KR20170116611A - Method of manufacturing high transparent polyester nanofibers sheet - Google Patents
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Abstract
본 발명은 코어-시스형 복합 나노섬유 제조용 방사튜브(1)로 일반 폴리에스테르 용액과 저융점 폴리에스테르 용액을 복합 전기방사하여 코어성분이 일반 폴리에스테르로 구성되며 시스성분이 저융점 폴리에스테르로 구성된 코어-시스형 복합 나노섬유 들로 이루어진 나노섬유 시트를 제조한 다음, 제조된 나노섬유 시트를 상기 코어-시스형 복합 나노섬유 중에서 시스 성분인 저융점 폴리에스테르 성분만 용융되는 온도로 열처리하여 고투명성 폴리에스테르 나노섬유 시트를 제조한다.
본 발명은 정전기력과 원심력을 동시에 이용하기 때문에 코어-시스형 복합 나노섬유를 높은 생산성(토출량)으로 제조할 수 있고, 용매 휘발 및 회수가 용이하고, 방사액이 섬유상이 아닌 용액상태로 컬렉터 상에 떨어지는 현상(드롭 현상)도 효과적으로 방지하여 코어-시스형 복합 나노섬유 시트의 품질을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명으로 제조된 폴리에스테르 나노섬유 시트는 투명성, 전도성, 내열성 및 장력이 우수하여 LED, 밧데리, 수퍼캐퍼시트 등의 에너지 저장 분야의 분리막, 태양광을 이용한 에너지 발생분야의 분리막, 전극 소재 등으로 유용하다.The present invention relates to a radiation tube (1) for producing a core-sheath type composite nanofiber, which comprises: a composite polyester resin solution and a low-melting polyester solution which are compounded electrospun into a core- The nanofiber sheet made of the core-sheath type composite nanofibers is manufactured and then the produced nanofiber sheet is heat-treated at a temperature at which only the low melting point polyester component as the sheath component is melted in the core-sheath type composite nanofiber, Thereby producing a polyester nanofiber sheet.
Since the present invention uses both electrostatic force and centrifugal force at the same time, the core-sheath type composite nanofiber can be produced with high productivity (discharge amount), solvent evaporation and recovery are easy, (Drop phenomenon) of the core-sheath type composite nanofiber sheet is effectively prevented, thereby improving the quality of the core-sheath type composite nanofiber sheet.
The polyester nanofiber sheet produced by the present invention is excellent in transparency, conductivity, heat resistance and tensile strength, and can be used as a separator for energy storage fields such as LED, battery, and supercap sheet, a separator for energy generation using solar light, useful.
Description
본 발명은 고투명성 폴리에스테르 나노섬유 시트의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 높은 단위시간당 생산성과 공정성으로 투명성, 전도성, 내열성 및 장력이 우수한 고투명성 폴리에스테르 나노섬유 시트의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a highly transparent polyester nanofiber sheet, and more specifically, to a method for producing a highly transparent polyester nanofiber sheet excellent in transparency, conductivity, heat resistance and tensile strength due to productivity and processability per unit time .
본 발명의 상기 "코어-시스형 복합 나노섬유"라는 용어는 편심형 코어-시스형 복합 나노섬유도 포함하는 의미로 사용된다.The term "core-sheath type composite nanofiber" of the present invention is used to mean also an eccentric core-sheath type composite nanofiber.
폴리에스테르 방사용액을 복합섬유가 아닌 형태로 전기방사하여 폴리에스테르 나노섬유 시트를 제조하는 방법은 지금까지 널리 사용되어 왔으나, 상기 방법으로 제조된 종래의 폴리에스테르 나노섬유 시트는 투명성, 내열성, 강도 등이 부족하여 LED, 밧데리 및 슈퍼캐퍼시트 등의 에너지 저장분야의 분리막, 태양광 등의 에너지 발생분야의 분리막 또는 전극용 분리막 등으로 사용할 수 없는 문제가 있었다.A method for producing a polyester nanofiber sheet by electrospinning a polyester spinning solution in a form other than a conjugate fiber has been widely used up to now. However, the conventional polyester nanofiber sheet prepared by the above method has problems such as transparency, heat resistance, There is a problem that it can not be used as a separator for an energy storage field such as an LED, a battery, and a supercap sheet, a separator for an energy generation field such as solar light, or a separator for an electrode.
