KR100895328B1 - 전기 방사용 분사 노즐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 방사용 분사 노즐에 관한 것으로, 방사액과 공기를 공급받아 방사액을 분사하는 분사구멍(11)이 몸체의 길이 방향으로 간격을 두고 다수 구비되고, 전압이 인가되어 분사구멍(11)으로 방사가 이루어지되, 다수 구비되어 종, 횡방향으로 연결되는 다수의 분사 노즐부재(10)를 횡방향 연결수단(20) 또는 종방향 연결수단(30) 또는 복렬 연결수단(40)으로 횡방향 또는 종방향으로 일렬 또는 복렬로 연결하는 구조인 것이다.

즉, 다수의 분사 노즐부재(10)를 횡방향 또는 종방향으로 배열하여 다양한 폭과 복수 층을 가지는 나노 웹 제품을 용이하게 제조할 수 있으며, 평량 조정에 따른 나노 웹 제품의 생산성을 증대시키고, 균일한 품질을 가지는 나노 웹 제품을 생산할 수 있는 효과가 있는 것이다.

또한 다양한 원료를 혼합한 복합 나노 웹 제품 및 복층 나노 웹 제품을 다양하게 제조할 수 있고, 분사구멍 간의 거리를 줄여 평량에 따른 편차를 축소할 수 있는 효과가 있는 것이다.

따라서 나노 웹 제품의 생산성 및 다양성을 증대시키고, 품질을 향상시킬 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

전기 방사용 분사 노즐{A Spray Nozzle for Electrospinning}

도 1은 종래의 나노 섬유 제조 장치를 도시한 개략도

도 2는 종래의 전기 방사용 분사 노즐을 도시한 사시도

도 3은 본 발명인 분사 노즐부재의 구조를 도시한 단면도

도 4 본 발명이 사용된 나노 섬유 제조장치를 도시한 개략도

도 5는 본 발명의 구조를 도시한 사시도

도 6a 내지 도 6b는 도 5의 일 실시 예를 도시한 정면도

도 7은 본 발명의 다른 구조를 도시한 사시도

도 8a 내지 도 8b는 도 7의 다른 실시 예를 도시한 정면도

도 9는 본 발명의 또 다른 구조를 도시한 사시도

도 10은 도 9의 또 다른 실시 예를 도시한 정면도

*도면 중 주요 부호에 대한 설명*

1 : 저장조 2 : 분사 노즐

3 : 콜렉터 4 : 전압부여수단

5 : 공기공급수단 10 : 분사 노즐부재

11 : 분사구멍 12 : 방사액 공급로

13 : 공기 공급로 20 : 횡방향 연결수단

21 : 제 1 외곽틀부재 22 : 제 1 노즐결합블록

30 : 종방향 연결수단 31 : 제 2 외곽틀부재

32 : 제 2 노즐결합블록 40 : 복렬 연결수단

41 : 제 3 외곽틀부재 50 : 제 1 공기분사부

60 : 제 2 공기분사부

본 발명은 전기 방사용 분사 노즐에 관한 것으로 더 상세하게는 다수의 노즐부재를 연결하여 다양한 폭과 특성을 가지는 나노 웹의 제조가 용이하도록 발명된 것이다.

일반적으로 수 ~ 수백 nm의 직경을 가지는 나노섬유는 종래의 극세사와 비교하여 단위 부피당 표면적이 높고, 다양한 표면 특성, 구조를 가지는 특성이 있는 것이다.

따라서 상기 나노 섬유는 근래에 있어, 전기·전자 및 환경·생명 등 첨단 산업의 필수 소재로 환경 산업용 여과재, 전기·전자 산업용 소재, 의료용 생체재료 등으로 그 사용 범위가 넓어지고 있는 실정이다.

상기 나노섬유를 제조하는 제조하는 제조 방사법에는 플래시 방사법, 정전 방사법, 멜트 브로운 방사법으로 구분할 수 있는데, 한국등록특허 제0514572호 및 한국등록특허 제0453670호 등에 개시되어 있다.

상기 멜트브로운 방사법과 정전방사법을 유기적으로 결합하거나, 상기 플래시 방사법과 정전방사법을 유기적으로 결합하여 나노미터 스케일의 나노섬유를 높은 생산성 및 수율로 대량 제조할 수 있음이 알려져 있다.

그러나 이러한 기술로 나노섬유를 제조하는 방법은 절연방법의 구현이 쉽지 않고, 채택할 수 있는 수지의 제한이 따르며, 가열이 필수적이라는 점 등의 단점을 안고 있다.

이를 개선하기 위한 기술로 방사노즐의 외측에 형성된 공기 분사구멍을 통해 압축공기를 분사시키면서 방사노즐로부터 방사된 섬유를 콜렉터 상에 웹 상태로 포집하는 초극세 나노섬유의 제조장치 및 제조방법이 한국등록특허 제0549140호 및 한국등록특허 제0543489호로 개시되어 있다.

상기 한국등록특허 제0514572호 및 한국등록특허 제0453670호, 한국등록특허 제0549140호 및 한국등록특허 제0543489호는 폴리머용액을 압축공기와 함께 토출시켜 분사시키는 분사 노즐과, 상기 분사 노즐로부터 방사되는 방사섬유를 포집하는 콜렉터와, 상기 분사 노즐과 콜렉터 간에 고전압을 인가하는 전압부여수단을 포함하여 나노섬유를 전기방사하는 나노섬유 제조 장치에 관한 것이다.

