KR101135683B1 - Manufacturing Method For Nanofiber of Cellulose Acetate and Montmorillonite Prepared By Electrospinning, And The Nanofiber Using The Same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기방사를 이용한 셀룰로오스 아세테이트와 몬모릴로나이트의 나노섬유 제조방법 및 이에 의해 제조된 나노섬유에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 i) 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate) 용액과 몬모릴로나이트(montmorillonite) 용액의 혼합용액을 준비하는 제1단계 및 ii) 상기 제1단계에서 준비된 혼합용액을 전기방사(electrospinning)하는 제2단계를 포함하는 나노섬유 제조방법 및 이에 의해 제조된 나노섬유에 대한 것이다. The present invention relates to a method for producing nanofibers of cellulose acetate and montmorillonite using electrospinning and nanofibers produced thereby. More specifically, the present invention comprises the steps of i) preparing a mixed solution of cellulose acetate solution and montmorillonite solution, and ii) electrospinning the mixed solution prepared in the first step. It relates to a nanofiber manufacturing method and a nanofiber produced thereby comprising a second step.

전기방사, 셀룰로오스 아세테이트, 몬모릴로나이트 Electrospinning, Cellulose Acetate, Montmorillonite

Description

전기방사를 이용한 셀룰로오스 아세테이트와 몬모릴로나이트의 나노섬유 제조방법 및 이에 의해 제조된 나노섬유{Manufacturing Method For Nanofiber of Cellulose Acetate and Montmorillonite Prepared By Electrospinning, And The Nanofiber Using The Same}Manufacturing Method For Nanofiber of Cellulose Acetate and Montmorillonite Prepared By Electrospinning, And The Nanofiber Using The Same}

본 발명은 전기방사를 이용한 셀룰로오스 아세테이트와 몬모릴로나이트의 나노섬유 제조방법 및 이에 의해 제조된 나노섬유에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 i) 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate) 용액과 몬모릴로나이트(montmorillonite) 용액의 혼합용액을 준비하는 제1단계 및 ii) 상기 제1단계에서 준비된 혼합용액을 전기방사(electrospinning)하는 제2단계를 포함하는 나노섬유 제조방법 및 이에 의해 제조된 나노섬유에 대한 것이다. The present invention relates to a method for producing nanofibers of cellulose acetate and montmorillonite using electrospinning and nanofibers produced thereby. More specifically, the present invention comprises the steps of i) preparing a mixed solution of cellulose acetate solution and montmorillonite solution, and ii) electrospinning the mixed solution prepared in the first step. It relates to a nanofiber manufacturing method and a nanofiber produced thereby comprising a second step.

최근 높은 비표면적(specific surface area)과 공극률(porosity)을 가져 센서(sensor), 여과(fitration), 막(membrane), 조직공학(tissue engineering), 약물전달(drug delivery) 등 다양한 분야에 응용이 가능한 나노섬유 부직포(non-woven fabrics)를 생산하기 위한 기술로서 전기방사(electo spinning) 기술이 주목받고 있다.Recently, it has high specific surface area and porosity, and its application in various fields such as sensor, filtration, membrane, tissue engineering, drug delivery, etc. Electrospinning technology is drawing attention as a technique for producing possible nanofiber non-woven fabrics.

전기방사 기술은 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate, CA), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리부타디엔(polybutadiene), PCL(polycaprolactone) 등과 같은 다양한 폴리머들로부터 마이크로 스케일부터 나노 스케일까지의 섬유들을 제작하는 효율적인 방법으로 알려져 있다. Electrospinning technology is known as an efficient way to produce fibers from microscale to nanoscale from various polymers such as cellulose acetate (CA), polystyrene, polybutadiene, polycaprolactone (PCL), etc. .

전기방사의 원리를 간단히 살펴보면, 먼저 10~30kV의 고전압이 폴리머 용액을 함유하는 모세관(capillary)에 가해지게 되고, 가해지는 전압이 폴리머 용액의 표면 장력을 극복할 정도로 높아지게 되면, 전하를 띤 미세한 용액 분사물이 목표물을 향하여 방출되게 된다. 이렇게 방출된 분사물은 목표지점에 분사되어 목표물에 작은 섬유들의 연결 망으로 포집되게 된다. In brief, the principle of electrospinning is that, first, a high voltage of 10-30 kV is applied to the capillary containing the polymer solution, and when the applied voltage is high enough to overcome the surface tension of the polymer solution, the charged fine solution The spray will be released towards the target. The spray thus released is sprayed at the target point and collected into a network of small fibers at the target.

이러한 전기방사의 가장 중요한 특성 중 하나는 섬유의 직경으로서, 상기 섬유 직경은 나노 섬유가 폴리머 용액 분사물(jets)의 증발과 응고에 의해서 생성되기 때문에 폴리머 내용물뿐만 아니라 분사 사이즈에 크게 의존하게 된다. One of the most important characteristics of this electrospinning is the diameter of the fiber, which depends largely on the jet content as well as the polymer content since nanofibers are produced by evaporation and solidification of polymer solution jets.

한편, 셀룰로오스(cellulose)는 자연적으로 가장 풍부한 폴리머 물질로서, 다양한 기능을 가지는 마크로분자(macromolecular) 구조를 가지며, 선형성 (linearity), 탄력성(flexibility), 내구성(durability), 생분해성(biodegradabili ty), 화학적 내성(chemical resistance), 물리적 강도, 비독성, 저렴한 비용 등 여러 가지 장점들을 가지는 데도 불구하고, 셀룰로오스의 초분자 구조(supra molecular architecture)로 인하여 유기 용매에서의 용해도가 부족하다는 문제점이 있었다.On the other hand, cellulose is naturally the most abundant polymer material, has a macromolecular structure with various functions, and has linearity, flexibility, durability, biodegradabili ty, Despite having various advantages such as chemical resistance, physical strength, non-toxicity, and low cost, there is a problem that the solubility in organic solvents is insufficient due to the supra molecular architecture of cellulose.

그러나, 상기 셀룰로오스의 유도체 중 하나인 셀룰로오스 아세테이트(CA)는 위에서 언급한 장점들을 모두 가지면서 유기 용매에서 높은 용해도를 보여줌으로써, 충분한 전기 방사 능력을 보여주고 있다. However, cellulose acetate (CA), which is one of the derivatives of cellulose, exhibits high solubility in organic solvents with all of the above mentioned advantages, thereby showing sufficient electrospinning ability.

셀룰로오스 아세테이트는 막, 플라스틱 생산품, 패킹 필름 등 다양한 분야에 응용되고 있으며, 전기방사된 셀룰로오스 아세테이트 섬유들은 상기 응용 범위들을 더욱 넓혀줄 수 있다. Cellulose acetate is applied in various fields such as membranes, plastic products, packing films, and the like, and the electrospun cellulose acetate fibers can further expand the application ranges.

