KR20220027664A

KR20220027664A - Methods of porous polymer particles and porous polymer particles prepared thereby

Info

Publication number: KR20220027664A
Application number: KR1020200108815A
Authority: KR
Inventors: 박범준; 이학성; 서태석
Original assignee: 경희대학교 산학협력단
Priority date: 2020-08-27
Filing date: 2020-08-27
Publication date: 2022-03-08
Also published as: KR102435894B1

Abstract

The present invention discloses a preparation method of a porous polymer particle and a porous polymer particle prepared through the same. The present invention comprises: a step of preparing a polymer solution comprising a polymer material and a solvent; a step of discharging the polymer solution from a nozzle of an inkjet to generate a polymer droplet; and a step of drying the polymer droplet to obtain a porous polymer particle in a collection container, wherein in the step of drying the polymer droplet to obtain a porous polymer particle in a collection container, the porosity of the porous polymer particle is controlled by adjusting the distance between the nozzle of the inkjet and the collection container.

Description

Method for producing porous polymer particles and porous polymer particles manufactured through the same

본 발명은 다공성 고분자 입자의 제조 방법 및 이를 통하여 제조된 다공성 고분자 입자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압전 소자를 이용한 잉크젯 방식을 이용하여 고분자 용액을 노즐을 통해 공기 중으로 토출시키고, 고분자 액적들에 포함된 용매를 단시간 동안 건조시키는 다공성 고분자 입자의 제조 방법 및 이를 통하여 제조된 다공성 고분자 입자에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing porous polymer particles and to porous polymer particles produced therethrough, and more particularly, by using an inkjet method using a piezoelectric element, a polymer solution is discharged into the air through a nozzle, and the polymer solution is included in the polymer droplets The present invention relates to a method for preparing porous polymer particles by drying a solvent for a short period of time, and to porous polymer particles prepared through the same.

다공성 고분자 입자는 화장품, 도료, 전자재료, 의약품 또는 에너지 분야에 폭넓게 사용되어 왔다. 특히, 다공성 고분자 입자는 높은 비표면적을 지닌 촉매의 지지체, 이온교환, 약물전달, 기체/유기분자 또는 바이오 분자 등의 흡착/분리/제거 등에 광범위하게 사용되고 있다.Porous polymer particles have been widely used in cosmetics, paints, electronic materials, pharmaceuticals, or energy fields. In particular, porous polymer particles are widely used as a catalyst support having a high specific surface area, ion exchange, drug delivery, adsorption/separation/removal of gas/organic molecules or biomolecules, etc.

다공성 고분자 입자를 제조하는 기존의 방법은 유화중합(suspension polymerization), 분산중합(dispersion polymerization), 시드 유화중합(seeded suspension polymerization), 막 유화(membrane emulsification) 또는 미세유체(microfluidics)와 같은 다양한 방법이 사용되고 있다(MT Gokmen, 2012, Progress in Polymer Science, 37, 365).Existing methods for producing porous polymer particles include various methods such as suspension polymerization, dispersion polymerization, seed suspension polymerization, membrane emulsification, or microfluidics. has been used (MT Gokmen, 2012, Progress in Polymer Science, 37, 365).

그러나, 이러한 방법들은 상대적으로 복잡하고, 생성된 액적들을 안정화시키기 위해 계면활성제나 안정화제와 같은 첨가제가 필수적으로 사용되고 있으나, 이러한 첨가제는 다공성 고분자 입자 표면에 반영구적으로 흡착되어 다공성 고분자 입자의 표면 및 공극표면의 성질을 바꿀 수 있기 때문에, 첨가제 사용을 배제한 단순한 다공성 고분자 입자의 제조 방식의 개발이 필요하다.However, these methods are relatively complex, and additives such as surfactants or stabilizers are essentially used to stabilize the generated droplets, but these additives are semi-permanently adsorbed on the surface of the porous polymer particles, and thus the surfaces and pores of the porous polymer particles. Since the properties of the surface can be changed, it is necessary to develop a simple method for manufacturing porous polymer particles excluding the use of additives.

대한민국 공개특허 제10-2008-0019909호, "다공성을 갖는 특수형상 고분자 입자 및 이의 제조방법(SPECIAL SHAPE POLYMER PARTICLE HAVING POROSITY ANDMANUFACTURING METHOD OF THE SAME)"Republic of Korea Patent Publication No. 10-2008-0019909, "Special shape polymer particles having porosity and manufacturing method thereof (SPECIAL SHAPE POLYMER PARTICLE HAVING POROSITY ANDMANUFACTURING METHOD OF THE SAME)" 대한민국 공개특허 제10-2011-0097758호, "고분자 입자의 제조 방법 및 제조 장치(METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING POLYMER PARTICLES)"Republic of Korea Patent Publication No. 10-2011-0097758, "Method and apparatus for manufacturing polymer particles (METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING POLYMER PARTICLES)" 대한민국 등록특허 제10-1977195호, "다공성 고분자 복합 입자의 제조방법(Method for Preparing Porous Polymer Composite Particles)"Korean Patent Registration No. 10-1977195, "Method for Preparing Porous Polymer Composite Particles"

본 발명의 실시예는 잉크젯 노즐과 수집 용기 사이의 거리를 조절하여 고분자 액적의 용매를 단시간에 완전히 증발시킴으로써 균일한 직경을 갖는 다공성 고분자 입자를 제공할 수 있는 다공성 고분자 입자의 제조 방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a method for producing porous polymer particles capable of providing porous polymer particles having a uniform diameter by completely evaporating the solvent of the polymer droplets in a short time by controlling the distance between the inkjet nozzle and the collection container. .

본 발명의 실시예는 잉크젯 노즐과 수집 용기 사이의 거리를 조절하여 고분자 액적의 용매를 단시간에 완전히 증발시켜 다공성 고분자 입자의 다공도를 조절 조절함으로써, 내부로 침투되는 물이나 용매 침투 속도를 조절하여 민감도 제어할 수 있는 다공성 고분자 입자의 제조 방법을 제공하고자 한다.In an embodiment of the present invention, by controlling the distance between the inkjet nozzle and the collection container to completely evaporate the solvent of the polymer droplets in a short time to control and control the porosity of the porous polymer particles, the sensitivity by controlling the rate of water or solvent penetrating into the interior An object of the present invention is to provide a method for manufacturing porous polymer particles that can be controlled.

본 발명의 실시예는 잉크젯의 노즐로부터 고분자 용액이 토출될 때, 잉크젯의 주파수 또는 전압을 조절하여 다공성 고분자 입자의 직경을 조절함으로써, 밀도를 제어할 수 있는 다공성 고분자 입자의 제조 방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a method for producing porous polymer particles capable of controlling the density by controlling the diameter of the porous polymer particles by controlling the frequency or voltage of the inkjet when the polymer solution is discharged from the nozzle of the inkjet. .

본 발명의 실시예는 잉크젯의 노즐로부터 고분자 용액이 토출될 때, 잉크젯의 드웰 시간을 조절하여 고분자 액적을 생성 속도를 조절함으로써, 토출된 고분자 액적이 직후에 토출되는 고분자 액적과 충돌하여 병합되는 정도를 조절하여 다공성 고분자 입자의 크기를 균일하게 제조할 수 있는 다공성 고분자 입자의 제조 방법을 제공하고자 한다.In an embodiment of the present invention, when the polymer solution is discharged from the nozzle of the inkjet, by controlling the dwell time of the inkjet to control the generation rate of the polymer droplet, the degree to which the discharged polymer droplet collides with the polymer droplet discharged immediately after it is merged An object of the present invention is to provide a method for manufacturing porous polymer particles capable of uniformly manufacturing the size of the porous polymer particles by controlling the

본 발명의 실시예는 고분자 용액의 점도 또는 고분자 물질의 농도를 조절하여 다공성 고분자 입자의 다공도를 조절함으로써 민감도를 조절할 수 있는 다공성 고분자 입자의 제조 방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a method for producing porous polymer particles capable of controlling the sensitivity by controlling the porosity of the porous polymer particles by controlling the viscosity of the polymer solution or the concentration of the polymer material.

본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자의 제조 방법은 고분자 물질 및 용매를 포함하는 고분자 용액을 준비하는 단계; 잉크젯의 노즐로부터 상기 고분자 용액을 토출시켜 고분자 액적을 생성하는 단계; 및 상기 고분자 액적을 건조시켜 수집 용기에 다공성 고분자 입자를 수득하는 단계;를 포함하고, 상기 고분자 액적을 건조시켜 수집 용기에 다공성 고분자 입자를 수득하는 단계는 상기 잉크젯의 노즐과 상기 수집 용기 사이의 거리를 조절하여 상기 다공성 고분자 입자의 다공도를 조절한다.A method for preparing porous polymer particles according to an embodiment of the present invention includes the steps of preparing a polymer solution including a polymer material and a solvent; generating polymer droplets by discharging the polymer solution from a nozzle of an inkjet; and drying the polymer droplets to obtain porous polymer particles in a collection container, wherein the drying of the polymer droplets to obtain porous polymer particles in a collection container includes: a distance between the nozzle of the inkjet and the collection container to control the porosity of the porous polymer particles.

상기 잉크젯의 노즐과 상기 수집 용기 사이의 거리는 잉크젯의 노즐과 상기 수집 용기 사이의 거리는 5cm 내지 30cm일 수 있다.The distance between the nozzle of the inkjet and the collection container may be 5 cm to 30 cm between the nozzle of the inkjet and the collection container.

상기 잉크젯의 노즐로부터 상기 고분자 용액이 토출될 때, 상기 잉크젯에 가해지는 주파수에 따라 상기 다공성 고분자 입자의 직경이 조절되고, 상기 주파수는 600hz 내지 900hz 일 수 있다.When the polymer solution is discharged from the nozzle of the inkjet, the diameter of the porous polymer particles is adjusted according to a frequency applied to the inkjet, and the frequency may be 600hz to 900hz.

상기 잉크젯의 노즐로부터 상기 고분자 용액이 토출될 때, 상기 잉크젯에 가해지는 전압에 따라 상기 다공성 고분자 입자의 직경이 조절되고, 상기 전압은 20V 내지 50V 일 수 있다.When the polymer solution is discharged from the nozzle of the inkjet, the diameter of the porous polymer particles is adjusted according to a voltage applied to the inkjet, and the voltage may be 20V to 50V.

상기 잉크젯의 노즐로부터 상기 고분자 용액이 토출될 때, 상기 잉크젯에 가해지는 드웰 시간(Dwell time)에 따라 상기 고분자 액적의 생성 속도가 조절되고, 상기 드웰 시간은 28μs 내지 32μs 일 수 있다.When the polymer solution is discharged from the nozzle of the inkjet, the generation rate of the polymer droplet is controlled according to a dwell time applied to the inkjet, and the dwell time may be 28 μs to 32 μs.