상기 나노 섬유 제조 장치는 도 1에서 도시한 바와 같이 방사액을 제조하는 저장조(1)과, 상기 저장조(1)로부터 방사액을 공급받아 공기와 함께 분사시키는 분사 노즐(2)과, 상기 분사 노즐(2)로부터 방사되는 방사섬유를 웹 상태로 포집하는 콜렉터(3)와, 상기 방사 노즐(2)과 상기 콜렉터(3) 사이에 고전압을 인가하는 전압부여수단(4)과, 상기 분사 노즐(2)로 공기를 공급하는 공기공급수단(5)을 구비한 다.

상기 콜렉터(3)는 소정의 폭을 가지며, 전원이 인가되는 섬유 포집벨트(3a)를 컨베이어 장치로 이송시키면서 상기 분사 노즐(2)로부터 방사된 방사 섬유, 즉, 나노 섬유를 웹 상태로 포집하여 나노 웹을 제조하는 것이다.

또 상기 분사 노즐(2)은 저장조(1)로부터 방사액을 공급받아 방사액을 토출하는 방사 노즐부(10a)와, 상기 방사 노즐부(10a) 외측으로 공기를 배출하는 공기 노즐부(10b)를 포함하여, 방사 노즐부(10a)에서 토출되는 방사액과 공기 노즐부(10b)를 통해 배출되는 공기를 분사구멍(11)을 통해 분사시키는 것이다.

또한 상기 분사 노즐(2)은 도 2에서 도시한 바와 같이 제조하려는 나노 웹의 폭에 대응되는 길이를 가지는 분사 노즐부재(10)에 길이 방향으로 간격을 두고 다수의 분사구멍(11)을 구비하되, 이 분사구멍(11)에 각각 방사 노즐부(10a) 및 공기 노즐부(10b)의 토출구가 연통되도록 구성되는 것이다.

상기 분사 노즐(2)의 분사 노즐부재(10)는 다수의 분사구멍(11)이 길이 방향으로 간격을 두고 구비되며, 각 분사구멍(11)에 위치하는 방사 노즐부(10a)로 방사액을 공급하는 방사액 공급로(미도시) 및 각 공기 노즐부(10b)로 공기를 공급하는 공기 공급로(미도시)가 형성된다.

또 상기 분사 노즐(2)의 방사액 공급로는 저장조(1)로부터 방사액 공급관(1a)이 연결되고, 분사 노즐(2)의 공기 공급로에는 공기공급수단(5)의 압축공기탱크(5a)로부터 공기 공급관(5c)이 연결되는 것이다.

즉, 상기 분사 노즐(2)은 제조하려는 나노 웹의 제품 폭에 대응되는 길이를 가지는 하나의 분사 노즐부재(10)로 제조되어 각 공기 공급관(5c)과 방사액 공급관(1a)으로부터 공기와 용액을 공급받아 각 분사구멍(1)을 통해 나노 섬유를 방사하게 되는 것이다.

그러나 상기한 종래의 전기 방사용 분사 노즐은 제조하고자 하는 나노 웹의 제품 폭에 맞게 분사 노즐부재를 제조해야 하므로 각 제품 폭에 따른 전용 분사 노즐부재를 제조해야하는 폐단이 있었던 것이다.

따라서 다양한 폭을 가지는 나노 웹 제품을 제조할 경우 각각 별개의 길이를 가지는 분사 노즐을 제조해야 하므로 분사 노즐의 제조 비용이 증대되고, 이에 따라 나노 웹 제품의 제조 단가가 증대되는 폐단이 있었던 것이다.

또, 종래의 전기 방사용 분사 노즐은 하나의 분사 노즐부재로 제조되므로 광폭의 나노 웹 제품을 제조할 경우 분사 노즐부재의 길이도 길게 형성되는데, 하나의 방사액 공급로와 공기 공급로를 통해 각각의 방사 노즐부와 공기 노즐부로 방사액과 공기를 공급하므로 최초 공급 위치에서부터 거리가 멀어질수록 방사액과 공기의 압력이 점차적으로 낮아지는 것이다.

종래 전기 방사용 분사 노즐은 상기한 이유로 폭이 넓은 나노 웹 제품을 제조하기 위해 이에 대응되게 긴 몸체를 가질수록 각 분사구멍으로 분사되는 분사압력이 일정하도록 세팅하기가 어렵고, 이러한 세팅작업이 현실적으로 불가능한 문제점이 있었던 것이다.

따라서, 종래의 전기 방사용 분사 노즐은 각각의 방사 노즐부 및 공기 노즐 부로 공급되는 방사액의 공급 압력과 공기 압력에 차이가 심하게 발생되어 균일한 표면을 가지는 나노 웹 제품을 생산하기 어려운 문제점이 있었던 것이다.

또한, 종래의 전기 방사용 분사 노즐은 한 종류 또는 소수의 원료를 블렌딩(Blending)하여 단층 나노 웹 제품만을 생산하므로 다양한 원료로 혼합되어 방사되는 다양한 종류의 나노 웹 섬유 제품을 제조할 수 없는 문제점이 있었던 것이다.

