KR20060097806A - Porous nano-fiber and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다공성 나노섬유 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 다공성 나노섬유는 직경이 60~4,000nm이며 섬유내에 미세 공극(pore)들이 형성되어 있는 다공성 나노섬유에 있어서, 상기 미세 공극의 깊이가 10~50nm이며, 미세 공극의 길이에 대한 미세 공극의 폭 비율(폭/길이)이 0.15~0.85인 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a porous nanofiber and a method for manufacturing the same, the porous nanofiber of the present invention is 60 ~ 4,000nm in diameter and in the porous nanofibers in which fine pores are formed in the fiber, the depth of the fine pores Is 10 to 50 nm, and the width ratio (width / length) of the fine pores to the length of the fine pores is 0.15 to 0.85.
본발명에 따른 상기 다공성 나노섬유의 제조방법은 고분자 수지가 휘발성 용매에 용해되어 있는 방사용액(1)을 고전압하에서 노즐(2)을 통해 컬렉터(8)상에 전기방사하여 굵기가 60~4,000nm인 나노섬유를 제조함에 있어서, 방사용액을 구성하는 휘발성 용매의 비등점 이상이며 고분자 수지의 2차유리전이온도(Tg) 이하인 온도 범위까지 상기 컬렉터(8)를 가열해 주는 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing the porous nanofiber according to the present invention, the spinning solution 1 in which the polymer resin is dissolved in a volatile solvent is electrospun on the collector 8 through the nozzle 2 under high voltage, and has a thickness of 60 to 4,000 nm. In preparing the phosphor nanofibers, the collector 8 is heated to a temperature range that is equal to or higher than the boiling point of the volatile solvent constituting the spinning solution and is equal to or lower than the secondary glass transition temperature (Tg) of the polymer resin.
본 발명의 다공성 나노섬유에는 나노섬유를 관통하지 않는 슬릿(slit)형태의 미세 공극(pore)들이 다수 형성되어 있어서 각종 분리용 필터, 유전자 전달체, 효소담체, 촉매, 인공피혁 등의 소재로 유용하다.Porous nanofibers of the present invention are formed in a number of slit-shaped pores (slit) that do not penetrate the nanofibers are useful as a material for various separation filters, gene carriers, enzyme carriers, catalysts, artificial leather, etc. .
다공성, 간접가열, 나노섬유, 전기방사, 컬렉터, 부직포, 용매, 휘발성, 가열 Porous, Indirect Heating, Nanofiber, Electrospinning, Collector, Nonwoven, Solvent, Volatility, Heating
Description
도 1은 본 발명에서 사용하는 컬렉터(8)중 간접 가열방식의 가열장치(6) 및 지지체(7) 부분의 확대 개략도1 is an enlarged schematic view of a portion of the
도 2는 하향식 전기방사 형태인 본 발명의 공정개략도.2 is a process schematic of the present invention in a top-down electrospinning form;
도 3은 상향식 전기방사 형태인 본 발명의 공정개략도.Figure 3 is a process schematic of the present invention in the form of a bottom-up electrospinning.
도 4는 수평식 전기방사 형태인 본 발명의 공정개략도.Figure 4 is a process schematic diagram of the present invention in the form of a horizontal electrospinning.
도 5는 실시예 1로 제조한 폴리(L-락티드) 나노섬유의 확대사진.5 is an enlarged photo of poly (L-lactide) nanofibers prepared in Example 1. FIG.
도 6은 실시예 2로 제조한 폴리스타이렌(PS) 나노섬유의 확대사진.Figure 6 is an enlarged photo of the polystyrene (PS) nanofibers prepared in Example 2.
도 7은 비교실시예 1로 제조한 폴리(L-락티드) 나노섬유의 확대사진.Figure 7 is an enlarged photo of the poly (L-lactide) nanofibers prepared in Comparative Example 1.
도 8은 비교실시예 2로 제조한 폴리스타이렌 (PS) 나노섬유의 확대사진.8 is an enlarged photo of polystyrene (PS) nanofibers prepared in Comparative Example 2. FIG.