코어-시스형 복합 나노섬유를 제조하는 종래기술로서는 코어/시스 형태(2중관 형태)의 노즐을 통해 시스 형성용 방사용액과 코어 형성용 방사용액을 정전기력만으로 전기방사 하는 방법이 널리 사용되어 왔다.As a conventional technique for producing core-sheath type composite nanofibers, a method of electrospinning a spray solution for forming a sheath and a spinning solution for forming a core through electrostatic force has been widely used through a nozzle of a core / sheath type (double pipe type).
그러나, 상기 종래방법은 정전기력에만 의존하여 전기방사를 하기 때문에 단위시간당 노즐 단위홀당 토출량이 0.01g 수준으로 매우 낮아 생산성이 떨어져 결국 양산화가 곤란하였고, 노즐 교체 및 청소도 매우 번거로운 문제점이 있었다.However, since the above-mentioned conventional method relies solely on the electrostatic force to perform electrospinning, the discharge amount per nozzle unit per unit time per unit time is extremely low to 0.01 g, which leads to a problem of productivity and difficulty in mass production.
일반적으로 전기방사를 통한 나노섬유의 생산량은 시간당 0.1~1 g 수준이고 용액 토출량은 시간당 1.0~5.0 mL 수준으로 매우 낮다[D. H. H. Renecker 등, Nanptechnology 2006, VOl 17, 1123]In general, the production of nanofibers through electrospinning is 0.1 to 1 g per hour, and the solution discharge rate is very low, ranging from 1.0 to 5.0 mL per hour [D. H. H. Renecker et al., Nanptechnology 2006, Vo 17, 1123]
구체적으로, 나노레터(Nano Letter), 2007, Vol7(4) 1081에는 또 다른 종래기술로서 2개의 노즐이 사이드 바이 사이드 형태로 배열된 복합노즐 중 내부직경이 0.4㎜인 하나의 노즐에 SnO2인 프리커서 용액을 공급하고, 내부 직경이 0.7㎜인 나머지 노즐에 TiO2 프리커서 용액을 공급한 후 전기방사하여 사이드-바이-사이드 형태인 TiO2/SnO2 복합 무기나노섬유를 제조하는 방법을 게재하고 있으나, 상기 종래방법은 정전기력만 의존하기 때문에 단위시간당 노즐 1개당 토출량이 매우 낮아 생산성이 떨어지고, 노즐교체 및 청소가 어려운 문제점이 있었다.Specifically, the nano-letter (Nano Letter), 2007, Vol7 (4) 1081 is another prior art as a side-by-two nozzles, one of SnO 2 in a nozzle inside diameter of the composite nozzle arranged in a side-form is 0.4㎜ The precursor solution was supplied, and the other nozzle having an inner diameter of 0.7 mm was charged with TiO 2 A method of producing TiO 2 / SnO 2 composite inorganic nanofibers in a side-by-side configuration is provided. However, since the conventional method depends on only the electrostatic force, the discharge amount per nozzle per unit time The productivity is deteriorated, and nozzle replacement and cleaning are difficult.
폴리머(Polymer), 2003, Vol.44, 6353에서는 내부 직경이 0.7mm 이고 두께가 0.2mmm인 테프론 니들을 사용하고 여기에 두 종류의 용액이 니들 부분에서 합쳐지도록 실린더 펌프로 동시에 두 종류의 용액을 공급하고 백금 전극을 용액 내에 설치하여 전기방사를 행하여 사이드 바이 사이드 형태의 복합 나노섬유를 제조하는 방법을 게재하고 있으나, 상기 종래방법 역시 정전기력에만 의존하기 때문에 단위시간당 노즐 1개당 토출량이 매우 낮아 생산성이 떨어지고, 노즐 교체 및 청소가 어려운 문제점이 있었다.In Polymer, 2003, Vol. 44, 6353, a Teflon needle having an inner diameter of 0.7 mm and a thickness of 0.2 mmm was used, and two kinds of solutions were simultaneously injected into a cylinder pump so that two kinds of solutions were combined at the needle part And a platinum electrode is placed in a solution to perform electrospinning to produce a side-by-side composite nanofiber. However, since the conventional method also depends only on the electrostatic force, the discharge amount per nozzle per unit time is very low, There is a problem that it is difficult to remove and replace the nozzle and clean it.
