KR20200104705A - 전기방사법을 사용한 섬유의 제조방법 - Google Patents

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KR20200104705A KR1020190023387A KR20190023387A KR20200104705A KR 20200104705 A KR20200104705 A KR 20200104705A KR 1020190023387 A KR1020190023387 A KR 1020190023387A KR 20190023387 A KR20190023387 A KR 20190023387A KR 20200104705 A KR20200104705 A KR 20200104705A
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Abstract

본 발명은 전기방사법을 이용한 섬유의 제조방법 및 상기 제조방법에 따라 제조된 섬유에 관한 것으로서, 본 발명을 통해 물이 전혀 스며들지 않는 초발수성 섬유를 제공할 수 있다.

Description

전기방사법을 사용한 섬유의 제조방법{Preparation method of fiber using electrospinning}
본 발명은 전기방사법을 이용한 섬유의 제조방법 및 상기 제조방법에 따라 제조된 섬유에 관한 것으로서, 본 발명을 통해 물이 전혀 스며들지 않는 초발수성 섬유를 제공할 수 있다.
전기방사법은 정전기력(electrostatic force)에 의해 낮은 점도 상태의 고분자를 사용하여 순간적으로 섬유 형태로 방사하여 제품을 얻는 방법으로서, 전기장 내에서 용해된 고분자 용액을 분사함으로 인하여 수나노(nm)에서 수마이크로(μm) 스케일의 직경을 가지는 실형태의 섬유상을 제조할 수 있다. 이러한 연속상의 섬유 제작은 기존에 알려진 주형 합성, 자기조립, 상분리 등의 다양한 제작방법보다 간단하고 재료에 제한이 적다.
전기방사법을 이용하면 섬유의 생산이 가능하며, 보통 고분자를 용매에 녹인 액상의 고분자 용액을 사용하여 제조하는데 이때 사용하는 고분자의 종류에 따라 소수성 또는 친수성을 구현할 수 있다.
1934년 정전기력을 이용하여 고분자 필라멘트를 제작하는 기술을 가지고 있었던 Anton과 Formhals에 의해 전기방사 아이디어가 제시되었고, 이러한 기술을 바탕으로 1966년에 Simons는 고분자 용액의 점도에 따라 섬유의 형상이 변하는 것을 발견하였으며, 1969년에 Taylor에 의해 전기장과 고분자 용액의 방울의 표면장력과 원형을 이루는 깔대기 형상(테일러 콘 형상)에 대하여 정의하였으며, 이러한 깔대기 형상에 따른 섬유상의 물성에 대한 연구결과를 발표하였다.
전기방사법을 이용한 섬유 제조기술 관련하여, 폴리올레핀계 고분자로 이루어진 다공성 박막을 준비하는 과정; 다공성 박막의 폴리올레핀계 고분자 보다 상대적으로 높은 융점을 가지는 섬유형성용 고분자와 용매를 포함하는 전기방사(electrospinning)용 방사 용액을 준비하는 과정; 및 방사 용액을 다공성 박막에 직접 전기방사법으로 방사한 후 건조하여, 다공성 박막의 적어도 일면에 섬유상 코팅층을 형성하는 과정을 포함하는 이차전지용 분리막의 제조방법에 관한 기술(특허문헌 1); 특정농도의 폴리우레탄 용액에, 유기용매에 용해되지 않는 기능성 무기입자 즉, 원적외선 방출입자, 항균 무기입자 및 소취 무기입자를 일정비율로 첨가한 전기방사 용액을 전기방사하여 나노섬유 부직포를 제조하는 방법에 관한 기술(특허문헌 2); (a) 폴리우레탄을 포함하는 제1 폴리머, 및 제2 폴리머의 용액을 형성하는 단계; (b) 미세 섬유층을 형성하기 위해 상기 용액을 기재 상에 전기방사하는 단계; (c) 상기 층으로부터 모든 용매를 제거하기 위해 상기 층을 충분히 건조시키는 단계를 포함하는 미세 섬유층을 형성하는 방법에 관한 기술(특허문헌 3); 생분해성 고분자 물질을 용해할 수 있는 휘발성 용매를 포함하는 용제를 준비하는 단계; 용제에 생분해성 고분자 물질을 첨가하여 용해하는 단계; 상기 용제에 나노섬유의 형성 조절을 위해 수용성 염화물을 첨가하여 생분해성 고분자 용액을 형성하는 단계; 상기 생분해성 고분자 용액을 전기방사를 실시하여 생분해성 고분자 나노섬유가 네트워크 형태로 얽혀있는 나노섬유 시트를 제조하는 단계; 및 나노섬유 시트 내부에 존재하는 나노섬유 표면과 기공에 약물을 탑재하는 단계를 포함하는 약물이 탑재된 치과용 나노섬유 칩의 제조방법에 관한 기술(특허문헌 4) 등이 존재한다.
