 용액의 저장 안정성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 제1 용매의 함량이 55 중량% 미만일 경우에는 생분해성 고분자에 대한 용해력이 저하되어 용액의 제조가 어려운 문제가 발생하고, 85 중량%를 초과할 경우에는 방사 용액의 유전상수가 낮아 섬유가 균일하게 형성되지 않거나 휘발 속도가 과도하게 증가하여 노즐 막힘 현상이 발생하는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 제2 용매의 함량이 10 중량% 미만일 경우, 방사 용액의 유전상수가 낮아 섬유가 균일하게 형성되지 않거나 휘발 속도가 과도하게 증가하여 노즐 막힘 현상이 발생하고 40 중량%를 초과할 경우 방사 용액의 휘발속도가 크게 감소하여 컬렉터 상에 증착된 섬유의 잔류 용매가 지나치게 증가하여 섬유의 형태가 손상되거나 생분해성 고분자에 대한 용해 특성 감소로 인해 저장 안정성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 제1 용매로서 염소화 탄화수소계 용매의 25ºC에서의 증기압이 2kPa 미만일 경우에는 방사 용액의 휘발 속도가 과도하게 감소하여 섬유상이 형성되지 않고 비드가 다발하는 문제가 발생할 수 있으며, 20kPa을 초과할 경우에는 방사 용액의 휘발 속도가 과도하게 증가하여 노즐 막힘 현상이 발생할 수 있다.
또한, 제2 용매의 25ºC에서의 증기압이 0.05kPa 미만일 경우에는 방사 용액의 휘발 속도가 과도하게 감소하여 섬유상이 형성되지 않고 비드가 다발하는 문제가 발생할 수 있으며, 20kPa을 초과할 경우에는 방사 용액의 휘발 속도가 과도하게 증가하여 노즐 막힘 현상이 발생할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 전기 방사 용액을 이용하여 높은 필터효율과 낮은 흡기저항을 갖는 생분해성 필터 멤브레인을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 생분해성 필터 멤브레인의 제조방법을 도시한 흐름도이다. 본 실시예에 따른 생분해성 필터 멤브레인의 제조방법은 생분해성 고분자, 25℃에서 증기압이 2 내지 20kPa인 제1 용매 및 25℃에서 증기압이 0.05 내지 1kPa이고 유전상수가 30 이상인 제2 용매를 포함하는 전기 방사 용액을 제조하는 단계(110) 및 전기 방사 용액을 전기 방사하여 생분해성 필터 멤브레인을 제조하는 단계(120)를 포함할 수 있다.
제조된 생분해성 필터 멤브레인을 구성하는 섬유의 직경은 500nm 이하일 수 있으며, 물 접촉각은 120° 이상일 수 있다. 여기서, 물 접촉각이 높을수록 필터 멤브레인 표면의 소수 특성이 강하여 친수성인 비말 차단 효과가 증가할 수 있다.
제조된 생분해성 필터 멤브레인은 일례로, 생분해성 마스크를 제조하는데 사용될 수 있다. 생분해성 마스크는 내피와 생분해성 필터 멤브레인, 그리고 외피의 3중 구조를 가질 수 있다. 일례로, 내피와 외피는 부직포를 포함할 수 있다. 상술한 생분해성 필터 멤브레인을 이용한 생분해성 마스크는 필터효율이 80% 이상일 수 있고 흡기저항이 50Pa 이하일 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 생분해성 마스크는 에탄올 세척을 통한 재사용성을 가질 수 있다.
실시예 1
실시예 1에서는 20mL 투명 용기에 중량평균분자량이 150,000인 PBAT 0.8g를 제1 용매인 1,1,2-트리클로로에탄(1,1,2-trichloroethane) 7.2g, 제2 용매인 디메틸설폭시드(dimethyl sulfoxide, DMSO) 2g과 혼합한 후 60℃에서 8시간 동안 교반하여 전기 방사 용액을 제조하였다. 제조된 전기 방사 용액에 대해 이후 설명하는 실험예 1 내지 실험예 3의 방법으로 저장 안정성 평가, 연속 방사 특성 평가 및 나노섬유 멤브레인의 형상 분석을 실시하였다.
실시예 2
실시예 2에서는 20mL 투명 용기에 중량평균분자량이 150,000인 PBAT 0.8g를 제1 용매인 1,1,2-트리클로로에탄 7.7g, 제2 용매인 디메틸설폭시드 1.5g과 혼합한 후 60℃에서 8시간 동안 교반하여 전기 방사 용액을 제조하였다. 제조된 전기 방사 용액에 대해 이후 설명하는 실험예 1 내지 실험예 3의 방법으로 저장 안정성 평가, 연속 방사 특성 평가 및 나노섬유 멤브레인의 형상 분석을 실시하였다.
