KR20130012733A - Complex nozzles for electrospinning, an electrospinning device comprising the same, a nano fiber structure and a nano rod manufactured by using the electrospinning device - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A composite nozzle for electrospinning and an electrospinning apparatus with the same are provided to selectively remove only sheath nanofibers and to easily control electric conductivity and release speed of a spinning solution. CONSTITUTION: A composite nozzle for electrospinning comprises an outer nozzle(1) and two or more inner nozzles(2,3) which are placed inside the outer nozzle side by side. The external diameter and internal diameter of the inner nozzle are 0.002-80 mm and 0.001-30 mm, respectively. The external diameter and internal diameter of the outer nozzle are 0.005-300 mm and 0.004-200 mm, respectively.

Description

전기방사용 복합 노즐, 이를 포함하는 전기방사 장치, 이를 이용하여 제조되는 나노 섬유 구조체 및 나노 막대{Complex nozzles for electrospinning, an electrospinning device comprising the same, a nano fiber structure and a nano rod manufactured by using the electrospinning device}Complex nozzles for electrospinning, an electrospinning device comprising the same, a nano fiber structure and a nano rod manufactured by using the electrospinning device}

본 발명은, 전기방사용 복합 노즐, 이를 포함하는 전기방사 장치, 나노 섬유 구조체 및 그 제조 방법, 고분자 나노 막대 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an electrospinning composite nozzle, an electrospinning apparatus including the same, a nanofiber structure and a method for manufacturing the same, a polymer nanorod and a method for manufacturing the same.

현대산업은 나노 기술(NT), 바이오 기술(BT) 및 정보화 기술(IT) 등과의 결합으로 기존의 단순 전통산업의 틀을 벗어나 지식집약적 첨단 산업으로 탈바꿈하고 있다. 특히, 나노 기술과의 결합이 두드러지며, 최근 등장한 나노 섬유(nano fiber)가 그 대표적인 예이다. Hyundai is transforming itself into a knowledge-intensive high-tech industry beyond the traditional simple industry by combining with nano technology (NT), bio technology (BT), and information technology (IT). In particular, the combination with nanotechnology is prominent, and recently appeared nano fiber (nano fiber) is a representative example.

나노 섬유는 섬유의 굵기가 나노 미터(nm) 단위인 섬유를 의미하고, 표면적의 우수성 뿐만 아니라, 질량 대비 뛰어난 기계적 물성을 가지고 있어, 매우 다양한 분야에 응용되고 있다. 최근에는 복합 기능성 나노 섬유체 제조가 가능함에 따라, 약물 전달이 가능한 나노 섬유체도 제조될 수 있다. 상기와 같은 나노 섬유체의 특징은 미래 기술로 인정받고 있는 조직 공학에서 필수적인 나노 섬유 지지체를 제조하기에도 적합한 것으로 알려져 있다. 즉, 세포외 기질(extracellular matrix)을 구성하고 있는 대부분의 복합 단백질체는 나노 직경의 섬유 구조를 가지고 있어, 나노 섬유 지지체를 이용하여 복합 단백질체를 대체할 수 있다. 이외에도 나노 섬유체는 필터, 복합 소재, 광학 소재 및 전자 소재 등 다양한 분야에서 활용될 수 있다. 이러한 나노 섬유를 제조하는 기술 중 전기방사 기술은 산업적 측면 뿐만 아니라, 가변성 및 다양성 측면에서 매우 우수한 기술로 인식되고 있다. Nanofiber refers to a fiber having a nanometer (nm) thickness of the fiber, and has excellent mechanical properties relative to mass as well as excellent surface area, and has been applied to a wide variety of fields. Recently, as the composite functional nanofibers can be manufactured, nanofibers capable of drug delivery can also be prepared. The characteristics of such nanofibers are known to be suitable for preparing nanofiber supports, which are essential for tissue engineering, which is recognized as a future technology. That is, most of the complex protein bodies constituting the extracellular matrix have a nano diameter fiber structure, so that the complex protein bodies can be replaced by using the nanofiber support. In addition, nanofibers may be utilized in various fields such as filters, composite materials, optical materials, and electronic materials. Electrospinning technology of the nanofiber manufacturing technology is recognized as a very excellent technology in terms of variability and diversity as well as industrial aspects.

전기방사 기술은 매우 광범위한 고분자 소재에 이용 가능할 뿐만 아니라, 금속 및 탄소 등 공정상 방사하기 어려운 여러 물질도 고분자 용액에 혼합 방사함으로써 손쉽게 섬유 웹(fiber web) 형태의 제조가 가능하며, 매우 적은 양의 고분자 용액으로도 방사가 가능하다. Electrospinning technology is not only applicable to a wide range of polymer materials, but it is also possible to manufacture fiber webs easily by mixing and spinning various materials, such as metal and carbon, which are difficult to process in the polymer solution. Spinning is also possible with a polymer solution.

역사적으로 전기방사는 1795년 Bose가 표면 장력에 의해 모세관 끝에 매달려 있는 물방울에 고전압을 부여할 때, 물방울 표면에서 미세 필라멘트가 방출되는 정전 스프레이 과정에서 변형된 것으로, 충분한 점도를 가진 고분자 용액이나 용융체가 정전기력을 부여 받을 경우 섬유가 형성되는 현상을 확인하고 1900년대 초에 봉납에 전기를 통하게 하면 고체 섬유가 분출하는 것이 알려진 후, Formhals는 1934년에 정전기적 힘을 사용한 고분자 섬유의 생산에 대한 장치를 개발하고 특허를 내었고, 이 방법에 의해 섬유를 방사하는 공정을 전기방사라고 하였다.Historically, electrospinning was deformed during electrostatic spraying in 1795, when Bose applied high voltage to water droplets suspended by capillary ends due to surface tension, which resulted in a polymer solution or melt with sufficient viscosity. After seeing the formation of fibers when subjected to electrostatic forces, it was known in the early 1900s that solid fibers erupted when electricity was sealed to electricity. Formhals in 1934 set up a device for the production of polymer fibers using electrostatic forces. Developed and patented, the process of spinning fibers by this method is called electrospinning.

일반적으로 전기방사에 영향을 미치는 인자는 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 첫 번째 인자로서 고분자 용액의 농도, 점도, 표면 장력, 유전율 및 용매의 종류 등 방사 용액이 미치는 인자를 꼽을 수 있고, 두 번째 인자로서 전기방사용 노즐의 내경/외경, 전압의 세기 및 전기방사용 노즐과 포집부 간의 거리 등의 공정 인자를 꼽을 수 있다. 또한, 전기방사 시의 주위 대기 조건도 중요한 요소이다. In general, there are two main factors that affect electrospinning. As the first factor, factors such as the concentration of the polymer solution, viscosity, surface tension, dielectric constant, and solvent type can be mentioned.The second factor is the inner / outer diameter of the electrospinning nozzle, the strength of the voltage, and the electrospinning. Process factors such as the distance between the nozzle and the collecting part can be cited. In addition, the ambient atmospheric conditions during electrospinning are also important factors.

한편, 전기방사를 이용하여 새로운 나노 구조체를 개발하는데 있어 새로운 전기방사용 노즐을 개발하는 것이 매우 중요하다. 예를 들면, 동축 전기방사 기술은 내부 노즐이 외부노즐의 축과 동일 선상에 존재하지만, 내부 노즐의 직경은 외부노즐의 내경보다 작은 특징이 있다(Polymers for advanced technologies, 22(3), 310-317, 2010). 상기 동축 전기방사 기술에서 서로 다른 용액을 공급하면서 전기방사를 수행하면, 코어/쉘 형태의 나노 섬유 구조체를 제조할 수 있다. Meanwhile, in developing new nanostructures using electrospinning, it is very important to develop a new electrospinning nozzle. For example, in coaxial electrospinning technology, the inner nozzle is co-linear with the axis of the outer nozzle, but the diameter of the inner nozzle is smaller than the inner diameter of the outer nozzle (Polymers for advanced technologies, 22 (3), 310-). 317, 2010). By performing the electrospinning while supplying different solutions in the coaxial electrospinning technology, it is possible to produce a core / shell-type nanofiber structure.

그러나, 전기방사로 제조된 나노 섬유는 그 길이가 무한하도록 방사할 수 있다. 따라서, 기존의 전기방사 기술로 나노 막대를 제조하는 방법은 거의 존재하지 않고 있다. 즉, 전기방사 기술은 장점이 될 수도 있는 반면, 커다란 단점이 될 수도 있다. However, nanofibers produced by electrospinning can be spun to have an infinite length. Therefore, there is almost no method for producing nanorods using existing electrospinning techniques. In other words, electrospinning technology may be an advantage, while it may be a major disadvantage.

한 연구에서는 고분자 재료의 분해 및 결정화 방법을 기초로 한 화학적 처리법을 통해 일정 길이에 기계적 물성이 약한 부분을 유도하고, 이후 적절한 물리적 외부 에너지를 이용하게 되면, 이들 부분에서 절단이 발생하여 최종적으로 나노 막대가 제조되는 방법을 연구하였다(Macromolecular Rapid Communications, 29(14), 1331-1236, 2008). 그러나, 상기 나노 막대의 제조 방법은 나노 막대의 제조에 사용된 고분자의 분자량을 감소시키는 치명적인 단점이 있다. 따라서, 기존의 나노 막대를 제조하는 방법은 다른 기술을 통해 발전되고 있다. In one study, chemical treatment based on the decomposition and crystallization of polymer materials led to weak mechanical properties in a certain length, and then, when appropriate physical external energy was used, cleavage occurred in these parts and finally nano The method by which rods were made was studied (Macromolecular Rapid Communications, 29 (14), 1331-1236, 2008). However, the manufacturing method of the nanorods has a fatal disadvantage of reducing the molecular weight of the polymer used in the production of the nanorods. Therefore, existing methods for manufacturing nanorods are being developed through other technologies.

가장 일반적인 나노 막대의 제조 방법은 나노 공극을 가지고 있는 형틀 내에 나노 막대 제조용 원료를 채워 넣은 후, 형틀을 제거하는 방법이다(New J.Phys 11 075018, 2009). 그러나, 나노 막대의 길이 및 두께는 형틀의 구조에 의해 이미 정해져 있기 때문에, 다양한 형태로 제조하는 것은 불가능하다. 특히 나노 막대 제조용 형틀을 제조하는 것이 복잡할 뿐만 아니라, 형틀을 제거하게 되면, 재사용이 불가능하기 때문에, 생산적인 측면에서 매우 커다란 단점을 가지고 있다. The most common method for producing nanorods is to fill the raw material for manufacturing nanorods in a mold having nanopores and then remove the mold (New J. Phys 11 075018, 2009). However, since the length and thickness of the nanorods are already determined by the structure of the mold, it is impossible to manufacture them in various forms. In particular, it is not only complicated to manufacture a mold for manufacturing a nano-rod, but when the mold is removed, it cannot be reused, and thus has a great disadvantage in terms of productivity.

따라서, 나노 막대의 길이 및 두께 조절이 용이하면서, 생산성이 있는 나노 막대의 제조 방법에 대한 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
Accordingly, while the length and thickness of the nanorods are easily controlled, development of a method for producing a productive nanorod is urgently required.

본 발명은 전기방사용 복합 노즐, 이를 포함하는 전기방사 장치, 나노 섬유 구조체, 이의 제조 방법, 고분자 나노 막대 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
An object of the present invention is to provide an electrospinning composite nozzle, an electrospinning apparatus including the same, a nanofiber structure, a method for producing the same, a polymer nanorod and a method for producing the same.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 외부 노즐; 및 상기 외부 노즐의 내부에서 나란히 배치되어 있는 2개 이상의 내부 노즐을 포함하는 전기방사용 복합 노즐을 제공한다.
The present invention is a means for solving the above problems, the external nozzle; And it provides an electrospinning composite nozzle comprising two or more inner nozzles arranged side by side inside the outer nozzle.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 외부 노즐용 용액 및 2 이상의 내부 노즐용 용액을 저장 및 공급하기 위한 용액 공급부; 상기 용액 공급부에 저장된 외부 노즐용 용액 및 2 이상의 내부 노즐용 용액을 방사하여 나노 섬유 구조체를 제조하기 위하여 상기 용액 공급부와 연결되어 있는 본 발명에 따른 전기방사용 복합 노즐을 1개 이상 포함하는 복합 노즐부; 상기 복합 노즐부로부터 방사되는 나노 섬유 구조체를 포집하기 위한 포집부; 및 상기 외부 노즐용 용액 및 2 이상의 내부 노즐용 용액을 하전시키기 위하여 상기 포집부 및 상기 복합 노즐부; 또는 상기 포집부 및 상기 용액 공급부와 전기적으로 연결되어 있는 전압 인가부를 포함하는 전기방사 장치를 제공한다.
The present invention provides another means for solving the above problems, a solution supply unit for storing and supplying the solution for the external nozzle and the solution for the two or more internal nozzles; A composite nozzle comprising at least one electrospinning composite nozzle according to the present invention connected to the solution supply for spinning the solution for the external nozzle and the solution for the two or more internal nozzles stored in the solution supply to produce a nanofiber structure part; A collecting unit for collecting the nanofiber structure radiated from the composite nozzle unit; And the collecting part and the composite nozzle part for charging the external nozzle solution and two or more internal nozzle solutions. Or it provides an electrospinning apparatus comprising a voltage applying unit electrically connected to the collecting unit and the solution supply unit.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서, 2 이상의 성분이 불연속적이면서, 교차된 또는 교차되지 않은 상태로 형성되어 있는 코어(core) 나노 섬유; 및 상기 코어 나노 섬유를 둘러싸고 있는 시스(sheath) 나노 섬유를 포함하는 나노 섬유 구조체를 제공한다.
The present invention is another means for solving the above problems, Core nanofibers in which two or more components are formed in a discontinuous, crossed or uncrossed state; And sheath nanofibers surrounding the core nanofibers.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서, 시스 나노 섬유용 용액 및 2 이상의 코어 나노 섬유용 용액을 제조하는 단계; 및 상기 제조된 시스 나노 섬유용 용액 및 2 이상의 코어 나노 섬유용 용액을 전기방사하는 단계를 포함하는 본 발명에 따른 나노 섬유 구조체의 제조 방법을 제공한다.
As another means for solving the above problems, the present invention comprises the steps of preparing a solution for the sheath nanofibers and a solution for two or more core nanofibers; And it provides a method for producing a nanofiber structure according to the invention comprising the step of electrospinning the prepared solution for the sheath nanofibers and two or more core nanofibers.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서, 1 이상의 고분자 물질이 포함되어 있는 고분자 나노 막대를 제공한다.
The present invention as another means for solving the above problems, provides a polymer nano-rod containing at least one polymer material.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 나노 섬유 구조체의 제조 방법에 의하여 제조된 나노 섬유 구조체의 시스 나노 섬유만을 선택적으로 제거하는 단계를 포함하는 본 발명에 따른 고분자 나노 막대의 제조 방법을 제공한다.
As another means for solving the above problems, the present invention includes the step of selectively removing only the sheath nanofibers of the nanofiber structure prepared by the method for producing a nanofiber structure according to the present invention Provided are methods of making the rods.

