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마이크로채널을 이용한 cellulose nanofibril/alginate 습식방사 섬유 제조 및 특성평가
박지수 ( Ji-soo Park ),박찬우 ( Chan-woo Park ),한송이 ( Song-yi Han ),이은아 ( Eun-ah Lee ),권구중 ( Gu-joong Kwon ),한의돈 ( Eui-don Han ),서영호 ( Young-ho Seo ),권재경 ( Jae-kyoung Kwon ),이선영 ( Sun-young Lee ),이승환 ( Seun 한국목재공학회 2019 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2019 No.2
본 연구에서는 cellulose nanofibril (CNF)/alginate (AL)를 10/90, 30/70, 50/50 비율로 혼합한 후 마이크로채널로 습식방사하여 복합섬유를 제조하였으며, 혼합비율 및 방사조건에 따른 방사섬유의 특성을 조사하였다. CNF는 상업용 CNF (Cellulose Lab co., Ltd.)를 사용하였으며 크기를 더 감소시키기 위하여 농도를 0.5 wt% 로 희석한 후, 고압호모지나이저를 사용하였다. 20,000 psi의 압력으로 5 pass 해섬처리 하였으며 약 50 nm의 직경으로 균일한 CNF를 얻었다. 얻어진 CNF 수현탁액을 원심분리하여 농도를 1.5 wt%로 조절하여 습식방사 하였다. 습식방사에는 PDMS (polydimethylsiloxane)로 제조된 200 um × 100 um (가로 × 세로) 크기의 마이크로 채널을 이용하였다. 방사용액은 AL용액과 함께 1.5 wt% 농도로 조절하였으며, 1 ml/min, 3 ml/min 속도로 2% 염화칼슘 수용액에 방사하여 섬유를 제조하였다. CNF/AL 복합섬유의 평균 직경은 약 50-100 ㎛ 였으며, CNF 함량이 증가할수록 섬유 직경이 감소하였다. 인장강도는 20-40 MPa, 파단시 신장률은 10-30 %로 나타났으며, CNF 함량이 증가함에 따라 CNF/AL 복합섬유의 인장강도가 증가하였다. 탄성률은 120-130 MPa로 나타났으며, CNF 함량이 10, 50 %로 증가함에 따라 각각 214 MPa, 410 MPa로 증가하였다.