WO2017065564A1 - 약액 여과용 필터여재, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 약액 여과용 필터모듈 - Google Patents

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nanofiber
nanofiber web
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서인용
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Amogreentech Co Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a filter medium for filtering a chemical liquid, and more particularly, a filter medium for filtering a chemical liquid for filtering foreign substances such as glass powder which may be included in the chemical liquid before injecting the chemical liquid into a human body through a syringe, and a method for manufacturing the same. It relates to a filter module for chemical liquid filtration comprising.
  • Medical chemicals typically use glass bottles as storage containers to prevent deterioration of the chemicals.
  • the use of the chemical solution filled in the ampoule container is made by cutting the upper portion of the ampoule container and opening the ampoule container, and then inserting a needle through the opened space to inhale the chemical liquid into the cylinder.
  • glass fragments may be introduced into the ampoule container and mixed with the injection liquid. In this case, there is a problem that the glass fragments may be injected together when the medicine is injected into the human body.
  • a vial container in which the upper part of the vial is sealed with a rubber film is used as a storage container for the chemical liquid, and the chemical liquid loaded in the vial container can directly penetrate the rubber membrane, and the inside of the syringe cylinder. It is used in a way to inhale the injection solution.
  • the rubber debris penetrates into the injection needle or the vial container so that foreign substances may be mixed into the chemical liquid and injected into the human body with the chemical liquid.
  • the chemical liquid filters being developed adopt a method of controlling the pore size of the filter through a separate process such as biaxial stretching of a conventionally manufactured filter to filter particles having a small particle size such as glass powder.
  • the pore control of the filter through such a method is a control of the two-dimensional pore structure, there is a problem to significantly increase the differential pressure inside the cylinder when inhaling the drug solution with a syringe, significantly reducing the amount of water passed through the drug solution.
  • the present invention has been made in view of the above, it is possible to inhale the drug solution at a high speed with a small force by significantly reducing the differential pressure generated when the drug solution is inhaled through the syringe through the filter media, so that women can easily use, It is an object of the present invention to provide a filter medium for chemical liquid filtration and a filter module for chemical liquid filtration including the same, in which the amount of passing through the chemical liquid and the filtering efficiency of foreign substances contained in the chemical liquid are significantly increased.
  • Another object of the present invention is to provide a method for producing a filter medium for chemical liquid filtration that can easily improve pore structure and pore size and improve productivity so as to significantly reduce the occurrence of a differential pressure.
  • the present invention provides an injection device capable of quickly and easily inhaling a drug solution into a syringe cylinder even if a woman is weak due to a significant decrease in the generation of differential pressure through the filter module for drug solution filtration according to the present invention. There is this.
  • the present invention provides a filter medium for chemical liquid filtration comprising a; nanofiber web of a three-dimensional network structure for filtering foreign substances contained in the chemical liquid.
  • the porosity of the nanofiber web may be 40 ⁇ 90%, basis weight may be 1 ⁇ 10 g / m2, thickness may be 1 ⁇ 20 ⁇ m, average pore size 0.3 to 3 ⁇ m.
  • the nanofiber web may include a nanofiber having an average diameter of 0.1 ⁇ 3 ⁇ m.
  • the nanofiber web includes at least one selected from the group consisting of polyacrylonitrile (PAN), polyethersulfone (PES, Polyethersulfone), thermoplastic polyurethane (TPU), polystyrene (PS) and fluorine-based compounds
  • the fluorine compound is polytetrafluoroethylene (PTFE) -based, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) -based, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP) -based, tetrafluoro Low ethylene-hexafluoropropylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (EPE) system, tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE) system, polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) system, chlorotrifluoroethylene It may include any one or more compounds selected from the group consisting of -
  • the filter medium may further include a support disposed on one side or both sides of the nanofiber web.
  • the support may be any one or more of woven, knitted, and nonwoven fabrics.
  • the support may include a second support formed to surround the first support and the side of the first support, the second support formed of a second support component having a lower melting point than the first support component forming the first support.
  • the first support component may have a melting point of 180 ° C. or more
  • the second support component may have a melting point of 100 to 140 ° C.
  • the nanofibers may have a nanofiber diameter uniformity of 25% or less according to Equation 1 below.
  • the nanofiber web includes a fiber forming component including polyacrylonitrile (PAN) and polyvinylidene fluoride (PVDF) and a nanofiber including an emulsifier to improve the miscibility of the fiber forming component.
  • the fiber forming component may include 8 to 20 parts by weight of polyacrylonitrile based on 100 parts by weight of polyvinylidene fluoride, and the nanofiber may contain 0.5 to 8 parts by weight of an emulsifier based on 100 parts by weight of the fiber forming component. It can be included as a wealth.
  • the emulsifier may be a nonionic emulsifier to improve the sacrificial property, and more preferably the nonionic emulsifier may have a hydrophile-lipophile balance (HLB) of 10 to 18 days. have.
  • HLB hydrophile-lipophile balance
  • the present invention (1) preparing a spinning solution comprising a fiber-forming component and a solvent; And (2) preparing a nanofiber web by electrospinning the spinning solution.
  • the step (2) is 2-1) the nanofiber web by discharging the spinning solution on the support while applying air in the same direction as the discharge direction of the spinning solution adjacent to the outer periphery of the spinning nozzle Preparing a; And 2-2) bonding the support and the nanofiber web.
  • the bonding may be to fuse the support and the nanofiber web by applying any one or more of heat, ultrasonic wave, laser, and high frequency, or to bond the support and the nanofiber web through an adhesive member.
  • the present invention is a filter medium for chemical liquid filtration according to the present invention.
  • a housing for accommodating the chemical liquid inlet and a discharge portion through which the filtered chemical liquid is discharged, and accommodating the filter media therein.
  • the present invention is a filter module for chemical liquid filtration according to the present invention.
  • an injection module connected to the discharge portion of the filter module for filtering the chemical liquid.
  • the filter medium for chemical filtration according to the present invention can quickly inhale the chemical into the syringe cylinder with a small force in a short time as the differential pressure is minimized during the suction and filtration of the chemical, and at the same time, the filtration rate of foreign substances in the chemical is very excellent.
  • the manufacturing method of the filter element for chemical liquid filtration according to the present invention is very easy to control the pore structure and pore size of the filter medium so as to minimize the occurrence of the differential pressure or to change the differential pressure to the desired level, and productivity is remarkably increased. As it is excellent in mass production, it can be widely applied in various industries such as medical field.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a filter medium for chemical filtration according to an embodiment of the present invention
  • Figure 1a is a view showing a filter medium disposed on one side of the nanofiber web
  • Figure 1b is a support on both sides of the nanofiber web Shows a filter medium in which
  • Figure 2 is a SEM photograph of the nanofiber web included in an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a perspective view and a cross-sectional view taken along the line A-A 'of the filter medium for chemical filtration according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a schematic diagram of an electrospinning apparatus that can manufacture a filter medium according to an embodiment of the present invention through a continuous process
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of an injection apparatus to which a filter module is applied according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a filter module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a portion of a filter module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 8 is a side view of the tube provided in the filter module according to an embodiment of the present invention.
  • the filter media for filtering liquids 101 and 102 includes nanofiber webs 111 and 112, and one or both surfaces of the nanofiber webs 111 and 112.
  • the support body 121, 122, 123 may be further included.
  • the nanofiber webs 111 and 112 are responsible for filtration of the chemical liquid, and have a three-dimensional network structure formed by randomly stacking several strands of nanofibers. As the nanofiber web is implemented as nanofibers, it may be more advantageous to realize a fine pore size. In addition, the nanofiber web has a three-dimensional network structure. Referring to FIG. 2, the nanofiber web may be formed through electrospinning. The nanofiber web may be contacted between the fiber surfaces of the nanofibers that are spun and stacked due to the remaining solvent contained in the spinning solution that has not been evaporated in the air. Fusion may occur in the portion to form a three-dimensional network structure, and this structure may be further deepened by primary calendering in the manufacturing method described later.
  • the differential pressure is significantly generated during inhalation of the chemical liquid, compared to the case of including a filter member of different shape or different kinds of filter media, for example, biaxially stretched. It can be reduced to increase the flow rate of the chemical liquid and to facilitate the suction of the chemical liquid into the cylinder.
  • the nanofiber webs 111 and 112 included in one embodiment of the present invention have a thickness of 1 to 20 ⁇ m, more preferably 1 to 10 ⁇ m, and a basis weight of 1 to 20 g / m 2, based on a single layer. More preferably, it may be 1-10 g / m ⁇ 2>. If the thickness of the nanofiber web is less than 1 ⁇ m and / or basis weight is less than 1 g / m2 may be inadequate to achieve the desired physical properties, such as low mechanical strength and lower durability, lower the amount of water flowing through the chemical. In addition, if the thickness of the nanofiber web exceeds 20 ⁇ m and / or 10 g / m 2, it may be difficult to achieve the desired physical properties, such as a possibility that the flow rate and differential pressure of the chemical liquid may be increased.
  • the nanofiber web (111, 112) may have a porosity of 40 ⁇ 90%. If the porosity is less than 40%, it may be difficult to easily inhale the chemical into the syringe because the differential pressure is increased while the chemical passes through the filter media.If the diameter of the syringe cylinder is small, the suction of the chemical may be more difficult due to the differential pressure. . In addition, if the porosity exceeds 90%, the mechanical strength of the filter media is so weak that the fabrication, distribution and / or mounting of the filter media and / or the use of the filter module in the initial design of the three-dimensional network structure collapses to the desired level. It may be difficult to achieve the desired physical properties, such as not filtering.
  • the average pore diameter of the nanofiber webs (111, 112) may be 0.3 ⁇ 3 ⁇ m. If the average pore size is less than 0.3 ⁇ m, the differential pressure is remarkable, and it may not be suitable for inhaling the chemical liquid into a cylinder with a small diameter such as a syringe. If the average pore size is more than 3 ⁇ m, the filtration efficiency of glass fragments, etc. Can be significantly lowered.
  • the nanofibers forming the nanofiber webs (111, 112) may have a diameter of 0.1 to 3 ⁇ m, more preferably 0.2 to 1.5 ⁇ m, even more preferably 0.2 to 1 ⁇ m.
  • the aspect ratio may be 1000 to 100000, but is not limited thereto.
  • the pore distribution of the filter medium is very uniform, the filtration efficiency is high, and in order to significantly reduce the differential pressure generated in the filter medium during filtration, the nanofiber diameter uniformity according to Equation 1 below is 25% or less, more preferably. 18% or less, more preferably 10% or less.
  • the nanofiber diameter uniformity is a parameter for estimating the diameter distribution of nanofibers forming the nanofiber web. If the nanofiber diameter uniformity is 0%, the standard deviation of the nanofiber diameter is 0. In this case, it means that the nanofiber web is formed of nanofibers having the same diameter, so that the diameter uniformity is very high. If the nanofiber diameter uniformity exceeds 25%, it may not be desirable to achieve the desired physical properties, such as difficult to simultaneously achieve a decrease in water flow rate, filtration efficiency and differential pressure generation.
  • the nanofibers constituting the nanofiber webs (111, 112) can be used without limitation in the case of a fiber forming component suitable for electrospinning, for example, a conventional method for producing a nanofiber as a fiber forming component.
  • the fiber forming component may be a polyethylene glycol derivative including polyethylene glycol dialkyl ether and polyethylene glycol dialkyl ester, poly (oxymethylene-oligo-oxyethylene), polyethylene oxide and polypropylene oxide.
  • polyoxide Containing polyoxide, polyvinylacetate, poly (vinylpyrrolidone-vinylacetate), polystyrene and polystyrene acrylonitrile copolymer, polyacrylonitrile (PAN), polyacrylonitrile methyl methacrylate copolymer
  • PAN polyacrylonitrile methyl methacrylate copolymer
  • Polyacrylonitrile copolymer polymethyl methacrylate, polymethyl methacrylate copolymer, fluorine-based compound, polyethersulfone (PES, Polyethersulfone), thermoplastic polyurethane (TPU), polystyrene (PS) or these Mixtures may be included.
  • the fluorine-based compound is polytetrafluoroethylene (PTFE) -based, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) -based, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP) -based, Tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (EPE) system, tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE) system, polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) system, chlorotrifluoro It may include any one or more compounds selected from the group consisting of a low ethylene-ethylene copolymer (ECTFE) system and a polyvinylidene fluoride (PVDF) system.
  • ECTFE low ethylene-ethylene copolymer
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • the nanofiber webs 111 and 112 may be nanofiber webs formed by spinning PVDF alone to ensure chemical resistance and heat resistance.
  • the surface of the nanofiber may be hydrophilized through hydrophilic polymer.
  • the hydrophilic polymer layer may be formed by including a hydrophilic polymer having a hydroxyl group or the hydrophilic polymer is crosslinked through a crosslinking agent.
  • the hydrophilic polymer may be a single or mixed form of polyvinyl alcohol (PVA), ethylene vinyl alcohol (Ethylenevinyl alcohol, EVOH), sodium alginate (Sodium alginate), and most preferably polyvinyl alcohol (PVA).
  • the crosslinking agent may be used without limitation in the case of a known crosslinking agent having a functional group capable of crosslinking through a hydroxyl group condensation reaction and the like provided with the hydrophilic polymer.
  • the functional group may be a hydroxyl group, a carboxyl group, or the like.
  • the hydrophilic polymer layer may be formed by crosslinking a crosslinking agent including polyvinyl alcohol (PVA) and a carboxyl group for more improved expression of physical properties.
  • the polyvinyl alcohol may have a degree of polymerization of 500 to 2000 and a degree of saponification of 85 to 90%.
  • the degree of polymerization of the polyvinyl alcohol is excessively low, the formation of the hydrophilic polymer layer may not be smooth or may be easily peeled off, and may not be improved to the desired level of hydrophilicity.
  • the degree of polymerization is too large, the formation of the hydrophilic polymer layer may be excessive, thereby changing the pore structure of the nanofiber web or closing the pores.
  • the degree of saponification is too low, it may be difficult to improve the hydrophilicity.
  • the crosslinking agent may be a component containing a carboxyl group so as to be crosslinked with the above-described polyvinyl alcohol.
  • the crosslinking agent may include at least one material selected from the group consisting of poly (acrylic acid-maleic acid), polyacrylic acid, and poly (styrenesulfonic acid-maleic acid).
  • the crosslinking agent comprises at least three or more carboxyl groups in order to express a more improved flow rate while coating very thin so that there is no change in the coating property / adhesion to the more hydrophobic nanofiber surface and the pore structure of the nanofiber web It may be a multifunctional crosslinking agent.
  • the crosslinking agent is less than three carboxyl groups, the coating layer is difficult to form on the surface of the hydrophobic PVDF nanofibers, even if formed, the adhesion is very weak and can be easily peeled off.
  • the crosslinking agent having three or more carboxyl groups may be poly (acrylic acid-maleic acid).