본 발명의 전기방사용 복합 노즐은 외부 노즐 및 상기 외부 노즐의 내부에서 나란히 배치되어 있는 2개 이상의 내부 노즐을 포함하고 있고, 상기 전기방사용 복합 노즐을 포함하는 본 발명의 전기방사 장치를 이용하여 나노 섬유 구조체를 제조할 경우, 2 이상의 성분이 교차 또는 불연속적으로 형성되어 있는 코어 나노 섬유 및 상기 코어 나노 섬유를 둘러싸고 있는 시스 나노 섬유를 포함하는 신규한 구조의 나노 섬유 구조체를 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 상기 나노 섬유 구조체로부터 시스 나노 섬유만을 선택적으로 제거함으로써, 고분자 나노 막대를 용이하게 얻을 수 있다. 특히, 본 발명의 나노 섬유 구조체 제조 시, 코어 나노 섬유의 성분으로 친수성 고분자 물질 및 소수성 고분자 물질을 사용할 경우에는 양친매성 고분자 나노 막대를 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 나노 섬유 구조체 제조 시, 인가 전압, 방사 용액의 전기 전도도 및 용출 속도 등을 조절함으로써, 고분자 나노 막대의 길이를 용이하게 조절할 수 있다.
The electrospinning composite nozzle of the present invention comprises an outer nozzle and two or more inner nozzles arranged side by side inside the outer nozzle, and using the electrospinning apparatus of the present invention comprising the electrospinning composite nozzle When manufacturing a nanofiber structure, it is possible to produce a nanofiber structure having a novel structure comprising a core nanofibers, which are formed at two or more components intersected or discontinuously, and a sheath nanofiber surrounding the core nanofibers. In addition, by selectively removing only the sheath nanofibers from the nanofiber structure of the present invention, a polymer nanorod can be easily obtained. In particular, when manufacturing the nanofiber structure of the present invention, when using a hydrophilic polymer material and a hydrophobic polymer material as a component of the core nanofibers can be prepared amphiphilic polymer nanorods. In addition, when manufacturing the nanofiber structure of the present invention, by adjusting the applied voltage, the electrical conductivity of the spinning solution and the dissolution rate, it is possible to easily control the length of the polymer nanorods.

도 1 은 본 발명의 일 구체예에 따른 전기방사용 복합 노즐의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 전기방사 장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4는 다양한 예시에 따른 본 발명의 나노 섬유 구조체의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 구체예에 따른 고분자 나노 막대의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 6은 실시예 1에서 제조된 나노 섬유 구조체의 형광 현미경 사진을 나타낸다.
도 7은 실시예 13에서 제조된 고분자 나노 막대의 형광 현미경 사진을 나타낸다.
도 8는 코어 나노 섬유용 용액의 용출 속도에 따른 고분자 나노 막대의 길이 변화를 나타내는 그래프이다.
도 9는 코어 나노 섬유용 용액의 전기 전도도에 따른 고분자 나노 막대의 직경의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 10은 전기방사 장치의 전압 인가부로부터 인가되는 전압에 따른 고분자 나노 막대의 길이 변화를 나타내는 그래프이다.
1 is a view showing a cross-sectional view of an electrospinning composite nozzle according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the structure of an electrospinning apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are cross-sectional views of nanofiber structures of the present invention according to various examples.
5 is a view showing a cross-sectional view of the polymer nanorods according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 shows a fluorescence micrograph of the nanofiber structure prepared in Example 1.
7 shows fluorescence micrographs of the polymer nanorods prepared in Example 13. FIG.
8 is a graph showing the change in the length of the polymer nano bar according to the dissolution rate of the solution for the core nanofibers.
9 is a graph showing a change in the diameter of the polymer nanorods according to the electrical conductivity of the solution for the core nanofibers.
10 is a graph showing the change in length of the polymer nanorods according to the voltage applied from the voltage applying unit of the electrospinning apparatus.

본 발명은 외부 노즐; 및 상기 외부 노즐의 내부에서 나란히 배치되어 있는 2개 이상의 내부 노즐을 포함하는 전기방사용 복합 노즐에 관한 것이다.
The present invention is an external nozzle; And it relates to an electrospinning composite nozzle comprising two or more inner nozzles arranged side by side inside the outer nozzle.

이하, 본 발명의 전기방사용 복합 노즐을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the electrospinning composite nozzle of the present invention will be described in detail.

첨부된 도 1 은 본 발명의 일 구체예에 따른 전기방사용 복합 노즐의 단면도를 나타내는 도면이다. 첨부된 도 1 에 나타난 바와 같이, 본 발명의 전기방사용 복합 노즐(10)은 외부 노즐(1); 및 상기 외부 노즐의 내부에서 나란히 배치되어 있는 2개의 내부 노즐(2,3)을 포함할 수 있다. 첨부된 도 1 에서는 외부 노즐의 내부에서 나란히 배치되어 있는 2개의 내부 노즐을 도시하고 있으나, 내부 노즐의 개수는 이에 제한되지 않으며, 상기 외부 노즐의 내부에는 3개 또는 그 이상의 내부 노즐이 나란히 배치되어 있을 수도 있다. 1 is a view showing a cross-sectional view of an electrospinning composite nozzle according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the electrospinning composite nozzle 10 of the present invention comprises: an outer nozzle 1; And two inner nozzles 2 and 3 arranged side by side in the outer nozzle. In FIG. 1, two internal nozzles are arranged side by side inside the external nozzle, but the number of the internal nozzles is not limited thereto, and three or more internal nozzles may be arranged side by side inside the external nozzle. There may be.

본 발명의 전기방사용 복합 노즐에서, 상기 외부 노즐의 내부에 나란히 배치되는 내부 노즐의 개수는 후술할 나노 섬유 구조체의 코어(core) 나노 섬유에 포함되는 성분의 수에 따라 2개 이상으로 적절히 조절될 수 있다. 즉, 후술할 나노 섬유 구조체의 코어 나노 섬유에 포함되는 성분의 수에 대응하도록 내부 노즐의 개수를 조절할 수 있다. In the electrospinning composite nozzle of the present invention, the number of inner nozzles arranged side by side inside the outer nozzle is appropriately adjusted to two or more according to the number of components included in the core nanofibers of the nanofiber structure, which will be described later. Can be. That is, the number of internal nozzles may be adjusted to correspond to the number of components included in the core nanofibers of the nanofiber structure to be described later.

본 발명의 전기방사용 복합 노즐에서, 2개 이상의 내부 노즐의 외경의 합은 외부 노즐의 내경과 동일하거나 그보다 작을 수 있다. 본 발명에서, 그 내부 노즐의 개수에 상관 없이, 모든 내부 노즐의 외경의 합은 하나의 외부 노즐의 내경과 동일하거나 그보다 작아야 만이 모든 내부 노즐이 외부 노즐의 내부에서 나란히 배치될 수 있다. In the electrospinning composite nozzle of the present invention, the sum of the outer diameters of the two or more inner nozzles may be equal to or smaller than the inner diameter of the outer nozzles. In the present invention, regardless of the number of inner nozzles, the sum of the outer diameters of all inner nozzles must be equal to or smaller than the inner diameter of one outer nozzle so that all inner nozzles can be arranged side by side inside the outer nozzle.

또한, 본 발명의 전기방사용 복합 노즐에서, 상기 내부 노즐의 외경 및 내경은 각각 0.002 mm 내지 80 mm 및 0.001 mm 내지 30 mm일 수 있다. 상기 내부 노즐의 외경이 0.002 mm 미만이면, 내부 노즐용 용액의 흐름을 일정하게 조절하기 어렵고, 일정한 크기의 나노 섬유 구조체를 제조할 수 없으며, 80 mm를 초과하면, 매우 큰 표면 장력에 의해 불연속적인 코어 나노 섬유를 유도할 수 없다. 또한, 상기 내부 노즐의 내경이 0.001 mm 미만이면, 내부 노즐용 용액의 흐름을 일정하게 조절하기 어렵고, 30 mm를 초과하면, 전기방사를 위한 전압대가 높아져 실제적으로 전기방사를 할 수가 없다. In addition, in the electrospinning composite nozzle of the present invention, the outer diameter and the inner diameter of the inner nozzle may be 0.002 mm to 80 mm and 0.001 mm to 30 mm, respectively. If the inner diameter of the inner nozzle is less than 0.002 mm, it is difficult to constantly adjust the flow of the solution for the inner nozzle, it is impossible to produce a nanofiber structure of a constant size, if it exceeds 80 mm, it is discontinuous by a very large surface tension It cannot induce core nanofibers. In addition, when the inner diameter of the inner nozzle is less than 0.001 mm, it is difficult to constantly adjust the flow of the solution for the inner nozzle, and when it exceeds 30 mm, the voltage band for electrospinning becomes high and practically no electrospinning is possible.

본 발명의 전기방사용 복합 노즐에서, 상기 외부 노즐의 외경 및 내경은 각각 0.005 mm 내지 300 mm 및 0.004 mm 내지 200 mm일 수 있다. 상기 외부 노즐의 외경이 0.005 mm 미만이면, 2개 이상의 내부 노즐을 고정하기 어려울 수 있고, 300 mm를 초과하면, 실제적으로 전기방사를 하기 어려울 수 있다. 또한, 상기 외부 노즐의 내경이 0.004 mm 미만이거나, 200 mm를 초과하게 되면, 내부 노즐용 용액의 흐름을 조절하기 어려울 수 있다. In the electrospinning composite nozzle of the present invention, the outer and inner diameters of the outer nozzle may be 0.005 mm to 300 mm and 0.004 mm to 200 mm, respectively. If the outer diameter of the outer nozzle is less than 0.005 mm, it may be difficult to fix two or more inner nozzles, and if it exceeds 300 mm, it may be difficult to actually electrospin. In addition, when the inner diameter of the outer nozzle is less than 0.004 mm or exceeds 200 mm, it may be difficult to control the flow of the solution for the inner nozzle.

또한, 본 발명의 전기방사용 복합 노즐에서, 상기 나란히 배치되어 있는 내부 노즐의 축은 외부 노즐의 축과 동일 선상에 있을 수 있다. In addition, in the electrospinning composite nozzle of the present invention, the axes of the inner nozzles arranged side by side may be on the same line as the axes of the outer nozzles.

본 발명의 전기방사용 복합 노즐에서, 상기 외부 노즐 및 내부 노즐의 재질은 특별히 제한되지 않고, 이 분야에서 일반적으로 통용되는 재질을 제한 없이 사용할 수 있다. 본 발명에서는, 외부 노즐 및 내부 노즐의 재질로서, 바람직하게는 스틸, 스테인리스 스틸, 구리, 금, 은, 실리콘 고무, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, Polytetrafluoroethylene), 폴리프로피렌 및 폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
In the electrospinning composite nozzle of the present invention, the material of the outer nozzle and the inner nozzle is not particularly limited, and materials generally used in this field may be used without limitation. In the present invention, as the material of the outer nozzle and the inner nozzle, preferably from the group consisting of steel, stainless steel, copper, gold, silver, silicone rubber, polytetrafluoroethylene (PTFE, Polytetrafluoroethylene), polypropylene and polyethylene One or more may be selected, but is not limited thereto.

본 발명은 또한, 외부 노즐용 용액 및 2 이상의 내부 노즐용 용액을 저장 및 공급하기 위한 용액 공급부; 상기 용액 공급부에 저장된 외부 노즐용 용액 및 2 이상의 내부 노즐용 용액을 방사하여 나노 섬유 구조체를 제조하기 위하여 상기 용액 공급부와 연결되어 있는 본 발명에 따른 전기방사용 복합 노즐을 1개 이상 포함하는 복합 노즐부; 상기 복합 노즐부로부터 방사되는 나노 섬유 구조체를 포집하기 위한 포집부; 및 상기 외부 노즐용 용액 및 2 이상의 내부 노즐용 용액을 하전시키기 위하여 상기 포집부 및 상기 복합 노즐부; 또는 상기 포집부 및 상기 용액 공급부와 전기적으로 연결되어 있는 전압 인가부를 포함하는 전기방사 장치에 관한 것이다. The present invention also provides a solution supply unit for storing and supplying the solution for the external nozzle and the solution for the two or more internal nozzle; A composite nozzle comprising at least one electrospinning composite nozzle according to the present invention connected to the solution supply for spinning the solution for the external nozzle and the solution for the two or more internal nozzles stored in the solution supply to produce a nanofiber structure part; A collecting unit for collecting the nanofiber structure radiated from the composite nozzle unit; And the collecting part and the composite nozzle part for charging the external nozzle solution and two or more internal nozzle solutions. Or it relates to an electrospinning apparatus comprising a voltage applying unit electrically connected to the collecting unit and the solution supply unit.

본 명세서에서 상기 외부 노즐용 용액은 후술하는 시스 나노 섬유용 용액과 동일한 의미로 사용되는 경우가 있고, 상기 내부 노즐용 용액은 후술하는 코어 나노 섬유용 용액과 동일한 의미로 사용되는 경우가 있다. In the present specification, the external nozzle solution may be used in the same sense as the cis nanofiber solution described below, and the internal nozzle solution may be used in the same meaning as the core nanofiber solution described below.

첨부된 도 2 는 본 발명의 일 구체예에 따른 전기방사 장치의 구조를 나타내는 도면이다. 첨부된 도 2 에 나타난 바와 같이, 본 발명의 전기방사 장치는 외부 노즐용 용액(23) 및 2개의 내부 노즐용 용액(21,22)을 저장 및 공급하기 위한 용액 공급부(20); 상기 용액 공급부(20)에 저장된 외부 노즐용 용액(23) 및 2개의 내부 노즐용 용액(21,22)을 방사하여 나노 섬유 구조체(30)를 제조하기 위하여 상기 용액 공급부(20)와 연결되어 있는 본 발명에 따른 전기방사용 복합 노즐(10) 1개로 구성된 복합 노즐부(10); 상기 복합 노즐부(10)로부터 방사되는 나노 섬유 구조체(30)를 포집하기 위한 포집부(40); 및 상기 외부 노즐용 용액(23) 및 2개의 내부 노즐용 용액(21,22)을 하전시키기 위하여 상기 포집부(40) 및 상기 용액 공급부(20)와 전기 선(50a,50b)으로 연결되어 있는 전압 인가부(50)를 포함하는 구조일 수 있다. 2 is a view showing the structure of the electrospinning apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the electrospinning apparatus of the present invention includes a solution supply unit 20 for storing and supplying a solution 23 for an external nozzle and a solution 21 and 22 for two internal nozzles; Is connected to the solution supply unit 20 to produce a nanofiber structure 30 by spinning the solution for the external nozzle 23 and the two solution for the inner nozzle 21, 22 stored in the solution supply unit 20 Compound nozzle unit 10 consisting of one electrospinning compound nozzle 10 according to the present invention; A collecting part 40 for collecting the nanofiber structure 30 emitted from the composite nozzle part 10; And connected to the collection part 40 and the solution supply part 20 by electric wires 50a and 50b to charge the external nozzle solution 23 and the two internal nozzle solutions 21 and 22. It may be a structure including a voltage applying unit 50.