* 도면 중 주요 부분에 대한 부호 설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 고분자 수지 용액인 방사용액 2 : 노즐1: spinning solution that is a polymer resin solution 2: nozzle
3 : 전기방사된 나노섬유 4 : 고전압 발생장치3: electrospun nanofibers 4: high voltage generator
5 : 전도성 판 6 : 가열장치5
7 : 지지체 8 : 컬렉터(나노섬유 집적판)7: support 8: collector (nano fiber integrated plate)
6a : 순환식 열원장치 6b : 열매 순환용 관6a: circulation type heat source device 6b: fruit circulation tube
6c : 열매 공급부 6d : 열매 배출부6c: fruit supply part 6d: fruit discharge part
본 발명은 다공성 나노섬유 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 나노섬유를 관통하지 않는 슬릿(slit) 형태의 미세 공극들이 다수 형성되어 있어서 각종 분리용 필터나 유전자/약물 전달체등으로 유용한 다공성 나노섬유 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a porous nanofibers and a method of manufacturing the same, and more particularly, a plurality of fine pores in the form of slits that do not penetrate the nanofibers are formed, which is useful as various separation filters or gene / drug carriers. It relates to a nanofiber and a method for producing the same.
본 발명에 있어서 나노섬유란 굵기가 60~4,000nm 수준인 섬유를 의미한다.In the present invention, the nanofiber means a fiber having a thickness of 60 to 4,000 nm.
나노섬유로 구성된 부직포, 멤브레인, 브레이드 등의 제품은 생활용품, 농업용, 의류용, 산업용 등으로 널리 사용되고 있다. 구체적으로 인조피혁, 인조스웨이드, 생리대, 의복, 기저귀, 포장재, 잡화용 소재, 각종 필터 소재, 유전자 전달체의 의료용 소재, 방탄조끼 등의 국방용 소재 등 다양한 분야에서 사용되고 있다.Non-woven fabrics, membranes, braids, etc. composed of nanofibers are widely used in household goods, agriculture, clothing, industrial, and the like. Specifically, it is used in various fields such as artificial leather, artificial suede, sanitary napkins, garments, diapers, packaging materials, miscellaneous materials, various filter materials, medical materials for gene carriers, defense materials such as bulletproof vests.
미국 4,044,404호 등에 기재되어 있는 통상적인 전기방사 장치는 방사액을 보관하는 방사액 주탱크, 방사액의 정량 공급을 위한 계량펌프, 방사액을 토출하는 다수개의 노즐이 배열된 노즐블록, 상기 노즐 하단에 위치하여 방사되는 섬유들을 집적하는 컬렉터 및 전압을 발생시키는 전압발생장치들로 구성되어 있다.Conventional electrospinning apparatus described in US 4,044,404 and the like is a spinning liquid main tank for storing the spinning liquid, a metering pump for quantitative supply of the spinning liquid, a nozzle block arranged with a plurality of nozzles for discharging the spinning liquid, the nozzle bottom It consists of a voltage generator for generating a voltage and a collector to accumulate the fibers to be emitted.
상기 전기방사 장치를 이용한 전기방사 방법을 구체적으로 살펴보면, 방사액 주탱크 내 방사액을 계량펌프를 통해 높은 전압이 부여되는 다수의 노즐 내로 연속적으로 정량 공급한다.Looking specifically at the electrospinning method using the electrospinning apparatus, the spinning liquid in the spinning liquid main tank is continuously metered into a plurality of nozzles to which a high voltage is applied through a metering pump.
계속해서, 노즐들로 공급된 방사액은 노즐을 통해 높은 전압이 걸려있는 컬렉터상으로 방사하여 방사된 나노섬유들을 컬렉터상에 포집한다.Subsequently, the spinning liquid supplied to the nozzles spins through the nozzle onto a collector under high voltage to collect the nanofibers on the collector.
상기와 같은 종래의 통상적인 전기방사 방법으로 나노섬유를 제조하는 경우에는 컬레턱상에 포집된 나노섬유가 컬렉터상에 잔존하는 용매에 의해 용해되어 섬유형성 능력이 크게 저하되는 문제점이 있었다.When manufacturing nanofibers by the conventional conventional electrospinning method as described above, there is a problem in that the nanofibers collected on the collet are dissolved by the solvent remaining on the collector, and thus the fiber forming ability is greatly reduced.
특히, 휘발성이 낮은 용매(비등점이 높은 용매)를 사용하는 경우에는 상기의 문제점이 더욱 심하게 발생하였다.In particular, in the case of using a solvent having a low volatility (a solvent having a high boiling point), the above problem occurs more seriously.