  • the hydrophilic polymer layer may be formed by crosslinking 2 to 20 parts by weight of a crosslinking agent containing a carboxyl group based on 100 parts by weight of the polyvinyl alcohol. If the crosslinking agent is provided in less than 2 parts by weight, the formability of the hydrophilic polymer layer may be lowered, and chemical resistance and mechanical strength may be lowered. In addition, when the crosslinking agent is provided in excess of 20 parts by weight, the pores may be reduced due to the coating layer, thereby decreasing the flow rate.
  • the hydrophilic polymer layer may be formed on some or all of the outer surface of the nanofibers forming the nanofiber web.
  • the hydrophilic polymer layer may be coated with nanofibers so as to include 0.1 ⁇ 2g per fiber web unit area (m 2).
  • the hydrophilic polymer layer may be formed by treating a hydrophilic polymer layer forming composition on a PVDF nanofiber web. At this time, the step of treating the hydrophilic polymer layer-forming composition to the nanofiber web; And heat-treating the hydrophilic polymer layer forming composition to form a hydrophilic polymer layer.
  • the hydrophilic polymer layer-forming composition includes a hydrophilic component and a crosslinking component, and may include, for example, a polyvinyl alcohol and a crosslinking agent including a carboxyl group and a solvent for dissolving them, for example, water.
  • the hydrophilic polymer layer-forming composition may include 2 to 20 parts by weight of a crosslinking agent and 1,000 to 100,000 parts by weight of a solvent based on 100 parts by weight of polyvinyl alcohol.
  • the PVDF nanofiber web is hydrophobic strong, even if the hydrophilic polymer layer forming composition described above may not be properly formed on the surface of the coating layer. Accordingly, the hydrophilic polymer layer-forming composition may further include a wettability improving agent in order to make the hydrophilic polymer layer-forming composition wet well to the outer surface of the nanofibers.
  • the wettability improving agent may be used without limitation when it is a component that can improve the wettability of the hydrophilic solution of the hydrophobic PVDF nanofiber outer surface and can be dissolved in the hydrophilic polymer layer-forming composition.
  • the wettability improving agent may be at least one component selected from the group consisting of isopropyl alcohol, ethyl alcohol, and methyl alcohol.
  • the wettability improving agent may be included in an amount of 1,000 to 100,000 parts by weight based on 100 parts by weight of polyvinyl alcohol provided in the hydrophilic polymer layer-forming composition.
  • the wettability improving agent is provided in less than 1000 parts by weight, the wettability improvement of the nanofibers may be weak, and thus the formation of the hydrophilic polymer layer may not be smooth, and the hydrophilic polymer layer may be frequently peeled off.
  • the wettability improving material is included in an amount exceeding 100,000 parts by weight, the degree of wettability improvement may be insignificant, and the concentration of the polyvinyl alcohol and the crosslinking agent included in the hydrophilic polymer layer forming composition may be lowered, thereby making it difficult to form the hydrophilic polymer layer.
  • the hydrophilic polymer layer forming composition may be formed by pretreating the wettability improving agent on the nanofiber web, and then treating the hydrophilic polymer layer forming composition without forming the hydrophilic polymer layer forming composition.
  • the wettability-improving agent is immersed in the pores of the nanofiber web, the wettability-improving agent contained in the pores is released from the nanofiber web, and at the same time, the hydrophilic polymer layer-forming composition is required to penetrate the pores. It takes a long time to prolong the manufacturing time.
  • the hydrophilic polymer layer-forming composition may be formed non-uniformly by position of the fibrous web. Furthermore, as the hydrophilic polymer layer is unevenly formed, pores may be closed to the hydrophilic polymer layer in a part of the nanofiber web, and in this case, the pore structure of the initially designed nanofiber web may change, so that a desired flow rate may not be obtained.
  • a wettability improving agent in the hydrophilic polymer layer-forming composition to simultaneously achieve a shortening of the manufacturing time, a simplification of the manufacturing process, and an improvement in the formation of the hydrophilic polymer layer without changing the pore structure of the nanofiber web.
  • the method of forming the hydrophilic polymer layer-forming composition described above on the nanofiber web can be employed without limitation in the case of known coating methods, and, for example, an immersion, spraying method, or the like can be used.
  • heat treating the hydrophilic polymer layer-forming composition treated on the nanofiber web to form a hydrophilic polymer layer may be carried out at the same time the drying process of the solvent in the hydrophilic polymer layer-forming composition.
  • the heat treatment may be performed in a dryer, wherein the heat is applied may be a temperature of 80 ⁇ 160 °C, the treatment time may be 1 minute to 60 minutes, but is not limited thereto.
  • the nanofiber webs 111 and 112 may be nanofiber webs including PVDF and PAN.
  • the PVDF and the PAN may each form an independent nanofiber, and each of the independent nanofibers may be mixed to form a single web.
  • it may be a nanofiber web including single nanofibers formed through PVDF and PAN blended and spun on a spinning solution.
  • the spinning solution is an emulsifier to improve the miscibility of the fiber-forming component and the fiber-forming component including polyacrylonitrile (PAN) and polyvinylidene fluoride (PVDF) It may include.
  • PAN polyacrylonitrile
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • the emulsifier improves the miscibility of the fiber forming components, and at the same time serves to further improve the hydrophilicity of the nanofibers.
  • the two components are not uniformly mixed with the solution due to their different properties, and are mixed only temporarily even if mixed by agitation or the like. Separation of the two components can easily occur.
  • a solution used as a spinning solution
  • the electrospun nanofibers are not mixed with two components, specifically, one component is sparsely arranged like an island or one component is continuous, It can be made of nanofibers repeating a continuous structure, so that the desired hydrophilicity and chemical resistance can not be expressed uniformly at the same time, and the nanofiber portion in which PAN is concentrated can be easily broken, thereby reducing the mechanical strength.
  • the durability of the filter media can also be significantly reduced.
  • the two components having different properties are mixed so that the two components are evenly dispersed in the nanofibers, and for this purpose, an emulsifier may be provided together on the spinning solution.
  • the emulsifier may include one or more selected from the group consisting of cationic emulsifiers, anionic emulsifiers, amphoteric emulsifiers and nonionic emulsifiers.
  • the emulsifier may be a nonionic emulsifier to improve the sacrificial properties and diameter uniformity of the nanofibers, and even when two kinds of papers are mixed, one of them includes a nonionic emulsifier.
  • the electrical conductivity of the spinning solution is increased so that the radioactivity is considerably lowered into the fibrous state and spun into the beads or into the nanofibers containing the beads.
  • the uniformity of the diameter of the spun nanofibers is not good, and the fiber web layer thus formed may have non-uniform pore distribution.
  • the emulsifier is not particularly limited in the present invention as it can use a known emulsifier.
  • nonionic emulsifier to improve the sacrificial and homogeneous agent in the emulsifier can be used without limitation in the case of known nonionic emulsifiers, non-limiting examples, hydrophobic compounds such as linear aliphatic hydrocarbons Ethoxylate compound (Ex. Alkylphenol polyethylene ethylene oxide condensate) synthesize
  • Ethoxylate compound Ex. Alkylphenol polyethylene ethylene oxide condensate
  • the nonionic emulsifiers include sugar alcohol fatty acid esters such as sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, and sucrose fatty acid esters, glycerin fatty acid esters, polyglycerol fatty acid esters, polyoxyethylene glycerin fatty acid esters, and polyethylene glycols.
  • Ether type or ester type surfactant, laurin such as polyhydric alcohol fatty acid ester, such as fatty acid ester, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene copolymer, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene hardened castor oil, etc.
  • Fatty acid alkanolamide such as acid diethanolamide, etc. can be used together 1 or more types.
  • the nonionic emulsifier included in the nanofibers formed by blending two fiber forming components may satisfy a hydrophile-lipophile balance (HLB) of 10 to 18, more preferably 13 ⁇ 16 can be satisfied. If the hydrophilization-lipophilic ratio is less than 10.0, the wettability of the nanofibers may be lowered after preparation due to the lowering of the miscibility of PVDF and PAN through the emulsifier, and the spinning of the nanofibers may be caused by the lowering of the miscibility and the volatilization of solvent during spinning. Diameter uniformity can be significantly reduced.
  • HLB hydrophile-lipophile balance
  • the emulsifiers may be located together when the fiber is formed, and is sensitive to the influence of ambient temperature and humidity during spinning, and the solvent volatilization in the spinning solution is unevenly spun. Diameter uniformity of the nanofibers may be significantly reduced.
  • the emulsifier may be a hydrophile-lipophile balance (HLB) may be a hydrophilization-lipophile ratio of the component when one emulsifier is included, if two or more emulsifiers are mixed It may be a value of the final calculated hydrophilization-lipophilic ratio in consideration of the content of each of the components and the respective hydrophilization-lipophilic ratio.
  • HLB hydrophile-lipophile balance
  • the nonionic emulsifier may be included in an amount of 0.5 to 8 parts by weight, and more preferably 1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the fiber forming component. If the nonionic emulsifier is included in less than 0.5 parts by weight, phase separation of PVDF and PAN may occur before spinning, and thus the wettability of the fabricated fibrous web may not be uniform. In addition, if it contains more than 8 parts by weight, it is sensitive to the influence of ambient temperature and humidity during spinning, and due to uneven solvent volatilization in the spinning solution, the uniformity of diameter of the spun nanofibers may be significantly lowered. It can be difficult to implement a fibrous web having a size.
  • PVDF and PAN additionally may further include a cationic emulsifier, an anionic emulsifier and / or an amphoteric emulsifier, even if included, it is preferable to minimize the content in terms of radioactivity.
  • the supports 121, 122, and 123 are not particularly limited as long as they generally serve as a support for the filter medium.
  • the supports 121, 122, and 123 may be woven, knitted or nonwoven.
  • the fabric means that the fibers forming it are oriented in the longitudinal direction, the specific structure may be plain weave, twill weave, etc., the density of the warp and weft is not particularly limited.
  • the knitted fabric may be a known knit structure, but may be a knitted fabric, a warp knitted fabric, and the like, but is not particularly limited thereto.
  • the nonwoven fabric may be a dry nonwoven fabric such as a chemical bonding nonwoven fabric, a thermal bonding nonwoven fabric, an airlay nonwoven fabric, a known nonwoven fabric such as a wet nonwoven fabric, a spanless nonwoven fabric, a needle punching nonwoven fabric, or a melt blown fabric, and the pore size, porosity,
  • the basis weight may vary depending on the permeability, filtration efficiency, and mechanical strength of the desired chemical liquid, and the present invention is not particularly limited thereto.
  • the supports 121, 122, and 123 are not limited in their materials.
  • synthetic fibers are preferably selected from the group consisting of polyester, polypropylene, nylon and polyethylene; Or natural fibers containing cellulose can be used.
  • the adhesive component is dissolved in the chemical liquid by using a separate adhesive component
  • the material of the support may include a known low melting polymer compound capable of heat fusion.
  • the low melting point polymer compound may include a known low melting point polymer compound having a melting point of 100 to 140 ° C. such as low melting point polyester and low melting point polyethylene.
  • a low melting point fiber embodied using the low melting point polymer compound as a fiber forming component may be included in the support, and the low melting point fiber may include a core part that performs a supporting function.
  • the low melting point polymer compound may be a fiber provided to surround some or all of the outside.
  • Such a fiber is, for example, a low melting point polyester as a component, a polyester low melting point composite fiber having a polyethylene terephthalate as a core and / or a low melting point polyethylene as a component, and a polyolefin low melting point having a polypropylene as a core. It may be a composite fiber.
  • the filter medium 106 may include a support 129 including two different types of supports 129a and 129b.
  • the support 129 may include a first support 129a and a second support 129b formed to surround side surfaces of the first support 129a, and the second support 129b may include a first support 129a.
  • the first support component 129a may be implemented with a second support component having a lower melting point than the first support component.
  • the second support 129b includes a low melting polymer compound, which is implemented, and the first support 129b is included together to complement the mechanical strength of the support 129. ) Can be used to express both supportive and adhesive functions to the desired level.
  • the second support 129b is disposed to surround the side surface of the first support 129a, thereby minimizing the increase in the thickness of the support 129 by implementing the single support 129, thereby increasing the thickness of the nonwoven fabric. Differential pressures that can be generated and / or increased can be prevented in advance, and it is advantageous to obtain improved flow rates.
  • the second support 129b disposed to surround the side of the first support 129a may have the filter medium 106 attached to the inner surface (not shown) of the housing on which the filter medium 106 is mounted. It can be more easily mounted and fixed.
  • the first support component may be a melting point of 180 °C or more
  • the second support component may be a polymer compound having a melting point of 60 ⁇ 140 °C, more preferably 100 ⁇ 140 °C.
  • Filter media (101, 102, 106) according to an embodiment of the present invention described above (1) preparing a spinning solution containing a fiber-forming component and a solvent; And (2) preparing a nanofiber web by electrospinning the spinning solution, through which the nanofiber web more easily forms a three-dimensional network structure and has a pore size of the nanofiber web. It is easy to control and mass production may be possible, but is not limited to such a manufacturing method.
  • step (1) a step of preparing a spinning solution containing a fiber-forming component and a solvent is performed.
  • the type of the fiber forming component in the step (1) is the same as described in the material of the nanofibers described above and will not be described.
  • the solvent may be used without limitation in the case of a solvent that dissolves the fiber-forming component does not produce a precipitate and does not affect the radioactivity of the nanofibers described later, but preferably ⁇ -butyrolactone, cyclohexanone, 3-hexanone It may include any one or more selected from the group consisting of, 3-heptanone, 3-octanone, N-methylpyrrolidone, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide.
  • the fiber-forming component is preferably contained in 5 to 30% by weight, preferably 8 to 20% by weight in the spinning solution, if the fiber-forming component is less than 5% by weight it is difficult to form a fiber, it is not spun into a fiber Even when sprayed in a droplet state to form a film or spinning, beads are formed a lot and the volatilization of the solvent is not made well, so that pores may be blocked in a calendering process described later.
  • the fiber-forming component is more than 30% by weight, the viscosity rises and solidification occurs at the surface of the solution, which makes it difficult to spin for a long time, and the fiber diameter may increase, making it impossible to form a fibrous size of micrometer or less.
  • step (2) the step of producing a nanofiber web by electrospinning the spinning solution.
  • a plurality of spinning nozzles 1100, 1200, 1300, and 1400 connected to a solution tank b in which the spinning solution manufactured in step (1) and a high voltage generator (not shown) are connected may be used.
  • / Can be electrospun through an electrospinning device comprising a spin pack 1000 arranged in multiple rows.
  • the spinning pack 1000 is disposed above the grounded collector e of a conveyor type moving at a constant speed, and the plurality of spinning nozzles are arranged at regular intervals so as to be orthogonal along the traveling direction of the collector e. .
  • four spinning nozzles are arranged at regular intervals along the traveling direction of the collector e, but the electrospinning values are shown.