첨부된 도 2 에서는 용액 공급부(20)에 저장되어 있는 내부 노즐용 용액(21,22)을 2개로 도시하고 있으나, 내부 노즐용 용액의 개수는 이에 제한되지 않고, 후술할 나노 섬유 구조체의 코어(core) 나노 섬유에 포함되는 성분의 수에 따라 2개 이상으로 적절히 조절될 수 있다. 즉, 후술할 나노 섬유 구조체의 코어 나노 섬유에 포함되는 성분의 수에 대응하도록 내부 노즐용 용액의 개수를 조절할 수 있다. In FIG. 2, the internal nozzle solutions 21 and 22 stored in the solution supply unit 20 are shown as two, but the number of the internal nozzle solutions is not limited thereto, and the core of the nanofiber structure to be described later ( core) can be appropriately adjusted to two or more according to the number of components contained in the nanofibers. That is, the number of solutions for the internal nozzle may be adjusted to correspond to the number of components included in the core nanofibers of the nanofiber structure to be described later.

또한, 첨부된 도 2 에 나타난 바와 같이, 복합 노즐(10)은 전술한 본 발명에 따른 전기방사용 복합 노즐을 사용할 수 있고, 상기 복합 노즐(10)은 외부 노즐(1) 및 내부 노즐(2,3)을 포함하고 있으며, 상기 내부 노즐(2,3)이 2개로 도시되어 있으나, 내부 노즐의 개수는 이에 제한되지 않고, 후술할 나노 섬유 구조체의 코어(core) 나노 섬유에 포함되는 성분의 수에 따라 2개 이상으로 적절히 조절될 수 있다. 즉, 후술할 나노 섬유 구조체의 코어 나노 섬유에 포함되는 성분의 수에 대응하도록 내부 노즐의 개수를 조절할 수 있다. 또한, 첨부된 도 2 에서는 복합 노즐부(10)를 구성하는 복합 노즐의 개수를 1개로 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않고, 상기 복합 노즐부(10)는 전술한 본 발명에 따른 복합 노즐을 2개 이상으로 포함할 수도 있다. In addition, as shown in FIG. 2, the composite nozzle 10 may use the electrospinning composite nozzle according to the present invention as described above, and the composite nozzle 10 may include an external nozzle 1 and an internal nozzle 2. , 3), and the inner nozzles 2 and 3 are shown as two, but the number of the inner nozzles is not limited thereto, and the number of the components included in the core nanofibers of the nanofiber structure to be described later. It can be suitably adjusted to two or more depending on the number. That is, the number of internal nozzles may be adjusted to correspond to the number of components included in the core nanofibers of the nanofiber structure to be described later. In addition, although the number of the composite nozzles constituting the composite nozzle unit 10 is illustrated as one in FIG. 2, the present invention is not limited thereto, and the composite nozzle unit 10 may include two composite nozzles according to the present invention. May contain more than.

첨부된 도 2 에 나타난 바와 같이, 본 발명의 전기방사 장치에서, 용액 공급부(20)의 외부 노즐용 용액(23) 및 2 이상의 내부 노즐용 용액(21,22)은 분리된 공급 라인(21a,22a,23a)을 통하여 복합 노즐부(10)의 외부 노즐(1) 및 2 이상의 내부 노즐(2,3)과 각각 독립적으로 연결되어 있을 수 있다. As shown in FIG. 2, in the electrospinning apparatus of the present invention, the solution 23 for the external nozzle of the solution supply unit 20 and the solutions 21 and 22 for the two or more internal nozzles are separated from the supply line 21a, 22a and 23a may be independently connected to the external nozzle 1 and the two or more internal nozzles 2 and 3 of the composite nozzle unit 10, respectively.

또한, 첨부된 도 2 에 나타난 바와 같이, 본 발명의 전기방사 장치에서, 용액 공급부(20)와 복합 노즐부(10)를 연결하는 각각의 공급 라인(21a,22a,23a)은 이송 펌프(21b,22b,23b)가 추가로 설치되어 있을 수 있다. 상기 이송 펌프는, 외부 노즐용 용액 및 2 이상의 내부 노즐용 용액을 용액 공급부로부터 복합 노즐부까지 일정한 용출 속도로 공급하기 위해 용출 속도를 조절하는 역할을 할 수 있다. In addition, as shown in FIG. 2, in the electrospinning apparatus of the present invention, each of the supply lines 21a, 22a, 23a connecting the solution supply unit 20 and the composite nozzle unit 10 is a transfer pump 21b. 22b and 23b may be additionally installed. The transfer pump may serve to adjust the dissolution rate to supply the solution for the external nozzle and the solution for the two or more internal nozzles at a constant dissolution rate from the solution supply portion to the composite nozzle portion.

본 발명의 전기방사 장치에서 용액 공급부는 외부 노즐용 용액을 0.01 ㎖/h 내지 500 ㎖/h, 바람직하게는 0.01 ㎖/h 내지 50 ㎖/h의 용출 속도로 공급할 수 있고, 2 이상의 내부 노즐용 용액을 0.01 ㎖/h 내지 500 ㎖/h, 바람직하게는 0.01 ㎖/h 내지 10 ㎖/h의 용출 속도로 공급할 수 있다. 이때의 용출 속도의 단위는 압력 및 부피 단위로도 사용될 수 있다. 상기 외부 노즐용 용액의 용출 속도가 0.01 ㎖/h 미만이면, 전기방사를 할 수 없고 500 ㎖/h를 초과하면, 균일한 두께를 가지고 있는 나노 섬유 구조체를 제조하기 어렵다. 또한, 상기 내부 노즐용 용액의 용출 속도가 500 ㎖/h를 초과하면, 전기방사가 불안정하여 균일한 두께를 가지는 나노 섬유 구조체를 제조하기 어렵다. In the electrospinning apparatus of the present invention, the solution supply part may supply the solution for the external nozzle at an elution rate of 0.01 mL / h to 500 mL / h, preferably 0.01 mL / h to 50 mL / h, and for two or more internal nozzles. The solution can be fed at an elution rate of 0.01 mL / h to 500 mL / h, preferably 0.01 mL / h to 10 mL / h. The unit of dissolution rate at this time may also be used as the pressure and volume unit. If the dissolution rate of the solution for the external nozzle is less than 0.01 ml / h, electrospinning is not possible, if it exceeds 500 ml / h, it is difficult to produce a nanofiber structure having a uniform thickness. In addition, when the dissolution rate of the solution for the internal nozzle exceeds 500 ml / h, it is difficult to produce a nanofiber structure having an unstable electrospinning uniform thickness.

본 발명의 전기방사 장치에서, 상기 용액 공급부; 또는 복합 노즐부에는 전압 인가부와 전기적으로 연결되어 있는 도전체판(도면 미도시)이 추가로 설치되어 있을 수 있다. 상기 도전체판은 용액 공급부 또는 복합 노즐부에 있는 외부 노즐용 용액 및 2 이상의 내부 노즐용 용액에 고전압을 인가하는 역할을 할 수 있다. In the electrospinning apparatus of the present invention, the solution supply portion; Alternatively, the composite nozzle unit may further include a conductor plate (not shown) electrically connected to the voltage applying unit. The conductor plate may serve to apply a high voltage to the external nozzle solution and the two or more internal nozzle solutions in the solution supply unit or the composite nozzle unit.

본 발명의 전기방사 장치에서, 포집부는 복합 노즐부로부터 방사되는 나노 섬유 구조체를 포집하는 역할을 하며, 고정된 평판체이거나 연속으로 회전하는 회전체일 수 있다. 첨부된 도 2 에서는 포집부를 고정된 평판체로 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않고, 바람직하게는 연속으로 회전하는 회전체일 수 있다. 상기 포집부가 연속으로 회전하는 회전체일 경우에는 복합 노즐부로부터 방사되는 나노 섬유 구조체가 균일하게 포집될 수 있다. In the electrospinning apparatus of the present invention, the collecting part serves to collect the nanofiber structure radiated from the composite nozzle part, and may be a fixed flat body or a rotating body that rotates continuously. In FIG. 2, the collecting unit is illustrated as a fixed flat body, but is not limited thereto. Preferably, the collecting unit may be a rotating body that rotates continuously. When the collecting unit is a rotating body that rotates continuously, the nanofiber structure radiated from the composite nozzle unit may be uniformly collected.

본 발명의 전기방사 장치에서, 복합 노즐부의 하단과 포집부 간의 거리는 0.1 cm 내지 500 cm, 바람직하게는 1 cm 내지 100 cm, 보다 바람직하게는 5 cm 내지 30 cm일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 복합 노즐부의 하단과 포집부 간의 거리가 0.1 cm 미만이면, 고형화가 이루어지지 않아 나노 섬유 구조체를 제조 할 수 없고, 500 cm를 초과하면, 인가되는 전압이 높아져 생산성 저하를 초래할 수 있다. In the electrospinning apparatus of the present invention, the distance between the lower end and the collecting portion of the composite nozzle portion may be 0.1 cm to 500 cm, preferably 1 cm to 100 cm, more preferably 5 cm to 30 cm, but is not limited thereto. . If the distance between the lower end and the collecting portion of the composite nozzle portion is less than 0.1 cm, the solidification is not made, the nanofiber structure can not be produced, if it exceeds 500 cm, the applied voltage is increased to cause a decrease in productivity.

본 발명의 전기방사 장치에서, 전압 인가부는 상기 포집부 및 상기 복합 노즐부와 전기적으로 연결되거나(도면 미도시), 상기 포집부 및 상기 용액 공급부와 전기적으로 연결될 수 있다. 전압 인가부는 상기 포집부 및 상기 복합 노즐부; 또는 상기 포집부 및 상기 용액 공급부와 전기적으로 연결됨으로써, 고전압을 인가하여 용액 공급부; 또는 복합 노즐부에 있는 외부 노즐용 용액 및 2 이상의 내부 노즐용 용액을 하전시키는 역할을 할 수 있다. In the electrospinning apparatus of the present invention, the voltage applying unit may be electrically connected to the collecting unit and the composite nozzle unit (not shown), or may be electrically connected to the collecting unit and the solution supply unit. The voltage applying unit includes the collecting unit and the composite nozzle unit; Or by being electrically connected to the collecting part and the solution supply part, applying a high voltage to the solution supply part; Or it may serve to charge the solution for the external nozzle and the solution for the two or more internal nozzle in the composite nozzle.

본 발명의 전기방사 장치에서, 인가되는 전기장(electric field)은 단위 거리당 인가 전압으로 표시되는데, 단위 거리(cm)당 0.01 kV 내지 100 kV, 바람직하게는 0.01 kV 내지 50 kV, 보다 바람직하게는 1 kV 내지 20 kV의 인가 전압을 인가할 수 있다. 상기 단위 거리(cm)당 인가 전압이 0.01 kV 미만이면, 전가방사를 할 수 없고, 100 kV를 초과하면, 방전이 발생되어 화재가 발생할 위험이 있다.
In the electrospinning apparatus of the present invention, the electric field applied is expressed as an applied voltage per unit distance, 0.01 kV to 100 kV per unit distance (cm), preferably 0.01 kV to 50 kV, more preferably An applied voltage of 1 kV to 20 kV can be applied. If the applied voltage per unit distance (cm) is less than 0.01 kV, full emission cannot be performed, and if it exceeds 100 kV, discharge may occur and a fire may occur.

본 발명은 또한, 2 이상의 성분이 불연속적이면서, 교차된 또는 교차되지 않은 상태로 형성되어 있는 코어(core) 나노 섬유; 및 상기 코어 나노 섬유를 둘러싸고 있는 시스(sheath) 나노 섬유를 포함하는 나노 섬유 구조체에 관한 것이다. The present invention also relates to core nanofibers in which two or more components are formed in a discontinuous, crossed or non-crossed state; And a sheath nanofiber surrounding the core nanofiber.

첨부된 도 3 은 본 발명의 일 구체예에 따른 나노 섬유 구조체의 단면도를 나타내는 도면이다. 첨부된 도 3 에 나타난 바와 같이, 본 발명의 나노 섬유 구조체(100)는 2개의 성분(111,112)이 불연속적이면서 교차로 형성되어 있는 코어 나노 섬유(110); 및 상기 코어 나노 섬유(110)를 둘러싸고 있는 시스 나노 섬유(120)를 포함하는 구조일 수 있다. 첨부된 도 3 에서는 코어 나노 섬유를 2개의 성분이 불연속적이면서 교차로 형성된 것으로 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않고, 3 개 이상의 성분이 불연속적이면서 교차로 형성될 수도 있다. 3 is a cross-sectional view of a nanofiber structure according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the nanofiber structure 100 of the present invention includes a core nanofiber 110 in which two components 111 and 112 are discontinuously formed in an intersection; And the sheath nanofibers 120 surrounding the core nanofibers 110. In FIG. 3, the core nanofibers are shown as two components discontinuously formed at the intersection, but the present invention is not limited thereto, and three or more components may be discontinuously formed at the intersection.

또한, 첨부된 도 4 는 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 나노 섬유 구조체의 단면도를 나타내는 도면이다. 첨부된 도 4 에 나타난 바와 같이, 본 발명의 나노 섬유 구조체(200)는 2개의 성분(111,112)이 불연속적으로 형성되어 있는 코어 나노 섬유(110); 및 상기 코어 나노 섬유(110)를 둘러싸고 있는 시스 나노 섬유(120)를 포함하는 구조일 수 있다. 첨부된 도 4 에서는 코어 나노 섬유를 2개의 성분이 불연속적으로 형성된 것으로 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않고, 3 개 이상의 성분이 불연속적으로 형성될 수도 있다. 4 is a view showing a cross-sectional view of the nanofiber structure according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the nanofiber structure 200 of the present invention includes a core nanofiber 110 having two components 111 and 112 discontinuously formed; And the sheath nanofibers 120 surrounding the core nanofibers 110. In FIG. 4, the core nanofibers are shown as two components are formed discontinuously, but not limited thereto, and three or more components may be formed discontinuously.

본 발명의 나노 섬유 구조체에서, 코어 나노 섬유를 형성하는 2 이상의 성분 중 적어도 하나의 성분은 시스 나노 섬유를 형성하는 성분과 혼합되지 않는 성분일 수 있다. 본 발명에서는, 코어 나노 섬유를 형성하는 2 이상의 성분 중 적어도 하나의 성분이 시스 나노 섬유를 형성하는 성분과 혼합되지 않도록 함으로써, 후술하는 본 발명의 나노 막대 제조 시, 하나 이상의 성분으로 구성된 고분자 나노 막대의 제조가 가능하도록 한다. 본 발명의 나노 막대 및 그 제조 방법에 대해서는 후술하도록 한다. In the nanofiber structure of the present invention, at least one of the two or more components forming the core nanofibers may be a component that is not mixed with the component forming the sheath nanofibers. In the present invention, at least one component of the two or more components forming the core nanofibers is not mixed with the components forming the sheath nanofibers, so that the polymer nanorods composed of one or more components in the production of the nanorods of the present invention described below To allow the manufacture of The nanorod of the present invention and a method of manufacturing the same will be described later.