또한, 휘발성이 높은 용매(비등점이 낮은 용매)를 사용하는 경우라도 나노 섬유의 대량생산을 위해 장시간 동안 전기방사하게 되면 컬렉터상에 용매가 잔존하게 되고, 이로 인해 컬렉터상에 포집된 나노섬유가 용해되는 상기의 문제점이 발생되었다.In addition, even in the case of using a highly volatile solvent (low boiling point solvent), if the electrospinning for a long time for mass production of nanofibers, the solvent remains on the collector, thereby dissolving the nanofibers collected on the collector The above problem has arisen.
한편, 전기방사 방식으로 다공성 나노섬유를 제조하는 종래기술로서 미국등록특허 제 6,790,528호 에서는 방사용액 제조시 고분자 수지를 휘발성 용매에 용해 한 후, 이를 컬렉터상에 통상의 전기방사 방법으로 전기방사한 다음, 방사된 나노섬유내에 잔존하는 휘발성용매를 휘발시켜 다공성 나노섬유를 제조하는 방법을 기재하고 있다.On the other hand, as a prior art for producing porous nanofibers by the electrospinning method, US Patent No. 6,790,528 discloses dissolving a polymer resin in a volatile solvent when preparing a spinning solution, and then electrospinning it onto a collector using a conventional electrospinning method. And a method for producing porous nanofibers by volatilizing a volatile solvent remaining in the spun nanofibers.
그러나, 상기 방법은 휘발성 용매 사용으로 이해 컬렉터 상에 집적된 나노섬유가 아직 휘발하지 않은 휘발성 용매에 의해 용해되어 섬유형성성이 저하되는 문 제가 있었다. 다시 말해 상기의 방법은 휘발성 용매가 컬렉터 상에서 신속하게 증발되게 하는 수단이 없어서 섬유형성성이 저하되는 문제가 있었다.However, the method has a problem in that the use of volatile solvents causes the nanofibers accumulated on the collector to be dissolved by a volatile solvent that has not yet volatilized, thereby degrading the fiber formability. In other words, the above method has a problem that the fiber formability is lowered because there is no means for allowing the volatile solvent to evaporate rapidly on the collector.
또한 상기의 종래방법은 나노섬유상에 형성되는 공극(Pores)들이 섬유 중심부까지 연결되는 채널(Chenel) 형태이거나 섬유를 관통하는 형태이기 때문에 공극의 깊이가 너무 깊어 보온성 및 경량감은 우수하나 나노섬유의 기계적 물성이 저하되는 문제가 있었다.In addition, the conventional method is because the pores formed on the nanofibers are in the form of a channel (Chenel) connected to the fiber center or penetrates the fiber, so the depth of the pores is too deep to provide excellent thermal insulation and lightness, but the mechanical properties of the nanofibers There was a problem of deterioration in physical properties.
또한, 상기의 다공성 나노섬유는 미세 공극들이 섬유 중심부까지 연결되거나 관통하는 형태이기 때문에 전달하고자 하는 약물/유전자들을 효과적으로 나노섬유내에 포집하지 못하기 때문에 이들의 전달성능이 저하되는 문제도 있었다.In addition, since the porous nanofibers do not effectively collect drug / genes to be delivered into the nanofibers because the micropores are connected or penetrated to the center of the fiber, their transfer performance is also reduced.
본 발명은 휘발성 용매를 사용하여 전기방사 방식으로 다공성 나노섬유를 제조할 때 전기방사되는 나노섬유가 집적되는 컬렉터(8)를 적절한 온도로 가열 하므로서 나노섬유에 형성되는 미세 공극(Pore)들의 형태와 폭을 조절 할 수 있고, 섬유형성성을 크게 향상시킬 수 있는 다공서 나노섬유의 제조 방법을 제공하고자 한다. When the porous nanofibers are prepared by electrospinning using a volatile solvent, the present invention provides a form of fine pores formed in the nanofibers by heating the
또한, 본 발명은 나노섬유상에 형성된 미세 공극(Pores)들이 적당한 깊이를 갖는 슬릿(slit) 형태이기 때문에 보온성, 경량성, 약물/유전자 전달성능, 필터링성능 등이 우수함과 동시에 기계적 물성도 양호한 다공성 나노섬유를 제공하고자 한다.In addition, in the present invention, since the fine pores formed on the nanofibers have a slit shape having a suitable depth, the nanoporous nanoparticles have excellent thermal properties, light weight, drug / gene transfer performance, filtering performance, and the like, and also have good mechanical properties. To provide a fiber.