또한, 상기 종래방법들은 방사용액이 섬유상이 아닌 용액상태로 컬렉터 상에 떨어지는 현상(이하 "드롭렛 현상"이라고 한다)이 심하게 발생되어 코어/시스형 복합 나노섬유 시트의 품질이 저하되는 문제도 있었다.In addition, the above conventional methods have a problem that the phenomenon in which the spinning solution falls on the collector in a solution state not in the form of a fiber (hereinafter referred to as "droplet phenomenon") is severely caused and the quality of the core / sheath type composite nanofiber sheet deteriorates .
본 발명의 과제는 투명성, 전도성, 내열성 및 장력이 우수하여 에너지 저장분야의 분리막, 에너지 발생분야의 분리막 또는 전극 분리막 등으로 활용이 가능한 고투명성 폴리에스테르 나노섬유 시트의 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention provides a method for producing a highly transparent polyester nanofiber sheet which is excellent in transparency, conductivity, heat resistance and tensile strength, and can be used as a separation membrane in an energy storage field, as a separation membrane or an electrode separation membrane in an energy generation field.
본 발명의 또 다른 과제는 고전압 인가로 인한 작업 위험성을 최소화할 수 있고, 2성분 복합 나노섬유의 생산성을 크게 향상시킬 수 있고, 나노섬유 제조시 드롭렛 현상을 방지할 수 있는 코어-시스형 나노섬유의 제조방법과 이를 활용한 고투명성 폴리에스테르 나노섬유 시트의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite nanocomposite And a method for producing a highly transparent polyester nanofiber sheet using the same.
이와 같은 과제를 달성하기 위해서 본 발명에서는 코어-시스형 복합 나노섬유 제조용 방사튜브(1)로 일반 폴리에스테르 용액과 저융점 폴리에스테르 용액을 복합 전기방사하여 코어성분이 일반 폴리에스테르로 구성되며 시스성분이 저융점 폴리에스테르로 구성된 코어-시스형 복합 나노섬유 들로 이루어진 나노섬유 시트를 제조한 다음, 제조된 나노섬유 시트를 상기 코어-시스형 복합 나노섬유 중에서 시스 성분인 저융점 폴리에스테르 성분만 용융되는 온도로 열처리하여 고투명성 폴리에스테르 나노섬유 시트를 제조한다.In order to achieve the above object, the present invention is a spinning tube (1) for manufacturing a core-sheath type composite nanofiber, which comprises a combination of a general polyester solution and a low melting point polyester solution, The present invention provides a nanofiber sheet comprising the core-sheath type composite nanofibers composed of the low melting point polyester and the nanofiber sheet obtained by melting the low melting point polyester component as the sheath component in the core- , Thereby producing a highly transparent polyester nanofiber sheet.
이때 상기 코어-시스형 복합 나노섬유 제조용 방사튜브(1)를 (ⅰ) 원통형 및 원추형 중에서 선택된 하나의 형태를 구비하는 방사튜브 본체(1a), (ⅱ) 상기 방사튜브 본체(1a)의 내부에 상기 방사튜브 본체(1a)의 길이방향을 따라 형성되어 있는 다각형 튜브상 중공부(1b) 및 (ⅲ) 상기 다각형 튜브상 중공부(1b)의 모서리 부분 각각에 상기 방사튜브 본체(1a)의 길이방향을 따라 설치되어 있는 노즐(1c)로 구성한다.In this case, the
이때, 상기 다각형 튜브상 중공부(1b)의 모서리 부분들이 방사튜브 본체(1a)의 외주면과 맞닿도록 형성시켜 준다.At this time, the corner portions of the
구체적으로, 본 발명은 (ⅰ) 상기 코어-시스형 복합 나노섬유 제조용 방사튜브(1)를 모터(7)로 회전시켜 주면서 전압발생장치(6)로 상기 코어-시스형 복합 나노섬유 제조용 방사튜브(1)에 고전압을 걸어준 다음, (ⅱ) 상기 코어-시스형 복합 나노섬유 제조용 방사튜브(1)를 이루는 노즐(1c) 내로 일반 폴리에스테르 공급함과 동시에 상기 코어-시스형 복합 나노섬유 제조용 방사튜브(1)를 이루는 다각형 튜브상 중공부(1b) 내로 상기 저융점 폴리에스테르 용액을 공급한 다음, (ⅲ) 노즐(1c) 내로 공급된 일반 폴리에스테르 다각형 튜브상 중공부(1b) 내로 공급된 저융점 폴리에스테르 용액을 원심력과 전기력을 이용하여 전압발생장치(6)에 의해 고전압이 걸려 있는 컬렉터(2) 방향으로 방사하여 코어성분이 일반 폴리에스테르로 구성되며 시스성분이 저융점 폴리에스테르로 구성된 코어-시스형 복합 나노섬유 들로 이루어진 나노섬유 시트를 제조한 다음, 제조된 나노섬유 시트를 상기 코어-시스형 복합 나노섬유 중에서 시스 성분인 저융점 폴리에스테르 성분만 용융되는 온도로 열처리하여 고투명성 폴리에스테르 나노섬유 시트를 제조한다.Specifically, the present invention relates to a core-sheath type composite nanofiber manufacturing method comprising the steps of: (i) rotating a