본 발명의 나노 섬유 구조체에서, 시스 나노 섬유를 형성하는 성분의 개수는 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 단일 성분일 수 있다. In the nanofiber structure of the present invention, the number of components forming the sheath nanofibers is not particularly limited, but may preferably be a single component.

본 발명의 나노 섬유 구조체에서, 코어 나노 섬유를 형성하는 2 이상의 성분 및 시스 나노 섬유를 형성하는 성분은, 각각 독립적으로 고분자 물질일 수 있다. In the nanofiber structure of the present invention, the two or more components that form the core nanofibers and the components that form the sheath nanofibers may each independently be a polymeric material.

본 발명에서 상기 고분자 물질의 종류는 특별히 제한되지 않고, 나노 섬유 구조체의 용도에 따라 적절히 선택될 수 있으며, 바람직하게는 폴리비닐계 고분자, 불소계 고분자, 폴리아마이드계 고분자, 폴리이미드계 고분자, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 옥사이드, 생분해성 고분자 및 다당류계로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다. The type of the polymer material in the present invention is not particularly limited, and may be appropriately selected according to the use of the nanofiber structure, and preferably, polyvinyl polymer, fluorine polymer, polyamide polymer, polyimide polymer, polyethylene, It may be at least one selected from the group consisting of polypropylene, polyethylene oxide, biodegradable polymer and polysaccharide system.

본 발명에서 상기 폴리비닐계 고분자로는 폴리스티렌(poly styrene), 폴리아크릴레이트(poly acrylate), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리비닐피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone), 폴리피롤리돈(poly pyrrolidone), 폴리비닐피리딘(polyvinyl pyridine) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 등을 들 수 있고; 상기 불소계 고분자로는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF, polyvinylidene fluoride), 폴리비닐 플루오라이드(PVF, polyvinyl fluoride), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, polytetrafluoro ethylene), 폴리헥사플루오로프로필렌(PHFP, polyhexafluoro propylene), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE, polychlorotrifluoro ethylene), 폴리트리플루오로에틸렌, 폴리헥사플루오로이소부틸렌, 폴리퍼플루오로 부틸에틸렌, 폴리퍼플루오로 메틸 비닐 에테르(PPMVE, polyperfluoro(methylvinylether)), 폴리퍼플루오로 에틸 비닐 에테르(PPEVE, polyperfluoro(ethylvinylether)), 폴리퍼플루오로 프로필 비닐 에테르(PPPVE, polyperfluoro(propylvinylether), 폴리퍼플루오로-2,2-디메틸-1,3-디옥솔(PPDD) 또는 폴리퍼플루오로-2-메틸렌-4-메틸-1,3-디옥솔란(PPMD) 등을 들 수 있으며; 상기 폴리아마이드계 고분자로는 나일론과 같은 알리파틱 폴리아미이드, 케블라(Kevlar) 및 노맥스(nomex)와 같은 아로마틱 폴리아미이드 또는 폴리우레탄 (polyurethane) 등을 들 수 있고; 상기 폴리이미드계 고분자로는 산업화된 제품 중 벨스펠 R(듀폰사(제)), TI 폴리머 (도레이사(제)), New-TPI (미쓰이도아츠 화학사(제)), 켈이미드와 퀘넬 (츠바가이기사사(제)), BT 수지 (미쓰비시 화학사(제)), 톨론 (아모코사(제)) 또는 유피몰 (우배흥산사(제)) 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In the present invention, the polyvinyl polymer may be polystyrene, polyacrylate, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polypyrrolidone, polypyrrolidone, or polypyrrolidone. Vinyl pyridine or polyethylene terephthalate; The fluorine-based polymer may be polyvinylidene fluoride (PVDF, polyvinylidene fluoride), polyvinyl fluoride (PVF, polyvinyl fluoride), polytetrafluoroethylene (PTFE, polytetrafluoro ethylene), polyhexafluoropropylene (PHFP, polyhexafluoro propylene) ), Polychlorotrifluoroethylene (PCTFE, polychlorotrifluoro ethylene), polytrifluoroethylene, polyhexafluoroisobutylene, polyperfluoro butylethylene, polyperfluoro methyl vinyl ether (PPMVE, polyperfluoro (methylvinylether) ), Polyperfluoro ethyl vinyl ether (PPEVE, polyperfluoro (ethylvinylether)), polyperfluoro propyl vinyl ether (PPPVE, polyperfluoro (propylvinylether), polyperfluoro-2,2-dimethyl-1,3-dioxol (PPDD) or polyperfluoro-2-methylene-4-methyl-1,3-dioxolane (PPMD), etc. The polyamide-based polymer is an aliphatic poly such as nylon. And aromatic polyamides or polyurethanes such as amide, Kevlar, and nomex, and the like, and the polyimide-based polymers include Belspell R (DuPont, Inc.). )), TI polymer (Toray Corporation), New-TPI (Mitsuido Chemical Co., Ltd.), Kelimide and Quenell (Tsubagai Chemical Co., Ltd.), BT Resin (Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) , Tolon (Amoco Co., Ltd.) or Uffimol (Eco-Fung Sansa Co., Ltd.), but is not limited thereto.

본 발명에서 상기 생분해성 고분자로는 폴리글리콜산(PGA, polyglycolic acid), 폴리-L-락트산(PLLA, poly-L-lactic acid), 폴리-D,L-락트산(PDLLA, poly-D,L-lactic acid), 폴리락트글리콜산 (PLGA, poly lactic-co-glycolic acid), 폴리-ε-카프로락톤(PCL, poly- ε-carprolactone), 폴리아미노산(polyamino acid), 폴리안하이드라이드(polyanhydride), 폴리오르쏘에스테르 및 이들의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In the present invention, the biodegradable polymer is polyglycolic acid (PGA, polyglycolic acid), poly-L-lactic acid (PLLA, poly-L-lactic acid), poly-D, L-lactic acid (PDLLA, poly-D, L -lactic acid), polylactic-co-glycolic acid (PLGA), poly-ε-caprolactone (PCL, poly-ε-carprolactone), polyamino acid, polyanhydride ), Polyorthoesters and copolymers thereof, but may not be limited thereto.

본 발명의 나노 섬유 구조체에 있어서, 코어 나노 섬유를 형성하는 2 이상의 성분의 친수성의 특성은 사용하는 고분자 물질의 종류에 따라 다양햐게 조절할 수 있다. 본 발명에서는, 예를 들면 친수성/친수성, 소수성/소수성 또는 친수성/소수성의 코어 나노 섬유를 제조할 수 있다. 특히 상기 나노 섬유 구조체에 포함되는 코어 나노 섬유를 형성하는 2 이상의 성분 중 적어도 하나의 성분을 친수성 고분자 물질로 구성하고, 적어도 다른 하나의 성분을 소수성 고분자 물질로 구성함으로써, 후술하는 본 발명의 고분자 나노 막대 제조 시, 상기 고분자 나노 막대가 양친매성을 가지도록 할 수 있다. In the nanofiber structure of the present invention, the hydrophilic properties of two or more components forming the core nanofibers can be variously adjusted according to the kind of the polymer material to be used. In the present invention, for example, hydrophilic / hydrophilic, hydrophobic / hydrophobic or hydrophilic / hydrophobic core nanofibers can be produced. In particular, the polymer nano of the present invention to be described later by configuring at least one component of the two or more components forming the core nanofibers included in the nanofiber structure with a hydrophilic polymer material and at least another component with a hydrophobic polymer material When the rod is manufactured, the polymer nanorods may have amphipathicity.

본 발명은 또한, 시스 나노 섬유용 용액 및 2 이상의 코어 나노 섬유용 용액을 제조하는 단계; 및 상기 제조된 시스 나노 섬유용 용액 및 2 이상의 코어 나노 섬유용 용액을 전기방사하는 단계를 포함하는, 본 발명에 따른 나노 섬유 구조체의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention also comprises the steps of preparing a solution for the sheath nanofibers and a solution for at least two core nanofibers; And electrospinning the prepared solution for the sheath nanofibers and the solution for the core nanofibers.

우선 본 발명에 따른 나노 섬유 구조체를 제조하기 위해서는 시스 나노 섬유용 용액 및 2 이상의 코어 나노 섬유용 용액을 제조하는 단계를 수행할 수 있다. First, in order to manufacture the nanofiber structure according to the present invention, a step of preparing a solution for the sheath nanofibers and a solution for two or more core nanofibers may be performed.

상기 시스 나노 섬유용 용액 및 2 이상의 코어 나노 섬유용 용액은 각각 고분자 물질 및 상기 고분자 물질을 용해할 수 있는 용매를 혼합함으로써 제조할 수 있다. 상기 고분자 물질에 관한 구체적인 내용은 전술한 바와 동일하다. The sheath nanofiber solution and two or more core nanofiber solutions may be prepared by mixing a polymer material and a solvent capable of dissolving the polymer material, respectively. Specific contents of the polymer material are the same as described above.

본 발명에서 상기 고분자 물질을 용해시키는 용매로는 물 또는 유기 용매를 사용할 수 있다. 상기 고분자 물질이 친수성 고분자 물질의 경우에는 물 또는 친수성 유기 용매를 용매로 사용할 수 있고, 소수성 고분자 물질의 경우에는 소수성 유기 용매를 사용할 수 있다. In the present invention, water or an organic solvent may be used as the solvent for dissolving the polymer material. When the polymer material is a hydrophilic polymer material, water or a hydrophilic organic solvent may be used as a solvent, and in the case of hydrophobic polymer material, a hydrophobic organic solvent may be used.

본 발명에서 유기 용매로 사용할 수 있는 물질의 종류는 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 디메틸렌 플루오라이드(dimethylene fluoride), 테트라메틸렌 플루오라이드(tetramethylene fluoride), 에니졸(anisol), 벤질 알데히드, 에틸 아세테이트, 아세톤, 아세토 니트릴, 아세트 알데히드, 아세트산, 아세토 페논, 아세틸 클로라이드(acetyl chloride), 아크릴로 니트릴, 아닐린, 벤질 알콜, 1-부탄올, n-부틸 아세테이트, 시클로 헥사놀(cyclohexanol), 시클로 헥사논(cyclohexanone), 1,2-디브로모 에탄, 디에틸 케톤, N,N-디메틸아세트아마이드, N,N-디메틸포름아마이드, 디메틸설폭사이드, 1,4-다이옥산, 에탄올, 포름산 에틸(ethyl formate), 포름산, 글리세롤, 헥사메틸 포스포아마이드, 메틸 아세테이트, 메틸에틸 케톤, 메틸이소부틸 케톤, N-메틸-2-피롤리돈, 니트로 벤젠, 니트로 메탄, 1-프로판올, 프로필렌-1,2-카보네이트, 테트라하이드로퓨란, 테트라메틸우레아, 트리에틸 포스페이트, 트리메틸 포스페이트, 에틸렌 디아민, NMMO(N-methylmorpholine N-oxide) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 들 수 있다. 특히 유기 용매로서 2 이상의 물질을 혼합하여 사용하는 경우에는, 2 이상의 친수성 유기 용매; 또는 2 이상의 소수성 유기 용매를 혼합하여 사용할 수 있다. The type of the material that can be used as the organic solvent in the present invention is not particularly limited, but is preferably dimethylene fluoride, tetramethylene fluoride, anisol, benzyl aldehyde, ethyl acetate , Acetone, acetonitrile, acetaldehyde, acetic acid, acetophenone, acetyl chloride, acrylonitrile, aniline, benzyl alcohol, 1-butanol, n-butyl acetate, cyclohexanol, cyclohexanone ( cyclohexanone), 1,2-dibromo ethane, diethyl ketone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, 1,4-dioxane, ethanol, ethyl formate , Formic acid, glycerol, hexamethyl phosphamide, methyl acetate, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, N-methyl-2-pyrrolidone, nitro benzene, nitro methane, 1- At least one selected from the group consisting of ropanol, propylene-1,2-carbonate, tetrahydrofuran, tetramethylurea, triethyl phosphate, trimethyl phosphate, ethylene diamine, N-methylmorpholine N-oxide (NMMO) and mixtures thereof Can be mentioned. In particular, when two or more substances are mixed and used as the organic solvent, two or more hydrophilic organic solvents; Or two or more hydrophobic organic solvents can be mixed and used.

본 발명의 나노 섬유 구조체에서, 2 이상의 코어 나노 섬유용 용액은 각각 독립적으로 고분자 물질과 상기 고분자 물질을 용해시키는 용매로 이루어진 혼합물일 수 있고, 이때 상기 혼합물은 고분자 물질을 0.001 중량% 내지 80 중량%, 바람직하게는 0.01 중량% 내지 10 중량%로 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 고분자의 함량이 0.001 중량% 미만이면, 고분자의 농도가 너무 낮아 나노 섬유 구조체를 제조할 수 없고, 80 중량%를 초과하면, 균일한 직경을 가지는 코어 나노 섬유를 제조 하기 어렵다. 상기 고분자 물질 및 용매에 관한 구체적인 설명은 전술한 바와 동일하다. In the nanofiber structure of the present invention, two or more core nanofiber solutions may each be a mixture of a polymer material and a solvent for dissolving the polymer material, wherein the mixture is 0.001% to 80% by weight of the polymer material. , Preferably it may include from 0.01% by weight to 10% by weight, but is not limited thereto. If the content of the polymer is less than 0.001% by weight, the concentration of the polymer is too low to produce a nanofiber structure, if it exceeds 80% by weight, it is difficult to produce a core nanofibers having a uniform diameter. Specific description of the polymer material and the solvent is the same as described above.

본 발명의 나노 섬유 구조체에서, 시스 나노 섬유용 용액은 고분자 물질과 상기 고분자 물질을 용해시키는 용매로 이루어진 혼합물일 수 있으며, 이때 상기 혼합물은 고분자 물질을 0.1 중량% 내지 80 중량%, 바람직하게는 10 중량% 내지 25 중량%로 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 고분자의 함량이 0.1 중량% 미만이면, 섬유 형태가 아닌 입자 형태로 제조될 수 있고, 80 중량%를 초과하면, 전기방사가 불안정할 수 있다. 상기 고분자 물질 및 용매에 관한 구체적인 설명은 전술한 바와 동일하다. In the nanofiber structure of the present invention, the solution for the cis nanofiber may be a mixture consisting of a polymer material and a solvent for dissolving the polymer material, wherein the mixture is 0.1% to 80% by weight, preferably 10 It may be included in the weight percent to 25% by weight, but is not limited thereto. When the content of the polymer is less than 0.1% by weight, it may be prepared in the form of particles, not in the form of fibers, and when it exceeds 80% by weight, electrospinning may be unstable. Specific description of the polymer material and the solvent is the same as described above.