이와 같은 과제를 달성하기 위한 본발명의 다공성 나노섬유는, 직경이 60~4,000nm이며 섬유내에 미세 공극(Pore)들이 형성되어 있는 다공성 나노섬유에 있어서, 상기 미세공극의 깊이가 10~50nm이며, 미세공극의 길이에 대한 미세공극의 폭 비율(폭/길이)이 0.15~0.85인 것을 특징으로 한다.Porous nanofibers of the present invention for achieving the above object, in the porous nanofibers having a diameter of 60 ~ 4,000nm and the pores are formed in the fiber, the depth of the micropores is 10 ~ 50nm, The width ratio (width / length) of the micropores to the length of the micropores is characterized in that 0.15 ~ 0.85.
또한, 본 발명에 따른 상기 다공성 나노섬유의 제조방법은, 고분자 수지가 휘발성 용매에 용해되어 있는 방사용액(1)을 고전압 하에서 노즐(2)을 통해 컬렉터(8)상에 전기방사하여 굵기가 10~4,000nm인 나노섬유를 제조함에 있어서, 방사용액을 구성하는 휘발성 용매의 비등점 이상이며 고분자 수지의 2차유리전이온도(Tg) 이하인 온도 범위까지 상기 컬렉터(8)를 가열해 주는 것을 특징으로 한다.In addition, in the method of manufacturing the porous nanofiber according to the present invention, the spinning solution 1 in which the polymer resin is dissolved in a volatile solvent is electrospun on the
이하, 첨부한 도면 등을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명에서 고분자 수지가 휘발성 용매에 용해되어 있는 방사용액(1)을 고전압하에서 노즐(2)을 통해 컬렉터(8)상에 전기방사할 때 컬렉터(8)을 상기 휘발성 용매의 비등점~ 고분자 수지의 2차유리전이온도(Tg)이하인 온도범위를 가열하여 컬렉터상에 잔존하는 휘발성 용매를 신속하게 증발시킴으로서 나노섬유상에 형성되는 미세 공극들이 형태(폭/길이 비율)와 깊이를 적정하게 조정함과 동시에 전기방사된 나노섬유가 컬렉터 상에서 휘발성 용매에 의해 다시 용해되는 것을 방지한다.First, when the spinning solution 1 in which the polymer resin is dissolved in the volatile solvent in the present invention is electrospun on the
컬렉터(8)을 방사용액내 휘발성 용매의 비등점 미만으로 가열하는 경우에는 컬렉터상에 남아 있는 휘발성 용매가 신속하게 증발되지 않아 나노섬유상에 미세공 극들이 충분한 수준까지 형성되지 않으며, 방사된 나노섬유가 컬렉터상에 남아 있는 휘발성 용매에 다시 용해되어 섬유형성능이 저하되는 문제가 발생된다.When the
한편, 컬렉터(8)를 방사용액내 고분자 수지의 2차유리전이온도(Tg)보다 높은 온도로 가열하는 경우에는 고분자 수지의 고화가 불충분해지고 폴리머의 유동성이 증가하여 미세 공극의 형성이 오히려 감소하는 문제가 발생된다.On the other hand, when the
구체적인 예를 들어 컬렉터(8)의 가열온도를 살펴보면, 폴리(L-락티드) 수지(Tg:63℃)를 디클로로메탄(비등점:40℃) 용매에 용해한 방사용액을 전기방사 할 경우에는 컬렉터(8)의 가열온도를 40℃~63℃로 한다.For example, when looking at the heating temperature of the
또 다른 일례로서, 폴리스타이렌 수지(Tg:100℃)를 테트라하이드로퓨란(비등점:66℃) 용매에 용해한 방사용액을 전기방사하는 경우에는 컬렉터(8)의 가열온도를 66~100℃, 보다 바람직하기로는 66℃ 수준으로 하는 것이 좋다.As another example, when electrospinning a spinning solution in which polystyrene resin (Tg: 100 ° C) is dissolved in a tetrahydrofuran (boiling point: 66 ° C) solvent, the heating temperature of the
도 1은 본 발명에서 사용하는 컬렉터 일례 중 가열장치(6) 및 지지체(7) 부분의 확대 개략도이다.1 is an enlarged schematic view of a part of a