대한민국 공개특허 제2017-0014178호 (2017.2.8. 공개) 대한민국 공개특허 제2012-0049763호 (2012.5.17. 공개) PCT/US2007/003756호 (WO 2007-095219) (2007.8.23. 공개) 대한민국 공개특허 제2014-0115486호 (2014.10.1. 공개) 미국공개특허 제2013-0040139 (2013.2.14. 공개) 대한민국등록특허 제1422918호 (2014.7.17. 등록)
유호석외, 전기방사 조건에 따른 나노섬유상의 구조 및 응용, KHNES Vol. 29, No. 1, 2018, pp. 71-80 F. Anton, "Process and apparatus for preparing artificial threads", US Patent. 1,975,504, 1934 H. L. Simons, "Process and apparatus for producing patterned non-woven fabrics", US Patent. 3,280,229, 1966. G. L. Taylor, "Electrically driven jets", Proc R Soc London, Ser A, Vol. 313, 1969, pp.453-475.
본 발명은 전기방사법을 이용하여 초발수성 섬유를 제조하는 방법 및 이러한 방법으로 제조된 초발수성 섬유를 제공하고자 한다.
본 발명에서는, 함불소 음이온 함유 (메트)아크릴계 4급 암모늄 염 중합체 용액을 방사 재료로 전기방사하여, 초발수성 섬유를 제공한다.
본 발명에서는, (a) 함불소 음이온; (b) (메트)아크릴계 4급 암모늄 염 중합체; 및 (c) 용매를 포함하되, 상기 (a) 및 (b)는 이온 교환 반응에 의해 결합된 형태(coordinated form)이고, 함불소 음이온 함유 (메트)아크릴계 4급 암모늄 염 중합체 용액을 방사 재료로 하여 전기방사함으로써 제조되는 섬유를 제공한다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 (a)는 비스트리플리미드(bistriflimide, TFSI-), 트리플레이트 아니온(triflate anion), 테트라플루오로보레이트(tetrafluoroborate, BF4 -), 헥사플루오로포스페이트(hexafluorophosphate, PF6 -), 헥사플루오로아세틸아세토네이트(hexafluoroacetylacetonate, hfac), 트리스(퍼플루오로알킬)트리플루오로포스페이트(tris(perfluoroalkyl)trifluorophosphate, FAP), 비스[비스(펜타플루오로에틸)포스피닐]이미드(bis[bis(pentafluoroethyl)phosphinyl]imide, FPI), 트리시아노플루오로보레이트(tricyanofluoroborate, MFB), 디시아노디플루오로보레이트(dicyanodifluoroborate, DDB), 및 헵타데카플루오로옥탄설포네이트(heptadecafluorooctanesulfonate)로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있고, 보다 구체적으로는 상기 (a)는 비스트리플리미드(bistriflimide, TFSI-)일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 (b)는, 다음 화학식 I의 구조를 갖는 것일 수 있다:
[화학식 I]
Figure pat00001
상기 식에서,
R1은 H 또는 CH3이고,
Q는 -C(O)O-, -OC(O)-, -C(O)NH-, (C6-8)아릴 또는 (C5-8)헤테로아릴이고,
R2는 분지되거나 선형인 (C1-4)알킬렌이며,
R3, R4 및 R5는 H, 선형이거나 분지된 (C1-4)알킬 또는 (C6-8)아릴, (C6-8)헤테로아릴기로부터 독립적으로 선택되고,
A는 Cl-, Br-, HSO4 - 또는 MeOSO3 -로부터 선택되는 음이온이며,
n은 1 이상의 정수이다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 (b)는 (메타크릴옥시)프로필트리메틸 암모늄 클로라이드(MPTAC), (메타크릴옥시)에틸트리메틸 암모늄 클로라이드(METAC), (메타크릴아미도)프로필]트리메틸 암모늄 클로라이드(MAPTAC), (아르-비닐 벤질)트리메틸암모늄 클로라이드((ar-vinyl benzyl) trimethylammonium chloride), (4-비닐-1-메틸-피리디니움)브로마이드((4-vinyl-1-methyl-pyridinium)bromide), 및 (디알릴 디메틸 암모늄)클로라이드((diallyl dimethyl ammonium) chloride)로 구성된 군에서 선택되는 1 이상의 양이온 단량체의 단독 중합체 또는 공중합체일 수 있고, 보다 구체적으로는 [2-(메트아크릴옥시)에틸]트리메틸 암모늄 클로라이드([2-(methacryloxy)ethyl]trimethyl ammonium chloride, METAC) 단량체의 중합체일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 중합체의 분자량은 1,000 ~ 