그리고 종래의 전기 방사용 분사 노즐은 분사구멍이 일렬로 형성되어 평량(단위 면적당 무게)이 많은 제품을 제조할 경우 콜렉터에서 섬유 포집벨트를 저속으로 이송시켜야하므로, 평량이 많은 제품을 제조하는 데 있어 생산성이 저하되는 폐단이 있었던 것이다.

본 발명의 목적은 분사 노즐부재를 횡으로 연결함으로써 다양한 폭을 가지는 나노 웹 제품을 용이하게 제조할 수 있고, 제조 비용을 절감하는 전기 방사용 분사 노즐을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 다양한 원료를 블렌딩하여 분사하기 용이하여 다양한 원료로 합성된 복합 나노 웹 제품을 제조할 수 있고, 평량이 많은 나노 웹 제품의 생산량을 증대시키는 전기 방사용 분사 노즐을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 각 분사구멍으로 분사되는 방사액 및 공기의 압력을 일정하게 하여 균일한 나노 웹 제품을 제조할 수 있고, 제조 시 발생하는 불량율을 낮출 수 있는 전기 방사용 분사 노즐을 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 목적은 방사액과 공기를 공급받아 방사액을 분사하는 분사 구멍이 몸체의 길이 방향으로 간격을 두고 다수 구비되고, 전압이 인가되어 분사구멍으로 방사가 이루어지되, 다수 구비되어 횡방향으로 연결되는 분사 노즐부재와, 상기 다수의 분사 노즐부재를 횡방향으로 연결하는 횡방향 연결수단을 포함하여 달성된다.

또, 본 발명의 목적은 방사액과 공기를 공급받아 방사액을 분사하는 분사구멍이 몸체의 길이 방향으로 간격을 두고 다수 구비되고, 전압이 인가되어 분사구멍으로 방사가 이루어지되, 다수 구비되어 종방향으로 연결되는 분사 노즐부재와, 상기 분사 노즐부재를 종방향으로 연결하는 종방향 연결수단을 포함하여 달성된다.

또한, 본 발명의 목적은 방사액과 공기를 공급받아 방사액을 분사하는 분사구멍이 몸체의 길이 방향으로 간격을 두고 다수 구비되고, 전압이 인가되어 분사구멍으로 방사가 이루어지되, 다수 구비되어 종, 횡방향으로 연결되는 다수의 분사 노즐부재와, 상기 분사 노즐부재를 횡방향, 종방향으로 복수 열을 가지도록 연결하는 복렬 연결수단을 포함하여 달성된다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명인 분사 노즐부재의 구조를 도시한 단면도로서, 다수의 노즐몸체블록의 결합으로 구성된 몸체를 가지는 분사 노즐부재의 구조를 나타내고 있다.

도 4 본 발명이 사용된 나노 섬유 제조장치를 도시한 개략도로써, 본 발명의 일 실시 예가 적용된 나노 섬유 제조 장치의 구성을 개략적으로 나타내고 있다.

도 5는 본 발명의 구조를 도시한 사시도로서, 분사 노즐부재가 횡방향으로 연결되는 구조를 나타내고 있다.

도 6a 내지 도 6b는 도 5의 일 실시 예를 도시한 정면도로서, 도 6a는 본 발명인 분사 노즐부재가 횡방향으로 연결되되, 노즐결합구멍이 가로로 형성된 제 1 외곽틀부재에 결합되는 예를 나타내고 있으며, 도 6b는 본 발명인 분사 노즐부재가 횡방향으로 연결되되, 볼트 체결로 결합하는 제 1 노즐결합블록으로 연결되는 예를 나타내고 있다.

도 7은 본 발명의 다른 구조를 도시한 사시도로서, 분사 노즐부재가 종방향으로 연결되는 구조를 나타내고 있다.

도 8a 내지 도 8b는 도 7의 다른 실시 예를 도시한 정면도로서, 도 8a는 본 발명인 분사 노즐부재가 종방향으로 연결되되, 노즐결합구멍이 세로로 형성된 제 2 외곽틀부재에 결합되는 예를 나타내고 있으며, 도 8b는 본 발명인 분사 노즐부재가 종방향으로 연결되되, 볼트 체결로 결합하는 제 2 노즐결합블록으로 연결되는 예를 나타내고 있다.

도 9는 본 발명의 또 다른 구조를 도시한 사시도로서, 분사노즐부재가 종, 횡방향으로 연결되어 복수 열을 가지는 구조를 나타내고 있다.

도 10은 도 9의 또 다른 실시 예를 도시한 정면도로서, 노즐결합구멍이 가로, 세로로 복수 뚫린 제 3 외곽틀부재에 결합하는 예를 나타내고 있다.

이하, 도 3에서 도시한 바와 같이 본 발명인 분사 노즐부재(10)는 소정의 길이를 가지는 몸체로 형성되어, 일면에 길이 방향으로 간격을 두고 다수의 분사구 멍(11)이 형성되되, 각 분사구멍(11)에는 각각 방사액을 공급받아 토출하는 방사 노즐부(10a)와 방사 노즐부(10a)의 외측으로 고압의 공기를 토출하는 공기 노즐부(10b)가 구비되어 방사액을 공기와 함께 분사하게 되는 것이다.

또 상기 각 방사 노즐부(10a) 및 공기 노즐부(10b)는 각각 분사 노즐부재(10)의 몸체 내에 형성되는 하나의 방사액 공급로(12) 및 공기 공급로(13)로 연통되고, 상기 방사액 공급로(12) 및 공기 공급로(13)는 방사액 공급관(1a) 및 공기 공급관(5c)에 연결되어 내부로 방사액 및 공기를 공급받는 것이다.