상기 잉크젯의 노즐로부터 상기 고분자 용액이 토출될 때, 상기 잉크젯에 가해지는 압력은 21mbar 내지 34.75mbar일 수 있다. When the polymer solution is discharged from the nozzle of the inkjet, the pressure applied to the inkjet may be 21mbar to 34.75mbar.

상기 고분자 물질의 농도는 0.25wt% 내지 1wt% 일 수 있다.The concentration of the polymer material may be 0.25 wt% to 1 wt%.

본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자는 본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자의 제조된다.The porous polymer particles according to the embodiment of the present invention are prepared from the porous polymer particles according to the embodiment of the present invention.

상기 다공성 고분자 입자의 직경은 1μm 내지 100μm 일 수 있다.The diameter of the porous polymer particles may be 1 μm to 100 μm.

본 발명의 실시예에 따르면, 잉크젯 노즐과 수집 용기 사이의 거리를 조절하여 고분자 액적의 용매를 단시간에 완전히 증발시킴으로써, 균일한 직경을 갖는 다공성 고분자 입자를 제조할 수 있고, 계면활성제와 같은 첨가제를 배제할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by controlling the distance between the inkjet nozzle and the collection container to completely evaporate the solvent of the polymer droplets in a short time, porous polymer particles having a uniform diameter can be prepared, and additives such as surfactants can be added. can be excluded.

본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명의 실시예는 잉크젯 노즐과 수집 용기 사이의 거리를 조절하여 고분자 액적의 용매를 단시간에 완전히 증발시켜 다공성 고분자 입자의 다공도를 조절 조절함으로써, 내부로 침투되는 물이나 용매 침투 속도를 조절하여 민감도 제어할 수 있는 다공성 고분자 입자의 제조 방법을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in an embodiment of the present invention, by controlling the distance between the inkjet nozzle and the collection container to completely evaporate the solvent of the polymer droplets in a short time to control and control the porosity of the porous polymer particles, water penetrating into the interior Alternatively, it is possible to provide a method for preparing porous polymer particles capable of controlling the sensitivity by adjusting the solvent permeation rate.

본 발명의 실시예는 잉크젯의 노즐로부터 고분자 용액이 토출될 때, 잉크젯의 주파수 또는 전압을 조절하여 다공성 고분자 입자의 직경을 조절함으로써, 밀도를 제어할 수 있는 다공성 고분자 입자의 제조 방법을 제공할 수 있다.An embodiment of the present invention can provide a method for producing porous polymer particles capable of controlling the density by controlling the diameter of the porous polymer particles by adjusting the frequency or voltage of the inkjet when the polymer solution is discharged from the nozzle of the inkjet. there is.

본 발명의 실시예는 잉크젯의 노즐로부터 고분자 용액이 토출될 때, 잉크젯의 드웰 시간을 조절하여 고분자 액적을 생성 속도를 조절함으로써, 토출된 고분자 액적이 직후에 토출되는 고분자 액적과 충돌하여 병합되는 정도를 조절하여 다공성 고분자 입자의 크기를 균일하게 제조할 수 있는 다공성 고분자 입자의 제조 방법을 제공할 수 있다.In an embodiment of the present invention, when the polymer solution is discharged from the nozzle of the inkjet, by controlling the dwell time of the inkjet to control the generation rate of the polymer droplet, the degree to which the discharged polymer droplet collides with the polymer droplet discharged immediately after it is merged It is possible to provide a method for producing porous polymer particles capable of uniformly preparing the size of the porous polymer particles by controlling the porous polymer particles.

본 발명의 실시예는 고분자 용액의 점도 또는 고분자 물질의 농도를 조절하여 다공성 고분자 입자의 다공도를 조절함으로써 민감도를 조절할 수 있는 다공성 고분자 입자의 제조 방법을 제공할 수 있다.An embodiment of the present invention may provide a method for producing porous polymer particles capable of controlling the sensitivity by controlling the porosity of the porous polymer particles by controlling the viscosity of the polymer solution or the concentration of the polymer material.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자의 제조 방법을 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자를 제조하는 잉크젯의 노즐을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자를 제조하는 잉크젯을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자를 제조하는 입자 생성 장치를 도시한 이미지이다.
도 5는 초고속 카메라를 통해 촬영된 고분자 액적을 도시한 이미지이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 다공성 고분자 입자의 제조 방법에 따라 제조된 폴리스티렌 입자의 전자 현미경 이미지이다.
도 7은 본 발명의 실시예 5에 따른 다공성 고분자 입자의 제조 방법에 따라 제조된 PLGA의 전자 현미경 이미지이다.
도 8은 본 발명의 실시예 5에 따른 다공성 고분자 입자의 제조 방법에 따라 제조된 서로 유사한 크기를 가진 PLGA의 전자 현미경 이미지이다.
도 9a는 잉크젯과 수집 용기 사이의 거리를 1cm 로 조절하여 제조된 본 발명의 실시예 2에 따른 다공성 고분자 입자가 수집용기에 수득된 후의 광학현미경 이미지이고, 도 9b는 2cm 로 조절하여 제조된 본 발명의 실시예 2에 따른 다공성 고분자 입자가 수집용기에 수득된 후의 광학현미경 이미지이며, 도 9c는 5cm 제조된 본 발명의 실시예 2에 따른 입자가 수집용기에 수득된 후의 광학현미경 이미지이다.
도 10은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 다공성 고분자 입자 제조 시, 잉크젯에 34.75mbar 이상의 압력을 가했을 때의 고분자 액적의 전자 현미경 이미지이다.
도 11는 본 발명의 실시예 1(0.25wt%)에 따라 제조된 다공성 고분자 입자 제조 시, 토출된 고분자 액적을 도시한 전자 현미경 이미지이다.
도 12a는 본 발명의 실시예 1(0.5wt%)에 따라 제조된 다공성 고분자 입자 제조 시, 잉크젯에 가해지는 드웰 시간에 따른 변화를 도시한 전자 현미경 이미지이고, 도 12b는 전압에 따른 변화를 도시한 전자 현미경 이미지이며, 도 12c는 주파수에 따른 변화를 도시한 전자 현미경 이미지이다.
도 13은 본 발명의 실시예 3(0.75wt%)에 따라 제조된 다공성 고분자 입자 제조 시, 잉크젯에 가해지는 압력에 따른 변화를 도시한 전자 현미경 이미지이다.
도 14는 본 발명의 실시예 4(1wt%)에 따라 제조된 다공성 고분자 입자 제조 시, 잉크젯에 가해지는 압력에 따른 변화를 도시한 전자 현미경 이미지이다.
도 15a는 본 발명의 실시예 1(0.5wt%) 에 따라 제조된 다공성 고분자 입자 제조 시, 잉크젯에 18mbar의 압력(일정 이상의 압력)을 가했을 때의 고분자 액적의 전자 현미경 이미지이고, 도 15b는 21mbar 이하의 압력(일정 이하의 압력)을 가했을 때의 고분자 액적의 전자 현미경 이미지이며, 도 15c는 60mbar 이상의 압력(일정 훨씬 이상의 압력)을 가했을 때의 고분자 액적의 전자 현미경 이미지이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a porous polymer particle according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view illustrating a nozzle of an inkjet for manufacturing porous polymer particles according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view illustrating an inkjet for manufacturing porous polymer particles according to an embodiment of the present invention.
4 is an image illustrating a particle generating apparatus for manufacturing porous polymer particles according to an embodiment of the present invention.
5 is an image showing a polymer droplet photographed through a high-speed camera.
6 is an electron microscope image of polystyrene particles prepared according to the method for preparing porous polymer particles according to Example 1 of the present invention.
7 is an electron microscope image of PLGA prepared according to the method for preparing porous polymer particles according to Example 5 of the present invention.
8 is an electron microscope image of PLGAs having similar sizes prepared according to the method for preparing porous polymer particles according to Example 5 of the present invention.
9a is an optical microscope image after the porous polymer particles according to Example 2 of the present invention prepared by adjusting the distance between the inkjet and the collection container to 1 cm are obtained in the collection container, and FIG. 9b is the present prepared by adjusting the distance to 2 cm. It is an optical microscope image after the porous polymer particles according to Example 2 of the present invention are obtained in a collection container, and FIG. 9c is an optical microscope image after the 5 cm prepared particles according to Example 2 of the present invention are obtained in a collection container.
10 is an electron microscope image of polymer droplets when a pressure of 34.75 mbar or more is applied to the inkjet when the porous polymer particles prepared according to Example 1 of the present invention are prepared.
11 is an electron microscope image showing the ejected polymer droplets when the porous polymer particles prepared according to Example 1 (0.25 wt%) of the present invention are prepared.
12A is an electron microscope image showing the change according to the dwell time applied to the inkjet when preparing the porous polymer particles prepared according to Example 1 (0.5 wt%) of the present invention, and FIG. 12B is the change according to the voltage It is an electron microscope image, and FIG. 12C is an electron microscope image showing the change according to frequency.
13 is an electron microscope image showing the change according to the pressure applied to the inkjet when the porous polymer particles prepared according to Example 3 (0.75 wt%) of the present invention are prepared.
14 is an electron microscope image showing the change according to the pressure applied to the inkjet when the porous polymer particles prepared according to Example 4 (1 wt%) of the present invention are prepared.
15A is an electron microscope image of a polymer droplet when a pressure of 18 mbar (a pressure above a certain level) is applied to the inkjet when the porous polymer particles prepared according to Example 1 (0.5 wt%) of the present invention are prepared, and FIG. 15B is 21 mbar. It is an electron microscope image of a polymer droplet when the following pressure (pressure below a certain level) is applied, and FIG.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and the contents described in the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural unless otherwise specified in the phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other elements, steps, or elements mentioned.

본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "측면", "예시" 등은 기술된 임의의 양상(aspect) 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되어야 하는 것은 아니다.As used herein, “embodiment”, “example”, “aspect”, “exemplary”, etc. are to be construed as advantageous or advantageous over any aspect or design described herein. is not doing

또한, '또는'이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or'이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or'를 의미한다. 즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다'라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.Also, the term 'or' means 'inclusive or' rather than 'exclusive or'. That is, unless stated otherwise or clear from context, the expression 'x employs a or b' means any one of natural inclusive permutations.