본 발명으로 제조된 폴리에스테르 나노섬유 시트는 투명성, 전도성, 내열성 및 장력이 우수하여 LED, 밧데리, 수퍼캐퍼시트 등의 에너지 저장 분야의 분리막, 태양광을 이용한 에너지 발생분야의 분리막, 전극 소재 등으로 유용하다.The polyester nanofiber sheet produced by the present invention is excellent in transparency, conductivity, heat resistance, and tensile strength, and is useful as a separator for energy storage fields such as LED, battery, and supercap sheet, a separator for energy generation using solar light, useful.
본 발명은 정전기력과 원심력을 동시에 이용하기 때문에 코어-시스형 복합 나노섬유를 높은 생산성(토출량)으로 제조할 수 있고, 용매 휘발 및 회수가 용이하고, 방사액이 섬유상이 아닌 용액상태로 컬렉터 상에 떨어지는 현상(드롭 현상)도 효과적으로 방지하여 코어-시스형 복합 나노섬유 시트의 품질을 향상시키는 효과가 있다.Since the present invention uses both electrostatic force and centrifugal force at the same time, the core-sheath type composite nanofiber can be produced with high productivity (discharge amount), solvent evaporation and recovery are easy, (Drop phenomenon) of the core-sheath type composite nanofiber sheet can be effectively prevented, thereby improving the quality of the core-sheath type composite nanofiber sheet.
도 1은 본 발명 중 코어-시스형 복합 나노섬유 시트를 제조하는 공정 개략도.
도 2는 본 발명의 코어-시스형 복합 나노섬유 제조용 방사튜브(1)의 사시개략도.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 방사튜브(1)에 형성된 다각형 튜브상 중공(1b)의 모서리 부분에 노즐(1c)이 형성된 상태를 나타내는 모식도.
도 5 내지 도 6은 본 발명으로 제조한 코어-시스형 복합 나노섬유의 단면 모식도.
도 7은 실시예 1로 제조한 2성분 복합 나노섬유의 투과전자현미경 사진.
도 8은 실시예 1로 제조한 코어-시스형 나노섬유 시트의 강도-신도 곡선(B) 및 상기 코어-시스형 나노섬유 시트 중 시스성분인 저융점 폴리에스테르를 용융, 압착시켜 제조한 고투명성 폴리에스테르 나노섬유 시트의 강도-신도 곡선(A).
도 9는 실시예 1로 제조한 코어-시스형 나노섬유 시트와 상기 코어-시스형 나노섬유 시트 중 시스성분인 저융점 폴리에스테르를 용융, 압착시켜 제조한 고투명성 폴리에스테르 나노섬유 시트의 투명도를 대비한 사진.1 is a schematic view of a process for producing a core-sheath type composite nanofiber sheet in the present invention.
Fig. 2 is a perspective view schematically showing a
3 to 4 are schematic views showing a state in which a
Figs. 5 to 6 are cross-sectional schematic views of core-sheath type composite nanofibers produced by the present invention. Fig.
7 is a transmission electron micrograph of the two-component composite nanofiber prepared in Example 1. Fig.
8 is a graph showing the strength-elongation curve (B) of the core-sheath type nanofiber sheet prepared in Example 1 and the high transparency (B) of the core-sheath type nanofiber sheet prepared by melting and pressing the low- Strength - elongation curve (A) of polyester nanofiber sheet.
9 is a graph showing the transparency of a high-transparency polyester nanofiber sheet prepared by melting and pressing a core-sheath type nanofiber sheet prepared in Example 1 and a low-melting-point polyester as a sheath component in the core-sheath type nanofiber sheet Contrast photography.
