| 학회 | 한국고분자학회 |
| 학술대회 | 2005년 봄 (04/14 ~ 04/15, 전경련회관) |
| 권호 | 30권 1호, p.83 |
| 발표분야 | 유ㆍ무기 나노섬유 소재 |
| 제목 | 전기방사 나노섬유와 고성능 필터 응용 |
| 초록 | 첨단산업의 발달과 환경오염에 대한 관심증대로 인하여 공기청정산업의 영역이 급속히 확대되고 있다. 특히 사스와 같은 병원균을 예방하고 쾌적한 실내 환경을 유지하고자 하는 소비자의 욕구가 증대되고 테러위협에 대한 우려로 생화학전 위험성이 증대되면서 산업용 이외의 분야에서도 필터여재의 고성능화가 요구되고 있다. 고효율 필터여재는 업계에서 알려진 다양한 방법을 통하여 제조되는데, 미세 유리섬유를 이용하여 제조하는 방법, melt-blown 방사법에 의한 미세 섬유를 이용하여 제조하는 방법 및 다공성 PTFE를 이용하여 제조하는 방법이 있다. HEPA급 필터는 반도체 공장 등 전자정밀 산업분야, 바이오 크린룸, 식품공장, 제약공장, 제약관련 시설에 사용되고 있으며, 일반 가정용 공기청정기에도 사용될 만큼 응용범위를 넓히고 있다. 청정산업에 소요되는 핵심소재인 HEPA급 이상의 여재들은 대부분 수입에 의존하고 있는 실정으로 독자적인 여재 개발이 시급하고, 또한 고포집효율, 저압력손실을 갖는 고성능여재(HEPA급 이상의 성능)의 제조가 절실히 필요하고 있다. 이와 같은 관점에서 보면 전기방사에 의한 나노섬유 제조 연구 및 이를 이용한 고성능 필터 연구는 매우 중요한 의미가 있다. 나노섬유는 전기방사를 통해 얻을 수 있으며, 이렇게 얻어진 나노섬유로 제조된 웹은 비표면적 및 공극율이 높은 멤브레인형 소재로서 공기저항성이 낮고, 미세부유입자의 여과능력이 우수한 고성능 여과지로 제조가 가능할 것으로 판단이 된다. 특히, 나노섬유는 제조와 동시에 정전 특성을 나타내는 장점도 가지고 있다. 필터 성능은 포집효율과 압력손실로 나타낼 수 있다. 포집효율과 압력손실은 필터여재를 구성하는 섬유의 직경 및 분포, 기공크기, 웹 두께 및 웹 밀도에 따라서 결정된다. 나노섬유로 구성된 웹의 포집효율을 측정한 결과는 나노섬유 웹 두께가 증가 할수록 나노섬유의 직경이 감소할수록 포집효율 및 압력손실이 증가함을 보였다. 또한 나노섬유로 구성된 웹의 적층 밀도가 증가 할수록 포집효율은 증가하는 반면 공기 흐름저항은 감소하는 것으로 관찰이 되었다. 필터성능에 영향을 미치는 인자를 고려하여 나노섬유로 구성된 웹에 대한 필터 성능과 기존 HEPA 필터와 비교할 때, 나노섬유로 구성된 웹은 HEPA급 이상의 필터 여재(포집효율 99.97%이상, 압력손실 25 mmH2O이하)로서의 가능성을 보여주었다. 나노섬유에 장점을 통해 HEPA급 이상의 필터 여재로서 적용하기에는 여러 가지 중요한 인자들을 고려하여 나노섬유로 구성된 여재의 구조를 필터 성능을 향상시킬 수 있도록 설계하는 것이 중요하다. 그리고, 전기방사를 통한 나노섬유 웹 제조에 있어 낮은 생산성과 용매처리 및 웹의 형태안정성이 낮아 어려운 가공성과 같은 단점을 가지고 있어 더 많은 연구가 이루어져야 한다고 본다. |
| 저자 | 천석원 |
| 소속 | 삼신크리에이션 |
| 키워드 | nanofiber; electrospinning |