10,000,000의 범위, 수천~수백만 정도의 범위로 제조될 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, (c) 용매로는 물 또는 유기용매, 구체적으로 유기용매를 사용할 수 있으며, 예를 들어 에탄올, 메탄올, 프로판올, 부탄올, t-부틸알코올(t-butyl alcohol), 이소프로필알코올(isopropylalcohol, iPA, 2-propanol), 벤질알코올(benzyl alcohol), 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide, DMAc), 디메틸포름아미드(dimethylformamide, DMF), N-메틸피롤리디논(N-methylpyrrolidinone, NMP), 디메틸술폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO), 아세톤(acetone), 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone), 테트라히드로푸란(tetrahydrofuran, THF), 에틸 아세테이트(ethyl acetate), 부틸 아세테이트(butyl acetate), 프로필렌 글리콜 디아세테이트(propylene glycol diacetate), 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(propylene glycol methyl ether acetate, PGMEA), 아세토니트릴(acetonitrile), 클로로포름(chloroform), 디클로로메탄(dichloromethane), 트리플루오로아세토나이트릴(trifluoroacetonitrile), 에틸렌글리콜(ethylene glycol), 피리딘(pyridine) 및 피롤리딘(pyrrolidine), 포름아미드, 하이드라진, 에탄올아민, 감마부티로락톤(GBL), 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논(DMI) 등일 수 있으나, 이로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에서, 섬유 평균 직경은 10 nm 내지 10 μm일 수 있고, 구체적으로 100 nm 내지 5 μm일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 섬유의 표면 접촉각(contact angle)이 120° 이상, 125° 이상, 130° 이상, 135° 이상, 140° 이상, 145° 이상, 150° 이상인, 초발수성 섬유가 제공된다.
본 발명의 또 다른 일 양태에서, 전기방사법을 이용한 초발수성 섬유의 제조방법이 제공된다.
본 발명에서는, A: (a) 함불소 음이온; (b) (메트)아크릴계 4급 암모늄 염 중합체; 및 (c) 용매를 포함하되, 상기 (a) 및 (b)를 혼합하여 이온 교환 반응에 의해 수득된, 음이온 함유 양이온성 전해질 고분자 용액(d)을 수득하는 단계; 및 B: 상기 고분자 용액(d)를 방사 재료로 하여 전기방사하는 단계를 포함하는, 섬유의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 (a)는 비스트리플리미드(bistriflimide, TFSI-), 트리플레이트 아니온(triflate anion), 테트라플루오로보레이트(tetrafluoroborate, BF4 -), 헥사플루오로포스페이트(hexafluorophosphate, PF6 -), 헥사플루오로아세틸아세토네이트(hexafluoroacetylacetonate, hfac), 트리스(퍼플루오로알킬)트리플루오로포스페이트(tris(perfluoroalkyl)trifluorophosphate, FAP), 비스[비스(펜타플루오로에틸)포스피닐]이미드(bis[bis(pentafluoroethyl)phosphinyl]imide, FPI), 트리시아노플루오로보레이트(tricyanofluoroborate, MFB), 디시아노디플루오로보레이트(dicyanodifluoroborate, DDB), 및 헵타데카플루오로옥탄설포네이트(heptadecafluorooctanesulfonate)로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있고, 보다 구체적으로는 상기 (a)는 비스트리플리미드(bistriflimide, TFSI-)일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 (b)는, 다음 화학식 I의 구조를 갖는 것일 수 있다:
[화학식 I]
Figure pat00002
상기 식에서,
R1은 H 또는 CH3이고,
Q는 -C(O)O-, -OC(O)-, -C(O)NH-, (C6-8)아릴 또는 (C5-8)헤테로아릴이고,
R2는 분지되거나 선형인 (C1-4)알킬렌이며,
R3, R4 및 R5는 H, 선형이거나 분지된 (C1-4)알킬 또는 (C6-8)아릴, (C6-8)헤테로아릴기로부터 독립적으로 선택되고,
A는 Cl-, Br-, HSO4 - 또는 MeOSO3 -로부터 선택되는 음이온이며,
n은 1 이상의 정수이다.
