전기 방사에 대한 간단한 소개

　　전기 방사(electrospinning) 정전기 방사(electrostaticspinning)라고도 하며, 중합체 용액이나 용해체를 이용하여 강한 전장 작용 하에 분사류를 형성하여 방사 가공을 하는 공법이다.최근 몇 년 동안 전기 방사는 초정밀 섬유를 제조할 수 있는 신형 가공 방법으로서 사람들의 광범위한 관심을 끌었다.이론적으로, 용해되거나 융해될 수 있는 모든 고분자 재료는 전기를 진행할 수 있다방사가공하다.현재 세계에서 이미 전기방사가공에 성공한 중합물은 30종이 넘는데 여기에는 DNA, 콜라겐, 실크단백질 등 천연고분자와 폴리에틸렌, 폴리아크릴아크릴, 폴리젖산, 폴리아미드, 나일론, 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리우레탄 등 합성고분자가 포함된다.

원리

전기 방사 과정에서 분사 장치에는 충전된 폴리머 용액이나 용융액이 가득 차 있다.외가전장작용하에 표면장력작용을 받아 분출구에 유지되는 고분자액적은 전장유도하에 표면에 전하를 모아 표면장력방향과 상반되는 전장력을 받는다.전장이 점차 강화되면 노즐 부분의 액체 방울이 구형에서 원추형으로 늘어나 소위"테일러 원추"(Taylorcone) 를 형성합니다.그리고 전장의 강도가 임계값으로 증가하면 전장력은 액체의 표면 장력을 극복하고 테일러 송곳에서 분출된다.분사류는 고전장의 작용하에 진동이 발생하여 불안정하며 주파수가 매우 높은 불규칙적인 나선운동을 산생한다.고속 진동에서 분사류는 빠르게 가늘어지고 용제도 빠르게 휘발되어 결국 직경 nm급의 섬유를 형성하고 무작위 방식으로 수집장치에 흩어져 부직포를 형성한다.

전기방사설비산업화 현황

2003년 9월, 체코 리베레츠대학은 엘마르코사와 합작하여 세계 최초의 나노섬유방사기-나노거미를 연구제작해냈다.나노거미는 전통적인 전방의 스프레이 헤드를 없애고 대신 원통을 만든다. 원통은 부분적으로 폴리머 용액에 잠겨 끊임없이 회전하고 전장 작용으로 무수한 Taylor 송곳을 형성한다. Taylor 송곳 분사 사류군은 나노섬유를 형성한다. 생산 효율을 전통적인 단일 스프레이 헤드 방사기의 011~5g/min에서 1~5g/min으로 높이고 넓은 면적의 무방적을 생산할 수 있다.미래의 전기 방사 나노 섬유의 대규모 공업화 생산을 위해 좋은 기초를 닦았다.

현재 전 세계에서 전기 방사 제품 연구 개발에 참여하는 대형 회사와 기업은 약 수십 개인데, 예를 들면 엘마르코사, 프리덴버그사, 도널슨사, 일본의 주식회사, 미국의 STARInc.사, eSPin사 등이다.우리 나라는 현재 전기방사과학연구기술이 세계 선진수준에 처해있지만 줄곧 규모의 공업생산을 형성하지 못하고있다.그중 영청화원생물재료과학기술회사가 생산한 HY-1형 정전기방사설비는 국내와 일본 가도회사의 ne u형과 선명한 대조를 이루고있다.HY-1형 전기 방사 설비는 전통적인 기계 조작 분산식 기능을 디지털 제어 기계 장치를 이용하여 집적화하여 실현한다.방사 과정에서 주입, 왕복 평행 이동 등 제어 시스템을 통해 액체의 유속을 정확하게 제어한다.진정한 조작이 간단하고 중복성, 소규모 생산 일괄화의 특징을 실현하였다.현재, 이 회사는 국내 최초의 나노 섬유 대형 방사기-Sining을 개발했으며, 광폭 1m의 대면적 무방직을 생산할 수 있으며, 생산률은 약 100m/min이다.이것은 국내 전기 방사 나노미터를 의미한다섬유의 대규모 공업화 생산이 이미 시작되었다.