KR100756893B1

KR100756893B1 - 전기방사 장치

Info

Publication number: KR100756893B1
Application number: KR1020060126774A
Authority: KR
Inventors: 김학용; 병 용 박; 우 형 곽; 원 채 김; 명 섭 길
Original assignee: 전북대학교산학협력단
Priority date: 2006-12-13
Filing date: 2006-12-13
Publication date: 2007-09-07

Abstract

본 발명은 전기방사 장치에 관한 것으로서, 상기 노즐(2)의 선단부가 지면방향인 아래방향을 향하고 있는 경사면(2a)을 이루고 있으며, 상기 노즐(2)의 둘레에는 상기 노즐(2)을 감싸는 드롭방지 관(6)이 설치되어 있고, 상기 드롭방지 관(6)의 선단부가 지면 반대방향인 윗 방향을 향하고 있는 경사면(6a)을 이루고 있고, 상기 드롭방지 관(6)은 과잉 방사용액 배출 홀(7)에 의해 과잉 방사용액 포집 관(8)과 연통되어 있고, 상기 방사용액 포집 관(8)은 과잉 방사용액 회수라인(9)과 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 전기방사할 경우에 전기방사 용액이 방울 형태로 떨어지는 드롭현상이나 이러한 드롭이 컬렉터에 부착될 경우에 휘발되지 못한 용매로 인하여 최종제품에 작은 구멍이 생기는 현상을 효과적으로 방지하여 물성이 균일한 고품질의 나노섬유 부직포, 나노섬유 필라멘트, 나노입자 및 다공성 필름을 제조할 수 있다.

전기방사, 노즐, 드롭, 경사면, 나노섬유, 나노입자, 부직포, 필라멘트, 필름

Description

전기방사 장치{ Electrospinning devices }

도 1은 본 발명의 전기방사 장치의 개략도.

도 2는 본 발명의 노즐 및 드롭방지 관의 개략도.

도 3은 노즐의 경사면이 아래방향으로 설치된 형태를 보인 단면도.

도 4는 드롭방지 관 경사면이 윗 방향으로 설치된 형태를 보인 개략도.

도 5는 전기방사 시에 나노섬유 부직포상에 발생되는 드롭(Drop) 부분을 나타내는 전자현미경 사진.

도 6은 도 5중 드롭이 발생되지 않은 나노섬유 부직포 부분의 확대 전자현미경 사진.

도 7은 전기방사 시에 나노섬유 부직포 상에 드롭에 의해 발생된 작은 구멍을 나타내는 전자현미경 사진.

도 8은 도 7중 작은 구멍이 발생되지 않은 나노섬유 부직포 부분의 확대 전자현미경 사진.

도 9는 노즐의 경사면이 윗 방향으로 설치된 형태를 보인 단면도.

도 10은 드롭방지 관의 경사면이 아래방향으로 설치된 형태를 보인 단면도

*도면 중 주요부분에 대한 부호 설명

1 : 단위노즐블럭 2 : 노즐

2a: 노즐 경사면 3: 제트 스트림

4: 나노섬유 5: 컬렉터

6: 드롭방지 관 6a: 드롭방지 관 경사면

7: 과잉 방사용액 배출 홀

8: 과잉 방사용액 포집 관

9: 과잉 방사용액 회수라인

10 : 고전압 발생장치

θ₁: 노즐과 컬렉터의 수직면이 이루는 각도.

θ₂: 경사면(2a)이 수평면과 이루는 각도

θ₃: 드롭 방지 경사면(6a)이 수평면과 이루는 각도

L₁: 노즐 경사면(2a)의 최종 선단부로부터 드롭방지 경사면(6a)의 최종 선단부까지의 거리

L₂: 노즐 경사면(2a)의 최종 하단부로부터 드롭방지 경사면(6a)의 최종 하단부까지의 거리

D : 나노섬유 부직포상에 발생된 드롭 부분

P: 나노섬유 부직포 상에 발생된 작은 구멍

본 발명은 전기방사 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전기방사 시에 방사용액이 덩어리(방울)형태로 방사되는 현상(이하"드롭현상"이라고 한다)을 효과적으로 방지할 수 있는 전기방사 장치에 관한 것이다.