  • the number of the spinning nozzles is 30 to 60, Or it can be provided more than necessary, and when using a plurality of spinning nozzles in this way it is possible to increase the productivity by increasing the rotational speed of the collector (e).
  • the solution tank (b) may have a built-in stirrer (c) using the mixing motor (a) as a drive source, the spinning nozzles (1100, 1200, 1300) of each row through the metering pump and the transfer pipe (d) not shown 1400).
  • the spinning solution discharged sequentially from the four rows of spinning nozzles 1100, 1200, 1300, and 1400 passes through the spinning nozzles 1100, 1200, 1300, and 1400 charged by the high voltage generator, respectively, and the nanofibers (2100, 2200, and 2300).
  • the fibrous web 2000 may be formed by sequentially accumulating on the grounded collector e of the conveyor type which is discharged to the 2400 and moves at a constant speed.
  • step (2) is preferably 2-1) discharging the spinning solution on the support while applying air in the same direction as the discharge direction of the spinning solution adjacent to the outer periphery of the spinning nozzle to produce a nanofiber web ; And 2-2) bonding the support and the nanofiber web.
  • the degree of integration of the manufactured nanofiber web may be lowered, and there is a fear of frequent trimming. That is, in the case of using the spinning pack 1000 having a plurality of spinning nozzles for mass production, mutual interference occurs between the spinning nozzles so that they are not completely collected in the collector, and the fibers are collected as they are scattered. This excessive bulkiness can cause radiation trouble. To this end, air may be applied adjacent to the outer circumference of the spinning nozzle in the same direction as the discharge direction of the spinning solution.
  • the nanofibers spun through the spinneret improve the volatility of the solvent in the spinning solution as air is applied in the same longitudinal direction as the discharge direction of the fibers while surrounding the outer circumference of the spun nanofibers. By assisting in collecting and integrating the nanofibers on the collector, it is possible to reduce radiation troubles and to obtain nanofibers with improved mechanical strength.
  • the air applied to the nanofibers to be spun is sprayed through the air nozzle disposed adjacent to the spinning nozzle discharged, or the spinneret in the center by using a spinneret to discharge the spinning solution as a double spinning nozzle
  • the spinning solution may be discharged, and air may be sprayed through the spinneret surrounding the central portion.
  • the latter approach may be more suitable in terms of bringing the nanofibers into uniform contact with air.
  • the air pressure sprayed through the outermost spinneret of the air spray nozzle or the double spinning nozzle disposed adjacent to each spinning nozzle of the spinning pack 1000 may be set in a range of 0.01 to 0.2 MPa. If the air pressure is less than 0.01MPa may not contribute to the collection, integration and mechanical strength of the nanofibers. In addition, if the air pressure of the air spray exceeds 0.2 MPa, the cone of the spinning nozzle is hardened to block the needle, which may cause spinning trouble, and the diameter uniformity of the manufactured nanofibers may be significantly reduced.
  • the temperature and humidity inside the spinning chamber affect the volatilization of the solvent from the spinning fibers, and if the proper conditions are not established, the fibers cannot be formed properly.
  • the temperature and humidity of the inside of the spinning chamber are preferably set to be constant. If the temperature and humidity inside the spinning chamber fluctuate, either one of the first row of spinning nozzles 1100 and the second row of spinning nozzles 1200 is impossible to spin, or the web produced by the subsequent process is adhered to the web of the previous process. This can be separated off.
  • the radiation chamber temperature is preferably 20 to 30 °C, humidity may be set to 20 to 50%.
  • the injection speed of the spinning solution per spinning nozzle (1100, 1200, 1300, 1400) may be 10 ⁇ 30 ⁇ m / min.
  • the distance between the tip of the nozzle and the collector may be 10 ⁇ 30cm.
  • the present invention is not limited thereto, and may be changed according to the purpose.
  • the support 3000 may serve as a support for the filter media on the collector.
  • the nanofibers 2100, 2200, 2300, and 2400 may be disposed on the support 3000 to implement the nanofiber web 2000 integrally formed with the support.
  • heat and / or pressure may be applied to adjust the pore size of the nanofiber web 2000 formed on the support 3000, to control porosity, to dry solvent / moisture remaining in the nanofiber, and to improve mechanical strength of the nanofiber web. have.
  • the heat may be applied to 60 ⁇ 190 °C
  • the pressure may be applied to 0.1 ⁇ 10 kgf / cm2, but is not limited thereto.
  • the step of applying the heat and / or pressure may be carried out through a conventional calendaring process, the calendaring process may be carried out once or a plurality of times according to the purpose.
  • step 2-2 in order to bond the prepared nanofiber web and the support in step 2-2), by applying one or more of heat, ultrasonic wave, laser, high frequency to fusion the support and the nanofiber web or between the support and the nanofiber web It can be bonded through an adhesive member.
  • an additional heat and an additional pressure may be added or simultaneously performed through the above-described calendering process.
  • the frequency and intensity vary depending on the specific type of the fiber forming component of the nanofiber forming the nanofiber web and the material of the support. It can be carried out through known methods for each method.
  • the filter medium (101, 102, 104, 105, 106) is mounted and fixed inside the housing (not shown) including the chemical liquid inlet and the discharge portion of the filtered chemical liquid filter module for chemical filtration (not shown) ) Can be implemented.
  • the filter module may be provided inside the cylinder of the syringe, between the cylinder and the injection cap of the syringe, inside the injection cap and / or inside the needle, or may be connected to the outside of the needle. Cylinders, injection caps, etc. of the syringe can be employed without limitation the cylinder and injection cap of a known syringe.
  • the filter module according to an embodiment of the present invention may be implemented as an injection device by connecting an injection module, for example, a conventional syringe to the discharge portion provided in the filter module.
  • an injection apparatus including a filter module for filtering a chemical liquid mounted on an injection needle of the injection module
  • the injection device is installed in the cylinder 10 and the cylinder 10, the cylinder 10, the injection liquid is stored to inject the injection liquid into the cylinder 10 or
  • An injection module having a plunger 12 to be discharged, an injection needle 20 mounted to the front of the cylinder 10, and an injection liquid detachably mounted to the injection needle 20 and stored in an ampule vial or a vial container
  • the injection into the cylinder 10 includes a filter module 40 for filtering the chemical liquid to filter foreign substances such as glass debris or rubber debris so that only the pure injection liquid is stored in the cylinder (10).
  • the needle 20 is composed of a main body portion 22 that is sealably mounted to the cylinder 10, and a needle portion 24 that is integrally connected to the body portion 22 and formed of a metallic material.
  • the filter module 40 has a hub 42 that is sealably mounted to the main body portion 22 of the needle 20, and the needle portion 24 of the needle 20 is connected to the hub 42 A tube 44 to be inserted, a metal barrel 46 connected to the hub 42 and inserted through the rubber stopper of the vial container, and a chemical liquid filtration mounted on the tube 44 to filter foreign substances. And a filter medium 50 for use.
  • the hub 42 may be formed of a resin material, and the tube 44 and the metal barrel 46 may be connected by heat fusion, bonding, or the like, and the tube 44 and the metal barrel 46 may be inserted by insert injection. It can be molded integrally with the hub 42.
  • the tube 44 is formed of a resin material and formed with a larger inner diameter than the outer diameter of the needle portion 24 so that the needle portion 24 of the needle 20 can be inserted therein, and at the end thereof, the filter medium 50 ) Is equipped with a filter mounting portion (80).
  • the filter mounting portion 80 may be formed as an inclined surface so as to increase the effective filtration area of the filter medium 50 provided in the filter module. That is, the filter mounting portion 80, as shown in Figure 8 and 9, is formed in the inclined surface of a predetermined angle to the end of the tube 44, the cross section becomes an elliptical shape, the filter medium in the elliptical cross section When the 50 is mounted, the cross-sectional area of the filter medium 50 can be widened.
  • the inclination angle ⁇ of the filter mounting unit 80 may be formed at 10 ° to 45 °, and preferably, the inclination angle ⁇ of the filter mounting unit 80 may be formed at 10 ° to 20 °. If the inclination angle is less than 10 °, the effective filtration area through the filter medium increases, but there is a concern that the nanofiber web of the filter medium 50 may be torn or damaged by the pressure of the incoming chemical liquid. In addition, if the inclination angle exceeds 45 ° it may be difficult to obtain the desired level of water flow.
  • the filter medium 50 may be mounted and fixed to the filter mounting unit 80, and may be fixed through heat fusion as an example. That is, when heat is applied while the edge of the filter medium 50 is in contact with the filter mounting portion 80, the support edge of the filter medium 50 and the filter mounting portion 80 may be melted by heat and adhered to each other.
  • the mixed solution was cooled to room temperature, and then, a nonionic emulsifier (anti-crystallization gold, Tween80, hydrophilic-lipophilic ratio: 15) was included in an amount of 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the fiber forming component to prepare a spinning solution.
  • the spinning solution was introduced into the solution tank of the electrospinning apparatus as shown in FIG. 3 and was discharged at a rate of 15 ⁇ l / min / hole.
  • the temperature of the spinning section is 28, the humidity is 40%, the distance between the collector and the spinneret tip 18cm, the support layer on the collector is 100 ⁇ m thick, low-melting point polyethylene as a second, polypropylene A nonwoven fabric (Namyang Nonwovens Co., Ltd., CCP40) formed of a low melting composite fiber made into a core is disposed, and a 40 kV voltage is applied to a spin nozzle pack using a high voltage generator and 0.03 MPa air per nozzle Air was applied in parallel with the discharge direction by pressure to form a fibrous web formed on one surface of the nonwoven fabric and formed of PAN / PVDF nanofibers.
  • CCP40 Polypropylene A nonwoven fabric (Namyang Nonwovens Co., Ltd., CCP40) formed of a low melting composite fiber made into a core is disposed, and a 40 kV voltage is applied to a spin nozzle pack using a high voltage generator and 0.03 MPa air per nozzle Air was applied in parallel with
  • Example 2 Prepared in the same manner as in Example 1, by changing the composition of the spinning solution as shown in Table 1, Table 2 or Table 3 to prepare a filter medium for drug filtration as shown in Table 1, Table 2 or Table 3.
  • the average diameter of the nanofibers forming the fibrous web was measured through a program for measuring the fiber diameter using the contrast ratio and the inclination of the fibrous image obtained after the SEM photograph was taken on the surface of the fibrous web. Standard deviation was measured. Diameter uniformity was calculated according to Equation 1 below using the measured average diameter and standard deviation.
  • the area of wetted parts increases as the miscibility increases, and even when the hydrophilicity of the nanofibers is low, such as PVDF and PAN are separated or a small amount of PAN is generated, the wetted part occurs.
  • Example 1 Example 2 Example 3 Example 4 Example 5 Example 6 Spinning solution PVDF (part by weight) 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 PAN (part by weight) 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 97.2 99.97 95.46 83.52 79.9 Nanofiber diameter uniformity (%) 15.26 34.16 22.34 41.23 61.42 66.89 Wettability (%) 100 100 100 100 100 100 100 1) 100 parts by weight of the fiber-forming component, the content is based on parts by weight.
  • Example 7 Example 8 Example 9 Example 10
  • Example 11 Spinning solution PVDF (part by weight) 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 PAN (part by weight) 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9
  • Example 12 Example 13 Example 14 Example 15 Example 16 Spinning solution PVDF (part by weight) 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 PAN (part by weight) 3 7 18 22 9 Emulsifier (Type / Content 1 ) / HLB) Nonionic / 3/15 Nonionic / 3/15 Nonionic / 3/15 Nonionic / 3/15 0 Filter media Sacrifice (%) 100 100 100 98.56 75.61 Nanofiber diameter uniformity (%) 17.59 19.37 28.4 30.22 44.81 Wettability (%) 0 12 100 100 15 1) 100 parts by weight of the fiber-forming component, the content is based on parts by weight.
  • Example 16 without the emulsifier, the miscibility between PVDF and PAN was not good, and thus the wettability was remarkably decreased in comparison with Example 1.
  • Example 5 examples including the cationic (Example 5), anionic (Example 6) and amphoteric (Example 7) emulsifiers are compared with Example 1 including the nonionic emulsifier. You can see that the sacrifice is not good. In addition, it can be seen that the nanofiber diameter uniformity is not good as the beads are spun to include a lot of nanofibers.
  • nanofiber diameter uniformity is excellent in comparison with Examples 8 and 11 in which the HLB value of the nonionic emulsifier is within the preferred range of the present invention, Examples 1, 9, and 10 are out of the range.
  • Example 15 in which the content of PAN exceeds 20 parts by weight, there was no problem in the evaluation result compared with Example 1 in the rituality, diameter uniformity and wettability of the nanofibers, but in the case of Example 1 nanofibers prepared In contrast to the average diameter of 214 nm, in the case of Example 15 it can be seen that as the average diameter is thickened to 300 nm it is disadvantageous to implement a smaller pore fiber web.
  • a spinning solution 12 g of polyvinylidene fluoride (Arkema, Kynar761) as a fiber forming component was mixed with 88 g of a mixed solvent in which the weight ratio of dimethylacetamide and acetone was 70:30 at a temperature of 80 ° C. for 6 hours. While dissolving using a magnetic bar to prepare a mixed solution.
  • the spinning solution was put into a solution tank of an electrospinning apparatus and discharged at a rate of 15 ⁇ l / min / hole.
  • the temperature of the spinning section is 30 °C
  • the humidity is maintained at 50%
  • a non-woven fabric Namyang Nonwovens Co., Ltd., CCP40
  • Air was applied in parallel with the discharge direction at an air pressure of 0.03 MPa per pack nozzle to prepare a laminate having nanofiber webs formed of PVDF nanofibers on one surface of the support.
  • the solvent and moisture remaining in the nanofiber web of the laminate were dried, and heat and pressure were applied at 140 ° C. and 1 kgf / cm 2 to thermally bond the support and the nanofiber web to a calendaring process.
  • the prepared laminate was immersed in the hydrophilic coating layer-forming composition prepared in the preparation example below, and then dried at a temperature of 110 ° C. for 5 minutes in a dryer to provide a hydrophilic coating layer on the surface of the nanofibers of the nanofiber web, as shown in Table 5 below.
  • the filter medium for chemical filtration was prepared.
  • hydrophilic component 7142 parts of ultrapure water was mixed with respect to 100 parts by weight of polyvinyl alcohol (Kuraray Co., PVA217), and PVA was dissolved using a magnetic bar at a temperature of 80 ° C. for 6 hours to prepare a mixed solution.
  • polyacrylic acid comaleic acid Aldrich, PAM
  • PAM polyacrylic acid comaleic acid
  • Example 17 Prepared in the same manner as in Example 17, to change the content of isopropyl alcohol in the hydrophilic coating layer-forming composition as shown in Table 5 to prepare a filter medium for filtering the chemical solution as shown in Table 5.