한편, 일부 연구자들은 아세톤, 아세트산, DMAc(N,N-dimethylacetamide) 및 이들의 혼합 용액들과 같이 서로 다른 용매 시스템을 이용하여, 셀룰로오스 아세테이트 용액들의 특성과 이로부터 전기방사된 셀룰로오스 아세테이트 섬유 구조 간의 관계들을 연구하였으며, 아세톤/ DMAc(2:1)의 혼합용액이 CA의 전기방사를 위한 가장 적합한 용액이라는 결론을 내린 바 있다.(Zong XH et al., Structure and morphology changes during in vitro degradation of electrospun poly(glycolide-co-lactide) nanofiber membrane. Biomacromolecules 2003;4: 416- 423).On the other hand, some researchers have used different solvent systems, such as acetone, acetic acid, N, N-dimethylacetamide (DMAc), and mixed solutions thereof to relate the properties of cellulose acetate solutions and the electrospun cellulose acetate fiber structure therefrom. We have concluded that a mixture of acetone / DMAc (2: 1) is the best solution for electrospinning of CA (Zong XH et al., Structure and morphology changes during in vitro degradation of electrospun poly). Biomacromolecules 2003 (glycolide-co-lactide ) nanofiber membrane; 4:. 416- 423).

또한, 다른 연구자들은 아세트산/물의 혼합 용매를 이용하여 셀룰로오스 아세테이트 나노섬유들의 전기방사를 연구하였으며, 새로운 용매 시스템을 도입함으로써, 길고 균일한 셀룰로오스 아세테이트 나노섬유들을 전기방사할 수 있음을 보였다. (Han SO et al., Electrospinning of cellulose acetate nanofibers using a mixed solvent of acetic acid/water: Effect of solvent composition on the fiber diameter. Materials letters 2008;62:759-762)In addition, other researchers studied the electrospinning of cellulose acetate nanofibers using a mixed solvent of acetic acid / water, and showed that by introducing a new solvent system, electrospun long and uniform cellulose acetate nanofibers could be electrospun. (SO Han et al, Electrospinning of cellulose acetate nanofibers using a mixed solvent of acetic acid / water:.. Effect of solvent composition on the fiber diameter Materials letters 2008; 62: 759-762)

한편, 나노 클레이(montmorillonite, MMT)가 보강된 셀룰로오스 아세테이트 의 나노 합성물(nanocomposite)은 매우 적은 양의 몬모릴로나이트로도 폴리머 합성물의 물질 특성을 매우 향상시킬 수 있어 각광받고 있으며, 상기 나노합성물은 폴리머 물질 또는 일반적인 마이크로, 마크로 복합물들과 비교하여 볼 때, 기계적 특성 향상, 가연성(flammability) 감소, 외부차단효과(barrier property) 향상 등 여러 가지 장점을 보인다. On the other hand, nanocomposite of cellulose acetate reinforced with montmorillonite (MMT) has been spotlighted because it can greatly improve the material properties of polymer composites even with very small amounts of montmorillonite, and the nanocomposites are polymer materials or Compared with general micro and macro composites, it shows several advantages such as improved mechanical properties, reduced flammability, and improved barrier property.

상기와 같은 장점들을 가진 셀룰로오스 아세테이트와 몬모릴로나이트의 나노복합물은 지금까지 용액 캐스팅(solution casting) 또는 사출성형(infection molding) 방법들에 의하여 제조되었지만, 더 향상된 물질 특성들을 가질 수 있는 제조방법, 특히 전기방사를 적용하여 제조하는 방법은 아직 연구되지 못했다. Nanocomposites of cellulose acetate and montmorillonite having the above advantages have been produced by solution casting or injection molding methods, but a manufacturing method that can have more improved material properties, in particular electrospinning The method of manufacturing by applying has not yet been studied.

이에, 본 발명자는 기존의 셀룰로오스 아세테이트/몬모릴로나이트 복합섬유보다 향상된 형태학적, 열적, 구조적, 기계적 특성들을 보여줄 수 있도록, 전기방사 기술을 이용하여 아세테이트와 몬모릴로나이트로 이루어진 나노 섬유를 제조하는 방법 및 이에 의해 제조되는 나노섬유를 개발하기에 이르렀다.Thus, the present inventors have prepared a method for producing nanofibers composed of acetate and montmorillonite using electrospinning technology to show improved morphological, thermal, structural, and mechanical properties than conventional cellulose acetate / montmorillonite composite fibers. To develop nanofibers.

본 발명의 목적은, 보다 향상된 형태학적, 열적, 구조적, 기계적 특성들을 보여줄 수 있도록, 전기방사 기술을 이용하여 아세테이트와 몬모릴로나이트로 이루어진 나노 섬유를 제조하는 방법 및 이에 의해 제조되는 나노 섬유를 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a method for producing nanofibers composed of acetate and montmorillonite using electrospinning techniques and nanofibers produced thereby to show improved morphological, thermal, structural and mechanical properties. .

상술한 바와 같은 목적 달성을 위하여, 본 발명은 i) 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate) 용액과 몬모릴로나이트(montmorillonite) 용액의 혼합용액을 준비하는 제1단계; 및 ii) 상기 제1단계에서 준비된 혼합용액을 전기방사(electrospinning)하는 제2단계;를 포함하는 나노섬유 제조방법을 제공한다. In order to achieve the object as described above, the present invention comprises the following steps: i) preparing a mixed solution of a cellulose acetate solution and a montmorillonite solution; And ii) a second step of electrospinning the mixed solution prepared in the first step.

또한, 상술한 바와 같은 목적 달성을 위하여, 본 발명은 상기 i) 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate) 용액과 몬모릴로나이트(montmorillonite) 용액의 혼합용액을 준비하는 제1단계; 및 ii) 상기 제1단계에서 준비된 혼합용액을 전기방사(electrospinning)하는 제2단계;의 제조방법을 통하여 제조된 나노섬유를 제공한다. In addition, in order to achieve the object as described above, the present invention comprises the following steps: i) preparing a mixed solution of cellulose acetate solution and montmorillonite solution; And ii) a second step of electrospinning the mixed solution prepared in the first step.

여기서, 상기 셀룰로오스 아세테이트 용액은 아세트산과 물의 혼합용매(solvent)에 18~23 wt%의 셀룰로오스 아세테이트를 용해한 것을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 혼합 용매의 아세트산 비율은 70~80wt%인 것이 바람직하다.Here, the cellulose acetate solution is preferably used to dissolve 18 ~ 23 wt% of cellulose acetate in a mixed solvent of acetic acid and water, it is preferable that the acetic acid ratio of the mixed solvent is 70 ~ 80wt%.

또한, 상기 몬모릴로나이트 용액은 3~15wt%의 몬모릴로나이트 수용액, 바람직하게는 3~7wt%의 몬모릴로나이트 수용액을, 초음파 처리(ultrasonic treatment)하여 준비한다. In addition, the montmorillonite solution is prepared by the ultrasonic treatment (ultrasonic treatment) of 3 to 15wt% montmorillonite aqueous solution, preferably 3 to 7wt% montmorillonite aqueous solution.

또한, 상기 제2단계의 전기방사 단계 전에 상기 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate) 용액과 몬모릴로나이트(montmorillonite) 용액의 혼합용액을 스터링 (stirring) 하는 단계를 포함한다. In addition, the step of stirring the mixed solution of the cellulose acetate solution and the montmorillonite solution before the electrospinning step of the second step.

상기와 같은 방법을 통해서 제조된 본 발명의 나노섬유는 1.5~3.5(kgf/mm2)의 인장 강도(tensile strength)를 가질 수 있다.Nanofibers of the present invention prepared by the above method may have a tensile strength of 1.5 ~ 3.5 (kgf / mm 2 ).

본 발명의 셀룰로오스 아세테이트와 몬모릴로나이트의 혼합용액에 전기방사기술을 적용한 나노섬유 제조방법을 사용함으로써, 기존의 셀룰로오스 아세테이트를 이용한 나노섬유들보다 향상된 형태학적, 열적, 구조적, 기계적 특성들을 보이는 나노 섬유를 제조할 수 있다. By using the nanofiber manufacturing method applying the electrospinning technology to the mixed solution of cellulose acetate and montmorillonite of the present invention, a nanofiber showing improved morphological, thermal, structural and mechanical properties than the conventional nanofibers using cellulose acetate can do.

본 발명에 따른 전기방사를 이용한 셀룰로오스 아세테이트와 몬모릴로나이트의 나노섬유 제조방법 및 이에 의해 제조된 나노섬유를 다음의 도면을 참조하여 이하 상세하게 설명하기로 한다.The method for producing nanofibers of cellulose acetate and montmorillonite using electrospinning according to the present invention and the nanofibers produced thereby will be described in detail below with reference to the following drawings.

도 1은 CA 함량에 따른 CA 용액의 점성 변화를 보여주는 그래프이고, 도 2는 CA 용액 내의 MMT 함량(1-pure CA, 2-CA/MMT-1, 3-CA/MMT-3, 4-CA/MMT-5, 5-CA/MMT-7, 6-CA/MMT-9)에 따른 전도도(conductivity) 변화를 보여주는 그래프이다. 1 is a graph showing the change in viscosity of the CA solution according to the CA content, Figure 2 is the MMT content (1-pure CA, 2-CA / MMT-1, 3-CA / MMT-3, 4-CA in the CA solution) / MMT-5, 5-CA / MMT-7, 6-CA / MMT-9) is a graph showing the change in conductivity (conductivity).

또한, 도 3a~3c, 도 4a~4c, 도 5a~5c, 도 6a~6c, 도 7a~7c, 도 8a~ 8c는 각각 CA, CA/MMT-1, CA/MMT-3, CA/MMT-5, CA/MMT-7, CA/MMT-9 나노섬유의 SEM 이미지 및 EDX 스펙트라 결과 그래프이며, 도 9는 다양한 MMT 함량(1- pure MMT, 2- pure CA, 3- CA/MMT-1, 4- CA/MMT-3, 5- CA/MMT-5, 6- CA/MMT-7, 7- CA/MMT-9)을 가지는 CA 나노섬유들의 XRD 패턴을 보여주는 그래프이다. 3A to 3C, 4A to 4C, 5A to 5C, 6A to 6C, 7A to 7C, and 8A to 8C are CA, CA / MMT-1, CA / MMT-3, and CA / MMT, respectively. SEM image and EDX spectra results graph of -5, CA / MMT-7, CA / MMT-9 nanofibers, FIG. 9 shows various MMT contents (1-pure MMT, 2-pure CA, 3-CA / MMT-1 , 4-CA / MMT-3, 5-CA / MMT-5, 6-CA / MMT-7, 7-CA / MMT-9).

또한, 도 10, 11은 CA/MMT 나노섬유들의 TEM 이미지 및 EDX 스펙트라 및 각 구성 원소들(C, O, Al, Si)의 TEM 이미지이며, 도 12, 13은 전기방사된 섬유들(a-순수 MMT, b-순수 CA, c-CA/MMT-1, d-CA/MMT-3, e-CA/MMT-5, f-CA/MMT-7, g-CA/MMT-9)의 열적 안정성을 보여주기 위한 TGA 및 DTG 결과 그래프이다. 10 and 11 are TEM images of CA / MMT nanofibers and EDX spectra and TEM images of respective constituent elements (C, O, Al, and Si), and FIGS. 12 and 13 are electrospun fibers (a- Pure MMT, b-pure CA, c-CA / MMT-1, d-CA / MMT-3, e-CA / MMT-5, f-CA / MMT-7, g-CA / MMT-9) TGA and DTG results graph to show stability.

또한, 도 14는 다양한 MMT 함량의 CA 나노섬유들(CA, CA/MMT-1, CA/MMT-3, CA/MMT-5, and CA/MMT-7)의 인장강도 테스트 결과 그래프이다. In addition, Figure 14 is a graph of tensile strength test results of CA nanofibers (CA, CA / MMT-1, CA / MMT-3, CA / MMT-5, and CA / MMT-7) of various MMT content.

본 발명의 나노섬유 제조방법은 i) 셀룰로오스 아세테이트(cellulose aceta te) 용액과 몬모릴로나이트(montmorillonite) 용액의 혼합용액을 준비하는 제1단계; 및 ii) 상기 제1단계에서 준비된 혼합용액을 전기방사(electrospinning)하는 제2단계;를 포함한다.Nanofiber manufacturing method of the present invention i) preparing a mixed solution of cellulose acetate (cellulose aceta te) solution and montmorillonite (montmorillonite) solution; And ii) a second step of electrospinning the mixed solution prepared in the first step.

여기서, 상기 제1단계의 셀룰로오스 아세테이트 용액은, 전기방사 시 적절한 점도를 갖고 안정적으로 분사되기 위하여, 아세트산과 물의 혼합용매(solvent)에 18~23 wt%의 셀룰로오스 아세테이트를 용해한 것을 사용하는 것이 바람직하다. Here, the cellulose acetate solution of the first step, in order to have a suitable viscosity and stable spray during electrospinning, it is preferable to use a solution of 18-23 wt% of cellulose acetate in a mixed solvent of acetic acid and water. .

이때 사용되는 아세트산과 물의 혼합 용매는 전기방사된 나노섬유가 길고 균일하게 유지되기 위하여 혼합용매의 아세트산 비율이 70~80wt% 인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 아세트산과 물의 혼합 비율이 75:25인 것이 사용될 수 있다. At this time, the mixed solvent of acetic acid and water is preferably used in the acetic acid ratio of 70 ~ 80wt% of the mixed solvent in order to maintain the long and uniform electrospun nanofibers, more preferably the mixing ratio of acetic acid and water is 75 : 25 can be used.

한편, 상기 제1단계의 몬모릴로나이트 용액은 미세하고 균일한 나노섬유 조직 구성과 함께 높은 열적 안정성 및 인장 강도(tensile strength)를 갖기 위하여 3~15wt%의 몬모릴로나이트 함량을 가지는 수용액을 사용할 수 있으며, 120% 이상의 인장 강도 향상 등 높은 물리적, 화학적 특성 향상 효과를 얻기 위하여, 바람직하게는 3~7wt%의 몬모릴로나이트 함량을 가지는 수용액을 사용할 수 있다. On the other hand, the montmorillonite solution of the first step may use an aqueous solution having a montmorillonite content of 3 ~ 15wt% in order to have a high thermal stability and tensile strength with a fine and uniform nanofiber tissue composition, 120% In order to obtain high physical and chemical property improvement effects such as the above tensile strength improvement, an aqueous solution having a montmorillonite content of preferably 3 to 7 wt% can be used.

이때 상기 몬모릴로나이트 수용액은 적절한 함량의 몬모릴로나이트 분말을 물에 분산시킨 후, 응용 분야에 따라 적절한 시간 동안 초음파 처리(ultrasonic treatment)하여 준비하는 것이 바람직하다. At this time, the montmorillonite aqueous solution is preferably prepared by dispersing the montmorillonite powder of the appropriate content in water, followed by ultrasonic treatment (ultrasonic treatment) for a suitable time depending on the application field.

또한, 최종적으로 생산되는 나노 섬유의 물리적, 화학적, 기계적 특성 향상을 위하여 상기 제2단계의 전기방사 단계 전에 초음파 처리 후에 상기 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate) 용액과 몬모릴로나이트(montmorillonite) 용액의 혼합용액을 20~30시간 동안 스터링(stirring)하는 과정을 추가로 거칠 수 있다. In addition, in order to improve the physical, chemical, and mechanical properties of the finally produced nanofibers, the mixed solution of the cellulose acetate solution and the montmorillonite solution after the ultrasonic treatment before the second step of the electrospinning step is 20 to 20 ~. The process of stirring for 30 hours can be further roughened.

상기와 같은 혼합용액 준비단계 및 전기방사 단계를 통하여 제조되는 나노섬유는 일반적인 셀룰로오스 아세테이트 나노섬유보다 훨씬 더 미세하고 균일한 직경을 가질 뿐만 아니라, 1.5~3.5(kgf/mm2)의 높은 인장 강도(tensile strength)를 가지게 되며, 이는 기존에 제조된 나노섬유들보다 약 120% 이상의 인장 강도 향상을 보여준다. Nanofibers prepared through the mixed solution preparation step and the electrospinning step as described above have a much finer and more uniform diameter than common cellulose acetate nanofibers, and have a high tensile strength of 1.5 to 3.5 (kgf / mm 2 ) ( tensile strength), which shows about 120% or more improvement in tensile strength over conventionally manufactured nanofibers.

이하에서는, 본 발명의 나노 섬유 제조방법의 일실시예 및 이를 통하여 제조되는 나노섬유의 여러가지 물성들을 살펴본다.Hereinafter, one embodiment of the nanofiber manufacturing method of the present invention and looks at the various physical properties of the nanofibers produced through it.

[실시예] [Example]

1. 혼합 용액 제조1. Preparation of mixed solution

셀룰로오스 아세테이트(이하, CA)(Aldrich Co., USA, 아세틸 함량 39.8%, MW=30,000)와 몬모릴로나이트(이하, MMT, cloisite 93A, Southern Clay products Co., USA), 및 아세트산(>99%, DC Chemical Co., Korea)을 각각 준비하였다. Cellulose acetate (hereafter CA) (Aldrich Co., USA, acetyl content 39.8%, MW = 30,000) and montmorillonite (hereafter MMT, cloisite 93A, Southern Clay products Co., USA), and acetic acid (> 99%, DC Chemical Co., Korea) were prepared respectively.

상기 아세트산과 물을 75:25의 중량 비율로 혼합하여 아세트산과 물을 함유하는 혼합 용액(이하, 아세트산/물(75/25))을 준비하였다. The acetic acid and water were mixed at a weight ratio of 75:25 to prepare a mixed solution containing acetic acid and water (hereinafter, acetic acid / water (75/25)).

CA/MMT 용액은 초음파 처리 방법(ultrasonic treatment method)을 사용하여 준비하였다. 먼저 MMT 분말은 사용 전에 진공에서 24 시간 동안 80℃에서 건조하여 준비하고, CA 용액은 18wt% 농도의 CA를 5 시간 동안 65℃ ~ 75℃ 사이에서 아세트산/물(75/25)에 용해시켜 준비하였다. 또한, 미리 준비한 함량의 MMT를 2시간 동안 초음파 처리한 후 하루 동안 스터링(stirring)하여 물에 분산시켰다. CA / MMT solutions were prepared using an ultrasonic treatment method. First, the MMT powder is prepared by drying at 80 ° C. for 24 hours in vacuum before use, and the CA solution is prepared by dissolving 18 wt% of CA in acetic acid / water (75/25) at 65 ° C. to 75 ° C. for 5 hours. It was. In addition, the amount of MMT prepared in advance was sonicated for 2 hours and then stirred for one day and dispersed in water.

이렇게 준비한 CA 용액을 1, 3, 5, 7, 9 wt%의 서로 다른 함량을 가지는 MMT 용액과 혼합하여 CA/MMT 용액을 준비하였다. 이하에서는, 상기 용액들로부터 전기방사된 CA/MMT 나노섬유를 각각 CA/MMT-1, CA/MMT-3. CA/MMT-5, CA/MMT-7, CA/MMT- 9라고 지칭한다. The CA solution thus prepared was mixed with MMT solution having different contents of 1, 3, 5, 7, 9 wt% to prepare a CA / MMT solution. Hereinafter, CA / MMT nanofibers electrospun from the solutions were prepared by CA / MMT-1 and CA / MMT-3. Referred to as CA / MMT-5, CA / MMT-7, CA / MMT-9.

2. 전기방사를 통한 2. through electrospinning CACA /Of MMTMMT 나노섬유의 제조 Preparation of Nanofibers

전기방사(electrospinning)는 니들(ID=0.84mm)이 부착된 단일 실린지, 회전 속도가 조절 가능한 드럼(drum) 상에 형성된 알루미늄 시트로 이루어진 그라운드 전극(d=21.5cm), 고전압 전원(Chung pa EMT, Co., Korea)를 사용하여 수행하였다. Electrospinning is a single syringe with needle (ID = 0.84mm), ground electrode (d = 21.5cm) consisting of aluminum sheet formed on a drum with adjustable rotation speed, and high voltage power (Chung pa) EMT, Co., Korea).

각각의 용액은 실린지 펌프를 사용하여 2ml/h의 속도로 공급되었으며, 27kV(positive voltage)의 전압에서 전기방사되었다. 이때, 팁(tip)에서 콜렉터까지의 거리는 10cm 이며, 모든 전기방사 과정은 19℃에서 수행되었다. Each solution was fed at a rate of 2 ml / h using a syringe pump and electrospun at a voltage of 27 kV (positive voltage). At this time, the distance from the tip (tip) to the collector is 10cm, all electrospinning process was carried out at 19 ℃.