또한, 본 명세서 및 청구항들에서 사용되는 단수 표현("a" 또는 "an")은, 달리 언급하지 않는 한 또는 단수 형태에 관한 것이라고 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.Also, as used herein and in the claims, the singular expression "a" or "an" generally means "one or more," unless stated otherwise or clear from the context that it relates to the singular form. should be interpreted as

아래 설명에서 사용되는 용어는, 연관되는 기술 분야에서 일반적이고 보편적인 것으로 선택되었으나, 기술의 발달 및/또는 변화, 관례, 기술자의 선호 등에 따라 다른 용어가 있을 수 있다. 따라서, 아래 설명에서 사용되는 용어는 기술적 사상을 한정하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 실시예들을 설명하기 위한 예시적 용어로 이해되어야 한다.The terms used in the description below are selected as general and universal in the related technical field, but there may be other terms depending on the development and/or change of technology, customs, preferences of technicians, and the like. Therefore, the terms used in the description below should not be understood as limiting the technical idea, but should be understood as exemplary terms for describing the embodiments.

또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세한 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 아래 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 한다.In addition, in specific cases, there are also terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the corresponding description. Therefore, the terms used in the description below should be understood based on the meaning of the term and the content throughout the specification, not the simple name of the term.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly specifically defined.

한편, 본 발명의 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Meanwhile, in the description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the terms used in this specification are terms used to properly express an embodiment of the present invention, which may vary according to the intention of a user or operator, or a custom in the field to which the present invention belongs. Accordingly, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자의 제조 방법을 도시한 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a porous polymer particle according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자의 제조 방법은 고분자 물질 및 용매를 포함하는 고분자 용액을 준비하는 단계(S110), 잉크젯의 노즐로부터 고분자 용액을 토출시켜 고분자 액적을 생성하는 단계(S120) 및 고분자 액적을 건조시켜 수집 용기에 다공성 고분자 입자를 수득하는 단계(S130)를 포함한다.The method for producing porous polymer particles according to an embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a polymer solution containing a polymer material and a solvent (S110), discharging the polymer solution from an inkjet nozzle to generate polymer droplets (S120), and and drying the polymer droplets to obtain porous polymer particles in a collection container (S130).

또한, 고분자 액적을 건조시켜 수집 용기에 다공성 고분자 입자를 수득하는 단계(S130)는 잉크젯의 노즐과 수집 용기 사이의 거리를 조절하여 다공성 고분자 입자의 다공도를 조절한다.In addition, in the step of drying the polymer droplets to obtain the porous polymer particles in the collection container ( S130 ), the porosity of the porous polymer particles is controlled by adjusting the distance between the nozzle of the inkjet and the collection container.

다공성 고분자 입자의 다공도는 페로브스카이트-고분자 복합체 입자에 형성된 공극의 크기 또는 개수의 정도를 의미할 수 있다.The porosity of the porous polymer particles may refer to the degree of the size or number of pores formed in the perovskite-polymer composite particles.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자의 제조 방법은 잉크젯 노즐과 수집 용기 사이의 거리를 조절하여 고분자 액적의 용매를 단시간에 완전히 증발시킴으로써, 균일한 직경을 갖는 다공성 고분자 입자를 제조할 수 있다.Therefore, in the method for producing porous polymer particles according to an embodiment of the present invention, the porous polymer particles having a uniform diameter can be produced by completely evaporating the solvent of the polymer droplets in a short time by controlling the distance between the inkjet nozzle and the collection container. there is.

더욱이, 본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자의 제조 방법은 잉크젯의 노즐로부터 토출된 고분자 액적이 공기 중에 체류하는 시간 동안만 액체 상태로 존재하기 때문에 고분자 액적들 사이의 융착을 막기 위해 사용되는 계면활성제의 사용을 배제할 수 있다. 따라서, 다공성 고분자 입자의 표면에 반영구적으로 계면활성제가 흡착되어 다공성 고분자 입자의 표면 성질이 변형되는 것을 방지할 수 있다.Moreover, in the method for manufacturing porous polymer particles according to an embodiment of the present invention, since the polymer droplets discharged from the nozzles of the inkjet exist in a liquid state only during the time they stay in the air, the interface used to prevent fusion between the polymer droplets The use of active agents may be excluded. Accordingly, it is possible to prevent the surface properties of the porous polymer particles from being deformed due to the semi-permanent adsorption of the surfactant to the surface of the porous polymer particles.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자의 제조 방법은 고분자 액적에 포함된 용매가 휘발되는 시간이 매우 짧기 때문에 고분자 액적의 건조가 순식간에 일어나므로 용이하게 다공성을 갖는 다공성 고분자 입자를 제조할 수 있다.In addition, in the method for producing porous polymer particles according to an embodiment of the present invention, since the time for volatilization of the solvent contained in the polymer droplets is very short, the drying of the polymer droplets occurs instantaneously, so that the porous polymer particles having porosity can be easily prepared. can

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자의 제조 방법은 고분자 물질 및 용매를 포함하는 고분자 용액을 준비하는 단계(S110)를 진행한다.First, in the method for manufacturing porous polymer particles according to an embodiment of the present invention, a step (S110) of preparing a polymer solution including a polymer material and a solvent is performed.

고분자 용액은 고분자 물질을 포함하고, 고분자 물질의 농도는 0.25wt% 내지 1wt% 일 수 있다. 이 때, 고분자 물질의 농도가 0.25wt% 미만이면 고분자 액적이 연속적으로 토출되지 않고, 다공성 고분자 입자가 너무 작아지는 문제가 있으며, 1wt%를 초과하면 노즐의 막힘 현상이 발생하고, 주파수, 드웰 시간, 전압 및 압력을 조절하기 하기 어려우며, 다공성 고분자 입자가 흩날리게 되고, 크기가 균일하지 않은 다공성 고분자 입자가 생성되는 문제가 있다.The polymer solution includes a polymer material, and the concentration of the polymer material may be 0.25 wt% to 1 wt%. At this time, if the concentration of the polymer material is less than 0.25 wt%, there is a problem that the polymer droplets are not continuously discharged and the porous polymer particles are too small. , it is difficult to control the voltage and pressure, the porous polymer particles are scattered, and there are problems in that the porous polymer particles having non-uniform sizes are generated.

특히, 고분자 액적을 토출시키기 위한 주파수, 드웰 시간, 전압 및 압력 값을 조절할 때, 최대 900hz의 주파수까지 기계 작동상 조절이 가능한 부분이 정해져 있기 때문에, 고분자 물질의 농도가 1wt%를 초과하여 고농도의 고분자 액적이 생성되는 경우, 노즐이 막혀 고분자 액적이 토출되더라도 불균일한 다공성 고분자 입자가 형성될 수 있다.In particular, when adjusting the frequency, dwell time, voltage and pressure values for discharging polymer droplets, the part that can be controlled for machine operation up to a frequency of up to 900 hz is determined, so that the concentration of the polymer material exceeds 1 wt% When the polymer droplets are generated, non-uniform porous polymer particles may be formed even if the nozzle is blocked and the polymer droplets are discharged.

바람직하게는, 고분자 물질의 농도는 0.75wt% 또는 0.5wt%일 때 가장 적합하고, 더욱 바람직하게는, 고분자 물질의 농도가 0.5wt일 때, 다공성 고분자 입자를 제조하기 용이하다.Preferably, the concentration of the polymer material is most suitable when it is 0.75 wt% or 0.5 wt%, and more preferably, when the concentration of the polymer material is 0.5 wt%, it is easy to prepare the porous polymer particles.

본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자의 제조 방법은 고분자 물질의 농도에 따라 잉크젯의 노즐과 수집 용기 사이의 거리가 조절될 수 있고, 잉크젯의 노즐과 수집 용기 사이의 거리에 따라 잉크젯의 노즐로부터 토출되는 고분자 액적의 체류 시간(건조 시간)이 조절될 수 있다.In the method of manufacturing porous polymer particles according to an embodiment of the present invention, the distance between the nozzle of the inkjet and the collection container can be adjusted according to the concentration of the polymer material, and the distance between the nozzle of the inkjet and the collection container can be adjusted from the nozzle of the inkjet according to the distance between the nozzle of the inkjet and the collection container. The residence time (drying time) of the discharged polymer droplets can be adjusted.

보다 구체적으로, 고분자 액적에 포함된 용매는 고분자 액적이 잉크젯의 노즐로부터 토출되는 시점부터 수집 용기에 도달하는 시점 사이에 완전히 증발되므로, 고분자 액적의 건조 시간은 잉크젯의 노즐과 수집 용기 사이의 거리에 따라 조절될 수 있다. 따라서, 고분자 물질의 농도가 증가될수록 증발시켜야 되는 용매(예; 클로로포름) 양이 감소되어 잉크젯의 노즐과 수집 용기 사이의 거리가 감소될 수 있고, 이에 따라, 고분자 액적의 건조 시간은 감소될 수 있다.More specifically, since the solvent contained in the polymer droplet is completely evaporated between the point when the polymer droplet is discharged from the nozzle of the inkjet and the point when it reaches the collection container, the drying time of the polymer droplet depends on the distance between the nozzle of the inkjet and the collection container. can be adjusted accordingly. Accordingly, as the concentration of the polymer material increases, the amount of solvent (eg, chloroform) that needs to be evaporated is reduced, so that the distance between the nozzle of the inkjet and the collection container can be reduced, and accordingly, the drying time of the polymer droplets can be reduced. .

또한, 고분자 물질의 농도가 증가될수록 노즐이 막히거나 잉크젯의 노즐과 수집 용기 사이의 거리가 매우 크게 증가되어, 고분자 액적의 건조 시간이 증가될 수 있다.In addition, as the concentration of the polymer material increases, the nozzle may be clogged or the distance between the nozzle of the inkjet and the collection container may be greatly increased, thereby increasing the drying time of the polymer droplet.

고분자 물질은 폴리스티렌(polystyrene), 폴리락틱산-글리콜산 공중합체(poly(lactic-co-glycolic acid), PLGA), 셀룰로오스 아세테이트, 폴리에틸렌글리콜(Polyethyleneglycol, PEG), 폴리비닐피로리돈 (Polyvinylpyrrolidone, PVP), 알지네이트 (Alginate), 폴리아크릴로니트릴 (Polyacrylonitrile, PAN) 및 폴리메타크릴레이트(Polymethacrylate, PMMA) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Polystyrene, polylactic acid-glycolic acid copolymer (poly(lactic-co-glycolic acid), PLGA), cellulose acetate, polyethylene glycol (PEG), polyvinylpyrrolidone (PVP) , alginate (Alginate), polyacrylonitrile (Polyacrylonitrile, PAN), and may include at least one of polymethacrylate (Polymethacrylate, PMMA).

용매로는 휘발성 용매가 사용될 수 있고, 본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자의 제조 방법은 용매의 농도에 따라 잉크젯에 가해지는 주파수, 전압, 드웰 시간 또는 압력이 조절될 수 있다.A volatile solvent may be used as the solvent, and in the method for preparing porous polymer particles according to an embodiment of the present invention, the frequency, voltage, dwell time or pressure applied to the inkjet may be adjusted according to the concentration of the solvent.