  • the wettability of the nanofiber web was evaluated for the filter media prepared in Examples 17 to 21. Specifically, in order to measure the wettability of water on the surface of the nanofiber web, the contact angle between the membrane surface and the water droplet surface was measured by a contact angle (°) measuring device. After taking the shape of the droplets with a CCD camera, the method of calculating the interfacial tension ( ⁇ ) optimized for the shape of the finally taken droplets was used. The injection volume was set to 0.05 mL through a micro syringe and secondary distilled water was used.
  • the contact angle may cause errors due to the chemical nonuniformity and roughness of the surface of the nanofiber web
  • the experiment was conducted in a range of error not exceeding the maximum ⁇ 2 ° through 10 or more analyzes.
  • the wet angles of Examples 17 to 20 are calculated in relative proportions and are shown in Table 5.
  • Example 17 Example 18 Example 19 Example 20
  • Example 21 Hydrophilic Coating Layer Composition PVA (part by weight) 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 Isopropyl alcohol (parts by weight) 7142 1050 950 500 0 Filter media Wetting angle (%) 20 27 44 55 100
  • the filter medium for chemical filtration was prepared with a nanofiber web prepared by spinning the nanofibers by imparting air pressure to 0.22MPa.
  • the filter media prepared in Example 1 and Example 22 was evaluated in diameter uniformity of the nanofiber web for the nanofibers are shown in Table 6. Specifically, the average of the nanofibers that form the fibrous web through the program (Amo Green Tech's own manufacture) is used to measure the fiber diameter using the contrast ratio of the image and the slope of the fibrous image after the SEM image is taken on the surface of the spun fiber web. Diameter and standard deviation were measured. Diameter uniformity was calculated according to Equation 1 in Experimental Example 1 using the measured average diameter and standard deviation.
  • Example 1 Example 22 Nano Fiber Web Air pressure during spinning (MPa) 0.03 0.22 Nanofiber diameter uniformity (%) 15.26 39.9
  • Example 22 in which the air is injected at a higher intensity than in the case of Example 1 in which the air was injected at a pressure of 0.03 MPa in parallel with the direction in which the spinning solution is discharged during electrospinning Diameter uniformity of the nanofibers has been reduced, through which can be expected to be disadvantageous than Example 1 in filtration efficiency, durability and the like.

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Abstract

약액 여과용 필터여재가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 여과용 필터여재는 약액에 포함된 이물질을 여과시키기 위한 3차원 네트워크 구조의 나노섬유웹;을 포함한다. 이에 의하면, 약액 흡입 및 여과시 차압발생이 최소화 됨에 따라서 빠른 시간에 적은 힘으로 신속하게 약액을 주사기 실린더 내부로 흡입시킬 수 있고, 동시에 약액내 이물질의 여과율이 매우 우수하다. 또한, 본 발명에 의한 약액 여과용 필터부재의 제조방법은 차압발생을 최소화하거나 목적하는 수준으로 차압을 변경시키기 위한 기공구조가 되도록 필터여재의 기공구조나 공경의 조절이 매우 용이한 동시에 생산성이 현저히 우수하여 대량생산이 가능함에 따라서 의료분야 등 각종 산업전반에 널리 응용될 수 있다.

Description

약액 여과용 필터여재, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 약액 여과용 필터모듈
본 발명은 약액 여과용 필터여재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 약액을 주사기를 통해 인체에 주입하기 전 약액에 포함될 수 있는 유리가루 등의 이물질을 여과하는 약액 여과용 필터여재, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 약액 여과용 필터모듈에 관한 것이다.
의료용 약액은 약액의 변질 등을 방지하기 위해 통상적으로 보관용기로 유리병을 사용한다. 또한, 이물질 또는 공기 중에 포함된 각종 병원균, 바이러스 등의 유리병 내의 유입을 방지하기 위해 유리병에 약액을 충전한 후 상부 유리를 열로 녹여 봉하는 앰플용기에 약액을 구비시켜 제조하는 것이 일반적이다.
한편, 이러한 앰플용기 내부에 충전된 약액의 사용은 앰플용기의 상부를 절단하여 앰플용기를 개봉한 후 개봉된 공간을 통하여 주사 바늘을 삽입하여 실린더 내부로 약액을 흡입하는 방식을 통해 이루어진다. 그러나 앰플용기를 절단할 때 유리 파편이 앰플용기 내부로 유입되어 주사액에 섞일 수 있고, 이 경우 인체에 약액을 주입 시에 유리파편이 같이 주입될 수 있는 문제가 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 약액의 보관용기로 유리병의 상부가 고무막으로 밀봉된 바이알 용기가 사용되기도 하는데, 이와 같은 바이알 용기내 담지된 약액은 주사바늘이 직접 상기 고무막을 뚫어 주사기의 실린더 내부로 주사액을 흡입되는 방식으로 사용되고 있다.
그러나 주사 바늘이 고무마개를 통과하여 바이알 용기 내부로 삽입될 때 고무파편이 주사 바늘 내부 또는 바이알 용기 내부로 침투하여 약액에 이물질이 혼합 및 인체에 약액과 함께 주입될 수 있는 문제가 있다.
상기 유리 파편이나 고무 파편이 주사액과 혼합되어 환자의 체내로 주입되면 정맥염, 패혈증과 같은 다양한 질병을 유발하게 됨에 따라서 이를 방지하기 위한 약액필터가 연구되고 있다. 개발되고 있는 약액필터들은 유리가루 등의 미세한 입경의 입자들을 여과시킬 수 있도록 통상적으로 제조된 필터를 2축 연신 등의 별도의 공정을 거쳐 필터의 공경을 조절하는 방식을 채용하고 있다. 그러나 이와 같은 방법을 통한 필터의 공경조절은 2차원적 공경구조의 조절임에 따라서 주사기로 약액을 흡입할 때 실린더 내부에 차압을 현저히 증가시키고, 약액의 통수량을 현저히 저하시키는 문제가 있다. 통상적으로 간호사가 여성임을 감안 시 통상의 약액필터가 장착된 주사기에 발생하는 현저한 차압의 문제는 더욱 심각하며, 긴급한 상황에 따른 신속한 대처가 요구되는 상황에서 이와 같은 문제의 발생은 적시의 진료를 방해하는 문제로 대두되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 필터여재를 통해 약액을 주사기로 흡입시 발생하는 차압을 현저히 감소시켜 적은 힘으로 빠른속도로 약액을 흡입할 수 있어서 여성도 쉽게 사용할 수 있으며, 약액의 통수량 및 약액내 포함된 이물질의 여과효율이 현저히 증가된 약액 여과용 필터여재 및 이를 포함하는 약액 여과용 필터모듈을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 차압의 발생을 현저히 감소시킬 수 있도록 기공구조 및 공경의 조절이 매우 용이한 동시에 생산성을 향상시킬 수 있는 약액 여과용 필터여재의 제조방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
나아가, 본 발명은 본 발명에 따른 약액 여과용 필터모듈을 구비함을 통해 차압 발생이 현저히 감소하여 힘이 약한 여성이라도 쉽고 빠르게 약액을 주사기 실린더 내부로 흡입시킬 수 있는 주사장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 약액에 포함된 이물질을 여과시키기 위한 3차원 네트워크 구조의 나노섬유웹;을 포함하는 약액 여과용 필터여재를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 나노섬유웹의 기공도는 40 ~ 90%일 수 있고, 평량은 1 ~ 10 g/㎡일 수 있으며, 두께는 1 ~ 20 ㎛일 수 있고, 평균공경은 0.3 ~ 3㎛일 수 있다.
또한, 상기 나노섬유웹은 평균직경이 0.1 ~ 3㎛인 나노섬유를 포함할 수 있다.
또한, 상기 나노섬유웹은 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리에테르설폰(PES, Polyethersulfone), 열가소성 폴리우레탄(TPU), 폴리스티렌(PS) 및 불소계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하며, 상기 불소계 화합물은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)계, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체(PFA)계, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP)계, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체(EPE)계, 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체(ETFE)계, 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE)계, 클로로트리플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체(ECTFE)계 및 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)계로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다.
또한, 상기 필터여재는 나노섬유웹의 일면 또는 양면에 배치되는 지지체를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 지지체는 직물, 편물 및 부직포 중 어느 하나 이상일 수 있다.
또한, 상기 지지체는 제1지지체 및 상기 제1지지체의 측면을 둘러싸도록 배치되고, 상기 제1지지체를 형성하는 제1지지체 성분보다 낮은 융점을 가지는 제2 지지체 성분으로 형성된 제2지지체를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 지지체 성분은 융점이 180℃ 이상이고, 상기 제2 지지체 성분은 융점이 100 ~ 140℃일 수 있다.
또한, 상기 나노섬유는 하기의 수학식 1에 따른 나노섬유 직경균일성이 25% 이하일 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2016011574-appb-I000001
또한, 상기 나노섬유웹은 폴리아크릴로나이트릴(PAN) 및 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)를 포함하는 섬유형성성분 및 상기 섬유형성성분의 혼화성을 향상시키는 에멀젼화제를 포함하는 나노섬유를 포함하고, 상기 섬유형성성분은 폴리비닐리덴플루오라이드 100 중량부에 대하여 폴리아크릴로나이트릴을 8 ~ 20 중량부로 포함하며, 상기 나노섬유는 섬유형성성분 100 중량부에 대하여 에멀젼화제를 0.5 ~ 8중량부로 포함할 수 있다.
이때, 상기 에멀젼화제는 제사성을 향상시키는 비이온성 에멀젼화제일 수 있고, 보다 더 바람직하게는 상기 비이온성 에멀젼화제는 친수화-친유성화 비(HLB, hydrophile-lipophile balance)가 10 ~ 18일 수 있다.
또한, 본 발명은 (1) 섬유형성성분 및 용매를 포함하는 방사용액을 제조하는 단계; 및 (2) 상기 방사용액을 전기방사하여 나노섬유웹을 제조하는 단계;를 포함하는 약액 여과용 필터여재의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 (2) 단계는 2-1) 방사노즐의 외주에 인접해서 방사용액의 토출방향과 동일방향으로 공기를 가하면서 지지체 상에 방사용액을 토출하여 나노섬유웹을 제조하는 단계; 및 2-2) 상기 지지체 및 나노섬유웹을 접합시키는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 2-2) 단계에서 접합은 열, 초음파, 레이저, 고주파 중 어느 하나 이상을 가하여 지지체 및 나노섬유웹을 융착시키거나 또는 지지체 및 나노섬유웹 사이에 접착부재를 개재시켜 접착시키는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 약액 여과용 필터여재; 및 약액 유입부 및 여과된 약액이 배출되는 배출부를 포함하며, 상기 필터여재를 내부에 수용하는 하우징;을 포함하는 약액 여과용 필터모듈을 제공한다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 약액 여과용 필터모듈; 및 상기 약액 여과용 필터모듈의 배출부에 연결된 주사모듈;을 포함하는 주사장치를 제공한다.
본 발명에 의한 약액 여과용 필터여재는 약액 흡입 및 여과시 차압발생이 최소화 됨에 따라서 빠른 시간에 적은 힘으로 신속하게 약액을 주사기 실린더 내부로 흡입시킬 수 있고, 동시에 약액내 이물질의 여과율이 매우 우수하다. 또한, 본 발명에 의한 약액 여과용 필터부재의 제조방법은 차압발생을 최소화하거나 목적하는 수준으로 차압을 변경시키기 위한 기공구조가 되도록 필터여재의 기공구조나 공경의 조절이 매우 용이한 동시에 생산성이 현저히 우수하여 대량생산이 가능함에 따라서 의료분야 등 각종 산업전반에 널리 응용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 여과용 필터여재의 단면도로써, 도 1a는 나노섬유웹의 일면에 지지체가 배치된 필터여재를 나타내는 도면이고, 도 1b는 나노섬유웹의 양면에 지지체가 배치된 필터여재를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 포함되는 나노섬유웹의 SEM 사진,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 약액 여과용 필터여재의 사시도 및 A-A'선에 따른 단면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 필터여재를 연속공정을 통해 제조할 수 있는 전기방사장치의 모식도,
도 5은 본 발명의 일실시예에 따른 필터모듈이 적용된 주사장치의 분해 사시도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터모듈의 단면도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터모듈의 일부 확대 단면도, 그리고
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터모듈에 구비된 튜브의 측면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 것과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 여과용 필터여재(101,102)는 나노섬유웹(111,112)을 포함하고, 상기 나노섬유웹(111, 112)의 일면 또는 양면에 지지체(121,122,123)를 더 포함할 수 있다.
상기 나노섬유웹(111,112)은 약액의 여과를 담당하며, 여러가닥의 나노섬유가 랜덤하게 3차원적으로 적층되어 형성된 3차원 네트워크 구조를 갖는다. 상기 나노섬유웹은 나노섬유로 구현됨에 따라서 미세한 공경을 구현시키기에 보다 유리할 수 있다. 또한, 상기 나노섬유웹은 3차원 네트워크 구조를 가진다. 이를 도 2를 참조하여 설명하면, 상기 나노섬유웹은 전기방사를 통해 형성될 수 있는데, 방사 중 공기 중에 증발되지 못한 방사용액에 포함된 잔존 용매로 인해 방사되어 적층된 나노섬유 중 섬유 표면간에 맞닿는 부분에서 융착(A)이 발생하여 3차원 네트워크 구조를 형성할 수 있고, 후술하는 제조방법에서의 1차 캘링더링에 의해서 이러한 구조는 더욱 심화될 수 있다. 약액 여과용 필터여재로써, 3차원 네트워크 구조의 나노섬유웹을 구비시킬 경우 다른 형상이나 다른 종류의 필터여재, 예를들어 2축연신시킨 필터부재를 포함시키는 것에 비하여 약액의 흡입시 차압발생을 현저히 감소시켜 약액의 통수량을 증가시키고 보다 용이하게 약액을 실린더 내부로 흡입시킬 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 포함되는 상기 나노섬유웹(111,112)은 단일층을 기준으로 두께가 1 ~ 20㎛, 보다 바람직하게는 1 ~ 10㎛이고, 평량은 1 ~ 20 g/㎡, 보다 바람직하게는 1 ~ 10 g/㎡일 수 있다. 만일 나노섬유웹의 두께가 1㎛ 미만 및/또는 평량이 1 g/㎡ 미만일 경우 기계적 강도가 약해 내구성 저하, 약액의 통수량 저하 등 목적하는 물성을 달성하기에 부적할 수 있다. 또한, 만일 나노섬유웹의 두께가 20㎛ 및/또는 10 g/㎡를 초과할 경우 약액의 유량 및 차압발생이 커질 수 있는 우려가 있는 등 목적하는 물성의 달성이 어려울 수 있다.