3. 혼합용액의 특성 - 점도(3. Characteristics of Mixed Solution-Viscosity ( viscosityviscosity ) 및 전도도() And conductivity ( conductivityconductivity ))

CA 및 CA/MMT 용액의 점성도와 전도도를 브룩필드 디지털 점도계(Model-DV-prime)와 전도도 측정기(Isteck model 455C)를 사용하여 16℃에서 각각 측정하였다. Viscosity and conductivity of CA and CA / MMT solutions were measured at 16 ° C. using a Brookfield digital viscometer (Model-DV-prime) and a conductivity meter (Isteck model 455C), respectively.

본 발명자는 전기방사에 있어서 CA 용액의 적합한 농도, 및 전기방사에 MMT 첨가가 미치는 영향을 살펴보기 위하여, CA 및 CA/MMT 용액의 점도(viscosity)를 측정하였다. 도 1은 아세트산/물(75/25) 용매 시스템 하에서 13~23 wt% 의 범위에서 다양한 CA 농도의 CA 및 CA/MMT 용액의 점도를 보여주고 있다. The present inventors measured the viscosity of CA and CA / MMT solutions in order to examine the appropriate concentration of CA solution in electrospinning and the effect of MMT addition on electrospinning. 1 shows the viscosity of CA and CA / MMT solutions of varying CA concentrations in the range of 13-23 wt% under acetic acid / water (75/25) solvent system.

CA 및 CA/MMT 용액들의 점도는 비슷한 양식을 보여주고 있으며, 5 wt%의 MMT를 CA 용액에 첨가한 경우, 18wt% 이하의 농도를 가지는 CA 용액에서, MMT의 첨가 는 점도에 상대적으로 거의 영향을 주지 못하였다. 한편, 18 wt% 이상의 농도를 가지는 CA 용액에서, CA와 CA/MMT-5의 점도는 상대적으로 빠른 증가를 보였다. The viscosity of the CA and CA / MMT solutions shows a similar pattern, and when 5 wt% of MMT is added to the CA solution, the addition of MMT has relatively little effect on the viscosity in CA solutions with concentrations below 18 wt%. Did not give. On the other hand, in the CA solution having a concentration of more than 18 wt%, the viscosity of CA and CA / MMT-5 showed a relatively fast increase.

또한, 18 wt%의 CA와 CA/MMT 용액은 전기방사 과정 동안 매우 안정성을 보였으며, 아세트산/물(75/25) 혼합 용매 시스템을 사용함으로써, 지속적으로 전기방사가 가능하였다. 따라서, 본 발명자는 이하의 MMT의 첨가 효과를 살펴보기 위한 표준 나노섬유로서 18 wt% CA 용액으로부터 전기방사된 나노섬유를 사용하였다. In addition, 18 wt% of CA and CA / MMT solutions were very stable during the electrospinning process, and by using an acetic acid / water (75/25) mixed solvent system, continuous electrospinning was possible. Therefore, the present inventors used nanofibers electrospun from 18 wt% CA solution as standard nanofibers to examine the effect of the following MMT addition.

도 2는 18 wt% CA 용액에서 1, 3, 5, 7, 9 wt%의 서로 다른 MMT 농도를 가지는 CA/MMT 용액들의 전도도를 보여주는 그래프이다. 전도도는 MMT 1~5 wt% 첨가 범위에서는 변하지 않았지만, 7wt% 이상 농도의 MMT 첨가시 급격하게 증가하였다. FIG. 2 is a graph showing the conductivity of CA / MMT solutions with different MMT concentrations of 1, 3, 5, 7, 9 wt% in 18 wt% CA solution. The conductivity did not change in the range of MMT 1-5 wt% addition, but increased rapidly when MMT was added at a concentration of 7 wt% or more.

이것은 저농도의 MMT 첨가는 이동도(mobility)를 증가시키지만, 7 wt%와 같이 높은 MMT 농도는 MMT 자체의 전하로 인하여 CA/MMT 용액 내에 전도도와 반발작용의 증가를 가져오고, 이러한 현상이 비드(beads) 형성과 나노섬유들 직경의 미세화를 유도하는 것을 알 수 있다.This suggests that low concentrations of MMT increase mobility, but high MMT concentrations, such as 7 wt%, result in an increase in conductivity and repulsion in the CA / MMT solution due to the charge of the MMT itself. It can be seen that induces the formation of beads and micronization of the nanofibers diameter.

4. 전기방사된 나노섬유의 특성4. Characteristics of Electrospun Nanofibers

1) 나노 섬유의 형태(morphology)1) morphology of nanofibers

CA 및 CA/MMT 나노섬유들의 표면 형태(morphology)는 주사형 전자 현미경(SEM, S-470, Hitachi, Japan)을 이용하여 측정하였으며, 가속 전압은 15~25 kV의 가속 전압이 사용되었다. The surface morphology of CA and CA / MMT nanofibers was measured using a scanning electron microscope (SEM, S-470, Hitachi, Japan), and an acceleration voltage of 15-25 kV was used.

도 3a~3c, 도 4a~4c, 도 5a~5c, 도 6a~6c, 도 7a~7c, 도 8a~ 8c는 아세트산/ 물(75/25)의 용매 시스템에서, 18 wt% CA를 기본으로 하여 각각 서로 다른 MMT 함유량을 가지는(CA, CA/MMT-1, CA/MMT-3, CA/MMT-5, CA/MMT-7, CA/MMT-9) CA/MMT 용액으로부터 전기방사된 CA 섬유와 CA/MMT 섬유들의 SEM 이미지와 EDAX 분석 그래프를 나타낸다. 3A-3C, 4A-4C, 5A-5C, 6A-6C, 7A-7C, 8A-8C are based on 18 wt% CA in a solvent system of acetic acid / water (75/25) CAs electrospun from CA / MMT solutions with different MMT contents (CA, CA / MMT-1, CA / MMT-3, CA / MMT-5, CA / MMT-7, CA / MMT-9) SEM images and EDAX analysis graphs of the fibers and CA / MMT fibers are shown.