용매의 농도는 0.5wt% 내지 0.75wt% 일 수 있다. 이 때, 용매의 농도가 0.5wt% 미만이면 용매(Solvent)의 양이 증가되어 긴 체류시간이 요구되어 다공성 고분자 입자의 크기가 작아지는 문제가 있으며, 0.75wt%를 초과하면 노즐이 막혀 토출이 불균일해질 수 있다.The concentration of the solvent may be 0.5 wt% to 0.75 wt%. At this time, if the concentration of the solvent is less than 0.5wt%, the amount of solvent is increased and a long residence time is required, so there is a problem that the size of the porous polymer particles becomes small. may become non-uniform.

또한, 고분자 용액에 포함되는 용매의 종류에 따라 압력이 조절될 수 있다. In addition, the pressure may be adjusted according to the type of solvent included in the polymer solution.

바람직하게는, 용매는 물, 메탄올 (methanol), 에탄올 (ethanol)，프로판올 (propanol)， 부탄올 (butanol), 이소프로필알코올 (isopropyl alcohol)，이소부틸알콜 (isobutyl alcohol)，에틸렌글리콜 (ethylene glycol)，아세톤 (acetone)，메틸에틸케톤 (methylethylketone), 사이클로헥사논 (cyclohexanone)，헥산 (hexane)，디에틸아민 (Diethylamine) ,트리에틸아민 (Triethylamine)，옥타데실아민 (Octadecylamine)，사이클로 헥산 (cyclohexane), 에틸아세테이트 (ethylacetate)，아세톤 (acetone)，디메틸포름아미드 (Dimethylformamide)，디메틸아세트아미드 (Dimethylacetamide)，메틸렌 클로라이드 (methylene chloride), 디클로로메탄 (Dichloromathane), 클로로포름 (Chloroform)，사염화탄소 (Tetrachloromethane)，디메틸설폭사이드 (Dimethylsulfoxide), 다이옥신 (Dioxin), 니트로메탄 (Nitromethane), 톨루엔 (toluene)，자이렌 (xylnene), 디클로로벤젠 (Dichlorobenzene), 디메틸벤젠 (Dimethylbenzene), 트리메틸벤젠 (trimethylbenzene), 메틸나프탈렌 (methylnaphthalene), 테트라하이드로퓨란 (Tetrahydrofurane)， N-메틸 -2-피롤리돈 (N-methyl-r-pyrrolidone), 피리딘 (pyridine), 아크릴로니트릴 (acrylonitrile), 아닐린 (aniline)， 솔비톨 (sorbitol)，카비톨(carbitol)，카비톨아세테이트 (carbitolacetate)，메틸샐로졸브 (methyl cellosolve) 및 에틸셀로졸브 (ethyl cellosolce) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Preferably, the solvent is water, methanol, ethanol, propanol, butanol, isopropyl alcohol, isobutyl alcohol, ethylene glycol ，acetone, methylethylketone, cyclohexanone, hexane, diethylamine, triethylamine, octadecylamine, cyclohexane ), ethyl acetate, acetone, dimethylformamide, dimethylacetamide, methylene chloride, dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride (Tetrachloromethane), Dimethylsulfoxide, dioxin, nitromethane, toluene, xylene, dichlorobenzene, dimethylbenzene, trimethylbenzene, methylnaphthalene methylnaphthalene), tetrahydrofuran (Tetrahydrofurane), N-methyl-2-pyrrolidone (N-methyl-r-pyrrolidone), pyridine, acrylonitrile (acrylonitrile), aniline (aniline), sorbitol (sorbitol) ， It may include at least one of carbitol, carbitol acetate, methyl cellosolve, and ethyl cellosolve.

또한, 잉크젯의 노즐로부터 고분자 액적이 토출되기 위해서는 적절한 고분자 용액의 점도 또는 표면장력(surface tension)이 요구되고, 고분자 용액의 점도는 고분자 액적의 직경에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 고분자 용액의 점도가 증가되면, 일정한 고분자 액적의 크기 내에 포함된 고분자 화합물의 양이 증가되어 고분자 액적의 직경이 증가될 수 있다.In addition, in order to eject the polymer droplet from the nozzle of the inkjet, an appropriate viscosity or surface tension of the polymer solution is required, and the viscosity of the polymer solution may affect the diameter of the polymer droplet. For example, when the viscosity of the polymer solution is increased, the amount of the polymer compound included in a certain size of the polymer droplet may be increased, so that the diameter of the polymer droplet may be increased.

또한, 고분자 용액의 점도는 잉크젯의 노즐에 가해지는 주파수, 전압, 드웰 시간 또는 압력에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 고분자 용액의 점도가 증가되면, 서로 끌어당기는 힘이 강하여 최소한으로 필요한 고분자 액적의 주파수, 전압 및 압력은 증가될 수 있고, 드웰 시간은 감소될 수 있다.In addition, the viscosity of the polymer solution may affect the frequency, voltage, dwell time, or pressure applied to the nozzle of the inkjet. For example, when the viscosity of the polymer solution is increased, the mutual attraction force is strong, so that the minimum required frequency, voltage, and pressure of the polymer droplets can be increased, and the dwell time can be reduced.

이 후, 본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자의 제조 방법은 잉크젯의 노즐로부터 고분자 용액을 토출시켜 고분자 액적을 생성하는 단계(S120)를 진행한다.Thereafter, in the method for producing porous polymer particles according to an embodiment of the present invention, a step (S120) of generating polymer droplets by discharging a polymer solution from a nozzle of an inkjet proceeds.

잉크젯의 노즐로부터 고분자 용액을 토출시켜 고분자 액적을 생성하는 단계(S120)는 도 2를 참고하여 보다 상세히 설명하기로 한다.The step (S120) of generating polymer droplets by discharging the polymer solution from the nozzle of the inkjet will be described in more detail with reference to FIG. 2 .

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자를 제조하는 잉크젯의 노즐을 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a nozzle of an inkjet for manufacturing porous polymer particles according to an embodiment of the present invention.

잉크젯은 고분자 액적을 토출하는 노즐(110) 및 노즐(110)을 수축하여 고분자 액적(120)을 토출시키는 압전 소자(111)를 포함할 수 있다. 잉크젯은 잉크젯에 주입된 고분자 용액을 압전 소자의 작용으로 노즐(110)을 통하여 고분자 액적(111)으로 토출시키고, 토출된 고분자 액적(120)은 공기 중에 건조되어 다공성 고분자 입자가 생성될 수 있다.The inkjet may include a nozzle 110 for discharging polymer droplets and a piezoelectric element 111 for discharging polymer droplets 120 by contracting the nozzle 110 . In the inkjet, a polymer solution injected into the inkjet is discharged as a polymer droplet 111 through the nozzle 110 by the action of a piezoelectric element, and the discharged polymer droplet 120 is dried in the air to generate porous polymer particles.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자는 압전 소자(111)를 이용하여 균일한 크기의 고분자 액적(120)을 용이하게 형성할 수 있고, 다공성 고분자 입자를 대량으로 생산할 수 있다.Therefore, the porous polymer particles according to the embodiment of the present invention can easily form the polymer droplets 120 of a uniform size using the piezoelectric element 111, and can produce the porous polymer particles in large quantities.

잉크젯의 노즐(110)로부터 고분자 용액이 토출될 때, 잉크젯에 가해지는 주파수에 따라 다공성 고분자 입자의 직경이 조절될 수 있다. 보다 구체적으로, 잉크젯에 가해지는 주파수를 증가시키면 병합되는(합쳐지는) 고분자 액적(120)의 각각의 개수가 증가되므로, 고분자 액적(120)의 크기가 증가되어 다공성 고분자 입자의 직경이 증가될 수 있고, 잉크젯에 가해지는 주파수를 감소시키면 병합되는 고분자 액적(120)의 각각의 개수가 감소되므로, 고분자 액적(120)의 크기가 감소되어 다공성 고분자 입자의 직경이 감소될 수 있다.When the polymer solution is discharged from the nozzle 110 of the inkjet, the diameter of the porous polymer particles may be adjusted according to the frequency applied to the inkjet. More specifically, if the frequency applied to the inkjet is increased, the number of each of the polymer droplets 120 to be merged (merged) increases, so that the size of the polymer droplets 120 is increased to increase the diameter of the porous polymer particles. In addition, when the frequency applied to the inkjet is reduced, the number of each of the polymer droplets 120 to be merged is reduced, so that the size of the polymer droplets 120 is reduced, so that the diameter of the porous polymer particles can be reduced.

또한, 잉크젯의 노즐(110)로부터 고분자 용액이 토출될 때, 잉크젯에 가해지는 주파수에 따라 다공성 고분자 입자의 개수를 조절할 수 있다. 보다 구체적으로, 잉크젯에 가해지는 주파수를 증가시키면 다공성 고분자 입자의 개수가 증가되고, 잉크젯에 가해지는 주파수를 감소시키면 다공성 고분자 입자의 개수가 감소될 수 있다.In addition, when the polymer solution is discharged from the nozzle 110 of the inkjet, the number of porous polymer particles can be adjusted according to the frequency applied to the inkjet. More specifically, if the frequency applied to the inkjet is increased, the number of porous polymer particles may be increased, and if the frequency applied to the inkjet is decreased, the number of the porous polymer particles may be decreased.

이 때, 잉크젯에 가해지는 주파수는 600hz 내지 900hz 일 수 있고, 주파수가 600hz 미만이면 고분자 액적(120)에 충분한 힘이 가해지지 못해 고분자 액적(120)이 토출 되지 못하는 문제가 있고, 900hz를 초과하면 기계 특성상 최대 주파수 조정이 불가한 문제가 있다.At this time, the frequency applied to the inkjet may be 600hz to 900hz, and if the frequency is less than 600hz, sufficient force is not applied to the polymer droplet 120, so that the polymer droplet 120 cannot be discharged. There is a problem that the maximum frequency adjustment is impossible due to the characteristics of the machine.

잉크젯의 노즐(110)로부터 고분자 용액(120)이 토출될 때, 잉크젯에 가해지는 전압에 따라 다공성 고분자 입자의 직경이 조절될 수 있다. 보다 구체적으로, 잉크젯에 가해지는 전압은 오리피스(orifice)에 큰 압력이 가해지는 것과 유사하게 작용될 수 있고, 잉크젯에 가해지는 전압이 증가되면 오리피스 표면을 벗어나기 위해 필요한 최소의 힘을 얻어 오리피스의 선단에 고분자 액적(120)이 형성되고, 전압이 감소되면 고분자 액적(120)을 토출시킬 정도로 전압이 충분히 인가되지 않아 고분자 액적(120)이 오리피스 내의 용매에 부착되어 토출되지 못하는 문제가 있다.When the polymer solution 120 is discharged from the nozzle 110 of the inkjet, the diameter of the porous polymer particles may be adjusted according to the voltage applied to the inkjet. More specifically, the voltage applied to the inkjet can be acted similarly to a large pressure applied to the orifice, and when the voltage applied to the inkjet is increased, the minimum force required to escape the orifice surface is obtained and the tip of the orifice is increased. When the polymer droplet 120 is formed and the voltage is reduced, the voltage is not applied enough to eject the polymer droplet 120 , so that the polymer droplet 120 is attached to the solvent in the orifice and cannot be discharged.