또한, 상기 나노섬유웹(111, 112)은 기공도가 40 ~ 90%일 수 있다. 만일 기공도가 40% 미만일 경우 약액이 필터여재를 통과하는 중 차압발생이 커져서 약액을 용이하게 주사기 내부로 흡입시키기 어려울 수 있고, 주사기 실린더의 직경이 작은 경우 차압 발생으로 약액 흡입이 더욱 어려울 수 있다. 또한, 만일 기공도가 90%를 초과하는 경우 필터여재의 기계적 강도가 약해서 필터여재의 제조, 유통 및/또는 필터모듈에 장착 및 이를 사용시에 초기 설계된 3차원네트워크 구조가 붕괴되어 목적하는 수준으로 이물질을 여과시키지 못하는 등 목적하는 물성을 달성하기 어려울 수 있다.
또한, 상기 나노섬유웹(111,112)의 평균공경은 0.3~ 3㎛일 수 있다. 만일 평균공경이 0.3㎛를 미만일 경우 차압의 발생이 현저하여 주사기와 같이 직경이 작은 실린더에 약액을 흡입시키기에 적합하지 않을 수 있고, 평균공경이 3㎛를 초과할 경우 유리파편 등의 여과효율이 현저히 저하될 수 있다.
또한, 상기 나노섬유웹(111,112)을 형성하는 나노섬유는 직경이 0.1 ~ 3 ㎛일 수 있고, 보다 바람직하게는 0.2 ~ 1.5㎛, 보다 더 바람직하게는 0.2 ~ 1㎛일 수 있다. 또한, 종횡비는 1000 ~ 100000일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 필터여재의 공경분포가 매우 균일하여 여과효율이 높고, 여과 중 필터여재에 발생하는 차압을 현저히 저감시키기 위하여 하기의 수학식 1에 따른 나노섬유 직경균일성이 25% 이하, 보다 바람직하게는 18% 이하, 더 바람직하게는 10% 이하일 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2016011574-appb-I000002
상기 나노섬유 직경균일성이란 나노섬유웹을 형성하는 나노섬유들에 대한 직경분포를 가늠해볼 수 있는 파라미터로써, 만일 나노섬유 직경균일성이 0%라는 것은 나노섬유 직경에 대한 표준편차가 0인 것을 의미하고, 이러한 경우는 동일한 직경을 갖는 나노섬유들로 나노섬유웹이 형성된 것이어서 직경균일성이 매우 높다는 것을 의미한다. 만일 나노섬유 직경균일성이 25%를 초과할 경우 통수량, 여과효율 및 차압발생의 저하를 동시에 달성하기 어려운 등 목적하는 물성의 달성에 바람직하지 못할 수 있다.
또한, 상기 나노섬유웹(111,112)을 구성하는 나노섬유는 섬유형성성분으로 통상적인 나노섬유의 제조방법, 일예로써 전기방사에 적합한 섬유형성성분인 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 이에 대한 비제한적인 예로써, 상기 섬유형성성분은 폴리에틸렌글리콜 디알킬에테르 및 폴리에틸렌글리콜 디알킬에스터를 포함하는 폴리에틸렌글리콜 유도체, 폴리(옥시메틸렌-올리 고-옥시에틸렌), 폴리에틸렌옥사이드 및 폴리프로필렌옥사이드를 포함하는 폴리옥사이드, 폴리비닐아세테이트, 폴리(비닐피롤리돈-비닐아세테이트), 폴리스티렌 및 폴리스티렌 아크릴로나이트릴 공중합체, 폴리아크릴로나이트릴(PAN), 폴리아크릴로니트릴 메틸메타크릴레이트 공중합체를 포함하는 폴리아크릴로나이트릴 공중합체, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트 공중합체, 불소계 화합물, 폴리에테르설폰(PES, Polyethersulfone), 열가소성 폴리우레탄(TPU), 폴리스티렌(PS) 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
또한, 상기 불소계 화합물은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)계, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체(PFA)계, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP)계, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체(EPE)계, 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체(ETFE)계, 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE)계, 클로로트리플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체(ECTFE)계 및 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)계로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다.
일예로, 상기 나노섬유웹(111,112)은 내화학성 및 내열성을 담보하기 위하여 PVDF가 단독으로 방사되어 형성된 나노섬유웹일 수 있다. 또는 PVDF 나노섬유웹의 친수성을 향상시키기 위하여 친수성고분자를 통해 나노섬유 표면이 친수화 개질된 것일 수 있다. 구체적으로 친수성고분자층이 형성된 PVDF 나노섬유웹에 대해 설명하면, 상기 친수성 고분자층은 히드록시기를 구비하는 친수성고분자를 포함하여 형성되거나 상기 친수성고분자가 가교제를 통해 가교되어 형성될 수 있다. 일예로, 상기 친수성고분자는 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol,PVA), 에틸렌비닐알코올(Ethylenevinyl alcohol,EVOH), 알긴산 나트륨(Sodium alginate) 등의 단독 또는 혼합 형태일 수 있으며, 가장 바람직하게는 폴리비닐알코올(PVA)일 수 있다. 또한, 상기 가교제는 상기 친수성고분자가 구비하는 히드록시기와 축합반응 등을 통하여 가교될 수 있는 관능기를 구비한 공지된 가교제의 경우 제한 없이 사용할 수 있다. 일예로, 상기 관능기는 히드록시기, 카르복시기 등일 수 있다. 상기 친수성고분자층은 보다 향상된 물성의 발현을 위하여 폴리비닐알코올(PVA) 및 카르복시기를 포함하는 가교제가 가교되어 형성될 수 있다. 상기 폴리비닐알코올은 중합도가 500 ~ 2000이고, 검화도가 85 ~ 90%인 것일 수 있다. 폴리비닐알코올의 중합도가 과도하게 낮을 경우 친수성고분자층의 형성이 원활히 되지 않거나 형성되더라도 쉽게 벗겨질 수 있고, 친수도를 목적하는 수준까지 향상시키지 못할 수 있다. 또한, 중합도가 너무 클 경우 친수성고분자층의 형성이 과도할 수 있으며 이에 따라서 나노섬유웹의 기공구조가 변경되거나 기공을 폐쇄시킬 수 있다. 또한, 검화도가 너무 낮을 경우 친수성 향상이 어려울 수 있다.
상기 가교제는 상술한 폴리비닐알코올과 가교될 수 있도록 카르복시기를 함유하는 성분일 수 있다. 일예로, 상기 가교제는 폴리(아크릴산-말레산), 폴리아크릴산 및 폴리(스티렌술폰산-말레산)로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상을 물질을 포함할 수 있다. 또한, 보다 향상된 소수성의 나노섬유 표면에의 코팅성/접착성 및 나노섬유웹의 기공구조의 변경이 없도록 매우 얇게 코팅되는 동시에 더욱 향상된 유량을 발현하기 위하여 상기 가교제는 적어도 3개 이상의 카르복시기를 포함하는 다관능성 가교제일 수 있다. 만일 가교제가 구비하는 카르복시기가 3개 미만일 경우 소수성인 PVDF 나노섬유의 표면에 코팅층이 형성되기 어렵고, 형성되더라도 부착력이 매우 약해 쉽게 벗겨질 수 있다. 일예로 카르복시기를 3개 이상 구비하는 가교제는 폴리(아크릴산-말레산)일 수 있다.
상기 친수성고분자층은 상기 폴리비닐알코올 100 중량부에 대해 카르복시기를 함유하는 가교제가 2 ~ 20 중량부 가교되어 형성될 수 있다. 만일 가교제가 2 중량부 미만으로 구비되는 경우 친수성고분자층의 형성성이 저하될 수 있고, 내화학성 및 기계적 강도가 저하될 수 있다. 또한, 가교제가 20 중량부를 초과하여 구비되는 경우 코팅층으로 인해 기공이 줄어 유량이 저하될 수 있다.
한편, 상기 친수성고분자층은 나노섬유웹을 형성하는 나노섬유의 외부면 일부 또는 전부에 형성될 수 있다. 이때, 상기 친수성고분자층은 섬유웹 단위면적(㎡)당 0.1 ~ 2g 포함되도록 나노섬유를 피복될 수 있다.
상기 친수성고분자층은 친수성고분자층 형성조성물을 PVDF 나노섬유웹에 처리하여 형성시킬 수 있다. 이때, 나노섬유웹에 친수성고분자층 형성조성물을 처리하는 단계; 및 상기 친수성고분자층 형성조성물을 열처리 하여 친수성고분자층을 형성시키는 단계;를 포함하여 수행될 수 있다.
상기 친수성고분자층 형성조성물은 친수성 성분 및 가교성 성분을 포함하며, 일예로 폴리비닐알코올, 카르복시기를 포함하는 가교제 및 이들을 용해시키는 용매, 일예로 물을 포함할 수 있다. 상기 친수성고분자층 형성조성물은 폴리비닐알코올 100 중량부에 대하여 가교제를 2 ~ 20 중량부, 용매를 1,000 ~ 100,000 중량부로 포함할 수 있다.
한편, PVDF 나노섬유웹은 소수성이 강함에 따라서 상술한 친수성고분자층 형성조성물을 처리하더라도 코팅층이 표면에 제대로 형성되지 못할 수 있다. 이에 따라서 친수성고분자층 형성조성물이 나노섬유 외부면에 잘 젖도록 하기 위하여 상기 친수성고분자층 형성조성물은 젖음성 개선제를 더 포함할 수 있다.
상기 젖음성 개선제는 소수성인 PVDF 나노섬유 외부면의 친수성 용액에 대한 젖음성을 향상시킬 수 있는 동시에 친수성고분자층 형성조성물에 용해될 수 있는 성분인 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 일예로, 상기 젖음성 개선제는 이소프로필알코올, 에틸알코올 및 메틸알코올로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 성분일 수 있다. 또한, 상기 젖음성 개선제는 친수성고분자층 형성조성물에 구비되는 폴리비닐알코올 100 중량부에 대하여 1,000 ~ 100,000 중량부로 포함될 수 있다. 만일 젖음성 개선제가 1000 중량부 미만으로 구비되는 경우 나노섬유의 젖음성 개선이 미약하여 친수성고분자층의 형성이 원활하지 않을 수 있고, 친수성고분자층의 박리가 빈번할 수 있다. 또한, 상기 젖음성 개선재가 100,000 중량부를 초과하여 포함될 경우 젖음성 향상정도가 미미할 수 있고, 친수성고분자층 형성조성물에 구비되는 폴리비닐알코올 및 가교제의 농도가 낮아져 친수성고분자층의 형성이 원활하지 못할 수 있다.
한편, 친수성고분자층 형성조성물에 젖음성 개선제를 구비시키지 않고, 상기 나노섬유웹에 젖음성 개선제를 전처리한 후 친수성고분자층 형성조성물을 처리하여 친수성고분자층을 형성시킬 수도 있다. 다만, 젖음성 개선제를 기공에 담지한 상태의 나노섬유웹을 친수성고분자층 형성조성물에 침지시 기공에 담지된 젖음성 개선제가 나노섬유웹에서 빠져 나오고, 동시에 친수성고분자층 형성조성물이 상기 기공에 침투하는데 소요되는 시간이 길어 제조시간이 연장될 수 있다. 또한, 친수성고분자층 형성조성물의 침투정도가 나노섬유웹의 두께 및 기공의 직경에 따라 상이함에 따라서 친수성고분자층이 섬유웹의 위치별로 불균일하게 형성될 수 있다. 나아가 친수성고분자층이 불균일하게 형성됨에 따라서 나노섬유웹의 일부분에서는 기공이 친수성고분자층으로 폐쇄될 수 있고, 이 경우 초도 설계된 나노섬유웹의 기공구조가 변화하게 됨에 따라서 목적하는 유량을 수득할 수 없을 수 있어서 친수성고분자층 형성조성물에 젖음성 개선제를 구비시키는 것이 나노섬유웹의 기공구조를 변경시키지 않으면서도 제조시간의 단축, 제조공정의 간소화 및 친수성고분자층의 형성성 향상을 동시에 달성시키기에 유리하다.
상술한 친수성고분자층 형성조성물을 나노섬유웹에 형성시키는 방법은 공지된 코팅방법의 경우 제한 없이 채용할 수 있으며, 일예로, 침지, 스프레잉 방법 등을 사용할 수 있다.
이후 나노섬유웹에 처리된 친수성고분자층 형성조성물을 열처리 하여 친수성고분자층을 형성시키는 단계;를 수행할 수 있다. 또한 이 단계는 친수성고분자층 형성조성물 중 용매의 건조 공정이 동시에 이루어질 수 있다. 상기 열처리는 건조기에서 수행될 수 있으며, 이때 가해지는 열은 온도가 80 ~ 160℃일 수 있고, 처리시간은 1 분 ~ 60분일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 친수성 향상을 위한 다른 구현예로써 상기 나노섬유웹(111,112)은 PVDF 및 PAN을 포함하는 나노섬유웹일 수 있다. 이때, PVDF 및 PAN이 각각 독립된 나노섬유를 형성하고, 독립된 각각의 나노섬유가 혼합되어 단일의 웹을 형성한 나노섬유웹일 수 있다. 또는, PVDF 및 PAN이 방사용액 상에서 블렌딩되어 방사됨을 통해 형성된 단일의 나노섬유들을 포함한 나노섬유웹일 수 있다.
PVDF 및 PAN이 각각 독립하여 방사용액에 포함되는 경우 제사성은 문제없으나 PVDF 및 PAN을 방사용액 상에 혼합하여 방사할 경우 제사성이 저하될 수 있다. 이에 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 방사용액은 폴리아크릴로나이트릴(PAN) 및 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)를 포함하는 섬유형성성분 및 상기 섬유형성성분의 혼화성을 향상시키는 에멀젼화제를 포함할 수 있다. 상기 에멀젼화제는 상기 섬유형성성분들의 혼화성을 향상시키며, 동시에 나노섬유의 친수성을 더욱 향상시키는 역할을 수행한다. 구체적으로 PVDF 및 PAN은 특정한 일 용매에 모두 용해된다고 하더라도 두 성분은 성질이 상이함에 따라 용해액에 균일하게 섞이지 않고, 교반 등의 방법을 통해 섞더라도 일시적으로만 섞일 뿐 시간이 지남에 따라 용해액에서 두 성분의 분리가 쉽게 일어날 수 있다. 이와 같은 용해액을 방사용액으로 사용할 경우 전기방사된 나노섬유는 두 성분이 섞이지 않은 상태로, 구체적으로 어느 일성분 바탕에 다른 성분이 섬처럼 띄엄띄엄 배치되거나 어느 일성분이 연속되다가 다른 일성분이 연속되는 구조를 반복하는 나노섬유로 제조될 수 있어서 목적하는 친수성 및 내화학성을 동시에 균일하게 발현할 수 없고, PAN이 집중된 나노섬유 부분은 쉽게 끊어질 수 있어서 기계적 강도가 저하됨에 따라서 이를 통해 제조된 필터여재의 내구성도 현저히 저하될 수 있다.