본 발명은 나노섬유를 전기방사할 때 컬렉터상에 잔존하는 용매의 휘발을 촉진하기 위하여 가열장치(6)를 구비한 컬렉터(8)를 사용하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable to use the
상기의 가열장치(6)를 구비하는 컬렉터(8)의 구체적인 일례로는 (ⅰ)하단면인 지지체(7), (ⅱ)상단면인 전도성 판(5) 및 (ⅲ)상기 지지체와 전도성 판 사이에 위치하는 가열장치(6)로 구성되는 3층 구조의 적층체를 사용할 수 있다.As a specific example of the
상기 가열장치(6)로는 도 1에 도시된 바와 같이 비전도성 고분자로 피복된 열선(6b)들이 일정간격으로 배열되어 있으며 온도조절기(6c)가 부착된 가열판(6a) 이 사용될 수 있다.As the
이때 열선을 피복하는 비전도성 고분자로는 전류 흐름 차단성이 우수한 실리콘 등을 사용하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable to use silicon or the like which is excellent in current flow blocking property as the non-conductive polymer covering the hot wire.
실리콘은 전류 흐름 차단성뿐만 아니라 유연성도 우수하여 취급이 용이한 장 점이 있다.Silicon is easy to handle due to its flexibility as well as its ability to block current flow.
가열장치(6)의 상부에 적층되는 전도성 판(5)은 알루미늄, 동, 스테인레스 스틸 등과 같이 전도성이 우수한 재질로 구성할 수 있다.The
한편, 가열장치(6)의 하부에 위치하는 지지체(7)는 플라스틱 등과 같은 비전도성 재질인 것이 열손실을 최소화하고 단열효과를 높이는데 바람직하다.On the other hand, the
도 2는 가열장치(6)를 구비한 컬렉터(8)를 사용하여 하향식 전기방사 형태로 나노섬유를 제조하는 본 발명의 공정개략도이고, 도 3은 가열장치(6)를 구비한 컬렉터(8)를 사용하여 상향식 전기방사 형태로 나노섬유를 제조하는 본 발명의 공정개략도이고, 도 4는 가열장치(6)를 구비한 컬렉터(8)를 사용하여 수평식 전기방사 형태로 나노섬유를 제조하는 본 발명의 공정개략도이다.FIG. 2 is a process schematic diagram of the invention for producing nanofibers in a top-down electrospinning form using a
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명은 하향식 전기방사, 상향식 전기방사 및 수평식 전기방사 모두 적용 가능하다.As shown in Figures 2 to 4 the present invention is applicable to both top-down electrospinning, bottom-up electrospinning and horizontal electrospinning.
도 1에 도시된 컬렉터는 전기방사 중에 가열장치(6)내 열선(6b)으로 열을 공급하여 가열판(6a)을 가열시키고, 가열판(6a)에서 발생되는 열을 컬렉터(8)의 표면을 이루는 전도성 판(5)으로 전도시켜 컬렉터(8)상에 잔존하는 용매를 빨리 휘발시키는 작용을 한다.The collector shown in FIG. 1 supplies heat to the heating wire 6b in the
또한, 가열판(6a)에 연결되어 있는 온도조절기(6c)로 컬렉터(8)의 표면온도를 조절할 수 있다.In addition, the surface temperature of the
이상에서 살펴본 바와 같이 본발명에서는 휘발성 용매를 포함한 방사용액을 전기방사 할 때, 컬렉터(8)를 휘발성용매의 비등점 이상 ~ 고분자수지의 2차유리전이온도(Tg)이하로 가열하기 때문에 컬렉터(8)상에 잔존하는 휘발성 용매를 적정한 속도로 증발 시킬 수 있다.As described above, in the present invention, when electrospinning the spinning solution containing the volatile solvent, the
그로인해, 전기방사시에 섬유형성성이 향상됨과 동시에 나노섬유상에 형성되는 미세공극의 형태(폭/길이 비율)와 깊이를 적당하게 조정할 수 있다.As a result, the formability (width / length ratio) and depth of the micropores formed on the nanofibers can be appropriately adjusted while improving the fiber formability during electrospinning.