실시예 3
실시예 3에서는 20mL 투명 용기에 중량평균분자량이 150,000인 PBAT 0.8g를 제1 용매인 1,1,2-트리클로로에탄 8.2g, 제2 용매인 디메틸설폭시드 1.0g과 혼합한 후 60℃에서 8시간 동안 교반하여 전기 방사 용액을 제조하였다. 제조된 전기 방사 용액에 대해 이후 설명하는 실험예 1 내지 실험예 3의 방법으로 저장 안정성 평가, 연속 방사 특성 평가 및 나노섬유 멤브레인의 형상 분석을 실시하였다.
실시예 4
실시예 4에서는 20mL 투명 용기에 중량평균분자량이 150,000인 PBAT 0.5g를 제1 용매인 1,1,2-트리클로로에탄 8.5g, 제2 용매인 디메틸설폭시드 1.0g과 혼합한 후 60℃에서 8시간 동안 교반하여 전기 방사 용액을 제조하였다. 제조된 전기 방사 용액에 대해 이후 설명하는 실험예 1 내지 실험예 3의 방법으로 저장 안정성 평가, 연속 방사 특성 평가 및 나노섬유 멤브레인의 형상 분석을 실시하였다.
실시예 5
실시예 5에서는 20mL 투명 용기에 중량평균분자량이 150,000인 PBAT 0.5g를 제1 용매인 1,1,2-트리클로로에탄 5.5g, 제2 용매인 디메틸설폭시드 4.0g과 혼합한 후 60℃에서 8시간 동안 교반하여 전기 방사 용액을 제조하였다. 제조된 전기 방사 용액에 대해 이후 설명하는 실험예 1 내지 실험예 3의 방법으로 저장 안정성 평가, 연속 방사 특성 평가 및 나노섬유 멤브레인의 형상 분석을 실시하였다.
실시예 6
실시예 6에서는 20mL 투명 용기에 중량평균분자량이 150,000인 PBAT 1.5g를 제1 용매인 1,1,2-트리클로로에탄 7.5g, 제2 용매인 디메틸설폭시드 1.0g과 혼합한 후 60℃에서 8시간 동안 교반하여 전기 방사 용액을 제조하였다. 제조된 전기 방사 용액에 대해 이후 설명하는 실험예 1 내지 실험예 3의 방법으로 저장 안정성 평가, 연속 방사 특성 평가 및 나노섬유 멤브레인의 형상 분석을 실시하였다.
실시예 7
실시예 7에서는 20mL 투명 용기에 중량평균분자량이 150,000인 PBAT 0.8g를 제1 용매인 1,2-디클로로에탄(1,2-dichloroethane) 7.2g, 제2 용매인 디메틸설폭시드 2.0g과 혼합한 후 60℃에서 8시간 동안 교반하여 전기 방사 용액을 제조하였다. 제조된 전기 방사 용액에 대해 이후 설명하는 실험예 1 내지 실험예 3의 방법으로 저장 안정성 평가, 연속 방사 특성 평가 및 나노섬유 멤브레인의 형상 분석을 실시하였다.
실시예 8
실시예 8에서는 20mL 투명 용기에 중량평균분자량이 150,000인 PBAT 0.8g를 제1 용매인 1,1,2-트리클로로에탄 7.2g, 제2 용매인 N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylformamide, DMF) 2.0g과 혼합한 후 60℃에서 8시간 동안 교반하여 전기 방사 용액을 제조하였다. 제조된 전기 방사 용액에 대해 이후 설명하는 실험예 1 내지 실험예 3의 방법으로 저장 안정성 평가, 연속 방사 특성 평가 및 나노섬유 멤브레인의 형상 분석을 실시하였다.
실시예 9
실시예 9에서는 20mL 투명 용기에 중량평균분자량이 150,000인 PBAT 0.8g를 제1 용매인 1,1,2-트리클로로에탄 7.1g, 제2 용매인 디메틸설폭시드 2.0g, 그리고 첨가제인 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate) 0.1g과 혼합한 후 60℃에서 8시간 동안 교반하여 전기 방사 용액을 제조하였다. 제조된 전기 방사 용액에 대해 이후 설명하는 실험예 1 내지 실험예 3의 방법으로 저장 안정성 평가, 연속 방사 특성 평가 및 나노섬유 멤브레인의 형상 분석을 실시하였다.
실시예 10
실시예 10에서는 20mL 투명 용기에 중량평균분자량이 150,000인 PBAT 0.8g를 제1 용매인 1,1,2-트리클로로에탄 7.1g, 제2 용매인 디메틸설폭시드 2.0g, 그리고 첨가제인 히드록시프로필 셀룰로오스(hydroxypropyl cellulose) 0.1g과 혼합한 후 60℃에서 8시간 동안 교반하여 전기 방사 용액을 제조하였다. 제조된 전기 방사 용액에 대해 이후 설명하는 실험예 1 내지 실험예 3의 방법으로 저장 안정성 평가, 연속 방사 특성 평가 및 나노섬유 멤브레인의 형상 분석을 실시하였다.