전기방사를 할 경우에 순수하게 나노섬유나 혹은 나노입자로만 되지 못하고 방사용액이 덩어리(Drop) 형태로 방사되는 드롭현상이 종종 발생한다. 그 이유는 전기방사의 원리 자체가 방사용액의 불완전성을 이용하여 나노섬유가 형성되는 것으로 정확하게는 노즐을 통하여 흘러나오는 방사용액의 흐름을 제어하지 못하면 이러한 드롭현상은 불가피하게 일어난다.

일반적으로 전기방사용 노즐로는 단면이 원형인 원통형 노즐이 사용되어 왔다. 전기방사 원리는 컬렉터와 노즐 사이에 형성된 전기력에 의하여 노즐을 통하여 토출된 용액이 제트 스트림으로 변하고 제트 스트림에 포함된 용매가 불완전 영역에 도달한 후에 용매가 휘발되면서 순수한 나노섬유가 형성된다. 이와 같은 전기방사 과정에서 일정한 굵기와 길이를 보유한 제트 스트림의 형성은 매우 중요한데, 일정한 형태의 제트 스트림을 형성하기 위해서는 노즐 끝에서 용액의 흐름 자체가 원활하게 이루어져야 하는 것이 매우 중요하다. 이와 같은 노즐 끝 부분에 토출되는 용액의 흐름을 원활하게 제어하려면 완전히 발달된 유체를 형성하도록 하는 것이다. 고분자 용액의 흐름을 컬렉터와 노즐 사이에 작용하는 힘과의 관계를 고려 하여 이를 적절하게 제어하지 못할 경우에 과잉의 용액이 미처 나노섬유를 형성하지 못하고 용액 자체로 낙하되는 현상이 발생하게 된다.

이론적으로는 공급량과 토출량을 제어하면 되지만 이는 거의 불가능하다. 이를 가급적 드롭 발생을 최대한 억제하는 시스템을 마련하는 것이 보다 현실적인 방법이다. 또한 전기방사의 최대의 단점은 전기방사 과정에서 노즐을 통하여 토출된 용액이 제트 스트림으로 변하는데 이와 같은 제트 스트림의 형성 위치 또한 수시로 변하는 현상이 발견된다. 또한 제트 스트림 후에 불완전 영역에 도달하는 위치 또한 전기방사 과정에서 일정치 못하다. 이러한 전기방사의 불완전한 상태는 많은 외부 인자들에 의해서 영향을 받는다. 따라서 이와 같은 불완전한 상태의 전기방사 과정을 가급적 안정한 상태로의 전환은 매우 중요하다. 가장 중요한 것은 노즐을 통하여 토출된 용액의 제어를 어떻게 균일하게 할 것인가는 노즐을 통해서 흐르는 용액의 토출되는 상태를 안정적으로 유지하는 것이다.

종래 전기방사 시에는 노즐의 선단부가 수직면을 이루는 원형 단면을 이루는 노즐이 주로 사용되어 왔으며, 경우에 따라서는 노즐의 선단부가 지면 반대방향인 윗 방향(상부방향)으로 향하고 있는 경사면을 이루는 노즐도 일부 사용되어 왔다.

그러나, 상기와 같은 노즐들을 사용하는 경우에는 전기발생시 드롭 발생은 불가피한 현상이며, 또한 용액 흐름의 정체로 인하여 노즐 끝에 형성된 방사 용액 중의 용매의 휘발로 인하여 노즐 홀의 막힘 현상 또한 불가피하다. 따라서 이러한 노즐을 사용할 경우에는 빈번한 드롭 발생은 물론 노즐의 막힘 현상으로 빈번한 노즐 청소가 불가피하여, 나노섬유, 나노입자, 나노기공으로 구성된 필름 등의 양산 화는 불가능하게 된다.

전기방사 시에 드롭현상이 발생되면 나노섬유 부직포 상에 작은 구멍을 형성하기도 한다. 나노입자를 제조할 경우에도 덩어리로 형성되어 나노입자의 균일성의 확보가 불가능하게 되며, 다공성 필름을 제조하고자 할 경우에도 균일하게 기공을 형성하지 못하는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점들을 해결할 수 있도록 전기방사 시에 드롭현상을 효과적으로 억제시킬 수 있는 전기방사 장치를 제공하기 위한 것이다.

아울러, 본 발명은 전기방사 시에 발생되는 드롭현상으로 인해 나노섬유 부직포의 물성이 불균일해지고, 나노입자의 크기가 불균일해지고, 다공성 필름 내에서 기공이 불균일해지는 문제점들을 효과적으로 방지할 수 있는 전기방사장치를 제공한다.