본 발명의 또 다른 일 양태에서, 상기 (b)는 (메타크릴옥시)프로필트리메틸 암모늄 클로라이드(MPTAC), (메타크릴옥시)에틸트리메틸 암모늄 클로라이드(METAC), (메타크릴아미도)프로필]트리메틸 암모늄 클로라이드(MAPTAC), (아르-비닐 벤질)트리메틸암모늄 클로라이드((ar-vinyl benzyl) trimethylammonium chloride), (4-비닐-1-메틸-피리디니움)브로마이드((4-vinyl-1-methyl-pyridinium)bromide), 및 (디알릴 디메틸 암모늄)클로라이드((diallyl dimethyl ammonium) chloride)로 구성된 군에서 선택되는 1 이상의 양이온 단량체의 단독 중합체 또는 공중합체일 수 있고, 보다 구체적으로는 [2-(메트아크릴옥시)에틸]트리메틸 암모늄 클로라이드([2-(methacryloxy)ethyl]trimethyl ammonium chloride, METAC) 단량체의 중합체일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, (c) 용매로는 물 또는 유기용매, 구체적으로 유기용매를 사용할 수 있으며, 예를 들어 에탄올, 메탄올, 프로판올, 부탄올, t-부틸알코올(t-butyl alcohol), 이소프로필알코올(isopropylalcohol, iPA, 2-propanol), 벤질알코올(benzyl alcohol), 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide, DMAc), 디메틸포름아미드(dimethylformamide, DMF), N-메틸피롤리디논(N-methylpyrrolidinone, NMP), 디메틸술폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO), 아세톤(acetone), 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone), 테트라히드로푸란(tetrahydrofuran, THF), 에틸 아세테이트(ethyl acetate), 부틸 아세테이트(butyl acetate), 프로필렌 글리콜 디아세테이트(propylene glycol diacetate), 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(propylene glycol methyl ether acetate, PGMEA), 아세토니트릴(acetonitrile), 클로로포름(chloroform), 디클로로메탄(dichloromethane), 트리플루오로아세토나이트릴(trifluoroacetonitrile), 에틸렌글리콜(ethylene glycol), 피리딘(pyridine) 및 피롤리딘(pyrrolidine), 포름아미드, 하이드라진, 에탄올아민, 감마부티로락톤(GBL), 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논(DMI) 등일 수 있으나, 이로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 방법으로 제조된 섬유의 평균 직경은 10 nm 내지 10 μm일 수 있고, 구체적으로 100 nm 내지 5 μm일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 방법으로 제조된 섬유의 표면 접촉각(contact angle)이 120° 이상, 125° 이상, 130° 이상, 135° 이상, 140° 이상, 145° 이상, 150° 이상일 수 있으며, 물이 전혀 스며들지 않는 초발수 상태이다.