실시예 11
실시예 11에서는 20mL 투명 용기에 중량평균분자량이 150,000인 PBAT 0.8g를 제1 용매인 1,1,2-트리클로로에탄 7.1g, 제2 용매인 디메틸설폭시드 2.0g, 그리고 첨가제인 폴리비닐부티랄(polyvinylbutyral) 0.1g과 혼합한 후 60℃에서 8시간 동안 교반하여 전기 방사 용액을 제조하였다. 제조된 전기 방사 용액에 대해 이후 설명하는 실험예 1 내지 실험예 3의 방법으로 저장 안정성 평가, 연속 방사 특성 평가 및 나노섬유 멤브레인의 형상 분석을 실시하였다.
실시예 12
실시예 12에서는 20mL 투명 용기에 중량평균분자량이 150,000인 PBAT 0.8g를 제1 용매인 1,1,2-트리클로로에탄 7.1g, 제2 용매인 디메틸설폭시드 2.0g, 그리고 첨가제인 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone) 0.1g과 혼합한 후 60℃에서 8시간 동안 교반하여 전기 방사 용액을 제조하였다. 제조된 전기 방사 용액에 대해 이후 설명하는 실험예 1 내지 실험예 3의 방법으로 저장 안정성 평가, 연속 방사 특성 평가 및 나노섬유 멤브레인의 형상 분석을 실시하였다.
비교예 1
비교예 1에서는 20mL 투명 용기에 중량평균분자량이 150,000인 PBAT 0.8g를 제1 용매인 1,1,2-트리클로로에탄 8.7g, 제2 용매인 디메틸설폭시드 0.5g과 혼합한 후 60℃에서 8시간 동안 교반하여 전기 방사 용액을 제조하였다. 제조된 전기 방사 용액에 대해 이후 설명하는 실험예 1 내지 실험예 3의 방법으로 저장 안정성 평가, 연속 방사 특성 평가 및 나노섬유 멤브레인의 형상 분석을 실시하였다.
비교예 2
비교예 2에서는 20mL 투명 용기에 중량평균분자량이 150,000인 PBAT 0.8g를 제1 용매인 1,1,2-트리클로로에탄 4.6g, 제2 용매인 디메틸설폭시드 4.6g과 혼합한 후 60℃에서 8시간 동안 교반하여 전기 방사 용액을 제조하였다. 제조된 전기 방사 용액에 대해 이후 설명하는 실험예 1 내지 실험예 3의 방법으로 저장 안정성 평가, 연속 방사 특성 평가 및 나노섬유 멤브레인의 형상 분석을 실시하였다.
비교예 3
비교예 3에서는 20mL 투명 용기에 중량평균분자량이 150,000인 PBAT 0.3g를 제1 용매인 1,1,2-트리클로로에탄 8.5g, 제2 용매인 디메틸설폭시드 1.2g과 혼합한 후 60℃에서 8시간 동안 교반하여 전기 방사 용액을 제조하였다. 제조된 전기 방사 용액에 대해 이후 설명하는 실험예 1 내지 실험예 3의 방법으로 저장 안정성 평가, 연속 방사 특성 평가 및 나노섬유 멤브레인의 형상 분석을 실시하였다.
비교예 4
비교예 4에서는 20mL 투명 용기에 중량평균분자량이 150,000인 PBAT 1.7g를 제1 용매인 1,1,2-트리클로로에탄 7.3g, 제2 용매인 디메틸설폭시드 1.0g과 혼합한 후 60℃에서 8시간 동안 교반하여 전기 방사 용액을 제조하였다. 제조된 전기 방사 용액에 대해 이후 설명하는 실험예 1 내지 실험예 3의 방법으로 저장 안정성 평가, 연속 방사 특성 평가 및 나노섬유 멤브레인의 형상 분석을 실시하였다.
비교예 5
비교예 5에서는 20mL 투명 용기에 중량평균분자량이 150,000인 PBAT 0.8g를 제1 용매로 디클로로메탄 7.2g, 제2 용매인 디메틸설폭시드 2.0g과 혼합한 후 60℃에서 8시간 동안 교반하여 전기 방사 용액을 제조하였다. 제조된 전기 방사 용액에 대해 이후 설명하는 실험예 1 내지 실험예 3의 방법으로 저장 안정성 평가, 연속 방사 특성 평가 및 나노섬유 멤브레인의 형상 분석을 실시하였다.