이하, 첨부한 도면 등을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 고투명성 폴리에스테르 나노섬유 시트의 제조방법은, 코어-시스형 복합 나노섬유 제조용 방사튜브(1)를 모터(7)로 회전시켜 주면서 전압발생장치(6)로 상기 코어-시스형 복합 나노섬유 제조용 방사튜브(1)에 고전압을 걸어준 다음, 상기 코어-시스형 복합 나노섬유 제조용 방사튜브(1)를 이루는 노즐(1c) 내로 일반 폴리에스테르 용액을 공급함과 동시에 상기 코어-시스형 복합 나노섬유 제조용 방사튜브(1)를 이루는 다각형 튜브상 중공부(1b) 내로 저융점 폴리에스테르 용액을 공급한 다음, 노즐(1c) 내로 공급된 상기 일반 폴리에스테르 용액과 다각형 튜브상 중공부(1b) 내로 공급된 상기 저융점 폴리에스테르 용액을 원심력과 전기력을 이용하여 전압발생장치(6)에 의해 고전압이 걸려 있는 컬렉터(2) 방향으로 방사하여 코어성분이 일반 폴리에스테르로 구성되고 시스성분이 저융점 폴리에스테르로 구성된 코어-시스형 복합 나노섬유들로 이루어진 나노섬유 시트를 제조하는 공정; 및A method for producing a highly transparent polyester nanofiber sheet according to the present invention is a method for producing a core-sheath type composite nanofiber sheet by spinning a radiation tube (1) for manufacturing a core-sheath type composite nanofiber with a motor (7) A high voltage is applied to the
(ⅱ) 제조된 나노섬유 시트를 시스성분인 상기 저융점 폴리에스테르의 융점과 코어성분인 상기 일반 폴리에스테르의 융점 사이의 온도로 열처리하여 나노섬유 시트를 구성하는 코어-시스형 복합 나노섬유 중에서 시스성분인 저융점 폴리에스테르 성분만을 용융시켜 주는 공정;을 포함한다.(Ii) heat-treating the produced nanofiber sheet at a temperature between the melting point of the low-melting-point polyester as a sheath component and the melting point of the general polyester as a core component to form a core- And melting only the low-melting-point polyester component as a component.
본 발명에서 사용하는 상기 코어-시스형 복합 나노섬유 제조용 방사튜브는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 (ⅰ) 원통형 및 원추형 중에서 선택된 하나의 형태를 구비하는 방사튜브 본체(1a), (ⅱ) 상기 방사튜브 본체(1a)의 내부에 상기 방사튜브 본체(1a)의 길이방향을 따라 형성되어 있는 다각형 튜브상 중공부(1b) 및 (ⅲ) 상기 다각형 튜브상 중공부(1b)의 모서리 부분 각각에 상기 방사튜브 본체(1a)의 길이방향을 따라 설치되어 있는 노즐(1c)로 구성되며, 상기 다각형 튜브상 중공부(1b)의 모서리 부분들이 방사튜브 본체(1a)의 외주면과 맞닿아 있는 구조를 구비한다.As shown in Figs. 1 and 2, the radiation tube for manufacturing the core-sheath type composite nanofiber used in the present invention comprises (i) a radiation tube
구체적으로, 본 발명은 상기 코어-시스형 복합 나노섬유 제조용 방사튜브(1)로 일반 폴리에스테르 용액과 저융점 폴리에스테르 용액을 복합 전기방사하여 코어성분이 일반 폴리에스테르로 구성되며 시스성분이 저융점 폴리에스테르로 구성된 코어-시스형 복합 나노섬유 들로 이루어진 나노섬유 시트를 제조한 다음, 제조된 나노섬유 시트를 상기 코어-시스형 복합 나노섬유 중에서 시스 성분인 저융점 폴리에스테르 성분만 용융되는 온도로 열처리하여 고투명성 폴리에스테르 나노섬유 시트를 제조한다.Specifically, the present invention relates to a spinning tube (1) for producing the core-sheath type composite nanofiber, which comprises a composite polyester spinning solution and a low melting point polyester spinning solution, wherein the core component is composed of a general polyester, And then the resulting nanofiber sheet is heated to a temperature at which only the low-melting-point polyester component, which is a sheath component, is melted in the core-sheath type composite nanofiber Followed by heat treatment to produce a highly transparent polyester nanofiber sheet.