상기 시스 나노 섬유용 용액 및 2 이상의 코어 나노 섬유용 용액의 제조 시에 사용되는 고분자 물질이 친수성 고분자 물질인 경우에는 용매로서 상기 친수성 고분자 물질을 용해할 수 있는 물 또는 친수성 유기 용매를 사용할 수 있고, 소수성 고분자 물질인 경우에는 용매로서 상기 소수성 고분자 물질을 용해할 수 있는 소수성 유기 용매를 사용할 수 있다. When the polymer material used in the preparation of the solution for the sheath nanofiber solution and at least two core nanofiber solutions is a hydrophilic polymer material, water or a hydrophilic organic solvent capable of dissolving the hydrophilic polymer material may be used as a solvent. In the case of a hydrophobic polymer, a hydrophobic organic solvent capable of dissolving the hydrophobic polymer may be used as the solvent.

본 발명에 따른 나노 섬유 구조체의 제조 방법에서, 상기 2 이상의 코어 나노 섬유용 용액 중 적어도 하나의 코어 나노 섬유용 용액은 시스 나노 섬유용 용액과 혼합되지 않을 수 있다. 본 발명에서는, 예를 들면, 시스 나노 섬유용 용액이 소수성 용액일 경우, 상기 2 이상의 코어 나노 섬유용 용액 중 적어도 하나의 코어 나노 섬유용 용액은 친수성 용액일 수 있고, 시스 나노 섬유용 용액이 친수성 용액일 경우, 상기 2 이상의 코어 나노 섬유용 용액 중 적어도 하나의 코어 나노 섬유용 용액은 소수성 용액일 수 있다. In the method for producing a nanofiber structure according to the present invention, at least one solution for the core nanofibers of the two or more solution for the core nanofibers may not be mixed with the solution for the sheath nanofibers. In the present invention, for example, when the solution for the cis nanofibers is a hydrophobic solution, at least one solution for the core nanofibers of the two or more core nanofibers solution may be a hydrophilic solution, the solution for the cis nanofibers is hydrophilic In the case of a solution, at least one solution for core nanofibers of the two or more solution for core nanofibers may be a hydrophobic solution.

본 발명에 따른 나노 섬유 구조체의 제조 방법에서, 상기 2 이상의 코어 나노 섬유용 용액 중 적어도 하나의 코어 나노 섬유용 용액은 시스 나노 섬유용 용액과 혼합되지 않도록 함으로써, 후술하는 본 발명의 고분자 나노 막대 제조 시, 하나 이상의 성분으로 구성된 고분자 나노 막대의 제조가 가능하도록 한다.In the method for producing a nanofiber structure according to the present invention, at least one of the core nanofiber solution of the two or more core nanofiber solution is not mixed with the solution for the sheath nanofiber, thereby preparing the polymer nanorod of the present invention At the same time, it is possible to manufacture a polymer nanorod consisting of one or more components.

또한, 본 발명에 따른 나노 섬유 구조체의 제조 방법에서, 상기 2 이상의 코어 나노 섬유용 용액 중 적어도 하나의 코어 나노 섬유용 용액은 친수성 고분자 물질을 포함하고, 적어도 다른 하나의 코어 나노 섬유용 용액은 소수성 고분자 물질을 포함할 수 있다. 상기 2 이상의 코어 나노 섬유용 용액 중 적어도 하나의 코어 나노 섬유용 용액이 친수성 고분자 물질을 포함하고, 적어도 다른 하나의 코어 나노 섬유용 용액이 소수성 고분자 물질을 포함함으로써, 후술하는 본 발명의 고분자 나노 막대 제조 시, 상기 고분자 나노 막대가 양친매성을 가지도록 할 수 있다.In addition, in the method for producing a nanofiber structure according to the present invention, at least one core nanofiber solution of the at least two core nanofiber solution comprises a hydrophilic polymer material, at least one other solution for the core nanofiber is hydrophobic It may comprise a polymeric material. At least one core nanofiber solution of the two or more core nanofiber solutions includes a hydrophilic polymer material, and the at least one solution for core nanofibers includes a hydrophobic polymer material. At the time of manufacture, the polymer nanorods may have amphipathicity.

본 발명에 따른 나노 섬유 구조체의 제조 방법은 상기 제조된 시스 나노 섬유용 용액 및 2 이상의 코어 나노 섬유용 용액을 전기방사하는 단계를 포함한다. The method for producing a nanofiber structure according to the present invention includes the step of electrospinning the prepared solution for the sheath nanofiber and two or more core nanofiber solution.

본 발명에 따른 나노 섬유 구조체의 제조 방법에서, 상기 전기방사하는 단계는, 전술한 본 발명에 따른 전기방사 장치를 이용하여 수행될 수 있다. 상기 전기방사 장치에 관한 구체적인 내용은 전술한 바와 동일하다. In the method of manufacturing a nanofiber structure according to the present invention, the step of electrospinning may be performed using the electrospinning apparatus according to the present invention described above. The details of the electrospinning apparatus are the same as described above.

구체적으로, 상기 제조된 시스 나노 섬유용 용액 및 2 이상의 코어 나노 섬유용 용액, 즉 외부 노즐용 용액(23) 및 2 이상의 내부 노즐용 용액(21,22)은 첨부된 도 2 에 나타난 바와 같이, 용액 공급부(20)에 저장하고, 각각 분리된 공급 라인(21a,22a,23a)을 통하여 복합 노즐부(10)의 외부 노즐(1) 및 2 이상의 내부 노즐(2,3)에 동시에 공급될 수 있다. 이때, 상기 외부 노즐용 용액(23) 및 2 이상의 내부 노즐용 용액(21,22)은 각각의 공급 라인(21a,22a,23a)에 추가로 설치되어 있는 이송 펌프(21b,22b,23b)를 이용하여 일정한 용출 속도로 공급될 수 있다. Specifically, the prepared sheath nanofiber solution and two or more core nanofiber solutions, that is, the external nozzle solution 23 and the two or more internal nozzle solutions 21 and 22 are shown in FIG. It can be stored in the solution supply unit 20 and simultaneously supplied to the external nozzle 1 and the two or more internal nozzles 2 and 3 of the composite nozzle unit 10 through separate supply lines 21a, 22a and 23a, respectively. have. In this case, the external nozzle solution 23 and the two or more internal nozzle solutions 21 and 22 may transfer feed pumps 21b, 22b, and 23b which are additionally installed in the respective supply lines 21a, 22a, and 23a. Can be supplied at a constant dissolution rate.

본 발명에 따른 나노 섬유 구조체의 제조 방법에서, 상기 외부 노즐용 용액 및 내부 노즐용 용액의 용출 속도는 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 외부 노즐용 용액의 용출 속도가 0.01 ㎖/h 내지 500 ㎖/h, 바람직하게는 0.01 ㎖/h 내지 50 ㎖/h일 수 있고, 2 이상의 내부 노즐용 용액의 용출 속도가 0.01 ㎖/h 내지 500 ㎖/h, 0.01 ㎖/h 내지 10 ㎖/h 일 수 있다. 상기 외부 노즐용 용액의 용출 속도가 0.01 ㎖/h 미만이면, 전기방사를 할 수 없고 500 ㎖/h를 초과하면, 균일한 두께를 가지고 있는 나노 섬유 구조체를 제조하기 어렵다. 또한, 상기 내부 노즐용 용액의 용출 속도가 500 ㎖/h를 초과하면, 전기방사가 불안정하여 균일한 두께를 가지는 나노 섬유 구조체를 제조하기 어렵다. In the method for producing a nanofiber structure according to the present invention, the dissolution rate of the solution for the outer nozzle and the solution for the inner nozzle is not particularly limited, but preferably the dissolution rate of the solution for the outer nozzle is 0.01 ml / h to 500 ml /. h, preferably 0.01 ml / h to 50 ml / h, and the dissolution rate of the solution for two or more internal nozzles may be 0.01 ml / h to 500 ml / h and 0.01 ml / h to 10 ml / h. . If the dissolution rate of the solution for the external nozzle is less than 0.01 ml / h, electrospinning is not possible, if it exceeds 500 ml / h, it is difficult to produce a nanofiber structure having a uniform thickness. In addition, when the dissolution rate of the solution for the internal nozzle exceeds 500 ml / h, it is difficult to produce a nanofiber structure having an unstable electrospinning uniform thickness.

본 발명에 따른 나노 섬유 구조체의 제조 방법에서, 상기 복합 노즐부로 이송된 외부 노즐용 용액 및 2 이상의 내부 노즐용 용액은 복합 노즐부를 통해 동시에 전기방사 될 수 있다. 상기 전술한 전기방사 장치에 포함되는 본 발명에 따른 복합 노즐부를 이용하여 상기 용액들을 전기방사할 경우, 맥동 전기분사(pulsating electrospray) 원리에 따라, 상기 2 이상의 내부 노즐용 용액은 교차로 방사되거나, 불연속적으로 방사될 수 있고, 상기 외부 노즐용 용액은 2 이상의 내부 노즐용 용액을 둘러싸면서 연속적으로 방사될 수 있다. 상기 외부 노즐용 용액 및 2 이상의 내부 노즐용 용액은 상기 복합 노즐부를 통해 전기방사되면서, 첨부된 도 3 및 도 4 에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 구체예에 따른 나노 섬유 구조체를 형성할 수 있다. In the method of manufacturing a nanofiber structure according to the present invention, the solution for the external nozzle and the solution for the two or more internal nozzles transferred to the composite nozzle portion may be simultaneously electrospun through the composite nozzle portion. When electrospinning the solutions using the composite nozzle unit according to the present invention included in the electrospinning apparatus described above, according to the pulsating electrospray principle, the solutions for the two or more internal nozzles are radiated alternately or not. It can be spun continuously, the solution for the outer nozzle can be spun continuously while surrounding the solution for two or more inner nozzle. The solution for the external nozzle and the solution for the two or more internal nozzles may be electrospun through the composite nozzle unit, as shown in FIGS. 3 and 4, to form a nanofiber structure according to an embodiment of the present invention. .

상기 2 이상의 내부 노즐용 용액이 불연속적이면서 교차로 방사되는 경우에는 첨부된 도 3 에 나타난 바와 같은 나노 섬유 구조체가 형성될 수 있으며, 상기 2 이상의 내부 노즐용 용액이 불연속적이면서 랜덤으로 방사되는 경우에는 첨부된 도 4 에 나타난 바와 같은 나노 섬유 구조체가 형성될 수 있다. When the solution for the two or more inner nozzles are discontinuously and alternately radiated, a nanofiber structure as shown in FIG. 3 may be formed. When the solution for the two or more inner nozzles is discontinuously and randomly radiated, The nanofiber structure as shown in FIG. 4 can be formed.

상기 제조된 본 발명의 나노 섬유 구조체는 본 발명의 전기 방사장치의 포집부에서 포집될 수 있다. The prepared nanofiber structure of the present invention may be collected in the collecting portion of the electrospinning apparatus of the present invention.

본 발명에 따른 나노 섬유 구조체의 제조 방법에서, 상기 복합 노즐부의 하단과 포집부 간의 거리는 0.1 cm 내지 500 cm, 바람직하게는 1 cm 내지 100 cm, 보다 바람직하게는 5 cm 내지 30 cm일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 복합 노즐부의 하단과 포집부 간의 거리가 0.1 cm 미만이면, 고형화가 이루어지지 않아 나노 섬유 구조체를 제조할 수 없고, 500 cm를 초과하면, 인가되는 전압이 높아져 생산성 저하를 초래할 수 있다 할 수 있다.In the method of manufacturing a nanofiber structure according to the present invention, the distance between the lower end and the collecting portion of the composite nozzle portion may be 0.1 cm to 500 cm, preferably 1 cm to 100 cm, more preferably 5 cm to 30 cm, It is not limited to this. If the distance between the lower end and the collecting portion of the composite nozzle portion is less than 0.1 cm, the solidification is not made, the nanofiber structure can not be produced, if it exceeds 500 cm, the applied voltage can be increased to cause a decrease in productivity. .

본 발명에 따른 나노 섬유 구조체의 제조 방법에서, 상기 외부 노즐용 용액 및 2 이상의 내부 노즐용 용액이 복합 노즐부를 통해 전기방사되기 위해서는, 상기 포집부 및 상기 복합 노즐부와 전기적으로 연결되거나, 상기 포집부 및 상기 용액 공급부와 전기적으로 연결되어 있는 전압 인가부를 통해 고전압이 인가되어야 한다. 상기 전압 인가부는 단위 거리(cm)당 0.01 kV 내지 100 kV, 바람직하게는 0.01 kV 내지 50 kV, 보다 바람직하게는 1 kV 내지 20 kV의 인가 전압을 인가할 수 있다. 상기 단위 거리(cm)당 인가 전압이 0.01 kV 미만이면, 전기방사를 할 수 없고, 100 kV를 초과하면, 방전이 발생되어 화재가 발생할 위험이 있다. In the method of manufacturing a nanofiber structure according to the present invention, in order for the solution for the external nozzle and the solution for the two or more internal nozzles to be electrospun through the composite nozzle portion, it is electrically connected to the collection portion and the composite nozzle portion, or the collection A high voltage must be applied through the part and a voltage applying part electrically connected to the solution supply part. The voltage applying unit may apply an applied voltage of 0.01 kV to 100 kV, preferably 0.01 kV to 50 kV, and more preferably 1 kV to 20 kV per unit distance (cm). If the applied voltage per unit distance (cm) is less than 0.01 kV, electrospinning is not possible, and if it exceeds 100 kV, there is a risk that a discharge occurs and a fire occurs.

본 발명에 따른 나노 섬유 구조체의 제조 방법에 따라 제조된 나노 섬유 구조체는 후술할 고분자 나노 막대를 제조하기 위한 전구체로서의 역할을 할 수 있다. The nanofiber structure prepared according to the method of manufacturing a nanofiber structure according to the present invention may serve as a precursor for producing a polymer nanorod to be described later.

본 발명은 또한, 1 이상의 고분자 물질이 포함되어 있는 고분자 나노 막대에 관한 것이다. The invention also relates to polymeric nanorods containing one or more polymeric materials.

본 발명의 고분자 나노 막대는 1 이상의 고분자 물질을 포함하고, 상기 고분자 물질에 관한 구체적인 내용은 전술한 바와 동일하다. The polymer nanorod of the present invention includes at least one polymer material, and the details of the polymer material are the same as described above.

본 발명의 고분자 나노 막대는 그 직경이 1 nm 내지 2,000 nm, 바람직하게는 10 nm 내지 1,000 nm일 수 있다. 상기 직경이 1 nm 미만이거나 2,000 nm를 초과하면, 고분자 나노 막대를 형성할 수 없다.The polymer nanorods of the present invention may have a diameter of 1 nm to 2,000 nm, preferably 10 nm to 1,000 nm. If the diameter is less than 1 nm or more than 2,000 nm, polymer nanorods may not be formed.

본 발명의 고분자 나노 막대는 그 길이가 10 nm 내지 100,000 nm, 바람직하게는 100 nm 내지 30,000 nm, 보다 바람직하게는 100 nm 내지 1,000 nm일 수 있다. 상기 길이가 10 nm 미만이거나 100,000 nm를 초과하면, 고분자 나노 막대를 형성할 수 없다.The polymer nanorods of the present invention may have a length of 10 nm to 100,000 nm, preferably 100 nm to 30,000 nm, more preferably 100 nm to 1,000 nm. If the length is less than 10 nm or more than 100,000 nm, polymer nanorods cannot be formed.

본 발명의 고분자 나노 막대는 친수성 고분자 물질 및 소수성 고분자 물질을 포함할 수 있다. 본 발명의 고분자 나노 막대가 친수성 고분자 물질 및 소수성 고분자 물질을 포함하는 경우에는 양친매성을 가질 수 있다. The polymer nanorods of the present invention may include a hydrophilic polymer material and a hydrophobic polymer material. When the polymer nanorods of the present invention include a hydrophilic polymer material and a hydrophobic polymer material, they may have amphipathic properties.

첨부된 도 5 는 본 발명의 일 구체예에 따른 고분자 나노 막대의 단면도를 나타내는 도면이다. 첨부된 도 5 에 나타난 바와 같이, 본 발명의 고분자 나노 막대(300)는 친수성 고분자 블록(310) 및 소수성 고분자 블록(320)을 포함하는 구조일 수 있다. 첨부된 도 5 에서는 친수성 고분자 블록 및 소수성 고분자 블록이 각각 하나씩만 도시되어 있지만, 이에 제한되지 않으며, 상기 고분자 나노 막대는 서로 다른 2 이상의 친수성 고분자 블록 및 서로 다른 2 이상의 소수성 고분자 블록을 포함할 수도 있다.
5 is a cross-sectional view of the polymer nanorods according to the exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the polymer nanorods 300 of the present invention may have a structure including a hydrophilic polymer block 310 and a hydrophobic polymer block 320. In FIG. 5, only one hydrophilic polymer block and one hydrophobic polymer block are shown, but the present invention is not limited thereto, and the polymer nanorods may include two or more hydrophilic polymer blocks and two or more hydrophobic polymer blocks. .

본 발명은 또한, 전술한 본 발명에 따른 나노 섬유 구조체의 제조 방법에 의해 제조된 나노 섬유 구조체의 시스 나노 섬유만을 선택적으로 제거하는 단계를 포함하는, 본 발명에 따른 고분자 나노 막대의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention also relates to a method for producing a polymer nanorod according to the present invention, comprising the step of selectively removing only the sheath nanofibers of the nanofiber structure produced by the method for producing a nanofiber structure according to the present invention described above. will be.

본 발명의 고분자 나노 막대의 제조 방법에서, 전술한 본 발명의 나노 섬유 구조체의 제조 방법에 의해 제조된 나노 섬유 구조체는 상기 고분자 나노 막대를 제조하기 위한 전구체로서 사용될 수 있다. In the method for producing the polymer nanorod of the present invention, the nanofiber structure prepared by the method for producing the nanofiber structure of the present invention described above can be used as a precursor for producing the polymer nanorod.

구체적으로, 전술한 본 발명의 나노 섬유 구조체의 제조 방법에 의해 제조된 나노 섬유 구조체의 시스 나노 섬유만을 선택적으로 제거함으로써, 본 발명의 고분자 나노 막대를 제조할 수 있다. Specifically, the polymer nanorod of the present invention can be produced by selectively removing only the sheath nanofibers of the nanofiber structure produced by the method for producing a nanofiber structure of the present invention described above.

전술한 본 발명의 나노 섬유 구조체의 제조 방법에 의해 제조된 나노 섬유 구조체는, 2 이상의 성분이 불연속적이면서, 교차된 또는 교차되지 않은 상태로 형성되어 있는 코어 나노 섬유; 및 상기 코어 나노 섬유를 둘러싸고 있는 시스 나노 섬유를 포함하고 있다. 따라서, 상기 나노 섬유 구조체의 시스 나노 섬유만을 선택적으로 제거하게 되면, 불연속적으로 형성되어 있는 코어 나노 섬유만 남을 수 있다. The nanofiber structure produced by the method for producing a nanofiber structure of the present invention described above comprises: core nanofibers in which at least two components are formed in a discontinuous and intersected or uncrossed state; And sheath nanofibers surrounding the core nanofibers. Therefore, if only the sheath nanofibers of the nanofiber structure are selectively removed, only core nanofibers that are discontinuously formed may remain.

상기 나노 섬유 구조체의 코어 나노 섬유가 불연속적으로 형성되어 있는 2 이상의 성분을 포함하고 있는 경우, 즉 첨부된 도 3 및 도 4 의 경우에는 상기 나노 섬유 구조체의 시스 나노 섬유를 제거함으로써, 본 발명에 따른 고분자 나노 막대를 제조할 수 있다. In the present invention, when the core nanofibers of the nanofiber structure contains two or more components that are discontinuously formed, that is, the sheath nanofibers of the nanofiber structure are attached in the case of FIGS. It can be prepared according to the polymer nanorods.

본 발명의 고분자 나노 막대의 제조 방법에서, 상기 나노 섬유 구조체의 시스 나노 섬유만을 선택적으로 제거하는 단계는 시스 나노 섬유만을 선택적으로 용해할 수 있는 용매가 들어 있는 원심 분리기에 상기 나노 섬유 구조체를 넣고, 원심 분리함으로써 수행될 수 있다. In the method for producing the polymer nanorods of the present invention, the step of selectively removing only the sheath nanofibers of the nanofiber structure, the nanofiber structure is placed in a centrifuge containing a solvent capable of selectively dissolving only the sheath nanofibers, By centrifugation.

본 발명에 따른 나노 섬유 구조체를 상기 나노 섬유 구조체의 시스 나노 섬유만을 선택적으로 용해할 수 있는 용매가 들어 있는 원심 분리기에 넣으면, 시스 나노 섬유만이 용해되면서, 상기 나노 섬유 구조체의 코어 나노 섬유는 침전물로 남게 되며, 상기 원심 분리기를 고속으로 회전시키면, 상기 코어 나노 섬유만이 침전물로 추출될 수 있다. 이 때, 상기 코어 나노 섬유가 첨부된 도 3 및 도 4 와 같이, 2 이상의 성분이 불연속적으로 형성되어 있기 때문에, 시스 나노 섬유의 선택적인 제거만으로도 고분자 나노 막대가 제조될 수 있다. When the nanofiber structure according to the present invention is placed in a centrifuge containing a solvent capable of selectively dissolving only the sheath nanofibers of the nanofiber structure, only the sheath nanofibers are dissolved, and the core nanofibers of the nanofiber structure are precipitated. When the centrifuge is rotated at high speed, only the core nanofibers can be extracted into the precipitate. In this case, as shown in FIGS. 3 and 4 to which the core nanofibers are attached, since two or more components are formed discontinuously, the polymer nanorods may be manufactured only by selectively removing the sheath nanofibers.

본 발명의 고분자 나노 막대의 제조 방법에서, 상기 나노 섬유 구조체의 시스 나노 섬유만을 선택적으로 제거하기 위하여 원심 분리를 수행하는 경우, 상기 원심 분리기의 회전 속도는 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 100 rpm 내지 500,000 rpm, 보다 바람직하게는 1,000 rpm 내지 200,000 rpm일 수 있다. 상기 원심 분리기의 회전 속도가 100 rpm 미만이면, 고분자 나노 막대를 침전 시킬 수 없고, 200,000 rpm을 초과하면, 생산 원가를 상승시키는 원인이 될 수 있다. In the manufacturing method of the polymer nanorod of the present invention, when centrifugation is performed to selectively remove only the sheath nanofibers of the nanofiber structure, the rotational speed of the centrifuge is not particularly limited, but preferably 100 rpm to 500,000 rpm, more preferably 1,000 rpm to 200,000 rpm. If the rotational speed of the centrifuge is less than 100 rpm, the polymer nanorods may not be precipitated, and if it exceeds 200,000 rpm, it may cause the production cost to rise.

본 발명의 고분자 나노 막대의 제조 방법에서, 상기 나노 섬유 구조체의 시스 나노 섬유만을 선택적으로 제거하기 위하여 원심 분리를 수행하는 경우, 원심 분리를 통해 얻어지는 침전물을 세척하는 단계를 추가로 수행할 수 있다. 원심 분리를 통해 얻어지는 침전물을 세척함으로써, 침전물에 잔존하는 불순물 및 용매를 제거할 수 있다. In the manufacturing method of the polymer nanorod of the present invention, when centrifugation is performed to selectively remove only the sheath nanofibers of the nanofiber structure, the step of washing the precipitate obtained through centrifugation may be further performed. By washing the precipitate obtained through centrifugation, impurities and solvent remaining in the precipitate can be removed.

상기 침전물을 세척하는 단계는 세척 용액을 이용하여 침전물을 세척함으로써 수행될 수 있다. 상기 세척 용액으로는 시스 나노 섬유만을 선택적으로 용해 시킨 용매를 사용할 수 있고, 불순물 및 용매가 모두 제거될 때까지 반복 수행할 수 있다. The washing of the precipitate may be performed by washing the precipitate using a washing solution. As the washing solution, a solvent in which only the sheath nanofibers are selectively dissolved may be used, and may be repeatedly performed until all impurities and solvents are removed.

본 발명의 고분자 나노 막대의 제조 방법에 의하면, 고분자 나노 막대의 길이 및 직경을 다양한 조건을 통해 쉽게 조절할 수 있다. 본 발명에서는 본 발명에 따른 나노 섬유 구조체의 제조 시, 코어 나노 섬유용 용액의 용출 속도, 코어 나노 섬유용 용액의 전도도 또는 인가 전압 등의 조건을 변화시킴으로써 코어 나노 섬유의 불연속적인 길이 및 직경 등을 조절할 수 있고, 결과적으로 고분자 나노 막대의 길이 및 직경 등을 다양하게 조절할 수 있다.
According to the manufacturing method of the polymer nanorod of the present invention, the length and diameter of the polymer nanorod can be easily adjusted through various conditions. In the present invention, the discontinuous length and diameter of the core nanofibers may be changed by changing the dissolution rate of the core nanofiber solution, the conductivity of the core nanofiber solution, or the applied voltage. As a result, the length and diameter of the polymer nanorods can be variously adjusted.

[[ 실시예Example ]]

이하 본 발명에 따르는 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the scope of the present invention is not limited by the following examples.

<나노 섬유 구조체의 제조><Production of Nano Fiber Structure>

실시예Example 1  One

시스Sheath 나노 섬유용 용액의 제조 Preparation of solutions for nanofibers

벤질알데히드 및 에틸아세테이트를 1:1(부피비)로 혼합한 유기 용매에 소수성 고분자 물질인 폴리스티렌을 용해시켜 시스 나노 섬유용 용액을 제조하였다. 상기 시스 나노 섬유용 용액에 포함된 폴리스티렌의 함량은 15 중량% 이었다.
A solution for cis nanofibers was prepared by dissolving polystyrene as a hydrophobic polymer in an organic solvent mixed with benzyl aldehyde and ethyl acetate in a 1: 1 (volume ratio). The content of polystyrene contained in the sheath nanofiber solution was 15% by weight.

코어 나노 섬유용 용액의 제조Preparation of Solution for Core Nanofibers

친수성 고분자 물질인 폴리비닐알코올을 물에 용해시켜 제 1 코어 나노 섬유용 용액을 제조하였고, 소수성 고분자 물질인 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride)를 디메틸포름아마이드에 용해시켜 제 2 코어 나노 섬유용 용액을 제조하였다. 상기 제 1 코어 나노 섬유용 용액에 포함된 폴리비닐알코올의 함량은 5 중량% 이었고, 상기 제 2 코어 나노 섬유용 용액에 포함된 폴리비닐리덴플루오라이드의 함량은 5 중량% 이었으며, 상기 제 1 코어 나노 섬유용 용액 및 제 2 코어 나노 섬유용 용액의 전기 전도도는 0.04 μS/cm 이었다.
A solution for the first core nanofiber was prepared by dissolving polyvinyl alcohol, a hydrophilic polymer, in water, and a solution for the second core nanofiber, by dissolving polyvinylidenefluoride, a hydrophobic polymer, in dimethylformamide. Prepared. The content of the polyvinyl alcohol contained in the solution for the first core nanofibers was 5% by weight, and the content of the polyvinylidene fluoride contained in the solution for the second core nanofibers was 5% by weight, and the first core The electrical conductivity of the solution for nanofibers and the solution for second core nanofibers was 0.04 μS / cm.

전기방사 장치를 이용한 나노 섬유 구조체의 제조Fabrication of Nanofiber Structures Using Electrospinning Apparatus

상기 제조된 시스 나노 섬유용 용액 및 코어 나노 섬유용 용액에 대하여 첨부된 도 2 에 도시된 본 발명에 따른 전기방사 장치를 이용하여 전기방사를 실시하여 첨부된 도 3 에 도시된 바와 같은 구조의 나노 섬유 구조체를 제조하였으며, 상기 제조된 나노 섬유 구조체는 폴리비닐알코올과 폴리비닐리덴플루오라이드가 교차로 형성된 다수 개의 블록이 불연속적으로 형성되어 있는 코어 나노 섬유; 및 상기 코어 나노 섬유를 둘러싸고 있고, 폴리스티렌으로 형성되어 있는 시스 나노 섬유를 포함하는 구조를 가지고 있었다. The nano-structure of the structure as shown in Figure 3 attached to the electrospinning using the electrospinning apparatus according to the present invention shown in Figure 2 attached to the prepared solution for the sheath nanofibers and the core nanofibers A fiber structure was prepared, wherein the prepared nanofiber structure comprises: core nanofibers in which a plurality of blocks in which polyvinyl alcohol and polyvinylidene fluoride are formed in a discontinuous manner are formed; And a sheath nanofiber surrounding the core nanofiber and formed of polystyrene.

전기방사 장치를 이용한 나노 섬유 구조체의 제조 과정을 구체적으로 살펴 보면, 상기 제조된 시스 나노 섬유용 용액 및 2개의 코어 나노 섬유용 용액을 용액 공급부에 저장하고, 각각의 용액을 공급 라인을 통하여 복합 노즐부의 외부 노즐 및 2개의 내부 노즐로 공급하였다. 상기 복합 노즐부의 외부 노즐 및 2개의 내부 노즐은 스테인리스 스틸로 이루어졌으며, 외부 노즐의 외경 및 내경은 각각 0.7 mm 및 0.05 mm이었고, 내부 노즐의 외경 및 내경은 각각 0.02 mm 및 0.015 mm이었다. Looking at the manufacturing process of the nanofiber structure using the electrospinning apparatus in detail, the prepared solution for the sheath nanofiber and two core nanofiber solution is stored in the solution supply unit, each solution is a composite nozzle through the supply line The negative external nozzle and the two internal nozzles were supplied. The outer nozzle and the two inner nozzles of the composite nozzle part were made of stainless steel, and the outer and inner diameters of the outer nozzle were 0.7 mm and 0.05 mm, respectively, and the outer and inner diameters of the inner nozzle were 0.02 mm and 0.015 mm, respectively.