비교예 6
비교예 6에서는 20mL 투명 용기에 중량평균분자량이 150,000인 PBAT 0.8g를 제1 용매로 1,1,1,2-테트라클로로에탄(1,1,1,2-tetrachloroethane) 7.2g, 제2 용매인 디메틸설폭시드 2.0g과 혼합한 후 60℃에서 8시간 동안 교반하여 전기 방사 용액을 제조하였다. 제조된 전기 방사 용액에 대해 이후 설명하는 실험예 1 내지 실험예 3의 방법으로 저장 안정성 평가, 연속 방사 특성 평가 및 나노섬유 멤브레인의 형상 분석을 실시하였다.
비교예 7
비교예 6에서는 20mL 투명 용기에 중량평균분자량이 150,000인 PBAT 0.8g를 제1 용매인 1,1,2-트리클로로에탄 7.2g, 제2 용매로 N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone) 2.0g과 혼합한 후 60℃에서 8시간 동안 교반하여 전기 방사 용액을 제조하였다. 제조된 전기 방사 용액에 대해 이후 설명하는 실험예 1 내지 실험예 3의 방법으로 저장 안정성 평가, 연속 방사 특성 평가 및 나노섬유 멤브레인의 형상 분석을 실시하였다.
실시예 1 내지 실시예 12, 그리고 비교예 1 내지 비교예 7을 정리하면 아래 표 1과 같이 정리될 수 있다.
PBAT 함량
(중량%) 		첨가제 종류
/ 함량(중량%) 		제1 용매 종류
/ 함량(중량%) 		제2 용매 종류
/ 함량(중량%)
실시예 1 8 - 1,1,2-트리클로로에탄/72 디메틸설폭시드/20
실시예 2 8 - 1,1,2-트리클로로에탄/77 디메틸설폭시드/15
실시예 3 8 - 1,1,2-트리클로로에탄/82 디메틸설폭시드/10
실시예 4 5 - 1,1,2-트리클로로에탄/85 디메틸설폭시드/10
실시예 5 5 - 1,1,2-트리클로로에탄/55 디메틸설폭시드/40
실시예 6 15 - 1,1,2-트리클로로에탄/75 디메틸설폭시드/10
실시예 7 8 - 1,2-디클로로에탄/72 디메틸설폭시드/20
실시예 8 8 - 1,1,2-트리클로로에탄/72 N,N-디메틸포름아미드
/20
실시예 9 8 셀룰로오스
아세테이트 / 1		 1,1,2-트리클로로에탄/71 디메틸설폭시드/20
실시예 10 8 히드록시프로필
셀룰로오스 / 1		 1,1,2-트리클로로에탄/71 디메틸설폭시드/20
실시예 11 8 폴리비닐부티랄/ 1 1,1,2-트리클로로에탄/71 디메틸설폭시드/20
실시예 12 8 폴리비닐피롤리돈/ 1 1,1,2-트리클로로에탄/71 디메틸설폭시드/20
비교예 1 8 - 1,1,2-트리클로로에탄/87 디메틸설폭시드/5
비교예 2 8 - 1,1,2-트리클로로에탄/46 디메틸설폭시드/46
비교예 3 3 - 1,1,2-트리클로로에탄/85 디메틸설폭시드/12
비교예 4 17 - 1,1,2-트리클로로에탄/73 디메틸설폭시드/10
비교예 5 8 - 디클로로메탄/72 디메틸설폭시드/20
비교예 6 8 - 1,1,1,2-테트라클로로에탄 /72 디메틸설폭시드/20
비교예 7 8 - 1,1,2-트리클로로에탄/72 N-메틸-2-피롤리돈/20
실험예 1: 저장 안정성 평가
실험예 1 의 실험은 실시예 1 내지 실시예 12와 비교예 1 내지 비교예 7 각각에 대해 진행되었다. 이때, 실험예 1의 실험에서는 실시예들과 비교예들의 전기 방사 용액을 24℃의 항온 챔버에 보관 후, 전기 방사 용액의 흐름성을 육안으로 관찰하여 다음 기준에 따라 A, B 또는 C로 평가하였다.
A: 용액 상태로 흐름성이 유지
B: 투명한 응집체가 관찰되고 흐름성이 저하
C: 흐름성이 없음
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 저장 안정성 평가의 예를 도시한 도면이다. 도 2에서 ①은 용액 상태로 흐름성이 유지되어 저장 안정성 우수한 것으로 평가된 전기 방사 용액의 예를, ②는 전기 방사 용액이 겔화되어 흐름성이 없어 저장 안정성 불량한 것으로 평가된 전기 방사 용액의 예를 각각 나타내고 있다.