이에 따라서 성질이 상이한 두 성분을 혼화시켜 나노섬유에 두 성분이 고르게 분산된 형태가 되도록 제조되는 것이 좋고, 이를 위하여 에멀젼화제를 방사용액 상에 함께 구비시키는 것이 더 좋다. 상기 에멀젼화제는 양이온성 에멀젼화제, 음이온성 에멀젼화제, 양쪽성 에멀젼화제 및 비이온성 에멀젼화제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 다만, 바람직하게는 나노섬유의 제사성 및 직경균일성 향상을 위해 상기 에멀젼화제는 비이온성 에멀젼화제일 수 있고, 2 종이상을 혼용하는 경우에도 그 중 1 종은 비이온성 에멀젼화제를 포함함이 바람직하면, 만일 비이온성 에멀젼화제를 포함시키지 않는 경우, 예를 들어 이온성 에멀젼화제의 경우 방사용액의 전기전도도를 증가시켜 섬유상으로 방사성이 현저히 저하되어 비드상으로 방사되거나 비드를 포함하는 나노섬유로 구현됨에 따라서 방사된 나노섬유의 직경 균일성이 좋지 않고, 이를 통해 구현된 섬유웹층은 공경분포가 비균일 할 수 있다.
상기 에멀젼화제는 공지된 에멀젼화제를 사용할 수 있음에 따라 본 발명에서는 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
상기 에멀젼화제 중 제사성 및 균제도를 향상시키는 비온성에멀젼화제에 대해 구체적으로 설명하면 공지된 비이온성 에멀젼화제의 경우 제한없이 사용할 수 있으며, 이에 대한 비제한적인 예로써, 선형지방족 탄화수소와 같은 소수성 화합물에 에틸렌옥사이드를 부가시켜 합성한 에톡실레이트 화합물(Ex. 알킬페놀폴리에틸렌옥사이드 축합물), 다관능성 하이드록실기를 갖는 화합물의 에스테르화물 또는 상기 에스테르화물에 에틸렌옥사이드를 부가시킨 부가물, 지방산에 에틸렌 옥사이드를 부가시킨 부가물 등을 사용할 수 있다. 구체적으로 상기 비이온성 에멀젼화제는 소르비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄 지방산에스테르, 자당지방산에스테르 등의 당알코올지방산에스테르류, 글리세린지방산에스테르, 폴리글리세린지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌글리세린지방산에스테르, 폴리에틸렌글리콜지방산에스테르 등의 다가알코올지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌 공중합체, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르, 폴리옥시에틸렌경화피마자유 등의 에테르형 또는 에스테르형의 계면활성제, 라우린산디에탄올아미드 등의 지방산알칸올아미드 등을 1종 이상 병용하여 사용할 수 있다.
또한, 2종의 섬유형성성분이 블렌딩되어 형성된 나노섬유에 포함된 비이온성 에멀젼화제는 친수화-친유성화 비(HLB, hydrophile-lipophile balance)가 10 ~ 18을 만족할 수 있고, 보다 바람직하게는 13 ~ 16을 만족할 수 있다. 만일 친수화-친유성화 비가 10.0 미만일 경우 에멀젼화제를 통한 PVDF 및 PAN의 혼화성 저하로 제조 후 나노 섬유의 젖음성이 낮아질 수 있으며, 방사시 혼화성 저하 및 용매 휘발의 불균일로 인해 방사된 나노섬유의 직경균일성이 현저히 저하될 수 있다. 또한, 상기 친수화-친유성화 비가 18을 초과하는 경우 에멀젼화제가 섬유 형성 시 서로 뭉쳐서 위치될 수 있으며, 방사시 주변의 온도, 습도의 영향에 민감하고, 방사용액내 용매 휘발이 불균일하여 방사된 나노섬유의 직경균일성이 현저히 저하될 수 있다. 상기 에멀젼화제는 친수화-친유성화 비(HLB, hydrophile-lipophile balance)는 1종의 에멀젼화제가 포함되는 경우 해당성분의 친수화-친유성화 비일 수 있고, 만일 2종 이상의 에멀젼화제가 혼합되는 경우 해당성분들 각각의 함량과 각각의 친수화-친유성화 비를 고려하여 최종 계산된 친수화-친유성화 비의 값일 수 있다.
또한, 상기 비이온성 에멀젼화제는 섬유형성성분 100 중량부에 대하여 0.5 ~ 8중량부로 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 1 ~ 5중량부로 포함할 수 있다. 만일 비이온성 에멀젼화제를 0.5 중량부 미만으로 포함할 경우 방사 전 PVDF 및 PAN의 상분리가 일어날 수 있고, 이에 따라서 제조된 섬유웹의 젖음성이 균일하지 않을 수 있다. 또한, 만일 8 중량부를 초과하여 포함할 경우 방사시 주변의 온도, 습도의 영향에 민감하고, 방사용액내 용매 휘발이 불균일하여 방사된 나노섬유의 직경균일성이 현저히 저하될 수 있음에 따라서 원하는 기공크기를 갖는 섬유웹을 구현하기 어려울 수 있다. 한편, PVDF 및 PAN의 혼화성 향상을 위해 부가적으로 양이온성 에멀젼화제, 음이온성 에멀젼화제 및/또는 양쪽성 에멀젼화제를 더 포함할 수도 있으나, 포함하더라도 함량을 최소화하는 것이 방사성 측면에서 바람직하다.
다음으로 상기 지지체(121,122,123)는 통상적으로 필터여재의 지지체 역할을 수행하는 것이라면 특별한 제한은 없으나, 그 형상에 있어서는 바람직하게는 직물, 편물 또는 부직포일 수 있다. 상기 직물은 이를 형성하는 섬유가 종횡의 방향성이 있는 것을 의미하며, 구체적인 조직은 평직, 능직 등일 수 있으며, 경사와 위사의 밀도는 특별히 한정하지 않는다. 또한, 상기 편물은 공지의 니트조직일 수 있으며, 위편물, 경편물 등일 수 있으나 이에 대해서는 특별히 한정하지 않는다. 또한, 상기 부직포는 케미컬본딩 부직포, 써멀본딩 부직포, 에어레이 부직포 등의 건식부직포나 습식부직포, 스판레스 부직포, 니들펀칭 부직포 또는 멜트블로운와 같은 공지된 부직포를 사용할 수 있으며, 부직포의 공경, 기공율, 평량 등은 목적하는 약액에 대한 투과도, 여과효율, 기계적 강도에 따라 달라질 수 있어서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
상기 지지체(121,122,123)는 그 재질에 있어서도 제한은 없다. 이에 대한 비제한적인 예로써, 바람직하게는 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 나일론 및 폴리에틸렌으로 이루어진 군에서 선택되는 합성섬유; 또는 셀룰로오스계를 포함하는 천연섬유가 사용될 수 있다. 다만, 상술한 나노섬유웹(111, 112)과의 결속력 향상을 통해 약액의 여과과정 중 지지체와 나노섬유웹 간의 분리를 방지하고, 별도의 접착성분의 사용에 따른 상기 접착성분이 약액에 용해되어 인체에 함께 주입될 수 있는 문제를 제거하며, 더불어 필터여재가 주사기 내부 또는 필터모듈에 용이하게 장착, 고정되기 위해 상기 지지체의 소재는 열융착이 가능한 공지된 저융정 고분자 화합물을 포함할 수 있다. 상기 저융점 고분자화합물은 저융점 폴리에스테르, 저융점 폴리에틸렌 등 융점이 100 ~ 140℃인 공지된 저융점 고분자 화합물을 포함할 수 있다. 상기 저융점 고분자 화합물이 지지체에 포함된 구체적 예시로써, 저융점 고분자 화합물을 섬유형성성분으로 하여 구현된 저융점 섬유가 지지체에 포함될 수 있고, 상기 저융점 섬유는 구체적으로 지지기능을 수행하는 심부의 외부를 상기 저융점 고분자화합물이 일부 또는 전부 둘러싸도록 구비된 섬유일 수 있다. 이러한 섬유는 일예로, 저융점 폴리에스테르를 초부로 하고, 폴리에틸렌테레프탈레이트를 심부로 하는 폴리에스테르계 저융점 복합섬유 및/또는 저융점 폴리에틸렌을 초부로 하고, 폴리프로필렌을 심부로 하는 폴리올레핀계 저융점 복합섬유일 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 것과 같이 필터여재(106)는 서로 다른 2종의 지지체(129a,129b)를 포함하는 지지체(129)를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 지지체(129)는 제1지지체(129a) 및 상기 제1지지체(129a)의 측면을 둘러싸도록 형성되는 제2지지체(129b)를 포함할 수 있고, 상기 제2지지체(129b)는 제1지지체(129a)를 형성하는 제1지지체성분보다 융점이 낮은 제2지지체성분으로 구현된 것일 수 있다.
즉, 별도의 접착제를 사용하지 않고, 지지체와 나노섬유웹을 부착 및/또는 필터여재를 후술하는 하우징의 내벽에 부착하기 위하여 상술한 것과 같이 지지체를 저융점 고분자화합물로 구현하는 경우 지지체의 기계적 강도가 낮아서 지지체로써의 본래 기능을 온전히 수행하기 어려울 수 있다. 이에 접착성능 발현을 위하여 제2지지체(129b)로 저융점 고분자화합물을 포함하여 구현된 것을 배치시킨 동시에 지지체(129)의 기계적 강도를 보완하기 위하여 제1지지체(129b)를 함께 포함시켜 지지체(129)가 지지기능 및 접착기능을 모두 목적하는 수준으로 발현할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 상기 제2지지체(129b)를 제1지지체(129a)의 측면을 둘러싸도록 배치시켜 단층의 지지체(129)를 구현함을 통하여 지지체(129)의 두께 증가를 최소화하여 부직포의 두께 증가로 인해 발생 및/또는 증가할 수 있는 차압을 미연에 방지할 수 있고, 보다 향상된 유량을 수득하기에 유리하다. 또한, 상기 제1지지체(129a)의 측면을 둘러싸도록 배치되는 제2지지체(129b)는 필터여재(106)가 장착되는 하우징의 내부면(미도시)에 필터여재(106)를 열접착을 통해 보다 용이하게 장착 및 고정되도록 할 수 있다. 이때, 상기 제1지지체 성분은 융점이 180℃ 이상이고, 상기 제2 지지체 성분은 융점이 60 ~ 140℃, 보다 바람직하게는 100 ~ 140℃인 고분자화합물일 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 의한 필터여재(101,102,106)는 (1) 섬유형성성분 및 용매를 포함하는 방사용액을 제조하는 단계; 및 (2) 상기 방사용액을 전기방사하여 나노섬유웹을 제조하는 단계;를 포함하여 제조될 수 있으며, 이를 통해 보다 용이하게 나노섬유웹이 3차원 네트워크 구조를 형성하고 나노섬유웹의 공경크기의 조절이 쉬우며, 대량생산이 가능할 수 있으나 이와 같은 제조방법에 제한되는 것은 아니다.
먼저, 본 발명에 따른 (1) 단계로써, 섬유형성성분 및 용매를 포함하는 방사용액을 제조하는 단계를 수행한다.
상기 (1) 단계에서의 섬유형성성분의 종류는 상술한 나노섬유의 재질에서 설명한 것과 동일하여 설명을 생략한다. 상기 용매는 섬유형성성분을 용해시키면서 침전물을 생성시키지 않고 후술하는 나노섬유의 방사성에 영향을 미치지 않는 용매의 경우 제한 없이 사용될 수 있으나 바람직하게는 γ-부티로락톤, 사이클로헥사논, 3-헥사논, 3-헵타논, 3-옥타논, N-메틸피롤리돈, 디메틸아세트아미드, 디메틸설폭사이드, 디메틸포름아마이드로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 섬유형성성분은 방사용액에 5 ~ 30 중량%, 바람직하게는 8 ~ 20중량%로 포함됨이 좋고, 만일 섬유형성성분이 5 중량% 미만일 경우 섬유로 형성되기 어려우며, 방사시 섬유상으로 방사되지 않고 액적상태로 분사되어 필름상을 형성하거나 방사가 이루어지더라도 비드가 많이 형성되고 용매의 휘발이 잘 이루어지지 않아 후술하는 캘린더링 공정에서 기공이 막히는 현상이 발생할 수 있다. 또한, 만일 섬유형성성분이 30 중량% 초과할 경우 점도가 상승하여 용액 표면에서 고화가 일어나 장시간 방사가 곤란하며, 섬유직경이 증가하여 마이크로미터 이하 크기의 섬유상을 만들 수 없을 수 있다.
다음으로 본 발명에 따른 (2) 단계로써, 상기 방사용액을 전기방사하여 나노섬유웹을 제조하는 단계를 수행한다.
이를 도 5를 참고하여 설명하면, (1) 단계에서 제조된 방사용액이 저장된 용액탱크(b)와 고전압 발생기(미도시)가 연결된 복수개의 방사노즐(1100,1200,1300,1400)이 다수 열/다수 행으로 배열된 방사팩(1000)을 포함하는 전기방사장치를 통해 전기방사될 수 있다. 상기 방사팩(1000)은 일정 속도로 이동하는 컨베이어 형태의 접지된 콜렉터(e)의 상측에 배치되며, 다수의 방사노즐이 콜렉터(e)의 진행방향을 따라 직교하도록 일정간격을 두고 배열되어 있다. 도 5에는 설명의 편의상 4개의 방사노즐이 콜렉터(e)의 진행방향을 따라 일정간격을 두고 배열된 것으로 전기방사장치를 나타냈으나, 상기 방사노즐의 개수는 예를 들어, 30 내지 60개, 또는 필요에 따라 그 이상으로 구비될 수 있으며, 이와 같이 복수개의 방사노즐을 사용하는 경우 콜렉터(e)의 회전속도를 증가시켜서 생산성 증대를 도모할 수 있다.
상기 용액탱크(b)는 믹싱 모터(a)를 구동원으로 사용하는 교반기(c)를 내장할 수 있으며, 도시되지 않은 정량펌프와 이송관(d)을 통하여 각 열의 방사노즐(1100,1200,1300,1400)에 연결되어 있다. 4 열의 방사노즐(1100,1200,1300,1400)로부터 순차적으로 토출되는 방사용액은 고전압 발생기에 의하여 하전된 방사노즐(1100,1200,1300,1400)을 통과하면서 각각 나노섬유(2100,2200,2300,2400)로 방출되고, 일정 속도로 이동하는 컨베이어 형태의 접지된 콜렉터(e) 위에 순차적으로 축적되어 섬유 웹(2000)이 형성될 수 있다.
한편, 상기 (2) 단계는 바람직하게는 2-1) 방사노즐의 외주에 인접해서 방사용액의 토출방향과 동일방향으로 공기를 가하면서 지지체 상에 방사용액을 토출하여 나노섬유웹을 제조하는 단계; 및 2-2) 상기 지지체 및 나노섬유웹을 접합시키는 단계;를 포함하여 수행될 수 있다.