또한, 잉크젯의 노즐(110)로부터 고분자 용액이 토출될 때, 잉크젯에 가해지는 전압에 따라 다공성 고분자 입자의 크키를 조절할 수 있다. 보다 구체적으로, 잉크젯에 가해지는 전압을 증가시키면 크기가 증가되고, 잉크젯에 가해지는 전압 감소시키면 크기가 감소될 수 있다.In addition, when the polymer solution is discharged from the nozzle 110 of the inkjet, the size of the porous polymer particles can be adjusted according to the voltage applied to the inkjet. More specifically, increasing the voltage applied to the inkjet may increase the size, and decreasing the voltage applied to the inkjet may decrease the size.

따라서, 잉크젯에 가해지는 전압은 20V 내지 50V 일 수 있고, 전압이 20V 미만이면 고분자 액적이 토출되지 않는 문제가 있고, 50V를 초과하면 노즐이 막히는 문제가 있다.Accordingly, the voltage applied to the inkjet may be 20V to 50V, and if the voltage is less than 20V, there is a problem in that the polymer droplets are not discharged, and when the voltage exceeds 50V, there is a problem in that the nozzle is clogged.

잉크젯의 노즐(110)로부터 고분자 용액이 토출될 때, 잉크젯에 가해지는 드웰 시간(Dwell time)에 따라 고분자 액적(120)의 생성 속도가 조절될 수 있다. 보다 구체적으로, 고분자 액적(120)은 잉크젯에 가해지는 드웰 시간이 일정량 이상의 값을 갖지 못하면 고분자 액적(120)이 생성되지 않기 때문에, 고분자 액적(120)이 잉크젯의 노즐(110)로부터 토출되기 위해서는 드웰 시간이 중요한 요인이 된다.When the polymer solution is discharged from the nozzle 110 of the inkjet, the generation rate of the polymer droplet 120 may be adjusted according to a dwell time applied to the inkjet. More specifically, since the polymer droplet 120 is not generated when the dwell time applied to the inkjet does not have a value equal to or greater than a certain amount, the polymer droplet 120 is discharged from the nozzle 110 of the inkjet. The dwell time is an important factor.

따라서, 드웰 시간이 증가되면, 고분자 액적(120)에 힘을 가하는 시간 간격이 길어져 고분자 액적(120)이 생성되는 속도가 느려지기 때문에 오리피스의 선단에 고분자 액적(120)이 볼록히 뛰어나와 막힘 현상이 발생할 수 있고, 반대로, 드웰 시간이 감소되면, 고분자 액적(120)에 힘을 가하는 시간 간격이 짧아져 오리피스 내부의 용매에서 고분자 액적(120)이 토출되기 위한 힘을 충분히 받지 못하여 고분자 액적(120)이 생성되지 않을 수 있다.Therefore, when the dwell time is increased, the time interval for applying a force to the polymer droplet 120 is lengthened, so that the rate at which the polymer droplet 120 is generated is slowed. Conversely, when the dwell time is reduced, the time interval for applying a force to the polymer droplet 120 is shortened, so that the polymer droplet 120 does not receive enough force to be discharged from the solvent inside the orifice. ) may not be created.

또한, 잉크젯의 노즐(110)로부터 고분자 용액이 토출될 때, 잉크젯에 가해지는 드웰 시간에 따라 다공성 고분자 입자의 개수가 조절될 수 있다. 보다 구체적으로, 잉크젯에 가해지는 드웰 시간을 증가시키면 시간 간격이 증가되어 다공성 고분자 입자의 개수가 감소되고, 잉크젯에 가해지는 드웰 시간을 감소시키면 시간 간격이 감소하여 입자의 개수가 증가될 수 있다.In addition, when the polymer solution is discharged from the nozzle 110 of the inkjet, the number of porous polymer particles may be adjusted according to the dwell time applied to the inkjet. More specifically, if the dwell time applied to the inkjet is increased, the time interval is increased to decrease the number of porous polymer particles, and if the dwell time applied to the inkjet is decreased, the time interval may be decreased to increase the number of particles.

따라서, 드웰 시간은 28μs 내지 32μs 일 수 있고, 드웰 시간이 28μs 미만이면 고분자 액적(120)이 생성되지 않는 문제가 있으며, 32μs를 초과하면 고분자 액적(120)에 의해 노즐이 막히는 문제가 있다.Therefore, the dwell time may be 28 μs to 32 μs, and when the dwell time is less than 28 μs, there is a problem that the polymer droplet 120 is not generated, and when it exceeds 32 μs, the nozzle is clogged by the polymer droplet 120 There is a problem.

잉크젯의 노즐로부터 고분자 용액이 토출될 때, 잉크젯에 가해지는 압력에 따라 고분자 액적(120)의 생성 유무가 결정될 수 있다. 보다 구체적으로, 잉크젯에 적당한 압력을 가하지 않으면 오리피스에서 용액의 표면장력에 의해 토출되기 위한 최소한의 힘을 얻을 수 없어 아무리 높은 주파수, 드웰 시간 및 전압을 가하더라도 고분자 액적(120)이 토출되지 않을 수 있다. 또한, 잉크젯에 가해지는 압력을 증가시키면 오리피스에 고분자 액적(120)이 형성되기는 하나, 공기 중에서 쉽게 노즐(110)이 막히게 되어, 장시간 동안 다공성 고분자 입자를 만들 수 없기 때문에, 잉크젯에 가해지는 압력을 적절히 조절하여야 한다.When the polymer solution is discharged from the nozzle of the inkjet, whether the polymer droplet 120 is generated or not may be determined according to the pressure applied to the inkjet. More specifically, if an appropriate pressure is not applied to the inkjet, the minimum force for ejection from the orifice cannot be obtained due to the surface tension of the solution, so the polymer droplet 120 may not be ejected no matter how high frequency, dwell time, and voltage are applied. there is. In addition, if the pressure applied to the inkjet is increased, the polymer droplet 120 is formed in the orifice, but the nozzle 110 is easily clogged in the air, so that the porous polymer particle cannot be made for a long time, so the pressure applied to the inkjet is reduced. It should be properly adjusted.

따라서, 잉크젯의 노즐로부터 고분자 용액이 토출될 때, 잉크젯에 가해지는 압력은 21mbar 내지 34.75mbar일 수 있고, 압력이 21mbar 미만이면 고분자 액적(120)이 토출되지 않는 문제가 있으며, 34.75mbar를 초과하면 너무 큰 고분자 액적(120)이 생성되어 노즐(110)의 선단에서 고분자 액적(120)이 생성되는 젖음(jetting) 상태가 되어 노즐(110)이 막히는 문제가 있다.Therefore, when the polymer solution is discharged from the nozzle of the inkjet, the pressure applied to the inkjet may be 21 mbar to 34.75 mbar, and if the pressure is less than 21 mbar, there is a problem that the polymer droplet 120 is not discharged, and when it exceeds 34.75 mbar There is a problem in that the too large polymer droplet 120 is generated and the nozzle 110 is clogged due to a wet (jetting) state in which the polymer droplet 120 is generated at the tip of the nozzle 110 .

보다 구체적으로, 압력이 21mbar 미만인 경우, 고분자 액적(120)이 모세관에서 외부 압력에 의해 전부 채워지지 못하기 때문에, 노즐(110) 밖으로 토출되지 않을 수 있다.More specifically, when the pressure is less than 21 mbar, the polymer droplets 120 may not be discharged out of the nozzle 110 because they cannot be completely filled by the external pressure in the capillary tube.

압력이 21mbar 내지 34.75mbar의 범위를 가지는 경우, 고분자 용액이 모세관에 전부 채워져 주파수, 드웰 시간, 및 전압을 조절하여 노즐(110)을 지속적으로 조여줘 고분자 액적(120)을 토출시킬 수 있다.When the pressure is in the range of 21 mbar to 34.75 mbar, the polymer solution is completely filled in the capillary tube and the nozzle 110 is continuously tightened by adjusting the frequency, dwell time, and voltage to discharge the polymer droplets 120 .

그러나, 압력이 34.75mbar를 초과하는 경우, 젖음(jetting) 상태가 되기때문에, 노즐(110)을 조여 고분자 액적(120)이 생성되기 보다는 압력만으로 고분자 액적(120)이 생성(일정 이상일 경우 운동학적으로 안정(kinetically stable)하게 건조되는 과정이 일어나지 않음)되기 때문에 고분자 액적(120)의 크기를 조절하기 어려워 공기 중에 고분자 액적(120)이 굳어 노즐(110)이 쉽게 막힐 수 있다.However, when the pressure exceeds 34.75 mbar, since it is in a wet (jetting) state, the polymer droplet 120 is generated only by the pressure rather than the polymer droplet 120 is generated by tightening the nozzle 110 (kinematic if it is more than a certain level) Because it is stable (kinetically stable drying process does not occur), it is difficult to adjust the size of the polymer droplet 120, so that the polymer droplet 120 solidifies in the air and the nozzle 110 may be easily clogged.

따라서, 압력을 조절하여 고분자 용액이 공기 중과 접촉이 최소인 모세관 내에서 노즐(110)의 조임에 의해 고분자 액적(120)으로 생성됨으로써, 장시간동안 연속적으로 다공성 고분자 입자가 생성될 수 있다.Accordingly, by controlling the pressure, the polymer solution is formed into the polymer droplets 120 by tightening the nozzle 110 in the capillary with minimal contact with the air, so that the porous polymer particles can be continuously generated for a long time.

앞서 살펴본 바와 같이, 잉크젯의 노즐(110)에서 고분자 액적(120)이 토출될 때 가해지는 주파수, 전압, 드웰 시간 및 압력은 고분자 액적(120)을 형성하기 위해 중요한 요인으로 작용하고, 이를 적절히 조절하여 충분한 시간과 거리로 건조가 된다면 균일한 다공성 고분자 입자를 제조할 수 있으며, 노즐(110)의 막힘없이 연속적으로 안정적인 고분자 액적(120)을 생성할 수 있다.As described above, the frequency, voltage, dwell time, and pressure applied when the polymer droplet 120 is discharged from the nozzle 110 of the inkjet acts as an important factor to form the polymer droplet 120, and it is appropriately adjusted Thus, if it is dried for a sufficient time and distance, uniform porous polymer particles can be manufactured, and stable polymer droplets 120 can be continuously produced without clogging the nozzle 110 .