본 발명의 일 양태에서, (메트)아크릴계 4급 암모늄 염을 단량체로 하여 개시제 및 용매를 가하여 가열함으로써, 라디칼 중합을 일으켜 양이온을 가지는 폴리(메트)아크릴계 4급 암모늄 염 중합체를 제조할 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 폴리(메트)아크릴계 4급 암모늄 염 중합체의 소수성을 높여 주기 위하여 hydration energy가 높은 염 대신 hydration energy가 낮은 함불소 음이온으로 이온교환함으로써 소수성의 양이온성 전해질 고분자를 제조할 수 있다. 예를 들어 합성된 폴리(메트)아크릴계 4급 암모늄 염 중합체를 용매에 녹인 후 특정 수용액에 천천히 적가하면서 교반하면 음이온이 함불소 음이온으로 치환되면서 고체의 형태로 석출될 수 있다. 이는 충분한 음이온 양과 충분 시간을 교반한 후 필터 건조하여 양이온을 가지는 소수성 전해질 고분자를 얻을 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기와 같은 단계에 따라 수득된 소수성 전해질 고분자를 용매에 용해시킨 후 실린지 펌프를 이용하여 실린지 속도(syringe speed) 0.05 내지 1 mL/h, 구체적으로 0.1 내지 0.5 mL/h, 보다 구체적으로 0.2 내지 0.4 mL/h, 보다 더 구체적으로 약 0.3 mL/h로, 10~30 게이지, 구체적으로 약 20게이지 주사바늘에 고전압 발생 장치(high voltage generator)를 사용하여 정전계 영역을 형성시키고, 인가 전압을 1 내지 40 kV의 범위, 또는 5 내지 30 kV의 범위, 또는 10 내지 20 kV의 범위, 또는 보다 구체적으로는 약 15~16 kV로 설정하고, 노즐과 섬유 집적판 사이의 거리를 5 내지 20 cm, 보다 구체적으로 10 내지 15 cm로 조절하여 전기방사함으로써 직경이 균일한 섬유형태의 나노섬유를 수득할 수 있다.
상기 인가 전압 및 노즐-섬유 집적판 사이의 거리 조건에서 균일한 섬유형태의 나노섬유 형성이 가능하다.
본 발명의 일 양태에서, 일정 시간동안 방사하면 적층된 섬유의 두께가 두꺼워지고, 일정 두께 이상 증가하면 집적판으로부터 쉽게 시트 형태로 떼어낼 수 있다.
본 발명에 따르면 물이 전혀 스며들지 않는, 초발수성 섬유를 제공할 수 있다.
도1은 본 발명의 방법에 따라 제조된 섬유의 SEM 사진, 물 접촉각 실험결과를 나타낸 것이다.
도2는 본 발명의 방법에 따라 제조된 섬유시료를 나타낸 것이다.
이하에서 실시예 및 실험예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이지, 본 발명의 권리범위를 이로 한정하는 것을 의도하지 않는다.
실시예 1. 양이온성 전해질 고분자의 합성
[2-(methacryloxy)ethyl]trimethyl ammonium chloride (METAC)(입수처: 시그마알드리치/사용량: 16.56 g)를 단량체로, AIBN(입수처: 와코케미칼/사용량: 0.16 g)을 개시제로, 2-methoxyethanol(입수처: 시그마알드리치/사용량: 150 g)을 용매로 사용하고 60°C로 가열하여 라디칼 중합법으로 양이온을 가지는 poly(2-methacrylolyloxy ethyltrimethylammonium chloride) (PMETAC)을 합성하였다(수득량: 15.6g). 반응 모식도는 다음과 같다:
[반응 모식도]
Figure pat00003
실시예 2. 소수성을 가지는 양이온성 전해질 고분자로 음이온 교환 반응
고분자의 소수성을 높여 주기 위해서 hydration energy가 높은 Cl- 대신 hydration energy 가 낮은 불소계 음이온(예, Bistriflimide, TFSI-)으로 이온교환하여 소수성의 양이온성 전해질 고분자를 제조하였다. 합성된 Cl- 음이온 함유 PMETAC 고분자(사용량: 2g)를 2-methoxyethanol(입수처: 시그마알드리치/사용량: 5g)에 녹인 후 Lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (LiTFSI) 수용액(입수처: 시그마알드리치/사용량: 2g)에 천천히 dropping 하면서 교반하였다. 음이온이 TFSI-로 치환되면서 고체의 형태로 석출되기 시작하였다. 충분한 음이온의 양과 충분한 시간을 교반한 후 필터 건조 하여 양이온을 가지는 소수성 전해질 고분자를 수득하였다(수득량: 2.7g).
한편, (비닐벤질)트리메틸암모늄 클로라이드 ((Vinylbenzyl)trimethylammonium chloride) 모노머를 상기한 바와 같은 방법으로 중합해서 동일하게 사용할 수 있다.