즉, 방사용액을 단순히 방사노즐을 통해 토출하고, 콜렉터(e)에서 축적시킬 경우 제조된 나노섬유웹의 집적도가 저하될 수 있고, 잦은 사절의 우려도 있다. 즉, 대량생산을 위해 복수개의 방사노즐을 구비한 방사팩(1000)을 사용하는 경우 방사노즐 간에 상호 간섭이 발생하여 콜렉터에 온전히 포집되지 않고, 섬유가 흩날리면서 포집될 수 있어서 제조된 나노섬유웹이 과도하게 벌키(bulky)해짐에 따라 방사 트러블(trouble) 원인으로 작용할 수 있다. 이에 방사용액의 토출방향과 동일한 방향으로 방사노즐의 외주에 인접해서 공기가 가해질 수 있다. 방사노즐을 통해 방사되는 나노섬유는 방사된 나노섬유의 외주를 둘러싸면서 섬유의 토출방향과 동일한 종방향으로 공기가 가해짐에 따라서 방사용액내 용매의 휘발성이 향상되며, 섬유형성성분의 고형화 및 방사된 나노섬유를 콜렉터 상에 포집하고 집적시키는 데 도움을 줌에 따라 방사트러블을 줄일 수 있고, 보다 기계적 강도가 향상된 나노섬유를 수득할 수 있도록 도와준다.
한편, 방사되는 나노섬유에 가해지는 공기는 방사용액이 토출되는 방사노즐에 인접배치된 공기노즐을 통해 분사된 것이거나 또는 방사용액을 토출하는 방사노즐을 2중방사노즐로 하여 중앙부의 방사구를 통해서는 방사용액을 토출하고, 상기 중앙부를 둘러싸는 방사구를 통해서는 공기를 분사하는 방식을 사용할 수도 있다. 후자의 방식이 나노섬유를 공기와 균일하게 접촉시킨다는 측면에서 보다 적합할 수 있다.
상기 방사팩(1000)의 각 방사노즐에 인접하여 배치되는 에어분사노즐 또는 2중 방사노즐의 최외곽 방사구를 통해 분사되는 에어분사의 에어압은 0.01 ~ 0.2 MPa 범위로 설정될 수 있다. 만약 에어압이 0.01MPa 미만인 경우 나노섬유의 포집, 집적 및 기계적 강도 향상에 기여를 하지 못할 수 있다. 또한, 만일 에어분사의 에어압이 0.2 MPa를 초과하는 경우 방사노즐의 콘을 굳게 하여 니들을 막는 현상이 발생하여 방사 트러블이 발생할 수 있고 제조되는 나노섬유의 직경균일도가 현저히 저하될 수 있다.
한편, 에어 전기방사(AES: Airelectrospinning)방법으로 방사를 진행할 때 방사실 내부의 온도와 습도는 방사되는 섬유로부터 용매의 휘발에 영향을 주며, 만일 적정한 조건이 설정되지 못하는 경우 섬유가 제대로 형성되지 못하거나 섬유의 직경조절이 어렵고, 비드가 섬유 표면 군데 군데 형성됨에 따라 기공조절 및 후술하는 섬유웹의 열처리 공정에서 기공을 폐쇄시킬 수 있다.
또한, 상기 방사용액을 4열의 방사노즐(1100,1200,1300,1400)을 통하여 순차적 및 연속적으로 방사할 때 방사실 내부의 온도와 습도는 일정하게 설정됨이 바람직하다. 만약 방사실 내부의 온도 및 습도가 변동될 경우 제1열의 방사노즐(1100)과 제2열의 방사노즐(1200) 중 어느 하나는 방사가 불가능하거나 후속 공정에 따라 생성된 웹이 전 공정의 웹과 밀착성이 떨어져 분리될 수 있다. 상기 방사실 온도는 바람직하게는 20 ~ 30℃, 습도는 20~50%로 설정될 수 있다.
또한, 상기 방사용액을 방사할 때, 방사노즐(1100,1200,1300,1400)당 방사용액의 주입속도는 10 ~ 30㎕/min일 수 있다. 또한, 상기 노즐의 팁과 콜렉터까지의 거리는 10 ~ 30㎝일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며 목적에 따라 변경하여 실시할 수 있다.
도 5에 도시된 것과 같이 전기방사된 나노섬유(2100,2200,2300,2400)가 컨베이어 벨트식의 콜렉터 상부에 수집될 때, 상기 콜렉터 상에는 필터여재의 지지체 역할을 수행할 수 있는 지지체(3000)가 배치될 수 있고, 방사된 나노섬유(2100,2200,2300,2400)는 상기 지지체(3000) 상에 축적되어 지지체와 일체로 형성된 나노섬유웹(2000)을 구현할 수 있다.
이후 상기 지지체(3000)상에 형성된 나노섬유웹(2000)의 공경조절, 기공율 조절, 나노섬유에 잔존하는 용매/수분의 건조, 나노섬유웹의 기계적 강도 향상을 위하여 열 및/또는 압력이 가해질 수 있다. 이때 가해지는 열은 60 ~ 190℃일 수 있으며, 압력은 0.1 ~ 10 kgf/㎠로 가할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 열 및/또는 압력을 가하는 공정은 통상의 캘린더링 공정을 통해 수행될 수 있고, 상기 캘린더링 공정은 1회 또는 목적에 따라 복수회 실시될 수 있다.
한편, 제조된 나노섬유웹과 지지체 간을 접합시키기 위하여 2-2)단계로써, 열, 초음파, 레이저, 고주파 중 어느 하나 이상을 가하여 지지체 및 나노섬유웹을 융착시키거나 또는 지지체 및 나노섬유웹 사이에 접착부재를 개재시켜 접착시킬 수 있다. 상기 융착의 경우 캘린더링 공정 이후 별도의 열과 부가적으로 압력을 더 가해 수행시키거나 상술한 캘린더링 공정을 통해 동시에 수행할 수 있다. 상기 초음파, 레이져, 고주파를 통한 접합의 경우 나노섬유웹을 형성하는 나노섬유의 섬유형성성분의 구체적 종류, 지지체의 재질에 따라 주파수 및 세기가 달라짐에 따라서 본 발명은 이에 대해서는 구체적인 설명을 생략하며, 각각의 방법에 대하여 공지된 방법을 통해 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터여재(101,102,104,105,106)는 약액유입부 및 여과된 약액이 배출되는 배출부를 포함하는 하우징(미도시)의 내부에 장착 및 고정되어 약액 여과용 필터모듈(미도시)로 구현될 수 있다. 상기 필터모듈은 주사기의 실린더 내부, 주사기의 실린더와 주사캡 사이, 주사캡 내부 및/또는 주사바늘 내부에 구비되거나 주사바늘 외부에 연결될 수 있다. 상기 주사기의 실린더, 주사캡 등은 공지된 주사기의 실린더와 주사캡을 제한 없이 채용할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 필터모듈은 필터모듈에 구비된 배출부에 주사모듈, 일예로 통상의 주사기가 연결되어 주사장치로 구현될 수 있다.
이에 대한 일예로써, 주사모듈의 주사바늘에 장착되는 약액 여과용 필터모듈을 구비한 주사장치에 대해 설명한다. 도 6 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 주사장치는 주사액이 저장되는 실린더(10)와, 실린더(10)에 직선 이동 가능하게 설치되어 실린더(10)에 주사액을 주입하거나 배출하는 플런저(12)와, 실린더(10)의 전방에 장착되는 주사바늘(20)을 구비한 주사모듈과, 상기 주사바늘(20)에 분리 가능하게 장착되어 앰플 유리병 또는 바이알 용기에 저장된 주사액을 실린더(10)에 주입할 때 유리파편이나 고무파편 등의 이물질을 필터링하여 순수한 주사액만 실린더(10)에 저장되도록 하는 약액 여과용 필터모듈(40)을 포함한다.
상기 주사바늘(20)은 실린더(10)에 밀봉 가능하게 장착되는 본체부(22)와, 본체부(22)에 일체로 연결되고 금속재질로 형성되는 니들부(24)로 구성된다. 또한, 필터모듈(40)은 주사바늘(20)의 본체부(22)에 밀봉 가능하게 장착되는 허브(42)와, 허브(42)에 연결되고 주사바늘(20)의 니들부(24)가 삽입되는 튜브(44)와, 허브(42)에 연결되고 튜브(44)가 삽입되며 바이알 용기의 고무마개를 뚫고 들어가는 금속경통(46)과, 튜브(44)에 장착되어 이물질을 필터링하는 약액 여과용 필터여재(50)를 포함한다.
상기 허브(42)는 수지 재질로 형성되고 튜브(44) 및 금속경통(46)이 열융착, 본딩 등의 방법에 의해 연결될 수 있고, 인서트 사출에 의해 튜브(44) 및 금속경통(46)이 허브(42)와 일체로 성형될 수 있다.
상기 튜브(44)는 수지재질로 형성되고 주사바늘(20)의 니들부(24)가 삽입될 수 있도록 니들부(24)의 외경에 비해 큰 내경으로 형성되고, 그 끝부분에는 필터여재(50)가 장착되는 필터 장착부(80)가 형성된다. 여기에서, 필터 장착부(80)는 필터모듈에 구비되는 필터여재(50)의 유효 여과면적을 증가시킬 수 있도록 경사면으로 형성될 수 있다. 즉, 필터 장착부(80)는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 튜브(44)의 끝부분으로 일정 각도의 경사면으로 형성되어 그 단면이 타원형태가 되고, 이 타원형태의 단면에 필터여재(50)를 장착하면 필터여재(50)의 단면적을 넓게 형성할 수 있다.
상기 필터 장착부(80)의 경사각(θ)은 10° ~ 45°로 형성될 수 있고, 바람직하게는 필터 장착부(80)의 경사각(θ)은 10°~ 20°로 형성될 수 있다. 만일 경사각이 10° 미만일 경우 필터여재를 통한 유효여과면적은 증가하지만 유입되는 약액의 압력에 의해 필터여재(50)의 나노섬유웹이 찢어지거나 손상될 수 있는 우려가 있다. 또한, 만일 경사각이 45°를 초과할 경우 목적하는 수준의 통수량을 수득하기 어려울 수 있다.
상기 필터여재(50)는 필터 장착부(80)에 장착 및 고정될 수 있으며, 일예로써 열융착을 통해 고정될 수 있다. 즉, 필터여재(50)의 가장자리가 필터 장착부(80)에 접촉한 상태에서 열을 가하면 필터여재(50)의 지지체 가장자리와 필터 장착부(80)가 열에 의해 용융되어 상호 접착될 수 있다.
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
<실시예 1>
먼저, 방사용액을 제조하기 위하여 섬유형성성분으로 폴리비닐리덴플루오라이드(Arkema사, Kynar761) 100 중량부에 대하여 폴리아크릴로니트릴(PAN, Dolan사, N-PAN, 중량평균분자량 85,000)을 9중량부 혼합하고, 상기 섬유형성성분 12 g을 디메틸아세트아마이드 88g에 80℃의 온도로 6시간 마그네틱바를 사용하여 용해시켜 혼합용액을 제조했다. 이후, 상기 혼합용액을 상온으로 식힌 뒤 비이온성 에멀젼화제(대정화금, Tween80, 친수성-친유화성 비: 15)를 상기 섬유형성성분 100 중량부에 대해 3중량부로 포함시켜 방사용액을 제조하였다. 상기 방사용액을 도 3과 같은 전기방사장치의 용액탱크에 투입하고, 15㎕/min/hole의 속도로 토출하였다. 이때 방사 구간의 온도는 28, 습도는 40%를 유지하고, 콜렉터와 방사노즐팁 간 거리를 18㎝하고, 상기 콜렉터 상부에 지지층으로 두께 100㎛이며, 저융점 폴리에틸렌을 초부로 하고, 폴리프로필렌을 심부로 하는 저융점 복합섬유로 형성된 부직포(㈜남양부직포, CCP40) 를 배치시킨 후 고전압 발생기를 사용하여 방사 노즐 팩(Spin Nozzle Pack)에 40kV 전압을 부여함과 동시에 방사 팩 노즐 당 0.03MPa의 에어압력으로 에어를 토출방향과 평행하게 부여하여 부직포의 일면에 형성되고, PAN/PVDF 나노섬유로 형성된 섬유웹을 제조하였다. 다음으로 상기 섬유웹에 잔존하는 용매, 수분을 건조시키기 위해 160℃의 온도로 열처리 한 후, 185의 온도 및 1 kgf/㎠의 압력을 가해 캘린더링 공정을 총 2회 실시하여 하기 표 1과 같은 약액여과용 필터여재를 제조하였다.
<실시예 2 ~ 16>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 1, 표 2 또는 표 3과 같이 방사용액의 조성을 변경하여 하기 표 1, 표 2 또는 표 3과 같은 약액여과용 필터여재를 제조하였다.
이때, 변경된 에멀젼화제의 종류는 하기 표 4와 같다.
<실험예>
실시예 1 내지 16에서 제조된 필터여재에 대하여 하기의 물성을 평가하여 하기 표 1, 표 2 또는 표 3에 나타내었다.
1. 섬유웹 나노섬유의 직경 균일성
방사된 섬유웹 표면에 대 SEM 사진을 촬영한 후 얻은 이미지의 명암비와 섬유의 기울기를 이용하여 섬유직경을 측정하는 프로그램(아모그린텍 자체제작)을 통해 섬유웹을 형성하는 나노섬유의 평균직경 및 표준편차를 측정하였다. 측정된 평균직경 및 표준편차를 활용하여 하기의 수학식 1에 따라 직경 균일성을 계산하였다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2016011574-appb-I000003
2. 제사성
방사된 섬유웹의 표면에 대해 2000배 배율로 SEM 사진을 촬영하여 촬영된 이미지 상에서 섬유의 전체 개수 및 비드개수를 카운팅 한 후, 하기의 수학식 2에 따라서 제사성을 계산하였다.
[수학식 2]
Figure PCTKR2016011574-appb-I000004
3. 섬유웹의 젖음성
나노섬유의 섬유형성성분인 PVDF 및 PAN의 혼화성을 평가하기 위하여 가로, 세로 각각 20㎝인 필터여재의 섬유웹 표면 상부에 섬유웹을 향해 물을 분무했다. 이후 분무된 물에 의해 섬유웹 표면이 젖는 정도를 육안으로 확인하였으며, 섬유웹에 물이 젖은 부분의 면적을 측정하여 전체 면적을 기준으로 한 백분율로 환산하였다.
동일한 PAN의 함량에서는 혼화성이 높을수록 물에 젖은 부분의 면적이 증가하며, PVDF와 PAN이 분리되거나 PAN의 함량이 작게 포함되는 등 나노섬유의 친수성이 적은 경우에도 젖지 않는 부분이 발생한다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6
방사용액 PVDF(중량부) 100 100 100 100 100 100
PAN(중량부) 9 9 9 9 9 9
에멀젼화제(종류/함량1 )/HLB) 비이온성/3/15 비이온성/0.3/15 비이온성/0.7/15 비이온성/8.5/15 양이온성/3/10 음이온성/3/40
필터여재 제사성(%) 100 97.2 99.97 95.46 83.52 79.9
나노섬유 직경균일성(%) 15.26 34.16 22.34 41.23 61.42 66.89
젖음성(%) 100 100 100 100 100 100
1) 섬유형성성분 100 중량부 기준한 함량으로 단위는 중량부임.