바람직하게는, 본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자의 제조 방법은 잉크젯의 노즐(110)로부터 고분자 용액을 토출시켜 고분자 액적(120)을 생성할 때, 잉크젯에 700hz의 주파수, 30v의 전압, 30us의 드웰 시간 및 32.75mbar의 압력을 인가할 수 있다.Preferably, in the method for producing porous polymer particles according to an embodiment of the present invention, when the polymer solution 120 is generated by discharging the polymer solution from the nozzle 110 of the inkjet, a frequency of 700hz, a voltage of 30v, A dwell time of 30 us and a pressure of 32.75 mbar can be applied.

마지막으로, 본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자의 제조 방법은 고분자 액적을 건조시켜 수집 용기에 다공성 고분자 입자를 수득하는 단계(S130)를 포함한다.Finally, the method for producing porous polymer particles according to an embodiment of the present invention includes drying polymer droplets to obtain porous polymer particles in a collection container (S130).

고분자 액적을 건조시켜 수집 용기에 다공성 고분자 입자를 수득하는 단계(S130)는 도 3을 참고하여 설명하기로 한다.The step of drying the polymer droplets to obtain porous polymer particles in the collection container (S130) will be described with reference to FIG. 3 .

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자를 제조하는 잉크젯을 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating an inkjet for manufacturing porous polymer particles according to an embodiment of the present invention.

수집 용기(130)는 생성된 다공성 고분자 입자(140)를 수득하는 곳으로, 다공성 고분자 입자(140)의 직경이 작아 바람에 영향을 받는 것을 최소화하고, 대량의 다공성 고분자 입자(140)를 수득하기 위하여 수집 용기(130)의 주변을 차단시킬 수 있다.The collection container 130 is a place to obtain the generated porous polymer particles 140, and the diameter of the porous polymer particles 140 is small to minimize the influence of wind, and to obtain a large amount of porous polymer particles 140 In order to be able to block the periphery of the collection container (130).

고분자 액적(120)을 건조시켜 수집 용기(130)에 다공성 고분자 입자(140)를 수득하는 단계(S130)는 잉크젯의 노즐(110)과 수집 용기(130) 사이의 거리(d)를 조절함으로써, 다공성 고분자 입자(140)의 다공도를 조절할 수 있다.The step (S130) of drying the polymer droplets 120 to obtain the porous polymer particles 140 in the collection container 130 is performed by adjusting the distance d between the nozzle 110 of the inkjet and the collection container 130, The porosity of the porous polymer particles 140 can be adjusted.

고분자 물질과 용매가 혼합되어 있는 고분자 액적(120)이 잉크젯의 노즐(110)로부터 토출되어 수집 용기(130)로 떨어지는 동안 공기 중에서 체류하게 되고, 체류 시간 동안 고분자 액적(120) 내의 용매가 빠른 시간 내에 공기 중으로 증발되기 때문에, 열역학적으로 불안정한 상태에서 다공성 고분자 입자(140)가 생성되기 때문에 계면활성제와 같은 첨가제 없이 고분자 입자를 제조할 수 있다.The polymer droplet 120, in which the polymer material and the solvent are mixed, is discharged from the nozzle 110 of the inkjet and stays in the air while falling into the collection container 130, and the solvent in the polymer droplet 120 is quickly discharged during the residence time. Since the porous polymer particles 140 are generated in a thermodynamically unstable state because they are evaporated into the air, the polymer particles can be manufactured without additives such as surfactants.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자(140)는 잉크젯의 노즐(110)로부터 토출되는 시점부터 수집 용기(130) 도달하는 시점, 즉, 공기 중에 체류되는 시간 동안 고분자 액적(120)에 포함된 용매가 증발되어 다공성 고분자 입자(140)가 생성되므로, 잉크젯의 노즐(110)과 수집 용기(130) 사이의 거리를 조절하여 고분자 액적을 단 시간에 건조시킬 수 있다.In addition, the porous polymer particles 140 according to the embodiment of the present invention from the point of discharge from the nozzle 110 of the inkjet to the point of reaching the collection container 130, that is, the polymer droplet 120 during the time it stays in the air. Since the contained solvent is evaporated to generate the porous polymer particles 140 , the polymer droplets can be dried in a short time by adjusting the distance between the nozzle 110 of the inkjet and the collection container 130 .

즉, 잉크젯의 노즐(110)로부터 토출된 고분자 액적(120)이 공기 중에서 체류하는 시간 동안만 액체 상태로 존재하기 때문에, 고분자 액적(120)들 사이의 융착(coalescence)을 막기 위해 사용되는 계면활성제를 완전히 배제할 수 있고, 고분자 액적(120) 내에 포함된 용매가 증발되는 시간이 매우 짧아 고분자 액적의 건조가 단시간에 일어나기 때문에 용이하게 다공성을 갖는 다공성 고분자 입자(140)를 제조할 수 있다.That is, since the polymer droplet 120 discharged from the nozzle 110 of the inkjet exists in a liquid state only during the time it stays in the air, a surfactant used to prevent coalescence between the polymer droplets 120 . can be completely excluded, and since the evaporation time of the solvent contained in the polymer droplets 120 is very short, the drying of the polymer droplets occurs in a short time, so that the porous polymer particles 140 having porosity can be easily manufactured.

또한, 노즐(110)과 수집 용기(130) 사이의 거리(높이)가 충분히 주어진다면, 균일한 직경을 갖는 다공성 고분자 입자(140)를 제조할 수 있다.In addition, if the distance (height) between the nozzle 110 and the collection container 130 is sufficiently given, it is possible to manufacture the porous polymer particles 140 having a uniform diameter.

잉크젯의 노즐과 수집 용기 사이의 거리는 5cm 내지 30cm 일 수 있고, 잉크젯의 노즐과 수집 용기 사이의 거리가 5cm 미만이면 다공성 고분자 입자(140) 내에 용매가 완전히 증발되지 않아, 수집 용기(130) 내에서 수득된 다공성 고분자 입자(140)가 터져 고분자 액적(120)들이 서로 뭉치는 문제가 있으며, 30cm 를 초과하면 수집 용기(130)에 고분자 액적(120)이 램덤(random)하게 낙하되어 다공성 고분자 입자(140) 입자들을 수집하는데 어려운 문제가 있다.The distance between the nozzle of the inkjet and the collection container may be 5 cm to 30 cm, and if the distance between the nozzle of the inkjet and the collection container is less than 5 cm, the solvent is not completely evaporated in the porous polymer particles 140, so that in the collection container 130 There is a problem in that the obtained porous polymer particles 140 burst and the polymer droplets 120 agglomerate with each other. 140) There is a difficult problem in collecting particles.

다공성 고분자 입자(140)의 건조 시간은 입자의 크기에 따라 조절될 수 있고, 고분자 액적(120)의 직경이 70μm인 경우, 다공성 고분자 입자(140)의 건조 시간은 5초일 수 있다.The drying time of the porous polymer particles 140 may be adjusted according to the size of the particles, and when the diameter of the polymer droplets 120 is 70 μm, the drying time of the porous polymer particles 140 may be 5 seconds.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자(140)의 제조 방법으로 제조된 다공성 고분자 입자(140)는 수 마이크로 크기의 작은 크기를 가질 수 있다.Accordingly, the porous polymer particles 140 prepared by the method of manufacturing the porous polymer particles 140 according to the embodiment of the present invention may have a small size of several micrometers.

본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자(140)의 제조 방법으로 제조된 다공성 고분자 입자(140)의 직경은 1μm 내지 100μm 일 수 있고, 다공성 고분자 입자(140)의 직경이 1μm 내지 100μm를 벗어나면 다공성 고분자 입자(140)가 균일하지 않은 문제가 있다.The diameter of the porous polymer particle 140 manufactured by the method for manufacturing the porous polymer particle 140 according to the embodiment of the present invention may be 1 μm to 100 μm, and when the diameter of the porous polymer particle 140 is out of 1 μm to 100 μm There is a problem that the porous polymer particles 140 are not uniform.

또한, 다공성 고분자 입자(140)의 직경은 고분자 용액의 농도 또는 노즐의 크기에 따라 제어될 수 있다.In addition, the diameter of the porous polymer particles 140 may be controlled according to the concentration of the polymer solution or the size of the nozzle.

본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자(140)의 제조 방법은 고분자 액적(120)을 균일하게 한 방울씩 형성하고, 형성된 고분자 액적(120)이 공기 중에 빠르게 건조되어 제조된 다공성 고분자 입자(140)의 직경에 대한 변동계수(Coefficient of variation, CV)는 5 % 내지 50 %일 수 있다.In the method of manufacturing the porous polymer particles 140 according to the embodiment of the present invention, the polymer droplets 120 are uniformly formed drop by drop, and the formed polymer droplets 120 are rapidly dried in the air to form the porous polymer particles 140 ) for the diameter of the coefficient of variation (Coefficient of variation, CV) may be 5% to 50%.

이때, 변동계수 값은 작을수록 다공성 고분자 입자(140)가 균일하게 제조되었음을 의미하고, 변동계수 값이 클수록 다공성 고분자 입자(140)가 불균일하게 제조되었음을 의미한다.In this case, a smaller value of the coefficient of variation means that the porous polymer particles 140 are uniformly manufactured, and a larger value of the coefficient of variation means that the porous polymer particles 140 are non-uniformly manufactured.

본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자(140)의 제조 방법에 따라 제조된 본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자(140)는 센서에 사용될 수 있다.The porous polymer particles 140 according to the embodiment of the present invention manufactured according to the manufacturing method of the porous polymer particles 140 according to the embodiment of the present invention may be used in a sensor.

본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자(140)는 다공도를 조절하여 내부로 침투되는 물이나 용매의 침투속도를 조절함으로써, 센서의 민감도를 향상시킬 수 있다.The porous polymer particles 140 according to an embodiment of the present invention can improve the sensitivity of the sensor by adjusting the porosity to control the penetration rate of water or solvent to penetrate inside.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자(140)는 잉크젯의 주파수 또는 전압을 조절하여 다공성 고분자 입자(140)의 직경을 조절함으로써, 다공성 고분자 입자(140)의 직경을 감소시켜 조밀하게 부착함으로써, 센서의 사이즈를 감소시킬 수 있다.In addition, the porous polymer particles 140 according to the embodiment of the present invention control the frequency or voltage of the inkjet to adjust the diameter of the porous polymer particles 140, thereby reducing the diameter of the porous polymer particles 140 and densely attached. By doing so, the size of the sensor can be reduced.