실험예 2: 연속 방사 특성 평가
실험예 2의 실험은 실시예 1 내지 실시예 12와 비교예 1 내지 비교예 7 각각에 대해 진행되었다. 이때, 실험예 2의 실험에서는 온도 24℃, 습도 50%의 환경 조건에서 실시예들과 비교예들의 전기 방사 용액을 전기 방사하여 노즐 말단에서 방사 용액이 고형화되어 방사가 중단될 때까지의 시간을 측정하였다. 전기 방사 공정은 세부 조건은 다음과 같다.
- 니들 게이지: 25G
- 방사 용액의 토출 속도: 20ul/min
- 인가전압: 13KV
- 니들과 컬렉터와의 거리: 11cm
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서 노즐 막힘 현상을 테스트하는 예를 도시한 도면이다. 도 3은 전기 방사를 시작하고 일정 시간이 지난 후, ①, ②번 노즐에서는 정상적으로 전기 방사 진행되는 반면, ③, ④번 노즐에서는 노즐 말단부에서 방사 용액 고형화에 의한 막힘 현상이 발생하여 방사가 중단된 예를 나타내고 있다.
실험예 3: 형상 분석 - 섬유 직경 측정 및 비드(bead) 발생 관찰
실험예 3의 실험은 실시예 1 내지 실시예 12와 비교예 1 내지 비교예 7 각각에 대해 진행되었다. 이때, 실험예 3의 실험에서는 온도 24℃, 습도 50%의 환경 조건에서 실시예들과 비교예들의 전기 방사 용액을 전기 방사하여 필터 멤브레인을 제조한 후 주사전자현미경을 통해 섬유의 평균 직경을 측정하고 비드의 발생 정도를 관찰하였다. 이때, 섬유의 평균 직경은 비드 영역을 제외한 섬유의 직경을 기준으로 하여 측정하였다. 또한, 비드의 발생 정도는 섬유 진행 방향에 수직방향으로 비드의 평균 직경을 측정하고 발생 빈도를 강, 중, 약으로 표시하였다.
도 4 내지 도 7은 실시예 1, 실시예 2, 비교예 5 및 비교예 6의 전기 방사 용액을 이용하여 실험예 2의 환경 조건에서 전기 방사를 진행하여 제조된 필터 멤브레인의 주사전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscope) 사진들이다. 도 4는 실시예 1의 전기 방사 용액을 실험예 2의 환경 조건에서 전기 방사를 진행하여 제조된 필터 멤브레인의 주사전자현미경 사진으로, 섬유의 평균 직경이 250nm로 가늘고 균일한 섬유상의 확보가 가능함을 보여주고 있다. 이와 유사하게, 도 5는 실시예 2의 전기 방사 용액을 실험예 2의 환경 조건에서 전기 방사를 진행하여 제조된 필터 멤브레인의 주사전자현미경 사진으로, 섬유의 평균 직경이 300nm로 가늘고 균일한 섬유상의 확보가 가능함을 보여주고 있다. 반면, 도 6은 실시예 5의 전기 방사 용액을 실험예 2의 환경 조건에서 전기 방사를 진행하여 제조된 필터 멤브레인의 주사전자현미경 사진으로, 섬유의 평균 직경이 1100nm로 매우 두꺼움을 알 수 있다. 또한, 도 7은 실시예 6의 전기 방사 용액을 실험예 2의 환경 조건에서 전기 방사를 진행하여 제조된 필터 멤브레인의 주사전자현미경 사진으로, 섬유의 평균 직경은 120nm로 매우 얇지만, 비드가 다수 생성되었음을 알 수 있다.
도 8은 실시예 1의 전기 방사 용액을 이용하여 실험예 2의 환경 조건에서 전기 방사를 진행하여 제조된 필터 멤브레인의 주사전자현미경 사진이고, 도 9는 실시예 9의 전기 방사 용액을 이용하여 실험예 2의 환경 조건에서 전기 방사를 진행하여 제조된 필터 멤브레인의 주사전자현미경 사진이다. 실시예 1에서는 제1 용액인 1,1,2-트리클로로에탄을 7.2g 사용한 반면, 실시예 9에서는 제1 용액인 1,1,2-트리클로로에탄을 7.1g 사용하고 대신 셀룰로오스 아세테이트를 1g(1중량 %) 처방하였다. 이때, 도 9의 이미지와 도 10의 이미지는 실시예 1과 실시예 9는 다른 조건은 모두 동일함에도 실시예 9에서 비드 발생 억제제로서 셀룰로오스 아세테이트를 1g(1중량 %) 첨가하는 것만으로도 나노섬유 필터 멤브레인 내의 비드의 발생을 억제할 수 있음을 나타내고 있다. 이처럼, 비드 발생 억제제로서 고분자 첨가제를 처방할 경우, 도 9의 이미지와 도 10의 이미지에서와 같이 나노섬유 필터 멤브레인상에 분포하는 비드의 발생을 최소화할 수 있다. 다만, 이후 설명되는 표 2에서와 같이 섬유의 평균 직경이 고분자 첨가제를 미첨가하는 경우에 비해 증가하는 경향이 있다. 따라서, 비드의 발생과 요구되는 섬유의 평균 직경을 고려하여 고분자 첨가제의 첨가 여부를 결정할 수 있다.
