전기방사 나노섬유가 적층된 폴리머 초소형 노즐을 이용한 물 정전분무

Abstract

정전분무는 액체가 공급되고 있는 노즐에 전기장을 집중시켜 대전된 미세액적을 분무하는 기술이다. 물 정전분무는 하이드록실 라디칼을 생성하여 항균/항바이러스 분야에 활용될 수 있지만 물의 높은 표면장력으로 인해 개시전압이 높아 방전이 수반될 수 있으며 유량이 적기 때문에 활용도가 떨어진다. 선행 연구를 통해 면내 추출 전극이 결합된 폴리머 초소형 멀티 노즐 필름을 이용하여 낮은 개시전압(< 3 kV)에서 방전이 수반되지 않는 물 정전분무를 구현하였고 저유량 문제가 개선되었다. 그러나, 양산성이 떨어지고 노즐 젖음, 노즐 막힘, 노즐 간 유량 편차 문제가 여전히 존재한다. 본 연구에서는 이러한 문제점들을 해결하고자 스크린 프린팅 기술과 UV 엠보싱 기술을 접목한 노즐 필름 공정을 개발하였다. 노즐 표면에 폴리스티렌 나노섬유를 전기방사하여 접촉각이 150도 이상인 초소수성 표면을 구현하였다. 노즐 뒷면에는 폴리비닐알콜-폴리아크릴산 전기방사 나노섬유를 이용해 친수성 호모지나이저를 제작하여 노즐 막힘과 유량 편차를 개선하였다. 물 정전분무의 성능을 평가하기 위해 전하밀도 측정, 하이드록실 라디칼 측정, 살균 실험, 독성 평가, 그리고 오존 측정을 진행하였다.