이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 전기방사 장치는, 방사용액이 공급되는 단위노즐블럭(1), 상기 단위노즐블럭에 설치된 노즐(2), 상기 노즐로부터 방사되는 나노섬유(4)들을 집적하는 컬렉터(5) 및 컬렉터와 단위노즐블럭에 전압을 걸어주기 위한 고전압 발생장치(10)들을 포함하는 전기방사장치에 있어서, 상기 노즐(2)의 선단부가 지면 방향인 아래방향을 향하고 있는 경사면(2a)을 이루고 있으 며, 상기 노즐(2)의 둘레에는 상기 노즐(2)을 감싸는 드롭방지 관(6)이 설치되어 있고, 상기 드롭방지 관(6)의 선단부가 지면 반대방향인 윗 방향을 향하고 있는 경사면(6a)을 이루고 있고, 상기 드롭방지 관(6)은 과잉 방사용액 배출 홀(7)에 의해 과잉 방사용액 포집 관(8)과 연통되어 있고, 상기 방사용액 포집 관(8)은 과잉 방사용액 회수라인(9)과 연결되어 있는 것을 특징으로 한다,

이하, 첨부한 도면 등을 통해 본 발명을 상세하게 살펴본다.

본 발명의 전기방사장치는 통상의 전기방사장치와 같이 방사용액이 공급되는 단위노즐블럭(1), 상기 단위노즐블럭에 설치된 노즐(2), 상기 노즐로부터 방사되는 나노섬유(4)들을 집적하는 컬렉터(5) 및 컬렉터와 단위노즐블럭에 전압을 걸어주기 위한 고전압 발생장치(10)들을 포함한다.

본 발명의 전기방사장치는 전기방사 용액을 단위 노즐블럭(1)을 통하여 공급하고 단위 노즐블럭(1)과 컬렉터(5)사이에 고전압 발생장치(10)을 통하여 고전압이 작용하여 전기방사를 행한다. 도 1은 본 발명의 전기방사 장치의 개략도이다.

단위노즐블럭(1)에 배열된 노즐(2)의 선단부는 지면방향인 아래방향을 향하고 있는 경사면(2a)을 이루고 있으며, 노즐(2)과 컬렉터(5) 사이에 고전압 발생장치(10)을 통하여 발생된 전기력에 의해서 먼저 제트 스트림(3)이 형성되고 일정 길이의 제트 스트림(3)은 불완전 영역을 지난 후에 분사되고 용매가 휘발되면서 나노섬유(4)가 형성된다. 이렇게 제조된 나노섬유는 컬렉터(5)에 집적된다. 노즐(2)의 둘레에는 상기 노즐(2)의 주변을 감싸고 있는 드롭방지 관(6)이 설치되어 있으며, 드롭방지 관(6)의 선단부는 지면 반대방향인 윗 방향(상부)을 향하고 있는 경사 면(6a)을 이루고 있다.

또한 상기 드롭방지 관(6)은 도 1에 도시된 바와 같이 과잉 방사용액 배출 홀(7)에 의해 과잉 방사용액 포집 관(8)과 연통되어 있으며, 상기 과잉 방사용액 포집 관(8)은 과잉 방사용액 회수라인(9)과 연결되어 있다. 노즐(2)로부터 과잉으로 토출된 용액은 드롭방지 관(6)에 임시 저장된 후 과잉 방사용액 배출 홀(7)을 통해 과잉 방사용액 포집 관(8)으로 이송된 다음, 과잉 방사용액 회수라인(9)를 통해 방사용액 주탱크로 회수된다.

도 2는 본 발명의 노즐 및 드롭방지 관의 개략도이고, 도 3은 노즐의 경사면이 아래방향으로 설치된 형태를 보인 단면도 이다.

본 발명의 노즐(2)의 선단부는 지면 방향인 아래방향을 향하고 있는 경사면(2a)을 이루고 있으며, 상기 경사면(2a)이 수평면과 이루는 각도(θ₂) 0.01°∼89.99°이다. 보다 양호한 범위는 5°∼85°이다. 상기 각도(θ₂)가 0° 혹은 90°인 경우에는 노즐의 선단부가 경사면이 아닌 수직면을 이루는 단면인 것을 의미함으로 효과적인 드롭방지가 어렵다. 그 이유는 노즐(2)을 통하여 토출된 전기방사 용액은 방울을 형성하고 형성된 방울은 드롭 형태로 컬렉터(5)에 부착되거나 혹은 지면으로 낙하되는 현상이 발생된다. 또한 전기방사 시간이 증가함에 따라서 전기방사 용액에 있는 용매가 휘발되어 방사 용액이 굳게 되어 노즐의 막힘 현상이 발생하게 된다.