실험예 1 내지 실험예 3의 실험들의 결과는 아래 표 2와 같이 정리될 수 있다.
실험예 1 실험예 2 실험예 3
저장안정성 전기 방사 지속 시간 평균 섬유 직경 비드의 평균 직경
/ 발생 빈도
실시예 1 A > 8시간 250nm 1um / 약
실시예 2 A > 8시간 300nm 1um / 약
실시예 3 A > 8시간 320nm 1um / 약
실시예 4 A > 8시간 200nm 1um / 중
실시예 5 A > 8시간 150nm 1um / 강
실시예 6 A > 8시간 500nm 1um / 약
실시예 7 A > 8시간 400nm 1um / 약
실시예 8 A > 8시간 270nm 1um / 약
실시예 9 A > 8시간 350nm 비드 없음
실시예 10 A > 8시간 370nm 비드 없음
실시예 11 A > 8시간 350nm 비드 없음
실시예 12 A > 8시간 370nm 비드 없음
비교예 1 A < 1시간 530nm 5um / 중
비교예 2 C 방사 불가
비교예 3 A > 8시간 섬유 없음 1um / 약
비교예 4 C 방사 불가
비교예 5 A < 1시간 1100nm 5um / 약
비교예 6 A > 8시간 120nm 10um / 강
비교예 7 A > 8시간 섬유 없음 20um / 강
실험예 4: 생분해성 마스크의 제조 실시예 1의 방사 용액을 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 부직포 상에 20분, 30분, 40분 동안 상기 실험예 2와 동일한 환경 및 공정 조건으로 전기 방사한 후 나노섬유 필터 멤브레인이 구비된 면 상에 추가의 PET 부직포를 부착하여 마스크 필터를 제조하였다.
실험예 5: 필터효율 및 흡기저항 측정
실험예 4를 통해 제작된 생분해성 마스크를 TSI 8130 측정기를 이용하여 필터효율 및 흡기저항을 측정하였다. 상세 측정 기준은 다음과 같다.
- 유속: 분당 32 리터(32 liter per min)
- 입자 종류: NaCl
- 입자 크기 0.3um
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 생분해성 마스크의 필터효율 및 흡기저항의 측정 결과의 예를 도시한 그래프이고, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 생분해성 마스크의 품질 요소(Quality Factor)의 계산 결과의 예를 도시한 그래프이다. 이러한 도 10의 그래프와 도 11의 그래프와 같이 나타난 실험예 5의 실험 결과는 아래 표 3와 같이 정리될 수 있다.
방사 시간 필터효율(%) 흡기저항(Pa) Quality Factor
20분 70.43 15.2 0.080
30분 82.35 22.3 0.078
40분 88.54 32.2 0.067
여기서 품질 요소(Quality Factor)는 아래 수학식 1을 통해 얻어질 수 있다.
Figure 112021109108905-pat00001
여기서, E는 필터효율을, ΔP는 흡기저항을 각각 의미할 수 있다.
실험예 6: 물 접촉각 측정
실시예 1의 전기 방사 용액을 PET 부직포 상에 20분, 40분 동안 상기 실험예 2와 동일한 환경 및 공정 조건으로 전기 방사한 후 나노섬유 필터 멤브레인이 구비된 면 상에 SEO Phoenix 접촉각 측정기를 이용하여 물 접촉각을 측정하였다. 물 접촉각이 높을수록 필터 멤브레인 표면의 소수 특성이 강하여 친수성인 비말 차단 효과가 향상될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 있어서, 실험예 6의 실험에 따른 물 접촉각을 나타낸 이미지이다. 도 12의 이미지는 20분 동안 전기 방사를 진행하여 생성된 필터 멤브레인의 물 접촉각 이미지를 나타내고 있다.
이러한 도 12의 이미지와 같이 나타난 실험예 6의 실험 결과는 아래 표 4와 같이 정리될 수 있다.
측정 대상 물 접촉각(°)
20분 방사 134.6
40분 방사 132.5
실험예 7: 에탄올 세척 평가실시예 1의 방사용액을 PET 부직포 상에 40분 동안 상기 실험예 2와 동일한 환경 및 공정 조건으로 전기 방사한 후 나노섬유 필터 멤브레인이 구비된 면 상에 추가의 PET 부직포를 부착하여 생분해성 마스크를 제조하였다. 이후, 제조된 생분해성 마스크를 에탄올이 담겨있는 용기에 1분간 담지 후 꺼내어 상온에서 4시간 건조하고, 이후 PET 부직포를 분해하여 노출된 나노섬유 필터 멤브레인을 주사전자현미경을 통해 형상을 관찰하였다.
도 13은 실시예 1에 따라 제조된 생분해성 마스크에 대한 에탄올 세척 전의 나노섬유 필터 멤브레인의 주사전자현미경 사진과 에탄올 세척 이후의 나노섬유 필터 멤브레인의 주사전자현미경 사진을 도시한 도면이다. 도 13에서 에탄올 담지 전의 나노섬유 필터 멤브레인의 주사전자현미경 사진과 에탄올에 1분간 담지한 후의 나노섬유 필터 멤브레인의 주사전자현미경 사진에서 유의미한 형태학적 변화는 관찰되지 않았다.
한편, 아래 표 5는 방사 용매의 물리화학적 특징들의 예를 나타내고 있다.
용매종류 끓는점(℃ ) 증기압(kPa) 유전상수 PBAT에 대한
용해력
디클로로메탄 39.6 57.3
(@ 25℃ )		 8.93 Soluble
클로로포름 61.2 25.9
(@ 25℃ )		 4.81 Soluble
1,2-디클로로에탄 84.0 10.5(@ 25℃ ) 10.36 Soluble
1,2-디클로로프로판 95.5 7.2(@ 25℃ ) 8.92 Soluble
1,1,2-트리클로로에탄 110-115 3.0(@ 25℃ ) 7.28 Soluble
1,1,1,2-테트라클로로에탄 138.0 1.9(@ 25℃ ) 8.42 Soluble
N,N-디메틸포름아미드 153 0.52(@ 25℃ ) 36.7 Insoluble
디메틸아세트아미드 165 0.17(@ 25℃ ) 37.8 Insoluble
디메틸설폭시드 189 0.06(@ 25℃ ) 46.7 Insoluble
이때, 디클로로메탄과 클로로포름은 높은 증기압에 의해 전기 방사 공정성이 저하(일례로, 노즐 막힘)되는 문제점이 발생하였다. 반면, 1,2-디클로로에탄, 1,2-디클로로프로판 및 1,1,2-트리클로로에탄은 제1 용매군으로 적합한 것으로 관찰되었으며, N,N-디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 및 디메틸설폭시드는 제2 용매군으로 적합한 것으로 관찰되었다.이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 생분해성 고분자에 대한 우수한 용해 특성 및 클로로포름 및 디클로로메탄과 비교하여 낮은 증기압을 갖는 제1 용매를 적용하여 방사 용액의 휘발속도를 최적화할 수 있는 전기 방사 용액을 제공할 수 있다. 또한, 높은 유전상수와 낮은 휘발성을 갖는 제2 용매의 적용과 생분해성 고분자, 제1 용매 및 제2 용매 간의 조성비 최적화를 통해 방사 용액의 저장 안정성 및 방사 특성을 향상시킬 수 있는 전기 방사 용액을 제공할 수 있다. 또한, 상술한 전기 방사 용액을 이용한 전기 방사를 통해 우수한 필터효율과 낮은 흡기저항을 갖는 생분해성 필터 멤브레인 및 생분해성 필터 멤브레인의 제조방법을 제공할 수 있다. 또한, 상기 생분해성 필터 멤브레인을 포함하는 생분해성 마스크를 제공할 수 있다. 또한, 상술한 전기 방사 용액의 경우 노즐 막힘 현상이 방지되어 전기 방사 지속 시간을 증가시키고 저장 안정성을 개선할 수 있다. 또한, 상술한 전기 방사 용액의 경우 평균 직경이 500nm 이하인 나노섬유 멤브레인을 용이하게 제조할 수 있으며 나노섬유 멤브레인 내에 비드의 발생을 방지 및 조절할 수 있다. 또한, 상술한 전기 방사 용액을 이용하여 제작된 생분해성 필터의 경우, 필터효율이 우수하고 흡기저항이 낮으며 비말 차단 효과가 뛰어나다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (18)

  1. 생분해성 고분자;
    25℃에서 증기압이 2 내지 20kPa인 제1 용매; 및
    25℃에서 증기압이 0.05 내지 1kPa이고 유전상수가 30 이상인 제2 용매
    를 포함하고,
    상기 생분해성 고분자의 함량은 5 내지 15 중량%에 포함되고,
    상기 제1 용매의 함량은 55 내지 85 중량%에 포함되고,
    상기 제2 용매의 함량은 10 내지 40 중량%에 포함되고,
    상기 생분해성 고분자의 함량, 상기 제1 용매의 함량 및 상기 제2 용매의 함량의 합은 100 중량%인 것
    을 특징으로 하는 전기 방사 용액.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 생분해성 고분자는 폴리라틱산(poly latic acid, PLA), 폴리히드록시알카노에이트(polyhydroxyalkanoate, PHA) 및 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(polybutylene　adipate　terephthalate, PBAT)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것
    을 특징으로 하는 전기 방사 용액.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 용매는 염소화 탄화수소계 용매를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 전기 방사 용액.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 용매는 1,1,2-트리클로로에탄(1,1,2-trichloroethane), 1,2-디클로로에탄(1,2-dichloroethane) 및 1,2-디클로로프로판(1,2-dichloropropane)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것
    을 특징으로 하는 전기 방사 용액.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 용매는 N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylformamide, DMF), 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide, DMAc) 및 디메틸설폭시드(dimethyl sulfoxide, DMSO)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것
    을 특징으로 하는 전기 방사 용액.
  7. 제1항에 있어서,
    비드 발생 억제제로서 상기 생분해성 고분자와는 다른 이종의 생분해성 고분자 및 난분해성 고분자 중 하나 이상을 더 포함하는 전기 방사 용액.
  8. 생분해성 고분자, 25℃에서 증기압이 2 내지 20kPa인 제1 용매 및 25℃에서 증기압이 0.05 내지 1kPa이고 유전상수가 30 이상인 제2 용매를 포함하는 전기 방사 용액을 전기 방사하여 생성되고,
    물 접촉각이 120° 이상인 것
    을 특징으로 하는 생분해성 필터 멤브레인.
  9. 제8항에 있어서,
    섬유의 직경이 500nm 이하인 것
    을 특징으로 하는 생분해성 필터 멤브레인.
  10. 삭제
  11. 생분해성 고분자, 25℃에서 증기압이 2 내지 20kPa인 제1 용매 및 25℃에서 증기압이 0.05 내지 1kPa이고 유전상수가 30 이상인 제2 용매를 포함하는 전기 방사 용액을 전기 방사하여 생성되고,
    상기 생분해성 고분자의 함량은 5 내지 15 중량%에 포함되고,
    상기 제1 용매의 함량은 55 내지 85 중량%에 포함되고,
    상기 제2 용매의 함량은 10 내지 40 중량%에 포함되고,
    상기 생분해성 고분자의 함량, 상기 제1 용매의 함량 및 상기 제2 용매의 함량의 합은 100 중량%인 것
    을 특징으로 하는 생분해성 필터 멤브레인.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제1 용매는 염소화 탄화수소계 용매를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 생분해성 필터 멤브레인.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제2 용매는 N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylformamide, DMF), 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide, DMAc) 및 디메틸설폭시드(dimethyl sulfoxide, DMSO)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것
    을 특징으로 하는 생분해성 필터 멤브레인.
  14. 내피; 생분해성 필터 멤브레인; 및 외피의 3중 구조를 갖고,
    상기 생분해성 필터 멤브레인은 생분해성 고분자, 25℃에서 증기압이 2 내지 20kPa인 제1 용매 및 25℃에서 증기압이 0.05 내지 1kPa이고 유전상수가 30 이상인 제2 용매를 포함하는 전기 방사 용액을 전기 방사하여 생성되고,
    상기 생분해성 고분자의 함량은 5 내지 15 중량%에 포함되고,
    상기 제1 용매의 함량은 55 내지 85 중량%에 포함되고,
    상기 제2 용매의 함량은 10 내지 40 중량%에 포함되고,
    상기 생분해성 고분자의 함량, 상기 제1 용매의 함량 및 상기 제2 용매의 함량의 합은 100 중량%인 것
    을 특징으로 하는 생분해성 마스크.
  15. 제14항에 있어서,
    필터효율이 80% 이상이고 흡기저항이 50Pa 이하인 것
    을 특징으로 하는 생분해성 마스크.
  16. 제14항에 있어서,
    에탄올 세척을 통한 재사용성을 갖는 것
    을 특징으로 하는 생분해성 마스크.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 내피 및 상기 외피는 부직포를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 생분해성 마스크.
  18. 생분해성 고분자, 25℃에서 증기압이 2 내지 20kPa인 제1 용매 및 25℃에서 증기압이 0.05 내지 1kPa이고 유전상수가 30 이상인 제2 용매를 포함하는 전기 방사 용액을 제조하는 단계; 및
    상기 전기 방사 용액을 전기 방사하여 생분해성 필터 멤브레인을 제조하는 단계
    를 포함하고,
    상기 생분해성 고분자의 함량은 5 내지 15 중량%에 포함되고,
    상기 제1 용매의 함량은 55 내지 85 중량%에 포함되고,
    상기 제2 용매의 함량은 10 내지 40 중량%에 포함되고,
    상기 생분해성 고분자의 함량, 상기 제1 용매의 함량 및 상기 제2 용매의 함량의 합은 100 중량%인 것
    을 특징으로 하는 생분해성 필터 멤브레인의 제조방법.
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