본 발명인 분사 노즐부재(10)는 고압의 공기가 분사구멍(11)을 통해 상대적으로 낮은 대기압을 가지는 외부로 배출되면서 팽창되어 방사 노즐부(10a)를 통해 토출되는 방사액을 분사시키게 되는 것이다.

또 상기 분사 노즐부재(10)는 몸체를 다수의 노즐블록(10c)으로 구성하고, 방사 노즐부(10a)를 통전되는 도전성 재질로 제조하여 결합하되, 상기 다수의 노즐블록(10c) 중 적어도 어느 하나를 도전성 재질로 제조하여 상기 방사 노즐부(10a)에 연결되는 도전부(10d)로 형성하여 구성되는 것을 기본으로 한다.

즉, 상기 분사 노즐부재(10)는 방사되는 도전부(10d)로 전극이 연결되어 상기 방사 노즐부(10a)로 전원을 인가하여 전기 방사하게 되는 것이다.

상기 분사 노즐부재(10)는 도시하지는 않았지만 방사 노즐부(10a) 및 방사 노즐부(10a)의 외측으로 고압의 공기를 토출하는 공기 노즐부(10b)를 몸체에 일체로 형성할 수도 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

한편, 나노 섬유 제조장치는 도 4에서 도시한 바와 같이 방사액을 저장하는 저장조(1)와, 상기 저장조(1)로부터 방사액을 공급받아 콜렉터(3)를 향해 방사액을 분사하는 분사 노즐(2)과, 상기 분사 노즐(2)로부터 토출된 방사섬유를 웹 상태 포집하는 콜렉터(3)와, 상기 분사 노즐(2)과 상기 콜렉터(3) 사이에 고전압을 인가하는 전압부여수단(4)과, 상기 분사 노즐(2) 내부로 공기를 공급하는 공기공급수단(5)을 포함하며, 이를 통한 나노 섬유를 제조하는 방법은 공지된 구성으로 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

상기 방사액은 나노 섬유를 전기방사로 방법으로 제조할 수 있는 어떠한 용액 또는 용융액도 사용이 가능하며, 통상 나노 섬유의 제조 시 사용되는 폴리머 용액을 기본으로 하며 이는 공지된 사항이므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 저장조(1)는 방사액 공급간을 통해 상기 분사 노즐부재(10)의 방사액 공급로(12)로 연결되어 방사액을 방사 노즐부(10a)까지 이송시키는 것이다.

또한, 방사 노즐부(10a) 내의 방사액은 공기 노즐부(10b)를 통해 분사구멍(11)으로 빠른 속도로 이송되는 압축 공기와 함께 토출구(12)를 통해 분사되는 것이다.

상기 콜렉터(3)는 소정의 폭을 가지며, 전원이 인가되는 섬유 포집벨트(3a)를 컨베이어 장치로 이송시키면서 상기 분사 노즐(2)로부터 방사된 방사 섬유, 즉, 나노 섬유를 포집하는 것이다.

상기 콜렉터(3)는 접지된 상태로서 원활한 포집을 위해 송풍기(3b)가 공기포집관(3c)을 통해 공기를 흡입하도록 구성되어, 분사 노즐(2)과 콜렉터(3) 사이의 고전압과 송풍기(3b)의 흡입에 의해 방사된 방사섬유를 웹 상태로 포집하게 되는 것이다.

상기 콜렉터(3)는 도시하지는 않았지만, 송풍기(3b)가 흡입하는 공기에 포함된 방사액를 모으는 용매회수장치(SRS, Solvent Recovery System)를 포함하여, 용매회수장치로 모인 방사액을 리사이클되도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 전압부여수단(4)은 상기 분사 노즐(2)의 분사 노즐부재(10)와 상기 콜렉터(3) 사이에 고전압을 가지는 전원을 인가하는 것으로서, 상기 분사 노즐부재(10)의 도전부(10d)에 +전극 또는 - 전극, 콜렉터(3)에 상기 도전부(10d)와 반대 전극 즉, - 전극 또는 + 전극을 인가하고, 분사 노즐부재(10)와 콜렉터(3) 사이에 높은 전압 차이를 형성하는 것이다.

상기 공기공급수단(5)은 공기를 압축시켜 고압의 압축공기를 후술될 분사 노즐(2)의 공기 공급로(13)로 공급하는 공기 압축기(5a)와, 상기 공기 압축기(5a)와 분사 노즐(2) 사이에 구비되어 공기를 가열하는 공기 가열기(5b)를 포함한다.

상기 공기공급수단(5)은 공기 압축기(5a)로 압축된 고압의 압축 공기를 공기 가열기(5b)로 가열한 후 공기 공급관(5c)을 공기 공급로(13)로 공급하여 후술될 분사구멍(11)을 통해 빠른 속도로 토출되도록 하는 것이며, 고압의 공기가 분사구멍(11)을 통해 상대적으로 낮은 대기압을 가지는 외부로 배출되면서 팽창되어 분사 노즐(2)의 방사 노즐부(10a)를 통해 토출되는 방사액을 분사시키게 되는 것이다.

상기한 분사 노즐부재(10)의 구성과, 나노 섬유 제조 장치는 종래의 공지된 구성으로 더 상세한 구성과 작동에 대한 설명은 생략함을 밝혀둔다.

본 발명인 상기 분사 노즐부재(10)는 소정의 길이로 다수 구비되어 도 5에서 도시한 바와 같이 횡방향 연결수단(20)에 의해 횡방향으로 일렬로 연결되어 사용되는 것이다.

상기 분사 노즐부재(10)는 분사구멍(11)이 방사되는 나노 섬유를 웹 상태로 포집하는 섬유 포집벨트(3a)의 폭을 가로질러 위치되도록 설치되되, 제조되는 나노 웹 제품의 폭에 맞게 횡방향으로 연결되어 사용되는 것이다.

따라서 분사 노즐부재(10)는 제조하는 나노 웹의 제품에 따라 별물로 제조할 필요가 없는 것이다.

상기 분사 노즐부재(10)는 동일한 길이로 제조될 수도 있으며, 각각 다른 길이로 제조하여 다수 구비함으로써 제조하려는 나노 웹 제품의 폭에 맞게 조합하여 연결할 수 있어 더욱 다양한 폭을 가지는 나노 웹 제품을 제조할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또, 상기 분사 노즐부재(10)는 각각 방사액 공급관(1a)과, 공기 공급관(5c)이 별도로 연결되어 각 분사구멍(11)으로 공기와 함께 방사액을 분사하게 되는 것으로, 각각의 분사구멍(11)으로 분사되는 방사액과 공기의 압력이 동일하도록 세팅된다.

또한 상기 방사액 공급관(1a)과, 공기 공급관(5c)은 상기 분사 노즐부재(10)의 방사액 공급로(12)와 공기 공급로(13)에 연결되되, 일정 간격을 두고 다수 곳에서 연결되어 각 방사 노즐부(10a) 및 공기 노즐부(10b)로 방사액과 공기를 더욱 균일하게 공급할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 분사 노즐부재(10)는 하나의 몸체로 제조되는 나노 웹을 폭에 대응되게 제조되는 종래의 분사 노즐에 비하여 그 길이가 상대적으로 짧아 방사액 공급관(1a)과 공기 공급관(5c)의 연결 위치에서 각 분사구멍(11) 간의 거리가 멀지 않아 각 분사구멍(11)에서 방사액과 공기의 압력차가 크지 않는 것이다.

따라서, 상기 분사 노즐부재(10)는 각 분사구멍(11)으로 분사되는 방사액과 공기의 압력을 일치시키기 용이한 것이다.

분사 노즐부재(10)는 각 분사구멍(11)으로 분사되는 방사액과 공기압의 압력이 일치되어 세팅되어 있으므로 별도의 정비 과정 없이 바로 연결하여 사용이 가능한 것이다.

또한, 분사 노즐부재(10)는 균일한 압력으로 분사되는 방사액과 공기에 의해 전기 방사가 이루어져 균일한 품질의 나노 웹 제품을 생산할 수 있어, 제조되는 나노 웹 제품의 품질을 향상시키고, 불량률을 저하시키는 것이다.

그리고 상기 분사 노즐부재(10)에 각각 다른 재질의 방사액을 공급하여 동일 폭 상에 다 종류의 웹 폭을 가지는 복합 나노 웹 섬유를 제조할 수 있는 것이다.

상기 횡방향 연결수단(20)은 도 5a 내지 도 5b에서 도시한 바와 같이 분사 노즐부재(10)를 횡방향으로 일렬로 연결시키는 것으로, 각각의 분사 노즐부재(10) 사이에 간격을 두고 연결하는 것을 기본으로 하며, 도시하지는 않았지만 제조하려는 나노 웹 제품에 따라 일부 단부에서 일부 겹쳐서 연결할 수도 있고 각각의 단부를 밀착시켜 결합하여 연결할 수도 있는 것이다.

상기 분사 노즐부재(10)의 연결부분에서는 분사 노즐부재(10)의 각각 양 측 끝에 위치한 분사구멍(11)의 분사 각도에 의해 방사되는 나노 섬유가 서로 겹치는 부분이 발생하고, 이는 섬유 포집벨트(3a)에 포집되는 나노 웹 제품에 두께 편차를 발생시키는 요인이 되는 것이다.

상기 분사 노즐부재(10)는 각각 간격을 두고 결합하여 연결하되, 섬유 포집벨트(3a) 상에서 나노 웹이 겹쳐지지 않고 포집되는 간격을 가지도록 연결되는 것이 바람직한 것이다.

상기 분사 노즐부재(10)의 간격은 상기한 바와 같이 분사 노즐부재(10)와 섬유 포집벨트(3a) 간의 거리 및 분사구멍(11)의 분사 각도에 의해 각각 상이하게 고려되어야 하므로, 이는 나노 섬유 제조 장치의 설계에 따라 다양하게 변형하여 실시됨을 밝혀둔다.

상기 횡방향 연결수단(20)은 도 5a에서 도시한 바와 같이 분사 노즐부재(10)를 길이 방향, 즉, 가로로 결합할 수 있는 다수의 제 1 노즐결합구멍(21a)이 횡방향으로 간격을 두고 일렬로 구비된 제 1 외곽틀부재(21)를 사용할 수도 있고, 도 5b에서 도시한 바와 같이 분사 노즐부재(10)의 양 측에 각각 결합하여 볼트 체결로 연결되는 제 1 노즐결합블록(22)을 사용할 수도 있는 것이다.

상기 제 1 외곽틀부재(21)는 분사 노즐부재(10)를 제 1 노즐결합구멍(21a)으로 결합하여 간단히 횡방향으로 연결할 수 있는 것이다.

상기 제 1 노즐결합블록(22)은 일측에 상기 분사 노즐부재(10)의 일 측으로 결합하는 결합홈(22a)이 형성되며, 타측에 서로 대향되어 맞붙어 결합하는 결합면(22b)을 구비하되, 몸체 중앙에 볼트결합구멍(22c)이 형성되어 있는 것이다.

상기 제 1 노즐결합블록(22)은 연결되는 각 분사 노즐부재(10)의 양 측에 결 합하여 서로 결합면(22b)으로 밀착되고, 볼트결합구멍(22c)을 통해 체결볼트를 관통시켜 결합한 후 체결볼트의 단부에 너트를 체결함으로써 연결되는 것이다.

상기 제 1 노즐결합블록(22)은 제조하는 나노 웹 제품의 폭에 맞게 분사 노즐부재(10)를 자유롭게 연결하여 사용할 수 있도록 하는 것이다.

이외에도 상기 횡방향 연결수단(20)은 상기 분사 노즐부재(10)를 횡방향으로 결합하여 연결하는 어떠한 것도 사용이 가능하며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

또한 상기 분사 노즐부재(10)의 연결로 이루어지는 분사 노즐(2)은 양 측단에 각각 공기구멍(50a)으로 공기를 분사하는 제 1 공기분사부(50)가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 제 1 공기분사부(50)는 상기 분사 노즐(2)에 있어 각각의 양 측단에 위치한 분사구멍(11)의 분사 각도에 의해 섬유 포집벨트(3a)의 외측으로 방사되는 것을 방지하는 것이다.

따라서 분사 노즐(2)로 방사되는 나노 섬유가 섬유 포집벨트(3a)에 모두 포집되어 제품의 생산성을 증대시키고, 나노 웹 제품 제조 시 원재료의 낭비를 최소화하여 제조 원가를 저하시킬 수 있는 것이다.

상기 제 1 공기분사부(50)는 공기구멍(50a)이 간격을 두고 다수 뚫려진 별도의 공기분사관(51)을 사용할 수도 있으며, 상기 제 1 외곽틀부재(21)의 양 측에 분사구멍(11)을 형성하고 이 분사구멍(11)을 통해 공기가 분사되도록 구성할 수도 있고, 분사 노즐부재(10)의 일측에 결합하되 공기구멍(50a)이 간격을 두고 다수 뚫 려진 공기분사블록(52)을 사용할 수도 있음을 밝혀둔다.

한편, 본 발명인 분사 노즐부재(10)는 도 7에서 도시한 바와 같이 종방향 연결수단(30)에 의해 종방향으로 일렬로 연결되어 사용되는 것이다.

또, 상기 분사 노즐부재(10)는 각각 방사액 공급관(1a)과, 공기 공급관(5c)이 별도로 연결되어 각 분사구멍(11)으로 공기와 함께 방사액을 분사하게 되는 것으로, 각각의 분사구멍(11)으로 분사되는 방사액과 공기의 압력이 동일하도록 세팅된다.

또한 상기 방사액 공급관(1a)과, 공기 공급관(5c)은 상기 분사 노즐부재(10)의 방사액 공급로(12)와 공기 공급로(13)에 연결되되, 일정 간격을 두고 다수 곳에서 연결되어 각 방사 노즐부(10a) 및 공기 노즐부(10b)로 방사액과 공기를 더욱 균일하게 공급할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 분사 노즐부재(10)는 분사구멍(11)이 방사되는 나노 섬유를 웹 상태로 포집하는 섬유 포집벨트(3a)의 폭을 가로질러 위치되도록 설치되되, 섬유 포집벨트(3a)의 이송방향에 대응되는 종방향으로 일렬로 연결되는 것이다.

나노 웹 제품은 상기한 바와 같이 섬유 포집벨트(3a)가 컨베이어로 이송되면서 분사 노즐부재(10)의 분사구멍(11)으로 방사되는 나노 섬유를 웹 상태로 포집하여 제조되는 것이다.

종방향으로 일렬로 다수 연결된 분사 노즐부재(10)는 콘베이어로 이송되는 섬유 포집벨트(3a) 상으로 나노 웹을 순차적으로 방사하여 제조되는 나노 웹 제품의 두께를 증대시키고, 평량이 많은 나노 웹 제품을 빠르게 생산할 수 있어 생산성 이 증대되는 효과가 있는 것이다.

각 분사 노즐부재(10)로 공급되는 방사액의 종류를 상이하게 하여 복수 층을 가지되, 각각 다른 재질로 이루어진 복수 층을 가지는 나노 웹 제품을 제조할 수 있는 것이다.

또 상기 분사 노즐부재(10)는 종방향으로 연결되되, 각각의 분사 노즐부재(10)의 분사구멍(11)이 다른 분사 노즐부재(10)의 분사구멍(11) 사이에 위치되도록 연결되는 것이 바람직하다.

상기 각 분사 노즐부재(10)는 분사구멍(11)이 다른 분사 노즐부재(10)의 분사구멍(11) 사이 중앙에 위치되어 각 분사구멍(11) 사이의 간격을 줄여 나노 웹 제품의 평량 편차를 줄이고 균일한 제품을 제조할 수 있도록 하는 것이다.

상기 종방향 연결수단(30)은 도 8a 내지 도 8b에서 도시한 바와 같이 분사 노즐부재(10)를 종방향으로 일렬로 연결시키는 것으로, 각각의 분사 노즐부재(10) 사이에 간격을 두고 연결하는 것을 기본으로 하며, 도시하지는 않았지만 제조하려는 나노 웹 제품에 따라 서로 밀착시켜 결합하여 연결할 수도 있는 것이다.

상기 종방향 연결수단(30)은 도 8a에서 도시한 바와 같이 분사 노즐부재(10)를 가로로 결합할 수 있는 다수의 제 2 노즐결합구멍(31a)이 종방향 즉, 섬유 포집벨트(3a)의 이송방향으로 일렬로 구비된 제 2 외곽틀부재(31)를 사용할 수도 있고, 도 8b에서 도시한 바와 같이 분사 노즐부재(10)의 양 측에 각각 결합하여 볼트 체결로 연결되는 제 2 노즐결합블록(32)을 사용할 수도 있는 것이다.

상기 제 2 외곽틀부재(31)는 분사 노즐부재(10)를 제 2 노즐결합구멍(31a)으 로 결합하여 간단히 종방향으로 연결할 수 있는 것이다.

상기 제 2 노즐결합블록(32)은 일측에 상기 분사 노즐부재(10)의 일 측으로 결합하는 결합홈(32a)이 형성되며, 상, 하부에 타측으로 돌출되고 볼트결합구멍이 형성된 플렌지 결합부(32b)가 돌출된 것이다.

상기 제 2 노즐결합블록(32)은 연결되는 각 분사 노즐부재(10)의 양 측에 결합하여 각각 플렌지 결합부(32b)를 밀착시킨 후 체결볼트를 관통시켜 결합한 후 체결볼트의 단부에 너트를 체결함으로써 연결되는 것이다.

상기 제 2 노즐결합블록(32)은 제조하는 나노 웹 제품의 두께 및 평량, 나노 웹 층수에 맞게 다수의 분사 노즐부재(10)를 종방향으로 일렬로 자유롭게 연결하여 사용할 수 있도록 하는 것이다.

이외에도 상기 종방향 연결수단(30)은 상기 분사 노즐부재(10)를 종방향으로 결합하여 연결하는 어떠한 것도 사용이 가능하며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

또한 상기 분사 노즐부재(10)의 양 측에는 각각 공기구멍(50a)로 공기를 분사하는 제 1 공기분사부(50)가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 제 1 공기분사부(50)는 상기 분사 노즐에 있어 각각의 양 측단에 위치한 분사구멍(11)의 분사 각도에 의해 섬유 포집벨트(3a)의 외측으로 방사되는 것을 방지하는 것이다.

따라서 분사 노즐(2)로 방사되는 나노 섬유가 섬유 포집벨트(3a)에 모두 포집되어 제품의 생산성을 증대시키고, 나노 웹 제품 제조 시 원재료의 낭비를 최소 화하여 제조 원가를 저하시킬 수 있는 것이다.

상기 제 1 공기분사부(50)는 공기구멍(50a)이 간격을 두고 다수 뚫려진 별도의 공기분사관(51)을 사용할 수도 있으며, 상기 제 2 외곽틀부재(31)의 양 측에 공기구멍(50a)을 형성하고 이 공기구멍(50a)을 통해 공기가 토출되도록 구성할 수도 있고, 상기 제 2 노즐결합블록(32)에 공기구멍(50a)을 형성하고, 이 공기구멍(50a)을 통해 공기가 토출되도록 구성할 수도 있는 것이다.

또한 상기 분사 노즐부재(10)의 사이에는 공기구멍(50a)으로 공기를 분사하는 제 2 공기분사부(60)가 구비되어 각 분사 노즐부재(10)로 방사되는 나노 섬유가 포집 시 혼합되지 않도록 하는 것이다.

이는 각 분사 노즐부재(10)로 방사되는 나노 웹 섬유가 각 분사구멍(11)의 분사 각도에 의해 혼합되어 섞이게 되는 것을 방지함으로써 다양한 원료로 제조되는 다수의 나노 웹 층을 가지는 나노 웹 제품을 제조함에 있어 불량률을 줄이고 균일한 제품을 제조할 수 있도록 하는 것이다.

한편, 본 발명인 분사 노즐부재(10)는 도 9 내지 도 10에서 도시한 바와 같이 복렬 연결수단(40)으로 횡방향, 종방향에 복수 열을 가지도록 연결되어 사용되는 것이다.

즉, 상기 분사 노즐부재(10)는 횡방향 및 종방향에 있어 복수 열을 가지도록 연결됨으로써 더욱 다양한 나노 웹 제품을 제조할 수 있으며, 각 횡방향, 종방향 연결 구조를 조합한 장점을 가지는 것이다.

상기 분사 노즐부재(10)는 횡방향, 종방향으로 복수 열로 사용함에 있어 상 기 횡방향 연결 구조 및 종방향 연결구조에서 기재한 구성 및 작동과 동일하므로 상세한 기재를 생략함을 밝혀둔다.

상기 복렬 연결수단(40)은 도 10에서 도시한 바와 같이 상기 분사 노즐부재(10)를 가로로 결합할 수 있는 다수의 제 3 노즐결합구멍(41a)이 종렬 및 횡렬로 복수 열을 가지도록 구비된 제 3 외곽틀부재(41)를 사용하는 것을 기본으로 하며, 도시하지는 않았지만 이외에도 상기 분사 노즐부재(10)를 종, 횡방향에 있어 복수 열로 연결하는 어떠한 것도 사용이 가능하며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

또한 상기 다수의 분사 노즐부재(10)의 연결로 이루어진 분사 노즐(2)의 양 측에는 공기구멍(50a)으로 공기를 분사하는 제 1 공기분사부(50)가 구비되고, 분사 노즐부재(10)의 각 횡렬 사이에는 공기구멍(50a)으로 공기가 분사되는 제 2 공기분사부(60)가 구비될 수도 있으며, 상기 제 1, 2 공기분사부(50, 60)의 구성과 작동은 상기한 횡방향 연결 구조 및 종방향 연결구조에서 기재한 구성 및 작동과 동일하므로 상세한 기재를 생략함을 밝혀둔다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

상기한 본 발명의 구성에 의하면 다수의 분사 노즐부재를 횡방향 또는 종방향으로 배열하여 다양한 폭과 복수 층을 가지는 나노 웹 제품을 용이하게 제조할 수 있으며, 평량 조정에 따른 나노 웹 제품의 생산성을 증대시키고, 균일한 품질을 가지는 나노 웹 제품을 생산할 수 있는 효과가 있는 것이다.

또한 다양한 원료를 혼합한 복합 나노 웹 제품 및 복층 나노 웹 제품을 다양하게 제조할 수 있고, 분사구멍 간의 거리를 줄여 평량에 따른 편차를 축소할 수 있는 효과가 있는 것이다.

따라서 나노 웹 제품의 생산성 및 다양성을 증대시키고, 품질을 향상시킬 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (13)

1. 삭제
2. 삭제
3. 방사액과 공기를 공급받아 방사액을 분사하는 분사구멍이 몸체의 길이 방향으로 간격을 두고 다수 구비되고, 전압이 인가되어 분사구멍으로 방사가 이루어지되, 다수 구비되어 횡방향으로 연결되는 분사 노즐부재와;

   상기 분사 노즐부재를 가로로 결합할 수 있는 다수의 제 1 노즐결합구멍이 횡방향으로 간격을 두고 일렬로 구비된 제 1 외곽틀부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 방사용 분사 노즐.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 제 1 외곽틀부재의 양 측에는 각각 공기구멍으로 공기를 분사하는 제 1 공기분사부가 구비되는 것을 특징으로 하는 전기 방사용 분사 노즐.
5. 삭제
6. 방사액과 공기를 공급받아 방사액을 분사하는 분사구멍이 몸체의 길이 방향으로 간격을 두고 다수 구비되고, 전압이 인가되어 분사구멍으로 방사가 이루어지되, 다수 구비되어 종방향으로 연결되는 분사 노즐부재와;

   상기 분사 노즐부재를 가로로 결합할 수 있는 다수의 제 2 노즐결합구멍이 종방향으로 일렬로 구비된 제 2 외곽틀부재를 사용하는 것을 특징으로 하는 전기 방사용 분사 노즐.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 분사 노즐부재의 양 측에는 각각 공기구멍으로 공기를 분사하는 제 1 공기분사부가 구비되는 것을 특징으로 하는 전기 방사용 분사 노즐.
8. 청구항 6에 있어서,

   상기 분사 노즐부재의 사이에는 각각 공기구멍으로 공기를 분사하는 제 2 공기분사부가 구비되는 것을 특징으로 하는 전기 방사용 분사 노즐.
9. 방사액과 공기를 공급받아 방사액을 분사하는 분사구멍이 몸체의 길이 방향으로 간격을 두고 다수 구비되고, 전압이 인가되어 분사구멍으로 방사가 이루어지되, 다수 구비되어 종, 횡방향으로 연결되는 다수의 분사 노즐부재와;

   상기 분사 노즐부재를 횡방향, 종방향으로 복수 열을 가지도록 연결하는 복렬 연결수단을 포함한 것을 특징으로 하는 전기 방사용 분사 노즐.
10. 청구항 9에 있어서,

    상기 복렬 연결수단은 분사 노즐부재를 횡렬로 간격을 두고 다수 연결하되, 각 분사 노즐부재 사이에서 방사된 나노 웹이 겹쳐지지 않고 섬유 포집벨트 상에 포집될 수 있는 간격을 가지도록 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 방사용 분사 노즐.
11. 청구항 9에 있어서,

    상기 복렬 연결수단은 상기 분사 노즐부재를 가로로 결합할 수 있는 다수의 제 3 노즐결합구멍이 종렬 및 횡렬로 복수 열을 가지도록 구비된 제 3 외곽틀부재를 사용하는 것을 특징으로 하는 전기 방사용 분사 노즐.
12. 청구항 9에 있어서,

    상기 다수의 분사 노즐부재의 연결로 이루어진 분사 노즐의 양 측에는 공기구멍으로 공기를 분사하는 제 1 공기분사부가 구비되는 것을 특징으로 하는 전기 방사용 노즐.
13. 청구항 9에 있어서,

    상기 분사 노즐부재의 각 횡렬 사이에는 공기구멍으로 공기가 분사되는 제 2 공기분사부가 구비되는 것을 특징으로 하는 전기 방사용 노즐.

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