일반기술

극세 티타늄 섬유 및 그의 제조방법

○ 기술발명의 목적: 전기방사법을 이용한 극세 티타늄 섬유제조 방법○ 기술 요약 및 특징: 본 발명은 극세 티타늄 섬유 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 티타늄아이소프로포사이드 졸 또는 겔과 열가소성 수지 용액을 혼합, 반응시켜 이들의 혼합액을 제조한 다음, 상기 혼합액을 고전압 하에서 전기방사하여 열가소성 수지가 티타늄아이소프로포사이드를 감싸고 있는 형태의 복합섬유를 제조하고, 상기 복합섬유 내의 열가소성 수지를 탄화 또는 용매로 용출시켜 길이가 직경의 5∼1,000배 이고, 직경이 10∼1,000nm인 극세 티타늄 섬유를 제조한다. 본 발명의 극세 티타늄 섬유는 체적에 비해 비표면적이 매우 크기 때문에 다양한 산업분야에서 보강재료, 코팅재료 등으로 활용 가능 하다.○ 색인어: 티타늄 섬유, 극세, 나노, 비표면적, 전기방사, 탄화, 용해, 보강재본 발명의 극세 티타늄 섬유의 제조방법은, 티타늄아이소프로포사이드 졸 또는 겔과 열가소성 수지 용액을 혼합, 반응시켜 이들의 혼합액을 제조한 다음, 상기 혼합액을 고전압 하에서 전기 방사하여 열가소성 수지가 티타늄아이소프로포사이드를 감싸고 있는 형태의 복합섬유를 제조하고, 상기 복합섬유 내의 열가소성 수지를 탄화 또는 용매로 용출시키는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명의 극세 티타늄 섬유는 길이가 직경의 5∼1,000배 이고, 직경이 10∼1,000nm인 것을 특징으로 한다.먼저, 열가소성 수지를 테트라하이드로퓨란, N,N-디메틸포름아마이드 또는 이들의 혼합용매 등으로 용해한 후, 여기에 티타늄아이소프로포사이드를 투입하면서 교반하여 열가소성 수지와 티타늄아이소프로포사이드 혼합용액을 제조한다.계속해서 상기 혼합용액에 소량의 아세트산 등을 수화촉매로 투입한 후 승온하여 이들을 충분히 반응시켜 반응용액을 제조한다.다음으로는 상기 반응용액을 고전압 하에서 전기방사하여 열가소성 수지가 티타늄아이소프로포사이드를 감싸고 있는 형태의 복합섬유를 제조한다. 이때 전기방사는 통상의 전기방사장치를 사용하여 실시한다.구체적으로 통상의 전기방사장치는 방사액을 보관하는 방사액 주탱크(1), 방사액의 정량 공급을 위한 계량펌퍼(2), 방사액을 토출하는 다수개의 노즐(3), 상기 노즐 하단에 위치하여 방사되는 섬유들을 집적하는 컬렉터(4), 전압을 발생시키는 전압발생장치(6) 및 발생된 전압을 노즐과 컬렉터로 전달하는 기구(5)들로 구성되어 있다. 방사액주탱크(1) 내 방사액을 계량펌퍼(2)를 통해 높은 전압이 부여되는 다수의 노즐(3) 내로 연속적으로 정량 공급한다.계속해서, 노즐(3)들로 공급된 방사액은 노즐을 통해 높은 전압이 걸려있는 컬렉트(4) 상으로 방사, 집속되어 단섬유웹이 형성된다. 전기방사시의 전압은 5kV 이상인 것이 바람직 하며, 상기 전기방사에 의해 제조되는 티타늄/열가소성수지의 복합섬유는 1,000nm 이하의 직경을 갖도록 한다.다음으로는 제조된 상기 복합섬유를 고온 열처리 또는 용매처리하여 복합섬유내 열가소성 수지를 완전하게 제거하므로서 본 발명의 극세 티타늄 섬유를 제조 한다. 복합섬유내 열가소성 수지는 고온 열처리에 의해 탄화되거나 용매처리에 의해 용출되어 제거된다.