[실시예 1][Example 1]

0.2g의 폴리스티렌(PS)를 40mL의 클로로포름(chloroform)에 투입한 후 1시간 동안 용해하여 0.5 중량%의 고분자 용액인 PS 용액을 제조하였다. 이때 PS 용액의 시인성을 확보하기 위해 나일레드 (Nile Red)를 첨가하였다.0.2 g of polystyrene (PS) was added to 40 mL of chloroform and then dissolved for 1 hour to prepare a 0.5 wt% polymer solution PS solution. At this time, Nile Red was added to ensure the visibility of the PS solution.

이후, 오리피스(Orifice)를 클로로포름(chloroform)을 이용하여 용매가 지나갈 통로들을 세척하고, 세척이 완료 된 후 PS 용액이 오리피스에 충분히 채워질 정도가 되도록(약 32.75mbar) 펌프를 구동한 다음, 압전 소자를 700kHz,30μs 및 30v로 작동시킨다.Thereafter, the orifice is cleaned using chloroform to clean the passages through which the solvent will pass, and after washing is complete, the pump is driven so that the PS solution is sufficiently filled in the orifice (about 32.75 mbar), and then the piezoelectric element is operated at 700kHz, 30μs and 30v.

이때, 노즐은 Micro Fab사의 MJ-ATP-01-70-24mx 모델과 PTFE홀 개수는 1개, 홀 직경은 70μm이다. At this time, the nozzle is Micro Fab's MJ-ATP-01-70-24mx model, the number of PTFE holes is one, and the hole diameter is 70 μm.

노즐 장착 후 30분 동안 안정화 시간을 가진(이때, 노즐과 수집 용기 사이의 거리는 최소 5cm 이상으로 한다.) 다음, 액적 분사 장치로 PS 용액을 토출하여 PS 액적을 형성하였으며, 초고속 카메라로 PS 액적이 균일한 크기와 속도로 형성되는지 상태를 지속적으로 확인하였다.After a stabilization time for 30 minutes after the nozzle was installed (at this time, the distance between the nozzle and the collection vessel should be at least 5 cm), PS solution was discharged with a droplet injection device to form PS droplets, and PS droplets were It was continuously checked whether it was formed at a uniform size and speed.

분사된 PS 액적이 건조되어 다공성 PS 입자를 수집 용기에서 수거하였다.The sprayed PS droplets were dried and the porous PS particles were collected in a collection vessel.

다공성 PS 입자는 도 4에 도시된 입자 생성 장치를 이용하여 제조되었다.Porous PS particles were prepared using the particle generating apparatus shown in FIG. 4 .

[실시예 2][Example 2]

0.1g의 폴리스티렌(PS)를 40mL의 클로로포름(chloroform)에 투입한 후 1시간 동안 용해하여 0.25 중량%의 고분자 용액인 PS 용액을 제조하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조되었다.It was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.1 g of polystyrene (PS) was added to 40 mL of chloroform and dissolved for 1 hour to prepare a PS solution, which is a 0.25 wt% polymer solution.

[실시예 3][Example 3]

0.3g의 폴리스티렌(PS)를 40mL의 클로로포름(chloroform)에 투입한 후 1시간 동안 용해하여 0.75 중량%의 고분자 용액인 PS 용액을 제조하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조되었다.It was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.3 g of polystyrene (PS) was added to 40 mL of chloroform and then dissolved for 1 hour to prepare a PS solution, which is a 0.75 wt% polymer solution.

[실시예 4][Example 4]

0.4g의 폴리스티렌(PS)를 40mL의 클로로포름(chloroform)에 투입한 후 1시간 동안 용해하여 0.1 중량%의 고분자 용액인 PS 용액을 제조하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조되었다.It was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.4 g of polystyrene (PS) was added to 40 mL of chloroform and dissolved for 1 hour to prepare a PS solution, which is a 0.1 wt% polymer solution.

[실시예 5][Example 5]

0.2g의 폴리락틱산-글리콜산 공중합체(PLGA)를 40ml의 클로로포름(chloroform)에 투입한 후 1시간 동안 용해하여 0.5 중량%의 고분자 용액인 PLGA 용액을 제조하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조되었다.In Example 1, except that 0.2 g of polylactic acid-glycolic acid copolymer (PLGA) was added to 40 ml of chloroform and dissolved for 1 hour to prepare a PLGA solution, which is a 0.5 wt% polymer solution. was prepared in the same way.

다공성 PLGA 입자는 도 4에 도시된 입자 생성 장치를 이용하여 제조되었다.Porous PLGA particles were prepared using the particle generating apparatus shown in FIG. 4 .

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다공성 고분자 입자를 제조하는 입자 생성 장치를 도시한 이미지이다.4 is an image illustrating a particle generating apparatus for manufacturing porous polymer particles according to an embodiment of the present invention.

입자 생성 장치는 잉크젯 노즐, 함수발생기(function generator), 공압장치, 초고속 카메라 및 스트로브(strobe) 조명장치를 포함한다.Particle generating devices include inkjet nozzles, function generators, pneumatic devices, high-speed cameras, and strobe lighting devices.

본 발명의 실시예 1 내지 실시예 5에 따른 다공성 고분자 입자는, 입자 생성 장치의 잉크젯의 노즐에 가해지는 주파수, 압력, 드웰 시간 또는 전압, 잉크젯의 노즐과 수집 용기 사이의 거리를 조절하여 다공성 고분자 입자를 제조하였다.The porous polymer particles according to Examples 1 to 5 of the present invention are porous polymers by controlling the frequency, pressure, dwell time or voltage applied to the nozzle of the inkjet of the particle generating device, and the distance between the nozzle of the inkjet and the collection container. Particles were prepared.

도 5는 초고속 카메라를 통해 촬영된 고분자 액적을 도시한 이미지이다.5 is an image showing a polymer droplet photographed through a high-speed camera.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 고분자 입자의 제조 방법은 노즐의 막힘없이 고분자 액적이 공기 중으로 용이하게 토출되는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 5 , it can be seen that in the method for manufacturing polymer particles according to Example 1 of the present invention, polymer droplets are easily discharged into the air without clogging the nozzle.

도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 다공성 고분자 입자의 제조 방법에 따라 제조된 폴리스티렌 입자의 전자 현미경 이미지이다.6 is an electron microscope image of polystyrene particles prepared according to the method for preparing porous polymer particles according to Example 1 of the present invention.

도 6은 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 실시예 1에 따른 다공성 고분자 입자는 공극이 잘 형성된 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 6 , it can be seen that the porous polymer particles according to Example 1 prepared according to an embodiment of the present invention have well-formed pores.

도 7은 본 발명의 실시예 5에 따른 다공성 고분자 입자의 제조 방법에 따라 제조된 PLGA의 전자 현미경 이미지이다.7 is an electron microscope image of PLGA prepared according to the method for preparing porous polymer particles according to Example 5 of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 실시예 5의 다공성 고분자 입자는 공극이 잘 형성된 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 7 , it can be seen that the porous polymer particles of Example 5 prepared according to an embodiment of the present invention have well formed pores.

도8은 본 발명의 실시예 5에 따른 다공성 고분자 입자의 제조 방법에 따라 제조된 서로 유사한 크기를 가진 PLGA의 전자 현미경 이미지이다.8 is an electron microscope image of PLGAs having similar sizes prepared according to the method for preparing porous polymer particles according to Example 5 of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 실시예 5의 다공성 고분자 입자는 다공성 고분자 입자의 크기 분포가 균일한 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 8 , it can be seen that in the porous polymer particles of Example 5 prepared according to an embodiment of the present invention, the size distribution of the porous polymer particles is uniform.

도 9a는 잉크젯과 수집 용기 사이의 거리를 1cm 로 조절하여 제조된 본 발명의 실시예 2에 따른 다공성 고분자 입자가 수집용기에 수득된 후의 광학현미경 이미지이고, 도 9b는 2cm 로 조절하여 제조된 본 발명의 실시예 2에 따른 다공성 고분자 입자가 수집용기에 수득된 후의 광학현미경 이미지이며, 도 9c는 5cm 제조된 본 발명의 실시예 2에 따른 입자가 수집용기에 수득된 후의 광학현미경 이미지이다.9a is an optical microscope image after the porous polymer particles according to Example 2 of the present invention prepared by adjusting the distance between the inkjet and the collection container to 1 cm are obtained in the collection container, and FIG. 9b is the present prepared by adjusting the distance to 2 cm. It is an optical microscope image after the porous polymer particles according to Example 2 of the present invention are obtained in a collection container, and FIG. 9c is an optical microscope image after the 5 cm prepared particles according to Example 2 of the present invention are obtained in a collection container.

도 9a 및 도 9b를 참조하면, 잉크젯의 노즐과 수집 용기 사이의 거리(높이)가 낮아 고분자 액적 내의 클로로포름(용매)이 완전히 증발되지 못하고 잔존하게 되어 스티렌(고분자 물질)이 클로로포름에 녹아 있는 상태로 수집 용기에 수득될 수 있다. 따라서, 다공성 고분자 입자가 터져 다른 고분자 액적들과 섞이게 되기 때문에, 다공성 고분자 입자가 생성되었다고 하더라도 다른 다공성 고분자 입자들과 섞여서 불규칙한 크기를 가짐으로써, 잉크젯 방식의 장점인 균일한 크기의 다공성 고분자 입자가 생성되지 못하는 것을 알 수 있다.9A and 9B, the distance (height) between the nozzle of the inkjet and the collection container is low, so that chloroform (solvent) in the polymer droplets is not completely evaporated and remains, so that styrene (polymer material) is dissolved in chloroform. can be obtained in a collection vessel. Therefore, since the porous polymer particles burst and mix with other polymer droplets, even if the porous polymer particles are generated, they are mixed with other porous polymer particles and have an irregular size. can see that it cannot be done.

도 9c를 참조하면, 잉크젯의 노즐과 수집 용기 사이의 거리(높이)가 5cm인 경우, 잉크젯의 노즐과 수집 용기 사이의 거리가 고분자 액적 내의 용매가 증발되기에 충분한 시간을 갖도록 조절되어 균일한 크기의 다공성 고분자 입자가 생성되는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 9C , when the distance (height) between the nozzle of the inkjet and the collection container is 5 cm, the distance between the nozzle of the inkjet and the collection container is adjusted to have sufficient time for the solvent in the polymer droplet to evaporate so that it has a uniform size. It can be seen that porous polymer particles of

따라서, 실시예 2의 다공성 고분자 입자를 제조 시, 잉크젯과 수집 용기 사이의 거리가 1cm로 너무 가까워지면 고분자 액적이 충분히 건조되지 않아, 다공성 고분자 입자가 터지거나 일정하지 않은 크기로 수득되고, 2cm로 조절하면 1cm인 경우에 비해 상대적으로 다공성 고분자 입자가 고르게 형성되고, 5cm로 조절하면 다공성 고분자 입자의 크기가 매우 균일하게 형성되어 수집되는 것을 알 수 있다.Therefore, when preparing the porous polymer particles of Example 2, if the distance between the inkjet and the collection container is too close to 1 cm, the polymer droplets are not sufficiently dried, so that the porous polymer particles burst or are obtained in an irregular size, and When adjusted, it can be seen that the porous polymer particles are formed relatively evenly compared to the case of 1 cm, and when adjusted to 5 cm, the size of the porous polymer particles is formed and collected very uniformly.