상기 다각형 튜브상 중공부(1b)의 모서리 부분 각각에는 1개 또는 2개 이상의 노즐(1c)이 방사튜브의 본체(1a) 길이방향을 따라 설치되어 있다.One or two or
상기 코어-시스형 복합 나노섬유는 편심형 코어-시스형 복합 나노섬유일 수도 있다.The core-sheath type composite nanofiber may be an eccentric core-sheath type composite nanofiber.
도 4에 도시된 바와 같이 다각형 튜브상 중공부(1b)의 모서리 부분 각각에 2개의 노즐(1c)들을 설치된 방사튜브(1)를 사용하면 코어성분이 2개인 코어-시스형 복합 나노섬유를 제조할 수 있다.As shown in FIG. 4, when the
또 다른 구현일례로서, 다각형 튜브상 중공부(1b)의 모서리 꼭지점과 노즐(1c)간의 거리(d)를 적절하게 조절하게 되면 사이드 바이 사이드형 복합 나노섬유를 제조할 수 있게 된다.As another embodiment, it is possible to manufacture the side-by-side composite nanofibers by appropriately adjusting the distance (d) between the corner vertex of the
상기 일반 폴리에스테르 용액 및/또는 저융점 폴리에스테르 용액 내에 전도성 무기물을 첨가하여 전도성을 향상시킬 수도 있다.Conductive inorganic substances may be added to the general polyester solution and / or the low melting point polyester solution to improve the conductivity.
상기 일반 폴리에스테르는 단량체인 테레프탈산과 에틸렌글리콜의 중합반응으로 형성된 폴리에틸렌테레프탈레이트 반복단위가 95% 이상으로서 200℃ 이상의 융점을 구비하는 통상의 폴리에스테르이다.The above general polyester is a conventional polyester having a melting point of 200 占 폚 or higher and a polyethylene terephthalate repeating unit formed by a polymerization reaction of terephthalic acid, which is a monomer, with ethylene glycol in an amount of 95% or more.
상기 저융점 폴리에스테르는 단량체인 테레프탈산과 에틸렌글리콜의 중합반응으로 형성된 폴리에틸렌테레프탈레이트 반복단위가 10~94%로서 융점이 100~200℃ 수준이며, 폴리에스테르 중합시 산성분으로 테레프탈산과 함께 아이소프탈산 등을 일정 비율로 사용하는 방법 등으로 제조된다.The low melting point polyester has a polyethylene terephthalate repeating unit of 10 to 94% and a melting point of 100 to 200 DEG C, which is formed by a polymerization reaction of terephthalic acid, which is a monomer, with ethylene glycol. In the polyester polymerization, isophthalic acid In a certain ratio.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
그러나, 본 발명은 하기 실시예에 의해 보호범위가 한정되는 것은 아니다.However, the scope of protection of the present invention is not limited by the following examples.
실시예 1Example 1
연화점이 115℃인 저융점 폴리에스테르를 디클로로메탄과 트리플로로아세틱산이 1:1 비율로 혼합된 혼합용매에 15중량%인 저융점 폴리에스테르 용액(시스형성용 용액)을 제조하였다.A low-melting-point polyester solution (cis-forming solution) having a softening point of 115 占 폚 was prepared by mixing 15% by weight of a low-melting-point polyester in a mixed solvent of dichloromethane and tri-
일반 폴리에스테르를 디클로로메탄과 트리플로로아세틱산이 1:1의 비율로 혼합된 혼합용매에 용해하여 고형분이 15중량%인 일반 폴리에스테르 용액(코어형성용 용액)을 제조하였다.The general polyester was dissolved in a mixed solvent of dichloromethane and trifluoroacetic acid at a ratio of 1: 1 to prepare a general polyester solution (core forming solution) having a solid content of 15% by weight.