또한 도 9에 도시한 바와 같이 노즐(2)의 선단부가 지면 반대방향인 윗 방 향(상부방향)을 향하고 있는 경사면(2a)을 이루는 경우에도 노즐의 선단부가 수직면을 이루는 경우와 동일한 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여 어떠한 형태의 노즐 단면을 사용하든 간에 노즐(2) 선단부가 아래방향을 향하는 경사면(2a)을 이루게 하여 전기방사 시에 지속적인 전기방사 용액의 흐름을 유지하게 하고 노즐(2)과 컬렉터(5) 사이에 형성된 전기력에 의하여 드롭이 전혀 발생하기 않으면서 순수한 나노섬유, 나노입자를 만들 수가 있다.

도 2에 도시된 바와 같이 경사면(2a)의 최종 선단부로 부터 드롭방지 관 경사면(6a)의 최종 선단부까지의 거리(L₁)는 -15 ∼ +30mm인 것이 바람직하다.

상기 거리(L₁)가 +30mm를 초과하는 경우에는 경사면(2a)에 있는 전기방사 용액이 노즐(2)과 컬렉터(5) 사이에 형성된 전기력이 미치지 못하여 전기방사가 불가하게 된다. 또한 상기 거리(L₁)가 -15mm 미만인 경우에는 노즐(2)의 선단부에 있는 전기방사 용액이 컬렉터에 끌려가서 드롭 형태로 부착될 가능성이 높아진다. 보다 양호한 상기 거리(L₁)의 범위는 -10∼+15mm이다.

노즐 경사면(6a)의 최종 선단부 보다 드롭방지 관 경사면(6a)의 최종 선단부가 짧은 경우 상기 길이(L₁)은 마이너스(-) 값을 가지게 된다.

노즐 경사면(2a)의 형태는 원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 5각형 등의 다각형 등 이다.

한편, 노즐 경사면(2a)의 최종 하단부로부터 드롭방지 관의 경사면(6a)의 최종 하단부까지의 거리(L₂)는 0.01∼30mm인 것이 바람직하다.

상기 거리(L₂)가 0.01mm 미만인 경우에는 노즐(2)을 통하여 흐르는 전기방사 용액이 노즐(2)과 드롭방지 관(6)의 사이에 위치하게 되어 노즐에서 전기방사가 되지 못하고, 노즐(2)와 드롭방지 관(6)에 흐르는 용액이 섞여 방사되어 드롭이 발생되고, 또한 하부로 용액이 떨어지는 현상이 발생하게 된다.

따라서 보다 바람직한 상기 거리(L₂)는 범위는 1∼20mm이다. 드롭방지 관의 경사면(6a)의 형태는 원형, 타원형, 다각형 등이다.

드롭 방지 관 경사면(6a)이 수평면과 이루는 각도(θ₃)은 90.01°∼179.99°이다.

상기 각도(θ₃)가 90°인 경우에는 드롭방지 관의 선단부가 경사면(6a)을 이루지 못하여 노즐을 통하여 전기방사되는 나노섬유 형성능을 방해하게 되며, 180°인 경우에는 드롭방지 관이 일직선으로 되어 노즐로부터 과잉으로 토출된 전기방사 용액의 수집 능력이 없게 된다.

상기 각도(θ₃)의 보다 바람직한 범위는 95°∼185°이다.

한편 도 10에 도시된 바와 같이 상기 각도(θ₃)가 90°미만인 경우에는, 다시말해 상기 경사면(6a)이 지면방향인 아래방향을 향하고 있는 경우에는 과잉으로 토출된 방사용액을 드롭방지 관(6)으로 포집하는 능력이 떨어지며 심한 경우에는 드롭 발생 가능성이 매우 높다. 이러한 드롭방지 관의 경사면(6a)의 각도는 매우 중요하다.