실시예 3. 물에 젖지 않는 초발수성 섬유의 제조
TFSI- 음이온을 함유한 양이온성 전해질 고분자(사용량: 3g)를 ethanol(입수처: 시그마알드리치/사용량: 5g)과 DMF 혼합 용액(입수처:시그마알드리치/사용량: 2g)에 용해시킨 후 실린지 펌프를 이용하여 실린지 속도(syringe speed) 0.3 ml/h로 20 게이지 주사바늘에 고전압 발생 장치(high voltage generator/ 제조사명: HARb-1006, Matsusada)를 사용하여 정전계 영역을 형성시켰다. 인가 전압은 15kV로 설정하였으며, 노즐과 섬유 집적판 사이의 거리는 10-15 cm로 조절하여 전기방사를 하였으며, 그 결과 직경이 ~1.5 μm로 균일한 섬유형태의 나노섬유를 형성하였다(도 1 참조). 일정 시간동안 방사하면 적층된 섬유의 두께가 두꺼워 지고 일정 두께 이상 증가하면 집적판로부터 쉽게 시트 형태로 떼어 낼 수 있으며, 측정된 물 접촉각은 150° 이상으로 물이 전혀 스며들지 않는 초발수 상태임을 확인하였다(도 2 참조).

Claims (18)

  1. (a) 함불소 음이온;
    (b) (메트)아크릴계 4급 암모늄 염 중합체; 및
    (c) 용매를 포함하되,
    상기 (a) 및 (b)는 이온 교환 반응에 의해 결합된 형태(coordinated form)이고, 함불소 음이온 함유 (메트)아크릴계 4급 암모늄 염 중합체 용액을 방사 재료로 하여 전기방사함으로써 제조되는 섬유.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a)는 비스트리플리미드(bistriflimide, TFSI-), 트리플레이트 아니온(triflate anion), 테트라플루오로보레이트(tetrafluoroborate, BF4 -), 헥사플루오로포스페이트(hexafluorophosphate, PF6 -), 헥사플루오로아세틸아세토네이트(hexafluoroacetylacetonate, hfac), 트리스(퍼플루오로알킬)트리플루오로포스페이트(tris(perfluoroalkyl)trifluorophosphate, FAP), 비스[비스(펜타플루오로에틸)포스피닐]이미드(bis[bis(pentafluoroethyl)phosphinyl]imide, FPI), 트리시아노플루오로보레이트(tricyanofluoroborate, MFB), 디시아노디플루오로보레이트(dicyanodifluoroborate, DDB), 및 헵타데카플루오로옥탄설포네이트(heptadecafluorooctanesulfonate)로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것인, 섬유.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (a)는 비스트리플리미드(bistriflimide, TFSI-)인, 섬유.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (b)는, 다음 화학식 I의 구조를 갖는 것인, 섬유:
    [화학식 I]
    Figure pat00004

    상기 식에서,
    R1은 H 또는 CH3이고,
    Q는 -C(O)O-, -OC(O)-, -C(O)NH-, (C6-8)아릴 또는 (C5-8)헤테로아릴이고,
    R2는 분지되거나 선형인 (C1-4)알킬렌이며,
    R3, R4 및 R5는 H, 선형이거나 분지된 (C1-4)알킬 또는 (C6-8)아릴, (C6-8)헤테로아릴기로부터 독립적으로 선택되고,
    A는 C-, Br-, HSO4 - 또는 MeOSO3 -로부터 선택되는 음이온이며,
    n은 1 이상의 정수이다.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (b)는 (메타크릴옥시)프로필트리메틸 암모늄 클로라이드(MPTAC), (메타크릴옥시)에틸트리메틸 암모늄 클로라이드(METAC), (메타크릴아미도)프로필]트리메틸 암모늄 클로라이드(MAPTAC), (아르-비닐 벤질)트리메틸암모늄 클로라이드((ar-vinyl benzyl) trimethylammonium chloride), (4-비닐-1-메틸-피리디니움)브로마이드((4-vinyl-1-methyl-pyridinium)bromide), 및 (디알릴 디메틸 암모늄)클로라이드((diallyl dimethyl ammonium) chloride)로 구성된 군에서 선택되는 1 이상의 양이온 단량체의 단독 중합체 또는 공중합체인, 섬유.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (b)는 [2-(메트아크릴옥시)에틸]트리메틸 암모늄 클로라이드([2-(methacryloxy)ethyl]trimethyl ammonium chloride, METAC) 단량체의 중합체인, 섬유.
  7. 제1항에 있어서,
    섬유 평균 직경은 10 nm 내지 10 μm인, 섬유.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 섬유의 표면 접촉각(contact angle)이 120° 이상인, 초발수성 섬유.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 섬유의 표면 접촉각(contact angle)이 150° 이상인, 초발수성 섬유.