다음으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 (ⅰ) 원통형 및 원추형 중에서 선택된 하나의 형태를 구비하는 방사튜브 본체(1a), (ⅱ) 상기 방사튜브 본체(1a)의 내부에 상기 방사튜브 본체(1a)의 길이방향을 따라 형성되어 있는 4 다각형 튜브상 중공부(1b) 및 (ⅲ) 상기 4 다각형 튜브상 중공부(1b)의 모서리 부분 각각에 상기 방사튜브 본체(1a)의 길이방향을 따라 설치되어 있는 직경이 0.7㎜인 노즐(1c)가 8개로 구성되며, 상기 다각형 튜브상 중공부(1b)의 모서리 부분들이 방사튜브 본체(1a)의 외주면과 맞닿아 있는 구조를 구비하는 방사튜브(1)를 모터(7)로 450rpm으로 회전시켜주면서 전압발생장치(6)로 상기 방사튜브(1)에 40kV의 전압을 걸어준 다음, 상기 방사튜브(1)를 이루는 노즐(1c)내로 일반 폴리에스테르 용액(코어형성용 용액)을 공급함과 동시에 상기 방사튜브(1)를 이루는 다각형 튜브상 중공부(1b) 내로 저융점 폴리에스테르 용액(시스형성용 용액)을 공급한 다음, 상기 공급된 상기 방사용액들을 40kV의 전압이 걸려 있는 컬렉터(2) 방향으로 전기방사하여 시스-코어형 복합 나노섬유 시트를 제조하였다. 이때 일반 폴리에스테르 용액(코어형성용 용액)은 분당 0.22cc로 공급하고 저융점 폴리에스테르 용액(시스형성용 용액)은 분당 0.20cc로 공급하였다. 이때 컬렉터(2)와 방사튜브(1) 간의 거리는 30㎝로 하였다.Next, as shown in Figs. 1 and 2, (i) a radiation tube
상기와 같이 제조된 시스-코어형 복합 나노섬유의 투과전자현미경 사진은 도 7과 같았고, 평균 섬유직경은 750㎚이었다.The transmission electron microscope of the cis-core type composite nanofiber prepared as described above was as shown in FIG. 7, and the average fiber diameter was 750 nm.
다음으로, 상기와 같이 제조된 시스-코어형 복합 나노섬유 시트를 130℃의 온도로 열처리하여 시스 코어형 복합 나노섬유의 시스부를 구성하는 상기 저융점 폴리에스테르만을 용융시키면서 5kg/㎠의 압력으로 압착하여 고투명성 폴리에스테르 나노섬유 시트를 제조하였다.Next, the sheath-core type composite nanofiber sheet prepared as described above was heat-treated at a temperature of 130 DEG C to melt the low melting point polyester constituting the sheath portion of the sheath core type composite nanofiber, and compressed at a pressure of 5 kg / To prepare a highly transparent polyester nanofiber sheet.
상기와 같이 제조된 시스-코어형 복합 나노섬유 시트(용융/압착 전 시트)와 고투명성 폴리에스테르 나노섬유 시트(용융/압착된 시트) 각각의 인장강력-인장강도 곡선을 측정한 결과는 도 8과 같았다. 도 8에서 고투명성 폴리에스테르 나노섬유 시트(용융/압착된 시트)는 인장강력이 7배 이상 증가하고 신도가 30% 정도 감소됨을 나타내었다.The results of measuring the tensile strength-tensile strength curves of the sheath-core type composite nanofiber sheet (melt / compression sheet) and the highly transparent polyester nanofiber sheet (melt / compression sheet) Respectively. In FIG. 8, the high transparency polyester nanofiber sheet (melted / pressed sheet) showed a tensile strength increased by more than 7 times and an elongation by 30%.
또한, 상기와 같이 제조된 시스-코어형 복합 나노섬유 시트(용융/압착 전 시트)와 고투명성 폴리에스테르 나노섬유 시트(용융/압착된 시트) 각각의 투명도를 나타내는 사진은 도 9와 같았다. Further, a photograph showing the transparency of each of the sheath-core type composite nanofiber sheet (melt / compression sheet) and the highly transparent polyester nanofiber sheet (melt / compression sheet) prepared as described above was as shown in FIG.
시스-코어형 복합 나노섬유 시트(용융/압착전 시트)는 불투명한 상태이나, 시스성분이 용융/압착된 폴리에스테르 나노섬유 시트는 매우 투명한 상태로서 가시광선 하에서의 투명도가 82% 이었다.The sheath-core type composite nanofiber sheet (the sheet before melting / compression) was in an opaque state, but the polyester nanofiber sheet on which the sheath component was melted / pressed was in a very transparent state, and the transparency under visible light was 82%.