상기 시스 나노 섬유용 용액은 공급 라인에 설치된 이송 펌프를 통해 그 용출 속도를 5 ㎖/h로 유지하였으며, 상기 2개의 코어 나노 섬유용 용액은 공급 라인에 설치된 이송 펌프를 통해 그 용출 속도를 각각 0.1 ㎖/h로 유지하였다. 또한, 용액 공급부 및 포집부와 전기적으로 연결되어 있는 전압 인가부를 통해 9.5 kV의 전압을 인가하여 상기 시스 나노 섬유용 용액 및 2개의 코어 나노 섬유용 용액을 하전시켰으며, 상기 복합 노즐부를 통해 방사되는 첨부된 도 3 에 도시된 바와 같은 구조의 나노 섬유 구조체는 포집부에서 포집하였다. 이때, 상기 복합 노즐부의 최하단으로부터 포집부까지의 거리는 20 cm 이었다.
The solution for the sheath nanofibers was maintained at a dissolution rate of 5 ml / h through a transfer pump installed in a supply line, and the two core nanofiber solutions were each prepared at a dissolution rate of 0.1 by a transfer pump installed in a supply line. Kept at ml / h. In addition, a voltage of 9.5 kV was applied through a voltage applying part electrically connected to the solution supply part and the collecting part to charge the sheath nanofiber solution and the solution for the two core nanofibers, which were radiated through the composite nozzle part. The nanofiber structure having the structure as shown in FIG. 3 was collected at the collecting portion. At this time, the distance from the lowest end of the composite nozzle portion to the collecting portion was 20 cm.

실시예Example 2 내지 5  2 to 5

전기방사 장치를 이용한 나노 섬유 구조체의 제조 과정에서, 코어 나노 섬유용 용액의 용출 속도를 0.2 ㎖/h(실시예 2), 0.3 ㎖/h(실시예 3), 0.4 ㎖/h(실시예 4) 및 0.5 ㎖/h(실시예 5)로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 나노 섬유 구조체를 제조하였다.
In the preparation of the nanofiber structure using the electrospinning apparatus, the dissolution rate of the solution for the core nanofibers was 0.2 ml / h (Example 2), 0.3 ml / h (Example 3), 0.4 ml / h (Example 4 ) And 0.5 ml / h (Example 5) except that the nanofiber structure was prepared in the same manner as in Example 1.

실시예Example 6 내지 8 6 to 8

코어 나노 섬유용 용액의 제조 과정에서, 제 1 코어 나노 섬유용 용액 및 제 2 코어 나노 섬유용 용액 제조 시, 각각 염화나트륨 용액을 첨가하여 전기 전도도를 50 μS/cm(실시예 6), 150 μS/cm(실시예 7) 및 270 μS/cm(실시예 8)로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 나노 섬유 구조체를 제조하였다.
In the preparation of the solution for the core nanofibers, in the preparation of the solution for the first core nanofibers and the solution for the second core nanofibers, sodium chloride solution was added, respectively, so that the electrical conductivity was 50 μS / cm (Example 6), 150 μS / A nanofiber structure was prepared in the same manner as in Example 1 except for changing to cm (Example 7) and 270 μS / cm (Example 8).

실시예Example 9 내지 12 9-12

전기방사 장치를 이용한 나노 섬유 구조체의 제조 과정에서, 인가 전압을 11.5 kV(실시예 9), 13.5 kV(실시예 10), 15.5 kV(실시예 11) 및 17.5 kV(실시예 12)로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 나노 섬유 구조체를 제조하였다.
In the fabrication process of the nanofiber structure using the electrospinning apparatus, the applied voltage was changed to 11.5 kV (Example 9), 13.5 kV (Example 10), 15.5 kV (Example 11), and 17.5 kV (Example 12). A nanofiber structure was prepared in the same manner as in Example 1 except that.

<고분자 나노 막대의 제조><Production of Polymer Nanorods>

실시예Example 13  13

상기 실시예 1에서 제조된 나노 섬유 구조체를 5 중량%의 벤질알데히드 용액이 담겨 있는 원심 분리기에 넣고, 상기 원심 분리기를 10,000 rpm으로 고속 회전시켜 침전물을 얻었다. 상기 실시예 1에서 제조된 나노 섬유 구조체 중에서 폴리스티렌으로 형성되어 있는 시스 나노 섬유는 벤질알데히드 용액에 용해되었으며, 폴리비닐알코올 및 폴리비닐리덴플루오라이드 (polyvinylidenefluoride)로 형성되어 있는 코어 나노 섬유는 벤질알데히드 용액에 용해되지 않고, 침전물로 남아 있었다. 즉, 벤질알데히드 용액을 통해 나노 섬유 구조체의 시스 나노 섬유만을 선택적으로 제거하였다. The nanofiber structure prepared in Example 1 was placed in a centrifuge containing 5% by weight of benzylaldehyde solution, and the centrifuge was rotated at 10,000 rpm to obtain a precipitate. In the nanofiber structure prepared in Example 1, cis nanofibers formed of polystyrene were dissolved in benzylaldehyde solution, and core nanofibers formed of polyvinyl alcohol and polyvinylidenefluoride were benzylaldehyde solution. It did not dissolve in and remained a precipitate. That is, only the cis nanofibers of the nanofiber structure were selectively removed through the benzylaldehyde solution.

상기 원심 분리를 통해 얻어진 침전물을 세척 용액인 벤질알데히드로 수 회 세척함으로써, 폴리비닐알코올 블록과 폴리비닐리덴플루오라이드 블록으로 이루어진 고분자 나노 막대를 얻었다.
The precipitate obtained through the centrifugation was washed several times with benzylaldehyde as a washing solution to obtain a polymer nanorod consisting of a polyvinyl alcohol block and a polyvinylidene fluoride block.

실시예Example 14 내지 24 14 to 24

상기 실시예 1에서 제조된 나노 섬유 구조체를 사용하는 대신 실시예 2 내지 12에서 제조된 나노 섬유 구조체를 사용한 것을 제외하고는 실시예 13과 동일한 방법으로 수행하여 고분자 나노 막대를 제조하였다.
Polymer nanorods were prepared in the same manner as in Example 13, except that the nanofiber structures prepared in Examples 2 to 12 were used instead of the nanofiber structures prepared in Example 1.

상기 실시예 1 내지 12에서 제조된 나노 섬유 구조체의 제조 조건을 하기 표 1에 정리하여 기재하였다.
The preparation conditions of the nanofiber structures prepared in Examples 1 to 12 are summarized in Table 1 below.

실시예Example 나노 섬유 구조체의 제조 조건Manufacturing Conditions of Nanofiber Structures 나노 섬유 구조체Nano fiber structure 고분자 Polymer
나노 막대Nano rod
코어 나노 섬유의 Core of nanofiber
용출 속도 (㎖/h)Elution rate (ml / h)
코어 나노 섬유의Core of nanofiber
전기전도도 (μS/Electrical Conductivity (μS / cmcm ))
인가 전압 (Applied voltage ( kVkV ))
실시예Example 1 One 실시예Example 13 13 0.1 ㎖/h0.1 ml / h 0.04 μS/cm0.04 μS / cm 9.5 kV9.5 kV 실시예Example 2 2 실시예Example 14 14 0.2 ㎖/h0.2 ml / h 0.04 μS/cm0.04 μS / cm 9.5 kV9.5 kV 실시예Example 3 3 실시예Example 15 15 0.3 ㎖/h0.3 ml / h 0.04 μS/cm0.04 μS / cm 9.5 kV9.5 kV 실시예Example 4 4 실시예Example 16 16 0.4 ㎖/h0.4 ml / h 0.04 μS/cm0.04 μS / cm 9.5 kV9.5 kV 실시예Example 5 5 실시예Example 17 17 0.5 ㎖/h0.5 ml / h 0.04 μS/cm0.04 μS / cm 9.5 kV9.5 kV 실시예Example 6 6 실시예Example 18 18 0.1 ㎖/h0.1 ml / h 50 μS/cm50 μS / cm 9.5 kV9.5 kV 실시예Example 7 7 실시예Example 19 19 0.1 ㎖/h0.1 ml / h 150 μS/cm150 μS / cm 9.5 kV9.5 kV 실시예Example 8 8 실시예Example 20 20 0.1 ㎖/h0.1 ml / h 270 μS/cm270 μS / cm 9.5 kV9.5 kV 실시예Example 9 9 실시예Example 21 21 0.1 ㎖/h0.1 ml / h 0.04 μS/cm0.04 μS / cm 11.5 kV11.5 kV 실시예Example 10 10 실시예Example 22 22 0.1 ㎖/h0.1 ml / h 0.04 μS/cm0.04 μS / cm 13.5 kV13.5 kV 실시예Example 11 11 실시예Example 23 23 0.1 ㎖/h0.1 ml / h 0.04 μS/cm0.04 μS / cm 15.5 kV15.5 kV 실시예Example 12 12 실시예Example 24 24 0.1 ㎖/h0.1 ml / h 0.04 μS/cm0.04 μS / cm 17.5 kV17.5 kV

시험예Test Example 1  One

상기 실시예 1에서 제조된 나노 섬유 구조체 및 실시예 13에서 제조된 고분자 나노 막대의 존재를 확인하기 위하여, 형광 현미경을 이용하여 관찰하였다. 첨부된 도 6 은 실시예 1에서 제조된 나노 섬유 구조체의 형광 현미경 사진을 나타내고, 첨부된 도 7 은 실시예 13에서 제조된 고분자 나노 막대의 형광 현미경 사진을 나타낸다. 첨부된 도 6을 통해, 실시예 1에서 제조된 나노 섬유 구조체는 폴리비닐알코올 및 폴리비닐리덴플루오라이드가 교차되면서, 불연속적으로 형성되어 있는 코어 나노 섬유를 가지고 있음을 알 수 있고, 첨부된 도 7 을 통해, 실시예 14에서 제조된 나노 섬유 구조체로부터 그 시스 나노 섬유만을 선택적으로 제거하여 폴리비닐알코올 블록 및 폴리비닐리덴플루오라이드 블록을 가지는 양친매성 고분자 나노 막대가 제조되었음을 알 수 있다.
In order to confirm the presence of the nanofiber structure prepared in Example 1 and the polymer nanorods prepared in Example 13, it was observed using a fluorescence microscope. 6 shows a fluorescence micrograph of the nanofiber structure prepared in Example 1, and FIG. 7 shows a fluorescence micrograph of the polymer nanorods prepared in Example 13. FIG. 6, it can be seen that the nanofiber structure prepared in Example 1 has core nanofibers which are discontinuously formed while crossing polyvinyl alcohol and polyvinylidene fluoride. 7, it can be seen that the amphipathic polymer nanorods having polyvinyl alcohol blocks and polyvinylidene fluoride blocks were selectively removed by only removing the sheath nanofibers from the nanofiber structure prepared in Example 14.

시험예Test Example 2  2

전기방사 장치를 이용한 나노 섬유 구조체의 제조 과정에서, 코어 나노 섬유용 용액의 용출 속도를 변화시킴에 따른 고분자 나노 막대의 길이 변화를 알아보기 위하여, 실시예 13 내지 17에서 제조된 고분자 나노 막대의 길이를 전자 현미경(FE-SEM, Carl Zeiss사(제), 독일) 및 입도 분석기(LA-910, Horiba사(제), 일본)를 이용하여 측정하였다. In the manufacturing process of the nanofiber structure using the electrospinning apparatus, in order to determine the change in the length of the polymer nanorods by changing the dissolution rate of the core nanofiber solution, the length of the polymer nanorods prepared in Examples 13 to 17 Was measured using an electron microscope (FE-SEM, manufactured by Carl Zeiss, Germany) and a particle size analyzer (LA-910, manufactured by Horiba, Japan).

첨부된 도 8 은 실시예 13 내지 17에서 제조된 고분자 나노 막대의 길이를 나타내는 그래프로서, 코어 나노 섬유용 용액의 용출 속도가 증가함에 따라 고분자 나노 막대의 길이가 증가함을 나타내고 있다. 즉, 코어 나노 섬유용 용액의 용출 속도를 조절함으로써 다양한 길이의 고분자 나노 막대를 용이하게 제조할 수 있음을 알 수 있다.
8 is a graph showing the length of the polymer nanorods prepared in Examples 13 to 17, and shows that the length of the polymer nanorods increases as the dissolution rate of the solution for the core nanofibers increases. That is, it can be seen that by adjusting the dissolution rate of the solution for the core nanofibers can be easily prepared polymer nanorods of various lengths.

시험예Test Example 3 3

전기방사 장치를 이용한 나노 섬유 구조체의 제조 과정에서, 코어 나노 섬유용 용액의 전기 전도도를 변화시킴에 따른 고분자 나노 막대의 직경의 변화를 알아보기 위하여, 실시예 13 및 실시예 18 내지 20에서 제조된 고분자 나노 막대의 직경을 전자현미경(FE-SEM, Carl Zeiss사(제), 독일) 및 입도 분석기(LA-910, Horiba사(제), 일본)를 이용하여 측정하였다. In the manufacturing process of the nanofiber structure using the electrospinning apparatus, in order to determine the change in the diameter of the polymer nanorods by changing the electrical conductivity of the solution for the core nanofibers, prepared in Examples 13 and 18 to 20 The diameter of the polymer nanorods was measured using an electron microscope (FE-SEM, manufactured by Carl Zeiss, Germany) and a particle size analyzer (LA-910, manufactured by Horiba, Japan).

첨부된 도 9 는 실시예 13 및 실시예 18 내지 20에서 제조된 고분자 나노 막대의 직경을 나타내는 그래프로서, 코어 나노 섬유용 용액의 전기 전도도가 증가함에 따라 고분자 나노 막대의 직경이 증가함을 나타내고 있다. 즉, 코어 나노 섬유용 용액의 전기 전도도를 조절함으로써 다양한 직경의 고분자 나노 막대를 용이하게 제조할 수 있음을 알 수 있다.
9 is a graph showing the diameters of the polymer nanorods prepared in Examples 13 and 18 to 20, showing that the diameter of the polymer nanorods increases as the electrical conductivity of the solution for core nanofibers increases. . In other words, it can be seen that by adjusting the electrical conductivity of the solution for the core nanofibers can be easily prepared polymer nanorods of various diameters.