  10. A: (a) 함불소 음이온; (b) (메트)아크릴계 4급 암모늄 염 중합체; 및 (c) 용매를 포함하되,
    상기 (a) 및 (b)를 혼합하여 이온 교환 반응에 의해 수득된, 음이온 함유 양이온성 전해질 고분자 용액(d)을 수득하는 단계; 및
    B: 상기 고분자 용액(d)를 방사 재료로 하여 전기방사하는 단계를 포함하는,
    섬유의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 (a)는 비스트리플리미드(bistriflimide, TFSI-), 트리플레이트 아니온(triflate anion), 테트라플루오로보레이트(tetrafluoroborate, BF4 -), 헥사플루오로포스페이트(hexafluorophosphate, PF6 -), 헥사플루오로아세틸아세토네이트(hexafluoroacetylacetonate, hfac), 트리스(퍼플루오로알킬)트리플루오로포스페이트(tris(perfluoroalkyl)trifluorophosphate, FAP), 비스[비스(펜타플루오로에틸)포스피닐]이미드(bis[bis(pentafluoroethyl)phosphinyl]imide, FPI), 트리시아노플루오로보레이트(tricyanofluoroborate, MFB), 디시아노디플루오로보레이트(dicyanodifluoroborate, DDB), 및 헵타데카플루오로옥탄설포네이트(heptadecafluorooctanesulfonate)로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것인,
    섬유의 제조방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 (a)는 비스트리플리미드(bistriflimide, TFSI-)인, 섬유의 제조방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 (b)는, 다음 화학식 I의 구조를 갖는 것인, 섬유의 제조방법:
    [화학식 I]
    Figure pat00005

    상기 식에서,
    R1은 H 또는 CH3이고,
    Q는 -C(O)O-, -OC(O)-, -C(O)NH-, (C6-8)아릴 또는 (C5-8)헤테로아릴이고,
    R2는 분지되거나 선형인 (C1-4)알킬렌이며,
    R3, R4 및 R5는 H, 선형이거나 분지된 (C1-4)알킬 또는 (C6-8)아릴, (C6-8)헤테로아릴기로부터 독립적으로 선택되고,
    A는 C-, Br-, HSO4 - 또는 MeOSO3 -로부터 선택되는 음이온이며,
    n은 1 이상의 정수이다.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 (b)는 (메타크릴옥시)프로필트리메틸 암모늄 클로라이드(MPTAC), (메타크릴옥시)에틸트리메틸 암모늄 클로라이드(METAC), (메타크릴아미도)프로필]트리메틸 암모늄 클로라이드(MAPTAC), (아르-비닐 벤질)트리메틸암모늄 클로라이드((ar-vinyl benzyl) trimethylammonium chloride), (4-비닐-1-메틸-피리디니움)브로마이드((4-vinyl-1-methyl-pyridinium)bromide), 및 (디알릴 디메틸 암모늄)클로라이드((diallyl dimethyl ammonium) chloride)로 구성된 군에서 선택되는 1 이상의 양이온 단량체의 단독 중합체 또는 공중합체인, 섬유의 제조방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 (b)는 [2-(메트아크릴옥시)에틸]트리메틸 암모늄 클로라이드([2-(methacryloxy)ethyl]trimethyl ammonium chloride, METAC) 단량체의 중합체인, 섬유의 제조방법.
  16. 제10항에 있어서,
    섬유 평균 직경은 10 nm 내지 10 μm인, 섬유의 제조방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 섬유의 표면 접촉각(contact angle)이 120° 이상인, 초발수성 섬유의 제조방법.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 섬유의 표면 접촉각(contact angle)이 150° 이상인, 초발수성 섬유의 제조방법.
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KR20130040139A (ko) 2011-10-13 2013-04-23 만 운트 훔멜 게엠베하 특히 내연 기관의 흡기관 내의 압축기
KR101422918B1 (ko) 2012-09-05 2014-07-23 삼성전기주식회사 초소수성 멤브레인 및 이의 제조방법
KR20140115486A (ko) 2013-03-20 2014-10-01 강릉원주대학교산학협력단 약물이 탑재된 치과용 나노섬유 칩의 제조방법
KR20170014178A (ko) 2015-07-29 2017-02-08 주식회사 엘지화학 다공성 박막에 전기방사법으로 섬유상 코팅층을 도입한 분리막의 제조 방법 및 이로부터 제조되는 분리막

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