본 발명의 다공성 나노섬유는 직경이 60~4,000nm이며 섬유내에 미세 공극(pore)들이 형성되어 있는 다공성 나노섬유에 있어서, 상기 미세공극의 깊이가 10~50nm이며, 미세공극의 길이에 대한 미세공극의 폭 비율(폭/길이)이 0.15~0.85인 것을 특징으로 한다.The porous nanofiber of the present invention has a diameter of 60 to 4,000 nm, and in the porous nanofibers in which fine pores are formed in the fiber, the depth of the micropores is 10 to 50 nm and the micropores of the length of the micropores. The width ratio of (width / length) is characterized in that 0.15 ~ 0.85.
본 발명은 미세공극의 깊이, 다시 말해 미세공극이 섬유축과 수직방향으로 파여진 깊이가 20~50nm이다.In the present invention, the depth of the micropores, that is, the depth in which the micropores are dug in the direction perpendicular to the fiber axis is 20 to 50 nm.
또한, 본 발명의 다공성 나노섬유에는 미세공극 길이에 대한 미세공극의 폭 비율(폭/길이 비율)이 0.15~0.85이다.In the porous nanofibers of the present invention, the width ratio (width / length ratio) of the micropores to the micropore length is 0.15 to 0.85.
여기서, 미세공극의 길이는 나노섬유의 축방향과 평행한 방향으로의 미세공극 크기를 의미하고, 미세공극의 폭은 나노섬유의 축방향과 직각인 방향으로의 미세공극 크기를 의미한다.Here, the length of the micropores means the size of the micropores in a direction parallel to the axial direction of the nanofibers, the width of the micropores means the size of the micropores in the direction perpendicular to the axial direction of the nanofibers.
상기 비율이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 경량감, 보온성, 약물/유전자 전달 성능 등이 저하된다.If the ratio is out of the above range, lightness, warmth, drug / gene delivery performance, and the like are deteriorated.
이하, 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 살펴본다 그러나 본 발명은 하기 실시예에만 한정되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited only to the following Examples.
실시예 1Example 1
중량평균 분자량이 650,000인 폴리(L-락티드) 수지(Boehringer Ingelheim 회사 제품)을 디클로로메탄에 3.5중량% 용해하여 방사용액을 제조 한 다음, 제조된 방사용액을 도 3과 같은 상향식 전기방사 방식으로 전기방사하여 다공성 나노섬유를 제조하였다.A spinning solution was prepared by dissolving a poly (L-lactide) resin (product of Boehringer Ingelheim) having a weight average molecular weight of 650,000 in dichloromethane to 3.5 wt%, and then preparing the spinning solution in the bottom-up electrospinning manner as shown in FIG. Electrospinning produced a porous nanofiber.
상기 전기방사시에 전압은 15kV, 방사거리는 15㎝로 하였고, 전압발생장치는 심코사의 모델 CH 50을 사용하였고, 노즐판으로는 직경이 0.8㎜인 2,000홀(노즐)이 균일하게 배열된 노즐판을 사용하였다.In the electrospinning, the voltage was 15 kV, the radiation distance was 15 cm, and the voltage generator was used by Simco's
또한, 컬렉터(8)로는 (ⅰ)폴리프로필렌 판의 지지체(7), (ⅱ)실리콘으로 피복된 열선(6b)들이 일정 간격으로 배선되어 있으며 온도조절기(6c)가 부착된 가열판(6a)으로 이루어져 상기 지지체 위에 위치하는 가열장치(6) 및 (ⅲ)알루미늄 필름으로 이루어져 상기 가열장치 위에 위치하는 전도성 판(5)으로 구성되는 3층 구조의 적층체를 사용하여 컬렉터의 표면온도를 40℃로 하였다.As the
상기와 같이 제조한 다공성 나노섬유의 확대 사진은 도 5와 같다.An enlarged photograph of the porous nanofibers prepared as described above is shown in FIG. 5.