한편, 도 2에서 도시된 노즐(2)이 컬렉터(5)의 수직면과 이루는 각도(θ₁)는 -89.99°∼ +89.99°, 보다 양호하기로는 -45°∼ 85°인 것이 좋다.

상기 노즐(2)은 컬렉터(5)의 하부에 있거나, 상부에 있거나, 서로 마주보게 수평된 위치에 있을 수 있다.

도 5 및 도 7은 종래의 전기방사용 노즐장치로 고분자 방사용액을 전기방사할 경우 부직포상에 발생되는 드롭(Drop)부분 및 작은 구멍부분을 나타내는 전자현미경 사진이고, 도 6은 도 5중 드롭이 발생되지 않은 부분의 확대 전자현미경 사진이고, 도 8은 도 7중 작은 구멍이 발생되지 않은 부분의 확대현미경 사진이다.

예를 들어 폭이 1,600㎜인 나노섬유 부직포 상에 상기와 같은 드롭부분이 한개라도 발생되면 나노섬유 부직포의 물성은 치명적으로 손상된다.

상기의 고분자 방사용액은 (ⅰ) 셀룰로오스, 키토산 등의 천연고분자, 이들의 공중합체 또는 혼합물, (ⅱ) 폴리에스테르, 나일론, 키토산 등의 열가소성 수지, 이들의 중합체 또는 혼합물, (ⅲ) 멜라민, 에폭시 등의 열경화성 수지, 이들의 공중합체 또는 혼합물, (ⅳ) 알루미늄, 티타늄 등의 무기물이 함유된 졸-겔(Sol-gel)θ 등으로 구성된다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 살펴보고자 한다.

그러나, 본 발명은 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

96% 황산용액에서 상대 점도가 3.0인 나일론 66 수지를 개미산/아세트산(체적비: 70/30)의 혼합용매에 17중량%로 용해하여 고분자 방사용액을 제조하였다. 상기 방사용액의 표면장력은 40mN/m, 용액점도는 상온에서 720센티포아스, 전기전도도는 420mS/m이었다.

상기 방사용액을 노즐의 선단부가 지면방향이 아래방향을 향해 수평면과 45°의 각도(θ₂)로 기울어진 경사면(2a)을 이루고 있으며, 상기 노즐 둘레에는 상기 노즐을 감싸는 드롭방지 관(6)이 설치되어 있고, 상기 드롭방지 관(6)의 선단부가 지면 반대 방향인 윗 방향을 향하여 수평면과 120°의 각도로(θ₃)로 기울어진 경사면(6a)을 이루고 있고, 상기 드롭방지 관(6)은 과잉 방사용액 배출 홀(7)에 의해 과잉 방사용액 포집 관(8)과 연통되어 있고, 상기 방사용액 포집 관(8)은 과잉 방사용액 회수라인(9)과 연결되어 있는 전기방사장치로 전기방사 하였다.

이때, 노즐 경사면(2a)의 최종 선단부로부터 드롭방지 관 경사면(6a)의 최종 선단부까지의 거리(L₁)는 3mm, 노즐 경사면(2a)의 최종 하단부로부터 드롭방지 관 경사면(6a)의 최종 하단부까지의 거리(L₂)는 6mm, 노즐이 컬렉터(5)의 수직면과 이루는 각도(θ₁)는 30°이다.

전기 방사 시스템은 원통형 노즐블럭을 이용하였고 회전하는 원통형 컬렉터가 내부에 설치되어 있고 노즐블럭(2)이 외부에 설치되어 있는 방사시스템을 활용 하였다. 단위 노즐블럭은 지름이 6,000mm이고 이와 같은 단위 노즐블럭에 530개의 노즐을 배열하였다. 또한 이와 같은 단위 노즐블럭을 폭 방향으로 1,800mm에 26개를 배열하였다. 총 노즐개수는 13,780개를 이용하여 전기방사를 행하였다. 고전압 발생장치(10)를 이용하여 42㎸의 전압을 부여하였다. 또한 방사거리(컬렉터와 노즐과의 거리)는 140mm로 하여 전기방사를 행하였다. 전기방사 중에 노즐로부터 토출된 과잉의 전기방사 용액은 과잉 방사용액 배출 홀(7)을 통하여 제거하고 이를 과잉 방사용액 포집 관(8)을 통하여 포집한 후 회수라인(9)을 통하여 회수하여 다시 사용하였다.

전기방사를 하여 폭이 1.8m이고 부직포 진행속도가 7.5m/min으로 하여 중량이 2.3g/㎡인 나노섬유 부직포를 제조하였다. 드롭 발생 개수는 온-라인 상에 카메라를 설치하여 드롭(D) 및 작은 구멍(P)의 발생 개수를 자동으로 측정하여 그 개수를 측정하였다. 측정 결과는 표 2와 같다.

실시예 2 및 비교실시예 1 내지 비교실시예 2

실시예 1에 기재된 L₁, L₂, θ₁, θ₂ 및 θ₃를 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 전기방사 방식으로 폭이 1.8m이고 중량이 2.3g/㎡인 나노섬유 부직포를 제조하였다.

드롭 발생개수는 온-라인 상에 카메라를 설치하여 드롭(D) 및 작은 구멍(P)의 발생 개수를 자동으로 측정하였다. 드롭개수의 측정 결과는 표 2와 같다.

노즐과 드롭 방지 관의 규격

구분	L₁(mm)	L₂(mm)	θ₁(°)	θ₂(°)	θ₃(°)
실시예 1	3	6	30	45	120
실시예 2	5	10	45	45	140
비교실시예 1	3	9	30	135	40
비교실시예 2	5	10	45	135	45

구분	드롭발생 빈도수 (개)
실시예 1	2
실시예 2	3
비교실시예 1	297
비교실시예 2	350

* 표 1에서 드롭 및 작은 구멍의 발생 빈도는 폭이 1.8m이고 길이가 10 km인 부직포상에 발생한 개수 이다.

본 발명은 전기방사 시에 드롭 또는 작은 구멍의 발생 현상을 효과적으로 방지할 수 있어서, 물성이 균일한 고품질의 나노섬유 부직포 및 나노섬유 필라멘트를 제조할 수 있고, 입자크기가 균일한 나노입자를 제조할 수 있고, 기공이 균일한 다공성 필름을 제조할 수 있다.

Claims

방사용액이 공급되는 단위노즐블럭(1), 상기 단위노즐블럭에 설치된 노즐(2), 상기 노즐로부터 방사되는 나노섬유(4)들을 집적하는 컬렉터(5) 및 컬렉터와 단위노즐블럭에 전압을 걸어주기 위한 고전압 발생장치(10)들을 포함하는 전기방사장치에 있어서, 상기 노즐(2)의 선단부가 지면 방향인 아래방향을 향하고 있는 경사면(2a)을 이루고 있으며, 상기 노즐(2)의 둘레에는 상기 노즐(2)을 감싸는 드롭방지 관(6)이 설치되어 있고, 상기 드롭방지 관(6)의 선단부가 지면 반대 방향인 윗 방향을 향하고 있는 경사면(6a)을 이루고 있고, 상기 드롭방지 관(6)은 과잉 방사용액 배출 홀(7)에 의해 과잉 방사용액 포집 관(8)과 연통되어 있고, 상기 방사용액 포집 관(8)은 과잉 방사용액 회수라인(9)과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전기방사장치.
제1항에 있어서, 노즐 경사면(2a)의 최종 선단부로부터 드롭방지 관 경사면(6a)의 최종 선단부 까지의 거리(L₁)가 -15 ∼ +30mm인 것을 특징으로 하는 전기방사장치.
제1항에 있어서, 노즐 경사면(2a)의 최종 하단부로부터 드롭방지관 경사면(6a)의 최종 하단부까지의 거리(L₂)가 0.01 ∼ 30mm인 것을 특징으로 하는 전기방 사장치.
제1항에 있어서, 노즐 경사면(2a)이 수평면과 이루는 각도(θ₂)가 0.01°∼89.99°인 것을 특징으로 하는 전기방사장치.
제1항에 있어서, 드롭방지 관 경사면(6a)이 수평면과 이루는 각도(θ₃)가 90.01°∼179.99°인 것을 특징으로 하는 전기방사장치.
제1항에 있어서, 노즐(2)가 컬렉터(5)의 수직면과 이루는 각도(θ₁)가 -89.99°∼ +89.99°인 것을 특징으로 하는 전기방사장치
제1항에 있어서, 노즐 경사면(2a)의 형태가 원형, 타원형, 및 다각형 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 전기방사 장치.
제1항에 있어서 드롭방지 관 경사면(6a)의 형태가 원형, 타원형인 다각형 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 전기방사장치.