도 10은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 다공성 고분자 입자 제조 시, 잉크젯에 34.75mbar 이상의 압력을 가했을 때의 고분자 액적의 전자 현미경 이미지이다.10 is an electron microscope image of polymer droplets when a pressure of 34.75 mbar or more is applied to the inkjet when the porous polymer particles prepared according to Example 1 of the present invention are prepared.

도 10을 참조하면, 잉크젯에 34.75mbar 이상의 압력을 가하는 경우, 다공성 고분자 입자가 낙하되는 중 공기로 인해 모세관 토출 입구 부분(예; 오리피스)에서 고분자 액적이 굳어, 공기 중에서 쉽게 막히는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 10 , when a pressure of 34.75 mbar or more is applied to the inkjet, the polymer droplets harden at the capillary discharge inlet part (eg, orifice) due to air while the porous polymer particles are falling, and it can be seen that they are easily clogged in the air.

도 11는 본 발명의 실시예 1(0.25wt%)에 따라 제조된 다공성 고분자 입자 제조 시, 토출된 고분자 액적을 도시한 전자 현미경 이미지이다.11 is an electron microscope image showing the ejected polymer droplets when the porous polymer particles prepared according to Example 1 (0.25 wt%) of the present invention are prepared.

도 11는 31.25mbar의 압력, 800hz의 주파수, 30us의 드웰 시간 및 30v의 전압을 가하여 고분자 액적을 토출하였다.11 shows polymer droplets were discharged by applying a pressure of 31.25mbar, a frequency of 800hz, a dwell time of 30us, and a voltage of 30v.

도 11을 참조하면, 잉크젯의 노즐로부터 고분자 액적이 균일한 크기로 일정하게 잘 토출되는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 11 , it can be seen that polymer droplets are uniformly and well discharged from the nozzle of the inkjet.

도 12a는 본 발명의 실시예 1(0.5wt%)에 따라 제조된 다공성 고분자 입자 제조 시, 잉크젯에 가해지는 드웰 시간에 따른 변화를 도시한 전자 현미경 이미지이고, 도 12b는 전압에 따른 변화를 도시한 전자 현미경 이미지이며, 도 12c는 주파수에 따른 변화를 도시한 전자 현미경 이미지이다.12A is an electron microscope image showing the change according to the dwell time applied to the inkjet when preparing the porous polymer particles prepared according to Example 1 (0.5 wt%) of the present invention, and FIG. 12B is the change according to the voltage It is an electron microscope image, and FIG. 12C is an electron microscope image showing the change according to frequency.

도 12a를 참조하면 드웰 시간(Dwell time)에 따라, 20μs에서는 고분자 액적이 형성되지 않고 28μs, 32μs 및 40μs에서는 고분자 액적이 불균일하게 흩날리고, 30μs에서는 최적으로 고분자 액적이 생성되는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 12a , according to the dwell time, it can be seen that polymer droplets are not formed at 20 μs, polymer droplets are unevenly scattered at 28 μs, 32 μs, and 40 μs, and polymer droplets are optimally generated at 30 μs.

도 12b를 참조하면 전압(Dwell voltage)에 따라, 20v 및 50v에서는 고분자 액적이 불균일하거나 흩날리고, 30v 및 40v 에서는 고분자 액적이 균일하게 생성되며, 60v 이상일 때는 고분자 액적이 토출되지 않는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 12b , according to the dwell voltage, it can be seen that the polymer droplets are non-uniform or scattered at 20v and 50v, the polymer droplets are uniformly generated at 30v and 40v, and the polymer droplets are not discharged when it is 60v or more.

도 12c를 참조하면 주파수에 따라, 600hz 이하의 값에서는 고분자 액적이 토출되지 않으나 그 이상의 값에서는 고분자 액적이 토출되는 것으로 보아, 주파수 값에 비례하여 시간당 토출되는 고분자 액적의 개수가 증가되는 것을 알 수 있다.12c , depending on the frequency, polymer droplets are not discharged at a value of 600 Hz or less, but polymer droplets are discharged at a value higher than that, it can be seen that the number of polymer droplets discharged per time is increased in proportion to the frequency value there is.

도 13은 본 발명의 실시예 3(0.75wt%)에 따라 제조된 다공성 고분자 입자 제조 시, 잉크젯에 가해지는 압력에 따른 변화를 도시한 전자 현미경 이미지이다.13 is an electron microscope image showing the change according to the pressure applied to the inkjet when the porous polymer particles prepared according to Example 3 (0.75 wt%) of the present invention are prepared.

도 13을 참조하면 32.25mbar 및 34.25mbar에서 고분자 액적이 균일하게 토출되고, 압력에 따라 고분자 액적의 토출 개수가 비례하여 증가되는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 13 , it can be seen that the polymer droplets are uniformly discharged at 32.25 mbar and 34.25 mbar, and the number of polymer droplets discharged is proportionally increased according to the pressure.

또한, 34.75mbar 이상의 압력을 인가하였을 때는 고분자 액적이 불균일 하게 토출되는 것을 알 수 있다.In addition, it can be seen that the polymer droplets are non-uniformly discharged when a pressure of 34.75 mbar or more is applied.

도 14는 본 발명의 실시예 4(1wt%)에 따라 제조된 다공성 고분자 입자 제조 시, 잉크젯에 가해지는 압력에 따른 변화를 도시한 전자 현미경 이미지이다.14 is an electron microscope image showing the change according to the pressure applied to the inkjet when the porous polymer particles prepared according to Example 4 (1 wt%) of the present invention are prepared.

도 14를 참조하면, 34.75mbar 이상의 압력에서 고분자 액적이 균일하게 토출되나, 시간이 지남에 따라(34.75mbar-700hz-30us-30v-2) 점차 오리피스가 막혀, 고분자 액적이 불균일 하게 토출되는 것을 알 수 있다. 14, it can be seen that the polymer droplets are uniformly discharged at a pressure of 34.75 mbar or higher, but as time goes on (34.75 mbar-700hz-30us-30v-2), the orifice is gradually clogged, and the polymer droplets are non-uniformly discharged. can

도 15a는 본 발명의 실시예 1(0.5wt%) 에 따라 제조된 다공성 고분자 입자 제조 시, 잉크젯에 18mbar의 압력(일정 이상의 압력)을 가했을 때의 고분자 액적의 전자 현미경 이미지이고, 도 15b는 21mbar 이하의 압력(일정 이하의 압력)을 가했을 때의 고분자 액적의 전자 현미경 이미지이며, 도 15c는 60mbar 이상의 압력(일정 훨씬 이상의 압력)을 가했을 때의 고분자 액적의 전자 현미경 이미지이다.15A is an electron microscope image of a polymer droplet when a pressure of 18 mbar (a pressure above a certain level) is applied to the inkjet when the porous polymer particles prepared according to Example 1 (0.5 wt%) of the present invention are prepared, and FIG. 15B is 21 mbar. It is an electron microscope image of a polymer droplet when the following pressure (pressure below a certain level) is applied, and FIG.

도 15a 내지 도 15c는 700hz의 주파수, 30us의 드웰 시간 및 30v의 압력을 가하여 고분자 액적을 토출하였다.15A to 15C show polymer droplets were discharged by applying a frequency of 700 hz, a dwell time of 30 us, and a pressure of 30 v.

도 15a 및 도 15b를 참조하면, 21mbar 이하의 압력이 인가되기 때문에, 잉크젯에 가해지는 압력이 크기 때문에, 잉크젯의 노즐로부터 큰 고분자 액적이 토출되는 것을 알 수 있다.15A and 15B , it can be seen that large polymer droplets are discharged from the nozzle of the inkjet because the pressure applied to the inkjet is large because a pressure of 21 mbar or less is applied.

도 15c를 참조하면, 60mbar 이상의 압력이 인가되기 때문에, 잉크젯에 가해지는 압력이 매우 크기 때문에, 모세관의 밖에서 고분자 액적이 생성되는 젖음 상태가 되어 노즐이 막히는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 15C , since a pressure of 60 mbar or more is applied, since the pressure applied to the inkjet is very large, it can be seen that the nozzle is clogged due to a wet state in which polymer droplets are generated outside the capillary.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, although the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and variations from these descriptions can be made by those skilled in the art to which the present invention pertains. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the following claims as well as the claims and equivalents.

110: 노즐 111: 압전 소자
120: 고분자 액적 130: 수집 용기
140: 다공성 고분자 입자110: nozzle 111: piezoelectric element
120: polymer droplet 130: collection vessel
140: porous polymer particles

Claims

preparing a polymer solution including a polymer material and a solvent;
generating polymer droplets by discharging the polymer solution from a nozzle of an inkjet; and
drying the polymer droplets to obtain porous polymer particles in a collection container;
including,
The step of drying the polymer droplets to obtain the porous polymer particles in a collection container is characterized in that the porosity of the porous polymer particles is controlled by adjusting the distance between the nozzle of the inkjet and the collection container. manufacturing method.

The method of claim 1,
A method for producing porous polymer particles, characterized in that the distance between the nozzle of the inkjet and the collection container is 5 cm to 30 cm.

The method of claim 1,
When the polymer solution is discharged from the nozzle of the inkjet, the diameter of the porous polymer particles is adjusted according to the frequency applied to the inkjet,
The frequency is a method for producing a porous polymer particle, characterized in that 600hz to 900hz.

The method of claim 1,
When the polymer solution is discharged from the nozzle of the inkjet, the diameter of the porous polymer particles is adjusted according to the voltage applied to the inkjet,
The voltage is a method for producing a porous polymer particle, characterized in that 20V to 50V.

The method of claim 1,
When the polymer solution is discharged from the nozzle of the inkjet, the rate of generation of the polymer droplets is adjusted according to a dwell time applied to the inkjet,
The dwell time is a method for producing porous polymer particles, characterized in that 28μs to 32μs.

The method of claim 1,
When the polymer solution is discharged from the nozzle of the inkjet, the pressure applied to the inkjet is a method of producing a porous polymer particle, characterized in that 21mbar to 34.75mbar.

The method of claim 1,
The method for producing porous polymer particles, characterized in that the concentration of the polymer material is 0.25 wt% to 1 wt%.

A porous polymer particle prepared by the method for preparing the porous polymer particle according to any one of claims 1 to 7.

9. The method of claim 8,
The porous polymer particles have a diameter of 1 μm to 100 μm.