CA 나노섬유들은 전기방사되어 150 ~ 350nm 범위의 미세 직경을 갖는 섬유질 망을 형성하게 되며, CA에 MMT가 첨가되면서 나노섬유들의 직경이 점점 줄어들게 되는 것을 볼 수 있다. 특히, CA/MMT-5(도 6a, 6b)를 이용하여 전기방사한 경우, 매우 균일한 나노 섬유질 망이 얻어지는 것을 확인할 수 있었으나, CA/MMT-7(도 7a, 7b), CA/MMT-9(도 8a, 8b)와 같이, 고농도의 MMT를 함유하는 경우에는, 전기방사된 나노섬유들의 직경이 점점 작아지면서 균일하지 못한 나노 망을 형성하는 것을 볼 수 있다. 또한, CA/MMT 나노섬유의 EDAX 분석 그래프들(도 3c, 4c, 5c, 6c, 7c, 8c)로부터 MMT의 첨가량이 증가할수록 Si와 Al 피크가 증가하는 것 또한 확인할 수 있다. CA nanofibers are electrospun to form a fibrous network having a fine diameter in the range of 150 ~ 350nm, it can be seen that the diameter of the nanofibers are gradually reduced as MMT is added to the CA. In particular, when electrospinning using CA / MMT-5 (FIGS. 6A and 6B), it was confirmed that a very uniform nanofiber net was obtained, but CA / MMT-7 (FIGS. 7A and 7B), CA / MMT- As shown in FIG. 9 (FIGS. 8A and 8B), when the high concentration of MMT is contained, the diameters of the electrospun nanofibers become smaller and smaller, forming non-uniform nanonets. In addition, it can also be seen that the Si and Al peaks increase as the amount of MMT added increases from EDAX analysis graphs (FIGS. 3c, 4c, 5c, 6c, 7c, and 8c) of CA / MMT nanofibers.

이러한 현상은, MMT의 제4암모늄 염 첨가가 방출되는 분사물의 전하밀도를 증가시키며, 이에 따라 강한 전자기장 하에서 과전하(excess charges)의 자기 반발(self-repulsion)로 인하여, 강한 신장력이 분사물에 가해지게 되고, 그 결과 전기방사된 섬유의 직경이 작아지게 되는 것으로 볼 수 있다. 즉, 고농도의 MMT농도를 가지는 CA/MMT 용액의 전도도(conductivity) 증가가 CA/MMT 나노섬유의 직경의 감소를 야기하게 된다. This phenomenon increases the charge density of the spray from which the addition of the quaternary ammonium salt of MMT is released, and thus the strong extensibility of the spray due to the self-repulsion of excess charges under strong electromagnetic fields. It can be seen that the diameter of the electrospun fibers is reduced as a result. That is, an increase in the conductivity of the CA / MMT solution having a high concentration of MMT causes a decrease in the diameter of the CA / MMT nanofibers.

2) 나노 섬유의 결정성(crystallinity)2) Crystallinity of Nanofibers

CA 및 CA/MMT 나노섬유들의 결정도(crystallinity)는 Cu-kσ 방사(1000mA, 40kV)를 갖는 회절계(D.MAX-2500 diffractometer, Rich. Rigaku, Co, Japan)를 이용한 X-선 회절(XRD) 분석을 통해 측정되었다. Crystallinity of CA and CA / MMT nanofibers was determined by X-ray diffraction using a diffractometer (D.MAX-2500 diffractometer, Rich. Rigaku, Co, Japan) with Cu-kσ emission (1000 mA, 40 kV). XRD).

도 9는 MMT, CA 및 CA/MMT의 x-ray 회절 패턴으로서, 층간(inter layer) 간격들의 변화가 XRD 분석을 통해 측정하였다. CA 나노섬유는 XRD에서 어떠한 피크도 보이지 않았으나, 순수한 MMT는 3.8°에서 (001) 회절 피크를 보였다. FIG. 9 is an x-ray diffraction pattern of MMT, CA, and CA / MMT, in which changes in inter-layer spacings were measured through XRD analysis. CA nanofibers did not show any peaks in XRD, but pure MMT showed (001) diffraction peaks at 3.8 °.

또한, CA/MMT-1과 CA/MMT-3에서 상기 회절 피크는 사라졌으며, 이는 CA 매트릭스 안에서 MMT의 대부분이 박리되고 분산되었다는 것을 의미한다. 그러나, CA/MMT-5, CA/MMT-7 및 CA/MMT-9에서는 상대적으로 다량 투입된 MMT 층들로 인하여 3.5°에서 넓고 얇은 회절 피크가 관찰되었다. 이들 회절 피크는 MMT 첨가에 의해 더 낮은 0.3 세타 값을 향하여 이동하는데, 이는 고분자 사슬들이 클레이 구조를 확장시키면서, 클레이 갤러리를 형성하였음을 의미한다. In addition, the diffraction peaks in CA / MMT-1 and CA / MMT-3 disappeared, indicating that most of the MMT was stripped and dispersed in the CA matrix. However, in CA / MMT-5, CA / MMT-7 and CA / MMT-9, wide and thin diffraction peaks were observed at 3.5 ° due to the relatively high dose of MMT layers. These diffraction peaks shift towards lower 0.3 theta values by the addition of MMT, which means that the polymer chains form clay galleries, expanding the clay structure.

3) 나노 섬유의 TEM 결과3) TEM results of nanofibers

도 10은 CA/MMT-5의 TEM 현미경 이미지 및 EDAX 결과 그래프이며, 도 11은 나노섬유를 구성하는 각 원소들(C, O, Al, Si)의 분배(distribution)를 보여주는 이미지이다. 상기 도면들로부터 박리된 MMT 층들이 CA/MMT 나노 섬유들 내부로 분배되어졌으며, MMT 덩어리(agglomerates)도 또한 존재하는 것이 CA/MMT-5의 TEM 사진에서 관찰되었다. FIG. 10 is a TEM microscope image and EDAX result graph of CA / MMT-5, and FIG. 11 is an image showing distribution of elements (C, O, Al, and Si) constituting the nanofibers. MMT layers peeled from the figures were distributed into the CA / MMT nanofibers, and the presence of MMT agglomerates was also observed in the TEM image of CA / MMT-5.

4) 나노 섬유의 열적 특성4) Thermal Properties of Nanofibers

전기방사된 나노섬유들의 열적 특성들을 분석하기 위해 100ml/min으로 질소 가스가 유입되고 10℃/min의 승온 속도로 가열되는 열중량 분석기(thermogravimetric analyzer, TGA Q 500, TA Instruments)를 사용하였으며 열분해 곡선 및 DTG (Derivative thermo gravimetric) 곡선들이 기록되었다. In order to analyze the thermal properties of electrospun nanofibers, a thermogravimetric analyzer (TGA Q 500, TA Instruments) was introduced, in which nitrogen gas was introduced at 100 ml / min and heated at an elevated temperature of 10 ° C./min. And DTG (Derivative thermo gravimetric) curves were recorded.

도 12, 13은 전기방사된 섬유들(a-순수 MMT, b-순수 CA, c-CA/MMT-1, d-CA/MMT-3, e-CA/MMT-5, f-CA/MMT-7, g-CA/MMT-9)의 열적 안정성을 보여주기 위한 TGA 및 DTG 결과 그래프이다. 12, 13 shows electrospun fibers (a-pure MMT, b-pure CA, c-CA / MMT-1, d-CA / MMT-3, e-CA / MMT-5, f-CA / MMT -7, graph of TGA and DTG results to show thermal stability of g-CA / MMT-9).

상기 도면들로부터 알 수 있듯이, MMT와 CA 나노섬유 모두 250℃에서 분해가 시작되며, 각각 390℃와 350℃의 최대 분해 온도를 가진다. 또한, 500℃에서 열 분해 이후에 남은 MMT와 CA 나노섬유들은 각각 70%와 15%였다. CA/MMT 나노섬유들의 분해 피크들은 크게 두 종류로 나뉘었으며, 각각 300℃와 350℃ 부근에서 최고 분해 온도를 가졌다. As can be seen from the figures, both MMT and CA nanofibers start decomposition at 250 ° C. and have maximum decomposition temperatures of 390 ° C. and 350 ° C., respectively. In addition, MMT and CA nanofibers remaining after thermal decomposition at 500 ° C. were 70% and 15%, respectively. The decomposition peaks of CA / MMT nanofibers were divided into two types, and had the highest decomposition temperature around 300 ° C and 350 ° C, respectively.

상기 도면들로부터 CA 나노섬유 내의 고농도의 MMT 함량은 CA/MMT 나노섬유의 분해시작온도를 낮추는 것을 알 수 있다. 이것은 MMT의 알킬 암모늄 양이온들이 열적으로 불안정하기 때문에, 이들이 함유된 나노섬유가 상대적으로 낮은 온도에서 분해되는 것으로 볼 수 있다. 이러한 특성이 MMT가 첨가된 CA 나노섬유들의 열적 안정성을 줄이게 되지만, 규산염 클레이(silicate caly) 층이 뛰어난 절연층 및 물질-수송 장벽(material-transportation barrier)으로 작용하여, 결과적으로 열 분해과정에서 생성되는 휘발성 물질들의 방출을 막아주는 역할을 하게 된다. It can be seen from the figures that the high concentration of MMT in CA nanofibers lowers the decomposition start temperature of CA / MMT nanofibers. This is because the alkyl ammonium cations of MMT are thermally unstable, suggesting that nanofibers containing them decompose at relatively low temperatures. This property reduces the thermal stability of MMT-added CA nanofibers, but the silicate clay layer acts as an excellent insulation and material-transportation barrier, resulting in thermal decomposition. It serves to prevent the release of volatile substances.

5) 나노 섬유의 인장 강도(tensile strength)5) Tensile strength of nanofibers

전기방사된 나노섬유들의 인장 강도(tensile strength)는 ASTM D-638 방법에 따라 인장 강도 검사기(model 4467, Instron Co., USA)를 사용하여 인장 강도 부하 조건에서 측정되었다. 크로스헤드(crosshead) 속도는 5 mm/min이며, 각각의 시료마다 적어도 20번의 측정이 이루어졌으며, 상기 측정 결과들로부터 평균값을 얻었다.Tensile strength of the electrospun nanofibers was measured under tensile strength load conditions using a tensile strength tester (model 4467, Instron Co., USA) according to the ASTM D-638 method. The crosshead speed was 5 mm / min, at least 20 measurements were taken for each sample, and the average value was obtained from the measurement results.

도 14는 서로 다른 MMT 함유량을 가지는 CA/MMT 나노섬유들의 인장 강도를 보여주는 그래프로서, MMT를 첨가함으로써 CA 나노섬유의 인장 강도가 증가하는 것을 볼 수 있으며, 가장 높은 인장 강도를 보여주는 실시예는 18 wt% CA 용액에 5 wt%의 MMT를 첨가한 CA/MMT-5로서, 3.3 MPa의 120% 증가된 인장 강도를 보여준다. 14 is a graph showing the tensile strength of CA / MMT nanofibers having different MMT content, it can be seen that the tensile strength of the CA nanofiber increases by adding MMT, the embodiment showing the highest tensile strength is 18 CA / MMT-5 with 5 wt% MMT added to wt% CA solution, showing a 120% increased tensile strength of 3.3 MPa.

MMT가 5wt% 보다 많은 양이 첨가된 경우 인장강도가 감소하는 것은 클레이(clay)와 매트릭스 폴리머 사이의 접촉면 상호작용(interfacial interaction)이 부족한 것과 관련이 있는 것으로 보이며, 표면적에 많은 결함(defects)과 덩어리(agglomerations)들이 유발되기 때문이다. The decrease in tensile strength when MMT is added in excess of 5wt% seems to be related to the lack of interfacial interaction between clay and matrix polymers, resulting in many defects in surface area. Agglomerations are caused.

이와 같이, 본 발명의 셀룰로오스 아세테이트와 몬모릴로나이트의 혼합용액에 전기 방사기술을 적용한 나노섬유 제조방법을 사용함으로써, 기존의 셀룰로오스 아세테이트를 이용한 나노섬유들보다 향상된 형태학적, 구조적, 기계적 특성들을 보이는 나노 섬유를 제조할 수 있다. As such, by using the nanofiber manufacturing method applying the electrospinning technique to the mixed solution of cellulose acetate and montmorillonite of the present invention, nanofibers exhibiting improved morphological, structural and mechanical properties are compared to those of nanofibers using cellulose acetate. It can manufacture.

본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다The present invention is not limited to the above specific embodiments and descriptions, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the invention as claimed in the claims. Such variations are within the protection scope of the present invention.

도 1 - CA 함량에 따른 CA 용액의 점성 변화를 보여주는 그래프Figure 1-Graph showing the change in viscosity of the CA solution according to the CA content

도 2 - CA 용액 내의 MMT 함량(1-pure CA, 2-CA/MMT-1, 3-CA/MMT-3, 4-CA/MMT-5, 5-CA/MMT-7, 6-CA/MMT-9)에 따른 전도도(conductivity) 변화를 보여주는 그래프Figure 2-MMT content in CA solution (1-pure CA, 2-CA / MMT-1, 3-CA / MMT-3, 4-CA / MMT-5, 5-CA / MMT-7, 6-CA / Graph showing the change in conductivity according to MMT-9)

도 3a ~ 3c - CA 나노섬유의 SEM 이미지 및 EDX 스펙트라 결과 그래프3A-3C-SEM image and EDX spectra results graph of CA nanofibers

도 4a ~ 4c - CA/MMT-1 나노섬유의 SEM 이미지 및 EDX 스펙트라 결과 그래프4A-4C-SEM image and EDX spectra results graph of CA / MMT-1 nanofibers

도 5a ~ 5c - CA/MMT-3 나노섬유의 SEM 이미지 및 EDX 스펙트라 결과 그래프5A-5C-SEM image and EDX spectra results graph of CA / MMT-3 nanofibers

도 6a ~ 6c - CA/MMT-5 나노섬유의 SEM 이미지 및 EDX 스펙트라 결과 그래프6A-6C-SEM image and EDX spectra results graph of CA / MMT-5 nanofibers

도 7a ~ 7c - CA/MMT-7 나노섬유의 SEM 이미지 및 EDX 스펙트라 결과 그래프7A-7C-SEM image and EDX spectra results graph of CA / MMT-7 nanofibers

도 8a ~ 8c - CA/MMT-9 나노섬유의 SEM 이미지 및 EDX 스펙트라 결과 그래프8A-8C-SEM image and EDX spectra results graph of CA / MMT-9 nanofibers

도 9 - 다양한 MMT 함량(1- pure MMT, 2- pure CA, 3- CA/MMT-1. 4- CA/MMT-3, 5- CA/MMT-5, 6- CA/MMT-7, 7- CA/MMT-9)을 가지는 CA 나노섬유들의 XRD 패턴을 보여주는 그래프  Figure 9-Various MMT contents (1-pure MMT, 2-pure CA, 3-CA / MMT-1. 4-CA / MMT-3, 5-CA / MMT-5, 6-CA / MMT-7, 7 -Graph showing XRD pattern of CA nanofibers with CA / MMT-9)

도 10 - CA/MMT 나노섬유들의 TEM 이미지 및 EDX 스펙트라를 보여주는 그래프10-Graph showing TEM image and EDX spectra of CA / MMT nanofibers

도 11 - CA/MMT 나노섬유들를 이루는 각 원소들(C, O, Al, Si)의 TEM 이미지FIG. 11-TEM image of each element (C, O, Al, Si) of CA / MMT nanofibers

도 12, 13 - 전기방사된 섬유들(a-순수 MMT, b-순수 CA, c-CA/MMT-1, d-CA/MMT-3, e-CA/MMT-5, f-CA/MMT-7, g-CA/MMT-9)의 열적 안정성을 보여주기 위한 TGA 및 DTG 결과 그래프12, 13-Electrospun fibers (a-pure MMT, b-pure CA, c-CA / MMT-1, d-CA / MMT-3, e-CA / MMT-5, f-CA / MMT -7, graph of TGA and DTG results to show thermal stability of g-CA / MMT-9)

도 14 - 다양한 MMT 함량의 CA 나노섬유들(CA, CA/MMT-1, CA/MMT-3, CA/MMT-5, 및 CA/MMT-7)의 인장강도 테스트 결과 그래프14-Tensile strength test results graph of CA nanofibers of various MMT content (CA, CA / MMT-1, CA / MMT-3, CA / MMT-5, and CA / MMT-7)

Claims (15)

i) 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate) 용액과 몬모릴로나이트(montm orillonite) 용액의 혼합용액을 준비하는 제1단계; 및 i) preparing a mixed solution of a cellulose acetate solution and a montmorillonite solution; And ii) 상기 제1단계에서 준비된 혼합용액을 전기방사(electrospinning)하는 제2단계;ii) a second step of electrospinning the mixed solution prepared in the first step; 를 포함하는 나노섬유 제조방법.Nanofiber manufacturing method comprising a. 제1항에 있어서, 상기 제1단계의 셀룰로오스 아세테이트 용액이 아세트산과 물의 혼합용매(solvent)에 18~23 wt%의 셀룰로오스 아세테이트를 용해한 것임을 특징으로 하는 나노섬유의 제조방법.The method of claim 1, wherein the cellulose acetate solution of the first step is a method for producing nanofibers, characterized in that 18 to 23 wt% of cellulose acetate is dissolved in a mixed solvent of acetic acid and water. 제2항에 있어서, 상기 혼합용매의 아세트산 비율이 70~80wt%인 것을 특징으로 하는 나노섬유의 제조방법.The method of manufacturing nanofibers according to claim 2, wherein the acetic acid ratio of the mixed solvent is 70 to 80 wt%. 제1항에 있어서, 상기 제1단계의 몬모릴로나이트 용액이 3~15wt%의 몬모릴로나이트 수용액인 것을 특징으로 하는 나노섬유의 제조방법.The method of claim 1, wherein the montmorillonite solution of the first step is a 3 to 15 wt% montmorillonite aqueous solution. 제4항에 있어서, 상기 몬모릴로나이트 용액이 3~7wt%의 몬모릴로나이트 수용액인 것을 특징으로 하는 나노섬유의 제조방법.5. The method of claim 4, wherein the montmorillonite solution is an aqueous solution of montmorillonite of 3 to 7 wt%. 제4항에 있어서, 상기 몬모릴로나이트 수용액이 초음파 처리(ultrasonic treatment)한 것을 특징으로 하는 나노섬유의 제조방법.The method of claim 4, wherein the montmorillonite aqueous solution is ultrasonically treated. 제1항에 있어서, 상기 제2단계의 전기방사 단계 전에 상기 혼합용액을 스터링 (stirring) 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노섬유의 제조방법.The method of manufacturing nanofibers according to claim 1, further comprising the step of stirring the mixed solution before the electrospinning step of the second step. i) 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate) 용액과 몬모릴로나이트(montm orillonite) 용액의 혼합용액을 준비하는 제1단계; 및 ii) 상기 제1단계에서 준비된 혼합용액을 전기방사(electrospinning)하는 제2단계;로 제조되는 나노섬유.i) preparing a mixed solution of a cellulose acetate solution and a montmorillonite solution; And ii) a second step of electrospinning the mixed solution prepared in the first step. 제8항에 있어서, 상기 나노섬유가 1.5~3.5(kgf/mm2)의 인장 강도(tensile strength)를 가지는 것을 특징으로 하는 나노섬유.The nanofiber of claim 8, wherein the nanofiber has a tensile strength of 1.5 to 3.5 (kgf / mm 2 ). 제8항에 있어서, 상기 셀룰로오스 아세테이트 용액이 아세트산과 물의 혼합용매(solvent)에 18~23 wt%의 셀룰로오스 아세테이트를 용해한 것임을 특징으로 하는 나노섬유.The nanofiber of claim 8, wherein the cellulose acetate solution is dissolved in a mixed solvent of acetic acid and water in an amount of 18 to 23 wt% of cellulose acetate. 제10항에 있어서, 상기 혼합 용매의 아세트산 비율이 70~80wt%인 것을 특징으로 하는 나노섬유.11. The nanofiber according to claim 10, wherein the acetic acid ratio of the mixed solvent is 70 to 80 wt%. 제8항에 있어서, 상기 제1단계의 몬모릴로나이트 용액이 3~15wt%의 몬모릴로나이트 수용액인 것을 특징으로 하는 나노섬유.The nanofiber of claim 8, wherein the montmorillonite solution of the first step is an aqueous solution of montmorillonite of 3 to 15 wt%. 제12항에 있어서, 상기 제1단계의 몬모릴로나이트 용액이 3~7wt%의 몬모릴로나이트 수용액인 것을 특징으로 하는 나노섬유.The nanofiber of claim 12, wherein the montmorillonite solution of the first step is an aqueous montmorillonite solution of 3 to 7 wt%. 제12항에 있어서, 상기 몬모릴로나이트 수용액이 초음파 처리(ultrasonic treatment)한 것을 특징으로 하는 나노섬유.The nanofiber of claim 12, wherein the montmorillonite aqueous solution is ultrasonically treated. 제8항에 있어서, 상기 제2단계의 전기방사 단계 전에 상기 혼합용액을 스터링 (stirring) 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노섬유.The nanofiber of claim 8, further comprising the step of stirring the mixed solution before the electrospinning step of the second step.
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