실시예7 실시예8 실시예9 실시예10 실시예11
방사용액 PVDF(중량부) 100 100 100 100 100
PAN(중량부) 9 9 9 9 9
에멀젼화제(종류/함량1 )/HLB) 양쪽성/3/13 비이온성/3/8.6 비이온성/3/11 비이온성/3/16.7 비이온성/3/19.1
필터여재 제사성(%) 82.15 96.18 99.12 97.30 95.64
나노섬유 직경균일성(%) 62.10 38.59 24.46 26.11 41.48
젖음성(%) 100 100 100 100 100
1) 섬유형성성분 100 중량부 기준한 함량으로 단위는 중량부임.
실시예12 실시예13 실시예14 실시예15 실시예16
방사용액 PVDF(중량부) 100 100 100 100 100
PAN(중량부) 3 7 18 22 9
에멀젼화제(종류/함량1 )/HLB) 비이온성/3/15 비이온성/3/15 비이온성/3/15 비이온성/3/15 0
필터여재 제사성(%) 100 100 100 98.56 75.61
나노섬유 직경균일성(%) 17.59 19.37 28.4 30.22 44.81
젖음성(%) 0 12 100 100 15
1) 섬유형성성분 100 중량부 기준한 함량으로 단위는 중량부임.
상기 표 1 내지 표 3을 통해 확인할 수 있듯이,
에멀젼화제를 포함하지 않은 실시예 16의 경우 PVDF와 PAN의 혼화성이 좋지 않아서 젖음성이 실시예 1에 대비하여 현저히 저하된 것을 확인할 수 있다.
또한, 에멀젼화제를 포함하는 경우에도 양이온성(실시예5), 음이온성(실시예6) 및 양쪽성(실시예7) 에멀젼화제를 포함한 실시예들은 비이온성 에멀젼화제를 포함한 실시예 1에 대비하여 제사성이 좋지 않은 것을 확인할 수 있다. 또한, 비드가 나노섬유에 많이 포함되도록 방사됨에 따라서 나노섬유 직경 균일성도 좋지 않은 것을 확인할 수 있다.
또한, 비온성 에멀젼화제를 포함하는 경우에도 HLB 값 및 함량에 따라 나노섬유의 직경균일성에서 차이가 발생했으며, 본 발명의 바람직한 에멀젼화제 함량범위 내인 실시예 1, 3의 경우 직경 균일성이 에멀젼화제의 바람직한 범위를 벗어나는 실시예 2, 및 4에 대비하여 우수한 것을 확인할 수 있다.
또한, 비이온성 에멀젼화제의 HLB값이 본 발명의 바람직한 범위내인 실시예 1, 9, 10이 그 범위를 벗어나는 실시예 8 및 11에 대비하여 나노섬유 직경 균일성이 우수한 것을 확인할 수 있다.
더불어, PAN의 함량이 8중량부 미만인 실시예 12, 13의 경우 젖음성이 실시예 1에 대비하여 매우 좋지 않음을 확인할 수 있다. 한편, PAN의 함량이 20중량부 초과하는 실시예 15의 경우 제사성, 나노섬유의 직경균일성 및 젖음성에서 실시예 1과 대비하여 평가결과 문제가 없었으나, 실시예 1의 경우 제조된 나노섬유의 평균직경이 214㎚인데 비하여, 실시예 15의 경우 평균직경이 300㎚로 두꺼워짐에 따라서 보다 작은 공경의 섬유웹을 구현하기에는 불리한 것을 확인할 수 있다.
종류 상품명 HLB
실시예5 양이온성 CTAB 10
실시예6 음이온성 SLS 40
실시예7 양쪽성 Tego 13
실시예8 비이온성 sorbitan laurate 8.6
실시예9 비이온성 poly sorbate 85 11
실시예10 비이온성 Tween 20 16.7
실시예11 비이온성 PEG 80 sorbitan laurate 19.1
<실시예 17>
먼저, 방사용액을 제조하기 위하여 섬유형성성분으로 폴리비닐리덴플루오라이드(Arkema사, Kynar761) 12g을 디메틸아세트아마이드와 아세톤의 중량비를 70:30으로 혼합한 혼합용매 88g에 80℃의 온도로 6시간 동안 마그네틱바를 사용하여 용해시켜 혼합용액을 제조했다. 상기 방사용액을 전기방사장치의 용액탱크에 투입하고, 15㎕/min/hole의 속도로 토출하였다. 이때 방사 구간의 온도는 30℃, 습도는 50%를 유지하고, 콜렉터와 방사노즐팁 간 거리를 20㎝하고, 상기 콜렉터 상부에 지지체로 두께 약 100㎛이며, 융점이 약 120℃인 폴리에틸렌을 초부로 하고, 폴리프로필렌을 심부로 하는 저융점 복합섬유로 형성된 부직포(㈜남양부직포, CCP40)를 배치시킨 후 고전압 발생기를 사용하여 방사 노즐 팩(Spin Nozzle Pack)에 40kV 이상의 전압을 부여함과 동시에 방사 팩 노즐 당 0.03MPa의 에어압력으로 에어를 토출방향과 평행하게 부여하여 지지체의 일면에 PVDF 나노섬유로 형성된 나노섬유웹이 구비된 적층체를 제조하였다. 다음으로 상기 적층체의 나노섬유웹에 잔존하는 용매, 수분을 건조시키고, 지지체와 나노섬유웹을 열융착시키기 위해 140℃ 및 1kgf/㎠로 열과 압력을 가해 캘린더링 공정을 실시하였다.
이후 하기의 준비예에서 준비된 친수성 코팅층 형성조성물에 상기 제조된 적층체를 침지시킨 후 건조기에서 110℃ 의 온도로 5분간 건조시켜 친수성 코팅층을 나노섬유웹의 나노섬유 표면에 구비시킨 하기 표 5와 같은 약액여과용 필터여재를 제조하였다.
<준비예> - 친수성 코팅층 형성조성물
친수성 성분으로 폴리비닐알코올(Kuraray사, PVA217) 100 중량부에 대하여 초순수 7142 중량부를 혼합한 후 80℃의 온도로 6시간 동안 마그네틱바를 사용하여 PVA를 용해시켜 혼합용액을 제조했다. 이후 상기 혼합용액을 상온으로 낮춘 후 가교제로써, 폴리아크릴릭에시드코말레익에시드(Aldrich, PAM)를 폴리비닐알코올 100 중량부에 대하여 15 중량부가 되도록 상기 혼합용액에 혼합하고 상온에서 12시간 용해시켰다. 이후 상기 혼합용액에 이소프로필알코올(덕산화학, IPA)을 상기 폴리비닐알코올 100 중량부에 대하여 7142 중량부 첨가 및 2시간 동안 혼합하여 친수성 코팅층 형성 조성물을 제조했다.
<실시예 18 ~ 21>
실시예 17과 동일하게 실시하여 제조하되, 친수성 코팅층 형성조성물에 이소프로필알코올의 함량을 하기 표 5와 같이 변경하여 하기 표 5와 같은 약액 여과용 필터여재를 제조하였다.
<실험예2>
실시예 17 내지 21에서 제조된 필터여재에 대해 나노섬유웹의 젖음성을 평가하였다. 구체적으로 나노섬유웹의 표면의 물에 대한 젖음성(wettability)을 측정하기 위해 접촉각(Contact angle, °) 측정 장치로 막 표면과 물방울 면이 이루는 접촉각을 측정하였다. 액적의 모양을 CCD 카메라로 찍은 후 최종적으로 촬영된 액적의 모양에 최적화 된 계면장력(γ)을 계산하는 방법을 사용하였다. 마이크로 실린지를 통해 주입 용량은 0.05mL로 하였으며 2차 증류수를 이용하였다. 접촉각은 나노섬유웹 표면의 화학적 불균일성과 거친 정도에 따라 오차가 발생할 수 있으므로 실험에서는 10회 이상 분석을 통해 오차범위가 최대 ± 2° 가 넘지 않는 범위에서 실험하였으며 결과를 실시예 21의 결과를 100%로 했을 때, 실시예 17 내지 20의 젖음각을 상대적 비율로 계산화여 표 5에 나타내었다.
실시예17 실시예18 실시예19 실시예20 실시예21
친수성코팅층형성조성물 PVA(중량부) 100 100 100 100 100
이소프로필알코올(중량부) 7142 1050 950 500 0
필터여재 젖음각(%) 20 27 44 55 100
상기 표 5를 통해 확인할 수 있듯이, PVA를 통해 친수화 코팅을 하는 경우에도 조성물에 구비된 젖음성 개선제로써, 이소프로필알코올의 함량에 따라서 친수화 정도가 달라지는 것을 확인할 수 있고, 젖음성 개선제에 대한 본 발명의 바람직한 함량범위인 PVA 100 중량부에 대해 젖음성 개선제가 1000 중량부 이상으로 구비한 실시예 17 및 실시예 18의 경우 실시예 19 내지 21에 비해 젖음각의 향상정도가 매우 우수한 것을 확인할 수 있다.
<실시예 22>
실시예 1과 동일하게 실시하여 수행하되, 나노섬유의 전기방사공정에서 에어압력을 0.22MPa로 에어를 부여하여 나노섬유를 방사함을 통해 제조된 나노섬유웹으로 약액 여과용 필터여재를 제조하였다.
<실험예3>
실시예 1 및 실시예 22에서 제조된 필터여재에 대해 나노섬유웹의 나노섬유에 대한 직경 균일성을 평가하여 표 6에 나타내었다. 구체적으로 방사된 섬유웹 표면에 대 SEM 사진을 촬영한 후 얻은 이미지의 명암비와 섬유의 기울기를 이용하여 섬유직경을 측정하는 프로그램(아모그린텍 자체제작)을 통해 섬유웹을 형성하는 나노섬유의 평균직경 및 표준편차를 측정하였다. 측정된 평균직경 및 표준편차를 활용하여 실험예1에서의 수학식 1에 따라 직경 균일성을 계산하였다.
실시예1 실시예22
나노섬유웹 방사시 에어압력(MPa) 0.03 0.22
나노섬유직경균일성(%) 15.26 39.9
상기 표 6에서 확인할 수 있듯이, 전기방사 시 방사용액이 토출되는 방향과 평행하게 에어를 0.03 MPa의 압력으로 분사시킨 실시예1의 경우에 대비하여 에어를 더 강한 세기로 분사시킨 실시예22의 경우 나노섬유의 직경균일성이 저하되었으며, 이를 통해 여과효율, 내구성 등에 있어서 실시예1보다 불리할 것을 예상할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

Claims (17)

  1. 약액에 포함된 이물질을 여과시키기 위한 3차원 네트워크 구조의 나노섬유웹;을 포함하는 약액 여과용 필터여재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 나노섬유웹은 평균직경이 0.1 ~ 3㎛인 나노섬유로 형성된 약액 여과용 필터여재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 나노섬유웹의 기공도는 40 ~ 90%이며, 평균공경은 0.3 ~ 10㎛인 약액 여과용 필터여재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 나노섬유웹의 평량은 1 ~ 10 g/㎡인 약액 여과용 필터여재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 나노섬유웹의 두께는 1 ~ 20㎛인 약액 여과용 필터여재.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 나노섬유웹은 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리에테르설폰(PES, Polyethersulfone), 열가소성 폴리우레탄(TPU), 폴리스티렌(PS) 및 불소계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하며,
    상기 불소계 화합물은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)계, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체(PFA)계, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP)계, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌-퍼플루오로알킬 비닐 에테르 공중합체(EPE)계, 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체(ETFE)계, 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE)계, 클로로트리플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체(ECTFE)계 및 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)계로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물을 포함하는 약액 여과용 필터여재.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 필터여재는 나노섬유웹의 일면 또는 양면에 배치되는 지지체를 더 구비하는 약액 여과용 필터여재.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 지지체는 직물, 편물 및 부직포 중 어느 하나 이상인 약액 여과용 필터여재.
  9. 제7항에 있어서, 상기 지지체는
    제1지지체 및
    상기 제1지지체의 측면을 둘러싸도록 배치되고, 상기 제1지지체를 형성하는 제1지지체 성분보다 낮은 융점을 가지는 제2 지지체 성분으로 형성된 제2지지체를 포함하는 약액 여과용 필터여재.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1지지체 성분은 융점이 180℃ 이상이고, 상기 제2지지체 성분은 융점이 100 ~ 140℃인 액약 여과용 필터여재.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 나노섬유는 하기의 수학식 1에 따른 나노섬유 직경균일성이 25% 이하인 약액 여과용 필터여재.
    [수학식 1]
    Figure PCTKR2016011574-appb-I000005
  12. 제1항에 있어서,
    상기 나노섬유웹은 폴리아크릴로나이트릴(PAN) 및 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)를 포함하는 섬유형성성분 및 상기 섬유형성성분의 혼화성을 향상시키는 에멀젼화제를 포함하는 나노섬유를 포함하고,
    상기 섬유형성성분은 폴리비닐리덴플루오라이드 100 중량부에 대하여 폴리아크릴로나이트릴을 8 ~ 20 중량부로 포함하며, 상기 나노섬유는 섬유형성성분 100 중량부에 대하여 에멀젼화제를 0.5 ~ 8중량부로 포함하는 약액 여과용 필터여재.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 에멀젼화제는 제사성을 향상시키는 비이온성 에멀젼화제이며, 상기 비이온성 에멀젼화제는 친수화-친유성화 비(HLB, hydrophile-lipophile balance)가 10 ~ 18을 만족하는 약액 여과용 필터여재.
  14. (1) 섬유형성성분 및 용매를 포함하는 방사용액을 제조하는 단계; 및
    (2) 상기 방사용액을 전기방사하여 나노섬유웹을 제조하는 단계;를 포함하는 약액 여과용 필터여재 제조방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 (2) 단계는
    2-1) 방사노즐의 외주에 인접해서 방사용액의 토출방향과 동일방향으로 공기를 가하면서 지지체 상에 방사용액을 토출하여 나노섬유웹을 제조하는 단계; 및
    2-2) 상기 지지체 및 나노섬유웹을 접합시키는 단계;를 포함하는 약액 여과용 필터여재 제조방법..
  16. 제1항에 따른 약액 여과용 필터여재; 및
    약액 유입부 및 여과된 약액이 배출되는 배출부를 포함하며, 상기 필터여재를 내부에 구비하는 하우징;을 포함하는 약액 여과용 필터모듈.
  17. 제16항에 따른 약액 여과용 필터모듈; 및
    상기 약액 여과용 필터모듈의 배출부에 연결된 주사모듈;을 포함하는 주사장치.
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