실시예 2Example 2
수평균 분자량이 140,000인 폴리스타이렌 수지(Aldrich CO. 제품)을 테트라하이드로 퓨란(THF)에 25중량% 용해하여 방사용액을 제조 한 다음, 제조된 방사용 액을 도 3과 같은 상향식 전기방사 방식으로 전기방사하여 나노섬유를 제조하였다.25 wt% of a polystyrene resin (product of Aldrich CO.) Having a number average molecular weight of 140,000 was dissolved in tetrahydrofuran (THF) to prepare a spinning solution, and the prepared spinning solution was then transferred in a bottom-up electrospinning manner as shown in FIG. Spinning produced nanofibers.
상기 전기방사시에 전압은 15kV, 방사거리는 15㎝로 하였고, 전압발생장치는 심코사의 모델 CH 50을 사용하였고, 노즐판으로는 직경이 0.8㎜인 2,000홀(노즐)이 균일하게 배열된 노즐판을 사용하였다.In the electrospinning, the voltage was 15 kV, the radiation distance was 15 cm, and the voltage generator was used by Simco's
또한, 컬렉터(8)로는 (ⅰ)폴리프로필렌 판의 지지체(7), (ⅱ)실리콘으로 피복된 열선(6b)들이 일정 간격으로 배선되어 있으며 온도조절기(6c)가 부착된 가열판(6a)으로 이루어져 상기 지지체 위에 위치하는 가열장치(6) 및 (ⅲ)알루미늄 필름으로 이루어져 상기 가열장치 위에 위치하는 전도성 판(5)으로 구성되는 3층 구조의 적층체를 사용하여 컬렉터의 표면온도를 66℃로 하였다.As the
상기와 같이 제조한 다공성 나노섬유의 확대 사진은 도 6와 같다.An enlarged photograph of the porous nanofibers prepared as described above is shown in FIG. 6.
비교실시예 1Comparative Example 1
가열장치(6)가 구비된 실시예 1의 컬렉터(8)를 사용하는 대신에 가열장치(6)가 부착되지 않은 통상의 컬렉터를 사용하여 컬렉터를 가열하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정 및 방법으로 다공성 나노섬유를 제조하였다.Instead of using the
제조한 다공성 나노섬유 의 확대사진은 도 7과 같다.An enlarged photograph of the prepared porous nanofibers is shown in FIG. 7.
비교실시예2Comparative Example 2
컬렉터(8)의 가열온도를 100??로 변경한 것을 제외하고는 실시예2와 동일한 공정 및 방법으로 다공성 나노섬유를 제조하였다.Porous nanofibers were manufactured by the same process and method as Example 2, except that the heating temperature of the
제조한 다공성 나노섬유의 확대사진은 도8과 같다.An enlarged photograph of the prepared porous nanofibers is shown in FIG. 8.
실시예1, 실시예2, 비교실시예1 및 비교실시예2에서 각각 제조한 다공성 나 노섬유상에 형성된 미세 공극의 깊이와 폭/길이 비율을 측정해본 결과는 표1과 같다.The results of measuring the depth and width / length ratio of the micropores formed on the porous nanofibers prepared in Examples 1, 2, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 are shown in Table 1, respectively.
상기 표에서 미세공극의 형성정도는 실시예1로 제조된 도5의 다공성 나노섬유와 비교실시예1로 제조된 도7의 다공성 나노섬유를 상대비교 하였고, 또한 실시예 2로 제조된 도6의 다공성 나노섬유와 비교실시예2로 제조된 도 8의 다공성 섬유를 상대비교 하였다.The degree of formation of micropores in the table was compared with the porous nanofibers of FIG. 7 prepared in Example 1 and the porous nanofibers of FIG. 7 prepared in Comparative Example 1, and also of FIG. The porous fibers of FIG. 8 prepared in Comparative Example 2 were compared with the porous nanofibers.
본 발명의 다공성 나노섬유는 적당한 깊이를 갖는 슬릿(slit) 형태의 미세공극들이 형성되어 있어서 보온성, 약물전달성능, 필터링 성능 및 기계적 강도가 양호하다.Porous nanofibers of the present invention have good thermal insulation, drug delivery performance, filtering performance and mechanical strength due to the formation of slit-like micropores having a suitable depth.
그로인해, 본발명의 다공성 섬유는 각종 분리용 필터, 유전자/약물 전달체, 효소담체, 촉매, 인공피혁 등의 소재로 유용하다.Therefore, the porous fiber of the present invention is useful as a material for various separation filters, gene / drug carriers, enzyme carriers, catalysts, artificial leather, and the like.
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