시험예Test Example 4 4

전기방사 장치를 이용한 나노 섬유 구조체의 제조 과정에서, 전압 인가부로부터 인가되는 전압을 변화시킴에 따른 고분자 나노 막대의 길이 변화를 알아보기 위하여, 실시예 13 및 실시예 21 내지 24에서 제조된 고분자 나노 막대의 길이를 전자현미경(FE-SEM, Carl Zeiss사(제), 독일) 및 입도 분석기(LA-910, Horiba사(제), 일본)를 이용하여 측정하였다. In the manufacturing process of the nanofiber structure using the electrospinning apparatus, in order to determine the change in the length of the polymer nanorods by changing the voltage applied from the voltage applying unit, the polymer nanoparticles prepared in Examples 13 and 21 to 24 The length of the rod was measured using an electron microscope (FE-SEM, manufactured by Carl Zeiss, Germany) and a particle size analyzer (LA-910, manufactured by Horiba, Japan).

첨부된 도 10 은 실시예 13 및 실시예 21 내지 24에서 제조된 고분자 나노 막대의 길이를 나타내는 그래프로서, 인가 전압이 증가함에 따라 고분자 나노 막대의 길이가 대체적으로 증가하고 있음을 나타내고 있다. 즉, 전압 인가부로부터 인가되는 전압을 조절함으로써, 다양한 길이의 고분자 나노 막대를 용이하게 제조할 수 있음을 알 수 있다.
10 is a graph showing the lengths of the polymer nanorods prepared in Examples 13 and 21 to 24, and shows that the lengths of the polymer nanorods generally increase as the applied voltage increases. That is, it can be seen that by adjusting the voltage applied from the voltage applying unit, it is easy to manufacture polymer nanorods of various lengths.

1: 외부 노즐 2,3: 내부 노즐
10: 전기방사용 복합 노즐 20: 용액 공급부
21: 제 1 내부 노즐용 용액 22: 제 2 내부 노즐용 용액
23: 외부 노즐용 용액 21a,22a,23a: 공급 라인
21b,22b,23b: 이송 펌프 40: 포집부
30,100,200: 나노 섬유 구조체 50: 전압 인가부
50a,50b: 전기 선 110: 코어 나노 섬유
111: 코어 나노 섬유의 제 1 성분
112: 코어 나노 섬유의 제 2 성분
120: 시스 나노 섬유 300: 고분자 나노 막대
310: 친수성 고분자 블록 320: 소수성 고분자 블록
1: outside nozzle 2,3: inside nozzle
10: electrospinning composite nozzle 20: solution supply
21: solution for first internal nozzle 22: solution for second internal nozzle
23: solution for external nozzle 21a, 22a, 23a: supply line
21b, 22b, 23b: transfer pump 40: collecting part
30,100,200: nanofiber structure 50: voltage applying unit
50a, 50b: electric wire 110: core nanofiber
111: first component of the core nanofibers
112: second component of the core nanofibers
120: sheath nanofiber 300: polymer nanorod
310: hydrophilic polymer block 320: hydrophobic polymer block

Claims (28)

외부 노즐; 및
상기 외부 노즐의 내부에서 나란히 배치되어 있는 2개 이상의 내부 노즐을 포함하는 전기방사용 복합 노즐.
External nozzles; And
An electrospinning composite nozzle comprising two or more inner nozzles arranged side by side inside the outer nozzle.
제 1 항에 있어서,
2개 이상의 내부 노즐의 외경의 합이 외부 노즐의 내경과 동일하거나 그보다 작은 전기방사용 복합 노즐.
The method of claim 1,
Electrospinning composite nozzles wherein the sum of the outer diameters of two or more inner nozzles is equal to or less than the inner diameter of the outer nozzles.
제 2 항에 있어서,
내부 노즐의 외경 및 내경은 각각 0.002 mm 내지 80 mm 및 0.001 mm 내지 30 mm이고, 외부 노즐의 외경 및 내경은 각각 0.005 mm 내지 300 mm 및 0.004 mm 내지 200 mm인 전기방사용 복합 노즐.
The method of claim 2,
An outer diameter and an inner diameter of the inner nozzle is 0.002 mm to 80 mm and 0.001 mm to 30 mm, respectively, the outer diameter and inner diameter of the outer nozzle is 0.005 mm to 300 mm and 0.004 mm to 200 mm, respectively.
제 1 항에 있어서,
내부 노즐의 축은 외부 노즐의 축과 동일 선상에 있는 전기방사용 복합 노즐.
The method of claim 1,
An electrospinning composite nozzle whose axis of the inner nozzle is flush with the axis of the outer nozzle.
제 1 항에 있어서,
외부 노즐 및 내부 노즐의 재질은 스틸, 스테인리스 스틸, 구리, 금, 은, 실리콘 고무, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, Polytetrafluoroethylene), 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 전기방사용 복합 노즐.
The method of claim 1,
The material of the external nozzle and the internal nozzle is at least one electrospinning composite nozzle selected from the group consisting of steel, stainless steel, copper, gold, silver, silicone rubber, polytetrafluoroethylene (PTFE, Polytetrafluoroethylene), polypropylene and polyethylene .
외부 노즐용 용액 및 2 이상의 내부 노즐용 용액을 저장 및 공급하기 위한 용액 공급부;
상기 용액 공급부에 저장된 외부 노즐용 용액 및 2 이상의 내부 노즐용 용액을 방사하여 나노 섬유 구조체를 제조하기 위하여 상기 용액 공급부와 연결되어 있는 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 전기방사용 복합 노즐을 1개 이상 포함하는 복합 노즐부;
상기 복합 노즐부로부터 방사되는 나노 섬유 구조체를 포집하기 위한 포집부; 및
상기 외부 노즐용 용액 및 2 이상의 내부 노즐용 용액을 하전시키기 위하여 상기 포집부 및 상기 복합 노즐부; 또는 상기 포집부 및 상기 용액 공급부와 전기적으로 연결되어 있는 전압 인가부를 포함하는 전기방사 장치.
A solution supply unit for storing and supplying a solution for an outer nozzle and a solution for two or more inner nozzles;
The electrospinning composite according to any one of claims 1 to 5, wherein the solution for the external nozzle and the solution for the two or more internal nozzles are radiated to produce a nanofiber structure by spinning the solution supply. A composite nozzle unit including at least one nozzle;
A collecting unit for collecting the nanofiber structure radiated from the composite nozzle unit; And
The collection unit and the composite nozzle unit for charging the external nozzle solution and at least two internal nozzle solutions; Or a voltage applying unit electrically connected to the collection unit and the solution supply unit.
제 6 항에 있어서,
용액 공급부의 외부 노즐용 용액 및 2 이상의 내부 노즐용 용액은 분리된 공급 라인을 통하여 복합 노즐부의 외부 노즐 및 2 이상의 내부 노즐과 각각 독립적으로 연결되어 있는 전기방사 장치.
The method according to claim 6,
An electrospinning apparatus in which the solution for the external nozzle of the solution supply part and the solution for the two or more internal nozzles are independently connected to the external nozzle and the two or more internal nozzles, respectively, through separate supply lines.
제 6 항에 있어서,
용액 공급부는 외부 노즐용 용액을 0.01 ㎖/h 내지 500 ㎖/h의 용출 속도로 공급하고, 2 이상의 내부 노즐용 용액을 0.01 ㎖/h 내지 500 ㎖/h의 용출 속도로 공급하는 전기방사 장치.
The method according to claim 6,
An electrospinning apparatus for supplying a solution for the external nozzle at an elution rate of 0.01 mL / h to 500 mL / h, and supplying two or more solutions for the internal nozzle at an elution rate of 0.01 mL / h to 500 mL / h.
제 6 항에 있어서,
용액 공급부; 또는 복합 노즐부에는 전압 인가부와 전기적으로 연결되는 도전체판이 추가로 설치되어 있는 전기방사 장치.
The method according to claim 6,
Solution supply; Or an electrospinning apparatus further comprising a conductor plate electrically connected to the voltage applying unit in the composite nozzle unit.
제 6 항에 있어서,
포집부는 고정된 평판체 또는 연속 회전하는 회전체인 전기방사 장치.
The method according to claim 6,
The collecting part is an electrospinning apparatus which is a fixed flat body or a rotating body rotating continuously.
제 6 항에 있어서,
복합 노즐부의 하단과 포집부 간의 거리가 0.1 cm 내지 500 cm 인 전기방사 장치.
The method according to claim 6,
An electrospinning apparatus having a distance between the bottom of the composite nozzle portion and the collecting portion of 0.1 cm to 500 cm.
제 6 항에 있어서,
전압 인가부는 단위 거리당(cm) 0.01 kV 내지 100 kV의 인가전압을 인가하는 전기방사 장치.
The method according to claim 6,
The voltage applying unit is an electrospinning apparatus for applying an applied voltage of 0.01 kV to 100 kV per unit distance (cm).
2 이상의 성분이 불연속적이면서, 교차된 또는 교차되지 않은 상태로 형성되어 있는 코어(core) 나노 섬유; 및 상기 코어 나노 섬유를 둘러싸고 있는 시스(sheath) 나노 섬유를 포함하는 나노 섬유 구조체.Core nanofibers in which two or more components are formed in a discontinuous and crossed or uncrossed state; And sheath nanofibers surrounding the core nanofibers. 제 13 항에 있어서,
코어 나노 섬유를 형성하는 2 이상의 성분 중 적어도 하나의 성분은 시스 나노 섬유를 형성하는 성분과 혼합되지 않는 성분인 나노 섬유 구조체.
The method of claim 13,
At least one component of the two or more components that form the core nanofibers is a component that does not mix with the components that form the sheath nanofibers.
제 13 항에 있어서,
코어 나노 섬유를 형성하는 2 이상의 성분 및 시스 나노 섬유를 형성하는 성분은 각각 독립적으로 고분자 물질인 나노 섬유 구조체.
The method of claim 13,
Two or more components forming the core nanofibers and the components forming the sheath nanofibers are each independently a nanofiber structure.
제 15 항에 있어서,
고분자 물질은 폴리비닐계 고분자, 불소계 고분자, 폴리아마이드계 고분자, 폴리이미드계 고분자, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 옥사이드, 생분해성 고분자, 및 다당류계로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 나노 섬유 구조체.
The method of claim 15,
The polymer material is at least one selected from the group consisting of polyvinyl polymers, fluorine polymers, polyamide polymers, polyimide polymers, polyethylene, polypropylene, polyethylene oxide, biodegradable polymers, and polysaccharides.
제 16 항에 있어서,
생분해성 고분자는 폴리글리콜산(polyglycolic acid, PGA), 폴리-L-락트산(poly-L-lactic acid, PLLA), 폴리-D,L-락트산(poly-D,L-lactic acid, PDLLA), 폴리락트글리콜산(PLGA, poly lactic-co-glycolic acid), 폴리-ε-카프로락톤(poly- ε-carprolactone, PCL), 폴리아미노산(polyamino acid), 폴리안하이드라이드(polyanhydride), 폴리오르쏘에스테르 및 이들의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 나노 섬유 구조체.
17. The method of claim 16,
Biodegradable polymers include polyglycolic acid (PGA), poly-L-lactic acid (PLLA), poly-D, L-lactic acid (PDLLA), Polylactic-co-glycolic acid (PLGA), poly-ε-carprolactone (PCL), polyamino acid, polyanhydride, polyortho At least one nanofiber structure selected from the group consisting of esters and copolymers thereof.
제 13 항에 있어서,
코어 나노 섬유를 형성하는 2 이상의 성분 중 적어도 하나의 성분은 친수성 고분자 물질이고, 적어도 다른 하나의 성분은 소수성 고분자 물질인 나노 섬유 구조체.
The method of claim 13,
At least one component of the two or more components forming the core nanofibers is a hydrophilic polymer material, and at least the other component is a hydrophobic polymer material.
시스 나노 섬유용 용액 및 2 이상의 코어 나노 섬유용 용액을 제조하는 단계; 및
상기 제조된 시스 나노 섬유용 용액 및 2 이상의 코어 나노 섬유용 용액을 전기방사하는 단계를 포함하는 제 13 항에 따른 나노 섬유 구조체의 제조 방법.
Preparing a solution for the sheath nanofibers and a solution for the at least two core nanofibers; And
The method of manufacturing a nanofiber structure according to claim 13, comprising the step of electrospinning the prepared solution for the sheath nanofibers and at least two core nanofibers.
제 19 항에 있어서,
2 이상의 코어 나노 섬유용 용액 중 적어도 하나는 시스 나노 섬유용 용액과 혼합되지 않는 나노 섬유 구조체의 제조 방법.
The method of claim 19,
At least one of the two or more solutions for the core nanofibers is not mixed with a solution for the sheath nanofibers.
제 19 항에 있어서,
전기방사하는 단계는 제 6 항에 따른 전기방사 장치를 이용하여 수행되는 나노 섬유 구조체의 제조 방법.
The method of claim 19,
Electrospinning step is a method for producing a nanofiber structure is carried out using the electrospinning apparatus according to claim 6.
1 이상의 고분자 물질이 포함되어 있는 고분자 나노 막대.Polymer nanorods containing one or more polymeric materials. 제 22 항에 있어서,
나노 막대의 직경이 1 nm 내지 2,000 nm이고, 길이가 10 nm 내지 100,000 nm인 고분자 나노 막대.
23. The method of claim 22,
Polymeric nanorods having a diameter of 1 nm to 2,000 nm and a length of 10 nm to 100,000 nm.
제 22 항에 있어서,
친수성 고분자 물질 및 소수성 고분자 물질을 포함하고 있는 고분자 나노 막대.
23. The method of claim 22,
Polymer nanorods containing hydrophilic and hydrophobic polymers.
제 19 항에 따른 나노 섬유 구조체의 제조 방법에 의하여 제조된 나노 섬유 구조체의 시스 나노 섬유만을 선택적으로 제거하는 단계를 포함하는 제 22 항에 따른 고분자 나노 막대의 제조 방법.The method for producing the polymer nanorods according to claim 22, comprising selectively removing only the sheath nanofibers of the nanofiber structure produced by the method for producing a nanofiber structure according to claim 19. 제 25 항에 있어서,
시스 나노 섬유만을 선택적으로 제거하는 단계는, 시스 나노 섬유만을 선택적으로 용해할 수 있는 용매가 들어 있는 원심 분리기에 나노 섬유 구조체를 넣고, 원심 분리함으로써 수행되는 고분자 나노 막대의 제조 방법.
The method of claim 25,
Selectively removing only the sheath nanofibers, wherein the nanofiber structure is placed in a centrifuge containing a solvent capable of selectively dissolving only the sheath nanofibers and centrifuged.
제 26 항에 있어서,
원심 분리기의 회전 속도는 100 rpm 내지 200,000 rpm인 고분자 나노 막대의 제조 방법.
The method of claim 26,
The rotation speed of the centrifuge is 100 rpm to 200,000 rpm manufacturing method of the polymer nanorods.
제 26 항에 있어서,
원심 분리를 통해 얻은 침전물을 세척하는 단계를 추가로 포함하는 고분자 나노 막대의 제조 방법.

The method of claim 26,
Method for producing a polymer nano-rod further comprising the step of washing the precipitate obtained by centrifugation.

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