Electrospinning has gained interests as a polymer processing technique for nanofiber fabrications. It is well known that both polymer solutions and polymer melts can be electrospun. Among them, melt electrospinning is environmentally friendly technique due to the absence of solvent. However, the diameter of melt-electrospun fibers is typically thicker than solution-electrospun fibers. By using a home-made melt-electrospinning device, micron-sized fibers with smooth and even surfaces were electrospun successfully. We demonstrate that low-density polyethylene fibers can be reduced in diameter with a viscosity-reducing additive such as low molecular weight polyethylene monoalcohol and polyethylene wax. The diameter was further reduced by blending it with oxidized polyethylene wax due to polarity increment. Additionally, parameters affecting the diameter were analyzed such as an applied voltage and a spinning distance.

용융전기방사법은 유기용매를 사용하지 않아 용액전기방사법에 비하여 친환경 기술로 관심을 받고 있다. 그러나 용융전기방사법으로 제작된 섬유의 직경은 수 마이크론에서 수십 마이크론에 이르고 있어 그 응용성에 제한을 받고 있다. 본 연구에서는 자체 제작한 용융전기방사 장비를 사용하여 용융점도에 따른 방사섬유의 직경의 변화를 체계적으로 연구하였다. 장비가 허용하는 온도 범위에서 방사 가능한 용융점도를 갖도록 저밀도 폴리에틸렌에 폴리에틸렌모노알콜과 폴리에틸렌 왁스를 혼합하여 실험에 사용하였다. 이 고분자 혼합물들을 사용하여 용융점도의 변화에 따라 수 마이크론에서 수십 마이크론까지의 크기를 가진 고른 표면의 섬유를 제조할 수 있었다. 또한 산화된 폴리에틸렌 왁스를 혼합물에 사용하여 고분자의 극성에 따른 직경의 변화를 관찰하였다. 부가적으로 인가 전압과 방사 거리 등이 방사섬유의 직경에 미치는 영향을 조사하였다.

Keywords: melt electrospinning; melt-electrospun fiber; polyethylene mixture; melt-viscosity.