1 : 코어-시스형 복합 나노섬유 제조용 방사튜브
1a : 방사튜브의 본체
1b : 다각형 튜브상 중공부 1c : 노즐
2: 컬렉터 3: 방사용액 분배판
3a : 일반 폴리에스테르 용액(코어 형성용 방사용액) 분배판
3b : 저융점 폴리에스테르 용액(쉬스 형성용 방사용액) 분배판
4 : 일반 폴리에스테르 용액(코어 형성용 방사용액) 공급탱크
5 : 저융점 폴리에스테르 용액(쉬스 형성용 방사용액) 공급탱크
6 : 전압발생장치 7 : 모터
F : 코어-시스형 복합 나노섬유
Fc : 코어-시스형 복합 나노섬유의 코어부
Fs : 코어-시스형 복합 나노섬유의 쉬스부
X : 일반 폴리에스테르 Y : 저융점 폴리에스테르
d : 노즐(1c)과 상기 노즐과 가장 인접하는 다각형 튜브상 중공부(1b)의 모서리 꼭지점 간의 거리.
A : 실시예 1로 제조한 고투명성 폴리에스테르 나노섬유 시트의 강도-신도 곡선
B : 실시예 1로 제조한 코어-시스형 나노섬유 시트의 강도-신도 곡선
C : 실시예 1로 제조한 코어-시스형 나노섬유.
D : 실시예 1로 제조한 고투명성 폴리에스테르 나노섬유1: Radial tube for manufacturing core-sheath type composite nanofiber
1a: the body of the radiation tube
1b: hollow portion on the
2: Collector 3: Fluid distribution plate
3a: General polyester solution (spinning liquid for forming a core) Distribution plate
3b: Low melting point polyester solution (solution for forming a sheath)
4: General polyester solution (spinning liquid for core formation) supply tank
5: Low melting point polyester solution (spinning liquid for forming a sheath)
6: voltage generator 7: motor
F: core-sheath type composite nanofiber
Fc: core part of core-sheath type composite nanofiber
Fs: Sheath portion of core-sheath type composite nanofiber
X: general polyester Y: low melting point polyester
d: Distance between the
A: The strength-elongation curve of the highly transparent polyester nanofiber sheet prepared in Example 1
B: Strength-elongation curve of the core-sheath type nanofiber sheet prepared in Example 1
C: Core-cis type nanofibers prepared in Example 1.
D: High-transparency polyester nanofibers prepared in Example 1
Claims (7)
(ⅱ) 제조된 나노섬유 시트를 시스성분인 상기 저융점 폴리에스테르의 융점과 코어성분인 상기 일반 폴리에스테르의 융점 사이의 온도로 열처리하여 나노섬유 시트를 구성하는 코어-시스형 복합 나노섬유 중에서 시스성분인 저융점 폴리에스테르 성분만을 용융시켜 주는 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 고투명성 폴리에스테르 나노섬유 시트의 제조방법.(I) a radiation tube main body 1a having one shape selected from a cylindrical shape and a conical shape, a hollow tube-like hollow body formed on the inside of the radiation tube body 1a along the longitudinal direction of the radiation tube body 1a, And a nozzle 1c provided along the longitudinal direction of the radiation tube main body 1a at corner portions of the polygonal tube-shaped hollow portion 1b and the polygonal tube-shaped hollow portion 1b ) Is wound around the outer circumferential surface of the radiation tube main body (1a) while rotating the radial tube (1) for manufacturing a core-sheath type composite nano fiber with the motor (7) A high voltage is applied to the radiation tube 1 for manufacturing the core-sheath type composite nanofiber, and then the general polyester solution is supplied into the nozzle 1c constituting the radiation tube 1 for manufacturing the core-sheath type composite nanofiber The core- Melting polyester solution into the polygonal tube-shaped hollow portion 1b constituting the radiation tube 1 for producing the composite nano-fiber, and then the above-mentioned general polyester solution supplied into the nozzle 1c and the hollow portion on the polygonal tube 1b) is spun in the direction of the collector (2) in which a high voltage is applied by the voltage generating device (6) using centrifugal force and electric force so that the core component is composed of a general polyester and the sheath component Preparing a nanofiber sheet comprising core-sheath type composite nanofibers composed of a low-melting-point polyester; And
(Ii) heat-treating the produced nanofiber sheet at a temperature between the melting point of the low-melting-point polyester as a sheath component and the melting point of the general polyester as a core component to form a core- Melting polyester component is melted at a temperature higher than the melting point of the low-melting-point polyester component.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |