KR100787624B1 - Electro-spinning apparatus with upward spinning-nozzle for mass-production of nano-fiber - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 공지된 상향식 전기 방사 장치의 개략적인 형태를 도시한 것이다. 1 shows a schematic form of a known bottom-up electrospinning apparatus.
도 2는 본 발명에 따른 전기 방사 장치의 노즐 블록을 도시한 것이다. 2 shows a nozzle block of the electrospinning apparatus according to the invention.
본 발명은 나노 섬유를 대량으로 생산하기 위한 상향식 전기 방사 장치에 관한 것이고, 구체적으로 전기적 안정성 및 방사 안정성을 가진 나노 섬유를 대량으로 생산할 수 있는 상향식 전기 방사 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a bottom-up electrospinning apparatus for mass production of nanofibers, and more particularly, to a bottom-up electrospinning apparatus capable of mass-producing nanofibers having electrical stability and spinning stability.
일반적으로 나노 섬유는 섬유 직경의 평균 직경이 5 내지 1,000 ㎚가 되는 섬유를 의미하며 이는 본 발명에 따라 제조되거나 또는 제조될 수 있는 나노 섬유에 대해서도 동일하다. 나노 섬유는 주로 방사 용액을 전기 방사하여 제조되고, 그리고 나노 섬유를 전기 방사하는 방법은 상향식, 하향식 그리고 측면 방식이 있다. 각각의 방식은 장단점을 가지고 있지만 세 가지 방식 모두 나노 섬유의 양산은 어렵다고 인식되어 왔다. 특히 하향식 전기 방사의 경우 제조 과정에서 특정 시점 또는 지점에서 발생할 수 있는 방사 용액의 불균일성은 전체 제품을 불량으로 만들 수 있으므로 대량 생산에 적합하지 못하다. 그러므로 대량 생산을 위하여 상향식 전기 방사가 유리하지만 상향식 전기 방사의 경우 방사 용액의 일부가 노즐 출구에서 순간적인 전기장의 불균일성으로 인한 드롭렛(droplet)을 여전히 방지하기 어렵다는 문제점을 가진다. In general, nanofibers refers to fibers having an average diameter of 5 to 1,000 nm of fiber diameters, which is the same for nanofibers that may or may be produced according to the present invention. Nanofibers are mainly produced by electrospinning spinning solutions, and the methods of electrospinning nanofibers are bottom-up, top-down and sideways. Each method has advantages and disadvantages, but all three methods have been recognized as difficult to produce nanofibers. In particular, in the case of top-down electrospinning, the non-uniformity of the spinning solution, which can occur at any point in time or at any point in the manufacturing process, can make the whole product defective and therefore not suitable for mass production. Therefore, bottom-up electrospinning is advantageous for mass production, but in the case of bottom-up electrospinning, there is a problem that a part of the spinning solution is still difficult to prevent droplets due to instantaneous electric field non-uniformity at the nozzle outlet.
나노 섬유의 전기 방사와 관련된 선행발명으로 특허공개번호 2005-0077313이 있다. 제시된 선행발명은 다수의 노즐을 좁은 영역에 배열하여 단위 시간당 생산량을 향상시키고 그리고 드롭렛 현상을 방지하기 위하여 노즐 블록이 컬렉터의 하단에 위치하는 상향식 전기 방사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이러한 목적을 이루기 위하여 선행 발명은 노즐 블록에 설치된 노즐의 출구가 상부 방향으로 형성되고 그리고 컬렉터가 노즐 블록의 상부에 위치하는 상향식 전기 방사 장치를 제안한다. 일반적으로 전기 방사를 위하여 약 20 kV의 높은 전압이 노즐 블록과 컬렉터 사이에 인가되어야 한다. 제안된 선행 발명은 노즐 블록과 관련하여 복잡한 전기 장치가 설치되어야 하고 그리고 이들 장치를 노즐 블록의 높은 전압으로부터 절연시켜야 한다. 이것은 나노 섬유의 대량 생산을 어렵게 한다.Prior art relating to the electrospinning of nanofibers discloses Patent Publication No. 2005-0077313. The present invention aims to provide a bottom-up electrospinning device in which a nozzle block is located at the bottom of the collector to improve the yield per unit time by arranging a plurality of nozzles in a narrow area and to prevent droplet phenomenon. In order to achieve this object, the prior invention proposes a bottom-up electrospinning apparatus in which an outlet of a nozzle installed in a nozzle block is formed in an upward direction, and a collector is located above the nozzle block. In general, a high voltage of about 20 kV should be applied between the nozzle block and the collector for electrospinning. The proposed prior art requires complex electrical devices to be installed in connection with the nozzle block and to insulate these devices from the high voltage of the nozzle block. This makes mass production of nanofibers difficult.
나노 섬유의 전기 방사와 관련된 다른 선행 발명으로 특허공고번호 10-0679073이 있다. 제시된 선행발명은 전기 방사 방식에 의하여 연속으로 나노 섬유를 제조하는 방법을 제공하는 것은 목적으로 컬렉터를 지면에 대하여 일정한 각도로 경사지게 설치하거나 또는 노즐을 컬렉터와 일정한 각도로 설치하여 드롭렛을 방지하는 것을 특징으로 한다. 그러나 설치된 전기 장치의 절연 및 방사 과정에서 용제가 분사 노즐에 흘러내릴 수 있다는 문제점을 가진다. Another prior invention relating to electrospinning of nanofibers is Patent Publication No. 10-0679073. The present invention provides a method of continuously manufacturing nanofibers by an electrospinning method for the purpose of installing a collector at an angle with respect to the ground or by installing a nozzle at an angle with the collector to prevent droplets. It features. However, there is a problem that solvent may flow down to the spray nozzle during the insulation and spinning process of the installed electric device.
나노 섬유의 전기 방사와 관련된 또 다른 선행 발명으로 미국특허번호 7,134,857이 있다. 제안된 선행 발명은 대량 생산에 유리한 나노 섬유를 생산하기 위한 전기 방사 장치를 제공하는 것을 목적으로 회전 가능한 스프레이 헤드(22)와 접지된 컬렉터 사이에 형성된 전기장에 의하여 방사 용액이 컬렉터에 방사되는 전기 방사 장치를 제안한다. 그러나 제안된 전기 방사 장치는 연속 공정에 적합하지 않다는 단점을 가진다. Another prior invention relating to electrospinning of nanofibers is US Pat. No. 7,134,857. The proposed prior invention is electrospinning in which the spinning solution is radiated to the collector by an electric field formed between the
본 발명은 이와 같은 선행 발명의 문제점을 해결하기 위한 것으로 대량 및 연속 생산이 가능하고 그리고 구성이 간단하여 전기적으로 안정성을 가질 뿐만 아니라 드롭렛 현상을 억제하여 방사 안정성을 가진 나노 섬유의 대량 생산을 위한 전기 방사 장치를 제공한다. The present invention is to solve the problems of the prior art as described above is capable of mass and continuous production, and the configuration is simple to not only have electrical stability but also to suppress the droplet phenomenon for the mass production of nanofibers having radiation stability Provide an electrospinning apparatus.
본 발명의 목적은 음의 전압이 인가된 노즐 블록으로부터 방사 용액이 방사되어 양의 전압이 인가된 컬렉터에서 나노 섬유 웹이 형성되는 나노 섬유의 대량 생산에 위한 상향식 전기 방사 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a bottom-up electrospinning apparatus for mass production of nanofibers in which a spinning solution is radiated from a nozzle block to which a negative voltage is applied to form a nanofiber web in a collector to which a positive voltage is applied.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 나노 섬유의 제조를 위한 상향식 전기 방사 장치는 전압 발생 장치의 음극 단자에 연결되어 하부에서 방사 용액을 방사하는 노즐 블록; 및 전압 발생 장치의 양극 단자에 연결되어 노즐 블록의 위치에 대응되도록 상부에 설치되는 컬렉터를 포함하고, 상기에서 노즐 블록은 다수 개의 방사 노즐이 정렬되는 상부 도체 판; 상기 음극 단자에 연결되는 하부 도체 판; 및 상부 도체 판과 하부 도체 판의 사이에 형성되는 공급 공간을 포함하고 그리고 방사 노즐은 공급 공간으로 연결되는 유로를 가진다. According to a preferred embodiment of the present invention, a bottom-up electrospinning apparatus for producing nanofibers comprises: a nozzle block connected to a negative terminal of a voltage generator to radiate a spinning solution from below; And a collector connected to an anode terminal of the voltage generating device and installed at an upper portion thereof to correspond to the position of the nozzle block, wherein the nozzle block comprises: an upper conductor plate on which a plurality of radiating nozzles are arranged; A lower conductor plate connected to the negative terminal; And a supply space formed between the upper conductor plate and the lower conductor plate, and the spinning nozzle has a flow path connected to the supply space.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 컬렉터는 다수 개의 지지 빔에 의하여 지지된다. According to another suitable embodiment of the invention, the collector is supported by a plurality of support beams.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 다수 개의 지지 빔은 컬렉터와 접하는 부분에 형성된 절연 블록을 가진다. According to another suitable embodiment of the present invention, the plurality of support beams have an insulating block formed in the portion in contact with the collector.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상부 도체 판의 윗면에 증발 방지 막이 설치된다. According to another feature of the invention, an evaporation preventing film is provided on the upper surface of the upper conductor plate.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 공급 공간에 방사 용액을 공급하는 공급원을 더 포함하고, 상기에서 공급원은 지면을 기준으로 노즐 블록보다 위쪽에 설치된다. According to another feature of the invention, it further comprises a source for supplying the spinning solution to the supply space, wherein the source is installed above the nozzle block relative to the ground.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면 및 실시 예를 제시하여 상세하게 설명이 된다. 제시된 실 시 예는 예시적인 것으로 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and embodiments. The examples presented are exemplary and are not intended to limit the scope of the invention.
도 1은 본 발명에 따른 상향식 전기 방사의 개략적인 형태를 도시한 것이다. 1 shows a schematic form of a bottom-up electrospinning according to the invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전기 방사 장치(1)는 방사 용액(S)을 방사하는 방사 노즐(13)이 정렬된 노즐 블록(11); 방사 노즐(13)로부터 방사된 방사 용액(S)을 집속하여 나노 섬유 웹(F)을 형성하는 컬렉터(12); 노블 블록(11) 및 컬렉터(12)에 전압을 인가하는 전압 발생 장치(16); 노즐 블록(11) 및 컬렉터(12)를 일정한 간격으로 유지하기 위한 고정 빔 (17a, 17b)을 포함한다. Referring to FIG. 1, the electrospinning apparatus 1 according to the present invention comprises a
본 발명에 따른 나노 섬유의 대량 생산을 위한 전기 방사 장치의 노즐 블록(11)은 일정한 전압을 유지하기 위하여 가로 및 세로의 크기가 각각 1 내지 8 m 가 되는 도체 판을 포함하고 그리고 각각의 도체 판은 일정한 간격으로 연속적으로 정렬된 300 내지 30,000개의 방사 노즐(13)을 포함한다. 도체 판 크기 및 방사 노즐(13)의 수는 생산이 되어야 할 나노 섬유의 종류 또는 나노 섬유 웹의 양에 따라 적당한 크기로 조절될 수 있으므로 제시된 크기 및 수에 제한되지 않는다. 방사 용액의 집속을 위한 컬렉터(12)는 노즐 블록(11)의 각각의 도체 판의 위치에 대응되는 각각의 금속판을 포함한다. 컬렉터(12)는 방사 용액이 집속되고 그리고 집속 과정에서 방사 용액이 컬렉터(12)를 벗어나는 것을 방지하기 위하여 금속판은 도체 판보다 넓은 면적을 가지는 것이 유리하다. 노즐 블록(11)의 도체 판 및 컬렉터(12)의 금속판은 임의의 형태를 가질 수 있지만 바람직하게는 사각형이 될 수 있다. 컬렉터(12)의 금속판은 다수 개의 고정 빔(17a, 17b)에 의하여 도체 판과 일정한 간격을 유지한다. 다수 개의 고정 빔(17a, 17b)의 위쪽은 컬렉터(12)의 임의의 위치에 고정될 수 있지만 바람직하게는 컬렉터(12) 4개의 모서리 및 중앙 부분의 가장 자리에 고정되도록 설치될 수 있고 그리고 고정 빔(17a, 17b)의 아래쪽은 지면에 고정될 수 있다. 위에서 이미 설명을 한 것처럼 컬렉터(12)는 방사 용액이 외부로 벗어나는 것을 방지하기 위하여 노즐 블록(11)의 도체 판보다 큰 면적을 가진다. 추가로 컬렉터(12)는 고정 빔(17a, 17b)의 위쪽 부분을 컬렉터(12)에 고정시키기 위한 면적을 가질 수 있다. 그러므로 컬렉터(12)는 방사 용액의 집속 및 고정 빔(17a, 17b)의 설치를 고려하여 충분한 크기로 만들어져야 한다. 고정 빔(17a, 17b)은 전체가 절연 소재로 형성되거나 또는 적어도 컬렉터(12)와 접하는 위쪽 부분에 절연 블록이 형성되어야 한다. 컬렉터(12)의 상당한 큰 중량을 고려할 때 고정 빔(17a, 17b)은 강철 빔이 될 수 있고 그리고 강철 빔이 되는 경우 고정 빔(17a,17b)의 위쪽 부분에 절연 블록이 반드시 형성되어야 한다. 절연 블록은 길이는 전기 방사 장치(1)의 방사 전압을 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어 방사 전압이 40 kV가 된다면 절연 블록의 절연 내전압은 80 kV이상이 되어야 한다. 도체 판과 금속판 사이에 균일한 전기장이 형성되어야 하므로 고정 빔(17a, 17b)은 도체 판 또는 금속판의 가장 바깥 부분에 형성되어야 하고 그리고 금속판을 지지할 수 있는 최소 직경을 가지는 견고함 빔으로 형성되는 것이 유리하다. The
전압 발생장치(16)는 방사 용액(S) 또는 제조되는 나노 섬유 웹(F)의 용도에 따라 1 내지 80 kV의 전압을 노즐 블록(11)의 도체 판 및 컬렉터(12)의 금속 판 사이에 발생시킬 수 있다. 노즐 블록(11) 및 컬렉터(12)는 각각 전압 발생 장치(16)의 임의의 전극에 연결될 수 있지만 바람직하게는 노즐 블록(11)은 전압 발생 장치(16)의 음극 단자(N) 그리고 컬렉터(12)는 전압 발생 장치(16)의 양극 단자(P)에 각각 연결된다. 음극 단자(N)가 노즐 블록(11)에 연결되고 그리고 노즐 블록(11)이 다시 접지(Ground)와 연결되면 전기 방사 장치(1)는 안정성을 가지고 연속적으로 방사가 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 전기 방사 장치(1)는 노즐 블록(11)이 지면을 기준으로 아래쪽에 설치되고 그리고 컬렉터(12)가 위쪽에 설치된다. 그리고 노즐 블록(11)에 정렬된 방사 노즐(13)은 방사 용액을 아래쪽으로부터 위쪽으로 방사하므로 컬렉터(12)에 집속되지 못한 방사 용액은 노즐 블록(11) 또는 지면으로 낙하할 수 있다. 그리고 집속되지 못한 방사 용액은 미세한 방울 형태로 존재하므로 전하를 유지할 수 있다. 만약 노즐 블록(11)이 전압 발생장치(16)의 양극 단자(P)에 연결된 경우 집속되지 못한 방사 용액이 노즐 블록(11) 또는 노즐 블록(11)과 연결된 다른 전기 장치에 부딪히게 되면 방전 현상 또는 전기 스파크(spark)가 발생할 수 있다. 그리고 이로 인하여 전기 방사 장치(1)에 화재가 발생하거나 또는 전기적 장애를 발생시킬 수 있다. 그러나 노즐 블록(11)이 전압 발생장치(16)의 음극 단자(N)에 연결되는 경우 이와 같은 위험을 방지할 수 있다. 그리고 이로 인하여 안정된 전기 방사가 가능하다. The
다수 개의 방사 노즐(13)에 의하여 상향으로 방사된 방사 용액은 두 개의 회전 롤러(14a, 14b)에 의하여 회전하는 와이어 벨트를 통과하는 집속 기재(18)에 집속되어 나노 섬유 웹을 형성한다. 와이어 벨트는 폴리에스터, 나일론 또는 폴리프로필렌 벨트와 같은 절연성 소재로 제조될 수 있고 그리고 두 개의 회전 롤러(14a, 14b)에 의하여 계속적으로 컬렉터(12)의 둘레를 회전하게 한다. 도 1에서 2개의 회전 롤러(14a, 14b)가 도시되어 있지만, 필요에 따라 컬렉터(12)의 금속판 사이에 추가적인 회전 롤러가 설치될 수 있다. 와이어 벨트와 함께 이송되는 집속 기재(18)는 나노 섬유 웹을 적층시켜 물성을 향상될 필요가 있는 섬유 원단이 될 수 있다. 또는 만약 나노 섬유 웹만으로 이루어진 소재를 제조하는 경우 집속 기재(18)는 종이 또는 부직포가 될 수 있다. 집속 기재(18)가 섬유 원단이 되는 경우 나노 섬유 웹은 집속 기재와 함께 권취 롤러(15)에 의하여 회전 드럼(도시되지 않음)과 같은 장치에 권취가 되어 나노 섬유 웹이 적층된 나노 섬유 제품이 된다. 이 와 달리 집속 기재(18)가 종이 또는 부직포가 되는 경우 제조 공정 과정에서(on-line) 나노 섬유 웹과 집속 기재를 분리하거나 또는 일단 나노 섬유 웹과 집속 기재(18)를 함께 회전 드럼에 권취한 후 별도의 공정으로(off-line) 나노 섬유 웹을 집속 기재(18)로부터 분리한다. The spinning solution radiated upward by the plurality of spinning
노즐 블록(11) 및 컬렉터(12) 사이의 거리는 2 내지 30㎝가 될 수 있고 그리고 컬렉터(12)는 판 전체가 전도성을 가지거나 또는 표면이 전도성을 가지도록 처리된 니켈, 크롬, 주석, 은, 청동, 황동, 철, 알루미늄, 망간, 이들의 합금 또는 스테인리스 금속(STS) 판이 될 수 있고 그리고 금속판의 두께는 얇을수록 유리하지만 바람직하게는 0.5 내지 30 ㎝의 두께를 가질 수 있다. 금속판은 중량, 발생하는 전기장의 세기 또는 강도와 같은 요소를 고려하여 형성될 수 있다. 그리고 노즐 블록(11)의 도체 판은 위와 같은 요소 이외에도 방사 노즐(13)의 가공 용이성을 고려하여 결정될 수 있다. 노즐 블록(11)은 필요에 따라 고정 테이블(도시되지 않음) 위에 설치될 수 있다. 고정 테이블은 상하의 높이의 조절이 가능하고 그리고 와이어 벨트의 진행 방향과 수직이 되는 방향으로 좌우 왕복 운동이 가능하도록 설치될 수 있다. 고정 테이블의 상하 높이 조정은 서로 다른 나노 섬유의 제조에 따라 필요한 방사 거리의 조절이 가능하도록 한다. 그리고 방사 용액이 컬렉터(12)에 집속되면 강한 압력이 와이어 벨트에 작용하게 되고 그리고 이로 인하여 회전 롤러(14a, 14b)의 구동을 어렵게 한다. 그러므로 고정 테이블의 좌우 왕복 운동은 회전 롤러(14a, 14b)의 구동을 용이하도록 하고 아울러 방사 용액의 집속이 균일하게 이루어질 수 있도록 한다. The distance between the
도 2는 본 발명에 따른 노즐 블록(11)을 도시한 것이다. 2 shows a
도 2를 참조하면, 노즐 블록(11)은 하부 도체 판(111) 및 상부 도체 판(113)을 포함하고 그리고 하부 도체 판(111) 및 상부 도체 판(113) 사이에 공급 공간(23)이 형성된다. 하부 도체 판(111)은 예를 들어 판 전체가 전도성을 가지거나 또는 표면이 전도성을 가지도록 처리된 니켈, 크롬, 주석, 은, 청동, 황동, 철, 알루미늄, 망간, 이들의 합금 또는 스테인리스 금속판과 같은 임의의 금속으로 제조될 수 있지만 바람직하게는 컬렉터(도 1 참조)와 동일한 소재의 금속판으로 제조된다. 상부 금속판(113)도 동일하게 임의의 금속으로 제조될 수 있지만 바람직하게는 가공이 용이한 연성의 금속으로 제조될 수 있다. 하부 도체 판(111) 및 상부 도체 판(113) 사이에 형성된 공급 공간(23)은 방사 노즐(131)을 통하여 방사되는 방사 용액을 일시적으로 저장하기 위한 공간으로 방사용액의 공급원(21)과 이송 파이프(24)에 의하여 연결된다. 공급 공간(23)은 공급원(21)과 연결된 부분 및 방사 노즐(131)과 연결된 부분을 제외하고 외부에 대하여 밀폐가 된다. 방사 노즐(13)은 상부 도체 판(113)에 고정되고 그리고 공급 공간(21)으로 연결되는 고정 부분(131) 및 고정부(132)의 상부에 형성된 나사 형성부에 결합되는 노즐 부분(132)을 포함한다. 고정 부분(131)의 아래쪽은 공급 공간(23)으로 연결되어 저장된 방사 용액이 고정 부분(131)의 내부에 형성된 유로를 통하여 상승할 수 있도록 한다. 그리고 노즐 부분(132)의 아래쪽에 고정 부분(131)과 결합되는 나사 부분이 형성되고 그리고 노즐 부분(132)의 위쪽은 방사 용액이 분산되면서 컬렉터(도 1 참조)를 향하여 방사될 수 있도록 노즐 부분(132)의 위쪽이 아래쪽보다 직경이 작아지는 원뿔 형태가 될 수 있다. 그러나 도 2에 도시된 것처럼 노즐 부분(132)의 위쪽 일정 길이는 균일한 직경을 가지도록 하는 것이 유리하다. 그러나 본 발명에 따른 방사 노즐(13)은 이 분야에서 공지된 임의의 형태가 사용될 수 있고 반드시 이와 같은 형태로 제한되는 것은 아니다. Referring to FIG. 2, the
필요에 따라 고정 부분(131)과 노즐 부분(132)이 접하는 끝 부분에 실링(sealing)을 위한 오링 또는 패킹과 같은 것이 설치될 수 있지만 반드시 요구되는 것은 아니다. If necessary, an o-ring or packing for sealing may be installed at the end portion where the fixing portion 131 and the nozzle portion 132 contact each other, but is not necessarily required.
위에서 이미 설명을 한 것처럼 전압 발생 장치(16)의 양극 단자(P)는 컬렉터에 연결되고 그리고 음극 단자(N)는 하부 도체 판(111)에 연결된다. 그리고 공급 공간(23)으로 방사 용액을 공급하기 위한 공급원(21)이 임의의 위치에 설치될 수 있다. 전기 방사 장치의 노즐 블록 및 컬렉터 사이에 높은 전압이 인가되어 있으므로 관련 장치 또는 주변 장치는 전기를 사용하지 않는 것이 유리하다. 이를 위하여 공급원(21)은 바람직하게는 노즐 블록에 비하여 높은 위치에 설치되어 단지 대기압과 동일하거나 그보다 약간 높은 압력에 의하여 방사 용액이 공급될 수 있도록 하거나 전기를 사용하지 않는 다른 동력 수단에 의하여 방사 용액이 공급될 수 있도록 하는 것이 유리하다. 그리고 높은 위치에 설치된 공급원(21)은 주위 압력 또는 대기압에 의하여 방사 용액이 방사 노즐(13)을 통하여 방사가 되도록 한다. 만약 방사 용액의 공급을 위하여 추가적인 압력이 필요한 경우 공기압이 이용될 수 있고 그리고 공급 공간(23)으로 공급되는 방사 용액의 양 및 압력을 조절하기 위하여 유량 조절기(22)가 공급원(21)의 아래쪽에 설치될 수 있다. As described above, the positive terminal P of the
상향식 전기 방사 장치를 사용하여 방사 용액이 방사 노즐(13)을 통하여 방사되는 과정에서 일부는 컬렉터에 집속되지 않은 상태로 노즐 블록으로 다시 떨어지게 된다. 만약 집속되지 않은 방사 용액이 노즐 블록에 그대로 방치되는 경우 증발이 되어 제조된 나노 섬유 웹에 결점을 만들 수 있을 뿐만 아니라 전기 방사 장치 자체에 고장을 유발할 수 있다. 그러므로 노즐 블록에 윗면에 떨어진 방사 용액이 컬렉터 및 노즐 블록 사이로 증발이 되는 것을 방지할 필요가 있다. 본 발명에 따른 방사 장치의 노즐 블록의 윗면에 증발 방지 막(24)은 방사 용액의 증발을 방지하기 위하여 설치된다. 증발 방지 막(24)은 임의의 절연 소재로 제조될 수 있지만 바람직하게는 폴리프로필렌 판, 폴리에틸렌 판, 폴리비닐 판, 폴리스티렌 판, 폴리우레탄 판, 실리콘 판 또는 전기 전도성을 가지지 않거나 전하를 띠지 않는 임의의 부직포가 될 수 있다. 방사 노즐(13)은 증발 방지 막(23)을 관통하여 설치되고 그리고 증발 방지 막(23)은 방사 용액이 내부로 흘러들어 갈 수 있도록 다수 개의 작은 관통 홀(H) 또는 다수 개의 슬릿을 포함할 수 있다. 증발 방지 막(23)의 내부로 흘러 들어간 방사 용액은 노즐 블록의 윗면에 존재하게 된다. 노즐 블록의 윗면에 존재하는 방사 용액은 적절하게 제거되어야 하고 그리고 이를 위하여 방사 노즐 사이에 방사 용액이 가장 자리로 흘러 갈 수 있는 홈이 형성될 수 있다. 홈을 통하여 가장 자리로 흘러간 방사 용액은 적절한 방법으로 폐기되거나 또는 다시 사용가능하도록 처리되어 공급원(21)에 투입될 수 있다. In the process of spinning the spinning solution through the spinning
위에서 제시된 본 발명에 따른 전기 방사 장치에서 전압 발생 장치, 공급원 또는 회전 롤러와 같은 장치 또는 이와 같은 장치들의 전기적 또는 기계적 연결은 이 분야에서 공지된 임의의 방법에 따라 적절하게 선택될 수 있다. In the electrospinning device according to the invention presented above, the device such as a voltage generator, a source or a rotating roller or the electrical or mechanical connection of such devices can be appropriately selected according to any method known in the art.
위에서 본 발명은 실시 예를 이용하여 상세하게 설명이 되었다. 제시된 실시 예는 예시적인 것으로 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 제시된 실시 예에 대한 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 이러한 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않고 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의해서만 제한된다. The present invention has been described above in detail by using an embodiment. The presented embodiments are exemplary and can be made by those skilled in the art to various modifications and modifications to the disclosed embodiments without departing from the spirit of the present invention. The scope of the invention is not limited by these modifications and variations, but only by the claims appended below.
본 발명에 따른 전기 방사 장치는 나노 섬유를 연속적으로 대량 생산할 수 있도록 한다는 이점을 가진다. 본 발명에 따라 노즐 블록에 음의 전압 그리고 컬렉터에 양의 전압을 각각 인가하여 전체적으로 전기 안정성을 높일 수 있도록 하였다. 이와 동시에 노즐 블록의 구성을 간단하게 구성하여 전체적으로 방사 안정성을 향상시킬 수 있다는 이점을 가진다. 이와 동시와 본 발명에 따르면 복잡한 장치를 구성하는 것에 따라 절연 문제의 해결로 방사 장치의 경제성을 향상시킬 수 있도록 하였다. The electrospinning apparatus according to the present invention has the advantage of enabling the continuous mass production of nanofibers. According to the present invention, the negative voltage is applied to the nozzle block and the positive voltage to the collector, respectively, to increase the overall electrical stability. At the same time, the configuration of the nozzle block can be simply configured to improve the radiation stability as a whole. At the same time, according to the present invention, it is possible to improve the economics of the radiation device by solving the insulation problem by configuring a complicated device.
본 발명에 따른 전기 방사 장치의 전기 안정성은 방사 용액의 자동 공급 및 자동 제어가 가능하도록 한다. 아울러 서로 다른 비중의 방사 용액을 균질하게 혼합할 수 있도록 하여 혼성 방사에 의한 나노 섬유의 제조가 가능하도록 한다. The electrical stability of the electrospinning apparatus according to the invention enables the automatic supply and automatic control of the spinning solution. In addition, it is possible to homogeneously mix the spinning solution of different specific gravity to enable the production of nanofibers by hybrid spinning.
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